車両用操舵装置及び車両用操舵制御方法
【課題】 ドライバが車両運動の変化を視覚情報で判定することなく、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示するアシスト制御を提供すること。
【解決手段】 車両の強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内の静/動フリクションを低減またはゼロに補正するようにした。
【解決手段】 車両の強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内の静/動フリクションを低減またはゼロに補正するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の強オーバステアの防止、並びに強オーバステアに近い領域での操縦性向上を図る操舵力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、滑り易い路面等で車両挙動が不安定となることを抑制し得るように制御を行う電動パワーステアリング装置が開示されている。後輪に発生している横方向グリップ力が限界に近づくにつれて、電動モータによりドライバの操舵をアシストする力（以下、アシスト力と称す）を減少させる。すなわち、後輪がグリップ力を失い所謂スピン（強オーバステア）しそうな状況になると、ステアリングホイールが重くなり、車両旋回方向と反対側への操舵（カウンタステア）が促され、結果として、前輪横方向グリップ力が減少することにより、車両のスピンを防止できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−０４８９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術では、アシスト力を低減させることにより車両旋回方向と反対側への操舵方向（カウンタステア方向）に操舵を促すものの、どの程度の操舵角でハンドルを止めるべきかをこの制御はドライバに教えていない。カウンタステア方向の操舵角が大きすぎると旋回外側へ軌跡が不必要に膨らむ、または逆方向に旋回が始まる可能性がある。すなわち、カウンタステア方向の操舵角は車両の挙動に応じて変化させなければならない。これをドライバは車両のヨー運動等の視覚情報に基づいて行っているが、車両運動の変化を視覚情報で判定するのには遅れが存在する。そのため、カウンタステア操作は難しいものとなる。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ドライバが車両運動の変化を視覚情報で判定することなく、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示するアシスト制御を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を発生させる抵抗要素と、車両のステア状態を検知するステア状態検知手段と、操舵方向が車両の旋回方向と逆側のカウンタステア方向に操舵されているか判定するカウンタステア判定手段と、ステア状態検知手段が車両の所定の条件によるオーバステア傾向を示す強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定された場合には、抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正する補正手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用操舵装置にあっては、抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正し、ドライバが車両運動の変化を視覚情報ではなく反力情報で判定できる。よって、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する最良の形態を、実施例１乃至実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
【０００９】
図１は車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。車両用操舵装置を搭載車両は、ハンドル１側からコラムシャフト５に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）２と、操舵トルクセンサ２よりも転舵輪１０側のコラムシャフト５の回転角（以降、操舵角と称す）を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）３と、ドライバの操舵にアシストする力を発生させるアシストモータ（アクチュエータ）６と、車両操舵状況及び車両挙動に応じてアシストモータ６を制御するアシストコントローラ（操舵角制御手段）８とから構成されている。
【００１０】
操舵トルクセンサ２は、ハンドル１とコラムシャフト５との間に設けられたトーションバーの捩れ量から、ハンドル１からコラムシャフト５へ入力される操舵トルクを検出する。なお、トーションバーが存在するため、ハンドル１とコラムシャフト５とはトーションバーの捩れの範囲で相対回転が可能となるので、ハンドル１の回転角と、コラムシャフト５の操舵角とは異なる値となる。そのため、操舵トルクセンサ２が検出したトルクと、ドライバがハンドル１に入力するトルクとは値が異なる。以下では、操舵トルクセンサ２が検出したトルクを操舵トルクと称し、ドライバがハンドル１に入力するトルクをドライバ入力トルクと称する。
【００１１】
アシストモータ６は、例えば、DCブラシレスモータが用いられ、モータ出力軸が減速器７を介してコラムシャフト５に連結され、コラムシャフト５に対し、ドライバの操舵力を補助するアシスト力を出力する。
【００１２】
ラック４は、コラムシャフト５の回転をラック＆ピニオンにより車両左右方向の動きに変換し、転舵輪１０を転舵させる。ラック軸力センサ９は、ラック４にかかる軸力を検出し、ラック軸力検出値をアシストコントローラ８へ出力する。
【００１３】
アシストコントローラ８は、操舵トルクセンサ２からの操舵トルク情報と、操舵角センサ３からの操舵角情報と、ラック軸力センサ９からのラック軸力情報とに基づいて、アシストモータ６のモータ指令値を制御する。
【００１４】
図２は、アシストコントローラ８の制御ブロック図である。アシストコントローラ８は車両の旋回方向と逆方向の操舵、所謂カウンタステアを検出し、フリクションフラグ出力するカウンタ制御部８０と、アシストモータ６への指令信号を生成する操舵角サーボ部８１と、コラムシャフト５の目標回転角である仮想ステアリング操舵角を算出する仮想ステアリングモデル部８２と、ドライバ入力トルクを算出するトルク生成部（ドライバ入力トルク推定手段）８３とから構成される。
【００１５】
カウンタ制御部８０は、車両の横滑り角速度、ドライバ入力トルク及びラック軸力等を入力して、車両が強オーバステア状態にあるか、カウンタステアであるかを判定して、後述する仮想ステアリングモデル８２に入力するフリクションフラグを生成する。ここで、強オーバステアとは、車両旋回時に後輪のグリップ力が低下して旋回方向内側へ回転する方向のモーメントの増加するので、所謂スピンが生じる状態を示す。また、車両の横滑り加速度は、例えば前後G、横Gやヨーレイト等から演算よって求められるが、その演算方法については特許第３３０３５００号広報等に記載の公知のものを用いれば良く説明を省略する。
【００１６】
操舵角サーボ部８１では、制御工学の一般理論に基づき、仮想ステアリングモデル部８２の出力である目標操舵角に操舵角センサ検出値が追従するようにアシストモータ６のモータ指令値が演算される。演算されたモータ指令値は、図外の電流ドライバへと出力され、電流ドライバを介してアシストモータ６に電流が供給される。
【００１７】
仮想ステアリングモデル部８２には、ドライバ入力トルクと、ラック軸力の和を入力して、操舵角サーボ部８１に出力する仮想ステアリング操舵角を演算する。図３にその一例を示す。ここでは、モデルの動特性を連続系で表しているため、積分器８２ａ、８２ｂは1/s（s：ラプラス演算子）で表される。また、理解を容易にするために、トルクや操舵角はすべてコラムシャフト周りに換算したものとする。乗算器８２ｃは、入力に対し所望のステアリング慣性の逆数1/Ihを乗算した値を出力する。乗算器８２ｄは、入力に対しChを乗算し所望のステアリング粘性を設定する。静/動フリクション信号生成部（フリクション生成手段）８２ｅは、コラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模して再現するブロックである。静/動フリクション補正部８２ｆは、カウンタ制御部８０で生成したフリクションフラグが"１"のときに静/動フリクションを低減若しくはゼロにする補正を行う。スタック再現部８２ｇは、静フリクションによりハンドル１が停止したことを再現するブロックであり、仮想モデル中の操舵角速度をゼロにセットする役割がある。
【００１８】
以上の構成により、ドライバは操舵時の反力およびハンドル角の振る舞いを通して仮想ステアリングモデルの動きを味わうことができる。仮想ステアリングモデルに所望のステアリング特性を記述しておくことにより、望ましい操舵感を味わうことができる。
【００１９】
トルク生成部８３は、仮想ステアリングモデルに入力するドライバ入力トルクを演算する。図４にその一例を示す。
【００２０】
乗算器８３ａは、操舵トルクtrqに操舵トルクセンサ２のねじり剛性の逆数1/Ktを乗算した値を、ねじり角trq/Ktとし、加算器８３ｂへ出力する。
【００２１】
加算器８３ｂは、操舵角θmと乗算器８３ａからのねじり角trq/Ktを加算した値をハンドル角θhとし、乗算器８３ｃへ出力する。乗算器８３ｃは、加算器８３ｂからのハンドル角θhに２階微分を近似した伝達関数s2／（s2＋２ζωns＋ωn2）を乗算した値をハンドル角加速度θh"とし、乗算器８３ｄへ出力する。乗算器８３ｄは、乗算器８３ｃからのハンドル角加速度θh"にハンドル１のイナーシャの逆数1/Ih0を乗算した値を加算器８３ｅへ出力する。加算器８３ｅは、操舵トルクtrqと、乗算器８３ｄの出力θh"×1/Ih0とを加算した値をドライバ入力トルクtrqgとし、仮想ステアリングモデル部８２へ出力する。
【００２２】
次に、作用を説明する。
【００２３】
図５は、車両が強オーバステア状態になった場合に、カウンタステアを行ったとき、及び行わなかったときの車両挙動の例を示す図である。図５（ａ）に示すように、実線で示す位置で車両１００の後輪のグリップ力が低下し、車両が強オーバステア状態になった場合にカウンタステアを行わなかったときには、後輪に旋回方向外側に発生する横力が増加する。そのため、車両１００を旋回方向内側に回転させるモーメントが増加し、点線や一点鎖線で示すように、車両１００は旋回方向内側に回転してしまう。一方、図５（ｂ）に示すように、実線で示す位置で車両１００の後輪のグリップ力が低下し、車両がオーバステア状態になった場合にカウンタステアを行ったときには、後輪に旋回方向外側に発生する横力とほぼ同じ大きさの横力を前輪にも発生させることができる。このとき、図５（ｂ）で点線及び一点鎖線に示すように、旋回軌跡は旋回方向外側に膨らんでしまうものの、車両１００の旋回方向内側への回転を防ぐことができる。
【００２４】
車両が強オーバステア状態になったときには、従来の車両用操舵装置では、アシスト力を低減させることによりカウンタステアを促すものがある。しかし、従来の車両用操舵装置では、どの程度の操舵角でハンドルを止めるべきかをドライバに教えていない。カウンタステアを行うときの操舵角は大きすぎると逆方向に旋回が始まる可能性がある。また、そうでなくても旋回外側へ軌跡が不必要に膨らむことになる。また、小さすぎると車両の旋回方向内側への回転を防ぐことができない。すなわち、カウンタステアを行うときの操舵角は車両の挙動に応じて変化させなければならない。これをドライバは車両のヨー運動等の視覚情報に基づいておこなっているが、車両運動の変化を視覚情報で判定するのに遅れが存在する。そのため、カウンタステア操作は難しいものとなる。
【００２５】
この問題を解決するために、車両運動の変化を反力で判定できるようにアシスト制御を行うことが考えられる。すなわち、カウンタステアにより車両が安定状態に移行した、もしくは移行する直前であることをドライバが反力で判断できれば、ドライバは安心してカウンタステアにより発生した操舵速度を略ゼロにし、定常保舵状態に移行することが可能となる。
【００２６】
反力は視覚情報よりも正確にかつ迅速にドライバは検知できるため、ドライバはより速やかに適度な操舵角（以下、カウンタステア操舵角）を推察することが可能となり、車両操縦性が向上することが期待できる。
【００２７】
しかしながら、この手法実現には解決を必要とする以下の条件が存在する。
【００２８】
条件1：ドライバの操舵のハンチングを誘起しないこと
図６に示すようにドライバがステアリングを操舵している状況は、ドライバ１０１を、アシストコントローラ１０２及び車両を含む操舵系を制御対象と見なすことができる。車両を含む操舵系の特性がドライバの理解できない形で変化すると、ドライバはその変化に対応できず、操舵のハンチングを誘起することも起こりえる。
【００２９】
条件２：ドライバの操舵介入を許容すること
操舵角を強制的にカウンタステア操舵角に一致させる舵角サーボ制御は、例えば、障害物を回避する操舵を阻害しかねない。よって、レーンキープ制御で用いられる舵角サーボを単純に適用することはできない。
【００３０】
従来の車両用操舵装置を改良して、カウンタステア操舵角になった瞬間に段差状にアシスト力を大きくするとする。たしかに段差状にアシスト力が変化すれば、この時の反力変化から適切なカウンタ操舵角を推察することが可能になる（連続的にアシスト力を大きくした場合、当然ながら変化がなく、カウンタステア操舵角を推察することはできない）。これは操舵角を強制的に目標操舵角（カウンタステア操舵角）に一致させるものではないため、条件２は満たされている。しかしながら、アシスト力が大きくなる、つまり操舵が軽くなることは、カウンタステアを当て過ぎることを引き起こしかねない。また、アシスト力はドライバの操舵力に基づいて決まるものであるから、反力変化が一定ではない。このため、ドライバはこの反力変化の理由を理解できず、操舵のハンチングを誘起することも起こり得る。すなわち、条件1が満たされていない。
【００３１】
そこで本実施例では、アシスト力を直接変化させてカウンタステア操舵角を教えるのではなく、コラムシャフト５やラック軸４に発生する静/動フリクションを変化させてカウンタステア操舵角を教えるようにした。また、本実施ではコラムシャフト５やラック軸４に発生する静/動フリクションを直接変化させるのではなく、仮想ステアリングモデル部８２内の静/動フリクション発生部８２ｅが出力するコラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模した値を、静/動フリクション補正部８２ｆにおいて補正する。この補正された静/動フリクションを用いて仮想ステアリング操舵角を演算し、モータ指令値を算出してアシストモータ６を制御することにより静/動フリクションが変化したような効果を発生させる。
【００３２】
［フリクションフラグの算出処理］
図７はカウンタ制御部８０において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３３】
ステップＳ１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【００３４】
ステップＳ２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステア状態であるのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステア状態であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ５へ移行する。このステップＳ２は、本発明のステア状態検知手段に相当する。
【００３５】
ステップＳ３では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルク及びラック軸力等から、ドライバの操舵がカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵がカウンタステア方向であればステップＳ４へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ５へ移行する。このステップＳ３は、本発明のカウンタステア判定手段に相当する。
【００３６】
ステップＳ４では、フリクションフラグを"１"に設定し、ステップＳ５ではフリクションフラグを"０"に設定する。
【００３７】
［ドライバ入力トルク算出処理］
トルク生成部８３によるドライバ入力トルクの算出方法を説明する。
【００３８】
まず、ハンドル角の演算方法の一例を下記の式（１）に示す。操舵トルクをトーションバーのねじり剛性で除してねじり角を算出し、それと操舵角を足してハンドル角とする。
θh＝θm＋trq／Kt …（１）
ここで、θhはハンドル角、θmは操舵角である。trqは操舵トルク、Ktはトーションバーのねじり剛性（単位は、例えば[Nm/rad]）とする。
【００３９】
続いて、式（１）により求めたハンドル角θhの２回微分でハンドル角加速度を得る。２回微分は、例えば下記の式（２）に示すような伝達関数で近似しても良い。
θh"＝θh×s2／（s2＋２ζωns＋ωn2） …（２）
【００４０】
例として、ζを０.９、ωnを２×π×６０[rad/s]が挙げられる。これらのパラメータは高周波のノイズ除去に関連しており、角周波数ωn以上の信号は除去されることになる。また、これを小さく設定すると、操舵感を損なう可能性があるので、両者のトレードオフを考えて設定する。
【００４１】
以上から、ドライバ入力トルクは、下記の式（３）で表される。
trqg＝trq＋Ih0×θh" …（３）
ここでtrqgはドライバ入力トルクである。
【００４２】
この作用により、ドライバがハンドル１に入力するトルクのみを算出することができる。
【００４３】
［仮想ステアリングモデル操舵角の演算］
図８は、アシストコントローラ８で実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、あらかじめ設定された所定周期毎に実行される。
【００４４】
ステップＳ１１では、操舵角センサ３から操舵角θmを読み込み、ステップＳ１２へ移行する。
【００４５】
ステップＳ１２では、操舵トルクセンサ２から操舵トルクを読み込み、ステップＳ１３へ移行する。
【００４６】
ステップＳ１３では、カウンタ制御部８０において、フリクションフラグの演算を行い、ステップＳ１４へ移行する。
【００４７】
ステップＳ１４では、トルク生成部８３において、式（１）を用いてハンドル角度θhを推定し、ステップＳ１５へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１５では、トルク生成部８３において、式（２）を用いてハンドル角加速度θh"を推定し、ステップＳ１６へ移行する。
【００４９】
ステップＳ１６では、トルク生成部８３において、式（３）を用いてドライバ入力トルクを生成し、ステップＳ１７へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１７では、仮想ステアリングモデル部８２において、ステップＳ１６で生成したドライバ入力トルクと、ラック軸力センサ９から読み込んだラック軸力等とに基づいて、仮想ステアリングモデルによる仮想ステアリング操舵角の演算を行う。このとき、静/動フリクション補正部８２ｆでは、フリクションフラグが"0"の場合には補正を行わず、フリクションフラグ"1"の場合には、静/動フリクションを低減若しくはゼロにして仮想ステアリング操舵角の演算を行い、ステップＳ１８へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１８では、操舵角サーボ部８１において、実操舵角を仮想ステアリング操舵角に追従させる操舵角サーボ制御を実施し、リターンへ移行する。
【００５２】
［反力の発生］
本実施例におけるカウンタ制御部８０、操舵角サーボ部８１、仮想ステアリングモデル部８２、トルク生成部８３の作用による出力は、図９の等価モデル１１によって表される。ドライバは、横滑り角速度、ドライバ入力トルク、ラック軸力等の入力により操舵角の出力に応じた反力を感じることとなる。理解を容易にするため、ドライバが感じる反力を以下のように定義する。ハンドル軸周りの運動方程式によって、式（４）が得られる。
Ih*d2θ/dt2 =（ラック軸力）+（ドライバ操舵力）+（静/動フリクション） …（４）
ここで、Ihはステアリング慣性、θは操舵角、ラック軸力、ドライバ操舵力、静/動フリクションはステアリング軸周りに換算したトルクである。その他のトルクについては、ここでは省略した。ここで、ドライバが感じる反力はドライバ操舵力と等しい大きさで方向は逆であるから、（反力）= −（ドライバ操舵力）となる。よって、次の式（５）が得られる。
（反力）= −Ih*d2θ/dt2 +（ラック軸力）+（静/動フリクション） …（５）
以下では、ステアリング慣性Ihは十分に小さい仮定し、ステアリング慣性Ihをゼロに近似して説明する。
【００５３】
（カウンタステア切り始めの反力）
まず、ドライバがハンドル１をカウンタステア方向に切り始めた状態、つまりドライバはカウンタステア方向に操舵力を加え始めたものの、まだハンドル１が動いていない状態において、ドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００５４】
ドライバがハンドル１を保舵している状態で、ドライバは次の式（６）に示す反力を感じる。
（反力）=（ラック軸力）+（静フリクション） …（６）
【００５５】
カウンタステア方向（左）に操舵し始める瞬間、操舵を阻む方向（右）に静フリクションが発生する。例えば、ラック軸力を10、静フリクションを"−5"とすると、ドライバは次の式（７）で示す反力"5"を感じる。
（反力）= 10 + (−5) ＝ 5 …（７）
【００５６】
横滑り角速度が所定値以上であって、ドライバがカウンタステア方向に操舵した場合、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"1"に設定して、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、静フリクションを低減若しくはゼロにする。ここで、静/動フリクション補正部８２ｆが静フリクションの大きさを"2"低減させて、静フリクションを"−3"に設定したとすると、式（８）に示すようにドライバは反力"7"を感じる。
（反力）= 10 + (−3) ＝ 7 …（８）
【００５７】
式（７）と式（８）との比較から明らかなように、本実施例の作用によってドライバが感じる反力はカウンタステア方向に大きくなり、ドライバはカウンタステア方向の操舵に誘導される。一方、カウンタステア方向と逆方向に操舵しようとした場合には、静フリクションは変化を生じないため、ドライバはカウンタステア方向と逆方向の操舵に誘導されることはない。よって、ドライバがカウンタステア方向に操舵し始めることを補助し、強オーバステアを回避することが可能となる。
【００５８】
（カウンタステア中の反力）
次にドライバがハンドル１をカウンタステア方向に動かしている状態において、ドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００５９】
ドライバがハンドル１を動かしている状態で、ドライバは次の式（９）に示す反力を感じる。
（反力）=（ラック軸力）+（動フリクション） …（９）
【００６０】
仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われていないときには、例えば、ラック軸力を10、動フリクションを"−4"とすると、ドライバは次の式（１０）で示す反力"6"を感じる。
（反力）= 10 + (−4) ＝ 6 …（１０）
【００６１】
横滑り角速度が所定値以上であって、ドライバがカウンタステア方向に操舵した場合、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"1"に設定して、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、動フリクションを低減若しくはゼロにする。ここで、静/動フリクション補正部８２ｆが動フリクションの大きさを"2"低減させて、動フリクションを"−2"に設定したとすると、式（１１）に示すようにドライバは反力"8"を感じる。
（反力）= 10 + (−2) ＝ 8 …（１１）
【００６２】
式（１０）と式（１１）との比較から明らかなように、本実施例の作用によってドライバが感じる反力はカウンタステア方向に大きくなり、ドライバはカウンタステア方向の操舵に誘導される。一方、カウンタステア方向と逆方向に操舵しようとした場合には、動フリクションは変化を生じないため、ドライバはカウンタステア方向と逆方向の操舵に誘導されることはない。よって、ドライバがカウンタステア方向に操舵し始めることを補助し、強オーバステアを回避することが可能となる。
【００６３】
（カウンタステア操舵角における反力）
操舵角が適切なカウンタ操舵角に一致若しくは略一致すると、横滑り角速度が所定値以下になるので、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"0"に設定する。仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、静/動フリクションの補正を終了するので、静/動フリクションは通常の値に復帰する。
【００６４】
以下、操舵角が適切なカウンタ操舵角に一致若しくは略一致したときのドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００６５】
ドライバがハンドル１を適切なカウンタ操舵角に一致させる直前には、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われている。例えば、ラック軸力を10、動フリクションの大きさを"2"低減させて、動フリクションを"−2"に設定したとすると、式（１２）に示すようにドライバは反力"8"を感じる。
（反力）= 10 + (−2) ＝ 8 …（１２）
【００６６】
ドライバがハンドル１を適切なカウンタ操舵角に一致させると、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われない。例えば、ラック軸力を10、動フリクションを"−4"とすると、ドライバは次の式（１３）で示す反力"6"を感じる。
（反力）= 10 + (−4) ＝ 6 …（１３）
【００６７】
すなわち、カウンタステアへ誘導する反力が弱まる。この反力変化により、ドライバは確実に適切なカウンタステア操舵角を感じることができ、ハンドル１を保舵状態へ移行できる。ハンドル１を保舵状態へ移行した後の静フリクションも、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、補正が行われないのでハンドル１の保舵時のドライバが感じる反力が変化し、ドライバは適切なカウンタステア操舵角を推察することができる。
【００６８】
本実施例における車両用操舵装置の作用によって、前述の条件１と条件２を満たすことができる。
【００６９】
条件1：ドライバの操舵のハンチングを誘起しないこと
静/動フリクションはドライバが普段から体験している特性であり、その違いは理解しやすいため、ドライバのハンチング操舵を誘起することがない。また、フリクションの左右差は他の原因では現れない本実施例による作用特有のものであり、ドライバは操舵反力を通じて明確にこの反力変化を理解できることになる。よって、条件1は満たされている。
【００７０】
条件２：ドライバの操舵介入を許容すること
静/動フリクションが低減若しくはゼロに補正するのみであり、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。よって、条件2が満たされたことを示している。
【００７１】
上記作用により、本実施例における車両用操舵装置は、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示することができる。
【００７２】
以上、上記では静/動フリクション発生部８２ｅにおいて再現された静/動フリクションを静/動フリクション補正部８２ｆで補正するようにし、仮想ステアリングモデル部８２から仮想モデル操舵角を出力している。操舵角サーボ部８１において、この仮想モデル操舵角に応じたモータ指令値を出力して、アシストモータ６を制御することで、ドライバに静/動フリクションが変化したような反力を与えている。このように再現された静/動フリクションを補正するのではなく、ラック軸４周辺に静/動フリクションを実際に発生させる抵抗体を設けて、この抵抗体が発生させる静/動フリクションを補正するようにしても良い。
【００７３】
次に、効果を説明する。
【００７４】
（１）車両の強オーバステアが検知され、且つドライバの操舵がカウンタステア方向であるときに、カウンタステア方向の操舵を妨げる抵抗要素である静/動フリクションを低減若しくはゼロに補正するようにした。よって、カウンタステア方向への反力が大きくなり、ドライバはカウンタステア方向へ操舵しやすくなる。
また、カウンタステア方向の操舵によって、車両の強オーバステアが検知されなくなると静/動フリクションの補正は行われなくなり、カウンタステア方向の反力は小さくなる。よって、ハンドル１の保舵時のドライバが感じる反力が変化し、ドライバは適切なカウンタステア操舵角を推察することができる。
【００７５】
（２）車両の強オーバステアが検知され、ドライバの操舵がカウンタステア方向であるときに、静/動フリクションを低減若しくはゼロにするようにした。よって、静/動フリクションはドライバが普段から体験している特性であり、その違いは理解しやすいため、ドライバのハンチング操舵を誘起することがない。また、フリクションの左右差は他の原因では現れない本実施例による作用特有のものであり、ドライバは操舵反力を通じて明確にフリクションによる反力変化を理解できることになる。また、静/動フリクションが低減若しくはゼロに補正するのみであり、ドライバの操舵介入を妨げることがない。
【００７６】
（３）コラムシャフト５に対し、ドライバの操舵力を補助するアシスト力を出力するアシストモータ６と、ハンドル１側からコラムシャフト５に入力される入力トルクを検出する操舵トルクセンサ２と、操舵角を検出する操舵角センサ３と、操舵トルクと操舵角とからドライバがハンドルに入力したトルクであるドライバ入力トルクtrqgを算出するトルク生成部とを備えた車両用操舵装置において、コラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模して再現する静/動フリクション発生部８２ｅと、コラムシャフト５の目標回転角を算出する仮想ステアリングモデル部８２と、アシストモータ６を制御するアシストコントローラ８と、車両の横滑り角速度によって強オーバステアを判定するカウンタ制御部８０と、カウンタ制御部８０で生成したフリクションフラグが1のときに静/動フリクションを低減若しくはゼロにする補正を行う静/動フリクション補正部８２ｆとを備えた。よって、直接、静/動フリクションを発生させるような抵抗体を新たに設けることなく、ドライバには静/動フリクションが変化したような感覚を与えることができ、違和感のない反力を発生させることができる。
【００７７】
（４）静/動フリクション発生部８２ｅでは、ハンドル１が保舵され回転していない状態においては、静フリクションを模して再現し、ハンドル１が回転している状態においては、動フリクションを模して再現するようにした。よって、ドライバに、より違和感のない現実に近いフリクションの変化を体験させることができる。
【実施例２】
【００７８】
まず、構成について説明する。
【００７９】
本実施例における構成は、実施例１とアシストコントローラ８のカウンタ制御部８４の構成が異なるのみであり、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図１０は、アシストコントローラ８の制御ブロック図である。
【００８１】
カウンタ制御部８４は、車両の横滑り角速度、ドライバ入力トルク及びラック軸力等を入力してフリクションフラグを生成すると共に、カウンタ制御トルクを出力する。
【００８２】
仮想ステアリングモデル部８２には、ドライバ入力トルクと、ラック軸力と、カウンタ制御トルクの和を入力して、操舵角サーボ部８１に出力する仮想ステアリング操舵角を演算する。
【００８３】
次に作用について説明する。
【００８４】
［フリクションフラグの算出とカウンタ制御トルクの発生処理］
図１１はカウンタ制御部８４において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００８５】
ステップＳ２１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【００８６】
ステップＳ２２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステアに入ろうとしているのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステアに入ろうとしている状況であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ２３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ２６へ移行して、カウンタ制御トルクをOFFにしてカウンタ制御トルクを発生させないようにする。
【００８７】
ステップＳ２３では、カウンタ制御トルクをONにして、図１２示すような実効値がゼロの周期性トルク信号を発生させる。図１２には矩形波を示しているが、sin波を用いても良い。
【００８８】
ステップＳ２４では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルク、カウンタ制御トルク及びラック軸力等から、ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向であればステップＳ２５へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ２７へ移行する。
【００８９】
ステップＳ２５では、フリクションフラグを"1"に設定し、ステップＳ２７ではフリクションフラグを"0"に設定する。
【００９０】
［保舵時の反力発生］
本実施例におけるカウンタ制御部８４、操舵角サーボ部８１、仮想ステアリングモデル部８２、トルク生成部８３の作用による出力は、図１３の等価モデル１２によって表される。ドライバは、横滑り角速度、ドライバ入力トルク、ラック軸力等の入力により操舵角の出力に応じた反力を感じることとなる。本実施例ではこの反力によって、適切なカウンタ操舵角へ積極的に誘導を行う。
【００９１】
例えば、右に定常旋回中であって、ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しい場合を、つまりドライバがハンドル１を一定操舵角で保舵している場合を考える。図１４は、右に定常旋回中であって、ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しいときに入力したカウンタ制御トルクと、このカウンタ制御トルク入力時の静フリクション及び反力の発生の様子を示すグラフである。
【００９２】
仮想ステアリングモデル部８２に、図１４（ａ）に示すようなカウンタ制御トルクが入力されると、演算機８２ｅでは図１４（ｂ）に示すようなカウンタ制御トルクと反対方向であって、等しい大きさの静フリクションを再現する。しかし、ドライバ入力トルクがカウンタステア方向（左方向）に発生すると、カウンタ制御部８０ではフリクションフラグが"1"に設定されるので、静フリクションは低減若しくはゼロに補正される。ここでは、図１４（ｂ）に一点鎖線で示す部分の静フリクションがゼロに補正されたとする。カウンタ制御トルクと静フリクションとをあわせると図１４（ｃ）に示すように、逆カウンタステア方向（右方向）のカウンタ制御トルクは、静フリクションによって打ち消されて、アシストコントローラ８はカウンタステア方向に反力が発生するようにアシストモータ６を制御する。
【００９３】
［転舵時の反力発生］
前述のような保舵時に、カウンタステア方向の反力が発生すると、ドライバ入力トルクが一定であればハンドル１はカウンタステア方向に回転する。ハンドル１の回転中には静フリクションではなくハンドル１の回転方向と逆側に動フリクションが発生する。図１５は、カウンタ制御トルクの発生によって、ハンドル１がカウンタステア方向への回転中のときのカウンタ制御トルク、動フリクション及び反力の発生と、操舵角の様子を示したグラフである。
【００９４】
ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しいが、カウンタ制御トルクによってハンドル１がカウンタステア方向に操舵されている場合を考える。このとき、仮想ステアリングモデル部８２には、図１５（ａ）に示すようなカウンタ制御トルクが続けて入力される。静/動フリクション信号生成部８２ｅでは図１５（ｂ）に示すようなハンドル１の操舵方向と逆向きであって、カウンタ制御トルクよりも小さい動フリクションを再現する。動フリクションの発生方向は、カウンタ制御トルクの発生方向に応じて変化するのではなく、ハンドル１の操舵方向と反対方向に発生する。このとき、右方向の動フリクションは、ハンドル１がカウンタステア方向（左方向）に操舵されているときに発生するので、カウンタ制御部８０ではフリクションフラグが"1"に設定される。よって、動フリクションは低減若しくはゼロに補正される。ここでは、図１５（ｂ）に一点鎖線で示す部分の動フリクションがゼロに補正されたとする。カウンタ制御トルクと静フリクションとをあわせると図１５（ｃ）に示すように、カウンタステア方向のカウンタ制御トルク入力はそのまま反力として発生する。一方、逆カウンタステア方向のカウンタ制御トルク入力は、ハンドル１の操舵方向がカウンタステア方向であれば、そのまま反力として発生する。また、ハンドル１の操舵方向が逆カウンタステア方向であれば、一部は動フリクションと打ち消しあって、カウンタ制御トルク入力の値より小さな反力が発生する。
【００９５】
図１５（ｃ）は、右に定常旋回中であって、ドライバがハンドル１を一定操舵角で保舵しているときの操舵角を"0"として示した操舵角の変化である。時間0〜t1においては、反力が左に発生しているので、ハンドル１は左に操舵される。時間t1〜t2においては、慣性によりハンドル１は左に操舵され続けるが反力が右に発生するので、操舵角の変化の速さは低下する。時間t2においてハンドル１の操舵方向は逆になり、右側への操舵が始まる。時間t2〜t3においては、反力が右に発生するものの、ハンドル１は右に操舵されるので、動フリクションの発生し、反力の大きさは時間t1〜t2と比べて小さくなり、操舵角の変化の速さは時間0〜t1と比べて小さくなる。時間t3〜t4においては、慣性によりハンドル１は右に操舵され続けるが反力が左に発生するので、操舵角の変化の速さは低下する。以降、時間0〜t4の操舵角変化を繰り返し、時間t13においてカウンタステア操舵角になったとすると、カウンタ制御トルクの入力を終了する。
【００９６】
［操舵角シミュレーション］
図１６は、本実施例における作用による操舵角変化をシミュレーションした結果であって、図１６（ａ）はフリクションフラグの状態を、図１６（ｂ）は操舵角の状態を示す。このシミュレーションは以下の条件の基に行った。
１：右方向に定常旋回中である。
２：ドライバ入力トルクとラック軸との和はゼロ（すなわち釣合い状態）。
３：時刻0[ms]で後輪が流れ始め、横滑り角速度が所定値以上になり、カウンタ制御を開始する。
４：時刻200[ms]で、横滑り角速度が所定値未満となって、カウンタ制御が終了する。
図１６（ｂ）の操舵角は、右方向に定常旋回中の操舵角を"0"とし、左方向の操舵を正として示している。
【００９７】
図１６（ｂ）に示すように、ドライバ入力トルクが変化をしなくても、操舵角が適切なカウンタステア操舵角に誘導される。しかし、カウンタ制御トルクは実効値ゼロであるため、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。また、カウンタ制御トルクの入力が終了すると操舵角速度がゼロになるので、操舵角がカウンタステア操舵角に対してオーバシュートすることがなく、正確にカウンタ操舵角に誘導することが可能となる。
【００９８】
次に、効果を説明する。
【００９９】
（５）車両の強オーバステアが検知された場合には、実効値がゼロの正負を繰り返す周期性トルクであるカウンタ制御トルクを仮想ステアリングモデル部８２に入力するようにした。よって、ドライバ入力トルクが変化をしなくても、操舵角が適切なカウンタステア操舵角に誘導される。しかし、カウンタ制御トルクは実効値ゼロであるため、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。また、カウンタ制御トルクの入力が終了すると操舵角速度がゼロになるので、操舵角がカウンタステア操舵角に対してオーバシュートすることがなく、正確にカウンタ操舵角に誘導することが可能となる。
【実施例３】
【０１００】
本実施例においては、アシストコントローラ８のカウンタ制御部８４が横滑り角速度が所定値以上で、車両が強オーバステアに入ろうとしていると判定したときの車両の横滑り角速度が大きくなるほど、カウンタ制御トルクの振幅を大きくするようにした。
【０１０１】
［フリクションフラグの算出とカウンタ制御トルクの発生処理］
図１７はカウンタ制御部８４において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【０１０２】
ステップＳ３１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【０１０３】
ステップＳ３２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステアに入ろうとしているのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステアに入ろうとしている状況であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ３３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ３７へ移行して、カウンタ制御トルクをOFFにしてカウンタ制御トルクを発生させないようにする。
【０１０４】
ステップＳ３３では、車両の横滑り角速度が大きくなるほど、カウンタ制御トルクの振幅を大きくするように、カウンタ制御トルクの振幅を演算する。
【０１０５】
ステップＳ３４では、カウンタ制御トルクをONにして、ステップＳ３３で演算した振幅であって、実効値がゼロの周期性トルク信号を発生させる。
【０１０６】
ステップＳ３５では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルクtrqg、ラック軸力及びカウンタ制御トルクから、ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向であればステップＳ３６へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ３８へ移行する。
【０１０７】
ステップＳ３６では、フリクションフラグを"1"に設定し、ステップＳ３８ではフリクションフラグを"0"に設定する。
【０１０８】
［操舵角シミュレーション］
図１８は、本実施例における作用による操舵角変化をシミュレーションした結果であって、図１８（ａ）はフリクションフラグの状態を、図１８（ｂ）は操舵角の状態を示す。本実施例では、実施例２で行ったシミュレーションの車両の横滑り角速度よりも大きな横滑り角速度が生じている場合におけるシミュレーションである。その他の条件については、実施例２と同様に以下の条件の基に行った。
１：右方向に定常旋回中である。
２：ドライバ入力トルクとラック軸との和はゼロ（すなわち釣合い状態）。
３：時刻0[ms]で後輪が流れ始め、横滑り角速度が所定値以上になり、カウンタ制御を開始する。
４：時刻200[ms]で、横滑り角速度が所定値未満となって、カウンタ制御が終了する。
図１８（ｂ）の操舵角は、右方向に定常旋回中の操舵角を"0"とし、左方向の操舵を正として示している。
【０１０９】
図１８（ｂ）では、時間200[ms]で23[deg]程度、カウンタステア方向に変化している。一方、実施例２の図１６（ａ）では、時間200[ms]で12[deg]程度、カウンタステア方向に変化している。この作用により、車両の横滑り角速度が大きい場合にも速やかにカウンタ操舵角に誘導することができる。
【０１１０】
次に、効果を説明する。
【０１１１】
（６）車両の横滑り角速度が大きくなり、強オーバステアの程度が強いほどカウンタ制御トルクの振幅を大きくするようにした。よって、車両の横滑り角速度が大きい場合にも速やかにカウンタ操舵角に誘導することができる。
【０１１２】
以上、本発明の車両用操舵装置を実施例１乃至実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
【０１１３】
例えば、実施例１乃至実施例３では、ハンドル１と転舵輪１０とを機械的に連結して、操舵トルクをアシストモータ６によって補助をする電動パワーステアリングについて述べたが、図１９に示すようにハンドル１と転舵輪１０とを機械的に分離した所謂ステアバイワイヤに適用しても良い。このステアバイワイヤは、電動パワーステアリングと異なり、ハンドル１側に接続される操舵軸２２と、転舵輪１０側に接続される転舵軸２３とが分離しており、ハンドル１側に反力を発生させる反力モータ２０と、転舵輪１０に転舵力を発生させる転舵モータ２１と、操舵トルク及び操舵角に基づいて反力モータ２０及び転舵モータ２１を制御するコントローラ２４とを備える。アシストコントローラ２４は、ハンドル１に入力されたトルクを倍増して、転舵輪１０に転舵トルクを発生させるための演算を行うアシスト制御部２４ａと、ドライバ入力トルク演算するトルク生成部２４ｂと、仮想ステアリング操舵角を出力する仮想ステアリングモデル２４ｃと、反力モータにモータ指令値を出力する操舵角サーボ２４ｄと、操舵角に対する転舵角を算出するステアリングギヤ比演算部２４ｅと、転舵モータ２１にモータ指令値を出力する転舵角サーボ２４ｆとを備える。ステアバイワイヤ自体の具体的な作用については、すでに公知となっているので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施例１に係る、車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。
【図２】実施例１に係る、アシストコントローラの制御ブロック図である。
【図３】実施例１に係る、仮想ステアリングモデルの制御ブロック図である。
【図４】実施例１に係る、トルク生成部の制御ブロック図である。
【図５】実施例１に係る、カウンタステアを説明する図である。
【図６】実施例１に係る、ドライバの操舵のハンチングについて説明する図である。
【図７】実施例１に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１に係る、アシストコントローラにおいて実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例１に係る、実施例１で行われる制御の等価モデルである。
【図１０】実施例２に係る、アシストコントローラの制御ブロック図である。
【図１１】実施例２に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例２に係る、カウンタ制御トルクを示す図である。
【図１３】実施例２に係る、実施例２で行われる制御の等価モデルである。
【図１４】実施例２に係る、カウンタ制御トルクによって発生するハンドル保舵時の反力の様子を示す図である。
【図１５】実施例２に係る、カウンタ制御トルクによって発生するハンドル転舵時の反力の様子を示す図である。
【図１６】実施例２に係る、操舵角変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１７】実施例３に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】実施例３に係る、操舵角変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１９】他の実施例としての、車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２ 操舵トルクセンサ
３ 操舵角センサ
５ コラムシャフト
６ アシストモータ
８ アシストコントローラ
１０ 転舵輪
８０ カウンタ制御部
８１ 操舵角サーボ部
８２ 仮想ステアリングモデル部
８２ｅ 静/動フリクション信号生成部
８２ｆ 静/動フリクション補正部
８３ トルク生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の強オーバステアの防止、並びに強オーバステアに近い領域での操縦性向上を図る操舵力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、滑り易い路面等で車両挙動が不安定となることを抑制し得るように制御を行う電動パワーステアリング装置が開示されている。後輪に発生している横方向グリップ力が限界に近づくにつれて、電動モータによりドライバの操舵をアシストする力（以下、アシスト力と称す）を減少させる。すなわち、後輪がグリップ力を失い所謂スピン（強オーバステア）しそうな状況になると、ステアリングホイールが重くなり、車両旋回方向と反対側への操舵（カウンタステア）が促され、結果として、前輪横方向グリップ力が減少することにより、車両のスピンを防止できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−０４８９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術では、アシスト力を低減させることにより車両旋回方向と反対側への操舵方向（カウンタステア方向）に操舵を促すものの、どの程度の操舵角でハンドルを止めるべきかをこの制御はドライバに教えていない。カウンタステア方向の操舵角が大きすぎると旋回外側へ軌跡が不必要に膨らむ、または逆方向に旋回が始まる可能性がある。すなわち、カウンタステア方向の操舵角は車両の挙動に応じて変化させなければならない。これをドライバは車両のヨー運動等の視覚情報に基づいて行っているが、車両運動の変化を視覚情報で判定するのには遅れが存在する。そのため、カウンタステア操作は難しいものとなる。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ドライバが車両運動の変化を視覚情報で判定することなく、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示するアシスト制御を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を発生させる抵抗要素と、車両のステア状態を検知するステア状態検知手段と、操舵方向が車両の旋回方向と逆側のカウンタステア方向に操舵されているか判定するカウンタステア判定手段と、ステア状態検知手段が車両の所定の条件によるオーバステア傾向を示す強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定された場合には、抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正する補正手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用操舵装置にあっては、抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正し、ドライバが車両運動の変化を視覚情報ではなく反力情報で判定できる。よって、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する最良の形態を、実施例１乃至実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
【０００９】
図１は車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。車両用操舵装置を搭載車両は、ハンドル１側からコラムシャフト５に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）２と、操舵トルクセンサ２よりも転舵輪１０側のコラムシャフト５の回転角（以降、操舵角と称す）を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）３と、ドライバの操舵にアシストする力を発生させるアシストモータ（アクチュエータ）６と、車両操舵状況及び車両挙動に応じてアシストモータ６を制御するアシストコントローラ（操舵角制御手段）８とから構成されている。
【００１０】
操舵トルクセンサ２は、ハンドル１とコラムシャフト５との間に設けられたトーションバーの捩れ量から、ハンドル１からコラムシャフト５へ入力される操舵トルクを検出する。なお、トーションバーが存在するため、ハンドル１とコラムシャフト５とはトーションバーの捩れの範囲で相対回転が可能となるので、ハンドル１の回転角と、コラムシャフト５の操舵角とは異なる値となる。そのため、操舵トルクセンサ２が検出したトルクと、ドライバがハンドル１に入力するトルクとは値が異なる。以下では、操舵トルクセンサ２が検出したトルクを操舵トルクと称し、ドライバがハンドル１に入力するトルクをドライバ入力トルクと称する。
【００１１】
アシストモータ６は、例えば、DCブラシレスモータが用いられ、モータ出力軸が減速器７を介してコラムシャフト５に連結され、コラムシャフト５に対し、ドライバの操舵力を補助するアシスト力を出力する。
【００１２】
ラック４は、コラムシャフト５の回転をラック＆ピニオンにより車両左右方向の動きに変換し、転舵輪１０を転舵させる。ラック軸力センサ９は、ラック４にかかる軸力を検出し、ラック軸力検出値をアシストコントローラ８へ出力する。
【００１３】
アシストコントローラ８は、操舵トルクセンサ２からの操舵トルク情報と、操舵角センサ３からの操舵角情報と、ラック軸力センサ９からのラック軸力情報とに基づいて、アシストモータ６のモータ指令値を制御する。
【００１４】
図２は、アシストコントローラ８の制御ブロック図である。アシストコントローラ８は車両の旋回方向と逆方向の操舵、所謂カウンタステアを検出し、フリクションフラグ出力するカウンタ制御部８０と、アシストモータ６への指令信号を生成する操舵角サーボ部８１と、コラムシャフト５の目標回転角である仮想ステアリング操舵角を算出する仮想ステアリングモデル部８２と、ドライバ入力トルクを算出するトルク生成部（ドライバ入力トルク推定手段）８３とから構成される。
【００１５】
カウンタ制御部８０は、車両の横滑り角速度、ドライバ入力トルク及びラック軸力等を入力して、車両が強オーバステア状態にあるか、カウンタステアであるかを判定して、後述する仮想ステアリングモデル８２に入力するフリクションフラグを生成する。ここで、強オーバステアとは、車両旋回時に後輪のグリップ力が低下して旋回方向内側へ回転する方向のモーメントの増加するので、所謂スピンが生じる状態を示す。また、車両の横滑り加速度は、例えば前後G、横Gやヨーレイト等から演算よって求められるが、その演算方法については特許第３３０３５００号広報等に記載の公知のものを用いれば良く説明を省略する。
【００１６】
操舵角サーボ部８１では、制御工学の一般理論に基づき、仮想ステアリングモデル部８２の出力である目標操舵角に操舵角センサ検出値が追従するようにアシストモータ６のモータ指令値が演算される。演算されたモータ指令値は、図外の電流ドライバへと出力され、電流ドライバを介してアシストモータ６に電流が供給される。
【００１７】
仮想ステアリングモデル部８２には、ドライバ入力トルクと、ラック軸力の和を入力して、操舵角サーボ部８１に出力する仮想ステアリング操舵角を演算する。図３にその一例を示す。ここでは、モデルの動特性を連続系で表しているため、積分器８２ａ、８２ｂは1/s（s：ラプラス演算子）で表される。また、理解を容易にするために、トルクや操舵角はすべてコラムシャフト周りに換算したものとする。乗算器８２ｃは、入力に対し所望のステアリング慣性の逆数1/Ihを乗算した値を出力する。乗算器８２ｄは、入力に対しChを乗算し所望のステアリング粘性を設定する。静/動フリクション信号生成部（フリクション生成手段）８２ｅは、コラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模して再現するブロックである。静/動フリクション補正部８２ｆは、カウンタ制御部８０で生成したフリクションフラグが"１"のときに静/動フリクションを低減若しくはゼロにする補正を行う。スタック再現部８２ｇは、静フリクションによりハンドル１が停止したことを再現するブロックであり、仮想モデル中の操舵角速度をゼロにセットする役割がある。
【００１８】
以上の構成により、ドライバは操舵時の反力およびハンドル角の振る舞いを通して仮想ステアリングモデルの動きを味わうことができる。仮想ステアリングモデルに所望のステアリング特性を記述しておくことにより、望ましい操舵感を味わうことができる。
【００１９】
トルク生成部８３は、仮想ステアリングモデルに入力するドライバ入力トルクを演算する。図４にその一例を示す。
【００２０】
乗算器８３ａは、操舵トルクtrqに操舵トルクセンサ２のねじり剛性の逆数1/Ktを乗算した値を、ねじり角trq/Ktとし、加算器８３ｂへ出力する。
【００２１】
加算器８３ｂは、操舵角θmと乗算器８３ａからのねじり角trq/Ktを加算した値をハンドル角θhとし、乗算器８３ｃへ出力する。乗算器８３ｃは、加算器８３ｂからのハンドル角θhに２階微分を近似した伝達関数s2／（s2＋２ζωns＋ωn2）を乗算した値をハンドル角加速度θh"とし、乗算器８３ｄへ出力する。乗算器８３ｄは、乗算器８３ｃからのハンドル角加速度θh"にハンドル１のイナーシャの逆数1/Ih0を乗算した値を加算器８３ｅへ出力する。加算器８３ｅは、操舵トルクtrqと、乗算器８３ｄの出力θh"×1/Ih0とを加算した値をドライバ入力トルクtrqgとし、仮想ステアリングモデル部８２へ出力する。
【００２２】
次に、作用を説明する。
【００２３】
図５は、車両が強オーバステア状態になった場合に、カウンタステアを行ったとき、及び行わなかったときの車両挙動の例を示す図である。図５（ａ）に示すように、実線で示す位置で車両１００の後輪のグリップ力が低下し、車両が強オーバステア状態になった場合にカウンタステアを行わなかったときには、後輪に旋回方向外側に発生する横力が増加する。そのため、車両１００を旋回方向内側に回転させるモーメントが増加し、点線や一点鎖線で示すように、車両１００は旋回方向内側に回転してしまう。一方、図５（ｂ）に示すように、実線で示す位置で車両１００の後輪のグリップ力が低下し、車両がオーバステア状態になった場合にカウンタステアを行ったときには、後輪に旋回方向外側に発生する横力とほぼ同じ大きさの横力を前輪にも発生させることができる。このとき、図５（ｂ）で点線及び一点鎖線に示すように、旋回軌跡は旋回方向外側に膨らんでしまうものの、車両１００の旋回方向内側への回転を防ぐことができる。
【００２４】
車両が強オーバステア状態になったときには、従来の車両用操舵装置では、アシスト力を低減させることによりカウンタステアを促すものがある。しかし、従来の車両用操舵装置では、どの程度の操舵角でハンドルを止めるべきかをドライバに教えていない。カウンタステアを行うときの操舵角は大きすぎると逆方向に旋回が始まる可能性がある。また、そうでなくても旋回外側へ軌跡が不必要に膨らむことになる。また、小さすぎると車両の旋回方向内側への回転を防ぐことができない。すなわち、カウンタステアを行うときの操舵角は車両の挙動に応じて変化させなければならない。これをドライバは車両のヨー運動等の視覚情報に基づいておこなっているが、車両運動の変化を視覚情報で判定するのに遅れが存在する。そのため、カウンタステア操作は難しいものとなる。
【００２５】
この問題を解決するために、車両運動の変化を反力で判定できるようにアシスト制御を行うことが考えられる。すなわち、カウンタステアにより車両が安定状態に移行した、もしくは移行する直前であることをドライバが反力で判断できれば、ドライバは安心してカウンタステアにより発生した操舵速度を略ゼロにし、定常保舵状態に移行することが可能となる。
【００２６】
反力は視覚情報よりも正確にかつ迅速にドライバは検知できるため、ドライバはより速やかに適度な操舵角（以下、カウンタステア操舵角）を推察することが可能となり、車両操縦性が向上することが期待できる。
【００２７】
しかしながら、この手法実現には解決を必要とする以下の条件が存在する。
【００２８】
条件1：ドライバの操舵のハンチングを誘起しないこと
図６に示すようにドライバがステアリングを操舵している状況は、ドライバ１０１を、アシストコントローラ１０２及び車両を含む操舵系を制御対象と見なすことができる。車両を含む操舵系の特性がドライバの理解できない形で変化すると、ドライバはその変化に対応できず、操舵のハンチングを誘起することも起こりえる。
【００２９】
条件２：ドライバの操舵介入を許容すること
操舵角を強制的にカウンタステア操舵角に一致させる舵角サーボ制御は、例えば、障害物を回避する操舵を阻害しかねない。よって、レーンキープ制御で用いられる舵角サーボを単純に適用することはできない。
【００３０】
従来の車両用操舵装置を改良して、カウンタステア操舵角になった瞬間に段差状にアシスト力を大きくするとする。たしかに段差状にアシスト力が変化すれば、この時の反力変化から適切なカウンタ操舵角を推察することが可能になる（連続的にアシスト力を大きくした場合、当然ながら変化がなく、カウンタステア操舵角を推察することはできない）。これは操舵角を強制的に目標操舵角（カウンタステア操舵角）に一致させるものではないため、条件２は満たされている。しかしながら、アシスト力が大きくなる、つまり操舵が軽くなることは、カウンタステアを当て過ぎることを引き起こしかねない。また、アシスト力はドライバの操舵力に基づいて決まるものであるから、反力変化が一定ではない。このため、ドライバはこの反力変化の理由を理解できず、操舵のハンチングを誘起することも起こり得る。すなわち、条件1が満たされていない。
【００３１】
そこで本実施例では、アシスト力を直接変化させてカウンタステア操舵角を教えるのではなく、コラムシャフト５やラック軸４に発生する静/動フリクションを変化させてカウンタステア操舵角を教えるようにした。また、本実施ではコラムシャフト５やラック軸４に発生する静/動フリクションを直接変化させるのではなく、仮想ステアリングモデル部８２内の静/動フリクション発生部８２ｅが出力するコラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模した値を、静/動フリクション補正部８２ｆにおいて補正する。この補正された静/動フリクションを用いて仮想ステアリング操舵角を演算し、モータ指令値を算出してアシストモータ６を制御することにより静/動フリクションが変化したような効果を発生させる。
【００３２】
［フリクションフラグの算出処理］
図７はカウンタ制御部８０において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３３】
ステップＳ１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【００３４】
ステップＳ２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステア状態であるのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステア状態であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ５へ移行する。このステップＳ２は、本発明のステア状態検知手段に相当する。
【００３５】
ステップＳ３では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルク及びラック軸力等から、ドライバの操舵がカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵がカウンタステア方向であればステップＳ４へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ５へ移行する。このステップＳ３は、本発明のカウンタステア判定手段に相当する。
【００３６】
ステップＳ４では、フリクションフラグを"１"に設定し、ステップＳ５ではフリクションフラグを"０"に設定する。
【００３７】
［ドライバ入力トルク算出処理］
トルク生成部８３によるドライバ入力トルクの算出方法を説明する。
【００３８】
まず、ハンドル角の演算方法の一例を下記の式（１）に示す。操舵トルクをトーションバーのねじり剛性で除してねじり角を算出し、それと操舵角を足してハンドル角とする。
θh＝θm＋trq／Kt …（１）
ここで、θhはハンドル角、θmは操舵角である。trqは操舵トルク、Ktはトーションバーのねじり剛性（単位は、例えば[Nm/rad]）とする。
【００３９】
続いて、式（１）により求めたハンドル角θhの２回微分でハンドル角加速度を得る。２回微分は、例えば下記の式（２）に示すような伝達関数で近似しても良い。
θh"＝θh×s2／（s2＋２ζωns＋ωn2） …（２）
【００４０】
例として、ζを０.９、ωnを２×π×６０[rad/s]が挙げられる。これらのパラメータは高周波のノイズ除去に関連しており、角周波数ωn以上の信号は除去されることになる。また、これを小さく設定すると、操舵感を損なう可能性があるので、両者のトレードオフを考えて設定する。
【００４１】
以上から、ドライバ入力トルクは、下記の式（３）で表される。
trqg＝trq＋Ih0×θh" …（３）
ここでtrqgはドライバ入力トルクである。
【００４２】
この作用により、ドライバがハンドル１に入力するトルクのみを算出することができる。
【００４３】
［仮想ステアリングモデル操舵角の演算］
図８は、アシストコントローラ８で実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、あらかじめ設定された所定周期毎に実行される。
【００４４】
ステップＳ１１では、操舵角センサ３から操舵角θmを読み込み、ステップＳ１２へ移行する。
【００４５】
ステップＳ１２では、操舵トルクセンサ２から操舵トルクを読み込み、ステップＳ１３へ移行する。
【００４６】
ステップＳ１３では、カウンタ制御部８０において、フリクションフラグの演算を行い、ステップＳ１４へ移行する。
【００４７】
ステップＳ１４では、トルク生成部８３において、式（１）を用いてハンドル角度θhを推定し、ステップＳ１５へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１５では、トルク生成部８３において、式（２）を用いてハンドル角加速度θh"を推定し、ステップＳ１６へ移行する。
【００４９】
ステップＳ１６では、トルク生成部８３において、式（３）を用いてドライバ入力トルクを生成し、ステップＳ１７へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１７では、仮想ステアリングモデル部８２において、ステップＳ１６で生成したドライバ入力トルクと、ラック軸力センサ９から読み込んだラック軸力等とに基づいて、仮想ステアリングモデルによる仮想ステアリング操舵角の演算を行う。このとき、静/動フリクション補正部８２ｆでは、フリクションフラグが"0"の場合には補正を行わず、フリクションフラグ"1"の場合には、静/動フリクションを低減若しくはゼロにして仮想ステアリング操舵角の演算を行い、ステップＳ１８へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１８では、操舵角サーボ部８１において、実操舵角を仮想ステアリング操舵角に追従させる操舵角サーボ制御を実施し、リターンへ移行する。
【００５２】
［反力の発生］
本実施例におけるカウンタ制御部８０、操舵角サーボ部８１、仮想ステアリングモデル部８２、トルク生成部８３の作用による出力は、図９の等価モデル１１によって表される。ドライバは、横滑り角速度、ドライバ入力トルク、ラック軸力等の入力により操舵角の出力に応じた反力を感じることとなる。理解を容易にするため、ドライバが感じる反力を以下のように定義する。ハンドル軸周りの運動方程式によって、式（４）が得られる。
Ih*d2θ/dt2 =（ラック軸力）+（ドライバ操舵力）+（静/動フリクション） …（４）
ここで、Ihはステアリング慣性、θは操舵角、ラック軸力、ドライバ操舵力、静/動フリクションはステアリング軸周りに換算したトルクである。その他のトルクについては、ここでは省略した。ここで、ドライバが感じる反力はドライバ操舵力と等しい大きさで方向は逆であるから、（反力）= −（ドライバ操舵力）となる。よって、次の式（５）が得られる。
（反力）= −Ih*d2θ/dt2 +（ラック軸力）+（静/動フリクション） …（５）
以下では、ステアリング慣性Ihは十分に小さい仮定し、ステアリング慣性Ihをゼロに近似して説明する。
【００５３】
（カウンタステア切り始めの反力）
まず、ドライバがハンドル１をカウンタステア方向に切り始めた状態、つまりドライバはカウンタステア方向に操舵力を加え始めたものの、まだハンドル１が動いていない状態において、ドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００５４】
ドライバがハンドル１を保舵している状態で、ドライバは次の式（６）に示す反力を感じる。
（反力）=（ラック軸力）+（静フリクション） …（６）
【００５５】
カウンタステア方向（左）に操舵し始める瞬間、操舵を阻む方向（右）に静フリクションが発生する。例えば、ラック軸力を10、静フリクションを"−5"とすると、ドライバは次の式（７）で示す反力"5"を感じる。
（反力）= 10 + (−5) ＝ 5 …（７）
【００５６】
横滑り角速度が所定値以上であって、ドライバがカウンタステア方向に操舵した場合、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"1"に設定して、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、静フリクションを低減若しくはゼロにする。ここで、静/動フリクション補正部８２ｆが静フリクションの大きさを"2"低減させて、静フリクションを"−3"に設定したとすると、式（８）に示すようにドライバは反力"7"を感じる。
（反力）= 10 + (−3) ＝ 7 …（８）
【００５７】
式（７）と式（８）との比較から明らかなように、本実施例の作用によってドライバが感じる反力はカウンタステア方向に大きくなり、ドライバはカウンタステア方向の操舵に誘導される。一方、カウンタステア方向と逆方向に操舵しようとした場合には、静フリクションは変化を生じないため、ドライバはカウンタステア方向と逆方向の操舵に誘導されることはない。よって、ドライバがカウンタステア方向に操舵し始めることを補助し、強オーバステアを回避することが可能となる。
【００５８】
（カウンタステア中の反力）
次にドライバがハンドル１をカウンタステア方向に動かしている状態において、ドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００５９】
ドライバがハンドル１を動かしている状態で、ドライバは次の式（９）に示す反力を感じる。
（反力）=（ラック軸力）+（動フリクション） …（９）
【００６０】
仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われていないときには、例えば、ラック軸力を10、動フリクションを"−4"とすると、ドライバは次の式（１０）で示す反力"6"を感じる。
（反力）= 10 + (−4) ＝ 6 …（１０）
【００６１】
横滑り角速度が所定値以上であって、ドライバがカウンタステア方向に操舵した場合、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"1"に設定して、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、動フリクションを低減若しくはゼロにする。ここで、静/動フリクション補正部８２ｆが動フリクションの大きさを"2"低減させて、動フリクションを"−2"に設定したとすると、式（１１）に示すようにドライバは反力"8"を感じる。
（反力）= 10 + (−2) ＝ 8 …（１１）
【００６２】
式（１０）と式（１１）との比較から明らかなように、本実施例の作用によってドライバが感じる反力はカウンタステア方向に大きくなり、ドライバはカウンタステア方向の操舵に誘導される。一方、カウンタステア方向と逆方向に操舵しようとした場合には、動フリクションは変化を生じないため、ドライバはカウンタステア方向と逆方向の操舵に誘導されることはない。よって、ドライバがカウンタステア方向に操舵し始めることを補助し、強オーバステアを回避することが可能となる。
【００６３】
（カウンタステア操舵角における反力）
操舵角が適切なカウンタ操舵角に一致若しくは略一致すると、横滑り角速度が所定値以下になるので、カウンタ制御部８０はフリクションフラグを"0"に設定する。仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆは、静/動フリクションの補正を終了するので、静/動フリクションは通常の値に復帰する。
【００６４】
以下、操舵角が適切なカウンタ操舵角に一致若しくは略一致したときのドライバが感じる反力について説明する。ここでは、現在車両は右旋回を行っており、カウンタステア方向は左とする。また、左方向の力を正とする。
【００６５】
ドライバがハンドル１を適切なカウンタ操舵角に一致させる直前には、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われている。例えば、ラック軸力を10、動フリクションの大きさを"2"低減させて、動フリクションを"−2"に設定したとすると、式（１２）に示すようにドライバは反力"8"を感じる。
（反力）= 10 + (−2) ＝ 8 …（１２）
【００６６】
ドライバがハンドル１を適切なカウンタ操舵角に一致させると、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、動フリクションの補正が行われない。例えば、ラック軸力を10、動フリクションを"−4"とすると、ドライバは次の式（１３）で示す反力"6"を感じる。
（反力）= 10 + (−4) ＝ 6 …（１３）
【００６７】
すなわち、カウンタステアへ誘導する反力が弱まる。この反力変化により、ドライバは確実に適切なカウンタステア操舵角を感じることができ、ハンドル１を保舵状態へ移行できる。ハンドル１を保舵状態へ移行した後の静フリクションも、仮想ステアリングモデル部８２の静/動フリクション補正部８２ｆにおいて、補正が行われないのでハンドル１の保舵時のドライバが感じる反力が変化し、ドライバは適切なカウンタステア操舵角を推察することができる。
【００６８】
本実施例における車両用操舵装置の作用によって、前述の条件１と条件２を満たすことができる。
【００６９】
条件1：ドライバの操舵のハンチングを誘起しないこと
静/動フリクションはドライバが普段から体験している特性であり、その違いは理解しやすいため、ドライバのハンチング操舵を誘起することがない。また、フリクションの左右差は他の原因では現れない本実施例による作用特有のものであり、ドライバは操舵反力を通じて明確にこの反力変化を理解できることになる。よって、条件1は満たされている。
【００７０】
条件２：ドライバの操舵介入を許容すること
静/動フリクションが低減若しくはゼロに補正するのみであり、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。よって、条件2が満たされたことを示している。
【００７１】
上記作用により、本実施例における車両用操舵装置は、適切なカウンタ操舵角をドライバに教示することができる。
【００７２】
以上、上記では静/動フリクション発生部８２ｅにおいて再現された静/動フリクションを静/動フリクション補正部８２ｆで補正するようにし、仮想ステアリングモデル部８２から仮想モデル操舵角を出力している。操舵角サーボ部８１において、この仮想モデル操舵角に応じたモータ指令値を出力して、アシストモータ６を制御することで、ドライバに静/動フリクションが変化したような反力を与えている。このように再現された静/動フリクションを補正するのではなく、ラック軸４周辺に静/動フリクションを実際に発生させる抵抗体を設けて、この抵抗体が発生させる静/動フリクションを補正するようにしても良い。
【００７３】
次に、効果を説明する。
【００７４】
（１）車両の強オーバステアが検知され、且つドライバの操舵がカウンタステア方向であるときに、カウンタステア方向の操舵を妨げる抵抗要素である静/動フリクションを低減若しくはゼロに補正するようにした。よって、カウンタステア方向への反力が大きくなり、ドライバはカウンタステア方向へ操舵しやすくなる。
また、カウンタステア方向の操舵によって、車両の強オーバステアが検知されなくなると静/動フリクションの補正は行われなくなり、カウンタステア方向の反力は小さくなる。よって、ハンドル１の保舵時のドライバが感じる反力が変化し、ドライバは適切なカウンタステア操舵角を推察することができる。
【００７５】
（２）車両の強オーバステアが検知され、ドライバの操舵がカウンタステア方向であるときに、静/動フリクションを低減若しくはゼロにするようにした。よって、静/動フリクションはドライバが普段から体験している特性であり、その違いは理解しやすいため、ドライバのハンチング操舵を誘起することがない。また、フリクションの左右差は他の原因では現れない本実施例による作用特有のものであり、ドライバは操舵反力を通じて明確にフリクションによる反力変化を理解できることになる。また、静/動フリクションが低減若しくはゼロに補正するのみであり、ドライバの操舵介入を妨げることがない。
【００７６】
（３）コラムシャフト５に対し、ドライバの操舵力を補助するアシスト力を出力するアシストモータ６と、ハンドル１側からコラムシャフト５に入力される入力トルクを検出する操舵トルクセンサ２と、操舵角を検出する操舵角センサ３と、操舵トルクと操舵角とからドライバがハンドルに入力したトルクであるドライバ入力トルクtrqgを算出するトルク生成部とを備えた車両用操舵装置において、コラムシャフト５やラック軸４に発生する実際の静/動フリクションを模して再現する静/動フリクション発生部８２ｅと、コラムシャフト５の目標回転角を算出する仮想ステアリングモデル部８２と、アシストモータ６を制御するアシストコントローラ８と、車両の横滑り角速度によって強オーバステアを判定するカウンタ制御部８０と、カウンタ制御部８０で生成したフリクションフラグが1のときに静/動フリクションを低減若しくはゼロにする補正を行う静/動フリクション補正部８２ｆとを備えた。よって、直接、静/動フリクションを発生させるような抵抗体を新たに設けることなく、ドライバには静/動フリクションが変化したような感覚を与えることができ、違和感のない反力を発生させることができる。
【００７７】
（４）静/動フリクション発生部８２ｅでは、ハンドル１が保舵され回転していない状態においては、静フリクションを模して再現し、ハンドル１が回転している状態においては、動フリクションを模して再現するようにした。よって、ドライバに、より違和感のない現実に近いフリクションの変化を体験させることができる。
【実施例２】
【００７８】
まず、構成について説明する。
【００７９】
本実施例における構成は、実施例１とアシストコントローラ８のカウンタ制御部８４の構成が異なるのみであり、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図１０は、アシストコントローラ８の制御ブロック図である。
【００８１】
カウンタ制御部８４は、車両の横滑り角速度、ドライバ入力トルク及びラック軸力等を入力してフリクションフラグを生成すると共に、カウンタ制御トルクを出力する。
【００８２】
仮想ステアリングモデル部８２には、ドライバ入力トルクと、ラック軸力と、カウンタ制御トルクの和を入力して、操舵角サーボ部８１に出力する仮想ステアリング操舵角を演算する。
【００８３】
次に作用について説明する。
【００８４】
［フリクションフラグの算出とカウンタ制御トルクの発生処理］
図１１はカウンタ制御部８４において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００８５】
ステップＳ２１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【００８６】
ステップＳ２２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステアに入ろうとしているのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステアに入ろうとしている状況であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ２３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ２６へ移行して、カウンタ制御トルクをOFFにしてカウンタ制御トルクを発生させないようにする。
【００８７】
ステップＳ２３では、カウンタ制御トルクをONにして、図１２示すような実効値がゼロの周期性トルク信号を発生させる。図１２には矩形波を示しているが、sin波を用いても良い。
【００８８】
ステップＳ２４では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルク、カウンタ制御トルク及びラック軸力等から、ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向であればステップＳ２５へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ２７へ移行する。
【００８９】
ステップＳ２５では、フリクションフラグを"1"に設定し、ステップＳ２７ではフリクションフラグを"0"に設定する。
【００９０】
［保舵時の反力発生］
本実施例におけるカウンタ制御部８４、操舵角サーボ部８１、仮想ステアリングモデル部８２、トルク生成部８３の作用による出力は、図１３の等価モデル１２によって表される。ドライバは、横滑り角速度、ドライバ入力トルク、ラック軸力等の入力により操舵角の出力に応じた反力を感じることとなる。本実施例ではこの反力によって、適切なカウンタ操舵角へ積極的に誘導を行う。
【００９１】
例えば、右に定常旋回中であって、ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しい場合を、つまりドライバがハンドル１を一定操舵角で保舵している場合を考える。図１４は、右に定常旋回中であって、ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しいときに入力したカウンタ制御トルクと、このカウンタ制御トルク入力時の静フリクション及び反力の発生の様子を示すグラフである。
【００９２】
仮想ステアリングモデル部８２に、図１４（ａ）に示すようなカウンタ制御トルクが入力されると、演算機８２ｅでは図１４（ｂ）に示すようなカウンタ制御トルクと反対方向であって、等しい大きさの静フリクションを再現する。しかし、ドライバ入力トルクがカウンタステア方向（左方向）に発生すると、カウンタ制御部８０ではフリクションフラグが"1"に設定されるので、静フリクションは低減若しくはゼロに補正される。ここでは、図１４（ｂ）に一点鎖線で示す部分の静フリクションがゼロに補正されたとする。カウンタ制御トルクと静フリクションとをあわせると図１４（ｃ）に示すように、逆カウンタステア方向（右方向）のカウンタ制御トルクは、静フリクションによって打ち消されて、アシストコントローラ８はカウンタステア方向に反力が発生するようにアシストモータ６を制御する。
【００９３】
［転舵時の反力発生］
前述のような保舵時に、カウンタステア方向の反力が発生すると、ドライバ入力トルクが一定であればハンドル１はカウンタステア方向に回転する。ハンドル１の回転中には静フリクションではなくハンドル１の回転方向と逆側に動フリクションが発生する。図１５は、カウンタ制御トルクの発生によって、ハンドル１がカウンタステア方向への回転中のときのカウンタ制御トルク、動フリクション及び反力の発生と、操舵角の様子を示したグラフである。
【００９４】
ドライバ入力トルクとラック軸力とが等しいが、カウンタ制御トルクによってハンドル１がカウンタステア方向に操舵されている場合を考える。このとき、仮想ステアリングモデル部８２には、図１５（ａ）に示すようなカウンタ制御トルクが続けて入力される。静/動フリクション信号生成部８２ｅでは図１５（ｂ）に示すようなハンドル１の操舵方向と逆向きであって、カウンタ制御トルクよりも小さい動フリクションを再現する。動フリクションの発生方向は、カウンタ制御トルクの発生方向に応じて変化するのではなく、ハンドル１の操舵方向と反対方向に発生する。このとき、右方向の動フリクションは、ハンドル１がカウンタステア方向（左方向）に操舵されているときに発生するので、カウンタ制御部８０ではフリクションフラグが"1"に設定される。よって、動フリクションは低減若しくはゼロに補正される。ここでは、図１５（ｂ）に一点鎖線で示す部分の動フリクションがゼロに補正されたとする。カウンタ制御トルクと静フリクションとをあわせると図１５（ｃ）に示すように、カウンタステア方向のカウンタ制御トルク入力はそのまま反力として発生する。一方、逆カウンタステア方向のカウンタ制御トルク入力は、ハンドル１の操舵方向がカウンタステア方向であれば、そのまま反力として発生する。また、ハンドル１の操舵方向が逆カウンタステア方向であれば、一部は動フリクションと打ち消しあって、カウンタ制御トルク入力の値より小さな反力が発生する。
【００９５】
図１５（ｃ）は、右に定常旋回中であって、ドライバがハンドル１を一定操舵角で保舵しているときの操舵角を"0"として示した操舵角の変化である。時間0〜t1においては、反力が左に発生しているので、ハンドル１は左に操舵される。時間t1〜t2においては、慣性によりハンドル１は左に操舵され続けるが反力が右に発生するので、操舵角の変化の速さは低下する。時間t2においてハンドル１の操舵方向は逆になり、右側への操舵が始まる。時間t2〜t3においては、反力が右に発生するものの、ハンドル１は右に操舵されるので、動フリクションの発生し、反力の大きさは時間t1〜t2と比べて小さくなり、操舵角の変化の速さは時間0〜t1と比べて小さくなる。時間t3〜t4においては、慣性によりハンドル１は右に操舵され続けるが反力が左に発生するので、操舵角の変化の速さは低下する。以降、時間0〜t4の操舵角変化を繰り返し、時間t13においてカウンタステア操舵角になったとすると、カウンタ制御トルクの入力を終了する。
【００９６】
［操舵角シミュレーション］
図１６は、本実施例における作用による操舵角変化をシミュレーションした結果であって、図１６（ａ）はフリクションフラグの状態を、図１６（ｂ）は操舵角の状態を示す。このシミュレーションは以下の条件の基に行った。
１：右方向に定常旋回中である。
２：ドライバ入力トルクとラック軸との和はゼロ（すなわち釣合い状態）。
３：時刻0[ms]で後輪が流れ始め、横滑り角速度が所定値以上になり、カウンタ制御を開始する。
４：時刻200[ms]で、横滑り角速度が所定値未満となって、カウンタ制御が終了する。
図１６（ｂ）の操舵角は、右方向に定常旋回中の操舵角を"0"とし、左方向の操舵を正として示している。
【００９７】
図１６（ｂ）に示すように、ドライバ入力トルクが変化をしなくても、操舵角が適切なカウンタステア操舵角に誘導される。しかし、カウンタ制御トルクは実効値ゼロであるため、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。また、カウンタ制御トルクの入力が終了すると操舵角速度がゼロになるので、操舵角がカウンタステア操舵角に対してオーバシュートすることがなく、正確にカウンタ操舵角に誘導することが可能となる。
【００９８】
次に、効果を説明する。
【００９９】
（５）車両の強オーバステアが検知された場合には、実効値がゼロの正負を繰り返す周期性トルクであるカウンタ制御トルクを仮想ステアリングモデル部８２に入力するようにした。よって、ドライバ入力トルクが変化をしなくても、操舵角が適切なカウンタステア操舵角に誘導される。しかし、カウンタ制御トルクは実効値ゼロであるため、ドライバの操舵介入を妨げることにはならない。また、カウンタ制御トルクの入力が終了すると操舵角速度がゼロになるので、操舵角がカウンタステア操舵角に対してオーバシュートすることがなく、正確にカウンタ操舵角に誘導することが可能となる。
【実施例３】
【０１００】
本実施例においては、アシストコントローラ８のカウンタ制御部８４が横滑り角速度が所定値以上で、車両が強オーバステアに入ろうとしていると判定したときの車両の横滑り角速度が大きくなるほど、カウンタ制御トルクの振幅を大きくするようにした。
【０１０１】
［フリクションフラグの算出とカウンタ制御トルクの発生処理］
図１７はカウンタ制御部８４において実行される処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【０１０２】
ステップＳ３１では、車両の横滑り角速度を読み込む。
【０１０３】
ステップＳ３２では、車両の横滑り角速度が所定値以上であるか否かを判定する。これにより車両が強オーバステアに入ろうとしているのかを判定する。横滑り角速度の絶対値が所定値以上の場合、強オーバステアに入ろうとしている状況であると推定する。また、この判断部分のハンチングを防止するために、一般に用いられているヒステリシス特性を持たせても良い。横滑り角速度が所定値以上の場合にはステップＳ３３へ移行し、横滑り角速度が所定値未満の場合にはステップＳ３７へ移行して、カウンタ制御トルクをOFFにしてカウンタ制御トルクを発生させないようにする。
【０１０４】
ステップＳ３３では、車両の横滑り角速度が大きくなるほど、カウンタ制御トルクの振幅を大きくするように、カウンタ制御トルクの振幅を演算する。
【０１０５】
ステップＳ３４では、カウンタ制御トルクをONにして、ステップＳ３３で演算した振幅であって、実効値がゼロの周期性トルク信号を発生させる。
【０１０６】
ステップＳ３５では、横滑り角速度の符号から操舵のいずれの方向がカウンタステアであるか判断される。次に、ドライバ入力トルクtrqg、ラック軸力及びカウンタ制御トルクから、ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向か否かを判断する。ドライバの操舵又はカウンタ制御トルクがカウンタステア方向であればステップＳ３６へ移行し、ドライバの操舵がカウンタステア方向でなければステップＳ３８へ移行する。
【０１０７】
ステップＳ３６では、フリクションフラグを"1"に設定し、ステップＳ３８ではフリクションフラグを"0"に設定する。
【０１０８】
［操舵角シミュレーション］
図１８は、本実施例における作用による操舵角変化をシミュレーションした結果であって、図１８（ａ）はフリクションフラグの状態を、図１８（ｂ）は操舵角の状態を示す。本実施例では、実施例２で行ったシミュレーションの車両の横滑り角速度よりも大きな横滑り角速度が生じている場合におけるシミュレーションである。その他の条件については、実施例２と同様に以下の条件の基に行った。
１：右方向に定常旋回中である。
２：ドライバ入力トルクとラック軸との和はゼロ（すなわち釣合い状態）。
３：時刻0[ms]で後輪が流れ始め、横滑り角速度が所定値以上になり、カウンタ制御を開始する。
４：時刻200[ms]で、横滑り角速度が所定値未満となって、カウンタ制御が終了する。
図１８（ｂ）の操舵角は、右方向に定常旋回中の操舵角を"0"とし、左方向の操舵を正として示している。
【０１０９】
図１８（ｂ）では、時間200[ms]で23[deg]程度、カウンタステア方向に変化している。一方、実施例２の図１６（ａ）では、時間200[ms]で12[deg]程度、カウンタステア方向に変化している。この作用により、車両の横滑り角速度が大きい場合にも速やかにカウンタ操舵角に誘導することができる。
【０１１０】
次に、効果を説明する。
【０１１１】
（６）車両の横滑り角速度が大きくなり、強オーバステアの程度が強いほどカウンタ制御トルクの振幅を大きくするようにした。よって、車両の横滑り角速度が大きい場合にも速やかにカウンタ操舵角に誘導することができる。
【０１１２】
以上、本発明の車両用操舵装置を実施例１乃至実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
【０１１３】
例えば、実施例１乃至実施例３では、ハンドル１と転舵輪１０とを機械的に連結して、操舵トルクをアシストモータ６によって補助をする電動パワーステアリングについて述べたが、図１９に示すようにハンドル１と転舵輪１０とを機械的に分離した所謂ステアバイワイヤに適用しても良い。このステアバイワイヤは、電動パワーステアリングと異なり、ハンドル１側に接続される操舵軸２２と、転舵輪１０側に接続される転舵軸２３とが分離しており、ハンドル１側に反力を発生させる反力モータ２０と、転舵輪１０に転舵力を発生させる転舵モータ２１と、操舵トルク及び操舵角に基づいて反力モータ２０及び転舵モータ２１を制御するコントローラ２４とを備える。アシストコントローラ２４は、ハンドル１に入力されたトルクを倍増して、転舵輪１０に転舵トルクを発生させるための演算を行うアシスト制御部２４ａと、ドライバ入力トルク演算するトルク生成部２４ｂと、仮想ステアリング操舵角を出力する仮想ステアリングモデル２４ｃと、反力モータにモータ指令値を出力する操舵角サーボ２４ｄと、操舵角に対する転舵角を算出するステアリングギヤ比演算部２４ｅと、転舵モータ２１にモータ指令値を出力する転舵角サーボ２４ｆとを備える。ステアバイワイヤ自体の具体的な作用については、すでに公知となっているので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施例１に係る、車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。
【図２】実施例１に係る、アシストコントローラの制御ブロック図である。
【図３】実施例１に係る、仮想ステアリングモデルの制御ブロック図である。
【図４】実施例１に係る、トルク生成部の制御ブロック図である。
【図５】実施例１に係る、カウンタステアを説明する図である。
【図６】実施例１に係る、ドライバの操舵のハンチングについて説明する図である。
【図７】実施例１に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１に係る、アシストコントローラにおいて実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例１に係る、実施例１で行われる制御の等価モデルである。
【図１０】実施例２に係る、アシストコントローラの制御ブロック図である。
【図１１】実施例２に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例２に係る、カウンタ制御トルクを示す図である。
【図１３】実施例２に係る、実施例２で行われる制御の等価モデルである。
【図１４】実施例２に係る、カウンタ制御トルクによって発生するハンドル保舵時の反力の様子を示す図である。
【図１５】実施例２に係る、カウンタ制御トルクによって発生するハンドル転舵時の反力の様子を示す図である。
【図１６】実施例２に係る、操舵角変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１７】実施例３に係る、カウンタ制御部において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】実施例３に係る、操舵角変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１９】他の実施例としての、車両用操舵装置を搭載した車両の全体システム図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２ 操舵トルクセンサ
３ 操舵角センサ
５ コラムシャフト
６ アシストモータ
８ アシストコントローラ
１０ 転舵輪
８０ カウンタ制御部
８１ 操舵角サーボ部
８２ 仮想ステアリングモデル部
８２ｅ 静/動フリクション信号生成部
８２ｆ 静/動フリクション補正部
８３ トルク生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を発生させる抵抗要素と、
車両のステア状態を検知するステア状態検知手段と、
前記操舵方向が車両の旋回方向と逆側のカウンタステア方向に操舵されているか判定するカウンタステア判定手段と、
前記ステア状態検知手段が前記車両の所定の条件によるオーバステア傾向を示す強オーバステアを検知し、且つ前記操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、前記抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記抵抗要素は前記操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内のフリクションであって、
前記補正手段は、前記フリクションを低減若しくはゼロにすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
コラムシャフトに軸周りのトルクを与えるアクチュエータと、
前記コラムシャフトに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記コラムシャフトの回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵トルクと前記操舵角とから、ドライバがハンドルに入力したドライバ入力トルクを算出するドライバ入力トルク算出手段と、
前記ドライバ入力トルクから前記コラムシャフトの目標操舵角を算出する仮想ステアリングモデルと、
前記目標操舵角に前記コラムシャフトの操舵角が追従するように前記アクチュエータの出力を制御する操舵角制御手段と、
を備え、
前記仮想ステアリングモデルは、
前記フリクションを模して再現し、フリクション信号として出力するフリクション信号生成手段と、
前記補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記フリクションを低減又はゼロに補正したとき前記フリクション信号を出力することを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記フリクション生成手段は、ハンドル停止時に発生する静フリクション、又は前記ハンドルが回転時に発生する動フリクションの少なくとも一方のフリクション信号を生成することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記車両の強オーバステアを検知したとき、実効値がゼロの正負を繰り返す周期性トルク信号を発生させるカウンタ制御トルク出力手段を備え、
前記仮想ステアリングモデルは、前記ドライバ入力トルクと前記周期性トルクとから前記コラムシャフトの目標操舵角を算出することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用操舵装置において、
前記カウンタ制御トルク出力手段は、強オーバステアの程度が強い程、前記周期性トルクの振幅を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の車両用操舵装置において、
前記所定の条件は、前記車両が旋回走行中に後輪がグリップ力を失い始める状態を示していることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
車両の強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を低減またはゼロに補正するようにしたことを特徴とする車両用操舵制御方法。
【請求項１】
操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を発生させる抵抗要素と、
車両のステア状態を検知するステア状態検知手段と、
前記操舵方向が車両の旋回方向と逆側のカウンタステア方向に操舵されているか判定するカウンタステア判定手段と、
前記ステア状態検知手段が前記車両の所定の条件によるオーバステア傾向を示す強オーバステアを検知し、且つ前記操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、前記抵抗要素が発生させる力を低減またはゼロに補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記抵抗要素は前記操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内のフリクションであって、
前記補正手段は、前記フリクションを低減若しくはゼロにすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用操舵装置において、
コラムシャフトに軸周りのトルクを与えるアクチュエータと、
前記コラムシャフトに入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記コラムシャフトの回転角である操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵トルクと前記操舵角とから、ドライバがハンドルに入力したドライバ入力トルクを算出するドライバ入力トルク算出手段と、
前記ドライバ入力トルクから前記コラムシャフトの目標操舵角を算出する仮想ステアリングモデルと、
前記目標操舵角に前記コラムシャフトの操舵角が追従するように前記アクチュエータの出力を制御する操舵角制御手段と、
を備え、
前記仮想ステアリングモデルは、
前記フリクションを模して再現し、フリクション信号として出力するフリクション信号生成手段と、
前記補正手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記フリクションを低減又はゼロに補正したとき前記フリクション信号を出力することを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用操舵装置において、
前記フリクション生成手段は、ハンドル停止時に発生する静フリクション、又は前記ハンドルが回転時に発生する動フリクションの少なくとも一方のフリクション信号を生成することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の車両用操舵装置において、
前記車両の強オーバステアを検知したとき、実効値がゼロの正負を繰り返す周期性トルク信号を発生させるカウンタ制御トルク出力手段を備え、
前記仮想ステアリングモデルは、前記ドライバ入力トルクと前記周期性トルクとから前記コラムシャフトの目標操舵角を算出することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用操舵装置において、
前記カウンタ制御トルク出力手段は、強オーバステアの程度が強い程、前記周期性トルクの振幅を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の車両用操舵装置において、
前記所定の条件は、前記車両が旋回走行中に後輪がグリップ力を失い始める状態を示していることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
車両の強オーバステアを検知し、且つ操舵方向がカウンタステア方向と判定した場合には、操舵トルクを転舵輪側へ伝達する伝達要素内に、操舵状況と独立して操舵を妨げる方向の力を低減またはゼロに補正するようにしたことを特徴とする車両用操舵制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１４４９（Ｐ２００７−１４４９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８４４０９（Ｐ２００５−１８４４０９）
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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