JPWO2009066789A1 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、電動パワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力が電動パワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを低減することである。電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより操舵比を変更する操舵比可変装置と、操舵比可変装置を制御する制御装置とを有する。制御装置はパワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくする。

Description

本発明は、車両の操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置とを備えた車両の操舵制御装置に係る。

自動車等の車両の操舵制御装置の一つとして、操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより操舵比を変更する電動式の操舵比可変装置とを備えた操舵制御装置はよく知られている。
また例えば特開２００１−２８７６５７号公報に記載されている如く、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置へ電力を供給する電源が共通であり、電源電圧の低下に起因してパワーステアリング装置及び操舵比可変装置が作動しなくなることを防止すべく、電源電圧が所定値以下になると、操舵比を小さくして操舵比可変装置を停止することも既に知られている。
一般に、電動式のパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力（アシストトルク）は、有限であると共に、操舵輪の転舵駆動速度が高いほど小さい。換言すれば電動式のパワーステアリング装置がそれに要求される操舵補助力を発生可能な操舵輪の転舵駆動速度の最大値は、操舵補助力が高いほど小さい。
そのため電源電圧が所定値よりも十分に高い状況であっても、操舵比可変装置によって出力部材が入力部材に対し大きく増速駆動されたり、運転者により非常に速い操舵操作が行われたりすることにより、操舵輪の転舵駆動速度が高くされると、所要の操舵補助力が発生しない所謂アシスト切れの状態になる虞れがある。即ち操舵輪の転舵駆動速度が高くなることにより、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が相対的にパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力よりも高くなる虞れがある。
尚アシスト切れの問題は操舵輪の転舵駆動速度の上昇による場合だけでなく、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が上昇する場合にも発生する。またアシスト切れの問題は電源電圧が所定値よりも十分に高い状況であっても発生する。従って上記特許文献１に記載された操舵制御装置に於いて、電源電圧の所定値を高く設定しても、上記操舵輪の転舵駆動速度の上昇に伴うアシスト切れの問題を解消することはできない。
またパワーステアリング装置として高い操舵補助力を発生可能なものを使用すれば、操舵輪の転舵駆動速度若しくは要求される操舵補助力が高くなってもアシスト切れの状態が生じる虞れを低減することができる。しかしその場合には高出力で大型のパワーステアリング装置が必要であり、また高電圧で大容量の電源も必要である。従って操舵制御装置の大型化や高コスト化が避けられず、また操舵制御装置の車両搭載性が低下する。

本発明の主要な目的は、操舵輪の転舵駆動速度若しくはパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることにより、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力が相対的にパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力よりも高くなる虞れがあるときには、操舵輪の転舵駆動速度が過大にならないよう操舵比可変装置の制御量を修正することにより、パワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを低減することである。
本発明によれば、操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て操舵比可変装置はパワーステアリング装置よりも入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、制御手段はパワーステアリング装置に必要な電力が高いときには、パワーステアリング装置に必要な電力が低いときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする車両の操舵制御装置が提供される。
この構成によれば、パワーステアリング装置に必要な電力が高いときには、パワーステアリング装置に必要な電力が低いときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさが小さくされる。従って操舵輪の転舵駆動速度を低くしてパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力を高くすることができ、これによりパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
上記構成に於いて、制御手段はパワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
この構成によれば、パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさが小さくされる。従って相対駆動速度の大きさが小さくされない場合に比して操舵輪の転舵駆動速度を確実に低くすることができ、これにより緊急回避操舵時の如く操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを確実に低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
この構成によれば、転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさが制限値に制限される。従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えることを確実に防止することができ、これにより操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
この構成によれば、操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、操舵比可変装置による入力部材に対する出力部材の相対駆動速度の大きさが小さくされる。従って相対駆動速度の大きさが小さくされない場合に比して操舵輪の転舵駆動速度を確実に低くすることができ、これにより据え切り時の如くパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になる虞れを確実に低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力の差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
この構成によれば、操舵補助力の差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさが制限値に制限される。従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えることを確実に防止することができ、これによりパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段はパワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の第一の制限値を設定し、操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の第二の制限値を設定し、第一及び第二の制限値のうちの小さい方の値を最終の制限値に設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを最終の制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
この構成によれば、パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう、また操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際にパワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値とパワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう、最終の制限値が設定され、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさが制限値に制限される。
従って操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値を越えることを確実に防止することができ、これにより緊急回避操舵時の如く操舵輪の転舵駆動速度が高くなること若しくは据え切り時の如くパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなってアシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
また上記構成によれば、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが最終の制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさが制限されないので、操舵輪の転舵駆動速度が高くなること若しくはパワーステアリング装置に要求される操舵補助力が高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて、相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止することができる。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくするようになっていてよい。
一般に、操舵輪の任意の転舵駆動速度について見て、電動式のパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値は、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して小さい。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低下することに起因してパワーステアリング装置により発生可能な操舵補助力がパワーステアリング装置に要求される操舵補助力よりも低くなる虞れがある。よって電源が供給可能な電気エネルギーが低下することに起因するアシスト切れの虞れをも低減するためには、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して、操舵輪の転舵駆動速度の大きさが低下するよう操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが低下されることが好ましい。
上記構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が大きくされる。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れの虞れを低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくするようになっていてよい。
一般に、操舵輪の舵角の大きさが大きいほど、操舵輪のセルフアライニングトルクに起因して電動パワーステアリング装置の負荷が高くなるので、電動パワーステアリング装置に要求されるアシストトルクが高くなり、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高くなる。従って操舵輪の舵角の大きさが大きいほど、アシスト切れが生じ易くなる。
上記構成によれば、操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が大きくされるので、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高いときには操舵輪の転舵速度を確実に低くすることができる。よってパワーステアリング装置が発生し得る操舵補助力を高くすることができ、これにより電動パワーステアリング装置に必要とされる電力が高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は路面の摩擦係数の情報を取得し、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくするようになっていてよい。
また一般に、操舵輪が転舵される際の電動パワーステアリング装置の負荷は路面の摩擦係数によって異なり、路面の摩擦係数が低いほど電動パワーステアリング装置の負荷が低くなるので、電動パワーステアリング装置に必要とされる電力も低くなる。
上記構成によれば、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が小さくされるので、路面の摩擦係数が高い状況に於いて電動パワーステアリング装置の負荷が高くなる場合のアシスト切れを効果的に防止しつつ、路面の摩擦係数が低い状況に於いて操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされ操舵輪の転舵駆動速度が不必要に低くされることを効果的に防止することができる。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は車輌の進行方向変更の緊急度が高いときには車輌の進行方向変更の緊急度が低いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすると共に、電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力を制限するようになっていてよい。
この構成によれば、車輌の進行方向変更の緊急度が高いときには車輌の進行方向変更の緊急度が低いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくする度合が小さくされるので、相対駆動速度の低下を抑制して操舵輪を効率的に転舵し、これにより車輌の進行方向を効果的に変更することができる。また電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力が制限され、他の装置による電源の電気エネルギーの消費が低減されるので、電源よりパワーステアリング装置へ供給される電気エネルギーが不足する虞れを低減し、これによりアシスト切れの虞れを効果的に低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
一般に、低車速域に於いては操舵輪の転舵駆動に対する路面よりの反力が大きいので、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは中高車速域に比して大きくなる。また据え切り等の操舵輪の転舵駆動角度の大きさが大きい操舵が行われるのは低車速域であるので、操舵比可変装置により制御される操舵比は低車速域に於いては増速の操舵比に制御される。よって低車速域に於いては中高車速域に比して、操舵比可変装置により操舵比が増速制御されること及びパワーステアリング装置の操舵補助力の大きさが大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高く、その虞れは車速が低いときには車速が高いときに比して高い。
上記構成によれば、車速の情報が取得され、車速が低いときには車速が高いときに比して相対駆動速度の大きさが小さくされるので、車速に応じて相対駆動速度の大きさが増減されない場合に比して、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさが比較的大きい状況に於いて操舵輪の転舵駆動速度が高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して制限値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて制限値を可変設定するようになっていてよい。
この構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して制限値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて制限値が可変設定される。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れを防止することができる。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値を可変設定するようになっていてよい。
この構成によれば、電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値が可変設定される。従って電源が供給可能な電気エネルギーが低くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が小さいときには、電源が供給可能な電気エネルギーが高くパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力が大きいときに比して、相対駆動速度の大きさを確実に小さくすることできる。よって電源が供給可能な電気エネルギーの変動に拘らず確実にアシスト切れを防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して制限値を小さくするようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は車速の情報を取得し、車速が低いときには車速が高いときに比して第一の制限値、第二の制限値、最終の制限値の少なくとも一つを小さくするようになっていてよい。
これらの構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、車速が低い状況に於いて操舵輪が比較的速い速度にて転舵駆動されることによりパワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが高くなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
一般に、据え切り操舵時の如く車速が低い状況に於いて操舵輪が大きい角度範囲に亘り比較的速く転舵される場合には、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが大きい状況に於いて更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高くなる。従って車速が低く且つ操舵速度の大きさが大きいか否かの判定によりアシスト切れの虞れが高いか否かを判定することができる。
上記構成によれば、車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であり、アシスト切れの虞れが高いときには、車速が第一の車速基準値よりも高く若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さく、アシスト切れの虞れが低いときに比して操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが小さくされる。従ってアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に低下されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
この構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置に要求される操舵補助力の大きさが更に大きくなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して相対駆動速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
一般に、障害物に衝突することを回避する緊急回避操舵時、特に緊急回避のための切り増し操舵後の切り戻し操舵時の如く、車速が高い状況に於いて操舵輪が非常に高い速度にて比較的大きい角度範囲に亘り転舵される場合には、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れが高くなる。従って車速が高く且つ操舵速度の大きさが非常に大きいか否かの判定によりアシスト切れの虞れが高いか否かを判定することができる。
上記構成によれば、車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であり、アシスト切れの虞れが高いときには、車速が第二の車速基準値よりも低く若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さく、アシスト切れの虞れが低いときに比して操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが小さくされる。従ってアシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に小さくされること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に低下されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になる虞れを効果的に低減することができる。
また上記構成に於いて、制御手段は車速が第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう相対駆動速度の制限値を設定し、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値を越えるときには相対駆動速度の大きさを制限値に制限するが、操舵比可変装置による相対駆動速度の大きさが制限値以下であるときには相対駆動速度の大きさを制限しないようになっていてよい。
この構成によれば、アシスト切れの状態になる虞れがない状況に於いて相対駆動速度の大きさが不必要に制限されること及びこれに起因して操舵比可変装置による操舵比の制御が不必要に制限されることを確実に防止しつつ、パワーステアリング装置の操舵補助力の大きさは小さいが操舵輪の転舵駆動速度が非常に高くなることに起因してアシスト切れの状態になることを効果的に防止することができる。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は発生可能な操舵補助力の最大値が操舵輪の転舵駆動速度の大きさが大きいほど小さい出力特性を有するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、操舵比可変装置は運転者の操舵操作により駆動される入力軸に対し相対的に出力軸を回転駆動することにより操舵比を変更するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は少なくとも車速に基づいて目標ステアリングギヤ比を演算し、目標ステアリングギヤ比に基づいて出力軸の目標回転角を演算し、出力軸の回転角が目標回転角になるよう入力軸に対し相対的に出力軸を回転駆動するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには、転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、入力軸に対する出力軸の相対回転速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して転舵駆動速度の差の大きさが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて転舵駆動速度の差の大きさを修正するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵比可変装置による操舵比の変更が行われないと仮定した場合に於ける入力部材の駆動速度に基づいて操舵輪の実際の転舵駆動速度を推定するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力とその操舵補助力を発生可能な操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値との関係を記憶する手段を有し、パワーステアリング装置が発生する操舵補助力に基づいて上記関係より操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値を演算するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して上記操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて上記関係を修正するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵補助力の差の大きさが小さいときには、操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、入力軸に対する出力軸の相対回転速度の大きさを小さくするようになっていてよい。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して操舵補助力の差の大きさが小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて操舵補助力の差の大きさを修正するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、制御手段は操舵輪の転舵駆動速度とその転舵駆動速度にてパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値との関係を記憶する手段を有し、パワーステアリング装置が発生する操舵補助力操舵輪の転舵駆動速度に基づいて前記関係よりパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助力の最大値を演算するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、制御手段は電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して上記操舵輪の転舵駆動速度範囲の最大値が小さくなるよう、電源が供給可能な電気エネルギーに応じて上記関係を修正するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、電源はパワーステアリング装置及び操舵比可変装置に共通の電源であり、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置の何れも電源より供給される電気エネルギーを使用して作動するようになっていてよい。

図１は本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。
図２はパワーステアリング装置が発生可能な操舵補助トルクの最大値と操舵輪の転舵駆動速度の大きさとの間の関係を示すグラフである。
図３は操舵トルクＴｓと目標基本アシストトルクＴａｂとの間の関係を示すグラフである。
図４は車速Ｖと車速係数Ｋｖとの間の関係を示すグラフである。
図５は第一の実施例による操舵制御装置の操舵比制御装置の機能ブロック図である。
図６は図５に示された回転速度マージン演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
図７は図５に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
図８は図５に示された最終目標角度演算部の目標角度制限部により達成される目標角度制限ルーチンを示すフローチャートである。
図９は本発明による車両の操舵制御装置の第二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図１０は補正係数Ｋ５の設定ルーチンを示すフローチャートである。
図１１は本発明による車両の操舵制御装置の第三の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図１２は補正係数Ｋ６の設定ルーチンの前半を示すフローチャートである。
図１３は補正係数Ｋ６の設定ルーチンの後半を示すフローチャートである。
図１４は本発明による車両の操舵制御装置の第四の実施例に於ける操舵比制御装置２０の機能ブロック図である。
図１５は図１４に示されたトルクマージン演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
図１６は図１４に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
図１７は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図１８は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図１９は本発明による車両の操舵制御装置の第七の実施例に於ける操舵比制御装置２０の要部の機能ブロック図である。
図２０は図１９に示された角度変化制限値演算部を詳細に示す機能ブロック図である。
図２１は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第八の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図２２は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第九の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図２３は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図２４は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十一の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図２５は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。
図２６は運転者により非常に急激な操舵操作が行われる場合について、従来の操舵制御装置及び第一の実施例に於ける回転速度θｐｄ及びアシストトルクＴａの変化の例を示す説明図である。
図２７は運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合について、従来の操舵制御装置及び第四の実施例に於ける回転速度θｐｄ及びアシストトルクＴａの変化の例を示す説明図である。
図２８はアシストトルクＴａと回転速度θｐｄとの間の関係の修正例を示すグラフである。
図２９は回転速度マージンＭｐｄ又はトルクマージンＭａｔと角度変化制限値Δθｐｌｉｍとの間の関係を示すグラフである。
図３０はアシストトルクＴａと最大許容回転速度θｐｄｍａｘａと補正係数Ｋｂとの間の関係を示すグラフである。
図３１は最大許容アシストトルクＴａｍａｘａと回転速度θｐｄと補正係数Ｋｂとの間の関係を示すグラフである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は本発明による車両の操舵制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。
図１に於いて、１０は車両１２の操舵制御装置を全体的に示しており、操舵制御装置１０はラック・アンド・ピニオン型の電動式のパワーステアリング装置１４及び操舵比可変（ＶＧＲＳ）装置１６を含んでいる。パワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６はそれぞれ電動パワーステアリング（ＥＰＳ）制御装置１８及び操舵比制御装置２０により制御される。
尚図１には詳細に示されていないが、電動パワーステアリング制御装置１８及び操舵比制御装置２０はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また電動パワーステアリング制御装置１８及び操舵比制御装置２０は必要に応じて相互に情報の授受を行う。
また図１に於いて、２２ＦＬ及び２２ＦＲはそれぞれ車両１２の左右の前輪を示し、２２ＲＬ及び２２ＲＲはそれぞれ車両の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲは運転者によるステアリングホイール２４の操作に応答してパワーステアリング装置１４が駆動されることによりラックバー２６及びタイロッド２８Ｌ及び２８Ｒを介して転舵駆動される。
図示の実施例に於いては、パワーステアリング装置１４はラック同軸型の電動式のパワーステアリング装置であり、電動機３２と、電動機３２の回転トルクをラックバー２６の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構３４とを有する。パワーステアリング装置１４はハウジング３６に対し相対的にラックバー２６を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する補助操舵トルクを発生する。パワーステアリング装置１４は図２に示されている如く発生可能な操舵補助トルクの最大値が操舵輪である左右前輪の転舵駆動速度の大きさが大きいほど小さい出力特性を有する。
尚発生可能な操舵補助トルクの最大値と操舵輪の転舵駆動速度との関係はパワーステアリング装置によって異なり、パワーステアリング装置へ電力を供給する電源の構成によっても異なる。また本発明の操舵制御装置に於けるパワーステアリング装置は、電動式に作動すると共に、上記出力特性を有するものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
ステアリングホイール２４はアッパステアリングシャフト３８、操舵比可変装置１６、ロアステアリングシャフト４０、ユニバーサルジョイント４２を介してパワーステアリング装置１４のピニオンシャフト４４に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、操舵比可変装置１６はハウジング４６Ａの側にてアッパステアリングシャフト３８の下端に連結され、回転子４６Ｂの側にてロアステアリングシャフト４０の上端に連結された操舵比可変転舵駆動用の電動機４６を含んでいる。
かくして操舵比可変装置１６はアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０を回転駆動することにより、ステアリングホイール２４の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲの舵角の比、即ち操舵比（ステアリングギヤ比の逆数）を変化させるステアリングギヤ比可変装置として機能すると共に、必要に応じて運転者の操舵に関係なく左右の前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲをステアリングホイール２４に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能する。
尚電動機４６が回転しない状況に於いては、ロアステアリングシャフト４０はアッパステアリングシャフト３８に対し相対的に回転せず、アッパステアリングシャフト３８及びロアステアリングシャフト４０はあたかも一つのステアリングシャフトの如く回転する。また図１には示されていないが、操舵比可変装置１６はロック装置を有し、ロック装置は操舵比可変装置１６が正常に作動可能であるときには非作動状態に維持され、操舵比可変装置１６が正常に作動できないときには作動状態にもたらされ、これによりアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０が回転することを阻止する。
図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト３８には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ５０及び操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ５２が設けられている。操舵比可変装置１６にはハウジング４６Ａ及び回転子４６Ｂの相対回転角度を検出することによりアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の相対回転角度θｒｅを検出する回転角度センサ５４が設けられている。操舵角センサ５０及び回転角度センサ５４の出力は操舵比制御装置２０へ供給される。尚回転角度センサ５４はロアステアリングシャフト３８の回転角度θａを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θｒｅは操舵角の差θａ−θとして求められてもよい。
また操舵比制御装置２０にはエンジン制御装置５６よりエンジン回転数Ｎｅを示す信号、電源制御装置５８より電源６０の電圧Ｖｂ及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄｂを示す信号が入力される。更に操舵比制御装置２０には電動パワーステアリング制御装置１８よりパワーステアリング装置１４の電動機３２へ供給される電流（アシスト電流）Ｉｐｓを示す信号が入力される。劣化度Ｄｂは電源のバッテリの経時変化等により充電容量が低下するほど高くなる値である限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算される値であってよい。
一方電動パワーステアリング制御装置１８にはトルクセンサ５２により検出された操舵トルクＴｓを示す信号が入力されると共に、車速センサ６２により検出された車速Ｖを示す信号が入力される。車速Ｖを示す信号は電動パワーステアリング制御装置１８より操舵比制御装置２０へ出力される。
電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、図には示されていないエンジンにより駆動されるオルタネータにより発電された電気により充電される。電動パワーステアリング制御装置１８は電源６０より自らの駆動回路を経てパワーステアリング装置１４の電動機３２へ供給される駆動電流の電流値を制御することにより、後述の如く補助操舵力を制御する。操舵比制御装置２０は電源６０より自らの駆動回路を経て操舵比可変装置１６の電動機４６へ供給される駆動電流の電圧値を制御することにより、後述の如く操舵比を制御する。
電動パワーステアリング制御装置１８は操舵トルクＴｓに基づいて図３に示されたグラフに対応するマップより基本目標アシストトルクＴａｂを演算し、車速Ｖに基づいて図４に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋｖを演算し、車速係数Ｋｖと基本目標アシストトルクＴａｂとの積として目標アシストトルクＴａｔを演算し、アシストトルクＴａが目標アシストトルクＴａｔになるようパワーステアリング装置１４の電動機３２を制御する。尚パワーステアリング装置１４の制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して補助操舵力の大きさが大きくなるよう制御される限り、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて制御されてよい。
操舵比制御装置２０は車速Ｖに基づいて操舵比可変装置１６の目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔを演算する。この場合目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔは車速Ｖが低い領域に於いては標準値Ｒｇｏよりも大きい値になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては標準値Ｒｇｏよりも小さい値になるよう演算される。従って車速Ｖが低い領域に於いては操舵比可変装置１６の速度比が増速の速度比になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては操舵比可変装置１６の速度比が減速の速度比になる。
また操舵比制御装置２０は操舵角θ及び目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔを演算する。更に操舵比制御装置２０は操舵角θ及び相対回転角度θｒｅに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θｐａを演算し、目標相対角度θｐｔと実際の相対角度θｐａとの偏差が０になるよう操舵比可変装置１６の電動機４６を制御する。
特に第一の実施例に於いては、操舵比制御装置２０はパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａに基づいて図２のグラフに対応するマップよりロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度（限界回転速度）θｐｄｍａｘを演算し、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘとロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θｐｄとの偏差θｐｄｍａｘ−θｐｄを回転速度マージン（回転速度余裕量）Ｍｐｄとして演算する。そして操舵比制御装置２０は回転速度マージンＭｐｄが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍを演算し、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔと実際の相対角度θｐａとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθｐｔを演算する。
更に操舵比制御装置２０は目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えるときには、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍになるよう目標角度θｐｔを修正するが、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍ以下であるときには目標角度θｐｔを修正しない。即ち操舵比制御装置２０は目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えないよう、必要に応じて目標角度θｐｔを修正する。
また第一の実施例に於いては、操舵比制御装置２０はエンジン回転数Ｎｅ、電源６０の電圧Ｖｂ、及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄｂに基づいて補正係数Ｋｂ（０よりも大きく１よりも小さい値）を演算する。この場合補正係数Ｋｂは、エンジン回転数Ｎｅに基づいて推定されるオルタネータによる発電が行われていない可能性が高いほど小さくなる。また補正係数Ｋｂは、電源６０の電圧Ｖｂ及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄｂに基づいて推定される供給可能な電気エネルギーが低いほど小さくなる。そして操舵比制御装置２０はロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘに補正係数Ｋｂを乗算することにより、最大許容回転速度θｐｄｍａｘを補正係数Ｋｂにて補正する。
図５は第一の実施例による操舵制御装置１０の操舵比制御装置２０の機能ブロック図であり、図６は図５に示された回転速度マージン演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図７は図５に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図８は図５に示された最終目標角度演算部の目標角度制限部により達成される目標角度制限ルーチンを示すフローチャートである。尚図５乃至図７に示された機能ブロック図による制御及び図８に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
図５に示されている如く、操舵比制御装置２０は目標相対角度演算部７０と、目標相対角度変化量演算部７２と、回転速度マージン演算部７４と、角度変化制限値演算部７６と、最終目標相対角度演算部７８とを有している。
後に詳細に説明する如く、目標相対角度演算部７０は操舵角θ及び車速Ｖに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔを演算し、目標相対角度変化量演算部７２は目標相対角度θｐｔと実際の相対角度θｐａとの偏差としてロアステアリングシャフト４０の目標相対角度変化量Δθｐｔを演算する。回転速度マージン演算部７４はアシスト電流Ｉｐｓ、操舵角θの時間微分値である操舵角速度θｄ等に基づいて回転速度マージンＭｐｄを演算する。
角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭｐｄに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍを演算する。更に最終目標相対角度演算部７８はアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔ、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度変化量Δθｐｔ、角度変化制限値Δθｐｌｉｍに基づいてロアステアリングシャフト４０の最終の目標相対角度θｐｔを演算する。
図６に示されている如く、回転速度マージン演算部７４は乗算器８０を有し、乗算器８０はアシスト電流Ｉｐｓにトルク定数Ｋｐｓを乗算することにより、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａを演算する。アシストトルクＴａは最大許容回転速度演算部８２へ入力され、最大許容回転速度演算部８２はアシストトルクＴａに基づいてマップ８４よりロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘを演算する。尚マップ８４はアシストトルクＴａと最大許容回転速度θｐｄｍａｘとの関係を記憶するものであり、図２に対応している。
また図６に示されている如く、回転速度マージン演算部７４は補正係数演算部８６、８８、９０を有している。補正係数演算部８６はエンジン回転数Ｎｅと補正係数Ｋ１との関係を記憶するマップ９２を有し、エンジン回転数Ｎｅが低いときにはエンジン回転数Ｎｅが高いときに比して小さくなるよう、エンジン回転数Ｎｅに基づいてマップ９２より補正係数Ｋ１を演算する。
補正係数演算部８８は電源６０の電圧Ｖｂと補正係数Ｋ２との関係を記憶するマップ９４を有し、電圧Ｖｂが低いときには電圧Ｖｂが高いときに比して小さくなるよう、電圧Ｖｂに基づいてマップ９４より補正係数Ｋ２を演算する。補正係数演算部９０は電源６０のバッテリの劣化度Ｄｂと補正係数Ｋ３との関係を記憶するマップ９６を有し、劣化度Ｄｂが高いときには劣化度Ｄｂが低いときに比して小さくなるよう、劣化度Ｄｂに基づいてマップ９６より補正係数Ｋ３を演算する。
尚補正係数Ｋ１及びＫ３は０よりも大きく且つ１以下の値であり、補正係数Ｋ２は０以上且つ１以下の値である。また補正係数Ｋ１は図には示されていないオルタネータによる発電の状況を補償するための補正係数であり、補正係数Ｋ２及びＫ３は電源６０のバッテリの電気エネルギー供給能力についての補償を行うための補正係数である。
補正係数Ｋ１〜Ｋ３は掛け算器９８により互いに掛け算され、これによりエンジン回転数Ｎｅ、電源６０の電圧Ｖｂ、及び電源６０のバッテリの劣化度Ｄｂに基づく補正係数Ｋｂ、即ち電源６０が供給可能な電気エネルギーについての補償を行うための補正係数が演算される。補正係数Ｋｂは掛け算器１００によって最大許容回転速度演算部８２により演算された最大許容回転速度θｐｄｍａｘに掛け算され、これにより補正後の最大許容回転速度θｐｄｍａｘａが演算される。
更に回転速度マージン演算部７４は加算器１０６を有し、加算器１０６によって補正後の最大許容回転速度θｐｄｍａｘａよりロアステアリングシャフト４０の前回の相対回転速度θｐｄ（ｎ−１）が減算され、これによりロアステアリングシャフト４０の回転速度の増大余裕度を示す回転速度マージンＭｐｄが演算される。
図７に示されている如く、目標相対角度演算部７０は車速Ｖに基づいてマップ１０８より目標ステアリングギヤ比Ｒｇｔを演算する。尚マップ１０８は、車速Ｖが低い領域に於いては目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔが標準値Ｒｇｏよりも大きい値になり、逆に車速Ｖが高い領域に於いては目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔが標準値Ｒｇｏよりも小さい値になるよう、車速Ｖと目標ステアリングギヤ比Ｒｇｔとの関係を記憶するものである。目標ステアリングギヤ比Ｒｇｔは掛け算器１１０によって操舵角θと掛け算され、これによりロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔが演算される。
目標相対速度θｐｔは最終目標相対角度演算部７８へ供給されると共に、目標相対角度変化量演算部７２の前回値記憶部１１２へ供給される。前回値記憶部１１２は次回に備えて目標相対角度θｐｔを記憶する。また前回値記憶部１１２に記憶されている前回の目標相対角度θｐｔ（ｎ−１）が読み出され、加算器１１４によって今回の目標相対角度θｐｔ（ｎ）より前回の目標相対角度θｐｔ（ｎ−１）が減算され、これによりロアステアリングシャフト４０の目標角度変化量Δθｐｔが演算される。
角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭｐｄとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍとの関係を記憶するマップ１１６を有している。そして角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭｐｄが大きいほど角度変化制限値Δθｐｌｉｍが大きくなるよう、回転速度マージンＭｐｄに基づいて角度変化制限値Δθｐｌｉｍを演算する。
最終目標相対角度演算部７８は図８に示されたフローチャートに従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の最終の目標相対角度θｐｔ（ｎ）を演算する。
まずステップ８１０に於いては例えば目標角度変化量Δθｐｔが正の値である場合にアッパステアリングシャフト３８に対し相対的にロアステアリングシャフト４０を車両の左旋回方向へ回転させるものとして、目標角度変化量Δθｐｔが０以上であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ８２０へ進む。
ステップ８２０に於いては目標角度変化量Δθｐｔが角度変化制限値Δθｐｌｉｍよりも大きいか否かの判別、即ち左右前輪の転舵駆動速度の大きさが過大になってアシスト切れが生じる虞れがあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８３０に於いて最終の目標相対角度θｐｔ（ｎ）が目標相対角度θｐｔに設定され、肯定判別が行われたときにはステップ８４０に於いて最終の目標相対角度θｐｔ（ｎ）が前回の目標相対角度θｐｔ（ｎ−１）に角度変化制限値Δθｐｌｉｍが加算された値に設定される。
ステップ８５０に於いては目標角度変化量Δθｐｔが角度変化制限値Δθｐｌｉｍの符号反転値−Δθｐｌｉｍよりも小さいか否かの判別、即ち左右前輪の転舵駆動速度の大きさが過大になってアシスト切れが生じる虞れがあるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ８６０に於いて最終の目標相対角度θｐｔ（ｎ）が目標相対角度θｐｔに設定され、肯定判別が行われたときにはステップ８７０に於いて最終の目標相対角度θｐｔ（ｎ）が前回の目標相対角度θｐｔ（ｎ−１）より角度変化制限値Δθｐｌｉｍが減算された値に設定される。
かくして最終目標相対角度演算部７８は目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えるときには、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍに低減されるよう目標角度θｐｔを修正するが、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えていないときには、目標角度θｐｔを修正しない。
以上の説明より解る如く、第一の実施例によれば、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａ等に基づいてロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘが演算され、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘとロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θｐｄとの偏差θｐｄｍａｘ−θｐｄが回転速度マージンＭｐｄとして演算される。そして回転速度マージンＭｐｄが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍが演算され、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔと実際の相対角度θｐａとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθｐｔが演算される。
更に目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θｐｔが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θｐａが目標角度変化量Δθｐｔになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
従ってロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θｐｄの大きさがロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘを越えること、及びこれに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生することができなくなることを確実に防止することができる。よって緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
例えばロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａが図２６に於いて点Ｐｏにて示された値（それぞれθｐｄｏ、Ｔａｏ）である状況に於いて、緊急回避操舵の如く運転者により非常に急激な操舵操作が行われる場合について考える。
急激な操舵操作によりロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさが急激に上昇し、最大値を示す線Ｌを越える値θｐｄ１へ変化し、これに伴ってパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさがＴａｏよりＴａ１へ変化するとする。即ちロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａを示す点が図２６に於いて点Ｐ１にて示され位置へ変化するとする。またロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄがθｐｄ１であるときにパワーステアリング装置１４が発生可能なアシストトルクＴａの最大値はＴａ１ｍａｘであるとする。
第一の実施例の制御が行われない従来の操舵制御装置の場合には、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａ１の大きさが最大値Ｔａ１ｍａｘよりも大きくなるので、パワーステアリング装置１４はそれに要求されるアシストトルクＴａ１を発生することができず、アシスト切れが発生する。
これに対し第一の実施例によれば、運転者により緊急回避操舵の如き非常に急激な操舵操作が開始され、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄが上昇すると、回転速度マージンＭｐｄが小さくなる。従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍが小さくなり、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍによって制限されるので、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさが最大値を示す線Ｌを越えないよう、回転速度θｐｄの上昇が抑制される。
かくして回転速度θｐｄの上昇が抑制されることにより、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａは図２６に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側の点Ｐ２（Ｔａ２，θｐｄ２）へ変化する。従ってパワーステアリング装置１４が発生するアシストトルクはそれに要求されるアシストトルクＴａ１よりも低くなるが、常に急激な操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができる。

図９は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第二の実施例の図９の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
この第二の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第一の実施例のマップ１１６に対応するマップ１１７を備えた基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭｐｄに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを演算する。また角度変化制限値演算部７６は車速Ｖと補正係数Ｋ４との関係を記憶するマップ１２０を備えた補正係数演算ブロック１２１を有する。補正係数演算ブロック１２１は車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいてマップ１２０より補正係数Ｋ４を演算する。補正係数Ｋ４は掛け算器１２２により基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと掛け算される。
また角度変化制限値演算部７６は補正係数設定部１２４を有し、補正係数設定部１２４は運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、図１０に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ５を設定する。補正係数Ｋ５は乗算器１２６により掛け算器１２２の演算結果Ｋ４・Δθｐｌｉｍｂと掛け算され、これによりＫ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｂの値が角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
次に図１０に示されたフローチャートを参照して補正係数設定部１２４に於ける補正係数Ｋ５の設定ルーチンについて説明する。
まずステップ１０１０に於いては例えば操舵角速度θｄの絶対値が速い操舵判定の基準値θｄａ以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１０２０に於いて速い操舵を示すフラグＦｓがオンに設定されると共に復帰カウンタＣｒが０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１０３０に於いて復帰カウンタＣｒが１インクリメントされた後ステップ１０４０へ進む。
ステップ１０４０に於いては復帰カウンタＣｒが車両の安定を確保するための判定基準値Ｃｒａ（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１０５０に於いてフラグＦｓがオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦｓが変更されることなくステップ１０６０へ進む。
ステップ１０６０に於いてはフラグＦｓがオンであるか否かの判別、即ち速い操舵操作が行われているか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１０７０に於いて補正係数Ｋ５が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１０８０に於いて補正係数Ｋ５が予め設定された定数Ａ（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
かくして第二の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
特に第二の実施例によれば、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいて補正係数Ｋ４が演算され、補正係数Ｋ４が角度変化制限値Δθｐｌｉｍと乗算されることにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが修正される。従って車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができる。
また運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、補正係数Ｋ５が可変設定され、補正係数Ｋ５が角度変化制限値Δθｐｌｉｍと乗算されることにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが修正される。従って運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができる。

図１１は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第三の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第三の実施例の図１１の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
この第三の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有し、基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭｐｄに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを演算する。また角度変化制限値演算部７６は補正係数設定部１２８を有し、補正係数設定部１２８は運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、図１２及び１３に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ６を設定する。補正係数Ｋ６は掛け算器１３０により角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと掛け算され、これによりＫ６・Δθｐｌｉｍｂの値が角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
次に図１２及び１３に示されたフローチャートを参照して補正係数Ｋ６の設定ルーチンについて説明する。
まずステップ１２１０に於いては車速Ｖが第一の基準値Ｖ１（正の定数）以下であり且つ操舵角速度θｄの絶対値が第一の基準値θｄ１（正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１２２０に於いて低速での大舵角の操舵操作を示すフラグＦ１がオンに設定されると共に復帰カウンタＣ１が０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１２３０に於いて復帰カウンタＣ１が１インクリメントされた後ステップ１２４０へ進む。
ステップ１２４０に於いては復帰カウンタＣ１がアシスト切れを確実に防止するための判定基準値Ｃ１ａ（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１２５０に於いてフラグＦ１がオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦ１が変更されることなくステップ１２６０へ進む。
ステップ１２６０に於いてはフラグＦ１がオンであるか否かの判別、即ち低速での大舵角の操舵操作に起因するアシスト切れの防止が必要な状況であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１２７０に於いて補正係数Ｋ６が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１２８０に於いて補正係数Ｋ６が予め設定された定数Ｋ６ａ（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
またステップ１３１０に於いては車速Ｖが第一の基準値Ｖ１よりも大きい第二の基準値Ｖ２（第一の基準値Ｖ１よりも大きい正の定数）以上であり且つ操舵角速度θｄの絶対値が第二の基準値θｄ２（第一の基準値θｄ１よりも大きい正の定数）以上であるか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１３２０に於いて中高速での急激な操舵操作を示すフラグＦ２がオンに設定されると共に復帰カウンタＣ２が０にリセットされる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ１３３０に於いて復帰カウンタＣ２が１インクリメントされた後ステップ１３４０へ進む。
ステップ１３４０に於いては復帰カウンタＣ２がアシスト切れを確実に防止するための判定基準値Ｃ２ａ（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときにはステップ１３５０に於いてフラグＦ２がオフに設定されるが、否定判別が行われたときにはフラグＦ２が変更されることなくステップ１３６０へ進む。
ステップ１３６０に於いてはフラグＦ２がオンであるか否かの判別、即ち中高速での急激な操舵操作に起因するアシスト切れの防止が必要な状況であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときにはステップ１３７０に於いて補正係数Ｋ６が標準値である１に設定されるが、肯定判別が行われたときにはステップ１３８０に於いて補正係数Ｋ６が予め設定された定数Ｋ６ｂ（０よりも大きく１よりも小さい）に設定される。
尚定数Ｋ６ａ及びＫ６ｂはそれぞれ低速での大舵角の操舵操作に起因するアシスト切れ及び中高速での急激な操舵操作に起因するアシスト切れを効果的に防止し得るよう、パワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６の仕様に応じて例えば実験的に設定されてよく、互いに同一の値であってもよい。
かくして第三の実施例によれば、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、運転者の運転操作に応じて補正係数Ｋ６が可変設定される。そして補正係数Ｋ６が角度変化制限値Δθｐｌｉｍと乗算されることにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが修正される。従って運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定し、これらの操舵操作に起因してアシスト切れが生じることを確実に防止することができる。

図１４は本発明による車両の操舵制御装置の第四の実施例に於ける操舵比制御装置２０の機能ブロック図であり、図１５は図１４に示されたトルクマージン演算部を詳細に示す機能ブロック図であり、図１６は図１４に示された目標相対角度演算部、角度変化制限値演算部及び最終目標角度演算部を詳細に示す機能ブロック図である。尚図１４乃至図１６に示された機能ブロック図による制御も、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
図１４に示されている如く、この第四の実施例に於いては、第一の実施例に於ける回転速度マージン演算部７４に代わるトルクマージン演算部１４０が、アシスト電流Ｉｐｓ、操舵角θの時間微分値である操舵角速度θｄ等に基づいてアシストトルクの増大余裕度を示すトルクマージンＭａｔを演算する。またこの第四の実施例に於いては、第一の実施例に於ける角度変化制限値演算部７６に代わる角度変化制限値演算部１４８が、トルクマージンＭａｔに基づいてアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍを演算する。尚この第四の実施例の目標相対角度演算部７０、目標相対角度変化量演算部７２、最終目標相対角度演算部７８による制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成されるので、これらの制御の説明は省略する。
図１５に示されている如く、トルクマージン演算部１４０は掛け算器１４２を有し、掛け算器１４２は目標相対角度演算部７０により演算される目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔの逆数１／Ｒｇｔと操舵速度θｄとを掛け算することにより、操舵比可変装置１６の目標相対回転速度θｄ／Ｒｇｔを演算する。目標相対回転速度θｄ／Ｒｇｔは加算器１４３により操舵速度θｄと加算され、これによりロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄが演算される。回転速度θｐｄは最大許容アシストトルク演算部１４４へ入力され、最大許容アシストトルク演算部１４４は回転速度θｐｄに基づいてマップ１４６よりパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴａｍａｘを演算する。尚マップ１４６はロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄと最大許容アシストトルクＴａｍａｘとの関係を記憶するものであり、図２に対応している。
また図１５に示されている如く、最大許容アシストトルクＴａｍａｘは掛け算器１０１によって補正係数Ｋｂと掛け算され、これにより補正後の最大許容アシストトルクＴａｍａｘａが演算される。また乗算器８０がアシスト電流Ｉｐｓにトルク定数Ｋｐｓを乗算することにより、パワーステアリング装置１４の実際のアシストトルクＴａを演算する。更に加算器１０７によって補正後の最大許容アシストトルクＴａｍａｘａより実際のアシストトルクＴａが減算され、これによりパワーステアリング装置１４のアシストトルクの増大余裕度を示すトルクマージンＭａｔが演算される。
また図１６に示されている如く、第一の実施例に於ける角度変化制限値演算部７６に対応する角度変化制限値演算部１４８は、トルクマージンＭａｔとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍとの関係を記憶するマップ１５０を有している。そして角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭａｔが大きいほど角度変化制限値Δθｐｌｉｍが大きくなるよう、トルクマージンＭａｔに基づいて角度変化制限値Δθｐｌｉｍを演算する。
以上の説明より解る如く、第四の実施例によれば、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄ等に基づいてパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴａｍａｘが演算され、パワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴａｍａｘとパワーステアリング装置１４の実際のアシストトルクＴａとの偏差Ｔａｍａｘ−ＴａがトルクマージンＭａｔとして演算される。そしてトルクマージンＭａｔが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍが演算され、ロアステアリングシャフト４０の目標相対角度θｐｔと実際の相対角度θｐａとの偏差に基づく単位時間当りの目標角度変化量Δθｐｔが演算される。
そして第一乃至第三の実施例の場合と同様、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θｐｔが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θｐａが目標角度変化量Δθｐｔになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
従ってロアステアリングシャフト４０の実際の回転速度θｐｄの大きさがロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘを越えること、及びこれに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生することができなくなることを確実に防止することができる。よって据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
例えばロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａが図２７に於いて点Ｐｏにて示された値（それぞれθｐｄｏ、Ｔａｏ）である状況に於いて、高摩擦係数の路面にて高積載状態での据え切りの如く運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合について考える。
操舵反力が非常に高くなる操舵操作によりパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさが急激に上昇し、最大値を示す線Ｌを越える値Ｔａ１へ変化し、これに伴ってロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさがθｐｄｏよりθｐｄ１へ変化するとする。即ちロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａを示す点が図２７に於いて点Ｐ１にて示され位置へ変化するとする。またパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさがＴａ１であるときにパワーステアリング装置１４がアシストトルクを発生することができるロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさの最大値はθｐｄ１ｍａｘであるとする。
第四の実施例の制御が行われない従来の操舵制御装置の場合には、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａ１の大きさが最大値Ｔａ１ｍａｘよりも大きくなるので、パワーステアリング装置１４はそれに要求されるアシストトルクＴａ１を発生することができず、アシスト切れが発生する。
これに対し第四の実施例によれば、運転者により操舵反力が非常に高くなる操舵操作が開始され、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさが大きくなると、トルクマージンＭａｔが小さくなる。従ってアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍが小さくなり、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍによって制限されるので、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクＴａの大きさが最大値を示す線Ｌを越えないよう、回転速度θｐｄの上昇が抑制される。
かくして回転速度θｐｄの上昇が抑制されることにより、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄの大きさ及びパワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａは図２７に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側の点Ｐ２（Ｔａ２，θｐｄ２）へ変化する。従ってパワーステアリング装置１４が発生するアシストトルクはそれに要求されるアシストトルクＴａ１よりも低くなるが、操舵反力が非常に高くなる操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができる。

図１７は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第五の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第五の実施例の図１７の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
この第五の実施例に於いては、図１７に示されている如く、角度変化制限値演算部１４８は第四の実施例のマップ１５０に対応するマップ１５１を備えた基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１４９はトルクマージンＭａｔに基づいてマップ１５１より基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃを演算する。また角度変化制限値演算部１４８は、上述の第二の実施例の場合と同様の補正係数演算ブロック１２１を有し、補正係数演算ブロック１２１は車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、車速Ｖに基づいてマップ１２０より補正係数Ｋ４を演算する。補正係数Ｋ４は掛け算器１２３により基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと掛け算される。
また角度変化制限値演算部１４８は、上述の第二の実施例の場合と同様に、運転者の操舵操作が速いときには運転者の操舵操作が遅いときに比して小さくなるよう、補正係数設定部１２４により図１０に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ５を設定する。補正係数Ｋ５は乗算器１２７により掛け算器１２３の演算結果Ｋ４・Δθｐｌｉｍｃと掛け算され、これによりＫ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｃの値が角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
かくして第五の実施例によれば、上述の第四の実施例の場合と同様、据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。また第五の実施例によれば、上述の第二の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができる。

図１８は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第六の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第六の実施例の図１８の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
この第六の実施例に於いては、角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。基本角度変化制限値演算ブロック１４９はトルクマージンＭａｔに基づいてマップ１５１より基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃを演算する。また角度変化制限値演算部１４８は上述の第三の実施例の場合と同様に補正係数設定部１２８を有し、補正係数設定部１２８は運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、図１２及び１３に示されたフローチャートに従って補正係数Ｋ６を設定する。補正係数Ｋ６は掛け算器１３１により角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと掛け算され、これによりＫ６・Δθｐｌｉｍｃの値が角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給される。
かくして第六の実施例によれば、上述の第三の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われているときにはこれらの操舵操作が行われていないときに比して小さくなるよう、運転者の運転操作に応じて補正係数Ｋ６が可変設定される。そして補正係数Ｋ６が角度変化制限値Δθｐｌｉｍと乗算されることにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが修正される。従って運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定し、これらの操舵操作に起因してアシスト切れが生じることを確実に防止することができる。

図１９は本発明による車両の操舵制御装置の第七の実施例に於ける操舵比制御装置２０の要部の機能ブロック図であり、図２０は図１９に示された角度変化制限値演算部を詳細に示す機能ブロック図である。尚図１９及び図２０に示された機能ブロック図による制御も、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
図１９に示されている如く、この第七の実施例に於いては、上述の第一乃至第三の実施例の場合と同様に回転速度マージン演算部７４によって回転速度マージンＭｐｄが演算されると共に、上述の第四乃至第六の実施例の場合と同様にトルクマージン演算部１４０によってトルクマージンＭａｔが演算される。
また図１９に示されている如く、この実施例の角度変化制限値演算部１５２は第一の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の第一の角度変化制限値演算部７６と、第四の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の第二の角度変化制限値演算部１４８と、最小値選択部１５４とを有している。
第一の角度変化制限値演算部７６は第一の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭｐｄに基づいて第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１を演算する。同様に第二の角度変化制限値演算部１４８は第四の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭａｔに基づいて第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２を演算する。
第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１及び第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２は最小値選択部１５４へ入力され、最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１及び第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２のうちの小さい方の値を選択し、その値を角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ出力する。
図２０に示されている如く、第一の角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭｐｄとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１との関係を記憶するマップ１１６を有している。そして第一の角度変化制限値演算部７６は回転速度マージンＭｐｄが大きいほど第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１が大きくなるよう、回転速度マージンＭｐｄに基づいて第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１を演算する。
同様に第二の角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭａｔとアッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２との関係を記憶するマップ１５０を有している。そして第二の角度変化制限値演算部１４８はトルクマージンＭａｔが大きいほど第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２が大きくなるよう、トルクマージンＭａｔに基づいて第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２を演算する。
かくして第七の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様に回転速度マージンＭｐｄに基づいて第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１が演算され、上述の第四の実施例の場合と同様にトルクマージンＭａｔに基づいて第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２が演算される。そして第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１及び第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２のうちの小さい方の値が角度変化制限値Δθｐｌｉｍとされる。
そして目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えないよう、必要に応じて目標相対角度θｐｔが修正され、アッパステアリングシャフト３８に対するロアステアリングシャフト４０の実際の相対角度θｐａが目標角度変化量Δθｐｔになるよう操舵比可変装置１６の電動機４６が制御される。
従って第七の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができると共に、上述の第四の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。

図２１は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第八の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第八の実施例の図２１の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
図２１に示されている如く、この第八の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭｐｄに基づいて第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１を演算する。また第二の角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭａｔに基づいて第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２を演算する。
従って第八の実施例によれば、上述の第七の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。
また第八の実施例によれば、上述の第二及び第五の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができる。

図２２は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第九の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第九の実施例の図２２の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
図２２に示されている如く、この第九の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第三の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の要領にて回転速度マージンＭｐｄに基づいて第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１を演算する。また第二の角度変化制限値演算部１４８は第六の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の要領にてトルクマージンＭａｔに基づいて第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２を演算する。
従って第九の実施例によれば、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作や緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる状況を確実に判定することができ、これにより緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを上述の第七の実施例の場合よりも一層確実に防止することができる。

図２３は第一の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十の実施例の図２３の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第一の実施例の場合と同様に達成される。
この第十の実施例に於いては、角度変化制限値演算部７６は第二の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８を有し、基本角度変化制限値演算ブロック１１８は回転速度マージンＭｐｄに基づいてマップ１１７より基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを演算する。また角度変化制限値演算部７６は操舵角θの絶対値と車速Ｖと補正係数Ｋ７との関係を記憶するマップ１５８を備えた補正係数演算ブロック１６０を有する。補正係数演算ブロック１６０は操舵角θの絶対値が大きいときには操舵角θの絶対値が小さいときに比して小さくなると共に、車速Ｖが低いときには車速Ｖが高いときに比して小さくなるよう、操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいてマップ１５８より補正係数Ｋ７を０以上で１以下の値として演算する。補正係数Ｋ７は掛け算器１６２により基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと掛け算される。
また角度変化制限値演算部７６は路面の摩擦係数μと補正係数Ｋ８との関係を記憶するマップ１６４を備えた補正係数演算ブロック１６６を有する。補正係数演算ブロック１６６は路面の摩擦係数μが低いときには路面の摩擦係数μが高いときに比して補正係数Ｋ８が大きくなるよう、路面の摩擦係数μに基づいてマップ１６４より補正係数Ｋ８を０以上で１以下の値として演算する。補正係数Ｋ８は乗算器１６８により掛け算器１６２の演算結果Ｋ７・Δθｐｌｉｍｂと掛け算され、これによりＫ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂの値が調停器１７０へ供給される。
尚路面の摩擦係数μの求め方は本発明の要旨をなすものではないので、路面の摩擦係数μはアンチスキッド制御、トラクション制御、車輌の運動制御等に於いて一般的に採用されている任意の方法により検出又は推定された値であってよい。
この第十の実施例が適用される車両には図示されていないプリクラッシュセーフティシステムが搭載されている。プリクラッシュセーフティシステムは車両の前方に障害物が検出されると、車速を制御すると共に操舵比可変装置１６によって左右前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲを転舵することにより車両の進行方向を変更し、これにより障害物に対する衝突の虞れを低減する。
調停器１７０には障害物に対する衝突の虞れが高く操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向変更の緊急度Ｅｓｃを示す信号がプリクラッシュセーフティシステムより入力される。車両の前方に障害物が検出されない通常走行時の如く車両の進行方向変更の緊急度Ｅｓｃが基準値Ｅｓｃ０以下であるときには、調停器１７０は掛け算器１６８より入力される値Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂを角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する。これに対し車両の進行方向変更の緊急度Ｅｓｃが基準値Ｅｓｃ０を越えるときには、調停器１７０は基本角度変化制限値演算ブロック１１８より入力される基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する。
また調停器１７０は、基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ供給する場合には、電源６０より供給される電力を使用して作動するオーディオ装置の如き他の装置１７２に対し、その出力を低減し又はその作動を一時的に停止するための電力消費低減指令信号を出力する。
かくして第十の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合に於けるアシスト切れを確実に防止することができると共に、以下の理由により操舵トルクが高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
一般に、操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、左右前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲのセルフアライニングトルクに起因して電動パワーステアリング装置１４のラックバー２６の軸力が高くなるので、操舵トルクＴｓが高くなる。そのため電動パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高くなり、電動パワーステアリング装置１４に必要とされる電力が高くなる。従って操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、アシスト切れが生じ易くなる。
第十の実施例によれば、操舵角θの絶対値が大きく車速Ｖが低いほど、補正係数Ｋ７が小さい値に演算され、これにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが小さい値に演算される。従って電動パワーステアリング装置１４に必要とされる電力が高くなるほど目標角度変化量Δθｐｔの大きさが小さくなり、これにより操舵比可変装置１６によるロアステアリングシャフト４０の相対回転速度の大きさが小さくなって左右前輪の転舵駆動速度が低くなる。よってパワーステアリング装置１４が発生し得るアシストトルクを高くすることができ、これにより操舵トルクが高くなる状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
また一般に、左右前輪２２ＦＬ及び２２ＦＲが操舵される際の電動パワーステアリング装置１４のラックバー２６の軸力は路面の摩擦係数μによって異なり、路面の摩擦係数μが低いほどラックバー２６の軸力が低くなるので、操舵トルクＴｓも低くなる。
第十の実施例によれば、路面の摩擦係数μが低いほど、補正係数Ｋ８が大きい値に演算され、これにより角度変化制限値Δθｐｌｉｍが大きい値に演算される。従って路面の摩擦係数μが高い状況に於いて操舵トルクが高くなる場合のアシスト切れを効果的に防止しつつ、路面の摩擦係数μが低い状況に於いて操舵比可変装置１６によるロアステアリングシャフト４０の相対回転速度の大きさが不必要に小さくされ左右前輪の転舵駆動速度が不必要に低くされることを効果的に防止することができる。尚この作用効果は後述の第十一及び第十二の実施例に於いても同様に得られる。
また第十の実施例によれば、操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向変更の緊急度Ｅｓｃが基準値Ｅｓｃ０を越えるときには、基本角度変化制限値演算ブロック１１８により演算される基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂが角度変化制限値Δθｐｌｉｍとされると共に、電源６０より供給される電力を使用して作動する他の装置１７２に対し電力消費低減指令信号が出力される。
従って操舵比可変装置１６の作動により車両の進行方向を変更する必要性が高い状況に於いて、左右前輪の転舵駆動速度が低く制限されることを防止し、操舵比可変装置１６の作動による車両の進行方向の変更を効果的に行わせることができ、また電源６０より電力ができるだけ電動パワーステアリング装置１４へ供給される状況を確保することにより、アシスト切れをできるだけ防止することができる。尚この作用効果も後述の第十一及び第十二の実施例に於いても同様に得られる。

図２４は第四の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十一の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十一の実施例の図２４の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第四の実施例の場合と同様に達成される。
この第十一の実施例に於いては、角度変化制限値演算部１４８は第五の実施例の場合と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９を有する。また角度変化制限値演算部１４８は第十の実施例の場合と同様の補正係数演算ブロック１６０及び１６６を有する。補正係数演算ブロック１６０により演算された補正係数Ｋ７は掛け算器１６３により基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと掛け算される。補正係数演算ブロック１６６により演算された補正係数Ｋ８は乗算器１６９により掛け算器１６３の演算結果Ｋ７・Δθｐｌｉｍｂと掛け算され、これによりＫ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃの値が調停器１７４へ供給される。調停器１７４は第十の実施例の調停器１７０と同様に作動する。
従って第十一の実施例によれば、上述の第四の実施例の場合と同様、据え切り操舵の如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができる。また第十一の実施例によれば、上述の第二の実施例の場合と同様、車速が低下することによりラックバー２６の軸力が増加する状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができると共に、運転者により速い操舵操作が行われる状況を早めに判定し、角度変化制限値Δθｐｌｉｍを早めに小さくすることができる。
更に第十一の実施例によれば、上述の第十の実施例の場合と同様、プリクラッシュセーフティシステムによる自動操舵が行われる際の操舵トルクが高く、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高い状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。

図２５は第七の実施例の修正例として構成された本発明による車両の操舵制御装置の第十二の実施例に於ける角度変化制限値演算部を示す機能ブロック図である。尚この第十二の実施例の図２５の機能ブロック図による制御以外の制御は上述の第七の実施例の場合と同様に達成される。
図２５に示されている如く、この第十二の実施例に於いては、第一の角度変化制限値演算部７６は第十の実施例の角度変化制限値演算部７６と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１１８、掛け算器１６２及び１６８、調停器１７０を有している。第二の角度変化制限値演算部１４８は第十一の実施例の角度変化制限値演算部１４８と同様の基本角度変化制限値演算ブロック１４９、掛け算器１６３及び１６９、調停器１７４を有している。また第一の角度変化制限値演算部７６及び第二の角度変化制限値演算部１４８は互いに共通の演算ブロックとして補正係数演算ブロック１６０及び１６６を有している。
この第十二の実施例に於ける調停器１７０は第十の実施例の場合と同様基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと値Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂとの調停を行い、調停結果の値を第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１として調停器１７０へ供給する。また調停器１７４は第十一の実施例の場合と同様基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと値Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃとの調停を行い、調停結果の値を第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２として調停器１７４へ供給する。しかし調停器１７０及び１７４は電力消費低減指令信号を出力しない。
この第十二の実施例に於いても、最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１及び第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２のうちの小さい方の値を選択し、その値を角度変化制限値Δθｐｌｉｍとして最終目標相対角度演算部７８へ出力する。そして最小値選択部１５４は電源６０より供給される電力を使用して作動する他の装置１７２に対し必要に応じて電力消費低減指令信号を出力する。
即ち最小値選択部１５４は第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂであり且つ第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２よりも小さい場合に、換言すれば基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂを角度変化制限値Δθｐｌｉｍとする場合に、電力消費低減指令信号を出力する。或いは最小値選択部１５４は第二の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ２が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂであり且つ第一の角度変化制限値Δθｐｌｉｍ１よりも小さい場合に、換言すれば基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃを角度変化制限値Δθｐｌｉｍとする場合に、電力消費低減指令信号を出力する。
従って第十二の実施例によれば、上述の第一の実施例の場合と同様、緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができ、上述の第四の実施例の場合と同様、運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合にも、アシスト切れの状態になることを確実に防止することができ、更には上述の第十の実施例の場合と同様、プリクラッシュセーフティシステムによる自動操舵が行われる際の操舵トルクが高く、パワーステアリング装置１４に要求されるアシストトルクが高い状況に於けるアシスト切れを効果的に防止することができる。
また以上の説明より明らかである如く、上述の第一乃至第十二の実施例によれば、回転速度マージンＭｐｄ又はトルクマージンＭａｔが小さいほど小さくなるようロアステアリングシャフト４０の単位時間当りの角度変化制限値Δθｐｌｉｍが演算され、目標角度変化量Δθｐｔの大きさが角度変化制限値Δθｐｌｉｍを越えないよう、必要に応じて目標角度θｐｔが修正される。
従ってアシスト切れの虞れがないときには目標角度θｐｔが不必要に修正されることを防止することができ、これにより操舵比の制御をできるだけ適正に行うことができると共に、アシスト切れの虞れがあるときには目標角度θｐｔが修正されない場合に比して確実にロアステアリングシャフト４０の回転速度の大きさを小さくし、左右前輪の転舵駆動速度が高いことに起因してパワーステアリング装置１４が所要のアシストトルクを発生し得なくなることを確実に防止することができる。
また上述の各実施例によれば、パワーステアリング装置１４が大型で高出力のものでなくてもアシスト切れを防止することができるので、運転者により低車速での大舵角の操舵操作や中高車速での急激な操舵操作が行われる際のアシスト切れを防止すべく、パワーステアリング装置を大型で高出力のものする必要がなく、これによりパワーステアリング装置及び操舵比可変装置を備えた操舵制御装置を小型で低廉なものにすることができる。
また上述の各実施例によれば、電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置の何れも電源より供給される駆動電流を使用して作動する。上述の如く緊急回避操舵の如き中高車速での急激な操舵操作が行われる場合や運転者により据え切りの如き低車速での大舵角の操舵操作が行われる場合には、操舵比可変装置１６の制御量が低減され、これにより消費される電力が低減される。従って電源６０が供給可能な電力が低下することに起因してパワーステアリング装置１４若しくは操舵比可変装置１６が適正に作動し得なくなる虞れを確実に低減することができる。
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の各実施例に於いては、ロアステアリングシャフト４０の最大許容回転速度θｐｄｍａｘはアシストトルクＴａに基づいて図２のグラフに対応するマップ８４より演算され、またパワーステアリング装置１４の最大許容アシストトルクＴａｍａｘは回転速度θｐｄに基づいて図２のグラフに対応するマップ１４６より演算されるようになっている。しかし最大許容回転速度θｐｄｍａｘや最大許容アシストトルクＴａｍａｘは図２８に於いて最大値を示す線Ｌよりも原点側にある破線Ｌ′にて示されている如く、実際の最大許容回転速度や最大許容アシストトルクよりも余裕のある値として演算されてもよい。
同様に、角度変化制限値Δθｐｌｉｍ、Δθｐｌｉｍｂ、Δθｐｌｉｍｃは回転速度マージンＭｐｄ又はトルクマージンＭａｔが大きいほど角度変化制限値Δθｐｌｉｍが大きくなるよう、回転速度マージンＭｐｄ又はトルクマージンＭａｔに基づいてマップ１１６等より演算されるようになっているが、これらのマップは図２９に示されたグラフに対応するマップに置き換えられ、角度変化制限値Δθｐｌｉｍ等は回転速度マージンＭｐｄ又はトルクマージンＭａｔが小さいときには０になるよう演算されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、補正係数演算部８６〜９０により電源６０の電気エネルギー供給能力についての補正係数Ｋ１〜Ｋ３が演算され、補正係数Ｋ１〜Ｋ３の乗算値として演算される補正係数Ｋｂが最大許容回転速度θｐｄｍａｘに掛け算され、これにより補正後の最大許容回転速度θｐｄｍａｘａが演算され、また補正係数Ｋｂが最大許容アシストトルクＴａｍａｘに掛け算され、これにより補正後の最大許容アシストトルクＴａｍａｘａが演算されるようになっている。
しかし図３０に示されている如く補正係数Ｋｂが小さいほど最大許容回転速度θｐｄｍａｘａが小さくなるよう、補正係数Ｋｂに応じてマップ８４が変更されるよう修正されてもよい。同様に図３１に示されている如く補正係数Ｋｂが小さいほど最大許容アシストトルクＴａｍａｘａが小さくなるよう、補正係数Ｋｂに応じてマップ１４６が変更されるよう修正されてもよい。また回転速度マージンＭｐｄやトルクマージンＭａｔが補正係数Ｋｂにて補正されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、補正係数Ｋ４〜Ｋ６は基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂ、Δθｐｌｉｍｃに乗算されるようになっているが、これらの補正係数が回転速度マージンＭｐｄやトルクマージンＭａｔに乗算され、その補正後の回転速度マージンＭｐｄやトルクマージンＭａｔに基づいて角度変化制限値Δθｐｌｉｍが演算されるよう修正されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、電源６０はパワーステアリング装置１４及び操舵比可変装置１６に共通の電源であり、パワーステアリング装置及び操舵比可変装置の何れも電源６０より供給される駆動電流を使用して作動するようになっている。しかし本発明はパワーステアリング装置及び操舵比可変装置に対し互いに異なる電源より駆動電流が供給される車両に適用されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、パワーステアリング装置１４のアシストトルクＴａはアシスト電流Ｉｐｓにトルク定数Ｔｐｓを乗算することにより演算されるようになっているが、アシストトルクＴａは当技術分野に於いて公知の任意に要領にて演算されてよい。
また上述の第四乃至第九の実施例、第十一の実施例、第十二の実施例に於いては、ロアステアリングシャフト４０の回転速度θｐｄは操舵速度θｄと、目標ステアリンクギヤ比Ｒｇｔの逆数１／Ｒｇｔと操舵速度θｄとの積との和として演算されるようになっているが、回転速度θｐｄは当技術分野に於いて公知の任意に要領にて演算されてよい。また回転速度θｐｄはパワーステアリング装置１４の電動機３２に回転速度に基づいて推定されてもよく、ロアステアリングシャフト４０に回転速度センサが設けられている場合にはその検出値であってよい。
また上述の第十の実施例の構成が第二の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２６により演算される値Ｋ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｂに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと値Ｋ４Ｋ５Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂとを調停するよう構成されてもよい。
同様に上述の第十の実施例の構成が第三の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３０により演算される値Ｋ６Δθｐｌｉｍｂに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと値Ｋ６Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂとを調停するよう構成されてもよい。
また上述の第十一の実施例の構成が第四の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２７により演算される値Ｋ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｃに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと値Ｋ４Ｋ５Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃとを調停するよう構成されてもよい。
同様に上述の第十一の実施例の構成が第五の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３１により演算される値Ｋ６Δθｐｌｉｍｃに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと値Ｋ６Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃとを調停するよう構成されてもよい。
また上述の第十二の実施例の構成が第八の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１２６により演算される値Ｋ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｂに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと値Ｋ４Ｋ５Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂとを調停するよう構成されてもよい。また乗算器１２７により演算される値Ｋ４Ｋ５Δθｐｌｉｍｃに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと値Ｋ４Ｋ５Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃとを調停するよう構成されてもよい。
同様に上述の第十二の実施例の構成が第九の実施例に適用されてもよい。即ち乗算器１３０により演算される値Ｋ６Δθｐｌｉｍｂに対しそれぞれ乗算器１６２及び１６８により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７０が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｂと値Ｋ６Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｂとを調停するよう構成されてもよい。また乗算器１３１により演算される値Ｋ６Δθｐｌｉｍｃに対しそれぞれ乗算器１６３及び１６９により補正係数Ｋ７及びＫ８が掛け算され、調停器１７４が基本角度変化制限値Δθｐｌｉｍｃと値Ｋ６Ｋ７Ｋ８Δθｐｌｉｍｃとを調停するよう構成されてもよい。

Claims (19)

1. 操舵輪を転舵駆動するための操舵補助力を発生する電動式のパワーステアリング装置と、運転者の操舵操作により駆動される入力部材に対し相対的に出力部材を駆動することにより運転者の操舵操作量に対する操舵輪の舵角変更運動量の比である操舵比を変更する操舵比可変装置と、前記操舵比可変装置を制御する制御手段とを有し、運転者の操舵操作の伝達経路について見て前記操舵比可変装置は前記パワーステアリング装置よりも前記入力部材の側に配設された車両の操舵制御装置に於いて、前記制御手段は前記パワーステアリング装置に必要な電力が高いときには、前記パワーステアリング装置に必要な電力が低いときに比して、前記操舵比可変装置による前記入力部材に対する前記出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 前記制御手段は前記パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な前記操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と前記操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには、前記転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して、前記操舵比可変装置による前記入力部材に対する前記出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記制御手段は前記転舵駆動速度の差の大きさが小さいときには前記転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項２に記載の車両の操舵制御装置。
4. 前記制御手段は前記操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際に前記パワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値と前記パワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには、前記操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して、前記操舵比可変装置による前記入力部材に対する前記出力部材の相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
5. 前記制御手段は前記操舵補助力の差の大きさが小さいときには前記操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項４に記載の車両の操舵制御装置。
6. 前記制御手段は前記パワーステアリング装置が所要の操舵補助力を発生することが可能な前記操舵輪の転舵駆動速度のうちの最大値と前記操舵輪の実際の転舵駆動速度との差の大きさが小さいときには前記転舵駆動速度の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の第一の制限値を設定し、前記操舵輪が所要の転舵駆動速度にて転舵される際に前記パワーステアリング装置が発生することが可能な操舵補助力のうちの最大値と前記パワーステアリング装置の実際の操舵補助力との差の大きさが小さいときには前記操舵補助力の差の大きさが大きいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の第二の制限値を設定し、前記第一及び第二の制限値のうちの小さい方の値を最終の制限値に設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記最終の制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記最終の制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記最終の制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
7. 前記パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
8. 前記制御手段は操舵輪の舵角の大きさが大きいときには操舵輪の舵角の大きさが小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を大きくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
9. 前記制御手段は路面の摩擦係数の情報を取得し、路面の摩擦係数が低いときには路面の摩擦係数が高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
10. 前記パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、前記制御手段は車輌の進行方向変更の緊急度が高いときには車輌の進行方向変更の緊急度が低いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくする度合を小さくすると共に、前記電源より供給される電気エネルギーを使用して作動する他の装置の出力を制限することを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
11. 前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
12. 前記パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記制限値が小さくなるよう、前記電源が供給可能な電気エネルギーに応じて前記制限値を可変設定することを特徴とする請求項３又は５に記載の車両の操舵制御装置。
13. 前記パワーステアリング装置は電源より供給される電気エネルギーを使用して作動し、前記制御手段は前記電源が供給可能な電気エネルギーが低いときには前記電源が供給可能な電気エネルギーが高いときに比して前記第一の制限値、前記第二の制限値、前記最終の制限値の少なくとも一つが小さくなるよう、前記電源が供給可能な電気エネルギーに応じて少なくとも一つの制限値を可変設定することを特徴とする請求項６に記載の車両の操舵制御装置。
14. 前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記制限値を小さくすることを特徴とする請求項３又は５に記載の車両の操舵制御装置。
15. 前記制御手段は車速の情報を取得し、前記車速が低いときには前記車速が高いときに比して前記第一の制限値、前記第二の制限値、前記最終の制限値の少なくとも一つを小さくすることを特徴とする請求項６に記載の車両の操舵制御装置。
16. 前記制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
17. 前記制御手段は車速が第一の車速基準値以下であり且つ操舵速度の大きさが第一の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第一の車速基準値よりも高いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１６に記載の車両の操舵制御装置。
18. 前記制御手段は車速が前記第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して前記相対駆動速度の大きさを小さくすることを特徴とする請求項１又は２又は４に記載の車両の操舵制御装置。
19. 前記制御手段は車速が前記第一の車速基準値よりも大きい第二の車速基準値以上であり且つ操舵速度の大きさが前記第一の操舵速度基準値よりも大きい第二の操舵速度基準値以上であるときには、車速が前記第二の車速基準値よりも低いとき若しくは操舵速度の大きさが前記第二の操舵速度基準値よりも小さいときに比して小さくなるよう前記相対駆動速度の制限値を設定し、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値を越えるときには前記相対駆動速度の大きさを前記制限値に制限するが、前記操舵比可変装置による前記相対駆動速度の大きさが前記制限値以下であるときには前記相対駆動速度の大きさを制限しないことを特徴とする請求項１８に記載の車両の操舵制御装置。

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