(57)【要約】【課題】運転者に対して違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加する。【解決手段】ＥＣＵ（６００）は、操舵部材（４１０）に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部（６１１）と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、操舵部材の舵角と、操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部（６１２）を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を補正する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を、前記操舵部材に印加される反力が大きくなるように補正する請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
車体に関する前後方向の加速度、及び横方向の加速度を少なくとも参照して前記ロールレートを算出するロールレート算出部を更に備えている請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ロールレート算出部は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御量を更に参照して、前記ロールレートを算出する請求項４に記載のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記ロールレート算出部が算出したロールレートを参照したロール姿勢制御を行うことにより、サスペンション制御のための目標制御量を決定するロール姿勢制御部をさらに備えている請求項４又は５に記載の制御装置。
【請求項７】
運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、
前記ステアリング制御部は、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている
ことを特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
前記車体のロールレートは、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御部によるサスペンション制御量の算出において参照されるロールレートである請求項７に記載のステアリング装置。
【請求項９】
前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを表すトルク信号を前記サスペンション制御部に供給する請求項８に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置、および、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング装置が知られている。また、ステアリング装置において、目標操舵速度と実操舵速度との差に基づいてアシスト目標電流を補正する技術（特許文献１）、及び、操舵トルクの方向とアシストモータの回転方向とに基づいてステアリングホイールの操舵状況を判定する技術（特許文献２）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２３８２７号公報（２００６年５月１８日公開）
【特許文献２】特開２０１３−２１２７１５号公報（２０１３年１０月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置では、車両の運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを操舵部材に印加することが好ましい。
【０００５】
本発明は、操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置において、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている。
【０００７】
また、かかる目的のもと、本発明は、運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るステアリング制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るサスペンション制御部の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部の構成例を示すブロック図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。
【００１１】
（車両９００の構成）
図１は、本実施形態に係る車両９００の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両９００は、懸架装置（サスペンション）１００、車体２００、車輪３００、タイヤ３１０、操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、エンジン５００、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）（制御装置）６００、発電装置７００およびバッテリ８００を備えている。
【００１２】
タイヤ３１０が装着された車輪３００は、懸架装置１００によって車体２００に懸架されている。車両９００は、四輪車であるため、懸架装置１００、車輪３００およびタイヤ３１０については、それぞれ４つ設けられている。
【００１３】
なお、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪のタイヤ及び車輪をそれぞれ、タイヤ３１０Ａ及び車輪３００Ａ、タイヤ３１０Ｂ及び車輪３００Ｂ、タイヤ３１０Ｃ及び車輪３００Ｃ、並びに、タイヤ３１０Ｄ及び車輪３００Ｄとも称する。以下、同様に、左側の前輪、右側の前輪、左側の後輪および右側の後輪にそれぞれ付随した構成を、符号「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」及び「Ｄ」を付して表現することがある。
【００１４】
懸架装置１００は、油圧緩衝装置、アッパーアーム及びロアーアームを備えている。また、油圧緩衝装置は、当該油圧緩衝装置が発生させる減衰力を調整する電磁弁であるソレノイドバルブを備えている。ただし、これは本実施形態を限定するものではなく、油圧緩衝装置は、減衰力を調整する電磁弁として、ソレノイドバルブ以外の電磁弁を用いてもよい。例えば、上記電磁弁として、電磁流体（磁性流体）を利用した電磁弁を備える構成としてもよい。
【００１５】
エンジン５００には、発電装置７００が付設されており、発電装置７００によって生成された電力がバッテリ８００に蓄積される。
【００１６】
運転者の操作する操舵部材４１０は、ステアリングシャフト４２０の一端に対してトルク伝達可能に接続されており、ステアリングシャフト４２０の他端は、ラックピニオン機構４７０に接続されている。
【００１７】
ラックピニオン機構４７０は、ステアリングシャフト４２０の軸周りの回転を、ラック軸４８０の軸方向に沿った変位に変換するための機構である。ラック軸４８０が軸方向に変位すると、タイロッド及びナックルアームを介して車輪３００Ａ及び車輪３００Ｂが転舵される。
【００１８】
トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に印加される操舵トルク、換言すれば、操舵部材４１０に印加される操舵トルクを検出し、検出結果を示すトルクセンサ信号をＥＣＵ６００に提供する。より具体的には、トルクセンサ４３０は、ステアリングシャフト４２０に内設されたトーションバーの捩れを検出し、検出結果をトルクセンサ信号として出力する。なお、トルクセンサ４３０として、ホールＩＣ，ＭＲ素子、磁歪式トルクセンサなどの周知のセンサを用いてもよい。
【００１９】
舵角センサ４４０は、操舵部材４１０の舵角を検出し、検出結果をＥＣＵ６００に提供する。
【００２０】
トルク印加部４６０は、ＥＣＵ６００から供給されるステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを、ステアリングシャフト４２０に印加する。トルク印加部４６０は、ステアリング制御量に応じたアシストトルク又は反力トルクを発生させるモータと、当該モータが発生させたトルクをステアリングシャフト４２０に伝達するトルク伝達機構とを備えている。
【００２１】
なお、本明細書における「制御量」の具体例として、電流値、デューティー比、減衰率、減衰比等が挙げられる。
【００２２】
操舵部材４１０、ステアリングシャフト４２０、トルクセンサ４３０、舵角センサ４４０、トルク印加部４６０、ラックピニオン機構４７０、ラック軸４８０、及びＥＣＵ６００は、本実施形態に係るステアリング装置を構成する。
【００２３】
なお、上述の説明において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。
【００２４】
また、上記の例では、操舵部材４１０からラック軸４８０までが常時機械的に接続されたステアリング装置を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、本実施形態に係るステアリング装置は、例えばステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置であってもよい。ステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置に対しても本明細書において以下に説明する事項を適用することができる。
【００２５】
ＥＣＵ６００は、車両９００が備える各種の電子機器を統括制御する。より具体的には、ＥＣＵ６００は、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量を調整することにより、ステアリングシャフト４２０に印加するアシストトルク又は反力トルクの大きさを制御する。
【００２６】
また、ＥＣＵ６００は、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して、サスペンション制御量を供給することによって当該ソレノイドバルブの開閉を制御する。この制御を可能とするために、ＥＣＵ６００からソレノイドバルブへ駆動電力を供給する電力線が配されている。
【００２７】
また、車両９００は、車輪３００毎に設けられ各車輪３００の車輪速を検出する車輪速センサ３２０、車両９００の横方向の加速度を検出する横Ｇセンサ３３０、車両９００の前後方向の加速度を検出する前後Ｇセンサ３４０、車両９００のヨーレートを検出するヨーレートセンサ３５０、エンジン５００が発生させるトルクを検出するエンジントルクセンサ５１０、エンジン５００の回転数を検出するエンジン回転数センサ５２０、及びブレーキ装置が有するブレーキ液に印加される圧力を検出するブレーキ圧センサ５３０を備えている。これらの各種センサによる検出結果は、ＥＣＵ６００に供給される。
【００２８】
なお、図示は省略するが、車両９００は、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのシステムであるＡＢＳ（Antilock Brake System）、加速時等における車輪の空転を抑制するＴＣＳ（Traction Control System）、及び、旋回時のヨーモーメント制御やブレーキアシスト機能等のための自動ブレーキ機能を備えた車両挙動安定化制御システムであるＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）制御可能なブレーキ装置を備えている。
【００２９】
ここで、ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、推定した車体速に応じて定まる車輪速と、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速とを比較し、これら２つの車輪速の値が、所定の値以上相違している場合にスリップ状態であると判定する。ＡＢＳ、ＴＣＳ、及びＶＳＡは、このような処理を通じて、車両９００の走行状態に応じて最適なブレーキ制御やトラクション制御を行うことにより、車両９００の挙動の安定化を図るものである。
【００３０】
また、上述した各種のセンサによる検出結果のＥＣＵ６００への供給、及び、ＥＣＵ６００から各部への制御信号の伝達は、ＣＡＮ（Controller Area Network）３７０を介して行われる。
【００３１】
（ＥＣＵ６００）
以下では、参照する図面を替えて、ＥＣＵ６００について具体的に説明する。図２は、ＥＣＵ６００の概略構成を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、ＥＣＵ６００は、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とを備えている。
【００３３】
ステアリング制御部６１０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、トルク印加部４６０に供給するステアリング制御量の大きさを決定する。
【００３４】
なお、本明細書において「〜を参照して」との表現には、「〜を用いて」「〜を考慮して」「〜に依存して」などの意味が含まれ得る。
【００３５】
サスペンション制御部６５０は、ＣＡＮ３７０に含まれる各種のセンサ検出結果を参照し、懸架装置１００に含まれる油圧緩衝装置が備えるソレノイドバルブに対して供給するサスペンション制御量の大きさを決定する。
【００３６】
また、図２に示すように、ＥＣＵ６００では、サスペンション制御部６５０によって算出されたロールレート値が、ステアリング制御部６１０に供給され、ステアリング制御量の大きさを決定するために参照される。
【００３７】
なお、後述するように、ロールレート値は、車両９００の傾きが所定の微小時間変化しなかった場合の基準値として「０」をとる構成とし、当該基準値からのずれとしてロールレートを表すものであってもよい。
【００３８】
また、「制御量の大きさを決定する」との処理には、制御量の大きさをゼロに設定する、すなわち、制御量を供給しない場合も含まれる。
【００３９】
また、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが別々のＥＣＵとして実現される構成であってもよい。このような構成の場合、ステアリング制御部６１０とサスペンション制御部６５０とが通信手段を用いて相互に通信を行うことにより、本明細書に記載の制御が実現される。
【００４０】
（ステアリング制御部）
続いて、図３を参照して、ステアリング制御部６１０についてより具体的に説明する。図３は、ステアリング制御部６１０の構成例を示すブロック図である。
【００４１】
図３に示すように、ステアリング制御部６１０は、制御量算出部６１１、制御量補正部６１２、ωフィードバック部６２０、ゲイン算出部６３０、及び乗算部６４０を備えている。
【００４２】
制御量算出部６１１は、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する。制御量算出部６１１によって算出された制御量は、制御量補正部６１２によって補正されたうえで、ステアリング制御量としてトルク印加部４６０に供給される。
【００４３】
（ωフィードバック部）
ωフィードバック部６２０は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、補正制御量の値を決定する。
【００４４】
ωフィードバック部６２０は、一例として、図３に示すように、目標舵角速算出部６２１、実舵角速算出部６２２、減算部６２３、及び、補正制御量決定部６２４を備えている。
【００４５】
目標舵角速算出部６２１は、舵角センサ４４０から供給される舵角、車輪速センサ３２０によって検出された車輪速に応じて定まる車速、及び、トルクセンサ４３０から供給される操舵トルクを参照し、目標舵角速を算出する。ここで、目標舵角速の具体的な算出方法は、本実施形態を限定するものではないが、目標舵角速を算出するにおいて、目標舵角速算出部６２１は、目標舵角速マップ、及びトルクレイシオマップを参照する構成とすることができる。
【００４６】
実舵角速算出部６２２は、舵角センサ４４０から供給される舵角の時間変化を算出することによって、実舵角速を特定する。
【００４７】
減算部６２３は、目標舵角速算出部６２１によって算出された目標舵角速から、実舵角速算出部６２２によって算出された実舵角速を減算し、減算した結果である舵角側偏差を、補正制御量決定部６２４に供給する。
【００４８】
補正制御量決定部６２４は、舵角側偏差に応じて、補正制御量の値を決定する。補正制御量の値の具体的な決定方法は本実施形態を限定するものではないが、補正制御量の値を決定するにおいて、補正制御量決定部６２４は、舵角速偏差補正制御量マップを参照する構成とすることができる。
【００４９】
（ゲイン算出部）
ゲイン算出部６３０は、ωフィードバック部６２０が算出した補正制御量に乗じるゲイン係数を、舵角センサ４４０から供給される舵角、及び、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値を参照して、算出する。
【００５０】
ゲイン算出部６３０は、一例として、図３に示すように、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、ロールレート判定部６３３、論理積算出部６３４、移動平均部６３５、及びゲイン決定部６３６を備えている。
【００５１】
切り戻し判定部６３１は、舵角センサ４４０から供給される舵角と、当該舵角を参照して算出される舵角速とを参照して、操舵部材４１０が切り戻し状態にあるのか否かの判定を行う。操舵部材４１０が切り戻し状態にある場合、切り戻し判定部６３１は、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合、判定結果として「０」を出力する。なお、車両９００が舵角速センサを備え、切り戻し判定部６３１が、舵角センサ４４０から供給される舵角と、舵角速センサから供給される舵角速とを参照して、操舵部材４１０が切り戻し状態にあるのか否かの判定を行う構成としてもよい。
【００５２】
なお、切り戻し判定部６３１による切り戻し状態の判定処理は上記の例に限定されるものではない。切り戻し判定部６３１は、トルクセンサ４３０による検出結果を示すトルクセンサ信号と、トルク印加部４６０が備えるモータの回転方向とを参照して、切り戻し状態であるか否かを判定する構成としてもよい。この構成の場合、例えば、トルクセンサ信号の符号とモータの回転方向の符号とが異なる場合に、切り戻し状態にあると判定する構成とすればよい。
【００５３】
ここで、トルクセンサ信号の符号は、例えば、トーションバーが右回転方向に捩れている状態の場合のトルクセンサ信号の符号をプラスとし、トーションバーが左回転方向に捩れている状態の場合のトルクセンサ信号の符号をマイナスとすればよい。また、モータの回転方向の符号は、トーションバーが右回転方向に捩れている状態において、トーションバーの捩れを解消させる方向をプラスとし、トーションバーが左回転方向に捩れている状態において、トーションバーの捩れを解消させる方向をマイナスとすればよい。
【００５４】
転舵速判定部６３２は、舵角センサ４４０から供給される舵角を参照して算出される舵角速又はその絶対値が、所定の値以上であるのか否かを判定する。転舵速判定部６３２は、舵角速又はその絶対値が所定の値以上である場合に、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合に、判定結果として「０」を出力する。
【００５５】
ロールレート判定部６３３は、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が、所定の値未満であるのか否かを判定する。ロールレート判定部６３３は、ロールレート値又はその絶対値が、所定の値未満である場合に、判定結果として「１」を出力し、そうでない場合に、判定結果として「０」を出力する。
【００５６】
論理積算出部６３４は、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、及び、ロールレート判定部６３３からの判定結果の論理積をとり、その結果を出力する。換言すれば、論理積算出部６３４は、切り戻し判定部６３１、転舵速判定部６３２、及び、ロールレート判定部６３３が出力する判定結果がすべて「１」である場合に、「１」を出力し、それ以外の場合に「０」を出力する。
【００５７】
移動平均部６３５は、論理積算出部６３４の出力の移動平均を算出し、その結果を出力する。なお、移動平均部６３５として、ローパスフィルタを用いてもよい。
【００５８】
ゲイン決定部６３６は、移動平均部６３５の出力結果に応じて、ゲイン係数を決定し、決定したゲイン係数を乗算部６４０に供給する。より具体的には、移動平均部６３５による移動平均後の値が０より大きい場合、１よりも大きいゲイン係数を決定する。更に言えば、ゲイン決定部６３６は、移動平均部６３５による移動平均後の値が大きければ大きいほど、ゲイン係数を大きく設定する。換言すれば、ゲイン決定部は、移動平均部６３５による移動平均後の値が大きければ大きいほど、操舵部材４１０に印加される反力が大きくなるように、ゲイン係数を設定する。
【００５９】
乗算部６４０は、補正制御量決定部６２４が決定した補正制御量に、ゲイン決定部６３６が決定したゲイン係数を乗算することによってゲイン後の補正制御量を制御量補正部６１２に供給する。
【００６０】
制御量補正部６１２は、制御量算出部６１１が算出した制御量に対して、乗算部６４０から供給されるゲイン後の補正制御量を加えることによって、ステアリング制御量を生成する。換言すれば、制御量補正部６１２は、制御量算出部６１１が算出した制御量を、車体２００のロールレートと、操舵部材４１０の舵角と、操舵部材４１０の舵角速とを参照して補正する。
【００６１】
このように、制御量補正部６１２が、制御量算出部６１１が算出した制御量を、車体２００のロールレートと、操舵部材４１０の舵角と、操舵部材４１０の舵角速とを参照して補正することにより、運転者にとって違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを操舵部材４１０に印加することができる。
【００６２】
また、上記の構成では、制御量補正部６１２は、操舵部材４１０が切り戻し状態にあり、操舵部材４１０の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に制御量を補正する。
【００６３】
操舵部材が切り戻し状態にあり、操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、ロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に、所謂「トルク抜け」という現象が生じやすいことが発明者によって認識されている。
【００６４】
ここで、「トルク抜け」が発生する具体的なプロセスを説明すれば以下の通りである。まず、運転者が転舵を行うと、車両９００にロールが発生する。ロールが発生すると懸架装置１００の備える油圧緩衝装置が収縮する。すると、タイロッドとロアーアームとの位置関係が変化し、その結果としてトー角が変化する。これにより、ラック軸４８０が、収縮した油圧緩衝装置側に引っ張られる。ゲイン算出部６３０を有しない構成において、この状態で運転者が操舵部材４１０の切り戻しを行うと、運転者が想定していたよりも小さい反力トルクしか発生せず、「トルク抜け」の現象が生じ得る。
【００６５】
ゲイン算出部６３０を有する上記の構成によれば、「トルク抜け」の現象を好適に抑制することができるので、運転者にとってより違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
【００６６】
また、上記の構成では、制御量補正部６１２は、操舵部材４１０が切り戻し状態にあり、操舵部材４１０の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、サスペンション制御部６５０から供給されるロールレート値又はその絶対値が所定の値未満である場合に、そうでない場合に比べて、操舵部材４１０に印加される反力が大きくなるように制御量を補正する。
【００６７】
したがって、上記の構成によれば、「トルク抜け」の現象をより好適に抑制することができるので、運転者にとって更に違和感の少ないアシストトルク又は反力トルクを印加することができる。
【００６８】
（サスペンション制御部）
続いて、図４を参照してサスペンション制御部について説明する。図４はサスペンション制御部６５０の構成例を示すブロック図である。
【００６９】
サスペンション制御部６５０は、図３に示すように、ＣＡＮ入力部６６０、車両状態推定部６７０、操縦安定性・乗心地制御部６８０、及び制御量セレクト部６９０を備えている。
【００７０】
ＣＡＮ入力部６６０は、ＣＡＮ３７０を介して各種の信号を取得する。図３に示すように、ＣＡＮ入力部６６０は、以下の信号を取得する（括弧書きは取得元を示す）。
【００７１】
・４輪の車輪速（車輪速センサ３２０Ａ〜Ｄ）
・ヨーレート（ヨーレートセンサ３５０）
・前後Ｇ（前後Ｇセンサ３４０）
・横Ｇ（横Ｇセンサ３３０）
・ブレーキ圧（ブレーキ圧センサ５３０）
・エンジントルク（エンジントルクセンサ５１０）
・エンジン回転数（エンジン回転数センサ５２０）
・舵角（舵角センサ４４０）
車両状態推定部６７０は、ＣＡＮ入力部６６０が取得した各種の信号を参照して車両９００の状態を推定する。車両状態推定部６７０は、推定結果として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、ロールレート、転舵時ロールレート、及び、加減速時ピッチレートを出力する。
【００７２】
車両状態推定部６７０は、図４に示すように、加減速・転舵時補正量算出部６７１、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３、及び、状態推定用一輪モデル適用部６７４を備えている。
【００７３】
加減速・転舵時補正量算出部６７１は、ヨーレート、前後Ｇ、４輪の車輪速、ブレーキ圧、エンジントルク、及びエンジン回転数を参照して、車体前後速度、内外輪差比、及び調整ゲインの算出を行い、算出結果を状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給する。
【００７４】
加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、前後Ｇ、及び横Ｇを参照して、転舵時ロールレート、及び加減速時ピッチレートを算出する。算出結果は、状態推定用一輪モデル適用部６７４に供給される。
【００７５】
また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、算出した転舵時ロールレートを、ロールレート値として、ステアリング制御部６１０に供給する。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、制御量セレクト部６９０の出力するサスペンション制御量を更に参照する構成としてもよい。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３の詳細については参照する図面を替えて後述する。
【００７６】
このように、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、前後Ｇ、及び横Ｇを参照して算出した転舵時ロールレートをロールレート値としてステアリング制御部６１０に供給し、ステアリング制御部６１０は、当該ロールレート値を参照して、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を補正するので、ステアリング制御部６１０はより好適にアシストトルク又は反力トルクの大きさを補正することができる。
【００７７】
また、上述のように、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が、制御量セレクト部６９０の出力するサスペンション制御量を更に参照する構成とすれば、ステアリング制御部６１０は更に好適にアシストトルク又は反力トルクの大きさを補正することができる。
【００７８】
状態推定用一輪モデル適用部６７４は、加減速・転舵時補正量算出部６７１による算出結果を参照して、各輪に対して状態推定用一輪モデルを適用し、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを算出する。算出結果は、操縦安定性・乗心地制御部６８０に供給される。
【００７９】
操縦安定性・乗心地制御部６８０は、スカイフック制御部６８１、ロール姿勢制御部６８２、ピッチ姿勢制御部６８３、及び、バネ下制御部６８４を備えている。
【００８０】
スカイフック制御部６８１は、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑制し、乗り心地を高める乗り心地制御（制振制御）を行う。スカイフック制御部６８１は、一例として、４輪のバネ上速度、４輪のストローク速度、ピッチレート、及びロールレートを参照して、スカイフック目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
【００８１】
より具体的な例として、スカイフック制御部６８１は、バネ上速度に基づいてバネ上−減衰力マップを参照することにより減衰力ベース値を設定する。また、スカイフック制御部６８１は、設定した減衰力ベース値に対してスカイフックゲインを乗じることによりスカイフック目標減衰力を算出する。そして、スカイフック目標減衰力とストローク速度とに基づいてスカイフック目標制御量を決定する。
【００８２】
ロール姿勢制御部６８２は、転舵時ロールレート、及び舵角を参照してロール姿勢制御を行い、舵角に応じた目標制御量である舵角比例目標制御量、舵角速度に応じた目標制御量である舵角速度比例目標制御量、及び、ロールレートに応じた目標制御量であるロールレート比例目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
【００８３】
また、ロール姿勢制御部６８２は、操舵トルクを示す操舵トルク信号を参照して上記各種の目標制御量を算出する構成としてもよい。ここで、ステアリング制御部６１０が操舵トルク信号をサスペンション制御部６５０に供給し、当該操舵トルク信号をステアリング制御部６１０が参照する構成としてもよい。なお、操舵トルク信号は、位相補償されたものを用いる構成としてもよい。これにより、更に快適な乗り心地を実現することが期待できる。
【００８４】
このように、ロール姿勢制御部６８２は、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が算出した転舵時ロールレートを参照してロール姿勢制御を行うので、好適な姿勢制御を行うことができる。また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３が算出した転舵時ロールレートは、ロール姿勢制御部６８２によるロール姿勢制御のみならず、上述のように、ステアリング制御部６１０によるアシストトルク又は反力トルクの大きさの補正にも用いられるので、構成要素の増加を抑制しつつ、好適な姿勢制御と違和感のない操舵感を提供することができる。
【００８５】
ピッチ姿勢制御部６８３は、加減速時ピッチレートを参照してピッチ制御を行い、ピッチ目標制御量を決定し、その結果を制御量セレクト部６９０に供給する。
【００８６】
バネ下制御部６８４は、４輪の車輪速を参照して、車両９００のバネ下の制振制御を行い、バネ下制振制御目標制御量を決定する。決定結果は、制御量セレクト部６９０に供給される。
【００８７】
制御量セレクト部６９０は、スカイフック目標制御量、舵角比例目標制御量、舵角速度比例目標制御量、ロールレート比例目標制御量、ピッチ目標制御量、及び、バネ下制振制御目標制御量のうち、最も大きい値を有する目標制御量を、サスペンション制御量として出力する。
【００８８】
（加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部）
続いて、参照する図面を替えて、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３についてより具体的に説明する。
【００８９】
図５は、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３の構成例を示すブロック図である。加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、図５に示すように、減算部７３１、７３２、減衰力算出部７３３、モデル適用部７４０、増幅部７５１〜７５４を備えている。
【００９０】
またモデル適用部７４０は、増幅部７４１、７４４、７４５、加算部７４２、及び遅延部７４３を備えている。
【００９１】
減算部７３１は、前後Ｇを示す信号から増幅部７５３の出力信号を減算し、減算した結果を増幅部７４１に出力する。
【００９２】
減算部７３２は、横Ｇを示す信号から増幅部７５４の出力信号を減算し、減算した結果を増幅部７４１に出力する。
【００９３】
減衰力算出部７３３は、サスペンション制御量、及び、増幅部７５１の出力を参照し、各輪の減衰力を算出する。ここで、増幅部７５１の出力は、懸架装置１００の備える油圧緩衝装置のストローク速度（ダンパ速度）に対する推定値に対応している。また、減衰力算出部７３３による各輪の減衰力の算出は減衰力マップを参照して行われる。
【００９４】
モデル適用部７４０は、減算部７３１が出力する減算後の前後Ｇ、及び減衰力算出部７３３が出力する各輪の減衰力に対して、ピッチ挙動モデルを適用することによって、加減速時ピッチレートを算出する。
【００９５】
モデル適用部７４０は、減算部７３２が出力する減算後の横Ｇ、及び減衰力算出部７３３が出力する各輪の減衰力に対して、ロール挙動モデルを適用することによって、転舵時ロールレートを算出する。
【００９６】
モデル適用部７４０による加減速時ピッチレート及び転舵時ロールレートの算出は、増幅部７４１、７４４、７４５における増幅率、及び、遅延部７４３による遅延量を調整することによって行われる。
【００９７】
増幅部７４１は、減算部７３１、減算部７３２、及び減衰力算出部７３３の出力を増幅し、加算部７４２に供給する。加算部７４２は、増幅部７４１の出力に、遅延部７４３の出力を増幅部７４５によって増幅したものを加算し、遅延部７４３に供給する。増幅部７４４は、遅延部７４３の出力を、加速時ピッチレート、又は、転舵時ロールレートとして出力する。
【００９８】
増幅部７５１は、遅延部７４３の出力を増幅し、減衰力算出部７３３に供給する。増幅部７５２は、遅延部７４３の出力を増幅する。増幅部７５１の出力は、増幅部７５３又は増幅部７５４によって増幅されたうえで、それぞれ、減算部７３１又は減算部７３２に入力される。
【００９９】
なお、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、車両９００の傾きが所定の微小時間変化しなかった場合の転舵時ロールレートの基準値として「０」を出力してもよい。また、加減速・転舵時ピッチ・ロールレート算出部６７３は、転舵時ロールレートに±０．５程度の不感帯を設けてもよい。ここで、符号は、例えば、車両９００の左側を「＋」、右側を「−」とする。
【０１００】
〔ソフトウェアによる実現例〕
ＥＣＵ６００の制御ブロック（ステアリング制御部６１０、サスペンション制御部６５０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０１】
後者の場合、ＥＣＵ６００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
２００  車体
６００  ＥＣＵ（制御装置）
６１０  ステアリング制御部
６１１  制御量算出部
６１２  制御量補正部
６２０  ωフィードバック部
６３０  ゲイン算出部
６５０  サスペンション制御部
６７３  ロールレート算出部
９００  車両
【図１】
2018161951.tif 000003
【図２】
2018161951.tif 000004
【図３】
2018161951.tif 000005
【図４】
2018161951.tif 000006
【図５】
2018161951.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月2日(2017.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えており、
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を補正することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を、前記操舵部材に印加される反力が大きくなるように補正する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
車体に関する前後方向の加速度、及び横方向の加速度を少なくとも参照して前記ロールレートを算出するロールレート算出部を更に備えている請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記ロールレート算出部は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御量を更に参照して、前記ロールレートを算出する請求項３に記載のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記ロールレート算出部が算出したロールレートを参照したロール姿勢制御を行うことにより、サスペンション制御のための目標制御量を決定するロール姿勢制御部をさらに備えている請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項６】
運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、
前記ステアリング制御部は、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えており、
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を補正することを特徴とするステアリング装置。
【請求項７】
前記車体のロールレートは、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御部によるサスペンション制御量の算出において参照されるロールレートである請求項６に記載のステアリング装置。
【請求項８】
前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを表すトルク信号を前記サスペンション制御部に供給する請求項７に記載のステアリング装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月21日(2017.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操舵操作する操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加する制御装置であって、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えており、
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を、前記操舵部材に印加される反力が大きくなるように補正することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
車体に関する前後方向の加速度、及び横方向の加速度を少なくとも参照して前記ロールレートを算出するロールレート算出部を更に備えている請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ロールレート算出部は、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御量を更に参照して、前記ロールレートを算出する請求項２に記載のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記ロールレート算出部が算出したロールレートを参照したロール姿勢制御を行うことにより、サスペンション制御のための目標制御量を決定するロール姿勢制御部をさらに備えている請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
運転者が操舵操作する操舵部材と、前記操舵部材に対してアシストトルク又は反力トルクを印加するステアリング制御部とを備えたステアリング装置であって、
前記ステアリング制御部は、
前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを参照し、アシストトルク又は反力トルクの大きさを制御するための制御量を算出する制御量算出部と、
制御量算出部が算出した制御量を、車体のロールレートと、前記操舵部材の舵角と、前記操舵部材の舵角速とを参照して補正する制御量補正部を備えており、
前記制御量補正部は、
前記操舵部材が切り戻し状態にあり、前記操舵部材の舵角速又はその絶対値が所定の値以上であり、かつ、前記ロールレート又はその絶対値が所定の値未満である場合に、前記制御量算出部が算出した制御量を、前記操舵部材に印加される反力が大きくなるように補正することを特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
前記車体のロールレートは、サスペンションの減衰力を制御するサスペンション制御部によるサスペンション制御量の算出において参照されるロールレートである請求項５に記載のステアリング装置。
【請求項７】
前記ステアリング制御部は、前記操舵部材に対して印加される操舵トルクを表すトルク信号を前記サスペンション制御部に供給する請求項６に記載のステアリング装置。