JP2000264238A - 車輌の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実質的にヨーレートを検出する手段の異常に
起因する悪影響を受けることなく補正操舵を適切に行
う。 【解決手段】 車輌の目標ヨーレートγtが演算され
（Ｓ１００）、車輌モデルに基づくオブザーバの演算に
より車輌の推定ヨーレートγhが演算されると共にフィ
ードバックにより補正され（Ｓ１５０、２００）、推定
ヨーレートγhに基づき第一の補正操舵角θaが演算され
ると共に目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏
差に基づき第二の補正操舵角θbが演算され（Ｓ２５
０）、第一の補正操舵角θa及び制限処理された第二の
補正操舵角θbに基づき補正操舵角θafsが演算され（Ｓ
３００、３５０）、補正操舵角θafsに基づき補正操舵
装置２４が制御され、これにより前輪が補正操舵角θaf
sにて補正操舵される（Ｓ４００）。

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、例えば特開平７−１８６９８８号公報に記載され
ている如く、車輌のヨーレート（運動状態量検出値）を
検出すると共に、運転者による旋回操作量に基づき車輌
の目標ヨーレート（運動状態量推定値）を演算し、検出
された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、補正操舵角に基づき補正操舵を行う
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】

【発明が解決しようとする課題】かかる操舵制御装置に
よれば、車輌の旋回時の安定性を向上させることができ
るが、一般に、車輌のヨーレートを検出するヨーレート
センサは例えば操舵角センサや車速センサなどに比して
ノイズの影響を受け易く、そのため検出されたヨーレー
トに基づき演算される補正操舵角もノイズの影響を受け
易く、従って補正操舵が不適切に行われることに起因し
て車輌の運転者が異和感を感じることがあるという問題
がある。

【０００４】本発明は、検出された車輌のヨーレートと
目標ヨーレートとの偏差に基づき補正操舵角を演算し、
補正操舵角に基づき補正操舵を行う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、車輌のヨーレー
トを検出する手段にノイズやゲイン異常の如き異常が生
じても実質的にこれらの影響を受けない補正操舵角を演
算することにより、実質的にヨーレートを検出する手段
の異常に起因する悪影響を受けることなく補正操舵を適
切に行うことである。

【０００５】

【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、即ち車輌のヨーレート
を検出する手段と、運転者による旋回操作量に基づき車
輌の推定ヨーレート及び目標ヨーレートを演算する手段
と、前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートと
の偏差に基づく補正量にて前記推定ヨーレートを補正す
る推定ヨーレート補正手段と、前記目標ヨーレートと補
正後の推定ヨーレートとの偏差に応じて補正操舵角を演
算する手段と、前記補正操舵角に基づき補正操舵を行う
手段とを有する車輌の操舵制御装置によって達成され
る。

【０００６】上記請求項１の構成によれば、運転者によ
る旋回操作量に基づき車輌の推定ヨーレート及び目標ヨ
ーレートが演算されるので、推定ヨーレートは検出され
るヨーレートに比してノイズ等の影響を受け難く、また
推定ヨーレートは検出されたヨーレートと推定ヨーレー
トとの偏差に基づく補正量にて補正されることによって
検出されたヨーレートによりフィードバック制御される
ので、推定ヨーレートの推定精度が向上され、更に補正
操舵角は目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの
偏差に応じて演算されるので、補正操舵角が目標ヨーレ
ートと検出されたヨーレートとの偏差に応じて演算され
る場合に比して検出手段のノイズ等の影響の少ない補正
操舵角が演算される。

【０００７】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
記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨーレート
と前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の基準値
以下のときには前記補正量を０とするよう構成される
（請求項２の構成）。

【０００８】上記請求項２の構成によれば、検出された
ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の
基準値以下のときには補正量が０とされるので、検出さ
れたヨーレートがノイズ等の影響を受けることにより検
出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさ
が或る大きさになっても、その大きさが第一の基準値以
下であるときには補正量が０とされることにより推定ヨ
ーレートが検出されたヨーレートにより不必要にフィー
ドバック制御されることが回避される。

【０００９】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又は２の構成に於い
て、前記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨー
レートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の
基準値以上のときには前記補正量を所定値に制限するよ
う構成される（請求項３の構成）。

【００１０】上記請求項３の構成によれば、検出された
ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の
基準値以上のときには補正量が所定値に制限されるの
で、例えばヨーレート検出手段に故障の如き異常が生じ
ても、その影響により補正量の大きさが過剰になること
が確実に防止され、これにより推定ヨーレートが検出さ
れたヨーレートにより不適切にフィードバック制御され
ることが確実に防止される。

【００１１】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乃至３の何れかの構
成に於いて、前記操舵制御装置は更に少なくとも前記検
出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差に基
づく補正量にて前記補正操舵角を補正する補正操舵角補
正手段を含み、前記補正操舵を行う手段は補正後の補正
操舵角に基づき補正操舵を行うよう構成される（請求項
４の構成）。

【００１２】上記請求項４の構成によれば、少なくとも
検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づ
く補正量にて補正操舵角が補正され、補正後の補正操舵
角に基づき補正操舵が行われるので、かかる補正が行わ
れない場合に比して補正操舵角が適正な値に演算され
る。

【００１３】

【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、車輌の
推定ヨーレート及び目標ヨーレートを演算する手段は少
なくとも操舵角を入力パラメータとするオブザーバによ
り推定ヨーレートを演算するよう構成される（好ましい
態様１）。

【００１４】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、推定ヨーレー
ト補正手段は検出されたヨーレートと推定ヨーレートと
の偏差に基づきオブザーバをフィードバック制御するこ
とにより検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏
差に基づく補正量にて推定ヨーレートを補正するよう構
成される（好ましい態様２）。

【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、オブザーバは
車輪の横力も推定し、推定ヨーレート補正手段は検出さ
れたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づく第一
の補正量と、推定された車輪の横力に基づき演算される
推定ヨーレートに基づく第二の補正量とにより推定ヨー
レートを補正するよう構成される（好ましい態様３）。

【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３の構成に於いて、所定値は第二の基
準値に対応する値であるよう構成される（好ましい態様
４）。

【００１７】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４の構成に於いて、補正操舵角を演算
する手段は目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートと
の偏差に基づき基本補正操舵角を演算し、補正操舵角補
正手段は基本補正操舵角を目標ヨーレートと補正後の推
定ヨーレートとの偏差に基づきフィルタ処理した後の第
一の補正操舵角と、基本補正操舵角を補正後の推定ヨー
レートに基づく車輌の推定横加速度に基づきフィルタ処
理した後の第二の補正操舵角とを演算し、第一及び第二
の補正操舵角のうちの大きさが大きい方の値を補正後の
補正操舵角に設定するよう構成される（好ましい態様
５）。

【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５の構成に於いて、第二の補正
操舵角は補正操舵が切り増し方向であるときには大きさ
が制限されるよう構成される（好ましい態様６）。

【００１９】

【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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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補正操舵により車輌
の旋回時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。尚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
されるようになっていてよい。

【００２４】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、横加速度
センサ３４により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す
信号、トルクセンサ３６により検出された操舵トルクＴ
sを示す信号が入力される。

【００２５】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。

【００２６】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により車輌の推定ヨー
レートγhを演算し、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、目標ヨーレートγtと推
定ヨーレートγhとの偏差に基づき前輪の補正操舵角θa
fsを演算し、補正操舵角θafsに基づき補正操舵装置２
４を制御し、これにより前輪を補正操舵する。

【００２７】また電気式制御装置２６は、図には示され
ていないルーチンに従い、トルクセンサ３４により検出
された操舵トルクＴsに基づき目標アシストトルクを演
算し、目標アシストトルク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。

【００２８】次に図２に示されたゼネラルフローチャー
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。

【００２９】まずステップ５０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１００に於いては図３に示されたル
ーチンに従って車輌の目標ヨーレートγtが演算され、
ステップ１５０に於いては図４に示されたルーチンに従
って路面の摩擦係数の推定値μが演算され、ステップ２
００に於いては図５に示されたルーチンに従って車輌モ
デルに基づくオブザーバの演算により車輌の推定ヨーレ
ートγhが演算される。

【００３０】ステップ２５０に於いては図６に示された
ルーチンに従って第一の補正操舵角θa及び第二の補正
操舵角θbが演算され、ステップ３００に於いては図７
乃至図９に示されたルーチンに従って第二の補正操舵角
θbが制限され、ステップ３５０に於いては図１０に示
されたルーチンに従って補正操舵角θafsが演算され、
ステップ４００に於いては補正操舵角θafs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θafsにて補正操舵される。

【００３１】尚図には示されていないが、バリアブルギ
ヤレシオ装置が搭載されている場合には、バリアブルギ
ヤレシオ装置にもその作動角に補正操舵角θafsが加算
された値に対応する指令信号が出力される。

【００３２】図３に示された車輌の目標ヨーレートγt
演算ルーチンのステップ１０５に於いては、θoを操舵
角の零点（車輌の直進位置）とし、Ｎをステアリングギ
ア比とし、Ｌを車輌のホイールベースとし、Ｖcを特性
車速（スタビリテイファクタＫhの平方根の逆数）とし
て下記の式１に従って車輌の目標ヨーレートの基本値γ
toが演算される。尚操舵角θ及びステアリングギヤ比Ｎ
はバリアブルギヤレシオ装置が搭載されている場合には
そのギヤ比にて補正される。 γto＝（θ−θo）Ｖ／｛３．６ＮＬ（１−Ｖ²／Ｖc²）｝ ……（１）

【００３３】ステップ１１０に於いては車速Ｖに基づき
図１１に示されたグラフに対応するマップより時定数Ｔ
(v)が演算され、ステップ１１５に於いてはΔＴを図２
に示されたフローチャートのサイクルタイムとして下記
の式２に従ってフィルタ係数Ｒyが演算される。 Ｒy＝ΔＴ／Ｔ(v) ……（２）

【００３４】ステップ１２０に於いてはγtfをフィルタ
処理後の目標ヨーレートγtの前回値として下記の式３
に従ってフィルタ処理後の目標ヨーレートγtが演算さ
れ、しかる後ステップ１５０へ進む。 γt＝（１−Ｒy）γtf＋Ｒyγto ……（３）

【００３５】図４に示された路面の摩擦係数の推定値μ
演算ルーチンのステップ１５５に於いては、図には示さ
れていない異常判定ルーチンにより横加速度センサ３４
若しくはヨーレートセンサ３０が異常である旨の判定が
行わ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１９０へ進み、否定判別が行われた
ときにはステップ１６０に於いて下記の式４に従ってヨ
ーレート偏差Δγが演算される。 Δγ＝ＮＬ（１−Ｖ²／Ｖc²）（γt−γ）／Ｖ ……（４）

【００３６】ステップ１６５に於いてはヨーレート偏差
Δγに基づき図１２に示されたグラフに対応するマップ
より路面の摩擦係数の推定値μを車輌の安全側（高摩擦
係数側）に設定するためのμbiasが演算される。

【００３７】ステップ１７０に於いてはヨーレート偏差
Δγに基づき図１３に示されたグラフに対応するマップ
より時定数Ｔmが演算され、ステップ１７５に於いては
下記の式５に従ってフィルタ係数Ｒmが演算される。尚
図１３のΔγ3及びΔγ4はそれぞれ図１２のΔγ1及び
Δγ2よりも大きい。 Ｒm＝ΔＴ／Ｔm ……（５）

【００３８】ステップ１８０に於いては下記の式６に従
って路面の摩擦係数μの基本値μtmpが演算され、ステ
ップ１８５に於いてはμfをフィルタ処理後の路面の摩
擦係数の推定値μの前回値として下記の式７に従ってフ
ィルタ処理後の路面の摩擦係数の推定値μが演算され、
しかる後ステップ２００へ進む。 μtmp＝|Ｇy|＋μbias……（６） μ＝（１−Ｒm）μf＋Ｒmμtmp……（７）

【００３９】ステップ１９０に於いてはＴfailを例えば
２秒程度の一定の値として下記の式８に従ってフィルタ
係数Ｒmが演算され、ステップ１９５に於いてはμmaxを
例えば０．９程度の正の定数として下記の式９に従って
フィルタ処理後の路面の摩擦係数の推定値μが演算さ
れ、しかる後ステップ２００へ進む。 Ｒm＝ΔＴ／Ｔfail ……（８） μ＝（１−Ｒm）μf＋Ｒmμmax ……（９）

【００４０】図５に示された車輌の推定ヨーレートγh
演算ルーチンのステップ２０５に於いては、車速Ｖが基
準値Ｖo（例えば１５km／h程度の定数）未満であるか否
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２１５へ進み、否定判別が行われたときにはステップ
２１０へ進む。ステップ２１０に於いては図には示され
ていない操舵角θの零点補正ルーチンによる零点補正が
完了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２１５に於いて車輌の横速度Ｖy及
び推定ヨーレートγhがそれぞれ車輌の定常モデルの値
に設定された後ステップ２５０へ進み、肯定判別が行わ
れたときにはステップ２２０へ進む。

【００４１】ステップ２２０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、後述のステップ
２３５及び２４５に於いて前回演算された車輌の推定ス
リップ角βh、推定ヨーレートγh等に基づき車輌モデル
に基づく下記の式１０及び式１１に従って前輪の推定ス
リップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrが演算され
る。尚式１０に於いてＬfは車輌の重心と前輪車軸との
間の距離であり、式１１に於いてＬrは車輌の重心と後
輪車軸との間の距離である。 βf＝−β＋δ−Ｌfγh／Ｖ ……（１０） βr＝−β＋Ｌrγh／Ｖ ……（１１）

【００４２】ステップ２２５に於いては路面の摩擦係数
の推定値μに基づき図１４及び図１５に示されたグラフ
に対応するマップが特定されると共に、特定されたマッ
プより前輪の推定スリップ角βf及び後輪の推定スリッ
プ角βrに基づき前輪の横力Ｆf及び後輪の横力Ｆrが演
算される。

【００４３】ステップ２３０に於いてはＶyfを車輌の横
速度Ｖyの前回値とし、Ｍを車体の質量として下記の式
１２に従って車輌の横速度Ｖyが演算され、ステップ２
３５に於いては下記の式１３に従って車輌の推定スリッ
プ角βhが演算される。 Ｖy＝Ｖyf＋｛（Ｆf＋Ｆr）／Ｍ＋γhＶ｝ΔＴ ……（１２） βh＝Ｖy／Ｖ ……（１３）

【００４４】ステップ２４０に於いては検出された車輌
のヨーレートγと推定ヨーレートγhの前回値との偏差
γ−γhに基づき図１６に示されたグラフに対応するマ
ップよりヨーレートフィードバック制御量γfbが演算さ
れ、ステップ２４５に於いてはＩzを車輌のヨー慣性モ
ーメントとし、Ｔfbをフィードバック時定数（例えば
０．１秒の如き定数）として下記の式１４に従って車輌
の推定ヨーレートγhが演算され、しかる後ステップ２
５０へ進む。尚図１６に於いて、マップの傾斜部の角度
は１である。 γh＝γhf＋（ＬfＦf−ＬrＦr）ΔＴ／Ｉz＋γfbΔＴ／Ｔfb ……（１４ ）

【００４５】図６に示された第一の補正操舵角θa及び
第二の補正操舵角θb演算ルーチンのステップ２５５に
於いては、max｛ ｝を｛ ｝内の数値のうちの最大値
とする下記の数１５に従ってＶmが車速Ｖ及びＶ1（例え
ば６０km／h程度の定数）の大きい方の値に設定され、
ステップ２６０に於いては下記の式１６に従ってヨーレ
ート偏差Δγhが演算される。 Ｖm＝max｛Ｖ，Ｖ1｝ ……（１５） Δγh＝ＮＬ（１−Ｖ²／Ｖc²）（γt−γh）／Ｖm ……（１６）

【００４６】ステップ２６５に於いては車速Ｖと推定ヨ
ーレートγhとの積として車輌の推定横加速度Ｇyhが演
算されると共に、推定横加速度Ｇyhに基づき図１７に示
されたグラフに対応するマップより基本制御ゲインＧat
mpが演算され、ステップ２７０に於いてはヨーレート偏
差Δγhに基づき図１８に対応するマップより基本制御
ゲインＧbtmpが演算される。

【００４７】ステップ２７５に於いてはＴaを例えば
０．１秒の如き定数とし、Ｒaをフィルタ定数（＝ΔＴ
／Ｔa）とし、Ｇafを第一の制御ゲインＧaの前回値とし
て下記の式１７に従って第一の制御ゲインＧaが演算さ
れる。 Ｇa＝max｛Ｇatmp，（１−Ｒa）Ｇaf＋ＲaＧatmp｝ ……（１７）

【００４８】ステップ２８０に於いてはＴbを例えば
０．１秒程度の定数とし、Ｒbをフィルタ係数（＝ΔＴ
／Ｔb）とし、Ｇbfを第二の制御ゲインＧbの前回値とし
て下記の式１８に従って第二の制御ゲインＧbが演算さ
れる。 Ｇb＝max｛Ｇbtmp，（１−Ｒb）Ｇbf＋ＲbＧbtmp｝ ……（１８）

【００４９】尚図２に示されたルーチンのサイクルタイ
ムΔＴは数十msec程度であり、従ってフィルタ定数Ｒa
及びＲbは１よりも遥かに小さい値であるので、上記式
１７及び１８のフィルタ処理はそれぞれ第一の制御ゲイ
ンＧa及び第二の制御ゲインＧbを増加し易く且つ減少し
難いようにするフィルタ処理である。

【００５０】ステップ２８５に於いては車速Ｖに基づき
図１９に示されたグラフに対応するマップより係数Ｇg
が演算されると共に、下記の式１９に従ってフィルタ処
理後の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差
と係数Ｇgとの積として基本補正操舵角θgが演算され
る。 θg＝（γt−γh）Ｇg ……（１９）

【００５１】ステップ２９０に於いては基本補正操舵角
θgと第一の制御ゲインＧaとの積に基づき図２０に示さ
れたグラフに対応するマップより通常旋回時の補正操舵
角としての第一の補正操舵角θaが演算され、ステップ
２９５に於いては下記の式２０に従って車輌が限界を超
えた場合の補正操舵角としての第二の補正操舵角θbが
基本補正操舵角θgと第二の制御ゲインＧbとの積として
演算され、しかる後ステップ３００へ進む。 θb＝θgＧb ……（２０）

【００５２】図７に示された第二の補正操舵角θb制限
ルーチンのステップ３０５に於いては、第二の補正操舵
角θbが上限値θlimu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３２０ヘ進
み、肯定判別が行われたときにはステップ３１０に於い
て図８に示されたルーチンに従って下限値θlimlが演算
され、ステップ３１５に於いて第二の補正操舵角θbが
上限値θlimuに設定された後ステップ３５０へ進む。

【００５３】ステップ３２０に於いては第二の補正操舵
角θbが下限値θliml未満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３２５に於い
て図９に示されたルーチンに従って上限値θlimuが演算
され、ステップ３３０に於いて第二の補正操舵角θbが
下限値θlimlに設定された後ステップ３５０へ進み、否
定判別が行われたときにはステップ３３５に於いて図８
に示されたルーチンに従って上限値θlimuが演算され、
ステップ３４０に於いて図９に示されたルーチンに従っ
て下限値θlimlが演算された後ステップ３５０へ進む。

【００５４】上述のステップ３１０又は３３５の下限値
θliml演算ルーチンのステップ３１１に於いては、車輌
の推定横加速度Ｇyh（＝Ｖγh）が基準値Ｇyo(正の定
数)を越えているか否かの判別、即ち車輌が左旋回状態
にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたとき
にはステップ３１２に於いて下記の式２１に従って下限
値θlimlが演算され、否定判別が行われたときにはステ
ップ３１３に於いてmin｛ ｝を｛ ｝内の数値のうち
の最小値として下記の式２２に従って下限値θlimlが演
算される。 θliml＝max｛θliml−Δθm，−θmax｝ ……（２１） θliml＝min｛θliml＋Δθp，−θmin｝ ……（２２）

【００５５】尚上記式２１、２２及び後述の式２３、２
４に於いて、θpは操舵輪である前輪の切り増し側の制
限値であり、θmは前輪の切り戻し側の制限値であり、
Δθpは制限値θlimu及びθlimlの大きさの増加率であ
り、Δθmは制限値θlimu及びθlimlの大きさの減少率
である。またθp、θm、Δθp、Δθmは全て正の定数で
あり、特にθp＜θm、Δθp＞Δθmである（後述の図２
２参照）。

【００５６】また上述のステップ３２５又は３４０の上
限値θlimu演算ルーチンのステップ３２６に於いては、
車輌の推定横加速度Ｇyhが基準値−Ｇyo未満であるか否
かの判別、即ち車輌が右旋回状態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３２７に
於いて下記の式２３に従って上限値θlimuが演算され、
否定判別が行われたときにはステップ３２８に於いて下
記の式２４に従って上限値θlimuが演算される。 θlimu＝min｛θlimu＋Δθp，θmax｝ ……（２３） θlimu＝max｛θlimu−Δθm，θmin｝ ……（２４）

【００５７】図１０に示された補正操舵角θafs演算ル
ーチンのステップ３５５に於いては、上述のステップ２
８５に於いて演算された基本補正操舵角θgが正である
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３６０に於いて補正操舵角θafsが下記の式２５
に従って設定され、否定判別が行われたときにはステッ
プ３６５に於いて補正操舵角θafsが下記の式２６に従
って設定され、しかる後ステップ４００へ進む。 θafs＝max｛θa，θb｝ ……（２５） θafs＝min｛θa，θb｝ ……（２６）

【００５８】かくして図示の実施形態によれば、ステッ
プ１００に於いて車輌の目標ヨーレートγtが演算さ
れ、ステップ１５０に於いて路面の摩擦係数の推定値μ
が演算され、ステップ２００に於いて車輌モデルに基づ
くオブザーバの演算により車輌の推定ヨーレートγhが
演算されると共にフィードバックにより補正され、ステ
ップ２５０に於いて推定ヨーレートγhに基づき第一の
補正操舵角θaが演算されると共に目標ヨーレートγtと
推定ヨーレートγhとの偏差に基づき第二の補正操舵角
θbが演算され、ステップ３００に於いて第二の補正操
舵角θbが制限され、ステップ３５０に於いて第一の補
正操舵角θa及び制限処理された第二の補正操舵角θbに
基づき補正操舵角θafsが演算され、ステップ４００に
於いて補正操舵角θafs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θafsにて補正操舵される。

【００５９】従って図示の実施形態によれば、車輌の推
定ヨーレートγhはヨーレートセンサ３０に比してノイ
ズ等の影響を受け難い操舵角センサ２８により検出され
た操舵角θ及び車速センサ３２により検出された車速Ｖ
に基づき演算され、また補正操舵角θafsは目標ヨーレ
ートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づき演算され
るので、補正操舵角が目標ヨーレートγtと検出ヨーレ
ートγとの偏差に基づき演算される従来の操舵制御装置
の場合に比してノイズ等の影響の少ない補正操舵角にて
適正に補正操舵を行うことができる。

【００６０】特にステップ２２０に於いて操舵角θに基
づく前輪の実舵角δ及び車速Ｖに基づき前輪の推定スリ
ップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrが演算され、ス
テップ２２５に於いて前輪の推定スリップ角βf及び後
輪の推定スリップ角βrに基づき前輪の横力Ｆf及び後輪
の横力Ｆrが演算され、ステップ２３０〜２４５に於い
て車輌の推定ヨーレートγhが演算される。

【００６１】この場合、ステップ２４０に於いて車輌の
検出ヨーレートγと推定ヨーレートγhの前回値との偏
差γ−γhに基づきヨーレートフィードバック制御量γf
bが演算され、ステップ２４５に於いてヨーレートフィ
ードバック制御量γfbにて補正された車輌の推定ヨーレ
ートγhが演算されるので、ヨーレートフィードバック
制御により推定ヨーレートγhの推定精度を向上させる
ことができ、これによりヨーレートフィードバック制御
が行われない場合に比して適正に目標ヨーレートγtと
推定ヨーレートγhとの偏差に基づく補正操舵を行うこ
とができる。

【００６２】またステップ２８５に於いて車速Ｖに基づ
き係数Ｇgが演算されると共に、フィルタ処理後の目標
ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差と係数Ｇg
との積として基本補正操舵角θgが演算され、ステップ
２９０に於いて基本補正操舵角θgと第一の制御ゲイン
Ｇaとの積に基づき通常旋回時の補正操舵角としての第
一の補正操舵角θaが演算され、ステップ２９５に於い
て車輌が限界を超えた場合の補正操舵角としての第二の
補正操舵角θbが基本補正操舵角θgと第二の制御ゲイン
Ｇbとの積として演算され、ステップ３００に於いて第
二の補正操舵角θbが必要に応じて制限され、ステップ
３５０に於いて第一の補正操舵角θa及び制限処理後の
第二の補正操舵角θbのうち大きさが大きい方の値が補
正操舵角θafsに設定される。

【００６３】従って図示の実施形態によれば、補正操舵
角θafsが例えばこの実施形態に於ける基本補正操舵角
θgと同様目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの
偏差に比例する値として演算される場合に比して、補正
操舵角θafsを適正に演算することができ、これにより
車輌の状況に応じて適正に補正操舵を行うことができ
る。

【００６４】特に図示の実施形態によれば、通常旋回時
の補正操舵角としての第一の補正操舵角θaは、ステッ
プ２６５、２７５、２８５、２９０に於いて車速Ｖと推
定ヨーレートγhとの積である車輌の推定横加速度Ｇyh
に基づく基本制御ゲインＧatmp及び目標ヨーレートγt
と推定ヨーレートγhとの偏差に基づく基本補正操舵角
θgに基づき演算され、また車輌が限界を超えた場合の
補正操舵角としての第二の補正操舵角θbは、ステップ
２６０、２７０、２８０、２８５、２９５に於いて車輌
の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差Δγ
hに基づき演算される基本制御ゲインＧbtmp及び基本補
正操舵角θgの積として演算されるので、車輌の通常の
旋回時及び車輌が限界を越えた状況での旋回時の何れの
場合にも補正操舵を適正に行うことができる。

【００６５】また図示の実施形態によれば、第二の補正
操舵角θbが左旋回方向の制限値θlimuを越えていると
きには補正操舵角θbが制限値θlimuに設定され、第二
の補正操舵角θbが右旋回方向の制限値θliml未満であ
るときには補正操舵角θbが制限値θlimlに設定される
だけでなく、それぞれ制限値θlimu及びθlimlは一定に
維持されるので、車輌が限界を越えた状況に於いて制限
値θlimu、θlimlが変化し第二の補正操舵角θb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。

【００６６】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２１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。

【００６７】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θminは前輪の切り戻し側の制限
値θmaxよりも小さいので、第二の補正操舵角θb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。

【００６８】また車輌の旋回方向が切り替わると制限値
θlimu及びθlimlは基本的にθmin及び−θmaxとの組合
せとθmax及び−θminとの組合せとの間に切り替わるの
で、ステップ３１１〜３１３及びステップ３２６〜３２
８の徐変演算が行われない場合には、車輌の旋回方向が
切り替わると制限値θlimu及びθlimlが段差的に変化
し、制限値θlimu及びθlimlの段差的変化に対応して第
二の補正操舵角θb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。

【００６９】これに対し図示の実施形態によれば、ステ
ップ３１１〜３１３及びステップ３２６〜３２８の徐変
演算により制限値θlimu及びθlimlの大きさの増加率及
び減少率がそれぞれ増加率Δθp及び減少率Δθmに規制
されるので、図２２に示されている如く、制限値θlimu
及びθliml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。

【００７０】特に前述の如く減少率Δθmは増加率Δθp
よりも小さく、従って制限値θlimu及びθlimlの大きさ
の減少変化は制限値θlimu及びθlimlの大きさの増大変
化よりも穏やかであるので、第二の補正操舵角θbの大
きさが制限値θlimu又はθliml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。

【００７１】図２３は図示の実施形態に於いて比較的急
激な操舵が行われた場合に於ける操舵角θ、検出ヨーレ
ートγ、推定ヨーレートγh、補正操舵角θafsの変化の
一例を示している。図２３のＡ部より解る如く、オブザ
ーバの演算により求められる推定ヨーレートγhはヨー
レートセンサ３０により検出されるヨーレートγに比し
てノイズの影響が少ない。

【００７２】また図２３のＢ部より解る如く、オブザー
バの演算により求められる推定ヨーレートγhはヨーレ
ートセンサ３０により検出されるヨーレートγに比して
操舵角θに対する追従性がよい。尚図２３のＣ部はオブ
ザーバの車輌モデルが実際の車輌に対しまだ十分に対応
しきれていないことを示しており、かかる部分の是正は
図２３の如く実験的に得られるデータに基づき前述の各
式の定数等を修正することにより達成される。

【００７３】以上に於い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。

【００７４】例えば上述の実施形態に於いては、車輌の
推定ヨーレートγhは車輌モデルに基づくオブザーバの
演算によりステップ２０５〜２４５に従って演算される
ようになっているが、車輌の推定ヨーレートγhは運転
者の旋回操作量を検出するセンサであってヨーレートセ
ンサに比してノイズ等の影響を受け難いセンサの検出結
果に基づき演算される限り、当技術分野に於いて公知の
任意の態様にて演算されてよい。

【００７５】また上述の実施形態に於いては、ステップ
２５５〜２８０に於いて第一の制御ゲインＧaが推定ヨ
ーレートγhに基づく車輌の推定横加速度Ｇyhに基づき
演算されると共に、第二の制御ゲインＧbが車輌の目標
ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差Δγhに基
づき演算されるようになっているが、これらのゲインは
他の態様にて演算されてもよく、またそれらの一方又は
両方が定数に設定されてもよい。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】

【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、補正操舵角が目標ヨーレートと検
出されたヨーレートとの偏差に応じて演算される場合に
比して検出手段のノイズ等の影響の少ない補正操舵角を
演算することができ、これにより実質的にヨーレートを
検出する手段の異常に起因する悪影響を受けることなく
補正操舵を適切に行うことができる。

【００７９】また請求項２の構成によれば、検出された
ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の
基準値以下のときには補正量が０とされるので、検出さ
れたヨーレートがノイズ等の影響を受けることにより検
出ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが或る
大きさになっても、その大きさが第一の基準値以下であ
るときには補正量が０とされることにより推定ヨーレー
トが検出ヨーレートにより不必要にフィードバック制御
されることを回避することができ、これにより実質的に
検出ヨーレートのノイズ等に起因する悪影響を受けるこ
となく補正操舵を適切に行うことができる。

【００８０】また請求項３の構成によれば、検出ヨーレ
ートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の基準値
以上のときには補正量が所定値に制限されるので、例え
ばヨーレート検出手段に故障の如き異常が生じても、そ
の影響により補正量の大きさが過剰になることを確実に
防止することができ、これにより推定ヨーレートが検出
ヨーレートにより不適切にフィードバック制御されるこ
とを確実に防止することができる。

【００８１】また請求項４の構成によれば、少なくとも
検出ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づく補正
量にて補正操舵角が補正され、補正後の補正操舵角に基
づき補正操舵が行われるので、かかる補正が行われない
場合に比して補正操舵角を適正な値に演算することがで
き、これによりヨーレートを検出する手段の異常に起因
する悪影響を受ける虞れを一層低減して補正操舵を更に
一層適切に行うことができる。

【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
すゼネラルフローチャートである。

【図３】図示の実施形態に於ける車輌の目標ヨーレート
γt演算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路面の摩擦係数の推定
値μ演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図示の実施形態に於ける車輌の推定ヨーレート
γh演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】図示の実施形態に於ける第一の補正操舵角θa
及び第二の補正操舵角θb演算ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図７】図示の実施形態に於ける第二の補正操舵角θb
制限ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】図示の実施形態に於ける下限値θliml演算ルー
チンを示すフローチャートである。

【図９】図示の実施形態に於ける上限値θlimu演算ルー
チンを示すフローチャートである。

【図１０】図示の実施形態に於ける補正操舵角θafs演
算ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】車速Ｖと時定数Ｔ(v)との関係を示すグラフ
である。

【図１２】ヨーレート偏差Δγと路面の摩擦係数の推定
値μのバイアス値μbiasとの関係を示すグラフである。

【図１３】ヨーレート偏差Δγと時定数Ｔmとの関係を
示すグラフである。

【図１４】前輪の推定スリップ角βfと前輪の横力Ｆfと
の関係を示すグラフである。

【図１５】後輪の推定スリップ角βrと後輪の横力Ｆrと
の関係を示すグラフである。

【図１６】検出ヨーレートγと推定ヨーレートγhとの
偏差とフィードバック制御量γfbとの関係を示すグラフ
である。

【図１７】車輌の推定横加速度Ｇyhと基本制御ゲインＧ
atmpとの関係を示すグラフである。

【図１８】ヨーレート偏差Δγhと基本制御ゲインＧbtm
pとの関係を示すグラフである。

【図１９】車速Ｖと基本補正操舵角θgとの関係を示す
グラフである。

【図２０】基本補正操舵角θgと第一の制御ゲインＧaと
の積と第一の補正操舵角θaとの関係を示すグラフであ
る。

【図２１】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２２】図示の実施形態に於ける第二の補正操舵角θ
bの制限値θlimu及びθlimlの変化の一例を示すグラフ
である。

【図２３】図示の実施形態に於いて比較的急激な操舵が
行われた場合に於ける操舵角θ、検出ヨーレートγ、推
定ヨーレートγh、補正操舵角θafs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…横加速度センサ ３６…トルクセンサ

───────────────────────────────────────────────────── 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 CC08 CC28 CC30 DA03 DA15 DA23 DA28 DA29 DA33 DA39 DA40 DA82 DB02 DC08 DC09 DC11 DC33 DC34 DD02 DD06 DD08 DD17 EA01 EB04 EB11 EC22 EC31 GG01 3D033 CA12 CA13 CA14 CA16 CA17 CA21 CA32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輌のヨーレートを検出する手段と、運転
   者による旋回操作量に基づき車輌の推定ヨーレート及び
   目標ヨーレートを演算する手段と、前記検出されたヨー
   レートと前記推定ヨーレートとの偏差に基づく補正量に
   て前記推定ヨーレートを補正する推定ヨーレート補正手
   段と、前記目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートと
   の偏差に応じて補正操舵角を演算する手段と、前記補正
   操舵角に基づき補正操舵を行う手段とを有する車輌の操
   舵制御装置。
2. 【請求項２】前記推定ヨーレート補正手段は前記検出さ
   れたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさ
   が第一の基準値以下のときには前記補正量を０とするこ
   とを特徴とする請求項１に記載の車輌の操舵制御装置。
3. 【請求項３】前記推定ヨーレート補正手段は前記検出さ
   れたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさ
   が第二の基準値以上のときには前記補正量を所定値に制
   限することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の
   操舵制御装置。
4. 【請求項４】前記操舵制御装置は更に少なくとも前記検
   出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差に基
   づく補正量にて前記補正操舵角を補正する補正操舵角補
   正手段を含み、前記補正操舵を行う手段は補正後の補正
   操舵角に基づき補正操舵を行うことを特徴とする請求項
   １乃至３の何れかに記載の車輌の操舵制御装置。