(57)【要約】【課題】車輪のパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することが可能な車両用操舵装置を提供する。【解決手段】車両用操舵装置１は、車両の車輪３の振動を検出することが可能な軸力センサ５１と、軸力センサ５１が検出した車輪３の振動を所定の周波数毎のパワースペクトルに分解するＦＦＴ解析部を有する制御装置３０とを備えている。制御装置３０は、車輪３が正常のときの半径および車速に基づいて算出される正常時車輪周波数と、車輪３がパンクまたはバーストしたときの半径および車速に基づいて算出される異常時車輪周波数との間の周波数範囲により形成される特定周波数領域内において発生する車輪３の振動に基づいて、車輪３のパンクまたはバーストに起因する車両の偏向および車両の操舵部品２の振動の少なくとも一方を抑制する補償アシスト制御を実行する。【選択図】図１
2014193667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用操舵装置であって、
車両の車輪の振動を検出することが可能なセンサと、
前記センサが検出した前記車輪の振動を所定の周波数毎のパワースペクトルに分解する周波数解析部を有する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記車輪が正常のときの半径および前記車両の走行速度に基づいて算出される正常時車輪周波数と、前記車輪がパンクまたはバーストしたときの半径および前記走行速度に基づいて算出される異常時車輪周波数との間の周波数範囲により形成される特定周波数領域内において発生する前記車輪の振動に基づいて、前記車輪のパンクまたはバーストに起因する前記車両の偏向および前記車両の操舵部品の振動の少なくとも一方を抑制する補償アシスト制御を実行する
車両用操舵装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの積分値が予め設定された範囲内か否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する
請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの最大値が予め設定された閾値以上か否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する
請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの形状が予め記憶されたパワースペクトルの形状に一致するか否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する
請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記車両の走行速度に基づいて前記特定周波数領域を変更する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪の振動を検出するセンサを備える車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用操舵装置は、車輪の１回転の期間において車輪の振動レベルを複数回にわたりサンプリングし、車輪の複数回転の期間にわたり車輪の振動レベルを検出する。この車両用操舵装置は、各サンプリング位置における車輪の回転数毎の振動レベルをサンプリング位置毎に加算することにより算出された振動レベル加算値を算出する。そして車両用操舵装置は、振動レベル加算値が所定値を超えるサンプリング位置、すなわち車輪が異常となる車輪の領域を特定する。なお、特許文献１は、従来の車両用操舵装置の一例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両用操舵装置においては、車輪において異常が発生する領域は特定することができるものの、その異常が車輪のタイヤがパンクまたはバーストしたことに起因したものか否かの特定が難しい。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、車輪のパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することが可能な車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本手段は、「車両用操舵装置であって、車両の車輪の振動を検出することが可能なセンサと、前記センサが検出した前記車輪の振動を所定の周波数毎のパワースペクトルに分解する周波数解析部を有する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記車輪が正常のときの半径および前記車両の走行速度に基づいて算出される正常時車輪周波数と、前記車輪がパンクまたはバーストしたときの半径および前記走行速度に基づいて算出される異常時車輪周波数との間の周波数範囲により形成される特定周波数領域内において発生する前記車輪の振動に基づいて、前記車輪のパンクまたはバーストに起因する前記車両の偏向および前記車両の操舵部品の振動の少なくとも一方を抑制する補償アシスト制御を実行する車両用操舵装置」を有する。
【０００７】
キックバックによる車輪の振動は、車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動とは異なる場合がある。すなわち、キックバックによる車輪の振動のパワースペクトルが最大値となる周波数は、特定周波数領域の範囲外となる場合がある。
【０００８】
この点に鑑みて、本発明の車両用操舵装置においては、特定周波数領域内において発生する車輪の振動に基づいて補償アシスト制御を実行する。このため、車両用操舵装置は、特定周波数領域の範囲外のキックバックに基づいて、補償アシスト制御を実行することが回避される。したがって、車両用操舵装置は、車輪のパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することができる。
【０００９】
上記手段の一形態は、「前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの積分値が予め設定された範囲内か否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する車両用操舵装置」を有する。
【００１０】
キックバックによる車輪の振動のパワースペクトルの最大値が特定周波数領域内にある場合、キックバックによる車輪の振動および車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動のいずれかの特定が困難となる場合がある。
【００１１】
一方、キックバックによる車輪の振動のパワースペクトルの波形は、車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動のパワースペクトルの波形とは異なる。このため、キックバックによる特定周波数領域内の車輪の振動のパワースペクトルの波形の積分値、および車輪のパンクまたはバーストの発生による特定周波数領域内の車輪の振動のパワースペクトルの波形の積分値は、互いに異なる。
【００１２】
この点に鑑みて、本発明の車両用操舵装置においては、特定周波数領域の車輪の振動のパワースペクトルの積分値が予め設定された範囲内か否かに基づいて、補償アシスト制御を実行する。このため、キックバックによる車輪の振動が特定周波数領域内において発生した場合においても車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動を特定することができる。
【００１３】
上記手段の一形態は、「前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの最大値が予め設定された閾値以上か否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する車両用操舵装置」を有する。
【００１４】
上記手段の一形態は、「前記制御装置は、前記特定周波数領域内のパワースペクトルの形状が予め記憶されたパワースペクトルの形状に一致するか否かに基づいて、前記補償アシスト制御を実行する車両用操舵装置」を有する。
【００１５】
キックバックによる車輪の振動のパワースペクトルの最大値が特定周波数領域内にある場合、キックバックによる車輪の振動および車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動のいずれかの特定が困難となる場合がある。
【００１６】
一方、キックバックによる車輪の振動の波形は、車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動の波形とは異なる。
この点に鑑みて、本発明の車両用操舵装置においては、特定周波数領域内のパワースペクトルの形状が予め記憶されたパワースペクトルの形状に一致するか否かに基づいて補償アシスト制御を実行する。このため、キックバックによる車輪の振動のパワースペクトルの最大値が特定周波数領域内にある場合においても車輪がパンクまたはバーストしたときの車輪の振動を特定することができる。
【００１７】
上記手段の一形態は、「前記制御装置は、前記車両の走行速度に基づいて前記特定周波数領域を変更する車両用操舵装置」を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本車両用操舵装置は、車輪のパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の車輪用操舵装置の構成図。
【図２】実施形態の制御装置のブロック図。
【図３】実施形態の車両の車輪の側面図。
【図４】実施形態の周波数と軸力のパワースペクトルとの関係を示すグラフ。
【図５】実施形態の制御装置が実行するアシスト選択制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】その他の実施形態の車輪用操舵装置の周波数と軸力のパワースペクトルとの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照して、車両用操舵装置１の構成について説明する。
車両用操舵装置１は、操舵装置本体１０、アシスト装置２０、制御装置３０、２個の軸力センサ５１、トルクセンサ５２、および舵角センサ５３を有する。車両用操舵装置１は、アシスト装置２０により操舵部品２の操舵をアシストするコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
【００２１】
操舵装置本体１０は、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、ピニオンシャフト１３、ラックシャフト１４、ラックアンドピニオン機構１５、およびタイロッド１６を有する。操舵装置本体１０は、操舵部品２の操作に基づいて車輪３の転舵角を変更する。
【００２２】
ラックアンドピニオン機構１５は、ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３Ａおよびラックシャフト１４のラック歯１４Ａを有する。ラックアンドピニオン機構１５は、ピニオンシャフト１３の回転をラックシャフト１４の軸方向におけるラックシャフト１４の往復動に変換する。
【００２３】
アシスト装置２０は、３相ブラシレスモータとしてのアシストモータ２１と、ウォームギヤ機構としての減速機構２２とを有する。アシスト装置２０は、コラムシャフト１１に接続されている。アシスト装置２０は、アシストモータ２１の出力軸の回転を減速機構２２により減速した状態でコラムシャフト１１に伝達する。アシスト装置２０は、アシストモータ２１の出力軸の回転トルクをコラムシャフト１１の回転をアシストする力（以下、「アシスト力」）としてコラムシャフト１１に付与する。
【００２４】
軸力センサ５１は、タイロッド１６の軸方向において、タイロッド１６に付与される力（以下、「軸力」）を検出する。軸力センサ５１は、軸力を通じて車輪３の振動を検出することが可能となる。軸力センサ５１は、軸力に応じた信号（以下、「軸力信号ＳＦ」）を制御装置３０に出力する。なお、軸力センサ５１は「センサ」に相当する。
【００２５】
トルクセンサ５２は、操舵部品２が回転操作されるときにコラムシャフト１１に付与されるトルク（以下、「操舵トルク」）を検出する。トルクセンサ５２は、操舵トルクに応じた信号（以下、「トルク信号ＳＴ」）を制御装置３０に出力する。
【００２６】
舵角センサ５３は、操舵部品２の回転操作にともなうコラムシャフト１１の回転角（以下、「操舵角」）を検出する。舵角センサ５３は、操舵角に応じた信号（以下、「舵角信号ＳＡ」）を制御装置３０に出力する。
【００２７】
制御装置３０には、車速センサ４およびヨーレートセンサ５が電気的に接続されている。車速センサ４は、車両の走行速度（以下、「車速Ｖ」）を検出する。車速センサ４は、車速Ｖに応じた信号（以下、「車速信号ＳＶ」）を制御装置３０に出力する。ヨーレートセンサ５は、上下方向に平行な軸回り、すなわちヨー軸回りの車両の回転の角速度であるヨーレートを検出する。ヨーレートセンサ５は、ヨーレートに応じた信号（以下、「ヨーレート信号ＳＹ」）を制御装置３０に出力する。
【００２８】
制御装置３０は、車両用操舵装置１の動作を制御する。制御装置３０は、基本アシスト制御と、補償アシスト制御とを有する。基本アシスト制御は、車輪３のタイヤ３Ａ（ともに図３参照）がパンクまたはバーストしていない車輪３の正常時において、操舵部品２の操作にともなうアシスト力をアシストモータ２１により発生させる。補償アシスト制御は、車輪３のタイヤ３Ａがパンクまたはバーストした車輪３の異常時において、基本アシスト制御のアシスト力から変更したアシスト力をアシストモータ２１により発生させる。
【００２９】
車両用操舵装置１の動作について説明する。
操舵装置本体１０は、操舵部品２の回転操作によりコラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、およびピニオンシャフト１３を一体に回転させる。操舵装置本体１０は、ラックアンドピニオン機構１５によりピニオンシャフト１３の回転をラックシャフト１４の往復動に変換する。操舵装置本体１０は、ラックシャフト１４の往復動によりタイロッド１６を介して車輪３の転舵角を変更する。
【００３０】
図２を参照して、制御装置３０の詳細な構成について説明する。
制御装置３０は、マイコン４０およびモータ駆動回路３１を有する。
マイコン４０は、モータ駆動回路３１の動作を制御するモータ制御信号ＳＭをモータ駆動回路３１に出力する。モータ駆動回路３１は、複数の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を有する。モータ駆動回路３１は、モータ制御信号ＳＭに基づいて各ＦＥＴのオンオフの切替動作を制御する。
【００３１】
マイコン４０は、電流指令値演算部４１、モータ制御信号出力部４５、ＦＦＴ解析部４６、記憶部４７、および判定部４８を有する。なお、ＦＦＴ解析部４６は「周波数解析部」に相当する。
【００３２】
電流指令値演算部４１は、基本アシスト演算部４２、補償アシスト演算部４３、および加算器４４を有する。電流指令値演算部４１は、アシストモータ２１に供給する電力の目標値、すなわち目標アシスト力に応じた電流指令値（以下、「電流指令値ＩＴ」）を演算する。
【００３３】
基本アシスト演算部４２には、車速信号ＳＶおよびトルク信号ＳＴが入力される。基本アシスト演算部４２は、車速信号ＳＶおよびトルク信号ＳＴに基づいて目標アシスト力に対応する基本制御成分としての基本アシスト制御量ＩＢを演算する。基本アシスト演算部４２は、操舵トルクの絶対値が大きくなるにつれて、また車速Ｖが小さくなるにつれて、より大きな値（絶対値）となるように基本アシスト制御量ＩＢを演算する。基本アシスト演算部４２は、基本アシスト制御量ＩＢを加算器４４に出力する。
【００３４】
補償アシスト演算部４３には、舵角信号ＳＡ、トルク信号ＳＴ、およびヨーレート信号ＳＹが入力される。補償アシスト演算部４３は、車輪３のタイヤ３Ａ（ともに図３参照）がパンクまたはバーストしたとき、補償アシスト制御量ＩＣを演算する。補償アシスト演算部４３は、補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に出力する。
【００３５】
加算器４４は、基本アシスト制御量ＩＢと補償アシスト制御量ＩＣとの合計の制御量を電流指令値ＩＴとして算出する。
モータ制御信号出力部４５は、アシストモータ２１に供給されている実電流値を電流指令値演算部４１において演算された電流指令値ＩＴに追従させるために電流フィードバック制御を実行する。これにより、モータ制御信号出力部４５は、モータ制御信号ＳＭをモータ駆動回路３１に出力する。
【００３６】
ＦＦＴ解析部４６には、軸力信号ＳＦが入力される。ＦＦＴ解析部４６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により軸力を所定の分解能の周波数毎のパワースペクトルに分解する。ＦＦＴ解析部４６は、特定周波数領域ＦＲＰの全体における軸力のパワースペクトルの積分値（以下、「軸力積分値ＶＩＦ」）を算出する。ＦＦＴ解析部は、軸力積分値ＶＩＦを判定部４８に出力する。
【００３７】
記憶部４７は、車速Ｖに応じた特定周波数領域ＦＲＰと、車輪３のタイヤ３Ａのパンクまたはバーストを判定するための上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬとを記憶している。記憶部４７は、特定周波数領域ＦＲＰ、上限閾値ＴＨＵ、および下限閾値ＴＨＬを判定部４８に出力する。
【００３８】
判定部４８は、軸力積分値ＶＩＦと上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬとの比較に基づいて、補償アシスト演算部４３の補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に加算するか否かを判定する。
【００３９】
制御装置３０による車両用操舵装置１の動作の制御の内容について説明する。
制御装置３０は、基本アシスト制御および補償アシスト制御を実行する。制御装置３０は、判定部４８が補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に加算しないと判定したとき、基本アシスト制御を実行する。制御装置３０は、判定部４８が補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に加算すると判定したとき、補償アシスト制御を実行する。
【００４０】
制御装置３０は、基本アシスト制御において、基本アシスト制御量ＩＢを電流指令値ＩＴとしてモータ制御信号出力部４５に出力する。制御装置３０は、モータ制御信号出力部４５において基本アシスト制御量ＩＢとしての電流指令値ＩＴに基づくモータ制御信号ＳＭをモータ駆動回路３１に出力する。
【００４１】
制御装置３０は、補償アシスト制御において、振動トルク抑制制御および偏向抑制制御を実行する。
制御装置３０は、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたことに起因して操舵部品２（図１参照）に操舵部品２を振動させる力（以下、「振動トルク」）が付与されたとき、振動トルク抑制制御を実行する。制御装置３０は、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたことに起因して車両が偏向したとき、偏向抑制制御を実行する。制御装置３０は、振動トルク抑制制御および偏向抑制制御に基づいて、基本アシスト制御量ＩＢおよび補償アシスト制御量ＩＣの合計を電流指令値ＩＴとしてモータ制御信号出力部４５に出力する。制御装置３０は、基本アシスト制御量ＩＢおよび補償アシスト制御量ＩＣの合計としての電流指令値ＩＴに基づくモータ制御信号ＳＭをモータ駆動回路３１に出力する。
【００４２】
振動トルク抑制制御は、補償アシスト演算部４３によりトルク信号ＳＴに基づいて演算された補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に出力する。補償アシスト演算部４３は、振動トルクにより増加した操舵トルクと、目標操舵トルクとの偏差のフィードバックを実行することにより振動トルクの抑制のための補償アシスト制御量ＩＣを演算する。このように補償アシスト制御量ＩＣは、振動トルクに起因して増加した操舵トルクを「０」とするような操舵トルクを発生させるための電流指令値を示す。
【００４３】
偏向抑制制御は、補償アシスト演算部４３により舵角信号ＳＡ、車速信号ＳＶ、およびヨーレート信号ＳＹに基づいて演算された補償アシスト制御量ＩＣを加算器４４に出力する。補償アシスト制御量ＩＣは、車両が偏向した状態から直進状態、すなわち操舵部品２が中立位置となるために必要なアシスト力として演算される。補償アシスト演算部４３は、操舵角の絶対値が大きくなるにつれて、また車速Ｖが小さくなるにつれて、より大きな値（絶対値）となるように補償アシスト制御量ＩＣを演算する。
【００４４】
また、制御装置３０は、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたことに起因して操舵部品２に振動トルクが付与され、かつ車両が偏向したとき、振動トルク抑制制御および偏向抑制制御をともに実行する。制御装置３０は、補償アシスト演算部４３により振動トルクの抑制のための補償アシスト制御量および車両の偏向の抑制のための補償アシスト制御量に基づいて補償アシスト制御量ＩＣを演算する。
【００４５】
図３および図４を参照して、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生の特定方法について説明する。
図３（ｂ）に示されるように、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストした場合、車輪３の半径Ｒ２は、図３（ａ）に示される車輪３が正常時の車輪３の半径Ｒ１と、図３（ｃ）に示されるタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしてタイヤ３Ａの空気が全て抜けたときの車輪３の半径Ｒ３との間の大きさとなる（Ｒ３＜Ｒ２＜Ｒ１）。なお、図３（ｃ）に示される車輪３の半径Ｒ３は、ホイール３Ｂの半径とタイヤ３Ａの厚さとの合計となる。
【００４６】
また、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストした場合、タイヤ３Ａは、破裂部分Ｘを有する部分と破裂部分Ｘを有していない部分とにより凸凹した状態となる。このため、車輪３が回転したとき、タイヤ３Ａの凸凹形状に応じてタイロッド１６（図１参照）に振動が付与される。例えば、タイヤ３Ａの破裂部分Ｘが１箇所の場合、すなわち、タイヤ３Ａの凹み箇所が１箇所の場合、車輪３が１回転する間に凹み箇所を１回接地する。このとき、車輪３を介してタイロッド１６に振動が付与される。この振動周期となる振動周波数ＦＱ２は、以下の式（１）により示される。なお、「Ｖ」は車速を示す。
【００４７】
ＦＱ２＝Ｖ／２πＲ２    …（１）
図４の二点鎖線のグラフＧ２により示されるように、車輪３の正常時においては、車輪３の回転にともなう振動が小さい。なお、図４のグラフＧ１，Ｇ２は、車輪３が砂利道等の凹凸の多い悪路と比較して凹凸の少ないアスファルト等の路面上を回転しているときの軸力センサ５１によるタイロッド１６の振動すなわち車輪３の振動を示している。
【００４８】
一方、図４の実線のグラフＧ１により示されるように、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生時においては、車輪３が正常時のときの車輪３の振動と比較して振動周波数ＦＱ２の軸力のパワースペクトルが顕著に大きくなる。
【００４９】
振動周波数ＦＱ２は、車輪３が正常時のときの振動周期（以下、「正常時車輪周波数ＦＱ１」）と、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしてタイヤ３Ａの空気が全て抜けたときの振動周期（以下、「異常時車輪周波数ＦＱ３」）との間にある（ＦＱ１＜ＦＱ２＜ＦＱ３）。なお、正常時車輪周波数ＦＱ１および異常時車輪周波数ＦＱ３は、以下の式（２）、（３）により示される。
【００５０】
ＦＱ１＝Ｖ／２πＲ１    …（２）
ＦＱ３＝Ｖ／２πＲ３    …（３）
このように、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストした場合、正常時車輪周波数ＦＱ１から異常時車輪周波数ＦＱ３までの間の周波数範囲により形成される特定周波数領域ＦＲＰ内に車輪３の正常時の軸力のパワースペクトルよりも顕著に大きくなる軸力のパワースペクトルが発生する。このため、特定周波数領域ＦＲＰ内の振動を解析することによりタイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生を特定することができる。
【００５１】
そこで、本実施形態の制御装置３０は、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルの大きさに基づいてタイヤ３Ａがパンクまたはバーストの発生を特定する。そして制御装置３０は、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたときに補償アシスト制御を実行するアシスト選択制御を有する。アシスト選択制御においては、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしていないと判定したとき、補償アシスト制御に代えて基本アシスト制御を実行する。なお、特定周波数領域ＦＲＰは、上記式（２）、（３）に示されるように車速Ｖにより変更される。具体的には、特定周波数領域ＦＲＰは、車速Ｖが大きくなるにつれて周波数の大きい領域に移行する。
【００５２】
図５を参照して、アシスト選択制御の処理手順について説明する。制御装置３０は、アシスト選択制御を所定時間毎に繰り返し実行している。なお、図５を参照する以下の説明において、符号が付された車両用操舵装置１の構成要素は、図１および図２に記載された構成要素を示す。
【００５３】
制御装置３０は、ステップＳ１１において、特定周波数領域ＦＲＰを算出する。制御装置３０は、上記式（２）および（３）にそのときどきの車速Ｖを代入することにより、車速Ｖに応じた正常時車輪周波数ＦＱ１および異常時車輪周波数ＦＱ３を算出する。そして、制御装置３０は、正常時車輪周波数ＦＱ１以上異常時車輪周波数ＦＱ３以下の範囲を車速Ｖに応じた特定周波数領域ＦＲＰとして算出する。
【００５４】
制御装置３０は、ステップＳ１２において、軸力積分値ＶＩＦを算出する。軸力積分値ＶＩＦは、例えば図４に示されるグラフの斜線領域の面積を示す。制御装置３０は、ＦＦＴ解析部４６により示される軸力のパワースペクトルにおいて、特定周波数領域ＦＲＰの全体にわたり積分することにより軸力積分値ＶＩＦを算出する。
【００５５】
制御装置３０は、ステップＳ１３において、軸力積分値ＶＩＦが下限閾値ＴＨＬ以上かつ上限閾値ＴＨＵ以下の範囲内か否かを判定する。なお、上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬは、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストした場合の軸力積分値ＶＩＦの上限値および下限値である。上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬは、試験等により予め設定されている。
【００５６】
制御装置３０は、ステップＳ１３において肯定判定のとき、すなわちタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたと判定したとき、ステップＳ１４において補償アシスト制御を実行する。制御装置３０は、ステップＳ１３において否定判定のとき、すなわちタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしていないと判定したとき、ステップＳ１５において基本アシスト制御を実行する。
【００５７】
本実施形態の車両用操舵装置１の作用について説明する。なお、「仮想操舵装置」は、キックバックのような車輪３に一瞬付与される力に対しても補償アシスト制御が実行されると仮定した車両用操舵装置を示す。
【００５８】
仮想操舵装置においては、補償アシスト制御がキックバックによる操舵トルクの変動を検出した後、フィードバック制御により制御量を算出するため、キックバック後にわたり補償アシスト制御が実行される。このため、運転者は、キックバックがなくなり、操舵部品に振動が発生していないにもかかわらず補償アシスト制御により操舵部品が操作される。このため、運転者の意図しない操舵のアシストとなるため、操舵フィーリングが低下してしまう。
【００５９】
これに対して、本実施形態の車両用操舵装置１においては、アシスト選択制御により特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルに基づいて補償アシスト制御を実行する。詳細には、車両用操舵装置１は、キックバックによる軸力のパワースペクトルの最大値に対応する周波数が特定周波数領域ＦＲＰから外れている場合、補償アシスト制御を実行しない。これにより、車両用操舵装置１は、キックバックに起因する車輪３の振動と、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストに起因する車輪３の振動とを区分することができる。すなわち、車両用操舵装置１は、仮想操舵装置と比較して、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストに起因する車輪３の振動をより正確に特定することができる。このため、キックバックにより補償アシスト制御が実行されることが回避される。したがって、仮想操舵装置と比較して、操舵フィーリングの低下が抑制される。
【００６０】
ところで、キックバックによる軸力のパワースペクトルの最大値に対応する周波数が特定周波数領域ＦＲＰ内にある場合、キックバックによる車輪３の振動をタイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生による車輪３の振動と混同してしまうおそれがある。
【００６１】
しかし、キックバックによる振動の波形と、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストによる振動の波形とは互いに異なる。そこで、本実施形態の車両用操舵装置１は、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力積分値ＶＩＦが下限閾値ＴＨＬ以上かつ上限閾値ＴＨＵ以下か否かに基づいてタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたか否かを判定している。これにより、車両用操舵装置１は、キックバックによる軸力のパワースペクトルの最大値に応じた周波数が特定周波数領域ＦＲＰ内にあるときでもタイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生による車輪３の振動を特定することができる。
【００６２】
本実施形態の車両用操舵装置１は、以下の効果を奏する。
（１）車両用操舵装置１は、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルに基づいて補償アシスト制御を実行する。この構成によれば、仮想操舵装置と比較して、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することができる。加えて、特定周波数領域ＦＲＰ以外の周波数において軸力のパワースペクトルが最大値となるキックバックが発生したときに補償アシスト制御を実行することが抑制される。したがって、仮想操舵装置と比較して、操舵フィーリングの低下が抑制される。
【００６３】
（２）車両用操舵装置１は、軸力積分値ＶＩＦと上限閾値ＴＨＵおよび下限閾値ＴＨＬとの比較に基づいて補償アシスト制御を実行する。この構成によれば、特定周波数領域ＦＲＰ内の周波数のキックバックが発生した場合においてもキックバックとタイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生とを区分することができる。したがって、タイヤ３Ａのパンクまたはバーストの発生をより正確に特定することができる。
【００６４】
本車両用操舵装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本車両用操舵装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００６５】
・実施形態の制御装置３０は、アシスト選択制御において、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力パワースペクトルの積分値である軸力積分値ＶＩＦに基づいてタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたか否かを判定している。ただし、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたか否かの判定は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置３０は、以下の（Ａ１）および（Ａ２）の方法のいずれかによりタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたか否かを判定する。
【００６６】
（Ａ１）図６に示されるように、変形例の制御装置３０は、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルの最大値と予め設定された閾値ＴＨＸとに基づいてタイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたか否かを判定する。詳細には、軸力のパワースペクトルの最大値が閾値ＴＨＸ以上のとき、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしていると判定する。なお、閾値ＴＨＸは、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたときの特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルの下限値である。閾値ＴＨＸは、試験等により予め設定される。
【００６７】
（Ａ２）変形例の制御装置３０は、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルの波形と、記憶部に記憶されたタイヤ３Ａのパンクまたはバースト時の軸力のパワースペクトルの波形とを照合させる。そして、変形例の制御装置３０は、波形の照合の一致度が閾値以上のとき、特定周波数領域ＦＲＰ内の軸力のパワースペクトルの波形と、記憶部に記憶されたタイヤ３Ａのパンクまたはバースト時の軸力のパワースペクトルの波形とが一致したと判定する。すなわち変形例の制御装置３０は、タイヤ３Ａがパンクまたはバーストしたと判定する。なお、タイヤ３Ａのパンクまたはバースト時の軸力のパワースペクトルの波形は、試験等により予め取得した複数の波形の平均の波形として示す。また、閾値は、試験等により予め取得した複数の波形のうち上記平均の波形から最も一致度が低い値が設定される。
【００６８】
・実施形態の制御装置３０は、正常時車輪周波数ＦＱ１以上かつ異常時車輪周波数ＦＱ３以下の範囲として特定周波数領域ＦＲＰを算出している。ただし、特定周波数領域ＦＲＰの算出方法は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置３０は以下の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の方法のいずれかにより特定周波数領域ＦＲＰを算出する。
（Ｂ１）変形例の特定周波数領域ＦＲＰは、正常時車輪周波数ＦＱ１よりも大きくかつ異常時車輪周波数ＦＱ３以下の範囲（ＦＱ１＜ＦＲＰ≦ＦＰ３）として算出される。
（Ｂ２）変形例の特定周波数領域ＦＲＰは、正常時車輪周波数ＦＱ１以上かつ異常時車輪周波数ＦＱ３未満の範囲（ＦＱ１≦ＦＲＰ＜ＦＱ３）として算出される。
（Ｂ３）変形例の特定周波数領域ＦＲＰは、正常時車輪周波数ＦＱ１よりも大きくかつ異常時車輪周波数ＦＱ３未満の範囲（ＦＱ１＜ＦＲＰ＜ＦＱ３）として算出される。
（Ｂ４）変形例の特定周波数領域ＦＲＰは、正常時車輪周波数ＦＱ１から異常時車輪周波数ＦＱ３までの範囲内の特定の周波数領域として算出される。
【００６９】
・実施形態の制御装置３０は、軸力センサ５１によりタイヤ３Ａの振動を検出している。ただし、タイヤ３Ａの振動の検出は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置３０は、軸力センサ５１に代えて、以下の（Ｃ１）〜（Ｃ４）のいずれかによりタイヤ３Ａの振動を検出する。
（Ｃ１）変形例の制御装置３０はトルクセンサ５２によりタイヤ３Ａの振動を検出する。
（Ｃ２）変形例の制御装置３０はサスペンション内に位置するストロークセンサによりタイヤ３Ａの振動を検出する。
（Ｃ３）変形例の制御装置３０は車輪３のホイール３Ｂに取り付けられたセンサハブに加えられる力を検出するセンサによりタイヤ３Ａの振動を検出する。
（Ｃ４）変形例の制御装置３０はタイロッド１６の振動を検出する加速度センサによりタイヤ３Ａの振動を検出する。
【００７０】
・実施形態の車両用操舵装置１は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。ただし、車両用操舵装置１の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の車両用操舵装置１は、ピニオンアシスト型、デュアルピニオンアシスト型、ラック同軸型、またはラックパラレル型のいずれかの構成を有する。また、別の変形例の車両用操舵装置１は、操舵部品２に接続される操舵装置と、ラックシャフト１４を有し、車輪３の転舵角を変更する転舵装置との機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。
【００７１】
次に、本実施形態から把握することができる技術的思想を記載する。
（付記１）前記車両の走行速度を「Ｖ」とし、前記車輪が正常時の前記車輪の半径を「Ｒ１」とし、前記車輪がバースト時の前記車輪の半径を「Ｒ２」（Ｒ１＜Ｒ２）としたとき、前記正常時車輪周波数ＦＱ１は、ＦＱ１＝Ｖ／２πＲ１により示され、前記異常時車輪周波数ＦＱ３は、ＦＱ３＝Ｖ／２πＲ２により示され、前記特定周波数は、前記正常時車輪周波数ＦＱ１以上かつ前記異常時車輪周波数ＦＱ３以下により示される請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
【符号の説明】
【００７２】
１…車両用操舵装置、２…操舵部品、３…車輪、３Ａ…タイヤ、３０…制御装置、５１…軸力センサ（センサ）、４６…ＦＦＴ解析部、ＦＲＰ…特定周波数領域、ＶＩＦ…軸力積分値（積分値）、ＦＱ１…正常時車輪周波数、ＦＱ３…異常時車輪周波数、Ｒ１…車輪半径（車輪が正常のときの半径）、Ｒ２…車輪半径（車輪がパンクまたはバーストしたときの半径）、Ｒ３…車輪半径（車輪がパンクまたはバーストしたときの半径）、Ｖ…車速（車両の走行速度）、ＴＨＸ…閾値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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