JP2020083059A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアバイワイヤ方式の車両において転舵モータの出力が制限される場合に、ハンドル回転と車輪転舵との間の乖離を抑制する。【解決手段】ステアバイワイヤ方式の車両は、転舵モータの作動によって車輪を転舵する転舵装置と、反力モータの作動によってハンドルに反力トルクを付与する反力発生装置と、を備える。車両の制御装置は、ハンドルの回転に応じて、転舵モータを制御することによって車輪の転舵を制御し、また、反力モータを制御することによって反力トルクを制御する。出力制限条件が成立する場合、制御装置は、転舵モータの出力を制限する出力制限処理と共に、反力増加処理を実行する。反力増加処理において、制御装置は、出力制限処理が実行されない場合と比較してハンドルが回転しにくくなるように反力トルクを制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関する。

特許文献１は、ステアバイワイヤ方式の車両における操舵反力モータの制御方法を開示している。操舵反力モータは、ハンドルに反力トルクを付与し、ドライバに操舵感を与える。

特開２００７−３０２０８２号公報

ステアバイワイヤ方式の車両は、転舵モータの作動によって車輪を転舵する転舵装置を備える。ここで、転舵モータの出力が制限される状況を考える。例えば、転舵モータの過熱保護のために、転舵モータの出力を制限することが考えられる。転舵モータの出力が制限される場合、車輪は必ずしもドライバの意図通りには転舵しない。その一方で、ハンドルは車輪から機械的に分離されているため、ドライバは、転舵モータの出力が制限されているにもかかわらず、ハンドルを操舵し続けることができる。その結果、ハンドル回転と車輪転舵との間に乖離が生じるおそれがある。

本発明の１つの目的は、ステアバイワイヤ方式の車両において転舵モータの出力が制限される場合に、ハンドル回転と車輪転舵との間の乖離を抑制することができる技術を提供することにある。

第１の観点は、ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置に関連する。
前記車両は、
転舵モータの作動によって車輪を転舵する転舵装置と、
反力モータの作動によってハンドルに反力トルクを付与する反力発生装置と
を備える。
前記制御装置は、前記ハンドルの回転に応じて、前記転舵モータを制御することによって前記車輪の転舵を制御し、また、前記反力モータを制御することによって前記反力トルクを制御する。
出力制限条件が成立する場合、前記制御装置は、前記転舵モータの出力を制限する出力制限処理と共に、反力増加処理を実行する。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記出力制限処理が実行されない場合と比較して前記ハンドルが回転しにくくなるように前記反力トルクを制御する。

第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記転舵モータを駆動するモータ電流の上限値である電流制限値を減少させることによって、前記転舵モータの前記出力を制限する。

第３の観点は、第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記車輪の転舵が停止するように前記電流制限値を減少させる。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記電流制限値以上である場合の前記反力トルクを、前記モータ電流が前記電流制限値未満である場合の前記反力トルクよりも増加させる。

第４の観点は、第３の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前兆開始値は、前記電流制限値よりも第１値だけ低い電流値である。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値以上である場合の前記反力トルクを、前記モータ電流が前記前兆開始値未満である場合の前記反力トルクよりも増加させる。

第５の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値から前記電流制限値に近づくにつれて前記反力トルクを徐々に増加させる。

第６の観点は、第３から第５の観点のいずれかに加えて、次の特徴を更に有する。
前記出力制限条件は、前記転舵モータの温度が温度閾値を超えること、あるいは、前記転舵モータに供給される電圧が電圧閾値未満となることを含む。

第７の観点は、第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記ハンドルの操舵速度が高くなるにつれて前記電流制限値を減少させる。
前記反力トルクのダンピング成分は、前記ハンドルの前記操舵速度が高くなるにつれて増加する。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記反力増加処理が実行されない場合と比較して前記ダンピング成分を増加させる。

第８の観点は、第７の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前兆開始値は、前記電流制限値よりも第２値だけ低い電流値である。
前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値以上である場合の前記ダンピング成分を、前記モータ電流が前記前兆開始値未満である場合の前記ダンピング成分よりも増加させる。

第９の観点は、第７あるいは第８の観点に加えて、次の特徴を更に有する。
前記出力制限条件は、前記転舵モータの電力が電力閾値を超えることを含む。

本発明によれば、制御装置は、転舵モータの出力を制限する出力制限処理と共に、反力増加処理を実行する。反力増加処理において、制御装置は、出力制限処理が実行されない場合と比較してハンドルが回転しにくくなるように反力トルクを制御する。その結果、ハンドルの回転と車輪の転舵との間の乖離が抑制される。

本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムの構成例を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る第１出力制限処理の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る第２出力制限処理の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の概要を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第１の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第１の例における第１電流制限値の設定例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第１の例における反力増加処理を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第２の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第２の例における第２電流制限値の設定例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第３の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第３の例におけるステップＳ３００を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るステアバイワイヤシステムによる処理の第４の例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．ステアバイワイヤシステム
図１は、本実施の形態に係るステアバイワイヤシステム１の構成例を概略的に示すブロック図である。ステアバイワイヤシステム１は、車両に搭載されており、ステアバイワイヤ方式で車両の車輪ＷＨを転舵する。つまり、ステアバイワイヤシステム１は、ステアバイワイヤ方式の車両を実現する。

図１に示される例において、ステアバイワイヤシステム１は、ハンドル（ステアリングホイール）１０、ステアリングシャフト２０、反力発生装置３０、転舵装置４０、センサ群（５１〜５３）、制御装置１００、及び電源装置２００を備えている。

ハンドル１０は、ドライバが操舵に用いる操作部材である。ステアリングシャフト２０は、ハンドル１０に連結されており、ハンドル１０と共に回転する。

反力発生装置３０は、ハンドル１０に対して反力トルクＴＲを擬似的に付与する。具体的には、反力発生装置３０は、反力モータ３１（反力アクチュエータ）を含んでいる。反力モータ３１のロータは、減速機３２を介してステアリングシャフト２０につながっている。反力モータ３１の作動により、ステアリングシャフト２０ひいてはハンドル１０に反力トルクＴＲを付与することができる。この反力発生装置３０の動作は、制御装置１００によって制御される。

反力発生装置３０は、反力モータ３１の状態を示す反力モータ状態情報ＳＴＲを制御装置１００に送る。例えば、反力モータ状態情報ＳＴＲは、反力モータ３１の駆動電圧、駆動電流、回転角、回転速度、温度、等を示す。

転舵装置４０は、車輪ＷＨを転舵する。具体的には、転舵装置４０は、転舵モータ４１、減速機４２、及び転舵軸４３を含んでいる。転舵モータ４１のロータは、減速機４２を介して転舵軸４３につながっている。転舵軸４３は、車輪ＷＨに連結されている。転舵モータ４１が回転すると、その回転運動は転舵軸４３の直線運動に変換され、それにより車輪ＷＨが転舵される。すなわち、転舵モータ４１の作動により、車輪ＷＨを転舵することができる。この転舵モータ４１の動作は、制御装置１００によって制御される。

転舵装置４０は、転舵モータ４１の状態を示す転舵モータ状態情報ＳＴＭを制御装置１００に送る。例えば、転舵モータ状態情報ＳＴＭは、転舵モータ４１の駆動電圧、駆動電流（モータ電流Ｉｍ）、回転角、回転速度、温度、等を示す。

尚、転舵装置４０は、操舵側のハンドル１０及び反力発生装置３０から機械的に分離されている。

操舵角センサ５１は、ハンドル１０の操舵角θを検出する。操舵角センサ５１は、検出した操舵角θの情報を制御装置１００に送る。

操舵トルクセンサ５２は、ステアリングシャフト２０に印加される操舵トルクＴＳを検出する。操舵トルクセンサ５２は、検出した操舵トルクＴＳの情報を制御装置１００に送る。

車速センサ５３は、車両の速度である車速Ｖを検出する。車速センサ５３は、検出した車速Ｖの情報を制御装置１００に送る。尚、車速センサ５３の代わりに車輪速センサを用い、各車輪の回転速度から車速Ｖが算出されてもよい。

制御装置１００は、本実施の形態に係るステアバイワイヤシステム１を制御する。この制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータを含んでいる。当該マイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１００による処理が実現される。

例えば、制御装置１００は、ハンドル１０の回転（操舵）に応じて転舵モータ４１を制御することによって、車輪ＷＨの転舵を制御する。例えば、制御装置１００は、操舵角θ、車速Ｖ等に基づいて目標転舵角を算出する。そして、制御装置１００は、車輪ＷＨの転舵角が目標転舵角となるように、転舵モータ４１を制御する。より詳細には、制御装置１００は、転舵モータ４１の回転角と目標転舵角に基づいて、転舵モータ４１を駆動するための電流制御信号を生成する。転舵モータ４１は電流制御信号に従って駆動され、転舵モータ４１の回転により車輪ＷＨが転舵される。

また、制御装置１００は、ハンドル１０の回転（操舵）に応じて反力モータ３１を制御することによって、ハンドル１０に付与される反力トルクＴＲを制御する。例えば、制御装置１００は、操舵角θ、車速Ｖ等に基づいて目標反力トルクを算出する。そして、制御装置１００は、目標反力トルクが発生するように反力モータ３１を制御する。より詳細には、制御装置１００は、目標反力トルク、反力モータ３１の回転角、操舵トルクＴＳ等に基づいて、反力モータ３１を駆動するための電流制御信号を生成する。反力モータ３１は電流制御信号に従って駆動され、それにより反力トルクＴＲが発生する。

尚、制御装置１００は、転舵モータ４１を制御するための第１の制御装置と、反力モータ３１を制御するための第２の制御装置とを別々に含んでいてもよい。この場合、第１の制御装置と第２の制御装置とは、互いに通信可能に接続され、必要な情報を互いにやりとりする。

電源装置２００は、ステアバイワイヤシステム１の各構成要素（反力モータ３１、転舵モータ４１、制御装置１００、等）に電力を供給する。電源装置２００は、電力供給線ＰＬを介して各構成要素に接続されており、電力供給線ＰＬを介して各構成要素に電力を供給する。

電源装置２００は、予備電源２５０を含んでいてもよい。電源装置２００において異常が発生した場合、予備電源２５０から電力が供給される。例えば、電源装置２００は、発電機（オルタネータ）、補機バッテリ、及びバックアップ電源（蓄電デバイス）を含んでいる。発電機が故障した場合、補機バッテリあるいはバックアップ電源から電力が供給される。この場合、補機バッテリあるいはバックアップ電源が予備電源２５０として機能する。

電源装置２００は、電源装置２００の状態を示す電源状態情報ＳＴＰを制御装置１００に送る。電源状態情報ＳＴＰは、電源装置２００の動作状態と出力電圧、予備電源２５０の動作状態、出力電圧、残存電力、等を含む。

２．出力制限処理
本実施の形態に係る制御装置１００は、必要に応じて、転舵モータ４１の出力を制限する「出力制限処理」を実行する。出力制限処理の目的としては、様々な例が考えられる。出力制限処理は、大まかに、以下に説明される「第１出力制限処理」と「第２出力制限処理」とに分類される。

２−１．第１出力制限処理
第１出力制限処理は、最終的に車輪ＷＨの転舵を停止させるための出力制限処理である。例えば、転舵モータ４１の温度が過剰に上昇した場合、過熱保護のために第１出力制限処理が実行される。他の例として、電源装置２００から転舵モータ４１に供給される電圧（駆動電圧）が異常に低下した場合、転舵モータ４１の保護のために第１出力制限処理が実行される。

転舵モータ４１の出力を制限するために、例えば、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍが用いられる。電流制限値Ｉ＿ｌｉｍは、転舵モータ４１を駆動するモータ電流Ｉｍの上限値である。通常時、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍは、デフォルト値に設定される。第１出力制限処理を実行する場合、制御装置１００は、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍをデフォルト値よりも減少させる。これにより、転舵モータ４１の出力（出力トルク）が制限される。第１出力制限処理に関連する電流制限値Ｉ＿ｌｉｍは、以下、「第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１」と呼ばれる。

図２は、第１出力制限処理の例を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸はモータ電流Ｉｍを表している。制御装置１００は、車輪ＷＨの転舵が停止するように第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を減少させる。図２に示される例では、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１は徐々に減少し、且つ、その減少率は時間的に増加している。その一方で、ハンドル１０の切り込み時、モータ電流Ｉｍは徐々に増加する。モータ電流Ｉｍは、時刻ｔｘにおいて第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１と等しくなり、その後、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１と共に急減少する。時刻ｔｘの近傍で、車輪ＷＨの転舵が停止する。

２−２．第２出力制限処理
第２出力制限処理は、車輪ＷＨは転舵しにくくなるが、車輪ＷＨの転舵が停止することはない出力制限処理である。例えば、転舵モータ４１の消費電力が過剰である場合、電力制限のために第２出力制限処理が実行される。他の例として、電源装置２００において異常が発生し、予備電源２５０から転舵モータ４１に電力が供給される場合、ステアバイワイヤ方式の転舵継続時間を増加させるために第２出力制限処理が実行される。

上述の第１出力制限処理の場合と同様に、制御装置１００は、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍをデフォルト値よりも減少させる。これにより、転舵モータ４１の出力（出力トルク）が制限される。第２出力制限処理に関連する電流制限値Ｉ＿ｌｉｍは、以下、「第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２」と呼ばれる。

図３は、第２出力制限処理の例を説明するための概念図である。横軸は時間を表し、縦軸はモータ電流Ｉｍ及びハンドル１０の操舵速度ωを表している。操舵速度ωが高くなるにつれて、電源装置２００（あるいは予備電源２５０）から転舵モータ４１に引き込まれるモータ電流Ｉｍは大きくなり、転舵モータ４１の消費電力が増大する。そこで、制御装置１００は、操舵速度ωが高くなるにつれて第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を減少させる。ハンドル１０の操舵に対する車輪ＷＨの転舵の追従性（応答性）は低下する傾向にあるが、モータ電流Ｉｍはある程度流れるため、車輪ＷＨの転舵が停止することはない。

３．反力増加処理
出力制限処理が実行される場合、車輪ＷＨは必ずしもドライバの意図通りには転舵しない。その一方で、ハンドル１０は車輪ＷＨから機械的に分離されているため、ドライバは、転舵モータ４１の出力が制限されているにもかかわらず、ハンドル１０を操舵し続けることができる。その結果、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間に乖離が生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態に係る制御装置１００は、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間の乖離を抑制するために、次のような処理を実行する。具体的には、制御装置１００は、出力制限処理が実行されない場合と比較してハンドル１０が回転しにくくなるように反力トルクＴＲを制御する。言い換えれば、制御装置１００は、転舵モータ４１の出力を制限すると共に、ハンドル１０の回転も制限する。

例えば、上述の第１出力制限処理（図２参照）が実行される場合、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１と等しくなる時刻ｔｘの近傍で、車輪ＷＨの転舵が停止する。そこで、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１まで増加したことに応答して、反力トルクＴＲを増加させる。これにより、ハンドル１０が回転しにくくなり、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間の乖離が抑制される。

他の例として、上述の第２出力制限処理（図３参照）が実行される場合、操舵速度ωが高くなるにつれて第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２が減少する。そこで、制御装置１００は、反力トルクＴＲのダンピング成分を増加させる。ダンピング成分とは、ハンドル１０の操舵速度ωが高くなるにつれて増加する成分である。第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２の減少と同期して、反力トルクＴＲが増加し、ハンドル１０が回転しにくくなる。その結果、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間の乖離が抑制される。

このようにハンドル１０が回転しにくくなるように反力トルクＴＲを制御する処理は、以下「反力増加処理」と呼ばれる。

本実施の形態のステアバイワイヤシステム１によれば、制御装置１００は、転舵モータ４１の出力を制限する出力制限処理と共に、反力増加処理を実行する。反力増加処理において、制御装置１００は、出力制限処理が実行されない場合と比較してハンドル１０が回転しにくくなるように反力トルクＴＲを制御する。その結果、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間の乖離が抑制される。

４．ステアバイワイヤシステムによる処理例
図４は、本実施の形態に係るステアバイワイヤシステム１による処理の概要を示すフローチャートである。図４に示される処理は、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１００において、制御装置１００は、「出力制限条件」が成立するか否かを判定する。出力制限条件は、出力制限処理を実行するための条件である。出力制限条件が成立しない場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。一方、出力制限条件が成立する場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２００及びステップＳ３００に進む。

ステップＳ２００において、制御装置１００は、転舵モータ４１の出力を制限する出力制限処理を実行する。例えば、制御装置１００は、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍを減少させることによって、転舵モータ４１の出力を制限する。

ステップＳ３００において、制御装置１００は、反力増加処理を実行する。具体的には、制御装置１００は、出力制限処理が実行されない場合と比較してハンドル１０が回転しにくくなるように反力トルクＴＲを制御する。この反力増加処理によって、ハンドル１０の回転と車輪ＷＨの転舵との間の乖離が抑制される。

以下、本実施の形態に係るステアバイワイヤシステム１による処理の様々な具体例を説明する。

４−１．第１の例
図５は、ステアバイワイヤシステム１による処理の第１の例を示すフローチャートである。第１の例は、第１出力制限処理（図２参照）に関連する。

ステップＳ１００は、ステップＳ１１０を含む。ステップＳ１１０において、制御装置１００は、「第１出力制限条件」が成立するか否かを判定する。第１出力制限条件は、第１出力制限処理を実行するための条件である。

第１出力制限条件の一例は、「転舵モータ４１の温度ＴＥが温度閾値ＴＥｔｈを超えること」である。転舵モータ４１の温度ＴＥは、転舵モータ４１の状態を示す転舵モータ状態情報ＳＴＭに基づいて取得可能である。例えば、転舵モータ４１の温度ＴＥは、転舵モータ４１を流れるモータ電流Ｉｍの履歴から推定される。他の例として、転舵装置４０が温度センサを有し、転舵モータ状態情報ＳＴＭが温度センサによって検出される温度ＴＥの情報を含んでいる場合、その検出温度ＴＥが用いられてもよい。

第１出力制限条件の他の例は、「電源装置２００から転舵モータ４１に供給される電圧（駆動電圧）が電圧閾値未満となること」である。電源装置２００から転舵モータ４１に供給される電圧は、電源装置２００の状態を示す電源状態情報ＳＴＰあるいは転舵モータ４１の状態を示す転舵モータ状態情報ＳＴＭから得られる。

第１出力制限条件が成立しない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。一方、第１出力制限条件が成立する場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２００及びステップＳ３００に進む。

ステップＳ２００は、ステップＳ２１０を含む。ステップＳ２１０において、制御装置１００は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を設定し、第１出力制限処理を実行する。具体的には、制御装置１００は、最終的に車輪ＷＨの転舵が停止するように第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を減少させる。

図６は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１の設定例を説明するための概念図である。横軸は転舵モータ４１の温度ＴＥを表し、縦軸は第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を表している。温度ＴＥが温度閾値ＴＥｔｈを超えると、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１はデフォルト値よりも減少する。そして、温度ＴＥが増加するにつれて、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１は更に減少する。従って、転舵モータ４１の温度が上昇し続けると、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１が大きく減少し、結果として車輪ＷＨの転舵が停止する。

ステップＳ３００において、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍと第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１との関係に基づいて、反力増加処理を実行する。ここで、モータ電流Ｉｍは、実電流である。あるいは、モータ電流Ｉｍは、制御装置１００により算出されるモータ電流Ｉｍの目標値（要求値）であってもよい。

図７は、第１の例に係る反力増加処理を説明するための概念図である。横軸はモータ電流Ｉｍを表し、縦軸は反力トルクＴＲを表している。モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１と等しくなる時刻ｔｘの近傍で、車輪ＷＨの転舵が停止する。そこで、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１以上である場合の反力トルクＴＲを、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１未満である場合の反力トルクＴＲよりも増加させる。これにより、ハンドル１０が回転しにくくなる。好適には、制御装置１００は、ハンドル１０が回転しないように反力トルクＴＲを増加させる。

但し、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１まで増加した時点で、車輪ＷＨの転舵が突然停止し、反力トルクＴＲが突然増加すると、ドライバは不安感あるいは違和感を覚える可能性がある。このような観点から、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１まで増加する前から、反力トルクＴＲを増加させてもよい。このような処理は、以下「予備増加制御」と呼ばれる。

例えば、図７に示されるような「第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１」が設定される。第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１よりも第１値αだけ低い電流値である（Ｉ＿ｐｒｅ１＝Ｉ＿ｌｉｍ１−α）。制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１以上である場合の反力トルクＴＲを、モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１未満である場合の反力トルクＴＲよりも増加させる。第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１（第１値α）は、ヒステリシス特性を有していてもよい。

このような予備増加制御により、ドライバは、車輪ＷＨの転舵が停止する前に、車輪ＷＨの転舵の停止と反力トルクＴＲの急増を予め知ることが可能となる。その結果、ドライバの不安感や違和感が軽減される。

図７に示されるように、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１から第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１に近づくにつれて、反力トルクＴＲを徐々に増加させてもよい。これにより、反力トルクＴＲがよりスムーズに変化し、ドライバの違和感が更に軽減される。

再度図５を参照して、ステップＳ３００を説明する。モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１以上であり、且つ、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１未満である場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３６０に進む。ステップＳ３６０において、制御装置１００は、予備増加制御を実行する。具体的には、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１以上である場合の反力トルクＴＲを、モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１未満である場合の反力トルクＴＲよりも増加させる。

モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１以上である場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ、ステップＳ３３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３７０に進む。制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１以上である場合の反力トルクＴＲを、モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１未満である場合の反力トルクＴＲよりも増加させる。これにより、ハンドル１０が回転しにくくなる。好適には、制御装置１００は、ハンドル１０が回転しないように反力トルクＴＲを増加させる。

４−２．第２の例
図８は、ステアバイワイヤシステム１による処理の第２の例を示すフローチャートである。第２の例は、第２出力制限処理（図３参照）に関連する。

ステップＳ１００は、ステップＳ１２０を含む。ステップＳ１２０において、制御装置１００は、「第２出力制限条件」が成立するか否かを判定する。第２出力制限条件は、第２出力制限処理を実行するための条件である。

第２出力制限条件の一例は、「転舵モータ４１の電力が電力閾値を超えること」である。例えば、転舵モータ４１の電力は、転舵モータ４１の回転速度や電圧から算出される。転舵モータ４１の回転速度や電圧は、転舵モータ４１の状態を示す転舵モータ状態情報ＳＴＭから得られる。転舵モータ４１の回転速度の代わりに、ハンドル１０の操舵速度ω、あるいは、反力モータ３１の回転速度が用いられてもよい。ハンドル１０の操舵速度ωは、操舵角θから算出される。反力モータ３１の回転速度は、反力モータ３１の状態を示す反力モータ状態情報ＳＴＲから得られる。

第２出力制限条件の他の例は、「予備電源２５０から転舵モータ４１に電力が供給されていること」である。予備電源２５０から転舵モータ４１に電力が供給されているか否かは、電源装置２００の状態を示す電源状態情報ＳＴＰに基づいて判定可能である。

第２出力制限条件が成立しない場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。一方、第２出力制限条件が成立する場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２００及びステップＳ３００に進む。

ステップＳ２００は、ステップＳ２２０を含む。ステップＳ２２０において、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を設定し、第２出力制限処理を実行する。具体的には、制御装置１００は、ハンドル１０の操舵速度ωが高くなるにつれて第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を減少させる。

図９は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２の設定例を説明するための概念図である。横軸はハンドル１０の操舵速度ωを表し、縦軸は第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を表している。操舵速度ωは、操舵角θから算出される。図９に示されるように、操舵速度ωが高くなるにつれて第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２は減少する。その結果、ハンドル１０の操舵に対する車輪ＷＨの転舵の追従性（応答性）は低下する。

ステップＳ３００において、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２の減少を考慮して、反力トルクＴＲのダンピング成分を増加させる。ダンピング成分は、ハンドル１０の操舵速度ωが高くなるにつれて増加する成分である。

例えば、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２に基づいて「第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２」を設定する。第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２よりも第２値βだけ低い電流値である（Ｉ＿ｐｒｅ２＝Ｉ＿ｌｉｍ２−β）。モータ電流Ｉｍが第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２以上であり、且つ、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２以下である場合（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３８０に進む。

ステップＳ３８０において、制御装置１００は、モータ電流Ｉｍが第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２以上である場合のダンピング成分を、モータ電流Ｉｍが第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２未満である場合のダンピング成分よりも増加させる。これにより、反力トルクＴＲが増加し、ハンドル１０が回転しにくくなる。ドライバは、車輪ＷＨの転舵の追従性が低下する可能性があることを予め知ることが可能となる。

４−３．第３の例
図１０は、ステアバイワイヤシステム１による処理の第３の例を示すフローチャートである。第３の例は、上述の第１の例と第２の例の組み合わせの一例である。上述の第１及び第２の例と重複する説明は適宜省略される。

ステップＳ１００は、ステップＳ１３０を含む。ステップＳ１３０において、制御装置１００は、第１出力制限条件と第２出力制限条件の少なくともいずれかが成立するか否かを判定する。第１出力制限条件と第２出力制限条件のいずれも成立しない場合（ステップＳ１３０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。一方、第１出力制限条件と第２出力制限条件の少なくともいずれかが成立する場合（ステップＳ１３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２００及びステップＳ３００に進む。

第１出力制限条件が成立する場合、制御装置１００は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を設定し、第１出力制限処理を実行する（ステップＳ２１０）。第２出力制限条件が成立する場合、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を設定し、第２出力制限処理を実行する（ステップＳ２２０）。

図１１は、図１０におけるステップＳ３００を示すフローチャートである。

モータ電流Ｉｍが第１前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ１以上であり、且つ、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１未満である場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ３３０に進む。

モータ電流Ｉｍが第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２以上であり、且つ、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２以下である場合（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３６０及びステップＳ３８０に進む。それ以外の場合（ステップＳ３２０；Ｎｏ）、処理はステップＳ３６０に進む。

モータ電流Ｉｍが第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１以上である場合（ステップＳ３３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３７０に進む。それ以外の場合（ステップＳ３３０；Ｎｏ）、処理はステップＳ３２０’に進む。

モータ電流Ｉｍが第２前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ２以上であり、且つ、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２以下である場合（ステップＳ３２０’；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３８０に進む。

４−４．第４の例
図１２は、ステアバイワイヤシステム１による処理の第４の例を示すフローチャートである。第４の例は、上述の第１の例と第２の例の組み合わせの他の例である。上述の第１及び第２の例と重複する説明は適宜省略される。

ステップＳ１００は、ステップＳ１３０を含む。ステップＳ１３０は、上述の第３の例の場合と同様である。

第１出力制限条件が成立する場合、制御装置１００は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を設定し、第１出力制限処理を実行する（ステップＳ２１０）。一方、第１出力制限条件が成立しない場合、制御装置１００は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１を最大値に仮設定する。

第２出力制限条件が成立する場合、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を設定し、第２出力制限処理を実行する（ステップＳ２２０）。一方、第２出力制限条件が成立しない場合、制御装置１００は、第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２を最大値に仮設定する。

ステップＳ２３０において、制御装置１００は、第１電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ１と第２電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ２のうち小さい方を電流制限値Ｉ＿ｌｉｍとして選択する。

ステップＳ３００は、次の通りである。前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅは、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍよりも第１値αだけ低い電流値である（Ｉ＿ｐｒｅ＝Ｉ＿ｌｉｍ−α）。モータ電流Ｉｍが前兆開始値Ｉ＿ｐｒｅ以上であり、且つ、電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ未満である場合（ステップＳ３１５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３６０及びステップＳ３８０に進む。それ以外の場合（ステップＳ３１５；Ｎｏ）、処理はステップＳ３３５に進む。モータ電流Ｉｍが電流制限値Ｉ＿ｌｉｍ以上である場合（ステップＳ３３５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３７０に進む。

１ ステアバイワイヤシステム
１０ ハンドル（ステアリングホイール）
２０ ステアリングシャフト
３０ 反力発生装置
３１ 反力モータ
４０ 転舵装置
４１ 転舵モータ
５１ 操舵角センサ
５２ 操舵トルクセンサ
５３ 車速センサ
１００ 制御装置
２００ 電源装置
２５０ 予備電源
Ｉｍ モータ電流
Ｉ＿ｌｉｍ 電流制限値
ＳＴＭ 転舵モータ状態情報
ＳＴＲ 反力モータ状態情報
ＳＴＰ 電源状態情報
ＷＨ 車輪（転舵輪）

Claims (9)

1. ステアバイワイヤ方式の車両の制御装置であって、
   前記車両は、
   転舵モータの作動によって車輪を転舵する転舵装置と、
   反力モータの作動によってハンドルに反力トルクを付与する反力発生装置と
   を備え、
   前記制御装置は、前記ハンドルの回転に応じて、前記転舵モータを制御することによって前記車輪の転舵を制御し、また、前記反力モータを制御することによって前記反力トルクを制御し、
   出力制限条件が成立する場合、前記制御装置は、前記転舵モータの出力を制限する出力制限処理と共に、反力増加処理を実行し、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記出力制限処理が実行されない場合と比較して前記ハンドルが回転しにくくなるように前記反力トルクを制御する
   制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記転舵モータを駆動するモータ電流の上限値である電流制限値を減少させることによって、前記転舵モータの前記出力を制限する
   制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置であって、
   前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記車輪の転舵が停止するように前記電流制限値を減少させ、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記電流制限値以上である場合の前記反力トルクを、前記モータ電流が前記電流制限値未満である場合の前記反力トルクよりも増加させる
   制御装置。
4. 請求項３に記載の制御装置であって、
   前兆開始値は、前記電流制限値よりも第１値だけ低い電流値であり、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値以上である場合の前記反力トルクを、前記モータ電流が前記前兆開始値未満である場合の前記反力トルクよりも増加させる
   制御装置。
5. 請求項４に記載の制御装置であって、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値から前記電流制限値に近づくにつれて前記反力トルクを徐々に増加させる
   制御装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか一項に記載の制御装置であって、
   前記出力制限条件は、前記転舵モータの温度が温度閾値を超えること、あるいは、前記転舵モータに供給される電圧が電圧閾値未満となることを含む
   制御装置。
7. 請求項２に記載の制御装置であって、
   前記出力制限処理において、前記制御装置は、前記ハンドルの操舵速度が高くなるにつれて前記電流制限値を減少させ、
   前記反力トルクのダンピング成分は、前記ハンドルの前記操舵速度が高くなるにつれて増加し、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記反力増加処理が実行されない場合と比較して前記ダンピング成分を増加させる
   制御装置。
8. 請求項７に記載の制御装置であって、
   前兆開始値は、前記電流制限値よりも第２値だけ低い電流値であり、
   前記反力増加処理において、前記制御装置は、前記モータ電流が前記前兆開始値以上である場合の前記ダンピング成分を、前記モータ電流が前記前兆開始値未満である場合の前記ダンピング成分よりも増加させる
   制御装置。
9. 請求項７又は８に記載の制御装置であって、
   前記出力制限条件は、前記転舵モータの電力が電力閾値を超えることを含む
   制御装置。

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