JP2007168739A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の操縦性および安定性を向上させる。
【解決手段】
ドライバにより操作される操舵部１１の操舵角δ_SWに応じて車両１０の操舵輪１２の舵角θ_FTを変更する舵角変更機構１３と、操舵力Ｔ_SWおよび車速Ｖに応じた補助駆動力Ｔで舵角変更機構１３を駆動する操舵力調整機構１４と、車両１０の実際の挙動に相関した値である実挙動相関値ＧＹ_-Aを検出する実挙動相関値検出手段２５と、操舵角δ_SWおよび車速Ｖに基づいて車両１０の目標とする挙動に相関した値である目標挙動相関値ＧＹ_-Tを求める目標挙動相関値算出手段４７と、実挙動相関値ＧＹ_-Aから目標挙動相関値ＧＹ_-Tを減算して得られる反力補正値ＧＹ_-difに応じて補助駆動力Ｔを補正する反力補正手段４８とを備えて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の挙動を安定させることに着目した、車両の操舵制御装置に関するものである。

従来より、ドライバによるステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。このパワーステアリング装置に関する技術は、種々のものが存在しているが、その一例として、以下の特許文献１の技術が挙げられる。
この特許文献１の技術においては、ステアリングホイールの角度（操舵角）に基づいて得られた車両の目標横加速度から横加速度センサによって得られた実横加速度を減算し、この結果に比例した補助トルクをステアリングホイールに付加するようになっている。つまり、この特許文献１の技術によれば、ドライバによるステアリングホイールの操作に対する車両の挙動が遅れて追従している場合には、より大きな補助トルクをステアリングホイールに付加することで、ドライバが小さな力でステアリングホイールをさらに回転させる操作（いわゆる、切り増し操作）をすることができるようになっている。
特開平９−１４２３３１号公報

しかしながら、この特許文献１のように、ドライバが小さな力でステアリングホイールを容易に操作できるようにしても、車両の実挙動をドライバが意図している挙動に合致させることは困難であり、場合によっては車両の挙動をさらに乱してしまう現象を招くという課題がある。
ここで、この特許文献１の技術による課題について、ドライバが自車の走行車線上に障害物を発見し、急速に左方向へステアリングホイールを回転させ、この障害物を回避しようとした場合を想定して説明する。なお、この車両が走行している道路の路面摩擦係数μは比較的高いものと仮定する。この場合、操舵角に基づいて求められる車両の目標横加速度は急激に変化するが、横加速度センサによって得られる実横加速度はすぐには変化しない。つまり、目標横加速度と実横加速度との間に時間的な遅れが生じるのである。なお、このような遅れが生じるのは、タイヤやサスペンションの特性などが主な原因である。

このとき、特許文献１の技術によれば、目標横加速度と実横加速度との差が大きく生じていることから、電動モータにより、ステアリングホイールには、車両を容易に左旋回させるための大きな補助トルクが付加され、ドライバはより小さな力でステアリングホイールを容易に左方向（反時計方向）に回転できるようになっている。つまり、このとき、ドライバが通常時と同じ力でステアリングホイールを操作したとしても、このステアリングホイールは通常時よりも容易に反時計方向へ回転するため、切り増し操作が促進される。

そして、このようなステアリングホイール操作が行なわれた後に、車両の実際の挙動が追従し、車両は左旋回を開始する。しかしながら、ステアリングホイールは左方向（反時計回り方向）へ切り増し操作されているため、本来ドライバが意図していたよりも大きな角度で車両は左旋回する。
このとき、ドライバはステアリングホイールを逆方向へ操作（いわゆる、カウンターステア操作）することで、車両の姿勢を補正しようとするが、この場合も、目標横加速度と実横加速度との差が大きく生じていることから、電動モータによりステアリングホイールは通常時よりも容易に右方向（時計回り方向）に回転できるようになっており、この結果、ドライバによる右方向（時計回り方向）への切り増し操作が促進される。その後、このカウンターステア操作に対して少し遅れて車両の挙動が追従しはじめるが、ステアリングホイールは右方向（時計回り方向）へ切り増し操作されているため、本来ドライバが意図していたよりも大きな角度で車両は右旋回することになる。

このように、特許文献１の技術によれば、カウンターステア操作を繰り返し行なう必要が生じ、車両の挙動は収束することなく、むしろ、発散してしまうという現象が生じるのである。
他方、いわゆる低μ路といわれる未舗装路のような道路では、路面に対する車輪のグリップ力が低くなっている。このため、例えば、低μ路を車両が比較的高速で走行している場合に、ステアリングホイールを急激に切ったとしても、路面に対する操舵輪のグリップ力が十分ではなく、車両の挙動はステアリングホイールの操作に対して追従できない。このような場合であっても、特許文献１の技術によれば、ドライバはより容易にステアリングホイールを操作できるようになっているため、ステアリングホイールの切り増し操作が促進されるが、その後、路面の摩擦係数μが増大したり、或いは、車速が低減したりすることで、操舵輪のグリップが回復した場合に、急激に車両が旋回を開始することとなり、車両の挙動を安定させることは困難である。

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、車両の操縦性および安定性を向上させることができる、車両の操舵制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両の操舵制御装置（請求項１）は、車両のドライバにより操作される操舵部と、該操舵部の操舵角に応じて該車両の操舵輪の舵角を変更する舵角変更機構と、該操舵部に入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、該車両の車速を検出する車速検出手段と、該操舵力検出手段により検出された該操舵力および該車速検出手段によって検出された該車速に応じた補助駆動力で該舵角変更機構を駆動する操舵力調整機構と、該操舵部の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該車両の実際の挙動に相関した値である実挙動相関値を検出する実挙動相関値検出手段と、該操舵角検出手段により検出された該操舵角および該車速検出手段によって検出された該車速に基づいて該車両の目標とする挙動に相関した値である目標挙動相関値を求める目標挙動相関値算出手段と、該実挙動相関値から該目標挙動相関値を減算して得られる反力補正値に応じて該補助駆動力を補正する反力補正手段とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１記載の内容において、該実挙動相関値検出手段は、該車両の実横加速度を検出する実横加速度検出手段であり、該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標横加速度を求める目標横加速度算出手段であることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１記載の内容において、該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ヨー角速度を検出する実ヨー角速度検出手段であり、該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ヨー角速度を求める目標ヨー角速度算出手段であることを特徴としている。

また、請求項４記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１記載の内容において、該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ロール角を検出する実ロール角検出手段であり、該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ロール角を求める目標ロール角算出手段であることを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１記載の内容において、該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ロール角速度を検出する実ロール角速度検出手段であり、該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ロール角速度を求める目標ロール角速度算出手段であることを特徴としている。

本発明の車両の操舵制御装置によれば、実挙動相関値から目標挙動相関値を減算して得られる反力補正値に応じて操舵力調整機構に入力される駆動力を補正するので、車両の挙動が急変することを抑制することが可能となり、車両の操縦性および安定性を向上させることができる。（請求項１）
また、車両の横加速度（請求項２），ヨー角速度（ヨーレイト）（請求項３），ロール角（請求項４）またはロール角速度（請求項５）のいずれに着目しても、適切に反力補正値を得ることができ、車両の操縦性および安定性の向上を図ることができる。

以下、図面により、本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的なブロック図，図２は基本アシスト電流値の算出に用いられるマップを示す模式図，図３は操舵制御の内容を示す模式的なフローチャート，図４は横加速度を用いて操舵制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフである。
図１に示すように、車両１０には、ドライバにより操舵されるステアリングホイール（操舵部）１１と、このステアリングホイール１１と機械的に接続され、ステアリングホイール１１の角度（操舵角）δ_SWに応じて車両１０の操舵輪１２の角度（舵角）θ_FTを変更する操舵機構（舵角変更機構）１３と、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルク（操舵力）Ｔ_INおよび車速Ｖに応じたアシストトルク（補助駆動力）Ｔを発生させ、このアシストトルクＴを操舵機構１３に入力する電動パワーステアリング機構（操舵力調整機構）１４とが設けられている。

また、この車両１０には、操舵トルクセンサ２１，車速センサ２２，モータ角速度センサ２３，操舵角センサ２４および横加速度センサ２５が備えられている。
このうち、操舵トルクセンサ２１は、ドライバからステアリングホイール１１に入力されたトルクである操舵トルクＴ_SWを検出するものである。
また、車速センサ２２は、車両１０の車速Ｖを検出するものである。

また、モータ角速度センサ２３は、電動パワーステアリング機構１４に備えられた電動モータ１５の角速度ω_Mを検出するものである。
また、操舵角センサ２４は、ドライバによって操作されるステアリングホイール１１の操舵角δ_SWを検出するものである。
また、横加速度センサ２５は、車両１０の横方向（幅方向）に作用する実横加速度ＧＹ_-Aを検出するものである。

また、この電動パワーステアリング機構１４には電動モータ１５が備えられ、この電動モータ１５は、モータ駆動ユニット１６を介してＥＰＳ−ＥＣＵ３１の制御を受けて駆動するようになっている。
また、このＥＰＳ（Electrical control Power Steering） ＥＣＵ３１は、いずれも図示しないインターフェース，メモリ，ＣＰＵなどが備えられた電子制御ユニットであって、基本制御ユニット３２と付加制御ユニット３３とを有して構成されている。

このうち、基本制御ユニット３２には、基本アシスト電流設定部４１と、慣性補償部４２と、ダンピング補償部４３と、摩擦補償部４４と、モータ角加速度算出部４５とが設けられている。なお、これらの基本アシスト電流設定部４１，慣性補償部４２，ダンピング補償部４３，摩擦補償部４４およびモータ角加速度算出部４５は、それぞれ、メモリ内に格納されたソフトウェアによって実現されている。

基本アシスト電流設定部４１は、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴ_SWと、車速センサ２２によって検出された車速Ｖとに応じて、基本アシストトルクＴ_-baseを設定し、その後、この基本アシストトルクＴ_-baseに対応した電流値である基本アシスト電流値Ｉ_-baseに変換するものである。なお、この基本アシストトルクＴ_-baseは、電動パワーステアリング機構１４の電動モータ１５により生じさせるべきアシストトルクＴの基本となる値である。

また、基本アシスト電流値Ｉ_-baseは、この基本アシスト電流設定部４１が図２に示すマップ４６を参照することによって設定されるようになっている。なお、この図２に示すように、操舵トルクＴ_SWおよび基本アシスト電流値Ｉ_-baseの正負（＋，−）はステアリングホイール１１を基準として、正は左方向（反時計回り方向）、負は右方向（時計回り方向）を示す。

このマップ４６において、基本アシスト電流値Ｉ_-baseの絶対値は、操舵トルクＴ_SWが第１閾値（±Ｔ_SW1）の絶対値よりも小さい場合にはゼロであり、他方、操舵トルクＴ_SWが第１閾値（±Ｔ_SW1）の絶対値以上になると、第２閾値（±Ｔ_SW2）に達するまでの区間においては、操舵トルクＴ_SWの絶対値の増加に比例して増加するように設定されている。そして、この基本アシスト電流値Ｉ_-baseの絶対値の増加割合（図２に示す特性線±Ｌ₁，±Ｌ₂，±Ｌ₃の傾き）は、車速Ｖが大きいほど小さくなるように設定されている。また、操舵トルクＴ_SWが第２閾値の絶対値以上の区間において、基本アシスト電流値Ｉ_-baseの絶対値は一定となるように設定されている。

慣性補償部４２は、図１に示すように、電動モータ１５の回転子（図示略）による慣性力を補償するものである。より具体的には、モータ角加速度α_Mと車速Ｖとに基づいて慣性補償トルクＴ_-intに対応した電流値である慣性補償電流値Ｉ_-intを算出し、この慣性補償電流値Ｉ_-intを基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正するようになっている。なお、モータ角加速度α_Mは、モータ角速度センサ２３によって検出された電動モータ１５の角速度ω_Mを、モータ角加速度算出部４５が微分することによって得られるようになっている。また、この慣性補償電流値Ｉ_-intは、原則的に正の値であるので、慣性補償電流値Ｉ_-intを基本アシスト電流値Ｉ_-baseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを増大するように補正することになる。

ダンピング補償部４３は、電動モータ１５に対するダンピング補償をするものである。より具体的には、車速Ｖおよび電動モータ１５の角速度ω_Mに基づいて、ダンピング補償トルクＴ_-dmpに対応した電流値であるダンピング補償電流値Ｉ_-dmpを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して算出したダンピング補償電流値Ｉ_-dmpを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正するようになっている。なお、このダンピング補償電流値Ｉ_-dmpは、原則的に負の値であるので、ダンピング補償電流値Ｉ_-dmpを基本アシスト電流値Ｉ_-baseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを減ずるように補正することになる。

また、摩擦補償部４４は、電動モータ１５を含む電動パワーステアリング機構１４におけるギア等の磨耗損失分を補償ものである。より具体的には、車速Ｖおよび電動モータ１５の角速度ω_Mに基づいて、摩擦補償トルクＴ_-frcに対応した電流値である摩擦補償電流値Ｉ_-frcを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して算出した摩擦補償電流値Ｉ_-frcを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正するようになっている。なお、この摩擦補償電流値Ｉ_-frcは、原則的に正の値であるので、この摩擦補償電流値Ｉ_-frcを基本アシスト電流値Ｉ_-baseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを増大するように補正することになる。

付加制御ユニット３２には、目標横加速度設定部４７および減算部（反力補正手段）４８が備えられている。なお、これらの目標横加速度設定部４７および減算部４８は、ともに、図示しないメモリ内に格納されたソフトウェアとして実現されている。
このうち、目標横加速度設定部４７は、車速センサ２２によって検出された車速Ｖと、操舵角センサ２４によって検出された操舵角δ_SWとに基づいて、目標横加速度ＧＹ_-Tを求めるものである。より具体的には、車速Ｖと操舵角δ_SWとに応じた理論的な横加速度（目標横加速度）ＧＹ_-Tを求め、図示しない目標横加速度マップに予め記録しておくことで、実際に車両１０が走行している場合には、この目標横加速度設定部４７がこの目標横加速度マップを参照することで目標横加速度ＧＹ_-Tを得ることができるようになっている。

また、減算部４８は、横加速度センサ２５によって検出された実横加速度ＧＹ_-Aを読み込み、この実横加速度ＧＹ_-Aから目標横加速度設定部４７によって得られた目標横加速度ＧＹ_-Tを減算することで、横加速度差（反力補正値）ＧＹ_-difを求めるものである。つまり、この横加速度差は下式（１）に従って求められるようになっている。
ＧＹ_-A−Ｇ_Y-T＝ＧＹ_-dif・・・（１）
そして、さらに、この減算部４８は、横加速度差ＧＹ_-difに対応する電流値である反力補正電流値Ｉ_-difを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して、この反力補正電流値Ｉ_-difを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正するようになっている。

なお、ここで反力補正電流値Ｉ_-difの正負（＋，−）はステアリングホイール１１の回転方向を示している。つまり、この反力補正電流値Ｉ_-difが正（＋）である場合には、基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対してステアリングホイール１１を左方向（反時計回り方向）に回転させるような補正を行ない、他方、この反力補正電流値Ｉ_-difが負（−）である場合には、基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対してステアリングホイール１１を右方向（時計回り方向）に回転させるような補正を行なうようになっている。

そして、この減算部４８により補正された基本アシスト電流値Ｉ_-baseは、最終的なアシストトルクＴを示す電流値である目標アシスト電流値Ｉ_-Tとして、図示しないインターフェースを介し、モータ駆動ユニット１６に送信されるようになっている。
モータ駆動ユニット１６は、ＥＰＳ−ＥＣＵ３１から発せられた目標アシスト電流値Ｉ_-Tを受け、この目標アシスト電流値Ｉ_-Tに従って、図示しない電源から電動モータ１５へ供給される電力を制御することで、電動モータ１５へ供給される出力を制御するものであり、電気回路によって実現されている。

本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図３に示すフローチャートのステップＳ１１において、まず、基本制御ユニット３２内の基本アシスト電流設定部４１が、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴ_SWを読み込むとともに、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込む。そして、これらの操舵トルクＴ_SWと車速Ｖとをマップ４６に適用することで、基本アシストトルクＴ_-baseを設定する。

その後、ステップＳ１２において、モータ角加速度算出部４５が、モータ角速度センサ２３によって検出された電動モータ１５の角速度ω_Mを微分することでモータ角加速度α_Mを得る。また、慣性補償部４２が、モータ角加速度算出部４５により得られたモータ角加速度α_Mを読み込むとともに、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込み、モータ角加速度α_Mと車速Ｖとに基づいて、慣性補償電流値Ｉ_-intを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して算出した慣性補償電流値Ｉ_-intを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正する。

その後、ステップＳ１３において、ダンピング補償部４３が、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込むとともに、モータ角速度センサ２３によって検出された電動モータ１５の角速度ω_Mを読み込む。そして、これらの車速Ｖおよび電動モータ１５の角速度ω_Mに基づいて、ダンピング補償電流値Ｉ_-dmpを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して算出したダンピング補償電流値Ｉ_-dmpを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正する。

その後、ステップＳ１４において、摩擦補償部４４が、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込むとともに、モータ角速度センサ２３によって検出された電動モータ１５の角速度ω_Mを読み込む。そして、読み込んだ車速Ｖおよび電動モータ１５の角速度ω_Mに基づいて、摩擦補償電流値Ｉ_-frcを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して算出した摩擦補償電流値Ｉ_-frcを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseをさらに補正する。

また、ステップＳ１５において、付加制御ユニット３３の目標横加速度設定部４７が、操舵角センサ２４によって検出された操舵角δ_SWを読み込むとともに、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込む。そして、読み込んだ操舵角δ_SWおよび車速Ｖを目標横加速度マップに適用することで、目標横加速度Ｇ_Y-Tを得る。
その後、ステップＳ１６において、減算部４８が、横加速度センサ２５によって検出された車両１０の実横加速度ＧＹ_-Aを読み込むとともに、目標横加速度設定部４７によって得られた目標横加速度Ｇ_Y-Tを読み込む。そして、読み込んだ実横加速度ＧＹ_-Aから目標横加速度Ｇ_Y-Tを減算し、横加速度差（反力補正値）ＧＹ_-difを求める。

さらに、このステップＳ１６において、この減算部４８が、横加速度差ＧＹ_-difに対応する電流値である反力補正電流値Ｉ_-difを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉ_-baseに対して、この反力補正電流値Ｉ_-difを加えることで、基本アシスト電流値Ｉ_-baseを補正する。
その後、ステップＳ１７において、ＥＰＳ−ＥＣＵ３１は、上述のステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６において補正された基本アシスト電流値Ｉ_-baseを最終的なアシストトルクＴを示す電流値である目標アシスト電流値Ｉ_-T示す指令としてモータ駆動ユニット１６に向けて出力する。そして、モータ駆動ユニット１６が、この目標アシスト電流値Ｉ_-T示す指令に従って、電動モータ１５へ供給される出力を制御し、電動モータ１５から操舵機構１３に入力されるアシストトルクＴを調整する。

ここで、本実施形態に係る車両１０のシミュレーション実験の結果の一例を図４（Ａ）および図４（Ｂ）のグラフに示す。これらの実験は、車両１０が走行している場合に、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルク（入力トルク）Ｔ_SWを周期的に変化させ、さらにその周期を徐々に短くした場合に、実際の操舵角δ_SWがどのように変化するかを示すものである。なお、本実験における具体的な条件は、以下のとおりである。

車速Ｖ： １００ｋｍ／ｈ（定速）
路面の摩擦係数μ： １．０〔図４（Ａ）〕
０．２〔図４（Ｂ）〕
操舵トルクδ_SW： ±２．０Ｎｍを０．２〜２．０Ｈｚで変化
また、これらの図４（Ａ）および図４（Ｂ）の図中、細実線Ｌ₁は操舵トルクＴ_SWを示し、太実線Ｌ₂は付加制御ユニット３３を作動させた場合における操舵角δ_SWを示し、また、破線Ｌ₃は付加制御ユニット３３を作動させなかった場合における操舵角δ_SWを示す。

また、図４（Ａ）に示す実験の条件と、図４（Ｂ）に示す実験の条件とでは、車両１０の走行する路面の摩擦係数μのみが異なる。なお、これらの実験においても、ステアリングホイール１１を基準として左方向（反時計回り方向）を正とし、右方向（時計回り方向）を負としている。
図４（Ａ）において、本発明の付加制御ユニット３３が作動した場合における操舵角δ_SWを示す太実線Ｌ₂と、操舵トルクＴ_SWを示す細実線Ｌ₁との関係に着目すると、操舵角δ_SWが概ね操舵トルクＴ_SWに追従して変化していることがわかる。つまり、車両１０の操縦性が保たれ、安定して走行しており、その挙動に大きな乱れは生じていないことが示されている。

他方、本発明の付加制御ユニット３３が作動していない場合における操舵角δ_SWを示す破線Ｌ₃と、操舵トルクＴ_SWを示す細実線Ｌ₁との関係に着目すると、時点ｔ_1Aまでは概ね操舵トルクＴ_SWに追従して操舵角δ_SWが変化しているものの、時点ｔ_1Aから時点ｔ_2Aの間で操舵角δ_SWが急激に大きく振れる現象が生じていることがわかる。つまり、時点ｔ_1Aから時点ｔ_2Aの間で共振が発生し、操縦性が大きく低下し、安定性が失われていることが示されている。

次に、図４（Ｂ）において、本発明の付加制御ユニット３３が作動した場合における操舵角δ_SWを示す太実線Ｌ₂と、操舵トルクＴ_SWを示す細実線Ｌ₁との関係に着目すると、高μ路を走行している場合（即ち、図４（Ａ）に示す場合）と同様に、操舵角δ_SWは操舵トルクＴ_SWに追従して変化していることがわかる。つまり、車両１０の操縦性が保たれ、安定して走行しており、その挙動に大きな乱れは生じていない。

他方、本発明の付加制御ユニット３３が作動していない場合における操舵角δ_SWを示す破線Ｌ₃と、操舵トルクＴ_SWを示す細実線Ｌ₁との関係に着目すると、時点ｔ_1Bでステアリングホイール１１に入力された左方向（反時計回り方向）の操舵トルクＴ_SWに対して操舵角δ_SWは敏感に反応し、大きく左方向（プラス側）へ変化するが、その後、操舵角δ_SWは操舵トルクＴ_SWに追従することができず、時点ｔ_2B以降、操舵角δ_SWは、左側（プラス側）から右側（マイナス側）には復帰できないことがわかる。

つまり、車両１０が低μ路を走行している場合に付加制御ユニット３３を作動させない場合、換言すれば、本願発明が適用されていない車両においては、ステアリングホイール１１に最初に入力された操舵トルクＴ_SWの方向（図４（Ｂ）に示す場合は反時計方向）に操舵角δ_SWが追従した後、操縦性が大幅に低下し、安定性が失われてしまうのである。
この実験結果について図１に示す本実施形態に係る構成を参照しながら、もう少し具体的に検証すると、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、車両１０のドライバがステアリングホイール１１を周期的に異なる方向へ操作した場合、つまり、車両１０のドライバがジグザグ走行をしようとした場合であっても、付加制御ユニット３３が基本アシスト電流値Ｉ_-baseを適度に減ずる補正を行なうため、ステアリングホイール１１を回転させるために必要なトルクはより大きくなる。つまり、車両１０のドライバにとっては、ステアリングホイール１１がより重く感じられ、これにより、急激なステアリングホイール操作を抑制することが可能となる。

このように、本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置によれば、車両１０の実際の挙動を示す値である実横加速度ＧＹ_-Aから車両１０の目標とする挙動に相関した値である目標横加速度ＧＹ_-Tを減算して得られる横加速度差（反力補正値）ＧＹ_-difに応じて、電動パワーステアリング機構１４に入力されるアシストトルクＴを補正するので、実際の車両１０の挙動が急変することを抑制することが可能となり、車両１０の操縦性および安定性を向上させることができるのである。

ここで、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて説明した実験とは別の視点で本願発明の作用効果を検証する。
車両１０が、バンク角の設定された道路（いわゆるバンク路）を直進している場合を想定する。このとき、車両１０には、バンク角に応じて斜め下方への横加速度が作用するため、車両１０は、ステアリングホイール１１はニュートラル位置（即ち、操舵角δ_SWがゼロ）であるにもかかわらず、横加速度センサ２５が実横加速度ＧＹ_-Aを検出しているという状況にある。

このような状況において、従来技術（例えば、上述の特許文献１の技術）によれば、車両はドライバが意図しているよりも小さな旋回半径で旋回している（いわゆるオーバステア状態）であるとみなし、横加速度が作用している方向とは逆方向に旋回できるように、ステアリングホイールに対してアシストトルクを作用させる。しかしながら、このようなアシストトルクがステアリングホイールに付加されるということは、バンク路を走行している車両にとっては、ドライバがステアリングホイールに僅かな力を加えただけで、車両がバンク上方へ旋回することを許容するということであり、ドライバに違和感を与えてしまうことになる。

これに対して、本実施形態に係る本願発明によれば、車両１０がバンク路を直進している状況にある場合に車両１０がバンク上方へ旋回するようにステアリング操作が行なわれても、ステアリングホイールに付加されるアシストトルクが通常よりも減じられるように補正されるので、ドライバの感覚としては、バンク上方へ旋回するようなステアリング操作は通常よりも重く感じられる。したがって、ドライバの感覚と、車両１０の走行状態を合致させることが可能となり、ドライブフィールの向上に寄与することができる。

他方、車両１０に横風が作用した場合を想定しても、本願発明の優れた作用効果を説明することができる。
つまり、直進走行中の車両１０に横風が作用した場合、車両１０は、ステアリングホイール１１はニュートラル位置（即ち、操舵角δ_SWがゼロ）であるにもかかわらず、横加速度センサ２５が実横加速度ＧＹ_-Aを検出しているという状況下にある。つまり、車両１０がバンク路を直進走行している場合と概ね同様の状況下にあるといえる。

このとき、ドライバは横風によって車両が流されないようにカウンターステア操作を行なうのが通常であると考えられるが、従来技術（例えば、上述の特許文献１の技術）が適用された車両においては、横加速度が作用している方向とは逆方向に旋回できるように、ステアリングホイールに対してアシストトルクが作用するようになっているので、ドライバが通常通りにステアリングホイールを操作したとしても、その操舵角は大きく変化する。つまり、車両は、横風に対するカウンターステア操作によって、横風の風上方向へ容易に旋回することが許容されているのであるが、ドライバとしては、横風に抗うべくステアリング操作をしたにもかかわらず、通常時よりも軽い操舵感となっているため違和感をおぼえ、また、車両がオーバステア状態に陥りやすいという課題が生じる。

これに対して、本実施形態に係る本願発明によれば、車両１０のドライバが、横風が吹いてきている方向に車両１０を旋回させようとした場合、即ち、カウンターステア操作を行なおうとした場合、この操作そのものは許容するものの、急激にステアリングホイール１１が操作されることを防ぐことができる。つまり、車両１０がオーバステア状態に陥ることを防ぎ、車両１０の操縦性を確保しながら、安定性を向上させることができ、さらに、ドライバに対して違和感を与えることもない。

次に、上述の実施形態の変形例（第１〜第３）について説明する。
まず、第１変形例について、図５および図６を用いて説明する。なお、図５はその構成を示す模式的なブロック図、図６はヨー角速度を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。また、上述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは上述の実施形態との相違点に重点を置いて説明する。

図５に示すように、本変形例における車両５０は、図１を用いて説明した車両１０と原則的には同様の車両であるが、以下の点で異なっている。つまり、車両１０においては、目標横加速度設定部４７が、車速センサ２２により検出された車速Ｖおよび操舵角センサ２４により検出された操舵角δ_SWに基づいて目標横加速度ＧＹ_-Tを設定し、減算部４８が、この目標横加速度ＧＹ_-Tから、横加速度センサ２５により検出された実横加速度ＧＹ_-Aを減算することによって得られた反力補正値ＧＹ_-T（Ｉ_-dif）を求める構成となっていた。

これに対して、図５に示す車両５０においては、上述の目標横加速度設定部４７に換えて目標ヨーレイト設定部５１が設けられ、上述の横加速度センサ２５に換えてヨーレイトセンサ５２が設けられ、また、減算部４８に換えて減算部５３が設けられている。
そして、この車両５０においては、車速センサ２２により検出された車速Ｖおよび操舵角センサ２４により検出された操舵角δ_SWに基づいて目標ヨーレイトＹＲ_-Tを設定し、減算部５３が、目標ヨーレイト設定部５１によって設定された目標横加速度ＧＹ_-Tから、ヨーレイトセンサ２５により検出された実ヨーレイトＹＲ_-Aを減算することによって得られたヨーレイト差（反力補正値）ＹＲ_-dif（Ｉ_-dif）を求めるようになっている。

本変形例に係る本願発明によれば、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、車両５０が高い摩擦係数を有する道路（いわゆる、高μ路）を走行した場合であっても（図６（Ａ）参照）、車両５０が低い摩擦係数を有する道路（いわゆる、低μ路）を走行した場合であっても（図６（Ｂ）参照）、車両５０の操縦性および安定性を増大させることができる。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す実験における具体的条件は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて説明した条件と同様である。

次に、第２変形例について、図７および図８を用いて説明する。なお、図７はその構成を示す模式的なブロック図、図８はロール角を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。また、上述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは上述の実施形態との相違点に重点を置いて説明する。

図７に示すように、本変形例における車両６０には、図１に示す実施形態における目標横加速度設定部４７に換えて目標ロール角設定部６１が設けられ、上述の横加速度センサ２５に換えてロール角センサ６２が設けられ、また、減算部４８に換えて減算部６３が設けられている。
そして、この車両６０においては、車速センサ２２により検出された車速Ｖおよび操舵角センサ２４により検出された操舵角δ_SWに基づいて目標ロール角ＲＡ_-Tを設定し、減算部６３が、目標ロール角設定部６１によって設定された目標ロール角ＲＡ_-Tから、ロール角センサ６２により検出された実ロール角ＲＡ_-Aを減算することによって得られたロール角差（反力補正値）ＲＡ_-dif（Ｉ_-dif）を求めるようになっている。

本変形例に係る本願発明によれば、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、車両６０が高μ路を走行した場合であっても（図８（Ａ）参照）、車両６０が低μ路を走行した場合であっても（図８（Ｂ）参照）、この車両６０の操縦性および安定性を増大させることができる。なお、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す実験における具体的条件は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて説明した条件と同様である。

次に、第３変形例について、図９および図１０を用いて説明する。なお、図９はその構成を示す模式的なブロック図、図１０はロール角速度を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。また、上述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略し、ここでは上述の実施形態との相違点に重点を置いて説明する。

図９に示すように、本変形例における車両７０には、図１に示す実施形態における目標横加速度設定部４７に換えて目標ロール角速度設定部７１が設けられ、上述の横加速度センサ２５に換えてロール角センサ７２が設けられ、さらに、減算部４８に換えて減算部７４が設けられている。また、実ロール角速度ωＲＡ_-Aを算出するロール角速度算出部７３が付加制御ユニット３３内に新たに設けられている。

そして、この車両７０においては、目標ロール角速度設定部７１が車速センサ２２により検出された車速Ｖおよび操舵角センサ２４により検出された操舵角δ_SWに基づいて目標ロール角速度ωＲＡ_-Tを設定し、また、ロール角速度算出部７３がロール角センサ７２により検出された実ロール角ＲＡ_-Aを微分することで実ロール角速度ωＲＡ_-Aを算出するようになっている。そして、減算部７４が、目標ロール角速度設定部７１によって設定された目標ロール角速度ωＲＡ_-Tから、ロール角速度算出部７３により算出された実ロール角速度ωＲＡ_-Aを減算することによって得られたロール角速度差（反力補正値）ωＲＡ_-dif（Ｉ_-dif）を求めるようになっている。

本変形例に係る本願発明によれば、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、車両７０が高μ路を走行した場合であっても（図１０（Ａ）参照）、車両７０が低μ路を走行した場合であっても（図１０（Ｂ）参照）、この車両７０の操縦性および安定性を増大させることができる。なお、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示す実験における具体的条件は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を用いて説明した条件と同様である。

以上、本発明の実施形態およびその第１〜第３変形例を説明したが、本発明は係る実施形態やその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態においては、操舵機構（舵角変更機構）１３がステアリングホイール１１と機械的に接続されている場合について説明したが、このような場合に限定するものではない。例えば、操舵機構とステアリングホイールとを電気的に接続し、ステアリングホイールの操作に応じて操舵機構が作動するもの（いわゆるステアバイワイヤ機構）としてもよい。

また、上述の実施形態においては、正は左方向（反時計回り方向）、負は右方向（時計回り方向）として説明したが、このような場合に限定するものではなく、正負を逆にしてもよい。
また、上述の実施形態においては、操舵力調整機構として電動パワーステアリング機構１４が用いられた場合について説明したが、これに限定するものではなく、油圧式のパワーステアリングであってもよい。

また、上述の実施形態のように、目標横加速度設定部４７が、車速センサ２２によって検出された車速Ｖと、操舵角センサ２４によって検出された操舵角δ_SWとに基づいて、目標横加速度ＧＹ_-Tを求める構成に限らず、例えば、目標横加速度設定部が、操舵トルクと車速とに基づいて目標横加速度を求めるようにすることも、理論上は可能である。
しかしながら、操舵トルクは、操舵角に比べて横加速度との相関性が弱い。また、この操舵トルクは、操舵輪からステアリングホイールに対して入力される振動や衝撃（いわゆる、ステアリング・キックバック）に応じて変化するため、目標横加速度を得るパラメータとしては好ましいとはいえない。したがって、目標横加速度ＧＹ_-Tを求める場合には、上述の実施形態で説明した目標横加速度設定部４７のように、車速センサ２２によって検出された車速Ｖと操舵角センサ２４によって検出された操舵角δ_SWとに基づいて目標横加速度ＧＹ_-Tを求めるようにすることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置において、基本アシスト電流値の算出に用いられるマップを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置のＥＰＳ−ＥＣＵによる制御の内容を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置が横加速度を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る車両の操舵制御装置がヨー角速度を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。 本発明の一実施形態の第２変形例に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係る車両の操舵制御装置がロール角を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。 本発明の一実施形態の第３変形例に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の一実施形態の第３変形例に係る車両の操舵制御装置がロール角速度を用いて制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、（Ａ）は路面の摩擦係数が高い場合、（Ｂ）は路面の摩擦係数が低い場合を示す。

符号の説明

１０，５０，６０，７０ 車両
１１ ステアリングホール（操舵部）
１２ 操舵輪
１３ 操舵機構（舵角変更機構）
１４ 電動パワーステアリング機構（操舵力調整機構）
２１ 操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）
２２ 車速センサ（車速検出手段）
２４ 舵角センサ（操舵角検出手段）
２５ 横加速度センサ（実横加速度検出手段；実挙動相関値検出手段）
４７ 目標横加速度設定部（目標横加速度算出手段；目標挙動相関値算出手段）
４８，５３，６３，７４ 減算部（反力補正手段）
５１ 目標ヨーレイト設定部（目標挙動相関値算出手段）
５２ ヨーレイトセンサ（実ヨー角速度検出手段；実挙動相関値検出手段）
６１ 目標ロール角設定部（目標ロール角検出手段；目標挙動相関値算出手段）
６２ ロール角センサ（実ロール角検出手段；実挙動相関値検出手段）
７１ 目標ロール角速度設定部（目標ロール角速度検出手段；目標挙動相関値算出手段）
７２ ロール角速度センサ（実ロール角速度検出手段；実挙動相関値検出手段）
δ_SW 操舵角
θ_FT 舵角
Ｔ_SW 操舵トルク（操舵力）
Ｖ 車速
ＧＹ_-A 実横加速度（実挙動相関値）
ＧＹ_-T 目標横加速度（目標挙動相関値）
ＧＹ_-dif 横加速度差（反力補正値）
ＹＲ_-A 実ヨーレイト（実挙動相関値）
ＹＲ_-T 目標ヨーレイト（目標挙動相関値）
ＹＲ_-dif ヨーレイト差（反力補正値）
ＲＡ_-A 実ロール角（実挙動相関値）
ＲＡ_-T 目標ロール角（目標挙動相関値）
ＲＡ_-dif ロール角差（反力補正値）
ωＲＡ_-A 実ロール角速度（実挙動相関値）
ωＲＡ_-T 目標ロール角速度（実挙動相関値）
ωＲＡ_-dif ロール角速度差（反力補正値）

Claims (5)

1. 車両のドライバにより操作される操舵部と、
   該操舵部の操舵角に応じて該車両の操舵輪の舵角を変更する舵角変更機構と、
   該操舵部に入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、
   該車両の車速を検出する車速検出手段と、
   該操舵力検出手段により検出された該操舵力および該車速検出手段によって検出された該車速に応じた補助駆動力で該舵角変更機構を駆動する操舵力調整機構と、
   該操舵部の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   該車両の実際の挙動に相関した値である実挙動相関値を検出する実挙動相関値検出手段と、
   該操舵角検出手段により検出された該操舵角および該車速検出手段によって検出された該車速に基づいて該車両の目標とする挙動に相関した値である目標挙動相関値を求める目標挙動相関値算出手段と、
   該実挙動相関値から該目標挙動相関値を減算して得られる反力補正値に応じて該補助駆動力を補正する反力補正手段とを備えた
   ことを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 該実挙動相関値検出手段は、該車両の実横加速度を検出する実横加速度検出手段であり、
   該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標横加速度を求める目標横加速度算出手段である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ヨー角速度を検出する実ヨー角速度検出手段であり、
   該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ヨー角速度を求める目標ヨー角速度算出手段である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
4. 該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ロール角を検出する実ロール角検出手段であり、
   該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ロール角を求める目標ロール角算出手段である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
5. 該実挙動相関値検出手段は、該車両の実ロール角速度を検出する実ロール角速度検出手段であり、
   該目標挙動相関値算出手段は、該車両の目標ロール角速度を求める目標ロール角速度算出手段である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の操舵制御装置。

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