JP6051911B2 - ステアリング制御装置、ステアリング制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング制御装置、及びステアリング制御方法に関するものである。
特許文献１には、転舵モータによって車輪を転舵すると共に、反力モータによって運転者のステアリング操作に対して操舵反力を付与するステアリングバイワイヤについて記載されている。
反力モータのインバータ制御では、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替える際、電源側から接地側への貫通電流を防ぐために、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでにデッドタイムを設ける必要がある。しかしながら、デッドタイムを設けることで、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じる可能性がある。
本発明の課題は、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることである。
本発明の課題は、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることである。
本発明の一態様に係るステアリング制御装置は、運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構との間に、入力軸と出力軸とを断続可能に連結するクラッチを介装する。そして、転舵出力機構に転舵力を付与可能な転舵アクチュエータを設け、操舵入力機構に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータを設け、クラッチを遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、転舵アクチュエータ及び反力アクチュエータを駆動制御する。また、ブリッジ回路のアームとなる高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を有する駆動回路を設け、運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定し、目標操舵反力を反力アクチュエータで実現するための指令電圧を設定する。そして、指令電圧に応じて高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、反力アクチュエータを駆動制御する。また、指令電圧を増加補正すると共に、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムを設ける。また、車速が予め定めた閾値よりも高いときに、指令電圧を増加補正する。
本発明によれば、指令電圧を増加補正した状態で、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替えるときにデッドタイムを設けているので、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。したがって、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
先ずステアリングバイワイヤの構造について説明する。
図１は、ステアリング装置の概略構成図である。
ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２に連結され、車輪（転舵輪）１３Ｌ及び１３Ｒは、ナックルアーム１４、タイロッド１５、ラック軸１６、及びピニヨンギヤ１７を順に介して第一ピニヨンシャフト１８に連結される。ステアリングシャフト１２及び第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ１９を介して接続又は遮断の何れかに切替え可能な状態で連結されている。
《第１実施形態》
《構成》
先ずステアリングバイワイヤの構造について説明する。
図１は、ステアリング装置の概略構成図である。
ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２に連結され、車輪（転舵輪）１３Ｌ及び１３Ｒは、ナックルアーム１４、タイロッド１５、ラック軸１６、及びピニヨンギヤ１７を順に介して第一ピニヨンシャフト１８に連結される。ステアリングシャフト１２及び第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ１９を介して接続又は遮断の何れかに切替え可能な状態で連結されている。
ここで、クラッチ１９の入力側に存在するステアリングホイール１１、及びステアリングシャフト１２は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮである。また、クラッチ１９の出力側に存在するナックルアーム１４、タイロッド１５、ラック軸１６、ピニヨンギヤ１７、及び第一ピニヨンシャフト１８は、第一ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴである。
したがって、クラッチ１９を接続（締結）した状態では、ステアリングホイール１１を回転させると、ステアリングシャフト１２、クラッチ１９、及び第一ピニヨンシャフト１８が回転する。第一ピニヨンシャフト１８の回転運動は、ラック軸１６及びピニヨンギヤ１７によってタイロッド１５の進退運動に変換され、ナックルアーム１４を介して車輪１３Ｌ及び１３Ｒが転舵される。
クラッチ１９は、無励磁締結形の電磁クラッチからなる。すなわち、電磁コイルが無励磁のときに、例えばカムローラ機構により、入力軸のカム面と出力軸の外輪との間にローラが噛み合い、入力軸と出力軸とが締結される。一方、電磁コイルを励磁するときに、アーマチュアの吸引により、入力軸のカム面と出力軸の外輪との間でローラの噛み合いが解除され、入力軸と出力軸とが遮断される。
ラック軸１６は、車体左右方向（車幅方向）に延在し、その一方側（ここでは車体右側）にラックギヤ（歯）３１を形成してあり、このラックギヤ３１にピニヨンギヤ１７を噛合させている。ラックギヤ３１とピニヨンギヤ１７との噛合状態はリテーナ機構によって調整される。
第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ側の入力軸と、ピニヨンギヤ側の出力軸とからなり、その出力軸には、例えばウォームギヤ３２を介して第一転舵モータＭ１を連結してある。第一転舵モータＭ１には、モータ回転角を検出するレゾルバ３３を設けてある。
第一ピニヨンシャフト１８は、クラッチ側の入力軸と、ピニヨンギヤ側の出力軸とからなり、その出力軸には、例えばウォームギヤ３２を介して第一転舵モータＭ１を連結してある。第一転舵モータＭ１には、モータ回転角を検出するレゾルバ３３を設けてある。
ウォームギヤ３２は、第一ピニヨンシャフト１８に連結されたウォームホイールと、第一転舵モータＭ１に連結されたウォームとからなり、ウォーム軸をウォームホイール軸に対して斜交させている。これは第一ピニヨンシャフト１８に対する軸直角方向のモジュールを小さくするためである。
ウォームギヤ３２は、ウォームの回転によってウォームホイールが回転し、またウォームホイールの回転によってもウォームが回転するように、つまり逆駆動が可能となるように、ウォームのねじれ角を安息角（摩擦角）よりも大きくしてある。
ウォームギヤ３２は、ウォームの回転によってウォームホイールが回転し、またウォームホイールの回転によってもウォームが回転するように、つまり逆駆動が可能となるように、ウォームのねじれ角を安息角（摩擦角）よりも大きくしてある。
第一ピニヨンシャフト１８における入力軸と出力軸との間には、トルクセンサ３４を設けている。
上記のピニヨンギヤ１７、第一ピニヨンシャフト１８の出力軸、ウォームギヤ３２、第一転舵モータＭ１、レゾルバ３４、及びトルクセンサ３４は、一体化した複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第一アクチュエータＡ１とする。第一アクチュエータＡ１は、電動パワーステアリング装置の構成部品と共通化される。
上記のピニヨンギヤ１７、第一ピニヨンシャフト１８の出力軸、ウォームギヤ３２、第一転舵モータＭ１、レゾルバ３４、及びトルクセンサ３４は、一体化した複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第一アクチュエータＡ１とする。第一アクチュエータＡ１は、電動パワーステアリング装置の構成部品と共通化される。
第一アクチュエータＡ１によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、第一転舵モータＭ１を駆動すると、ウォームギヤ３２を介して第一ピニヨンシャフト１８が回転するので、第一転舵モータＭ１の回転角に応じて車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角が変化する。したがって、クラッチ１９を遮断しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第一転舵モータＭ１を駆動制御することにより、ステアリングバイワイヤ機能として所望のステアリングコントロール特性が実現される。
さらに、クラッチ１９を接続している状態で、第一転舵モータＭ１を駆動すると、ウォームギヤ３２を介して第一ピニヨンシャフト１８にモータトルクが伝達される。したがって、クラッチ１９を接続しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第一転舵モータＭ１を駆動制御することにより、運転者の操作負担を軽減する所望のアシスト特性が実現される。
ラック軸１６の他方側（ここでは車体左側）には、ピニヨンギヤ３５を介して第二ピニヨンシャフト３６が連結されている。すなわち、ラック軸１６の他方側（ここでは車体左側）にラックギヤ（歯）３７を形成してあり、このラックギヤ３７にピニヨンギヤ３５を噛合させている。ラックギヤ３７とピニヨンギヤ３５との噛合状態はリテーナ機構によって調整される。
第二ピニヨンシャフト３６には、例えばウォームギヤ３８を介して第二転舵モータＭ２を連結してある。第二転舵モータＭ２は、第一転舵モータＭ１と同一型のモータである。第二転舵モータＭ２には、モータ回転角を検出するレゾルバ３９を設けてある。
ウォームギヤ３８は、第二ピニヨンシャフト３６に連結されたウォームホイールと、第二転舵モータＭ２に連結されたウォームとからなり、ウォーム軸をウォームホイール軸に対して斜交させている。これは第二ピニヨンシャフト３６に対する軸直角方向のモジュールを小さくするためである。
ウォームギヤ３８は、第二ピニヨンシャフト３６に連結されたウォームホイールと、第二転舵モータＭ２に連結されたウォームとからなり、ウォーム軸をウォームホイール軸に対して斜交させている。これは第二ピニヨンシャフト３６に対する軸直角方向のモジュールを小さくするためである。
ウォームギヤ３８は、ウォームの回転によってウォームホイールが回転し、またウォームホイールの回転によってもウォームが回転するように、つまり逆駆動が可能となるように、ウォームのねじれ角を安息角（摩擦角）よりも大きくしてある。
上記のピニヨンギヤ３５、第二ピニヨンシャフト３６の出力軸、ウォームギヤ３８、第二転舵モータＭ２、及びレゾルバ３９は、一体化された複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第二アクチュエータＡ２とする。
上記のピニヨンギヤ３５、第二ピニヨンシャフト３６の出力軸、ウォームギヤ３８、第二転舵モータＭ２、及びレゾルバ３９は、一体化された複合部品（アッセンブリ）として構成され、これを第二アクチュエータＡ２とする。
第二アクチュエータＡ２によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、第二転舵モータＭ２を駆動すると、ウォームギヤ３２を介して第二ピニヨンシャフト３６が回転するので、第二転舵モータＭ２の回転角に応じて車輪１３Ｌ及び１３Ｒの転舵角が変化する。したがって、クラッチ１９を遮断しているときに、運転者のステアリング操作に応じて第二転舵モータＭ２を駆動制御することにより、ステアリングバイワイヤ機能として所望のステアリングコントロール特性が実現される。
ステアリングシャフト１２には、反力モータ５１を連結してある。反力モータ５１は、ステアリングシャフト１２と共に回転するロータと、このロータに対向してハウジングに固定されるステータと、を備える。ロータは、周方向に等間隔に並べたマグネットを、例えばインサートモールドによってロータコアに固定して形成してある。ステータは、コイルを巻装した鉄心を周方向に等間隔に並べ、ハウジングに対して例えば焼き嵌めによって固定して形成してある。反力モータ５１には、モータ回転角を検出するレゾルバ５２を設けてある。
ステアリングシャフト１２には、操舵角センサ５３を設けてある。
反力モータ５１によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、反力モータ５１を駆動すると、ステアリングシャフト１２にモータトルクが伝達される。したがって、クラッチ１９を遮断してステアリングバイワイヤを実行しているときに、路面から受ける反力に応じて反力モータ５１を駆動制御することにより、運転者のステアリング操作に対して操作反力を付与する所望の反力特性が実現される。
上記がステアリング装置の構造である。
反力モータ５１によれば、クラッチ１９を遮断している状態で、反力モータ５１を駆動すると、ステアリングシャフト１２にモータトルクが伝達される。したがって、クラッチ１９を遮断してステアリングバイワイヤを実行しているときに、路面から受ける反力に応じて反力モータ５１を駆動制御することにより、運転者のステアリング操作に対して操作反力を付与する所望の反力特性が実現される。
上記がステアリング装置の構造である。
次に、制御系統の構成について説明する。
本実施形態では、第一転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ１）７１と、第二転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ２）７２と、反力コントローラ（反力ＥＣＵ）７３と、を備える。各コントローラは、例えばマイクロコンピュータからなる。
第一転舵コントローラ７１は、レゾルバ３３、トルクセンサ３４、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第一転舵モータＭ１を駆動制御する。第二転舵コントローラ７２は、レゾルバ３９、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第二転舵モータＭ２を駆動制御する。反力コントローラ７３は、レゾルバ５２、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して反力モータ５２を駆動制御する。
本実施形態では、第一転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ１）７１と、第二転舵コントローラ（転舵ＥＣＵ２）７２と、反力コントローラ（反力ＥＣＵ）７３と、を備える。各コントローラは、例えばマイクロコンピュータからなる。
第一転舵コントローラ７１は、レゾルバ３３、トルクセンサ３４、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第一転舵モータＭ１を駆動制御する。第二転舵コントローラ７２は、レゾルバ３９、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して第二転舵モータＭ２を駆動制御する。反力コントローラ７３は、レゾルバ５２、及び操舵角センサ５３からの信号を入力し、駆動回路を介して反力モータ５２を駆動制御する。
レゾルバ３３は、第一転舵モータＭ１のモータ回転角θｍ１を検出する。このレゾルバ３３は、ステータコイルに励磁信号が入力されるときに、ロータの回転角に応じた検出信号をロータコイルから出力する。第一転舵コントローラ７１は、信号処理回路により、励磁信号をステータコイルに出力すると共に、ロータコイルから入力される検出信号の振幅変調に基づいて第一転舵モータＭ１のモータ回転角θｍ１を判断する。なお、第一転舵コントローラ７１は、右旋回を正の値として処理し、左旋回を負の値として処理する。
同様に、第二転舵モータＭ２のモータ回転角θｍ２については、レゾルバ３９を介して第二転舵コントローラ７２で検出し、反力モータ５１のモータ回転角θｒについては、レゾルバ５２を介して反力コントローラ７３で検出する。
同様に、第二転舵モータＭ２のモータ回転角θｍ２については、レゾルバ３９を介して第二転舵コントローラ７２で検出し、反力モータ５１のモータ回転角θｒについては、レゾルバ５２を介して反力コントローラ７３で検出する。
トルクセンサ３４は、第一ピニヨンシャフト１８に入力されるトルクＴｓを検出する。このトルクセンサ３４は、第一ピニヨンシャフト１８の入力側と出力側との間に介在させたトーションバーの捩れ角を、例えばホール素子で検出し、多極磁石とヨークとの相対角度変位によって生じる磁束密度の変化を電気信号に変換して第一転舵コントローラ７１に出力する。第一転舵コントローラ７１は、入力された電気信号からトルクＴｓを判断する。なお、第一転舵コントローラ７１は、運転者の右操舵を正の値として処理し、左操舵を負の値として処理する。
操舵角センサ５３は、例えばロータリエンコーダからなり、ステアリングシャフト１２の操舵角θｓを検出する。この操舵角センサ５３は、ステアリングシャフト１２と共に円板状のスケールが回転するときに、スケールのスリットを透過する光を二つのフォトトランジスタで検出し、ステアリングシャフト１２の回転に伴うパルス信号を各コントローラに出力する。各コントローラは、入力されたパルス信号からステアリングシャフト１２の操舵角θｓを判断する。なお、各コントローラは、右旋回を正の値として処理し、左旋回を負の値として処理する。
なお、各コントローラ同士は、通信線７４によって相互通信可能に接続されている。すなわち、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式の多重通信（ＣＡＮ：Controller Area Network）やフレックスレイ（Flex Ray）等の車載通信ネットワーク（車載ＬＡＮ）規格を用いた通信路を構築してある。
各コントローラは、通信線７５によってクラッチ１９に接続されている。この通信線７５は、クラッチ１９を接続又は遮断の何れかに切替え可能なクラッチ制御信号を出力する通信路である。クラッチ制御信号は、クラッチ１９を遮断するための信号であり、各コントローラがクラッチ制御信号を出力しているときに、クラッチ１９が遮断され、何れかのコントローラがクラッチ制御信号の出力を停止すると、クラッチ１９が接続される。
上記が制御系統の構成である。
各コントローラは、通信線７５によってクラッチ１９に接続されている。この通信線７５は、クラッチ１９を接続又は遮断の何れかに切替え可能なクラッチ制御信号を出力する通信路である。クラッチ制御信号は、クラッチ１９を遮断するための信号であり、各コントローラがクラッチ制御信号を出力しているときに、クラッチ１９が遮断され、何れかのコントローラがクラッチ制御信号の出力を停止すると、クラッチ１９が接続される。
上記が制御系統の構成である。
次に、制御モードについて説明する。
本実施形態では、２モータＳＢＷモード（２Ｍ‐ＳＢＷ）と、２モータＥＰＳモード（２Ｍ‐ＥＰＳ）と、１モータＳＢＷモード（１Ｍ‐ＳＢＷ）と、１モータＥＰＳモード（１Ｍ‐ＥＰＳ）と、マニュアルステアリングモード（ＭＳ）と、がある。
２モータＳＢＷモードは、二つのモータでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、２モータＥＰＳモードは、二つのモータで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。また、１モータＳＢＷモードは、一つのモータだけでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、１モータＥＰＳモードは、一つのモータだけで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。そして、マニュアルステアリングモードは、何れのステアリング制御も中止するモードである。
本実施形態では、２モータＳＢＷモード（２Ｍ‐ＳＢＷ）と、２モータＥＰＳモード（２Ｍ‐ＥＰＳ）と、１モータＳＢＷモード（１Ｍ‐ＳＢＷ）と、１モータＥＰＳモード（１Ｍ‐ＥＰＳ）と、マニュアルステアリングモード（ＭＳ）と、がある。
２モータＳＢＷモードは、二つのモータでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、２モータＥＰＳモードは、二つのモータで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。また、１モータＳＢＷモードは、一つのモータだけでステアリングバイワイヤ制御を実行するモードであり、１モータＥＰＳモードは、一つのモータだけで電動パワーステアリング制御を実行するモードである。そして、マニュアルステアリングモードは、何れのステアリング制御も中止するモードである。
［２モータＳＢＷモード］
２モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が協働し、必要とされる転舵力を分担して出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５２を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
２モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が協働し、必要とされる転舵力を分担して出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５２を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２は、操舵角θｓに対する目標転舵角θｗ＊を設定すると共に、実際の転舵角θｗを推定する。そして、モータ回転角θｍ１及びθｍ２を入力し、目標転舵角θｗ＊に実際の転舵角θｗが一致するように、例えばロバストモデルマッチング手法などを用いて第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。
目標転舵角θｗ＊の設定は、例えば車速Ｖに応じて行う。すなわち、据え切り時や低速走行時には、運転者の操作負担を軽減するために、小さな操舵角θｓで大きな転舵角θｗが得られるように目標転舵角θｗ＊を設定する。また、高速走行時には、過敏な車両挙動を抑制し、走行安定性を確保するために、操舵角θｓの変化に対する転舵角θｗの変化が抑制されるように目標転舵角θｗ＊を設定する。
実転舵角θｗの推定は、操舵角θｓ、モータ回転角θｍ１、モータ回転角θｍ２等に基づいて行う。
反力コントローラ７３は、ステアリング操作時に路面から受ける反力に相当する目標反力トルクＴｒ＊を設定し、この目標反力トルクＴｒ＊に反力モータ５２のトルクが一致するように、反力モータ５２を駆動制御する。
目標反力トルクＴｒ＊の設定は、例えば操舵角θｓ、第一転舵モータＭ１に流れる電流Ｉｍ１、第二転舵モータＭ２に流れる電流Ｉｍ２等に基づいて行う。
反力コントローラ７３は、ステアリング操作時に路面から受ける反力に相当する目標反力トルクＴｒ＊を設定し、この目標反力トルクＴｒ＊に反力モータ５２のトルクが一致するように、反力モータ５２を駆動制御する。
目標反力トルクＴｒ＊の設定は、例えば操舵角θｓ、第一転舵モータＭ１に流れる電流Ｉｍ１、第二転舵モータＭ２に流れる電流Ｉｍ２等に基づいて行う。
［２モータＥＰＳモード］
２モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２は、目標アシストトルクＴａ＊を設定し、この目標アシストトルクＴａ＊に第一転舵モータＭ１のトルクが一致するように、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。
２モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
第一転舵コントローラ７１及び第二転舵コントローラ７２は、目標アシストトルクＴａ＊を設定し、この目標アシストトルクＴａ＊に第一転舵モータＭ１のトルクが一致するように、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。
目標アシストトルクＴａ＊の設定は、例えば車速Ｖに応じて行う。すなわち、据え切り時や低速走行時には、運転者の操作負担を軽減するために、大きな目標アシストトルクＴａ＊を設定する。また、高速走行時には、過敏な車両挙動を抑制し、走行安定性を確保するために、小さな目標アシストトルクＴａ＊を設定する。
一方、２モータＥＰＳモードでは、反力モータ５２のリレー回路が切断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
一方、２モータＥＰＳモードでは、反力モータ５２のリレー回路が切断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御すると共に、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
［１モータＳＢＷモード］
１モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第二転舵モータＭ２が、必要とされる転舵力を単独で出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５２を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
１モータＳＢＷモードでは、クラッチ制御信号を出力してクラッチ１９を遮断し、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御し、転舵角制御を実行する。すなわち、第二転舵モータＭ２が、必要とされる転舵力を単独で出力する。一方、反力コントローラ７３で反力モータ５２を駆動制御し、反力制御を実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。
目標転舵角θｗ＊の設定や第二転舵モータＭ２の制御手法、及び目標反力トルクＴｒ＊の設定や反力モータ５２の制御手法については、２モータＳＢＷモードと同様である。
一方、１モータＳＢＷモードでは、第一転舵モータＭ１のリレー回路が切断され、第一転舵モータＭ１が電路から遮断される。すなわち、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ラック軸１６の進退によって第一転舵モータＭ１が駆動されることで、第一転舵モータＭ１自体が負荷とならないようにするためである。
一方、１モータＳＢＷモードでは、第一転舵モータＭ１のリレー回路が切断され、第一転舵モータＭ１が電路から遮断される。すなわち、第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２を駆動制御するときに、ラック軸１６の進退によって第一転舵モータＭ１が駆動されることで、第一転舵モータＭ１自体が負荷とならないようにするためである。
［１モータＥＰＳモード］
１モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
目標アシストトルクＴａ＊の設定や第一転舵モータＭ１の制御手法については、２モータＥＰＳモードと同様である。
１モータＥＰＳモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続し、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御し、アシスト制御を実行する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保すると共に、さらに電動パワーステアリング機能として、運転者の操作負担を軽減する。
目標アシストトルクＴａ＊の設定や第一転舵モータＭ１の制御手法については、２モータＥＰＳモードと同様である。
一方、１モータＥＰＳモードでは、第二転舵モータＭ２のリレー回路が切断され、第二転舵モータＭ２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御するときに、ラック軸１６の進退によって第二転舵モータＭ２が駆動されることで、第二転舵モータＭ２自体が負荷とならないようにするためである。同様の趣旨で、反力モータ５２のリレー回路も切断され、反力モータ５２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行い、且つ第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１を駆動制御するときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
［マニュアルステアリングモード］
マニュアルステアリングモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をせず（非駆動）、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）。つまり、各コントローラによる何れのステアリング制御も中止する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保する。
マニュアルステアリングモードでは、クラッチ制御信号の出力を停止してクラッチ１９を接続した状態で、第一転舵コントローラ７１で第一転舵モータＭ１の駆動制御をせず（非駆動）、且つ第二転舵コントローラ７２で第二転舵モータＭ２の駆動制御をしない（非駆動）。つまり、各コントローラによる何れのステアリング制御も中止する。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保する。
マニュアルステアリングモードでは、第一転舵モータＭ１のリレー及び第二転舵モータＭ２のリレー回路が切断され、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行うときに、ラック軸１６の進退によって第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が駆動されることで、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２自体が負荷とならないようにするためである。同様の趣旨で、反力モータ５２のリレー回路も切断され、反力モータ５２が電路から遮断される。すなわち、運転者がステアリング操作を行うときに、ステアリングシャフト１２の回転によって反力モータ５２が駆動されることで、反力モータ５２自体が負荷とならないようにするためである。
上記が制御モードの概要である。
上記が制御モードの概要である。
次に、フェイルセーフについて説明する。
各コントローラは、夫々、自らの制御系統に異常があるか否かの自己診断を行い、その診断結果に応じて制御モードを切替える。すなわち、第一転舵コントローラ７１は、第一転舵コントローラ７１自身や、トルクセンサ３４を有する第一アクチュエータＡ１、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、第二転舵コントローラ７２は、第二転舵コントローラ７２自身や、トルクセンサのない第二アクチュエータＡ２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、反力コントローラ７３は、反力コントローラ７３自身や、反力モータ５２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。
各コントローラは、夫々、自らの制御系統に異常があるか否かの自己診断を行い、その診断結果に応じて制御モードを切替える。すなわち、第一転舵コントローラ７１は、第一転舵コントローラ７１自身や、トルクセンサ３４を有する第一アクチュエータＡ１、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、第二転舵コントローラ７２は、第二転舵コントローラ７２自身や、トルクセンサのない第二アクチュエータＡ２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。また、反力コントローラ７３は、反力コントローラ７３自身や、反力モータ５２、また配線系統に異常があるか否かの診断を行う。
先ず、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常である場合には、２モータＳＢＷモードとなる。但し、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧時や過熱時、イグニッションをＯＮにした起動時（クラッチ１９が遮断されるまで）、転舵角θｗが最大転舵角に達している端当て時等には、一時的な措置として２モータＥＰＳモードとなる。
一方、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統のうち、少なくとも一つで異常が発生した場合に、１モータＳＢＷモード、１モータＥＰＳモード、及びマニュアルステアリング（ＭＳ）モードの何れかへと切り替わる。
一方、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統のうち、少なくとも一つで異常が発生した場合に、１モータＳＢＷモード、１モータＥＰＳモード、及びマニュアルステアリング（ＭＳ）モードの何れかへと切り替わる。
先ず、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能に異常が生じているだけであり、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能や反力モータ５２による反力生成機能は維持されているため、１モータＳＢＷモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び第二転舵コントローラ７２の制御系統が正常であり、反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、第一転舵コントローラ７１の制御系統が正常であり、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能、及び反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているだけであり、第一アクチュエータＡ１による電動パワーステアリング機能は維持されているため、１モータＥＰＳモードにする。
また、反力コントローラ７３の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び第二転舵コントローラ７２の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、反力モータ５２による反力生成機能は維持されているものの、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、及び第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能に異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
また、第二転舵コントローラ７２の制御系統が正常であり、第一転舵コントローラ７１の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統に異常が発生した場合である。この場合には、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能は維持されているものの、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、及び反力モータ５２による反力生成機能に異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
そして、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てに異常が発生した場合である。この場合には、第一アクチュエータＡ１によるステアリングバイワイヤ機能や電動パワーステアリング機能、第二アクチュエータＡ２によるステアリングバイワイヤ機能、及び反力モータ５２による反力生成機能の全てに異常が生じているため、マニュアルステアリングモードにする。
上記がフェイルセーフの概要である。
上記がフェイルセーフの概要である。
次に、制御モードの遷移について説明する。
先ず、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常である場合には、基本的には２モータＳＢＷモードとなる。また、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧時や過熱時、イグニッションをＯＮにした起動時（クラッチ１９が遮断されるまで）、転舵角θｗが最大転舵角に達している端当て時等には、一時的な措置として２モータＥＰＳモードとなる。そして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧や過熱が解消されたり、クラッチ１９が遮断されたり、転舵角θが小さくなったりしたときには、２モータＳＢＷモードとなる。このように、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常に作動している限り、２モータＳＢＷモードと２モータＥＰＳモードとの間で遷移する。
先ず、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常である場合には、基本的には２モータＳＢＷモードとなる。また、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧時や過熱時、イグニッションをＯＮにした起動時（クラッチ１９が遮断されるまで）、転舵角θｗが最大転舵角に達している端当て時等には、一時的な措置として２モータＥＰＳモードとなる。そして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の低電圧や過熱が解消されたり、クラッチ１９が遮断されたり、転舵角θが小さくなったりしたときには、２モータＳＢＷモードとなる。このように、第一転舵コントローラ７１の制御系統、第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の全てが正常に作動している限り、２モータＳＢＷモードと２モータＥＰＳモードとの間で遷移する。
また、２モータＳＢＷモードの状態から、一次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、１モータＳＢＷモードへと遷移する。そして、１モータＳＢＷモードの状態から、二次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＳＢＷモードから１モータＳＢＷモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
また、２モータＳＢＷモードの状態から、一次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへと遷移する。そして、１モータＥＰＳモードの状態から、二次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＳＢＷモードから１モータＥＰＳモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
また、一時的な措置として２モータＥＰＳモードにある状態から、一次失陥として第二転舵コントローラ７２の制御系統、及び反力コントローラ７３の制御系統の少なくとも一方に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへと遷移する。そして、１モータＥＰＳモードの状態から、二次失陥として第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、マニュアルステアリングモードへと遷移する。このように、２モータＳＢＷモードから１モータＥＰＳモードを経由せず直にマニュアルステアリングモードへと遷移することはなく、失陥レベルに応じて段階的に制御モードを遷移させて冗長化させている。
なお、一時的な措置として２モータＥＰＳモードにある状態から、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへの遷移が不可能となるため直にマニュアルステアリングモードへと遷移する。
上記が、制御モードの遷移である。
なお、一時的な措置として２モータＥＰＳモードにある状態から、第一転舵コントローラ７１の制御系統に異常が発生した場合には、１モータＥＰＳモードへの遷移が不可能となるため直にマニュアルステアリングモードへと遷移する。
上記が、制御モードの遷移である。
次に、ステアリングバイワイヤの基本的な制御処理について説明する。
ステアリングバイワイヤ制御処理は、第一転舵コントローラ７１、第二転舵コントローラ７２、及び反力コントローラ７３の夫々で個別に演算され、各コントローラの演算結果が一致するときに駆動制御の実行が許可される。なお、前述したように、第一転舵モータＭ１の駆動制御を司るのは第一転舵コントローラ７１であり、第二転舵モータＭ２の駆動制御を司るのは第二転舵コントローラ７２であり、反力モータ５１の駆動制御を司るのは反力コントローラ７３である。
先ず、イグニッションスイッチがＯＦＦのときには、クラッチ１９を締結しておく。そして、イグニッションスイッチがＯＮのときには、クラッチ１９を遮断し、２モータＳＢＷモードを実行する。
ステアリングバイワイヤ制御処理は、第一転舵コントローラ７１、第二転舵コントローラ７２、及び反力コントローラ７３の夫々で個別に演算され、各コントローラの演算結果が一致するときに駆動制御の実行が許可される。なお、前述したように、第一転舵モータＭ１の駆動制御を司るのは第一転舵コントローラ７１であり、第二転舵モータＭ２の駆動制御を司るのは第二転舵コントローラ７２であり、反力モータ５１の駆動制御を司るのは反力コントローラ７３である。
先ず、イグニッションスイッチがＯＦＦのときには、クラッチ１９を締結しておく。そして、イグニッションスイッチがＯＮのときには、クラッチ１９を遮断し、２モータＳＢＷモードを実行する。
ステアリングバイワイヤでは、ステアリング操作に対して路面から受ける反力に相当する目標操舵反力を設定し、この目標操舵反力を実現するための指令電圧に基づいて反力モータ５１を駆動制御する。ここで、路面から受ける反力とは、例えば操舵角θｓ、車速Ｖ、転舵角θｗ、第一転舵モータＭ１に流れる電流Ｉｍ１、第二転舵モータＭ２に流れる電流Ｉｍ２等に基づいて判断する。また、操舵角θｓに対する目標転舵角を設定し、この目標転舵角を実現するための電流指令値に基づいて第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を駆動制御する。ここで、目標転舵角とは、例えば操舵角θｓと、車速Ｖに応じた舵角比とに基づいて設定する。
上記がステアリングバイワイヤの基本的な制御処理である。
上記がステアリングバイワイヤの基本的な制御処理である。
次に、２モータＳＢＷモードにおける反力モータ制御について説明する。
図２は、反力モータのインバータ制御を示す図である。
図中の（ａ）は、Ｈブリッジ回路のアームとなるアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴを有する駆動回路を示す図であり、図中の（ｂ）は、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴにおけるＯＮ／ＯＦＦの入れ替えを示すタイムチャートである。
アッパＦＥＴは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）からなり、電源側（高電位側）スイッチング素子として上アームとも呼ばれる。ロアＦＥＴは、電界効果トランジスタからなり、接地側（低電位側）スイッチング素子として下アームとも呼ばれる。
図２は、反力モータのインバータ制御を示す図である。
図中の（ａ）は、Ｈブリッジ回路のアームとなるアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴを有する駆動回路を示す図であり、図中の（ｂ）は、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴにおけるＯＮ／ＯＦＦの入れ替えを示すタイムチャートである。
アッパＦＥＴは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）からなり、電源側（高電位側）スイッチング素子として上アームとも呼ばれる。ロアＦＥＴは、電界効果トランジスタからなり、接地側（低電位側）スイッチング素子として下アームとも呼ばれる。
反力モータ制御では、目標操舵反力を反力モータ５１で実現するための指令電圧を設定し、この指令電圧に応じてアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、反力モータ５１を駆動制御する。
なお、インバータによる例えばパルス幅変調制御（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）では、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにして同時に他方をＯＮにすると、瞬間的にアーム短絡を起こし、アッパＦＥＴからロアＦＥＴに貫通電流が流れる可能性がある。そのため、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際には、図中の（ｂ）に示すように、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムΔｔを設けている。
なお、インバータによる例えばパルス幅変調制御（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）では、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにして同時に他方をＯＮにすると、瞬間的にアーム短絡を起こし、アッパＦＥＴからロアＦＥＴに貫通電流が流れる可能性がある。そのため、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際には、図中の（ｂ）に示すように、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムΔｔを設けている。
また、指令電圧（Ｑ軸指令電圧）には、増加補正を行う。
具体的には、指令電圧を増加補正しない非補正電圧、及び指令電圧を増加補正した補正電圧の何れか一方に切替え可能とする。そして、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが予め定めた閾値Ｖｓよりも低いときには、非補正電圧に切替え、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが閾値Ｖｓよりも高いときには、補正電圧に切替える。ここで、閾値Ｖｓは、車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる程度の値であり、例えば２５〜３０ｋｍ／ｈ程度である。すなわち、車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる車速領域にあるときには、指令電圧の増加補正を行わない、つまり非補正電圧に切替える。一方、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下していると判断できる車速領域にあるときには、指令電圧の増加補正を行う、つまり補正電圧に切替える。
具体的には、指令電圧を増加補正しない非補正電圧、及び指令電圧を増加補正した補正電圧の何れか一方に切替え可能とする。そして、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが予め定めた閾値Ｖｓよりも低いときには、非補正電圧に切替え、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが閾値Ｖｓよりも高いときには、補正電圧に切替える。ここで、閾値Ｖｓは、車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる程度の値であり、例えば２５〜３０ｋｍ／ｈ程度である。すなわち、車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる車速領域にあるときには、指令電圧の増加補正を行わない、つまり非補正電圧に切替える。一方、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下していると判断できる車速領域にあるときには、指令電圧の増加補正を行う、つまり補正電圧に切替える。
ここで、補正電圧について説明する。
図３は、補正電圧の設定に用いるマップである。
図中の破線は、指令電圧と補正電圧とが１：１の関係となる特性線であり、非補正電圧に相当する。また、図中の実線は、指令電圧を増加補正した補正電圧である。
このマップでは、指令電圧については、０＜｜Ｅ１｜＜｜Ｅ２｜の関係となるＥ１及びＥ２を予め定め、補正電圧については、０＜｜Ｅｒ１｜＜｜Ｅｒ２｜の関係となるＥｒ１及びＥｒ２を予め定めている。なお、Ｅ１は０近傍と見なせる範囲の値に相当し、Ｅ２は指令電圧の最大値に相当する。そして、指令電圧の絶対値が０から｜Ｅ１｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、補正電圧の絶対値が０から｜Ｅｒ１｜の範囲で大きくなる。また、指令電圧の絶対値が｜Ｅ１｜から｜Ｅ２｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、補正電圧の絶対値が｜Ｅｒ１｜から｜Ｅｒ２｜の範囲で大きくなる。なお、指令電圧の増加に対する補正電圧の増加率は、指令電圧の絶対値が｜Ｅ１｜〜｜Ｅ２｜の範囲にあるときよりも、指令電圧の絶対値が０〜｜Ｅ１｜の範囲にあるときの方が大きい。
図３は、補正電圧の設定に用いるマップである。
図中の破線は、指令電圧と補正電圧とが１：１の関係となる特性線であり、非補正電圧に相当する。また、図中の実線は、指令電圧を増加補正した補正電圧である。
このマップでは、指令電圧については、０＜｜Ｅ１｜＜｜Ｅ２｜の関係となるＥ１及びＥ２を予め定め、補正電圧については、０＜｜Ｅｒ１｜＜｜Ｅｒ２｜の関係となるＥｒ１及びＥｒ２を予め定めている。なお、Ｅ１は０近傍と見なせる範囲の値に相当し、Ｅ２は指令電圧の最大値に相当する。そして、指令電圧の絶対値が０から｜Ｅ１｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、補正電圧の絶対値が０から｜Ｅｒ１｜の範囲で大きくなる。また、指令電圧の絶対値が｜Ｅ１｜から｜Ｅ２｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、補正電圧の絶対値が｜Ｅｒ１｜から｜Ｅｒ２｜の範囲で大きくなる。なお、指令電圧の増加に対する補正電圧の増加率は、指令電圧の絶対値が｜Ｅ１｜〜｜Ｅ２｜の範囲にあるときよりも、指令電圧の絶対値が０〜｜Ｅ１｜の範囲にあるときの方が大きい。
すなわち、指令電圧の絶対値が０から｜Ｅ１｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、指令電圧の補正量を大きくする。また、指令電圧の絶対値がＥ１からＥ２の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、指令電圧の補正量を小さくする。また、指令電圧の絶対値がＥ２に達するときには、指令電圧の補正量を０にする。したがって、指令電圧の絶対値が０から増加するときには、その立ち上げ時となる増加初期に指令電圧を大きく補正し、それ以降は指令電圧の補正を小さくしてゆく。
また、インバータの出力には、カットオフ周波数ｆｃより高い成分を減衰させ、且つカットオフ周波数ｆｃを変更可能なローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設ける。
また、インバータの出力には、カットオフ周波数ｆｃより高い成分を減衰させ、且つカットオフ周波数ｆｃを変更可能なローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設ける。
図４は、ローパスフィルタとカットオフ周波数ｆｃについて説明した図である。
図中の（ａ）は、三相のうち、例えばＵ相及びＷ相に設けたローパスフィルを示しており、図中の（ｂ）は、カットオフ周波数ｆｃの設定に用いるマップである。
このマップでは、車速Ｖにおいては、０＜Ｖ１＜Ｖ２の関係となるＶ１及びＶ２を予め定め、カットオフ周波数ｆｃにおいては、０＜ｆｃ１＜ｆｃ２の関係となるｆｃ１及びｆｃ２を予め定めている。ここで、Ｖ１は車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる車速領域の上限値に相当し、例えば２５ｋｍ／ｈ程度であり、Ｖ２は車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下していると判断できる車速領域の下限値に相当し、例えば３０ｋｍ／ｈ程度である。一方、ｆｃ１は例えば０.５ｋＨｚ程度であり、ｆｃ２は例えば１.０ｋＨｚ程度である。そして、車速Ｖが０からＶ１の範囲にあるときには、カットオフ周波数ｆｃがｆｃ１を維持する。また、車速ＶがＶ１からＶ２の範囲にあるときには、車速Ｖが高いほどカットオフ周波数がｆｃ１からｆｃ２の範囲で大きくなる。また、車速ＶがＶ２より高い範囲にあるときには、カットオフ周波数ｆｃ２を維持する。
上記が反力モータ制御である。
図中の（ａ）は、三相のうち、例えばＵ相及びＷ相に設けたローパスフィルを示しており、図中の（ｂ）は、カットオフ周波数ｆｃの設定に用いるマップである。
このマップでは、車速Ｖにおいては、０＜Ｖ１＜Ｖ２の関係となるＶ１及びＶ２を予め定め、カットオフ周波数ｆｃにおいては、０＜ｆｃ１＜ｆｃ２の関係となるｆｃ１及びｆｃ２を予め定めている。ここで、Ｖ１は車室空間の静粛性が比較的高いと判断できる車速領域の上限値に相当し、例えば２５ｋｍ／ｈ程度であり、Ｖ２は車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下していると判断できる車速領域の下限値に相当し、例えば３０ｋｍ／ｈ程度である。一方、ｆｃ１は例えば０.５ｋＨｚ程度であり、ｆｃ２は例えば１.０ｋＨｚ程度である。そして、車速Ｖが０からＶ１の範囲にあるときには、カットオフ周波数ｆｃがｆｃ１を維持する。また、車速ＶがＶ１からＶ２の範囲にあるときには、車速Ｖが高いほどカットオフ周波数がｆｃ１からｆｃ２の範囲で大きくなる。また、車速ＶがＶ２より高い範囲にあるときには、カットオフ周波数ｆｃ２を維持する。
上記が反力モータ制御である。
《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を設け、これら二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する２モータＳＢＷモードを実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現することができる。また、二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成とするとすることで、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに必要とされる駆動力を分担することができる。したがって、一つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成と比べて、モータの大型化を抑制でき、レイアウト性にも優れる。
次に、第１実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を設け、これら二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する２モータＳＢＷモードを実行する。これにより、ステアリングバイワイヤ機能として、所望のステアリング特性を実現することができる。また、二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成とするとすることで、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに必要とされる駆動力を分担することができる。したがって、一つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成と比べて、モータの大型化を抑制でき、レイアウト性にも優れる。
また、二つのモータによって車輪１３Ｌ及び１３Ｒを転舵する構成では、仮に何れか一方の制御系統に異常が発生したとしても、異常が発生していない他方の制御系統を活用することができる。すなわち、何れか一方の制御系統のみに異常が発生した一次失陥に対するフェイルセーフとして、１モータＳＢＷモードや１モータＥＰＳモードを実行することができる。こうして、何れか一方の制御系統に異常が発生したとしても、異常が発生していない他方の制御系統を活用することで、二つのモータを設けることのメリットを十分に活かしたフェイルセーフを実現することができる。また、一次失陥に対するフェイルセーフから、さらに残りの制御系統にも異常が発生した二次失陥に対するフェイルセーフとして、マニュアルステアリングモードを実行することができる。これにより、ステアリング系統を機械的に連結し、直接的なステアリング操作性を確保することができる。
ところで、反力モータのインバータ制御では、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを入れ替える際、アッパＦＥＴからロアＦＥＴへの貫通電流を防ぐために、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでにデッドタイムΔｔを設ける必要がある。しかしながら、デッドタイムΔｔを設けることで、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じる可能性がある。
図５は、指令電圧に対する実電圧の応答差を示す図である。
図中の破線は、指令電圧に対する理想の実電圧であり、図中の実線は、指令電圧に対する実際の実電圧である。このように、デッドタイムΔｔを設けたことにより、実際の実電圧は、理想の実電圧と比べて、立ち上がりに応答差が生じることがあり、これは操作フィーリングに影響を与える。
そこで、本実施形態では、指令電圧に増加補正を行う。このように、指令電圧を増加補正した状態であれば、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替えるときにデッドタイムΔｔを設けたとしても、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。したがって、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることができる。
図中の破線は、指令電圧に対する理想の実電圧であり、図中の実線は、指令電圧に対する実際の実電圧である。このように、デッドタイムΔｔを設けたことにより、実際の実電圧は、理想の実電圧と比べて、立ち上がりに応答差が生じることがあり、これは操作フィーリングに影響を与える。
そこで、本実施形態では、指令電圧に増加補正を行う。このように、指令電圧を増加補正した状態であれば、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替えるときにデッドタイムΔｔを設けたとしても、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。したがって、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることができる。
指令電圧に対する実電圧の立ち上がりを向上させるために、指令電圧が０近傍（−Ｅ１〜＋Ｅ１）の範囲にあるときには増加補正率（補正量）が高く設定してある。そのため、例えば手放しをしているときなど、目標操舵反力が０近傍で符号反転が繰り返されるようなときに、反力モータ５１から『カリカリ』というような異音が生じることがある。このような異音は、車室空間の静粛性が高いときほど目立ちやすい。
そこで、車速Ｖが閾値Ｖｓよりも高いときだけ指令電圧に増加補正を行う。すなわち、車室空間の静粛性が比較的高いと判断できるときには、指令電圧の増加補正を行わず、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下しているときには、指令電圧の増加補正を行う。具体的には、指令電圧を増加補正しない非補正電圧、及び指令電圧を増加補正した補正電圧の何れか一方に切替え可能とする。そして、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが予め定めた閾値Ｖｓよりも低いときには、補正電圧に切替え、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが閾値Ｖｓよりも高いときには、非補正電圧に切替える。
このように、異音の発生を招きやすい指令電圧の増加補正を、車室空間の静粛性が低下しているときに限定して行うことで、反力モータ５１から生じ得る異音を目立たなくすることができる。
このように、異音の発生を招きやすい指令電圧の増加補正を、車室空間の静粛性が低下しているときに限定して行うことで、反力モータ５１から生じ得る異音を目立たなくすることができる。
また、非補正電圧と補正電圧を単に車速Ｖに応じて切替えるのではなく、指令電圧の符号が反転したときに限定して行うことで、不連続な電圧変動を抑制することができる。すなわち、指令電圧の符号が反転するときは、指令電圧が０から増減するので、非補正電圧と補正電圧との一方から他方へ切り替わるとしても、不連続な電圧変動を抑制し、良好な操作フィーリングを維持することができる。
また、前述したような反力モータ５１から生じ得る異音は、インバータ出力のノイズにも起因していると考えられる。そこで、インバータ出力には、ローパスフィルタを設けているが、そのカットオフ周波数ｆｃを小さくする。但し、カットオフ周波数ｆｃを小さくすると、操舵フィーリングに影響を与えてしまい、異音発生の抑制と操舵フィーリングの向上とはトレードオフの関係にある。そこで、車室空間の静粛性が比較的高いときには、異音発生の抑制を優先し、カットオフ周波数ｆｃを小さくする。一方、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下しているときには、カットオフ周波数ｆｃを大きくし、操舵フィーリングの向上を優先する。このように、車速Ｖの変化に応じてローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを変化させることで、異音発生の抑制を優先することのメリット、及び操作フィーリングの向上を優先することのメリットを、夫々、活かすことができる。
《変形例》
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータとして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の二つのモータを設けているが、これに限定されるものではなく、一つのモータだけを設けてもよい。このように、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータの数量を減らせば、部品点数の削減を図ることができる。
本実施形態では、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータとして、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２の二つのモータを設けているが、これに限定されるものではなく、一つのモータだけを設けてもよい。このように、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに駆動力を付与するモータの数量を減らせば、部品点数の削減を図ることができる。
《対応関係》
以上、ステアリングシャフト１２が「入力軸」に対応し、第一ピニヨンシャフト１８が「出力軸」に対応し、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が「転舵アクチュエータ」に対応し、反力モータ５１が「反力アクチュエータ」に対応する。また、アッパＦＥＴが「高電位側スイッチング素子」に対応し、ロアＦＥＴが「低電位側スイッチング素子」に対応し、インバータのＨブリッジ回路が「駆動回路」に対応し、反力コントローラ７３が「反力制御部」に対応する。
以上、ステアリングシャフト１２が「入力軸」に対応し、第一ピニヨンシャフト１８が「出力軸」に対応し、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２が「転舵アクチュエータ」に対応し、反力モータ５１が「反力アクチュエータ」に対応する。また、アッパＦＥＴが「高電位側スイッチング素子」に対応し、ロアＦＥＴが「低電位側スイッチング素子」に対応し、インバータのＨブリッジ回路が「駆動回路」に対応し、反力コントローラ７３が「反力制御部」に対応する。
《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態のステアリング制御装置は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮと、ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴと、ステアリングシャフト１２とピニヨンシャフト１８とを断続可能に連結するクラッチ１９と、を備える。また、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに転舵力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２と、操舵入力機構ＳｔＩＮに操舵反力を付与可能な反力モータ５１と、を備え、クラッチ１９を遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２及び反力モータ５１を駆動制御する。また、Ｈブリッジ回路のアームとなるアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴを有する駆動回路を設け、運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定し、目標操舵反力を反力モータ５１で実現するための指令電圧を設定し、指令電圧に応じてアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、反力モータ５１を駆動制御する。そして、指令電圧を増加補正すると共に、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムΔｔを設ける。
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態のステアリング制御装置は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮと、ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴと、ステアリングシャフト１２とピニヨンシャフト１８とを断続可能に連結するクラッチ１９と、を備える。また、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに転舵力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２と、操舵入力機構ＳｔＩＮに操舵反力を付与可能な反力モータ５１と、を備え、クラッチ１９を遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２及び反力モータ５１を駆動制御する。また、Ｈブリッジ回路のアームとなるアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴを有する駆動回路を設け、運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定し、目標操舵反力を反力モータ５１で実現するための指令電圧を設定し、指令電圧に応じてアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、反力モータ５１を駆動制御する。そして、指令電圧を増加補正すると共に、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムΔｔを設ける。
このように、指令電圧を増加補正した状態であれば、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替えるときにデッドタイムΔｔを設けたとしても、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。したがって、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることができる。
（２）本実施形態のステアリング制御装置は、指令電圧の絶対値が０から｜Ｅ１｜の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、指令電圧の補正量を大きくする。また、指令電圧の絶対値がＥ１からＥ２の範囲にあるときには、指令電圧の絶対値が大きいほど、指令電圧の補正量を小さくする。また、指令電圧の絶対値がＥ２に達するときには、指令電圧の補正量を０にする。
このように、指令電圧の絶対値が０から増加するときには、その立ち上げ時となる増加初期に指令電圧を大きく補正し、それ以降は指令電圧の補正を小さくしてゆくことで、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。
このように、指令電圧の絶対値が０から増加するときには、その立ち上げ時となる増加初期に指令電圧を大きく補正し、それ以降は指令電圧の補正を小さくしてゆくことで、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。
（３）本実施形態のステアリング制御装置は、車速Ｖが予め定めた閾値Ｖｓよりも高いときに、指令電圧を増加補正する。
このように、異音の発生を招きやすい指令電圧の増加補正を、車室空間の静粛性が低下しているときに限定して行うことで、反力モータ５１から生じ得る異音を目立たなくすることができる。
このように、異音の発生を招きやすい指令電圧の増加補正を、車室空間の静粛性が低下しているときに限定して行うことで、反力モータ５１から生じ得る異音を目立たなくすることができる。
（４）本実施形態のステアリング制御装置は、指令電圧を増加補正しない非補正電圧、及び指令電圧を増加補正した補正電圧の何れか一方に切替え可能とし、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが閾値Ｖｓよりも高いときには、補正電圧に切替える。一方、指令電圧の符号が反転したときの車速Ｖが閾値Ｖｓよりも低いときには、非補正電圧に切替える。
このように、非補正電圧と補正電圧を単に車速Ｖに応じて切替えるのではなく、指令電圧の符号が反転したときに限定して行うことで、不連続な電圧変動を抑制することができる。
このように、非補正電圧と補正電圧を単に車速Ｖに応じて切替えるのではなく、指令電圧の符号が反転したときに限定して行うことで、不連続な電圧変動を抑制することができる。
（５）本実施形態のステアリング制御装置は、駆動回路の出力におけるカットオフ周波数ｆｃより高い成分を減衰させ、カットオフ周波数ｆｃを変更可能なローパスフィルタを備える。そして、車速Ｖが低いほど、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを低く設定する。
このように、車室空間の静粛性が比較的高いときには、異音の抑制を優先し、カットオフ周波数ｆｃを小さくすることで、異音発生を抑制することができる。また、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下しているときには、カットオフ周波数ｆｃを大きくすることで、操舵フィーリングを向上させることができる。したがって、異音発生の抑制を優先することのメリット、及び操作フィーリングの向上を優先することのメリットを、夫々、活かすことができる。
このように、車室空間の静粛性が比較的高いときには、異音の抑制を優先し、カットオフ周波数ｆｃを小さくすることで、異音発生を抑制することができる。また、車両走行に伴うノイズ等により、車室空間の静粛性が低下しているときには、カットオフ周波数ｆｃを大きくすることで、操舵フィーリングを向上させることができる。したがって、異音発生の抑制を優先することのメリット、及び操作フィーリングの向上を優先することのメリットを、夫々、活かすことができる。
（６）本実施形態のステアリング制御方法は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１２が回転する操舵入力機構ＳｔＩＮと、ピニヨンシャフト１８の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構ＳｔＯＵＴとの間に、ステアリングシャフト１２とピニヨンシャフト１８とを断続可能に連結するクラッチ１９を介装する。また、転舵出力機構ＳｔＯＵＴに転舵力を付与可能な第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２を設け、操舵入力機構ＳｔＩＮに操舵反力を付与可能な反力モータ５１を設け、クラッチ１９を遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、第一転舵モータＭ１及び第二転舵モータＭ２及び反力モータ５１を駆動制御する。また、ブリッジ回路のアームとなるアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴを有する駆動回路を設け、運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定し、目標操舵反力を反力モータ５１で実現するための指令電圧を設定し、指令電圧に応じてアッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、反力モータ５１を駆動制御する。そして、指令電圧を増加補正すると共に、アッパＦＥＴ及びロアＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムΔｔを設ける。
このように、指令電圧を増加補正した状態であれば、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを入れ替えるときにデッドタイムΔｔを設けたとしても、指令電圧に対する実電圧の立ち上がりに応答差が生じることを抑制できる。したがって、反力アクチュエータを駆動する際の応答性を向上させることができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３Ｌ及び１３Ｒ 車輪
１４ ナックルアーム
１５ タイロッド
１６ ラック軸
１７ ピニヨンギヤ
１８ 第一ピニヨンシャフト
１９ クラッチ
ＳｔＩＮ 操舵入力機構
ＳｔＯＵＴ 転舵出力機構
３１ ラックギヤ
３２ ウォームギヤ
Ｍ１ 第一転舵モータ
３３ レゾルバ
３４ トルクセンサ
Ａ１ 第一アクチュエータ
３５ ピニヨンギヤ
３６ 第二ピニヨンシャフト
３７ ラックギヤ
３８ ウォームギヤ
Ｍ２ 第二転舵モータ
３９ レゾルバ
Ａ２ 第二アクチュエータ
５１ 反力モータ
５２ レゾルバ
５３ 操舵角センサ
７１ 第一転舵コントローラ
７２ 第二転舵コントローラ
７３ 反力コントローラ
７４ 通信線
７５ 通信線
１２ ステアリングシャフト
１３Ｌ及び１３Ｒ 車輪
１４ ナックルアーム
１５ タイロッド
１６ ラック軸
１７ ピニヨンギヤ
１８ 第一ピニヨンシャフト
１９ クラッチ
ＳｔＩＮ 操舵入力機構
ＳｔＯＵＴ 転舵出力機構
３１ ラックギヤ
３２ ウォームギヤ
Ｍ１ 第一転舵モータ
３３ レゾルバ
３４ トルクセンサ
Ａ１ 第一アクチュエータ
３５ ピニヨンギヤ
３６ 第二ピニヨンシャフト
３７ ラックギヤ
３８ ウォームギヤ
Ｍ２ 第二転舵モータ
３９ レゾルバ
Ａ２ 第二アクチュエータ
５１ 反力モータ
５２ レゾルバ
５３ 操舵角センサ
７１ 第一転舵コントローラ
７２ 第二転舵コントローラ
７３ 反力コントローラ
７４ 通信線
７５ 通信線
Claims (5)
- 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、
出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構と、
前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチと、
前記転舵出力機構に転舵力を付与可能な転舵アクチュエータと、
前記操舵入力機構に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータと、を備え、
前記クラッチを遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、前記転舵アクチュエータ及び前記反力アクチュエータを駆動制御するステアリング制御装置であって、
ブリッジ回路のアームとなる高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を有する駆動回路と、
運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定する目標操舵反力設定部と、
前記目標操舵反力設定部で設定した目標操舵反力を前記反力アクチュエータで実現するための指令電圧を設定し、前記指令電圧に応じて前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、前記反力アクチュエータを駆動制御する反力制御部と、を備え、
前記反力制御部は、
前記指令電圧を増加補正すると共に、前記高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムを設け、
車速が予め定めた閾値よりも高いときに、前記指令電圧を増加補正することを特徴とするステアリング制御装置。 - 前記反力制御部は、
前記指令電圧の絶対値に対して、０近傍と見なせる範囲の値に相当する第一閾値、及び前記指令電圧の最大値に相当する第二閾値を予め設定し、
前記指令電圧の絶対値が０から前記第一閾値の範囲にあるときには、前記指令電圧の絶対値が大きいほど、前記指令電圧の補正量を大きくし、
前記指令電圧の絶対値が前記第一閾値から前記第二閾値の範囲にあるときには、前記指令電圧の絶対値が大きいほど、前記指令電圧の補正量を小さくし、
前記指令電圧の絶対値が前記第二閾値に達するときには、前記指令電圧の補正量を０にすることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。 - 前記反力制御部は、
前記指令電圧を増加補正しない非補正電圧、及び前記指令電圧を増加補正した補正電圧の何れか一方に切替え可能とし、
前記指令電圧の符号が反転したときの車速が前記閾値よりも高いときには、前記補正電圧に切替え、前記指令電圧の符号が反転したときの車速が前記閾値よりも低いときには、前記非補正電圧に切替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリング制御装置。 - 前記駆動回路の出力におけるカットオフ周波数より高い成分を減衰させ、前記カットオフ周波数を変更可能なローパスフィルタを備え、
前記反力制御部は、
車速が低いほど、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のステアリング制御装置。 - 運転者のステアリング操作によって入力軸が回転する操舵入力機構と、出力軸の回転によって車輪が転舵される転舵出力機構との間に、前記入力軸と前記出力軸とを断続可能に連結するクラッチを介装し、
前記転舵出力機構に転舵力を付与可能な転舵アクチュエータを設け、
前記操舵入力機構に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータを設け、
前記クラッチを遮断した状態で、運転者のステアリング操作に応じて、前記転舵アクチュエータ及び前記反力アクチュエータを駆動制御するステアリング制御方法であって、
ブリッジ回路のアームとなる高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子を有する駆動回路を設け、
運転者のステアリング操作に対する目標操舵反力を設定し、
前記目標操舵反力を前記反力アクチュエータで実現するための指令電圧を設定し、前記指令電圧に応じて前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、前記反力アクチュエータを駆動制御するものであり、
前記指令電圧を増加補正すると共に、前記高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを互いに入れ替える際に、一方をＯＦＦにしてから他方をＯＮにするまでに予め定めたデッドタイムを設け、
車速が予め定めた閾値よりも高いときに、前記指令電圧を増加補正することを特徴とするステアリング制御方法。
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