JP4853122B2

JP4853122B2 - 電動ステアリング制御装置

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Publication number: JP4853122B2
Application number: JP2006165665A
Authority: JP
Inventors: 由行安井; 博之児玉; 憲司浅野; 平久加藤
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2012-01-11
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Description

本発明は、車両の電動ステアリング制御装置に関し、特に、ステアリングホイールに生じるトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置に係る。

一般的に、操向車輪が駆動車輪である車両のステアリング装置において、駆動力の変化に応じて操舵力や保舵力が変化する現象がトルクステアと呼ばれており、このトルクステアを抑制することが望まれている。例えば後掲の特許文献１には、駆動力（又は制動力）を左右輪それぞれ独立して（又は左右輪に対して配分して）制御して車両の操縦性及び安定性を向上させるようにした左右輪制御システムを搭載した車両が開示されている。具体的には、上記の制御により左右不均等な駆動力（又は制動力）が操向輪（転舵輪）に作用した場合に、操向輪側からハンドルを回してしまうトルクステアを抑制することを目的として、駆動力又は制動力を左右輪に対してそれぞれ独立して制御し得る左右輪制御による駆動力又は制動力における左右輪間の制御値に差が生じたときに、該制御値の差により発生するトルクステアを打ち消す向きに操向輪を転舵させるためのトルクステア防止補助トルク信号を出力し、電動機を制御する電動パワーステアリング装置が提案されている。

更に、後掲の特許文献２において、上記特許文献１では左右輪の間の制御値に差が発生した場合のみ、つまり左右輪に回転差が発生した場合のみにトルクステアの抑制制御を行っているが、摩擦抵抗の大きい路面上では、左右輪間に回転差が生じていない状態、あるいは微小な回転差が発生している場合でも、トルクステアが発生しているとして、これを解決する装置が提案されている。即ち、左右駆動輪の回転差ではなく、トルクステアが発生するおそれのある左右の駆動軸の伝達トルク差をみて、トルクステアを打ち消すために、エンジントルクを検出または推定し、エンジントルクに対する左右の駆動軸にかかるトルク差の関係を記憶した記憶回路によって、トルクステア推定値を求め、左右の駆動軸の伝達トルク差によって発生するトルクステアを打ち消す操舵制御装置が提案されている。尚、操向車輪が駆動車輪である車両に関連し、下記の特許文献３に記載のように、四輪駆動式自動車等における左右輪への駆動力配分を行う駆動力配分装置も提案されている。

特開平１１−１２９９２７号公報特開２００５−１７０１１６号公報特開平５−７７６５３号公報

然し乍ら、前掲の特許文献２のように、エンジントルクに対する左右の駆動軸トルク差の関係によるトルクステアの補償のみでは、依然として、トルクステアを充分に低減することが困難である。

ここで、トルクステアが発生する原因について解析する。トルクステアとは、操向車輪が駆動車輪となる車両（フロントエンジン・フロントドライブ車（所謂ＦＦ車）又は四輪駆動車）において、車両の加速時に、操向車輪側からステアリングホイールが転舵される現象（操向車輪がステアリングホイールを転舵する現象）をいう。このトルクステアの発生原因には、主として、「ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角」、及び「キングピンオフセットが存在する場合の左右車輪間での駆動力の差」が挙げられる。

先ず、（１）として「ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角によるトルクステア」について説明する。ドライブシャフトと車輪の関係を図１２に示すように、ドライブシャフトの等速ジョイントが折れ角θを持つ場合、ドライブシャフトが伝達する駆動トルクをＴｄｒｖとすると、下記（１）式に基づき、車輪を転舵しようとする２次偶力モーメントＭｚが発生する。
Ｍｚ＝Ｔｄｒｖ・ｔａｎ（θ／２） ---（１）

図１３には、操向車輪が駆動車輪である車両におけるステアリング装置を含む部分に関し、正面及び平面の対応関係が明らかとなるように示されている。即ち、図１３において、エンジンコンパートメントの空間効率を確保するために、エンジンＥＧ及び変速機ＴＲが、車両進行方向に対して横置きの配置とされている車両では、ドライブシャフト（駆動軸ともいう）ＤＳ１及びＤＳ２の長さや取付け配置は、左右対称とはならない。そのため、駆動車輪に接続されるドライブシャフトのジョイント折れ角が左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で異なっている場合には、車輪を転舵するモーメント（転舵トルクともいう）Ｍｚが、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で差が生じ、車両の加速時に操向車輪がステアリングホイールＳＷを転舵するトルクステアが発生する。このように、ドライブシャフトの等速ジョイントの折れ角に起因するトルクステアを、定常的なトルクステアという。

次に、（２）として「キングピンオフセットが存在する場合の左右車輪間での駆動力の差によるトルクステア」について説明する。図１３に示すように、操向車輪（ＷＨ１，ＷＨ２）は転舵可能となるようにキングピンＫＰ１，ＫＰ２を有しており、転舵の中心点ＴＣ（キングピン軸と路面との交点）の位置と駆動力の着力点ＤＰの位置は一致せず、その２点間の距離であるキングピンオフセットＫＰｏが存在する（図１３のＫＰｃはホイールセンタ・キングピンオフセットを表す）。キングピンオフセットＫＰｏが存在する場合は、車輪ＷＨ１，ＷＨ２に駆動力が作用する車両加速時には、車輪を転舵するトルク（転舵トルク）が発生するが、これは（駆動力）×（キングピンオフセット）として求められる。左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２間で駆動力が一致しておれば、この転舵トルクは相殺されてトルクステアは発生しないが、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２の駆動力が相違する場合には、「操向車輪（左右車輪）がステアリングホイールを転舵するトルクステア」が発生する。

更に、上記（２）のように左右車輪間で駆動力が異なる場合としては、以下の三つの場合が考えられる。
（２−ａ）「ドライブシャフトの特性による駆動力左右差」
ドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２に特性差がある場合には、トルク伝達に過渡的な（動的な）差異が生じる。ドライブシャフトＤＳ１及びＤＳ２が、同一材質、同一断面形状であっても、それらの長さが異なると、ドライブシャフトのねじり剛性は異なる。車両が急加速する場合、ドライブシャフト長が短くねじり剛性が高い側の車輪では駆動力が僅かな遅れで、速やかに立ち上がる。これに対し、ドライブシャフト長が長くねじり剛性が低い側の車輪では駆動力の立ち上がりは緩やかとなる。そのため、過渡的な駆動力に左右差が生じ、これによるトルクステア（過渡的なトルクステアという）が発生する。

（２−ｂ）「トラクション制御による駆動力左右差」
トラクション制御によって、一方の車輪に制動トルクが加えられると、その制動トルクに相当する他方の車輪の駆動力が増加する。特に、路面摩擦係数が左右車輪間で異なる、所謂μスプリット路面において、トラクション制御が作動した場合には、駆動力の左右差が大きく発生する。

（２−ｃ）「駆動力配分装置による駆動力左右差」
左右車輪間に駆動力配分装置を備える場合にも、駆動力の左右差が発生する。尚、駆動力配分装置には、電子制御によるものと、機械的に差動を制限するもの（例えば、ビスカスカップリング等）があり、例えば前掲の特許文献３に開示されている。

上記（１）及び（２）は、車両の加速時に発生するトルクステアの原因をまとめたものであるが、夫々のトルクステア発生部位を整理すると図１４に示すようになる。図１４においては、車両の各部位から上記（１）、（２−ａ）、（２−ｂ）及び（２−ｃ）によってトルクステアが生じることを示している。このうち、（１）及び（２−ａ）は、ドライブシャフトの配置及び特性によって発生するトルクステア（以下、ドライブシャフト起因トルクステアという）に係り、これは車両の特性として既に定まっているので、ステアリングホイールの転舵方向に対して、何れか一方向に限ってのみ発生することになる。一方、（２−ｃ）は、駆動力配分装置によって生じるトルクステア（以下、駆動力配分起因トルクステアという）に係るもので、（２−ｂ）は、トラクション制御によって発生するトルクステア（以下、トラクション制御起因トルクステアという）に係るものであるので、ステアリングホイールの転舵方向に対して、任意の方向において発生することになる。

上記の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している場合は、車両の加速時であるので、同時にドライブシャフト起因トルクステアも発生する。このため、ドライブシャフト起因トルクステアの発生する転舵方向と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の発生する転舵方向とが同方向である場合には、トルクステアは相互に増幅されて大きくなる。逆に、ドライブシャフト起因トルクステアの発生する転舵方向と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の発生する転舵方向とが逆方向の場合には、トルクステアは相互に相殺されて小さくなる。従って、運転者への違和感のないトルクステア低減制御を行うためには、上記の各原因で発生するトルクステア間の相互の影響を補償することが肝要である。

そこで、本発明は、電動ステアリング制御装置において、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目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備え、該操舵トルク制御手段により、前記ステアリングホイールに生じるトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置において、前記操向車輪間の駆動力配分を検出する駆動力配分検出手段と、該駆動力配分検出手段が検出する駆動力配分状態に基づいて駆動力差を演算する駆動力差演算手段と、該駆動力差演算手段が演算する駆動力差に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して任意の方向において生じるトルクステアを低減するための第１トルクステア低減トルク目標値を決定する第１の目標値決定手段と、前記動力源の作動状態を検出する動力源状態検出手段と、該動力源状態検出手段が検出する前記動力源の作動状態に基づいて駆動力を演算する駆動力演算手段と、該駆動力演算手段が演算する駆動力に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して何れか一方向に限ってのみ生じるトルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値を決定する第２の目標値決定手段と、該第２の目標値決定手段が決定する第２トルクステア低減トルク目標値に応じて、前記第１の目標値決定手段が決定する第１トルクステア低減トルク目標値を修正してトルクステア低減トルク目標値を演算する修正手段とを備え、該修正手段が演算するトルクステア低減トルク目標値に基づき、前記操舵トルク制御手段がトルクステア低減トルクを付与して前記トルクステアを低減することとしたものである。尚、前記動力源状態検出手段としては、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ、電気モータの電流センサ等がある。

また、請求項２に記載のように、動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備え、該操舵トルク制御手段により、前記ステアリングホイールに生じるトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置において、前記操向車輪の制動トルクを制御するトラクション制御手段と、前記制動トルクを検出する制動トルク検出手段と、該制動トルク検出手段が検出する制動トルクに基づいて前記操向車輪間の駆動力差を演算する駆動力差演算手段と、該駆動力差演算手段が演算する駆動力差に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して任意の方向において生じるトルクステアを低減するための第１トルクステア低減トルク目標値を決定する第１の目標値決定手段と、前記動力源の作動状態を検出する動力源状態検出手段と、該動力源状態検出手段が検出する前記動力源の作動状態に基づいて駆動力を演算する駆動力演算手段と、該駆動力演算手段が演算する駆動力に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して何れか一方向に限ってのみ生じるトルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値を決定する第２の目標値決定手段と、該第２の目標値決定手段が決定する第２トルクステア低減トルク目標値に応じて、前記第１の目標値決定手段が決定する第１トルクステア低減トルク目標値を修正してトルクステア低減トルク目標値を演算する修正手段とを備え、該修正手段が演算するトルクステア低減トルク目標値に基づき、前記操舵トルク制御手段がトルクステア低減トルクを付与して前記トルクステアを低減するように構成してもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の電動ステアリング制御装置においては、第２トルクステア低減トルク目標値に応じて、第１トルクステア低減トルク目標値を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、トルクステア低減トルクを付与してトルクステアを低減するように構成されているので、例えば、駆動力配分起因トルクステアが発生する状況下で、ドライブシャフト起因トルクステアの影響を適切に補償することができ、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ができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、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を低減する第１トルクステア低減トルク目標値を、第２トルクステア低減トルク目標値を用いて修正することによって、過不足のないトルクステア低減トルクを演算することができ、車両の加速時に発生するトルクステアを、運転者への違和感なく、効果的に低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置の構成を示すもので、例えば図２に示す車両に搭載される。即ち、動力源としてエンジンＥＧが発生する動力を、変速機ＴＲ及びドライブシャフトＤＳｆｌ及びＤＳｆｒを介して駆動車輪たる車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌに伝達する車両に搭載されるもので、車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌは、ステアリングホイールＳＷの操作によって転舵される操向車輪でもある。この電動ステアリング制御装置は操舵トルク制御手段を備えており、図１に示す操舵トルク検出手段Ｍ１によってステアリングホイールＳＷの操舵トルクＴｓが検出され、その検出結果に基づき、パワーステアリング補助トルク目標値決定手段Ｍ２において、運転者の操舵力を軽減するためにパワーステアリング制御に補助トルクとして供されるトルクの目標値が演算され、補助トルク目標値Ｔｐｓとして出力される。

そして、駆動力配分検出手段Ｍ３において、駆動力の左右駆動車輪への配分状態Ｄｓｔが検出され、この駆動力配分状態Ｄｓｔに基づいて、駆動車輪間の駆動力差ΔＦｄが駆動力差演算手段Ｍ４において演算される。ここで、駆動力配分検出手段Ｍ３は、トラクション制御の場合には、駆動車輪に付与される制動トルクを検出するものである。従って、制動液圧を検出又は推定する手段を駆動力配分検出手段Ｍ３とすることができる。また、差動制限装置においては、差動状態を検出することによって駆動力配分状態を検出することができる。従って、駆動車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ（図２のＷＳｆｒ及びＷＳｆｌ）を駆動力配分検出手段Ｍ３とすることもできる。更に、電子式駆動力配分装置を備えている場合には、これを制御する電子制御ユニットＥＣＵ５（図２に破線で示す）の制御目標値を取得する手段を駆動力配分検出手段Ｍ３とすることができる。そして、駆動力差演算手段Ｍ４で演算された駆動力差ΔＦｄに基づき、第１トルクステア低減トルク目標値決定手段Ｍ５において、前述の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を低減するための第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が演算される。

また、図１に示すように、動力源状態検出手段Ｍ６が設けられ、これによって動力源の運転状態を表す出力Ｔｅが検出される。本発明の動力源としては、車輪を駆動する駆動力を発生させるための公知の手段を用いることができ、例えばガソリンエンジン（図２のＥＧ）、ディーゼルエンジン等の内燃機関のほか、電気モータ、更には、これらを組み合わせた装置（ハイブリッドシステム）を用いることが可能である。従って、動力源状態検出手段Ｍ６は、内燃機関においてはスロットル開度、燃料噴射量、エンジン回転数等の情報を検出する手段であり、電気モータでは駆動電流、駆動電圧を検出する手段である。更に、動力源の出力軸に直接検出手段を設けることもできる。

更に、変速機状態検出手段Ｍ７が設けられており、変速機の変速状態として図２の変速機ＴＲの変速比Ｒｔが検出される。そして、駆動力演算手段Ｍ８において、動力源出力Ｔｅ及び変速比Ｒｔに基づき、ドライブシャフトが伝達する駆動力（駆動トルクともいう）Ｆｄが演算される。この駆動力Ｆｄに基づき、第２トルクステア低減トルク目標値決定手段Ｍ９において、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２が決定される。この第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２は、ドライブシャフトの配置や特性によって生じるドライブシャフト起因トルクステアを低減するものである。前述のように、ドライブシャフトの配置や特性は既知であるため、ドライブシャフト起因トルクステアは、常に、決まった転舵方向に発生し、これを低減する第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２は、予め定められた駆動力Ｆｄとの関係で演算することができる。

そして、修正手段Ｍ１０において、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２に応じて第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が修正され、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが決定される。このトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓは、パワーステアリング制御用の補助トルク目標値Ｔｐｓに加算されて新たな目標値とされ、この目標値に基づきモータ駆動制御手段Ｍ１１によって電気モータＭＴが制御される。

以上のように、任意の転舵方向に発生する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を低減するための第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が、決まった転舵方向にのみ発生するドライブシャフト起因トルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２によって補償されるので、過不足のないトルクステア低減トルクを発生させ、確実にトルクステア低減制御を実行することができる。また、運転者への違和感が抑制される。

上記電動ステアリング制御装置は、前述のように図２に示す車両に搭載され、エンジンＥＧは、変速機ＴＲと共にエンジンコンパートメント内に横置きに配置されている。変速機ＴＲ内には、差動装置ＤＦが配置され、エンジンＥＧによって発生する駆動力は、駆動車輪且つ操向車輪である車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌに分配される。この差動装置ＤＦは、左右の駆動車輪に均等に駆動力を配分する特性を有するが、この差動装置ＤＦに代えて、差動制限トルクによって左右車輪間の駆動力差を発生させる差動制限装置（図示せず）を用いることとしてもよい。また、より積極的に駆動力を左右の駆動輪間で制御する電子式駆動力配分装置を備えたものとすることもできる。尚、電子式駆動力配分装置では、車両の走行状態、例えば、車両速度や旋回状態に基づいて左右駆動車輪間の駆動力配分目標値が演算され、目標値に基づき左右駆動車輪の駆動力が制御される。

車両には、エンジンＥＧを制御するエンジン電子制御ユニットＥＣＵ１、ステアリングシステムを制御するステアリング電子制御ユニットＥＣＵ２、変速機を制御する変速機電子制御ユニットＥＣＵ３、及びブレーキシステムを制御するブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４が通信バスを介して接続されている（電子式駆動力配分装置を備えたものにおいては、更に、破線で示すように、これを制御するための電子制御ユニットＥＣＵ５が設けられる）。この通信バスを通して、センサ信号、及び各電子制御ユニット内の処理信号を共有することができる。

エンジンＥＧには、エンジン出力を制御するためにスロットルバルブＴＨが設けられる。スロットルバルブＴＨの開度は、スロットルアクチュエータＴＡによって調節され、そのスロットル開度Ｔｋはスロットル開度センサＴＫによって検出される。また、エンジン回転数Ｅｋを検出するエンジン回転数センサＥＫも設けられる。そして、運転者の加速要求が、アクセルペダルに設けられるアクセルペダルセンサＡＰによって、アクセルペダル操作量Ａｐとして検出される。而して、これらの検出結果のアクセルペダル操作量Ａｐ、エンジン回転数Ｅｋ、及びスロットル開度Ｔｋに基づき、エンジン電子制御ユニットＥＣＵ１にて、スロットルアクチュエータＴＡが制御される。

上記のように、本実施形態では、動力源としてガソリンエンジン（ＥＧ）を用いた車両を示しているが、前述のように、駆動力を発生させるための公知の動力源を利用することができ、ディーゼルエンジン等の内燃機関のほか、電気モータを利用する電気自動車（ＥＶ）、更には、これらを組み合わせたハイブリッド車両（ＨＥＶ）を用いることも可能である。

一方、ステアリングシステムは、運転者の操舵力を低減するために、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサＴＳに基づき、ステアリングホイールＳＷに作用する操舵トルクを制御するように構成されている。具体的には、ステアリング電子制御ユニットＥＣＵ２が、操舵トルクセンサＴＳによって検出された操舵トルクＴｓに応じて、電気モータＭＴを制御するように構成されている。更に、車両速度Ｖｘを考慮して電気モータＭＴを制御するように構成することもできる。この制御は、所謂パワーステアリングの制御であり、電気モータＭＴを用いるため、電動パワーステアリングとも呼ばれる。

更に、車両の加速時等において、車輪ＷＨｆｒ及びＷＨｆｌがステアリングホイールＳＷを転舵しようとするトルクステア現象が発生するが、これを低減するトルクステア低減トルクも、後述するように、電気モータＭＴによって付与される。尚、このようにトルクステアを低減する制御を、トルクステア低減制御という。

変速機ＴＲには、変速比Ｒｔを検出するギア位置センサＧＰが設けられており、その出力の変速比Ｒｔが変速機電子制御ユニットＥＣＵ３に供給される。変速機ＴＲとしては、手動トランスミッション（マニュアルトランスミッション）、自動トランスミッション（オートマティックトランスミッション）、無段変速機（ＣＶＴ）等、公知の変速機が用いられる。

車両には、トラクション制御を含み、各車輪の制動トルクを制御するブレーキ制御装置ＢＲＫが設けられており、これを制御するブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４が通信バスに接続されている。ブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４には、車輪速度センサＷＳｘｘ（ここで、ｘｘは各車輪を意味し、ｆｒは右前輪、ｆｌは左前輪、ｒｒは右後輪、ｒｌは左後輪を表す）が接続されており、各車輪の速度Ｖｗｘｘが演算され、更には、これらの検出車輪速度に基づき車両速度Ｖｘが演算される。而して、ブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４において車輪速度Ｖｗｘｘが監視され、駆動車輪の加速スリップが大きくなった場合にはトラクション制御が実行される。即ち、当該駆動車輪に制動トルクが付与され、加速スリップが抑制される。

上記のように構成された電動ステアリング制御装置の作動を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、ステップ１０１において制御の初期化が行われた後、ステップ１０２にてセンサ信号、及び通信バス上の通信信号が読み込まれる。続いて、ステップ１０３においてフィルタ処理などの信号処理演算が行われる。次に、ステップ１０４にて、操舵トルクＴｓに基づき、パワーステアリング制御に供する補助トルク目標値Ｔｐｓが演算される。そして、ステップ１０５において、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を低減するための第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が演算されるが、これについては図４を参照して後述する。また、ステップ１０６において、ドライブシャフト起因トルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２が演算されが、これについては図６を参照して後述する。

更に、ステップ１０７において、第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２に基づいて修正され、トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが演算される。本実施形態では、第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１の修正は、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２を加算することによって行われる。而して、ステップ１０８にて、パワーステアリング補助トルク目標値Ｔｐｓにトルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓが加算されて新たな目標値（Ｔｐｓ＋Ｔｔｓ）とされ、この目標値に基づき、電気モータＭＴの電流指令値が演算される。そして、ステップ１０９において、電流指令値に基づき電気モータＭＴの駆動制御が行われる。

上記の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を低減する第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１は、図４に示すフローチャートに従って演算される。先ず、ステップ２０１において、駆動力配分検出手段Ｍ３によって検出される駆動力配分状態Ｄｓｔが、センサ信号又は通信信号として読み込まれる。次に、ステップ２０２において、駆動力配分状態Ｄｓｔに基づき、左右駆動車輪間の駆動力差ΔＦｄが演算される。尚、駆動力配分検出手段Ｍ３、駆動力配分状態Ｄｓｔ及び駆動力差演算手段Ｍ４については後述する。そして、ステップ２０３において、第１トルクステア低減制御が実行中であるか否かが、判定される。ここで、実行中ではないと判定されると、ステップ２０４に進み、第１トルクステア低減制御を開始するか否かが判定される。一方、ステップ２０４において第１トルクステア低減制御の開始不要と判定されると、ステップ２０６において第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１がゼロ（０）に設定される。また、ステップ２０３において、第１トルクステア低減制御が実行中であると判定されると、更にステップ２０５にて、同制御を終了するか否かが判定される。ここで、第１トルクステア低減制御の終了が否定されると、ステップ２０７に進み、第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１が演算され、第１トルクステア低減制御終了の条件が満足すると、ステップ２０６に進み、第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１がゼロに設定される。

上記ステップ２０７において実行される第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１の演算は、図５に示すように、ステップ２０２で演算された駆動力差ΔＦｄに基づいて行われる。この駆動力差ΔＦｄ、即ち駆動力の左右差によるトルクステアは、どちらの車輪の駆動力が大きくなるかは任意であるため、図５に示すように、ステアリングホイールＳＷの転舵方向において双方向に発生する可能性がある。

ここで、上記の駆動力配分検出手段Ｍ３、駆動力配分状態Ｄｓｔ及び駆動力差演算手段Ｍ４について説明する。トラクション制御起因トルクステアを低減するためには、駆動力配分検出手段Ｍ３として、各車輪のホイールシリンダに装着される液圧センサ（図２にＰＳｘｘで示す）を用いることができる。換言すれば、トラクション制御による制動トルクを演算するための液圧センサを駆動力配分検出手段Ｍ３とすることができる。また、トラクション制御によって駆動車輪に付与される液圧は、液圧センサを用いなくても、トラクション制御装置の液圧制御バルブの駆動状態等によって推定することもできる。従って、トラクション制御による制動トルクを推定する公知の手段を駆動力配分検出手段Ｍ３とすることができる。更に、トラクション制御による制動トルクは、ブレーキ電子制御ユニットＥＣＵ４内で演算されるトラクション制御における目標値（液圧目標値や車輪スリップ目標値など）によって制御されるため、トラクション制御の目標値を設定する手段を駆動力配分検出手段Ｍ３とすることもできる。

トラクション制御が作動する場合、一方の駆動車輪に制動トルクが付与されると、他方の駆動車輪においては、その制動トルクに相当する分の駆動力が増加する。従って、トラクション制御によって付与される制動トルクを駆動力配分状態Ｄｓｔとすることができる。而して、駆動力差演算手段Ｍ４において、駆動力配分状態Ｄｓｔ（制動トルク）に基づいて駆動力差ΔＦｄが演算される。

また、駆動力配分装置として差動制限装置が用いられる場合には、この差動制限装置の差動状態を検出する手段を駆動力配分検出手段Ｍ３として用いることができる。差動制限装置の差動制限トルクは、速く回転する側から遅く回転する側へと移動する特性を有することから、駆動力配分検出手段Ｍ３として左右駆動車輪の車輪速度センサＶＷｘｘを用い、車輪速度センサＶＷｘｘの検出結果から左右駆動車輪の相対速度差を駆動力配分状態Ｄｓｔとして求めることができる。而して、駆動力差演算手段Ｍ４では、左右駆動車輪の相対速度差に基づいて差動制限トルクが演算され、駆動力左右差ΔＦｄが演算される。

更に、電子制御式駆動力配分装置を備えている場合には、駆動力配分検出手段Ｍ３として、駆動力配分の目標値を設定する手段とすることができる。電子制御式駆動力配分装置は車両の走行状態に応じて制御されるが、同装置の駆動力配分目標値によって左右駆動車輪間の駆動力が制御される。従って、電子制御式駆動力配分装置における駆動力配分目標値を設定する手段を駆動力配分検出手段Ｍ３とし、更に、駆動力配分目標値を駆動力配分状態Ｄｓｔとして、駆動力差演算手段Ｍ４にて、駆動力配分目標値から駆動力差ΔＦｄを演算することができる。

一方、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２は、図６に示すフローチャートに従って演算される。先ず、ステップ３０１において、図３のステップ１０２にて読み込まれたセンサ信号及び通信信号に基づき、動力源であるエンジンＥＧの出力Ｔｅが演算される。この出力Ｔｅは、例えば図７に示すようなエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｋとの関係において演算される。次に、ステップ３０２において、変速機ＴＲのギア位置センサＧＰの検出結果に基づいて変速比Ｒｔが演算される。そして、ステップ３０３において、動力源出力Ｔｅと変速機の変速比Ｒｔに基づき、ドライブシャフトを介して伝達される駆動力Ｆｄが演算される。更に、ステップ３０４において、駆動力Ｆｄの時間変化である駆動力変化ｄＦｄが演算される。

そして、ステップ３０５において、第２トルクステア低減制御が実行中であるか否かが、判定される。ここで、実行中ではないと判定されると、ステップ３０６に進み、第２トルクステア低減制御を開始するか否かが判定される。第２トルクステア低減制御の開始と判定されと、ステップ３０９において第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２が演算され、第２トルクステア低減制御が実行される。一方、ステップ３０６において第２トルクステア低減制御の開始不要と判定されると、ステップ３０８において第２トルクステア低減トルク目標値がゼロ（０）に設定される。また、ステップ３０５において、第２トルクステア低減制御が実行中であると判定されると、更にステップ３０７にて、同制御を終了するか否かが判定される。ここで、第２トルクステア低減制御の終了が否定されると、ステップ３０９に進み、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２が演算され、第２トルクステア低減制御終了の条件が満足すると、ステップ３０８に進み、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２がゼロに設定される。

上記ステップ３０６におけるトルクステア低減制御の開始条件は、駆動力Ｆｄが所定値Ｆｄ１以上であるか否かによって判定される。更に、駆動力変化ｄＦｄを考慮することもでき、駆動力Ｆｄ≧所定値Ｆｄ１、且つ、駆動力変化ｄＦｄ≧所定値ｄＦｄ１を開始条件としてもよい。また、駆動力Ｆｄと駆動力変化ｄＦｄとの関数に基づいて開始条件を設定することもできる。そして、ステップ３０９において実行される第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２の演算は、図８に示すように、駆動力Ｆｄに基づいて行われる。更に、図９に示す関係を利用して、駆動力変化ｄＦｄに基づき、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２の補正値として第２トルクステア低減トルク補正値Ｔｔｓｈを演算し、これを第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２に加算することによって、目標値Ｔｔｓ２を修正するように構成することができる。

更に、第２トルクステア低減トルク補正値Ｔｔｓｈは、第２トルクステア低減制御が開始されたときに、図１０に示すような所定時間のパルス波形（矩形波、三角波、及び台形波の例を示す）として演算することができる。最下段のパルス波形は、図１１に示すように、パルス波形の出力時間Ｔｐｌｓ、第２トルクステア低減トルク補正値Ｔｔｓｈの増加勾配ＫＴｕｐ、第２トルクステア低減トルク補正値Ｔｔｓｈの最大値Ｔｔｓｍ、その最大値の保持時間Ｔｈｌｄ、及び第２トルクステア低減トルク補正値Ｔｔｓｈの減少勾配ＫＴｄｗｎのパラメータのうちで少なくとも、何れか１つ以上を、駆動力Ｆｄ又は駆動力変化ｄＦｄに応じて設定することができる。

以上のように、ドライブシャフトの配置及び特性によるドライブシャフト起因トルクステアは、発生する転舵方向や駆動力に対するその大きさを予め把握することができる。従って、第２トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ２を用いて、路面状態や車両の走行状態によって定まり、任意の転舵方向に発生するトルクステア（トラクション制御起因トルクステア、駆動力配分起因トルクステア）を低減する第１トルクステア低減トルク目標値Ｔｔｓ１を修正することによって、過不足のないトルクステア低減トルクを演算することができる。そのため、車両の加速時に発生する、操向車輪がステアリングホイールを転舵しようとするトルクステアを、運転者への違和感なく、効果的に低減することができる。

本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る電動ステアリング制御装置を備えた車両の全体構成を示す構成図である。本発明の一実施形態におけるステアリング制御例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態における第１トルクステア低減トルク目標値の演算処理例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態において、第１トルクステア低減トルク目標値の演算に供するマップ例を示すグラフである。本発明の一実施形態における第２トルクステア低減トルク目標値の演算処理例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態における第２トルクステア低減制御開始条件を設定するためのマップ例を示すグラフである。本発明の一実施形態において、第２トルクステア低減トルク目標値を設定するためのマップの一例を示すグラフである。本発明の一実施形態において、第２トルクステア低減トルク補正値を設定するためのマップの一例を示すグラフである。本発明の一実施形態において、第２トルクステア低減トルク補正値を表すパルス波形例を示すグラフである。本発明の一実施形態において、第２トルクステア低減トルク補正値を表すパルス波形の設定パラメータを示すグラフである。一般的な車両におけるドライブシャフトと駆動車輪の関係を示す斜視図である。操向車輪が駆動車輪である車両において、ステアリング装置を含む部分の正面及び平面図である。車両の加速時に発生するトルクステアの発生部位を示すブロック図である。

符号の説明

Ｍ１操舵トルク検出手段
Ｍ２パワーステアリング補助トルク目標値決定手段
Ｍ３駆動力配分検出手段
Ｍ４駆動力差演算手段
Ｍ５第１トルクステア低減トルク目標値決定手段
Ｍ６動力源状態検出手段
Ｍ７変速機状態検出手段
Ｍ８駆動力演算手段
Ｍ９第２トルクステア低減トルク目標値決定手段
Ｍ１０修正手段
Ｍ１１モータ駆動制御手段
ＥＣＵ１エンジン電子制御ユニット
ＥＣＵ２ステアリング電子制御ユニット
ＥＣＵ３変速機電子制御ユニット
ＥＣＵ４ブレーキ電子制御ユニット
ＢＲＫブレーキ制御装置
ＳＷステアリングホイール
ＭＴ電気モータ
ＥＧエンジン
ＴＲ変速機
ＷＨｆｒ，ＷＨｆｌ車輪
ＡＰアクセルペダルセンサ
ＴＳ操舵トルクセンサ
ＴＫスロットル開度センサ

Claims

動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備え、該操舵トルク制御手段により、前記ステアリングホイールに生じるトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置において、前記操向車輪間の駆動力配分を検出する駆動力配分検出手段と、該駆動力配分検出手段が検出する駆動力配分状態に基づいて駆動力差を演算する駆動力差演算手段と、該駆動力差演算手段が演算する駆動力差に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して任意の方向において生じるトルクステアを低減するための第１トルクステア低減トルク目標値を決定する第１の目標値決定手段と、前記動力源の作動状態を検出する動力源状態検出手段と、該動力源状態検出手段が検出する前記動力源の作動状態に基づいて駆動力を演算する駆動力演算手段と、該駆動力演算手段が演算する駆動力に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して何れか一方向に限ってのみ生じるトルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値を決定する第２の目標値決定手段と、該第２の目標値決定手段が決定する第２トルクステア低減トルク目標値に応じて、前記第１の目標値決定手段が決定する第１トルクステア低減トルク目標値を修正してトルクステア低減トルク目標値を演算する修正手段とを備え、該修正手段が演算するトルクステア低減トルク目標値に基づき、前記操舵トルク制御手段がトルクステア低減トルクを付与して前記トルクステアを低減することを特徴とする電動ステアリング制御装置。
動力源が発生する動力を、ドライブシャフトを介して駆動車輪に伝達する車両における操向車輪が前記駆動車輪である当該車両に搭載し、当該車両のステアリングホイールの操舵トルクを制御する操舵トルク制御手段を備え、該操舵トルク制御手段により、前記ステアリングホイールに生じるトルクステアを低減する電動ステアリング制御装置において、前記操向車輪の制動トルクを制御するトラクション制御手段と、前記制動トルクを検出する制動トルク検出手段と、該制動トルク検出手段が検出する制動トルクに基づいて前記操向車輪間の駆動力差を演算する駆動力差演算手段と、該駆動力差演算手段が演算する駆動力差に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して任意の方向において生じるトルクステアを低減するための第１トルクステア低減トルク目標値を決定する第１の目標値決定手段と、前記動力源の作動状態を検出する動力源状態検出手段と、該動力源状態検出手段が検出する前記動力源の作動状態に基づいて駆動力を演算する駆動力演算手段と、該駆動力演算手段が演算する駆動力に基づいて、前記ステアリングホイールの転舵方向に対して何れか一方向に限ってのみ生じるトルクステアを低減するための第２トルクステア低減トルク目標値を決定する第２の目標値決定手段と、該第２の目標値決定手段が決定する第２トルクステア低減トルク目標値に応じて、前記第１の目標値決定手段が決定する第１トルクステア低減トルク目標値を修正してトルクステア低減トルク目標値を演算する修正手段とを備え、該修正手段が演算するトルクステア低減トルク目標値に基づき、前記操舵トルク制御手段がトルクステア低減トルクを付与して前記トルクステアを低減することを特徴とする電動ステアリング制御装置。