JP2012030642A - 操舵力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両姿勢が不安定になる状況下での車両の加速時あるいは発進時において、簡素な構成で適切な操舵補助力を付加でき、ハンドル取られなどの発生しない車両の安定性向上を図れる操舵力制御装置を提供する。
【解決手段】μスプリット路面上での車両発進時あるいは車両加速時において、左前輪または右前輪が空転したときの車両姿勢が不安定になる状況に対し、車両発進時あるいは車両加速時の車輪速センサにより検出した左前輪の車輪速と、車輪速センサにより検出した右前輪の車輪速と、左前輪と右前輪との車輪速差の変化率とをもとに、適切な操舵補助力を付加し、簡素な構成でコストの増加を招くことなく、μスプリット路面上での車両の発進時あるいは加速時におけるハンドル取られなどを回避して車両の安定性向上を図る。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の姿勢が不安定になる状況下での車両走行、例えば右前輪と左前輪の路面摩擦係数が異なる状況下で走行する車両の安定性を向上させた操舵力制御装置に関する。

近年、車両のパワーステアリングにおいて、電動モータの力により操舵補助力を付加することで操舵力を制御可能な電動パワーステアリングが採用されている。
この電動パワーステアリングは、油圧パワーステアリング等に比べ電動モータの抵抗等によりフリクションが大きく、ステアリングが中立位置に戻りにくいことから、ステアリング操作時に操舵車輪の左右車輪速差を用いて、ステアリングを中立位置に戻す方向に操舵補助力を付加するように電動パワーステアリングを制御する技術が提案されている。これによれば、車両旋回時、内輪側の車輪速が小さく外輪側の車輪速が大きくなることから、車輪速の大きい外輪側方向へ操舵補助力を付加するように制御される。
つまり左方向へステアリングを操作している左旋回時においては、右方向への操舵補助力が付加されるため、例えば車両の左右の車輪で路面摩擦係数（μ）の異なる路面（以下、μスプリット路面という）を走行中に制動を行なった場合、低摩擦係数路面と接地している車輪の車輪速が高摩擦係数路面と接地している車輪より先に低くなることから、操舵補助力は高摩擦係数路面側へ付加されることになる。
しかし、高摩擦係数路面側の車輪には制動力が強く働くため、車両は高摩擦係数路面側へと偏向し、その上操舵補助力が高摩擦係数路面側へと付加されれば、高摩擦係数路面側への車両の偏向が助長され、運転者のハンドル操作に対し、いわゆるハンドルが取られる状態が発生する。
このような問題を解決するため制動時の一輪ロックを検出して車輪速が遅い方向（低μ路側）に付加トルクを付加することで車両偏向を抑制し安定性を向上させた操舵力制御装置がある（特許文献１参照）。

特開２００９‐１１３７５２号公報

したがって、従来の操舵力制御装置では、μスプリット路での車両偏向は制動時のみではなく、発進時（特にＬＳＤ搭載車）にも発生し、その方向は低μ路側へと偏向するのに対し、片輪ロック検出にブレーキ操作を用いているため加速時には対応できないという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両姿勢が不安定になる状況下での車両の加速時において、簡素な構成で、ハンドルが取られるような状況を回避できる適切な操舵補助力を付加し車両の安定性向上を図れる操舵力制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、運転者の操作に応じて左右一対の車輪の向きを変える操舵手段と、前記操舵手段の操作に対して操舵補助力を付加する操舵補助手段と、前記左右一対の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、前記車輪速検出手段により検出した前記各車輪の車輪速から、前記左右一対の車輪の車輪速差と、その車輪速差の変化率とを演算する演算手段と、前記演算手段により演算した車輪速差と車輪速差の変化率とをもとに、前記左右一対の車輪の加速時、前記左右一対の車輪の何れか一方に発生することのある一輪空転を検出する一輪空転検出手段と、前記一輪空転検出手段により一輪空転を検出すると、前記操舵補助手段により前記一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制するに足る付加トルクを前記操舵手段の操作に対して付加するように前記操舵補助手段を制御する付加トルク制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両姿勢が不安定になる状況下での車両の加速時において、簡素な構成で、ハンドルが取られるような状況を回避できる適切な操舵補助力を付加することが出来、車両の安定性向上を図れる操舵力制御装置を提供できる効果がある。

本発明の実施の形態の操舵力制御装置が適用された車両の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態の操舵力制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の操舵力制御装置の付加トルク制御により、μスプリット路面上を発進する車両の電動パワーステアリングにおいて付加される付加トルクを示す説明図である。 本発明の実施の形態の操舵力制御装置におけるステアリングＥＣＵの機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の操舵力制御装置を備えた車両１の構成を示す概略構成図である。車両１は、左前輪１１、右前輪１２、左後輪１３および右後輪１４を備えている。

左前輪１１と右前輪１２は、車両１の操舵車輪であり、タイロッド２１を介して電動パワーステアリング２２に連結している。

電動パワーステアリング２２は、ステアリングギアボックス３１、ステアリングシャフト３２、ステアリングホイール３３および電動モータ３４を備えている。
ステアリングギアボックス３１には、ステアリングシャフト３２を介してステアリングホイール３３が連結されている。
そして、運転者によるステアリングホイール３３の操作は、ステアリングシャフト３２を介してステアリングギアボックス３１に伝達される。
さらに、ステアリングギアボックス３１を介してタイロッド２１が作動して左前輪１１および右前輪１２の向きを変化させる。
言い換えると、操舵車輪（左前輪１１、右前輪１２）を操舵する操舵系は、ステアリングギアボックス３１、ステアリングシャフト３２、ステアリングホイール３３を含んで構成されている。

また、電動モータ３４はステアリングギアボックス３１に設けられており、電動モータ３４の回転はステアリングギアボックス３１に入力され、ステアリングホイール３３の操作に対する操舵補助力を発生させる。
すなわち、電動モータ３４によって操舵補助力が操舵系に付加される。

また、左前輪１１、右前輪１２、左後輪１３および右後輪１４には、各車輪に制動力を付与するためのブレーキが設けられている。
ブレーキ４１は左前輪１１に制動力を付与し、ブレーキ４２は左前輪１２に制動力を付与し、ブレーキ４３は左後輪１３に制動力を付与し、ブレーキ４４は左後輪１４に制動力を付与する。
各ブレーキ４１、４２、４３、４４は、車両に搭載されているブレーキ油圧ユニット５１から供給される油圧により左前輪１１、右前輪１２、左後輪１３および右後輪１４への制動力が制御される。

左前輪１１、右前輪１２、左後輪１３および右後輪１４には、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサがそれぞれ設けられている。
車輪速センサ６１は左前輪１１の車輪速（回転数）を検出するためのセンサである。車輪速センサ６２は右前輪１２の車輪速（回転数）を検出するためのセンサである。車輪速センサ６３は左後輪１３の車輪速（回転数）を検出するためのセンサである。車輪速センサ６４は右後輪１４の車輪速（回転数）を検出するためのセンサである。

また、ステアリングＥＣＵ７１と制動系ＥＣＵ７２を備えている。
ステアリングＥＣＵ７１は、操舵力制御機能として、運転者の操舵トルクを軽減するための操舵補助力を電動モータ３４により前記の操舵系に付加する一般的な基本機能を有している。
ステアリングＥＣＵ７１は、さらに車輪速センサ６１、６２、６３、６４により検出された各車輪速、制動系ＥＣＵ７２による制御状況などに基づいて操舵補助力を電動モータ３４により前記の操舵系に付加し、μスプリット路面上での車両発進時あるいは車両加速時において、車両１の安定性を向上させる機能を備えている。

制動系ＥＣＵ７２は、車両１を制動する際のＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）機能をブレーキ油圧ユニット５１を制御することで実現する。
制動系ＥＣＵ７２により実現されるＡＢＳ機能では、車輪速センサ６１、６２、６３、６４により検出された各車輪速にもとづき、車両１の急制動時、低μ路面上での各車輪のロック状態を検出し、このようなロック状態を回避しつつ最適な制動力をブレーキ４１、４２、４３、４４により車輪に付与するようにブレーキ油圧ユニット５１を制御する。

ステアリングＥＣＵ７１および制動系ＥＣＵ７２はコンピュータであり、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置、中央処理装置、タイマ、Ｉ／Ｏポートなどの入出力装置および各種インタフェースなどから構成されている。そして、ステアリングＥＣＵ７１および制動系ＥＣＵ７２には、車輪速センサ６１、６２、６３、６４が前記入出力装置を介して接続されている。
また、ステアリングＥＣＵ７１と制動系ＥＣＵ７２との間で各種データの送受信を行うための通信機能を備えている。

この実施の形態の操舵力制御装置は、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵがステアリングＥＣＵ７１の記憶装置に格納されているソフトウェアプログラムを実行することによって、操舵補助力を制御し、これにより姿勢安定化制御を実現する。
また、車両１の姿勢が不安定になるような特定の運転状況にある場合、電動パワーステアリング２２により車両１の姿勢を安定させる方向へ操舵補助力を付加する姿勢安定化制御を行う。
制動系ＥＣＵ７２におけるＡＢＳ機能では、各車輪速センサ６１、６２、６３、６４により検出された各車輪の車輪速から、左前輪１１、右前輪１２、左後輪１３および右後輪１４のスリップ率を算出し、算出したスリップ率が最適な値となるようにブレーキ油圧ユニット５１から各ブレーキ４１、４２、４３、４４へ供給される油圧を制御する。

図４は、この実施の形態の操舵力制御装置におけるステアリングＥＣＵ７１の機能ブロック図である。
図に示すようにステアリングＥＣＵ７１は、一輪空転検出手段１０１、付加トルク制御手段１０２、付加トルク制御時間規制手段１０３を備えている。
また、一輪空転検出手段１０１は、演算手段１１１、車輪速状態判定手段１１２、車輪速差第１閾値判定手段１１３、アクセル操作判定手段１１４および空転判定手段１１５を備えている。
また、付加トルク制御手段１０２は、付加トルク方向決定手段１２１および付加トルク制御実行手段１２２を備えている。

一輪空転検出手段１０１は、左右一対の左前輪１１と右前輪１２の車輪速から演算手段１１１により演算した左前輪１１と右前輪１２の車輪速差と車輪速差の変化率とをもとに、前記左右一対の車輪の加速時、前記左右一対の車輪の何れか一方に発生することのある一輪空転を検出する。

付加トルク制御手段１０２は、前記一輪空転検出手段１０１により一輪空転を検出すると、一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制するに足る付加トルクを、ステアリングシャフト３２、ステアリングホイール３３などの操作に対して付加するように電動パワーステアリング２２を制御する。

付加トルク制御時間規制手段１０３は、一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制するに足る付加トルクの電動パワーステアリング２２による制御を一定時間に規制する。

車輪速状態判定手段１１２は、左右一対の左前輪１１と右前輪１２の車輪速差と、前記各車輪間の車輪速差の変化率とが共に増大している状態を判定する。

車輪速差第１閾値判定手段１１３は、前記左右一対の左前輪１１と右前輪１２の車輪速差の大きさが第１閾値を超えているか否かを判定する。

アクセル操作判定手段１１４は、アクセル開度が所定の値を超えているか否かを判定する。

空転判定手段１１５は、前記車輪速状態判定手段１１２により前記各車輪間の車輪速差と、前記車輪速差の変化率とが共に増大している状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段１１３により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつアクセル操作判定手段１１４によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記左右一対の車輪の内の何れか一方の一輪空転状態を判定する。

付加トルク方向決定手段１２１は、前記車輪速状態判定手段１１２により前記各車輪間の車輪速差と、前記車輪速差の変化率とが共に増大している状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段１１３により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつアクセル操作判定手段１１４によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記各車輪間の車輪速差をもとに、一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制する付加トルクの方向を決定する。

付加トルク制御実行手段１２２は、前記空転判定手段１１５により一輪空転状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段１１３により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつ前記アクセル操作判定手段１１４によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記付加トルク方向決定手段１２１により決定された方向へ、前記ステアリングシャフト３２、ステアリングホイール３３などの操作に対して、付加トルク設定値として大きさが設定されている一定トルクを前記決定された方向に応じた大きさにして付加するように電動パワーステアリング２２の制御を実行する。

次に動作について説明する。
図２は、この実施の形態の操舵力制御装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って動作を説明する。
先ず、ステアリングＥＣＵ７１の演算手段１１１は、車輪速センサ６１と車輪速センサ６２との検出出力をもとに左前輪１１と右前輪１２との車輪速差と、その車輪速差の変化率を演算する（ステップＳ１）。
続いて、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは、制御フラグＦｗをもとに、姿勢安定化制御を実行している状態であるか否かについて判定する（ステップＳ２）。
制御フラグＦｗは、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵが姿勢安定化制御を実行している状態で設定されるフラグである。車両１のステアリングＥＣＵ７１の初期状態としては姿勢安定化制御を実行していない状態に設定されるため、最初は、制御フラグＦｗは設定された状態にはなっていない。したがって、ステップＳ２からステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ステアリングＥＣＵ７１の車輪速状態判定手段１１２は、ステップＳ１で演算した左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率をもとに、左前輪１１と右前輪１２との車輪速が共に加速している状態にあるか否を判定する。つまり車両１が発進している状況にあるか否かを判定する。
この結果、左前輪１１と右前輪１２との車輪速が共に加速していないと判定すると、つまり左前輪１１と右前輪１２との車輪速が共に一定の車輪速であれば、車両１は安定した状態で走行していると判定され、ステップＳ１１へ進む。

一方、ステップＳ３において左前輪１１と右前輪１２との車輪速が共に加速していると判定すると、車両１が発進している状況にあると判定し、続いて左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の絶対値が左右車輪速差変化率オン閾値αを超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。
この左右車輪速差変化率オン閾値αは、左前輪１１あるいは右前輪１２の空転状態を判定するための基準値である。そして、左前輪１１と右前輪１２の車輪速差の変化率の絶対値がこの左右車輪速差変化率オン閾値αを超えると、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が発生していると判定する。
左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の絶対値が左右車輪速差変化率オン閾値αを超えていないと判定すると、ステップＳ１１へ進む。

一方、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の絶対値が左右車輪速差変化率オン閾値αを超えていると判定すると、ステアリングＥＣＵ７１の車輪速状態判定手段１１２は、続いて左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致するか否かを判定する（ステップＳ５）。

左前輪１１を基準にした場合、車輪速センサ６１と車輪速センサ６２とにより検出された左前輪１１の車輪速ＶＬと右前輪１２の車輪速ＶＲとの車輪速差は、“左前輪１１の車輪速ＶＬ−右前輪１２の車輪速ＶＲ”である。
そして、右前輪１２が空転していれば“左前輪１１の車輪速ＶＬ＜右前輪１２の車輪速ＶＲ”、左前輪１１が空転していれば“左前輪１１の車輪速ＶＬ＞右前輪１２の車輪速ＶＲ”の関係になる。
したがって、右前輪１２が空転していれば左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号は“負”、左前輪１１が空転していれば左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号は“正”となる。

また、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号は、右前輪１２の空転している状態がさらに進めば“負”、右前輪１２の空転している状態が抑制され、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差が小さくなる方向に収束する状態では“正”となる。
また、左前輪１１の空転している状態がさらに進めば“正”、左前輪１１の空転している状態が抑制され、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差が小さくなる方向に収束する状態では“負”となる。

したがって、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致する場合とは、右前輪１２が空転している状態で、さらにこの状態が進行している右前輪の空転状態、あるいは左前輪１１が空転している状態で、さらにこの状態が進行している左前輪の空転状態である。
また、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致しない場合とは、左前輪１１あるいは右前輪１２が空転していても、左前輪１１あるいは右前輪１２の空転している状態が抑制され、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差が小さくなる方向に収束する状態である。

ステップＳ５では、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致するか否かを判定することで、前記右前輪空転状況あるいは左前輪空転状況が持続しているかを判定する。
ステップＳ５において左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致しないと判定すると、ステップＳ１１へ進む。一方、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の符号と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率の符号とが一致すると判定すると、続いてステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、ステアリングＥＣＵ７１の車輪速差第１閾値判定手段１１３は、前記検出し演算した左前輪１１と右前輪１２との前左右車輪速の車輪速差の絶対値が左右車輪速差オン閾値βを超えているか否かを判定する。
左右車輪速差オン閾値βは、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が発生している状況を、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差から判定するための、たとえばヒステリシス特性の高い方のオン閾値である。
左前輪１１と右前輪１２との前左右車輪速の車輪速差の絶対値が左右車輪速差オン閾値βを超えていないと判定すると、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が発生している状況にはないことから、ステップＳ１１へ進む。

一方、左前輪１１と右前輪１２との前左右車輪速の車輪速差の絶対値が左右車輪速差オン閾値βを超えていると判定すると、ステアリングＥＣＵ７１のアクセル操作判定手段１１４は、次にアクセル開度がアクセル開度オン閾値ηを超えているか否かを判定し（ステップＳ７）、運転者による車両１のアクセル操作をチェックする。
このアクセル開度がアクセル開度オン閾値ηを超えているか否かの判定は、ステアリングＥＣＵ７１が制御系ＥＣＵ７２と通信を行うことで、制御系ＥＣＵ７２から取得したアクセル開度についての情報をもとに行う。また、このアクセル開度オン閾値ηは、運転者による車両１のアクセル操作を検出するための、例えばヒステリシス特性の高い方のオン閾値である。

この結果、アクセル開度がアクセル開度オン閾値ηを超えていないと判定すると、運転者による車両１のアクセル操作が行われていないと判断して、ステップＳ１１へ進む。
ステップＳ１１以降の処理は姿勢安定化制御を実行しない処理であり、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは、付加トルクの方向を規定する付加トルク方向変数γに“０”を設定し、さらに続くステップＳ１２では、姿勢安定化制御の制御周期を規定するタイマ値Ｔｉｍｅｒに“０”を設定し、さらに次のステップＳ１３では制御フラグＦｗを設定することなくステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１４では、制御フラグＦｗに“１”が立っているか否か、つまり制御フラグＦｗが設定されているか否かを判定するが、このとき制御フラグＦｗは設定されてない。
このため、ステップＳ１７へ進んで付加トルク制御により付加される付加トルクである付加トルクＴｗの設定値として“０”を設定し、付加トルク制御は行わず（ステップＳ１６）、リターンからこの処理ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ７において、アクセル開度がアクセル開度オン閾値ηを超えていると判定すると、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ステアリングＥＣＵ７１の付加トルク方向決定手段１２１は、付加トルク方向変数γに、前記演算して求めた前左右車輪速差に応じた符号を符号関数“ｓｇｎ”により設定する。さらに続くステップＳ９では、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは、姿勢安定化制御の制御周期を規定するタイマ値Ｔｉｍｅｒに“０”を設定し、さらに次のステップＳ１０では制御フラグＦｗを設定し、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、制御フラグＦｗに“１”が立っているか否かを判定するが、このとき制御フラグＦｗには“１”が立っている、つまり制御フラグＦｗが設定されていることから、ステップＳ１５へ進んで、ステアリングＥＣＵ７１の付加トルク制御実行手段１２２は、付加トルク方向変数γに付加トルク設定値Ｔｗ０を乗算した値、つまり付加トルクの方向に応じた大きさのトルクを付加トルクＴｗとして設定する。続いてステップＳ１６の付加トルク制御処理を実行し、リターンからこの処理ルーチンを抜ける。

図３は、この実施の形態の操舵力制御装置の付加トルク制御によりμスプリット路面上を発進する車両の電動パワーステアリング２２において付加される付加トルクを示す説明図である。
矢印Ｐの示す方向が付加トルク制御により付加される付加トルクの方向である。

左前輪１１と右前輪１２との車輪速差と、その車輪速差の変化率とから左前輪１１あるいは右前輪１２の空転を検出し、左前輪１１と右前輪１２との駆動力の差により生じる車両の偏向を抑制する方向、つまり車輪速が小さい方向、高摩擦係数路面の方向へステアリングを操作するように、μスプリット路面上を発進する車両の電動パワーステアリング２２において一定の付加トルクを一定時間付加する。

ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは、次のプログラムサイクルでもステップＳ１から各処理を実行する。このプログラムサイクルでは、演算手段１１１がステップＳ１において車輪速センサ６１と車輪速センサ６２との検出出力をもとに左前輪１１と右前輪１２との車輪速差と、その車輪速差の変化率を演算する。続いて、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは、制御フラグＦｗが設定されているかいないかを判定することで、姿勢安定化制御を実行している状態であるか否かについて判定する（ステップＳ２）。このとき前回のプログラムサイクルのステップＳ１０において制御フラグＦｗが設定されているため、ステップＳ２からステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１では、ステアリングＥＣＵ７１は、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の絶対値が左右車輪速差オフ閾値β１よりも大きいか否かについて判定する。
この左右車輪速差オフ閾値β１は、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が発生しているときの、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差を検出するための、たとえばヒステリシス特性を構成する低い方のオフ閾値である。
左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の絶対値が左右車輪速差オフ閾値β１を超えている場合とは、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が生じており、車両１は不安定な状態で走行していることを示している。
また、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の絶対値が左右車輪速差オフ閾値β１を超えていない場合とは、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が生じておらず、車両１は安定した状態で走行していることを示している。

ステップＳ２１において左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の絶対値が左右車輪速差オフ閾値β１よりも小さいと判定すると、つまり左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が生じておらず、車両１は安定した状態で走行していることからステップＳ２７へ進む。

一方、ステップＳ２１において左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の絶対値が左右車輪速差オフ閾値β１よりも大きいと判定すると、さらにこのときのアクセル開度がアクセル開度オフ閾値η１よりも大きいか否かをステアリングＥＣＵ７１のアクセル操作判定手段１１４が判定する（ステップＳ２２）。
このアクセル開度オフ閾値η１は、アクセル開度、アクセルの操作を判定するための、たとえばヒステリシス特性を構成する低い方のオフ閾値であり、アクセル開度がアクセル開度オフ閾値η１よりも大きい場合、運転者によるアクセル操作が行われている状態、つまり車両１が加速状態であると判定する。

ステップＳ２２においてアクセル開度がアクセル開度オフ閾値η１よりも小さいと判定すると、運転者によるアクセル操作が行われていない状態、つまり車両１は加速状態にはないとしてステップＳ２７へ進む。

一方、ステップＳ２２においてアクセル開度がアクセル開度オフ閾値η１よりも大きいと判定するとステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２３では、タイマにフラグオン最大時間μ以下のタイマ値が設定されているか否かを判定する。このフラグオン最大時間μはフラグＦｗが設定される期間、つまり付加トルク制御が実行される最大時間を規定するものである。
従って、ステップＳ２３においてタイマにフラグオン最大時間μを超えるタイマ値が設定されている場合、つまり付加トルク制御が実行されている期間が最大時間μを超える場合には、ステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２３の判定処理実行時、前記タイマには前回のプログラムサイクルでタイマ値“０”が設定されている。このためステップＳ２３では、タイマにフラグオン最大時間μ以下のタイマ値が設定されていると判定し、ステップＳ２４へ進む。
ステップＳ２４では、付加トルクの方向を規定する変数に、付加トルク方向変数γを設定する。
続くステップＳ２５では、前記タイマにタイマ値として現在のタイマ値に制御周期Ｔｓを加算する。
そして、制御フラグＦｗを設定し、つまり制御フラグＦｗに“１”を立てて（ステップＳ２６）、次のステップＳ１４へ進む。

一方、ステップＳ２１、ステップＳ２２あるいはステップＳ２３においてステップＳ２７へ進む場合、つまり車両１が安定した状態で走行しているとき、車両１が加速状態にないとき、あるいは付加トルク制御が実行されている期間が最大時間μを超えるとき、ステップＳ２７では付加トルク方向変数γに“０”を設定する。
続くステップＳ２８では、タイマにタイマ値として“０”を設定する。そして、次のステップＳ２９では“１”が立っていた制御フラグＦｗに“０”を設定し、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、ステアリングＥＣＵ７１のＣＰＵは制御フラグＦｗに“１”が立っているか否か、つまり制御フラグＦｗが設定されているか否かを判定するが、ステップＳ２１、ステップＳ２２あるいはステップＳ２３においてステップＳ２７へ進む場合、つまり車両１が安定した状態で走行しているとき、車両１が加速状態にないとき、あるいは付加トルク制御が実行されている期間が最大時間μを超えるとき、制御フラグＦｗには１”が立っていない。
このため、ステップＳ１７へ進んで付加トルクＴｗの設定値として“０”を設定し、付加トルク制御は行わず（ステップＳ１６）、リターンからこの処理ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ２１、ステップＳ２２あるいはステップＳ２３において、左前輪１１あるいは右前輪１２に空転が生じており、車両１が不安定な状態で走行している、車両１が加速状態にあるとき、あるいは付加トルク制御が実行されている期間が最大時間μを超えていないとき、制御フラグＦｗには“１”が立っている、つまり制御フラグＦｗが設定されている。このため、ステップＳ１５へ進んで、ステアリングＥＣＵ７１の付加トルク制御実行手段１２２は、付加トルク方向変数γに付加トルク設定値Ｔｗ０を乗算した値を付加トルクＴｗとして設定する。続いてステップＳ１６の付加トルク制御処理を実行し、リターンからこの処理ルーチンを抜ける。

このときのステップＳ１６の付加トルク制御処理では、図３に示す場合を例にすると、矢印Ｐの示す方向が付加トルク制御により付加される付加トルクの方向である。
左前輪１１と右前輪１２との車輪速差と、その車輪速差の変化率とから左前輪１１あるいは右前輪１２の空転を検出し、左前輪１１と右前輪１２との駆動力の差により生じる車両の偏向を抑制する方向、つまり車輪速が小さい方向、高摩擦係数路面の方向へステアリングを操作するように、μスプリット路面上を発進する車両の電動パワーステアリング２２において一定の付加トルクを一定時間付加する。

以上説明したように、この実施の形態によれば、μスプリット路面上での車両発進時あるいは車両加速時において、左前輪１１または右前輪１２が空転したときの車両姿勢が不安定になる状況に対し、車両発進時あるいは車両加速時の車輪速センサ６１により検出した左前輪１１の車輪速と、車輪速センサ６２により検出した右前輪１２の車輪速と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率とをもとに、適切な操舵補助力を付加する。
このため、簡素な構成でコストの増加を招くことなく、μスプリット路面上での車両の発進時あるいは加速時における“ハンドルの取られ”などを回避でき、車両の安定性向上を図れる操舵力制御装置を提供できる効果がある。

また、車輪速センサ６１により検出した左前輪１１の車輪速と、車輪速センサ６２により検出した右前輪１２の車輪速と、左前輪１１と右前輪１２との車輪速差の変化率とをもとに、μスプリット路面上での発進時あるいは加速時、左前輪１１または右前輪１２が空転したときの車両姿勢が不安定になりハンドル操作が困難になる状況に対し、“ハンドルの取られ”などを回避して適切な操舵補助力を付加することが出来、μスプリット路面上での発進の際の車両の安定性向上、ハンドルの操作性の向上を図れる操舵力制御装置を提供できる効果がある。

また、μスプリット路面上での発進/加速性を向上するために、左右どちらか一方の空転を抑制するための機構であるＬＳＤ(リミッテド・スリップ・ディファレンシャル)の搭載車では、スプリットμ発進時、ＬＳＤ非搭載車に比べ大きくハンドルが取られることになるが、このようなＬＳＤ搭載車に対して適用することで、μスプリット路での発進/加速性と車両の安定性を両立させた操舵力制御装置を提供できる効果がある。

１１……左前輪、１２……右前輪、２２……電動パワーステアリング（操舵補助手段）、３２……ステアリングシャフト（操舵手段）、３３……ステアリングホイール（操舵手段）、６１、６２……車輪速センサ（車輪速検出手段）、７１……ステアリングＥＣＵ、１０１……一輪空転検出手段、１０２……付加トルク制御手段、１０３……付加トルク制御時間規制手段、１１１……演算手段、１１２……車輪速状態判定手段、１１３……車輪速差第１閾値判定手段、１１４……アクセル操作判定手段、１１５……空転判定手段、１２１……付加トルク方向決定手段、１２２……付加トルク制御実行手段。

Claims (5)

1. 運転者の操作に応じて左右一対の車輪の向きを変える操舵手段と、
   前記操舵手段の操作に対して操舵補助力を付加する操舵補助手段と、
   前記左右一対の各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
   前記車輪速検出手段により検出した前記各車輪の車輪速から、前記左右一対の車輪の車輪速差と、その車輪速差の変化率とを演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算した車輪速差と車輪速差の変化率とをもとに、前記左右一対の車輪の加速時、前記左右一対の車輪の何れか一方に発生することのある一輪空転を検出する一輪空転検出手段と、
   前記一輪空転検出手段により一輪空転を検出すると、前記操舵補助手段により前記一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制するに足る付加トルクを前記操舵手段の操作に対して付加するように前記操舵補助手段を制御する付加トルク制御手段と、
   を備えることを特徴とする操舵力制御装置。
2. 前記付加トルクは、前記車輪速差に応じた方向かつ大きさであって、予め定められた一定時間、前記操舵手段の操作に対して付加されることを特徴とする請求項１記載の操舵力制御装置。
3. 前記一輪空転検出手段は、
   前記車輪速検出手段により検出した前記各車輪の車輪速をもとに、前記各車輪間の車輪速差と、前記各車輪間の車輪速差の変化率とが共に増大している状態を判定する車輪速状態判定手段と、
   前記車輪速状態判定手段により前記各車輪間の車輪速差と、前記車輪速差の変化率とが共に増大している状態が判定されると、前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えているか否かを判定する車輪速差第１閾値判定手段と、
   前記車輪速差第１閾値判定手段により前記各車輪間の車輪速差の大きさが前記第１閾値を超えていると判定されるとアクセル開度が所定の値を超えているか否かを判定するアクセル操作判定手段と、
   前記車輪速状態判定手段により前記各車輪間の車輪速差と、前記車輪速差の変化率とが共に増大している状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつアクセル操作判定手段によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記左右一対の車輪の内の何れか一方の一輪空転状態を判定する空転判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の操舵力制御装置。
4. 前記付加トルク制御手段は、
   前記車輪速状態判定手段により前記各車輪間の車輪速差と、前記車輪速差の変化率とが共に増大している状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつアクセル操作判定手段によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記各車輪間の車輪速差をもとに、前記一輪空転時に発生するステアリングの取られを抑制する前記付加トルクの方向を決定する付加トルク方向決定手段と、
   前記空転判定手段により一輪空転状態が判定され、前記車輪速差第１閾値判定手段により前記各車輪間の車輪速差の大きさが第１閾値を超えていると判定され、かつ前記アクセル操作判定手段によりアクセル開度が所定の値を超えていると判定されると、前記付加トルク方向決定手段により決定された方向へ、前記操舵手段の操作に対し、付加トルク設定値として大きさが設定されている一定トルクを前記決定された方向に応じた大きさにして付加するように前記操舵補助手段の制御を実行する付加トルク制御実行手段と、
   を備えることを特徴とする請求項３記載の操舵力制御装置。
5. 前記付加トルク制御実行手段により実行される前記操舵補助手段の制御を一定時間に規制する付加トルク制御時間規制手段をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の操舵力制御装置。

Images