JPH0569845A

JPH0569845A - 車両旋回限界判定装置

Info

Publication number: JPH0569845A
Application number: JP26275791A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamamoto; 真規山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】舵取り車輪がスキッド限界に達する手前でそ
の可能性があるか否かを判定する車両旋回異常判定装置
を提供する。【構成】ドライバによりステアリングホイールに加え
られる操舵トルクＴ_Hの、車体に発生する横加速度Ｇ_Y
の増加に対する変化率が、舵取り車輪がスキッド限界に
達する手前で０になるという事実に基づき、操舵角微分
ΔＴ_T（Ｓ２，Ｓ３）を横加速度微分ΔＧ_Y（Ｓ４，Ｓ
５）で割り算して操舵トルクＴ_Tの変化率を求め、それ
の絶対値が０または０に十分に近いしきい値以下である
か否かを判定し、そうであれば、舵取り車輪がスキッド
限界手前の旋回限界に達したと判定する（Ｓ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の旋回時に車両の
舵取り車輪が旋回限界に達したか否かを判定する装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人が先に出願した特願平３−１５
２５２６号明細書には、車両の舵取り車輪の舵角と車両
の走行速度である車速とから、車両が基準走行状態（例
えば、車両が全く外乱を受けていない状態）にあると仮
定した場合の基準ヨーレートを推定し、車体に発生する
実ヨーレートを検出し、それら基準ヨーレートおよび実
ヨーレート相互の関係から車両の実際の運動状態（例え
ば、車両がオーバステア傾向を示すかアンダステア傾向
を示すか）を判定する技術が開示されている。

【０００３】一方、車両の運動を制御し、その制御特性
の変化によって車両運動特性を変化させる車両運動制御
装置が既に知られている。例えば、４輪操舵制御装置，
駆動力伝達制御装置，サスペンション制御装置，パワー
ステアリング装置，アンチロックブレーキ制御装置，ト
ラクション制御装置等がそれである。以下、それら各装
置を概略的に説明する。

【０００４】４輪操舵制御装置は、車両の後輪舵角を前
輪舵角，車速，実ヨーレート等との関係において適正に
制御し、制御特性として後輪操舵角ゲインを変化させ
る。駆動力伝達制御装置は、エンジンの駆動力を前輪と
後輪とにそれぞれ配分する比率を制御し、制御特性とし
て駆動力配分比率ゲインを変化させる。サスペンション
制御装置は、路面の傾斜および車両の加減速，旋回等と
は無関係に車体の姿勢を水平に維持し、制御特性として
車体ロール角抑制ゲインを変化させる。パワーステアリ
ング装置は、ドライバにより車両のステアリングホイー
ルに加えられる操舵力をアシストし、制御特性としてア
シスト量ゲインを変化させる。アンチロックブレーキ制
御装置は、車両制動時に車輪がロック状態に陥らないよ
うに車輪のブレーキ圧を制御し、制御特性としてブレー
キ圧ゲインを変化させる。トラクション制御装置は、車
両発進時および加速時に駆動車輪に過大なスリップが発
生しないように駆動車輪の駆動力を減殺し、制御特性と
して駆動力減殺量ゲインを変化させる。

【０００５】そして、本出願人は、この車両運動制御装
置に対して、舵取り車輪の旋回状態が舵取り車輪に発生
するコーナリングフォースとの関係において限界に達し
たか否か、すなわち、舵取り車輪が旋回限界に達したか
否かを判定し、その判定結果に応じて制御特性を変化さ
せる技術や、舵取り車輪が旋回限界に達したか否かを判
定するとともに、旋回限界に達したと判定したときの路
面の摩擦係数を推定し、それに応じて制御特性を変化さ
せる技術を提案した。

【０００６】さらに、本出願人は、舵取り車輪が旋回限
界に達したか否かの判定法として次のようなものを提案
した。それは、前記特願平３−１５２５２６号明細書に
記載の技術を利用し、実ヨーレートの基準ヨーレートか
らの偏差がしきい値より大きければ旋回限界に達したと
判定する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】車両運動制御装置にお
いて制御特性を舵取り車輪の旋回状態に応じて適正に変
化させるためには、舵取り車輪がスキッド限界に達する
手前で、すなわち、スキッド限界に達する可能性が発生
した時点から制御特性を変化させることが望ましい。こ
れは、舵取り車輪がスキッド限界に達した後に制御特性
を変化させても、それに応じて車両が迅速に応答しない
傾向があるからである。なお、舵取り車輪がスキッド限
界に達した状態とは一般に、舵取り車輪に発生するコー
ナリングフォースがピーク値に達し、コーナリングフォ
ースの、舵取り車輪のスリップ角の増加に対する変化率
（以下、単にコーナリングフォースの変化率という）が
０になる状態を意味する。

【０００８】しかし、本出願人が提案した旋回限界判定
法を採用する場合には、舵取り車輪が実際にスキッド限
界に達したときにはじめて舵取り車輪が旋回限界に達し
たと判定されるのであって、スキッド限界に達する手前
で舵取り車輪が旋回限界に達したと判定されることはな
い。この判定法は、コーナリングフォースの変化率が０
になれば実ヨーレートの基準ヨーレートからの偏差がし
きい値より大きくなるという事実を利用するからであ
る。

【０００９】このように、本出願人が提案した旋回限界
判定法には、舵取り車輪がスキッド限界手前の旋回限界
に達したか否かを判定することが困難であるという問題
があるのであり、そのため、その旋回限界判定法による
判定結果に応じて制御特性を変化させるか、またはそれ
に応じて路面の摩擦係数を推定してそれに応じて制御特
性を変化させる車両運動制御装置は、車両の挙動を十分
には迅速にかつ高精度で制御することが困難であるとい
う問題が生ずる。

【００１０】このような事情に鑑み、本発明は、舵取り
車輪がスキッド限界手前の旋回限界に達したか否かを判
定することを可能にすることを課題として為されたもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、(a) 車両の舵取り車輪に発生する復元トルクまたは
それに応じて変化するパラメータを検出する復元トルク
関連パラメータ検出手段と、(b) 舵取り車輪のスリップ
角またはそれに応じて変化するパラメータを検出する車
輪スリップ角関連パラメータ検出手段と、(c) 検出され
た復元トルクまたはそれに応じて変化するパラメータ
の、検出されたスリップ角またはそれに応じて変化する
パラメータの増加に対する変化率が基準値より小さい場
合には、舵取り車輪が旋回限界に達したと判定する旋回
限界判定手段とを含む車両旋回限界判定装置を提供する
ことにある。

【００１２】なお、本発明における「復元トルク」は例
えば、舵取り車輪のタイヤ接地面に働くコーナリングフ
ォースによるキングピンの軸線回りのモーメントを意味
する。

【００１３】また、本発明における「復元トルクに応じ
て変化するパラメータ」には例えば、ドライバによりス
テアリングホイールに加えられる操舵トルクや、パワー
ステアリング装置のパワーシリンダに発生する圧力など
を選ぶことができる。

【００１４】また、本発明における「スリップ角に応じ
て変化するパラメータ」には例えば、車体に発生する横
加速度や、車体に発生するヨーレートなどを選ぶことが
できる。

【００１５】

【作用】舵取り車輪に発生する復元トルクには、図１２
のグラフで表すように、舵取り車輪のスリップ角が増加
するにつれて上に凸の曲線を描いて変化するが、復元ト
ルクは、舵取り車輪に発生するコーナリングフォースが
ピーク値に達する手前で、すなわち、舵取り車輪がスキ
ッド限界に達する手前でピーク値に達する。つまり、舵
取り車輪がスキッド限界に達する手前で復元トルクの、
スリップ角の増加に対する変化率が０になるのである。

【００１６】この事実に基づき、本発明に係る車両旋回
限界判定装置においては、復元トルク関連パラメータ検
出手段により、車両の舵取り車輪に発生する復元トルク
またはそれに応じて変化するパラメータが検出され、車
輪スリップ角関連パラメータ検出手段により、舵取り車
輪のスリップ角またはそれに応じて変化するパラメータ
が検出され、旋回限界判定手段により、検出された復元
トルクまたはそれに応じて変化するパラメータの、検出
されたスリップ角またはそれに応じて変化するパラメー
タの増加に対する変化率が基準値より小さい場合には、
舵取り車輪が旋回限界に達したと判定される。なお、基
準値は例えば、０またはそれに十分に近い値に選ぶこと
ができる。

【００１７】

【発明の効果】そのため、本発明に従えば、舵取り車輪
がスキッド限界に達する手前で舵取り車輪の旋回状態が
限界に近いことを検出することができ、本発明に係る車
両旋回限界判定装置による判定結果を用いて車両運動制
御装置を作動させれば、それによる車両の運動特性の制
御精度が向上するという効果が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。本発明の一実施例である車両旋
回限界判定装置は、図２に示すパワーステアリング装置
を備えた車両に設けられている。パワーステアリング装
置は油圧型，セパレータ型，ラックピニオン型および車
速感応型であるが、これについては周知であるため、簡
単に説明する。

【００１９】すなわち、このパワーステアリング装置に
おいては、ドライバにより操作されるステアリングホイ
ール１０がステアリングシャフト１２，ステアリングギ
ヤボックス１４，コントロールラック（いわゆるタイロ
ッドとして機能する要素）１６，ナックルアーム１８お
よびスピンドル２０を経て車両の舵取り車輪である左右
の前輪２２に連結されている。ナックルアーム１８とス
ピンドル２０とはキングピン２４の軸線回りに、互いに
一体的に回動するようにされている。さらに、車両のエ
ンジン（図示しない）によって駆動されるオイルポンプ
（図示しない）と、ステアリングギヤボックス１４内に
設けられたコントロールバルブ（図示しない）とによ
り、ドライバによりステアリングホイール１０に加えら
れる操舵トルクＴ_Hと左右前輪２２に発生する復元トル
クＴ_Tとの差に応じた高さの油圧（右切り圧Ｐ_Rおよび
左切り圧Ｐ_L）がパワーシリンダ３０に供給され、これ
により、操舵トルクＴ_Hがアシストされつつ、ステアリ
ングホイール１０の操舵角θに応じて左右前輪２２が変
向させられる。また、このパワーステアリング装置にお
いては、右切り圧Ｐ_Rおよび左切り圧Ｐ_Lがソレノイド
バルブ（図示しない）により、車速に応じて変化させら
れる。

【００２０】本車両旋回限界判定装置は、図３に示すよ
うに、操舵角センサ４０，操舵トルクセンサ４２および
横加速度センサ４４が旋回限界判定コンピュータ（以
下、単にコンピュータという）５０に接続されて構成さ
れている。操舵角センサ４０は、ステアリングホイール
１０の操舵角θを、ステアリングホイール１０の右切り
操舵を正、左切り操舵を負として検出する。操舵トルク
センサ４２は、ステアリングホイール１０の操舵トルク
Ｔ_Hを、ステアリングホイール１０の右切り操舵を正、
左切り操舵を負として検出する。横加速度センサ４４は
車体に発生する横加速度Ｇ_Yを、それが右向きのもので
あれ左向きのものであれ正として検出する。コンピュー
タ５０のＲＯＭには、図１のフローチャートで表される
旋回限界判定プログラムを始めとする各種プログラムな
どが記憶されている。そして、コンピュータ５０は、Ｃ
ＰＵがＲＯＭの旋回限界判定プログラムを各種センサ，
ＲＡＭ等を用いて実行することにより、旋回限界判定を
行う。

【００２１】コンピュータ５０の作動を詳細に説明す
る。車両の電源が投入されてコンピュータ５０の電源が
投入されれば、コンピュータ５０は図１の旋回限界判定
プログラムを実行する。本プログラムにおいてはまず、
ステップＳ１（以下、単にＳ１で表す。他のステップに
ついても同じ）において、予定された初期設定が行わ
れ、続いて、Ｓ２において、操舵トルクセンサ４２によ
り操舵トルクＴ_Hが検出される。その後、Ｓ３におい
て、操舵トルクＴ_Hの今回値から前回値を差し引くこと
によって操舵トルク微分ΔＴ_Hが演算される。

【００２２】続いて、Ｓ４において、操舵角センサ４０
により操舵角θ、横加速度センサ４４により横加速度Ｇ
_Yがそれぞれ検出され、Ｓ５において、前記Ｓ３におけ
ると同様にして、操舵角微分Δθおよび横加速度微分Δ
Ｇ_Yがそれぞれ演算される。その後、Ｓ６において、操
舵トルク微分ΔＴ_H，操舵角θ，操舵角微分Δθおよび
横加速度微分ΔＧ_Yを用いて、前輪２２が旋回限界（ス
キッド限界手前）に達したか否かが判定される。

【００２３】操舵トルクＴ_Hの絶対値と横加速度Ｇ_Yと
の間には、図４のグラフで表される関係が存在する。す
なわち、操舵トルクＴ_Hの絶対値は横加速度Ｇ_Yの増加
につれて上に凸の曲線を描いて増加し、前輪２２がスキ
ッド限界に達する手前でピーク値に達し、操舵トルクＴ
_Hの絶対値の、横加速度Ｇ_Yの増加に対する変化率が０
になるという関係が存在するのである。本ステップにお
いては、この関係を利用して、前輪２２がスキッド限界
手前の旋回限界に達したか否かが判定される。

【００２４】具体的には、現在がステアリングホイール
１０の切り増し操舵時であり、かつ、操舵トルク微分Δ
Ｔ_Hを横加速度微分ΔＧ_Yで割り算して取得した操舵角
トルクＴ_Hの変化率の絶対値が予定されたしきい値（０
またはそれに十分に近い値）以下であるか否かが判定さ
れ、そうであれば前輪２２が旋回限界に達したと判定さ
れる。

【００２５】なお、現在がステアリングホイール１０の
切り増し操舵時であるか否かの判定は、操舵角θと操舵
角微分Δθとの積を用いて行われ、その積が０より大き
ければ切り増し操舵時であると判定される。

【００２６】以上のようにしてＳ２〜Ｓ６の一回の実行
が終了したならば、再びＳ２に戻り、コンピュータ５０
は以後、旋回限界判定を定期的に繰り返す。

【００２７】本車両旋回限界判定装置は、図３に示すよ
うに、車両運動制御装置として４輪操舵制御装置（図に
おいて「４ＷＳ」で表す）６０および駆動力伝達制御装
置（図において「４ＷＤ」で表す）６２を備え、さら
に、前輪２２が旋回限界に達したことをドライバに警告
する警告手段６４を備えた車両に設けられている。

【００２８】４輪操舵制御装置６０は、後輪舵角δ_Rを
前輪舵角δ_Fに応じて比例的に制御する舵角比例制御
と、車体に発生する自転運動を抑制すべく後輪舵角δ_R
を車体に発生するヨーレートγに応じて制御するヨーレ
ートフィードバック制御との共同により、後輪舵角δ_R
を制御する。すなわち、後輪舵角δ_Rは前輪舵角δ_Fお
よびヨーレートγを用いて次式のように表されるのであ
る。 δ_R＝Ｋ_F・δ_F＋Ｋ_B・γ ただし、ここにおいてＫ_FおよびＫ_Bはいずれも制御係
数である。

【００２９】さらに、４輪操舵制御装置６０は、制御係
数Ｋ_FおよびＫ_Bをそれぞれ車速Ｖに応じて変化させる
ことにより、車両の運動特性を車速Ｖとの関係において
適正に制御する。４輪操舵制御装置６０は前述の車両旋
回限界判定装置に接続されていて、その車両旋回限界判
定装置による旋回限界判定信号が供給される。そして、
４輪操舵制御装置６０は、それに前輪２２が旋回限界に
達した旨の信号が供給されない通常時には、制御係数Ｋ
_Bを車速Ｖとの関係において図５の破線グラフで表され
るように変化させ、一方、前輪２２が旋回限界に達した
旨の信号が供給された旋回限界時には、制御係数Ｋ_Bを
車速Ｖとの関係において同図の実線グラフで表されるよ
うに変化させる。前輪２２が旋回限界に達したときの方
がそうでないときよりヨーレートγに掛け算される制御
係数Ｋ_Bの値が大きくされ、これにより、車両の操縦応
答性に対する走行安定性の比率が増加させられる。

【００３０】駆動力伝達制御装置６２は、車両のエンジ
ンの駆動力を前輪２２と後輪（図示しない）とにそれぞ
れ配分する比率を路面の摩擦係数等との関係において適
正に制御する。具体的には、エンジンの駆動力を前輪２
２と後輪とに分配するセンタデファレンシャル（図示し
ない）内の制御油圧であって、それが高いほどエンジン
の駆動力の前輪２２への配分が多くなるものを、前輪２
２の車輪速度Ｖ_Fから後輪の車輪速度Ｖ_Rを差し引いた
値が大きいほど高く制御する。すなわち、制御油圧Ｐは
前輪２２の車輪速度Ｖ_Fと後輪の車輪速度Ｖ_Rとを用い
て次式のように表されるのである。Ｐ＝Ｋ・〔Ｖ_F−Ｖ_R〕ただし、ここにおいてＫは制御係数である。

【００３１】駆動力伝達制御装置６２も車両旋回限界判
定装置に接続されていて、その車両旋回限界判定装置に
よる旋回限界判定信号が供給される。そして、駆動力伝
達制御装置６２は、それに前輪２２が旋回限界に達した
旨の信号が供給されない通常時には、制御係数Ｋを通常
値とし、一方、前輪２２が旋回限界に達した旨の信号が
供給された旋回限界時には、制御係数Ｋを通常値より大
きな特定値とする。前輪２２が旋回限界に達したときの
方がそうでないときより制御係数Ｋの値が大きくされ、
これにより、車両の操縦応答性に対する走行安定性の比
率が増加させられる。

【００３２】また、警告手段６４も車両旋回限界判定装
置に接続されていて、その車両旋回限界判定装置による
旋回限界判定信号が供給される。そして、警告手段６４
は、それに前輪２２が旋回限界に達した旨の信号が供給
されない通常時には、非作動状態にあり、一方、前輪２
２が旋回限界に達した旨の信号が供給された旋回限界時
には、作動状態となって、前輪２２が旋回限界に達した
ことを光，音等でドライバに伝える。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、前輪２２がスキッド限界に達する手前でそ
の可能性があるか否かが判定されるため、４輪操舵制御
装置６０の作動に基づく車両挙動の応答性も駆動力伝達
制御装置６２の作動に基づく車両挙動の応答性も向上す
るという効果が得られる。

【００３４】さらに、本実施例においては、前輪２２が
スキッド限界手前の旋回限界に達したことが警告手段６
４によりドライバに伝えられるため、ドライバは前輪２
２がスキッド限界に達することを事前に回避するための
操縦を早期に開始することができるという効果も得られ
る。

【００３５】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、操舵トルクセンサ４２と、コンピュータ５
０の、図１のＳ２を実行する部分とが、本発明における
「復元トルクに応じて変化するパラメータ」として操舵
トルクＴ_Hを検出する形式の復元トルク関連パラメータ
検出手段を構成し、横加速度センサ４４と、コンピュー
タ５０の、同図のＳ４を実行する部分とが、本発明にお
ける「舵取り車輪のスリップ角に応じて変化するパラメ
ータ」として横加速度Ｇ_Yを検出する形式の車輪スリッ
プ角関連パラメータ検出手段を構成し、操舵角センサ４
０と、コンピュータ５０の、同図のＳ３，Ｓ５およびＳ
６を実行する部分とが、操舵トルクＴ_Hの、横加速度Ｇ
_Yの増加に対する変化率の絶対値を用いる形式の旋回限
界判定手段を構成しているのである。

【００３６】別の実施例を説明する。なお、本実施例は
先の実施例と共通する部分が多いため、異なる部分につ
いてのみ詳細に説明する。また、本実施例である車両旋
回限界判定装置も、前述のパワーステアリング装置，４
輪操舵制御装置６０，駆動力伝達制御装置６２および警
告手段６４を備えた車両に設けられている。

【００３７】本車両旋回限界判定装置は、図６に示すよ
うに、前記操舵角センサ４０および横加速度センサ４４
と、前記パワーシリンダ３０内に発生する右切り圧Ｐ_R
を検出する右切り圧センサ１００および左切り圧Ｐ_Lを
検出する左切り圧センサ１０２とを含む各種センサが旋
回限界判定コンピュータ（以下、単にコンピュータとい
う）１１０に接続されて構成されている。コンピュータ
１１０のＲＯＭには図７のフローチャートで表される旋
回限界判定プログラムを始めとする各種プログラムなど
が記憶されている。

【００３８】図７の旋回限界判定プログラムにおいては
まず、Ｓ１１において、予定された初期設定が行われ、
続いて、Ｓ１２において、右切り圧センサ１００および
左切り圧センサ１０２により右切り圧Ｐ_Rおよび左切り
圧Ｐ_Lがそれぞれ検出される。その後、Ｓ１３におい
て、右切り圧Ｐ_Rから左切り圧Ｐ_Lを差し引くことによ
って油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lが演算され、Ｓ１４において、そ
の油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lの今回値から前回値を差し引くこと
によって油圧差微分Δ（Ｐ_R−Ｐ_L）が演算される。

【００３９】続いて、Ｓ１５において、操舵角センサ４
０により操舵角θ、横加速度センサ４４により横加速度
Ｇ_Yがそれぞれ検出され、Ｓ１６において、操舵角微分
Δθおよび横加速度微分ΔＧ_Yがそれぞれ演算される。
その後、Ｓ１７において、油圧差微分Δ（Ｐ_R−
Ｐ_L），操舵角θ，操舵角微分Δθおよび横加速度微分
ΔＧ_Yを用いて前輪２２が旋回限界に達したか否かが判
定される。

【００４０】油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lの絶対値と横加速度Ｇ_Y
との間には、図８のグラフで表される関係が存在する。
すなわち、油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lの絶対値は横加速度Ｇ_Yの
増加につれて上に凸の曲線を描いて増加し、前輪２２が
スキッド限界に達する手前でピーク値に達し、油圧差Ｐ
_R−Ｐ_Lの絶対値の、横加速度Ｇ_Yの増加に対する変化
率が０になるという関係が存在するのである。本ステッ
プにおいては、この関係を利用して、前輪２２がスキッ
ド限界手前の旋回限界に達したか否かが判定される。

【００４１】具体的には、現在がステアリングホイール
１０の切り増し操舵時であり、かつ、油圧差微分Δ（Ｐ
_R−Ｐ_L）を横加速度微分ΔＧ_Yで割り算して取得した
操舵角トルクＴ_Hの変化率の絶対値が予定されたしきい
値（０またはそれに十分に近い値）以下であるか否かが
判定され、そうであれば前輪２２が旋回限界に達したと
判定される。

【００４２】以上のようにしてＳ１２〜Ｓ１７の一回の
実行が終了したならば、再びＳ１２に戻り、コンピュー
タ１１０は以後、旋回限界判定を定期的に繰り返す。

【００４３】したがって、本実施例においても、先の実
施例におけると同様に、車両挙動の制御応答性向上とい
う効果とスキッド回避開始時期の早期化という効果とが
得られる。

【００４４】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、右切り圧センサ１００および左切り圧セン
サ１０２と、コンピュータ１１０の、図７のＳ１２を実
行する部分とが、本発明における「復元トルクに応じて
変化するパラメータ」として油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lを検出す
る形式の復元トルク関連パラメータ検出手段を構成し、
横加速度センサ４４と、コンピュータ１１０の、同図の
Ｓ１５を実行する部分とが、本発明における「舵取り車
輪のスリップ角に応じて変化するパラメータ」として横
加速度Ｇ_Yを検出する形式の車輪スリップ角関連パラメ
ータ検出手段を構成し、操舵角センサ４０と、コンピュ
ータ１１０の、同図のＳ１３〜Ｓ１７を実行する部分と
が、油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lの横加速度Ｇ_Yに対する変化率の
絶対値を用いる形式の旋回限界判定手段を構成している
のである。

【００４５】さらに別の実施例を説明する。なお、本実
施例は先の二つの実施例と共通する部分が多いため、異
なる部分についてのみ詳細に説明する。また、本実施例
である車両旋回限界判定装置も、前述のパワーステアリ
ング装置，４輪操舵制御装置６０，駆動力伝達制御装置
６２および警告手段６４を備えた車両に設けられてい
る。

【００４６】本車両旋回限界判定装置は、図９に示すよ
うに、前記操舵角センサ４０，操舵トルクセンサ４２，
横加速度センサ４４，右切り圧センサ１００および左切
り圧Ｐ_Lを検出する左切り圧センサ１０２を含む各種セ
ンサが旋回限界判定コンピュータ（以下、単にコンピュ
ータという）１５０に接続されて構成されている。コン
ピュータ１５０のＲＯＭには図１０のフローチャートで
表される旋回限界判定プログラムを始めとする各種プロ
グラムなどが記憶されている。

【００４７】図１０の旋回限界判定プログラムにおいて
はまず、Ｓ２１において、予定された初期設定が行わ
れ、続いて、Ｓ２２において、操舵トルクセンサ４２，
右切り圧センサ１００および左切り圧センサ１０２によ
り操舵トルクＴ_H，右切り圧Ｐ_Rおよび左切り圧Ｐ_Lが
それぞれ検出される。その後、Ｓ２３において、それら
操舵トルクＴ_H，右切り圧Ｐ_Rおよび左切り圧Ｐ_Lから
左右前輪２２に発生する復元トルクＴ_Tが演算される。

【００４８】前述のパワーステアリング装置において
は、各前輪２２に発生する復元トルクの和である復元ト
ルクＴ_T、すなわち、左右前輪２２のタイヤ接地面に働
くコーナリングフォースによるキングピン２４の軸線回
りのモーメントは、パワーシリンダ３０からコントロー
ルラック１６に加えられる作動力によるキングピン２４
の軸線回りのモーメントＭ_Pと、ステアリングギヤボッ
クス１４からコントロールラック１６に加えられる作動
力によるキングピン２４の軸線回りのモーメントＭ_Gと
の和に等しい。また、モーメントＭ_Pは、油圧差Ｐ_R−
Ｐ_Lとパワーシリンダ３０の受圧面積Ａとナックルアー
ム１８の長さＬとの積に等しく、モーメントＭ_Gは、操
舵トルクＴ_Hと全ステアリングギヤ比Ｎとの積に等し
い。要するに、復元トルクＴ_Tは操舵トルクＴ_Hと油圧
差Ｐ_R−Ｐ_Lとを用いれば、Ｔ_T＝Ｎ・Ｔ_H＋Ｌ・Ａ・〔Ｐ_R−Ｐ_L〕なる式で表されるのであり、Ｓ２３においては、この式
を用いて復元トルクＴ_Tが演算されるのである。

【００４９】続いて、Ｓ２４において、復元トルク微分
ΔＴ_Tが演算され、Ｓ２５において、操舵角センサ４０
により操舵角θ、横加速度センサ４４により横加速度Ｇ
_Yがそれぞれ検出され、Ｓ２６において、操舵角微分Δ
θおよび横加速度微分ΔＧ_Yがそれぞれ演算される。そ
の後、Ｓ２７において、復元トルク微分ΔＴ_T，操舵角
θ，操舵角微分Δθおよび横加速度微分ΔＧ_Yを用いて
前輪２２が旋回限界に達したか否かが判定される。

【００５０】復元トルクＴ_Tの絶対値と横加速度Ｇ_Yと
の間には、図１１のグラフで表される関係が存在する。
すなわち、復元トルクＴ_Tの絶対値は横加速度Ｇ_Yの増
加につれて上に凸の曲線を描いて増加し、前輪２２がス
キッド限界に達する手前でピーク値に達し、復元トルク
Ｔ_Tの絶対値の、横加速度Ｇ_Yの増加に対する変化率が
０になるという関係が存在するのである。本ステップに
おいては、この関係を利用して、前輪２２がスキッド限
界手前の旋回限界に達したか否かが判定される。

【００５１】具体的には、現在がステアリングホイール
１０の切り増し操舵時であり、かつ、復元トルク微分Δ
Ｔ_Tを横加速度微分ΔＧ_Yで割り算して取得した復元ト
ルクＴ_Tの変化率の絶対値が予定されたしきい値（０ま
たは０に十分に近い値）以下であるか否かが判定され、
そうであれば前輪２２が旋回限界に達したと判定され
る。

【００５２】以上のようにしてＳ２２〜Ｓ２７の一回の
実行が終了したならば、再びＳ２２に戻り、コンピュー
タ１５０は以後、旋回限界判定を定期的に繰り返す。

【００５３】以上の説明から明らかなように、本実施例
においても、先の二つの実施例におけると同様に、車両
挙動の制御応答性向上という効果とスキッド回避開始時
期の早期化という効果とが得られる。

【００５４】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、操舵トルクセンサ４２，右切り圧センサ１
００および左切り圧センサ１０２と、コンピュータ１５
０の、図１０のＳ２２を実行する部分とが、本発明にお
ける「復元トルク」として復元トルクＴ_Tを検出する形
式の復元トルク関連パラメータ検出手段を構成し、横加
速度センサ４４と、コンピュータ１５０の、同図のＳ２
５を実行する部分とが、本発明における「舵取り車輪の
スリップ角に応じて変化するパラメータ」として横加速
度Ｇ_Yを検出する形式の車輪スリップ角関連パラメータ
検出手段を構成し、操舵角センサ４０と、コンピュータ
１５０の、同図のＳ２３〜Ｓ２７を実行する部分とが、
復元トルクＴ_Tの横加速度Ｇ_Yに対する変化率の絶対値
を用いる形式の旋回限界判定手段を構成しているのであ
る。

【００５５】なお、以上詳記した実施例である車両旋回
限界判定装置はいずれも、それによる判定結果に応じて
制御特性を変化させる車両運動制御装置として、４輪操
舵制御装置６０と駆動力伝達制御装置６２とを備えた車
両に設けられるものであったが、それらと共に、また、
それらに代えて、それら以外の車両運動制御装置、すな
わち、例えば、前述のサスペンション制御装置，アンチ
ロックブレーキ制御装置，トラクション制御装置等を備
えた車両に設けられるものとすることもできる。

【００５６】また、以上詳記した実施例においてはいず
れも、車両運動制御装置が、舵取り車輪が旋回限界に達
すれば制御特性を通常時用から旋回限界時用に変え、そ
の後舵取り車輪の旋回状態が悪化したならば達すると予
想されるスキッド限界の高さの如何を問わず制御特性を
変えないものとされていたが、例えば、旋回限界の高さ
を判定し、それに応じて制御特性を変えるものとするこ
ともできる。以下、その一例を説明する。

【００５７】復元トルクＴ_Tまたはそれに応じて変化す
るパラメータがピーク値に達したときの横加速度Ｇ
_Yと、前輪２２と路面との間の摩擦係数μ（これが旋回
限界の高さに対応するパラメータの一例である）との間
には比例関係が存在する。すなわち、 μ＝ａ・Ｇ_Y なる式で表される関係が存在するのである。ただし、こ
の式においてａは比例定数であって、１．５前後の値と
される。

【００５８】そこで、この関係に基づき、前輪２２が旋
回限界に達したと判定されたときの横加速度Ｇ_Yから摩
擦係数μを推定する手段を設け、さらに、車両運動制御
装置を、推定された摩擦係数μに応じて制御特性を、摩
擦係数μが低いほど車両の操縦応答性に対する走行安定
性の比率が増加するように変化させるものとするのであ
る。

【００５９】以上、本発明のいくつかの実施例を図面に
基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特許請求
の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種
々の変形，改良を施した態様で本発明を実施することが
できるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車両旋回限界判定装置
が用いる旋回限界判定プログラムを示すフローチャート
である。

【図２】図１の車両旋回限界判定装置が設けられる車両
に備えられているパワーステアリング装置の構成を概念
的に示す図である。

【図３】図１の車両運動制御装置の構成を概念的に示す
とともに、それと、車両に備えられている４輪操舵制御
装置（図において「４ＷＳ」で表す），駆動力伝達制御
装置（図において「４ＷＤ」で表す）および警告手段と
の関係を示す図である。

【図４】車体に発生する横加速度Ｇ_Yとドライバにより
ステアリングホイールに加えられる操舵トルクＴ_Hとの
間の関係を説明するためのグラフである。

【図５】図２の４輪操舵制御装置が用いる車速Ｖと制御
係数Ｋ_Bとの間の関係を説明するためのグラフである。

【図６】本発明の別の実施例である車両旋回限界判定装
置の構成を概念的に示すとともに、それと、車両に備え
られている４輪操舵制御装置（図において「４ＷＳ」で
表す），駆動力伝達制御装置（図において「４ＷＤ」で
表す）および警告手段との関係を示す図である。

【図７】図６の旋回限界判定コンピュータが用いる旋回
限界判定プログラムを示すフローチャートである。

【図８】車体に発生する横加速度Ｇ_Yと図２のパワーシ
リンダ内に発生する油圧差Ｐ_R−Ｐ_Lとの間の関係を説
明するためのグラフである。

【図９】本発明のさらに別の実施例である車両旋回限界
判定装置の構成を概念的に示すとともに、それと、車両
に備えられている４輪操舵制御装置（図において「４Ｗ
Ｓ」で表す），駆動力伝達制御装置（図において「４Ｗ
Ｄ」で表す）および警告手段との関係を示す図である。

【図１０】図９の旋回限界判定コンピュータが用いる旋
回限界判定プログラムを示すフローチャートである。

【図１１】車体に発生する横加速度Ｇ_Yと舵取り車輪に
発生する復元トルクＴ_Tとの間の関係を説明するための
グラフである。

【図１２】車両の舵取り車輪に発生するコーナリングフ
ォースと復元トルクとの各々の、舵取り車輪のスリップ
角に対する変化の特性を説明するためのグラフである。

【符号の説明】

２２前輪４０操舵角センサ４２操舵トルクセンサ４４横加速度センサ５０，１１０，１５０旋回限界判定コンピュータ１００右切り圧センサ１０２左切り圧センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の舵取り車輪に発生する復元トルク
またはそれに応じて変化するパラメータを検出する復元
トルク関連パラメータ検出手段と、前記舵取り車輪のスリップ角またはそれに応じて変化す
るパラメータを検出する車輪スリップ角関連パラメータ
検出手段と、検出された復元トルクまたはそれに応じて変化するパラ
メータの、検出されたスリップ角またはそれに応じて変
化するパラメータの増加に対する変化率が基準値より小
さい場合には、前記舵取り車輪が旋回限界に達したと判
定する旋回限界判定手段とを含むことを特徴とする車両
旋回限界判定装置。