JP2000233762A - 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
舵を適切に行い、これにより操舵輪の横力の低下を効果
的に防止して旋回時の車輌の安定性を確実に向上させ
る。 【解決手段】 車輌の目標ヨーレートγtが演算され
（８０）、目標ヨーレートγtと検出ヨーレートγとの
偏差Δγtに基づき補正操舵角θaが演算され（９０）、
補正操舵角θaに基づき補正操舵装置２４が制御される
ことにより前輪が補正操舵される（１７０）。補正操舵
角θaが左旋回方向の制限値θapを越えているときには
補正操舵角θaが制限値θapに設定され、補正操舵角θa
が右旋回方向の制限値θam未満であるときには補正操舵
角θaが制限値θamに設定される（１００〜１３０）。
また徐変演算により制限値θap及びθamの変化率が一定
の増加率Δθu及び減少率Δθdに規制される（１５６
０、１６０）。

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時の安定性を向上させ
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】また車輌の実ヨーレートを検出すると共
に、車輌の状態量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に基づき補
正操舵角を演算し、該補正操舵角に基づき補正操舵する
よう構成された操舵制御装置も既に知られている。

【０００６】しかしこの操舵制御装置に於いては、操舵
輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた状況に於いて
補正操舵によって操舵輪の実舵角が切り増し方向に増大
されると、操舵輪のスリップ角が更に増大し、そのため
操舵輪の横力が更に低下するため、旋回時の車輌の安定
性が補正操舵により却って悪化される場合があるという
問題がある。

【０００７】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した
り、ヨーレート偏差に基づき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、補正操舵
角を所定の範囲内に制限することにより、不必要な補正
操舵を防止しつつ必要な補正操舵を適切に行い、これに
より操舵輪の横力の低下を効果的に防止して旋回時の車
輌の安定性を確実に向上させることである。

【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、請求項１の構成、即ち車輌の状態量を検
出する状態量検出手段と、検出された状態量に基づき車
輌の旋回挙動を安定化させるための補正操舵角を演算す
る補正操舵角演算手段と、前記補正操舵角に基づき操舵
輪を補正操舵する補正操舵手段とを有する車輌の操舵制
御装置に於いて、前記操舵制御装置は前記補正操舵角を
操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限値との
間の値に制限する補正操舵角制限手段を有することを特
徴とする車輌の操舵制御装置によって達成される。

【０００９】上記請求項１の構成によれば、検出された
車輌の状態量に基づき車輌の旋回挙動を安定化させるた
めの補正操舵角が演算され、補正操舵角に基づき操舵輪
が補正操舵されるので、操舵輪の実舵角が適正化される
ことによって旋回時の車輌の安定性が向上され、また補
正操舵角は操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の
制限値との間の値に制限されるので、操舵輪のスリップ
角が限界スリップ角を越えた状況に於いて補正操舵が行
われる場合にも、操舵輪の実舵角が切り増し方向に増大
され操舵輪のスリップ角が更に増大することに起因して
操舵輪の横力が更に低下する虞れが効果的に低減され
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、上記請求項１の構成に於いて、前
記操舵切り増し側の制限値の大きさは前記操舵切り戻し
側の制限値の大きさよりも小さいよう構成される（請求
項２の構成）。

【００１１】上記請求項２の構成によれば、操舵切り増
し側の制限値の大きさは操舵切り戻し側の制限値の大き
さよりも小さいので、操舵輪のスリップ角が限界スリッ
プ角を越えた状況に於いて補正操舵が行われる場合に補
正操舵に起因して操舵輪の横力が更に低下することが確
実に防止されると共に、操舵輪の実舵角を切り戻し方向
に補正する補正操舵が確実に実行される。

【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、上記請求項２の構成に於いて、前
記補正操舵角制限手段は車輌の旋回方向の切り替わりを
検出する手段と、車輌の旋回方向の切り替わりが検出さ
れたときには少なくとも前記操舵切り増し側の制限値を
徐々に変化させる制限値徐変手段とを有するよう構成さ
れる（請求項３の構成）。

【００１３】上記請求項３の構成によれば、車輌の旋回
方向が切り替わったときには制限値徐変手段により少な
くとも操舵切り増し側の制限値が徐々に変化されるの
で、車輌の旋回方向が切り替わったときに操舵切り増し
側の制限値が急激に変化し、補正操舵角が急激に変化す
ることに起因して操舵輪の実舵角が急激に変化すること
が確実に防止される。

【００１４】

【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、状態量
検出手段は車輌の実ヨーレート及び車輌の目標ヨーレー
トを演算するための状態量を検出するよう構成される
（好ましい態様１）。

【００１５】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１の構成に於いて、補正操舵角演
算手段は車輌の状態量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に基づ
き補正操舵角を演算するよう構成される（好ましい態様
２）。

【００１６】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、補正操舵角制限手
段は補正操舵角演算手段により演算された補正操舵角が
操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限値とに
より設定される所定の範囲を超えるときには補正操舵角
を対応する制限値に制限するよう構成される（好ましい
態様３）。

【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３の構成に於いて、補正操舵角
制限手段は補正操舵角演算手段により演算された補正操
舵角が操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限
値とにより設定される所定の範囲を超えるときには補正
操舵角を対応する制限値に制限すると共に、制限値の変
化を制限するよう構成される（好ましい態様４）。

【００１８】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４の構成に於いて、補正操舵角
制限手段は制限値の変化を禁止することにより制限値の
変化を制限するよう構成される（好ましい態様５）。

【００１９】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３の構成に於いて、車輌の旋回方向の
切り替わりを検出する手段は車輌の実ヨーレートを検出
する手段を含み、実ヨーレートの符号の変化に基づき旋
回方向の切り替わりを検出するよう構成される（好まし
い態様６）。

【００２０】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３の構成に於いて、制限値徐変手段は
車輌の旋回方向の切り替わりが検出されたときには操舵
切り増し側の制限値が旋回方向の切り替わりが検出され
る前の操舵切り戻し側の制限値より変化する際の変化率
を制限することにより操舵切り増し側の制限値を徐々に
変化させるよう構成される（好ましい態様７）。

【００２１】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１の構成に於いて、補正操舵角
演算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車輌のヨーレートを推定する
複数の推定手段と、該複数の推定手段により推定された
複数のヨーレートのうちの最大値及び最小値に基づき異
常判定範囲を設定し、状態量検出手段により検出された
車輌の実ヨーレートが異常判定範囲内にあるか否かによ
り状態量検出手段が異常であるか否かを判定する手段と
を有するよう構成される（好ましい態様８）。

【００２２】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８の構成に於いて、補正操舵角
演算手段は車輌の実ヨーレートが異常判定範囲外にある
ときには実ヨーレートを異常判定範囲内の値に補正して
補正操舵角を演算するよう構成される（好ましい態様
９）。

【００２３】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８の構成に於いて、複数の推定
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
１０）。

【００２４】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１０の構成に於いて、複数の推
定手段は車輌のヨーレート及び前後輪の横力を推定し、
補正操舵角演算手段は推定された前後輪の横力に基づき
車輌の横加速度を推定する手段と、車輌の実横加速度を
検出する手段とを有し、車輌の実ヨーレートが異常判定
範囲外にある状況が所定の時間以上継続するときには、
推定された横加速度と実横加速度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ヨーレートに基づ
き補正操舵角を演算するよう構成される（好ましい態様
１１）。

【００２５】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１２）。

【００２６】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１２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１３）。

【００２７】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１２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１４）。

【００２８】

【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形態について詳細に説明する。

【００２９】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
の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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旋回時の車輌
の安定性を向上させる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。

【００３３】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、横加速度センサ３６により検出された車輌の横加速
度Ｇyを示す信号が入力される。

【００３４】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。

【００３５】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に
基づき車輌の目標ヨーレートγtを演算し、ヨーレート
センサ３０により検出された実ヨーレート（検出ヨーレ
ート）γと目標ヨーレートγtとの偏差Δγtを演算し、
ヨーレート偏差Δγt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、これにより前輪のスリップ角を最適化することによ
って旋回時の車輌の安定性を向上させる。

【００３６】また電気式制御装置２６は、後述の如く図
２に示されたフローチャートに従い、補正操舵角θaを
左旋回方向の制限値θap（正の値）以下で右旋回方向の
制限値θam（負の値）以上に制限し、また車輌の旋回方
向が切り替わった際の制限値θap及びθamの変化率を制
限し、更に補正操舵角θaが制限値θap又はθamにより
制限されている状況に於いては制限値θap及びθamの変
化を制限する。

【００３７】また電気式制御装置２６は、後述の如く図
３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により車輌
の推定ヨーレートγh1〜γh3を演算し、ヨーレートセン
サ３０により検出された検出ヨーレートγが推定ヨーレ
ートγh1〜γh3により定まる所定の範囲内にないときに
は検出ヨーレートγを所定の範囲内の値に補正する。

【００３８】また電気式制御装置２６は、後述の如く図
３に示されたフローチャートに従い、検出ヨーレートγ
が所定の範囲内にない状況が所定の時間以上継続したと
きには、オブザーバ１〜３により推定された前輪横力Ｆ
fj及び後輪横力Ｆrjに基づき車輌の推定横加速度Ｇyhj
（ｊ＝１、２、３）を演算し、横加速度センサ３６によ
り検出された横加速度Ｇyと推定横加速度Ｇyhjとの偏差
ΔＧyjを演算し、横加速度偏差ΔＧyjの大きさが最も小
さいオブザーバにより推定されたヨーレートγhjを検出
ヨーレートγに設定する。

【００３９】また電気式制御装置２６は、後述の如く図
４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。

【００４０】次に図２及び図３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補正操舵制御につ
いて説明する。尚図２及び図３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。

【００４１】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に於いては図３に示されたフロ
ーチャートに従って後述の如くヨーレートセンサ３０の
異常判定処理が行われ、ヨーレートセンサ３０が異常で
あるときには検出ヨーレートγが補正される。

【００４２】ステップ８０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１に従って車輌の目標ヨーレートγtが演算され
る。 γt＝Ｖ・δ／（１＋Ｋh・Ｖ²）Ｈ ……（１）

【００４３】ステップ９０に於いては目標ヨーレートγ
tと検出ヨーレートγとの偏差Δγt（＝γt−γ）が演
算されると共に、ヨーレート偏差Δγtに基づき図５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が演算される。尚補正操舵角θaはヨーレート偏差Δ
γtに比例する値として演算されてもよい。

【００４４】ステップ１００に於いては補正操舵角θa
が左旋回方向の制限値θapを越え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１２０へ
進み、肯定判別が行われたときにはステップ１１０に於
いて補正操舵角θaが制限値θapに設定された後ステッ
プ１７０へ進む。

【００４５】ステップ１２０に於いては補正操舵角θa
が右旋回方向の制限値θam未満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１４０へ進
み、肯定判別が行われたときにはステップ１３０に於い
て補正操舵角θaが制限値θamに設定された後ステップ
１７０へ進む。

【００４６】ステップ１４０に於いては検出ヨーレート
γが正であるか否かの判別、即ち車輌が左旋回状態にあ
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１６０へ進み、肯定判別が行われたときにはス
テップ１５０へ進む。

【００４７】ステップ１５０に於いてはmax｛ ｝を
｛ ｝内の数値のうちの最大値として下記の式２及び３
に従って制限値θap及びθamが徐々に変化するようこれ
らの制限値が演算され、ステップ１６０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
４及び５に従って制限値θap及びθamが徐々に変化する
ようこれらの制限値が演算され、ステップ１５０又は１
６０が完了するとステップ１７０へ進む。

【００４８】 θap＝max（θi，θap−Δθd） ……（２） θam＝max（−θd，θam−Δθu） ……（３） θap＝min（θd，θap＋Δθu） ……（４） θam＝min（−θi，θam＋Δθd） ……（５）

【００４９】尚上記各式に於いて、θiは操舵輪である
前輪の切り増し側の制限値であり、θdは前輪の切り戻
し側の制限値であり、Δθuは制限値θap及びθamの大
きさの増加率であり、Δθdは制限値θap及びθamの大
きさの減少率である。またθi、θd、Δθu、Δθdは全
て正の定数であり、特にθi＜θd、Δθu＞Δθdである
（後述の図１３参照）。

【００５０】ステップ１７０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１０FRが補正操舵角θaにて補正
操舵され、しかる後ステップ１０へ戻る。

【００５１】図３に示された異常判定処理ルーチンのス
テップ２５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６〜式１０及び図６、図７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
れた横力Ｆf及びＦrがそれぞれオブザーバ１による推定
横力Ｆf1及びＦr1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。

【００５２】 αf＝−β＋δ−Ｌf・γh／Ｖx ……（６） αr＝−β＋Ｌr・γh／Ｖx ……（７） γd＝(Ｌf・Ｆf−Ｌr・Ｆf)／Ｉz ……（８） Ｖyd＝(Ｆf＋Ｆr)／ｍ−Ｖx・γh ……（９） β＝Ｖy／Ｖx ……（１０）

【００５３】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８及び９
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６及び図７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。

【００５４】ステップ３０に於いては上記式６〜１０及
び図６、図７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
γh、車輌の横速度Ｖyが推定され、推定された横力Ｆf
及びＦrがそれぞれオブザーバ２による推定横力Ｆf2及
びＦr2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。

【００５５】ステップ３５に於いては上記式６〜１０及
び図６、図７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、推定された横力
Ｆf及びＦrがそれぞれオブザーバ３による推定横力Ｆf3
及びＦr3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。

【００５６】ステップ４０に於いてはオブザーバ１〜３
により推定されたヨーレートγhjのうちの最大値及び最
小値をそれぞれγhmax、γhminとし、γcを正の定数と
して、検出ヨーレートγがγhmax＋γcを上限値としγh
min−γcを下限値とする所定の範囲内にあるか否かの判
別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ４５
に於いてカウンタのカウント値Ｃyが０にリセットされ
た後ステップ８０へ進み、否定判別が行われたときには
ステップ５０へ進む。

【００５７】ステップ５０に於いてはカウンタのカウン
ト値Ｃyが１インクリメントされ、ステップ５５に於い
ては検出ヨーレートγが上限値γhmax＋γcを越えてい
るときには検出ヨーレートγが該上限値に補正され、逆
に検出ヨーレートγが下限値γhmin−γc未満であると
きには検出ヨーレートγが該下限値に補正されることに
より、検出ヨーレートγが所定の範囲内に補正される。

【００５８】ステップ６０に於いてはカウンタのカウン
ト値Ｃyが基準値Ｃyc（正の一定の整数）を越えている
か否かの判別、即ち検出ヨーレートγが所定の範囲外で
ある状況が所定の時間以上継続した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８０へ進み、
肯定判別が行われたときにはステップ６５へ進む。

【００５９】ステップ６５に於いてはステップ２５〜３
５に於いて演算された前輪横力Ｆfj及び後輪横力Ｆrjに
基づき下記の式１１に従って車輌の推定横加速度Ｇyhj
が演算される。 Ｇyhj＝（Ｆfj＋Ｆrj）／ｍ ……（１１）

【００６０】ステップ７０に於いては下記の式１２に従
って横加速度センサ３６により検出された車輌の横加速
度Ｇyと推定横加速度Ｇyhjとの偏差として横加速度の偏
差ΔＧyjが演算される。 ΔＧyj＝Ｇy−Ｇyhj ……（１２）

【００６１】ステップ７５に於いては横加速度の偏差Δ
Ｇyjのうちその絶対値が最小である横加速度の偏差が特
定され、その特定された横加速度の偏差に対応するオブ
ザーバにより推定された最適のヨーレートγhjが検出ヨ
ーレートγに設定され、しかる後ステップ８０へ進む。

【００６２】次に図４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トルクアシスト制御に
ついて説明する。尚図４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。

【００６３】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８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。

【００６４】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、上記式１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。

【００６５】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９０に於いて演算され
た補正操舵角θaとの積に基づき図９に示されたグラフ
に対応するマップより第一の補正トルクＴa1が演算され
る。

【００６６】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１０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。

【００６７】ステップ２７０に於いては下記の式１３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 ……（１３）

【００６８】ステップ２８０に於いては下記の式１４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 ……（１４）

【００６９】かくして上述の実施形態によれば、ステッ
プ８０に於いて車輌の目標ヨーレートγtが演算され、
ステップ９０に於いて検出ヨーレートγと目標ヨーレー
トγtとの偏差Δγtに基づき前輪の補正操舵角θaが演
算され、ステップ１７０に於いて補正操舵角θaに基づ
き補正操舵装置２４が制御されることにより左右前輪１
０FL及び１０FRが補正操舵角θaにて補正操舵される。

【００７０】従って左右前輪１０FL及び１０FRの実舵角
が補正操舵角θaにて補正され、これにより運転者によ
る操舵量に過不足がある場合にも前輪の実舵角が最適化
されるので、前輪の実舵角の過不足に起因する車輌の旋
回挙動の悪化を確実に防止し、旋回時の車輌の安定性を
向上させることができる。

【００７１】特に図示の実施形態によれば、ステップ１
００及び１１０に於いて補正操舵角θaが左旋回方向の
制限値θapを越えているときには補正操舵角θaが制限
値θapに設定され、ステップ１２０及び１３０に於いて
補正操舵角θaが右旋回方向の制限値θam未満であると
きには補正操舵角θaが制限値θamに設定されるので、
補正操舵角θaの大きさが制限値を越えて過剰になるこ
とを防止し、これにより補正操舵が不必要に過剰に行わ
れることを確実に防止することができる。

【００７２】また図示の実施形態によれば、補正操舵角
θaが左旋回方向の制限値θapを越えているときには補
正操舵角θaが制限値θapに設定され、補正操舵角θaが
右旋回方向の制限値θam未満であるときには補正操舵角
θaが制限値θamに設定されるだけでなく、制限値θap
及びθamは一定に維持されるので、制限値θap、θamが
変化し補正操舵角θaが変化することに起因して車輌の
乗員が異和感を感じることを確実に防止することができ
る。

【００７３】また一般に、旋回時の車輌の安定性を確保
するためには、前輪の実舵角δ及び車輌の実ヨーレート
γが図１１に於いてハッチングが施された領域にあるこ
とが好ましく、従って補正操舵による前輪の切り増しは
切り戻しよりも制限されなければならない。

【００７４】図示の実施形態によれば、前述の如く前輪
の切り増し側の制限値θiは前輪の切り戻し側の制限値
θdよりも小さいので、補正操舵角θaが前輪の切り増し
方向に大きい値に演算されることが確実に防止され、従
って例えば前輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた
状況に於いて補正操舵が行われる場合にも、前輪の実舵
角が切り増し方向に大きく増大され前輪のスリップ角が
更に増大することに起因して前輪の横力が更に低下する
ことを確実に防止することができる。

【００７５】また車輌の旋回方向が切り替わると制限値
θap及びθamは基本的にθi及び−θdとの組合せとθd
及び−θiとの組合せとの間に切り替わるので、ステッ
プ１５０及び１６０の徐変演算が行われない場合には、
図１２に示されている如く車輌の旋回方向が切り替わる
と制限値θap及びθamが段差的に変化し、制限値θap及
びθamの段差的変化に対応して補正操舵角θaが段差的
に変化し、そのため車輌の実舵角δも段差的に変化する
ことに起因して車輌の安定性が悪化すると共に車輌の乗
員が異和感を感じる虞れがある。

【００７６】これに対し図示の実施形態によれば、ステ
ップ１５０及び１６０の徐変演算により制限値θap及び
θamの大きさの増加率及び減少率がそれぞれ増加率Δθ
u及び減少率Δθdに規制されるので、図１３に示されて
いる如く、制限値θap及びθamの大きさが段差的に変化
することを確実に防止することができ、これにより補正
操舵により却っ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。

【００７７】特に前述の如く減少率Δθdは増加率Δθu
よりも小さく、従って制限値θap及びθamの大きさの減
少変化は制限値θap及びθamの大きさの増大変化よりも
穏やかであるので、補正操舵角θaの大きさが制限値θa
p又はθamにより規制されることによる減少変化も増大
変化より穏やかであり、従って車輌の旋回方向が切り替
わった直後に補正操舵により車輌の安定性が悪化される
ことを確実に防止することができる。

【００７８】また図示の実施形態によれば、ステップ２
５〜３５に於いてそれぞれオブザーバ１〜３による車輌
の推定ヨーレートγh1〜γh3が演算され、ステップ４０
に於いてヨーレートγh1〜γh3のうちの最大値γhmax及
び最小値γhminに基づき、検出ヨーレートγが上限値γ
hmax＋γcと下限値γhmin−γcとの間の所定の範囲内に
あるか否かの判別が行われ、検出ヨーレートγが所定の
範囲内にないときには補正操舵角θaの演算に供される
検出ヨーレートγが上限値γhmax＋γc又は下限値γhmi
n−γcに補正される。

【００７９】従ってヨーレートセンサ３０に異常が生
じ、検出ヨーレートγが異常な値になり、そのためヨー
レート偏差Δγtに基づき演算される補正操舵角θaが異
常な値になることに起因して不適切な補正操舵が行われ
ることを確実に防止することができる。尚図１４は操舵
角θ、オブザーバ１〜３により推定されたヨーレートγ
h1〜γh3、これらの推定ヨーレートにより定まる上限値
γhmax＋γc及び下限値γhmin−γcの変化の一例を示し
ている。

【００８０】また図示の実施形態によれば、検出ヨーレ
ートγが所定の範囲内にない状況が所定の時間以上継続
すると、ステップ６０に於いて肯定判別が行われ、ステ
ップ６５に於いてオブザーバ１〜３により推定された前
輪横力Ｆfj及び後輪横力Ｆrjに基づき車輌の推定横加速
度Ｇyhjが演算され、ステップ７０に於いて車輌の実横
加速度Ｇyと推定横加速度Ｇyhjとの偏差として横加速度
の偏差ΔＧyjが演算され、ステップ７５に於いて横加速
度の偏差ΔＧyjのうちその絶対値が最小である横加速度
の偏差が特定され、その特定された横加速度の偏差に対
応するオブザーバにより推定された最適のヨーレートγ
hjが検出ヨーレートγに設定され、その検出ヨーレート
γに基づき補正操舵角θaが演算される。

【００８１】従ってヨーレートセンサ３０に瞬間的では
ない異常が生じた場合にも、異常な検出ヨーレートγに
基づき演算された異常な補正操舵角θaにて不適切な補
正操舵が継続的に行われること及びこれに起因する車輌
の旋回挙動の悪化を確実に防止することができる。

【００８２】また図示の実施形態によれば、ステップ２
２０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２３０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Δ
γt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２９０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。

【００８３】従って図示の実施形態によれば、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。

【００８４】特に図示の実施形態によれば、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。

【００８５】また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Ｔ
a2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。

【００８６】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。

【００８７】例えば上述の実施形態に於いては、前輪の
補正操舵角θaは車輌の目標ヨーレートγtと実ヨーレー
トγとの偏差Δγt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はオブザーバにより推定さ
れた前輪のスリップ角αfに基づく制御量θa1と、ヨー
レート偏差Δγt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。

【００８８】また上述の実施形態に於いては、車輌のヨ
ーレートγ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。

【００８９】また上述の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２１
０〜２９０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。

【００９０】また上述の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、その場合前輪及び後輪の両方に
ついて補正操舵が行われるよう構成されてもよく、また
前輪及び後輪の一方についてのみ補正操舵が行われるよ
う構成されてもよい。

【００９１】更に上述の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２４
はアッパシャフト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。

【００９２】

【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、操舵輪の実舵角を適正化すること
によって旋回時の車輌の安定性を向上させることができ
るだけでなく、補正操舵角が操舵切り増し側の制限値と
操舵切り戻し側の制限値との間の値に制限されるので、
操舵輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた状況に於
いて補正操舵が行われる場合にも、操舵輪の実舵角が切
り増し方向に増大され操舵輪のスリップ角が更に増大す
ることに起因して操舵輪の横力が更に低下する虞れを効
果的に低減することができる。

【００９３】また請求項１の構成によれば、補正操舵角
は状態量検出手段により検出された車輌の状態量に基づ
き演算されるので、例えば前述の特開平５−３１９２８
９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。

【００９４】また請求項２の構成によれば、操舵切り増
し側の制限値の大きさは操舵切り戻し側の制限値の大き
さよりも小さいので、操舵輪のスリップ角が限界スリッ
プ角を越えた状況に於いて補正操舵が行われる場合に補
正操舵に起因して操舵輪の横力が更に低下することを確
実に防止することができると共に、操舵輪の実舵角を切
り戻し方向に補正する補正操舵を確実に実行することが
できる。

【００９５】また請求項３の構成によれば、車輌の旋回
方向が切り替わったときには制限値徐変手段により少な
くとも操舵切り増し側の制限値が徐々に変化されるの
で、車輌の旋回方向が切り替わったときに操舵切り増し
側の制限値が急激に変化し補正操舵角が急激に変化する
ことに起因して操舵輪の実舵角が急激に変化することを
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一つの好
ましい実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図示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】図示の実施形態に於けるヨーレートセンサの異
常判定処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】図示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５】ヨーレート偏差Δγtと前輪の補正操舵角θa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と前輪の横力Ｆfとの
関係を示すグラフである。

【図７】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８】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９】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１０】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１１】旋回時の車輌の安定性を確保するために好ま
しい車輌の実舵角δと車輌の実ヨーレートγとの関係を
示すグラフである。

【図１２】制限値θap及びθamの徐変演算が行われない
場合に於ける制限値θap及びθamの変化の一例を示すグ
ラフである。

【図１３】図示の実施形態に於ける制限値θap及びθam
の変化の一例を示す図１２と同様のグラフである。

【図１４】操舵角θ、オブザーバ１〜３により推定され
たヨーレートγh1〜γh3、これらの推定ヨーレートによ
り定まる上限値γhmax＋γc及び下限値γhmin−γcの変
化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 ３６…横加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC02 CC33 DA03 DA15 DA23 DA29 DA33 DB11 DD17 DE06 EA01 EA05 EA06 EB04 EB12 EC29 3D033 CA03 CA13 CA14 CA16 CA17 CA21 3D034 CA02 CA10 CC09 CD04 CD06 CD07 CD12 CD15 CE02 CE05 CE13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輌の状態量を検出する状態量検出手段
   と、検出された状態量に基づき車輌の旋回挙動を安定化
   させるための補正操舵角を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操舵輪を補正操舵する補正
   操舵手段とを有する車輌の操舵制御装置に於いて、前記
   操舵制御装置は前記補正操舵角を操舵切り増し側の制限
   値と操舵切り戻し側の制限値との間の値に制限する補正
   操舵角制限手段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】前記操舵切り増し側の制限値の大きさは前
   記操舵切り戻し側の制限値の大きさよりも小さいことを
   特徴とする請求項１に記載の車輌の操舵制御装置。
3. 【請求項３】前記補正操舵角制限手段は車輌の旋回方向
   の切り替わりを検出する手段と、車輌の旋回方向の切り
   替わりが検出されたときには少なくとも前記操舵切り増
   し側の制限値を徐々に変化させる制限値徐変手段とを有
   することを特徴とする請求項２に記載の車輌の操舵制御
   装置。