JP3966256B2 - 電動式パワーステアリング装置用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌の電動式パワーステアリング装置に係り、更に詳細には電動式パワーステアリング装置用制御装置に係る。

自動車等の車輌に於いて、操舵アシストトルクを付与することにより運転者の操舵負担を軽減する電動式パワーステアリング装置用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、ステアリングホイールを車輌の直進位置へ収束させるダンピング制御を行う電動式パワーステアリング装置用制御装置が従来より知られている。

かかる電動式パワーステアリング装置用制御装置によれば、少なくも操舵トルクに基づく基本アシストトルクと例えば操舵角速度に基づくダンピング制御トルクとの和として目標アシストトルクが演算され、該目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置が制御されるので、ダンピング制御が行われない場合に比して車輌の直進位置へのステアリングホイールの収束性を向上させることができる。
特許第２５６８８１７号公報

一般に、車輌がオーバーステア状態にあるときに運転者により切り込み方向の操舵が行われると、車輌のオーバーステア状態が悪化し、車輌がスピン状態になって車輌の挙動が悪化する。

また車輌の挙動が悪化すると、所定の車輪に制動力を付与して車輌の挙動を安定化させる制動力制御式の挙動制御装置を備えた車輌に於いては、車輌のオーバーステア状態が悪化し車輌がスピン状態になると、例えば旋回外側前輪に制動力が付与されることによりスピン状態が抑制される。しかし車輌の状態量を検出するセンサの精度や制動圧を制御する装置の応答性などの問題から１回のスピン制御により車輌のスピン状態を完全に抑制するができず、車輌のヨー方向の揺り返しにより車輌が左右逆方向のオーバーステア状態になり、左右逆方向のスピン制御が実行される所謂スピン制御のハンチングが発生することがある。

更に車輌のアンダーステア状態が悪化し車輌がドリフトアウト状態になると、例えば左右後輪に制動力が付与されることにより車輌が減速されると共に、左右後輪の制動力差により車輌に旋回補助方向のヨーモーメントが付与され、これによりドリフトアウト状態が抑制される。しかし車輌がドリフトアウト状態になると、前輪の横力が飽和するため、ステアリングホイールの切り込み方向の操舵トルクが低下し、運転者がステアリングホイールを切り込み易くなる。かくしてステアリングホイールが切り込まれた状況に於いてドリフトアウト制御が実行されると、前輪の横力が急激に回復し、車輌がオーバーステア状態になり車輌の挙動が悪化し易い。

上述の何れの場合にも、電動式パワーステアリング装置によりステアリングホイールの切り込みを抑制しステアリングホイールを車輌の直進位置へ収束させる方向のダンピングアシストトルク、即ち操舵角速度の大きさに応じて操舵角速度の方向とは逆方向のダンピングアシストトルクを与える（ダンピング制御）ことは車輌の安定性を確保する点で効果が高い。

しかし従来技術に於いては、ダンピングアシストトルクは車輌の通常走行時について最適化されているため、車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態になった場合や車輌の挙動制御が実行される状況に於いて、車輌の安定性を確保し得る程のステアリングホイールの収束性を得ることができない。逆に車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態になった場合や車輌の挙動制御が実行される状況に於いて、車輌の安定性を確保し得る程のステアリングホイールの収束性を得ることができるダンピングアシストトルクが設定されると、車輌の通常走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたり、粘性感が強くてスムーズに操舵できなくなったりするという問題が生じる。

本発明は、ダンピング制御を行うよう構成された従来の電動式パワーステアリング装置用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、ダンピングアシストトルクを車輌の走行状況に応じて変更することにより、車輌の通常走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたりスムーズに操舵できなくなったりすることを回避しつつ、車輌の挙動が悪化した場合や車輌の挙動制御が実行される状況に於いて、車輌の安定性を確保するに十分なステアリングホイールの収束性を得ることである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち少なくとも操舵トルクに基づいて基本アシストトルクを演算し、少なくとも操舵速度に基づいてステアリング系収束トルクを演算し、少なくとも前記基本アシストトルク及び前記ステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクを演算し、前記目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置を制御する電動式パワーステアリング装置用制御装置にして、車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態にあるときの車輌挙動の悪化を来たす操舵を抑制する車輌挙動悪化抑制トルクを演算し、所定の条件が成立しているときには前記目標アシストトルクに対する前記車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を前記目標アシストトルクに対する前記ステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くし、前記所定の条件は車輌の挙動悪化の程度を示す指標値がその基準値よりも大きいこととすることを特徴とする電動式パワーステアリング装置用制御装置によって達成される。

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、上記請求項１の構成に於いて、前記車輌挙動悪化抑制トルクは前記ステアリング系収束トルクよりも大きさが大きい値として少なくとも操舵速度に基づいて演算されるよう構成される（請求項２の構成）。

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、上記請求項１または２の構成に於いて、前記所定の条件は車速がその基準値よりも高い状況に於いて前記指標値がその基準値よりも大きいこととされる（請求項３の構成）。

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、上記請求項１〜３のいずれかの構成に於いて、所定の条件が成立していないときには前記基本アシストトルク及び前記ステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクを演算し、所定の条件が成立しているときには前記基本アシストトルク及び前記車輌挙動悪化抑制トルクに基づいて目標アシストトルクを演算するよう構成される（請求項４の構成）。

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、上記請求項１〜４のいずれかの構成に於いて、前記所定の条件が成立しなくなっても、所定の時間に亘り前記目標アシストトルクに対する前記車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を前記目標アシストトルクに対する前記ステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高い状態に維持するよう構成される（請求項５の構成）。

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、上記請求項１〜５のいずれかの構成に於いて、前記指標値は車輌のオーバーステア状態若しくはアンダーステア状態の程度を示す指標値であるよう構成される（請求項６の構成）。

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、上記請求項１〜６のいずれかの構成に於いて、前記指標値の基準値は車輪の制駆動力の制御による挙動制御の開始と同時又はその前に前記指標値が基準値よりも大きくなる値に設定されているよう構成される（請求項７の構成）。

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、上記請求項１〜７のいずれか８の構成に於いて、前記車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度及び車速に基づいて演算されるよう構成される（請求項８の構成）。

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、上記請求項８の構成に於いて、前記車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度が高いときには操舵速度が低いときに比して大きさが大きい値に演算されるよう構成される（請求項９の構成）。

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、上記請求項８又は９の構成に於いて、前記車輌挙動悪化抑制トルクは車速が高いときには車速が低いときに比して大きさが小さい値に演算されるよう構成される（請求項１０の構成）。

上記請求項１の構成によれば、操舵トルクに基づいて基本アシストトルクが演算され、少なくとも操舵速度に基づいてステアリング系収束トルクが演算され、少なくとも基本アシストトルク及びステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクが演算され、目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置が制御されるが、車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態にあるときの車輌挙動の悪化を来たす操舵を抑制する車輌挙動悪化抑制トルクが演算され、所定の条件が成立しているときには目標アシストトルクに対する車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合が目標アシストトルクに対するステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くし、前記所定の条件は車輌の挙動悪化の程度を示す指標値がその基準値よりも大きいこととされ、これにより車輌の挙動悪化の程度が低いときに目標アシストトルクに対する車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合が不必要に目標アシストトルクに対するステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くされることを防止すると共に、車輌の挙動悪化の程度が高くなったときに目標アシストトルクに対する車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を確実に目標アシストトルクに対するステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くすることができ、運転者による急操舵が抑制されると共にステアリングホイールの直進位置への収束性が向上される。

従って所定の条件が成立しているときには車輌挙動悪化抑制トルクにより車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態にあるときの車輌挙動の悪化を来たす操舵を抑制することができ、これにより車輌の通常走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたりスムーズに操舵できなくなったりすることを回避しつつ、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於いて車輌の安定性を確保するに十分なステアリングホイールの収束性を得ることができ、よって従来の電動式パワーステアリング装置用制御装置の場合に比して車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於ける車輌の安定性を向上させることができる。

また上記請求項２の構成によれば、車輌挙動悪化抑制トルクはステアリング系収束トルクよりも大きさが大きい値として少なくとも操舵速度に基づいて演算されるので、ステアリング系収束トルクの大きさを大きくしなくても車輌の安定性を確保するに十分なステアリングホイールの収束性を得ることができ、これにより車輌の通常走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたりスムーズに操舵できなくなったりすることを確実に回避しつつ、車輌の挙動を悪化させる急操舵を効果的に抑制して車輌の安定性を効果的に向上させることができる。

また上記請求項３の構成によれば、車速がその基準値よりも高い状況に於いて指標値がその基準値よりも大きいときに所定の条件が成立したと判定されるので、車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を高くする必要性が低い低車速域に於いて車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合が不必要にステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くされることを確実に防止することができると共に、車輌の挙動が悪化し易い高車速域に於いて確実に車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合をステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くすることができる。

また上記請求項４の構成によれば、前記所定の条件が成立していないときには基本アシストトルク及びステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクが演算され、所定の条件が成立しているときには基本アシストトルク及び車輌挙動悪化抑制トルクに基づいて目標アシストトルクが演算されるので、所定の条件が成立していないときに車輌挙動悪化抑制トルクに起因して運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたりスムーズに操舵できなくなったりすることを確実に回避することができ、また所定の条件が成立しているときには車輌挙動悪化抑制トルクにより車輌の挙動を悪化させる急操舵を効果的に抑制して車輌の安定性を効果的に向上させることができる。

また上記請求項５の構成によれば、所定の条件が成立しなくなっても、所定の時間に亘り目標アシストトルクに対する車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合がステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高い状態に維持されるので、車輌の状態がオーバーステア状態よりアンダーステア状態へ又はこの逆に変化する状況や、車輌のオーバーステア状態が左旋回方向と右旋回方向との間に切り替わる際に於いても、車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合がステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高い状態に維持することができ、従って所定の条件が成立しなくなるとステアリング系収束トルクの寄与度合が車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合よりも高い状態に戻される場合に比して、車輌の安定性を確実に向上させることができる。

また上記請求項６の構成によれば、指標値は車輌のオーバーステア状態若しくはアンダーステア状態の程度を示す指標値であるので、車輌のオーバーステア状態若しくはアンダーステア状態の程度が高く、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於いて確実に車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合をステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くすることができる。

また上記請求項７の構成によれば、指標値の基準値は車輪の制駆動力の制御による挙動制御の開始と同時又はその前に指標値が基準値よりも大きくなる値に設定されているので、挙動制御が実行される状況に於いて確実に車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を目標アシストトルクに対するステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くすることができ、従って例えばスピン制御のハンチングの如く挙動制御の実行時に於ける車輌の挙動悪化を効果的に抑制することができる。

また一般に、車輌挙動悪化抑制トルクの大きさは操舵速度の大きさが大きく車速が高いほど大きいことが好ましい。上記請求項８の構成によれば、車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度及び車速に基づいて演算されるので、操舵速度及び車速に応じて車輌挙動悪化抑制トルクを最適に演算することができる。

また上記請求項９の構成によれば、車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度が高いときには操舵速度が低いときに比して大きさが大きい値に演算されるので、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於ける急操舵を効果的に抑制することができる。

また上記請求項１０の構成によれば、車輌挙動悪化抑制トルクは車速が高いときには車速が低いときに比して大きさが小さい値に演算されるので、車速が高く操舵に起因する車輌挙動の悪化の虞れが高いほど車輌挙動悪化抑制トルクの大きさを大きくし、これにより低車速域に於いて車輌挙動悪化抑制トルクが過大になることを防止しつつ、高車速域に於いて車輌挙動の悪化を来たす操舵を効果的に抑制することができる。

［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１１の構成に於いて、操舵速度及び車速に基づいてステアリング系収束トルクを演算するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、少なくとも基本アシストトルクとステアリング系収束トルクと車輌挙動悪化抑制トルクとの和に基づいて目標アシストトルクを演算し、指標値が大きいほどステアリング系収束トルクの重みを低下させると共に車輌挙動悪化抑制トルクの重みを高くするよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、指標値は車輌の目標ヨーレートと車輌の実ヨーレートとの偏差であるよう構成される（好ましい態様３）。

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乃至１１又は上記好ましい態様１の構成に於いて、操舵トルクの大きさが大きいほど小さくなるよう補正係数を演算し、該補正係数にてステアリング系収束トルクを補正するよう構成される（好ましい態様４）。

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４の構成に於いて、補正係数は操舵トルクの大きさが第一の基準値以下であるときには１であり、操舵トルクの大きさが第一の基準値を越えると操舵トルクの大きさが大きいほど漸次低下するよう構成される（好ましい態様５）。

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、補正係数は操舵トルクの大きさが第二の基準値以上であるときには０であるよう構成される（好ましい態様６）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は本発明による電動式パワーステアリング装置用制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

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。

図示の実施例に於いては、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。

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。尚電子制御装置２０及び電子制御装置４０は相互に必要な情報の授受を行い、電子制御装置４０は車輌の挙動が悪化した場合に、電子制御装置２０と共働して当技術分野に於いて公知の要領にて所定の車輪の制動力を制御することにより、車輌の挙動を安定化させる挙動制御を行う。

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、車輌のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ５０、車輌の前後加速度Ｇxを検出する前後加速度センサ５２、車輌の横加速度Ｇyを検出する横加速度センサ５４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、横加速度センサ５４は車輌の左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、横加速度Ｇyを検出する。

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を示す信号は電子制御装置２０に入力され、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、前後加速度センサ５２により検出された前後加速度Ｇxを示す信号、横加速度センサ５４により検出された横加速度Ｇyを示す信号は電子制御装置４０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。

電子制御装置２０は、図２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、操舵角速度θd、車速Ｖ、操舵トルクＴsに基づきステアリングホイール１４の直進位置への収束性を向上させるための通常ダンピング制御トルクＴdpnを演算し、操舵角速度θd及び車速Ｖに基づき車輌の挙動悪化を抑制するための挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcを演算し、車輌の通常走行時には通常ダンピング制御トルクＴdpnをダンピング制御トルクＴdpとし、所定の条件が成立し車輌の挙動が悪化する虞れがあるときには挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcをダンピング制御トルクＴdpとし、基本アシストトルクＴab及びダンピング制御トルクＴdpの和である目標アシストトルクＴa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。

この場合電子制御装置２０は、車輌の挙動悪化の程度を示すドリフトステートＤＲを車輌の目標ヨーレートと車輌の実ヨーレートとの偏差として演算し、ドリフトステートＤＲの大きさが基準値以上であり且つ車速Ｖが基準値以上であるときに所定の条件が成立していると判定する。また電子制御装置２０は、所定の条件が成立しなくなっても、所定の条件が成立しなくなった時点より所定の時間が経過するまで挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcをダンピング制御トルクＴdpとし、所定の条件が成立している場合と同様の制御を継続する。

特に図示の実施例に於いては、電子制御装置２０は、操舵角速度θdの大きさが大きいほど基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′が大きくなるよう、基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′を操舵角速度θdの方向とは逆方向のトルクとして演算し、車速Ｖが高いほど車速係数Ｋvdpnが大きくなるよう車速係数Ｋvdpnを演算し、操舵トルクＴsの大きさが大きいほど補正係数Ｋtdpnが小さくなるよう補正係数Ｋtdpnを演算し、車速係数Ｋvdpnと補正係数Ｋtdpnと基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′との積として通常ダンピング制御トルクＴdpnを演算することにより、車速Ｖが高いほどダンピング効果を高くすると共に、運転者がステアリングホイール１４の引っ掛かり感を感じることを防止しつつステアリングホイール１４を効果的に車輌の直進位置へ収束させる。

尚、フローチャートとして図には示されていないが、電子制御装置４０は車輌の走行に伴い変化する車輌状態量に基づき車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳを演算し、スピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌の挙動を安定化させる挙動制御の各車輪の目標制動力又は目標スリップ率を演算し、高圧の圧力源の圧力を使用して運転者の制動操作に関係なく目標制動力又は目標スリップ率に応じて各車輪の制動圧を制御し、これにより所定の車輪に制動力を付与して車輌の挙動を安定化させる。

例えば電子制御装置４０は車輌がスピン状態にあるときには、旋回外側前輪に制動力を付与して車輌にスピン抑制方向のヨーモーメントを与えることによりスピンを抑制し、車輌がドリフトアウト状態にあるときには、左右の後輪に制動力を付与して車輌を減速すると共に車輌に旋回補助方向のヨーモーメントを与えることによってドリフトアウトを抑制する。この挙動制御自体は本発明の要旨をなすものではないので、挙動制御は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

次に図２乃至図５に示されたフローチャートを参照して実施例１に於ける操舵アシストトルク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、イグニッションスイッチが開成されるまで所定の時間毎に繰返し実行される。

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の大きさが大きいほど基本アシストトルクＴab′が大きくなるよう、操舵トルクＴsに基き図６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が高いほど車速係数Ｋvが小さくなるよう、車速Ｖに基づき図７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′との積として補正後の基本アシストトルクＴabが演算される。

ステップ５０に於いては図３に示されたフローチャートに従って通常ダンピング制御トルクＴdpnが演算され、ステップ６０に於いては図４に示されたフローチャートに従って挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcが演算され、ステップ７０に於いては図５に示されたフローチャートに従ってダンピング制御トルクＴdpが演算される。

ステップ１１０に於いては基本アシストトルクＴab及びダンピング制御トルクＴdpの和として目標アシストトルクＴaが演算され、ステップ１２０に於いては目標アシストトルク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。

図３に示された通常ダンピング制御トルクＴdpn演算ルーチンのステップ５２に於いては操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算されると共に、操舵角速度θdの大きさが大きいほど基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′が操舵角速度の方向とは逆方向に大きくなるよう、操舵角速度θdに基き図８に示されたグラフに対応するマップより基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′が演算され、ステップ５４に於いては車速Ｖが高いほど車速係数Ｋvdpnが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき図９に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvdpnが演算される。

ステップ５６に於いては操舵トルクＴsの絶対値が大きいほど操舵トルクに基づく補正係数Ｋtdpnが小さくなるよう、操舵トルクＴsの絶対値に基き図１０に示されたグラフに対応するマップより操舵トルクに基づく補正係数Ｋtdpnが演算され、ステップ５８に於いては車速係数Ｋvdpnと補正係数Ｋtdpnと基本ダンピング制御トルクＴdpn′との積として通常ダンピング制御トルクＴdpnが演算される。

図４に示された挙動調制御ダンピング制御トルクＴdpc演算ルーチンのステップ６２に於いては操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算されると共に、操舵角速度θdの大きさが大きいほど基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpnc′が操舵角速度の方向とは逆方向に大きくなるよう、操舵角速度θdに基き図１１に示されたグラフに対応するマップより基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpc′が演算される。

ステップ６４に於いては車速Ｖが高いほど車速係数Ｋvdpcが漸次増大するよう、車速Ｖに基づき図１２に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvdpcが演算され、ステップ６６に於いては車速係数Ｋvdpcと補正係数Ｋtdpcと基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpnc′との積として挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcが演算される。

図５に示されたダンピング制御トルクＴdp演算ルーチンのステップ７２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、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、下記の式３に従って基準ヨーレートγtと車輌の実ヨーレートγとの偏差として車輌の挙動悪化の程度を示すドリフトステートＤＲ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）
ＤＲ＝γt−γ ……（３）

ステップ７４に於いてはドリフトステートＤＲの絶対値が挙動制御用ダンピング制御の開始基準値ＤＲ1(正の定数）以上であり且つ車速Ｖが基準値Ｖ1（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち挙動制御用ダンピング制御の開始条件が成立してい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８６へ進み、否定判別が行われたときにはステップ７６へ進む。

尚、ドリフトステートＤＲの基準値ＤＲ1及び車速Ｖの基準値Ｖ1は、制動圧の制御による挙動制御が開始される際には必ずドリフトステートＤＲの絶対値が基準値ＤＲ1以上になり且つ車速Ｖが基準値Ｖ1以上になるよう設定され、これにより制動圧の制御による挙動制御が開始される際及び挙動制御の実行中には必ず所定の条件が成立していると判定される。

ステップ７６に於いてはダンピング制御トルクＴdpとして挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcが選択され、挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcによるダンピング制御が行われている状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ８４へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ７８へ進む。

ステップ７８に於いてはドリフトステートＤＲの絶対値が挙動制御ダンピング制御の終了基準値ＤＲ2（ＤＲ1よりも小さい正の定数）以下であり且つ車速Ｖが基準値Ｖ2（Ｖ1よりも小さい正の定数）以下であるか否かの判別、即ち挙動制御用ダンピング制御の終了条件が成立しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ８６へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ８０へ進む。

ステップ８０に於いては挙動制御用ダンピング制御の終了条件が成立した時点よりの経過時間を示すタイマのカウント値Ｔcが基準値Ｔco（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち挙動制御用ダンピング制御の終了条件が成立した時点より所定の時間以上の時間が経過してい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８４へ進み、否定判別が行われたときにはステップ８２に於いて図２に示されたフローチャートのサイクルタイムをΔＴとして、タイマのカウント値ＴcがΔＴインクリメントされる。

ステップ８４に於いてはダンピング制御トルクＴdpがステップ５０に於いて演算された通常ダンピング制御トルクＴdpnに設定され、ステップ８６に於いてはダンピング制御トルクＴdpがステップ６０に於いて演算された挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcに設定され、ステップ８８に於いてはダンピング制御トルクの切り換りによるダンピング制御トルクＴdpの変化が徐々に行われるよう、必要に応じて通常ダンピング制御トルクＴdpnより挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcへの漸近処理又は挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcより通常ダンピング制御トルクＴdpnへの漸近処理が行われ、しかる後ステップ９０へ進む。

かくして図示の実施例１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に於いて操舵角速度θd、車速Ｖ、操舵トルクＴsに基づきステアリングホイール１４の直進位置への収束性を向上させるための通常ダンピング制御トルクＴdpnが演算され、ステップ６０に於いて操舵角速度θd及び車速Ｖに基づき車輌の挙動悪化を抑制するための挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcが演算され、ステップ７０に於いて車輌の走行状況に応じてダンピング制御トルクＴdpが通常ダンピング制御トルクＴdpn又は挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcに設定され、ステップ１１０及び１２０に於いて基本アシストトルクＴab及びダンピング制御トルクＴdpの和である目標アシストトルクＴa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が制御される。

この場合車輌の目標ヨーレートと車輌の実ヨーレートとの偏差として車輌の挙動悪化の程度を示すドリフトステートＤＲが演算され、ドリフトステートＤＲの大きさが基準値ＤＲ1以上であり且つ車速Ｖが基準値Ｖ1以上であるときに所定の条件が成立していると判定され、ダンピング制御トルクＴdpが通常ダンピング制御トルクＴdpnよりも大きさが大きい挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcに設定されるので、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於いて通常時よりも確実にダンピング制御効果（ステアリングホイールの切り戻し促進効果）を高くすることができ、これにより車輌の通常走行時に運転者がステアリングホイールの引っ掛かり感を感じたりスムーズに操舵できなくなったりすることを回避しつつ、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於いて車輌の安定性を確保するに十分なステアリングホイールの収束性を得ることができ、よって従来の電動式パワーステアリング装置用制御装置の場合に比して車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於ける車輌の安定性を向上させることができる。

一般に、低車速域に於いては車輌の目標ヨーレートの精度が低いことに起因してドリフトステートＤＲが車輌の挙動悪化の程度を示す精度が低く、また低車速域に於いては中高速域に比して車輌の挙動が悪化する虞れが低く、ダンピング制御トルクＴdpを挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcに設定する必要性が低い。

図示の実施例１によれば、ドリフトステートＤＲの大きさが基準値ＤＲ1以上であり且つ車速Ｖが基準値Ｖ1以上であるときに所定の条件が成立していると判定され、ドリフトステートＤＲの大きさが基準値ＤＲ1以上であっても車速Ｖが基準値Ｖ1未満であるときにダンピング制御トルクＴdpは挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcに設定されず、通常ダンピング制御トルクＴdpnに設定されるので、車輌挙動悪化抑制トルクＴdpcの寄与度合を高くする必要性が低い低車速域に於いて車輌挙動悪化抑制トルクＴdpcの寄与度合が不必要に通常ダンピング制御トルクＴdpnの寄与度合よりも高くされることを確実に防止することができると共に、車輌の挙動が悪化し易い高車速域に於いて確実に車輌挙動悪化抑制トルクＴdpcの寄与度合を通常ダンピング制御トルクＴdpnの寄与度合よりも高くすることができる。

また図示の実施例１によれば、ドリフトステートＤＲの基準値ＤＲ1及び車速Ｖの基準値Ｖ1は、制動圧の制御による挙動制御が開始される際には必ずドリフトステートＤＲの絶対値が基準値ＤＲ1以上になり且つ車速Ｖが基準値Ｖ1以上になるよう設定されるので、車輌の挙動が悪化する虞れが高い状況に於いて確実に車輌挙動悪化抑制トルクＴdpcの寄与度合をステアリング系収束トルクＴdpnの寄与度合よりも高くすることができると共に、挙動制御の実行中にも確実に車輌挙動悪化抑制トルクＴdpcの寄与度合をステアリング系収束トルクＴdpnの寄与度合よりも高くすることができ、これにより挙動制御の実行中にスピン制御のハンチングが生じた場合やドリフトアウトアウト制御時の前輪横力の急激な回復に起因して車輌がオーバーステア状態になる状況に於いて運転者の操舵に起因する車輌挙動の悪化を効果的に抑制することができる。

また図示の実施例１によれば、通常ダンピング制御トルクＴdpnはステップ５４に於いて演算される車速係数Ｋvdpnとステップ５６に於いて演算される補正係数Ｋtdpnとステップ５２に於いて演算される基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′との積として演算され、補正係数Ｋtdpnは操舵トルクＴsの大きさが大きいほど小さくなるよう演算されるので、ステアリングホイール１４の手放し時や運転者により軽く操舵される際には十分なダンピング制御トルクを発生させ、これによりステアリングホイール１４を効果的に車輌の直進位置へ収束させると共に、ステアリングホイール１４のふらつきを効果的に防止することができ、また運転者により比較的速い操舵が行われる場合に操舵トルクＴsの大きさが大きくなると通常ダンピング制御トルクの大きさが小さくされ、これにより運転者がステアリングホイール１４の引っ掛かり感を感じることを効果的に防止することができる。

また車速係数Ｋvdpnは車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算されるので、車輌の中高速走行時に於けるステアリングホイール１４の収束性を効果的に向上させ、ステアリングホイールのふらつきを効果的に低減することができると共に、運転者の操舵負担が大きくなる車輌の低速走行時に運転者がステアリングホイール１４の引っ掛かり感を感じることを効果的に防止することができる。

図１３は本発明による電動式パワーステアリング装置用制御装置の実施例２に於ける操舵アシストトルク制御のメインルーチンを示すフローチャート、図１４は実施例２に於けるダンピング制御トルクＴdp演算のサブルーチンを示すフローチャートである。尚図１３に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。

この実施例２に於いては、ステップ１０〜６０及びステップ１２０は上述の実施例１の場合と同様に実行され、ステップ６０が完了すると、ステップ９０に於いて図１４に示されたルーチンに従って挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcの重みＫ(０〜１)が演算され、ステップ１１５に於いて目標アシストトルクＴaが下記の式４に従って演算される。
Ｔa＝Ｔab＋（１−Ｋ）Ｔdpn＋Ｋ・Ｔdpc ……（４）

また図１４に示された重みＫ演算ルーチンのステップ９２及びステップ９８〜１０２はそれぞれ上述の実施例１のステップ７２及びステップ７８〜８２と同様に実行され、ステップ９８に於いて否定判別が行われたときにはステップ１０４へ進む。

ステップ９４に於いては車速Ｖが基準値Ｖ1以上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１０４へ進み、否定判別が行われたときにはステップ９６へ進む。

ステップ９６に於いては重みＫが０．５以上であるか否かの判別、即ち既に挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcの寄与度合が通常ダンピング制御トルクＴdpnの寄与度合よりも高くされてい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９８へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１０６へ進む。

ステップ１０４に於いてはドリフトステートＤＲの絶対値が大きいほど重みＫが大きくなるよう、ドリフトステートＤＲの絶対値に基づき図１５に示されたグラフに対応するマップより重みＫが０以上１以下の値として演算され、ステップ１０６に於いては重みＫが０に設定され、ステップ１０８に於いては重みＫが前回値に保持される。

かくして図示の実施例２によれば、ドリフトステートＤＲの絶対値が高いほど大きくなるよう重みＫが演算されるので、車輌の挙動が悪化する虞れが高いほど挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcの寄与度合が通常ダンピング制御トルクＴdpnの寄与度合よりも高くされ、従って上述の実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができると共に、ドリフトステートＤＲの絶対値に応じて重みＫが漸次変化するので、上述の実施例１のステップ８８の如き漸近処理を省略することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例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例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施例に於いては、所定の条件が成立しなくなっても、所定の条件が成立しなくなった時点より所定の時間が経過するまで目標アシストトルクＴaに対する挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcの寄与度合が高い状態に維持されるようになっているが、この処理は省略されてもよく、また所定の条件が成立しなくなった時点より所定の時間が経過するまで、挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcの寄与度合が所定の条件が成立しているときよりも低く且つ所定の条件が成立していないときよりも高い寄与度合に設定されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、補正係数Ｋtdpは操舵トルクＴsの大きさが非常に大きいときにも０にならないようになっているが、例えば図７に於いて破線にて示されている如く操舵トルクＴsの大きさが非常に大きいときに０になるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、ステップ５２に於いて操舵角速度θdに基き図６に示されたグラフに対応するマップより基本通常ダンピング制御トルクＴdpn′が演算され、ステップ５４に於いて車速Ｖに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvdpnが演算され、ステップ５６に於いて操舵トルクＴsの絶対値に基き図８に示されたグラフに対応するマップより操舵トルクに基づく補正係数Ｋtdpnが演算され、ステップ５８に於いて車速係数Ｋvdpnと補正係数Ｋtdpnと基本ダンピング制御トルクＴdpn′との積として通常ダンピング制御トルクＴdpnが演算されるようになっているが、通常ダンピング制御トルクＴdpnは操舵角速度θd、車速Ｖ、操舵トルクＴsを変数とする関数により演算されるよう修正されてもよい。

同様に上述の各実施例に於いては、ステップ６２に於いて操舵角速度θdに基き図１１に示されたグラフに対応するマップより基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpc′が演算され、ステップ６４に於いて車速Ｖに基づき図１２に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvdpncが演算され、ステップ６６に於いて車速係数Ｋvdpncと基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpc′との積として挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcが演算されるようになっているが、挙動制御ダンピング制御トルクＴdpcは操舵角速度θd及び車速Ｖを変数とする関数により演算されるよう修正されてもよい。

更に上述の各実施例に於いては、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電動式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。

本発明による電動式パワーステアリング装置用制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 実施例１に於ける操舵アシストトルク制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於ける通常ダンピング制御トルクＴdpn演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於ける挙動制御ダンピング制御トルクＴdpc演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於けるダンピング制御トルクＴdp演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 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。 車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。 操舵角速度θdと基本ダンピング制御トルクＴdpn′との間の関係を示すグラフである。 車速Ｖと車速係数Ｋvdpnとの間の関係を示すグラフである。 操舵トルクＴsの絶対値と補正係数Ｋtdpnとの間の関係を示すグラフである。 操舵角速度θdと基本挙動制御ダンピング制御トルクＴdpc′との間の関係を示すグラフである。 車速Ｖと車速係数Ｋvdpcとの間の関係を示すグラフである。 本発明による電動式パワーステアリング装置用制御装置の実施例２に於ける操舵アシストトルク制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 実施例２に於けるダンピング制御トルクＴdp演算のサブルーチンを示すフローチャートである。 ドリフトステートＤＲの絶対値と重みＫ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
５２ 前後加速度センサ
５４ 横加速度センサ

Claims (10)

1. 少なくとも操舵トルクに基づいて基本アシストトルクを演算し、少なくとも操舵速度に基づいてステアリング系収束トルクを演算し、少なくとも前記基本アシストトルク及び前記ステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクを演算し、前記目標アシストトルクに基づいて電動式パワーステアリング装置を制御する電動式パワーステアリング装置用制御装置にして、車輌がオーバーステア状態又はアンダーステア状態にあるときの車輌挙動の悪化を来たす操舵を抑制する車輌挙動悪化抑制トルクを演算し、所定の条件が成立しているときには前記目標アシストトルクに対する前記車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を前記目標アシストトルクに対する前記ステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高くし、前記所定の条件は車輌の挙動悪化の程度を示す指標値がその基準値よりも大きいこととすることを特徴とする電動式パワーステアリング装置用制御装置。
2. 前記車輌挙動悪化抑制トルクは前記ステアリング系収束トルクよりも大きさが大きい値として少なくとも操舵速度に基づいて演算されることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
3. 前記所定の条件は車速がその基準値よりも高い状況に於いて前記指標値がその基準値よりも大きいこととすることを特徴とする請求項１または２に記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
4. 前記所定の条件が成立していないときには前記基本アシストトルク及び前記ステアリング系収束トルクに基づいて目標アシストトルクを演算し、所定の条件が成立しているときには前記基本アシストトルク及び前記車輌挙動悪化抑制トルクに基づいて目標アシストトルクを演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
5. 前記所定の条件が成立しなくなっても、所定の時間に亘り前記目標アシストトルクに対する前記車輌挙動悪化抑制トルクの寄与度合を前記目標アシストトルクに対する前記ステアリング系収束トルクの寄与度合よりも高い状態に維持することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
6. 前記指標値は車輌のオーバーステア状態若しくはアンダーステア状態の程度を示す指標値であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
7. 前記指標値の基準値は車輪の制駆動力の制御による挙動制御の開始と同時又はその前に前記指標値が基準値よりも大きくなる値に設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
8. 前記車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度及び車速に基づいて演算されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
9. 前記車輌挙動悪化抑制トルクは操舵速度が高いときには操舵速度が低いときに比して大きさが大きい値に演算されることを特徴とする請求項８に記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。
10. 前記車輌挙動悪化抑制トルクは車速が高いときには車速が低いときに比して大きさが小さい値に演算されることを特徴とする請求項８又は９に記載の電動式パワーステアリング装置用制御装置。

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