JP2005088648A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高μ路での車両安定性が若干悪くなるような領域では、ＩＦＳ制御の不要な介入がなくなり、グリップ度が低下した車両が不安定な状況のみにＩＦＳ制御の実施ができる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】第１ＥＣＵ３０は操舵系に加わる操舵トルクを検出し、操舵トルクに基づき、前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定し、横加速度、及びヨーレートに基づき、前輪に対するサイドフォースを推定する。第１ＥＣＵ３０はサイドフォースに対する、セルフアライニングトルクの変化に基づき前輪に対するグリップ度εを推定する。第１ＥＣＵ３０はグリップ度が第２ＯＳ（オーバステア）開始閾値未満か否かを判定する。第２ＥＣＵ４０は、グリップ度が第２ＯＳ開始閾値未満のときに、車両状態に応じて伝達比を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハンドル等の操舵部材と操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段を備えた車両用操舵装置に関する。

従来から、車両のドライバビリティやセィフティ向上を目的として、例えばヨーレートや車体スリップ角等の車両状態量を検出し、その車両状態量をフィードバックして、操舵輪（前輪）を操舵するインテリジェント フロント ステア制御（ＩＦＳ制御）が提案されている。例えば、このようなＩＦＳ制御を、操舵ハンドルの操舵角と車輪の舵角（転舵角ともいう）の間の伝達比を車速等に応じて変化させ得る伝達比可変機構を備えた車両用操舵装置に具体化したものが知られている。

この装置は、例えば、低速走行時には、ハンドル操舵に対する車輪の舵角を相対的に高めて、速やかな操舵が行えるようにし、又、高速走行時には、ハンドル操舵に対する車輪の舵角を相対的に低くして、操縦安定性を高めている。又、この操舵装置は、ヨーレートや車体スリップ角等の車両状態量を検出し、この検出結果に基づいてステア特性（オーバステア、アンダーステア、ニュートラルステア）の状態を推定して、そのときのステア特性に応じて、ＩＦＳ制御の切換を行って前記伝達比を可変し、ドライバビリティや車両の安定性を良くするようにしている。すなわち、ＩＦＳ制御の切換を行うか否かを判定する際に、検出されたヨーレートや、或いはスリップ角が制御開始閾値を超えた場合に、ＩＦＳ制御の切換を行うようにしている。

例えば、ステア特性が、オーバステア傾向になる場合、操舵装置は、ステア特性を、ヨーレートや、或いはスリップ角が制御開始閾値を超えた段階で、カウンタステアとなるように操舵輪を制御するようにしている。

なお、下記、特許文献１〜特許文献４は、後の説明では参考文献１〜参考文献４、非特許文献１は、後の説明では参考文献５という。これらの文献は、本発明の課題となる前提の背景技術とは関係はないものである。
特開２０００−１０８８６３号公報 特開２００２−２５４９６４号公報 特開平１１−９９９５６号公報 特開２０００−６２５９７号公報 自動車技術ハンドブック（第１分冊）基碇・理論編（１９９０年１２月１日第１版発行、社団法人自動車技術会）の１７９頁〜１８０頁

ところで、高μ路では、急激な切り込みや切り戻しでも、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるような場合がある。このような際、ステア特性は、アンダーステア傾向やオーバステア傾向を示す。又、その際、ハンドル切り戻し時にはオーバステア傾向になり、例えば、ＩＦＳ制御の切換時のトリガとなるヨーレートや、或いはスリップ角に基づく値が制御開始閾値を超えてしまう。又、同様に、Ｕターン等の低速で大旋回する場合、ハンドル切り戻し時にはオーバステア傾向になり、ヨーレートや、スリップ角に基づく値が制御開始閾値を超えてしまう。このように、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるような領域では、車輪のグリップは十分にあるが、従来は、ＩＦＳ制御が実行されて、例えば、不必要なカウンタステアが行われ、操作性が悪化する問題がある。

本発明の目的は、従来の車両状態量以外に、さらに車輪のグリップ度を検出して、このグリップ度を利用することにより、高μ路での車両安定性が若干悪くなるような領域では、ＩＦＳ制御の不要な介入がなくなり、グリップ度が低下した車両が不安定な状況のみにＩＦＳ制御の実施ができる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵手段と操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段と、車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、前記車両状態量に応じて、前記電動モータを制御して伝達比を可変する伝達比可変制御手段を備えた操舵装置において、前記操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する操舵力指標検出手段と、前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する前輪指標推定手段と、前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、前記グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する判定手段とを備え、前記伝達比可変制御手段は、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御することを特徴とする操舵装置を要旨とするものである。

請求項２の発明は、操舵手段と操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段と、車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記車速と前記車両状態量に応じて、前記電動モータを制御して伝達比を可変する伝達比可変制御手段を備えた操舵装置において、前記操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する操舵力指標検出手段と、前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する前輪指標推定手段と、前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、前記グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する判定手段とを備え、前記伝達比可変制御手段は、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御することを特徴とする操舵装置を要旨とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するオーバステア判定手段を備え、前記車両状態が、オーバステアであって、かつ、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記伝達比可変制御手段は、伝達比を大きくするように可変するものであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２において、前記車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するアンダーステア判定手段を備え、前記車両状態が、アンダーステアであって、かつ、前記グリップ度が第２所定閾値未満のときに、前記伝達比可変制御手段は、グリップ度に応じて伝達比を制御することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２において、目標車両状態量を推定する目標車両状態量推定手段と、前記車両状態量検出手段が検出した車両状態量と、前記目標車両状態量との差分に基づいて、伝達比を補正する補正制御量を算出する補正制御量演算手段と、前記車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するオーバステア判定手段を備え、前記伝達比可変制御手段は、前記車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記オーバステア判定手段がオーバステアと判定した際に、前記補正制御量を前記目標指令値に加算することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２において、前記グリップ度に基づいて、グリップ度に応じた伝達比に関するグリップ度感応制御量を算出するグリップ度感応制御量演算手段と、前記車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するアンダーステア判定手段を備え、前記伝達比可変制御手段は、前記車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記アンダーステア判定手段がアンダーステアと判定した際に、前記グリップ度感応制御量を前記目標指令値に加算することを特徴とする。

（作用）
請求項１の発明では、操舵力指標検出手段は、操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する。セルフアライニングトルク推定手段は、前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定する。前輪指標推定手段は、前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する。グリップ度推定手段は、前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定する。そして、判定手段は、グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する。伝達比可変制御手段は、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御する。

請求項２の発明では、操舵力指標検出手段は、操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する。セルフアライニングトルク推定手段は、前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定する。前輪指標推定手段は、前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する。グリップ度推定手段は、前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定する。そして、判定手段は、グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する。伝達比可変制御手段は、前記車速と前記車両状態量に応じて、前記電動モータを制御して伝達比を可変する際に、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、さらに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御する。

請求項３の発明では、請求項１又は請求項２の作用に加えて、車両状態が、オーバステアであって、かつ、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記伝達比可変制御手段は、伝達比を大きくするように可変する。

請求項４の発明では、請求項１又は請求項２の作用に加えて、車両状態が、アンダーステアであって、かつ、前記グリップ度が第２所定閾値未満のときに、伝達比可変制御手段は、グリップ度に応じて伝達比を制御する。

請求項５の発明では、請求項２の作用に加えて、目標車両状態量推定手段は、目標車両状態量を推定する。補正制御量演算手段は、車両状態量検出手段が検出した車両状態量と、目標車両状態量との差分に基づいて、伝達比を補正する補正制御量を算出する。

そして、オーバステア判定手段は、車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定する。伝達比可変制御手段は、車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記オーバステア判定手段がオーバステアと判定した際に、前記補正制御量を前記目標指令値に加算する。

請求項６の発明では、請求項２の作用に加えて、グリップ度感応制御量演算手段は、前記グリップ度に基づいて、グリップ度に応じた伝達比に関するグリップ度感応制御量を算出する。アンダーステア判定手段は、車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定する。伝達比可変制御手段は、車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記アンダーステア判定手段がアンダーステアと判定した際に、前記グリップ度感応制御量を前記目標指令値に加算する。

請求項１乃至請求項６の発明によれば、従来の車両状態量以外に、さらに車輪のグリップ度を検出して、このグリップ度を利用することにより、高μ路での車両安定性が若干悪くなるような領域では、ＩＦＳ制御の不要な介入をなくすることができる。この結果、グリップ度が低下した車両が不安定な状況のみにＩＦＳ制御の実施ができる。

以下、本発明の操舵装置の実施形態を図を参照して説明する。以下の各実施形態では、自動車等の車両の電気式動力操舵装置（以下、単に操舵装置という）に適用した例を挙げて説明する。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態を、図１〜図１３を参照して説明する。
（１） 操舵装置２０のハード構成
図１に示すように、操舵装置２０は、ステアリングホイール２１、第１ステアリングシャフト２２、第２ステアリングシャフト２３、ロッド２５、操舵角センサ２６、出力角センサ２８、操舵トルクセンサ２９、ＩＦＳアクチュエータ３２等を備えている。すなわち、ステアリングホイール２１に第１ステアリングシャフト２２の一端が接続され、この第１ステアリングシャフト２２の他端側にはＩＦＳアクチュエータ３２の入力側が接続されている。ステアリングホイール２１は、操舵手段に相当する。なお、ＩＦＳは、インテリジェント フロント ステア（Ｉntelligent Front Steer）の略である。 ＩＦＳアクチュエータ３２は電動モータ３２ａ（図４参照）、減速機等から構成されており、この出力側には第２ステアリングシャフト２３の一端側が接続され、第２ステアリングシャフト２３の他端側にはステアリングギヤボックス３１の入力側が接続されている。そして、ステアリングギヤボックス３１は図示しないラック・ピニオンギヤ等により、第２ステアリングシャフト２３によって入力された回転運動を、操舵輪ＦＲ，ＦＬ（前輪）を備えるロッド２５の軸方向運動に変換して出力し得るように構成されている。ＩＦＳアクチュエータ３２は、伝達比可変機構（伝達比可変手段）を構成する。

なお、説明の便宜上、伝達比をステアリングギヤ比ということがある。
又、第１ステアリングシャフト２２の回転角（操舵角）は操舵角センサ２６により、第２ステアリングシャフト２３の回転角は出力角センサ２８により、それぞれ検出され、操舵角信号、出力角信号として第３ＥＣＵ５０及び第１ＥＣＵ３０にそれぞれ入力され得るように構成されている。又、車速Ｖは車速センサ２７により検出され、車速信号として第３ＥＣＵ５０に入力されるように構成されている（図４参照）。車速センサは、車速検出手段に相当する。

なお、「ステアリングホイールと操舵輪ＦＲ，ＦＬとを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変機構」を、Variable Gear Ratio Systemという。

このように構成することによって、ＩＦＳアクチュエータ３２では電動モータ３２ａと減速機により、入力ギヤに対する出力ギヤの比を車速Ｖに応じてリアルタイムに変更し、第１ステアリングシャフト２２の操舵角に対する第２ステアリングシャフト２３の出力角の比を可変する。すなわち、操舵角センサ２６による操舵角信号と車速センサ２７による車速信号とを、後述する通信バスを介して第３ＥＣＵ５０から第２ＥＣＵ４０に入力するようにされている。このことにより、第２ＥＣＵ４０は、操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊を図略の車速ｖｓギヤ比マップから決定し、決定したＡＣＴ角度指令値θ０＊に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路ＡＣ２（図４参照）に供給する。

車速ｖｓステアリングギヤ比マップは、車速Ｖが大きく、すなわち速くなるにつれてステアリングギヤ比が大きくなるような対応関係をもつ。これによって、グリップ度に応じてステアリングギヤ比を設定するときに、車速情報を用いて車速Ｖが速いほどステアリングギヤ比を大きくなるように設定することになる。

なお、電動モータ３２ａは、本発明の電動モータに相当する。
これにより、車速Ｖに対応したステアリングギヤ比、例えば停車時や低速走行時にはステアリングホイール２１の操舵角に対してＩＦＳアクチュエータ３２の出力角が大きくなるように設定し、また高速走行時にはステアリングホイールの操舵角に対してＩＦＳアクチュエータ３２の出力角が小さくなるように設定することが可能である。

操舵輪ＦＲ，ＦＬの転舵量、すなわち、操舵輪の舵角は、前記出力角と比例する。この結果、例えば、車両が停車や低速走行している場合には、ＩＦＳアクチュエータ３２によるステアリングギヤ比が小さく設定されるので、ステアリングホイール２１による操舵角が少なくても操舵輪ＦＲ，ＦＬは大きく切れて運転者の操舵を楽にできる。又、車両が高速走行している場合には、ＩＦＳアクチュエータ３２によるステアリングギヤ比が大きく設定されるので、ステアリングホイール２１による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。

又、ＥＰＳアクチュエータ２４は、ロッド２５と同軸となるように構成されたモータ２４ａにて構成されており、第１ＥＣＵ３０により制御されて操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする操舵アクチュエータとして機能する。前記モータ２４ａはブラシレスＤＣモータにて構成されている。

すなわち、操舵装置２０は、第２ＥＣＵ４０による伝達比可変制御処理によってＩＦＳアクチュエータ３２によりステアリングギヤ比を車両の速度に応じて可変制御する機能を有するとともに、第１ＥＣＵ３０による操舵制御によってＥＰＳアクチュエータ２４により操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする機能を有する。第２ＥＣＵ４０は、伝達比可変制御手段に相当する。

（２） 操舵装置２０及び周辺の電気的構成
図４は、本実施形態のシステム構成を示している。同図に示すように、操舵装置２０の制御システム、ブレーキ制御システム等のシステムの各ＥＣＵが、通信バスを介して接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有することができるように構成されている。

（３） 操舵装置２０の制御システムの電気的構成
操舵装置２０の制御システムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた電動ステアリング制御ユニットである第１ＥＣＵ３０と、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた伝達比可変制御用の第２ＥＣＵ４０とを備えている。

第１ＥＣＵ３０は、出力角センサ２８、操舵トルクセンサ２９、電流センサ２４ｂが接続されている。図１に示す出力角センサ２８は、図４に示すように、第２ステアリングシャフト２３の回転角、すなわち、ＩＦＳアクチュエータ３２から出力される出力角を検出し、出力角信号を第１ＥＣＵ３０に出力する。又、操舵トルクセンサ２９は第１ステアリングシャフト２２に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を第１ＥＣＵ３０に出力する。なお、図１には示されていないが、モータ２４ａに流れるモータ電流を検出する電流センサ２４ｂも、図４に示すように、検出したモータ電流信号を第１ＥＣＵ３０に出力する。

このように、第１ＥＣＵ３０には、出力角、操舵トルク、モータ電流が、それぞれ信号として入力されるとともに、第３ＥＣＵ５０から操舵角、車速が通信にて入力される。このため、第１ＥＣＵ３０は、操舵状態、車速Ｖ及びモータ電流に応じたアシスト力をモータ２４ａに発生させ得るアシスト電流指令値を公知の方法で演算し、さらにこの電流指令値に後述する各種の電流指令値を加算して、モータ駆動回路ＡＣ１（図４参照）に出力し、モータ２４ａを制御している。

第２ＥＣＵ４０は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角を図略の車速ｖｓギヤ比マップから決定し、決定したＡＣＴ角度指令値θ０＊に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路ＡＣ２（図４参照）に供給する。

なお、第１ＥＣＵ３０は、本発明の操舵力指標検出手段、セルフアライニングトルク推定手段、前輪指標推定手段、グリップ度推定手段、判定手段、オーバステア判定手段、アンダーステア判定手段、目標車両状態量推定手段、補正制御量演算手段、グリップ度感応制御量演算手段に相当する。

（４） ブレーキ制御システムの電気的構成
一方、ブレーキ制御システムは、ブレーキ制御用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えたブレーキ制御ユニットＥＣＵ（以下、第３ＥＣＵ５０という）に、車輪速度センサＷＳ、液圧センサ（代表してＰＳで表す）及びストップスイッチＳＴ、ヨーレートセンサＹＳ、前後加速度センサＸＧ、及び横加速度センサＹＧが接続されている。又、第３ＥＣＵ５０には、操舵角センサ２６及び車速センサ２７が接続されている。図１に示す操舵角センサ２６は、図４に示すように、第１ステアリングシャフト２２の回転角、すなわち、ＩＦＳアクチュエータ３２に入力される操舵角を検出し、操舵角信号を第３ＥＣＵ５０に出力する。さらに、図１に示す車速センサ２７も、図４に示すように、検出した車両の車速信号を第３ＥＣＵ５０に出力する。又、車輪速度センサＷＳ，液圧センサＰＳ，ストップスイッチＳＴ、ヨーレートセンサＹＳ、前後加速度センサＸＧ、及び横加速度センサＹＧの各種センサはそれぞれ検出信号を第３ＥＣＵ５０に出力する。なお、ＷＳはＷＳ１〜ＷＳ４を代表して表している。すなわち、車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４はそれぞれ操舵輪ＦＲ，ＦＬ（前輪）、後輪ＲＲ，ＲＬの車輪速を検出してその検出信号を第３ＥＣＵ５０に出力する。

又、第３ＥＣＵ５０にはソレノイド駆動回路ＡＣ３を介してソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ８が接続されている(図４では、代表してＳＬで表す)。なお、操舵装置２０の制御システムの第１ＥＣＵ３０、第２ＥＣＵ４０及び第３ＥＣＵ５０は夫々、通信用ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた通信ユニットを介して通信バスに接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有できるように構成されている。ブレーキ制御システムにおいては、各車輪の発生する制動力の情報等の各種情報が得られ、それらをもとにアンチスキッド制御（ＡＢＳ）、トラクション制御（ＴＲＣ）、車両の安定制御（ＶＳＣ）等の各種制御が実行される。又、操舵装置２０の制御システムに必要な各種の情報もブレーキ制御システムから送信することができる。

（５） ブレーキ液圧制御装置
ここで、ブレーキ制御システムを構成するブレーキ液圧制御装置の機械的構成を図５を参照して説明する。図５は、ブレーキ液圧制御装置を示す構成図である。

図５は本実施形態におけるブレーキ液圧制御装置の一例を示すもので、所謂ブレーキ・バイ・ワイヤと称される構成である。具体的には、例えば前記参考文献４に記載されているので、その作動を簡単に説明する。通常作動時はマスタシリンダＭＣとホイールシリンダＷfｒ，Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌとの液圧回路は切り離されている。運転者の制動要求がブレーキペダルストロークセンサＳＲ、踏力センサ、マスタシリンダ液圧センサ等により検出され、その操作量にもとづき各車輪の目標制動力が決定され、各車輪の制動液圧がリニアソレノイドバルブ（ＳＬ１乃至ＳＬ８）により制御される。

制動時には、ＯＮ／ＯＦＦ型のソレノイドバルブＳＬａ、ＳＬｂ，ＳＬｃが励磁され、ソレノイドバルブＳＬａが開位置、ソレノイドバルブＳＬｂ，ＳＬｃが閉位置となる。これにより、マスタシリンダＭＣは、ホイールシリンダＷｆｒ，Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌとは分離され、ソレノイドバルブＳＬａを介してストロークシミュレータＳＭと連通される。各車輪の制動液圧は、高圧アキュムレータＡＣＣを圧力源として、アキュムレータ側のリニアソレノイドバルブ（例えばＳＬ１）とリザーバ側のリニアソレノイドバルブ（例えばＳＬ２）を制御することにより、各車輪独立で制動力が制御される。尚、図５の液圧回路構成は一例であり、これに限定されるものではなく、自動加圧できる液圧回路構成であればよい。 なお、図５に示すブレーキ・バイ・ワイヤの構成に代えて、マスタシリンダと各ホイールシリンダとの間に備えられたソレノイドバルブの開閉により液圧を制御する構成（図示せず）としてもよい。更に、制動力発生手段としては、ブレーキ液圧を用いることなく、モータ等により機械的に制動トルクを付与する構成（図示せず）としてもよい。

（６） 制御ブロック
次に、図２を参照して、第１ＥＣＵ３０及び第２ＥＣＵ４０の制御ブロックを説明する。図２は操舵装置２０の制御ブロックが示されている。

（６−１） 第１ＥＣＵ３０の制御ブロック
図２において、第１ＥＣＵ３０のブロックＡ０では、後述するＩＦＳ制御が行われ、ＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactが演算される。又、操舵トルクと車速信号に基づき、ブロックＡ１乃至Ａ４にて公知のアシスト制御、トルク慣性補償制御、ハンドル戻し制御、ダンパ補償制御演算が実行され、アシスト電流指令値、トルク慣性補償電流指令値、ハンドル戻し電流指令値及びダンパ補償電流指令値がそれぞれ決定される。

ここで、ブロックＡ１が算出したアシスト電流指令値により、運転者によるステアリングホイール２１の操作力を軽減するトルクアシストが行われる。ブロックＡ２が算出したトルク慣性補償電流指令値により、モータ２４ａの慣性による応答遅れを補償する制御が行われる。ブロックＡ３が算出したハンドル戻し電流指令値により、ステアリングホイール２１の中立点への戻りを向上させるように制御が行われる。ブロックＡ４が算出したダンパ補償電流指令値により、ステアリングホイール２１の戻り過ぎを抑制し、収斂性を向上させるように制御が行われる。各ブロックＡ１〜Ａ４にて算出された各電流指令値は、加算器１００にて加算されて、ＥＰＳ電流指令値となり、このＥＰＳ電流指令値がモータ駆動回路ＡＣ１（図４参照）に入力され、モータ２４ａが制御される。

（６−２） 第２ＥＣＵ４０の制御ブロック
図２において、第２ＥＣＵ４０のブロックＢ０は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊を図略の車速ｖｓギヤ比マップから決定する。

ブロックＢ１は、ＡＣＴ角度指令値θ０＊に対して、第１ＥＣＵ３０のブロックＡ０から入力されたＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactを加算した値を新たなＡＣＴ角度指令値θ０として入力し、このＡＣＴ角度指令値θ０に基づいてフィードフォワード演算を行って、フィードフォワードの電流指令値を算出する。一方、ブロックＢ２は、ＡＣＴ角度指令値θ０に基づいてフィードバック演算を行って、フィードバックの電流指令値を算出する。すなわち、電動モータ３２ａの回転角は、電動モータ３２ａに設けられた回転角センサ３２ｃにより検出されてＡＣＴ角度信号として第２ＥＣＵ４０に出力されているため、これにより構成される閉ループによってブロックＢ２による電動モータ３２ａのフィードバック制御を可能にしている。

フィードフォワードの電流指令値とフィードバックの電流指令値は、加算器２００にて加算されて、モータ駆動回路ＡＣ２（図４参照）に入力され、電動モータ３２ａが制御される。

（６−３） ＩＦＳ制御演算の制御ブロック
次に、図３を参照して、第１ＥＣＵ３０が行うＩＦＳ制御演算の制御ブロックを説明する。

（ブロックＣ）
ブロックＣは、車両の各車輪に付与される制動力を推定し、推定した制動力に基づき左右の車輪に付与される制動力の差を推定（演算）する左右制動力差推定ブロックである。なお、左右制動力差とは、車両の左側の車輪に付与される制動力と右側の車輪に付与される制動力との差であり、前者としては左側の前後輪に付与される制動力の和もしくは左側の前輪に付与される制動力が用いられ、後者としては右側の前後輪に付与される制動力の和もしくは右側の前輪に付与される制動力が用いられる。なお、左右制動力差を、明細書及び図面において、説明の便宜上、単に制動力差ということがある。

ブロックＣにおいては、例えば、各車輪に設けられた液圧センサＰＳ及び車輪速度センサＷＳの検出信号、具体的には、ブレーキ液圧（すなわち、制動液圧）信号、及び車輪速信号により、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力が推定され、左右車輪間での制動力差が演算される。なお、制動力の推定に係る具体的手段は例えば、参考文献１に記載されているので説明は省略する。

（ブロックＤ１）
ブロックＤ１は、車両状態量推定（演算）のブロックであり、車速Ｖ、及び実舵角を基にして、車両モデル演算に基づいて、目標ヨーレートγｔ及び目標スリップ角Ｓｔが求められる。前記実舵角は出力角センサ２８により検出され出力される出力角信号に基づいて第１ＥＣＵ３０により演算されている。なお、車両モデル演算を行って車両の目標ヨーレートγｔ及び車両の目標スリップ角Ｓｔの具体的な求め方は、例えば、参考文献２等により、公知であるため説明を省略する。

なお、目標ヨーレート、及び目標スリップ角は、目標車両状態量に相当する。
（ブロックＤ２）
ブロックＤ２は、ヨーレートＦＢ演算及びスリップ角ＦＢ演算のブロックである。ブロックＤ２では、比例ゲインＤ２ａ，微分器Ｄ２ｂ，微分ゲインＤ２ｃ及びゲインＤ２ｄを備えている。比例ゲインＤ２ａでは、ブロックＤ１から入力した目標ヨーレートγｔと第３ＥＣＵ５０を介して入力したヨーレートセンサＹＳが検出したヨーレートの偏差（以下、ヨーレート偏差という）が入力されて、ヨーレートＰゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θｐが算出される。その制御量θｐは加算器７０に出力される。なお、前記ヨーレートセンサＹＳが検出したヨーレートは実ヨーレートに相当する。

微分器Ｄ２ｂでは、前記ヨーレート偏差が微分されて、微分ゲインＤ２ｃにおいて、ヨーレートＤゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の微分項分の制御量θｄが算出され、その制御量θｄは加算器７０に出力される。ここで、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θｐと、微分項分の制御量θｄの加算分は、ヨーレートフィードバック項に相当する。

ゲインＤ２ｄでは、目標スリップ角Ｓｔと第３ＥＣＵ５０で公知の方法で算出された車両のスリップ角とのスリップ角偏差が入力されて、スリップ角ゲインが乗算されて、スリップ角ＦＢの制御量θｓが算出され、その制御量θｓは加算器７０に出力される。

（ブロックＤ３）
ブロックＤ３は、ヨー角ＦＢ演算のブロックであり、ブロックＤ３ａ及びブロックＤ３ｂを備えている。ブロックＤ３ａは、目標ヨー角演算のブロックであり、目標ヨーレートγｔを積分して目標ヨー角を算出する。ブロックＤ３ｂは、ヨー角演算のブロックであり、前記ヨーレートを積分してヨー角、すなわち実ヨー角を算出する。ゲインＤ３ｃでは、前記目標ヨー角とヨー角との偏差に対してヨー角ゲインが乗算され、ヨー角ＦＢの制御量θｙが算出され、その制御量θｙは加算器７０に出力される。ここで、目標ヨー角は、目標車両状態量に相当する。ヨー角ＦＢの制御量θｙは、ヨー角フィードバック項に相当する。なお、前記各種ゲインは、車両や操舵装置２０の構造特性に基づいて決定される値であり、予め試験等により求められる。

加算器７０は、入力された各制御量を加算して、車両状態量ＦＢ制御量θを演算する。すなわち、θ＝θｐ＋θｄ＋θｙ＋θｓを算出し、ブロックＩに入力する。ここで、車両状態量ＦＢ制御量θは、補正制御量に相当する。

（ブロックＥ）
ブロックＥでは、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算を行う。すなわち、本実施形態では、前輪スリップ角、及び後輪スリップ角を算出し、前輪と後輪のスリップ角の差分演算及びスリップ角差分の時間微分演算を行い、これらの値に基づいてオーバステア（ＯＳ）、アンダーステア（ＵＳ）、或いはニュートラルステア（ＮＳ）であるかの判定を行う。なお、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算の詳細については、後述する。

なお、説明の便宜上、オーバステアを単にＯＳ、アンダーステアを単にＵＳ、ニュートラルステアを単にＮＳと略称することがある。
（ブロックＦ）
ブロックＦでは、ヨーレート、横加速度、車速Ｖ及びモータ電流に基づいて操舵輪のグリップ度を推定演算する。ここで、グリップ度の推定について、図１０〜図１２を参照して説明する。

先ず、参考文献５においては、タイヤが横すべり角αを以って横すべりしながら転動する状態が図１０に示すように説明されている。すなわち、図１０において、破線で示すタイヤのトレッド面は路面と図１０の点Ａを含む接地面前端で接触し、点Ｂまで路面に粘着し、タイヤ進行方向に移動する。そして、横方向のせん断変形による変形力が摩擦力に等しくなった点ですべりだし、点Ｃを含む後端で路面から離れて元の状態に戻る。このとき、接地面全体で発生する力（サイドフォースＦｙ）はトレッド部の横方向への変形面積（図１０の斜線部）と単位面積当たりのトレッド部の横方向弾性定数の積となる。図１０に示すように、サイドフォースＦｙの着力点はタイヤ中心線直下（点Ｏ）よりもｅｎ（ニューマチックトレール）だけ後方（図１０の左方向）にある。従って、このときのモーメントＦｙ・ｅｎがセルフアライニングトルク（Ｔｓａ）であり、横すべり角αを減少させる方向に作用することになる。

次に、車両にタイヤが装着された場合について、図１０を簡略化した図１１を用いて説明する。車両の操舵輪においては、通常、ステアリングホイール（ハンドル）の戻りをよくするため、キヤスタ角をつけキャスタトレールｅｃを設けることとしている。従って、車輪の接地点は点Ｏ’となりステアリングホイールを復元させようとするモーメントは、Ｆｙ・（ｅｎ＋ｅｃ）となる。

タイヤの横方向のグリップ状態が低下し、すべり領域が拡大すると、トレッド部の横方向変形は図１１のＡＢＣの形状からＡＤＣの形状となる。この結果、サイドフォースＦｙの着力点は、車両進行方面に対して前方（図１１の点Ｈから点Ｊ）に移動することになる。つまりニューマチックトレールｅｎが小さくなる。従って、同一のサイドフォースＦｙが作用していても、粘着領域が大きく、すべり領域が小さい場合（すなわち、タイヤの横グリップが高い場合）には、ニューマチックトレールｅｎは大きく、セルフアライニングトルクＴｓａは大きくなる。逆に、タイヤの横方向のグリップが失われ、すべり領域が増大すると、ニューマチックトレールｅｎは小さくなり、セルフアライニングトルクＴｓａは減少することになる。

以上のように、ニューマチックトレールｅｎ’の変化に着目すれば、タイヤ横方向のグリップの程度を検出することが可能である。そして、ニューマチックトレールｅｎの変化はセルフアライニングトルクＴｓａに表れるため、セルフアライニングトルクＴｓａに基づき、車両前方の車輪に対する横方向のグリップの程度を表すグリップ度（以下「グリップ度」という）を推定することができる。又、グリップ度としては、後述するように、路面摩擦に対するサイドフォースの余裕度に基づいて推定することもできる。

なお、特許文献３において横力使用率または横Ｇ使用率が用いられているが、上記のグリップ度は、これらとは以下のように相違している。同公報に記載の装置においては、路面において発生可能な最大横力を、路面摩擦係数μから求めている。この路面摩擦係数μはコーナリングパワーＣｐ（定義は、スリップ角１ｄｅｇ時のサイドフォースの値）の路面摩擦係数μ依存性に基づいて推定される。しかし、コーナリングパワーＣｐは路面摩擦係数μだけでなく、タイヤ接地面の形状（接地面長さ、及び幅）、トレッドゴムの弾性などに影響される。例えば、トレッド面に水が介在するような場合、あるいは、タイヤ磨耗、温度によりトレッドゴム弾性が変化した場合等において、路面摩擦係数μが同一でもコーナリングパワーＣｐに変化が現れる。このように、同公報に記載の技術においては車輪のゴムタイヤとしての特性には全く配慮されていない。

前述の図１０及び図１１から明らかなように、車両前方の車輪に対する前輪サイドフォースに対するセルフアライニングトルクの特性は、図１２のＴｓａａに示すような特性となる。前述のように、実セルフアライニングトルクをＴｓａａとし前輪サイドフォースをＦｙｆとすると、Ｔｓａａ＝Ｆｙｆ・（ｅｎ＋ｅｃ）であるので、実セルフアライニングトルクＴｓａａの前輪サイドフォースＦｙｆに対する非線形特性はニューマチックトレールｅｎの直接的変化を表している。従って、実セルフアライニングトルクＴｓａａの原点０近傍（ここで、前輪はグリップ状態にある）での前輪サイドフォースＦｙｆに対する傾きＫ１を同定し、つまり、完全グリップ状態でのセルフアライニングトルク特性（基準セルフアライニングトルクＴｓａｏ）で示す特性を求める。なお、傾きＫ１は、初期値として実験的に求めた所定値を用い、グリップ度が高い通常走行中に、これを同定し補正することが望ましい。なお、実セルフアライニングトルクＴｓａａは、後述する演算によって求められる。

そして、基準セルフアライニングトルクＴｓａｏに対する実セルフアライニングトルクＴｓａａに基づき前輪のグリップ度とが推定される。例えば、前輪サイドフォースがＦｙｆ１の場合における、基準セルフアライニングトルクＴｓａｏの値Ｔｓａｏ１（＝Ｋ１・Ｆｙｆ１）と、実セルフアライニングトルクＴｓａａの値Ｔｓａａ１に基づき、グリップ度εは、ε＝Ｔｓａａ１／Ｔｓａｏ１として求めることができる。

上記のように、車輪のグリップ度は、サイドフォース（前輪サイドフォースＦｙｆ）に対するセルフアライニングトルク（実セルフアライニングトルクＴｓａａ）の変化に基づいて推定することができるが、これは図１４に示すように構成することによって実現できる。

先ず、図１４においては、車両のステアリングホイール（図示せず）からサスペンション（図示せず）に至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵力指標のうちの少くとも一つの操舵力指標（例えば、操舵トルク）を検出する操舵力指標検出手段として、操舵トルク検出手段Ｍ１とアシストトルク検出手段Ｍ２が設けられている。これらの検出結果に基づき反力トルク検出手段Ｍ３にて反力トルクが検出される。

本実施形態では、例えば図１に示す操舵トルクセンサ２９が操舵トルク検出手段Ｍ１に相当する。又、アシストトルクはモータ２４ａのモータ電流から求められ、電流センサ２４ｂがアシストトルク検出手段Ｍ２に相当する。さらに、操舵角センサ２６が図１４の操舵角検出手段Ｍ４に相当し、これに基づきステアリング摩擦トルク推定手段Ｍ５によってステアリング摩擦トルクが推定される。なお、これについては後述する。

上記反力トルク検出手段Ｍ３及びステアリング摩擦トルク推定手段Ｍ５の検出結果に基づき、セルフアライニングトルク推定手段Ｍ６にて、車両前方の操舵輪ＦＲ，ＦＬに生ずる実セルフアライニングトルクＴｓａａが推定される。

一方、車両の状態量を検出する車両状態量検出手段として、本実施形態では、横加速度検出手段Ｍ７とヨーレート検出手段Ｍ８が設けられている。横加速度センサＹＧが横加速度検出手段Ｍ７に相当し、前記ヨーレートセンサＹＳがヨーレート検出手段Ｍ８に相当する。これらの検出信号に基づき、車両前方の操舵輪ＦＲ，ＦＬに対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標（図１４では前輪サイドフォースＦｙｆ）が、前輪指標推定手段たるサイドフォース推定手段Ｍ９にて推定される。

前輪サイドフォースＦｙｆは、横加速度検出手段Ｍ７とヨーレート検出手段Ｍ８の出力結果に基づき、Ｆｙｆ＝（Ｌｒ・ｍ・Ｇｙ＋Ｉｚ・ｄγ／ｄｔ）／Ｌにしたがって推定される。ここで、Ｌｒは重心から後輪軸までの距離、ｍは車両質量、Ｌはホイールベース、Ｉｚはヨー慣性モーメント、Ｇｙは横加速度、ｄγ／ｄｔはヨーレートの時間微分値である。

さらに、セルフアライニングトルク推定手段Ｍ６で推定された実セルフアライニングトルクＴｓａａと、サイドフォース推定手段Ｍ９で推定された前輪サイドフォースＦｙｆに基づき、基準セルフアライニングトルク設定手段Ｍ１１にて基準セルフアライニングトルクが設定される。例えば、セルフアライニングトルク原点勾配推定手段Ｍ１０にてセルフアライニングトルクの原点近傍での勾配が樵定され、この勾配と前輪サイドフォースに基づき、基準セルフアライニングトルク設定手段Ｍ１１にて基準セルフアライニングトルクが設定される。そして、基準セルフアライニングトルク設定手段Ｍ１１にて設定された基準セルフアライニングトルクとセルフアライニングトルク推定手段Ｍ６で推定されたセルフアライニングトルクとの比較結果に基づき、グリップ度推定手段Ｍ１２において前輪に対するグリップ度εが推定される。

すなわち、図１４において、セルフアライニングトルク推定手段Ｍ６で推定された実セルフアライニングトルクＴｓａａと、サイドフォース推定手段Ｍ９で推定された前輪サイドフォースＦｙｆに基づき、図１２の原点近傍におけるセルフアライニングトルク勾配Ｋ１が求められる。この勾配Ｋ１と前輪サイドフォースＦｙｆに基づき基準セルフアライニングトルクＴｓａｏが、Ｔｓａｏ＝Ｋ１・Ｆｙｆとして求められ、実セルフアライニングトルクＴｓａａと比較される。この比較結果に基づき、グリップ度εが、ε＝Ｔｓａａ／Ｔｓａｏとして求められる。

以上のように、本実施形態では、モータ２４ａの駆動電流はアシストトルクと比例関係にあるため、このアシストトルクと操舵トルク検出手段Ｍ１の検出結果に基づき、反力トルクを容易に推定することが可能である。又、ステアリング系の摩擦によるトルクを補償する必要があるが、ステアリング摩擦トルク推定手段Ｍ５において、ステアリングホイールを切り込みした時の反力トルク最大値と切り戻した時の反力トルクの差が摩擦トルクとして演算され、逐次摩擦トルクが補正される。このため、適切にセルフアライニングトルク（実セルフアライニングトルクＴｓａａ）を推定することができる。もっとも、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ステアリングシャフト（図示せず）にロードセル等を装着し、あるいは、サスペンション部材に歪み計を設け、その検知信号からセルフアライニングトルクを計測することも可能である。

（ブロックＧ）
ブロックＧではグリップ度感応舵角可変演算を行う。ブロックＦから、グリップ度εを入力すると、ブロックＧではグリップ度ｖｓステアリングギヤ比マップ（図１３参照）から、入力されたグリップ度εに基づいてＩＦＳアクチュエータ３２のステアリングギヤ比を決定する。

このグリップ度ｖｓステアリングギヤ比マップは、グリップ度のほぼ中間付近では、グリップ度が小さくなるほどステアリングギヤ比が大きく、またグリップ度εが大きくなるほどステアリングギヤ比が小さくなるようにされている。又、同マップは、グリップ度の下限域付近においてはステアリングギヤ比が最大値で一定に、さらに上限域付近においてはステアリングギヤ比が最小値で一定になるように、それぞれ両者の対応関係がマッピングされている。つまり、操舵輪のグリップ状態がそのグリップ限界（グリップ度がある閾値以下になることにより、操舵輪が接地面上を滑り始める直前のグリップ状態）に近づくと、ステアリングギヤ比が増加するようマッピングされている。

そして、補正舵角θｇの演算が行われる。この処理は、決定したステアリングギヤ比と操舵角センサ２６により検出した操舵角とを乗算することにより、補正舵角θｇを算出する。補正舵角θｇは、グリップ度感応制御量に相当する。

本実施形態では、後述する第２ＵＳ開始閾値ε１は、ステアリングギヤ比が最大値で一定となる全領域を含むように設定されている。
この場合、グリップ度εが小さいほど、ステアリングギヤ比は大きく設定され、補正舵角θｇは小さくなり、グリップ度εの下限域付近においては補正舵角θｇが最小値で一定になるように設定されている。このため、ＩＦＳアクチュエータ３２は、グリップ度εが小さいほど、伝達比が大きくなることになる。このように、ＩＦＳアクチュエータ３２のステアリングギヤ比が大きく設定されるので、ステアリングホイール２１による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。

（ブロックＨ）
ブロックＨでは、制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算を行う。すなわち、このブロックＨでは、車両状態、すなわち、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算の結果と、ヨーレート、及びグリップ度に基づいて、ＩＦＳ制御のオンオフ（ＯＮ／ＯＦＦ）判定を行う。なお、詳細については後述する。

（ブロックＩ）
ブロックＩでは、ＡＣＴ指令角演算を行う。すなわち、ブロックＨで判定された結果に応じて、ＩＦＳ制御の切換を行い、この切換に応じてＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactを、第２ＥＣＵ４０に出力する。詳細については後述する。

（７） 第１実施形態の作用
さて、上記のように構成された操舵装置２０の作用を図６〜図１２を参照して説明する。図６は、ＩＦＳ制御演算プログラムのフローチャートであり、所定周期毎に第１ＥＣＵ３０のＣＰＵ（ＩＦＳＣＰＵ）が実行する。

（Ｓ１００：車両モデル演算：ブロックＤ１）
Ｓ１００では車速Ｖ及び実舵角を基に車両モデル演算を行い、目標ヨーレートγｔ及び目標スリップ角Ｓｔを求める。

（Ｓ２００：ヨーレートＦＢ演算及びスリップ角ＦＢ演算：ブロックＤ２）
Ｓ２００では、ヨーレートＦＢ演算、及びスリップ角ＦＢ演算を行う。前記ヨーレートＦＢ演算では、目標ヨーレートγｔとヨーレートに基づいて、ヨーレートＦＢの制御量θｐ，制御量θｄを得る。又、前記スリップ角ＦＢ演算では、目標スリップ角Ｓｔとスリップ角に基づいて、スリップ角ＦＢの制御量θｓを得る。

（Ｓ３００：左右制動力差演算：ブロックＣ）
Ｓ３００では左右制動力差演算を行う。すなわち、車輪速、各車輪に設けられた液圧センサＰＳ及び車輪速度センサＷＳの検出信号（具体的には、制動液圧信号、及び車輪速信号）により、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力を推定し、左右車輪間での制動力差を演算する。

（Ｓ４００：ヨー角ＦＢ演算：ブロックＤ３）
又、Ｓ４００では、ヨー角ＦＢ演算を行う。すなわち、目標ヨーレートγｔとヨーレートに基づいて、ヨー角ＦＢの制御量θｙを得る。

（Ｓ５００：ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算：ブロックＥ）
Ｓ５００では、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算を行う。図７はステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算のフローチャートである、なお、本実施形態では、Ｓ５１０〜Ｓ５９０を実行する。Ｓ５１０では前輪スリップ角演算を下式（１）にて行う。

βｆ＝β（ｎ−１）＋（Ｌｆ・Ψ）／Ｖ −δｆ …（１）
なお、βｆは、前輪スリップ角、β（ｎ−1）は前回の車両スリップ角、Ｌｆは前車軸と車両重心点間距離、Ψはヨーレート、Ｖは車速、δｆは、舵角（前輪）である。

Ｓ５２０では、後輪スリップ角演算を下式（２）にて行う。
βｒ＝β（ｎ−１）＋（Ｌｆ・Ψ）／Ｖ …（２）
なお、βｒは、後輪スリップ角である。

Ｓ５３０では、前輪スリップ角と後輪スリップ角の差分演算を行って差分値を算出し、Ｓ５４０では、スリップ角差分を時間微分して差分微分値を得る。そして、Ｓ５５０において、ステア特性の判定を行う。本実施形態では、下記の判定条件Ａを満足している場合に、車両状態がオーバステアと判定する。

（判定条件Ａ）
（差分値＞０） ｏｒ （差分値＞弱ＵＳ閾値、かつ、差分微分値＞０）
すなわち、オーバステアの判定は、差分値＞０で判定してもよく、或いは、差分値＞弱ＵＳ閾値、かつ、差分微分値＞０で判定してもよい。なお、弱ＵＳ閾値は、予め定められた閾値である。弱ＵＳ閾値とは、高μ路において、急激な切り込みや切り戻しを行った際、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるようなアンダーステア傾向時に生ずる差分値の大きさに相当するものであり、試験等で得られる値である。

Ｓ５５０で、オーバステアと判定した場合、Ｓ５６０において、車両状態がオーバステアであるとの判定結果を示すＯＳ特性フラグをセットする。Ｓ５５０で、判定条件Ａを満足しない場合には、Ｓ５７０において、ステア特性、すなわち、ここでは、アンダーステアか否かの判定を行う。下記の判定条件Ｂを満足している場合には、車両状態がアンダーステアと判定する。

（判定条件Ｂ）
（差分値＜０） ｏｒ （差分値＜弱ＯＳ閾値、かつ、差分微分値＞０）
すなわち、アンダーステアの判定は、差分値＜０で判定してもよく、或いは、差分値＜弱ＯＳ閾値、かつ、差分微分値＞０で判定してもよい。なお、弱ＯＳ閾値は、予め定められた閾値である。ここで弱ＯＳ閾値とは、高μ路において、急激な切り込みや切り戻しを行った際や、Ｕターン等の低速で大旋回する場合、ハンドル切り戻し時に、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるようなオーバステア傾向時に生ずる差分値の大きさに相当するものであり、試験等で得られる値である。

Ｓ５７０で、アンダーステアと判定した場合、Ｓ５８０において、車両状態がアンダーステアであるとの判定結果を示すＵＳ特性フラグをセットする。Ｓ５７０で、判定条件Ｂを満足しない場合には、Ｓ５９０において、車両状態がオーバステア及びアンダーステアでもないことを示すＮＳ特性フラグをセットする。

（Ｓ６００：グリップ度演算：ブロックＦ）
Ｓ６００ではグリップ度演算を行い、ブロックＦで説明したように、グリップ度εを算出する。

（Ｓ７００：グリップ度感応舵角比可変演算：ブロックＧ）
Ｓ７００ではグリップ度感応舵角比可変演算を行う。ブロックＧで説明したように、補正舵角θｇを演算する。

（Ｓ８００：制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算：ブロックＨ）
Ｓ８００では、制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算を行う。図８は、制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算のフローチャートである。Ｓ８１０では、下記の判定条件Ｃを満足しているか否かを判定する。判定条件Ｃを満足している場合には、Ｓ８３０でオーバステア制御フラグをセットする。

（判定条件Ｃ）
車両状態がオーバステア、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＯＳ開始閾値、かつ、グリップ度ε＜第２ＯＳ開始閾値
車両状態がオーバステアか否かは、Ｓ５００においてＯＳ特性フラグがセットされたか否かで判定する。なお、第１ＯＳ開始閾値は、ヨーレートΨの大きさがオーバステア時の大きさに達しているか否かを判定するための判定閾値であり、背景技術で述べた従来の制御開始閾値に相当する。第２ＯＳ開始閾値は、グリップ度εがオーバステア時のグリップ度に達しているか否かを判定するための判定閾値である。両判定閾値は、予め試験等により得られた値である。第２ＯＳ開始閾値は本発明の第１所定閾値に相当する。

ここで、第２ＯＳ開始閾値は、Ｓ８３０の処理を行うか、否かを判定するためのものである。すなわち、車両状態がオーバステアであって、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＯＳ開始閾値であっても、グリップ度εが第２ＯＳ開始閾値以上の場合は、グリップ度εが十分にあるとして、Ｓ８３０の処理を行わせないようにしているのである。

Ｓ８１０で、上記判定条件Ｃを満足しない場合は、Ｓ８２０に移行する。Ｓ８２０では、下記の判定条件Ｄを満足しているか否かを判定する。判定条件Ｄを満足している場合には、Ｓ８４０でオアンダーステア制御フラグをセットする。

（判定条件Ｄ）
車両状態がアンダーステア、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＵＳ開始閾値、かつ、グリップ度ε＜第２ＵＳ開始閾値ε１
ここで、車両状態がアンダーステアか否かは、Ｓ５００においてＵＳ特性フラグがセットされたか否かで判定する。

なお、第１ＵＳ開始閾値は、ヨーレートΨがアンダーステア時のヨーレートか否かを判定するための判定閾値である。第２ＵＳ開始閾値ε１は、グリップ度εがアンダーステア時のグリップ度に達しているか否かを判定するための判定閾値である。両判定閾値は、予め試験等により得られた値である。

ここで、第２ＵＳ開始閾値ε１は、Ｓ８４０の処理を行うか、否かを判定するためのものである。すなわち、車両状態がアンダーステアであって、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＵＳ開始閾値であっても、グリップ度εが第２ＵＳ開始閾値ε１以上の場合は、グリップ度εが十分にあるとして、Ｓ８４０の処理を行わせないようにしているのである。

（Ｓ９００：アクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算：ブロックＩ）
Ｓ９００では、アクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算を行う。図９はアクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算のフローチャートである。

Ｓ９１０では、ＯＳ制御ＯＮか否かの判定を行う。具体的には、Ｓ８００でオーバステア制御フラグがセットされたか否かでＯＳ制御ＯＮか否かの判定する。オーバステア制御フラグがセットされていれば、Ｓ９４０において、車両状態量ＦＢ制御量θをＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、第２ＥＣＵ４０に出力する。この車両状態量ＦＢ制御量θによっても、ＩＦＳアクチュエータ３２の伝達比が決定される。

又、Ｓ９１０でオーバステア制御フラグがセットされていない場合には、Ｓ９２０においてＵＳ制御ＯＮか否かの判定を行う。具体的には、Ｓ８４０でアンダーステア制御フラグがセットされたか否かで判定する。アンダーステア制御フラグがセットされていれば、Ｓ９５０において、補正舵角θｇをＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、第２ＥＣＵ４０に出力する。

又、Ｓ９２０でアンダーステア制御フラグがセットされいない場合には、Ｓ９３０において、ＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、「０」の値を第２ＥＣＵ４０に出力する。このようにして、第２ＥＣＵ４０は、ＡＣＴ角度指令値θ０＊にＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactを加算した値を新たなＡＣＴ角度指令値θ０とし、このＡＣＴ角度指令値θ０に基づいて、電動モータ３２ａを制御する。

（オーバステア傾向時の切り分け）
ここで、車両走行中、高μ路では、急激な切り込みや切り戻しでも、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるような場合があり、このとき、ハンドル切り戻しがされるとオーバステア傾向になる。

本実施形態の操舵装置２０は、Ｓ８００の制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算では、車両状態がオーバステアであって、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＯＳ開始閾値であっても、グリップ度εが第２ＯＳ開始閾値以上の場合は、グリップ度εが十分にあるとして、Ｓ８３０の処理が行われない。すなわち、図８に示すＳ８００の制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算では、Ｓ８１０が「ＮＯ」と判定され、車両状態がオーバステアであるためＳ８２０でも「ＮＯ」と判定される。従って、図９に示すＳ９００のアクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算において、Ｓ９１０及びＳ９２０では「ＮＯ」とされるため、Ｓ９３０において、ＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、「０」の値が第２ＥＣＵ４０に出力される。

この結果、ＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａは、第２ＥＣＵ４０により、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊にて、制御される。すなわち、不要なカウンタステアが行われることがない。

又、同様に、Ｕターン等の低速で大旋回する場合、ハンドル切り戻し時にはオーバステア傾向になり、Ｓ８１０において、ヨーレートΨの絶対値が第１ＯＳ開始閾値を超えてしまうことがある。しかし、この場合にも、グリップ度εが第２ＯＳ開始閾値以上の場合は、グリップ度εが十分にあるとして、Ｓ８３０の処理が行われないことになるため、不要なカウンタステアが行われることがない。

一方、Ｓ８１０において、判定条件Ｃを満足している場合には、Ｓ８３０の処理がされるため、Ｓ９１０の判定が「ＹＥＳ」となり、Ｓ９４０において、車両状態量ＦＢ制御量θがＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、第２ＥＣＵ４０に出力される。

この結果、第２ＥＣＵ４０により、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊にＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactである車両状態量ＦＢ制御量θが加算される。この結果、第２ＥＣＵ４０により、ＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａは、カウンタステアの作動が行われる。

（アンダーステア傾向時の切り分け）
又、本実施形態の操舵装置２０はＳ８００の制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算では、車両状態がアンダーステアであって、かつ、｜ヨーレートΨ｜＞第１ＵＳ開始閾値であっても、グリップ度εが第２ＵＳ開始閾値ε１以上の場合は、グリップ度εが十分にあるとして、Ｓ８４０の処理が行われず、アンダーステア制御フラグがセットされない。従って、この場合は、図９に示すＳ９００のアクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算では、Ｓ９１０及びＳ９２０では「ＮＯ」とされるため、Ｓ９３０において、ＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、「０」の値が第２ＥＣＵ４０に出力される。

この結果、ＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａは、第２ＥＣＵ４０により、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊にて、制御される。

一方、Ｓ８００の制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算では、Ｓ８２０において、判定条件Ｄを満足している場合には、Ｓ８４０の処理がされるため、Ｓ９２０の判定が「ＹＥＳ」となり、Ｓ９５０において、補正舵角θｇがＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactとして、第２ＥＣＵ４０に出力される。

この結果、第２ＥＣＵ４０により、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Ｖに対応して一義的に定められるＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａの目標回転角に対応するＡＣＴ角度指令値θ０＊にＩＦＳ＿ＡＣＴ角度指令値θactである補正舵角θｇが加算される。この結果、第２ＥＣＵ４０により、ＩＦＳアクチュエータ３２の電動モータ３２ａは、θ０＊にθｇが加算された値にて、制御される。

この場合、グリップ度εが小さいほど、ステアリングギヤ比は大きく設定されて、補正舵角θｇは小さくなり、グリップ度εの下限域付近においてはステアリングギヤ比の上限が設定されている。このように、ＩＦＳアクチュエータ３２のステアリングギヤ比が大きく設定されるので、ステアリングホイール２１による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態の操舵装置２０は、請求項２を実現した構成として、ステアリングホイール２１（操舵手段）からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク（操舵力指標）を検出する操舵力指標検出手段として、操舵トルク検出手段Ｍ１とアシストトルク検出手段Ｍ２である第１ＥＣＵ３０を設けた。又、第１ＥＣＵ３０は、操舵トルクに基づき、前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段とした。又、第１ＥＣＵ３０は、前輪指標推定手段として、横加速度、及びヨーレート（車両状態量）に基づき、前輪に対するサイドフォース（前輪指標）を推定するようにした。さらに、第１ＥＣＵ３０は、サイドフォースに対する、セルフアライニングトルクの変化に基づき前輪に対するグリップ度εを推定するグリップ度推定手段とした。そして、第１ＥＣＵ３０はグリップ度εが第２ＯＳ開始閾値（第１所定閾値）未満か否かを判定する判定手段とした。そして、第２ＥＣＵ４０（伝達比可変制御手段）は、グリップ度εが第２ＯＳ開始閾値未満のときに、車両状態に応じて伝達比を制御するようにした。

このため、車輪のグリップ度εを検出して、このグリップ度を利用することにより、高μ路での車両安定性が若干悪くなるような領域では、ＩＦＳ制御の不要な介入をなくすることができる。すなわち、不要にカウンタステアが行われることがない。この結果、グリップ度が低下した車両が不安定な状況のみにＩＦＳ制御の実施ができる。

（２） 第１実施形態では、第１ＥＣＵ３０（オーバステア判定手段）は、車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するようにした。そして、車両状態が、オーバステアであって、かつ、グリップ度εが第２ＯＳ開始閾値（第１所定閾値）未満のときに、第２ＥＣＵ４０は、伝達比を大きくするように可変するようにした。この結果、上記（１）の作用効果を容易に実現できる。

（３） 第１実施形態では、第１ＥＣＵ３０（アンダーステア判定手段）は、車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するようにした。そして、車両状態が、アンダーステアであって、かつ、グリップ度εが第２ＵＳ開始閾値ε１（第２所定閾値）未満のときに、第２ＥＣＵ４０は、グリップ度εに応じて伝達比を制御するようにした。

この結果、例えば、グリップ度εが小さいほど、ステアリングギヤ比は大きく設定する。このため、ステアリングホイール２１による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。

（４） 本実施形態の操舵装置２０は、第１ＥＣＵ３０が、目標ヨー角、目標ヨーレート、及び目標スリップ角（目標車両状態量）を推定する目標車両状態量推定手段とした。そして、第１ＥＣＵ３０は、補正制御量演算手段として、横加速度センサＹＧ，ヨーレートセンサＹＳ（車両状態量検出手段）が検出した車両状態量と、目標ヨー角、目標ヨーレート、及び目標スリップ角との差分に基づいて、伝達比を補正する車両状態量ＦＢ制御量θ（補正制御量）を算出するようにした。又、第１ＥＣＵ３０は、車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するオーバステア判定手段とした。第２ＥＣＵ４０は、車速Ｖに応じて、伝達比の目標指令値としてＡＣＴ角度指令値θ０＊を生成し、第１ＥＣＵ３０がオーバステアと判定した際に、車両状態量ＦＢ制御量θ（補正制御量）をＡＣＴ角度指令値θ０＊に対して加算するようにした。

この結果、上記（２）の作用効果を容易に実現できる。
（５） 本実施形態の操舵装置２０は、グリップ度εに基づいて、グリップ度に応じた伝達比に関する補正舵角θｇ（グリップ度感応制御量）を算出する第１ＥＣＵ３０（グリップ度感応制御量演算手段）を設けた。又、第１ＥＣＵ３０は、車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するようにした。そして、第２ＥＣＵ４０は、車速Ｖに応じて、伝達比の目標指令値としてＡＣＴ角度指令値θ０＊を生成し、第１ＥＣＵ３０がアンダーステアと判定した際に、補正舵角θｇをＡＣＴ角度指令値θ０＊に対して加算するようにした。

この結果、上記（３）の作用効果を容易に実現できる。
（第２実施形態）
図１５〜図２０を参照して、第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一構成又は相当する構成については同一符号を付して、その説明を省略し、異なるところを中心に説明する。第２実施形態では、グリップ度推定の他の態様に係り、本発明の前輪指標として前輪スリップ角を用いるものである。

図１５は、前輪スリップ角とセルフアライニングトルクからグリップ度を推定する手段のブロック図である。Ｍ１〜Ｍ６は第１実施形態と同様であり、反力トルク、ステアリング系摩擦トルクが演算され、セルフアライニングトルクが推定される。一方、前輪スリップ角は、操舵角、ヨーレート、横加速度及び車両速度から求められるので、第１実施形態の図１４と同様、操舵角検出手段Ｍ４、横加速度検出手段Ｍ７及びヨーレート検出手段Ｍ８の検出信号が、車両速度検出手段Ｍ９ｘの検出信号と共に前輪スリップ角推定手段Ｍ９ｙに入力される。車速センサ２７は、車両速度検出手段Ｍ９ｘに相当する。

前輪スリップ角推定手段Ｍ９ｙにおいては、先ず、ヨーレート、横加速度及び車両速度から車体スリップ角速度ｄβ／ｄｔが求められ、これが積分されて車体スリップ角βが求められる。この車体スリップ角βをもとに車速、操柁角及び車両諸元から、車輪スリップ角、特に前輪の車輪スリップ角（以下、前輪スリップ角αｆという）が演算される。なお、車体スリップ角βは、積分による方法以外に、車両モデルに基づく推定や、これと積分法を組み合わせて演算することとしてもよい。

上記のように推定されたセルフアライニングトルクと前輪スリップ角αｆに基づき、セルフアライニングトルク原点勾配推定手段Ｍ１０にて、セルフアライニングトルクの原点勾配が同定され、この勾配と前輪スリップ角に基づき、基準セルフアライニングトルク設定手段Ｍ１１にて基準セルフアライニングトルクが設定される。そして、基準セルフアライニングトルク設定手段Ｍ１１にて設定された基準セルフアライニングトルクとセルフアライニングトルク推定手段Ｍ６で推定されたセルフアライニングトルクとの比較結果に基づき、グリップ度推定手段Ｍ１２において前輪に対するグリップ度εが推定される。

第２実施形態におけるグリップ度εの推定に関し、図１６〜図２０を参照して以下に詳述する。
先ず、前輪スリップ角αｆに対する前輪サイドフォースＦｙｆ及びセルフアライニングトルクＴｓａの関係は、図１６に示すような前輪スリップ角αｆに対して非線形の特性となる。セルフアライニングトルクＴｓａは前輪サイドフォースＦｙｆとトレールｅ（＝ｅｎ＋ｅｃ）の積となることから、車輪（前輪）がグリップ状態にある場合、つまり、ニューマチックトレールｅｎが完全グリップ状態にある場合のセルフアライニングトルク特性は、図１７においてＴｓａｒで示すような非線形の特性となる。

しかし、本実施形態では、完全グリップ状態のセルフアライニングトルク特性を線形と仮定し、図１８に示すように、原点近傍における前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクＴｓａの勾配Ｋ２を求め、基準セルフアライニングトルク特性（図１８にＴｓａｓで示す）を設定することとしている。例えば、前輪スリップ角がαｆ１である場合、基準セルフアライニングトルクはＴｓａｓ１＝Ｋ２・αｆ１で演算される。そして、グリップ度εは、ε＝Ｔｓａａ１／Ｔｓａｓ１＝Ｔｓａａ１／（Ｋ２・αｆ１）として求められる。

図１８における基準セルフアライニングトルクの設定方法では、基準セルフアライニングトルク特性を線形と仮定しているため、前輪スリップ角αｆが大きな領域においてはグリップ度推定時の誤差が大きくなり、グリップ度の推定精度が低下することが懸念される。このため、図１９に示すように、所定の前輪スリップ角以上では、セルフアライニングトルク勾配をＫ３に設定し、基準セルフアライニングトルク特性の非線形性を図１９中の０−Ｍ−Ｎのように直線近似して設定することが望ましい。この場合、セルフアライニングトルク勾配Ｋ３を予め実験的に求めて設定し、走行中に勾配Ｋ３を同定し補正することが望ましい。また、点Ｍは実セルフアライニングトルクの変極点（点Ｐ）をもとに設定するとよい。例えば、実セルフアライニングトルクの変極点Ｐを求め、変極点Ｐの前輪スリップ角αＰから所定値だけ大きい前輪スリップ角αｍを点Ｍとして設定する。

さらに、前輪スリップ角に対する基準セルフアライニングトルクは路面摩擦係数μの影響を受けるため、図２０に示すように実セルフアライニングトルクＴｓａａの変極点Ｐにもとづき基準セルフアライニングトルクを設定することにより、高精度な基準セルフアライニングトルク特性を設定することができる。例えば、路面摩擦係数が低くなった場合、実セルフアライニングトルクＴｓａａの特性は図２０の実線から破線のように変化する。すなわち、路面摩擦係数μが低下すると実セルフアライニングトルクＴｓａａの変極点が点Ｐから点Ｐ’に変化することになる。

従って、基準セルフアライニングトルク特性（Ｔｓａｔ）を０−Ｍ−Ｎから０−Ｍ’−Ｎ’に変化させる必要がある。この場合において、前述のように点Ｍ’は変極点Ｐ’に基づいて設定されるため、路面摩擦係数が変化しても、その変化に追従して基準セルフアライニングトルク特性を設定することが可能となる。

従って、第２実施形態においても、前輪スリップ角とセルフアライニングトルクからグリップ度を推定することにより、第１実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。

（１） 以上の各実施形態においては、タイヤのニューマチックトレールの変化に着目し、セルフアライニングトルクに基づきグリップ度εを求めるようにした。しかし、以下のように、路面摩擦に対するサイドフォースの余裕度に基づき、車輪に対する横方向のグリップの程度を表すグリップ度（この場合のグリップ度をεｍとする）を推定してもよい。

先ず、タイヤ発生力の理論モデル（ブラッシュモデル）によれば、前輪サイドフォースＦｙｆとセルフアライニングトルクＴｓａａの関係は、以下の式（３）〜式（６）により表される。すなわち、ξ＝１−｛Ｋｓ／（３・μ・Ｆｚ）｝・λとした場合において、
ξ＞０の場合は、
Ｆｙｆ＝μ・Ｆｚ・（１−ξ＾３） …（３）
ξ≦０の場合は、
Ｆｙｆ＝μ・Ｆｚ …（４）
又、
ξ＞０の場合は、
Ｔｓａａ＝（ｌ・Ｋｓ／６）・λ・ξ＾３ …（５）
ξ≦０の場合は、
Ｔｓａａ＝０ …（６）
なお、「＾」は「累乗」を表し、従って、「＾３」は３乗を表す。

ここで、Ｆｚは接地荷重、ｌはタイヤ接地面の接地長さ、Ｋｓはトレッド剛性に対応する定数、λは横スリップ（λ＝ｔａｎ（αｆ））であり、αｆは前輪スリップ角である。 一般的にξ＞０の領域では、前輪スリップ角αｆは小さいため、λ＝αｆとして扱うことができる。上記の式（３）から明らかなように、サイドフォースの最大値はμ・Ｆｚであるので、路面摩擦係数μに応じたサイドフォースの最大値に対する割合を路面摩擦利用率ηとするとη＝１−ξ＾３と表すことができる。従って、εｍ＝１−ηは路面摩擦余裕度ということになり、このεｍを車輪のグリップ度とするとεｍ＝ξ＾３となる。従って、上記式（５）は、次式（７）のように表すことができる。

Ｔｓａａ＝（ｌ・Ｋｓ／６）・αｆ・εｍ …（７）
上記式（７）は、セルフアライニングトルクＴｓａａが前輪スリップ角αｆ及びグリップ度εｍに比例することを示している。そこで、グリップ度εｍ＝１（路面の摩擦利用率がゼロ、つまり摩擦余裕度が１）における特性を基準セルフアライニングトルク特性とすると、次式（８）のようになる。

Ｔｓａｕ＝（ｌ・Ｋｓ／６）・αｆ …（８）
従って、上記式（７）及び式（８）から、グリップ度εｍは、次式（９）として求めることができる。

εｍ＝Ｔｓａａ／Ｔｓａｕ …（９）
この式（９）には路面摩擦係数μがパラメータとして含まれていないことから明らかなように、グリップ度εｍは路面摩擦係数μを用いることなく算出することができる。この場合において、基準セルフアライニングトルクＴｓａｕの勾配Ｋ４（＝ｌ・Ｋｓ／６）は、前述のブラッシュモデルを用いて予め設定することができる。また、実験的に求めることも可能である。さらに、まず初期値を設定し、走行中に前輪スリップ角がゼロ近傍におけるセルフアライニングトルクの傾きを同定し、補正することとすれば、検出精度を向上させることができる。

例えば、図２１において、前輪スリップ角がαｆ２である場合、基準セルフアライニングトルクはＴｓａｕ２＝Ｋ４・αｆ２で演算される。そして、グリップ度εｍは、
εｍ＝Ｔｓａａ２／Ｔｓａｕ２＝Ｔｓａａ２／（Ｋ４・αｆ２）
として求められる。従って、グリップ度εを求めてグリップ度εｍに変換することができ、逆に、グリップ度εｍを求めてグリップ度εに変換することもできる。

なお、以上のように実セルフアライニングトルクと基準セルフアライニングトルクとの比較によりグリップ度を推定すれば、参考文献３と異なり、車輪が発生可能な最大力、つまり、路面摩擦係数μを求めることなく、ニューマチックトレール変化に基づいて車輪のグリップ度εを推定することが可能である。したがって、従来のように路面摩擦係数を求める方法と比べて推定のロバスト性が高く、また、精度もよい。

（２） 第１実施形態のように、モータ２４ａとしてブラシレスＤＣモータが用いられる場合には、モータ２４ａに回転角センサを設け、それをもとに操舵角を求め、ブロックＡ０におけるＩＦＳ制御に用いてもよい。そして、例えばラックアンドピニオン５に操舵角センサを設け、この検出信号に基づき操舵角を求めることとしてもよい。

（３） 第１実施形態では、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算を図７に示すように、Ｓ５１０〜Ｓ５９０の処理を行うようにした。このＳ５１０〜Ｓ５４０に代えて、Ｓ５０５、Ｓ５１５を実行した上で、Ｓ５５０〜Ｓ５９０の各処理を実行するようにしてもよい。

すなわち、Ｓ５０５では、スリップ角差分を、公知の方法で車速Ｖ、実舵角、ヨーレートから直接算出する。Ｓ５１５では、算出したスリップ角差分を時間微分して差分微分値を得るようにする。

（４） 第１実施形態では、ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算を図７に示すように、Ｓ５１０〜Ｓ５９０の処理を行うようにした。このＳ５１０〜Ｓ５４０に代えて、Ｓ５２５、Ｓ５３５、Ｓ５４５を実行した上で、Ｓ５５０〜Ｓ５９０の各処理を実行するようにしてもよい。

すなわち、Ｓ５２５では、目標ヨーレートを演算し、或いは、ブロックＤ１から目標ヨーレートを入力する。なお、目標ヨーレートを演算する場合は、車両の実舵角及び車速Ｖに基づいて目標ヨーレートを算出する。Ｓ５３５では、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値を算出する。Ｓ５４５では、その差分値の時間微分値を算出する。

なお、この場合、Ｓ５５０、Ｓ５７０におけるステア特性の判定で、差分値とは、実ヨーレートと、目標ヨーレートとの差分値をいい、差分微分値とは、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値の時間微分値をいう。

従って、Ｓ５５０における弱ＵＳ閾値は、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値との比較のために設定されているものとする。具体的には、高μ路において、急激な切り込みや切り戻しを行った際、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるようなアンダーステア傾向時に生ずる実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値の大きさに相当するものであり、試験等で得られる値である。

又、Ｓ５７０における、弱ＯＳ閾値は、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値との比較のために設定されているものとする。具体的には、高μ路において、急激な切り込みや切り戻しを行った際や、Ｕターン等の低速で大旋回する場合、ハンドル切り戻し時に、ドライバーが危険と感じないような車両の安定が若干悪くなるようなオーバステア傾向時に生ずる実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分値の大きさに相当するものであり、試験等で得られる値である。

又、同様にＳ５５０及びＳ５７０における差分微分値とは、実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分微分値との比較のために設定されているものとする。
（５） 第１実施形態のＳ８００の制御ＯＮ／ＯＦＦ判定演算において、判定条件Ｃ及び判定条件Ｄを下記のように変更してもよい。

（判定条件Ｃ）
車両状態がオーバステア、かつ、｜スリップ角｜＞第１ＯＳ開始閾値、かつ、グリップ度ε＜第２ＯＳ開始閾値
なお、第１ＯＳ開始閾値は、スリップ角の大きさがオーバステア時の大きさに達している否かを判定するための判定閾値であり、背景技術で述べた従来の制御開始閾値に相当する。この判定閾値は、予め試験等により得られた値である。

（判定条件Ｄ）
車両状態がアンダーステア、かつ、｜スリップ角｜＞第１ＵＳ開始閾値、かつ、グリップ度ε＜第２ＵＳ開始閾値ε１
なお、第１ＵＳ開始閾値は、スリップ角の大きさがアンダーステア時の大きさか否かを判定するための判定閾値である。この判定閾値は、予め試験等により得られた値である。

（６） 第１実施形態及び第２実施形態では、ブロックＢ０において、車速に応じてＡＣＴ角度指令値θ０＊を生成するようにしたが、単に操舵角に応じてＡＣＴ角度指令値θ０＊を生成するようにしてもよい（請求項１に対応）。又、操舵速度に応じて、ＡＣＴ角度指令値θ０＊を生成するようにしてもよい。

本発明を具体化した第１実施形態の操舵装置２０を示す全体概略図。 第１実施形態の操舵装置２０の制御ブロック図。 同じく第１ＥＣＵ３０の制御ブロック図。 同じく操舵装置２０の電気ブロック図。 ブレーキ液圧制御装置を示す構成図。 操舵装置２０の第１ＥＣＵ３０のＩＦＳＣＰＵが実行するＩＦＳ制御演算プログラムのフローチャート。 ステア特性（ＵＳ／ＯＳ）演算のフローチャート。 制御ＯＮ／ＯＦＦ判定制御のフローチャート。 アクティブカウンタステアＡＣＴ指令角演算のフローチャート。 一般的な車両に関し、タイヤが横すべりしながら転動する状態のセルフアライニングトルクとサイドフォースの関係を示すグラフ。 図１１のセルフアライニングトルクとサイドフォースの関係を簡略して示すグラフ。 前輪サイドフォースに対するセルフアライニングトルクの特性を示すグラフ。 グリップ度εに対するギヤ比を算出するためのマップを示す図。 ブロックＦの制御ブロック図。 他の実施例におけるブロックＦの制御ブロック図。 他の実施形態における前輪スリップ角に対する前輪サイドフォース及びセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。 同じく前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。 同じく前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。 同じく前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。 同じく前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。 同じく前輪スリップ角に対するセルフアライニングトルクの関係を示すグラフ。

符号の説明

ＦＲ，ＦＬ…操舵輪
２０…車両用操舵装置
２１…ステアリングホイール（操舵手段）
３０…第１ＥＣＵ（操舵力指標検出手段、セルフアライニングトルク推定手段、前輪指標推定手段、グリップ度推定手段、判定手段、オーバステア判定手段、アンダーステア判定手段、目標車両状態量推定手段、補正制御量演算手段、グリップ度感応制御量演算手段）
３２…ＩＦＳアクチュエータ（伝達比可変手段）
３２ａ…電動モータ
４０…第２ＥＣＵ（伝達比可変制御手段）
ＹＧ…横加速度センサ（車両状態量検出手段：横加速度検出手段Ｍ７）
ＹＳ…ヨーレートセンサ（車両状態量検出手段：ヨーレート検出手段Ｍ８）

Claims (6)

1. 操舵手段と操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段と、車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、前記車両状態量に応じて、前記電動モータを制御して伝達比を可変する伝達比可変制御手段を備えた操舵装置において、
   前記操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する操舵力指標検出手段と、
   前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、
   前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する前輪指標推定手段と、
   前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、
   前記グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する判定手段とを備え、
   前記伝達比可変制御手段は、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御することを特徴とする操舵装置。
2. 操舵手段と操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段と、車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記車速と前記車両状態量に応じて、前記電動モータを制御して伝達比を可変する伝達比可変制御手段を備えた操舵装置において、
   前記操舵手段からサスペンションに至る操舵系に加わる操舵トルク及び操舵力を含む操舵指標のうちの少くとも一つの操舵力指標を検出する操舵力指標検出手段と、
   前記操舵力指標に基づき、前記車両の前輪に生ずるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、
   前記車両状態量に基づき、前記前輪に対するサイドフォース及び前輪スリップ角を含む前輪指標のうちの少くとも一つの前輪指標を推定する前輪指標推定手段と、
   前記前輪指標に対する、前記セルフアライニングトルクの変化に基づき少なくとも前記前輪に対するグリップ度を推定するグリップ度推定手段と、
   前記グリップ度が第１所定閾値未満か否かを判定する判定手段とを備え
   前記伝達比可変制御手段は、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記車両状態に応じて前記伝達比を制御することを特徴とする操舵装置。
3. 前記車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するオーバステア判定手段を備え、
   前記車両状態が、オーバステアであって、かつ、前記グリップ度が第１所定閾値未満のときに、前記伝達比可変制御手段は、伝達比を大きくするように可変するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操舵装置。
4. 前記車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するアンダーステア判定手段を備え、
   前記車両状態が、アンダーステアであって、かつ、前記グリップ度が第２所定閾値未満のときに、前記伝達比可変制御手段は、グリップ度に応じて伝達比を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操舵装置。
5. 目標車両状態量を推定する目標車両状態量推定手段と、
   前記車両状態量検出手段が検出した車両状態量と、前記目標車両状態量との差分に基づいて、伝達比を補正する補正制御量を算出する補正制御量演算手段と、
   前記車両状態量に基づいて、車両状態がオーバステアか否かを判定するオーバステア判定手段を備え、
   前記伝達比可変制御手段は、前記車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記オーバステア判定手段がオーバステアと判定した際に、前記補正制御量を前記目標指令値に加算することを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。
6. 前記グリップ度に基づいて、グリップ度に応じた伝達比に関するグリップ度感応制御量を算出するグリップ度感応制御量演算手段と、
   前記車両状態量に基づいて、車両状態がアンダーステアか否かを判定するアンダーステア判定手段を備え、
   前記伝達比可変制御手段は、前記車速に応じて、前記伝達比の目標指令値を生成し、前記アンダーステア判定手段がアンダーステアと判定した際に、前記グリップ度感応制御量を前記目標指令値に加算することを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。

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