(57)【要約】【課題】車両の操縦性および安定性を向上させることができるようにする。【解決手段】  操舵力および車速に応じた補助駆動力で舵角変更機構１３を駆動する操舵力調整機構１４と、操舵輪１２を中立位置に復帰させようとする力である復元力を検出する復元力検出手段８３と、復元力検出手段によって検出された復元力を変換することで操舵輪１１に対する擬似的な横力を示す擬似横力を取得する横力変換手段８４と、操舵角および車速に基づいて操舵輪１２に対する目標横力を算出する目標横力算出手段４９と、横力変換手段によって得られた擬似横力から目標横力取得手段４９によって算出された目標横力を減算して得られる操舵輪１２の反力補正値に応じて舵角変更機構１３の補助駆動力を補正する反力補正手段５０とを備えて構成する。【選択図】        図１
2008030719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のドライバにより操作される操舵部と、
該操舵部の操舵角に応じて該車両の操舵輪の舵角を変更する舵角変更機構と、
該操舵部に入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、
該車両の車速を検出する車速検出手段と、
該操舵力検出手段により検出された該操舵力および該車速検出手段によって検出された該車速に応じた補助駆動力で該舵角変更機構を駆動する操舵力調整機構と、
該操舵部の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
該操舵輪を中立位置に復帰させようとする力である復元力を検出する復元力検出手段と、
該復元力検出手段によって検出された該復元力を変換することで該操舵輪に対する擬似的な横力を示す擬似横力を取得する横力変換手段と、
該操舵角検出手段により検出された該操舵角および該車速検出手段により検出された該車速に基づいて該操舵輪に対する目標横力を算出する目標横力算出手段と、
該横力変換手段によって得られた該擬似横力から該目標横力取得手段によって算出された該目標横力を減算して得られる該操舵輪の反力補正値に応じて該補助駆動力を補正する反力補正手段とを備えた
ことを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
該横力変換手段は、
該車速検出手段により検出された該車速に応じて、該復元力検出手段によって得られた該操舵輪の該復元力を補正して該擬似横力とする擬似横力補正手段を備える
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項３】
該操舵力検出手段によって該操舵力が検出された場合にのみ該反力補正手段の作動を許可する反力補正許可手段を備える
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の車両の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪に作用する横力に着目した操舵制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ドライバによるステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。このパワーステアリング装置に関する技術は、種々のものが存在しているが、その一例として、以下の特許文献１の技術が挙げられる。
この特許文献１の技術においては、ステアリングホイールの角度（操舵角）に基づいて得られた車両の目標横加速度から横加速度センサによって得られた実横加速度を減算し、この結果に比例した補助トルクをステアリングホイールに付加するようになっている。つまり、この特許文献１の技術によれば、ドライバによるステアリングホイールの操作に対する車両の挙動が遅れて追従している場合には、より大きな補助トルクをステアリングホイールに付加することで、ドライバが小さな力でステアリングホイールをさらに回転させる操作（いわゆる、切り増し操作）をすることができるようになっている。
【特許文献１】特開平９−１４２３３１号公報
【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、この特許文献１のように、ドライバが小さな力でステアリングホイールを容易に操作できるようにしても、車両の実挙動をドライバが意図している挙動に合致させることは困難であり、場合によっては車両の挙動をさらに乱してしまう現象を招くという課題がある。
ここで、この特許文献１の技術による課題について、ドライバが自車の走行車線上に障害物を発見し、急速に左方向へステアリングホイールを回転させ、この障害物を回避しようとした場合を想定して説明する。なお、この車両が走行している道路の路面摩擦係数μは比較的高いものと仮定する。この場合、操舵角に基づいて求められる車両の目標横加速度は急激に変化するが、横加速度センサによって得られる実横加速度はすぐには変化しない。つまり、目標横加速度と実横加速度との間に時間的な遅れが生じるのである。なお、このような遅れが生じるのは、タイヤやサスペンションの特性などが主な原因である。
【０００４】
このとき、特許文献１の技術によれば、目標横加速度と実横加速度との差が大きく生じていることから、電動モータにより、ステアリングホイールには、車両を容易に左旋回させるための大きな補助トルクが付加され、ドライバはより小さな力でステアリングホイールを容易に左方向（反時計方向）に回転できるようになっている。つまり、このとき、ドライバが通常時と同じ力でステアリングホイールを操作したとしても、このステアリングホイールは通常時よりも容易に反時計方向へ回転するため、切り増し操作が促進される。
【０００５】
そして、このようなステアリングホイール操作が行なわれた後に、車両の実際の挙動が追従し、車両は左旋回を開始する。しかしながら、ステアリングホイールは左方向（反時計回り方向）へ切り増し操作されているため、本来ドライバが意図していたよりも大きな角度で車両は左旋回する。
このとき、ドライバはステアリングホイールを逆方向へ操作（いわゆる、カウンターステア操作）することで、車両の姿勢を補正しようとするが、この場合も、目標横加速度と実横加速度との差が大きく生じていることから、電動モータによりステアリングホイールは通常時よりも容易に右方向（時計回り方向）に回転できるようになっており、この結果、ドライバによる右方向（時計回り方向）への切り増し操作が促進される。その後、このカウンターステア操作に対して少し遅れて車両の挙動が追従しはじめるが、ステアリングホイールは右方向（時計回り方向）へ切り増し操作されているため、本来ドライバが意図していたよりも大きな角度で車両は右旋回することになる。
【０００６】
このように、特許文献１の技術によれば、カウンターステア操作を繰り返し行なう必要が生じ、車両の挙動は収束することなく、むしろ、発散してしまうという現象が生じるのである。
他方、いわゆる低μ路といわれる未舗装路のような道路では、路面に対する車輪のグリップ力が低くなっている。このため、例えば、低μ路を車両が比較的高速で走行している場合に、ステアリングホイールを急激に切ったとしても、路面に対する操舵輪のグリップ力が十分ではなく、車両の挙動はステアリングホイールの操作に対して追従できない。このような場合であっても、特許文献１の技術によれば、ドライバはより容易にステアリングホイールを操作できるようになっているため、ステアリングホイールの切り増し操作が促進されるが、その後、路面の摩擦係数μが増大したり、或いは、車速が低減したりすることで、操舵輪のグリップが回復した場合に、急激に車両が旋回を開始することとなり、車両の挙動を安定させることは困難である。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、車両の操縦性および安定性を向上させることができる、車両の操舵制御装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の車両の操舵制御装置（請求項１）は、車両のドライバにより操作される操舵部と、該操舵部の操舵角に応じて該車両の操舵輪の舵角を変更する舵角変更機構と、該操舵部に入力された操舵力を検出する操舵力検出手段と、該車両の車速を検出する車速検出手段と、該操舵力検出手段により検出された該操舵力および該車速検出手段によって検出された該車速に応じた補助駆動力で該舵角変更機構を駆動する操舵力調整機構と、該操舵部の操舵角を検出する操舵角検出手段と、該操舵輪を中立位置に復帰させようとする力である復元力を検出する復元力検出手段と、該復元力検出手段によって検出された該復元力を変換することで該操舵輪に対する擬似的な横力を示す擬似横力を取得する横力変換手段と、該操舵角検出手段により検出された該操舵角および該車速検出手段により検出された該車速に基づいて該操舵輪に対する目標横力を算出する目標横力算出手段と、該横力変換手段によって得られた該擬似横力から該目標横力取得手段によって算出された該目標横力を減算して得られる該操舵輪の反力補正値に応じて該補助駆動力を補正する反力補正手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１記載の内容において、該横力変換手段は、該車速検出手段により検出された該車速に応じて、該復元力検出手段によって得られた該操舵輪の該復元力を補正して該擬似横力とする擬似横力補正手段を備えることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１または２記載の内容において、該操舵力検出手段によって該操舵力が検出された場合にのみ該反力補正手段の作動を許可する反力補正許可手段を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両の操舵制御装置によれば、操舵輪の復元力に基づいて得られる擬似横力から目標横力を減算して得られる操舵輪の反力補正値に応じて舵角変更機構の補助駆動力を補正することで、ドライバの違和感を低減させながら、車両の操縦性および安定性を向上させることができる。（請求項１）
また、擬似横力を車速に応じて補正することで、反力補正値の精度を高めることができる。（請求項２）
また、操舵部が操作された場合にのみ補助駆動力の補正を許可することで、ドライバが意図していないにも関わらず、操舵角が変更され易くすることを防ぐことが可能となる。（請求項３）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的なブロック図、図２は基本アシスト電流値の算出に用いられるマップを示す模式図、図３は操舵輪に生じる種々の力やモーメントを示す模式図、図４は擬似横力を得る際に用いられる変換係数マップを示す模式図、図５は操舵制御の制御全体を示す模式的なフローチャート，図６は反力補正の制御を示す模式的なフローチャート、図７は操舵制御を行なう際に、操舵輪の横力を用いた制御効果と復元力を用いた制御効果とを比較する模式的なグラフ、図８および図９は前輪の復元力を用いて操舵制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであ。。
【００１２】
図１に示すように、車両１０には、ドライバにより操舵されるステアリングホイール（操舵部）１１と、このステアリングホイール１１と機械的に接続され、ステアリングホイール１１の角度（操舵角）δSWに応じて車両１０の操舵輪１２の角度（舵角）θFTを変更する操舵機構（舵角変更機構）１３と、ステアリングホイール１１に入力される操舵トルク（操舵力）ＴSWおよび車速Ｖに応じたアシストトルク（補助駆動力）Ｔを発生させ、このアシストトルクＴを操舵機構１３に入力する電動パワーステアリング機構（操舵力調整機構）１４とが設けられている。
【００１３】
また、この車両１０には、操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）２１，車速センサ（車速検出手段）２２，モータ角速度算出部２３、モータトルクセンサ（モータ出力検出手段）８２および車輪速センサ（図示略）が備えられている。
このうち、操舵トルクセンサ２１は、ドライバからステアリングホイール１１に入力されたトルクである操舵トルクＴSWを検出するものである。
【００１４】
また、車速センサ２２は、車両１０の車速Ｖを検出するものである。
また、モータ角速度算出部２３は、電動パワーステアリング機構１４に備えられた電動モータ８１に流れるモータ電流を検出し、この検出値の変化率に基づいて、電動モータ８１の角速度ωMを算出するものである。
また、操舵角センサ２４は、ドライバによって操作されるステアリングホイール１１の操舵角δSWを検出するものである。
【００１５】
また、前輪横力センサ２６は、車両１０の前輪（操舵輪）１２の実横力Ｆyaを直接的に検出するものである。
また、この電動パワーステアリング機構１４には電動モータ８１が備えられている。
また、この電動モータ８１は、モータ駆動ユニット１６を介してＥＰＳ−ＥＣＵ３１の制御を受けて駆動するようになっている。そして、この電動モータ８１は、ブラシレスモータであって、電動モータ８１内を流れる電流の方向や電流の反転回数などの情報に基づき、ステアリングホイール１１の操舵角δSWを検出することができるようになっている。
【００１６】
モータトルクセンサ８２は、この電動モータ８１の出力トルクＴMを検出するものである。
また、このＥＰＳ（Electrical control Power Steering） ＥＣＵ３１は、いずれも図示しないインターフェース，メモリ，ＣＰＵなどが備えられた電子制御ユニットであって、基本制御ユニット３２と付加制御ユニット３３とを有して構成されている。
【００１７】
このうち、基本制御ユニット３２には、基本アシスト電流設定部４１と、慣性補償部４２と、ダンピング補償部４３と、摩擦補償部４４と、モータ角加速度算出部４５とが設けられている。なお、これらの基本アシスト電流設定部４１，慣性補償部４２，ダンピング補償部４３，摩擦補償部４４およびモータ角加速度算出部４５は、それぞれ、メモリ内に格納されたソフトウェアによって実現されている。
【００１８】
基本アシスト電流設定部４１は、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴSWと、車速センサ２２によって検出された車速Ｖとに応じて、基本アシストトルクＴbaseを設定し、その後、この基本アシストトルクＴbaseに対応した電流値である基本アシスト電流値Ｉbaseに変換するものである。なお、この基本アシストトルクＴbaseは、電動パワーステアリング機構１４の電動モータ８１により生じさせるべきアシストトルクＴの基本となる値である。
【００１９】
また、基本アシスト電流値Ｉbaseは、この基本アシスト電流設定部４１が図２に示すマップ４６を参照することによって設定されるようになっている。なお、この図２に示すように、操舵トルクＴSWおよび基本アシスト電流値Ｉbaseの正負（＋，−）はステアリングホイール１１を基準として、正は左方向（反時計回り方向）、負は右方向（時計回り方向）を示す。
【００２０】
このマップ４６において、基本アシスト電流値Ｉbaseの絶対値は、操舵トルクＴSWが第１閾値（±ＴSW1）の絶対値よりも小さい場合にはゼロであり、他方、操舵トルクＴSWが第１閾値（±ＴSW1）の絶対値以上になると、第２閾値（±ＴSW2）に達するまでの区間においては、操舵トルクＴSWの絶対値の増加に比例して増加するように設定されている。そして、この基本アシスト電流値Ｉbaseの絶対値の増加割合（図２に示す特性線±Ｌ1，±Ｌ2，±Ｌ3の傾き）は、車速Ｖが大きいほど小さくなるように設定されている。また、操舵トルクＴSWが第２閾値の絶対値以上の区間において、基本アシスト電流値Ｉbaseの絶対値は一定となるように設定されている。
【００２１】
慣性補償部４２は、図１に示すように、電動モータ８１の回転子（図示略）による慣性力を補償するものである。より具体的には、モータ角加速度αMと車速Ｖとに基づいて慣性補償トルクＴintに対応した電流値である慣性補償電流値Ｉintを算出し、この慣性補償電流値Ｉintを基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正するようになっている。なお、モータ角加速度αMは、モータ角速度算出手段２３によって検出された電動モータ８１の角速度ωMを、モータ角加速度算出部４５が微分することによって得られるようになっている。また、この慣性補償電流値Ｉintは、原則的に正の値であるので、慣性補償電流値Ｉintを基本アシスト電流値Ｉbaseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉbaseを増大するように補正することになる。
【００２２】
ダンピング補償部４３は、電動モータ８１に対するダンピング補償をするものである。より具体的には、車速Ｖおよび電動モータ８１の角速度ωMに基づいて、ダンピング補償トルクＴdmpに対応した電流値であるダンピング補償電流値Ｉdmpを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して算出したダンピング補償電流値Ｉdmpを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正するようになっている。なお、このダンピング補償電流値Ｉdmpは、原則的に負の値であるので、ダンピング補償電流値Ｉdmpを基本アシスト電流値Ｉbaseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉbaseを減ずるように補正することになる。
【００２３】
また、摩擦補償部４４は、電動モータ８１を含む電動パワーステアリング機構１４におけるギア等の磨耗損失分を補償ものである。より具体的には、車速Ｖおよび電動モータ８１の角速度ωMに基づいて、摩擦補償トルクＴfrcに対応した電流値である摩擦補償電流値Ｉfrcを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して算出した摩擦補償電流値Ｉfrcを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正するようになっている。なお、この摩擦補償電流値Ｉfrcは、原則的に正の値であるので、この摩擦補償電流値Ｉfrcを基本アシスト電流値Ｉbaseに加えるということは、基本アシスト電流値Ｉbaseを増大するように補正することになる。
【００２４】
付加制御ユニット３３には、目標前輪横力算出部（目標横力算出手段）４９，減算部（反力補正手段）５０，復元力算出部（復元力検出手段）８３，横力変換部（横力変換手段）８４およびスイッチング制御部（反力補正許可手段）５４が備えられている。なお、これらの目標前輪横力算出部４９，減算部５０およびスイッチング制御部５４は、いずれも図示しないメモリ内に格納されたソフトウェアとして実現されている。
【００２５】
このうち、目標前輪横力算出部４９は、車速センサ２２によって得られた車速Ｖと、ブラシレスモータ８１によって検出された操舵角δSWとに基づいて、前輪１２の目標横力Ｆytを求めるものである。
より具体的には、この目標前輪横力算出部４９は、まず、以下の式（１）を用いて目標ヨーレイトを求めるとともに、以下の式（２）を用いて目標横力Ｇytを求めるようになっている。
【００２６】
【数１】
2008030719.tif 000003
【００２７】
【数２】
2008030719.tif 000004
【００２８】
そして、式（１）によって得られた目標ヨーレイトγtと、式（２）によって得られた目標横加速度Ｇytとを以下の式（３）に代入することによって、目標横力Ｆytを得るようになっている。
【００２９】
【数３】
2008030719.tif 000005
【００３０】
また、この目標前輪横力算出部４９は、ブラシレスモータ８１による操舵角δSWの検出の中立学習を実行するようになっている。この中立学習は、操舵角δSWの基準角度（即ち、ゼロ度）の位置を設定するための制御である。
この中立学習の手法は公知の技術であり、種々の手法を用いることができるが、本実施形態においては、車両１０が所定車速（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上で等速走行している場合に、図示しない車輪速センサにより検出された左右の前輪１２，１２の回転速度が略同じであり、且つ、操舵トルクセンサ２１により検出された操舵トルクＴSWが略ゼロである場合の操舵角δSWを基準角度（δSW＝０）として設定するようになっている。
【００３１】
また、減算部５０は、横力変換部８４（後述する）によって得られた擬似横力Ｆypを読み込み、この擬似横力Ｆypから前輪横力算出部４９によって得られた目標横力Ｆytを減算することで、横力差（反力補正値）Ｆydifを求めるものである。つまり、この減算部５０は、横加速度差Ｆydifを下式（４）に従って求めるようになっている。
Ｆyp−Ｆyt＝Ｆydif・・・（４）
そして、さらに、この減算部５０は、横力差Ｆydifに対応する電流値である反力補正電流値Ｉdifを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して、この反力補正電流値Ｉdifを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正するようになっている。
【００３２】
なお、ここで反力補正電流値Ｉdifの正負（＋，−）はステアリングホイール１１の回転方向を示している。つまり、この反力補正電流値Ｉdifが正（＋）である場合には、基本アシスト電流値Ｉbaseに対してステアリングホイール１１を左方向（反時計回り方向）に回転させるような補正を行ない、他方、この反力補正電流値Ｉdifが負（−）である場合には、基本アシスト電流値Ｉbaseに対してステアリングホイール１１を右方向（時計回り方向）に回転させるような補正を行なうようになっている。
【００３３】
復元力算出部８３は、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴSWと、モータトルクセンサ８２によって検出された電動モータ８１の出力トルクＴMとに基づいて、図３に示す、第１復元モーメントＭ1および第２復元モーメントＭ2を求め、その後、前輪１２を中立位置に復帰させようとする力である復元力Ｆaを算出するものである。
ここで、第１復元モーメントＭ1および第２復元モーメントＭ2について説明する。なお、この図３に示す例においては、車両１０が符号Ａ1で示す方向に前進している場合に、前輪１２は符号Ａ2で示す方向へ回転しながら進んでいると仮定している。つまり、矢印Ａ1と矢印Ａ2とが一致しておらず、この車輪１２には横滑り角βが生じている状態にある。
【００３４】
この前輪１２には、接地面に対して弾性変形した前輪１２が元の状態に戻ろうとする第１復元モーメント（ＳＡＴ；復元トルク）Ｍ1が、この前輪１２の接地中心Ｐ0周りに生じるようになっている。
また、この前輪１２のニューマチックトレール位置Ｐ1には、横力Ｆyが作用している。なお、図中符号Ｌ1はニューマチックトレールを示している。
【００３５】
そして、前輪１２には所定のキャスタ角が設定してあるため、この前輪１２には幾何学トレール位置Ｐ2を中心とした第２復元モーメント（復元トルク）Ｍ2が発生するようになっている。なお、この第２復元モーメントＭ2は、以下の式（５）によって求められる。
Ｍ2＝Ｆy×（Ｌ1＋Ｌ2）  ・・・（５）
さらに、この復元力算出部８３は、以下の式（６）および（７）により、第１復元モーメントＭ1および第２復元モーメントＭ2を、それぞれ、第１復元力Ｆa1および第２復元力Ｆa2に変換するようになっている。
【００３６】
Ｆa1＝Ｍ1÷Ｌ1  ・・・（６）
Ｆa1＝Ｍ2÷Ｌ2  ・・・（７）
そして、前輪１２を中立位置に復帰させようとする力である最終的な復元力Ｆaを、これらの第１復元力Ｆa1および第２復元力Ｆa2を合算することにより（即ち、以下の式（８）により）得られるようになっている。
【００３７】
Ｆa＝Ｆa1＋Ｆa2  ・・・（８）
なお、前輪１２が路面に対してグリップしている場合（即ち、前輪１２のグリップ限界に達する前）は、この最終的な復元力Ｆaが、ドライバから入力された操舵トルクＴSWにより生じる操舵力ＦSWと、電動モータ８１からの出力トルクＴMにより生じるアシスト力ＦASSTとの合力と釣り合う（即ち、以下の式（９）が成立する）ようになっている。
【００３８】
Ｆa〔復元力〕＝ＦSW〔操舵力〕＋ＦASST〔アシスト力〕  ・・・（９）
横力変換部８４は、前輪１２に対する擬似的な横力を示す擬似横力Ｆypを算出するものであって、図４に示す変換係数マップ（擬似横力補正手段）８４Ａを備えている。
この変換係数マップ８４Ａは、縦軸に変換係数ＧCが規定されるとともに、横軸に車速Ｖが規定された二次元マップである。つまり、ニューマチックトレールＬ1は車速等により変化するが検出することができないため、ニューマチックトレールＬ1の変化分を変換係数ＧCの乗算により補正し、擬似横力Fypへの変換精度の向上を図るようになっている。
【００３９】
スイッチング制御部５４は、操舵トルクセンサ２１によりドライバからステアリングホイール１１に対する操舵が行なわれていることが検出されている場合にのみ、減算部４８による基本アシスト電流値Ｉbaseの補正を許可するものである。
そして、この減算部４８により補正された基本アシスト電流値Ｉbaseは、最終的なアシストトルクＴを示す電流値である目標アシスト電流値Ｉtとして、図示しないインターフェースを介し、モータ駆動ユニット１６に送信されるようになっている。
【００４０】
モータ駆動ユニット１６は、ＥＰＳ−ＥＣＵ３１から発せられた目標アシスト電流値Ｉtを受け、この目標アシスト電流値Ｉtに従って、図示しない電源から電動モータ８１へ供給される電力を制御することで、電動モータ８１へ供給される出力を制御するものであり、電気回路によって実現されている。
本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
【００４１】
図５に示すフローチャートのステップＳ１１において、まず、基本制御ユニット３２内の基本アシスト電流設定部４１が、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴSWを読み込むとともに、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込む。そして、これらの操舵トルクＴSWと車速Ｖとをマップ４６に適用することで、基本アシストトルクＴbaseを設定する。
【００４２】
その後、ステップＳ１２において、モータ角加速度算出部４５が、モータ角速度算出部２３によって検出された電動モータ８１の角速度ωMを微分することでモータ角加速度αMを得る。また、慣性補償部４２が、モータ角加速度算出部４５により得られたモータ角加速度αMを読み込むとともに、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込み、モータ角加速度αMと車速Ｖとに基づいて、慣性補償電流値Ｉintを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して算出した慣性補償電流値Ｉintを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正する。
【００４３】
その後、ステップＳ１３において、ダンピング補償部４３が、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込むとともに、モータ角速度算出部２３によって検出された電動モータ８１の角速度ωMを読み込む。そして、これらの車速Ｖおよび電動モータ８１の角速度ωMに基づいて、ダンピング補償電流値Ｉdmpを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して算出したダンピング補償電流値Ｉdmpを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正する。
【００４４】
その後、ステップＳ１４において、摩擦補償部４４が、車速センサ２２によって検出された車速Ｖを読み込むとともに、モータ角速度算出部２３によって検出された電動モータ８１の角速度ωMを読み込む。そして、読み込んだ車速Ｖおよび電動モータ８１の角速度ωMに基づいて、摩擦補償電流値Ｉfrcを算出し、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して算出した摩擦補償電流値Ｉfrcを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseをさらに補正する。
【００４５】
また、ステップＳ１５において、付加制御ユニット３３の目標前輪横力算出部４９が、車速センサ２２によって得られた車速Ｖを読み込むとともに、操舵角センサ２４によって検出された操舵角δSWを読み込む。そして、読み込んだ車速Ｖをおよび操舵角δSWを上述の式（１）〜（３）に適用することで前輪１２の目標横力Ｆytを得る。
その後、ステップＳ１６において、減算部５０が、横力変換部８４によって算出された前輪１２の擬似横力Ｆypを読み込むとともに、目標前輪横力算出部４９によって得られた目標横力Ｆytを読み込む。そして、擬似横力Ｆypから目標横力Ｆytを減算し、横力差（反力補正値）Ｆydifを求める。さらに、このステップＳ１６において、この減算部５０が、横力差Ｆydifに対応する電流値である反力補正電流値Ｉdifを算出する。
【００４６】
ここで、このステップＳ１６における制御内容を、図６を用いてもう少し詳しく説明する。
まず、付加制御ユニット３３により、ブラシレスモータ８１から操舵角δSWが読み込まれる（ステップＳ３１）。
このとき、目標前輪横力算出部４９により、ブラシレスモータ８１の中立学習が行なわれ、操舵角δSWの基準角度（δSW＝０）が設定される（ステップＳ３２）。
【００４７】
そして、この中立学習が完了すると（ステップＳ３３のＹｅｓルート）、目標前輪横力算出部４９により、車速センサ２２によって得られた車速Ｖと、ブラシレスモータ８１によって検出された操舵角δSWとに基づいて、前輪１２の目標横力Ｆytが算出される（ステップＳ３４）。
その後、復元力算出部８３により、モータトルクセンサ８２から電動モータ８１の出力トルクＴMが読込まれ、この出力トルクＴMと、ステップＳ３１において操舵トルクセンサ２１から読込まれた操舵トルクＴSWとに基づいて、第１復元モーメントＭ1および第２復元モーメントＭ2が求められる（ステップＳ３５）。
【００４８】
さらに、復元力算出部８３により、第１復元モーメントＭ1および第２復元モーメントＭ2に基づいて、前輪１２を中立位置に復帰させようとする力である復元力Ｆaが算出される（ステップＳ３５）。
そして、横力変換部８４により、ステップＳ３４において算出された復元力Ｆaに対して、変換係数ＧCが乗算された上で、擬似横力Ｆypへの変換が行なわれる（ステップＳ３６）。
【００４９】
その後、減算部５０により、ステップＳ３６において得られた擬似横力Ｆypが読み込まれ、この擬似横力Ｆypから、ステップＳ３４によって得られた目標横力Ｆytを減算することで、横力差（反力補正値）Ｆydifを求める（ステップＳ３７）。
さらに、この減算部５０により、この横力差Ｆydifに対応する電流値である反力補正電流値Ｉdifが算出され、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して、この反力補正電流値Ｉdifを加えることで、基本アシスト電流値Ｉbaseを補正する（ステップＳ３７）。
【００５０】
その後、図６のフローチャートのステップＳ１７に復帰し、操舵トルクセンサ２１により操舵トルクＴSWが検出されている場合（即ち、ドライバからステアリングホイール１１に対する操舵が行なわれていることが検出されている場合）にのみ、スイッチング制御部５４は、基本アシスト電流設定部４１によって得られた基本アシスト電流値Ｉbaseに対して、この反力補正電流値Ｉdifを加える補正を許可する（ステップＳ１７のＹｅｓルート）。
【００５１】
その後、ステップＳ１８において、ＥＰＳ−ＥＣＵ３１は、最終的なアシストトルクＴを示す電流値である目標アシスト電流値ＩT示す指令としてモータ駆動ユニット１６に向けて出力する。そして、モータ駆動ユニット１６が、この目標アシスト電流値Ｉtを示す指令に従って、電動モータ８１へ供給される出力を制御し、電動モータ８１から操舵機構１３に入力されるアシストトルクＴを調整する。
【００５２】
ここで、復元力Ｆaを用いた本実施形態に係る制御の利点について、図７を用いて改めて説明する。なお、この図７中、一転鎖線（符号Ｌ1）は前輪１２に実際に作用する横力ＦyAを示し、また、実線（符号Ｌ2）は前輪１２に生じる復元力Ｆaを示す。
この図７に示すように、横滑り角βが所定値β1を超えると、その後、横力ＦyAは、ほとんど変化しなくなることがわかる。他方、復元力Ｆaは、横滑り角βが所定値β1を超えても、横滑り角βの増大に伴って減少することがわかる。したがって、横滑り角βがβ1〜β2へ変化した場合における横力ＦyAの変化量Δ1よりも、復元力Ｆaの変化量Δ2の方が大きい。
【００５３】
つまり、横滑り角βが所定値β1を超えると、横力ＦyAに基づいて制御を実行した場合には、フィードバックされるパラメータである横力ＦyAが変化しないのであるから、操舵制御を適切に行なうことはできない。
これに対して、本実施形態においては、復元力Ｆaに基づいて制御を実行しているので、横滑り角βが所定値β1を超えたとしても、フィードバックされるパラメータである復元力Ｆaが適宜変化するため、フィードバック電動モータ８１から操舵機構１３に入力されるアシストトルクＴを、適切に制御することができるのである。
【００５４】
ここで、本実施形態に係る車両１０のシミュレーション実験の結果の一例を図８および図９のグラフに示す。これらの実験は、高速（ここでは１００ｋｍ／ｈ）で走行している車両１０が、走行車線を隣の車線へ変更したものとしてシミュレートされている。なお、車線の幅は３．５ｍとして設定されている。
また、図８のグラフは、路面の摩擦係数μが比較的高い（ここではμ＝１．０）場合における実験結果を示し、他方、図９のグラフは、路面の摩擦係数が比較的低い（ここではμ＝０．５）場合における実験結果を示す。
【００５５】
また、これらの図８および図９のグラフ中、実線Ｌ1は本実施形態に係る車両１０の挙動を示し、一点鎖線Ｌ2は従来の車両の挙動を示す。
また、これらの実験において、ヨーレイトが正の値である場合には、車両１０に対して左方向（反時計回り方向）のヨーレイトが作用していることを示し、他方、負の値である場合には、車両１０に対して右方向（時計回り方向）のヨーレイトが作用していることを示している。
【００５６】
図８中矢印Ａ1で示すように、摩擦係数が高い路面において、従来の車両は、オーバーシュートした舵角θFTを修正する必要が生じ、挙動が不安定になっているのに対し、本実施形態に係る車両１０は、舵角θFTがオーバーシュートすることなく、その挙動に乱れが生じることが適切に防止されていることがわかる。
また、摩擦係数が低い路面においては、図９中矢印Ａ2で示すように、従来の車両は、オーバーシュートした舵角θFTを修正しても、最終的には車両がスピンしてしまうのに対し、本実施形態に係る車両１０は、挙動の乱れが生じるものの、最終的には挙動に乱れが収束され、スピンの発生が回避されていることがわかる。
【００５７】
このように、本発明の第一実施形態に係る車両の操舵制御装置によれば、前輪１２の復元力Ｆaに基づいて得られる擬似横力Ｆypから目標横力Ｆytを減算して得られる前輪１２の反力補正値Ｆydifに応じて操舵機構１３のアシストトルクＴを補正することで、ドライバの違和感を低減させながら、車両１０の操縦性および安定性を向上させることができる。
【００５８】
また、擬似横力Ｆypを車速Ｖに応じて補正することで、反力補正値Ｆydifの精度を高めることができる。
また、ステアリングホイール１１が操作された場合にのみアシストトルクＴの補正を許可することで、ドライバが意図していないにも関わらず、操舵角δSWが変更され易くすることを防ぐことが可能となる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態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で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態においては、スイッチング制御部５４が、操舵トルクセンサ２１によりドライバからステアリングホイール１１に対する操舵が行なわれていることが検出されている場合にのみ、減算部４８による基本アシスト電流値Ｉbaseの補正を許可するようになっている場合を例にとって説明したが、これに限定するものではない。
【００６０】
例えば、このスイッチング制御部５４が、操舵トルクセンサ２１により検出された操舵トルクＴSW，ブラシレスモータ８１により検出された操舵角δSWのうち、少なくとも１つが、所定の閾値以上になった場合にのみ、減算部４８による基本アシスト電流値Ｉbaseの補正を許可するようにしてもよい。
また、ヨーレイトセンサおよび横加速度センサを車両１０に設け、これらのセンサによって検出されたヨーレイトおよび横加速度がのうち、少なくとも１つが、所定の閾値以上になった場合にのみ、減算部４８による基本アシスト電流値Ｉbaseの補正を許可するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置において、基本アシスト電流値の算出に用いられるマップを示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の操舵輪に入力される種々の力を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置において、擬似横力を得る際に用いられる変換係数マップを示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の制御全体を示す模式的なフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の反力補正の制御内容を示す模式的なフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置の利点を示す模式的なグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置により操舵制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、車両が摩擦係数が高い路面を走行している場合を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る車両の操舵制御装置により操舵制御を行なった場合の車両挙動を示す模式的なグラフであって、車両が摩擦係数が高い路面を走行している場合を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１０  車両
１１  ステアリングホイール（操舵部）
１２  前輪
１３  操舵機構（舵角変更機構）
１４  電動パワーステアリング機構（操舵力調整機構）
２１  操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）
２２  車速センサ（車速検出手段）
２６  前輪横力センサ（実横力取得手段）
４９  目標前輪横力算出部（目標横力算出手段）
５０  減算器（反力補正手段）
５４  スイッチング制御部（反力補正許可手段）
８１  ブラシレスモータ（操舵角検出手段）
８２  モータトルクセンサ（モータ出力検出手段）
８３  復元力算出部（復元力検出手段）
８４  横力変換部（横力変換手段）
【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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