JP2008238934A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に違和感を与えることなく常に適切な操舵トルク制御を実現でき、もって車両挙動を安定化できるパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】運転者のステアリング操作による操舵トルクＴsw及び車速Ｖに基づき基本操舵トルクＴ0を算出する一方、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２及び車速Ｖに基づき、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対するヨーレイトγの応答関係を模擬した２次伝達関数を含む車両の運動方程式に従って目標ヨーレイトtgtγを算出し、この目標ヨーレイトtgtγと実ヨーレイトγとの偏差Δγから求めた補正操舵トルクＴａを基本操舵トルクＴ0に加算し、加算後の操舵トルクＴに基づき操舵トルク制御を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータにより運転者の操舵をアシストするパワーステアリング装置に関するものである。

ステアリングホイールの回転を車両の操舵輪に伝達する操舵系に電動モータを設け、モータにより操舵系に操舵トルクを付加することにより運転者の操舵力を軽減するようにしたパワーステアリング装置が実用化されている。この種のパワーステアリング装置では、モータにより車両の走行状態に応じた適切な操舵トルクを付加することが重要であり、そのために種々の手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

当該特許分文献１のパワーステアリング装置では、操舵角及び車速に基づき車両がニュートラルステア状態のときの横加速度またはヨーレイトを目標値（規範横加速度または規範ヨーレイト）として算出し、この目標値と実横加速度または実ヨーレイトとの差分値に比例する操舵トルクを付加している。本制御では、運転者のニュートラルステア側への操舵力を軽減する方向に差分値を設定して操舵トルクを付加し、これにより、旋回時の車両挙動がアンダーステアやオーバーステア気味になったときには、ニュートラルステア方向に操舵トルクを付加して運転者の操舵を促すことで車両挙動をニュートラルステア側に修正し、また、高速走行において横風等で車両の進路が乱された場合には、進路修正方向（風上方向）に操舵トルクを付加して運転者の操舵を促すことで走行安定性の向上を図っている。
特開平９−１４２３３１号公報

上記特許文献１の技術は操舵角をベースとして操舵トルク制御を実行していることから、以下に述べる制御上の矛盾を抱えている。
即ち、操舵角に基づく操舵トルク制御の結果、車両旋回時にはニュートラルステア方向への運転者の操舵が促され、高速走行での横風時には風上方向への運転者の操舵が促されるが、それに伴って操舵トルク制御のベースとなる操舵角自体が変化してしまう。操舵角の変化後も操舵トルク制御は継続されるため、変化後の不適切な操舵角に基づいて操舵トルク制御が行われることになり、例えば上記高速走行では、風上方向に変化した操舵角に基づき目標値も風上方向に変化してしまい、目標値と実際値との差分値の増大に伴って操舵トルクが適正値を越えて急増してしまう。

特に低μ路での旋回時や高速走行時等のタイヤ限界が低下する運転領域ではこの傾向が顕著に現れ、不適切な操舵トルク制御により却って走行安定性が低下する可能性があると共に、運転者の意図に沿わない操舵トルク制御により違和感を与えてしまうという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、運転者に違和感を与えることなく常に適切な操舵トルク制御を行い、ドライバの操舵を適切な方向に導くことで、安定した車両挙動を実現することができるパワーステアリング装置を提供することにある。

上記、目的を達成するため、請求項１の発明は、車両の操舵系に操舵トルクを付加する操舵トルク付加手段と、車両の横加速度とヨーレイトを検出する車両挙動検出手段と、車両挙動検出手段により検出された横加速度またはヨーレイトの何れか一方に基づき、横加速度またはヨーレイトの他方を目標値として算出する目標値算出手段と、目標値算出手段により算出された目標値と実際値との偏差に基づき補正操舵トルクを設定すると共に、運転者による操舵トルクに基づき基本操舵トルクを算出し、基本操舵トルクと補正操舵トルクとに基づき操舵トルク付加手段を駆動制御する操舵制御手段とを備えたものである。

従って、車両挙動検出手段により検出された横加速度またはヨーレイトの何れか一方に基づき、目標値算出手段により横加速度またはヨーレイトの他方が目標値として算出され、この目標値と実際値（例えば、横加速度センサにより検出された横加速度、或いはヨーレイトセンサにより検出されたヨーレイト）との偏差に基づき補正操舵トルクが設定されると共に、運転者による操舵トルクに基づき基本操舵トルクが算出され、この基本操舵トルクと補正操舵トルクとに基づき操舵トルク付加手段が駆動制御されて、車両の操舵系に操舵トルクが付加される。

操舵時の車両挙動は横加速度とヨーレイトとにより決定されるため、横加速度とヨーレイトとを理想的な操舵時の車両挙動を実現できる関係にすべく、例えば横加速度に対して最適なヨーレイトを算出したり、或いはヨーレイトに対して最適な横加速度を算出したりして、その値を目標値として、実施との偏差を操舵トルク制御に適用することにより車両挙動が最適化される。

そして、横加速度或いはヨーレイトをベースとして操舵トルク制御を実行しており、結果として特許文献１のように、操舵角に基づく操舵トルク制御の結果、ベースとなる操舵角自体が変化してしまうことにより不適切な操舵トルク制御に起因する走行安定性の低下や運転者の違和感等の弊害が未然に防止される。
請求項２の発明は、目標値算出手段が、車両の横加速度に対するヨーレイトの応答遅れを模擬した２次伝達関数を含む車両の運動方程式に基づき、横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を目標値として算出するものである。

これは、操舵時において横加速度に対してヨーレイトは所定の応答関係にあり、この応答関係を模擬した２次伝達関数を含む運動方程式に基づき横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方がより適切な目標値として算出されるため、一層の車両挙動の最適化が達成される。
請求項３の発明は、請求項１乃至２において、目標値算出手段が、横加速度及びヨーレイトと車両の後輪のコーナリングパワーとの関係が設定された車両の運動方程式に基づき、横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を目標値として算出するものである。

従って、横加速度またはヨーレイトの何れか一方に基づき後輪コーナリングパワーを反映した横加速度またはヨーレイトの他方が目標値として算出され、例えば、運動方程式のコーナリングパワーが増加設定されるほど横加速度に基づいて小さなヨーレイトが算出され、このヨーレイトが操舵トルク制御に適用されることにより、後輪のタイヤ性能があたかも向上したような車両挙動となる。このように運動方程式の後輪コーナリングパワーの設定に応じて、横加速度またはヨーレイトの何れか一方に対する他方の設定特性、ひいては操舵時の車両挙動を任意に変更可能となる。

請求項４の発明は、請求項３において、運動方程式で設定された後輪コーナリングパワーが、実際の後輪のコーナリングパワーより大きな値に設定されたものである。
従って、実際より大きな後輪コーナリングパワーに基づき横加速度またはヨーレイトの他方が算出されるため、後輪のタイヤ性能があたかも向上したような車両挙動が実現される。

請求項５の発明は、請求項３において、車両の走行状態に基づき運動方程式の後輪コーナリングパワーを設定するコーナリングパワー設定手段を備え、目標値算出手段が、コーナリングパワー設定手段により後輪コーナリングパワーが設定された運動方程式に基づき、横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を算出するものである。
従って、車両の走行状態に基づきコーナリングパワー設定手段により運動方程式の後輪コーナリングパワーが設定され、その運動方程式に基づき横加速度やヨーレイトが目標値として算出される。このように車両の走行状態に対応する最適な後輪コーナリングパワーを反映して目標値が算出されるため、一層の車両挙動の最適化が達成される。

請求項６の発明は、請求項５において、コーナリングパワー設定手段が、車両の車速または前後加速度に基づき後輪コーナリングパワーを設定するものである。
従って、車両の車速または前後加速度に基づきコーナリングパワー設定手段により運動方程式の後輪コーナリングパワーが設定され、その運動方程式に基づき前輪横力から目標後輪横力が算出される。例えば車両旋回時や高速走行時において車速が高いほど、或いは前後加速度が高い（急加速や急減速）ほど、車両挙動は不安定に陥り易いため、それに応じて後輪コーナリングパワーを増加設定することにより、見かけ上の後輪のタイヤ性能を向上させて車両挙動を安定化可能となる。

以上説明したように請求項１の発明のパワーステアリング装置によれば、運転者に違和感を与えることなく常に適切な操舵トルク制御を実現でき、もって車両挙動を最適化することができる。
請求項２の発明のパワーステアリング装置によれば、請求項１に加えて、横加速度に対するヨーレイトの応答遅れを反映した適切な目標値に基づき、一層の車両挙動の最適化を達成することができる。

請求項３の発明のパワーステアリング装置によれば、請求項１乃至２に加えて、後輪コーナリングパワーの設定に応じて、横加速度またはヨーレイトの何れか一方に対する他方の設定特性、ひいては旋回時の車両挙動を適正に導くことができる。
請求項４の発明のパワーステアリング装置によれば、請求項３に加えて、実際より大きな後輪コーナリングパワーを設定することで、後輪のタイヤ性能があたかも向上したような安定した車両挙動を実現することができる。

請求項５，６の発明のパワーステアリング装置によれば、請求項３に加えて、車両の走行状態、例えば車速または前後加速度等に対応する最適な後輪コーナリングパワーを反映した目標値を算出することで、一層の車両挙動の最適化を達成することができる。

以下、本発明を具体化したパワーステアリング装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明のパワーステアリング装置が適用された車両を示す全体構成図である。車両の左右の前輪１ｆはロアアーム２ｆ及び図示しないストラットにより車体側から支持されると共に、それぞれタイロッドエンド３ｆを介してステアリングギアボックス４に連結されている。ステアリングギアボックス４にはステアリングシャフト５を介してステアリング６が連結され、運転者のステアリング操作に応じて左右の前輪１ｆが操舵される。図示はしないが、左右の前輪１ｆはドライブシャフトを介して車両のエンジンルーム内に搭載された変速機と接続され、変速機を介して伝達されるエンジンからの駆動力により回転駆動されて車両を走行させる。

ステアリングギアボックス４にはパワーステアリング装置の電動モータ７（操舵トルク付加手段）が配設され、モータ７の駆動力が操舵トルクとしてステアリングギアボックス４に入力される。ステアリングシャフト５には操舵トルクセンサ９が設けられ、この操舵トルクセンサ９により運転者のステアリング操作により発生する操舵トルクＴswが検出される。また、前輪１ｆ及び後輪１ｒにはそれぞれ車輪速センサ８が設けられ、各センサ８により車輪速ＮFL,ＮFR,ＮRL,ＮRRが検出される。

各車輪速センサ８及び操舵トルクセンサ９は、車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２を検出する横加速度センサ１２（車両挙動検出手段）及び車両のヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ１３と共に、車室内に設置されたパワーステアリング用のＥＣＵ（電子制御ユニット）１１に接続されている。ＥＣＵ１１は、図示しない入出力装置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭなど），中央処理装置（ＣＰＵ），タイマカウンタ等から構成されており、駆動回路１４を介して上記モータ７と接続されている。ＥＣＵ１１は各センサからの検出情報に基づき、駆動回路１４を介してモータ７を駆動制御して操舵系に操舵トルクを付加する制御を実行する（操舵制御手段）。操舵トルク制御として本発明では、上記特許文献１の技術のように操舵角から操舵トルクを設定することなく、車両に発生する横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２から推定したヨーレイトγを操舵トルクに反映させており、この点を特徴としている。そこで、実際のＥＣＵ１１の処理を説明する前に、本発明の操舵トルク制御の概要について述べる。

既述したように、特許文献１の技術では操舵角に基づき操舵トルクを設定しているが、操舵トルク制御の結果、操舵トルク制御のベースとなる操舵角自体が変化することから、不適切な操舵制御により走行安定性の低下や運転者の違和感等の問題が生じる。
このような問題点を鑑みて、本発明者は、運転者の違和感を防止した上で適切な操舵トルク制御を実現するには、どのような指標に基づいて操舵トルクを設定すべきかを検討した結果、車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとの関係に着目した。

即ち、操舵により生じる車両の挙動は横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとにより決定されるため、両者の関係を操舵トルクに反映することにより車両挙動を安定化できることを見出した。そこで、本発明では、ヨーレイトγに対する横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２の関係を示す車両の運動方程式として導き出した次式(1)に基づき、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対して所定の関係をもって目標ヨーレイトtgtγを算出し（目標値算出手段）、その目標ヨーレイトtgtγに基づく操舵トルク制御の実行により、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対して最適なヨーレイトγ、即ち、安定した車両挙動を実現可能な操舵トルクを操舵系に付加している。

ここに、ｍは車両重量、Ｉは車両のヨー慣性モーメント、Lはホイールベース、Lfは車両の重心点−前輪１ｆ間の距離、Lrは車両の重心点−後輪１ｒ間の距離、Ｖは車速である。例えば車速Ｖとしては、各車輪速ＮFL,ＮFR,ＮRL,ＮRRを速度換算した値の平均値が適用される。

また、Ｋrは後輪１ｒのコーナリングパワーであり、後述するように予め設定された所定値が適用される。ｓはラプラス演算子を意味し、上述の式(1)は車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対するヨーレイトγの位相差を二次の伝達関数で定義し、対象車両の運動特性に基づいて予め設定された所定地値が適用される。次に、ＥＣＵ１１が操舵トルク制御のために実行する具体的な処理を、図２の制御ブロック図に従って説明する。

操舵トルクセンサ９により検出された運転者のステアリング操作による操舵トルクＴsw、及び各車輪速センサ８の出力から求められた車速Ｖが基本操舵トルク算出部１５に入力され、この基本操舵トルク算出部１５では、図中に示す制御マップに従って運転者の操舵軽減を目的とした基本操舵トルクＴ0が算出される。
一方、車速Ｖ及び横加速度センサ１２により検出された横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２が目標ヨーレイト算出部１６に入力され、目標ヨーレイト算出部１６では、上記式(1)に従って目標ヨーレイトtgtγが算出される。式(1)における横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２と車速Ｖ以外の全ての値は事前に判明しているため、予めこれらの値は固定値として設定され、実際のヨーレイト推定部１６の算出処理では、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２及び車速Ｖから目標ヨーレイトtgtγが算出される。

算出された目標ヨーレイトtgtγは減算部１７に入力され、この目標ヨーレイトtgtγとヨーレイトセンサ１３により検出された実ヨーレイトγとの偏差Δγが算出される。偏差Δγは変換部１８に入力され、変換ゲインにより偏差Δγが補正操舵トルクＴａに変換される。変換後の補正操舵トルクＴａは上記基本操舵トルクＴ0に加算されて最終的な操舵トルクＴが算出され、この操舵トルクＴに基づき駆動回路１４を介してモータ７により車両の操舵系に操舵トルクＴが付加される。操舵トルクＴの付加により、車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとは常に上式(1)が成立する関係を保つように作用する。

一方、上記式(1)は以下の手順により導き出されたものである。
まず、前輪１ｆの操舵角δに対するヨーレイトγの応答は次式(2)〜(4)で表すことができる。

ここに、ωnは固有振動数、ζωnはダンピング係数、Ａはスタビリティファクタである。
また、前輪１ｆの操舵角δに対する横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２の応答は次式(5)〜(8)で表すことができる。

ここで、式(2)を式(5)で除算すると、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対するヨー応答を表す式として上式(1)が得られる。
以上の手順により導き出された式(1)の運動方程式に基づき、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２及び車速Ｖから目標ヨーレイトtgtγが算出され、この目標ヨーレイトtgtγと実ヨーレイトγとの偏差Δγを反映した操舵トルクＴに基づいて操舵トルク制御が実行される。操舵により生じる車両の挙動は横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとにより決定されることから、現在の車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対して最適なヨーレイトγ、即ち、理想的な車両挙動を実現できるヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγとして算出され、この目標ヨーレイトtgtγが操舵トルク制御に反映される。

具体的には、実ヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγより小のときには、プラス側の偏差Δγに対応する補正操舵トルクＴａに基づいて操舵トルクＴが増加補正されることから、運転者の操舵が促されて実ヨーレイトγが増加方向に変化し、逆に実ヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγより大のときには、マイナス側の偏差Δγに対応する補正操舵トルクＴａに基づいて操舵トルクＴが減少補正されることから、運転者の操舵が規制されて実ヨーレイトγが減少方向に変化する。実際の車両旋回時には双方の現象が交互にタイミングよく生起されることにより、実ヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγに向けて調整され、結果として上式(1)により規定される横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとの関係が一定に保たれる方向に操舵を促す。

この操舵トルク制御により、例えば旋回時の車両挙動がアンダーステア気味のときには、実ヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγより小であるとして操舵トルクＴの増加補正により運転者の操舵が促され、逆に旋回時の車両挙動がオーバーステア気味のときには、実ヨーレイトγが目標ヨーレイトtgtγより大であるとして操舵トルクＴの減少補正により運転者の操舵が規制され、何れの場合もニュートラルステア方向への修正が行われて車両挙動が安定化する。

また、例えば高速走行において横風等で車両の進路が乱された場合には、一時的に実ヨーレイトγが急増して目標ヨーレイトtgtγより大となるため、操舵トルクＴの減少補正により運転者の操舵が規制され、結果として車両挙動が安定方向に変化して横風の影響が軽減される。従って、本発明によれば、低μ路での旋回時や高速走行時等のタイヤ限界が低下する運転領域であっても、操舵トルク制御を適切に実行して理想的な車両挙動（この場合は、良好な走行安定性）を実現することができる。

そして、以上の説明から明らかなように、本発明では車両の横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対して最適なヨーレイトγを実現するように操舵トルク制御を実行しており、結果として特許文献１のように、操舵角に基づく操舵トルク制御の結果、ベースとなる操舵角自体が変化する事態は発生せず、変化した操舵角に基づく不適切な操舵トルク制御に起因する走行安定性の低下や運転者の違和感等の弊害を未然に防止することができる。

加えて、操舵角を検出するための操舵角センサを必要としないため、コスト低減を達成できると共に、センサ故障に起因する信頼性の低下を未然に防止することができる。
また、上式(1)から明らかなように、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対する目標ヨーレイトtgtγの設定特性は式中の後輪１ｒのコーナリングパワーＫrに応じて変化する。コーナリングパワーＫrとは、タイヤの線形領域内における後輪１ｒの横滑り角に対する横力の大きさを表す指標であり、（換言すれば、横力を発生する性能の高さ）を表す指標であり、結果として目標ヨーレイトtgtγは、コーナリングパワーＫrに対応するタイヤ性能を反映した値として算出される。

具体的には、高いタイヤ性能を想定してコーナリングパワーＫrを増加設定した場合には、式(1)に基づき同一横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２であっても小さめの目標ヨーレイトtgtγが算出され、この目標ヨーレイトtgtγに基づく操舵トルク制御により、あたかもタイヤ性能の高い後輪１ｒを装着した安定方向の車両挙動となる。また、逆に低いタイヤ性能を想定してコーナリングパワーＫrを減少設定した場合には、式(1)に基づき同一横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２であっても大きめの目標ヨーレイトtgtγが算出され、この目標ヨーレイトtgtγに基づく操舵トルク制御により、あたかもタイヤ性能の低い後輪１ｒを装着した応答性の良好な車両挙動となる。

例えば、車両旋回時のオーバーステアの抑制や高速走行時の横風による影響の軽減を目的とした場合には、安定方向の車両挙動が要求されるため、コーナリングパワーＫrは大きめの値に設定することが望ましい。よって、この条件の下に式(1)のコーナリングパワーＫrを設定することにより、車両挙動を安定方向に設定できる。ここで、実際に後輪１ｒが発揮するコーナリングパワーは路面μに依存する（一般的に高μでは大きく、低μでは小さくなる）のに対し、式(1)における演算上のコーナリングパワーＫrは一定値であることから、どのような路面μを前提としてコーナリングパワーＫrが設定されているかに応じて、操舵トルク制御の効果が得られる路面μの範囲が異なってくる。

大雑把に高低２種の路面μを想定してコーナリングパワーＫrを設定した場合を比較すると、高μ路を想定して、コーナリングパワーＫrを高μ路での実際値より高く設定した場合には、高μ路で操舵トルク制御による安定化の効果が得られると共に、当然ながら低μ路でも操舵トルク制御の効果が得られる。また、低μ路を想定して、コーナリングパワーＫrを低μ路での実際値より高く設定した場合には、低μ路では操舵トルク制御の効果が得られるが、高μ路では操舵トルク制御の効果が得られなくなる。よって、車両挙動の安定性が損なわれ易い低μ路に限って操舵トルク制御による効果が得られればよい場合には後者の設定を選択し、低μ路のみならず高μ路でも操舵トルク制御による効果を要望する場合には前者を選択する等、車両の運動特性に対する要望に応じてコーナリングパワーＫrを設定すればよい。

そして、このように式(1)の後輪コーナリングパワーＫrの設定を変更するだけで、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対する目標ヨーレイトtgtγの設定特性、ひいては車両挙動を任意に変更でき、しかも、実際より大きな後輪コーナリングパワーＫrを設定すれば、見かけ上の後輪１ｒのタイヤ性能を向上させて安定した車両挙動を実現することができる。
図３は高μ路でレーンチェンジしたときのヨーレイト変化を示した説明図、図４は低μ路でレーンチェンジしたときのヨーレイト変化を示した説明図である。式(1)中のコーナリングパワーＫrとしては、高μ路での実際値に等しい値が設定されており、試験条件としては、車速Ｖ＝100km/hでの走行中に1.0Hz相当の操舵速度でレーンチェンジした場合が設定されている。

図３に示す高μ路では本発明の制御有りと本発明の制御無しとでヨーレイトγの発生状況にほとんど差異がなく、何れの場合もヨーレイトγは操舵後に速やかに収束して正常なレーンチェンジが行われている。この試験結果は、本発明の制御有りの場合でも、実際値と同等のコーナリングパワーＫrが適用されることで実質的に補正操舵トルクＴａ＝０で本発明の制御が反映されなかった（換言すれば不要なため）ことを示している。

一方、図４に示す低μ路では、本発明の制御無しの場合はヨーレイトγが収束せずにスピンに至っているに対し、本発明の制御有りの場合は低μに起因して発生するヨーレイトγ自体は低いものの、高μ路と同様に操舵後に速やかに収束して正常なレーンチェンジが行われている。即ち、本発明の制御有りでは、高μ路と同等のコーナリングパワーＫrがあたかも発揮されて安定したような車両挙動が実現されており、この試験結果からも上記本発明の作用効果を裏付けることができる。

ところで、上記実施形態では、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２に対して最適なヨーレイトγを目標値tgtγとして設定し、この目標ヨーレイトtgtγを達成するように操舵トルク制御を実行したが、横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとの関係を最適化できれば、その手法はこれに限らない。例えば図５に示すように、ヨーレイトセンサ１３（車両挙動検出手段）により検出したヨーレイトγに基づき、目標横加速度算出部２１（目標値算出手段）によりヨーレイトγに対して最適な目標横加速度tgtｄ^２ｙ/ｄｔ^２を設定し、この目標横加速度tgtｄ^２ｙ/ｄｔ^２を達成するように、横加速度センサ１２により検出した実横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２と目標横加速度tgtｄ^２ｙ/ｄｔ^２との偏差に基づいて操舵トルク制御を実行してもよい。この場合でも結果として横加速度ｄ^２ｙ/ｄｔ^２とヨーレイトγとの関係を最適正化できるため、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、後輪コーナリングパワーＫrを固定値として設定したが、車両の挙動を安定化する必要性はその時々の車両の走行状態によって異なり、それに応じて最適な後輪コーナリングパワーＫrも変化する。そこで、車両の走行状態に基づいて後輪コーナリングパワーＫrを可変してもよい（コーナリングパワー設定手段）。
車両の走行状態の具体例としては車速Ｖや前後加速度を挙げることができ、車両旋回時や高速走行時において車速Ｖが高いほど、或いは前後加速度が高い（急加速や急減速）ほど、車両挙動は不安定に陥り易い。よって、ＥＣＵ１１の処理において、車速Ｖや前後加速度の増加に応じて式(1)の後輪コーナリングパワーＫrを増加設定すれば、目標ヨーレイトtgtγの低下により見かけ上の後輪１ｒのタイヤ性能が向上することから、結果として操舵トルク制御を一層きめ細かに実行でき、より確実に車両挙動を安定化することができる。

なお、後輪コーナリングパワーＫrを可変するための指標は、上記車速Ｖや前後加速度に限ることはない。例えばステアリング６の操舵角速度が大きい急操舵であるほど車両挙動は不安定に陥り易いことから、それに応じて後輪コーナリングパワーＫrを増加設定してもよい。
また上述の実施形態においては、操舵機構（舵角変更機構）がステアリングホイール６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）やステアリングギア比を可変にした操舵機構としてもよい。

本発明のパワーステアリング装置が適用された車両を示す全体構成図である。 操舵トルク制御のためのＥＣＵの処理を示す制御ブロック図である。 高μ路でレーンチェンジしたときのヨーレイト変化を示した説明図である。 低μ路でレーンチェンジしたときのヨーレイト変化を示した説明図である。 ヨーレイトから目標横加速度を算出する別例の処理を示す制御ブック図である。

符号の説明

７ モータ（操舵トルク付加手段）
１１ ＥＣＵ
（目標値算出手段、操舵制御手段、コーナリングパワー設定手段）
１２ 横加速度センサ（車両挙動検出手段）
１３ ヨーレイトセンサ（車両挙動検出手段）

Claims (6)

1. 上記車両の横加速度とヨーレイトを検出する車両挙動検出手段と、
   上記車両挙動検出手段により検出された横加速度またはヨーレイトの何れか一方に基づき、該横加速度またはヨーレイトの他方を目標値として算出する目標値算出手段と、
   上記目標値算出手段により算出された目標値と実際値との偏差に基づき補正操舵トルクを設定することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 上記目標値算出手段は、上記車両の横加速度に対するヨーレイトの応答関係を模擬した２次伝達関数を含む車両の運動方程式に基づき、上記横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を目標値として算出することを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
3. 上記目標値算出手段は、上記横加速度及びヨーレイトと上記車両の後輪のコーナリングパワーとの関係が設定された車両の運動方程式に基づき、上記横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を目標値として算出することを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載のパワーステアリング装置。
4. 上記運動方程式で設定された後輪コーナリングパワーは、実際の後輪のコーナリングパワーより大きな値に設定されたことを特徴とする請求項３記載のパワーステアリング装置。
5. 上記車両の走行状態に基づき上記運動方程式の後輪コーナリングパワーを設定するコーナリングパワー設定手段を備え、
   上記目標値算出手段は、上記コーナリングパワー設定手段により後輪コーナリングパワーが設定された運動方程式に基づき、上記横加速度またはヨーレイトの何れか一方から他方を算出することを特徴とする請求項３記載のパワーステアリング装置。
6. 上記コーナリングパワー設定手段は、上記車両の車速または前後加速度に基づき上記後輪コーナリングパワーを設定することを特徴とする請求項５記載のパワーステアリング装置。

Images