JP4835986B2 - 電動ステアリング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の電動ステアリング制御装置に関し、特に、ドライブシャフトの配置及び特性に起因する定常的及び過渡的なトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置に係る。

一般的に、操向車輪が駆動車輪である車両のステアリング装置において、駆動力の変化に応じて操舵力や保舵力が変化する現象がトルクステアと呼ばれており、このトルクステアを抑制することが望まれている。例えば後掲の特許文献１には、駆動力（又は制動力）を左右輪それぞれ独立して（又は左右輪に対して配分して）制御して車両の操縦性及び安定性を向上させるようにした左右輪制御システムを搭載した車両が開示されている。具体的には、上記の制御により左右不均等な駆動力（又は制動力）が操向輪（転舵輪）に作用した場合に、操向輪側からハンドルを回してしまうトルクステアを抑制することを目的として、駆動力又は制動力を左右輪に対してそれぞれ独立して制御し得る左右輪制御による駆動力又は制動力における左右輪間の制御値に差が生じたときに、該制御値の差により発生するトルクステアを打ち消す向きに操向輪を転舵させるためのトルクステア防止補助トルク信号を出力し、電動機を制御する電動パワーステアリング装置が提案されている。

更に、後掲の特許文献２において、上記特許文献１では左右輪の間の制御値に差が発生した場合のみ、つまり左右輪に回転差が発生した場合のみにトルクステアの抑制制御を行っているが、摩擦抵抗の大きい路面上では、左右輪間に回転差が生じていない状態、あるいは微小な回転差が発生している場合でも、トルクステアが発生しているとして、これを解決する装置が提案されている。即ち、左右駆動輪の回転差ではなく、トルクステアが発生するおそれのある左右の駆動軸の伝達トルク差をみて、トルクステアを打ち消すために、エンジントルクを検出または推定し、エンジントルクに対する左右の駆動軸にかかるトルク差の関係を記憶した記憶回路によって、トルクステア推定値を求め、左右の駆動軸の伝達トルク差によって発生するトルクステアを打ち消す操舵制御装置が提案されている。尚、操向車輪が駆動車輪である車両に関連し、下記の特許文献３に記載のように、四輪駆動式自動車等における左右輪への駆動力配分を行う駆動力配分装置も提案されている。

特開平１１−１２９９２７号公報 特開２００５−１７０１１６号公報 特開平５−７７６５３号公報

然し乍ら、前掲の特許文献２のように、エンジントルクに対する左右の駆動軸トルク差の関係によるトルクステアの補償では、依然として、後述する過渡的なトルクステアを充分に低減することが困難となる。

ここで、トルクステアが発生する原因について解析する。トルクステアとは、操向車輪が駆動車輪となる車両（フロントエンジン・フロントドライブ車（所謂ＦＦ車）又は四輪駆動車）において、車両の加速時に、操向車輪側からステアリングホイールが転舵される現象（操向車輪がステアリングホイールを転舵する現象）をいう。このトルクステアの発生原因には、主として、「ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角」、及び「キングピンオフセットが存在する場合の左右車輪間での駆動力の差」が挙げられる。

先ず、（１）として「ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角によるトルクステア」について説明する。ドライブシャフトと車輪の関係を 図１７に示すように、ドライブシャフトの等速ジョイントが折れ角θを持つ場合、ドライブシャフトが伝達する駆動トルクをＴｄｒｖとすると、下記（１）式に基づき、車輪を転舵しようとする２次偶力モーメントＭｚが発生する。
Ｍｚ＝Ｔｄｒｖ・ｔａｎ（θ／２） ---（１）

図１８には、操向車輪が駆動車輪である車両におけるステアリング装置を含む部分に関し、正面及び平面の対応関係が明らかとなるように示されている。即ち、図１８において、エンジンコンパートメントの空間効率を確保するために、エンジンＥＧ及び変速機ＴＲが、車両進行方向に対して横置きの配置とされている車両では、ドライブシャフト（駆動軸ともいう）ＤＳ１及びＤＳ２の長さや取付け配置は、左右対称とはならない。そのため、駆動車輪に接続されるドライブシャフトのジョイント折れ角が左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で異なっている場合には、車輪を転舵するモーメント（転舵トルクともいう）Ｍｚが、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で差が生じ、車両の加速時に操向車輪がステアリングホイールＳＷを転舵するトルクステアが発生する。このように、ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角に起因するトルクステアを、定常的なトルクステアという。

次に、（２）として「キングピンオフセットが存在する場合の左右車輪間での駆動力の差によるトルクステア」について説明する。図１８に示すように、操向車輪（ＷＨ１，ＷＨ２）は転舵可能となるようにキングピンＫＰ１，ＫＰ２を有しており、転舵の中心点ＴＣ（キングピン軸と路面との交点）の位置と駆動力の着力点ＤＰの位置は一致せず、その２点間の距離であるキングピンオフセットＫＰｏが存在する（図１８のＫＰｃはホイールセンタ・キングピンオフセットを表す）。キングピンオフセットＫＰｏが存在する場合は、車輪ＷＨ１，ＷＨ２に駆動力が作用する車両加速時には、車輪を転舵するトルク（転舵トルク）が発生するが、これは（駆動力）×（キングピンオフセット）として求められる。左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で駆動力が一致しておれば、この転舵トルクは相殺されてトルクステアは発生しないが、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２の駆動力が相違する場合には、「操向車輪（左右車輪）がステアリングホイールを転舵するトルクステア」が発生する。

更に、上記（２）のように左右車輪間で駆動力が異なる場合としては、以下の三つの場合が考えられる。
（２−ａ）「ドライブシャフトの特性による駆動力左右差」
ドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２に特性差がある場合には、トルク伝達に過渡的な（動的な）差異が生じる。ドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２が、同一材質、同一断面形状であっても、それらの長さが異なると、ドライブシャフトのねじり剛性は異なる。車両が急加速する場合、ドライブシャフト長が短くねじり剛性が高い側の車輪では駆動力が僅かな遅れで、速やかに立ち上がる。これに対し、ドライブシャフト長が長くねじり剛性が低い側の車輪では駆動力の立ち上がりは緩やかとなる。そのため、過渡的な駆動力に左右差が生じ、これによるトルクステア（過渡的なトルクステアという）が発生する。

（２−ｂ）「トラクション制御による駆動力左右差」
トラクション制御によって、一方の車輪に制動トルクが加えられると、その制動トルクに相当する他方の車輪の駆動力が増加する。特に、路面摩擦係数が左右車輪間で異なる、所謂μスプリット路面において、トラクション制御が作動した場合には、駆動力の左右差が大きく発生する。

（２−ｃ）「駆動力配分装置による駆動力左右差」
左右車輪間に駆動力配分装置を備える場合にも、駆動力の左右差が発生する。尚、駆動力配分装置には、電子制御によるものと、機械的に差動を制限するもの（例えば、ビスカスカップリング等）があり、例えば前掲の特許文献３に開示されている。

そこで、本発明は、電動ステアリング制御装置において、簡便な装置によって効果的にトルクステアを低減することを課題とし、特に、加速操作が所定値以上となったときに、ドライブシャフトの特性、例えばドライブシャフトのねじり剛性差による駆動力左右差に起因する過渡的なトルクステアを効果的に低減することを目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備えた電動ステアリング制御装置において、運転者の加速操作を検出する加速操作検出手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記加速操作検出手段が検出する加速操作量が所定値以上となったときに、前記ドライブシャフトの特性に起因して前記ステアリングホイールに過渡的に発生するトルクステアを低減させるトルクステア低減トルクを、パルス波形として決定し、該パルス波形のトルクステア低減トルクを前記ステアリングホイールに付与することとしたものである。

あるいは、請求項２に記載のように、動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備えた電動ステアリング制御装置において、運転者の加速操作を検出する加速操作検出手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記車両の発進時に、前記加速操作検出手段が検出する加速操作量が所定値以上となったときに、前記ドライブシャフトの特性に起因して前記ステアリングホイールに過渡的に発生するトルクステアを低減させるトルクステア低減トルクを、パルス波形として決定し、該パルス波形のトルクステア低減トルクを前記ステアリングホイールに付与するように構成してもよい。

上記電動ステアリング制御装置において、前記操舵トルク制御手段は、請求項３に記載のように、前記加速操作量の時間変化を演算する加速操作速度演算手段を備えたものとし、前記操舵トルク制御手段が、前記パルス波形の形状を前記加速操作量、及び前記加速操作速度演算手段が演算する加速操作速度のうちの少なくとも一方に応じて決定するように構成してもよい。

更に、請求項４に記載のように、前記車両が前記動力源と前記ドライブシャフトの間に介装する変速機を備えたものであれば、前記操舵トルク制御手段は、前記変速機の減速比が所定値より小さいときには、前記トルクステア低減トルクの付与を禁止するように構成とするとよい。また、請求項５に記載のように、前記車両の速度を検出する車両速度検出手段を備えたものであれば、前記操舵トルク制御手段は、前記車両速度検出手段の検出する車両速度が所定値より大きいときには前記トルクステア低減トルクの付与を禁止するように構成してもよい。

そして、請求項６に記載のように、前記操舵トルク制御手段を、前記トルクステア低減トルクの付与を、前記ステアリングホイールの右旋回方向及び左旋回方向のうちで、前記ドライブシャフトの特性によって予め定まる何れか一方向に限定して行うように構成してもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の電動ステアリング制御装置においては、加速操作量が所定値以上となったときに、ドライブシャフトの特性に起因してステアリングホイールに過渡的に発生するトルクステアを低減させるトルクステア低減トルクを、パルス波形として決定し、このパルス波形のトルクステア低減トルクをステアリングホイールに付与するように構成されているので、トルクステア低減トルクを容易に決定することができ、簡便な装置によって、ドライブシャフトの特性に起因する過渡的なトルクステアを効果的に低減することができ、車両の加速時において運転者の操舵違和感を低減することができる。

特に、過渡的なトルクステアは、主として車両の発進加速時に発生することから、請求項２に記載の電動ステアリング制御装置によれば、車両の発進加速時にトルクステア低減制御が実行されるので、ドライブシャフトの特性に起因する過渡的なトルクステアを、効果的に低減することができる。

例えば、請求項３に記載のように構成すれば、過渡的なトルクステアを一層容易且つ適切に低減することができる。

更に、請求項４乃至６に記載のように構成すれば、不必要なトルクステア低減トルクの付与を抑制することができ、運転者に対し違和感を与えることなく、過渡的なトルクステアを適切に低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置の構成を示すもので、例えば図２に示す車両に搭載される。即ち、動力源としてエンジンＥＧが発生する動力を、変速機ＴＲ及びドライブシャフトＤＳｆｌ及びＤＳｆｒを介して駆動車輪たる車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌに伝達する車両に搭載されるもので、車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌは、ステアリングホイールＳＷの操作によって転舵される操向車輪でもある。この電動ステアリング制御装置は操舵トルク制御手段を備えており、図１に示す操舵トルク検出手段Ｍ１によってステアリングホイールＳＷの操舵トルクＴｓが検出され、その検出結果に基づき、パワーステアリング補助トルク目標値決定手段Ｍ２において、運転者の操舵力を軽減するためにパワーステアリング制御に補助トルクとして供されるトルクの目標値が演算され、補助トルク目標値Ｔｐｓとして出力される。

一方、加速操作検出手段Ｍ３によって、運転者の加速操作が検出され、加速操作量Ａｐが出力される。この加速操作量Ａｐは、運転者の操作から駆動力を発生する動力源への入力までにおいて、何れかの個所で検出することができる。例えば、運転者の操作を直接検出するのであれば、アクセルペダルの操作量が加速操作量Ａｐとなる。また、動力源への入力を検出するのであれば、ガソリンエンジンではスルットル開度、ディーゼルエンジンでは燃料噴射量、電気モータでは駆動電流・電圧が加速操作量Ａｐとなる。従って、これらの情報源の間に存在するのであれば、これら以外の情報を検出するものであっても、加速操作検出手段とすることができる。而して、加速操作検出手段Ｍ３の検出結果に基づき、判定手段Ｍ４において、トルクステア低減トルクを付与するか否かが判定される。

判定手段Ｍ４においては、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上となったときに、トルクステア低減トルクの付与が許可される。あるいは、加速操作量Ａｐに基づいて加速操作速度ｄＡｐを演算し、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上、且つ加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１以上であるときに、トルクステア低減制御を許可するように判定することとしてもよい。これは、大きな加速操作量であっても緩やかな加速操作変化であれば、ドライブシャフトの過渡的な駆動力差は発生せず、従って、過渡的なトルクステアは生じないためである。

そして、トルクステア低減トルク目標値決定手段Ｍ５において、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが決定される。このトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓは、後述するようにパルス波形として決定される。このパルス波形は、予め設定される固定形状とすることができる。更に、パルス波形は、加速操作量Ａｐ及び加速操作速度ｄＡｐのうち、少なくとも何れか一方に基づいて可変形状とすることもできる。而して、上記のパワーステアリング制御に供する補助トルク目標値Ｔｐｓにトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが加算され、モータ駆動制御手段Ｍ６によって、電気モータＭＴが制御される。

更に、図１に一点鎖線で示すように、変速機状態検出手段Ｍ７を設け、図２の変速機ＴＲの変速比Ｒｔを、判定手段Ｍ４における判定処理に供することとしてもよい。動力源（エンジンＥＧ）が発生する動力は、変速機ＴＲの減速比（変速比×最終減速比）によって増幅されるため、変速機ＴＲの変速比Ｒｔが小さい場合には、ドライブシャフトに伝達される駆動トルクは、トルクステアを発生させるほどには大きくはならない。そこで、変速機ＴＲの変速比Ｒｔが所定値Ｒｔ１より小さい場合には、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上となったときでも、トルクステア低減トルクの付与を禁止し、不必要な操舵トルクの変化を抑制するとよい。また、車両速度が高くなると、変速機ＴＲはシフトアップし、変速比が低くなるため、図１に破線で示すように、車両速度検出手段Ｍ８を設け、車両速度Ｖｘが所定値Ｖｘ１より大きくなった場合には、トルクステア低減トルクの付与を禁止することとしてもよい。

上記電動ステアリング制御装置は、前述のように図２に示す車両に搭載され、エンジンＥＧは、変速機ＴＲと共にエンジンコンパートメント内に横置きに配置されている。変速機ＴＲ内には、差動装置ＤＦが配置され、エンジンＥＧによって発生する駆動力は、駆動車輪且つ操向車輪である車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌに分配される。

車両には、エンジンＥＧを制御するエンジン電子制御ユニットＥＣＵ１、ステアリングシステムを制御するステアリング電子制御ユニットＥＣＵ２、変速機を制御する変速機電子制御ユニットＥＣＵ３、及びブレーキシステム（ＢＲＫ等）を制御するブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４が、通信バスを介して接続されている。この通信バスを通して、センサ信号、及び各電子制御ユニット内の処理信号を共有することができる。

エンジンＥＧには、エンジン出力を制御するためにスロットルバルブＴＨが設けられる。スロットルバルブＴＨの開度は、スロットルアクチュエータＴＡによって調節され、そのスロットル開度Ｔｋはスロットル開度センサＴＫによって検出される。また、エンジン回転数Ｅｋを検出するエンジン回転数センサＥＫも設けられる。そして、運転者の加速要求が、アクセルペダルに設けられるアクセルペダルセンサＡＰによって、アクセルペダル操作量Ａｐとして検出される。而して、これらの検出結果のアクセルペダル操作量Ａｐ、エンジン回転数Ｅｋ、及びスロットル開度Ｔｋに基づき、エンジン電子制御ユニットＥＣＵ１にて、スロットルアクチュエータＴＡが制御される。

上記のように、本実施形態では、動力源としてガソリンエンジン（ＥＧ）を用いた車両を示しているが、前述のように、駆動力を発生させるための公知の動力源を利用することができ、ディーゼルエンジン等の内燃機関のほか、電気モータを利用する電気自動車（ＥＶ）、更には、これらを組み合わせたハイブリッド車両（ＨＥＶ）を用いることも可能である。

一方、ステアリングシステムは、運転者の操舵力を低減するために、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサＴＳに基づき、ステアリングホイールＳＷに作用する操舵トルクを制御するように構成されている。具体的には、ステアリング電子制御ユニットＥＣＵ２が、操舵トルクセンサＴＳによって検出された操舵トルクＴｓに応じて、電気モータＭＴを制御するように構成されている。更に、車両速度Ｖｘを考慮して電気モータＭＴを制御するように構成することもできる。この制御は、所謂パワーステアリングの制御であり、電気モータＭＴを用いるため、電動パワーステアリングとも呼ばれる。

更に、車両の加速時等において、車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌがステアリングホイールＳＷを転舵しようとするトルクステア現象が発生するが、これを低減するトルクステア低減トルクも、後述するように、電気モータＭＴによって付与される。尚、このようにトルクステアを低減する制御を、トルクステア低減制御という。

変速機ＴＲには、変速比Ｒｔを検出するギア位置センサＧＰが設けられており、その出力の変速比Ｒｔが変速機電子制御ユニットＥＣＵ３に供給される。変速機ＴＲとしては、手動トランスミッション（マニュアルトランスミッション）、自動トランスミッション（オートマティックトランスミッション）、無段変速機（ＣＶＴ）等、公知の変速機が用いられる。また、通信バスには、ブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４が接続され、これに入力される車輪速度センサＷＳの検出車輪速度に基づき、車両速度Ｖｘが演算される。

上記のように構成された電動ステアリング制御装置の作動を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、ステップ１０１において制御の初期化が行われた後、ステップ１０２にてセンサ信号、及び通信バス上の通信信号が読み込まれる。続いて、ステップ１０３においてフィルタ処理などの信号処理演算が行われる。次に、ステップ１０４にて、操舵トルクＴｓに基づき、パワーステアリング制御に供する補助トルク目標値Ｔｐｓが演算される。そして、ステップ１０５において、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが演算されるが、これについては図４を参照して後述する。更に、ステップ１０６において補助トルク目標値Ｔｐｓにトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが加算され、これに基づいて電気モータＭＴの電流指令値が演算される。そして、この電流指令値に基づき、ステップ１０７において、電気モータＭＴの駆動制御が行われる。

上記トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓは、図４に示すフローチャートに従って演算される。先ず、ステップ２０１において、トルクステア低減制御が実行中であるか否かが判定される。ここで実行中ではないと判定されると、ステップ２０２に進み、トルクステア低減制御を開始するか否かが判定される。ここでは、運転者の加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上のときにトルクステア低減制御の開始と判定される。ステップ２０２において、トルクステア低減制御の開始不要と判定されると、ステップ２０４に進み、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓがゼロ（０）に設定される。これに対し、トルクステア低減制御の開始が必要と判定されると、ステップ２０５にてトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが演算される。

一方、トルクステア低減制御が実行中であるときには、ステップ２０１からステップ２０３に進み、トルクステア低減制御を終了するか否かが判定され、トルクステア低減制御の終了が否定されると、ステップ２０５に進み、トルクステア低減トルク目標値が演算される。そして、トルクステア低減制御の終了条件が充足されると、ステップ２０４にてトルクステア低減トルク目標値がゼロに設定される。

上記ステップ２０２におけるトルクステア低減制御の開始条件は、図５に示すフローチャートに従って判定される。先ず、ステップ３０１において、読み込まれた運転者のアクセルペダルＡＰの操作量（加速操作量Ａｐ）が所定値Ａｐ１と比較され、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上であると判定されると、ステップ３０２に進み、加速操作量Ａｐの時間変化量である加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１と比較される。ステップ３０２において、加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１以上であると判定されると、更にステップ３０３に進み、変速機ＴＲの変速比Ｒｔが所定値Ｒｔ１と比較される。而して、ステップ３０３において変速比Ｒｔが所定値Ｒｔ１以上であると判定されると、ステップ３０４に進み、トルクステア低減制御が実行される。

一方、ステップ３０１において加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１未満と判定されたときには、大きな駆動トルクはドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２に伝達されず、過渡的なトルクステアは発生しないため、トルクステア低減制御は実行されることなく、図４のルーチンに戻る。また、ステップ３０２において加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１未満と判定され、緩やかな加速操作であるときにも、過渡的なトルクステアは発生しないため、トルクステア低減制御は実行されない。更に、動力源が発生する駆動力は、変速比に応じて増大するため、変速比Ｒｔが所定値Ｒｔ１より小さい場合には、ドライブシャフトに伝達される駆動トルクは小さく、過渡的なトルクステアは発生しないため、トルクステア低減制御は実行されない。

上記ステップ３０３においては、変速比に基づいて判定されるが、車両速度が高くなれば変速機ＴＲはシフトアップされ、低い変速比に変更される。従って、ステップ３０３の判定処理に代えて、車両速度Ｖｘが所定値Ｖｘ１より大きいときには、トルクステア低減制御を禁止するようにしてもよい。

ところで、ドライブシャフトの特性に起因する過渡的なトルクステアは、車両の発進時に生じやすい。そのため、図６に示すように、発進時（即ち、車両速度Ｖｘが略ゼロ（０）のとき）にトルクステア低減制御を実行するように設定してもよい。即ち、ステップ４０１において、車両速度Ｖｘが略０である場合には、ステップ４０２に進み、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１と比較され、所定値Ａｐ１以上であると判定されると、更にステップ４０３に進み、加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１と比較される。而して、加速操作速度ｄＡｐが所定値ｄＡｐ１以上であると判定されると、ステップ４０４にてトルクステア低減制御が開始される。尚、ステップ４０１乃至４０３の条件を充足しない場合には、トルクステア低減制御は実行されない。

上記のステップ３０１及びステップ３０２、並びにステップ４０２及びステップ４０３においては、トルクステア低減制御の開始条件が、加速操作量Ａｐ≧Ａｐ１、且つ、加速操作速度ｄＡｐ≧ｄＡｐ１とされている。従って、トルクステア低減制御が実行される領域は、図７の斜線で表される領域となる。尚、ステップ３０２あるいはステップ４０３を省略して、加速操作量Ａｐ≧所定値Ａｐ１ｂをトルクステア低減制御の開始条件とすることができる。このときのトルクステア低減制御の実行領域は、図８に斜線で表される領域となる。更に、図９のように、トルクステア低減制御の実行領域（図９では点描で表す）を加速操作量Ａｐと加速操作速度ｄＡｐとの関係に基づいて設定することもできる（Ａｐ１ｃ及びｄＡｐ１ｃは基準とする所定値）。このとき、加速操作量Ａｐ＜Ａｐ０ｃ、又は、加速操作速度ｄＡｐ＜ｄＡｐ０ｃでは、トルクステア低減制御を実行しないように不感帯（図９に斜線で表す）を設けることもできる。

図４のステップ２０５におけるトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓは、図１０に示すように設定される。先ず、加速操作量Ａｐが制御開始閾値Ａｐ１以上になったとき（ｔ１１時）に、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓはパルス波形として出力される。操舵トルク目標値Ｔｔｓの時系列波形は、予め定められた固定のパルス波形として決定される。駆動車輪がステアリングホイールを転舵しようとするトルクステア現象は、ドライブシャフトの特性に起因しているため、右旋回及び左旋回のうち、何れか一方の旋回方向にのみ発生し、予め、トルクステアの大きさと方向については把握することが可能である。そのため、固定のトルクステア低減トルク波形であっても、完全にはトルクステアを打ち消すことはできないものの、トルクステアを効果的に低減することが可能である。トルクステア低減トルク目標値のパルス波形は、図１０に示すような、矩形波（ａ）、三角波（ｂ）、又は台形波（ｃ）とすることができ、あるいは、関数・マップを用いた波形（図示せず）とすることもできる。

また、動力源の特性によっては、運転者の加速操作から、動力源の駆動力の出力までに、ある程度の時間遅れが存在する場合がある。そのため、図１０において破線で示すパルス波形のように、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓを、制御開始しきい値Ａｐ１以上となった後、所定時間ｔｄｌｙ遅らせて出力するように設定することもできる。これにより、ドライブシャフトに駆動力が伝達されるタイミングに合致させて、トルクステア低減制御を行うことができる。

更に、トルクステアを適切に打ち消すために、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓのパルス波形を、加速操作量Ａｐ及び加速操作速度ｄＡｐのうちの、少なくとも何れか一方に応じて可変とすることができる。即ち、図１１に示すように、パルス波形の出力時間Ｔｐｌｓ、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの増加勾配ＫＴｕｐ、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの最大値Ｔｔｓｍ、その最大値の保持時間Ｔｈｌｄ、及びトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの減少勾配ＫＴｄｗｎのパラメータのうち、少なくとも何れか一つ以上を、加速操作量Ａｐ又は加速操作速度ｄＡｐに応じて可変設定することができる。

そして、より適切に過渡的なトルクステアを低減するため、図１２及び図１３に示すように加速操作量Ａｐに応じて上記の各パラメータを設定することにより、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓを、加速操作量Ａｐに応じて以下のように決定することができる。尚、以下の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、図１２及び図１３における縦軸のパラメータ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に夫々対応している。但し、図１２の縦軸の各パラメータのスケールは夫々異なるが、加速操作量Ａｐに対する相対的な関係が同様であるので、三つの図をまとめて記載したものであり、スケールが一致することを表すものではない。

（Ａ）加速操作量Ａｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの増加勾配ＫＴｕｐを大きく設定し、トルクステア低減トルクを速やかに立ち上げるようにすることができる。
（Ｂ）加速操作量Ａｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの最大値Ｔｔｓｍを大きく設定して、トルクステア低減トルクをより大きく与えるようにすることができる。
（Ｃ）加速操作量Ａｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの最大値Ｔｔｓｍの保持時間Ｔｈｌｄを長く設定して、トルクステア低減トルクを充分に与えるようにすることができる。
（Ｄ）加速操作量Ａｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの減少勾配ＫＴｄｗｎを小さく設定して、トルクステア低減トルクを緩やかに立ち下げるようにすることができる。

同様に、より適切に過渡的なトルクステアを低減するため、図１４及び図１５に示すように加速操作速度ｄＡｐに応じて上記の各パラメータを設定することにより、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓを、加速操作速度ｄＡｐに応じて以下のように決定することができる。尚、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、図１４及び図１５における縦軸のパラメータ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に夫々対応している。但し、図１４の縦軸の各パラメータについても、図１２と同様、スケールが一致することを表すものではない。

（ａ）加速操作速度ｄＡｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの増加勾配ＫＴｕｐを大きく設定し、トルクステア低減トルクを速やかに立ち上げるようにすることができる。
（ｂ）加速操作速度ｄＡｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの最大値Ｔｔｓｍを大きく設定して、トルクステア低減トルクをより大きく与えるようにすることができる。
（ｃ）加速操作速度ｄＡｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの最大値Ｔｔｓｍの保持時間Ｔｈｌｄを長く設定して、トルクステア低減トルクを充分に与えるようにすることができる。
（ｄ）加速操作速度ｄＡｐが大きいときには、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓの減少勾配ＫＴｄｗｎを小さく設定して、トルクステア低減トルクを緩やかに立ち下げるようにすることができる。

次に、図４のステップ２０３におけるトルクステア低減制御終了条件は、図１６に示すように行われる。先ず、ステップ５０１においてトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓがゼロか否かが判定される。既に加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ１以上であったとしても、制御開始時に与えられたパルス波形において、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓがゼロとなった場合には、ステップ５０４に進み、トルクステア低減制御は終了する。また、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓのパルス波形がゼロとなっていない場合でも、ステップ５０２において、加速操作量Ａｐが所定値Ａｐ２未満となって車両の加速状態が低くなったと判定された場合、あるいは、ステップ５０３において、変速機ＴＲがシフトアップされて変速比Ｒｔが所定値Ｒｔ２より小さくなったと判定された場合には、ステップ５０４に進み、トルクステア低減制御は終了する。尚、これらの終了条件を充足した場合には、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓを急激にゼロに低下させるのではなく、減少勾配の閾値を設け、徐々に低下させるように設定することができる。これにより、ステアリングホイールＳＷに対する急激な操舵トルク変動を回避することができる。

以上の実施形態では、運転者の加速操作は、アクセルペダルＡＰの操作量によって検出することとしているが、前述のように、加速操作は、運転者の操作から駆動力を発生する動力源への入力までにおいて何れかの個所で検出することができる。従って、加速操作はアクセルペダルの操作に限定されるのではない。例えば、スロットル開度、燃料の噴射量、電気モータの駆動電流・電圧等を用いて、運転者の加速操作を検出することができる。

ドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２の特性は、予め把握することが可能であり、運転者の加速操作が所定値以上となったときに、ドライブシャフトの特性差に起因する過渡的なトルクステアを低減する操舵トルクをステアリングホイールに付与し、車両の加速時において運転者の操舵違和感を低減することができる。また、付与されるトルクステア低減トルクは、固定の、又は、加速操作に応じたパルス波形として決定されるため、車輪の駆動力を検出・推定することを必要としない。更に、トルクステア低減制御の実行においては、変速機の変速比が考慮されるため、不必要なときにトルクステア低減トルクが付与されることはなく、運転者に対し違和感を与えることがない。

上記のように過渡的なトルクステアを低減することによって、車両の加速時に発生する、操向車輪がステアリングホイールを転舵しようとするトルクステアを、効果的に低減することができる。また、過渡的なトルクステアは、主として車両の発進加速時に発生するので、前述のように、車両の発進加速時（車両の速度が略ゼロで、加速操作が所定値以上のとき）にトルクステア低減制御を実行することにより、ドライブシャフトの特性に起因する過渡的なトルクステアを、効果的に低減することができる。

本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置を備えた車両の全体構成を示す構成図である。 本発明の一実施形態におけるステアリング制御例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるトルクステア低減トルク目標値の演算処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるトルクステア低減制御開始条件の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるトルクステア低減制御開始条件の他の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において、トルクステア低減制御の実行領域を設定するためのマップの一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、トルクステア低減制御の実行領域を設定するためのマップの他の例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、トルクステア低減制御の実行領域を設定するためのマップの更に他の例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、トルクステア低減トルク目標値を設定するためのマップ例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、トルクステア低減トルク目標値のパルス波形のパラメータを示すグラフである。 本発明の一実施形態において、パルス波形の各パラメータを加速操作量に応じて設定するためのマップ例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、パルス波形のパラメータを加速操作量に応じて設定するためのマップ例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、パルス波形の各パラメータを加速操作速度に応じて設定するためのマップ例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、パルス波形のパラメータを加速操作速度に応じて設定するためのマップ例を示すグラフである。 本発明の一実施形態におけるトルクステア低減制御終了条件の処理例を示すフローチャートである。 一般的な車両におけるドライブシャフトと駆動車輪の関係を示す斜視図である。 操向車輪が駆動車輪である車両において、ステアリング装置を含む部分の正面及び平面図である。

符号の説明

Ｍ１ 操舵トルク検出手段
Ｍ２ パワーステアリング補助トルク目標値決定手段
Ｍ３ 加速操作検出手段
Ｍ４ 判定手段
Ｍ５ トルクステア低減トルク目標値決定手段
Ｍ６ モータ駆動制御手段
Ｍ７ 変速機状態検出手段
Ｍ８ 車両速度検出手段
ＥＣＵ１ エンジン電子制御ユニット
ＥＣＵ２ ステアリング電子制御ユニット
ＥＣＵ３ 変速機電子制御ユニット
ＥＣＵ４ ブレーキ電子制御ユニット
ＳＷ ステアリングホイール
ＭＴ 電気モータ
ＥＧ エンジン
ＴＲ 変速機
ＷＨｆｒ，ＷＨｆｌ 車輪
ＡＰ アクセルペダルセンサ
ＴＳ 操舵トルクセンサ
ＴＫ スロットル開度センサ

Claims (6)

1. 動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備えた電動ステアリング制御装置において、運転者の加速操作を検出する加速操作検出手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記加速操作検出手段が検出する加速操作量が所定値以上となったときに、前記ドライブシャフトの特性に起因して前記ステアリングホイールに過渡的に発生するトルクステアを低減させるトルクステア低減トルクを、パルス波形として決定し、該パルス波形のトルクステア低減トルクを前記ステアリングホイールに付与することを特徴とする電動ステアリング制御装置。
2. 動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備えた電動ステアリング制御装置において、運転者の加速操作を検出する加速操作検出手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記車両の発進時に、前記加速操作検出手段が検出する加速操作量が所定値以上となったときに、前記ドライブシャフトの特性に起因して前記ステアリングホイールに過渡的に発生するトルクステアを低減させるトルクステア低減トルクを、パルス波形として決定し、該パルス波形のトルクステア低減トルクを前記ステアリングホイールに付与することを特徴とする電動ステアリング制御装置。
3. 前記加速操作量の時間変化を演算する加速操作速度演算手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記パルス波形の形状を前記加速操作量、及び前記加速操作速度演算手段が演算する加速操作速度のうちの少なくとも一方に応じて決定することを特徴とする請求項１又は２記載の電動ステアリング制御装置。
4. 前記車両は前記動力源と前記ドライブシャフトの間に介装する変速機を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記変速機の減速比が所定値より小さいときには、前記トルクステア低減トルクの付与を禁止することを特徴とする請求項１又は２記載の電動ステアリング制御装置。
5. 前記車両の速度を検出する車両速度検出手段を備え、前記操舵トルク制御手段は、前記車両速度検出手段の検出する車両速度が所定値より大きいときには前記トルクステア低減トルクの付与を禁止することを特徴とする請求項１又は２記載の電動ステアリング制御装置。
6. 前記操舵トルク制御手段は、前記トルクステア低減トルクの付与を、前記ステアリングホイールの右旋回方向及び左旋回方向のうちで、前記ドライブシャフトの特性によって予め定まる何れか一方向に限定して行うことを特徴とする請求項１又は２記載の電動ステアリング制御装置。

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