(57)【要約】【課題】パワーステアリング装置の補助トルク失陥時に旋回安定性の高い後輪のトー角変更制御をできるパワーステアリング装置とトー角変更装置の組み合わせ。【解決手段】ベース信号演算部５１と、ダンパ補償信号演算部５２と、イナーシャ補償信号演算部５３とを備え、ダンパ補償信号およびイナーシャ補償信前記ベース信号を補償して定められた目標信号ＩＭ１によって前記電動機が駆動され、操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１１０の操舵制御装置である。目標トー角演算部７１は、自己診断部７２からＥＰＳ失陥の異常状態検知信号を受信したとき、通常時に用いる第１のトー角テーブル７１ａから第２のトー角テーブル７１ｂに切り換えて、所定の低速の範囲を超えた車速では、旋回安定性が高まるように、後輪のトー角をトーアウトにさせない制御とする。【選択図】図５
2008260403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクに応じて、アクチュエータが補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達するパワーステアリング装置と、少なくとも前輪の転舵角および車速にもとづいて左右の後輪のトー角を変更可能とするトー角変更装置と、前記パワーステアリング装置および前記トー角変更装置を制御する操舵制御装置とを備える操舵システムにおいて、
前記補助トルクの目標値を算出する補助トルク算出手段と、
前記パワーステアリング装置の異常を検知する異常検知手段を有し、
前記異常検知手段が異常状態を検知した場合、少なくともトーアウトの制御をしないように前記トー角変更装置を制御することを特徴とする操舵システム。
【請求項２】
前記異常検知手段が前記異常状態を検知した場合、車速が所定値を超えるときに、少なくともトーアウトの制御をしないように前記トー角変更装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪の転舵角と車速にもとづいて、後輪のトー角を作動制御する操舵システムに関し、特に前輪の転舵を補助するパワーステアリング装置を組合わせた操舵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置は、アクチュエータが操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するものである。特許文献１には、操向ハンドルの操作角と車速にもとづいて、全走行輪を独立して作動制御する全輪独立操舵装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特公平６−４７３８８号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、パワーステアリング装置から補助トルクが出力されないようなパワーステアリング装置の失陥の場合に、操向ハンドルに掛かる操作反力が通常状態時よりも大きく、運転者の操向ハンドルの操作が遅れることになる。そのようなときにもトー角変更装置が正常に作動していると、運転者にとって操舵性が低下しているのに、旋回性が余り低下しないという違和感を与えることになる。
【０００４】
本発明は、前記問題を解決する操舵システム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】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、少なくとも操舵トルクに応じて、アクチュエータが補助トルクを発生し、補助トルクを前輪のステアリング系に伝達するパワーステアリング装置と、少なくとも前輪の転舵角および車速にもとづいて左右の後輪のトー角を変更可能とするトー角変更装置と、パワーステアリング装置およびトー角変更装置を制御する操舵制御装置とを備える操舵システムにおいて、補助トルクの目標値を算出する補助トルク算出手段と、パワーステアリング装置の異常を検知する異常検知手段を有し、異常検知手段が異常状態を検知した場合、少なくともトーアウトの制御をしないようにトー角変更装置を制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、異常検知手段がパワーステアリング装置の異常状態を検知した場合、少なくとも旋回性が向上するトーアウトの制御をしないようにトー角変更装置を制御することができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、さらに、異常検知手段が異常状態を検知した場合、車速が所定値を超えるときに少なくともトーアウトの制御をしないようにトー角変更装置を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、異常検知手段がパワーステアリング装置の異常状態を検知した場合、車速が所定値を超えるときに操舵制御装置は、少なくともトーアウトの制御をしないように前記トー角変更装置を制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、パワーステアリング装置が異常状態となり、例えば、補助トルクが出力できない場合に、トー角変更装置に後輪を少なくとも旋回性が向上するトーアウトの制御をさせないように制御するので、運転者にとって操舵性が低下しているときに、旋回性が余り低下しないという違和感を与えることを防止できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、パワーステアリング装置が異常状態となり、例えば、補助トルクが出力できない場合に、車速が所定値を超えるときに後輪を少なくともトーアウトさせない制御とするので、車両走行中の操舵感が重いにもかかわらず旋回性が余り低下しないという違和感を防止できる。そして、車速が所定値以下の十分低速のときには、操舵感が重くても良好な旋回性を維持でき、例えば、駐車時には小回りをすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
《実施形態》
本発明の実施形態に係る操舵システムを図１から図７を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る操舵システムを適用した４輪車両の全体概念図である。本実施形態に係る操舵システムの説明においては、パワーステアリング装置のアクチュエータとして、例えば、電動機を用いた電動パワーステアリング装置を例に説明する。図２は電動パワーステアリング装置の構成図である。
【００１２】
図１に示すように、操舵システム１００は、前輪１Ｌ、１Ｒを転舵させる操向ハンドル３による操舵を電動機（アクチュエータ）４で補助する電動パワーステアリング装置（パワーステアリング装置）１１０、電動パワーステアリング装置１１０による前輪１Ｌ、１Ｒの転舵角と車速とに応じて後輪２Ｌ、２Ｒのトー角をそれぞれ独立にアクチュエータ３０によって変更させるトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒ、電動パワーステアリング装置１１０およびトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒを制御する操舵制御装置１３０（以下、操舵制御ＥＣＵと称する）、前輪転舵角センサＳＳ、車速センサＳＶなど各種センサを含んで構成されている。
【００１３】
（電動パワーステアリング装置）
電動パワーステアリング装置１１０は、図２に示すように操向ハンドル３が設けられたメインステアリングシャフト３ａと、シャフト３ｃと、ピニオン軸７とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）３ｂによって連結され、また、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９、９を介して左右の前輪１Ｌ、１Ｒが連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３の操作時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９、９は転舵機構を構成する。また、ラック軸８の車幅方向の移動量から前輪１Ｌ、１Ｒの向きを検出する前輪転舵角センサＳＳが転舵機構に設けられている。
なお、ピニオン軸７はその上部、中間部、下部を軸受３ｄ、３ｅ、３ｆを介してステアリングギアボックス６に支持されている。
【００１４】
また、電動パワーステアリング装置１１０は、操向ハンドル３による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機４を備えており、この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａが、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。
すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとで減速機構が構成されている。また、電動機４の回転子と電動機４に連結されてているウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとピニオン軸７とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９、９などにより、ステアリング系が構成されている。
【００１５】
電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギーを機械的エネルギー（ＰＭ＝ωＴＭ）に変換するものである。
ここで、ωは電動機４の角速度であり、ＴＭは電動機４の発生トルクである。また、発生トルクＴＭと実際に出力として取り出すことができる出力トルクＴＭ＊との関係は、次式（１）によって表現される。
ＴＭ＊＝ＴＭ−（ｃｍｄθｍ／ｄｔ＋Ｊｍｄ２θｍ／ｄｔ２）ｉ２    ・・・・（１）
ここで、ｉはウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとの減速比である。
（１）式より、出力トルクＴＭ＊と電動機回転角θｍとの関係は、電動機４の回転子の慣性モーメントＪｍと粘性係数ｃｍとによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。
【００１６】
ここで、操向ハンドル３に加えられる操舵トルクをＴｓ、減速機構を介して倍力された電動機４の発生トルクによりアシストするアシスト量ＡＨの係数を、例えば、車速ＶＳの関数として変化するｋＡ（ＶＳ）とする。この場合、ＡＨ＝ｋＡ（ＶＳ）×Ｔｓであるから、路面負荷であるピニオントルクＴｐは、次式（２）のように表される。
Ｔｐ＝Ｔｓ＋ＡＨ 
＝Ｔｓ＋ｋＡ（ＶＳ）×Ｔｓ            ・・・・・・・（２）
これより、操舵トルクＴｓは、次式（３）のように表現される。
Ｔｓ＝Ｔｐ／（１＋ｋＡ（ＶＳ））          ・・・・・・・（３）
【００１７】
したがって、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐ（負荷）の１／｛１＋ｋＡ（ＶＳ）｝倍に軽減される。例えば、車速ＶＳ＝０のときにｋＡ（０）＝２ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐの１／３の軽さに制御され、車速ＶＳ＝１００ｋｍ／ｈのときに、ｋＡ（１００）＝０ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵トルクの手応え感に制御される。すなわち、車速ＶＳに応じて操舵トルクＴｓを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりとした安定な操舵トルクの手応え感が付与される。
【００１８】
また、電動パワーステアリング装置１１０は、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、レゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴＰを検出するトルクセンサＳＴと、トルクセンサＳＴの出力を増幅する差動増幅回路２１と、車両の速度（車速）を検出する車速センサＳＶとを備えている。
そして、操舵システム１００の操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０の機能部である電動機４を駆動制御する後記する電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）を有している。
【００１９】
電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、電動パワーステアリング制御部１３０ａ（図５参照）からのＤＵＴＹ（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機４を駆動するものである。
また、電動機駆動回路２３は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉ（ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）を検出する機能を備えている。
レゾルバ２５は、電動機４の電動機回転角θｍを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。
【００２０】
トルクセンサＳＴは、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴＰを検出するものであり、ピニオン軸７の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸７に離間して挿入されている。
差動増幅回路２１は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号Ｔを出力するものである。
【００２１】
車速センサＳＶは、車速ＶＳを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶＳを出力する。
操舵制御ＥＣＵ１３０の機能構成については、電動パワーステアリング装置１１０の制御とトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの制御とまとめて後記する。
【００２２】
（トー角変更装置）
次に、図３、図４を参照しながらトー角変更装置の構成を説明する。
図３は左後輪側のトー角変更装置を示す平面図、図４はトー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒは、車両の左右の後輪２Ｌ、２Ｒにそれぞれ取り付けられるものであり、図３では、左後輪２Ｌを例にとりトー角変更装置１２０Ｌを示している。トー角変更装置１２０Ｌは、アクチュエータ３０、トー角変更制御装置（以下、トー角変更制御ＥＣＵと称する）３７を備えている。
なお、図３は、左側の後輪２Ｌのみを示しているが、右側の後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。ちなみに、操舵制御ＥＣＵ１３０とトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７は本発明の操舵制御装置を構成している。
【００２３】
車体のリアサイドフレーム１１にほぼ車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、ほぼ車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、ほぼ鉛直方向の回動軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。
【００２４】
前記アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回動軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。
【００２５】
図４に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５などを備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。そして、コイルの巻線温度を検出する温度センサ３１ａを有し、トー角変更制御ＥＣＵ３７の後記する自己診断部８１ｄ（図７参照）に検出温度信号を入力する。
減速機構３３は、例えば、２段のプラネタリギア（図示せず）などが組み合わされて構成されている。
【００２６】
送りねじ部３５は、円筒形状に形成されたロッド３５ａと、このロッド３５ａの内部に挿入されて円筒形状をし、内周側にスクリュー溝３５ｂが形成されたナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。
送りねじ部３５は、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のほぼ円筒形状のケース本体３４内に収容されている。また、ケース本体３４の送りねじ部３５側にはブーツ３６がケース本体３４の端部とロッド３５ａの端部との間を蓋うように取り付けられており、ケース本体３４の端部から露出したロッド３５ａの外周面に埃や異物が付着したり、ケース本体３４の内部に外部から埃や異物や水が侵入しないようになっている。
【００２７】
減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。スクリュー軸３５ｄとナット３５ｃのスクリュー溝３５ｂとの噛合の摩擦力により、電動機３１が通電されて駆動されていない状態においても、後輪のトー角が一定に保持される。
【００２８】
また、アクチュエータ３０には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。
【００２９】
このように構成されたアクチュエータ３０は、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂ（図３参照）に回動自在に連結され、ケース本体３４の基端（図４において右側の端）に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２（図３参照）に回動自在に連結されている。電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図４の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図３の左方向）に押圧されて、後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図４の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図３の右方向）に引かれて、後輪２Ｌが右方向に旋回する。
【００３０】
なお、アクチュエータ３０のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックルなど後輪２Ｌのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態においてトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒはセミトレーリングアーム型独立懸架方式のサスペンションに対して適用した場合の例で示したがそれに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションにも適用できる。
例えば、ダブルウイッシュボーン式サスペンションのサイドロッドや、ストラット式サスペンションのサイドロッドに前記アクチュエータ３０を組み込むことによっても実現できる。
【００３１】
また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８と、温度センサ３１ａとコネクタなどを介して接続されて構成されている。また、トー角変更制御ＥＣＵ３７、３７同士の間と、トー角変更制御ＥＣＵ３７と操舵制御ＥＣＵ１３０との間は通信回線で接続されている。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。また、操舵制御ＥＣＵ１３０、電動機駆動回路２３にも前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される（図示せず）。
【００３２】
（操舵制御ＥＣＵ）
次に、図５、図６を参照しながら操舵制御ＥＣＵの機能を説明する。
図５は操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図である。図６はベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図である。
【００３３】
操舵制御ＥＣＵ１３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されている。
図５に示すように操舵制御ＥＣＵ１３０は、電動パワーステアリング装置１１０（図１および図２参照）を制御する電動パワーステアリング制御部１３０ａと、後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角を演算する後輪トー角制御部１３０ｂを備えている。
【００３４】
（電動パワーステアリング制御部）
まず、図５、図６を参照しながら適宜図２を参照して電動パワーステアリング制御部１３０ａについて説明する。
電動パワーステアリング制御部１３０ａは、ベース信号演算部（補助トルク算出手段）５１と、ダンパ補償信号演算部（補助トルク算出手段）５２と、イナーシャ補償信号演算部（補助トルク算出手段）５３と、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４と、Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５と、２軸３相変換部５６と、ＰＷＭ変換部５７と、３相２軸変換部５８と、電動機速度算出部６７と、励磁電流生成部５９とを備えている。
【００３５】
３相２軸変換部５８は、電動機駆動回路２３が検出する電動機４の３相電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを、電動機４の回転子の磁極軸であるＤ軸と、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるＱ軸との２軸に変換するものであり、Ｑ軸電流ＩＱは電動機４の発生トルクＴＭに比例し、Ｄ軸電流ＩＤは励磁電流に比例する。電動機速度算出部６７は、電動機４の角度信号θを微分演算して角速度信号ωを生成する。励磁電流生成部５９は、電動機４の励磁電流の目標信号を生成するが、必要に応じＤ軸電流とＱ軸電流とをほぼ等しくすることにより、弱め界磁制御を行うことができる。
【００３６】
ベース信号演算部５１は、トルク信号Ｔと車速信号ＶＳとから出力トルクＴＭ＊の目標信号ＩＭ１の基準となるベース信号ＤＴを生成する。この信号生成は、予め本実施形態と同じタイプで操舵機能が前輪操舵機能の車両に対する実験測定などによって設定されたべーステーブル５１ａをトルク信号Ｔと車速信号ＶＳとにもとづいて参照することによって行われる。図６（ａ）にべーステーブル５１ａに格納されているベース信号ＤＴの関数を示す。ベース信号演算部５１は、トルク信号Ｔの値が小さいときはベース信号ＤＴがゼロに設定される不感帯Ｎ１が設けられ、トルク信号Ｔの値がこの不感帯Ｎ１よりも大きくなるとゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部５１は、所定のトルク値で出力はゲインＧ２で増加し、さらにトルク値が増加すると出力が飽和する特性を備えている。
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷（路面反力）が異なるため、車速信号ＶＳによりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部５１は、車速ＶＳが大きく高速になるにしたがってゲイン（Ｇ１、Ｇ２）を低く、かつ、不感帯Ｎ１を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。すなわち、車速ＶＳの増大に応じてしっかりとした操舵トルクＴｓの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。
【００３７】
図５に戻り、ダンパ補償信号演算部５２は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度信号ωがダンパテーブル５２ａを参照することによって行われる。
図６（ｂ）は、ダンパテーブル５２ａの特性関数を示す図であり、電動機４の角速度ωが増加するほど補償値Ｉが直線的に増加し、所定速度で補償値Ｉが急激に増加する特性を備えている。また、車速信号ＶＳの値が高いほど、ゲイン（Ｇ３、Ｇ５）を大きくして電動機４の角速度、すなわち、転舵速度に応じて電動機４の出力トルクＴＭ＊を減衰させている。言い換えれば、電動機４に大きな電流が供給されて角速度ωが速くなると、電動機４の慣性によって直ぐには角速度ωが低下しない。この現象を回避するために、ダンパ補償信号演算部５２は、電動機４の角速度を抑制制御している。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル３の収斂性を向上させ、車両特性を安定化させることができる。
【００３８】
再び図５に戻り、加算器６１は、ベース信号演算部５１の出力信号ＤＴからダンパ補償信号演算部５２の出力信号Ｉを減算するものであり、加算器６２は、加算器６１の出力信号とイナーシャ補償信号演算部５２の出力信号とを加算して出力信号ＩＭ１とするものである。
なお、ベース信号演算部５１とダンパ補償信号演算部５２と加算器６１とでアシスト制御が行われる。
【００３９】
イナーシャ補償信号演算部５３は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、トルク信号Ｔがイナーシャテーブル５３ａを参照することによって演算さる。
また、イナーシャ補償信号演算部５３は、電動機４の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機４は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部５３は、電動機４の回転方向の切り替わりが操向ハンドル３の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部５３は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与している。
また、ＦＦ（Front engine Front wheel drive）やＦＲ（Front engine Rear wheel drive）車、ＲＶ（Recreation Vehicle）やセダンなどの車両特性や車速、路面などの車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。
【００４０】
加算器６２の出力信号ＩＭ１は、電動機４のトルクを規定するＱ軸電流の目標信号であり、異常時補助トルク制限部６３に入力される。
異常時補助トルク制限部６３は、後記する自己診断部７２から、後記する巻線温度高モードの異常状態検出信号を受けたときは、入力信号ＩＭ１が所定値を超える場合は、所定値を超えないように抑制する。
また、異常時補助トルク制限部６３は、入力された加算器６２の出力信号ＩＭ１に対して、後記するトー角変更制御診断部７３から補正指令信号が入力されたとき、そのときの入力されている信号ＩＭ１に対して時間的に変化させて所定の補正量だけ信号ＩＭ１を低下させ、加算器６４に出力信号ＩＭ２を出力する。
この所定の補正量は、信号ＩＭ１の一定割合、例えば、８０％とする。もともと信号ＩＭ１は、左右転舵時で電流が正負となるので、入力される信号ＩＭ１の正負に限らず入力された値の８０％に減じることで補助トルクを運転者に分かるように低下させる。
異常時補助トルク制限部６３は、トー角変更制御診断部７３から補正指令信号が入力されていない場合は、入力された信号ＩＭ１をそのまま出力信号ＩＭ２として加算器６４に出力する。
【００４１】
加算器６４は出力信号ＩＭ２からＱ軸電流ＩＱを減算し、偏差信号ＩＥを生成する。Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４は、偏差信号ＩＥが減少するように、Ｐ（比例）制御およびＩ（積分）制御を行う。
加算器６５は、励磁電流生成部５９の出力信号からＤ軸電流ＩＤを減算するものである。Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５は、加算器６５の出力信号が減少するようにＰＩ帰還制御を行う。
【００４２】
２軸３相変換部５６は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部５４の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩ制御部５５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷに変換する。ＰＷＭ変換部５７は、３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるデューティ信号（ＤＵ、ＤＶ、ＤＷ）を生成する。
なお、２軸３相変換部５６およびＰＷＭ変換部５７は、電動機４の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
【００４３】
（後輪トー角制御部）
次に、図５を参照しながら後輪トー角制御部１３０ｂについて説明する。図５に示すように後輪トー角制御部１３０ｂは、目標トー角演算部７１、自己診断部７２、トー角変更制御診断部７３を有する。
【００４４】
前輪転舵角センサＳＳは、前輪１Ｌ、１Ｒの転舵角δを検出し、目標トー角演算部７１に入力する。
目標トー角演算部７１は、車速信号ＶＳと、転舵角δと転舵角速度δ’（これは転舵角δを時間微分して容易に求めることができる）とから後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれの目標トー角αＴＬ、αＴＲを生成し、左右の後輪２Ｌ、２Ｒのそれぞれのトー角変更を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７に目標トー角αＴＬ、αＴＲを入力する（図７参照）。この目標トー角αＴＬ、αＴＲ生成は、予め左右の後輪２Ｌ、２Ｒごとに設定された第１のトー角テーブル７１ａと第２のトー角テーブル７１ｂを、転舵角δ、転舵角速度δ’、車速ＶＳにもとづいて参照することによって行なわれる。
第１のトー角テーブル７１ａは、電動パワーステアリング装置１１０が正常に機能している場合に用いられるテーブルである。第２のトー角テーブル７１ｂは、電動パワーステアリング装置１１０の補助トルク機能が失陥した場合に、後記する自己診断部７２からの失陥モードの異常状態検出信号を受信したときに用いられるテーブルである。
第１のトー角テーブル７１ａでは、例えば、次式（４）、（５）のように設定される。
αＴＬ＝ＫＬ（ＶＳ，δ’，δ）・δ            ・・・・（４）
αＴＲ＝ＫＲ（ＶＳ，δ’，δ）・δ            ・・・・（５）
ここで、ＫＬ（ＶＳ）、ＫＲ（ＶＳ）は車速ＶＳ、転舵角δおよび転舵角速度δ’に依存する前後輪操舵比であり、後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが、以下のように設定される。
（ａ）車速が所定の低速の範囲では、転舵角δに応じて後輪２Ｌ、２Ｒが逆相に、小回りがしやすいように各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが生成される。
（ｂ）前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、転舵角速度δ’の絶対値が所定の値以下で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲以内の場合は、転舵角δに応じて同相に各後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。つまり、レーンチェンジにおける横すべり角βを小さくするように各後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。
（ｃ）しかし、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、転舵角速度δ’の絶対値が所定の値を超えるか、または、転舵角δが左右の所定の範囲を超える大きな転舵角δの場合は、転舵角δに応じた逆相に各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される。
なお、目標トー角演算部７１で生成される目標トー角αＴＬ、αＴＲは、旋回安定性の観点から必ずしもアッカーマン・ジャントのジオメトリに従う必要はない。また、転舵角δが０°のとき目標トー角αＴＬ、αＴＲが、それぞれ、例えば、２°のトーインの設定になっていても良い。
【００４５】
第２のトー角テーブル７１ｂにおいても式（４）、（５）のような形式で設定されるが、電動パワーステアリング装置１１０の補助トルク機能が失陥して操舵性が低下している場合の、運転者に与える操舵感と車両の旋回特性がミスマッチして違和感を与えないように、第１のトー角テーブル７１ａでは許容した、（ｂ）の前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲では、転舵角速度δ’の絶対値が所定の値以下で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲以内の場合は、転舵角δに応じて同相に各後輪２Ｌ、２Ｒの目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される目標トー角制御と、（ｃ）の前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、転舵角速度δ’の絶対値が所定の値を超えるか、または、転舵角δが左右の所定の範囲を超える大きな転舵角δの場合は、転舵角δに応じた逆相に各後輪の目標トー角αＴＬ、αＴＲが設定される目標トー角制御を禁じている。要約すると、左右の後輪２Ｌ、２Ｒは、前記所定の低速の範囲を超えた高速の範囲の車速ＶＳでは、いかなる転舵角δ、転舵角速度δ’の場合でも、少なくともαＴＬおよびαＴＲが０°を超えてトーアウトとならないように第２のトー角テーブル７１ｂのデータはあらかじめ設定されている。
なお、所定の低速の範囲とは、ここでは停止状態から、例えば、最徐行速度１０ｋｍ／ｈｒまでの範囲である。
【００４６】
次に、図５を参照しながら自己診断部（異常検知手段）７２について説明する。自己診断部７２は、レゾルバ２５からの角度信号θや電動機駆動回路２３の図示しないホール素子からの検出信号、温度センサ４ａからの温度信号、加算器６４からの出力信号の状態監視にもとづき、電動パワステアリング装置１１０の異常状態を検出したか否かを判定する。
例えば、自己診断部７２は、温度センサ４ａの信号が所定値を超える場合は、電動機４の巻線温度異常（巻線温度高モード）と判断し、異常時補助トルク制限部６３に目標電流を抑制させるように巻線温度高モードの異常状態検出信号を出力する。
【００４７】
また、自己診断部７２は、加算器６４からの出力信号ＩＥと電動機駆動回路２３のホール素子からの実電流の検出信号を監視するとともに、レゾルバ２５からの角度信号θにより、電動パワーステアリング装置１１０の補助トルク機能の失陥を判定し、失陥と判定した場合（失陥モード）は、電動機駆動回路２３に電動機４への給電停止を指令し、目標トー角演算部７１に、失陥モードの異常状態検出信号を出力し、目標トー角演算部７１が左右のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７に出力する目標トー角αＴＬ、αＴＲの演算をするに当たって用いるテーブルを、第１のトー角テーブル７１ａから第２のトー角テーブル７１ｂを使うように切り替えさせる。
【００４８】
次にトー角変更制御診断部７３について説明する。トー角変更制御診断部７３はトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７の後記する自己診断部８１ｄ（図７参照）から後記する異常状態検知信号を受信し、異常状態検知信号と共に受信した後記する所定の実トー角αＳＬ、αＳＲが後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン状態、またはαＳＬ＝αＳＲ＝０を示さない（つまり、少なくとも一方の後輪がトーアウト状態であることを示し）で、かつ、車速が所定値Ｖｌｏｗ以下であるかを判定し、この条件を満たすとき、異常時補助トルク制限部６３に入力された信号ＩＭ１を前記したように所定の補正量分だけ低下させて信号ＩＭ２として出力するように前記補正指令信号を異常時補助トルク制限部６３に出力する。前記条件を満たさないとき、例えば、後輪トーイン状態で固着の場合、後記する所定の実トー角αＳＬ＝αＳＲ＝０の状態で固着の場合、両方のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒが正常の場合は、前記補正指令信号を異常時補助トルク制限部６３に出力しない。
【００４９】
（トー角変更制御ＥＣＵ）
次に、図７を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵの詳細な構成を説明する。図７はトー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの制御機能のブロック構成図である。
図７に示すように、トー角変更制御ＥＣＵ３７はアクチュエータ３０を駆動制御する機能を有し、制御部８１と電動機駆動回路８３とで構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、操舵制御ＥＣＵ１３０と通信線を介して接続され、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７とも通信線を介して接続されている。
【００５０】
制御部８１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されており、目標電流算出部８１ａ、電動機制御信号生成部８１ｃ、自己診断部８１ｄを有している。
一方（右後輪２Ｒ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から通信線を介して入力される後輪２Ｒの目標トー角αＴＲと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｒのトー角αＲとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
他方（左後輪２Ｌ側）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の目標電流算出部８１ａは、操舵制御ＥＣＵ１３０から通信線を介して入力される後輪２Ｌの目標トー角αＴＬと、ストロークセンサ３８から得られる現在の後輪２Ｌのトー角αＬとにもとづいて、目標電流信号を算出して、電動機制御信号生成部８１ｃに出力する。
【００５１】
ここで、目標電流信号とは、アクチュエータ３０を所望の速度で所望の作動量（後輪２Ｌ、２Ｒを所望のトー角αＴＬ、αＴＲにする伸縮量）に設定するのに必要な電流信号である。
このように目標電流算出部８１ａにおいて目標トー角αＴＬ、αＴＲに対して現在のトー角αＬ、αＲをフィードバックして、目標電流信号を補正することにより、後輪２Ｌ（または後輪２Ｒ）の転舵に要する電流値が車速ＶＳ、路面環境、車両の運動状態、タイヤの磨耗状態などによって変化するのをフィードバックして、目標のトー角αＴＬ、αＴＲに速やかに設定することができる。
なお、目標電流算出部８１ａにおいて、フィードフォワード制御も加えて、応答性を高めても良い。
【００５２】
電動機制御信号生成部８１ｃは、目標電流算出部８１ａから目標電流信号が入力され、電動機駆動回路８３に電動機制御信号を出力する。この電動機制御信号は、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。電動機駆動回路８３は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のブリッジ回路などで構成され、電動機制御信号にもとづいて電動機３１に電動機電流を供給する。
【００５３】
また、図７に示すように自己診断部８１ｄは、自身が属する側のトー角変更装置１２０Ｌまたはトー角変更装置１２０Ｒのストロークセンサ３８の位置信号や電動機駆動回路８３のホール素子からの検出信号、温度センサ３１ａからの温度信号、目標電流算出部８１ａの状態監視にもとづき、異常状態を検出したか否かを判定する。
例えば、自己診断部８１ｄは、温度センサ３１ａの信号が所定値を超える場合は、電動機３１の巻線温度異常（巻線温度高モード）と判断し、所定の実トー角αＳＬ（または実トー角αＳＲ）、例えば、０°を目標電流算出部８１ａに入力する。ここで、実トー角αＳＬは異常検知時の左後輪２Ｌに対して入力されて実現した実トー角であり、実トー角αＳＲは異常検知時の右後輪２Ｒに対して入力されて実現した実トー角である。
【００５４】
また、自己診断部８１ｄは、目標電流算出部８１ａの目標電流値と電動機駆動回路８３のホール素子からの実電流の検出信号を監視するとともに、ストロークセンサ３８からの位置信号により、アクチュエータ３０の固着の有無を判定し、固着と判定した場合（固着モード）は、電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、目標電流算出部８１ａに現在のトー角αＬ（またはトー角αＲ）を実トー角αＳＬ（または実トー角αＳＲ）として入力する。そして、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検知信号と、異常を検知して前記対処したモードの信号を送信する。
【００５５】
なお、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの異常を検知するために自己診断部８１ｄだけでなく、ウォッチドッグ回路を周辺回路として設けて制御部８１を監視し、制御部８１の異常を検出したとき電動機駆動回路８３に電動機３１への給電停止を指令し、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄに異常状態検知信号を出力させるようにしても良い。
【００５６】
さらに、自己診断部８１ｄは、他方の側のトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄからの異常検知信号を受信をしていないかチェックし、異常検知信号を受信している場合は、その前記対処したモードの信号にもとづいて、目標電流算出部８１ａに実トー角αＳＬ（または実トー角αＳＲ）を入力する。
つまり、自身のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｌ（またはトー角変更装置１２０Ｒ）が健全に作動しているか否かを示す信号を受信して監視しているとともに、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対応するトー角変更装置１２０Ｒ（またはトー角変更装置１２０Ｌ）が健全に作動しているか否かを示す信号を監視し、いずれかの側が異常である場合は、両方のトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７は所定の同一モードの対処をする。
そして、各自己診断部８１ｄは、異常状態検知信号と、異常を検知して前記対処したモードの信号と、所定の実トー角αＳＬ（または所定の実トー角αＳＲ）をトー角変更制御診断部７３に送る。
【００５７】
次に図８を参照しながら電動パワーステアリング装置１１０の補助トルク失陥時の後輪のトー角変更制御の流れを説明する。図８は目標トー角演算部における制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、一定の周期で行なわれる制御である。
ステップＳ１では、操舵制御ＥＣＵ１３０が起動した直後に、初期設定として通常状態を示すＩＦＬＡＧ＝０をセットする（ステップＳ１）。次いで、電動パワーステアリング装置１１０の補助トルク失陥機能が失陥（ＥＰＳ（Electric Power Steering）失陥）か否かを、自己診断部７２から前記した失陥モードの異常状態検出信号を受信しているか否かで判定する。ＥＰＳ失陥でない場合（Ｎｏ）はステップＳ３へ進み、ＥＰＳ失陥の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４へ進む。
ステップＳ３では、第１のトー角テーブル７１ａを用いて、車速ＶＳ、転舵角δ、転舵角速度δ’に応じて目標トー角αＴＬ、αＴＲを算出して、それぞれトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７へ出力する（通常時ＲＴＣ（Rea toe Control）制御）。そして、ステップＳ２へ戻り、一連の制御を繰り返す。
通常時ＲＴＣ制御は、車速ＶＳ、転舵角δ、転舵角速度δ’に応じて後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を同相、逆相に制御するので、低速時の小回りや、高速時の機敏なレーンチェンジ、高速時の危険回避のため急旋回を許容する。
【００５８】
ステップＳ４では、ＩＦＬＡＧ＝０か否かをチェックする。ＩＦＬＡＧ＝０の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ５へ進み、ＩＦＬＡＧ＝０でない場合（Ｎｏ）はステップＳ７へ進む。ステップＳ５では、第１のトー角テーブルから第２のトー角テーブルに切り替える。そして、補助トルク失陥モードであることを示すＩＦＬＡＧ＝１とセットする（ステップＳ６）し、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、第２のトー角テーブル７１ａを用いて、車速ＶＳ、転舵角δ、転舵角速度δ’に応じて目標トー角αＴＬ、αＴＲを算出して、それぞれトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７へ出力する（異常時ＲＴＣ制御）。そして、ステップＳ２へ戻り、一連の制御を繰り返す。
異常時ＲＴＣ制御では、十分な低速時には、小回りができるように後輪２Ｌ、２Ｒのトー角を逆相にさせることは許容する。しかし、高速時はＥＰＳ失陥により操舵性が落ちているので、それに合せて安定な旋回性を確保することを優先させ、後輪２Ｌ、２Ｒのトーアウト制御を許容しない。
【００５９】
次に図９を参照しながらトー角変更制御診断部７３における制御を説明する。図９はトー角変更制御診断部における制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、一定の周期で行なわれる制御である。
ステップＳ１１では、車速ＶＳ、左右のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄからの異常状態検知信号および所定の実トー角αＳＬ、αＳＲを随時読み込む。
【００６０】
ステップＳ１２では、異常状態検知信号を受信したか否かをチェックする（異常検知？）。異常検知の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１２へ進み、異常を検知していない場合（Ｎｏ）は一つの周期内の処理を終了する。
ステップＳ１３では、ステップＳ１１で読み込んだ所定の実トー角αＳＬ、αＳＲをチェックし、左右両方の後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態またはαＳＬ＝αＳＲ＝０かを判定する。後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態またはαＳＬ＝αＳＲ＝０の場合（Ｙｅｓ）は、一つの周期内の処理を終了する。後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態でないか、またはαＳＬ＝αＳＲ＝０でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ進み、車速ＶＳが所定の車速Ｖｌｏｗ以下かどうかをチェックする。車速ＶＳが所定の車速Ｖｌｏｗより大きい場合（Ｎｏ）は、一つの周期内の処理を終了する。車速ＶＳが所定の車速Ｖｌｏｗ以下の場合（Ｙｅｓ）は、補正指令信号を異常時補助トルク制限部６３に出力する、つまり、補助トルクを低下させ、一連の制御を終了する。
【００６１】
そして、異常時補助トルク制限部６３は入力される信号ＩＭ１に対して、所定の時間遅れを持たせて緩やかに所定の割合の補助トルクまで低下させ、以後、入力される信号ＩＭ１の所定の割合、この場合２割の出力信号ＩＭ２を加算器６４に出力する。
ちなみに、車速Ｖｌｏｗは、十分低速な車速であり、補助トルクの急激な、例えば、８０％カットのような低下に対して、車両走行中に運転者が操舵力の急変に戸惑っても車両の走行に影響を与えない車速である。例えば、最徐行時の時速１０ｋｍ／ｈｒのような車速である。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、操舵制御ＥＣＵ１３０は、目標トー角演算部７１において、自己診断部７２からの電動パワステアリング装置１１０の補助トルク機能の失陥と判定した失陥モードの異常状態検出信号を受けたとき、所定の低速の範囲を超えた高速の範囲、例えば、時速１０ｋｍ／ｈｒより高速状態では、後輪２Ｌ、２Ｒをトーアウトとさせない制御に切り替えるので、補助トルクが無くなり操向ハンドル３を操作する時の反力が大きく操舵性が低下しているのに合せて、後輪操舵による軽快な旋回性を付与しないので、運転者にとって安定した旋回操作ができる。
その結果、電動パワーステアリング装置１１０の補助トルクがなくなったのに、高速走行時に後輪２Ｌ、２Ｒの同相制御を生じて違和感を感じることを防止できる。
【００６３】
また、トー角変更制御診断部７３において、トー角変更制御ＥＣＵ３７からの後輪転舵機能の異常状態検知信号を受信したとき、後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態でないかαＳＬ＝αＳＲ＝０でない場合に、車速が車速Ｖｌｏｗ以下であることを確認して補助トルクを低下させるように加算器６４に出力させるので、十分低速な状態で、補助トルクが小さくなり、運転者は操舵トルクの手応え感が大きくなるのを感じて、操舵機能に異常があることを感知しやすくなる。
したがって、走行中の急な補助トルクの急激な低減による運転者の戸惑いを防止できる。
【００６４】
もし、車速Ｖｌｏｗを超える車速で走行中の場合は、もともと速度の増加に応じて補助トルクが低下するようにゲインが設定されているので、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの異常は運転者に感じ取れ安く、運転者が操舵性に違和感を感じて車速を低減し、車速がＶｌｏｗ以下になったときに、補助トルクの低減を生じさせ、運転者にトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの異常を明確に検知させることができる。
このとき、時間的な遅れを持って補助トルクを低減させるので、急激な補助トルクの低減に運転者が驚かないようにすることができる。
【００６５】
なお、トー角変更制御ＥＣＵ３７からの信号が後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態またはαＳＬ＝αＳＲ＝０を示しているときは、補助トルクの低減をさせないのは、後輪２Ｌ、２Ｒが共にトーイン状態またはαＳＬ＝αＳＲ＝０で固着しているときは、操舵性、旋回性は、通常の前輪１Ｌ、１Ｒのみの操舵の車両と同じなので、コンソールに設けたトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの異常を知らせる警報ランプを点灯させて、運転者に警報するだけでも十分であるからである。
【００６６】
ちなみに、一方のトー角変更制御ＥＣＵ３７の自己診断部８１ｄが異常状態を検知したとき、他方のトー角変更制御ＥＣＵ３７に対して異常状態検知信号を発信して、両方のトー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒのトー角を固定するように制御するので、後輪２Ｌ、２Ｒのトー角のみの一方のみが変更制御され続けることが防止でき、トー角変更装置１２０Ｌ、１２０Ｒの異常状態時の走行性が安定に維持される。
【００６７】
（第１の変形例）
次に実施形態の第１の変形例の操舵システム１００を図１、図１０および図１１を参照しながら説明する。図１０は第１の変形例の操舵システムにおける操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図であり、図１１は操舵制御ＥＣＵの目標トー角演算部の詳細な制御機能構成図である。実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本変形例の操舵システム１００は、図１に示すようにヨーレートセンサＳｙを備え、車体の実ヨーレートを検出して、操舵制御ＥＣＵ１３０Ａに入力する。
操舵制御ＥＣＵ１３０Ａは、図１０に示すように目標トー角演算部７１の代わりに目標トー角演算部７１Ａを有している。図１１は目標トー角演算部７１Ａの詳細な機能構成図である。
【００６８】
図１１に示すように目標トー角演算部７１Ａは、転舵角フィードフォワード部（以下、転舵角Ｆ／Ｆ部と称する）９１、転舵角速度演算部９２、転舵角速度フィードフォワード部（以下、転舵角速度Ｆ／Ｆ部と称する）９３、加算器９４から構成されるフィードフォワード制御部９０ａと、規範ヨーレート演算部９５、減算器９６、ヨーレート・フィードバック部（以下、ヨーレートＦ／Ｂ部）９７から構成されるフィードバック制御部９０ｂと、加算器９８とを有している。
【００６９】
転舵角はＦ／Ｆ部９１には、転舵角δおよび車速ＶＳの信号と自己診断部７２からの異常状態検出信号が入力され、第１のゲインテーブル９１ａまたは第２のゲインテーブル９１ｂを参照して目標トー角のフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒを算出する。これら第１および第２のゲインテーブル９１ａ、９１ｂは、転舵角δと車速ＶＳをパラメータにしてフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒを算出できるように前もってメモリに記憶されたルックアップテーブルである。
転舵角Ｆ／Ｆ部９１は通常状態時には第１のゲインテーブル９１ａを参照して、車速ＶＳと転舵角δにもとづいてフィードフォワードのレシオ制御を行ない、転舵角δが大きいほど目標トー角のフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒの絶対値を大きく設定する。
転舵角Ｆ／Ｆ部９１は、前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したとき、第１のゲインテーブル９１ａから第２のゲインテーブル９１ｂへとテーブルを切り替え、第２のゲインテーブル９１ｂを参照してフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒを算出する。
【００７０】
転舵角Ｆ／Ｆ部９１が第１のゲインテーブル９１ａを参照して目標トー角を算出する場合は、後輪２Ｌ、２Ｒが左側に向くときを正、右側を向くときを負とし、前記したように車速が所定の低速の範囲では、後輪２Ｌ、２Ｒが転舵角δに対して逆相に、小回りがしやすいように目標トー角のフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒを設定する。また、前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲以内の場合は、転舵角Ｆ／Ｆ部９１は第１のゲインテーブル９１ａを参照して、後輪２Ｌ、２Ｒが転舵角δに対して同相になるように出力値α１Ｌ、α１Ｒを設定する。前記所定の低速の範囲を超える高速の範囲で、かつ、転舵角δが左右の所定の範囲を超える場合は、転舵角Ｆ／Ｆ部９１は第１のゲインテーブル９１ａを参照して、後輪２Ｌ、２Ｒが転舵角δに対して逆相になるように出力値α１Ｌ、α１Ｒを設定する。
第２のゲインテーブル９１ｂは第１のゲインテーブル９１ｂと異なり、フィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒがトーイン制御となるように設定されている。
【００７１】
転舵角速度演算部９２は、転舵角δを時間微分し転舵角速度δ’を算出し、転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３に入力する。
転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３には、転舵角速度δ’および車速ＶＳの信号と自己診断部７２からの異常状態検出信号が入力され、第１のゲインテーブル９３ａまたは第２のゲインテーブル９３ｂを参照してフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒを算出する。これら第１および第２のゲインテーブル９３ａ、９３ｂは、転舵角速度δ’と車速ＶＳをパラメータにしてフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒを算出できるように前もってメモリに記憶されたルックアップテーブルである。
転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３は通常状態時には第１のゲインテーブル９３ａを参照して、車速ＶＳと転舵角速度δ’にもとづいてフィードフォワードのレシオの制御を行ない、転舵角速度δ’が大きいほどフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒの絶対値を大きく設定する。
転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３は、前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したとき、第１のゲインテーブル９３ａから第２のゲインテーブル９３ｂへとテーブルを切り替え、第２のゲインテーブル９３ｂを参照してフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒを算出する。第２のゲインテーブル９３ｂは第１のゲインテーブル９３ｂと比較して、フィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒが小さくなるようにゲインが設定されている。
この結果、転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３は通常状態時は、転舵角速度δ’に応じて車両の軽快な旋回運動を実現するようにフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒを設定し、前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したときは、転舵角速度δ’に対して車両の旋回運動が敏感に応答しないようにフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒを設定する。
【００７２】
転舵角Ｆ／Ｆ部９１で算出された目標トー角のフィードフォワード出力値α１Ｌ、α１Ｒと、転舵角速度Ｆ／Ｆ部９３で算出されたフィードフォワード出力値α２Ｌ、α２Ｒは加算器９４で加算されて目標トー角のフィードフォワード出力値α３Ｌ（＝α１Ｌ＋α２Ｌ）、α３Ｒ（＝α１Ｒ＋α２Ｒ）となり、加算器９８に入力されると共に規範ヨーレート演算部９５に入力される。
【００７３】
規範ヨーレート演算部９５には、転舵角δおよび車速ＶＳの信号と、自己診断部７２からの異常状態検出信号と、目標トー角のフィードフォワード出力値α３Ｌ、α３Ｒと、が入力され、第１の規範ヨーレートテーブル９５ａまたは第２の規範ヨーレートテーブル９５ｂを参照して規範ヨーレートγｍを算出する。第１の規範ヨーレートテーブル９５ａは、電動パワステアリング装置１１０が通常状態のときに用いられ、第２の規範ヨーレートテーブル９５ｂは、電動パワステアリング装置１１０の補助トルク機能が失陥した状態のときに用いられる。これら第１および第２の規範ヨーレートテーブル９５ａ、９５ｂは、例えば、速ＶＳ、転舵角δ、目標トー角の出力値α３Ｌ、α３Ｒをパラメータにして規範ヨーレートγｍを演算できるように前もってメモリに記憶されたルックアップテーブルである。
【００７４】
第１の規範ヨーレートテーブル９５ａは、規範ヨーレートγｍが、車速ＶＳ、転舵角δの組み合わせにもとづいて前記したように転舵角δに対して後輪のトー角を逆相または同相に設定して、期待する車両の軽快な旋回運動時の目標となる標準的なヨーレートを算出するように前もって設定されている。
図１１に示すように自己診断部７２から異常状態検出信号が入力され、前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したとき、規範ヨーレート演算部９５は、第１の規範ヨーレートテーブル９５ａから第２の規範ヨーレートテーブル９５ｂへとテーブルを切り替える。第２の規範ヨーレートテーブル９５ｂは、転舵角δを重視した安定な旋回性能を期待する規範ヨーレートγｍを算出するように前もって設定されている。
規範ヨーレート演算部９５で算出された規範ヨーレートγｍは減算器９６に入力され、ヨーレートセンサＳｙからの実ヨーレートγとの偏差Δγが得られて、ヨーレートＦ／Ｂ部９７に入力される。
【００７５】
ヨーレートＦ／Ｂ部９７は通常状態時は、実ヨーレートγと偏差Δγに応じて、第１のゲインテーブル９７ａを参照して、目標トー角のフィードバック出力値α４Ｌ、α４Ｒを加算器９８に出力する。そして、図１１に示すように、ヨーレートＦ／Ｂ部９７には自己診断部７２から異常状態検出信号が入力され、前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したとき、第１のゲインテーブル９７ａから第２のゲインテーブル９７ｂへとテーブルを切り替える。ヨーレートＦ／Ｂ部９７は前記失陥モードの異常状態検出信号を受信したときは、実ヨーレートγと偏差Δγに応じて、第２のゲインテーブル９７ｂを参照して、目標トー角のフィードバック出力値α４Ｌ、α４Ｒを加算器９８に出力する。
【００７６】
これら第１および第２のゲインテーブル９７ａ、９７ｂは、ヨーレートと偏差Δγをパラメータにしてフィードバック出力値α４Ｌ、α４Ｒを算出できるように前もってメモリに記憶されたルックアップテーブルである。
第１のゲインテーブル９７ａは、ヨーレートの偏差Δγに対してフィードバックが大きいようにゲインが設定されており、それに対し第２のゲインテーブル９７ｂは、第１のゲインテーブル９７ａに比してヨーレートの偏差Δγに対してフィードバックが小さいようにゲインが設定されている。
そして、加算器９８において目標トー角のフィードフォワード出力値α３Ｌ、α３Ｒと、目標トー角のフィードバック出力値α４Ｌ、α４Ｒとが加算されて、目標トー角αＴＬ（＝α３Ｌ＋α４Ｌ）、αＴＲ（＝α３Ｌ＋α４Ｌ）が左右の後輪２Ｌ、２Ｒのトー角変更制御ＥＣＵ３７、３７にそれぞれ入力される。
【００７７】
ここで、第１のゲインテーブル９１ａ、９３ａ、９７ａおよび第１の規範ヨーレートテーブル９５ａが通常状態時の規範車両モデルを構成し、第２のゲインテーブル９１ｂ、９３ｂ、９７ｂおよび第２の規範ヨーレートテーブル９５ｂが失陥モードの異常状態時の規範車両モデルを構成する。
目標トー角演算部７１Ａにおける通常状態時の規範車両モデルから失陥モードの異常状態時の規範車両モデルへの切替は、前記実施形態における図７に示した目標トー角演算部７１における制御のフローチャート（図８）の説明と同様に実行される。ただし、操舵制御ＥＣＵ１３０は操舵制御ＥＣＵ１３０Ａに読み直し、目標トー角演算部７１は目標トー角演算部７１Ａに読み直し、第１のトー角テーブル７１ａおよび第２のトー角テーブル７１ｂはそれぞれ前記した通常状態時の規範車両モデルおよび前記した失陥モードの異常状態時の規範車両モデルに読み直す。そして、図８のフローチャートにおけるステップＳ５の「テーブル切替」は、「規範車両モデル切替」と読み直す。
【００７８】
図１２は本第１の変形例の規範車両モデルと前輪だけを操舵する車両（以下、コンベンショナル車両と称する）との旋回運動におけるヨーレートの応答特性を比較したものである。図１２の（ａ）は横軸をハンドル操舵周波数とし、縦軸をヨーレートのゲインとしたヨーレートの応答特性である。図１２の（ｂ）は横軸をハンドル操舵周波数とし、縦軸をヨーレートの位相としたヨーレートの応答特性である。
本第１の変形例の前記規範車両モデル（通常状態時）は、図１２の（ａ）に破線で示すように、一点鎖線線で示すコンベンショナル車両と比較して、共振周波数を右矢印の方向に高くし、共振ゲインを下矢印の方向に下げ、減衰率を増加することを目標に、また、図１２の（ｂ）に破線で示すように、一点鎖線線で示すコンベンショナル車両と比較して、上矢印の方向にヨーレートの位相の遅れを低減することを目標に設定される。
これにより、通常状態時には運転者の速い操舵にも追従する高レスポンスの車両応答を実現できる。
【００７９】
本第１の変形例の前記規範車両モデル（失陥モードの異常状態時）は、図１２の（ａ）に実線で示すように、規範車両のヨーレートのゲインを通常状態時の規範車両モデルより下げ、図１２の（ｂ）に示すように、ヨーレートの位相の遅れは通常状態時の規範車両モデルと同じにすることを目標に設定される。
これにより、電動パワーステアリング装置１１０が補助トルク失陥時に、規範車両モデルを切り替えて低レスポンスの車両とすることで車両の安定性を確保できる。
【００８０】
なお、前記実施の形態およびその第１の変形例において、目標トー角の制御を通常状態から前記失陥モードの異常状態時への切り替えは、車両が旋回運動をしていないとき、または、車両が十分低速な走行状態のときにに行なうと、運転者が、例えば、旋回運動中の車両の応答特性の急変に戸惑わずに済み、好ましい。
【００８１】
（その他の変形例）
本発明は前記実施形態やその第１の変形例に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態およびその第１の変形例における電動パワーステアリング制御部１３０ａは、目標電流を設定して電動機４に流す電流を制御したが、電動機４に印加される電圧を目標電圧に設定することもでき、電動機４が出力するトルクを目標トルクに設定して、電動機４に流す電流を制御することもできる。この目標電圧あるいは目標トルクも目標信号に含まれる。
（２）本実施形態およびその第１の変形例では、図６の（ａ）に示すように、ベース信号演算部５１において車速ＶＳをパラメータとしてトルク信号Ｔから出力トルクＴＭ＊の目標信号ＩＭ１の基準となるベース信号ＤＴを算出することとしていたがそれに限定されるものではない。操舵制御ＥＣＵ１３０または操舵制御ＥＣＵ１３０Ａに操向ハンドル３に設けられた操作角センサからの操作角信号と、ヨーレートセンサＳｙからのヨーレート信号とを入力し、車速ＶＳと操作角にもとづいてあらかじめ決められた規範ヨーレートを算出し、規範ヨーレートと実際のヨーレートの差分にもとづいて、操向ハンドル３への反力をフィードバック制御する電動パワーステアリング装置にも適用可能である。
また、操舵制御ＥＣＵ１３０または操舵制御ＥＣＵ１３０ＡにヨーレートセンサＳｙからのヨーレート信号を入力し、車速ＶＳとヨーレートにもとづいて算出されるヨーレートフィードバック反力トルクを操向ハンドル３への反力としてフィードバックする電動パワーステアリング装置にも適用可能である。
【００８２】
前記実施形態およびその変形例において、本操舵システムは、電動パワーステアリング装置の補助トルク失陥時には、後輪のトー角αＬ、αＲをトーアウトにする制御を禁止しているが、これはヨーレートの発生を抑える方向に後輪のトー角を変更することを意味する。左右の後輪のトー角が同相に制御される操舵システムであれば、旋回外輪に当たる後輪がトーアウトになるいわゆる前輪の転舵角δに対する左右の後輪のトー角の逆相を禁止するものを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る操舵システムを備えた４輪車両の全体概念図である。
【図２】操舵システムの電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図３】操舵システムの左後輪側のトー角変更装置の構成図である。
【図４】トー角変更装置のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
【図５】操舵システムの操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図である。
【図６】ベース信号演算部およびダンパ補償信号演算部の特性を示す図である。
【図７】トー角変更装置のトー角変更制御ＥＣＵの制御機能ブロック構成図である。
【図８】電動パワステアリング装置の補助トルク失陥時の後輪のトー角変更制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】後輪転舵機能診断部の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第１の変形例の操舵システムにおける操舵制御ＥＣＵとトー角変更装置の概略制御機能構成図である。
【図１１】操舵制御ＥＣＵの目標トー角演算部の詳細な制御機能構成図である。
【図１２】第１の変形例の規範車両モデルとコンベンショナル車両との旋回運動におけるヨーレートの応答特性を比較したものであり、（ａ）はヨーレートのゲイン特性図であり、（ｂ）はヨーレートの位相遅れ特性図である。
【符号の説明】
【００８４】
１Ｌ、１Ｒ  前輪
２Ｌ、２Ｒ  後輪
３      操向ハンドル
４      電動機（アクチュエータ）
４ａ    温度センサ（異常検知手段）
２５    レゾルバ
３０    アクチュエータ
３１    電動機
３１ａ  温度センサ
３３    減速機構
３５    送りねじ部
３７    トー角変更制御ＥＣＵ（操舵制御装置）
３８    ストロークセンサ
５１    ベース信号演算部（補助トルク算出手段）
５１ａ  ベーステーブル
５１ｂ  バックアップテーブル
５２    ダンパ補償信号演算部（補助トルク算出手段）
５３    イナーシャ補償信号演算部（補助トルク算出手段）
５４    Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部
６０    リレースイッチ
６１、６２    加算器
６３    異常時補助トルク制限部
６７    電動機速度算出部
７１、７１Ａ    目標トー角演算部
７１ａ  第１のトー角テーブル
７１ｂ  第２のトー角テーブル
７２    自己診断部（異常検知手段）
７３    トー角変更制御診断部
８１    制御部
８１ａ  目標電流算出部
８１ｃ  電動機制御信号生成部
８１ｄ  自己診断部
８３    電動機駆動回路
９０ａ  フィードフォワード制御部
９０ｂ  フィードバック制御部
９１    転舵角Ｆ／Ｆ部
９１ａ、９３ａ、９７ａ  第１のゲインテーブル
９１ｂ、９３ｂ、９７ｂ  第２のゲインテーブル
９２    転舵角速度演算部
９３    転舵角速度Ｆ／Ｆ部
９４、９８  加算器
９５    規範ヨーレート演算部
９５ａ  第１の規範ヨーレートテーブル
９５ｂ  第２の規範ヨーレートテーブル
９６    減算器
９７    ヨーレートＦ／Ｂ部
１００  操舵システム
１１０  電動パワーステアリング装置（パワーステアリング装置）
１２０Ｌ、１２０Ｒ  トー角変更装置
１３０、１３０Ａ  操舵制御ＥＣＵ（操舵制御装置）
１３０ａ  電動パワーステアリング制御部
１３０ｂ  後輪トー角制御部
ＳＳ    前輪転舵角センサ
ＳＴ    トルクセンサ
ＳＶ    車速センサ
Ｓｙ    ヨーレートセンサ
【図１】
2008260403.tif 000003
【図２】
2008260403.tif 000004
【図３】
2008260403.tif 000005
【図４】
2008260403.tif 000006
【図５】
2008260403.tif 000007
【図６】
2008260403.tif 000008
【図７】
2008260403.tif 000009
【図８】
2008260403.tif 000010
【図９】
2008260403.tif 000011
【図１０】
2008260403.tif 000012
【図１１】
2008260403.tif 000013
【図１２】
2008260403.tif 000014