(57)【要約】【課題】更なる応答性の改善を図り、より優れたステアリング特性を実現することのできる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵ９（マイコン２１）は、ステアリングに入力される操舵トルクτの微分値に基づく補償成分としてトルク微分指令角θdt*を演算する。そして、その第２の補償成分としてのトルク微分指令角θdt*を上記第１の補償成分である微分ステア指令角θls*とともに基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に重畳する。【選択図】図４
2010163091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング操作に基づく前記転舵輪の第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前記ステアリングと前記転舵輪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制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ステアリングの操舵角及び車速に基づく基礎成分に、前記ステアリング操作により生ずる操舵速度に基づく補償成分を重畳することにより、前記第２の舵角の制御目標値を演算する車両用操舵装置であって、
前記ステアリングに入力される操舵トルクを検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記操舵トルクの微分値に基づく第２の補償成分を演算し、該第２の補償成分を操舵速度に基づく補償成分とともに前記基礎成分に重畳すること、
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、
前記ステアリング操作の状態を判定する判定手段を備えるとともに、
前記検出手段により検出される操舵トルク、及びその前記微分値、並びに前記第２の補償成分の少なくとも何れか一つには、ローパスフィルタ処理が施されるものであって、
前記制御手段は、前記判定手段により判定される前記ステアリング操作の状態に応じて前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を変更すること、
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、
前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が切り込みである場合には、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を、前記ステアリング操作の状態が切り戻しである場合の値及び保舵である場合の値よりも高い値とすること、を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記車速に応じて前記第２の補償成分を変更すること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記第２の補償成分の変化量を所定の制限値以下に制限すべく、該前記第２の補償成分を補正すること、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、
前記制御手段は、前記車速の上昇に応じて前記変化量の制限値を低減させること、
を特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング操作に基づく転舵輪の第１の舵角にモータ駆動に基づく転舵輪の第２の舵角（ＡＣＴ角）を上乗せすることにより、ステアリングの舵角（操舵角）と転舵輪の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置がある（例えば特許文献１参照）。そして、通常、このような伝達比可変装置の制御、即ちそのモータ駆動により制御されるＡＣＴ角の目標値（ＡＣＴ指令角）の演算は、操舵角及び車速に基づく基礎成分（ギヤ比可変制御量）に、操舵速度に基づく補償成分（微分ステア(LeadSteer)制御量）を加算することにより行なわれる。
【０００３】
つまり、その基礎成分であるギヤ比可変制御量により、図１４に示されるような低車速時においてはステアリング操作に対する転舵角の変更量を大として運転者の負担を軽減する一方、高車速時にはその変更量を小として高い操舵安定性を確保するようにステアリングギヤ比が変更される。そして、その操舵速度に基づく補償成分である微分ステア制御量の重畳により、図１５に示されるような高い応答性を実現し、そのステアリング特性の改善を図ることが可能になるのである。
【０００４】
尚、図１５は、一例としてのレーンチェンジ時における操舵角とそのステアリング操作により生ずるヨーレイトの推移を示す図であり、同図中、実線に示す曲線Ｌ１は、上記微分ステア補償制御実行時の軌跡、二点鎖線に示すＬ２は、当該微分ステア補償制御を実行しない場合の軌跡を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのステアリング特性をより高い水準に引き上げようとするならば、上記微分ステア補償制御の実行によってもなお、そのステアリング操作に対する応答性は十分ではない、即ちＡＣＴ角の追従が十分に素早いとは言い難いのが実情であり、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。
【０００７】
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、更なる応答性の改善を図り、より優れたステアリング特性を実現することのできる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に設けられてステアリング操作に基づく前記転舵輪の第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前記ステアリングと前記転舵輪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制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ステアリングの操舵角及び車速に基づく基礎成分に、前記ステアリング操作により生ずる操舵速度に基づく補償成分を重畳することにより、前記第２の舵角の制御目標値を演算する車両用操舵装置であって、前記ステアリングに入力される操舵トルクを検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記操舵トルクの微分値に基づく第２の補償成分を演算し、該第２の補償成分を操舵速度に基づく補償成分とともに前記基礎成分に重畳すること、を要旨とする。
【０００９】
即ち、ステアリング操作により発生する操舵トルクと操舵角とを時間次元で比較した場合、操舵トルクの方が早い。従って、上記構成のように、その変化量を示す操舵トルクの微分値に基づき補償制御を実行することで、モータ駆動に基づく第２の舵角の制御目標値（目標角）の位相を早める（早出しする）ことができる。その結果、ステアリング操作に対する応答性を改善することができ、ひいては、より優れたステアリング特性を実現することができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記ステアリング操作の状態を判定する判定手段を備えるとともに、前記検出手段により検出される操舵トルク、及びその前記微分値、並びに前記第２の補償成分の少なくとも何れか一つには、ローパスフィルタ処理が施されるものであって、前記制御手段は、前記判定手段により判定される前記ステアリング操作の状態に応じて前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を変更すること、を要旨とする。
【００１１】
即ち、上記のように、操舵トルクの微分値に基づくトルク微分補償制御を実行することにより、モータ駆動に基づく第２の舵角の制御目標値（目標角）の早出しが可能になるが、こうした次元の早い状態量を基礎とすることで、そのノイズの影響もまた強くなる。そのため、各ローパスフィルタ処理により、そのノイズの除去を図るのであるが、このようなローパスフィルタ処理は本質的に位相遅れを伴うものであるため、そのノイズ除去に偏重すれば、本来目的とするところの「目標角の早出し」をも阻害してしまうことになる。
【００１２】
しかしながら、上記構成によれば、より高い応答性の要求される操舵状態である場合には、そのカットオフ周波数を高めて、ローパスフィルタ処理の実行に伴う位相遅れを小さく抑える一方、特段の高い応答性が要求されないような操舵状態では、そのカットオフ周波数を低くして、ノイズの影響を低減することが可能になる。その結果、要求される高い応答性を確保しつつ、ノイズの影響を抑えて良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が切り込みである場合には、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を、前記ステアリング操作の状態が切り戻しである場合の値及び保舵である場合の値よりも高い値とすること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、より高い応答性が要求される「切り込み」時にのみ、ローパスフィルタ処理の実行に伴う位相遅れを小さく抑えて応答性を高め、その他の状態では、ノイズの影響を抑えることができる。その結果、効果的に応答性の改善を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記車速に応じて前記第２の補償成分を変更すること、を要旨とする。
上記構成によれば、例えば、その車速が中車速領域にある場合等、頻繁にステアリング操作が行なわれる蓋然性の高い車速域においてのみ、その第２の補償成分を大きな値として応答性を高めることができる。その結果、応答性の過剰に起因する所謂ステアリング剛性感の低下等、操舵フィーリング上の問題の発生を回避して、より優れたステアリング特性を実現することができるようになる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、前記第２の補償成分の変化量を所定の制限値以下に制限すべく、該前記第２の補償成分を補正すること、を要旨とする。
即ち、操舵トルクの微分値は、その転舵輪の可動限界を超える過剰なステアリング操作により生ずる所謂エンド当て、或いは縁石衝突等といった転舵輪側からの衝撃的な応力の入力により急峻に変化することがあり、これにより、当該微分値を基礎とする第２の補償成分もまた急変することになる。
【００１７】
しかしながら、上記構成によれば、第２の補償成分の変化量は、所定の制限値内に制限される。その結果、高い安定性を確保しつつ、そのトルク微分補償制御の導入による応答性の改善効果を享受することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、前記車速の上昇に応じて前記変化量の制限値を低減させること、を要旨とする。
即ち、車速が増大するほど、第２の補償成分の急変が車両の挙動に与える影響もまた大きくなる。しかしながら、上記構成によれば、その車速の上昇により低下する目標値急変の許容水準にあわせて、その制限値を低減することが可能になる。その結果、そのトルク微分補償制御の導入による応答性改善効果を最大限に享受しつつ、より高い安定性を確保することができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、更なる応答性の改善を図り、より優れたステアリング特性を実現することが可能な車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】伝達比可変制御の作用説明図。
【図３】同じく伝達比可変制御の作用説明図。
【図４】第１の実施形態における車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図５】不感帯処理の態様を示すフローチャート。
【図６】車速と車速ゲインとの関係を示す説明図。
【図７】ガード処理の態様を示す説明図。
【図８】第２の実施形態における車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図９】操舵状態判定の態様を示すフローチャート。
【図１０】ローパスフィルタのカットオフ周波数変更の態様を示すフローチャート。
【図１１】第３の実施形態における車両用操舵装置の制御ブロック図。
【図１２】変化量ガード処理部の概略構成を示すブロック図。
【図１３】車速と変化量ガード値との関係を示す説明図。
【図１４】ギヤ比可変制御の作用説明図。
【図１５】微分ステア制御の作用説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構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、ラックアンドピニオン機構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、車両進行方向が変更されるようになっている。
【００２２】
尚、本実施形態の車両用操舵装置１は、その駆動源であるモータ７が上記ラック５と同軸に配置された所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。そして、ボール螺子機構（図示略）によりモータトルクを軸方向の押圧力に変換し、ラック５に伝達することによって、そのアシスト力を操舵系に付与することが可能な構成になっている。
【００２３】
また、本実施形態の車両用操舵装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）と転舵輪６の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８と、該伝達比可変装置８の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ９とを備えている。
【００２４】
詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２に連結される第１シャフト１０とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１１とからなり、伝達比可変装置８は、第１シャフト１０及び第２シャフト１１を連結する差動機構１２と、該差動機構１２を駆動するモータ１３とを備えてなる。そして、伝達比可変装置８は、ステアリング操作に伴う第１シャフト１０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１１に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構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）することが可能となっている。
【００２５】
即ち、図２及び図３に示すように、伝達比可変装置８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、ステアリング２と転舵輪６との間の伝達比、即ち操舵角θsと転舵角θtとの比率を可変させる。
【００２６】
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と転舵角θtとの比率」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）。
【００２７】
また、本実施形態では、伝達比可変装置８の駆動源であるモータ１３には、ブラシレスモータが採用されており、同モータ１３は、ＥＣＵ９から供給される三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づき回転する。そして、ＥＣＵ９は、その駆動電力の供給を通じてモータ１３の回転を制御することにより、伝達比可変装置８の作動、即ちＡＣＴ角θtaを制御する構成となっている（伝達比可変制御）。
【００２８】
次に、本実施形態の車両用操舵装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図１に示すように、ＥＣＵ９には、操舵角センサ１６により検出される操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに車速センサ１７により検出される車速Ｖが入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ９は、これら操舵角θs及び操舵速度ωs、並びに車速Ｖに基づいて伝達比可変装置８の作動を制御すべく、その駆動源であるモータ１３への電力供給を行なうことにより、上記のような伝達比可変制御を実行する構成となっている。
【００２９】
詳述すると、図４に示すように、ＥＣＵ９は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づきモータ１３に対する駆動電力の供給を実行する駆動回路２２とを備えている。
【００３０】
尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン２１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。そして、同マイコン２１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００３１】
マイコン２１には、ギヤ比可変制御演算部２３と微分ステア制御演算部２４とが設けられている。ギヤ比可変制御演算部２３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力されるようになっており、同ギヤ比可変制御演算部２３は、これに基づき車速Ｖに応じてギヤ比（伝達比）を可変させるための制御目標成分、即ち伝達比可変制御の基礎成分となるギヤ比可変指令角θgr*を演算する（図１４参照）。一方、微分ステア制御演算部２４には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力されるようになっており、微分ステア制御演算部２４は、その操舵速度ωs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、即ち補償成分となる微分ステア指令角θls*を演算する（図１５参照）。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、ギヤ比可変制御演算部２３にも入力されるようになっており、これにより、その操舵速度ωsをも踏まえた最適な伝達比を決定することが可能となっている。
【００３２】
これらギヤ比可変制御演算部２３及び微分ステア制御演算部２４により演算されたギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器２５へと入力され、同加算器２５において加算される。そして、マイコン２１は、その基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に対して補償成分である微分ステア指令角θls*を重畳した値に基づいて、モータ駆動に基づく第２の舵角としてのＡＣＴ角θtaの制御目標値であるＡＣＴ指令角θta*を演算する構成となっている。
【００３３】
このようにして演算されるＡＣＴ指令角θta*は、その制御対象である伝達比可変装置８のモータ１３に設けられた回転角センサ２６の出力値に基づき演算されるＡＣＴθtaとともに、モータ制御信号演算部２７に入力される。そして、本実施形態のモータ制御信号演算部２７は、その制御目標値であるＡＣＴ指令角θta*に実際値であるＡＣＴ角θtaを追従させるべくフィードバック制御を実行、即ち位置制御演算の実行によりモータ制御信号を生成する。
【００３４】
そして、マイコン２１がそのモータ制御信号を駆動回路２２に出力し、駆動回路２２が当該モータ制御信号に基づく駆動電力の供給を実行することにより、モータ１３の回転、即ち伝達比可変装置８の作動が制御される構成になっている。
【００３５】
（トルク微分補償制御）
次に、本実施形態の車両用操舵装置１において、制御手段としてのＥＣＵ９（マイコン２１）が実行するトルク微分補償制御について説明する。
【００３６】
上述のように、第２の舵角の制御目標値であるＡＣＴ指令角θta*の演算に際し、その基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に対して補償成分としての微分ステア指令角θls*を重畳することにより、そのステアリング操作に対する素早い応答性を実現して良好なステアリング特性を得ることができる。しかしながら、そのステアリング特性をより一層高い水準に引き上げようとするならば、その応答性の更なる改善が不可避であることもまた事実である。
【００３７】
この点を踏まえ、本実施形態のＥＣＵ９（マイコン２１）は、ステアリング２に入力される操舵トルクτの微分値に基づく補償成分を演算し、その第２の補償成分を第１の補償成分と位置付けられる微分ステア指令角θls*とともに基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に重畳する。そして、その一連のトルク微分補償制御の実行により、更なる応答性の改善を図る構成となっている。
【００３８】
即ち、ステアリング操作により発生する操舵トルクτと操舵角θsとを時間次元で比較した場合、操舵トルクτの次元は操舵角θsを二階微分したときの次元に等しい。従って、上記のように、その時間次元の早い操舵トルクτの変化量、つまり当該操舵トルクの微分値（操舵トルク微分値dτ）に基づき補償制御を実行することで、ＡＣＴ角θtaの制御目標値（目標角）であるＡＣＴ指令角θta*の位相を早める（早出しする）ことができる。そして、これにより、ステアリング操作に対する応答性の更なる向上が可能になるのである。
【００３９】
詳述すると、図１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１には、その操舵伝達系を構成するステアリングシャフト３を介して伝達されるトルク、即ちステアリング２に入力される操舵トルクτを検出可能なトルクセンサ２９が設けられている。そして、ＥＣＵ９は、このトルクセンサ２９により検出される操舵トルクτに基づいて、その微分値（操舵トルク微分値dτ）を演算し、当該微分値を基礎とするトルク微分補償演算を実行する。
【００４０】
尚、本実施形態では、このトルクセンサ２９により検出される操舵トルクは、上記のモータ７を駆動源としたＥＰＳの制御、即ちパワーアシスト制御の基礎としても利用される。
【００４１】
図４に示すように、マイコン２１は、操舵トルク微分値dτを演算するトルク微分値演算部３１と、その操舵トルク微分値dτに基づく第２の補償成分としてのトルク微分指令角θdt*を演算するトルク微分制御演算部３２とを備えている。
【００４２】
そして、本実施形態では、このトルク微分制御演算部３２の出力するトルク微分指令角θdt*が上記加算器２５に入力され、微分ステア指令角θls*とともに基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に重畳されることにより、ＡＣＴ角θtaの制御目標値であるＡＣＴ指令角θta*が演算される構成となっている。
【００４３】
さらに詳述すると、本実施形態のトルク微分値演算部３１には、フィルタ処理部（ＬＰＦ：ローパスフィルタ）３３が設けられており、トルク微分値演算部３１は、同フィルタ処理部３３において、その入力された操舵トルクτに対するローパスフィルタ処理を実行する。そして、そのローパスフィルタ処理が施された後の操舵トルクτを微分することにより操舵トルク微分値dτを演算する。
【００４４】
一方、トルク微分制御演算部３２には、不感帯制御部３４が設けられており、トルク微分制御演算部３２に入力された操舵トルク微分値dτは、先ず、この不感帯制御部３４に入力される。
【００４５】
図５のフローチャートに示すように、不感帯制御部３４は、その入力された操舵トルク微分値dτの絶対値が「０」近傍に設定された所定の閾値α以下であるか否かを判定し（ステップ１０１）、その絶対値が当該閾値α以下である場合（|dτ|≦α、ステップ１０１：ＹＥＳ）である場合には、その操舵トルク微分値dτの値を「０」に補正する（ステップ１０２）。そして、操舵トルク微分値dτの絶対値が閾値αを超える場合（|dτ|＞α、ステップ１０１：ＮＯ）には、その補正を行なわない（ステップ１０３）。
【００４６】
即ち、トルク微分補償演算の基礎となる操舵トルク微分値dτの値を「０」とすることで、当該トルク微分補償演算における以降の処理は実質的に行なわなくなる。そして、本実施形態では、これにより、操舵トルクτの検出誤差に起因する問題の発生を回避する構成となっている。
【００４７】
また、トルク微分制御演算部３２には、車速ゲイン演算部３５が設けられており、同車速ゲイン演算部３５は、その入力される車速Ｖに応じて変化する車速ゲインＫvを演算する。具体的には、本実施形態の車速ゲイン演算部３５は、検出される車速Ｖが中車速領域、即ち、頻繁にステアリング操作が行なわれる蓋然性の高い車速域において、より値の大きな車速ゲインＫvを演算するように構成されている（図６参照）。そして、本実施形態では、乗算器３６において、この車速ゲインＫvを操舵トルク微分値dτに乗ずることにより、トルク微分指令角θdt*の基本量εが演算される。即ち、車速Ｖに応じて、そのトルク微分指令角θdt*の値が変更されるようになっている。
【００４８】
本実施形態では、このようにして演算された基本量εは、ガード処理部３７に入力される。そして、同ガード処理部３７において、その絶対値が所定の制限値ε_limを超えないようにガード処理が施される。
【００４９】
具体的には、図７のフローチャートに示すように、ガード処理部３７は、先ず、その入力された基本量εの絶対値が所定の制限値ε_limを超える否かを判定する（ステップ２０１）。そして、その制限値ε_limを超える場合（|ε|＞ε_lim、ステップ２０１：ＹＥＳ）には、当該入力された基本量εの符号の正負を判定し（ステップ２０２）、符号を変えることなく、その絶対値が制限値ε_limとなるように当該基本量εを補正する（ステップ２０３，２０４）。
【００５０】
即ち、補正前の基本量εの符号が正である場合（ε＞０、ステップ２０２：ＹＥＳ）には、基本量εを「ε_lim」と補正し（ステップ２０３）、その符号が負である場合（ε＜０、ステップ２０２：ＮＯ）には、基本量ε「-ε_lim」と補正する（ステップ２０４）。そして、上記ステップ２０１において、入力された基本量εの絶対値が所定の制限値ε_lim以下である場合には、上記ステップ２０２〜ステップ２０４の処理を実行しない構成となっている（補正なし、ステップ２０５）。
【００５１】
更に、本実施形態のトルク微分制御演算部３２には、上記トルク微分値演算部３１と同様のフィルタ処理部（ＬＰＦ：ローパスフィルタ）３８が設けられており、上記のようにガード処理部３７においてガード処理が施された基本量εは、同フィルタ処理部３８に入力されるようになっている。そして、トルク微分制御演算部３２は、そのフィルタ処理部３８においてローパスフィルタ処理が施された後の値に基づいて、操舵トルク微分値dτに基づく第２の補償成分としてのトルク微分指令角θdt*を演算する構成になっている。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ９（マイコン２１）は、ステアリング２に入力される操舵トルクτの微分値に基づく補償成分としてトルク微分指令角θdt*を演算する。そして、その第２の補償成分としてのトルク微分指令角θdt*を上記第１の補償成分である微分ステア指令角θls*とともに基礎成分であるギヤ比可変指令角θgr*に重畳する。
【００５３】
即ち、ステアリング操作により発生する操舵トルクτと操舵角θsとを時間次元で比較した場合、操舵トルクτの方が早い。従って、上記のように、その操舵トルクτの変化量、つまり当該操舵トルクの微分値（操舵トルク微分値dτ）に基づき補償制御を実行することで、そのＡＣＴ角θtaの制御目標値（目標角）であるＡＣＴ指令角θta*の位相を早める（早出しする）ことができる。その結果、ステアリング操作に対する応答性を改善することができ、ひいては、より優れたステアリング特性を実現することができるようになる。
【００５４】
（２）マイコン２１は、操舵トルク微分値dτを演算するトルク微分値演算部３１と、トルク微分指令角θdt*を演算するトルク微分制御演算部３２とを備え、同トルク微分制御演算部３２には、車速Ｖに応じた車速ゲインＫvを演算する車速ゲイン演算部３５が設けられる。そして、トルク微分制御演算部３２は、その操舵トルク微分値dτに対し、この車速ゲインＫvを乗ずることにより、トルク微分指令角θdt*の基本量εを演算する。
【００５５】
上記構成によれば、その車速Ｖに応じて、トルク微分指令角θdt*の値が変更される。これにより、例えば、その車速Ｖが中車速領域にある場合等、頻繁にステアリング操作が行なわれる蓋然性の高い車速域においてのみ、そのトルク微分指令角θdt*を大きな値として応答性を高めることができる。その結果、応答性の過剰に起因する所謂ステアリング剛性感の低下等、操舵フィーリング上の問題の発生を回避して、より優れたステアリング特性を実現することができるようになる。
【００５６】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
【００５７】
図８に示すように、本実施形態の車両用操舵装置４０では、マイコン４１には、運転者によるステアリング操作の状態（操舵状態）を判定する判定手段としての操舵状態判定部４２が設けられている。そして、本実施形態では、その操舵状態に応じて、トルク微分値演算部３１及びトルク微分制御演算部３２にそれぞれ設けられた各フィルタ処理部４３，４８によるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数が変更される構成になっている。
【００５８】
具体的には、本実施形態では、上記操舵状態判定部４２には、操舵角θs及び操舵速度ωsが入力されるようになっており、操舵状態判定部４２は、これら操舵角θs及び操舵速度も基づいて、その操舵状態が「切り込み」であるか、又はそれ以外の「切り戻し」「保舵」であるかを判定する。そして、その操舵状態判定の結果に基づいて、各フィルタ処理部４３，４８におけるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数が変更されるようになっている。
【００５９】
詳述すると、図９のフローチャートに示すように、操舵状態判定部４２は、先ず検出される操舵速度ωsが、正の符号を有する所定の閾値（正閾値）よりも大きいか否か、即ち正閾値よりも絶対値の大きな正の値を有するものであるか否かを判定する（ステップ３０１）。次に、このステップ３０１において、操舵速度ωsの値が正閾値よりも大きい場合（ωs＞正閾値、ステップ３０１：ＹＥＳ）、操舵状態判定部４２は、更に操舵角θsの符号が正であるか否かを判定する（ステップ３０２）。そして、その符号が正である場合（θs＞０、ステップ３０２：ＹＥＳ）には、操舵状態が「切り込み」であると判定する（ステップ３０３）。
【００６０】
一方、上記ステップ３０１において、操舵速度ωsが正閾値以下である場合（ωs≦正閾値、ステップ３０１：ＮＯ）、又は操舵角θsの符号が正ではない場合（θs≦０、ステップ３０２：ＮＯ）には、操舵状態判定部４２は、操舵速度ωsが、負の符号を有する所定の閾値（負閾値）よりも小さいか否かを判定する。即ち、その操舵速度ωsが負閾値よりも絶対値の大きな負の値を有するものであるか否かを判定する（ステップ３０４）。
【００６１】
次に、このステップ３０４において、操舵速度ωsの値が負閾値よりも小さい場合（ωs＜負閾値、ステップ３０４：ＹＥＳ）、操舵状態判定部４２は、更に操舵角θsの符号が負であるか否かを判定する（ステップ３０５）。そして、その符号が負である場合（θs＜０、ステップ３０５：ＹＥＳ）にも、上記ステップ３０３において操舵状態が「切り込み」であると判定する。
【００６２】
そして、上記ステップ３０４において、操舵速度ωsが負閾値以上である場合（ωs≧負閾値、ステップ３０４：ＮＯ）、又は操舵角θsの符号が負ではない場合（つまりθs＝０、ステップ３０５：ＮＯ）には、その操舵状態が「切り戻し」又は「保舵」であると判定する（ステップ３０６）
即ち、本実施形態の操舵状態判定部４２は、その操舵速度ωsの絶対値が保舵状態ではないと推定される所定の閾値を超える大きさを有し、且つその符号（方向）が操舵角θsと等しい場合には、その操舵状態が「切り込み」であると判定する。そして、この判定条件を満たさない場合には、「切り戻し」又は「保舵」と判定するように構成されている。
【００６３】
本実施形態の操舵状態判定部４２は、このような操舵状態判定の結果を、操舵状態信号Ｓstとして、上記各フィルタ処理部４３，４８に出力する。そして、各フィルタ処理部４３，４８は、その操舵状態信号Ｓstに示される操舵状態に基づいて、そのローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を変更する構成となっている。
【００６４】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、各フィルタ処理部４３，４８は、その入力される操舵状態信号Ｓstに示される操舵状態が「切り込み」であるか否かを判定する（ステップ４０１）。そして、その操舵状態が「切り込み」である場合（ステップ４０１：ＹＥＳ）には、カットオフ周波数を高い値（ステップ４０２）に、また「切り戻し」又は「保舵」である場合（ステップ４０１：ＮＯ）には、カットオフ周波数を低い値（ステップ４０３）に切り替える構成となっている。
【００６５】
そして、本実施形態では、これにより、各フィルタ処理部４３，４８のカットオフ周波数は、その「切り戻し」又は「保舵」時における値よりも「切り込み」時における値の方が高くなるように構成されている。
【００６６】
即ち、上述のように、ステアリング操作により発生する操舵トルクτと操舵角θsとを時間次元で比較した場合、操舵トルクτの方が早い。従って、その微分値である操舵トルク微分値dτに基づくトルク微分補償制御の実行により、ＡＣＴ角θtaの制御目標値（目標角）であるＡＣＴ指令角θta*の早出しが可能となるが、このような次元の早い状態量を基礎とすることで、そのノイズの影響もまた強くなる。そのため、トルク微分値演算部３１及びトルク微分制御演算部３２には、そのノイズを除去するためのローパスフィルタ処理を実行すべく上記各フィルタ処理部４３，４８が設けられている。
【００６７】
しかしながら、このようなローパスフィルタ処理は本質的に位相遅れを伴うものであるため、そのノイズ除去に偏重すれば、本来目的とするところの「目標角であるＡＣＴ指令角θta*の早出し」をも阻害してしまうことになる。
【００６８】
そこで、本実施形態では、より高い応答性が要求される「切り込み」時には、各フィルタ処理部４３，４８によるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数の値を、「切り戻し」又は「保舵」時における値よりも高くなるように変更する。そして、これにより、操舵トルク微分値dτを用いることによるノイズの影響の増大を抑えつつ、要求される高い応答性の実現を図る構成となっている。
【００６９】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン４１には、運転者によるステアリング操作の状態（操舵状態）を判定する判定手段としての操舵状態判定部４２が設けられる。そして、その操舵状態に応じて、トルク微分値演算部３１及びトルク微分制御演算部３２にそれぞれ設けられた各フィルタ処理部４３，４８によるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数が変更される。
【００７０】
即ち、操舵トルク微分値dτに基づくトルク微分補償制御の実行により、制御目標値（目標角）であるＡＣＴ指令角θta*の早出しが可能になるが、こうした次元の早い状態量を基礎とすることで、そのノイズの影響もまた強くなる。そこで、各フィルタ処理部４３，４８によるローパスフィルタ処理により、そのノイズの除去を図るが、このようなローパスフィルタ処理は本質的に位相遅れを伴うものであるため、そのノイズ除去に偏重すれば、本来目的とするところの「目標角の早出し」をも阻害してしまうことになる。
【００７１】
しかしながら、上記構成によれば、より高い応答性の要求される操舵状態である場合には、そのカットオフ周波数を高めて、ローパスフィルタ処理の実行に伴う位相遅れを小さく抑える一方、特段の高い応答性が要求されないような操舵状態では、そのカットオフ周波数を低くして、ノイズの影響を低減することが可能になる。その結果、要求される高い応答性を確保しつつ、ノイズの影響を抑えて良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００７２】
（２）各フィルタ処理部４３，４８は、操舵状態判定部４２から入力される操舵状態信号Ｓstが「切り込み」を示す場合（ステップ４０１：ＹＥＳ）には、カットオフ周波数を高い値（ステップ４０２）に、また「切り戻し」又は「保舵」を示す場合（ステップ４０１：ＮＯ）には、カットオフ周波数を低い値（ステップ４０３）に切り替える。
【００７３】
上記構成によれば、より高い応答性が要求される「切り込み」時にのみ、ローパスフィルタ処理の実行に伴う位相遅れを小さく抑えて応答性を高め、その他の状態では、ノイズの影響を抑えることができる。その結果、効果的に応答性の改善を図ることができる。
【００７４】
（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
【００７５】
図１１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置５０では、そのマイコン５１に設けられたトルク微分制御演算部５２には、同トルク微分制御演算部５２において演算されるトルク微分指令角θdt*の急変を抑制するための変化量ガード処理部５３が設けられている。本実施形態では、変化量ガード処理部５３は、上記ガード処理部３７とフィルタ処理部３８との間に介在されている。そして、フィルタ処理部３８には、この変化量ガード処理部５３による変化量ガード処理が施された後の基本量ε２が入力されるようになっている。
【００７６】
即ち、操舵トルク微分値dτは、その転舵輪６の可動限界を超える過剰なステアリング操作により生ずる所謂エンド当て、或いは縁石衝突等といった転舵輪６側からの衝撃的な応力の入力によって急峻に変化することがあり、これにより、当該操舵トルク微分値dτを基礎とするトルク微分指令角θdt*もまた急変することになる。
【００７７】
そこで、本実施形態では、同変化量ガード処理部５３において、操舵トルク微分値dτを基礎として演算される上記トルク微分指令角θdt*の基本量εについて、その変化量（の絶対値）を所定の制限値内（変化量ガード値）に制限する変化量ガード処理を実行する。そして、本実施形態では、これにより、トルク微分制御演算部５２の出力するトルク微分指令角θdt*の急変を抑制する構成となっている。
【００７８】
詳述すると、図１２に示すように、変化量ガード処理部５３には、前回の演算周期において入力された基本量εの値を保持する前回値保持部５４が設けられており、今回の演算周期において変化量ガード処理部５３に入力された基本量εは、この前回値保持部５４の出力する前回値εbとともに減算器５５に入力される。そして、当該減算器５５において、これらの差分を求めることにより、基本量εの変化量を示す差分値dεが演算される。
【００７９】
次に、この基本量εの変化量を示す差分値dεは、ガード演算部５６に入力され、同ガード演算部５６において、その差分値dεの絶対値が上記の変化量ガード値を超えないように制限する変化量ガード処理が実行される。そして、変化量ガード処理部５３は、そのガード演算部５６において変化量ガード処理が施された後の差分値dε´を上記の前回値εbに加算し、その値を、変化量ガード処理後の基本量ε２としてフィルタ処理部３８に出力する構成になっている。
【００８０】
尚、このガード演算部５６における変化量ガード処理の態様及びその処理手順については、上記ガード処理部３７におけるガード処理（図７参照）と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００８１】
ここで、本実施形態のガード演算部５６には、上記差分値dεとともに車速Ｖが入力される。そして、ガード演算部５６は、その入力される車速Ｖに基づいて、同ガード演算部５６が実行する変化量ガード処理のガード値（変化量ガード値）を変更する構成となっている。
【００８２】
具体的には、図１３に示すように、本実施形態の変化量ガード処理部５３は、車速Ｖの上昇とともに、その変化量ガード値（の絶対値）を低減するように構成されている。即ち、車速Ｖが増大するほど、トルク微分補償制御の目標値であるトルク微分指令角θdt*の急変が車両の挙動に与える影響もまた大きくなる。この点を踏まえ、本実施形態では、このように車速Ｖの上昇により低下する目標値急変の許容水準にあわせて、その変化量ガード値を低減する。そして、これにより、そのトルク微分補償制御の導入による応答性改善効果を最大限に享受しつつ、より高い安定性の確保を図る構成になっている。
【００８３】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）トルク微分制御演算部５２内、詳しくは、上記ガード処理部３７とフィルタ処理部３８との間には、同トルク微分制御演算部５２において演算されるトルク微分指令角θdt*の急変を抑制するための変化量ガード処理部５３が設けられる。
【００８４】
即ち、操舵トルク微分値dτは、その転舵輪６の可動限界を超える過剰なステアリング操作により生ずる所謂エンド当て、或いは縁石衝突等といった転舵輪６側からの衝撃的な応力の入力により急峻に変化することがあり、これにより、当該操舵トルク微分値dτを基礎とするトルク微分指令角θdt*もまた急変することになる。
【００８５】
しかしながら、上記構成によれば、トルク微分指令角θdt*の基本量εについて、その変化量が所定のガード値内（変化量ガード値）に制限される。その結果、高い安定性を確保しつつ、そのトルク微分補償制御の導入による応答性の改善効果を享受することができる。
【００８６】
（２）変化量ガード処理部５３（ガード演算部５６）には、車速Ｖが入力される。そして、変化量ガード処理部５３は、その入力される車速Ｖに基づいて、同ガード演算部５６が実行する変化量ガード処理のガード値（変化量ガード値）を変更する。
【００８７】
即ち、車速Ｖが増大するほど、トルク微分指令角θdt*の急変が車両の挙動に与える影響もまた大きくなる。しかしながら、上記構成によれば、その車速Ｖの上昇により低下する目標値急変の許容水準にあわせて、その変化量ガード値を低減することが可能になる。その結果、そのトルク微分補償制御の導入による応答性改善効果を最大限に享受しつつ、より高い安定性を確保することができるようになる。
【００８８】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、フィルタ処理部３３（４３）は操舵トルクτについて、またフィルタ処理部３８（４８）はトルク微分指令角θdt*の基本量ε（ε２）について、それぞれ、そのローパスフィルタ処理を実行するように配置されることとした。しかし、このようなローパスフィルタ処理の実行については、操舵トルクτからトルク微分指令角θdt*に至る過程の何れかにおいて、少なくとも一度実行する構成としてもよい。即ち、例えば、操舵トルク微分値dτの段階でローパスフィルタ処理を行なう、或いは他の段階と組み合わせて複数回実行する構成としてもよい。そして、このような場合、上記第２の実施形態におけるカットオフ周波数の変更については、そのローパスフィルタ処理のうちの少なくとも何れか一つについて行なう構成としてもよい。
【００８９】
・上記各実施形態では、トルク微分制御演算部３２（５２）は、操舵トルク微分値dτに車速ゲインＫvを乗ずることにより、トルク微分指令角θdt*の基本量εを演算することとした。しかし、これに限らず、車速ゲインＫvに代えて、所定の係数、若しくはその他の状態量により値の変化するゲインを乗ずることにより基本量εを演算する構成であってもよい。尚、上記第１の実施形態では、車速Ｖが中車速領域にある場合に車速ゲインＫvが大となるように設定されることとしたが、その他の状態量に依存するゲインを用いる場合には、適宜、当該車両状態量にあわせて、そのゲイン特性を最適化してもよいことはいうまでもない。
【００９０】
・上記第３の実施形態では、変化量ガード処理部５３は、トルク微分制御演算部５２内、詳しくは、上記ガード処理部３７とフィルタ処理部３８との間に設けられることとした。しかし、これに限らず、例えば、トルク微分制御演算部５２内におけるガード処理部３７の前段階、若しくはフィルタ処理部３８の後段階に変化量ガード処理部５３を設ける構成としてもよい。また、トルク微分制御演算部５２から独立して、より直接的にトルク微分指令角θdt*の急変を抑制する構成であってもよい。
【００９１】
・上記各実施形態では、特に言及しなかったが、検出手段としてのトルクセンサ２９については、伝達比可変装置８の専用品であってもよく、ＥＰＳ用に設けられたものを利用してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１，４０，５０…車両用操舵装置、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、…ラック、６…転舵輪、８…伝達比可変装置、９…ＥＣＵ、１３…モータ、１６…操舵角センサ、１７…車速センサ、２１，４１，５１…マイコン、２２…駆動回路、２３…ギヤ比可変制御演算部、２３…微分ステア制御演算部、２５…加算器、２６…回転角センサ、２７…モータ制御信号演算部、２９…トルクセンサ、３１…トルク微分値演算部、３２，５２…トルク微分制御演算部、３３，３８，４３，４８…フィルタ処理部、３５…車速ゲイン演算部、３６…乗算器、４２…操舵状態判定部、５３…変化量ガード処理部、５４…前回値保持部、５５…減算器、５６…ガード演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、Ｖ…車速、θt…転舵角、θts…ステア転舵角、θta…ＡＣＴ角、θta*…ＡＣＴ指令角、θgr*…ギヤ比可変指令角、θls*…微分ステア指令角、θdt*…トルク微分指令角、τ…操舵トルク、dτ…操舵トルク微分値、Ｋv…車速ゲイン、ε，ε２…基本量、εb…前回値、dε…差分値、Ｓst…操舵状態信号。
【図１】
2010163091.tif 000003
【図２】
2010163091.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010163091.tif 000011
【図１０】
2010163091.tif 000012
【図１１】
2010163091.tif 000013
【図１２】
2010163091.tif 000014
【図１３】
2010163091.tif 000015
【図１４】
2010163091.tif 000016
【図１５】
2010163091.tif 000017