(57)【要約】      （修正有）【課題】  車両に発生するヨーレートなどの車両状態信号の周波数特性を変更し、適切な車両安定化トルクを基本アシストトルクに加算し、車両の操作性を高めた車両用操舵装置を得る。【解決手段】  ヨーレートを車両状態検出手段２４で検出し、このヨーレートの周波数特性を車両安定化補償器２６の周波数特性変更手段２７により変更し、この変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算して車両安定化電流を演算し、この演算された車両安定化電流をアシストマップ補償器２５により演算された基本アシストトルク電流に加算して、電流目標値を算出するようにし、車両の応答遅れを考慮した適切な車両安定化電流とした。【選択図】図２
2006088866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、及びこの車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器を備え、上記車両安定化補償器は、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、上記車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流は、上記アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、車両が不安定状態にあることを検出する車両不安定検出手段、及び上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器を備え、上記車両安定化補償器は、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、上記車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流は、上記車両不安定検出手段の検出により車両が不安定状態にあるとき、上記アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、車両が不安定状態にあることを検出する車両不安定検出手段、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器、ハンドルを回転させたときの操舵角を検出する操舵角検出手段、及びこの操舵角検出手段により検出された操舵角に基づき、操舵角アシストトルク電流を演算する操舵角アシストトルク補償器を備え、上記車両安定化補償器は、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、上記車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流及び上記操舵角アシストトルク補償器により演算された操舵角アシストトルク電流は、上記車両不安定検出手段の出力により切替えられて、上記アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、車両が不安定状態にあることを検出する車両不安定検出手段、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器、タイヤに発生する路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、及びこの路面反力トルク検出手段によって検出された路面反力に基づき、路面反力アシストトルク電流を演算する路面反力アシストトルク補償器を備え、上記車両安定化補償器は、上記車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、上記車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流及び上記路面反力アシストトルク補償器により演算された路面反力アシストトルク電流は、上記車両不安定検出手段の出力により切替えられて、上記アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
上記車両不安定検出手段の出力による切替えを滑らかにする平滑化手段を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の車両用操舵装置。
【請求項６】
上記車両不安定検出手段は、車両のオーバーステア、車両のアンダーステア、及び車両の左右で路面摩擦が異なるμスプリット路における制動力のアンバランスのいずれかにより、上記車両の不安定を検出することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項７】
上記周波数特性変更手段による車両状態信号の周波数特性の変更は、車両状態信号の位相を進めるものであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項８】
上記周波数特性変更手段は、運転者が操舵可能な操舵周波数の範囲で、上記車両状態信号の位相を進めることを特徴とする請求項７記載の車両用操舵装置。
【請求項９】
上記車両状態検出手段によって検出される車両状態信号は、車両のヨーレートまたは車両の横加速度であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ制御によって運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動式パワーステアリング制御装置は、直進路では車両の直進性能を確保しながら、カーブ路ではドライバによるステアリング操作を容易にするものが、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−７８９３８号公報（第３〜５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、車両のヨーレートと車速に基づいて決定したゲインにヨーレートを乗算して基本操舵反力を演算しているが、ヨーレートは操舵角に対し、応答遅れがあるため、操舵反力も車両の応答遅れが含まれるため、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は、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、車両に発生するヨーレートなどの車両状態信号の周波数特性を変更し、適切な車両安定化トルクを基本アシストトルクに加算し、車両の操作性を高めた車両用操舵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】
この発明に係わる車両用操舵装置においては、モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、及びこの車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器を備え、車両安定化補償器は、車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流は、アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、以上説明したように、モータ制御にて運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させる車両用操舵装置において、基本アシストトルク電流を演算するアシストマップ補償器、車両状態信号を検出する車両状態検出手段、及びこの車両状態検出手段により検出された車両状態信号に基づき、車両安定化電流を演算する車両安定化補償器を備え、車両安定化補償器は、車両状態検出手段により検出された車両状態信号の周波数特性を変更する周波数特性変更手段を有し、この周波数特性変更手段により変更された周波数特性に車両安定化ゲインを乗算することにより、車両安定化電流を演算すると共に、この演算された車両安定化電流は、アシストマップ補償器により演算された基本アシストトルク電流に加算されるので、車両状態信号の周波数特性を変更することにより、車両の応答遅れを考慮した適切な車両安定化トルクを与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、代表的な車両用操舵装置系を示す全体構成図である。
図１において、車両用操舵装置系は、ハンドル１からステアリング軸２を通じ、ステアリング軸２に付加されるモータ５の出力と足し合わせたトルクをステアリングギアＢＯＸ３を通じて数倍にし、ラック＆ピニオン６機構を通じてタイヤ７を動作させる仕組みである。
次に、力学的・電気的な構成を説明する。車両用操舵装置は、ドライバの操舵トルク９に応じたアシストトルク１０を発生させることを主な機能とする。電気的には、ドライバが、ハンドル１を切った時の操舵トルク９をトルクセンサ４で測定し、ＥＣＵの制御装置８に操舵トルク検出信号１３を送る。制御装置８は、モータの状態量である、電流検出信号１５及び電圧検出信号１６と操舵トルク検出信号１３よりアシストトルク１０を発生させるための印加電圧１４を演算し、モータ５に付加する。
【０００９】
力学的には、操舵トルク９とアシストトルク１０の和が、ステアリング軸反力トルク１７に抗してステアリングを回転させる。また、ハンドル１を回転させる時にはモータ５の慣性項も作用し、結局以下の関係式（１）が成立する。
【００１０】
【数１】
2006088866.tif 000003
【００１１】
ただし、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎ、操舵トルクＴｈｄｌ、アシストトルクＴａｓｓｉｓｔ、モータの慣性トルクＪ・ｄω／ｄｔとする。
また、モータによるアシストトルク１０は、次式（２）の関係が成立する。
【００１２】
【数２】
2006088866.tif 000004
【００１３】
ただし、モータのギア比Ｇｇｅａｒ、モータのトルク定数Ｋｔ、モータの駆動電流Ｉｍｔｒとする。
また、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、路面反力トルクＴａｌｉｇｎ１２とステアリング機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃ１１の和であり、式（３）のとおりである。
【００１４】
【数３】
2006088866.tif 000005
【００１５】
式（４）は、ステアリング機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃを求めるもので、モータを含むステアリング機構内の摩擦トルクの絶対値Ｔｆ＿ａｂｓに、操舵角速度の符号を乗算して、ステアリング機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃを求めている。
【００１６】
【数４】
2006088866.tif 000006
【００１７】
車両挙動制御装置である制御装置８では、上述のセンサ信号から電流の目標値を演算し、これに対して、モータ５の実電流値が一致するように電流制御がなされて、モータ５は、電流値のトルク定数とギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所定のトルクを発生し、ドライバが操舵する時のトルクをアシストする構成となっている。
【００１８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図に基づいて説明する。
図２は、この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図２において、図１の制御装置８を構成するマイコン２１は、図に記載以外にも様々な機能を有するが、本発明の特徴を示す部分のみを記載している。マイコン２１のアシストマップ補償器２５は、車速検出手段２２、操舵トルク検出手段２３の出力信号に基づき、基本アシストトルク電流を演算する。マイコン２１の車両安定化補償器２６の周波数特性変更手段２７は、車両状態検出手段２４の出力に基づき、演算される信号に、車両安定化ゲイン２８を乗じて、車両安定化電流を求める。加算器２９にて、基本アシストトルク電流及び車両安定化電流を加算して、電流目標値を定め、モータ３３で発生しているモータ電流検出器３２の出力信号と比較することで、加算器３０にて制御電圧を決定し、モータ駆動機３１にてモータを駆動し、目的とするアシストトルクを得る構成となっている。
なお、マイコン２１は、アシストマップ補償器２５、車両安定化補償器２６及び加算器２９を有している。
ここで、車両状態検出手段２４は、車両状態信号としてのヨーレートを検出するものである。
図３は、この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の周波数特性変更手段の周波数特性を示す図であり、図３（ａ）は車両状態信号の周波数特性変更を示す図、図３（ｂ）は周波数とゲインの関係を示す図、図３（ｃ）は周波数と位相の関係を示す図である。
図３（ａ）には、周波数特性変更により車両状態信号の位相が進められた様子が示されている。図３（ｂ）、図３（ｃ）には、時定数Ｔ１相当の周波数、時定数Ｔ２相当の周波数が示されている。
【００１９】
図２の周波数特性変更手段２７は、ヨーレートに加えて、ヨー加速度をフィードバックし、周波数特性を変更する。ヨーレートをγ、周波数特性変更手段２７の出力をγｃｏｍｐ、ヨーレートフィードバックゲインをＫｙ、ヨー加速度フィードバックをＫｙａとすると、周波数特性変更手段２７の伝達関数γｃｏｍｐは、次式（５）のようになる。ｓはラプラス演算子を示す。
【００２０】
【数５】
2006088866.tif 000007
【００２１】
この周波数特性変更手段２７の微分によるノイズ低減するために、出力にローパスフィルタを導入することにより、周波数特性変更手段２７の伝達関数γｃｏｍｐは、次式（６）で表すことができる。
【００２２】
【数６】
2006088866.tif 000008
【００２３】
従って、周波数特性変更手段２７は、ヨーレートに加えてヨー加速度をフィードバックするためのものであり、周波数特性変更手段２７は、車両状態信号の位相を進めるためには、時定数Ｔ１＞Ｔ２となるように設定する必要があり、周波数特性は、図３のようになる。ここで、周波数特性変更手段２７の分母、すなわちローパスフィルタの時定数Ｔ２は、車両振動が発生する周波数（概ね２Ｈｚ以下）よりも十分高くする必要がある。
車両振動が発生する周波数より低く設定してしまうと、周波数特性変更手段２７は、ヨー加速度フィードバックとして作用せず、ヨーレート単独をフィードバックする際のゲインを向上したことになり、車両が不安定になる可能性がある。
また、周波数特性変更手段２７の車両状態信号の位相を進めるための周波数は、操舵周波数がおおよそ０．１Ｈｚから５Ｈｚであり、周波数特性を考え、操舵周波数の低い周波数の１／３倍から高い周波数の３倍の範囲（０．０３〜１５Ｈｚ程度）にすれば良いし、ローパスフィルタの時定数Ｔ２も、前述の周波数の範囲でＴ１＞Ｔ２なるように設定すればよい。時定数Ｔとカットオフ周波数ｆは、式（７）で表される関係である。
【００２４】
【数７】
2006088866.tif 000009
【００２５】
なお、上述では、電動パワーステアリングにおいて、アシストマップ補償器２５と、本発明に関連する車両安定化補償器２６の２つの補償器のみ記述したが、慣性補償をはじめ、他の補償器を有するものも公知である。他の補償器を有する場合にも加算器２８で加算される状態量が増えるのみで、構成は変化しない。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態１における動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操舵トルク検出手段２３により操舵トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ１０１）。次に、車速検出手段３３により車速を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ１０２）。次に、車両状態検出手段２４によりヨーレートを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ１０３）。次に、アシストマップ補償器２５にてメモリに記憶した車速と操舵トルクに基づき、基本アシストトルク電流を演算する（ステップＳ１０４）。次に、周波数特性変更手段２７にてメモリに記憶したヨーレートの周波数特性変更を演算する（ステップＳ１０５）。次に、周波数特性を変更したヨーレートに車両安定化ゲイン２８を乗算し、車両安定化電流を演算する（ステップＳ１０６）。
以上の過程を経て、基本アシストトルク電流と車両安定化電流に基づいて電流目標値を演算して出力を得ることができる（Ｓ１０７）。なお、これらの電流値は、先述の通り、式（２）に基づいてモータの出力トルクとなる。
【００２７】
ここで、実施の形態１では、車両状態信号の検出は、車両のヨーレートを検出しているが、車両のヨーレートの代わりに車両の横加速度を用いても良いし、その他に車両状態を示す車両横滑り角、前輪滑り角、後輪滑り角などの信号を用いても良い。以下の実施の形態においても同様である。
【００２８】
実施の形態１によれば、車両状態信号の周波数特性を操舵周波数の範囲で位相を進めるにより、車両の応答遅れを考慮した適切な車両安定化電流を与えることができる。
また、ヨーレートの代替信号として、車両の横加速度、横滑り角、前輪の横滑り角、後輪の横滑り角などの車両状態信号を用いることができ、特定のセンサを設置する必要がない。
【００２９】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図に基づいて説明する。
図５は、この発明の実施の形態２による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図５において、図２の実施の形態１との差異は、車両不安定検出手段３４を備え、車両安定化電流を車両不安定検出手段３４の出力に基づいてスイッチ３５を切り替えるようにした点である。２１〜３３は図２におけるものと同一のものである。
【００３０】
図６は、この発明の実施の形態２による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態２の動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操舵トルク検出手段２３により操舵トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ２０１）。次に、車速検出手段２２により車速を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ２０２）。次に、車両状態検出手段２４によりヨーレートを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ２０３）。次に、アシストマップ補償器２５にて、メモリに記憶した車速と操舵トルクに基づき、基本アシストトルク電流を演算する（ステップＳ２０４）。次に、周波数特性変更手段２７にてメモリに記憶したヨーレートの周波数特性変更を演算する（ステップＳ２０５）。次に、周波数特性を変更したヨーレートに車両安定化ゲイン２８を乗算し、車両安定化電流を演算する（ステップＳ２０６）。
次に、車両不安定検出手段３４にて車両状態を検出する（ステップＳ２０７）。車両状態が不安定なら、基本アシストトルク電流と車両安定化電流に基づいて電流目標値を演算して出力を得る（ステップＳ２０８）。車両状態が安定なら、基本アシストトルク電流に基づいて電流値目標値が決定され、出力を得ることができる（ステップＳ２０９）。
【００３１】
このように、実施の形態２によれば、車両状態により、車両安定化電流を基本アシストトルク電流に加算することが可能となるため、実施の形態１と同様の効果が狙えるだけでなく、車両が安定しているときには余分な車両安定化トルクを加えない。
【００３２】
なお、本実施の形態２で車両不安定検出は、特定していないが、オーバーステア、アンダーステアであっても良いし、左右のタイヤで路面摩擦が異なるμスプリット路における制動力のアンバランスによる不安定であっても良い。
【００３３】
ここで、車両のオーバーステア、アンダーステア状態は、特表２００４−５２０２２６号公報で提案されているように、操舵角から演算した車両のヨーレートと実ヨーレートの偏差で得ることが可能で、オーバーステアは、運転者の操舵に対し、ヨーレートが過剰に発生したことを示し、アンダーステアは、運転者の操舵に対し、ヨーレートが飽和した状態を示している。
また、車両のアンダーステアは、特開２００３−３４１５３８号公報で提案されているように、路面反力トルクと操舵角の比率より得ることもできる。
また、車両の左右で路面摩擦が異なるμスプリット路は、特開２００３−２９１８３８号公報で提案されているように、左右輪の制動力の差によって、μスプリット路であることが得られる。
この他にも、４輪独立制動装置ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）から車両のオーバーステア、アンダーステア、μスプリット路の情報をＣＡＮなどの通信ラインを通して情報を得てもよく、公知の技術を用いても良い。以下の実施例においても同様である。
【００３４】
実施の形態２によれば、車両の不安定のときのみ、車両安定化電流を加算することができ、車両が安定なときには車両安定化電流は加算しないので、運転者に違和感を与えない。
また、車両の不安定検出では、オーバーステア、アンダーステア、μスプリット路を検出し、不安定状態に応じて、車両安定化電流を加算し、車両が不安定になることを防ぐことができる。
【００３５】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について図に基づいて説明する。
図７は、この発明の実施の形態３による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図７において、図５の実施の形態２の構成に、ハンドルを回転したときの操舵角を検出する操舵角検出手段３６と、検出された操舵角に基づき、操舵角を中点に戻すようにアシストトルクを補償する操舵アシストトルク補償器３７を加え、操舵アシスト電流と車両安定化電流とを車両不安定検出手段３４の出力に基づいてスイッチ３５を切替えることにより実現したものである。２１〜３５は図５におけるものと同一のものである。
【００３６】
図８は、この発明の実施の形態３による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態３の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操舵トルク検出手段２３により操舵トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３０１）。次に、車速検出手段２２により車速を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３０２）。次に、車両状態検出手段２４によりヨーレートを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３０３）。次に、操舵角検出手段３６により、ハンドルを回転させたときの操舵角を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３０４）。次に、アシストマップ補償器２５にてメモリに記憶した車速と操舵トルクに基づき、基本アシストトルク電流を演算する（ステップＳ３０５）。次に、周波数特性変更手段２７にて、メモリに記憶したヨーレートの周波数特性変更を演算する（ステップＳ３０６）。
次に、周波数特性を変更したヨーレートに車両安定化ゲイン２８を乗算し、車両安定化電流を演算する（ステップＳ３０７）。次に、操舵角アシストトルク補償器３７にて、マイコンに予め記憶されている操舵角と車速の関係に基づいた操舵角アシストトルク電流を演算する（ステップＳ３０８）。次に、車両不安定検出３４にて車両状態を検出する（ステップＳ３０９）。車両状態が不安定なら、基本アシストトルク電流と車両安定化電流に基づいて、電流目標値を演算して出力を得る（ステップＳ３１０）。車両状態が安定なら、基本アシストトルク電流と操舵角アシストトルク電流に基づいて、電流目標値が決定され、出力を得ることができる（ステップＳ３１１）。
【００３７】
なお、実施の形態３で、車両不安定検出は、特定していないが、オーバーステアであっても良いし、左右のタイヤで路面摩擦が異なるμスプリット路であっても良い。
【００３８】
このように、実施の形態３は、車両状態により、車両安定化電流を基本アシストトルク電流に加算することが可能となるため、実施の形態１と同様の効果が狙えるだけでなく、車両が安定しているときには舵角と車速との関係に基づいた操舵角アシストトルクを加えることにより、ハンドル戻しを向上させることができる。
【００３９】
実施の形態３によれば、車両が不安定な時は、車両安定化電流を加算し、車両が安定な時は、操舵角アシストトルク電流を基本アシストトルク電流に加算することにより、ハンドル戻しを向上させ、車両が不安定になるのを防ぐ。
また、操舵角に基づき操舵角アシストトルク電流を演算するので、マッチング工数も少ない。
【００４０】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図に基づいて説明する。
図９は、この発明の実施の形態４による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図９において、図５の実施の形態２の構成に、タイヤに発生する路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段３８と、路面反力トルクに基づき、路面反力を中点に戻すようにアシストトルクを補償する路面反力アシストトルク補償器３９を加え、路面反力アシストトルク電流と車両安定化電流とを、車両不安定検出手段３４の出力に基づいて、スイッチ３５で切り替えるようにした。２１〜３５は図５におけるものと同一のものである。
【００４１】
図１０は、この発明の実施の形態４による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態４の動作を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操舵トルク検出手段２３により操舵トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ４０１）。次に、車速検出手段２２により車速を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ４０２）。次に、車両状態検出手段２４によりヨーレートを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ４０３）。次に、路面反力トルク検出手段３８により路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ４０４）。次に、アシストマップ補償器２５にてメモリに記憶した車速と操舵トルクに基づき、基本アシストトルク電流を演算する（ステップＳ４０５）。次に、周波数特性変更手段２７にてメモリに記憶したヨーレートの周波数特性変更を演算する（ステップＳ４０６）。次に、周波数特性を変更したヨーレートに車両安定化ゲイン２８を乗算し、車両安定化電流を演算する（ステップＳ４０７）。
次に、路面反力アシストトルク補償器３９にてマイコンに予め記憶されている路面反力トルクと車速の関係に基づいた路面反力アシストトルク電流を演算する（ステップＳ４０８）。次に、車両不安定検出手段３４にて車両状態を検出する（ステップＳ４０９）。車両状態が不安定なら、基本アシストトルク電流と車両安定化電流に基づいて電流目標値を演算して出力を得る（ステップＳ４１０）。車両状態が安定なら、基本アシストトルク電流と路面反力アシストトルク電流に基づいて、電流目標値が決定され、出力を得ることができる（ステップＳ４１１）。
【００４２】
ここで路面反力トルクは、タイヤにロードセルなどの検出器を取り付けることで、その状態量を測定し、実現可能となる。
また、一般的に制御装置８は、電流検出器、操舵トルク検出器、モータ角速度検出器、モータ角加速度検出器を備えており、特開２００３−３１２５２１号公報に提案されているように、マイコン２１にて式（２）により、ステアリング軸反力トルクを演算することで、路面反力トルク推定値を得ることも可能である。
【００４３】
なお、実施の形態４で、車両不安定検出は、特定していないが、オーバーステアであっても良いし、アンダーステアであっても良い。また左右のタイヤで路面摩擦が異なるμスプリット路であっても良い。
【００４４】
このように、実施の形態４は、車両状態により、車両安定化電流を基本アシストトルク電流に加算することが可能となるため、実施の形態１と同様の効果が狙えるだけでなく、車両が安定しているときには路面反力トルクと車速との関係に基づいた路面反力アシストトルク電流を基本アシストトルク電流に加えることによりハンドル戻しを向上させる。
【００４５】
実施の形態４によれば、車両が不安定な時は、車両安定化電流を加算し、車両が安定な時は、路面反力アシストトルク電流を基本アシストトルク電流に加算することにより、ハンドル戻しを向上させ、車両が不安定になるのを防ぐ。また、路面反力トルクに基づき、ハンドル戻しトルクを演算しているので、自然なハンドル戻しを提供することができる。
【００４６】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図に基づいて説明する。
図１１は、この発明の実施の形態５による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
図１１において、図７の実施の形態３の構成に、操舵角アシストトルク電流と車両安定化電流とを、車両不安定検出手段３４の出力に基づいて切り替えるスイッチ３５の出力に、平滑化手段４０を設置したものである。２１〜３７は図７におけるものと同一のものである。
【００４７】
実施の形態５では、平滑化手段４０により、車両安定化電流と操舵角アシストトルク電流に大きな差があった場合においても、スイッチ３５の出力を、ローパスフィルタような出力に平滑化することで、切り替え時の出力の変化率に上下限値を設けることができ、これによりドライバに違和感を与えないようにすることができる。
【００４８】
また、運転者が違和感を感じない本実施の形態５における操舵角アシストトルク補償器３７のトルク変動については、経験的に出力変化率の上下限値が、±１Ｎｍ／ｓ程度がよく、より好ましくは±０．３Ｎｍ／ｓ以下であることが望ましい。
【００４９】
また、本実施の形態５の他にもマップゲインなどを用いることで、車両安定化電流と操舵角アシストトルク電流と違和感なく切替える手法が考えられるが、本実施の形態５以外でも出力変化率に上下限値を設定する手段は、すべて公知なものとする。
【００５０】
なお、本実施の形態５は、実施の形態３の改良について述べたが、実施の形態４を改良するものであっても同様の効果がある。
【００５１】
実施の形態５では、平滑化手段４０により、車両安定化電流と操舵角アシストトルク電流に大きな差があった場合においても、スイッチ３５の出力をローパスフィルタような出力に平滑化することで、切り替え時の出力の変化率に上下限値を設けることによりドライバへ違和感を与えないという効果がある。
【００５２】
実施の形態５によれば、車両安定化電流と操舵角アシストトルク電流または路面反力アシストトルク電流の切替を滑らかにすることで、運転者に違和感を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】代表的な車両用操舵装置系を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の周波数特性変更手段の周波数特性を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態３による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態４による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態５による車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ハンドル、２  ステアリング軸、３  ステアリングギアＢＯＸ、
４  トルクセンサ、５  モータ、６  ラック＆ピニオン軸、７  タイヤ、
８  制御装置、９  操舵トルク、１０  アシストトルク、１１  摩擦トルク、
１２  路面反力トルク、１３  操舵トルク検出信号、１４  印加電圧、
１５  電流検出信号、１６  電圧検出信号、
１７  ステアリング軸反力トルク、２１  マイコン、２２  車速検出手段、
２３  操舵トルク検出手段、２４  車両状態検出手段、
２５  アシストマップ補償器、２６  車両安定化補償器、
２７  周波数変更手段、２８  車両安定化ゲイン、２９  加算器、
３０  加算器、３１  モータ駆動機、３２  モータ電流検出器、
３３  モータ、３４  車両不安定検出手段、３５  スイッチ、
３６  操舵角検出手段、３７  操舵角アシストトルク補償器、
３８  路面反力トルク検出手段、３９  路面反力トルク補償器、
４０  平滑化手段。
【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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