JP5167086B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の電動パワーステアリング装置に関する。

左右の車輪の摩擦係数が異なる路面（スプリットμ路）で制動したときやカーブの走行時など、車両がオーバーステア状態になって旋回すると、車両の挙動が不安定になることから、運転者は、車両の旋回方向と逆に操向ハンドルを操舵して車両を安定させる操作、いわゆる「カウンタを当てる」操作をする。

このとき運転者は、車両に備わるパワーステアリング装置（例えば電動パワーステアリング装置）が車両の転舵輪を中立位置に戻そうとする反力に抗して操向ハンドルを操舵することから、運転者が操向ハンドルを操舵するときの操舵力が大きくなる。したがって、運転者の負担が大きくなるという問題がある。

例えば特許文献１には、スプリットμ路における制動時に、電動パワーステアリング装置が補助操舵トルクを発生し、車両を安定させる方向に操向ハンドルを操舵する運転者の負担を軽減する技術が開示されている。

しかしながら、車両の電動パワーステアリング装置は、転舵輪を中立位置に戻す補助操舵トルクを発生していることから、操向ハンドルには反力が発生している。
この反力によって、車両を安定させる方向への操向ハンドルの操舵をアシストする補助操舵トルクの効果が小さくなり運転者の負担が増える。
したがって特許文献１の技術は、車両がオーバーステア状態になったときに、車両を安定させる方向に操向ハンドルを操舵する運転者の負担をさらに軽減するように改善の余地がある。
特開２００６−１７５９９２号公報（段落００１１参照）

そこで本発明は、オーバーステア状態の車両を安定させる方向に操向ハンドルを操舵するときに、運転者にかかる負担を効果的に軽減できる電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、オーバーステア状態であることを判定するオーバーステア判定手段を有する車両に備わり、転舵輪の転舵角に応じた反力を転舵機構に付与する舵角応動制御部を有する電動パワーステアリング装置とする。そして、前記車両がオーバーステア状態であることを前記オーバーステア判定手段が判定したとき、前記舵角応動制御部が、前記転舵角に応じた反力のゲインを低下し、かつ前記車両のヨーレートが大きくなるに従って前記ゲインの低下量を増大することを特徴とする。

本発明によれば、車両がオーバーステア状態のとき、舵角応動制御部が転舵機構に付与する転舵角に応じた反力のゲインを低下し、転舵機構に付与する転舵角に応じた反力を小さくできる。したがって、車両を安定させる方向に転舵機構を操舵する運転者にかかる負担を軽減できる。

本発明によれば、オーバーステア状態の車両を安定させる方向に操向ハンドルを操舵するときに、運転者にかかる負担を効果的に軽減できる電動パワーステアリング装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は、車両に備わる電動パワーステアリング装置及び車両安定化システムの構成図、図２は、ＥＰＳＥＣＵとＶＳＡＥＣＵの機能ブロック図である。

図１に示すように、車両Ｖの転舵機構は、ラックアンドピニオン機構２５のラック軸２５ａに噛合するピニオンギア（図示せず）と一体に回転動作するステアリング軸２２に、操向ハンドル２１が取り付けられて構成されている。
そして運転者が操向ハンドル２１を操舵すると、図示しないピニオンギアがステアリング軸２２と一体に回転してラック軸２５ａを左右方向に移動し、ラック軸２５ａに連結される左右の転舵輪２Ｒ，２Ｌが転舵する。

そして、車両Ｖには、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）１が備わる。
電動パワーステアリング装置１は、運転者が操向ハンドル２１を操舵するときの操舵力を軽減する補助操舵力（補助操舵トルク）を電動力として発生し、転舵機構に付与する電動機２３を備えている。
この電動機２３の出力軸は、図示しないギアを介してステアリング軸２２と噛合し、運転者が操向ハンドル２１を操舵したときに、電動機２３の出力軸の回転によってステアリング軸２２に対する補助操舵トルクを発生して操舵力を軽減する。

また、電動パワーステアリング装置１には、電動機２３を駆動制御するためのＥＰＳＥＣＵ２０が備わる。
ＥＰＳＥＣＵ２０の詳細は後記するが、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成され、例えばＲＯＭに格納されるプログラムを実行して電動機２３を駆動制御する。

ステアリング軸２２にはトルクセンサ１６が取り付けられ、操向ハンドル２１が操舵されるときの操舵トルクを検出してトルク信号Ｔｓを出力する。トルク信号Ｔｓは、ＥＰＳＥＣＵ２０に入力され、ＥＰＳＥＣＵ２０はステアリング軸２２に発生している操舵トルクを算出できる。そしてＥＰＳＥＣＵ２０は、算出した操舵トルクに基づいて、電動機２３の駆動を制御し、運転者が操向ハンドル２１を操舵するときの操舵力をアシストする補助操舵トルクに対応する電動力を電動機２３に発生させる。

また、ＥＰＳＥＣＵ２０には、車速センサ１７、ヨーレートセンサ１８、及び舵角センサ１９が接続される。車速センサ１７は、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号Ｖｓを出力する。
ヨーレートセンサ１８は、例えば、車両Ｖにヨーモーメントが発生していないときを「０」として、例えば、左方向のヨーモーメントが発生しているときに正の値、右方向のヨーモーメントが発生しているときに負の値を出力するようになっている。
そして、ＥＰＳＥＣＵ２０には、車速センサ１７が出力する車速信号Ｖｓとヨーレートセンサ１８が出力するヨーレート信号Ｙｓが入力され、ＥＰＳＥＣＵ２０は車速とヨーレート（実ヨーレート）を算出できる。

また、舵角センサ１９は、転舵輪２Ｒ，２Ｌの転舵角を検出するためのセンサで、例えばラック軸２５ａの動作量を検出するラック位置センサで構成される。舵角センサ１９は舵角信号θｓをＥＰＳＥＣＵ２０に入力し、ＥＰＳＥＣＵ２０は舵角信号θｓに基づいて、転舵輪２Ｒ，２Ｌの転舵角を算出できる。

さらに車両Ｖには、車両安定化システム３が備わる。車両安定化システム（ＶＳＡ：Vehicle Stability Assist）３は、ＶＳＡＥＣＵ３０、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御部３１、ＴＣＳ（Traction Control System）制御部３２を含んで構成され、ブレーキ制御、トラクションコントロール、横滑り制御等を組み合わせ、滑りやすい路面（低μ路）やスプリットμ路における車両挙動の安定化をアシストする。
車両安定化システム３には、転舵輪２Ｒ，２Ｌ及び図示しない左右の後輪の回転速度を車輪ごとに検出し、車輪ごとの車輪速信号Ｗｓを出力する車輪速センサ１５が接続され、車両安定化システム３は、車輪速信号Ｗｓに基づいて、各車輪の車輪速を算出できる。車両安定化システム３の詳細は後記する。

また、車両Ｖには、例えば、ＣＡＮ(Controller Area Network)プロトコルのネットワーク（以下、ＣＡＮネットワーク）が車載ＬＡＮ（Local Area Network）として構築され、ＶＳＡＥＣＵ３０とＥＰＳＥＣＵ２０が、共にＣＡＮネットワークに接続する構成が好適である。この構成によって、ＶＳＡＥＣＵ３０とＥＰＳＥＣＵ２０は、ＣＡＮネットワークを介して互いに通信可能になる。

図２は、ＥＰＳＥＣＵと車両安定化システムの機能ブロック図である。また、図３の（ａ）は、転舵輪の転舵角と舵角反力制御量の関係の一例を示す図、（ｂ）は、車両の実ヨーレートとヨーレート反力制御量の関係の一例を示す図である。
図２に示すように、ＥＰＳＥＣＵ２０は、ＥＰＳ制御部２０ａ、ヨーレート反力制御部２０ｂ、舵角反力制御部２０ｃ、出力制御部２０ｄ、及びネットワーク制御部２０ｅを含んで構成される。

ネットワーク制御部２０ｅは、車載ＬＡＮであるＣＡＮネットワークにＥＰＳＥＣＵ２０を接続する機能を備え、ＣＡＮネットワークに接続する他の機器（例えば、ＶＳＡＥＣＵ３０）との通信を制御する。

トルクセンサ１６、及び車速センサ１７が接続されるＥＰＳ制御部２０ａは、電動パワーステアリング装置１（図１参照）の基本動作として、操舵トルク、車速に応じた補助操舵トルクを設定するため、トルク信号Ｔｓに基づいて算出する操舵トルク及び車速信号Ｖｓに基づいて算出する車速に対応した電動機２３の制御量Ｉｍを算出する。
そして、ＥＰＳ制御部２０ａが算出した、電動機２３の制御量Ｉｍは加減算器２０ｆに入力される。
操舵トルク及び車速に基づいて電動機２３の制御量Ｉｍを算出する方法は公知の技術であり、その詳細な説明は省略する。

舵角反力制御部２０ｃには、トルクセンサ１６、車速センサ１７、及び舵角センサ１９が接続される。舵角反力制御部２０ｃは、車速センサ１７から入力される車速信号Ｖｓに基づいて車速を算出する。
さらに舵角反力制御部２０ｃは、舵角センサ１９から入力される舵角信号θｓに基づいて、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角を算出する。

そして、舵角反力制御部２０ｃは、算出した車速、及び転舵角に基づいて、舵角反力制御量Ｓｍを算出する。
図３の（ａ）に示すように、例えば、舵角反力制御量Ｓｍは、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角が「０」のときは「０」で、転舵輪２Ｒ，２Ｌの転舵角の増大に伴って増加する特性を有する。このような舵角反力制御量Ｓｍと転舵角の関係は、車速ごとに実験等で設定することができ、図示しない記憶部に、車速ごとのマップデータとして記憶しておけばよい。
舵角反力制御部２０ｃは、算出した車速及び転舵角に基づいてマップデータを参照し、舵角反力制御量Ｓｍを算出できる。
このように、舵角反力制御部２０ｃが舵角反力制御量Ｓｍを算出する制御を、以下「反力制御」と称する場合がある。
なお、図３の（ａ）に示す、転舵輪の転舵角と舵角反力制御量Ｓｍの関係は一例であり、転舵輪の転舵角と舵角反力制御量Ｓｍの関係は曲線であってもよい。

ＥＰＳＥＣＵ２０は、舵角反力制御部２０ｃが算出する舵角反力制御量Ｓｍに応じて、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）を中立位置に戻す方向の成分を有するトルク（以下、舵角反力トルクと称する）の値を算出することができ、電動機２３に、舵角反力トルクを含んだ補助操舵トルクを発生させることができる。そして、舵角反力トルクを、補助操舵トルクの成分として車両Ｖ（図１参照）の転舵機構に付与し、直進安定性をアシストできる。

このような舵角反力トルクは、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角に応じて算出されるトルクであり、請求項に記載の転舵角に応じた反力に相当する。
そして、ＥＰＳＥＣＵ２０は、舵角反力トルク（転舵角に応じた反力）を含んだ補助操舵トルクを電動機２３に発生させ、補助操舵トルクの成分として舵角反力トルクを車両Ｖの転舵機構に付与できることから、請求項に記載の舵角応動制御部になる。

図２に示すように、ヨーレート反力制御部２０ｂにはヨーレートセンサ１８が接続され、ヨーレート信号Ｙｓが入力される。ヨーレート反力制御部２０ｂは、ヨーレート信号Ｙｓに基づいて車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートを算出するとともに、車両Ｖの実ヨーレートに対応したヨーレート反力制御量Ｙｍを算出し、舵角反力制御部２０ｃが算出する舵角反力制御量Ｓｍに付加して加減算器２０ｆに入力する。

ヨーレート反力制御量Ｙｍは、運転者が、車両Ｖの実ヨーレートを低減する方向に操向ハンドル２１（図１参照）を操舵するときの操舵力をアシストするトルク（以下、ヨーレート反力トルクと称する）を電動機２３に発生させ、ヨーレート反力トルクを操舵機構に付与するための制御量である。

このようなヨーレート反力トルクは、車両Ｖの実ヨーレートに応じて算出されるトルクであり、請求項に記載の実ヨーレートに応じた反力に相当する。
そして、ＥＰＳＥＣＵ２０は、ヨーレート反力トルク（実ヨーレートに応じた反力）を含んだ補助操舵トルクを電動機２３に発生させ、補助操舵トルクの成分としてヨーレート反力トルクを車両Ｖの転舵機構に付与できることから、請求項に記載のヨーレート応動制御部になる。

図３の（ｂ）に示すように、例えば、ヨーレート反力制御量Ｙｍは、車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートが小さい領域では「０」であり、実ヨーレートが大きい領域では、実ヨーレートの増大に伴って増加する特性を有する。このようなヨーレート反力制御量Ｙｍと実ヨーレートの関係は、実験等で設定することができ、図示しない記憶部にマップデータとして記憶しておけばよい。
ヨーレート反力制御部２０ｂは、算出した実ヨーレートに基づいてマップデータを参照し、車両Ｖの実ヨーレートに対応したヨーレート反力制御量Ｙｍを算出できる。
なお、図３の（ｂ）に示す、実ヨーレートとヨーレート反力制御量Ｙｍの関係は一例であり、実ヨーレートとヨーレート反力制御量Ｙｍの関係は曲線であってもよい。

加減算器２０ｆでは、舵角反力制御量Ｓｍにヨーレート反力制御量Ｙｍを付加した値が、ＥＰＳ制御部２０ａから入力される電動機２３の制御量Ｉｍに加算又は減算されて制御量Ｉｍ’が算出され、制御量Ｉｍ’は出力制御部２０ｄに入力される。
そして、出力制御部２０ｄでは、電動機２３を駆動する駆動電流Ｉｃを、制御量Ｉｍ’に基づいて算出し、電動機２３に入力する。

次に、車両安定化システム３の構成を説明する。図２に示すように車両安定化システム３は、主にＶＳＡＥＣＵ３０、ＡＢＳ制御部３１、及びＴＣＳ制御部３２を含んで構成される。

ＡＢＳ制御部３１は、車速センサ１７から入力される車速信号Ｖｓに基づいて算出する車両Ｖ（図１参照）の車速、車輪速センサ１５から入力される車輪速信号Ｗｓに基づいて算出する車両Ｖの各車輪の車輪速等に基づいて、車両Ｖの制動時における好適なブレーキ圧制御量Ｂｃを算出する。そして、ＶＳＡ制御部３０ａから入力される、後記するＶＳＡ補正量Ｖｍでブレーキ圧制御量Ｂｃを補正し、車両Ｖのブレーキ圧力を調節するモジュレータ３１ａにブレーキ圧制御量Ｂｃを入力する。このような構成によって、車両Ｖは走行状況や環境に応じた好適な制動性能を確保できる。

ＴＣＳ制御部３２は、車輪速センサ１５から入力される車輪速信号Ｗｓに基づいて算出する車両Ｖの各車輪の車輪速、舵角センサ１９から入力される舵角信号θｓに基づいて算出する転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角等に基づいてエンジン制御量Ｅｃを算出し、駆動輪の空転を抑制するようにエンジンＥの出力を制御する。

ＶＳＡＥＣＵ３０は、例えば図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成され、ヨーレートセンサ１８と舵角センサ１９が接続される。
そしてＶＳＡＥＣＵ３０は、例えばＲＯＭに格納されるプログラムを実行し、ヨーレートセンサ１８から入力されるヨーレート信号Ｙｓと舵角センサ１９から入力される舵角信号θｓに基づいて、転舵輪２Ｒ，２Ｌの転舵角と車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートを算出し、車両安定化システム３を制御する。

ＶＳＡＥＣＵ３０は、ＶＳＡ制御部３０ａ、ネットワーク制御部３０ｂを含んで構成される。
ネットワーク制御部３０ｂは、車載ＬＡＮであるＣＡＮネットワークにＶＳＡＥＣＵ３０を接続する機能を備え、ＣＡＮネットワークに接続する他の機器（例えば、ＥＰＳＥＣＵ２０）との通信を制御する。

ＶＳＡ制御部３０ａは、ヨーレートセンサ１８から入力されるヨーレート信号Ｙｓに基づいて算出する車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレート、車速センサ１７から入力される車速信号Ｖｓに基づいて算出する車両Ｖの車速、及び舵角センサ１９から入力される舵角信号θｓに基づいて算出する転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角に基づいて、車両Ｖの横滑りを抑えるようにブレーキ圧制御量Ｂｃを補正するＶＳＡ補正量Ｖｍを算出する。
そして、算出したＶＳＡ補正量ＶｍをＡＢＳ制御部３１に入力する。

さらに、ＶＳＡ制御部３０ａは、左右の車輪の摩擦係数が異なるスプリットμ路を車両Ｖ（図１参照）が走行していることを判定する機能を有する。
ＶＳＡ制御部３０ａは、車輪速センサ１５から入力される車輪速信号Ｗｓに基づいて各車輪の車輪速を算出する。さらに、車速センサ１７から入力される車速信号Ｖｓに基づいて車両Ｖの車速を算出する。そして、ＶＳＡ制御部３０ａは、各車輪の車輪速と車両Ｖの車速に基づいて、各車輪のスリップ率を算出する。

このように算出される各車輪のスリップ率が、車両Ｖ（図１参照）の左側の車輪と右側の車輪で大きく異なる場合、ＶＳＡ制御部３０ａは、スリップ率の大きな側の摩擦係数が小さいスプリットμ路を車両Ｖが走行していると判定する。
そして、ＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖがスプリットμ路を走行していると判定した場合、左右の制動力の差に起因して発生する旋回を抑制するように、ＶＳＡ補正量Ｖｍを補正する。

ＡＢＳ制御部３１は、ＶＳＡ制御部３０ａから入力されるＶＳＡ補正量Ｖｍでブレーキ圧制御量Ｂｃを補正することにより、横滑りを好適に抑えて車両Ｖ（図１参照）を安定して制動できる。
さらに、スプリットμ路での制動時においても、車両Ｖの挙動を安定させることができる。

しかしながら、例えばスプリットμ路で運転者が車両Ｖ（図１参照）を制動した場合に、ＡＢＳ制御部３１による制御限界を超えると、車両Ｖがオーバーステア状態になって旋回することがある。この場合、本実施形態に係るＶＳＡ制御部３０ａは、ヨーレートセンサ１８から入力されるヨーレート信号Ｙｓに基づいて算出する実ヨーレートに基づいて、車両Ｖのオーバーステア状態を検出する。
具体的に、スプリットμ路を走行中の車両Ｖにおいて、舵角センサ１９から入力される舵角信号θｓに基づいて算出する転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角が「０」、すなわち中立位置にある場合に車両Ｖが旋回しているとき、ＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖがオーバーステア状態になってスプリットμ路で旋回していると判定する。

そして、本実施形態において、車両Ｖ（図１参照）がスプリットμ路で旋回していることをＶＳＡ制御部３０ａが判定した場合、ＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖがオーバーステア状態であることを示す信号（ＯＳ信号）を、ＣＡＮネットワークを介してＥＰＳＥＣＵ２０に送信する構成とする。

また、ＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖ（図１参照）の各車輪の車輪速、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角、車両Ｖの車速等に基づいてヨーレート（規範ヨーレート）を算出するとともに、ヨーレートセンサ１８から入力されるヨーレート信号Ｙｓに基づいて算出する実ヨーレートと規範ヨーレートを比較して、車両Ｖがオーバーステアやアンダーステアの状態であると判定する。
すなわち、ＶＳＡ制御部３０ａは、規範ヨーレートより実ヨーレートが大きいとき、車両Ｖがオーバーステア状態であると判定し、規範ヨーレートより実ヨーレートが小さいとき、車両Ｖがアンダーステア状態であると判定する。

そして、ＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態であると判定したときに、ＣＡＮネットワークを介してＥＰＳＥＣＵ２０にＯＳ信号を送信する機能を有する。
このような構成によって、本実施形態に係るＥＰＳＥＣＵ２０は、車両Ｖがオーバーステア状態であることを検知できる。
なお、本実施形態に係るＶＳＡ制御部３０ａは、車両Ｖがオーバーステア状態であることを判定できることから、請求項に記載のオーバーステア判定手段になる。

そして本実施形態に係るＥＰＳＥＣＵ２０は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態であることを検知すると、舵角反力制御量Ｓｍを算出するときのゲインを低下し、舵角反力制御量Ｓｍを小さくすることを特徴とした。

一般的に、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態のとき、運転者は、車両Ｖが旋回する方向と逆の方向に操向ハンドル２１（図１参照）を操舵してカウンタを当て、車両を安定させる。
このとき、ヨーレート反力制御部２０ｂが算出するヨーレート反力制御量Ｙｍによって、電動パワーステアリング装置１（図１参照）には、ヨーレート反力トルクが発生し、運転者の負担を軽減する。

一方、舵角反力制御部２０ｃが反力制御を実行して算出する舵角反力制御量Ｓｍによって、電動機２３は、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）を中立位置に戻す舵角反力トルクを発生する。
ヨーレート反力制御量Ｙｍによって発生するヨーレート反力トルクと舵角反力制御量Ｓｍによって発生する舵角反力トルクは、相反する方向のトルクであることから、ヨーレート反力トルクを打ち消すように舵角反力トルクが干渉し、運転者が操向ハンドル２１（図１参照）を操舵するときの操舵力が増える。したがって、運転者の負担が増大する。

そこで、本実施形態においては、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、ＥＰＳＥＣＵ２０は、舵角反力制御量Ｓｍを小さくして舵角反力トルクを小さくすることで、運転者の負担を軽減する構成とした。

具体的にＥＰＳＥＣＵ２０は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、ゲインを乗算して、舵角反力制御部２０ｃが算出する舵角反力制御量Ｓｍを小さくし、舵角反力制御量Ｓｍに応じて発生する舵角反力トルクを小さくする。
図４の（ａ）は、舵角反力制御量を算出するときのゲインを低下する機能を有する舵角反力制御部の一構成例を示す図、（ｂ）は、舵角反力制御量を算出するときのゲインを低下する手順を示すフローチャートである。

ＥＰＳＥＣＵ２０が舵角反力制御量を算出するときのゲインを低下する機能を備えるため、本実施形態に係るＥＰＳＥＣＵ２０の舵角反力制御部２０ｃは、図４の（ａ）に示すように、基本舵角反力算出部２０ｃ_１と、ゲイン設定部２０ｃ_２とを含んだ構成が好適である。
基本舵角反力算出部２０ｃ_１は、前記したように舵角反力制御量Ｓｍを算出する。
また、ゲイン設定部２０ｃ_２は、基本舵角反力算出部２０ｃ_１が算出した舵角反力制御量Ｓｍに乗算するゲイン補正値Ｓ_Ｇを設定し、舵角反力制御量Ｓｍにゲイン補正値Ｓ_Ｇを乗算した値を出力する。

ゲイン補正値Ｓ_Ｇは、例えば「１」から「０」の間の値であり、車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートに対応して設定される構成が好適である。
すなわち、車両Ｖの実ヨーレートが大きい場合、運転者による操向ハンドル２１（図１参照）の操舵量が多いことから、舵角反力制御量Ｓｍを小さくするゲイン補正値Ｓ_Ｇが好ましい。一方、車両Ｖの実ヨーレートが小さい場合は、運転者による操向ハンドル２１の操舵量が少ないことから、基本舵角反力算出部２０ｃ_１が算出した舵角反力制御量Ｓｍに近い値を出力することが好ましく、ゲイン補正値Ｓ_Ｇは「１」に近い値が好ましい。

このようなゲイン補正値Ｓ_Ｇは車両Ｖ（図１参照）の特性値であり、実験等によって予め求めておくことができる。そして、実ヨーレートに対応したマップデータとして、図示しない記憶部に記憶しておけばよい。舵角反力制御部２０ｃのゲイン設定部２０ｃ_２は、ヨーレートセンサ１８から入力されるヨーレート信号Ｙｓに基づいて算出する車両Ｖの実ヨーレートに対応してマップデータを参照し、舵角反力制御量Ｓｍに乗算するゲイン補正値Ｓ_Ｇを設定できる。

そして、図４の（ａ）に示す舵角反力制御部２０ｃは、基本舵角反力算出部２０ｃ_１が算出した舵角反力制御量Ｓｍに、ゲイン設定部２０ｃ_２が設定したゲイン補正値Ｓ_Ｇを乗算することで、舵角反力制御量Ｓｍを算出するときのゲインを車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートに対応して低下できる。

すなわち、図４の（ｂ）に示すように、舵角反力制御部２０ｃの基本舵角反力算出部２０ｃ_１（図４の（ａ）参照）は、前記したように車両Ｖ（図１参照）の車速、及び転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角に基づいて、舵角反力制御量Ｓｍを算出する（ステップＳ１）。

そして、舵角反力制御部２０ｃのゲイン設定部２０ｃ_２（図４の（ａ）参照）は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態のとき（ステップＳ２→Ｙｅｓ）、車両Ｖの実ヨーレートに対応したゲイン補正値Ｓ_Ｇを設定する（ステップＳ３）。
一方、車両Ｖがオーバーステア状態でないとき（ステップＳ２→Ｎｏ）、ゲイン設定部２０ｃ_２は、ゲイン補正値Ｓ_Ｇに「１」を設定する（ステップＳ４）。
そして、ゲイン設定部２０ｃ_２は、舵角反力制御量Ｓｍにゲイン補正値Ｓ_Ｇを乗算して（ステップＳ５）、舵角反力制御量Ｓｍとゲイン補正値Ｓ_Ｇの乗算値「Ｓｍ×Ｓ_Ｇ」を出力する（ステップＳ６）。

図４の（ａ）に示すゲイン設定部２０ｃ_２は、ステップＳ２で車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態か否か、を判定しているが、この処理は、車両安定化システム３の検出に基づいている。
前記したように、本実施形態に係る車両安定化システム３は、車両Ｖがオーバーステア状態であることを示すＯＳ信号を、ＣＡＮネットワークを介してＥＰＳＥＣＵ２０に送信する機能を有する。

したがって、ゲイン設定部２０ｃ_２は、ネットワーク制御部２０ｅを介して車両安定化システム３が送信するＯＳ信号を受信することで、車両Ｖがオーバーステア状態であることを検知できる。

また、図４の（ｂ）に示す手順は、例えばＥＰＳＥＣＵ２０（図４の（ａ）参照）が実行するプログラムに組み込まれ、ＥＰＳＥＣＵ２０が補助操舵トルクを算出するタイミングに同期して実行する構成とすればよい。

車両Ｖの転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）を中立位置に戻す舵角反力トルクは、舵角反力制御量Ｓｍに対応した大きさであり、舵角反力制御量Ｓｍの大きさが小さくなると、舵角反力トルクは小さくなる。このことから、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、ＥＰＳＥＣＵ２０（図４の（ａ）参照）が算出する補助操舵トルクにおける舵角反力トルクの成分が小さくなる。
したがって、ヨーレート反力制御部２０ｂ（図２参照）が算出するヨーレート反力制御量Ｙｍに基づいたヨーレート反力トルクと干渉するトルク（舵角反力トルク）の大きさが小さくなり、ヨーレート反力トルクと舵角反力トルクの干渉を緩和できる。そして、運転者が操向ハンドル２１（図１参照）を操舵するときの負担を軽減できる。

さらに、車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレートに応じた舵角反力トルクが適宜発生し、転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）を中立位置に戻す方向に作用することから、車両Ｖの安定性を好適に維持することができる。

以上のように、本実施形態に係るＥＰＳＥＣＵ２０（図１参照）は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態のとき、舵角反力制御量Ｓｍにゲイン補正値Ｓ_Ｇを乗算することで、補助操舵トルクにおける舵角反力トルクの成分を小さくできる。すなわち、舵角反力トルクのゲインを低下できる。

なお、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、ゲイン補正値Ｓ_Ｇを乗算して基本舵角反力算出部２０ｃ_１が算出する舵角反力制御量Ｓｍを小さくする構成のほか、例えば、参考例として、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、舵角反力制御部２０ｃが反力制御を停止する構成であってもよい。

例えば、図４の（ａ）に示すゲイン設定部２０ｃ_２の代わりに、図５の（ａ）に示すように出力判定部２０ｃ_３と出力制御スイッチ２０ｃ_４を備える舵角反力制御部２０ｃとする。そして、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態であることを出力判定部２０ｃ_３が検知した場合、出力判定部２０ｃ_３が出力制御スイッチ２０ｃ_４で内部回路を切断して舵角反力制御量Ｓｍの出力を停止することで、舵角反力制御部２０ｃの反力制御を停止する構成とする。
図５の（ａ）は、反力制御を停止する機能を有する舵角反力制御部の一構成例を示す図、（ｂ）は、反力制御を停止する手順を示すフローチャートである。

図５の（ａ）に示す基本舵角反力算出部２０ｃ_１は、前記したように舵角反力制御量Ｓｍを算出する。
また、出力判定部２０ｃ_３は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態であることを検知したとき、出力制御スイッチ２０ｃ_４で内部回路を切断して基本舵角反力算出部２０ｃ_１が算出する舵角反力制御量Ｓｍの出力を停止する。このように、出力判定部２０ｃ_３が舵角反力制御量Ｓｍの出力を停止することで、舵角反力制御部２０ｃの反力制御を停止する。換言すると、舵角反力制御量Ｓｍのゲインを「０」に低下する。

すなわち、図５の（ｂ）に示すように、舵角反力制御部２０ｃの基本舵角反力算出部２０ｃ_１（図５の（ａ）参照）は、前記したように車両Ｖ（図１参照）の実ヨーレート、車速、及び転舵輪２Ｒ，２Ｌ（図１参照）の転舵角に基づいて、舵角反力制御量Ｓｍを算出する（ステップＳ１０）。

そして、舵角反力制御部２０ｃの出力判定部２０ｃ_３（図５の（ａ）参照）は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態であるとき（ステップＳ１１→Ｙｅｓ）、出力制御スイッチ２０ｃ_４（図５の（ａ）参照）で内部回路を切断して舵角反力制御量Ｓｍの出力を停止する。すなわち、舵角反力制御部２０ｃ（図５の（ａ）参照）は反力制御を停止し、舵角反力制御量Ｓｍを出力しない（ステップＳ１２）。
一方、車両Ｖがオーバーステア状態でないとき（ステップＳ１１→Ｎｏ）、出力判定部２０ｃ_３は出力制御スイッチ２０ｃ_４で内部回路を接続する。すなわち、舵角反力制御部２０ｃは反力制御を実行し、舵角反力制御量Ｓｍを出力する（ステップＳ１３）。

以上のように、図５の（ａ）に示すＥＰＳＥＣＵ２０は、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態のとき、舵角反力制御部２０ｃからの舵角反力制御量Ｓｍの出力を停止する。このように舵角反力制御量Ｓｍの出力が停止されると、ＥＰＳＥＣＵ２０が舵角反力制御量Ｓｍに応じて算出する舵角反力トルクが「０」になる。換言すると、ＥＰＳＥＣＵ２０は、舵角反力トルクのゲインを「０」に低下する。

なお、図５の（ａ）に示す出力判定部２０ｃ_３が、ステップＳ１１で車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態か否か、を判定する方法は、図４の（ｂ）のステップＳ２におけるゲイン設定部２０ｃ_２（図４の（ａ）参照）の方法と同じにすればよい。

また、図５の（ｂ）に示す手順は、例えばＥＰＳＥＣＵ２０（図５の（ａ）参照）が実行するプログラムに組み込まれ、ＥＰＳＥＣＵ２０が補助操舵トルクを算出するタイミングに同期して実行する構成とすればよい。

このような構成によって、車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、図５の（ａ）に示す舵角反力制御部２０ｃは反力制御を停止して舵角反力トルクを発生するための舵角反力制御量Ｓｍを出力しない。すなわち、ＥＰＳＥＣＵ２０は、舵角反力トルクのゲインを「０」に低下し、舵角反力トルクの成分を含まない補助操舵トルクを算出する。
したがって、ヨーレート反力制御部２０ｂ（図２参照）が算出するヨーレート反力制御量Ｙｍに基づいたヨーレート反力トルクと干渉するトルク（舵角反力トルク）の発生を抑制することができ、ヨーレート反力トルクと舵角反力トルクの干渉をなくすことができる。そして、運転者が操向ハンドル２１（図１参照）を操舵するときの負担を軽減できる。

また、図５の（ａ）に示す出力判定部２０ｃ_３は、ゲイン補正値Ｓ_Ｇ（図４の（ａ）参照）を算出する必要がなく、舵角反力制御部２０ｃの演算負荷を軽減できる。したがって、舵角反力制御部２０ｃの演算速度を向上することができ、例えば車両Ｖ（図１参照）がオーバーステア状態である場合、運転者が操向ハンドル２１を操舵するときの負担を速やかに軽減できる。

以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１のＥＰＳＥＣＵ２０（図１参照）は、反力制御の実行で算出する舵角反力トルクで車両Ｖ（図１参照）の直進安定性をアシストできるとともに、車両Ｖがオーバーステア状態のときは舵角反力トルクのゲインを低下して、車両Ｖを安定させる方向に操向ハンドル２１（図１参照）を操舵する運転者の負担を軽減できるという優れた効果を奏する。

車両に備わる電動パワーステアリング装置及び車両安定化システムの構成図である。 ＥＰＳＥＣＵとＶＳＡＥＣＵの機能ブロック図である。 （ａ）は、転舵輪の転舵角と舵角反力制御量の関係の一例を示す図、（ｂ）は、車両の実ヨーレートとヨーレート反力制御量の関係の一例を示す図である。 （ａ）は、舵角反力制御量を算出するときのゲインを低下する機能を有する舵角反力制御部の一構成例を示す図、（ｂ）は、舵角反力制御量を算出するときのゲインを低下する手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、反力制御を停止する機能を有する舵角反力制御部の一構成例を示す図、（ｂ）は、反力制御を停止する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
２Ｒ，２Ｌ 転舵輪
３ 車両安定化システム
２０ ＥＰＳＥＣＵ（舵角応動制御部、ヨーレート応動制御部）
２１ 操向ハンドル（転舵機構）
２２ ステアリング軸（転舵機構）
２５ ラックアンドピニオン機構（転舵機構）
２５ａ ラック軸（転舵機構）
３０ ＶＳＡＥＣＵ
３０ａ ＶＳＡ制御部（オーバーステア判定手段）
３１ ＡＢＳ制御部
３２ ＴＣＳ制御部
Ｖ 車両

Claims (1)

1. オーバーステア状態であることを判定するオーバーステア判定手段を有する車両に備わり、
   転舵輪の転舵角に応じた反力を転舵機構に付与する舵角応動制御部を有する電動パワーステアリング装置であって、
   前記車両がオーバーステア状態であることを前記オーバーステア判定手段が判定したとき、前記舵角応動制御部が、前記転舵角に応じた反力のゲインを低下し、かつ前記車両のヨーレートが大きくなるに従って前記ゲインの低下量を増大することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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