JP2007331517A - 車両のステアリング操作特性制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行路面の凹凸度合に応じてステアリング操作特性を適正に制御する。
【解決手段】車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクや操舵角を入力とし、車体の上下運動による車高変位量Ｃ（サスペンション変位量）を出力とする車体運動モデルをＥＣＵ４０のメモリに記憶しておき、車両走行中に、この車体運動モデルにエンジントルクや操舵角を入力して車体の上下運動による車高変位量Ｃを算出する。そして、車高センサ４３で検出した車高変位量Ａと車体運動モデルで推定した車体の上下運動による車高変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を「路面凹凸による車高変位量Ｂ（路面凹凸度合）」として算出し、この車高変位量Ｂ（路面凹凸度合）に応じてステアリング操作特性を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のステアリング操作特性を制御する車両のステアリング操作特性制御装置に関する発明である。

近年、車両のステアリング操作特性を制御する技術が幾つか開発されている。その一例として、特許文献１（特開２００３−１８２６１９）に記載されているように、車両のサスペンションに設けられた変位センサの出力変動量に基づいて路面側から操舵輪に作用する路面反力の変動量を検出し、その検出結果に応じてステアリングの操作反力を制御するようにしたものがある。
特開２００３−１８２６１９号公報（第２頁〜第４頁等）

ところで、上記特許文献１では、サスペンション変位センサの出力変動量に基づいて路面側から操舵輪に作用する路面反力の変動量を検出してから、ステアリングの操作反力を制御するため、路面反力の変動（路面の凹凸）の影響がステアリングの操作反力に現れてから、遅れてステアリングの操作反力を制御することになってしまい、路面凹凸に対する制御応答性が悪いという欠点がある。

また、サスペンション変位センサの出力変動は、路面の凹凸の他に、車体の上下振動によっても発生するため、サスペンション変位センサの出力変動量には車体の上下振動の成分が含まれる。車体の上下振動は、路面の凹凸を乗り越えた後も、暫く振動し続け、その他、加減速時、ブレーキ時、急ハンドル時等にも、路面の凹凸とは関係なく車体の上下振動が発生するため、サスペンション変位センサの出力変動は、必ずしも走行路面の凹凸度合に応じたものとはならない。従って、上記特許文献１のように、サスペンション変位センサの出力変動量に基づいてステアリングの操作特性を制御しても、走行路面の凹凸度合に応じてステアリングの操作特性を適正に制御することは困難である。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、走行路面の凹凸度合に応じてステアリングの操作特性を適正に制御することができる車両のステアリング操作特性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に、請求項１に係る発明は、車両のステアリング操作特性を制御するステアリング操作特性制御手段を備えた車両のステアリング操作特性制御装置において、走行路面の凹凸度合を判定する路面凹凸度合判定手段を備え、車両走行中に前記路面凹凸度合判定手段で判定した走行路面の凹凸度合に応じてステアリング操作特性を変化させるようにしたものである。このように、本発明では、路面凹凸度合判定手段によって走行路面の凹凸度合を判定するため、走行路面の凹凸度合に応じてステアリング操作特性を適正に制御することができる。

ここで、路面凹凸度合判定手段の具体例としては、例えば、車輪と車体との間の上下方向の相対運動（サスペンションの伸縮運動）を検出するサスペンション変位センサを設けると共に、車体の上下方向の加速度を検出する車体加速度センサを設け、サスペンション変位センサの出力信号と車体加速度センサの出力信号とに基づいて走行路面の凹凸度合を検出するようにしても良い。

しかし、この構成では、サスペンションセンサと車体加速度センサの２種類のセンサが必要となり、コストアップするという欠点がある。

また、車輪のサスペンション装置に上下方向の加速度を検出する加速度センサを設け、この加速度センサの出力信号をフィルタリング処理することで、特定周波数加速度成分を路面凹凸成分として抽出し、路面凹凸を検出することが考えられる。

しかし、この構成では、同じ路面凹凸度合であっても車速によって加速度センサの出力信号が大きく変化するため、車速の影響を受けずに路面凹凸度合を安定して精度良く検出することは困難であり、特に、低速時には加速度センサの出力信号が小さくなるため、路面凹凸の検出そのものが困難となる欠点がある。しかも、車輪が路面の凹凸を何回か乗り越えて加速度センサの出力信号が何回か大きく振動してからでないと路面凹凸を検出できないため、路面凹凸をリアルタイムで検出することができず（検出の遅れが大きく）、路面凹凸による影響が大きく現れてから、遅れてステアリング操作特性の制御を行うことになってしまい、路面凹凸に対する制御特性も悪いという欠点もある。

これらの欠点を解消するために、請求項２のように、車輪と車体との間の上下方向の相対変位量又はこれに相関する情報（以下これらを「車高変位量」と総称する）を検出する車高変位量検出手段と、車両運転状態に応じて変化する車体の上下運動を模擬した車体運動モデルに現在の車両運転状態の情報を入力して車体の上下運動を推定する車体上下運動推定手段とを備え、前記路面凹凸度合判定手段は、前記車高変位量検出手段で検出した車高変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動とに基づいて走行路面の凹凸度合を推定するようにしても良い。

この構成では、車体運動モデルによって車両運転状態の情報から車体の上下運動を推定するため、従来の路面凹凸検出技術で必要としていた車体加速度センサが不要となり、センサ数削減、低コスト化の要求を満たすことができる。しかも、車高変位量検出手段で検出する車高変位量は、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで検出できると共に、車体運動モデルによって車両運転状態の情報から推定する車体の上下運動も、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定できるため、車高変位量の検出値と車体の上下運動の推定値とに基づいて走行路面の凹凸度合を車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定することができる。これにより、少ないセンサ数で低コスト化の要求を満たしながら、車速の影響を受けずに路面凹凸度合を精度良く且つ応答良く検出することができる。

この場合、走行中の車体は、駆動源となるエンジントルクの変化（加減速）によって上下動することを考慮して、請求項３のように、前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくともエンジントルクを含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による車高変位量推定値を出力するように構成すると良い。このように、エンジントルクを用いて車体の上下運動による車高変位量を推定すれば、加減速時に発生する車高変位量を精度良く推定することができる。ここで、エンジントルクは、要求エンジントルク（目標エンジントルク）、実エンジントルク（実際に発生したエンジントルク）のいずれを用いても良いが、検出応答性向上の観点からは要求エンジントルクを用いることが望ましい。要求エンジントルクは、それに応じたエンジントルクが実際に発生する前に演算されるため、要求エンジントルクを用いれば、それに応じた実エンジントルクが発生する前でも、その実エンジントルクによって発生する車体の上下運動を予測することができる利点がある。また、車体運動モデルの出力を車体の上下運動による車高変位量推定値とすれば、車高変位量検出手段で検出した車高変位量と車高変位量推定値とから路面凹凸度合を簡単に推定することができる。

また、走行中の車体は、ステアリングハンドルの操舵角によって上下動することを考慮して、請求項４のように、前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくとも操舵角を含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による車高変位量推定値を出力するように構成しても良い。このように、操舵角を用いて車体の上下運動による車高変位量を推定すれば、車両旋回時に発生する車高変位量を精度良く推定することができる。

車両走行中に、車輪が路面凹凸を乗り越える際に発生する車高変位量Ａは、路面凹凸による車高変位量Ｂ（路面凹凸度合）と車体の上下運動による車高変位量Ｃとの合計変位量（Ａ＝Ｂ＋Ｃ）であると考えられる。

この点を考慮して、請求項５のように、前記車高変位量検出手段で検出した車高変位量Ａと前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動による車高変位量推定値Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）に基づいて路面凹凸度合Ｂを推定するようにすれば良い。これにより、極めて簡単に路面凹凸度合Ｂを推定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。エンジン運転中は、燃料タンク２１内の燃料が燃料ポンプ２２によりデリバリパイプ２３に送られ、各気筒の噴射タイミング毎に各気筒の燃料噴射弁２０から燃料が噴射される。デリバリパイプ２３には、燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ２４が取り付けられている。

また、エンジン１１には、吸気バルブ２５と排気バルブ２６の開閉タイミングをそれぞれ可変する可変バルブタイミング機構２７，２８が設けられている。更に、エンジン１１には、吸気カム軸２９と排気カム軸３０の回転に同期してカム角信号を出力する吸気カム角センサ３１と排気カム角センサ３２が設けられ、エンジン１１のクランク軸の回転に同期して所定クランク角毎（例えば３０℃Ａ毎）にクランク角信号のパルスを出力するクランク角センサ３３が設けられている。

一方、エンジン１１の各気筒の排気マニホールド３５が集合する排気集合部３６には、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ３７が設置され、この空燃比センサ３７の下流側に排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒３８が設けられている。

その他、このエンジン制御システムには、車速を検出する車速センサ４１と、ステアリングハンドル４５（図２参照）の操作量を検出するステアリングセンサ４２と、車輪４４（図２参照）と車体との間の上下方向の相対変位量（以下「車高変位量」という）を検出する車高センサ４３（車高変位量検出手段）等が設けられている。

この場合、車高センサ４３は、車両の少なくとも１つの車輪４４のサスペンション装置（図示せず）に設けられている。この車高センサ４３は、例えば、車体に対するサスペンションアームの上下方向の相対的変位量を、両者間に連結したリンク機構によって回転角に変換して、その回転角の変化を角度センサで検出するように構成したものを使用したり、或は、車体に超音波センサを路面に対向させるように取り付け、超音波を路面に向けて発射し、路面からの反射波を受信するまでの伝搬時間を測定することで、その伝搬時間から車高を検出するように構成したものを使用しても良い。要するに、車高センサ４３は、車輪４４と車体との間の上下方向の相対変位量又はこれに相関する情報をリアルタイムで検出するものであれば、どの様な検出方式のものであっても良い。

これら各種のセンサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４０に入力される。このＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてスロットル開度、各気筒の燃料噴射弁２０の燃料噴射量、点火時期を制御する。

更に、このＥＣＵ４０は、後述する図５の路面凹凸度合推定ルーチンを実行することで、車高センサ４３で検出した車高変位量と車体運動モデルで推定した車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）とに基づいて走行路面の凹凸度合を推定する。

この場合、車体運動モデルは、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクを入力ｕとし、このエンジントルクで発生する車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を出力ｙとする自己回帰モデル（ＡＲモデル）により構成されている。このモデルは、次のように定義される。

Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）＝Ｂ（ｑ）ｕ（ｔ）
Ａ（ｑ）＝１＋ａ1 ｑ^-1＋ａ2 ｑ^-2＋ａ3 ｑ^-3＋ａ4 ｑ^-4＋ａ5 ｑ^-5＋ａ6 ｑ^-6
Ｂ（ｑ）＝ｂ1 ｑ^-1＋ｂ2 ｑ^-2＋ｂ3 ｑ^-3
ここで、ｑはシフトオペレータであり、ｑ^-nはｎ回前の入力ｕ又は出力ｙを表す。

従って、Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）とＢ（ｑ）ｕ（ｔ）は具体的には次のように表される。
Ａ（ｑ）ｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ）＋ａ1 ｙ（ｔ−１）＋ａ2 ｙ（ｔ−２）
＋ａ3 ｙ（ｔ−３）＋ａ4 ｙ（ｔ−４）＋ａ5 ｙ（ｔ−５）＋ａ6 ｙ（ｔ−５） Ｂ（ｑ）ｕ（ｔ）＝ｂ1 ｕ（ｔ−１）＋ｂ2 ｕ（ｔ−２）＋ｂ3 ｕ（ｔ−３）

上式で表される車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 は、予め適合工程等でシステム同定の手法によって決定される。この車体運動モデルがＥＣＵ４０のＲＯＭ又は書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されている。

図７は、エンジントルクを車体運動モデルに入力して、車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を車体運動モデルにより演算したときのモデル出力と実機データとを対比して表す図である。エンジントルクを入力とする車体運動モデルを用いれば、加減速時のエンジントルクの変化により発生する車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を精度良く推定することができる。

ここで、エンジントルクは、要求エンジントルク（目標エンジントルク）、実エンジントルク（実際に発生したエンジントルク）のいずれを用いても良いが、検出応答性向上の観点からは要求エンジントルクを用いることが望ましい。要求エンジントルクは、それに応じたエンジントルクが実際に発生する前に演算されるため、要求エンジントルクを用いれば、それに応じた実エンジントルクが発生する前でも、その実エンジントルクによって発生する車体の上下運動を予測することができる。

同様に、ステアリングセンサ４２で検出した操舵角を入力とし、その操舵角によって生じる車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を出力とする車体運動モデル（自己回帰モデル）をシステム同定により構築して、ＥＣＵ４０のＲＯＭ又は書き換え可能な不揮発性メモリに記憶しておき、車両走行中に操舵角から車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を推定するようにしても良い。操舵角を用いて車体の上下運動による車高変位量を推定すれば、車両旋回時に発生する車高変位量を精度良く推定することができる。

エンジントルクと操舵角の両方を考慮して車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）を推定する場合は、エンジントルクを入力とする車体運動モデルにより推定した車体の上下運動による車高変位量と、操舵角を入力とする車体運動モデルにより推定した車体の上下運動による車高変位量とを加算した値を、最終的な車体の上下運動による車高変位量として用いるようにすれば良い。

或は、エンジントルクと操舵角の他に、車体の上下運動を生じさせる要因となる車両運転状態の情報として、例えば、ブレーキ操作量（ブレーキ力）、車速等を入力とする車体運動モデルを作成して、ブレーキ操作量（ブレーキ力）、車速等から推定した車体の上下運動による車高変位量も考慮するようにしても良い。

車両走行中に、車輪４４が路面凹凸を乗り越える際に発生する車高変位量Ａは、路面凹凸による車高変位量Ｂ（路面凹凸度合）と車体の上下運動による車高変位量Ｃとの合計変位量（Ａ＝Ｂ＋Ｃ）であると考えられる。

この点を考慮して、ＥＣＵ４０は、車高センサ４３で検出した車高変位量Ａと車体運動モデルで推定した車体の上下運動による車高変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を路面凹凸による車高変位量Ｂ（路面凹凸度合）として算出する。

ところで、サスペンション装置等が経時劣化すると、車両運転状態による車体の上下運動（車高変位量）が変化するため、サスペンション装置等の経時劣化が進むに従って、車体運動モデルの精度が低下して、路面凹凸度合の推定精度が低下する。

この対策として、本実施例では、ＥＣＵ４０によって後述する図６の車体運動モデル更新ルーチンを実行することで、路面凹凸度合の推定結果に基づいて平坦路走行中と判断される期間、すなわち路面凹凸による車高変位量Ｂがほぼ０と見なせる期間に、車体運動モデルの入力と出力のデータをＥＣＵ４０の書き換え可能な不揮発性メモリに蓄積しておき、その蓄積データに基づいて車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 を逐次更新するようにしている。

また、本実施例では、操舵輪（前輪）４４の操舵角は、図２に示す電子ステアリングシステム４６によって制御される。この電子ステアリングシステム４６は、運転者が操作するステアリングハンドル４５の操作量（以下「ステアリング操作量」という）をステアリングセンサ４２によって検出し、そのステアリング操作量に応じてモータ等の操舵用アクチュエータ４７を制御することで、操舵用アクチュエータ４７の駆動力によってボールネジ機構等のステアリングギア４８を回転させて、ステアリング操作量に応じて操舵輪４４の操舵角を変化させる。この操舵角は、操舵角センサ４９によって検出される。ステアリングハンドル４５の操作反力は、操作反力発生アクチュエータ５０によって車速、操舵角等に応じて制御される。

更に、ＥＣＵ４０は、車両走行中に後述する図４のステアリング操作特性制御ルーチンを実行することで、前記方法で推定した路面凹凸度合に応じてステアリング操作特性を図３の線形特性βと非線形特性γのいずれかに切り換える。この図３のステアリング操作特性は、ステアリング操作量と操舵輪４４の操舵角との関係を設定する特性であり、路面凹凸度合が小さい平坦路走行中は、ステアリング操作特性を線形特性β（ステアリング操作量に応じて操舵輪４４の操舵角をリニアに変化させる特性）に切り換えることで、ステアリング操作の応答性・操作性を向上させる。一方、路面凹凸度合が大きい悪路走行中は、ステアリング操作特性を非線形特性γに切り換える。この非線形特性γは、例えば、ステアリング操作量が所定値以下の領域では、ステアリング操作量に対する操舵角の変化率を小さくすることで、路面凹凸によりステアリングハンドル４５が取られることを防止すると共に、運転者の過操作を防止して安全性を確保し、ステアリング操作量が所定値以上の領域では、ステアリング操作量に対する操舵角の変化率を大きくすることで、操舵角を限界まで操作できるようにする。

次に、ＥＣＵ４０によって実行される図４乃至図６の各ルーチンの処理内容を説明する。

［ステアリング操作特性制御ルーチン］
図４のステアリング操作特性制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうステアリング操作特性制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、後述する図５の路面凹凸度合推定ルーチンを実行することで、車高センサ４３で検出した車高変位量と車体運動モデルで推定した車体の上下運動による車高変位量（サスペンション変位量）とに基づいて路面凹凸度合を推定する。

この後、ステップ１０２に進み、推定した路面凹凸度合が所定値αよりも小さいか否かを判定し、路面凹凸度合が所定値αよりも小さければ、平坦路走行中と判断して、ステップ１０３に進み、ステアリング操作特性を線形特性βに切り換えることで、ステアリング操作の応答性・操作性を向上させる。

これに対して、上記ステップ１０２で、路面凹凸度合が所定値α以上と判定されれば、凹凸のある悪路と判断して、ステップ１０４に進み、ステアリング操作特性を非線形特性γに切り換えることで、路面凹凸によりステアリングハンドル４５が取られることを防止すると共に、運転者の過操作を防止して安全性を確保する。

尚、本ルーチンでは、走行路面が平坦路と悪路でステアリング操作特性を２段階に変化させるようにしたが、路面凹凸度合に応じてステアリング操作特性を３段階以上又は連続的に変化させるようにしても良いことは言うまでもない。

また、本ルーチンでは、路面凹凸度合に応じてステアリング操作量に対する操舵角の変化特性を変化させるようにしたが、路面凹凸度合に応じてステアリングハンドル４５の操作反力（操作反力発生アクチュエータ５０の発生トルク）を変化させるようにしても良い。

［路面凹凸度合推定ルーチン］
図５の路面凹凸度合推定ルーチンは、上記図４のステアリング操作特性制御ルーチンのステップ１０１で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう路面凹凸度合判定手段としての役割を果たす。

本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルク（要求エンジントルク又は実エンジントルク）と、ステアリングセンサ４２で検出した操舵角を読み込むと共に、車高センサ４３で検出した車高変位量Ａ（サスペンション変位量）を読み込む。

この後、ステップ２０２に進み、エンジントルクや操舵角を入力とする車体運動モデルを用いて、加減速や車両旋回によって生じる車体の上下運動による車高変位量Ｃ（サスペンション変位量）を算出する。このステップ２０２の処理が特許請求の範囲でいう車体上下運動推定手段としての役割を果たす。この後、ステップ２０３に進み、車高センサ４３で検出した車高変位量Ａと車体運動モデルで算出した車体の上下運動による車高変位量Ｃとの差分（Ａ−Ｃ）を路面凹凸による車高変位量Ｂとして算出する。この後、ステップ２０４に進み、路面凹凸による車高変位量Ｂに基づいてマップ又は数式により路面凹凸度合を決定する。尚、路面凹凸による車高変位量Ｂをそのまま路面凹凸度合を表すパラメータとして用いるようにしても良い。

［車体運動モデル更新ルーチン］
図６の車体運動モデル更新ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、次のようにして車体運動モデルを更新する。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、上記図５の路面凹凸度合推定ルーチンで演算した路面凹凸度合を読み込み、次のステップ３０２で、路面凹凸度合が所定値δよりも小さいか否かを判定し、路面凹凸度合が所定値δ以上と判定されれば、凹凸のある悪路と判断して、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ３０２で、路面凹凸度合が所定値δよりも小さいと判定されれば、平坦路走行中と判断して、ステップ３０３に進み、現在の車体運動モデルの入力のデータ（エンジントルク、操舵角）と、出力のデータ及び車高センサ４３で検出した車高変位量ＡをＥＣＵ４０の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

この後、ステップ３０４に進み、車体運動モデルの更新条件が成立しているか否かを、例えば次の２つの条件(1) 、(2) によって判定する。
(1) 不揮発性メモリに車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 の同定に必要なデータが蓄積されていること
(2) 前回の車体運動モデルの更新から所定期間以上（所定走行回数以上、所定積算走行距離以上）経過していること

これら２つの条件(1) 、(2) のいずれか一方でも満たさない条件があれば、車体運動モデルの更新条件が不成立となり、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記２つの条件(1) 、(2) を同時に満たせば、車体運動モデルの更新条件が成立して、ステップ３０５に進み、不揮発性メモリに蓄積されているデータを用いて、システム同定の手法によって車体運動モデルのパラメータａ1 〜ａ6 、ｂ1 〜ｂ3 を更新する。

以上説明した本実施例によれば、走行路面の凹凸度合を推定して、その走行路面の凹凸度合に応じてステアリング操作特性を変化させるようにしたので、走行路面の凹凸度合に応じてステアリング操作特性を適正に制御することができる。

更に、本実施例では、車体の上下運動を生じさせる要因となる代表的な車両運転状態の情報であるエンジントルクや操舵角を入力とし、車体の上下運動による車高変位量を出力とする車体運動モデルを用いて、エンジントルクや操舵角から車体の上下運動による車高変位量を算出し、この車体の上下運動による車高変位量と車高センサ４３で検出した車高変位量とに基づいて路面凹凸による車高変位量（路面凹凸度合）を算出するようにしたので、従来の路面凹凸検出技術で必要としていた車体加速度センサが不要となり、センサ数削減、低コスト化の要求を満たすことができる。

しかも、車高センサ４３で検出する車高変位量は、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで検出できると共に、車体運動モデルによってエンジントルクや操舵角から推定する車体の上下運動も、車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定できるため、車高変位量の検出値と車体の上下運動の推定値とに基づいて走行路面の凹凸度合を車速の影響を受けずにほぼリアルタイムで推定することができる。これにより、本実施例の路面凹凸推定装置は、少ないセンサ数で低コスト化の要求を満たしながら、車速の影響を受けずに路面凹凸度合を精度良く且つ応答良く検出することができる。

その上、本実施例では、路面凹凸度合の推定結果に基づいて平坦路走行中と判断される期間、すなわち路面凹凸による車高変位量Ｂがほぼ０と見なせる期間に、車体運動モデルの入力と出力のデータを書き換え可能な不揮発性メモリに蓄積しておき、その蓄積データに基づいて車体運動モデルのパラメータを逐次更新するようにしたので、サスペンション装置等の経時劣化により車体の上下運動特性が変化するのに対応して車体運動モデルのパラメータを逐次更新することができ、サスペンション装置等の経時劣化による路面凹凸度合の推定精度低下を防止することができる。

尚、本発明で用いる路面凹凸度合判定手段は、車体運動モデルを用いて走行路面の凹凸度合を推定するものに限定されず、例えば、タイヤと車体との間の上下方向の相対運動（サスペンションの伸縮運動）を検出するサスペンションセンサを設けると共に、車体の上下方向の加速度を検出する車体加速度センサを設け、サスペンションセンサの出力信号と車体加速度センサの出力信号とに基づいて走行路面の凹凸度合を検出するようにしても良い。

その他、本発明は、電子ステアリングシステム４６の構成を適宜変更しても良い等、種々変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施例を示すエンジン制御システム全体の構成を概略的に示す図である。 電子ステアリングシステムの構成を概略的に示す図である。 ステアリング操作特性の一例を表す図である。 ステアリング操作特性制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 路面凹凸度合推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 車体運動モデル更新ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は車体運動モデルの入力ｕの波形の一例を示し、（ｂ）は車体運動モデルの出力ｙの一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン、１５…スロットルバルブ、２０…燃料噴射弁、４０…ＥＣＵ（ステアリング操作特性制御手段，車体上下運動推定手段，路面凹凸度合判定手段）、４１…車速センサ、４２…ステアリングセンサ、４３…車高センサ（車高変位量検出手段）、４４…車輪（操舵輪）、４５…ステアリングハンドル、４６…電子ステアリングシステム、４７…操舵用アクチュエータ、４８…ステアリングギア、４９…操舵角センサ、５０…操作反力発生アクチュエータ

Claims (5)

1. 車両のステアリング操作特性を制御するステアリング操作特性制御手段を備えた車両のステアリング操作特性制御装置において、
   走行路面の凹凸度合を判定する路面凹凸度合判定手段を備え、
   前記ステアリング操作特性制御手段は、車両走行中に前記路面凹凸度合判定手段で判定した走行路面の凹凸度合に応じて前記ステアリング操作特性を変化させることを特徴とする車両のステアリング操作特性制御装置。
2. 車輪と車体との間の上下方向の相対変位量又はこれに相関する情報（以下これらを「車高変位量」と総称する）を検出する車高変位量検出手段と、
   車両運転状態に応じて変化する車体の上下運動を模擬した車体運動モデルに現在の車両運転状態の情報を入力して車体の上下運動を推定する車体上下運動推定手段とを備え、
   前記路面凹凸度合判定手段は、前記車高変位量検出手段で検出した車高変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動とに基づいて走行路面の凹凸度合を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両のステアリング操作特性制御装置。
3. 前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくともエンジントルクを含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による車高変位量推定値を出力するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両のステアリング操作特性制御装置。
4. 前記車体運動モデルは、入力となる前記車両運転状態の情報として少なくとも操舵角を含み、当該車両運転状態で発生する車体の上下運動による車高変位量推定値を出力するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両のステアリング操作特性制御装置。
5. 前記路面凹凸度合推定手段は、前記車高変位量検出手段で検出した車高変位量と前記車体上下運動推定手段で推定した車体の上下運動による車高変位量推定値との差分に基づいて走行路面の凹凸度合を推定することを特徴とする請求項３又は４に記載の車両のステアリング操作特性制御装置。

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