JP4069886B2 - 車輌の挙動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌の挙動制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角を制御することにより車輌の挙動を制御する挙動制御装置に係る。

自動車等の車輌の挙動制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵装置を備えた車輌に於いて、運転者の操舵操作量を示す操舵角及び車速に基づき車輌の目標ヨーレートが演算され、車輌の目標ヨーレートと車輌の実際のヨーレートとの偏差の大きさが低減されるよう操舵輪の舵角を制御するよう構成された車輌の挙動制御装置が従来より知られている。

かかる挙動制御装置によれば、例えばスピン状態やドリフトアウト状態の如く車輌の挙動が悪化し、ヨーレートの偏差の大きさが大きくなると、ヨーレートの偏差の大きさが低減されるよう操舵輪の舵角が自動的に制御されるので、車輌の挙動を効果的に安定化させることができる。
特開平５−１０５０５５号公報

一般に、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵装置を備えた車輌に於いては、操舵特性が所定の特性になるよう、操舵輪の舵角が運転者の操舵操作量に対応する舵角と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角との和になるよう制御されるので、操舵輪の舵角は運転者の操舵操作量より推測される舵角とは異なる値になる。そのため車輌の目標ヨーレートが運転者の操舵操作量より推測される舵角に基づいて演算されると、制御転舵角分が目標ヨーレートに反映しないことに起因して、操舵輪の舵角制御による車輌の挙動安定化制御が誤作動する虞れがある。

また操舵輪の実舵角が検出され、車輌の目標ヨーレートが操舵輪の実舵角に基づいて演算される場合には、操舵輪の舵角制御による挙動安定化制御が実行されているときには、操舵輪の実舵角は運転者の操舵操作に対応し所定の操舵特性を達成する舵角に挙動安定化制御による転舵角が加算された値であるため、挙動安定化制御による転舵角分車輌の目標ヨーレートが運転者の操舵操作に基づく目標ヨーレートとは異なる値になり、そのため車輌の挙動安定化制御が不適切に行われるという問題がある。

更に転舵装置等の応答遅れが比較的大きいため、操舵輪の舵角制御による挙動安定化制御が実行されている状況に於いて、車輌の目標ヨーレートが挙動安定化制御の目標舵角、即ち運転者の操舵操作量に対応する舵角と操舵特性制御の目標転舵角と挙動安定化制御の目標転舵角との和に基づいて演算されると、目標ヨーレートと実際のヨーレートとの間の偏差に転舵装置等の応答遅れに起因するズレ分が含まれることになり、そのため車輌の挙動安定化制御が不適切に行われる虞れがある。

本発明は、操舵特性の制御が行われる車輌に於いて車輌の目標旋回状態量としての目標ヨーレートと車輌の実際の旋回状態量としての実際のヨーレートとの偏差の大きさが低減されるよう操舵輪の舵角を制御することにより車輌の挙動を制御する場合に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操舵特性の制御及び挙動安定化制御の状況に応じて車輌の目標旋回状態量を適正に演算することにより、操舵特性の制御及び挙動安定化制御の状況に応じて車輌の挙動を適正に制御することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵手段と、車輌の目標旋回状態量を演算する目標旋回状態量演算手段と、車輌の実際の旋回状態量を検出する手段と、前記目標旋回状態量と前記実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値以上であるときには前記偏差の大きさを低減するための操舵輪の目標舵角を演算する目標舵角演算手段と、前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御する制御手段とを有する車輌の挙動制御装置に於いて、運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づき操舵輪の暫定目標舵角を演算する手段と、操舵輪の実舵角を検出する手段とを有し、前記目標旋回状態量演算手段は前記目標舵角に基づく前記操舵輪の舵角の制御が行われているときには前記暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算し、前記目標舵角に基づく前記操舵輪の舵角の制御が行われていないときには前記操舵輪の実舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算することを特徴とする車輌の挙動制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制御手段は前記偏差の大きさが前記基準値未満であるときには前記暫定目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御するよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記目標旋回状態量演算手段が前記目標旋回状態量を周期的に演算する過程で前記暫定目標舵角又は前記実舵角は過去の値から現在の値に漸変されるよう構成される。(請求項３の構成)

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記暫定目標舵角は運転者の操舵操作量に対応する操舵輪の舵角と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角との和であるよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記挙動制御装置は各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記偏差に基づき前記偏差の大きさを低減するための目標総挙動制御量を演算する手段と、前記目標総挙動制御量を所定の比率にて操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量と制駆動力の制御による目標挙動制御量とに配分する配分手段とを有し、前記目標舵角演算手段は前記操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量に基づき前記操舵輪の目標舵角を演算し、前記制御手段は前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御すると共に、前記制駆動力の制御による目標挙動制御量に基づき各車輪の目標制駆動力を演算し、前記制駆動力制御手段により前記目標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力を制御するよう構成される（請求項５の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項５の構成に於いて、前記挙動制御装置は操舵輪の実際の舵角を検出する手段を有し、前記転舵手段が運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵することができないときには、前記目標旋回状態量演算手段は操舵輪の実際の舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算し、前記配分手段は前記目標総挙動制御量を前記制駆動力の制御による目標挙動制御量のみに配分するよう構成される（請求項６の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項６の構成に於いて、前記目標旋回状態量演算手段は前記暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算している状況に於いて前記転舵手段が運転者の操舵とは独立に操舵輪を転舵することができなくなったときには、車輌の目標旋回状態量を演算するための舵角が前記暫定目標舵角より操舵輪の実際の舵角へ変化することに起因する車輌の目標旋回状態量の変化を低減するよう構成される（請求項７の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７の構成に於いて、車輌の目標旋回状態量の変化の低減度合は車速が高いときには車速が低いときに比して大きいよう構成される（請求項８の構成）。

上記請求項１の構成によれば、運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づき操舵輪の暫定目標舵角が演算され、暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量が演算され、車輌の実際の旋回状態量が検出され、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさを低減するための操舵輪の目標舵角が演算され、目標舵角に基づき転舵手段により操舵輪の舵角が制御されるので、所定の操舵特性を達成するための制御転舵角を反映させて車輌の目標挙動旋回状態量を演算することができ、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさを低減する挙動安定化制御による操舵輪の転舵量が目標旋回状態量に悪影響を及ぼすことを防止することができ、転舵手段の応答遅れに起因して目標挙動旋回状態量と実際の挙動旋回状態との偏差に含まれるズレ量に挙動安定化制御の目標転舵角に対応するズレ量が含まれることを確実に防止することができ、従って目標旋回状態量が運転者の操舵操作量より推測される操舵輪の舵角に基づいて演算される場合、目標旋回状態量が操舵輪の実際の舵角に基づいて演算される場合、目標旋回状態量が挙動安定化制御の目標舵角に基づいて演算される場合に比して、車輌の目標旋回状態量を適正に演算することができ、これにより操舵輪の舵角制御による車輌の挙動安定化制御を適正に実行することができる。また操舵輪の実際の舵角が検出され、目標舵角に基づく操舵輪の舵角の制御が行われていないときには、換言すれば操舵輪の舵角が暫定目標舵角に基づいて制御されているときには、操舵輪の実舵角に基づき車輌の目標旋回状態量が演算されるので、車輌の目標旋回状態量が運転者の操舵操作量より推測される舵角に基づいて演算される場合に比して正確に車輌の目標旋回状態量を演算することができる。

また上記請求項２の構成によれば、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値未満であるときには暫定目標舵角に基づき転舵手段により操舵輪の舵角が制御されるので、操舵輪の舵角が不必要に制御されることを防止すると共に、運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づいて操舵輪の舵角を制御することができる。

また上記請求項３の構成によれば、前記目標旋回状態量演算手段が前記目標旋回状態量を周期的に演算する過程で前記暫定目標舵角又は前記実舵角は過去の値から現在の値に漸変されるので、標舵角の目標値が暫定目標舵角と実舵角との間で切り替わったときにも目標旋回状態量を滑らかに変化させることができる。

また上記請求項４の構成によれば、暫定目標舵角は運転者の操舵操作量に対応する操舵輪の舵角と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角との和であるので、所定の操舵特性を確実に達成しつつ操舵輪の舵角を運転者の操舵操作量に対応して制御することができる。

また上記請求項５の構成によれば、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差に基づき該偏差の大きさを低減するための目標総挙動制御量が演算され、目標総挙動制御量が所定の比率にて操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量と制駆動力の制御による目標挙動制御量とに配分され、操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量に基づき操舵輪の目標舵角が演算され、目標舵角に基づき転舵手段により操舵輪の舵角が制御されると共に、制駆動力の制御による目標挙動制御量に基づき各車輪の目標制駆動力が演算され、制駆動力制御手段により目標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力が制御されるので、目標旋回状態量及び目標総挙動制御量を適正に演算することによって操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量及び制駆動力の制御による目標挙動制御量を適正に演算することができ、これにより操舵輪の舵角制御による車輌挙動の安定化制御及び制駆動力の制御による挙動安定化制御を適正に行うことができる。

また上記請求項５の構成によれば、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値以上であるときに操舵輪の目標舵角が演算され、前記偏差の大きさが基準値未満であるときには操舵輪の実際の舵角に基づき車輌の目標旋回状態量が演算され、前記偏差の大きさが基準値未満であるときには暫定目標舵角に基づき転舵手段により操舵輪の舵角が制御されるので、目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値以上であるときには、所定の操舵特性を確実に達成しつつ操舵輪の舵角制御による挙動安定化制御を適正に行うことができ、また目標旋回状態量と実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値未満であるときには所定の操舵特性を確実に達成することができ、また目標旋回状態量が暫定目標舵角に基づいて演算される場合に比して転舵手段の応答遅れが目標旋回状態量に与える影響を低減することができる。

また上記請求項６の構成によれば、操舵輪の実際の舵角が検出され、転舵手段が運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵することができないときには、操舵輪の実際の舵角に基づき車輌の目標旋回状態量が演算され、目標総挙動制御量が制駆動力の制御による目標挙動制御量のみに配分されるので、目標旋回状態量が運転者の操舵操作量より推測される舵角に基づいて演算される場合に比して目標旋回状態量を正確に演算することができ、これにより制駆動力の制御による挙動安定化制御を正確に行うことができる。

また上記請求項７の構成によれば、暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量が演算されている状況に於いて転舵手段が運転者の操舵とは独立に操舵輪を転舵することができなくなったときには、車輌の目標旋回状態量を演算するための舵角が暫定目標舵角より操舵輪の実際の舵角へ変化することに起因する車輌の目標旋回状態量の変化が低減されるので、目標旋回状態量の急激な変化及びこれに起因する挙動安定化制御による制駆動力の急激な変化を確実に防止することができる。

また上記請求項８の構成によれば、車輌の目標旋回状態量の変化の低減度合は車速が高いときには車速が低いときに比して大きいので、車速が高く目標旋回状態量の急激な変化の影響が大きいほど目標旋回状態量の変化を低減することができ、また車速が低く目標旋回状態量の急激な変化の影響が小さいほど目標旋回状態量を演算するための舵角を速やかに暫定目標舵角より操舵輪の実際の舵角へ変化させることができる。

〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至８の構成に於いて、転舵手段は運転者により操作される操舵操作子に対し相対的に操舵輪を転舵駆動することにより、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵駆動するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至８の構成に於いて、目標を旋回状態量は目標ヨーレートであり、実際の旋回状態量は実際のヨーレートであるよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、所定の操舵特性は運転者の操舵操作量に対する操舵輪の転舵角の比を車速に応じて変化させる特性であるよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、目標総挙動制御量は前記偏差の大きさを低減するための目標ヨーモーメントであるよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、配分手段は前記偏差に基づき車輌がスピン状態にあるかドリフトアウト状態にあるかを判定し、車輌がドリフトアウト状態にあると判定したときには前記目標総挙動制御量を制駆動力の制御による目標挙動制御量にのみ配分するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３又は６の構成に於いて、操舵輪の実際の舵角を検出する手段は運転者の操舵操作量を検出する手段と、転舵手段による転舵角を検出する手段とよりなるよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項６の構成に於いて、前記偏差の大きさが基準値未満であるときには制駆動力の制御による目標挙動制御量が０に設定されるよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項７の構成に於いて、転舵手段は運転者により操作される操舵操作子に対し相対的に操舵輪を転舵駆動することにより、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵駆動し、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵駆動することができないときには、操舵操作子に対し相対的に操舵輪を転舵駆動することが機械的に阻止されるよう構成される（好ましい態様８）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌に適用された本発明による車輌の挙動制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイロッド２０L及び２０Rを介して転舵される。

ステアリングホイール１４は第一のステアリングシャフトとしてのアッパステアリングシャフト２２、転舵角可変装置２４、第二のステアリングシャフトとしてのロアステアリングシャフト２６、ユニバーサルジョイント２８を介してパワーステアリング装置１６のピニオンシャフト３０に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置２４はハウジング２４Ａの側にてアッパステアリングシャフト２２の下端に連結され、回転子２４Ｂの側にてロアステアリングシャフト２６の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３２を含んでいる。

かくして転舵角可変装置２４はアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することにより、ステアリングホイール１４の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRの舵角の比、即ちステアリングギヤ比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、挙動制御の目的で左右の前輪１０FL及び１０FRをステアリングホイール１４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し、電子制御装置３４の転舵制御部により制御される。

特に転舵角可変装置２４は、通常時にはステアリングギヤ比が所定の操舵特性を達成するギヤ比になるよう電動機３２によりアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転させ、挙動制御による補助転舵駆動時には電動機３２によりアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を積極的に回転させ、これにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪１０FL及び１０FRを自動的に転舵する。

またアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することができない異常が転舵角可変装置２４に発生すると、図１には示されていないロック装置が作動し、アッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度が変化しないよう、ハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転が機械的に阻止される。

尚パワーステアリング装置１６は油圧式パワーステアリング装置及び電動式パワーステアリング装置の何れであってもよいが、転舵角可変装置２４による前輪の補助転舵駆動により発生されステアリングホイール１４に伝達される反力トルクを低減する補助操舵トルクが発生されるよう、例えば電動機と、電動機の回転トルクをラックバー１８の往復動方向の力に変換するボールねじ式の如き変換機構とを有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であることが好ましい。

各車輪の制動力は制動装置３６の油圧回路３８によりホイールシリンダ４０FL、４０FR、４０RL、４０RRの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路３８はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル４２の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ４４により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置３４の制動力制御部により個別に制御される。

図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト２２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が設けられており、転舵角可変装置２４にはハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転角度をアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ５２が設けられており、これらのセンサの出力は電子制御装置３４の挙動制御部へ供給される。電子制御装置３４の挙動制御部には車速センサ５４により検出された車速Ｖを示す信号及びヨーレートセンサ５６により検出された車輌のヨーレートγを示す信号も入力される。

尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３４の転舵制御部、制動力制御部、挙動制御部はそれぞれ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を含むものであってよい。また操舵角センサ５０、回転角度センサ５２、ヨーレートセンサ５６はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、相対回転角度θre、ヨーレートγを検出する。

後述の如く、電子制御装置３４は通常時には車速Ｖに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Ｒgを演算し、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Ｒgに基づき暫定目標舵角δstを演算し、左右前輪の舵角が暫定目標舵角δstになるよう転舵角可変装置２４を制御し、これにより運転者の操舵操作に応じて所定の操舵特性にて左右の前輪１０FL及び１０FRを転舵する。

また電子制御装置３４は車輌の目標ヨーレートγtを演算すると共に、目標ヨーレートγtとヨーレートセンサ５４により検出された車輌の実際のヨーレートγとの偏差Δγを演算し、ヨーレート偏差Δγの大きさが基準値γo以上であるときには、ヨーレート偏差Δγに基づき該ヨーレート偏差を低減するための目標ヨーモーメントＭtを演算し、所定の配分比にて目標ヨーモーメントＭtを左右前輪の転舵角制御による目標ヨーモーメントＭstと制動力制御による目標ヨーモーメントＭbtとに配分する。

そして電子制御装置３４は転舵角制御による目標ヨーモーメントＭstに基づき左右前輪の目標舵角δtを演算し、左右前輪１０FL及び１０FRの舵角が目標舵角δtになるよう転舵角可変装置２４を制御すると共に、目標ヨーモーメントＭbtに基づき各車輪の目標制動圧Ｐbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪の制動圧が対応する目標制動圧Ｐbtiになるよう制動装置３６を制御し、これによりヨーレート偏差Δγを低減して車輌の挙動を安定化させる。

また電子制御装置３４はヨーレート偏差Δγの大きさが基準値γo（正の定数）以上であり、舵角制御による挙動制御が必要であるときには、暫定目標舵角δst及び車速Ｖに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標ヨーレートγtを演算し、ヨーレート偏差Δγの大きさが基準値γo未満であり、舵角制御による挙動制御が不要であるときには、操舵角θ、相対回転角度θre、ステアリングギヤ比Ｒgに基づき左右前輪１０FL及び１０FRの実舵角δaを推定し、実舵角δa及び車速Ｖに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標ヨーレートγtを演算する。

また電子制御装置３４は転舵角可変装置２４に異常が生じ、アッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を正常に回転駆動することができないときには、ヨーレート偏差Δγの大きさが基準値γo未満である場合と同様、操舵角θ、相対回転角度θre、ステアリングギヤ比Ｒgに基づき左右前輪１０FL及び１０FRの実舵角δaを推定し、実舵角δa及び車速Ｖに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標ヨーレートγtを演算すると共に、目標ヨーモーメントＭtを制動力制御による目標ヨーモーメントＭbtのみに配分し、目標ヨーモーメントＭtの全てを目標ヨーモーメントＭbtとする。

更に電子制御装置３４は上述の如く状況に応じて暫定目標舵角δst又は実舵角δaを基礎舵角δbとして車輌の目標ヨーレートγtを演算するが、基礎舵角δbが急激に変化しないよう漸近処理を行い、これにより転舵角制御による挙動制御を実行している状況に於いて転舵角可変装置２４に異常が発生し、車輌の目標ヨーレートγtが暫定目標舵角δst及び車速Ｖに基づいて演算される状況より左右前輪１０FL及び１０FRの実舵角δa及び車速Ｖに基づいて演算される状況へ変化しても、その基礎舵角δbの変化に起因して車輌の目標ヨーレートγtが急激に変化することを抑制する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於いて電子制御装置３４により達成される車輌の挙動制御ルーチンについて説明する。尚図２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。

まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車速Ｖに基づき図３に示されたグラフに対応するマップよりステアリングギヤ比Ｒgが演算されると共に、下記の式１に従って所定の操舵特性を達成するための左右前輪の暫定目標舵角δstが演算される。
δst＝θ／Ｒg ……（１）

尚暫定目標舵角δstは運転者の操舵操作に対応する舵角δw（＝θ／Ｒgo）と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角δcとの和である。また操舵特性自体は本発明の要旨をなすものではなく、ステアリングギヤ比Ｒgは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよく、例えば操舵に対する車輌の過渡応答性を向上させるべく操舵速度によっても変化されてよい。

ステップ３０に於いては転舵角可変装置２４が異常であるか否かの判別、即ち転舵角可変装置２４がアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を正常に回転駆動することができない異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ６０へ進み、否定判別が行われときにはステップ４０へ進む。

ステップ４０に於いては左右前輪の舵角制御による挙動制御が実行されているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ５０に於いて後述のステップ８０に於ける車輌の目標ヨーレートγtの演算の基礎とされる舵角δbが暫定目標舵角δstに設定され、否定判別が行われたときにはステップ６０に於いて車輌の目標ヨーレートγt演算の基礎とされる舵角δbが左右前輪の実際の舵角δa（推定値）に設定される。

尚ステップ６０に於いて左右前輪の実際の舵角δaは、操舵角センサ５０により検出される操舵角θ及び回転角度センサ５２により検出されるアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度θreに基づき、下記の式２に従って演算される。
δa＝（θ＋θre）／Ｒg ……（２）

ステップ７０に於いては車速Ｖに基づき図４示されたグラフに対応するマップよりフィルタ係数Ｒが演算されると共に、δb_n及びδb_n-1をそれぞれ現在の基礎舵角δb及び前回の基礎舵角δbとして、下記の式３に従って車輌の目標ヨーレートγt演算の基礎とされる舵角δbの漸近処理が行われることにより、漸近処理後の基礎舵角δbcが演算される。尚フィルタ係数Ｒは車速Ｖが高いほど小さくなるよう、０よりも大きく１よりも小さい値に演算される。
δbc＝Ｒ・δb_n＋（１−Ｒ）δb_n-1 ……（３）

ステップ８０に於いてはＨをホイールベースとしＫhをスタビリティファクタとして下記の式４に従って基準ヨーレートγeが演算されると共に、Ｔを時定数としｓをラプラス演算子として、車速Ｖ及び漸近処理後の基礎舵角δbcに基づき下記の式５に従って車輌の目標ヨーレートγtが演算される。尚基準ヨーレートγeは動的なヨーレートを考慮すべく車輌の横加速度Ｇyを加味して演算されてもよい。
γe＝Ｖ・δbc／（１＋ＫhＶ²）Ｈ ……（４）
γt＝γe／（１＋Ｔｓ） ……（５）

ステップ９０に於いては車輌の実際のヨーレートγと車輌の目標ヨーレートγtとの偏差としてヨーレート偏差Δγが演算されると共に、ヨーレート偏差Δγの絶対値が基準値γo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち車輌の挙動が悪化しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstに設定されると共に、各車輪の制動圧の増減量ΔＰbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が０に設定された後ステップ１８０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１１０へ進む。

ステップ１１０に於いてはsignΔγをヨーレート偏差Δγの符号としてヨーレート偏差ΔγとsignΔγとの積が正であるか否かの判別、車輌がスピン状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別、即ち車輌がドリフトアウト状態にあると判別されたときにはステップ１５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１２０へ進む。

ステップ１２０に於いてはヨーレート偏差Δγの大きさを低減するための車輌の目標ヨーモーメントＭt、即ち目標スピン抑制モーメントが演算され、ステップ１３０に於いては当技術分野に於いて公知の配分則に従って目標ヨーモーメントＭtが舵角制御による目標ヨーモーメントＭstと制動力制御による目標ヨーモーメントＭbtに分配され（Ｍst＋Ｍbt＝Ｍt）、ステップ１４０に於いては舵角制御による目標ヨーモーメントＭstに基づき該目標ヨーモーメントＭstを達成するための左右前輪の目標転舵角Δδtが当技術分野に於いて公知の要領にて演算されると共に、暫定目標舵角δstと目標転舵角Δδtとの和として左右前輪の目標舵角δtが演算される。

ステップ１５０に於いてはヨーレート偏差Δγに基づきヨーレート偏差Δγの大きさを低減するための目標ヨーモーメントＭt、即ち目標ドリフトアウト抑制ヨーモーメントが演算されると共に、該目標ヨーモーメントＭtが制動力の制御による目標ヨーモーメントＭbtに設定され、ステップ１６０に於いては左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstに設定され、しかる後ステップ１７０へ進む。

ステップ１７０に於いては制動力の制御による目標ヨーモーメントＭbtに基づき該目標ヨーモーメントＭbtを達成するための各車輪の制動圧の増減量ΔＰbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が当技術分野に於いて公知の要領にて演算され、ステップ１８０に於いては左右前輪の舵角が目標舵角δtになるよう転舵角可変装置２４が制御されることによって左右前輪の舵角が制御され、これにより左右前輪の横力により目標ヨーモーメントＭstに対応するヨーモーメントが車輌に付与される。

ステップ１９０に於いては図には示されていない圧力センサにより検出されるマスタシリンダ圧力をＰmとし、各車輪の増圧係数をＫi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）として下記の式６に従って各車輪の目標制動圧Ｐbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が演算され、ステップ２００に於いては各車輪の制動圧が対応する目標制動圧Ｐbtiになるよう制動装置３６が制御され、これにより各車輪の制動力差により目標ヨーモーメントＭstに対応するヨーモーメントが車輌に付与される。
Ｐbti＝Ｋi・Ｐm＋ΔＰbti ……（６）

かくして図示の実施例によれば、後述の如く転舵角可変装置２４が正常であるか否か及び挙動制御が実行されているか否かに応じて、目標旋回状態量としての目標ヨーレートγtを適正に演算し、これにより所定の操舵特性を達成しつつ左右前輪１０FL及び１０FRの舵角を運転者の操舵操作量に応じて適正に制御することができると共に、車輌の挙動を適正に制御することができる。

（Ａ）転舵角可変装置２４が正常であり、挙動制御が実行されていない場合
この場合にはステップ２０に於いて所定の操舵特性を達成するための左右前輪の暫定目標舵角δstが演算され、転舵角可変装置２４が正常であるのでステップ３０に於いて否定判別が行われ、左右前輪の舵角制御による挙動制御が実行されていないのでステップ４０に於いて否定判別が行われ、ステップ６０に於いて車輌の目標ヨーレートγt演算の基礎とされる舵角δbが実際の目標舵角δaに設定され、ステップ７０に於いて実際の目標舵角δaが漸近処理された後の基礎舵角δbcが演算され、ステップ８０に於いて漸近処理後の基礎舵角δbcに基づいて車輌の目標ヨーレートγtが演算される。

従って所定の操舵特性を達成するための制御転舵角を反映させて車輌の目標ヨーレートγtを演算することができ、これにより車輌の目標ヨーレートγtを適正に演算することができる。

また左右前輪の舵角の制御による挙動制御及び制動力の制御による挙動制御は不要であるのでこれらの制御は実行されないが、左右前輪の舵角は実際の目標舵角δaに基づいて制御されるので、所定の操舵特性を確実に達成しつつ左右前輪の舵角を運転者の操舵操作量に対応して制御することができる。

（Ｂ）転舵角可変装置２４が正常であり、挙動制御が実行されている場合
この場合には左右前輪の舵角制御による挙動制御が実行されているので、ステップ４０に於いて肯定判別が行われ、ステップ５０に於いて車輌の目標ヨーレートγt演算の基礎とされる舵角δbが左右前輪の暫定目標舵角δstに設定され、ステップ７０に於いて暫定目標舵角δstが漸近処理された後の基礎舵角δbcが演算され、ステップ８０に於いて漸近処理後の基礎舵角δbcに基づいて車輌の目標ヨーレートγtが演算される。

従って所定の操舵特性を達成するための左右前輪の転舵角及び挙動制御による左右前輪の転舵角を反映させて車輌の目標ヨーレートγtを適正に演算することができ、これによりヨーレート偏差Δγを適正に演算して車輌の挙動を適正に判定し挙動制御を適正に実行することができる。

またこの場合にはステップ１１０に於いて車輌がスピン状態にあるか否かの判別が行われ、車輌がスピン状態にあるときにはステップ１２０〜１４０及びステップ１７０に於いてスピン状態を抑制するための左右前輪の目標舵角δt及び各車輪の制動圧の増減量ΔＰbtiが所定の配分則に従って演算され、これにより左右前輪の舵角の制御によるスピン抑制制御及び各車輪の制動力の制御によるスピン抑制制御の両者によって車輌のスピン状態を効果的に抑制することができ、またステップ１１０に於いて車輌がドリフトアウト状態にあると判定されると、ステップ１５０及び１７０に於いて制動力の制御により車輌のドリフトアウトを抑制するための各車輪の制動圧の増減量ΔＰbtiが演算され、ステップ１６０に於いて左右前輪の目標舵角が暫定目標舵角δstに設定されるので、各車輪の制動力の制御によって車輌のドリフトアウト状態を効果的に抑制すると共に、所定の操舵特性を確実に達成しつつ左右前輪１０FL及び１０FRの舵角を運転者の操舵操作量に応じて適正に制御することができる。

（Ｃ）転舵角可変装置２４が異常である場合
この場合にはステップ３０に於いて肯定判別が行われ、ステップ６０に於いて目標ヨーレートγt演算の基礎舵角δbが左右前輪１０FL、１０FRの実際の舵角のδaに設定され、ステップ７０に於いて基礎舵角δbが漸近処理された後の基礎舵角δbcが演算され、ステップ８０に於いて漸近処理後の基礎舵角δbcに基づいて車輌の目標ヨーレートγtが演算される。

従って転舵角可変装置２４が異常であり、アッパステアリングシャフト２２とロアステアリングシャフト２６との間に相対回転角度、即ち０点ズレが存在する場合にも、相対回転角度の悪影響を受けることなく車輌の目標ヨーレートγtを適正に演算し、車輌の挙動が悪化しているか否かを適正に判定することができる。

（Ｄ）挙動制御の実行中に転舵角可変装置２４が異常になった場合
この場合にもステップ３０に於いて肯定判別が行われ、ステップ６０に於いて目標ヨーレートγt演算の基礎舵角δbが左右前輪１０FL、１０FRの実際の舵角δaに設定され、ステップ７０の基礎舵角δbの漸近処理が行われる。

従って転舵角可変装置２４が異常になったことにより目標ヨーレートγt演算の基礎舵角δbが暫定目標舵角δstより実際の舵角δaに変化しても、目標ヨーレートγt演算の基礎舵角δbが漸次実際の舵角δaに変化し、これにより車輌の目標ヨーレートγtが急激に変化することを確実に防止して挙動制御の制御量が急激に変化すること及びこれに起因する車輌挙動の急激な変化を確実に防止することができる。

特に図示の実施例によれば、ステップ７０に於ける基礎舵角δbの漸近処理は上記式３によるフィルタ処理によって行われ、フィルタ係数Ｒは車速が高いほど小さくなるよう車速に応じて可変設定されるので、車速Ｖが高く目標ヨーレートγtの急激な変化の影響が大きいほど目標ヨーレートγtの変化を低減することができ、また車速Ｖが低く目標ヨーレートγtの急激な変化の影響が小さいほど基礎舵角δbを速やかに暫定目標舵角δstより左右前輪の実際の舵角δaへ変化させることができる。

尚図示の実施例によれば、ステップ７０に於ける基礎舵角δbの漸近処理はステップ５０又は６０が完了すると実行されるので、舵角制御による挙動制御中に転舵角可変装置２４に異常が生じた場合以外にも基礎舵角δbの漸近処理が行われるが、基礎舵角δbが暫定目標舵角δstと実際の舵角δaとの間に変化する場合以外に於ける漸近処理前の基礎舵角δbの変化は比較的小さいので、ステップ７０の漸近処理により通常時に於ける目標ヨーレートγtの追従性が過度に悪化されることはない。

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。

例えば上述の実施例に於いては、転舵手段としての転舵角可変装置２４はアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転させることにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪１０FL及び１０FRを自動的に転舵するようになっているが、転舵手段は運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を操舵し得る限り、例えばタイロッド２０L及び２０Rを伸縮させる型式の転舵角可変装置やステアバイワイヤ式の転舵装置の如く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く、転舵手段は補助操舵輪としての後輪を転舵するものであってもよい。

また上述の実施例に於いては、各車輪の制動力が制御されることにより車輌に所要のヨーモーメントが付与されるようになっているが、各車輪の制動力及び駆動力が制御されることにより車輌に所要のヨーモーメントが付与されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例に於いては、転舵角可変装置２４が異常であるか否か及び舵角制御による挙動制御が実行されているか否かに拘らずステップ７０に於いて車輌の目標ヨーレートγt演算の基礎とされる舵角δbの漸近処理が行われるようになっているが、舵角制御による挙動制御が実行されている状況に於いて転舵角可変装置２４に異常が生じた場合にのみ例えば所定の時間に亘り基礎舵角δbの漸近処理が行われるよう修正されてもよく、また現在の基礎舵角δb_nと前回の基礎舵角δb_n-1との偏差の大きさが基準値以上である場合に基礎舵角δbの漸近処理が行われるよう修正されてもよい。

また上述の実施例に於いては、ステップ５０に於いて左右前輪の実際の舵角δaは、操舵角センサ５０により検出される操舵角θ及び回転角度センサ５２により検出されるアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度θreに基づき演算されるようになっているが、ロアステアリングシャフト２６の回転角度θsを検出する回転角度センサが設けられ、左右前輪の実際の舵角δaがθs／Ｒgoとして演算されてもよい。

また上述の実施例に於いては、ステップ１１０に於いて否定判別、即ち車輌がドリフトアウト状態にあると判別されたときにはステップ１５０に於いてヨーレート偏差Δγに基づき目標ドリフトアウト抑制ヨーモーメントとして制動力の制御による目標ヨーモーメントＭbtが演算され、ステップ１７０に於いて制動力の制御による目標ヨーモーメントＭbtに基づき各車輪の制動圧の増減量ΔＰbtiが演算されるようになっているが、ステップ１１０に於いて車輌がドリフトアウト状態にあると判別されたときにはヨーレート偏差Δγに基づきドリフトアウトを抑制するための各車輪の制動圧の増減量ΔＰbtiが演算され、ステップ１６０が実行された後ステップ１８０へ進むよう修正されてもよい。

更に上述の実施例に於いては、ステップ９０に於いてヨーレート偏差Δγの絶対値が基準値γo以上であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstに設定されると共に、各車輪の制動圧の増減量ΔＰbtiが０に設定され、肯定判別が行われたときにはステップ１１０へ進むようになっているが、図５に修正例として示されている如く、ステップ１００が省略され、目標ヨーモーメントＭst、Ｍbtがそれぞれ基準値Ｍsto（正の定数）、Ｍbto（正の定数）以上であるか否かに応じて目標舵角δtの演算態様及び制動圧の増減量ΔＰbtiの演算態様が変更されるよう修正されてもよい。

即ち図５に示された修正例に於いては、ステップ１３０の次に実行されるステップ１３５に於いて舵角制御による目標ヨーモーメントＭstの絶対値が基準値Ｍsto以上であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１４０が実行され、否定判別が行われたときにはステップ１６０が実行される。またステップ１４０又は１６０の次に実行されるステップ１６５に於いて制動力の制御による目標ヨーモーメントＭbtの絶対値が基準値Ｍbto以上であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１７０が実行され、否定判別が行われたときにはステップ１７５に於いて制動圧の増減量ΔＰbtiが０に設定される。更にステップ１５０の次に実行されるステップ１５５に於いてステップ１６５と同様の判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１０５に於いてステップ１７０と同様の演算が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００が実行される。

自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌に適用された本発明による車輌の挙動制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 実施例に於ける挙動制御ルーチンを示すフローチャートである。 車速Ｖとステアリングギヤ比Ｒgとの間の関係を示すグラフである。 車速Ｖとフィルタ係数Ｒとの間の関係を示すグラフである。 修正例に於ける挙動制御ルーチンの要部を示すフローチャートである。

符号の説明

１６ パワーステアリング装置
１４ ステアリングホイール
２４ 転舵角可変装置
３４ 電子制御装置
３６ 制動装置
４４ マスタシリンダ
５０ 操舵角センサ
５２ 回転角センサ
５４ 車速センサ
５６ ヨーレートセンサ

Claims (8)

1. 運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵手段と、車輌の目標旋回状態量を演算する目標旋回状態量演算手段と、車輌の実際の旋回状態量を検出する手段と、前記目標旋回状態量と前記実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値以上であるときには前記偏差の大きさを低減するための操舵輪の目標舵角を演算する目標舵角演算手段と、前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御する制御手段とを有する車輌の挙動制御装置に於いて、運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づき操舵輪の暫定目標舵角を演算する手段と、操舵輪の実舵角を検出する手段とを有し、前記目標旋回状態量演算手段は前記目標舵角に基づく前記操舵輪の舵角の制御が行われているときには前記暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算し、前記目標舵角に基づく前記操舵輪の舵角の制御が行われていないときには前記操舵輪の実舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算することを特徴とする車輌の挙動制御装置。
2. 前記制御手段は前記偏差の大きさが前記基準値未満であるときには前記暫定目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御することを特徴とする請求項１に記載の車輌の挙動制御装置。
3. 前記目標旋回状態量演算手段が前記目標旋回状態量を周期的に演算する過程で前記暫定目標舵角又は前記実舵角は過去の値から現在の値に漸変されることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌の挙動制御装置。
4. 前記暫定目標舵角は運転者の操舵操作量に対応する操舵輪の舵角と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角との和であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌の挙動制御装置。
5. 前記挙動制御装置は各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記偏差に基づき前記偏差の大きさを低減するための目標総挙動制御量を演算する手段と、前記目標総挙動制御量を所定の比率にて操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量と制駆動力の制御による目標挙動制御量とに配分する配分手段とを有し、前記目標舵角演算手段は前記操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量に基づき前記操舵輪の目標舵角を演算し、前記制御手段は前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御すると共に、前記制駆動力の制御による目標挙動制御量に基づき各車輪の目標制駆動力を演算し、前記制駆動力制御手段により前記目標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌の挙動制御装置。
6. 運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵手段と、車輌の目標旋回状態量を演算する目標旋回状態量演算手段と、車輌の実際の旋回状態量を検出する手段と、前記目標旋回状態量と前記実際の旋回状態量との偏差の大きさが基準値以上であるときには前記偏差の大きさを低減するための操舵輪の目標舵角を演算する目標舵角演算手段と、前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御する制御手段とを有する車輌の挙動制御装置に於いて、運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づき操舵輪の暫定目標舵角を演算する手段を有し、前記目標旋回状態量演算手段は前記目標舵角に基づく前記操舵輪の舵角の制御が行われているときには前記暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算し、前記挙動制御装置は各車輪の制駆動力を制御する制駆動力制御手段と、前記偏差に基づき前記偏差の大きさを低減するための目標総挙動制御量を演算する手段と、前記目標総挙動制御量を所定の比率にて操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量と制駆動力の制御による目標挙動制御量とに配分する配分手段とを有し、前記目標舵角演算手段は前記操舵輪の転舵角制御による目標挙動制御量に基づき前記操舵輪の目標舵角を演算し、前記制御手段は前記目標舵角に基づき前記転舵手段により前記操舵輪の舵角を制御すると共に、前記制駆動力の制御による目標挙動制御量に基づき各車輪の目標制駆動力を演算し、前記制駆動力制御手段により前記目標制駆動力に基づき各車輪の制駆動力を制御し、前記挙動制御装置は操舵輪の実際の舵角を検出する手段を有し、前記転舵手段が運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵することができないときには、前記目標旋回状態量演算手段は操舵輪の実際の舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算し、前記配分手段は前記目標総挙動制御量を前記制駆動力の制御による目標挙動制御量のみに配分することを特徴とする車輌の挙動制御装置。
7. 前記目標旋回状態量演算手段は前記暫定目標舵角に基づき車輌の目標旋回状態量を演算している状況に於いて前記転舵手段が運転者の操舵とは独立に操舵輪を転舵することができなくなったときには、車輌の目標旋回状態量を演算するための舵角が前記暫定目標舵角より操舵輪の実際の舵角へ変化することに起因する車輌の目標旋回状態量の変化を低減することを特徴とする請求項６に記載の車輌の挙動制御装置。
8. 車輌の目標旋回状態量の変化の低減度合は車速が高いときには車速が低いときに比して大きいことを特徴とする請求項７に記載の車輌の挙動制御装置。

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