JP4435754B2 - 路面反力トルク演算装置 - Google Patents

Description

この発明は、ハンドル操舵などにより走行中の車両のタイヤが転舵する時に、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを演算する路面反力トルク演算装置に関するものである。

路面反力トルク演算装置は、ハンドル操舵を補助する電動式パワーステアリング制御装置のアシストトルク制御や、車両状態検出装置の車両挙動制御などに用いられている。
特許文献１に示す従来の電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルク信号及びモータ電流信号、車速信号、モータ速度信号より、路面反力トルク推定値を演算している。前記特許文献１では、更に、演算した路面反力トルク推定値より、ハンドル戻し電流を演算し、電動パワーステアリング制御装置のアシスト制御にハンドル戻しトルクを付加することで、操舵フィーリングの向上を行っている。

また、特許文献２に示す従来の車両状態検出装置では、ロードセル等により直接計測した実路面反力トルクと、操舵角信号より演算する規範路面反力トルクを、比較することにより、車両状態を判定している。

特開２００３−３１２５２１号公報 特開２００３−３４１５３８号公報

ここで、車両の各速度における操舵角と実路面反力トルクの位相関係について、少し検討してみる。
図８は、ドライバーが操舵を行った場合の操舵角θと、実路面反力トルクＴalignとの関係を示す図で、ドライバーの操舵（操舵角θ）と、操舵に対する実路面反力トルクＴalignの変化を、それぞれ時間ｔを横軸にして示している。この図８において、操舵角θは右旋回操舵時に発生する操舵角を正としている。また実路面反力トルクＴalignは右旋回操舵時に、ドライバーが左方向へ受ける反力トルクを正としている。
車速が４０ｋｍ／ｈの場合、操舵角θは２．５秒付近で０度になり、実路面反力トルクＴalignも同じく２．５秒付近で０Ｎｍとなる。これより、車速４０ｋｍ／ｈでは、操舵角θと実路面反力トルクＴalignの位相が等しいことがわかる。しかし、車速を３０ｋｍ／ｈ・２０ｋｍ／ｈと低下させ、同じ操舵を行った場合、実路面反力トルクＴalignは２．５秒付近よりも早期に０Ｎｍになる。このことから、車速の低下に伴い、実路面反力トルクＴalignの周波数特性における位相は、操舵角θの周波数特性における位相より進むことがわかる。この現象について、以下に説明する。

車両の旋回時に発生する前輪タイヤの横滑り角をβfとすると、前輪タイヤの横滑り角βfは、前輪タイヤの実舵角δ及び車両に発生するヨーレートγ、車両の向きと車両の進行方向のなす角である車両の横滑り角βより、数式１となる。数式１のＶは車速、ｌfは車両重心位置から前軸までの距離を示す。

次に前輪タイヤの横滑り角βfと実路面反力トルクＴalignの関係を数式２に示す。ドライバーのハンドル操作により前輪タイヤが転舵された場合、前輪タイヤは、キャスター角の影響により、タイヤの接地中心より「キャスタートレール分」前方向にある点（前輪タイヤのキングピン軸方向の延長と地面の交わる点）を中心に転舵回転運動を行う。一方、転舵によってタイヤに発生するコーナリングフォースは、タイヤの接地中心より「ニューマチックトレール分」後方向に発生する。転舵により発生するタイヤの反力トルクは、「キャスタートレール」と「ニューマチックトレール」の合計ζと、前輪タイヤの横滑り角βfとの積に比例した値となる。ここでＣaはタイヤの横滑り角に対するコーナリングフォースの比を表す。実路面反力トルクＴalignは前記反力トルク２輪分を合計したものである。

前記数式２の前輪タイヤの横滑り角βfに、前記数式１を代入すると数式３となる。

実舵角δと操舵角θの関係はδ＝Ｇrp・θ（Grp:ラックアンドピニオンのギア比）である。これを数式３に代入すると数式４となる。

図９は、前記数式４をもとに演算した「操舵角θに対する実路面反力トルクＴalignのボード線図」を示す。ゲイン及び位相は、それぞれ車速２０ｋｍ／ｈ・３０ｋｍ／ｈ・４０ｋｍ／ｈの場合について示している。周波数に対する位相の変化を見ると、ドライバーが通常行う操舵の周波数帯域では、車速の低下に伴い実路面反力トルクＴalignの位相は、正の方向に増加している。つまり、車速が低下するに伴い、実路面反力トルクＴalignは、操舵角θに対し位相が進むことを示している。

ここで、上述したドライバーが通常行う操舵の周波数とは、例えばハンドルを中心から左に切り、１度中心に戻し、さらに右に切り、中心に戻す、といった一連の操舵を、１秒間で行ったときに、この技術分野では通常これを１Ｈｚの操舵と呼んでいる。これは左右に３０度ずつ切った場合（合計１２０度ハンドル回転）も、左右に９０度ずつ切った場合（合計３６０度ハンドル回転）も、これらの操舵を１秒間で行ったときは１Ｈｚの操舵である。また上記操舵を１０秒間で行った場合は０．１Ｈｚの操舵となる。ドライバーが、ハンドルを周期的に操舵する場合、最大でも５．０Ｈｚが限界であり、そこで、０〜５．０Ｈｚの操舵を、「ドライバーが通常行う操舵の周波数帯域」としている。

以上のように、実際の実路面反力トルクＴalignは、車速の低下に伴って操舵角θに対し位相が進むようになる。これに対して特許文献１に示す従来の装置では、路面反力トルクを操舵角θに比例した値として演算する構成となっており、ヨーレートγ及び車両の横滑り角βの位相の影響を考慮していない。そのため、従来の装置より求められる路面反力トルク推定値Ｔalign_estは車速によらず操舵角θと同位相になるという課題がある。

したがって特許文献１に示す従来の装置では、前記路面反力トルク推定値Ｔalign_estをもとにハンドル戻し制御を行っているため、ドライバーが通常操舵を行う周波数領域では、実路面反力トルクＴalignに対し遅れてハンドル戻し制御を行うことになる。特に低速では、実路面反力トルクＴalignの位相進み拡大の影響により、操舵フィーリングを悪化させるといった課題があった。

また、特許文献２に示す従来の装置は、ロードセル等により直接計測した実路面反力トルクＴalignと、操舵角信号より演算する規範路面反力トルクＴalign_refを比較することにより、車両状態を判定している。このとき、前述の通り規範路面反力トルクＴalign_refは操舵角θに対し同じ位相となる。しかし、ロードセル等により直接計測した実路面反力トルクＴalignは、車速の低下に伴い、操舵角θに対し位相が進む。よって、低速では、規範路面反力トルクと実路面反力トルクＴalignの位相が異なってしまい、車両状態を誤判定するといった課題があった。

この発明の路面反力トルク演算装置は、上記のような従来の課題を解決するために、走行中の車両のタイヤ転舵時に、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記路面反力トルク検出手段が検出した路面反力トルクの位相を車速に応じて補正する路面反力トルク補正手段とを備え、前記路面反力トルク補正手段は、車速に応じて変化する第１の時定数と第２の時定数を演算する時定数演算装置と、前記第１の時定数と第２の時定数により伝達関数を設定する位相補償フィルタにより構成され、前記位相補償フィルタに前記路面反力トルク検出手段で検出した路面反力トルクを入力するようにしたものである。

この発明にかかる路面反力トルク演算装置によれば、車両のタイヤ転舵時に、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを車両の内部状態量から演算し、この演算した路面反力トルク推定値を、実際にタイヤが路面から受ける路面反力トルクと同じ位相に補正することが可能であり、この発明の路面反力トルク演算装置を電動パワーステアリング制御装置に適用することにより、補正後の路面反力トルク推定値による適切なハンドル戻しトルクをアシストトルクに付加することで、フィーリングのよい運転が可能となる。

この発明にかかる路面反力トルク演算装置によれば、走行中の車両のタイヤ転舵時に、タイヤに発生する路面反力トルクを計測する路面反力トルク計測装置によって計測した実路面反力トルクを、操舵角より演算した規範路面反力トルクと同じ位相に補正することが可能であり、この発明の路面反力トルク演算装置を車両状態検出装置に適用すれば、位相の偏差による車両状態の誤判定を防ぐことが出来る。

実施の形態１
以下に、この発明の実施の形態１に係わる路面反力トルク演算装置について説明する。図１は路面反力トルク演算装置を用いた電動パワーステアリング制御装置の全体構成図、図２は電動パワーステアリング制御装置の構成ブロック図、図３は路面反力トルク演算装置の構成ブロック図、図４は路面反力トルク補正器の構成ブロック図である。
図１において、電動パワーステアリング制御装置は、ステアリング機構１と制御装置２と車両の走行速度を検出する車速検出装置３から構成されている。ステアリング機構１は、ドライバーにより操舵されるハンドル１１と、このハンドル１１に上端が連結されたステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の下端に連結され、ステアリング軸１２の回転をタイヤ１３に伝達するピニオンギア１４およびラック軸１５と、ステアリング軸１２に加わるトルクを検出するトルクセンサ１６と、ドライバーによる操舵トルクを補助するアシストトルクを発生する電動のアシストモータ１７と、このアシストモータ１７の回転を減速してステアリング軸１２に伝達するモータギア１８を有している。
ピニオンギア１４は、ドライバーがハンドル１１を回転させることにより発生するステアリング軸１２回転方向の運動を、ラック軸１５垂直方向への運動に変化させ、ラック軸１５両端に備え付けたタイヤ１３を左右に回転させることで、車両の進行方向を変化させる仕組みになっている。

図１において、ハンドル１１にはドライバーによる操舵トルクＴhdlが加えられ、この操舵トルクＴhdlはステアリング軸１２に伝達される。トルクセンサ１６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検出信号Ｔhdl_sを発生する。アシストモータ１７は、これもステアリング軸１２にモータギア１８を介して結合され、ステアリング軸１２に操舵トルクＴhdlをアシストするアシストトルクＴassistを与える。

ステアリング軸１２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が、ピニオンギア１４を通じて数倍にされ、ラック軸１５を通じて、タイヤ１３を操作する。符号Ｔalignはタイヤ１３に与えられる路面反力トルクであり、Ｔtranはこの路面反力トルクＴalignに基づき、ステアリング軸１２に作用するステアリング軸反力トルクである。ステアリング軸反力トルクＴtranは、ステアリング軸１２に換算された路面反力トルクである。

制御装置２は、ステアリング機構１に電気的に組み合わされたＥＰＳ（Electric PowerSteering）用制御ユニットで、トルクセンサ１６からの操舵トルク検出信号Ｔhdl_sと、アシストモータ１７からのモータ電流検出信号Ｉmtr_sおよびモータ速度信号Ｖmtr_sと、車速検出装置３からの車速信号Ｖ_sとが入力される。

制御装置２では、前記した操舵トルク信号Ｔhdl_sとモータ電流検出信号Ｉmtr_sとモータ速度信号Ｖmtr_sと車速信号Ｖ_sに基づき、ドライバーの操舵に最適なアシストトルク量を演算し、アシストトルク量に応じた出力電流Ｉmtr_tをアシストモータ１７に供給する。アシストモータ１７は出力電流Ｉmtr_tにもとづきアシストトルクＴassistを発生させる。アシストモータ１７によって発生したアシストトルクＴassistはステアリング軸１２上のモータギア１８を経て、ハンドル１１からドライバーが入力した操舵トルクをアシストし、車両の旋回方向へタイヤ１３を回転させる。電動パワーステアリング制御装置はこのような構成でドライバーの操舵をアシストする。

図２は図１に示した制御装置２の構成ブロック図である。制御装置２は、モータ電流検出手段２１、モータ速度検出手段２２、操舵アシスト電流演算手段２３、路面反力トルク演算装置２４、ハンドル戻し電流演算手段２５、モータ制御手段２６を備えており、トルクセンサ１６から操舵トルク信号Ｔhdl_s、車速検出装置３から車速信号Ｖ_s、アシストモータ１７よりモータ電流検出信号Ｉmtr_s及びモータ速度信号Ｖmtr_sを入力する。

モータ電流検出手段２１では、モータ電流検出信号Ｉmtr_sよりモータ電流Ｉmtrを演算し、モータ速度検出手段２２では、モータ速度信号Ｖmtr_sよりモータ速度Ｖmtrを演算する。操舵アシスト電流演算手段２３では、操舵トルク信号Ｔhdl_s及び車速信号Ｖ_sをもとに、ドライバーの操舵に応じたアシストトルク量を演算し、アシストトルク量に応じた操舵アシスト電流Ｉassistを出力する。また、路面反力トルク演算装置２４では、操舵トルク信号Ｔhdl_s及び車速信号Ｖ_s、モータ電流Ｉmtr、モータ速度Ｖmtrより路面反力トルク推定値Ｔalign_estを演算し、さらに路面反力トルク推定値Ｔalign_estを適切な周波数特性に補正し、路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctを出力する。ハンドル戻し電流演算手段２５は、路面反力トルク演算装置２４から路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctを入力し、前記路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctをもとに適切なハンドル戻し電流Ｉbacを決定する。前記ハンドル戻し電流Ｉbacは、操舵アシスト電流Ｉassistから減算され、目標電流Ｉtarとなる。モータ制御手段２６では、前記目標電流Ｉtarとモータ電流Ｉmtrを比較し、比較結果にもとづきアシストモータ１７の駆動に必要な出力電流Ｉmtr_tを出力し、アシストモータ１７を駆動させる。

図３は路面反力トルク演算装置２４の構成ブロック図である。路面反力トルク演算装置２４は、路面反力トルク推定器２４１及び路面反力トルク補正器２４２を備えており、操舵トルク信号Ｔhdl_s、モータ電流Ｉmtr、モータ速度Ｖmtr及び車速信号Ｖ_sを入力する。路面反力トルク推定器２４１は、操舵トルク信号Ｔhdl_s、モータ電流Ｉmtr、モータ速度Ｖmtr及び車速信号Ｖ_sをもとに、走行中の車両においてハンドル操舵によるタイヤ転舵時に、タイヤ１３が路面から受ける路面反力トルクを演算し、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを出力する。なお、路面反力トルク推定器２４１は特許文献１に記載のものと同様のものであり説明を省略する。次に路面反力トルク補正器２４２は、前記路面反力トルク推定値Ｔalign_est及び車速信号Ｖ_sを入力し、路面反力トルク推定値Ｔalign_estの周波数特性を車速にもとづいて補正し、路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctとして出力する。

図４は路面反力トルク補正器２４２の構成ブロック図である。路面反力トルク補正器２４２は、時定数τ１演算装置２４３、時定数τ２演算装置２４４及び位相補償フィルタ２４５を備えており、路面反力トルク推定値Ｔalign_est及び車速信号Ｖ_sを入力する。時定数τ１演算装置２４３は、位相補償フィルタ２４５の第１の時定数τ１を求めるために車速信号Ｖ_sを入力し、車速に応じた時定数τ１を出力する。同じく、時定数τ２演算装置２４４は、位相補償フィルタ２４５の第２の時定数τ２を求めるために車速信号Ｖ_sを入力し、車速に応じた時定数τ２を出力する。位相補償フィルタ２４５は路面反力トルク推定値Ｔalign_estを入力し、時定数τ１及び時定数τ２に応じて補正した後、路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctを出力する。

次に位相補償フィルタ２４５、時定数τ１演算装置２４３、及び時定数τ２演算装置２４４について説明する。位相補償フィルタ２４５は、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを入力し、フィルタの伝達関数Ｇ(s)により路面反力トルクの周波数特性における位相を変化させ、数式５に基づき路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctを出力する。フィルタの伝達関数Ｇ(s)は、第１の時定数τ１と第２の時定数τ２を用いて数式６に基づいて決められる。なお式中のｓはラプラス演算子である。

位相補償フィルタ２４５のフィルタ伝達関数Ｇ(s)は、車両が低速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を進ませ、車両が中速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を変化させず、車両が高速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を遅らせるように設定する。このため第１の時定数τ１及び第２の時定数τ２は、低速では位相が進み、中速では位相が変わらず、高速では位相が遅れるように設計する。すなわち、低速ではτ１＜τ２、中速ではτ１＝τ２、高速ではτ１＞τ２とする。

なお上記の低速、中速、高速と言った速度は、一例として低速は３０Ｋｍ／ｈ未満、中速は３０Ｋｍ／ｈ以上８０Ｋｍ／ｈ未満、高速は８０Ｋｍ／ｈ以上として区分する。但し、上記数値は一般的な小型乗用車（乗員１名程度）の場合であり、車種・車重などにより変わるので、上記速度の区分はこれに限定されるものではない。
また第１の時定数τ１及び第２の時定数τ２は、一般的な小型乗用車（乗員１名程度）の場合、下表のような値とする。なお、この時定数τ１及び時定数τ２も、上記速度区分と同様に車種・車重などにより変わるので、時定数τ１、時定数τ２はこの表の数値に限定されるものではない。

このようにしてこの発明の実施の形態１では、路面反力トルク補正器２４２において、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを位相補償フィルタ２４５に通過させ、路面反力トルク推定値Ｔalign_estの位相を補正するようにしたから、補正後の路面反力トルク補正値Ｔalign_est_correctをもとにハンドル戻し制御を行うことで、実路面反力トルクＴalignとの位相差を感じることのない、フィーリングのよい電動パワーステアリング制御装置が得られる。

実施の形態２
以下、この発明の実施の形態２に係わる路面反力トルク演算装置について説明する。図５は路面反力トルク演算装置を用いた車両状態検出装置の全体構成図、図６は演算装置の構成ブロック図、図７は路面反力トルク演算装置の構成ブロック図である。
図５に示す車両状態検出装置は、ステアリング機構１と車両の走行速度を検出する車速検出装置３と演算装置４と走行中のタイヤ１３に発生する路面反力トルクを計測する路面反力トルク計測装置５とから構成されている。ステアリング機構１は、ドライバーにより操舵されるハンドル１１と、このハンドル１１に上端が連結されたステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の下端に連結され、ステアリング軸１２の回転をタイヤ１３に伝達するピニオンギア１４およびラック軸１５と、ハンドル１１の操舵角を検出する操舵角センサ１９と、を有している。

ピニオンギア１４は、ドライバーが、ハンドル１１を回転させることにより発生するステアリング軸１２回転方向の運動を、ラック軸１５垂直方向への運動に変化させ、ラック軸１５両端に備え付けたタイヤ１３を左右に回転させることで、車両の進行方向を変化させる仕組みになっている。路面反力トルク計測装置５は、ラック軸１５の片側若しくは両方の、ラック軸端とタイヤ１３との中間に設け、タイヤ１３に与えられる実路面反力トルクＴalignを計測する。演算装置４は、車速検出装置３から車速信号Ｖ_s、操舵角センサ１９から操舵角信号θ_s、及び路面反力トルク計測装置５から実路面反力トルク信号Ｔalign_sをそれぞれ入力し、車両状態を判定する。

図６は演算装置４の構成ブロック図である。演算装置４は規範路面反力トルク演算器４１、路面反力トルク演算装置４２及び車両挙動安定性判定器４３を備えており、操舵角センサ１９から操舵角信号θ_s、車速検出装置３から車速信号Ｖ_s、路面反力トルク計測装置５から実路面反力トルク信号Ｔalign_sを入力する。

規範路面反力トルク演算器４１は、操舵角信号θ_s及び車速信号Ｖ_sをもとに、数式７にもとづいて規範路面反力トルクＴalign_refを演算する。数式７に示すＫalignは、車速ごとに設定した「操舵角θに対する実路面反力トルクＴalignの比」であり、操舵周波数による実路面反力トルクＴalignの位相変化は考慮していない。よって、数式７より求められる規範路面反力トルクＴalign_refは操舵角θと同位相になる。車速信号Ｖ_sは前記Ｋalignを決定するために使用される。

路面反力トルク演算装置４２は、実路面反力トルク信号Ｔalign_s及び車速信号Ｖ_sをもとに実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctを出力する。車両挙動安定性判定器４３は、「規範路面反力トルクＴalign_refと実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctの偏差絶対値」及び車速信号Ｖ_sより、車両状態の判定を行う。

図７は路面反力トルク演算装置４２の構成ブロック図である。路面反力トルク演算装置４２は、路面反力トルク検出器４２１及び路面反力トルク補正器４２２を備えており、車速信号Ｖ_s及び実路面反力トルク信号Ｔalign_sを入力する。路面反力トルク検出器４２１は、実路面反力トルク信号Ｔalign_sより、走行中の車両においてタイヤ転舵時に、タイヤ１３が路面から受ける実路面反力トルクＴalignを演算する。路面反力トルク補正器４２２は、前記実路面反力トルクＴalignと車速信号Ｖ_sを入力し、車速にもとづいて実路面反力トルクＴalignを規範路面反力トルクＴalign_refと同じ位相にそろえ、実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctとして出力する。

路面反力トルク補正器４２２は、実路面反力トルクＴalignと車速信号Ｖ_sを入力し、実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctを出力する。路面反力トルク補正器４２２の構成は、実施の形態１の図４において説明した内容と同様であり、時定数τ１演算装置、時定数τ２演算装置及び位相補償フィルタを備えている。ただし、実施の形態２では、位相補償フィルタのフィルタ伝達関数Ｇ(s)は、車両が低速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を遅らせ、車両が中速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を変化させず、車両が高速で走行している場合は入力された路面反力トルクの位相を進ませるように設定する。このため第１の時定数τ１及び第２の時定数τ２は、低速では位相が遅れ、中速では位相が変わらず、高速では位相が進むように設計する。すなわち、低速ではτ１＞τ２、中速ではτ１＝τ２、高速ではτ１＜τ２とする。

なお上記の低速、中速、高速と言った速度は、一例として実施の形態１と同様に、低速は３０Ｋｍ／ｈ未満、中速は３０Ｋｍ／ｈ以上８０Ｋｍ／ｈ未満、高速は８０Ｋｍ／ｈ以上として区分する。但し、上記数値は一般的な小型乗用車（乗員１名程度）の場合であり、車種・車重などにより変わるので、上記速度の区分はこれに限定されるものではない。
また第１の時定数τ１及び第２の時定数τ２は、実施の形態２の場合は実施の形態１と位相の進みと遅れが逆となるので、表１とは異なった値となる。

車両挙動安定性判定器４３は、規範路面反力トルクＴalign_refと実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctの偏差絶対値、及び車速信号Ｖ_sを入力し、車速信号Ｖ_sより車速ごとに設定した所定値を演算する。前記所定値を「規範路面反力トルクＴalign_refと実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctの偏差絶対値」が上回った場合、車両挙動安定性判定器４３は車両状態が不安定であると判定する。なお、前記所定値は設計する車種によって、個別に設定する。

このようにして、この発明の実施の形態２では、路面反力トルク補正器４２２において、路面反力トルク検出器４２１によって得た実路面反力トルクＴalignを補正するようにしたから、補正後の実路面反力トルク補正値Ｔalign_correctを規範路面反力トルクＴalign_refと同じ位相にそろえ、車両状態の判定においてより正確な判定を行うことが可能となる。

なお、実施の形態２では、この発明の路面反力トルク演算装置を、図５に示すようなステアリング機構を用いて説明したが、ステアリング機構自体は、電動パワーステアリング制御装置、又は油圧パワーステアリング装置などであってもよい。
また、実施の形態２では、ハンドル１１からタイヤ１３まで機械的に連結したステアリング機構１で説明したが、ハンドル１１とタイヤ１３が機械的に連結しない機構、例えばステアバイワイヤーなどのステアリング機構であってもよい。ただし、その場合、ハンドル１１の操舵角θではなく、タイヤ１３の実舵角δを計測できる構成が必要となる。

この発明の実施の形態１である路面反力トルク演算装置を用いた電動パワーステアリング制御装置の全体構成図。 この発明の実施の形態１である路面反力トルク演算装置を用いた電動パワーステアリング制御装置の構成ブロック図。 この発明の実施の形態１の路面反力トルク演算装置の構成ブロック図。 この発明の実施の形態１の路面反力トルク演算装置に用いられる路面反力トルク補正器の構成ブロック図。 この発明の実施の形態２である路面反力トルク演算装置を用いた車両状態検出装置の全体構成図。 この発明の実施の形態２である路面反力トルク演算装置を用いた車両状態検出装置の演算装置の構成ブロック図。 この発明の実施の形態２の路面反力トルク演算装置の構成ブロック図。 この発明の路面反力トルク演算装置の効果を説明する上で必要な、各車速における操舵角θと実路面反力トルクＴalignの位相関係を示した図。 この発明の路面反力トルク演算装置の効果を説明する上で必要な、操舵角θに対する実路面反力トルクＴalignのボード線図。

符号の説明

１：ステアリング機構 ２：制御装置
３：車速検出装置 ４：演算装置
５：路面反力トルク計測装置 １１：ハンドル
１２：ステアリング軸 １３：タイヤ
１４：ピニオンギア １５：ラック軸
１６：操舵トルクセンサ １７：アシストモータ
１８：モータギア １９：操舵角センサ
２１：モータ電流検出器 ２２：モータ速度検出器
２３：操舵アシスト電流演算手段 ２４：路面反力トルク演算装置
２５：ハンドル戻し電流演算手段 ２６：モータ制御回路
４１：規範路面反力トルク演算器 ４２：路面反力トルク演算装置
４３：車両挙動安定性判定器
２４１：路面反力トルク推定器 ２４２：路面反力トルク補正器
２４３：時定数τ１演算装置 ２４４：時定数τ２演算装置
２４５：位相補償フィルタ
４２１：路面反力トルク検出器 ４２２：路面反力トルク補正器

Claims (5)

1. 走行中の車両のタイヤ転舵時に、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記路面反力トルク検出手段が検出した路面反力トルクの位相を車速に応じて補正する路面反力トルク補正手段とを備え、前記路面反力トルク補正手段は、車速に応じて変化する第１の時定数と第２の時定数を演算する時定数演算装置と、前記第１の時定数と第２の時定数により伝達関数を設定する位相補償フィルタにより構成され、前記位相補償フィルタに前記路面反力トルク検出手段で検出した路面反力トルクを入力するようにした路面反力トルク演算装置。
2. 路面反力トルク検出手段は、ハンドル操作による操舵トルクと、ハンドル操作による操舵トルクをアシストするアシストモータのモータ速度およびモータ電流と、車両の走行速度（車速）を入力して、路面反力トルク推定値を演算する路面反力トルク推定器で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の路面反力トルク演算装置。
3. 路面反力トルク補正手段は、
   車両が低速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を進ませて出力し、車両が中速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を変化させず出力し、車両が高速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を遅らせて出力することを特徴とする請求項２に記載の路面反力トルク演算装置。
4. 路面反力トルク検出手段は、走行中のタイヤに発生する路面反力トルクを計測する路面反力トルク計測装置を有し、前記路面反力トルクを計測することを特徴とする請求項１に記載の路面反力トルク演算装置。
5. 路面反力トルク補正手段は、
   車両が低速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を遅らせて出力し、車両が中速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を変化させず出力し、車両が高速で走行している場合、入力された路面反力トルクの位相を進ませて出力することを特徴とする請求項４に記載の路面反力トルク演算装置。

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