JP2008254558A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が完全に不安定になる以前に、保舵走行やカント路走行などにより入力信号にオフセットが重畳される場合でも、不安定状態の誤検出信号の出力を抑制した車両用操舵装置を得る。
【解決手段】実路面反力トルク検出器１５と、ハンドル角検出器１８と、車速検出器１１と、規範路面反力トルク演算手段１９と、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）または規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）に対して特定周波数範囲を抽出するハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂと、フィルタ処理後の実路面反力トルク信号および規範路面反力トルク信号に応じて車両の走行状態を判定する走行状態判定手段２１とを備えている。オフセットを含む入力信号（実路面反力トルクやモータ角速度など）に対してフィルタ処理を施し、オフセット周波数成分を除去してオフセットの影響を取り除くことにより不安定状態の誤検出を抑制する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車などに搭載された電動パワーステアリング装置などの車両用操舵装置に関し、特に、入力信号にオフセットが重畳される保舵走行状態やカント路走行状態などにおいても、車両の走行状態を正しく検出することのできる車両用操舵装置に関するものである。

一般的に、雪道などの滑りやすい路面では、運転者がハンドル操作を誤って車両挙動が不安定状態となる場合があるので、このような車両挙動の不安定状態を回避するために、車両挙動状態を検出して車両を安定化制御する必要がある。

そこで、従来の車両用操舵装置においては、車両に発生する実路面反力トルクを電動パワーステアリング装置で検出するとともに、車両の運転者の操舵操作によるハンドル角を検出し、ハンドル角と実路面反力トルクとの特性から、車両の走行挙動状態を推定する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００３−３４１５３８号公報

従来の車両用操舵装置では、上記特許文献１の場合、走行中の車両の不安定状態を判定するために、ハンドル角および車速の各検出値に基づく規範（線形）路面反力トルクと実路面反力トルクとの差を用いて車両状態を検出している。しかし、たとえばカント（傾斜）を有する路面を走行する場合には、斜面の低い方に車両が受ける力に応じた路面反力が生じることから、水平の路面を走行する場合に比べて、実路面反力トルク信号にオフセットが生じる。この結果、斜面走行時のハンドル角信号に対する実路面反力トルク信号は、水平路面走行時とは異なる値を示すので、ハンドル角信号に基づく規範路面反力トルクと、オフセットを有する実路面反力トルクとの差を用いた車両状態検出処理によれば、誤検出を招く可能性があるという課題があった。

また、各検出手段からのハンドル角信号や実路面反力トルク信号が、ノイズや温度の影響で時間推移（ドリフト）した場合や、オフセットを有するような場合においても、車両状態を誤検出する可能性があるという課題があった。
さらに、上記特許文献１のハンドル角に相当する信号として、ハンドル角速度信号や電動パワーステアリングのモータ回転角速度信号を用い、モータ回転角速度信号と実路面反力トルクの変化率とを比較することも考えられるが、ブラシ付きモータなどのモータ回転角速度信号を取得する場合には、たとえば保舵状態（または、ゆっくりとした操舵状態）でカーブを走行したときに、モータの発熱による温度上昇によってモータの巻き線抵抗値が変化することから、モータ角速度にオフセットが生じて、モータ回転角速度信号と実路面反力トルクの変化率との間に偏差が生じるので、依然として、車両挙動の不安定状態を誤検出する可能性があるという課題があった。

この発明は、上記課題を解消するためになされたもので、車両が完全に不安定になる以前に、車両の走行状態を検出する車両用操舵装置において、たとえば保舵走行やカント路走行などにより入力信号にオフセットが重畳される場合でも、誤検出信号の出力可能性を抑制した車両用操舵装置を得ることを目的とする。

この発明による車両用操舵装置は、走行中の車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを表す実路面反力トルク信号を出力する実路面反力トルク信号出力手段と、車両の操舵角を表すハンドル角信号を出力するハンドル角信号出力手段と、車両の走行速度を表す車速信号を出力する車速信号出力手段と、ハンドル角信号および車速信号に基づいて、規範路面反力トルクを表す規範路面反力トルク信号を出力する規範路面反力トルク信号出力手段と、実路面反力トルク信号および規範路面反力トルク信号の少なくとも一方に対して特定周波数範囲を抽出するフィルタ手段と、フィルタ手段を介した実路面反力トルク信号および規範路面反力トルク信号に応じて車両の走行状態を判定する走行状態判定手段とを備えるものである。

この発明によれば、カント路などで実路面反力トルクにオフセットが生じる場合でも、オフセットの周波数に合わせたフィルタでこれを除去することができ、不安定状態の誤検出を抑制することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の全体構成を示すブロック図である。
図１において、車両用操舵装置と関連する車両のステアリング機構（操舵機構）１０は、運転者が操舵するハンドル１と、ステアリング軸２と、ステアリングギアボックス３と、ラック＆ピニオン機構６と、タイヤ７とにより構成される。

車両用操舵装置は、ステアリング軸２に取り付けられたトルクセンサ４および電動アシストモータ（以下、単に「モータ」という）５と、モータ５を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）からなる制御装置８と、トルクセンサ４およびモータ５と制御装置８とを接続するケーブルと、モータ５および制御装置８などに電源を供給する電源装置（図示せず）とにより構成される。

ステアリング軸２の上端に連結されたハンドル１には、運転者による操舵トルクＴｈｄｌが加えられ、操舵トルクＴｈｄｌは、ハンドル１からステアリング軸２に伝達される。
トルクセンサ４は、ステアリング軸２に結合され、操舵トルクＴｈｄｌに応じた操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）（操舵トルクの検出値）を生成して制御装置８に入力する。

モータ５は、ステアリング軸２に減速ギア（図示せず）を介して結合され、操舵トルクＴｈｄｌをアシストするためのアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを発生して、ステアリング軸２に与える。ステアリングギアボックス３は、ステアリング軸２の下端に設けられている。

ステアリング軸２に与えられる操舵トルクＴｈｄｌとアシストトルクＴａｓｓｉｓｔとを加え合わせた合成トルクは、ステアリングギアボックス３を介して数倍に増幅され、ラック＆ピニオン機構６を介してタイヤ７を駆動操作する。

次に、この発明の実施の形態１による全体的な動作について説明する。
図１に示すように、制御装置８（マイクロコンピュータ）には、トルクセンサ４からの操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）と、モータ５からのモータ駆動電流信号Ｉｍｔｒ（ｓ）およびモータ駆動電圧信号Ｖｍｔｒ（ｓ）（モータ駆動電流Ｉｍｔｒおよびモータ駆動電圧Ｖｍｔｒの各検出値）が入力される。なお、制御装置８内の演算処理において、各検出値および各演算値は、制御装置８内のメモリに読み込まれて記憶される。

制御装置８は、ステアリング機構１０に対して電気的に組み合わせられたＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）としての制御を行うために、モータ５に対して制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）（モータ５に対する駆動目標電流）を供給する。

車両の走行中の操舵時において、タイヤ７には、路面反力トルク（実路面反力トルク）Ｔａｌｉｇｎが与えられる。
また、ステアリング軸２には、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づいて、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎ（ステアリング軸２に換算された実路面反力トルク）が作用する。
ステアリング機構１０には、モータ５における摩擦トルクＴｍｆｒｉｃのみならず、モータ５の摩擦トルクＴｍｆｒｉｃ以外の摩擦トルクＴｆｒｐが与えられる。

トルクセンサ４は、運転者がハンドル１を切ったときの操舵トルクＴｈｄｌを、操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）として検出して制御装置８に入力する。
制御装置８は、操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）に応じて、モータ５に制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）を供給することにより、操舵トルクＴｈｄｌを補助するためのアシストトルクＴａｓｓｉｓｔをモータ５から発生させることを主な機能とする。

このとき、制御装置８は、モータ駆動電流信号Ｉｍｔｒ（ｓ）と、モータ駆動電圧信号Ｖｍｔｒ（ｓ）と、操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）とに基づいて、アシストトルクＴａｓｓｉｓｔを発生するための制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）を演算し、制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）をモータ５に供給する。

力学的には、操舵トルクＴｈｄｌとアシストトルクＴａｓｓｉｓｔとの加算トルクが、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎに抗して、ステアリング軸２を回転させる。また、ハンドル１を回転させるときには、モータ５の慣性項も作用するので、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、以下の式（１）で与えられる。

Ｔｔｒａｎ＝Ｔｈｄｌ＋Ｔａｓｓｉｓｔ−Ｊ・ｄω／ｄｔ ・・・（１）

ただし、式（１）において、Ｊ・ｄω／ｄｔはモータ５の慣性トルクである。
また、モータ５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔは、以下の式（２）で与えられる。

Ｔａｓｓｉｓｔ＝Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ ・・・（２）

ただし、式（２）において、Ｋｔはモータ５のトルク定数であり、Ｇｇｅａｒは、モータ５とステアリング軸２との間のＥＰＳ減速ギア比である。
また、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎと、ステアリング機構１０内の全摩擦トルクＴｆｒｉｃ（＝Ｔｍｆｒｉｃ・Ｇｇｅａｒ＋Ｔｆｒｐ）との和であり、モータ５の摩擦トルクＴｍｆｒｉｃと、モータ５の摩擦トルクＴｍｆｒｉｃを除いた他のステアリング機構１０の摩擦トルクＴｆｒｐとを用いて、以下の式（３）で与えられる。

Ｔｔｒａｎ＝Ｔａｌｉｇｎ＋Ｔｆｒｉｃ
＝Ｔａｌｉｇｎ＋（Ｇｇｅａｒ・Ｔｍｆｒｉｃ＋Ｔｆｒｐ） ・・・（３）

制御装置８は、モータ５の駆動電流Ｉｍｔｒに対する目標値を演算し、制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）としてモータ５に入力するとともに、モータ５の実際の駆動電流Ｉｍｔｒが制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）と一致するように、電流フィードバック制御を行う。
これにより、モータ５は、駆動電流値にトルク定数およびギア比（モータ５とステアリング軸２との間のギア比）を乗算した所定トルクを発生し、運転者がハンドル１を操舵する際の操舵トルクＴｈｄｌをアシストする。

また、制御装置８は、運転者が操舵時のアシストトルクを制御する機能のみならず、車両の走行状態を判定する機能（図２とともに後述する）を有し、車両走行状態を推定して車両挙動を安定化させるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを付与するシステムにおいて、オフセット成分を含む入力信号（後述する実路面反力トルク信号やモータ角速度信号など）に対して、オフセットの周波数成分を除去するフィルタ手段を用いてオフセットの影響を取り除くことにより誤検出を抑制するようになっている。
ここでは、制御装置８が走行状態判定手段を含む場合を例にとって説明するが、制御装置８とは別途に、走行状態判定手段を設けてもよい。

図２は制御装置８の具体的構成例を示す機能ブロック図であり、便宜的に、制御装置８がモータ５内の制御回路を含むものとして示している。
図２において、制御装置８は、車速検出器１１と、操舵トルク検出器１２と、モータ角速度検出器１３と、モータ角加速度検出器１４と、実路面反力トルク検出器１５とを備えている。

車速検出器１１は、車速センサ（図示せず）からの車速Ｖ（車両の走行速度）を検出して、車速信号Ｖ（ｓ）を出力する。
操舵トルク検出器１２は、トルクセンサ４（図１参照）からの操舵トルクＴｈｄｌを検出して、操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）を出力する。
モータ角速度検出器１３は、モータ制御回路からのモータ角速度Ｓｍｔｒを検出して、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）を出力する。

モータ角加速度検出器１４は、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）を時間微分してモータ角加速度Ａｍｔｒを検出し、モータ角加速度信号Ａｍｔｒ（ｓ）を出力する。
実路面反力トルク検出器１５は、走行中の車両のタイヤ７が路面から受ける実路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出して、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）を出力する。

また、制御装置８は、アシストトルク決定ブロック１６と、車両挙動推定手段１７と、アシストトルク補正手段２２と、モータ電流決定器２３と、モータ電流比較器２４と、モータ駆動器２５と、モータ電流検出器２６とを備えている。
車両挙動推定手段１７は、ハンドル角検出器１８と、規範路面反力トルク演算手段１９と、差分演算手段（比較演算手段）２０と、走行状態判定手段２１と、並設された１対のハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂとにより構成される。

アシストトルク決定ブロック１６は、車速信号Ｖ（ｓ）と、操舵トルク信号Ｔｈｄｌ（ｓ）と、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）と、モータ角加速度信号Ａｍｔｒ（ｓ）と、アシストトルク補正量信号Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）とに基づいてアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを決定し、アシストトルク信号Ｔａｓｓｉｓｔ（ｓ）を出力する。

モータ電流決定器２３は、アシストトルク信号Ｔａｓｓｉｓｔ（ｓ）に基づいてモータ電流目標値Ｉｒｅｆを決定し、モータ電流目標値信号Ｉｒｅｆ（ｓ）を出力する。
モータ電流検出器２６は、モータ５に流れるモータ電流Ｉｍｔｒを検出して、モータ電流信号Ｉｍｔｒ（ｓ）を出力する。

モータ電流比較器２４は、モータ電流目標値信号Ｉｒｅｆ（ｓ）とモータ電流信号Ｉｍｔｒ（ｓ）とを比較して減算を行い、両者のモータ電流偏差（＝Ｉｒｅｆ（ｓ）−Ｉｍｔｒ（ｓ））をモータ駆動器２５に入力する。モータ駆動器２５は、モータ電流偏差に基づいて、モータ５に対する制御信号Ｉｍｔｒ（ｔ）を出力する。
なお、モータ駆動電圧Ｖｍｔｒのフィードバック制御系については図示を省略するが、モータ駆動器２５に関連して、モータ駆動電圧信号Ｖｍｔｒ（ｓ）に関するフィードバック制御も行われる。

アシストトルク決定ブロック１６およびモータ電流決定器２３〜モータ電流検出器２６を含むモータ５の制御系は、モータ５とともに電動パワーステアリング装置を構成している。電動パワーステアリング装置は、車両挙動推定手段１７およびアシストトルク補正手段２２と関連して、モータ５を制御する。

車両挙動推定手段１７は、運転者によるハンドル１の操舵角θｈｄｌと、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）（実路面反力トルクＴａｌｉｇｎの検出値）と、車速信号Ｖ（ｓ）（車速Ｖの検出値）とから、車両の挙動が不安定状態であることを検出する。

車両挙動推定手段１７内において、ハンドル角検出器１８は、操舵角θｈｄｌを表すハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）を出力する。
規範路面反力トルク演算手段１９は、車速信号Ｖ（ｓ）およびハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）に基づいて規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆを演算し、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）（規範路面反力トルクの演算値）を出力する。

ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２７ａ、２７ｂは、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）のそれぞれに対して、特定周波数範囲を抽出するためのフィルタ手段を構成している。ここでは、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）の両方に対してハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを設けたが、いずれか一方のみに対してフィルタ手段を設けてもよい。

車両挙動推定手段１７内において、差分演算手段２０および走行状態判定手段２１は、走行状態検出手段を構成しており、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを介して特定周波数範囲が抽出された規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）に基づいて、車両の走行状態を検出する。

すなわち、差分演算手段２０は、特定周波数範囲が抽出された実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）および規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）の差分を演算して、差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を出力する。

走行状態判定手段２１は、差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）が許容基準値の範囲内であれば、車両が走行状態が安定状態であることを判定し、また、差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）が許容基準値を超えた場合には、車両の走行状態が不安定状態であることを判定して、車両挙動推定手段１７での推定結果として、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

アシストトルク補正手段２２は、車両挙動推定手段１７の推定結果である車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、アシストトルク補正量Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐを演算し、アシストトルク補正量信号Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）をアシストトルク決定ブロック１６に入力する。
これにより、車両の運転者の操舵トルクＴｈｄｌをアシストする電動パワーステアリング装置（アシストトルク決定ブロック１６を含む）は、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に応じて、操舵トルクのアシスト量を制御することになる。

次に、図２を参照しながら、車両走行状態（車両挙動）の不安定状態およびその予兆を検出するための動作について説明する。
図２において、実路面反力トルク検出器１５は、車両走行時のタイヤ７にかかる実路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出して、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔを出力する。

実路面反力トルクＴａｌｉｇｎは、前述の式（３）に基づき、以下の式（４）のように求めることができる。

Ｔａｌｉｇｎ＝Ｔｔｒａｎ−Ｔｆｒｉｃ ・・・（４）

式（４）に式（１）および式（２）を代入して整理すると、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎは、以下の式（５）のように表すことができる。

Ｔａｌｉｇｎ＝Ｔｈｄｌ＋Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ−Ｊ・ｄω／ｄｔ−Ｔｆｒｉｃ ・・・（５）

しかし、一般的に、式（５）内の摩擦項（全摩擦トルクＴｆｒｉｃ）の影響を直接除去することは困難である。したがって、実路面反力トルク検出器１５は、たとえば電動パワーステアリング装置の機能を用いた公知技術（たとえば、特開２００３−３１２５２１号公報参照）により、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎとして、ローパスフィルタによる推定手段などを用いて、推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔを算出する。
なお、以降の実施の形態２〜６では、特に記載しない限り、上記公知技術による電動パワーステアリング装置の機能を用いて実路面反力トルクＴａｌｉｇｎを導出するものとする。

次に、図１および図２とともに、図３を参照しながら、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを特に考慮せずに、差分演算手段２０および走行状態判定手段２１の基本的な検出機能（車両の不安定状態およびその予兆状態の検出アルゴリズム）について説明する。
図３は時系列状態量（安定状態、不安定予兆状態および不安定状態）を示す説明図であり、各状態量を、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎ（実線）および規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（１点鎖線）の各検出値の時間変化に関連付けて示している。

図３において、まず、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの区間（安定走行状態）では、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎが操舵角θｈｄｌに対してほぼ比例関係にあり、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎは、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとほぼ一致する。したがって、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎと規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐは「０」となるので、走行状態判定手段２１は、車両の走行状態が「安定状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

しかし、続く時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間（不安定予兆状態）では、車両が安定限界（不安定域）に近づいてくるので、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆに対して実路面反力トルクＴａｌｉｇｎが低下し、操舵角θｈｄｌに対する比例関係を保持することができなくなり、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎと規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（＞０）が若干発生する。したがって、この特性を利用して車両が不安定になる予兆状態を検出することができる。この場合、走行状態判定手段２１は、車両の走行状態が「不安定予兆状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

さらに、時刻ｔ３から以降の区間（不安定状態）では、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎと規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐが、許容基準値を超えて大きく発生するので、走行状態判定手段２１は、車両の走行状態が「不安定状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

これにより、アシストトルク補正手段２２は、車両挙動推定手段１７からの車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、電動パワーステアリング装置のアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを補正するためのアシストトルク補正量信号Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を出力する。

具体的には、電動パワーステアリング装置の制御器を構成するアシストトルク決定ブロック１６内のハンドル戻し制御器（図示せず）において、アシストトルク補正量信号Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）に応じて、運転者のハンドル戻しトルク制御の補償量を変更する。これにより、運転者が車両を安定化するための動作を補助することができる。

ここで、図４を参照しながら、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを考慮しない場合での、カント（傾斜φ）の付いた路面Ｒを車両Ｍが走行する際の実路面反力トルクＴａｌｉｇｎへのオフセットＴｏｆｆの影響について説明する。
図４内の模式図（左側）において、車両Ｍは、重力Ｇｒの影響により、傾斜の低い方向に力Ｆｇ（＝Ｇｒ・ｓｉｎφ）を受ける。これにより、車両Ｍに対して、力Ｆｇに相当する反力トルク（オフセットＴｏｆｆ）が発生するので、特性曲線（右側）においては、平坦路走行時の実路面反力トルク（破線曲線）に対して、オフセットＴｏｆｆが付加された実路面反力トルクＴａｌｉｇｎ（実線参照）が検出される。

この結果、ハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）から得られる規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）と、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）との間に、オフセットＴｏｆｆに相当する差分が発生し、走行状態判定手段２１において、走行状態が不安定状態であると誤判定する可能性がある。
さらに、ハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）や実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）が、ノイズや温度の影響で時間推移（ドリフト）することや、オフセットを有することにより誤判定する可能性もある。

したがって、上記のような誤判定を防ぐために、図２内のハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを用いて、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｖｔ（ｓ）からそれぞれ低周波数成分を除去した信号を、差分演算手段２０（走行状態検出手段）に入力する。

すなわち、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを介して低周波数成分（オフセットＴｏｆｆを含む各種のオフセット分）を取り除いた各信号を走行状態検出手段に入力することにより、カント路の影響やノイズや温度の影響などで実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）やハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）にオフセットが生じる場合であっても、誤検出を抑制することができる。

次に、図１〜図３とともに、図５のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る車両挙動推定手段１７を含む電動パワーステアリング装置の制御動作について説明する。
図５において、まず、制御装置８は、車速信号Ｖ（ｓ）と実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）とハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）とを読み込み、自身のメモリ（図示せず）に記憶させる（ステップＳ１０１）。

続いて、規範路面反力トルク演算手段１８は、車速信号Ｖ（ｓ）およびハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）から、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）を演算してメモリに記憶させる（ステップＳ１０２）。
また、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂは、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）を、それぞれハイパスフィルタ処理してメモリに記憶させる（ステップＳ１０３）。

次に、差分演算手段２０は、フィルタ処理後の実路面反力トルク信号と規範路面反力トルク信号との差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算して、メモリに記憶させる（ステップＳ１０４）。
続いて、走行状態判定手段２１は、差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）に基づいて、図３のように車両の走行状態（車両挙動）を判定し、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する（ステップＳ１０５）。

最後に、アシストトルク補正手段２２は、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、アシストトルク補正量Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算し（ステップＳ１０６）、アシストトルク補正量Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）をアシストトルク決定ブロック１６に入力して、図５の処理ルーチンを終了する。

なお、図２、図３および図５においては、車両挙動の不安定状態を判定するための比較演算手段として、差分演算手段２０を用い、フィルタ処理後の実路面反力トルク信号と規範路面反力トルク信号との差分信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算したが、両者の差分に限らず、比率を用いてもよい。

すなわち、差分演算手段２０に代えて、比率演算手段（図示せず）を用い、実路面反力トルク信号と規範路面反力トルク信号との比率に基づいて車両挙動を判定してもよい。
また、比較演算手段として、差分演算手段２０と、比率演算手段とを用いて、差分信号および比率信号を組み合わせて車両挙動を判定してもよい。

また、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆは、予め車両に対して定められた操舵角（ハンドル角）θｈｄｌに対する路面反力トルク勾配Ｋａｌｉｇｎを用いて、以下の式（６）のように表すことができる。

Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ＝Ｋａｌｉｇｎ・θｈｄｌ ・・・（６）

なお、ハンドル角に対する路面反力トルク勾配Ｋａｌｉｇｎは、車速Ｖに応じて変化するパラメータであり、マップデータとしてメモリに記憶しておいてもよく、車速Ｖに対する演算式により求めてもよい。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置によれば、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）および規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）から各種のオフセット成分を除去するハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを設けたので、カント路などで実路面反力トルクにオフセットが生じる場合においても、誤検出することなく車両挙動状態を推定することができ、車両安定化制御に有効に反映させることができる。

また、ハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）や実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）が、ノイズや温度の影響で時間推移（ドリフト）した場合や、オフセットを含む場合でも、同様にオフセット周波数に合わせたフィルタ手段（ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂ）によりオフセットを除去することができるので、不安定状態の誤判定を抑制することができる。

また、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）と規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）との大きさの比較結果に応じて、車両の不安定度合いを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を演算することができるので、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を用いて、車両安定化制御を適切に行うことができる。

なお、ハンドル角検出器１８としては、モータ５としてブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング制御装置においては、レゾルバなどのセンサを用いて実現することができる。

また、図２においては、規範路面反力トルク演算手段１９の出力側にハイパスフィルタ２７ａを挿入し、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）に対してフィルタ処理を施したが、式（６）から明らかなように、規範路面反力トルク演算手段１９に入力されるハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）に対してフィルタ処理を施しても、得られる効果に違いはないので、規範路面反力トルク演算手段１９の入力側にハイパスフィルタ２７ａを挿入してもよい。

すなわち、ハンドル角信号θｈｄｌ（ｓ）から得られる規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）と実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）とのうちの少なくとも一方の信号に対して、特定周波数範囲を抽出するフィルタ手段を設けた場合も、前述と同様に、カント路などで実路面反力トルクにオフセットが重畳された場合に、オフセット周波数に合わせたフィルタ手段を介してオフセットを除去することができ、不安定状態の誤検出を抑制することができる。

また、ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂを用いてオフセットの周波数成分を取り除いたが、オフセット周波数に合わせたバンドパスフィルタを用いてもよい。
すなわち、フィルタ手段は、車両ごとにカットオフ周波数が設定されるハイパスフィルタと、車両ごとにカットオフ周波数が設定されるローパスフィルタとの少なくとも一方を含むように構成され得る。

また、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎが電気ノイズなどの影響で振動的な検出値を示す場合には、公知のローパスフィルタなどの特定周波数除去手段（図示せず）をさらに用いてもよく、これにより、高周波外乱特性を向上させることができる。

また、図２においては、規範路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）の両方に対してフィルタ手段（ハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂ）を用いており、この理由には、フィルタ手段によって発生し得る位相差をなくすという設計上の事由も含んでいるが、理論的には、たとえば実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）のみに対してフィルタ手段を用いてもよく、これにより得られる効果に格別な違いはない。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図２参照）では、車両挙動推定手段１７において車両挙動の不安定状態を判定するために、フィルタ処理後の実路面反力トルク信号と規範路面反力トルク信号との差分を演算したが、図６に示すように、フィルタ処理後の実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）と規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）との差分を演算してもよい。

図６はこの発明の実施の形態２に係る制御装置８Ａの具体的構成例を示す機能ブロック図である。図６において、前述（図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。また、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂは、前述のハイパスフィルタ２７ａ、２７ｂにそれぞれ対応している。
この場合、図２と比べて、制御装置８Ａへの入力信号と車両挙動推定手段１７Ａの一部構成とが変更されている。

図６において、制御装置８Ａの入力情報には、ハンドル角θｈｄｌ（図２参照）が含まれておらず、車両挙動推定手段１７Ａには、ハンドル角θｈｄｌに代えて、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）が入力される。

車両挙動推定手段１７Ａは、差分演算手段２０Ａと、走行状態判定手段２１Ａと、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂと、時間微分演算手段２８と、規範路面反力トルク変化率演算手段２９とを備え、車速信号Ｖ（ｓ）、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）および実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）に基づいて、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）は、車両の操舵角速度信号に対応しており、モータ角速度検出器１３は、操舵角速度信号出力手段として機能する。
車両挙動推定手段１７Ａ内の時間微分演算手段２８は、実路面反力トルク微分信号出力手段として機能し、実路面反力トルクＴａｌｉｇｎの微分値を表す実路面反力トルク微分信号を、実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）として出力する。

規範路面反力トルク変化率演算手段２９は、規範路面反力トルク微分信号出力手段として機能し、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）（操舵角速度信号）および車速信号Ｖ（ｓ）に基づいて、規範路面反力トルク微分値（規範路面反力トルク変化率）を表す規範路面反力トルク微分信号を、規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）として出力する。

ハイパスフィルタ２７Ａは、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）から低周波数成分（各種のオフセット分）を取り除いた信号を規範路面反力トルク変化率演算手段２９に入力する。これにより、規範路面反力トルク変化率演算手段２９から出力される規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）は、特定周波数範囲が抽出された後に差分演算手段２０Ａに入力される。

ハイパスフィルタ２７Ｂは、実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）から低周波数成分（各種のオフセット分）を取り除いて特定周波数範囲を抽出した信号を差分演算手段２０Ａに入力する。

差分演算手段２０Ａは、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂ（フィルタ手段）を介した実路面反力トルク変化率（実路面反力トルク微分値）および規範路面反力トルク変化率（規範路面反力トルク微分値）の差分を演算して差分信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を出力し、走行状態判定手段２１Ａは、差分信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）に応じて車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

なお、図６では、ハイパスフィルタ２７Ａを、規範路面反力トルク変化率演算手段２９の入力側に挿入したが、規範路面反力トルク変化率演算手段２９の出力側に挿入してもよい。同様に、ハイパスフィルタ２７Ｂを、時間微分演算手段２８の出力側に挿入したが、時間微分演算手段２８の入力側に挿入してもよい。

また、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂを、規範路面反力トルク変化率演算手段２９および時間微分演算手段２８の両方に対して設けたが、少なくとも一方に設け、実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）（実路面反力トルク微分信号）および規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）（規範路面反力トルク微分信号）の少なくとも一方に対して特定周波数範囲を抽出してもよい。

次に、図１および図６とともに、図７を参照しながら、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂを特に考慮せずに、差分演算手段２０Ａおよび走行状態判定手段２１Ａの基本的な検出機能（車両の不安定状態およびその予兆状態の検出アルゴリズム）について説明する。
図７は時系列状態量（安定状態、不安定予兆状態および不安定状態）を示す説明図であり、前述（図３）と同様に、各状態量を、実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（実線）および規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（１点鎖線）の各検出値の時間変化に関連付けて示している。

図７において、まず、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの区間（安定走行状態）では、実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔが規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとほぼ一致する。したがって、実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔと規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐは「０」となるので、走行状態判定手段２１Ａは、車両の走行状態が「安定状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

しかし、続く時刻ｔ２から時刻ｔ３までの区間（不安定予兆状態）では、車両が安定限界（不安定域）に近づいてくるので、規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆに対して実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔが低下し、実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔと規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（＞０）が若干発生する。したがって、走行状態判定手段２１は、車両の走行状態が「不安定予兆状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

さらに、時刻ｔ３から以降の区間（不安定状態）では、実路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔと規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆとの差分ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐが、許容基準値を超えて大きく発生するので、走行状態判定手段２１は、車両の走行状態が「不安定状態」であることを示す車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する。

これにより、アシストトルク補正手段２２は、車両挙動推定手段１７Ａからの車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、電動パワーステアリング装置のアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを補正するためのアシストトルク補正量信号Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を出力する。
以下、アシストトルク決定ブロック１６を含む車両用操舵装置は、前述と同様に、モータ５を駆動してアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを発生させる。

ところで、一般に、モータ５がブラシ付きモータの場合、モータ角速度検出器１３からのモータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）は、モータ５の逆起電圧に係数を乗算して得られる。しかし、ブラシ付きモータの場合には、ブラシ摺動時に整流子表面に生成される酸化皮膜の影響によって逆起電圧が降下するので、実際のモータ角速度Ｓｍｔｒに小さなオフセットが重畳されたモータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）が検出されることになる。

モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）がオフセットを有するようになると、規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）と実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）との間にオフセット分の差が生じるので、正確な車両挙動状態を判定することができなくなる。

特に、整流子表面に生成される酸化皮膜の状態は、温度、湿度、電流、ブラシ材質、雰囲気などによって変化するので、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）のオフセット量を定常的に見積もることは非常に困難である。
また、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）が圧電素子などのセンサから得られる場合には、温度変化による出力値のドリフトが発生するので、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）にも、同様にオフセットが重畳される可能性がある。

したがって、車両挙動状態の誤判定を防ぐために、図６内のハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂを用いて、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）および実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）から低周波数成分（オフセット）を取り除くことにより、規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）および実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｖｔ（ｓ）からそれぞれ低周波数成分を除去した信号を、差分演算手段２０Ａに入力する。

このように、モータ角速度信号Ｖ（ｓ）や実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）に発生するオフセットの影響を除去することにより、差分演算手段２０Ａおよび走行状態判定手段２１Ａにおいて、正確な走行状態（車両挙動状態）を判定することができる。

次に、図１、図６および図７とともに、図８のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に係る車両挙動推定手段１７Ａを含む電動パワーステアリング装置の制御動作について説明する。
図８において、ステップＳ１０６は、前述（図５参照）と同様の処理であり、ステップＳ１０１Ａ、Ｓ１０４Ａ、Ｓ１０５Ａは、それぞれ前述のステップＳ１０１、Ｓ１０４、Ｓ１０５に対応している。

まず、制御装置８Ａは、車速信号Ｖ（ｓ）と実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）とモータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）（操舵角速度信号）とを読み込み、自身のメモリ（図示せず）に記憶させる（ステップＳ１０１Ａ）。
また、車両挙動推定手段１７Ａ内のハイパスフィルタ２７Ａは、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）をハイパスフィルタ処理してメモリに記憶させる（ステップＳ１０３）。

続いて、規範路面反力トルク変化率演算手段２９は、車速信号Ｖ（ｓ）とフィルタ処理後のモータ角速度信号とから規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）を演算してメモリに記憶させる（ステップＳ２０３）。

次に、時間微分演算手段２８は、実路面反力トルク信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）の時間微分値により実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）を演算し、メモリに読み込む（ステップＳ２０４）。
また、ハイパスフィルタ２７Ｂは、実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）をハイパスフィルタ処理してメモリに読み込む（ステップＳ２０５）。

以下、差分演算手段２０Ａは、フィルタ処理後の規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）と実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）との差分信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算し、メモリに読み込む（ステップＳ１０４Ａ）。

続いて、走行状態判定手段２１Ａは、差分信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）に基づいて、図７のように車両の走行状態（車両挙動）を判定し、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）を出力する（ステップＳ１０５Ａ）。
最後に、アシストトルク補正手段２２は、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいてアシストトルク補正量Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算し（ステップＳ１０６）、アシストトルク補正量Ｔｒｑ＿ｃｏｍｐ（ｓ）をアシストトルク決定ブロック１６に入力して、図８の処理ルーチンを終了する。
（ステップＳ１０６）。

なお、図６〜図８においては、車両挙動の不安定状態を判定するための比較演算手段として、差分演算手段２０Ａを用い、フィルタ処理後の実路面反力トルク変化率信号と規範路面反力トルク変化率信号との差分信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）を演算したが、両者の差分に限らず、比率を用いて判定してもよく、また、差分信号および比率信号を組み合わせて判定してもよい。

また、規範路面反力トルク変化率ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆは、予め車両に対して定められた操舵角（ハンドル角）θｈｄｌに対する路面反力トルク勾配Ｋａｌｉｇｎを用いて、以下の式（７）のように表すことができる。

ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ＝Ｋａｌｉｇｎ・ω ・・・（７）

なお、前述の式（６）の場合と同様に、路面反力トルク勾配Ｋａｌｉｇｎは、車速Ｖに応じたマップデータとしてメモリに記憶しておいてもよく、車速Ｖに対する演算式により求めてもよい。

以上のように、この発明の実施の形態２に係る車両用操舵装置は、電動パワーステアリング装置のモータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）（操舵角速度信号）を用いて、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）および実路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）のうちの少なくとも一方に対して、特定周波数範囲を抽出するフィルタ手段（ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂ）を設け、フィルタ処理後の実路面反力トルク変化率信号Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ）と規範路面反力トルク変化率信号Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）とを比較する。

これにより、ハンドル１の保舵状態またはハンドル１が徐々に操舵されるカーブ走行状態であっても、また、モータ５の発熱による温度上昇によってモータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）にオフセットが重畳された場合でも、オフセット周波数に合わせたフィルタ手段（ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂ）によりオフセットを除去することができるので、不安定状態の誤検出を抑制することができる。

また、ハンドル角センサ（図２内のハンドル角検出器１８）などの新たなセンサを追加することなく、従来の電動パワーステアリング制御装置のハードウェア構成を用いて、かつ、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）に発生し得るオフセットの影響を受けることなく、車両挙動状態を推定することができ、車両安定化制御に有効に反映させることができる。

また、モータ角速度信号Ｓｍｔｒ（ｓ）や実路面反力トルク信号が、ノイズや温度の影響で時間推移（ドリフト）する場合や、オフセットを含むような場合でも、オフセット周波数に合わせたフィルタ手段でオフセットを除去することができるので、不安定状態の誤判定を抑制することができる。

なお、図６においては、規範路面反力トルク変化率演算手段２９の入力側にハイパスフィルタ２７Ａを挿入したが、式（７）から明らかなように、規範路面反力トルク変化率信号ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ）に対してフィルタ処理を施しても、得られる効果に違いはないので、規範路面反力トルク変化率演算手段２９の出力側にハイパスフィルタ２７Ａを挿入してもよい。

また、オフセット周波数成分を取り除くためのフィルタ手段として、ハイパスフィルタ２７Ａ、２７Ｂを用いたが、前述の実施の形態１の場合と同様に、オフセット周波数に合わせたバンドパスフィルタを用いてもよい。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、ハンドル１とタイヤ７とが、連結機構（ステアリング軸２、ステアリングギアボックス３およびラック＆ピニオン機構６）を介して繋がれた電動パワーステアリング制御装置を例にとって説明したが、この発明の特徴は、車両挙動の不安定状態またその予兆を検出した状態量を得ることにあるので、たとえば車両後輪の角度を制御する後輪操舵制御装置（図示せず）を備えた車両に適用してもよい。

この場合、後輪操舵制御装置は、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、車両挙動が安定するように後輪操舵制御を行うことにより走行安定性を向上させることができる。
したがって、この発明の実施の形態３によれば、前述の実施の形態１、２に係る車両用操舵装置を、後輪操舵制御アクチュエータを有する車両に対して適用することにより、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて車両を安定化することができる。

実施の形態４．
また、上記実施の形態１、２では、ステアリング系を用いて車両挙動の不安定状態またその予兆を検出し、車両を安定化制御するように構成したが、たとえば、４輪の制動力を制御するＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムを備えた車両に適用してもよい。

この場合、ＥＳＣシステムは、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、車両挙動が安定するように制動制御を行うことにより、走行安定性を向上させることができる。
したがって、この発明の実施の形態４によれば、前述の実施の形態１、２に係る車両用操舵装置を、制動力を制御するアクチュエータを有する車両に適用することにより、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて車両を安定化することができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４では、車両挙動の不安定状態またその予兆を検出した場合に、ステアリング系またはブレーキ系を用いて車両を安定化制御するように構成したが、たとえば駆動力を制御するアクチュエータを備えた車両に適用してもよい。

この場合、駆動力を制御するアクチュエータは、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、車両挙動が安定するように制御を行うことにより、走行安定性を向上させることができる。
このように、この発明の実施の形態４によれば、前述の実施の形態１、２に係る車両用操舵装置を、駆動力制御アクチュエータを有する車両に適用することにより、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて車両を安定化することができる。

具体的には、車載エンジンの出力を制御可能な車両や、オートマッチクトランスミッションのギア比を変えることのできる車両や、前方方向の駆動力を変えることのできるモータ駆動車両（電気自動車など）など、車両全般に対して適用可能であり、走行安定性を向上させることができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、車両挙動の不安定状態またはその予兆を検出して駆動力を制御することにより車両挙動を安定化したが、左右駆動輪の駆動力配分を制御するアクチュエータを備えた車両に適用してもよい。

近年、左右の駆動力配分を行うことによって車両の運動性能を向上させるシステムが開発されているが、駆動力配分アクチュエータを備えた車両に適用した場合には、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、車両挙動が安定するように制御を行うことにより走行安定性をさらに向上させることができる。
このように、この発明の実施の形態４によれば、前述の実施の形態１、２に係る車両用操舵装置を、左右駆動輪の駆動力を制御するアクチュエータを有する車両に適用することにより、車両挙動推定信号Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ）に基づいて、車両走行をさらに安定性化することができる。

この発明の実施の形態１に係る車両用操舵装置の全体構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る制御装置の具体的構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による規範路面反力トルクおよび実路面反力トルクに基づく時系列状態量を示す説明図である。 この発明の実施の形態１によるフィルタ手段を考慮しない場合でのカント路走行時の規範路面反力トルクおよび実路面反力トルクの時間変化を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る制御装置の具体的構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態２による規範路面反力トルク変化率および実路面反力トルク変化率に基づく時系列状態量を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハンドル、２ ステアリング軸、３ ステアリングギアＢＯＸ、４ トルクセンサ、５ モータ、６ ラック＆ピニオン軸、７ タイヤ、８、８Ａ 制御装置、１０ ステアリング機構、１１ 車速検出器（車速信号出力手段）、１２ 操舵トルク検出器、１３ モータ角速度検出器（操舵角速度信号出力手段）、１４ モータ角加速度検出器、１５ 実路面反力トルク検出器、１６ アシストトルク決定ブロック、１７、１７Ａ 車両挙動推定手段、１８ ハンドル角検出器（ハンドル角信号出力手段）、１９ 規範路面反力トルク演算手段、２０、２０Ａ 差分演算手段、２１、２１Ａ 走行状態判定手段、２２ アシストトルク補正手段、２３ モータ電流決定器、２３ モータ電流決定器、２５ モータ駆動器、２６ モータ電流検出器、２７ａ、２７ｂ、２７Ａ、２７Ｂ ハイパスフィルタ（フィルタ手段）、２８ 時間微分演算手段（実路面反力トルク微分信号出力手段）、２９ 規範路面反力トルク変化率演算手段（規範路面反力トルク微分信号出力手段）、Ｔａｌｉｇｎ 実路面反力トルク、Ｔａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ） 実路面反力トルク信号、ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ 実路面反力トルク変化率、ｄＴａｌｉｇｎ＿ａｃｔ（ｓ） 実路面反力トルク変化率信号（実路面反力トルク微分信号）、ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ 規範路面反力トルク変化率、ｄＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ（ｓ） 規範路面反力トルク変化率信号（規範路面反力トルク微分信号）、ｄＴａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ）、Ｔａｌｉｇｎ＿ｃｏｍｐ（ｓ） 差分信号、Ｓｍｔｒ（ｓ） モータ角速度信号（操舵角速度信号）、Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ（ｓ） 車両挙動推定信号、Ｖ 車速、Ｖ（ｓ） 車速信号。

Claims (3)

1. 走行中の車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを表す実路面反力トルク信号を出力する実路面反力トルク信号出力手段と、
   前記車両の操舵角を表すハンドル角信号を出力するハンドル角信号出力手段と、
   前記車両の走行速度を表す車速信号を出力する車速信号出力手段と、
   前記ハンドル角信号および前記車速信号に基づいて、規範路面反力トルクを表す規範路面反力トルク信号を出力する規範路面反力トルク信号出力手段と、
   前記実路面反力トルク信号および前記規範路面反力トルク信号の少なくとも一方に対して特定周波数範囲を抽出するフィルタ手段と、
   前記フィルタ手段を介した実路面反力トルク信号および規範路面反力トルク信号に応じて前記車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と
   を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 走行中の車両のタイヤが路面から受ける実路面反力トルクを表す実路面反力トルク信号を出力する実路面反力トルク信号出力手段と、
   前記車両の操舵角速度を表す操舵角速度信号を出力する操舵角速度信号出力手段と、
   前記車両の走行速度を表す車速信号を出力する車速信号出力手段と、
   前記実路面反力トルクの微分値を表す実路面反力トルク微分信号を出力する実路面反力トルク微分信号出力手段と、
   前記操舵角速度信号および前記車速信号に基づいて、規範路面反力トルク微分値を表す規範路面反力トルク微分信号を出力する規範路面反力トルク微分信号出力手段と、
   前記実路面反力トルク微分信号および前記規範路面反力トルク微分信号の少なくとも一方に対して特定周波数範囲を抽出するフィルタ手段と、
   前記フィルタ手段を介した実路面反力トルク微分信号および規範路面反力トルク微分信号に応じて前記車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と
   を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
3. 前記フィルタ手段は、
   前記車両ごとにカットオフ周波数が設定されるハイパスフィルタと、
   前記車両ごとにカットオフ周波数が設定されるローパスフィルタと
   の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用操舵装置。

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