JP4794606B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車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制御装置を制御するため、ドライバが操作しているステアリングへの目標電流を、タイヤが路面から受ける路面反力トルクに基づいて補正する手段を備えた車両用操舵制御装置に関する。

自動車に搭載される車両用操舵制御装置において、操舵トルク、モータに流れる実電流、操舵速度、車速から前輪のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを演算し、路面反力トルクに基づいてドライバが操作しているステアリングへの目標電流を補正する車両操舵制御装置が特許文献１に開示されている。

また、演算された路面反力トルクを用いて車両の挙動検出を判定し、走行状態を制御する車両の走行状態制御装置が特許文献２に開示されている。

特許第３３５３７７０号公報 特開２００５−３２４７３７号公報

しかしながら、上述した特許文献１において、実際には路面反力トルクを車両操舵制御装置のマイクロコンピュータ上で演算する必要があり、アナログの入力信号をデジタル信号へ変換する際に、入力信号がダイナミックレンジの上下限値を超えた場合等では、路面反力トルクが正しく演算されないという課題があった。

また、特許文献２に開示された技術では、路面反力トルクの演算が正しくされないと、車両挙動の誤検出及び走行状態の誤制御となり、ドライバへ不快感を与える可能性があるという課題があった。

この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、路面反力トルクを演算する上で、操舵トルク、実電流、目標電流、操舵速度、車速に基づいて信頼性判定を行うことで、路面反力トルクの演算が正しくない状況では、路面反力トルクの演算を制限及び停止することができる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、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させるモータを備え、ステアリング系の操舵力を補助する車両用操舵制御装置において、前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルク検出手段の出力に基づいて前記モータを駆動させる目標電流を演算する目標電流演算手段と、前記モータに流れる実電流値を検出する実電流検出手段と、前記運転者の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク、前記実電流、前記操舵速度及び前記車速の出力に基づいて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手段と、前記操舵トルク、前記実電流、前記目標電流、前記操舵速度及び前記車速の出力の少なくとも１つに基づいて前記路面反力トルク演算手段の演算信頼性を判定する路面反力トルク演算信頼性判定手段と、少なくとも前記路面反力トルクを用いて車両の挙動状態を判定する車両挙動判定手段とを備え、前記車両挙動判定手段は、前記路面反力トルク演算信頼性判定手段で信頼性が低いと判定されたとき、前記車両の挙動状態を判定することを制限もしくは停止することを特徴とする。

この発明によれば、路面反力トルクを演算する上で操舵トルク、実電流、目標電流、操舵速度、車速が信頼性の高い状況かを判断する路面反力トルク演算信頼性判定手段を備えることにより、路面反力トルクの演算が正しくない状況では、路面反力トルク演算を制限もしくは停止することが可能となる。また、この発明によれば、路面反力トルクの演算が正しくない状況では、路面反力トルクを用いた制御及び車両挙動検出を制限もしくは停止することが可能となり、路面反力トルクを用いた操舵制御の誤制御や車両挙動検出の誤検出等により、ドライバへ不快感を与えることを防止できる。

以下、この発明による車両用操舵制御装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、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システムの全体構成を示すブロック図である。車両用操舵制御装置（ＥＣＵとも言う）８は、車両のステアリング機構（操舵機構とも言う）９に取り付けられる。ステアリング機構９は、ハンドル１と、ステアリング軸２と、トルクセンサ４、アシストモータ５（以下単にモータともいう）、ステアリングギアボックス３と、ラックとピニオン機構６、タイヤ７を含んでいる。

図１において、ハンドル１は、ドライバが操舵する自動車のステアリングハンドルであり、ステアリング軸２の上端に連結されている。ハンドル１にはドライバによる操舵トルクが加えられ、この操舵トルクはステアリング軸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、操舵トルクに応じた操舵トルク検出信号を発生する。アシストモータ５は、電動モータであり、これもステアリング軸に図示しない減速ギアを介して結合され、操舵トルクをアシストするアシストトルクをステアリング軸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とアシストトルクとを加え合わせた合成トルクが、ステアリングギアボックス３を通じて数倍にされ、ラックとピニオン機構６を通じて、タイヤ７を操作する。

図１に示す車両用操舵制御装置８は、ドライバがハンドル１を切った時の操舵トルクをトルクセンサ４で操舵トルク検出信号として検出し、その操舵トルク検出信号に応じて、操舵トルクを補助するアシストトルクを発生する。

図１において、操舵トルクＴ_ｈｄｌ（ｔ）はトルクセンサ４から得られる操舵トルク、車速Ｖ_ｓｐｄ（ｔ）は車両に発生する車速である。操舵速度ω（ｔ）はモータ角速度と減速比とから演算したステアリング軸２の操舵速度である。モータに流れる実電流Ｉ_ａｃｔ（ｔ）はアシストモータ５に流れている電流である。モータを駆動させる目標電流Ｉ_ｔｇｔ（ｔ）はアシストモータ５へ流す電流である。

図２は、図１に示す車両用操舵制御装置８を実現する実施の形態１に係る構成を示すブロック図である。車両用操舵制御装置８には、電動パワーステアリングシステムとしてドライバの操舵トルクをアシストする機能など様々なブロックがあるが、ここでは、この発明に関係する部分のみ記載する。車両用操舵制御装置８は、操舵トルク検出手段２０と、車速検出手段２１と、実電流検出手段２２と、操舵速度検出手段２３と、目標電流演算手段２４と、路面反力トルク演算信頼性判定手段２５と、路面反力トルク演算手段２６とを含んでいる。ドライバの操舵をアシストする基本アシストトルクを指令する電流を目標電流Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）としている。

以下、車両用操舵制御装置８の動作について説明する。操舵トルク検出手段２０は、トルクセンサ４の出力である操舵トルクＴ_ｈｄｌ（ｔ）を受けて、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を出力する。車速検出手段２１は、車速Ｖ_ｓｐｄ（ｔ）を受けて、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を出力する。実電流検出手段２２は、モータに流れる実電流Ｉ_ａｃｔ（ｔ）を受けて、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を出力する。操舵速度検出手段２３は、モータ角速度と減速比とから演算したステアリング軸２の操舵速度ω（ｔ）を受けて、操舵速度信号ω（ｓ）を出力する。

目標電流演算手段２４は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を受けて、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算信頼性判定手段２５は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を受けて、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算手段２６は、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度ω（ｓ）を受けて、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。

目標電流演算手段２４は、本来ならば電動パワーステアリングシステムとして様々な制御を含んだ目標電流となるが、この発明ではそれらを省略して、操舵トルクに応じた基本的なアシスト電流を目標電流と設定している。

本実施の形態において、路面反力トルク演算信頼性判定手段２５は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）の二つの信号を受けて路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力しているが、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、目標電流Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）の少なくとも一つに基づいて路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力すればよい。

次に、図２に示す車両用操舵制御装置８の動作について図３のフローチャートに基づいて説明する。図３は、スタートとエンドの間にステップＳ１０１からＳ１０７を含んでいる。まず、ステップＳ１０１では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を車両用操舵制御装置８を構成するマイクロコンピュータのメモリ（図示せず、以下、読み込みメモリという）に読み込み記憶する。次のステップＳ１０２では、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ１０３では、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ１０４では、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。

次のステップＳ１０５では、操舵トルク信号を読み込み、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を演算し、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を出力する。次のステップＳ１０６では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込み、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を演算し、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力する。次のステップＳ１０７では、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を演算し、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。

次に、図４を用いて路面反力トルク演算信頼性判定手段２５について説明する。まず、所定範囲判定手段４０は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を読み込み、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）を出力する。操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）が予め定めた所定の範囲外の場合は、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）が０、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）が予め定めた所定の範囲内の場合は、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）が１、などと設定して出力すればよい。以後、この設定で説明を続ける。

所定範囲判定手段４１は、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込み、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）を出力する。車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）が予め定めた所定の範囲外の場合は、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）が０、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）が予め定めた所定の範囲内の場合は、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）が１、などと設定して出力すればよい。以後、この設定で説明を続ける。

論理積４２は、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）の論理積を取り、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力する。前記設定に基づくと、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）が０の場合に路面反力トルク演算の信頼性が乏しく、１の場合に路面反力トルク演算の信頼性を有するということになる。

この発明の実施の形態の一例として、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）と車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を用いて路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力した。また、各信号の信頼性判定例として、所定範囲判定手段を用いたが、所定範囲判定以外にも周波数範囲を判定する手段や、判定までに所定時間を要する手段等、公知の技術を用いてもよい。

次に、図４に示す路面反力トルク演算信頼性判定手段２５の動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。図５は、スタートとエンドの間にステップＳ２０１からＳ２０３を含んでいる。まず、ステップＳ２０１では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を読み込み、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ２０２では、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込み、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ２０３では、操舵トルク判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｔｒｇ（ｓ）、車速判定信号Ｊｕｄｇｅ_ｖｓｐｄ（ｓ）を読み込み、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を演算し、出力する。

次に、図６を用いて路面反力トルク演算手段２６について説明する。路面反力トルク算出部６０は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、路面反力トルク計算値Ｔ_{ａｌｉｇｎ_cal}（ｓ）を演算し、出力する。この路面反力トルク算出部６０は、公知の技術である特許第３３５３７７０号で提示されている手法等を用いればよい。

演算制限部６１は、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、路面反力トルク計算値Ｔ_{ａｌｉｇｎ_cal}（ｓ）を読み込み、路面反力トルクＴ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を演算し、出力する。路面反力トルク計算値Ｔ_{ａｌｉｇｎ_cal}（ｓ）に路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）に応じたゲインを乗じることで路面反力トルクＴ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を制限したり、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）の０、１に基づき路面反力トルクＴ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）演算を停止したりしても構わない。

次に、図６に示す路面反力トルク演算手段２６の動作について図７のフローチャートに基づいて説明する。図７は、スタートとエンドの間にステップＳ３０１からＳ３０４を含んでいる。まず、ステップＳ３０１では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、路面反力トルク計算値Ｔ_{ａｌｉｇｎ_cal}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ３０２では、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）が路面反力トルク演算の信頼性が乏しい状態であるかを判断する。路面反力トルク演算の信頼性が乏しい状態の場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３０３に進み、路面反力トルク演算に信頼性を有する場合（Ｎｏの場合）はステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０３では、路面反力トルク計算値Ｔ_{ａｌｉｇｎ_cal}（ｓ）を制限・停止する。ステップＳ３０４では、路面反力トルクＴ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。

次に、図８は、本実施の形態の効果を示した図である。図中、上段は操舵トルクの時間波形を示し、中段は路面反力トルク演算信頼性信号の時間波形を示し、下段は路面反力トルクの時間波形を示している。操舵トルクが設定上限値以上となった場合に、路面反力トルク演算信頼性信号は信頼性が乏しいと判定され、路面反力トルクは０となる。

路面反力トルク演算の信頼性が乏しいと思われる領域において、演算制限することで、路面反力トルクの使用領域を限定することが可能となる。それにより、路面反力トルク演算の信頼性が乏しい領域で、路面反力トルクを用いた操舵制御の誤制御や車両挙動制御の誤検出等により、ドライバへ不快感等を与えることを防止できる。

この他にも、「操舵トルクが設定上下限値を超える場合に、一定時間経過後に路面反力トルクを０とする」、「操舵トルクが設定上下限値を超える場合に、路面反力トルクを５０％の値とする」等といった公知の方法でも、同様の効果が得られる。

また、路面反力トルク演算の信頼性が乏しいと思われる領域において、路面反力トルクの演算を停止することでも、同様に路面反力トルクの使用領域を限定することが可能であり、路面反力トルク演算の信頼性が乏しい領域で、路面反力トルクを用いた操舵制御の誤制御や車両挙動制御の誤検出等により、ドライバへ不快感等を与えることを防止できる。

実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２に係る車両用操舵制御装置８の構成を示すブロック図である。図９に示す実施の形態２では、図２に示す実施の形態１に係る車両用操舵制御装置８の構成に対し、路面反力トルク補償手段９０をさらに設けたことを特徴とする。

図９において、操舵トルク検出手段２０は、トルクセンサ４の出力である操舵トルクＴ_ｈｄｌ（ｔ）を受けて、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を出力する。車速検出手段２１は、車速Ｖ_ｓｐｄ（ｔ）を受けて、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を出力する。実電流検出手段２２は、モータに流れる実電流Ｉ_ａｃｔ（ｔ）を受けて、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を出力する。操舵速度検出手段２３は、モータ角速度と減速比とから演算したステアリング軸２の操舵速度ω（ｔ）を受けて、操舵速度信号ω（ｓ）を出力する。目標電流演算手段２４は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を受けて、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算信頼性判定手段２５は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を受けて、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算手段２６は、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度ω（ｓ）を受けて、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。路面反力トルク補償手段９０は、目標電流Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）、路面反力トルクＴ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を受けて、補償後目標電流信号Ｉ_{ｔｇｔ_comp}（ｓ）を出力する。補償後目標電流信号Ｉ_{ｔｇｔ_comp}（ｓ）は、モータへの電流指令値となる。

次に、図９の動作について図１０のフローチャートに基づいて説明する。図１０は、スタートとエンドの間にステップＳ４０１からＳ４０８を含んでいる。まず、ステップＳ４０１では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ４０２では、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ４０３では、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ４０４では、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ４０５では、操舵トルク信号を読み込み、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ４０６では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込み、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ４０７では、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ４０８では、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を読み込み、補償後目標電流信号Ｉ_{ｔｇｔ_comp}（ｓ）を演算し、出力する。

次に、図１１を用いて路面反力トルク補償手段９０について説明する。電流変換部１１００は、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を読み込み、変換電流Ｉ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。加算機１１０１において、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）、変換電流Ｉ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）とから補償後目標電流信号Ｉ_{ｔｇｔ_comp}（ｓ）を演算し、出力する。

電流変換部１１００は、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）にゲインを乗じる変換や、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）に応じたマップによる変換等、公知の技術を用いてよい。

次に、図１１の動作について図１２のフローチャートに基づいて説明する。図１２は、スタートとエンドの間にステップＳ５０１からＳ５０２を含んでいる。ステップＳ５０１では、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を読み込み、変換電流Ｉ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ５０２では、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）、変換電流Ｉ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）とから補償後目標電流信号Ｉ_{ｔｇｔ_comp}（ｓ）を演算し、出力する。

次に、図１３は、本実施の形態の効果を示した図である。この図１３では、図８に対し実電流の時間波形が追加されている。図８の場合と同様に、操舵トルクが設定上限値以上の場合に、路面反力トルク演算信頼性信号は０（信頼性が乏しい）となり、路面反力トルクは０となる。路面反力トルクが０となるので、路面反力トルクの変換電流は０となり、路面反力トルク補償の補正が制限される。これにより、路面反力トルクを用いた電動パワーステアリングの制御において、路面反力トルクの信頼性が乏しい領域では、ドライバへ操舵制御による不快感等を与えることが防止できる。

この他にも、「操舵トルクが設定上下限値を超える場合に、一定時間経過後、路面反力トルクを０にする」、「操舵トルクが設定上下限値を超える場合に、補償量を５０％にする」等の公知の方法でも、同様の効果が得られる。

また、路面反力トルク演算の信頼性が乏しいと思われる領域にて、路面反力トルクの補償を停止することでも、ドライバへの操舵制御による不快感等を与えることが防止できる。

実施の形態３．
図１４は、この発明の実施の形態３に係る車両用操舵制御装置８の構成を示すブロック図である。図１４に示す実施の形態３では、図２に示す実施の形態１に係る車両用操舵制御装置８の構成に対し、車両挙動判定手段１４００をさらに設け、路面反力トルク演算信頼性手段２５の出力である路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を、路面反力トルク演算手段２６へ入力するのではなく、車両挙動判定手段１４００へ入力したことが特徴である。本実施の形態３において、路面反力トルク演算手段２６は、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を入力としないため、図６中の演算制限部６１を除いた構成に相当する。

図１４において、操舵トルク検出手段２０は、トルクセンサ４の出力である操舵トルクＴ_ｈｄｌ（ｔ）を受けて、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を出力する。車速検出手段２１は、車速Ｖ_ｓｐｄ（ｔ）を受けて、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を出力する。実電流検出手段２２は、モータに流れる実電流Ｉ_ａｃｔ（ｔ）を受けて、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を出力する。操舵速度検出手段２３は、モータ角速度と減速比とから演算したステアリング軸２の操舵速度ω（ｔ）を受けて、操舵速度信号ω（ｓ）を出力する。目標電流演算手段２４は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を受けて、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算信頼性判定手段２５は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を受けて、路面反力トルク演算信頼性信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を出力する。路面反力トルク演算手段２６は、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度ω（ｓ）を受けて、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を出力する。車両挙動判定手段１４００は、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を受けて、車両挙動判定結果Ｖ_behaＶＩor（ｓ）を出力する。

図１４の動作について図１５のフローチャートに基づいて説明する。図１５は、スタートとエンドの間にステップＳ６０１からＳ６０８を含んでいる。まず、ステップＳ６０１では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ６０２では、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ６０３では、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ６０４では、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込みメモリに記憶する。次のステップＳ６０５では、操舵トルク信号を読み込み、目標電流信号Ｉ_ｔｇｔ（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ６０６では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）を読み込み、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ６０７では、操舵トルク信号Ｔ_ｈｄｌ（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、実電流信号Ｉ_ａｃｔ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を演算し、出力する。次のステップＳ６０８では、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ） 、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を読み込み、車両挙動判定結果Ｖ_behaＶＩor（ｓ）を演算し、出力する。

図１６を用いて車両挙動判定手段１４００の動作について説明する。不安定状態判定手段１６００は、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）、車速信号Ｖ_ｓｐｄ（ｓ）、操舵速度信号ω（ｓ）を読み込み、状態判定信号Ｊｕｄｇｅ_cnd（ｓ）を演算し、出力する。状態判定信号Ｊｕｄｇｅ_cnd（ｓ）は車両が不安定状態の場合は１、車両が安定状態の場合は０、などと設定すればよい。不安定状態判定手段１６００は例えば特開２００５−３２４７３７等の公知の技術を用いても構わない。

挙動判定制限部１６０１は、状態判定信号Ｊｕｄｇｅ_cnd（ｓ）、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）を読み込み、車両挙動判定結果Ｖ_behaＶＩor（ｓ）を演算し、出力する。実施の形態１の図６の例のように、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）に基づき、状態判定信号Ｊｕｄｇｅ_cnd（ｓ）を制限・停止し、車両挙動判定結果Ｖ_behaＶＩor（ｓ）として出力すればよい。

このような実施の形態をとることで、路面反力トルクに基づき車両挙動を判定する際にも、路面反力トルクの信頼性が乏しい場合には車両挙動の判定を制限し、路面反力トルクの信頼性が有る場合のみ車両挙動を判定することが可能となる。その結果、車両挙動の判定を正確に行うことが可能となる。

その他にも、「路面反力トルクの信頼性が戻ってから、一定時間経過後に車両挙動の判定を可能とする」等の公知の方法でも、同様の効果が得られる。

また、路面反力トルク演算の信頼性が乏しい場合に車両挙動の判定を停止することでも、車両挙動の誤判定がなくなるため、車両挙動の判定がより正確となる。

実施の形態４．
図１７は、この発明の実施の形態４に係る車両用操舵制御装置８の構成を示すブロック図である。図１７に示す実施の形態４では、図１４に示す実施の形態３に係る車両用操舵制御装置８の構成のうち、車両挙動判定手段１４００の代わりに、外部出力手段１７００を設けたことを特徴とする。

外部出力手段１７００は、路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｓ）、路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｓ）を、それぞれ時間波形で外部出力する。出力の通信手段は、例えばＣＡＮなどを用いればよく、その他公知の通信手段であればどのような手段であってもよい。外部出力先は、少なくとも車両挙動を制御する、制動力、駆動力、エンジン出力、変速機のうち一つが路面反力トルク信号Ｔ_{ａｌｉｇｎ}（ｔ）と路面反力トルク演算信頼性判定信号Ｓ_{ｒｅｌｉａｎｃｅ}（ｔ）に基づき制御する車両挙動制御装置とする。

このような実施の形態をとることで、外部の車両挙動制御へ路面反力トルクの信頼性を送信することが可能となる。それにより、路面反力トルクの信頼性が乏しい状況において、路面反力トルクを用いた車両挙動制御の誤検出・誤制御により、ドライバへ不快感等を与えることを防止できる。

代表的な電動パワーステアリングシステムの全体構成を示す図である。 この発明を適用した実施の形態１に係る及び車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態１に係る動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態１における路面反力トルク演算信頼性判定手段２５の動作を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態１における路面反力トルク演算信頼性判定手段２５の動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態１における路面反力トルク演算手段２６の動作を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態１における路面反力トルク演算手段２６の動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態１の効果を示す図である。 この発明を適用した実施の形態２に係る及び車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態２に係る動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態２における路面反力トルク補償手段９０の動作を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態２における路面反力トルク補償手段９０の動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態２の効果を示す図である。 この発明を適用した実施の形態３に係る及び車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態３に係る動作を示すフローチャート図である。 この発明を適用した実施の形態３における車両挙動判定手段１４００の動作を示すブロック図である。 この発明を適用した実施の形態４に係る及び車両用操舵制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ハンドル、２ ステアリング軸、３ ステアリングギアボックス、４ トルクセンサ、５ アシストモータ、６ ラックとピニオン機構、７ タイヤ、８ 車両用操舵制御装置、９ ステアリング機構、２０ 操舵トルク検出手段、２１ 車速検出手段、２２ 実電流検出手段、２３ 操舵速度検出手段、２４ 目標電流演算手段、２５ 路面反力トルク演算信頼性判定手段、２６ 路面反力トルク演算手段、４０、４１ 所定範囲判定手段、４２ 論理積、６０ 路面反力トルク算出部、６１ 演算制限部、９０ 路面反力トルク補償手段、１１００ 電流変換部、１１０１ 加算器、１４００ 車両挙動判定手段、１６００ 不安定状態判定手段、１６０１ 挙動判定制限部、１７００ 外部出力手段。

Claims (4)

1. 運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させるモータを備え、ステアリング系の操舵力を補助する車両用操舵制御装置において、
   前記操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
   前記操舵トルク検出手段の出力に基づいて前記モータを駆動させる目標電流を演算する目標電流演算手段と、
   前記モータに流れる実電流値を検出する実電流検出手段と、
   前記運転者の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   前記操舵トルク、前記実電流、前記操舵速度及び前記車速の出力に基づいて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手段と、
   前記操舵トルク、前記実電流、前記目標電流、前記操舵速度及び前記車速の出力の少なくとも１つに基づいて前記路面反力トルク演算手段の演算信頼性を判定する路面反力トルク演算信頼性判定手段と、
   少なくとも前記路面反力トルクを用いて車両の挙動状態を判定する車両挙動判定手段とを備え、
   前記車両挙動判定手段は、前記路面反力トルク演算信頼性判定手段で信頼性が低いと判定されたとき、前記車両の挙動状態を判定することを制限もしくは停止する
   ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記路面反力トルク演算手段は、前記路面反力トルク演算信頼性判定手段で信頼性が低いと判定されたとき路面反力トルクの演算を制限もしくは停止する
   ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
3. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記路面反力トルクを用いた前記目標電流を補正する路面反力トルク補償手段をさらに備え、
   前記路面反力トルク補償手段は、前記路面反力トルク演算信頼性判定手段で信頼性が低いと判定されたとき、前記目標電流の補正を制限もしくは停止する
   ことを特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記路面反力トルク演算信頼性判定手段の出力と前記路面反力トルク演算手段の出力に基づいた信号を外部装置に出力する外部出力手段をさらに備えた
   ことを特徴とする車両用操舵制御装置。

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