(57)【要約】【課題】  転舵制御終了時において転舵部に蓄積された残留反力に伴う操向輪の急変動を抑制することができる車両用操舵制御装置を提供する。【解決手段】  転舵制御の終了時、転舵モータ７に回生電流を発生させる回生制御を実施する回生制御手段１４を設け、回生制御手段１４は、操向輪またはステアリングラック１３に蓄積された残留反力が解消されたと判定されるまでの間、回生制御を継続する。【選択図】      図２
2007297009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作する操作部と、
操向輪を転舵する転舵部と、
この転舵部に転舵トルクを付与する転舵モータと、
前記操作部の操作状態に応じた前記転舵部の転舵状態となるように前記転舵モータを駆動制御する転舵制御を実施する転舵制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記転舵制御の終了時、前記操向輪または前記転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、前記転舵モータに回生電流を発生させる回生制御を実施する回生制御手段を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記回生制御手段は、前記回生電流が所定値以下となった場合、前記残留反力が解消されたと判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用操舵制御装置において、
前記回生制御手段は、前記操向輪の転舵角変化量が所定量以下となった場合、前記残留反力が解消されたと判定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記操作部と前記転舵部とを機械的に分離させ、
前記操作部に操舵反力を付与する操舵反力モータと、
前記操作部に対し前記転舵部の転舵状態に応じた反力を付与するように前記操舵反力モータを駆動制御する操舵反力制御手段と、
前記回生制御時、前記転舵制御時における前記操作部と前記転舵部との相対位置関係を維持させる相対回転維持手段と、
を設けたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用操舵制御装置において、
前記操作部と前記転舵部とを機械的に連結するバックアップ手段を設け、
前記相対回転維持手段は、前記バックアップ手段を締結させることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用操舵制御装置において、
前記相対回転維持手段は、前記転舵部の位置に応じた前記操作部の位置となるように前記操舵反力モータを制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記回生制御手段は、前記回生制御中に車両の駆動源が始動された場合には、前記回生制御を解除し、
前記転舵制御手段は、前記回生制御の解除後、前記転舵制御を開始することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項８】
請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記転舵制御システムの状態を診断するシステム診断手段を設け、
前記転舵制御手段および操舵反力制御手段は、前記転舵制御システムの状態が正常であると診断された後、前記相対回転維持手段が解除された場合、制御を開始することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項９】
運転者が操作する操作部の操作状態に基づいて、操向輪を転舵する転舵部を駆動制御する転舵制御を実施する車両用操舵制御装置において、
前記転舵制御の終了時、前記転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、前記転舵モータに回生電流を発生させる回生制御を実施することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部の操作状態に応じた前記転舵部の転舵状態となるように前記転舵モータを駆動制御する車両用操舵制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
転舵モータを備えた操舵系では、例えば車庫入れ時等において据え切り状態で車両を停止させた場合、タイヤの変形（収縮やねじれ）等により操舵系に反力が残留した状態で転舵モータが停止するため、この残留反力が解放されることにより、操向輪が急変動し、車両に揺れが生じて運転者に不快感を与えることがある。
【０００３】
そこで、従来の車両用操舵制御装置では、据え切り時には目標転舵角度に捩れ分を加算した制御を実行した後、目標転舵角度に戻す転舵制御を行うことで、転舵制御終了時における操向輪の急変動を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−４２７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、目標転舵角度に捩れ分を加算後、目標転舵角度に戻す前に運転者がイグニッションスイッチをOFFしてシステムが停止した場合には、残留反力が解消されず、SBWシステムの停止と同時に操向輪が急変動するという問題があった。一方、転舵制御終了後、物理的な手段を用いて操向輪の急変動を抑制する場合、操向輪が転舵しづらくなり、整備工場での作業等に支障を来す場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、整備工場での作業等に支障を来すことなく、転舵制御終了時に転舵部に蓄積された残留反力に伴う操向輪の急変動を抑制することができる車両用操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明では、
運転者が操作する操作部と、
操向輪を転舵する転舵部と、
この転舵部に転舵トルクを付与する転舵モータと、
前記操作部の操作状態に応じた前記転舵部の転舵状態となるように前記転舵モータを駆動制御する転舵制御を実施する転舵制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記転舵制御の終了時、前記操向輪または前記転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、前記転舵モータに回生電流を発生させる回生制御を実施する回生制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にあっては、転舵制御の終了時、転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、転舵モータに回生電流を発生させる回生制御が実施される。すなわち、操向輪の転舵に伴う転舵モータの回転に対し電力回生ブレーキを作用させ、残留反力を緩やかに解放することで操向輪の急変動を抑制しようとするものである。そして、この回生制御は、残留反力の解消と同時に解除され、操向輪は左右に動きやすいフリーな状態に戻る。
この結果、整備工場での作業等に支障を来すことなく、転舵制御終了時における操向輪または転舵部に蓄積された残留反力に伴う操向輪の急変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
［全体構成］
図１は、実施例１の車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤ（SBW）システムの構成図である。実施例１のSBWシステムは、操舵ハンドル（操作部）１と、トルクセンサ２と、操舵反力モータ３と、ハンドル角度センサ４と、バックアップクラッチ（バックアップ手段）５と、バックアップケーブル６と、転舵モータ７と、転舵角度センサ８と、操舵反力ECU（操舵反力制御手段）９と、転舵ECU（転舵制御手段）１０と、右前輪１１ａおよび左前輪１１ｂ（以下、操向輪１１）と、車速センサ１２と、ステアリングラック１３と、を備えている。
【００１０】
実施例１のSBWシステムは、操舵ハンドル１とステアリングラック１３との間に機械的な繋がりがない構成となっている。ただし、機械的なバックアップ機構として、バックアップクラッチ５を備えており、バックアップクラッチ５を締結することにより、操舵ハンドル１とステアリングラック１３との間を機械的に連結することが可能である。つまり、SBWシステムに何らかの異常が発生した場合、バックアップクラッチ５を連結することで、マニュアル操舵が可能となる。
【００１１】
操舵反力ECU９は、各センサ信号に基づく操舵ハンドル目標角度となるように、操舵反力モータ３を駆動制御する操舵反力制御を実施する。転舵ECU１０は、操舵ハンドル１の操舵状態に応じた操向輪１１の転舵状態となるように、転舵モータ７を駆動制御する転舵制御を実施する。操舵反力制御と転舵制御により、SBW制御が構成される。
【００１２】
転舵ECU１０は、SBW制御の終了時、操向輪１１やステアリングラック１３等の転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、転舵モータ７に回生電流を発生させる回生制御を実施する。同時に、転舵ECU１０は、回生制御が継続している間、バックアップクラッチ５を締結して操舵ハンドル１とステアリングラック１３とを機械的に連結し、SBW制御時における操舵ハンドル１と操向輪１１との相対位置関係を維持する相対回転維持制御を実施する。
【００１３】
［転舵ECUの回路構成］
図２は、実施例１の転舵ECU１０の回路構成図であり、転舵ECU１０は、CPU２１とモータ駆動回路２２とを備えている。
CPU２１は、各センサ信号に基づき、SBW制御や回生制御（相対回転維持制御を含む。）に必要な各種の演算、信号出力等を行う。
【００１４】
モータ駆動回路２２は、CPU２１からの指令信号に応じて、転舵モータ７とバックアップクラッチ５とをそれぞれ制御するもので、電源リレー２３と、コンデンサ２４と、トランジスタ２５と、ダイオード２６と、電流センサ２７と、モータリレー２８と、バックアップクラッチ駆動回路２９と、を備えている。
【００１５】
電源リレー２３およびモータリレー２８は、SBWシステムが終了または故障した場合にCPU２１に過電流などの不必要な電流が流れたり、マニュアル操舵を阻害したりするような、転舵モータ７の回生電流によるブレーキ力を発生させないために備えられたものであり、SBWシステムの故障または終了時は、リレー２３，２８は共にOFFして開放させている。また、回生制御時、これらリレー２３，２８は、回生制御を終了させる手段の１つとして使用する。
【００１６】
コンデンサ２４は、後述する回生制御手段１４による回生制御中、転舵モータ７に交流電流を流すためのもので、SBWシステムにおいては、アルミ電解の比較的大容量のコンデンサが用いられている。
トランジスタ２５は、SBW制御時は転舵モータ７を駆動するスイッチング素子として使用され、回生制御中はOFF状態となる。
【００１７】
ダイオード２６は、回生制御中に流れる回生電流を整流する。
電流センサ２７は、SBW制御中は転舵モータ７の電流、あるいはトルクを制御するために使用され、回生制御中は転舵モータ７の回生電流値の計測に使用される。また、トランジスタ２５の故障等を診断する場合にも使用することができる。
電源リレー２３、コンデンサ２４、トランジスタ２５、ダイオード２６、電流センサ２７、モータリレー２８により、実施例１の回生制御手段１４が構成される。
【００１８】
バックアップクラッチ駆動回路２９は、CPU２１からの指令信号に応じて、バックアップクラッチ５を締結側または解放側に駆動する。
なお、転舵ECU１０の回路構成は、従来のSBWシステムで用いられる一般的な３相同期モータの駆動回路であり、回生制御手段１４のために特別な部品はない。
【００１９】
［回生制御および相対回転維持制御処理］
図３は、実施例１の転舵ECU１０で実行される回生制御および相対回転維持制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００２０】
ステップS1では、イグニッションスイッチがOFFであるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS9へ移行する。
【００２１】
ステップS2では、車速センサ１２からの信号に基づき、車速が0Km/hであるか否かを判定する。YESの場合にはステップS3へ移行し、NOの場合にはステップS9へ移行する。
【００２２】
ステップS3では、操舵ハンドル１と操向輪１１との相対回転を維持するため、バックアップクラッチ駆動回路２９をクラッチ締結側に駆動してバックアップクラッチ５を締結し、ステップS4へ移行する（相対回転維持手段）。
【００２３】
ステップS4では、操向輪１１を操舵ハンドル１の操舵に応じて角度制御する転舵制御（SBW制御）を停止し、回生制御手段１４による回生制御を機能させ、ステップS5へ移行する。ここで、回生制御を機能させるためには、転舵制御で行っていた転舵モータ７を駆動するためのトランジスタ２５を全てOFFとし、転舵モータ７の３相線、電源線に設けてある電源リレー２３およびモータリレー２８をONしたままとする。
【００２４】
ステップS5では、電流センサ２７の信号から得られる回生制御中の回生電流が所定値Ia（≒０）であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合には本制御処理を終了する。
【００２５】
ステップS6では、転舵角度センサ８の信号から得られる回生制御中の転舵モータ７の回転角度変化量が所定量ΔNa（≒０）であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合には本制御処理を終了する。
ステップS5とステップS6とにより、転舵部に蓄積された残留反力が解消されたか否か判定される。
なお、ステップS5とステップS6の代わりに、転舵部に蓄積された残留反力が解消される時間をあらかじめ設定し、転舵制御を停止してからの経過時間が設定した時間を超えたら残留反力が解消されたと判定するようにしてもよい。
【００２６】
ステップS7では、回生制御手段１４による回生制御を解除し、ステップS8へ移行する。ここで、回生制御の解除は、電源リレー２３およびモータリレー２８をOFFすることにより行われる。
【００２７】
ステップS8では、ECU２１の電源をOFFし、本制御処理を終了する。
【００２８】
ステップS9では、回生制御が実施中であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはステップS15へ移行する。
【００２９】
ステップS10では、SBWシステムが正常に動作しているか否かを診断するSBW診断を行い、ステップS11へ移行する（システム診断手段）。この診断は、SBWシステム終了条件が成立して回生制御、相対回転維持制御に不要な機能、例えばトルクセンサ２等の診断を終了していた場合に再度診断を再開するものであり、数10ms程度の非常に短時間で済ませることができる。
【００３０】
ステップS11では、SBW診断結果（正常／異常）が確定したか否かを判定する。YESの場合にはステップS12へ移行し、NOの場合には本制御処理を終了する。
【００３１】
ステップS12では、回生制御を解除してSBWシステムをフェールセーフ状態とし、ステップS13へ移行する。
【００３２】
ステップS13では、SBWシステムが正常であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS14へ移行し、NOの場合には本制御を終了する。
【００３３】
ステップS14では、バックアップクラッチ５の解放により相対回転維持制御を解除し、ステップS15へ移行する。
【００３４】
ステップS15では、SBW制御を開始し、本制御を終了する。
【００３５】
次に、作用を説明する。
［残留反力に伴う操向輪の急変動］
従来、操向輪の転舵側の制御に角位置制御を採用したステアバイワイヤ（SBW）システムにおいて、システム終了条件（例えば、イグニッションスイッチOFFかつ車速ゼロ）が成立した場合には、ECU電源およびモータ駆動電力を停止している。
【００３６】
そのため、据え切り等で操向輪が捩れた状態でシステムが終了するような場合は、その位置を保持するために角位置制御で流していた電流がモータ駆動電力停止と同時に流れなくなり、路面と操向輪の捩れによって蓄積された残留反力が解放されることで、操向輪が急変動することがあった。特に変動力が大きい場合には、車体に揺れが生じて運転者に不快感を与えていた。
【００３７】
また、図４に示すようなメカニカルなバックアップ手段（バックアップクラッチ）を持つSBWシステムにおいては、システム終了に伴い電源供給が停止した直後に安全を考慮してバックアップ手段が締結するような構成となっているため、図５に示すように、SBWシステム終了に伴うモータ電流停止時（時点t0）、操向輪の急変動のみならず、操舵ハンドルの急変動も引き起こしていた。
【００３８】
このようなシステムOFF時の操向輪の急変動に伴う車体の揺動、操舵ハンドルの急変動は、運転者にとって不快であり、商品上好ましくない。そこで、特開２００４−４２７６９号公報に記載の舵角制御装置では、据え切り状態からEPS（電動パワーステアリング）制御への切り替え時に残留反力で操向輪が転舵されないようにすることを目的とし、据え切り時には目標転舵角度を捩れ分加算した制御を実行した後、真の目標転舵角度に戻す制御を行っている。
【００３９】
ところが、この従来技術では、目標転舵角度に捩れ分を加算後、目標転舵角度に戻す前に運転者のイグニッションスイッチOFFによりシステムが停止した場合には、残留反力が解消されず、SBWシステムの停止と同時に操向輪が急変動するという問題があった。一方、転舵制御終了後、物理的な手段を用いて操向輪の急変動を抑制する場合、操向輪が転舵しづらくなり、整備工場での作業等に支障を来す場合がある。
【００４０】
［操向輪変動抑制作用］
これに対し、実施例１では、SBWシステムの終了条件（例えば、イグニッションスイッチOFFかつ車速ゼロ）が成立し、SBW制御を終了させる場合、転舵モータ７に回生電流が流れるように転舵モータ７を駆動制御する回生制御手段１４を設け、操向輪１１の急変動を抑制している。
【００４１】
図６は、据え切り後にエンジンを停止させた場合の実施例１の操向輪変動抑制作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、車両停止後、イグニッションスイッチがOFFされたため、図３のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、バックアップクラッチ５が解放から締結へと切り替えられる。
【００４２】
続いて、時点t2では、ステップS4へと移行してSBW制御から回生制御に切り替えられ、回生電流値が所定値Ia以下、かつ転舵モータ７の回転角度変化量が所定量ΔNa以下となるまでの間、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5またはステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返される。
【００４３】
このとき、残留反力によって転舵モータ７が回転させられようとするが、実施例１では、回生制御手段１４により転舵モータ７に回生電流が流れ（図７）、これによるブレーキ力が転舵モータ７に発生し、操向輪１１の急変動を抑制することができる。このとき、ブレーキ力は回生発電によるブレーキ力であるため、操向輪１１の急変動を抑制するために車両のバッテリを不必要に使うことがなく、電力消費を抑えることができる。
【００４４】
そして、実施例１では、回生制御手段１４を、SBWシステムのモータ駆動用ブリッジ回路（Hブリッジ、３相ブリッジ）のトランジスタ２５に一般的に設けられているダイオード２６とモータ駆動回路の電源とグランド間に交流電流を流す目的で実装されているコンデンサ２４との構成で実現している。このため、追加部品によるコストアップを招くことなく簡単に実現することができる。
【００４５】
［残留反力解消時の回生制御解除作用］
図６のタイムチャートにおいて、時点t3では、転舵モータ７の回生電流値（モータ電流）が所定値Ia以下、かつ回転角速度変化量が所定量ΔNa以下となるため、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7へと進み、ステップS7では、電源リレー２３およびモータリレー２８をOFFし、回生制御が解除される。
【００４６】
SBWシステムにおいては、システム停止時、例えば、整備工場での作業等を考えて操向輪は左右に動きやすいフリーな状態である方が望ましく、回生制御手段１４によるブレーキ力は残留反力が存在している間だけ機能させるのが望ましい。そのため、残留反力が解放されたか否かを検出する必要がある。実施例１では、残留反力が転舵モータ７に加わっている間は回生電流が流れるため、この回生電流が流れているか否かにより残留反力が解放されたか否かを判断でき、適切な回生制御の解除時期を知ることができる。さらに、電流を検出する電流センサ２７は、通常のSBWシステムのモータ駆動回路に設けられているものであり、残留反力を検出する特別なセンサは不要である。
【００４７】
また、残留反力により操向輪１１が変動した場合、転舵モータ７は回転するので、回生電流と同様に転舵モータ７の回転角度変化量からの残留反力が解放されたか否かを検出することができ、適切な回生制御の解除時期を知ることができる。
【００４８】
［相対回転維持作用］
実施例１では、システム終了条件が成立し、回生制御を機能させる場合、操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１との相対回転の関係を維持する。すなわち、ステップS3では、バックアップクラッチ５を締結する相対回転維持制御が実施される。
【００４９】
回生制御は、残留反力を緩やかに解放することで操向輪１１の急変動を抑制することが目的であるため、転舵部に残留反力がある場合、操向輪１１は残留反力に応じて変動する。その場合、操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１との相対回転の関係が制御停止直前（SBW制御時）の状態から外れた場合、制御中に記憶していたステアリングギア比と変わってしまう。したがって、次にSBWシステムを起動する際、ニュートラルズレ補正等の処理を強いられる。そこで、実施例１では、回生制御が機能しているときに相対回転を維持することで、残留反力による操向輪１１の急変動に伴い、操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１との相対回転の関係を維持し、ニュートラルズレの発生を抑制することができる。
【００５０】
そして、相対回転維持に用いるバックアップクラッチ５は、SBWシステムが失陥したときのマニュアル操舵を可能とするためにも必要な機構であり、回生制御中に操向輪１１と操舵ハンドル１との相対回転を維持する以外でも機能する手段である。また、バックアップクラッチ５は、通常、機械的な締結、解放を電磁力により行う構成であり、フェールセーフの設計思想からバックアップクラッチ５の締結は、バックアップクラッチ５への通電を断つだけでよく、処理が簡単である（図２参照）。
【００５１】
また、バックアップクラッチ５は、マニュアル操舵時の入力トルクに対して操舵ハンドル１と操向輪１１との相対回転を維持可能な締結力を有しているため、回生制御が機能している最中の操向輪１１の変位に対しても、操舵ハンドル１と操向輪１１との相対回転を確実に維持することができる。
【００５２】
［システム診断に応じたSBW制御復帰作用］
図８は、据え切り後にイグニッションスイッチをOFFした直後、イグニッションスイッチをONした場合の実施例１のSBW制御復帰作用を示すタイムチャートである。
時点t4,t5は、図６の時点t1,t2と同様の処理が行われるため、説明を省略する。
【００５３】
時点t6では、回生制御中にイグニッションスイッチがONされたため、図３のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS9→ステップS10へと進み、ステップS10では、SBWシステムが正常に動作しているか否かを診断するSBW診断が開始され、SBW診断結果が確定するまでの間、ステップS1→ステップS9→ステップS10→ステップS11へと進む流れが繰り返される。
【００５４】
実施例１では、回生制御中にエンジン（車両の駆動源）が始動された場合（イグニッションスイッチON）、SBWシステムの正常／異常の診断が終了するまでは回生制御を継続する。すなわち、ステップS1→ステップS9→ステップS11へと進み、ステップS11でSBW診断結果が確定した場合にのみ、ステップS12へと進んで回生制御を解除する。
【００５５】
イグニッションスイッチONは、運転者が運転を再開したい意志を示している。そこで、SBW制御を開始するが、実施例１では、一旦SBW制御を停止し、回生制御および相対回転維持制御に切り替えているため、SBW制御でのみ使用する部位（例えば、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ等）の診断を停止している可能性がある。
【００５６】
この場合、SBW制御を開始したい要求に対してSBW制御を開始しても安全であるか否かの初期診断を行う必要がある。この初期診断をしている間はSBW制御を実行していないので転舵モータ角度の指令値もなく、電流指令値もない。そのため、初期診断中に回生制御を停止してしまうと残留反力による転舵モータ７の急変動が発生する。
【００５７】
そこで、実施例１では、初期診断中は回生制御を継続する。これにより初期診断中の残留反力による操向輪１１の急変動を抑制することができる。そして、診断結果に応じて正常であれば回生制御を解除してSBW制御を開始すればよい。その場合、たとえ残留反力が残っていてもSBW制御により操向輪１１の角度変動を抑制できるし、正常でなくても例えばバックアップクラッチ５を持つSBWシステムにおいては、そのまま回生制御を継続し、残留反力が解放された後に回生制御を解除することで、マニュアル操舵に移行することができる。
【００５８】
なお、初期診断にかかる時間は高々数10〜100msであり、例えばエンジンが始動するまでの時間と比較しても十分短い。したがって、その間は回生制御を継続することで、バックアップクラッチ５を持つSBWシステムにおいて、マニュアル操舵へ移行するタイミングが遅れた場合であっても、安全上問題はない。
【００５９】
時点t7では、SBWシステムが正常であると確定したため、ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15へと進み、バックアップクラッチ５を解放して相対回転維持制御を解除後、SBW制御に切り替える。SBWシステムが正常と判断された場合には、SBW制御を開始することで、残留反力が残っている場合であってもSBW制御による操向輪１１の角度位置制御が行われるため、残留反力による操向輪１１の急変動を抑制することができる。
エンジンが始動されていればバッテリに対する充電もされるので、SBW制御による操向輪１１の角度制御を行って電力を消費しても特に問題はない。
【００６０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００６１】
(1) 運転者が操作する操舵ハンドル１と、操向輪１１を転舵するステアリングラック１３と、このステアリングラック１３に転舵トルクを付与する転舵モータ７と、操舵ハンドル１の操作状態に応じたステアリングラック１３の転舵状態となるように転舵モータ７を駆動制御する転舵制御（SBW制御）を実施する転舵ECU１０と、を備えた車両用操舵制御装置において、転舵制御の終了時、転舵モータ７に回生電流を発生させる回生制御を実施する回生制御手段１４を設け、回生制御手段１４は、転舵部に蓄積された残留反力が解消されるまでの間、回生制御を継続する。これにより、整備工場での作業等に支障を来すことなく、転舵制御終了時において転舵部に蓄積された残留反力に伴う操向輪の急変動を抑制することができる。
【００６２】
(2) 回生制御手段１４は、回生電流が所定値Ia以下となった場合、残留反力が解消されたと判定するため、適切な回生制御の解除時期を判定できると共に、部品追加を要することなく、通常の転舵制御で用いられる電流センサを用いて残留反力の有無を判定することができる。
【００６３】
(3) 回生制御手段１４は、転舵モータ７の回転角度変化量が所定量ΔNa以下となった場合、残留反力が解消されたと判定するため、適切な回生制御の解除時期を判定できると共に、部品追加を要することなく、通常の転舵制御で用いられる電流センサを用いて残留反力の有無を判定することができる。
【００６４】
(4) 操舵ハンドル１とステアリングラック１３とを機械的に分離させ、操舵ハンドル１に操舵反力を付与する操舵反力モータ３と、操舵ハンドル１に対しステアリングラック１３の転舵状態に応じた反力を付与するように操舵反力モータ３を駆動制御する操舵反力ECU９と、回生制御時、転舵制御時における操舵ハンドル１とステアリングラック１３との相対位置関係を維持する相対回転維持制御を実施する相対回転維持手段（ステップS3）と、を設けた。これにより、操舵ハンドル１とステアリングラック１３とが機械的に切り離されたSBWシステムにおいて、操向輪１１の変動に伴うニュートラルズレの発生を抑制することができる。
【００６５】
(5) 操舵ハンドル１とステアリングラック１３とを機械的に連結するバックアップクラッチ５を設け、相対回転維持手段（ステップS3）は、バックアップクラッチ５を締結させる。これにより、一般的なSBWシステムにおいてフェールセーフ時のマニュアル操舵を実現するために車載されているバックアップクラッチ５を用いることで、コストアップを伴うことなくニュートラルズレの発生を抑制する相対回転維持手段を構成することができる。
【００６６】
(6) 回生制御手段１４は、回生制御中にイグニッションスイッチがONされた場合には、回生制御を解除し、転舵ECU１０は、回生制御の解除後、転舵制御を開始する。これにより、車両発進時における操向輪１１の制御遅れを抑制しつつ、残留反力を転舵制御により抑制することができる。
【００６７】
(7) 転舵制御システムの状態を診断するシステム診断手段（ステップS10）を設け、転舵ECU１０および操舵反力ECU９は、ステアバイワイヤシステムの状態が正常であると診断された後、相対回転制御手段（ステップS14）が解除された場合、SBW制御を開始する。これにより、回生制御からSBW制御へと安全に移行することができる。
【実施例２】
【００６８】
実施例２は、操舵ハンドル１とステアリングラック１３とを機械的に連結するバックアップ手段を持たないSBWシステムの例である。
【００６９】
［全体構成］
図９は、実施例２の車両用操舵制御装置を適用したSBWシステムの構成図であり、全体構成については、図１に示した実施例１の構成からバックアップクラッチ５とバックアップケーブル６を省いた構成であるため、説明を省略する。
【００７０】
［相対回転維持手段の制御構成］
図１０は、実施例２の相対回転維持手段を示す制御ブロック図であり、相対回転維持手段は、操舵反力ECU９により実行されるソフトウェアとして設定され、目標角度算出処理部４１と、比較器４２と、PI（積分比例）制御器４３と、操舵反力モータ駆動回路４４と、を備えている。
【００７１】
目標角度算出処理部４１は、転舵角度センサ８からの操向輪１１の転舵角度と、現在のステアリングギア比とを入力し、操舵ハンドル１と操向輪１１との相対関係を維持するための操舵ハンドル目標角度を出力する。
比較器４２は、操舵ハンドル目標角度と、ハンドル角度センサ４からの操舵ハンドル角度とを入力し、差分を出力する。
【００７２】
PI（比例積分）制御器４３は、操舵ハンドル目標角度と操舵ハンドル角度との差分を入力し、PI制御に基づく操舵反力モータ３の電流指令値を出力する。
操舵反力モータ駆動回路４４は、電流指令値を入力し、操舵反力モータ３に供給する制御電流を出力する。
【００７３】
［回生制御および相対回転維持制御処理］
図１１は、実施例２の転舵ECU１０および操舵反力ECU９の相対回転維持手段で実行される回生制御および相対回転維持制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図に示した実施例１と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００７４】
ステップS21では、相対回転維持制御として通常の操舵反力制御から操向輪１１の角度位置に応じた操舵ハンドル１の角度位置となるように操舵反力モータ３の制御を変更し、ステップS4へと移行する（相対回転維持手段）。ここでは、図１０に示したように、操向輪１１の転舵角度をステアリングギア比で割ることで、SBW制御中の操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１の操舵ハンドル目標角度とを算出する。そして、現在のハンドル角度と操舵ハンドル目標角度との差分に応じた操舵反力モータ３の電流指令値を算出し、操舵反力モータ駆動回路により操舵反力モータ３に電流を流す。この電流は現在のハンドル角度と操舵ハンドル目標角度との差分が少なくなる方向へと流れる。
【００７５】
ステップS22では、操舵反力モータ３の端子をショートさせると共に、操舵ハンドル１をメカニカルな回転抑止機構（不図示）を用いて固定することにより、SBWシステム停止中の操舵ハンドル１と操向輪１１との回転角度の関係がずれるのを抑制し、ステップS9へ移行する。
【００７６】
次に、作用を説明する。
実施例２では、図１２のタイムチャートに示すように、システム終了条件が成立し、SBW制御を終了させる場合、転舵モータ７に回生電流が流れるように転舵モータ７を駆動制御するため、実施例１と同様、転舵モータ７の電力回生ブレーキにより操向輪１１を緩やかに解放し、操向輪１１の急変動を抑制することができる。
【００７７】
また、実施例２では、回生制御中にイグニッションスイッチがONされた場合、SBWシステムが正常と診断されるまでの間、回生制御を継続し、回生制御解除後、SBW制御を開始するため、実施例１と同様、車両発進時における操向輪１１の制御遅れを抑制しつつ、残留反力を転舵制御により抑制することができる（図１３）。
【００７８】
［相対回転維持作用］
実施例２では、相対回転維持手段は、操向輪１１の転舵角度に応じた操舵ハンドル１のハンドル角度となるように操舵反力モータ３を制御する。
【００７９】
SBWにおいては、通常走行中は操舵ハンドル１のハンドル角度に応じた操向輪１１の転舵角度となるように操向輪１１の角度位置を制御している。これにより操舵ハンドル１と操向輪１１との相対回転を維持している。また、操舵反力は機械的な連結がされている通常の車両相当の操舵反力が出るように制御しており、操向輪１１の転舵角度に応じた操舵ハンドル１のハンドル角度となるよう操舵ハンドル１のハンドル角度を制御していない。
【００８０】
そのため、操向輪１１側の転舵角度制御を停止して回生制御を機能させたときには、通常の反力制御では操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１との相対回転の関係を維持することができない。そこで、実施例２では、操舵反力モータ３を操向輪１１の転舵角度に応じた操舵ハンドル１のハンドル角度になるよう制御させることで、操向輪１１の転舵角度と操舵ハンドル１のハンドル角度との相対回転の関係を維持することができる。
【００８１】
これにより、回生制御中に操向輪１１が変動した場合であっても、ニュートラルズレの発生を抑制することができる。
また、実施例２では、操舵反力モータ３により操舵ハンドル１のハンドル角度を操向輪１１側に合わせるため、路面反力に抗して操向輪１１を制御する場合と比較して、より少ない電力で相対回転維持を実現することができる。
【００８２】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4),(6),(7)に加え、以下に列挙する効果が得られる。
【００８３】
(8) 相対回転維持手段（ステップS21）は、操向輪１１の転舵角度に応じた操舵ハンドル１のハンドル角度となるように操舵反力モータ３を制御するため、バックアップ手段を持たないSBWシステムにおいて、ニュートラルズレの発生を抑制することができる。
【００８４】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００８５】
例えば、実施例１，２では、操作部と転舵部とが機械的に切り離されたステアバイワイヤシステムについて説明したが、転舵部に転舵トルクを付与する転舵モータを備えた車両であれば本発明を適用することができる。
また、モータ、ECU等を２重以上の冗長構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１の車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステムの構成図である。
【図２】実施例１の転舵ECU１０の回路構成図である。
【図３】図３は、実施例１の転舵ECU１０で実行される回生制御および相対回転維持制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】従来のバックアップ手段を備えたステアバイワイヤシステムの構成図である。
【図５】残留反力に伴う操向輪の急変動を示すタイムチャートである。
【図６】据え切り後にエンジンを停止させた場合の実施例１の操向輪変動抑制作用を示すタイムチャートである。
【図７】実施例１の回生制御手段１４における回生電流の流れを示す図である。
【図８】据え切り後にエンジンを停止させた直後、エンジンを再始動させた場合の実施例１のSBW制御復帰作用を示すタイムチャートである。
【図９】実施例２の車両用操舵制御装置を適用したSBWシステムの構成図である。
【図１０】実施例２の相対回転維持手段を示す制御ブロック図である。
【図１１】実施例２の転舵ECU１０および操舵反力ECU９の相対回転維持手段で実行される回生制御および相対回転維持制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】据え切り後にエンジンを停止させた場合の実施例２の操向輪変動抑制作用を示すタイムチャートである。
【図１３】据え切り後にエンジンを停止させた直後、エンジンを再始動させた場合の実施例２のSBW制御復帰作用を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１  操舵ハンドル
２  トルクセンサ
３  操舵反力モータ
４  ハンドル角度センサ
５  バックアップクラッチ
６  バックアップケーブル
７  転舵モータ
８  転舵角度センサ
９  操舵反力ECU
１０  転舵ECU
１１  操向輪
１２  車速センサ
１３  ステアリングラック
１４  回生制御手段
２１  CPU
２２  モータ駆動回路
２３  電源リレー
２４  コンデンサ
２５  トランジスタ
２６  ダイオード
２７  電流センサ
２８  モータリレー
２９  バックアップクラッチ駆動回路
４１  目標角度算出処理部
４２  比較器
４３  PI制御器
４４  操舵反力モータ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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