(57)【要約】【課題】簡易な構成で車輪の荷重に対応した正確な操舵補助力を発生することができる電動パワーステアリング制御装置を提供する。【解決手段】前後各輪の車輪速を検出して、前輪側平均車輪速度Ｖｆと後輪側平均車輪速度Ｖｒとを算出し、前輪駆動車であるときに、後輪側平均車輪速度Ｖｒに基づいて車速上限値ＶＨ  及び車速下限値ＶＬ  を算出し、これらと前輪側平均車輪速Ｖｆとを比較することにより、前輪側平均車輪速Ｖｆ、車速上限値ＶＨ  及び車速下限値ＶＬ  の何れかを選択して車体速度Ｖｃとして設定し、この車体速度Ｖｃと操舵トルク検出値ＴＲ  とに基づいて操舵補助トルクＴＡ  を算出し、この操舵補助トルクＴＡ  を出力するように操舵補助モータを制御する。【選択図】    図２
2004243902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に操舵補助力を付加する電動機と、該電動機で発生させる操舵補助力を制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、
車輪の回転速度を検出する車輪速検出手段を有し、前記操舵補助力制御手段は、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、前記車輪速検出手段で検出した車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を有し、前記車輪速検出手段は、前輪駆動車及び前輪駆動ベースの４輪駆動車の何れかであるときに、前輪の車輪速Ｖｆを検出する前輪車輪速検出手段及び後輪の車輪速Ｖｒを検出する後輪車輪速検出手段を備え、前記操舵制御手段は、前後輪のブレーキ力配分によって決定される定数をＫｇとし、タイヤに応じて決定される定数をＫｋとしたとき、Ｖｒ（１−Ｋｇ）≦Ｖｆ≦Ｖｒ（１＋Ｋｋ）であるときに前輪の車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定し、Ｖｆ＜Ｖｒ（１−Ｋｇ）であるときにＶｒ（１−Ｋｇ）を車体速度Ｖｃとして設定し、Ｖｒ（１＋Ｋｋ）＜ＶｆであるときにＶｒ（１＋Ｋｋ）を車体速度Ｖｃとして設定する車速設定手段と、該車速設定手段で設定した車体速度Ｖｃと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出する操舵補助力算出手段とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記車速設定手段は、車両の前後荷重移動特性に応じて設定される補正係数をＫｈとしたときに、Ｖｈ＝Ｖｆ＋（Ｖｃ−Ｖｆ）Ｋｈで表される補正車速Ｖｈを算出する車速補正手段を有し、前記操舵補助力算出手段は、車速補正手段で算出した補正車速Ｖｈと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項４】
操舵系に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を有し、前記車輪速検出手段は、後輪駆動車及び後輪駆動ベースの４輪駆動車の何れかであるときに、前輪の車輪速Ｖｆを検出する前輪車輪速検出手段及び後輪の車輪速Ｖｒを検出する後輪車輪速検出手段を備え、前記操舵制御手段は、前記前輪の車輪速Ｖｆ及び後輪の車輪速Ｖｒに基づいて加速中及び減速中を検出し、前後輪のブレーキ力配分によって決定される定数をＫｇとし、タイヤに応じて決定される定数をＫｋとしたとき、加速中である場合にＶｆ（１−Ｋｇ）≦Ｖｒ≦Ｖｆ（１＋Ｋｋ）であるときに後輪の車輪速Ｖｒを車体速度Ｖｃとして設定し、Ｖｆ（１＋Ｋｋ）＜ＶｒであるときにＶｆ（１＋Ｋｋ）を選択車速Ｖｓとして設定し、減速中である場合にＶｒ（１−Ｋｇ）≦Ｖｆ≦Ｖｒ（１＋Ｋｋ）であるときに前輪の車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定し、Ｖｆ＜Ｖｒ（１−Ｋｇ）であるときにＶｒ（１−Ｋｇ）を車体速度Ｖｃとして設定する車速設定手段と、該車速設定手段で設定した車体速度Ｖｃと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出する操舵補助力算出手段とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
前記車速設定手段は、車両の前後荷重移動特性に応じて設定される補正係数をＫｈとしたときに、加速中である場合にＶｈ＝Ｖｒ＋（Ｖｃ−Ｖｒ）Ｋｈで表される補正車速Ｖｈを算出し、減速中である場合にＶｈ＝Ｖｆ＋（Ｖｃ−Ｖｆ）Ｋｈで表される補正車速Ｖｈを算出する車速補正手段を有し、前記操舵補助力算出手段は、車速補正手段で算出した補正車速Ｖｈと操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値とに基づいて操舵補助力を算出するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な構成で操舵補助力を決定することができる電動パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング制御装置としては、例えば自車両の走行速度を検出する車速検出部と、操舵トルクを検出するトルク検出部と、車速検出部により求めた車速から減速度を演算する減速度演算部と、車速検出部及びトルク検出部の検出結果から第１アシスト量を算出する第１アシスト量算出部と、演算された減速度に応じた第２アシスト量を算出する第２アシスト量算出部と、第１アシスト量算出部と第２アシスト量算出部のそれぞれから算出されたアシスト量の加算値をステアリング系の動力付与する制御部とを備えた電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９９３５４号公報（第１頁〜第４頁、図４，図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、車速から演算した減速度に応じてアシスト量を増加させるようにしているので、加速時に前輪荷重が減少する場合には一定車速で走行している場合に対して操舵力が軽くなるとう未解決の課題があり、これに代えて前輪の荷重を検出する車両荷重検出部を備える場合には前輪の荷重を正確に検出することができるが、車両荷重検出部が高価であり、製造コストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な構成で車輪の荷重に対応した正確な操舵補助力を発生することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、操舵系に操舵補助力を付加する電動機と、該電動機で発生させる操舵補助力を制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車輪の回転速度を車輪速検出手段で検出し、前記操舵補助力制御手段は、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、前記車輪速検出手段で検出した車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が加速時及び減速時の何れかであるときに、車輪速検出値に基づいて操舵補助力を決定するので、車輪荷重を検出する荷重計や加速度センサを設けることなく、加速時又は減速時に最適な操舵補助力を発生させることができるという効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を前輪駆動車に適用した場合の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図中、ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２の上端部に連結され、このステアリングシャフト２は固定部に回転自在に支持されている。
【０００８】
ステアリングシャフト２の下端は、ユニバーサルジョイント３、コラムシャフト４及びユニバーサルジョイント５を介して下端にピニオン６を取付けたピニオンシャフト７に連結されている。
このピニオン６は、車両幅方向に水平に延長するラック８に噛合して、ステアリングギヤを構成し、ステアリングホイール１からステアリングシャフト２回りの回転運動がラック８の直進運動（並進運動）に変換される。
【０００９】
そして、水平に延在するラック８の両端部は、夫々タイロッド９を介してナックル及び転舵輪及び駆動輪となる前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに接続され、ラック８が水平方向移動（並進運動）することで左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲが転舵される。
また、ピニオンシャフト７には減速機１１を介して駆動源となる操舵補助モータ１２の回転軸が連結され、操舵補助モータ１２がコントロールユニット１５から出力されるデューティ制御されたパルス電流によって操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように制御される。
【００１０】
また、ピニオンシャフト７には、トーションバー（図示せず）を有して操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１６が取付けられている。この操舵トルクセンサ１６は、トーションバーの捩じれ量から操舵トルクを検出し、その操舵トルクの大きさに応じ且つステアリングホイール１の右切り（ピニオン６からの入力に対しては左回り）で正値、ステアリングホイール１の左切り（ピニオン６からの入力に対しては右回り）で負値の電圧信号でなるトルク検出値ＴＲ  を、コントロールユニット１５に出力する。
【００１１】
また、車両の駆動輪となる前輪１０ＦＬ，１０ＦＲ及び非駆動輪となる後輪１０ＲＬ，１０ＲＲにはそれぞれ車輪速ＶｗＦＬ，ＶｗＦＲ及びＶｗＲＬ，ＶｗＲＲを検出する車輪速センサ１８ＦＬ，１８ＦＲ及び１８ＲＬ，１８ＲＲが設けられ、これら車輪速センサ１８ＦＬ，１８ＦＲ及び１８ＲＬ，１８ＲＲで検出した車輪速ＶｗＦＬ，ＶｗＦＲ及びＶｗＲＬ，ＶｗＲＲがコントロールユニット１５に出力する。
【００１２】
そして、コントロールユニット１５では、入力された操舵トルク検出値Ｔ及び車輪速ＶｗＦＬ，ＶｗＦＲ及びＶｗＲＬ，ＶｗＲＲに基づいて最適な操舵補助力としての操舵補助トルクＴａを算出し、この操舵補助トルクＴａに対応したデューティ比Ｄを算出し、算出したデューティ比Ｄと回転方向指令値Ｒを操舵補助モータ１２を制御するモータ制御回路１９に出力する。
【００１３】
モータ制御回路１９では、コントロールユニット１５からデューティ比Ｄ及び回転方向指令値Ｒが入力されると、回転方向指令値Ｒに応じて操舵補助モータ１２に対する通電方向を制御すると共に、操舵補助モータ１２に対してデューティ比Ｄに応じたパルス電流を供給する。
次に、上記実施形態の動作をコントロールユニット１５で実行する操舵力制御処理手順を表す図２のフローチャートを伴って説明する。
【００１４】
この操舵力制御処理は、メインプログラムとして実行され、先ず、ステップＳ１で、操舵トルクセンサ１６で検出した操舵トルクＴＲ  と、車輪速センサ１８ＦＬ〜１８ＲＲで検出した各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの車輪速検出値ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを読込み、次いでステップＳ２に移行して、下記（１）式及び（２）式の演算を行って前輪側平均車輪速Ｖｆ及び後輪側平均車輪速Ｖｒを算出してからステップＳ３に移行する。
【００１５】
Ｖｆ＝（ＶｗＦＬ＋ＶｗＦＲ）／２    …………（１）
Ｖｒ＝（ＶｗＲＬ＋ＶｗＲＲ）／２    …………（２）
ステップＳ３では、上記ステップＳ２で算出した非駆動輪となる後輪平均車輪速Ｖｒに基づいて下記（３）式及び（４）式の演算を行って車速下限値ＶＬ  及び車速上限値ＶＨ  を算出する。
【００１６】
ＶＬ  ＝Ｖｒ（１−Ｋｇ）      …………（３）
ＶＨ  ＝Ｖｒ（１＋Ｋｋ）      …………（４）
ここで、Ｋｇは前後輪のブレーキ力配分比に応じて決定される“１”未満の定数であり、Ｋｋはタイヤ特性に応じて設定される定数であり、タイヤ特性により異なるが、一般のタイヤの場合０．１程度に設定される。
【００１７】
次いで、ステップＳ４に移行して、現在の前輪側平均車輪速Ｖｆが車速下限値ＶＬ  以上で車速上限値ＶＨ  以下の範囲内にあるか否かを判定し、ＶＬ  ≦Ｖｆ≦ＶＨ  であるときには、ステップＳ５に移行して、現在の前輪側平均車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定し、これをメモリ等の記憶媒体に形成した車体速度記憶領域に更新記憶してからステップＳ９に移行する。
【００１８】
また、ステップＳ４の判定結果が、Ｖｆ＜ＶＬ  又はＶｆ＞ＶＨ  であるときには、ステップＳ６に移行して、現在野前輪側平均車輪速Ｖｆが車速下限値ＶＬ  未満であるか否かを判定し、Ｖｆ＜ＶＬ  であるときにはステップＳ７に移行して、車速下限値ＶＬ  を車体速度Ｖｃとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップＳ９に移行する。
【００１９】
さらに、ステップＳ６の判定結果が、Ｖｆ＞ＶＨ  であるときにはステップＳ８に移行して、車速上限値ＶＨ  を車体速度Ｖｃとして設定し、これを前記車体速度記憶領域に更新記憶してからステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、車体速度記憶領域に記憶されている車体速度Ｖｃ及び操舵トルク検出値ＴＲ  をもとに図３に示す操舵補助トルク算出マップを参照して操舵補助トルクＴＡ  を算出する。
【００２０】
ここで、操舵補助トルク算出マップは、図３に示すように、横軸に操舵トルク検出値ＴＲ  をとり、縦軸に操舵補助トルクＴＡ  の絶対値｜ＴＡ  ｜をとり、車体速度Ｖｃをパラメータとする特性線図として形成され、操舵トルク検出値の絶対値｜ＴＲ  ｜が比較的小さい設定値ＴＲ１に達するまでの間は操舵補助トルクＴＡ  が“０”に設定され、車体速度Ｖｃが停止状態を含む小さい領域では、設定値ＴＲ１を超えると設定値ＴＲ１より大きい設定値ＴＲ２に達するまでの間操舵トルク検出値ＴＲ  の増加量と略等しい操舵補助トルクＴＡ  となり、設定値ＴＲ２を超えると操舵トルク検出値ＴＲ  の増加量に対して操舵補助トルクＴＡ  の増加量が大きくなるように特性線Ｌ１  が設定され、この特性線Ｌ１  に対して、車体速度Ｖｃが大きくなるにつれて勾配が小さくなる所要数の特性線ＬＮ  が設定されている。
【００２１】
次いで、ステップＳ１０に移行して、前記ステップＳ９で算出された操舵補助トルクＴＡ  に基づいて操舵補助トルクＴＡ  を操舵補助モータ１２で発生することができる電流値に対応するデューティ比Ｄを算出し、次いでステップＳ１１に移行して、算出したデューティ比Ｄと操舵トルク検出値ＴＲ  の符号に基づく回転方向指令値Ｒとをモータ制御回路１９に出力してから処理を終了して前記ステップＳ１に戻る。
【００２２】
この図２の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップＳ２の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップＳ３〜ステップＳ８の処理が車速設定手段に対応し、ステップＳ９の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
したがって、今、車両が停止しているものとすると、各車輪速センサ１８ＦＬ〜１８ＲＲで検出される車輪速検出値ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが“０”となるので、図２の操舵力制御処理におけるステップＳ２で算出される前輪側平均車輪速Ｖｆ及び後輪側平均車輪速Ｖｒが共に“０”となり、ステップＳ３で算出される車速下限値ＶＬ  及び車速上限値ＶＨ  も“０”となるので、ステップＳ４からステップＳ５に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃとして設定されて、これが車体速度記憶領域に更新記憶される。
【００２３】
このとき、ステアリングホイール１を操舵していない状態では、操舵トルクセンサ１６で検出される操舵トルク検出値ＴＲ  が“０”であることにより、ステップＳ９で算出される操舵補助トルクＴＡ  も“０”となり、デューティ比Ｄも“０”となって、これがモータ制御回路１９に供給されることにより、操舵補助モータ１２に対するパルス電流の供給が停止され、操舵補助モータ１２が停止状態に維持される。
【００２４】
この状態から、ステアリングホイール１を操舵して据切りを行い、そのときの操舵トルク検出値ＴＲ  が設定値ＴＲ１以上となると、操舵トルクＴＲ  に応じた操舵補助トルクＴＡ  が算出され（ステップＳ９）、算出された操舵補助トルクＴＡ  に応じて大きくなるデューティ比Ｄが算出され、このデューティ比Ｄと操舵トルク検出値ＴＲ  の符号に基づく回転方向指令値Ｒとをモータ制御回路１９に出力する。このため、操舵補助モータ１２でステアリングホイール１の操舵方向と同一方向に操舵補助トルクＴＡ  を発生させて、操舵補助を行うことにより、ステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。
【００２５】
この停止状態から車両が走行を開始して、比較的緩やかな加速状態とすると、前輪側が浮き上がり、後輪側が沈み込む所謂スカット現象を生じることがないかスカット現象を生じても僅かであると共に、駆動輪となる前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲでの車輪スリップが生じないか生じても僅かであるので、前輪の車輪速検出値ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲが後輪側の車輪速検出値ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲと略等しいか又は僅かに速くなる。
【００２６】
このため、図２の操舵力制御処理において、前輪側平均車輪速ＶｆがステップＳ３で算出される車速下限値ＶＬ  及び車速上限値ＶＨ  の範囲内となるので、停止状態と同様に前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃとして設定される。このときの前輪側平均車輪速Ｖｆは非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲの後輪側平均車輪速Ｖｒと等しいか僅かなスカット現象分だけ速くなる。
【００２７】
そして、算出された車体速度Ｖｃに応じて操舵補助トルク算出マップの特性線が選択されることにより、車体速度Ｖｃの増加に応じて操舵補助トルクＴＡ  が小さくなり、この操舵補助トルクＴＡ  が操舵補助モータ１２で発生される。このときの操舵補助トルクＴＡ  は前輪側平均車輪速Ｖｆが実際の車体速度を表す後輪側車輪速度Ｖｒと略等しいときには実際の車体速度に応じた通常の操舵補助トルクＴＡ  となるが、僅かなスカット現象を生じていて、前輪側平均車輪速Ｖｆが車速上限値ＶＨ  以下で後輪側平均車輪速Ｖｒより速いときには、この両者の偏差分だけ操舵補助トルクＴＡ  が小さくなり、僅かなスカット現象によって前輪側の輪荷重が現象することによる操舵抵抗の減少分を相殺して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【００２８】
ところが、停止状態から比較的急な加速状態とすると、スカット現象が発生して、前輪側の輪荷重が減少し、後輪側の輪荷重が増加する。このとき、前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲが駆動輪であることにより、エンジンからの駆動力の増加に加えて前輪側の輪荷重の減少によって車輪スリップを生じ、これら前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲの車輪速検出値ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲが非駆動輪であって実際の車体速度に近い後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲの車輪速検出値ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲより速くなり、車速上限値ＶＨ  を超える状態となると、図２の操舵力制御処理において、ステップＳ４からステップＳ６を経てステップＳ８に移行して、車速上限値ＶＨ  が車体速度Ｖｓとして設定される。このため、操舵補助トルクＴＡ  の減少分が車速上限値ＶＨ  で制限されることになり、必要以上に操舵補助トルクＴＡ  が減少して、ステアリングホイール１が重くなり過ぎること抑制することができる。
【００２９】
一方、車両の走行状態から制動状態としたときには、一般的に制動力が小さい領域では、前輪側の制動力の増加量と後輪側の制動力の増加量とが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側の制動力の増加量に比較して後輪側の制動力の増加量が小さくなるため、制動力が小さい領域では前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが略等しいが、制動力が大きくなると、前輪側平均車輪速Ｖｆが後輪側平均車輪速Ｖｒより遅くなる。
【００３０】
このため、制動力が小さい領域では、前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが略等しく、車体に前輪側が沈み込むノーズダイブ現象を起こすことがないので、図２の操舵力制御処理において、ステップＳ４からステップＳ５に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定し、この車体速度Ｖｃと操舵トルク検出値ＴＲ  とに応じた操舵補助トルクＴＡ  を算出して、操舵補助モータ１２で最適な操舵補助力を発生する。
【００３１】
しかしながら、制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Ｖｆが後輪側平均車輪速Ｖｒより遅くなると、車体にノーズダイブ現象を生じて前輪側の輪荷重が増加することにより、操舵抵抗が増加するが、前輪側平均車輪速Ｖｆが後輪側平均車輪速Ｖｒよりは遅いが車速下限値ＶＬ  以上である場合には、ステップＳ４からステップＳ５に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃとして設定されるので、車体速度Ｖｃが実際の車体速度よりは小さい値に設定されることになり、この分操舵補助トルクＴＡ  が増加して、ノーズダイブ現象による前輪側の操舵抵抗増加分を相殺することができ、ステアリングホイール１の操舵力が重くなることなく通常操舵時と同様の操舵力で操舵することが可能となる。
【００３２】
そして、制動力がさらに大きくなって、前輪側平均車輪速Ｖｆが車速下限値ＶＬ  未満となると、図２の操舵力制御処理において、ステップＳ６からステップＳ７に移行して、車速下限値ＶＬ  が車体速度Ｖｃとして設定されるので、前輪側平均車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定する場合のように操舵補助トルクＴＡ  がさらに増加して、ステアリングホイール１の操舵が軽すぎる状態となることを抑制して、最適な操舵補助力を発生することができる。
【００３３】
以上を纏めると、前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが図４に示すように、前輪側平均車輪速Ｖｆが車速上限値ＶＨ  と一致する特性線ＬＨ  と前輪側平均車輪速Ｖｆが車速下限値ＶＬ  と一致する特性線ＬＬ  とで挟まれるハッチング領域にある場合には、前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Ｖｃが車速上限値ＶＨ  又は車速下限値ＶＬ  で制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが一致すると特性線ＬＭ  と車速上限値ＶＨ  の特性線ＬＨ  とに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となり、特性線ＬＭ  と車速下限値ＶＬ  の特性線ＬＬ  とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【００３４】
このように、上記第１の実施形態によると、前輪駆動車において、車輪速センサ１８ＦＬ〜１８ＲＲで検出した車輪速検出値ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第１の実施形態においては、コントロールユニット１５で図２の操舵力制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、車輪速検出値ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲが入力される平均値演算回路２１Ｆと、車輪速検出値ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲが入力される平均値演算回路２１Ｒと、両平均値演算回路２１Ｆ及び２１Ｒで算出された前輪側平均車輪速Ｖｆ及び後輪側平均車輪速Ｖｒが入力されて、後輪側平均車輪速Ｖｒに基づいて車速上限値ＶＨ  及び車速下限値ＶＬ  を算出し、これらと前輪側平均車速Ｖｆとを比較して車体速度Ｖｃを設定する車体速度設定回路２２と、この車体速度設定回路２２から出力される車体速度Ｖｃと操舵トルクセンサ１６から入力される操舵トルク検出値ＴＲ  とに基づいて操舵補助トルクＴＡ  を算出し、算出した操舵補助トルクＴＡ  に基づいてデューティ比Ｄを算出する操舵補助量算出回路２３とを設け、操舵補助量算出回路２３からモータ制御回路１９に対してデューティ比Ｄ及び回転方向指令値Ｒを出力するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記第１の実施形態においては、本発明を前輪駆動車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車にも第１の実施形態を適用し得るものである。
次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７について説明する。
この第２の実施形態は、本発明を前輪駆動車に代えて後輪駆動車に適用するようにしたものである。
【００３６】
この第２の実施形態では、前述したコントロールユニット１５で実行される操舵力制御処理が、図６に示すように、前述した第１の実施形態におけるステップＳ３〜Ｓ８の処理が省略され、これらに代えて以下のステップが設けられていることを除いては前記２と同様の処理を行い図２との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３７】
すなわち、ステップＳ２で前輪側平均車輪速Ｖｆ及び後輪側平均車輪速Ｖｒを算出した後に、ステップＳ２１に移行して、今回算出した前輪側平均車輪速Ｖｆ（ｎ）  から前回算出した前輪側平均車輪速Ｖｆ（ｎ−１）  を減算した値（＝Ｖｆ（ｎ）  −Ｖｆ（ｎ−１）  ）が正である加速状態であるか否かを判定し、Ｖｆ（ｎ）  −Ｖｆ（ｎ−１）  ＞０であるときには加速状態であると判断してステップＳ２２に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆと前述した定数Ｋｇ及びＫｋに基づいて下記（５）式及び（６）式の演算を行って加速時車速下限値ＶＡＬ及び加速時車速上限値ＶＡＨを算出する。
【００３８】
ＶＡＬ＝Ｖｆ（１−Ｋｇ）      …………（５）
ＶＡＨ＝Ｖｆ（１＋Ｋｋ）      …………（６）
次いで、ステップＳ２３に移行して、後輪側平均車輪速Ｖｒが車速下限値ＶＡＬ以上で且つ車速上限値ＶＡＨ以下であるか否かを判定し、ＶＡＬ≦Ｖｒ≦ＶＡＨであるときにはステップＳ２４に移行して、後輪側平均車輪速Ｖｒを車体速度Ｖｃとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ９に移行し、Ｖｒ＞ＶＡＨであるときにはステップＳ２５に移行して、車速上限値ＶＡＨを車体速度Ｖｃとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ９に移行する。
【００３９】
また、前記ステップＳ２１の判定結果がＶｆ（ｎ）  −Ｖｆ（ｎ−１）  ≦０であるときには定速走行状態を含む減速走行状態であるものと判断して、ステップＳ２６に移行して、後輪側平均車輪速Ｖｒ及び定数Ｋｇ及びＫｋに基づいて下記（７）式及び（８）式の演算を行って減速時車速下限値ＶＤＬ及び減速時車速上限値ＶＤＨを算出する。
【００４０】
ＶＤＬ＝Ｖｒ（１−Ｋｇ）      …………（７）
ＶＤＨ＝Ｖｒ（１＋Ｋｋ）      …………（８）
次いで、ステップＳ２７に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆが車速下限値ＶＤＬ以上で且つ車速上限値ＶＤＨ以下であるか否かを判定し、ＶＤＬ≦Ｖｆ≦ＶＤＨであるときにはステップＳ２８に移行して、前輪側平均車輪速Ｖｆを車体速度Ｖｃとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ９に移行し、Ｖｆ＜ＶＤＬであるときにはステップＳ２９に移行して、車速下限値ＶＤＬを車体速度Ｖｃとして設定し、これを車体速度記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ９に移行する。
【００４１】
この図６の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップＳ２の処理が前輪車輪速検出手段及び後輪車輪速検出手段に対応し、ステップＳ９、ステップＳ２１〜ステップＳ２９の処理が車速設定手段に対応し、ステップＳ９の処理が操舵補助力算出手段に対応している。
この第２の実施形態によると、後輪駆動車を対象としているので、加速状態となると、非駆動輪となって実際の車体速度に近い前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲの平均車輪速Ｖｆが増加傾向となり、Ｖｆ（ｎ）  −Ｖｆ（ｎ−１）  ＞０となるので、図６の操舵力制御処理で、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行して、加速時車速下限値ＶＡＬ及び加速時車速上限値ＶＡＨを算出する。
【００４２】
そして、後輪側平均車輪速Ｖｒが加速時車速上限値ＶＡＨ以下であるときには、後輪側平均車輪速Ｖｒが車体速度Ｖｃとして設定されるので（ステップＳ２４）、前述した第１の実施形態と同様に実際の車体速度より速い後輪側平均車体速度Ｖｒに基づいて操舵補助トルクＴＡ  が算出されることにより、算出された操舵補助トルクＴＡ  は実際の車体速度をもとに算出した操舵補助トルクに対して小さな値となり、車両の加速時に生じるスカット現象によって前輪側が浮き上がることによる操舵抵抗の減少分に応じて抑制された操舵補助トルクＴＡ  となる。このため、スカット現象によって、操舵抵抗が減少した分操舵補助トルクＴＡ  が減少されることにより、最適な操舵補助力を発生して、ステアリングホイール１の操舵を通常時と同様に軽過ぎることなく最適状態で操舵することができる。
【００４３】
また、急加速を行った場合には、後輪１０ＲＬ及び１０ＲＲに車輪スリップを生じることになるため、後輪側平均車輪速Ｖｒが加速時車速上限値ＶＡＨを超えることになるため、図２の操舵力制御処理でステップＳ２３からステップＳ２５に移行して、非駆動輪となる前輪側平均車輪速Ｖｆに基づいて算出された加速時車速上限値ＶＡＨが車体速度Ｖｃとして設定されることにより、車体速度Ｖｃの増加を抑制し、前述した第１の実施形態と同様に操舵補助トルクＴＡ  が減少し過ぎることを抑制して、ステアリングホイール１の操舵が軽過ぎる状態となることを確実に防止することができる。
【００４４】
また、車両を制動状態として減速状態であるときには、非駆動輪となる前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲの平均車輪速Ｖｆが減少傾向となり、Ｖｆ（ｎ）  −Ｖｆ（ｎ−１）  ＜０となるので、ステップＳ２１からステップＳ２６に移行して、制動力が所定値以上となって、前輪側の制動力に比較して後輪側の制動力が低下して、前輪側平均車輪速Ｖｆが実際の車体速度より遅くなると共に、後輪側平均車輪速Ｖｒより遅いが減速時車速下限値ＶＤＬ以上であるときにはステップＳ２８に移行して前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃとして設定されるので、設定された車体速度Ｖｃが実際の車体速度より遅くなる。このため、前述した第１の実施形態と同様に、設定された車体速度Ｖｃに基づいて算出される操舵補助トルクＴＡ  が実際の車体速度に基づいて算出される操舵補助トルクより大きい値となり、減速によるノーズダイブ現象によって前輪側の輪荷重が増加することによる操舵抵抗の増加を相殺することができる。したがって、減速時のノーズダイブ現象を生じた場合でもステアリングホイール１の操舵を通常時と同様の軽さで操舵することができる。
【００４５】
そして、さらに制動力が大きくなって、前輪側平均車輪速Ｖｆが減速時車速下限値ＶＤＬ未満となると、ステップＳ２７からステップＳ２９に移行して、減速時車速下限値ＶＤＬが車体速度Ｖｃとして設定されるので、第１の実施形態と同様に減速時に操舵補助トルクＴＡ  が大きくなり過ぎて、操舵補助力過多となることを抑制して、適正な操舵補助力を発生することができる。
【００４６】
以上を纏めると、後輪駆動車である場合に、加速時には、前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが図７に示すように、後輪側平均車輪速Ｖｒが加速時車速上限値ＶＡＨと一致する特性線ＬＡＨと後輪側平均車輪速Ｖｒが加速時車速下限値ＶＡＬと一致する特性線ＬＡＬとで挟まれるハッチング領域にある場合には、後輪側平均車輪速Ｖｒが車体速度Ｖｃとして設定され、それ以外の領域では、車体速度Ｖｃが車速上限値ＶＡＨで制限されることになる。そして、ハッチング領域で、前輪側平均車輪速Ｖｆと後輪側平均車輪速Ｖｒとが一致すると特性線ＬＭ  と車速上限値ＶＡＨの特性線ＬＡＨとに挟まれる領域が加速時の操舵補助トルク抑制領域となる。減速時には、前述した第１の実施形態における図４と同様の特性となり、特性線ＬＭ  と車速下限値ＶＬ  に対応する車速下限値ＶＤＬの特性線ＬＬ  とに挟まれる領域が減速時の操舵補助トルク増加領域となる。
【００４７】
このように、上記第２の実施形態によると、後輪駆動車において、車輪速センサ１８ＦＬ〜１８ＲＲで検出した車輪速検出値ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて加減速時の操舵抵抗の変化に応じた適正な操舵補助トルクを発生させることができ、操舵力制御システムを簡易な構成とすることができる。
なお、上記第２の実施形態においても、図８に示すように、前輪側平均車輪速Ｖｆに基づいて加速中であるか否かを判定する加減速判定回路３１を設けると共に、前輪側平均車輪速Ｖｆに基づいて加速時車速下限値ＶＡＬ及び加速時車速上限値ＶＡＨを算出して、後輪側平均車輪速Ｖｒと比較して車体速度Ｖｃを設定する加速時車体速度設定回路３２Ａ及び後輪側平均車輪速Ｖｒに基づいて減速時車速下限値ＶＤＬ及び減速時車速上限値ＶＤＨを算出して、前輪側平均車輪速Ｖｆと比較して車体速度Ｖｃを設定する減速時車体速度設定回路３２Ｄとを設け、これら車体速度設定回路３２Ａ及び３２Ｄを加減速判定回路３１の判定信号によって切換える選択回路３３と、この選択回路３３で選択された車体速度Ｖｃが入力される操舵補助量算出回路３４とで構成し、操舵補助量算出回路３４から出力されるデューティ比Ｄ及び回転方向指令値Ｒをモータ制御回路１９に供給するようにしてもよい。
【００４８】
また、上記第２の実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、後輪駆動をベースとする四輪駆動車にも第２の実施形態を適用することができる。
次に、本発明の第３の実施形態を図９について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態における車体速度Ｖｃを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【００４９】
すなわち、第３の実施形態では、図９に示すように、第１の実施形態における図２の処理において、ステップＳ５、Ｓ７及びＳ８からステップＳ４１に移行して、下記（９）式の演算を行って補正車体速度Ｖｈを算出し、ステップＳ９で算出した補正車体速度Ｖｈと操舵トルク検出値ＴＲ  とに基づいて操舵補助トルクＴＡ  を算出するようにしたことを除いては前述した図２と同様の構成を有し、図２との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５０】
Ｖｈ＝Ｖｆ＋（Ｖｃ−Ｖｆ）Ｋｈ    …………（９）
ここで、Ｋｈは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“１”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“１”より小さな値に設定される。
【００５１】
この図９の処理でステップＳ４１の処理が車速補正手段に対応している。
この第３の実施形態によると、前輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“１”に設定することにより、補正車体速度Ｖｈは第１の実施形態と同様の車体速度Ｖｃと一致することになり、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Ｋｈを“１”より大きい値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃを超える状態となったときに前記（９）式の右辺第２項が負値となって補正車体速度Ｖｈが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃ未満となったときに右辺第２項が正値となり、補正車体速度Ｖｈが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【００５２】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Ｋｈを“１”未満の値に設定することにより、加速時に前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃを超える状態となったときに前記（９）式の右辺第２項が負値となったときに補正車体速度Ｖｈが車体速度Ｖｃより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃ未満となったときに右辺第２項が正値となったときに、補正車体速度Ｖｈが車体速度Ｖｃより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【００５３】
したがって、この第３の実施形態によると、前輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Ｋｈを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第３の実施形態では補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記第３の実施形態においては、図９の操舵力制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、前述した図５における車体速度選定回路２２の出力側に車体速度Ｖｃから前輪側平均車輪速Ｖｆを減算する減算器５１と、この減算器５１の減算結果に補正係数Ｋｈを乗算する乗算回路５２と、この乗算回路５１の乗算結果と前輪側平均車輪速Ｖｆとを加算する加算器５３と設けることにより、前記（９）式の演算を行うことができる。
【００５５】
さらに、上記第３の実施形態でも、前輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
次に、本発明の第４の実施形態を図１１について説明する。
この第４の実施形態では、前述した第２の実施形態における車体速度Ｖｃを加減速時の荷重移動量に応じて補正するようにしたものである。
【００５６】
すなわち、第４の実施形態では、図１１に示すように、第２の実施形態における図６の処理において、ステップＳ２４及びステップＳ２５からステップＳ５１に移行して、下記（１０）式の演算を行って補正車体速度Ｖｈを算出してから前記ステップＳ９に移行すると共に、ステップＳ２８及びステップＳ２９からステップＳ５２に移行して下記（１１）式の演算を行って補正車体速度Ｖｈを算出してから前記ステップＳ９に移行し、ステップＳ９で補正車体速度Ｖｈと操舵トルク検出値ＴＲ  とに基づいて操舵補助トルクＴＡ  を算出するようにしたことを除いては図６と同様の処理を行い、図６との対応ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５７】
Ｖｈ＝Ｖｒ＋（Ｖｃ−Ｖｒ）Ｋｈ      …………（１０）
Ｖｈ＝Ｖｆ＋（Ｖｃ−Ｖｆ）Ｋｈ      …………（１１）
ここで、Ｋｈは車両の加減速時の前後荷重移動量に応じて設定される補正係数であり、加減速度に対して荷重移動量の大きい車両ほど“１”より大きな値に設定され、逆に加減速度に対して荷重移動量後移載車両ほど“１”より小さな値に設定される。
【００５８】
この図１１の処理でステップＳ５１及びＳ５２の処理が車速補正手段に対応している。
この第４の実施形態においても、後輪駆動車において、通常の車両では補正係数を例えば“１”に設定することにより、加速時及び減速時の双方で補正車体速度Ｖｈは第２の実施形態と同様の車体速度Ｖｃと一致することになる。このため、加速時及び減速時の前後荷重移動量が大きい車両では、Ｋｈを“１”より大きい値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Ｖｒが車体速度Ｖｃを超える状態となったときに前記（１０）式の右辺第２項が負値となって補正車体速度Ｖｈが減少して前輪側の輪荷重の大きな減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃ未満となったときに前記（１１）式の右辺第２項が正値となり、補正車体速度Ｖｈが増加して前輪側の輪荷重の大きな増加に対処することができる。
【００５９】
逆に、通常の車両に対して加速時及び減速時の前後荷重移動量が小さい車両では、Ｋｈを“１”未満の値に設定することにより、加速時に後輪側平均車輪速Ｖｒが車体速度Ｖｃを超える状態となったときに前記（１０）式の右辺第２項が負値となったときに補正車体速度Ｖｈが車体速度Ｖｃより増加して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処し、減速時には前輪側平均車輪速Ｖｆが車体速度Ｖｃ未満となったときに前記（１１）式の右辺第２項が正値となったときに、補正車体速度Ｖｈが車体速度Ｖｃより減少して前輪側の輪荷重の変動量の減少に対処することができる。
【００６０】
したがって、この第４の実施形態によると、後輪駆動車において、車両の前後荷重移動量特性に応じて補正係数Ｋｈを設定することにより、車両の荷重移動特性に最適な操舵補助力を発生して、加減速度時に通常定速走行時同等の操舵特性を発揮することができる。
なお、上記第４の実施形態では、補正係数が加速時と減速時とで同じ値である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両の荷重移動特性に併せて加速時と減速時とで異なる値に設定するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記第５の実施形態では、コントロールユニット１５で図１１の操舵制御処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１２に示すように、前述した図８の構成において、加速中であるか減速中であるか判別して加速中であるときに後輪側平均車輪速Ｖｒを選択し、減速中であるときに前輪側平均車輪速Ｖｆを選択する選択回路６１を設けると共に、選択回路３３の出力側に図１０と同様の減算器５１、乗算器５２及び加算器５３を設け、減算器５１及び加算器５３に選択回路６１で選択した平均車輪速Ｖｒ又はＶｆを供給することにより、上記第４の実施形態と同様の演算を行うことができる。
【００６２】
さらに、上記第４の実施形態でも、後輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用することができる。
さらにまた、上記第１〜第４の実施形態においては、コントローラユニット１５で車輪速検出値を読込んで演算を行う場合について説明したが、アンチロックブレーキシステムを搭載した車両である場合には、アンチロックブレーキシステムのコントローラで使用する車輪速検出値ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ又は前輪側平均車輪速Ｖｆ及び後輪側平均車輪速ＶｒをＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ）等の通信ネットワークを介して取得するようにしてもよい。
【００６３】
なおさらに、上記第１〜第４の実施形態においては、ピニオン軸７を減速機１１を介して操舵補助モータ１２に連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ラック８にピニオン６と平行に操舵補助ピニオンを噛合させ、この操舵補助ピニオンに減速機を介して操舵補助モータ１２を連結するようにしてもよく、要は操舵補助モータで操舵系に対して操舵補助力を作用できる構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】車速をパラメータとした操舵トルク検出値と操舵補助トルクとの関係を表す操舵補助トルク算出マップを示す特性線図である。
【図４】第１の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図５】第１の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の動作の説明に供する前輪側平均車輪速と後輪側平均車輪速との関係を示す特性線図である。
【図８】第２の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態の変形例をブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態におけるコントローラで実行される操舵力制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【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
６  ピニオン
８  ラック
１０ＦＬ，１０ＦＲ  前輪
１０ＲＬ，１０ＲＲ  後輪
１１  減速機
１２  操舵補助モータ
１５  コントロールユニット
１６  操舵トルクセンサ
１８ＦＬ〜１８ＲＲ  車輪速センサ
【図１】
2004243902.tif 000003
【図２】
2004243902.tif 000004
【図３】
2004243902.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004243902.tif 000009
【図８】
2004243902.tif 000010
【図９】
2004243902.tif 000011
【図１０】
2004243902.tif 000012
【図１１】
2004243902.tif 000013
【図１２】
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