JP2007118743A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より正確な外乱トルクの検出を可能とする車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、車両の直進状態を検出する直進走行状態検出器１５と、前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xを検出する制駆動力センサ１４と、直進状態における操舵トルクＴに対し前輪１２，１３の制駆動力F_Xに応じた補正ゲインＫを乗算し、操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置の技術分野に属する。

従来の車両用操舵装置では、車両挙動に影響を及ぼす外乱の影響を打ち消すために、外乱発生の有無を判断し、その影響程度に応じて操舵補助トルクを補正している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１９２３号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、車両の片流れには車両特性（不具合）による定常的なものと、横風など外乱によるものとがあるにもかかわらず、これらを混同し、かつ車両のタイヤ特性を無視して解決しようとしているため、外乱により操舵トルクに作用する外乱トルクを正確に検出できず、システムが複雑になる・操舵感が悪化する・外乱の急変時に誤アシストが発生する等の問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、より正確な外乱トルクの検出を可能とする車両用操舵装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、
車両の直進状態を検出する直進走行状態検出手段と、
操向輪に作用する制駆動力を検出する制駆動力検出手段と、
直進状態における操舵トルクに対し前記操向輪制駆動力に応じた補正ゲインを乗算し、前記操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段と、
を備えることを特徴とする。
ここで、「操舵トルクに作用する外乱トルク」とは、横風等の外乱によるものと、車両特性による片流れ等の定常的な外乱によるものとの両方を含む。

本発明にあっては、直進状態における操舵トルクに対し操向輪制駆動力に応じた補正ゲインを乗算した値に基づいて、操舵トルクに作用する外乱トルクが検出される。すなわち、何らかの外乱により車両を偏向させようとする力が発生する際、これは操向輪を介して操舵トルクに伝達されるため、この伝達されるトルクがタイヤに作用する制駆動力によって変化する特性に着目し、検出した操舵トルクと制駆動力に応じた補正ゲインとを掛け合わせて外乱トルクを算出することで、より正確な外乱トルクの検出が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。実施例１の車両用操舵装置は、手動操舵力発生装置１と、電動式操舵補助トルク発生装置２とから構成されている。ステアリングホイール３と一体結合されたステアリングシャフト４は、そのシャフト上にトルクセンサ５と減速器６を有し、この減速器６を介してモータ７が接続されている。ステアリングシャフト４の先端にはラック・アンド・ピニオン機構のピニオン８が連結され、このピニオン８に噛合して車幅方向に往復運動し得るラック９の両端に、タイロッド１０，１１を介して左右の前輪（操向輪）１２，１３のナックルアームが連結されている。これにより、通常のラック・アンド・ピニオン式の転舵操作を行うことができるように構成されている。

また、実施例１の車両用操舵装置は、前輪１２，１３に作用する制駆動力を検出する制駆動力センサ（制駆動力検出手段）１４と、車両の直進状態を検出する直進走行状態検出器（直進走行状態検出手段）１５と、車速を検出する車速センサ１６と、を備えている。直進走行状態検出器は、例えば、ヨーレート等の車両挙動状態量に基づいて車両の直進走行状態を検出する。

コントローラ１７は、トルクセンサ５により検出された操舵トルクと、車速センサ１６により検出された車速とに基づいて、ドライバの操舵力を補助する操舵補助トルクの目標値を生成し、この目標値が得られるようにモータ７を駆動することで、ステアリングシャフト４に操舵補助トルクを出力する（EPS制御）。

また、コントローラ１７は、直進走行状態検出器１５により直進状態であると判定されたとき、制駆動力センサ１４により検出された前輪１２，１３に作用する制駆動力と、操舵トルクとに基づいて、外乱により操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する。そして、検出した外乱トルクに応じて操舵補助トルクの目標値を補正することにより、外乱トルクによる操舵トルク変動の影響を低減する。なお、実施例１では、外乱トルクが小さく、直進時の横滑り角は小さいものと仮定して外乱トルクを検出している。

［操舵補助トルク制御処理］
図２は、実施例１のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、イグニッションONにより開始され、イグニッションOFFにより終了となる。

ステップS1では、車速センサ１６により検出された車速と、直進走行状態検出器１５の検出結果とに基づいて車両が直進状態であるか否かを判定する。YES（車速≠0、かつ直進状態）の場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS1を繰り返す。

ステップS2では、トルクセンサ５の検出値から操舵トルクＴを計測し、ステップS3へ移行する。

ステップS3では、制駆動力センサ１４の検出値から前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xを検出し、制駆動力F_Xが所定値F_Mよりも小さい場合にはステップS4へ移行し、制駆動力F_Xが所定値F_Hよりも大きい場合にはステップS6へ移行し、制駆動力F_XがF_M以上F_H以下の場合にはステップS5へ移行する。ここで、F_M<0<F_X<F_Hであり、F_M,F_Hの値は、例えば、F_M＝−200［kgf］，F_H＝220[kgf]とする。

ステップS4では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_ａを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS5では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_cを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS6では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_bを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS4〜ステップS6において、Ｋ_b<-Ｋ_c<0<Ｋ_c<Ｋ_ａであり、所定値Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_cの値は、例えば、Ｋ_ａ＝-3，Ｋ_b＝2，Ｋ_c＝1とする。ステップS4〜ステップS6により、直進状態における操舵トルクＴに対し前輪１２，１３に作用する制駆動力に応じた補正ゲインＫを乗算し、操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段が構成される。

ステップS7では、ステップS4、ステップS5またはステップS6において補正ゲインＫにより補正された操舵トルクを、メモリ等の記憶装置に記録し、ステップS8へ移行する。

ステップS8では、記憶装置に記録された各履歴の平均値を算出し、ステップS9へ移行する。

ステップS9では、ステップS8で得られた平均値を外乱抑制トルクとしてモータ７を駆動し、ステップS1へ戻る。ただし、この抑制トルクは通常のEPS制御による操舵補助トルクに加算して出力されるものとする。

［操舵補助トルク制御作動］
車両が直進走行状態である場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、ステップS3で算出した制駆動力F_Xの値に応じて、ステップS4〜ステップS6で補正ゲインＫを求める。

ステップS3において、F_X<F_Mの場合には、ステップS3→ステップS4→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS4では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_a(=-3)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値の履歴を平均した値が操舵補助トルクに付加される。

ステップS3において、F_X>F_Hの場合には、ステップS3→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS6では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_b(=2)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値の履歴を平均した値が操舵補助トルクに付加される。

ステップS3において、F_M≦F_X≦F_Hの場合には、ステップS3→ステップS5→ステップS7→ステップS8→ステップ9へと進む流れとなり、ステップS5では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_c(=1)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値の履歴を平均した値が操舵補助トルクに付加される。

次に、作用を説明する。
［制駆動力変化による外乱トルク変動］
図３は、車両特性による片流れの不具合を持つ車両で加減速を伴う操舵を行った際の、車速、横滑り角、片流れによる外乱トルクのタイムチャートを示す。図３に示すように、外乱が片流れによる定常的な外乱であっても、走行状態に応じて外乱トルクは変化することがわかる。これは、前輪に作用する制駆動力および横滑り角に応じて、タイヤ特性が変化することに起因している。

したがって、直進走行時に検出された操舵トルクを平均化して外乱トルクを推定する方法等を用いる従来の車両用操舵装置では、走行状態によっては正確な外乱トルクの推定を行うことができず、誤アシストが発生するおそれがあった。

［制駆動力に応じた外乱トルク検出作用］
これに対し、実施例１では、外乱による操舵トルクＴへの影響、すなわち外乱トルクを、前輪１２，１３に作用する制駆動力によって変化するタイヤ特性変化に応じて算出することにより、より正確な外乱トルクの検出が可能となる。すなわち、外乱トルクを走行状態に応じて補正することにより、外乱によるトルクのみを正確に抽出できる（図３）。

例えば、前輪１２，１３に高制動力が作用した場合には、タイヤ特性により、片流れによる外乱トルク（≒セルフアライニングトルク）は負の方向へと変化する（図３および図６参照）。実施例１では、補正ゲインＫを-3として外乱トルクを算出しているため、前輪１２，１３に高制動力が作用している場合でも外乱トルクを正確に検出できる。

一方、前輪１２，１３に高駆動力が作用した場合には、タイヤ特性により、外乱トルクは小さくなる。実施例１では、補正ゲインＫを2として外乱トルクを算出しているため、前輪１２，１３に高駆動力が作用している場合でも外乱トルクを正確に検出できる。

また、前輪１２，１３に低制駆動力が作用した場合には、タイヤ特性により、外乱トルクは僅かに小さくなる。実施例１では、補正ゲインＫを1として外乱トルクを算出しているため、前輪１２，１３に低制駆動力が作用している場合でも外乱トルクを正確に検出できる。

なお、前輪１２，１３に制駆動力が作用しない場合のみのデータを用いて外乱トルクの検出を行うことで、実施例１と同等の外乱トルク検出精度を得ることは可能であるが、通常走行において車輪に制駆動力が発生しない状況は非常に少ないため、実用的な方法ではない。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、車両の直進状態を検出する直進走行状態検出器１５と、前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xを検出する制駆動力センサ１４と、直進状態における操舵トルクＴに対し前輪１２，１３の制駆動力F_Xに応じた補正ゲインＫを乗算し、操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段（ステップS4〜ステップS6）と、を備える。よって、より正確な外乱トルクの検出が可能となる。

(2) 外乱トルク検出手段は、補正ゲインＫを、
F_x<F_M（高制動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_ａ
F_x>F_H（高駆動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_b
F_M≦F_x≦F_H（低制駆動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_c
以上の関係を満足するように設定する。
よって、外乱による偏向が小さい環境下においては、直進時の前輪１２，１３の横滑り角βは小さいと仮定し、制駆動力F_Xのみを基準に補正ゲインＫを決定することで、簡単に正確な外乱トルクへの換算が可能となる。

実施例２は、前輪に作用する制駆動力と前輪の横滑り角とに基づいて補正ゲインＫを設定する例である。

まず、構成を説明する。
図４は、実施例２の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。なお、図４において、実施例１と同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施例２では、アクセル操作量を検出するアクセル開度センサ１８と、ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量センサ１９と、前輪１２，１３の横滑り角を検出する横滑り角センサ（横滑り角検出手段）２０と、を備えている。アクセル開度センサ１８とブレーキ操作量センサ１９により、前輪１２，１３に作用する制駆動力を検出する制駆動力検出手段が構成される。

コントローラ１７は、直進走行状態検出器１５により直進状態であると判定されたとき、アクセル開度センサ１８およびブレーキ操作量センサ１９により検出された前輪１２，１３に作用する制駆動力と、横滑りセンサ２０により検出された前輪１２，１３の横滑り角とに基づいて外乱トルクを検出し、この外乱トルクに応じて操舵補助トルクの目標値を補正することで、外乱による操舵トルク変動の影響を低減する。

［操舵補助トルク制御処理］
図５は、実施例２のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図２に示した実施例１と同一処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

ステップS3では、アクセル開度センサ１８の検出値とブレーキ操作量センサ１９の検出値とから前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xを検出し、制駆動力F_Xの大きさに応じて、実施例１と同様の場合分けを行う。制駆動力F_Xが所定値F_Mよりも小さい場合にはステップS11へ移行し、制駆動力F_Xが所定値F_Hよりも大きい場合にはステップS17へ移行し、制駆動力F_XがF_M以上F_H以下の場合にはステップS14へ移行する。

ステップS11では、横滑り角センサ２０の検出値から前輪１２，１３の横滑り角βを検出し、横滑り角βが所定値β_Lよりも小さい場合はステップS12へ移行し、横滑り角βがβ_L以上である場合にはステップS13へ移行する。ここで、所定値β_Lはタイヤのセルフアライニングトルク特性が変化する最小の横滑り角（例えば、8[deg]）とする。

ステップS12では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_aを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS13では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_bを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS14では、横滑り角センサ２０の検出値から前輪１２，１３の横滑り角βを検出し、横滑り角βがβ_Lよりも小さい場合はステップS15へ移行し、横滑り角βがβ_L以上である場合にはステップS16へ移行する。

ステップS15では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_cを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS16では、低駆動力入力時には操舵トルクＴに補正ゲインＫ_dを乗算した値の絶対値を補正値とする一方、低制動力入力時には操舵トルクＴに補正ゲインＫ_cを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS17では、横滑り角センサ２０の検出値から前輪１２，１３の横滑り角βを検出し、横滑り角βがβ_Lよりも小さい場合はステップS18へ移行し、横滑り角βがβ_L以上である場合にはステップS19へ移行する。

ステップS18では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_eを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS19では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_fを乗算した値を補正値とし、ステップS7へ移行する。

ステップS12、ステップS13、ステップS15、ステップS16、ステップS18、ステップS19により、直進状態における操舵トルクＴに対し前輪１２，１３に作用する制駆動力と横滑り角とに応じた補正ゲインＫを乗算し、操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段が構成される。

ステップS12、ステップS13、ステップS15、ステップS16、ステップS18、ステップS19において、Ｋ_a<Ｋ_b<−Ｋ_c<0<Ｋ_c<Ｋ_e≦Ｋ_f<Ｋ_dであり、所定値Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_c,Ｋ_d,Ｋ_eの値は、例えば、Ｋ_ａ＝-3，Ｋ_b＝-2，Ｋ_c＝1，Ｋ_d＝10，Ｋ_e＝3，Ｋ_f＝3とする。

ステップS20では、記憶装置に記録された各履歴を統計処理して分散のピーク値を算出し、ステップS9へ移行する。

［操舵補助トルク制御作動］
車両が直進走行状態である場合には、図５のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、ステップS3で算出した制駆動力F_Xに応じた場合分けの後、ステップS11、ステップS14またはステップS17では、横滑り角βがタイヤのセルフアライニングトルク特性が変化する最小の横滑り角β_Lと比較される。

F_X<F_Mかつβ<β_Lの場合には、ステップS3→ステップS11→ステップS12→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS12では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_a(=-3)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

F_X<F_Mかつβ≧β_Lの場合には、ステップS3→ステップS11→ステップS13→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS13では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_b(=-2)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

F_X>F_Hかつβ<β_Lの場合には、ステップS3→ステップS17→ステップS18→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS18では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_e(=3)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

F_X>F_Hかつβ≧β_Lの場合には、ステップS3→ステップS17→ステップS19→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS19では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_f(=3)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

F_M≦F_X≦F_Hかつβ<β_Lの場合には、ステップS3→ステップS14→ステップS15→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS15では、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_c(=1)を乗算して補正値が算出され、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

F_M≦F_X≦F_Hかつβ≧β_Lの場合には、ステップS3→ステップS14→ステップS16→ステップS7→ステップS20→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS16では、前輪１２，１３に駆動力が作用している場合には、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_d(=10)を乗算して補正値が算出され、前輪１２，１３に制動力が作用している場合には、操舵トルクＴに補正ゲインＫ_c(=-1)を乗算して補正値が算出される。そして、ステップS9では、補正値履歴の分散のピーク値が操舵補助トルクに付加される。

次に、作用を説明する。
［制駆動力および横滑り角に応じた外乱トルク検出作用］
図６は、前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xおよび前輪１２，１３の横滑り角βに対する、前輪１２，１３のセルフアライニングトルク特性図であり、図に示すように、セルフアライニングトルク特性は、横滑り角βが小さい場合（1°,3°,5°）と大きい場合（10°,20°,30°）とで、大きく異なることがわかる。

従って、実施例２では、外乱による操舵トルクＴへの影響を、前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xのみならず、前輪１２，１３の横滑り角βに応じたタイヤのセルフアライニングトルク特性変化に応じて算出することにより、小さな横滑り角βが発生する外乱と、大きな横滑り角βが発生する外乱（例えば、路面カントや強い横風等）とを明確に区別でき、外乱トルクの検出精度をより向上させることができる。

例えば、図６に示したように、前輪１２，１３に低制駆動力が作用している場合、横滑り角βが小さい場合（1〜5°）にはセルフアライニングトルクは大きいが、横滑り角βが大きい場合（10°以上）には、セルフアライニングトルクは0近傍の値となる。実施例１では、横滑り角βが小さい場合には補正ゲインＫを1、横滑り角βが大きい場合には補正ゲインＫを10（低制駆動力作用時は-1）として外乱トルクを算出しているため、横滑り角βの大きさにかかわらず、外乱トルクを正確に検出できる。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)、(2)に加え、以下に列挙する効果が得られる。

(3) 前輪１２，１３の横滑り角βを検出する横滑り角センサ２０を備え、外乱トルク検出手段（ステップS12、ステップS13、ステップS15、ステップS16、ステップS18、ステップS19）は、直進状態における操舵トルクＴに対し前輪１２，１３の制駆動力F_Xと前輪１２，１３の横滑り角βとに応じた補正ゲインを乗算し、操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する。よって、検出した操舵トルクＴに制駆動力F_Xと横滑り角βとに応じた補正ゲインＫを掛け合わせることで、比較的大きな外乱が発生し、直進するために大きい横滑り角βがついた状態（例えば、路面カントや強い横風が働く場面）においても、正確な外乱トルクの検出が可能となる。

(4) 外乱トルク検出手段は、補正ゲインＫを、
F_x<F_M & β<β_L（高制動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_a
F_x<F_M & β≧β_L（高制動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_b
F_M<F_x<F_H&β<β_L（低制駆動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_c
F_M<F_x<F_H&β≧β_L（低駆動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_d（低制動力作用時は−Ｋ_c）
F_x>F_H & β<β_L（高駆動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_e
F_x>F_H & β≧β_L（高駆動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_f
以上の関係を満足するように設定する。
よって、実施例１で想定した外乱よりもさらに強い外乱が発生し、車両が直進するためにはある程度大きな横滑り角βが必要となる場合は、横滑り角βと制駆動力F_Xの両方に応じたタイヤ特性変化(図６参照)に合わせた補正ゲインＫを設定することで、より大きな外乱トルクを正確に行うことが可能となる。

実施例３は、制駆動力と横滑り角とに基づいてセルフアライニングトルクを検出し、セルフアライニングトルクに基づいて補正ゲインＫを設定する例である。なお、構成については図４に示した実施例１と同様であるため、図示並びに説明を省略する。

［操舵補助トルク制御処理］
図７は、実施例３のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、図２に示した実施例１と同一処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

ステップS1では、車速センサ１６により検出された車速と、直進走行状態検出器１５の検出結果とに基づいて車両が直進状態であるか否かを判定する。YES（車速≠0、かつ直進状態）の場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS23へ移行する。

ステップS21では、まず、アクセル開度センサ１８の検出値とブレーキ操作量センサ１９の検出値とから前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xを検出するとともに、横滑り角センサ２０の検出値から前輪１２，１３の横滑り角βを検出する。続いて、図６に示した制駆動力F_Xおよび横滑り角βに対するセルフアライニングトルク特性が設定されたタイヤ特性マップを用い、現在の走行状態におけるセルフアライニングトルク（SAT）を算出し、ステップS22へ移行する（セルフアライニングトルク検出手段に相当）。

ステップS22では、ステップS21で算出されたSATに応じた補正ゲインＫを、下記の式に基づいて算出するとともに、算出した補正ゲインＫをステップS2で検出した操舵トルクＴに乗算して補正値を求め、ステップS7へ移行する（外乱トルク検出手段に相当）。
補正ゲインＫ＝(最大SAT／現在のSAT)×任意の係数
ただし、「最大SAT」は、操向輪の取り得るSATの最大値とする。
なお、「現在のSAT」が0近傍の値となる場合は、操舵トルク履歴に記録しない。

ステップS23では、ステップS21と同様に、検出された制駆動力F_Xと横滑り角βとからタイヤ特性マップに基づいてSATを算出し、ステップS24へ移行する。

ステップS24では、ステップS8で算出された操舵トルクの履歴情報の平均値を、外乱抑制トルク基準値とし、この外乱抑制トルク基準値とステップS23で算出されたSATとに基づいて、モータ７の出力トルクを下記の式から算出し、ステップS9へ移行する。
出力トルク＝外乱抑制トルク基準値×(現在のSAT／最大SAT)×任意の係数

すなわち、実施例３では、外乱による操舵トルクＴへの影響を、車両のタイヤ特性に応じた補正をかけてセンシングし、さらに出力においてもタイヤ特性に応じて補正をかけることで、より違和感なく正確な外乱抑制が実現できる。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両用操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)、実施例２の効果(3)に加え、以下の効果が得られる。

(5) 制駆動力F_Xと横滑り角βとに基づいて、前輪１２，１３に作用するセルフアライニングトルク（SAT）を検出するセルフアライニングトルク検出手段（ステップS21）を備え、外乱トルク検出手段（ステップS22）は、補正ゲインＫを、下記の式
補正ゲインＫ＝(最大SAT／現在のSAT)×任意の係数
に基づいて設定する。
すなわち、タイヤに起こりうる制駆動力F_Xおよび横滑り角βとSATとの関係について詳細なタイヤ特性マップ（図６）を与え、このタイヤ特性マップを元にした補正を行うことで、外乱の大きさや走行状態によらず常に外乱トルクの正確な検出が可能となる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜３に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１，２では、補正ゲインＫは３値（Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_c）または６値（Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_c,Ｋ_d,Ｋ_e,Ｋ_f）を切り替えて設定する例を示したが、制動力が大きいほど大きく、駆動力が大きくなるほど負の方向に大きくというように、滑らかに変化する関数としてもよい。または、補正ゲインＫの設定マップをあらかじめ設けてもよい。

また、実施例２において、セルフアライニングトルクの発生しにくいF_M≦F_x≦F_H、かつβ≧β_L（低制駆動力作用時かつ横滑り角大）の場合のデータは、外乱検出に用いないこととしてもよい。

実施例１の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。 実施例１のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートである。 車両特性による片流れの不具合を持つ車両で加減速を伴う操舵を行った際の、車速、横滑り角、片流れトルクのタイムチャートである。 実施例２の車両用操舵装置を適用した車両の全体構成図である。 実施例２のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートである。 前輪１２，１３に作用する制駆動力F_Xおよび前輪１２，１３の横滑り角βに対する、前輪１２，１３のセルフアライニングトルク特性図である。 実施例３のコントローラ１７で実行される操舵補助トルク制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 手動操舵力発生装置
２ 電動式操舵補助トルク発生装置
３ ステアリングホイール
４ ステアリングシャフト
５ トルクセンサ
６ 減速器
７ モータ
８ ピニオン
９ ラック
１０，１１ タイロッド
１２，１３ 前輪（操向輪）
１４ 制駆動力センサ（制駆動力検出手段）
１５ 直進走行状態検出器（直進走行状態検出手段）
１６ 車速センサ
１７ コントローラ
１８ アクセル開度センサ（制駆動力検出手段）
１９ ブレーキ操作量センサ（制駆動力検出手段）
２０ 横滑り角センサ（横滑り角検出手段）

Claims (6)

1. 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、
   車両の直進状態を検出する直進走行状態検出手段と、
   操向輪に作用する制駆動力を検出する制駆動力検出手段と、
   直進状態における操舵トルクに対し前記操向輪制駆動力に応じた補正ゲインを乗算し、前記操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段と、
   を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、
   車両の直進状態を検出する直進走行状態検出手段と、
   操向輪に作用する制駆動力を検出する制駆動力検出手段と、
   直進状態における操舵トルクに対し前記操向輪制駆動力に応じた補正ゲインを乗算し、前記操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段と、
   前記操向輪の横滑り角を検出する横滑り角検出手段と、
   を備え、
   前記外乱トルク検出手段は、直進状態における操舵トルクに対し前記操向輪制駆動力と前記操向輪横滑り角とに応じた補正ゲインを乗算し、前記外乱トルクを検出することを特徴とする車両用操舵装置。
3. 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、
   車両の直進状態を検出する直進走行状態検出手段と、
   操向輪に作用する制駆動力を検出する制駆動力検出手段と、
   直進状態における操舵トルクに対し前記操向輪制駆動力に応じた補正ゲインを乗算し、前記操舵トルクに作用する外乱トルクを検出する外乱トルク検出手段と、
   前記制駆動力と前記横滑り角とに基づいて、前記操向輪に作用するセルフアライニングトルク（SAT）を検出するセルフアライニングトルク検出手段と、
   を備え、
   前記外乱トルク検出手段は、補正ゲインＫを、下記の式
   補正ゲインＫ＝(最大SAT／現在のSAT)×任意の係数
   （ただし、最大SATは、操向輪の取り得るSATの最大値とする。）
   に基づいて設定することを特徴とする車両用操舵装置。
4. 操舵トルクに応じた操舵補助トルク制御を行う車両用操舵装置において、
   直進状態における操舵トルクに対し操向輪に作用する制駆動力に応じた補正ゲインを乗算し、前記操舵トルクに作用する外乱トルクを検出することを特徴とする車両用操舵装置。
5. 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
   前記外乱トルク検出手段は、補正ゲインＫを、
   F_x<F_M（高制動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_ａ
   F_x>F_H（高駆動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_b
   F_M≦F_x≦F_H（低制駆動力作用時）では、Ｋ＝Ｋ_c
   （ただし、F_Xは制駆動力、FM,FHは所定値でF_M<0<F_H、Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_cは所定値でＫ_b<-Ｋ_c<0<Ｋ_c<Ｋ_ａとする。）
   以上の関係を満足するように設定することを特徴とする車両用操舵装置。
6. 請求項２に記載の車両用操舵装置において、
   前記外乱トルク検出手段は、補正ゲインＫを、
   F_x<F_M & β<β_L（高制動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_a
   F_x<F_M & β≧β_L（高制動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_b
   F_M<F_x<F_H&β<β_L（低制駆動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_c
   F_M<F_x<F_H&β≧β_L（低駆動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_d（低制動力作用時は−Ｋ_c）
   F_x>F_H & β<β_L（高駆動力作用時かつ横滑り角小）では、Ｋ＝Ｋ_e
   F_x>F_H & β≧β_L（高駆動力作用時かつ横滑り角大）では、Ｋ＝Ｋ_f
   （ただし、F_Xは制駆動力、βは横滑り角、β_Lはタイヤのセルフアライニングトルク特性が変わる横滑り角、F_M,F_Hは所定値でF_M<0<F_H、Ｋ_a,Ｋ_b,Ｋ_c,Ｋ_d,Ｋ_e,Ｋ_fは所定値でＫ_a<Ｋ_b<−Ｋ_c<0<Ｋ_c<Ｋ_e≦Ｋ_f<Ｋ_dとする。）
   以上の関係を満足するように設定することを特徴とする車両用操舵装置。
   

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