WO2018173302A1 - 制御装置、および、ステアリング装置 - Google Patents

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WO2018173302A1
WO2018173302A1 PCT/JP2017/017246 JP2017017246W WO2018173302A1 WO 2018173302 A1 WO2018173302 A1 WO 2018173302A1 JP 2017017246 W JP2017017246 W JP 2017017246W WO 2018173302 A1 WO2018173302 A1 WO 2018173302A1
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WO
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steering
unit
control amount
control
torque
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PCT/JP2017/017246
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English (en)
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Inventor
研 一色
詠之 石丸
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株式会社ショーワ
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque

Definitions

  • the present invention relates to a control device that applies assist torque or reaction torque to a steering member, and a steering device.
  • a control device that applies an assist torque or a reaction torque to the steering member, it is preferable to apply an assist torque or a reaction torque that is less uncomfortable for the driver of the vehicle to the steering member.
  • An object of the present invention is to apply an assist torque or a reaction torque which is less uncomfortable for a driver in a control device which applies an assist torque or a reaction torque to a steering member.
  • the present invention is a control device for applying assist torque or reaction torque to a steering member operated by a driver, and refers to the steering torque applied to the steering member.
  • a control amount calculation unit that calculates a control amount for controlling the magnitude of the assist torque or the reaction torque, a control amount calculated by the control amount calculation unit, a roll rate of the vehicle body, and a steering angle of the steering member
  • the control amount correction unit corrects with reference to the steering angle speed of the steering member.
  • the present invention is a steering apparatus including a steering member that a driver performs steering operation, and a steering control unit that applies an assist torque or a reaction torque to the steering member,
  • the steering control unit refers to a steering torque applied to the steering member and calculates a control amount for controlling the magnitude of the assist torque or the reaction torque, and a control amount calculating unit.
  • the control amount correction unit corrects the control amount calculated by referring to the roll rate of the vehicle body, the steering angle of the steering member, and the steering angle speed of the steering member.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an ECU according to Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram showing an example of composition of a steering control part concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram showing an example of composition of a suspension control part concerning Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram showing an example of composition of a pitch and roll rate calculation part at the time of acceleration / deceleration and turning concerning Embodiment 1 of the present invention.
  • Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a vehicle 900 according to the present embodiment.
  • a vehicle 900 includes a suspension system (suspension) 100, a vehicle body 200, wheels 300, tires 310, a steering member 410, a steering shaft 420, a torque sensor 430, a steering angle sensor 440, a torque applying unit 460, and a rack.
  • a pinion mechanism 470, a rack shaft 480, an engine 500, an electronic control unit (ECU) (control device) 600, a power generation device 700, and a battery 800 are provided.
  • ECU electronice control unit
  • the wheel 300 on which the tire 310 is mounted is suspended on the vehicle body 200 by a suspension system 100. Since the vehicle 900 is a four-wheeled vehicle, four suspension devices 100, four wheels 300 and four tires 310 are provided.
  • the tires and wheels of the left front wheel, the right front wheel, the left rear wheel and the right rear wheel are respectively the tire 310A and the wheel 300A, the tire 310B and the wheel 300B, the tire 310C and the wheel 300C, the tire 310D and the wheel It is also called 300D.
  • the configurations attached to the left front wheel, the right front wheel, the left rear wheel, and the right rear wheel will be represented by reference symbols “A”, “B”, “C” and “D”. There is.
  • the suspension system 100 includes a hydraulic shock absorber, an upper arm and a lower arm.
  • the hydraulic shock absorber also includes a solenoid valve that is a solenoid valve that adjusts the damping force generated by the hydraulic shock absorber.
  • the hydraulic shock absorber may use a solenoid valve other than the solenoid valve as the solenoid valve for adjusting the damping force.
  • a solenoid valve using an electromagnetic fluid may be provided as the solenoid valve.
  • a power generation device 700 is attached to the engine 500, and the power generated by the power generation device 700 is accumulated in the battery 800.
  • a steering member 410 operated by the driver is connected to one end of a steering shaft 420 so as to transmit torque, and the other end of the steering shaft 420 is connected to a rack and pinion mechanism 470.
  • the rack and pinion mechanism 470 is a mechanism for converting the rotation around the axis of the steering shaft 420 into displacement along the axial direction of the rack axis 480.
  • the wheels 300A and 300B are steered via the tie rods and knuckle arms.
  • the torque sensor 430 detects the steering torque applied to the steering shaft 420, in other words, the steering torque applied to the steering member 410, and provides the ECU 600 with a torque sensor signal indicating the detection result. More specifically, torque sensor 430 detects the torsion of a torsion bar provided in steering shaft 420, and outputs the detection result as a torque sensor signal.
  • a known sensor such as a Hall IC, an MR element, or a magnetostrictive torque sensor may be used.
  • the steering angle sensor 440 detects the steering angle of the steering member 410, and provides the detection result to the ECU 600.
  • the torque application unit 460 applies an assist torque or a reaction torque according to the steering control amount supplied from the ECU 600 to the steering shaft 420.
  • the torque application unit 460 includes a motor that generates an assist torque or a reaction torque according to a steering control amount, and a torque transmission mechanism that transmits the torque generated by the motor to the steering shaft 420.
  • control amount a current value, a duty ratio, an attenuation factor, an attenuation ratio etc. are mentioned as a specific example of the "control amount" in this specification.
  • the steering member 410, the steering shaft 420, the torque sensor 430, the steering angle sensor 440, the torque applying unit 460, the rack and pinion mechanism 470, the rack shaft 480, and the ECU 600 constitute a steering device according to the present embodiment.
  • to connect in a torque transmittable manner refers to being connected so that the rotation of one member causes the rotation of the other member, and, for example, one member and the other member Is integrally formed, the other member is fixed directly or indirectly to one member, and one member and the other member are interlocked via a joint member or the like At least including the case where it is connected.
  • the steering device in which the steering member 410 to the rack shaft 480 are always mechanically connected has been described as an example, but this does not limit the present embodiment, and the steering according to the present embodiment
  • the device may be, for example, a steer-by-wire steering device.
  • the matters described below in the present specification can also be applied to a steer-by-wire steering apparatus.
  • the ECU 600 centrally controls various electronic devices provided in the vehicle 900. More specifically, the ECU 600 controls the magnitude of the assist torque or the reaction torque to be applied to the steering shaft 420 by adjusting the steering control amount supplied to the torque application unit 460.
  • the ECU 600 controls the opening and closing of the solenoid valve by supplying a suspension control amount to the solenoid valve included in the hydraulic shock absorber included in the suspension device 100.
  • a power line for supplying drive power from the ECU 600 to the solenoid valve is provided.
  • the vehicle 900 is provided with a wheel speed sensor 320 provided for each wheel 300 to detect the wheel speed of each wheel 300, a lateral G sensor 330 for detecting a lateral acceleration of the vehicle 900, and a longitudinal acceleration of the vehicle 900 Front-rear G sensor 340, a yaw rate sensor 350 for detecting the yaw rate of the vehicle 900, an engine torque sensor 510 for detecting the torque generated by the engine 500, an engine speed sensor 520 for detecting the number of rotations of the engine 500, and a brake device A brake pressure sensor 530 is provided to detect the pressure applied to the brake fluid. The detection results of these various sensors are supplied to the ECU 600.
  • the vehicle 900 is an ABS (Antilock Brake System) that is a system for preventing wheel lock at the time of braking, TCS (Traction Control System) that suppresses idling of the wheel at the time of acceleration, etc.
  • the vehicle includes a brake apparatus capable of controlling VSA (Vehicle Stability Assist), which is a vehicle behavior stabilization control system having an automatic brake function for yaw moment control at the time of turning and a brake assist function.
  • VSA Vehicle Stability Assist
  • ABS, TCS, and VSA compare the wheel speed determined according to the estimated vehicle speed with the wheel speed detected by the wheel speed sensor 320, and the values of these two wheel speeds are predetermined values. If there is a difference, it is determined that the vehicle is in the slip state.
  • the ABS, TCS, and VSA stabilize the behavior of the vehicle 900 by performing optimal brake control and traction control according to the traveling state of the vehicle 900 through such processing.
  • the supply of the detection results by the various sensors described above to the ECU 600 and the transmission of the control signal from the ECU 600 to each unit are performed via a CAN (Controller Area Network) 370.
  • CAN Controller Area Network
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the ECU 600. As shown in FIG.
  • the ECU 600 includes a steering control unit 610 and a suspension control unit 650.
  • the steering control unit 610 refers to various sensor detection results included in the CAN 370 to determine the magnitude of the steering control amount supplied to the torque applying unit 460.
  • the suspension control unit 650 refers to various sensor detection results included in the CAN 370, and determines the magnitude of the suspension control amount supplied to the solenoid valve included in the hydraulic shock absorber included in the suspension apparatus 100.
  • the roll rate value calculated by the suspension control unit 650 is supplied to the steering control unit 610, and is referenced to determine the magnitude of the steering control amount.
  • the roll rate value is configured to take “0” as a reference value when the inclination of the vehicle 900 does not change for a predetermined minute time, and represents the roll rate as a deviation from the reference value. It may be
  • the process of “determining the magnitude of the control amount” also includes the case where the magnitude of the control amount is set to zero, that is, the control amount is not supplied.
  • the steering control unit 610 and the suspension control unit 650 may be realized as separate ECUs. In such a configuration, the control described in the present specification is realized by the steering control unit 610 and the suspension control unit 650 communicating with each other using communication means.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the steering control unit 610. As shown in FIG.
  • the steering control unit 610 includes a control amount calculation unit 611, a control amount correction unit 612, a ⁇ feedback unit 620, a gain calculation unit 630, and a multiplication unit 640.
  • the control amount calculation unit 611 refers to the steering torque supplied from the torque sensor 430, and calculates a control amount for controlling the magnitude of the assist torque or the reaction torque.
  • the control amount calculated by the control amount calculation unit 611 is corrected by the control amount correction unit 612 and then supplied to the torque application unit 460 as a steering control amount.
  • the ⁇ feedback unit 620 refers to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440, the vehicle speed determined according to the wheel speed detected by the wheel speed sensor 320, and the steering torque supplied from the torque sensor 430, and performs correction control. Determine the value of the quantity.
  • the ⁇ feedback unit 620 includes, as one example, a target steering angle speed calculation unit 621, an actual steering angle speed calculation unit 622, a subtraction unit 623, and a correction control amount determination unit 624, as shown in FIG.
  • the target steering angle speed calculation unit 621 refers to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440, the vehicle speed determined according to the wheel speed detected by the wheel speed sensor 320, and the steering torque supplied from the torque sensor 430. , Calculate the target steering angle speed.
  • the target steering angle speed calculation unit 621 is a target steering angle speed map, And the torque ratio map may be referred to.
  • the actual steering angle speed calculation unit 622 specifies the actual steering angle speed by calculating the time change of the steering angle supplied from the steering angle sensor 440.
  • the subtraction unit 623 subtracts the actual steering angle speed calculated by the actual steering angle speed calculation unit 622 from the target steering angle speed calculated by the target steering angle speed calculation unit 621, and the steering angle side deviation that is the result of subtraction. Are supplied to the correction control amount determination unit 624.
  • the correction control amount determination unit 624 determines the value of the correction control amount according to the steering angle side deviation. Although a specific determination method of the value of the correction control amount does not limit the present embodiment, in determining the value of the correction control amount, the correction control amount determination unit 624 sets the steering angle speed deviation correction control amount map. It can be a configuration to be referred to.
  • the gain calculation unit 630 refers to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440 and the roll rate value supplied from the suspension control unit 650 by referring to the gain coefficient to be multiplied by the correction control amount calculated by the ⁇ feedback unit 620. ,calculate.
  • the gain calculation unit 630 is a cutback determination unit 631, a turning speed determination unit 632, a roll rate determination unit 633, a logical product calculation unit 634, a moving average unit 635, and a gain determination unit. It has 636.
  • the switchback determination unit 631 refers to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440 and the steering angle speed calculated with reference to the steering angle to determine whether the steering member 410 is in the switchback state. Make a decision on When the steering member 410 is in the switchback state, the switchback determination unit 631 outputs “1” as the determination result, and otherwise outputs “0” as the determination result.
  • the vehicle 900 is provided with a steering angle speed sensor, and the turning back determination unit 631 refers to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440 and the steering angle speed supplied from the steering angle speed sensor, and the steering member It may be configured to determine whether 410 is in the switchback state.
  • the determination processing of the switchback state by the switchback judging unit 631 is not limited to the above example.
  • the cutback determination unit 631 determines whether or not to be in the cutback state by referring to the torque sensor signal indicating the detection result of the torque sensor 430 and the rotation direction of the motor included in the torque application unit 460. Good. In this configuration, for example, when the sign of the torque sensor signal is different from the sign of the rotation direction of the motor, it may be determined that the switchback state is established.
  • the sign of the torque sensor signal for example, the sign of the torque sensor signal in the state where the torsion bar is twisted in the right rotation direction is plus, and the torque in the state where the torsion bar is twisted in the left rotation direction
  • the sign of the sensor signal may be negative.
  • the sign of the rotation direction of the motor is that when the torsion bar is twisted in the right rotation direction, the direction in which the torsion bar is untwisted is positive and the torsion bar is twisted in the left rotation direction.
  • the direction to eliminate the twist of the may be negative.
  • the steering speed determination unit 632 determines whether the steering angle speed or the absolute value thereof calculated with reference to the steering angle supplied from the steering angle sensor 440 is equal to or higher than a predetermined value.
  • the steering speed determination unit 632 outputs “1” as a determination result when the steering angle speed or the absolute value thereof is equal to or more than a predetermined value, and otherwise outputs “0” as a determination result.
  • the roll rate determination unit 633 determines whether the roll rate value supplied from the suspension control unit 650 or the absolute value thereof is less than a predetermined value.
  • the roll rate determination unit 633 outputs “1” as the determination result if the roll rate value or the absolute value thereof is less than a predetermined value, and outputs “0” as the determination result otherwise.
  • the logical product calculation unit 634 takes a logical product of the determination results from the return control unit 631, the steering speed determination unit 632, and the roll rate determination unit 633, and outputs the result. In other words, the logical product calculating unit 634 outputs “1” when all the determination results output by the switchback determination unit 631, the steering speed determination unit 632, and the roll rate determination unit 633 are “1”. Output, otherwise "0" is output.
  • the moving average unit 635 calculates a moving average of the output of the logical product calculating unit 634, and outputs the result. Note that a low pass filter may be used as the moving average unit 635.
  • the gain determination unit 636 determines a gain coefficient according to the output result of the moving average unit 635, and supplies the determined gain coefficient to the multiplication unit 640. More specifically, when the value after moving average by the moving average unit 635 is larger than 0, a gain coefficient larger than 1 is determined. Furthermore, the gain determination unit 636 sets the gain coefficient larger as the value after moving average by the moving average unit 635 is larger. In other words, the gain determination unit sets the gain coefficient such that the reaction force applied to the steering member 410 increases as the moving average unit 635 increases the value after moving average.
  • the multiplication unit 640 supplies the correction control amount after the gain to the control amount correction unit 612 by multiplying the correction control amount determined by the correction control amount determination unit 624 by the gain coefficient determined by the gain determination unit 636.
  • the control amount correction unit 612 generates a steering control amount by adding the post-gain correction control amount supplied from the multiplication unit 640 to the control amount calculated by the control amount calculation unit 611.
  • the control amount correction unit 612 refers to the control amount calculated by the control amount calculation unit 611 as the roll rate of the vehicle body 200, the steering angle of the steering member 410, and the steering angle speed of the steering member 410. to correct.
  • control amount correction unit 612 refers to the control rate calculated by the control amount calculation unit 611 as the roll rate of the vehicle body 200, the steering angle of the steering member 410, and the steering angle speed of the steering member 410. By performing the correction, it is possible to apply an assist torque or a reaction torque that is less uncomfortable for the driver to the steering member 410.
  • the steering member 410 in the control amount correction unit 612, the steering member 410 is in the turning back state, the steering angle speed of the steering member 410 or the absolute value thereof is equal to or more than a predetermined value.
  • the control amount is corrected when the supplied roll rate value or the absolute value thereof is less than a predetermined value.
  • the steering angle speed of the steering member or its absolute value is equal to or more than a predetermined value, and the roll rate value or its absolute value is less than a predetermined value, It has been recognized by the inventor that the phenomenon "is likely to occur.”
  • the phenomenon of “torque loss” can be suitably suppressed, so that the assist torque or the reaction torque can be applied with less discomfort for the driver.
  • the steering member 410 in the control amount correction unit 612, the steering member 410 is in the turning back state, the steering angle speed of the steering member 410 or the absolute value thereof is equal to or more than a predetermined value.
  • the control amount is corrected so that the reaction force applied to the steering member 410 is larger than in the case where it is not so.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the suspension control unit 650. As shown in FIG.
  • the suspension control unit 650 includes a CAN input unit 660, a vehicle state estimation unit 670, a steering stability and riding comfort control unit 680, and a control amount selection unit 690.
  • the CAN input unit 660 acquires various signals via the CAN 370. As shown in FIG. 3, the CAN input unit 660 acquires the following signals (brackets indicate acquisition sources).
  • the vehicle state estimation unit 670 estimates the state of the vehicle 900 with reference to various signals acquired by the CAN input unit 660.
  • the vehicle state estimation unit 670 outputs sprung speeds of four wheels, stroke speeds of four wheels, pitch rate, roll rate, roll rate at turning, and pitch rate at acceleration / deceleration as estimation results.
  • the vehicle state estimation unit 670 is an acceleration / deceleration / turning correction amount calculation unit 671, an acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673, and a one-wheel model application unit for state estimation 674. Is equipped.
  • the acceleration / deceleration / turning correction amount calculation unit 671 refers to the yaw rate, front / rear G, wheel speeds of four wheels, brake pressure, engine torque, and engine speed, and adjusts the vehicle longitudinal speed, inner / outer ring differential ratio, and adjustment.
  • the gain is calculated, and the calculation result is supplied to the state estimation single wheel model application unit 674.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculator 673 calculates the turning roll rate and the acceleration / deceleration pitch rate with reference to the front and rear G and the lateral G. The calculation result is supplied to the state estimation single wheel model application unit 674.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673 supplies the calculated turning time roll rate to the steering control unit 610 as a roll rate value.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculating unit 673 may be configured to further refer to the suspension control amount output from the control amount selecting unit 690. The details of the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673 will be described later, with reference to the drawings referred to.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673 supplies the steering time roll rate calculated with reference to the front and rear G and the lateral G to the steering control unit 610 as a roll rate value, and performs steering
  • the control unit 610 corrects the control amount for controlling the magnitude of the assist torque or the reaction torque with reference to the roll rate value, so that the steering control unit 610 can more preferably use the assist torque or the reaction torque.
  • the size can be corrected.
  • the steering control unit 610 is more preferably The magnitude of the assist torque or the reaction torque can be corrected.
  • the single-wheel model application unit for state estimation 674 applies the single-wheel model for state estimation to each wheel with reference to the calculation result by the acceleration / deceleration / turning correction amount calculation unit 671, and the sprung speed of four wheels, Calculate the stroke speed, pitch rate and roll rate of 4 wheels.
  • the calculation result is supplied to the steering stability / ride control unit 680.
  • the steering stability / ride control unit 680 includes a skyhook control unit 681, a roll attitude control unit 682, a pitch attitude control unit 683, and an unsprung control unit 684.
  • the skyhook control unit 681 suppresses the fluctuation of the vehicle when it gets over the unevenness of the road surface, and performs ride comfort control (vibration control) that enhances the ride comfort.
  • the skyhook control unit 681 determines the skyhook target control amount with reference to the sprung speed of four wheels, the stroke speed of four wheels, the pitch rate, and the roll rate as an example, and the result is used as a control amount selector Supply to 690.
  • the skyhook control unit 681 sets the damping force base value by referring to the sprung-damping force map based on the sprung velocity. Further, the skyhook control unit 681 calculates a skyhook target damping force by multiplying the set damping force base value by the skyhook gain. Then, the skyhook target control amount is determined based on the skyhook target damping force and the stroke speed.
  • the roll attitude control unit 682 performs roll attitude control with reference to the steering roll rate and the steering angle, and target control according to the steering angle proportional target control amount, which is the target control amount according to the steering angle, and the steering angular velocity.
  • a steering rate proportional target control amount which is an amount and a roll rate proportional target control amount which is a target control amount according to the roll rate are determined, and the result is supplied to a control amount selecting unit 690.
  • the roll attitude control unit 682 may be configured to calculate the various target control amounts with reference to a steering torque signal indicating a steering torque.
  • the steering control unit 610 may supply a steering torque signal to the suspension control unit 650, and the steering control unit 610 may refer to the steering torque signal.
  • the steering torque signal may be phase compensated. This can be expected to realize a more comfortable ride.
  • the roll attitude control unit 682 performs roll attitude control with reference to the turning roll rate calculated by the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculating unit 673, it is preferable to perform suitable attitude control.
  • the steering roll rate calculated by the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673 is not only the roll attitude control by the roll attitude control unit 682 but also the assist torque by the steering control unit 610 as described above.
  • it is also used to correct the magnitude of the reaction torque it is possible to provide suitable posture control and a feeling of steering without a sense of incongruity while suppressing an increase in components.
  • the pitch attitude control unit 683 performs pitch control with reference to the pitch rate during acceleration / deceleration, determines a pitch target control amount, and supplies the result to the control amount selection unit 690.
  • the unsprung control unit 684 performs damping control of the unsprung of the vehicle 900 with reference to the wheel speeds of the four wheels, and determines the unsprung damping control target control amount. The determination result is supplied to the control amount selection unit 690.
  • the control amount selection unit 690 includes a skyhook target control amount, a steering angle proportional target control amount, a steering angle proportional target control amount, a roll rate proportional target control amount, a pitch target control amount, and an unsprung mass damping control target control amount. Among them, the target control amount having the largest value is output as a suspension control amount.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculation unit 673 includes subtraction units 731, 732, a damping force calculation unit 733, a model application unit 740, and amplification units 751 to 754.
  • the model application unit 740 further includes amplification units 741, 744, and 745, an addition unit 742, and a delay unit 743.
  • the subtraction unit 731 subtracts the output signal of the amplification unit 753 from the signal indicating the front and rear G, and outputs the result of the subtraction to the amplification unit 741.
  • the subtracting unit 732 subtracts the output signal of the amplification unit 754 from the signal indicating horizontal G, and outputs the result of the subtraction to the amplification unit 741.
  • the damping force calculation unit 733 calculates the damping force of each wheel with reference to the suspension control amount and the output of the amplification unit 751.
  • the output of the amplification unit 751 corresponds to an estimated value for the stroke speed (damper speed) of the hydraulic shock absorber provided in the suspension apparatus 100. Further, the calculation of the damping force of each wheel by the damping force calculating unit 733 is performed with reference to the damping force map.
  • the model application unit 740 applies the pitch behavior model to the back and forth G after subtraction output by the subtraction unit 731 and the damping force of each wheel output by the damping force calculation unit 733 so that the pitch rate at acceleration and deceleration is obtained.
  • the model application unit 740 applies the roll behavior model to the lateral G after subtraction output by the subtraction unit 732 and the damping force of each wheel output by the damping force calculation unit 733, thereby achieving a steering roll rate.
  • the calculation of the pitch rate during acceleration / deceleration and the roll rate during steering by the model application unit 740 is performed by adjusting the amplification factors of the amplification units 741, 744, and 745 and the delay amount by the delay unit 743.
  • the amplification unit 741 amplifies the outputs of the subtraction unit 731, the subtraction unit 732, and the damping force calculation unit 733, and supplies the amplified output to the addition unit 742.
  • the addition unit 742 adds the output of the delay unit 743 amplified by the amplification unit 745 to the output of the amplification unit 741, and supplies the result to the delay unit 743.
  • the amplification unit 744 outputs the output of the delay unit 743 as a pitch rate at acceleration or a roll rate at steering.
  • the amplification unit 751 amplifies the output of the delay unit 743 and supplies the amplified output to the damping force calculation unit 733.
  • the amplification unit 752 amplifies the output of the delay unit 743.
  • the output of the amplification unit 751 is amplified by the amplification unit 753 or the amplification unit 754 and then input to the subtraction unit 731 or the subtraction unit 732 respectively.
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculating unit 673 may output “0” as a reference value of the turning roll rate when the inclination of the vehicle 900 does not change for a predetermined minute time. .
  • the acceleration / deceleration / turning pitch / roll rate calculating unit 673 may provide a dead zone of about ⁇ 0.5 in the turning roll rate.
  • the left side of the vehicle 900 is “+” and the right side is “ ⁇ ”.
  • the control block (steering control unit 610, suspension control unit 650) of the ECU 600 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or using a CPU (central processing unit) May be realized by software.
  • the ECU 600 is a CPU that executes instructions of a program that is software that realizes each function, a ROM (Read Only Memory) or a storage device in which the program and various data are readably recorded by a computer (or CPU). (These are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for developing the above-mentioned program, and the like.
  • the object of the present invention is achieved by the computer (or CPU) reading the program from the recording medium and executing the program.
  • the recording medium a “non-transitory tangible medium”, for example, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.
  • the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.

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Abstract

運転者に対して違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加する。ＥＣＵ（６００）は、操舵部材（４１０）に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部（６１１）と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、操舵部材の舵角と、操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部（６１２）を備えている。

Description

制御装置、および、ステアリング装置
　本発明は、操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置、および、ステアリング装置に関する。
　操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング装置が知られている。また、ステアリング装置において、目標操舵速度と実操舵速度との差に基づいてアシスト目標電流を補正する技術（特許文献１）、及び、操舵トルクの方向とアシストモータの回転方向とに基づいてステアリングホイールの操舵状況を判定する技術（特許文献２）等が知られている。
日本国公開特許公報「特開２００６－１２３８２７号公報（２００６年５月１８日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１３－２１２７１５号公報（２０１３年１０月１７日公開）」
　操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置では、車両の運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを操舵部材に印加することが好ましい。
　本発明は、操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置において、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明は、運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている。
　また、かかる目的のもと、本発明は、運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている。
　本発明によれば、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
本発明の実施形態１に係る車両の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係るＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るステアリング制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るサスペンション制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部の構成例を示すブロック図である
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。
　（車両９００の構成）
　図１は、本実施形態に係る車両９００の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両９００は、懸架装置（サスペンション）１００、車体２００、車輪３００、タイヤ３１０、操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、エンジン５００、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）（制御装置）６００、発電装置７００およびバッテリ８００を備えている。
　タイヤ３１０が装着された車輪３００は、懸架装置１００によって車体２００に懸架されている。車両９００は、四輪車であるため、懸架装置１００、車輪３００およびタイヤ３１０については、それぞれ４つ設けられている。
　なお、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪のタイヤ及び車輪をそれぞれ、タイヤ３１０Ａ及び車輪３００Ａ、タイヤ３１０Ｂ及び車輪３００Ｂ、タイヤ３１０Ｃ及び車輪３００Ｃ、並びに、タイヤ３１０Ｄ及び車輪３００Ｄとも称する。以下、同様に、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪にそれぞれ付随した構成を、符号「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」及び「Ｄ」を付して表現することがある。
　懸架装置１００は、油圧緩衝装置、アッパーアーム及びロアーアームを備えている。また、油圧緩衝装置は、当該油圧緩衝装置が発生させる減衰力を調整する電磁弁であるソレノイドバルブを備えている。ただし、これは本実施形態を限定するものではなく、油圧緩衝装置は、減衰力を調整する電磁弁として、ソレノイドバルブ以外の電磁弁を用いてもよい。例えば、上記電磁弁として、電磁流体（磁性流体）を利用した電磁弁を備える構成としてもよい。
　エンジン５００には、発電装置７００が付設されており、発電装置７００によって生成された電力がバッテリ８００に蓄積される。
　運転者の操作する操舵部材４１０は、ステアリングシャフト４２０の一端に対してトルク伝達可能に接続されており、ステアリングシャフト４２０の他端は、ラックピニオン機構４７０に接続されている。
　ラックピニオン機構４７０は、ステアリングシャフト４２０の軸周りの回転を、ラック軸４８０の軸方向に沿った変位に変換するための機構である。ラック軸４８０が軸方向に変位すると、タイロッド及びナックルアームを介して車輪３００Ａ及び車輪３００Ｂが転舵される。
　トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に印加される操舵トルク、換言すれば、操舵部材４１０に印加される操舵トルクを検出し、検出結果を示すトルクセンサ信号をＥＣＵ６００に提供する。より具体的には、トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に内設されたトーションバーの捩れを検出し、検出結果をトルクセンサ信号として出力する。なお、トルクセンサ４３０として、ホールＩＣ，ＭＲ素子、磁歪式トルクセンサなどの周知のセンサを用いてもよい。
　舵角センサ４４０は、操舵部材４１０の舵角を検出し、検出結果をＥＣＵ６００に提供する。
　トルク印加部４６０は、ＥＣＵ６００から供給されるステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを、ステアリングシャフト４２０に印加する。トルク印加部４６０は、ステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを発生させるモータと、当該モータが発生させたトルクをステアリングシャフト４２０に伝達するトルク伝達機構とを備えている。
　なお、本明細書における「制御量」の具体例として、電流値、デューティー比、減衰率、減衰比等が挙げられる。
　操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、及びＥＣＵ６００は、本実施形態に係るステアリング装置を構成する。
　なお、上述の説明において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。
　また、上記の例では、操舵部材４１０からラック軸４８０までが常時機械的に接続されたステアリング装置を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、本実施形態に係るステアリング装置は、例えばステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置であってもよい。ステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置に対しても本明細書において以下に説明する事項を適用することができる。
　ＥＣＵ６００は、車両９００が備える各種の電子機器を統括制御する。より具体的には、ＥＣＵ６００は、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量を調整することにより、ステアリングシャフト４２０に印加するアシストトルク又は反力トルクの大きさを制御する。
　また、ＥＣＵ６００は、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して、サスペンション制御量を供給することによって当該ソレノイドバルブの開閉を制御する。この制御を可能とするために、ＥＣＵ６００からソレノイドバルブへ駆動電力を供給する電力線が配されている。
　また、車両９００は、車輪３００毎に設けられ各車輪３００の車輪速を検出する車輪速センサ３２０、車両９００の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ３３０、車両９００の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ３４０、車両９００のヨーレートを検出するヨーレートセンサ３５０、エンジン５００が発生させるトルクを検出するエンジントルクセンサ５１０、エンジン５００の回転数を検出するエンジン回転数センサ５２０、及びブレーキ装置が有するブレーキ液に印加される圧力を検出するブレーキ圧センサ５３０を備えている。これらの各種センサによる検出結果は、ＥＣＵ６００に供給される。
　なお、図示は省略するが、車両９００は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのシステムであるＡＢＳ（Antilock Brake System）、加速時等における車輪の空転を抑制するＴＣＳ（Traction Control System）、及び、旋回時のヨーモーメント制御やブレーキアシスト機能等のための自動ブレーキ機能を備えた車両挙動安定化制御システムであるＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御可能なブレーキ装置を備えている。
　ここで、ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、推定した車体速に応じて定まる車輪速と、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速とを比較し、これら２つの車輪速の値が、所定の値以上相違している場合にスリップ状態であると判定する。ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、このような処理を通じて、車両９００の走行状態に応じて最適なブレーキ制御やトラクション制御を行うことにより、車両９００の挙動の安定化を図るものである。
　また、上述した各種のセンサによる検出結果のＥＣＵ６００への供給、及び、ＥＣＵ６００から各部への制御信号の伝達は、ＣＡＮ（Controller Area Network）３７０を介して行われる。
　（ＥＣＵ６００）
　以下では、参照する図面を替えて、ＥＣＵ６００について具体的に説明する。図２は、ＥＣＵ６００の概略構成を示す図である。
　図２に示すように、ＥＣＵ６００は、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とを備えている。
　ステアリング制御部６１０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量の大きさを決定する。
　なお、本明細書において「～を参照して」との表現には、「～を用いて」「～を考慮して」「～に依存して」などの意味が含まれ得る。
　サスペンション制御部６５０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して供給するサスペンション制御量の大きさを決定する。
　また、図２に示すように、ＥＣＵ６００では、サスペンション制御部６５０によって算出されたロールレート値が、ステアリング制御部６１０に供給され、ステアリング制御量の大きさを決定するために参照される。
　なお、後述するように、ロールレート値は、車両９００の傾きが所定の微小時間変化しなかった場合の基準値として「０」をとる構成とし、当該基準値からのずれとしてロールレートを表すものであってもよい。
　また、「制御量の大きさを決定する」との処理には、制御量の大きさをゼロに設定する、すなわち、制御量を供給しない場合も含まれる。
　また、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが別々のＥＣＵとして実現される構成であってもよい。このような構成の場合、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが通信手段を用いて相互に通信を行うことにより、本明細書に記載の制御が実現される。
　（ステアリング制御部）
　続いて、図３を参照して、ステアリング制御部６１０についてより具体的に説明する。図３は、ステアリング制御部６１０の構成例を示すブロック図である。
　図３に示すように、ステアリング制御部６１０は、制御量算出部６１１、制御量補正部６１２、ωフィードバック部６２０、ゲイン算出部６３０、及び乗算部６４０を備えている。
　制御量算出部６１１は、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する。制御量算出部６１１によって算出された制御量は、制御量補正部６１２によって補正されたうえで、ステアリング制御量としてトルク印加部４６０に供給される。
　（ωフィードバック部）
　ωフィードバック部６２０は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、補正制御量の値を決定する。
　ωフィードバック部６２０は、一例として、図３に示すように、目標舵角速算出部６２１、実舵角速算出部６２２、減算部６２３、及び、補正制御量決定部６２４を備えている。
　目標舵角速算出部６２１は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、目標舵角速を算出する。ここで、目標舵角速の具体的な算出方法は、本実施形態を限定するものではないが、目標舵角速を算出するにおいて、目標舵角速算出部６２１は、目標舵角速マップ、及びトルクレイシオマップを参照する構成とすることができる。
　実舵角速算出部６２２は、舵角センサ４４０から供給される舵角の時間変化を算出することによって、実舵角速を特定する。
　減算部６２３は、目標舵角速算出部６２１によって算出された目標舵角速から、実舵角速算出部６２２によって算出された実舵角速を減算し、減算した結果である舵角側偏差を、補正制御量決定部６２４に供給する。
　補正制御量決定部６２４は、舵角側偏差に応じて、補正制御量の値を決定する。補正制御量の値の具体的な決定方法は本実施形態を限定するものではないが、補正制御量の値を決定するにおいて、補正制御量決定部６２４は、舵角速偏差補正制御量マップを参照する構成とすることができる。
　（ゲイン算出部）
　ゲイン算出部６３０は、ωフィードバック部６２０が算出した補正制御量に乗じるゲイン係数を、舵角センサ４４０から供給される舵角、及び、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値を参照して、算出する。
　ゲイン算出部６３０は、一例として、図３に示すように、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、ロールレート判定部６３３、論理積算出部６３４、移動平均部６３５、及びゲイン決定部６３６を備えている。
　切り戻し判定部６３１は、舵角センサ４４０から供給される舵角と、当該舵角を参照して算出される舵角速とを参照して、操舵部材４１０が切り戻し状態にあるのか否かの判定を行う。操舵部材４１０が切り戻し状態にある場合、切り戻し判定部６３１は、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合、判定結果として「０」を出力する。なお、車両９００が舵角速センサを備え、切り戻し判定部６３１が、舵角センサ４４０から供給される舵角と、舵角速センサから供給される舵角速とを参照して、操舵部材４１０が切り戻し状態にあるのか否かの判定を行う構成としてもよい。
　なお、切り戻し判定部６３１による切り戻し状態の判定処理は上記の例に限定されるものではない。切り戻し判定部６３１は、トルクセンサ４３０による検出結果を示すトルクセンサ信号と、トルク印加部４６０が備えるモータの回転方向とを参照して、切り戻し状態であるか否かを判定する構成としてもよい。この構成の場合、例えば、トルクセンサ信号の符号とモータの回転方向の符号とが異なる場合に、切り戻し状態にあると判定する構成とすればよい。
　ここで、トルクセンサ信号の符号は、例えば、トーションバーが右回転方向に捩れている状態の場合のトルクセンサ信号の符号をプラスとし、トーションバーが左回転方向に捩れている状態の場合のトルクセンサ信号の符号をマイナスとすればよい。また、モータの回転方向の符号は、トーションバーが右回転方向に捩れている状態において、トーションバーの捩れを解消させる方向をプラスとし、トーションバーが左回転方向に捩れている状態において、トーションバーの捩れを解消させる方向をマイナスとすればよい。
　転舵速判定部６３２は、舵角センサ４４０から供給される舵角を参照して算出される舵角速又はその絶対値が、所定の値以上であるのか否かを判定する。転舵速判定部６３２は、舵角速又はその絶対値が所定の値以上である場合に、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合に、判定結果として「０」を出力する。
　ロールレート判定部６３３は、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が、所定の値未満であるのか否かを判定する。ロールレート判定部６３３は、ロールレート値又はその絶対値が、所定の値未満である場合に、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合に、判定結果として「０」を出力する。
　論理積算出部６３４は、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、及び、ロールレート判定部６３３からの判定結果の論理積をとり、その結果を出力する。換言すれば、論理積算出部６３４は、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、及び、ロールレート判定部６３３が出力する判定結果がすべて「１」である場合に、「１」を出力し、それ以外の場合に「０」を出力する。
　移動平均部６３５は、論理積算出部６３４の出力の移動平均を算出し、その結果を出力する。なお、移動平均部６３５として、ローパスフィルタを用いてもよい。
　ゲイン決定部６３６は、移動平均部６３５の出力結果に応じて、ゲイン係数を決定し、決定したゲイン係数を乗算部６４０に供給する。より具体的には、移動平均部６３５による移動平均後の値が０より大きい場合、１よりも大きいゲイン係数を決定する。更に言えば、ゲイン決定部６３６は、移動平均部６３５による移動平均後の値が大きければ大きいほど、ゲイン係数を大きく設定する。換言すれば、ゲイン決定部は、移動平均部６３５による移動平均後の値が大きければ大きいほど、操舵部材４１０に印加される反力が大きくなるように、ゲイン係数を設定する。
　乗算部６４０は、補正制御量決定部６２４が決定した補正制御量に、ゲイン決定部６３６が決定したゲイン係数を乗算することによってゲイン後の補正制御量を制御量補正部６１２に供給する。
　制御量補正部６１２は、制御量算出部６１１が算出した制御量に対して、乗算部６４０から供給されるゲイン後の補正制御量を加えることによって、ステアリング制御量を生成する。換言すれば、制御量補正部６１２は、制御量算出部６１１が算出した制御量を、車体２００のロールレートと、操舵部材４１０の舵角と、操舵部材４１０の舵角速とを参照して補正する。
　このように、制御量補正部６１２が、制御量算出部６１１が算出した制御量を、車体２００のロールレートと、操舵部材４１０の舵角と、操舵部材４１０の舵角速とを参照して補正することにより、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを操舵部材４１０に印加することができる。
　また、上記の構成では、制御量補正部６１２は、操舵部材４１０が切り戻し状態にあり、操舵部材４１０の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に制御量を補正する。
　操舵部材が切り戻し状態にあり、操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、ロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に、所謂「トルク抜け」という現象が生じやすいことが発明者によって認識されている。
　ここで、「トルク抜け」が発生する具体的なプロセスを説明すれば以下の通りである。まず、運転者が転舵を行うと、車両９００にロールが発生する。ロールが発生すると懸架装置１００の備える油圧緩衝装置が収縮する。すると、タイロッドとロアーアームとの位置関係が変化し、その結果としてトー角が変化する。これにより、ラック軸４８０が、収縮した油圧緩衝装置側に引っ張られる。ゲイン算出部６３０を有しない構成において、この状態で運転者が操舵部材４１０の切り戻しを行うと、運転者が想定していたよりも小さい反力トルクしか発生せず、「トルク抜け」の現象が生じ得る。
　ゲイン算出部６３０を有する上記の構成によれば、「トルク抜け」の現象を好適に抑制することができるので、運転者にとってより違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
　また、上記の構成では、制御量補正部６１２は、操舵部材４１０が切り戻し状態にあり、操舵部材４１０の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に、そうでない場合に比べて、操舵部材４１０に印加される反力が大きくなるように制御量を補正する。
　したがって、上記の構成によれば、「トルク抜け」の現象をより好適に抑制することができるので、運転者にとって更に違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
　（サスペンション制御部）
　続いて、図４を参照してサスペンション制御部について説明する。図４はサスペンション制御部６５０の構成例を示すブロック図である。
　サスペンション制御部６５０は、図３に示すように、ＣＡＮ入力部６６０、車両状態推定部６７０、操縦安定性・乗心地制御部６８０、及び制御量セレクト部６９０を備えている。
　ＣＡＮ入力部６６０は、ＣＡＮ３７０を介して各種の信号を取得する。図３に示すように、ＣＡＮ入力部６６０は、以下の信号を取得する（括弧書きは取得元を示す）。
　・４輪の車輪速（車輪速センサ３２０Ａ～Ｄ）
　・ヨーレート（ヨーレートセンサ３５０）
　・前後Ｇ（前後Ｇセンサ３４０）
　・横Ｇ（横Ｇセンサ３３０）
　・ブレーキ圧（ブレーキ圧センサ５３０）
　・エンジントルク（エンジントルクセンサ５１０）
　・エンジン回転数（エンジン回転数センサ５２０）
　・舵角（舵角センサ４４０）
　車両状態推定部６７０は、ＣＡＮ入力部６６０が取得した各種の信号を参照して車両９００の状態を推定する。車両状態推定部６７０は、推定結果として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、ロールレート、転舵時ロールレート、及び、加減速時ピッチレートを出力する。
　車両状態推定部６７０は、図４に示すように、加減速・転舵時補正量算出部６７１、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３、及び、状態推定用一輪モデル適用部６７４を備えている。
　加減速・転舵時補正量算出部６７１は、ヨーレート、前後Ｇ、４輪の車輪速、ブレーキ圧、エンジントルク、及びエンジン回転数を参照して、車体前後速度、内外輪差比、及び調整ゲインの算出を行い、算出結果を状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給する。
　加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、前後Ｇ、及び横Ｇを参照して、転舵時ロールレート、及び加減速時ピッチレートを算出する。算出結果は、状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給される。
　また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、算出した転舵時ロールレートを、ロールレート値として、ステアリング制御部６１０に供給する。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、制御量セレクト部６９０の出力するサスペンション制御量を更に参照する構成としてもよい。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３の詳細については参照する図面を替えて後述する。
　このように、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、前後Ｇ、及び横Ｇを参照して算出した転舵時ロールレートをロールレート値としてステアリング制御部６１０に供給し、ステアリング制御部６１０は、当該ロールレート値を参照して、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を補正するので、ステアリング制御部６１０はより好適にアシストトルク又は反力トルクの大きさを補正することができる。
　また、上述のように、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が、制御量セレクト部６９０の出力するサスペンション制御量を更に参照する構成とすれば、ステアリング制御部６１０は更に好適にアシストトルク又は反力トルクの大きさを補正することができる。
　状態推定用一輪モデル適用部６７４は、加減速・転舵時補正量算出部６７１による算出結果を参照して、各輪に対して状態推定用一輪モデルを適用し、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを算出する。算出結果は、操縦安定性・乗心地制御部６８０に供給される。
　操縦安定性・乗心地制御部６８０は、スカイフック制御部６８１、ロール姿勢制御部６８２、ピッチ姿勢制御部６８３、及び、バネ下制御部６８４を備えている。
　スカイフック制御部６８１は、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑制し、乗り心地を高める乗り心地制御（制振制御）を行う。スカイフック制御部６８１は、一例として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを参照して、スカイフック目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
　より具体的な例として、スカイフック制御部６８１は、バネ上速度に基づいてバネ上－減衰力マップを参照することにより減衰力ベース値を設定する。また、スカイフック制御部６８１は、設定した減衰力ベース値に対してスカイフックゲインを乗じることによりスカイフック目標減衰力を算出する。そして、スカイフック目標減衰力とストローク速度とに基づいてスカイフック目標制御量を決定する。
　ロール姿勢制御部６８２は、転舵時ロールレート、及び舵角を参照してロール姿勢制御を行い、舵角に応じた目標制御量である舵角比例目標制御量、舵角速度に応じた目標制御量である舵角速度比例目標制御量、及び、ロールレートに応じた目標制御量であるロールレート比例目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
　また、ロール姿勢制御部６８２は、操舵トルクを示す操舵トルク信号を参照して上記各種の目標制御量を算出する構成としてもよい。ここで、ステアリング制御部６１０が操舵トルク信号をサスペンション制御部６５０に供給し、当該操舵トルク信号をステアリング制御部６１０が参照する構成としてもよい。なお、操舵トルク信号は、位相補償されたものを用いる構成としてもよい。これにより、更に快適な乗り心地を実現することが期待できる。
　このように、ロール姿勢制御部６８２は、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が算出した転舵時ロールレートを参照してロール姿勢制御を行うので、好適な姿勢制御を行うことができる。また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が算出した転舵時ロールレートは、ロール姿勢制御部６８２によるロール姿勢制御のみならず、上述のように、ステアリング制御部６１０によるアシストトルク又は反力トルクの大きさの補正にも用いられるので、構成要素の増加を抑制しつつ、好適な姿勢制御と違和感のない操舵感を提供することができる。
　ピッチ姿勢制御部６８３は、加減速時ピッチレートを参照してピッチ制御を行い、ピッチ目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
　バネ下制御部６８４は、４輪の車輪速を参照して、車両９００のバネ下の制振制御を行い、バネ下制振制御目標制御量を決定する。決定結果は、制御量セレクト部６９０に供給される。
　制御量セレクト部６９０は、スカイフック目標制御量、舵角比例目標制御量、舵角速度比例目標制御量、ロールレート比例目標制御量、ピッチ目標制御量、及び、バネ下制振制御目標制御量のうち、最も大きい値を有する目標制御量を、サスペンション制御量として出力する。
　（加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部）
　続いて、参照する図面を替えて、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３についてより具体的に説明する。
　図５は、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３の構成例を示すブロック図である。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、図５に示すように、減算部７３１、７３２、減衰力算出部７３３、モデル適用部７４０、増幅部７５１～７５４を備えている。
　またモデル適用部７４０は、増幅部７４１、７４４、７４５、加算部７４２、及び遅延部７４３を備えている。
　減算部７３１は、前後Ｇを示す信号から増幅部７５３の出力信号を減算し、減算した結果を増幅部７４１に出力する。
　減算部７３２は、横Ｇを示す信号から増幅部７５４の出力信号を減算し、減算した結果を増幅部７４１に出力する。
　減衰力算出部７３３は、サスペンション制御量、及び、増幅部７５１の出力を参照し、各輪の減衰力を算出する。ここで、増幅部７５１の出力は、懸架装置１００の備える油圧緩衝装置のストローク速度（ダンパ速度）に対する推定値に対応している。また、減衰力算出部７３３による各輪の減衰力の算出は減衰力マップを参照して行われる。
　モデル適用部７４０は、減算部７３１が出力する減算後の前後Ｇ、及び減衰力算出部７３３が出力する各輪の減衰力に対して、ピッチ挙動モデルを適用することによって、加減速時ピッチレートを算出する。
　モデル適用部７４０は、減算部７３２が出力する減算後の横Ｇ、及び減衰力算出部７３３が出力する各輪の減衰力に対して、ロール挙動モデルを適用することによって、転舵時ロールレートを算出する。
　モデル適用部７４０による加減速時ピッチレート及び転舵時ロールレートの算出は、増幅部７４１、７４４、７４５における増幅率、及び、遅延部７４３による遅延量を調整することによって行われる。
　増幅部７４１は、減算部７３１、減算部７３２、及び減衰力算出部７３３の出力を増幅し、加算部７４２に供給する。加算部７４２は、増幅部７４１の出力に、遅延部７４３の出力を増幅部７４５によって増幅したものを加算し、遅延部７４３に供給する。増幅部７４４は、遅延部７４３の出力を、加速時ピッチレート、又は、転舵時ロールレートとして出力する。
　増幅部７５１は、遅延部７４３の出力を増幅し、減衰力算出部７３３に供給する。増幅部７５２は、遅延部７４３の出力を増幅する。増幅部７５１の出力は、増幅部７５３又は増幅部７５４によって増幅されたうえで、それぞれ、減算部７３１又は減算部７３２に入力される。
　なお、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、車両９００の傾きが所定の微小時間変化しなかった場合の転舵時ロールレートの基準値として「０」を出力してもよい。また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、転舵時ロールレートに±０．５程度の不感帯を設けてもよい。ここで、符号は、例えば、車両９００の左側を「＋」、右側を「－」とする。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　ＥＣＵ６００の制御ブロック（ステアリング制御部６１０、サスペンション制御部６５０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、ＥＣＵ６００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
２００　車体
６００　ＥＣＵ（制御装置）
６１０　ステアリング制御部
６１１　制御量算出部
６１２　制御量補正部
６２０　ωフィードバック部
６３０　ゲイン算出部
６５０　サスペンション制御部
６７３　ロールレート算出部
９００　車両

Claims (9)

  1. 　運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、
    　前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
    　制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 　前記制御量補正部は、
    　前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を補正する請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記制御量補正部は、
    　前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を、前記操舵部材に印加される反力が大きくなるように補正する請求項２に記載の制御装置。
  4. 　車体に関する前後方向の加速度、及び横方向の加速度を少なくとも参照して前記ロールレートを算出するロールレート算出部を更に備えている請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。
  5. 　前記ロールレート算出部は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御量を更に参照して、前記ロールレートを算出する請求項４に記載のステアリング制御装置。
  6. 　前記ロールレート算出部が算出したロールレートを参照したロール姿勢制御を行うことにより、サスペンション制御のための目標制御量を決定するロール姿勢制御部をさらに備えている請求項４又は５に記載の制御装置。
  7. 　運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、
    　前記ステアリング制御部は、
    　　前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
    　　制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている
    ことを特徴とするステアリング装置。
  8. 　前記車体のロールレートは、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御部によるサスペンション制御量の算出において参照されるロールレートである請求項７に記載のステアリング装置。
  9. 　前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを表すトルク信号を前記サスペンション制御部に供給する請求項８に記載のステアリング装置。
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