JP5143633B2 - 操舵輪舵角制御における補償値取得方法および操舵輪舵角制御における補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、操舵輪舵角制御における補償値取得方法および操舵輪舵角制御における補償方法に係り、特に、電動操舵アクチュエータで操舵輪を自動舵角操舵する際の操舵輪舵角制御における補償値取得方法および操舵輪舵角制御における補償方法に関する。

例えば、車両制御の分野で開発が進められている車線追従制御では、電動パワーステアリング装置等の電動ステアリング装置を活用して、電動モータ等の電動操舵アクチュエータを駆動制御し、自車両のステアリングホイールの舵角制御やラック軸のラック位置制御等により操舵輪（前輪）の舵角を制御して、自車両を左右の車線（追い越し禁止線等の道路中央線や車両通行帯境界線、路側帯と車道とを区画する区画線等の道路面上に標示された連続線や破線）に追従させるように操舵制御する操舵輪舵角制御が行われる場合がある（例えば特許文献１等参照）。

その際、電動ステアリング装置による操舵輪舵角制御の手法としては種々の手法が知られているが、その１つとして例えば舵角フィードバック制御という手法がある。

例えばステアリングホイールの舵角制御により操舵輪舵角制御を行って車線追従制御を行う場合、図２０に示すように、車線ＬＬ、ＬＲで挟まれた自車両ＭＣの走行レーンＲの中心線ＣＬ上の、自車両ＭＣから所定距離Ｌだけ前方の位置Ｐに目標点Ｍを設定し、自車両ＭＣの進路の前方位置Ｐにおける位置Ｋと目標点Ｍとの距離Δｘを検出する。

そして、自車両ＭＣのステアリングホイール２（図１参照）が転舵されるべき目標舵角をδｘ、所定のゲインをＧとして、
δｘ＝Ｇ・Δｘ …（１）
に従って目標舵角δｘを算出し、この目標舵角δｘと、現在転舵されている実際の舵角δとの差δｘ−δをフィードバックして、例えば図１に示す電動ステアリング装置１の操舵アクチュエータである電動モータ６からピニオン軸５に付与されるべき操舵アクチュエータの出力値（この場合は操舵トルクτ）が決定される。

舵角フィードバック制御では、いわゆるＰＤ制御という手法が用いられることがある。例えば上記の例で言えば、ＰＤ制御では、上記の目標舵角δｘと実際の舵角δとの差δｘ−δに比例する項（いわゆるＰ項）と、差δｘ−δの時間微分に比例する項（いわゆるＤ項）を加算して、

に従って操舵トルクτを算出する。上記（２）式において、Ｇｐは比例ゲイン、Ｇｄは微分ゲインと呼ばれる比例定数である。

このようにして算出された操舵トルクτによって舵角フィードバック制御を行うと、ステアリングホイール２の舵角δは、理想的には図２１（Ａ）に示すように時間的に目標舵角δｘに収束していくが、実際には種々の外乱のために図２１（Ｂ）に示すように時間が経過しても目標舵角δｘには収束せず、目標舵角δｘに対して偏差Δδを有する値に収束してしまうことが多い。

このような事態を回避するために、上記の（２）式にさらにＧｉ・∫（δｘ−δ）ｄｔなる積分項（いわゆるＩ項）を加算して操舵トルクτを算出する、いわゆるＰＩＤ制御が知られている。しかし、このようなＰＩＤ制御では、よく知られているように、積分ゲインＧｉが小さい値に設定すると舵角δの目標舵角δｘへの収束速度が遅くなるため即時性が担保されず、積分ゲインＧｉを大きい値に設定すると、即時性は得られるようになるが舵角δのオーバーシュート現象、すなわち舵角δが目標舵角δｘを中心として大きくなったり小さくなったりして時間的に振動する現象が発生してしまう。

このように、ＰＩＤ制御は、特に操舵輪舵角制御による車線追従制御のようにリアルタイム性が求められる状況においては必ずしも有効に制御できない。また、ＰＩＤ制御ではそもそもドライバによるステアリングホイール２の転舵入力が外乱として受け止められてしまうため、ステアリングホイールの舵角制御等による操舵輪舵角制御には使い難いという問題もある。

これらの問題を克服するため、上記のような積分項（Ｉ項）を加算する代わりに、外乱をモデル化して操舵トルクτに対する補償値τｃとして数値化して上記の（２）式に加算して修正する手法が種々提案されている。すなわち、この場合、操舵トルクτは、

の形で算出される。

外乱は種々の形態で存在し、操舵系に働く外乱としては、例えば、
（ａ）路面摩擦
（ｂ）操舵系における摩擦
（ｃ）車体の持ち上がり、持ち下がり
（ｄ）路面からの入力
等が挙げられる。

このうち、（ｄ）の「路面からの入力」とは、操舵輪９が路面の轍や砂利道にとられる等して操舵輪９が路面から力を受けることによりステアリングホイール２がいわば自動的に転舵されるような外乱をいい、（ａ）の「路面摩擦」とあわせて、路面からの影響による外乱要素である。

一方、上記の（ｂ）や（ｃ）の要素は、路面状況とは無関係の、いわば車両独自の外乱要素である。そのうち、（ｂ）の「操舵系における摩擦」とは、図１に示すように、車両の電動パワーステアリング装置１において、例えばステアリングシャフト４とピニオン軸５との間をつなぐユニバーサルジョイント１０やステアリングギヤボックス７内等で生じる摩擦をいう。

また、（ｃ）の「車体の持ち上がり」とは、通常、車両のフロントサスペンションのジオメトリにおいて、図２２に示すように操舵輪（前輪）９の回動の中心軸となるキングピン軸２０がキングピン傾斜角αを有して外下がりに傾斜するように設けられるため、操舵輪９がキングピン軸２０周りに回動すると、操舵輪９と路面Ｇとの接地点Ｐａは下方に移動しようとするが、路面Ｇに押し戻されて、相対的に図示しない車体が持ち上がる現象をいう。

また、「車体の持ち下がり」とは、同様に、車両のフロントサスペンションのジオメトリにおいて、図２３に示すように操舵輪（前輪）９の回動の中心軸となるキングピン軸２０がキャスタ角βを有して前下がりに傾斜するように設けられるため、操舵輪９がキングピン軸２０周りに回動すると、操舵輪９と路面Ｇとの接地点Ｐａは上方に移動しようとするが、車体の重量により押し下げられるため、相対的に車体が持ち下がる現象をいう。

特許文献２に記載の操舵アシスト装置では、車高センサを用いて上記（ｃ）の車体の持ち上がり、持ち下がりを検出してそれによる車両のフロント荷重を推定し、また、図示しないコイルスプリング反力のキングピン軸２０に対するモーメントアーム長を推定し、推定したフロント荷重とモーメントアーム長を用いて上記の操舵輪舵角制御における補償値τｃ（または補償値τｃのトルクを得るための電動モータ６に流す電流の補正値）を算出して、車両独自の外乱要素、すなわちこの場合はコイルスプリング反力によるキングピン軸２０周りのモーメントを打ち消すことを提案している。
特開２００４−１９９２８６号公報 特開２００５−３４３２９８号公報

しかしながら、特許文献２に記載された手法を用いてコイルスプリング反力によるキングピン軸２０周りのモーメントを打ち消すことができたとしても、補償値τｃに、その他の要因による外乱要素を反映させることができない。また、特許文献２では、上記（ｂ）の操舵系における摩擦による影響は反映されていない。

前述したように、（ａ）〜（ｄ）の外乱要素のうち、少なくとも（ｂ）や（ｃ）の要素は路面状況に関係しない車両独自の外乱要素であるため、それらの外乱要素について車両構造に基づくモデル化により補償値τｃを算出できる可能性がある。しかし、車両独自の外乱要素をすべてピックアップし、それらを総合して理論的に補償値τｃを求めることは、運動方程式を解くための計算量が膨大になる等の困難が予想される。そこで、実際的には特許文献２に記載されているように比較的容易に理論化できる部分のみを抽出して補償値τｃを算出したり、（ｂ）の操舵系における摩擦等を大ざっぱに定数として扱うことが行われている。

本願発明者らは、上記の（ｂ）や（ｃ）のように、少なくとも路面状況に関係しない車両独自の種々の外乱要素を総合的に取り込んだ状態で電動モータ等の電動操舵アクチュエータの出力値（例えば操舵トルクτ）を補償することができる操舵輪舵角制御における出力値に対する補償値（例えば補償値τｃ）を得るために、実験的に補償値を求める研究を行った。

その結果、出力値（操舵トルクτ）に対する車両独自の外乱要素に関する有益な知見が得られ、上記の（ｂ）や（ｃ）の外乱要素を総合的に取り込んで補償値（補償値τｃ）を取得することができる操舵輪舵角制御における補償値取得方法が見出された。また、その方法により取得された補償値を有効に活用して操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を効果的に補償することができる操舵輪舵角制御における補償方法が見出された。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、操舵系における摩擦や車体の持ち上がり、持ち下がり等の外乱要素を総合的に取り込んで操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を的確に補償する補償値を取得することが可能な操舵輪舵角制御における補償値取得方法を提供することを目的とする。また、この方法により取得された補償値を用いて操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を効果的に補償することが可能な操舵輪舵角制御における補償方法を提供することをも目的とする。

前記の問題を解決するために、第１の発明は、操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、
電動操舵アクチュエータから操舵系に出力する出力値に基づいて操舵輪舵角制御を行う車両において、前記出力値を変化させた場合に変化する当該車両のステアリングホイールまたは操舵輪の舵角のデータを取得するデータ取得工程と、
前記舵角のデータが変化しない状態から変化する状態に遷移する際の前記舵角のデータとその際の前記出力値との相関に基づいて操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性を取得する静止摩擦ポテンシャル取得工程と、
前記舵角のデータが変化する状態から変化しない状態に遷移する際の前記舵角のデータとその際の前記出力値との相関に基づいて操舵系における動摩擦ポテンシャル特性を取得する動摩擦ポテンシャル取得工程と、
前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ数式的にモデル化して、操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する各補償値をそれぞれ取得する補償値取得工程と、
を有することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、
前記データ取得工程では、前記電動操舵アクチュエータから前記操舵系に対して前記舵角が増加する方向および減少する方向にそれぞれ前記出力値を出力し、それぞれの場合について前記出力値を変化させた場合に変化する前記舵角のデータを取得し、
前記補償値取得工程では、前記舵角が増加する方向および減少する方向についてそれぞれ前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値を取得することを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、前記データ取得工程では、前記操舵輪を回動自在のターンテーブル上に載置して前記舵角のデータを取得することを特徴とする。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、前記データ取得工程では、前記電動操舵アクチュエータから前記操舵系に出力する前記出力値を、一定の割合で増加させまたは減少させて変化させることを特徴とする。

第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、前記補償値取得工程では、前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ３次式でモデル化することを特徴とする。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法において、前記補償値取得工程では、前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ数式的にモデル化して、前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値を各特性に対応する特性マップとしてそれぞれ取得することを特徴とする。

第７の発明は、車両の操舵輪舵角制御における補償方法において、第１から第６のいずれかの発明の操舵輪舵角制御における補償値取得方法で取得された前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値に基づいて前記出力値を補償する際に、当該車両のステアリングホイールまたは操舵輪の舵角の時間変化が０である場合には前記静止摩擦発生時の補償値を用い、前記時間変化が０以外の値である場合には前記動摩擦発生時の補償値を用いてそれぞれ補償することを特徴とする。

第１の発明によれば、例えば操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータから一定の割合で徐々に増加し或いは減少する出力値を操舵系に出力していくと、ステアリングホイールや操舵輪が静止した状態と急速に転舵する状態が繰り返し現れて、測定されるステアリングホイールや操舵輪の舵角がいわば階段状に変化するという知見が得られる。

そのため、舵角が変化しない状態から変化する状態に遷移する点のデータを解析することでユニバーサルジョイント等を含む操舵系における静止摩擦に関する情報を得ることができ、また、舵角が変化する状態から変化しない状態に遷移する点のデータを解析することで操舵系における動摩擦に関する情報を得ることが可能となる。また、実際に車両の操舵輪をターンテーブル上に載置する等してステアリングホイールや操舵輪の舵角と電動操舵アクチュエータの出力値との関係を求めることで、車体の持ち上がりや持ち下がり等の車両のフロントサスペンションのジオメトリに起因する外乱要素を操舵輪舵角制御における補償値に反映させることが可能となる。

そのため、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を補償する補償値について、操舵系における摩擦や車体の持ち上がり、持ち下がり等の外乱要素の影響が同時に取り込まれて反映された補償値を取得することが可能となるとともに、操舵系における静止摩擦発生時の補償値と動摩擦発生時の補償値とをそれぞれ分離して取得することが可能となる。また、外乱要素を総合的に取り込んで、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を的確に補償することができる補償値を取得することが可能となる。

第２の発明によれば、前記発明の効果に加え、電動操舵アクチュエータから前記操舵系に対して舵角が増加する方向および減少する方向にそれぞれ出力値を出力して補償値を取得することで、ステアリングホイールを右回りに転舵させる場合と左回りに転舵させる場合のそれぞれについて操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の出力値に対する各補償値をそれぞれ取得することが可能となり、さらに的確に操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を補償することができる補償値を取得することが可能となる。

第３の発明によれば、前記各発明の効果に加え、車体の持ち上がりや持ち下がり等の車両のフロントサスペンションのジオメトリに起因する外乱要素を効果的に操舵輪舵角制御における補償値に反映させることが可能となる。

第４の発明によれば、データ取得工程で、電動操舵アクチュエータから操舵系に出力する出力値を一定の割合で増加させまたは減少させて変化させることで、ステアリングホイールや操舵輪が静止した状態と急速に転舵する状態が繰り返し現れる状態を的確に形成して、ステアリングホイールや操舵輪の舵角を階段状に変化させることが可能となり、前記各発明の効果が的確に発揮される。

第５の発明によれば、前記各発明の効果に加え、操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性や動摩擦ポテンシャル特性をステアリングホイールや操舵輪の舵角に対してプロットすると、舵角が正の領域では下に凸、負の領域では上に凸（或いは舵角が正の領域では上に凸、負の領域では下に凸）の曲線状に分布する場合があり、このような場合には各特性をそれぞれ３次式で近似することで、精度良くモデル化することが可能となる。

第６の発明によれば、前記各発明の効果に加え、操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の出力値に対する各補償値を各特性に対応する特性マップとしてそれぞれ取得することで、この操舵輪舵角制御における補償値取得方法で取得された補償値を操舵輪舵角制御で用いる際に、各特性に応じて選択する特性マップを切り替えることで、容易かつ的確に特性に適合した補償値を抽出して用いることが可能となる。

第７の発明によれば、車両の操舵輪舵角制御における補償方法において、ステアリングホイールや操舵輪の舵角の時間変化に基づき、時間変化が０である場合には操舵系における静止摩擦発生時の補償値を用い、時間変化が０以外の値である場合には操舵系における動摩擦発生時の補償値を用いてそれぞれ電動操舵アクチュエータの出力値を補償することで、上記の操舵輪舵角制御における補償値取得方法で分離して取得された操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の各補償値を的確に選択して用いることが可能となる。そのため、操舵輪舵角制御における補償値取得方法によって取得された各補償値を用いて、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を効果的に補償することが可能となる。

以下、本発明に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法および操舵輪舵角制御における補償方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法等の説明の前に、その前提となる車両の操舵系の構成について説明する。

なお、本実施形態では、操舵輪（前輪）に対する舵角制御を行う電動操舵アクチュエータとして、操舵系に操舵トルクを付与する電動ステアリング装置、特に電動パワーステアリング装置の電動モータが用いられる場合について説明するが、操舵系に出力する出力値に基づいて操舵輪舵角制御を行い得る電動操舵アクチュエータであれば電動モータに限定されない。また、電動ステアリング装置としては既存の装置を用いればよく、本発明の実現のために特別な装置や部材を設ける必要はない。

電動ステアリング装置１は、図１に示すように、主にステアリングホイール２やステアリングコラム３、ステアリングシャフト４、ピニオン軸５、電動操舵アクチュエータである電動モータ６、ステアリングギヤボックス７、図示しないラック軸、タイロッド８、操舵輪９等で構成されており、ステアリングシャフト４とピニオン軸５とがユニバーサルジョイント１０で連結されている。

また、ステアリングコラム３には、前述したステアリングホイール２やステアリングシャフト４の軸線周りの舵角δを測定する舵角センサ１１が取り付けられており、舵角センサ１１が測定した舵角δは所定の電子制御装置（ＥＣＵ）１２に送信されるようになっている。なお、舵角センサ１１は他の位置に取り付けられていてもよい。

そして、電子制御装置１２は、車両が始動され、例えば車線追従制御のための操舵輪舵角制御が起動されると、舵角センサ１１から送信されてくる舵角δに基づいて上記（３）式に従って操舵トルクτを算出してその操舵トルクτを得るための指示電流値を算出し、算出した指示電流値を電動モータ６に出力して電動モータ６を回転駆動させて、所定の操舵トルクτでピニオン軸５を回転させて、ステアリングホイール２の自動転舵を行うように構成されている。

なお、図１では、電動ステアリング装置１として、電動モータ６がピニオン軸５に取り付けられたいわゆるピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置を示したが、電動ステアリング装置はこれに限定されず、この他にも、電動モータ６がステアリングコラム３に取り付けられたいわゆるコラムアシスト型や、ラック軸に取り付けられたいわゆるラックアシスト型等の他の形式の電動パワーステアリング装置に対しても本発明は同様に適用される。

また、電動ステアリング装置１は、電動操舵アクチュエータから操舵系に出力して操舵輪の舵角制御を行うことができるものであれば必ずしも電動パワーステアリング装置に限定されず、例えば、ステアリングホイール２と操舵輪９との機械的な連結が切断され、ステアリングホイール２の操舵情報に基づいて電子制御装置が舵角を算出し、その舵角になるように操舵輪を回動させる、いわゆるステアリングバイワイヤ（ステアバイワイヤ）方式の操舵装置等についても本発明を適用することができる。

さらに、本実施形態では、電動操舵アクチュエータである電動モータ６から操舵系（本実施形態ではピニオン軸５）に出力値として操舵トルクτを付与し、この操舵トルクτに対する補償値τｃを取得する場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、電動操舵アクチュエータから操舵系に出力される出力値の種類および補償値の内容は、用いられる電動操舵アクチュエータの形態にあわせて適宜決められる。

以下では、ステアリングホイール２の舵角δは、ステアリング中立の位置を舵角０°として、ステアリングホイール２をドライバから見て右回りに転舵した場合には正の値を、左回りに転舵した場合には負の値をとるものとする。また、操舵トルクτも、ステアリングホイール２をドライバから見て右回りに転舵させる場合には正の値を、左回りに転舵させる場合には負の値をとるものとする。

［操舵輪舵角制御における補償値取得方法］
本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法について、図２等に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法は、図２に示すように、主に、データ取得工程（ステップＳ１）と、静止摩擦ポテンシャル取得工程（ステップＳ２）と、動摩擦ポテンシャル取得工程（ステップＳ３）と、補償値取得工程（ステップＳ４）とを備えている。

データ取得工程（ステップＳ１）では、電動操舵アクチュエータである電動モータ６から操舵系（ピニオン軸５）に付与する操舵トルクτを変化させた場合に変化する車両のステアリングホイール２の舵角δのデータを取得するようになっている。

具体的には、図３のフローチャートに示すように、まず、車両の操舵輪（前輪）９を図示しないターンテーブル上に載置する（ステップＳ１１）。ターンテーブルは水平面方向に回動自在に配設されており、ターンテーブルの回動における摩擦は非常に小さく無視することができる。また、ターンテーブルを用いることで、前述した操舵系に働く外乱である（ａ）や（ｄ）のような路面からの影響による外乱要素を遮断して、（ｂ）や（ｃ）のような路面状況とは無関係の車両独自の外乱要素のみを抽出して補償値を取得することが可能となる。

続いて、ステアリングホイール２を例えば左回りに転舵し、リターンスプリング等でステアリングホイール２を戻す方向に転舵する力が加わらない最小の舵角δmin、すなわち、ドライバがステアリングホイール２から手を離してもステアリングホイール２の戻りが生じない最小の舵角δminまでステアリングホイール２を転舵する。

その状態で、ステアリングホイール２を右回りに転舵させるために、電動モータ６から操舵系（ピニオン軸５）に付与する操舵トルクτが一定の割合で徐々に増加していくように電動モータ６に指示電流を与える（ステップＳ１２）。指示電流は、例えば図示しないランプ波発生器から出力される傾きの小さなランプ波形として電動モータ６に与えられ、ステアリングホイール２が上記の最小の舵角δminから右向きの最大舵角まで数分の時間をかけて転舵されるように操舵トルクτを付与する。

このように一定の割合で増加する操舵トルクτを電動モータ６から操舵系に付与しながら、舵角センサ１１で計測されるステアリングホイール２の舵角δのデータを取得する（ステップＳ１３）。

このようにして一定の割合で徐々に増加する操舵トルクτを操舵系に付与していくと、例えば図４に示されるように、ステアリングホイール２は、時間ｔに対して舵角δが一定の割合で増加せず、舵角δが変化しない状態がしばらく続いた後、ある瞬間に舵角δが急激に増加し（すなわちステアリングホイール２が急速に転舵し）、増加し終わると、また変化しない状態がしばらく続く状態となる。このように、ステアリングホイール２の舵角δは、いわば階段状に変化する。

続いて、今度は、ステアリングホイール２を、戻りが生じない最大の舵角δmaxまで右回りに転舵する。そして、その状態で、今度は電動モータ６から操舵系（ピニオン軸５）に付与する操舵トルクτが一定の割合で徐々に減少するように電動モータ６に指示電流を与えて（図３のステップＳ１２）、舵角センサ１１で計測されるステアリングホイール２の舵角δのデータを取得する（ステップＳ１３）。

上記と同様に取得された舵角δのデータを時間ｔに対してプロットすると、今度は例えば図５に示されるように、ステアリングホイール２の舵角δは、一定の割合で減少せず、舵角δが変化しない状態がしばらく続いた後、ある瞬間に舵角δが急激に減少し、減少し終わると、また変化しない状態がしばらく続く階段状に変化するデータが得られる。

なお、このようにステアリングホイール２の舵角δが階段状に変化する場合、操舵輪９（図１参照）の舵角や操舵輪９が載置されたターンテーブルの回動角度も階段状に変化する。すなわち、ステアリングホイール２の舵角δが変化しない状態では操舵輪９の舵角も変化せずターンテーブルも静止しており、ステアリングホイール２の舵角δが急激に変化する（すなわちステアリングホイール２が急速に転舵する）状態では、操舵輪９の舵角も急激に変化し（すなわち操舵輪９が急速に転舵され）、ターンテーブルもすばやく回動する状態となる。

次に、静止摩擦ポテンシャル取得工程（図２のステップＳ２）では、上記のようにして得られたステアリングホイール２の舵角δの階段状のデータに基づいて、舵角δが変化しない状態から変化する状態に遷移する際の舵角δとその際の操舵トルクτとの相関から操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性を取得するようになっている。

具体的には、静止摩擦ポテンシャル取得工程は、図６に示すフローチャートに従って処理が行われる。すなわち、まず、ステアリングホイール２を左方向に切った状態から右回りに転舵させた場合の舵角δのグラフ（図４参照）の中から、図７に○印を付して示すように、舵角δが変化しない状態から変化する状態に遷移する点、すなわちステアリングホイール２が静止した状態から転舵動作を開始した瞬間に相当する点（以下、動作開始点という。）をそれぞれ抽出する（図６のステップＳ２１）。

この動作開始点は、静止した状態のステアリングホイール２やそれに付随するステアリングシャフト４やピニオン軸５等が、増加する操舵トルクτに耐え切れなくなって転舵動作を開始する直前の舵角δと操舵トルクτを与える点である。従って、この動作開始点を解析することにより、ユニバーサルジョイント１０等を含む操舵系における静止摩擦ポテンシャルに関する情報、すなわち上記（ｂ）の「操舵系における摩擦」の外乱要素における操舵系の静止摩擦ポテンシャルに関する情報を得ることができる。

そこで、本実施形態では、得られた各動作開始点における舵角δと操舵トルクτとを、図８に示すように、舵角−操舵トルク相関平面にプロットし（図６のステップＳ２２）、右回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性を得る。

また、同様に、ステアリングホイール２を右方向に切った状態から左回りに転舵させた場合の舵角δのグラフ（図５参照）についても、その中から、図９に○印を付して示すように、動作開始点をそれぞれ抽出する（図６のステップＳ２１）。そして、得られた各動作開始点における舵角δと操舵トルクτとを、図１０に示すように、舵角−操舵トルク相関平面にプロットし（図６のステップＳ２２）、左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性を得る。

次に、動摩擦ポテンシャル取得工程（図２のステップＳ３）では、上記のようにして得られたステアリングホイール２の舵角δの階段状のデータに基づいて、今度は舵角δが変化する状態から変化しない状態に遷移する際の舵角δとその際の操舵トルクτとの相関から操舵系における動摩擦ポテンシャル特性を取得するようになっている。具体的には、動摩擦ポテンシャル取得工程は、図１１に示すフローチャートに従って処理が行われ、上記の静止摩擦ポテンシャル取得工程と類似の処理が行われる。

動摩擦ポテンシャル取得工程では、まず、ステアリングホイール２を左方向に切った状態から右回りに転舵させた場合の舵角δのグラフ（図４参照）の中から、図１２に○印を付して示すように、舵角δが変化する状態から変化を停止する状態に遷移する点、すなわちステアリングホイール２が転舵している状態から転舵動作を停止した時点に相当する点（以下、動作停止点という。）をそれぞれ抽出する（図１１のステップＳ３１）。

この動作停止点は、ステアリングホイール２やそれに付随するステアリングシャフト４やピニオン軸５等が、付与される操舵トルクτに従って動作する際に動摩擦に抗しきれなくなって転舵動作を停止する直前の舵角δを与える点である。従って、この動作停止点を解析することにより、今度は、ユニバーサルジョイント１０等を含む操舵系における動摩擦ポテンシャルに関する情報、すなわち上記（ｂ）の「操舵系における摩擦」の外乱要素における操舵系の動摩擦ポテンシャルに関する情報を得ることができる。

そこで、本実施形態では、得られた各動作停止点における舵角δと操舵トルクτとを、図１３に示すように、舵角−操舵トルク相関平面にプロットし（図１１のステップＳ３２）、右回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性を得る。

また、同様に、ステアリングホイール２を右方向に切った状態から左回りに転舵させた場合の舵角δのグラフ（図５参照）についても、その中から、図１４に○印を付して示すように、動作停止点をそれぞれ抽出する（図１１のステップＳ３１）。そして、得られた各動作停止点における舵角δと操舵トルクτとを、図１５に示すように、舵角−操舵トルク相関平面にプロットし（図１１のステップＳ３２）、左回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性を得る。

このようにして、ステアリングホイール２を左方向に切った状態から右回りに転舵させた場合に得られる階段状に増加する舵角δのグラフ（図４参照）から、右回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性（図８参照）と動摩擦ポテンシャル特性（図１３参照）とを得ることができ、ステアリングホイール２を右方向に切った状態から左回りに転舵させた場合に得られる階段状に減少する舵角δのグラフ（図５参照）から、左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性（図１０参照）と動摩擦ポテンシャル特性（図１５参照）とを得ることができる。

以上の静止摩擦ポテンシャル取得工程（図２のステップＳ２）と動摩擦ポテンシャル取得工程（ステップＳ３）とを同一の車両に対して繰り返して行い、全試行ごとに得られた各動作開始点を同一平面上にまとめてプロットすると、図１６に示すように、右回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性については、図中○印で示される各動作開始点が特性曲線Ａの近傍に分布するようにプロットされる。また、左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性については、各動作開始点が特性曲線Ｂの近傍に分布するようにプロットされる。

また、同様にして、全試行ごとに得られた各動作停止点を同一平面上にまとめてプロットすると、図１７に示すように、右回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性については、図中○印で示される各動作停止点が特性曲線Ｃの近傍に分布するようにプロットされる。また、左回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性については各動作停止点が特性曲線Ｄの近傍に分布するようにプロットされる。

続いて、補償値取得工程（図２のステップＳ４）では、このようにして得られた操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性（図１６参照）と動摩擦ポテンシャル特性（図１７参照）をそれぞれ数式的にモデル化するようになっている。

図１６および図１７に示したように、右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性についての各動作開始点、および右回りおよび左回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性についての各動作停止点は、各特性曲線Ａ〜Ｄの近傍に分布するため、それぞれを曲線で近似して有効にモデル化することができる。

図１６や図１７に示した特性曲線Ａ〜Ｄは、実際にはステアリングホイール２の舵角δを変数とする３次関数で操舵トルクτをそれぞれ近似した曲線であり、各図に示すように、各動作開始点や各動作停止点の各分布は３次曲線Ａ〜Ｄで比較的精度良く近似される。そこで、本実施形態では、操舵系における右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性を、それぞれ３次式で近似してモデル化するようになっている。

なお、操舵系における右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性を近似する式は３次式には限定されず、特性曲線Ａ〜Ｄの形状にあわせて適宜決定される。本実施形態では、図１６や図１７に示されるように、各動作開始点や各動作停止点の各分布が、舵角δが正の領域では下に凸、負の領域では上に凸のように分布し、全体的に単調増加の傾向にあることから、奇数次の多次式や正接関数（tangent）等で近似することが好ましい。

ここで、動作開始点について再度考察すると、図７や図９に示したように、ステアリングホイール２がある舵角δで静止している状態では、動作開始点に示される所定の操舵トルクτを付与するとステアリングホイール２が転舵を開始する。別の言い方をすれば、舵角δを有する状態で静止しているステアリングホイール２は、動作開始点に示される所定の操舵トルクτを付与しないと転舵を開始しない。

つまり、ここで言う動作開始点に示される操舵トルクτは、舵角δを有する状態で静止しているステアリングホイール２（およびそれに付随するステアリングシャフト４やピニオン軸５等）の転舵（動作）を開始させるために必要な操舵トルクτの補償値τｃ（すなわち操舵系における静止摩擦発生時の出力値（操舵トルクτ）に対する補償値τｃ）を表している。

動作停止点についても同様に考察され、動作停止点に示される操舵トルクτは、舵角δを有する状態で転舵しているステアリングホイール２（およびそれに付随して動作しているステアリングシャフト４やピニオン軸５等）の転舵（動作）を継続させるために必要な操舵トルクτの補償値τｃ（すなわち操舵系における動摩擦発生時の出力値（操舵トルクτ）に対する補償値τｃ）を表している。

従って、図１６や図１７に示した特性曲線Ａ〜Ｄは、ステアリングホイール２の右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦発生時および動摩擦発生時の出力値（操舵トルクτ）に対する各補償値τｃをそれぞれ表すものである。

補償値取得工程（図２のステップＳ４）では、以上のようにして、操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性（図１６参照）と動摩擦ポテンシャル特性（図１７参照）をそれぞれ数式的に特性曲線Ａ〜Ｄで近似してモデル化し、図１８に示すように、ステアリングホイール２の右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦発生時および動摩擦発生時の操舵トルクτに対する各補償値τｃをそれぞれ特性曲線Ａ〜Ｄの形で取得するようになっている。

なお、図１８において、特性曲線Ａ、Ｂは右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦発生時の各補償値τｃ、特性曲線Ｃ、Ｄは右回りおよび左回りの転舵に関する動摩擦発生時の各補償値τｃをそれぞれ表す。

また、取得された補償値τｃは、電動ステアリング装置１（図１参照）の電子制御装置１２に保持されて、前述した舵角フィードバック制御において前記（３）式に従う操舵トルクτの算出等に用いられる。その際、特性曲線Ａ〜Ｄを各特性に対応する特性マップとして３次式
τｃ＝ａδ^３＋ｂδ^２＋ｃδ＋ｄ …（４）
の形で保持し、舵角センサ１１から送信されてくるステアリングホイール２の舵角δを各特性に適合する特性曲線の式に代入して補償値τｃを算出するように構成することができる。

また、各特性に対応する特性マップとして、特性曲線Ａ〜Ｄを表す各３次式に舵角δを代入して予めテーブル状の特性マップを形成して電子制御装置１２に保持させておき、電子制御装置１２における処理ではそのテーブル状の特性マップを参照して各特性に適合する補償値τｃを用いるように構成することも可能である。

本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法における各工程の作用については、上記の説明の中で述べたので説明を省略する。また、前述した車両独自の外乱要素である（ｂ）と（ｃ）の各要素のうち、（ｂ）の「操舵系における摩擦」については上記の説明の中で述べたので、以下、（ｃ）の「車体の持ち上がり、持ち下がり」が本実施形態でどのように反映されているかについて説明する。

車体の持ち上がり（図２２参照）や持ち下がり（図２３参照）は、前述したように、操舵輪９の回動の中心軸となるキングピン軸２０が鉛直方向に対して傾斜するように設けられているために生じる現象である。

車体の持ち上がり現象では、図２２に示した操舵輪９の舵角が０°の状態（この場合ステアリングホイール２の舵角δも０°でありステアリング中立の状態）からステアリングホイール２を右回りまたは左回りに切り、操舵輪９がキングピン軸２０周りに右方向または左方向に回動すると、操舵輪９と路面Ｇとの接地点Ｐａは下方に移動しようとする。そのため、相対的に図示しない車体が持ち上げられる。

そして、車体の大きな重量を持ち上げることになるため、操舵輪９には逆に舵角を０°方向に戻そうとする力が加わる。また、それと同時に、ステアリングホイール２等にもステアリング中立の状態に戻そうとする力が加わる。ステアリングホイール２を右回りまたは左回りに大きく切るほど、操舵輪９はより下方に移動しようとするため、相対的に車体が大きく持ち上げられて、操舵輪９やステアリングホイール２等に加わる戻す力が大きくなる。

このように、ステアリングホイール２の舵角δの絶対値が０°から離れるほどステアリング中立の状態に戻そうとする力が大きくなるため、電動モータ６から操舵系に付与すべき操舵トルクτの補償値τｃの大きさ（すなわち補償値τｃの絶対値）を大きくしなければならない。

一方、車体の持ち下がり現象では、図２３に示した操舵輪９の舵角が０°の状態からステアリングホイール２を右回りまたは左回りに切ると車体が下がるため、車体の持ち上がり現象の場合とは逆に、ステアリングホイール２を右回りまたは左回りに切るほど、ステアリングホイール２を同方向にさらに切るように車体から力が加わる。

そのため、この場合には、ステアリングホイール２の舵角δの絶対値が０°から離れるほどステアリングホイール２が自動的にその方向に転舵しようとするため、電動モータ６から操舵系に付与すべき操舵トルクτの補償値τｃの大きさ（すなわち補償値τｃの絶対値）は小さくなり、或いはステアリングホイール２の転舵と逆向きのトルクを与えなければならなくなる。

通常、車体の持ち下がり現象よりも持ち上がり現象の方が強く作用する。そのため、操舵輪９やステアリングホイール２等に加わる戻す力に対抗するように電動モータ６等の電動操舵アクチュエータから操舵系に操舵トルク（補償値τｃ）を加えなければならなくなるため、図１８に示したように、補償値τｃの舵角δに対する特性曲線Ａ〜Ｄは、全体的に右肩上がりのグラフになると考えられる。

以上のように、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法によれば、電動ステアリング装置１の電動モータ６のような操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータから一定の割合で徐々に増加し或いは減少する出力値（例えば操舵トルクτ）を操舵系に出力していくと、ステアリングホイール２や操舵輪９が静止した状態と急速に転舵する状態が繰り返し現れて、測定されるステアリングホイール２や操舵輪９の舵角がいわば階段状に変化するという知見が得られる。

そのため、階段状に変化するステアリングホイール２や操舵輪９の舵角において、舵角が変化しない状態から変化する状態に遷移する点のデータを解析することでユニバーサルジョイント１０等を含む操舵系における静止摩擦に関する情報を得ることができ、また、舵角が変化する状態から変化しない状態に遷移する点のデータを解析することで操舵系における動摩擦に関する情報を得ることが可能となる。

また、実際に車両の操舵輪９をターンテーブル上に載置する等してステアリングホイール２や操舵輪９の舵角と電動操舵アクチュエータの出力値との関係を求めることで、車体の持ち上がりや持ち下がり等の車両のフロントサスペンションのジオメトリに起因する外乱要素を操舵輪舵角制御における補償値に反映させることが可能となる。

このように、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法では、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を補償する補償値について、操舵系における摩擦や車体の持ち上がり、持ち下がり等の外乱要素の影響が同時に取り込まれて反映された補償値を取得することが可能となるとともに、操舵系における静止摩擦発生時の補償値と動摩擦発生時の補償値とをそれぞれ分離して取得することが可能となる。

そのため、外乱要素を総合的に取り込んで、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を的確に補償することができる補償値を取得することが可能となる。

なお、本実施形態では、ステアリングホイール２やステアリングシャフト４の軸線周りの舵角δを舵角センサ１１で測定する場合について説明したが、ターンテーブルの回動角度を測定する等して操舵輪９の舵角を測定し、操舵輪９の舵角に対する補償値の特性を求めるように構成することも可能である。

また、ステアリングホイール２の舵角δや操舵輪９の舵角等に代えて、或いはそれらとあわせて車両のラック軸のラック位置等に対する補償値の特性を求めるように構成することも可能である。

［操舵輪舵角制御における補償方法］
次に、上記の操舵輪舵角制御における補償値取得方法で取得された電動操舵アクチュエータの出力値を補償する補償値に基づいて出力値を補償する操舵輪舵角制御における補償方法について説明する。

本実施形態では、前述したように、取得された補償値τｃの特性マップ（図１８参照）は、上記（４）式に示した３次式の形或いはテーブルの形で電動ステアリング装置１（図１参照）の電子制御装置１２に保持されている。

そして、舵角センサ１１で測定されたステアリングホイール２の舵角δのデータが送信されてくると、電子制御装置１２は、補償値τｃの特性マップを参照して補償値τｃを決定し、決定した補償値τｃを上記（３）式に代入して、電動操舵アクチュエータである電動モータ６から操舵系（本実施形態ではピニオン軸５）に出力する出力値である操舵トルクτを算出する。そして、本実施形態では、電子制御装置１２は算出した操舵トルクτを指令電流値に変換して電動モータ６を回転駆動させる。

本実施形態では、このようにして操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータ（電動モータ６）からの操舵系（ピニオン軸５）への出力値を補償して、車線追従制御等のための操舵輪舵角制御を行うようになっている。

上記のように、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法では、操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の出力値（操舵トルクτ）に対する補償値τｃがそれぞれ右回りおよび左回りの転舵に関連づけられて得られている。そこで、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償方法では、それらを的確に選択して、電動モータ６から操舵系に付与する操舵トルクτの補償値τｃとして用いるようになっている。

本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償方法では、図１９に示すフローチャートに従って処理が行われるようになっている。

電子制御装置１２は、まず、舵角センサ１１からステアリングホイール２の舵角δのデータを入手する（ステップＳ５１）。この処理は所定の時間間隔Δｔで行われ、電子制御装置１２は入手した舵角δのデータを図示しない記憶手段に保存するようになっている。電子制御装置１２は、ステアリングホイール２の舵角δのデータを入手すると、続いて、前回入手した舵角のデータδoldと今回入手した舵角のデータδnewの差分Δδ（＝δnew−δold）を算出して、舵角δの時間変化Δδ／Δｔを算出する（ステップＳ５２）。

そして、電子制御装置１２は、この舵角δの時間変化Δδ／Δｔの値に基づいてステアリングホイール２が右回りに転舵しているか否かを判断し（ステップＳ５３）、右回りに転舵していると判断した場合には（ステップＳ５３；ＹＥＳ）、補償値τｃの各特性マップ（図１８参照）のうち右回りの転舵に関する動摩擦発生時用の特性マップ（特性曲線Ｃ）を参照する（図１９のステップＳ５４）。

また、電子制御装置１２は、舵角δの時間変化Δδ／Δｔの値に基づいてステアリングホイール２が右回りに転舵していないと判断すると（ステップＳ５３；ＮＯ）、続いて、ステアリングホイール２が左回りに転舵しているか否かを判断する（ステップＳ５５）。そして、左回りに転舵していると判断した場合には（ステップＳ５５；ＹＥＳ）、補償値τｃの各特性マップ（図１８参照）のうち左回りの転舵に関する動摩擦発生時用の特性マップ（特性曲線Ｄ）を参照する（図１９のステップＳ５６）。

また、電子制御装置１２は、舵角δの時間変化Δδ／Δｔの値に基づいてステアリングホイール２が右回りにも左回りにも転舵していないと判断すると（ステップＳ５５；ＮＯ）、ステアリングホイール２は転舵していないと判断する。

そして、車線追従制御等における操舵輪舵角制御を行うにあたって現時点で操舵輪９を転舵させるために必要な操舵トルクτ、すなわち上記（３）式における補償値τｃ以外の右辺第１項（Ｐ項）および第２項（Ｄ項）の和が正の値であれば（ステップＳ５７；ＹＥＳ）、ステアリングホイール２を右回りに転舵すべき状況にあると判断されるため、電子制御装置１２は、補償値τｃの各特性マップ（図１８参照）のうち右回りの転舵に関する静止摩擦発生時用の特性マップ（特性曲線Ａ）を参照する（図１９のステップＳ５８）。

また、現時点で操舵輪９を転舵させるために必要な操舵トルクτ（すなわち上記（３）式のＰ項とＤ項の和）が正の値ではなく（ステップＳ５７；ＮＯ）、負の値であれば（ステップＳ５９；ＹＥＳ）、ステアリングホイール２を左回りに転舵すべき状況にあると判断されるため、電子制御装置１２は、補償値τｃの各特性マップ（図１８参照）のうち左回りの転舵に関する静止摩擦発生時用の特性マップ（特性曲線Ｂ）を参照する（図１９のステップＳ６０）。

なお、現時点で操舵輪９を転舵させるために必要な操舵トルクτが正の値でも負の値でもない場合（すなわち０の場合。ステップＳ５９；ＮＯ）には、ステアリングホイール２を転舵させる必要がない状況にあると判断されるため、ステップＳ５１の処理に戻る。

電子制御装置１２は、続いて、参照する特性マップに基づいて，ステップＳ５１で入手した現在のステアリングホイール２の舵角δから補償値τｃを算出し、或いはテーブル中から舵角δに対応する補償値τｃを抽出して導出し（ステップＳ６１）、導出した補償値τｃを上記（３）式に代入して、電動操舵アクチュエータである電動モータ６から操舵系（本実施形態ではピニオン軸５）に出力する出力値である操舵トルクτを算出する（ステップＳ６２）。

そして、本実施形態では、電子制御装置１２は、算出した操舵トルクτを指令電流値に変換して電動モータ６に送信し、電動モータ６を回転駆動させて適切な操舵トルクτを操舵系に付与して操舵輪舵角制御を行うようになっている。

以上のように、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償方法によれば、ステアリングホイール２の舵角δの時間変化に基づき、時間変化が０である場合には操舵系における静止摩擦発生時の補償値を用い、時間変化が０以外の値である場合には操舵系における動摩擦発生時の補償値を用いてそれぞれ電動操舵アクチュエータの出力値を補償することで、本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法により分離して取得された操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の各補償値を的確に選択して用いることが可能となる。

そのため、操舵輪舵角制御における補償値取得方法によって取得された各補償値を用いて、操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を効果的に補償することが可能となる。また、ステアリングホイール２の右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦発生時および動摩擦発生時の出力値に対する各補償値τｃを的確に選択して用いることで、さらに的確に操舵輪舵角制御における電動操舵アクチュエータの出力値を補償することが可能となる。

本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法等で用いられる車両の操舵系の構成を示す図である。 本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償値取得方法の各処理工程を示すフローチャートである。 データ取得工程で行われる処理を示すフローチャートである。 ステアリングホイールを右回りに転舵させる場合に舵角が階段状に変化することを示すグラフである。 ステアリングホイールを左回りに転舵させる場合に舵角が階段状に変化することを示すグラフである。 静止摩擦ポテンシャル取得工程で行われる処理を示すフローチャートである。 図４のグラフにおける動作開始点を示すグラフである。 右回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性を示すグラフである。 図５のグラフにおける動作開始点を示すグラフである。 左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性を示すグラフである。 動摩擦ポテンシャル取得工程で行われる処理を示すフローチャートである。 図４のグラフにおける動作停止点を示すグラフである。 右回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性を示すグラフである。 図５のグラフにおける動作停止点を示すグラフである。 左回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性を示すグラフである。 右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦ポテンシャル特性および各特性曲線を表すグラフである。 右回りおよび左回りの転舵に関する動摩擦ポテンシャル特性および各特性曲線を表すグラフである。 右回りおよび左回りの転舵に関する静止摩擦発生時および動摩擦発生時の操舵トルクに対する各補償値を表す各特性曲線を示す図である。 本実施形態に係る操舵輪舵角制御における補償方法で行われる処理を示すフローチャートである。 車線追従制御を行う際に設定される目標点等を説明する図である。 舵角フィードバック制御によりステアリングホイールの舵角が（Ａ）目標舵角に収束する場合および（Ｂ）目標舵角に対して偏差を有する値に収束する場合を示すグラフである。 車体の持ち上がり現象を説明する図である。 車体の持ち下がり現象を説明する図である。

符号の説明

１ 電動ステアリング装置
２ ステアリングホイール
５ 操舵系（ピニオン軸）
６ 電動操舵アクチュエータ（電動モータ）
９ 操舵輪
Ａ〜Ｄ 特性マップ（特性曲線）
δ 舵角
τ 出力値（操舵トルク）
τｃ 補償値

Claims (7)

1. 電動操舵アクチュエータから操舵系に出力する出力値に基づいて操舵輪舵角制御を行う車両において、前記出力値を変化させた場合に変化する当該車両のステアリングホイールまたは操舵輪の舵角のデータを取得するデータ取得工程と、
   前記舵角のデータが変化しない状態から変化する状態に遷移する際の前記舵角のデータとその際の前記出力値との相関に基づいて操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性を取得する静止摩擦ポテンシャル取得工程と、
   前記舵角のデータが変化する状態から変化しない状態に遷移する際の前記舵角のデータとその際の前記出力値との相関に基づいて操舵系における動摩擦ポテンシャル特性を取得する動摩擦ポテンシャル取得工程と、
   前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ数式的にモデル化して、操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する各補償値をそれぞれ取得する補償値取得工程と、
   を有することを特徴とする操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
2. 前記データ取得工程では、前記電動操舵アクチュエータから前記操舵系に対して前記舵角が増加する方向および減少する方向にそれぞれ前記出力値を出力し、それぞれの場合について前記出力値を変化させた場合に変化する前記舵角のデータを取得し、
   前記補償値取得工程では、前記舵角が増加する方向および減少する方向についてそれぞれ前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値を取得することを特徴とする請求項１に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
3. 前記データ取得工程では、前記操舵輪を回動自在のターンテーブル上に載置して前記舵角のデータを取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
4. 前記データ取得工程では、前記電動操舵アクチュエータから前記操舵系に出力する前記出力値を、一定の割合で増加させまたは減少させて変化させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
5. 前記補償値取得工程では、前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ３次式でモデル化することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
6. 前記補償値取得工程では、前記操舵系における静止摩擦ポテンシャル特性および動摩擦ポテンシャル特性をそれぞれ数式的にモデル化して、前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値を各特性に対応する特性マップとしてそれぞれ取得することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法。
7. 車両の操舵輪舵角制御における補償方法であって、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の操舵輪舵角制御における補償値取得方法で取得された前記操舵系における静止摩擦発生時および動摩擦発生時の前記出力値に対する前記各補償値に基づいて前記出力値を補償する際に、当該車両のステアリングホイールまたは操舵輪の舵角の時間変化が０である場合には前記静止摩擦発生時の補償値を用い、前記時間変化が０以外の値である場合には前記動摩擦発生時の補償値を用いてそれぞれ補償することを特徴とする操舵輪舵角制御における補償方法。

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