JP4337993B2 - 車両の操舵システムの制御方法及び制御機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，車両の操舵システムの制御方法及び制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来，車両の操舵システムの制御方法及び制御機構としては，例えば，ドイツ公開公報ＤＥ−ＯＳ ４０ ３１ ３１６（ＵＳ ５，２０５，３７１）に開示された制御方法及び制御機構がある。かかる従来の制御方法及び制御機構は，車両の運転者から伝えられる操舵動作と操舵介入用の付加操舵動作とを重畳トランスミッションにおいて重畳して，操舵可能に設計された車輪に伝えるものである。かかる構成によって，運転者による操舵システムの操作を補助して車両の走行状態を制御する操舵介入が可能になる。
【０００３】
（２）また，操舵システムを操舵介入によって駆動する他の従来の制御方法及び制御機構としては，例えばドイツ公開公報ＤＥ，Ａ１，３６ ２５ ３９２に開示された制御方法及び制御機構がある。かかる従来の制御方法及び制御機構は，操舵輪として設定した前車輪の操舵角度をサーボモータによって調節する操舵システムに適用されている。そして，サーボモータを駆動させるために，目標−実際−ヨー角速度偏差に関係する補正信号が使われている。
【０００４】
（３）さらに，他の従来の制御方法及び制御機構としては，例えば英国特許公報ＧＢ−ＰＳ １，４１４，２０６に記載されたものがある。かかる従来の制御方法及び制御機構では，操舵介入によって，横風によって車両に生じる影響を補償する構成が採用されている。
【０００５】
（４）さらにまた，ドイツ公開公報ＤＥ−ＯＳ ４０ ３８ ０７９（ＵＳ ５，３１６，３７９）に開示された従来の制御方法及び制御機構は，前車輪／後車輪における操舵成分（補償操舵角度）を重畳する構成を採用する。かかる従来の制御方法及び制御機構では，車輪間に生じる制動圧力の差に関係する補償操舵角度が，μスプリット制動において生じるヨー動作を補償する。なお，μスプリット制動とは，車両の相互に異なるサイドに配置された車輪間で接触する走行路面の摩擦係数μが明らかに異なる状態での制動をいう。
【０００６】
しかし，μスプリット制動においては，車輪間の制動圧力の差がヨーモーメントの不正確な尺度しか示さないことが問題となることがあり，正確な操舵介入が保証されない。特に，車両の左側と右側とで，例えば異なるタイヤ，フェージング，不均一なブレーキ摩耗，ＡＢＳ（Ａｎｔｉ Ｂｒｏｃｋｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）誤機能又はブレーキサーキットの不具合等が生じている場合には，ヨーモーメントの尺度としての制動圧力差は著しく誤ったものとなる恐れがある。
【０００７】
（５）さらに，例えば，「強化された操舵制御による走行安全性（Ｆａｈｒｓｉｃｈｅｒｈｅｉｔ ｄｕｒｃｈ ｒｏｂｕｓｔｅ Ｌｅｎｋｒｅｇｅｌｕｎｇ）」，アウトマティジールングステヒニーク（Ａｕｔｏｍａｔｉｓｉｅｒｕｎｇｓｔｅｃｈｎｉｋ）４４（１９９６）５，アッカーマン他著（Ａｃｋｅｒｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．）第２１９から２２５ページにおいては，自動車のヨー動特性を操舵介入によって調節する制御方法及び制御機構が提案されている。
【０００８】
かかる従来の制御方法及び制御機構においては，ヨー角速度の積分制御器（Ｉ−制御器，積分型のヨー角速度制御器）を用いた構成が採用されている。
例えば，μスプリット−ＡＢＳ制動又は横風が強い場合に発生するような，大きなノイズをなくすように制御するためには，高い増幅を有する積分制御器は特に適している。しかし，他方で，例えば地面が軽く波打っている場合等，ノイズが小さい場合にも，しばしば不必要で煩わしい操舵介入をもたらす。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の制御方法及び制御機構では，例えば，操舵介入を行うために必要なパラメータを正確に認識できなかったり，操舵介入が不適切なタイミングで行われたり等の原因のために，自動車の走行状態の的確な制御を十分に実現することが難しかった。
【００１０】
本発明は，従来の制御方法及び制御機構が有する上記問題点に鑑みて成されたものであり，不必要に頻度の高い操舵介入を行わずに，車両のヨー特性を改善することができる，新規かつ改良された操舵システムの制御方法及び制御機構を提供することを目的とする。さらに，本発明の他の目的は，車両の操舵システムに必要なときにだけ適量の操舵介入を確実に行わせる，新規かつ改良された制御方法及び制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は，請求項１に記載の発明によって解決することができる。
まず，請求項１に記載の発明は，少なくとも１つの操舵可能な車輪と，アクチュエータと，アクチュエータからもたらされる第１の動作（δＭ）を車両の運転者からもたらされる第２の動作（δＬ）に重畳して車輪の操舵動作を生成する重畳トランスミッションとを有する自動車の操舵システムに適用される。
【００１２】
そして，請求項１に記載の発明では，車両のヨー運動を表わすヨー量が検出されて，車両に所定の走行状態が存在する場合には，少なくともこの検出されたヨー量に従って制御信号が形成される。アクチュエータは，かかる制御信号によって駆動されて重畳トランスミッションに第１の動作をもたらす。また，請求項１に記載の発明においては，車両の制動状態を表わす制動量が検出されて，この検出された制動量に従って車両の走行状態が求められる。
【００１３】
かかる構成を有する請求項１に記載の発明では，制動量の検出に従って車両の走行状態が認識され，所定の走行状態が存在する場合にのみ操舵介入が行われる。すなわち，請求項１に記載の発明によれば，アクティブな操舵介入が必要な場合として設定する所定の走行状態，例えば車両運動に外乱が存在する場合等にのみ操舵介入がオンの状態になるような適切な操舵システムの制御が実現される。
【００１４】
請求項２に記載の発明では，所定の走行状態は，いわゆるμスプリット制動と称される相互に異なる車両側で明らかに異なる走行路摩擦係数を有する走行路上において制動工程が行われている場合の走行状態である構成が採用されている。かかる構成を有する請求項２に記載の発明では，制動量からμスプリット制動の存在を把握し，それとは別にヨー量から車両のヨー運動を把握している。
【００１５】
上述したように，μスプリット制動においては，好ましくないヨー状態を誘発するヨートルクが車両に誘導される。したがって，安定した走行状態を実現するにはアクティブな操舵介入によってヨートルクを打ち消すことが重要になる。しかし，μスプリット制動においては，様々な要因，例えばタイヤの状態が良くなかったり，ブレーキ機構のバランスが崩れていたり，或いは制動システムが誤動作したり等によって，制動量から正確に車両のヨー運動を知ることが容易ではない場合がある。
【００１６】
請求項２に記載の発明では，ヨー運動を，不正確な間接的な尺度でしかない制動量からではなく，正確で直接的な尺度であるヨー量から検出する。したがって，μスプリット制動においても車両のヨー特性が正確に認識されて，車両の走行安全性を向上させるように適切な操舵介入が可能になり，結果，正確にヨー運動に対抗することができる。
【００１７】
その場合の態様として，請求項３に記載の発明は，制動効果に従って制動量が検出される構成を採用する。その場合には，特に，請求項４に記載の発明のように，相互に異なる車両側上の少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）に従って制動量が検出される構成とすることが，好適である。さらに，請求項５に記載の発明のように，相互に異なる車両側の少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の差に従って及び／又は車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の大きい方の小さい方に対する比に従って制動量が検出される構成とすることも，好適である。
【００１８】
さらにまた，制動量は，請求項６に記載の発明のように，車両の制動システムの操作に従って制動量が検出される構成を採用することによって，検出することも可能である。その場合には，特に，請求項７の発明のように，ブレーキランプの操作に従って制動量が検出される構成とすることが，好適である。
【００１９】
また，検出されたヨー量を用いる操舵介入は，請求項８に記載の発明のように，ヨー量の目標量（ωｓｏｌｌ）を定め，少なくとも検出されたヨー量と所定の目標量との間の偏差（ωｓｏｌｌ−ωｉｓｔ）に従って，アクチュエータを駆動する制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成することで，実現することができる。
【００２０】
かかる請求項８に記載の発明では，ヨー量の目標量に対する偏差に基づいて制御信号が形成されるため，現在の車両のヨー運動と目標にする車両のヨー運動との差に応じた操舵システムの制御が実現される。ここで，ヨー量の目標値は，その時その時の車両の走行状態に適した車両のヨー運動が実現される値に設定することが望ましい。
【００２１】
かかる目標値は，請求項９に記載の発明のように，運転者の操作によって操舵システムに生じる第２の動作（δＬ）に従って，及び／又は検出された車両の速度に従って定めることができる。一般に，走行中の車両では車輪の操舵角度と車両の速度とによって最適なヨー運動が異なるため，請求項９に記載の発明のような構成とすることが好適である。
【００２２】
さらに，請求項１０に記載の発明のように，検出されたヨー量（ωｉｓｔ）が制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成するために積分される構成や，請求項１１に記載の発明のように，偏差（ωｓｏｌｌ−ωｉｓｔ）が制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成するために積分される構成とすることができる。かかる構成においては，検出されたヨー量にノイズが生じたとしても，形成される制御信号は平均化される。したがって，アクチュエータの急激な変化は起こらず，誤った操舵介入を抑制することができる。なお，信号の積分を行う装置としては，例えば積分制御器（Ｉ−制御器）等がある。
【００２３】
さらに，請求項１０又は請求項１１に記載の発明のような構成は，高い増幅率を有する積分を行うことによって，例えばμスプリット−ＡＢＳ制動の場合，或いは横風が強い場合等に発生するような大きなノイズをなくすように制御するのに適する。かかる構成においては，上記のように，例えば地面が軽く波打っている場合等，ノイズが小さい場合に，頻繁に不必要で煩わしい操舵介入をもたらすという問題は解決され，所定の場合にのみ操舵介入を行うことができる。
【００２４】
また，請求項１２に記載の発明のように，所定の走行状態が存在した後には，制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）又は少なくとも制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）のヨー量（ωｉｓｔ）に従って形成された成分が，時間的に減少する特性で予め設定可能な値にされる構成を採用する。かかる構成を有する請求項１２に記載の発明では，所定の走行状態が存在した後には，アクチュエータを駆動させる制御信号の生成が減衰する。したがって，アクチュエータによる付加操舵角度の生成が抑制され，所定の走行状態が存在しなくなれば，不要な操舵介入は行われなくなる。
【００２５】
特に，請求項１３に記載の発明のように，設定可能な値は，値ゼロである構成を採用すれば，所定の走行状態として車両運動に外乱が存在する走行状態を設定した場合に，外乱が収束した後には付加操舵角度が値ゼロに戻され，操舵介入が完全に行われなくなる。
【００２６】
さらに，請求項１４に記載の発明のように，時間的に減少する特性は，ブレーキランプの操作によって実現され，及び／又は車両の速度に関係する構成を採用すれば，車両の制動状態や速度に応じて操舵介入を小さくすることができる。これによって，例えば急激な操舵介入量の変化により新たな外乱が生じることがなくなり，刻々と変化する車両の走行状態を適切に制御しつつ，必要がなくなった操舵介入を減衰させることができる。その場合には，請求項１５に記載の発明のように，時間的に減少する特性は，１次の遅延特性であって，及び／又は車両の速度に関係する構成とすることが，好適である。
【００２７】
また，請求項１６に記載の発明のように，検出された制動量は，さらに車両の運転者によってもたらされた操舵動作（δＬ）と車両の速度及び／又は車両の横加速度を表わす変量に関係することを特徴とする構成とすることができる。かかる構成を有する請求項１６に記載の発明においては，車両のヨー運動が，例えばμスプリット制動等によって引き起こされたものであるか，それとも車両がカーブした走行路上を走行していることによって引き起こされたものであるかを，区別して認識することができる。したがって，走行状態の誤った認識による操舵システムの誤動作が回避され，コーナを走行中に不必要な操舵介入をもたらさずに済む。
【００２８】
また，請求項１７に記載の発明のように，さらに，車両への横風の影響を表わす横風量が検出され，検出された横風量にも従って車両の走行状態が求められる構成とすることが，好適である。他の外乱と同様に横風も，車両の望ましくないヨー運動をもたらす要因であるから，請求項１７に記載の発明はさらに効果的に車両のヨー運動を制御することができる。
【００２９】
上記課題は，さらに，請求項１８に記載の発明によっても解決することができる。
請求項１８に記載の発明は，少なくとも１つの操舵可能な車輪と，アクチュエータと，アクチュエータからもたらされる第１の動作（δＭ）を車両の運転者からもたらされる第２の動作（δＬ）に重畳して車輪の操舵動作を生成する重畳トランスミッションとを有する車両の操舵システムに適用される。そして，請求項１８に記載の発明は，−車両のヨー運動を表わすヨー量（ω）を検出する手段と，−所定の走行状態が存在する場合に，少なくとも検出されたヨー量（ωｉｓｔ）に従って制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成する手段と，−発生された制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）によって動作（δＭ）をもたらすためにアクチュエータを駆動する手段と，−車両の制動状態を表わす制動量を検出する手段と，−検出された制動量に従って走行状態の存在を定める手段とを，備えている構成を採用する。
【００３０】
かかる構成を有する請求項１８に記載の発明では，制動量から認識される車両の走行状態とヨー量から認識される車両のヨー運動とによって，不必要で煩わしい操舵介入を行わずに車両の安定した走行状態を実現することができる操舵システムの制御が実現される。
【００３１】
ここで，請求項１９のように，制動量を検出する手段は，制動量を制動効果に従って検出する構成とすることができる。また，請求項２０に記載の発明のように，制動量を検出する段階は，制動量を相互に異なる車両側上の少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）に従って検出する構成とすることができる。
【００３２】
さらに，請求項２１に記載の発明のように，制動量を検出する手段は，制動量を相互に異なる車両側の少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の差に従って及び／又は相互に異なる車両側の少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の大きい方の小さい方に対する比に従って検出する構成とすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しながら，本発明を自動車の操舵システムに適用した場合の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略する。
【００３４】
まず，本実施の形態にかかる自動車の操舵システムの構成について，図１を参照しながら説明する。なお，図１は，本実施の形態を適用可能な自動車の操舵システム１００の構成についての概略的な説明図である。
操舵システム１００において各構成要素を相互に接続する重畳トランスミッション１２は，前段に配置された別々の装置から伝達されてきた２つの角度を重畳し，所定の変速比ｉｕｅで変速して，全操舵角度δＬ’として後段に配置された装置に伝達する機能を持つ。
【００３５】
操舵システム１００において，重畳トランスミッション１２の前段には，ステアリングホイール１１が配置されている。かかるステアリングホイール１１は，第１の接続シャフト１０１を介して重畳トランスミッション１２に接続されており，車両の運転者の操作によって生じたステアリングホイール角度δＬを重畳トランスミッション１２に伝達するように配置されている。なお，ステアリングホイール角度δＬは，第１の動作に相当する。
【００３６】
また，重畳トランスミッション１２の前段には，付加操舵角度δＭを生成するアクチュエータ１３も配置されている。かかるアクチュエータ１３は，第２の接続シャフト１０４を介して重畳トランスミッション１２に接続されており，生成した付加操舵角度δＭを重畳トランスミッション１２に伝達するように配置されている。なお，アクチュエータ１３としては，例えば電動機（電動モータ）を用いることができる。また，付加操舵角度δＭは，第２の動作に相当する。
【００３７】
一方，重畳トランスミッション１２の後段には，ステアリングギヤ１４が配置されている。かかるステアリングギヤ１４は，接続機構１０２，１０３を介して重畳トランスミッション１２に接続されており，ステアリングホイール角δＬと付加操舵角度δＭとの重畳によって重畳トランスミッション１２で生成された全操舵角度δＬ’が伝達されるように配置されている。なお，重畳トランスミッション１２からステアリングギヤ１４に伝達される全操舵角度δＬ’は，関係
δＬ’＝δＬ／ｉｕｅ＋δＭ’
から求められる。ここで，ｉｕｅとは，重畳トランスミッション１２の変速比であり，例えばｉｕｅ＝約１と設定することが可能である。
【００３８】
さらに，操舵システム１００において，ステアリングギヤ１４には，ステアリングゲージ１６を介して操舵可能に設計された第１の車輪１５ａと第２の車輪１５ｂとが接続されている。かかる構成によって，全操舵角度δＬ’に応じて車輪１５ａ若しくは車両１５ｂの操舵角度δＶが発生し，車両の操舵が行われる。
なお，図１中の参照符号ＭｌとＭｖとは，ステアリングトルク（ステアリングモーメント）と車輪に操舵動作を提供する車輪トルク（車輪のモーメント）。
【００３９】
次に，本実施の形態にかかる操舵システムの制御の概要について，図２を参照しながら説明する。なお，図２においては，図１に示すステアリングホイール１１を参照符号２１で表すとともに，重畳トランスミッション１２を参照符号２２で表している。さらに，同様に，ステアリングギヤ１４を参照符号２４で表している。また，図２において，参照符号２５は，車両を表しており，参照符号１３は，アクチュエータ２３として適用可能なモータ（具体的には，例えばサーボモータ等の電動機を用いることができる。）を表している。
【００４０】
本実施の形態においては，運転者の操舵動作に対する補助的な操舵介入と外乱を打ち消すための積極的な操舵介入とを，モータ２３から重畳トランスミッション２２に供給される付加操舵角度δＭを調整することによって実現する。
本実施の形態では，運転者のステアリングホイール２７の操作によって生じたステアリングホィール角度δＬを，センサ２８によって検出する。また，車両２５の走行状態を知るための所定の車両運動，例えばヨー運動，横加速度，車両速度等をセンサ２６によって検出し，車両運動を表す信号Ｓｍを生成する。そして，検出されたステアリングホイール角度δＬと生成された信号Ｓｍとをモータ２３を駆動させる制御装置２７に供給する。
【００４１】
かかる制御装置２７では，ステアリングホイール角度δＬと所定の場合に供給される信号Ｓｍとに応じて，アクチュエータ２３を駆動させる操作量ｕが決定される。なお，操作量ｕの成分のうちで，ステアリングホイール角度δＬに応じて決定された成分は，補助的な操舵介入をもたらすものである。また，信号Ｓｍに応じて決定された成分は，外乱を打ち消すための操舵介入をもたらすものである。
【００４２】
そして，制御装置２７によって決定された操作量ｕによって，アクチュエータ２３が駆動し，重畳トランスミッション２２にもたらす付加操舵角度δＭが調節される。重畳トランスミッション２２では，付加操舵角度δＭがステアリングホイール角度δＬに重畳されて全体操舵角度δＬ’が発生する。さらに，全体操舵角度δＬ’は，ステアリングギヤ２４を駆動させ，車両２５の操舵輪の操舵角度δＶの調節が行われる。結果，車両２５の操舵制御が実現される。
【００４３】
次に，本実施の形態にかかる付加操舵角度δＭの調整方法について，図３に例を示して説明する。なお，図３は，ブロック回路を用いた付加操舵角度δＭの調整方法についての説明図である。
図３に示すように，本実施の形態にかかる付加操舵角度δＭの調整方法では，付加操舵角度δＭのための目標値δＭ，ｓｏｌｌを車両開／閉ループ制御器３１によって定め，その定められた目標値δＭ，ｓｏｌｌとの比較によって付加操舵角度δＭの調整が行われる。本発明にかかる調整方法においては，付加操舵角度δＭの目標値δＭ，ｓｏｌｌは，少なくともセンサ２６によって検出された車両のヨー角速度ωに従って定められる。
【００４４】
目標値δＭ，ｓｏｌｌは，車両開／閉ループ制御器３１から発信されて，さらに付加操舵角度δＭと比較されてから車両開／閉制御器３１の後段に配置された位置制御器３２に到達する。
位置制御器３２は，付加操舵角度δＭと目標値δＭ，ｓｏｌｌとの比較結果に従って，モータ３３を駆動させて，付加操舵角度δＭの調整を行う。
結果，この付加操舵角度δＭが，ステアリングホィール角度δＬに点３５（図２の重畳トランスミッション２２に相当する。）において重畳されて，運転者の操舵動作の支援を行う。
【００４５】
もちろん，図３に示した場合においても，図２に示した場合のように，運転者の操舵を支援するために補助的な操舵介入を実現するために，付加操舵角度δＭの目標値δＭ，ｓｏｌｌがステアリングホィール角度δＬに関係する成分をも有するようにしてもよい。
【００４６】
次に，制動状態を表す制動量を検出してヨーモーメント補償を行う概念を導入した場合の本実施の形態にかかる目標値δＭ，ｓｏｌｌの設定方法について，図４を参照しながら説明する。図４には，μスプリット制動の場合における目標値δＭ，ｓｏｌｌを求める方法を図示している。
上述のように，μスプリット制動においては，車両の右側と左側とでは走行路面の摩擦係数が著しく異なる。μスプリット−ＡＢＳ制動を行う場合には，公知のように車両にヨーモーメントが発生する激しい制動工程が行われることになる。
【００４７】
図４に示す場合おいては，まず左前車輪の制動圧力ｐｖｌと右前車輪の制動圧力ｐｖｒとが，それぞれ検出手段４０ａと検出手段４０ｂとによって検出される。なお，かかる制動圧力ｐｖｌと制動圧力ｐｖｒとは，存在している他の測定データ，例えば弁開放時間や進入圧力等から計算することもできる。
【００４８】
さらに，求められた制動圧力ｐｖｒと制動圧力ｐｖｌとは，ノイズの影響を除去するために，それぞれフィルタ４１とフィルタ４２とによってフィルタ処理される。さらにまた，別個にフィルタ処理された制動圧力ｐｖｒと制動圧力ｐｖｌとは，例えば不感帯域を有する比例増幅器４３内で処理されて，制動量に相当する両者の差Δｐが検出される。
図４に示す場合には，この検出された両前車輪間の圧力差δｐに基づいて，目標値δＭ，ｓｏｌｌが，ブロック４４に示す一定の増幅係数とブロック４５に示す時間可変の増幅係数とを用いて定められる。
【００４９】
図４に示すヨーモーメント補償では，車両のヨー動作の尺度として車輪の制動圧力を用いて，目標値δＭ，ｓｏｌｌを決定している。したがって，「例えば左と右で異なるタイヤ，フェージング，不均一なブレーキ摩耗，ＡＢＳ誤機能又はブレーキサーキット不具合等が生じた場合には，ヨーモーメントの尺度として用いている制動圧力の差が著しく不正確なものになる恐れがある」という問題が残る。
【００５０】
次に，車両に生じるヨーイングの状態を表すヨー量を検出する概念を導入した場合の目標値δＭｓｏｌｌの設定方法について，図５を参照しながら説明する。なお，図５には，ヨー角速度制御器５２によってノイズをなくすように制御する方法が示してある。
図５に示す方法においては，まず，車両の速度Ｖｘと，センサ２８を介して求められるステアリングホィール角度δＬと，場合によっては他の変量とから，目標値設定器５１でヨー角速度の目標値ωｓｏｌｌを計算する。かかる目標値ωｓｏｌｌは，センサ２６によって測定されるヨー角速度ωと比較される。
【００５１】
ヨー角速度制御器５２では，ヨー角速度の目標値ωｓｏｌｌと実際のヨー角速度ωとが互いに偏差を有することが確認された場合に，その偏差を減少させるために，付加操舵角度δＭに適した目標値δＭ，ｓｏｌｌが定められる。なお，図５に示す位置制御器５３とモータ５４とは，それぞれ図３に示す位置制御器３２とモータ３３に相当するものである。
【００５２】
図５に示す方法においては，μスプリット制動については，ヨー角速度のＩ−制御器を目標設定器５１として適用することが特に好ましい。それは，一定の増幅係数をＫＩとすれば，次の制御規則，数１又は数２によって理解できる。
【００５３】
【数１】

【００５４】
【数２】

【００５５】
しかし，上述したように，この制御規則はしばしば，不必要で煩わしい小さな操舵介入をもたらす場合がある。
【００５６】
次に，図６を参照しながら，ヨー量制御と制動量制御とを組合わせて不必要な操舵介入が行われないようにした本実施の形態にかかる制御方法について説明する。図６に示す本実施の形態にかかる車両の操舵システムの制御では，操舵介入のオン−オフを切り換えるために，μスプリット認識段６２から送られる信号Ｓによってスイッチ６１５の切換が行われる。
【００５７】
かかるスイッチ６１５は，μスプリット認識段６２でμスプリット制動が認識されている場合には図６に示された位置にあり，この時には操舵介入がオン状態に成っている。オン状態では，センサ２６によって検出されたヨー量に相当するヨー角速度ωと，目標値設定器５１で設定された目標量に相当する目標値ωｓｏｌｌ（なお，目標値ωｓｏｌｌの具体的な設定方法については図５を参照。）とが，ヨー角速度制御器６１に供給される。
【００５８】
ヨー角速度制御器６１において，ヨー角速度ωと目標値ωｓｏｌｌとは結合箇所６１１に伝送されて，結合箇所６１１で比較され，ヨー量の目標量に対する偏差に相当する差（ωｓｏｌｌ−ω）が形成される。さらに，形成された差（ωｓｏｌｌ−ω）は，増幅段６１２とスイッチ６１５とを介して積分器６１３へ供給される。この時，積分が行われる場合の増幅係数は，ＫＩである。
【００５９】
一方，μスプリット認識段６２でμスプリット制動が認識されていないときには，スイッチ６１５は図６に示す位置を占めずに操舵介入がオフ状態になる。かかるオフ状態では，付加操舵動作の目標値δＭ，ｓｏｌｌを生成する積分器６１３と増幅段６１４とスイッチ６１５とから閉ループ回路が形成される。したがって，積分器６１３から出力された目標量δＭｓｏｌｌは，増幅段６１４を介して，積分器６１３に再入力される。
【００６０】
そして，μスプリット制動が認識される前のオフ状態では，積分器６１３には外部からの信号入力はなく，目標量δＭ，ｓｏｌｌ＝０である。また，μスプリット制動が終了した後のオフ状態では，その時にまだ存在している付加操舵角度δＭ又はそれに応じた目標量δＭ，ｓｏｌｌは減衰されて，値ゼロに戻される。この値ゼロに戻されるプロセスは，１次の遅延特性で行われることが好適である。
【００６１】
車両の走行開始が時間ｔ＝０によって示される場合には，制御規則は次の式によって記述される。
すなわち，ｔ＝０の場合には
δＭ，ｓｏｌｌ（ｔ＝０）＝０；
ｔ＞０の場合において，μスプリット制動が存在する場合には，
ｄδＭ，ｓｏｌｌ（ｔ）／ｄｔ＝ＫＩ×（ωｓｏｌｌ−ω）；
μスプリット制動が存在しない場合には，
ｄδＭ，ｓｏｌｌ（ｔ）／ｄｔ＝−ａ×δＭ，ｓｏｌｌ（ｔ）；
である。
ここで，ＫＩ＞０は，ほぼ操舵変速比ｉＬと同じ大きさの一定の増幅である。ａ＞０は一定の係数であって，１／ａがμスプリット制動の終了後に付加操舵角度δＭ又はその目標値δＭ，ｓｏｌｌを操舵介入が行われない場合の値に戻す時定数に成る。
【００６２】
上記のようにスイッチ６１５に向けて信号Ｓを発するμスプリット認識段６２は以下のように作用する。
すなわち，車両のブレーキが操作されて，それがブレーキランプスイッチ６３（信号ＢＬＳ）によって検出された場合に，車両の両前車輪の制動圧力ｐｖｒと制動圧力ｐｖｌとを用いて，μスプリット制動が存在するか否かが検出される。その場合に制動圧力は直接測定され，或いはＡＢＳ弁開放時間および進入圧力等，存在している他の変量から見積もられる。
【００６３】
フィルタ４１とフィルタ４２とによってそれぞれ制動圧力ｐｖｒと制動圧力ｐｖｒとへのノイズの影響が除去された後に，点６２５において制動圧力の差Δｐ＝（ｐｖｌ−ｐｖｒ）が形成される。図６に示す方法では，制動圧力の差Δｐが，全圧力水準に関係させることもできる所定の限界値ＰＧを越えた場合には，μスプリット制動であると結論付けられる。
ここで，所定の限界値ＰＧは，一定の値ＰＧｏがフィルタ処理された制動圧力の一定の係数ＫＧ（ブロック６２２）で重み付けされた積（ブロック６２１）だけ増大されることによって，全圧力水準に適合される。
【００６４】
その後，このμスプリット制動であるか否かの結論に応じて，μスプリットフラグが決定される。すなわち，μスプリット制動であると結論されれば，μスプリットフラグは値１にセットされる。また，μスプリット制動ではないと結論されれば，μスプリットフラグはゼロである。
【００６５】
μスプリットフラグは，信号Ｓを生成するブロック６２６に送られて，ブロック６２６内でＢＬＳ値と乗算又は論理的にアンド処理される。乗算又は安堵処理の結果，μスプリットで制動されたことが検出された場合には，ブロック６２６において信号Ｓが生成されて，スイッチ６１５が図６に示す位置へ移動される。結果として，Ｉ−制御器がオンにされる。また，μスプリット制動が存在しない場合には，スイッチ６１５は切り換えられて，目標値δＭ，ｓｏｌｌがゼロにされる。
【００６６】
車両の制動状態は，上記のように制動圧力の差Δｐを考慮する以外にも，例えば異なる車両側の少なくとも２つの車輪ブレーキの大きい車輪制動圧力の小さい車輪制動圧力に対する比を評価することで，検出することができる。
提案されている切り換え可能なヨー角速度制御器は，多数の変形と拡大を可能にする：
−μスプリット制動の終了後に，付加角度が遅延特性によってではなく，ランプ形状で，すなわち一定の速度±ｄδＭ，ｓｏｌｌ（０）／ｄｔで，ゼロに戻される。
−値ゼロに戻すこと，すなわち係数ａ又は速度±ｄδＭ，ｓｏｌｌ（０）／ｄｔが，車両速度に関係する。
−車両が停止している場合に，付加角度が変化されない。車両停止状態に達した場合にδＭ≠０又はδＭ，ｓｏｌｌ≠である場合には，付加角度は，車両が再び始動された場合に始めてゼロへ戻される。
−μスプリット認識段において，μスプリット制動とカーブ制動とをさらに良く区別できるようにするために，さらに操舵角度と車両速度又は横加速度が考慮される。
−図６に示すμスプリット認識段を使用する代わりに，次の数３で表されるいわゆるμスプリット係数が所定の限界値を越えた場合に，μスプリット制動であると，結論付けることができる。
【００６７】
【数３】

【００６８】
ここで，Ｐｍａｘ＝ｍａｘ（ｐｖｌ，ｐｖｒ），Ｐｍｉｎ＝ｍｉｎ（ｐｖｌ，ｐｖｒ）；Ｐｏｆｆは一定のオフセットであり，ａｙは車両横加速度である；Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２は一定のパラメータである。
−独立したμスプリット認識の代わりに，一般に従来のアンチロックブレーキング制御装置に設けられているμスプリットフラグが使用される。
−積分する制御器が，横風の場合にもオンにされる。横風が支配していることは，ボディーの種々の箇所に設けられ空気圧センサによって検出される。トラン（Ｔｒａｎ），Ｖ．Ｔ．：横風フィードフォワード制御（Ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）−車両横風行動を改良する方法（ＡＭｅａｓｕｒｅ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｒｏｓｓｗｉｎｄ Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）；Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｙｎａｍｉｃｓ２３（１９９３），第１６５−２０５ページを参照。
−切り換え可能なＩ−制御器が，当然すべての時点で操舵介入をもたらすことのできる他のフィードバック，例えばヨー運動を緩衝するためのヨー角速度の比例フィードバックに代えられる。
【００６９】
【発明の効果】
要約すると，本発明の利点として次のことが強調される：
−車両運動の外乱が検出された時だけオンにされる，アクティブな操舵介入のための積分するヨー角速度制御器が紹介される。外乱が存在しない場合には，付加操舵角度は値ゼロに戻される。
−従来のヨー速度介入とは異なり，ブレーキパッド摩耗が不均一な場合，フェージング，右と左のタイヤが異なる場合，ＡＢＳ誤機能又はブレーキサーキット不具合の場合にも操舵に正しく介入が行われる。
−空気圧センサによって検出することのできる横風も，ノイズとすることができる。
−切り換え可能なＩ−制御器を，他の閉ループ制御器又は開ループ制御器に代えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な操舵システムの概略的な構成説明図である。
【図２】本発明を適用可能な操舵システムの制御についての説明図である。
【図３】本発明を適用可能な操舵システムの制御方法の説明図である。
【図４】本発明を適用可能なヨーモーメント補償の説明図である。
【図５】本発明を適用可能なヨー角速度制御の説明図である。
【図６】本発明を適用可能な制御機構の概略的な説明図である。
【符号の説明】
１１；ステアリングホイール １２；重畳トランスミッション
１３；アクチュエータ ２５；車両
２６，２８；センサ ２７；制御装置
３１；車両開／閉ループ制御器 ３２；位置制御器
４３；比例増幅器 ５１；目標値設定器
５２；ヨー角速度制御器 １００；操舵システム
δＬ；操舵角度 δＬ’；全体操舵角度
δＭ；付加操舵角度 δＭ，ｓｏｌｌ；付加操舵角度の目標値
ｐｖｌ，ｐｖｒ；車輪制動圧力 Δｐ；制動圧力の差
δω；ヨー角速度 δωｓｏｌｌ；ヨー角速度の目標量
ｕ；操作量 Ｓｍ；信号
Ｖｘ；速度

Claims (20)

1. 少なくとも１つの操舵可能な車輪と，アクチュエータと，前記アクチュエータからもたらされる第１の動作（δＭ）を車両の運転者からもたらされる第２の動作（δＬ）に重畳して前記車輪の操舵動作を生成する重畳トランスミッションとを有する車両の操舵システムの制御方法であって；−前記車両のヨー運動を表わすヨー量が検出される段階と，−前記車両の制動状態を表わす制動量が検出される段階と，−検出された前記制動量に従って前記車両の走行状態が求められる段階と、−前記車両に所定の走行状態が存在する場合のみに，検出された前記ヨー量に従って制御信号が形成される段階と，−形成された前記制御信号によって前記アクチュエータが駆動されて，前記第１の動作が生成される段階とを，含むことを特徴とする，制御方法。
2. 前記所定の走行状態は，前記車両の相互に異なるサイドで明らかに異なる走行路摩擦係数を有する走行路上において前記車両の制動動作が行われている場合の前記車両の走行状態であることを特徴とする，請求項１に記載の制御方法。
3. 前記制動量が検出される段階では，前記車両の相互に異なるサイドに配された少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）に従って前記制動量が検出されることを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の制御方法。
4. 前記制動量が検出される段階では，前記車両の相互に異なるサイドに配された少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の差に従って及び／又は前記車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の大きい方の小さい方に対する比に従って前記制動量が検出されることを特徴とする，請求項１，２又は３のいずれかに記載の制御方法。
5. 前記制動量が検出される段階では，前記車両の制動システムの操作に従って前記制動量が検出されることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載の制御方法。
6. 前記制動量が検出される段階において，ブレーキランプの操作に従って前記制動量が検出されることを特徴とする，請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載の制御方法。
7. 前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）が形成される段階は，−前記ヨー量の目標量（ωｓｏｌｌ）が定めらる段階と，−少なくとも検出された前記ヨー量の前記目標量に対する偏差（ωｓｏｌｌ−ωｉｓｔ）に従って前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）が形成される段階とを，含むことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６のいずれかに記載の制御方法。
8. 前記目標量（ωｓｏｌｌ）が定めらる段階では，前記第２の動作（δＬ）に従って，及び／又は検出された前記車両の速度に従って前記目標量が定められることを特徴とする，請求項７に記載の制御方法。
9. 前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）が形成される段階では，検出された前記ヨー量（ωｉｓｔ）が前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成するために積分されることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７又は８に記載の制御方法。
10. 前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）が形成される段階では，前記偏差（ωｓｏｌｌ−ωｉｓｔ）が前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成するために積分されることを特徴とする，請求項７又は８に記載の制御方法。
11. さらに，前記所定の走行状態が存在した後には，前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）又は少なくとも前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）の前記ヨー量（ωｉｓｔ）に従って形成された成分が，時間的に減少する特性で予め設定可能な値にされる段階を含むことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０のいずれかに記載の制御方法。
12. 前記設定可能な値は，値ゼロであることを特徴とする，請求項１１に記載の制御方法。
13. 前記時間的に減少する特性は，ブレーキランプの操作によって実現可能であって，及び／又は前記車両の速度に関係することを特徴とする，請求項１１又は１２に記載の制御方法。
14. 前記時間的に減少する特性は，１次の遅延特性であって，及び／又は前記車両の速度に関係することを特徴とする，請求項１１，１２又は１３のいずれかに記載の制御方法。
15. 検出された前記制動量は，さらに前記第２の動作（δＬ）と前記車両の速度及び／又は前記車両の横加速度を表わす変量に関連付けられることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３又は１４のいずれかに記載の制御方法。
16. さらに，前記車両への横風の影響を表わす横風量が検出される段階と，検出された前記横風量にも従って前記走行状態の存在が定められる段階とを，含むことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４又は１５のいずれかに記載の制御方法。
17. 少なくとも１つの操舵可能な車輪と，アクチュエータと，前記アクチュエータからもたらされる第１の動作（δＭ）を車両の運転者からもたらされる第２の動作（δＬ）に重畳して前記車輪の操舵動作を生成する重畳トランスミッションとを有する車両の操舵システムの制御機構であって；−前記車両のヨー運動を表わすヨー量（ω）を検出する手段と，−前記車両の制動状態を表わす制動量を検出する手段と，−検出された前記制動量に従って前記車両の走行状態を求める手段と、−前記車両に所定の走行状態が存在する場合のみに，少なくとも検出された前記ヨー量（ωｉｓｔ）に従って制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）を形成する手段と，−前記第１の動作（δＭ）を生成するために，形成された前記制御信号（δＭ，ｓｏｌｌ）によって前記アクチュエータを駆動する手段と備えていることを特徴とする，制御機構。
18. 前記制動量を検出する手段は，前記制動量を制動効果に従って検出することを特徴とする，請求項１７に記載の制御機構。
19. 前記制動量を検出する段階は，前記車両の相互に異なるサイドに配された少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）に従って前記制動量を検出することを特徴とする，請求項１７又は１８に記載の制御機構。
20. 前記制動量を検出する手段は，前記車両の相互に異なるサイドに配された少なくとも２つの車輪ブレーキの車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の差に従って及び／又は前記車輪制動圧力（ｐｖｒ，ｐｖｌ）の大きい方の小さい方に対する比に従って前記制動量を検出することを特徴とする，請求項１７，１８又は１９のいずれかに記載の制御機構。

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