JP3960266B2 - 車輌用操舵制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵アシストトルクを制御する操舵制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の操舵制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、車輌がアンダーステア状態になったときには操舵アシストトルクを低減し又は操舵方向とは逆方向にすることにより、運転者が切り増し方向へステアリングホイールを操舵することを抑制するよう構成された操舵制御装置が従来より知られている。
【０００３】
かかる操舵制御装置によれば、車輌がアンダーステア状態になると切り増し方向への操舵反力が高くなるので、運転者が切り増し方向へステアリングホイールを操舵することを抑制し、アンダーステア状態が悪化することを抑制することができる。
【特許文献１】
特開平１１−２０７２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、車輌がアンダーステア状態になると運転者の操舵状況等に関係なくステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、切り増し方向へのステアリングホイールの操舵を効果的に抑制することができない場合がある。
【０００５】
例えば熟練した運転者は、車輌がアンダーステア状態に近づくと、ステアリングホイールをゆっくりと切り増し方向へ操舵する際の操舵反力の減少により車輌の旋回限界を察知するが、上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、ステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、運転者が異和感を感じるだけでなく、車輌の旋回限界を察知することができず、切り増し方向へのステアリングホイールの操舵を効果的に抑制することができない。
【０００６】
また上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、運転者の操舵速度に関係なくステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、例えば切り増し方向への操舵反力の増大量がゆっくりとした操舵に合わせて設定されると、運転者が速く操舵する際の切り増し方向への操舵を効果的に抑制することができず、逆に切り増し方向への操舵反力の増大量が速い操舵に合わせて設定されると、運転者がゆっくりと操舵する際の切り増し方向への操舵反力が高くなりすぎ、運転者が異和感を感じてしまう。
【０００７】
本発明は、車輌がアンダーステア状態になるとステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力を高くするよう構成された従来の操舵制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌がアンダーステア状態に近づいた場合に運転者の操舵状況等に応じて切り増し方向への操舵反力を適正に制御することにより、車輌がアンダーステア状態に近づいた状況に於いて運転者に異和感を感じさせることなくステアリングホイールの切り増し方向への操舵を効果的に抑制することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、少なくとも操舵トルクに応じて操舵アシストトルクを付与する手段と、車輌のアンダーステア状態を検出する手段と、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きいとき、操舵速度の大きさがその基準値よりも大きくなければ、前記操舵アシストトルクを増大補正する増大補正手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置によって達成される。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、アンダーステア状態に関する前記基準値を第一の基準値としこれより大きい基準値を第二の基準値とすると、前記増大補正手段は、車輌のアンダーステア状態の程度が前記二の基準値より大きければ、前記操舵アシストトルク増大補正を行なわないようにされる。
【００１０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置は、更に、車輌のアンダーステア状態の程度が前記第二の基準値よりも大きいときには前記操舵アシストトルクを低減補正する低減補正手段を有するよう構成される。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如く車輌用操舵制御装置が低減補正手段を有する場合、前記低減補正手段は切り増し方向の操舵速度の大きさが大きいほど前記操舵アシストトルクの低減補正量を大きくするよう構成される。
【００１２】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、前記増大補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを増大補正しないよう構成される。
【００１３】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、前記低減補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを低減補正しないよう構成される。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１の構成によれば、車輌のアンダーステア状態が検出され、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるので、運転者が操舵反力の低下がないことによる異和感を覚えることを防止することができると共に、操舵反力の低下により運転者に旋回限界インフォーメーションを与え、運転者に確実に旋回限界が近づいていることを認識させ、切り増し操舵を自粛させることができる。
【００１５】
また一般に、操舵反力の低下による旋回限界インフォーメーションは運転者が操舵反力を感じながらゆっくりと操舵する場合に必要であり、操舵速度が高い場合には不要である。特に運転者の切り増し方向の操舵速度が高い状況に於いて操舵反力が低下されると、切り増し方向への過剰操舵が助長されてしまう。
【００１６】
上記請求項２の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きい状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるが、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きい状況に於いて、操舵速度の大きさがその基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、ゆっくりとした操舵が行われる場合には操舵反力を確実に低下させ、運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えることができると共に、速い操舵が行われる場合には操舵反力が不必要に低下されること及びこれに起因して過剰な切り増し操舵が行われることを効果的に防止することができる。
【００１７】
また上記請求項３の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるが、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、上述の請求項２の構成の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
また上記請求項４の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度が第二の基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが低減補正されるので、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵反力を低下させて運転者に旋回限界インフォーメーションを与えたにも拘らず、運転者が切り増し操舵し車輌のアンダーステア状態の程度が第二の基準値よりも大きくなった場合に、操舵反力を増大させてそれ以上の切り増し操舵を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また上記請求項５の構成によれば、切り増し方向の操舵速度の大きさが大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量が大きくされるので、切り増し方向への操舵速度が高いほど操舵反力を高くし、ゆっくりと操舵される場合の操舵反力が過大になることを防止しつつ、勢いよく切り増し操舵される場合の過剰な切り増し操舵を効果的に抑制することができる。
【００２０】
また一般に、低車速域に於いては車輌のアンダーステア状態の程度の判定精度が低く、また車速に拘らず操舵アシストトルクが増減補正されると、例えば交差点での左折や右折の如き状況に於いて操舵反力が不必要に増減補正される場合がある。また低車速域に於いては車輌がアンダーステア状態になっても操舵反力を低下させて運転者に旋回限界インフォーメーションを与える必要性や切り増し操舵を抑制する必要性が低い。
【００２１】
上記請求項６の構成によれば、車速がその基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、低車速域に於いて操舵反力が不必要に増大補正されることを確実に防止することができ、また上記請求項７の構成によれば、車速がその基準値以下であるときには操舵アシストトルクが低減補正されないので、低車速域に於いて操舵反力が不必要に低減補正されることを確実に防止することができる。
【００２２】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、車輌のアンダーステア状態の程度は車輌の目標ヨーレートと車輌の実際のヨーレートとの偏差に基づいて判定されるよう構成される（好ましい態様１）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は３の構成に於いて、増大補正手段は操舵速度の大きさが大きいほど操舵アシストトルクの増大補正量を低減するよう構成される（好ましい態様２）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、低減補正手段は車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量を増大するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、低減補正手段は予め設定された上限値以下の範囲に於いて車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量を増大するよう構成される（好ましい態様４）。
【００２６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、低減補正手段は車輌のアンダーステア状態の程度に基づく第一の低減補正量と、操舵速度に基づく第二の低減補正量とに基づき操舵アシストトルクを低減補正するよう構成される（好ましい態様５）。
【００２７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、第二の低減補正量は車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど大きくなるよう車輌のアンダーステア状態の程度に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００２８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、増大補正手段は車速が低いほど操舵アシストトルクの増大補正量を低減するよう構成される（好ましい態様７）。
【００２９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、低減補正手段は車速が低いほど操舵アシストトルクの低減補正量を低減するよう構成される（好ましい態様８）。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施の形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００３１】
図１は電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００３２】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の従動輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌１２の駆動輪である左右の後輪を示している。操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L及び１８Rを介して操舵される。
【００３３】
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置１６はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電子制御装置２０により制御される。電動式パワーステアリング装置１６は電動機２２と、電動機２２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構２６とを有し、ハウジング２８に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助転舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシストトルクを発生する。
【００３４】
各車輪の制動力は制動装置３０の油圧回路３２によりホイールシリンダ３４FR、３４FL、３４RR、３４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路３２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル３６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ３８により制御され、また必要に応じて電子制御装置４０により制御される。
【００３５】
ステアリングシャフト４２には操舵角θを検出する操舵角センサ４４及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ４６が設けられ、車輌１２には車速Ｖを検出する車速センサ４８及びヨーレートγを検出するヨーレートセンサ５０が設けられている。尚操舵角センサ４４、トルクセンサ４６、ヨーレートセンサ５０は車輌の右旋回方向を正としてそれぞれ操舵角θ、操舵トルクＴs、ヨーレートγを検出する。
【００３６】
図示の如く、操舵角センサ４４により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ４６により検出された操舵トルクＴsを示す信号、車速センサ４８により検出された車速Ｖを示す信号、ヨーレートセンサ５０により検出されたヨーレートγを示す信号は電子制御装置２０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置２０及び４０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００３７】
電子制御装置２０は、通常時には図２及び図３に示されたフローチャートに従い、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabを演算し、基本アシストトルクＴabに基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御する。
【００３８】
また電子制御装置２０は、車輌の目標ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差に基づき車輌のドリフトバリューＤＶを演算し、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ（正の定数）よりも大きく且つ第二の基準値Ｂ（Ａよりも大きい正の定数）以下であるときには、旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1を演算し、基本アシストトルクＴab及び増加アシストトルクＴa1に基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御することにより、操舵反力を低減して運転者に旋回限界に近づいたことを認識させる。
【００３９】
また電子制御装置２０は、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、ドリフトバリューＤＶに基づくステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2を演算すると共に、操舵角速度θdに基づくステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3を演算し、基本アシストトルクＴab及び切り過ぎ防止トルクＴa2、Ｔa3に基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御することにより、操舵反力を増大して運転者がステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵することを抑制する。
【００４０】
次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施形態に於ける操舵制御について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００４１】
まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては操舵トルクＴsに基き図４に示されたグラフに対応するマップより基本アシストトルクＴab′が演算され、ステップ３０に於いては車速Ｖに基づき図５に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvが演算され、ステップ４０に於いては車速係数Ｋvと基本アシストトルクＴab′との積として車速係数にて補正後の基本アシストトルクＴabが演算される。
【００４２】
ステップ５０に於いては操舵角θに基づき前輪の実舵角δが演算され、ＨをホイールベースとしＫhをスタビリティファクタとして下記の式１に従って目標ヨーレートγeが演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として下記の式２に従って車速Ｖ及び操舵角θに基づく車輌の基準ヨーレートγtが演算される。尚目標ヨーレートγeは動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇyを加味して演算されてもよい。
γe＝Ｖδ／｛（１＋ＫhＶ2）Ｈ｝ ……（１）
γt＝γe／（１＋Ｔｓ） ……（２）
【００４３】
ステップ６０に於いては下記の数３に従って車輌の基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差としてドリフトバリューＤＶが演算される。尚ドリフトバリューＤＶは下記の数４に従って演算されてもよい。
ＤＶ＝（γt−γ） ……（３）
ＤＶ＝Ｈ（γt−γ）／Ｖ ……（４）
【００４４】
ステップ７０に於いてはドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ（正の定数）よりも大きく且つ第二の基準値Ｂ（Ａよりも大きい正の定数）以下であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ８０へ進む。尚第一の基準値Ａ及び第二の基準値Ｂは車輌のアンダーステア状態が進行し、車輌の旋回限界が近づいたときのドリフトバリューＤＶの大きさに対応する値に設定される。
【００４５】
ステップ８０に於いてはドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ９０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が０に設定された後ステップ１５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１００に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが０に設定された後ステップ２２０へ進む。
【００４６】
ステップ１１０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど増加アシストトルクＴa1′の大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図６に示されたグラフに対応するマップより旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1′が演算される。
【００４７】
ステップ１２０に於いては操舵角速度θdが操舵角θの時間微分値として演算されると共に、操舵角速度θdの大きさが所定値以上であるときには操舵角速度θdの大きさが大きいほど操舵角速度に基づく係数Ｋsが小さくなるよう、操舵角速度θdに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより操舵角速度に基づく係数Ｋsが演算される。
【００４８】
ステップ１３０に於いては旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が係数Ｋsと増加アシストトルクＴa1′との積として演算され、ステップ１４０に於いてはステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3がそれぞれ０に設定された後ステップ１９０へ進む。
【００４９】
ステップ１５０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa2が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図８に示されたグラフに対応するマップよりステアリングホイール１４の第一の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算される。
【００５０】
ステップ１６０に於いては操舵角速度θdの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa3′が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、操舵角速度θdに基づき図９に示されたグラフに対応するマップよりステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3′が演算される。
【００５１】
ステップ１７０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど補正係数Ｋusの大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図１０に示されたグラフに対応するマップより補正係数Ｋusが演算され、ステップ１８０に於いてはステアリングホイール１４の第二の切り過ぎ防止トルクＫa3が補正係数Ｋusと切り過ぎ防止トルクＴa3′の積として演算される。
【００５２】
ステップ１９０に於いてはアンダーステア用アシストトルクＴus′が下記の式５に従って増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算される。
【００５３】
Ｔus′＝Ｔa1＋Ｔa2＋Ｔa3 ……（５）
ステップ２００に於いては車速Ｖが高いほど車速係数Ｋuvが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき図１１に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋuvが演算され、ステップ２１０に於いてはアンダーステア用アシストトルクＴusが車速係数Ｋuvとアンダーステア用アシストトルクＴus′との積として演算される。
【００５４】
ステップ２２０に於いては最終操舵アシストトルクＴaが基本アシストトルクＴabとアンダーステア用アシストトルクＴusとの和として演算され、ステップ２３０に於いてはアシストトルクＴaに対応する制御信号が電動機２２へ出力され、これにより運転者に必要な操舵力を軽減する操舵アシストトルク制御が実行される。
【００５５】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ２０〜４０に於いて操舵トルクＴsの大きさが大きいほど大きさが大きくなり且つ車速Ｖが高いほど大きさが小さくなるよう、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき基本アシストトルクＴabが演算され、ステップ５０及び６０に於いて車輌の基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差としてドリフトバリューＤＶが演算される。
【００５６】
車輌が通常の安定した走行状態にあり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ以下であるときには、ステップ７０及び８０に於いて否定判別が行われ、これによりステップ２２０及び２３０に於いて基本アシストトルクＴabを最終操舵アシストトルクＴaとして操舵アシストトルク制御が実行され、運転者の操舵負担が軽減される。
【００５７】
これに対し車輌が旋回限界に近づいており、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、ステップ７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１１０〜１３０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が演算され、ステップ１４０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3がそれぞれ０に設定され、ステップ１９０〜２１０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが増加アシストトルクＴa1に設定され、これによりステップ２２０及び２３０に於いて基本アシストトルクＴabとアンダーステア用アシストトルクＴusとの和を最終操舵アシストトルクＴaとして操舵アシストトルク制御が実行される。
【００５８】
従って図示の実施形態によれば、車輌が旋回限界に近づき、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、増加アシストトルクＴa1によって最終操舵アシストトルクＴaが増大され、操舵反力が積極的に低減されるので、操舵反力の低下により車輌が旋回限界に近づいたことを確実に運転者に認識させることができ、これによりそれ以上切り増し方向へ操舵することを控えるよう運転者に注意を喚起することができる。
【００５９】
更に車輌が旋回限界状態あり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、ステップ７０に於いて否定判別が行われると共にステップ８０に於いて肯定判別が行われ、ステップ９０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa1が０に設定され、ステップ１５０に於いてドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算され、ステップ１６０〜１８０に於いて操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算され、ステップ１９０〜２２０に於いて基本アシストトルクＴabが切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3によって低減された値が最終操舵アシストトルクＴaに設定される。
【００６０】
従って図示の実施形態によれば、車輌が旋回限界状態になり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、最終操舵アシストトルクＴaが切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3によって低減され、操舵反力が積極的に増大されるので、運転者がそれ以上切り増し方向へ操舵すること及びこれによる車輌の旋回挙動の悪化を効果的に抑制することができる。
【００６１】
例えば図１２は図示の実施形態に於いて操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大する状況に於ける操舵トルクＴsの変化の一例（実線）を、本発明による操舵アシストトルクの制御が行われない場合（破線）及び従来の操舵制御装置の場合（一点鎖線）と対比して示す説明図である。
【００６２】
本発明の制御が行われない場合には、図１２に於いて破線にて示されている如く、操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後に漸次低下し、車輌のアンダーステア状態が漸次悪化する。また従来の操舵制御装置の場合には、例えば図１２に於いて一点鎖線にて示されている如く、操舵角θが漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後の例えば時点ｔ1以降に於いて時間の経過と共に操舵トルクＴsが漸次増大するので、操舵反力の増大によって運転者が切り増し方向へ操舵することが抑制されるが、運転者は車輌が旋回限界に近づいていることを認識することができない。
【００６３】
これに対し図示の実施形態によれば、図１２に於いて実線にて示されている如く、操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後の例えば時点ｔ1より時点ｔ2までの区間に於いて操舵トルクを積極的に低減し、これにより運転者は操舵反力の低下によって車輌が旋回限界に近づいていることを確実に運転者に認識させることができ、また時点ｔ2以降には操舵反力の増大によって運転者がステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵することを効果的に抑制し、車輌の挙動が悪化することを効果的に防止することができる。
【００６４】
特に図示の実施形態によれば、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、ステップ７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１１０に於いてドリフトバリューＤＶに基づき旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1′が演算され、ステップ１２０に於いて操舵角速度θdの大きさが所定値以上であるときには操舵角速度θdの大きさが大きいほど操舵角速度に基づく係数Ｋsが小さくなるよう、操舵角速度θdに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより操舵角速度に基づく係数Ｋsが演算され、ステップ１３０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が係数Ｋsと増加アシストトルクＴa1′との積として演算される。
【００６５】
従って操舵速度θdがθd1とθd2との間の範囲に於いては操舵速度θdが速いほど増加アシストトルクＴa1が漸次低減され、操舵速度θdがθd2以上の範囲に於いては増加アシストトルクＴa1が一定に維持されるので、操舵速度θdが遅い状況に於いて操舵アシストトルクＴaを確実に増大させて運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えると共に、操舵速度θdが速い状況に於いて操舵アシストトルクＴaが過剰に増大されることを防止し、これにより運転者が勢いよくステアリングホイール１４を切り増し方向へ過剰に操舵することを効果的に抑制することができる。
【００６６】
また図示の実施形態によれば、ステップ１５０に於いてドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算され、ステップ１６０〜１８０に於いて操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算され、ステップ１９０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴus′が増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算されるので、切り過ぎ防止トルクＴa2又はＴa３のみが演算される場合に比して、切り過ぎ防止トルクを運転者の操舵状況に応じて最適に演算することができる。
【００６７】
また図示の実施形態によれば、ステップ１６０に於いて操舵角速度θdの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa3′が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、操舵角速度θdに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3′が演算され、ステップ１７０に於いてドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど補正係数Ｋusの大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき補正係数Ｋusが演算され、ステップ１８０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＫa3が補正係数Ｋusと切り過ぎ防止トルクＴa3′の積として演算される。
【００６８】
従って操舵速度θdが速いほど切り過ぎ防止トルクＫa3を大きくすることができると共に、ドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＫa3を大きくすることができ、これによりステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵し易いほど操舵反力を高くすると共に、車輌のアンダーステア状態が悪化し易いほど操舵反力を高くし、車輌のアンダーステア状態の悪化を効果的に防止することができる。
【００６９】
また図示の実施形態によれば、ステップ１９０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴus′が増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算され、ステップ２００に於いて車速Ｖが高いほど車速係数Ｋuvが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき車速係数Ｋuvが演算され、ステップ２１０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが車速係数Ｋuvとアンダーステア用アシストトルクＴus′との積として演算される。
【００７０】
従って低車速域に於いて操舵反力が不必要に低下されることを防止しつつ、高車速域に於いて確実に操舵反力を低下させ、運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えることができ、また低車速域に於いてステアリングホイール１４の切り増し方向への操舵反力が過剰に高くなることを防止しつつ、高車速域に於いてステアリングホイール１４が切り増し方向へ操舵されることを効果的に抑制することができる。
【００７１】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００７２】
例えば上述の実施形態に於いては、ステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクとしてドリフトバリューＤＶに基づく第一の切り過ぎ防止トルクＴa2及び操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づく第二の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算されるようになっているが、ステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクはドリフトバリューＤＶ及び操舵角速度θdに基づき例えば図１３に示された車輌のグラフに対応するマップより切り過ぎ防止トルクＴa4として演算されるよう修正されてもよい。
【００７３】
また上述の実施形態に於いては、ドリフトバリューＤＶの大きさが第二の基準値Ｂよりも大きいときには、操舵方向に拘らずステップ１５０〜１８０が実行されるようになっているが、操舵方向が切り増し方向である場合にステップ１５０〜１８０が実行されるよう修正されてもよい。
【００７４】
また上述の実施形態に於いては、増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算されるアンダーステア用アシストトルクＴus′と車速係数Ｋuvとの積としてアンダーステア用アシストトルクＴusが演算されるようになっているが、増加アシストトルクＴa1と車速係数との積及びステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3の和と車速係数との積が演算され、それらの和がアンダーステア用アシストトルクＴusとされるよう修正されてもよい。
【００７５】
更に上述の各実施形態に於いては、車輌は後輪駆動車であるが、本発明が適用される車輌は前輪駆動車や四輪駆動車であってもよく、また操舵アシストトルクを任意に制御し得る限りパワーステアリング装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に於ける操舵アシストトルク制御ルーチンの前半を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に於ける操舵アシストトルク制御ルーチンの後半を示すフローチャートである。
【図４】操舵トルクＴsと基本アシストトルクＴabとの間の関係を示すグラフである。
【図５】車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。
【図６】ドリフトバリューＤＶと増加アシストトルクＴa1′との間の関係を示すグラフである。
【図７】操舵角速度θdと係数Ｋsとの間の関係を示すグラフである。
【図８】ドリフトバリューＤＶとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2との間の関係を示すグラフである。
【図９】操舵角速度θdとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa3′との間の関係を示すグラフである。
【図１０】ドリフトバリューＤＶと補正係数Ｋusとの間の関係を示すグラフである。
【図１１】車速Ｖと車速係数Ｋuvとの間の関係を示すグラフである。
【図１２】図示の実施形態に於いて操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大する状況に於ける操舵トルクＴsの変化の一例（実線）を、本発明の制御が行われない場合（破線）及び従来の操舵制御装置の場合（一点鎖線）と対比して示す説明図である。
【図１３】ドリフトバリューＤＶと操舵角速度θdとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa4との間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１４…ステアリングホイール
１６…電動式パワーステアリング装置
２０…電子制御装置
３０…制動装置
４０…電子制御装置
４４…操舵角センサ
４６…トルクセンサ
４８…車速センサ
５０…ヨーレートセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵アシストトルクを制御する操舵制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の操舵制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、車輌がアンダーステア状態になったときには操舵アシストトルクを低減し又は操舵方向とは逆方向にすることにより、運転者が切り増し方向へステアリングホイールを操舵することを抑制するよう構成された操舵制御装置が従来より知られている。
【０００３】
かかる操舵制御装置によれば、車輌がアンダーステア状態になると切り増し方向への操舵反力が高くなるので、運転者が切り増し方向へステアリングホイールを操舵することを抑制し、アンダーステア状態が悪化することを抑制することができる。
【特許文献１】
特開平１１−２０７２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、車輌がアンダーステア状態になると運転者の操舵状況等に関係なくステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、切り増し方向へのステアリングホイールの操舵を効果的に抑制することができない場合がある。
【０００５】
例えば熟練した運転者は、車輌がアンダーステア状態に近づくと、ステアリングホイールをゆっくりと切り増し方向へ操舵する際の操舵反力の減少により車輌の旋回限界を察知するが、上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、ステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、運転者が異和感を感じるだけでなく、車輌の旋回限界を察知することができず、切り増し方向へのステアリングホイールの操舵を効果的に抑制することができない。
【０００６】
また上述の如き従来の操舵制御装置に於いては、運転者の操舵速度に関係なくステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力が高くされるので、例えば切り増し方向への操舵反力の増大量がゆっくりとした操舵に合わせて設定されると、運転者が速く操舵する際の切り増し方向への操舵を効果的に抑制することができず、逆に切り増し方向への操舵反力の増大量が速い操舵に合わせて設定されると、運転者がゆっくりと操舵する際の切り増し方向への操舵反力が高くなりすぎ、運転者が異和感を感じてしまう。
【０００７】
本発明は、車輌がアンダーステア状態になるとステアリングホイールの切り増し方向への操舵反力を高くするよう構成された従来の操舵制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌がアンダーステア状態に近づいた場合に運転者の操舵状況等に応じて切り増し方向への操舵反力を適正に制御することにより、車輌がアンダーステア状態に近づいた状況に於いて運転者に異和感を感じさせることなくステアリングホイールの切り増し方向への操舵を効果的に抑制することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、少なくとも操舵トルクに応じて操舵アシストトルクを付与する手段と、車輌のアンダーステア状態を検出する手段と、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きいとき、操舵速度の大きさがその基準値よりも大きくなければ、前記操舵アシストトルクを増大補正する増大補正手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置によって達成される。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、アンダーステア状態に関する前記基準値を第一の基準値としこれより大きい基準値を第二の基準値とすると、前記増大補正手段は、車輌のアンダーステア状態の程度が前記二の基準値より大きければ、前記操舵アシストトルク増大補正を行なわないようにされる。
【００１０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置は、更に、車輌のアンダーステア状態の程度が前記第二の基準値よりも大きいときには前記操舵アシストトルクを低減補正する低減補正手段を有するよう構成される。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如く車輌用操舵制御装置が低減補正手段を有する場合、前記低減補正手段は切り増し方向の操舵速度の大きさが大きいほど前記操舵アシストトルクの低減補正量を大きくするよう構成される。
【００１２】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、前記増大補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを増大補正しないよう構成される。
【００１３】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記の如き車輌用操舵制御装置に於いて、前記低減補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを低減補正しないよう構成される。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１の構成によれば、車輌のアンダーステア状態が検出され、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるので、運転者が操舵反力の低下がないことによる異和感を覚えることを防止することができると共に、操舵反力の低下により運転者に旋回限界インフォーメーションを与え、運転者に確実に旋回限界が近づいていることを認識させ、切り増し操舵を自粛させることができる。
【００１５】
また一般に、操舵反力の低下による旋回限界インフォーメーションは運転者が操舵反力を感じながらゆっくりと操舵する場合に必要であり、操舵速度が高い場合には不要である。特に運転者の切り増し方向の操舵速度が高い状況に於いて操舵反力が低下されると、切り増し方向への過剰操舵が助長されてしまう。
【００１６】
上記請求項２の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きい状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるが、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きい状況に於いて、操舵速度の大きさがその基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、ゆっくりとした操舵が行われる場合には操舵反力を確実に低下させ、運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えることができると共に、速い操舵が行われる場合には操舵反力が不必要に低下されること及びこれに起因して過剰な切り増し操舵が行われることを効果的に防止することができる。
【００１７】
また上記請求項３の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されるが、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵速度の大きさが操舵速度の基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、上述の請求項２の構成の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
また上記請求項４の構成によれば、車輌のアンダーステア状態の程度が第二の基準値よりも大きいときには操舵アシストトルクが低減補正されるので、車輌のアンダーステア状態の程度がその第一の基準値よりも大きく且つ第二の基準値以下である状況に於いて、操舵反力を低下させて運転者に旋回限界インフォーメーションを与えたにも拘らず、運転者が切り増し操舵し車輌のアンダーステア状態の程度が第二の基準値よりも大きくなった場合に、操舵反力を増大させてそれ以上の切り増し操舵を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また上記請求項５の構成によれば、切り増し方向の操舵速度の大きさが大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量が大きくされるので、切り増し方向への操舵速度が高いほど操舵反力を高くし、ゆっくりと操舵される場合の操舵反力が過大になることを防止しつつ、勢いよく切り増し操舵される場合の過剰な切り増し操舵を効果的に抑制することができる。
【００２０】
また一般に、低車速域に於いては車輌のアンダーステア状態の程度の判定精度が低く、また車速に拘らず操舵アシストトルクが増減補正されると、例えば交差点での左折や右折の如き状況に於いて操舵反力が不必要に増減補正される場合がある。また低車速域に於いては車輌がアンダーステア状態になっても操舵反力を低下させて運転者に旋回限界インフォーメーションを与える必要性や切り増し操舵を抑制する必要性が低い。
【００２１】
上記請求項６の構成によれば、車速がその基準値以下であるときには操舵アシストトルクが増大補正されないので、低車速域に於いて操舵反力が不必要に増大補正されることを確実に防止することができ、また上記請求項７の構成によれば、車速がその基準値以下であるときには操舵アシストトルクが低減補正されないので、低車速域に於いて操舵反力が不必要に低減補正されることを確実に防止することができる。
【００２２】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至７の構成に於いて、車輌のアンダーステア状態の程度は車輌の目標ヨーレートと車輌の実際のヨーレートとの偏差に基づいて判定されるよう構成される（好ましい態様１）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は３の構成に於いて、増大補正手段は操舵速度の大きさが大きいほど操舵アシストトルクの増大補正量を低減するよう構成される（好ましい態様２）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、低減補正手段は車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量を増大するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、低減補正手段は予め設定された上限値以下の範囲に於いて車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど操舵アシストトルクの低減補正量を増大するよう構成される（好ましい態様４）。
【００２６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、低減補正手段は車輌のアンダーステア状態の程度に基づく第一の低減補正量と、操舵速度に基づく第二の低減補正量とに基づき操舵アシストトルクを低減補正するよう構成される（好ましい態様５）。
【００２７】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、第二の低減補正量は車輌のアンダーステア状態の程度が大きいほど大きくなるよう車輌のアンダーステア状態の程度に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００２８】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、増大補正手段は車速が低いほど操舵アシストトルクの増大補正量を低減するよう構成される（好ましい態様７）。
【００２９】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、低減補正手段は車速が低いほど操舵アシストトルクの低減補正量を低減するよう構成される（好ましい態様８）。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施の形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００３１】
図１は電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００３２】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の従動輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌１２の駆動輪である左右の後輪を示している。操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L及び１８Rを介して操舵される。
【００３３】
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置１６はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電子制御装置２０により制御される。電動式パワーステアリング装置１６は電動機２２と、電動機２２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構２６とを有し、ハウジング２８に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助転舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵アシストトルクを発生する。
【００３４】
各車輪の制動力は制動装置３０の油圧回路３２によりホイールシリンダ３４FR、３４FL、３４RR、３４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路３２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル３６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ３８により制御され、また必要に応じて電子制御装置４０により制御される。
【００３５】
ステアリングシャフト４２には操舵角θを検出する操舵角センサ４４及び操舵トルクＴsを検出するトルクセンサ４６が設けられ、車輌１２には車速Ｖを検出する車速センサ４８及びヨーレートγを検出するヨーレートセンサ５０が設けられている。尚操舵角センサ４４、トルクセンサ４６、ヨーレートセンサ５０は車輌の右旋回方向を正としてそれぞれ操舵角θ、操舵トルクＴs、ヨーレートγを検出する。
【００３６】
図示の如く、操舵角センサ４４により検出された操舵角θを示す信号、トルクセンサ４６により検出された操舵トルクＴsを示す信号、車速センサ４８により検出された車速Ｖを示す信号、ヨーレートセンサ５０により検出されたヨーレートγを示す信号は電子制御装置２０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置２０及び４０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００３７】
電子制御装置２０は、通常時には図２及び図３に示されたフローチャートに従い、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabを演算し、基本アシストトルクＴabに基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御する。
【００３８】
また電子制御装置２０は、車輌の目標ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差に基づき車輌のドリフトバリューＤＶを演算し、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ（正の定数）よりも大きく且つ第二の基準値Ｂ（Ａよりも大きい正の定数）以下であるときには、旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1を演算し、基本アシストトルクＴab及び増加アシストトルクＴa1に基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御することにより、操舵反力を低減して運転者に旋回限界に近づいたことを認識させる。
【００３９】
また電子制御装置２０は、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、ドリフトバリューＤＶに基づくステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2を演算すると共に、操舵角速度θdに基づくステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3を演算し、基本アシストトルクＴab及び切り過ぎ防止トルクＴa2、Ｔa3に基づき電動式パワーステアリング装置１６によるアシストトルクを制御することにより、操舵反力を増大して運転者がステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵することを抑制する。
【００４０】
次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施形態に於ける操舵制御について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００４１】
まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては操舵トルクＴsに基き図４に示されたグラフに対応するマップより基本アシストトルクＴab′が演算され、ステップ３０に於いては車速Ｖに基づき図５に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvが演算され、ステップ４０に於いては車速係数Ｋvと基本アシストトルクＴab′との積として車速係数にて補正後の基本アシストトルクＴabが演算される。
【００４２】
ステップ５０に於いては操舵角θに基づき前輪の実舵角δが演算され、ＨをホイールベースとしＫhをスタビリティファクタとして下記の式１に従って目標ヨーレートγeが演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として下記の式２に従って車速Ｖ及び操舵角θに基づく車輌の基準ヨーレートγtが演算される。尚目標ヨーレートγeは動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇyを加味して演算されてもよい。
γe＝Ｖδ／｛（１＋ＫhＶ2）Ｈ｝ ……（１）
γt＝γe／（１＋Ｔｓ） ……（２）
【００４３】
ステップ６０に於いては下記の数３に従って車輌の基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差としてドリフトバリューＤＶが演算される。尚ドリフトバリューＤＶは下記の数４に従って演算されてもよい。
ＤＶ＝（γt−γ） ……（３）
ＤＶ＝Ｈ（γt−γ）／Ｖ ……（４）
【００４４】
ステップ７０に於いてはドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ（正の定数）よりも大きく且つ第二の基準値Ｂ（Ａよりも大きい正の定数）以下であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ８０へ進む。尚第一の基準値Ａ及び第二の基準値Ｂは車輌のアンダーステア状態が進行し、車輌の旋回限界が近づいたときのドリフトバリューＤＶの大きさに対応する値に設定される。
【００４５】
ステップ８０に於いてはドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ９０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が０に設定された後ステップ１５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１００に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが０に設定された後ステップ２２０へ進む。
【００４６】
ステップ１１０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど増加アシストトルクＴa1′の大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図６に示されたグラフに対応するマップより旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1′が演算される。
【００４７】
ステップ１２０に於いては操舵角速度θdが操舵角θの時間微分値として演算されると共に、操舵角速度θdの大きさが所定値以上であるときには操舵角速度θdの大きさが大きいほど操舵角速度に基づく係数Ｋsが小さくなるよう、操舵角速度θdに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより操舵角速度に基づく係数Ｋsが演算される。
【００４８】
ステップ１３０に於いては旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が係数Ｋsと増加アシストトルクＴa1′との積として演算され、ステップ１４０に於いてはステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3がそれぞれ０に設定された後ステップ１９０へ進む。
【００４９】
ステップ１５０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa2が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図８に示されたグラフに対応するマップよりステアリングホイール１４の第一の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算される。
【００５０】
ステップ１６０に於いては操舵角速度θdの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa3′が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、操舵角速度θdに基づき図９に示されたグラフに対応するマップよりステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3′が演算される。
【００５１】
ステップ１７０に於いてはドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど補正係数Ｋusの大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき図１０に示されたグラフに対応するマップより補正係数Ｋusが演算され、ステップ１８０に於いてはステアリングホイール１４の第二の切り過ぎ防止トルクＫa3が補正係数Ｋusと切り過ぎ防止トルクＴa3′の積として演算される。
【００５２】
ステップ１９０に於いてはアンダーステア用アシストトルクＴus′が下記の式５に従って増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算される。
【００５３】
Ｔus′＝Ｔa1＋Ｔa2＋Ｔa3 ……（５）
ステップ２００に於いては車速Ｖが高いほど車速係数Ｋuvが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき図１１に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋuvが演算され、ステップ２１０に於いてはアンダーステア用アシストトルクＴusが車速係数Ｋuvとアンダーステア用アシストトルクＴus′との積として演算される。
【００５４】
ステップ２２０に於いては最終操舵アシストトルクＴaが基本アシストトルクＴabとアンダーステア用アシストトルクＴusとの和として演算され、ステップ２３０に於いてはアシストトルクＴaに対応する制御信号が電動機２２へ出力され、これにより運転者に必要な操舵力を軽減する操舵アシストトルク制御が実行される。
【００５５】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ２０〜４０に於いて操舵トルクＴsの大きさが大きいほど大きさが大きくなり且つ車速Ｖが高いほど大きさが小さくなるよう、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき基本アシストトルクＴabが演算され、ステップ５０及び６０に於いて車輌の基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差としてドリフトバリューＤＶが演算される。
【００５６】
車輌が通常の安定した走行状態にあり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａ以下であるときには、ステップ７０及び８０に於いて否定判別が行われ、これによりステップ２２０及び２３０に於いて基本アシストトルクＴabを最終操舵アシストトルクＴaとして操舵アシストトルク制御が実行され、運転者の操舵負担が軽減される。
【００５７】
これに対し車輌が旋回限界に近づいており、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、ステップ７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１１０〜１３０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が演算され、ステップ１４０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3がそれぞれ０に設定され、ステップ１９０〜２１０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが増加アシストトルクＴa1に設定され、これによりステップ２２０及び２３０に於いて基本アシストトルクＴabとアンダーステア用アシストトルクＴusとの和を最終操舵アシストトルクＴaとして操舵アシストトルク制御が実行される。
【００５８】
従って図示の実施形態によれば、車輌が旋回限界に近づき、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、増加アシストトルクＴa1によって最終操舵アシストトルクＴaが増大され、操舵反力が積極的に低減されるので、操舵反力の低下により車輌が旋回限界に近づいたことを確実に運転者に認識させることができ、これによりそれ以上切り増し方向へ操舵することを控えるよう運転者に注意を喚起することができる。
【００５９】
更に車輌が旋回限界状態あり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、ステップ７０に於いて否定判別が行われると共にステップ８０に於いて肯定判別が行われ、ステップ９０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa1が０に設定され、ステップ１５０に於いてドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算され、ステップ１６０〜１８０に於いて操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算され、ステップ１９０〜２２０に於いて基本アシストトルクＴabが切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3によって低減された値が最終操舵アシストトルクＴaに設定される。
【００６０】
従って図示の実施形態によれば、車輌が旋回限界状態になり、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第二の基準値Ｂよりも大きいときには、最終操舵アシストトルクＴaが切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3によって低減され、操舵反力が積極的に増大されるので、運転者がそれ以上切り増し方向へ操舵すること及びこれによる車輌の旋回挙動の悪化を効果的に抑制することができる。
【００６１】
例えば図１２は図示の実施形態に於いて操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大する状況に於ける操舵トルクＴsの変化の一例（実線）を、本発明による操舵アシストトルクの制御が行われない場合（破線）及び従来の操舵制御装置の場合（一点鎖線）と対比して示す説明図である。
【００６２】
本発明の制御が行われない場合には、図１２に於いて破線にて示されている如く、操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後に漸次低下し、車輌のアンダーステア状態が漸次悪化する。また従来の操舵制御装置の場合には、例えば図１２に於いて一点鎖線にて示されている如く、操舵角θが漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後の例えば時点ｔ1以降に於いて時間の経過と共に操舵トルクＴsが漸次増大するので、操舵反力の増大によって運転者が切り増し方向へ操舵することが抑制されるが、運転者は車輌が旋回限界に近づいていることを認識することができない。
【００６３】
これに対し図示の実施形態によれば、図１２に於いて実線にて示されている如く、操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大すると、操舵トルクはピークを越えた後の例えば時点ｔ1より時点ｔ2までの区間に於いて操舵トルクを積極的に低減し、これにより運転者は操舵反力の低下によって車輌が旋回限界に近づいていることを確実に運転者に認識させることができ、また時点ｔ2以降には操舵反力の増大によって運転者がステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵することを効果的に抑制し、車輌の挙動が悪化することを効果的に防止することができる。
【００６４】
特に図示の実施形態によれば、ドリフトバリューＤＶの絶対値が第一の基準値Ａよりも大きく且つ第二の基準値Ｂ以下であるときには、ステップ７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１１０に於いてドリフトバリューＤＶに基づき旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1′が演算され、ステップ１２０に於いて操舵角速度θdの大きさが所定値以上であるときには操舵角速度θdの大きさが大きいほど操舵角速度に基づく係数Ｋsが小さくなるよう、操舵角速度θdに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより操舵角速度に基づく係数Ｋsが演算され、ステップ１３０に於いて旋回限界インフォーメーションを与えるための増加アシストトルクＴa1が係数Ｋsと増加アシストトルクＴa1′との積として演算される。
【００６５】
従って操舵速度θdがθd1とθd2との間の範囲に於いては操舵速度θdが速いほど増加アシストトルクＴa1が漸次低減され、操舵速度θdがθd2以上の範囲に於いては増加アシストトルクＴa1が一定に維持されるので、操舵速度θdが遅い状況に於いて操舵アシストトルクＴaを確実に増大させて運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えると共に、操舵速度θdが速い状況に於いて操舵アシストトルクＴaが過剰に増大されることを防止し、これにより運転者が勢いよくステアリングホイール１４を切り増し方向へ過剰に操舵することを効果的に抑制することができる。
【００６６】
また図示の実施形態によれば、ステップ１５０に於いてドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa2が演算され、ステップ１６０〜１８０に於いて操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算され、ステップ１９０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴus′が増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算されるので、切り過ぎ防止トルクＴa2又はＴa３のみが演算される場合に比して、切り過ぎ防止トルクを運転者の操舵状況に応じて最適に演算することができる。
【００６７】
また図示の実施形態によれば、ステップ１６０に於いて操舵角速度θdの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＴa3′が操舵方向とは逆方向に漸次増大するよう、操舵角速度θdに基づきステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＴa3′が演算され、ステップ１７０に於いてドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど補正係数Ｋusの大きさが漸次増大するよう、ドリフトバリューＤＶに基づき補正係数Ｋusが演算され、ステップ１８０に於いてステアリングホイール１４の切り過ぎ防止トルクＫa3が補正係数Ｋusと切り過ぎ防止トルクＴa3′の積として演算される。
【００６８】
従って操舵速度θdが速いほど切り過ぎ防止トルクＫa3を大きくすることができると共に、ドリフトバリューＤＶの大きさが大きいほど切り過ぎ防止トルクＫa3を大きくすることができ、これによりステアリングホイール１４を切り増し方向へ操舵し易いほど操舵反力を高くすると共に、車輌のアンダーステア状態が悪化し易いほど操舵反力を高くし、車輌のアンダーステア状態の悪化を効果的に防止することができる。
【００６９】
また図示の実施形態によれば、ステップ１９０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴus′が増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算され、ステップ２００に於いて車速Ｖが高いほど車速係数Ｋuvが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき車速係数Ｋuvが演算され、ステップ２１０に於いてアンダーステア用アシストトルクＴusが車速係数Ｋuvとアンダーステア用アシストトルクＴus′との積として演算される。
【００７０】
従って低車速域に於いて操舵反力が不必要に低下されることを防止しつつ、高車速域に於いて確実に操舵反力を低下させ、運転者に確実に旋回限界インフォーメーションを与えることができ、また低車速域に於いてステアリングホイール１４の切り増し方向への操舵反力が過剰に高くなることを防止しつつ、高車速域に於いてステアリングホイール１４が切り増し方向へ操舵されることを効果的に抑制することができる。
【００７１】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００７２】
例えば上述の実施形態に於いては、ステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクとしてドリフトバリューＤＶに基づく第一の切り過ぎ防止トルクＴa2及び操舵角速度θd及びドリフトバリューＤＶに基づく第二の切り過ぎ防止トルクＴa3が演算されるようになっているが、ステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクはドリフトバリューＤＶ及び操舵角速度θdに基づき例えば図１３に示された車輌のグラフに対応するマップより切り過ぎ防止トルクＴa4として演算されるよう修正されてもよい。
【００７３】
また上述の実施形態に於いては、ドリフトバリューＤＶの大きさが第二の基準値Ｂよりも大きいときには、操舵方向に拘らずステップ１５０〜１８０が実行されるようになっているが、操舵方向が切り増し方向である場合にステップ１５０〜１８０が実行されるよう修正されてもよい。
【００７４】
また上述の実施形態に於いては、増加アシストトルクＴa1とステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3との和として演算されるアンダーステア用アシストトルクＴus′と車速係数Ｋuvとの積としてアンダーステア用アシストトルクＴusが演算されるようになっているが、増加アシストトルクＴa1と車速係数との積及びステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2及びＴa3の和と車速係数との積が演算され、それらの和がアンダーステア用アシストトルクＴusとされるよう修正されてもよい。
【００７５】
更に上述の各実施形態に於いては、車輌は後輪駆動車であるが、本発明が適用される車輌は前輪駆動車や四輪駆動車であってもよく、また操舵アシストトルクを任意に制御し得る限りパワーステアリング装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に於ける操舵アシストトルク制御ルーチンの前半を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に於ける操舵アシストトルク制御ルーチンの後半を示すフローチャートである。
【図４】操舵トルクＴsと基本アシストトルクＴabとの間の関係を示すグラフである。
【図５】車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。
【図６】ドリフトバリューＤＶと増加アシストトルクＴa1′との間の関係を示すグラフである。
【図７】操舵角速度θdと係数Ｋsとの間の関係を示すグラフである。
【図８】ドリフトバリューＤＶとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa2との間の関係を示すグラフである。
【図９】操舵角速度θdとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa3′との間の関係を示すグラフである。
【図１０】ドリフトバリューＤＶと補正係数Ｋusとの間の関係を示すグラフである。
【図１１】車速Ｖと車速係数Ｋuvとの間の関係を示すグラフである。
【図１２】図示の実施形態に於いて操舵角θが時間ｔの経過につれて漸次増大する状況に於ける操舵トルクＴsの変化の一例（実線）を、本発明の制御が行われない場合（破線）及び従来の操舵制御装置の場合（一点鎖線）と対比して示す説明図である。
【図１３】ドリフトバリューＤＶと操舵角速度θdとステアリングホイールの切り過ぎ防止トルクＴa4との間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１４…ステアリングホイール
１６…電動式パワーステアリング装置
２０…電子制御装置
３０…制動装置
４０…電子制御装置
４４…操舵角センサ
４６…トルクセンサ
４８…車速センサ
５０…ヨーレートセンサ
Claims (6)
- 少なくとも操舵トルクに応じて操舵アシストトルクを付与する手段と、車輌のアンダーステア状態を検出する手段と、車輌のアンダーステア状態の程度がその基準値よりも大きいとき、操舵速度の大きさがその基準値よりも大きくなければ、前記操舵アシストトルクを増大補正する増大補正手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置。
- アンダーステア状態に関する前記基準値を第一の基準値としこれより大きい基準値を第二の基準値とすると、前記増大補正手段は、車輌のアンダーステア状態の程度が前記第二の基準値より大きければ、前記操舵アシストトルク増大補正を行なわないようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車輌用操舵制御装置。
- 車輌のアンダーステア状態の程度が前記第二の基準値よりも大きいときには前記操舵アシストトルクを低減補正する低減補正手段を有することを特徴とする請求項２に記載の車輌用操舵制御装置。
- 前記低減補正手段は切り増し方向の操舵速度の大きさが大きいほど前記操舵アシストトルクの低減補正量を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の車輌用操舵制御装置。
- 前記増大補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを増大補正しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌用操舵制御装置。
- 前記低減補正手段は車速がその基準値以下であるときには前記操舵アシストトルクを低減補正しないことを特徴とする請求項３または４に記載の車輌用操舵制御装置。
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