JP2005324742A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィードバック制御に伴う過渡応答や振動等を発生させることなく、内輪空転を未然に防ぐことができる車両用操舵制御装置を提供する。
【解決手段】 操向輪転舵角に対するステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を、走行状態に応じて可変に制御する操舵制御コントローラ３を備えた車両用操舵制御装置において、操舵制御コントローラ３は、内輪が空転するかどうかを予測する内輪空転判断部と、内輪が空転すると判断されたとき、内輪が空転しないと判断されたときよりも、ステアリングギア比（θ／δ）を大きくする空転防止補正部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行状態に応じてステアリングギア比を可変に制御する操舵制御手段を備えた車両用操舵制御装置の技術分野に属する。

従来、車両用操舵制御装置は、複数のセンサにより横加速度、ロール速度、ヨーレート等の車両挙動を検出し、これら車両挙動に応じて算出したロール角度推定値に基づいて、ステアリングギア比を変更することにより、ロール挙動の安定化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２１３３４５号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、検出した車両挙動に応じてステアリングギア比を可変するフィードバック制御であるため、フィードバック制御に伴う過渡応答や振動が、操舵制御において操舵の遅れにつながるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、フィードバック制御に伴う過渡応答や振動等を発生させることなく、内輪空転を未然に防ぐことができる車両用操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にあっては、
操向輪転舵角に対するステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を、走行状態に応じて可変に制御する操舵制御手段を備えた車両用操舵制御装置において、
前記操舵制御手段は、
内輪が空転するかどうかを予測する内輪空転判断部と、
内輪が空転すると判断されたとき、内輪が空転しないと判断されたときよりも、ステアリングギア比を大きくする空転防止補正部と、
を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、内輪空転を予測し、フィードフォワード制御により車両挙動の初期状態から操舵応答をスローとし、横加速度のピークを抑えることができるため、車両挙動のフィードバック制御に伴う過渡応答や振動等を発生させることなく、内輪空転を未然に防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用操舵制御装置の全体システム図である。
ステアリングホイール１０と左右前輪１１ａ，１１ｂを転舵させる前輪転舵機構１２とを連結するコラムシャフト１３に、運転者操舵角センサ１と前輪操舵アクチュエータ５とが設けられている。

前輪操舵アクチュエータ５は、例えば、モータと減速機等により構成され、コラムシャフト１３に、減速機を介してモータの出力軸が連結されている。この前輪操舵アクチュエータ５は、前輪操舵コントローラ４からの舵角指令値により、コラムシャフト１３を介して入力される回転を可変ギア比により減速して前輪転舵機構１２のステアリングギアへ出力するもので、これにより、左右前輪１１ａ，１１ｂの転舵角δに対する操舵角θの比であるステアリングギア比（＝θ／δ）を可変に制御する。

前輪操舵コントローラ４は、操舵制御コントローラ３により生成された目標前輪舵角と実際の前輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ５に出力する。

操舵制御コントローラ３は、運転者操舵角センサ１により検出された運転者操舵角と、車速センサ２により検出された車体速とに応じて、目標前輪舵角を生成し、前輪操舵コントローラ４へ出力する。
図２は、実施例１の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。
操舵操舵コントローラ３は、目標値生成部３１と、目標出力値生成部３２と、内輪空転判断部３３と、を備えている。

目標値生成部３１は、運転者操舵角と車体速とに基づいて目標ヨーレートを生成し、目標出力値生成部３２へ出力する。目標出力値生成部３２は、目標ヨーレートに基づいて目標前輪舵角を生成し、前輪操舵コントローラ４へ出力する。内輪空転判断部３３は、運転者操舵角と車体速とに基づいて、内輪の空転可能性を判断し、旋回加速度変化率推定値および制御切替フラグを目標値生成部３１へ出力する。
ここで、内輪とは、車両が旋回中に、旋回方向側となる前後車輪である。

図３は、目標値生成部３１の制御ブロック図である。
目標値生成部３１は、車両モデル演算部３１１と、目標値演算部３１２とを備えている。車両モデル演算部３１１は、運転者操舵角と車体速とから２輪モデルを用いて車両パラメータを算出し、目標値演算部３１２へ出力する。

目標値演算部３１２は、車両モデル演算部３１１からの車両パラメータと、内輪空転判断部３３からの旋回加速度変化率推定値および制御切替フラグとに基づいて、目標ヨーレートを算出する。

図４は、目標値演算部３１２の制御ブロック図である。
目標値演算部３１２は、目標ヨー角加速度演算部３１２ａと、空転防止補正部３１２ｂと、制御切替部３１２ｃと、目標ヨーレート演算部３１２ｄと、を備えている。

目標ヨー角加速度演算部３１２ａは、車両パラメータから目標ヨー角加速度を算出する。空転防止補正部３１２ｂは、目標ヨー角加速度と旋回加速度変化率推定値に基づいて、目標ヨー角加速度を補正する。

制御切替部３１２ｃは、制御切替フラグの値がゼロのとき、目標ヨー角加速度演算部３１２ａで算出された目標ヨー角加速度を目標ヨーレート演算部３１２ｄへ出力し、制御切替フラグの値が１のとき、空転防止補正部３１２ｂにより補正された目標ヨー角加速度を目標ヨーレート演算部３１２ｄへ出力する。

目標ヨーレート演算部３１２ｄは、入力した目標ヨー角加速度から目標ヨーレートを算出し、目標出力値生成部３２へ出力する。

次に、作用を説明する。
［車両モデル演算］
操舵制御コントローラ３において、目標値生成部３１の車両モデル演算部３１１では、以下に示す通り、運転者操舵角と車体速から２輪モデルを用いて、車両パラメータを求める。

一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨー角加速度は、下記の式(1)で表せる。
ψ"＝ａ₁₁ψ'＋ａ₁₂Ｖ_y＋ｂ_f1θ …(1)
また、車両の横加速度は、下記の式(2)で表せる。
Ｖ_y'＝ａ₂₁ψ'＋ａ₂₂Ｖ_y＋ｂ_f2θ …(2)
ここで、

である。

式(1)，(2)の運動方程式より前輪操舵に対するヨーレートの伝達関数を求めると、下記の式(4)となる。

ヨーレート伝達関数は、車両パラメータを用いて、下記の式(5)となる。

ここで、

であるため、式(3)とから、車両パラメータ

が求められる。

［目標値生成］
次に、目標値生成部３１の目標値演算部３１２では、車体速Ｖ、車両パラメータと目標値パラメータと制御切替フラグＦ_cから、目標ヨーレートψ'^*を求める。

目標ヨー角加速度は、式(5)より、下記の式(7)となる。
ψ"^*＝−２ζ_ψ'*(V)ω_ψ'*(V)ψ'^*(s)＋ω_ψ'*(V)²Ｔ_ψ'*(V)θ(s)
＋1/s×ω_ψ'*(V)²(g_ψ'*(V)θ(s)−φ'^*(s)) …(7)

ここで、目標値パラメータは、下記の式(8)のように設定する。

ただし、yrate_gain_map、yrate_omegn_map、yrate_zeta_map、yrate_zero_mapはチューニングパラメータである。

Ｆ_c＝０（通常制御）のときには、目標ヨー角加速度から目標ヨーレートを下記式(9)で求める。
ψ'^*(s)＝1/s×ψ"^*(s) …(9)

Ｆ_c＝１（空転防止制御）のとき、目標ヨー角加速度の値に、下記の式(10)のように制限をかけ、補正した目標ヨー角加速度で、式(9)より、補正した目標ヨーレートを求める。
−Ｌ_ψ''*≦ψ"^*(s)≦Ｌ_ψ''* …(10)
ここで、目標ヨー角加速度制限値Ｌ_ψ''*は、運転者の切り戻し操舵によって、運転者操舵角θが閾値Ｔ_θ（後述）を通過するときの旋回加速度変化率推定値ＥＧ_y'（後述）に対して、内輪空転が発生しないようなＬ_ψ''*を、図５に示すマップより決定する。

［内輪空転判断］
内輪空転判断部３３では、運転者操舵角θと車体速Ｖから、内輪空転可能性を判断し、制御切替フラグＦ_cを決定する。
前回の演算で、Ｆ_c＝０となっている場合には、まず、旋回加速度推定値ＥＧ_yを、下記の式(11)で求める。
ＥＧ_y＝(Ｖ²×θ)／{(１＋ＡＶ²)×(Ｌ_f＋Ｌ_r)×Ｎ_f} …(11)
ここで、Ａはスタビリティファクタである。

旋回加速度推定値ＥＧ_yの絶対値|ＥＧ_y|が、運転者の切り戻し操舵があった場合に、内輪空転が発生する可能性がある閾値ＴＧ_y以上のとき、加速度判断フラグＦ_aは、下記の式(12)と設定する。
Ｆ_a＝１ …(12)

|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_yよりも小さいときには、加速度判断フラグＦ_aは、下記の式(13)と設定する。
Ｆ_a＝０ …(13)

|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_yよりも小さく、かつ、加速度判断フラグＦ_aが１からゼロに切り替わってからの時間Ｔ_aが閾値Ｔ_ta以下のとき、運転者の切り戻し操舵中で、内輪空転が発生する可能性があると判断し、内輪空転判断を継続する。

|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_yより小さくなってからの時間Ｔ_aが閾値Ｔ_taより大きくなったら、車両が安定状態になったと判断して、通常制御に戻る。

次に、操舵角速度dθは、運転者操舵角θより、下記の式(14)となる。
dθ＝(θ_t−θ_t-1)／ΔＴ …(14)
ここで、ΔＴは制御周期である。

運転者の切り戻し操舵によって、運転者操舵角θが閾値Ｔ_θを通過するときの操舵角速度dθが閾値Ｔ_dθであるかを、下記の式(15)のように判定し、
|θ_t|≦Ｔ_θ かつ |θ_t-1|>Ｔ_θ …(15)
そのときの操舵角速度dθが、下記の式(16)となるとき、
dθ≧Ｔ_dθ …(16)
内輪空転の可能性があると判断し、制御切替フラグＦ_cは、下記の式(17)に設定し、空転防止制御が実施される。
Ｆ_c＝１ …(17)

ここで、閾値Ｔ_θは、旋回加速度推定値ＥＧ_yに応じて、運転者の切り戻し操舵を判断する操舵角位置を図６のマップにより決定される。ＥＧ_yが大きいほど、運転者の切り戻し操舵を早く判断するため、Ｔ_θを大きく設定する。

また、閾値Ｔ_dθは、旋回加速度推定値ＥＧ_yに応じて、内輪空転を発生する可能性のある操舵角速度を図７のマップにより決定される。ＥＧ_yが大きいほど、運転者の切り戻し操舵が遅くても空転防止制御するため、Ｔ_dθを小さく設定する。ただし、旋回加速度推定値ＥＧ_yが閾値ＴＧ_y以下となって継続している時間Ｔ_gが、閾値ＴＴ_g以上になったとき、車両が安定状態になったと判断し、制御切替フラグＦ_cを、下記の式(18)として通常制御に復帰する。
Ｆ_c＝０ …(18)

［目標前輪舵角演算］
下記の式(19)を用いて、目標ヨーレートψ'^*から目標前輪操舵角θ^*を算出する。
ψ''^*＝ａ₁₁ψ'^*＋ａ₁₂Ｖ_y＋ｂ_f1θ^* …(19)
よって、目標前輪操舵角θ^*は、下記の式(20)となる。
θ^*＝(ψ''^*−ａ₁₁ψ'^*−ａ₁₂Ｖ_y)／ｂ_f1 …(20)

［操舵制御処理］
図８は、実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。

ステップS1では、目標値演算部３１２において、制御切替フラグＦ_cがゼロであるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。

ステップS2では、内輪空転判断部３３において、旋回加速度推定値ＥＧ_yの絶対値|ＥＧ_y|を計算し、ステップS3へ移行する。

ステップS3では、内輪空転判断部３３において、ステップS2で求めた旋回加速度推定値ＥＧ_yの絶対値|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_y以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。

ステップS4では、内輪空転判断部３３において、加速度判断フラグＦ_aに１をセットし、ステップS9へ移行する。

ステップS5では、内輪空転判断部３３において、加速度判断フラグＦ_aにゼロをセットし、ステップS6へ移行する。

ステップS6では、内輪空転判断部３３において、加速度判断フラグＦ_aが１からゼロに切り替わってからの時間Ｔ_aを計算し、ステップS7へ移行する。

ステップS7では、内輪空転判断部３３において、ステップS6で計算したＴ_aが閾値Ｔ_ta以下であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS8へ移行し、NOの場合にはステップS15へ移行する。

ステップS8では、内輪空転判断部３３において、運転者操舵角θが閾値Ｔ_θ通過時の操舵角速度dθを計算し、ステップS9へ移行する。

ステップS9では、内輪空転判断部３３において、ステップS8で計算した操舵角速度dθが閾値Ｔ_dθ以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS10へ移行し、NOの場合にはステップS16へ移行する。

ステップS10では、内輪空転判断部３３において、|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_y以下となって継続している時間Ｔ_gを計算し、ステップS11へ移行する。

ステップS11では、内輪空転判断部３３において、ステップS10で計算したＴ_gが閾値ＴＴ_g以下であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップS12へ移行し、NOの場合にはステップS15へ移行する。

ステップS12では、内輪空転判断部３３において、空転可能性ありと判断し、制御切替フラグＦ_cに１をセットし、ステップS13へ移行する。

ステップS13では、空転防止補正部３１２ｂにおいて、旋回加速度変化率推定値ＥＧ_y'に応じて目標ヨー角加速度ψ"^*に制限をかけるとともに、目標ヨーレート演算部３１２ｄにおいて、空転防止補正部３１２ｂで補正された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する空転防止制御を実施し、ステップS16へ移行する。

ステップS14では、空転防止補正部３１２ｂにおいて、制御切替フラグＦ_cにゼロをセットし、ステップS15へ移行する。

ステップS15では、目標ヨーレート演算部３１２ｄにおいて、目標ヨー角加速度演算部３１２ａで算出された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する通常制御を実施し、ステップS17へ移行する。

ステップS17では、目標出力値生成部３２において、ステップS14またはステップS16で算出された目標ヨーレートψ'^*に基づいて目標前輪操舵角θ^*を算出するとともに、前輪操舵コントローラ４において、目標前輪操舵角θ^*を得る舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ５に出力し、リターンへ移行する。

［操舵制御作動］
旋回加速度推定値ＥＧ_yの絶対値|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_y以上である場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4へと進み、ステップS4では、加速度判断フラグＦ_aに１がセットされる。

一方、|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_yよりも小さい場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5→ステップS6→ステップS7へと進む。続いて、ステップS7において、加速度判断フラグＦ_aが１からゼロに切り替わってからの時間Ｔ_aが閾値Ｔ_ta以下である場合には、ステップS8へと進む。

また、ステップS7において、Ｔ_aが閾値Ｔ_taよりも大きい場合には、ステップS15→ステップS16へと進み、ステップS15では、制御切替フラグＦ_cがゼロであるため、内輪空転可能性が無いと判断し、目標ヨー角加速度演算部３１２ａで算出された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する通常制御が実施される。

次に、ステップS4またはステップS7からは、ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9において、操舵角速度dθが閾値Ｔ_dθ以上である場合には、ステップS10→ステップS11へと進む。一方、dθが閾値Ｔ_dθ以上よりも小さい場合には、ステップS15→ステップS16へと進み、ステップS15では、制御切替フラグＦ_cがゼロであるため、内輪空転可能性が無いと判断し、目標ヨー角加速度演算部３１２ａで算出された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する通常制御が実施される。

ステップS11において、旋回加速度推定値ＥＧ_yの絶対値|ＥＧ_y|が閾値ＴＧ_y以下となって継続している時間Ｔ_gが閾値ＴＴ_g以下である場合には、ステップS12→ステップS13→ステップS16へと進む流れとなる。すなわち、ステップS12では、制御切替フラグＦ_cに１がセットされるため、ステップS13では、旋回加速度変化率推定値ＥＧ_y'に応じて目標ヨー角加速度ψ"^*に制限をかけるとともに、目標ヨーレート演算部３１２ｄにおいて、空転防止補正部３１２ｂで補正された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する空転防止制御が実施される。よって、ステップS16では、通常制御時よりもステアリングギア比がより大きくなり、その結果、操舵応答がスローとなる。

ステップS11において、Ｔ_gが閾値ＴＴ_gよりも大きい場合には、ステップS14→ステップS15→ステップS16へと進み、ステップS14では、制御切替フラグＦ_cにゼロがセットされるため、内輪空転可能性が無いと判断し、目標ヨー角加速度演算部３１２ａで算出された目標ヨー角加速度ψ"^*から目標ヨーレートψ'^*を算出する通常制御が実施される。

［内輪空転予測に応じたステアリングギア比補正作用］
特開２００１−２１３３４５号公報には、複数のセンサにより横加速度、ロール速度、ヨーレート等の車両挙動を検出し、これら車両挙動に応じて算出したロール角度推定値に基づいてステアリングギア比を変更することにより、ロール挙動の安定化を図る技術が記載されている。

ところが、この従来技術は、車両挙動の検出に複数のセンサを必要とするため、製造コストが嵩むとともに、車両挙動のフィードバック制御に伴う過渡応答や振動が、操舵の遅れにつながり、制御上好ましくない場合がある。

これに対し、実施例１の車両用操舵制御装置では、通常の操舵制御に用いられる車速センサと運転者操舵角センサの出力から内輪空転を予測し、フィードフォワード制御によりステアリングギア比を大きくして操舵応答をスローとすることにより、空転予測用のセンサを追加することなしに、内輪の空転を未然に防ぐことができる。

図９は、空転防止制御を実施しない場合の切り返し急操舵時における横Ｇと左輪荷重を示す図であり、ステアリングを中立位置から右方向→左方向へと急操舵した場合、過大な横Ｇのピークが発生し、左輪荷重がゼロとなって左輪が空転してしまう。

図１０は、実施例１の空転防止制御を実施した場合の切り返し急操舵時における横Ｇと左輪荷重を示す図であり、実施例１では、内輪の空転が予測されたとき、ステアリングギア比を大きくすることにより、横Ｇのピークが抑制され、左輪荷重がゼロ、すなわち、左輪空転を未然に防いでいる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 操舵制御コントローラ３は、内輪が空転するかどうかを予測する内輪空転判断部３３と、内輪が空転すると判断されたとき、内輪が空転しないと判断されたときよりも、ステアリングギア比（θ／δ）を大きくする空転防止補正部３１２ｂと、を備えるため、横Ｇのピークが抑制され、内輪空転を防止できる。

(2) 前記操舵コントローラ３は、車速とステアリング操舵角とに応じて車両の目標ヨーレートψ'^*を算出する目標値生成部３１と、目標ヨーレートψ'^*に応じて目標前輪舵角を算出する目標出力値生成部３２と、を備え、空転防止補正部３１２ｂは、内輪が空転すると判断されたとき、目標値生成部３１により算出される目標ヨーレートψ'^*の大きさを制限（−Ｌ_ψ''*≦ψ"^*(s)≦Ｌ_ψ''* ，ψ"^*：目標ヨー角加速度）するため、目標ヨーレートψ'^*を小さくすることで、横Ｇのピークが抑制され、内輪空転を防止できる。

(3) 空転防止補正部３１２ｂは、車速とステアリング操舵角とから求まる車両の旋回加速度推定値ＥＧ_yの変化率ＥＧ_y'が高いほど、目標ヨーレートψ'^*の大きさをより制限（図５のマップ参照）するため、旋回加速度推定値ＥＧ_yの大きさに応じて内輪空転を防止しつつ、過度なアンダーステア傾向となるのを抑制できる。

(4) 内輪空転判断部３３は、操舵角速度dθと旋回加速度推定値ＥＧ_yとに基づいて、内輪が空転するかどうかを予測する（図８のステップS9およびステップS11）ため、通常の操舵制御に用いられる車速センサと運転者操舵角センサの出力のみを用い、空転予測用のセンサを追加することなしに、内輪の空転を予測でき、フィードフォワード制御により、内輪の空転を防止できる。

(5) 内輪空転判断部３３は、旋回加速度推定値ＥＧ_yが大きいほど、切り戻しステアリング操舵によって、内輪が空転すると判断するステアリング操舵角速度dθの値を小さく（図７のマップ参照）するため、車両の旋回状態に対して的確に内輪の空転を判断することができ、フィードフォワード制御により、内輪の空転を防止できる。

(6) 内輪空転判断部３３は、旋回加速度推定値ＥＧ_yが大きいほど、切り戻しステアリング操舵中の操舵角θが大きい位置（図６のマップ参照）でのステアリング操舵角速度dθに基づいて、内輪が空転するか判断するため、車両の旋回状態に対して的確なタイミングで内輪の空転を判断することができ、フィードフォワード制御により、内輪の空転を防止できる。

実施例２の車両用操舵制御装置は、内輪空転が予測されたとき、後輪を前輪と逆相側に転舵させるものである。

図１１は、実施例１の車両用操舵制御装置の全体システム図であり、図１に示した実施例１の構成と比較して、左右後輪１４ａ，１４ｂを転舵させる後輪転舵機構１５および後輪操舵アクチュエータ１６が設けられている点で実施例１と異なり、他の構成は同一であるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

後輪操舵アクチュエータ１６は、前輪操舵アクチュエータ５と同様に、モータと減速機等により構成され、後輪転舵機構１５に、減速機を介してモータの出力軸が連結されている。この後輪操舵アクチュエータ１６は、後輪操舵コントローラ１７からの舵角指令値により、左右後輪１４ａ，１４ｂを可変に制御する。

図１２は、実施例２の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図であり、目標値出力値生成部３２は、目標ヨーレート等に基づいて目標後輪舵角を生成し、後輪操舵コントローラ１７に対し出力する。

後輪操舵コントローラ１７は、操舵制御コントローラ３により生成された目標後輪舵角と実際の後輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を後輪操舵アクチュエータ１６に出力する。

次に、作用を説明する。
［目標後輪舵角演算］
実施例２では、目標前輪舵角演算で算出した目標前輪操舵角θ^*と、Ｆ_c＝０（通常制御）のときの目標ヨーレートから算出した目標前輪操舵角θ₀ ^*と、所定の制御定数ｃとにより、下記の式(21)を用いて目標後輪舵角δ_r ^*を算出する。ただし、制御定数ｃは、その値により車両の旋回半径が、前後輪の空転防止制御が無い場合のそれより小さくならない値とする。
δ_r ^*＝(θ^*−θ₀ ^*)／Ｎ×ｃ …(21)

θ₀ ^*は式(19)，(20)と同様に、下記の式(19)'，(20)'となる。
ψ₀''^*＝ａ₁₁ψ₀'^*＋ａ₁₂Ｖ_y＋ｂ_f1θ₀ ^* …(19)'
θ₀ ^*＝(ψ₀''^*−ａ₁₁ψ₀'^*−ａ₁₂Ｖ_y)／ｂ_f1 …(20)'

［内輪空転予測に応じた後輪逆相制御作用］
実施例１では、車速と運転者操舵角から空転を予測し、フィードフォワード制御によりステアリングギア比を変更することにより、空転を未然に防ぐ構成を示したが、ステアリングギア比の増加に伴ってアンダーステア傾向となるため、車両の回転半径が増加してしまう。

これに対し、実施例２では、図１３に示すように、目標後輪舵角と空転防止制御により補正された後輪舵角との差に比例した分だけ後輪１４ａ，１４ｂを前輪１１ａ，１１ｂと逆相側へ転舵させることにより、車両のヨーモーメントを増大させ、車両の旋回半径が増大するのを防止している。また、ヨーモーメントが増大することにより、前輪のみによる空転防止制御と比較して、横Ｇのピークをさらに低下させることができるため、空転防止の効果も向上する。

このとき、前後輪の空転防止制御が無い場合の旋回半径よりも車両の旋回半径が小さくならないように後輪を転舵させることにより、車両の旋回内側への切れ込み過ぎを防止している。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下に列挙する効果が得られる。

(7) 後輪転舵角を可変する後輪操舵アクチュエータ１６を備えた後輪転舵機構１５を設け、操舵制御コントローラ３は、空転防止制御によるステアリングギア比補正量の大きさに応じて（δ_r ^*＝(θ^*−θ₀ ^*)／Ｎ×ｃ）、後輪転舵角を前輪１１ａ，１１ｂと逆相側に転舵させるため、旋回半径の増大の防止できるとともに、空転防止の効果をより高めることができる。

(8) 操舵制御コントローラ３は、前後輪転舵による空転防止制御を実施しない場合の車両の旋回半径以上となるように後輪１４ａ，１４ｂを転舵させるため、車両の旋回内側への切れ込み過ぎを防止できる。

実施例１の車両用操舵制御装置の全体システム図である。 実施例１の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。 目標値生成部３１の制御ブロック図である。 目標値演算部３１２の制御ブロック図である。 旋回加速度変化率推定値ＥＧ_y'に応じた閾値Ｌ_ψ''*の設定マップである。 旋回加速度推定値ＥＧ_yに応じた閾値Ｔ_dθの設定マップである。 旋回加速度推定値ＥＧ_yに応じた閾値Ｔ_dθの設定マップである。 実施例１の操舵制御コントローラ３で実行される操舵制御処理の流れを示すフローチャートである。 空転防止制御を実施しない場合の切り返し急操舵時における横Ｇと左輪荷重を示す図である。 実施例１の空転防止制御を実施した場合の切り返し急操舵時における横Ｇと左輪荷重を示す図である。 実施例１の車両用操舵制御装置の全体システム図である。 実施例２の操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。 実施例２の空転防止制御を実施した場合の切り返し急操舵時における横Ｇと左輪荷重を示す図である。

符号の説明

１ 運転者操舵角センサ
２ 車速センサ
３ 操舵制御コントローラ
３１ 目標値生成部
３１１ 車両モデル演算部
３１２ 目標値演算部
３１２ａ 目標ヨー角速度演算部
３１２ｂ 空転防止補正部
３１２ｃ 制御切替部
３１２ｄ 目標ヨーレート演算部
３２ 目標出力値生成部
３３ 内輪空転判断部
４ 前輪操舵コントローラ
５ 前輪操舵アクチュエータ
６ 左右駆動力制御コントローラ
１０ ステアリングホイール
１１ａ 左前輪
１１ｂ 右前輪
１２ 前輪転舵機構
１３ コラムシャフト
１４ａ 左後輪
１４ｂ 右後輪
１５ 後輪転舵機構
１６ 後輪転舵アクチュエータ
１７ 後輪操舵コントローラ

Claims (8)

1. 操向輪転舵角に対するステアリング操舵角の比であるステアリングギア比を、走行状態に応じて可変に制御する操舵制御手段を備えた車両用操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、
   内輪が空転するかどうかを予測する内輪空転判断部と、
   内輪が空転すると判断されたとき、内輪が空転しないと判断されたときよりも、ステアリングギア比を大きくする空転防止補正部と、
   を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、
   車速とステアリング操舵角とに応じて車両の目標ヨーレートを算出する目標値生成部と、
   算出された目標ヨーレートに応じて目標前輪舵角を算出する目標出力値生成部と、
   を備え、
   前記空転防止補正部は、内輪が空転すると判断されたとき、目標値生成部により算出される目標ヨーレートの大きさを制限することを特徴とする車両用操舵制御装置。
3. 請求項２に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記空転防止補正部は、車速とステアリング操舵角とから求まる車両の旋回加速度推定値の変化率が高いほど、目標ヨーレートの大きさをより制限することを特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記内輪空転判断部は、旋回加速度推定値とステアリング操舵角速度とに基づいて、内輪が空転するかどうかを予測することを特徴とする車両用操舵制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記内輪空転判断部は、旋回加速度が大きいほど、切り戻しステアリング操舵によって、内輪が空転すると判断するステアリング操舵角速度の値を小さくすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記内輪空転判断部は、旋回加速度が大きいほど、切り戻しステアリング操舵中の操舵角が大きい位置でのステアリング操舵角速度に基づいて、内輪が空転するか判断することを特徴とする車両用操舵制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
   後輪転舵角を可変する後輪操舵アクチュエータを備えた後輪転舵機構を設け、
   前記操舵制御手段は、空転防止制御によるステアリングギア比補正量の大きさに応じて後輪転舵角を前輪と逆相側に転舵させることを特徴とする車両用操舵制御装置。
8. 請求項７に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、車両の旋回半径が、空転防止制御を実施しない場合の車両の旋回半径以上となる範囲で後輪を転舵させることを特徴とする車両用操舵制御装置。

Images