車両の制御装置
【課題】操舵輪から伝達される操舵反力を迅速且つ正確に推定する。
【解決手段】
前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を変化させることが可能な舵角可変手段（２００）と、前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段（６００）とを備えた車両（１０）を制御する装置（１００）は、車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、車両の運動状態が目標運動状態となるように、設定される複数の目標状態量に応じて舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、設定される複数の目標状態量の各々、設定された複数の目標状態量に応じた上記少なくとも一方の舵角及び設定された複数の目標状態量に応じた上記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、操舵反力を推定する推定手段とを具備する。
【解決手段】
前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を変化させることが可能な舵角可変手段（２００）と、前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段（６００）とを備えた車両（１０）を制御する装置（１００）は、車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、車両の運動状態が目標運動状態となるように、設定される複数の目標状態量に応じて舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、設定される複数の目標状態量の各々、設定された複数の目標状態量に応じた上記少なくとも一方の舵角及び設定された複数の目標状態量に応じた上記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、操舵反力を推定する推定手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ステアリングギア比可変装置）、ＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）、４ＷＳ（4 Wheels Steering：４輪操舵装置）又はＳＢＷ（Steering By Wire：電子制御舵角可変装置）等を備えた車両を制御するための車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、舵角を制御するモータ１とステアリングトルクを制御するモータ２とを備えた自動操舵装置を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された自動操舵装置の制御方法によれば、自動操舵によって生じる操舵反力を上記モータ２のトルクによって打ち消すことが可能であるとされている。
【０００３】
尚、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように各輪の制駆動力を制御するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６１６９号公報
【特許文献２】特開平３−２９２２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法によると、操舵反力を相殺するためのアシストトルクが、操舵反力に応じて検出される操舵トルクに基づいて演算される。即ち、操舵反力は、検出可能な程度の操舵トルクとして顕在化した後に推定されることになる。
【０００６】
即ち、特許文献１の方法では、操舵反力を実現象としてしか検出できないことに起因して、ドライバが知覚し得る程度の有意な期間にわたって操舵反力は相殺されずに残存してしまうという技術的問題点がある。
【０００７】
このような技術的問題点は、操舵反力についての記述も示唆もない特許文献２に開示される技術を適用したところで同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、各種自動操舵がなされるにあたって操舵輪から伝達される操舵反力を、迅速且つ正確に推定可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該少なくとも一方の舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段とを備えた車両を制御する装置であって、前記車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、前記車両の運動状態が前記目標運動状態となるように、前記設定される複数の目標状態量に応じて前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、前記設定される複数の目標状態量の各々、前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方の舵角及び前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、前記車両の運動状態が前記目標運動状態へ収束する過程において操舵輪から操舵装置に伝達される操舵反力を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る車両は、舵角可変手段と制駆動力可変手段とを備える。
【００１１】
舵角可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方の舵角を、これらの変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバ操作とは、好適には、ステアリングホイル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、舵角可変手段によれば、ドライバがステアリングホイルから手を放していても、或いはステアリングを保舵しているのみであっても、上記舵角を所望の値に変化させることが可能である。
【００１２】
即ち、舵角可変手段とは、上記操舵入力手段から操舵輪（好適には、前輪）へ至る操舵入力の機械的伝達経路を担う通常の操舵機構とは本質的意味合いにおいて異なるものである。但し、物理構成上の観点から見れば、舵角可変手段の少なくとも一部は、当然ながらこの種の操舵機構と共用或いは共有されていてもよい。舵角可変手段は、好適な一形態としては、ＶＧＲＳ、ＳＢＷ、ＡＲＳ、或いは４ＷＳ等の各種実践的態様を採り得る。
【００１３】
舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪（上記操舵入力手段と機械的に連結された操舵輪を含み得る）について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１４】
制駆動力可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方における、左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な手段である。制駆動力可変手段は、好適な一形態として、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構等の各種駆動力分配手段、ＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含む各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御制動装置）等の実践的態様を採り得る。
【００１５】
前者は、内燃機関等の各種動力源から供給されるトルク（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係を有し得る）を、その物理的、機械的又は電気的作用により所望の配分比率に従って左右輪に配分するものであり、左右輪の駆動力の絶対値を増減制御し得るものである。従って、この種の態様を採る制駆動力可変手段の制御対象は、車両の駆動輪である。
【００１６】
一方、後者は、左右輪に付与される、好適には摩擦制動力としての制動力を変化させることにより、付与される制動力の小さい側の車輪の駆動力を相対的に高くすることと同等の効果を得るものである。即ち、制動力は、言わば負側の駆動力である。従って、この種の態様を採る制駆動力可変手段の制御対象は、必ずしも駆動輪でなくてよい。
【００１７】
左右輪で制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。
【００１８】
従って、制駆動力可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１９】
本発明に係る車両の制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００２０】
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、設定手段により、車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量が設定される。
【００２１】
本発明に係る「目標運動状態」とは、車両の採るべき運動状態であって、且つ少なくとも舵角可変手段及び制駆動力可変手段の各々により制御される上述の舵角及び制駆動力差の変化により導かれ得る運動状態を意味する。
【００２２】
上述したように、舵角可変手段及び制駆動力可変手段は、共に車両の旋回挙動を制御し得る手段である。従って、本発明に係る車両の目標運動状態とは、好適な一形態として、目標車線を維持した走行や目標経路にトレースした走行等を意味する。
【００２３】
本発明に係る「目標状態量」とは、このような目標運動状態に対応する車両の状態量であって、車両の旋回挙動を規定する状態量である。目標状態量は、好適な一形態として、例えば車体スリップ角（車両の旋回接線方向に対する角度であり、車体の向きと車体の瞬間的な進行方向とのなす角度である）、ヨーレート或いは横加速度等の目標値を意味する。
【００２４】
尚、設定手段は、例えば、目標走行路に沿って車両を走行させるための参照値となり得る物理量としての位置状態偏差（即ち、維持すべき目標走行路と車両との相対的位置関係を規定する偏差であり、好適な一形態として、目標走行路に対する車両の横位置の偏差やヨー角偏差等を含み得る）や、その時点の車速等に基づいて、目標状態量を設定する。目標状態量は、予め然るべき記憶手段にパラメータ値と対応付けられる形でマップ化されて格納されていてもよいし、その都度然るべき演算アルゴリズムや演算式等に従って導かれてもよい。
【００２５】
このようにして目標状態量が設定されると、運動制御手段により、車両の運動状態が当該目標運動状態となるように、この設定された複数の目標状態量に応じて上述の舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御される。
【００２６】
その結果、舵角可変手段により促される舵角の変化により、又は制駆動力可変手段により促される左右輪の制駆動力差により、或いはその両方により、例えば、車両の走行路が目標走行路に維持、収束又は漸近し、車両の運動状態が目標運動状態に維持、収束又は漸近する。
【００２７】
ここで、車両の運動状態を目標運動状態に維持、収束又は漸近させるにあたっての車両の状態量は複数必要となるが、車両挙動の安定化、ドライバビリティの維持及び挙動制御上の自由度等を考えると、これら複数の状態量は、夫々独立して制御可能であるのが望ましい。
【００２８】
目標状態量と舵角可変手段及び制駆動力可変手段の各制御量との相関は、公知の運動方程式から導出することができる。この際、車両の状態量を独立制御する観点に立てば、前輪舵角、後輪舵角、前輪制駆動力差及び後輪制駆動力差を含むパラメータは、必然的に独立性を維持しようとする状態量と同数必要となる。従って、車両の運動状態を二自由度で規定しようとすれば、パラメータもまた二個必要となる。
【００２９】
ところで、この種のヨー方向の挙動変化を伴う運動制御においては、操舵輪から、操舵輪に対する操舵入力の物理的な伝達を行う各種操舵装置（ステアリングホイル等の操舵入力手段を含む）に対して、例えば、操舵輪のセルフアライニングトルクに起因するものを含む操舵反力（トルクとして規定すれば、即ち、操舵反力トルクである）が加わる。
【００３０】
この操舵反力は、ドライバが操舵入力手段を保舵していれば、言わばステアリングの「手応え」ともなり得るが、運動制御手段による車両の運動制御は、ドライバの操舵意思とは無関係に遂行される性質のものであるから（無論、制御自体はドライバの意思で開始される性質のものである）、このような操舵反力は、ドライバに違和感を与え易い。
【００３１】
また、この操舵反力は、操舵入力手段を本来の旋回方向とは逆方向に回転させようとする反力であるから、ドライバがステアリングを保舵していない、所謂手放し走行時においては、操舵入力手段が逆旋回方向に切られることによって、運動制御手段による挙動制御の進捗に影響が及んでしまう。
【００３２】
この際、例えば、ドライバ操舵トルクとは別の操舵トルクの付与等を介して、操舵反力と拮抗する操舵力を別途付与すればよいのであるが、肝心の操舵反力が不明なままでは、この操舵反力と真に拮抗する力を与えることは困難である。また、この種の拮抗する力が操舵反力に対し大きければ、車両はこの拮抗する力の方向への旋回が促され、反対に小さければ、車両はこの操舵反力の方向への旋回が促されてしまうから、車両の円滑な挙動制御の観点からは、操舵反力の高精度な推定が望まれる状況にある。
【００３３】
即ち、車両における複数の状態量を独立制御することによる、高品質な自動操舵、特に手放し走行を実現するにあたっては、当該操舵反力を少なくとも迅速且つ高精度に推定することが必須要件となる。本発明に係る車両の制御装置は、このような問題点に想到し、上述した運動方程式に基づいて、操舵反力を迅速且つ高精度に推定することが可能であることを新規に見出したものである。
【００３４】
即ち、本発明に係る車両の制御装置によれば、推定手段は、設定される複数の目標状態量の各々、設定された複数の目標状態量に応じた舵角及び設定された複数の目標状態量に応じた制駆動力差のうち複数の要素に基づいて操舵反力を推定する。
【００３５】
ここで、上述した複数の目標状態量に独立した自由度を与えるだけでよい場合、運動制御手段の制御対象となるパラメータは、目標状態量の同数でよい。ところが、操舵反力を一種の状態量として扱うと、操舵反力を推定するためには、最低でも３種類のパラメータが必要となる。
【００３６】
ここで特に、この３種類のパラメータは、操舵反力と上記複数の要素との相対関係を特定するために必要となるのであり、このような相対関係が参照値として参照可能に記憶される場合、推定手段は、この最低３種類のパラメータから適宜選択された、或いは運動制御手段の制御対象に相当するものとして予め定められた、最低２種類のパラメータとこの相対関係とに基づいて、操舵反力を推定することができる。
【００３７】
このように、推定手段によれば、上述した従来技術のように、操舵反力が実現象として無視し得ない有限の期間にわたって顕在化した後に検出される場合と異なり、複数の目標状態量や、当該複数の目標状態量に応じて適宜制御される複数のパラメータ（例えば、前輪舵角、後輪舵角、前輪制駆動力差及び後輪制駆動力差の中から、事前に又はその都度適宜選択された複数のパラメータ）等といった、操舵反力を生じさせる要素に基づいて、操舵反力が実際に操舵装置に伝達される前段階（好適には、操舵入力手段に伝達される前段階）で操舵反力の推定を完了することができる。
【００３８】
従って、然るべき操舵反力抑制措置が請じられるにあたって、予測的な抑制（即ち、フィードフォワード的な抑制）が可能であり、事後対応的な抑制（即ち、フィードバック的な抑制）がなされる場合と較べて実践上の利益は明らかに大である。
【００３９】
補足すると、本発明は、（１）舵角可変手段及び制駆動力可変手段を協調させつつ車両の望ましいヨー挙動制御（例えば、車線維持走行や目標経路維持走行）を実現するにあたって、操舵反力を推定する必要を見出し、（２）公知の運動方程式から、上記ヨー挙動制御に対応する要素値（目標状態量或いは舵角又は制駆動力差の実制御量）と操舵反力との関係性を導き出し得る点に着眼することによって、迅速且つ高精度な操舵反力の推定を可能としたものである。従って、操舵反力導出の根拠が公知の運動方程式にあるか否かは、本発明の進歩性にいささかも影響を与えないことは明白である。
【００４０】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記目標状態量は、前記車両のヨーレート及び車体スリップ角であり、前記推定手段は、前記複数の要素として、前記ヨーレート及び車体スリップ角に基づいて前記操舵反力を推定する。
【００４１】
この態様によれば、目標状態量としてのヨーレート及び車体スリップ角が設定された段階で操舵反力を推定することが可能となる。従って、操舵反力の推定がより迅速に行われ、例えば、操舵反力を抑制或いは解消するための各種の措置を講じるための時間的猶予を獲得することが可能となる。
【００４２】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記推定手段は、前記複数の要素として、前記少なくとも一方の舵角及び前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて前記操舵反力を推定する。
【００４３】
運動制御手段が舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御するにあたっては、設定される目標状態量に応じて、適宜これら各手段の制御量の目標値が設定される。ここで、この設定される目標値は、あくまで目標値であるから、目標状態量に基づいた操舵反力の推定がなされた場合、各手段の実応答の時間的遅延により車両の運動状態が目標運動状態から乖離する過渡的な期間については、推定された操舵反力が実現象として生じる操舵反力とずれる可能性がある。
【００４４】
この態様によれば、操舵反力は、いずれも車両の実挙動である、少なくとも一方の舵角と少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて推定される。従って、推定される操舵反力は、車両の実挙動に即した値となり、高い推定精度が担保される。
【００４５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段を備え、前記車両の制御装置は、前記推定された操舵反力が抑制されるように前記操舵反力抑制手段を制御する操舵反力制御手段を具備する。
【００４６】
この態様によれば、車両には、操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段が備わり、操舵反力制御手段が、この操舵反力抑制手段の制御を介してこの操舵反力を抑制するため、車両の運動状態を目標運動状態に維持、収束又は漸近させるに際して、所謂手放し走行が可能となり、高い利便性が提供される。また、手放し走行がなされない場合であっても、ドライバが自身の操舵意思とは無関係な操舵反力に抗する保舵力を付与する必要はないため、ドライバビリティの低下も抑制され得る。
【００４７】
尚、本発明に係る「操舵反力抑制手段」とは、操舵入力手段を介して与えられる操舵入力の一形態としてのドライバ操舵トルクとは独立した操舵トルクを付与可能な、ＥＰＳ等の各種パワーステアリング装置であってもよい。
【００４８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
＜実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５１】
図１において、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備えた、本発明に係る「車両」の一例である。車両１０は、ＥＣＵ１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００、ＥＰＳ駆動装置５００、及び制動装置６００を備える。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。
【００５３】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「設定手段」、「運動制御手段」、「推定手段」及び「操舵反力制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５４】
車両１０では、本発明に係る操舵入力手段としてのステアリングホイル１１を介してドライバより与えられる操舵入力が、ステアリングホイル１１と同軸回転可能に連結され且つステアリングホイル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００５５】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた、本発明に係る「操舵力付与手段」の一例である。
【００５６】
ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。
【００５７】
ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。
【００５８】
減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、第１の回転要素たるサンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、第２の回転要素たるキャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そして第３の回転要素たるリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００５９】
このような構成を有する減速機構２０３によれば、ステアリングホイル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。
【００６０】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角δｆとの比たる操舵伝達比Ｋが、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００６１】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ステアリングホイル１１を介した操舵入力から独立して操舵輪の舵角を変化させることが可能な、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。
【００６２】
尚、減速機構２０３は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。
【００６３】
ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００と共に、本発明に係る「舵角可変手段」の一例を構成している。
【００６４】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、操舵機構１９に伝達される。
【００６５】
操舵機構１９は、所謂ラックアンドピニオン機構であり、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む機構である。操舵機構１９は、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。
【００６６】
ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の一例である。
【００６７】
このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にＥＰＳトルクＴｅｐｓを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、操舵トルクの一種としてピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。
【００６９】
ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられるドライバ操舵トルクＭＴは、ＥＰＳトルクＴｅｐｓにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、ドライバの操舵負担が軽減される構成となっている。
【００７０】
ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳアクチュエータ４００と共に、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の一例を構成している。
【００７１】
尚、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の態様は、ここに例示するものに限定されず、例えば、ＥＰＳモータから出力されるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、不図示の減速ギアによる回転速度の減速を伴って、直接ロアステアリングシャフト１３に伝達されてもよいし、ラックバー１５の往復運動をアシストする力として付与されてもよい。
【００７２】
一方、車両１０には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７及び回転角センサ１８を含む各種センサが備わっている。
【００７３】
操舵トルクセンサ１６は、ドライバからステアリングホイル１１を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０のドライバがステアリングホイル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、ドライバ操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７４】
操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７５】
回転センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との回転位相差たるＶＧＲＳ回転角θｖｇを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。回転角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ回転角θｖｇは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７６】
尚、ＥＣＵ１００は、この検出されたＶＧＲＳ回転角θｖｇに基づいて、前輪舵角δｆを算出可能である。但し、車両１０は、操舵輪たる前輪近傍に、前輪舵角δｆを検出可能な舵角センサを備えていてもよい。
【００７７】
車両１０は、車載カメラ２０及び車速センサ２１を備える。
【００７８】
車載カメラ２０は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、後述するＬＫＡ制御に必要な各種データを取得可能である。
【００７９】
車速センサ２１は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８０】
制動装置６００は、操舵輪たる前輪ＦＬ及びＦＲと、非操舵輪である後輪ＲＬ及びＲＲに対し、個別に制動力を供給可能に構成されたＥＣＢであり、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例である。制動装置６００は、ブレーキアクチュエータ（図示ブレーキＡＣＴ）６１０と、各輪に対応する制動部材６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【００８１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、各輪に備わる制動部材の各々に対し作動油を供給するための油路と、当該油路に設置された複数のソレノイドバルブと、当該油路への作動油の供給圧を制御する電動オイルポンプとを備えた、制動力制御装置である。
【００８２】
当該油路に供給される油圧は、各ソレノイドバルブの開閉状態と、電動オイルポンプの駆動状態とに応じて可変に制御される。ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８３】
各制動部材は、各車輪に付設され、各車輪に制動力としての摩擦力を付与する油圧制動装置である。各制動部材には、先述したように、ブレーキアクチュエータ６１０を介して適切な油圧が供給されており、各制動部材は、供給される油圧に応じた摩擦力を車輪に付与することによって、各車輪に制動力を付与することが可能である。
【００８４】
ここで、制動力の大小は、相対的に駆動力の小大に対応する。このため、前輪に与えられる制動力が相互に異なる場合、前輪には前輪制駆動力差Ｆｆが発生し、後輪に与えられる制動力が相互に異なる場合、後輪には後輪制駆動力差Ｆｒが発生する。
【００８５】
＜実施形態の動作＞
以下、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御は、車両１０を目標走行路（本実施形態では、即ち車線（レーン）である）に追従させる制御であり、車両１０において実行される走行支援制御の一である。
【００８６】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１０の車室内に設置されたＬＫＡ制御発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８７】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ２０から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【００８８】
白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標走行路を設定することができないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００８９】
ステップＳ１０４においては、公知の手法に基づいて、目標走行路の半径Ｒ（即ち、曲率の逆数である）、白線と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。
【００９０】
これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる目標車両状態量として、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇを算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５は、本発明に係る「設定手段」の動作の一例である。
【００９１】
これら目標車両状態量は、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記走行路半径Ｒ、横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φに対応付けられる形でマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において算出された各路面情報に応じて適宜該当する値を選択する。
【００９２】
但し、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇの設定態様は、公知非公知を問わず各種態様が適用され得る。
【００９３】
目標車両状態量が算出されると、処理は二系統に分岐する。即ち、ステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９に規定されるＬＫＡ処理と、ステップＳ１１０乃至ステップＳ１１４に規定されるトルクアシスト処理である。
【００９４】
始めに、ＬＫＡ処理について説明する。
【００９５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５で算出された目標状態量に基づいて、前輪舵角δｆの目標値である前輪目標舵角δｆｔｇを設定する（ステップＳ１０６）。前輪目標舵角δｆを設定すると、ＥＣＵ１００は、この設定された前輪目標舵角δｆｔｇが得られるように、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を駆動制御する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７は、本発明に係る「運動制御手段」の動作の一例である。
【００９６】
また、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５で算出された目標状態量に基づいて、前輪制駆動力差Ｆｆの目標値である前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定する（ステップＳ１０８）。前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定すると、ＥＣＵ１００は、この設定された前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇが得られるように、ブレーキアクチュエータ６１０を駆動制御する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９は、本発明に係る「運動制御手段」の動作の他の一例である。
【００９７】
尚、前輪目標舵角δｆｔｇに対するＶＧＲＳアクチュエータ２００の制御目標値の設定及び前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇに対するブレーキアクチュエータ６１０の制御目標値の設定は、夫々ＲＯＭに格納された制御マップを参照する形で行われる。
【００９８】
ステップＳ１０９が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。ＬＫＡ処理はこのようにして行われる。
【００９９】
尚、ステップＳ１０６における前輪目標舵角δｆｔｇの設定、及びステップＳ１０８における前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇの設定については、後述する。
【０１００】
一方、トルクアシスト処理では、先ず、ＥＰＳアクチュエータ４００から供給すべきＥＰＳトルクＴｅｐｓの基準値である、ＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓが算出される（ステップＳ１１０）。
【０１０１】
このＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓはＶＧＲＳモータ２０２の体格に起因するトルク不足を補うトルクである。より具体的には、ＶＧＲＳモータ２０２は、ＥＰＳアクチュエータ４００により相応のトルク補償がなされることを前提に、その体格が決定されている。従って、ＥＰＳアクチュエータ４００から何らのトルクアシストも得られない場合、ロアステアリングシャフト１４から操舵輪に至る機械的操舵伝達経路の慣性に負けて、ＶＧＲＳモータ２０２は、前輪を転舵させることができない。従って、ＶＧＲＳアクチュエータ２００によるＬＫＡ処理が実行される期間においては、常時ＥＰＳアクチュエータ４００からのトルクアシストが実行されるのである。
【０１０２】
次に、ＥＣＵ１００は、操舵反力トルクＴ（即ち、本発明に係る「操舵反力」の一例）を推定する（ステップＳ１１１）。即ち、ステップＳ１１１は、本発明に係る「推定手段」の動作の一例である。尚、操舵反力トルクＴの推定に関しては、先述した前輪目標舵角δｆｔｇ及び前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇの各々の設定態様と共に後述することとする。
【０１０３】
操舵反力トルクが推定されると、ＥＣＵ１００は、この推定された操舵反力トルクＴを抑制するための操舵反力抑制トルクＴｒｃｔを算出する（ステップＳ１１２）。操舵反力抑制トルクＴｒｃｔは、操舵反力トルクＴと正負の符号が反転したトルクである。
【０１０４】
操舵反力抑制トルクＴｒｃｔが算出されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０で算出されたＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓに、この操舵反力抑制トルクＴｒｃｔを加算することによって、ＥＰＳアクチュエータ４００から出力すべき最終的なトルクであるＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇを算出する（ステップＳ１１３）。
【０１０５】
ＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇが得られるように、ＥＰＳアクチュエータ４００を駆動制御する（ステップＳ１１４）。即ち、ステップＳ１１４は、本発明に係る「操舵反力制御手段」の動作の一例である。ステップＳ１１４が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。トルクアシスト処理はこのようにして実行される。
【０１０６】
このように、本実施形態によれば、舵角可変手段たるＶＧＲＳアクチュエータ２００及び制駆動力可変手段たる制動装置６００を相互に協調制御し、前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆをパラメータとすることによって、車両１０の状態量たる車体スリップ角βとヨーレートγとを相互に独立して制御することが可能である。その結果、車両１０の状態量を目標状態量に維持し、好適な車線維持走行を実現することが可能である。
【０１０７】
ここで特に、ステップＳ１１１において操舵反力トルクＴが推定され、最終的なＥＰＳアクチュエータ６００の出力トルクたるＥＰＳトルクＴｅｐｓに、この推定された操舵反力トルクが反映されるため、ステアリングホイル１１に操舵反力が作用することがなく、ステアリングホイル１１がＬＫＡ処理における本来の旋回方向と逆方向に逆操舵される事態が防止される。このため、ドライバは、ステアリングホイル１１を保舵する必要はなく、手放し運転による目標車線維持が可能となるのである。
【０１０８】
別言すれば、ステップＳ１１１において操舵反力トルクＴ（操舵反力に相関する値）の推定がなされなければ、ドライバがステアリングホイル１１を保舵し、操舵反力に拮抗する保舵トルクを与えない限り、車両１０の状態量を目標状態量に維持することができない。
【０１０９】
何故なら、ＥＰＳアクチュエータ６００から上述の基本目標トルクＴｅｐｓｂｓが供給されるとは言え、保舵されないステアリングホイル１１の方が、操舵輪及び操舵機構１９を含む操舵系に較べて操舵負荷が軽いことは歴然としており、ステアリングホイル１１が保舵されない場合、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させるに過ぎないＶＧＲＳモータ２０２から供給されるトルクは、ステアリングホイル１１を逆操舵するために消費されてしまうのである。
＜操舵反力推定の詳細＞
上述したように、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１において、ＬＫＡ処理によって生じる操舵反力トルクＴが推定される。操舵反力トルクＴの推定は、予め構築された車両１０の状態量に関する運動方程式（以下、単に「車両の運動方程式」と称する）に基づいて実行される。車両１０の運動方程式は、例えば、下記（１）式の如くに規定される。
【０１１０】
【数１】
ここで、（１）式における係数Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は、夫々、下記（２）乃至（１０）式の如くに規定される。
【０１１１】
【数２】
【０１１２】
【数３】
【０１１３】
【数４】
【０１１４】
【数５】
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
【数７】
【０１１７】
【数８】
【０１１８】
【数９】
【０１１９】
【数１０】
ここで、上記各式における各参照記号の表す意味は以下の通りである。
【０１２０】
β・・・車体スリップ角
γ・・・ヨーレート
Ｔ・・・操舵輪に発生するトルク（即ち、操舵反力に対応するトルクである）
Ｓｔ・・・スタビリティファクタ
Ｍ・・・車両重量
Ｖ・・・車速
ｌｆ・・・車両重心-フロント車軸距離
ｌｒ・・・車両重心-リア車軸距離
ｌ・・・ｌｆ+ｌｒ（＝ホイールベース）
ｄｆ・・・フロントトレッド幅
ｄｒ・・・リアトレッド幅
Ｋｆ・・・前輪コーナリングパワー
Ｋｒ・・・後輪コーナリングパワー
Ｋ・・・操舵輪キングピンオフセット
ｔ・・・車輪トレール量
δｆ・・・前輪操舵角
Ｆｆ・・・前輪制駆動力差（左右輪の前後力差）
Ｆｒ・・・後輪制駆動力差（左右輪の前後力差）
ここで、既に説明したように、本実施形態に係るＬＫＡ処理では、前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆによって、車両１０の状態量としての車体スリップ角β及びヨーレートγを独立に制御することが可能となっている。このような独立制御が可能な理由は、上記運動方程式を見れば明らかであろう。即ち、制御目標が車体スリップ角βとヨーレートγの二種類であれば、二種類の制御パラメータによって、これらを独立制御できるのである。
【０１２１】
上述したＬＫＡ制御のステップＳ１０６において、前輪目標舵角δｆｔｇは、上記運動方程式のβ及びγを夫々ステップＳ１０５で算出されたβｔｇ及びγｔｇとすることによって得られる。但し、本実施形態では、上記運動方程式から導かれる両者の相対関係が、予めマップ化されており、ＥＣＵ１００は、目標β及びγに対して一意に前輪目標舵角δｆｔｇを設定することができる。
【０１２２】
同様に、上述したＬＫＡ制御のステップＳ１０８において、前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇは、上記運動方程式のβ及びγを夫々ステップＳ１０５で算出されたβｔｇ及びγｔｇとすることによって得られる。但し、本実施形態では、上記運動方程式から導かれる両者の相対関係が、予めマップ化されており、ＥＣＵ１００は、目標β及びγに対して一意に前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定することができる。
【０１２３】
一方、制御目標として操舵反力トルクＴが加わると、制御パラメータがもう一つ必要となる。上記運動方程式では、後輪制駆動力差Ｆｒがそれに該当する。制御パラメータを追加することによって、操舵反力トルクＴは、下記（１１）式又は（１２）式の如くに表されることが分かる。
【０１２４】
【数１１】
【０１２５】
【数１２】
式（１１）は、操舵反力トルクＴを算出するためのパラメータとして前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆが採用された場合であり、式（１２）は、同パラメータとして前輪舵角δｆ及び後輪制駆動力差Ｆｒが採用された場合に対応する。いずれにせよ、操舵反力トルクＴは、車両１０の状態量制御に使用されるパラメータ（前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆ又は後輪制駆動力差Ｆｆ）を、本発明に係る「複数要素」の一例とすることによって正確に推定される。
【０１２６】
ここで、上記運動方程式は、パラメータとして前輪舵角δｆ、前輪制駆動力差Ｆｆ及び後輪制駆動力差Ｆｒを使用した場合の式であるが、パラメータはこれらに限定されるものではなく、例えば、上記パラメータのいずれか一つを、後輪舵角δｒに置換してもよい（無論、その場合、上記係数は変化するが、概念上の変化はない）。この場合、車両１０は、好適には、後輪の舵角制御を可能とする、例えばＡＲＳ等の後輪舵角可変装置を備える。
【０１２７】
他方、操舵反力トルクＴは、本発明に係る「複数の要素」の他の例として、上述のパラメータに代えて目標状態量（即ち、車体スリップ角β及びヨーレートγ）を使用することによっても推定可能である。即ち、上記運動方程式を変形すると、操舵反力トルクＴは、β及びγの関数として、下記（１３）式の如くに表される。
【０１２８】
【数１３】
ここで、（１３）式における係数Ｃ１及び係数Ｃ２は、夫々下記（１４）式及び（１５）式の如くに表される。尚、Ｍｒは、リア車軸重量（Ｍｒ＝ｌｆＭ／Ｉ）である。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
【数１５】
このように、車体スリップ角β及びヨーレートγに基づいて操舵反力トルクＴを推定する場合、操舵反力トルクＴは、上述のＬＫＡ制御で言えばステップＳ１０５の段階で推定準備が整うことになる。従って、このような目標状態量に応じた操舵反力トルクＴの推定は、即時性に優れる。
【０１３１】
反面、このような目標状態量に基づいた推定は、車両１０の実応答を必ずしも正確に反映しない。例えば、ＶＧＲＳアクチュエータ２００及びブレーキアクチュエータ６１０には、各部の応答遅延が存在するから、推定される操舵反力トルクＴは、収束値としては正しくても、過渡的に実際の操舵反力トルクと一致しない場合がある。
【０１３２】
そのような観点からは、上述した制御パラメータに基づいた推定が効果的である。制御パラメータに基づいた推定は、常時その時点の制御パラメータ（即ち、前輪舵角δｆ、前輪制駆動力差Ｆｆ或いは後輪制駆動力差Ｆｒ）が反映されるため、正確性においては、目標状態量に基づいた推定よりも優れる。
【０１３３】
但し、いずれにせよ、本実施形態によれば、操舵反力トルクＴが、実際にステアリングホイル１１の逆操舵を招来しない早い段階で推定される。従って、フィードフォワード的に操舵反力トルクＴを打ち消し、良好な状態量制御が可能となる。
【０１３４】
尚、本実施形態に係る車両１０は、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例として制動装置６００を備えるが、制動装置６００は、減速側の車両挙動を制御範囲とするから、より制御範囲を拡大する見地から言えば、車両１０は、駆動力分配デファレンシャル（即ち、一種のＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付差動機構）である）等の駆動力分配手段を備えていてもよい。この場合、駆動力と制動力との両方を個別に制御することができるため、車両挙動を、加速側でも減速側でも制御することが可能となる。或いは、制動力を各輪独立して制御する代わりに、この種の駆動力分配手段により駆動力のみが各輪独立して制御可能な構成であってもよい。
【０１３５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させる機能を有する車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…ステアリングホイル、１２…アッパーステアリングシャフト、１３…ロアステアリングシャフト、１４…ピニオンギア、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１８…回転角センサ、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置、４００…ＥＰＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳ駆動装置、６００…制動装置、６１０…ブレーキアクチュエータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ステアリングギア比可変装置）、ＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）、４ＷＳ（4 Wheels Steering：４輪操舵装置）又はＳＢＷ（Steering By Wire：電子制御舵角可変装置）等を備えた車両を制御するための車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、舵角を制御するモータ１とステアリングトルクを制御するモータ２とを備えた自動操舵装置を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された自動操舵装置の制御方法によれば、自動操舵によって生じる操舵反力を上記モータ２のトルクによって打ち消すことが可能であるとされている。
【０００３】
尚、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように各輪の制駆動力を制御するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６１６９号公報
【特許文献２】特開平３−２９２２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法によると、操舵反力を相殺するためのアシストトルクが、操舵反力に応じて検出される操舵トルクに基づいて演算される。即ち、操舵反力は、検出可能な程度の操舵トルクとして顕在化した後に推定されることになる。
【０００６】
即ち、特許文献１の方法では、操舵反力を実現象としてしか検出できないことに起因して、ドライバが知覚し得る程度の有意な期間にわたって操舵反力は相殺されずに残存してしまうという技術的問題点がある。
【０００７】
このような技術的問題点は、操舵反力についての記述も示唆もない特許文献２に開示される技術を適用したところで同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、各種自動操舵がなされるにあたって操舵輪から伝達される操舵反力を、迅速且つ正確に推定可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該少なくとも一方の舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段とを備えた車両を制御する装置であって、前記車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、前記車両の運動状態が前記目標運動状態となるように、前記設定される複数の目標状態量に応じて前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、前記設定される複数の目標状態量の各々、前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方の舵角及び前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、前記車両の運動状態が前記目標運動状態へ収束する過程において操舵輪から操舵装置に伝達される操舵反力を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る車両は、舵角可変手段と制駆動力可変手段とを備える。
【００１１】
舵角可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方の舵角を、これらの変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバ操作とは、好適には、ステアリングホイル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、舵角可変手段によれば、ドライバがステアリングホイルから手を放していても、或いはステアリングを保舵しているのみであっても、上記舵角を所望の値に変化させることが可能である。
【００１２】
即ち、舵角可変手段とは、上記操舵入力手段から操舵輪（好適には、前輪）へ至る操舵入力の機械的伝達経路を担う通常の操舵機構とは本質的意味合いにおいて異なるものである。但し、物理構成上の観点から見れば、舵角可変手段の少なくとも一部は、当然ながらこの種の操舵機構と共用或いは共有されていてもよい。舵角可変手段は、好適な一形態としては、ＶＧＲＳ、ＳＢＷ、ＡＲＳ、或いは４ＷＳ等の各種実践的態様を採り得る。
【００１３】
舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪（上記操舵入力手段と機械的に連結された操舵輪を含み得る）について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１４】
制駆動力可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方における、左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な手段である。制駆動力可変手段は、好適な一形態として、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構等の各種駆動力分配手段、ＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含む各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御制動装置）等の実践的態様を採り得る。
【００１５】
前者は、内燃機関等の各種動力源から供給されるトルク（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係を有し得る）を、その物理的、機械的又は電気的作用により所望の配分比率に従って左右輪に配分するものであり、左右輪の駆動力の絶対値を増減制御し得るものである。従って、この種の態様を採る制駆動力可変手段の制御対象は、車両の駆動輪である。
【００１６】
一方、後者は、左右輪に付与される、好適には摩擦制動力としての制動力を変化させることにより、付与される制動力の小さい側の車輪の駆動力を相対的に高くすることと同等の効果を得るものである。即ち、制動力は、言わば負側の駆動力である。従って、この種の態様を採る制駆動力可変手段の制御対象は、必ずしも駆動輪でなくてよい。
【００１７】
左右輪で制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。
【００１８】
従って、制駆動力可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１９】
本発明に係る車両の制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００２０】
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、設定手段により、車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量が設定される。
【００２１】
本発明に係る「目標運動状態」とは、車両の採るべき運動状態であって、且つ少なくとも舵角可変手段及び制駆動力可変手段の各々により制御される上述の舵角及び制駆動力差の変化により導かれ得る運動状態を意味する。
【００２２】
上述したように、舵角可変手段及び制駆動力可変手段は、共に車両の旋回挙動を制御し得る手段である。従って、本発明に係る車両の目標運動状態とは、好適な一形態として、目標車線を維持した走行や目標経路にトレースした走行等を意味する。
【００２３】
本発明に係る「目標状態量」とは、このような目標運動状態に対応する車両の状態量であって、車両の旋回挙動を規定する状態量である。目標状態量は、好適な一形態として、例えば車体スリップ角（車両の旋回接線方向に対する角度であり、車体の向きと車体の瞬間的な進行方向とのなす角度である）、ヨーレート或いは横加速度等の目標値を意味する。
【００２４】
尚、設定手段は、例えば、目標走行路に沿って車両を走行させるための参照値となり得る物理量としての位置状態偏差（即ち、維持すべき目標走行路と車両との相対的位置関係を規定する偏差であり、好適な一形態として、目標走行路に対する車両の横位置の偏差やヨー角偏差等を含み得る）や、その時点の車速等に基づいて、目標状態量を設定する。目標状態量は、予め然るべき記憶手段にパラメータ値と対応付けられる形でマップ化されて格納されていてもよいし、その都度然るべき演算アルゴリズムや演算式等に従って導かれてもよい。
【００２５】
このようにして目標状態量が設定されると、運動制御手段により、車両の運動状態が当該目標運動状態となるように、この設定された複数の目標状態量に応じて上述の舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御される。
【００２６】
その結果、舵角可変手段により促される舵角の変化により、又は制駆動力可変手段により促される左右輪の制駆動力差により、或いはその両方により、例えば、車両の走行路が目標走行路に維持、収束又は漸近し、車両の運動状態が目標運動状態に維持、収束又は漸近する。
【００２７】
ここで、車両の運動状態を目標運動状態に維持、収束又は漸近させるにあたっての車両の状態量は複数必要となるが、車両挙動の安定化、ドライバビリティの維持及び挙動制御上の自由度等を考えると、これら複数の状態量は、夫々独立して制御可能であるのが望ましい。
【００２８】
目標状態量と舵角可変手段及び制駆動力可変手段の各制御量との相関は、公知の運動方程式から導出することができる。この際、車両の状態量を独立制御する観点に立てば、前輪舵角、後輪舵角、前輪制駆動力差及び後輪制駆動力差を含むパラメータは、必然的に独立性を維持しようとする状態量と同数必要となる。従って、車両の運動状態を二自由度で規定しようとすれば、パラメータもまた二個必要となる。
【００２９】
ところで、この種のヨー方向の挙動変化を伴う運動制御においては、操舵輪から、操舵輪に対する操舵入力の物理的な伝達を行う各種操舵装置（ステアリングホイル等の操舵入力手段を含む）に対して、例えば、操舵輪のセルフアライニングトルクに起因するものを含む操舵反力（トルクとして規定すれば、即ち、操舵反力トルクである）が加わる。
【００３０】
この操舵反力は、ドライバが操舵入力手段を保舵していれば、言わばステアリングの「手応え」ともなり得るが、運動制御手段による車両の運動制御は、ドライバの操舵意思とは無関係に遂行される性質のものであるから（無論、制御自体はドライバの意思で開始される性質のものである）、このような操舵反力は、ドライバに違和感を与え易い。
【００３１】
また、この操舵反力は、操舵入力手段を本来の旋回方向とは逆方向に回転させようとする反力であるから、ドライバがステアリングを保舵していない、所謂手放し走行時においては、操舵入力手段が逆旋回方向に切られることによって、運動制御手段による挙動制御の進捗に影響が及んでしまう。
【００３２】
この際、例えば、ドライバ操舵トルクとは別の操舵トルクの付与等を介して、操舵反力と拮抗する操舵力を別途付与すればよいのであるが、肝心の操舵反力が不明なままでは、この操舵反力と真に拮抗する力を与えることは困難である。また、この種の拮抗する力が操舵反力に対し大きければ、車両はこの拮抗する力の方向への旋回が促され、反対に小さければ、車両はこの操舵反力の方向への旋回が促されてしまうから、車両の円滑な挙動制御の観点からは、操舵反力の高精度な推定が望まれる状況にある。
【００３３】
即ち、車両における複数の状態量を独立制御することによる、高品質な自動操舵、特に手放し走行を実現するにあたっては、当該操舵反力を少なくとも迅速且つ高精度に推定することが必須要件となる。本発明に係る車両の制御装置は、このような問題点に想到し、上述した運動方程式に基づいて、操舵反力を迅速且つ高精度に推定することが可能であることを新規に見出したものである。
【００３４】
即ち、本発明に係る車両の制御装置によれば、推定手段は、設定される複数の目標状態量の各々、設定された複数の目標状態量に応じた舵角及び設定された複数の目標状態量に応じた制駆動力差のうち複数の要素に基づいて操舵反力を推定する。
【００３５】
ここで、上述した複数の目標状態量に独立した自由度を与えるだけでよい場合、運動制御手段の制御対象となるパラメータは、目標状態量の同数でよい。ところが、操舵反力を一種の状態量として扱うと、操舵反力を推定するためには、最低でも３種類のパラメータが必要となる。
【００３６】
ここで特に、この３種類のパラメータは、操舵反力と上記複数の要素との相対関係を特定するために必要となるのであり、このような相対関係が参照値として参照可能に記憶される場合、推定手段は、この最低３種類のパラメータから適宜選択された、或いは運動制御手段の制御対象に相当するものとして予め定められた、最低２種類のパラメータとこの相対関係とに基づいて、操舵反力を推定することができる。
【００３７】
このように、推定手段によれば、上述した従来技術のように、操舵反力が実現象として無視し得ない有限の期間にわたって顕在化した後に検出される場合と異なり、複数の目標状態量や、当該複数の目標状態量に応じて適宜制御される複数のパラメータ（例えば、前輪舵角、後輪舵角、前輪制駆動力差及び後輪制駆動力差の中から、事前に又はその都度適宜選択された複数のパラメータ）等といった、操舵反力を生じさせる要素に基づいて、操舵反力が実際に操舵装置に伝達される前段階（好適には、操舵入力手段に伝達される前段階）で操舵反力の推定を完了することができる。
【００３８】
従って、然るべき操舵反力抑制措置が請じられるにあたって、予測的な抑制（即ち、フィードフォワード的な抑制）が可能であり、事後対応的な抑制（即ち、フィードバック的な抑制）がなされる場合と較べて実践上の利益は明らかに大である。
【００３９】
補足すると、本発明は、（１）舵角可変手段及び制駆動力可変手段を協調させつつ車両の望ましいヨー挙動制御（例えば、車線維持走行や目標経路維持走行）を実現するにあたって、操舵反力を推定する必要を見出し、（２）公知の運動方程式から、上記ヨー挙動制御に対応する要素値（目標状態量或いは舵角又は制駆動力差の実制御量）と操舵反力との関係性を導き出し得る点に着眼することによって、迅速且つ高精度な操舵反力の推定を可能としたものである。従って、操舵反力導出の根拠が公知の運動方程式にあるか否かは、本発明の進歩性にいささかも影響を与えないことは明白である。
【００４０】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記目標状態量は、前記車両のヨーレート及び車体スリップ角であり、前記推定手段は、前記複数の要素として、前記ヨーレート及び車体スリップ角に基づいて前記操舵反力を推定する。
【００４１】
この態様によれば、目標状態量としてのヨーレート及び車体スリップ角が設定された段階で操舵反力を推定することが可能となる。従って、操舵反力の推定がより迅速に行われ、例えば、操舵反力を抑制或いは解消するための各種の措置を講じるための時間的猶予を獲得することが可能となる。
【００４２】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記推定手段は、前記複数の要素として、前記少なくとも一方の舵角及び前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて前記操舵反力を推定する。
【００４３】
運動制御手段が舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御するにあたっては、設定される目標状態量に応じて、適宜これら各手段の制御量の目標値が設定される。ここで、この設定される目標値は、あくまで目標値であるから、目標状態量に基づいた操舵反力の推定がなされた場合、各手段の実応答の時間的遅延により車両の運動状態が目標運動状態から乖離する過渡的な期間については、推定された操舵反力が実現象として生じる操舵反力とずれる可能性がある。
【００４４】
この態様によれば、操舵反力は、いずれも車両の実挙動である、少なくとも一方の舵角と少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて推定される。従って、推定される操舵反力は、車両の実挙動に即した値となり、高い推定精度が担保される。
【００４５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両は、前記操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段を備え、前記車両の制御装置は、前記推定された操舵反力が抑制されるように前記操舵反力抑制手段を制御する操舵反力制御手段を具備する。
【００４６】
この態様によれば、車両には、操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段が備わり、操舵反力制御手段が、この操舵反力抑制手段の制御を介してこの操舵反力を抑制するため、車両の運動状態を目標運動状態に維持、収束又は漸近させるに際して、所謂手放し走行が可能となり、高い利便性が提供される。また、手放し走行がなされない場合であっても、ドライバが自身の操舵意思とは無関係な操舵反力に抗する保舵力を付与する必要はないため、ドライバビリティの低下も抑制され得る。
【００４７】
尚、本発明に係る「操舵反力抑制手段」とは、操舵入力手段を介して与えられる操舵入力の一形態としてのドライバ操舵トルクとは独立した操舵トルクを付与可能な、ＥＰＳ等の各種パワーステアリング装置であってもよい。
【００４８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
＜実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５１】
図１において、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲを備えた、本発明に係る「車両」の一例である。車両１０は、ＥＣＵ１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００、ＥＰＳ駆動装置５００、及び制動装置６００を備える。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。
【００５３】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「設定手段」、「運動制御手段」、「推定手段」及び「操舵反力制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５４】
車両１０では、本発明に係る操舵入力手段としてのステアリングホイル１１を介してドライバより与えられる操舵入力が、ステアリングホイル１１と同軸回転可能に連結され且つステアリングホイル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００５５】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた、本発明に係る「操舵力付与手段」の一例である。
【００５６】
ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。
【００５７】
ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。
【００５８】
減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、第１の回転要素たるサンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、第２の回転要素たるキャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そして第３の回転要素たるリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００５９】
このような構成を有する減速機構２０３によれば、ステアリングホイル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。
【００６０】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角δｆとの比たる操舵伝達比Ｋが、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００６１】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ステアリングホイル１１を介した操舵入力から独立して操舵輪の舵角を変化させることが可能な、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。
【００６２】
尚、減速機構２０３は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。
【００６３】
ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００と共に、本発明に係る「舵角可変手段」の一例を構成している。
【００６４】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、操舵機構１９に伝達される。
【００６５】
操舵機構１９は、所謂ラックアンドピニオン機構であり、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む機構である。操舵機構１９は、ピニオンギア１４の回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。
【００６６】
ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の一例である。
【００６７】
このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にＥＰＳトルクＴｅｐｓを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４と噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、操舵トルクの一種としてピニオンギア１４の回転をアシストするアシストトルクとして機能する。
【００６９】
ピニオンギア１４は、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられるドライバ操舵トルクＭＴは、ＥＰＳトルクＴｅｐｓにより適宜アシストされた形でラックバー１５に伝達され、ドライバの操舵負担が軽減される構成となっている。
【００７０】
ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳアクチュエータ４００と共に、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の一例を構成している。
【００７１】
尚、本発明に係る「操舵反力抑制手段」の態様は、ここに例示するものに限定されず、例えば、ＥＰＳモータから出力されるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、不図示の減速ギアによる回転速度の減速を伴って、直接ロアステアリングシャフト１３に伝達されてもよいし、ラックバー１５の往復運動をアシストする力として付与されてもよい。
【００７２】
一方、車両１０には、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７及び回転角センサ１８を含む各種センサが備わっている。
【００７３】
操舵トルクセンサ１６は、ドライバからステアリングホイル１１を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０のドライバがステアリングホイル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、ドライバ操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１６は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７４】
操舵角センサ１７は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７５】
回転センサ１８は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との回転位相差たるＶＧＲＳ回転角θｖｇを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。回転角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ回転角θｖｇは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７６】
尚、ＥＣＵ１００は、この検出されたＶＧＲＳ回転角θｖｇに基づいて、前輪舵角δｆを算出可能である。但し、車両１０は、操舵輪たる前輪近傍に、前輪舵角δｆを検出可能な舵角センサを備えていてもよい。
【００７７】
車両１０は、車載カメラ２０及び車速センサ２１を備える。
【００７８】
車載カメラ２０は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、後述するＬＫＡ制御に必要な各種データを取得可能である。
【００７９】
車速センサ２１は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８０】
制動装置６００は、操舵輪たる前輪ＦＬ及びＦＲと、非操舵輪である後輪ＲＬ及びＲＲに対し、個別に制動力を供給可能に構成されたＥＣＢであり、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例である。制動装置６００は、ブレーキアクチュエータ（図示ブレーキＡＣＴ）６１０と、各輪に対応する制動部材６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【００８１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、各輪に備わる制動部材の各々に対し作動油を供給するための油路と、当該油路に設置された複数のソレノイドバルブと、当該油路への作動油の供給圧を制御する電動オイルポンプとを備えた、制動力制御装置である。
【００８２】
当該油路に供給される油圧は、各ソレノイドバルブの開閉状態と、電動オイルポンプの駆動状態とに応じて可変に制御される。ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８３】
各制動部材は、各車輪に付設され、各車輪に制動力としての摩擦力を付与する油圧制動装置である。各制動部材には、先述したように、ブレーキアクチュエータ６１０を介して適切な油圧が供給されており、各制動部材は、供給される油圧に応じた摩擦力を車輪に付与することによって、各車輪に制動力を付与することが可能である。
【００８４】
ここで、制動力の大小は、相対的に駆動力の小大に対応する。このため、前輪に与えられる制動力が相互に異なる場合、前輪には前輪制駆動力差Ｆｆが発生し、後輪に与えられる制動力が相互に異なる場合、後輪には後輪制駆動力差Ｆｒが発生する。
【００８５】
＜実施形態の動作＞
以下、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御は、車両１０を目標走行路（本実施形態では、即ち車線（レーン）である）に追従させる制御であり、車両１０において実行される走行支援制御の一である。
【００８６】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１０の車室内に設置されたＬＫＡ制御発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８７】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ２０から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【００８８】
白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標走行路を設定することができないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００８９】
ステップＳ１０４においては、公知の手法に基づいて、目標走行路の半径Ｒ（即ち、曲率の逆数である）、白線と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。
【００９０】
これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる目標車両状態量として、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇを算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５は、本発明に係る「設定手段」の動作の一例である。
【００９１】
これら目標車両状態量は、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記走行路半径Ｒ、横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φに対応付けられる形でマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において算出された各路面情報に応じて適宜該当する値を選択する。
【００９２】
但し、目標車体スリップ角βｔｇ及び目標ヨーレートγｔｇの設定態様は、公知非公知を問わず各種態様が適用され得る。
【００９３】
目標車両状態量が算出されると、処理は二系統に分岐する。即ち、ステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９に規定されるＬＫＡ処理と、ステップＳ１１０乃至ステップＳ１１４に規定されるトルクアシスト処理である。
【００９４】
始めに、ＬＫＡ処理について説明する。
【００９５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５で算出された目標状態量に基づいて、前輪舵角δｆの目標値である前輪目標舵角δｆｔｇを設定する（ステップＳ１０６）。前輪目標舵角δｆを設定すると、ＥＣＵ１００は、この設定された前輪目標舵角δｆｔｇが得られるように、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を駆動制御する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７は、本発明に係る「運動制御手段」の動作の一例である。
【００９６】
また、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５で算出された目標状態量に基づいて、前輪制駆動力差Ｆｆの目標値である前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定する（ステップＳ１０８）。前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定すると、ＥＣＵ１００は、この設定された前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇが得られるように、ブレーキアクチュエータ６１０を駆動制御する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９は、本発明に係る「運動制御手段」の動作の他の一例である。
【００９７】
尚、前輪目標舵角δｆｔｇに対するＶＧＲＳアクチュエータ２００の制御目標値の設定及び前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇに対するブレーキアクチュエータ６１０の制御目標値の設定は、夫々ＲＯＭに格納された制御マップを参照する形で行われる。
【００９８】
ステップＳ１０９が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。ＬＫＡ処理はこのようにして行われる。
【００９９】
尚、ステップＳ１０６における前輪目標舵角δｆｔｇの設定、及びステップＳ１０８における前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇの設定については、後述する。
【０１００】
一方、トルクアシスト処理では、先ず、ＥＰＳアクチュエータ４００から供給すべきＥＰＳトルクＴｅｐｓの基準値である、ＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓが算出される（ステップＳ１１０）。
【０１０１】
このＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓはＶＧＲＳモータ２０２の体格に起因するトルク不足を補うトルクである。より具体的には、ＶＧＲＳモータ２０２は、ＥＰＳアクチュエータ４００により相応のトルク補償がなされることを前提に、その体格が決定されている。従って、ＥＰＳアクチュエータ４００から何らのトルクアシストも得られない場合、ロアステアリングシャフト１４から操舵輪に至る機械的操舵伝達経路の慣性に負けて、ＶＧＲＳモータ２０２は、前輪を転舵させることができない。従って、ＶＧＲＳアクチュエータ２００によるＬＫＡ処理が実行される期間においては、常時ＥＰＳアクチュエータ４００からのトルクアシストが実行されるのである。
【０１０２】
次に、ＥＣＵ１００は、操舵反力トルクＴ（即ち、本発明に係る「操舵反力」の一例）を推定する（ステップＳ１１１）。即ち、ステップＳ１１１は、本発明に係る「推定手段」の動作の一例である。尚、操舵反力トルクＴの推定に関しては、先述した前輪目標舵角δｆｔｇ及び前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇの各々の設定態様と共に後述することとする。
【０１０３】
操舵反力トルクが推定されると、ＥＣＵ１００は、この推定された操舵反力トルクＴを抑制するための操舵反力抑制トルクＴｒｃｔを算出する（ステップＳ１１２）。操舵反力抑制トルクＴｒｃｔは、操舵反力トルクＴと正負の符号が反転したトルクである。
【０１０４】
操舵反力抑制トルクＴｒｃｔが算出されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０で算出されたＥＰＳ基本目標トルクＴｅｐｓｂｓに、この操舵反力抑制トルクＴｒｃｔを加算することによって、ＥＰＳアクチュエータ４００から出力すべき最終的なトルクであるＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇを算出する（ステップＳ１１３）。
【０１０５】
ＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、この算出されたＥＰＳ目標トルクＴｅｐｓｔｇが得られるように、ＥＰＳアクチュエータ４００を駆動制御する（ステップＳ１１４）。即ち、ステップＳ１１４は、本発明に係る「操舵反力制御手段」の動作の一例である。ステップＳ１１４が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。トルクアシスト処理はこのようにして実行される。
【０１０６】
このように、本実施形態によれば、舵角可変手段たるＶＧＲＳアクチュエータ２００及び制駆動力可変手段たる制動装置６００を相互に協調制御し、前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆをパラメータとすることによって、車両１０の状態量たる車体スリップ角βとヨーレートγとを相互に独立して制御することが可能である。その結果、車両１０の状態量を目標状態量に維持し、好適な車線維持走行を実現することが可能である。
【０１０７】
ここで特に、ステップＳ１１１において操舵反力トルクＴが推定され、最終的なＥＰＳアクチュエータ６００の出力トルクたるＥＰＳトルクＴｅｐｓに、この推定された操舵反力トルクが反映されるため、ステアリングホイル１１に操舵反力が作用することがなく、ステアリングホイル１１がＬＫＡ処理における本来の旋回方向と逆方向に逆操舵される事態が防止される。このため、ドライバは、ステアリングホイル１１を保舵する必要はなく、手放し運転による目標車線維持が可能となるのである。
【０１０８】
別言すれば、ステップＳ１１１において操舵反力トルクＴ（操舵反力に相関する値）の推定がなされなければ、ドライバがステアリングホイル１１を保舵し、操舵反力に拮抗する保舵トルクを与えない限り、車両１０の状態量を目標状態量に維持することができない。
【０１０９】
何故なら、ＥＰＳアクチュエータ６００から上述の基本目標トルクＴｅｐｓｂｓが供給されるとは言え、保舵されないステアリングホイル１１の方が、操舵輪及び操舵機構１９を含む操舵系に較べて操舵負荷が軽いことは歴然としており、ステアリングホイル１１が保舵されない場合、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させるに過ぎないＶＧＲＳモータ２０２から供給されるトルクは、ステアリングホイル１１を逆操舵するために消費されてしまうのである。
＜操舵反力推定の詳細＞
上述したように、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１１において、ＬＫＡ処理によって生じる操舵反力トルクＴが推定される。操舵反力トルクＴの推定は、予め構築された車両１０の状態量に関する運動方程式（以下、単に「車両の運動方程式」と称する）に基づいて実行される。車両１０の運動方程式は、例えば、下記（１）式の如くに規定される。
【０１１０】
【数１】
ここで、（１）式における係数Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は、夫々、下記（２）乃至（１０）式の如くに規定される。
【０１１１】
【数２】
【０１１２】
【数３】
【０１１３】
【数４】
【０１１４】
【数５】
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
【数７】
【０１１７】
【数８】
【０１１８】
【数９】
【０１１９】
【数１０】
ここで、上記各式における各参照記号の表す意味は以下の通りである。
【０１２０】
β・・・車体スリップ角
γ・・・ヨーレート
Ｔ・・・操舵輪に発生するトルク（即ち、操舵反力に対応するトルクである）
Ｓｔ・・・スタビリティファクタ
Ｍ・・・車両重量
Ｖ・・・車速
ｌｆ・・・車両重心-フロント車軸距離
ｌｒ・・・車両重心-リア車軸距離
ｌ・・・ｌｆ+ｌｒ（＝ホイールベース）
ｄｆ・・・フロントトレッド幅
ｄｒ・・・リアトレッド幅
Ｋｆ・・・前輪コーナリングパワー
Ｋｒ・・・後輪コーナリングパワー
Ｋ・・・操舵輪キングピンオフセット
ｔ・・・車輪トレール量
δｆ・・・前輪操舵角
Ｆｆ・・・前輪制駆動力差（左右輪の前後力差）
Ｆｒ・・・後輪制駆動力差（左右輪の前後力差）
ここで、既に説明したように、本実施形態に係るＬＫＡ処理では、前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆによって、車両１０の状態量としての車体スリップ角β及びヨーレートγを独立に制御することが可能となっている。このような独立制御が可能な理由は、上記運動方程式を見れば明らかであろう。即ち、制御目標が車体スリップ角βとヨーレートγの二種類であれば、二種類の制御パラメータによって、これらを独立制御できるのである。
【０１２１】
上述したＬＫＡ制御のステップＳ１０６において、前輪目標舵角δｆｔｇは、上記運動方程式のβ及びγを夫々ステップＳ１０５で算出されたβｔｇ及びγｔｇとすることによって得られる。但し、本実施形態では、上記運動方程式から導かれる両者の相対関係が、予めマップ化されており、ＥＣＵ１００は、目標β及びγに対して一意に前輪目標舵角δｆｔｇを設定することができる。
【０１２２】
同様に、上述したＬＫＡ制御のステップＳ１０８において、前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇは、上記運動方程式のβ及びγを夫々ステップＳ１０５で算出されたβｔｇ及びγｔｇとすることによって得られる。但し、本実施形態では、上記運動方程式から導かれる両者の相対関係が、予めマップ化されており、ＥＣＵ１００は、目標β及びγに対して一意に前輪目標制駆動力差Ｆｆｔｇを設定することができる。
【０１２３】
一方、制御目標として操舵反力トルクＴが加わると、制御パラメータがもう一つ必要となる。上記運動方程式では、後輪制駆動力差Ｆｒがそれに該当する。制御パラメータを追加することによって、操舵反力トルクＴは、下記（１１）式又は（１２）式の如くに表されることが分かる。
【０１２４】
【数１１】
【０１２５】
【数１２】
式（１１）は、操舵反力トルクＴを算出するためのパラメータとして前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆが採用された場合であり、式（１２）は、同パラメータとして前輪舵角δｆ及び後輪制駆動力差Ｆｒが採用された場合に対応する。いずれにせよ、操舵反力トルクＴは、車両１０の状態量制御に使用されるパラメータ（前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆ又は後輪制駆動力差Ｆｆ）を、本発明に係る「複数要素」の一例とすることによって正確に推定される。
【０１２６】
ここで、上記運動方程式は、パラメータとして前輪舵角δｆ、前輪制駆動力差Ｆｆ及び後輪制駆動力差Ｆｒを使用した場合の式であるが、パラメータはこれらに限定されるものではなく、例えば、上記パラメータのいずれか一つを、後輪舵角δｒに置換してもよい（無論、その場合、上記係数は変化するが、概念上の変化はない）。この場合、車両１０は、好適には、後輪の舵角制御を可能とする、例えばＡＲＳ等の後輪舵角可変装置を備える。
【０１２７】
他方、操舵反力トルクＴは、本発明に係る「複数の要素」の他の例として、上述のパラメータに代えて目標状態量（即ち、車体スリップ角β及びヨーレートγ）を使用することによっても推定可能である。即ち、上記運動方程式を変形すると、操舵反力トルクＴは、β及びγの関数として、下記（１３）式の如くに表される。
【０１２８】
【数１３】
ここで、（１３）式における係数Ｃ１及び係数Ｃ２は、夫々下記（１４）式及び（１５）式の如くに表される。尚、Ｍｒは、リア車軸重量（Ｍｒ＝ｌｆＭ／Ｉ）である。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
【数１５】
このように、車体スリップ角β及びヨーレートγに基づいて操舵反力トルクＴを推定する場合、操舵反力トルクＴは、上述のＬＫＡ制御で言えばステップＳ１０５の段階で推定準備が整うことになる。従って、このような目標状態量に応じた操舵反力トルクＴの推定は、即時性に優れる。
【０１３１】
反面、このような目標状態量に基づいた推定は、車両１０の実応答を必ずしも正確に反映しない。例えば、ＶＧＲＳアクチュエータ２００及びブレーキアクチュエータ６１０には、各部の応答遅延が存在するから、推定される操舵反力トルクＴは、収束値としては正しくても、過渡的に実際の操舵反力トルクと一致しない場合がある。
【０１３２】
そのような観点からは、上述した制御パラメータに基づいた推定が効果的である。制御パラメータに基づいた推定は、常時その時点の制御パラメータ（即ち、前輪舵角δｆ、前輪制駆動力差Ｆｆ或いは後輪制駆動力差Ｆｒ）が反映されるため、正確性においては、目標状態量に基づいた推定よりも優れる。
【０１３３】
但し、いずれにせよ、本実施形態によれば、操舵反力トルクＴが、実際にステアリングホイル１１の逆操舵を招来しない早い段階で推定される。従って、フィードフォワード的に操舵反力トルクＴを打ち消し、良好な状態量制御が可能となる。
【０１３４】
尚、本実施形態に係る車両１０は、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例として制動装置６００を備えるが、制動装置６００は、減速側の車両挙動を制御範囲とするから、より制御範囲を拡大する見地から言えば、車両１０は、駆動力分配デファレンシャル（即ち、一種のＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付差動機構）である）等の駆動力分配手段を備えていてもよい。この場合、駆動力と制動力との両方を個別に制御することができるため、車両挙動を、加速側でも減速側でも制御することが可能となる。或いは、制動力を各輪独立して制御する代わりに、この種の駆動力分配手段により駆動力のみが各輪独立して制御可能な構成であってもよい。
【０１３５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させる機能を有する車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…ステアリングホイル、１２…アッパーステアリングシャフト、１３…ロアステアリングシャフト、１４…ピニオンギア、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１８…回転角センサ、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置、４００…ＥＰＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳ駆動装置、６００…制動装置、６１０…ブレーキアクチュエータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該少なくとも一方の舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、
前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
前記車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、
前記車両の運動状態が前記目標運動状態となるように、前記設定される複数の目標状態量に応じて前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、
前記設定される複数の目標状態量の各々、前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方の舵角及び前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、前記車両の運動状態が前記目標運動状態へ収束する過程において操舵輪から操舵装置に伝達される操舵反力を推定する推定手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記目標状態量は、前記車両のヨーレート及び車体スリップ角であり、
前記推定手段は、前記複数の要素として、前記ヨーレート及び車体スリップ角に基づいて前記操舵反力を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記複数の要素として、前記少なくとも一方の舵角及び前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて前記操舵反力を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、前記操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段を備え、
前記車両の制御装置は、
前記推定された操舵反力が抑制されるように前記操舵反力抑制手段を制御する操舵反力抑制手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該少なくとも一方の舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、
前輪及び後輪のうち少なくとも一方における左右輪の制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
前記車両の目標運動状態に対応する複数の目標状態量を設定する設定手段と、
前記車両の運動状態が前記目標運動状態となるように、前記設定される複数の目標状態量に応じて前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する運動制御手段と、
前記設定される複数の目標状態量の各々、前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方の舵角及び前記設定された複数の目標状態量に応じた前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差のうち複数の要素に基づいて、前記車両の運動状態が前記目標運動状態へ収束する過程において操舵輪から操舵装置に伝達される操舵反力を推定する推定手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記目標状態量は、前記車両のヨーレート及び車体スリップ角であり、
前記推定手段は、前記複数の要素として、前記ヨーレート及び車体スリップ角に基づいて前記操舵反力を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記複数の要素として、前記少なくとも一方の舵角及び前記少なくとも一方における左右輪の制駆動力差とに基づいて前記操舵反力を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、前記操舵反力を抑制可能な操舵反力抑制手段を備え、
前記車両の制御装置は、
前記推定された操舵反力が抑制されるように前記操舵反力抑制手段を制御する操舵反力抑制手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０１３６６（Ｐ２０１１−２０１３６６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８８２４（Ｐ２０１０−６８８２４）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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