JP2007245768A - ステアリング装置、自動車、及びステアリング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクステア発生のモデルを適応的に構築し、トルクステアの抑制を図る。
【解決手段】アクセル操作量Ｓａと操舵トルクＴｓとを観測し、双方の時系列データに基づいて、トルクステア発生のモデルをシステム同定する（ステップＳ４）。こうして同定されたモデルに従い、アクセル操作量Ｓａからトルクステアの発生を予測し、トルクステアを相殺するのに必要なアシストトルクＴｔを算出する（ステップＳ１５）。そして、アシストトルクＴｔと通常のアシストトルクＴａとを加算した最終的なアシストトルクＴｆによって電動モータ８を駆動制御する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリング装置、これを備えた自動車、及びステアリング制御方法に関するものである。

前輪駆動の車両では、ドライブシャフトのジョイントに角度がついているときに、低速ギアで急加速する等して大きな駆動トルクをかけると、タイヤをトーイン方向に回そうとするトルクが発生し、その大きさが左右輪で異なるときにトルクステアが発生する。
こうしたトルクステア発生のモデルを構築し、そのモデルに従って予想されるトルクステアを、電動パワーステアリングのアシストトルクによって相殺することが考えられる。モデルの構築については、特許文献１に記載されているように、タイヤ特性やステアリング特性などの要素に従ってモデル化するものがあった（特許文献１参照）。
特開２００３−１２７８８７号公報

トルクステアを誘発する要因は、左右輪の駆動力・制動力の差、左右ドライブシャフトの長さ・角度・剛性の差、更にはエンジンロールによるインナージョイントの移動、トランスミッションにおける動力伝達経路、サスペンションストロークに伴う左右キングピン軸の角度差など、実に多様で、これらが複雑に絡み合って、車両ごとに固有の特性を示すことになる。また、同一車両であっても、構成部品の経時的な変化や走行状態によってトルクステアの特性は変化する。
したがって、上記特許文献１に記載された従来例のように、単に車種毎で一律に決定された固定的なモデルでは、トルクステアを打ち消す最適なアシストトルクを発生させることは困難である。
本発明の課題は、トルクステア発生のモデルを適応的に構築し、それに基づいてトルクステアの抑制を図ることにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るステアリング装置は、車両動作及びトルクステアを検出し、検出した車両動作及びトルクステアに基づいてトルクステア発生のモデルを同定し、同定したトルクステア発生のモデルに従い、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与することを特徴とする。
すなわち、車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定し、同定したトルクステア発生のモデルに従い、車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することを特徴とする。

本発明に係るステアリング装置によれば、検出した車両動作及びトルクステアに基づいてトルクステア発生のモデルを同定する、つまり車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定することで、適応的なモデルを構築することができる。したがって、こうして同定されるモデルに従って、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与する、つまり車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することで、トルクステアの抑制を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
図１は、車両の概略構成図である。図１に示すように、自動車１の前輪２ＦＬ・２ＦＲは、タイロッド３、ラック＆ピニオン４、ステアリングシャフト５を順に介してステアリングホイール６に連結されており、ステアリングホイール６の回転運動が、ラック＆ピニオン４によってタイロッド３の左右の直線運動に変換されることにより、前輪２ＦＬ・２ＦＲがキングピン軸を中心に転舵される。

電動パワーステアリングとして、ステアリングシャフト５には、例えばウォームギヤ等の減速機７を介して電動モータ８が接続されており、この電動モータ８をコントローラ９で駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して最適なアシストトルクを発生する。
コントローラ９には、トルクセンサ１１で検出したトルクＴｓと、舵角センサ１２で検出した操舵角θと、アクセルセンサ１３で検出したアクセル操作量Ｓａと、ブレーキセンサ１４で検出したブレーキ操作量Ｓｂと、車速センサ１５で検出した車速Ｖと、ヨーレートセンサ１６で検出したヨーレートγと、が入力される。なお、アクセル操作量Ｓａとブレーキ操作量Ｓｂは、ペダルのストローク量や開度であるが、車両の駆動状態や制動状態を検出できればよいので、アクセル操作量Ｓａの代わりにエンジントルクや車両の加速度を検出したり、ブレーキ操作量Ｓｂの代わりにブレーキ油圧や車両の減速度を検出したりしてもよい。

次に、コントローラ９で、サンプリング周期に従ったタイマ割込み処理として実行されるシステム同定処理を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
先ずステップＳ１では、各種データを読込む。ここでは、操舵トルクＴｓ、操舵角θ、車速Ｖ、アクセル操作量Ｓａ、ブレーキ操作量Ｓｂである。
続くステップＳ２では、操舵角の絶対値｜θ｜が所定値θ_R以下であるか否かを判定する。この判定結果が『｜θ｜＞θ_R』であるときには、操舵角θが非中立領域にあると判断して所定のメインプログラムに復帰する。一方、判定結果が『｜θ｜≦θ_R』であるときには、操舵角θが略直進するときの中立領域にあると判断してステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、車速Ｖが所定値Ｖ_R以下であるか否かを判定する。この判定結果が『Ｖ＞Ｖ_R』であるときには、車速Ｖが中高速領域にあると判断して所定のメインプログラムに復帰する。一方、判定結果が『Ｖ≦Ｖ_R』であるときには、車速Ｖが低速領域にあると判断してステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、運転者のアクセル操作量Ｓａ（又はブレーキ操作量Ｓｂ）、及び車両の操舵トルクＴｓの時系列データをもとに、双方の相関関係に基づいてトルクステア発生のモデルをシステム同定してから所定のメインプログラムに復帰する。例えば、式誤差モデルであるＡＲＸ（Auto Regressive eXogeneous）モデルを利用する（図３参照）。

このＡＲＸモデルは、下記のように記述され、その同定手法には、逐次最小二乗法、逐次予測誤差法、逐次疑似線形回帰法などがある。

なお、操舵角θが『θ＜−θ_R、又はθ＞θ_R』となる非中立領域にあるときに、前記ステップＳ４の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ４の処理を実行しても、図４（ａ）に示すように、『θ＜−θ_R、又はθ＞θ_R』となる非中立領域では、システム同定に対するゲインを小さくすればよい。

同様に、車速Ｖが『Ｖ＞Ｖ_R』となる中高速領域にあるときに、前記ステップＳ４の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ４の処理を実行しても、図４（ｂ）に示すように、『Ｖ＞Ｖ_R』となる中高速領域で、システム同定に対するゲインを小さくすればよい。
次に、コントローラ９で、サンプリング周期に従ったタイマ割込み処理として実行されるＥＰＳ制御処理を、図５のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ１１では、各種データを読込む。ここでは、操舵トルクＴｓ、操舵角θ、車速Ｖｍ、アクセル操作量、ブレーキ操作量である。
続くステップＳ１２では、運転者のステアリング操作に対する通常のアシストトルクＴａを算出する。例えば、低速走行では路面反力、つまりステアリングホイール６を操作するときの抵抗が大きいので、このときはアシストトルクＴａを強くし、高速走行ではふらつきを防ぐためにアシストトルクＴａを弱める。なお、この種の車速感応型のパワーステアリング制御処理は公知の技術であるため、その詳細な説明は省略する。

続くステップＳ１３では、操舵角の絶対値｜θ｜が所定値θ_R以下であるか否かを判定する。この判定結果が『｜θ｜＞θ_R』であるときには、操舵角θが非中立領域にあると判断して後述するステップＳ１８に移行する。一方、判定結果が『｜θ｜≦θ_R』であるときには、操舵角θが略直進するときの中立領域にあると判断してステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、車速Ｖが所定値Ｖ_R以下であるか否かを判定する。この判定結果が『Ｖ＞Ｖ_R』であるときには、車速Ｖが中高速領域にあると判断して後述するステップＳ１８に移行する。一方、判定結果が『Ｖ≦Ｖ_R』であるときには、車速Ｖが低速領域にあると判断してステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、前述したシステム同定処理によって同定されたＡＲＸモデルに従い、予想されるトルクステアを相殺するのに必要なアシストトルクＴｔを算出する。

続くステップＳ１６では、上記ステップＳ１５で算出したアシストトルクＴｔを通常のアシストトルクＴａに加算して最終的なアシストトルクＴｆを算出する。なお、アシストトルクＴｆにはリミッタを設け、上限値以下に制限する。
続くステップＳ１７では、アシストトルクＴｆが発生するように電動モータ８を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。

一方、ステップＳ１８では、通常のアシストトルクＴａをそのまま最終的なアシストトルクＴｆとしてから上記ステップＳ１７に移行する。
なお、操舵角θが『θ＜−θ_R、又はθ＞θ_R』となる非中立領域にあるときに、前記ステップＳ１５の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ１５の処理を実行しても、図４（ａ）に示すように、『θ＜−θ_R、又はθ＞θ_R』となる非中立領域では、アシストトルクＴｔに対するゲインを小さくすればよい。

同様に、車速Ｖが『Ｖ＞Ｖ_R』となる中高速領域にあるときに、前記ステップＳ１５の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ１５の処理を実行しても、図４（ｂ）に示すように、『Ｖ＞Ｖ_R』となる中高速領域で、アシストトルクＴｔに対するゲインを小さくすればよい。
図６は、コントローラ９で実行される演算処理のブロック図である。

《作用》
次に、上記第１実施形態の作用について説明する。
トルクステアの発生は、特に駆動力や制動力といった車両動作との相関性が強く、車両固有の特性を有する。
そこで、図７に示すように、アクセル操作量Ｓａ又はブレーキ操作量Ｓｂと、ステアリングシャフト５に作用し操舵トルクＴｓとして検出されるトルクとを観測し、双方の時系列データに基づいて、トルクステア発生のモデルをシステム同定する（ステップＳ４）。すなわち、アクセル操作量Ｓａ又はブレーキ操作量Ｓｂを入力とし操舵トルクＴｓを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定する。

こうして同定されたモデルに従い、アクセル操作量Ｓａ又はブレーキ操作量Ｓｂからトルクステアの発生を予想し、そのトルクステアを相殺するのに必要なアシストトルクＴｔを算出する（ステップＳ１５）。そして、アシストトルクＴｔと通常のアシストトルクＴａとを加算した最終的なアシストトルクＴｆによって電動モータ８を駆動制御する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。すなわち、アクセル操作量Ｓａ又はブレーキ操作量Ｓｂからトルクステアの発生を予測したときに、反トルクステア方向のアシストトルクＴｔを発生させる。

したがって、直進走行している状態で急加速する等して、図７に示すように、トルクステアが発生しても、このトルクステアを打ち消すので、ステアリングシャフト５に作用するトルクは略０になる。したがって、ステアリングホイール６が左右に取られることはなく、直進走行を維持するのに必要な保舵力が軽減されるので、運転者の操作負担が軽減され、操安性（操縦性・安定性）も向上する。

また、図２のシステム同定処理は、所定のサンプリング周期で実行され、モデルを同定する度に、それを更新する。したがって、構成部品の経時的な変化や走行状態によってトルクステアの特性が変化したとしても、これに対応してトルクステア発生のモデルを最適化する。
また、システム同定を実行する条件は、操舵角θが『−θ_R≦θ≦θ_R』となる中立領域にあり（ステップＳ２の判定が“Yes”）、且つ車速Ｖが『Ｖ≦Ｖ_R』となる低速領域にあるとき（ステップＳ３の判定が“Yes”）だけである。このように、運転者にとってトルクステアを認識しやすく、尚且つトルクステアが発生しやすい場面に限定してシステム同定を行うことで、効果的で高精度なモデルを構築する。

また、同定したモデルを適用してアシストトルクＴｔを算出する条件は、システム同定を実行する条件と同様で、操舵角θが『−θ_R≦θ≦θ_R』となる中立領域にあり（ステップＳ１３の判定が“Yes”）、且つ車速Ｖが『Ｖ≦Ｖ_R』となる低速領域にあるとき（ステップＳ１４の判定が“Yes”）だけである。このように、モデルを同定したときと同一の条件を満たすときだけ、このモデルを適用してアシストトルクＴｔを算出することによって、適正な使用範囲で最大限の性能を発揮する。
また、最終的なアシストトルクＴｆを上限値以下に制限することで、意図せぬ過大なアシストトルクが発生することを防ぐ。

《応用例》
上記の第１実施形態では、車両動作として、アクセル操作量Ｓａとブレーキ操作量Ｓｂとを入力しているが、他にも操舵状態や車両挙動などを入力してもよい。これによれば、さらに高精度なモデルを構築することができる。
上記の第１実施形態では、図２のシステム同定処理を一定のサンプリング周期で実行しているが、車両の走行状態に応じてサンプリング周期を変更してもよい。例えば、同一走行環境を暫く走行した後には、サンプリング周期を長くする。これによれば、モデルの同定に必要な計算資源の増大を抑制し、精度を確保しつつ効率化を図ることができる。

また、上記の第１実施形態では、θ_R及びＶ_Rを閾値としてシステム同定を実行するか否かを判断しているが、θ_RやＶ_Rは、車両の走行状態に応じて変化させてもよい。例えば、同一走行環境を暫く走行した後は、既に信頼性の高いモデルを構築できているので、θ_RやＶ_Rを変化させ、トルクステアの発生頻度の高い領域に条件を絞り込む。これによれば、アウトライア等のイレギュラ値を排除し、モデルの同定に必要な計算資源の増大を抑制し、精度を確保しつつ効率化を図ることができる。

《効果》
以上より、図２のシステム同定処理が「同定手段」に対応し、図４のＥＰＳ制御処理が「制御手段」に対応している。また、アクセル操作量Ｓａ又はブレーキ操作量Ｓｂが「車両動作」に対応し、アシストトルクＴｔが「補助操舵力」に対応している。
（１）車両動作及びトルクステアを時系列で検出し、検出した車両動作及びトルクステアに基づいてトルクステア発生のモデルを同定する同定手段と、この同定手段で同定したトルクステア発生のモデルに従い、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与する制御手段とを備える。

これにより、車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定し、適応的なモデルを構築することができる。また、こうして同定されるモデルに従い、車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することで、トルクステアの抑制を図ることができる。

（２）同定手段は、車両動作として、少なくとも制駆動状態を時系列で検出する。
これにより、トルクステア発生のモデルを高精度に構築することができる。
（３）同定手段は、モデルを同定する度にこのモデルを更新する。
これにより、構成部品の経時的な変化や走行状態によってトルクステアの特性が変化したとしても、これに対応してトルクステア発生のモデルを最適化することができる。

（４）同定手段は、所定の周期でモデルを同定すると共に、車両の走行状態に基づいて所定の周期を変更する。
これにより、例えば同一走行環境を暫く走行した後に、所定の周期を長くする等して、モデルの同定に必要な計算資源の増大を抑制し、精度を確保しつつ効率化を図ることが可能になる。

（５）同定手段は、車両の操舵角が中立領域にあり、且つ車速が低速領域にあるときに、モデルを同定する。
このように、運転者にとってトルクステアを認識しやすく、尚且つトルクステアが発生しやすい場面に限定してモデルの同定を行うことにより、効果的で高精度なモデルを構築することができる。

（６）制御手段は、同定手段がモデルを同定するときと同一の条件を満たすときに、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与する。
このように、モデルを同定したときと同一の条件を満たすときだけ、このモデルを適用して補助操舵力を算出することによって、適正な使用範囲で最大限の性能を発揮することができる。
（７）制御手段は、補助操舵力を上限値以下に制限する。
これにより、意図せぬ過大なアシストトルクが発生することを防げる。

《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、車両の駆動時と制動時とを区別して、トルクステア発生のモデルをシステム同定するものである。
先ず、運転者がアクセル操作をしているときには、下記のように、低次元モデル（例えば２次元モデル）とする。

一方、運転者がブレーキ操作をしているときには、下記のように、高次元モデル（例えば６次元モデル）とする。

したがって、駆動時の次数をｎとして、制動時の次数をｎ＋ｋとしたり、逆に制動時の次数をｎとして、駆動時の次数をｎ−ｋとしたりすればよく、何れにしても駆動時には制動時よりもモデルの次数を下げる。
《作用》
次に、上記第２実施形態の作用について説明する。
図８に示すように、アクセル操作量Ｓａとブレーキ操作量Ｓｂとでは、操作量に対するトルクステア発生の特性が異なり、アクセル操作量Ｓａは、小さい操作領域での線形性が高いが、ブレーキ操作量Ｓｂは、小さい領域での非線形性が高い。
そこで、駆動時にはモデルの次数を下げても十分な精度でシステム同定できるが、制動時にはモデルの次数を上げる必要がある。このように、パラメータの探索範囲を適切に指定することで、システム同定に必要な計算資源の増大を抑制し、精度を確保しつつ効率化を図る。

《効果》
（１）同定手段は、車両の駆動時と制動時とを区別してモデルを同定する。
これにより、駆動時と制動時とで特性が異なるトルクステア発生のモデルを的確に同定することができる。
（２）同定手段は、車両の駆動時には制動時よりもモデルの次数を下げる。
これにより、モデルの同定に必要な計算資源の増大を抑制し、精度を確保しつつ効率化を図ることができる。

《第３実施形態》
《構成》
第３実施形態は、アクセル操作及びブレーキ操作の操作速度Ｓ´も考慮して、システム同定を実行するか否かを判断するものである。
すなわち、図９に示すように、前記ステップＳ３の処理後にステップＳ３１の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の処理を実行するので、同一部分の詳細説明は省略する。なお、システム同定処理に追加する条件は、ＥＰＳ制御処理にも同様に追加するものとする。

ステップＳ３１では、アクセル操作及びブレーキ操作の操作速度Ｓ´が所定値Ｓ_R以下であるか否かを判定する。所定値Ｓ_Rは、運転者が通常走行時に行うと考えられる最大操作速度に相当する。この判定結果が『Ｓ´＞Ｓ_R』であるときには、操作速度Ｓ´が急操作領域にあると判断して所定のメインプログラムに復帰する。一方、判定結果が『Ｓ´≦Ｓ_R』であるときには、操作速度Ｓ´が非急操作領域（通常操作領域）にあると判断して前記ステップＳ４に移行する。
ここでも、操作速度Ｓ´が『Ｓ´＞Ｓ_R』となる急操作領域にあるときに、前記ステップＳ４の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ４の処理を実行しても、図１０に示すように、『Ｓ´＞Ｓ_R』となる急操作領域で、システム同定に対するゲインを小さくすればよい。

《作用》
次に、上記第３実施形態の作用について説明する。
システム同定を実行する条件に、操作速度Ｓ´が非急操作領域にあるときに（ステップＳ３１の判定が“Yes”）、という条件を追加する。このように、通常走行時の場面に限定してシステム同定を行うことで、ばらつき要素を排除した高精度なモデルを構築する。

《効果》
（１）同定手段は、運転者のアクセル操作速度又はブレーキ操作速度が非急操作領域にあるときに、モデルを同定する。
このように、通常走行時の場面に限定してモデルの同定を行うことにより、ばらつき要素を排除した高精度なモデルを構築することができる。

《第４実施形態》
《構成》
第４実施形態は、操舵トルクＴｓも考慮して、システム同定を実行するか否かを判断するものである。
すなわち、図１１に示すように、前記ステップＳ３の処理後にステップＳ４１の処理を追加したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の処理を実行するので、同一部分の詳細説明は省略する。なお、システム同定処理に追加する条件は、ＥＰＳ制御処理にも同様に追加するものとする。

ステップＳ４１では、操舵トルクＴｓの絶対値が所定値Ｔ_R以下であるか否かを判定する。所定値Ｔ_Rは、トルクステアによって生じ得る最大トルクに相当する。この判定結果が『｜Ｔｓ｜＞Ｔ_R』であるときには、操舵トルクＴｓがトルクステア領域にはないと判断して所定のメインプログラムに復帰する。一方、判定結果が『｜Ｔｓ｜≦Ｔ_R』であるときには、操舵トルクＴｓがトルクステア領域にあると判断して前記ステップＳ４に移行する。

ここでも、操舵トルクＴｓが『Ｔｓ＜−Ｔ_R、又はＴｓ＞Ｔ_R』となるときに、前記ステップＳ４の処理を回避しているが、これに限定されるものではない。前記ステップＳ４の処理を実行しても、図１２に示すように、操舵トルクＴｓが『Ｔｓ＜−Ｔ_R、又はＴｓ＞Ｔ_R』となるときに、システム同定に対するゲインを小さくすればよい。

《作用》
次に、上記第４実施形態の作用について説明する。
システム同定を実行する条件に、操舵トルクＴｓがトルクステア領域にあるときに（ステップＳ３１の判定が“Yes”）、という条件を追加する。このように、トルクステアのような僅かなトルクが観測される場面に限定してシステム同定を行うことで、高精度なモデルを構築する。
《効果》
（１）同定手段は、操舵トルクがトルクステア領域にあるときに、モデルを同定する。
このように、トルクステアのような僅かなトルクが観測される場面に限定してモデルの同定を行うことにより、高精度なモデルを構築することができる。

《第５実施形態》
《構成》
第５実施形態は、同定されたモデルに従ってアシストトルクＴｔを算出する際に、このアシストトルクＴｔに対するゲインを変化させるものである。
先ず、図１３（ａ）に示すように、車両の減速を負数とし加速を正数とする加減速度が小さいほど、アシストトルクＴｔに対するゲインを大きくする。
また、図１３（ｂ）に示すように、アクセル操作及びブレーキ操作の操作速度Ｓ´が速いほど、アシストトルクＴｔに対するゲインを大きくする。
また、図１３（ｃ）に示すように、ステアリング操作速度θ´が速いほど、アシストトルクＴｔに対するゲインを大きくする。
また、図１３（ｄ）に示すように、ヨーレートが大きいほど、アシストトルクＴｔに対するゲインを大きくする。

《作用》
次に、上記第５実施形態の作用について説明する。
先ず、加速時には前輪荷重が小さくなり、減速時には前輪荷重が大きくなる。したがって、この加減速度に応じてアシストトルクＴｔに対するゲインを変化させることで、荷重移動を考慮したより適切なアシストトルクＴｔを算出する。
また、操作速度Ｓ´やθ´には運転者の意図が反映される。したがって、この操作速度Ｓ´やθ´に応じてアシストトルクＴｔに対するゲインを変化させることで、運転者の意図を考慮したより適切なアシストトルクＴｔを算出する。
さらに、ヨーレートは車両の安定性を左右する重要な要素である。したがって、このヨーレートに応じてアシストトルクＴｔに対するゲインを変化させることで、車両の安定性を考慮したより適切なアシストトルクＴｔを算出する。

《効果》
（１）制御手段は、車両の加減速度に応じて補助操舵力に対するゲインを変更する。
これにより、荷重移動を考慮した適切な補助操舵力を設定できる。
（２）制御手段は、運転者のアクセル操作速度又はブレーキ操作速度に応じて補助操舵力に対するゲインを変更する。
これにより、運転者の意図を反映させた適切な補助操舵力を設定できる。
（３）制御手段は、運転者のステアリング操作速度に応じて補助操舵力に対するゲインを変更する。
これにより、運転者の意図を反映させた適切な補助操舵力を設定できる。
（４）制御手段は、車両のヨーレートに応じて補助操舵力に対するゲインを変更する。
これにより、車両走行の安定化を図る適切な補助操舵力を設定できる。

《第６実施形態》
《構成》
第６実施形態は、運転者のブレーキ操作が断続的に続くときに、アシストトルクＴｔを保持するものである。
例えば、ブレーキ操作が終了してから所定時間以内にブレーキ操作が再開されるようなときには、初回のブレーキ操作時に算出されたアシストトルクＴｔを保持し、初回のブレーキ操作時から車速Ｖが０になったり一定になったりしたとき、又はブレーキ操作が終了してから所定時間が経過してもブレーキ操作が再開されないときに、アシストトルクＴｔのホールドを解除する。

《作用》
次に、上記第６実施形態の作用について説明する。
運転者の減速操作と加速操作には異なる特性がある。すなわち、図１４に示すように、減速時には加速時に比べて、目標車速に到達するまでにペダル操作を断続的に行う傾向がある。そこで、運転者のブレーキ操作が断続的に続くときには、アシストトルクＴｔを保持することで、ブレーキ操作が開始される度にアシストトルクＴｔを算出するよりも効率的にトルクステアを抑制する。

《効果》
（１）制御手段は、運転者のブレーキ操作が断続的に続くときに補助操舵力を保持する。
これにより、ブレーキ操作が開始される度に補助操舵力を算出するよりも効率的にトルクステアを抑制することができる。

本発明の概略構成である。 第１実施形態におけるシステム同定処理のフローチャートである。 ＡＲＸモデルのブロック図である。 第１実施形態のシステム同定に対するゲインである。 ＥＰＳ制御処理のフローチャートである。 本発明のブロック図である。 本発明の作用効果を示すタイムチャートである。 駆動時と制動時の特性図ある。 第３実施形態におけるシステム同定処理のフローチャートである。 第３実施形態のシステム同定に対するゲインである。 第４実施形態におけるシステム同定処理のフローチャートである。 第４実施形態のシステム同定に対するゲインである。 第５実施形態のシステム同定に対するゲインである。 制動操作と駆動操作の特性図である。

符号の説明

１ 自動車
２ＦＬ・２ＦＲ 前輪（操舵輪）
３ タイロッド
４ ラック＆ピニオン
５ ステアリングシャフト
６ ステアリングホイール
７ 減速機
８ 電動モータ
９ コントローラ
１１ トルクセンサ
１２ 舵角センサ
１３ アクセルセンサ
１４ ブレーキセンサ
１５ 車速センサ
１６ ヨーレートセンサ

Claims (19)

1. 車両動作及びトルクステアを検出し、検出した車両動作及びトルクステアに基づいてトルクステア発生のモデルを同定する同定手段と、該同定手段で同定したトルクステア発生のモデルに従い、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与する制御手段と、を備えることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記同定手段は、前記車両動作として、少なくとも制駆動状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記同定手段は、車両の駆動時と制動時とを区別して前記モデルを同定することを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリング装置。
4. 前記同定手段は、車両の駆動時には制動時よりも前記モデルの次数を下げることを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記同定手段は、前記モデルを同定する度に当該モデルを更新することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステアリング装置。
6. 前記同定手段は、所定の周期で前記モデルを同定すると共に、車両の走行状態に基づいて前記所定の周期を変更することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のステアリング装置。
7. 前記同定手段は、操舵角が中立領域にあり、且つ車速が低速領域にあるときに、前記モデルを同定することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のステアリング装置。
8. 前記同定手段は、運転者のアクセル操作速度又はブレーキ操作速度が非急操作領域にあるときに、前記モデルを同定することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のステアリング装置。
9. 前記同定手段は、操舵トルクがトルクステア領域にあるときに、前記モデルを同定することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のステアリング装置。
10. 前記制御手段は、前記同定手段が前記モデルを同定するときと同一の条件を満たすときに、運転者のステアリング操作に対して補助操舵力を付与することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のステアリング装置。
11. 前記制御手段は、車両の加減速度に応じて前記補助操舵力に対するゲインを変更することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のステアリング装置。
12. 前記制御手段は、運転者のアクセル操作速度又はブレーキ操作速度に応じて前記補助操舵力に対するゲインを変更することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のステアリング装置。
13. 前記制御手段は、運転者のステアリング操作速度に応じて前記補助操舵力に対するゲインを変更することを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のステアリング装置。
14. 前記制御手段は、車両のヨーレートに応じて前記補助操舵力に対するゲインを変更することを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載のステアリング装置。
15. 前記制御手段は、運転者のブレーキ操作が断続的に続くときに、前記補助操舵力を保持することを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載のステアリング装置。
16. 前記制御手段は、前記補助操舵力を上限値以下に制限することを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載のステアリング装置。
17. 車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定し、同定したトルクステア発生のモデルに従い、車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することを特徴とするステアリング装置。
18. ステアリング装置を備えた自動車において、
    前記ステアリング装置は、
    車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定し、同定したトルクステア発生のモデルに従い、車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することを特徴とする自動車。
19. 車両動作を入力としトルクステアを出力とするトルクステア発生の動的なモデルを同定し、同定したトルクステア発生のモデルに従い、車両動作に応じたトルクステアの発生が予測されるときに、運転者のステアリング操作に対して反トルクステア方向の補助操舵力を付与することを特徴とするステアリング制御方法。

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