(57)【要約】【課題】バンク路走行中の横移動量を抑制すること。【解決手段】車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルク（補償アシスト指令値）を算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与するようにした（モータに出力させるようにした）。そのため、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。【選択図】  図２
2008296739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速を検出する車速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、前記車速検出手段で検出された車速及び前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、前記アシストトルク算出手段で算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与する操舵アシスト手段と、を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記アシストトルク算出手段は、前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態に基づいて基本操舵アシストトルクを算出する基本アシストトルク算出手段と、前記車速検出手段で検出された車速に基づいて前記基本アシストトルク算出手段で算出された基本操舵アシストトルクを補正して前記操舵アシストトルクとする基本アシストトルク補正手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記旋回状態検出手段は、車両の旋回状態の度合いを示す指標を算出し、
前記基本アシストトルク算出手段は、前記旋回状態検出手段で検出された指標の絶対値が大きいほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
前記基本アシストトルク補正手段は、前記車速検出手段で検出された車速が閾値速度より低い場合には当該車速が高いほど前記基本アシストトルク算出手段で算出された基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とし、前記車速検出手段で検出された車速が前記閾値速度以上である場合には当該車速が高いほど前記基本アシストトルク算出手段で算出された基本操舵アシストトルクの絶対値を大きな値とすることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
前記基本アシストトルク補正手段は、前記車速検出手段で検出された車速が前記閾値速度以上である場合には、当該車速が高いほど単位車速の増加に対する前記車両横力外乱抑制操舵アシストトルクの増加量を低減することを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵装置。
【請求項６】
前記車速検出手段で検出された車速及び前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態に基づいて路面の横方向勾配を検出する路面横方向勾配検出手段を備え、
前記基本アシストトルク算出手段は、車両横力外乱によって生じる車両の横運動を抑制する車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを算出し、
前記基本アシストトルク補正手段は、前記車速検出手段で検出された車速、前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態及び前記路面横方向勾配検出手段で検出された路面の横方向勾配に基づいて、前記基本アシストトルク算出手段で算出された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルクを補正する車両横力外乱補正手段と、前記基本アシストトルク算出手段で算出された操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルク及び前記車両横力外乱補正手段で補正された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルクに基づいて前記操舵アシストトルクを算出する最終アシストトルク算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用操舵装置。
【請求項７】
前記車速検出手段で検出された車速及び前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態に基づいて路面の横方向勾配を検出する路面横方向勾配検出手段を備え、
前記基本アシストトルク算出手段は、車両横力外乱によって生じる車両の横運動を抑制する車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを算出し、
前記基本アシストトルク補正手段は、前記車速検出手段で検出された車速、前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態及び前記路面横方向勾配検出手段で検出された路面の横方向勾配に基づいて、前記基本アシストトルク算出手段で算出された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを補正する車両横力外乱補正手段と、前記車両横力外乱補正手段で補正された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクに基づいて前記操舵アシストトルクを算出する最終アシストトルク算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用操舵装置。
【請求項８】
直進走行中であるか否かを判定する直進判定手段と、路面の横方向勾配があるか否かを判定する路面横方向勾配判定手段と、を備え、
前記基本アシストトルク補正手段は、前記直進判定手段によって直進走行中であると判定され、且つ、前記路面横方向勾配判定手段によって路面の横方向勾配があると判定された場合に、前記車速検出手段で検出された車速が閾値速度より低い場合には当該車速が高いほど前記基本アシストトルク算出手段で算出された基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とし、前記車速検出手段で検出された車速が前記閾値速度以上である場合には当該車速が高いほど前記基本アシストトルク算出手段で算出された基本操舵アシストトルクの絶対値を大きな値とすることを特徴とする請求項４に記載の車両用操舵装置。
【請求項９】
付与された操舵トルクによって操向輪を転舵する操舵系と、車速を検出する車速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、前記車速検出手段で検出された車速及び前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、前記アシストトルク算出手段で算出された操舵アシストトルクを前記操舵系に付与する操舵アシスト手段と、を備えることを特徴とする自動車。
【請求項１０】
車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与することを特徴とする車両用操舵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵アシストトルクを操舵系に付与する車両用操舵装置、自動車及び車両用操舵方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば、ドライバの操舵力をアシストする操舵アシストトルクを操舵系に付与する電動パワーステアリング装置がある。
また、このような電動パワーステアリング装置としては、車両の操舵角、ヨーレート、横加速度及び車速に基づき、車両の操舵−車両系モデルに従って、路面横勾配外乱及び他の横方向外乱を推定し、推定された他の横方向外乱による影響が抑制されるように操舵アシストトルクを補正するものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９８７９６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、上記従来の技術にあっては、路面横勾配外乱以外の横方向外乱による影響のみを抑制するようになっているため、例えば、高速道路の路面片勾配付きの曲線部（バンク路）にあっては、設計時に定められたニュートラルスピード、つまり、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うスピードよりも車速が遅い場合には、遠心力が減少し、車両がバンク路の下側方向へ移動する可能性があり、また、ニュートラルスピードよりも車速が速い場合には、遠心力も増大し、車両がバンク路の外側方向へ移動する可能性がある。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、バンク路走行中の横移動量が抑制される車両用操舵装置、自動車及び車両用操舵方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の車両用操舵装置は、車速を検出する車速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、前記車速検出手段で検出される車速及び前記旋回状態検出手段で検出される旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、前記アシストトルク算出手段で算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与する操舵アシスト手段と、を備えることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の自動車は、付与される操舵トルクによって操向輪を転舵する操舵系と、車速を検出する車速検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、前記車速検出手段で検出される車速及び前記旋回状態検出手段で検出される旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出するアシストトルク算出手段と、前記アシストトルク算出手段で算出された操舵アシストトルクを前記操舵系に付与する操舵アシスト手段と、を備えることを特徴とする。
さらに、車両用操舵方法は、車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用操舵装置にあっては、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【０００７】
また、本発明の自動車にあっては、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【０００８】
さらに、本発明の車両用操舵方法にあっては、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
まず、本発明の自動車の構成を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の自動車の概略構成を示す構成図である。
自動車は、図１に示すように、ハンドル角センサ１、トルクセンサ２、車速センサ３、ヨーレートセンサ４、コントローラ５及びモータ６を備える。
【００１０】
ハンドル角センサ１は、ステアリングホイール７と一体に回転するステアリングシャフト８の回転角を検出し、その検出結果（ハンドル角）をコントローラ５に出力する。
トルクセンサ２は、ステアリングホイール７に加えられる操舵トルクを検出し、その検出結果をコントローラ５に出力する。
車速センサ３は、車両の車速を検出し、その検出結果（車速）をコントローラ５に出力する。
ヨーレートセンサ４は、車体のヨーレートを検出し、その検出結果をコントローラ５に出力する。
コントローラ５は、操舵アシスト制御を実行し、トルクセンサ２で検出される操舵トルク及び車速センサ３で検出される車速に基づいて、ドライバの操舵力をアシストする操舵アシストトルクをモータ６に出力させる操舵アシスト指令値を当該モータ６に出力する。
【００１１】
また、コントローラ５は、外乱補償部９を備え、後述する片流れ抑制制御を実行し、ハンドル角センサ１、トルクセンサ２及び車速センサ３から出力される検出結果に基づいて、路面の横方向勾配及び遠心力等の外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクをモータ６に出力させる補償アシスト指令値を当該モータ６に出力する。
モータ６は、コントローラ５から出力される操舵アシスト指令及び補償アシスト指令に基づいて減速器１０及びステアリングシャフト８（操舵系）にトルクを付与することで、ステアリングシャフト８に連結されているラック・アンド・ピニオン機構１１、タイロッド１２及びナックルアームを介して左右の前輪１３FL、１３FRの転舵を補助する。
【００１２】
＜外乱補償部９の内部構成＞
図２は、外乱補償部９の内部構成を示すブロック図である。
外乱補償部９は、図２に示すように、手放し判断部１４、補償アシスト指令値算出部１５、ＳＷ部１６、リミッタ１７及び１次遅れ部１８を備える。
手放し判断部１４は、トルクセンサ２で検出される操舵トルク及びヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づいて、ドライバがステアリングホイール７に操舵トルクを付与していない手放し状態であるか否かを判定し、その判定結果を示す手放しflgを補償アシスト指令値算出部１５及びＳＷ部１６に出力する。
【００１３】
補償アシスト指令値算出部１５は、手放し判断部１４から出力される手放しflgが１のセット状態であるかを判定し、１のセット状態である場合、つまり、手放し状態であることを示している場合には、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づいて補償アシスト指令値を算出し、その算出結果を車速センサ３で検出される車速に基づいて補正してメモリ（不図示）に記憶させると共にＳＷ部１６に出力する。
【００１４】
すなわち、操舵トルク及びヨーレートの変動がほぼ０であり、ヨーレートが発生しているとき、つまり、路面に横方向勾配があるときに、当該横方向勾配による車両の横方向運動が抑制されるようにモータ６に出力させる補償アシスト指令値を算出する。
ＳＷ部１６は、手放し判断部１４から出力される手放しflgが１のセット状態であるか否かを判定し、１のセット状態である場合には、図３の時刻ｔ１が示すように、補償アシスト指令値算出部１５から出力される補償アシスト指令値を外乱抑制制御量としてリミッタ１７に出力し、手放しflgが０のリセット状態である場合には、図３の時刻ｔ２が示すように、補償アシスト指令値算出部１５でメモリに記憶された補償アシスト指令値を外乱抑制制御量としてリミッタ１７に出力する。
【００１５】
リミッタ１７は、センサ異常等で補償量が大きくなりすぎないように、ＳＷ部１６から出力される外乱抑制制御量の最大値を制限して１次遅れ部１８に出力する。
１次遅れ部１８は、リミッタ１７から出力される外乱抑制制御量（補償アシスト指令値）を１次遅れフィルタを通してからモータ６に出力する。
すなわち、本実施形態の車両用操舵装置にあっては、車両がバンク路に進入して、ドライバが手放し状態になると、図３の時刻ｔ１が示すように、現在の操舵トルク及びヨーレートに基づいて算出される補償アシスト指令値に基づいて操舵系を制御し、また、手放し状態でなくなると、図３の時刻ｔ２が示すように、メモリに記憶されている手放し状態のときの補償アシスト指令値の最終値に基づいて操舵系を制御するようになっている。
【００１６】
＜外乱補償部９の動作＞
次に、外乱補償部９の動作を図面に基づいて説明する。
図４は、外乱補償部９の動作を示すフローチャートである。
外乱補償部９は、手放し判断処理を実行し、図４に示すように、まず、そのステップＳ１０１で、トルクセンサ２で検出される操舵トルクの絶対値が第１閾値（トルクセンサ２に存在する出力のヒステリシス（主にメカのフリクションに起因するもの）以下の微小値）より小さいか否かを判定する。第１閾値より小さい場合にはステップＳ１０２に移行し、第１閾値以上である場合にはステップＳ１０３に移行する。
【００１７】
前記ステップＳ１０２では、第１フラグflgthを１のセット状態としてから、ステップＳ１０４に移行する。
一方、前記ステップＳ１０３では、第１フラグflgthを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ１０４に移行する。
前記ステップＳ１０４では、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートの微分値（ヨーレート変化量）の絶対値が第２閾値（比較的小さいトルク値）より小さいか否かを判定する。第２閾値より小さい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０５に移行し、第２閾値以上である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０６に移行する。
【００１８】
前記ステップＳ１０５では、第２フラグflgdgamを１のセット状態としてから、ステップＳ１０７に移行する。
一方、前記ステップＳ１０６では、第２フラグflgdgamを０のセット状態としてから、前記ステップＳ１０７に移行する。
前記ステップＳ１０７では、第１フラグflgth及び第２フラグflgdgamの両方が１のセット状態であるか否かを判定する。両方が１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０８に移行し、少なくとも一方が０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０９に移行する。すなわち、手放し状態では、操舵トルクが微少値となるだけでなく、車両挙動もほぼ一定となるので、両者を組み合わせて手放し判断を行う。
【００１９】
前記ステップＳ１０８では、手放しflgを１のセット状態としてから、ステップＳ１１０に移行する。
一方、前記ステップＳ１０９では、手放しflgを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ１１０に移行する。
前記ステップＳ１１０では、手放しflgが１のセット状態であるか否かを判定する。１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１１１に移行し、０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１１５に移行する。
【００２０】
前記ステップＳ１１１では、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づき、図５の補正マップに従って、外乱によって生じる車両の横運動が抑制されるように、モータ６に出力させるアシストトルク（基本補償アシスト力）を算出する。
図５の補正マップは、車両を右側に向かわせるヨーレートが発生している場合には、ヨーレートの絶対値が大きいほど車両を左側に向かわせる基本補償アシスト力が大きくなり、車両を左側に向かわせるヨーレートが発生している場合には、ヨーレートの絶対値が大きいほど車両を右側に向かわせる基本補償アシスト力が大きくなるマップである。
【００２１】
すなわち、図５の補正マップにあっては、ヨーレートの絶対値が大きいほど基本補償アシスト力の絶対値を小さな値とするようになっている。
次にステップＳ１１２に移行して、車速センサ３で検出される車速に基づき、図６の補正マップに従って、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うように基本補償アシスト力の補正に用いられる車速補正ゲインを算出する。
【００２２】
図６の補正マップは、車速が特定速度（高速道路のバンク路のニュートラルスピードに相当する速度）より低い場合には、車速が高いほど車速補正ゲインが小さくなり、車速が前記特定速度以上である場合には、車速が高いほど車速補正ゲインが大きくなるマップである。すなわち、図６の補正マップは、車速に応じて変わる外乱に対する車両挙動ゲインの変化を補正するゲインを算出するものである。
次にステップＳ１１３に移行して、前記ステップＳ１１１で算出された基本補償アシスト力に前記ステップＳ１１２で算出された車速補正ゲインを乗算し、その乗算結果を補償アシスト力（補償アシスト指令値）とする。
次にステップＳ１１４に移行して、前記ステップＳ１１３で算出された補償アシスト力をメモリに記憶させる。
【００２３】
次にステップＳ１１５に移行して、手放しflgが１のセット状態であるか否かを判定する。１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１１６に移行し、０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ１１７に移行する。
前記ステップＳ１１６では、前記ステップＳ１１３で設定された補償アシスト力を外乱抑制制御量としてから、ステップＳ１１８に移行する。
一方、前記ステップＳ１１７では、メモリに記憶されている補正アシスト力を外乱抑制制御量としてから、前記ステップＳ１１８に移行する。
前記ステップＳ１１８では、前記ステップＳ１１６又はＳ１１７で設定された外乱抑制制御量の最大値を制限する。
次にステップＳ１１９に移行して、前記ステップＳ１１８で最大値が制限された外乱抑制制御量を１次遅れフィルタを通してからモータ６に出力する。
【００２４】
以上、本実施形態では、図１の車速センサ３が特許請求の範囲に記載の車速検出手段を構成し、以下同様に、図１のヨーレートセンサ４が旋回状態検出手段を構成し、図１の外乱補償部９がアシストトルク算出手段を構成し、図１のモータ６及び減速器１０が操舵アシスト手段を構成し、図２の補償アシスト指令値算出部１５が基本アシストトルク算出手段及び基本アシストトルク補正手段を構成し、ステアリングシャフト８、ラック・アンド・ピニオン機構１１及びタイロッド１２が操舵系を構成する。
【００２５】
＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態の車両用操舵装置にあっては、車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルク（補償アシスト指令値）を算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与するようにした（モータ６に出力させるようにした）。そのため、図７に示すように、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【００２６】
言い換えると、操舵トルク及びヨーレートの変動がほぼ０であるときに、ヨーレートが発生すると、路面に横方向勾配が検出されていると判定し、当該横方向勾配による車両の横方向運動が抑制されるように操舵系に付与する操舵アシストトルクを算出すると共に、算出される操舵アシストトルクを車速に基づいて補正するようにした。
【００２７】
例えば、外乱によって車両が横方向勾配の下側方向へ移動することが抑制されるように、操舵アシストトルクが算出されているときには、車速が高いほど操舵アシストトルクの絶対値が小さくなるように補正することで、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードよりも車速が速く、遠心力が増大している場合に、車両がバンク路の外側方向へ移動することを防止でき、また、ニュートラルスピードよりも車速が遅く、遠心力が減少している場合に、車両がバンク路の下側方向へ移動することを防止できる。その結果、道なりに車両を走行させるために必要なドライバの修正操作を抑制できる。
【００２８】
また、本実施形態では、操舵トルク及びヨーレートに基づいて手放し状態を判定し、ヨーレートに基づいて基本補償アシスト力の算出を行う例を示したが、図８〜図１０に示すように、ヨーレートの代わりにハンドル角やモータ６の出力角度を用いることで、手放し状態の判断や基本補償アシスト力の算出を行うこともできる。
さらに、ヨーレートの代わりに、横Ｇセンサによって検出される横Ｇを用いたり、４輪又は２輪のタイヤ回転状態を用いたりすることで、手放し状態の判断や基本補償アシスト力の算出を行うこともできる。
また、操舵系のモデルを用いて手放し状態であるか否かを判断することや、ステアリングホイール７に把握力センサを備えて手放し状態を直接検出することもできる。さらに、実験的又は解析的に求めた数式を用いて基本補償アシスト力を算出することもできる。
【００２９】
（２）また、旋回状態に基づいて基本操舵アシストトルク（基本補償アシスト力）を算出し（ステップＳ１１１）、車速に基づいて前記算出された基本操舵アシストトルクを補正して前記操舵アシストトルクを算出するようにした（ステップＳ１１２、Ｓ１１３）。そのため、バンク路走行時に、ニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値が増大するように基本操舵アシストトルクを補正することで、バンク路走行中の横移動量を比較的容易に抑制できる。
【００３０】
（３）さらに、車両の旋回状態の度合いを示す指標（ヨーレート）の絶対値が大きいほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とするようにしたため、状況により適した補正ができ、バンク路走行中の横移動量を比較的容易に抑制できる。
（４）また、車速が閾値速度（特定速度）より小さい場合には当該車速が高いほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とし、車速が前記閾値速度以上である場合には当該車速が高いほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を大きな値とするようにしたため、状況により適した補正ができ、バンク路走行中の横移動量を比較的容易に抑制できる。
【００３１】
（５）さらに、車速が前記閾値速度以上である場合には、当該車速が高いほど単位車速の増加に対する前記車両横力外乱抑制操舵アシストトルクの増加量を低減することで、高速走行時に前記車両横力外乱抑制操舵アシストトルクが大きくなり過ぎることを防止し、状況により適した補正ができ、バンク路走行中の横移動量を比較的容易に抑制できる。
【００３２】
（６）また、車速及び旋回状態に基づいて路面の横方向勾配を検出する検出装置を備え、車両横力外乱によって生じる車両の横運動を抑制する車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを算出し、車速、旋回状態及び路面の横方向勾配に基づいて車両横力外乱抑制用操舵アシストトルクを補正し、操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルク及び前記補正された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルクに基づいて前記操舵アシストトルクを算出することで、道なりに車両を走行させるために必要なドライバの修正操作量を抑制することもできる。
【００３３】
すなわち、図１１に示すように、路面の横方向勾配が存在すると、重力によって横方向勾配の下側方向に作用する車両横力外乱に加え、操舵系モーメント外乱も発生するが、操舵系モーメント外乱は、タイヤが接地している路面の横方向勾配だけで決まる。
そのため、路面の横方向勾配で決まる一定値を常時補償することで、操舵系モーメント外乱の影響を除去でき、ドライバの操舵トルクの変動を抑制することができる。
また、車速、旋回状態及び路面の横方向勾配に基づいて車両横力外乱抑制用アシストトルクを補正することで、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制することができ、その結果、道なりに車両を走行させるために必要なドライバの修正操作量を抑制することができる。
【００３４】
（７）さらに、車速及び旋回状態に基づいて路面の横方向勾配を検出する検出装置を備え、車両横力外乱によって生じる車両の横運動を抑制する車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを算出し、車速、旋回状態及び路面の横方向勾配に基づいて車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクを補正し、補正された車両横力外乱抑制用操舵アシストトルク及び操舵系モーメント外乱抑制用操舵アシストトルクに基づいて前記操舵アシストトルクを算出することで、道なりに車両を走行させるために必要なドライバの修正操作量を抑制できる。
【００３５】
すなわち、車速、旋回状態及び路面の横方向勾配に基づいて車両横力外乱抑制用アシストトルクを補正することで、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制することができる。その結果、道なりに車両を走行させるために必要なドライバの修正操作量を抑制することができる。
また、ニュートラルスピードと異なる車速で道なりに車両を走行させるためには、低速走行時には、山側にステアリングホイール７を操作し、高速走行時には、谷側にステアリングホイール７を操作する必要があるが、そのときのハンドル角変化に応じて、タイヤと路面との接地勾配が変化することによる操舵系モーメントも補償できるため、ドライバの操舵トルクが変動することをより一層抑制することができる。
【００３６】
（８）また、本実施形態の自動車にあっては、車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与するようにした。そのため、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【００３７】
（９）さらに、本実施形態の車両用操舵方法にあっては、車速及び旋回状態に基づいて、外乱によって生じる車両の横運動を抑制する操舵アシストトルクを算出し、算出された操舵アシストトルクを操舵系に付与するようにした。そのため、バンク路走行時に、重力によってバンク路の下側方向に作用する力と遠心力によってバンク路の上側方向に作用する力とが釣り合うニュートラルスピードと車速との差が大きいほど操舵アシストトルクの絶対値を増大することで、例えば、ニュートラルスピードと車速とが異なる場合にも、バンク路走行中の横移動量を抑制できる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態は、バンク路進入前の直進走行中のハンドル角の平均値と、バンク路に進入し、直進走行が終了してから手放し状態となるまでの間のハンドル角の微分値の最大値とに基づいて基本補償アシスト力を算出するようにした点が前記第１実施形態と異なる。
具体的には、第２実施形態では、図２の外乱補償部９の構成に代えて図１２の構成が用いられ、図４のフローチャートのステップＳ１０８〜Ｓ１１１に代えて、図１３のステップＳ２０１〜Ｓ２４１が用いられる。
【００３９】
＜外乱補償部９の構成＞
外乱補償部９は、図１２に示すように、手放し判断部１４、直進判断部１９、手放し直前判断部２０、ハンドル角記憶部２１、ハンドル速度記憶部２２及び補償アシスト指令値算出部１５を備える。
直進判断部１９は、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角及びヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づいて直進走行中であるか否かを判定し、その判定結果を示す直進flgを手放し直前判断部２０及びハンドル角記憶部２１に出力する。
【００４０】
手放し直前判断部２０は、直進判断部１９から出力される直進flgが１のセット状態から０のリセット状態に変化してから比較的短い所定時間以内に、手放しflgが１のセット状態から０のリセット状態に変化したか否かを判定し、手放しflgが変化した場合、つまり、手放し状態となる直前であることを示している場合には、その判定結果を示すflgendをハンドル速度記憶部２２に出力する。
【００４１】
ハンドル角記憶部２１は、直進判断部１９から出力される直進flgが１のセット状態であるか否かを判定し、１のセット状態である場合、つまり、直進走行中である場合には、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角の平均値を算出し、その算出結果をメモリに記憶させる。
ハンドル速度記憶部２２は、手放し直前判断部２０から出力されるflgendが１のセット状態であるか否かを判定し、１のセット状態である場合、つまり、手放し状態となる直前である場合には、ハンドル角速度の最大値をメモリに記憶させる。
【００４２】
補償アシスト指令値算出部１５は、手放し判断部１４から出力される手放しflgが１のセット状態であるかを判定し、１のセット状態である場合、つまり、手放し状態であることを示している場合には、メモリに記憶されている平均ハンドル角に基づいて基本補償アシスト力２−１を算出し、メモリに記憶されているハンドル角度の微分値の最大値に基づいて基本補償アシスト力２−２を算出し、それら基本補償アシスト力２−１及び基本補償アシスト力２−２の平均値を基本補償アシスト力として算出し、その算出結果を車速センサ３で検出される車速に基づいて補正してメモリに記憶させると共にＳＷ部１６に出力する。
【００４３】
すなわち、本実施形態の車両用操舵装置にあっては、図１４の時刻ｔ１に示すように、車両がバンク路に進入する前の直進走行中にハンドル角の平均値を算出し、図１４の時刻ｔ２に示すように、直進走行が終了してから手放し状態となるまでの間にハンドル角の微分値の最大値を算出して、ドライバが手放し状態になると、図１４の時刻ｔ３が示すように、算出したハンドル角の平均値及びハンドル角の微分値の最大値に基づいて算出される補償アシスト指令値に基づいて操舵系を制御し、また、手放し状態でなくなると、図１４の時刻ｔ４が示すように、メモリに記憶されている手放し状態のときの補償アシスト指令値に基づいて操舵系を制御するようになっている。
【００４４】
ここで、直進走行中のハンドル角は、図１５に示すように、外乱によって生じる車両の横運動を抑制するセルフアライニングトルクを発生するために必要なハンドル角であるので、直進走行中のハンドル角を用いることで直進走行中の外乱、つまり、重力によってバンク路の下側方向に作用する外乱とハンドルトルクとしてドライバに伝わる操舵系モーメント外乱（横方向勾配の下側方向にステアリングホイール７を切るように作用する外乱）とを推定できる。
【００４５】
また、直進走行が終了してから所定時間以内に手放し状態へ移行したときにのみハンドル角の微分値の最大値が算出され、当該最大値に基づく基本補償アシスト力２−２による制御が適用されるので、例えば、ステアリングホイール７に手を軽く添えながら長い時間をかけて手放し状態になった場合、つまり、短時間で手放し状態にならなかった場合には、基本補償アシスト力２−２による制御が適用されないものとすることができる。
【００４６】
＜外乱補償部９の動作＞
前記ステップＳ１０８では、手放しflgを１のセット状態とし、且つ、手放しｎに１を加算した値を新しい手放しｎとしてから、ステップＳ２０１に移行する。
なお、初期状態にあっては、手放しｎは０に設定されている。
前記ステップＳ１０９では、手放しflg及び手放しｎを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ２０１に移行する。
前記ステップＳ２０１では、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートの絶対値が第３閾値（直進状態と判断できる比較的小さいヨーレート値）より小さいか否かを判定する。第１閾値より小さい場合にはステップＳ２０２に移行し、第１閾値以上である場合にはステップＳ２０３に移行する。
【００４７】
前記ステップＳ２０２では、第３フラグflggamを１のセット状態としてから、ステップＳ２０４に移行する。
一方、前記ステップＳ２０３では、第３フラグflggamを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ２０４に移行する。
前記ステップＳ２０４では、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角の微分値（ハンドル変化量）の絶対値が第４閾値（比較的小さいハンドル角値）より小さいか否かを判定する。第４閾値より小さい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０５に移行し、第４閾値以上である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０６に移行する。
【００４８】
前記ステップＳ２０５では、第４フラグflgdθを１のセット状態としてから、ステップＳ２０７に移行する。
一方、前記ステップＳ２０６では、第４フラグflgdθを０のセット状態としてから、前記ステップＳ２０７に移行する。
前記ステップＳ２０７では、第３フラグflggam及び第４フラグflgθの両方が１のセット状態であるか否かを判定する。両方が１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０８に移行し、少なくとも一方が０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０９に移行する。
【００４９】
前記ステップＳ２０８では、直進flgを１のセット状態とし、且つ、直進ｎに１を加算した値を新しい直進ｎとしてから、ステップＳ２１０に移行する。
一方、前記ステップＳ２０９では、直進flg及び直進ｎを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ２１０に移行する。
前記ステップＳ２１０では、直進走行が終了してからの経過時間を計時する内部タイマ（不図示）のタイマ値timeが０であるか否かを判定する。０である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２１１に移行し、０でない場合には（Ｎｏ）ステップＳ２１６に移行する。
【００５０】
なお、初期状態にあっては、タイマ値timeは０に設定されている。
前記ステップＳ２１１では、この演算処理が前回実行されたときの直進flgが１であり且つ今回実行されたときの直進flgが０であるか否かを判定する（直進flg前回値＝１、直進flg＝０）。直進flg前回値＝１及び直進flg＝０である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２１２に移行し、直進flg前回値＝０又は直進flg＝１である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２１４に移行する。
【００５１】
前記ステップＳ２１２では、flgstartを１のセット状態とする。
次にステップＳ２１３に移行して、内部タイマの動作を開始させてから、ステップＳ２１９に移行する。
一方、前記ステップＳ２１４では、flgstartを０のリセット状態とする。
次にステップＳ２１５に移行して、タイマ値timeを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ２１９に移行する。
一方、前記ステップＳ２１６では、タイマ値timeが第５閾値t1より小さいか否かを判定する。第５閾値ｔ1より小さい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２１７に移行し、第５閾値以上である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２１８に移行する。
【００５２】
前記ステップＳ２１７では、flgstartを０のリセット状態とする。
次にステップＳ２１８に移行して、タイマ値timeを経過時間に対応する値にしてから、前記ステップＳ２１９に移行する。
前記ステップＳ２１９では、flgresetを０のリセット状態としてから、ステップＳ２２３に移行する。
前記ステップＳ２２０では、flgstartを０のリセット状態とする。
次にステップＳ２２１では、タイマ値timeを０のリセット状態とする。
次にステップＳ２２２では、flgresetを１のセット状態としてから、前記ステップＳ２２３に移行する。
【００５３】
前記ステップＳ２２３では、タイマ値timeが０より大きく且つ所定値ｔ1より小さく、この演算処理が前回実行されたときの手放しflgが１であり、今回実行されたときの手放しflgが０であるか否かを判定する（０＜time＜ｔ1、手放しflg前回値＝０、手放しflg＝１）。０＜time＜ｔ1、手放しflg前回値＝０及び手放しflg＝１である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２２４に移行し、time≦０、ｔ1≦time、手放しflg前回値＝１又は手放しflg＝０である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２２５に移行する。
前記ステップＳ２２４では、flgendを１のセット状態としてから、ステップＳ２２６に移行する。
一方、前記ステップＳ２２５では、flgendを０のリセット状態としてから、前記ステップＳ２２６に移行する。
前記ステップＳ２２６では、この演算処理で今回設定された直進flgを直進flg前回値としてメモリに記憶させ、今回設定された手放しflgを手放しflg前回値としてメモリに記憶させる。
【００５４】
次にステップＳ２２７に移行して、直進flgが１のセット状態であるか否かを判定する。１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２２８に移行し、０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２２９に移行する。
前記ステップＳ２２８では、この演算処理が前回実行されたときに算出された平均ハンドル角θ３に（直進ｎ−１）を乗算し、その乗算結果にハンドル角センサ１で検出されるハンドル角を加算した加算結果を直進ｎで除算し、その除算結果を新しい平均ハンドル角θ３としてから、ステップＳ２３０に移行する。
一方、前記ステップＳ２２９では、この演算処理が前回実行されたときに算出された平均ハンドル角θ３を新しい平均ハンドル角θ３としてから、前記ステップＳ２３０に移行する。
前記ステップＳ２３０では、前記ステップＳ２２８又はＳ２２９で算出された平均ハンドル角θ３をメモリに記憶させる。
【００５５】
次にステップＳ２３１に移行して、手放しflgが１のセット状態であるか否かを判定する。１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２３２に移行し、０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２３８に移行する。
前記ステップＳ２３２では、flgendが０のリセット状態であるか否かを判定する。０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２３３に移行し、１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）前記ステップＳ２３８に移行する。
【００５６】
前記ステップＳ２３３では、flgResetが０のリセット状態であるか否かを判定する。０のリセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２３４に移行し、１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２３７に移行する。
前記ステップＳ２３４では、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角の微分値を算出する。
次にステップＳ２３５に移行して、前記ステップＳ２３４で算出されたハンドル角の微分値がこの演算処理が前回実行されたときにメモリに記憶された微分値より大きいか否かを判定する（今回の値＞記憶値）。今回の値＞記憶値である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２３６に移行し、今回の値≦記憶値である場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ２３８に移行する。
【００５７】
前記ステップＳ２３６では、前記ステップＳ２３４で算出されたハンドル角の微分値をそれまで記憶されていた微分値に代えてメモリに記憶させてから、前記ステップＳ２３８に移行する。
一方、前記ステップＳ２３７では、メモリに記憶されているハンドル角の微分値を０のリセット状態にしてから、前記ステップＳ２３８に移行する。
【００５８】
前記ステップＳ２３８では、手放しflgが１であるか否かを判定する。手放しflgが１である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２３９に移行し、手放しflgが０である場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ１１５に移行する。
前記ステップＳ２３９では、前記ステップＳ２３０でメモリに記憶された平均ハンドル角θ３に基づき、図１６の補正マップに従って、外乱によって生じる車両の横運動が抑制されるように（平均ハンドル角θ３の方向と反対方向に車両が向かうように）、モータ６に出力させるアシストトルク（基本補償アシスト力２−１）を算出する。
【００５９】
図１６の補正マップは、車両を右側に向かわせる平均ハンドル角θ３が算出された場合には、平均ハンドル角θ３の絶対値が大きいほど車両を左側に向かわせる基本補償アシスト力２−１が大きくなり、車両を左側に向かわせる平均ハンドル角θ３が算出された場合には、平均ハンドル角θ３の絶対値が大きいほど車両を右側に向かわせる基本補償アシスト力２−１が大きくなるマップである。
【００６０】
すなわち、図１６の補正マップにあっては、平均ハンドル角θ３の絶対値が大きいほど基本補償アシスト力２−１の絶対値を小さな値とするようになっている。
次にステップＳ２４０に移行して、前記ステップＳ２３６でメモリに記憶されたハンドル角の微分値ｄθ３に基づき、図１７の補正マップに従って、外乱によって生じる車両の横運動が抑制されるように（微分値ｄθ３の方向と反対方向に車両が向かうように）、モータ６に出力させるアシストトルク（基本補償アシスト力２−２）を算出する。
【００６１】
図１７の補正マップは、車両を右側に向かわせるハンドル角の微分値ｄθ３が算出された場合には、微分値ｄθ３の絶対値が大きいほど車両を左側に向かわせる基本補償アシスト力２−２が大きくなり、車両を左側に向かわせるハンドル角の微分値ｄθ３が算出された場合には、微分値ｄθ３の絶対値が大きいほど車両を右側に向かわせる基本補償アシスト力２−２が大きくなるマップである。
【００６２】
すなわち、図１７の補正マップにあっては、ハンドル角の微分値ｄθ３の絶対値が大きいほど基本補償アシスト力２−２の絶対値を小さな値とするようになっている。
次にステップＳ２４１に移行して、前記ステップＳ２３９で算出された基本補償アシスト力２−１及び前記ステップＳ２４０で算出された基本補償アシスト力２−２の平均値を算出して基本補償アシスト力とする。
【００６３】
なお、本実施形態では、ヨーレート及びハンドル角の微分値に基づいて直進走行中であるか否かを判定する例を示したが、例えば、ヨーレート及びハンドル角の微分値のどちらか一方だけを用いることで、直進走行中の判定を行うこともできる。
また、手放し状態の判定結果及び直進走行の判定結果に基づいて手放し状態となる直前であるか否かを判定する例を示したが、例えば、手放し状態のときの操舵系のモデルを用い、ステアリングホイール７や車両の動きが当該モデルによって算出される値と一致するか否かを判定することで、手放し状態となる直前での判定を行うこともできる。
【００６４】
さらに、直進走行中のハンドル角の平均値、及び手放し状態となる直前のハンドル角の微分値に基づいて基本補償アシスト力を算出する例を示したが、平均値及び微分値のいずれか一方のみに基づいて基本補償アシスト力の算出を行うこともできる。
また、ハンドル角の微分値の最大値に基づいて基本補償アシスト力を算出する例を示したが、手放し状態となる直前の期間のハンドル角の微分値の平均値を用いることもでき、車両挙動の変化速度の最大値又は前記期間中の平均値を用いることもできる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態は、バンク路から出て、手放し状態が終了してから直進走行を開始するまでの間のハンドル角の微分値の最大値と、直進走行が開始されたときのハンドル角とに基づいて基本補償アシスト力を算出するようにした点が前記第１実施形態と異なる。
具体的には、第３実施形態では、図２の外乱補償部９の構成に代えて図１８の構成が用いられ、図１３のフローチャートに代えて図１９が用いられる。
【００６６】
＜外乱補償部９の構成＞
外乱補償部９は、図１８に示すように、手放し判断部１４、直進判断部１９、手放し終了直後判断部２３、ハンドル角記憶部２１、ハンドル速度記憶部２２及び補償アシスト指令値算出部１５を備える。
直進判断部１９は、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づいて直進走行中であるか否かを判定し、その判定結果を示す直進flgを手放し終了直後判断部２３に出力する。
【００６７】
手放し終了直後判断部２３は、手放しflgが１のセット状態から０のリセット状態に変化してから比較的短い所定時間以内に、直進判断部１９から出力される直進flgが１になった否かを判定し、直進flgが１になった場合、つまり、車両が直進走行を開始した場合には、その判定結果を示すflgendをハンドル速度記憶部２２及び補償アシスト指令値算出部１５に出力する。
【００６８】
ハンドル角記憶部２１は、手放し終了直後判断部２３から出力されるflgendが１のセット状態であるか判定し、１のセット状態である場合、つまり、車両が直進走行を開始した場合には、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角をメモリに記憶させる。
ハンドル速度記憶部２２は、手放しflgが１のセット状態から０のリセット状態に変化してから、手放し直前判断部２０から出力されるflgendが１のセット状態になるまで、つまり、直進走行を開始するまでの間、ハンドル角の微分値の最大値をメモリに記憶させる。
【００６９】
補償アシスト指令値算出部１５は、手放し終了直後判断部２３から出力されるflgendが１のセット状態であるかを判定し、１のセット状態である場合、つまり、車両が直進走行を開始した場合には、メモリに記憶されている平均ハンドル角に基づいて基本補償アシスト力３−１を算出し、メモリに記憶されているハンドル角度の微分値の最大値に基づいて基本補償アシスト力３−２を算出し、それら基本補償アシスト力３−１及び基本補償アシスト力３−２の平均値を基本補償アシスト力として算出し、その算出結果を車速センサ３で検出される車速に基づいて補正してメモリに記憶させると共にＳＷ部１６に出力する。
【００７０】
すなわち、本実施形態の車両用操舵装置にあっては、図２０の時刻ｔ１に示すように、車両がバンク路を出て、手放し状態が終了してから直進走行を開始するまでの間のハンドル角の微分値の最大値を算出し、図２０の時刻ｔ２に示すように、直進走行が開始されたときのハンドル角を検出して、算出したハンドル角の微分値の最大値及びハンドル角に基づいて算出される補償アシスト指令値に基づいて操舵系を制御するようになっている（図２１〜２６参照）。
【００７１】
＜外乱補償部９の動作＞
前記ステップＳ２０７’では、flggamが１であるか否かを判定する。flggamが１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０８に移行し、flggamが０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０９に移行する。
前記ステップＳ２２３’では、タイマ値timeが０より大きく且つ所定値ｔ1より小さく、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートが０であるか否かを判定する（０＜time＜ｔ1、ヨーレート＝０）。０＜time＜ｔ1、ヨーレート＝０である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２２４に移行し、time≦０、ｔ1≦time、ヨーレート≠０である場合には（Ｎｏ）ステップＳ２２５に移行する。
【００７２】
前記ステップＳ２２６’では、この演算処理で今回設定された手放しflgを手放しflg前回値としてメモリに記憶させてから、ステップＳ２３１に移行する。
前記ステップＳ２３２’では、flgendが０のリセット状態であるか否かを判定する。０のリセット状態である場合には（Ｎｏ）ステップＳ３０１に移行し、１のセット状態である場合には（Ｙｅｓ）前記ステップＳ２３８に移行する。
【００７３】
前記ステップＳ３０１’では、ハンドル角センサ１で検出されるハンドル角をメモリに記憶させてから、ステップＳ２３８に移行する。
前記ステップＳ２３９’では、前記ステップＳ３０１でメモリに記憶されたハンドル角θ４に基づき、図２７の補正マップに従って、ハンドル角θ４の方向と反対方向に車両が向かうように、モータ６に出力させるアシストトルク（基本補償アシスト力３−１）を算出する。
【００７４】
図２７の補正マップは、車両を右側に向かわせるハンドル角θ４が算出された場合には、ハンドル角θ４の絶対値が大きいほど車両を左側に向かわせる基本補償アシスト力３−１が大きくなり、車両を左側に向かわせるハンドル角θ４が算出された場合には、ハンドル角θ４の絶対値が大きいほど車両を右側に向かわせる基本補償アシスト力３−１が大きくなるマップである。
【００７５】
すなわち、図２７の補正マップにあっては、ハンドル角θ４の絶対値が大きいほど基本補償アシスト力３−１の絶対値を小さな値とするようになっている。
次にステップＳ２４０’に移行して、前記ステップＳ２３６でメモリに記憶されたハンドル角の微分値ｄθ４に基づき、図２８の補正マップに従って、微分値ｄθ４の方向と反対方向に車両が向かうように、モータ６に出力させるアシストトルク（基本補償アシスト力２−２）を算出する。
【００７６】
図２８の補正マップは、車両を右側に向かわせるハンドル角の微分値ｄθ４が算出された場合には、微分値ｄθ４の絶対値が大きいほど車両を左側に向かわせる基本補償アシスト力３−２が大きくなり、車両を左側に向かわせるハンドル角の微分値ｄθ４が算出された場合には、微分値ｄθ４の絶対値が大きいほど車両を右側に向かわせる基本補償アシスト力３−２が大きくなるマップである。
【００７７】
すなわち、図２８の補正マップにあっては、ハンドル角の微分値ｄθ４の絶対値が大きいほど基本補償アシスト力３−２の絶対値を小さな値とするようになっている。
次にステップＳ２４１’に移行して、前記ステップＳ２３９’で算出された基本補償アシスト力３−１及び前記ステップＳ２４０’で算出された基本補償アシスト力３−２の平均値を算出して基本補償アシスト力とする。
以上、図１８の直進判断部２２が特許請求の範囲に記載の直進判定手段を構成し、以下同様に、図１８の手放し終了直後判断部２３が路面横方向勾配検出手段を構成する。
【００７８】
＜作用・効果＞
このように、本実施形態の車両用操舵装置にあっては、直進走行中であると判定され、且つ、路面の横方向勾配があると判定された場合に（手放し状態が終了していると判定された場合には）、車速が閾値速度（特定速度）より小さい場合には当該車速が高いほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を小さな値とし、車速が前記閾値速度以上である場合には当該車速が高いほど前記基本操舵アシストトルクの絶対値を大きな値とするようにした。そのため、バンク路の前後に道路構造令上設置される直線路の横方向勾配路にあっては、車速に関係なく単位距離当たりの横移動量を一定とすることができる。その結果、渋滞等の低速走行時には、山側へ車両が移動される修正操舵を減少でき、高速走行時には、直線路に引き続くバンク路の旋回方向へスムーズに横移動することができる。
なお、本実施形態では、ハンドル角及び当該ハンドル角の微分値に基づいて基本アシスト力３−１を算出する例を示したが、例えば、図２９に示すように、ヨー角が大きいほど修正ハンドル速度が大きくなるように基本アシスト力３−１を算出することもできる。
【００７９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
この第４実施形態は、ヨーレートと車速とに基づき、車両を横運動させる外乱を算出するオブザーバに従って補償アシスト指令値を算出するようにした点が前記第１実施形態と異なる。
具体的には、第４実施形態では、図２の外乱補償部９の構成に代えて図３０の構成が用いられる。
【００８０】
＜外乱補償部９の構成＞
外乱補償部９は、手放し判断部１４及び補償アシスト指令値算出部１５を備える。
補償アシスト指令値算出部１５は、オブザーバを構成し、制御対象の状態量を制御対象のモデルの逆特性に適用することで算出される制御入力の推定値と、実際の制御入力との差に基づいて外乱を算出し、その算出結果を補償アシスト力とする。
具体的には、補償アシスト指令値算出部１５は、図３０に示すように、第１要素２４、第２要素２５、加算器２６、第３要素２７及びリミッタ２８を含んで構成される。
【００８１】
第１要素２４は、ヨーレートセンサ４で検出されるヨーレートに基づき、数式Ｈ（ｓ）／Ｐ（ｓ）に従って操舵トルク推定値を算出し、その算出結果を加算器２６に出力する。
ここで、Ｐ（ｓ）は、操舵トルクに対するヨーレートの伝達関数であり、下記（１）式で表される車両挙動のモデルをラプラス変換することで得られる。
ｍｖ（γ＋ｄβ）＝N/ξ・Tｄ＋Cr（Lr/V・γ−β）
Iｄγ＝Lf・N/ξ・Tｄ−Lr・Cr（Lr/V・γ−β）  ・・・（１）
また、Ｈ（ｓ）は、ローパスフィルタであり、センサノイズ等の外乱除去の周波数帯をｆｃ（Hz）とすると下記（２）式で表される。
Ｈ（ｓ）＝１／（１／（２πｆｃ）＋ｓ）2  ・・・（２）
【００８２】
第２要素２５は、リミッタ２８から出力される値をローパスフィルタＨ（ｓ）に通して加算器２６に出力する。
加算器２６は、第１要素２４から出力される値を第２要素２５から出力される値から減算し、その減算結果を第３要素に出力する。
第３要素２７は、加算器２６から出力される値をローパスフィルタＫ（１＋τｓ）に通してリミッタ２８に出力する。
ゲインＫは、図３１のマップに示すように、車速が特定速度より低い場合には、車速が高いほど小さくなり、車速が特定速度以上である場合には、車速が高いほど大きくなる。
時定数τは、図３２のマップに示すように、車速が特定速度より低い場合には、車速が高いほど短くなり、車速が特定速度以上である場合には、車速が高いほど長くなる。
【００８３】
すなわち、車両挙動が大きくなる中速域では、時定数τを短くすることで、外乱を素早く補償できるようにし、車両挙動の小さい低速域や高速域では、時定数τを長くすることで、中速域で実現した補償スピードと同じ程度で車両挙動を抑制できるようにして、車速に応じて補正スピードが異なることによるドライバの違和感を低減できる。
なお、本実施形態では、オブザーバで外乱を算出して補償アシスト指令値とする例を示したが、例えば、一般的なサーボ制御系を構成し、いわゆる定常偏差を除去する積分制御を行うことで、片流れを抑制する補償アシスト指令値を算出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】自動車の概略構成を示す構成図である。
【図２】外乱補償部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】ＳＷ部の動作を説明するための説明図である。
【図４】外乱補償部の動作を示すフローチャートである。
【図５】基本補償アシスト力の算出に用いられる補正マップである。
【図６】車速補正ゲインの算出に用いられる補正マップである。
【図７】車両用操舵装置の動作を説明するための説明図である。
【図８】外乱補償部の変形例を示すブロック図である。
【図９】外乱補償部の変形例の動作を示すフローチャートである。
【図１０】基本補償アシスト力の算出に用いられる補正マップである。
【図１１】車両用操舵装置の変形例の動作を説明するための説明図である。
【図１２】第２実施形態の外乱補償部の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】外乱補償部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】車両用操舵装置の動作を説明するための説明図である。
【図１５】車両用操舵装置の動作を説明するための説明図である。
【図１６】基本補償アシスト力２−１の算出に用いられる補正マップである。
【図１７】基本補償アシスト力２−２の算出に用いられる補正マップである。
【図１８】第３実施形態の外乱補償部の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】外乱補償部の動作を示すフローチャートである。
【図２０】車両用操舵装置の動作を説明するための説明図である。
【図２１】直進手放し時の操舵トルクの推移を説明するための説明図である。
【図２２】手放し前後のステアリングホイールの動き及び車両の動きを説明するための説明図である。
【図２３】手放し前後のステアリングホイールの動き及び車両の動きを説明するための説明図である。
【図２４】外乱がある場合の直進走行の状態を説明するための説明図である。
【図２５】直進手放し時のハンドル角速度の推移を説明するための説明図である。
【図２６】手放し時ハンドル角の車速依存性を説明するための説明図である。
【図２７】基本補償アシスト力３−１の算出に用いられる補正マップである。
【図２８】基本補償アシスト力３−２の算出に用いられる補正マップである。
【図２９】基本補償アシスト力３−１の算出に用いられる補正マップである。
【図３０】第４実施形態の外乱補償部の内部構成を示すブロック図である。
【図３１】ゲインKの算出に用いられるマップである。
【図３２】時定数τの算出に用いられるマップである。
【符号の説明】
【００８５】
１はハンドル角センサ、２はトルクセンサ、３は車速センサ、３は車窓区センサ、４はヨーレートセンサ、５はコントローラ、６はモータ、７はステアリングホイール、８はステアリングシャフト、９は外乱補償部、１０は減速器、１１はラック・アンド・ピニオン機構、タイロッド１２、１３FL、１３FRは前輪、１４は手放し判断部、１５は補償アシスト指令値算出部、１６はＳＷ部、１７はリミッタ、１８は１次遅れ部、１９は直進判断部、２０は直前判断部、２１はハンドル角記憶部、２２はハンドル速度記憶部、２３は終了直後判断部、２４は第１要素、２５は第２要素、２６は加算器、２７は第３要素
【図１】
2008296739.tif 000003
【図２】
2008296739.tif 000004
【図３】
2008296739.tif 000005
【図４】
2008296739.tif 000006
【図５】
2008296739.tif 000007
【図６】
2008296739.tif 000008
【図７】
2008296739.tif 000009
【図８】
2008296739.tif 000010
【図９】
2008296739.tif 000011
【図１０】
2008296739.tif 000012
【図１１】
2008296739.tif 000013
【図１２】
2008296739.tif 000014
【図１３】
2008296739.tif 000015
【図１４】
2008296739.tif 000016
【図１５】
2008296739.tif 000017
【図１６】
2008296739.tif 000018
【図１７】
2008296739.tif 000019
【図１８】
2008296739.tif 000020
【図１９】
2008296739.tif 000021
【図２０】
2008296739.tif 000022
【図２１】
2008296739.tif 000023
【図２２】
2008296739.tif 000024
【図２３】
2008296739.tif 000025
【図２４】
2008296739.tif 000026
【図２５】
2008296739.tif 000027
【図２６】
2008296739.tif 000028
【図２７】
2008296739.tif 000029
【図２８】
2008296739.tif 000030
【図２９】
2008296739.tif 000031
【図３０】
2008296739.tif 000032
【図３１】
2008296739.tif 000033
【図３２】
2008296739.tif 000034