JP5407402B2 - 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行状態に応じて操向輪の転舵角を制御する操舵制御の技術に関する。

従来の操舵制御装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術では、車輪のスリップ角の増加に応じて横方向の力（車輪に入力する回転軸方向の力であり、以下横力とも記載する。）が増大する通常状態か否かを判定する。上記通常状態にないと判定すると、車輪の舵角を中立状態に戻す。通常状態か否かは、車輪の横方向の力が最大になるスリップ角としてあらかじめ設定した所定スリップ角以内か否かで判定する。
これによって、車両が大きなオーバーステア状態やアンダステア状態になってしまうことを防止する。

特開平１０−３２４２６０号公報

上記従来特許では、基準となる所定スリップ角を設定して制御している。このため、車輪スリップ角が上記所定スリップ角以内であっても、車両がオーバーステア状態になっている場合がある。特に、高摩擦係数路に比べ、低摩擦係数路においては、車両がオーバーステア状態になった後に操舵角を戻したとしても、安定状態へ復帰するのに時間がかかる。このように、単純に舵角の制御量を上記予め設定した所定スリップ角に制御するだけでは、十分に安定性を確保できないおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、車両安定性を向上した車両用操舵制御の技術を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ステアリングホイールの操舵角に応じて演算した目標転舵角を目標値として、転舵アクチュエータを介して操向輪を転舵制御する車両用操舵制御する。そして、横加速度が所定閾値以上の場合には、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する。また、上記所定閾値を、路面摩擦係数が小さい場合、路面摩擦係数が大きい場合に比べて小さくする。

本発明によれば、路面摩擦係数が小さい場合、路面摩擦係数が大きい場合に比べて転舵角が小さい状態から操舵角の増加に対する転舵角の増加を抑える。この結果、路面摩擦係数が小さい場合、路面摩擦係数が大きい場合に比べて、車両がオーバーステア状態となることを抑制することが可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る車両のシステム構成を示す概要図である。 本発明に基づく実施形態に係る舵角制御コントローラの構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る目標生成部の構成を説明するための図である。 本発明に基づく実施形態に係る路面μ推定部の処理を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る路面μ推定方法を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る目標値補正部の処理を説明する図である。 路面μ推定値と目標ヨーレイト低減補正値との関係を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る操舵角と目標ヨーレイトとの関係を示す図である。 路面μ推定値と目標ヨーレイトのゲイン補正値との関係を示す図である。 目標ヨーレイトの制限を説明する図である。 本発明に基づく実施形態に係る動作を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に本実施形態に係る車両の構成図を示す。
まず構成について図１を参照しながら説明する。
運転者が操作するステアリングホイール１にステアリング入力軸２が連結する。そのステアリング入力軸２に対し、不図示のメカニカルバックアップ装置を介してステアリング出力軸３が連結する。メカニカルバックアップ装置は、通常状態では、ステアリング入力軸２とステアリング出力軸３との間のトルク伝達を切った状態とする。また、メカニカルバックアップ装置は、舵角制御コントローラ４からの指令に基づき、ステアリング入力軸２とステアリング出力軸３とを接続してトルク伝達を可能な状態とする。なお、メカニカルバックアップ装置を省略して、上記ステアリング入力軸２とステアリング出力軸３とは常時連結していても良い。

上記ステアリング出力軸３に、前輪転舵アクチュエータ５（前輪転舵モータとも言う）が連結する。前輪転舵アクチュエータ５は、前輪転舵コントローラ６からの指令に基づきステアリング出力軸３を回動変位する。なお、前輪転舵アクチュエータ５には、転舵アクチュエータ回転角度センサ（不図示）が設けられている。転舵アクチュエータ角度センサは、前輪転舵アクチュエータ５の回転角度位置を検出し、その検出信号をフィードバック制御量として前輪転舵コントローラ６に出力する。

上記ステアリング出力軸３は、ラックアンドピニオン機構を介してラック軸７に連結する。すなわち、ステアリング出力軸３に連結するピニオンギヤがラック軸７のラックギヤに噛み合う。ラック軸は、車幅方向に軸を向けて配置してある。そして、ステアリング出力軸３を回動変位させることで、ラック軸７は車幅方向に向けて軸方向変位する。上記ラック軸の左右端部は、それぞれ左右のタイロッドを介して各前輪８のナックルに連結する。これにより、前輪転舵アクチュエータ５を駆動することによって、各前輪８を転舵駆動することができる。

また、操舵角センサ１０、車速センサ１１、及び横Ｇセンサ１２を備える。
操舵角センサ１０は、ステアリングホイール１の操舵角θ（回転角）を検出し、検出した操舵角θ信号を舵角制御コントローラ４に出力する。操舵角センサ１０は、ステアリング入力軸２若しくはステアリングホイール１に設ける。操舵角センサ１０は、例えば、パルスエンコーダ等からなり、運転者が操作する操舵角θを検出する。
車速センサ１１は、車両の車体速Ｖを検出し、検出した車体速信号を舵角制御コントローラ４に出力する。
横Ｇセンサ１２は、車両の横Ｇ（横加速度）を検出し、検出した横Ｇ信号を舵角制御コントローラ４に出力する。

舵角制御コントローラ４は、操舵角センサ１０によって検出されたステアリングホイール１の操舵角θに基づいて目標前輪転舵角α^*を算出する。具体的には、ステアリングホイール１の操舵角θに対する目標前輪転舵角α^*を、予め操舵角θに対応する目標前輪転舵角α^*を記憶したマップを参照する事により算出する。尚、ステアリングホイール１の操舵角θに予め定められた所定の比を乗算して目標前輪転舵角α^*を算出しても良い。尚、ステアリングホイール１の操舵角θと目標前輪転舵角α^*のと比（ギヤ比）車速や車両状態等に基づいて変更されるものであっても良い。

前輪転舵コントローラ６は、舵角制御コントローラ４が演算した目標前輪転舵角α^*に前輪の実舵角が一致するように、前輪転舵アクチュエータ５を介して操向輪である前輪８をフィードバックによって転舵制御する。つまり、前輪転舵コントローラ６は、舵角制御コントローラ４が算出した目標前輪転舵角α^*と制御対象となる前輪転舵アクチュエータ５の回転角θ_ACTとの偏差に基づいて目標駆動電流Ｉ_refを算出し、算出した目標駆動電流Ｉ_refに基づいて転舵アクチュエータ５に供給する電流をPWM方式等によって制御する事で、目標駆動電流Ｉ_refに応じた駆動電流Ｉ_ACTを転舵アクチュエータ５に供給する。これにより、前輪転舵アクチュエータ５の回転角θ_ACTが目標前輪転舵角α^*に追従するよう制御される。ここで、前輪転舵アクチュエータ５は、ステアリング出力軸３を回動変位させ、前輪転舵アクチュエータ５の回転変位によって前輪８が転舵駆動するので、制御量としての目標前輪転舵角α^*と前輪転舵アクチュエータ５の回転角θ_ACTとはピニオンギヤとラックギヤのギヤ比に基づいて一意に決まる関係に有る為、同等とみなすことが可能である。

舵角制御コントローラ４は、図２に示すように、目標値生成部４１、路面μ推定部４２、目標値補正部４３、及び目標出力値生成部４４を備える。
上記目標値生成部４１は、図３に示すように、車両モデル演算部４１ａと目標値演算部４１ｂとを備える。
上記車両モデル演算部４１ａは、適用する車両モデルに従い、現在の操舵角θ及び車体速Ｖに応じた車両の走行状態を特定するヨーレイトに係る車両パラメータを演算する。演算する車両パラメータである状態量は、ｇφ（Ｖ）、ζφ（Ｖ）、ωφ（Ｖ）、Ｔφ（Ｖ）である。これらの状態量は、操舵角θ及び車体速Ｖから、後述の（６）式によって演算出来る。
ここで、車両モデルを使用した車両パラメータについて説明する。
車両モデルとして２輪モデルを採用すると、車両のヨーレイトφ′と横速度Ｖｙは、下記式で表すことが出来る。すなわち、下記（１）式の状態方程式から、操舵角θ及び車体速Ｖに応じたヨーレイトと横速度を推定することが出来る。

ここで、
φ′：ヨーレイト
ｓ：微分演算子
θ：運転者の操舵角（前輪転舵角相当）
δ：後輪転舵角
Ｖｘ、Ｖ：車体速
Ｖｙ：横速度
Ｉｚ：車両慣性モーメント
Ｍ：車両重量
Ｌｆ：前軸〜重心点距離
Ｌｒ：重心点〜後軸距離
Ｎ：ギア比
Ｋｆ：前輪コーナリングパワー
Ｋｒ：後輪コーナリングパワー
Ｃｆ：前輪コーナリングフォース
Ｃｒ：後輪コーナリングフォース
また、

である。
次に、上記状態方程式から、前輪操舵に対するヨーレイト、及び横速度の伝達関数を求めると、下記（３）式及び（４）式となる。

上記（３）式から、ヨーレイトの伝達関数は、下記式で表すことが出来る。

また、上記（４）式から横速度の伝達関数は、下記式で表すことが出来る。

以上から、操舵角θ及び車体速Ｖに応じた車両の走行状態を、ヨーレイトで特定することが出来る。
そして、ヨーレイトに係る車両パラメータ（車両パラメータ）が、上述の通り、
ｇφ（Ｖ）、ζφ（Ｖ）、ωφ（Ｖ）、Ｔφ（Ｖ）となる。
ここで、
ｇφ（Ｖ）は、車両特性モードの基本状態を示す状態量である。
ζφ（Ｖ）は、減衰項に係る状態量である。
ωφ（Ｖ）は、バネ系の固有振動数に係わる状態量である。
Ｔφ（Ｖ）は、定常偏差に係わる状態量である。

次に、目標値演算部４１ｂについて説明する。
目標値演算部４１ｂは、操舵角θ、車体速Ｖ、及び車両モデル演算部４１ａが演算した車両パラメータから、車両の目標ヨーレイトφ′^*を求める。
先ず、設定されている車両特性モードに応じた目標特性状態量を算出する。
すなわち、車両モデルの上記車両パラメータに対して、下記式のように、それぞれ車両特性モードに応じたゲインを乗算する。これによって、車両モデル演算部４１ａ−１が演算した車両パラメータを、車両特性モードに応じた目標特性状態量に変換する。

目標特性状態量は、ｇφ^*（Ｖ）、ζφ^*（Ｖ）、ωφ^*（Ｖ）、Ｔφ^*（Ｖ）である。
ｇφ^*（Ｖ） ＝ｇφ（Ｖ） ×yrate_gain_map1
ζφ^*（Ｖ） ＝ζφ（Ｖ） ×yrate_zeta_map1
ωφ^*（Ｖ） ＝ωφ（Ｖ） ×yrate_omegn_map1
Ｔφ^*（Ｖ） ＝Ｔφ（Ｖ） ×yrate_zeta_map1
ただし、yrate_gain_map1、yrate_omegn_map1、yrate_zeta_map1,yrate_zero_mapa1、 は、車速によって変化する予め設定したチューニングパラメータである。なお、通常モード、スポーツモードなどの複数の車両特性モードを選択可能な場合には、上記yrate_gain_map1は、車両特性モード毎に別のマップを有する。そして、選択された車両特性モードに対応するyrate_gain_map1を使用する。

次に、目標値演算部４１ｂは、車両モデル演算部４１ａが演算した車両パラメータの代わりに、車両特性モードに応じた目標特性状態量を適用することで、下記式に基づき、車体速Ｖ、操舵角θ、及び目標特性状態量から目標ヨーレイトφ′^*を求める。
ここで、目標ヨーレイトφ′^*は、下記（９）式となる。

次に、路面μ推定部４２について説明する。
路面μ推定部４２は、目標値生成部４１が演算した目標ヨーレイトφ′^*、実車体速Ｖ、及び車両の横加速度ＹＧから、路面μ推定値Ｍｙｕを推定する。本実施形態では、横加速度値によって路面摩擦係数を推定している。
上記路面μ推定部４２の処理を、図４を参照しつつ説明する。
まずステップＳ１００にて、以下の式に従って目標横加速度ＹＧ＿comを演算する。この目標横加速度ＹＧ＿comは、操舵角θと実車体速Ｖに応じた値である。
ＹＧ＿com ＝φ′^*・Ｖｘ

次に、ステップＳ１１０にて、目標横加速度ＹＧ＿comの絶対値と、検出した横加速度ＹＧの絶対値との差が、所定値ΔＹＧ１以上か否かを判定する。目標横加速度ＹＧ＿comの絶対値と、検出した横加速度ＹＧの絶対値との差が所定以上大きい場合には、低摩擦係数路面と推定することが可能である。図５に、目標横加速度ＹＧ＿comと検出した横加速度ＹＧの関係を示す。また、横加速度ＹＧは、横Ｇセンサ１２によって検出する。上記条件を満足する場合には、ステップＳ１２０に移行する。一方、上記条件を満足しない場合にはステップＳ１３０に移行する。

ステップＳ１２０では、路面摩擦係数確定フラグｆｌｇ＿ｍｙｕに「１」を設定する。その後ステップＳ１６０に移行する。
ステップＳ１３０では、目標横加速度ＹＧ＿comの絶対値と、検出した横加速度ＹＧの絶対値との差が、所定値ΔＹＧ２以下か否かを判定する。上記条件を満足する場合には、ステップＳ１５０に移行する。一方、上記条件を満足しない場合にはステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１４０では、目標横加速度ＹＧ＿comの絶対値が所定値ＹＧ０以下か否かを判定する。上記条件を満足する場合には、ステップＳ１５０に移行する。一方、上記条件を満足しない場合には、前回値を維持してステップＳ１６０に移行する。
ステップＳ１５０では、路面摩擦係数確定フラグｆｌｇ＿ｍｙｕに「０」を設定する。すなわち、路面摩擦係数確定フラグｆｌｇ＿ｍｙｕをゼロクリアした後、ステップＳ１６０に移行する。

ステップＳ１６０では、路面摩擦係数確定フラグｆｌｇ＿ｍｙｕが「１」か否かを判定する。条件を満足する場合にはステップＳ１７０に移行する。一方、条件を満足しない場合にはステップＳ１８０に移行する。
ステップＳ１７０では、路面μ推定値Ｍｙｕとして、検出した横加速度ＹＧを設定する。その後終了する。
Ｍｙｕ ＝ＹＧ

ステップＳ１８０では、所定以上の高摩擦係数路面と推定して、路面μ推定値Ｍｙｕにデフォルト値１０を設定する。その後終了する。
Ｍｙｕ ＝１０
ここで、路面摩擦係数の推定は上記処理に限定しない。駆動輪の回転数と従動輪の回転数との差から路面μ推定値を求める。すなわち、駆動力を生じている車輪と従動状態の車輪との路面に対する滑り率の差から、路面反力（路面摩擦力）を検出し、検出値を路面摩擦係数を推定してもよい。また、車輪の横力から路面摩擦係数を推定しても良い。

次に、上記目標値補正部４３は、目標位置生成部が演算した本来の目標ヨーレイトφ′^*と路面μ推定値Ｍｙｕとから、目標ヨーレイト補正値φ₂′^*を演算する。
目標値補正部４３は、図６に示すように、目標ヨーレイト最大値制限演算部４３ａ、目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂ、及び目標ヨーレイト増加ゲイン補正演算部４３ｃを備える。
上記目標ヨーレイト最大値制限演算部４３ａは、目標ヨーレイトφ′^*を横力が最大となるヨーレイトで制限する。すなわち、横力が最大となる転舵相当に対応する目標ヨーレイト最大値φ₀′^* を求める。

本実施形態の目標ヨーレイト最大値制限演算部４３ａは、下記式によって横力が最大となる目標ヨーレイト最大値φ₀′^*を求める。
φ₀′^* ＝φ′^*×（Ｍｙｕ／ＹＧ＿com）
この横力が最大となるヨーレイトφ₀′^*で目標ヨーレイトを制限することで、運転者の操作による操舵角が増加しても目標ヨーレイトは制限できる。これによって、実際のヨーレイト及びヨー角が過大になることを防止して、車両がスピン状態に陥ることを防止できる。

ここで、上記式は、推定した路面摩擦係数としての横加速度の値を用いて目標ヨーレイトの最大値を制限している。
これに代えて、横加速度ＹＧ、ヨーレイトφ′および車体速Ｖを用いて下記式によって車輪のスリップ角βを計算し、スリップ角βから横力の限界値を求めたりしても良い。横力の限界値の求め方は上記方法に限定しない。
β＝∫（（ＹＧ／Ｖ）−γ）ｄｔ

次に、目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂの処理を説明する。
目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂは、横力が最大となるヨーレイトφ₀′^*よりも小さい値に、目標ヨーレイトφ′^*を補正する。
まず、目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂは、図７に示す「路面μ推定値−目標ヨーレイト低減補正値マップ」に基づき、推定した路面μ推定値に応じて目標ヨーレイト低減補正値Δφ_T′^*を算出する。

図７に示すように、目標ヨーレイト低減補正値Δφ_T′^*は、路面μ推定値が小さい場合（推定した路面摩擦係数が小さい場合）、路面μ推定値が大きい場合（推定した路面摩擦係数が大きい場合）と比較して大きな値となる。すなわち、低摩擦係数路面なほど低減補正値Δφ_T′^*は大きく設定する。この結果、より不安定になるのを未然に防止し、安定性を向上させることができる。

次に、目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂは、上記目標ヨーレイト最大値制限演算部４３ａで算出した、最大の目標ヨーレイトφ₀′^*から目標ヨーレイト低減補正値Δφ_T′^*だけ低減した目標ヨーレイトφ₁′^*を算出する。
φ₁′^* ＝φ₀′^* −Δφ_T′^*
図８のように、低摩擦係数路面ほど最大の目標ヨーレイトφ₀′^*よりも小さい目標ヨーレイトの値とするので、推定した路面摩擦係数に応じて、低摩擦係数路面なほど車両がオーバーステア状態になった後に操舵角を戻した場合でも安定状態に戻るのに時間がかかるため、低摩擦係数であるほど限界近傍より手前（横力が大きくなる前）に目標ヨーレイトを制御する。

次に、目標ヨーレイト増加ゲイン補正演算部４３ｃの処理を説明する。
目標ヨーレイト増加ゲイン補正演算部４３ｃでは、まず図９に示した「路面μ推定値〜目標ヨーレイトのゲイン補正値マップ」に基づき、基準となる目標ヨーレイトの増加傾きであるゲイン補正値ＧΔφ_B′^*を算出する。
このゲイン補正値ＧΔφ_B′^*は、図９に示すように、路面μ推定値が小さい場合（推定した路面摩擦係数が小さい場合）、路面μ推定値が大きい場合（推定した路面摩擦係数が大きい場合）と比較して小さな値となる。すなわち、低摩擦係数路面なほど増分の傾きであるゲイン補正値ＧΔφ_B′^*を小さな値に設定する。

次に、現在の補正後目標ヨーレイトφ₁′^*と、補正前の目標ヨーレイトφ′^*と、目標ヨーレイトゲイン補正値ＧΔφ_B′^*から、目標ヨーレイトの補正演算を以下の演算により行う。
φ₂′^* ＝ φ₁′^* ＋（φ′^* −φ₁′^*）×ＧΔφ_B′^*
図８，図１０のように、現在の補正後目標ヨーレイトφ₁′^*と補正前の目標ヨーレイトφ′^*との差分に応じて目標ヨーレイト増加ゲイン補正を演算する。このめ、図１１に示す図のように、操舵角に応じて徐々に補正後目標ヨーレイト（≒前輪タイヤ切れ角）が増加し、車両のコントロール性が向上する。

次に、目標出力値生成部４４の処理について説明する。
目標出力値生成部４４は、下記式に基づき、車両の目標ヨーレイト補正値（補正後の目標ヨーレイト）φ₂′^*から目標前輪操舵角α^*を決定する。
φ₂″^* ＝ａ₁₁×φ₂′^* ＋ａ₁₂×Ｖｙ ＋ｂ_f1×α^*
・・・・・（１０）
α^* ＝（１／ｂｆ１）×（φ₂″^* −ａ₁₁×φ₂′^* −ａ₁₂×Ｖｙ）
・・・・・（１１）
そして目標出力値生成部４４は、目標前輪操舵角α^*を前輪転舵コントローラ６に出力する。

（動作）
出来るだけ車両の実際の走行状態を検出するために、操舵角θ及び車体速Ｖから、車両モデルを使用して車両走行状態を表すヨーレイトを演算し、更に車両特性モードに応じた目標ヨーレイトφ′^*を求める。そして、その目標ヨーレイトφ′^*を実現するための目標前輪転舵角α^*を演算する。すなわち、操舵角θに応じて前輪の目標前輪転舵角α^*を演算する。

このとき、横力が最大となる目標ヨーレイトの最大値φ₀′^*よりも小さい目標ヨーレイトφ₁′^*に対応する横加速度を所定閾値として、その基準とする所定閾値に対応する目標ヨーレイトφ₁′^*より小さい目標ヨーレイトφ₂′^*未満の場合と比較して、その目標ヨーレイトφ₂′^*以上の場合には、操舵角θの増加に対する目標ヨーレイトの増分を抑える。この結果、目標ヨーレイトφ₂′^*に対応する所定加速度以上では、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制することとなる。このことは、横加速度が、車輪の横力が最大となる値よりも小さい所定閾値以上と判定すると、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する事となる。また、横力は横加速度に相関のある値である。従って、横力が、車輪の横力が最大となる値よりも小さい所定閾値以上と判定すると、横力が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する事と同義である。

すなわち、横力が最大となる目標ヨーレイトφ₀′^*の手前の操舵角から当該横力が最大となる目標ヨーレイトφ₀′^*に対応する操舵角に変化するにつれて、目標ヨーレイトの増分を抑えることで、横力が最大となる転舵角に近づくほど、徐々に操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制することなる。
つまり、目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂで補正した、所定閾値に対応する目標ヨーレイトにより、低減された目標ヨーレイトφ₁′^*と横力が最大となる目標ヨーレイトφ₀′^*とに差が生じる。そして、この間で、操舵角に応じて目標ヨーレイトを増加させるゲインも、路面μ推定値Ｍｙｕにより変更することとなる。すなわち、路面摩擦係数が低いほど、その増加割合を小さくする。これによって、操舵角の変化に対するヨーレイトの変化代が小さくなり、つまり操舵角の変化に対する前輪の目標転舵角が小さくなる。この結果、不安定になりやすい低摩擦係数路面で安定性を損なうことなくコントロール性を向上させることができる。

ここで、横力が最大となるスリップ角をスリップ角基準値と呼ぶとする。このスリップ角基準値を超える前後で、操舵角に対する前輪切れ角の特性が大きく変化する。すなわち、スリップ角基準値を超える前の操舵角に対する前輪切れ角はある一定の倍率なのに対し、スリップ角基準値を超えた後は操舵角を入れても前輪がそれ以上切れなくなり、倍率の変化が大きい。これに対し、本実施形態では、スリップ角基準値の手前位置からスリップ角基準値に近づく程、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する。このため、スリップ角基準値前後の変化を小さく抑えることが可能となる。これによって、特に車両挙動が不安定になりやすい低摩擦係数路でも、車両のコントロール性を向上させることが可能となる。

ここで、前輪転舵アクチュエータ５は、転舵アクチュエータを構成する。車速センサ１１は車体速取得手段を構成する。操舵角センサ１０は操舵角検出手段を構成する。前輪転舵コントローラ６は転舵コントローラを構成する。舵角制御コントローラ４は目標舵角演算手段を構成する。目標値補正部４３は、舵角変化制限手段を構成する。目標ヨーレイト低減補正演算部４３ｂは、所定閾値の処理を行う。目標ヨーレイト増加ゲイン補正演算部４３ｃは、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化の制限を決定する。横Ｇセンサ１２は、横加速度検出手段を構成する。路面μ推定部４２は、摩擦係数検出手段を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）目標転舵角演算手段は、操舵角に応じて目標転舵角を演算する。転舵コントローラは、目標転舵角を目標値として転舵アクチュエータを制御して操向輪を転舵制御する。舵角変化制限手段は、横加速度が車輪の横力が最大となる横加速度よりも小さい所定閾値以上の場合には、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する。そして、上記所定閾値を、路面摩擦係数が小さいと判定する場合、路面摩擦係数が大きいと判定する場合に比べて小さくする。

ドライなどの高摩擦係数路面に比べ雪道などの低摩擦係数路面では、車両がオーバーステア状態になった後に操舵角を戻した場合でも安定状態に戻るのに時間がかかる。これに鑑み、低摩擦係数の路面であるほど限界近傍より手前位置から操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を制限する。この結果、低摩擦係数の路面であっても不安定になるのを未然に防止し、安定性を向上させることができる。
これにより、たとえば圧雪路、凍結路のような低摩擦係数路面を走行している場合において、車両のオーバーステア或いはアンダステアを好適に抑制することが可能となる。

（２）上記操舵角の変化に対する目標転舵角の変化の抑制は、操舵角が大きくなるに従い大きくする。
横力の限界となるスリップ角で操向輪の転舵を止めた場合、操舵角に対する操向輪の舵角の倍率が変化し、特に車両が不安定になりやすい低摩擦係数路面ではドライバの車両コントロール性が悪化する。
これに対し、低摩擦係数路面では横力の限界の手前から前輪舵角の制御量を徐々に減少させ運転者のコントロール領域を残すことで、実際の走行では横力の限界となるスリップ角近傍でも運転者が微調整を行うことができる。この結果、安定性が増す。
また、操向輪の舵角の増加割合を路面摩擦係数に応じて変更、例えば低摩擦係数なほど、傾きを小さくすることで、安定性を損なうことなくコントロール性を向上させることができる。

（３）上記目標転舵角演算手段は、車体速と操舵角に基づき目標ヨーレイトを演算し、目標ヨーレイトに基づいて目標転舵角を演算する。上記舵角変化制限手段は、上記目標ヨーレイトを制限することで、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する。
目標ヨーレイトに基づき目標転舵角を演算することで、スリップ角を直接使用することなく、車輪の横加速度が最大となる転舵角に対する舵角制御が可能となる。

１ ステアリングホイール
４ 舵角制御コントローラ
４１ 目標値生成部
４１ａ 車両モデル演算部
４１ｂ 目標値演算部
４２ 路面μ推定部
４３ 目標値補正部
４３ａ 目標ヨーレイト最大値制限演算部
４３ｂ 目標ヨーレイト低減補正演算部
４３ｃ 目標ヨーレイト増加ゲイン補正演算部
５ 前輪転舵アクチュエータ
８ 前輪（操向輪）
１０ 操舵角センサ
１１ 車速センサ
１２ 横Ｇセンサ
ＧΔφ′_B ゲイン補正値
Ｍｙｕ 路面μ推定値
Ｖ、Ｖｘ 車体速
Ｖｙ 横速度
ＹＧ 横加速度
ＹＧ＿com 目標横加速度
α^* 目標前輪操舵角
Δφ_T′ 目標ヨーレイト低減補正値
θ 操舵角
φ′^* 目標ヨーレイト
φ₀′^* 目標ヨーレイト最大値
φ₂′^* 目標ヨーレイト補正値

Claims (4)

1. 操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、上記操舵角に応じて目標転舵角を演算する目標転舵角演算手段と、目標転舵角を目標値として転舵アクチュエータを制御して操向輪を転舵制御する転舵コントローラと、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、走行路面の路面摩擦係数を検出する摩擦係数検出手段と、を備え、
   上記目標転舵角演算手段は、横加速度が、車輪の横力が最大となる値よりも小さい所定閾値以上と判定すると、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制する舵角変化制限手段を備え、
   上記所定閾値を、路面摩擦係数が小さいと判定する場合、路面摩擦係数が大きいと判定する場合に比べて小さくし、上記路面摩擦係数が小さいほど増分の傾きが小さいゲイン補正値によって、上記操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制することを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 上記操舵角の変化に対する目標転舵角の変化の抑制量は、操舵角が大きくなるに従い大きくすることを特徴とする請求項１に記載した車両用操舵制御装置。
3. 車体速を取得する車体速取得手段を備え、
   上記目標転舵角演算手段は、車体速と操舵角に基づき目標ヨーレイトを演算し、目標ヨーレイトに基づいて目標転舵角を演算し、
   上記舵角変化制限手段は、上記目標ヨーレイトを制限することで、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両用操舵制御装置。
4. ステアリングホイールの操舵角に応じて演算した目標転舵角を目標値として、転舵アクチュエータを介して操向輪を転舵制御する車両用操舵制御方法において、
   横加速度が所定閾値以上の場合には、横加速度が所定閾値未満の場合と比較して、操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制し、上記所定閾値を、路面摩擦係数が小さい場合、路面摩擦係数が大きい場合に比べて小さくし、上記路面摩擦係数が小さいほど増分の傾きが小さいゲイン補正値によって、上記操舵角の変化に対する目標転舵角の変化を抑制することを特徴とする車両用操舵制御方法。

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