JP4604840B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

近年、車速やヨーレイト等の車両状態量と車両の運動状態との関係をモデル化した車両モデル（車両運動モデル）に基づいて、車両のステアリング特性（ステア特性）を判定し、そのステア特性に応じて車両のヨーモーメントを制御する操舵制御システムが提案されている。

例えば、特許文献１に記載の車両用操舵装置は、判定されたステア特性がオーバーステアである場合に、運転者がカウンタステアを行っているか否かを判定し（カウンタステア判定）、カウンタステアを行っている場合には、操舵系に付与するアシスト力を強め、カウンタステアを行っていない場合には、そのアシスト力を弱めるように制御する。そして、これにより、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになっている。
特開２００１−１５８３７２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、ステアリングに印加される操舵トルクの方向に基づいて上記カウンタステア判定を行うため、一般に広く用いられる油圧パワーステアリング装置等では、その操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサを新たに付加する必要がある。このため、その構成が複雑になるとともに、製造コストの上昇を招くという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、より容易且つ速やかにカウンタステアを行うことのできる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両モデルに基づいて車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることによりステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する第２の制御手段とを備え、前記第２の制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアである場合には、前記車両のヨーモーメントの方向と逆方向に前記転舵輪の舵角を変化させるべく前記伝達比可変装置を制御し、前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記オーバーステアである場合の前記転舵輪の第２の舵角の制御目標成分の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を要旨とする。

請求項２に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両モデルに基づいて車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、前記車両のスリップ角を検出するスリップ角検出手段を備え、前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記スリップ角の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を要旨とする。

上記各構成によれば、操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサ等を用いることなく、簡素な構成にて、運転者によるカウンタステアの有無を推定することが可能になり、通常の油圧式パワーステアリング装置を採用するものにおいても、運転者によるカウンタステアの有無に応じたアシスト力の制御を行うことができる。その結果、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記オーバーステアの解消後、所定時間を経過するまで前記アシスト力を強めるように前記制御すること、を要旨とする。
上記構成によれば、オーバーステア解消後、そのステア特性が、オーバーステアから再びオーバーステアへと連続的に変化するような場合であっても、その操舵トルクの変動を抑えて良好な操舵フィーリングを確保することができる。そして、アシスト力を強めたままとすることで、運転者による修正舵を容易なものとして、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。

本発明によれば、簡素な構成にて、より容易且つ速やかにカウンタステアを行うことが可能な車両用操舵装置を提供することができる。

以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング（ハンドル）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラック＆ピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラック＆ピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更される。

本実施形態のステアリング装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪６の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御するＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。

詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラック＆ピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、ギヤ比可変アクチュエータ７は、第１シャフト９及び第２シャフト１０を連結する差動機構１１と、該差動機構１１を駆動するモータ１２とを備えている。そして、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラック＆ピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）する。

つまり、図２及び図３に示すように、ギヤ比可変アクチュエータ７は、ステアリング操作に基づく転舵輪６の舵角（ステア転舵角θts）にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角（ＡＣＴ角θta）を上乗せすることにより、操舵角θsに対する転舵輪６の転舵角θtの比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる。そして、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じてギヤ比可変アクチュエータ７の制御を制御し、これにより操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比（ギヤ比）を制御する（ギヤ比可変制御）。

尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsに対する転舵角θtのギヤ比」をオーバーオールギヤ比（操舵角θs／転舵角θt）で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる（転舵角θt大、図２参照）。そして、逆方向のＡＣＴ角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる（転舵角θt小、図３参照）。そして、本実施形態では、ステア転舵角θtsが第１の舵角を構成し、ＡＣＴ角θtaが第２の舵角を構成する。

また、図１に示すように、ステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段としてのパワーステアリング装置１４と、該パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を制御する制御手段としてのＰＰＳＥＣＵ１５とを備えている。尚、本実施形態では、上記ＩＦＳＥＣＵが第２の制御手段を構成する。

詳述すると、本実施形態のパワーステアリング装置１４は、流量制御用ソレノイドバルブ付きの油圧式パワーステアリング装置であり、油圧ポンプ１６から圧送されたフルードは、ステアリングシャフト３の基端部にトーションバー（図示略）と一体に設けられたロータリーバルブ１７を経由し、ラック５に設けられたパワーシリンダ（図示略）へと流入する。そして、流量制御弁であるソレノイドバルブ１８（図４参照）は、そのロータリーバルブ１７とパワーシリンダとの間の油圧経路に設けられている。即ち、パワーステアリング装置１４は、パワーシリンダに流入したフルードの油圧によってそのステアリング操作に応じた方向にラック５を押圧することで操舵系にアシスト力を付与する。そして、ＰＰＳＥＣＵ１５は、ソレノイドバルブ１８に対する電流供給を通じて、その開度、即ちパワーシリンダに流入するフルードの流量制御を行うことにより、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を制御するようになっている（パワーアシスト制御）。

本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びパワーステアリング装置１４を制御するＰＰＳＥＣＵ１５は、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）２３を介して接続されており、該車内ネットワーク２３には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク２３には、操舵角センサ２４、車速センサ２５及びヨーレイトセンサ２６が接続されており、上記各センサにより検出される複数の車両状態量、即ち操舵角θs、転舵角θt、車速Ｖ、及びヨーレイトＲyは、車内ネットワーク２３を介してＩＦＳＥＣＵ８及びＰＰＳＥＣＵ１５に入力される。尚、本実施形態では、転舵角θtは、操舵角θsにラック＆ピニオン機構４のベースギヤ比を乗じた値、即ちステア転舵角θtsにＡＣＴ角θtaを加算することにより求められる。また、ＩＦＳＥＣＵ８及びＰＰＳＥＣＵ１５は、車内ネットワーク２３を介した相互通信により、制御信号の送受信を行う。そして、ＩＦＳＥＣＵ８及びＰＰＳＥＣＵ１５は、車内ネットワーク２３を介して入力された上記各車両状態量及び制御信号に基づいて、上記のギヤ比可変制御及びパワーアシスト制御を統合的に実行する。

次に、本実施形態のステアリング装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図４は、本実施形態のステアリング装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン３３と、モータ制御信号に基づいてモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路３４とを備えている。尚、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ７の駆動源であるモータ１２は、ブラシレスモータであり、駆動回路３４は入力されるモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン３３（４３）が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

マイコン３３は、ＩＦＳ制御演算部３５、ギヤ比可変制御演算部３６、ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７を備え、これら各制御演算部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいてＡＣＴ角θtaの制御目標成分（及び制御信号）を演算する。

詳述すると、ＩＦＳ制御演算部３５には、操舵角θs、転舵角θt、車速Ｖ、及びヨーレイトＲyが入力される。そして、ＩＦＳ制御演算部３５は、これらの車両状態量に基づいて、所謂アクティブステア機能、即ち車両モデルに基づき車両のヨーモーメントを制御するためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分の演算、並びに関連する制御信号の演算を行う。具体的には、ＩＦＳ制御演算部３５は、アクティブステア機能を実現するためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分としてＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算する。そして、制御信号として車両のステア特性を示すＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stの演算を行う（ＩＦＳ制御演算）。

ここで、ヨー方向の車両姿勢は「ステア特性（ステアリング特性）」として表現される。ステア特性とは、運転者がステアリング操作を行ったときに、運転者の想定する車両旋回速度と実際の車両旋回速度との差異についての特性である。そして、想定する車両旋回速度よりも実際の車両旋回速度が大きい場合をオーバーステア（ＯＳ）、小さい場合をアンダーステア（ＵＳ）、その差異がない場合をニュートラルステア（ＮＳ）という。そして、この「運転者の想定する車両旋回速度」は、車両モデルでは目標ヨーレイトに置き換えることができ、車両が定常旋回状態にあり、そのステア特性がニュートラルステアである場合には、その旋回方向を車両進行方向と言い換えることもできる。

本実施形態では、ＩＦＳ制御演算部３５は、ステア特性がアンダーステアである場合に、転舵輪６の切れ角を小さくするための、またステア特性がオーバーステアである場合に、転舵輪６にヨーモーメントの方向と逆方向の舵角（カウンタステア）を与えるためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分としてＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を演算する。

具体的には、図５のフローチャートに示すように、ＩＦＳ制御演算部３５は、先ず、転舵角θt及び車速Ｖに基づいて車両モデル演算を行い、車両のヨーモーメントに関連する車両状態量の目標値としての目標ヨーレイトＲy0を演算する（ステップ１０１）。尚、この車両モデルに基づき転舵角θt及び車速Ｖから目標ヨーレイトＲy0を演算する方法については、例えば、特開２００２−２５４９６４号公報等を参考されたい。

続いて、ＩＦＳ制御演算部３５は、上記ステップ１０１において演算された目標ヨーレイトＲy0、検出されたヨーレイトＲy、並びに操舵角θs及び車速Ｖに基づいて、車両のステア特性、即ち、車両がオーバーステア、アンダーステア、又はニュートラルステアの何れの状態にあるかを演算（判定）する（ステア特性演算、ステップ１０２）。そして、その判定結果を示すアナログ信号としてＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stを出力する。尚、本実施形態では、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stは次式、Ｖal_st＝（Ｌ×Ｒy／Ｖ−θt）×Ｒy、Ｌ：ホイールベース、により求められる。

次に、ＩＦＳ制御演算部３５は、上記ステップ１０１において演算された目標ヨーレイトＲy0に実際のヨーレイトＲyを追従させるべくフィードバック演算を行う。そして、そのフィードバック演算に基づいて、ステア特性がオーバーステアである場合のＡＣＴ角θtaの制御目標成分、即ちヨーモーメントと逆方向の舵角（カウンタステア）を発生させるための制御目標成分として、ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*を演算する（ＯＳ制御演算、ステップ１０３）。また、ＩＦＳ制御演算部３５は、操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに上記ステップ１０２において演算されたＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stに基づいて、ステア特性がアンダーステアである場合、即ち転舵輪６の切れ角を小さくするためのＡＣＴ角θtaの制御目標成分としてＵＳ制御時ＡＣＴ指令角θus*を演算する（ＵＳ制御演算、ステップ１０４）。

そして、ＩＦＳ制御演算部３５は、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stがオーバーステアを示すものである場合には、上記ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*を、アンダーステアを示すものである場合には、上記ＵＳ制御時ＡＣＴ指令角θus*をＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*として出力する（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角演算、ステップ１０５）。

尚、ＩＦＳ制御演算部３５は、本実施形態では、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stがニュートラルステアであることを示すものである場合には、その出力するＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*を「０」とする。そして、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stは、車内ネットワーク２３を介してＰＰＳＥＣＵ１５に送信される。また、本実施形態では、上記ＯＳ制御演算（図５参照、ステップ１０３）において演算されたＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*も同様にＰＰＳＥＣＵ１５へと送信される。そして、これらＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_st及びＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*は、ＰＰＳＥＣＵ１５によるパワーアシスト制御に用いられる（図４参照）。

また、図４に示すように、ギヤ比可変制御演算部３６には、操舵角θs及び車速Ｖが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部３６は、これらの車両状態量（及び制御信号）に基づいて、車速Ｖに応じてギヤ比を可変させるための制御目標成分としてギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*を演算する（ギヤ比可変制御演算）。

ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。尚、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより演算される（以下同様）。そして、ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７は、これら車速Ｖ及び操舵速度ωsに基づいて操舵速度に応じて、車両の応答性を向上させるための制御目標成分としてＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*を演算する（ＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算）。

ＩＦＳ制御演算部３５、ギヤ比可変制御演算部３６及びＬｅａｄＳｔｅｅｒ制御演算部３７は、上記各演算により演算された各制御目標成分、即ちＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、ギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*、及びＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*を加算器３８に出力する。そして、この加算器３８において、これらＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*、ギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*、及びＬＳ＿ＡＣＴ指令角θls*が重畳されることによりＡＣＴ角θtaの制御目標であるＡＣＴ指令角θta*が演算される。

加算器３８にて演算されたＡＣＴ指令角θta*は、モータ１２に設けられた回転角センサ３９により検出されたＡＣＴ角θtaとともに、位置制御演算部４０に入力され、位置制御演算部４０は、入力されたＡＣＴ指令角θta*及びＡＣＴ角θtaに基づくフィードバック演算により電流指令εを演算し、その電流指令εをモータ制御信号出力部４２に入力する。そして、モータ制御信号出力部４２が、その電流指令εに基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路３４が入力されたモータ制御信号に基づく駆動電力をギヤ比可変アクチュエータ７のモータ１２に供給することにより、同ギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるようになっている。

一方、ＰＰＳＥＣＵ１５は、ソレノイドバルブ１８を駆動するための電流指令を出力するマイコン４３と、その電流指令に基づいてソレノイドバルブ１８に駆動電力を供給する駆動回路４４とを備えている。

本実施形態では、マイコン４３は、パワーステアリング装置１４が発生するアシスト力のベースとなる制御目標成分として基本アシスト電流指令Ｉas*を演算する基本アシスト力演算部４５に加え、車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じて上記基本アシスト電流指令Ｉas*を補正するための補正電流指令Ｉcom*を演算するアシスト力補正演算部４６を備えている。

詳述すると、本実施形態では、基本アシスト力演算部４５には、車速Ｖが入力されるようになっており、基本アシスト力演算部４５は、その車速Ｖが速いほど小さな基本アシスト電流指令Ｉas*を出力する（基本アシスト力演算）。

一方、アシスト力補正演算部４６は、ステア特性がオーバーステアである場合の補正成分を演算するＯＳ補正演算部４７と、ステア特性がアンダーステアである場合の補正成分を演算するＵＳ補正演算部４８とを備えている。

ＯＳ補正演算部４７は、運転者がカウンタステアを行っている場合の補正成分としてＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos_c*を演算するＯＳカウンタ補正演算部４９と、カウンタステアを行っていない場合の補正成分としてＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos_nc*を演算するＯＳ非カウンタ補正演算部５０とを備えている。本実施形態では、ＯＳカウンタ補正演算部４９には、転舵角速度ωt（転舵角θtの微分値）が入力され、ＯＳカウンタ補正演算部４９は、その転舵角速度ωtが速いほど上記基本アシスト電流指令Ｉas*を大きくする、即ちパワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を強めるようなＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos*_cを演算する（ＯＳカウンタ補正演算）。また、ＯＳ非カウンタ補正演算部５０には、ＩＦＳＥＣＵ８（マイコン３３）の出力するＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stが入力され、ＯＳ非カウンタ補正演算部５０は、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stの示す値がより強いオーバーステア傾向を示すほど上記基本アシスト電流指令Ｉas*を小さくする、即ちパワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を弱めるようなＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos*_ncを演算する（ＯＳ非カウンタ補正演算）。そして、ＵＳ補正演算部４８には、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stが入力され、ＵＳ補正演算部４８は、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stの示す値がより強いアンダーステア傾向を示すほど上記基本アシスト電流指令Ｉas*を小さくする、即ちパワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を弱めるようなＵＳ時補正電流指令Ｉus*を演算する（ＵＳ補正演算）。

本実施形態では、ＯＳ補正演算部４７において演算されたＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos_c*及びＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos*_nc、並びにＵＳ補正演算部４８において演算されたＵＳ時補正電流指令Ｉus*は、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_st及びＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*の変更速度、即ちＯＳ指令角速度ωos*とともに、アシスト補正演算部５１に入力される。尚、本実施形態では、ＯＳ指令角速度ωos*は、ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*を微分することにより演算される。そして、アシスト補正演算部５１は、その入力されたＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_st及びＯＳ指令角速度ωos*に基づき推定される車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じて、上記各補正演算部により演算されたＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos_c*、ＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos*_nc、及びＵＳ時補正電流指令Ｉus*の何れか（又は０）を補正電流指令Ｉcom*として出力するようになっている（アシスト補正演算）。

基本アシスト力演算部４５の出力する基本アシスト電流指令Ｉas*、及びアシスト力補正演算部４６の出力する補正電流指令Ｉcom*は、加算器５２に入力される。そして、マイコン４３は、この加算器５２において基本アシスト電流指令Ｉas*に補正電流指令Ｉcom*を重畳した値を電流指令として駆動回路４４に出力するようになっている。

即ち、図６のフローチャートに示すように、マイコン４３は、先ず基本アシスト演算を実行することにより基本アシスト電流指令Ｉas*を演算し（ステップ２０１）、続いてＯＳカウンタ補正演算（ステップ２０２）、ＯＳ非カウンタ補正演算（ステップ２０３）、及びＵＳ補正演算（ステップ２０４）を実行する。次に、マイコン４３は、アシスト補正演算を実行することにより、上記ステップ２０１〜ステップ２０３の各補正演算において演算された各補正電流指令（Ｉos_c*，Ｉos_nc*，Ｉus*）のうち、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_st及びＯＳ指令角速度ωos*に基づき推定される車両のステア特性並びに運転者によるカウンタステアの有無に応じたものを補正電流指令Ｉcom*として決定（演算）する（ステップ２０５）。そして、マイコン４３は、上記ステップ２０１において演算された基本アシスト電流指令Ｉas*にステップ２０５において演算された補正電流指令Ｉcom*を重畳した値を電流指令として駆動回路４４に出力する（ステップ２０６）。

次に、本実施形態のステアリング装置におけるパワーアシスト制御の態様、並びにカウンタステアの有無の推定方法について説明する。
本実施形態では、ＰＰＳＥＣＵ１５は、ステア特性がオーバーステアである場合において、運転者によるカウンタステアが行われている場合には、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を強め、カウンタステアが行われていない場合には、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を弱めるように制御する。そして、ステア特性がオーバーステアである場合のＡＣＴ角θtaの制御目標成分であるＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*の変化方向、即ちＯＳ指令角速度ωos*の符号（＋／−）と操舵角θsの変化方向、即ち操舵速度ωsの符号が同一であり、且つ操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きい場合に、運転者によるカウンタステアが行われていると推定する。

詳述すると、図７のフローチャートに示すように、アシスト補正演算部５１は、先ずＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stがオーバーステア（ＯＳ）を示すものであるか否かを判定し（ステップ３０１）、オーバーステアでない場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、続いて一周期前のサンプリング時にステップ３０１においてオーバーステアであると判定したか否かを判定する（前回ＯＳ？、ステップ３０２）。そして、前回ＯＳと判定した場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）には、オーバーステア解消からの経過時間ｔを計測するためのタイマをクリアし（ｔ＝０、ステップ３０３）、前回ＯＳではないと判定した場合（ステップ３０２：ＮＯ）には、上記タイマをインクリメントする（ｔ＝ｔ＋１、ステップ３０４）。

上記ステップ３０３においてタイマをクリアし、又は上記ステップ３０４においてタイマをインクリメントすると、次に、アシスト補正演算部５１は、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stがアンダーステア（ＵＳ）を示すものであるか否かを判定する（ステップ３０５）。そして、アンダーステアである場合（ステップ３０５：ＹＥＳ）には、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を弱めるべくＵＳ時補正電流指令Ｉus*を補正電流指令Ｉcom*として出力し（ＵＳ補正：Ｉcom*＝Ｉus*、ステップ３０６）、ニュートラルステアである場合（ステップ３０５：ＮＯ）には、補正電流指令Ｉcom*を「０」とする（補正なし：Ｉcom*＝０、ステップ３０７）。

一方、上記ステップ３０１において、オーバーステアであると判定した場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、アシスト補正演算部５１は、次に、オーバーステア解消からの経過時間ｔが所定時間ｔ０を経過したか否かを判定する（ステップ３０８）。そして、所定時間ｔ０を経過している場合（ｔ≧ｔ０、ステップ３０８：ＹＥＳ）には、運転者によるカウンタステアが行われているか否かを推定する（ステップ３０９，３１０）。

具体的には、先ずＯＳ指令角速度ωos*の符号（＋／−）と操舵速度ωsの符号が同一、即ちＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*の変化方向と操舵角θsの変化方向が同一であるか否かを判定し（ステップ３０９）、同一である場合（ステップ３０９：ＹＥＳ）には、続いて操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きいか否かを判定する（ステップ３１０）。そして、操舵速度ωsの絶対値が所定値αよりも大きい場合（|ωs|＞α、ステップ３１０：ＹＥＳ）には、運転者によるカウンタステアが行われていると推定し、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を強めるべくＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos_c*を補正電流指令Ｉcom*として出力する（ＯＳカウンタ補正：Ｉcom*＝Ｉos_c*、ステップ３１１）。そして、上記ステップ３０９においてＯＳ指令角速度ωos*の符号（＋／−）と操舵速度ωsの符号が同一ではないと判定した場合（ステップ３０９：ＮＯ）、又は上記ステップ３１０において操舵速度ωsの絶対値が所定値α以下であると判定した場合（|ωs|≦α、ステップ３１０：ＮＯ）には、運転者によるカウンタステアが行われていないと推定し、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を弱めるべくＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos_nc*を補正電流指令Ｉcom*として出力する（ＯＳ非カウンタ補正：Ｉcom*＝Ｉos_nc*、ステップ３１２）。

また、本実施形態では、上記ステップ３０８において、オーバーステア解消からの経過時間ｔが所定時間ｔ０を経過していないと判定した場合（ｔ＜ｔ０、ステップ３０８：ＮＯ）には、アシスト補正演算部５１は、上記ステップ３０９，３１０の処理を実行しない。そして、運転者によるカウンタステアの有無の推定を行うことなく、ステップ３１１を実行し、ＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos_c*を補正電流指令Ｉcom*として出力する。

このように、アシスト補正演算部５１（マイコン４３）は、定時割り込み毎に上記ステップ３０１〜ステップ３１２の各処理を実行することによりアシスト補正演算を行う。これにより、操舵トルクを電気的に検出可能なトルクセンサ等を用いることなく、簡素な構成にて、運転者によるカウンタステアの有無を推定することが可能になり、通常の油圧式パワーステアリング装置を採用するものにおいても、運転者によるカウンタステアの有無に応じたアシスト力の制御を行うことができる。その結果、運転者がカウンタステアを行っている場合には、そのカウンタステアをより容易に、またカウンタステアを行っていない場合には、そのカウンタステアを誘導して、速やかに車両姿勢の安定化を図ることができるようになる。

また、オーバーステア解消からの経過時間ｔが所定時間ｔ０を経過するまでは、そのステア特性の変化に関わらず、パワーステアリング装置１４の発生するアシスト力を強めるように制御することで、オーバーステア解消後、そのステア特性が、オーバーステアから再びオーバーステアへと連続的に変化するような場合であっても、その操舵トルクの変動を抑えて良好な操舵フィーリングを確保することができる。そして、アシスト力を強めたままとすることで、運転者による修正舵を容易なものとすることができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７を備え、そのＡＣＴ角θtaを変更することにより、車両のヨーモーメントを制御すべく転舵角θtを制御する、所謂アクティブステア機能を有するステアリング装置１に具体化した。しかし、これに限らず、ステア特性の判定が可能なステア特性判定手段としての機能を有するものであれば、このようなアクティブステア機能を有しないパワーステアリング装置に具体化してもよい。その場合、運転者によるカウンタステアの有無の推定（図７参照、ステップ３０９）には、ＯＳ指令角速度ωos*に代えて、車両のスリップ角の変化速度を用いる、即ちスリップ角速度の符号と操舵速度ωsの符号（操舵角θsの変化方向）が同一であるか否かを判定することにより行えばよい。そして、スリップ角検出手段には、ヨーレイトセンサ２６及び横Ｇセンサを用い、それにより検出されるヨーレイトＲy及び横方向加速度に基づいてスリップ角を検出する構成とすればよい。

・本実施形態では、推定手段を構成するＯＳカウンタ補正演算部４９においては、転舵角速度ωt（転舵角θtの微分値）に基づいてＯＳ時カウンタ補正電流指令Ｉos*_cを演算することとした。しかし、これに限らず、ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角θifs*の微分値（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角速度）や目標転舵角速度（ＩＦＳ＿ＡＣＴ指令角速度＋操舵速度ωs）に基づいて演算することとしてもよい。

・また、ＯＳ時非カウンタ補正電流指令Ｉos*_nc及びＵＳ時補正電流指令Ｉus*の演算には、ＯＳ／ＵＳ特性値Ｖal_stに代えて、ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角θos*又はＯＳ指令角速度ωos*を用いてもよい。

・本実施形態では特に言及しなかったが、ＵＳ補正演算及びＯＳ非カウンタ補正演算におけるアシスト力補正プロフィール（図４参照）は、同一であっても異なるものであってもよい。

ステアリング装置の概略構成図。 ギヤ比可変制御の説明図。 ギヤ比可変制御の説明図。 ステアリング装置の制御ブロック図。 ＩＦＳ制御演算部におけるＩＦＳ制御演算処理の態様を示すフローチャート。 ＰＰＳＥＣＵ側のマイコンにおける演算処理の処理手順を示すフローチャート。 アシスト補正演算部におけるアシスト補正演算の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリング、６…転舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８…ＩＦＳＥＣＵ、１２…モータ、１４…パワーステアリング装置、１５…ＰＰＳＥＣＵ、３３，４３…マイコン、３５…ＩＦＳ制御演算部、４５…基本アシスト力演算部、４６…アシスト力補正演算部、４７…ＯＳ補正演算部、４８…ＵＳ補正演算部、４９…ＯＳカウンタ補正演算部、５０…ＯＳ非カウンタ補正演算部、５１…アシスト補正演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、α…所定値、θt…転舵角、ωt…転舵角速度、θts…ステア転舵角、θta…ＡＣＴ角、θta*…ＡＣＴ指令角、θos*…ＯＳ制御時ＡＣＴ指令角、ωos*…ＯＳ指令角速度、Ｉas*…基本電流指令、Ｉos_c*…ＯＳ時カウンタ補正電流指令、Ｉos_nc*…ＯＳ時非カウンタ補正電流指令、Ｉus*…ＵＳ時補正電流指令、Ｉcom*…補正電流指令、Ｖal_st…ＯＳ／ＵＳ特性値、ｔ…経過時間、ｔ０…所定時間。

Claims (3)

1. 操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両モデルに基づいて車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、
   ステアリングの舵角に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく前記転舵輪の第２の舵角を上乗せすることによりステアリングの舵角と前記転舵輪の舵角との間の伝達比を可変させる伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する第２の制御手段とを備え、前記第２の制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアである場合には、前記車両のヨーモーメントの方向と逆方向に前記転舵輪の舵角を変化させるべく前記伝達比可変装置を制御し、
   前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記オーバーステアである場合の前記転舵輪の第２の舵角の制御目標成分の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を特徴とする車両用操舵装置。
2. 操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、前記アシスト力付与手段の発生するアシスト力を制御する制御手段と、車両モデルに基づいて車両のステア特性を判定するステア特性判定手段と、運転者によるカウンタステアの有無を推定する推定手段とを備え、前記制御手段は、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われている場合には前記アシスト力を強くし、前記ステア特性がオーバーステアであり、且つ前記カウンタステアが行われていない場合には前記アシスト力を弱めるように制御する車両用操舵装置であって、
   前記車両のスリップ角を検出するスリップ角検出手段を備え、
   前記推定手段は、前記ステアリングの舵角の変化方向と前記スリップ角の変化方向とが同一であり、且つ操舵速度の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記カウンタステアが行われていると推定すること、を特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵装置において、
   前記制御手段は、前記オーバーステアの解消後、所定時間を経過するまで前記アシスト力を強めるように前記制御すること、を特徴とする車両用操舵装置。

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