パワーステアリング装置
【課題】車両挙動制御装置が故障した場合に運転者にかかる負担を軽減する。
【解決手段】後輪トー角可変制御装置を有する自動車に搭載された電動パワーステアリング装置において、後輪トー角可変制御装置が故障し、後輪トー角可変制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すような修正操舵（直進走行時における操舵トルクＴ）が必要となった場合、トルク補正目標電流設定部３３が、当該修正操舵に対する平均操舵トルクＴａｖを軽減する方向の補正トルクＴｃを設定した上で、補正トルクＴｃに対応するトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定し、これを漸増・漸減処理部３４が処理したトルク補正目標電流Ａｃを目標電流Ａｔに付加するようにする。
【解決手段】後輪トー角可変制御装置を有する自動車に搭載された電動パワーステアリング装置において、後輪トー角可変制御装置が故障し、後輪トー角可変制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すような修正操舵（直進走行時における操舵トルクＴ）が必要となった場合、トルク補正目標電流設定部３３が、当該修正操舵に対する平均操舵トルクＴａｖを軽減する方向の補正トルクＴｃを設定した上で、補正トルクＴｃに対応するトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定し、これを漸増・漸減処理部３４が処理したトルク補正目標電流Ａｃを目標電流Ａｔに付加するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置を有する車両に搭載されるパワーステアリング装置に係り、詳しくは、車両挙動制御装置の故障時に修正操舵が必要となった場合に運転者にかかる運転負荷を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の操縦安定性や回頭性を高めるために、左右の後輪に対してアクチュエータをそれぞれ備えることで、後輪のトー角を左右独立して変化させることのできる後輪トー角可変制御装置が種々開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。この種の後輪トー角可変制御装置では、車両の運動状態などに応じて左右の後輪に付与されるトー角が設定され、車両の挙動が制御されるようになっている。例えば、アクセルペダルの操作量が所定値以上のときには後輪トー角をトーアウトに設定し、ブレーキペダルの操作量が所定値以上のときには後輪トー角をトーインに設定する後輪トー角可変制御装置（特許文献３参照）などが提案されている。
【０００３】
また、左右の後輪に対してアクチュエータをそれぞれ備えた後輪トー角可変制御装置において、一方のアクチュエータが故障した場合、故障していない側の後輪を故障した側の後輪と対称（トーインまたはトーアウト）となるようにトー角制御することにより、車両の直進性を確保する技術や（特許文献４参照）、故障していない側の後輪を故障した側の後輪と平行となるようにトー角制御することにより、車体の向きと進行方向とがずれた状態となりながらも、タイヤの過剰磨耗を回避しつつ直進走行性を確保する技術（特許文献５参照）なども提案されている。
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６４０１７号公報
【特許文献３】特開２００８−５５９２１号公報
【特許文献４】特開２００６−３０４３８号公報
【特許文献５】特開２００８−２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献４に記載された技術では、一方のアクチュエータが故障すると、後輪が常に一方へ転舵された状態で固定されてしまうこととなり、この場合、常に車体にヨーモーメントが作用する。また、異なる制御を行ったとしても、後輪トー角可変制御装置などの車両挙動制御装置が故障した場合には、車両挙動制御装置の作動によって車体にヨーモーメントが発生してしまうことがある。このような場合、直進走行するためにはこのヨーモーメントを打ち消すべく、前輪を後輪と同一方向へ略同一角度（重心位置やタイヤのグリップ力に応じた角度）だけ転舵しておく必要がある。しかしながら、前輪にはサスペンションジオメトリによって舵角が０となるようにセルフアライニングトルクが発生するため、直進走行時においてもこのセルフアライニングトルクに対抗する操舵トルクを運転者はステアリングに与え続けなければならない。
【０００５】
一方、このような継続的な操舵トルクが与えられた場合、操舵トルクに応じた操舵補助力がパワーステアリング装置によって付与されるが、この操舵補助力はセルフアライニングトルクに対抗する操舵トルクに比べて小さいため、依然として運転者にかかる運転負荷が大きかった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、車両挙動制御装置が故障した場合に運転者にかかる運転負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、車両挙動制御装置（後輪トー角可変制御装置１１）を有する車両に搭載されたパワーステアリング装置（２１）において、前記車両挙動制御装置が故障し、当該車両挙動制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すように運転者が修正操舵を行った場合、当該修正操舵に対する操舵反力（Ｔ）を軽減する方向に操舵補助力（Ｔｃ）を付与するように構成する。
【０００８】
上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルク（Ｔａｖ）に応じて設定されるようにするとよい。この場合、前記操舵補助力の付与が、前記平均操舵トルクが所定値（Ｔ１）よりも大きい場合にのみ行われるようにするとよい。
【０００９】
また、上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、低車速域（０〜Ｖ２ｋｍ／ｈ）と高車速域（Ｖ３ｋｍ／ｈ以上）との少なくとも一方における車速ゲイン（Ｇｖ）が中車速域（Ｖ２〜Ｖ３ｋｍ／ｈ）における車速ゲインよりも小さく設定されるようにするとよい。
【００１０】
また、上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、前記付与の開始時に所定の漸増量をもって（目標電流漸増量αをもって）増大し、前記付与の終了時に所定の漸減量をもって（目標電流漸減量βをもって）減少するように設定されるようにするとよい。
【００１１】
あるいは、上記構成のパワーステアリング装置において、前記操舵補助力は、前記操舵反力よりも小さな値に設定されるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両挙動制御装置の故障に起因する修正操舵が必要となった場合でも、修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に操舵補助力が付与されるため、運転者は大きな操舵力を与えることなく車両の挙動を制御することができる。
【００１３】
また、操舵補助力が、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクに応じて設定されることにより、直進走行時の一時的な操舵トルクに応じた過大または過小な操舵補助力が付与されることを防止し、平均操舵トルクが大きいほど大きな操舵補助力を付与することにより、運転者にかかる操舵負荷を適切に軽減することができる。
【００１４】
この場合に、操舵補助力の付与が、平均操舵トルクが所定値よりも大きい場合にのみ行われることにより、操舵トルクの検出誤差や車両挙動制御装置の故障に起因しないステアリング操作に応じた操舵補助力の付与を排除し、頻繁に操舵補助力が変化することを防止して適切な操舵補助力の付与を行うことができる。
【００１５】
また、操舵補助力が車速ゲインをもって補正され、低車速域と高車速域との少なくとも一方における値が中車速域における値よりも小さく設定されることにより、運転者が小さな負荷で確実かつ安全に車両の挙動を制御することができる。すなわち、同一操舵角におけるセルフアライニングトルクは車速に応じて大きくなるため、低速走行時に車両挙動制御装置が故障した場合に大きな操舵補助力が付与されると運転者は車両挙動制御装置の故障に気付き難いが、低車速域で車速ゲインが小さく設定されることにより、運転者はステアリング操作から車両挙動制御装置の故障を感知することができる。また、高速走行時に車両挙動制御装置が故障した場合に大きな操舵補助力が付与されると、小さな操舵力でもステアリングが操作され易くなって車両の挙動制御が困難となるが、高車速域で車速ゲインが小さく設定されることにより、過度のステアリング操作を防止して走行安全性の低下を防止することができる。
【００１６】
また、操舵補助力が、付与の開始時に所定の漸増量をもって増大し、付与の終了時に所定の漸減量をもって減少するように設定されることにより、補助操舵力の急激な変化を防止し、運転者が修正操舵を円滑に行えるようになる。
【００１７】
さらに、操舵補助力が、操舵反力よりも小さな値に設定されることにより、車両挙動制御装置が故障した場合に操舵力を不必要とするのではなく、運転者にかかる操舵負荷を適切に軽減し、且つステアリングを介して車両挙動制御装置の故障を運転者に認識させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置２１を備えた自動車１の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、例えばタイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ符号の後に前後を表す添字ｆまたはｒあるいは左右を示す添字ｌまたはｒを付して、例えば、後輪５ｌ（左側）、後輪５ｒ（右側）、タイヤ３ｆｌ（前左側）、タイヤ３ｒｒ（後右側）と記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪５または後輪５ｌ，５ｒと記す。
【００１９】
図１は実施形態に係る後輪トー角可変制御装置１１（ＲＴＣ）を備えた自動車１の概略構成を示す平面図である。自動車１は、タイヤ３ｆｌ，３ｆｒが装着された前輪４ｌ，４ｒと、タイヤ３ｒｌ，３ｒｒが装着された後輪５ｌ，５ｒとを備えており、これら前輪４ｌ，４ｒおよび後輪５ｌ，５ｒが、左右のフロントサスペンション６ｌ，６ｒおよびリヤサスペンション７ｌ，７ｒによってそれぞれ車体２に懸架されている。
【００２０】
また、自動車１は、手動操舵力を軽減すべくステアリング系に補助トルクを印加する電動パワーステアリング装置２１（ＥＰＳ）を備え、ステアリングホイール２２の操舵によって操向車輪としての前輪４を直接転舵する前輪操舵装置２０と、左右のリヤサスペンション７ｌ，７ｒに対して設けられた左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒを伸縮駆動することにより、左右後輪５ｌ，５ｒのトー角（後輪転舵角）δｒｌ，δｒｒを個別に変化させる後輪トー角可変制御装置１１とを備えている。
【００２１】
前輪操舵装置２０は、ステアリングシャフト２３を介してステアリングホイール２２に一体的に連結されたピニオン２４と、タイロッド２５等を介してその両端が左右の前輪４に連結され、ピニオン２４に噛合して車幅方向に往復動するラック軸２６とからなるラック・アンド・ピニオン機構と、補助操舵力を発生すべくラック軸２６に同軸的に設けられた電動モータ２７を備えた電動パワーステアリング装置２１とを主要構成要素としている。
【００２２】
ステアリングシャフト２３には、ステアリングホイール２２の操舵角θを検出する操舵角センサ９が設けられ、ピニオン２４の近傍には、ピニオン２４に作用する手動操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１０が設けられており、これらセンサの出力信号がＥＰＳ・ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２８に入力することにより、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８が電動モータ２７に流れる電流を制御し、電動モータ２７に補助操舵力を発生させる。
【００２３】
一方、詳細な図示は省略するが、電動アクチュエータ１２は、車体２側に連結されたハウジングや、ハウジング内に収容されたモータ、減速機、台形ねじを用いた送りねじ機構、送りねじ機構の雌ねじ部材を構成するとともに、後輪５側に連結された出力ロッド等から構成されており、モータの回転運動を送りねじ機構でスラスト運動に変換することにより直線的に伸縮動する。なお、送りねじ機構は、セルフロック機能を備えており、出力ロッド側から入力があっても逆差動しない構造となっている。
【００２４】
また、自動車１には、各種システムを統括制御するメインＥＣＵ８や、車体２に発生するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１５、車速センサ１６の他、図示しない種々のセンサが適所に設置されており、各センサの検出信号はメインＥＣＵ８に入力して車両の制御に供される。
【００２５】
メインＥＣＵ８は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、車両用ローカルエリアネットワークＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信回線を介して各センサ９，１０，１５，１６や、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８、後述するＭＣＵ（Motor Control Unit）１３と接続されており、互いに制御量や制御状態を監視することができるようになっている。メインＥＣＵ８は、各センサ９，１６等の検出結果に基づいて目標とする後輪５のトー角δｒを算出し、各電動アクチュエータ１２のストローク量を算出した上でＭＣＵ１３に対して駆動制御信号を出力することにより、後輪５ｌ，５ｒのトー制御を左右別々に行う。
【００２６】
左右の電動アクチュエータ１２には、近接配置されたマグネットの位置を差動変圧から検出することによって各電動アクチュエータ１２のストローク量を検出するストロークセンサ１７ｌ，１７ｒが設置されている。ＭＣＵ１３は、メインＥＣＵ８から出力された駆動制御信号に基づいて電動アクチュエータ１２を駆動制御するとともに、ストロークセンサ１７によって検出されたストローク量に基づいて電動アクチュエータ１２のフィードバック制御を行う。これにより、電動アクチュエータ１２が高精度且つ高応答に制御され、後輪５ｌ，５ｒが所望のトー角δｒへ変化する。
【００２７】
このように構成された自動車１によれば、左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒを同時に対称的に変位させることにより、左右後輪５ｌ，５ｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる他、左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、左右後輪５ｌ，５ｒを左右に転舵することも可能である。例えば自動車１は、操縦安定性を高めるべく、各種センサによって把握される車両の運動状態に基づき、加速時には後輪５をトーアウトに、制動時には後輪５をトーインに変化させ、高速旋回走行時には後輪５を前輪舵角と同相に、低速旋回走行時には後輪５を前輪舵角と逆相にトー変化（転舵）させる。
【００２８】
次に、実施形態に係るＥＰＳ・ＥＣＵ２８について、図２に示すブロック図を参照して説明する。ＥＰＳ・ＥＣＵは、操舵トルクセンサ１０によって検出された操舵トルクＴ、車速センサによって検出された車速Ｖ、電動モータ２７の回転数Ｎなどに基づいて、電動モータ２７に流れる目標電流Ａｔを設定する目標電流設定部２９と、目標電流Ａｔに対する補正を行う操舵補助力補正部３０とを備えている。
【００２９】
操舵補助力補正部３０は、後輪トー角可変制御装置１１の故障を判定する故障判定部３１と、自動車１の直進状態を判定する直進状態判定部３２と、後輪トー角可変制御装置１１の故障状態に応じて電動モータ２７に発生させる補正トルクＴｃに対応する目標電流（トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔ）を設定するトルク補正目標電流設定部３３と、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔに対する漸増・漸減処理を行い、トルク補正目標電流Ａｃを設定する漸増・漸減処理部３４と、漸増・漸減処理部３４によって設定されたトルク補正目標電流Ａｃを目標電流Ａｔに加算する加算部３５とから構成されている。
【００３０】
故障判定部３１は、メインＥＣＵ８を介して後輪トー角可変制御装置１１の故障情報を受け取り、この故障情報に基づいて故障判定を行う。直進状態判定部３２は、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、ヨーレイトγなどに基づいて、自動車１の走行状態を監視し、直進走行状態が所定時間にわたって継続するか否かによって直進判定を行う。トルク補正目標電流設定部３３は、故障した後輪トー角可変制御装置１１の作動によって車体２にヨーモーメントが作用した場合に、このモーメント打ち消すのに必要な修正操舵に応じて補正トルクＴｃを設定した上で、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定する。なお、補正トルクＴｃは、平均操舵トルクＴａｖよりも小さな値となるように設定される。
【００３１】
そして、トルク補正目標電流設定部３３は、図３にそのブロック図を示すように、直進走行状態における所定時間にわたる平均操舵トルクＴａｖに応じ、予め格納された所定のマップを参照することにより、補正トルクベース値Ｔｃｂを設定するベース補正トルク設定部４１と、車速ゲインマップを参照することにより、車速Ｖに応じた車速ゲインＧｖを設定する車速ゲイン設定部４２と、ベース補正トルク設定部４１によって設定された補正トルクベース値Ｔｃｂに車速ゲインＧｖを乗算することにより、補正トルクＴｃを算出する乗算部４３と、乗算部４３で算出された補正トルクＴｃに対応するトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定するトルク補正目標電流ターゲット設定部４４とから構成されている。
【００３２】
ベース補正トルク設定部４１に格納されたマップでは、平均操舵トルクＴａｖが０〜Ｔ１Ｎｍまでの間は補正トルクベース値Ｔｃｂが０に設定される不感帯が設けられており、平均操舵トルクＴａｖがＴ１Ｎｍ以上となると、その大きさに応じて補正トルクベース値Ｔｃｂが徐々に大きくなるように設定される。一方、車速ゲインマップでは、車速Ｖが０〜第１車速Ｖ１までの間は車速ゲインＧｖが０に設定され、車速Ｖが第１車速Ｖ１〜これよりも大きな第２車速Ｖ２までの間は、車速ゲインＧｖが車速Ｖに応じて徐々に大きくなり、第２車速Ｖ２において１となるように設定され、車速Ｖが第２車速Ｖ２〜これよりも大きな第３車速Ｖ３までの間は車速ゲインＧｖが１に設定され、車速Ｖが第３車速Ｖ３以上の場合は車速ゲインＧｖが車速Ｖに応じて徐々に小さくなるように設定される。
【００３３】
漸増・漸減処理部３４は、操舵補助力補正部３０による操舵補助力の補正開始時に、加算部３５に加えるトルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔに達するまで所定量をもって徐々に大きくなるような漸増処理を行うとともに、操舵補助力補正部３０による操舵補助力の補正終了時に、トルク補正目標電流Ａｃが０に到るまで所定量をもって徐々に小さくなるような漸減処理を行う。
【００３４】
≪実施形態の制御フロー≫
次に、本実施形態に係るパワーステアリング装置による操舵補助制御処理について説明する。図４は実施形態に係るパワーステアリング装置による操舵補助制御手順を示すフローチャートである。自動車１が走行を開始始動すると、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は所定の割込み時間（例えば、１０ｍｓ）ごとに以下に示す操舵補助制御処理を実行する。
【００３５】
図４Ａに示すように、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、まず、故障判定部３１において、故障フラグＦｆａｌｌが１であるか否か、すなわち、後輪トー角可変制御装置１１が故障しているか否かを判定する（ステップ１）。ステップ１で後輪トー角可変制御装置１１が故障していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、トルク補正電流設定部において、トルク補正目標電流Ａｃを０に設定し（ステップ２７）、漸増・漸減処理部３４において、直進判定タイマＴＭ１、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２および、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３をそれぞれ０に設定する（ステップ２８）。その後、図４Ｂのステップ１９に進み、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、加算部３５において、目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し、上記手順を繰り返す。
【００３６】
一方、ステップ１で後輪トー角可変制御装置１１が故障していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、直進状態判定部３２において、車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し（ステップ２）、車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈよりも小さい場合（Ｎｏ）、直進状態判定部３２は直進判定タイマＴＭ１を０に設定する（ステップ８）。一方、ステップ２で車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、ステアリング操舵角θから求めた前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下であるか否かを判定し（ステップ３）、前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｎｏ）、ステップ８に進んで直進判定タイマＴＭ１を０に設定する。一方、ステップ３で前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、ヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈ以下であるか否かを判定し（ステップ４）、ヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｎｏ）、同様にステップ８に進んで直進判定タイマＴＭ１を０に設定する。一方、ステップ４でヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈ以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、直進判定タイマＴＭ１に１を加える（ステップ５）。
【００３７】
次に、直進状態判定部３２は、直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈよりも大きいか否か、すなわち、車速判定閾値Ｖｔｈ以上で前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下且つヨーレイト判定閾値γｔｈ以下の走行状態が所定時間続いたか否かを判定し（ステップ６）、直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、直進判定フラグＦｓｔを１に設定し（ステップ７）、トルク補正目標電流Ａｃを前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に設定する（ステップ９）。一方、ステップ６で直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、直進状態判定部３２は、直進判定フラグＦｓｔを１に設定することなくステップ９に進み、トルク補正目標電流Ａｃを前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に設定する。
【００３８】
次に、図４Ｂに移り、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、トルク補正目標電流設定部３３において、直進判定フラグＦｓｔが１に設定されているか否かを判定する（ステップ１０）。ステップ１０で、直進判定フラグＦｓｔが１に設定されている場合（Ｙｅｓ）、トルク補正目標電流設定部３３は、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを算出する（ステップ１１）。
【００３９】
その後、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、漸増・漸減処理部３４において、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３を０に設定し（ステップ１２）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２に１を加え（ステップ１３）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップ１４）。ステップ１４でトルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に所定の目標電流漸増量αを加算した値をトルク補正目標電流Ａｃに設定し（ステップ１５）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２を０に設定し（ステップ１６）、ステップ１７へ進む。一方、ステップ１４でトルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、ステップ１５およびステップ１６の処理を行うことなくステップ１７へ進む。
【００４０】
ステップ１７では、トルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔよりも大きいか否かが漸増・漸減処理部３４によって判定され、トルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔがトルク補正目標電流Ａｃに設定され（ステップ１８）ステップ１９へ進む。一方、ステップ１７でトルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、ステップ１８の処理を行うことなくステップ１９へ進む。
【００４１】
ステップ１９では、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、加算部３５において、目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し（ステップ１９）、上記手順を繰り返す。
【００４２】
また、ステップ１０で、直進判定フラグＦｓｔが０に設定されている場合（Ｎｏ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、漸増・漸減処理部３４において、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２を０に設定し（ステップ２０）、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３に１を加える（ステップ２１）。次いで、漸増・漸減処理部３４は、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈより大きいか否かを判定する（ステップ２２）。ステップ２２でトルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈより大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、漸増・漸減処理部３４は、前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１から所定の目標電流漸減量βを減算した値をトルク補正目標電流Ａｃに設定し（ステップ２３）、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３を０に設定し（ステップ２４）、ステップ２５へ進む。一方、ステップ２２でトルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、漸増・漸減処理部３４は、ステップ２３およびステップ２４の処理を行わずにステップ２５へ進む。
【００４３】
ステップ２５では、トルク補正目標電流Ａｃが０以下であるか否かが漸増・漸減処理部３４によって判定され、トルク補正目標電流Ａｃが０以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、漸増・漸減処理部３４は、トルク補正目標電流Ａｃを０に設定し（ステップ２６）、ステップ１９で加算部３５が目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃ（０）を加算し、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は上記手順を繰り返す。一方、ステップ２５でトルク補正目標電流Ａｃが０より大きいと判定された場合（Ｎｏ）、ステップ２６を経ずに直接ステップ１９へ進み、加算部３５が目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は上記手順を繰り返す。
【００４４】
次に、図５を参照して、後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に上記操舵補助制御処理を行った際の自動車１の状態変化について説明する。自動車１が旋回走行から直進走行に移ったとき（時間ｔ１）に、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８が後輪トー角可変制御装置１１の故障情報を受け取り、故障判定部３１によって故障判定が行われる。このとき、ヨーレイトγは０であるにも拘わらず、前輪舵角δｆは修正操舵を行った状態（｜δｆ｜＞０）となり、操舵トルクＴが発生している。
【００４５】
後輪トー角可変制御装置１１の故障が判定されると、時間ｔ２〜時間ｔ３にかけて、直進状態判定部３２によって自動車１の直進状態が判定される。直進状態が判定されると、時間ｔ３〜時間ｔ４にかけて、トルク補正目標電流設定部３３によって操舵トルクＴの平均値（平均操舵トルクＴａｖ）が算出された上でトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔが設定される。トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔが設定されると、時間ｔ４〜時間ｔ５にかけて、漸増・漸減処理部３４によって漸増処理されたトルク補正目標電流Ａｃが電動モータ２７に通電される。時間ｔ４〜時間ｔ５にかけて、トルク補正目標電流Ａｃが徐々に大きくなるように通電されると、操舵トルクＴは徐々に低下し、０より大きな所定の値となる。直進判定が解除されるとき（時間ｔ６）まで、すなわち、直進状態が継続している間、トルク補正目標電流Ａｃによる補正トルクＴｃによって操舵トルクＴが小さな値に維持され、運転者の操舵負荷が軽減される。
【００４６】
直進判定が解除されると、すなわち、運転者が旋回のためのステアリング操作を行うと、時間ｔ６〜時間ｔ７にかけて、漸増・漸減処理部３４によって漸減処理されたトルク補正目標電流Ａｃが電動モータ２７に通電される。時間ｔ６〜時間ｔ７にかけて、トルク補正目標電流Ａｃが徐々に小さくなるように通電されると、旋回走行のための操舵トルクも加わり、操舵トルクＴは徐々に大きくなる。旋回のためのステアリング操作に伴い、前輪舵角δｆおよびヨーレイトγも大きくなる。
【００４７】
このように、後輪トー角可変制御装置１１の故障に起因する修正操舵が必要となった場合でも、修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に補正トルクＴｃが付与されるため、運転者は大きな操舵トルクＴを与えることなく自動車１の挙動を制御できるようになる。
【００４８】
また、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクＴａｖに応じて補正トルクＴｃが設定されることにより、直進走行時の一時的な操舵トルクに応じた過大または過小な補正トルクＴｃが付与されることが防止され、且つ運転者の操舵負荷が大きいほど大きな補正トルクＴｃが付与されることとなり、運転者にかかる操舵負荷が適切に軽減される。
【００４９】
この場合に、補正トルクＴｃの付与が、平均操舵トルクＴａｖが所定値（Ｔ１）よりも大きい場合にのみ行われることにより、操舵トルクＴの検出誤差や後輪トー角可変制御装置１１の故障に起因しないステアリング操作に応じた補正トルクＴｃの付与が排除され、頻繁に補正トルクＴｃが変化することなく、適切な操舵負荷の軽減を図られる。
【００５０】
また、同一操舵角θにおけるセルフアライニングトルクは車速Ｖに応じて大きくなるため、低車速域での走行時に後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に大きな補正トルクＴｃが付与されると運転者は後輪トー角可変制御装置１１の故障に気付き難いが、補正トルクＴｃが、低車速域（Ｖ２以下）において中車速域（Ｖ２〜Ｖ３）よりも小さな車速ゲインＧｖによって補正されることにより、後輪トー角可変制御装置１１の故障をステアリング操作から感知できる範囲で運転者にかかる修正操舵の負荷を軽減することができる。
【００５１】
一方、高車速域での走行時に後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に大きな補正トルクＴｃが付与されると、小さな操舵力でもステアリングが操作され易くなって車両の挙動制御が困難となるが、補正トルクＴｃが、高車速域（Ｖ３以上）において中車速域（Ｖ２〜Ｖ３）よりも小さな車速ゲインＧｖによって補正されることにより、過度のステアリング操作が防止され、自動車１の安全性に影響を与えない範囲で運転者にかかる修正操舵の負荷を軽減することができる。
【００５２】
また、補正トルクＴｃが、付与の開始時に所定の漸増量をもって（目標電流漸増量αをもって）増大し、付与の終了時に所定の漸減量をもって（目標電流漸減量βをもって）減少するように設定されることにより、補正トルクＴｃの急激な変化が防止され、運転者が円滑に修正操舵を行うことができる。
【００５３】
さらに、補正トルクＴｃが、平均操舵トルクＴａｖ（操舵反力）よりも小さな値に設定されることにより、後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に操舵トルクＴが不必要とされるのではなく、運転者にかかる操舵負荷が適切に軽減され、且つステアリングを介して後輪トー角可変制御装置１１の故障を運転者が認識できるようになっている。
【００５４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、車両挙動制御装置として後輪トー角可変制御装置１１を採用しているが、変わりに、あるいはこれと共に、駆動力配分制御装置や、制動力を発生させて車輪の横滑りを抑制するＶＳＡ（Vehicle Stability Assist:車両挙動安定化制御システム）、ステアリングトルクを発生させることによって前輪の操舵を補助し、間接的に車両のヨーレイトを制御するパワーステアリング装置、前輪舵角を所望に変化させることのできるステア・バイ・ワイヤなど、車両の挙動を制御できる他の装置を採用することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、自動車１が直進走行している間のみにトルク補正目標電流が設定されるようにしているが、後輪トー角可変制御装置１１の故障信号が検出されている間、直進判定状態において設定したトルク補正目標電流を継続的に付加したり、旋回走行状態において各種センサの検出値などからトルク補正目標電流を設定したりするような形態としてもよい。これら変更の他、各装置の具体的構成や配置、補正トルクの設定手法など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係るパワーステアリング装置を備えた自動車の概略構成図
【図２】実施形態に係るパワーステアリング装置のブロック図
【図３】トルク補正目標電流設定部のブロック図
【図４Ａ】実施形態に係る操舵補助制御手順を示すフローチャート
【図４Ｂ】実施形態に係る操舵補助制御手順を示すフローチャート
【図５】実施形態に係る操舵補助制御によるタイムチャート
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動車
４ 前輪
５ 後輪
８ ＥＣＵ
１１ 後輪トー角可変制御装置
１２ 電動アクチュエータ
２０ 前輪操舵装置
２１ 電動パワーステアリング装置
２８ ＥＰＳ・ＥＣＵ
２９ 目標電流設定部
３０ 操舵補助力補正部
３１ 故障判定部
３２ 直進状態判定部
３３ トルク補正目標電流設定部
３４ 漸増・漸減処理部
３５ 加算部
４１ ベース補正トルク設定部
４２ 車速ゲイン設定部
４３ 乗算部
４４ トルク補正目標電流ターゲット設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置を有する車両に搭載されるパワーステアリング装置に係り、詳しくは、車両挙動制御装置の故障時に修正操舵が必要となった場合に運転者にかかる運転負荷を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の操縦安定性や回頭性を高めるために、左右の後輪に対してアクチュエータをそれぞれ備えることで、後輪のトー角を左右独立して変化させることのできる後輪トー角可変制御装置が種々開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。この種の後輪トー角可変制御装置では、車両の運動状態などに応じて左右の後輪に付与されるトー角が設定され、車両の挙動が制御されるようになっている。例えば、アクセルペダルの操作量が所定値以上のときには後輪トー角をトーアウトに設定し、ブレーキペダルの操作量が所定値以上のときには後輪トー角をトーインに設定する後輪トー角可変制御装置（特許文献３参照）などが提案されている。
【０００３】
また、左右の後輪に対してアクチュエータをそれぞれ備えた後輪トー角可変制御装置において、一方のアクチュエータが故障した場合、故障していない側の後輪を故障した側の後輪と対称（トーインまたはトーアウト）となるようにトー角制御することにより、車両の直進性を確保する技術や（特許文献４参照）、故障していない側の後輪を故障した側の後輪と平行となるようにトー角制御することにより、車体の向きと進行方向とがずれた状態となりながらも、タイヤの過剰磨耗を回避しつつ直進走行性を確保する技術（特許文献５参照）なども提案されている。
【特許文献１】特開平９−３０４３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６４０１７号公報
【特許文献３】特開２００８−５５９２１号公報
【特許文献４】特開２００６−３０４３８号公報
【特許文献５】特開２００８−２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献４に記載された技術では、一方のアクチュエータが故障すると、後輪が常に一方へ転舵された状態で固定されてしまうこととなり、この場合、常に車体にヨーモーメントが作用する。また、異なる制御を行ったとしても、後輪トー角可変制御装置などの車両挙動制御装置が故障した場合には、車両挙動制御装置の作動によって車体にヨーモーメントが発生してしまうことがある。このような場合、直進走行するためにはこのヨーモーメントを打ち消すべく、前輪を後輪と同一方向へ略同一角度（重心位置やタイヤのグリップ力に応じた角度）だけ転舵しておく必要がある。しかしながら、前輪にはサスペンションジオメトリによって舵角が０となるようにセルフアライニングトルクが発生するため、直進走行時においてもこのセルフアライニングトルクに対抗する操舵トルクを運転者はステアリングに与え続けなければならない。
【０００５】
一方、このような継続的な操舵トルクが与えられた場合、操舵トルクに応じた操舵補助力がパワーステアリング装置によって付与されるが、この操舵補助力はセルフアライニングトルクに対抗する操舵トルクに比べて小さいため、依然として運転者にかかる運転負荷が大きかった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、車両挙動制御装置が故障した場合に運転者にかかる運転負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、車両挙動制御装置（後輪トー角可変制御装置１１）を有する車両に搭載されたパワーステアリング装置（２１）において、前記車両挙動制御装置が故障し、当該車両挙動制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すように運転者が修正操舵を行った場合、当該修正操舵に対する操舵反力（Ｔ）を軽減する方向に操舵補助力（Ｔｃ）を付与するように構成する。
【０００８】
上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルク（Ｔａｖ）に応じて設定されるようにするとよい。この場合、前記操舵補助力の付与が、前記平均操舵トルクが所定値（Ｔ１）よりも大きい場合にのみ行われるようにするとよい。
【０００９】
また、上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、低車速域（０〜Ｖ２ｋｍ／ｈ）と高車速域（Ｖ３ｋｍ／ｈ以上）との少なくとも一方における車速ゲイン（Ｇｖ）が中車速域（Ｖ２〜Ｖ３ｋｍ／ｈ）における車速ゲインよりも小さく設定されるようにするとよい。
【００１０】
また、上記構成のパワーステアリング装置においては、前記操舵補助力が、前記付与の開始時に所定の漸増量をもって（目標電流漸増量αをもって）増大し、前記付与の終了時に所定の漸減量をもって（目標電流漸減量βをもって）減少するように設定されるようにするとよい。
【００１１】
あるいは、上記構成のパワーステアリング装置において、前記操舵補助力は、前記操舵反力よりも小さな値に設定されるようにするとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両挙動制御装置の故障に起因する修正操舵が必要となった場合でも、修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に操舵補助力が付与されるため、運転者は大きな操舵力を与えることなく車両の挙動を制御することができる。
【００１３】
また、操舵補助力が、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクに応じて設定されることにより、直進走行時の一時的な操舵トルクに応じた過大または過小な操舵補助力が付与されることを防止し、平均操舵トルクが大きいほど大きな操舵補助力を付与することにより、運転者にかかる操舵負荷を適切に軽減することができる。
【００１４】
この場合に、操舵補助力の付与が、平均操舵トルクが所定値よりも大きい場合にのみ行われることにより、操舵トルクの検出誤差や車両挙動制御装置の故障に起因しないステアリング操作に応じた操舵補助力の付与を排除し、頻繁に操舵補助力が変化することを防止して適切な操舵補助力の付与を行うことができる。
【００１５】
また、操舵補助力が車速ゲインをもって補正され、低車速域と高車速域との少なくとも一方における値が中車速域における値よりも小さく設定されることにより、運転者が小さな負荷で確実かつ安全に車両の挙動を制御することができる。すなわち、同一操舵角におけるセルフアライニングトルクは車速に応じて大きくなるため、低速走行時に車両挙動制御装置が故障した場合に大きな操舵補助力が付与されると運転者は車両挙動制御装置の故障に気付き難いが、低車速域で車速ゲインが小さく設定されることにより、運転者はステアリング操作から車両挙動制御装置の故障を感知することができる。また、高速走行時に車両挙動制御装置が故障した場合に大きな操舵補助力が付与されると、小さな操舵力でもステアリングが操作され易くなって車両の挙動制御が困難となるが、高車速域で車速ゲインが小さく設定されることにより、過度のステアリング操作を防止して走行安全性の低下を防止することができる。
【００１６】
また、操舵補助力が、付与の開始時に所定の漸増量をもって増大し、付与の終了時に所定の漸減量をもって減少するように設定されることにより、補助操舵力の急激な変化を防止し、運転者が修正操舵を円滑に行えるようになる。
【００１７】
さらに、操舵補助力が、操舵反力よりも小さな値に設定されることにより、車両挙動制御装置が故障した場合に操舵力を不必要とするのではなく、運転者にかかる操舵負荷を適切に軽減し、且つステアリングを介して車両挙動制御装置の故障を運転者に認識させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置２１を備えた自動車１の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、例えばタイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ符号の後に前後を表す添字ｆまたはｒあるいは左右を示す添字ｌまたはｒを付して、例えば、後輪５ｌ（左側）、後輪５ｒ（右側）、タイヤ３ｆｌ（前左側）、タイヤ３ｒｒ（後右側）と記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪５または後輪５ｌ，５ｒと記す。
【００１９】
図１は実施形態に係る後輪トー角可変制御装置１１（ＲＴＣ）を備えた自動車１の概略構成を示す平面図である。自動車１は、タイヤ３ｆｌ，３ｆｒが装着された前輪４ｌ，４ｒと、タイヤ３ｒｌ，３ｒｒが装着された後輪５ｌ，５ｒとを備えており、これら前輪４ｌ，４ｒおよび後輪５ｌ，５ｒが、左右のフロントサスペンション６ｌ，６ｒおよびリヤサスペンション７ｌ，７ｒによってそれぞれ車体２に懸架されている。
【００２０】
また、自動車１は、手動操舵力を軽減すべくステアリング系に補助トルクを印加する電動パワーステアリング装置２１（ＥＰＳ）を備え、ステアリングホイール２２の操舵によって操向車輪としての前輪４を直接転舵する前輪操舵装置２０と、左右のリヤサスペンション７ｌ，７ｒに対して設けられた左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒを伸縮駆動することにより、左右後輪５ｌ，５ｒのトー角（後輪転舵角）δｒｌ，δｒｒを個別に変化させる後輪トー角可変制御装置１１とを備えている。
【００２１】
前輪操舵装置２０は、ステアリングシャフト２３を介してステアリングホイール２２に一体的に連結されたピニオン２４と、タイロッド２５等を介してその両端が左右の前輪４に連結され、ピニオン２４に噛合して車幅方向に往復動するラック軸２６とからなるラック・アンド・ピニオン機構と、補助操舵力を発生すべくラック軸２６に同軸的に設けられた電動モータ２７を備えた電動パワーステアリング装置２１とを主要構成要素としている。
【００２２】
ステアリングシャフト２３には、ステアリングホイール２２の操舵角θを検出する操舵角センサ９が設けられ、ピニオン２４の近傍には、ピニオン２４に作用する手動操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１０が設けられており、これらセンサの出力信号がＥＰＳ・ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２８に入力することにより、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８が電動モータ２７に流れる電流を制御し、電動モータ２７に補助操舵力を発生させる。
【００２３】
一方、詳細な図示は省略するが、電動アクチュエータ１２は、車体２側に連結されたハウジングや、ハウジング内に収容されたモータ、減速機、台形ねじを用いた送りねじ機構、送りねじ機構の雌ねじ部材を構成するとともに、後輪５側に連結された出力ロッド等から構成されており、モータの回転運動を送りねじ機構でスラスト運動に変換することにより直線的に伸縮動する。なお、送りねじ機構は、セルフロック機能を備えており、出力ロッド側から入力があっても逆差動しない構造となっている。
【００２４】
また、自動車１には、各種システムを統括制御するメインＥＣＵ８や、車体２に発生するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１５、車速センサ１６の他、図示しない種々のセンサが適所に設置されており、各センサの検出信号はメインＥＣＵ８に入力して車両の制御に供される。
【００２５】
メインＥＣＵ８は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、車両用ローカルエリアネットワークＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信回線を介して各センサ９，１０，１５，１６や、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８、後述するＭＣＵ（Motor Control Unit）１３と接続されており、互いに制御量や制御状態を監視することができるようになっている。メインＥＣＵ８は、各センサ９，１６等の検出結果に基づいて目標とする後輪５のトー角δｒを算出し、各電動アクチュエータ１２のストローク量を算出した上でＭＣＵ１３に対して駆動制御信号を出力することにより、後輪５ｌ，５ｒのトー制御を左右別々に行う。
【００２６】
左右の電動アクチュエータ１２には、近接配置されたマグネットの位置を差動変圧から検出することによって各電動アクチュエータ１２のストローク量を検出するストロークセンサ１７ｌ，１７ｒが設置されている。ＭＣＵ１３は、メインＥＣＵ８から出力された駆動制御信号に基づいて電動アクチュエータ１２を駆動制御するとともに、ストロークセンサ１７によって検出されたストローク量に基づいて電動アクチュエータ１２のフィードバック制御を行う。これにより、電動アクチュエータ１２が高精度且つ高応答に制御され、後輪５ｌ，５ｒが所望のトー角δｒへ変化する。
【００２７】
このように構成された自動車１によれば、左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒを同時に対称的に変位させることにより、左右後輪５ｌ，５ｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる他、左右の電動アクチュエータ１２ｌ，１２ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、左右後輪５ｌ，５ｒを左右に転舵することも可能である。例えば自動車１は、操縦安定性を高めるべく、各種センサによって把握される車両の運動状態に基づき、加速時には後輪５をトーアウトに、制動時には後輪５をトーインに変化させ、高速旋回走行時には後輪５を前輪舵角と同相に、低速旋回走行時には後輪５を前輪舵角と逆相にトー変化（転舵）させる。
【００２８】
次に、実施形態に係るＥＰＳ・ＥＣＵ２８について、図２に示すブロック図を参照して説明する。ＥＰＳ・ＥＣＵは、操舵トルクセンサ１０によって検出された操舵トルクＴ、車速センサによって検出された車速Ｖ、電動モータ２７の回転数Ｎなどに基づいて、電動モータ２７に流れる目標電流Ａｔを設定する目標電流設定部２９と、目標電流Ａｔに対する補正を行う操舵補助力補正部３０とを備えている。
【００２９】
操舵補助力補正部３０は、後輪トー角可変制御装置１１の故障を判定する故障判定部３１と、自動車１の直進状態を判定する直進状態判定部３２と、後輪トー角可変制御装置１１の故障状態に応じて電動モータ２７に発生させる補正トルクＴｃに対応する目標電流（トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔ）を設定するトルク補正目標電流設定部３３と、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔに対する漸増・漸減処理を行い、トルク補正目標電流Ａｃを設定する漸増・漸減処理部３４と、漸増・漸減処理部３４によって設定されたトルク補正目標電流Ａｃを目標電流Ａｔに加算する加算部３５とから構成されている。
【００３０】
故障判定部３１は、メインＥＣＵ８を介して後輪トー角可変制御装置１１の故障情報を受け取り、この故障情報に基づいて故障判定を行う。直進状態判定部３２は、車速Ｖ、操舵角θから求めた前輪舵角δｆ、ヨーレイトγなどに基づいて、自動車１の走行状態を監視し、直進走行状態が所定時間にわたって継続するか否かによって直進判定を行う。トルク補正目標電流設定部３３は、故障した後輪トー角可変制御装置１１の作動によって車体２にヨーモーメントが作用した場合に、このモーメント打ち消すのに必要な修正操舵に応じて補正トルクＴｃを設定した上で、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定する。なお、補正トルクＴｃは、平均操舵トルクＴａｖよりも小さな値となるように設定される。
【００３１】
そして、トルク補正目標電流設定部３３は、図３にそのブロック図を示すように、直進走行状態における所定時間にわたる平均操舵トルクＴａｖに応じ、予め格納された所定のマップを参照することにより、補正トルクベース値Ｔｃｂを設定するベース補正トルク設定部４１と、車速ゲインマップを参照することにより、車速Ｖに応じた車速ゲインＧｖを設定する車速ゲイン設定部４２と、ベース補正トルク設定部４１によって設定された補正トルクベース値Ｔｃｂに車速ゲインＧｖを乗算することにより、補正トルクＴｃを算出する乗算部４３と、乗算部４３で算出された補正トルクＴｃに対応するトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを設定するトルク補正目標電流ターゲット設定部４４とから構成されている。
【００３２】
ベース補正トルク設定部４１に格納されたマップでは、平均操舵トルクＴａｖが０〜Ｔ１Ｎｍまでの間は補正トルクベース値Ｔｃｂが０に設定される不感帯が設けられており、平均操舵トルクＴａｖがＴ１Ｎｍ以上となると、その大きさに応じて補正トルクベース値Ｔｃｂが徐々に大きくなるように設定される。一方、車速ゲインマップでは、車速Ｖが０〜第１車速Ｖ１までの間は車速ゲインＧｖが０に設定され、車速Ｖが第１車速Ｖ１〜これよりも大きな第２車速Ｖ２までの間は、車速ゲインＧｖが車速Ｖに応じて徐々に大きくなり、第２車速Ｖ２において１となるように設定され、車速Ｖが第２車速Ｖ２〜これよりも大きな第３車速Ｖ３までの間は車速ゲインＧｖが１に設定され、車速Ｖが第３車速Ｖ３以上の場合は車速ゲインＧｖが車速Ｖに応じて徐々に小さくなるように設定される。
【００３３】
漸増・漸減処理部３４は、操舵補助力補正部３０による操舵補助力の補正開始時に、加算部３５に加えるトルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔに達するまで所定量をもって徐々に大きくなるような漸増処理を行うとともに、操舵補助力補正部３０による操舵補助力の補正終了時に、トルク補正目標電流Ａｃが０に到るまで所定量をもって徐々に小さくなるような漸減処理を行う。
【００３４】
≪実施形態の制御フロー≫
次に、本実施形態に係るパワーステアリング装置による操舵補助制御処理について説明する。図４は実施形態に係るパワーステアリング装置による操舵補助制御手順を示すフローチャートである。自動車１が走行を開始始動すると、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は所定の割込み時間（例えば、１０ｍｓ）ごとに以下に示す操舵補助制御処理を実行する。
【００３５】
図４Ａに示すように、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、まず、故障判定部３１において、故障フラグＦｆａｌｌが１であるか否か、すなわち、後輪トー角可変制御装置１１が故障しているか否かを判定する（ステップ１）。ステップ１で後輪トー角可変制御装置１１が故障していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、トルク補正電流設定部において、トルク補正目標電流Ａｃを０に設定し（ステップ２７）、漸増・漸減処理部３４において、直進判定タイマＴＭ１、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２および、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３をそれぞれ０に設定する（ステップ２８）。その後、図４Ｂのステップ１９に進み、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、加算部３５において、目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し、上記手順を繰り返す。
【００３６】
一方、ステップ１で後輪トー角可変制御装置１１が故障していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、直進状態判定部３２において、車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し（ステップ２）、車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈよりも小さい場合（Ｎｏ）、直進状態判定部３２は直進判定タイマＴＭ１を０に設定する（ステップ８）。一方、ステップ２で車速Ｖが車速判定閾値Ｖｔｈ以上である場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、ステアリング操舵角θから求めた前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下であるか否かを判定し（ステップ３）、前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｎｏ）、ステップ８に進んで直進判定タイマＴＭ１を０に設定する。一方、ステップ３で前輪舵角δｆの絶対値が前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、ヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈ以下であるか否かを判定し（ステップ４）、ヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｎｏ）、同様にステップ８に進んで直進判定タイマＴＭ１を０に設定する。一方、ステップ４でヨーレイトγの絶対値がヨーレイト判定閾値γｔｈ以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、直進状態判定部３２は、直進判定タイマＴＭ１に１を加える（ステップ５）。
【００３７】
次に、直進状態判定部３２は、直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈよりも大きいか否か、すなわち、車速判定閾値Ｖｔｈ以上で前輪舵角判定閾値δｆｔｈ以下且つヨーレイト判定閾値γｔｈ以下の走行状態が所定時間続いたか否かを判定し（ステップ６）、直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、直進判定フラグＦｓｔを１に設定し（ステップ７）、トルク補正目標電流Ａｃを前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に設定する（ステップ９）。一方、ステップ６で直進判定タイマＴＭ１が直進時間判定閾値ＴＭ１ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、直進状態判定部３２は、直進判定フラグＦｓｔを１に設定することなくステップ９に進み、トルク補正目標電流Ａｃを前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に設定する。
【００３８】
次に、図４Ｂに移り、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、トルク補正目標電流設定部３３において、直進判定フラグＦｓｔが１に設定されているか否かを判定する（ステップ１０）。ステップ１０で、直進判定フラグＦｓｔが１に設定されている場合（Ｙｅｓ）、トルク補正目標電流設定部３３は、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔを算出する（ステップ１１）。
【００３９】
その後、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、漸増・漸減処理部３４において、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３を０に設定し（ステップ１２）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２に１を加え（ステップ１３）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップ１４）。ステップ１４でトルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１に所定の目標電流漸増量αを加算した値をトルク補正目標電流Ａｃに設定し（ステップ１５）、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２を０に設定し（ステップ１６）、ステップ１７へ進む。一方、ステップ１４でトルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２が漸増タイマ閾値ＴＭ２ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、ステップ１５およびステップ１６の処理を行うことなくステップ１７へ進む。
【００４０】
ステップ１７では、トルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔよりも大きいか否かが漸増・漸減処理部３４によって判定され、トルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔがトルク補正目標電流Ａｃに設定され（ステップ１８）ステップ１９へ進む。一方、ステップ１７でトルク補正目標電流Ａｃがトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、ステップ１８の処理を行うことなくステップ１９へ進む。
【００４１】
ステップ１９では、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、加算部３５において、目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し（ステップ１９）、上記手順を繰り返す。
【００４２】
また、ステップ１０で、直進判定フラグＦｓｔが０に設定されている場合（Ｎｏ）、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は、漸増・漸減処理部３４において、トルク補正目標電流漸増タイマＴＭ２を０に設定し（ステップ２０）、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３に１を加える（ステップ２１）。次いで、漸増・漸減処理部３４は、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈより大きいか否かを判定する（ステップ２２）。ステップ２２でトルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈより大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、漸増・漸減処理部３４は、前回値のトルク補正目標電流Ａｃ１から所定の目標電流漸減量βを減算した値をトルク補正目標電流Ａｃに設定し（ステップ２３）、トルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３を０に設定し（ステップ２４）、ステップ２５へ進む。一方、ステップ２２でトルク補正目標電流漸減タイマＴＭ３が漸減タイマ閾値ＴＭ３ｔｈ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、漸増・漸減処理部３４は、ステップ２３およびステップ２４の処理を行わずにステップ２５へ進む。
【００４３】
ステップ２５では、トルク補正目標電流Ａｃが０以下であるか否かが漸増・漸減処理部３４によって判定され、トルク補正目標電流Ａｃが０以下であると判定された場合（Ｙｅｓ）、漸増・漸減処理部３４は、トルク補正目標電流Ａｃを０に設定し（ステップ２６）、ステップ１９で加算部３５が目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃ（０）を加算し、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は上記手順を繰り返す。一方、ステップ２５でトルク補正目標電流Ａｃが０より大きいと判定された場合（Ｎｏ）、ステップ２６を経ずに直接ステップ１９へ進み、加算部３５が目標電流Ａｔにトルク補正目標電流Ａｃを加算し、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８は上記手順を繰り返す。
【００４４】
次に、図５を参照して、後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に上記操舵補助制御処理を行った際の自動車１の状態変化について説明する。自動車１が旋回走行から直進走行に移ったとき（時間ｔ１）に、ＥＰＳ・ＥＣＵ２８が後輪トー角可変制御装置１１の故障情報を受け取り、故障判定部３１によって故障判定が行われる。このとき、ヨーレイトγは０であるにも拘わらず、前輪舵角δｆは修正操舵を行った状態（｜δｆ｜＞０）となり、操舵トルクＴが発生している。
【００４５】
後輪トー角可変制御装置１１の故障が判定されると、時間ｔ２〜時間ｔ３にかけて、直進状態判定部３２によって自動車１の直進状態が判定される。直進状態が判定されると、時間ｔ３〜時間ｔ４にかけて、トルク補正目標電流設定部３３によって操舵トルクＴの平均値（平均操舵トルクＴａｖ）が算出された上でトルク補正目標電流ターゲットＡｃｔが設定される。トルク補正目標電流ターゲットＡｃｔが設定されると、時間ｔ４〜時間ｔ５にかけて、漸増・漸減処理部３４によって漸増処理されたトルク補正目標電流Ａｃが電動モータ２７に通電される。時間ｔ４〜時間ｔ５にかけて、トルク補正目標電流Ａｃが徐々に大きくなるように通電されると、操舵トルクＴは徐々に低下し、０より大きな所定の値となる。直進判定が解除されるとき（時間ｔ６）まで、すなわち、直進状態が継続している間、トルク補正目標電流Ａｃによる補正トルクＴｃによって操舵トルクＴが小さな値に維持され、運転者の操舵負荷が軽減される。
【００４６】
直進判定が解除されると、すなわち、運転者が旋回のためのステアリング操作を行うと、時間ｔ６〜時間ｔ７にかけて、漸増・漸減処理部３４によって漸減処理されたトルク補正目標電流Ａｃが電動モータ２７に通電される。時間ｔ６〜時間ｔ７にかけて、トルク補正目標電流Ａｃが徐々に小さくなるように通電されると、旋回走行のための操舵トルクも加わり、操舵トルクＴは徐々に大きくなる。旋回のためのステアリング操作に伴い、前輪舵角δｆおよびヨーレイトγも大きくなる。
【００４７】
このように、後輪トー角可変制御装置１１の故障に起因する修正操舵が必要となった場合でも、修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に補正トルクＴｃが付与されるため、運転者は大きな操舵トルクＴを与えることなく自動車１の挙動を制御できるようになる。
【００４８】
また、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクＴａｖに応じて補正トルクＴｃが設定されることにより、直進走行時の一時的な操舵トルクに応じた過大または過小な補正トルクＴｃが付与されることが防止され、且つ運転者の操舵負荷が大きいほど大きな補正トルクＴｃが付与されることとなり、運転者にかかる操舵負荷が適切に軽減される。
【００４９】
この場合に、補正トルクＴｃの付与が、平均操舵トルクＴａｖが所定値（Ｔ１）よりも大きい場合にのみ行われることにより、操舵トルクＴの検出誤差や後輪トー角可変制御装置１１の故障に起因しないステアリング操作に応じた補正トルクＴｃの付与が排除され、頻繁に補正トルクＴｃが変化することなく、適切な操舵負荷の軽減を図られる。
【００５０】
また、同一操舵角θにおけるセルフアライニングトルクは車速Ｖに応じて大きくなるため、低車速域での走行時に後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に大きな補正トルクＴｃが付与されると運転者は後輪トー角可変制御装置１１の故障に気付き難いが、補正トルクＴｃが、低車速域（Ｖ２以下）において中車速域（Ｖ２〜Ｖ３）よりも小さな車速ゲインＧｖによって補正されることにより、後輪トー角可変制御装置１１の故障をステアリング操作から感知できる範囲で運転者にかかる修正操舵の負荷を軽減することができる。
【００５１】
一方、高車速域での走行時に後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に大きな補正トルクＴｃが付与されると、小さな操舵力でもステアリングが操作され易くなって車両の挙動制御が困難となるが、補正トルクＴｃが、高車速域（Ｖ３以上）において中車速域（Ｖ２〜Ｖ３）よりも小さな車速ゲインＧｖによって補正されることにより、過度のステアリング操作が防止され、自動車１の安全性に影響を与えない範囲で運転者にかかる修正操舵の負荷を軽減することができる。
【００５２】
また、補正トルクＴｃが、付与の開始時に所定の漸増量をもって（目標電流漸増量αをもって）増大し、付与の終了時に所定の漸減量をもって（目標電流漸減量βをもって）減少するように設定されることにより、補正トルクＴｃの急激な変化が防止され、運転者が円滑に修正操舵を行うことができる。
【００５３】
さらに、補正トルクＴｃが、平均操舵トルクＴａｖ（操舵反力）よりも小さな値に設定されることにより、後輪トー角可変制御装置１１が故障した場合に操舵トルクＴが不必要とされるのではなく、運転者にかかる操舵負荷が適切に軽減され、且つステアリングを介して後輪トー角可変制御装置１１の故障を運転者が認識できるようになっている。
【００５４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、車両挙動制御装置として後輪トー角可変制御装置１１を採用しているが、変わりに、あるいはこれと共に、駆動力配分制御装置や、制動力を発生させて車輪の横滑りを抑制するＶＳＡ（Vehicle Stability Assist:車両挙動安定化制御システム）、ステアリングトルクを発生させることによって前輪の操舵を補助し、間接的に車両のヨーレイトを制御するパワーステアリング装置、前輪舵角を所望に変化させることのできるステア・バイ・ワイヤなど、車両の挙動を制御できる他の装置を採用することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、自動車１が直進走行している間のみにトルク補正目標電流が設定されるようにしているが、後輪トー角可変制御装置１１の故障信号が検出されている間、直進判定状態において設定したトルク補正目標電流を継続的に付加したり、旋回走行状態において各種センサの検出値などからトルク補正目標電流を設定したりするような形態としてもよい。これら変更の他、各装置の具体的構成や配置、補正トルクの設定手法など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係るパワーステアリング装置を備えた自動車の概略構成図
【図２】実施形態に係るパワーステアリング装置のブロック図
【図３】トルク補正目標電流設定部のブロック図
【図４Ａ】実施形態に係る操舵補助制御手順を示すフローチャート
【図４Ｂ】実施形態に係る操舵補助制御手順を示すフローチャート
【図５】実施形態に係る操舵補助制御によるタイムチャート
【符号の説明】
【００５７】
１ 自動車
４ 前輪
５ 後輪
８ ＥＣＵ
１１ 後輪トー角可変制御装置
１２ 電動アクチュエータ
２０ 前輪操舵装置
２１ 電動パワーステアリング装置
２８ ＥＰＳ・ＥＣＵ
２９ 目標電流設定部
３０ 操舵補助力補正部
３１ 故障判定部
３２ 直進状態判定部
３３ トルク補正目標電流設定部
３４ 漸増・漸減処理部
３５ 加算部
４１ ベース補正トルク設定部
４２ 車速ゲイン設定部
４３ 乗算部
４４ トルク補正目標電流ターゲット設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両挙動制御装置を有する車両に搭載されたパワーステアリング装置であって、
前記車両挙動制御装置が故障し、当該車両挙動制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すように運転者が修正操舵を行った場合、当該修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に操舵補助力を付与することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記操舵補助力は、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクに応じて設定されることを特徴とする、請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記操舵補助力の付与は、前記平均操舵トルクが所定値よりも大きい場合にのみ行われることを特徴とする、請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵補助力は、車速ゲインをもって補正され、低車速域と高車速域との少なくとも一方における車速ゲインが中車速域における車速ゲインよりも小さく設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記操舵補助力は、前記付与の開始時に所定の漸増量をもって増大し、前記付与の終了時に所定の漸減量をもって減少するように設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項６】
前記操舵補助力は、前記操舵反力よりも小さな値に設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１】
車両挙動制御装置を有する車両に搭載されたパワーステアリング装置であって、
前記車両挙動制御装置が故障し、当該車両挙動制御装置の作動によって発生するヨーモーメントを打ち消すように運転者が修正操舵を行った場合、当該修正操舵に対する操舵反力を軽減する方向に操舵補助力を付与することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記操舵補助力は、所定時間にわたる直進走行時の平均操舵トルクに応じて設定されることを特徴とする、請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記操舵補助力の付与は、前記平均操舵トルクが所定値よりも大きい場合にのみ行われることを特徴とする、請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵補助力は、車速ゲインをもって補正され、低車速域と高車速域との少なくとも一方における車速ゲインが中車速域における車速ゲインよりも小さく設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記操舵補助力は、前記付与の開始時に所定の漸増量をもって増大し、前記付与の終了時に所定の漸減量をもって減少するように設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【請求項６】
前記操舵補助力は、前記操舵反力よりも小さな値に設定されることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０００９８（Ｐ２０１０−１０００９８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１０４７（Ｐ２００８−２７１０４７）
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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