JP2006076386A - 車輌用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵制御量の転舵方向が逆転する際の転舵制御量の急変及びこれに起因する異和感の発生を防止する。
【解決手段】目標転舵角Δδtが基準値α以上であるときには（Ｓ３９０）、フラグＦrが１にセットされ（Ｓ４００）、目標転舵角Δδtが基準値α以上になった時点より所定の継続時間Ｔoが経過するまで又は目標転舵角Δδtが基準値α以上になるまでフラグＦrが1に維持されることにより左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止され（Ｓ３１０〜３８０）、また目標転舵角Δδtが基準値−α以下であるときには（Ｓ４１０）、フラグＦlが１にセットされ（Ｓ４２０）、目標転舵角Δδtが基準値α以上になった時点より所定の継続時間Ｔoが経過するまで又は目標転舵角Δδtが基準値−α以下になるまで左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止される（Ｓ２２０〜２９０）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輌用操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵輪を転舵して車輌に付加されるヨーモーメントを制御する車輌用操舵制御装置に係る。

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下記の特許文献１に記載されている如く、車輌の目標ヨーレートと検出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装置を制御し前輪を操舵する操舵制御装置であって、補正操舵角の大きさが制限値を越えているときには補正操舵角の大きさを制限値に制限する操舵制御装置が従来より知られている。

かかる操舵制御装置によれば、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向上させることができる。
特開２０００−２３３７６２

一般に、補正操舵角、従って操舵輪の転舵制御量が急変すると、車輌の乗員が異和感、特に操舵反力の急変に起因する異和感を感じ易い。特にこの問題はレーンチェンジ時やスラローム走行時の如く車輌の旋回方向の逆転に伴って転舵制御量の転舵方向が逆転する場合に顕著である。

しかるに上記特許文献１に記載された操舵制御装置に於いては、補正操舵角の大きさが制限値以下の範囲内にて補正操舵角が急変することを防止することができず、操舵輪の転舵制御量の急変に起因する問題を解消する上で改善の余地がある。

本発明は、補正操舵角の大きさが制限値を越えているときには補正操舵角の大きさを制限値に制限するよう構成された従来の車輌用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、操舵輪の転舵制御量の転舵方向が逆転する際の転舵制御量の変化を低減することにより、転舵制御量の転舵方向が逆転する際の転舵制御量の急変及びこれに起因する異和感の発生を防止することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、前記ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、前記転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、車輌に一方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御を行ったときには、その後他方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御の転舵制御量を低減することを特徴とする車輌用操舵制御装置（請求項１の構成）、又は操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、前記ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、前記転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記転舵制御量の切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率を演算し、切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率をそれぞれ切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値に基づいて制限する変化率制限手段を有し、前記切り増し変化制限値の大きさは前記切り戻し変化制限値の大きさよりも大きいことを特徴とする車輌用操舵制御装置（請求項３の構成）によって達成される。

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、前記転舵制御量の低減は所定の継続時間に亘り継続された後に解除されるよう構成される（請求項２の構成）。

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３の構成に於いて、前記転舵制御量の切り戻し方向の変化率が前記切り戻し変化制限値を越えたときには所定の保持時間に亘り前記転舵制御量を保持し、しかる後前記切り戻し変化制限値以下の変化率にて前記転舵制御量を切り戻し方向に変化させるよう構成される（請求項４の構成）。

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４の構成に於いて、前記所定の保持時間は車速が高いときには車速が低いときに比して短いよう構成される（請求項５の構成）。

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３乃至５の構成に於いて、前記切り増し変化制限値及び前記切り戻し変化制限値の大きさは車速が高いときには車速が低いときに比して大きいよう構成される（請求項６の構成）。

上記請求項１の構成によれば、操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、車輌に一方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御が行われたときには、その後他方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御の転舵制御量が低減されるので、操舵輪の転舵制御量の転舵方向が逆転する際の転舵制御量の変化を低減し、これにより転舵制御量の転舵方向が逆転する際の転舵制御量の急変及びこれに起因する異和感の発生を防止することができる。

また上記請求項２の構成によれば、転舵制御量の低減は所定の継続時間に亘り継続された後に解除されるので、確実に所定の継続時間に亘り転舵制御量を低減することができると共に、所定の継続時間経過後に確実に転舵制御量の低減を解除することができる。

また一般に、車輌の旋回時には操舵輪にセルフアライニングトルクが作用するので、操舵輪の切り増し方向の転舵の変化率は大きくなり難いが、操舵輪の切り戻し方向の転舵の変化率は大きくなり易い。従って転舵制御量を低減するに際し転舵制御量の変化率を制限する場合には、転舵制御量の切り増し方向の変化率の制限は切り戻し方向に比して穏やかであり、転舵制御量の切り戻し方向の変化率の制限は切り増し方向に比して厳しいことが好ましい。

上記請求項３の構成によれば、操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、転舵制御量の切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率が演算され、切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率がそれぞれ切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値に基づいて制限され、切り増し変化制限値の大きさは切り戻し変化制限値の大きさよりも大きいので、操舵輪に作用するセルフアライニングトルクに起因して操舵輪の転舵量が切り増し方向には穏やかに変化することを許容しつつ、操舵輪の転舵量が切り戻し方向に急激に変化することを効果的に防止することができる。

また一般に、熟練の運転者は車輌の急旋回時にはカウンタステアを一定に維持した後カウンタステア量を漸次低下させる。上記請求項４の構成によれば、転舵制御量の切り戻し方向の変化率が切り戻し変化制限値を越えたときには所定の保持時間に亘り転舵制御量が保持され、しかる後切り戻し変化制限値以下の変化率にて転舵制御量が切り戻し方向に変化されるので、熟練の運転者が車輌の急旋回時にカウンタステアを一定に維持した後カウンタステア量を漸次低下させることと等価な制御を行うことができ、これにより車輌の乗員は熟練の運転者が操舵操作する場合と同様の乗車感を感じることができる。

また一般に、熟練の運転者が車輌の急旋回時にカウンタステアを一定に維持する時間は車速が高いほど短いので、所定の保持時間は車速が高いほど短いことが好ましい。上記請求項５の構成によれば、所定の保持時間は車速が高いときには車速が低いときに比して短いので、所定の保持時間が車速に拘らず一定である場合に比して、車輌の乗員が感じる乗車感を一層熟練の運転者が操舵操作する場合の乗車感に近づけることができる。

また一般に、車輌の挙動変化は車速が高いほど急激に生じ易いので、転舵制御量の変化は車速が高いほど速やかであることが好ましい。上記請求項６の構成によれば、切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値の大きさは車速が高いときには車速が低いときに比して大きいので、低車速域に於ける操舵輪の転舵角の急激な変化及びこれに起因する操舵反力の急激な変化を防止しつつ、車速が高く車輌の挙動変化が急激に生じ易いほど操舵輪の転舵角の変化速度を高くして車輌の挙動安定化を効果的に行わせることができる。

［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乃至６の構成に於いて、制御手段は運転者により操舵操作される操舵操作手段と、操舵操作手段に入力された操舵操作力を操舵輪へ伝達して操舵輪を操舵する操舵機構と、運転者により操舵操作手段に与えられる操舵量に対する操舵輪の舵角変化量を変更する自動転舵装置とを有し、転舵制御量は自動転舵装置による操舵輪の舵角変化量であるよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の構成に於いて、転舵制御量を０に低減することにより他方の旋回方向のヨーモーメントの付加を禁止するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の構成に於いて、転舵制御量の大きさが最大許容基準値を越えるときには転舵制御量の大きさを最大許容基準値に制限することにより転舵制御量を低減するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の構成に於いて、他方の旋回方向のヨーモーメントの大きさに対する転舵制御量の大きさの比を低減することにより転舵制御量を低減するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至６の構成に於いて、転舵制御量を演算する手段はヨーモーメントの大きさが不感帯基準値以下であるときには転舵制御量を０に演算し、不感帯基準値を大きくすることにより転舵制御量を低減するよう構成される（好ましい態様５）。

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、所定の継続時間は転舵制御量が一方の旋回方向に判定基準値以上になった時点よりの時間であるよう構成される（好ましい態様６）。

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、所定の継続時間は転舵制御量が一方の旋回方向に判定基準値以上になった後判定基準値以下になった時点よりの時間であるよう構成される（好ましい態様７）。

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、所定の継続時間は転舵制御量が一方の旋回方向に判定基準値以上になった後他方の旋回方向に判定基準値以上になった時点よりの時間であるよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、転舵制御量の切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率を演算し、切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率をそれぞれ切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値に基づいて制限する変化率制限手段を有し、切り増し変化制限値の大きさは切り戻し変化制限値の大きさよりも大きいよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３又は好ましい態様９の構成に於いて、転舵制御量の切り戻し方向の変化率が切り戻し変化制限値を越えたときには切り戻し変化制限値以下の変化率にて転舵制御量を切り戻し方向に変化させるよう構成される（好ましい態様１０）。

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９の構成に於いて、転舵制御量の切り戻し方向の変化率が切り戻し変化制限値を越えたときには所定の保持時間に亘り転舵制御量を保持し、しかる後切り戻し変化制限値以下の変化率にて転舵制御量を切り戻し方向に変化させるよう構成される（好ましい態様１１）。

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１１の構成に於いて、所定の保持時間は車速が高いときには車速が低いときに比して短いう構成される（好ましい態様１２）。

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９乃至１２の構成に於いて、切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値の大きさは車速が高いときには車速が低いときに比して大きいよう構成される（好ましい態様１３）。

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例について詳細に説明する。

図１は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の後輪駆動車に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の従動操舵輪としての左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪としての左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイロッド２０L及び２０Rを介して転舵される。

ステアリングホイール１４は第一のステアリングシャフトとしてのアッパステアリングシャフト２２、転舵角可変装置２４、第二のステアリングシャフトとしてのロアステアリングシャフト２６、ユニバーサルジョイント２８を介してパワーステアリング装置１６のピニオンシャフト３０に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置２４はハウジング２４Ａの側にてアッパステアリングシャフト２２の下端に連結され、回転子２４Ｂの側にてロアステアリングシャフト２６の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３２を含んでいる。

かくして転舵角可変装置２４はアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することにより、挙動制御の目的で左右の前輪１０FL及び１０FRをステアリングホイール１４に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置として機能し、電子制御装置３４の転舵制御部により制御される。

尚アッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することができない異常が転舵角可変装置２４に発生すると、図１には示されていないロック装置が作動し、アッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度が変化しないよう、ハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転が機械的に阻止される。

またパワーステアリング装置１６は油圧式パワーステアリング装置及び電動式パワーステアリング装置の何れであってもよいが、転舵角可変装置２４による前輪の補助転舵駆動により発生されステアリングホイール１４に伝達される反力トルクを低減する補助操舵トルクが発生されるよう、例えば電動機と、電動機の回転トルクをラックバー１８の往復動方向の力に変換するボールねじ式の如き変換機構とを有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であることが好ましい。

各車輪の制動力は制動装置３６の油圧回路３８によりホイールシリンダ４０FL、４０FR、４０RL、４０RR内の圧力Ｐi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）、即ち制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路３８はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル４２の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ４４により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置３４の制動力制御部により個別に制御される。

図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト２２には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ５０が設けられており、転舵角可変装置２４にはハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転角度をアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ５２が設けられており、これらのセンサの出力は電子制御装置３４の転舵制御部へ供給される。

また電子制御装置３４には横加速度センサ５４により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す信号、ヨーレートセンサ５６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５８により検出された車速Ｖを示す信号、圧力センサ６０FL〜６０RRにより検出された各車輪の制動圧Ｐiを示す信号、圧力センサ６２により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号等が入力される。

尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３４は転舵角可変装置２４を制御する転舵制御部と、各車輪の制動力を制御する制動力制御部と、車輌の挙動を制御する挙動制御部とよりなり、各制御部はそれぞれ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マイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ５０、回転角度センサ５２、横加速度センサ５４、ヨーレートセンサ５６はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵又は転舵又は旋回の場合を正として操舵角θ、相対回転角度θre、横加速度Ｇy、ヨーレートγを検出する。

電子制御装置３４の挙動制御部は車輌の走行に伴い変化する操舵角θの如き運転操作量及び車輌の横加速度Ｇyの如き車輌状態量に基づき車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳを演算し、スピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントＭt及び車輌の目標減速度Ｇxbtを演算する。

そして電子制御装置３４の挙動制御部は目標ヨーモーメントＭtを所定の比率にて左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントＭtsと各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbとに配分し、目標ヨーモーメントＭtsに基づき左右前輪の目標転舵角Δδtを演算すると共に目標転舵角Δδtを示す信号を電子制御装置３４の転舵制御部へ出力し、また目標減速度Ｇxbt、目標ヨーモーメントＭtb、マスタシリンダ圧力Ｐmに基づき各車輪の目標制動圧Ｐtiを演算し、目標制動圧Ｐtiを示す信号を電子制御装置３４の制動力制御部へ出力する。

電子制御装置３４の制動力制御部は各車輪の制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう油圧回路３８を制御し、これにより目標減速度Ｇxbt及び目標ヨーモーメントＭtbを達成する。

電子制御装置３４の転舵制御部は左右前輪の目標転舵角Δδtに基づき転舵角可変装置２４を制御し、左右前輪の転舵角が目標転舵角Δδtになるよう制御する。特に電子制御装置３４の転舵制御部は目標転舵角Δδtの大きさが一方の旋回方向へ基準値α以上になったときには、その時点より所定の継続時間Ｔoに亘り他方の旋回方向へ左右前輪を転舵することを禁止する。即ち電子制御装置３４の転舵制御部は目標転舵角Δδtの大きさが一方の旋回方向へ基準値α以上になったときには、その時点より所定の継続時間Ｔoに亘り他方の旋回方向への目標転舵角Δδtを０に設定し、これにより目標転舵角Δδtの急激な変化及びこれに起因する操舵反力の急変を防止する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於いて電子制御装置３４の挙動制御部により達成される左右前輪の舵角制御による車輌の挙動制御ルーチンについて説明する。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。

まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳが演算され、ステップ３０に於いてはスピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントＭt及び車輌の目標減速度Ｇxbtが当技術分野に於いて公知の要領にて演算される。

ステップ４０に於いては後述の図３及び図４に示されたフローチャートによる舵角制御により転舵制御が禁止されているか否かの判別、即ちタイマのカウント値Ｔl又はＴrが正の値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。

ステップ５０に於いては各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに対する目標ヨーモーメントＭtの配分比Ｒbが標準値（０よりも大きく１よりも小さい正の定数）に設定される。

ステップ６０に於いては目標ヨーモーメントＭt及び配分比Ｒbに基づき下記の式１及び２に従って左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントＭts及び各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbが演算される。
Ｍts＝（１−Ｒb）Ｍt ……（１）
Ｍts＝Ｒb・Ｍt ……（２）

ステップ７０に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて目標ヨーモーメントＭtsを達成するための左右前輪の目標転舵角Δδtが演算されると共に、目標転舵角Δδtを示す信号が転舵制御部へ送信され、しかる後ステップ１００へ進む。

ステップ８０に於いては各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに対する目標ヨーモーメントＭtの配分比Ｒbが１に設定され、ステップ９０に於いては各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbが目標ヨーモーメントＭtに設定された後ステップ１００へ進む。

ステップ１００に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて目標ヨーモーメントＭtb及び車輌の目標減速度Ｇxbtを達成するための各車輪の目標制動力が演算されると共に、目標制動力に基づき各車輪の目標制動圧Ｐti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ１１０に於いては目標制動圧Ｐtiを示す信号が制動力制御部へ送信され、制動力制御部により各車輪の制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう制御される。

次に図３及び図４に示されたフローチャートを参照して図示の実施例１に於いて電子制御装置３４の転舵制御部により達成される左右前輪の舵角制御ルーチンについて説明する。尚図３及び図４に示されたフローチャートによる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。

まずステップ２１０に於いては挙動制御部より送信される目標転舵角Δδtを示す信号が受信され、ステップ２２０に於いてはフラグＦlが１であるか否かの判別、即ち左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止されるべき状況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３００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２３０へ進む。

ステップ２３０に於いてはタイマのカウント値Ｔlが正の値であるか否かの判別、即ち左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止さ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２５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２４０へ進む。

ステップ２４０に於いては目標転舵角Δδtが基準値−α（αは正の定数）以上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４１０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２６０へ進む。

ステップ２５０に於いては目標転舵角Δδtが基準値−α以下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２９０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２６０に於いて図３及び図４に示されたフローチャートのサイクルタイムをΔＴとしてタイマのカウント値ＴlがΔＴインクリメントされた後ステップ２７０へ進む。

ステップ２７０に於いてはタイマのカウント値Ｔlが基準値Ｔo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち左右前輪の左旋回方向への転舵を禁止すべき所定の時間が経過した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２８０に於いてフラグＦlが０にリセットされ、ステップ２９０に於いてタイマのカウント値Ｔlが０にリセットされ、否定判別が行われたときにはステップ３００へ進む。

ステップ３００に於いてはフラグＦrが１であるか否かの判別、即ち左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止されるべき状況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４３０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３２０へ進む。

ステップ３１０に於いてはステップ３００の場合と同様、フラグＦrが１であるか否かの判別、即ち左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止され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３９０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３２０へ進む。

ステップ３２０に於いてはタイマのカウント値Ｔrが正の値であるか否かの判別、即ち左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止さ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３４０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３３０へ進む。

ステップ３３０に於いては目標転舵角Δδtが基準値α以下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４３０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３５０へ進む。

ステップ３４０に於いては目標転舵角Δδtが基準値α以上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３８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３５０に於いてタイマのカウント値ＴrがΔＴインクリメントされた後ステップ３６０へ進む。

ステップ３６０に於いてはタイマのカウント値Ｔrが基準値Ｔo以上であるか否かの判別、即ち左右前輪の右旋回方向への転舵を禁止すべき所定の時間が経過した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３７０に於いてフラグＦrが０にリセットされ、ステップ３８０に於いてタイマのカウント値Ｔrが０にリセットされ、否定判別が行われたときには一旦図３及び図４に示されたフローチャートによる制御が終了される。

ステップ３９０に於いては目標転舵角Δδtが基準値α以上であるか否かの判別、即ち左右前輪の左旋回方向への目標転舵量が基準値以上であり、その後の右旋回方向への転舵が禁止されるべき状況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４００に於いてフラグＦrが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ４１０へ進む。

ステップ４１０に於いては目標転舵角Δδtが基準値−α以下であるか否かの判別、即ち左右前輪の右旋回方向への目標転舵量が基準値以上であり、その後の左旋回方向への転舵が禁止されるべき状況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４２０に於いてフラグＦlが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ４３０に於いて左右前輪の転舵角が目標転舵角Δδtなるよう左右前輪の舵角制御が実行される。

かくして図示の実施例１によれば、ステップ２０に於いて車輌のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳが演算され、ステップ３０に於いてスピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントＭt及び車輌の目標減速度Ｇxbtが演算される。

そしてステップ４０に於いて舵角制御により転舵制御が禁止されているか否かの判別が行われ、転舵制御が禁止されているときにはステップ８０及び９０に於いて各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbが目標ヨーモーメントＭtに設定されるが、転舵制御が禁止されていないときにはステップ５０及び６０に於いて目標ヨーモーメントＭtを達成するための左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントＭts及び各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbが演算され、ステップ７０に於いて目標ヨーモーメントＭtsを達成するための左右前輪の目標転舵角Δδtが演算されると共に、目標転舵角Δδtを示す信号が転舵制御部へ送信される。

更にステップ１００に於いて目標ヨーモーメントＭtb及び車輌の目標減速度Ｇxbtを達成するための各車輪の目標制動圧Ｐtiが演算され、ステップ１１０に於いて目標制動圧Ｐtiを示す信号が制動力制御部へ送信され、制動力制御部により各車輪の制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう制御される。

また図示の実施例１によれば、図３及び図４に示されたフローチャートのステップ３９０に於いて目標転舵角Δδtが基準値α以上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４００に於いてフラグＦrが１にセットされることにより左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止されるべき状況であると判定される。またステップ４１０に於いて目標転舵角Δδtが基準値−α以下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４２０に於いてフラグＦlが１にセットされることにより左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止されるべき状況であると判定される。

そしてフラグＦlが1であるときにはステップ２２０に於いて肯定判別が行われ、ステップ２３０〜２９０に於いて目標転舵角Δδtが基準値α以上になった時点より所定の継続時間Ｔoが経過するまで又は目標転舵角Δδtが基準値−α以下になるまでフラグＦlが1に維持されることにより左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止されるべきであるとの判定が継続される。

同様にフラグＦrが1であるときにはステップ３１０に於いて肯定判別が行われ、ステップ３２０〜３８０に於いて目標転舵角Δδtが基準値α以上になった時点より所定の継続時間Ｔoが経過するまで又は目標転舵角Δδtが基準値α以上になるまでフラグＦrが1に維持されることにより左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止されるべきであるとの判定が継続される。

例えば図５は車輌がスラローム走行し左右前輪の目標転舵角Δδtの方向が繰り返し反転する場合に於ける実施例１の作動の一例を示すグラフである。

図示の如く、目標転舵角Δδtが時点ｔ1に於いて基準値α以上になり、時点ｔ2に於いて基準値α以下になり、時点ｔ3に於いて基準値−α以下になり、時点ｔ4に於いて基準値−α以上になり、時点ｔ5に於いて基準値α以上になり、時点ｔ6に於いて基準値α以下になり、時点ｔ7に於いて基準値−α以下になり、時点ｔ8に於いて基準値−α以上になり、その後０になったとする。

かかる状況に於いては、時点ｔ1に於いてフラグＦrが１になり、時点ｔ2に於いてタイマＴrのカウントアップが開始され、時点ｔ5に於いてタイマＴrのカウントアップが終了され、時点ｔ6に於いてタイマＴrのカウントアップが開始され、時点ｔ9に於いてフラグＦrが０にリセットされると共にタイマＴrのカウントアップが終了され、これにより時点ｔ2より時点ｔ5までの間及び時点ｔ6より時点ｔ9までの間左右前輪の右旋回方向への転舵が禁止される。

また時点ｔ3に於いてフラグＦlが１になり、時点ｔ4に於いてタイマＴlのカウントアップが開始され、時点ｔ7に於いてタイマＴlのカウントアップが終了され、時点ｔ8に於いてタイマＴlのカウントアップが開始され、これにより時点ｔ4より時点ｔ7までの間及び時点ｔ8より所定の継続時間Ｔoが経過するまでの間左右前輪の左旋回方向への転舵が禁止される。

従って図示の実施例１によれば、例えば車輌がスラローム走行することにより左右前輪の目標転舵角Δδtの方向が繰り返し反転する場合には、２回目以降の転舵方向の反転を伴う左右前輪の転舵が禁止されるので、左右前輪の転舵方向が繰り返し逆転することを確実に防止し、操舵反力が繰り返し急変することに起因して乗員が異和感を感じる虞れを効果的に低減することができる。

特に図示の実施例１によれば、左右前輪の目標転舵角Δδtの方向が繰り返し反転する場合には左右前輪の転舵が禁止され、目標転舵角Δδtが０に低減されたここと等価な状態になるので、左右前輪の転舵が禁止されることなく目標転舵角Δδtが低減される場合に比して、転舵方向の逆転時に於ける操舵反力の変化量を確実に低減し、乗員が感じる異和感を効果的に低減することができる。

図５は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の後輪駆動車に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の実施例２に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。尚図５に示されたフローチャートによる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。

この実施例に於いては、ステップ４３０を除く他のステップは上述の実施例１の場合と同一の要領にて実行され、ステップ４３０は図５に示されたフローチャートに従って実行される。

まずステップ４３１に於いては目標転舵角Δδtの絶対値が増加する過程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４３５へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ４３２に於いて車速Ｖに基づき図６に示されたグラフに対応するマップより切り増し変化制限値Ｄiが演算される。

ステップ４３３に於いては今回の目標転舵角Δδtと前回の目標転舵角Δδtfとの偏差をＤΔδtとして偏差ＤΔδtの絶対値が切り増し変化制限値Ｄiよりも大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには一旦図３乃至図５に示されたルーチンによる制御が終了され、肯定判別が行われたときにはステップ４３４に於いて目標転舵角Δδtを切り増し変化制限値Ｄi増加するよう漸増させつつ左右前輪の舵角が制御される。

ステップ４３５に於いては車速Ｖに基づき図７に示されたグラフに対応するマップより切り戻し変化制限値Ｄdが演算され、ステップ４３６に於いては偏差ＤΔδtの絶対値が切り戻し変化制限値Ｄdよりも大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには一旦図３乃至図５に示されたルーチンによる制御が終了され、肯定判別が行われたときにはステップ４３７へ進む。

ステップ４３７に於いては車速Ｖに基づき図８に示されたグラフに対応するマップより保持時間Ｔhが演算され、ステップ４３８に於いては目標転舵角Δδtが保持時間Ｔh変化することがないよう保持され、しかる後目標転舵角Δδtの１サイクル毎の減少量が切り戻し変化制限値Ｄdになるよう目標転舵角Δδtを漸減させつつ左右前輪の舵角制御が実行される。

かくして図示の実施例２によれば、上述の実施例１の場合と同様、左右前輪の転舵方向が繰り返し逆転することを確実に防止し、操舵反力が繰り返し急変することに起因して乗員が異和感を感じる虞れを効果的に低減することができるだけでなく、左右前輪の転舵が単発的に行われるような場合にも左右前輪の切り増し転舵及び切り戻し転舵の変化率を制限し、これにより左右前輪の転舵量が変化する際の操舵反力の変化率を低減することができ、特に左右前輪の切り戻し転舵の変化率の制限を切り増し転舵の変化率の制限よりも厳しくすることができるので、左右前輪に作用するセルフアライニングトルクに起因して左右前輪の転舵量が切り増し方向には穏やかに変化することを許容しつつ、左右前輪の転舵量が切り戻し方向に急激に変化することを効果的に防止することができる。

特に図示の実施例２によれば、左右前輪の切り戻し転舵の変化率ＤΔδtの大きさが切り戻し変化制限値Ｄdよりも大きいときには、ステップ４３６に於いて肯定判別が行われ、ステップ４３７及び４３８に於いて目標転舵角Δδtが保持時間Ｔh変化することがないよう保持され、しかる後目標転舵角Δδtの１サイクル毎の減少量が切り戻し変化制限値Ｄdになるよう目標転舵角Δδtを漸減させつつ左右前輪の舵角制御が実行されるので、熟練の運転者が車輌の急旋回時にカウンタステアを一定に維持した後カウンタステア量を漸次低下させることと等価な制御を行うことができ、これにより車輌の乗員は熟練の運転者が操舵操作する場合と同様の乗車感を感じることができる。

また図示の実施例２によれば、左右前輪の切り増し転舵の変化制限値Ｄi及び切り戻し転舵の変化制限値Ｄdは車速Ｖが高いほど大きくなるよう車速Ｖに応じて可変設定されるので、低車速域に於ける左右前輪の転舵角の急激な変化及びこれに起因する操舵反力の急激な変化を防止しつつ、車速Ｖが高く車輌の挙動変化が急激に生じ易いほど左右前輪の転舵角の変化速度を高くして車輌の挙動安定化を効果的に行わせることができる。

更に一般に、熟練の運転者が車輌の旋回時にカウンタステアを一定に維持する時間は車速Ｖが高いほど短い。図示の実施例２によれば、保持時間Ｔhは車速Ｖが高いほど小さくなるよう車速Ｖに応じて可変設定されるので、保持時間Ｔhが車速Ｖに拘らず一定である場合に比して、車輌の乗員が感じる乗車感を一層熟練の運転者が操舵操作する場合の乗車感に近づけることができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例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例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、転舵角可変装置２４はアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転させることにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪１０FL及び１０FRを自動的に転舵するようになっているが、操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段はステアリングホイール１４の如き操舵操作手段と操舵輪との間にて操舵力及び操舵反力の伝達が可能であると共に運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を操舵し得る限り、例えばタイロッド２０L及び２０Rを伸縮させる型式の転舵角可変装置の如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

また上述の各実施例に於いては、車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントＭt及び車輌の目標減速度Ｇxbtが演算され、目標ヨーモーメントＭtが所定の比率にて左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントＭtsと各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントＭtbとに配分され、目標ヨーモーメントＭtsに基づき左右前輪の目標転舵角Δδtが演算されるようになっているが、車輌の挙動を安定化させるための目標転舵角Δδtは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。

また上述の各実施例に於いては、車輌の挙動を安定化させるために左右前輪が転舵されるようになっているが、車輌の挙動安定化が行われない通常時に車速Ｖに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Ｒgが演算され、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Ｒgに基づき暫定目標舵角δstが演算され、左右前輪の舵角が暫定目標舵角δstになるよう制御されるよう修正されてもよい。

また上述の各実施例に於いては、制駆動力の制御による挙動制御は各車輪の制動力が制御され車輌に所要のヨーモーメントが付与されることにより車輌の挙動を制御するようになっているが、制駆動力の制御による挙動制御は各車輪の制動力及び駆動力が制御されることにより行われるものであってもよく、また制駆動力の制御による挙動制御が省略されてもよい。

更に上述の各実施例に於いては、車輌はエンジンにより後輪が駆動される後輪駆動車であるが、本発明は前輪駆動車や四輪駆動車に適用されてもよく、また例えばホイールインモータ式の車輌の如く、駆動輪がそれぞれ対応する駆動装置により駆動される車輌に適用されてもよい。

自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の後輪駆動車に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の実施例１を示す概略構成図である。 実施例１に於ける左右前輪の舵角制御による車輌の挙動制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施例１に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンの一部を示すフローチャートである。 実施例１に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンの残りの部分を示すフローチャートである。 車輌がスラローム走行し左右前輪の目標転舵角の方向が繰り返し反転する場合に於ける実施例１の作動の一例を示すグラフである。 実施例２に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。 車速Ｖと変化率制限値Ｄd、Ｄiとの間の関係を示すグラフである。 車速Ｖと保持時間Ｔhとの間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１６ パワーステアリング装置
１４ ステアリングホイール
２４ 転舵角可変装置
３４ 電子制御装置
３６ 制動装置
４４ マスタシリンダ
５０ 操舵角センサ
５２ 回転角センサ
５４ 横加速度センサ
５６ ヨーレートセンサ
５８ 車速センサ
６０FL〜６０RR 圧力センサ
６２ 圧力センサ

Claims (6)

1. 操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、前記ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、前記転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、車輌に一方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御を行ったときには、その後他方の旋回方向のヨーモーメントを付加する制御の転舵制御量を低減することを特徴とする車輌用操舵制御装置。
2. 前記転舵制御量の低減は所定の継続時間に亘り継続された後に解除されることを特徴とする請求項１に記載の車輌用操舵制御装置。
3. 操舵輪の転舵により車輌に付加すべきヨーモーメントを演算する手段と、前記ヨーモーメントに基づき操舵輪の転舵制御量を演算する手段と、前記転舵制御量に基づき操舵輪を転舵して車輌にヨーモーメントを付加する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記転舵制御量の切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率を演算し、切り増し方向の変化率及び切り戻し方向の変化率をそれぞれ切り増し変化制限値及び切り戻し変化制限値に基づいて制限する変化率制限手段を有し、前記切り増し変化制限値の大きさは前記切り戻し変化制限値の大きさよりも大きいことを特徴とする車輌用操舵制御装置。
4. 前記転舵制御量の切り戻し方向の変化率が前記切り戻し変化制限値を越えたときには所定の保持時間に亘り前記転舵制御量を保持し、しかる後前記切り戻し変化制限値以下の変化率にて前記転舵制御量を切り戻し方向に変化させることを特徴とする請求項３に記載の車輌用操舵制御装置。
5. 前記所定の保持時間は車速が高いときには車速が低いときに比して短いことを特徴とする請求項４に記載の車輌用操舵制御装置。
6. 前記切り増し変化制限値及び前記切り戻し変化制限値の大きさは車速が高いときには車速が低いときに比して大きいことを特徴とする請求項３乃至５に記載の車輌用操舵制御装置。
   

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