JP2009274616A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵状況に応じて操舵アシスト特性が変更される車両用操舵制御装置にて、オフロード走行時に運転者が正確に車輪と路面との接触状態を感知できること
【解決手段】車両用操舵制御装置は、操舵力Ｔに応じた操舵アシスト力Ｆを得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する油圧式パワーステアリング装置１０と、推定車速Ｖや操舵速度ωの操舵状況を検出するための各センサ２１〜２６と、操舵状況に応じて操舵アシスト特性を変更させる可変流量制御弁４１と、この可変流量制御弁を制御する電気制御装置４２を備えるとともに、車両が低速４輪駆動モードであるか否かを検出するためのＬ４モード検出センサ３０を備える。電気制御装置４２は、Ｌ４モード検出センサ３０からの検出信号αにより走行路がオフロードであると判定されたとき、可変流量制御弁４１による前記操舵アシスト特性の変更量を抑制するプログラムを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用操舵制御装置に係り、特に、操舵力に応じて得られる操舵アシスト力を、操舵する際の操舵状況に応じて変更可能な車両用操舵制御装置に関する。

この種の車両用操舵制御装置は、例えば、下記特許文献１に記載されていて、操舵力に応じた操舵アシスト力を得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する操舵アシスト特性設定部と、駆動輪のスリップの発生状態に応じて前記操舵アシスト特性を変更させる操舵アシスト特性変更部（可変オリフィス）を具備している。また、下記特許文献１の操舵アシスト特性設定部は、エンジン等の駆動装置によって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油に応じて操舵アシスト力を出力するパワーシリンダと、このパワーシリンダと油圧ポンプに接続されて操舵力に応じて作動し油圧ポンプからパワーシリンダに供給される作動油を制御する油圧制御弁を備えている。
特開平３−１１２７７７号公報

上記特許文献１に記載された車両用操舵制御装置においては、操舵アシスト特性変更部にて、駆動輪のスリップの発生状態に応じて操舵アシスト力を変更させる、具体的には、スリップ量が増大するほど操舵アシスト力が低減するように制御している。これにより、運転者は、スリップ時に適度な操舵反力を受けることができて、車両の走行状態の変化を感知することが可能である

ところで、上記特許文献１に記載されている車両用操舵制御装置においては、走行路がオフロードである場合にも、スリップ量が増大するほど操舵アシスト力が低減（操舵反力が増加）するように制御される。これにより、オフロード走行時に、例えば車輪がスタックした（ぬかるみや轍にはまった）場合、車輪が路面に対して空転（スリップ）することにより、上記したスリップ量の増大に基づいて操舵反力が増加する。この場合に、運転者は、車輪と路面との接触抵抗が小さいにも拘わらず、上記した操舵反力の増加により車輪と路面との接触抵抗が大きいと推定するおそれがある。したがって、このときには、運転者が、車輪と路面との接触状態を正確に感知し難い。

本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、操舵力に応じた操舵アシスト力を得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する操舵アシスト特性設定部と、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況を検出する操舵状況検出部と、前記操舵状況に応じて前記操舵アシスト特性を変更させる操舵アシスト特性変更部を備えるとともに、車両が走行している走行路を判定する走行路判定部を備えていて、前記走行路判定部にて前記走行路がオフロードであると判定されたときに前記操舵アシスト特性変更部による前記操舵アシスト特性の変更量を抑制する抑制部を備えていることに特徴がある。

本発明による車両用操舵制御装置においては、走行路がオンロードであるとき、操舵アシスト特性設定部にて操舵力に応じた操舵アシスト力を得るべく設定された基本的な操舵アシスト特性が、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況に応じて操舵アシスト特性変更部にて変更される。これにより、操舵アシスト特性を、例えば、車速が大きくなるにしたがって操舵アシスト力が小さくなるように設定し、操舵速度が大きくなるにしたがって操舵アシスト力が大きくなるように設定することが可能である。

したがって、運転者は、高速時（車速が大きいとき）には、車速に応じた適度な操舵反力を受けた状態（操舵アシスト力が小さい状態）で操舵することが可能であるとともに、据え切り時または緊急回避時（操舵速度が大きいとき）には、操舵反力が小さい状態（操舵アシスト力が大きい状態）で操舵することが可能である。

ところで、走行路判定部にて走行路がオフロードであると判定されると、上記した操舵アシスト特性変更部による操舵アシスト特性の変更量が抑制部にて抑制される。これにより、このときの操舵アシスト特性は、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況に拘わらず、上記した基本的な操舵アシスト特性に近似したものとなる。

このため、運転者は、オフロード走行時、特に車輪がスタック等した場合にも、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況に拘わらず、上記した基本的な操舵アシスト特性に近似した特性で操舵することが可能である。したがって、走行路がオフロードであるとき、運転者は、車輪と路面との接触状態を正確に感知することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記操舵アシスト特性設定部は、エンジン等の駆動装置によって駆動されてリザーバから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油に応じて前記操舵アシスト力を出力するパワーシリンダと、このパワーシリンダと前記油圧ポンプおよび前記リザーバに接続されて前記操舵力に応じて作動し前記油圧ポンプから前記パワーシリンダに供給される前記作動油を制御する油圧制御弁を備え、前記操舵アシスト特性変更部は、前記油圧ポンプの吐出部と前記油圧制御弁間に介装されて前記油圧ポンプから前記油圧制御弁に供給される前記作動油の流量を制御する可変流量制御弁と、前記操舵状況に応じて前記可変流量制御弁の作動を制御する電気制御装置を備えていることも可能である

この場合には、本発明による車両用操舵制御装置を既存の油圧式パワーステアリング装置（油圧ポンプとパワーシリンダと油圧制御弁と可変流量制御弁と可変流量制御弁の作動を制御する電気制御装置を備えたパワーステアリング装置）と、前記走行路判定部および前記抑制部で構成することが可能である。したがって、既存の油圧式パワーステアリング装置をそのまま有効利用しつつ、既存の構成から小さな変更（前記走行路判定部および前記抑制部を用いること）で容易に実施することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記電気制御装置は、前記操舵状況から操舵中であるか操舵中でないかを判定する操舵判定手段を有するとともに、この操舵判定手段にて操舵中でないと判定されたときには、操舵中であると判定されたときに比して、前記油圧ポンプから前記油圧制御弁に供給される作動油の流量を低下させるべく前記可変流量制御弁を制御する非操舵制御モードを備えていることも可能である。

この場合には、操舵判定手段にて操舵中でないと判定されたときに、電気制御装置の非操舵制御モードにて、操舵中であると判定されたときに比して、油圧ポンプから油圧制御弁に供給される作動油の流量が低下する。このため、流路長が長くて圧力損失の大きい作動油の流量（油圧ポンプから油圧制御弁およびリザーバを通って油圧ポンプへ流れる流量）を低下させることが可能である。したがって、油圧ポンプを駆動させるエンジン等の駆動装置の負荷を軽減させることができ、駆動装置の駆動エネルギーロスを低減（例えば、燃費を向上）させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記走行路判定部は、当該車両に装備したトランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされたときに走行路がオフロードであると判定するように設定されていることも可能である。この場合には、運転者が車両に装備したトランスファ装置を低速４輪駆動モードにシフトすることにより、走行路がオフロードであると判定される。したがって、運転者のマニュアル操作に基づいてオフロード判定を的確に行うことが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記走行路判定部は、当該車両に装備した車輪速センサの検出値に基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように設定されていることも可能である。この場合には、車両に装備した車輪速センサの検出値に基づいて走行路がオフロードであると判定されるため、運転者のマニュアル操作を要することなく自動でオフロード判定を行うことが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）にて走行しているとき、前記操舵アシスト特性の変更量をゼロとする（可変流量制御弁から油圧制御弁に供給される流量が変化しない）ように設定されていることも可能である。

この場合には、設定車速範囲をオフロード走行時の一般的な車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）とすることにより、走行路がオフロードであって当該車両が設定車速範囲にて走行しているときには、上記した操舵アシスト特性の変更量が抑制部にてゼロにされる。したがって、走行路がオフロードであって当該車両が設定車速範囲にて走行しているときには、運転者は、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況に拘わらず上記した基本的な操舵アシスト特性にて操舵することができて、車輪と路面との接触状態を的確に感知することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）の上限値を超えた車速で走行するとき、操舵力に応じた操舵アシスト力（可変流量制御弁から油圧制御弁に供給される流量）が車速の増加に応じて減少するように設定されていることも可能である。

この場合には、設定車速範囲をオフロード走行時の一般的な車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）とすることにより、当該車両が設定車速範囲の上限値を超えた車速で走行しているときには、操舵力に応じた操舵アシスト力が車速の増加に応じて抑制部にて減少される。したがって、当該車両が設定車速範囲の上限値を超えた車速で走行しているときには、車速に応じた適度な操舵反力を受けた状態（操舵アシスト力が小さい状態）で操舵することができて、運転者の操舵による走行安定性を向上させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）の下限値より低い車速で走行するとき、操舵力に応じた操舵アシスト力（可変流量制御弁から油圧制御弁に供給される流量）が車速の減少に応じて増大するように設定されていることも可能である。

この場合には、設定車速範囲をオフロード走行時の一般的な車速範囲（例えば、２０〜６０ｋｍ／ｈ）とすることにより、当該車両が設定車速範囲の下限値より低い車速で走行しているときには、操舵力に応じた操舵アシスト力が車速の減少に応じて抑制部にて増加される。したがって、当該車両が設定車速範囲より低い車速で走行しているときには、操舵反力が小さい状態（操舵アシスト力が大きい状態）で操舵することできて、運転者による回動操舵性を向上させることが可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による車両用操舵制御装置の全体構成を概略的に示していて、この車両用操舵制御装置は、操舵力Ｔに応じた操舵アシスト力Ｆを得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する油圧式パワーステアリング装置１０と、操舵するときの操舵状況を検出するための各車輪速センサ２１，２２，２３，２４、操舵角検出センサ２５およびエンジン回転数検出センサ２６と、車両に装備されたトランスファ装置（図示省略）が低速４輪駆動モードにシフトされたか否かを検出するためのＬ４モード検出センサ３０と、油圧式パワーステアリング装置１０の基本的な操舵アシスト特性を変更するための可変流量制御弁４１と、操舵状況に応じて可変流量制御弁４１の作動を制御する電気制御装置４２と、車両を駆動させるためのエンジン５０を備えている。

油圧式パワーステアリング装置１０は、図１に示したように、運転者によって操舵される操舵ハンドル１１と、この操舵ハンドル１１を上端にて支持している操舵軸１２と、この操舵軸１２の下端にトーションバー（図示省略）を介して連結されているピニオンシャフト（図示省略）と、このピニオンシャフトのピニオンに噛合するラック歯を有したラックバー１３と、このラックバー１３を覆っているハウジング１４と、このハウジング１４の一部をシリンダとしラックバー１３の一部をピストンロッドとするパワーシリンダ１５と、このパワーシリンダ１５に供給する作動油を制御する油圧制御弁１６と、エンジン５０によって駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプ１７と、この油圧ポンプ１７および油圧制御弁１６に接続されているリザーバ１８を備えている。

操舵ハンドル１１は、運転者によって入力される操舵力を操舵軸１２に伝達するためのものであり、操舵軸１２の運転者側端部に一体的に連結されている。操舵軸１２は、操舵ハンドル１１を介して入力される操舵力Ｔを左右前輪（図示省略）に伝達するためのものであり、操舵ハンドル１１と一体回転可能である。ラックバー１３は、ピニオンシャフトの回転により軸方向（図１の左右方向）に変位可能であり、左右両端にてタイロッド（図示省略）およびナックル（図示省略）等を介して左右前輪に連結されている。ハウジング１４は、車体に組付けられていて、ラックバー１３を軸方向に変位可能に支持している。

パワーシリンダ１５は、シリンダ内にてピストンロッドに組付けたピストン１５ａによって区画された左右の圧力室１５ｂ、１５ｃを有していて、各圧力室１５ｂ、１５ｃに接続された一対の油路を介して油圧制御弁１６に接続されている。また、パワーシリンダ１５は、油圧制御弁１６から左右の圧力室１５ｂ、１５ｃへ供給される作動油に応じて、左右の圧力室１５ｂ、１５ｃ間にて生じる差圧により操舵アシスト力Ｆを出力する周知の油圧シリンダである。

油圧制御弁１６は、パワーシリンダ１５の各圧力室１５ｂ、１５ｃと、リザーバ１８に接続されるとともに、可変流量制御弁４１を介して油圧ポンプ１７の吐出部に接続されていて、操舵力Ｔ（トーションバーの捩れ量）に応じて作動して油圧ポンプ１７からパワーシリンダ１５に供給される作動油を制御する周知のロータリバルブである。油圧ポンプ１７は、エンジン５０によって駆動されてリザーバ１８から作動油を吸入して可変流量制御弁４１へ吐出する周知のベーン型オイルポンプであり、エンジン５０の回転数ｒｐｍに応じて吐出量が増大するものである。

各車輪速センサ、すなわち、左前輪車輪速センサ２１，右前輪車輪速センサ２２，左後輪車輪速センサ２３，右後輪車輪速センサ２４は、それぞれ左前輪，右前輪，左後輪，右後輪の各回転速度を測定することにより左前輪車輪速Ｖ_ＦＬ，右前輪車輪速Ｖ_ＦＲ，左後輪車輪速Ｖ_ＲＬ，右後輪車輪速Ｖ_ＲＲを表す検出信号を出力する。操舵角検出センサ２５は、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角度を測定することにより操舵角θを表す検出信号を出力する。エンジン回転数検出センサ２６は、エンジン５０のエンジン回転数を測定することにより回転数ｒｐｍを表す検出信号を出力する。

Ｌ４モード検出センサ３０は、トランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされているときにＯＮを表し、トランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされていないときにＯＦＦを表す検出信号αを出力する。なお、トランスファ装置は、運転者によって低速４輪駆動モードと高速４輪駆動モードと（高速）２輪駆動モードに切り替え可能であり、エンジン５０の動力を左右前輪，左右後輪に分配する周知の装置である。

可変流量制御弁４１は、油圧ポンプ１７から油圧制御弁１６に供給される作動油を制御して、油圧制御弁１６に供給する作動油の流量を目標流量Ｑ_Ａとなるように制御するためのものであり、油圧ポンプ１７の吐出部と油圧制御弁１６間の油路に介装されている。また、可変流量制御弁４１は、電磁ソレノイド（図示省略）を備えていて、電磁ソレノイドへの通電電流が大きくなるにしたがって、油圧制御弁１６に供給される作動油の流量を小さくして、操舵アシスト力Ｆを小さくする（運転者の操舵ハンドル１１に対する操舵反力を大きくする）。この可変流量制御弁４１は、油圧ポンプ１７から供給された作動油の流量から可変流量制御弁４１へ吐出する作動油の流量を引いた余剰の流量をバイパス路を通して油圧ポンプ１７に還流させている。

電気制御装置４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどからなり、図２、図３および図６のフローチャートに対応したプログラムを記憶していると共に、目標流量Ｑ_Ａと推定車速Ｖと操舵速度ωの関係を図４のテーブルＸの形で記憶し、目標流量Ｑ_Ａと推定車速Ｖの関係を図７のテーブルＹの形で記憶している。推定車速Ｖは、各車輪における車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲの平均値を実車速と近似した車速として推定したものであり、操舵速度ωは、運転者による操舵ハンドル１１の回転操舵角速度である。

また、電気制御装置４２は、推定流量Ｑ_Ｂを演算する演算式Ｆを記憶していると共に、電流値Ｉと流量制御率Ｒと推定流量Ｑ_Ｂの関係を図５のテーブルＺの形で記憶している。推定流量Ｑ_Ｂは、油圧ポンプ１７から可変流量制御弁４１へ供給される作動油の流量を推定した流量であり、エンジン５０の回転数ｒｐｍに応じて定まるものである。電流値Ｉは、可変流量制御弁４１の電磁ソレノイドへ通電する電流値であり、流量制御率Ｒは、推定流量Ｑ_Ｂに対する目標流量Ｑ_Ａの割合である。

次に、上記のように構成した第１実施形態の動作を図２，図３および図６に示したフローチャートに沿って説明する。電気制御装置４２は、運転者によってイグニッションスイッチがオン状態とされると、所定の初期化プログラムを実行してから図２のメインプログラムＰ１を所定の短時間Δｔごとに繰り返して実行する。すなわち、電気制御装置４２は、図２のステップ６０〜６５からなる処理を繰り返して実行して、可変流量制御弁４１の電磁ソレノイドへの通電を制御する。

電気制御装置４２は、ステップ６０にて可変流量プログラムＰ１の実行を開始し、ステップ６１にて、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４からの各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲを表す検出信号と、操舵角センサ２５からの操舵角θを表す検出信号と、エンジン回転数検出センサ２６からの回転数ｒｐｍを表す検出信号と、Ｌ４モード検出センサ３０からの検出信号αをそれぞれ読込み、記憶する。

次に、ステップ６２にて、検出信号αがＯＦＦであるか否かを判定する。そして、電気制御装置４２は、ステップ６２にて、検出信号αがＯＦＦであれば「ＹＥＳ」と判定（走行路がオンロードであると判定）してステップ６３に進み、検出信号αがＯＮであれば「ＮＯ」と判定（走行路がオフロードであると判定）してステップ６４に進む。

ここで、電気制御装置４２は、ステップ６３に進むと、オンロード制御ルーチンが実行される。具体的には、図３に示すように、ステップ６３０にて、オンロード制御ルーチンが開始され、ステップ６３１にて、下記数１の演算の実行により推定車速Ｖを計算する。
〔数１〕 Ｖ＝（Ｖ_ＦＬ＋Ｖ_ＦＲ＋Ｖ_ＲＬ＋Ｖ_ＲＲ）／４

次に、ステップ６３２にて、操舵角θの値を現在操舵角θ_Ｎ（現在（一巡のオンロード制御ルーチンを実行しているとき）の時刻ｔにおける操舵角θの値）に代入し、ステップ６３３にて、下記数２の演算の実行により操舵速度ωを計算する。
〔数２〕 ω＝｜（θ_Ｎ―θ_Ｏ）／Δｔ｜
なお、旧操舵角θ_Ｏは、時刻ｔより所定の短時間Δｔ前の操舵角θの値であり、旧操舵角θ_Ｏの初期値は０とする。

次に、ステップ６３４にて、推定車速Ｖと操舵速度ωに基づいて図４のテーブルＸから目標流量Ｑ_Ａを読み出し、ステップ６３５にて、回転数ｒｐｍを用いた下記演算式Ｆの演算の実行により推定流量Ｑ_Ｂを計算する。
〔演算式Ｆ〕 Ｑ_Ｂ＝ｆ（ｒｐｍ）

次に、ステップ６３６にて、下記数３の演算の実行により流量制御率Ｒを計算する。
〔数３〕 Ｒ＝Ｑ_Ａ／Ｑ_Ｂ
そして、ステップ６３７にて、流量制御率Ｒと推定流量Ｑ_Ｂに基づいて図５のテーブルＺから電流値Ｉを読み出し、電流値Ｉを表す制御信号を可変流量制御弁４１の電磁ソレノイドに出力して、同電磁ソレノイドに電流値Ｉの電流を通電する。その結果、可変流量制御弁４１から油圧制御弁１６へ電流値Ｉに反比例した目標流量Ｑ_Ａの作動油が流出するように制御されて、パワーシリンダ１５に電流値Ｉに反比例した操舵アシスト力Ｆが発生するようになる。

次に、ステップ６３８にて、操舵角θの値を旧操舵角θ_Ｏに代入し、ステップ６３９にて、オンロード制御ルーチンを終了すべく、リターンを実行する。そして、電気制御装置４２は、ステップ６３の終了後、ステップ６５に進み、このメインプログラムＰ１の実行を一旦終了する。これにより、所定の短時間Δｔの経過後に再びステップ６０にて、メインプログラムＰ１の実行を開始する。

一方、電気制御装置４２は、ステップ６４に進むと、オフロード制御ルーチンが実行される。具体的には、図６に示すように、ステップ６４０にて、オフロード制御ルーチンが開始され、ステップ６４１にて、上述したステップ６３１と同様に、推定車速Ｖを計算する。

次に、ステップ６４２にて、推定車速Ｖに基づいて図７の流量テーブルＹから目標流量Ｑ_Ａを読み出し、ステップ６４３にて、上述したステップ６３５と同様に、推定流量Ｑ_Ｂを計算する。次に、ステップ６４４にて、上述したステップ６３６と同様に、流量制御率Ｒを計算し、ステップ６４５にて、上述したステップ６３７と同様に、電流地Ｉを読み出し、電流値Ｉを表す制御信号を可変流量制御弁４１の電磁ソレノイドに出力して、同電磁ソレノイドに電流値Ｉの電流を通電する。

次に、ステップ６４６にて、操舵角θの値を旧操舵角θ_Ｏに代入し、ステップ６４７にて、オフロード制御ルーチンを終了すべく、リターンを実行する。そして、電気制御装置４２は、ステップ６４の終了後、ステップ６５に進み、このメインプログラムＰ１の実行を一旦終了する。

上記のように構成した第１実施形態においては、電気制御装置４２による可変流量制御弁４１の制御中、運転者が操舵ハンドル１１を回動操舵すると、左右前輪は、パワーシリンダ１５から出力された操舵アシスト力Ｆにより助勢されながら操舵ハンドル１１の回動操舵に応じて転舵される。

そして、電気制御装置４２は、トランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされていないときには、ステップ６２にて、走行路がオンロードである（ＹＥＳ）と判定して、ステップ６３にて、オンロード制御ルーチンの実行を開始する。このとき、推定車速Ｖが大きくなるにしたがって、目標流量Ｑ_Ａが小さくなるように（図４参照）設定されて、可変流量制御弁４１から流出する作動油の流量は小さくなる。このため、高速走行時においては、操舵アシスト力Ｆが小さく（操舵反力は大きく）なって、運転者の操舵による走行安定性を良好にすることが可能であり、低速走行時においては、操舵アシスト力Ｆが大きく（操舵反力は大きく）なって、運転者の回動操舵性を良好にすることが可能である。

また、操舵速度ωが大きくなるにしたがって、目標流量Ｑ_Ａが大きくなるように（図４参照）設定されて、可変シリンダ４１から流出する作動油の流量は大きくなる。このため、据え切り時または緊急回避時に、操舵速度ωが大きくなるときには、操舵アシスト力Ｆが大きく（操舵反力は大きく）なって、運転者の回動操舵性を向上させることが可能である。

また、走行路がオンロードであると判定されて操舵速度ωがゼロのときには、推定車速Ｖに拘わらず、目標流量Ｑ_Ａが最も小さくなるように（図４参照）設定されている。これにより、油圧ポンプ１７から油圧制御弁１６に供給される作動油の流量が低下し、流路長が長くて圧力損失の大きい作動油の流量（油圧ポンプ１７から可変流量制御弁４１、油圧制御弁１６およびリザーバ１８を通って油圧ポンプ１７へ流れる流量）を低下させることが可能である。したがって、油圧ポンプ１７を駆動させるエンジン５０の負荷を軽減させることができ、燃費を向上させることが可能である。

ところで、電気制御装置４２は、トランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされているときには、ステップ６２にて、走行路がオフロードである（ＮＯ）と判定して、ステップ６４にて、オフロード制御ルーチンの実行を開始する。

このとき（走行路がオフロードであると判定されたとき）、当該車両がオフロード走行時の一般的な車速範囲２０〜６０ｋｍ／ｈである設定車速範囲にて走行しているときには、目標流量Ｑ_Ａが一定（Ｑ_１）に設定（図７参照）され、可変流量制御弁４１から流出する作動油の流量が一定（Ｑ_１）となるように制御される。すなわち、このときには、可変流量制御弁４１による操舵アシスト特性の変更量が、ゼロとなるように制御される。

このため、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が設定車速範囲にて走行しているときには、操舵するときの推定車速Ｖや操舵速度ω等の操舵状況に拘わらず、可変流量制御弁４１から流出する作動油の流量が一定（Ｑ_１）となるように維持されて、運転者は、図８の特性線Ｑ_１に示した基本的な操舵アシスト特性にて操舵することが可能である。したがって、運転者は、オフロード走行時、特に車輪がスタックした（車輪がぬかるみや轍にはまって推定車速Ｖが一時的に設定車速範囲となった）場合であっても、車輪と路面との接触状態を正確に感知することが可能である。なお、目標流量Ｑ_ＡがＱ_１であるときの操舵アシスト力Ｆと操舵力Ｔの関係は、図８に示した特性線Ｑ_１のように得られる。

また、この第１実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が設定車速範囲Ｖ_Ｏの上限値である６０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの増加に応じて、目標流量Ｑ_Ａが減少するように設定（図７参照）され、可変流量制御弁４１から流出する作動油の流量が減少するように制御される。

このため、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が６０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの増加に応じて、操舵アシスト力Ｆが減少（操舵反力が増加）する。したがって、このときには、車速に応じた適度な操舵反力を受けた状態（操舵アシスト力Ｆが小さい状態）で操舵することができ、運転者の操舵による走行安定性を向上させることが可能である。なお、当該車両が１００ｋｍ／ｈを超えた推定車速Ｖで走行しているときには、目標流量Ｑ_Ａが一定（Ｑ_２）となり、操舵アシスト力Ｆと操舵力Ｔの関係は、図８に示した特性線Ｑ_２のように得られる。

また、トランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされていることによって車両がオフロードであると判定されて、当該車両が６０ｋｍ／ｈを超えた推定車速Ｖで走行しているとき、走行路が仮にオフロードからオンロードに切換わっても、運転者は、車速に応じた適度な操舵反力を受けた状態（操舵アシスト力Ｆが小さい状態）で操舵することが可能である。したがって、当該車両が６０ｋｍ／ｈを超えた推定車速Ｖで走行し、走行路がオフロードからオンロードに切換わったとき、運転者により低速４輪駆動モードにシフトされなくても、運転者の操舵による走行安定性を確保することが可能である。

また、この第１実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が５ｋｍ／ｈから上記設定車速範囲の下限値であるより２０ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの減少に応じて、目標流量Ｑ_Ａが増加するように設定（図７参照）され、可変流量制御弁４１から流出する作動油の流量が増加するように制御される。

このため、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が５ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの減少に応じて、操舵アシスト力Ｆが増加（操舵反力が減少）する。したがって、このときには、推定車速Ｖの減少に応じて、操舵アシスト力Ｆが大きい状態（操舵反力が小さい状態）で操舵することできて、運転者による回動操舵性を向上させることが可能である。なお、当該車両が５ｋｍ／ｈより低い推定車速Ｖで走行しているときには、目標流量Ｑ_Ａが一定（Ｑ_０）となり、操舵アシスト力Ｆと操舵力Ｔの関係は、図８に示した特性線Ｑ_０のように得られる。

また、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が２０ｋｍ／ｈより低い推定車速Ｖで走行しているとき、運転者は、車両が設定車速範囲の推定車速Ｖで走行している場合に比して、操舵アシスト力Ｆが大きい状態（操舵反力が小さい状態）で操舵することが可能である。したがって、当該車両が２０ｋｍ／ｈより低い推定車速Ｖで走行しているときには、運転者の操舵による回動操舵性を優先的に確保することが可能である。

また、この第１実施形態においては、車両用操舵制御装置を既存の油圧式パワーステアリング装置（油圧ポンプ１７とパワーシリンダ１５と油圧制御弁１６と可変流量制御弁４１と可変流量制御弁４１の作動を制御する電気制御装置４２を備えたパワーステアリング装置）と、Ｌ４モード検出センサ３０およびオフロード制御ルーチン（を実行するためのプログラムを備えた電気制御装置４２）で構成することが可能である。したがって、既存の油圧式パワーステアリング装置をそのまま有効利用しつつ、既存の構成から小さな変更（Ｌ４モード検出センサ３０およびオフロード制御ルーチンを用いること）で容易に実施することが可能である。

また、この第１実施形態においては、運転者が車両に装備したトランスファ装置を低速４駆動モードにシフトすることにより、走行路がオフロードであると判定される。したがって、運転者のマニュアル操作に基づいてオフロード判定を的確に行うことが可能である。

上記のように構成した第１実施形態においては、車両が走行している走行路を判定するために、Ｌ４モード検出センサ３０の検出信号αに基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように構成して実施したが、図９に示した第２実施形態のように、左前輪車輪速センサ２１，右前輪車輪速センサ２２，左後輪車輪速センサ２３，右後輪車輪速センサ２４の検出信号である左前輪車輪速Ｖ_ＦＬ，右前輪車輪速Ｖ_ＦＲ，左後輪車輪速Ｖ_ＲＬ，右後輪車輪速Ｖ_ＲＲに基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように構成して実施することも可能である。

この第２実施形態においては、電気制御装置４２は、図２に示したメインプログラムＰ１に換えて、図９に示したメインプログラムＰ２を実行する。電気制御装置４２は、ステップ１６０にてメインプログラムＰ２の実行を開始し、ステップ１６１にて、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４からの各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲを表す検出信号と、操舵角センサ２５からの操舵角θを表す検出信号と、エンジン回転数検出センサ２６からの回転数ｒｐｍを表す検出信号をそれぞれ読込み、記憶する。

次に、ステップ１６２にて、下記数４の演算の実行により推定車速（平均車輪速）Ｖを計算する。
〔数４〕 Ｖ＝（Ｖ_ＦＬ+Ｖ_ＦＲ+Ｖ_ＲＬ+Ｖ_ＲＲ）／４

次に、ステップ１６３にて、左前輪車輪速Ｖ_ＦＬと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＦＬーＶ）が所定値Ａより小さいか否かを判定する。そして、電気制御装置４２は、ステップ１６３にて、左前輪車輪速Ｖ_ＦＬと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＦＬーＶ）が所定値Ａより小さければ「ＹＥＳ」と判定してステップ１６４に進む。一方、電気制御装置４２は、左前輪車輪速Ｖ_ＦＬと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＦＬーＶ）が所定値Ａより小さくなければ（左前車輪が空転していれば）、「ＮＯ」と判定して、ステップ６４に進み、オフロード制御ルーチンを実行する。なお、所定値Ａは、各車輪速と推定車速の差が所定値より大きい場合には、当該車輪は空転（スリップ）していると判定するために設定された値である。

次に、ステップ１６４にて、右前輪車輪速Ｖ_ＦＲと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＦＲーＶ）が所定値Ａより小さいか否かを判定する。このステップ１６４においては、ステップ１６３における左前輪車輪速Ｖ_ＦＬに換えて右前輪車輪速Ｖ_ＦＲを用いること以外はステップ１６３と同様であり、「ＹＥＳ」と判定すればステップ１６５に進む。

次に、ステップ１６５にて、左後輪車輪速Ｖ_ＲＬと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＲＬーＶ）が所定値Ａより小さいか否かを判定する。このステップ１６５においては、ステップ１６３における左前輪車輪速Ｖ_ＦＬに換えて左後輪車輪速Ｖ_ＲＬを用いていること以外はステップ１６３と同様であり、「ＹＥＳ」と判定すればステップ１６６に進む。

次に、ステップ１６６にて、右後輪車輪速Ｖ_ＲＲと推定車速Ｖの差（Ｖ_ＲＲーＶ）が所定値Ａより小さいか否かを判定する。このステップ１６６においては、ステップ１６３における左前輪車輪速Ｖ_ＦＬに換えて右後輪車輪速Ｖ_ＲＲを用いていること以外はステップ１６３と同様であり、「ＹＥＳ」と判定すればステップ６３に進み、オンロード制御ルーチンを実行する。

そして、電気制御装置４２は、ステップ６３、またはステップ６４の終了後、ステップ１６７に進み、このメインプログラムＰ２の実行を一旦終了する。なお、この第２実施形態においては、Ｌ４モード検出センサ３０を設ける必要はなく、上記した構成以外の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様である。

上記のように構成した第２実施形態においては、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４の検出信号である各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲに基づいて、左前輪車輪、右前輪車輪、左後輪車輪および右後輪車輪のうちいずれかひとつ空転（スリップ）していると判定されると、走行路がオフロードであると判定される。したがって、運転者のマニュアル操作を要することなく自動でオフロード判定を行うことが可能である。

上記のように構成した第２実施形態においては、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４の検出信号である各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲに基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように構成して実施したが、図１０および図１１に示した第３実施形態のように、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４の検出信号である各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲに加えて、対地車速センサ２３０の検出信号である対地車速Ｖ_Ｇに基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように構成して実施することも可能である。

対地車速センサ２３０は、図１０に示したように、音波（超音波を含む）や電磁波を用いて対地反射波を測定して、ドップラー効果を用いて車両の路面に対する速度である対地車速Ｖ_Ｇ表す検出信号を電気制御装置４２に出力する。

この第３実施形態においては、電気制御装置４２は、図９に示したメインプログラムＰ２に換えて、図１１に示したメインプログラムＰ３を実行する。電気制御装置４２は、ステップ２６０にてメインプログラムＰ３の実行を開始し、ステップ２６１にて、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４からの各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲを表す検出信号と、操舵角センサ２５からの操舵角θを表す検出信号と、エンジン回転数検出センサ２６からの回転数ｒｐｍを表す検出信号と、対地車速センサ２３０からの対地車速Ｖ_Ｇを表す検出信号をそれぞれ入力する。

次に、ステップ２６２〜ステップ２６７においては、上記した第２実施形態のステップ１６２〜ステップ１６７と同様であるため、その説明は省略するものとし、ステップ２６６にて「ＹＥＳ」と判定すればステップ２６７に進む。

次に、ステップ２６７にて、推定車速Ｖと対地車速Ｖ_Ｇの差（ＶーＶ_Ｇ）が所定値Ｂより小さいか否かを判定する。そして、電気制御装置４２は、ステップ２６７にて、推定車速Ｖと対地車速Ｖ_Ｇの差（ＶーＶ_Ｇ）が所定値Ｂより小さければ「ＹＥＳ」と判定してステップ６３に進み、オンロード制御ルーチンを実行する。一方、電気制御装置４２は、推定車速Ｖと対地車速Ｖ_Ｇの差（ＶーＶ_Ｇ）が所定値Ｂより小さくなければ「ＮＯ」と判定してステップ６４に進み、オフロード制御ルーチンを実行する。なお、所定値Ｂは、推定車速Ｖと対地車速Ｖ_Ｇの差が所定値より大きい場合には、左右前輪および左右後輪の全ての車輪が空転（スリップ）していると判定するために設定された値である。

そして、電気制御装置４２は、ステップ６３、またはステップ６４の終了後、ステップ２６７に進み、このメインプログラムＰ３の実行を一旦終了する。なお、この第３実施形態においては、上記した構成以外の構成は、上記した第２実施形態の構成と同様である。

上記のように構成した第３実施形態においては、各車輪速センサ２１，２２，２３，２４の検出信号である各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲ、および対地車速センサ２３０の検出信号である対地車速Ｖ_Ｇに基づいて、走行路がオフロードであるか否かが判定される。したがって、左右前輪および左右後輪の全ての車輪が空転（スリップ）している場合においても、対地車速センサ２３０を用いることによって、走行路がオフロードであると判定することができて、上記した第２実施形態に比して、オフロード判定を的確に行うことが可能である。なお、図１１に示したメインプログラムＰ３において、ステップ２３３〜２６６を無くして、ステップ２６７のみで実施した場合には、左右前輪および左右後輪のいづれか一つの車輪が空転しているときに、ステップ２６７にてＹＥＳと判定される場合があり得て、オフロード判定を的確に行うことができないおそれがある。

上記した各実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が設定車速範囲にて走行しているときには、目標流量Ｑ_Ａを一定（Ｑ_１）に設定（図７参照）して実施したが、このときには、目標流量Ｑ_Ａを推定車速Ｖが増加するにしたがって減少するように設定して実施することも可能である。この場合には、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が設定車速範囲にて走行しているときの目標流量Ｑ_Ａの減少量を、走行路がオンロードであると判定され、運転者の一般的な操舵速度ωである操舵速度６０ｄｅｇ／ｓから３００ｄｅｇ／ｓの間の操舵速度ωであって、当該車両が設定車速範囲にて走行しているときの目標流量Ｑ_Ａの減少量ΔＱＸ（図４参照）より小さくなるように設定する。

また、上記した各実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が６０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの増加に応じて、目標流量Ｑ_Ａを減少する（図７参照）ようにして設定して実施したが、このときには、推定車速Ｖの増加に拘わらず、目標流量Ｑ_Ａが一定となるようにして設定して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて当該車両が５ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈの間の推定車速Ｖで走行しているときには、推定車速Ｖの減少に応じて、目標流量Ｑ_Ａを増加する（図７参照）ようにして設定して実施したが、このときには、推定車速Ｖの減少に拘わらず、目標流量Ｑ_Ａが一定となるようにして設定して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、走行路がオフロードであると判定されて推定車速Ｖに応じて、目標流量Ｑ_Ａが変化する（図７参照）ようにして設定して実施したが、推定車速Ｖに拘わらず、目標流量Ｑ_Ａが一定、例えばＱ_Ａ＝Ｑ_０となるようにして設定して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、推定車速Ｖを各車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲ，Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲの平均値（Ｖ＝（Ｖ_ＦＬ+Ｖ_ＦＲ+Ｖ_ＲＬ+Ｖ_ＲＲ）／４）として演算して、この推定車速Ｖを用いて実施したが、車両がフロントエンジン・リアドライブ式（ＦＲ）の車両である場合には、推定車速Ｖを従動輪である左右前輪の車輪速Ｖ_ＦＬ，Ｖ_ＦＲの平均値（Ｖ＝（Ｖ_ＦＬ+Ｖ_ＦＲ）／２）として演算して、この推定車速Ｖを用いて実施することも可能であり、車両がフロントエンジン・フロントドライブ式（ＦＦ）の車両である場合には、推定車速Ｖを従動輪である左右後輪の車輪速Ｖ_ＲＬ，Ｖ_ＲＲの平均値（Ｖ＝（Ｖ_ＲＬ+Ｖ_ＲＲ）／２）として演算して、この推定車速Ｖを用いて実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、走行路がオンロードと判定された場合に、操舵中でない（操舵速度ωがゼロ）と判定されたときには、操舵中である（操舵速度ωがゼロでない）場合に比して、目標流量Ｑ_Ａが小さくなるように設定して、油圧ポンプ１７から油圧制御弁１６に供給される作動油の流量が低下するようにして実施したが、走行路がオフロードと判定された場合にも、操舵中でないと判定されたときには、操舵中である場合に比して、目標流量Ｑ_Ａが小さくなるように設定して、油圧ポンプ１７から油圧制御弁１６に供給される作動油の流量が低下するようにして実施することも可能である。この場合には、走行路がオフロードと判定されたときにおいても、油圧ポンプ１７を駆動させるエンジン５０の負荷を軽減させることができ、燃費を向上させることが可能である。

また、上記した各実施形態においては、操舵力Ｔに応じた操舵アシスト力Ｆを得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する操舵アシスト特性設定部として、油圧式パワーステアリング装置１０を用いて実施したが、上記した操舵アシスト特性設定部として、電動式パワーステアリング装置を用いて実施することも可能である。

本発明による車両用操舵制御装置の第１実施形態を概略的に示した全体構成図である。 図１の電気制御装置にて実行されるプログラムに対応したフローチャートである。 図２のオンロード制御ルーチンにて実行されるプログラムに対応したフローチャートである。 図１の電気制御装置に記憶されていて走行路がオンロードであると判定されて可変流量制御弁から流出される目標流量の特性グラフである。 図１の電気制御装置に記憶されていて可変流量制御弁へ通電する電流値の特性グラフである。 図２のオフロード制御ルーチンにて実行されるプログラムに対応したフローチャートである。 図１の電気制御装置に記憶されていて走行路がオフロードであると判定されて可変流量制御弁から流出される目標流量の特性グラフである。 図１の車両用操舵制御装置において目標流量が一定であるときの操舵アシスト力と操舵力と推定車速の関係を示した特性グラフである。 本発明による車両用操舵制御装置の第２実施形態において、電気制御装置にて実行されるプログラムに対応したフローチャートである。 本発明による車両用操舵制御装置の第３実施形態を概略的に示した全体構成図である。 図１０の電気制御装置にて実行されるプログラムに対応したフローチャートである。

符号の説明

１０…油圧式パワーステアリング装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、１３…ラックバー、１４…ハウジング、１５…パワーシリンダ、１６…油圧制御弁、１７…油圧ポンプ、１８…リザーバ、２１…左前輪車輪速検出センサ、２２…右前輪車輪速検出センサ、２３…左後輪車輪速検出センサ、２４…右後輪車輪速検出センサ、２５…操舵角検出センサ、２６…エンジン回転数検出センサ、３０…Ｌ４モード検出センサ、４１…可変流量制御弁、４２…電気制御装置、５０…エンジン、Ｖ…推定車速、ω…操舵速度、Ｑ_Ａ…目標流量、Ｑ_Ｂ…推定流量、２６０…対地車速センサ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…メインプログラム

Claims (8)

1. 操舵力に応じた操舵アシスト力を得るべく基本的な操舵アシスト特性を設定する操舵アシスト特性設定部と、操舵するときの車速や操舵速度等の操舵状況を検出する操舵状況検出部と、前記操舵状況に応じて前記操舵アシスト特性を変更させる操舵アシスト特性変更部を備えるとともに、車両が走行している走行路を判定する走行路判定部を備えていて、前記走行路判定部にて前記走行路がオフロードであると判定されたときに前記操舵アシスト特性変更部による前記操舵アシスト特性の変更量を抑制する抑制部を備えてい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、前記操舵アシスト特性設定部は、エンジン等の駆動装置によって駆動されてリザーバから吸入した作動油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油に応じて前記操舵アシスト力を出力するパワーシリンダと、このパワーシリンダと前記油圧ポンプおよび前記リザーバに接続されて前記操舵力に応じて作動し前記油圧ポンプから前記パワーシリンダに供給される前記作動油を制御する油圧制御弁を備え、前記操舵アシスト特性変更部は、前記油圧ポンプの吐出部と前記油圧制御弁間に介装されて前記油圧ポンプから前記油圧制御弁に供給される前記作動油の流量を制御する可変流量制御弁と、前記操舵状況に応じて前記可変流量制御弁の作動を制御する電気制御装置を備えてい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、前記電気制御装置は、前記操舵状況から操舵中であるか操舵中でないかを判定する操舵判定手段を有するとともに、この操舵判定手段にて操舵中でないと判定されたときには、操舵中であると判定されたときに比して、前記油圧ポンプから前記油圧制御弁に供給される作動油の流量を低下させるべく前記可変流量制御弁を制御する非操舵制御モードを備えていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用操舵制御装置において、前記走行路判定部は、当該車両に装備したトランスファ装置が低速４輪駆動モードにシフトされたときに走行路がオフロードであると判定するように設定されていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
5. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用操舵制御装置において、前記走行路判定部は、当該車両に装備した車輪速センサの検出値に基づいて走行路がオフロードであるか否かを判定するように設定されていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の車両用操舵制御装置において、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲にて走行しているとき、前記操舵アシスト特性の変更量をゼロとするように設定されていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両用操舵制御装置において、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲の上限値を超えた車速で走行するとき、操舵力に応じた操舵アシスト力が車速の増加に応じて減少するように設定されていることを特徴とする車両用操舵制御装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の車両用操舵制御装置において、前記抑制部は、当該車両が設定車速範囲の下限値より低い車速で走行するとき、操舵力に応じた操舵アシスト力が車速の減少に応じて増大するように設定されていることを特徴とする車両用操舵制御装置。

Images