WO2024095562A1 - 車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステム - Google Patents

Abstract

本発明に係る車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステムは、その一態様において、車輪に可動部材を介して操舵トルクを付与するモータを備えた車両において、運転者の操舵操作情報から求めた車両の規範走行状態と、車両の実際の走行状態とを比較して第１偏差を出力し、車両の走行速度と車輪の操舵角とから求めた前記可動部材に生じる規範軸力と、前記モータの電流値から求めた前記可動部材に生じる推定軸力とを比較して第２偏差を出力し、前記第１偏差と前記第２偏差とを比較することにより、車両の挙動を推定する。これにより、車両挙動の検知精度を向上させることができる。

Description

車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステム

　本発明は、車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステムに関する。

　特許文献１の車両の旋回挙動制御装置は、操舵角と車速とに基づいて目標ヨーレイトを演算し、ヨーレイトセンサから入力した実ヨーレイトが目標ヨーレイトより低い場合にはアンダーステア状態であると判定し、実ヨーレイトが目標ヨーレイトより高い場合にはオーバーステア状態であると判定する。

特開２０１１－０９３４８９号公報

　ところで、車両挙動であるアンダーステア又はオーバーステアを、車輪の操舵角や車速などから求められる規範ヨーレイトと、実際に車両に発生しているヨーレイトとの偏差であるヨーレイト偏差に基づいて検知する場合、車両が走行している路面の凹凸などの外乱によってもヨーレイト偏差が発生する。
　このため、ヨーレイト偏差に基づく車両挙動の検知では、外乱によって検知精度が低下するという課題があった。

　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、車両挙動の検知精度を向上させることができる、車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステムを提供することにある。

　本発明に係る発明に係る車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステムは、その一態様において、車両の運転者の操舵操作情報から前記車両の規範走行状態を求め、前記規範走行状態と、前記車両に実際に発生する走行状態とを比較して第１偏差を出力し、前記車両の走行速度に関する第１物理量と、前記車輪の操舵角に関する第２物理量とから前記可動部材に生じる規範軸力を求め、前記モータの電流値に関する第３物理量から前記可動部材に生じる推定軸力を求め、前記規範軸力と前記推定軸力とを比較して第２偏差を出力し、前記第１偏差と前記第２偏差とを比較することにより、前記車両の挙動を推定する。

　本発明によれば、車両挙動の検知精度を向上させることができる。

ステアバイワイヤ式のステアリングシステムを備えた車両の概略図である。 車両挙動を推定する手順を示す機能ブロック図である。 路面の凹凸領域でのヨーレイト偏差及び軸力偏差の変化を例示するタイムチャートである。

　以下、本発明に係る車両挙動推定方法、車両挙動検出装置、及び、ステアリングシステムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、ステアバイワイヤ式のステアリングシステム２００を搭載した車両１００の一態様を示す概略図である。
　車両１００は、左右一対の前輪１０１，１０２、及び、左右一対の後輪１０３，１０４を備えた、４輪自動車である。

　ステアリングシステム２００は、車両１００の運転者の操舵操作がステアリングホイール３１０を介して入力される操舵操作入力装置３００と、車両１００の車輪（詳細にはｍ、前輪１０１，１０２）に操舵トルクを付与する操舵モータ４１０を備える操舵装置４００と、操舵制御装置５００とを有する。
　ここで、操舵操作入力装置３００と操舵装置４００とは機械的に分離されている。

　操舵操作入力装置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、操作角センサ３４０を有する。
　ステアリングホイール３１０は、車両１００の運転者が操作する操舵操作入力部材である。

　反力モータ３３０は、ステアリングホイール３１０に操舵反力トルクを疑似的に付与するためのアクチュエータである。
　操作角センサ３４０は、ステアリングホイール３１０の操作角θ［deg］を検出するセンサである。

　操舵装置４００は、操舵機構４２０を備える。
　操舵機構４２０は、ラックアンドピニオン方式によって操舵モータ４１０の回転運動をラックバー４２１の直線運動に変換することで、前輪１０１，１０２の操舵角を変化させる。

　つまり、操舵モータ４１０は、可動部材であるラックバー４２１を介して前輪１０１，１０２に操舵トルクを付与する。
　また、操舵装置４００は、前輪１０１，１０２の操舵角に相関するラックバー４２１のストローク量であるラックストロークＲＳ［mm］を検出するラックストロークセンサ４３０、操舵モータ４１０の回転角θｍ［deg］を検出するモータ回転角センサ４４０、操舵モータ４１０の電流値Ｃｍ［Arms］を検出するモータ電流センサ４５０を備える。

　操舵制御装置５００は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）５１０を備えた電子制御装置であって、ステアリングシステム２００が備えるアクチュエータである反力モータ３３０及び操舵モータ４１０を制御することで、ステアリングシステム２００の動作を制御する。
　なお、ＭＣＵ５１０は、マイクロコンピュータ、プロセッサ、処理装置、演算装置などと言い換えることができる。

　ＭＣＵ５１０は、外部から取得した各種信号を演算処理することで、反力モータ３３０の制御信号及び操舵モータ４１０の制御信号を求め、求めた制御信号を出力する。
　ここで、操舵制御装置５００は、反力モータ３３０及び操舵モータ４１０への通電を制御するためのプリドライバやインバータなどを備えることができる。
　また、操舵制御装置５００とは別に、プリドライバやインバータなどを含む駆動回路を備えたシステムとすることができる。

　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ＷＳ１－ＷＳ４を検出する車輪速センサ６２１－６２４、車両１００の前後方向の加速度Ｇを検出する前後加速度センサ６３０、車両１００に発生するヨーレイトγ［deg/s］を検出するヨーレイトセンサ６４０を備える。
　そして、操舵制御装置５００のＭＣＵ５１０は、操作角センサ３４０、ラックストロークセンサ４３０、モータ回転角センサ４４０、モータ電流センサ４５０、車輪速センサ６２１－６２４、前後加速度センサ６３０、及び、ヨーレイトセンサ６４０の出力信号を取得する。

　ここで、操舵制御装置５００のＭＣＵ５１０によるステアリングシステム２００（詳細には、反力モータ３３０及び操舵モータ４１０）の制御内容を概説する。
　ＭＣＵ５１０は、ステアリングホイール３１０の操作角θの情報に基づいて、ラックバー４２１のストローク量の目標値である目標ラックストロークＲＳtg（換言すれば、操舵角の目標値）を算出する。
　そして、ＭＣＵ５１０は、ラックストロークセンサ４３０が検出した実際のラックストロークＲＳと目標ラックストロークＲＳtgとの偏差、つまり、操舵角の制御エラーに基づいて操舵モータ４１０の制御信号を求め、求めた制御信号を操舵モータ４１０の駆動回路に出力する。
　なお、本実施形態では、ラックストロークセンサ４３０を使用して実際のラックストロークＲＳを検出しているが、ラックバー４２１のストローク量は、モータ回転角センサ４４０が検出するモータ回転角θｍから実際のラックストロークＲＳを求めてもよい。
　また、ピニオンギアに設けられ、ピニオン軸の回転角を検出する検出器を用いて、実際のラックストロークＲＳを求めてもよい。

　また、ＭＣＵ５１０は、車輪速ＷＳ１－ＷＳ４から求められた車速ＶＳ［km/h］や、ステアリングホイール３１０の操作角θなどの情報に基づき、反力トルクＴＲの目標値である反力トルク指令値ＴＲtgを算出する。
　なお、ＭＣＵ５１０は、車輪速ＷＳ１－ＷＳ４の信号を車輪速センサ６２１－６２４から取得して車速ＶＳを求めることができ、また、他の車載制御装置が、車輪速ＷＳ１－ＷＳ４の信号に基づき求めた車速ＶＳの情報を、車載ネットワークを介して取得することができる。

　そして、ＭＣＵ５１０は、反力トルク指令値ＴＲtgに基づく制御信号を、反力モータ３３０の駆動回路に出力する。
　このように、ＭＣＵ５１０は、前輪１０１，１０２に付与する操舵トルク、及び、ステアリングホイール３１０に付与する反力トルクを制御することで、ステアリングシステム２００の動作を制御する。

　また、ＭＣＵ５１０は、車両挙動を所定の手順にしたがって推定し、推定した車両挙動を車両１００の運転者に知らせる車両挙動通知を行う機能を有している。
　つまり、ＭＣＵ５１０は、車両挙動推定方法を実行するコントロール部であって、車両挙動検出装置を構成する。

　ここで、車両挙動は、車両１００の旋回挙動であるアンダーステア（U/S）又はオーバーステア（O/S）である。
　ステアバイワイヤ式のステアリングシステム２００では、車両１００がアンダーステア又はオーバーステアになってもステアリングホイール３１０の操舵力が変化しないため、運転者がアンダーステア又はオーバーステアを認識し難い。
　そこで、ＭＣＵ５１０は、車両１００がアンダーステア又はオーバーステアになっているか否かを推定し、車両１００がアンダーステア又はオーバーステアになっていることを運転者に警告することで、運転者に修正操舵などの対処を促す。

　図２は、ＭＣＵ５１０における車両挙動推定の手順を示す機能ブロック図である。
　図２の機能ブロック図は、第１偏差としてのヨーレイト偏差Ｄγ［deg/s］を出力する第１ブロック７００と、第２偏差としての軸力偏差ＤＡＦ［kN］を出力する第２ブロック８００と、第１ブロック７００の出力と第２ブロック８００の出力とを比較して、アンダーステア又はオーバーステアの検知信号を、車両挙動通知をオンオフする制御信号として出力する第３ブロック９００とに大別される。

　ここで、ヨーレイト偏差Ｄγを求める第１ブロック７００は、規範ヨーレイトγnと実ヨーレイトγaとの偏差であるヨーレイト偏差Ｄγを求め、ヨーレイト偏差Ｄγと閾値Ｄγthとを比較することで、車両１００がアンダーステア又はオーバーステアになっているか否かを示す２値信号を出力する。
　一方、軸力偏差ＤＡＦを求める第２ブロック８００は、ラックバー４２１の規範軸力ＡＦn［kN］と推定軸力ＡＦe［kN］との偏差である軸力偏差ＤＡＦ［kN］を求め、軸力偏差ＤＡＦと閾値ＴＨafとを比較することで、ヨーレイト偏差Ｄγに影響を及ぼす外乱が生じているか否かを示す２値信号を出力する。

　なお、ヨーレイト偏差Ｄγに影響を及ぼす外乱とは、たとえば、車両１００が走行している路面の状態であり、詳細には、路面の凹凸である。
　そして、第３ブロック９００は、第１ブロック７００が出力する２値信号と、第２ブロック８００が出力する２値信号とを論理演算することで、アンダーステア又はオーバーステアが発生しているか否かを示す２値信号を出力する。

　第１ブロック７００におけるヨーレイト偏差Ｄγに基づくアンダーステア又はオーバーステアの検知は、路面の凹凸などの外乱によってヨーレイト偏差Ｄγが発生することで、誤検知が生じる可能性がある。
　そこで、第３ブロック９００は、第１ブロック７００におけるアンダーステア又はオーバーステアの検知結果と、第２ブロック８００における外乱の検知結果とを比較して、最終的なアンダーステア又はオーバーステアの検知を行うことで、外乱に因る誤検知を抑止する。

　以下では、第１ブロック７００、第２ブロック８００、第３ブロック９００それぞれの詳細な構成を説明する。
　第１ブロック７００は、第１係数設定部７０１、規範ヨーレイト設定部７０２、位相制御部７０３、第２係数設定部７０４、第３係数設定部７０５、第１乗算部７０６、第２乗算部７０７、偏差演算部７０８、及び、比較部７０９を有する。

　第１係数設定部７０１は、車速ＶＳの信号を取得し、操舵に対する車両挙動の応答遅れの特性値である時間係数Ｔｆを車速ＶＳに基づいて設定する。
　規範ヨーレイト設定部７０２は、車速ＶＳの信号、及び、操舵操作情報としての目標ラックストロークＲＳtg（換言すれば、目標操舵角）の信号を取得し、これらに基づいて規範ヨーレイトγnの基本値である基本規範ヨーレイトγnbを求める。

　換言すれば、規範ヨーレイト設定部７０２は、操舵操作情報と、車両１００の走行速度に関する第１物理量とから、車両１００の規範走行状態としての基本規範ヨーレイトγnbを求める。
　なお、規範ヨーレイト設定部７０２は、車速ＶＳ、及び、操舵操作情報としてのステアリングホイール３１０の操作角θに基づいて、基本規範ヨーレイトγnbを求めることができる。

　位相制御部７０３は、第１係数設定部７０１が設定した時間係数Ｔｆの信号、及び、規範ヨーレイト設定部７０２が求めた基本規範ヨーレイトγnbの信号を取得し、基本規範ヨーレイトγnbの位相を時間係数Ｔｆに応じて遅らせる。
　第２係数設定部７０４は、前後加速度センサ６３０が検出した車両１００の前後加速度［m/s²］の信号を取得し、車両１００が減速するときのヨーレイトγの変化特性に応じた変化係数ＤＣを設定する。

　また、第３係数設定部７０５は、前後加速度センサ６３０が検出した車両１００の前後加速度［m/s2］の信号を取得し、車両１００が加速するときのヨーレイトγの変化特性に応じた変化係数ＡＣを設定する。
　そして、第１乗算部７０６は、位相制御部７０３が出力する位相制御後の基本規範ヨーレイトγnbの信号、及び、第２係数設定部７０４が設定した減速時の変化係数ＤＣを取得し、基本規範ヨーレイトγnbに減速時の変化係数ＤＣを乗算し、乗算結果を減速時補正後の基本規範ヨーレイトγnbとして出力する。

　さらに、第２乗算部７０７は、第１乗算部７０６が出力する減速時補正後の基本規範ヨーレイトγnbの信号、及び、第３係数設定部７０５が設定した加速時の変化係数ＡＣを取得し、減速時補正後の基本規範ヨーレイトγnbに加速時の変化係数ＡＣを乗算し、乗算結果を規範ヨーレイトγnとして出力する。
　偏差演算部７０８は、第２乗算部７０７が出力する規範ヨーレイトγnの信号、及び、ヨーレイトセンサ６４０が検出した実際のヨーレイトγacの信号を取得し、規範ヨーレイトγnから実際のヨーレイトγacを減算した結果を、ヨーレイト偏差Ｄγ（Ｄγ＝γn－γac）の信号として出力する。

　ここで、規範ヨーレイトγnは、操舵操作情報に基づき求められた規範走行状態であり、ヨーレイトセンサ６４０が検出する実際のヨーレイトγacは車両１００に実際に発生する走行状態である。
　したがって、偏差演算部７０８は、規範走行状態と実際の走行状態とを比較して、第１偏差を出力する機能部である。

　比較部７０９は、偏差演算部７０８が求めたヨーレイト偏差Ｄγの信号、及び、閾値Ｄγthの信号を取得し、ヨーレイト偏差Ｄγと閾値Ｄγthとを比較することで、アンダーステア又はオーバーステアの状態であるか否かを示す２値信号を出力する。
　ここで、比較部７０９の出力信号が１（High）である状態は、アンダーステア又はオーバーステアを検知したことを示す。
　一方、比較部７０９の出力信号が０（Low）である状態は、アンダーステア又はオーバーステアを検知していないこと、換言すれば、規範ヨーレイトγnと実ヨーレイトγacとが近似するナチュラルステアの状態であることを示す。

　ヨーレイト偏差Ｄγはプラス又はマイナスの値として算出され、閾値Ｄγthも、プラスの第１閾値Ｄγth1とマイナスの第２閾値Ｄγth2とが設定される。
　そして、比較部７０９は、ヨーレイト偏差Ｄγが第１閾値Ｄγth1と第２閾値Ｄγth2とで挟まれる領域内である場合（Ｄγth1≧Ｄγ≧Ｄγth2）に出力信号を０（Low）に設定する。

　また、比較部７０９は、ヨーレイト偏差Ｄγが第１閾値Ｄγth1よりも大きい場合（Ｄγth1＜Ｄγ）に出力信号を１（High）に設定し、ヨーレイト偏差Ｄγが第２閾値Ｄγth2よりも小さい場合（Ｄγth2＞Ｄγ）にも出力信号を１（High）に設定する。
　換言すれば、比較部７０９は、ヨーレイト偏差Ｄγの絶対値がプラスの閾値よりも大きいときに、出力信号を１（High）に設定する。

　図３の上段は、ヨーレイト偏差Ｄγと、閾値Ｄγth1，Ｄγth2との相関を例示する。
　図３のヨーレイト偏差Ｄγは、路面の凹凸に影響されて周期的に変動している状態であって、ヨーレイト偏差Ｄγが第１閾値Ｄγth1よりも大きい状態と、ヨーレイト偏差Ｄγが第１閾値Ｄγth1と第２閾値Ｄγth2とで挟まれる領域内である状態と、ヨーレイト偏差Ｄγが第２閾値Ｄγth2よりも小さい状態とを周期的に繰り返す。
　このとき、比較部７０９の出力信号は、１（High）と０（Low）とに交互に切り替わることになる。

　以上のように、第１ブロック７００は、操舵操作情報としてのラックストロークと車速とから求めた規範ヨーレイトγnと、車両１００に実際に発生するヨーレイトとを比較してヨーレイト偏差Ｄγを求め、ヨーレイト偏差Ｄγに基づいて車両１００がアンダーステア又はオーバーステアであるか否かを判定する。
　一方、第２ブロック８００は、規範軸力算出ブロック８１０、推定軸力算出ブロック８２０、偏差演算部８３０、及び、比較部８４０を有する。

　規範軸力算出ブロック８１０は、基本規範軸力設定部８１１、ラックストローク速度演算部８１２、規範軸力切片演算部８１３、加算部８１４を有する。
　基本規範軸力設定部８１１は、ラックストロークＲＳの信号、及び、車速ＶＳの信号を取得し、これらに基づき、ラックバー４２１に生じる規範軸力ＡＦnの基本値である基本規範軸力ＡＦnbを求める。

　ラックストローク速度演算部８１２は、ラックストロークＲＳの信号を微分して、単位時間当たりのラックストロークの変化量であるラックストローク速度ΔＲＳ［mm/s］を求める。

　規範軸力切片演算部８１３は、ラックストローク速度ΔＲＳの信号、及び、車速ＶＳの信号を取得し、基本規範軸力ＡＦnbを補正するための補正値としての切片ΔＡＦを求める。
　そして、加算部８１４は、基本規範軸力ＡＦnbの信号、及び、切片ΔＡＦの信号を取得し、基本規範軸力ＡＦnbに切片ΔＡＦを加算して最終的な規範軸力ＡＦn（ＡＦn＝ＡＦnb＋ΔＡＦ）として出力する。
　このように、規範軸力算出ブロック８１０は、車両１００の走行速度に関する第１物理量と、前輪１０１，１０２の操舵角に関する第２物理量とから、ラックバー４２１に生じる規範軸力ＡＦnを求める。

　推定軸力算出ブロック８２０は、フリクション補償部８２１、フリクション補償減算部８２２、軸力変換部８２３、モータイナーシャ補償部８２４、推定軸力補正部８２５を有する。
　フリクション補償部８２１は、操舵モータ４１０のモータ回転速度ＭＲＳ［rpm］の信号を取得し、モータ回転速度ＭＲＳに基づきメカフリクション分の電流値ＣＭＦ［Arms］を求める。
　なお、モータ回転速度ＭＲＳは、モータ回転角センサ４４０が検出する操舵モータ４１０の回転角θｍ［deg］に基づき求められる。

　フリクション補償減算部８２２は、モータ電流センサ４５０が検出したモータ電流値Ｃｍの信号、及び、フリクション補償部８２１が求めたメカフリクション分の電流値ＣＭＦの信号を取得し、モータ電流値Ｃｍからメカフリクション分の電流値ＣＭＦを減算し、メカフリクション分が補正されたモータ電流値Ｃｍとして出力する。
　軸力変換部８２３は、フリクション補償減算部８２２が出力するモータ電流値Ｃｍの信号を取得し、取得したモータ電流値Ｃｍに基づいて、ラックバー４２１に生じると推定される基本推定軸力ＡＦebを求める。
　なお、モータ電流値Ｃｍから基本推定軸力ＡＦebを求める変換特性は、操舵モータ４１０の定格トルク、定格電流、減速比、さらに、操舵装置４００における比ストローク（ラックゲイン）などから決定される。

　モータイナーシャ補償部８２４は、操舵モータ４１０のモータ回転速度ＭＲＳの信号を取得し、モータ回転速度ＭＲＳに基づいて操舵モータ４１０のイナーシャ（慣性モーメント）分の軸力ＡＦＪ［kN］を求める。
　推定軸力補正部８２５は、軸力変換部８２３で求められた基本推定軸力ＡＦebの信号、及び、モータイナーシャ補償部８２４で求められたイナーシャ分の軸力ＡＦＪを取得し、基本推定軸力ＡＦebからイナーシャ分の軸力ＡＦＪを減算して、最終的な推定軸力ＡＦe（ＡＦe＝ＡＦeb－ＡＦＪ）を出力する。
　上記のように、推定軸力算出ブロック８２０は、推定軸力ＡＦeを、操舵モータ４１０のモータ電流値Ｃｍに関する第３物理量と、操舵モータ４１０のモータ回転速度ＭＲＳに関する第４物理量とから求める。

　そして、偏差演算部８３０は、加算部８１４が出力する規範軸力ＡＦnの信号、及び、推定軸力補正部８２５が出力する推定軸力ＡＦeの信号を取得し、規範軸力ＡＦnから推定軸力ＡＦeを減算した結果を、軸力偏差ＤＡＦ（ＤＡＦ＝ＡＦn－ＡＦe）の信号として出力する。
　比較部８４０は、偏差演算部８３０が求めた軸力偏差ＤＡＦの信号、及び、閾値ＴＨafの信号を取得し、軸力偏差ＤＡＦと閾値ＴＨafとの比較に基づいて、路面の凹凸などの外乱の有無を示す２値信号を出力する。
　つまり、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦに所定閾値を設け、軸力偏差ＤＡＦと所定閾値とを比較することで、路面の凹凸などの外乱の有無を切り分ける。

　図３は、車両１００が凹凸のある路面を走行しているときのヨーレイト偏差Ｄγ及び軸力偏差ＤＡＦの変動を示す。
　軸力偏差ＤＡＦは路面の凹凸に影響されて周期的に変動し、ヨーレイト偏差Ｄγも路面の凹凸に影響されて周期的に変動する。
　詳細には、路面の凸凹があると、車体の上下振動が発生することで、ヨーレイトセンサ６４０が実ヨーレイトγaを誤検知することで、ヨーレイト偏差Ｄγが発生してしまう。

　そして、第１ブロック７００は、ヨーレイト偏差Ｄγが閾値Ｄγth（第１閾値Ｄγth1、第２閾値Ｄγth2）を超えて変動することで、アンダーステア又はオーバーステアを誤検知することになる。
　このため、第２ブロック８００は、外乱に影響されたヨーレイト偏差Ｄγの変化と、アンダーステア又はオーバーステアによるヨーレイト偏差Ｄγの変化とを切り分けるため、軸力偏差ＤＡＦと閾値ＴＨafとの比較に基づいて路面の凹凸などの外乱の有無を判定する。

　ここで、路面の凹凸に影響されて軸力偏差ＤＡＦ及びヨーレイト偏差Ｄγが変動する場合、ヨーレイト偏差Ｄγの変動周波数よりも、軸力偏差ＤＡＦの変動周波数が高くなるという特性がある。
　そこで、比較部８４０は、ヨーレイト偏差Ｄγの変動周波数に基づき、軸力偏差ＤＡＦの変動周波数がヨーレイト偏差Ｄγの変動周波数よりも高いか否かを判定するための周波数閾値THFafを設定する。

　そして、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの周波数が周波数閾値THFafよりも高い場合、換言すれば、軸力偏差ＤＡＦの周波数がヨーレイト偏差Ｄγの周波数よりも高い場合、路面の凹凸によって軸力偏差ＤＡＦが変動していると判断し、出力信号を０（Low）に設定する。
　つまり、比較部８４０の出力信号が０（Low）であることは、外乱としての路面の凹凸を検知されていること、換言すれば、ヨーレイト偏差Ｄγが路面の凹凸に影響されて変動していることを示す。

　一方、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの周波数が周波数閾値THFaf以下である場合、ヨーレイト偏差Ｄγに影響を与えるような路面の凹凸はないと判断して、出力信号を１（High）に設定する。
　つまり、比較部８４０の出力信号が１（High）であることは、外乱としての路面の凹凸を検知されていないこと、換言すれば、ヨーレイト偏差Ｄγが外乱に影響されることなく、車両１００の挙動、つまり、アンダーステア又はオーバーステアによって変動していることを示す。

　なお、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの振幅を判定するための振幅閾値THAafを設定し、軸力偏差ＤＡＦの振幅が振幅閾値THAafを超えているときに出力信号を０（Low）に設定し、軸力偏差ＤＡＦの振幅が振幅閾値THAaf以下であるときに出力信号を１（High）に設定することができる。
　つまり、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの振幅と振幅閾値THAafとの比較によって、外乱としての路面の凹凸の有無を判定することができる。

　さらに、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの振幅と振幅閾値THAafとの比較、及び、軸力偏差ＤＡＦの周波数と周波数閾値THFafとの比較によって、外乱としての路面の凹凸の有無を判定することができる。
　この場合、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの振幅が振幅閾値THAafを超えていて、かつ、軸力偏差ＤＡＦの周波数が周波数閾値THFafよりも高いときに、路面の凹凸によって軸力偏差ＤＡＦが変動していると判断し、出力信号を０（Low）に設定する。

　そして、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦの振幅が振幅閾値THAaf以下であるという条件と、軸力偏差ＤＡＦの周波数が周波数閾値THFaf以下であるという条件とのうちの少なくとも一方が成立するときに、路面の凹凸はないと判断して、出力信号を１（High）に設定する。
　以上のように、比較部８４０（第２ブロック８００）は、軸力偏差ＤＡＦの振幅及び／又は周波数に基づき、外乱としての路面の凹凸の有無を判定する。

　第３ブロック９００は、論理積演算部９１０を有する。
　論理積演算部９１０は、第１ブロック７００の比較部７０９が出力する２値信号と、第２ブロック８００の比較部８４０が出力する２値信号とを入力し、これらの信号の論理積演算を行ない、演算結果としての２値信号を出力する。

　前述したように、比較部７０９は、ヨーレイト偏差Ｄγに基づいてアンダーステア又はオーバーステアを検知している状態で、出力信号を１（High）に設定する。
　一方、比較部８４０は、軸力偏差ＤＡＦと閾値ＴＨafとの比較に基づき、路面の凹凸によって軸力偏差ＤＡＦが変動している（換言すれば、外乱としての路面の凹凸が発生している）と判断すると、出力信号を０（Low）に設定する。
　このとき、論理積演算部９１０の出力信号は０（Low）になる。

　つまり、比較部７０９が、ヨーレイト偏差Ｄγに基づいてアンダーステア又はオーバーステアを検知していても、比較部８４０が、外乱としての路面の凹凸を検知している場合、論理積演算部９１０の出力信号は、アンダーステア又はオーバーステアが検知されていないことを示す０（Low）になる。
　換言すれば、比較部８４０が外乱としての路面の凹凸を検知している場合、ヨーレイト偏差Ｄγが外乱に起因しているとして、アンダーステア又はオーバーステアの検知結果は最終的に無効とされる。

　一方、比較部７０９がヨーレイト偏差Ｄγに基づいてアンダーステア又はオーバーステアが検知していて、比較部７０９の出力信号が１（High）であるときに、比較部８４０が路面の凹凸を検知していなくて、比較部８４０の出力信号が１（High）である場合、論理積演算部９１０の出力信号は１（High）になる。
　つまり、ヨーレイト偏差Ｄγに基づいてアンダーステア又はオーバーステアが検知されていて、かつ、路面の凹凸が検知されていない場合、論理積演算部９１０の出力信号は、アンダーステア又はオーバーステアが検知されていることを示す１（High）になる。

　換言すれば、ＭＣＵ５１０は、外乱としての路面の凹凸を検知していないときに、ヨーレイト偏差Ｄγに基づいてアンダーステア又はオーバーステアの有無を判定する。
　したがって、ＭＣＵ５１０が実行する車両挙動推定方法によれば、路面の凹凸に影響されてヨーレイト偏差Ｄγが発生したときに、アンダーステア又はオーバーステアを誤検知することが抑止され、アンダーステア又はオーバーステアの検知精度が向上する。

　ＭＣＵ５１０は、アンダーステア又はオーバーステアを検知しているか否かを示す論理積演算部９１０の出力信号（換言すれば、アンダーステア／オーバーステアの検知信号）を、警報装置としての警報ランプ６５０にオンオフ制御信号として与える。
　警報ランプ６５０は、論理積演算部９１０の出力信号が１（High）であるときに点灯し、車両１００の運転者にアンダーステア又はオーバーステアの発生を通知する。

　換言すれば、ＭＣＵ５１０は、アンダーステア又はオーバーステアの発生を推定したとき、車両１００が備える警報装置である警報ランプ６５０を作動させる。
　係る警報ランプ６５０の点灯によって、車両１００の運転者は、アンダーステア又はオーバーステアの発生を認知することができ、たとえば、アンダーステア又はオーバーステアに対処する操作を実施できる。
　ここで、ＭＣＵ５１０は、路面の凹凸に影響されてアンダーステア又はオーバーステアの発生を誤検知することを抑止できるから、車両１００の運転者に対して、アンダーステア又はオーバーステアに関する正確な情報を伝えることができる。

　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、比較部７０９は、ヨーレイト偏差Ｄγが第１閾値Ｄγth1を上回っているか否か、さらに、ヨーレイト偏差Ｄγが第２閾値Ｄγth2を下回っているか否かを判断することで、車両挙動をオーバーステアとアンダーステアとに区別して検知することができる。
　そして、比較部８４０が、外乱である路面の凹凸を検知した場合、オーバーステア又はアンダーステアの検知結果を無効とするように構成することができる。

　また、ＭＣＵ５１０は、オーバーステアとアンダーステアとを区別して検知する場合、運転者がオーバーステアとアンダーステアとを区別して認識できるように、警報装置を作動させることができる。
　また、ＭＣＵ５１０は、オーバーステアとアンダーステアとを区別して検知する場合、検知結果を操舵制御に反映させ、オーバーステア又はアンダーステアに対する修正操舵を自動的に実施することができる。

　オーバーステア又はアンダーステアの発生を車両１００の運転者に知らせるための警報装置を、警報ランプ６５０に限定するものではない。たとえば、警報装置として、警報ブザー、液晶表示装置、音声案内装置などを用いることができる。
　また、ステアバイワイヤ式のステアリングシステム２００は、ステアリングホイール３１０と前輪１０１，１０２とをクラッチなどで機械的に結合するバックアップ機構を備えることができる。

　また、ステアバイワイヤ式のステアリングシステム２００は、操舵モータ４１０の制御信号を出力する第１制御装置と、反力モータ３３０の制御信号を出力する第２制御装置を個別に備えることができる。
　係るステアリングシステム２００においては、第１制御装置と第２制御装置とのいずれか一方が、車両挙動検出方法を実行するコントロール部を備え、車両挙動検出装置として機能することができる。
　また、ステアリングシステム２００（換言すれば、反力モータ３３０及び操舵モータ４１０）の制御機能を備えない電子制御装置が、車両挙動検出方法を実行するコントロール部を備え、車両挙動検出装置として機能することができる。

　１００…車両、１０１，１０２…前輪、２００…ステアリングシステム、３００…操舵操作入力装置、３４０…操作角センサ、４００…操舵装置、４１０…操舵モータ、４２１…ラックバー（可動部材）、４３０…ラックストロークセンサ、５００…操舵制御装置（車両挙動検出装置）、５１０…マイクロコンピュータ（コントロール部）

Claims (8)

1. 　車両の車輪に可動部材を介して操舵トルクを付与するモータを備えた前記車両に搭載されたコントロール部が実行する車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記車両の運転者の操舵操作情報から前記車両の規範走行状態を求め、
   　前記規範走行状態と、前記車両に実際に発生する走行状態とを比較して第１偏差を出力し、
   　前記車両の走行速度に関する第１物理量と、前記車輪の操舵角に関する第２物理量とから前記可動部材に生じる規範軸力を求め、
   　前記モータの電流値に関する第３物理量から前記可動部材に生じる推定軸力を求め、
   　前記規範軸力と前記推定軸力とを比較して第２偏差を出力し、
   　前記第１偏差と前記第２偏差とを比較することにより、前記車両の挙動を推定する、
   　車両挙動推定方法。
2. 　請求項１に記載の車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記可動部材に生じる推定軸力を、前記第３物理量と、前記モータの回転速度に関する第４物理量とから求める、
   　車両挙動推定方法。
3. 　請求項１に記載の車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記規範走行状態としての規範ヨーレイトを、前記操舵操作情報と前記第１物理量とから求め、
   　前記規範ヨーレイトと前記車両に実際に発生するヨーレイトとを比較して前記第１偏差を出力する、
   　車両挙動推定方法。
4. 　請求項３に記載の車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記第２偏差に所定閾値を設ける、
   　車両挙動推定方法。
5. 　請求項４に記載の車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記第１偏差に基づいて前記車両がアンダーステア又はオーバーステアであるか否かを判定し、
   　前記第２偏差が前記所定閾値を超えたときは、前記第１偏差が外乱に起因していると判定する、
   　車両挙動推定方法。
6. 　請求項４に記載の車両挙動推定方法であって、
   　前記コントロール部は、
   　前記第２偏差が前記所定閾値を超えないときに、前記第１偏差に基づいて前記車両がアンダーステア又はオーバーステアであるか否かを判定する、
   　車両挙動推定方法。
7. 　請求項１に記載の車両挙動推定方法を実行する前記コントロール部を有した車両挙動検出装置であって、
   　前記コントロール部は、推定した前記車両の挙動に応じて、前記車両が備える警報装置を作動させる、
   　車両挙動検出装置。
8. 　請求項７に記載の車両挙動検出装置と、前記可動部材と、前記モータとを備えた、
   　ステアリングシステム。

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