特許 7618435 路面状態検出装置、及びこの路面状態検出装置を備えたパワーステアリング装置。

(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】2025-01-10

(45)【発行日】2025-01-21

(54)【発明の名称】路面状態検出装置、及びこの路面状態検出装置を備えたパワーステアリング装置。

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20250114BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20250114BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20250114BHJP

   B62D 121/00 20060101ALN20250114BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20250114BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00 ZYW

B62D5/04

B62D113:00

B62D121:00

B62D101:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020205807

(22)【出願日】2020-12-11

(65)【公開番号】P2022092855

(43)【公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100160004

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 憲雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120558

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 勝彦

(74)【代理人】

【識別番号】100148909

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 匡則

(74)【代理人】

【識別番号】100192533

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 如紘

(72)【発明者】

【氏名】安間 友輔

【審査官】上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０９９９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３７１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６７４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８７６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６８９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５５２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３７１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２８６６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１６９７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １１３／００

Ｂ６２Ｄ １２１／００

Ｂ６２Ｄ １０１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
車輪を転舵する転舵部の転舵軸の軸力を検出する軸力検出部と、
車両に発生したヨーレートを検出するヨーレート検出部と、
前記操舵角に対する前記軸力の値に基づいて、前記車輪が接している路面の路面状況を判断する第１の路面状況判断部と、
前記操舵角に対する前記ヨーレートの値に基づいて、前記車輪が接している前記路面の路面状況を判断する第２の路面状況判断部と、
を備え、
前記第１の路面状況判断部は、前記軸力に関する閾値である軸力閾値によって路面状況を判断し、
前記第２の路面状況判断部は、前記ヨーレートに関する閾値であるヨーレート閾値によって路面状況を判断し、
前記第１の路面状況判断部と前記第２の路面状況判断部とは、並列処理を実行する、路面状態検出装置。

【請求項2】

前記車両の走行速度を検出する車速検出部を、さらに備え、
前記軸力閾値と前記ヨーレート閾値の少なくともいずれか一方は、前記走行速度に基づいて変化する、請求項１に記載の路面状態検出装置。

【請求項3】

前記軸力閾値と前記ヨーレート閾値の少なくともいずれか一方は、前記路面が低摩擦状況であるか否かを判断するための値である、請求項１又は請求項２に記載の路面状態検出装置。

【請求項4】

前記第１の路面状況判断部及び／又は前記第２の路面状況判断部によって、前記路面が前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合に、前記車両を運転している運転者に警告を発する警告発生部を、さらに備えている、請求項３に記載の路面状態検出装置。

【請求項5】

前記警告発生部は、
前記第１の路面状況判断部によって、前記路面が前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合と、
前記第２の路面状況判断部によって、前記路面が前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合とで、
互いに種類の異なる警告を発する、請求項４に記載の路面状態検出装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の路面状態検出装置を備え、
前記ステアリングホイールと前記転舵部との間は、機械的に分離または分離可能な構成である、パワーステアリング装置。

【請求項7】

前記ステアリングホイールの操舵入力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイールに付加する反力付加アクチュエータと、
この反力付加アクチュエータを駆動制御する反力付加アクチュエータ制御部と、をさらに備え、
前記第２の路面状況判断部が前記低摩擦状況であるという判断をした場合には、前記反力付加アクチュエータ制御部は、前記路面に対する前記車輪のスリップを修正する方向の前記操舵反力を前記ステアリングホイールに付与して前記操舵角を補正するように、前記反力付加アクチュエータを制御する、請求項６に記載のパワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は路面状態検出装置、及びこの路面状態検出装置を備えたパワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ステアリングホイールと転舵部との間が機械的に分離されている、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）のパワーステアリング装置の開発が進められてきた。この種のステアバイワイヤ式パワーステアリング装置は、例えば特許文献１によって知られている。

【0003】

特許文献１のステアバイワイヤ式パワーステアリング装置は、転舵角センサによって検出された転舵角が目標転舵角に近づくように、ステアリング姿勢制御をするとともに、低摩擦路面を走行中には、ステアリング姿勢制御を機能させずに、運転者の操舵に基づいて転舵部の転舵角を制御すると、いうものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－１０６１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、車両の運転状況は多種多様であり、このような運転状況に対応した路面状況を精度良く判断することが求められている。

【0006】

本発明は、多様な操作や運転状況に対応した路面状況を、より高精度に判断することができる技術を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者等は、鋭意検討の結果、車両の運転者が路面摩擦の低下を感じる状態量が、操作や運転状況に応じて変化することを知見した。例えば、運転者は、次の３つの状態の場合に、路面と操舵車輪との間の摩擦力（路面摩擦）が低下したことを認知する。

【0008】

第１の状態では、車両の低速走行中（例えば、車速が約２０ｋｍ／ｈ以下）に、ステアリングホイールを切り増し操作している（操舵角の増大方向へ操舵している）ときには、運転者はステアリングホイールの操舵トルクが過小な状態になったと感じることによって、路面摩擦が低下したことを認知する。

【0009】

第２の状態では、車両の高速走行中（例えば、車速が約５０ｋｍ／ｈ以上）に、操舵角が増大しているときには、運転者は車両に発生したヨーレートが過大な状態になったと感じることによって、路面摩擦が低下したことを認知する。

【0010】

第３の状態では、車両の加速走行時に、操舵角が増大しているときには、運転者は、操舵トルクが過小な状態になり且つヨーレートが過大な状態になったと感じることによって、路面摩擦が低下したことを認知する。

【0011】

本発明は、このように、運転者が路面摩擦の低下を感じる状態量が、操作や運転状況に応じて変化するという、知見に基づいて完成させた。

【0012】

本開示によれば、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、車輪を転舵する転舵部の転舵軸の軸力を検出する軸力検出部と、車両に発生したヨーレートを検出するヨーレート検出部と、前記操舵角に対する前記軸力の値に基づいて、前記車輪が接している路面の路面状況を判断する第１の路面状況判断部と、前記操舵角に対する前記ヨーレートの値に基づいて、前記車輪が接している前記路面の路面状況を判断する第２の路面状況判断部と、、を備えている路面状態検出装置が提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、多様な操作や運転状況に対応した路面状況を、より高精度に判断することができる技術を、提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施例１によるパワーステアリング装置の模式図である。

【図2】図１に示される制御部の制御フローチャートである。

【図3】図３（ａ）は図２に示される第１マップの説明図であり、図３（ｂ）は図２に示される第２マップの説明図である。

【図4】本発明の実施例２によるパワーステアリング装置の模式図である。

【図5】図４に示される制御部の制御フローチャートである。

【図6】図６（ａ）は図５に示される第１マップの説明図であり、図６（ｂ）は図５に示される第２マップの説明図である。

【図7】本発明の実施例３によるパワーステアリング装置の模式図である。

【図8】図７に示される制御部の制御フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。

【0016】

＜実施例１＞
図１～図３を参照しつつ実施例１のパワーステアリング装置２０を説明する。

【0017】

図１に示されるように、車両１０にはパワーステアリング装置２０が搭載されている。このパワーステアリング装置２０は、ステアリングホイール２１の操舵入力（操舵力または操舵トルクともいう）が生じる操舵部２２と、左右の転舵車輪２３，２３（車輪２３，２３。タイヤを含む）を転舵する転舵部２４とを含む。左右の転舵車輪２３，２３は、転舵部２４によって転舵されるものであればよく、前輪、後輪、又は両方を含む。

【0018】

パワーステアリング装置２０は、ステアリングホイール２１と転舵部２４との間が、機械的に分離または分離可能な構成の、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）パワーステアリング装置であって、ステアリングホイール２１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ４４を作動させることにより、左右の転舵車輪２３，２３を転舵することが可能である。

【0019】

操舵部２２は、運転者が操舵するステアリングホイール２１と、このステアリングホイール２１に連結されているステアリング軸３１と、ステアリングホイール２１に対して操舵反力を付加する反力付加アクチュエータ３２と、を含む。この操舵反力は、左右の転舵車輪２３，２３が路面Ｒｄから受ける転舵抵抗（路面反力）に応じて、反力付加アクチュエータ３２（第１アクチュエータ３２）からステアリングホイール２１へ付加されるものであって、反力トルク（操舵トルクに抵抗するトルク）と言い換えることができる。

【0020】

ここで、運転者がステアリングホイール２１を操舵角θｓの増大方向へ操舵することを、「切り増し操作」という。運転者が、切り増し操作の後に、ステアリングホイール２１を操舵角θｓの減少方向（中立方向）へ操舵することを、「切り戻し操作」という。

【0021】

反力付加アクチュエータ３２は、運転者が操舵するステアリングホイール２１の操舵入力（操舵トルク）に抵抗する操舵反力（反力トルク）を発生して、ステアリングホイール２１に付加することによって、運転者に操舵感を与える。この反力付加アクチュエータ３２は、操舵反力を発生する反力付加モータ３３（第１モータ３３）と、操舵反力をステアリング軸３１に伝達する反力伝達機構３４と、を含む。反力付加モータ３３は、電動モータによって構成される。以下、反力付加モータ３３のことを、適宜「反力モータ３３」と略称する。

【0022】

転舵部２４は、車幅方向へ延びている転舵軸４１と、この転舵軸４１の両端にタイロッド４２，４２及びナックル４３，４３を介して連結されている左右の転舵車輪２３，２３と、転舵軸４１に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ４４と、を含む。

【0023】

転舵用アクチュエータ４４（第２アクチュエータ４４）は、転舵用動力を発生する転舵用モータ４５と、転舵用動力を転舵軸４１に伝達する転舵動力伝達機構４６とからなる。転舵用モータ４５（第２モータ４５）は、例えば電動モータによって構成される。転舵用モータ４５が発生した転舵用動力は、転舵動力伝達機構４６によって転舵軸３６に伝達される。この結果、転舵軸４１は車幅方向にスライドする。

【0024】

さらに、パワーステアリング装置２０は、ステアリングホイール２１の操舵角θｓを検出する操舵角検出部５１と、ステアリング軸３１に発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部５２と、反力モータ３３の回転角を検出する反力モータ回転角検出部５３と、反力モータ３３の電流値を検出する反力モータ電流検出部５４とを備えている。反力モータ回転角検出部５３は、例えば、反力モータ３３に備えたレゾルバによって構成される。

【0025】

さらに、パワーステアリング装置２０は、転舵用モータ４５の回転角を検出する転舵用モータ回転角検出部５５と、転舵用モータ４５の電流値を検出する転舵用モータ電流検出部５６と、転舵軸４１の中立位置からのストローク量を検出するストローク検出部５７と、転舵軸４１の軸力ｆｒを検出する軸力検出部５８とを備えている。転舵用モータ回転角検出部５５は、例えば、転舵用モータ４５に備えたレゾルバによって構成される。

【0026】

転舵軸４１のストローク量と、転舵車輪２３，２３の転舵角とは、相関関係を有する。検出されたストローク量に基づいて、転舵車輪２３，２３の転舵角を間接的に求めることができる。なお、この転舵角は、転舵用モータ回転角検出部５５によって検出された転舵用モータ４５の回転角により、間接的に求めることができる。

【0027】

また、軸力ｆｒは、操舵角検出部５１によって検出されたステアリングホイール２１の操舵角θｓと、転舵用モータ回転角検出部５５によって検出された転舵用モータ４５の回転角と、転舵用モータ電流検出部５６によって検出された転舵用モータ４５の電流値とにより、間接的に求める（推定する）ことができる。

【0028】

さらに、パワーステアリング装置２０は、車両１０の走行速度Ｖｓ（車速Ｖｓ）を検出する車速検出部６１と、車両１０の加速度を検出する加速度検出部６２と、車両１０に発生したヨーレートＹｒを検出するヨーレート検出部６３と、その他の各種検出部６４と、車両１０を運転している運転者に警告を発する警告発生部６５と、制御部６６とを備えている。

【0029】

制御部６６は、上記の検出部５１～５８，６１～６４からそれぞれ検出信号を受けて、反力付加アクチュエータ３２及び転舵用アクチュエータ４４に電流を付与するとともに、警告発生部６５に作動信号を発する。この制御部６６は、反力付加アクチュエータ３２を駆動制御する反力付加アクチュエータ制御部７１と、転舵用アクチュエータ４４を駆動制御する転舵用アクチュエータ制御部７２と、警告発生部６５を駆動制御する警告駆動制御部７３と、を備えている。

【0030】

実施例１では、操舵角検出部５１と軸力検出部５８とヨーレート検出部６３と制御部６６とによって、路面状態検出装置８０が構成されている。この路面状態検出装置８０において、制御部６６は、前記警告駆動制御部７３と、第１の路面状況を判断する第１の路面状況判断部８１と、第２の路面状況を判断する第２の路面状況判断部８２と、を備えていることを特徴とする。

【0031】

第１の路面状況判断部８１は、操舵角検出部５１によって検出された操舵角θｓに対する、軸力検出部５８によって検出された軸力ｆｒの値に基づいて、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第１の路面状況を判断する。

【0032】

第２の路面状況判断部８２は、操舵角検出部５１によって検出された操舵角θｓに対する、ヨーレート検出部６３によって検出されたヨーレートＹｒの値に基づいて、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第２の路面状況を判断する。

【0033】

次に、図１を参照しつつ、図２及び図３に基づいて、制御部６６による制御を説明する。制御部６６は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。マイクロコンピュータによって構成した制御部６６の、具体的な制御の一例を説明すると、次の通りである。

【0034】

図２は、制御部６６の制御フローチャートであって、制御部６６の一連の制御のなかの、第１の路面状況及び第２の路面状況の判断及び警告発生部６５の作動制御の処理を実行するサブルーチンを示している。このサブルーチンは、例えば所定の条件による割込処理や、時分割処置によって実行する。

【0035】

制御部６６は制御を開始すると、先ずステップＳ０１では、操舵角検出部５１によって実際に検出された操舵角θｓ（実操舵角θｓ）を取得する。次に、ステップＳ１１～Ｓ１３の一連の第１の処理と、ステップＳ２１～Ｓ２３の一連の第２の処理とを、並列処理を実行する。

【0036】

第１の処理において、先ずステップＳ１１では、操舵角θｓの値から軸力ｆｒに関する閾値である軸力閾値ｆｓを設定する。この軸力閾値ｆｓは、例えば転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄが、低摩擦状況であるか否かを判断する第１の基準値である。この軸力閾値ｆｓは、予め設定されている所定の、第１マップ（図３（ａ）参照）や演算によって求められる。

【0037】

図３（ａ）は、横軸を操舵角θｓとし、縦軸を軸力閾値ｆｓとして、操舵角θｓに対する軸力閾値ｆｓを求める第１マップを示している。この第１マップによれば、操舵角θｓの増大に従って軸力閾値ｆｓが増大することが判る。

【0038】

前記ステップＳ１１の次の、ステップＳ１２では、軸力検出部５８によって実際に検出された軸力ｆｒ（実軸力ｆｒ）を取得する。なお、この軸力ｆｒは、操舵角検出部５１によって検出されたステアリングホイール２１の操舵角θｓと、転舵用モータ回転角検出部５５によって検出された転舵用モータ４５の回転角と、転舵用モータ電流検出部５６によって検出された転舵用モータ４５の電流値とにより、間接的に求めた（推定した）値であってもよい。

【0039】

次に、ステップＳ１３では、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第１の路面状況を判断、つまり、実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っているか否かを判断する。このステップＳ１３は、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第１の路面状況を判断する第１の路面状況判断部８１を構成している。

【0040】

一方、前記第２の処理において、先ずステップＳ２１では、操舵角θｓの値からヨーレートＹｒに関する閾値であるヨーレート閾値Ｙｓを設定する。このヨーレート閾値Ｙｓは、例えば転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄが、低摩擦状況であるか否かを判断する第２の基準値である。このヨーレート閾値Ｙｓは、予め設定されている所定の、第２マップ（図３（ｂ）参照）や演算によって求められる。

【0041】

図３（ｂ）は、横軸を操舵角θｓとし、縦軸をヨーレート閾値Ｙｓとして、操舵角θｓに対するヨーレート閾値Ｙｓを求める第２マップを示している。この第２マップによれば、操舵角θｓの増大に従ってヨーレート閾値Ｙｓが増大することが判る。

【0042】

前記ステップＳ２１の次の、ステップＳ２２では、ヨーレート検出部６３によって実際に検出されたヨーレートＹｒ（実ヨーレートＹｒ）を取得する。

【0043】

次に、ステップＳ２３では、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第２の路面状況を判断、つまり、実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っているか否かを判断する。このステップＳ０４は、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第２の路面状況を判断する第２の路面状況判断部８２を構成している。

【0044】

前記ステップＳ１３において実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていると判断、及び／又は、前記ステップＳ２３において実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていると判断をした場合、つまり、路面Ｒｄが低摩擦状況であるという判断をした場合には、次のステップＳ３１において警告駆動制御部７３により警告発生部６５を作動させた後に、このサブルーチンを終了する。この結果、警告発生部６５は車両１０を運転している運転者に警告を発する。

【0045】

一方、前記ステップＳ１３において実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていないと判断をするとともに、前記ステップＳ２３において実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていないと判断をした場合には、警告発生部６５を作動させることなく、このサブルーチンを終了する。

【0046】

以上の説明から明らかなように、パワーステアリング装置２０は路面状態検出装置８０を備えている。この路面状態検出装置８０は、第１の路面状況判断部８１（ステップＳ１３）と、第２の路面状況判断部８２（ステップＳ２３）と、警告駆動制御部７３（ステップＳ３１）と、を備えている。

【0047】

以上の実施例１の説明をまとめると、次の通りである。
路面状態検出装置８０は、ステアリングホイール２１の操舵角θｓを検出する操舵角検出部５１と、車輪２３，２３（転舵車輪２３，２３）を転舵する転舵部２４の転舵軸４１の軸力ｆｒを検出する軸力検出部５８と、車両１０に発生したヨーレートＹｒを検出するヨーレート検出部６３と、前記操舵角θｓに対する前記軸力ｆｒの値に基づいて、前記車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの路面状況（第１の路面状況）を判断する第１の路面状況判断部８１と、前記操舵角θｓに対する前記ヨーレートＹｒの値に基づいて、前記車輪２３，２３が接している前記路面Ｒｄの路面状況（第２の路面状況）を判断する第２の路面状況判断部８２と、を備えている。

【0048】

このため、操舵角θｓに対する転舵軸４１の軸力ｆｒの値に基づいて、第１の路面状況を判断することができる。操舵角θｓに対する車両１０のヨーレートＹｒの値に基づいて、第２の路面状況を判断することができる。２種類の路面状況判断部を有することによって、多様な操作や運転状況に対応した路面状況を、より高精度に判断することができる。

【0049】

しかも、路面Ｒｄが摩擦低下の状況にあることを、運転者が認知することが可能な程度の状態量を定義して、運転者の認知に基づく低摩擦路面を判断することが可能なので、実際に路面Ｒｄの状況を計測する必要がない。

【0050】

さらに、前記第１の路面状況判断部８１は、前記軸力ｆｒに関する閾値である軸力閾値ｆｓによって、前記第１の路面状況を判断している。前記第２の路面状況判断部８２は、前記ヨーレートＹｒに関する閾値であるヨーレート閾値Ｙｓによって、前記第２の路面状況を判断している。

【0051】

このように、路面が摩擦低下の状況にあることを、運転者が認知することが可能な程度の軸力閾値ｆｓやヨーレート閾値Ｙｓを設定することによって、運転者の認知に基づく低摩擦路面を、より明確に且つ確実に判断することが可能である。

【0052】

さらに、前記軸力閾値ｆｓと前記ヨーレート閾値Ｙｓの少なくとも一方は、前記路面Ｒｄが低摩擦状況であるか否かを判断するための値である。

【0053】

このため、例えば次の３つの状態の場合に、路面状態検出装置８０は、路面Ｒｄと転舵車輪２３，２３との間の摩擦力（路面摩擦）が低下したと判断することができる。

【0054】

第１に、路面状態検出装置８０は、ステアリングホイール２１を切り増し操作している（操舵角θｓが増大している）ときには、軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓよりも低下した場合に、路面Ｒｄが低摩擦状況であると判断する。軸力は、車両の低速走行中（例えば、車速が約２０ｋｍ／ｈ以下）において、運転者が、路面の摩擦力が低下したと判断し修正操舵を行う契機となる状態量であり、当該車速域において特に効果を奏する。

【0055】

第２に、路面状態検出装置８０は、操舵角θｓが増大しているときには、ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを超えた場合に、路面Ｒｄが低摩擦状況であると判断する。ヨーレートは、車両の高速走行中（例えば、車速が約５０ｋｍ／ｈ以上）において、運転者が、路面の摩擦力が低下したと判断し修正操舵を行う契機となる状態量であり、当該車速域において特に効果を奏する。

【0056】

第３に、路面状態検出装置８０は、操舵角θｓが増大しているときには、運転者は、軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓよりも低下するとともに、ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを超えた場合に、前記路面Ｒｄが低摩擦状況であると判断する。軸力及びヨーレートの２つの指標は、車両の加速走行時において、運転手が、路面の摩擦力が低下したと判断し修正操舵を行う契機となる状態量であり、加速走行時において特に効果を奏する。

【0057】

さらに、前記第１の路面状況判断部８１及び／又は前記第２の路面状況判断部８２によって、前記路面Ｒｄが前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合に、前記車両１０を運転している運転者に警告を発する警告発生部６５を備えている。

【0058】

このため、警告発生部６５は、第１の路面状況判断部８１と第２の路面状況判断部８２との、少なくともいずれか一方が、路面Ｒｄが摩擦低下の状況にあるとの判断結果に従って、警告を発することができる。従って、運転者は、運転の習熟度の大小にかかわらず、路面が摩擦低下の状況にあることを明確に且つ速やかに判断することができる。

【0059】

パワーステアリング装置２０は、前記ステアリングホイール２１と前記転舵部２４との間が、機械的に分離または分離可能な構成である、いわゆるステアバイワイヤ式のパワーステアリング装置であって、路面状態検出装置８０を備える。

【0060】

このように、ステアバイワイヤ式のパワーステアリング装置２０は、ステアリングホイール２１と転舵車輪２３，２３との間が機械的に分離している。そのため、転舵軸４１の軸力ｆｒの変化による前記第１の路面状況を運転者が認知することはできない。これに対し、ステアバイワイヤ式のパワーステアリング装置２０に路面状態検出装置８０を備えたことによって、ステアリングホイール２１と転舵車輪２３，２３との間が機械的に分離しているにもかかわらず、運転者は前記第１の路面状況を確実に認知することができる。

【0061】

＜実施例２＞
次に、図４～図６を参照しつつ実施例２の路面状態検出装置８０Ａ、及びこの路面状態検出装置８０Ａを備えたパワーステアリング装置２０Ａを説明する。

【0062】

図４は、実施例２のパワーステアリング装置２０Ａの模式図であり、実施例１のパワーステアリング装置２０を説明する図１に対応させて表している。図５は、実施例２の制御部６６Ａの制御フローチャートであり、実施例１の制御部６６の制御フローチャートを説明する図２に対応させて表している。図６（ａ）は、実施例２の第１マップの説明図であり、実施例１の第１マップを説明する図３（ａ）に対応させて表している。図６（ｂ）は、実施例２の第２マップの説明図であり、実施例１の第２マップを説明する図３（ｂ）に対応させて表している。

【0063】

実施例２のパワーステアリング装置２０Ａの路面状態検出装置８０Ａは、軸力閾値ｆｓとヨーレート閾値Ｙｓの少なくともいずれか一方が、車速検出部６１によって検出された走行速度Ｖｓに基づいて変化することを特徴とする。その他の基本的な構成については、実施例１のパワーステアリング装置２０と共通する。実施例１のパワーステアリング装置２０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0064】

実施例２の制御部６６Ａは、実施例１の制御部６６に対して、前記走行速度Ｖｓに基づいて軸力閾値ｆｓとヨーレート閾値Ｙｓの少なくともいずれか一方を変化させるという、路面状態検出装置８０Ａの機能を有している。

【0065】

実施例２の制御部６６Ａは制御を開始すると、先ずステップＳ０１では、検出された操舵角θｓ（実操舵角θｓ）を取得する。次に、ステップＳ０２では、車速検出部６１によって実際に検出された車速Ｖｓ（実車速Ｖｓ）を取得する。次に、ステップＳ１１Ａ～Ｓ１３Ａの一連の第１の処理と、ステップＳ２１Ａ～Ｓ２３Ａの一連の第２の処理とを、並列処理を実行する。

【0066】

第１の処理において、先ずステップＳ２１Ａでは、操舵角θｓと車速Ｖｓとの値から軸力ｆｒに関する閾値である軸力閾値ｆｓを設定する。この軸力閾値ｆｓは、路面Ｒｄが低摩擦状況であるか否かを判断する第１の基準値である。この軸力閾値ｆｓは、予め設定されている所定の、第１マップ（図６（ａ）参照）や演算によって求められる。

【0067】

図６（ａ）は、横軸を操舵角θｓとし、縦軸を軸力閾値ｆｓとして、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎ毎に、操舵角θｓに対する軸力閾値ｆｓを求める第１マップを示している。ここで、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎは、車速検出部６１によって検出された車速Ｖｓのうち、値Ｖｓ１が最も低速であり、値Ｖｓｎが最も高速である。この第１マップによれば、操舵角θｓの増大に従って軸力閾値ｆｓが増大するとともに、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎが高速であるほど、操舵角θｓの増大に従って軸力閾値ｆｓの増大する割合が大きくなることが判る。

【0068】

前記ステップＳ１１Ａの次のステップＳ１２Ａでは、上記実施例１と同様に、軸力検出部５８によって実際に検出された軸力ｆｒ（実軸力ｆｒ）を取得する。

【0069】

次に、ステップＳ１３Ａでは、上記実施例１と同様に、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第１の路面状況を判断、つまり、実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っているか否かを判断する。このステップＳ１３Ａは、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第１の路面状況を判断する第１の路面状況判断部８１Ａを構成している。

【0070】

一方、前記第２の処理において、先ずステップＳ２１Ａでは、操舵角θｓと車速Ｖｓとの値からからヨーレートＹｒに関する閾値であるヨーレート閾値Ｙｓを設定する。このヨーレート閾値Ｙｓは、路面Ｒｄが低摩擦状況であるか否かを判断する第２の基準値である。このヨーレート閾値Ｙｓは、予め設定されている所定の、第２マップ（図６（ｂ）参照）や演算によって求められる。

【0071】

図６（ｂ）は、横軸を操舵角θｓとし、縦軸をヨーレート閾値Ｙｓとして、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎ毎に、操舵角θｓに対するヨーレート閾値Ｙｓを求める第２マップを示している。ここで、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎの配列は、上記図６（ａ）に示される第１マップに対して逆順である。この第２マップによれば、操舵角θｓの増大に従ってヨーレート閾値Ｙｓが増大するとともに、各車速Ｖｓ１，Ｖｓ２，・・・Ｖｓｎが高速であるほど、操舵角θｓの増大に従ってヨーレート閾値Ｙｓの増大する割合が小さくなることが判る。

【0072】

前記ステップＳ２１Ａの次の、ステップＳ２２Ａでは、上記実施例１と同様に、ヨーレート検出部６３によって実際に検出されたヨーレートＹｒ（実ヨーレートＹｒ）を取得する。

【0073】

次に、ステップＳ２３Ａでは、上記実施例１と同様に、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第２の路面状況を判断、つまり、実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っているか否かを判断する。このステップＳ２３Ａは、転舵車輪２３，２３が接している路面Ｒｄの、第２の路面状況を判断する第２の路面状況判断部８２Ａを構成している。

【0074】

前記ステップＳ１３Ａにおいて実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていると判断、及び／又は、前記ステップＳ２３Ａにおいて実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていると判断をした場合、つまり、路面Ｒｄが低摩擦状況であるという判断をした場合には、次のステップＳ３１において警告駆動制御部７３により警告発生部６５を作動させた後に、このサブルーチンを終了する。この結果、警告発生部６５は車両１０を運転している運転者に警告を発する。

【0075】

一方、前記ステップＳ１３Ａにおいて実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていないと判断をするとともに、前記ステップＳ２３Ａにおいて実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていないと判断をした場合には、警告発生部６５を作動させることなく、このサブルーチンを終了する。

【0076】

以上の説明から明らかなように、パワーステアリング装置２０Ａは路面状態検出装置８０Ａを備えている。この路面状態検出装置８０Ａは、第１の路面状況判断部８１Ａ（ステップＳ１３Ａ）と、第２の路面状況判断部８２Ａ（ステップＳ２３Ａ）と、警告駆動制御部７３（ステップＳ３１）と、を備えている。

【0077】

以上の実施例２の説明をまとめると、次の通りである。
路面状態検出装置８０Ａは、前記車両１０の走行速度Ｖｓ（車速Ｖｓ）を検出する車速検出部６１を備える。前記軸力閾値ｆｓと前記ヨーレート閾値Ｙｓの少なくともいずれか一方は、前記走行速度Ｖｓに基づいて変化する。

【0078】

一般に、運転者が路面摩擦低下であるとの認知は、走行速度Ｖｓ（車速Ｖｓ）に従って変化し得る。これに対し、実施例２では、走行速度Ｖｓ（車速Ｖｓ）に基づいて軸力閾値ｆｓやヨーレート閾値Ｙｓを変化させている。例えば、車速が高速であるほど、軸力閾値ｆｓを高く設定するとともに、ヨーレート閾値Ｙｓを低く設定することができる。このため、多様な操作や運転状況に対応した路面状況を、より一層高精度に判断することができる。その他の作用、効果は、上記実施例１の作用、効果と同じである。

【0079】

＜実施例３＞
次に、図７及び図８を参照しつつ実施例３の路面状態検出装置８０Ｂ、及びこの路面状態検出装置８０Ｂを備えたパワーステアリング装置２０Ｂを説明する。

【0080】

図７は、実施例３のパワーステアリング装置２０Ｂの模式図であり、実施例２のパワーステアリング装置２０Ａを説明する図４に対応させて表している。図８は、実施例３の制御部６６Ｂの制御フローチャートであり、実施例２の制御部６６Ａの制御フローチャートを説明する図５に対応させて表している。

【0081】

実施例３のパワーステアリング装置２０Ｂの路面状態検出装置８０Ｂは、（１）警告発生部６５Ｂが、第１の路面状況と第２の路面状況とで互いに異なる警告を発するとともに、（２）第２の路面状況が低摩擦状況であるときには転舵車輪２３，２３のスリップを修正する方向の操舵反力をステアリングホイール２１に付与することを特徴とする。その他の基本的な構成については、実施例１のパワーステアリング装置２０と共通する。実施例２のパワーステアリング装置２０Ａと共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0082】

実施例２の警告発生部６５に対して、実施例３の警告発生部６５Ｂは、第１警告部１０１と第２警告部１０２という２つの警告部を有していることを特徴とする。第１警告部１０１は、第１の路面状況の場合に報知するものであって、例えば運転者が視覚によって認識することが可能な構成（点滅する警告灯など）であり、車室内において運転者が認知しやすい位置、例えばインストルメントパネルに配置される。第２警告部１０２は、第２の路面状況の場合に報知するものであって、例えば運転者が聴覚によって認識することが可能な構成（ブザー等の警音器など）あり、車室内に配置される。

【0083】

実施例３の警告駆動制御部７３Ｂは、第１警告部１０１を駆動制御する第１警告駆動制御部１０３と、第２警告部１０２を駆動制御する第２警告駆動制御部１０４とによって構成されている。

【0084】

実施例２の制御部６６Ａに対して、実施例３の制御部６６Ｂは、（１）第１の路面状況と第２の路面状況とで互いに異なる警告を警告発生部６５Ｂに発生させるとともに、（２）第２の路面状況が低摩擦状況であるときには転舵車輪２３，２３のスリップを修正する方向の操舵反力を反力付加アクチュエータ３２に発生させるという、路面状態検出装置８０Ｂの機能を有している。

【0085】

図８に示される実施例３の制御部６６Ｂの制御フローチャートにおいて、ステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ１１Ａ～Ｓ１３Ａ，Ｓ２１Ａ～Ｓ２３Ａの制御内容は、上記図５に示される実施例２の制御部６６Ａの制御フローチャートの制御内容と同じであり、説明を省略する。

【0086】

前記ステップＳ１３Ａにおいて実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていると判断、つまり、路面Ｒｄが低摩擦状況であるという判断をした場合には、次のステップＳ３１Ａにおいて第１警告駆動制御部１０３により第１警告部１０１を作動させた後に、このサブルーチンを終了する。この結果、第１警告部１０１は車両１０を運転している運転者に、第１の路面状況であるという警告を発する。一方、前記ステップＳ１３Ａにおいて実軸力ｆｒが軸力閾値ｆｓを下回っていないと判断をした場合には、第１警告部１０１を作動させることなく、このサブルーチンを終了する。

【0087】

前記ステップＳ２３Ａにおいて実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていると判断、つまり、路面Ｒｄが低摩擦状況であるという判断をした場合には、次のステップＳ３１Ｂにおいて第２警告駆動制御部１０４により第２警告部１０２を作動させた後に、ステップＳ３２に進む。この結果、第２警告部１０２は車両１０を運転している運転者に、第２の路面状況であるという警告を発する。一方、前記ステップＳ２３Ａにおいて実ヨーレートＹｒがヨーレート閾値Ｙｓを上回っていないと判断をした場合には、第２警告部１０２を作動させることなく、このサブルーチンを終了する。

【0088】

前記ステップＳ３１Ｂの次の、ステップＳ３２では、反力付加アクチュエータ制御部７１により反力付加アクチュエータ３２を駆動制御しすることによって、路面Ｒｄに対する転舵車輪２３，２３のスリップを修正する方向の操舵反力を、反力付加アクチュエータ３２から発生させる。

【0089】

以上の説明から明らかなように、パワーステアリング装置２０Ｂは路面状態検出装置８０Ｂを備えている。この路面状態検出装置８０Ｂは、第１の路面状況判断部８１Ａ（ステップＳ１３Ａ）と、第２の路面状況判断部８２Ａ（ステップＳ２３Ａ）と、第１警告駆動制御部１０３（ステップＳ３１Ａ）と、第２警告駆動制御部１０４（ステップＳ３１Ｂ）と、反力付加アクチュエータ制御部７１と、を備えている。

【0090】

以上の実施例３の説明をまとめると、次の通りである。
前記警告発生部６５Ｂは、前記第１の路面状況判断部８１によって、前記路面Ｒｄが前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合と、前記第２の路面状況判断部８２によって、前記路面Ｒｄが前記低摩擦状況であるという判断がなされた場合とで、互いに種類の異なる警告を発する。

【0091】

一般に、車両の走行している路面が、（１）滑りやすい路面であることと、（２）実際に滑っている状態であることとは、運転者の危険度合いが異なるので、警告発生部６５Ｂが発する警告も異なることが好ましい。

【0092】

第１の路面状況は、運転者が、ステアリングホイール２１の操舵トルクが過小な状態になったと感じることによって、路面摩擦が低下したことを認知する、滑りやすい路面状況である。また、第２の路面状況は、運転者が、車両１０に発生したヨーレートＹｒが過大な状態になったと感じることによって、路面摩擦が低下したことを認知する、車両運動に影響を与えている路面状況である。

【0093】

これに対し、警告発生部６５Ｂは、軸力ｆｒの変化から第１の路面状況であると判断した場合には、第１警告部１０１を駆動する（例えば警告灯を点滅させる）。また、警告発生部６５Ｂは、ヨーレートＹｒの変化から、低摩擦の第２の路面状況であると判断した場合には、第２警告部１０２を駆動する（例えばブザー等の警音器を鳴らす）。このように、警告発生部６５Ｂから発せられる警告が異なることによって、運転者は速やかに且つ容易に路面状況の危険度合いを認知することができる。

【0094】

さらに、前記ステアバイワイヤ式のパワーステアリング装置２０は、前記ステアリングホイール２１の操舵入力に抵抗する操舵反力を発生して前記ステアリングホイール２１に付加する反力付加アクチュエータ３２と、この反力付加アクチュエータ３２を駆動制御する反力付加アクチュエータ制御部７１とを備える。前記第２の路面状況判断部８２Ａが前記低摩擦状況であるという判断をした場合には、前記反力付加アクチュエータ制御部７１は、前記路面Ｒｄ対する前記転舵車輪２３，２３のスリップを修正する方向の前記操舵反力を前記ステアリングホイール２１に付与して前記操舵角θｓを補正するように、前記反力付加アクチュエータ８２を制御する。

【0095】

このように、操舵角θｓに対するヨーレートＹｒの変化から、低摩擦の第２の路面状況であると第２の路面状況判断部８２が判断した場合には、転舵車輪２３，２３のスリップを修正する方向の操舵反力をステアリングホイール２１に付与することによって、操舵角θｓや、操舵トルクに基づいて変化する転舵用アクチュエータ４４の制御量が変化することとなるため、速やかに修正操舵をおこなうことができ、路面Ｒｄに対する転舵車輪２３，２３のスリップ状態を迅速に解消することができる。

【0096】

その他の作用、効果は、上記実施例１及び実施例２の作用、効果と同じである。

【0097】

なお、本発明による緩衝器は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例１～３のパワーステアリング装置２０，２０Ａ，２０Ｂは、いずれか２つ、または全てを組み合わせることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0098】

本発明の路面状態検出装置８０，８０Ａ，８０Ｂ、及びこの路面状態検出装置８０，８０Ａ，８０Ｂを備えたパワーステアリング装置２０，２０Ａ，２０Ｂは、自動車に搭載するのに好適である。

【符号の説明】

【0099】

１０ 車両
２０，２０Ａ，２０Ｂ パワーステアリング装置
２１ ステアリングホイール
２２ 操舵部
２３ 車輪
２４ 転舵部
３２ 反力付加アクチュエータ
４４ 転舵用アクチュエータ
５１ 操舵角検出部
５３ 反力モータ回転角検出部
５８ 軸力検出部
６１ 車速検出部
６３ ヨーレート検出部
６５，６５Ｂ 警告発生部
６６，６６Ａ，６６Ｂ 制御部
７１ 反力付加アクチュエータ制御部
７３，７３Ｂ 警告駆動制御部
８０，８０Ａ，８０Ｂ 路面状態検出装置
８１，８１Ａ 第１の路面状況判断部
８２，８２Ａ 第２の路面状況判断部
１０１ 第１警告部
１０２ 第２警告部
１０３ 第１警告駆動制御部
１０４ 第２警告駆動制御部
ｆｒ 転舵軸の軸力
Ｒｄ 路面
Ｖｓ 車両の走行速度（車速）
Ｙｒ 車両に発生したヨーレート
θｓ ステアリングホイールの操舵角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】