(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵部材を操作する運転者が受ける操舵感覚を調整する指標値を記憶する記憶部と、
補正トルクを前記記憶部に記憶された前記指標値を用いて設定する補正トルク設定部と、前記操舵部材の操舵トルクを前記補正トルクにて補正した補正後トルクを算出するトルク算出部と、前記補正後トルクと車速とを用いて、前記操舵部材の操作に対する補助力を出力する補助モータ又は前記操舵部材の操作に対する反力を出力する反力モータの目標電流の基本となる基本電流を設定する基本部と、前記基本電流を補正する補正値を設定する補正部と、を有し、前記基本電流と前記補正値とを用いて前記目標電流を設定する制御値設定部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記指標値は、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感の少なくともいずれかを調整可能である
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御値設定部の前記補正トルク設定部は、操舵に関連する値、転舵に関連する値、ブレーキに関連する値、サスペンションに関連する値、ＧＰＳからの出力値、及び、レーダからの出力値の少なくともいずれかとの相関関係を用いて、前記補正トルクを設定する
請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
運転者により変更された前記指標値を取得し、前記記憶部に記憶された前記指標値を、変更された前記指標値に書き換える
請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記指標値を用いて、前記補正値を設定する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記トルク算出部は、トルクセンサにて検出され、フィルタリング処理が施された前記操舵トルクを用いて前記補正後トルクを算出する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
操舵部材の操作に対する補助力を出力する補助モータ又は前記操舵部材の操作に対する反力を出力する反力モータと、
前記補助モータ又は前記反力モータの目標電流を設定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備えるステアリング装置。
【請求項８】
運転者が操作することにより前記指標値を変更可能な操作部
を備える請求項７に記載のステアリング装置。
【請求項９】
前記操作部は、前記運転者が直接的に又は遠隔的に操作される
請求項８に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置は、以下のように構成されている。すなわち、ドライバの操舵力を軽減する補助操舵力を発生するモータと、このモータの制御値を決定する制御装置とを備え、この制御装置が、車両の状態量と制御値との相関関係を示すマップを、複数の制御モードごとに使い分けて制御値を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４２６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、制御モードとして、標準的な操舵特性に設定されたノーマルモードや、モータが発生する補助操舵力を小さくして重い操舵感が得られるように設定されたスポーツモード等が例示されている。そして、ドライバは、モード切替スイッチを操作することでノーマルモード及びスポーツモードの切替を行うことが可能である。
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ステアリングホイールの切り込みや切り戻し等の操舵時、保舵時、据え切り時等の操舵状況別における運転者が受ける操舵感覚を調整するには不十分であった。
本発明は、操舵状況別における運転者が受ける操舵感覚を調整することができる制御装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様は、車両の操舵部材を操作する運転者が受ける操舵感覚を調整する指標値を記憶する記憶部と、補正トルクを前記記憶部に記憶された前記指標値を用いて設定する補正トルク設定部と、前記操舵部材の操舵トルクを前記補正トルクにて補正した補正後トルクを算出するトルク算出部と、前記補正後トルクと車速とを用いて、前記操舵部材の操作に対する補助力を出力する補助モータ又は前記操舵部材の操作に対する反力を出力する反力モータの目標電流の基本となる基本電流を設定する基本部と、前記基本電流を補正する補正値を設定する補正部と、を有し、前記基本電流と前記補正値とを用いて前記目標電流を設定する制御値設定部と、を備える制御装置である。なお、操舵感覚には、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感等が含まれる。
ここで、前記指標値は、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感の少なくともいずれかを調整可能であっても良い。
また、前記制御値設定部の前記補正トルク設定部は、操舵に関連する値、転舵に関連する値、ブレーキに関連する値、サスペンションに関連する値、ＧＰＳからの出力値、及び、レーダからの出力値等の少なくともいずれかとの相関関係を用いて、前記補正トルクを設定しても良い。
また、運転者により変更された前記指標値を取得し、前記記憶部に記憶された前記指標値を、変更された前記指標値に書き換えても良い。
また、前記補正部は、前記指標値を用いて、前記補正値を設定しても良い。
また、前記トルク算出部は、トルクセンサにて検出され、フィルタリング処理が施された前記操舵トルクを用いて前記補正後トルクを算出しても良い。
本開示の他の態様は、操舵部材の操作に対する補助力を出力する補助モータ又は前記操舵部材の操作に対する反力を出力する反力モータと、前記補助モータ又は前記反力モータの目標電流を設定する、上記態様の制御装置にて制御される電動モータを備えるステアリング装置である。
ここで、運転者が操作することにより前記指標値を変更可能な操作部を備えていても良い。
また、前記操作部は、前記運転者が直接的に又は遠隔的に操作されても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、操舵状況別における運転者が受ける操舵感覚を調整することができる制御装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】目標設定部の概略構成の一例を示す図である。
【図４】基本電流を設定する際に用いる基本マップの一例を示す図である。
【図５】第１補正トルクを設定する際に用いる第１マップの一例を部分的に示す図である。
【図６】第２補正トルクを設定する際に用いる第２マップの一例を部分的に示す図である。
【図７】第３補正トルクを設定する際に用いる第３マップの一例を部分的に示す図である。
【図８】第４補正トルクを設定する際に用いる第４マップの一例を部分的に示す図である。
【図９】第５補正トルクを設定する際に用いる第５マップの一例を部分的に示す図である。
【図１０】第６補正トルクを設定する際に用いる第６マップの一例を部分的に示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る目標設定部の概略構成の一例を示す図である。
【図１２】操作部の概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の概略構成の一例を示す図である。
電動パワーステアリング装置１０（以下、単に「ステアリング装置１０」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。なお、図１は、自動車を前方から見た図である。
【０００９】
ステアリング装置１０は、自動車の進行方向を変えるために運転者が操作するステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１に一体的に設けられたステアリングシャフト１２とを備えている。また、ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１２と自在継手１３ａを介して連結された上部連結シャフト１３と、この上部連結シャフト１３と自在継手１３ｂを介して連結された下部連結シャフト１８とを備えている。下部連結シャフト１８は、ステアリングホイール１１の回転に連動して回転する。
【００１０】
また、ステアリング装置１０は、転動輪としての左右の前輪２それぞれに連結されたタイロッド１４と、タイロッド１４に連結されたラック軸１５とを備えている。また、ステアリング装置１０は、ラック軸１５に形成されたラック歯１５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１６ａが形成されたピニオンシャフト１６を備えている。
【００１１】
また、ステアリング装置１０は、ラック歯１５ａやピニオン１６ａを覆うギヤボックス１７を備えている。ピニオンシャフト１６は、ギヤボックス１７内にてトーションバー１９を介して下部連結シャフト１８と連結されている。そして、ギヤボックス１７の内部には、下部連結シャフト１８とピニオンシャフト１６との相対回転角度に基づいてステアリングホイール１１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルクセンサ３１が設けられている。言い換えれば、トルクセンサ３１は、トーションバー１９の捩れ量に基づいて、操舵トルクＴを検出する。
【００１２】
また、ステアリング装置１０は、ギヤボックス１７に支持された電動モータ２０と、電動モータ２０の駆動力を減速して下部連結シャフト１８に伝達する減速機構２１とを備えている。電動モータ２０は、電動モータ２０の回転角度θｍに連動した信号を出力するレゾルバ２０ａを有する３相ブラシレスモータであることを例示することができる。
また、ステアリング装置１０は、電動モータ２０の作動を制御する制御装置１００を備えている。制御装置１００については後で詳述する。
【００１３】
以上のように構成されたステアリング装置１０は、トルクセンサ３１が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ２０を駆動し、電動モータ２０の駆動力をピニオンシャフト１６に伝達する。これにより、電動モータ２０の駆動力が、ステアリングホイール１１に加える運転者の操舵をアシストする。つまり、電動モータ２０は、運転者のステアリングホイール１１の操舵に対してアシスト力を付与する。
【００１４】
（制御装置）
図２は、制御装置１００の概略構成の一例を示す図である。
制御装置１００は、ＣＰＵと、ＣＰＵにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭと、ＣＰＵの作業用メモリ等として用いられるＲＡＭと、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭとを備えている。
制御装置１００には、トルクセンサ３１からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、自動車１に搭載される各種の機器を制御するための信号を送る通信を行うＣＡＮ（Controller Area Network）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ３２からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、ＣＡＮを介して、自動車１の重心を通るヨー軸周りの角速度であるヨーレートＹを検出するヨーレートセンサ３３からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、ＣＡＮを介して、自動車１の横加速度Ｇを検出する横加速度センサ３４からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、レゾルバ２０ａからの出力信号が入力される。なお、制御装置１００には、ＣＡＮを介して、車速センサ３２からの出力信号の他に車速Ｖｃを把握可能な信号、ヨーレートセンサ３３からの出力信号の他にヨーレートＹを把握可能な信号、横加速度センサ３４からの出力信号の他に横加速度Ｇを把握可能な信号が入力されても良い。
【００１５】
そして、制御装置１００は、電動モータ２０に供給する目標電流Ｉｔを設定する目標設定部１０１と、目標設定部１０１が設定した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御等を行う制御部１０２とを備えている。また、制御装置１００は、レゾルバ２０ａからの出力信号を用いて、ステアリングホイール１１の回転角度である操舵角θｓを算出する操舵角算出部１０３を備えている。また、制御装置１００は、操舵角算出部１０３が算出した操舵角θｓの変化速度である操舵角速度ωを算出する操舵角速度算出部１０４を備えている。また、制御装置１００は、操舵感覚に関する指標値ｂを記憶する記憶部１０５を備えている。
目標設定部１０１、制御部１０２、操舵角算出部１０３、操舵角速度算出部１０４は、主に、ＣＰＵがＲＯＭ等の記憶領域に記憶されたソフトウェアを実行することにより実現されることを例示することができる。記憶部１０５は、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭにて実現されることを例示することができる。
【００１６】
制御部１０２は、電動モータ２０の作動を制御するモータ駆動制御部（不図示）と、電動モータ２０を駆動させるモータ駆動部（不図示）と、電動モータ２０に実際に流れる実電流を検出するモータ電流検出部（不図示）とを有している。
モータ駆動制御部は、目標設定部１０１が設定した目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部にて検出された実電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御部（不図示）を有している。また、モータ駆動制御部は、電動モータ２０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（不図示）を有している。
【００１７】
モータ駆動部は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタを備える。６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ２０の駆動を制御する。
モータ電流検出部は、モータ駆動部に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ２０に流れる実電流の値を検出する。
【００１８】
操舵角算出部１０３は、ステアリングホイール１１、減速機構２１等が機械的に連結されているためにステアリングホイール１１の回転角度である操舵角θｓと電動モータ２０の回転角度との間に相関関係があることに鑑み、操舵角θｓを算出する。
操舵角速度算出部１０４は、操舵角算出部１０３にて算出された操舵角θｓを微分することにより操舵角速度ωを算出する。
【００１９】
〔目標電流設定部〕
図３は、目標設定部１０１の概略構成の一例を示す図である。
目標設定部１０１は、目標電流Ｉｔの基本となる基本電流Ｉｂを算出する基本設定部１１０と、基本電流Ｉｂを補正する補正電流Ｉｃを設定する補正設定部１４０とを備えている。また、目標設定部１０１は、最終的に電動モータ２０に供給する目標電流Ｉｔを設定する最終設定部１５０を備えている。
最終設定部１５０は、基本設定部１１０が設定した基本電流Ｉｂと、補正設定部１４０が設定した補正電流Ｉｃとを加算することにより得た値を目標電流Ｉｔに設定する（Ｉｔ＝Ｉｂ＋Ｉｃ）。
【００２０】
《基本設定部》
基本設定部１１０は、トルクセンサ３１にて検出された操舵トルクＴをフィルタリング処理するフィルタ１１１を有している。フィルタ１１１は、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施す。また、フィルタ１１１は、カルマンフィルタであっても良い。
また、基本設定部１１０は、フィルタ１１１にてフィルタリング処理された操舵トルクＴを補正した補正後トルクＴｅを算出するトルク算出部１１２を有している。また、基本設定部１１０は、トルク算出部１１２にて算出された補正後トルクＴｅを用いて基本電流Ｉｂを算出する基本算出部１１３を有している。また、基本設定部１１０は、記憶部１０５に記憶された指標値ｂを用いて補正トルクＴｃを設定する補正トルク設定部１２０を有している。
【００２１】
トルク算出部１１２は、フィルタ１１１にてフィルタリング処理された操舵トルクＴと、補正トルク設定部１２０にて設定された補正トルクＴｃとを加算することにより補正後トルクＴｅを算出する（Ｔｅ＝Ｔ＋Ｔｃ）。
【００２２】
図４は、基本電流Ｉｂを設定する際に用いる基本マップの一例を部分的に示す図である。
基本算出部１１３は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた、図４に例示した基本マップを用いて基本電流Ｉｂを設定する。基本マップは、補正後トルクＴｅ及び車速Ｖｃと、基本電流Ｉｂとの相関関係に基づいて作成されている。基本算出部１１３は、トルク算出部１１２にて算出された補正後トルクＴｅと、車速センサ３２にて検出された車速Ｖｃと、基本マップとを用いて、補正後トルクＴｅ及び車速Ｖｃに応じた基本電流Ｉｂを導き出すことにより、基本電流Ｉｂを設定する。
【００２３】
補正トルク設定部１２０は、予め定められた指標値ｂを用いて補正トルクＴｃを設定する。指標値ｂは、操舵感覚を調整するための指標である。本実施形態においては、指標値として、直進感に関する指標値である第１指標値ｂ１、滑か感に関する指標値である第２指標値ｂ２、安定感に関する指標値である第３指標値ｂ３が設定され、記憶部１０５に記憶されている。また、指標値として、粘り感に関する指標値である第４指標値ｂ４、反力感に関する指標値である第５指標値ｂ５、据え切り感に関する指標値である第６指標値ｂ６が設定され、記憶部１０５に記憶されている。
なお、第１指標値ｂ１、第２指標値ｂ２、第３指標値ｂ３、第４指標値ｂ４、第５指標値ｂ５及び第６指標値ｂ６を、区別して表現する必要がない場合には、これらをまとめて「指標値ｂ」と称する。指標値ｂは、例えば、０〜１０の整数であり、基準値は５であることを例示することができる。
【００２４】
第１指標値ｂ１は、車両の直進時に、路面の変化状況が運転者に伝わるか否かと、車両直進位置への復元傾向と、を調整可能な指標値である。言い換えれば、第１指標値ｂ１は、車両の直進時に運転者に疲労し難くするか否かを調整可能な指標値である。
第２指標値ｂ２は、ステアリングホイール１１の切り始めや切り込み時に、車両挙動を滑らかにするか否かを調整可能な指標値である。
第３指標値ｂ３は、操舵状態であるのか保舵状態であるのかの区別の分かり易さと、旋回中の安定感と、を調整可能な指標値である。
第４指標値ｂ４は、微小な操舵時に、操舵に対して車両を動き易くするか否かと、ステアリングホイール１１の戻り易さと、を調整可能な指標値である。
第５指標値ｂ５は、蛇行時に、運転者に適度な手応えを与えるか否かを調整可能な指標値である。
第６指標値ｂ６は、据え切り時に、運転者に軽快感を与えるか否か、及び、緊急時に、障害物を回避するための転舵追従性を調整可能な指標値である。
【００２５】
補正トルク設定部１２０は、直進感を調整するための第１補正トルクＴｃ１を設定する第１部１２１と、滑か感を調整するための第２補正トルクＴｃ２を設定する第２部１２２とを有している。また、補正トルク設定部１２０は、安定感を調整するための第３補正トルクＴｃ３を設定する第３部１２３と、粘り感を調整するための第４補正トルクＴｃ４を設定する第４部１２４とを有している。また、補正トルク設定部１２０は、反力感を調整するための第５補正トルクＴｃ５を設定する第５部１２５と、据え切り感を調整するための第６補正トルクＴｃ６を設定する第６部１２６とを有している。また、補正トルク設定部１２０は、補正トルクＴｃを決定する補正決定部１２７を有している。
補正決定部１２７は、第１補正トルクＴｃ１と、第２補正トルクＴｃ２と、第３補正トルクＴｃ３と、第４補正トルクＴｃ４と、第５補正トルクＴｃ５と、補正トルクＴｃ６とを加算することにより得た値に補正トルクＴｃを決定する（Ｔｃ＝Ｔｃ１＋Ｔｃ２＋Ｔｃ３＋Ｔｃ４＋Ｔｃ５＋Ｔｃ６）。
【００２６】
図５は、第１補正トルクＴｃ１を設定する際に用いる第１マップＭ１の一例を部分的に示す図である。
第１部１２１は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第１マップＭ１を用いて導き出した値を第１補正トルクＴｃ１として設定する。第１マップＭ１は、角力特性の角−力ヒステリシス量Ｈと、横加速度Ｇと、車速Ｖｃと、第１指標値ｂ１と、第１補正トルクＴｃ１との相関関係を用いて作成されたマップである。第１マップＭ１は、車速Ｖｃ及び第１指標値ｂ１毎に設けられている。図５は、ある第１指標値ｂ１及びある第１補正トルクＴｃ１における、車速Ｖｃが低速域、中速域及び高速域である場合それぞれの、角−力ヒステリシス量Ｈと横加速度Ｇとの相関関係を簡略化して示した図である。なお、第１部１２１は、例えば、車速Ｖｃ及び第１指標値ｂ１毎に定められている、角−力ヒステリシス量Ｈ、横加速度Ｇとから第１補正トルクＴｃ１を導き出す式を用いて、第１補正トルクＴｃ１を設定しても良い。なお、角−力ヒステリシス量Ｈとは、操舵トルクＴと操舵角θｓとの相関関係にて示される角力特性における、操舵角θｓ＝０での操舵トルクＴのヒステリシス量と、操舵トルクＴ＝０での操舵角θｓのヒステリシス量とを乗算することにより得られる値である。
【００２７】
図６は、第２補正トルクＴｃ２を設定する際に用いる第２マップＭ２の一例を部分的に示す図である。
第２部１２２は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第２マップＭ２を用いて導き出した値を第２補正トルクＴｃ２として設定する。第２マップＭ２は、操舵トルクＴと、ヨーレートＹと、車速Ｖｃと、第２指標値ｂ２と、第２補正トルクＴｃ２との相関関係を用いて作成されたマップである。第２マップＭ２は、車速Ｖｃ及び第２指標値ｂ２毎に設けられている。図６は、ある第２指標値ｂ２及びある第２補正トルクＴｃ２における、車速Ｖｃが低速域、中速域及び高速域である場合それぞれの、操舵トルクＴとヨーレートＹとの相関関係を簡略化して示した図である。なお、第２部１２２は、例えば、車速Ｖｃ及び第２指標値ｂ２毎に定められている、操舵トルクＴとヨーレートＹとから第２補正トルクＴｃ２を導き出す式を用いて、第２補正トルクＴｃ２を設定しても良い。
【００２８】
図７は、第３補正トルクＴｃ３を設定する際に用いる第３マップＭ３の一例を部分的に示す図である。
第３部１２３は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第３マップＭ３を用いて導き出した値を第３補正トルクＴｃ３として設定する。第３マップＭ３は、操舵トルクＴと、横加速度Ｇと、車速Ｖｃと、第３指標値ｂ３と、第３補正トルクＴｃ３との相関関係を用いて作成されたマップである。第３マップＭ３は、車速Ｖｃ及び第３指標値ｂ３毎に設けられている。図７は、ある第３指標値ｂ３及びある第３補正トルクＴｃ３における、車速Ｖｃが低速域、中速域及び高速域である場合それぞれの、操舵トルクＴと横加速度Ｇとの相関関係を簡略化して示した図である。なお、第３部１２３は、例えば、車速Ｖｃ及び第３指標値ｂ３毎に定められている、操舵トルクＴと横加速度Ｇとから第３補正トルクＴｃ３を導き出す式を用いて、第３補正トルクＴｃ３を設定しても良い。
【００２９】
図８は、第４補正トルクＴｃ４を設定する際に用いる第４マップＭ４の一例を部分的に示す図である。
第４部１２４は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第４マップＭ４を用いて導き出した値を第４補正トルクＴｃ４として設定する。第４マップＭ４は、角−力ヒステリシス量Ｈと、ヨーレートＹと、車速Ｖｃと、第４指標値ｂ４と、第４補正トルクＴｃ４との相関関係を用いて作成されたマップである。第４マップＭ４は、車速Ｖｃ及び第４指標値ｂ４毎に設けられている。図８は、ある第４指標値ｂ４及びある第４補正トルクＴｃ４における、車速Ｖｃが低速域、中速域及び高速域である場合それぞれの、角−力ヒステリシス量ＨとヨーレートＹとの相関関係を簡略化して示した図である。なお、第４部１２４は、例えば、車速Ｖｃ及び第４指標値ｂ４毎に定められている、角−力ヒステリシス量ＨとヨーレートＹとから第４補正トルクＴｃ４を導き出す式を用いて、第４補正トルクＴｃ４を設定しても良い。
【００３０】
図９は、第５補正トルクＴｃ５を設定する際に用いる第５マップＭ５の一例を部分的に示す図である。
第５部１２５は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第５マップＭ５を用いて導き出した値を第５補正トルクＴｃ５として設定する。第５マップＭ５は、操舵トルクＴと操舵角速度ωとの比率Ｒ１と、操舵トルクＴと横加速度Ｇとの比率Ｒ２と、車速Ｖｃと、第５指標値ｂ５と、第５補正トルクＴｃ５との相関関係を用いて作成されたマップである。第５マップＭ５は、車速Ｖｃ及び第５指標値ｂ５毎に設けられている。図９は、ある第５指標値ｂ５及びある第５補正トルクＴｃ５における、車速Ｖｃが低速域、中速域及び高速域である場合それぞれの、比率Ｒ１と比率Ｒ２との相関関係を簡略化して示した図である。なお、第５部１２５は、例えば、車速Ｖｃ及び第５指標値ｂ５毎に定められている、比率Ｒ１と比率Ｒ２とから第５補正トルクＴｃ５を導き出す式を用いて、第５補正トルクＴｃ５を設定しても良い。
【００３１】
図１０は、第６補正トルクＴｃ６を設定する際に用いる第６マップＭ６の一例を部分的に示す図である。
第６部１２６は、例えば、予め作成しＲＯＭに記憶しておいた第６マップＭ６を用いて導き出した値を第６補正トルクＴｃ６として設定する。第６マップＭ６は、操舵トルクＴと、操舵角速度ωと、車速Ｖｃと、第６指標値ｂ６と、第６補正トルクＴｃ６との相関関係を用いて作成されたマップである。第６マップＭ６は、車速Ｖｃ及び第６指標値ｂ６毎に設けられている。図１０は、ある第６指標値ｂ６及びある第６補正トルクＴｃ６における、車速Ｖｃが極低速域及び低速域である場合それぞれの、操舵トルクＴと操舵角速度ωとの相関関係を簡略化して示した図である。なお、第６部１２６は、例えば、車速Ｖｃ及び第６指標値ｂ６毎に定められている、操舵トルクＴと操舵角速度ωとから第６補正トルクＴｃ６を導き出す式を用いて、第６補正トルクＴｃ６を設定しても良い。
【００３２】
なお、上述した補正トルク設定部１２０においては、第１部１２１〜第６部１２６は、ステアリングホイール１１の切り込みや切り戻し等の操舵時、保舵時、据え切り時等の操舵状況に関わらず、それぞれ、第１補正トルクＴｃ１〜第６補正トルクＴｃ６を設定しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、補正トルク設定部１２０は、操舵状況を判断する判断部を有し、第１部１２１〜第６部１２６は、それぞれ、判断部が判断した操舵状況に応じて、第１補正トルクＴｃ１〜第６補正トルクＴｃ６を設定するようにしても良い。例えば、第１部１２１は、車両が直進していると考えられる場合には第１補正トルクＴｃ１を設定するようにし、ステアリングホイール１１が、切り込まれている場合、切り戻されている場合、据え切りされている場合には第１補正トルクＴｃ１を設定しないようにしても良い。また、例えば、第２部１２２は、ステアリングホイール１１が、切り始めや切り込まれている場合には第２補正トルクＴｃ２を設定するようにし、車両が直進していると考えられる場合や据え切りされている場合には第２補正トルクＴｃ２を設定しないようにしても良い。また、例えば、第６部１２６は、ステアリングホイール１１が据え切りされている場合には第６補正トルクＴｃ６を設定するようにし、車両が直進していると考えられる場合には第６補正トルクＴｃ６を設定しないようにしても良い。
【００３３】
また、上述した例では、補正トルク設定部１２０は、第１補正トルクＴｃ１〜第６補正トルクＴｃ６を設定するにあたって、操舵トルクＴ、操舵角θｓ、車速Ｖｃ、横加速度Ｇ、操舵角速度ω、ヨーレートＹの少なくともいずれかを用いているが、特にかかる態様に限定されない。補正トルク設定部１２０は、例えば、操舵および転動に関連するその他の値、ブレーキやサスペンションに関連する値等を検出する、車両に設けられた各種センサからの出力信号、ＧＰＳやレーダ等の装置からの出力信号を用いて、第１補正トルクＴｃ１〜第６補正トルクＴｃ６を設定しても良い。
第１マップＭ１〜第６マップＭ６は、三次元以上のマップであることを例示することができる。
【００３４】
《補正設定部》
補正設定部１４０は、車両の動きを制御するための補正電流Ｉｃを設定する。
補正設定部１４０は、電動モータ２０の慣性モーメント等を打ち消すための慣性補償電流Ｉｃ１を算出する慣性部１４１を備えている。また、補正設定部１４０は、電動モータ２０の回転等を制限するための粘性補償電流Ｉｃ２を算出する粘性部１４２を備えている。また、補正設定部１４０は、ステアリングホイール１１の切り戻し時にステアリングホイール１１を中立位置に戻すための戻り補償電流Ｉｃ３を算出する戻り部１４３を備えている。また、補正設定部１４０は、慣性部１４１が算出した慣性補償電流Ｉｃ１と、粘性部１４２が算出した粘性補償電流Ｉｃ２と、戻り部１４３が算出した戻り補償電流Ｉｃ３と、を用いて補正電流Ｉｃを算出する補正算出部１４４を備えている。
【００３５】
慣性部１４１は、操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに基づいて、電動モータ２０を含むステアリング装置１０の慣性による影響を補償する慣性補償電流Ｉｃ１を算出する。慣性部１４１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃと、慣性補償電流Ｉｃ１との相関関係に基づくマップを用いて慣性補償電流Ｉｃ１を算出する。なお、慣性部１４１は、例えば、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃから慣性補償電流Ｉｃ１を導き出す式を用いて、慣性補償電流Ｉｃ１を算出しても良い。
【００３６】
粘性部１４２は、操舵トルクＴと、操舵角速度ωとに基づいて、電動モータ２０を含むステアリング装置１０の粘性による影響を補償する粘性補償電流Ｉｃ２を算出する。粘性部１４２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ及び操舵角速度ωと、粘性補償電流Ｉｃ２との相関関係に基づくマップを用いて、粘性補償電流Ｉｃ２を算出する。なお、粘性部１４２は、例えば、操舵トルクＴ及び操舵角速度ωから粘性補償電流Ｉｃ２を導き出す式を用いて、粘性補償電流Ｉｃ２を算出しても良い。
【００３７】
戻り部１４３は、操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに基づいて、ステアリングホイール１１を中立位置に戻すための戻り補償電流Ｉｃ３を算出する。戻り部１４３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃと、戻り補償電流Ｉｃ３との相関関係に基づくマップを用いて戻り補償電流Ｉｃ３を算出する。なお、戻り部１４３は、例えば、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃから戻り補償電流Ｉｃ３を導き出す式を用いて、戻り補償電流Ｉｃ３を算出しても良い。
【００３８】
補正算出部１４４は、例えば、慣性補償電流Ｉｃ１と戻り補償電流Ｉｃ３とを加算するとともに、粘性補償電流Ｉｃ２を減算して補正電流Ｉｃを算出する。
そして、最終設定部１５０が、基本設定部１１０が設定した基本電流Ｉｂと補正電流Ｉｃとを加算した値に目標電流Ｉｔを設定する。その結果、ステアリング装置１０の慣性による操舵の応答遅れが抑制され、操舵応答性が高まる。また、電動モータ２０の回転が制限され操舵の安定性が高まる。また、ステアリングホイール１１が中立位置に戻り易くなり、車両の収斂性が高まる。
なお、補正設定部１４０は、慣性補償電流Ｉｃ１、粘性補償電流Ｉｃ２、戻り補償電流Ｉｃ３を用いて補正電流Ｉｃを算出しているが、その他の補償電流をも加味しても良い。
【００３９】
以上説明したように、制御装置１００は、電動モータ２０の作動を制御することで、運転者のステアリングホイール１１の操舵を制御する制御装置の一例である。そして、制御装置１００は、車両の操舵部材の一例としてのステアリングホイール１１を操作する運転者が受ける操舵感覚に関する指標値ｂを記憶する記憶部１０５と、ステアリングホイール１１の操作に対する補助力を出力する補助モータの一例としての電動モータ２０の制御値の一例としての目標電流Ｉｔを設定する制御値設定部の一例としての目標設定部１０１とを備える。目標設定部１０１は、ステアリングホイール１１の操舵トルクＴを補正する補正トルクＴｃを記憶部１０５に記憶された指標値ｂを用いて設定するとともに、操舵トルクＴを補正トルクＴｃにて補正した補正後トルクＴｅを用いて目標電流Ｉｔを設定する。
このように、制御装置１００は、操舵感覚に関する指標値ｂを用いて操舵トルクＴを補正する補正トルクＴｃを設定するとともに、この補正トルクＴｃにて補正した補正後トルクＴｅを用いて目標電流Ｉｔを設定する。これにより、例えば、指標値ｂとして、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感等を調整可能な値に設定することで、車両の直進時、切り込みや切り戻し時、保舵時、据え切り時等の操舵状況別における運転者が受ける操舵感覚を調整することができる。
【００４０】
ここで、目標設定部１０１は、補正後トルクＴｅを用いて目標電流Ｉｔの基本となる基本値の一例としての基本電流Ｉｂを設定する基本部の一例としての基本算出部１１３を有する。また、目標設定部１０１は、基本電流Ｉｂを補正する補正値の一例としての補正電流Ｉｃを設定する補正部の一例としての補正設定部１４０を有する。そして、目標設定部１０１は、基本電流Ｉｂと補正電流Ｉｃとを用いて目標電流Ｉｔ設定する。
また、制御装置１００は、基本算出部１１３が、補正後トルクＴｅ及び車速Ｖｃと基本電流Ｉｂとの相関関係に基づく基本マップを用いて、補正後トルクＴｅ及び車速Ｖｃに応じた基本電流Ｉｂを導き出す。それゆえ、制御装置１００によれば、基本マップを自動車１の種類に関わらず共通とし、自動車１の種類に応じて指標値ｂを変更することで簡易に操舵感覚を調整することができる。
【００４１】
本実施形態においては、指標値ｂは、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感の少なくともいずれかを調整可能である。記憶部１０５には、直進感に関する第１指標値ｂ１、滑か感に関する第２指標値ｂ２、安定感に関する第３指標値ｂ３、粘り感に関する第４指標値ｂ４、反力感に関する第５指標値ｂ５、据え切り感に関する第６指標値ｂ６が記憶されている。これにより、第１指標値ｂ１〜第６指標値ｂ６の少なくともいずれかを、例えば、自動車１の種類毎に変更して記憶部１０５に記憶することで、直進感、滑か感、安定感、粘り感、反力感、及び、据え切り感の少なくともいずれかを自動車１の種類毎に調整可能である。例えば、自動車１がラグジュアリー感を求められる車である場合には、例えば、第１指標値ｂ１として直進時に運転者を疲労し難くする値を設定したり、第６指標値ｂ６として据え切り時に軽快に操舵できる値を設定したりすることで、ラグジュアリー感を高めるように調整することが可能となる。また、自動車１がスポーツ車である場合には、第５指標値ｂ５として運転者に手応えを多めに与える値を設定することで、切り込みや切り戻し時に重めの操舵トルクを与えるように調整することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態においては、直進感に関する第１指標値ｂ１を調整可能であることによって、車両直進時の路面状況を運転者に伝えるかどうかのオンセンタ感を向上させることができる。
また、本実施形態においては、滑か感に関する第２指標値ｂ２を調整可能であることによって、ステアリングホイール１１の切り始めや切り込み時に、車両挙動を滑らかにすることができる。
また、本実施形態においては、安定感に関する第３指標値ｂ３を調整可能であることによって、操舵状態であるのか保舵状態であるのかの区別を分かり易くすることができるとともに、旋回中の安定感を向上させることができる。
また、本実施形態においては、粘り感に関する第４指標値ｂ４を調整可能であることによって、微小な操舵時に、操舵に対して車両を動き易くすることができ、例えばステアリングホイール１１を戻り易くすることができる。
また、本実施形態においては、反力感に関する第５指標値ｂ５を調整可能であることによって、蛇行走行時の手応えを向上させることができる。
また、本実施形態においては、据え切り感に関する第６指標値ｂ６を調整可能であることによって、据え切り時及び据え切りと同様な操舵時に軽快感を与えることができるとともに、緊急回避時の転舵追従性を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、指標値ｂを、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭにて実現される記憶部１０５に記憶するため、車両が停止され、制御装置１００に電力が供給されていない場合においても、指標値ｂは保持される。それゆえ、車両が再起動された場合においても、制御装置１００は、指標値ｂを用いて運転者が受ける操舵感覚を調整することができる。
【００４４】
なお、制御装置１００は、第１指標値ｂ１〜第６指標値ｂ６全てを用いて補正トルクＴｃを設定しなくても良い。制御装置１００は、第１指標値ｂ１〜第６指標値ｂ６の内のいずれかを用いることで、その指標値ｂに対応する操舵感覚を調整することが可能となる。また、操舵感覚を調整可能な指標値ｂは、上記６種類に限定されない。指標値ｂの種類を増やすほど、きめ細かく操舵感覚を調整することが可能となる。
【００４５】
また、基本算出部１１３は、トルクセンサ３１にて検出され、フィルタ１１１にてフィルタリング処理が施された操舵トルクＴを用いて補正後トルクＴｅを算出する。通常、運転者は、主に１０Ｈｚ以下の反力を頼りに運転すると考えられるため、例えば、フィルタ１１１が１０Ｈｚより高い周波数成分を遮断するように設定されていることで、路面からのフィートバックをきちんと運転者へ伝えることが可能となる。また、高周波のノイズを除去することができるので、電動モータ２０を含むステアリング装置１０の振動を抑えることができるとともに、制御全体の安定性や、精度高い操舵感覚の調整を図ることができる。
【００４６】
なお、制御装置１００は、さらに、目標設定部１０１が設定した目標電流Ｉｔに対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施して制御部１０２に出力するフィルタを、目標設定部１０１の後段に備えていても良い。これにより、上述した、フィルタ１１１を備える効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４７】
なお、記憶部１０５に指標値ｂを記憶する手段は特に限定されない。例えば、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、タブレット端末、携帯情報端末等を用いて記憶することを例示することができる。また、自動車１に設けられて、ステアリング装置１０の制御の他に、懸架システムやブレーキシステム等のシャーシ系のシステムを統合的に制御する統合制御部が、記憶部１０５に指標値ｂを記憶しても良い。また、自動車１に設けられて、シャーシ系の統合制御部や、運転支援システムの制御を行う統合制御部や、パワートレインの制御を行う統合制御部等を統合的に制御する車両統合制御部が、記憶部１０５に指標値ｂを記憶しても良い。かかる場合には、車両統合制御部がシャーシ系の統合制御部を介して記憶するようにしても良い。また、自動車１と通信可能なサーバが、記憶部１０５に指標値ｂを記憶しても良い。自動車１と通信可能なサーバが、記憶部１０５に指標値ｂを記憶している場合、サーバは、例えば、複数の自動車１に記憶されている指標値ｂの情報を収集及び解析することにより、最適な指標値ｂの値を導き出し、記憶部１０５に記憶するようにしても良い。記憶部１０５に指標値ｂを記憶する者は、自動車１の開発者や運転者であることを例示することができる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るステアリング装置は、第１の実施形態に係るステアリング装置１０に対して、制御装置２００の目標設定部２０１が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ機能を有するものについては同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図１１は、第２の実施形態に係る目標設定部２０１の概略構成の一例を示す図である。
目標設定部２０１は、基本設定部１１０と、補正設定部１４０に相当する補正設定部２４０と、最終設定部１５０とを備えている。補正設定部２４０は、指標値ｂを用いて補正電流Ｉｃを設定する点が、補正設定部１４０と異なる。
【００５０】
補正設定部２４０は、慣性部１４１に相当する慣性部２４１と、粘性部１４２に相当する粘性部２４２と、戻り部１４３に相当する戻り部２４３と、補正算出部１４４とを備えている。
慣性部２４１、粘性部２４２及び戻り部２４３は、それぞれ、記憶部１０５に記憶された指標値ｂを用いて、慣性補償電流Ｉｃ１、粘性補償電流Ｉｃ２、戻り補償電流Ｉｃ３を算出する。
【００５１】
以上のように構成された制御装置２００においては、補正設定部２４０が指標値ｂを用いて補正電流Ｉｃを設定することで、運転者の操舵感覚の調整と、安定性や収斂性等の車両の動きの調整との両立を図ることが可能となる。例えば、操舵応答性を調整することができ、操舵応答性を向上させることができる。また、高速走行時等の安定性を調整することができ、安定性を向上させることができる。また、操舵感覚とトレードオフの関係にある車両の収斂性を調整することができ、収斂性を向上させることができる。
【００５２】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係るステアリング装置は、第１の実施形態に係るステアリング装置１０に対して、指標値ｂを変更するための操作部５を有する点が異なる。また、ステアリング装置３は、ステアリング装置１０に対して、指標値ｂが変更された場合には、制御装置１００が記憶部１０５に記憶されている指標値ｂを書き換える点が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ機能を有するものについては同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
図１２は、操作部５の概略構成の一例を示す図である。
操作部５は、所謂ダイヤル式のスイッチであり、運転者がつまみを回転させることにより、０〜１０の値を選択できるように構成されている。操作部５は、第１指標値ｂ１を変更するための第１操作部５１と、第２指標値ｂ２を変更するための第２操作部５２と、第３指標値ｂ３を変更するための第３操作部５３とを有している。また、操作部５は、第４指標値ｂ４を変更するための第４操作部５４と、第５指標値ｂ５を変更するための第５操作部５５と、第６指標値ｂ６を変更するための第６操作部５６とを有している。なお、図１２には、第１指標値ｂ１として１が、第２指標値ｂ２として２が、第３指標値ｂ３として３が、第４指標値ｂ４として４が、第５指標値ｂ５として５が、第６指標値ｂ６として６が、選択されている場合を例示している。
【００５４】
操作部５は、自動車の車室内であって、運転席に座った状態の運転者の手が届く位置に設けられていることが望ましい。操作部５は、例えば、運転者が運転しながら操作可能な、操作パネル、ステアリングホイール１１の中央部、又は、変速機のシフトレバーの周囲に設けられていることを例示することができる。
【００５５】
運転者が操作部５を介して指標値ｂを変更した場合、制御装置１００は、変更された指標値ｂを取得するとともに、記憶部１０５に記憶されている指標値ｂを書き換える。例えば、運転者が、第１操作部５１のつまみを回転させて、第１指標値ｂ１として５を選択した場合には、制御装置１００は、第１指標値ｂ１が５に選択されたとの情報を取得するとともに、記憶部１０５に記憶されている第１指標値ｂ１を５に書き換える。
記憶部１０５に記憶されている指標値ｂが書き換えられた後、補正トルク設定部１２０は、書き換えられた後の指標値ｂを用いて補正トルクＴｃを設定する。
以上の構成により、運転者は、運転中においても、容易に操舵感覚を調整することができる。
【００５６】
なお、操作部５は、ダイヤル式の形態に限定されない。例えば、スライド式であっても良い。また、操作部５は、例えば、タッチパネルディスプレイに表示されたものであっても良い。かかる場合には、運転者に、タッチパネルディスプレイに指標値ｂの値（０〜１０）を入力させることで変更可能としても良いし、タッチパネルディスプレイに表示したマーカーを移動させることで変更可能としても良い。
また、上述した操作部５を介して記憶部１０５に記憶されている指標値ｂを書き換えることを可能とする構成を、第２の実施形態に係るステアリング装置にも適用しても良い。
【００５７】
また、例えば、操作部５がカーナビゲーションシステム（以下、「カーナビ」と称する場合がある。）のタッチパネルディスプレイに表示されたものである場合、カーナビは、指標値ｂを、カーナビのフラッシュメモリ等の記憶領域に記憶しても良い。そして、カーナビは、車両が起動された場合に、ＣＡＮを介して、制御装置１００，２００に出力し、制御装置１００，２００は、カーナビから出力された指標値ｂを用いて制御しても良い。この態様によれば、制御装置１００，２００は、記憶部１０５に指標値ｂを記憶していなくても良い。
また、上述したシャーシ系の統合制御部や車両統合制御部が、上記操作部５及びこの操作部５を介して変更された指標値ｂを記憶する記憶領域を有し、統合制御部や車両統合制御部が、車両が起動された場合に、ＣＡＮを介して、制御装置１００，２００に出力しても良い。
【００５８】
また、操作部５は、運転者が直接触ることにより指標値ｂを変更可能な態様に限定されない。操作部５は、運転者が直接触ることなしに指標値ｂを変更可能な態様であっても良い。例えば、運転者が、指標値ｂを変更するための専用のリモートコントローラーや、携帯電話等の携帯端末を操作することにより、指標値ｂを変更可能であっても良い。
【００５９】
なお、上述した第１〜第３の実施形態において、制御装置１００，２００は、運転者のステアリングホイール１１の操舵に対して補助力（アシスト力）を付与する電動モータ２０の作動を制御する装置であるが、特にかかる態様に限定されない。制御装置１００，２００は、ステアリングホイール１１と前輪２とが、ステアリングシャフト１２等により接続されず、機械的に分離したステアバイワイヤシステムにおける、ステアリングホイール１１の操舵に対する反力を出力する反力モータの作動を制御する装置であっても良い。制御装置１００，２００が、ステアバイワイヤシステムの反力モータの作動を制御することで、ステアバイワイヤシステムにおいても、操舵状況別における運転者が受ける操舵感覚を調整することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１…自動車、５…操作部、１０…ステアリング装置、１１…ステアリングホイール、１９２０…電動モータ、３１…トルクセンサ、１００，２００…制御装置、１０１，２０１…目標設定部、１０５…記憶部、１１１…フィルタ、１１２…トルク算出部、１１３…基本算出部、１２０…補正トルク設定部、１４０，２４０…補正設定部
【要約】
制御装置は、車両の操舵部材を操作する運転者が受ける操舵感覚を調整する指標値を記憶する記憶部と、前記操舵部材の操舵トルクを補正する補正トルクを前記記憶部に記憶された前記指標値を用いて設定するとともに、前記操舵トルクを前記補正トルクにて補正した補正後トルクを用いて前記操舵部材の操作に対する補助力を出力する補助モータ又は前記操舵部材の操作に対する反力を出力する反力モータの制御値を設定する制御値設定部と、を備える。【図１】
0006873365.tif 000002
【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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