(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワーステアリングモータによる操舵の要求アシストトルクを演算する要求トルク演算部と、
左右輪を駆動する左右のドライブシャフトの不等長に起因する二次偶力差に基づいて発生するステアリング外力トルクを演算するステアリング外力トルク演算部と、
前記ステアリング外力トルクをキャンセルするステアリング外力キャンセルトルクを演算するステアリング外力キャンセルトルク演算部と、
前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力キャンセルトルクに基づいて前記電動パワーステアリングモータを駆動するための操舵アシストトルクを演算する操舵アシストトルク演算部と、
前記電動パワーステアリングモータへの要求トルクが前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを上回る場合に、前輪に対して後輪の駆動力が大きくなるように車両の前後輪の駆動力配分比を変更する駆動力配分比演算部と、
を備えることを特徴とする、車両の制御装置。
【請求項２】
前記駆動力配分比演算部は、前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力トルクとの合計値が前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを超える場合に前記駆動力配分比を変更する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記電動パワーステアリングモータの回転数に応じた前記最大トルクを演算する最大トルク演算部を備えることを特徴とする、請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記電動パワーステアリングモータの最大トルクに対する前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力トルクとの合計値の比率を演算する比率演算部を備え、
前記駆動力配分比演算部は、前記比率が１を超える場合に前記駆動力配分比を変更する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項５】
ステアリング操舵角と車両速度からステアリング操舵アシストトルクの基本量を演算するアシストトルク基本量演算部と、
目標ヨーレートに対するフィードバックヨーレートの差分から車体付加トルクを演算する車体付加トルク演算部と、を備え、
前記要求トルク演算部は、前記基本量と前記車体付加トルクに基づいて前記要求アシストトルクを演算することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項６】
ステアリング外力キャンセルトルク演算部は、前記ステアリング外力トルクに加えてセルフアライニングトルクをキャンセルするための前記ステアリング外力キャンセルトルクを演算することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項７】
電動パワーステアリングモータの要求アシストトルクを演算するステップと、
左右輪を駆動する左右のドライブシャフトの不等長に起因する二次偶力差に基づいて発生するステアリング外力トルクを演算するステップと、
前記ステアリング外力トルクをキャンセルするステアリング外力キャンセルトルクを演算するステップと、
前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力キャンセルトルクに基づいて前記電動パワーステアリングモータを駆動するための操舵アシストトルクを演算するステップと、
前記電動パワーステアリングモータへの要求トルクが前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを上回る場合に、前輪に対して後輪の駆動力が大きくなるように車両の前後輪の駆動力配分比を変更するステップと、
を備えることを特徴とする、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、車両の加速時に、駆動力配分起因トルクステアやトラクション制御起因トルクステアが発生する場合において、ドライブシャフト起因トルクステアの影響を補償して、運転者への違和感のないトルクステア低減制御を実現することを想定した技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３１５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転舵機構を有する側の駆動力を伝達するドライブシャフトが左右で非等長の場合、旋回の駆動出力要求時に回転系の二次偶力が影響してトルクステアが発生し、操舵感覚および旋回性能が低下する。特に、初期駆動力が大きいＥＶ車では、トルクステアの影響が大きく成る。これに対して、二次偶力が発生しないレベルに出力を低下させる手法が考えられるが、旋回加速性能の悪化および、ぬかるみ路や積雪によるスタック状態からの走破性能および動力性能が低下する。以上のように、機構的制約により旋回時に大駆動力を出力すると、ステアリングに外力が入力され運転者に違和感を与える。一方で、外力の影響を考慮して出力を低下させると、大駆動力を出力できず、動力性能が低下する。
【０００５】
上記特許文献に記載された技術では、駆動力配分起因トルクステアやトラクション制御起因トルクステアに対する第１トルクステア低減トルク目標値を、ドライブシャフト起因トルクステアに対する第２トルクステア低減トルク目標値に応じて修正してトルクステア低減トルク目標値を演算し、このトルクステア低減トルク目標値に基づき、トルクステア低減操舵トルクを付与してトルクステアを低減している。しかしながら、トルクステア低減のための操舵トルクが、パワーステアリングシステムの電動パワーステアリングモータの最大トルクを上回った場合、トルクステアを低減することができず操舵感が低下する問題がある。また、操舵感の低下を抑えるため駆動力自体を抑えると、旋回性能が低下する問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、旋回時の操舵感覚の向上と動力性能の向上を両立することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電動パワーステアリングモータによる操舵の要求アシストトルクを演算する要求トルク演算部と、左右輪を駆動する左右のドライブシャフトの不等長に起因する二次偶力差に基づいて発生するステアリング外力トルクを演算するステアリング外力トルク演算部と、前記ステアリング外力トルクをキャンセルするステアリング外力キャンセルトルクを演算するステアリング外力キャンセルトルク演算部と、前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力キャンセルトルクに基づいて前記電動パワーステアリングモータを駆動するための操舵アシストトルクを演算する操舵アシストトルク演算部と、前記電動パワーステアリングモータへの要求トルクが前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを上回る場合に、前輪に対して後輪の駆動力が大きくなるように車両の前後輪の駆動力配分比を変更する駆動力配分比演算部と、を備える車両の制御装置が提供される。
【０００８】
前記駆動力配分比演算部は、前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力トルクとの合計値が前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを超える場合に前記駆動力配分比を変更するものであっても良い。
【０００９】
また、前記電動パワーステアリングモータの回転数に応じた前記最大トルクを演算する最大トルク演算部を備えるものであっても良い。
【００１１】
また、前記電動パワーステアリングモータの最大トルクに対する前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力トルクとの合計値の比率を演算する比率演算部を備え、前記駆動力配分比演算部は、前記比率が１を超える場合に前記駆動力配分比を変更するものであっても良い。
【００１２】
また、ステアリング操舵角と車両速度からステアリング操舵アシストトルクの基本量を演算するアシストトルク基本量演算部と、目標ヨーレートに対するフィードバックヨーレートの差分から車体付加トルクを演算する車体付加トルク演算部と、を備え、前記要求トルク演算部は、前記基本量と前記車体付加トルクに基づいて前記要求アシストトルクを演算するものであっても良い。
【００１３】
また、ステアリング外力キャンセルトルク演算部は、前記ステアリング外力トルクに加えてセルフアライニングトルクをキャンセルするための前記ステアリング外力キャンセルトルクを演算するものであっても良い。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電動パワーステアリングモータの要求アシストトルクを演算するステップと、左右輪を駆動する左右のドライブシャフトの不等長に起因する二次偶力差に基づいて発生するステアリング外力トルクを演算するステップと、前記ステアリング外力トルクをキャンセルするステアリング外力キャンセルトルクを演算するステップと、前記要求アシストトルクと前記ステアリング外力キャンセルトルクに基づいて前記電動パワーステアリングモータを駆動するための操舵アシストトルクを演算するステップと、前記電動パワーステアリングモータへの要求トルクが前記電動パワーステアリングモータの最大トルクを上回る場合に、前輪に対して後輪の駆動力が大きくなるように車両の前後輪の駆動力配分比を変更するステップと、を備える車両の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、旋回時の操舵感覚の向上と動力性能の向上を両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一本実施形態に係る車両を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る車両が備えるパワーステアリング機構（転舵システム）とその周辺の構成を示す模式図である。
【図３】トルクステアが発生する原理を説明するための模式図である。
【図４】トルクステアが発生する原理を説明するための模式図である。
【図５】トルクステアが発生する原理を説明するための模式図である。
【図６】車両が左に旋回する際に、本実施形態による制御を行った場合（制御有）と、本実施形態による制御を行わなかった場合（制御無）とを比較して示す模式図である。
【図７】タイヤ摩擦円特性を示す模式図である。
【図８】タイヤ摩擦円特性を示す模式図である。
【図９】本実施形態に係る制御装置とその周辺の構成を詳細に示す模式図である。
【図１０】重み付けゲイン演算部が重み付けゲインａを算出する際のゲインマップを示す模式図である。
【図１１】本実施形態の全体的な処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のステップＳ１１２の処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１３】要求駆動力ｒｅｑＦの算出を説明するための模式図である。
【図１４】図１２のステップＳ１２０の車両駆動力配分制御の全体的な処理を示すフローチャートである。
【図１５】車両前方から見たキングピン軸及びその周辺と車両上方から見たキングピン軸及びその周辺を示す模式図である。
【図１６】ＥＰＳモータトルクマップ処理部が、ステアリング操舵アシストトルクＳｔ＿ａｓｓｉｓｔ＿Ｔｑを算出するためのマップを示す模式図である。
【図１７】ＥＰＳモータトルクマップ処理部が、車速によるステアリング操舵アシストトルクゲインＳｔ＿ａｓｓｉｓｔ＿Ｔｑ＿ｇａｉｎを算出するためのマップを示す模式図である。
【図１８】ＥＰＳモータ最大トルク演算部がＥＰＳモータ回転数に基づいてＥＰＳモータ最大トルクを演算するためのマップを示す模式図である。
【図１９】セルフアライニングトルクを算出するマップを示す模式図である。
【図２０】図１４のステップＳ２２０において、ＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きい場合に、５０：５０の前後駆動力配分比を後輪偏重に変化させる処理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】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両１０００を示す模式図である。本実施形態に係る車両１０００は、前後独立駆動を行うとともに、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）に搭載されているＥＰＳモータの駆動トルクを制御して、操舵のアシストを行うことが可能なＨＥＶ車両（ハイブリッド車両）、ＥＶ車両（電気自動車）等の車両である。図１に示すように、車両１０００は、前輪１００，１０２、後輪１０４，１０６、前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれを駆動する駆動力発生装置（モータ）１０８，１１０、モータ１０８，１１０の駆動力を前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれに伝達するギヤボックス１１６，１１８、モータ１０８，１１０のそれぞれを制御するインバータ１２３，１２４、ギヤボックス１１６の駆動を前輪１００，１０２に伝達するドライブシャフト１１２、ギヤボックス１１８の駆動を後輪１０４，１０６に伝達するドライブシャフト１１４、パーキングブレーキシステム１２０，１２２、モータ回転数センサ１２５，１２６、後輪１０４，１０６のそれぞれの車輪速（車両速度Ｖ）を検出する車輪速センサ１２７，１２８、前輪１００，１０２を操舵するステアリングホイール１３０、前後加速度センサ１３２、横加速度センサ１３４、バッテリー１３６、舵角センサ１３８、パワーステアリング機構１４０、ヨーレートセンサ１４２、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４、アクセル開度センサ１４６、制御装置（コントローラ）２００を有して構成されている。
【００１９】
各モータ１０８，１１０は、制御装置２００の指令に基づき各モータ１０８，１１０に対応するインバータ１２３，１２４が制御されることで、その駆動が制御される。各モータ１０８，１１０の駆動力は、各ギヤボックス１１６，１１８を介して前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれに伝達される。
【００２０】
パワーステアリング機構１４０は、ドライバーによるステアリングホイール１３０の操作に応じて、トルク制御又は角度制御により前輪１００，１０２の舵角を制御する。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る車両１０００が備えるパワーステアリング機構１４０（転舵システム）とその周辺の構成を示す模式図である。本実施形態に係る車両１０００は、転舵システムとして、図２に示すような、アクティブステアリングシステムを備える。このシステムでは、電動パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）３００の駆動力により前輪１００，１０２の転舵が行われる。電動パワーステアリングモータ３００のトルクを制御することで、ドライバーの所定のステアリング操作量に対する車両１０００の旋回量を可変することができ、ステアリング操舵角θｈの変化量とタイヤ舵角δの変化量が一様でないアクティブステアリングシステムを構成することができる。なお、アクティブステアリングシステムの代わりに、いわゆるステアバイワイヤシステムにより同様の構成を備えていても良い。
【００２２】
図２に示すように、ステアリングホイール１３０の駆動力と、電動パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）３００の駆動力による転舵力は、ステアリングラック３０２、タイロッド１１３を介して前輪１００，１０２に伝達される。タイロッド１１３は、タイロッドエンド１１３ａを介して前輪１００，１０２と接続される。
【００２３】
図２において、ドライバーが車両１０００を右に旋回しようとしてステアリングホイール１３０を右に操舵すると、前輪１００，１０２に右旋回の転舵力が発生する。また、右旋回の転舵力と反対方向に前輪１００，１０２を駆動するセルフアライニングトルクが発生する。なお、セルフアライニングトルクについては後述する。
【００２４】
ところで、転舵機構を有する側の駆動力を伝達するドライブシャフト（通常、前輪側）が左右で非等長の場合、旋回の駆動出力要求時に回転系の二次偶力が影響してトルクステアが発生し、操舵感覚および旋回性能が低下する。これにより、左右のキングピン軸周りに生じる不均衡モーメントによりドライバーの意に反してステアリングが取られる現象（トルクステア）が発生し、操舵感覚が低下する。また、左右の二次偶力差から旋回モーメントが発生し、ヨーレートが増加又は減少することで、旋回性能が低下する。特に、初期駆動力が大きいＥＶ車ではこの傾向が大きくなる。
【００２５】
図３〜図５は、トルクステアが発生する原理を説明するための模式図である。図３に示すように、左右のドライブシャフト１１２を構成するユニバーサルジョイント１１２ａに対して、水平方向に対するジョイント角度θ１、角度θ２が異なると左右の二次偶力に差が発生する。ステアリングラック３０２に影響を及ぼす原理は、従動軸の二次偶力Ｍ２＿ｌと二次偶力Ｍ２＿ｒの差である。図３において、左側の従動軸の二次偶力Ｍ２＿ｌはＴｑ＊ｓｉｎθ２であり、右側の従動軸の二次偶力Ｍ２＿ｒはＴｑ＊ｓｉｎθ１、であり、ジョイント角θ１≠θ２となる。二次偶力Ｍ２＿ｌ，Ｍ２＿ｒはジョイント角θ１，θ２に応じた値とトルクの積から求まるため、トルクが大きくなると両者の差も大きくなる。二次偶力Ｍ２＿ｌと二次偶力Ｍ２＿ｒの差分がタイロッド１１３を経由してステアリングラック３０２に入力されることにより、トルクステアが発生し、ドライバーに違和感を与える。なお、左側の駆動軸の二次偶力Ｍ１＿ｌはＭ１＿ｌ＝Ｔｑ＊ｔａｎθ２であり、右側の従動軸の二次偶力Ｍ１＿ｒはＭ１＿ｒ＝Ｔｑ＊ｔａｎθ１である。
【００２６】
図４は、転舵時に前輪１００，１０２及びドライブシャフト１１２を車両上方から見た状態を示す模式図である。また、図５は、転舵時に前輪１００，１０２及びドライブシャフト１１２を車両前方から見た状態を示す模式図である。図４に示すように、左右のドライブシャフト１１２が不等長になると、図５に示すように、ユニバーサルジョイント１１２ａの角度が左右で異なる。転舵が行われている最中に前輪１００，１０２に大駆動力を発生させたときに、左右で異なる二次偶力が発生するため、差分の二次偶力が発生し、余力がタイロッド１１３を伝達しステアリングラック３０２に入力してトルクステアとなる。
【００２７】
このように、ユニバーサルジョイント１１２ａが異なる作動角（ジョイント角θ１，θ２）で使用される場合には、それにより生じる二次偶力を考慮する必要がある。ＳＵＶ車両のように車高が高くて作動角が大きい場合や、ＥＶ車のようにモータにより車輪に大トルクを発生させる場合には特に影響が大きくなる。
【００２８】
これに対して、二次偶力が発生しないレベルにモータの出力を低下させる手法が考えられるが、旋回加速性能が低下したり、ぬかるみ路や積雪路を走行した際にスタック状態からの走破性能および動力性能が低下する。
【００２９】
本実施形態では、ドライバーの操作からステアリング操舵角θｈおよび要求駆動力を得て、車両状態を考慮してモータ１０８，１１０による前後駆動力配分制御を行う。また、電動パワーステアリングモータ３００のトルクを制御し、要求駆動力とステアリング操舵角θｈから操舵機構側に発生する転舵時の二次偶力差の算出結果をもとに、ステアリングラック３０２に発生するトルクステアとなる外力を算出し、外力キャンセルトルクを電動パワーステアリングモータ３００に指示することでトルクステアによる操舵の違和感を抑制する。更に、ステアリング操舵角θｈと車両速度Ｖから旋回要求であるヨーレートを算出し、予め電動パワーステアリングモータ３００のトルクを増加させることで旋回性能を向上させる。これらの構成により，旋回時操舵感覚の向上と動力性能の向上を両立する効果を得ることができる。
【００３０】
図６は、車両１０００が左に旋回する際に、本実施形態による制御を行った場合（制御有）と、本実施形態による制御を行わなかった場合（制御無）とを比較して示す模式図である。本実施形態による制御を行わなかった場合は、時刻ｔ２の時点で、モータ１０８，１１０の大トルクによる二次偶力が発生し、駆動力バランスにより、巻き込みの力（旋回方向の力）又は戻りの力（旋回と逆方向の力）が発生する。このため、反力がステアリングホイール１３０に伝達され、ドライバーに違和感を生じさせる。一方、大トルクを付加しないようにモータ１０８，１１０のトルクを制御すると、走行性能が低下する。
【００３１】
一方、本実施形態による制御を行った場合も、時刻ｔ２の時点で、モータ１０８，１１０の大トルクによる二次偶力が発生し、駆動力バランスにより、巻き込みの力（旋回方向の力）又は戻りの力（旋回と逆方向の力）が発生する。しかし、二次偶力による反力に相当する旋回力を、電動パワーステアリングモータ３００により発生させるため、二次偶力による反力がキャンセルされる。また、モータ３００とモータ１０８，１１０による駆動力配分制御により、二次偶力による反力分に応じて後輪の接地荷重を増加する。これにより、ステアリングラック３０２へ外力が入力されることを抑止することができる。
【００３２】
ステアリング反力の要因は、前輪１００，１０２のタイヤが路面から受ける反力であり、これが操舵感を悪化させるトルクステアになる。図７及び図８は、タイヤ摩擦円特性を示す模式図であって、図７は定常タイヤ摩擦円特性（前後荷重比、前輪：後輪＝６：４）を、図８は加速時タイヤ摩擦円特性（前後荷重比、前輪：後輪＝３：７）を示している。
【００３３】
タイヤ摩擦円は接地荷重に依存し、ステアリング反力も接地荷重に比例する。ステアリング反力は、タイヤが回転した時に操舵機構に生じる復元力（セルフアライニングトルク）とドライブシャフトの回転軸回りに発生する二次偶力差による力の和である。本実施形態においては、ステアリング反力を軽減するために、電動パワーステアリングモータ３００によるアシストトルクを最適化するとともに、前後駆動力配分により前輪側の接地荷重を弱めることで、旋回時の操舵感覚の向上と動力性能の向上を両立する。
【００３４】
要求駆動力に対して荷重移動による摩擦円管理をすることで、タイヤと路面との間に生じる反力を制御することができる。大駆動力発生時は、図８に示すような後輪荷重とした場合、前輪の接地荷重が低下するため、ステアリング反力の影響が低減される。図７に示すような定常時の前後荷重比（５０：５０）の配分では、前輪の接地荷重が大きいためステアリング反力の影響が大きくなる。このため、前後荷重比を制御することで後輪１０４，１０６の荷重を増やし、ステアリング反力の影響を抑える。
【００３５】
図９は、本実施形態に係る制御装置２００とその周辺の構成を詳細に示す模式図である。制御装置２００は、車載センサ２０２、目標ヨーレート演算部２０４、車両ヨーレート演算部（車両モデル）２０６、ヨーレートＦ／Ｂ演算部２０８、減算部２１０，２１２、重み付けゲイン演算部２２０、ＥＰＳモータトルクマップ処理部（アシストトルク基本量演算部）２２２、ＥＰＳモータ最大トルク演算部２２４、ＥＰＳモータアシスト比率演算部２２６、ステアリング外力キャンセルトルク演算部２２８、要求駆動力演算部２３０、モータトルク演算部２３２、ステアリング外力（二次偶力）トルク演算部２３４、加算部２３６，２３８、前後加速度演算部２４０、前後荷重移動演算部２４２、駆動力配分比演算部２４４、駆動力配分演算部２４６、車体付加トルク演算部２４８、ＥＰＳモータ要求トルク演算部（要求トルク演算部）２５０、操舵アシストトルク演算部２５２、ＥＰＳモータ要求トルク指示部２５４、前輪モータ要求トルク指示部２５６、後輪モータ要求トルク指示部２５８、を有して構成されている。なお、図９に示す各構成要素は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプロフラム（ソフトウェア）から構成することができる。
【００３６】
図９において、車載センサ２０２は、上述したモータ回転数センサ１２５，１２６、車輪速センサ１２７，１２８、前後加速度センサ１３２、横加速度センサ１３４、舵角センサ１３８、ヨーレートセンサ１４２、アクセル開度センサ１４６を含む。モータ回転数センサ１２５，１２６は、モータ１０８，１１０の回転数を検出する。車輪速センサ１２７，１２８は、後輪１０４，１０６のそれぞれの車輪速（車両速度Ｖ）を検出する。舵角センサ１３８はステアリングホイール１３０の操舵角θｈを検出する。また、ヨーレートセンサ１４２は車両１０００の実ヨーレートγを検出する。また、前後加速度センサ１３２は車両１０００の前後加速度を検出し、横加速度センサ１３４は車両１０００の横加速度を検出する。
【００３７】
目標ヨーレート演算部２０４は、ステアリング操舵角θｈおよび車両速度Ｖに基づいて目標ヨーレートγ＿ｔｇｔを算出する。具体的には、目標ヨーレート演算部２０４は、一般的な平面２輪モデルを表す以下の式（１）から目標ヨーレートγ＿ｔｇｔを算出する。目標ヨーレートγ＿ｔｇｔは、式（１）の右辺に、式（２）および式（３）から算出される値を代入することによって算出される。算出された目標ヨーレートγ＿ｔｇｔは、減算部２１０へ入力される。
【００３８】
【数１】
0006646498.tif 000002
0006646498.tif 000003
【００３９】
なお、式（１）〜式（３）における変数、定数、演算子は以下の通りである。
γ＿ｔｇｔ：目標ヨーレート
θｈ：ステアリング操舵角
Ｖ：車両速度
Ｔ：車両の時定数
Ｓ：ラプラス演算子
Ｎ：ステアリングギヤ比
ｌ：車両ホイールベース
ｌｆ：車両重心点から前輪中心までの距離
ｌｒ：車両重心点から後輪中心までの距離
ｍ：車両重量
Ｋｆｔｇｔ：目標コーナリングパワー（前方輪）
Ｋｒｔｇｔ：目標コーナリングパワー（後方輪）
【００４０】
以上のように、目標ヨーレートγ＿ｔｇｔは、車両速度Ｖ、及びタイヤ舵角δ（＝θｈ／Ｎ）を変数として、式（１）から算出される。式（２）における定数Ａｔｇｔは車両の特性を表す定数であり、式（３）から求められる。
【００４１】
車両ヨーレート演算部２０６は、車両ヨーレートを算出するための以下の式から、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃを算出する。具体的には、以下の式（４）、式（５）へ車両速度Ｖ、ステアリング操舵角θｈを代入し、式（４）、式（５）を連立して解くことで、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃ（式（４）、式（５）におけるγ）を算出する。式（４）、式（５）において、Ｋｆはコーナリングパワー（フロント）、Ｋｒはコーナリングパワー（リア）を示している。なお、式（３）では、式（４）、式（５）のコーナリングパワーＫｆ，Ｋｒとは異なる目標コーナリングパワーＫｆｔｇｔ，Ｋｒｔｇｔを用いることで、目標ヨーレートγ＿ｔｇｔがヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃよりも大きくなるようにして、旋回性能を高めている。ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃは、ヨーレートＦ／Ｂ演算部２０８へ出力される。また、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃは、減算部２１２へ入力される。
【００４２】
【数２】
0006646498.tif 000004
【００４３】
一方、ヨーレートセンサ１４２が検出した車両１０００の実ヨーレートγ（以下では、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓと称する）は、減算部２１２へ入力される。減算部２１２は、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓからヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃを減算し、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓとヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃとの差分γ＿ｄｉｆｆを求める。差分γ＿ｄｉｆｆは重み付けゲイン演算部２２０へ入力される。
【００４４】
重み付けゲイン演算部２２０は、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓとヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃとの差分γ＿ｄｉｆｆに基づいて、重み付けゲインａを算出する。
【００４５】
ヨーレートＦ／Ｂ演算部２０８には、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃ、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓ、及び重み付けゲインａが入力される。ヨーレートＦ／Ｂ演算部２０８は、以下の式（６）に基づき、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃと実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓを重み付けゲインａによって重み付けし、フィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂを算出する。算出されたフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂは、減算部２１０へ出力される。
γ＿Ｆ／Ｂ＝ａ×γ＿ｃｌｃ＋（１−ａ）×γ＿ｓｅｎｓ      ・・・・（６）
【００４６】
図１０は、重み付けゲイン演算部２２０が重み付けゲインａを算出する際のゲインマップを示す模式図である。図１０に示すように、重み付けゲインａの値は、車両モデルの信頼度に応じて０から１の間で可変する。車両モデルの信頼度を図る指標として、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃと実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓとの差分（偏差）γ＿ｄｉｆｆを用いる。図１０に示すように、差分γ＿ｄｉｆｆの絶対値が小さい程、重み付けゲインａの値が大きくなるようにゲインマップが設定されている。重み付けゲイン演算部２２０は、差分γ＿ｄｉｆｆに図１０のマップ処理を施し、車両モデルの信頼度に応じた重み付けゲインａを演算する。
【００４７】
図１０において、重み付けゲインａは０〜１の値である（０≦ａ＜１）。−０．０５［ｒａｄ／ｓ］≦γ＿ｄｉｆｆ≦０．０５［ｒａｄ／ｓ］の場合、重み付けゲインａは１とされる（ａ＝１）。
【００４８】
また、０．１≦γ＿ｄｉｆｆの場合、またはγ＿ｄｉｆｆ＜−０．１の場合、重み付けゲインａは０とされる（ａ＝０）。
【００４９】
また、０．０５［ｒａｄ／ｓ］＜γ＿ｄｉｆｆ＜０．１［ｒａｄ／ｓ］の場合、重み付けゲインａは以下の式より算出される。
ａ＝−２０×γ＿ｄｉｆｆ＋２
【００５０】
また、−０．１［ｒａｄ／ｓ］≦γ＿ｄｉｆｆ＜−０．０５［ｒａｄ／ｓ］の場合、重み付けゲインａは以下の式より算出される。
ａ＝＋２０×γ＿ｄｉｆｆ＋２
【００５１】
図１０に示すゲインマップの領域Ａ１は、差分γ＿ｄｉｆｆが０に近づく領域であり、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓのＳ／Ｎ比が小さい領域や、タイヤ特性が線形の領域（ドライの路面）であり、車両ヨーレート演算部２０６から算出されるヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃの信頼性が高い。このため、重み付けゲインａ＝１として、式（６）よりヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃの配分を１００％としてフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂが演算される。これにより、ヨーレートγ＿ｓｅｎｓに含まれるヨーレートセンサ１４２のノイズの影響を抑止することができ、フィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂからセンサノイズを排除することができる。従って、車両１０００の振動を抑制して乗り心地を向上することができる。
【００５２】
ここで、実ヨーレートγと車両モデルから求まるヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃとの間に乖離が生じる要因として、タイヤの動的特性が挙げられる。上述した平面２輪モデルは、タイヤのスリップ角と横加速度との関係（タイヤのコーナーリング特性）が線形である領域を想定しており、この線形領域では、実ヨーレートγとヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃは略一致する。スリップ角と横加速度との関係を示す特性において、スリップ角に対して横加速度が線形となる線形領域（ステアリング操舵速度が比較的遅い領域）では、ヨーレートセンサ１４２のセンサノイズによる影響が発生する。従って、この領域ではヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃを使用する。
【００５３】
一方、タイヤのコーナーリング特性が非線形になる領域では、実車のヨーレートと横加速度が舵角やスリップ角に対して非線形になり、平面２輪モデルと実車でセンシングされるヨーレートとが乖離する。このような過渡的な非線形領域ではヨーレートセンサ１４２のセンサ特性上、ノイズが発生しないため、実ヨーレートγが使用可能である。非線形領域は、例えばステアリングの切り換えしのタイミングに相当する。実ヨーレートγがヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃを超える場合は、非線形領域に相当し、センサノイズの影響を受けないため実ヨーレートγを使用することで、真値に基づいた制御が可能である。なお、タイヤの非線形性を考慮したモデルを使用すると、ヨーレートに基づく制御が煩雑になるが、本実施形態によれば、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃの信頼度を差分γ＿ｄｉｆｆに基づいて容易に判定することができ、非線形領域では実ヨーレートγの配分を多くして使用することが可能である。また、タイヤの動的特性の影響を受け難い領域はヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃで対応可能である。
【００５４】
また、図１０に示すゲインマップの領域Ａ２は、差分γ＿ｄｉｆｆが大きくなる領域であり、ウェット路面走行時、雪道走行時、または高Ｇがかかる旋回時などに相当し、タイヤが滑っている限界領域である。この領域では、車両ヨーレート演算部２０６から算出されるヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃの信頼性が低くなり、差分γ＿ｄｉｆｆがより大きくなる。このため、重み付けゲインａ＝０として、式（６）より実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓの配分を１００％としてフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂが演算される。これにより、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓに基づいてフィードバックの精度を確保し、実車の挙動を反映したヨーレートのフィードバック制御が行われる。従って、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓに基づいて車両１０００の旋回を最適に制御することができる。また、タイヤが滑っている領域であるため、ヨーレートセンサ１４２の信号にノイズの影響が生じていたとしても、車両１０００の振動としてドライバーが感じることはなく、乗り心地の低下も抑止できる。図１０に示す低μの領域Ａ２の設定については、設計要件から重み付けゲインκ＝０となる領域を決めても良いし、低μ路面を実際に車両１０００が走行した時の操縦安定性能、乗り心地等から実験的に決めても良い。
【００５５】
また、図１０に示すゲインマップの領域Ａ３は、線形領域から限界領域へ遷移する領域（非線形領域）であり、実車である車両１０００のタイヤ特性も必要に応じて考慮して、ヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃと実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓの配分（重み付けゲインａ）を線形に変化させる。領域Ａ１（高μ域）から領域Ａ２（低μ域）への遷移、ないし領域Ａ２（低μ域）から領域Ａ１（高μ域）へ遷移する領域においては、重み付けゲインａの急変に伴うトルク変動、ヨーレートの変動を抑えるため、線形補間で重み付けゲインａを演算する。
【００５６】
また、図１０に示すゲインマップの領域Ａ４は、実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓの方がヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃよりも小さい場合に相当する。例えば、車両ヨーレート演算部２０６に誤ったパラメータが入力されてヨーレートモデル値γ＿ｃｌｃが誤計算された場合等においては、領域Ａ４のマップにより実ヨーレートγ＿ｓｅｎｓを用いて制御を行うことができる。なお、重み付けゲインａの範囲は０〜１の間に限定されるものではなく、車両制御として成立する範囲であれば任意の値を取れる様に構成を変更することも、本発明の技術で成し得る範疇に入る。
【００５７】
減算部２１０は、目標ヨーレート演算部２０４から入力された制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔからフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂを減算し、制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔとフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂとの差分Δγを求める。すなわち、差分Δγは、以下の式（７）から算出される。
Δγ＝γ＿Ｔｇｔ−γ＿Ｆ／Ｂ      ・・・・（７）
差分Δγは、ヨーレート補正量として車体付加モーメント演算部２３０へ入力される。  
【００５８】
車体付加トルク演算部２４８は、入力された差分Δγに基づいて、差分Δγが０となるように、すなわち、制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔがフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂと一致するように、車体付加モーメントＭｇを演算する。具体的には、車体付加モーメントＭｇは以下の式（８）から算出される。これにより、車両１０００の中心位置において、旋回に必要な車体付加モーメントＭｇが求まる。車体付加モーメントＭｇに基づいて車両１０００に旋回モーメントを付加するため、車体付加トルク演算部２４８は、車体付加モーメントＭｇをトルクに換算して車体付加トルクを求める。
【００５９】
【数３】
0006646498.tif 000005
【００６０】
ＥＰＳモータトルクマップ処理部２２２は、ステアリング操舵角θｈおよび車両速度Ｖに基づいて、マップ処理により電動パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）３００の駆動力（ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳ）を算出する。加算部２３６は、ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳと車体付加トルクを加算し、ＥＰＳモータ要求トルク演算部２５０に出力する。ＥＰＳモータ要求トルク演算部２５０は、ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳと車体付加トルクを加算部２３６が加算した値を、電動パワーステアリングモータ３００の要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳとする。
【００６１】
上述したように、車体付加トルクは、制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔとフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂとを一致させるトルクである。一方、ＥＰＳモータトルクマップ処理部２２２が算出したステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳは、ステアリング操舵角θｈおよび車両速度Ｖから求まるステアリング操舵アシストのためのトルクの基本量である。ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳと車体付加トルクとを加算した値を電動パワーステアリングモータ３００の要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳとすることで、ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳで電動パワーステアリングモータ３００を駆動するとともに、制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔをフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂに一致させるための車体付加トルクに応じて電動パワーステアリングモータ３００を駆動することができ、制御目標ヨーレートγ＿ｔｇｔをフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂに一致させることが可能となる。
【００６２】
一方、本実施形態では、上述したような二次偶力に起因するトルクステアをキャンセルするため、ステアリング外力キャンセルトルクを演算し、ＥＰＳモータ要求トルク演算部２５０が演算した要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳをステアリング外力キャンセルトルクで補正することで、操舵感覚を向上するとともに旋回性能を向上させる。また、電動パワーステアリングモータ３００への要求トルクが出力可能な最大トルクを上回る場合は、前後駆動力の配分を変更して、後輪１０４，１０６の荷重配分を増加することで、トルクステアの影響を最小限に抑える。以下では、制御装置２００が行う全体的な処理を説明した上で、これらの本実施形態に特徴的な処理を、図１４を中心に説明する。
【００６３】
先ず、本実施形態に係る制御装置２００が行う全体的な処理について説明する。図１１は、本実施形態の全体的な処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１００では、イグニッションキー（イグニッションＳＷ）がオンであるか否かを判定する。イグニッションキーがオンされた場合はステップＳ１０２へ進み、イグニッションキーがオンされていない場合はステップＳ１００で待機する。
【００６４】
ステップＳ１０２では、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４がＰ（パーキング）又はＮ（ニュートラル）の位置を示しているか否かを判定し、Ｐ（パーキング）又はＮ（ニュートラル）の位置である場合はステップＳ１０４へ進む。また、ステップＳ１０２でＰ（パーキング）又はＮ（ニュートラル）の位置でない場合はステップＳ１０６へ進み、イグニッションキーがオンされているか否かを判定し、イグニッションキーがオンされている場合はステップＳ１０２へ戻る。ステップＳ１０６でイグニッションキーがオフの場合はステップＳ１０８へ進み、車両の起動処理を終了してステップＳ１００へ戻る。
【００６５】
ステップＳ１０４では車両１０００の起動処理を行い、次のステップＳ１１０では、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４がＤ（ドライブ）又はＲ（後進）の位置を示しているか否かを判定する。そして、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４がＤ（ドライブ）又はＲ（後進）の位置を示している場合は、ステップＳ１１２へ進み、走行制御の処理を開始する。一方、ステップＳ１１０でインヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４がＤ（ドライブ）又はＲ（後進）の位置を示していない場合は、ステップＳ１１３へ進み、イグニッションキーがオンされているか否かを判定し、イグニッションキーがオンされている場合はステップＳ１１０へ戻る。ステップＳ１１３でイグニッションキーがオフの場合はステップＳ１０８へ進み、車両の起動処理を終了する。
【００６６】
図１２は、図１１のステップＳ１１２の処理を詳細に示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１１３では、入力値としてアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量を取得する。次のステップＳ１１４では、アクセルペダルの操作量が０．１以上であるか否かを判定し、操作量が０．１以上の場合はステップＳ１１６へ進む。ステップＳ１１６では、アクセルペダルの操作量に基づいて要求駆動力ｒｅｑＦを算出する。具体的に、要求駆動力ｒｅｑＦは、図１３に示すように以下の式から算出される。以下の式において、Ｆｍａｘは、図１３に示すように、車両速度Ｖに応じて変化する。
ｒｅｑＦ＝Ｆｍａｘ×アクセル開度（ＡＰＳ＿ｒａｔｉｏ［％］）／１００
【００６７】
一方、アクセルペダルの操作量が０．１未満の場合はステップＳ１１８へ進み、各モータ１０８，１１０の回生制動制御を行う。
【００６８】
ステップＳ１１６，Ｓ１１８の後はステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、車両駆動力配分制御を行う。車両駆動力配分制御については、後で詳細に説明する。次のステップＳ１２２では、ステップＳ１２０の処理で求まった電動パワーステアリングモータ３００、前後輪の各モータ１０８，１１０の各モータトルクの出力を指示する。次のステップＳ１２４では、前後加速度センサ１３２、横加速度センサ１３４により車両１０００の加速度を検出する。
【００６９】
図１４は、図１２のステップＳ１２０の車両駆動力配分制御の全体的な処理を示すフローチャートである。図１４の処理では、入力として車両速度Ｖ、ステアリング操舵角θｈ、アクセルペダル操作量が与えられる。先ず、ステップＳ２００では、要求駆動力演算部２３０が、車両速度Ｖとドライバーのアクセルペダル操作量から車両１０００の要求駆動力ｒｅｑＦを算出する。次のステップＳ２０２では、モータトルク演算部２３２が、要求駆動力ｒｅｑＦに基づいて前後輪のモータ１１６，１１８のモータトルク値を演算する。モータトルク演算部２３２は、要求駆動力ｒｅｑＦに基づいて前後輪のモータ１１６，１１８の駆動力配分が５０：５０となるように、各モータ１１６，１１８のモータトルク値を演算する。なお、モータトルク演算部２３２は、ステアリング外力トルクまたは前後荷重移動量が設定した条件値以上であれば駆動力配分の再算出を行う。また、前後加速度演算部２４０が、要求駆動力ｒｅｑＦに基づいて前後加速度を演算する。
【００７０】
次のステップＳ２０４では、ステアリング外力（二次偶力）トルク演算部２３４が、ステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑを演算する。具体的には、ステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑは、以下に示す各式から算出できる。先ず、操舵時にドライブシャフト１１２のユニバーサルジョイント角θ１，θ２が左右で異なることによって発生する二次偶力差が、キングピン軸周りに発生させる二次偶力差Ｍｅを求める。そして、キングピン軸周りのモーメントＭｅを、タイロッド‐キングピン軸間距離ｌｔｅで除算することで、ステアリングラック３０２に入力されるステアリング外力Ｓｔ＿ｅｘＦが得られる。そして、ステアリング外力Ｓｔ＿ｅｘＦからステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑを算出する。なお、タイヤ接地中心で働く力は二次偶力差をキャスタートレールで除算した値であり、タイヤセンター垂下の力となる。ステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑとなるのは、タイロッドエンド１１３ａに掛かる力であるため、二次偶力差をホイールセンター−タイロッド間距離ｌｔｅで除算した値がステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑになる。
【００７１】
【数４】
0006646498.tif 000006
【００７２】
図１５は、上式に関連する、前輪１０２の周辺の各値を示す模式図であって、車両前方から見たキングピン軸１７２及びその周辺と車両上方から見たキングピン軸１７２及びその周辺を示している。図１５の車両上方から見た図に示すように、ホイールセンター−タイロッド間距離ｌｔｅは、タイロッドエンド１１３ａからホイールセンター１７０までの距離である。また、キングピン軸周りに発生する二次偶力差モーメントＭｅは、図１５に示すキングピン軸１７２周りの二次偶力差モーメントである。また、上式において、左ドライブシャフトユニバーサルジョイント角θ１、右ドライブシャフトユニバーサルジョイント角θ２は、図３で説明した角度θ１，θ２に相当する。
【００７３】
次のステップＳ２０６では、前後荷重移動演算部２４２が、前後加速度演算部２４０が演算した前後加速度から前後の荷重移動量ΔＷｘを演算する。具体的に、前後荷重移動演算部２４２は、以下の式を用いて前後荷重移動量を算出する。なお、ｍは車両質量、Ｇｘは前後加速度（Longitudinal_G）、Ｈｇは車両重心高さ、ｌはホイールベースである。
【００７４】
【数５】
0006646498.tif 000007
【００７５】
次のステップＳ２０８では、ＥＰＳモータトルクマップ処理部２２２が、ステアリング操舵角θｈと車両速度Ｖとからステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳをマップ値により算出する。
【００７６】
図１６及び図１７は、ＥＰＳモータトルクマップ処理部２２２が、ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳを算出するためのマップを示す模式図である。ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳは、アシストトルク基本量Ｓｔ＿ａｓｉｓｔ＿ＴｑとアシストゲインＳｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑ＿ｇａｉｎを乗算することで、以下の式より得られる。
Ｔｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳ＝Ｓｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑ×Ｓｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑ＿ｇａｉｎ
【００７７】
図１６に示すように、ステアリング操舵角θｈ（＝Ｓｔ＿ａｎｇｌｅ）が大きくなると、アシストトルク基本量Ｓｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑが増加する。また、図１７に示すように、車両速度Ｖが大きくなると、アシストゲインＳｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑ＿ｇａｉｎが小さくなる。このように、低速時の大転舵角時が最もアシストトルク量が必要であり、ステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳが最も大きくなる。一方で、高車速時にステアリング操舵アシストトルクＴｑ＿Ｓｔｄ＿ＥＰＳを増加させると、車両安定性に影響が出るため、アシストゲインＳｔ＿ａｓｉｓｔ＿Ｔｑ＿ｇａｉｎを減らす特性としている。
【００７８】
次のステップＳ２１０では、目標ヨーレート演算部２０４が、目標ヨーレートγ＿ｔｇｔを演算する。次のステップＳ２１２では、ヨーレートＦ／Ｂ演算部２０８が、フィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂを算出する。次のステップＳ２１４では、減算部２１０が、目標ヨーレートγ＿ｔｇｔとフィードバックヨーレートγ＿Ｆ／Ｂとの差分Δγを算出する。次のステップＳ２１６では、車体付加トルク演算部２４８が、差分Δγを付加するための車体付加モーメントＭｇを演算し、車体付加トルクに換算する。
【００７９】
次のステップＳ２１８では、ＥＰＳモータ最大トルク演算部２２４がＥＰＳモータ最大トルクを演算する。図１８は、ＥＰＳモータ最大トルク演算部２２４がＥＰＳモータ回転数に基づいてＥＰＳモータ最大トルクを演算するためのマップを示す模式図である。ＥＰＳモータ最大トルク演算部２２４は、図１８のマップに基づいて、ＥＰＳモータ回転数に応じたＥＰＳモータ最大トルクを演算する。通常、ステアリングホイール１３０が直進位置で静止している場合、ＥＰＳモータ回転数は０である。一方、ドライバーによる操舵が行われると、操舵速度が高いほどＥＰＳモータ回転数は高くなり、操舵速度とＥＰＳモータ回転数の関係は一義的に定められている。図１８において、操舵速度に応じて横軸のＥＰＳモータ回転数が入力され、これに基づいてＥＰＳモータ最大トルクが求まる。なお、操舵速度の低い通常の操舵では、ＥＰＳモータ回転数が低いため、ＥＰＳモータ最大トルクは最も大きくなる。
【００８０】
次のステップＳ２２０では、ＥＰＳモータアシスト比率演算部２２６が、電動パワーステアリングモータ３００のアシストトルクに関して、ＥＰＳモータアシスト比率を演算する。この際、ＥＰＳモータアシスト比率演算部２２６は、ＥＰＳモータ最大トルク演算部２２４が演算したＥＰＳモータ最大トルクと、加算部２３８により算出された要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳとステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑとの合算値を用いてＥＰＳモータアシスト比率を演算する。ＥＰＳモータアシスト比率は、ＥＰＳモータ最大トルクに対する上記合算値の割合となる。
【００８１】
ここで、要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳとステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑとの合算値がＥＰＳモータ最大トルクを超えてしまうと、電動パワーステアリングモータ３００による操舵アシストを十分に行うことが出来なくなり、ステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑを十分にキャンセルできなくなるため、ステアリングホイール１３０の操舵感覚が低下する。このため、電動パワーステアリングモータ３００がアシスト可能な最大値（ＥＰＳモータ最大トルク）に対するアシスト要求値（加算部２３８による合算値）でＥＰＳモータアシスト比率を算出し、アシスト要求がアシスト可能な最大値を上回っている場合、すなわちＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きい場合は、前後輪の駆動力配分を後輪偏重にして、操舵感覚の劣化を抑止する。
【００８２】
次のステップＳ２２２では、ステアリング外力キャンセルトルク演算部２２８が、ステアリング外力キャンセルトルクＳｔ＿ｅｘＴｑＣａｎを演算する。ステアリング外力キャンセルトルクＳｔ＿ｅｘＴｑＣａｎは、以下の式より算出できる。以下の式において、Ｔｑ＿ＳＡはセルフアライニングトルクであり、図１９に示すように、タイヤ特性に基づいて、スリップ角βと接地荷重から算出できる。また、既に説明したように、ＳｔＷ＿Ｒはステアリングホイール半径、Ｓｔ＿ｅｘＴｑはステアリング外力トルクである。
【００８３】
【数６】
0006646498.tif 000008
【００８４】
本実施形態では、前輪１００，１０２のセルフアライニングトルクＴｑ＿ＳＡを求めるため、前輪１００，１０２のスリップ角βｆを算出し、前輪１００，１０２のセルフアライニングトルクＴｑ＿ＳＡを導出する。前輪のスリップ角βｆは、以下の式から算出できる。
【００８５】
【数７】
0006646498.tif 000009
【００８６】
また、車両１０００のスリップ角β（ｓ）は、以下の各式から算出できる。
【数８】
0006646498.tif 000010
【００８７】
上式において、ヨーレートγ（ｓ）は以下の各式より算出できる。
【００８８】
【数９】
0006646498.tif 000011
0006646498.tif 000012
【００８９】
なお、上記各式の定数、変数は、式（１）〜（３）等の各式と同様である。次のステップＳ２２４では、操舵アシストトルク演算部２５２が、ドライバーのステアリング操舵量に対する要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳに加えて、操舵感覚向上のためのステアリグ外力キャンセルトルクを付加した操舵アシストトルクＴｑ＿ＥＰＳを演算する。操舵アシストトルク演算部２５２は、以下の式から操舵アシストトルクＴｑ＿ＥＰＳを演算する。
Ｔｑ＿ＥＰＳ＝Ｔｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳ＋Ｓｔ＿ｅｘＴｑＣａｎ
【００９０】
操舵アシストトルクＴｑ＿ＥＰＳは、ＥＰＳモータ要求トルク指示部２５４に送られる。ＥＰＳモータ要求トルク指示部２５４は、操舵アシストトルクＴｑ＿ＥＰＳにより電動パワーステアリングモータ３００の駆動指示を行う。
【００９１】
次のステップＳ２２６では、駆動量配分比演算部２４４が、操舵感覚向上のためのステアリグ外力キャンセルトルクを考慮した前後駆動力配分比を演算する。具体的には、駆動量配分比演算部２４４は、ＥＰＳモータアシスト比率に応じて、アシスト要求値の方がアシスト可能な最大値よりも大きくなった場合、すなわちＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きくなった場合に、前後輪の駆動配分比を変更して、後輪１０４，１０６の駆動力配分を増加させて前輪１００，１０２の駆動力配分を減少させる配分比とする。なお、通常走行における前後駆動力配分比は、車両１０００の安定性を考慮して、５０：５０とされる。
【００９２】
駆動量配分比演算部２４４は、ＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きくなった場合であっても、前後荷重移動演算部２４２が演算した前後の荷重移動量ΔＷに基づいて、前後の駆動配分比を変更することが適切でない場合は、前後の駆動配分比を変更しない。例えば、荷重移動量ΔＷに応じて前輪１００，１０２の荷重配分が比較的大きくなっている場合は、例えばコーナーリングをしている最中に後輪１０４，１０６の荷重配分を大きくすると、前輪１００，１０２のグリップが低下して旋回性能が低下することが想定される。従って、このような場合は、駆動量配分比演算部２４４は、前後の駆動配分比を変更しない。
【００９３】
駆動力配分演算部２４６は、駆動力配分比演算部２４４が演算した駆動力配分比に基づいて、前輪１００，１０２と後輪１０４，１０６の駆動力（要求トルク指示値）を演算する。前輪１００，１０２の要求トルク指示値は、前輪モータ要求トルク指示部２５６に送られる。前輪モータ要求トルク指示部２５６は、前輪１００，１０２の要求トルク指示値によりモータ１０８の駆動指示を行う。また、後輪１０４，１０６の要求トルク指示値は、後輪モータ要求トルク指示部２５８に送られる。後輪モータ要求トルク指示部２５８は、後輪１０４，１０６の要求トルク指示値によりモータ１１０の駆動指示を行う。
【００９４】
以上のように、図１４の処理により、出力値として、電動パワーステアリングモータ３００の要求トルク指示値、前輪１００，１０２のモータ１０８の要求トルク指示値、後輪１０４，１０６のモータ１１０の要求トルク指示値が得られる。
【００９５】
図２０は、図１４のステップＳ２２０において、ＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きい場合に、５０：５０の前後駆動力配分比を後輪偏重に変化させる処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ２３０では、要求アシストトルクＴｑ＿Ｒｅｑ＿ＥＰＳとステアリング外力トルクＳｔ＿ｅｘＴｑとの合算値をＥＰＳアシストトルク指示値とし、ＥＰＳモータ最大トルク＞ＥＰＳアシストトルク指示値であるか否かを判定する。すなわち、ここではＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きいか否かを判定する。ステップS２３０において、ＥＰＳモータ最大トルク＞ＥＰＳアシストトルク指示値の場合は、ステップＳ２３２へ進み、前後駆動力配分比を５０：５０とする。一方、ＥＰＳモータ最大トルク≦ＥＰＳアシストトルク指示値の場合は、ステップＳ２３４以降の処理へ進み、前後駆動力の再配分を行う。
【００９６】
ステップＳ２３４では、トルクステアキャンセルトルクＳｔ＿ｅｘＴｑ’を演算する。
トルクステアキャンセルトルクＳｔ＿ｅｘＴｑ’は、ＥＰＳモータ最大トルクから操舵アシストトルクを減算することで算出される。
【００９７】
次のステップＳ２３６では、トルクステアキャンセルトルクＳｔ＿ｅｘＴｑ’から、外力Ｓｔ＿ｅｘＦ’［Ｎ］を算出する。外力Ｓｔ＿ｅｘＦ’［Ｎ］は以下の式から算出される。
Ｓｔ＿ｅｘＦ’［Ｎ］＝Ｓｔ＿ｅｘＴｑ’［Ｎｍ］×Ｓｔ＿Ｇｒａｔｉｏ［−］／ＳｔＷ＿Ｒ［ｍ］
【００９８】
次のステップＳ２３８では、外力Ｓｔ＿ｅｘＦ’となる二次偶力差Ｍθ’［Ｎｍ］を演算する。二次偶力差Ｍθ’［Ｎｍ］は、以下の式から演算される。
Ｍθ’［Ｎｍ］＝Ｓｔ＿ｅｘＦ’［Ｎ］×ｌｔｅ［ｍ］
【００９９】
次のステップＳ２４０では、Ｍθ’［Ｎｍ］となるモータトルクＴｆｍｏｔ’［Ｎｍ］を算出する。モータトルクＴｆｍｏｔ’［Ｎｍ］は、以下の式から演算される。
Ｔｆｍｏｔ’［Ｎｍ］＝２×Ｍθ’［Ｎｍ］／（ｔａｎθＬ−ｔａｎθＲ）／ＦｔｍｏｔＧｒａｔｉｏ
【０１００】
次のステップＳ２４２では、ステップＳ２４０で再計算した後のモータトルクＴｆｍｏｔ’から、以下の式より前輪の要求駆動力Ｆｆｔ’［Ｎ］を再計算する。
Ｆｆｔ’［Ｎ］＝Ｔｆｍｏｔ’［Ｎｍ］／ｔｉｒｅＲ［ｍ］
【０１０１】
次のステップＳ２４４では、後輪駆動力配分の再計算を行う。
Ｆｒｒ’［Ｎ］＝ｒｅｑＦ［Ｎ］−Ｆｆｔ’［Ｎ］
【０１０２】
次のステップＳ２４６では、以下の式より、駆動力再配分による前輪のトルク指示値ＦｔＭｏｔＴｑ’［Ｎｍ］、後輪のトルク指示値ＲｒＭｏｔＴｑ’［Ｎｍ］を求める。
ＦｔＭｏｔＴｑ’［Ｎｍ］＝Ｔｆｍｏｔ’［Ｎｍ］
ＲｒＭｏｔＴｑ’［Ｎｍ］＝Ｆｒｒ’［Ｎｍ］／ＲｒｍｏｔＧｒａｔｉｏ
【０１０３】
なお、ＳｔＷ＿Ｒはステアリングホイールの外径、θＬは左側のジョイント角、θＲは右側のジョイント角、Ｓｔ＿Ｇｒａｔｉｏはステアリングギヤ比、ｌｔｅは、タイロッド‐キングピン軸間距離、ＦｔｍｏｔＧｒａｔｉｏはフロントモータギヤ比、ＲｒｍｏｔＧｒａｔｉｏはリヤモータギヤ比、ｔｉｒｅＲはタイヤ半径である。
【０１０４】
以上のように、図２０の処理によれば、ＥＰＳモータアシスト比率が１よりも大きい場合に、５０：５０の前後駆動力配分比を後輪偏重に変化させるために、前後輪のトルク指示値ＦｔＭｏｔＴｑ’,ＲｒＭｏｔＴｑ’を求めることができる。
【０１０５】
以上説明したように本実施形態によれば、車両状態を考慮して電動パワーステアリングモータ３００のトルクを制御し、車両諸元と要求駆動力から発生する二次偶力を算出することで、トルクステアをキャンセルすることが可能となる。更に、ステアリング操舵角と車両速度Ｖから旋回要求であるヨーレートを算出し、予め電動パワーステアリングモータ３００のトルクを増加させることで、トルクステア分のトルクを打ち消すと同時に旋回性能を向上させることが可能となる。本実施形態によれば、出力低下要求を行うことが無いため、動力性能および走破性能への影響は無く、操舵性能、旋回性能の向上と動力性能の向上の両立が可能となる。
【０１０６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０７】
２００    制御装置
２２２    ＥＰＳモータトルクマップ処理部
２２４    ＥＰＳモータ最大トルク演算部
２２６    ＥＰＳモータアシスト比率演算部
２２８    ステアリング外力キャンセルトルク演算部
２３４    ステアリング外力トルク演算部
２４４    駆動力配分比演算部
２４８    車体付加トルク演算部
２５０    ＥＰＳモータ要求トルク演算部
２５２    操舵アシストトルク演算部
２５４    ＥＰＳモータ要求トルク指示部
１０００  車両
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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