WO2022264812A1 - ステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法 - Google Patents

ステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法 Download PDF

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steer
steering
motor
vehicle
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Inventor
華軍 劉
泰仁 中岫
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日立Astemo株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a steer-by-wire system, a steer-by-wire control device, and a steer-by-wire control method.
  • the vehicle steering control device of Patent Document 1 is a control device that performs steering control of steered wheels via a steering actuator using a target steering angle calculated according to the steering angle of the steering wheel as a target value,
  • the lateral acceleration is equal to or greater than the predetermined threshold
  • the change in the target steering angle with respect to the change in the steering angle is restricted compared to when the lateral acceleration is less than the predetermined threshold.
  • a steering device capable of steering wheels by operation of a steering motor and a reaction force generating device capable of applying reaction torque to the steering wheel by operation of a reaction force motor are provided.
  • the steer-by-wire system which is mechanically separated from the generator, it is an issue to improve the ability to discriminate the vehicle state through the control of the reaction torque.
  • appropriately transmitting the side slip condition of the vehicle to the driver via the steering wheel leads to an improvement in vehicle safety.
  • the present invention has been made in view of the conventional circumstances, and aims to provide a steer-by-wire system, a steer-by-wire control device, and a steer-by-wire control device that can appropriately transmit the skidding state of a vehicle to a driver via a steering wheel. , to provide a steer-by-wire control method.
  • the reaction force generating device when the vehicle is skidding, the reaction force generating device generates a basic reaction torque calculated from the steering angle of the steering wheel and the vehicle speed. and the motor torque of the steered motor is output as the reaction torque during sideslip.
  • the skidding state of the vehicle can be appropriately transmitted to the driver via the steering wheel.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a steer-by-wire system; FIG. It is a functional block diagram of a control device. 3 is a functional block diagram of a sideslip detection unit; FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the coefficient of friction of the road surface and the intervention threshold; FIG. 4 is a diagram showing the relationship between effective nonlinearity and correction gain CCD; FIG. 4 is a diagram showing the relationship between effective nonlinearity and correction gain CCI; 4 is a flow chart showing a procedure of reaction torque control; 5 is a time chart showing how reaction torque is corrected;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a steer-by-wire system 200 attached to a vehicle 100, which is a four-wheeled vehicle.
  • the steer-by-wire system 200 has a reaction force generator 300 and a steering device 400, and a steer-by-wire 200A (in other words, a steer-by-wire steering system) in which the reaction force generator 300 and the steering device 400 are mechanically separated. device) and a control device 500 for controlling the steer-by-wire 200A.
  • the reaction force generator 300 has a steering wheel 310 , a steering shaft 320 , a reaction force motor 330 and a steering angle sensor 340 .
  • the reaction force generator 300 is a device capable of applying reaction torque (in other words, steering reaction torque) to the steering wheel 310 by operating the reaction motor 330 .
  • Steer-by-wire 200 ⁇ /b>A includes reaction force generator 300 , so that the difference between the operation torque generated when the driver of vehicle 100 steers steering wheel 310 and the reaction torque generated by reaction motor 330 , the steering wheel 310 is turned.
  • Steering angle sensor 340 detects the rotation angle of steering shaft 320 as steering angle ⁇ of steering wheel 310 .
  • Steering angle sensor 340 detects, for example, that steering angle ⁇ is zero when steering wheel 310 is in the neutral position, and indicates a positive steering angle ⁇ to the right and a negative steering angle ⁇ to the left.
  • the steering device 400 includes a steering motor 410, a steering mechanism 420 that steers the front wheels 101 and 102 which are steered wheels by the steering motor 410, and a steering mechanism 420 that rotates the front wheels 101 and 102 from the position of the steering motor 410 (or the position of the steering mechanism 420). (in other words, the turning angle of the front tires).
  • the steering device 400 is a device capable of steering the front wheels 101 and 102, which are steered wheels, by the operation of the steering motor 410. FIG.
  • the control device 500 is an electronic control device mainly composed of a microcomputer 510 including an MPU (Microprocessor Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). Then, the control device 500 performs arithmetic processing on various signals acquired from the outside, obtains a control signal for the reaction force motor 330 and a control signal for the steering motor 410, and outputs the obtained control signals to the reaction force motor 330 and the steering motor 410. Output to each.
  • MPU Microprocessor Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • Vehicle 100 also includes wheel speed sensors 621-624 that detect wheel speeds, which are rotational speeds of wheels 101-104, respectively.
  • Vehicle 100 also includes a lateral acceleration sensor 630 that detects lateral acceleration of vehicle 100 (in other words, actual lateral acceleration).
  • Control device 500 acquires detection signals output from steering angle sensor 340, steering angle sensor 430, wheel speed sensors 621-624, and lateral acceleration sensor 630, respectively. That is, the control device 500 outputs information about the steering angle ⁇ of the steering wheel 310, information about the steering angle ⁇ of the front wheels 101 and 102 that are steered wheels, information about the wheel speed, information about the lateral acceleration of the vehicle 100, and the like. Acquired from each sensor. Control device 500 calculates vehicle speed V of vehicle 100 based on information on the wheel speeds of wheels 101-104.
  • the control device 500 calculates information of the target steering angle ⁇ tg based on the detected value of the steering angle ⁇ of the steering wheel 310 and the set value of the steering gear ratio Kg. Then, the control device 500 calculates a control signal (in other words, a motor operation amount) to be output to the steering motor 410 so that the steering angle ⁇ of the front wheels 101 and 102 approaches the target steering angle ⁇ tg. The resulting control signal is output to the steering motor 410 .
  • a control signal in other words, a motor operation amount
  • the steering gear ratio Kg used by the controller 500 to calculate the target steering angle ⁇ tg is a proportional constant in the relational expression between the steering angle ⁇ of the steering wheel 310 and the steering angle ⁇ of the front wheels 101 and 102.
  • Kg ⁇ / ⁇
  • Steering gear ratio Kg is a value that can be set arbitrarily in steer-by-wire system 200, and controller 500 variably sets steering gear ratio Kg according to vehicle speed V, for example.
  • the control of the reaction force generating device 300 by the control device 500 that is, the control of the reaction torque generated by the reaction force generating device 300, will be described in detail below.
  • the control device 500 converts the reaction torque generated by the reaction force generation device 300 into the steering angle ⁇ and the vehicle speed V with respect to the basic reaction torque obtained from the steering angle ⁇ .
  • the motor torque of the rudder motor 410 By controlling the motor torque of the rudder motor 410 to decrease or increase, the skidding state of the vehicle 100 is transmitted to the driver via the steering wheel 310 .
  • the reaction force generating device 300 converts the reaction torque from the steering angle ⁇ , the vehicle speed V, and the steering motor 410 to the basic reaction torque obtained from the steering angle ⁇ . It is output as side slip reaction torque that is decreased or increased according to the motor torque.
  • the control device 500 adjusts the reaction torque to the steering angle ⁇ , the vehicle speed V, and the motor of the steering motor 410 with respect to the reaction torque when the vehicle 100 is not skidding. It is decreased or increased according to the degree of skidding required based on the torque.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of reaction torque control by control device 500 .
  • the control device 500 has a basic reaction force torque calculation section 520 , a side slip detection section 530 , a side slip reaction torque calculation section 540 , a signal output section 550 and a coefficient update section 560 .
  • Basic reaction torque calculation section 520 calculates information of basic reaction torque RTb from steering angle ⁇ of steering wheel 310 and the like.
  • the sideslip detection unit 530 detects whether the vehicle 100 is skidding based on the steering angle ⁇ (or the steering angle ⁇ ), the vehicle speed V, and the motor torque MT of the steering motor 410 .
  • the sideslip detection unit 530 uses the steering angle ⁇ (or the turning angle ⁇ ), the vehicle speed V, the motor torque MT, and the conversion coefficient K updated by the coefficient updating unit 560 to A non-linearity N [Nm], which is an index value of the side slip state (in other words, tire state) of the tires of the front wheels 101 and 102, is calculated.
  • Nm an index value of the side slip state (in other words, tire state) of the tires of the front wheels 101 and 102
  • Sideslip reaction torque calculation unit 540 acquires nonlinearity N obtained by sideslip detection unit 530 and basic reaction torque RTb obtained by basic reaction torque calculation unit 520 .
  • the side-slip reaction torque calculation unit 540 calculates the result of correcting the basic reaction torque RTb to decrease or increase according to the degree of nonlinearity N as the final target reaction torque. It is output as RT (in other words, command value of reaction torque during sideslip).
  • the side-slip reaction torque calculation unit 540 When the vehicle 100 is not skidding, the side-slip reaction torque calculation unit 540 outputs the basic reaction torque RTb as it is as the final target reaction torque RT. Then, the signal output unit 550 acquires a signal of the target reaction torque RT (in other words, a reaction torque command value or a control command for the reaction motor 330) from the sideslip reaction torque calculation unit 540, and A control signal is output to the reaction force generator 300 so that the reaction force generator 300 generates the target reaction torque RT.
  • the target reaction torque RT in other words, a reaction torque command value or a control command for the reaction motor 330
  • the basic reaction torque calculator 520 has, as one aspect, a first reaction torque calculator 521 , a differentiator 522 , a second reaction torque calculator 523 , and an adder 524 .
  • the first reaction torque calculator 521 obtains information on the first basic reaction torque RTb1 from the information on the steering angle ⁇ and the information on the vehicle speed V.
  • FIG. Differentiating section 522 acquires information on steering angular velocity ⁇ by time-differentiating information on steering angle ⁇ .
  • the sideslip detection unit 530 acquires each information of the steering angle ⁇ (or the steering angle ⁇ ), the vehicle speed V, the conversion coefficient K, the motor torque MT of the steering motor 410, and the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 100 is traveling. do.
  • the conversion coefficient K is a proportionality in the relational expression between the actual lateral acceleration G 0 detected by the lateral acceleration sensor 630 when the vehicle 100 is not skidding and the motor torque MT 0 of the steering motor 410. is a constant.
  • the sideslip detection unit 530 calculates A nonlinearity N is calculated.
  • the sideslip detection unit 530 calculates the virtual lateral acceleration G 1 according to Equation 3 based on the steering angle ⁇ corresponding to the steering angle ⁇ and the vehicle speed V.
  • A is the stability factor of vehicle 100
  • L is the wheelbase.
  • Formula 3 is a formula for obtaining the lateral acceleration when it is assumed that any amount of lateral force generated from the tire is proportional to the tire slip angle. That is, sideslip detection unit 530 obtains virtual lateral acceleration G 1 that occurs when vehicle 100 does not skid, and multiplies this virtual lateral acceleration G 1 by conversion coefficient K to determine whether vehicle 100 does not skid. A hypothetical motor torque MT0 , which is the motor torque MT at the moment, is obtained.
  • the sideslip detection unit 530 subtracts the actual motor torque MT 1 from the virtual motor torque MT 0 when the sideslip does not occur, that is, the difference between the virtual motor torque MT 0 and the actual motor torque MT 1 .
  • N MT 0 -MT 1 . Therefore, when the vehicle 100 is not skidding, that is, in the linear region where the actual lateral acceleration increases as the steering angle ⁇ (or the steering angle ⁇ ) increases, the virtual motor torque MT 0 ⁇ the actual motor torque MT 1 . Therefore, the nonlinearity N becomes approximately zero.
  • sideslip detection unit 530 determines whether vehicle 100 is sideslipping, and calculates and outputs nonlinearity N, which is an index value of the degree of sideslipping.
  • the sideslip detection unit 530 adds the friction component torque FT to the conversion coefficient K, the virtual lateral acceleration G 1 , and the actual motor torque MT 1 of the steering motor 410, and A nonlinearity N can be calculated.
  • side slip detection unit 530 sets friction component torque FT to a larger value as vehicle speed V increases.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the sideslip reaction force torque calculation unit 540. As shown in FIG. The sideslip reaction torque calculation unit 540 includes an intervention threshold setting unit 541 , an effective nonlinearity calculation unit 542 , a correction gain setting unit 543 , and a reaction torque correction unit 544 .
  • the intervention threshold value NTH is a threshold value for determining whether or not to implement intervention control to decrease or increase the reaction torque with respect to the basic reaction torque RTb.
  • the intervention threshold value setting unit 541 variably sets the intervention threshold value NTH according to the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 100 travels.
  • FIG. 4 shows a map used by the intervention threshold setting unit 541 to obtain the intervention threshold NTH from the friction coefficient ⁇ .
  • the intervention threshold value NTH is set to a larger value as the coefficient of friction ⁇ increases.
  • the intervention threshold value setting unit 541 increases the nonlinearity N at which the reaction torque intervention control is performed as the friction coefficient ⁇ increases.
  • the intervention threshold value setting unit 541 variably sets the intervention threshold value NTH according to the friction coefficient ⁇ .
  • Control device 500 can use the lateral acceleration detected by lateral acceleration sensor 630 when nonlinearity N becomes a minimum value as a physical quantity indicating coefficient of friction ⁇ .
  • the control device 500 can detect sideslip and estimate the coefficient of friction ⁇ of the road surface based on the degree of nonlinearity N.
  • the configuration is not limited to estimating the coefficient of friction ⁇ based on the degree of nonlinearity N and the actual lateral acceleration. can.
  • the control device 500 can acquire information about the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 100 is traveling by wireless communication with the outside of the vehicle 100 .
  • the correction gain setting unit 543 obtains the correction gain CC used for correcting the basic reaction torque RTb based on the effective nonlinearity NE.
  • FIG. 5 shows a conversion table that the correction gain setting section 543 refers to when obtaining the correction gain CCD (CCD ⁇ 1.0) for the reduction correction of the basic reaction torque RTb from the effective nonlinearity NE.
  • Correction gain CCD is set to a smaller value as effective nonlinearity NE increases due to side slip of vehicle 100 .
  • the greater the difference between the virtual motor torque MT 0 and the actual motor torque MT 1 the larger the amount of decrease in the reaction torque from the basic reaction torque RTb. Since the change in the effective nonlinearity NE gradually increases from zero, the correction gain CCD is gradually decreased with respect to the increasing change in the effective nonlinearity NE in order to prevent the reaction torque from abruptly changing. is preferred.
  • side-slip reaction torque calculation unit 540 reduces the reaction torque from basic reaction torque RTb when vehicle 100 is side-slipping, thereby mechanically coupling steering wheel 310 and front wheels 101 and 102. It is possible to simulate the reaction torque of a conventional steering system, and to appropriately transmit the side slipping state of the vehicle 100 to the driver via the steering wheel 310 . Moreover, the sideslip detection unit 530 calculates the degree of non-linearity N indicating the degree of sideslip from the virtual lateral acceleration G 1 and the actual motor torque MT 1 without using the detection signal of the lateral acceleration sensor 630, so that the sideslip occurs.
  • the sideslip detection unit 530 does not detect the occurrence of sideslip based on the increase in the actual lateral acceleration due to the occurrence of sideslip, but rather the condition leading to the increase in lateral acceleration that the self-aligning torque decreases from the state in which the sideslip does not occur. is established, the occurrence of sideslip (in other words, a sign that the actual lateral acceleration will increase) is detected, so the reaction torque can be changed with good response.
  • the information of the actual lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 630 may be so small that it is buried in errors in a skidding state on a road surface with a low coefficient of friction ⁇ . Therefore, when side-slip is detected based on the actual lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 630, side-slip may not be detected on a road surface with a low coefficient of friction ⁇ .
  • the degree of non-linearity N is calculated from the virtual lateral acceleration G 1 and the actual motor torque MT 1 , the gain against sideslip can be increased, and the sideslip detector 530 detects the sideslip even on a road surface with a low friction coefficient ⁇ . can detect the occurrence of
  • the side-slip reaction torque calculation section 540 can increase the reaction torque from the basic reaction torque RTb instead of decreasing it when the side-slip occurs.
  • the sideslip reaction torque calculator 540 obtains a correction gain CCI (CCI>1.0) for increasing the basic reaction torque RTb from the effective nonlinearity NE.
  • FIG. 6 shows a conversion table referred to by side-slip reaction force torque calculating section 540 when calculating correction gain CCI for increasing correction from effective nonlinearity NE.
  • the correction gain CCI is set to a larger value as the effective nonlinearity NE increases. That is, when the effective nonlinearity NE (in other words, the difference between the virtual motor torque and the actual motor torque) is large, and the vehicle 100 is estimated to be skidding greatly, the side-slip reaction force torque calculation unit 540 Information of side slip reaction torque obtained by greatly increasing the basic reaction torque RTb is output. In this way, side-slip reaction torque calculation unit 540 increases the reaction torque from basic reaction torque RTb when vehicle 100 is side-slipping. , in other words, it is possible to prevent the steering wheel 310 from being turned too much.
  • the conversion coefficient K updated by the coefficient update unit 560 is, as shown in Equation 1, the actual lateral acceleration G 0 detected by the lateral acceleration sensor 630 when the vehicle 100 is not skidding and the motor torque of the steering motor 410. It is a constant of proportionality in the relational expression with MT 0 .
  • the proper value of the conversion coefficient K changes depending on changes in grip performance due to replacement of the tires of the vehicle 100 or wear of the tires.
  • coefficient updating unit 560 acquires the actual lateral acceleration G detected by lateral acceleration sensor 630 and motor torque MT of steering motor 410 when vehicle 100 is not skidding, and converts the acquired data to Equation 1 to update the transform coefficient K.
  • the coefficient updating unit 560 uses the conversion coefficient K newly obtained based on the actual lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 630 and the motor torque MT of the steering motor 410, and the nonlinearity N that has been used to calculate the degree of nonlinearity N. It is possible to update and set the weighted average value of the conversion coefficient K that was used as the conversion coefficient K used in the calculation of the nonlinearity N.
  • the coefficient updating unit 560 calculates the conversion coefficient K multiple times based on the actual lateral acceleration G detected by the lateral acceleration sensor 630 and the motor torque MT of the steering motor 410, and averages the data of the multiple conversion coefficients K.
  • the conversion coefficient K obtained by the averaging processing can be updated and set as the conversion coefficient K used for calculating the nonlinearity N.
  • coefficient update unit 560 does not need to repeatedly update conversion coefficient K while vehicle 100 is not skidding. For example, the coefficient updating unit 560 updates the conversion coefficient K once or a set number of times for each trip of the vehicle 100, or updates the conversion coefficient K every predetermined time or every time the vehicle travels a predetermined distance. can be implemented.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the procedure of the reaction force torque control by the control device 500 (in other words, the functions of the sideslip detection unit 530 and the sideslip reaction torque calculation unit 540).
  • control device 500 calculates basic reaction torque RTb from steering angle ⁇ of steering wheel 310 and the like.
  • control device 500 calculates virtual lateral acceleration G 1 (in other words, standard lateral acceleration) based on steering angle ⁇ (or steering angle ⁇ ) and vehicle speed V (see Equation 3).
  • step S703 the control device 500 calculates the nonlinearity N, which is an index value of the degree of sideslip, based on the virtual lateral acceleration G 1 , the conversion coefficient K, and the actual motor torque MT 1 of the steering motor 410 (Equation 2 reference). Further, in step S704, the control device 500 calculates an intervention threshold value NTH for determining execution and stop of the reaction torque correction control based on the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 100 travels (see FIG. 4).
  • the vehicle 100 is skidding. It determines that control (in other words, intervention control) is necessary. That is, when the effective nonlinearity NE is equal to or greater than zero, the controller 500 proceeds from step S706 to step S707 to calculate the correction gain CC used for correcting the basic reaction torque RTb based on the effective nonlinearity NE (see FIG. 5). , see FIG. 6).
  • a control signal is output to reaction force generator 300 so as to generate torque RT (RT ⁇ RTb or RT>RTb).
  • FIG. 8 is a time chart illustrating how the control device 500 determines the side slip of the vehicle 100 and how the reaction torque is corrected. , the degree of nonlinearity N, the ON/OFF state of the correction control of the reaction torque, and the time change of the correction gain CCD for the reduction correction.
  • FIG. 8 shows a state in which the steering angle ⁇ increases at a constant speed when the vehicle 100 is traveling on a road surface with a small coefficient of friction ⁇ such as a compacted snow road.
  • the virtual lateral acceleration G 1 is a value under the assumption that the vehicle 100 does not skid, it increases as the steering angle ⁇ increases. Also, when the vehicle 100 is not skidding, the actual motor torque MT 1 also increases and changes in the same manner as the virtual lateral acceleration G 1 due to the increase in the self-aligning torque accompanying the increase in the steering angle ⁇ .
  • the motor torque MT estimated from the virtual lateral acceleration G 1 approximates the actual motor torque MT 1 .
  • the nonlinearity N is maintained near zero.
  • the correction control of the reaction torque is maintained in an OFF state, and the correction gain CCD is maintained at 1.0, which corresponds to a state in which the reaction torque is not corrected.
  • the actual motor torque MT 1 does not increase and change with the characteristics corresponding to the increase and change of the steering angle ⁇ .
  • the degree of nonlinearity N increases.
  • the correction control of the reaction torque is switched to the ON state, and the correction gain CCD gradually decreases from 1.0 in accordance with the increase of the degree of nonlinearity N (or the effective degree of nonlinearity NE).
  • the target reaction torque RT is reduced and corrected to a greater extent as the nonlinearity N (or the effective nonlinearity NE) increases with respect to the basic reaction torque RTb.
  • the correction process for reducing or increasing the reaction torque with respect to the basic reaction torque is not limited to the reduction or increase correction by multiplication of the correction gain CC, which is the correction coefficient, and the nonlinearity N (or the effective nonlinearity NE)
  • the correction torque based on is subtracted from or added to the basic reaction torque.
  • the control device 500 can have a first control device that controls the reaction force generating device 300 and a second control device that controls the steering device 400 separately.
  • SYMBOLS 100... Vehicle 101, 102... Front wheel (steering wheel) 200... Steer-by-wire system 200A... Steer-by-wire 300... Reaction force generator 310... Steering wheel 330... Reaction force motor 400... Steering device 410... Steering motor, 500... control device

Abstract

本発明に係るステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法によれば、その一態様として、反力発生装置は、車両が横滑りしている場合に、ステアリングホイールの操舵角から求められる基本反力トルクに対して、前記操舵角と車両の車速と転舵モータのモータトルクとに応じて減少もしくは増加させた、横滑り時反力トルクを反力トルクとして出力する。これにより、車両の横滑り状態を、ステアリングホイールを介して適切に運転者に伝達できる。

Description

ステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法
　本発明は、ステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法に関する。
　特許文献１の車両用操舵制御装置は、ステアリングホイールの操舵角に応じて演算した目標転舵角を目標値として、転舵アクチュエータを介して操向輪を転舵制御する制御装置であって、横加速度が所定閾値以上の場合には、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を制限する。
特開２０１０－１８８８８３号公報
　ところで、転舵モータの作動によって操舵輪を操舵可能な操舵装置と、反力モータの作動によってステアリングホイールに反力トルクを付与可能な反力発生装置とを有し、前記操舵装置と前記反力発生装置とが機械的に分離されたステアバイワイヤシステムにおいては、反力トルクの制御を通じて車両状態の判別性を向上させることが課題となっている。
　特に、車両の横滑り状態を、ステアリングホイールを介して適切に運転者に伝達することは、車両安全性の向上に繋がる。
　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の横滑り状態を、ステアリングホイールを介して適切に運転者に伝達できる、ステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及び、ステアバイワイヤの制御方法を提供することにある。
　本発明によれば、その１つの態様において、反力発生装置は、車両が横滑りしている場合に、ステアリングホイールの操舵角から求められる基本反力トルクに対して、前記操舵角と車両の車速と転舵モータのモータトルクとに応じて減少もしくは増加させた、横滑り時反力トルクを反力トルクとして出力する。
　本発明によれば、車両の横滑り状態を、ステアリングホイールを介して適切に運転者に伝達できる。
ステアバイワイヤシステムの概要図である。 制御装置の機能ブロック図である。 横滑り検知部の機能ブロック図である。 路面の摩擦係数と介入閾値との関係を示す線図である。 有効非線形度と補正ゲインＣＣＤとの関係を示す線図である。 有効非線形度と補正ゲインＣＣＩとの関係を示す線図である。 反力トルク制御の手順を示すフローチャートである。 反力トルクの補正の様子を示すタイムチャートである。
　以下、本発明に係るステアバイワイヤシステム、ステアバイワイヤの制御装置、及びステアバイワイヤの制御方法の実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、４輪自動車である車両１００に取り付けられたステアバイワイヤシステム２００の構成を示す概要図である。
　ステアバイワイヤシステム２００は、反力発生装置３００と操舵装置４００とを有し、反力発生装置３００と操舵装置４００とが機械的に分離されたステアバイワイヤ２００Ａ（換言すれば、ステアバイワイヤ式のステアリング装置）と、ステアバイワイヤ２００Ａを制御するための制御装置５００と、を有する。
　反力発生装置３００は、ステアリングホイール３１０、ステアリングシャフト３２０、反力モータ３３０、操舵角センサ３４０を有する。
　そして、反力発生装置３００は、反力モータ３３０の作動によって、ステアリングホイール３１０に反力トルク（換言すれば、操舵反力トルク）を付与可能な装置である。
　ステアバイワイヤ２００Ａは、反力発生装置３００を備えることで、車両１００の運転者がステアリングホイール３１０を操舵操作することで発生する操作トルクと、反力モータ３３０が発生する反力トルクとの差分によって、ステアリングホイール３１０が回される。
　操舵角センサ３４０は、ステアリングシャフト３２０の回転角度を、ステアリングホイール３１０の操舵角θとして検出する。
　操舵角センサ３４０は、たとえば、ステアリングホイール３１０が中立位置であるときに操舵角θが零であると検出し、右方向の操舵角θをプラス、左方向の操舵角θをマイナスで示す。
　操舵装置４００は、転舵モータ４１０、転舵モータ４１０によって操舵輪である前輪１０１，１０２を操舵する操舵機構４２０、転舵モータ４１０の位置（或いは、操舵機構４２０の位置）から前輪１０１，１０２の転舵角δ（換言すれば、前タイヤの切れ角）を検出する転舵角センサ４３０を有する。
　そして、操舵装置４００は、転舵モータ４１０の作動によって、操舵輪である前輪１０１，１０２を操舵可能な装置である。
　制御装置５００は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータ５１０を主体とする電子制御装置である。
　そして、制御装置５００は、外部から取得した各種信号を演算処理し、反力モータ３３０の制御信号及び転舵モータ４１０の制御信号を求め、求めた制御信号を反力モータ３３０、転舵モータ４１０それぞれに出力する。
　また、車両１００は、車輪１０１－１０４それぞれの回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ６２１－６２４を備える。
　また、車両１００は、車両１００の横加速度（換言すれば、実横加速度）を検出する横加速度センサ６３０を備える。
　制御装置５００は、操舵角センサ３４０、転舵角センサ４３０、車輪速センサ６２１－６２４、横加速度センサ６３０それぞれが出力する検出信号を取得する。
　つまり、制御装置５００は、ステアリングホイール３１０の操舵角θに関する情報、操舵輪である前輪１０１，１０２の転舵角δに関する情報、車輪速に関する情報、及び、車両１００の横加速度に関する情報などを、各センサから取得する。
　なお、制御装置５００は、車輪１０１－１０４それぞれの車輪速の情報に基づき、車両１００の車速Ｖを演算する。
　制御装置５００は、ステアリングホイール３１０の操舵角θの検出値及びステアリングギア比Ｋｇの設定値に基づき目標転舵角δtgの情報を演算する。
　そして、制御装置５００は、前輪１０１，１０２の転舵角δが目標転舵角δtgに近づくように、転舵モータ４１０に出力する制御信号（換言すれば、モータ操作量）を演算し、演算した制御信号を転舵モータ４１０に出力する。
　制御装置５００が、目標転舵角δtgの算出に用いるステアリングギア比Ｋｇは、ステアリングホイール３１０の操舵角θと前輪１０１，１０２の転舵角δとの関係式における比例定数であり、本願では以下のように定義する。
　Ｋｇ＝θ／δ
　ステアリングギア比Ｋｇは、ステアバイワイヤシステム２００では任意に設定可能な値であり、制御装置５００は、ステアリングギア比Ｋｇをたとえば車速Ｖに応じて可変設定する。
　以下では、制御装置５００による反力発生装置３００の制御、つまり、反力発生装置３００が発生する反力トルクの制御を詳細に説明する。
　制御装置５００は、車両１００が横滑りしている場合に、反力発生装置３００が発生する反力トルクを、操舵角θから求められる基本反力トルクに対して、操舵角θと車速Ｖと転舵モータ４１０のモータトルクに応じて減少もしくは増加させるように制御することで、車両１００の横滑り状態を、ステアリングホイール３１０を介して運転者に伝達する。
　つまり、反力発生装置３００は、車両１００が横滑りしている場合に、反力トルクを、操舵角θから求められる基本反力トルクに対して、操舵角θと車速Ｖと転舵モータ４１０のモータトルクに応じて減少もしくは増加させた、横滑り時反力トルクとして出力する。
　換言すれば、制御装置５００は、車両１００が横滑りしている場合に、反力トルクを、横滑りしていないときの反力トルクに対して、操舵角θと車速Ｖと転舵モータ４１０のモータトルクに基づき求められる横滑り度合い応じて減少もしくは増加させる。
　図２は、制御装置５００による反力トルクの制御の機能ブロック図である。
　制御装置５００は、基本反力トルク演算部５２０、横滑り検知部５３０、横滑り時反力トルク演算部５４０、信号出力部５５０、係数更新部５６０を有する。
　基本反力トルク演算部５２０は、ステアリングホイール３１０の操舵角θなどから基本反力トルクＲＴｂの情報を演算する。
　横滑り検知部５３０は、車両１００が横滑りしているか否かを、操舵角θ（又は転舵角δ）、車速Ｖ、及び転舵モータ４１０のモータトルクＭＴに基づき検知する。
　横滑り検知部５３０は、後で詳細に説明するように、操舵角θ（又は転舵角δ）、車速Ｖ、モータトルクＭＴ、更に、係数更新部５６０が更新設定する変換係数Ｋを用いて、前輪１０１，１０２のタイヤの横滑り状態（換言すれば、タイヤ状態）の指標値である、非線形度Ｎ［Nm］を演算する。
　ここで、横滑り検知部５３０は、転舵モータ４１０の電流のデータから、モータトルクＭＴを推定することができる。換言すれば、横滑り検知部５３０は、転舵モータ４１０の電流のデータをモータトルクＭＴに関するデータとして取得することができる。
　横滑り時反力トルク演算部５４０は、横滑り検知部５３０が求めた非線形度Ｎと、基本反力トルク演算部５２０が求めた基本反力トルクＲＴｂを取得する。
　そして、横滑り時反力トルク演算部５４０は、車両１００が横滑りしている場合に、非線形度Ｎに応じて基本反力トルクＲＴｂを減少補正もしくは増加補正した結果を、最終的な目標反力トルクＲＴ（換言すれば、横滑り時反力トルクの指令値）として出力する。
　横滑り時反力トルク演算部５４０は、車両１００が横滑りしていない場合に、基本反力トルクＲＴｂがそのまま最終的な目標反力トルクＲＴとして出力する。
　そして、信号出力部５５０は、横滑り時反力トルク演算部５４０から目標反力トルクＲＴの信号（換言すれば、反力トルクの指令値、或いは、反力モータ３３０の制御指令）を取得し、反力発生装置３００が目標反力トルクＲＴを発生するように、反力発生装置３００に制御信号を出力する。
　基本反力トルク演算部５２０は、一態様として、第１反力トルク演算部５２１、微分部５２２、第２反力トルク演算部５２３、加算部５２４を有する。
　第１反力トルク演算部５２１は、操舵角θの情報及び車速Ｖの情報から第１基本反力トルクＲＴｂ１の情報を求める。
　微分部５２２は、操舵角θの情報を時間微分することで、操舵角速度Δθの情報を取得する。
　第２反力トルク演算部５２３は、操舵角速度Δθの情報及びステアリングギア比Ｋｇの情報から第２基本反力トルクＲＴｂ２の情報を求める。
　そして、加算部５２４は、第１基本反力トルクＲＴｂ１の情報と第２基本反力トルクＲＴｂ２の情報とを加算し、基本反力トルクＲＴｂ（ＲＴｂ＝ＲＴｂ１＋ＲＴｂ２）の情報として出力する。
　横滑り検知部５３０は、操舵角θ（又は転舵角δ）、車速Ｖ、変換係数Ｋ、転舵モータ４１０のモータトルクＭＴ、車両１００が走行している路面の摩擦係数μの各情報を取得する。
　変換係数Ｋは、数式１に示すように、車両１００が横滑りしていない状態での横加速度センサ６３０が検出する実横加速度Ｇ0と転舵モータ４１０のモータトルクＭＴ0との関係式における比例定数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　そして、横滑り検知部５３０は、変換係数Ｋ、仮想横加速度Ｇ1（規範横加速度）、転舵モータ４１０の実モータトルクＭＴ1（換言すれば、セルフアライニングトルク）に基づき、数式２にしたがって非線形度Ｎを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、横滑り検知部５３０は、仮想横加速度Ｇ1 を、操舵角θに応じた転舵角δ、車速Ｖに基づき、数式３にしたがって算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　なお、数式３において、Ａは車両１００のスタビリティファクタ、Ｌはホイールベースである。
　数式３は、タイヤから発生する横力がタイヤ横すべり角に比例していくらでも発生すると仮定したときの横加速度を求める式である。
　つまり、横滑り検知部５３０は、車両１００が横滑りしていないときに発生する仮想横加速度Ｇ1 を求め、この仮想横加速度Ｇ1 に変換係数Ｋを乗算することで、車両１００が横滑りしていないときのモータトルクＭＴである仮想モータトルクＭＴ0 を求める。
　そして、横滑り検知部５３０は、横滑りしていないときの仮想モータトルクＭＴ0 から実モータトルクＭＴ1 を減算した結果、つまり、仮想モータトルクＭＴ0 と実モータトルクＭＴ1 との差を非線形度Ｎ（Ｎ＝ＭＴ0－ＭＴ1 ）として求める。
　したがって、車両１００が横滑りしていない場合、つまり、転舵角δ（又は操舵角θ）の増大に応じて実横加速度が増大する線形領域では、仮想モータトルクＭＴ0 ≒実モータトルクＭＴ1 となるため、非線形度Ｎは略ゼロになる。
　一方、車両１００の横滑りが発生して実モータトルクＭＴ1 が仮想モータトルクＭＴ0 よりも小さくなると、つまり、転舵角δ（又は操舵角θ）の増大に応じて実横加速度が増大しなくなる非線形領域になると、非線形度Ｎがゼロから大きくなり、非線形度Ｎが大きいほど車両１００が大きく横滑りしていることを示すことになる。
　このように、横滑り検知部５３０は、車両１００が横滑りしているか否か、及び、横滑り度合いの指標値である非線形度Ｎを算出して出力する。
　なお、横滑り検知部５３０は、非線形度Ｎの算出処理において、変換係数Ｋ、仮想横加速度Ｇ1 、転舵モータ４１０の実モータトルクＭＴ1 に、摩擦成分トルクＦＴを付加し、数式４にしたがって非線形度Ｎを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　ここで、横滑り検知部５３０は、摩擦成分トルクＦＴを、車速Ｖが高いほど大きな値に設定する。
　横滑り時反力トルク演算部５４０は、車両１００が横滑りしている場合に、反力トルクを、基本反力トルクＲＴｂに対して減少もしくは増加させる介入制御を、横滑り検知部５３０が求めた非線形度Ｎに基づき実施する。
　図３は、横滑り時反力トルク演算部５４０の機能ブロック図である。
　横滑り時反力トルク演算部５４０は、介入閾値設定部５４１、有効非線形度演算部５４２、補正ゲイン設定部５４３、反力トルク補正部５４４を備える。
　有効非線形度演算部５４２は、横滑り検知部５３０が求めた非線形度Ｎから介入閾値ＮＴＨを減算して、有効非線形度ＮＥ（有効非線形度ＮＥ＝非線形度Ｎ－介入閾値ＮＴＨ）を求める。
　介入閾値ＮＴＨは、反力トルクを基本反力トルクＲＴｂに対して減少もしくは増加させる介入制御を実施するか否かを切り分けるための閾値である。
　介入閾値設定部５４１は、介入閾値ＮＴＨを、車両１００が走行する路面の摩擦係数μに応じて可変設定する。
　図４は、介入閾値設定部５４１が、摩擦係数μから介入閾値ＮＴＨを求めるのに用いるマップを示す。
　介入閾値ＮＴＨは、摩擦係数μが高いほど大きな値に設定される。
　つまり、介入閾値設定部５４１は、摩擦係数μが高くなるほど、反力トルクの介入制御を実施する非線形度Ｎをより大きくする。
　介入閾値設定部５４１は、摩擦係数μに応じた介入閾値ＮＴＨの可変設定により、乾燥したアスファルト路面などの摩擦係数μが高い路面を走行しているときに、非線形度Ｎの誤検出によって介入制御を誤って実施されることを抑止する。
　制御装置５００は、非線形度Ｎが極小値になったときに横加速度センサ６３０が検出した横加速度を、摩擦係数μを示す物理量とすることができる。
　制御装置５００は、非線形度Ｎに基づき摩擦係数μを推定する場合、非線形度Ｎに基づき、横滑りの検知及び路面の摩擦係数μの推定を行なえることになる。
　但し、非線形度Ｎ、実横加速度に基づき摩擦係数μを推定する構成に限定されず、制御装置５００は、車両１００の駆動力と加速度との相関から、走行路面の摩擦係数μを求めることができる。
　更に、制御装置５００は、車両１００の外部との無線通信によって、走行路面の摩擦係数μの情報を取得することができる。
　補正ゲイン設定部５４３は、有効非線形度ＮＥに基づき、基本反力トルクＲＴｂの補正に用いる補正ゲインＣＣを求める。
　図５は、補正ゲイン設定部５４３が、有効非線形度ＮＥから、基本反力トルクＲＴｂの減少補正用の補正ゲインＣＣＤ（ＣＣＤ＜1.0）を求めるときに参照する変換テーブルを示す。
　補正ゲインＣＣＤは、車両１００の横滑りによって有効非線形度ＮＥが大きくなるほど、小さい値に設定される。換言すれば、仮想モータトルクＭＴ0 と実モータトルクＭＴ1 との差が大きいときほど、基本反力トルクＲＴｂからの反力トルクの減少量が大きく設定される。
　有効非線形度ＮＥの変化は、ゼロから徐々に大きくなるため、反力トルクが急変することを抑止するために、有効非線形度ＮＥの増大変化に対して補正ゲインＣＣＤを徐々に小さくする特性とすることが好ましい。
　反力トルク補正部５４４は、基本反力トルクＲＴｂに補正ゲインＣＣＤを乗算して、横滑り時反力トルクとしての反力トルクＲＴ（反力トルクＲＴ＝基本反力トルクＲＴｂ×補正ゲインＣＣＤ）を求める。
　つまり、横滑り時反力トルク演算部５４０は、有効非線形度ＮＥ（換言すれば、仮想モータトルクと実モータトルクとの差）が大きく、車両１００が大きく横滑りしていると推定されるときほど、基本反力トルクＲＴｂからより大きく減少させた横滑り時反力トルクの情報を出力する。
　このように、横滑り時反力トルク演算部５４０は、車両１００が横滑りしたときに反力トルクを基本反力トルクＲＴｂから減少させることで、ステアリングホイール３１０と前輪１０１，１０２とが機械的に連結されたコンベンショナルな操舵装置での反力トルクを模擬でき、車両１００の横滑り状態を、ステアリングホイール３１０を介して適切に運転者に伝達できる。
　また、横滑り検知部５３０は、横滑り度合いを示す非線形度Ｎを、横加速度センサ６３０の検出信号を用いずに、仮想横加速度Ｇ1 と、実モータトルクＭＴ1とから演算するので、横滑りの発生に対して応答良く反力トルクを変化させることができる。
　つまり、横滑り検知部５３０は、横滑りの発生による実横加速度の増大に基づき横滑りの発生を検知するのではなく、横滑りしていない状態からのセルフアライニングトルクの低下という横加速度の増大に繋がる条件の成立に基づき、横滑りの発生（換言すれば、実横加速度が増大する予兆）を検知するので、反力トルクを応答良く変化させることができる。
　また、横加速度センサ６３０が検出する実横加速度の情報は、摩擦係数μが低い路面での横滑り状態では誤差に埋もれるほどに小さくなる場合がある。
　このため、横加速度センサ６３０による実横加速度の検出値に基づき横滑りを検知する場合、摩擦係数μが低い路面での横滑りを検知できない可能性がある。
　これに対し、非線形度Ｎを、仮想横加速度Ｇ1 と実モータトルクＭＴ1とから演算する場合、横滑りに対するゲインを大きくでき、横滑り検知部５３０は、摩擦係数μが低い路面であっても横滑りの発生を検知できる。
　なお、横滑り時反力トルク演算部５４０は、横滑りが発生したときに、反力トルクを基本反力トルクＲＴｂから減少させる代わりに、増加させることができる。
　反力トルクを基本反力トルクＲＴｂから増加させる場合、横滑り時反力トルク演算部５４０は、有効非線形度ＮＥから、基本反力トルクＲＴｂの増加補正用の補正ゲインＣＣＩ（ＣＣＩ＞1.0）を求め、基本反力トルクＲＴｂに補正ゲインＣＣＩを乗算して、横滑り時反力トルクとしての反力トルクＲＴ（反力トルクＲＴ＝基本反力トルクＲＴｂ×補正ゲインＣＣＩ）を求める。
　図６は、横滑り時反力トルク演算部５４０が、有効非線形度ＮＥから増加補正用の補正ゲインＣＣＩを求めるときに参照する変換テーブルを示す。
　補正ゲインＣＣＩは、有効非線形度ＮＥが大きくなるほど大きな値に設定される。
　つまり、横滑り時反力トルク演算部５４０は、有効非線形度ＮＥ（換言すれば、仮想モータトルクと実モータトルクとの差）が大きく、車両１００が大きく横滑りしていると推定されるときほど、基本反力トルクＲＴｂをより大きく増加させた横滑り時反力トルクの情報を出力する。
　このように、横滑り時反力トルク演算部５４０は、車両１００が横滑りしたときに反力トルクを基本反力トルクＲＴｂから増加させることで、横滑り状態に慣れていない運転者が、過剰な操舵操作を実施すること、換言すれば、ステアリングホイール３１０を切りすぎることを抑止できる。
　ここで、係数更新部５６０の作用機能を説明する。
　係数更新部５６０が更新する変換係数Ｋは、数式１に示したように、車両１００が横滑りしていない状態での横加速度センサ６３０が検出する実横加速度Ｇ0 と転舵モータ４１０のモータトルクＭＴ0 との関係式における比例定数である。
　係る変換係数Ｋは、車両１００のタイヤの交換やタイヤの擦り減りによるグリップ性能の変化などによって適正値が変化する。
　そこで、係数更新部５６０は、車両１００が横滑りしていない状態のときの横加速度センサ６３０が検出した実横加速度Ｇと転舵モータ４１０のモータトルクＭＴとを取得し、係る取得データを数式１に代入して、変換係数Ｋを更新する。
　なお、係数更新部５６０は、横加速度センサ６３０が検出した実横加速度Ｇと転舵モータ４１０のモータトルクＭＴとに基づきあらたに求めた変換係数Ｋと、それまでに非線形度Ｎの演算に用いていた変換係数Ｋとの加重平均値を、非線形度Ｎの演算に用いる変換係数Ｋとして更新設定することができる。
　また、係数更新部５６０は、横加速度センサ６３０が検出した実横加速度Ｇと転舵モータ４１０のモータトルクＭＴとに基づき変換係数Ｋを複数回にわたって算出し、複数の変換係数Ｋのデータについて平均化処理を実施し、平均化処理で得た変換係数Ｋを非線形度Ｎの演算に用いる変換係数Ｋとして更新設定することができる。
　また、変換係数Ｋの適正値は、車両１００の１トリップ中に大きく変化する可能性は低い。
　そこで、係数更新部５６０は、車両１００が横滑りしていない状態で変換係数Ｋの更新を繰り返し実施する必要はない。
　たとえば、係数更新部５６０は、車両１００の１トリップ毎に変換係数Ｋの更新処理を１回乃至設定複数回だけ実施したり、所定時間毎或いは所定距離だけ走行する毎に変換係数Ｋの更新処理を実施したりすることができる。
　図７は、制御装置５００による反力トルク制御の手順（換言すれば、横滑り検知部５３０及び横滑り時反力トルク演算部５４０の機能）を示すフローチャートである。
　制御装置５００は、ステップＳ７０１で、ステアリングホイール３１０の操舵角θなどから基本反力トルクＲＴｂを演算する。
　また、制御装置５００は、ステップＳ７０２で、仮想横加速度Ｇ1（換言すれば、規範横加速度）を、操舵角θ（又は転舵角δ）、車速Ｖに基づき算出する（数式３参照）。
　次いで、制御装置５００は、ステップＳ７０３で、仮想横加速度Ｇ1 、変換係数Ｋ、転舵モータ４１０の実モータトルクＭＴ1 に基づき、横滑り度合いの指標値である非線形度Ｎを算出する（数式２参照）。
　また、制御装置５００は、ステップＳ７０４で、車両１００が走行する路面の摩擦係数μに基づき、反力トルクの補正制御の実施、停止を切り分けるための介入閾値ＮＴＨを算出する（図４参照）。
　次いで、制御装置５００は、ステップＳ７０５で、非線形度Ｎから介入閾値ＮＴＨを減算して、有効非線形度ＮＥ（ＮＥ＝Ｎ－ＮＴＨ）を算出する。
　そして、制御装置５００は、ステップＳ７０６で、有効非線形度ＮＥがゼロ以上であるか否かを判断することで、反力トルクを基本反力トルクＲＴｂから減少又は増加させる介入制御を実施するか否かを判別する。
　ここで、制御装置５００は、有効非線形度ＮＥがゼロ以上であるとき、車両１００が横滑りしていて、係る横滑り状態を、ステアリングホイール３１０を介して運転者に伝達するための反力トルクの補正制御（換言すれば、介入制御）が必要であると判断する。
　つまり、制御装置５００は、有効非線形度ＮＥがゼロ以上であるとき、ステップＳ７０６からステップＳ７０７に進み、基本反力トルクＲＴｂの補正に用いる補正ゲインＣＣを有効非線形度ＮＥに基づき算出する（図５、図６参照）。
　そして、制御装置５００は、次のステップＳ７０８で、基本反力トルクＲＴｂに補正ゲインＣＣを乗算して目標反力トルクＲＴを求め（ＲＴ＝ＲＴｂ×ＣＣ）、反力発生装置３００が目標反力トルクＲＴ（ＲＴ＜ＲＴｂ、又は、ＲＴ＞ＲＴｂ）を発生するように、反力発生装置３００に制御信号を出力する。
　一方、制御装置５００は、有効非線形度ＮＥがマイナスであるとき、車両１００は横滑りしておらず、ステアリングホイール３１０を介して運転者に横滑り状態を伝達するための反力トルクの補正制御は不要であると判断する。
　つまり、制御装置５００は、有効非線形度ＮＥがマイナスであるとき、ステップＳ７０６からステップＳ７０９に進み、基本反力トルクＲＴｂをそのまま目標反力トルクＲＴに設定し、反力発生装置３００が目標反力トルクＲＴ（ＲＴ＝ＲＴｂ）を発生するように、反力発生装置３００に制御信号を出力する。
　図８は、制御装置５００による、車両１００の横滑り判定の様子、及び、反力トルクの補正の様子を例示するタイムチャートであって、操舵角θ、仮想横加速度Ｇ1 、実モータトルクＭＴ1 、非線形度Ｎ、反力トルクの補正制御のオンオフ状態、及び、減少補正用の補正ゲインＣＣＤの時間変化を示す。
　図８は、車両１００が圧雪路などの摩擦係数μの小さい路面を走行するときであって、操舵角θが一定速度で増大する状況である。
　ここで、仮想横加速度Ｇ1 は、車両１００が横滑りしないという仮定の下での値であるから、操舵角θの増大に応じて増大する。
　また、実モータトルクＭＴ1 も車両１００が横滑りしていない状態では、操舵角θの増大に伴うセルフアライニングトルクの増大によって、仮想横加速度Ｇ1 と同様に増大変化する。
　そして、実モータトルクＭＴ1 が操舵角θの増大に伴って増加する車両１００が横滑りしていない状態では、仮想横加速度Ｇ1 から推定されるモータトルクＭＴと、実モータトルクＭＴ1 とが近似することで、非線形度Ｎはゼロ付近を維持する。
　非線形度Ｎがゼロ付近を維持する状態では、反力トルクの補正制御はオフ状態に維持され、補正ゲインＣＣＤは、反力トルクの補正を実施しない状態に相当する1.0を維持する。
　一方、車両１００が横滑りし始めると、実モータトルクＭＴ1 が、操舵角θの増大変化に相応する特性では増大変化しなくなる。
　このとき、仮想横加速度Ｇ1 から推定されるモータトルクＭＴよりも実モータトルクＭＴ1 が小さくなることで、非線形度Ｎは増大変化する。
　そして、非線形度Ｎが介入閾値ＮＴＨを超えるようになると、反力トルクの補正制御がオン状態に切り替わり、補正ゲインＣＣＤは、非線形度Ｎ（若しくは有効非線形度ＮＥ）の増大に応じて1.0から漸減され、目標反力トルクＲＴは、基本反力トルクＲＴｂに対して非線形度Ｎ（若しくは有効非線形度ＮＥ）が増大するほど、より大きく減少補正される。
　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
　たとえば、反力トルクを基本反力トルクに対して減少もしくは増大させる補正処理は、補正係数である補正ゲインＣＣの乗算による減少、増加補正に限定されず、非線形度Ｎ（又は有効非線形度ＮＥ）に基づく補正トルクだけ基本反力トルクから減算もしくは加算する処理とすることができる。
　また、制御装置５００は、反力発生装置３００を制御する第１制御装置と、操舵装置４００を制御する第２制御装置を個別に有することができる。
　１００…車両、１０１，１０２…前輪（操舵輪）、２００…ステアバイワイヤシステム、２００Ａ…ステアバイワイヤ、３００…反力発生装置、３１０…ステアリングホイール、３３０…反力モータ、４００…操舵装置、４１０…転舵モータ、５００…制御装置

Claims (16)

  1. 　車両に取り付けられたステアバイワイヤシステムであって、
    　転舵モータの作動によって操舵輪を操舵可能な操舵装置と、
    　反力モータの作動によってステアリングホイールに反力トルクを付与可能な反力発生装置と、
    　前記操舵装置及び前記反力発生装置の制御装置と、
    　を有し、
    　前記操舵装置と前記反力発生装置が機械的に分離され、
    　前記制御装置は、前記車両が横滑りしているか否かの情報を取得し、
    　前記反力発生装置は、前記車両が横滑りしている場合に、前記ステアリングホイールの操舵角から求められる基本反力トルクに対して、前記操舵角と前記車両の車速と前記転舵モータのモータトルクとに応じて減少もしくは増加させた、横滑り時反力トルクを前記反力トルクとして出力する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  2. 　請求項１記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記制御装置は、前記横滑り時反力トルクを、前記基本反力トルクに対して、前記操舵角と前記車両の車速から求められる仮想横加速度とに応じて減少させた前記反力トルクとして前記反力発生装置から出力させる、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  3. 　請求項２記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから減少させた前記横滑り時反力トルクを前記反力発生装置から出力させる、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  4. 　請求項３記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記制御装置は、前記車両が横滑りしているか否かを検知する横滑り検知部を有し、
    　前記横滑り検知部は、
    　前記仮想モータトルクと前記実モータトルクとの差が閾値よりも大きい場合に、前記車両が横滑りしていると検知する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  5. 　請求項４記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記横滑り検知部は、
    　前記閾値を、前記車両が走行する路面の摩擦係数に応じて変化させる、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  6. 　請求項３記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記車両の実横加速度を検出する横加速度センサを有し、
    　前記制御装置は、
    　前記仮想横加速度から前記仮想モータトルクを求めるための変換係数を、前記車両が横滑りしていない状態での前記転舵モータの実モータトルクと前記横加速度センサが検出する前記実横加速度に基づいて求める、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  7. 　請求項３記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差と、前記反力トルクの減少量と、の関係を示す変換テーブルを有し、
    　前記変換テーブルを参照して前記基本反力トルクから減少させる量を求めて前記横滑り時反力トルクを前記反力発生装置から出力させる、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  8. 　請求項２記載のステアバイワイヤシステムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから増加させた前記横滑り時反力トルクを演算する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤシステム。
  9. 　転舵モータの作動によって操舵輪を操舵可能な操舵装置と、反力モータの作動によってステアリングホイールに反力トルクを付与可能な反力発生装置と、を有し、前記操舵装置と前記反力発生装置が機械的に分離されたステアバイワイヤを、制御するためのステアバイワイヤの制御装置であって、
    　車両が横滑りしているか否かの情報を取得し、
    　前記車両が横滑りしている場合に、前記ステアリングホイールの操舵角から求められる基本反力トルクから、前記操舵角と前記車両の車速と前記転舵モータのモータトルクに応じて減少もしくは増加させた横滑り時反力トルクを演算する横滑り時反力トルク演算部と、
    　前記横滑り時反力トルク演算部で演算した前記横滑り時反力トルクに応じた信号を前記反力発生装置に出力する信号出力部と、
    　を有することを特徴とするステアバイワイヤの制御装置。
  10. 　請求項９記載のステアバイワイヤの制御装置であって、
    　前記横滑り時反力トルク演算部は、
    　前記基本反力トルクに対して、前記操舵角と前記車両の車速から求められる仮想横加速度に応じて減少させて前記横滑り時反力トルクを演算する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御装置。
  11. 　請求項１０記載のステアバイワイヤの制御装置であって、
    　前記横滑り時反力トルク演算部は、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから減少させて前記横滑り時反力トルクを演算する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御装置。
  12. 　請求項１０記載のステアバイワイヤの制御装置であって、
    　前記横滑り時反力トルク演算部は、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから増加させて前記横滑り時反力トルクを演算する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御装置。
  13. 　転舵モータの作動によって操舵輪を操舵可能な操舵装置と、反力モータの作動によってステアリングホイールに反力トルクを付与可能な反力発生装置と、を有し、
    　前記操舵装置と前記反力発生装置が機械的に分離されたステアバイワイヤを制御するためのステアバイワイヤの制御方法であって、
    　車両が横滑りしている場合に、前記ステアリングホイールの操舵角から求められる基本反力トルクから、前記操舵角と前記車両の車速と前記転舵モータのモータトルクに応じて減少もしくは増加させた横滑り時反力トルクを求め、
    　前記反力発生装置が前記横滑り時反力トルクを発生するように、前記反力発生装置を制御する、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御方法。
  14. 　請求項１３記載のステアバイワイヤの制御方法であって、
    　前記基本反力トルクに対して、前記操舵角と前記車両の車速から求められる仮想横加速度とに応じて減少させて前記横滑り時反力トルクを求める、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御方法。
  15. 　請求項１４記載のステアバイワイヤの制御装置であって、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから減少させて前記横滑り時反力トルクを求める、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御方法。
  16. 　請求項１４記載のステアバイワイヤの制御方法であって、
    　前記車両が横滑りしていないときの前記転舵モータのモータトルクである仮想モータトルクを前記仮想横加速度に基づいて求め、
    　前記仮想モータトルクと前記転舵モータの実モータトルクとの差が大きいほど前記基本反力トルクから増加させて前記横滑り時反力トルクを求める、
    　ことを特徴とするステアバイワイヤの制御方法。
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