(57)【要約】【課題】運転者の意図に応じた操舵が可能であって、かつ、運転者の意図にはない車両のヨーレイト変化のみ打ち消すように操舵アシストを行うことが可能な操舵制御装置を提供すること。【解決手段】車両に発生したヨーレイトに応じて、操舵装置に対し車両が安定方向となる操舵量を与える操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、車両の重心回りのヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、検出されたヨーレイトを入力し、所定の周波数成分を抽出するフィルタとを設け、抽出された所定周波数成分のヨーレイトに応じて、操舵量を与えることとした。【選択図】        図２
2004314716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に発生したヨーレイトに応じて、操舵装置に対し車両が安定方向となる操舵量を与える操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、
車両の重心回りのヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、
検出されたヨーレイトを入力し、所定の周波数成分を抽出するフィルタと、
を設け、
前記操舵制御手段は、抽出された所定周波数成分のヨーレイトに応じて、操舵量を与えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記フィルタを、所定周波数範囲を出力するバンドパスフィルタとし、
前記所定周波数範囲を、運転者の通常操舵域である低周波数域と、共振領域である高周波数域とを除く中間周波数領域としたことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の操舵制御装置において、
前記中間周波数領域と前記低周波数領域の閾値を、車速が低いほど低周波数側に広げるよう変更する領域変更手段を設けたことを特徴とする操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のヨーレイト変化を打ち消すように操舵アシストを行う操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のヨーレイトを安定方向に向かわせることを目的に、操舵時の車両のヨーレイト及び車速に応じて定めたゲインを乗じた操舵補正量を演算し、操舵装置に対して操舵補助トルクを作用させ、操舵アシストを行う技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４７４８３号公報（図７（ｂ）参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、路面のうねり等により発生するヨーレイトの打ち消しには有効であるが、運転者が意図的に操舵したときに発生するヨーレイトに対しては、運転者が操舵する操舵方向とは反対側に操舵アシストを実行するため、操舵が重く感じる等の操舵フィーリングの悪化を招く虞があった。
【０００５】
また、上述のヨーレイト変化に与えるゲインは、路面の凹凸などの路面外乱によるヨーレイト変化のゲインよりも大きいため、路面外乱によるヨーレイト変化成分に大して十分な制御ゲインを設定できず、路面外乱に対しては車両安定性を図る効果を得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、運転者の意図に応じた操舵が可能であって、かつ、運転者の意図にはない車両のヨーレイト変化のみ打ち消すように操舵アシストを行うことが可能な操舵制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本願発明では、検出されたヨーレイトから所定の周波数成分を抽出し、抽出された所定周波数成分のヨーレイトに応じて、操舵量を与えるため、操舵フィーリングの向上、及びヨーレイト変化に対する車両安定性の向上の両立を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、１はステアリングホイール、２はステアリングシャフト、３はラックアンドピニオン式ギア機構、５は運転者の操舵力をアシストするパワーステアリング機構、６は電動モータ、７は操舵輪、１０はパワーステアリング機構を制御するコントロールユニットである。
【０００９】
パワーステアリング機構５は、電動モータ６の回転をステアリングシャフト２に設けられた減速機構に伝達する。運転者がステアリングホイール１を操作すると、操作方向に応じて電動モータ６の回転方向が切り換えられ、運転者の操舵力をアシストする。
【００１０】
また、ステアリングシャフト２には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられている。
【００１１】
コントロールユニット１０には、トルクセンサ１２からの操舵トルク信号、車速センサ１３からの車速信号、ヨーレイトセンサ１４からのヨーレイト信号が入力される。この入力された信号に基づいて、電動モータ６へ指令信号を出力する。
【００１２】
図２はコントロールユニット１０内の構成を表すブロック図である。１０１は入力されたトルク信号及び車速信号に基づいて、操舵アシスト量を演算する操舵アシスト制御部である。１０２は、ヨーレイト信号に基づいて、車両が安定方向となる安定方向操舵量を演算するヨーレイト制御部である。最終的に電動モータ６に出力される操舵トルク指令値は、操舵アシスト制御部１０１において演算された操舵アシスト量と、ヨーレイト制御部１０２において演算された安定方向操舵量との和として出力される。
【００１３】
ここで、ヨーレイト制御部１０２について説明する。ヨーレイト制御部１０２は、入力されたヨーレイト信号から所定周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ１０２ａと、抽出された所定周波数成分に対し、この周波数成分を打ち消す方向に制御ゲインを与え、安定方向操舵量を決定する制御ゲイン部１０２ｂから構成されている。図３はバンドパスフィルタ１０２ａの特性を表す図である。このバンドパスフィルタ１０２ａは、（１／２πＴ１）までの低周波数域の信号（運転者の操舵により発生する周波数域を含む）に対し、周波数に応じたゲインをかけて減衰させた値を出力し、（１／２πＴ１）から（１／２πＴ３）の間の中間周波数域はそのまま通過させ、（１／２πＴ３）以上の高周波数域の信号に対し、周波数に応じたゲインをかけて減衰させた値を出力する。
【００１４】
図４は実施の形態１における操舵制御の制御内容を表すフローチャートである。
ステップ２０１では、トルクセンサ１２及び車速センサ１３から操舵トルク、車速を読み込む。
ステップ２０２では、車速に応じた操舵トルクアシスト量を設定するためのマップを選択する。
ステップ２０３では、ステップ２０２において選択されたマップに基づいて操舵アシスト量を演算する。
ステップ２０４では、ヨーレイト信号を読み込む。
ステップ２０５では、フィルタ処理を実行する。
ステップ２０６では、制御ゲインにより安定方向操舵量を演算する。
ステップ２０７では、最終的な操舵量を操舵アシスト量と安定方向操舵量の和として算出する。
ステップ２０８では、最終的な操舵量に基づく操舵トルクを電動モータ６より出力する。
【００１５】
上記制御の具体的な内容について説明する。図５はヨーレイトセンサ１４により検出したヨーレイト信号を表し、図６は検出されたヨーレイト信号をバンドパスフィルタ１０２ａにより抽出したフィルタ処理後ヨーレイト信号を表す図である。図５に示すヨーレイト信号には、運転者の操舵により発生した低周波数域の信号が含まれている。一方、図６に示すように、図５に示すヨーレイト信号をバンドパスフィルタ１０２ａにより抽出したフィルタ処理後ヨーレイト信号は、特に運転者の操舵により発生した低周波数の信号がカットされ、狭い振幅で変化している信号となっている。
【００１６】
上記ヨーレイト信号に対し、制御ゲイン部１０２ｂにおいて、図６に示すフィルタ処理後ヨーレイト信号に対し、打ち消す方向のゲインを与え、安定方向操舵量として出力する。
【００１７】
図７はヨーレイト制御実行後の車両に発生するヨーレイト信号を表し、図８はヨーレイト制御実行後のヨーレイト信号を、バンドパスフィルタ１０２ａにより抽出したフィルタ処理後ヨーレイト信号を表す図である。図７に示すように、運転者の操舵により発生する低周波数はそのままとされ、図８に示すように中間周波数域の信号は、高いレベルで打ち消されているのが分かる。
【００１８】
以上説明したように、ヨーレイトセンサ１４により検出されたヨーレイト信号から中間周波数成分を抽出し、抽出された所定周波数成分のヨーレイトのみ打ち消す操舵量を与える。よって、運転者の操舵により発生したヨーレイトを打ち消す操舵量が与えられることがなく、運転者の操舵に応じた操舵アシストを実行しつつ、ヨーレイト変化に対する車両安定性の向上の両立を図ることができる（請求項１，２に対応）。
【００１９】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２におけるパワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００２０】
ヨーレイト制御部１０２には、車速に応じてフィルタ定数Ｔ１を変更する領域変更部１０２ｃが設けられている。この領域変更部１０２ｃは、車速センサ１３からの車速信号に応じて中間周波数領域と低周波数領域の閾値を、車速が低いほど低周波数側に広げるよう変更する。
【００２１】
図１０は、図４のフローチャートのステップ２０５におけるフィルタ処理内容を表すフローチャートである。
ステップ３０１では、車速センサ１３から車速を読み込む。
ステップ３０２では、車速に応じたフィルタ定数Ｔ１を設定する。
ステップ３０３では、ヨーレイトセンサ１４からヨーレイト信号を読み込む。
ステップ３０４では、フィルタ処理後のヨーレイト信号を出力する。
【００２２】
すなわち、高車速時には、路面から入力される凹凸等の外乱の周波数は高めになり（単位時間当たりに入力される振動が多い）、低車速時には、低めになる（単位時間当たりに入力される振動が少ない）。よって、車速に応じてフィルタ定数Ｔ１を変更することで、閾値を変更する。図１１は、上記フィルタ処理におけるバンドパスフィルタ特性を表す図である。このように、通過させる周波数域を変更することで、実施の形態１に記載の作用効果に加えて、車速に応じた操舵フィーリングを得ることができる（請求項３に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を表す概略図である。
【図２】実施の形態１における制御回路を表すブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるバンドパスフィルタ特性を表す図である。
【図４】実施の形態１における操舵制御を表すフローチャートである。
【図５】実施の形態１におけるヨーレイト制御前のヨーレイト信号を表す図である。
【図６】実施の形態１におけるヨーレイト制御前であって、フィルタ処理後のヨーレイト信号を表す図である。
【図７】実施の形態１におけるヨーレイト制御後のヨーレイト信号を表す図である。
【図８】実施の形態１におけるヨーレイト制御後であって、フィルタ処理後のヨーレイト信号を表す図である。
【図９】実施の形態２における制御回路を表すブロック図である。
【図１０】実施の形態２におけるフィルタ処理を表すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２におけるバンドパスフィルタ特性を表す図である。
【符号の説明】
１        ステアリングホイール
２        ステアリングシャフト
３        ギア機構
５        パワーステアリング機構
６        電動モータ
７        操舵輪
１０        コントロールユニット
１２        トルクセンサ
１３        車速センサ
１４        ヨーレイトセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004314716.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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