(57)【要約】  操舵制御装置は、路面の横断勾配を推定する横断勾配推定器と、推定された横断勾配に基づいて第１アシスト量を演算するアシスト量演算器と、演算された第１アシスト量に対して施したローパスフィルタ処理後の第１アシスト量を、第２アシスト量として出力するローパスフィルタと、出力される第２アシスト量を用いて、モータを制御するモータ制御器と、を備え、ローパスフィルタは、第２アシスト量が増加変化する場合と、第２アシスト量が減少変化する場合とに応じて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数と、第１カットオフ周波数よりも高い値に設定される第２カットオフ周波数との間で切り替える。
2020026342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する路面の横断勾配を推定する横断勾配推定器と、
前記横断勾配推定器によって推定された前記横断勾配に基づいて第１アシスト量を演算するアシスト量演算器と、
前記アシスト量演算器によって演算された前記第１アシスト量に対して、ローパスフィルタ処理を施し、前記ローパスフィルタ処理後の前記第１アシスト量を、第２アシスト量として出力するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって出力される前記第２アシスト量を用いて、操舵アシストトルクを発生させるモータを制御するモータ制御器と、
を備え、
前記ローパスフィルタは、
前記第２アシスト量が増加変化する場合と、前記第２アシスト量が減少変化する場合とに応じて、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数と、前記第１カットオフ周波数よりも高い値に設定される第２カットオフ周波数との間で切り替える
操舵制御装置。
【請求項２】
前記ローパスフィルタは、
前記第２アシスト量が増加変化する場合には、前記カットオフ周波数を前記第１カットオフ周波数にし、前記第２アシスト量が減少変化する場合には、前記カットオフ周波数を前記第２カットオフ周波数にする
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記アシスト量演算器によって演算された前記第１アシスト量を、前記車両の操舵状態に応じて補正するアシスト量補正器をさらに備えた
請求項１または２に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記アシスト量補正器は、前記車両のハンドルを介してステアリング軸に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサによって検出された前記操舵トルクを、前記操舵状態として取得し、取得した前記操舵トルクに応じて、前記第１アシスト量を補正する
請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記アシスト量補正器は、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度センサによって検出された前記回転角度を微分することで得られる操舵速度を、前記操舵状態として取得し、取得した前記操舵速度に応じて、前記第１アシスト量を補正する
請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記アシスト量補正器は、前記車両のギア位置が後退ギアであるか否かを示す後退ギア判定を、前記操舵状態として取得し、取得した前記後退ギア判定に応じて、前記第１アシスト量を補正する
請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記ローパスフィルタの前記第１カットオフ周波数を、前記車両の操舵状態に応じて調整するカットオフ周波数調整器をさらに備えた
請求項１または２に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記カットオフ周波数調整器は、前記車両のハンドルを介してステアリング軸に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサによって検出された前記操舵トルクを、前記操舵状態として取得し、取得した前記操舵トルクに応じて、前記第１カットオフ周波数を調整する
請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
前記カットオフ周波数調整器は、前記モータの回転角度を検出するモータ回転角度センサによって検出された前記回転角度を微分することで得られる操舵速度を、前記操舵状態として取得し、取得した前記操舵速度に応じて、前記第１カットオフ周波数を調整する
請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項１０】
前記カットオフ周波数調整器は、前記車両のギア位置が後退ギアであるか否かを示す後退ギア判定を、前記操舵状態として取得し、取得した前記後退ギア判定に応じて、前記第１カットオフ周波数を調整する
請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項１１】
前記横断勾配推定器によって推定された前記横断勾配に対して、レートリミッタ処理および不感帯処理の少なくとも一方の処理を施す処理器をさらに備えた
請求項１から１０のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１２】
前記横断勾配推定器は、前記車両の車速を検出する車速センサによって検出された前記車速と、前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサによって検出された前記ヨーレートと、前記車両の横加速度を検出する横加速度センサによって検出された前記横加速度とに基づいて、前記横断勾配を推定する
請求項１から１１のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１３】
前記横断勾配推定器は、前記車両の自車位置と、前記自車位置に対応する横断勾配および路面曲率とが関連付けられた走行路情報を記憶し、前記自車位置推定器によって推定された前記自車位置に対応する前記横断勾配および前記路面曲率を、前記走行路情報から推定し、
前記アシスト量演算器は、前記車両の車速を検出する車速センサによって検出された前記車速と、前記横断勾配推定器によって推定された前記横断勾配および前記路面曲率とに基づいて、前記第１アシスト量を演算する
請求項１から１１のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵アシストトルクを発生させるモータを制御する操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、横断勾配路を走行する車両の偏向を抑制するように運転者の操舵をアシストする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の従来技術は、横断勾配による外乱と、横風等に起因した横方向外乱とを推定し、その推定結果に基づいて、横方向外乱を抑制するように操舵アシストトルクを制御するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載に従来技術では、車両が走行する路面の横断勾配による外乱が推定されるので、横断勾配の変化に対応して運転者の操舵をアシストすることが可能である。しかしながら、その推定に含まれるノイズが影響して、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉する可能性がある。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、車両が走行する路面の横断勾配の変化に対応して運転者の操舵をアシストしつつ、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる操舵制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における操舵制御装置は、車両が走行する路面の横断勾配を推定する横断勾配推定器と、横断勾配推定器によって推定された横断勾配に基づいて第１アシスト量を演算するアシスト量演算器と、アシスト量演算器によって演算された第１アシスト量に対して、ローパスフィルタ処理を施し、ローパスフィルタ処理後の第１アシスト量を、第２アシスト量として出力するローパスフィルタと、ローパスフィルタによって出力される第２アシスト量を用いて、操舵アシストトルクを発生させるモータを制御するモータ制御器と、を備え、ローパスフィルタは、第２アシスト量が増加変化する場合と、第２アシスト量が減少変化する場合とに応じて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数と、第１カットオフ周波数よりも高い値に設定される第２カットオフ周波数との間で切り替えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両が走行する路面の横断勾配の変化に対応して運転者の操舵をアシストしつつ、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる操舵制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における操舵制御装置とその周辺装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における車両に作用する横断勾配による外乱を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるローパスフィルタの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における操舵制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器の構成の第１の別例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器の構成の第２の別例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器の構成の第１の別例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器の構成の第２の別例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における操舵制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態４における車両に作用する横断勾配による外乱および遠心力による外乱を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による操舵制御装置を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における操舵制御装置１２とその周辺装置の構成を示す図である。
【００１１】
図１において、自動車などの車両のステアリング機構は、ハンドル１とステアリング軸２とを備える。車両の左右の転舵輪３は、車両を運転する運転者がハンドル１を操作することによって回転するステアリング軸２の回転に応じて転舵される。
【００１２】
ステアリング軸２には、操舵トルクセンサ４が設けられている。操舵トルクセンサ４は、運転者がハンドル１を操作することでハンドル１を介してステアリング軸２に作用する操舵トルクを検出する。
【００１３】
モータ５は、減速機構６を介してステアリング軸２に連結されている。モータ５は、後述する操舵制御装置１２によってモータ５に流れる電流が制御されることで、ステアリング軸２に付与する操舵アシストトルクを発生させる。これにより、運転者の操舵をアシストすることが可能になる。
【００１４】
モータ回転角度センサ７は、モータ５の回転角度を検出する。ハンドル１の操舵速度は、モータ回転角度センサ７によって検出されるモータ５の回転角度の微分値から演算される。電流センサ１１は、モータ５に流れる電流を検出する。
【００１５】
車両には、車速センサ８、ヨーレートセンサ９および横加速度センサ１０が設けられている。車速センサ８は、車両の走行速度である車速を検出する。ヨーレートセンサ９は、車両の回転角速度に相当するヨーレートを検出する。横加速度センサ１０は、車両の横加速度を検出する。
【００１６】
操舵制御装置１２は、上述した各種センサの検出結果を取得し、その取得結果に基づいて、操舵アシストトルクの目標値である目標トルクを演算する。操舵制御装置１２は、演算した目標トルクと、モータ５が発生させる操舵アシストトルクとが一致するように、モータ５を制御する。
【００１７】
操舵制御装置１２は、例えば、図１に示すハードウェア構成によって実現される。すなわち、操舵制御装置１２は、各種センサの検出結果を取得するインターフェース部１３と、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、モータ５に電流を供給することでモータ５を駆動するモータ駆動器１７とによって実現される。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１５と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１６とを含んで構成される。
【００１８】
次に、操舵制御装置１２の機能構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態１における操舵制御装置１２の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２において、操舵制御装置１２は、インターフェース部１３、横断勾配推定器１８、アシスト量演算器１９、ローパスフィルタ２０、モータ制御器２１およびモータ駆動器１７を備える。
【００２０】
横断勾配推定器１８は、インターフェース部１３を介して、車速センサ８から車速を取得し、ヨーレートセンサ９からヨーレートを取得し、横加速度センサ１０から横加速度を取得する。横断勾配推定器１８は、取得した車速、ヨーレートおよび横加速度に基づいて、横断勾配を推定し、その横断勾配をアシスト量演算器１９に出力する。
【００２１】
ここで、横断勾配推定器１８が横断勾配を推定する方法の例について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における車両に作用する横断勾配による外乱を模式的に示す図である。ただし、ｍは車両の質量を示し、ｇは重力加速度を示し、θは車両が走行する路面の横断勾配を示す。
【００２２】
図３に示すように、車両が走行する路面の傾きが横断勾配θに相当する。横断勾配推定器１８は、車速センサ８から取得した車速Ｖと、ヨーレートセンサ９から取得したヨーレートγと、横加速度センサ１０から取得した横加速度Ｇｙとを用いて、以下の式（１）に従って横断勾配θを演算して推定する。
θ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｄｖｙ／ｄｔ＋Ｖ・γ−Ｇｙ）／ｇ）
≒ａｒｃｓｉｎ（（Ｖ・γ−Ｇｙ）／ｇ）                  （１）
【００２３】
ただし、式（１）において、ｄｖｙ／ｄｔは車両の横速度の時間変化を示し、ここでは、車両が直進走行に近い定常走行をしていると考え、ｄｖｙ／ｄｔ＝０としている。
【００２４】
なお、横断勾配推定器１８が横断勾配を推定する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、横断勾配推定器１８は、特許文献１に記載の公知の方法を用いて、横断勾配を推定するように構成されていてもよい。また、横断勾配推定器１８は、車両が走行する路面に関する情報を地図情報として予め記憶し、車両の走行地点に応じた横断勾配を、地図情報から求めるように構成されていてもよい。
【００２５】
このように、横断勾配推定器１８は、車両が走行する路面の横断勾配を推定するように構成されている。具体例として、横断勾配推定器１８は、車速センサ８によって検出された車速と、ヨーレートセンサ９によって検出されたヨーレートと、横加速度センサ１０によって検出された横加速度に基づいて、横断勾配を推定するように構成されている。
【００２６】
アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配に基づいて、第１アシスト量を演算し、その第１アシスト量をローパスフィルタ２０に出力する。
【００２７】
ここで、アシスト量演算器１９が第１アシスト量を演算する方法の例について説明する。
【００２８】
車両運動モデルで一般的に用いられている２輪モデルにて、車両が直進走行していることを想定する。
【００２９】
この場合、フロントタイヤ２輪に発生する横力２Ｆｙは、以下の式（２）に従って求められる。
【００３０】
２Ｆｙ＝−ｌｒ／（ｌｆ＋ｌｒ）ｍｇｓｉｎθ            （２）
【００３１】
ただし、式（２）において、ｌｆは、車両重心から前輪軸までの距離を示し、ｌｒは、車両重心から後輪軸までの距離を示す。
【００３２】
ここで、車両のキャスタートレールをＬｃ［ｍ］とし、ニューマチックトレールをＬｐ［ｍ］とし、オーバーオールステアリングギア比をＧｒｐとすると、ステアリング軸換算の横断勾配による外乱トルクＴｃａｎｔは、以下の式（３）に従って求められる。
【００３３】
Ｔｃａｎｔ＝２Ｆｙ×（Ｌｃ＋Ｌｐ）×Ｇｒｐ            （３）
【００３４】
したがって、補償トルクＴｃｏｍｐ１によって、外乱トルクＴｃａｎｔがキャンセルされるようにするため、補償トルクＴｃｏｍｐ１は、以下の式（４）に従って求められる。補償トルクＴｃｏｍｐ１は、横断勾配θにほぼ比例した補償量となる。補償トルクＴｃｏｍｐ１が第１アシスト量に相当する。
【００３５】
Ｔｃｏｍｐ１＝−Ｔｃａｎｔ                            （４）
【００３６】
アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配θを用いて、上述の式（２）、式（３）および式（４）に従って第１アシスト量を演算する。
【００３７】
なお、アシスト量演算器１９が第１アシスト量を演算する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、第１アシスト量は、横断勾配にほぼ比例した補償量になることを利用して、実車で適合を行うことによって求められてもよい。
【００３８】
なお、外乱トルクＴｃａｎｔが完全にキャンセルされるようにする必要がない場合には、式（４）の右辺の項に１よりも小さいゲインを乗算することで、補償トルクＴｃｏｍｐ１を補正してもよい。これにより、運転者の負担を軽減しつつ、横断勾配路を走行している感覚を運転者に伝えることが可能となる。また、式（４）の右辺の項に車速に応じて変化するゲインを乗算することで、補償トルクＴｃｏｍｐ１を補正してもよい。これにより、車速に応じて第１アシスト量を調整することが可能となる。
【００３９】
このように、アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８によって推定された横断勾配に基づいて第１アシスト量を演算するように構成されている。
【００４０】
ローパスフィルタ２０は、アシスト量演算器１９によって演算された第１アシスト量に対して、ローパスフィルタ処理を施し、ローパスフィルタ処理後の第１アシスト量を、第２アシスト量として、モータ制御器２１に出力する。
【００４１】
ここで、ローパスフィルタ２０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるローパスフィルタ２０の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図４において、ローパスフィルタ２０は、減算部２０１、ゲイン部２０２、ゲイン部２０３、判定部２０４、切り替え部２０５、加算部２０６および遅延部２０７を備える。
【００４３】
減算部２０１は、アシスト量演算器１９の出力値である第１アシスト量から、遅延部２０７の出力値である第２アシスト量の前回値を減算することで得られる値をゲイン部２０２およびゲイン部２０３に出力する。
【００４４】
ゲイン部２０２は、減算部２０１の出力値に、ゲインである２πＴｓｆｃ＿Ａを乗算することで得られる値を切り替え部２０５に出力する。ゲイン部２０３は、減算部２０１の出力値に、ゲインである２πＴｓｆｃ＿Ｂを乗算することで得られる値を切り替え部２０５に出力する。
【００４５】
上述のパラメータに関して、ｆｃ＿Ａは、ローパスフィルタ２０に設定される第１カットオフ周波数を示し、ｆｃ＿Ｂは、ローパスフィルタ２０に設定される第２カットオフ周波数を示す。第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂは、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａよりも高い値に設定される。Ｔｓは、ローパスフィルタ２０の制御周期を示す。
【００４６】
判定部２０４は、アシスト量演算器１９の出力値である第１アシスト量と、遅延部２０７の出力値である第２アシスト量の前回値とを比較し、第１アシスト量が第２アシスト量の前回値よりも大きいか否かを判定する。判定部２０４は、その判定結果を切り替え部２０５に出力する。
【００４７】
切り替え部２０５は、判定部２０４の出力値である判定結果に基づいて、ゲイン部２０２の出力値およびゲイン部２０３の出力値のいずれかを選択し、選択した方の値を加算部２０６に出力する。
【００４８】
切り替え部２０５は、判定部２０４によって第１アシスト量が第２アシスト量の前回値よりも大きいと判定された場合には、ゲイン部２０２の出力値を加算部２０６に出力する。一方、切り替え部２０５は、判定部２０４によって第１アシスト量が第２アシスト量の前回値よりも小さいと判定された場合には、ゲイン部２０３の出力値を加算部２０６に出力する。
【００４９】
このように、切り替え部２０５によって、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａと、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂとの間で切り替え可能となる。
【００５０】
第１アシスト量が第２アシスト量の前回値よりも大きい場合、すなわち、第２アシスト量が増加変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数は、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａに設定される。一方、第１アシスト量が第２アシスト量の前回値よりも小さい場合、すなわち、第２アシスト量が減少変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数は、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂに設定される。
【００５１】
加算部２０６は、切り替え部２０５の出力値と、遅延部２０７の出力値である第２アシスト量の前回値とを加算することで得られる値を、第２アシスト量として出力する。
【００５２】
遅延部２０７は、第２アシスト量の前回値を、加算部２０６および減算部２０１に出力する。ここで、ｚはｚ変換を示し、１／ｚは前回値を示す。
【００５３】
このように、ローパスフィルタ２０は、第２アシスト量が増加変化する場合と、第２アシスト量が減少変化する場合とに応じて、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａと、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂとの間で切り替える。
【００５４】
ローパスフィルタ２０は、第２アシスト量が増加変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数を第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａにする。また、ローパスフィルタ２０は、第２アシスト量が減少変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数を第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂにする。
【００５５】
次に、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａおよび第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂの設定について説明する。上述したように、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂは、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａよりも高い値に設定される。例えば、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａおよび第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂについて、ｆｃ＿Ａ＝１［Ｈｚ］となり、ｆｃ＿Ｂ＝３［Ｈｚ］となるように設定される。
【００５６】
上述したように、第２アシスト量が増加変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数が第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａに設定される。そのため、第２アシスト量は、緩慢に増加する。一方、第２アシスト量が減少変化する場合には、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数が第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂに設定される。そのため、第２アシスト量は、急激に減少する。
【００５７】
ここで、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂの値が大きく設定されるほど、第２アシスト量は、より急激に減少する。第２アシスト量の急激な減少変化は、第２アシスト量が不連続に変化しているように運転者に伝わり、その結果、運転者が違和感を持つ。そのため、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂは、例えば、５Ｈｚ以下に設定されることが望ましい。
【００５８】
このようなローパスフィルタ２０の構成によって、横断勾配推定器１８によって推定される横断勾配の推定値に含まれるノイズを低減することができる。なお、横断勾配の推定値に含まれるノイズの周波数は、例えば、１０Ｈｚ以上である。
【００５９】
また、このようなローパスフィルタ２０の構成において、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂよりも低い値にすることによって、横断勾配に対応して操舵アシストトルクをより滑らかに出力することができる。その結果、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することが可能となる。
【００６０】
比較例として、ローパスフィルタ２０のカットオフ周波数が固定となる構成である場合、横断勾配がゼロになっても、第２アシスト量がすぐに減少せず、操舵トルクのアシストが継続され、その結果、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉する可能性がある。
【００６１】
これに対して、実施の形態１のようにローパスフィルタ２０のカットオフ周波数が可変となる構成によって、第２アシスト量が速やかに減少する。したがって、上述したように、横断勾配の推定値に含まれるノイズを低減しつつ、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することが可能となる。
【００６２】
モータ制御器２１は、ローパスフィルタ２０によって出力される第２アシスト量を用いて、操舵アシストトルクを発生させるモータ５を制御する。具体的には、モータ制御器２１は、ローパスフィルタ２０から入力された第２アシスト量を、目標トルクとし、その目標トルクと、モータ５が発生させる操舵アシストトルクとが一致するようにモータ駆動器１７にモータ５を駆動させる。なお、モータ制御器２１は、第２アシスト量と、その他公知の操舵制御が適用される場合に演算されるアシスト量とを足し合わせることで得られる値を、目標トルクとするように構成されていてもよい。
【００６３】
次に、操舵制御装置１２の動作について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態１における操舵制御装置１２の一連の動作を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理は、例えば、予め設定される制御周期で繰り返し実行される。
【００６４】
ステップＳ１において、横断勾配推定器１８は、インターフェース部１３を介して、車速センサ８から車速を取得し、ヨーレートセンサ９からヨーレートを取得し、横加速度センサ１０から横加速度を取得する。その後、処理がステップＳ２へと進む。
【００６５】
ステップＳ２において、横断勾配推定器１８は、ステップＳ１で取得された車速、ヨーレートおよび横加速度を用いて、横断勾配を推定する。その後、処理がステップＳ３へと進む。
【００６６】
ステップＳ３において、アシスト量演算器１９は、ステップＳ２で推定された横断勾配を用いて、第１アシスト量を演算する。その後、処理がステップＳ４へと進む。
【００６７】
ステップＳ４において、ローパスフィルタ２０は、ステップＳ３で演算された第１アシスト量に対してローパスフィルタ処理を施すことで、第２アシスト量を演算する。その後、処理がステップＳ５へと進む。
【００６８】
ステップＳ５において、モータ制御器２１は、ステップＳ４で演算された第２アシスト量を用いて、モータ５を制御する。具体的には、モータ制御器２１は、ステップＳ４で演算された第２アシスト量を用いて、モータ５に流れるモータ電流を制御する。これにより、モータ５は、モータ電流に応じた操舵アシストトルクを発生させ、横断勾配路を走行するために必要な運転者の操舵をアシストする。その後、処理が終了となる。
【００６９】
以上、本実施の形態１によれば、操舵制御装置は、路面の横断勾配を推定する横断勾配推定器と、横断勾配推定器によって推定された横断勾配に基づいて第１アシスト量を演算するアシスト量演算器と、アシスト量演算器によって演算された第１アシスト量に対して、ローパスフィルタ処理を施すことで、ローパスフィルタ処理後の第１アシスト量を、第２アシスト量として出力するローパスフィルタと、ローパスフィルタによって出力される第２アシスト量を用いて、操舵アシストトルクを発生させるモータを制御するモータ制御器と、を備えて構成されている。
【００７０】
また、ローパスフィルタは、第２アシスト量が増加変化する場合と、第２アシスト量が減少変化する場合とに応じて、ローパスフィルタのカットオフ周波数を、第１カットオフ周波数と、第１カットオフ周波数よりも高い値に設定される第２カットオフ周波数との間で切り替えるように構成されている。
【００７１】
このように、車両が走行する路面の横断勾配を推定し、推定された横断勾配に基づいた第２アシスト量を加味した操舵アシストトルクをモータが発生させるように構成されているので、路面の横断勾配の変化に対応して運転者の操舵をアシストすることができる。また、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタが用いられることによって、アシスト量の変化が調整されるので、横断勾配の推定値に含まれるノイズを低減しつつ、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することが可能となる。
【００７２】
つまり、上述のように操舵制御装置を構成することで、路面の横断勾配の変化に対応して運転者の操舵をアシストしつつ、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【００７３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１の構成に対して、処理器２４およびアシスト量補正器２２を備えて構成されている操舵制御装置１２について説明する。なお、実施の形態２では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００７４】
図６は、本発明の実施の形態２における操舵制御装置１２の構成を示すブロック図である。図６において、操舵制御装置１２は、インターフェース部１３、横断勾配推定器１８、処理器２４、アシスト量演算器１９、アシスト量補正器２２、ローパスフィルタ２０、モータ制御器２１およびモータ駆動器１７を備える。
【００７５】
処理器２４は、横断勾配推定器１８によって推定された横断勾配に対して、後述するレートリミッタ処理および不感帯処理を施し、これらの処理後の横断勾配をアシスト量演算器１９に出力する。アシスト量演算器１９は、処理器２４から入力された横断勾配を用いて、先の実施の形態１と同様に、第１アシスト量を演算する。
【００７６】
ここで、処理器２４によって行われるレートリミッタ処理について説明する。通常、路面の横断勾配は、急激な変化を抑えるために、すりつけ部によって連続的に変化するようになっている。レートリミッタの閾値は、このすりつけ部相当の値に設定される。これにより、横断勾配推定器１８によって推定される横断勾配の急激な変化をレートリミッタ処理によって制限することが可能となる。横断勾配の急激な変化は、車両が悪路等を走行した場合に生じる。
【００７７】
このように、処理器２４は、横断勾配推定器１８によって推定された横断勾配に対してレートリミッタ処理を施すように構成されている。このような構成によって、路面の横断勾配の変化が法規で決まっており、推定された横断勾配の変化が、レートリミッタの閾値として設定する横断勾配の変化よりも大きい場合であっても、横断勾配の急激な変化を抑えることができる。これにより、アシスト量の急激な変化を抑制することができ、結果として、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【００７８】
続いて、処理器２４によって行われる不感帯処理について説明する。不感帯処理によって、横断勾配の微小な変化に対するアシスト量の変化を抑制することができる。
【００７９】
すなわち、横断勾配の微小な変化に対してアシスト量が変化する場合、運転者は、ハンドル中立付近にてハンドルの変動を感じてしまう。その結果、運転者が煩わしさを感じる可能性がある。これに対して、不感帯処理によって、運転者が煩わしさを感じることを抑制することができ、結果として、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【００８０】
なお、処理器２４は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配に対して、レートリミッタ処理および不感帯処理のいずれか一方の処理を施すように構成されていてもよい。
【００８１】
このように、処理器２４は、横断勾配推定器１８によって推定された横断勾配に対して、レートリミッタ処理および不感帯処理の少なくとも一方の処理を施すように構成されている。
【００８２】
アシスト量補正器２２は、インターフェース部１３を介して、操舵トルクセンサ４から操舵トルクを取得する。アシスト量補正器２２は、ローパスフィルタ２０から第２アシスト量の前回値を取得する。
【００８３】
アシスト量補正器２２は、取得した操舵トルクおよび第２アシスト量の前回値に基づいて、アシスト量演算器１９によって演算された第１アシスト量を補正し、補正後の第１アシスト量をローパスフィルタ２０に出力する。ローパスフィルタ２０は、アシスト量補正器２２から入力された第１アシスト量に対して、先の実施の形態１で説明したローパスフィルタ処理を施すことで、第２アシスト量を演算する。
【００８４】
アシスト量補正器２２の構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器２２の構成を示すブロック図である。
【００８５】
図７において、アシスト量補正器２２は、補正部２２１、出力部２２２、判定部２２３、切り替え部２２４および乗算部２２５を備える。
【００８６】
補正部２２１は、操舵トルク／補正ゲインマップに従って、操舵トルクセンサ４から入力された操舵トルクの大きさに対応する補正ゲインを演算する。補正部２２１は、演算した補正ゲインを切り替え部２２４に出力する。なお、操舵トルク／補正ゲインマップは、操舵トルクの大きさと、対応する補正ゲインとが関連付けられたマップであり、操舵トルクの大きさが大きくなるにつれて補正ゲインが１から０に減少するように予め設定される。
【００８７】
出力部２２２は、固定値である１を切り替え部２２４に出力する。判定部２２３は、操舵トルクセンサ４から入力された操舵トルクの符号と、ローパスフィルタ２０から入力された第２アシスト量の前回値の符号とを比較する。判定部２２３は、その比較によって、操舵トルクの符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であるか否かを判定する。判定部２２３は、その判定結果を切り替え部２２４に出力する。
【００８８】
切り替え部２２４は、判定部２２３の出力値である判定結果に基づいて、補正部２２１の出力値と出力部２２２の出力値とのいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２２５に出力する。
【００８９】
切り替え部２２４は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であると判定された場合には、補正部２２１の出力値を乗算部２２５に出力する。一方、切り替え部２２４は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆でない、すなわち、これらの符号が互いに同符号であると判定された場合には、出力部２２２の出力値を乗算部２２５に出力する。
【００９０】
乗算部２２５は、アシスト量演算器１９から入力された第１アシスト量に、切り替え部２２４の出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に出力する。
【００９１】
このように、アシスト量補正器２２は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに同符号である場合には、第１アシスト量を補正することなく、ローパスフィルタ２０に出力する。操舵トルクの符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに同符号であることは、運転者の操舵の方向と、操舵アシストトルクの方向とが同じであることと等価である。
【００９２】
一方、アシスト量補正器２２は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合には、操舵トルクの大きさに応じて第１アシスト量が小さくなるように補正し、その補正後の第１アシスト量をローパスフィルタ２０に出力する。
【００９３】
操舵トルクの符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合、車両が横断勾配路を下る方向に運転者が操舵していると考えられる。この場合、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉する可能性がある。
【００９４】
そこで、アシスト量補正器２２は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合、操舵トルクの大きさに応じて第１アシスト量が小さくなるように補正するように構成されている。このような構成によって、第１アシスト量を小さくすることができ、その結果、第２アシスト量も小さくすることができる。これにより、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【００９５】
このように、アシスト量補正器２２は、アシスト量演算器１９によって演算された第１アシスト量を、車両の操舵状態に応じて補正するように構成されている。具体的には、アシスト量補正器２２は、操舵トルクセンサ４によって検出された操舵トルクを、車両の操舵状態として取得し、取得した操舵トルクに応じて、第１アシスト量を補正するように構成されている。
【００９６】
なお、アシスト量補正器２２は、図８に示すように、車両のギア位置が後退ギアであるか否かを示す後退ギア判定を、車両の操舵状態として取得し、取得した後退ギア判定に応じて、第１アシスト量を補正するように構成されていてもよい。図８は、本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器２２の構成の第１の別例を示すブロック図である。
【００９７】
図８に示すアシスト量補正器２２は、出力部２２１ａ、出力部２２２ａ、切り替え部２２３ａおよび乗算部２２４ａを備える。
【００９８】
出力部２２１ａは、固定値である０を切り替え部２２３ａに出力する。出力部２２２ａは、固定値である１を切り替え部２２３ａに出力する。
【００９９】
切り替え部２２３ａには、上述した後退ギア判定が入力される。切り替え部２２３ａは、入力される後退ギア判定に基づいて、出力部２２１ａの出力値および出力部２２２ａの出力値のいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２２４ａに出力する。
【０１００】
切り替え部２２３ａは、後退ギア判定において、車両のギア位置が後退ギアであることを示す場合には、出力部２２１ａの出力値を切り替え部２２３ａに出力する。一方、切り替え部２２３ａは、後退ギア判定において、車両のギア位置が後退ギアであることを示さない場合には、出力部２２２ａの出力値を切り替え部２２３ａに出力する。
【０１０１】
乗算部２２４ａは、アシスト量演算器１９から入力された第１アシスト量に、切り替え部２２３ａの出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に出力する。
【０１０２】
このように、アシスト量補正器２２は、車両のギア位置が後退ギアである場合、すなわち、車両が後退する場合には、第１アシスト量を０に補正する。これにより、車両が後退する場合、横断勾配に対応するアシストを停止することができる。
【０１０３】
なお、アシスト量補正器２２は、図９に示すように、モータ回転角度センサ７によって検出されたモータ５の回転角度を微分することで得られる操舵速度を、車両の操舵状態として取得し、取得した操舵速度に応じて、第１アシスト量を補正するように構成されていてもよい。図９は、本発明の実施の形態２におけるアシスト量補正器２２の構成の第２の別例を示すブロック図である。
【０１０４】
図９に示すアシスト量補正器２２は、補正部２２１ｂ、出力部２２２ｂ、判定部２２３ｂ、切り替え部２２４ｂおよび乗算部２２５ｂを備える。
【０１０５】
補正部２２１ｂは、操舵速度／補正ゲインマップに従って、入力された操舵速度の大きさに対応する補正ゲインを演算し、その補正ゲインを切り替え部２２４ｂに出力する。なお、操舵速度／補正ゲインマップは、操舵速度の大きさと、対応する補正ゲインとが関連付けられたマップであり、操舵速度の大きさが大きくなるにつれて補正ゲインが１から０に減少するように予め設定される。
【０１０６】
補正部２２１ｂおよび判定部２２３ｂに入力される操舵速度は、操舵制御装置１２によって演算される。この操舵速度は、上述したように、モータ回転角度センサ７によって検出されるモータ５の回転角度を微分することで得られる。
【０１０７】
出力部２２２ｂは、固定値である１を切り替え部２２４に出力する。判定部２２３ｂは、入力された操舵速度の符号と、ローパスフィルタ２０から入力された第２アシスト量の前回値の符号とを比較する。判定部２２３ｂは、その比較によって、操舵速度の符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であるか否かを判定する。判定部２２３ｂは、その判定結果を切り替え部２２４ｂに出力する。
【０１０８】
切り替え部２２４ｂは、判定部２２３ｂの出力値である判定結果に基づいて、補正部２２１ｂの出力値と出力部２２２ｂの出力値とのいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２２５ｂに出力する。
【０１０９】
切り替え部２２４ｂは、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であると判定された場合には、出力部２２２ｂの出力値を乗算部２２５ｂに出力する。一方、切り替え部２２４ｂは、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆でない、すなわち、これらの符号が互いに同符号であると判定された場合には、補正部２２１ｂの出力値を乗算部２２５ｂに出力する。
【０１１０】
乗算部２２５ｂは、アシスト量演算器１９から入力された第１アシスト量に、切り替え部２２４ｂの出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に出力する。
【０１１１】
このように、アシスト量補正器２２は、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合には、第１アシスト量を補正することなく、ローパスフィルタ２０に出力する。
【０１１２】
操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに同符号である場合、車両が横断勾配路を登る方向に運転者が操舵していると考えられる。この場合、横断勾配に対応するアシストが不要である。
【０１１３】
そこで、アシスト量補正器２２は、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに同符号である場合、操舵速度の大きさに応じて第１アシスト量が小さくなるように補正するように構成されている。このような構成によって、車両が横断勾配路を登る方向に運転者が操舵している状況での横断勾配に対応するアシスト量を低減させることができる。
【０１１４】
以上、本実施の形態２によれば、操舵制御装置は、先の実施の形態１の構成に対して、アシスト量演算器によって演算された第１アシスト量を、車両の操舵状態に応じて補正するアシスト量補正器をさらに備えて構成されている。これにより、先の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、車両の操舵状態によって必要に応じて横断勾配に対応するアシスト量を低減させることができる。
【０１１５】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、先の実施の形態２の構成に対して、アシスト量補正器２２の代わりに、カットオフ周波数調整器２３を備えて構成されている操舵制御装置１２について説明する。なお、実施の形態３では、先の実施の形態１および２と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１および２と異なる点を中心に説明する。
【０１１６】
図１０は、本発明の実施の形態３における操舵制御装置１２の構成を示すブロック図である。図１０において、操舵制御装置１２は、インターフェース部１３、横断勾配推定器１８、処理器２４、アシスト量演算器１９、カットオフ周波数調整器２３、ローパスフィルタ２０、モータ制御器２１およびモータ駆動器１７を備える。
【０１１７】
カットオフ周波数調整器２３は、インターフェース部１３を介して、操舵トルクセンサ４から操舵トルクを取得する。カットオフ周波数調整器２３は、ローパスフィルタ２０から第２アシスト量の前回値を取得する。
【０１１８】
カットオフ周波数調整器２３は、取得した操舵トルクおよび第２アシスト量の前回値に基づいて、ローパスフィルタ２０の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを調整し、調整後の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａをローパスフィルタ２０に与える。ローパスフィルタ２０は、カットオフ周波数調整器２３から与えられた調整後の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを用いて、アシスト量演算器１９から入力された第１アシスト量に対して、先の実施の形態１で説明したローパスフィルタ処理を施すことで、第２アシスト量を演算する。
【０１１９】
カットオフ周波数調整器２３の構成について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器２３の構成を示すブロック図である。
【０１２０】
図１１において、カットオフ周波数調整器２３は、出力部２３１、出力部２３２、判定部２３３、切り替え部２３４および乗算部２３５を備える。
【０１２１】
出力部２３１は、固定値である０を切り替え部２３４に出力する。出力部２３２は、固定値である１を切り替え部２３４に出力する。
【０１２２】
判定部２３３は、操舵トルクセンサ４から入力された操舵トルクの符号と、ローパスフィルタ２０から入力された第２アシスト量の前回値の符号とを比較する。判定部２３３は、その比較によって、操舵トルクの符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であるか否かを判定する。判定部２３３は、その判定結果を切り替え部２３４に出力する。
【０１２３】
切り替え部２３４は、判定部２３３の出力値である判定結果に基づいて、出力部２３１の出力値と出力部２３２の出力値とのいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２３５に出力する。
【０１２４】
切り替え部２３４は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であると判定された場合には、出力部２３１の出力値を乗算部２３５に出力する。一方、切り替え部２３４は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆でない、すなわち、これらの符号が互いに同符号であると判定された場合には、出力部２３２の出力値を乗算部２３５に出力する。
【０１２５】
乗算部２３５は、ローパスフィルタ２０の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａに、切り替え部２３４の出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に与える。
【０１２６】
このように、カットオフ周波数調整器２３は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合には、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを０に調整する。これにより、車両が横断勾配路を下る方向に運転者が操舵していると考えられる場合に第２アシスト量が増加することを抑制することができる。その結果、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【０１２７】
カットオフ周波数調整器２３は、操舵トルクの符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆である場合、第２カットオフ周波数ｆｃ＿Ｂを予め設定される設定値になるように大きく調整してもよい。これにより、アシスト量の減少を早めることができ、結果として、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【０１２８】
なお、カットオフ周波数調整器２３は、図１２に示すように、車両のギア位置が後退ギアであるか否かを示す後退ギア判定を、車両の操舵状態として取得し、取得した後退ギア判定に応じて、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを調整するように構成されていてもよい。図１２は、本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器２３の構成の第１の別例を示すブロック図である。
【０１２９】
図１２に示すカットオフ周波数調整器２３は、出力部２３１ａ、出力部２３２ａ、切り替え部２３３ａおよび乗算部２３４ａを備える。
【０１３０】
出力部２３１ａは、固定値である０を切り替え部２３３ａに出力する。出力部２３２ａは、固定値である１を切り替え部２３３ａに出力する。
【０１３１】
切り替え部２３３ａには、上述した後退ギア判定が入力される。切り替え部２３３ａは、入力される後退ギア判定に基づいて、出力部２３１ａの出力値および出力部２３２ａの出力値のいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２３４ａに出力する。
【０１３２】
切り替え部２３３ａは、後退ギア判定において、車両のギア位置が後退ギアであることを示す場合には、出力部２３１ａの出力値を切り替え部２３３ａに出力する。一方、切り替え部２３３ａは、後退ギア判定において、車両のギア位置が後退ギアであることを示さない場合には、出力部２３２ａの出力値を切り替え部２３３ａに出力する。
【０１３３】
乗算部２３４ａは、ローパスフィルタ２０の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａに、切り替え部２３３ａの出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に出力する。
【０１３４】
このように、カットオフ周波数調整器２３は、車両のギア位置が後退ギアである場合、すなわち、車両が後退する場合には、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを０に調整する。これにより、車両が後退する場合、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａが０になるので、第２アシスト量の増加が停止する。
【０１３５】
なお、カットオフ周波数調整器２３は、図１３に示すように、モータ回転角度センサ７によって検出されたモータ５の回転角度を微分することで得られる操舵速度を、車両の操舵状態として取得し、取得した操舵速度に応じて、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを調整するように構成されていてもよい。図１３は、本発明の実施の形態３におけるカットオフ周波数調整器２３の構成の第２の別例を示すブロック図である。
【０１３６】
図１３に示すカットオフ周波数調整器２３は、出力部２３１ｂ、出力部２３２ｂ、判定部２３３ｂ、切り替え部２３４ｂおよび乗算部２３５ｂを備える。
【０１３７】
判定部２３３ｂに入力される操舵速度は、操舵制御装置１２によって演算される。この操舵速度は、モータ回転角度センサ７によって検出されるモータ５の回転角度を微分することで得られる。
【０１３８】
判定部２３３ｂは、入力された操舵速度の符号と、ローパスフィルタ２０から入力された第２アシスト量の前回値の符号とを比較する。判定部２３３ｂは、その比較によって、操舵速度の符号と第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であるか否かを判定する。判定部２３３ｂは、その判定結果を切り替え部２３４ｂに出力する。
【０１３９】
切り替え部２３４ｂは、判定部２３３ｂの出力値である判定結果に基づいて、出力部２３１ｂの出力値と出力部２３２ｂの出力値とのいずれかを選択し、選択した方の値を乗算部２３５ｂに出力する。
【０１４０】
切り替え部２３４ｂは、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆であると判定された場合には、出力部２３２ｂの出力値を乗算部２３５ｂに出力する。一方、切り替え部２３４ｂは、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに正負逆でない、すなわち、これらの符号が互いに同符号であると判定された場合には、出力部２３１ｂの出力値を乗算部２３５ｂに出力する。
【０１４１】
乗算部２３５ｂは、ローパスフィルタ２０の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａに、切り替え部２３４ｂの出力値を乗算することで得られる値をローパスフィルタ２０に与える。
【０１４２】
このように、カットオフ周波数調整器２３は、操舵速度の符号と、第２アシスト量の前回値の符号とが互いに同符号である場合には、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを０に調整する。これにより、車両が横断勾配路を登る方向に運転者が操舵していると考えられる場合、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａが０になるので、第２アシスト量の増加が停止する。
【０１４３】
なお、カットオフ周波数調整器２３は、演算される操舵速度および検出されるヨーレートに基づいて、車両が直進走行しているか否かを判定し、その判定結果に基づいて、ローパスフィルタ２０の第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを調整するように構成されていてもよい。なお、操舵速度閾値およびヨーレート閾値は、予め設定される値である。
【０１４４】
この場合、カットオフ周波数調整器２３は、操舵速度が操舵速度閾値よりも小さく、かつ、ヨーレートがヨーレート閾値よりも小さい場合には、車両が直進走行していると判定し、そうでない場合には、車両が直進走行していないと判定する。
【０１４５】
カットオフ周波数調整器２３は、車両が直進走行してないと判定した場合、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａを０に調整する一方、車両が直進走行していると判定した場合には、第１カットオフ周波数ｆｃ＿Ａの調整を行わない。これにより、横断勾配路を車両が直進走行している場合には、アシスト量を増加させることができ、横断勾配路を車両が直進走行していない場合には、アシスト量の増加を停止させることができる。その結果、操舵トルクのアシストが運転者の操舵と干渉することを抑制することができる。
【０１４６】
以上、本実施の形態３によれば、操舵制御装置は、先の実施の形態２の構成に対して、アシスト量補正器の代わりに、ローパスフィルタの第１カットオフ周波数を、車両の操舵状態に応じて調整するカットオフ周波数調整器をさらに備えて構成されている。このように構成した場合であっても、先の実施の形態２と同様の効果が得られる。
【０１４７】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、先の実施の形態１〜３と異なる方法によってアシスト量演算器１９が第１アシスト量を演算するように構成されている操舵制御装置１２について説明する。なお、実施の形態４では、先の実施の形態１〜３と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１〜３と異なる点を中心に説明する。
【０１４８】
図１４は、本発明の実施の形態４における操舵制御装置１２の構成を示すブロック図である。図１４において、操舵制御装置１２は、インターフェース部１３、横断勾配推定器１８、アシスト量演算器１９、ローパスフィルタ２０、モータ制御器２１およびモータ駆動器１７を備える。
【０１４９】
横断勾配推定器１８は、インターフェース部１３を介して、車速センサ８から車速を取得し、自車位置推定器２５から自車位置を取得する。自車位置推定器２５は、自車が走行している位置である自車位置を、公知の方法によって推定し、その自車位置を出力する。
【０１５０】
横断勾配推定器１８は、走行路情報を記憶している。走行路情報は、自車位置と、自車位置に対応する横断勾配および路面曲率とが関連付けられたデータであり、予め設定される。なお、横断勾配推定器１８は、ナビゲーションシステムを用いて構成されていてもよい。
【０１５１】
横断勾配推定器１８は、自車位置推定器２５から取得した自車位置に対応する横断勾配および路面曲率を、走行路情報から決定し、決定した横断勾配および路面曲率をアシスト量演算器１９に出力する。横断勾配推定器１８は、車速センサ８から取得した車速をアシスト量演算器１９に出力する。
【０１５２】
なお、横断勾配推定器１８は、車両に設けられた加速度センサおよび角速度センサのそれぞれの検出値を用いて、公知の手法によって、横断勾配および路面曲率を推定するように構成されていてもよい。
【０１５３】
アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配、路面曲率および車速に基づいて、第１アシスト量を演算し、演算した第１アシスト量をローパスフィルタ２０に出力する。ローパスフィルタ２０は、アシスト量演算器１９から入力された第１アシスト量に対して、先の実施の形態１で説明したローパスフィルタ処理を施すことで、第２アシスト量を演算する。
【０１５４】
ここで、アシスト量演算器１９が第１アシスト量を演算する方法の例について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、本発明の実施の形態４における車両に作用する横断勾配による外乱および遠心力による外乱を模式的に示す図である。
【０１５５】
アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配θ、路面曲率ρおよび車速Ｖを用いて、以下の式（６）に従って、車両の横方向に作用する外乱Ｆｙ＿ｄｉｓｔを求める。
【０１５６】
Ｆｙ＿ｄｉｓｔ＝ｍｇｓｉｎθ−ｍρＶ2ｃｏｓθ          （６）
【０１５７】
アシスト量演算器１９は、上述の外乱Ｆｙ＿ｄｉｓｔをキャンセルするように、先の実施の形態１と同様の方法で、補償トルクＴｃｏｍｐ１を求める。この補償トルクＴｃｏｍｐ１が第１アシスト量に相当する。
【０１５８】
このように、アシスト量演算器１９は、横断勾配推定器１８から入力された横断勾配、路面曲率および車速に基づいて第１アシスト量を演算するように構成されている。このような構成によって、車速が低く、横断勾配による外乱と遠心力による外乱が釣り合わない結果として、車両が偏向する場合であっても、その偏向を抑えるように運転者の操舵をアシストすることが可能となる。
【０１５９】
以上、本実施の形態４によれば、先の実施の形態１〜３とは異なり、横断勾配推定器は、自車位置推定器によって推定された自車位置に対応する横断勾配および路面曲率を、走行路情報から推定するように構成されている。また、アシスト量演算器は、車速センサによって検出された車速と、横断勾配推定器によって推定された横断勾配および路面曲率とに基づいて、第１アシスト量を演算するように構成されている。これにより、先の実施の形態１〜３と同様の効果が得られるとともに、車両が偏向する場合にも対応して運転者の操舵をアシストすることが可能となる
【０１６０】
なお、本発明の実施例として実施の形態１〜４を説明したが、本発明は実施の形態１〜４の各構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１〜４の各構成を適宜組み合わせたり、各構成に一部変形を加えたり、各構成を一部省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１６１】
１  ハンドル、２  ステアリング軸、３  転舵輪、４  操舵トルクセンサ、５  モータ、６  減速機構、７  モータ回転角度センサ、８  車速センサ、９  ヨーレートセンサ、１０  横加速度センサ、１１  電流センサ、１２  操舵制御装置、１３  インターフェース部、１４  ＣＰＵ、１５  ＲＯＭ、１６  ＲＡＭ、１７  モータ駆動器、１８  横断勾配推定器、１９  アシスト量演算器、２０  ローパスフィルタ、２０１  減算部、２０２  ゲイン部、２０３  ゲイン部、２０４  判定部、２０５  切り替え部、２０６  加算部、２０７  遅延部、２１  モータ制御器、２２  アシスト量補正器、２２１  補正部、２２２  出力部、２２３  判定部、２２４  切り替え部、２２５  乗算部、２２１ａ  出力部、２２２ａ  出力部、２２３ａ  切り替え部、２２４ａ  乗算部、２２１ｂ  補正部、２２２ｂ  出力部、２２３ｂ  判定部、２２４ｂ  切り替え部、２２５ｂ  乗算部、２３  カットオフ周波数調整器、２３１  出力部、２３２  出力部、２３３  判定部、２３４  切り替え部、２３５  乗算部、２３１ａ  出力部、２３２ａ  出力部、２３３ａ  切り替え部、２３４ａ  乗算部、２３１ｂ  出力部、２３２ｂ  出力部、２３３ｂ  判定部、２３４ｂ  切り替え部、２３５ｂ  乗算部、２４  処理器、２５  自車位置推定器。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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