JP2008155869A - 加速度演算装置および電気式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度を正確に演算し得る加速度演算装置および電気式動力舵取装置を提供する。
【解決手段】駆動輪である右前輪ＦＲ、左前輪ＦＬの各原車輪速度を検出する車輪速度センサＦＲｓ、ＦＬｓと、従動輪である右後輪ＲＲ、左後輪ＲＬの各原車輪速度を検出する車輪速度センサＲＲｓ、ＲＬｓとを備えて、ＡＢＳ制御中であると判定された場合、全ての車輪（ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ）の各車輪速度（規制後車輪速度Ｖ１ｆｒ、Ｖ１ｆｌ、Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌ）のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算し、ＡＢＳ制御中でないと判定された場合、従動輪（ＲＲ、ＲＬ）の各車輪速度（規制後車輪速度Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌ）のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算する。そして、このように演算される車両速度Ｖｓｐｄに基づき車両の前後加速度Ｇｓを演算する。
【選択図】図４

Description

本発明は、加速度センサに代えてアンチロック制御装置を有する車両の前後方向の加速度を演算する加速度演算装置および電気式動力舵取装置に関するものである。

従来より、車両の前後方向の加速度（以下、「前後加速度」ともいう）を推定するものとして、例えば、下記特許文献１に開示されている車両用前後加速度推定装置が知られている。この車両用前後加速度推定装置は、車両の前後加速度を検出する加速度センサを備えており、この加速度センサにより検出される加速度検出値から所定の周波数成分をフィルタリングすることで前後加速度の推定精度を向上させている。このように推定される前後加速度を、例えば、道路状況や走行状況に応じて車両速度を制御し操舵を補助する運転制御にフィードバックすることで、車両の加減速が精度良くまたフィーリング良くなされ得る。
特開平１０−１０４２５９号公報

ところで、このような加速度センサは高価であるため、当該加速度センサが全ての車両に搭載されるわけではない。そこで、加速度センサを用いることなく、例えば、ブレーキ側のＥＣＵにて算出される車両速度を微分することで前後加速度を推定することが可能である。

しかし、アンチロック制御装置が制御中である場合には、図７に示すように、車両の各車輪がそれぞれ制動状態と非制動状態とを繰り返すので、ブレーキ側のＥＣＵにて算出される車両速度Ｖ_１が急変することとなる。なお、図７および後述する図８において、太破線で示すＡＢＳは、アンチロック制御装置が制御中であるか否かを示すものであり、フラグが１である場合にはアンチロック制御装置が制御中であることを示し、フラグが０である場合にはアンチロック制御装置が制御中でないことを示す。

このため、上述のように急変する車両速度Ｖ_１を微分して前後加速度を推定しようとすると、図８に示すように、当該前後加速度にノイズが重畳されることとなり、車両が減速しているにもかかわらず加速していると判定されるような誤動作が発生し得るという問題がある。なお、図８において実線で示すＧ_１は、図７の車両速度Ｖ_１を微分して得られる前後加速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を示すものであり、破線で示すＧ_２は、加速度センサを用いて得られる実際の前後加速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を示すものである。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度を正確に演算し得る加速度演算装置および電気式動力舵取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の加速度演算装置では、加速度センサに代えて、アンチロック制御装置を有する車両の車両速度に基づき当該車両の前後方向の加速度を演算する加速度演算装置であって、前記車両の複数の駆動輪および複数の従動輪における各車輪速度をそれぞれ取得する車輪速度取得手段と、前記アンチロック制御装置が制御中であるか否かまたは制御中でないか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、前記アンチロック制御装置が制御中であると判定された場合、前記複数の駆動輪および前記複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき前記車両速度を演算し、前記アンチロック制御装置が制御中でないと判定された場合、前記複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき前記車両速度を演算する車両速度演算手段と、を備えることを技術的特徴とする。
特許請求の範囲に記載の請求項２の加速度演算装置では、請求項１記載の加速度演算装置において、前記車輪速度取得手段により今回取得された車輪速度から前回演算された車輪速度を減算して車輪速度差を演算する車輪速度差演算手段と、前記車輪速度差が第１速度差よりも加速側である場合には前記前回演算された車輪速度に前記第１速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、前記車輪速度差が第２速度差よりも減速側である場合には前記前回演算された車輪速度に前記第２速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、前記車輪速度差が前記第１速度差と同一であるか前記第２速度差と同一であるかまたは前記第１速度差よりも減速側かつ前記第２速度差よりも加速側である場合には前記今回取得された車輪速度を規制後車輪速度と設定する規制後車輪速度設定手段とを備え、前記車両速度演算手段は、前記車輪速度に代えて前記規制後車輪速度に基づき前記車両速度を演算することを技術的特徴とする。

特許請求の範囲に記載の請求項３の加速度演算装置では、請求項１または請求項２記載の加速度演算装置において、前記アンチロック制御装置が制御中である場合、このアンチロック制御装置が制御中でない場合に除去される周波数成分よりも低い周波数成分をも、前記加速度から除去するフィルタ手段を備えることを技術的特徴とする。

特許請求の範囲に記載の請求項４の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールによる操舵状態に基づいてアシストモータを駆動制御し、当該アシストモータの駆動力によりまたは当該駆動力を補って操舵輪の舵角を制御する電気式動力舵取装置において、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加速度演算装置によって演算される前記加速度に基づき前記アシストモータを制御することを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、アンチロック制御装置が制御中であると判定された場合、複数の駆動輪および複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度を演算し、アンチロック制御装置が制御中でないと判定された場合、複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度を演算し、このようにして演算される車両速度に基づき車両の前後方向の加速度（前後加速度）を演算する。

上記構成によれば、アンチロック制御装置が制御中であれば、駆動輪がホイールスピーンするようなことはなく、また、全ての車輪が同時にロックすることもないので、駆動輪および従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度を演算する。このように最大速度の車輪速度に基づき車両速度を算出する理由は、最大速度の車輪速度に基づき演算される車両速度の方が、他の車輪速度に基づき演算される車両速度に比べて、現実の車両速度に近くなるからである。

一方、アンチロック制御装置が制御中でない場合において駆動輪がホイールスピーンするような状況では、駆動輪の車輪速度が非常に高い値として検出される。このような駆動輪の車輪速度から車両速度を推定すると、明らかに現実の車両速度よりも過大な値となってしまう。そこで、アンチロック制御装置が制御中でなければ、ホイールスピーンする可能性がある駆動輪の各車輪速度を除き、ホイールスピーンする可能性が少ない従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度を演算する。

上述のようにして得られる車両速度は、各車輪の車輪速度に基づき算出されるので、アンチロック制御装置が制御中であっても急変しない。このため、上記車両速度を微分することにより前後加速度を演算しても、当該前後加速度にアンチロック制御装置の制御に起因するノイズの影響が反映されることはない。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度）を正確に演算することができる。
請求項２の発明では、今回取得された車輪速度から前回演算された車輪速度を減算して演算される車輪速度差が、第１速度差よりも加速側である場合には前回演算された車輪速度に第１速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、上記車輪速度差が第２速度差よりも減速側である場合には前回演算された車輪速度に第２速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、上記車輪速度差が第１速度差と同一であるか第２速度差と同一であるかまたは第１速度差よりも減速側かつ第２速度差よりも加速側である場合には今回取得された車輪速度を規制後車輪速度と設定し、当該規制後車輪速度に基づき前記車両速度を演算する。
このため、上記車輪速度差が第１速度差よりも加速側になるような車輪速度のデータを排除するとともに、上記車輪速度差が第２速度差よりも減速側になるような車輪速度のデータを排除することにより、現実の車両の速度変化ではあり得ない車輪速度のデータを排除することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度）を正確に演算することができる。

請求項３の発明では、アンチロック制御装置が制御中である場合、このアンチロック制御装置が制御中でない場合に除去される周波数成分よりも低い周波数成分をも、加速度（前後加速度）からフィルタ手段により除去する。

アンチロック制御装置が制御中である場合では、車両は確実に制動中であるから、アンチロック制御装置が制御中でない場合と比較して、実際の車両の前後加速度の変動する幅が小さくなる。

このため、アンチロック制御装置が制御中であれば、アンチロック制御装置が制御中でない場合より低い周波数成分をも前後加速度から除去することにより、高周波成分に起因するノイズをより抑制した前後加速度を算出することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度）を正確に演算することができる。

請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加速度演算装置によって演算される車両の加速度（前後加速度）に基づき、アシストモータを駆動制御して操舵輪の舵角を制御する。これにより、前後加速度にアンチロック制御装置の制御に起因するノイズの影響が反映されることはない等の、請求項１〜３の各発明による作用・効果を享受した電気式動力舵取装置を実現することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度）を正確に演算し得る電気式動力舵取装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。本実施形態では、本発明の加速度演算装置を、車両に搭載される電気式動力舵取装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering System）に適用した例を説明する。まず、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０の構成を図１に基づいて説明する。

図１に示すように、当該電気式動力舵取装置２０は、ステアリングホイール２１、ステアリング軸２２、ピニオン軸２３、ＥＰＳアクチュエータ２４、ロッド２５、トルクセンサ２６、ＥＰＳの電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３０、車内ネットワーク（ＣＡＮ：Controller Area Network）５０、アンチロック制御装置（ＡＢＳ）６０、車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓ、ブレーキペダルＢＰ、ブレーキペダルセンサＢＳなどから構成されている。また、ブレーキペダルセンサＢＳおよび各車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓはそれぞれＡＢＳ６０に接続され、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０およびＡＢＳ６０は、ＣＡＮ５０を介して互いに接続されている（図１参照）。

図１に示すように、ステアリングホイール２１には、ステアリング軸２２の一端側が接続されており、このステアリング軸２２の他端側にはトルクセンサ２６の入力側が接続されている。またこのトルクセンサ２６の出力側には、ピニオン軸２３の一端側が接続されている。

トルクセンサ２６は、図略のトーションバーとこのトーションバーを挟むようにトーションバーの両端に取り付けられた２つのレゾルバとからなり、トーションバーの一端側を入力、他端側を出力とする入出力間で生じるトーションバーの捻れ量等を当該２つのレゾルバにより検出することで、ステアリングホイール２１による操舵トルクτや操舵角θｓを検出する。そして、トルクセンサ２６は、これら操舵トルクτや操舵角θｓに対応した検出信号を生成してＥＰＳ−ＥＣＵ３０へ出力する。

ピニオン軸２３の他端側にはＥＰＳアクチュエータ２４の入力側が接続されており、このＥＰＳアクチュエータ２４は、ピニオン軸２３から入力された回転運動を当該ラック・ピニオンギヤなどによってロッド２５の軸方向運動に変換して出力すると共に、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０によって制御されるアシストモータ（図示略）により操舵状態に応じたアシスト力を発生させる。そして、このロッド２５の軸方向運動により操舵輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬの操舵角が可変して、車両の進行方向が変更されるようになっている。

ロッド２５の右端部には右前輪ＦＲが取り付けられ、ロッド２５の左端部には左前輪ＦＬが取り付けられている。また、後輪用軸２５ａの右端部には右後輪ＲＲが取り付けられ、後輪用軸２５ａの左端部には左後輪ＲＬが取り付けられている。なお、本実施形態における車両は前輪駆動であり、以下、右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬを駆動輪又は操舵輪ともいい、右後輪ＲＲおよび左後輪ＲＬを従動輪ともいう。

車輪速度センサＦＲｓは右前輪ＦＲの原車輪速度（回転速度）Ｖｆｒを検出し、車輪速度センサＦＬｓは左前輪ＦＬの原車輪速度Ｖｆｌを検出し、車輪速度センサＲＲｓは右後輪ＲＲの原車輪速度Ｖｒｒを検出し、車輪速度センサＲＬｓは左後輪ＲＬの原車輪速度Ｖｒｌを検出する。そして、各車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓはそれぞれ、各原車輪速度Ｖｆｒ、Ｖｆｌ、Ｖｒｒ、Ｖｒｌに対応した検出信号を生成してＡＢＳ６０へ出力する。

ブレーキペダルセンサＢＳは、運転者がブレーキペダルＢＰを踏み込むと、そのブレーキペダルＢＰの踏み込み量を検出し、その踏み込み量に対応した検出信号（ブレーキ信号Ｓｂｋ）を生成してＡＢＳ６０へ出力する。

ＡＢＳ６０は、各車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓの検出信号およびＡＢＳ信号ＳａｂｓをＣＡＮ５０に出力する。また、ＡＢＳ６０は、各車輪ＦＲ、ＲＲ、ＦＬ、ＲＬ毎にロックを判定し、その判定結果に基づいて各車輪にそれぞれ設けられているブレーキ装置（図示略）を駆動制御するための駆動信号を生成し、その駆動信号を各ブレーキ装置へ出力する。このようにして、各ブレーキ装置の制動力が独立して適宜調整され、各車輪のロックによる横滑り等を防止し、安定した制動力を得ることが可能となる。

図１に示すように、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略称する）３２を備えており、このマイコン３２には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３２ａ、読み取り専用の記憶装置（ＲＯＭ）３２ｂ、読み書き可能な記憶装置（ＲＡＭ）３２ｃ、入出力装置（Ｉ／Ｏ）３２ｄなどが内蔵されてコンピュータシステムが構成されている。Ｉ／Ｏ３２ｄには、トルクセンサ２６が直接接続されていると共に、ＣＡＮ５０を介してＡＢＳ６０などが接続されている。

このＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、車両速度Ｖｓｐｄ（後述する）および操舵トルクτに応じたアシスト力、具体的には、車両速度Ｖｓｐｄが小さいほど、および操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、大きなアシスト力を発生させるべく、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御する。なお、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、車輪速度センサＦＲｓ、ＦＬｓ、ＲＲｓ、ＲＬｓの検出信号及びＡＢＳ信号Ｓａｂｓに基づき加速度演算装置を構成する。

（制動時姿勢安定化制御）
さて、車両制動時、特に急制動時や走行路が下り勾配の低μ路である場合等には、操舵角が一定、例えば直進制動であるにも関わらず、重量バランス、或いは制動力バランスの偏り等によって、その車両姿勢が車両直進方向に対し偏向してしまう場合がある。そして、このような場合、その操舵輪には、同操舵輪を当該車両偏向方向と反対方向に転蛇させるようなセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）が作用する。

つまり、例えば、図５に示すように、車両Ｂが矢印β方向（車両偏向方向）に偏向した場合、その操舵輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬには当該両前輪ＦＲ、ＦＬを矢印α方向（車両直進方向）に転蛇させる、即ち車両方向を安定させる方向にセルフアライニングトルクが作用する。

しかしながら、その際、運転者が操舵角を維持することによりセルフアライニングトルクに基づき発生するステアリングホイール２１の回転を押さえ込んだ場合、トルクセンサ２６には、これにより生じるトーションバーの捻じれに基づき車両偏向方向（矢印β方向）の操舵トルクが検出されることになる。

このため、運転者が上述のように操舵角を維持した場合、トルクセンサ２６の検出する操舵トルクに基づきＥＰＳアクチュエータ２４が作動することによって、車両安定方向（矢印α方向）に作用するセルフアライニングトルクをあえて打ち消す方向にアシスト力が付与されることになり、その結果、当該車両偏向方向（矢印β方向）に車両が流れてしまうという問題がある。

この点を踏まえ、本実施形態では、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、制動時において、急制動であるか否か、および、車両姿勢に偏向が生じているか否かを判断する。そして、急制動であると判定し、かつ、車両姿勢に偏向が生じていると判定した場合には、操舵系に付与すアシスト力を低減すべく、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御する（制動時姿勢安定化制御）。

続いて、このように構成された電気式動力舵取装置２０のＥＰＳ−ＥＣＵ３０における制動時姿勢安定化制御の処理を図２〜図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

図２に示すように、まず、ステップＳ１０１では、各状態量取得処理がなされる。この処理では、制動時姿勢安定化制御に用いる各状態量、具体的には、操舵角θｓ、操舵トルクτおよび各車輪の原車輪速度Ｖｆｒ、Ｖｆｌ、Ｖｒｒ、Ｖｒｌに加え、ＡＢＳ制御の有無を示すＡＢＳ信号Ｓａｂｓが取得される。なお、ステップＳ１０１における処理は、特許請求の範囲に記載の「車輪速度取得手段」に相当するものである。

次に、図３および図４に示す前後加速度演算処理ルーチンＳ２００により以下のようにして前後加速度Ｇｓが演算される。まず、図３のステップＳ２０１では、各原車輪速度に対して車輪速度差算出処理がなされる。この処理では、ステップＳ１０１で取得された原車輪速度Ｖｆｒ、Ｖｆｌ、Ｖｒｒ、Ｖｒｌから前回演算した各規制後車輪速度（Ｖ１ｆｒ、Ｖ１ｆｌ、Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌ）を減算してそれぞれ車輪速度差ΔＶを演算する。以下、前回演算した規制後車輪速度をＶ１（ｎ−１）ともいい、今回演算した原車輪速度をＶ（ｎ）ともいう。なお、ステップＳ２０１における処理は、特許請求の範囲に記載の「車輪速度差演算手段」に相当するものである。

次に、ステップＳ２０２では、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも大きいか否かについて判定される。ここで、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも大きいと判定される場合、すなわち、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも加速側であると判定される場合には（Ｓ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０３に移行して、下記式（１）に示すように、前回演算した規制後車輪速度Ｖ１（ｎ−１）に第１速度差ΔＶ_１を加算した車輪速度を、規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。
Ｖ１（ｎ）＝Ｖ１（ｎ−１）＋ΔＶ_１ ・・・（１）

一方、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも大きいと判定されない場合には（Ｓ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０４に移行して、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも小さいか否かについて判定される。ここで、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも小さいと判定される場合、すなわち、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも減速側であると判定される場合には（Ｓ２０４でＹＥＳ）、ステップＳ２０５に移行して、下記式（２）に示すように、前回演算した規制後車輪速度Ｖ１（ｎ−１）に第２速度差ΔＶ_２を加算した車輪速度を、規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。
Ｖ１（ｎ）＝Ｖ１（ｎ−１）＋ΔＶ_２ ・・・（２）

一方、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも小さいと判定されない場合には（Ｓ２０４でＮＯ）、ステップＳ２０６に移行して、下記式（３）に示すように、今回演算した原車輪速度Ｖ（ｎ）を、そのまま規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。
Ｖ１（ｎ）＝Ｖ（ｎ） ・・・（３）
これにより、現実の車両の速度変化ではあり得ない車輪速度のデータを排除する。なお、本実施形態では、例えば、第１速度差ΔＶ_１は、加速側加速度０．６Ｇに相当する速度差に設定されており、第２速度差ΔＶ_２は、減速側加速度−１．２Ｇに相当する速度差に設定されている。また、ステップＳ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０６における処理は、特許請求の範囲に記載の「規制後車輪速度設定手段」に相当するものである。

続く図４のステップＳ２１０では、ＡＢＳ制御中であるか否かについて判定される。ここで、ＡＢＳ信号Ｓａｂｓにより(＝１)ＡＢＳ制御中であると判定される場合には（Ｓ２１０でＹＥＳ）、ステップＳ２１１に移行して、全車輪の規制後車輪速度Ｖ１ｆｒ、Ｖ１ｆｌ、Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌのうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄが算出される。

一方、ＡＢＳ信号Ｓａｂｓにより(＝０)ＡＢＳ制御中でないと判定される場合には（Ｓ２１０でＮＯ）、ステップＳ２１２に移行して、従動輪の規制後車輪速度Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌのうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄが算出される。なお、ステップＳ２１０および後述するステップＳ２１５における判定処理は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」に相当するものである。また、ステップＳ２１１またはステップＳ２１２のどちらか一方における算出処理は、特許請求の範囲に記載の「車両速度演算手段」に相当するものである。

ステップＳ２１１またはステップＳ２１２にて車両速度Ｖｓｐｄが算出されると、続くステップＳ２１３では、カットオフ周波数ｆｃ１よりも高い周波数成分が車両速度Ｖｓｐｄから除去される。

続くステップＳ２１４では、加速度演算処理がなされる。この処理では、ステップＳ２１３にて高周波成分を除去した車両速度Ｖｓｐｄを微分することにより車両の前後方向の加速度である前後加速度Ｇｓが演算される。

次に、ステップＳ２１５では、ＡＢＳ制御中であるか否かについて判定される。ここで、ＡＢＳ信号ＳａｂｓによりＡＢＳ制御中と判定される場合には（Ｓ２１５でＹＥＳ）、ステップＳ２１６に移行して、カットオフ周波数ｆｃ２よりも高い周波数成分が、ステップＳ２１４にて得られた前後加速度Ｇｓから除去される。

一方、ＡＢＳ信号ＳａｂｓによりＡＢＳ制御中でないと判定される場合には（Ｓ２１５でＮＯ）、ステップＳ２１７に移行して、カットオフ周波数ｆｃ３よりも高い周波数成分が、ステップＳ２１４にて得られた前後加速度Ｇｓから除去される。なお、ステップＳ２１６またはステップＳ２１７のどちらか一方における処理は、特許請求の範囲に記載の「フィルタ手段」に相当するものである。

本実施形態では、ＡＢＳ制御中であれば、ＡＢＳ制御中でない場合よりも低い周波数成分をも前後加速度Ｇｓから除去するように、すなわち、より広範囲の高周波成分を前後加速度Ｇｓから除去するように、カットオフ周波数ｆｃ２を、カットオフ周波数ｆｃ３よりも小さな値に設定する。具体的には、例えば、カットオフ周波数ｆｃ２は１Ｈｚに設定され、カットオフ周波数ｆｃ３は３Ｈｚに設定される。

以上のようにしてステップＳ２１６またはステップＳ２１７のどちらか一方の処理が終了すると、前後加速度演算処理ルーチンＳ２００の処理を終了して、図２のステップＳ１０２の処理に移行する。

ここで、本発明を適用して演算される前後加速度Ｇｓおよび実際の加速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を図６を用いて説明する。なお、図６において実線で示すＧｓは、本発明を適用して演算される前後加速度Ｇｓを示すものであり、破線で示すＧ_２は、加速度センサを用いた場合に得られる実際の前後加速度を示すものである。また、太破線で示すＡＢＳは、ＡＢＳ制御中であるか否かを示すものであり、フラグが１である場合にはＡＢＳ制御中であることを示し、フラグが０である場合にはＡＢＳ制御中でないことを示す。

図６から判るように、本発明を適用して演算される前後加速度Ｇｓは、上述した従来の前後加速度Ｇ_１（図８参照）よりも、加速度センサを用いた場合に得られる実際の前後加速度Ｇ_２に近似している。すなわち、本発明を適用することにより、加速度センサを用いることなく前後加速度Ｇｓを正確に演算することができる。

以上のようにして前後加速度演算処理ルーチンＳ２００により前後加速度Ｇｓが演算されると、続く図２のステップＳ１０２では、急制動中であるか否かについて判定される。ここで、演算した前後加速度Ｇｓが所定減速度Ｇ_０（Ｇ_０は例えば−０．６Ｇ）よりも小さい場合、急制動中であると判定し（Ｓ１０２でＹＥＳ）、ステップＳ１０３に移行して、操舵角θｓの絶対値が所定の閾値θ_０より小さいか否かについて判定される。

ここで、操舵角θｓの絶対値が所定の閾値θ_０より小さい場合、換言するとステアリング中立近傍の所定角度範囲内にあり、即ち略直進状態からの急制動であると判定される場合には（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０４に移行して、車両姿勢に偏向が生じているか否かについて判定される。

ここで、操舵角θｓおよび車両速度Ｖｓｐｄに基づいて、車両姿勢に偏向が生じていると判定される場合には（Ｓ１０４でＹＥＳ）、ＥＰＳアクチュエータ２４の発生するアシスト力を低減させる制御を実行する（ステップＳ１０５）。

なお、上記ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４の各判定条件を満たさない場合、即ち急制動中ではない（Ｓ１０２でＮＯ）、操舵角θｓの絶対値が所定の閾値θ_０以上である（Ｓ１０３でＮＯ）、又は車両姿勢に偏向は生じていない（Ｓ１０４でＮＯ）と判定された場合には、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０５のアシスト力低減処理を実行しない。そして、通常制御、即ち操舵トルクτおよび車両速度Ｖｓｐｄに応じたアシスト力を発生させるべく、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御する（ステップＳ１０６）。

このように本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０によって、車両の前後加速度Ｇｓ、車両速度Ｖｓｐｄおよび操舵角θｓ等に基づき、急制動であるか否か、直進制動であるか否か、および、車両姿勢に偏向が生じているか否かを判定する。そして、直進急制動であると判定し、かつ、車両姿勢に偏向が生じていると判定した場合には、操舵系に付与するアシスト力を低減すべく、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御する。上記構成によれば、車両偏向時、車両安定方向に作用するセルフアライニングトルクを有効に活用することができる。その結果、簡素な構成にて、より安定的な車両姿勢を維持した状態での制動が可能になる。

また、図４に示すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０およびＣＡＮ５０経由で受信した車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓの信号、ＡＢＳ信号Ｓａｂｓによって、ＡＢＳ制御中であると判定された場合、全ての車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの各車輪速度（規制後車輪速度Ｖ１ｆｒ、Ｖ１ｆｌ、Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌ）のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算し、ＡＢＳが制御中でないと判定された場合、従動輪ＲＲ、ＲＬの各車輪速度（規制後車輪速度Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌ）のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算する。そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、このように演算される車両速度Ｖｓｐｄに基づき車両の前後加速度Ｇｓを演算する。

上記構成によれば、ＡＢＳ制御中であれば、駆動輪ＦＲ、ＦＬがホイールスピーンするようなことはなく、また、全ての車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬが同時にロックすることもないので、全ての車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算する。このように最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを算出する理由は、最大速度の車輪速度に基づき演算される車両速度の方が、他の車輪速度に基づき演算される車両速度に比べて、現実の車両速度に近くなるからである。

一方、ＡＢＳ制御中でない場合において駆動輪ＦＲ、ＦＬがホイールスピーンするような状況では、駆動輪ＦＲ、ＦＬの車輪速度が非常に高い値として検出される。このような駆動輪ＦＲ、ＦＬの車輪速度から車両速度Ｖｓｐｄを推定すると、明らかに現実の車両速度よりも過大な値となってしまう。そこで、ＡＢＳ制御中でなければ、ホイールスピーンする可能性がある駆動輪ＦＲ、ＦＬの各車輪速度を除き、ホイールスピーンする可能性が少ない従動輪ＲＲ、ＲＬの各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算する。

上述のようして得られる車両速度Ｖｓｐｄは、各車輪の車輪速度に基づき算出されるので、ＡＢＳ制御中であっても急変しない。このため、上記車両速度Ｖｓｐｄを微分することにより前後加速度Ｇｓを演算しても、当該前後加速度ＧｓにＡＢＳ制御に起因するノイズの影響が反映されることはない。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度Ｇｓ）を正確に演算することができる。
また、図３に示すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、今回取得された原車輪速度Ｖ（ｎ）から前回演算された規制後車輪速度Ｖ１（ｎ−１）を減算して演算される車輪速度差ΔＶが、第１速度差ΔＶ_１よりも加速側である場合には前回演算された規制後車輪速度Ｖ１（ｎ−１）に第１速度差ΔＶ_１を加算した車輪速度を、規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。また、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも減速側である場合には前回演算された規制後車輪速度Ｖ１（ｎ−１）に第２速度差ΔＶ_２を加算した車輪速度を、規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。また、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも加速側でなく第２速度差ΔＶ_２よりも減速側でない場合、すなわち、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１と同一であるか第２速度差ΔＶ_２と同一であるかまたは第１速度差ΔＶ_１よりも減速側かつ第２速度差ΔＶ_２よりも加速側である場合には今回取得された原車輪速度Ｖ（ｎ）を、そのまま規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）と設定する。そして、上述のように設定された規制後車輪速度Ｖ１（ｎ）に基づき車両速度Ｖｓｐｄを演算する。
このため、車輪速度差ΔＶが第１速度差ΔＶ_１よりも加速側になるような車輪速度のデータを排除するとともに、車輪速度差ΔＶが第２速度差ΔＶ_２よりも減速側になるような車輪速度のデータを排除することにより、現実の車両の速度変化ではあり得ない車輪速度のデータを排除することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度Ｇｓ）を正確に演算することができる。

また、図４に示すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０およびＣＡＮ５０経由で受信した車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓの信号、ＡＢＳ信号Ｓａｂｓによって、ＡＢＳ制御中である場合、ＡＢＳ制御中でない場合に除去される周波数成分（カットオフ周波数ｆｃ３）よりも低い周波数成分（カットオフ周波数ｆｃ２）をも前後加速度Ｇｓから除去する。

ＡＢＳ制御中では、車両は確実に制動中であるから、ＡＢＳ制御中でない場合と比較して、実際の車両の前後加速度の変動する幅が小さくなる。このため、本実施形態では、ＡＢＳ制御中であれば、ＡＢＳ制御中でない場合より低い周波数成分（カットオフ周波数ｆｃ２）をも前後加速度Ｇｓから除去することにより、高周波成分に起因するノイズをより抑制した前後加速度を算出することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度Ｇｓ）を正確に演算することができる。

さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０およびＣＡＮ５０経由で受信した車輪速度センサＦＲｓ，ＦＬｓ，ＲＲｓ，ＲＬｓの信号、ＡＢＳ信号Ｓａｂｓによって演算される前後加速度Ｇｓに基づき、アシストモータを駆動制御して操舵輪ＦＲ、ＦＬの舵角を制御することから、前後加速度ＧｓにＡＢＳ制御に起因するノイズの影響が反映されることはない等の、請求項１〜３の各発明による作用・効果を享受した電気式動力舵取装置を実現することができる。したがって、加速度センサを用いることなく車両の前後方向の加速度（前後加速度Ｇｓ）を正確に演算し得る電気式動力舵取装置を提供することができる。

なお、本発明に係る電気式動力舵取装置２０は、前輪駆動の車両に適用することに限らず、後輪駆動の車両に適用してもよい。この場合、右後輪ＲＲおよび左後輪ＲＬが駆動輪となり、右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬが従動輪となるので、図４のステップＳ２１２の処理において、右後輪ＲＲおよび左後輪ＲＬの規制後車輪速度Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌのうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを算出することに代えて、右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬの規制後車輪速度Ｖ１ｒｒ、Ｖ１ｒｌのうちの最大速度の車輪速度に基づき車両速度Ｖｓｐｄを算出する。

本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。 図１に示すＥＰＳ−ＥＣＵにより実行される制動時姿勢安定化制御の処理を示すフローチャートである。 図２中の前後加速度演算処理のサブルーチンの一部を示すフローチャートである。 図２中の前後加速度演算処理のサブルーチンの一部を示すフローチャートである。 制動時における車両姿勢の偏向とセルフアライニングトルクとの関係を示す説明図である。 本発明を適用して得られる前後加速度および実際の加速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を示す図である。 従来の車両速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を示す図である。 図７の車両速度を微分して得られる前後加速度および実際の加速度の、ＡＢＳ制御前後における時間経過を示す図である。

符号の説明

２０…電気式動力舵取装置
２１…ステアリングホイール
２２…ステアリング軸
２３…ピニオン軸
２４…ＥＰＳアクチュエータ
２５…ロッド
２６…トルクセンサ
３０…ＥＰＳ−ＥＣＵ
６０…ＡＢＳ（アンチロック制御装置）
ｆｃ１、ｆｃ２、ｆｃ３…カットオフ周波数
ＦＬ…左前輪
ＦＬｓ…車輪速度センサ
ＦＲ…右前輪
ＦＲｓ…車輪速度センサ
Ｇｓ、Ｇ_１、Ｇ_２…前後加速度
ＲＬ…左後輪
ＲＬｓ…車輪速度センサ
ＲＲ…右後輪
ＲＲｓ…車輪速度センサ
Ｓａｂｓ…ＡＢＳ信号
Ｖｆｌ、Ｖｆｒ、Ｖｒｌ、Ｖｒｒ…原車輪速度
Ｖ１ｆｌ、Ｖ１ｆｒ、Ｖ１ｒｌ、Ｖ１ｒｒ…規制後車輪速度
Ｖｓｐｄ…車両速度
ΔＶ…車輪速度差
ΔＶ_１…第１速度差
ΔＶ_２…第２速度差
τ…操舵トルク
θｓ…操舵角

Claims (4)

1. 加速度センサに代えて、アンチロック制御装置を有する車両の車両速度に基づき当該車両の前後方向の加速度を演算する加速度演算装置であって、
   前記車両の複数の駆動輪および複数の従動輪における各車輪速度をそれぞれ取得する車輪速度取得手段と、
   前記アンチロック制御装置が制御中であるか否かまたは制御中でないか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により、前記アンチロック制御装置が制御中であると判定された場合、前記複数の駆動輪および前記複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき前記車両速度を演算し、前記アンチロック制御装置が制御中でないと判定された場合、前記複数の従動輪の各車輪速度のうちの最大速度の車輪速度に基づき前記車両速度を演算する車両速度演算手段と、
   を備えることを特徴とする加速度演算装置。
2. 前記車輪速度取得手段により今回取得された車輪速度から前回演算された車輪速度を減算して車輪速度差を演算する車輪速度差演算手段と、
   前記車輪速度差が第１速度差よりも加速側である場合には前記前回演算された車輪速度に前記第１速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、前記車輪速度差が第２速度差よりも減速側である場合には前記前回演算された車輪速度に前記第２速度差を加算したものを規制後車輪速度と設定し、前記車輪速度差が前記第１速度差と同一であるか前記第２速度差と同一であるかまたは前記第１速度差よりも減速側かつ前記第２速度差よりも加速側である場合には前記今回取得された車輪速度を規制後車輪速度と設定する規制後車輪速度設定手段とを備え、
   前記車両速度演算手段は、前記車輪速度に代えて前記規制後車輪速度に基づき前記車両速度を演算することを特徴とする請求項１記載の加速度演算装置。
3. 前記アンチロック制御装置が制御中である場合、このアンチロック制御装置が制御中でない場合に除去される周波数成分よりも低い周波数成分をも、前記加速度から除去するフィルタ手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加速度演算装置。
4. ステアリングホイールによる操舵状態に基づいてアシストモータを駆動制御し、当該アシストモータの駆動力によりまたは当該駆動力を補って操舵輪の舵角を制御する電気式動力舵取装置において、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の加速度演算装置によって演算される前記加速度に基づき前記アシストモータを制御することを特徴とする電気式動力舵取装置。

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