JP2008221996A - 操舵システム - Google Patents

Abstract

【課題】後輪を操舵可能な車両において、前輪操舵に加えて後輪も操舵した場合に、運転者が不自然な操舵フィーリングを感じるという問題がある。
【解決手段】後輪のトー角に基づいて、電動パワーステアリング装置のダンピング制御をする。すなわち、車両が旋回するときに、後輪がトーアウトするときは、補償値Ｉを大きくして反力を大きくし、後輪がトーインするときは、補償値Ｉを小さくして反力を小さくすることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両の操舵システムに関するものである。

電動パワーステアリング装置は、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するものである。操舵トルクと車速によって定まるベース電流（アシストトルク）を、ステアリング系のイナーシャ（慣性）とダンピング（粘性）によって補償し、この補償された電流を目標電流として電動機を制御する技術が開示されている（特許文献１、２参照）。
また、特許文献３には、操向ハンドルの操作角と車速に基づいて、全走行輪を独立して作動制御する全輪独立操舵装置の技術が開示されている。

特許文献１に記載のダンピング、イナーシャ、および、ベース電流の各特性は、ベーステーブル、ダンパテーブル、および、事実上微分特性を備えるイナーシャテーブルを用いて演算される。ここで、操舵トルク、車速および電動機角速度の関数である各テーブルの設定方法について検討する。ベーステーブルは、車速が速くなるほどゲインを低くし、かつ、不感帯を大きくして、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与え、車速の増大に応じてしっかりとした操舵トルクの手応え感を付与すると共に、イナーシャテーブルを使って、電動機の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与する。

また、ダンピング制御では、高速走行時に路面反力が低下することから、電動機の速い回転速度での動きを抑制制御して、操舵フィーリングに安定感を与えるようにしている。そのために、ダンピング制御は、ダンピングゲインに対応する補償値で、目標電流を減衰する補正を行う。

しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置においては、前輪の転舵角に基づいてダンピングゲインが設定されているため、後輪を転舵可能な車両において、前輪の転舵に対応して後輪を転舵した場合、車両に発生するヨーレートとダンピング補正とにずれが生じる。その結果、運転者が不自然な操舵フィーリングを感じることがある。
特開２００２−５９８５５号公報（図２） 特開２０００−１７７６１５号公報（図２） 特公平６−４７３８８号公報（図２）

そこで本発明は、後輪を操舵した場合においても、自然な操舵フィーリングを実現可能な操舵システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、少なくとも操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置と、少なくとも前輪の転舵角および車速に基づいて左右の後輪のトー角を変更可能とするトー角変更装置と、前記電動パワーステアリング装置および前記トー角変更装置を制御する操舵制御装置と、を備え、前記操舵制御装置は、前記補助トルクの目標値を算出する補助トルク算出手段を有し、該補助トルク算出手段から出力される前記電動機を駆動する目標信号を、前記後輪のトー角に基づいて、前記操舵制御装置が算出する補償値で補正する操舵システムとした。そして、前記操舵システムを備える車両が旋回するときに、少なくとも旋回外側の前記後輪がトーアウトするときには、少なくとも旋回外側の前記後輪がトーインするときよりも、前記補償値を大きくすることを特徴とした。

請求項１にかかる発明によると、旋回外側の後輪がトーアウトする場合は、旋回外側の後輪がトーインする場合より大きい補償値で、電動機を駆動する目標信号を補正することができる。

また、請求項２にかかる発明は、前記操舵システムは、前記補償値を算出し、前記補償値に基づいた反力補正指示信号を出力する補正演算部と、前記トー角変更装置に異常が発生したことを検出して、前記補正演算部に通知する異常検出手段と、前記補正演算部が算出する前記反力補正指示信号を前記操舵制御装置に伝達する経路にあって、前記補正演算部からの駆動信号によって、前記反力補正指示信号の伝達を遮断する遮断手段と、をさらに備えた。そして、前記トー角変更装置に異常が発生しないときは、前記操舵制御装置は、前記経路を介して伝達される前記反力補正指示信号を、前記目標信号に加算もしくは減算することで前記目標信号を補正し、前記補正演算部が、前記トー角変更装置に異常が発生したことを前記異常検出手段から通知されたときは、前記補正演算部は前記遮断手段に駆動信号を与えて前記経路を遮断し、前記操舵制御装置は、前記目標信号を、前記反力補正指示信号で補正しないことを特徴とした。

請求項２にかかる発明によると、補正演算部が、後輪のトー角に対応した反力補正指示信号を出力し、トー角変更装置に異常が発生したときには、反力補正指示信号が操舵制御装置に伝達されるのを遮断することができる。

本発明によれば、後輪を操舵した場合においても、自然な操舵フィーリングを実現可能な操舵システムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を用いて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
図１は本発明の第１の実施形態に係る操舵システムを適用した４輪車両の全体概念図であり、図２は電動パワーステアリング装置の構成図である。

図１に示すように、操舵システム１００は、前輪１Ｌ、１Ｒを転舵させる操向ハンドル３による操舵を電動機４で補助する電動パワーステアリング装置１１０、電動パワーステアリング装置１１０による前輪１Ｌ、１Ｒの転舵角と車速とに応じて後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３０によって変更させるトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、電動パワーステアリング装置１１０およびトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御する操舵制御装置（以下、操舵制御ＥＣＵと称する）１３０、車速センサＳ_Vなど各種センサを含んで構成されている。

（電動パワーステアリング装置）
電動パワーステアリング装置１１０は、図２に示すように操向ハンドル３が設けられたメインステアリングシャフト３ａと、シャフト３ｃと、ピニオン軸７とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）３ｂによって連結され、また、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９、９を介して左右の前輪１Ｌ、１Ｒが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３の操作時に車両の進行方向を変えることができる。
なお、ピニオン軸７はその上部、中間部、下部を軸受３ｄ、３ｅ、３ｆを介して図示しないステアリングギアボックスに支持されている。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機４を備えており、この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａが、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。
すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとで減速機構が構成されている。また、電動機４の回転子と電動機４に連結されているウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオン軸７、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９、９などにより、ステアリング系が構成されている。

電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギー（Ｐ_M＝ωＴ_M）に変換するものである。
ここで、ωは電動機４の角速度であり、Ｔ_Mは電動機４の発生トルクである。また、発生トルクＴ_Mと実際に出力として取り出すことができる出力トルクＴ_M ^*との関係は、次式（１）によって表現される。
Ｔ_M ^*＝Ｔ_M−（ｃ_mｄθ_m／ｄｔ＋Ｊ_mｄ²θ_m／ｄｔ²）ｉ² ・・・・（１）
ここで、ｉはウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとの減速比である。
（１）式より、出力トルクＴ_M ^*と電動機回転角θ_mとの関係は、電動機４の回転子の慣性モーメントＪ_mと粘性係数ｃ_mとによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。

また、電動パワーステアリング装置１１０は、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、レゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴ_Pを検出するトルクセンサＳ_Tと、トルクセンサＳ_Tの出力を増幅する差動増幅回路２１と、車両の速度（車速）を検出する車速センサＳ_Vとを備えている。
そして、操舵システム１００（図１参照）の操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０の機能部である電動機４を駆動制御する後記する電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）を有している。

電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）からのＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機４を駆動するものである。
また、電動機駆動回路２３は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉ（ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）を検出する機能を備えている。
レゾルバ２５は、電動機４の電動機回転角θ_mを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを図示しない回転子の周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。

トルクセンサＳ_Tは、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴ_Pを検出するものであり、ピニオン軸７の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸７に離間して挿入されている。
差動増幅回路２１は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号Ｔを出力するものである。

車速センサＳ_Vは、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶＳを出力する。
そして、操舵制御ＥＣＵ１３０、電動機駆動回路２３および各センサにはバッテリなどの電源から電力が供給され（図示せず）、駆動する。
操舵制御ＥＣＵ１３０の機能構成については、電動パワーステアリング装置１１０の制御、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの制御とまとめて後記する。

（トー角変更装置）
次に、図３、図４を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図３は左後輪側のトー角変更装置を示す平面図、図４はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図３では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置１２０Ｌを示している。トー角変更装置１２０Ｌは、アクチュエータ３０、トー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７を備えている。
なお、図３は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして、アクチュエータ３０およびトー角変更制御ＥＣＵ３７が取り付けられている。ちなみに、操舵制御ＥＣＵ１３０とトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７は本発明の操舵制御装置を構成している。

また、車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が、車体のリアサイドフレーム１１に弾性支持されている。そして、車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向の回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。

前記アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。

図４に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５などを備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。そして、コイルの巻線温度を検出する温度センサ３１ａを有し、トー角変更制御ＥＣＵ３７の後記する自己診断部８１ｄ（図７参照）に検出温度信号を入力する。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）などが組み合わされて構成されている。ここで、自己診断部８１ｄ、温度センサ３１ａは本発明の異常検出手段を構成する。

送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状をし、内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。
送りねじ部３５は、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のほぼ円筒形状のケース本体３４内に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外周面に埃や異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃や異物や水が侵入したりしないようになっている。

減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が通電されて駆動されていない状態においても、後輪のトー角が一定に保持される。

また、アクチュエータ３０には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。

このように構成されたアクチュエータ３０は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図３参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図４において右側の端）に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図３参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図４の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図３の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図４の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図３の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。

なお、アクチュエータ３０のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態においてトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したがそれに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３０を組み込むことによっても実現できる。

また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８、温度センサ３１ａとコネクタなどを介して接続されて構成されている。また、トー角変更制御ＥＣＵ３７、３７同士の間と、トー角変更制御ＥＣＵ３７と操舵制御ＥＣＵ１３０との間は信号線で接続される。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。

（操舵制御ＥＣＵ）
次に、図５、図６を参照しながら操舵制御ＥＣＵの機能を説明する。
図５は操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略構成図である。図６はベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図である。

操舵制御ＥＣＵ１３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されている。
図５に示すように操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０を制御する電動パワーステアリング制御部１３０ａと、後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角を演算する後輪トー角制御部１３０ｂを備えている。

（電動パワーステアリング制御部）
まず、図５、図６を参照しながら適宜図２を参照して電動パワーステアリング制御部１３０ａについて説明する。
電動パワーステアリング制御部１３０ａは、ベース信号演算部（補助トルク算出手段、目標電流信号の算出手段）５１と、ダンパ補償信号演算部（補助トルク算出手段、補正値の算出手段）５２と、イナーシャ補償信号演算部（補助トルク算出手段）５３と、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４と、Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５と、２軸３相変換部５６と、ＰＷＭ変換部５７と、３相２軸変換部５８と、電動機速度算出部６７と、励磁電流生成部５９とを備える。

３相２軸変換部５８は、電動機駆動回路２３が検出する電動機４の３相電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを、電動機４の回転子の磁極軸であるＤ軸と、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるＱ軸との２軸に変換するものであり、Ｑ軸電流ＩＱは電動機４の発生トルクＴ_Mに比例し、Ｄ軸電流ＩＤは励磁電流に比例する。電動機速度算出部６７は、電動機４の角度信号θを微分演算して角速度信号ωを生成する。励磁電流生成部５９は、電動機４の励磁電流の目標信号を生成するが、必要に応じＤ軸電流とＱ軸電流とをほぼ等しくすることにより、弱め界磁制御を行うことができる。

ベース信号演算部５１は、トルク信号Ｔと車速信号ＶＳとから出力トルクＴ_M ^*の目標信号ＩＭ₁の基準となるベース信号Ｄ_Tを生成する。この信号生成は、予め本実施形態と同じタイプで操舵機能が前輪操舵機能の車両に対する実験測定などによって設定されたべーステーブル５１ａをトルク信号Ｔと車速信号ＶＳとに基づいて参照することによって行わる。図６の（ａ）にべーステーブル５１ａに格納されているベース信号Ｄ_Tの関数を示す。ベース信号演算部５１は、トルク信号Ｔの値が小さいときはベース信号Ｄ_Tがゼロに設定される不感帯Ｎ１が設けられ、トルク信号Ｔの値がこの不感帯Ｎ１よりも大きくなるとゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部５１は、所定のトルク値で出力はゲインＧ２で増加し、さらにトルク値が増加すると出力が飽和する特性を備えている。
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷（路面反力）が異なるため、車速信号ＶＳによりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部５１は、車速Ｖ_Sが大きく高速になるにしたがってゲイン（Ｇ１、Ｇ２）を低く、かつ、不感帯Ｎ１を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。すなわち、車速Ｖ_Sの増大に応じてしっかりとした操舵トルクＴ_Sの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。

ベース信号演算部５１は、バックアップテーブル５１ｂを有し、後記するトー角変更制御診断部７３からの指令により、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒが異常の場合に、バックアップテーブル５１ｂに基づいてトルク信号Ｔと車速信号ＶＳとから出力トルクＴ_M ^*の目標信号ＩＭ₁の基準となるベース信号（目標値）Ｄ_Tを生成する。
このバックアップテーブル５１ｂでも、図６の（ａ）に示すようなトルク信号Ｔと車速信号ＶＳの関数であるが、図６の（ａ）において同じ車速に対するゲイン（Ｇ１、Ｇ２）の値を小さくしたもので、ベーステーブル５１ａとは格段にゲイン（Ｇ１、Ｇ２）の値に差があり、補助トルクが小さく運転者に異常を感じさせるような設定である。

図５に戻り、ダンパ補償信号演算部５２は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度ωに対応するダンパテーブル５２ａを参照することによってステアリングダンパ機能を実現する。
図６の（ｂ）は、ダンパテーブル５２ａの特性関数を示す図であり、電動機４の角速度ωが増加するほど補償値Ｉが直線的に増加し、所定速度で補償値Ｉが急激に増加する特性を備えている。また、車速信号ＶＳが大きいほど、ダンピングゲインを大きくして電動機４の角速度ω、すなわち、転舵速度に応じて電動機４の出力トルクＴ_M ^*を減衰させている。言い換えれば、電動機４に大きな電流が供給されて角速度ωが速くなると、ダンパ補償信号演算部５２は、電動機４の角速度ωを抑制制御する。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル３の収斂性を向上させ、車両特性を安定化させることができる。
さらに、第１の実施形態においては、ダンパテーブル５２ａは、詳細は後記するが、後輪２（図１参照）の目標トー角に対応していることを特徴とする。

再び図５に戻り、加算器（補正手段）６１は、ベース信号演算部５１の出力信号Ｄ_Tからダンパ補償信号演算部５２の出力信号Ｉを減算するものであり、加算器６２は、加算器６１の出力信号とイナーシャ補償信号演算部５３の出力信号とを加算して出力信号ＩＭ₁とするものである。
なお、ベース信号演算部５１とダンパ補償信号演算部５２と加算器６１とでアシスト制御が行われる。

イナーシャ補償信号演算部５３は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、イナーシャテーブル５３ａを参照することによって、入力されるトルク信号Ｔに対応した出力信号を出力することができる。

また、イナーシャ補償信号演算部５３は、電動機４の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機４は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部５３は、電動機４の回転方向の切り替わりが操向ハンドル３の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部５３は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与している。
また、ＦＦ（Front engine Front wheel drive）車やＦＲ（Front engine Rear wheel drive）車、ＲＶ（Recreation Vehicle）やセダンなどの車両特性や車速、路面などによって異なる操舵特性に対して、実用上十分な操舵フィーリングが付与される。

加算器６２の出力信号ＩＭ₁は、電動機４のトルクを規定する電流の目標信号である。

加算器６４は加算器６２の出力信号ＩＭ₁からＱ軸電流ＩＱを減算し、偏差信号ＩＥを生成する。Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４は、偏差信号ＩＥが減少するように、Ｐ（比例）制御およびＩ（積分）制御を行う。
加算器６５は、励磁電流生成部５９の出力信号からＤ軸電流ＩＤを減算するものである。Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５は、加算器６５の出力信号が減少するようにＰＩ帰還制御を行う。

２軸３相変換部５６は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷに変換する。ＰＷＭ変換部５７は、３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）であるＤＵＴＹ信号（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）を生成する。
なお、２軸３相変換部５６およびＰＷＭ変換部５７には、電動機４の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。

（後輪トー角制御部）
次に、図５を参照しながら後輪トー角御部１３０ｂについて説明する。図５に示すように後輪トー角制御部１３０ｂは、前輪転舵角演算部６８、目標トー角演算部７１、トー角変更制御診断部７３を有する。

前輪転舵角演算部６８は、レゾルバ２５（図２参照）から出力される角度信号θから前輪１Ｌ、１Ｒの転舵角δを算出し、目標トー角演算部７１に入力する。
目標トー角演算部７１は、車速信号ＶＳと、転舵角δとその転舵角δを微分した転舵角速度（これは電動機４の角速度ωに比例するので容易に求めることができる）とから後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれの目標トー角α_TL、α_TRを生成し、左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれのトー角変更を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７に目標トー角α_TL、α_TRを入力する（図７参照）。この目標トー角α_TL、α_TR生成は、予め左右の後輪２Ｌ、２Ｒごとに設定されたトー角テーブル７１ａを転舵角δ、転舵角δの角速度δ'、車速Ｖ_Sに基づいて参照することによって行なわれ、例えば、次式（２）、（３）のように設定される。
α_TL＝Ｋ_L（Ｖ_S，δ'，δ）・δ ・・・・（２）
α_TR＝Ｋ_R（Ｖ_S，δ'，δ）・δ ・・・・（３）
ここで、Ｋ_L（Ｖ_S，δ'，δ）、Ｋ_R（Ｖ_S，δ'，δ）は車速Ｖ_S、転舵角δおよび転舵角の角速度δ'に依存する前後輪操舵比であり、車速が所定の低速の範囲では、転舵角δに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが逆位相に、小回りがしやすいように各後輪の目標トー角α_TL、α_TRが生成される。ここで、後輪２が逆位相となるとは、車両Ｖが旋回するときに、少なくとも旋回外側の後輪２がトーアウトすることを示す。

前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、転舵角の角速度δ'の絶対値が所定の値以下で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲以内の場合は、転舵角δに応じて同位相に各後輪の目標トー角α_TL、α_TRが設定される。ここで、後輪２が同位相となるとは、車両Ｖが旋回するときに、少なくとも旋回外側の後輪２がトーインすることを示す。
しかし、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、転舵角の角速度δ'の絶対値が所定の値を超えるか、または、転舵角δが左右の所定の範囲を超える大きな転舵角δの場合は、転舵角δに応じた逆位相に各後輪の目標トー角α_TL、α_TRが設定される。
なお、目標トー角演算部７１で生成される目標トー角α_TL、α_TRは、旋回安定性の観点から必ずしもアッカーマン・ジャントのジオメトリに従う必要はない。また、転舵角δが０°のとき目標トー角α_TL、α_TRが、それぞれ、例えば、２°のトーインの設定になっていてもよい。

（操舵制御ＥＣＵの構成）
操舵制御ＥＣＵ１３０（図１参照）は、電動パワーステアリング装置１１０の電動機駆動回路２３、左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒに接続され、それぞれを制御したり、各センサと接続され、各センサが出力する情報を入力したりする装置である。

トー角変更制御診断部７３（図５参照）はトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７の後記する自己診断部８１ｄ（図７参照）から異常検出信号を受信する。

（トー角変更制御ＥＣＵ）
次に、図７を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵの詳細な構成を説明する。図７はトー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの構成図である。
図７に示すように、トー角変更制御ＥＣＵ３７はアクチュエータ３０を駆動制御する機能を有し、制御部８１と電動機駆動回路８３とで構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、操舵制御ＥＣＵ１３０と信号線を介して接続され、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７とも信号線を介して接続されている。

制御部８１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されており、目標電流算出部８１ａ、電動機制御信号生成部８１ｃ、自己診断部（異常検出手段）８１ｄを有している。
一方（右後輪２Ｒ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から信号線を介して入力される後輪２Ｒの目標トー角α_TRと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｒのトー角α_Rとに基づいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
他方（左後輪２Ｌ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から信号線を介して入力される後輪２Ｌの目標トー角α_TLと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｌのトー角α_Lとに基づいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。

ここで、目標電流信号とは、アクチュエータ３０を所望の速度で所望の作動量（後輪２Ｌ、２Ｒを所望のトー角α_L、α_Rにする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。
このように目標電流算出部８１ａにおいて目標トー角α_TL、α_TRに対して現在のトー角α_L、α_Rをフィードバックして、目標電流信号を補正することにより、後輪２Ｌ（または２Ｒ）の転舵に要する電流値が車速Ｖ_S、路面環境、車両の運動状態、タイヤの磨耗状態などの変化がフィードバックされるので、目標トー角α_TL、α_TRに速やかに設定することができる。

電動機制御信号生成部８１ｃは、目標電流算出部８１ａから目標電流信号が入力され、電動機駆動回路８３に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路８３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のブリッジ回路などで構成され、電動機制御信号に基づいて電動機３１に電動機電流を供給する。

また、図７に示すように自己診断部８１ｄは、自身が属する側のトー角変更装置１２０Ｌまたはトー角変更装置１２０Ｒのストロークセンサ３８の位置信号や電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号、温度センサ３１ａからの温度信号、目標電流算出部８１ａの状態監視にもとづき、異常状態を検出したか否かを判定する。
例えば、自己診断部８１ｄは、温度センサ３１ａの信号が所定値を超える場合は、電動機３１の巻線温度異常と判断し、所定の目標トー角α_TL（または目標トー角α_TR）、例えば、０°を目標電流算出部８１ａに入力する。ここで、目標トー角α_TLは異常検出時の左後輪２Ｌに対する目標トー角であり、目標トー角α_TRは異常検出時の右後輪２Ｒに対する目標トー角である。

また、自己診断部８１ｄは、目標電流算出部８１ａと電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号を監視するとともに、ストロークセンサ３８からの位置信号により、アクチュエータ３０の固着の有無を判定し、固着と判定した場合は、電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、目標電流算出部８１ａに現在のトー角α_L（またはトー角α_R）を目標トー角α_TL（または目標トー角α_TR）として入力する。そして、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検出信号と、異常を検出して前記対処したモードの信号を送信する。

なお、異常検出手段として、自己診断部８１ｄだけでなく、ウォッチドッグ回路を周辺回路として設けて制御部８１を監視し、制御部８１の異常を検出したとき電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検出信号を出力させるようにしてもよい。

さらに、自己診断部８１ｄは、他方の側のトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄからの異常検出信号を受信していないかチェックし、異常検出信号を受信している場合は、その前記対処したモードの信号に基づいて、目標電流算出部８１ａに目標トー角α_TL（または目標トー角α_TR）を入力する。
つまり、自己診断部８１ｄは、自身のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｌ（またはトー角変更装置１２０Ｒ）が正常に作動しているか否かを示す信号を受信して監視しているとともに、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）が正常に作動しているか否かを示す信号を監視し、いずれかの側が異常である場合は、両方のトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７に所定の同一モードの対処をさせる。
そして、自己診断部８１ｄは、異常検出信号をトー角変更制御診断部７３に送信する。

以上のような構成要素を含んで構成される操舵システム１００を備える車両Ｖは、運転者による操向ハンドル３（図１参照）の操作による前輪１の転舵に加えて、トー角変更置１２０（図１参照）によって後輪２Ｌ、２Ｒ（図１参照）のトー角α_L、α_Rを変更し、車両Ｖ（図１参照）を操舵する。以下、適宜図１〜図７を参照して、操向ハンドル３の操作にともなう車両Ｖの動作について説明する。

運転者が操向ハンドル３を操作して、前輪１を転舵すると、前記のように転舵角δ、転舵角δの角速度δ'、車速Ｖ_Sに基づいて後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角α_TL、α_TRが設定され、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rは、設定された目標トー角α_TL、α_TRに設定される。図８の（ａ）および（ｂ）は、車両Ｖが、車速（Ｖ_S）１００ｋｍ／ｈ、０．５Ｈｚの速さで左右１０°の切り返しを連続して行うスラロームを走行する状況における測定結果であり、（ａ）は、後輪のトー角に対応する、転舵角とヨーレートとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、転舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。
図８の（ａ）に破線で示すように、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rがトーインに設定されると、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のとき（図中、実線で示す）より、前輪１の転舵角δに対するヨーレートが小さくなる。すなわち、転舵角δに対するヨーレートの大きさで示されるヨーレートゲインＧγが低い。

前記のように、ヨーレートゲインＧγは、転舵角δに対応する車両Ｖのヨーレートの大きさであるから、ヨーレートゲインＧγが低いほど、運転者による操向ハンドル３の操作に対する車両Ｖのヨーレートの追従性が低いことになる。

ここで、前輪１の転舵角δのみに対応したダンピング制御を実行すると、ダンピング制御は後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のときを想定して制御するため、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rがトーインに設定されたときの、低いヨーレートゲインＧγより進んで制御される。

図８の（ｂ）は、転舵角δを変化させると、矢印で示すように、グラフを右回転にたどる軌跡に沿って、操舵トルクＴ_Sが変化することを示す。図８の（ｂ）に示すように、後輪２をトーインさせた場合（図中、破線で示す）、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°（図中、実線で示す）のときよりも外側の軌跡になる。

ここで、転舵角δが正の方向に回転する場合を考える。また、破線上の点Ａと実線上の点Ｂとは同じ操舵トルクＴ_Sとする。このとき、点Ａの転舵角δより点Ｂの転舵角δの方が大きい。つまり、後輪２のトー角が０°のときの任意の転舵角δ（点Ｂ）に対応する操舵トルクＴ_Sは、後輪２をトーインさせると、トー角が０°のときよりも小さな転舵角δ（点Ａ）に対応することになる。そして、点Ａと点Ｂは、転舵角δを正の方向、つまり大きくする方向に操舵する軌跡上の点であるから、後輪２をトーインさせた場合、転舵角δの変化に対する操舵トルクＴ_Sの追従は、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のときよりも位相が進むことを示している。

このように、転舵角δの変化に対する操舵トルクＴ_Sの追従の位相がずれることによって、運転者は不自然な操舵フィーリングを感じることになる。

そこで、第１の実施形態においては、後輪２がトーインする場合は、後輪２のトー角が０°のときより小さな補償値Ｉを、図５に示すダンパテーブル５２ａに設定することを特徴とする。
すなわち、後輪２がトーインして、転舵角δに対する操舵トルクＴ_Sの位相が進むときは、操舵トルクＴ_Sの位相を遅らせる必要がある。したがって、後輪２がトーインしている場合は、図６の（ｃ）に示すように、電動機４の角速度ωは、後輪２のトー角が０°のときよりも補償値Ｉを小さくして、ダンピングの効きを小さくする。図６の（ｃ）は、同じ車速Ｖ_Sのときの、ダンパテーブルの特性関数を示す図である。
図６の（ｃ）に示すように、後輪２がトーインしている場合は、角速度ωの増加に伴う補償値Ｉの増加を、後輪２のトー角が０°の場合より小さくする特性に従って、補償値Ｉを設定すればよい。

一方、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rがトーアウトに設定されると、ヨーレートゲインＧγが高いことになる。

前記のように、ヨーレートゲインＧγは、転舵角δに対応する車両Ｖのヨーレートの大きさであるから、ヨーレートゲインＧγが高いほど、運転者による操向ハンドル３の操作に対する車両Ｖのヨーレートの追従性が高いことになる。

ここで、前記のように前輪１の転舵角δのみに対応したダンピング制御を実行すると、ダンピング制御は後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のときを想定して制御するため、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rがトーアウトに設定されたときの、高いヨーレートゲインＧγより遅れて制御される。すなわち、図８の（ｂ）に示すように、後輪２をトーアウトさせた場合（図中、１点鎖線で示す）、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°（図中、実線で示す）のときよりも内側の軌跡になる。これは、後輪２をトーアウトさせた場合は、転舵角δの変化に対する操舵トルクＴ_Sの追従は、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のときよりも位相が遅れることを示している。

そして前記のように、転舵角δの変化に対する操舵トルクＴ_Sの追従の位相がずれることによって、運転者は不自然な操舵フィーリングを感じることになる。

そこで、第１の実施形態においては、後輪２がトーアウトする場合は、後輪２のトー角が０°のときより大きな補償値Ｉを、図５に示すダンパテーブル５２ａに設定することを特徴とする。
すなわち、後輪２がトーアウトして、転舵角δに対する操舵トルクＴ_Sの位相が遅れるときは、操舵トルクＴ_Sの位相を進める必要がある。したがって、後輪２がトーアウトしている場合は、図６の（ｃ）に示すように、電動機４の角速度ωは、後輪２のトー角が０°のときよりも補償値Ｉを大きくして、ダンピングの効きを大きくする。
すなわち、図６の（ｃ）に示すように、後輪２がトーアウトしている場合は、角速度ωの増加に伴う補償値Ｉの増加を、後輪２のトー角が０°の場合より大きくする特性に従って、補償値Ｉを設定すればよい。

このように、第１の実施形態において、ダンパテーブル５２ａは、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに対応した構成になっている。そして、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに対応して、ステアリングダンパをダンピング制御することによって、車両Ｖの旋回時に、後輪２がトーアウトしている場合には、電動機４の回転子の角速度ωがすばやく低下することから、車両Ｖの高いヨーレートゲインＧγに追従することができ、後輪２がトーインしている場合には、電動機４の回転子の角速度ωが緩やかに低下することから、車両Ｖの低いヨーレートゲインＧγに追従することができるという、優れた効果を奏する。

なお、図６の（ｃ）に示すグラフは、同じ車速Ｖ_Sにおける状態の遷移を示したものであり、図６の（ｂ）に示すように、車速Ｖ_Sが大きいほど、ダンピングゲインを大きく設定する。

《第２の実施形態》
第２の実施形態は、後輪のトー角に対応する反力補正指示信号を算出する反力補正制御部を備えたことを特徴とする。
第２の実施形態において、第１の実施形態にかかる構成要素と同一のものについては、同一の符号を付し説明を省略する。
図９は、第２の実施形態にかかる操舵制御ＥＣＵの構成を示す図である。図９に示すように、操舵制御ＥＣＵ１３１は、後輪トー角制御部１３１ｂに反力補正制御部７２を備えることを特徴とする。反力補正制御部７２は、ＣＰＵ７２ａと図示しないＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などを含んで構成される。

また、反力補正制御部７２は、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒと接続され、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが入力される。さらに、反力補正制御部７２には、電動機４の角速度ωと、前輪１の転舵角δが入力される。そして、反力補正制御部７２は、入力されるトー角α_L、α_R、角速度ω、転舵角δ、に基づいて補償値を算出し、算出した補償値を、例えば電気信号などの反力補正指示信号ＩＭ_Rとして出力する。

図１０の（ａ）は、目標信号から反力補正指示信号を加算する態様を示すブロック図である。図１０の（ａ）に示すように、電動パワーステアリング制御部１３０ａでは、トルク信号Ｔと車速信号ＶＳとに基づいてベース信号演算部５１で算出されたベース信号が、イナーシャ補償信号演算部５３、ダンパ補償信号演算部５２とにより補正されて目標信号ＩＭ₁が出力される。そして、加算器（補正手段）６３で、反力補正制御部７２が出力する反力補正指示信号ＩＭ_Rが加算または減算され、出力信号ＩＭ₂が出力される。

図１０の（ｂ）は、反力補正制御部の構成を示すブロック図である。図１０の（ｂ）に示すように、反力補正制御部７２は、電動機４の角速度ω、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに基づいて、反力補正指示信号ＩＭ_Rを出力する機能を有する。
ここで、電動機４に大きな電動機電流が供給され、角速度ωが速くなるほど、アシストの効きすぎを大きく減衰させるため、反力補正指示信号ＩＭ_Rは、角速度ωが大きいほど大きくすればよい。
そこで、第２の実施形態において、反力補正指示信号ＩＭ_Rを構成する補償値Ｉは、角速度ωに比例した値とした。すなわち、比例定数をダンピングゲインＧ_Dとして、補償値Ｉは次式（４）で示す。
Ｉ＝Ｇ_D・ω ・・・・（４）

前記の機能を実現するため、反力補正制御部７２は角速度ωとダンピングゲインＧ_Dを積算する積算手段７２ｂを有する。
そして、積算手段７２ｂは、例えば反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａを駆動するプログラムに組み込んで実現することができる。その場合、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａに角速度ωを入力する構成とすればよい。なお、ダンピングゲインＧ_Dは後記するように、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａで算出する構成とすればよい。

また、後輪２Ｌ、２Ｒが大きくトーアウトするほど、ヨーレートゲインＧγが高くなり、前輪１に同位相に転舵する後輪２Ｌ、２Ｒが大きくトーインするほど、ヨーレートゲインＧγが低くなることから、補償値Ｉは、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが大きいほど大きな値を対応付ければよい。すなわちダンピングゲインＧ_Dを大きくすればよい。そこで、反力補正制御部７２には、２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rを所定のダンピングゲインＧ_Dに変換する変換手段７２ｃが備えられる。

第２の実施形態においては、図１０の（ｃ）に示すように、ダンピングゲインＧ_Dは０から最大値ＭＡＸまでの値を有し、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが０°のときにダンピングゲインＧ_Dが０となり、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが最大のトー角α_MAXのときに、ダンピングゲインＧ_DがＭＡＸとなるように設定した。そして、ダンピングゲインＧ_Dは、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに比例する値とした。そして、変換手段７２ｃは、入力された後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに対応するダンピングゲインＧ_Dを出力する機能を有する。ここで、ダンピングゲインＧ_Dの最大値ＭＡＸの値は限定される値ではなく、例えば、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rが最大のトー角α_MAXのときに、操舵フィーリングが最適となるダンピングゲインＧ_Dとすればよい。
なお、変換手段７２ｃは、例えば反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａを駆動するプログラムに組み込んで実現することができる。その場合、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａに後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rを入力する構成とすればよい。

このように、補償値Ｉを角速度ωとダンピングゲインＧ_Dに比例する値とし、かつダンピングゲインＧ_Dを、後輪２のトー角に比例する値としたことで、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａにおける演算が単純化され、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａの負荷を小さくすることができる。

反力補正制御部７２は、算出した補償値Ｉを、例えば電流などの電気信号に変換し、反力補正指示信号ＩＭ_Rとして出力する。そして、図１０の（ａ）に示すように、電動パワーステアリング制御部１３０ａは、目標信号ＩＭ₁に、反力補正指示信号ＩＭ_Rを加算器６３で加算もしくは減算して、出力信号ＩＭ₂を生成する。

すなわち、後輪２がトーインしている場合は、目標信号ＩＭ₁に反力補正指示信号ＩＭ_Rを加算して、ダンピングの効きを小さくし、後輪２がトーアウトしている場合は、目標信号ＩＭ₁から反力補正指示信号ＩＭ_Rを減算して、ダンピングの効きを大きくすればよい。

なお、前記した後輪２のトー角とダンピングゲインＧ_Dの相関関係は、一例を示したに過ぎず、車両Ｖの運動特性などを考慮して、適宜設定すればよい。

また、例えば図６の（ｃ）に示す補償値Ｉと角速度ωとの相関関係をデータ化して、反力補正制御部７２に備わる図示しない記憶装置に記憶する構成であってもよい。そして、反力補正制御部７２は、入力される後輪２のトー角に対応する補償値Ｉを読み出すことで、補償値Ｉを算出する構成であってもよい。

以上のように、ステアリングダンパをダンピング制御することによって、車両Ｖが旋回するときに、後輪２がトーアウトしている場合には、電動機４の回転子の角速度ωがすばやく低下することから、車両Ｖの高いヨーレートゲインＧγに追従することができ、後輪２がトーインしている場合には、電動機４の回転子の角速度ωが緩やかに低下することから、車両Ｖの低いヨーレートゲインＧγに追従することができるという、第１の実施形態と同等の優れた効果を奏する。

また、第２の実施形態においては、反力補正指示信号ＩＭ_Rの算出は、トー角変更装置１２０から入力される後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに基づく。このことによって、例えば後輪２Ｌ、２Ｒが目標トー角α_TL、α_TRと同等のトー角に設定されていなくても、実際の後輪２Ｌ、２Ｒのトー角α_L、α_Rに対応した反力補正指示信号ＩＭ_Rが出力される。したがって、運転者は、車両Ｖの挙動に対応した操舵フィーリングを得ることができるという、優れた効果を奏する。

また、図１１に示すように、反力補正制御部７２と加算器６３を接続する経路７２ｅに、反力補正制御部７２が出力する駆動信号によって駆動されるリレーなどの遮断手段７２ｄを備えてもよい。そして、例えばトー角変更装置１２０に異常が発生したことを検出したときには、経路７２ｅが遮断される構成としてもよい。

前記したように、トー角変更制御ＥＣＵ３７は自己診断部８１ｄを備えていて、トー角変更装置１２０に異常が発生したことを自己診断部８１ｄによって検出することができる。そこで、自己診断部８１ｄが発する異常検出信号を、反力補正制御部７２のＣＰＵ７２ａに入力する構成とする。そして、異常検出信号を入力された反力補正制御部７２は、は駆動信号を出力して遮断手段７２ｄを駆動し、反力補正制御部７２と加算器６３の間の経路７２ｅを遮断する。

このように、トー角変更装置１２０に異常が発生したときには、反力補正制御部７２と加算器６３の間の経路を遮断することで、反力補正制御部７２が算出する反力補正指示信号ＩＭ_Rを加算器６３に入力しない。したがって、トー角変更装置１２０に異常が発生したときには、反力補正指示信号ＩＭ_Rは目標信号ＩＭ₁に加算されない。

トー角変更装置１２０に異常が発生したとき、後輪２Ｌ、２Ｒに設定されるトー角α_L、α_Rは、目標トー角演算部７１が算出する目標トー角α_TL、α_TRとは異なるトー角に設定されることが考えられる。そして、異常が発生したトー角変更装置１２０が設定する、目標トー角α_TL、α_TRとは異なるトー角α_L、α_Rに基づいて補正指示信号ＩＭ_Rを算出すると、運転者に不自然な操舵フィーリングを与える場合がある。

トー角変更装置１２０に異常が発生したときに、反力補正制御部７２と加算器６３の間の経路を遮断して、反力補正指示信号ＩＭ_Rを目標信号ＩＭ₁に加算しない構成にすることで、反力補正制御部７２を有さないパワーステアリングと同等の操舵フィーリングとなり、運転者に与える操舵フィーリングの不自然さを軽減することができるという、優れた効果を奏する。

異常検出信号を入力された反力補正制御部７２は、出力する反力補正指示信号ＩＭ_Rを常に「０」にする構成としてもよい。このように構成すると、遮断手段７２ｄを備えることなく、トー角変更装置１２０に異常が発生したときの影響を排除することができる。
《変形例》

また、変形例として、前輪の操舵に対応して後輪が同位相または、逆位相に転舵する場合が考えられる。図１に示す車両Ｖにおいて、後輪２が前輪１と逆位相に転舵したときには、ダンピングゲインＧ_Dを大きくして電動機４に対する反力を大きくして、電動機４の角速度ω、すなわち、転舵速度に応じて電動機４の出力トルクＴ_M ^*を大きく減衰させる。言い換えると、図６の（ｃ）に示すように、補償値Ｉの増加率を増やすことで電動機４の出力トルクＴ_M ^*の増加を抑え、電動機４の回転子の角速度ωをすばやく低下させる。
一方、後輪２が前輪１と同位相に転舵したときには、ダンピングゲインＧ_Dを小さくして電動機４に対するダンピング反力を小さくし、電動機４の角速度ω、すなわち、転舵速度に応じて電動機４の出力トルクＴ_M ^*の減衰を小さくする。言い換えると、図６の（ｃ）に示すように、補償値Ｉの増加率を抑えることで電動機４の出力トルクＴ_M ^*を増加して、電動機４の回転子の角速度ωを、逆位相の場合よりも緩やかに低下させる。

また、車両Ｖの旋回時に、例えば旋回外側の後輪２のみトー角を変更するなど、左右の後輪２Ｌ、２Ｒで設定されるトー角α_L、α_Rが異なる構成も考えられる。
例えば、旋回外側の後輪２のみトー角を変更する構成では、後輪２が両輪とも操舵される場合に比べてのトー角変更がヨーレートゲインＧγに与える影響が小さいと考えられることから、後輪２の両輪が操舵される場合より小さなダンピングゲインＧ_Dを設定すればよい。

このように、後輪２が前輪１の操舵に対応して転舵する場合であっても、後輪２が前輪１と同位相に転舵する場合は、後輪２がトーインしている場合と同等の特性でダンピング制御し、後輪２が前輪１と逆位相に転舵する場合は、後輪２がトーアウトしている場合と同等の特性でダンピング制御することで、運転者に自然な操舵フィーリングを与えることができる。

本発明の実施形態に係る操舵システムを備えた４輪車両の全体概念図である。 操舵システムの電動パワーステアリング装置の構成図である。 操舵システムの左後輪側のトー角変更装置の構成図である。 トー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。 操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略構成図である。 ベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図である。 トー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの構成図である。 （ａ）は、後輪のトー角に対応する、転舵角とヨーレートとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、車両をスラローム走行させたときの転舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。 第２の実施形態にかかる操舵制御ＥＣＵの構成を示す図である。 （ａ）は、目標信号に反力補正指示信号を加算する態様を示すブロック図、（ｂ）は、反力補正制御部の構成を示すブロック図である。 反力補正制御部と加算器の間の経路に、遮断手段を備えたことを示す図である。

符号の説明

１（１Ｌ、１Ｒ） 前輪
２（２Ｌ、２Ｒ） 後輪
３ 操向ハンドル
４ 電動機（ステアリング系）
５ａ ウォームギア（ステアリング系）
５ｂ ウォームホイールギア（ステアリング系）
７ ピニオン軸（ステアリング系）
８ ラック軸（ステアリング系）
８ａ ラック歯（ステアリング系）
９ タイロッド（ステアリング系）
３１ａ 温度センサ（異常検出手段）
３７ トー角変更制御ＥＣＵ（操舵制御装置）
５１ ベース信号演算部（補助トルク算出手段、目標電流信号の算出手段）
５２ ダンパ補償信号演算部（補助トルク算出手段、補正値の算出手段）
５３ イナーシャ補償信号演算部（補助トルク算出手段）
６１、６３ 加算器（補正手段）
６８ 前輪転舵角演算部
７１ 目標トー角演算部
７２ 反力補正制御部（補正演算部）
７２ｄ 遮断手段
７２ｅ 経路
８１ 制御部
８１ｄ 自己診断部（異常検出手段）
１００ 操舵システム
１１０ 電動パワーステアリング装置
１２０（１２０Ｌ、１２０Ｒ） トー角変更装置
１３０ 操舵制御ＥＣＵ（操舵制御装置）
ＩＭ_R 反力補正指示信号
Ｖ 車両

Claims (2)

1. 少なくとも操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置と、
   少なくとも前輪の転舵角および車速に基づいて左右の後輪のトー角を変更可能とするトー角変更装置と、
   前記電動パワーステアリング装置および前記トー角変更装置を制御する操舵制御装置と、を備え、
   前記操舵制御装置は、
   前記操舵トルクに基づいた前記補助トルクを前記電動機に発生させるのに要する電流の目標値を算出する目標電流信号の算出手段と、
   前記目標電流信号を補正する補正値を、前記後輪のトー角に基づいて算出する補正値の算出手段と、
   前記目標電流信号を前記補正値で補正する補正手段とを有し、
   前記目標電流信号を前記補正値で補正する操舵システムであって、
   前記操舵制御装置は、前記補助トルクの目標値を算出する補助トルク算出手段を有し、該補助トルク算出手段から出力される前記電動機を駆動する目標信号を、
   前記後輪のトー角に基づいて、前記操舵制御装置が算出する補償値で補正する操舵システムであって、
   前記操舵システムを備える車両が旋回するときに、少なくとも旋回外側の前記後輪がトーアウトするときには、少なくとも旋回外側の前記後輪がトーインするときよりも、前記補償値を大きくすることを特徴とする操舵システム。
2. 前記操舵システムは、
   前記補償値を算出し、前記補償値に基づいた反力補正指示信号を出力する補正演算部と、
   前記トー角変更装置に異常が発生したことを検出して、前記補正演算部に通知する異常検出手段と、
   前記補正演算部が算出する前記反力補正指示信号を前記操舵制御装置に伝達する経路にあって、前記補正演算部からの駆動信号によって、前記反力補正指示信号の伝達を遮断する遮断手段と、をさらに備え、
   前記トー角変更装置に異常が発生しないときは、
   前記操舵制御装置は、
   前記経路を介して伝達される前記反力補正指示信号を、前記目標信号に加算もしくは減算することで、前記目標信号を補正し、
   前記補正演算部が、前記トー角変更装置に異常が発生したことを、前記異常検出手段から通知されたときは、
   前記補正演算部は前記遮断手段に駆動信号を与えて、前記経路を遮断し、
   前記操舵制御装置は、
   前記目標信号を、前記反力補正指示信号で補正しないことを特徴とする請求項１に記載の操舵システム。

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