(57)【要約】【課題】ドライバ操作による車両挙動への影響を抑えつつ、外乱入力時に車両に発生する横揺れを低減すること。【解決手段】前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌを転舵する転舵アクチュエータ７を備える。この車両のステアリング制御装置において、車両に発生する横加速度を検出する横加速度センサ３５と、横加速度センサ３５からの横加速度センサ値を入力し、転舵アクチュエータ７に対して駆動指令を出力する転舵コントローラ２２と、を備える。転舵コントローラ２２は、横加速度センサ値のうち周波数がフィルタ閾値以上の高周波成分を外乱横Ｇ成分として抽出するフィルタ２２ｇと、フィルタ２２ｇを通過する外乱横Ｇ成分を抽出すると、外乱横Ｇ成分を打ち消す方向に前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌへ転舵力を加える転舵力制御により転舵アクチュエータ７を駆動するキャンセル電流変換部２２ｈと、を有する。【選択図】図２
2019107967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを転舵する転舵アクチュエータを備える車両のステアリング制御方法において、
前記車両に発生する横加速度を検出し、
横加速度センサ値のうち周波数が所定周波数以上の高周波成分を外乱横加速度成分として抽出し、
前記外乱横加速度成分を抽出すると、外乱横加速度成分を打ち消す方向にタイヤへ転舵力を加える転舵力制御により前記転舵アクチュエータを駆動する
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載された車両のステアリング制御方法において、
前記所定周波数は、ドライバのハンドル操作による低周波数成分を横加速度センサ値から分離し、早い外乱入力により車両に発生する横加速度の高周波数成分を、外乱横加速度成分として横加速度センサ値から抽出する第１閾値に設定する
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された車両のステアリング制御方法において、
前記転舵アクチュエータを搭載するステアリング方式は、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とが機械的に分離しているステアリング・バイ・ワイヤ方式である
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載された車両のステアリング制御方法において、
ドライバによるハンドル操作の有無を判定し、
前記ハンドル操作有りと判定された場合は、前記所定周波数を第１閾値に設定し、
前記ハンドル操作無しと判定された場合は、前記所定周波数を前記第１閾値に比べて低周波数側の第２閾値に設定する
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載された車両のステアリング制御方法において、
前記車両が旋回中であるか直進中であるかを判定し、
前記車両が旋回中であると判定された場合は、前記ハンドル操作の有無にかかわらず、前記所定周波数を第１閾値に設定する
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法及び制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された車両のステアリング制御方法において、
前記車両が直進中であり、かつ、前記ハンドル操作有りと判定された場合は、前記所定周波数を第１閾値に設定し、
前記車両が直進中であり、かつ、前記ハンドル操作無しと判定された場合は、前記所定周波数を前記第１閾値に比べて低周波数側の第２閾値に設定する
ことを特徴とする車両のステアリング制御方法。
【請求項７】
タイヤを転舵する転舵アクチュエータを備える車両のステアリング制御装置において、
前記車両に発生する横加速度を検出する横加速度センサと、
前記横加速度センサからの横加速度センサ値を入力し、前記転舵アクチュエータに対して駆動指令を出力する転舵コントローラと、を備え、
前記転舵コントローラは、
横加速度センサ値のうち周波数が所定周波数以上の高周波成分を外乱横加速度成分として抽出するフィルタと、
前記フィルタを通過して外乱横加速度成分を抽出すると、外乱横加速度成分を打ち消す方向にタイヤへ転舵力を加える転舵力制御により前記転舵アクチュエータを駆動する転舵力指令変換部と、を有する
ことを特徴とする車両のステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タイヤを転舵する転舵アクチュエータを備える車両のステアリング制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵ハンドルの操作とこの操作に応じてヨーレイトとの関係を表していて予め設定された目標伝達特性を実現する目標横加速度を演算する。この目標横加速度と実横加速度を用いた制御（フィードフォワード制御＋フィードバック制御）により目標転舵角を演算する車両の操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来装置は、ハンドル角を入力する横Ｇコントローラに対して実横加速度をフィードバックし、横Ｇコントローラにより演算された目標転舵角（転舵指令角）に基づき、転舵角サーボ及び転舵アクチュエータを経由してタイヤを転舵する構成である。このため、実横加速度の発生に対するタイヤ転舵に応答遅れが発生するし、角度の次元による転舵角制御となり、直接、横Ｇ(力)を打ち消すことができない。この結果、横風などの早い外乱入力時に車両に発生する横揺れが低減できず、乗り心地が悪化する、という問題がある。
【０００５】
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、ドライバ操作による車両挙動への影響を抑えつつ、外乱入力時に車両に発生する横揺れを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示は、タイヤを転舵する転舵アクチュエータを備える。
この車両のステアリング制御方法において、車両に発生する横加速度を検出する。
横加速度センサ値のうち周波数が所定周波数以上の高周波成分を外乱横加速度成分として抽出する。
外乱横加速度成分を抽出すると、外乱横加速度成分を打ち消す方向にタイヤへ転舵力を加える転舵力制御により転舵アクチュエータを駆動する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように、外乱横加速度成分として抽出された高周波成分を、直接に転舵アクチュエータへフィードバックする転舵力制御を採用したことで、ドライバ操作による車両挙動への影響を抑えつつ、外乱入力時に車両に発生する横揺れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のステアリング制御方法及び制御装置が適用されたステアリング・バイ・ワイヤ方式による前輪ステアリングシステムを示す全体図である。
【図２】実施例１のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラの詳細構成を示す制御ブロック図である。
【図３】比較例での横加速度情報を用いて転舵アクチュエータの転舵角制御を実行するステアリング制御系を示す制御ブロック図である。
【図４】実施例１での横加速度情報を用いて転舵アクチュエータの転舵力制御を実行するステアリング制御系の概要を示す制御ブロック図である。
【図５】車体に加わる外乱による車体横揺れ作用を示す車体横揺れ説明図である。
【図６】車体とタイヤを質量とする減衰付き主振動系及び副振動系のうち副振動系であるタイヤに転舵力と転舵角を加えた状態を示す振動モデル図である。
【図７】転舵アクティブマスダンパーのON/OFFによる車体の横揺れの大きさ（作用反作用による横Ｇ/転舵力）の周波数特性を示す周波数特性比較図である。
【図８】車体の横揺れの大きさ（遠心力による横Ｇ/転舵角）の周波数特性を示す周波数特性図である。
【図９】実施例１でのタイヤ転舵時における横Ｇ発生作用を示す作用説明図である。
【図１０】実施例１の横風などで横方向に外乱入力を受けたときの横揺れ抑制作用を示す作用説明図である。
【図１１】実施例２のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラの詳細構成を示すブロック構成図である。
【図１２】実施例２の転舵コントローラにて実行される外乱による横揺れを抑制するステアリング制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例３のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラの詳細構成を示すブロック構成図である。
【図１４】実施例３の転舵コントローラにて実行される外乱による横揺れを抑制するステアリング制御処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示による車両のステアリング制御方法及び制御装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１におけるステアリング制御方法及び制御装置は、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とが機械的に分離可能とされ、タイヤ転舵系に転舵アクチュエータを備えるステアリング・バイ・ワイヤ方式（ＳＢＷ方式）のシステムを装備する車両に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「転舵コントローラの詳細構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
図１は、実施例１のステアリング制御方法及び制御装置が適用されたステアリング・バイ・ワイヤ方式による前輪ステアリングシステムを示す。以下、図１に基づいて全体システム構成を説明する。
【００１２】
前輪ステアリングシステムのステアリング系は、図１に示すように、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とがステアリングクラッチ１により機械的に分離可能とされる。このステアリングクラッチ１は、第１ステアリングシャフト５の下端部と、第２ステアリングシャフト６の上端部と、の間の位置に介装された電磁クラッチである。反力コントローラ２１からの通電により解放され、ハンドル操作系側の第１ステアリングシャフト５とタイヤ転舵系側の第２ステアリングシャフト６とが切り離される。反力コントローラ２１からの通電を遮断すると、ハンドル操作系側の第１ステアリングシャフト５とタイヤ転舵系側の第２ステアリングシャフト６とが締結される。
【００１３】
ハンドル操作系は、ステアリングクラッチ１が解放されるＳＢＷ制御時に切り離され、タイヤ転舵系と独立して動作する。ハンドル操作系には、ステアリングホイール２と、コラムシャフト３と、反力モータ４と、第１ステアリングシャフト５と、を有する。
【００１４】
ステアリングホイール２は、コラムシャフト３の上端部に結合固定され、ドライバによるハンドル操作力をコラムシャフト３に入力する。
【００１５】
反力モータ４は、コラムシャフト３の下端部に設けられ、ステアリングホイール２を握ってハンドル操作するドライバに対し、路面からの転舵反力に相当する反力トルクを与える。
【００１６】
タイヤ転舵系は、ステアリングクラッチ１の解放されるＳＢＷ制御時に切り離され、ハンドル操作系と独立して動作する。タイヤ転舵系には、第２ステアリングシャフト６と、転舵アクチュエータ７と、ピニオンシャフト８と、ステアリングギアユニット９と、タイロッド１０Ｒ，１０Ｌと、ナックルアーム１１Ｒ，１１Ｌと、前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌと、を備えている。
【００１７】
転舵アクチュエータ７は、電動モータによる転舵モータであり、転舵コントローラ２２からの指令電圧により発生したモータトルクを減速ギアで増大してピニオンシャフト８に伝える。ここで、減速ギアは、例えば、モータ軸に設けられたピニオンと、ピニオンシャフト８に設けられたウォームギアにより構成される。なお、転舵アクチュエータ７には、ピニオン角度センサ３２と、モータ電流センサ３３とが設けられる。
【００１８】
ピニオンシャフト８は、転舵アクチュエータ７の減速ギアに連結され、ステアリングギアユニット９に転舵力を入力する。このピニオンシャフト８の途中位置には、ピニオントルクを検出するトルクセンサ３４が設けられる。ここで、トルクセンサ３４は、トーションバーの両端部における角度を検出し、両角度差（＝捩れ角度）によりピニオンシャフト８に作用するトルクを検出する。トーションバーの直径は、トルク入力により検出可能な捩れ角度が発生するように、ピニオンシャフト８のシャフト径より小径に形成される。
【００１９】
ステアリングギアユニット９は、ピニオンシャフト８と、ラックギアシャフト１３と、ギアハウジング１４と、を有して構成され、ピニオンシャフト８の回転運動をラックギアシャフト１３の直線運動に変換する。ラックギアシャフト１３の両端部には、それぞれ左右のタイロッド１０Ｒ，１０Ｌが連結される。
【００２０】
ナックルアーム１１Ｒ，１１Ｌは、左右の前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌが装着されるタイヤホイールの中心軸位置に設けられ、アーム端部の位置に左右のタイロッド１０Ｒ，１０Ｌに連結される。即ち、ラックギアシャフト１３が車幅方向の左方向に直線運動すると、左右の前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌが左旋回方向に転舵する。一方、ラックギアシャフト１３が車幅方向の右方向に直線運動すると、左右の前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌが右旋回方向に転舵する。
【００２１】
前輪ステアリングシステムの制御系は、図１に示すように、ＳＢＷコントロールモジュール２０を備えている。ＳＢＷコントロールモジュール２０は、ステアリングクラッチ１の締結/解放制御と反力モータ４の駆動制御を行う反力コントローラ２１と、転舵アクチュエータ７の駆動制御を行う転舵コントローラ２２と、を有する。反力コントローラ２１と転舵コントローラ２２は、情報交換可能な通信線２３により接続されている。
【００２２】
反力コントローラ２１は、ステアリングホイール２の角度を検出するハンドル角センサ３０、反力モータ４のモータ出力を検出するモータ出力センサ３１等からの検出情報に加え、通信線を介して他のコントローラから取り込まれる情報を入力する。そして、入力情報に基づく制御機能として、ＳＢＷ制御時に反力モータ４によりステアリングホイール２に対し操舵反力を与える操舵反力制御機能と、ステアリングクラッチ１の締結/解放を制御するクラッチ制御機能と、を有する。
【００２３】
ここで、「操舵反力制御機能」とは、ステアリングクラッチ１が解放状態のＳＢＷ制御時、ハンドル角、転舵アクチュエータ７のモータ角度及びモータ電流、車速に基づいて、タイヤ反力相当の操舵反力を演算し、反力モータ４を駆動する機能をいう。
【００２４】
「クラッチ制御機能」とは、システム作動時、且つ、キースイッチON時に、ステアリングクラッチ１を解放する。キースイッチOFF時、又は、システム異常によるマニュアルモード時、又は、EPSモード時、又は、保護モード時に、ステアリングクラッチ１を締結する機能をいう。
【００２５】
なお、ステアリングクラッチ１が締結されるEPSモード時には、転舵アクチュエータ７をアシストモータとして用いる。即ち、トルクセンサ３４からのピニオントルクに応じたアシスト力指令により転舵アクチュエータ７を駆動し、ドライバによるハンドル操作力にアシスト力を加える。
【００２６】
転舵コントローラ２２は、転舵アクチュエータ７のピニオン角度センサ３２及びモータ電流センサ３３、ピニオントルクを検出するトルクセンサ３４、車体の横Ｇ及びヨーレイトを検出する横Ｇセンサ３５及びヨーレイトセンサ３６等からの検出情報を入力する。そして、入力情報に基づく制御機能として、転舵指令舵角を演算する転舵指令舵角演算機能と、実転舵角を転舵指令舵角に一致させる転舵角サーボ制御機能と、転舵アクチュエータ７への実電流を指令電流に一致させる転舵電流サーボ制御機能と、を有する。
【００２７】
ここで、「転舵指令舵角演算機能」とは、ＳＢＷ制御時、そのときのハンドル角と目標ステアリングギア比に基づいて転舵指令舵角を演算する機能をいう。なお、「転舵指令舵角演算機能」については、反力コントローラ２１により実行し、演算結果を転舵コントローラ２２にて受け取るようにしても良い。また、ドライバによるハンドル操作の負担を軽減させる運転支援車両であって、運転支援走行中、シャシコントロールモジュール２４から補正転舵角が入力されると、補正転舵角を加えて転舵指令舵角を演算する。さらに、ドライバによるハンドル手放し操作が可能である自動運転車両であって、自動運転走行中、シャシコントロールモジュール２４から目標転舵角が入力されると、目標転舵角を転舵指令舵角とする。
【００２８】
「転舵角サーボ制御機能」とは、転舵指令舵角と実転舵角の差分を演算し、転舵角差分に応じた転舵アクチュエータ７への転舵指令電流を演算する機能をいう。「転舵電流サーボ制御機能」とは、転舵指令電流と実電流の差分（指令電流）を演算し、電流差分に応じた転舵アクチュエータ７への指令電圧を演算する機能をいう。なお、「転舵角サーボ制御機能」の出力側に、横風や路面凹凸等による早い外乱入力時、横Ｇセンサ値に応じた転舵力を前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌに加えることで、外乱入力による車両の横揺れを抑える車両挙動抑制機能を追加している。
【００２９】
［転舵コントローラの詳細構成］
図２は、実施例１のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラ２２の詳細構成を示す。以下、図２に基づいて転舵コントローラ２２の詳細構成を説明する。
【００３０】
転舵コントローラ２２は、図２に示すように、ピニオン角換算部２２ａと、第１減算器２２ｂと、転舵角サーボ２２ｃと、加算器２２ｄと、第２減算器２２ｅと、転舵電流サーボ２２ｆと、フィルタ２２ｇと、キャンセル電流変換部２２ｈと、を備えている。
【００３１】
ピニオン角換算部２２ａは、転舵アクチュエータ７のピニオン角度センサ３２からのピニオン角度を入力する。そして、ピニオン角度とそのときの目標ステアリングギア比に基づいてハンドル角換算値を演算し、第１減算器２２ｂへ出力する。
【００３２】
第１減算器２２ｂは、ハンドル角センサ３０からの実ハンドル角を入力する。そして、実ハンドル角とピニオン角換算部２２ａからのハンドル角換算値のハンドル角差分値を転舵角サーボ２２ｃへ出力する。
【００３３】
転舵角サーボ２２ｃは、第１減算器２２ｂからのハンドル角差分値を入力する。そして、ハンドル角差分値とそのときの目標ステアリングギア比に基づいて、ハンドル角差分値の変化に素早く追従するサーボ転舵角を転舵電流に変換し、加算器２２ｄへ出力する。
【００３４】
加算器２２ｄは、転舵角サーボ２２ｃからの転舵電流と、キャンセル電流変換部２２ｈからのキャンセル電流とを入力する。そして、転舵電流とキャンセル電流との合計電流を減算器２２ｅへ出力する。
【００３５】
減算器２２ｅは、加算器４３からの合計電流と、転舵アクチュエータ７に設けられたモータ電流センサ３３からのモータ電流とを入力する。そして、合計電流からモータ電流を差し引いた差分を指令電流とし、転舵電流サーボ２２ｆへ出力する。
【００３６】
転舵電流サーボ２２ｆは、減算器２２ｅからの指令電流を入力する。そして、入力される指令電流の変化に素早く追従するサーボ電流を指令電圧に変換し、転舵アクチュエータ７に出力する。
【００３７】
フィルタ２２ｇは、高周波数成分のみを通すハイパスフィルタであり、車両に設けられた横Ｇセンサ３５からの横Ｇセンサ値を入力する。そして、入力される横Ｇセンサ値のうち周波数が第１閾値以上の高周波成分を外乱横Ｇ成分として抽出し、キャンセル電流変換部２２ｈへ出力する。
【００３８】
ここで、「第１閾値」は、ドライバのハンドル操作により車両に発生する横Ｇの低周波数成分を分離し、早い外乱入力により車両に発生する横Ｇの高周波数成分を、外乱横Ｇ成分として横加速度センサ値から抽出する値に設定する。即ち、ハンドル操作⇒タイヤ転舵⇒タイヤ横力発生⇒横Ｇ発生による応答性は、車両特性により3Hz以下である（普通の車両は1〜2Hzがピーク）。一方、外乱（横風や路面凸凹等）により発生する横Ｇのうち、乗り心地を悪化させる振動周波数成分は10Hz以上である。よって、フィルタ閾値の第１閾値は、ハンドル操作による横Ｇの発生を阻害せずに、乗り心地を悪化させる周波数成分を抽出する周波数（例えば、10Hz程度）に設定される。
【００３９】
キャンセル電流変換部２２ｈは、フィルタ２２ｇからの外乱横Ｇ成分を入力する。そして、外乱横Ｇ成分を打ち消す方向に前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌへ加える外乱キャンセル力（＝転舵力）を、転舵アクチュエータ７へのキャンセル電流に変換し、加算器２２ｄへ出力する。
【００４０】
ここで、外乱キャンセル力は、Ｆ（力）＝ｍ（質量）×α（加速度）の関係を用い、外乱横Ｇ成分に所定の係数（質量換算係数）を掛け合わせ、外乱横Ｇ成分を外乱による車両作用させる転舵力のプロファイル波形に変換する。つまり、外乱キャンセル力は、転舵アクチュエータ７から前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌへ加える転舵力（タイヤを押す力）の反作用（車両を押す力）により実現されるため、外乱による横Ｇセンサ値と同じ方向に作用させる力になる。
【００４１】
次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「比較例でのステアリング制御作用」、「実施例１でのステアリング制御作用」、「転舵アクティブマスダンパーによる横揺れ低減作用」、「転舵時ステアリング制御作用と外乱入力時ステアリング制御作用」に分けて説明する。
【００４２】
［比較例でのステアリング制御作用］
比較例での転舵アクチュエータを制御するステアリング制御系は、図３に示すように、ステアリングホイールと、横Ｇコントローラと、転舵角サーボと、転舵アクチュエータと、タイヤと、車両と、を有するものとする。
【００４３】
この比較例では、横Ｇコントローラに、ドライバ操作によるハンドル角と横加速度センサによる実横Ｇが入力される。そして、横Ｇコントローラにおいて、ドライバ操作によるハンドル角に基づいて予め設定された目標伝達特性を実現する目標横Ｇが作成され、目標横Ｇと実横Ｇの差により転舵指令角が作成される。転舵角サーボにおいて、横Ｇコントローラからの転舵指令角と実転舵角を入力し、実転舵角が転舵指令角に追従するように転舵アクチュエータに転舵角指令を出力する。
【００４４】
しかし、比較例のように、車両に発生する実横Ｇを、横Ｇコントローラに対してフィードバックする転舵角制御を行うと、下記に列挙する課題が生じる。
(a) ハンドル角による目標横Ｇの演算と、目標横Ｇと実横Ｇによる転舵指令角の演算を実行した後、転舵アクチュエータの駆動を行うため、演算の遅れが発生する。
(b) 横Ｇコントローラを用いた転舵角制御にすると、角度（転舵角）の次元となり、直接、力の次元である横Ｇを打ち消すことができない。即ち、転舵アクチュエータは力を発生する。横Ｇも加速度αなので、力の次元（Ｆ＝ｍ×α）である。
【００４５】
この結果、外乱による車両挙動の抑制を素早くできず、乗り心地が良くない。特に、横風などの早い外乱に対して車両（車体）の横揺れを低減することができないため、乗り心地が悪化する。
【００４６】
［実施例１でのステアリング制御作用］
上記比較例の課題に対し、実施例１での転舵アクチュエータ７を制御するステアリング制御系は、図４に示す基本制御構成を有するものになる。つまり、ステアリングホイール２と、転舵角サーボ２２ｃと、転舵アクチュエータ７と、フィルタ２２ｇと、タイヤ１２Ｒ，１２Ｌと、車両と、横加速度センサ３５と、を有する。
【００４７】
この実施例１では、横加速度センサ３５により検出された実横Ｇが転舵アクチュエータ７に直接入力される。よって、下記に列挙するように、比較例の課題が解消される。
(A) 実横Ｇを転舵アクチュエータ７に直接入力するため、演算の遅れが発生しない。
(B) 転舵アクチュエータ７に直接入力される横Ｇは力の次元であり、転舵力制御になるため、直接、横Ｇセンサ値の全周波数域で横Ｇ(力)を打ち消すことができる。
【００４８】
このように、転舵アクチュエータ７に直接、実横Ｇをフィードバックすることで、応答遅れなく、外乱による車両挙動の抑制を素早くできる。それにより、車両の横揺れ（乗り心地）が向上する。ただし、全周波数域の実横Ｇ成分を転舵アクチュエータ７に直接入力する構成とすると、クリアすべき下記の課題がある。
【００４９】
ドライバのハンドル操作による車両の動きなのか、外乱（横風等）による車両の動きなのかは車両挙動（横Ｇ等）からは判別できない。よって、全周波数域の実横Ｇ成分を転舵アクチュエータ７に直接入力する構成とすると、ドライバのハンドル操作による車両の動きを阻害してしまうことになる。
【００５０】
そこで、全周波数域の実横Ｇ成分のうち、フィルタ２２ｇを介して高周波数成分のみを転舵アクチュエータ７に直接入力する構成を採用した。このフィルタ２２ｇは、ドライバのハンドル操作による周波数成分か外乱による周波数成分かを判別し、かつ、ドライバのハンドル操作による車両の動きを分離し、その動きを打ち消すような信号を反映しない機能を有する。また、外乱による車両の動きを認識してその信号を通すことで、外乱を素早く打ち消す機能を有する。
【００５１】
この結果、ドライバのハンドル操作による車両の動きに全く悪影響を与えず、早い外乱が入力したとき、車両に発生する横揺れ挙動を低減できる。
【００５２】
［転舵アクティブマスダンパーによる横揺れ低減作用］
先ず、図５に示すように、外乱（横風、路面荒れ等）により車体が車幅方向に揺らされると、車両の乗員にとって乗り心地が悪くなる。よって、走行中に外乱が入力したときの乗り心地を向上することが要求されている。この要求に対し、現状における揺れ低減方策を眺めると、車両上下方向の揺れ低減方策としては、エアーサスペンションや電制ショックアブソーバや駆動力増減制御等が提案されている。しかし、走行中に外乱が入力したとき、車幅方向の揺れを有効に低減して乗り心地を向上する方策については、有効な方策が提案されていないのが実情である。
【００５３】
そこで、本発明者は、転舵アクチュエータを有するステアリング系に、アクティブマスダンパー（Active Mass Damper：ＡＭＤ）の考え方を適用する点に着目した。そして、車体の横揺れ低減方策として、転舵力制御によるアクティブマスダンパーによる方策（以下、“転舵アクティブマスダンパー”と呼ぶ。）を採用した。以下、“転舵アクティブマスダンパー”による横揺れ低減作用を、図６〜図８に基づいて説明する。
【００５４】
“転舵アクティブマスダンパー”は、車体の横揺れに対して転舵アクチュエータを転舵力発生器として作用させることで車体の横揺れそのものを低減でき、かつ、アクティブ制御により力の大きさや周波数帯域を自由に設定できるメリットを有する。なお、振動を抑制するマスダンパーとして“動的吸振器”が知られているが、この“動的吸振器”は、特定の共振周波数域でのみ振動を抑制するものであり、しかも、発生している振動量を低減するものではない点で“転舵アクティブマスダンパー”とは相違する。
【００５５】
即ち、車体とタイヤの振動モデルは、図６に示すように、タイヤと路面、及び、タイヤと車体は、それぞれバネと減衰器により連結されたものとなる。この振動モデルのタイヤに転舵力発生器である“転舵アクティブマスダンパー（ＡＭＤ）”を追加すると、タイヤに加える転舵力の反作用により車体を押す力が発生し、車体を押す力が車体の横揺れ力を打ち消す力となり、車体の横揺れ力を低減する。なお、実施例１でのＡＭＤは、横Ｇを検出する横Ｇセンサ３５と、センサの出力を受けアクチュエータを駆動させるドライバ（転舵コントローラ２２）と、力を発生させる転舵アクチュエータ７と、その力を受ける質量（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）から構成される。
【００５６】
よって、“転舵アクティブマスダンパー（ＡＭＤ）”による車体の横揺れの大きさ（作用反作用による横Ｇ/転舵力）の周波数特性は、図７に示すように、ＡＭＤがオフのときは実線特性となるが、ＡＭＤがオンになると点線特性まで車体の横揺れが低下する。しかも、車体の横揺れ低下周波数域は、遅い周波数域から早い周波数域までの全域になる。この車体の横揺れ低下作用により、上記(B)の「転舵力制御になるため、直接、横Ｇセンサ値の全周波数域で横Ｇ(力)を打ち消すことができる。」ということが裏付けられる。
【００５７】
一方、ドライバのハンドル操作によりタイヤを転舵して旋回走行すると、図６に示すように、タイヤに加えられる転舵角によりタイヤと路面との間で発生する転舵抵抗力が、タイヤ及びサスペンションを介して車体に伝達される。つまり、車体の横揺れの大きさは、車体に作用する遠心力と転舵角制御による転舵抵抗力とによって決まる。
【００５８】
よって、車体の横揺れの大きさ（遠心力による横Ｇ/転舵角）の周波数特性は、図８に示す実線特性となり、ドライバのハンドル操作による周波数域と重なる遅い周波数域でのみ車体の横揺れが発生する。このため、仮に低周波数域で“転舵アクティブマスダンパー（ＡＭＤ）”をオンにすると、ハンドル操作に基づく車両の動きを阻害することになる。このハンドル操作に基づく車両の動きを阻害する作用により、ドライバのハンドル操作による車両の動きを分離するフィルタが必要であることが裏付けられる。
【００５９】
［転舵時ステアリング制御作用と外乱入力時ステアリング制御作用］
まず、ドライバのハンドル操作による転舵時ステアリング制御作用を説明する。ハンドル操作⇒タイヤ転舵⇒タイヤ横力発生⇒横Ｇ発生による応答性は、車両特性により3Hz以下である。このように、ドライバのハンドル操作によるタイヤ転舵時においては、横Ｇセンサ値の周波数が低く、フィルタ２２ｇを通過することなく、タイヤ転舵による実横Ｇの発生は、“転舵アクティブマスダンパー”としてタイヤに加える転舵力に反映されない。
【００６０】
このため、左右の前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌを左に転舵すると、図９に示すように、転舵が開始される一瞬は前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌを右に押し出すので反作用として、車両は左に力を受けて動き、左への横Ｇが発生する。しかし、転舵が開始される一瞬を過ぎた後、車両に加わる旋回遠心力により右への横Ｇが大きく発生すると、実横Ｇが発生してもタイヤ転舵力に反映されないことで、右への大きな横Ｇにしたがって車体が傾く挙動を示す。
【００６１】
よって、ドライバのハンドル操作による転舵時には、“転舵アクティブマスダンパー”をオフとし、低周波数域による実横Ｇの発生が前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌに加える転舵力に反映されないことで、車両挙動に全く悪影響を与えない。
【００６２】
次に、早い外乱が入力されたときの外乱入力時ステアリング制御作用を説明する。外乱（横風や路面凸凹等）により発生する横Ｇのうち、乗り心地を悪化させる振動周波数成分は10Hz以上の高周波数域である。このように、早い外乱の入力時においては、横Ｇセンサ値の周波数が高いためにフィルタ２２ｇを通過し、外乱入力による実横Ｇの発生が“転舵アクティブマスダンパー”としてタイヤ転舵に反映される。このため、横風等により車両の右横方向に力を受け、右方向に高周波数の横Ｇが発生すると、図１０に示すように、車両に右向きの横Ｇ（力）が発生する。これに対し、右向きの早い外乱周波成分を打ち消すモータトルク（＝転舵力）が転舵アクチュエータ７に発生し、右向きへの転舵力が前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌに加わる。この右方向へ前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌを押す力の反作用として、左方向へ車両を押す力が発生する。
【００６３】
つまり、前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌに対して右方向へ押す転舵力を作用させると、一瞬押し返そうとする慣性力（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌの質量が慣性を持つために現れる見かけの力）により、左方向へ車両を押す力が発生する。そして、慣性力を利用する作用/反作用であるため、前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌが路面に接地しているときは勿論のこと、仮に前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌが路面から浮き上がっていても、右方向へ押す転舵力を作用させると左方向へ車両を押す力が発生する。
【００６４】
よって、車両に発生する右向きの横Ｇ（力）と前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌでの左方向へ車両を押す力が打ち消し合い、車両に発生する右向きの横Ｇが減少し、車両の横揺れが抑制される。このため、走行中、外乱入力による意図しない車両挙動のみが抑えられ、乗り心地が良くなる。なお、横Ｇセンサ値の高周波数領域のみで“転舵アクティブマスダンパー”を効かせることで、直進走行中や旋回走行中に外乱の入力が無い限り、本来の車両挙動に影響を与えることはない。さらに、ＳＢＷ制御時には、ステアリングクラッチ１の解放によりハンドル操作系とタイヤ転舵系とが切り離されている。このため、高周波数で転舵アクチュエータ７により前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌへ転舵力を加えても、ステアリングホイール２の動きに出ない。
【００６５】
次に、効果を説明する。
実施例１における車両のステアリング制御方法及び制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００６６】
(1) タイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）を転舵する転舵アクチュエータ７を備える。
この車両のステアリング制御方法において、車両に発生する横加速度を検出する。
横加速度センサ値のうち周波数が所定周波数（フィルタ閾値）以上の高周波成分を外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）として抽出する。
外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）を抽出すると、外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）を打ち消す方向にタイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）へ転舵力を加える転舵力制御により転舵アクチュエータ７を駆動する（図１０）。
このため、ドライバ操作による車両挙動への影響を抑えつつ、外乱入力時に車両に発生する横揺れを低減する車両のステアリング制御方法を提供することができる。
【００６７】
(2) 所定周波数（フィルタ閾値）は、ドライバのハンドル操作による低周波数成分を横加速度センサ値から分離し、早い外乱入力により車両に発生する横加速度の高周波数成分を、外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）として横加速度センサ値から抽出する第１閾値に設定する（図２）。
このため、(1)の効果に加え、ドライバ操作による車両挙動に影響を与えることなく、横風などの早い外乱入力により車両に発生する横揺れを低減することで、ドライバ操作時の違和感防止と、早い外乱入力時の乗り心地向上とを両立させることができる。
【００６８】
(3) 転舵アクチュエータ７を搭載するステアリング方式は、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とが機械的に分離しているステアリング・バイ・ワイヤ方式である（図１）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、転舵アクチュエータ７によりタイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）へ加える転舵力の大きさが制限されないことで、外乱入力により車両に発生する横揺れを有効に低減することができる。即ち、ステアリングクラッチ１が切り離されているＳＢＷ制御中、高周波数で転舵アクチュエータ７によりタイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）へ転舵力を加えたとしても、ステアリングホイール２の動きには全く出ないことによる。
【００６９】
(4) タイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）を転舵する転舵アクチュエータ７を備える。
この車両のステアリング制御装置において、車両に発生する横加速度を検出する横加速度センサ３５と、横加速度センサ３５からの横加速度センサ値を入力し、転舵アクチュエータ７に対して駆動指令を出力する転舵コントローラ２２と、を備える。
転舵コントローラ２２は、横加速度センサ値のうち周波数が所定周波数（フィルタ閾値）以上の高周波成分を外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）として抽出するフィルタ２２ｇと、フィルタ２２ｇを通過する外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）を抽出すると、外乱横加速度成分（外乱横Ｇ成分）を打ち消す方向にタイヤ（前輪タイヤ１２Ｒ，１２Ｌ）へ転舵力を加える転舵力制御により転舵アクチュエータ７を駆動する転舵力指令変換部（キャンセル電流変換部２２ｈ）と、を有する（図２）。
このため、ドライバ操作による車両挙動への影響を抑えつつ、外乱入力時に車両に発生する横揺れを低減する車両のステアリング制御装置を提供することができる。
【実施例２】
【００７０】
実施例２は、転舵コントローラに操作判定部と閾値設定部を追加し、ドライバのハンドル操作有無によりフィルタ閾値を異ならせて設定する例である。
【００７１】
まず、構成を説明する。
以下、実施例２の構成を「転舵コントローラの詳細構成」、「ステアリング制御処理構成」に分けて説明する。なお、「全体システム構成」については、実施例１の図１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００７２】
［転舵コントローラの詳細構成］
図１１は、実施例２のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラ２２の詳細構成を示す。以下、図１１に基づいて転舵コントローラ２２の詳細構成を説明する。
【００７３】
転舵コントローラ２２は、図１１に示すように、ピニオン角換算部２２ａと、第１減算器２２ｂと、転舵角サーボ２２ｃと、加算器２２ｄと、第２減算器２２ｅと、転舵電流サーボ２２ｆと、フィルタ２２ｇ’と、キャンセル電流変換部２２ｈと、操作判定部２２ｉと、閾値設定部２２ｊと、を備えている。ここで、フィルタ２２ｇ’、操作判定部２２ｉ、閾値設定部２２ｊ以外の構成については、実施例１と同様である。
【００７４】
フィルタ２２ｇ’は、高周波数成分のみを通すハイパスフィルタであり、車両に設けられた横Ｇセンサ３５からの横Ｇセンサ値と、閾値設定部２２ｊからのフィルタ閾値を入力する。そして、フィルタ閾値として第１閾値が入力されると、横Ｇセンサ値のうち周波数が第１閾値以上の高周波成分を外乱横Ｇ成分として抽出し、キャンセル電流変換部２２ｈへ出力する。フィルタ閾値として第２閾値（＜第１閾値）が入力されると、横Ｇセンサ値のうち周波数が第２閾値以上の高周波成分を外乱横Ｇ成分として抽出し、キャンセル電流変換部２２ｈへ出力する。
【００７５】
操作判定部２２ｉは、ハンドル角センサ３０からのハンドル角とモータ出力センサ３１からのモータ出力を入力する。そして、下記の操作判定方法(1)〜(3)の何れかに基づいてドライバのハンドル操作の有無を判定し、判定結果を閾値設定部２２ｊに出力する。ここで、「ハンドル操作有り」とは、ドライバによりステアリングホイール２を動かしている状態をいい、「ハンドル操作無し」とは、保舵や手放しによりドライバによりステアリングホイール２を動かしていない状態をいう。
【００７６】
操作判定方法(1)は、ハンドル角の時間微分演算によりハンドル角速度を求め、ハンドル角速度が、所定の判定閾値以上であるとドライバのハンドル操作有りと判定し、所定の判定閾値未満であるとドライバのハンドル操作無し（保舵含む）と判定する。
【００７７】
操作判定方法(2)は、反力モータ４の出力分と慣性を考慮（モデル化）し、ドライバの入力を分離する。
I・θ^2＝Tｍ＋Tｄ
但し、I：ハンドル慣性、θ：ハンドル角（θ^2：ハンドル角加速度）、Tm：モータ出力、Tｄ：ドライバ入力トルク
そして、ドライバ入力トルクTdが、所定の判定閾値以上であるとドライバのハンドル操作有りと判定し、所定の判定閾値未満であるとドライバのハンドル操作無し（保舵含む）と判定する。
【００７８】
操作判定方法(3)は、ドライバからの入力トルクを検出するトルクセンサからの入力トルク値が、所定の判定閾値以上であるとドライバのハンドル操作有りと判定し、所定の判定閾値未満であるとドライバのハンドル操作無し（保舵含む）と判定する。なお、操作判定方法(3)は、電動パワーステアリング方式（ＥＰＳ方式）のステアリングシステムのように、コラムシャフトにドライバからの入力トルクを検出するトルクセンサを備えるシステムに適用可能である。
【００７９】
閾値設定部２２ｊは、操作判定部２２ｉからのドライバのハンドル操作の有無判定結果を入力する。そして、ドライバのハンドル操作有りとの判定結果を入力すると、横Ｇセンサ値から周波成分を分離するフィルタ閾値を第１閾値に設定する。ドライバのハンドル操作無しとの判定結果を入力すると、横Ｇセンサ値から周波成分を分離するフィルタ閾値を第１閾値より低い周波数側による第２閾値に設定する。
【００８０】
ここで、「第１閾値」は、実施例１と同様に、ドライバのハンドル操作により車両に発生する横Ｇの周波数成分か、早い外乱により車両に発生する横Ｇの周波数成分か、を判別する周波数値（例えば、10Hz程度）で与えられる。一方、「第２閾値」は、例えば、運転支援走行シーンや自動運転走行シーンにおいて、保舵操作や手放し操作のときに遅い外乱入力による車両の揺れも抑えつつ、ドライバによる咄嗟のハンド操作介入に備えておく周波数（例えば、3Hz程度）に設定される。
【００８１】
フィルタ４２ｃは、横Ｇセンサ５０からの横Ｇセンサ値と、閾値設定部４２ｂにより設定されたフィルタ閾値と、を入力する。そして、フィルタ閾値を超える高周波数域の横Ｇセンサ値を通過させるハイパスフィルタ作用により横Ｇセンサ値の高周波成分を分離し、分離した横Ｇセンサ値の高周波成分を外乱横Ｇ成分として抽出する。
【００８２】
［ステアリング制御処理構成］
図１２は、実施例２の転舵コントローラ２２にて実行されるステアリング制御処理流れを示す。以下、外乱による横揺れを抑制するステアリング制御処理構成をあらわす図１２の各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、所定の起動周期により繰り返し実行される。
【００８３】
ステップＳ１では、車両に作用する横加速度を検出する横Ｇセンサ５０からの横Ｇセンサ値を検出し、ステップＳ２へ進む。
【００８４】
ステップＳ２では、ステップＳ１での横Ｇセンサ値の検出に続き、ドライバによるハンドル操作の有無を判定する。ハンドル操作有りと判定された場合はステップＳ３へ進み、ハンドル操作無しと判定された場合はステップＳ４へ進む。このハンドル操作の有無判定は、操作判定部２２ｉにより実行される。
【００８５】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのハンドル操作有りとの判定に続き、横Ｇセンサ値から高周波成分を分離して抽出するフィルタ閾値を、基準値による第１閾値に設定し、ステップＳ５へ進む。このフィルタ閾値の設定は、閾値設定部２２ｊにより実行される。
【００８６】
ステップＳ４では、ステップＳ２でのハンドル操作無しとの判定に続き、横Ｇセンサ値から高周波成分を分離して抽出するフィルタ閾値を、第１閾値より低い周波数の第２閾値に設定し、ステップＳ５へ進む。このフィルタ閾値の設定は、閾値設定部２２ｊにより実行される。
【００８７】
ステップＳ５では、ステップＳ３又はステップＳ４でのフィルタ閾値の設定に続き、横Ｇセンサ値と設定されたフィルタ閾値を用い、フィルタ２２ｇ’にて、横Ｇセンサ値をドライバ操舵による周波数成分と外乱による周波数成分に分離し、ステップＳ６へ進む。
【００８８】
ステップＳ６では、ステップＳ５でのドライバ操舵による周波数成分と外乱による周波数成分との分離に続き、抽出された外乱周波数成分（＝外乱横Ｇ成分）があるか否かを判断する。YES（外乱周波数成分有り）の場合はステップＳ７へ進み、NO（外乱周波数成分無し）の場合は終了へ進む。
【００８９】
ステップＳ７では、ステップＳ６での外乱周波数成分有りとの判断に続き、転舵アクチュエータ７へ（外乱を打ち消す向きで）横Ｇ換算値を出力し、終了へ進む。なお、「横Ｇ換算値」とは、外乱周波数成分（＝外乱横Ｇ成分）を、外乱を打ち消す向きの力に換算した値をいう。
【００９０】
次に、作用を説明する。
［ドライバ操作の有無によるステアリング制御作用］
フィルタ閾値を１つの値に固定してしまうと、ドライバのハンドル操作による車両挙動と、早い外乱入力による車両挙動とを判別する値に設定することになる。このため、運転支援走行シーンや自動運転走行シーンなどで保舵を含みハンドル操作が無いとき、遅い外乱入力による車両挙動を抑えたいという要求があるにもかかわらず、遅い外乱入力による車両挙動を抑えることができない。そして、フィルタだけの構成であるとドライバのハンドル操作による車両挙動であるのか、遅い外乱入力による車両挙動であるのかを判別できない。
【００９１】
これに対し、実施例２では、ドライバのハンドル操作の有無を判定する操作判定部２２ｉと、操作判定部２２ｉからの判定結果を入力してフィルタ閾値を設定する閾値設定部２２ｊと、を有する構成を採用した。ここで、閾値設定部２２ｊは、ドライバのハンドル操作有りとの判定結果を入力するとフィルタ閾値を第１閾値に設定し、ドライバのハンドル操作無しとの判定結果を入力するとフィルタ閾値を第１閾値より低い周波数側の第２閾値に設定する。
【００９２】
即ち、ＳＢＷ制御中、ドライバによるハンドル操作有りのときは、図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→終了という流れが繰り返される。このため、フィルタ閾値が基準値である第１閾値に設定される。よって、“転舵アクティブマスダンパー”が効いて転舵アクチュエータ７により打ち消す外乱周波数成分が、実施例１と同様に、全周波数成分から第１閾値以下のドライバ操舵周波数成分を除いて得られる高周波数成分とされる。
【００９３】
一方、ＳＢＷ制御中、ドライバによるハンドル操作無しのときは、図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→終了という流れが繰り返される。このため、フィルタ閾値が第１閾値よりも低い周波数側の第２閾値に設定される。よって、“転舵アクティブマスダンパー”が効いて転舵アクチュエータ７により打ち消す外乱周波数成分が、ハンドル操作有りのときに比べて低周波数域まで拡大された拡大周波数成分とされる。
【００９４】
この結果、ドライバによるハンドル操作を阻害しないハンドル操作無しのとき、遅い外乱入力から早い外乱入力までの広い周波数範囲の外乱入力に対して横揺れによる車両挙動を抑えることができる。なお、他の作用については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９５】
次に、効果を説明する。
実施例２における車両のステアリング制御方法にあっては、実施例１の(1)〜(3)の効果に加え、下記の効果が得られる。
【００９６】
(5) ドライバによるハンドル操作の有無を判定する（図１２のＳ２）。
ハンドル操作有りと判定された場合は、所定周波数（フィルタ閾値）を第１閾値に設定する（図１２のＳ３）。
ハンドル操作無しと判定された場合は、所定周波数を第１閾値に比べて低周波数側の第２閾値に設定する（図１２のＳ４）。
このため、ドライバによるハンドル操作を阻害しないハンドル操作無しのとき、遅い外乱入力から早い外乱入力までの広い周波数範囲の外乱入力に対して横揺れによる車両挙動を抑え、さらに乗り心地を向上させることができる。
【実施例３】
【００９７】
実施例３は、実施例２の転舵コントローラに旋回直進判定部を追加し、ドライバのハンドル操作有無に旋回/直進判定を加え、フィルタ閾値を異ならせて設定する例である。
【００９８】
まず、構成を説明する。
以下、実施例３の構成を「転舵コントローラの詳細構成」、「ステアリング制御処理構成」に分けて説明する。なお、「全体システム構成」については、実施例１の図１と同様であるので図示並びに説明を省略する。
【００９９】
［転舵コントローラの詳細構成］
図１３は、実施例３のステアリング制御方法及び制御装置が適用された転舵コントローラ２２の詳細構成を示す。以下、図１３に基づいて転舵コントローラ２２の詳細構成を説明する。
【０１００】
転舵コントローラ２２は、図１３に示すように、ピニオン角換算部２２ａと、第１減算器２２ｂと、転舵角サーボ２２ｃと、加算器２２ｄと、第２減算器２２ｅと、転舵電流サーボ２２ｆと、フィルタ２２ｇ’と、キャンセル電流変換部２２ｈと、操作判定部２２ｉと、閾値設定部２２ｊ’と、旋回直進判定部２２ｋと、を備えている。ここで、閾値設定部２２ｊ’、旋回直進判定部２２ｋ以外の構成については、実施例２と同様である。
【０１０１】
旋回直進判定部２２ｋは、ヨーレイトセンサ３６からのヨーレイトセンサ値を入力する。そして、入力されるヨーレイトセンサ値が、旋回直進判定閾値以下であれば直進と判定し、旋回直進判定閾値を超えていると旋回と判定し、判定結果を閾値設定部２２ｊ’に出力する。
【０１０２】
閾値設定部２２ｊ’は、操作判定部２２ｉからのドライバのハンドル操作の有無判定結果と、旋回直進判定部２２ｋからの直進/旋回判定結果を入力する。そして、旋回であるとの判定結果を入力すると、ハンドル操作の有無にかかわらず、横Ｇセンサ値から周波成分を分離するフィルタ閾値を第１閾値に設定する。直進であり、かつ、ハンドル操作の有りとの判定結果を入力すると、横Ｇセンサ値から周波成分を分離するフィルタ閾値を第１閾値に設定する。直進であり、かつ、ハンドル操作無しとの判定結果を入力すると、横Ｇセンサ値から周波成分を分離するフィルタ閾値を第１閾値より低い周波数側による第２閾値に設定する。
【０１０３】
［ステアリング制御処理構成］
図１４は、実施例３の転舵コントローラ２２にて実行されるステアリング制御処理流れを示す。以下、外乱による横揺れを抑制するステアリング制御処理構成をあらわす図１４の各ステップについて説明する。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２７の各ステップは、図１２のステップＳ１〜ステップＳ７の各ステップに対応するので設定を省略する。
【０１０４】
ステップＳ２８では、ステップＳ２１での横Ｇセンサ値の検出に続き、旋回中か直進中かを判定する。旋回と判定された場合はステップＳ２３へ進み、直進と判定された場合はステップＳ２２へ進む。この旋回/直進判定は、旋回直進判定部２２ｋにより実行される。
【０１０５】
次に、作用を説明する。
実施例３の作用を、「旋回中のステアリング制御作用」、「直進中のドライバ操作の有無によるステアリング制御作用」に分けて説明する。
【０１０６】
［旋回中のステアリング制御作用］
実施例２のように、ドライバのハンドル操作の有無判定のみでフィルタ閾値を設定すると、低μ路での旋回走行時であっても、ハンドル操作が無いと判定されると、フィルタ閾値が第２閾値まで下げられる。よって、低μ路旋回走行中、遅い外乱入力があっても転舵アクティブマスダンパーを効かせて転舵力により横Ｇ変化を打ち消そうとする。しかし、路面が低μ路であるためにタイヤの路面グリップ力が低く、タイヤに転舵力を加えると余計に曲がりにくい量までタイヤを切りこんでしまう。この結果、低μ路旋回走行における旋回挙動が不安定になってしまう。
【０１０７】
これに対し、実施例３では、車両が旋回中であるか直進中であるかを判定し、車両が旋回中であると判定された場合は、ハンドル操作の有無にかかわらず、フィルタ閾値を第１閾値に設定するようにした。
【０１０８】
即ち、ＳＢＷ制御中、走行態様が旋回であると、図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２８→ステップＳ２３→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７→終了という流れが繰り返される。このため、フィルタ閾値が基準値である第１閾値に設定される。よって、転舵アクティブマスダンパーが効いて転舵アクチュエータ７により打ち消す外乱周波数成分が、実施例１と同様に、全周波数成分から第１閾値以下のドライバ操舵周波数成分を除いて得られる高周波数成分とされる。
【０１０９】
このように、旋回中、ハンドル操作の有無にかかわらず、フィルタ閾値を第１閾値に設定することで、転舵アクティブマスダンパーを効かせる周波数領域が拡大されず、特に、低μ路旋回走行における旋回挙動安定性が確保される。
【０１１０】
［直進中のドライバ操作の有無によるステアリング制御作用］
旋回/直進での“転舵アクティブマスダンパー”を効かせることによる乗り心地向上効果を比較すると、旋回中は、旋回横Ｇやヨーレイトによる車両挙動を伴うため、乗員にとって乗り心地向上代を体感しにくい。一方、直進中は、旋回横Ｇやヨーレイトによる車両挙動を伴わないため、乗員にとって乗り心地向上代を体感し易い。つまり、直進中の方が旋回中に比べてドライバ感度が高くなる。
【０１１１】
これに対し、実施例３では、車両が直進中であり、かつ、ハンドル操作有りと判定された場合は、フィルタ閾値を第１閾値に設定する。一方、車両が直進中であり、かつ、ハンドル操作無しと判定された場合は、フィルタ閾値を第１閾値に比べて低周波数側の第２閾値に設定するようにした。
【０１１２】
即ち、ＳＢＷ制御での直進中、ドライバによるハンドル操作有りのときは、図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２８→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７→終了という流れが繰り返される。このため、フィルタ閾値が基準値である第１閾値に設定される。よって、“転舵アクティブマスダンパー”が効いて転舵アクチュエータ７により打ち消す外乱周波数成分が、実施例１と同様に、全周波数成分から第１閾値以下のドライバ操舵周波数成分を除いて得られる高周波数成分とされる。
【０１１３】
一方、ＳＢＷ制御での直進中、ドライバによるハンドル操作無しのときは、図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２８→ステップＳ２２→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２７→終了という流れが繰り返される。このため、フィルタ閾値が第１閾値よりも低い周波数側の第２閾値に設定される。よって、“転舵アクティブマスダンパー”が効いて転舵アクチュエータ７により打ち消す外乱周波数成分が、ハンドル操作有りのときに比べて低周波数域まで拡大された拡大周波数成分とされる。
【０１１４】
この結果、直進中であって、ドライバによるハンドル操作を阻害しないハンドル操作無しのとき、遅い外乱入力から早い外乱入力までの広い周波数範囲の外乱入力に対して横揺れによる車両挙動を抑えることができる。なお、他の作用については、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【０１１５】
次に、効果を説明する。
実施例３における車両のステアリング制御方法にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【０１１６】
(6)車両が旋回中か直進中かを判定する（図１４のＳ２８）。
車両が旋回中であると判定された場合、ハンドル操作の有無にかかわらず、所定周波数（フィルタ閾値）を第１閾値に設定する（図１４のＳ２８→Ｓ２３）。
このため、上記(5)の効果に加え、旋回中、ハンドル操作無しであっても“転舵アクティブマスダンパー”を効かせる周波数領域が拡大されず、低μ路旋回走行における旋回挙動の安定性を確保することができる。
【０１１７】
(7) 車両が直進中であり、かつ、ハンドル操作有りと判定された場合は、所定周波数（フィルタ閾値）を第１閾値に設定する（図１４のＳ２８→Ｓ２２→Ｓ２３）。
車両が直進中であり、かつ、ハンドル操作無しと判定された場合は、所定周波数（フィルタ閾値）を第１閾値に比べて低周波数側の第２閾値に設定する（図１４のＳ２８→Ｓ２２→Ｓ２４）。
このため、(6)の効果に加え、直進中で、かつ、ハンドル操作無しのとき、遅い外乱入力から早い外乱入力までの広い周波数範囲の外乱入力に対して横揺れによる車両挙動を抑えられ、乗り心地向上代を乗員が体感することができる。
【０１１８】
以上、本開示の車両のステアリング制御方法及び制御装置を実施例１〜３に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１１９】
実施例１では、フィルタ閾値を固定値により与える例を示し、実施例２，３では、フィルタ閾値を２段階で切り替える例を示した。しかし、フィルタ閾値としては、条件判断により３段階以上に切り替える例であっても良いし、さらに、条件判断により無段階に切り替える例であっても良い。
【０１２０】
実施例１〜３では、本開示のステアリング制御方法及び制御装置を、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とが機械的に分離可能とされ、タイヤ転舵系に転舵アクチュエータを備えるステアリング・バイ・ワイヤ方式のシステムを装備する車両に適用する例を示した。しかし、本開示のステアリング制御方法及び制御装置は、タイヤ転舵系に２つの転舵アクチュエータを備えるステアリング・バイ・ワイヤ方式のシステムを装備する車両に適用しても良い。この場合、“転舵アクティブマスダンパー”を効かせるときの転舵力は、２つの転舵アクチュエータで分担する。
【０１２１】
本開示のステアリング制御方法及び制御装置は、ステアリングクラッチが無く、ハンドル操作系とタイヤ転舵系とが機械的に分離されているステアリング・バイ・ワイヤ方式のシステムを装備する車両に適用しても良い。さらに、ドライバによるステアリング操作時、ドライバのハンドル操作力をアシストする転舵アクチュエータを備える電動パワーステアリング方式（ＥＰＳ方式）のシステムを装備する車両に対しても適用することができる。要するに、転舵力をタイヤに加える際、転舵力の伝達損失が少なくて制御応答性を確保できる位置に転舵アクチュエータを備える車両であれば適用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  ステアリングクラッチ
２  ステアリングホイール
３  コラムシャフト
４  反力モータ
５  第１ステアリングシャフト
６  第２ステアリングシャフト
７  転舵アクチュエータ
８  ピニオンシャフト
９  ステアリングギアユニット
１０Ｒ，１０Ｌ  タイロッド
１１Ｒ，１１Ｌ  ナックルアーム
１２Ｒ，１２Ｌ  前輪タイヤ
２０  ＳＢＷコントロールモジュール
２１  反力コントローラ
２２  転舵コントローラ
２２ａ  ピニオン角換算部
２２ｂ  第１減算器
２２ｃ  転舵角サーボ
２２ｄ  加算器
２２ｅ  第２減算器
２２ｆ  転舵電流サーボ
２２ｇ，２２ｇ’  フィルタ
２２ｈ  キャンセル電流変換部（転舵力指令変換部）
２２ｉ  操作判定部
２２ｊ，２２ｊ’  閾値設定部
２２ｋ  旋回直進判定部
３５  横Ｇセンサ
３６  ヨーレイトセンサ
【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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