特許 7221743 車両制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-06

(45)【発行日】2023-02-14

(54)【発明の名称】車両制御システム

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20230207BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20230207BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20230207BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00 ZYW

B62D101:00

B62D119:00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019041790

(22)【出願日】2019-03-07

(65)【公開番号】P2020142704

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-06-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100113011

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 秀和

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佳夫

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０３７０１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０５８７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３１１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４５９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１４８９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５１４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７５８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９７８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３８９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５８７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアバイワイヤシステムを備える車両制御システムであって、
前記ステアバイワイヤシステムは、
車両の車輪を転舵する転舵装置と、
前記転舵装置から機械的に分離され、ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力装置と、
前記ステアリングホイールの操作に応じて前記反力装置の駆動を制御することによって前記操舵反力を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記車輪に作用する路面からの反力に起因する成分を含む信号を取得し、
前記反力に起因する成分を含む信号から所定周波数以上の信号を抽出し、
抽出された前記所定周波数以上の信号に基づいて、前記反力装置が前記転舵装置から機械的に分離されることで遮断される前記路面からの反力に起因する振動を前記ステアリングホイールに伝達するための前記反力装置の制御量を演算し、
前記所定周波数以上の信号は、第１周波数帯に属する第１信号と、前記第１周波数帯を除いた残りの周波数帯に相当する第２周波数帯に属する第２信号と、を含み、
前記第１信号は、前記路面からの反力に起因する振動のうち、前記ステアリングホイールに伝達する必要のない振動に起因する信号を含み、
前記制御装置は、更に、
所定条件が成立するか否かを判定し、
前記所定条件の成立時、前記制御量の演算処理において、前記第１信号を弱化させる処理を行う
ことを特徴とする車両制御システム。

【請求項2】

前記所定条件が、前記車両が制動状態にあることであり、
前記第１周波数帯が、前記車両の制動時に発生する振動の周波数帯である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。

【請求項3】

前記所定条件が、前記車両が所定の速度域で走行していることであり、
前記第１周波数帯が、フラッタにより発生する振動の周波数帯である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。

【請求項4】

前記車両は、第１または第２走行モードで走行するように構成され、
前記制御装置は、更に、前記第１走行モードでの走行中は、前記第２走行モードでの走行中に比べて前記ステアリングホイールの振動が大きくなるように前記制御量を演算する
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の車両制御システム。

【請求項5】

前記所定周波数以上の信号が、前記路面の凹凸に起因する信号を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の車両制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステアバイワイヤ（Steer-By-Wire）方式の操舵システムを備える車両制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０００－１０８９１４号公報は、転舵装置とステアリングホイールとが機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤシステム（以下、「ＳＢＷシステム」とも称す。）を開示する。この従来のＳＢＷシステムは、転舵モータと、反力モータと、制御装置と、を備えている。転舵モータは、車輪を転舵する。反力モータは、ステアリングホイールに操舵反力を付与する。制御装置は、これらのモータの制御量を演算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－１０８９１４号公報

【文献】特開２０１８－１８４１２９号公報

【文献】特開２０１８－０９４９６６号公報

【文献】特開２０１７－１４９３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両の走行中は、車輪に作用する路面からの反力（以下、「路面反力」とも称す。）に起因して車輪が振動する。車輪とステアリングホイールとが機械的に接続されるシステムでは、この振動がステアリングホイールに伝わる。一方、ＳＢＷシステムでは、このような振動を基本的には遮断する。そのため、車両のドライバは、路面反力に対する適度な操舵感（手応え感）を得ることが難しい。このことは、操舵性の低下を招く要因の一つである。

【0005】

路面反力に含まれる振動成分を加味して反力モータの制御量を演算すれば、ドライバに適度な操舵感を与えることが可能となる。しかしながら、路面反力に含まれるあらゆる振動成分を加味すると、伝達する必要のない振動までステアリングホイールに伝達されてしまう。したがって、操舵性が低下し、または、ドライバが不安を感じるおそれがある。

【0006】

本開示の１つの目的は、ＳＢＷシステムが適用される車両において、路面反力に対する適度な操舵感をドライバに与えることのできる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１の観点は、車両制御システムである。
前記車両制御システムは、ステアバイワイヤシステムを備える。
前記ステアバイワイヤシステムは、転舵装置と、反力装置と、制御装置と、を備える。
前記転舵装置は、車両の車輪を転舵する。
前記反力装置は、前記転舵装置から機械的に分離される。前記反力装置は、ステアリングホイールに操舵反力を付与する。
前記制御装置は、前記ステアリングホイールの操作に応じて前記反力装置の駆動を制御することによって前記操舵反力を制御するように構成されている。
前記制御装置は、
前記車輪に作用する路面からの反力に起因する成分を含む信号を取得し、
前記反力に起因する成分を含む信号から所定周波数以上の信号を抽出し、
抽出された前記所定周波数以上の信号に基づいて、前記反力装置が前記転舵装置から機械的に分離されることで遮断される前記路面からの反力に起因する振動を前記ステアリングホイールに伝達するための前記反力装置の制御量を演算する
ように構成されている。
前記所定周波数以上の信号は、第１信号と、第２信号とを含む。
前記第１信号は、第１周波数帯に属する。
前記第２信号は、前記第１周波数帯を除いた残りの周波数帯に相当する第２周波数帯に属する。
前記第１信号は、前記路面からの反力に起因する振動のうち、前記ステアリングホイールに伝達する必要のない振動に起因する信号を含む。
前記制御装置は、更に、
所定条件が成立するか否かを判定し、
前記所定条件の成立時、前記制御量の演算処理において、前記第１信号を弱化させる処理を行う
ように構成されている。

【0009】

本開示の第２の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記所定条件は、前記車両が制動状態にあることである。
前記第１周波数帯は、前記車両の制動時に発生する振動の周波数帯である。

【0010】

本開示の第３の観点は、第１の観点において、更に次の特徴を有する。
前記所定条件は、前記車両が所定の速度域で走行していることである。
前記第１周波数帯は、フラッタにより発生する振動の周波数帯である。

【0011】

本開示の第４の観点は、第１乃至３の観点の何れか１つにおいて、更に次の特徴を有する。
前記車両は、第１または第２走行モードで走行するように構成されている。
前記制御装置は、更に、前記第１走行モードでの走行中は、前記第２走行モードでの走行中に比べて前記ステアリングホイールの振動が大きくなるように前記制御量を演算するように構成されている。

【0012】

本開示の第５の観点は、第１乃至４の観点の何れか１つにおいて、更に次の特徴を有する。
前記所定周波数以上の信号が、前記路面の凹凸に起因する信号を含む。

【発明の効果】

【0013】

第１の観点によれば、路面反力に起因する成分を含む信号から所定周波数以上の信号が抽出される。そのため、所定周波数の適切な設定により、反力装置が転舵装置から機械的に分離されることで遮断される路面反力に起因する振動から、ステアリングホイールに伝達する必要のない振動に起因する信号を除き、または、ステリングホイールに伝達すべき振動に起因する信号を残すことが可能となる。そして、抽出された所定周波数以上の信号に基づいて反力装置の制御量が演算されれば、路面反力に対する適度な操舵感をドライバに与えることが可能となる。

【0014】

第１の観点によれば、また、所定条件の成立時、制御量の演算処理において第１信号を弱化させる処理が行われる。第１信号は第１周波数帯に属し、路面反力に起因する振動のうちステアリングホイールに伝達する必要のない振動に起因する信号を含むことから、第１周波数帯の適切な設定により、所定周波数以上の信号に対する第１信号の寄与の程度を下げることが可能となる。したがって、伝達する必要のない振動がステアリングホイールに伝達されるのを抑えることができる。

【0015】

第２の観点によれば、車両の制動時に発生する振動がステアリングホイールに伝達されるのを抑えることができる。

【0016】

第３の観点によれば、フラッタにより発生する振動がステアリングホイールに伝達されるのを抑えることができる。

【0017】

第４の観点によれば、第１走行モードでの走行中は、第２走行モードでの走行中に比べてステアリングホイールの振動が大きくなるように反力装置の制御量が演算される。そのため、第１および第２走行モードの適切な設定により、第１走行モードでの走行中は伝達すべき振動をステリングホイールに伝え易くし、第２走行モードでの走行中は当該振動をステアリングホイールに伝え難くすることが可能となる。

【0018】

第５の観点によれば、路面の凹凸により発生する振動をステリングホイールに伝達して路面反力に対する適度な操舵感をドライバに与えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】ＳＢＷシステムの構成例を概略的に示すブロック図である。

【図2】実施の形態１において、目標反力電流の演算処理を行うための制御装置の第１の構成例を示すブロック図である。

【図3】ＢＰＦ処理の有無による転舵電流の検出信号の違いを説明する図である。

【図4】凹凸路面判定処理の流れを説明するフローチャートである。

【図5】実施の形態１において、目標反力電流の演算処理を行うための制御装置の第２の構成例を示すブロック図である。

【図6】実施の形態２において、目標反力電流の演算処理を行うための制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図7】実施の形態３において、目標反力電流の演算処理を行うための制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図8】実施の形態４において、目標反力電流の演算処理を行うための制御装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

【0021】

１．実施の形態１
先ず、図１乃至５を参照しながら実施の形態１について説明する。

【0022】

１．１ ＳＢＷシステム
実施の形態１に係る車両制御システムは、車両に搭載される。車両制御システムは、操舵システムとしてのＳＢＷシステムを備えている。図１は、ＳＢＷシステムの構成例を概略的に示すブロック図である。図１に示すＳＢＷシステム１００は、ステアリングホイール１０と、ステアリングシャフト２０と、反力装置３０と、転舵装置４０と、制御装置５０と、センサ群６１～６９と、を備えている。

【0023】

ステアリングホイール１０は、車両のドライバが操舵に用いる操作部材である。ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール１０に連結されており、ステアリングホイール１０とともに回転する。

【0024】

反力装置３０は、ステアリングホイール１０に操舵反力を付与する。操舵反力とは、ドライバによるステアリングホイール１０の操作方向と反対方向に作用する力（トルク）である。反力装置３０は、反力モータ３１（反力アクチュエータ）と、減速機構３２とを備えている。

【0025】

反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としては、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが例示される。反力モータ３１のロータは、減速機構３２を介してステアリングシャフト２０に連結されている。反力モータ３１のトルクは、操舵反力として、ステアリングシャフト１２ひいてはステアリングホイール１０に付与される。反力装置３０の駆動は、制御装置５０によって制御される。

【0026】

転舵装置４０は、左右の車輪７０を転舵させるための動力（転舵力）を生成する。転舵装置４０は、転舵モータ（転舵アクチュエータ）４１と、減速機構４２と、ラックバー４３と、タイロッド４４とを備えている。

【0027】

転舵モータ４１は、転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のブラシレスモータが例示される。転舵モータ４１のロータは、減速機構４２を介してラックバー４３に連結されている。ラックバー４３は、タイロッド４４を介して車輪７０に連結されている。転舵モータ４１のトルクは、転舵力としてラックバー４３に付与される。転舵モータ４１が回転すると、その回転運動はラックバー４３の直線運動に変換され、それにより車輪７０が転舵される。転舵モータ４１の駆動は、制御装置５０によって制御される。

【0028】

尚、反力装置３０と転舵装置４０とは、機械的に分離されている。

【0029】

操舵角センサ６１は、ステアリングシャフト２０に設けられている。操舵角センサ６１は、ステアリングホイール１０の操舵角δを検出する。操舵角センサ６１は、操舵角δの検出信号を制御装置５０に送る。

【0030】

トルクセンサ６２は、ステアリングシャフト２０における減速機構３２よりもステアリングホイール１０側の部分に設けられている。トルクセンサ６２は、ステアリングシャフト２０に印加される操舵トルクＴを検出する。トルクセンサ６２は、操舵トルクＴの検出信号を制御装置５０に送る。

【0031】

回転角センサ６３は、反力モータ３１に設けられている。回転角センサ６３は、反力モータ３１の回転角θｓを検出する。回転角センサ６３は、回転角θｓの検出信号を制御装置５０に送る。

【0032】

電流センサ６４は、反力モータ３１に設けられている。電流センサ６４は、反力モータ３１に流れる電流（以下、「反力電流」とも称す。）Ｉｍｓを検出する。電流センサ６４は、反力電流Ｉｍｓの検出信号を制御装置５０に送る。

【0033】

回転角センサ６５は、転舵モータ４１に設けられている。回転角センサ６５は、転舵モータ４１の回転角θｗを検出する。回転角センサ６５は、回転角θｗの検出信号を制御装置５０に送る。

【0034】

電流センサ６６は、転舵モータ４１に設けられている。電流センサ６６は、転舵モータ４１に流れる電流（以下、「転舵電流」とも称す。）Ｉｍｗを検出する。電流センサ６６は、転舵電流Ｉｍｗの検出信号ＳＩｍｗを制御装置５０に送る。

【0035】

車速センサ６７は、車両の速度である車速Ｖを検出する。車速センサ６７は、車速Ｖの検出信号ＳＶを制御装置５０に送る。尚、車速センサ６７の代わりに車輪速センサを用い、車輪７０の回転速度の検出信号に基づいて車速Ｖが演算されてもよい。

【0036】

ヨーレートセンサ６８は、車両のヨーレートγを検出する。ヨーレートセンサ６８は、ヨーレートγの検出信号を制御装置５０に送る。

【0037】

横加速度センサ６９は、車両に作用する横加速度Ｇｙを検出する。横加速度センサ６９は、横加速度Ｇｙの検出信号を制御装置５０に送る。

【0038】

制御装置５０は、ＳＢＷシステム１００を制御する。この制御装置５０は、プロセッサと、メモリと、入出力インタフェースと、を含むマイクロコンピュータを備えている。当該マイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。

【0039】

制御装置５０は、ステアリングホイール１０の操作に応じて転舵モータ４１の駆動を制御する転舵制御を行う。転舵制御は、例えば次のように行われる。まず、実際の操舵角δまたは回転角θｓに基づいて、目標転舵角θｗ＊が演算される。実際の操舵角δは、操舵角δの検出信号に基づいて演算される。実際の回転角θｓは、回転角θｓの検出信号に基づいて演算される。目標転舵角θｗ＊とは、回転角θｗの目標値である。

【0040】

続いて、実際の回転角θｗと、目標転舵角θｗ＊との差に基づいて、目標転舵電流Ｉｍｗ＊が演算される。目標転舵電流Ｉｍｗ＊は、転舵モータ４１に対する電流指令値である。そして、実際の転舵電流Ｉｍｗがこの目標転舵電流Ｉｍｗ＊と一致するように、転舵電流Ｉｍｗが制御される。

【0041】

制御装置５０は、また、ステアリングホイール１０の操作に応じて反力モータ３１の駆動を制御する反力制御を行う。反力制御は、例えば次のように行われる。まず、信号ＳＩｍｗに基づいて、目標反力電流Ｉｍｓ＊が演算される。目標反力電流Ｉｍｓ＊は、反力モータ３１に対する電流指令値である。そして、この目標反力電流Ｉｍｓ＊に基づいて、反力電流Ｉｍｓが制御される。以下、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理について説明する。

【0042】

１．２ 目標反力電流の演算処理
まず、信号ＳＩｍｗに基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊が演算される理由について説明する。車輪７０に作用する路面反力は、車輪７０を振動させる。車輪７０が振動すれば、転舵装置４０も振動する。ただし、転舵装置４０が反力装置３０と機械的に分離されるＳＢＷシステム１００によれば、この振動を遮断することが可能となる。仮に、実際の車速Ｖおよび操舵角δに基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算すれば、路面反力に起因する振動をドライバに意図的に伝えないことが可能となる。

【0043】

ただし、ドライバに操舵感を与えるという観点からすると、路面反力に起因する振動の全てを遮断するのは必ずしも望ましくない。この点、上述した転舵制御では、転舵電流Ｉｍｗが目標転舵電流Ｉｍｗ＊に基づいて制御され、また、この目標転舵電流Ｉｍｗ＊は、路面の凹凸により変動する回転角θｗに基づいて演算される。つまり、信号ＳＩｍｗは、凹凸に起因する信号を含んでいる。したがって、信号ＳＩｍｗに基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算すれば、路面反力に起因する振動をドライバに伝えることが可能となる。

【0044】

ただし、信号ＳＩｍｗには、凹凸に起因する信号以外の信号が含まれる。そのため、信号ＳＩｍｗをそのまま用いて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算すれば、余計な振動までドライバに伝わってしまう。そこで、実施の形態１では、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理に際し、信号ＳＩｍｗから余計な信号を除外する処理を行う。

【0045】

１．２．１ 第１の構成例
図２は、実施の形態１において、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理を行うための制御装置５０の第１の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置５０は、ＢＰＦ（Band-Pass Filter）５１と、凹凸路面判定部５２と、目標反力電流演算部５３と、を備えている。

【0046】

ＢＰＦ５１は、信号ＳＩｍｗから所定周波数以上の信号を抽出する。この所定周波数は、路面に形成された轍（rat）等により発生する低周波の振動の周波数帯ＦＢ＿ｒの上限として、予め設定されている。そのため、ＢＰＦ５１を通過させると、信号ＳＩｍｗから轍等に起因する低周波の信号が除かれる。

【0047】

図３は、ＢＰＦ処理の有無による信号ＳＩｍｗの違いを説明する図である。図３の上段は、ＢＰＦ処理前の信号ＳＩｍｗを表している。この上段に示すように、時刻ｔ１～ｔ２の間、信号ＳＩｍｗは、ある電流値（例えば、０ｍＶ）を中心として振動する。これは、凹凸に起因する信号が信号ＳＩｍｗに含まれているからである。また、信号ＳＩｍｗは、時刻ｔ２を境にその振動特性が変化する。例えば、時刻ｔ２以降の信号ＳＩｍｗは、時刻ｔ２以前のそれに比べて振動の中心位置が変わり、振幅も変わる。これは、時刻ｔ２以降は、轍等に起因する低周波の信号が信号ＳＩｍｗに更に加わるためである。

【0048】

図３の下段は、ＢＰＦ処理後の信号ＳＩｍｗを表している。この下段に示す信号ＳＩｍｗのデータは、上段のそれと同じである。この下段に示すように、ＢＰＦ処理を行った場合は、時刻ｔ２以降の信号ＳＩｍｗの振幅が小さくなる。これは、ＢＰＦ処理を行うことによって、轍等に起因する低周波の信号が信号ＳＩｍｗから除かれているためである。

【0049】

凹凸路面判定部５２は、ＢＰＦ５１を通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５１」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。図４は、凹凸路面判定処理の流れを説明するフローチャートである。図４に示すルーチンでは、まず、凹凸条件が成立するか否かが判定される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の判定処理では、例えば、信号ＳＩｍｗ＿５１と閾値ＴＨ１との比較が所定時間に亘って行われる。そして、信号ＳＩｍｗ＿５１が閾値ＴＨ１を上回る回数が閾値ＴＨ２以上の場合、凹凸条件が成立すると判定される。

【0050】

ステップＳ１０の判定処理では、信号ＳＩｍｗ＿５１を不感帯と比較してもよい。この場合、信号ＳＩｍｗ＿５１が不感帯を超えた場合、凹凸条件が成立すると判定される。

【0051】

ステップＳ１０の判定結果が否定的な場合、路面は平坦であると判定される（ステップＳ１１）。そうでない場合、路面は凹凸であると判定される（ステップＳ１２）。

【0052】

目標反力電流演算部５３は、凹凸路面判定処理の結果と、信号ＳＩｍｗ＿５１とに基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。路面が平坦であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ１を乗算することにより、目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ２を乗算することにより、目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。ゲインＧ２はゲインＧ１と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【0053】

路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１に特定周波数帯の成分を加えて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算してもよい。この特定周波数帯は、路面の凹凸（asperity）により発生する振動の周波数帯ＦＢ＿ａとして、予め設定されている。

【0054】

第１の構成例において、目標反力電流Ｉｍｓ＊は、軸力センサの出力信号に基づいて演算されてもよい。軸力センサは、ラックバー４３に設けられている。軸力センサは、ラックバー４３の軸方向に作用する軸力を検出する。この軸力は、路面の凹凸により変動する。そのため、軸力センサの出力信号は、凹凸に起因する信号を含んでいる。ただし、信号ＳＩｍｗ同様、軸力センサの出力信号には、凹凸に起因する信号以外の信号が含まれている。そのため、図２で説明した手法と同じ手法で軸力センサの出力信号を処理すれば、目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算することが可能となる。

【0055】

このようにして演算された目標反力電流Ｉｍｓ＊は、反力モータ３１の制御量として反力モータ３１に与えられる。

【0056】

１．２．２ 第２の構成例
図５は、実施の形態１において、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理を行うための制御装置５０の第２の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、制御装置５０は、第１フィルタ５１ａ、第２フィルタ５１ｂと、第３フィルタ５１ｃと、凹凸路面判定部５２と、目標反力電流演算部５３と、を備えている。

【0057】

上記第１の構成例では、ＢＰＦ５１が設定された。これに対し、第２の構成例では、このＢＰＦ５１を細分化することにより、第１フィルタ５１ａ、第２フィルタ５１ｂおよび第３フィルタ５１ｃが設定される。例えば、第１フィルタ５１ａは、ＢＰＦ５１が抽出する周波数帯ＦＢ＿５１の低周波数帯を占めるように設定される。また、第３フィルタ５１ｃは、周波数帯ＦＢ＿５１の高周波数帯を占めるように設定され、第２フィルタ５１ｂは、周波数帯ＦＢ＿５１の中間周波数帯を占めるように設定される。なお、周波数帯ＦＢ＿５１を細分化するフィルタの数は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。

【0058】

凹凸路面判定部５２は、第１フィルタ５１ａを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５１ａ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。凹凸路面判定部５２は、また、第２フィルタ５１ｂを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５１ｂ」とも称す。）および第３フィルタ５１ｃを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５１ｃ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。凹凸路面判定処理の内容は、第１の構成例でのそれと同じである。

【0059】

目標反力電流演算部５３は、凹凸路面判定処理の結果と、信号ＳＩｍｗ＿５１ａ～ＳＩｍｗ＿５１ｃと、に基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。例えば、信号ＳＩｍｗ＿５１ａに対する凹凸路面判定処理の結果、路面が平坦であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１ａにゲインＧ３１を乗算する。路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１ａにゲインＧ４１を乗算する。ゲインＧ４１はゲインＧ３１と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【0060】

このようなゲインの乗算処理は、信号ＳＩｍｗ＿５１ｂおよびＳＩｍｗ＿５１ｃに対しても行われる。なお、信号ＳＩｍｗ＿５１ｂに乗算されるゲインＧ３２およびＧ４２は、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。また、信号ＳＩｍｗ＿５１ｃに乗算されるゲインＧ３３およびＧ４３は、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。また、ゲインＧ３１～Ｇ４３は同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【0061】

ゲインＧ３１～Ｇ３３が異なる値に設定される場合、または、ゲインＧ４１～Ｇ４３が異なる値に設定される場合、フィルタの占有周波数帯が高くなるほどゲインの値を大きくすることが望ましい。振動はその周波数が高くなるほど伝わり難くなる。そのため、ゲインの値をこのように設定することで、凹凸により発生する振動をドライバに伝え易くすることが可能となる。

【0062】

目標反力電流演算部５３は、乗算処理後の信号ＳＩｍｗ＿５１ａ～ＳＩｍｗ＿５１ｃを合成する。これにより、目標反力電流Ｉｍｓ＊が演算される。

【0063】

第２の構成例において、目標反力電流Ｉｍｓ＊は、軸力センサの出力信号に基づいて演算されてもよい。

【0064】

１．３ 効果
以上説明した実施の形態１によれば、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理において、信号ＳＩｍｗ（または、軸力センサの出力信号）から轍等に起因する低周波の信号が除かれる。轍等に起因する低周波の信号が除かれた信号ＳＩｍｗは、主として凹凸に起因する信号から構成される。したがって、轍等により発生する低周波の振動がドライバに伝わるのを抑えつつ、凹凸により発生する振動をドライバに伝えることが可能となる。故に、路面反力に対する適度な操舵感をドライバに与えることが可能となる。

【0065】

２．実施の形態２
次に、図６を参照しながら実施の形態２について説明する。以下においては、上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記実施の形態１の説明と重複する説明については適宜省略される。

【0066】

２．１ 目標反力電流の演算処理
図６は、実施の形態２において、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理を行うための制御装置５０の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、制御装置５０は、第１フィルタ５４ａ、第２フィルタ５４ｂと、第３フィルタ５４ｃと、凹凸路面判定部５２と、目標反力電流演算部５３と、第１条件判定部５５と、を備えている。

【0067】

上記実施の形態１の第２の構成例では、ＢＰＦ５１の抽出周波数帯（つまり、周波数帯ＦＢ＿５１）を細分化したフィルタ５１ａ～５１ｃが設定された。第２の構成例同様、実施の形態２では、周波数帯ＦＢ＿５１を細分化したフィルタ５４ａ～５４ｃが設定される。ただし、実施の形態２では、フィルタ５４ａ～５４ｃのうちの特定のフィルタの占有周波数帯が、車両の制動時に発生する振動の周波数帯ＦＢ＿ｂに設定されている。

【0068】

制動時に発生する振動は、轍等により発生する低周波の振動と同じく余計な振動に分類される。ただし、周波数帯ＦＢ＿ｂは周波数帯ＦＢ＿ａの内側に存在する。そのため、上記実施の形態１の第１または第２の構成例に基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算すると、制動時において余計な振動がドライバに伝わってしまう。このような問題に鑑み、実施の形態２では、特定のフィルタが設定されている。

【0069】

凹凸路面判定部５２の機能は、第２の構成例におけるそれと基本的に同じである。すなわち、凹凸路面判定部５２は、第１フィルタ５４ａを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５４ａ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。凹凸路面判定部５２は、また、第２フィルタ５４ｂを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５４ｂ」とも称す。）および第３フィルタ５４ｃを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５４ｃ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。凹凸路面判定処理の内容は、第１の構成例でのそれと同じである。

【0070】

第１条件判定部５５は、第１条件が成立するか否かを判定する。第１条件は、車両が制動状態にある場合に成立する。第１条件の成否は、例えば、信号ＳＶ、信号ＳＧｘおよび信号Ｓｓｔに基づいて判定される。信号ＳＧｘは、車両に別途設けられる前後方向の加速度Ｇｘの検出信号である。信号Ｓｓｔは、ブレーキランプの点灯動作により検出される信号である。ドライバによるブレーキペダルの踏み込み動作、または、マスター弁の閉じ動作により信号Ｓｓｔが検出されてもよい。

【0071】

目標反力電流演算部５３は、第１条件の判定結果と、凹凸路面判定処理の結果と、信号ＳＩｍｗ＿５４ａ～ＳＩｍｗ＿５４ｃと、に基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。例えば、第１条件が成立しないと判定され、かつ、路面が平坦であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５４ａにゲインＧ５１を乗算する。このようなゲインの乗算処理は、信号ＳＩｍｗ＿５４ｂおよびＳＩｍｗ＿５４ｃに対しても行われる。

【0072】

また、例えば、第１条件が成立しないと判定され、かつ、路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５４ａにゲインＧ６１を乗算する。このようなゲインの乗算処理は、信号ＳＩｍｗ＿５４ｂおよびＳＩｍｗ＿５４ｃに対しても行われる。なお、ゲインＧ５１およびＧ６１、信号ＳＩｍｗ＿５４ｂに乗算されるゲインＧ５２およびＧ６２、並びに、信号ＳＩｍｗ＿５４ｃに乗算されるゲインＧ５３およびＧ６３の大小関係については、ゲインＧ３１～Ｇ４３のそれと同じである。

【0073】

また、例えば、第１条件が成立する判定された場合、目標反力電流演算部５３は、特定のフィルタを通過した信号ＳＩｍｗに乗算するゲインを変更する。具体的に、特定のフィルタがフィルタ５４ｂの場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５４ｂに乗算するゲインを、ゲインＧ５２またはＧ６２よりも小さな値に設定する。つまり、第１条件の成立時、目標反力電流演算部５３は、特定のフィルタを通過した信号を弱化させる処理を行う。

【0074】

目標反力電流演算部５３は、乗算処理後の信号ＳＩｍｗ＿５４ａ～ＳＩｍｗ＿５４ｃを合成する。これにより、目標反力電流Ｉｍｓ＊が演算される。

【0075】

２．２ 効果
以上説明した実施の形態２によれば、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理に際して、第１条件の判定結果が加味される。そのため、車両の制動時、信号ＳＩｍｗ（または、軸力センサの出力信号）から、車両の制動に起因する信号が除かれる。したがって、制動時に発生する振動がドライバに伝わるのを抑えることが可能となる。故に、制動時の操舵感を向上することが可能となる。

【0076】

２．３ 対応関係
上記実施の形態２と、上記第１観点との対応関係は次のとおりである。すなわち、周波数帯ＦＢ＿ｂが、第１の観点の「第１周波数帯」に相当する。特定のフィルタを通過した信号が、第１の観点の「第１信号」に相当する。周波数帯ＦＢ＿５１から周波数帯ＦＢ＿ｂを除いた残りの周波数帯が、第１の観点の「第２周波数帯」に相当する。特定のフィルタ以外のフィルタを通過した信号が、第１の観点の「第２信号」に相当する。第１条件が第１の観点の「所定条件」に相当する。

【0077】

３．実施の形態３
次に、図７を参照しながら実施の形態３について説明する。以下においては、既述の実施の形態との相違点を中心に説明し、これらの説明と重複する説明については適宜省略される。

【0078】

３．１ 目標反力電流の演算処理
図７は、実施の形態３において、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理を行うための制御装置５０の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置５０は、第１フィルタ５６ａ、第２フィルタ５６ｂと、第３フィルタ５６ｃと、凹凸路面判定部５２と、目標反力電流演算部５３と、第２条件判定部５７と、を備えている。

【0079】

実施の形態３では、ＢＰＦ５１の抽出周波数帯（つまり、周波数帯ＦＢ＿５１）を細分化したフィルタ５６ａ～５６ｃが設定される。実施の形態３では、フィルタ５６ａ～５６ｃのうちの特定のフィルタの占有周波数帯が、フラッタ（flutter）により発生する振動の周波数帯ＦＢ＿ｆに設定されている。特定のフィルタを設定する理由は、上記実施の形態２で説明した理由と同じである。

【0080】

凹凸路面判定部５２の機能は、上記実施の形態２におけるそれと基本的に同じである。すなわち、凹凸路面判定部５２は、第１フィルタ５６ａを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５６ａ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。凹凸路面判定部５２は、また、第２フィルタ５６ｂを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５６ｂ」とも称す。）および第３フィルタ５６ｃを通過した信号ＳＩｍｗ（以下、「信号ＳＩｍｗ＿５６ｃ」とも称す。）に対して、凹凸路面判定処理を行う。

【0081】

第２条件判定部５７は、第２条件が成立するか否かを判定する。第２条件は、フラッタが発生する所定の速度域で車両が走行している場合に成立する。第２条件の成否は、例えば、信号ＳＶに基づいて判定される。

【0082】

目標反力電流演算部５３は、第２条件の判定結果と、凹凸路面判定処理の結果と、信号ＳＩｍｗ＿５６ａ～ＳＩｍｗ＿５６ｃと、に基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算の考え方は、上記実施の形態２におけるそれと基本的に同じである。

【0083】

３．２ 効果
以上説明した実施の形態３によれば、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理に際して、第２条件の判定結果が加味される。そのため、車両の制動時、信号ＳＩｍｗ（または、軸力センサの出力信号）からフラッタに起因する信号が除かれる。したがって、フラッタにより発生する振動がドライバに伝わるのを抑えることが可能となる。故に、フラッタが発生する所定の速度域での操舵感を向上することが可能となる。

【0084】

３．３ 対応関係
上記実施の形態３と、上記第１観点との対応関係は次のとおりである。すなわち、周波数帯ＦＢ＿ｆが、第１の観点の「第１周波数帯」に相当する。特定のフィルタを通過した信号が、第１の観点の「第１信号」に相当する。周波数帯ＦＢ＿５１から周波数帯ＦＢ＿ｆを除いた残りの周波数帯が、第１の観点の「第２周波数帯」に相当する。特定のフィルタ以外のフィルタを通過した信号が、第１の観点の「第２信号」に相当する。第２条件が、第１の観点の「所定条件」に相当する。

【0085】

４．実施の形態４
次に、図８を参照しながら実施の形態４について説明する。以下においては、既述の実施の形態との相違点を中心に説明し、これらの説明と重複する説明については適宜省略される。

【0086】

４．１ 目標反力電流の演算処理
図８は、実施の形態４において、目標反力電流Ｉｍｓ＊の演算処理を行うための制御装置５０の構成例を示すブロック図である。図８に示すように、制御装置５０は、ＢＰＦ５１と、凹凸路面判定部５２と、目標反力電流演算部５３と、走行モード判定部５８と、を備えている。つまり、図８の構成例は、上記実施の形態１の第１の構成例に、走行モード判定部５８が追加されたものである。

【0087】

実施の形態４では、ドライバからの指示に基づいて、車両制御システムが車両の走行モードを切り替える。この車両モードは、スポーツモードと、ノーマルモード（コンフォートモード）とを含む。スポーツモードは、路面状態の把握性能を重視した走行モードである。ノーマルモードは、走行安定性能を重視した走行モードである。ノーマルモードは、スポーツモードよりも把握性能を緩和させた走行モードでもある。走行モードの切り替えは、例えば、選択スイッチの手動操作により行われる。

【0088】

走行モード判定部５８は、現在選択中の走行モードを判定する。走行モードの判定は、例えば、信号Ｓｍｏに基づいて判定される。信号Ｓｍｏは、選択スイッチの操作状態により検出される。

【0089】

ＢＰＦ５１および凹凸路面判定部５２の機能は、第１の構成例におけるそれと同じである。

【0090】

目標反力電流演算部５３は、現在選択中の走行モードと、凹凸路面判定処理の結果と、信号ＳＩｍｗ＿５１とに基づいて目標反力電流Ｉｍｓ＊を演算する。例えば、スポーツモードが選択されていると判定され、かつ、路面が平坦であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ７を乗算する。スポーツモードが選択されていると判定され、かつ、路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ８を乗算する。ゲインＧ７はゲインＧ８と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【0091】

ノーマルモードが選択されていると判定され、かつ、路面が平坦であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ９を乗算する。ノーマルモードが選択されていると判定され、かつ、路面が凹凸であると判定されている場合、目標反力電流演算部５３は、信号ＳＩｍｗ＿５１にゲインＧ１０を乗算する。ゲインＧ９はゲインＧ１０と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

【0092】

ただし、ゲインＧ９はゲインＧ７よりも小さな値に設定され、ゲインＧ１０はゲインＧ８よりも小さな値に設定される。つまり、ノーマルモードの選択時には、スポーツモードの選択時に比べて小さなゲインが信号ＳＩｍｗ＿５１に乗算される。

【0093】

４．２ 効果
以上説明した実施の形態４によれば、ノーマルモードの選択時、スポーツモードの選択時に比べて小さなゲインが信号ＳＩｍｗ＿５１に乗算される。そのため、スポーツモードでの走行中は凹凸により発生する振動をドライバに伝え易くし、ノーマルモードでの走行中は当該振動をドライバに伝え難くすることが可能となる。スポーツモードでの走行中には凹凸により発生する振動をドライバに積極的に伝え、ノーマルモードでの走行中は当該振動をドライバに一切伝えなくすることも可能となる。

【0094】

４．３ 対応関係
上記実施の形態４と、上記第４観点との対応関係は次のとおりである。すなわち、スポーツモードが第４の観点の「第１走行モード」に相当する。ノーマルモードが第４の観点の「第２走行モード」に相当する。

【符号の説明】

【0095】

１０ ステアリングホイール
３０ 反力装置
３１ 反力モータ
４０ 転舵装置
４１ 転舵モータ
５０ 制御装置
５１ ＢＰＦ
５１ａ、５４ａ、５６ａ 第１フィルタ
５１ｂ、５４ｂ、５６ｂ 第２フィルタ
５１ｃ、５４ｃ、５６ｃ 第３フィルタ
５２ 凹凸路面判定部
５３ 目標反力電流演算部
５５ 第１条件判定部
５７ 第２条件判定部
５８ 走行モード判定部
６６ 電流センサ
７０ 車輪
１００ ステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】