車両用操舵制御装置
【課題】
μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができ、カウンタステアを促すことができる車両用操舵制御装置を提供する。
【解決手段】
第2ECU40は制動力差制御量とACT角度指令値を加算した値に基づき出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角を制御する。第1ECU30は左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアアシスト電流指令値とアシスト電流指令値を含むEPS電流指令値との加算した値に基づき操舵輪FR,FLの転舵トルクを制御し、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれる。操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に左右制動力差に応じて操舵される。
μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができ、カウンタステアを促すことができる車両用操舵制御装置を提供する。
【解決手段】
第2ECU40は制動力差制御量とACT角度指令値を加算した値に基づき出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角を制御する。第1ECU30は左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアアシスト電流指令値とアシスト電流指令値を含むEPS電流指令値との加算した値に基づき操舵輪FR,FLの転舵トルクを制御し、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれる。操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に左右制動力差に応じて操舵される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の姿勢制御を行う車両用操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
左右で路面摩擦係数が異なるような路面、所謂μスプリット路面において、車両が走行中に、アンチスキッドが作動するような急制動を行う場合には、発生する制動力が車両の左右で異なることになる。この左右制動力差に起因し、路面摩擦係数の高い方に車両を偏向させようとするヨーモーメントが発生する。実際の道路におけるμスプリット路面は、例えば、路肩に雪や氷が残り路面摩擦係数が低くなるのに対し、道路中央部のアスファルトが乾燥した状態あるいは濡れた状態となり路面摩擦係数が高くなっている。このような路面状態で左右の車輪がそれぞれ路肩と道路中央に位置しているときに急制動を行うと、路面摩擦係数が低い路肩側よりも路面摩擦係数が高い道路中央部の方の制動力が高くなる。その結果、車両にヨーモーメントが発生し、車両は道路中央部に向けて偏向させられる。
【0003】
このような制動力の左右差に起因して発生するヨーモーメントを抑制するためには、運転者は車両が偏向する方向とは逆の方向に操舵する必要があり、この操舵はカウンタステアとして知られている。しかし、このカウンタステアをするには、ある程度の熟練が必要となる。
【0004】
本出願人が提案している特願2002−104901号では、左右の車輪の制動力差(制動力左右差)を推定し、この制動力左右差に応じて電動パワーステアリングにてアシストトルクを付与することにより、カウンタステアを容易に行えるようにしている。又、特許文献1では、制動力の左右差に起因して発生するヨーモーメントを抑制するために、前輪左右車輪速差に基づいて、車輪速の小さい方へ、制御舵角を加えるように舵取機構を制御し、車両姿勢の安定化を図るようにしている。なお、下記、特許文献2は、後の説明では参考文献1、特許文献3は、後の説明では参考文献2、特許文献4は、後の説明では、参考文献3という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−334947号公報
【特許文献2】特開2000−108863号公報
【特許文献3】特開2002−254964号公報
【特許文献4】特開2000−62597号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特願2002−104901号の術においては、アシストトルクの付与によりカウンタステア操作を容易に行うことができるが、最終的なハンドル操作は運転者にゆだねられる。このため、運転者がアシストトルクに対してハンドルを保持した様な場合には、制御による充分な効果が得られない。又、特許文献1では、アンチスキッド制御による車輪速差や、発生ヨーモーメントのばらつきが出やすいため、車両姿勢の安定化の効果が出にくい場合がある。
【0007】
本発明の目的は、μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合でも、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができる、とともにカウンタステアを促すことができる車両用操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と、前記操舵手段の操舵トルクに基づいて操舵輪の転舵トルク制御量を演算する転舵トルク制御量演算手段と、車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する制動力差制御量演算手段と、前記左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する補正転舵トルク制御量演算手段と、前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する第1加算手段と、前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する第2加算手段と、前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する転舵量制御手段と、前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する転舵トルク制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置を要旨とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する車両状態量フィードバック制御量演算手段を備え、前記第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算することを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項2において、車速の変化に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、請求項3において、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、車速の変化に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3において、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1において、前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記操舵量又は操舵速度に応じて前記制動力差制御量を減少させるとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少させることを特徴とする。
【0013】
請求項7の発明は、請求項1において、前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は、前記制動力差制御量を0にするとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少、又は、前記補正転舵トルク制御量を0にすることを特徴とする。
【0014】
(作用)
請求項1の発明によれば、操舵制御量演算手段は、操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する。転舵トルク制御量演算手段は、操舵手段の操舵トルクに基づいて転舵トルク制御量を演算する。制動力差制御量演算手段は、車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する。補正転舵トルク制御量演算手段は、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する。
【0015】
第1加算手段は、前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する。又、第2加算手段は、前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する。転舵量制御手段は、前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する。
【0016】
このため、請求項1の発明は、μスプリット路面において、制動力を付与した場合、ドライバーのカウンタステアの有無にかかわらず、或いは、ドライバーがパニック状態で操舵手段を保持した場合においても、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、請求項1の発明によれば、転舵トルク制御手段は、前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0017】
請求項2の発明によれば、車両状態量フィードバック制御量演算手段は、車両状態量に基づいて目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出する。そして、車両状態量フィードバック制御量演算手段は、ヨーレートフィードバック項と目標ヨー角フードバック項との加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する。そして、第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算する。このため、転舵量制御手段は、前記操舵制御量に車両状態量フィードバック制御量が加算された値に基づいて転舵量を制御する。この結果、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。
【0018】
請求項3の発明によれば、調整手段は、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と、車両状態量フィードバック制御量の比率を、車速に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する。
【0019】
この結果、車速が速い場合は、後述する車速が遅い場合よりも制動力差制御量を大きくし、車両状態量フィードバック制御量を小さくする。一方、車速が遅いと、車速が速いときよりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくする。このようにすると、車速が速い場合では、車速が遅い場合よりも操舵制御量に加算する制動力差制御量が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、車速が遅いと、車速が速い場合よりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動が抑制される。
【0020】
又、調整手段が、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する場合、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を、制動開始からの経過時間が初期の段階では、加算する制動力差制御量を大きくすると、左右制動力差によって高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、制動開始からの経過時間が初期を超えて長くなった場合、制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくすると、制動によらない車両の不安定挙動が抑制される。
【0021】
請求項4の発明によれば、補正転舵トルク制御量演算手段は、車速に応じて変化するように補正転舵トルク制御量を演算する。この場合、第2加算手段は、車速に応じた補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算した値に基づいて、転舵トルク制御手段は転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、車速に応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0022】
請求項5の発明によれば、補正転舵トルク制御量演算手段は、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じた補正転舵トルク制御量を演算する。この場合、第2加算手段は、制動開始からの経過時間に応じた補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する。そして、この加算した値に基づいて、転舵トルク制御手段は転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、制動開始からの経過時間に応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0023】
請求項6の発明によれば、ドライバー操舵状態検出手段は、操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出する。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、制動力差制御量演算手段が操舵量又は操舵速度に応じて制動力差制御量を減少させるため、第1加算手段による操舵制御量に加算する制動力差制御量が少なくなる。又、補正転舵トルク制御量演算手段が前記補正転舵トルク制御量を減少させるため、第2加算手段による転舵トルク制御量に加算する補正転舵トルク制御量が少なくなる。
【0024】
この結果、転舵量制御手段の制御による転舵量が抑制されるとともに、転舵トルク制御手段の制御による車両の操舵輪に対する転舵トルクが減少する。このため、両制御とドライバーのカウンタステア(カウンタ操舵)との干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることを抑制でき、最適な車両挙動を実現する。
【0025】
請求項7の発明によれば、ドライバー操舵状態検出手段は、操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出する。ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は前記制動力差制御量を0にする。この結果、ドライバーの操舵から、左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御を抑制し、又は車両挙動の制御をしない。
【発明の効果】
【0026】
以上詳述したように、請求項1乃至請求項7の発明によれば、μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合でも、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができる効果を奏する。さらに、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0027】
請求項2の発明によれば、操舵制御量に車両状態量フィードバック制御量が加算された値に基づいた転舵量となるため、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止できる。
【0028】
請求項3の発明によれば、車速が速い場合では、車速が遅い場合よりも操舵制御量に加算する制動力差制御量を大きくし、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。又、車速が遅い場合、車速が速い場合よりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0029】
又、請求項3の発明では、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する場合、制動開始からの経過時間が初期の段階では、加算する制動力差制御量を大きくすることにより、高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。又、制動開始からの経過時間が初期を超えて長くなった場合、制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくすることにより、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0030】
請求項4の発明によれば、ドライバーに対し、車速に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
請求項5の発明によれば、ドライバーに対し、制動開始からの経過時間に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0031】
請求項6の発明によれば、転舵量制御手段の制御による転舵量が抑制されるとともに、転舵トルク制御手段の制御による車両の操舵輪に対する転舵トルクが減少するため、両制御とドライバーのカウンタステア(カウンタ操舵)との干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることを抑制でき、最適な車両挙動を実現できる。
【0032】
請求項7の発明によれば、ドライバーの操舵から、左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明を具体化した第1実施形態の操舵制御装置20を示す全体概略図。
【図2】第1実施形態の操舵制御装置20の制御ブロック図。
【図3】同じく第1ECU30の制御ブロック図。
【図4】同じく操舵制御装置20の電気ブロック図。
【図5】ブレーキ液圧制御装置を示す構成図。
【図6】操舵制御装置20の第1ECU30のIFSCPUが実行するIFS制御演算プログラムのフローチャート。
【図7】ドライバー操舵状態演算の詳細を示すフローチャート。
【図8】制御比率演算のフローチャート。
【図9】カウンタステアアシスト電流指令値演算のフローチャート。
【図10】アクティブカウンタステアACT指令角演算のフローチャート。
【図11】ACT指令角演算のフローチャート。
【図12】制動力差制御量、ドライバー操舵状態量補正演算のフローチャート。
【図13】第2実施形態の制御比率演算のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の操舵制御装置の実施形態を図を参照して説明する。以下の各実施形態では、自動車等の車両の電気式動力操舵制御装置(以下、単に操舵制御装置という)に適用した例を挙げて説明する。
【0035】
(第1実施形態)
以下、第1実施形態を、図1〜図12を参照して説明する。
(1) 操舵制御装置20のハード構成
図1に示すように、操舵制御装置20は、ステアリングホイール21、第1ステアリングシャフト22、第2ステアリングシャフト23、ロッド25、操舵角センサ26、出力角センサ28、操舵トルクセンサ29、IFSアクチュエータ32を備えている。すなわち、ステアリングホイール21に第1ステアリングシャフト22の一端が接続され、この第1ステアリングシャフト22の他端側にはIFSアクチュエータ32の入力側が接続されている。なお、IFSは、インテリジェント フロント ステア(Intelligent Front Steer)の略である。
【0036】
IFSアクチュエータ32は電動モータ32a(図4参照)、減速機(図示しない)等から構成されており、この出力側には第2ステアリングシャフト23の一端側が接続され、第2ステアリングシャフト23の他端側にはステアリングギヤボックス31の入力側が接続されている。そして、ステアリングギヤボックス31は図示しないラック・ピニオンギヤ等により、第2ステアリングシャフト23によって入力された回転運動を、操舵輪FR,FL(前輪)を備えるロッド25の軸方向運動に変換して出力し得るように構成されている。
【0037】
又、第1ステアリングシャフト22の回転角(操舵角)は操舵角センサ26により、第2ステアリングシャフト23の回転角は出力角センサ28により、それぞれ検出され、操舵角信号、出力角信号として第3ECU50及びEPSECU(以下、第1ECU30という)にそれぞれ入力され得るように構成されている。
【0038】
なお、「ステアリングホイールと操舵輪FR,FLとを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段」を、Variable Gear Ratio Systemという。
【0039】
このように構成することによって、IFSアクチュエータ32では電動モータ32aと減速機(図示しない)により、入力ギヤに対する出力ギヤの比を車速Vに応じてリアルタイムに変更し、第1ステアリングシャフト22の操舵角に対する第2ステアリングシャフト23の出力角の比を可変する。すなわち、操舵角センサ26による操舵角信号と後述する車速センサ27による車速信号とを、後述する通信バスを介して第3ECU50から第2ECU40に入力するようにされている。このことにより、第2ECU40は、操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角に対応するACT角度指令値θ0*を図略のモータ回転角マップから決定し、決定したACT角度指令値θ0*に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路AC2(図4参照)に供給する。ACT角度指令値θ0*は、操舵角(操舵量)に基づいて演算された操舵制御量に相当する。
【0040】
これにより、車速Vに対応したステアリングギヤ比、例えば停車時や低速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対してIFSアクチュエータ32の出力角が大きくなるように設定し、また高速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対してIFSアクチュエータ32の出力角が小さくなるように設定することが可能である。なお、操舵輪FR,FLの転舵量、すなわち、操舵輪の舵角は、前記出力角と比例するため、前記出力角を制御することは、操舵輪FR,FLの転舵量(舵角)を制御することになる。
【0041】
この結果、例えば、車両が停車や低速走行している場合には、IFSアクチュエータ32によるステアリングギヤ比が小さく設定されるので、ステアリングホイール21による操舵角が少なくても操舵輪FR,FLは大きく切れて運転者の操舵を楽にできる。又、車両が高速走行している場合には、IFSアクチュエータ32によるステアリングギヤ比が大きく設定されるので、ステアリングホイール21による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。
【0042】
又、EPSアクチュエータ24は、ロッド25と同軸となるように構成されたモータ24aにて構成されており、第1ECU30により制御されて操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする操舵アクチュエータとして機能する。前記モータ24aはブラシレスDCモータにて構成されている。
【0043】
すなわち、操舵制御装置20は、第2ECU40による伝達比可変制御処理によってIFSアクチュエータ32によりステアリングギヤ比を車両の速度に応じて可変制御する機能を有するとともに、第1ECU30による操舵制御によってEPSアクチュエータ24により操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする機能を有する。
【0044】
(2) 操舵制御装置20及び周辺の電気的構成
図4は、本実施形態のシステム構成を示している。同図に示すように、操舵制御装置20の制御システム、ブレーキ制御システム等のシステムの各ECUが、通信バスを介して接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有することができるように構成されている。
【0045】
(3) 操舵制御装置20の制御システムの電気的構成
操舵制御装置20の制御システムは、CPU、ROM及びRAMを備えた電動ステアリング制御ユニットである第1ECU30と、CPU、ROM及びRAMを備えた伝達比可変制御用の第2ECU40とを備えている。
【0046】
第1ECU30は、出力角センサ28、操舵トルクセンサ29、電流センサ24bが接続されている。図1に示す出力角センサ28は、図4に示すように、第2ステアリングシャフト23の回転角、すなわち、IFSアクチュエータ32から出力される出力角を検出し、出力角信号を第1ECU30に出力する。又、操舵トルクセンサ29は第1ステアリングシャフト22に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を第1ECU30に出力する。なお、図1には示されていないが、モータ24aに流れるモータ電流を検出する電流センサ24bも、図4に示すように、検出したモータ電流信号を第1ECU30に出力する。
【0047】
このように、第1ECU30には、出力角、操舵トルク、モータ電流が、それぞれ信号として入力されるとともに、第3ECU50から操舵角、車速Vが通信にて入力される。このため、第1ECU30は、操舵状態、車速V及びモータ電流に応じたアシスト力をモータ24aに発生させ得るアシスト電流指令値を公知の方法で演算し、さらにこの電流指令値に後述する各種の電流指令値を加算して、モータ駆動回路AC1(図4参照)に出力し、モータ24aを制御している。
【0048】
第2ECU40は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角を図略のモータ回転角マップから決定し、決定したACT角度指令値θ0*に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路AC2(図4参照)に供給する。
【0049】
(4) ブレーキ制御システムの電気的構成
一方、ブレーキ制御システムは、ブレーキ制御用のCPU、ROM及びRAMを備えたブレーキ制御ユニットECU(以下、第3ECU50という)に、車輪速度センサWS、液圧センサ及びストップスイッチST、ヨーレートセンサYS、前後加速度センサXG、及び横加速度センサYGが接続されている。又、第3ECU50には、操舵角センサ26及び車速センサ27が接続されている。図1に示す操舵角センサ26は、図4に示すように、第1ステアリングシャフト22の回転角、すなわち、IFSアクチュエータ32に入力される操舵角を検出し、操舵角信号を第3ECU50に出力する。さらに、図1に示す車速センサ27も、図4に示すように、検出した車両の車速信号を第3ECU50に出力する。又、車輪速度センサWS,液圧センサPS,ストップスイッチST、ヨーレートセンサYS、前後加速度センサXG、及び横加速度センサYGの各種センサはそれぞれ検出信号を第3ECU50に出力する。なお、WSは後述するWS1〜WS4を代表して表している。又、PSは後述するPS1〜PS6を代表して表している。すなわち、車輪速度センサWS1乃至WS4はそれぞれ操舵輪FR,FL(前輪)、後輪RR,RLの車輪速を検出してその検出信号を第3ECU50に出力する。
【0050】
又、第3ECU50にはソレノイド駆動回路AC3を介してソレノイドバルブSL1〜SL8が接続されている(図4では、代表してSLで表す)。なお、操舵制御装置20の制御システムの第1ECU30、第2ECU40及び第3ECU50は夫々、通信用CPU、ROM及びRAMを備えた通信ユニットを介して通信バスに接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有できるように構成されている。ブレーキ制御システムにおいては、各車輪の発生する制動力の情報等の各種情報が得られ、それらをもとにアンチスキッド制御(ABS)、トラクション制御(TRC)、車両の安定制御(VSC)等の各種制御が実行される。又、操舵制御装置20の制御システムに必要な各種の情報もブレーキ制御システムから送信することができる。
【0051】
(5) ブレーキ液圧制御装置
ここで、ブレーキ制御システムを構成するブレーキ液圧制御装置の機械的構成を図5を参照して説明する。図5は、ブレーキ液圧制御装置を示す構成図である。
【0052】
図5は本実施形態におけるブレーキ液圧制御装置の一例を示すもので、所謂ブレーキ・バイ・ワイヤと称される構成である。具体的には、例えば前記参考文献3に記載されているので、その作動を簡単に説明する。通常作動時はマスタシリンダMCとホイールシリンダWfr,Wfl,Wrr,Wrlとの液圧回路は切り離されている。ブレーキペダルBPが操作されると、運転者の制動要求がブレーキペダルストロークセンサSR、踏力センサ、マスタシリンダ液圧センサ(図示しない)等により検出され、その操作量にもとづき各車輪の目標制動力が決定され、各車輪の制動液圧がリニアソレノイドバルブ(SL1乃至SL8)により制御される。
【0053】
制動時には、ON/OFF型のソレノイドバルブSLa、SLb,SLcが励磁され、ソレノイドバルブSLaが開位置、ソレノイドバルブSLb,SLcが閉位置となる。これにより、マスタシリンダMCは、ホイールシリンダWfr,Wfl,Wrr,Wrlとは分離され、ソレノイドバルブSLaを介してストロークシミュレータSMと連通される。各車輪の制動液圧は、高圧アキュムレータACCを圧力源として、アキュムレータ側のリニアソレノイドバルブ(例えばSL1)とリザーバ側のリニアソレノイドバルブ(例えばSL2)を制御することにより、各車輪独立で制動力が制御される。尚、図5の液圧回路構成は一例であり、これに限定されるものではなく、自動加圧できる液圧回路構成であればよい。
【0054】
なお、ソレノイドバルブSL1乃至SL8に代えて、各ホイールシリンダ液圧をリニアバルブ(図示せず)で制御する構成としてもよい。更に、制動力発生手段としては、ブレーキ液圧を用いることなく、モータ等により機械的に制動トルクを付与する構成(図示せず)としてもよい。
【0055】
(6) 制御ブロック
次に、図2を参照して、第1ECU30及び第2ECU40の制御ブロックを説明する。図2は操舵制御装置20の制御ブロックが示されている。
【0056】
(6−1) 第1ECU30の制御ブロック
図2において、第1ECU30のブロックA0では、後述するIFS制御演算が行われ、カウンタステアアシスト電流指令値Ict、及びIFS_ACT角度指令値θactが演算される。又、操舵トルクと車速信号に基づき、ブロックA1乃至A4にて公知のアシスト制御、トルク慣性補償制御、ハンドル戻し制御、ダンパ補償制御演算が実行され、アシスト電流指令値、トルク慣性補償電流指令値、ハンドル戻し電流指令値及びダンパ補償電流指令値がそれぞれ決定される。
【0057】
ここで、操舵トルクと車速信号に基づきブロックA1が算出したアシスト電流指令値により、運転者によるステアリングホイール21の操作力を軽減するトルクアシストが行われる。アシスト電流指令値は、転舵トルク制御量に相当する。ブロックA2が算出したトルク慣性補償電流指令値により、モータ24aの慣性による応答遅れを補償する制御が行われる。ブロックA3が算出したハンドル戻し電流指令値により、ステアリングホイール21の中立点への戻りを向上させるように制御が行われる。ブロックA4が算出したダンパ補償電流指令値により、ステアリングホイール21の戻り過ぎを抑制し、収斂性を向上させるように制御が行われる。各ブロックA1〜A4にて算出された各電流指令値は、加算器100にて加算されて、EPS電流指令値となる。さらに、ブロックA0からのカウンタステアアシスト電流指令値Ictが加算器110にて、このEPS電流指令値に対し加算されて、モータ駆動回路AC1(図4参照)に入力され、モータ24aが制御される。すなわち、モータ24aからは、カウンタステアアシスト電流指令値IctとEPS電流指令値との加算値に応じた転舵トルクが出力され、その転舵トルクにて操舵輪FR,FLが転舵される。
【0058】
(6−2) 第2ECU40の制御ブロック
図2において、第2ECU40のブロックB0は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角に対応するACT角度指令値θ0*を図略のモータ回転角マップから決定する。
【0059】
ブロックB1は、ACT角度指令値θ0*に対して、第1ECU30のブロックA0から入力されたIFS_ACT角度指令値θactを加算した値を新たなACT角度指令値θ0として入力し、このACT角度指令値θ0に基づいてフィードフォワード演算を行って、フィードフォワードの電流指令値を算出する。一方、ブロックB2は、ACT角度指令値θ0に基づいてフィードバック演算を行って、フィードバックの電流指令値を算出する。すなわち、電動モータ32aの回転角は、電動モータ32aに設けられた回転角センサ32cにより検出されてACT角度信号として第2ECU40に出力されているため、これにより構成される閉ループによってブロックB2による電動モータ32aのフィードバック制御を可能にしている。
【0060】
フィードフォワードの電流指令値とフィードバックの電流指令値は、加算器200にて加算されて、モータ駆動回路AC2(図4参照)に入力され、電動モータ32aが制御される。
【0061】
(6−3) IFS制御演算の制御ブロック
次に、図3を参照して、第1ECU30が行うIFS制御演算の制御ブロックを説明する。
【0062】
ブロックC1は、車両の各車輪に付与される制動力を推定し、推定した制動力に基づき左右の車輪に付与される制動力の差を推定(演算)する左右制動力差推定ブロックである。なお、左右制動力差とは、車両の左側の車輪に付与される制動力と右側の車輪に付与される制動力との差であり、前者としては左側の前後輪に付与される制動力の和もしくは左側の前輪に付与される制動力が用いられ、後者としては右側の前後輪に付与される制動力の和もしくは右側の前輪に付与される制動力が用いられる。なお、左右制動力差を、明細書及び図面において、説明の便宜上、単に制動力差ということがある。
【0063】
ブロックC1においては、例えば、各車輪に設けられた液圧センサPS及び車輪速度センサWSの検出信号、具体的には、ブレーキ液圧(すなわち、制動液圧)信号、及び車輪速信号により、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力が推定され、左右車輪間での制動力差が演算される。なお、制動力の推定に係る具体的手段は例えば、参考文献1に記載されているので説明は省略する。
【0064】
ブロックC2は、ドライバー操舵状態演算が行われるドライバー操舵状態演算ブロックである。すなわち、ブロックC2においては、操舵角センサ26からの操舵角信号、及び同操舵角信号に基づいて算出された操舵速度としての操舵角速度に基づいて、ステアリングホイール21の現在の操舵状態の判定、すなわち、「右切り込み」、「右切り戻し」、「左切り込み」及び「左切り戻し」のいずれかであるかの判定が行われる。
【0065】
ブロックC3は、制御比率演算ブロックである。ブロックC3においては、ブロックC1において左右制動力差がある場合に、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とが算出される。なお、FBはフィードバックの略である。
【0066】
ブロックC4は、カウンタステアアシスト電流指令値Ictの演算ブロックである。このブロックC4では制動力差に基づいてカウンタステアアシスト操舵トルクτctが演算され、算出されたカウンタステアアシスト操舵トルクτctに対して前記制動力差制御比率α1(すなわち、補正係数)が乗算されることにより、制御量の補正演算が行われる。又、ブロックC4は算出された制御量の補正演算結果に基づいてカウンタステアアシスト電流指令値Ictが演算される。カウンタステアアシスト電流指令値Ictは補正転舵トルク制御量に相当する。
【0067】
ブロックC5は、アクティブカウンタステアACT指令角の演算ブロックである。ブロックC5では、制動力差に基づいてアクティブカウンタステアACT指令角が演算される。アクティブカウンタステアACT指令角を、以下では説明の便宜上、制動力差制御量θ1ということがある。なお、制動力差制御量は、車両の操舵輪に対して制御を行うための量、すなわち、転舵制御量である。
【0068】
ブロックC6は、IFS_ACT角度指令値θactを演算するブロックである。このブロックC6では、制動力差制御量θ1に対して、補正係数である前記制動力差制御比率α1を乗算して制動力差制御量θ1の補正演算が行われ(式(1)参照)、新たに制動力差制御量θ2が得られる。
【0069】
θ2=θ1×α1 …(1)
又、ブロックC6では、後述するドライバー操舵状態に応じたドライバー操舵状態量補正係数β(0<β≦1)が算出され、制動力差制御量θ2にこのドライバー操舵状態量補正係数βが乗算されて、ドライバー操舵状態量に応じた補正演算が行われ(式(2)参照)、制動力差制御量θ3が得られる。
【0070】
θ3=θ2 × β …(2)
なお、ドライバー操舵状態量補正係数βの求め方については、後述する。
さらに、ブロックC6では、後述する車両状態量フィードバック制御量θに対して車両状態量FB比率α2が乗算され(式(3)参照)、新たに車両状態量FB制御量θaが得られる。なお、車両状態量フィードバック制御量を以下では車両状態量FB制御量という。
【0071】
θa=θ × α2 …(3)
さらに、ブロックC6では、得られた制動力差制御量θ3と車両状態量FB制御量θaとが加算され(式(4)参照)、IFS_ACT角度指令値θactが得られる。
【0072】
θact =θ3 + θa …(4)
=((θ1×α1)×β) + (θ×α2)
ブロックD1は、車両状態量推定(演算)のブロックであり、車速V、及び実舵角を基にして、車両モデル演算に基づいて、目標ヨーレートγt及び目標スリップ角Stが求められる。前記実舵角は出力角センサ28により検出され出力される出力角信号に基づいて第1ECU30により演算されている。なお、車両モデル演算を行って車両の目標ヨーレートγt及び車両の目標スリップ角Stの具体的な求め方は、例えば、参考文献2等により、公知であるため説明を省略する。
【0073】
ブロックD2は、ヨーレートFB演算及びスリップ角FB演算のブロックである。ブロックD2では、比例ゲインD2a,微分器D2b,微分ゲインD2c及びゲインD2dを備えている。比例ゲインD2aでは、ブロックD1から入力した目標ヨーレートγtと第3ECU50を介して入力したヨーレートセンサYSが検出したヨーレートの偏差(以下、ヨーレート偏差という)が入力されて、ヨーレートPゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θpが算出される。その制御量θpは加算器70に出力される。なお、前記ヨーレートセンサYSが検出したヨーレートは実ヨーレートに相当する。
【0074】
微分器D2bでは、前記ヨーレート偏差が微分されて、微分ゲインD2cにおいて、ヨーレートDゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の微分項分の制御量θdが算出され、その制御量θdは加算器70に出力される。ここで、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θpと、微分項分の制御量θdの加算分は、ヨーレートフィードバック項に相当する。
【0075】
ゲインD2dでは、目標スリップ角Stと第3ECU50で公知の方法で算出された車両のスリップ角とのスリップ角偏差が入力されて、スリップ角ゲインが乗算されて、スリップ角FBの制御量θsが算出され、その制御量θsは加算器70に出力される。
【0076】
ブロックD3は、ヨー角FB演算のブロックであり、ブロックD3a及びブロックD3bを備えている。ブロックD3aは、目標ヨー角演算のブロックであり、目標ヨーレートγtを積分して目標ヨー角を算出する。ブロックD3bは、ヨー角演算のブロックであり、前記ヨーレートを積分してヨー角、すなわち実ヨー角を算出する。ゲインD3cでは、前記目標ヨー角とヨー角との偏差に対してヨー角ゲインが乗算されて、ヨー角FBの制御量θyが算出され、その制御量θyは加算器70に出力される。ここで、ヨー角FBの制御量θyは、ヨー角フィードバック項に相当する。なお、前記各種ゲインは、車両や操舵制御装置20の構造特性に基づいて決定される値であり、予め試験等により求められる。
【0077】
加算器70は、入力された各制御量を加算して、車両状態量FB制御量θを演算する。すなわち、θ=θp+θd+θy+θsを算出し、ブロックC6に入力する。
(7) 第1実施形態の作用
さて、上記のように構成された操舵制御装置20の作用を図6〜図12を参照して説明する。図6は、IFS制御演算プログラムのフローチャートであり、所定周期毎に第1ECU30のCPU(IFSCPU)が実行する。
【0078】
(S100:車両モデル演算:ブロックD1)
S100では車速V及び実舵角を基に車両モデル演算を行い、目標ヨーレートγt及び目標スリップ角Stを求める。
【0079】
(S200:左右制動力差演算:ブロックC1)
S200では左右制動力差演算が行われる。すなわち、車輪速、各車輪に設けられた液圧センサPS及び車輪速度センサWSの検出信号(具体的には、制動液圧信号、及び車輪速信号)に基づいて、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力が推定され、左右車輪間での制動力差が演算される。
【0080】
(S300:ドライバー操舵状態演算:ブロックC2)
S300では、ドライバー操舵状態演算が行われる。図7は、ドライバー操舵状態演算の詳細を示すフローチャートである。S310で、操舵角が左方向であるか否かが判定される。なお、操舵角が左方向の判定は、操舵角が正か否かで行われる。本実施形態では、中立状態を基準として操舵角が正の場合を左とし、負の場合を右としている。S310で操舵角が左方向(正)でないとき、すなわち、右方向(負)であるときは判定が「NO」とされ、S320において、操舵角速度が右方向か否かが判定される。操舵角速度が、正の値であるときは、「YES」と判定され、「右切り込み」であると判定される(S330)。又、S320において、操舵角速度が、負の値であるときは、「NO」と判定され、「右切り戻し」であると判定される(S340)。
【0081】
一方、S310において、S310で操舵角が左方向(正)であるときは判定が「YES」とされ、S350において、操舵角速度が左方向か否かが判定される。操舵角速度が、正の値であるときは、「YES」と判定され、「左切り込み」であると判定される(S360)。又、S350において、操舵角速度が、負の値であるときは、「NO」と判定され、「左切り戻し」であると判定される(S370)。
【0082】
(S400:ヨーレートFB演算及びスリップ角FB演算:ブロックD2)
S400では、ヨーレートFB演算、及びスリップ角FB演算が行われる。前記ヨーレートFB演算では、目標ヨーレートγtとヨーレートに基づいて、ヨーレートFBの制御量θp,制御量θdが得られる。又、前記スリップ角FB演算では、目標スリップ角Stとスリップ角に基づいて、スリップ角FBの制御量θsが得られる。
【0083】
(S500:ヨー角FB演算:ブロックD3)
又、S500では、ヨー角FB演算が行われる。すなわち、目標ヨーレートγtとヨーレートに基づいて、ヨー角FBの制御量θyが得られる。
【0084】
(S600:制御比率演算:ブロックC3)
S600では制御比率演算が行われる。図8は制御比率演算のフローチャートである。S610では、カウンタステアアシスト制御中か否かが判定される。カウンタステア制御中か否かの判定は、後述するS630やS670において、カウンタステア制御中か否かを示す判定フラグがセット又はリセットされているか否かで判定される。判定フラグがセットされていなければ、カウンタステア制御中ではないとして、S620に移行され、判定フラグがセットされていれば、カウンタステア制御中であると判定され、S650に移行される。
【0085】
最初は、判定フラグがセットされていないため、S610での判定は、「NO」と判定され、S620で左右制動力差があるか否かが判定される。前述したS200において得られた左右制動力差が所定閾値以上あれば、左右制動力差ありとして、S630に移行され、所定閾値未満であれば、左右制動力差はないとして、この制御比率演算が終了される。S630では、左右制動力差があるため、カウンタステア制御中であることを示す判定フラグがセットされ、S640に移行される。S640では、制御開始車速V0が取得され、S660に移行される。具体的には、この制御周期で得られた車速Vが制御開始車速V0とされる。
【0086】
S660では、車速比率演算が行われる。ここでの車速比率は、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とを含む。前記制動力差制御比率α1は式(5)で算出され、車両状態量FB比率α2は、式(6)にて算出される。
【0087】
α1=V/V0 …(5)
α2=1−α1 …(6)
第1ECU30は、両制御比率を算出後は、この制御比率演算を終了する。
【0088】
なお、制御開始車速V0を取得したときの制御周期における、制動力差制御比率α1は1、車両状態量FB比率α2は0として算出することになる。
又、S610で、判定フラグがセットされていた場合には、カウンタステア制御中であると判定され、S650において、左右制動力差があるか否かが判定される。前述したS200において得られた左右制動力差が所定閾値以上あれば、左右制動力差ありとして、S660に移行され、所定閾値未満であれば、左右制動力差はないとして、S670に移行される。S660では、車速比率演算が行われる。S670では、判定フラグがリセットされて、カウンタステア制御が停止(OFF)され、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が0にされ、この制御比率演算が終了する。
【0089】
従って、カウンタステア制御中において、制動力差制御比率α1は、最初は必ず1となるが、その後の制御周期において、車速Vが低下すると、1よりも小さな比率となる。一方、車両状態量FB比率α2は、カウンタステア制御中において、最初は必ず0となるが、その後の制御周期において、車速Vが低下すると、0よりも大きな比率となる。このようにして、車速Vが低下する場合、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きく、すなわち、制動力差制御量θ2を大きくするようにしている(強めるようにしている)。又、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量θaを大きくするようにしている(強めるようにしている)。
【0090】
(S700:カウンタステアアシスト電流指令値演算:ブロックC4)
S700ではカウンタステアアシスト電流指令値演算が行われる。図9はカウンタステアアシスト電流指令値演算のフローチャートである。S710では、カウンタステア方向判定が行われる。具体的には、S200で算出した各車輪での制動力に基づき、カウンタステアをするべき方向が判定される。すなわち、右車輪制動力>左車輪制動力である場合には、左旋回方向へのカウンタステアが必要であると判定され、左車輪制動力>右車輪制動力である場合には、右旋回方向へのカウンタステアが必要と判定される。
【0091】
次に、S720において、カウンタステアアシスト操舵トルク演算が行われる。すなわち、S200において得られた左右制動力差の時間微分が行われて、左右制動力差時間変化量が算出される。そして、この算出された左右制動力差時間変化量と、左右制動力差に基づいてカウンタステアアシストに必要なトルク(カウンタステアアシスト操舵トルクτct)の演算が、下式(7)にて行われる。
【0092】
τct=左右制動力差×Kct1 + 左右制動力差時間変化量×Kct2 …(7)
Kct1はカウンタステアアシスト操舵トルク演算換算比例ゲインであり、又、Kct2はカウンタステアアシスト操舵トルク演算換算微分ゲインであり、これらのゲインは予め試験等により得られた定数である。式(7)から分かるように、カウンタステアアシスト操舵トルクτctは左右制動力差が大きいほど大きくなる。
【0093】
S730では、S720で算出したカウンタステアアシスト操舵トルク制御量補正演算が行われる。具体的には、下記式(8)にて行われる。
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
τct1は、補正値である補正後のカウンタステアアシスト操舵トルクである。
【0094】
次のS740では、補正後のカウンタステアアシスト操舵トルクτct1に基づき同操舵トルクに対応した電流指令値、すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値Ictが算出される。
【0095】
このカウンタステアアシスト電流指令値Ictが、加算器110にて、EPS電流指令値に加算され、モータ24aが制御される。すなわち、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれるため、操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に、左右制動力差に応じて操舵されることになる。従って、適切なカウンタステアができない運転者においても、カウンタステアを容易に実行することができる。
【0096】
(S800:アクティブカウンタステアACT指令角演算:ブロックC5)
S800では、アクティブカウンタステアACT指令角演算が行われる。図10はアクティブカウンタステアACT指令角演算のフローチャートである。
【0097】
S810では、前記S710と同様にカウンタステア方向判定が行われる。S820では、アクティブカウンタステアACT指令角である制動力差制御量θ1の演算が、下記式(9)にて行われる。
【0098】
θ1 =左右制動力差 × Kact …(9)
Kactは、アクティブカウンタステア角換算ゲインであり、予め試験等により得られた定数である。式(9)から分かるように、制動力差制御量θ1は左右制動力差が大きいほど大きくなる。この制動力差制御量θ1は、アクティブカウンタステア角に相当する。
【0099】
(S900:IFS_ACT指令角演算:ブロックC6)
図6に示すようにS900では、IFS_ACT指令角演算が行われる。図11はIFS_ACT指令角演算のフローチャートである。
【0100】
S910では、制動力差制御量補正演算が行われる。すなわち、前記式(1)にて、制動力差制御量θ2が求められる。
θ2=θ1 × α1 …(1)
この制動力差制御量θ2は、補正後のアクティブカウンタステア角に相当する。
【0101】
又、S920では、前記制動力差制御量θ2に関してドライバー操舵状態量に応じた補正演算が行われる。図12は、その補正演算のフローチャートである。
S1000では、下記の2条件のいずれかを満足しているか否かが判定される。
【0102】
(条件1)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が左方向かつ、操舵状態が左切り込み
(条件2)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が右方向かつ、操舵状態が右切り込み
両条件は、制御によるカウンタステアの方向と、ドライバーによる操舵方向(カウンタステア方向)が一致していることを意味している。条件1又は条件2のいずれかを満足している場合には、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っているものとし、S1100に移行されて、ドライバー操舵状態量補正係数βの演算がマップMap1を使用して行われる。マップMap1は、図12に示すように、横軸が操舵角速度、縦軸がドライバー操舵状態量補正係数βからなるマップである。マップMap1は、操舵角速度が小さい範囲の間は、ドライバー操舵状態量補正係数βは一定の大きな値β1を取り、操舵角速度が所定値以上大きくなると、一定の小さな値β2(<β1)を取るようにされている。
【0103】
S1100にて、ドライバー操舵状態量補正係数βが算出された後、S1200において、ドライバー操舵状態補正量演算が行われる。すなわち、前記式(2)が使用されて、制動力差制御量θ3が演算される。
【0104】
θ3=θ2 × β …(2)
又、S1000において、条件1、条件2のいずれをも満足していない場合には、S1300に移行され、下記の条件3又は条件4のいずれかを満足しているか否かが判定される。
【0105】
(条件3)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が左方向かつ、操舵状態が右切り込み
(条件4)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が右方向かつ、操舵状態が左切り込み
なお、図12では、説明の便宜上、アクティブカウンタステア角を単にカウンタステア角と記載されている。
【0106】
両条件は、制御によるカウンタステアの方向と、ドライバーによる操舵方向が一致していないことを意味している。
条件3又は条件4のいずれも満足していない場合には、S1500において、ドライバー操舵状態量補正係数βが1にセットされて、S1200に移行される。
【0107】
条件3又は条件4のいずれかを満足している場合には、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っているものとし、S1400において、ドライバー操舵状態量補正係数βの演算が、マップMap2を使用することにより行われる。マップMap2は、図12に示すように、横軸が操舵角速度、縦軸がドライバー操舵状態量補正係数βからなるマップである。マップMap2は、操舵角速度が小さい範囲の間は、ドライバー操舵状態量補正係数βは一定の大きな値β3を取り、操舵角速度が所定値以上大きくなると、一定の小さな値β4(<β3)を取るようにされている。本実施形態では、β4はβ2よりも、さらに0に近い値とされている。
【0108】
S1400において、ドライバー操舵状態量補正係数βが算出された後、S1200において、ドライバー操舵状態補正演算、すなわち、制動力差制御量θ3の演算が行われる。
【0109】
図11に示すように、続いてS930では、車両状態量FB制御量補正演算が行われる。すなわち、
θa=θ × α2 …(3)
の演算が行われ、車両状態量FB制御量θaが得られる。
【0110】
次のS940においては、IFS_ACT角度指令値θactが次式(4)にて算出される。
θact =θ3 + θa …(4)
=(θ2×β) + θa
=((θ1×α1)×β) + (θ×α2)
上記のように算出されたIFS_ACT角度指令値θactは、前述した第2ECU40に出力される。
【0111】
IFS_ACT角度指令値θactは、制御開始車速V0のときは、車両状態量FB比率α2が0となるため、前記式(4)では、 θact =θ3となる。又、車速Vが速い場合は、α1>α2となるため、車速Vが遅い場合に比して、制動力差制御量θ3の方が車両状態量FB制御量θaよりもそのウエイトが大きくなる。そして、IFS_ACT角度指令値θactは、車速Vが遅くなると、それ応じて、車速が速い場合に比して制動力差制御量θ3が小さくなり、逆に車両状態量FB制御量θaのウエイトが大きくなる。
【0112】
又、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にドライバーによってカウンタステアが行われている場合、前記S1100で算出されたドライバー操舵状態量補正係数βは、β1〜β2の値を取る。すなわち、操舵角速度が小さい場合はβ1となり、操舵角速度が大きくなると、β2(<β1)となる。従って、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にドライバーによってカウンタステアが行われている場合、特に、操舵角速度が大きくなると、制動力差制御量θ3は、操舵角速度が小さい場合よりも小さくなる。この結果、ドライバーによってカウンタステアによる操舵角速度が大きい場合には、制動力差制御量θ3に基づいた制御とドライバーのカウンタステアとの干渉が懸念されるが、本実施形態では、制動力差制御量θ3が小さくなり、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現する。
【0113】
又、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵が行われている場合、前記S1400で算出されたドライバー操舵状態量補正係数βは、β3〜β4の値を取る。すなわち、操舵角速度が小さい場合はβ3となり、操舵角速度が大きくなると、β4(<β3)となる。従って、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵が行われている場合、特に、操舵角速度が大きくなると、制動力差制御量θ3は、操舵角速度が小さい場合よりも、小さくなる。すなわち、β4が0に近い値のため、操舵角速度が大きい場合には、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御が抑制される。
【0114】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
(1) 本実施形態の操舵制御装置20は、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角に基づいてACT角度指令値θ0*(操舵制御量)を演算する第2ECU40(操舵制御量演算手段)を備える。又、操舵制御装置20の第1ECU30は、車両の各車輪に付与される制動力の差を推定し、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、左右制動力差に応じた制動力差制御量(θ3)を演算する制動力差制御量演算手段とした。加えて、操舵制御装置20の第2ECU40は、第1加算手段として、前記制動力差制御量(θ3)を、ACT角度指令値θ0*に加算する。そして、第2ECU40は、転舵量制御手段として、制動力差制御量(θ3)とACT角度指令値θ0*との加算した値に基づいて出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角(転舵量)を制御するようにした。
【0115】
この結果、車両がμスプリット路面を走行中に、制動力を付与した場合、ドライバーのカウンタステアの有無にかかわらず、或いは、ドライバーがパニック状態で操舵手段を保持した場合においても、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。
【0116】
(2) 本実施形態では、操舵制御装置20の第1ECU30は、転舵トルク制御量演算手段として、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵トルク等に基づいてアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)等を含むEPS電流指令値を演算する。又、第1ECU30は、補正転舵トルク制御量演算手段として、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じたカウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算する。又、第1ECU30は、第2加算手段として、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)をアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)に加算する。
【0117】
そして、第1ECU30は、転舵トルク制御手段として、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)とアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)を含むEPS電流指令値との加算した値に基づいて、操舵輪FR,FLの転舵トルクを制御するようにした。
【0118】
この結果、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれるため、操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に、左右制動力差に応じて操舵されることになる。従って、適切なカウンタステアができない運転者においても、カウンタステアを容易に実行することができる。すなわち、車両がμスプリット路面を走行中に、制動力を付与した場合、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0119】
(3) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(車両状態量フィードバック制御量演算手段)は、車速V及び実舵角(出力角)の車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートγtと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項(θp+θd)を算出する。又、第1ECU30は、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項θyを算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量FB制御量(θa)を算出する。加えて、操舵制御装置20の第2ECU40は、第1加算手段として、前記制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)とを、ACT角度指令値θ0*に加算する。又、第2ECU40は、転舵量制御手段として、制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)を付加して出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角(転舵量)を制御する。
【0120】
この結果、車両状態量FB制御量(θa)が加算された出力角となるため、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。
【0121】
(4) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30は、調整手段として、車速Vの変化に応じて、ACT角度指令値θ0*に加算する制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)との比率を調整する場合、車速Vが速い場合、車速Vが遅い場合よりも制動力差制御量(θ3)を大きくし、車両状態量FB制御量(θa)を小さくする。
【0122】
一方、車速Vが遅いと、車速Vが速いときよりも制動力差制御量(θ3)を小さくし、車両状態量FB制御量(θa)を大きくする。このため、車速Vが速い場合、車速Vが遅い場合よりも加算する制動力差制御量(θ3)が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止できる。又、車速Vが遅いと、車速Vが速い場合よりも、制動力差制御量(θ3)を小さくし、車両状態量FB制御量(θa)を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0123】
(5) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30は、補正転舵トルク制御量演算手段として、車速の変化に応じて変化するように、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算するようにしている。
【0124】
この場合、左右制動力差に起因するヨーモーメントが車両に生じた際に、第1ECU30(転舵トルク制御手段)は、車速Vに応じたカウンタステアアシスト電流指令値(補正転舵トルク制御量)を付加して転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、車速Vに応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0125】
(6) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)が、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は操舵角速度に応じて制動力差制御量(θ3)を減少させるようにした。すなわち、操舵角速度が大きい場合は、操舵角速度が小さい場合に比して、制動力差制御量(θ3)を小さくなるようにした。この結果、ドライバーのカウンタステアとの干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現できる。
【0126】
(7) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)がステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を減少するようにした。
【0127】
この結果、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先することができる。
【0128】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図13を参照して説明する。なお、第1実施形態とは、ハード構成は同一であるため、その説明を省略する。
【0129】
第2実施形態では、第1実施形態のS600の「制御比率演算」の一部のステップが異なり、他の制御演算等については第1実施形態と同様である。以下に、第2実施形態の「制御比率演算」を説明する。
【0130】
(S600:制御比率演算:ブロックC3)
S610〜S630,S650,S670は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。第1ECU30のCPU(IFSCPU)は、S630からS640Aの処理を移行すると、制御開始後時間(タイマ)tを0にクリアし、S660Aに移行する。S660Aでは、開始時間比率演算が行われる。ここでの開始時間比率は、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とを含み、制動力差制御比率α1は式(10)で算出され、車両状態量FB比率α2は、式(11)にて算出される。
【0131】
α1=1− t/TEND …(10)
(0≦α1≦1)
α2=1−α1 …(11)
なお、TENDは、0≦α1≦1となるように設定された定数である。
【0132】
両制御比率を算出後は、第1ECU30のCPUはこの制御比率演算を終了する。
なお、制御開始後時間t=0を取得したときの制御周期においては、S660Aでは制動力差制御比率α1は1、車両状態量FB比率α2は0として算出することになる。又、S610では、判定フラグがセットされていてカウンタステア制御中であると判定され、S650において、左右制動力差があると判定された場合、S655に移行される。S655では、制御開始後時間(タイマ)がカウントアップされる。すなわち、図6のフローチャートの制御周期が加算され、S660Aに移行される。又、第1ECU30のCPUはS650において、左右制動力差がないと判定した場合、S670に移行する。
【0133】
さて、第2実施形態では、S620において、左右制動力差がありと判定され、S630において、カウンタステア制御中である判定フラグがセットされた後、制御開始後時間tが0にクリアされる。この後、カウンタステア制御中においては、制御開始後時間(タイマ)がカウントアップされる。このカウンタステア制御中においては、開始後時間比率演算が行われ、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が算出される。
【0134】
この結果、第2実施形態では、第1実施形態と異なり、制御開始後時間(経過時間)に応じて、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が変化する。カウンタステア制御中において、制動力差制御比率α1は、最初は必ず1となるが、その後の制御周期において、時間が経過すると、1よりも小さな比率となる。一方、車両状態量FB比率α2は、カウンタステア制御中において、最初は必ず0となるが、その後の制御周期において、時間が経過すると、0よりも大きな比率となる。このようにして、制御開始後時間が経過する場合、第1ECU30のCPUは、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きく、すなわち、制動力差制御量θ3を大きくするようにしている(強めるようにしている)。又、第1ECU30のCPUは、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量θaを大きくするようにしている(強めるようにしている)。
【0135】
又、第1ECU30では、S700のS730において、式(8)にてカウンタステアアシスト操舵トルクτct1が算出される。
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
そして、このカウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、制動力差制御比率α1が乗
算されるため、制動開始からの経過時間に応じて、すなわち、カウンタステア制御中は、制御開始後時間が経過すると、変化するように演算されることになる。
【0136】
さて、第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)、(3)、(6)、(7)の作用効果の他、以下のような特徴がある。
(1) 第2実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(制動力差制御量演算手段及び車両状態量フィードバック制御量算出手段)は付加する制動力差制御量θ3と車両状態量FB制御量θaの比率を制動開始からの経過時間に応じて変化するように制動力差制御量と、車両状態量FB制御量を演算するようにした。
【0137】
この結果、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御量θ3を大きくし、車両状態量FB制御量θaを小さくし、一方、カウンタステア制御の制御開始後時間が経過すると、制動力差制御量θ3を小さくし、車両状態量FB制御量θaを大きくする。このようにすると、カウンタステア制御の制御開始初期は、付加する制動力差制御量θ3が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止する。又、カウンタステア制御の制御開始後時間が経過すると、制動力差制御量θ3を小さくし、車両状態量FB制御量θaを大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動が抑制できる。
【0138】
(2) 第2実施形態では、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)が、制動開始からの経過時間に応じて変化するようにカウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算する。
【0139】
この場合、第1ECU30(転舵トルク制御手段)は、制動開始からの経過時間に応じたカウンタステアアシスト電流指令値(補正転舵トルク制御量)を付加して転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、制動開始からの経過時間に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0140】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
(1) 第1実施形態のように、モータ24aとしてブラシレスDCモータが用いられる場合には、モータ24aに回転角センサを設け、それをもとに操舵角を求め、ブロックA0におけるIFS制御に用いてもよい。そして、例えばラックアンドピニオンに操舵角センサを設け、この検出信号に基づき操舵角を求めることとしてもよい。
【0141】
(2) 第1実施形態では、制御比率演算ブロック(S600)は、制動力差制御比率α1と車両状態量FB比率α2をそれぞれ車速比率演算式(5)、式(6)を使用して算出したが、この式に限定するものではない。すなわち、車速Vが低下していく場合、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きくして、制動力差制御が大きくなるようにし(強めるようにし)、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量を大きくするものであればよい。
【0142】
例えば、下記の演算方法であってもよい。
1) α1=√(V/V0)、α2=1−α1
2) α1=√(V/V0)、α2=1−V/V0
上記2)の場合、車速Vが低下していくと、カウンタステア制御の制御終了時は、1)よりも車両状態量FB比率α2は大きくして、車両状態量FB制御量を強めることになる。
【0143】
(3) 第2実施形態では、α1及びα2を式(10)、式(11)にて算出したが、α1とα2との和は、1である必要はない。又、α1及びα2を下記式で求めてもよい。
α1=1−√(t/TEND)、α2=1−α1
又は、下記の式で求めてもよい。
【0144】
α1=1−√(t/TEND)、α2=√(t/TEND)
なお、いずれも、0≦α1≦1、0≦α2≦1であり、TENDは0≦α1≦1となるよ
うに設定された定数である。
【0145】
(3) 第1実施形態では、β4は、0に近い値としたが、0にしてもよい。この場合、制動力差制御量θ3は0となり、制動力差制御量による制御は行われないことになる。すなわち、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、操舵角速度が大きい場合には、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御をしないことになる。
【0146】
(4) (ドライバー操舵状態検出手段:操舵量の検出)
第1実施形態では、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っている場合、ドライバー操舵状態量補正係数βは、操舵角速度の大きさに応じて、変更させた。これに代えて、
θ3=θ2×βa=(θ1×α1)×βa
としてもよい。なお、βa(0<βa≦1)は、ドライバー操舵状態量補正係数である。ドライバー操舵状態量補正係数βaは、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っている場合、操舵量、例えば、操舵角の大きさに応じて、その大きさを変えるものとする。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは、小さいときに比して、小さい値とする。
【0147】
(5) (ドライバー操舵状態検出手段:操舵量の検出)
第1実施形態では、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、ドライバー操舵状態量補正係数βは、操舵角速度の大きさに応じて、変更させた。これに代えて、
θ3=θ2×βa=(θ1×α1)×βa
としてもよい。なお、βa(0≦βa≦1)は、ドライバー操舵状態量補正係数である。ドライバー操舵状態量補正係数βaは、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、操舵量、例えば、操舵角の大きさに応じて、その大きさを変えるものとする。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。
【0148】
(6) 請求項6の実施形態
第1実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)は、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は操舵角速度に応じて制動力差制御量(θ3)を減少させるようにした。この構成に加えて、さらに、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)は、補正転舵トルク制御量を減少させるようにしてもよい。
【0149】
この場合、第1実施形態のS730において、
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
の式の代わりに、次式(12)にて演算する。
【0150】
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率)× β …(12)
なお、βはドライバー操舵状態量補正係数である。そして、図6のS700SとS800との順序を逆にして、S800で得られた、ドライバー操舵状態量補正係数βを上記式(12)にて使用する。
【0151】
このようにすると、カウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、操舵角速度に応じて、減少する。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少する。この結果、カウンタステアアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーのカウンタステアとの干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現できる。
【0152】
なお、上記別の実施形態(4)のように、ドライバー操舵状態量補正係数βの代わりに、ドライバー操舵状態量補正係数βaを使用してもよい。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。この場合においても、上記と同様の作用効果を奏する。
【0153】
(7) 請求項7の実施形態
第1実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)が、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を減少するようにした。この構成に加えて、さらに、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)は、補正転舵トルク制御量を減少させるようにしてもよい。
【0154】
この場合、第1実施形態のS730において、
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)の式の代わりに、次式(12)にて演算する。
【0155】
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率)× β …(12)
なお、βはドライバー操舵状態量補正係数である。そして、図6のS700SとS800との順序を逆にして、S800で得られた、ドライバー操舵状態量補正係数βを上記式(12)にて使用する。
【0156】
このようにすると、カウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、操舵角速度に応じて、減少する。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少する。この結果、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、カウンタステアのアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーの意思を優先することができる。
【0157】
なお、上記別の実施形態(4)のように、ドライバー操舵状態量補正係数βの代わりに、ドライバー操舵状態量補正係数βaを使用してもよい。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。この場合においては、操舵量に応じてカウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、減少又は、0となる。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少、又は、0となる。
【0158】
従って、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、カウンタステアアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーの意思を優先することができる。
【0159】
なお、本実施形態においても、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を0にしてもよい。
【符号の説明】
【0160】
FR,FL…操舵輪
20…車両用操舵制御装置
21…ステアリングホイール(操舵手段)
30…第1ECU(転舵トルク制御量演算手段、制動力差制御量演算手段、補正転舵トルク制御量演算手段、第2加算手段、転舵トルク制御手段、車両状態量フィードバック制御量演算手段、ドライバー操舵状態検出手段)
40…第2ECU(第1加算手段、操舵制御量演算手段、転舵量制御手段)
70…操舵制御装置。
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の姿勢制御を行う車両用操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
左右で路面摩擦係数が異なるような路面、所謂μスプリット路面において、車両が走行中に、アンチスキッドが作動するような急制動を行う場合には、発生する制動力が車両の左右で異なることになる。この左右制動力差に起因し、路面摩擦係数の高い方に車両を偏向させようとするヨーモーメントが発生する。実際の道路におけるμスプリット路面は、例えば、路肩に雪や氷が残り路面摩擦係数が低くなるのに対し、道路中央部のアスファルトが乾燥した状態あるいは濡れた状態となり路面摩擦係数が高くなっている。このような路面状態で左右の車輪がそれぞれ路肩と道路中央に位置しているときに急制動を行うと、路面摩擦係数が低い路肩側よりも路面摩擦係数が高い道路中央部の方の制動力が高くなる。その結果、車両にヨーモーメントが発生し、車両は道路中央部に向けて偏向させられる。
【0003】
このような制動力の左右差に起因して発生するヨーモーメントを抑制するためには、運転者は車両が偏向する方向とは逆の方向に操舵する必要があり、この操舵はカウンタステアとして知られている。しかし、このカウンタステアをするには、ある程度の熟練が必要となる。
【0004】
本出願人が提案している特願2002−104901号では、左右の車輪の制動力差(制動力左右差)を推定し、この制動力左右差に応じて電動パワーステアリングにてアシストトルクを付与することにより、カウンタステアを容易に行えるようにしている。又、特許文献1では、制動力の左右差に起因して発生するヨーモーメントを抑制するために、前輪左右車輪速差に基づいて、車輪速の小さい方へ、制御舵角を加えるように舵取機構を制御し、車両姿勢の安定化を図るようにしている。なお、下記、特許文献2は、後の説明では参考文献1、特許文献3は、後の説明では参考文献2、特許文献4は、後の説明では、参考文献3という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−334947号公報
【特許文献2】特開2000−108863号公報
【特許文献3】特開2002−254964号公報
【特許文献4】特開2000−62597号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特願2002−104901号の術においては、アシストトルクの付与によりカウンタステア操作を容易に行うことができるが、最終的なハンドル操作は運転者にゆだねられる。このため、運転者がアシストトルクに対してハンドルを保持した様な場合には、制御による充分な効果が得られない。又、特許文献1では、アンチスキッド制御による車輪速差や、発生ヨーモーメントのばらつきが出やすいため、車両姿勢の安定化の効果が出にくい場合がある。
【0007】
本発明の目的は、μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合でも、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができる、とともにカウンタステアを促すことができる車両用操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と、前記操舵手段の操舵トルクに基づいて操舵輪の転舵トルク制御量を演算する転舵トルク制御量演算手段と、車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する制動力差制御量演算手段と、前記左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する補正転舵トルク制御量演算手段と、前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する第1加算手段と、前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する第2加算手段と、前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する転舵量制御手段と、前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する転舵トルク制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置を要旨とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する車両状態量フィードバック制御量演算手段を備え、前記第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算することを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項2において、車速の変化に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、請求項3において、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、車速の変化に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3において、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1において、前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記操舵量又は操舵速度に応じて前記制動力差制御量を減少させるとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少させることを特徴とする。
【0013】
請求項7の発明は、請求項1において、前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は、前記制動力差制御量を0にするとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少、又は、前記補正転舵トルク制御量を0にすることを特徴とする。
【0014】
(作用)
請求項1の発明によれば、操舵制御量演算手段は、操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する。転舵トルク制御量演算手段は、操舵手段の操舵トルクに基づいて転舵トルク制御量を演算する。制動力差制御量演算手段は、車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する。補正転舵トルク制御量演算手段は、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する。
【0015】
第1加算手段は、前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する。又、第2加算手段は、前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する。転舵量制御手段は、前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する。
【0016】
このため、請求項1の発明は、μスプリット路面において、制動力を付与した場合、ドライバーのカウンタステアの有無にかかわらず、或いは、ドライバーがパニック状態で操舵手段を保持した場合においても、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、請求項1の発明によれば、転舵トルク制御手段は、前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0017】
請求項2の発明によれば、車両状態量フィードバック制御量演算手段は、車両状態量に基づいて目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出する。そして、車両状態量フィードバック制御量演算手段は、ヨーレートフィードバック項と目標ヨー角フードバック項との加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する。そして、第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算する。このため、転舵量制御手段は、前記操舵制御量に車両状態量フィードバック制御量が加算された値に基づいて転舵量を制御する。この結果、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。
【0018】
請求項3の発明によれば、調整手段は、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と、車両状態量フィードバック制御量の比率を、車速に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する。
【0019】
この結果、車速が速い場合は、後述する車速が遅い場合よりも制動力差制御量を大きくし、車両状態量フィードバック制御量を小さくする。一方、車速が遅いと、車速が速いときよりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくする。このようにすると、車速が速い場合では、車速が遅い場合よりも操舵制御量に加算する制動力差制御量が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、車速が遅いと、車速が速い場合よりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動が抑制される。
【0020】
又、調整手段が、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する場合、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を、制動開始からの経過時間が初期の段階では、加算する制動力差制御量を大きくすると、左右制動力差によって高μ路面側に車両が偏向することが防止される。又、制動開始からの経過時間が初期を超えて長くなった場合、制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくすると、制動によらない車両の不安定挙動が抑制される。
【0021】
請求項4の発明によれば、補正転舵トルク制御量演算手段は、車速に応じて変化するように補正転舵トルク制御量を演算する。この場合、第2加算手段は、車速に応じた補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算した値に基づいて、転舵トルク制御手段は転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、車速に応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0022】
請求項5の発明によれば、補正転舵トルク制御量演算手段は、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じた補正転舵トルク制御量を演算する。この場合、第2加算手段は、制動開始からの経過時間に応じた補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する。そして、この加算した値に基づいて、転舵トルク制御手段は転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、制動開始からの経過時間に応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることになる。
【0023】
請求項6の発明によれば、ドライバー操舵状態検出手段は、操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出する。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、制動力差制御量演算手段が操舵量又は操舵速度に応じて制動力差制御量を減少させるため、第1加算手段による操舵制御量に加算する制動力差制御量が少なくなる。又、補正転舵トルク制御量演算手段が前記補正転舵トルク制御量を減少させるため、第2加算手段による転舵トルク制御量に加算する補正転舵トルク制御量が少なくなる。
【0024】
この結果、転舵量制御手段の制御による転舵量が抑制されるとともに、転舵トルク制御手段の制御による車両の操舵輪に対する転舵トルクが減少する。このため、両制御とドライバーのカウンタステア(カウンタ操舵)との干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることを抑制でき、最適な車両挙動を実現する。
【0025】
請求項7の発明によれば、ドライバー操舵状態検出手段は、操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出する。ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は前記制動力差制御量を0にする。この結果、ドライバーの操舵から、左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御を抑制し、又は車両挙動の制御をしない。
【発明の効果】
【0026】
以上詳述したように、請求項1乃至請求項7の発明によれば、μスプリット路において、制動力を付与した場合、運転者のカウンタステアの有無に関わらず、或いは、パニック状態でハンドルを保持した場合でも、制動力左右差による高μ路面側に車両が偏向することを抑えることができる効果を奏する。さらに、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0027】
請求項2の発明によれば、操舵制御量に車両状態量フィードバック制御量が加算された値に基づいた転舵量となるため、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止できる。
【0028】
請求項3の発明によれば、車速が速い場合では、車速が遅い場合よりも操舵制御量に加算する制動力差制御量を大きくし、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。又、車速が遅い場合、車速が速い場合よりも制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0029】
又、請求項3の発明では、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を、車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように調整する場合、制動開始からの経過時間が初期の段階では、加算する制動力差制御量を大きくすることにより、高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。又、制動開始からの経過時間が初期を超えて長くなった場合、制動力差制御量を小さくし、車両状態量フィードバック制御量を大きくすることにより、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0030】
請求項4の発明によれば、ドライバーに対し、車速に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
請求項5の発明によれば、ドライバーに対し、制動開始からの経過時間に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0031】
請求項6の発明によれば、転舵量制御手段の制御による転舵量が抑制されるとともに、転舵トルク制御手段の制御による車両の操舵輪に対する転舵トルクが減少するため、両制御とドライバーのカウンタステア(カウンタ操舵)との干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることを抑制でき、最適な車両挙動を実現できる。
【0032】
請求項7の発明によれば、ドライバーの操舵から、左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明を具体化した第1実施形態の操舵制御装置20を示す全体概略図。
【図2】第1実施形態の操舵制御装置20の制御ブロック図。
【図3】同じく第1ECU30の制御ブロック図。
【図4】同じく操舵制御装置20の電気ブロック図。
【図5】ブレーキ液圧制御装置を示す構成図。
【図6】操舵制御装置20の第1ECU30のIFSCPUが実行するIFS制御演算プログラムのフローチャート。
【図7】ドライバー操舵状態演算の詳細を示すフローチャート。
【図8】制御比率演算のフローチャート。
【図9】カウンタステアアシスト電流指令値演算のフローチャート。
【図10】アクティブカウンタステアACT指令角演算のフローチャート。
【図11】ACT指令角演算のフローチャート。
【図12】制動力差制御量、ドライバー操舵状態量補正演算のフローチャート。
【図13】第2実施形態の制御比率演算のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の操舵制御装置の実施形態を図を参照して説明する。以下の各実施形態では、自動車等の車両の電気式動力操舵制御装置(以下、単に操舵制御装置という)に適用した例を挙げて説明する。
【0035】
(第1実施形態)
以下、第1実施形態を、図1〜図12を参照して説明する。
(1) 操舵制御装置20のハード構成
図1に示すように、操舵制御装置20は、ステアリングホイール21、第1ステアリングシャフト22、第2ステアリングシャフト23、ロッド25、操舵角センサ26、出力角センサ28、操舵トルクセンサ29、IFSアクチュエータ32を備えている。すなわち、ステアリングホイール21に第1ステアリングシャフト22の一端が接続され、この第1ステアリングシャフト22の他端側にはIFSアクチュエータ32の入力側が接続されている。なお、IFSは、インテリジェント フロント ステア(Intelligent Front Steer)の略である。
【0036】
IFSアクチュエータ32は電動モータ32a(図4参照)、減速機(図示しない)等から構成されており、この出力側には第2ステアリングシャフト23の一端側が接続され、第2ステアリングシャフト23の他端側にはステアリングギヤボックス31の入力側が接続されている。そして、ステアリングギヤボックス31は図示しないラック・ピニオンギヤ等により、第2ステアリングシャフト23によって入力された回転運動を、操舵輪FR,FL(前輪)を備えるロッド25の軸方向運動に変換して出力し得るように構成されている。
【0037】
又、第1ステアリングシャフト22の回転角(操舵角)は操舵角センサ26により、第2ステアリングシャフト23の回転角は出力角センサ28により、それぞれ検出され、操舵角信号、出力角信号として第3ECU50及びEPSECU(以下、第1ECU30という)にそれぞれ入力され得るように構成されている。
【0038】
なお、「ステアリングホイールと操舵輪FR,FLとを連結する操舵伝達系の途中に電動モータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変手段」を、Variable Gear Ratio Systemという。
【0039】
このように構成することによって、IFSアクチュエータ32では電動モータ32aと減速機(図示しない)により、入力ギヤに対する出力ギヤの比を車速Vに応じてリアルタイムに変更し、第1ステアリングシャフト22の操舵角に対する第2ステアリングシャフト23の出力角の比を可変する。すなわち、操舵角センサ26による操舵角信号と後述する車速センサ27による車速信号とを、後述する通信バスを介して第3ECU50から第2ECU40に入力するようにされている。このことにより、第2ECU40は、操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角に対応するACT角度指令値θ0*を図略のモータ回転角マップから決定し、決定したACT角度指令値θ0*に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路AC2(図4参照)に供給する。ACT角度指令値θ0*は、操舵角(操舵量)に基づいて演算された操舵制御量に相当する。
【0040】
これにより、車速Vに対応したステアリングギヤ比、例えば停車時や低速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対してIFSアクチュエータ32の出力角が大きくなるように設定し、また高速走行時にはステアリングホイール21の操舵角に対してIFSアクチュエータ32の出力角が小さくなるように設定することが可能である。なお、操舵輪FR,FLの転舵量、すなわち、操舵輪の舵角は、前記出力角と比例するため、前記出力角を制御することは、操舵輪FR,FLの転舵量(舵角)を制御することになる。
【0041】
この結果、例えば、車両が停車や低速走行している場合には、IFSアクチュエータ32によるステアリングギヤ比が小さく設定されるので、ステアリングホイール21による操舵角が少なくても操舵輪FR,FLは大きく切れて運転者の操舵を楽にできる。又、車両が高速走行している場合には、IFSアクチュエータ32によるステアリングギヤ比が大きく設定されるので、ステアリングホイール21による操舵角が大きくても操舵輪は小さく切れて車両挙動の安定を確保することができる。
【0042】
又、EPSアクチュエータ24は、ロッド25と同軸となるように構成されたモータ24aにて構成されており、第1ECU30により制御されて操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする操舵アクチュエータとして機能する。前記モータ24aはブラシレスDCモータにて構成されている。
【0043】
すなわち、操舵制御装置20は、第2ECU40による伝達比可変制御処理によってIFSアクチュエータ32によりステアリングギヤ比を車両の速度に応じて可変制御する機能を有するとともに、第1ECU30による操舵制御によってEPSアクチュエータ24により操舵状態に応じたアシスト力を発生させて操舵をアシストする機能を有する。
【0044】
(2) 操舵制御装置20及び周辺の電気的構成
図4は、本実施形態のシステム構成を示している。同図に示すように、操舵制御装置20の制御システム、ブレーキ制御システム等のシステムの各ECUが、通信バスを介して接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有することができるように構成されている。
【0045】
(3) 操舵制御装置20の制御システムの電気的構成
操舵制御装置20の制御システムは、CPU、ROM及びRAMを備えた電動ステアリング制御ユニットである第1ECU30と、CPU、ROM及びRAMを備えた伝達比可変制御用の第2ECU40とを備えている。
【0046】
第1ECU30は、出力角センサ28、操舵トルクセンサ29、電流センサ24bが接続されている。図1に示す出力角センサ28は、図4に示すように、第2ステアリングシャフト23の回転角、すなわち、IFSアクチュエータ32から出力される出力角を検出し、出力角信号を第1ECU30に出力する。又、操舵トルクセンサ29は第1ステアリングシャフト22に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を第1ECU30に出力する。なお、図1には示されていないが、モータ24aに流れるモータ電流を検出する電流センサ24bも、図4に示すように、検出したモータ電流信号を第1ECU30に出力する。
【0047】
このように、第1ECU30には、出力角、操舵トルク、モータ電流が、それぞれ信号として入力されるとともに、第3ECU50から操舵角、車速Vが通信にて入力される。このため、第1ECU30は、操舵状態、車速V及びモータ電流に応じたアシスト力をモータ24aに発生させ得るアシスト電流指令値を公知の方法で演算し、さらにこの電流指令値に後述する各種の電流指令値を加算して、モータ駆動回路AC1(図4参照)に出力し、モータ24aを制御している。
【0048】
第2ECU40は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角を図略のモータ回転角マップから決定し、決定したACT角度指令値θ0*に応じたモータ電圧を増幅手段を介してモータ駆動回路AC2(図4参照)に供給する。
【0049】
(4) ブレーキ制御システムの電気的構成
一方、ブレーキ制御システムは、ブレーキ制御用のCPU、ROM及びRAMを備えたブレーキ制御ユニットECU(以下、第3ECU50という)に、車輪速度センサWS、液圧センサ及びストップスイッチST、ヨーレートセンサYS、前後加速度センサXG、及び横加速度センサYGが接続されている。又、第3ECU50には、操舵角センサ26及び車速センサ27が接続されている。図1に示す操舵角センサ26は、図4に示すように、第1ステアリングシャフト22の回転角、すなわち、IFSアクチュエータ32に入力される操舵角を検出し、操舵角信号を第3ECU50に出力する。さらに、図1に示す車速センサ27も、図4に示すように、検出した車両の車速信号を第3ECU50に出力する。又、車輪速度センサWS,液圧センサPS,ストップスイッチST、ヨーレートセンサYS、前後加速度センサXG、及び横加速度センサYGの各種センサはそれぞれ検出信号を第3ECU50に出力する。なお、WSは後述するWS1〜WS4を代表して表している。又、PSは後述するPS1〜PS6を代表して表している。すなわち、車輪速度センサWS1乃至WS4はそれぞれ操舵輪FR,FL(前輪)、後輪RR,RLの車輪速を検出してその検出信号を第3ECU50に出力する。
【0050】
又、第3ECU50にはソレノイド駆動回路AC3を介してソレノイドバルブSL1〜SL8が接続されている(図4では、代表してSLで表す)。なお、操舵制御装置20の制御システムの第1ECU30、第2ECU40及び第3ECU50は夫々、通信用CPU、ROM及びRAMを備えた通信ユニットを介して通信バスに接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有できるように構成されている。ブレーキ制御システムにおいては、各車輪の発生する制動力の情報等の各種情報が得られ、それらをもとにアンチスキッド制御(ABS)、トラクション制御(TRC)、車両の安定制御(VSC)等の各種制御が実行される。又、操舵制御装置20の制御システムに必要な各種の情報もブレーキ制御システムから送信することができる。
【0051】
(5) ブレーキ液圧制御装置
ここで、ブレーキ制御システムを構成するブレーキ液圧制御装置の機械的構成を図5を参照して説明する。図5は、ブレーキ液圧制御装置を示す構成図である。
【0052】
図5は本実施形態におけるブレーキ液圧制御装置の一例を示すもので、所謂ブレーキ・バイ・ワイヤと称される構成である。具体的には、例えば前記参考文献3に記載されているので、その作動を簡単に説明する。通常作動時はマスタシリンダMCとホイールシリンダWfr,Wfl,Wrr,Wrlとの液圧回路は切り離されている。ブレーキペダルBPが操作されると、運転者の制動要求がブレーキペダルストロークセンサSR、踏力センサ、マスタシリンダ液圧センサ(図示しない)等により検出され、その操作量にもとづき各車輪の目標制動力が決定され、各車輪の制動液圧がリニアソレノイドバルブ(SL1乃至SL8)により制御される。
【0053】
制動時には、ON/OFF型のソレノイドバルブSLa、SLb,SLcが励磁され、ソレノイドバルブSLaが開位置、ソレノイドバルブSLb,SLcが閉位置となる。これにより、マスタシリンダMCは、ホイールシリンダWfr,Wfl,Wrr,Wrlとは分離され、ソレノイドバルブSLaを介してストロークシミュレータSMと連通される。各車輪の制動液圧は、高圧アキュムレータACCを圧力源として、アキュムレータ側のリニアソレノイドバルブ(例えばSL1)とリザーバ側のリニアソレノイドバルブ(例えばSL2)を制御することにより、各車輪独立で制動力が制御される。尚、図5の液圧回路構成は一例であり、これに限定されるものではなく、自動加圧できる液圧回路構成であればよい。
【0054】
なお、ソレノイドバルブSL1乃至SL8に代えて、各ホイールシリンダ液圧をリニアバルブ(図示せず)で制御する構成としてもよい。更に、制動力発生手段としては、ブレーキ液圧を用いることなく、モータ等により機械的に制動トルクを付与する構成(図示せず)としてもよい。
【0055】
(6) 制御ブロック
次に、図2を参照して、第1ECU30及び第2ECU40の制御ブロックを説明する。図2は操舵制御装置20の制御ブロックが示されている。
【0056】
(6−1) 第1ECU30の制御ブロック
図2において、第1ECU30のブロックA0では、後述するIFS制御演算が行われ、カウンタステアアシスト電流指令値Ict、及びIFS_ACT角度指令値θactが演算される。又、操舵トルクと車速信号に基づき、ブロックA1乃至A4にて公知のアシスト制御、トルク慣性補償制御、ハンドル戻し制御、ダンパ補償制御演算が実行され、アシスト電流指令値、トルク慣性補償電流指令値、ハンドル戻し電流指令値及びダンパ補償電流指令値がそれぞれ決定される。
【0057】
ここで、操舵トルクと車速信号に基づきブロックA1が算出したアシスト電流指令値により、運転者によるステアリングホイール21の操作力を軽減するトルクアシストが行われる。アシスト電流指令値は、転舵トルク制御量に相当する。ブロックA2が算出したトルク慣性補償電流指令値により、モータ24aの慣性による応答遅れを補償する制御が行われる。ブロックA3が算出したハンドル戻し電流指令値により、ステアリングホイール21の中立点への戻りを向上させるように制御が行われる。ブロックA4が算出したダンパ補償電流指令値により、ステアリングホイール21の戻り過ぎを抑制し、収斂性を向上させるように制御が行われる。各ブロックA1〜A4にて算出された各電流指令値は、加算器100にて加算されて、EPS電流指令値となる。さらに、ブロックA0からのカウンタステアアシスト電流指令値Ictが加算器110にて、このEPS電流指令値に対し加算されて、モータ駆動回路AC1(図4参照)に入力され、モータ24aが制御される。すなわち、モータ24aからは、カウンタステアアシスト電流指令値IctとEPS電流指令値との加算値に応じた転舵トルクが出力され、その転舵トルクにて操舵輪FR,FLが転舵される。
【0058】
(6−2) 第2ECU40の制御ブロック
図2において、第2ECU40のブロックB0は、伝達比可変制御処理によって操舵角と車速Vに対応して一義的に定められるIFSアクチュエータ32の電動モータ32aの目標回転角に対応するACT角度指令値θ0*を図略のモータ回転角マップから決定する。
【0059】
ブロックB1は、ACT角度指令値θ0*に対して、第1ECU30のブロックA0から入力されたIFS_ACT角度指令値θactを加算した値を新たなACT角度指令値θ0として入力し、このACT角度指令値θ0に基づいてフィードフォワード演算を行って、フィードフォワードの電流指令値を算出する。一方、ブロックB2は、ACT角度指令値θ0に基づいてフィードバック演算を行って、フィードバックの電流指令値を算出する。すなわち、電動モータ32aの回転角は、電動モータ32aに設けられた回転角センサ32cにより検出されてACT角度信号として第2ECU40に出力されているため、これにより構成される閉ループによってブロックB2による電動モータ32aのフィードバック制御を可能にしている。
【0060】
フィードフォワードの電流指令値とフィードバックの電流指令値は、加算器200にて加算されて、モータ駆動回路AC2(図4参照)に入力され、電動モータ32aが制御される。
【0061】
(6−3) IFS制御演算の制御ブロック
次に、図3を参照して、第1ECU30が行うIFS制御演算の制御ブロックを説明する。
【0062】
ブロックC1は、車両の各車輪に付与される制動力を推定し、推定した制動力に基づき左右の車輪に付与される制動力の差を推定(演算)する左右制動力差推定ブロックである。なお、左右制動力差とは、車両の左側の車輪に付与される制動力と右側の車輪に付与される制動力との差であり、前者としては左側の前後輪に付与される制動力の和もしくは左側の前輪に付与される制動力が用いられ、後者としては右側の前後輪に付与される制動力の和もしくは右側の前輪に付与される制動力が用いられる。なお、左右制動力差を、明細書及び図面において、説明の便宜上、単に制動力差ということがある。
【0063】
ブロックC1においては、例えば、各車輪に設けられた液圧センサPS及び車輪速度センサWSの検出信号、具体的には、ブレーキ液圧(すなわち、制動液圧)信号、及び車輪速信号により、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力が推定され、左右車輪間での制動力差が演算される。なお、制動力の推定に係る具体的手段は例えば、参考文献1に記載されているので説明は省略する。
【0064】
ブロックC2は、ドライバー操舵状態演算が行われるドライバー操舵状態演算ブロックである。すなわち、ブロックC2においては、操舵角センサ26からの操舵角信号、及び同操舵角信号に基づいて算出された操舵速度としての操舵角速度に基づいて、ステアリングホイール21の現在の操舵状態の判定、すなわち、「右切り込み」、「右切り戻し」、「左切り込み」及び「左切り戻し」のいずれかであるかの判定が行われる。
【0065】
ブロックC3は、制御比率演算ブロックである。ブロックC3においては、ブロックC1において左右制動力差がある場合に、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とが算出される。なお、FBはフィードバックの略である。
【0066】
ブロックC4は、カウンタステアアシスト電流指令値Ictの演算ブロックである。このブロックC4では制動力差に基づいてカウンタステアアシスト操舵トルクτctが演算され、算出されたカウンタステアアシスト操舵トルクτctに対して前記制動力差制御比率α1(すなわち、補正係数)が乗算されることにより、制御量の補正演算が行われる。又、ブロックC4は算出された制御量の補正演算結果に基づいてカウンタステアアシスト電流指令値Ictが演算される。カウンタステアアシスト電流指令値Ictは補正転舵トルク制御量に相当する。
【0067】
ブロックC5は、アクティブカウンタステアACT指令角の演算ブロックである。ブロックC5では、制動力差に基づいてアクティブカウンタステアACT指令角が演算される。アクティブカウンタステアACT指令角を、以下では説明の便宜上、制動力差制御量θ1ということがある。なお、制動力差制御量は、車両の操舵輪に対して制御を行うための量、すなわち、転舵制御量である。
【0068】
ブロックC6は、IFS_ACT角度指令値θactを演算するブロックである。このブロックC6では、制動力差制御量θ1に対して、補正係数である前記制動力差制御比率α1を乗算して制動力差制御量θ1の補正演算が行われ(式(1)参照)、新たに制動力差制御量θ2が得られる。
【0069】
θ2=θ1×α1 …(1)
又、ブロックC6では、後述するドライバー操舵状態に応じたドライバー操舵状態量補正係数β(0<β≦1)が算出され、制動力差制御量θ2にこのドライバー操舵状態量補正係数βが乗算されて、ドライバー操舵状態量に応じた補正演算が行われ(式(2)参照)、制動力差制御量θ3が得られる。
【0070】
θ3=θ2 × β …(2)
なお、ドライバー操舵状態量補正係数βの求め方については、後述する。
さらに、ブロックC6では、後述する車両状態量フィードバック制御量θに対して車両状態量FB比率α2が乗算され(式(3)参照)、新たに車両状態量FB制御量θaが得られる。なお、車両状態量フィードバック制御量を以下では車両状態量FB制御量という。
【0071】
θa=θ × α2 …(3)
さらに、ブロックC6では、得られた制動力差制御量θ3と車両状態量FB制御量θaとが加算され(式(4)参照)、IFS_ACT角度指令値θactが得られる。
【0072】
θact =θ3 + θa …(4)
=((θ1×α1)×β) + (θ×α2)
ブロックD1は、車両状態量推定(演算)のブロックであり、車速V、及び実舵角を基にして、車両モデル演算に基づいて、目標ヨーレートγt及び目標スリップ角Stが求められる。前記実舵角は出力角センサ28により検出され出力される出力角信号に基づいて第1ECU30により演算されている。なお、車両モデル演算を行って車両の目標ヨーレートγt及び車両の目標スリップ角Stの具体的な求め方は、例えば、参考文献2等により、公知であるため説明を省略する。
【0073】
ブロックD2は、ヨーレートFB演算及びスリップ角FB演算のブロックである。ブロックD2では、比例ゲインD2a,微分器D2b,微分ゲインD2c及びゲインD2dを備えている。比例ゲインD2aでは、ブロックD1から入力した目標ヨーレートγtと第3ECU50を介して入力したヨーレートセンサYSが検出したヨーレートの偏差(以下、ヨーレート偏差という)が入力されて、ヨーレートPゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θpが算出される。その制御量θpは加算器70に出力される。なお、前記ヨーレートセンサYSが検出したヨーレートは実ヨーレートに相当する。
【0074】
微分器D2bでは、前記ヨーレート偏差が微分されて、微分ゲインD2cにおいて、ヨーレートDゲインが乗算されることにより、ヨーレートのフィードバック制御の微分項分の制御量θdが算出され、その制御量θdは加算器70に出力される。ここで、ヨーレートのフィードバック制御の比例項分の制御量θpと、微分項分の制御量θdの加算分は、ヨーレートフィードバック項に相当する。
【0075】
ゲインD2dでは、目標スリップ角Stと第3ECU50で公知の方法で算出された車両のスリップ角とのスリップ角偏差が入力されて、スリップ角ゲインが乗算されて、スリップ角FBの制御量θsが算出され、その制御量θsは加算器70に出力される。
【0076】
ブロックD3は、ヨー角FB演算のブロックであり、ブロックD3a及びブロックD3bを備えている。ブロックD3aは、目標ヨー角演算のブロックであり、目標ヨーレートγtを積分して目標ヨー角を算出する。ブロックD3bは、ヨー角演算のブロックであり、前記ヨーレートを積分してヨー角、すなわち実ヨー角を算出する。ゲインD3cでは、前記目標ヨー角とヨー角との偏差に対してヨー角ゲインが乗算されて、ヨー角FBの制御量θyが算出され、その制御量θyは加算器70に出力される。ここで、ヨー角FBの制御量θyは、ヨー角フィードバック項に相当する。なお、前記各種ゲインは、車両や操舵制御装置20の構造特性に基づいて決定される値であり、予め試験等により求められる。
【0077】
加算器70は、入力された各制御量を加算して、車両状態量FB制御量θを演算する。すなわち、θ=θp+θd+θy+θsを算出し、ブロックC6に入力する。
(7) 第1実施形態の作用
さて、上記のように構成された操舵制御装置20の作用を図6〜図12を参照して説明する。図6は、IFS制御演算プログラムのフローチャートであり、所定周期毎に第1ECU30のCPU(IFSCPU)が実行する。
【0078】
(S100:車両モデル演算:ブロックD1)
S100では車速V及び実舵角を基に車両モデル演算を行い、目標ヨーレートγt及び目標スリップ角Stを求める。
【0079】
(S200:左右制動力差演算:ブロックC1)
S200では左右制動力差演算が行われる。すなわち、車輪速、各車輪に設けられた液圧センサPS及び車輪速度センサWSの検出信号(具体的には、制動液圧信号、及び車輪速信号)に基づいて、車輪の運動方程式に基づき各車輪に発生する制動力が推定され、左右車輪間での制動力差が演算される。
【0080】
(S300:ドライバー操舵状態演算:ブロックC2)
S300では、ドライバー操舵状態演算が行われる。図7は、ドライバー操舵状態演算の詳細を示すフローチャートである。S310で、操舵角が左方向であるか否かが判定される。なお、操舵角が左方向の判定は、操舵角が正か否かで行われる。本実施形態では、中立状態を基準として操舵角が正の場合を左とし、負の場合を右としている。S310で操舵角が左方向(正)でないとき、すなわち、右方向(負)であるときは判定が「NO」とされ、S320において、操舵角速度が右方向か否かが判定される。操舵角速度が、正の値であるときは、「YES」と判定され、「右切り込み」であると判定される(S330)。又、S320において、操舵角速度が、負の値であるときは、「NO」と判定され、「右切り戻し」であると判定される(S340)。
【0081】
一方、S310において、S310で操舵角が左方向(正)であるときは判定が「YES」とされ、S350において、操舵角速度が左方向か否かが判定される。操舵角速度が、正の値であるときは、「YES」と判定され、「左切り込み」であると判定される(S360)。又、S350において、操舵角速度が、負の値であるときは、「NO」と判定され、「左切り戻し」であると判定される(S370)。
【0082】
(S400:ヨーレートFB演算及びスリップ角FB演算:ブロックD2)
S400では、ヨーレートFB演算、及びスリップ角FB演算が行われる。前記ヨーレートFB演算では、目標ヨーレートγtとヨーレートに基づいて、ヨーレートFBの制御量θp,制御量θdが得られる。又、前記スリップ角FB演算では、目標スリップ角Stとスリップ角に基づいて、スリップ角FBの制御量θsが得られる。
【0083】
(S500:ヨー角FB演算:ブロックD3)
又、S500では、ヨー角FB演算が行われる。すなわち、目標ヨーレートγtとヨーレートに基づいて、ヨー角FBの制御量θyが得られる。
【0084】
(S600:制御比率演算:ブロックC3)
S600では制御比率演算が行われる。図8は制御比率演算のフローチャートである。S610では、カウンタステアアシスト制御中か否かが判定される。カウンタステア制御中か否かの判定は、後述するS630やS670において、カウンタステア制御中か否かを示す判定フラグがセット又はリセットされているか否かで判定される。判定フラグがセットされていなければ、カウンタステア制御中ではないとして、S620に移行され、判定フラグがセットされていれば、カウンタステア制御中であると判定され、S650に移行される。
【0085】
最初は、判定フラグがセットされていないため、S610での判定は、「NO」と判定され、S620で左右制動力差があるか否かが判定される。前述したS200において得られた左右制動力差が所定閾値以上あれば、左右制動力差ありとして、S630に移行され、所定閾値未満であれば、左右制動力差はないとして、この制御比率演算が終了される。S630では、左右制動力差があるため、カウンタステア制御中であることを示す判定フラグがセットされ、S640に移行される。S640では、制御開始車速V0が取得され、S660に移行される。具体的には、この制御周期で得られた車速Vが制御開始車速V0とされる。
【0086】
S660では、車速比率演算が行われる。ここでの車速比率は、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とを含む。前記制動力差制御比率α1は式(5)で算出され、車両状態量FB比率α2は、式(6)にて算出される。
【0087】
α1=V/V0 …(5)
α2=1−α1 …(6)
第1ECU30は、両制御比率を算出後は、この制御比率演算を終了する。
【0088】
なお、制御開始車速V0を取得したときの制御周期における、制動力差制御比率α1は1、車両状態量FB比率α2は0として算出することになる。
又、S610で、判定フラグがセットされていた場合には、カウンタステア制御中であると判定され、S650において、左右制動力差があるか否かが判定される。前述したS200において得られた左右制動力差が所定閾値以上あれば、左右制動力差ありとして、S660に移行され、所定閾値未満であれば、左右制動力差はないとして、S670に移行される。S660では、車速比率演算が行われる。S670では、判定フラグがリセットされて、カウンタステア制御が停止(OFF)され、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が0にされ、この制御比率演算が終了する。
【0089】
従って、カウンタステア制御中において、制動力差制御比率α1は、最初は必ず1となるが、その後の制御周期において、車速Vが低下すると、1よりも小さな比率となる。一方、車両状態量FB比率α2は、カウンタステア制御中において、最初は必ず0となるが、その後の制御周期において、車速Vが低下すると、0よりも大きな比率となる。このようにして、車速Vが低下する場合、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きく、すなわち、制動力差制御量θ2を大きくするようにしている(強めるようにしている)。又、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量θaを大きくするようにしている(強めるようにしている)。
【0090】
(S700:カウンタステアアシスト電流指令値演算:ブロックC4)
S700ではカウンタステアアシスト電流指令値演算が行われる。図9はカウンタステアアシスト電流指令値演算のフローチャートである。S710では、カウンタステア方向判定が行われる。具体的には、S200で算出した各車輪での制動力に基づき、カウンタステアをするべき方向が判定される。すなわち、右車輪制動力>左車輪制動力である場合には、左旋回方向へのカウンタステアが必要であると判定され、左車輪制動力>右車輪制動力である場合には、右旋回方向へのカウンタステアが必要と判定される。
【0091】
次に、S720において、カウンタステアアシスト操舵トルク演算が行われる。すなわち、S200において得られた左右制動力差の時間微分が行われて、左右制動力差時間変化量が算出される。そして、この算出された左右制動力差時間変化量と、左右制動力差に基づいてカウンタステアアシストに必要なトルク(カウンタステアアシスト操舵トルクτct)の演算が、下式(7)にて行われる。
【0092】
τct=左右制動力差×Kct1 + 左右制動力差時間変化量×Kct2 …(7)
Kct1はカウンタステアアシスト操舵トルク演算換算比例ゲインであり、又、Kct2はカウンタステアアシスト操舵トルク演算換算微分ゲインであり、これらのゲインは予め試験等により得られた定数である。式(7)から分かるように、カウンタステアアシスト操舵トルクτctは左右制動力差が大きいほど大きくなる。
【0093】
S730では、S720で算出したカウンタステアアシスト操舵トルク制御量補正演算が行われる。具体的には、下記式(8)にて行われる。
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
τct1は、補正値である補正後のカウンタステアアシスト操舵トルクである。
【0094】
次のS740では、補正後のカウンタステアアシスト操舵トルクτct1に基づき同操舵トルクに対応した電流指令値、すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値Ictが算出される。
【0095】
このカウンタステアアシスト電流指令値Ictが、加算器110にて、EPS電流指令値に加算され、モータ24aが制御される。すなわち、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれるため、操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に、左右制動力差に応じて操舵されることになる。従って、適切なカウンタステアができない運転者においても、カウンタステアを容易に実行することができる。
【0096】
(S800:アクティブカウンタステアACT指令角演算:ブロックC5)
S800では、アクティブカウンタステアACT指令角演算が行われる。図10はアクティブカウンタステアACT指令角演算のフローチャートである。
【0097】
S810では、前記S710と同様にカウンタステア方向判定が行われる。S820では、アクティブカウンタステアACT指令角である制動力差制御量θ1の演算が、下記式(9)にて行われる。
【0098】
θ1 =左右制動力差 × Kact …(9)
Kactは、アクティブカウンタステア角換算ゲインであり、予め試験等により得られた定数である。式(9)から分かるように、制動力差制御量θ1は左右制動力差が大きいほど大きくなる。この制動力差制御量θ1は、アクティブカウンタステア角に相当する。
【0099】
(S900:IFS_ACT指令角演算:ブロックC6)
図6に示すようにS900では、IFS_ACT指令角演算が行われる。図11はIFS_ACT指令角演算のフローチャートである。
【0100】
S910では、制動力差制御量補正演算が行われる。すなわち、前記式(1)にて、制動力差制御量θ2が求められる。
θ2=θ1 × α1 …(1)
この制動力差制御量θ2は、補正後のアクティブカウンタステア角に相当する。
【0101】
又、S920では、前記制動力差制御量θ2に関してドライバー操舵状態量に応じた補正演算が行われる。図12は、その補正演算のフローチャートである。
S1000では、下記の2条件のいずれかを満足しているか否かが判定される。
【0102】
(条件1)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が左方向かつ、操舵状態が左切り込み
(条件2)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が右方向かつ、操舵状態が右切り込み
両条件は、制御によるカウンタステアの方向と、ドライバーによる操舵方向(カウンタステア方向)が一致していることを意味している。条件1又は条件2のいずれかを満足している場合には、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っているものとし、S1100に移行されて、ドライバー操舵状態量補正係数βの演算がマップMap1を使用して行われる。マップMap1は、図12に示すように、横軸が操舵角速度、縦軸がドライバー操舵状態量補正係数βからなるマップである。マップMap1は、操舵角速度が小さい範囲の間は、ドライバー操舵状態量補正係数βは一定の大きな値β1を取り、操舵角速度が所定値以上大きくなると、一定の小さな値β2(<β1)を取るようにされている。
【0103】
S1100にて、ドライバー操舵状態量補正係数βが算出された後、S1200において、ドライバー操舵状態補正量演算が行われる。すなわち、前記式(2)が使用されて、制動力差制御量θ3が演算される。
【0104】
θ3=θ2 × β …(2)
又、S1000において、条件1、条件2のいずれをも満足していない場合には、S1300に移行され、下記の条件3又は条件4のいずれかを満足しているか否かが判定される。
【0105】
(条件3)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が左方向かつ、操舵状態が右切り込み
(条件4)
制動力差によるアクティブカウンタステア角である制動力差制御量θ2が右方向かつ、操舵状態が左切り込み
なお、図12では、説明の便宜上、アクティブカウンタステア角を単にカウンタステア角と記載されている。
【0106】
両条件は、制御によるカウンタステアの方向と、ドライバーによる操舵方向が一致していないことを意味している。
条件3又は条件4のいずれも満足していない場合には、S1500において、ドライバー操舵状態量補正係数βが1にセットされて、S1200に移行される。
【0107】
条件3又は条件4のいずれかを満足している場合には、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っているものとし、S1400において、ドライバー操舵状態量補正係数βの演算が、マップMap2を使用することにより行われる。マップMap2は、図12に示すように、横軸が操舵角速度、縦軸がドライバー操舵状態量補正係数βからなるマップである。マップMap2は、操舵角速度が小さい範囲の間は、ドライバー操舵状態量補正係数βは一定の大きな値β3を取り、操舵角速度が所定値以上大きくなると、一定の小さな値β4(<β3)を取るようにされている。本実施形態では、β4はβ2よりも、さらに0に近い値とされている。
【0108】
S1400において、ドライバー操舵状態量補正係数βが算出された後、S1200において、ドライバー操舵状態補正演算、すなわち、制動力差制御量θ3の演算が行われる。
【0109】
図11に示すように、続いてS930では、車両状態量FB制御量補正演算が行われる。すなわち、
θa=θ × α2 …(3)
の演算が行われ、車両状態量FB制御量θaが得られる。
【0110】
次のS940においては、IFS_ACT角度指令値θactが次式(4)にて算出される。
θact =θ3 + θa …(4)
=(θ2×β) + θa
=((θ1×α1)×β) + (θ×α2)
上記のように算出されたIFS_ACT角度指令値θactは、前述した第2ECU40に出力される。
【0111】
IFS_ACT角度指令値θactは、制御開始車速V0のときは、車両状態量FB比率α2が0となるため、前記式(4)では、 θact =θ3となる。又、車速Vが速い場合は、α1>α2となるため、車速Vが遅い場合に比して、制動力差制御量θ3の方が車両状態量FB制御量θaよりもそのウエイトが大きくなる。そして、IFS_ACT角度指令値θactは、車速Vが遅くなると、それ応じて、車速が速い場合に比して制動力差制御量θ3が小さくなり、逆に車両状態量FB制御量θaのウエイトが大きくなる。
【0112】
又、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にドライバーによってカウンタステアが行われている場合、前記S1100で算出されたドライバー操舵状態量補正係数βは、β1〜β2の値を取る。すなわち、操舵角速度が小さい場合はβ1となり、操舵角速度が大きくなると、β2(<β1)となる。従って、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にドライバーによってカウンタステアが行われている場合、特に、操舵角速度が大きくなると、制動力差制御量θ3は、操舵角速度が小さい場合よりも小さくなる。この結果、ドライバーによってカウンタステアによる操舵角速度が大きい場合には、制動力差制御量θ3に基づいた制御とドライバーのカウンタステアとの干渉が懸念されるが、本実施形態では、制動力差制御量θ3が小さくなり、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現する。
【0113】
又、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵が行われている場合、前記S1400で算出されたドライバー操舵状態量補正係数βは、β3〜β4の値を取る。すなわち、操舵角速度が小さい場合はβ3となり、操舵角速度が大きくなると、β4(<β3)となる。従って、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵が行われている場合、特に、操舵角速度が大きくなると、制動力差制御量θ3は、操舵角速度が小さい場合よりも、小さくなる。すなわち、β4が0に近い値のため、操舵角速度が大きい場合には、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御が抑制される。
【0114】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
(1) 本実施形態の操舵制御装置20は、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角に基づいてACT角度指令値θ0*(操舵制御量)を演算する第2ECU40(操舵制御量演算手段)を備える。又、操舵制御装置20の第1ECU30は、車両の各車輪に付与される制動力の差を推定し、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、左右制動力差に応じた制動力差制御量(θ3)を演算する制動力差制御量演算手段とした。加えて、操舵制御装置20の第2ECU40は、第1加算手段として、前記制動力差制御量(θ3)を、ACT角度指令値θ0*に加算する。そして、第2ECU40は、転舵量制御手段として、制動力差制御量(θ3)とACT角度指令値θ0*との加算した値に基づいて出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角(転舵量)を制御するようにした。
【0115】
この結果、車両がμスプリット路面を走行中に、制動力を付与した場合、ドライバーのカウンタステアの有無にかかわらず、或いは、ドライバーがパニック状態で操舵手段を保持した場合においても、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。
【0116】
(2) 本実施形態では、操舵制御装置20の第1ECU30は、転舵トルク制御量演算手段として、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵トルク等に基づいてアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)等を含むEPS電流指令値を演算する。又、第1ECU30は、補正転舵トルク制御量演算手段として、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じたカウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算する。又、第1ECU30は、第2加算手段として、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)をアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)に加算する。
【0117】
そして、第1ECU30は、転舵トルク制御手段として、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)とアシスト電流指令値(転舵トルク制御量)を含むEPS電流指令値との加算した値に基づいて、操舵輪FR,FLの転舵トルクを制御するようにした。
【0118】
この結果、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、カウンタステアをするべき方向にトルクが足し込まれるため、操舵輪FR,FLはカウンタステアをするべき方向に、左右制動力差に応じて操舵されることになる。従って、適切なカウンタステアができない運転者においても、カウンタステアを容易に実行することができる。すなわち、車両がμスプリット路面を走行中に、制動力を付与した場合、左右制動力差に起因するヨーモーメントが生じた際、ドライバーに対して、カウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0119】
(3) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(車両状態量フィードバック制御量演算手段)は、車速V及び実舵角(出力角)の車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートγtと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項(θp+θd)を算出する。又、第1ECU30は、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項θyを算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量FB制御量(θa)を算出する。加えて、操舵制御装置20の第2ECU40は、第1加算手段として、前記制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)とを、ACT角度指令値θ0*に加算する。又、第2ECU40は、転舵量制御手段として、制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)を付加して出力角を制御し、操舵輪FR,FLの舵角(転舵量)を制御する。
【0120】
この結果、車両状態量FB制御量(θa)が加算された出力角となるため、制動によらない、車両の不安定挙動が抑制され、かつ、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止できる。
【0121】
(4) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30は、調整手段として、車速Vの変化に応じて、ACT角度指令値θ0*に加算する制動力差制御量(θ3)と車両状態量FB制御量(θa)との比率を調整する場合、車速Vが速い場合、車速Vが遅い場合よりも制動力差制御量(θ3)を大きくし、車両状態量FB制御量(θa)を小さくする。
【0122】
一方、車速Vが遅いと、車速Vが速いときよりも制動力差制御量(θ3)を小さくし、車両状態量FB制御量(θa)を大きくする。このため、車速Vが速い場合、車速Vが遅い場合よりも加算する制動力差制御量(θ3)が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することが防止できる。又、車速Vが遅いと、車速Vが速い場合よりも、制動力差制御量(θ3)を小さくし、車両状態量FB制御量(θa)を大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動を抑制できる。
【0123】
(5) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30は、補正転舵トルク制御量演算手段として、車速の変化に応じて変化するように、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算するようにしている。
【0124】
この場合、左右制動力差に起因するヨーモーメントが車両に生じた際に、第1ECU30(転舵トルク制御手段)は、車速Vに応じたカウンタステアアシスト電流指令値(補正転舵トルク制御量)を付加して転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、車速Vに応じたカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0125】
(6) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)が、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は操舵角速度に応じて制動力差制御量(θ3)を減少させるようにした。すなわち、操舵角速度が大きい場合は、操舵角速度が小さい場合に比して、制動力差制御量(θ3)を小さくなるようにした。この結果、ドライバーのカウンタステアとの干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現できる。
【0126】
(7) 本実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)がステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を減少するようにした。
【0127】
この結果、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、ドライバーの意思を優先することができる。
【0128】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図13を参照して説明する。なお、第1実施形態とは、ハード構成は同一であるため、その説明を省略する。
【0129】
第2実施形態では、第1実施形態のS600の「制御比率演算」の一部のステップが異なり、他の制御演算等については第1実施形態と同様である。以下に、第2実施形態の「制御比率演算」を説明する。
【0130】
(S600:制御比率演算:ブロックC3)
S610〜S630,S650,S670は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。第1ECU30のCPU(IFSCPU)は、S630からS640Aの処理を移行すると、制御開始後時間(タイマ)tを0にクリアし、S660Aに移行する。S660Aでは、開始時間比率演算が行われる。ここでの開始時間比率は、制動力差制御比率α1と、車両状態量FB比率α2とを含み、制動力差制御比率α1は式(10)で算出され、車両状態量FB比率α2は、式(11)にて算出される。
【0131】
α1=1− t/TEND …(10)
(0≦α1≦1)
α2=1−α1 …(11)
なお、TENDは、0≦α1≦1となるように設定された定数である。
【0132】
両制御比率を算出後は、第1ECU30のCPUはこの制御比率演算を終了する。
なお、制御開始後時間t=0を取得したときの制御周期においては、S660Aでは制動力差制御比率α1は1、車両状態量FB比率α2は0として算出することになる。又、S610では、判定フラグがセットされていてカウンタステア制御中であると判定され、S650において、左右制動力差があると判定された場合、S655に移行される。S655では、制御開始後時間(タイマ)がカウントアップされる。すなわち、図6のフローチャートの制御周期が加算され、S660Aに移行される。又、第1ECU30のCPUはS650において、左右制動力差がないと判定した場合、S670に移行する。
【0133】
さて、第2実施形態では、S620において、左右制動力差がありと判定され、S630において、カウンタステア制御中である判定フラグがセットされた後、制御開始後時間tが0にクリアされる。この後、カウンタステア制御中においては、制御開始後時間(タイマ)がカウントアップされる。このカウンタステア制御中においては、開始後時間比率演算が行われ、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が算出される。
【0134】
この結果、第2実施形態では、第1実施形態と異なり、制御開始後時間(経過時間)に応じて、制動力差制御比率α1及び車両状態量FB比率α2が変化する。カウンタステア制御中において、制動力差制御比率α1は、最初は必ず1となるが、その後の制御周期において、時間が経過すると、1よりも小さな比率となる。一方、車両状態量FB比率α2は、カウンタステア制御中において、最初は必ず0となるが、その後の制御周期において、時間が経過すると、0よりも大きな比率となる。このようにして、制御開始後時間が経過する場合、第1ECU30のCPUは、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きく、すなわち、制動力差制御量θ3を大きくするようにしている(強めるようにしている)。又、第1ECU30のCPUは、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量θaを大きくするようにしている(強めるようにしている)。
【0135】
又、第1ECU30では、S700のS730において、式(8)にてカウンタステアアシスト操舵トルクτct1が算出される。
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
そして、このカウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、制動力差制御比率α1が乗
算されるため、制動開始からの経過時間に応じて、すなわち、カウンタステア制御中は、制御開始後時間が経過すると、変化するように演算されることになる。
【0136】
さて、第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)、(3)、(6)、(7)の作用効果の他、以下のような特徴がある。
(1) 第2実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(制動力差制御量演算手段及び車両状態量フィードバック制御量算出手段)は付加する制動力差制御量θ3と車両状態量FB制御量θaの比率を制動開始からの経過時間に応じて変化するように制動力差制御量と、車両状態量FB制御量を演算するようにした。
【0137】
この結果、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御量θ3を大きくし、車両状態量FB制御量θaを小さくし、一方、カウンタステア制御の制御開始後時間が経過すると、制動力差制御量θ3を小さくし、車両状態量FB制御量θaを大きくする。このようにすると、カウンタステア制御の制御開始初期は、付加する制動力差制御量θ3が大きいため、左右制動力差による高μ路面側に車両が偏向することを防止する。又、カウンタステア制御の制御開始後時間が経過すると、制動力差制御量θ3を小さくし、車両状態量FB制御量θaを大きくするため、制動によらない車両の不安定挙動が抑制できる。
【0138】
(2) 第2実施形態では、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)が、制動開始からの経過時間に応じて変化するようにカウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)を演算する。
【0139】
この場合、第1ECU30(転舵トルク制御手段)は、制動開始からの経過時間に応じたカウンタステアアシスト電流指令値(補正転舵トルク制御量)を付加して転舵トルクを制御する。この結果、ドライバーに対して、制動開始からの経過時間に応じてカウンタステアを促し、より容易に車両の偏向を抑えることができる。
【0140】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
(1) 第1実施形態のように、モータ24aとしてブラシレスDCモータが用いられる場合には、モータ24aに回転角センサを設け、それをもとに操舵角を求め、ブロックA0におけるIFS制御に用いてもよい。そして、例えばラックアンドピニオンに操舵角センサを設け、この検出信号に基づき操舵角を求めることとしてもよい。
【0141】
(2) 第1実施形態では、制御比率演算ブロック(S600)は、制動力差制御比率α1と車両状態量FB比率α2をそれぞれ車速比率演算式(5)、式(6)を使用して算出したが、この式に限定するものではない。すなわち、車速Vが低下していく場合、カウンタステア制御の制御開始初期は、制動力差制御比率α1を大きくして、制動力差制御が大きくなるようにし(強めるようにし)、カウンタステア制御の制御終了時は、車両状態量FB比率α2を、初期よりも大きくして車両状態量FB制御量を大きくするものであればよい。
【0142】
例えば、下記の演算方法であってもよい。
1) α1=√(V/V0)、α2=1−α1
2) α1=√(V/V0)、α2=1−V/V0
上記2)の場合、車速Vが低下していくと、カウンタステア制御の制御終了時は、1)よりも車両状態量FB比率α2は大きくして、車両状態量FB制御量を強めることになる。
【0143】
(3) 第2実施形態では、α1及びα2を式(10)、式(11)にて算出したが、α1とα2との和は、1である必要はない。又、α1及びα2を下記式で求めてもよい。
α1=1−√(t/TEND)、α2=1−α1
又は、下記の式で求めてもよい。
【0144】
α1=1−√(t/TEND)、α2=√(t/TEND)
なお、いずれも、0≦α1≦1、0≦α2≦1であり、TENDは0≦α1≦1となるよ
うに設定された定数である。
【0145】
(3) 第1実施形態では、β4は、0に近い値としたが、0にしてもよい。この場合、制動力差制御量θ3は0となり、制動力差制御量による制御は行われないことになる。すなわち、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、操舵角速度が大きい場合には、ドライバーの意思を優先して車両挙動の制御をしないことになる。
【0146】
(4) (ドライバー操舵状態検出手段:操舵量の検出)
第1実施形態では、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っている場合、ドライバー操舵状態量補正係数βは、操舵角速度の大きさに応じて、変更させた。これに代えて、
θ3=θ2×βa=(θ1×α1)×βa
としてもよい。なお、βa(0<βa≦1)は、ドライバー操舵状態量補正係数である。ドライバー操舵状態量補正係数βaは、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向にカウンタステアを行っている場合、操舵量、例えば、操舵角の大きさに応じて、その大きさを変えるものとする。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは、小さいときに比して、小さい値とする。
【0147】
(5) (ドライバー操舵状態検出手段:操舵量の検出)
第1実施形態では、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、ドライバー操舵状態量補正係数βは、操舵角速度の大きさに応じて、変更させた。これに代えて、
θ3=θ2×βa=(θ1×α1)×βa
としてもよい。なお、βa(0≦βa≦1)は、ドライバー操舵状態量補正係数である。ドライバー操舵状態量補正係数βaは、左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向とは反対方向に操舵を行っている場合、操舵量、例えば、操舵角の大きさに応じて、その大きさを変えるものとする。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。
【0148】
(6) 請求項6の実施形態
第1実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)は、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は操舵角速度に応じて制動力差制御量(θ3)を減少させるようにした。この構成に加えて、さらに、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)は、補正転舵トルク制御量を減少させるようにしてもよい。
【0149】
この場合、第1実施形態のS730において、
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)
の式の代わりに、次式(12)にて演算する。
【0150】
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率)× β …(12)
なお、βはドライバー操舵状態量補正係数である。そして、図6のS700SとS800との順序を逆にして、S800で得られた、ドライバー操舵状態量補正係数βを上記式(12)にて使用する。
【0151】
このようにすると、カウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、操舵角速度に応じて、減少する。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少する。この結果、カウンタステアアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーのカウンタステアとの干渉により、車両の偏向を過剰に抑えることが抑制され、最適な車両挙動を実現できる。
【0152】
なお、上記別の実施形態(4)のように、ドライバー操舵状態量補正係数βの代わりに、ドライバー操舵状態量補正係数βaを使用してもよい。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。この場合においても、上記と同様の作用効果を奏する。
【0153】
(7) 請求項7の実施形態
第1実施形態の操舵制御装置20は、第1ECU30(ドライバー操舵状態検出手段)が、ステアリングホイール21(操舵手段)の操舵角速度(操舵速度)に基づいてドライバーの操舵状態を検出するようにした。そして、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を減少するようにした。この構成に加えて、さらに、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(補正転舵トルク制御量演算手段)は、補正転舵トルク制御量を減少させるようにしてもよい。
【0154】
この場合、第1実施形態のS730において、
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率) …(8)の式の代わりに、次式(12)にて演算する。
【0155】
τct1 =τct × α1(制動力差制御比率)× β …(12)
なお、βはドライバー操舵状態量補正係数である。そして、図6のS700SとS800との順序を逆にして、S800で得られた、ドライバー操舵状態量補正係数βを上記式(12)にて使用する。
【0156】
このようにすると、カウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、操舵角速度に応じて、減少する。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少する。この結果、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、カウンタステアのアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーの意思を優先することができる。
【0157】
なお、上記別の実施形態(4)のように、ドライバー操舵状態量補正係数βの代わりに、ドライバー操舵状態量補正係数βaを使用してもよい。この場合、ドライバー操舵状態量補正係数βaは、操舵角が大きいときは大きく、小さいときは、0に近い値、又は0とする。この場合においては、操舵量に応じてカウンタステアアシスト操舵トルクτct1は、減少又は、0となる。すなわち、カウンタステアアシスト電流指令値(Ict:補正転舵トルク制御量)が減少、又は、0となる。
【0158】
従って、ドライバーの操舵から左右制動力差に起因するモーメントを打ち消す方向と逆に車両姿勢を制御したいと判断される場合、カウンタステアアシスト操舵トルクを抑制でき、ドライバーの意思を優先することができる。
【0159】
なお、本実施形態においても、ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、第1ECU30(制動力差制御量演算手段)は、制動力差制御量(θ3)を0にしてもよい。
【符号の説明】
【0160】
FR,FL…操舵輪
20…車両用操舵制御装置
21…ステアリングホイール(操舵手段)
30…第1ECU(転舵トルク制御量演算手段、制動力差制御量演算手段、補正転舵トルク制御量演算手段、第2加算手段、転舵トルク制御手段、車両状態量フィードバック制御量演算手段、ドライバー操舵状態検出手段)
40…第2ECU(第1加算手段、操舵制御量演算手段、転舵量制御手段)
70…操舵制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と、
前記操舵手段の操舵トルクに基づいて操舵輪の転舵トルク制御量を演算する転舵トルク制御量演算手段と、
車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する制動力差制御量演算手段と、
前記左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する補正転舵トルク制御量演算手段と、
前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する第1加算手段と、
前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する第2加算手段と、
前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する転舵量制御手段と、
前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する転舵トルク制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項2】
車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する車両状態量フィードバック制御量演算手段を備え、
前記第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項3】
車速の変化に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項4】
前記補正転舵トルク制御量演算手段は、車速の変化に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項5】
前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項6】
前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、
前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記操舵量又は操舵速度に応じて前記制動力差制御量を減少させるとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少させることを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項7】
前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、
前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は、前記制動力差制御量を0にするとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少、又は、前記補正転舵トルク制御量を0にすることを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項1】
操舵手段の操舵量に基づいて操舵制御量を演算する操舵制御量演算手段と、
前記操舵手段の操舵トルクに基づいて操舵輪の転舵トルク制御量を演算する転舵トルク制御量演算手段と、
車両の左右の車輪に付与される制動力の差を推定し、その左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた制動力差制御量を演算する制動力差制御量演算手段と、
前記左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に、前記左右制動力差に応じた補正転舵トルク制御量を演算する補正転舵トルク制御量演算手段と、
前記制動力差制御量を前記操舵制御量に加算する第1加算手段と、
前記補正転舵トルク制御量を前記転舵トルク制御量に加算する第2加算手段と、
前記第1加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵量を制御する転舵量制御手段と、
前記第2加算手段にて加算した結果に基づいて、前記車両の操舵輪に対する転舵トルクを制御する転舵トルク制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項2】
車両状態量に基づいて算出される目標ヨーレートと実ヨーレートの偏差に基づいてヨーレートフィードバック項を算出するとともに、前記車両状態量に基づいて算出される目標ヨー角と実ヨー角との偏差に基づいてヨー角フィードバック項を算出し、両フィードバック項の加算値に基づいて車両状態量フィードバック制御量を算出する車両状態量フィードバック制御量演算手段を備え、
前記第1加算手段は、前記車両状態量フィードバック制御量を前記操舵制御量に加算することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項3】
車速の変化に応じて、或いは、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて、前記操舵制御量に加算する制動力差制御量と車両状態量フィードバック制御量との比率を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項4】
前記補正転舵トルク制御量演算手段は、車速の変化に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項5】
前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記車輪に対する制動開始からの経過時間に応じて変化するように前記補正転舵トルク制御量を演算することを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項6】
前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、
前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記操舵量又は操舵速度に応じて前記制動力差制御量を減少させるとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少させることを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項7】
前記操舵手段の操舵量、又は操舵速度に基づいてドライバーの操舵状態を検出するドライバー操舵状態検出手段を備え、
前記ドライバーの操舵状態が左右制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向と反対方向に操舵した場合、前記制動力差制御量演算手段は、前記制動力差制御量を減少、又は、前記制動力差制御量を0にするとともに、前記補正転舵トルク制御量演算手段は、前記補正転舵トルク制御量を減少、又は、前記補正転舵トルク制御量を0にすることを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2009−132389(P2009−132389A)
【公開日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−57786(P2009−57786)
【出願日】平成21年3月11日(2009.3.11)
【分割の表示】特願2003−352372(P2003−352372)の分割
【原出願日】平成15年10月10日(2003.10.10)
【出願人】(000001247)株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】(000000011)アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】(301065892)株式会社アドヴィックス (1,291)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月11日(2009.3.11)
【分割の表示】特願2003−352372(P2003−352372)の分割
【原出願日】平成15年10月10日(2003.10.10)
【出願人】(000001247)株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】(000000011)アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】(301065892)株式会社アドヴィックス (1,291)
【Fターム(参考)】
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