JP2007076578A - 車輌の操舵補助力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標ヨーモーメントに基づいて操舵補助力の補正量を演算することにより、操舵補助力の補正が遅れることなくトルクステアを効果的に且つ確実に低減する。
【解決手段】左右前輪の駆動力差により車輌に付与すべき目標ヨーモーメントＭftが演算され、運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabが演算され（Ｓ２０、３０）、目標ヨーモーメントＭftに基づき目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkp、即ち目標ヨーモーメントＭftに基づく左右前輪の駆動力の制御に起因してトルクステアを発生させるトルクが演算され（Ｓ６０）、基本アシストトルクＴabよりアシストトルクの補正量Ｔkpを減算した値として補正後の目標アシストトルクＴaが演算され（Ｓ７０）、アシストトルクが補正後の目標アシストトルクＴaとなるよう電動式パワーステアリング装置１６が制御される（Ｓ１００）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輌の操舵補助力制御装置に係り、更に詳細には左右操舵輪の駆動力差に起因する操舵反力の変化を低減する操舵補助力制御装置に係る。

自動車等の車輌に於いて、操舵反力を低減するよう操舵補助力を制御する電動式パワーステアリング装置の如き操舵補助力制御装置はよく知られており、左右操舵輪の駆動力差に起因する操舵反力の変化を低減する操舵補助力制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、各車輪の駆動力を個別に制御可能な車輌に於いて、左右操舵輪の駆動力の差に基づいて操舵反力の変化量を演算し、該操舵反力の変化量にて操舵補助力を補正することにより、左右操舵輪の駆動力の差に起因するトルクステアを低減する操舵補助力制御装置が既に知られている。
特開２００４−１９６０６９号公報

しかし上述の如き従来の操舵補助力制御装置に於いては、左右操舵輪の駆動力に基づいて左右操舵輪の駆動力差が演算され、左右操舵輪の駆動力差に基づいて操舵反力の変化量、即ち補正操舵補助力が演算され、操舵反力の変化量にて操舵補助力が補正されるようになっているため、例えば車輌の旋回時の走行安定性を向上させるべく車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントが演算され、目標ヨーモーメントに基づいて左右輪の駆動力の差が制御される場合に、操舵補助力の補正が遅れることに起因してトルクステアを効果的に且つ確実に低減することができない場合がある。

本発明は、左右操舵輪の駆動力に基づいて左右操舵輪の駆動力差が演算され、左右操舵輪の駆動力差に基づいて操舵反力の変化量が演算されるよう構成された従来の操舵補助力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、車輌の旋回時の走行安定性を向上させるべく車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントが演算され、目標ヨーモーメントに基づいて左右輪の駆動力の差が制御される車輌に於いて、目標ヨーモーメントに基づいて操舵補助力の補正量を演算することにより、操舵補助力の補正が遅れることなくトルクステアを効果的に且つ確実に低減することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち目標操舵補助力を演算し前記目標操舵補助力に基づいて操舵補助力発生手段を制御する手段と、車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記目標ヨーモーメントに基づいて左右輪の駆動力の差を制御する手段とを有する車輌の操舵補助力制御装置に於いて、前記駆動力の差の制御による左右操舵輪の駆動力の差に起因する操舵反力を低減する操舵補助力の補正量を前記目標ヨーモーメントに基づいて演算し、前記操舵補助力の補正量にて前記目標操舵補助力を補正する目標操舵補助力補正手段を有することを特徴とする車輌の操舵補助力制御装置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、前記目標操舵補助力補正手段は前記目標ヨーモーメントと前記左右操舵輪のキングピンオフセット量との積に基づいて前記操舵補助力の補正量を演算するよう構成される（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１又は２の構成に於いて、前記左右操舵輪の各々に対応してばね上に駆動力発生手段が設けられ、各駆動力発生手段よりドライブシャフトを介して前記左右操舵輪へ駆動力が伝達され、前記目標操舵補助力補正手段は前記ドライブシャフトのジョイント角及び前記左右操舵輪のキャンバ角に基づいて前記操舵補助力の第二の補正量を演算し、前記目標ヨーモーメントに基づく前記操舵補助力の補正量及び前記第二の補正量にて前記目標操舵補助力を補正するよう構成される（請求項３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、前記目標操舵補助力補正手段は車輌の横加速度に基づいて前記ドライブシャフトのジョイント角若しくは前記左右操舵輪のキャンバ角を推定するよう構成される（請求項４の構成）。

上記請求項１の構成によれば、駆動力の差の制御による左右操舵輪の駆動力の差に起因する操舵反力を低減する操舵補助力の補正量が目標ヨーモーメントに基づいて演算され、操舵補助力の補正量にて目標操舵補助力が補正されるので、車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントが演算され、目標ヨーモーメントに基づいて左右輪の駆動力が制御される車輌に於いて、左右操舵輪の駆動力に基づいて左右操舵輪の駆動力差が演算され、左右操舵輪の駆動力差に基づいて操舵反力の変化量が演算され、操舵反力の変化量にて操舵補助力が補正される場合に比して、操舵反力の変化量を早期に演算することができ、これにより操舵補助力の補正が遅れることなくトルクステアを効果的に且つ確実に低減することができる。

一般に、操舵輪に駆動力が作用すると、操舵輪にはキングピン軸の周りにモーメントが作用するので、左右操舵輪の駆動力に差が与えられると、左右操舵輪のモーメントの差に相当するトルクが操舵反力の変化となる。図９は左の操舵輪１００に駆動力Ｆlが作用する状況を示しており、キングピンオフセット量Ｌkpとすると、左の操舵輪のキングピン軸１０２の周りに作用するモーメントＭkplは下記の式１により表わされる。図には示されていないが、右の操舵輪に駆動力Ｆrが作用する場合に右の操舵輪のキングピン軸の周りに作用するモーメントＭkprは下記の式２により表わされる。
Ｍkpl＝ＬkpＦl ……（１）
Ｍkpr＝ＬkpＦr ……（２）

よって車輌の左旋回方向のヨーモーメントを正とすると、左右の操舵輪に駆動力Ｆl、Ｆrが作用する状況に於いて左右の操舵輪より操舵系に付与されるトルクＭkpは下記の式３により表わされる。
Ｍkp＝Ｌkp（Ｆr−Ｆl） ……（３）

車輌の旋回走行を安定化させるべく左右操舵輪の駆動力差により車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントをＭftとし、車輌のトレッドＤとすると、上記式３を下記の式４の通り変形することができる。
Ｍkp＝２ＬkpＭft／Ｄ ……（４）

上記式４にて表わされるトルクＭkpは左右の操舵輪が操舵系に付与するトルクであるので、ステアリングホイールに於ける操舵反力の変化量はステアリングギヤ比をＲsとして下記の式５により表わされ、操舵補助力（トルク）が下記の式５により表わされるトルクＴkp分低減されれば、左右操舵輪の駆動力差に起因するトルクステアを相殺することができる。
Ｔkp＝２ＬkpＭft／(ＤＲs) ……（５）

また上記請求項２の構成によれば、目標ヨーモーメントと左右操舵輪のキングピンオフセット量との積に基づいて操舵補助力の補正量が演算されるので、上記式５より解る如く、左右操舵輪の駆動力差に起因するトルクステアを相殺することができる。

また一般に、左右操舵輪の各々に対応してばね上に駆動力発生手段が設けられ、各駆動力発生手段よりドライブシャフトを介して左右操舵輪へ駆動力が伝達される場合には、ドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角に起因するモーメントが操舵輪より操舵系に付与される。図１０に示されている如く、操舵輪１０４の駆動力をＦとし、操舵輪のタイヤ半径をＲとし、ドライブシャフト１０６のジョイント角をαとし、操舵輪の１０４キャンバ角をβとすると、ドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角に起因するモーメントＭdrは下記の式６により表わされる。尚この点については、社団法人自動車技術会より出版された「自動車技術ハンドブック」（初版）の第２分冊（設計編）の第２５６頁及び第２５７頁に記載されている。
Ｍdr＝｛Ｆ／（２Ｒ）｝tan｛（α＋β）／２｝ ……（６）

モーメントＭdrは左右の操舵輪より操舵系に付与されるので、左右の操舵輪の駆動力をそれぞれＦl、Ｆrとし、ドライブシャフト１０６のジョイント角をαl、αrとし、キャンバ角をβl、βrとすると、左右の操舵輪より操舵系に付与されるモーメントＭdrlrは下記の式７により表わされる。
Ｍdrlr＝｛Ｆl／（２Ｒ）｝tan｛（αl＋βl）／２｝
−｛Ｆr／（２Ｒ）｝tan｛（αr＋βr）／２｝ ……（７）

上記式７にて表わされるトルクＭdrは左右の操舵輪が操舵系に付与するトルクであるので、ステアリングホイールに於ける操舵反力の変化量Ｔhはステアリングギヤ比をＲsとして下記の式８により表わされ、操舵補助力（トルク）が下記の式８により表わされるトルクＴh分低減されれば、左右操舵輪に駆動力差がある状況に於いてドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角に起因する操舵反力の変化を相殺することができる。
Ｔh＝Ｍdrlr／Ｒs ……（８）

上記請求項３の構成によれば、ドライブシャフトのジョイント角及び左右操舵輪のキャンバ角に基づいて操舵補助力の第二の補正量が演算され、目標ヨーモーメントに基づく操舵補助力の補正量及び第二の補正量にて目標操舵補助力が補正されるので、左右操舵輪の各々に対応してばね上に駆動力発生手段が設けられ、各駆動力発生手段よりドライブシャフトを介して左右操舵輪へ駆動力が伝達される車輌に於いて、キングピン軸の周りに作用するモーメントに起因するトルクステアを効果的に且つ確実に低減することができると共に、ドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角に起因する操舵反力の変化をも効果的に且つ確実に低減することができる。

また一般に、ドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角は車輪のバウンド、リバウンドにより変化するが、車輌の旋回時に於ける車輪のバウンド量及びリバウンド量は車輌のロール角により決定され、車輌のロール角は車輌の横加速度より推定可能である。よってドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角を検出しなくても、車輌の横加速度に基づいてドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角を推定することができる。

上記請求項４の構成によれば、車輌の横加速度に基づいてドライブシャフトのジョイント角若しくは左右操舵輪のキャンバ角が推定されるので、ドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角を検出する手段を要することなくドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角を推定することができる。

〔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又は２の構成に於いて、目標操舵補助力補正手段は目標操舵補助力より操舵補助力の補正量を減算することにより補正後の操舵補助力を演算し、操舵補助力発生手段を制御する手段は補正後の操舵補助力に基づいて操舵補助力発生手段を制御するよう構成される（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又は２又は上記好ましい態様１の構成に於いて、車輌は四輪駆動車であり、前輪が操舵輪であり、左右輪の駆動力の差を制御する手段は目標ヨーモーメントに基づいて前輪の目標ヨーモーメント及び後輪の目標ヨーモーメントを演算し、前輪の目標ヨーモーメントに基づいて左右前輪の駆動力の差を制御し、後輪の目標ヨーモーメントに基づいて左右後輪の駆動力の差を制御し、目標操舵補助力補正手段は前輪の目標ヨーモーメントに基づいて操舵補助力の補正量を演算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又は２又は上記好ましい態様１の構成に於いて、車輌は前輪駆動車であり、前輪が操舵輪であり、左右輪の駆動力の差を制御する手段は目標ヨーモーメントに基づいて左右前輪の駆動力の差を制御し、目標操舵補助力補正手段は目標ヨーモーメントに基づいて操舵補助力の補正量を演算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、上記好ましい態様２の構成に於いて、目標操舵補助力補正手段は上記式５に従って操舵補助力の補正量を演算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、上記好ましい態様３の構成に於いて、目標操舵補助力補正手段は車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントをＭtとして、上記式５に対応する下記の式９に従って操舵補助力の補正量を演算するよう構成される（好ましい態様５）。
Ｔkp＝２ＬkpＭt／(ＤＲs) ……（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４の構成に於いて目標操舵補助力補正手段は目標操舵補助力より操舵補助力の補正量及び第二の補正量を減算することにより補正後の操舵補助力を演算し、操舵補助力発生手段を制御する手段は補正後の操舵補助力に基づいて操舵補助力発生手段を制御するよう構成される（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３又は４又は上記好ましい態様６の構成に於いて、目標操舵補助力補正手段は左右操舵輪の駆動力、左右操舵輪のドライブシャフトのジョイント角、左右操舵輪のキャンバ角に基づいて操舵補助力の第二の補正量を演算するよう構成される（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３又は４又は上記好ましい態様６又は７の構成に於いて、目標操舵補助力補正手段は上記式７及び８に従って操舵補助力の第二の補正量を演算するよう構成される（好ましい態様８）。

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はインホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による車輌の操舵補助力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ操舵輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ非操舵輪である左右の後輪を示している。左右の前輪１０FL及び１０FRにはそれぞれインホイールモータである電動機１２FL及び１２FRが組み込まれており、左右の前輪１０FL及び１０FRは電動機１２FL及び１２FRにより直接駆動される。電動機１２FL及び１２FRは制動時にはそれぞれ左右前輪の回生発電機としても機能し、左右の前輪１０FL及び１０FRに直接回生制動力を付与するようになっていてよい。

同様に、左右の後輪１０RL及び１０RRにはそれぞれインホイールモータである電動機１２RL及び１２RRが組み込まれており、左右の前輪１０RL及び１０RRは電動機１２RL及び１２RRにより直接駆動される。電動機１２RL及び１２RRも制動時にはそれぞれ左右後輪の発電機としても機能し、左右の後輪１０RL及び１０RRに直接回生制動力を付与するようになっていてよい。

図示の実施例に於いては、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の転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１８Rを介して操舵される。電動式パワーステアリング装置１６は電動機２２と、電動機２２の回転トルクをラックバー２４の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構２６とを有し、ハウジング２８に対し相対的にラックバー２４を駆動する補助転舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力としてのアシストトルクを発生する。

電動機１２FL〜１２RRの駆動力はアクセル開度センサ３０により検出されるアクセルペダル３２の踏み込み量としてのアクセル開度φに基づき駆動力制御用電子制御装置３４により制御され、電動式パワーステアリング装置１６のアシストトルクは電動パワーステアリング（ＰＳ）制御用電子制御装置３６により制御される。

尚図１には詳細に示されていないが、駆動力制御用電子制御装置３４及び電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６はそれぞれマイクロコンピュータと駆動回路とよりなり、マイクロコンピュータは例えば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ものであってよい。また駆動力制御用電子制御装置３４及び電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は相互に必要な情報の授受を行う。

駆動力制御用電子制御装置３４にはアクセル開度センサ３０よりアクセル開度φを示す信号、ヨーレートセンサ３８より車輌のヨーレートγを示す信号、横加速度センサ４０より車輌の横加速度Ｇyを示す信号が入力される。電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６には操舵角センサ４４より操舵角θを示す信号、トルクセンサ４６より操舵トルクＴsを示す信号、車速センサ４８より車速Ｖを示す信号が入力される。尚ヨーレートセンサ３８、横加速度センサ４０、操舵角センサ４４、トルクセンサ４６は車輌の左旋回時の値を正としてそれぞれヨーレートγ、横加速度Ｇy、操舵角θ、操舵トルクＴsを検出する。

駆動力制御用電子制御装置３４は、アクセル開度φに基づき車輌全体の目標駆動力Ｆvtを演算すると共に、車速Ｖ及び操舵角θに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標ヨーレートγtを演算し、車輌の実際のヨーレートγと目標ヨーレートγtとの偏差Δγを演算する。そしてヨーレート偏差Δγの大きさが基準値Δγo（正の定数）以下であるときには、前輪及び後輪により車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントＭft及びＭrtを０に設定し、車輌全体の目標駆動力Ｆvtを所定の前後配分比にて前後輪に配分すると共に左右輪に均等に配分することにより各車輪の目標駆動力Ｆwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪の駆動力が対応する目標駆動力Ｆwtiになるよう制御する。

これに対し駆動力制御用電子制御装置３４は、ヨーレート偏差Δγの大きさが基準値Δγoよりも大きいときには、ヨーレート偏差Δγの大きさを低減するために車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントＭtをヨーレート偏差Δγに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて演算し、車輌全体の目標駆動力Ｆvt及び目標ヨーモーメントＭtを所定の前後配分比にて前後輪に配分することにより左右前輪の目標駆動力Ｆvft、目標ヨーモーメントＭft及び左右後輪の目標駆動力Ｆvrt、目標ヨーモーメントＭrtを演算し、これらに基づいて各車輪の目標駆動力Ｆwti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪の駆動力が対応する目標駆動力Ｆwtiになるよう制御する。

また電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は、駆動力制御用電子制御装置３４より前輪により車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントＭftを示す信号を受信すると共に、操舵トルクＴs及び車速Ｖに基づき運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabを演算する。そして電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は、目標ヨーモーメントＭftに基づき上記式５に従って目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkpを演算し、基本アシストトルクＴabよりアシストトルクの補正量Ｔkpを減算した値を補正後の目標アシストトルクＴaとして演算し、アシストトルクが補正後の目標アシストトルクＴaとなるよう電動式パワーステアリング装置１６を制御する。

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１に於いて電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６により達成されるアシストトルク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制御は電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６が起動されることにより開始され、図には示されていないイグニッションスイッチがオフに切り換えられるまで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に於いては操舵トルクＴsの大きさが大きいほど基本アシストトルクＴab′の大きさが大きくなるよう、操舵トルクＴsに基づき図４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Ｔab′が演算される。

ステップ３０に於いては車速Ｖが高いほど車速係数Ｋvが小さくなるよう、車速Ｖに基づき図５に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvが演算され、車速係数Ｋvと基本アシストトルクＴab′との積として補正後の基本アシストトルクＴabが演算される。

ステップ６０に於いては目標ヨーモーメントＭftに基づき上記式５に従って目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkpが演算され、ステップ７０に於いては下記の式１０に従って補正後の目標アシストトルクＴaが演算され、ステップ１００に於いてはアシストトルクが補正後の目標アシストトルクＴaとなるよう電動式パワーステアリング装置１６が制御される。
Ｔa＝Ｔab−Ｔkp ……（１０）

かくして図示の実施例１によれば、ステップ２０及び３０に於いて運転者の操舵負担を軽減するための基本アシストトルクＴabが演算され、ステップ６０に於いて目標ヨーモーメントＭftに基づき目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkp、即ち目標ヨーモーメントＭftに基づく左右前輪の駆動力の制御に起因してトルクステアを発生させるトルクが演算され、ステップ７０に於いて基本アシストトルクＴabよりアシストトルクの補正量Ｔkpを減算した値として補正後の目標アシストトルクＴaが演算され、ステップ１００に於いてアシストトルクが補正後の目標アシストトルクＴaとなるよう電動式パワーステアリング装置１６が制御される。

従って図示の実施例１によれば、電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６が駆動力制御用電子制御装置３４より受信する信号は左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrではなく、左右前輪の駆動力の差による目標ヨーモーメントＭftであり、駆動力制御用電子制御装置３４が左右前輪の目標駆動力Ｆvft及び目標ヨーモーメントＭftに基づいて左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrを演算する前に、電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は左右前輪の駆動力の差による目標ヨーモーメントＭftに基づいてアシストトルクの補正量Ｔkpを演算することができ、これにより左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrに基づいてアシストトルクの補正量Ｔkpが演算される場合に比して、駆動力制御用電子制御装置３４が左右前輪の目標駆動力Ｆvft及び目標ヨーモーメントＭftに基づいて左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrを演算するに要する時間分早くアシストトルクの補正量Ｔkpを演算することができ、これにより操舵補助力の補正が遅れることなくトルクステアを効果的に且つ確実に低減することができる。

また図示の実施例１によれば、目標ヨーモーメントＭftに基づきキングピンオフセット量Ｌkpと目標ヨーモーメントＭftとの積を含む上記式５に従ってアシストトルクの補正量Ｔkpが演算されるので、目標ヨーモーメントＭftに基づいて左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrが演算され、左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrに基づいてアシストトルクの補正量Ｔkpが演算される場合に比してアシストトルクの補正量Ｔkpを早期に演算することができる。

尚図示の実施例１に於いては、駆動力発生源はインホイールモータである電動機１２FL〜１２RRであるが、各駆動力発生源は対応する車輪に直接駆動力を付与し得る限り、電動機以外の駆動力発生源であってもよい。

図３は車体に搭載された各電動機がドライブシャフトを介して各車輪に駆動力を付与するよう構成された四輪駆動車に適用された本発明による車輌の操舵補助力制御装置の実施例２を示す概略構成図である。尚図３に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この実施例２に於いては、電動機１２FL〜１２RRは車体に搭載され、電動機１２FL〜１２RRの出力軸は両端にユニバーサルジョイント５０FL〜５０RR及び５２FL〜５２RRを有するドライブシャフト５４FL〜５４RRを介してそれぞれ車輪１０FL〜１０RRの回転軸５６FL〜５６RRに連結され、これにより電動機１２FL〜１２RRの駆動力はドライブシャフト５４FL〜５４RRを介してそれぞれ車輪１０FL〜１０RRへ伝達される。

またこの実施例２に於いては、電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は、駆動力制御用電子制御装置３４より左右前輪の駆動力Ｆl、Ｆrを示す信号及び左右前輪の駆動力差により車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントＭftを示す信号を受信し、目標ヨーモーメントＭftに基づき上記式５に従って目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkpを演算する。

また電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は、車輌の横加速度Ｇyに基づきそれぞれ図７及び図８に示されたグラフに対応するマップより操舵輪である左右前輪のドライブシャフト５４FL及び５４FRのジョイント角αfl、αfr及びキャンバ角βfl、βfrを演算し、左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfr、左右前輪のユニバーサルジョイント５０FL及び５０FRのジョイント角αfl及びαfr、左右前輪のキャンバ角βfl、βfrに基づいて上記式７に対応する下記の式１１及び上記式８に従ってドライブシャフトのジョイント角及び操舵輪のキャンバ角に起因する操舵反力の変化量Ｔhを演算する。
Ｍdrlr＝｛Ｆfl／（２Ｒ）｝tan｛（αfl＋βfl）／２｝
−｛Ｆfr／（２Ｒ）｝tan｛（αfr＋βfr）／２｝ ……（１１）

更に電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６は基本アシストトルクＴabよりアシストトルクの補正量Ｔkp及び操舵反力の変化量Ｔhを減算した値を補正後の目標アシストトルクＴaとして演算し、アシストトルクが補正後の目標アシストトルクＴaとなるよう電動式パワーステアリング装置１６を制御する。

尚この実施例２に於いて駆動力制御用電子制御装置３４により達成されるアクセル開度φに基づく各車輪の駆動力の制御及びヨーレート偏差Δγに基づく左右輪の駆動力差の制御は上述の実施例１の場合と同様である。

次に図４に示されたフローチャートを参照して実施例２に於いて電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６により達成されるアシストトルク制御ルーチンについて説明する。尚図４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。また図４に示されたフローチャートによる制御も電動パワーステアリング制御用電子制御装置３６が起動されることにより開始され、図には示されていないイグニッションスイッチがオフに切り換えられるまで所定の時間毎に繰返し実行される。

この実施例２に於いては、ステップ１０〜３０及びステップ６０、１００は上述の実施例１の場合と同様に実行され、ステップ３０が完了するとステップ４０へ進み、ステップ４０に於いては車輌の横加速度Ｇyに基づいて図７に示されたグラフに対応するマップより左右前輪のドライブシャフト５４FL及び５４FRのジョイント角αfl、αfrが演算され、ステップ５０に於いては車輌の横加速度Ｇyに基づいて図８に示されたグラフに対応するマップより左右前輪のキャンバ角βfl、βfrが演算される。

ステップ６０に於いては上述の実施例１の場合と同様に、目標ヨーモーメントＭftに基づき上記式５に従って目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkpが演算され、ステップ８０に於いては上記式１０に従って左右前輪のドライブシャフト５４FL及び５４FRのジョイント角αfl、αfr及びキャンバ角βfl、βfrに基づくモーメントMdrlrが演算されると共に、上記式８に従ってモーメントMdrlrに起因する操舵反力の変化量Ｔhが演算される。

ステップ９０に於いては下記の式１２に従って基本アシストトルクＴabより目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkp及びモーメントMdrlrに起因する操舵反力の変化量Ｔhが減算された値として補正後の目標アシストトルクＴaが演算される。
Ｔa＝Ｔab−Ｔkp−Ｔh ……（１２）

かくして図示の実施例２によれば、基本アシストトルクＴabが目標ヨーモーメントＭftに基づくアシストトルクの補正量Ｔkpにて減算補正されるので、上述の実施例１の場合と同様、駆動力制御用電子制御装置３４が左右前輪の目標駆動力Ｆvft及び目標ヨーモーメントＭftに基づいて左右前輪の駆動力Ｆfl及びＦfrを演算するに要する時間分早くアシストトルクの補正量Ｔkpを演算することができ、これにより操舵補助力の補正が遅れることなくトルクステアを効果的に且つ確実に低減することができるだけでなく、基本アシストトルクＴabが左右前輪のジョイント角αfl、αfr及びキャンバ角βfl、βfrに基づくモーメントMdrlrに起因する操舵反力の変化量Ｔhにて減算補正されるので、左右前輪が車体に搭載された電動機１２FL、１２FRによりドライブシャフト５４FL、５４FRを介して駆動される車輌に於いて、左右前輪のジョイント角及びキャンバ角に起因する操舵反力の変化を確実に且つ効果的に相殺することができる。

特に図示の実施例２によれば、左右前輪のジョイント角αl、αr及びキャンバ角βl、βrは車輌の横加速度Ｇyに基づいてそれぞれ図７及び図８に示されたグラフに対応するマップより演算されるので、ジョイント角やキャンバ角を検出するセンサは不要であり、車輌の他の制御に使用される横加速度センサ４０の検出値を有効に利用してジョイント角及びキャンバ角を推定することができる。

尚図示の実施例２に於いては、駆動力発生源は車体に搭載された電動機１２FL〜１２RRであるが、各駆動力発生源はドライブシャフトを介して対応する車輪に駆動力を付与し得る限り、電動機以外の駆動力発生源であってもよい。またこの実施例２に於ける駆動力発生源は左右輪間にて駆動力配分の制御が可能に左右輪を駆動する内燃機関やハイブリッドシステムの如く当技術分野に於いて公知の任意の駆動力発生源であってよい。

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。

例えば上述の実施例１及び２に於いては、車輌は各車輪に対応して駆動力発生源としての電動機１２FL〜１２RRが個別に設けられた四輪駆動車であるが、本発明の操舵補助力制御装置は操舵輪である左右前輪にのみ駆動力発生源が設けられた前輪駆動車に適用されてもよく、その場合にはアシストトルクの補正量Ｔkpは上記式９に従って演算される。

また上述の実施例１及び２に於いては、車輌の実際のヨーレートγと目標ヨーレートγtとの偏差としてヨーレート偏差Δγが演算され、ヨーレート偏差Δγの大きさが基準値Δγoよりも大きいときには、ヨーレート偏差Δγの大きさを低減するために車輌に付与されるべき目標ヨーモーメントＭtがヨーレート偏差Δγに基づいて演算されるようになっているが、目標ヨーモーメントＭtは車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントである限り、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。

また上述の実施例２に於いては、左右前輪のジョイント角αl、αr及びキャンバ角βl、βrは車輌の横加速度Ｇyに基づいて演算されるようになっているが、車速及び操舵角に基づいて演算される推定横加速度に基づいて演算されてもよく、また車高センサが搭載された車輌の場合には左右前輪の車高差に基づいて演算されてもよい。

インホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による車輌の操舵補助力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。 実施例１に於いて電動パワーステアリング制御用電子制御装置により達成されるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 車体に搭載された各電動機がドライブシャフトを介して各車輪に駆動力を付与するよう構成された四輪駆動車に適用された本発明による車輌の操舵補助力制御装置の実施例２を示す概略構成図である。 実施例２に於いて電動パワーステアリング制御用電子制御装置により達成されるアシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 操舵トルクＴsと基本アシストトルクＴab′との間の関係を示すグラフである。 車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。 車輌の横加速度Ｇyと左右前輪のドライブシャフトのジョイント角αfl、αfrとの間の関係を示すグラフである。 車輌の横加速度Ｇyと左右前輪のキャンバ角βfl、βfrとの間の関係を示すグラフである。 左の操舵輪に駆動力Ｆlが作用する状況及び該駆動力によるモーメントを示す平面図（Ａ）及び背面図（Ｂ）である。 ばね上に設けられた駆動力発生手段よりドライブシャフトを介して操舵輪へ駆動力が伝達される車輌を示す説明図である。

符号の説明

１２FL〜１２RR 電動機
１６ 電動式パワーステアリング装置
３０ アクセル開度センサ
３２ アクセルペダル
３４ 駆動力制御用電子制御装置
３６ 電動パワーステアリング（ＰＳ）制御用電子制御装置
３８ ヨーレートセンサ
４０ 横加速度センサ
４４ 操舵角センサ
４６ トルクセンサ
４８ 車速センサ
５４FL〜５４RR ドライブシャフト

Claims (4)

1. 目標操舵補助力を演算し前記目標操舵補助力に基づいて操舵補助力発生手段を制御する手段と、車輌の規範旋回状態量と車輌の実際の旋回状態量との偏差に基づいて車輌に付与すべき目標ヨーモーメントを演算する手段と、前記目標ヨーモーメントに基づいて左右輪の駆動力の差を制御する手段とを有する車輌の操舵補助力制御装置に於いて、前記駆動力の差の制御による左右操舵輪の駆動力の差に起因する操舵反力を低減する操舵補助力の補正量を前記目標ヨーモーメントに基づいて演算し、前記操舵補助力の補正量にて前記目標操舵補助力を補正する目標操舵補助力補正手段を有することを特徴とする車輌の操舵補助力制御装置。
2. 前記目標操舵補助力補正手段は前記目標ヨーモーメントと前記左右操舵輪のキングピンオフセット量との積に基づいて前記操舵補助力の補正量を演算することを特徴とする請求項１に記載の車輌の操舵補助力制御装置。
3. 前記左右操舵輪の各々に対応してばね上に駆動力発生手段が設けられ、各駆動力発生手段よりドライブシャフトを介して前記左右操舵輪へ駆動力が伝達され、前記目標操舵補助力補正手段は前記ドライブシャフトのジョイント角及び前記左右操舵輪のキャンバ角に基づいて前記操舵補助力の第二の補正量を演算し、前記目標ヨーモーメントに基づく前記操舵補助力の補正量及び前記第二の補正量にて前記目標操舵補助力を補正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補助力制御装置。
4. 前記目標操舵補助力補正手段は車輌の横加速度に基づいて前記ドライブシャフトのジョイント角若しくは前記左右操舵輪のキャンバ角を推定することを特徴とする請求項３に記載の車輌の操舵補助力制御装置。
   

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