JP4284210B2

JP4284210B2 - 車両の操舵制御装置

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Publication number: JP4284210B2
Application number: JP2004057804A
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Inventors: 相澤　　博昭; 洋章新野; 峰一樅山; 博章加藤
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Description

本発明は、車両の前方又は後方の操舵対象車輪に対し、ステアリング操作に応じて車輪舵角（タイヤ角）を調整し、もしくは操舵トルクを付与する車両の操舵制御装置に係る。

例えば特許文献１には、所謂μスプリット路上における制動時に車両姿勢を安定化できる車両用操舵装置が提案されている。同装置によれば、制動機構が作動しているときに、左右前輪の車輪速の大小と、その差がしきい値を超えたか否かが判定され、車輪速の差がしきい値を超えている場合にはμスプリット路上での制動とみなされ、車輪速の小さい方に制御舵角を加えるように舵取り機構が制御される。ここで、μスプリット路とは、車両の右側と左側とで路面の摩擦係数が著しく異なる路面をいうと定義されており、上記のように、左右前輪の車輪速の差が判定基準として説明されている。尚、特許文献２には、路面摩擦係数の推定手段が開示されている。

特開２００１−３３４９４７号公報特開２０００−１０８８６３号公報

前掲の特許文献１においては、前述のように判定されてμスプリット路上における制動が行われているとみなされたときには、車輪速の小さい方に一定の制御舵角を加えることによって、車両に生じるヨーモーメントを抑制するようにされている。即ち、所謂カウンタ操舵制御を行って、逆方向の制御ヨーモーメントを車両に与え、車両姿勢の安定化を図ることとしている。

上記のように、左右一対の操舵対象車輪が夫々異なる摩擦係数の路面に位置した状態で走行中の車両に対し制動作動（所謂、μまたぎ制動）が行われる場合には、路面状態を的確に反映した対応が必要である。例えば、μまたぎ制動中に車両に生ずる重心回りのモーメントを打ち消すように操舵対象車輪の舵角を制御する場合には、各車輪が位置する路面状態に応じて制動力差が生ずるので、これを相殺し得るように操舵制御を行う必要がある。

また、車両が旋回中に制動が行われている場合には、各車輪に付与される旋回荷重移動に起因して制動力差が生じ、そのまま操舵制御を行うと巻き込み挙動が生じやすくなるので、これに対処した操舵制御を行う必要がある。更に、これらが複合された状態（即ち、旋回μまたぎ制動中）もあり、このような状態における操舵制御においては、旋回荷重移動に起因する制動力差を峻別した上で操舵制御を行う必要があり、前掲の特許文献１を含む従来の操舵制御装置で想定された制御状態を超えた対応が必要となる。

そこで、本発明は、車両が旋回中の制動時においても適切な操舵制御を行い、良好な走行安定性を確保し得る操舵制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の車両の操舵制御装置は、請求項１に記載のように、車両の運転者のステアリング操作に応じて操舵対象車輪の車輪舵角を制御する操舵制御手段と、少なくとも左右一対の車輪のうちの各車輪の制動力を推定する制動力推定手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段の検出結果に基づき、前記各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化を演算し、該制動力変化に基づき、前記制動力推定手段が推定した前記各車輪の制動力を補正する制動力補正手段と、該制動力補正手段が補正した前記各車輪の制動力に基づき、前記車両の重心回りのモーメントを打ち消すように前記操舵対象車輪の車輪舵角を設定する車輪舵角設定手段とを備えることとしたものである。

また、本発明は、請求項２に記載のように、車両の運転者のステアリング操作に応じて操舵対象車輪に対し操舵トルクを付与する操舵トルク付与手段と、少なくとも左右一対の車輪のうちの各車輪の制動力を推定する制動力推定手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段の検出結果に基づき、前記各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化を演算し、該制動力変化に基づき、前記制動力推定手段が推定した前記各車輪の制動力を補正する制動力補正手段と、該制動力補正手段が補正した前記各車輪の制動力に基づき、前記車両の重心回りのモーメントを打ち消すように前記操舵対象車輪に付与する操舵トルクを設定する操舵トルク設定手段とを備えたものとしてもよい。

上記請求項１又は２に記載の車両の操舵制御装置において、請求項３に記載のように、少なくとも前記車両のアンダーステア状態を判定する車両挙動判定手段を備え、前記制動力補正手段は、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態に応じて前記旋回荷重移動に起因する制動力変化を修正して前記各車輪の制動力を補正するように構成するとよい。

上記請求項３記載の車両の操舵制御装置において、前記制動力補正手段は、請求項４に記載のように、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態が、前記車両のニュートラルステア状態近傍にあるときには前記旋回荷重移動に起因する制動力変化の修正を相対的に大きく設定し、前記車両のアンダーステア状態が大となるに従い前記旋回荷重移動に起因する制動力変化の修正を相対的に小さく設定するように構成するとよい。あるいは、請求項５に記載のように、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態が、前記車両のニュートラルステア状態近傍となるように、前記旋回荷重移動に起因する制動力変化を所定の値に設定することとしてもよい。

而して、請求項１及び２に記載の操舵制御装置において、各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化に基づき各車輪の制動力を適切に補正し、この補正した各車輪の制動力に基づき、車両の重心回りのモーメントを打ち消すように操舵対象車輪の車輪舵角又は操舵トルクを設定することができるので、旋回中の制動時においても適切な操舵制御を行うことができる。例えば、前記制動力補正手段によって、前記制動力推定手段が推定した前記各車輪の制動力から、前記各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化を差し引くことによって補正することとすれば、前記左右一対の車輪のうちの各車輪が位置する路面状態の相違に起因する制動力のみに基づき、操舵制御を行うことができる。従って、旋回中のμまたぎ制動という対応困難な状況下にあっても適切に走行安定性を確保することができる。

また、請求項３に記載の操舵制御装置によれば、車両の挙動に応じて適切に車輪舵角又は操舵トルクを調整することができる。更に、請求項４又は５に記載のように制動力補正手段を構成すれば、望ましい車両挙動を確保しつつ適切に車輪舵角又は操舵トルクを調整することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。図１は、本発明の操舵制御装置の一実施形態を含む車両の全体構成を示すもので、本実施形態の操舵系は、電動パワーステアリング機能、アクティブステアリング機能及び伝達比可変制御機能を備えている。電動パワーステアリング機能は、運転者によるステアリング操作（ハンドル操作）に応じてアクチュエータを制御して操舵対象車輪を操舵し、運転者のステアリング操作力を軽減するものである。一方、アクティブステアリング機能は、運転者のステアリング操作に対して自由に操舵対象車輪の車輪舵角（タイヤ角）を制御し、操舵角（ステアリング操作角）に対して車輪舵角を切り増したり切り戻したりするアクティブ操舵制御を可能とするものである。そして、伝達比可変制御機能は、ステアリングホイールと操舵対象の車輪とを連結する操舵伝達系に伝達比可変手段を介装し、伝達比を可変とするものである。

図１において、操舵対象である車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲ間にはパワーステアリング用のアクチュエータＡＣ１が介装され、このアクチュエータＡＣ１が操舵制御ユニットＥＣＵ１によって制御されるように構成されている。一方、ステアリングホイールＳＷには伝達比可変制御用のアクチュエータＡＣ２が接続されており、ステアリングホイールＳＷの操舵角（ステアリング操作角、あるいはハンドル角ともいう）を検出する操舵角センサＳＳ、ステアリングホイールＳＷの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサＴＳ、及びアクチュエータＡＣ２の出力回転角を検出する出力角センサＡＳが装着されている。そして、アクチュエータＡＣ２の出力側はステアリングギヤボックスＧＢを介してアクチュエータＡＣ１に連結されている。また、アクチュエータＡＣ２は伝達比可変制御ユニットＥＣＵ２によって制御されるように構成されており、操舵制御ユニットＥＣＵ１と双方向の信号の授受が可能なように接続されている。具体的には、図２に示すように接続されており、各ユニットの構成については後述する。

次に、本実施形態の制動系については、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに夫々ホイールシリンダＷｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒが装着されており、これらのホイールシリンダＷｆｌ等にブレーキ液圧制御装置ＢＣが接続されている。このブレーキ液圧制御装置ＢＣは、図示は省略するが、複数の電磁弁及び自動液圧発生源（液圧ポンプ）等から成り、自動加圧可能な液圧回路構成とされている。尚、車輪ＦＬは運転席からみて前方左側の車輪を示し、以下車輪ＦＲは前方右側、車輪ＲＬは後方左側、車輪ＲＲは後方右側の車輪を示している。

更に、図１に示すように車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには車輪速度センサＷＳ１乃至ＷＳ４が配設され、これらがブレーキ制御ユニットＥＣＵ３に接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号がブレーキ制御ユニットＥＣＵ３に入力されるように構成されている。また、車体速度センサＶＳが設けられており、車体速度（車速）が検出され、これを微分すれば車体減速度が求められるが、もちろん、各車輪に設けられた車輪速度センサ（図示せず）の検出車輪速度に基づき車体速度を推定演算することとしてもよい。更に、ブレーキペダルＢＰが踏み込まれたときオンとなるストップスイッチＳＴ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサＸＧ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＹＧ、車両のヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサＹＳ等がブレーキ制御ユニットＥＣＵ３に接続されている。

図２は本発明のシステム構成を示すもので、操舵制御システム、伝達比可変制御システム及びブレーキ制御システムが通信バスを介して接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有することができるように構成されている。このうち、操舵制御システムは、操舵制御用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた操舵制御ユニットＥＣＵ１に、操舵角センサＳＳ、操舵トルクセンサＴＳ及び出力角センサＡＳが接続されると共に、モータ駆動回路ＤＣ１を介して電動モータＭ１が接続されている。また、伝達比可変制御システムは、伝達比可変制御用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた伝達比可変制御ユニットＥＣＵ２に、モータ駆動回路ＤＣ２を介して電動モータＭ２が接続されている。この電動モータＭ２には、その回転角を検出する回転角センサＲＳが設けられており、回転角信号が伝達比可変制御ユニットＥＣＵ２に供給されるように接続されている。

そして、ブレーキ制御システムは、アンチスキッド制御（ＡＢＳ）等を行なうもので、これらのブレーキ制御用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えたブレーキ制御ユニットＥＣＵ３に、車体速度センサＶＳ、車輪速度センサ（代表してＷＳで表す）、液圧センサ（代表してＰＳで表す）、ストップスイッチＳＴ、ヨーレイトセンサＹＳ、前後加速度センサＸＧ及び横加速度センサＹＧが接続されると共に、ソレノイド駆動回路ＡＣ３を介してソレノイドバルブ（代表してＳＬで表す）が接続されている。尚、これらの制御ユニットＥＣＵ１乃至３は夫々、通信用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えた通信ユニットを介して通信バスに接続されている。而して、一つの制御システムに必要な情報を他の制御システムから送信することができる。

上記の制御ユニットＥＣＵ１乃至３は、図３に示す制御ブロックを備えている。先ず、ブレーキ制御ユニットＥＣＵ３には、各車輪の制動力を推定する制動力推定ブロックＢ１と、その推定結果の各車輪の制動力を補正する制動力補正ブロックＢ２と、ここで補正された各車輪の制動力に基づき、各車輪における車体の左右・前後方向の分力を推定する左右・前後方向分力推定ブロックＢ３を備えている。一方、操舵制御ユニットＥＣＵ１には、運転者操作状態演算ブロックＢ５と車両状態量推定ブロックＢ６が構成されており、これらの演算結果に基づきアクチュエータ角度指令値演算ブロックＢ８にて、アクチュエータＡＣ２を駆動するためのアクチュエータ角度指令値が演算される。運転者操作状態演算ブロックＢ５には、操舵角センサＳＳ及び操舵トルクセンサＴＳが接続されると共に、車両状態量推定ブロックＢ６には、車体速度センサＶＳ、回転角センサＲＳをはじめ、ヨーレイトセンサＹＳ等が接続されている。

更に、操舵制御ユニットＥＣＵ１には、左右・前後方向分力推定ブロックＢ３の推定結果に基づき、各車輪に生ずる車両の重心回りのモーメントを演算するモーメント演算ブロックＢ４が構成されており、その演算結果に基づき、アクチュエータ目標角演算ブロックＢ７にてアクティブカウンタステア用のアクチュエータ目標角が演算される。そして、このアクチュエータ目標角に基づき、アクチュエータ角度指令値演算ブロックＢ８にて、アクチュエータＡＣ２を駆動しカウンタステアを行うためのアクチュエータ角度指令値が演算される。

更に、伝達比可変制御ユニットＥＣＵ２では、伝達比可変制御ブロックＢ９にて設定された指令値が、前述のアクチュエータ角度指令値演算ブロックＢ８にて設定された指令値に加算され、この加算結果に応じて、電動モータＭ２に対するフィードフォワード制御及びフィードバック制御が行われる。尚、伝達比可変制御は本願の発明とは直接関係しないので、説明は省略する。

上記の制動力推定ブロックＢ１において、各車輪の制動力は例えば前掲の特許文献２に記載のように、液圧センサＰの検出ホイールシリンダ液圧と車輪速度センサＷＳの検出結果を微分した車輪加速度とから求めることができる。尚、ホイールシリンダ液圧は、上記のように直接液圧センサＰによって検出してもよいし、ブレーキアクチュエータの制御量、増減制御時間に基づいて推定することとしてもよい。また、液圧ブレーキ装置でない場合（例えば回生制動）も、その制動量から制動力を推定することができる。一方、左右・前後方向分力推定ブロックＢ３においては、制動力推定ブロックＢ１の推定結果が制動力補正ブロックＢ２にて補正された各車輪の制動力と、各車輪の実舵角に対応する回転角センサＲＳによって検出される電動モータＭ２の回転角に基づき、各車輪の制動力の左右・前後方向分力を推定することもできる。あるいは、上記各車輪の実舵角に代えて、スリップ角を用いることとしてもよい。

前述のように制動力推定ブロックＢ１にて推定された各車輪の制動力には、各車輪が位置する路面状態（路面μ）の相違に起因する制動力変化成分（以下、路面μ制動力という）と、各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化成分（以下、荷重移動分という）が含まれるが、制動力補正ブロックＢ２において、荷重移動分が分離され、旋回状態に応じた重み付けによって、以下のように補正される。

先ず、図４に示すように、車両が白抜矢印方向に旋回しているときに制動作動が行われ、横加速度Ｇｙが生じている状態での操舵対象の車輪ＦＲ及びＦＬの荷重を求めると以下のようになる。尚、このときの車両の前後方向の荷重移動がモーメントに与える影響は小さいので、ここでは前後加速度Ｇｘは無視する。荷重移動分を含む車輪ＦＲの輪荷重をＭfr、同車輪ＦＬの輪荷重をＭflとし、荷重移動分を除いた車輪ＦＲの輪荷重をｍfr、同車輪ＦＬの輪荷重をｍflとすると、以下の式（１）及び（２）に示す関係となる。尚、以下の式において、Ｈは車両の重心高さ、Ｔはトレッド、Ｍｆは前車軸荷重、Ｇｙは横加速度を表す。
Ｍfr＝ｍfr＋Ｍｆ・Ｇｙ・Ｈ／Ｔ …（１）
Ｍfl＝ｍfl−Ｍｆ・Ｇｙ・Ｈ／Ｔ …（２）

ここで、路面μ制動力に対する荷重移動分の割合（荷重移動割合）を用いると、［路面μ制動力＝総制動力＋荷重移動割合×路面μ制動力］と表すことができるので、車輪ＦＲ及び車輪ＦＬの荷重移動割合を夫々Ｒfr及びＲflで示すと次の式（３）及び（４）となる。
Ｒfr＝１−Ｍfr／｛（Ｍfr＋Ｍfl）／２｝
＝（ｍfl−ｍfr−２Ｍｆ・Ｇｙ・Ｈ／Ｔ）／（ｍfr＋ｍfl） …（３）
Ｒfl＝１−Ｍfl／｛（Ｍfr＋Ｍfl）／２｝
＝（ｍfr−ｍfl＋２Ｍｆ・Ｇｙ・Ｈ／Ｔ）／（ｍfr＋ｍfl） …（４）

そして、上記の式（３）及び（４）において、ｍfr＝ｍfl且つ（ｍfr＋ｍfl）＝Ｍｆとすれば、荷重移動割合Ｒfrは（−２Ｇｙ・Ｈ／Ｔ）となり、荷重移動割合Ｒflは（＋２Ｇｙ・Ｈ／Ｔ）となる。この荷重移動割合を後輪にも適用し、各車輪の総制動力をｆfr、ｆfl、ｆrr、ｆrl（添字fr，fl，rr，rlは夫々車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを表す）とし、各車輪の路面μ制動力をＦ₁fr、Ｆ₁fl、Ｆ₁rr 、Ｆ₁rl とし、前車軸のトレッドをＴｆ、後車軸のトレッドをＴｒで表すと、以下の式（５）乃至（８）に示す関係となる。

Ｆ₁fr＝ｆfr−（２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｆ）・Ｆ₁fr …（５）
Ｆ₁fl＝ｆfl＋（２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｆ）・Ｆ₁fl …（６）
Ｆ₁rr＝ｆrr−（２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｒ）・Ｆ₁rr …（７）
Ｆ₁rl＝ｆrl＋（２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｒ）・Ｆ₁rl …（８）

上記の（５）乃至（８）から、各車輪の路面μ制動力は次の式（９）乃至（１２）の
ように表すことができる。
Ｆ₁fr＝ｆfr／（１＋２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｆ） …（９）
Ｆ₁fl＝ｆfl／（１−２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｆ） …（１０）
Ｆ₁rr＝ｆrr／（１＋２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｒ） …（１１）
Ｆ₁rl＝ｆrl／（１−２Ｇｙ・Ｈ／Ｔｒ） …（１２）

従って、各車輪の荷重移動分の制動力をＦ₂fr、Ｆ₂fl、Ｆ₂rr、Ｆ₂rlとすると、Ｆ₂frは（ｆfr−Ｆ₁fr）、Ｆ₂flは（ｆfl−Ｆ₁fl）、Ｆ₂rrは（ｆrr−Ｆ₁rr）、Ｆ₂rlは（ｆrl −Ｆ₁rl ）となる。そして、荷重移動配分係数をＫｕとすると、補正後の制動力は以下の式（１３）乃至（１６）のように表すことができる。
Ｆfr＝Ｆ₁fr＋Ｋｕ・Ｆ₂fr …（１３）
Ｆfl＝Ｆ₁fl＋Ｋｕ・Ｆ₂fl …（１４）
Ｆrr＝Ｆ₁rr＋Ｋｕ・Ｆ₂rr …（１５）
Ｆrl＝Ｆ₁rl＋Ｋｕ・Ｆ₂rl …（１６）

上記の荷重移動配分係数Ｋｕは、例えば図５に示すマップに従い、そのときの車両挙動（特にアンダーステア状態）に応じて可変とするように設定するとよい。あるいは、旋回制動時の挙動がニュートラル状態から弱アンダーステア状態を示すように、予め設定しておくこととしてもよく、旋回制動時の挙動が特異なものでなければ、Ｋｕ＝０とすればよい。尚、アンダーステア状態については、例えば、ヨーレイトセンサＹＲの検出結果である実ヨーレイトと、規範ヨーレイトとの差に基づいて判定することができる。

而して、図３のモーメント演算ブロックＢ４において、上記のように演算された各車輪の制動力及び（実舵角による）横力に基づき、車両を重心回りに回転させるモーメントが演算され、そのモーメントに相当する横力を発生し得る車輪舵角が求められる。説明を容易にするため、仮に初期車輪舵角を０とすると、制動作動によって車両に働くモーメントＭｏは次の式（１７）に示すとおりとなる。
Ｍｏ＝（Ｆf1＋Ｆr1−Ｆfr−Ｆrr）・（Ｔ／２） …（１７）

そして、アクチュエータ目標角演算ブロックＢ７において、上記のモーメントＭｏを打ち消すためのスリップ角θは、モーメントバランスを表す式（１８）から、式（１９）に示すように求められ、これを車輪舵角とすることができる。
θ・Ｋsf・Ｌｆ＝Ｍｏ …（１８）
θ＝Ｍｏ／（Ｋsf・Ｌｆ） …（１９）
ここで、Ｋsfはスリップ角−横力変換係数を示し、Ｌｆは重心と前車軸間の距離を示す。

上記のように構成された車両の操舵制御装置において、例えばμスプリット路を旋回中のブレーキ作動に伴いアクティブカウンタ制御を行うときの処理に関し、夫々図６及び図７に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、ステップ１００においてイニシャル処理が行われた後、ステップ２００にて入力処理として、各種センサ信号が入力され車輪舵角、車体速度、前後加速度、横加速度、ヨーレイト等が読み込まれると共に、ブレーキ制御ユニットＥＣＵ３で演算された各種情報も通信信号によって読み込まれる。次に、ステップ３００に進み、車両モデルが演算されるが、ここでは省略する。続いてステップ４００において重心回りのモーメントが後述するように演算される。そして、ステップ５００にて各種パラメータが演算された後、ステップ６００に進み、アクティブカウンタステア時のアクチュエータＡＣ２の目標値が演算される。而して、ステップ７００に進み、出力処理が行われると共に、通信処理が行われる。

上記ステップ４００における重心回りのモーメントの演算は、図７に示すように処理され、先ずステップ４０１にて各車輪の制動力が推定され、ステップ４０２に進み、各車輪の制動力が補正される。この場合の制動力の補正については、前述のように、旋回制動時の挙動（アンダーステア状態）に応じて荷重移動配分係数Ｋｕを図５に示すように変化させる態様と、旋回制動時の挙動がニュートラル状態から弱アンダーステア状態を示すように、予め設定しておく態様がある。例えば、旋回制動時の挙動が望ましい特性を示しておればＫｕ＝０とし、アンダーステア傾向が強い場合には、弱アンダーステア状態となるように、例えばＫｕ＝０．４に設定するとよい。

図８及び図９は本発明の他の実施形態を示すもので、本実施形態の操舵系は所謂ステア・バイ・ワイヤで構成され、前述の実施形態と同様、電動パワーステアリング機能とアクティブステアリング機能を有し、図１のアクチュエータＡＣ１と同様のアクチュエータＡＣ４を備えている。また、運転者によるステアリングホイールＳＷの操作に応じて操舵角センサＳＳによって検出した操舵角と、操舵トルクセンサＴＳによって検出した操舵トルクが操舵制御ユニットＥＣＵ４に入力され、これらと車両状態信号（車速等）に基づいて設定された駆動電流によって、アクチュエータＡＣ４内の電動モータ（図９のＭ４）が制御され、車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲの車輪舵角（タイヤ角）が制御されるように構成されている。このとき、ステアリングホイールＳＷの操作に対して操舵反力を付与するため、電動モータ（図９のＭ５）を有する反力アクチュエータＡＣ５が設けられている。

本実施形態の制動系等、その他の構成は図１及び図２に記載の実施形態と実質的に同じであるので、同一の部品等には同一の符号を付して説明を省略する。尚、操舵制御ユニットＥＣＵ４は図３に記載の操舵制御ユニットＥＣＵ１とは異なり、図１０に示すように構成されている。即ち、図１０において、図３のブロックＢ４と同一の手段を有すると共に、ブロックＢ５及びＢ６と同様の手段をまとめてブロックＢ１０としているが、これらは図３と同様の構成としてもよい。また、これに続くブロックについて、本実施形態では、目標舵角と実舵角の偏差が０になるように制御する位置フィードバック制御（Ｂ１１）と、必要な操舵トルク出力を得るためのトルク制御を行う電流フィードバック制御（Ｂ１２）が行われる。そして、電動モータＭ４に対する目標舵角制御のための電流指令値に対し、カウンタステア電流指令値が加算されるように構成されている。このカウンタステア電流指令値の演算に関しては、先ずカウンタステアアシスト操舵トルク演算ブロックＢ１３にて、以下のようにカウンタステアアシスト操舵トルクτctが演算され、その演算結果に基づきカウンタステア電流指令値演算ブロックＢ１４にてカウンタステア電流指令値に変換される。

本実施形態におけるカウンタステアアシスト操舵トルクτctは、単に左右の制動力差に基づいて演算されるのではなく、各車輪に対し実際に付与される制動力によって決まる車両重心回りのモーメントバランスの変化が考慮され、前述のθ＝Ｍｏ／（Ｋsf・Ｌｆ）に基づき、下記の式（２０）又は（２１）に示すように設定される。
τct＝θ・Ｋst …（２０）
τct＝θ・Ｋst＋Ｋｄ・（ｄθ／ｄｔ）・Ｋst …（２１）
ここで、Ｋstはスリップ角−操舵トルク変換係数を示し、Ｋｄは微分ゲインを示す。また、（ｄθ／ｄｔ）はスリップ角θの時間変化を表す。

以上のように、上記の各実施形態によれば、各車輪の制動力を横加速度Ｇｙに基づき適切に補正することによって、旋回制動時の荷重移動による制動力差に起因する巻き込み挙動を確実に抑えることができ、車両として望ましい特性を維持することができる。

尚、図１の実施形態のようにアクティブ車輪舵角を制御する手段と、図８の実施形態のようにアシストトルクを制御する手段の両方を適用してもよいが、各実施形態のように、何れか一方のみを適用した場合でも、μまたぎ制動時のカウンタステア操作を十分補助することができる。更に、上記の各実施形態は、前輪を操舵対象車輪とするアクティブフロントステア制御システムに係るものであるが、後輪を操舵対象車輪とするアクティブリアステア制御システムにも適用でき、更に両者を備えた車両に対しても適用可能である。

本発明の操舵制御装置の一実施形態の概要を示す構成図である。本発明の一実施形態に係る操舵制御装置のシステムブロック図である。本発明の一実施形態におけるアクティブカウンタステア制御を含む制御ブロック図である。本発明の一実施形態において、車両の旋回状態を示す平面図である。本発明の一実施形態において、車両挙動に応じて荷重移動配分係数Ｋｕを設定するためのマップの一例を示す平面図である。本発明の一実施形態におけるアクティブカウンタステア制御の処理を示すフローチャートである。本発明の一実施形態におけるアクティブカウンタステア時のアクチュエータの目標車輪舵角の演算処理を示すフローチャートである。本発明の操舵制御装置の他の実施形態の概要を示す構成図である。本発明の他の実施形態に係る操舵制御装置のシステムブロック図である。本発明の他の実施形態におけるアクティブカウンタステア制御を含む制御ブロック図である。

符号の説明

ＳＷステアリングホイール
ＥＣＵ１操舵制御ユニット
ＥＣＵ２伝達比可変制御ユニット
ＥＣＵ３ブレーキ制御ユニット
ＡＣ１，ＡＣ２アクチュエータ
ＢＣブレーキ液圧制御装置
ＢＰブレーキペダル
ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ車輪
ＳＳ操舵角センサ
ＴＳ操舵トルクセンサ
ＶＳ車体速度センサ

Claims

車両の運転者のステアリング操作に応じて操舵対象車輪の車輪舵角を制御する操舵制御手段と、少なくとも左右一対の車輪のうちの各車輪の制動力を推定する制動力推定手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段の検出結果に基づき、前記各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化を演算し、該制動力変化に基づき、前記制動力推定手段が推定した前記各車輪の制動力を補正する制動力補正手段と、該制動力補正手段が補正した前記各車輪の制動力に基づき、前記車両の重心回りのモーメントを打ち消すように前記操舵対象車輪の車輪舵角を設定する車輪舵角設定手段とを備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
車両の運転者のステアリング操作に応じて操舵対象車輪に対し操舵トルクを付与する操舵トルク付与手段と、少なくとも左右一対の車輪のうちの各車輪の制動力を推定する制動力推定手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段の検出結果に基づき、前記各車輪に付与される旋回荷重移動に起因する制動力変化を演算し、該制動力変化に基づき、前記制動力推定手段が推定した前記各車輪の制動力を補正する制動力補正手段と、該制動力補正手段が補正した前記各車輪の制動力に基づき、前記車両の重心回りのモーメントを打ち消すように前記操舵対象車輪に付与する操舵トルクを設定する操舵トルク設定手段とを備えたことを特徴とする車両の操舵制御装置。
少なくとも前記車両のアンダーステア状態を判定する車両挙動判定手段を備え、前記制動力補正手段は、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態に応じて前記旋回荷重移動に起因する制動力変化を修正して前記各車輪の制動力を補正するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操舵制御装置。
前記制動力補正手段は、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態が、前記車両のニュートラルステア状態近傍にあるときには前記旋回荷重移動に起因する制動力変化の修正を相対的に大きく設定し、前記車両のアンダーステア状態が大となるに従い前記旋回荷重移動に起因する制動力変化の修正を相対的に小さく設定するように構成したことを特徴とする請求項３記載の車両の操舵制御装置。
前記制動力補正手段は、前記車両挙動判定手段が判定した前記車両のアンダーステア状態が、前記車両のニュートラルステア状態近傍となるように、前記旋回荷重移動に起因する制動力変化を所定の値に設定することを特徴とする請求項３記載の車両の操舵制御装置。