JP4749995B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、運転者により操舵されるハンドルの操舵角に対する車輪の転舵角を可変制御する角度重畳手段と、運転者の操舵トルクを補助する電動パワーアシスト手段とを備えた車両用操舵制御装置に関するものである。

従来から、ハンドルの操舵角に対する車輪の転舵角を可変制御する角度重畳手段と、運転者の操舵トルクを補助する電動パワーアシスト手段とを備えた車両操舵制御装置はよく知られている。また、この種の車両用操舵制御装置において、角度重畳手段が、運転者の操舵とは無関係に車輪の転舵角を転舵した場合には、車両が走行する路面から車輪を介してハンドルの回転方向に作用する路面反力トルクが変動して、操舵フィーリングが悪化することも知られている。

そこで、電動パワーアシスト手段で変動する路面反力トルクを補償するために、反力トルク補償制御機能を備えた車両用操舵制御装置が提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、横風外乱などに対する補助反力トルク（以下、単に「補償トルク」という）に上限を定める車両用操舵装置も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。

一般に、路面反力トルク変動を運転者に伝えないためには、電動パワーアシスト手段において、角度重畳手段の転舵による路面反力トルク変動を打ち消すための補償トルクを発生する必要がある。また、上記特許文献１、２に記載の従来装置のように、反力トルク補償制御を行うためには、角度重畳手段が転舵したことによって発生すると予測される路面反力トルクの変動分を正確に知る必要がある。

ここで、車輪の転舵角と路面反力トルクとの関係について説明する。
周知のように、車輪の横すべり角が小さい領域では、転舵角と路面反力トルクとの関係は、ほぼ比例関係（正の１次関数に対応）にあり、車速が大きくなると、転舵角に対する路面反力トルクの特性（１次関数）の傾きは大きくなる。よって、転舵角に対する路面反力トルクの傾きをマップデータとして取得しておき、角度重畳手段による転舵角に対して変動すると予測される路面反力トルクを演算することができる。

しかし、路面反力トルクの特性は、走行路面の状態の違いによって大きく影響を受け、路面摩擦係数が小さい（滑りやすい）路面では、発生する路面反力トルクが小さくなり、また、車輪の横すべり角が大きくなると、路面反力トルクが飽和および減少する。
したがって、特許文献１、２に記載の従来装置においては、実際に発生する路面反力トルクと補償トルクの演算値との間に誤差が生じ、特に、補償トルクの演算値が実際の路面反力トルクよりも過大である場合には、操舵フィーリングが悪化する可能性がある。

また、路面摩擦係数の推定値を用いて、変動すると予測される路面反力トルクを演算する手法や、車輪の転舵角に対する路面反力トルクの特性傾きの演算値を用いて、変動すると予測される路面反力トルクを演算する手法も知られているが、路面摩擦係数が小さい路面での転舵角と路面反力トルクとの関係は非線形性が強く、実際に転舵した場合の特性傾きが変化するので、特性傾きの演算値と異なる。また、急な路面摩擦係数の変化などにより、補償トルクの演算値と実際に変動する路面反力トルクとの間に誤差が生じる可能性がある。

特開２００４−２５６００８号公報（図２） 特開２００５−１５３７７９号公報（図３８） 特開平１１−１４７４７４号公報（図６）

従来の車両用操舵制御装置では、運転者の操舵とは無関係に角度重畳手段が車輪の転舵角を転舵したことによる路面反力トルクの変動に対し、たとえば上記特許文献１、２のように、電動パワーアシスト手段で路面反力トルク変動を補償しているので、実際に発生する路面反力トルクよりも補償トルクの演算値が過大である場合には、運転者の操舵フィーリングが悪化するという課題があった。
また、上記特許文献３のように、補償トルクの演算値に上限を設定する場合にも、路面反力トルクが走行路面の状態によって大きく変動することから、実際には適切な上限値を設定することが困難であるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、路面反力トルクに応じて補償トルクの演算値に制限をかける補償トルク制限手段を設け、補償トルクの演算値が実際の路面反力トルクよりも過大になることを防ぐことにより、運転者の操舵フィーリングを改善して、良好な操舵フィーリングを実現した車両用操舵制御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制御装置は、車両を操舵するために操作されるハンドルと、ハンドルに印加される操舵トルクを検出するトルクセンサと、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、操舵トルクを補助するためのアシストトルクを発生するパワーアシスト用電動アクチュエータを有する電動パワーアシスト手段と、操舵角に制御角度を重畳する角度重畳用電動アクチュエータを有し、操舵角に対する車両の車輪の転舵角を可変制御する角度重畳手段と、操舵角に対する制御角度の重畳によって変動する操舵トルクを補償するための補償トルクを演算する補償トルク演算手段と、を備え、補償トルクに応じてアシストトルクを補正する車両用操舵制御装置において、補償トルクを所定の制限値に制限する補償トルク制限手段と、車両が走行する路面から車輪を介してハンドルの回転方向に作用す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をさらに備え、補償トルク制限手段は、路面反力トルクに応じて補償トルクに対する制限値を設定するものである。

この発明によれば、路面反力トルクに応じて補償トルクに制限を掛けるので、補償トルクが実際の路面反力トルクよりも過大になることが回避されて、運転者の操舵フィーリングを改善することができる。

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について詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用操舵制御装置を概略的に示すブロック構成図である。

図１において、車両用操舵制御装置は、車両の運転者（図示せず）により操舵トルクＴｓｅｎｓが印加されるハンドル１と、ハンドル１に印加される操舵トルクＴｓｅｎｓを検出するトルクセンサ１４と、操舵トルクＴｓｅｎｓ（検出値）に基づいて操舵トルクＴｓｅｎｓを補助するためのアシストトルクを発生する電動パワーアシスト手段（後述する）と、を備えている。

また、この発明の実施の形態１に係る車両用操舵制御装置は、ハンドル１の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１５と、車両状態信号１８を出力する車両状態センサ１８００（図２とともに後述する車速センサ１８０１、ヨーレートセンサ１８０２、横加速度センサ１８０３など）と、操舵角θｈおよび車両状態信号１８に基づき、操舵角θｈに対する各車輪７ａ、７ｂの転舵角を可変制御するための制御角度を重畳する角度重畳手段（後述する）と、を備えている。
ここでは、煩雑さを回避するために、代表的に４輪車両の左右前輪車輪７ａ、７ｂのみに注目して説明するが、左右後輪に関しても同様である。

角度重畳手段は、操舵角センサ１５および車両状態センサ１８００と関連した目標重畳角生成手段１７と、重畳角制御手段１９と、角度重畳用電動アクチュエータ１１と、第１の遊星ギア機構２と、第２の遊星ギア機構３とにより構成されている。
電動パワーアシスト手段は、トルクセンサ１４、電流センサ１８０４、目標重畳角生成手段１７および車両状態センサ１８００内の車速センサ１８０１と関連した目標アシスト電流生成手段２０と、アシスト電流制御手段２１と、パワーアシスト用電動アクチュエータ９とにより構成されている。

第１の遊星ギア機構２は、ハンドル１のステアリング軸１３を入力軸として、シャフト４を出力軸としている。第２の遊星ギア機構３は、第１の遊星ギア機構２の出力軸となるシャフト４を入力軸として、ピニオン軸８を出力軸としている。

操舵角センサ１５はステアリング軸１３に設けられ、トルクセンサ１４およびパワーアシスト用電動アクチュエータ９はピニオン軸８に設けられている。これにより、ハンドル１の操舵角は、ステアリング軸１３に配置された操舵角センサ１５により検出され、操舵トルクＴｓｅｎｓは、ピニオン軸８に配置されたトルクセンサ１４により検出される。

電流センサ１８０４は、パワーアシスト用電動アクチュエータ９の駆動電流ｉｅｐｓを検出して目標アシスト電流生成手段２０に入力する。
ピニオン軸８の出力端には、ラックアンドピニオン式ステアリングギア５およびナックルアーム６ａ、６ｂを介して、左前輪車輪７ａおよび右前輪車輪７ｂに連結されている。

電動パワーアシスト手段において、目標アシスト電流生成手段２０は、電流センサ１８０４からの駆動電流ｉｅｐｓと、トルクセンサ１４からの操舵トルクＴｓｅｎｓと、車速センサ１８０１からの出力信号（車速Ｖ）と、目標重畳角生成手段１７の出力信号とに基づいて、パワーアシスト用電動アクチュエータ９に対する目標アシスト電流２００１を生成する。アシスト電流制御手段２１は、目標アシスト電流２００１に応じてパワーアシスト用電動アクチュエータ９を駆動し、パワーアシスト用電動アクチュエータ９は、操舵トルクＴｓｅｎｓを補助するためのアシストトルクを発生する。

パワーアシスト用電動アクチュエータ９の出力軸は、ウオーム１０ａと連結しており、ウオーム１０ａは、ピニオン軸８に連結されたウオームホイール１０ｂと噛み合っている。

角度重畳手段において、目標重畳角生成手段１７は、操舵角θｈおよび車両状態信号１８に基づいて角度重畳用電動アクチュエータ１１の目標重畳角１７０１を生成し、重畳角制御手段１９は、角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔをフィードバックしながら目標重畳角１７０１に応じて角度重畳用電動アクチュエータ１１を駆動する。これにより、角度重畳用電動アクチュエータ１１は、操舵角θｈに制御角度を重畳し、操舵角θｈに対する車両の車輪の転舵角を可変制御する。

角度重畳用電動アクチュエータ１１の出力軸は、ウオーム１２ａと連結しており、ウオーム１２ａは、第１の遊星ギア機構２に連結されたウオームホイール１２ｂと噛み合っている。
角度重畳用電動アクチュエータ１１には、モータ角度センサ１６が設けられており、角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔは、モータ角度センサ１６により検出されて重畳角制御手段１９に入力される。

第１の遊星ギア機構２は、ステアリング軸１３に接続されたキャリア２０３と、キャリア２０３により支持されるプラネタリギア２０２ａ、２０２ｂと、プラネタリギア２０２ａ、２０２ｂに噛み合うサンギア２０１と、リングギア２０４と、リングギア２０４を回転させるためのウオームホイール１２ｂとにより構成されている。

第２の遊星ギア機構３は、サンギア３０１と、キャリア３０３により支持されるプラネタリギア３０２ａ、３０２ｂと、固定されたリングギア３０４とにより構成されている。
第１の遊星ギア機構２のサンギア２０１と、第２の遊星ギア機構３のサンギア３０１とは、シャフト４により接続されている。

ラックアンドピニオン式ステアリングギア５は、ピニオン軸８に接続されたピニオン５０１と、ピニオン５０１に噛み合うラック５０２とにより構成されている。
ラック５０２は、ナックルアーム６ａ、６ｂを介して車輪７ａ、７ｂに接続され、ピニオン５０１は、ピニオン軸８を介して、第２の遊星ギア機構３のキャリア３０３に接続されている。

ここで、重畳角制御手段１９、目標重畳角生成手段１７、角度重畳用電動アクチュエータ１１、第１の遊星ギア機構２および第２の遊星ギア機構３を有する角度重畳手段について、さらに具体的に説明する。
目標重畳角生成手段１７は、操舵角センサ１５により検出されるハンドル１の操舵角θｈ（運転者による操舵角）と、車両状態センサ１８００（後述する車速センサ１８０１、ヨーレートセンサ１８０２、横加速度センサ１８０３など）の車両状態信号１８から、角度重畳用電動アクチュエータ１１の目標重畳角１７０１を生成する。
重畳角制御手段１９は、モータ角度センサ１６により検出される角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔが目標重畳角生成手段１７からの目標重畳角１７０１と等しくなるように、角度重畳用電動アクチュエータ１１を駆動する。

このとき、第１の遊星ギア機構２から出力されるシャフト４の回転角θｓは、運転者が操舵した操舵角θｈと、角度重畳用電動アクチュエータ１１による重畳角とから、第１の遊星ギア機構２の差動特性に応じて決定される。これにより、運転者が操舵した操舵角θｈに対して、各車輪７ａ、７ｂの転舵角を可変制御することができる。

以下、第１の遊星ギア機構２内において、サンギア２０１からキャリア２０３までの減速比Ｇ１ｓと、リングギア２０４からキャリア２０３までの減速比Ｇ１ｒと、角度重畳用電動アクチュエータ１１からリングギア２０４までの減速比（すなわち、ウオーム１２ａおよびウオームホイール１２ｂによる減速機構の減速比）Ｇｍｔと、サンギア３０１からキャリア３０３までの減速比Ｇ２ｓとを用いて説明する。また、ピニオン軸８から各車輪７ａ、７ｂまでの減速比がラックアンドピニオン式ステアリングギア５によって決まることから、各車輪７ａ、７ｂの転舵角の代わりに、ピニオン軸８の転舵角θｐを用いて説明する。

まず、ハンドル１の操舵角θｈ、角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔ、シャフト４の回転角θｓおよびピニオン軸８の転舵角θｐを用いて、以下の式（１）、式（２）の角度関係が成立する。

θｓ＝Ｇ１ｓ・θｈ＋Ｇ１ｓ・θｍｔ／（Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ） ・・・（１）
θｓ＝Ｇ２ｓ・θｐ ・・・（２）

式（１）、式（２）から、角度関係を表す以下の式（３）が求められる。

θｐ＝Ｇ１ｓ・θｈ／Ｇ２ｓ＋Ｇ１ｓ・θｍｔ／（Ｇ２ｓ・Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ） ・・・（３）

次に、遊星ギア機構１のサンギア２０１からキャリア２０３までの減速比Ｇ１ｓと、遊星ギア機構３のサンギア３０１からキャリア３０３までの減速比Ｇ２ｓを、以下の式（４）のように設定する。

Ｇ１ｓ＝Ｇ２ｓ ・・・（４）

これにより、式（３）の角度関係式は、以下の式（５）の表される。

θｐ＝θｈ＋θｍｔ／（Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ） ・・・（５）

式（５）から明らかなように、運転者によるハンドル１の操舵角θｈに対して、角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔを制御することにより、ピニオン軸８の転舵角θｐを可変制御することができる。すなわち、ハンドル１の操舵角θｈに対する各車輪７ａ、７ｂの転舵角を可変制御することができる。

次に、目標アシスト電流生成手段２０、アシスト電流制御手段２１およびパワーアシスト用電動アクチュエータ９を有する電動パワーアシスト手段について説明する。
目標アシスト電流生成手段２０は、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクＴｓｅｎｓと、車速センサ１８０１から出力される車速Ｖとから、パワーアシスト用電動アクチュエータ９の目標アシスト電流２００１を生成する。アシスト電流制御手段２１は、パワーアシスト用電動アクチュエータ９の駆動電流ｉｅｐｓが目標アシスト電流２００１と等しくなるようにパワーアシスト用電動アクチュエータ９を制御する。パワーアシスト用電動アクチュエータ９は、駆動電流ｉｅｐｓに対応するアシストトルクを出力し、運転者の操舵トルクＴｓｅｎｓをアシストする。

図２は目標重畳角生成手段１７および目標アシスト電流生成手段２０の主要構成を示す機能ブロック図である。
図２において、車両の車速Ｖを検出する車速センサ１８０１と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ１８０２と、車両の横加速度を検出する横加速度センサ１８０３とは、図１内の車両状態センサ１８００に含まれている。

目標重畳角生成手段１７は、角度重畳用電動アクチュエータ１１のステアリングギア比可変用目標重畳角（以下、「第１の目標重畳角」という）θｍｔ_ｒｅｆ１を演算するステアリングギア比可変用目標重畳角演算手段１７１１と、車両挙動安定化用目標重畳角（以下、「第２の目標重畳角」という）θｍｔ_ｒｅｆ２を演算する車両挙動安定化用目標重畳角演算手段１７１２と、第１および第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ１、θｍｔ_ｒｅｆ２を加算して最終的な目標重畳角１７０１を生成する加算器１７１３とを備えている。

目標アシスト電流生成手段２０は、基本アシストトルクＴｃｏｍｐ１を演算して基本アシストトルクＴｃｏｍｐ１に対応した第１の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ１を出力する基本アシストトルク演算手段２０１１と、補償トルク（後述する目標補償トルク）Ｔｃｏｍｐを演算する補償トルク演算手段２０１２と、補償トルクＴｃｏｍｐを制限後の補償トルクＴｃｏｍｐ２に変換して補償トルクＴｃｏｍｐ２に対応した第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２を出力する補償トルク制限手段２０１３と、第１および第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ１、ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２を加算して目標アシスト電流２００１を生成する加算器２０１５と、を備えている。

補償トルク演算手段２０１２は、操舵角θｈに対する制御角度の重畳によって変動する操舵トルクＴｓｅｎｓを補償するための補償トルクＴｃｏｍｐを演算し、補償トルクＴｃｏｍｐに応じてパワーアシスト用電動アクチュエータ９からのアシストトルクを補正可能にする。

補償トルク制限手段２０１３は、車両が走行する路面から各車輪７ａ、７ｂを介してハンドル１の回転方向に作用する路面反力トルク（たとえば、推定演算値Ｔｅｓｔ）を検出する路面反力トルク検出手段２０１４を含み、路面反力トルクＴｅｓｔに応じて補償トルクＴｃｏｍｐに対する所定の制限値を設定し、制限値に制限された補償トルクＴｃｏｍｐ２に対応した第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２を出力する。

路面反力トルク検出手段２０１４は、パワーアシスト用電動アクチュエータ９に供給される駆動電流ｉｅｐｓと、トルクセンサ１４により検出された操舵トルクＴｓｅｎｓとを用いて、後述する推定演算により路面反力トルクＴｅｓｔを検出する。
なお、図２において、路面反力トルク検出手段２０１４は、補償トルク制限手段２０１３内に含まれているが、補償トルク制限手段２０１３とは別に設けられてもよい。

次に、図３を参照しながら、図１、図２内の目標重畳角生成手段１７について、具体的に説明する。
目標重畳角生成手段１７において、ステアリングギア比可変用目標重畳角演算手段１７１１は、操舵角θｈ、車速Ｖを取り込み、運転者が操舵するハンドル１の操舵角θｈに対する各車輪７ａ、７ｂの転舵角の比が、車速Ｖに応じて可変となるように、角度重畳用電動アクチュエータ１１の第１の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ１を演算する。
第１の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ１は、ハンドル１の操舵角θｈに対するピニオン軸８の転舵角θｐの比Ｒ１を用いて、前述の式（５）から、以下の式（６）のように演算される。

θｍｔ_ｒｅｆ１＝Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ・（Ｒ１−１）・θｈ ・・・（６）

一方、車両挙動安定化用目標重畳角演算手段１７１２は、ステアリングギア比可変用目標重畳角演算手段１７１１と同様に車両状態信号１８を取り込み、車両挙動に応じて、角度重畳用電動アクチュエータ１１が重畳する第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２を演算する。
第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２は、車両の目標ヨーレートγｒｅｆと、ヨーレートセンサ１８０２により計測されたヨーレートγとを用いて、以下の式（７）のように演算される。

θｍｔ_ｒｅｆ２＝Ｋｐ・（γｒｅｆ−γ） ・・・（７）

式（７）において、Ｋｐは適切に設定された比例ゲインであり、車速Ｖに対して可変設定されてもよい。
また、たとえばハンドル１の操舵角θｈが「０」であって車両が直進走行中の場合に、横風外乱などにより車両に外乱ヨーレートΔγが発生すると、第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２は、以下の式（８）のように表される。

θｍｔ_ｒｅｆ２＝−Ｋｐ１・Δγ ・・・（８）

この場合、外乱ヨーレートΔγを低減する方向に各車輪７ａ、７ｂが転舵される。
また、各車輪７ａ、７ｂの制動力および駆動力の大きさから、車両に作用するモーメントトルクを推定し、モーメントトルクの推定値を打ち消すモーメントトルクを各車輪７ａ、７ｂの転舵で発生するように、第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２を演算してもよい。

図３は車両制動時の状態を示す説明図であり、各車輪に作用する制動力および車両に作用する外乱モーメントの一例を模式的に示している。
図３においては、左右前輪車輪７ａ、７ｂの各制動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒと、左右後輪車輪２２ａ、２２ｂの各制動力Ｆｒｌ、Ｆｒｒと、各制動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒによって車両重心に作用するモーメントトルクＭｄとが、それぞれ矢印で示されている。

素３において、各制動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒは、各車輪７ａ、７ｂ、２２ａ、２２ｂのブレーキ圧から推定演算される。
ここで、各制動力によって車両重心に作用するモーメントトルクＭｄは、左右前輪車輪７ａ、７ｂ間の距離Ｌｆ、左右後輪車輪２２ａ、２２ｂ間の距離Ｌｒを用いて、以下の式（９）のように表される。

Ｍｄ＝Ｆｆｌ・Ｌｆ／２＋Ｆｆｌ・Ｌｒ／２−Ｆｆｒ・Ｌｆ／２−Ｆｒｒ・Ｌｒ／２ ・・・（９）

よって、車両挙動安定化用目標重畳角生成手段１７１２は、式（９）から求まるモーメントトルクＭｄを打ち消すように、各前輪車輪７ａ、７ｂを転舵させる第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２を、以下の式（１０）のように設定する。

θｍｔ_ｒｅｆ２＝−Ｋｐ２・Ｍｄ ・・・（１０）

式（１０）において、Ｋｐ２は適切に設定された比例ゲインであり、車速Ｖに対して可変設定されてもよい。
最終的な目標重畳角１７０１は、第１の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ１と、第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２との和として、加算器１７０３から生成される。

以下、前述のように、重畳角制御手段１９は、モータ角度センサ１６により検出された角度重畳用電動アクチュエータ１１の回転角θｍｔが、目標重畳角生成手段１７から生成された目標重畳角１７０１と等しくなるように、角度重畳用電動アクチュエータ１１を駆動する。

次に、図４〜図９を参照しながら、図１、図２内の目標アシスト電流生成手段２０について、具体的に説明する。
図４および図５は車輪転舵角（横軸）と路面反力トルク（縦軸）との一般的関係を示す説明図である。

図４においては、路面摩擦係数が大きい路面（乾燥アスファルト路面など）における車輪転舵角に対する路面反力トルクの特性例を示しており、破線曲線は車速Ｖが小さい場合の特性を示し、実線曲線は車速Ｖが大きい場合の特性を示している。前述のように、車速Ｖが大きくなると、車輪転舵角に対する路面反力トルクの特性の傾きは大きくなる。

一方、図５においては、路面摩擦係数が変化した場合の車輪転舵角に対する路面反力トルクの特性例を示しており、破線曲線は路面摩擦係数が小さい場合の特性を示し、実線曲線は路面摩擦係数が大きい場合の特性を示している。前述のように、路面摩擦係数が小さく滑りやすい路面では、発生する路面反力トルクが小さくなる。

図６は操舵トルクＴｓｅｎｓの検出値（横軸）と基本アシストトルクに対応した第１の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ１（縦軸）との関係（マップ例）を示す説明図であり、破線曲線は車速Ｖが小さい場合の特性を示し、実線曲線は車速Ｖが大きい場合の特性を示している。
図７は補償トルク演算手段２０１２および補償トルク制限手段２０１３の処理手順を示すフローチャートである。
図８は車速Ｖ（横軸）と転舵角に対する路面反力トルクの傾きＫａｌｉｇｎ（縦軸）との関係（マップ例）を示す説明図であり、図９はハンドル角速度の絶対値｜ｄθｈ｜（横軸）と補正係数λ１（縦軸）との関係（マップ例）を示す説明図である。

目標アシスト電流生成手段２０において、基本アシストトルク演算手段２０１１は、前述のように、運転者による操舵トルクＴｓｅｎｓを補助するためのアシストトルクに対応した目標アシスト電流２００１を演算する。
すなわち、基本アシストトルク演算手段２０１１は、たとえば、トルクセンサ１４により検出された操舵トルクＴｓｅｎｓと、車両状態センサ１８に含まれる車速センサ１８０１により検出された車速Ｖとに基づき、図６に示すマップを用いて、第１の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ１に対応した基本アシストトルクを演算する。

ここで、車輪転舵角としてピニオン軸８の転舵角θｐを用い、転舵角θｐに対する路面反力トルクの特性について説明する。路面反力トルクは、路面から各車輪７ａ、７ｂに作用する力により、ピニオン軸８に作用するトルクである。
図４において、路面反力トルクは、転舵角θｐに対してほぼ線形に比例し（正の１次関数を示し）、転舵角θｐに対する路面反力トルクの傾きは、車速Ｖが高くなると大きくなる。

通常、角度重畳用電動アクチュエータ１１が回転して転舵角θｐが変化すると、これに対応して路面反力トルクが変動し、操舵トルクＴｓｅｎｓが変化するので、運転者は違和感を受ける。特に、第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２は、運転者の操舵とは無関係に介入するので、路面反力トルクの変動が運転者の操舵フィーリングに与える影響が大きい。

そこで、補償トルク演算手段２０１２は、角度重畳手段による各車輪７ａ、７ｂの転舵に起因した路面反力トルク変動によって運転者の操舵トルクＴｓｅｎｓが変動し違和感を受けることを抑制するために、補償トルクＴｃｏｍｐを演算する。補償トルクＴｃｏｍｐは、路面反力トルクＴｅｓｔの変動を打ち消すために、パワーアシスト用電動アクチュエータ９から発生させるべきトルクである。

次に、図１〜図６、図８、図９とともに、図７のフローチャートを参照しながら、補償トルク演算手段２０１２および補償トルク制限手段２０１３による具体的な処理動作について説明する。図７において、ステップＳ１〜Ｓ７は、補償トルク演算手段２０１２による処理であり、ステップＳ７〜Ｓ９は、補償トルク制限手段２０１３による処理である。

まず、補償トルク演算手段２０１２は、車両挙動安定化用目標重畳角演算手段１７１２から出力される第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２を参照して、角度重畳手段が第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２による車両挙動安定化制御を実行しているか否かを判定し（ステップＳ１）、車両挙動安定化制御が実行されていない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、補償トルク制御が実行されることはないので、補償トルクＴｃｏｍｐを「０」に設定して（ステップＳ２）、補償トルク制限手段２０１３内のステップＳ９に進む。

一方、ステップＳ１において、車両挙動安定化制御が実行されている（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、補償トルク演算手段２０１２は、補償トルク制御を実行するために、車速Ｖに基づき転舵角θｐに対する路面反力トルクの傾きＫａｌｉｇｎを設定し（ステップＳ３）、補償トルク（目標補償トルク）Ｔｃｏｍｐを演算する（ステップＳ４）。

このとき、ステップＳ３においては、転舵角θｐに対する路面反力トルクの傾きＫａｌｉｇｎの設定方法として、たとえば図８のように、車速Ｖと転舵角θｐに対する路面反力トルクの傾きＫａｌｉｇｎとの関係を、マップ値としてあらかじめ用意して、車速Ｖに対応する傾きＫａｌｉｇｎを設定する。なお、図８のマップ値は、路面摩擦係数が高い乾燥アスファルト路面を走行したときの走行データから求める。

また、ステップＳ４においては、路面反力トルクの傾きＫａｌｉｇｎと、第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２と、リングギア２０４からキャリア２０３までの減速比Ｇ１ｒと、角度重畳用電動アクチュエータ１１からリングギア２０４までの減速比Ｇｍｔとを用いて、角度重畳手段が第２の目標重畳角θｍｔ_ｒｅｆ２に基づき各車輪７ａ、７ｂを転舵した時点で発生すると予測される路面反力トルクの変動分を、電動パワーアシスト手段の目標補償トルクＴｃｏｍｐとして、以下の式（１１）のように演算する。

Ｔｃｏｍｐ＝Ｋａｌｉｇｎ・θｍｔ_ｒｅｆ２／（Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ）・・・（１１）

また、路面反力トルクの変動が運転者に与える影響は、ハンドル角速度ｄθｈ（＝ｄθｈ／ｄｔ）が小さい場合（ハンドル１の保舵時など）に大きくなるので、ハンドル角速度ｄθｈに応じて変化する補正係数λ１（図９参照）を用いて、以下の式（１２）のように、目標補償トルクＴｃｏｍｐを補正演算してもよい。

Ｔｃｏｍｐ＝λ１・Ｋａｌｉｇｎ・θｍｔ_ｒｅｆ２／（Ｇ１ｒ・Ｇｍｔ）・・・（１２)

ただし、式（１１）または式（１２）で求められる目標補償トルクＴｃｏｍｐは、路面摩擦係数の変化によっては、角度重畳手段の車輪転舵によって実際に発生する路面反力トルクに対して誤差が生じる可能性があるので、補償トルク制限手段２０１３は、以下のように目標補償トルクＴｃｏｍｐを制限する。
まず、補償トルク制限手段２０１３内の路面反力トルク検出手段２０１４は、ピニオン軸８に作用している路面反力トルクＴｅｓｔを、推定演算により検出する（ステップＳ５）。

ここで推定演算される路面反力トルクＴｅｓｔは、角度重畳手段の車輪転舵よって実際に発生する路面反力トルクの変動ではなく、ピニオン軸８に実際に作用している路面反力トルクの推定値である。路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）は、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクＴｓｅｎｓと、電流センサ１８０４により検出されるパワーアシスト用電動アクチュエータ９の駆動電流ｉｅｐｓとから、以下の式（１３）のように求められる。

Ｔｅｓｔ＝Ｔｓｅｎｓ＋Ｋｔｅｐｓ・ｉｅｐｓ ・・・（１３）

式（１３）において、Ｋｔｅｐｓはパワーアシスト用電動アクチュエータ９のトルク定数であり、ウオーム１０ａとウオームホイール１０ｂとの減速比も考慮した値に設定されている。
ここで、実際に各車輪７ａ、７ｂが路面から受ける反力によって発生する路面反力トルクＴａｌｉｇｎと、ラックアンドピニオン式ステアリングギア５内のピニオン５０１とラック５０２との間などに存在する摩擦トルクＴｆｒｉｃと、パワーアシスト用電動アクチュエータ９などによる慣性モーメントトルクＪｐ・ｄｄθｐとを用いれば、推定演算される路面反力トルクＴｅｓｔは、以下の式（１４）のように表される。

Ｔｅｓｔ＝Ｊｐ・ｄｄθｐ＋Ｔａｌｉｇｎ＋Ｔｆｒｉｃ ・・・（１４）

式（１４）において、Ｊｐはピニオン軸８で換算した慣性モーメント、ｄｄθｐ（＝ｄ^２θｐ／ｄｔ^２）はピニオン軸８の角加速度である。
すなわち、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）は、運転者の意図通りにピニオン軸８を回転（または、保舵）するために必要とするトルクなので、式（１２）で演算した目標補償トルクＴｃｏｍｐを、路面反力トルクＴｅｓｔ以下に制限すれば、補償トルクが実際の路面反力トルクよりも過大となることに起因した操舵フィーリング悪化を防ぐことができる。

したがって、補償トルク制限手段２０１３は、路面反力トルクＴｅｓｔの推定演算（ステップＳ５）に続いて、補償トルク演算手段２０１２で演算された目標補償トルクＴｃｏｍｐ（絶対値）が推定路面反力トルクＴｅｓｔ（絶対値）よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ６）、｜Ｔｃｏｍｐ｜＞｜Ｔｅｓｔ｜（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、目標補償トルクＴｃｏｍｐを推定路面反力トルクＴｅｓｔで制限して、制限後の目標補償トルクＴｃｏｍｐ２（＝Ｔｅｓｔ）を設定する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ６において、｜Ｔｃｏｍｐ｜≦｜Ｔｅｓｔ｜（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、目標補償トルクＴｃｏｍｐに制限をかける必要がないので、そのまま制限後の目標補償トルクＴｃｏｍｐ２（＝Ｔｃｏｍｐ）として設定する（ステップＳ８）。

最後に、補償トルク制限手段２０１３は、制限後の目標補償トルクＴｃｏｍｐ２を、パワーアシスト用電動アクチュエータ９のトルク定数Ｋｔｅｐｓで除算して、パワーアシスト用電動アクチュエータ９が制限後の補償トルクＴｃｏｍｐ２を発生させるために必要な第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２（＝Ｔｃｏｍｐ２／Ｋｔｅｐｓ）を演算し（ステップＳ９）、図７の処理ルーチンを抜け出る。

以下、目標アシスト電流生成手段２０内の加算器２０１５は、基本アシストトルク演算手段２０１１で演算された第１の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ１と、補償トルク制限手段２０１３で演算された第２の目標電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２との和を、最終的な目標アシスト電流２００１として生成し、アシスト電流制御手段２１に入力する。

アシスト電流制御手段２１は、パワーアシスト用電動アクチュエータ９の駆動電流ｉｅｐｓが最終的な目標アシスト電流２００１と等しくなるように、パワーアシスト用電動アクチュエータ９を制御する。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、目標アシスト電流生成手段２０内に補償トルク制限手段２０１３および路面反力トルク検出手段２０１４を設けたので、実際に発生する路面反力トルクに対して、補償トルクＴｃｏｍｐ２（第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２）が過大になることを防ぐことができ、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。

ここで、図１０〜図１２のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１による効果について説明する。
図１０〜図１２は、運転者がハンドル１を保舵した状態で、角度重畳手段が運転者の操舵とは無関係に車輪の転舵角を転舵しているときに、それぞれ、補償トルクＴｃｏｍｐの設定を変更した場合での、ハンドル１の操舵角θｈ、ピニオン軸８の転舵角θｐ、操舵トルクＴｓｅｎｓおよび補償トルクＴｃｏｍｐの各シミュレーション結果を示している。

すなわち、図１０は補償トルクＴｃｏｍｐが「０」（補償トルク制御なし）の場合の挙動結果を示し、図１１は補償トルクＴｃｏｍｐに対して路面反力トルクに応じた制限をかけない場合の挙動結果を示し、図１２は路面反力トルクＴｅｓｔに応じて制限した補償トルクＴｃｏｍｐ２を適用した場合の挙動結果を示しており、図１２のみがこの発明の実施の形態１による動作に対応する。

図１０（Ｔｃｏｍｐ＝０）の場合には、角度重畳手段による車輪の転舵によって、操舵トルクＴｓｅｎｓ（トルクセンサ１４の検出値）が大きく変動し、操舵フィーリングが悪化することが分かる。
また、図１１（Ｔｃｏｍｐの制限なし）の場合には、補償トルクＴｃｏｍｐに対して路面反力トルクＴｅｓｔ（破線参照）に応じた制限をかけていないので、補償トルクＴｃｏｍｐが実際の路面反力トルクの変動よりも過大となり、操舵トルクＴｓｅｎｓが各車輪７ａ、７ｂの転舵方向に変動して操舵フィーリングが悪化することが分かる。

これに対し、図１２においては、補償トルクＴｃｏｍｐ（破線参照）が実際の路面反力トルク変動よりも過大であった場合に、路面反力トルクＴｅｓｔに応じて制限した補償トルクＴｃｏｍｐ２を適用しているので、補償トルクＴｃｏｍｐ２が過大になることを防ぐことができる。したがって、操舵トルクＴｓｅｎｓの変動が小さく、操舵フィーリングが著しく改善することが分かる。また、実際の車両試験においても、同様の効果が得ることを確認することができた。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、車両を操舵するために操作されるハンドル１と、ハンドル１に印加される操舵トルクＴｓｅｎｓを検出するトルクセンサ１４と、ハンドル１の操舵角θｈを検出する操舵角センサ１５と、操舵トルクＴｓｅｎｓを補助するためのアシストトルクを発生するパワーアシスト用電動アクチュエータ９を有する電動パワーアシスト手段と、操舵角θｈに制御角度を重畳する角度重畳用電動アクチュエータ１１を有し、操舵角θｈに対する車両の車輪７ａ、７ｂの転舵角（ピニオン軸８の転舵角θｐ）を可変制御する角度重畳手段と、操舵角θｈに対する制御角度の重畳によって変動する操舵トルクＴｓｅｎｓを補償するための補償トルクＴｃｏｍｐを演算する補償トルク演算手段２０１２とを備え、補償トルクＴｃｏｍｐに応じてアシストトルクを補正する車両用操舵制御装置において、補償トルクＴｃｏｍｐを所定の制限値に制限する補償トルク制限手段２０１３と、車両が走行する路面から車輪７ａ、７ｂを介してハンドル１の回転方向に作用する路面反力トルクＴｅｓｔを検出する路面反力トルク検出手段２０１４をさらに備え、補償トルク制限手段２０１３は、路面反力トルクＴｅｓｔに応じて補償トルクＴｃｏｍｐに対する制限値を設定するので、操舵トルクＴｓｅｎｓの変動を抑制して運転者の操舵フィーリングを改善することができる。

また、路面反力トルク検出手段２０１４は、パワーアシスト用電動アクチュエータ９に供給される駆動電流ｉｅｐｓと、トルクセンサ１４により検出される操舵トルクＴｓｅｎｓとを用いて、推定演算により路面反力トルクＴｅｓｔを検出しているので、ステアリング軸１３の反力トルクを検出するセンサが不要となり、コストダウンを実現することもできる。

なお、上記実施の形態１においては、路面反力トルク検出手段２０１４により、前述の式（１３）を用いて路面反力トルクＴｅｓｔを推定演算したが、ピニオン軸８、または、ピニオン軸８よりも車輪側の機構に取り付けられたトルクセンサ（または、力センサ）を用いて路面反力トルクを直接計測してもよい。

また、路面反力トルク検出手段２０１４で推定した路面反力トルクＴｅｓｔに対して、公知（たとえば、特開２００１−１２２１４６号公報参照）のフィルタ処理をさらに施し、ピニオン５０１とラック５０２との間などに存在する摩擦トルクＴｆｒｉｃの影響を除去した路面反力トルクＴａｌｉｇｎを推定演算してもよい。

また、補償トルク演算手段２０１２において、前述の式（１２）を用いて目標補償トルクＴｃｏｍｐを設定したが、目標補償トルクＴｃｏｍｐに対して、角度重畳手段が車輪を転舵したことによって発生するピニオン５０１とラック５０２との間などに存在する摩擦トルクＴｆｒｉｃおよび慣性モーメントトルクＪｐ・ｄｄθｐの変動を抑制する補償も加え、これらの変動補償後の目標補償トルクを路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）で制限してもよい。

また、路面反力トルクＴｅｓｔは、前述の式（１４）に示すように、ピニオン５０１とラック５０２との間などに存在する摩擦トルクＴｆｒｉｃと、パワーアシスト用電動アクチュエータ９などによる慣性モーメントトルクＪｐ・ｄｄθｐとの影響も考慮して推定演算されるので、角度重畳手段が車輪を転舵したことによって発生する摩擦トルクＴｆｒｉｃの変動や慣性モーメントトルクＪｐ・ｄｄθｐの変動に対し、補償トルクＴｃｏｍｐ２が過大になることを防ぐことができる。

実施の形態２．
さらに、上記実施の形態１では、路面反力トルクＴｅｓｔのみを考慮して補償トルクＴｃｏｍｐ２を制限したが、さらに各種パラメータを考慮して補償トルクＴｃｏｍｐ２に対する制限値を変更設定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図１３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に係る車両用操舵制御装置による補償トルク制限手段２０１３Ａの処理動作について説明する。

図１３において、前述（図７参照）と同様の処理（ステップＳ１〜Ｓ９）については、前述と同一符号を付して詳述を省略する。また、この発明の実施の形態２に係る車両用操舵制御装置の構成は、図１および図２に示した通りであり、補償トルク制限手段２０１３Ａの一部機能が異なるのみである。

この場合、補償トルク制限手段２０１３Ａは、補償トルク演算手段２０１２から補償トルクＴｃｏｍｐが出力されている経過時間と、操舵角θｈに基づくハンドル角速度ｄθｈ（＝ｄθｈ／ｄｔ）と、操舵角θｈに基づくハンドル角加速度ｄｄθｈ（＝ｄ^２θｈ／ｄｔ^２）と、路面反力トルクと、のうちの少なくとも１つのパラメータに応じて、補償トルクに対する制限値を変更する。

図１３において、まず、補償トルク演算手段２０１２は、前述と同様に目標補償トルクＴｃｏｍｐを演算し（ステップＳ１〜Ｓ４）、補償トルク制限手段２０１３Ａ内の路面反力トルク検出手段２０１４は、路面反力トルクＴｅｓｔを推定演算する（ステップＳ５）。

続いて、補償トルク演算手段２０１３Ａは、路面反力トルク検出手段２０１４から出力される路面反力トルクＴｅｓｔから、ハンドル１の回転運動に作用しているトルク分を除去する（ステップＳ１０）。
すなわち、ハンドル慣性Ｊｈ、ハンドル角加速度ｄｄθｈ、ハンドル１の減衰係数Ｃｈ、ハンドル角速度ｄθｈを用いて、以下の式（１５）のように、ピニオン軸８に作用している路面反力トルクＴｅｓｔを補正演算する。

Ｔｅｓｔ＝Ｔｓｅｎｓ＋Ｋｔｅｐｓ・ｉｅｐｓ−Ｊｈ・ｄｄθｈ−Ｃｈ・ｄθｈ・・・（１５）

路面反力トルク変動の運転者への影響は、ハンドル角速度ｄθｈが小さい場合（ハンドル１の保舵時など）には大きく、逆に、ハンドル角速度ｄθｈが大きい場合（運転者が急な操舵をした場合）には小さく、補償トルクＴｃｏｍｐが小さくてもよいので、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）を上記式（１５）のように設定する。これにより、運転者の操舵に応じて、補償トルクＴｃｏｍｐの制限値、すなわち路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）を補正することができる。

また、路面反力トルクＴｅｓｔにさらに補正係数λ２を乗算して、補償トルクＴｃｏｍｐの制限値として設定してもよい。このように、補正係数λ２をハンドル角速度ｄθｈに応じて可変設定することにより、運転者の操舵に応じた補償トルクＴｃｏｍｐの制限値を設定することができる。補正係数λ２は、たとえば前述（図９参照）の補正係数λ１と同様に、ハンドル角速度ｄθｈが大きい領域では、小さい値となるように設定される。

また、車両の直進走行時にハンドル１をセンタ位置で保舵している状況などにおいては、車輪に路面反力トルクが作用せず、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）が小さいので、路面反力トルクＴｅｓｔが小さい領域に対応して、補償トルクＴｃｏｍｐの制限値を別に設定してもよい。これにより、操舵トルクＴｓｅｎｓの変動をさらに抑制することができる。

次に、補償トルク制限手段２０１３Ａは、上記ハンドル回転運動に作用するトルク分の除去処理（ステップＳ１０）に続いて、ハンドル角速度ｄθｈの絶対値が閾値αよりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１１）、｜ｄθｈ｜≧α（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述のステップＳ６に進み、ステップＳ６〜Ｓ９により第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２を演算する。

一方、ステップＳ１１において、｜ｄθｈ｜＜α（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ハンドル１が保舵状態にあるものと見なし、続いて、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）の絶対値が閾値βよりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１２）、｜Ｔｅｓｔ｜≧β（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述のステップＳ６に進む。

一方、ステップＳ１２において、｜Ｔｅｓｔ｜＜β（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、新たな補償トルク制限値を設定するために、補償トルクＴｃｏｍｐの符号ｓｉｇｎ（Ｔｃｏｍｐ）と、所定の設定値Ｔｅｓｔ２とを用いて、以下の式（１６）のように、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）を修正する（ステップＳ１３）。

Ｔｅｓｔ＝ｓｉｇｎ（Ｔｃｏｍｐ）・Ｔｅｓｔ２・・・（１６）

式（１６）において、設定値Ｔｅｓｔ２は、たとえば実際の車両試験に基づいて調整された値である。以下、ステップＳ６に進み前述と同様に、路面反力トルクＴｅｓｔ（制限値）を用いて制限された補償トルクＴｃｏｍｐ２を設定する。

これにより、ハンドル１が保舵状態であって路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）が小さい領域においても、適切な補償トルクＴｃｏｍｐ２を発生可能な第２の目標アシスト電流ｉｅｐｓ_ｒｅｆ２を演算して、操舵トルクＴｓｅｎｓの変動を抑制することができる。
また、路面反力トルクＴｅｓｔ（推定値）やハンドル角速度ｄθｈが発生した場合には、路面反力トルクＴｅｓｔで適切に制限した補償トルクＴｃｏｍｐ２を設定することができる。

さらに、補償トルク演算手段２０１２内のステップＳ１とステップＳ３との間に遅延処理を挿入し、ステップＳ１での「ＹＥＳ」判定に続いて、車両挙動安定化用重畳角制御中であると判定するフラグ信号を一定時間遅らせてからステップＳ３に移行してもよい。
これにより、車両挙動安定化用目標重畳角演算手段１７１２による転舵角θｐへの介入制御の初期においては、補償トルクＴｃｏｍｐ２の制限処理よりも、操舵トルクＴｓｅｎｓの変動抑制処理を優先することができ、さらに操舵フィーリングを向上させることができる。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、補償トルク制限手段２０１３Ａは、補償トルク演算手段２０１２から補償トルクＴｃｏｍｐが出力されている経過時間と、操舵角θｈに基づくハンドル角速度ｄθｈと、操舵角θｈに基づくハンドル角加速度ｄｄθｈと、路面反力トルクＴｅｓｔと、のうちの少なくとも１つのパラメータに応じて、補償トルク制限値を変更するので、運転者の操舵に応じて、適切に調整された制限値を用いて補償トルクＴｃｏｍｐを制限することができ、さらに操舵フィーリングを向上することができる。

この発明の実施の形態１に係る車両用操舵制御装置を概略的に示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１による目標重畳角生成手段および目標アシスト電流生成手段の主要構成を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１において車輪に作用する制動力の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による路面摩擦係数が大きい路面（乾燥アスファルト路面など）における転舵角に対する路面反力トルクの関係の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による路面摩擦係数が変化した場合の転舵角に対する路面反力トルクの関係の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１によるトルクセンサの検出値と目標アシスト電流との関係の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による補償トルク演算手段および補償トルク制限手段の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車速と転舵角に対する路面反力トルクの傾きとの関係のマップ例を示す説明図である。 ハンドル角速度に応じて変化する補正係数λ１の例である。 この発明の実施の形態１による効果を説明するためのタイミングチャートであり、運転者がハンドルを保舵した状態で、角度重畳手段が運転者の操舵とは無関係に車輪の転舵角を転舵した場合の、補償トルクが０の場合の挙動結果を示している。 この発明の実施の形態１による効果を説明するためのタイミングチャートであり、運転者がハンドルを保舵した状態で、角度重畳手段が運転者の操舵とは無関係に車輪の転舵角を転舵したときの、路面反力に応じた補償トルクの制限がない場合での挙動結果を示している。 この発明の実施の形態１による効果を説明するためのタイミングチャートであり、運転者がハンドルを保舵した状態で、角度重畳手段が運転者の操舵とは無関係に車輪の転舵角を転舵したときの、路面反力に応じた補償トルクの制限を適用した場合の挙動結果を示している。 この発明の実施の形態２による補償トルク演算手段および補償トルク制限手段の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハンドル、２ 第１の遊星ギア機構、３ 第２の遊星ギア機構、５ ラックアンドピニオン式ステアリングギア、７ａ 左前輪車輪、７ｂ 右前輪車輪、８ ピニオン軸、９ パワーアシスト用電動アクチュエータ、１１ 角度重畳用電動アクチュエータ、１３ ステアリング軸、１４ トルクセンサ、１５ 操舵角センサ、１６ モータ角度センサ、１７ 目標重畳角生成手段、１７０１ 目標重畳角、１８ 車両状態信号、１８０１ 車速センサ、１８０４ 電流センサ、１９ 重畳角制御手段、２０ 目標アシスト電流生成手段、２００１ 目標アシスト電流、２０１１ 基本アシストトルク演算手段、２０１２ 補償トルク演算手段、２０１３、２０１３Ａ 補償トルク制限手段、２０１４ 路面反力トルク検出手段、２１ アシスト電流制御手段、２２ａ 左後輪車輪、２２ｂ 右後輪車輪、ｉｅｐｓ パワーアシスト用電動アクチュエータの駆動電流、Ｔｅｓｔ 路面反力トルク（推定値）、Ｔｓｅｎｓ 操舵トルク（検出値）、Ｔｃｏｍｐ 補償トルク（目標補償トルク）、Ｔｃｏｍｐ２ 制限後の目標補償トルク、Ｖ 車速、θｈ 操舵角（検出値）、θｐ 転舵角。

Claims (3)

1. 車両を操舵するために操作されるハンドルと、
   前記ハンドルに印加される操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
   前記操舵トルクを補助するためのアシストトルクを発生するパワーアシスト用電動アクチュエータを有する電動パワーアシスト手段と、
   前記操舵角に制御角度を重畳する角度重畳用電動アクチュエータを有し、前記操舵角に対する前記車両の車輪の転舵角を可変制御する角度重畳手段と、
   前記操舵角に対する前記制御角度の重畳によって変動する前記操舵トルクを補償するための補償トルクを演算する補償トルク演算手段と、
   を備え、前記補償トルクに応じて前記アシストトルクを補正する車両用操舵制御装置において、
   前記補償トルクを所定の制限値に制限する補償トルク制限手段と、
   前記車両が走行する路面から前記車輪を介して前記ハンドルの回転方向に作用す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、をさらに備え、
   前記補償トルク制限手段は、前記路面反力トルクに応じて前記補償トルクに対する制限値を設定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 前記路面反力トルク検出手段は、前記パワーアシスト用電動アクチュエータに供給される駆動電流と、前記トルクセンサにより検出される操舵トルクとを用いて、推定演算により前記路面反力トルクを検出することを特徴とする請求項１記載の車両用操舵制御装置。
3. 前記補償トルク制限手段は、前記補償トルク演算手段から前記補償トルクが出力されている経過時間と、前記操舵角に基づくハンドル角速度と、前記操舵角に基づくハンドル角加速度と、前記路面反力トルクと、のうちの少なくとも１つのパラメータに応じて、前記補償トルクに対する制限値を変更する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制御装置。

Images