JP2000233761A - 車輌の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不必要な補正操舵を防止しつつ必要な補正操
舵を行い、これにより操舵輪のスリップ角を適正化し操
舵輪の横力の低下を適正に防止して車輌の旋回性能を向
上させる。 【解決手段】 それぞれ互いに異なる車輌モデルに基づ
くオブザーバ１〜３により前輪のスリップ角αf1〜αf3
が推定され（Ｓ２０〜４０）、推定スリップ角αf1〜α
f3の符号が同一であるときにはこれらのうち大きさが最
も小さい値が推定スリップ角αfに設定され、推定スリ
ップ角αf1〜αf3の符号が異なるときには推定スリップ
角αfが０に設定され（Ｓ５０〜８０）、前輪の推定ス
リップ角αfに対応する補正操舵角θaに基づき補正操舵
装置２４が制御され、これにより左右前輪１０FL及び１
０FRが補正操舵角θaにて補正操舵される（Ｓ１３０、
１４０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輌の操舵制御装
置に係り、更に詳細には補正操舵、即ち運転者の操舵に
対する介入操舵により車輌の旋回性能を向上させる操舵
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、例えば本願出願人の出願にかかる特開平５−３１
９２８９号公報に記載されている如く、車輌の状態量や
運転者の操作量に基づき操舵輪のコーナリングフォース
及びスリップ角を推定し、コーナリングフォースをスリ
ップ角にて偏微分した値が負であるときにはスリップ角
と予め設定された限界スリップ角との偏差を補正舵角と
して補正操舵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、運転者によ
り過大な操舵が行われることにより操舵輪のスリップ角
が過大になり、コーナリングフォースをスリップ角にて
偏微分した値が負になると、換言すれば過大な操舵に起
因して操舵輪の横力が低下する虞れが高くなると、スリ
ップ角と予め設定された限界スリップ角との偏差を補正
舵角として補正操舵が行われることにより操舵輪の実舵
角が低減されるので、過大な操舵に起因する操舵輪の横
力の低下を適正に防止し、これにより車輌の旋回性能を
向上させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公開公報に
記載された先の提案にかかる操舵制御装置に於いては、
コーナリングフォース及びスリップ角の何れも推定値で
あるため、コーナリングフォースをスリップ角にて偏微
分した値はコーナリングフォース及びスリップ角を推定
するための車輌の状態量や運転者の操作量を検出するセ
ンサの検出誤差等の影響を受け易く、そのため過大な操
舵に起因して操舵輪の横力が低下する虞れが高いか否か
を正確に判定することができない場合があり、従って不
必要な補正操舵が行われたり必要な補正操舵が行われな
かったりするという問題がある。

【０００５】本発明は、コーナリングフォースをスリッ
プ角にて偏微分した値が負であるときに補正操舵するよ
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、操舵輪のスリップ角が過大であるときにはスリップ
角が減少するようスリップ角に応じて補正操舵すること
により、不必要な補正操舵を防止しつつ必要な補正操舵
を行い、これにより操舵輪のスリップ角を適正化し操舵
輪の横力の低下を防止して車輌の旋回性能を向上させる
ことである。

【０００６】

【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、請求項１の構成、即ち操舵輪のスリップ
角を検出するスリップ角検出手段と、前記操舵輪のスリ
ップ角を低減するための前記操舵輪の補正操舵角を前記
スリップ角検出手段により検出されたスリップ角に応じ
て演算する補正操舵角演算手段と、前記補正操舵角に基
づき前記操舵輪を補正操舵する補正操舵手段とを有する
ことを特徴とする車輌の操舵制御装置によって達成され
る。

【０００７】上記請求項１の構成によれば、操舵輪のス
リップ角が検出され、操舵輪のスリップ角を低減するた
めの操舵輪の補正操舵角がスリップ角検出手段により検
出されたスリップ角に応じて演算され、補正操舵角に基
づき操舵輪が補正操舵されるので、運転者により過大な
操舵が行われ操舵輪のスリップ角が過大になっても、操
舵輪のスリップ角が補正操舵によって低減され、これに
より操舵輪の横力の低下が確実に防止される。

【０００８】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
記スリップ角検出手段は少なくとも操舵角をパラメータ
とする互いに異なる車輌モデルに基づき前記操舵輪のス
リップ角を推定する複数のスリップ角推定手段と、前記
複数のスリップ角推定手段により推定された複数のスリ
ップ角推定値のうち大きさが最も小さいスリップ角推定
値を検出されたスリップ角に決定するスリップ角決定手
段とを有するよう構成される（請求項２の構成）。

【０００９】上記請求項２の構成によれば、複数のスリ
ップ角推定手段により少なくとも操舵角をパラメータと
する互いに異なる車輌モデルに基づき操舵輪のスリップ
角が推定され、複数のスリップ角推定手段により推定さ
れた複数のスリップ角推定値のうち大きさが最も小さい
スリップ角推定値が検出されたスリップ角に決定される
ので、操舵輪が過剰な補正操舵角にて不必要に補正操舵
されることが確実に防止される。

【００１０】

【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の構成に於いて、補正操
舵角演算手段は検出されたスリップ角の大きさが基準値
以上であるときに操舵輪の補正操舵角を演算するよう構
成される（好ましい態様１）。

【００１１】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の構成に於いて、スリップ角決定手段
は推定された複数のスリップ角推定値の符号が同一であ
るときには複数のスリップ角推定値のうち大きさが最も
小さいスリップ角推定値を検出されたスリップ角に決定
し、推定された複数のスリップ角推定値の符号が同一で
ないときにはスリップ角を０に決定するよう構成される
（好ましい態様２）。

【００１２】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記請求項２の構成に於いて、複数のスリップ角
推定手段は少なくとも操舵角を入力パラメータとする互
いに異なるオブザーバであるよう構成される（好ましい
態様３）。

【００１３】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記請求項１の構成に於いて、操舵制御装置は車
輌の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段を含
み、スリップ角検出手段は少なくとも操舵角をパラメー
タとする互いに異なる車輌モデルに基づき操舵輪のスリ
ップ角及び車輌のヨーレートを推定する複数のオブザー
バと、ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレー
トと推定されたヨーレートとの偏差の大きさが最も小さ
いオブザーバにより推定されたスリップ角推定値を検出
されたスリップ角に決定するスリップ角決定手段とを有
するよう構成される（好ましい態様４）。

【００１４】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記請求項１の構成に於いて、操舵制御装置は車
輌の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段を含
み、スリップ角検出手段は少なくとも操舵角をパラメー
タとする互いに異なる車輌モデルに基づき操舵輪のスリ
ップ角及び車輌のヨーレートを推定する複数のオブザー
バと、ヨーレート検出手段により検出された実ヨーレー
トと推定されたヨーレートとの偏差を演算する手段と、
ヨーレートの偏差の大きさが大きいほど小さい値になる
よう各スリップ角推定値に対する重みを演算する手段
と、演算された重みに基づきスリップ角推定値の重み付
け平均値を演算し該平均値を検出されたスリップ角に決
定するスリップ角決定手段とを有するよう構成される
（好ましい態様５）。

【００１５】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記請求項１の構成に於いて、車輌は操舵トルク
アシスト式の操舵装置を有し、操舵制御装置は操舵トル
ク検出手段と、検出された操舵トルクに応じてアシスト
トルクを演算する手段と、少なくとも補正操舵角に応じ
て補正トルクを演算する補正トルク演算手段と、補正ト
ルクにて補正されたアシストトルクにて操舵装置の操舵
トルクを制御する操舵トルク制御手段とを含むよう構成
される（好ましい態様６）。

【００１６】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記好ましい態様６の構成に於いて、補正トルク
演算手段は補正操舵角に基づき第一の補正トルクを演算
し、補正操舵角の変化率に基づき第二の補正トルクを演
算し、第一の補正トルクと第二の補正トルクとの和とし
て補正トルクを演算するよう構成される（好ましい態様
７）。

【００１７】本発明の更に他の一つの好ましい態様によ
れば、上記好ましい態様６の構成に於いて、操舵制御装
置は車輌の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段
を含み、補正トルク演算手段は少なくとも操舵角に基づ
き車輌の目標ヨーレートを演算し、実ヨーレートと目標
ヨーレートとの偏差を演算し、該偏差の絶対値と補正操
舵角との積に基づき該積の大きさが大きいほど大きさが
小さくなるよう第一の補正トルクを演算するよう構成さ
れる（好ましい態様８）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明す
る。

【００１９】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の操舵制御装置
の第一の好ましい実施形態を示す概略構成図である。

【００２０】図１に於て、１０FL及び１０FRはそれぞれ
車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれ
ぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動
輪であり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の操舵に応答し
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１
８R を介して操舵される。

【００２１】特に図示の実施形態に於いては、パワース
テアリング装置１６は操舵トルクアシスト式のパワース
テアリング装置であり、ステアリングホイール１４とパ
ワーステアリング装置１６のギヤボックスとを連結する
アッパシャフト２０とロアシャフト２２との間には補正
操舵装置２４が介装されている。補正操舵装置２４は例
えばモータ及び歯車機構を含み、アッパシャフト２０に
対し相対的にロアシャフト２２を回転させることにより
補正操舵を行うようになっている。

【００２２】パワーステアリング装置１６及び補正操舵
装置２４は後に詳細に説明する如く運転者の操舵負担を
軽減するアシストトルクを発生すると共に運転者による
過大な操舵に起因する前輪横力の低下を補正操舵によっ
て防止すべく電気式制御装置２６により制御される。ま
たパワーステアリング装置１６は補正操舵に起因する操
舵反力の変動を是正すべく補正操舵が行われるときには
補正操舵に応じて補正されたアシストトルクを発生する
よう電気式制御装置２６により制御される。

【００２３】図示の如く、電気式制御装置２６にはアッ
パシャフト２０に設けられた操舵角センサ２８により検
出された操舵角θを示す信号、ヨーレートセンサ３０に
より検出された車輌の実ヨーレートγを示す信号、車速
センサ３２により検出された車速Ｖを示す信号、トルク
センサ３４により検出された操舵トルクＴsを示す信号
が入力される。

【００２４】尚操舵角センサ２８等は車輌の左旋回の場
合の値を正として操舵角θ等を検出する。また図１には
詳細に示されていないが、電気式制御装置２６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と駆動回路とより
なるものであってよい。

【００２５】電気式制御装置２６は、後述の如く図２に
示されたフローチャートに従い、操舵角θ及び車速Ｖを
入力パラメータとするオブザーバ１〜３により前輪の推
定スリップ角αf1〜αf3を演算し、推定スリップ角αf1
〜αf3の符号が同一であるときにはこれらのうち大きさ
が最も小さい値として、また推定スリップ角αf1〜αf3
の符号が異なるときには０として前輪の推定スリップ角
αfを演算し、推定スリップ角αfに基づき前輪の補正操
舵角θaを演算し、補正操舵角θaに基づき補正操舵装置
２４を制御し、これにより補正操舵によって前輪のスリ
ップ角を低減する。

【００２６】また電気式制御装置２６は、後述の如く図
３に示されたルーチンに従い、トルクセンサ３４により
検出された操舵トルクＴsに基づき基本アシストトルク
Ｔbを演算し、補正操舵角θaに基づき第一の補正トルク
Ｔa1を演算し、補正操舵角の微分値θadに基づき第二の
補正トルクＴa2を演算し、基本アシストトルクＴbを第
一の補正トルクＴa1及び第二の補正トルクＴa2にて補正
した後のアシストトルクＴasを演算し、アシストトルク
Ｔasに基づき電動式パワーステアリング装置１６を制御
することにより操舵トルクのアシスト制御を行う。

【００２７】次に図２に示されたフローチャートを参照
して第一の実施形態に於ける補正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補正操舵
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。

【００２８】まずステップ１０に於いては操舵角センサ
２８により検出された操舵角θを示す信号等の読み込み
が行われ、ステップ２０に於いては操舵角θに基づき前
輪の実舵角δが演算され、下記の式１〜式５及び図４、
図５に於いて実線にて示されたグラフに対応するマップ
より前輪の推定スリップ角αf、後輪の推定スリップ角
αr、前輪の横力Ｆf、後輪の横力Ｆr、車輌のスリップ
角β、車輌のヨーレートγh、車輌の横速度Ｖyが推定さ
れ、推定された前輪のスリップ角αfがオブザーバ１に
よる推定スリップ角αf1に設定されると共に、推定され
た車輌のヨーレートγhがオブザーバ１による推定ヨー
レートγh1に設定される。

【００２９】 αf＝−β＋δ−Ｌf・γh／Ｖx ……（１） αr＝−β＋Ｌr・γh／Ｖx ……（２） γd＝(Ｌf・Ｆf−Ｌr・Ｆf)／Ｉz ……（３） Ｖyd＝(Ｆf＋Ｆr)／ｍ−Ｖx・γh ……（４） β＝Ｖy／Ｖx ……（５）

【００３０】尚上記各式に於いて、Ｌf及びＬrはそれぞ
れ車輌の重心と前輪車軸及び後輪車軸との間の距離であ
り、Ｖxは車輌の前後速度（＝車速Ｖ）であり、Ｉzは車
輌のヨー慣性モーメントであり、ｍは車輌の重量であ
り、γdは車輌のヨーレートγの微分値であり、Ｖydは
車輌の横速度Ｖyの微分値である。また上記式３及び４
は微分方程式であるので、差分により解が演算される。
更に図４及び図５に示された各グラフは、例えば路面の
摩擦係数等が互いに異なる車輌モデルに基づき設定され
る。

【００３１】ステップ３０に於いては上記式１〜５及び
図４、図５に於いて破線にて示されたグラフに対応する
マップより前輪の推定スリップ角αf、後輪の推定スリ
ップ角αr、車輌のスリップ角β、車輌のヨーレートγ
h、車輌の横速度Ｖyが推定され、推定された前輪のスリ
ップ角αfがオブザーバ２による推定スリップ角αf2に
設定されると共に、推定された車輌のヨーレートγhが
オブザーバ２による推定ヨーレートγh2に設定される。

【００３２】ステップ４０に於いては上記式１〜５及び
図４、図５に於いて一点鎖線にて示されたグラフに対応
するマップより前輪の推定スリップ角αf、後輪の推定
スリップ角αr、車輌のスリップ角β、車輌のヨーレー
トγh、車輌の横速度Ｖyが推定され、推定された前輪の
スリップ角αfがオブザーバ３による推定スリップ角αf
3に設定されると共に、推定された車輌のヨーレートγh
がオブザーバ３による推定ヨーレートγh3に設定され
る。

【００３３】ステップ５０に於いてはオブザーバ１〜３
により推定された前輪のスリップ角αfj（ｊ＝１、２、
３）の全てが互いに同一の符号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ステップ６０に於い
て前輪の推定スリップ角αfが０に設定され、肯定判別
が行われたときにはステップ７０へ進む。

【００３４】ステップ７０に於いてはmin｛ ｝を
｛ ｝内の数値のうちの最小値として下記の式６に従っ
て推定スリップ角αfjの絶対値の最小値αfaminが演算
され、ステップ８０に於いてはsignαf1を推定スリップ
角αf1の符号として下記の式７に従って前輪の推定スリ
ップ角αfが演算される。 αfamin＝min｛|αf1｜，|αf2｜，|αf3｜｝ ……（６） αf＝signαf1・αfamin ……（７）

【００３５】ステップ１３０に於いては前輪の推定スリ
ップ角αfに基づき図６に示されたグラフに対応するマ
ップより前輪の補正操舵角θaが演算され、ステップ１
４０に於いては前輪の補正操舵角θaに基づき補正操舵
装置２４が制御され、これにより左右前輪１０FL及び１
０FRが補正操舵角θaにて補正操舵される。

【００３６】次に図３に示されたフローチャートを参照
して第一の実施形態に於ける操舵トルクアシスト制御に
ついて説明する。尚図３に示されたフローチャートによ
るアシスト制御も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。

【００３７】まずステップ２１０に於いては操舵角セン
サ２８により検出された操舵角θを示す信号等の読み込
みが行われ、ステップ２２０に於いてはトルクセンサ３
４により検出された操舵トルクＴsに基づき図７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Ｔ
bが演算される。

【００３８】ステップ２３０に於いては操舵角θに基づ
き前輪の実舵角δが演算されると共に、Ｈを車輌のホイ
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８に従って車輌の目標ヨーレートγtが演算さ
れ、更に目標ヨーレートγtとヨーレートセンサ３０に
より検出された車輌の実ヨーレートγとの偏差γ−γt
としてヨーレート偏差Δγtが演算される。 γt＝Ｖ・δ／（１＋Ｋh・Ｖ²）Ｈ ……（８）

【００３９】ステップ２４０に於いてはヨーレート偏差
Δγtの絶対値と図２のステップ１３０に於いて演算さ
れた補正操舵角θaとの積に基づき図８に示されたグラ
フに対応するマップより第一の補正トルクＴa1が演算さ
れる。

【００４０】ステップ２５０に於いては前輪の補正操舵
角θaの微分値θadが演算され、ステップ２６０に於い
ては補正操舵角の微分値θadに基づき図９に示されたグ
ラフに対応するマップより第二の補正トルクＴa2が演算
される。

【００４１】ステップ２７０に於いては下記の式９に従
って第一の補正トルクＴa1と第二の補正トルクＴa2との
和として補正トルクＴaが演算される。 Ｔa＝Ｔa1＋Ｔa2 ……（９）

【００４２】ステップ２８０に於いては下記の式１０に
従ってステップ２２０に於いて演算された基本アシスト
トルクＴbとステップ２７０に於いて演算された補正ト
ルクＴaとの和として補正後のアシストトルクＴasが演
算され、ステップ２９０に於いてはアシストトルクＴas
に基づき電動式パワーステアリング装置１６が制御され
ることにより操舵トルクのアシスト制御が実行され、し
かる後ステップ２１０へ戻る。 Ｔas＝Ｔb＋Ｔa ……（１０）

【００４３】図１０及び図１１はそれぞれ本発明による
車輌の操舵制御装置の第二及び第三の実施形態に於ける
操舵制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図１
０及び図１１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。またこれらの実施形態
に於いては、図には示されていないが第一の実施形態に
於ける操舵トルクアシスト制御と同様の操舵トルクアシ
スト制御が行われる。

【００４４】図１０に示された第二の実施形態に於いて
は、ステップ４０の次に実行されるステップ９０に於い
て下記の式１１に従って実ヨーレートγと推定ヨーレー
トγhjとの偏差Δγjが演算される。 Δγj＝γ−γhj ……（１１）

【００４５】ステップ１００に於いてはヨーレートの偏
差Δγjの絶対値に基づき図１２に示されたグラフに対
応するマップよりそれぞれ対応する推定スリップ角αfj
に対する重みＷj（ｊ＝１、２、３）が演算される。

【００４６】ステップ１１０に於いては下記の式１２に
従って推定スリップ角αfjの重み付け平均値として前輪
の推定スリップ角αfが演算される。尚図１０に於いて
は、下記の式１２が簡略化された表記にて示されてい
る。 αf＝（Ｗ1・αf1＋Ｗ2・αf2＋Ｗ3・αf3）／（Ｗ1＋Ｗ2＋Ｗ3） ……（１２）

【００４７】また図１１に示された第三の実施形態に於
いては、第二の実施形態の場合と同様ステップ４０の次
に実行されるステップ９０に於いてヨーレートの偏差Δ
γjが演算され、しかる後ステップ１２０に於いてヨー
レートの偏差Δγjのうちその絶対値が最小であるヨー
レートの偏差が特定され、その特定されたヨーレートの
偏差に対応するオブザーバにより推定された前輪のスリ
ップ角αfjが前輪の推定スリップ角αfに決定される。

【００４８】かくして上述の各実施形態によれば、ステ
ップ２０〜４０に於いてそれぞれオブザーバ１〜３によ
る前輪のスリップ角αf1〜αf3が推定され、第一の実施
形態に於いてはステップ５０〜８０により、第二の実施
形態に於いてはステップ９０〜１１０により、第三の実
施形態に於いてはステップ９０、１２０により、前輪の
スリップ角αf1〜αf3のうちの最適値が推定スリップ角
αfに設定され、ステップ１３０、１４０に於いて前輪
の推定スリップ角αfに対応する補正操舵角θaに基づき
補正操舵装置２４が制御され、これにより左右前輪１０
FL及び１０FRが補正操舵角θaにて補正操舵される。

【００４９】従って左右前輪１０FL及び１０FRの実舵角
が補正操舵角θaに対応する量低減され、これにより前
輪のスリップ角が低減されるので、運転者により過大な
操舵が行われた場合にも前輪のスリップ角が過大になる
ことに起因して前輪の横力が低下し車輌の旋回時の操縦
安定性が悪化することを確実に防止し、車輌の旋回性能
を向上させることができる。

【００５０】例えば図１３に示されている如く、補正操
舵が行われない従来の一般的な車輌に於いては、運転者
により過剰な操舵が行われることにより前輪の実際のス
リップ角αfaが限界スリップ角αfo（図１５参照）を越
えて過大になると、前輪１０FL及び１０FRの実際の横力
Ｆfaが低下し、そのため車輌がドリフトアウト傾向にな
る。

【００５１】これに対し上述の各実施形態によれば、図
１４に示されている如く、前輪１０FL及び１０FRの実舵
角が補正操舵角θaに対応する量Δδ低減されることに
より前輪の実際のスリップ角αfaが実質的に限界スリッ
プ角αfoを越えないよう低減されるので、前輪の実際の
横力Ｆfaの低下を防止することができ、これにより車輌
がドリフトアウト傾向になることを防止して車輌の旋回
時の安定性を向上させることができる。

【００５２】特に第一の実施形態によれば、ステップ７
０及び８０に於いてオブザーバ１〜３により推定された
前輪のスリップ角αf1〜αf3のうちの大きさが最も小さ
い値が推定スリップ角αfに設定されるので、補正操舵
角θaが過剰になることを確実に防止することができ、
これらにより不必要に過剰な補正操舵が行われること及
びこれに起因して車輌の旋回時の安定性が却って悪化し
たり運転者が異和感を感じたりすることを確実に防止す
ることができる。

【００５３】また推定スリップ角αf1〜αf3の符号が同
一であるか否かに拘わらず前輪の推定スリップ角αfが
推定スリップ角αf1〜αf3のうち大きさが最も小さい値
に設定される場合には、図１６に示されている如く、推
定スリップ角αf1〜αf3の符号が異なる領域に於いて前
輪の推定スリップ角αfが鋸刃状に急激に変化し、これ
に対応して前輪の補正操舵角θaも不規則に急激に変化
する場合があり、そのためかかる状況に於いて車輌の安
定性が悪化したり車輌の乗員が異和感を感じたりする虞
れがある。

【００５４】これに対し上述の第一の実施形態によれ
ば、前輪の推定スリップ角αfはステップ５０〜８０に
於いて推定スリップ角αf1〜αf3の符号が同一であると
きにはこれらのうち大きさが最も小さい値に設定され、
推定スリップ角αf1〜αf3の符号が異なるときには０に
設定されるので、図１７に示されている如く、推定スリ
ップ角αf1〜αf3の符号が異なる領域に於いて前輪の推
定スリップ角αf及び前輪の補正操舵角θaが鋸刃状に急
激に変化することを確実に防止することができ、これに
より推定スリップ角αf1〜αf3の符号が異なる状況に於
いて車輌の安定性が悪化したり車輌の乗員が異和感を感
じたりすることを確実に防止することができる。

【００５５】また上述の第二の実施形態によれば、ステ
ップ９０〜１１０に於いて実ヨーレートγと推定ヨーレ
ートγhjとの偏差Δγjの大きさが小さいほど推定スリ
ップ角αfjに対する重みＷjが大きい値に演算され、推
定スリップ角αfjの重み付け平均値として前輪の推定ス
リップ角αfが演算されるので、推定精度の高いオブザ
ーバにより推定された推定スリップ角αfjに対する重み
Ｗjを大きくした重み付け平均値として前輪の推定スリ
ップ角αfを高精度に演算することができる。

【００５６】また上述の第三の実施形態によれば、ヨー
レートの偏差Δγjのうちその絶対値が最小であるヨー
レートの偏差に対応するオブザーバにより推定された前
輪のスリップ角αfjが前輪の推定スリップ角αfに決定
されるので、前輪の推定スリップ角αfを実際の値に近
い値として高精度に演算することができる。

【００５７】従って上述の第二及び第三の実施形態によ
れば、前輪の実際のスリップ角αfaに近い値に基づく補
正操舵角θaにて前輪を補正操舵することができ、これ
により路面の摩擦係数等の車輌の状況に拘わらず過不足
なく正確に前輪を補正操舵することができる。

【００５８】また上述の第一乃至第三の何れの実施形態
に於いても、ステップ２２０に於いて操舵トルクＴsに
基づき基本アシストトルクＴbが演算され、ステップ２
３０及び２４０に於いて車輌の目標ヨーレートγtと実
ヨーレートγとの偏差Δγtが演算されると共に、ヨー
レート偏差Δγtの絶対値と補正操舵角θaとの積に基づ
き第一の補正トルクＴa1が演算され、ステップ２５０及
び２６０に於いて補正操舵角の微分値θadに基づき第二
の補正トルクＴa2が演算され、ステップ２７０乃至２９
０に於いて基本アシストトルクＴbが第一の補正トルク
Ｔa1及び第二の補正トルクＴa2にて補正された後のアシ
ストトルクＴasに基づき操舵トルクのアシスト制御が行
われる。

【００５９】従って上述の各実施形態によれば、左右の
前輪が補正操舵角θaにて補正操舵されるだけでなく、
この補正操舵に起因して運転者が感じる操舵反力が不自
然に変動することを確実に防止することができ、これに
より基本アシストトルクが第一及び第二の補正トルクに
て補正されない場合に比して操舵フィーリングを向上さ
せることができる。

【００６０】特に上述の何れの実施形態に於いても、前
輪の補正操舵角θaの大きさが大きくなるほど第一の補
正トルクＴa1の大きさが小さくなるだけでなく、ヨーレ
ート偏差Δγtの絶対値が大きくなるほど第一の補正ト
ルクの大きさが減少するよう第一の補正トルクが演算さ
れるので、ヨーレート偏差の大きさが過大になる車輌の
限界走行時に確実に第一の補正トルクが低減され、これ
により車輌の限界走行領域及びその近傍に於いて補正ト
ルクが過剰になることを確実に防止することができる。

【００６１】また上述の何れの実施形態に於いても、基
本アシストトルクＴbは第一の補正トルクＴa1のみによ
り補正されるのではなく、第二の補正トルクＴa2によっ
ても補正され、第二の補正トルクＴa2は前輪の補正操舵
角θaの微分値θadの大きさが大きいほど大きい値にな
るよう演算されるので、補正操舵時に操舵装置内部の摩
擦等により発生される操舵反力の変動分を確実に相殺す
ることができる。

【００６２】以上に於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。

【００６３】例えば上述の各実施形態に於いては、前輪
の補正操舵角θaは推定された前輪のスリップ角αfに基
づき演算されるようになっているが、前輪の補正操舵角
θaは前輪のスリップ角αfに基づく制御量θa1と、車輌
の目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとの偏差に基づ
く制御量θa2との線形和として演算され、これにより前
輪の実舵角が前輪のスリップ角に基づくフィードバック
制御及びヨーレート偏差に基づくフィードバック制御の
両者により制御されるよう修正されてもよい。

【００６４】また上述の各実施形態に於いては、前輪の
スリップ角αfを推定するためのオブザーバは三つであ
るが、オブザーバの数は必要に応じて三つ以外の任意の
複数に設定されてもよい。

【００６５】また上述の各実施形態に於いては、補正操
舵に起因する操舵反力の変動を是正すべく、ステップ２
１０〜２９０に従って操舵トルクアシスト制御が行われ
るようになっているが、補正操舵に起因する操舵反力の
変動を是正するための操舵トルクアシスト制御は任意の
態様にて行われてよく、また操舵トルクアシスト制御が
省略されてもよい。

【００６６】また上述の各実施形態に於いては、前輪の
みが操舵輪であり、補正操舵は前輪についてのみ行われ
るようになっているが、本発明は四輪操舵装置を備えた
車輌に適用されてもよく、その場合には前輪及び後輪の
両方について補正操舵が行われるよう修正されてよい。

【００６７】更に上述の各実施形態に於いては、前輪の
ステアリング装置はラック・アンド・ピニオン式の電動
式パワーステアリング装置１６であり、補正操舵装置２
４はアッパシャフト２０に対し相対的にロアシャフト２
２を回転させることにより補正操舵を行うようになって
いるが、前輪のステアリング装置及び補正操舵装置は当
技術分野に於いて公知の任意の構造のものであってよ
い。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、請求
項１の構成によれば、運転者により過大な操舵が行われ
操舵輪のスリップ角が過大になっても、操舵輪のスリッ
プ角が補正操舵によってスリップ角に応じて低減される
ので、操舵輪の横力の低下を確実に防止し、これにより
車輌の旋回性能を向上させることができる。

【００６９】また請求項１の構成によれば、補正操舵角
はスリップ角検出手段により検出されたスリップ角に応
じて演算されるので、例えば前述の特開平５−３１９２
８９号公報に記載されている如く、推定されたコーナリ
ングフォースを推定されたスリップ角にて偏微分した値
が負であるか否かにより補正操舵の要否が判定される場
合に比して、車輌の状態量や運転者の操作量を検出する
センサの検出誤差等の影響に基因して不必要な補正操舵
が行われたり必要な補正操舵が行われなかったりする虞
れを低減することができる。

【００７０】また請求項２の構成によれば、複数のスリ
ップ角推定手段により少なくとも操舵角をパラメータと
する互いに異なる車輌モデルに基づき操舵輪のスリップ
角が推定され、複数のスリップ角推定手段により推定さ
れた複数のスリップ角推定値のうち大きさが最も小さい
スリップ角推定値が検出されたスリップ角に決定される
ので、操舵輪が過剰な補正操舵角にて不必要に補正操舵
されることを確実に防止することができる。

【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の操舵制御装置の第一の好
ましい実施形態を示す概略構成図である。

【図２】第一の実施形態に於ける操舵制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図３】第一の実施形態に於ける操舵トルクアシスト制
御ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】前輪の推定スリップ角αfと前輪の横力Ｆfとの
関係を示すグラフである。

【図５】後輪の推定スリップ角αrと後輪の横力Ｆrとの
関係を示すグラフである。

【図６】前輪の推定スリップ角αfと前輪の補正操舵角
θaとの関係を示すグラフである。

【図７】検出された操舵トルクＴsと基本アシストトル
クＴbとの関係を示すグラフである。

【図８】ヨーレート偏差Δγtの絶対値及び前輪の補正
操舵角θaの積と第一の補正トルクＴa1との関係を示す
グラフである。

【図９】前輪の補正操舵角θaの微分値θadと第二の補
正トルクＴa2との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明による車輌の操舵制御装置の第二の実
施形態に於ける操舵制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図１１】本発明による車輌の操舵制御装置の第三の実
施形態に於ける操舵制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図１２】車輌の実ヨーレートγと推定ヨーレートγhj
との偏差Δγjの絶対値と重みＷjとの関係を示すグラフ
である。

【図１３】補正操舵が行われない従来の一般的な車輌に
於いて運転者により過剰な操舵が行われた場合を示す説
明図である。

【図１４】運転者により過剰な操舵が行われた場合に於
ける図示の各実施形態の作動を示す説明図である。

【図１５】前輪の実際のスリップ角αfaと前輪の実際の
横力Ｆaとの関係の一例を示すグラフである。

【図１６】前輪の推定スリップ角αfが推定スリップ角
αf1〜αf3のうち大きさが最も小さい値に設定される場
合の一例を示すグラフである。

【図１７】第一の実施形態に於ける推定スリップ角αf1
〜αf3に対する推定スリップ角αfの変動の一例を示す
グラフである。

【符号の説明】

１６…電動式パワーステアリング装置 ２４…補正操舵装置 ２６…電気式制御装置 ２８…操舵角センサ ３０…ヨーレートセンサ ３２…車速センサ ３４…トルクセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵輪のスリップ角を検出するスリップ角
   検出手段と、前記操舵輪のスリップ角を低減するための
   前記操舵輪の補正操舵角を前記スリップ角検出手段によ
   り検出されたスリップ角に応じて演算する補正操舵角演
   算手段と、前記補正操舵角に基づき前記操舵輪を補正操
   舵する補正操舵手段とを有することを特徴とする車輌の
   操舵制御装置。
2. 【請求項２】前記スリップ角検出手段は少なくとも操舵
   角をパラメータとする互いに異なる車輌モデルに基づき
   前記操舵輪のスリップ角を推定する複数のスリップ角推
   定手段と、前記複数のスリップ角推定手段により推定さ
   れた複数のスリップ角推定値のうち大きさが最も小さい
   スリップ角推定値を検出されたスリップ角に決定するス
   リップ角決定手段とを有することを特徴とする請求項１
   に記載の車輌の操舵制御装置。