(57)【要約】      （修正有）【課題】車両用路面反力推定装置において、駆動輪のセルフアライニングトルクを算出してから設定車両速度以上で路面反力を推定することで、路面反力を精度良く推定可能とし、また、車両が一定舵角の操舵時だけではなく、車両が動的に操舵している時でも路面反力を推定可能とする。【解決手段】制御手段１４は、車両速度検出手段１５から検出される車両速度とハンドル切れ角検出手段１６から検出されるハンドル切れ角とを用いてセルフアライニングトルクを算出する算出手段１４Ａと、車両速度検出手段１５から検出された車両速度が予め設定された設定車両速度以上になった場合に算出手段１４Ａにより算出されたセルフアライニングトルクと予め設定された定数とに基づいて路面反力を推定する推定手段１４Ｂとを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両速度を検出する車両速度検出手段と、ハンドル切れ角を検出するハンドル切れ角検出手段とを備えた車両用路面反力推定装置において、前記車両速度検出手段から検出される車両速度と前記ハンドル切れ角検出手段から検出されるハンドル切れ角とを用いてセルフアライニングトルクを算出する算出手段と、前記車両速度検出手段から検出された車両速度が予め設定された設定車両速度以上になった場合に前記算出手段により算出されたセルフアライニングトルクと予め設定された定数とに基づいて路面反力を推定する推定手段とを備えた制御手段を設けたことを特徴とする車両用路面反力推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用路面反力推定装置に係り、特に駆動輪のセルフアライニングトルクを算出してから設定車両速度以上で路面反力を推定し、路面反力を精度良く推定可能とする車両用路面反力推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、路面と駆動輪との間に発生する路面反力（トルク）を推定する路面反力推定装置を搭載したものがある。
この路面反力推定装置は、駆動輪の動作状態等から路面反力を推定し、操舵制御機器の動作を確認させたり、駆動輪の操舵を適正に制御するために利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７８７０２号公報  特許文献１に係るスリップ抑制装置及びスリップ状態推定方法は、駆動輪に付与されるトルクと駆動輪の回転角加速度とに基づいて第１の路面反力を演算し、この第１の路面反力の変化率を演算し、この第１の路面反力の変化率に基づいて路面反力補正量を演算し、前記第１の路面反力と前記路面反力補正量とから第２の路面反力を演算し、この第２の路面反力に基づいてスリップを抑制するための駆動力を演算し、この駆動力を駆動輪に付与するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、車両用路面反力推定装置においては、駆動輪の回転速度や操舵角を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出値を用いて路面反力を推定しているので、車速の変化状態、ハンドル切れ角の変化状態、車速が低い状態、車両が動的に操舵している状態等の車両走行条件によっては、路面反力を精度良く推定することが困難であった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、駆動輪のセルフアライニングトルクを算出してから設定車両速度以上で路面反力を推定することで、路面反力を精度良く推定可能とする車両用路面反力推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、車両速度を検出する車両速度検出手段と、ハンドル切れ角を検出するハンドル切れ角検出手段とを備えた車両用路面反力推定装置において、前記車両速度検出手段から検出される車両速度と前記ハンドル切れ角検出手段から検出されるハンドル切れ角とを用いてセルフアライニングトルクを算出する算出手段と、前記車両速度検出手段から検出された車両速度が予め設定された設定車両速度以上になった場合に前記算出手段により算出されたセルフアライニングトルクと予め設定された定数とに基づいて路面反力を推定する推定手段とを備えた制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、車両速度とハンドル切れ角とからセルフアライニングトルクを算出するとともに、設定車両速度以上でセルフアライニングトルクと予め設定された定数とに基づいて路面反力を推定して路面反力を精度良く推定可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は車両用路面反力推定装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は車両の前部の概略平面図である。（実施例）
【図３】図３は路面反力の推定のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は車速と定数との関係を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明は、路面反力を精度良く推定可能とする目的を、車両速度とハンドル切れ角とからセルフアライニングトルクを算出するとともに、設定車両速度以上でセルフアライニングトルクと予め設定された定数とに基づいて路面反力を推定することで実現するものである。
【実施例】
【００１０】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図２において、１は車両、２左前駆動輪（左前輪）、３は右前駆動輪（右前輪）、４はハンドル、５はこのハンドル４を取り付けたハンドル軸である。
ハンドル軸５の先端は、ステアリングギヤ機構６が備えられたステアリングラック７に接続している。このステアリングラック７には、左タイロッド８と右タイロッド９とが接続している。左タイロッド８は、左ナックルアーム１０を介して左駆動輪２に接続している。右タイロッド９は、右ナックルアーム１１を介して右駆動輪３に接続している。
また、ハンドル軸５には、駆動輪２・３を操舵制御する操舵制御機器１２が設けられている。
【００１１】
車両１には、操舵制御機器１２の動作を確認する設備等で使用される車両用路面反力推定装置１３が設けられる。
この車両用路面反力推定装置１３は、図１、図２に示すように、操舵制御機器１２に連絡する制御手段１４を備えている。
この制御手段１４には、車両１の車両速度（車速：ｖｓ［ｋｍ／ｈ］）を検出する車両速度検出手段である車速センサ１５と、ハンドル４を切り操作した際におけるハンドル軸５の回動状態、ステアリングギヤ機構６の動作状態、又は操舵制御機器１２の駆動状態からハンドル切れ角（θｆ）を検出するハンドル切れ角検出手段であるハンドル切れ角センサ１６とが連絡している。
【００１２】
制御手段１４は、図１に示すように、車速センサ１５及びハンドル切れ角センサ１６に連絡して車速センサ１５から検出される車速（ｖｓ［ｋｍ／ｈ］）とハンドル切れ角センサ１６から検出されるハンドル切れ角（θｆ）とを用いてセルフアライニングトルク（ｓｅｌｆ  ａｌｉｇｎｉｎｇ  ｔｏｒｑｕｅ）（Ｍｚ）を算出する算出手段（車両モデル：車両の運動方程式）１４Ａと、車速センサ１５及び算出手段１４Ａに連絡して車速センサ１５から検出された車速（ｖｓ［ｋｍ／ｈ］）が予め設定された設定車両速度（設定車速：図４のＲ１で示す）以上になった場合に算出手段１４Ａにより算出されたセルフアライニングトルク（Ｍｚ）と予め設定された定数（Ｋ［ｍ−１］）（図４参照）とに基づいて路面反力を推定、つまり、路面反力の推定値（Ｆｅｓｔ［Ｎｍ］）を算出する推定手段（計算ロジック：論理演算）１４Ｂと、この推定手段１４Ｂに連絡して路面反力の推定値（Ｆｅｓｔ［Ｎｍ］）を記憶する記憶手段１４Ｃと、この記憶手段１４Ｃ及び操舵制御機器１２に連絡する駆動手段１４Ｄとを備えている。
【００１３】
前記セルフアライニングトルク（Ｍｚ）は、車両１を旋回するようにハンドル４を切り操作したときに、駆動輪２・３の横すべり角によって発生するものであり、駆動輪２・３が車両１の進行方向に向かおうとする力（復元力）である。
前記路面反力は、この実施例では、路面から駆動輪２・３とナックルアーム１０・１１とタイロッド８・９とを経てステアリングラック７に印加される力（トルク）、つまり、ハンドル軸５の先端に至る力である。このように、路面からステアリングラック７に印加される力を路面反力として推定するために、制御手段１４には、最初に駆動輪２・３のセルフアライニングトルク（Ｍｚ）を算出するように、車速状態を検出する車速センサ１５と、ステアリングラック７のステアリングギヤ機構６を作動するハンドル切れ角状態を検出するハンドル切れ角センサ１６とが連絡している。
前記定数（Ｋ）は、図４に示すように、車種毎に異なる数値であって、車速全域でみると車速（ｖｓ）の関数であるが、本来は定数となるものであり、Ｍｚ→Ｆｅｓｔへの変換係数である。
前記路面反力の推定値（Ｆｅｓｔ）は、Ｆｅｓｔ＝Ｍｚ＊Ｋで算出される。
また、前記定数（Ｋ）を使用する場合には、設定車速（図４のＲ１で示す。例えば、２０ｋｍ／ｈ）以上の領域で使用することが好ましいものである。これは、０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈ位の低車速域では、発生する路面反力に対してセルフアライニングトルク（Ｍｚ）の寄与度が小さいためである。そのため、セルフアライニングトルク（Ｍｚ）から路面反力を推定する場合には、セルフアライニングトルク（Ｍｚ）の寄与度を大きくするように、車速域を２０ｋｍ／ｈ以上の中車速域・高車速域と限定して、車速の影響が少ない定数（Ｋ）を使用すべきである。この図４で示した例では、実際、車速（ｖｓ）が３０ｋｍ／ｈ（図４のＲ２で示す）以上において、定数（Ｋ）は、１８．３位の値で一定になる。
制御手段１４の駆動手段１４Ｄは、記憶手段１４Ｃに記憶された路面反力の推定値（Ｆｅｓｔ［Ｎｍ］）を用いて操舵制御機器１２を駆動する。
【００１４】
次に、路面反力の推定を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
図３に示すように、制御手段１４のプログラムがスタータすると（ステップＡ０１）、先ず、車速（ｖｓ）とハンドル切れ角（θｆ）とを読み込み（ステップＡ０２）、そして、この車速（ｖｓ）とハンドル切れ角（θｆ）とからセルフアライニングトルク（Ｍｚ）を算出する（ステップＡ０３）。
そして、車速（ｖｓ）が設定車速（Ｒ１）以上か否かを判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、図４から車速（ｖｓ）との関数である定数（Ｋ）を決定し（ステップＡ０５）、そして、路面からステアリングラック７に印加される力としての路面反力の推定値を算出し（Ｆｅｓｔ＝Ｍｚ＊Ｋ）（ステップＡ０６）、プログラムをエンドすると（ステップＡ０７）。
【００１５】
この結果、この実施例において、制御手段１４は、車速センサ１５から検出される車速（ｖｓ）とハンドル切れ角センサ１６から検出されるハンドル切れ角（θｆ）とを用いてセルフアライニングトルク（Ｍｚ）を算出手段１４Ａにより算出し、車速センサ１５から検出された車速（ｖｓ）が予め設定された設定車速（Ｒ１）以上になった場合に算出手段１４Ａにより算出されたセルフアライニングトルク（Ｍｚ）と予め設定された定数（Ｋ）とに基づいて路面反力を推定手段１４Ｂにより推定する。
このように、車速（ｖｓ）とハンドル切れ角（θｆ）とからセルフアライニングトルク（Ｍｚ）を算出するとともに、設定車速（Ｒ１）以上でセルフアライニングトルク（Ｍｚ）と予め設定された定数（Ｋ）とに基づいて、路面からステアリングラック７に動的に印加される力としての路面反力を推定することにより、路面反力を精度良く推定可能となり、また、車両１が一定舵角の操舵時だけではなく、車両１が動的に操舵している時でも路面反力を推定可能とする。
そして、このように、路面反力を精度良く推定することから、例えば、操舵制御機器１２の動作を正確に確認させることができ、また、上記の算出された路面反力の推定値（Ｆｅｓｔ）を用いて操舵制御機器１２を制御手段１４の駆動手段１４Ｄにより駆動制御し、駆動輪２・３を車速状態等に応じて適正に操舵させることが可能となり、車両１の走行安定性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明に係る路面反力の推定を、ガソリン車や電気自動車等の各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  車両
２  左前駆動輪
３  右前駆動輪
４  ハンドル
５  ハンドル軸
６  ステアリングギヤ機構
７  ステアリングラック
１２  操舵制御機器
１３  車両用路面反力推定装置
１４  制御手段
１５  車速センサ
１６  ハンドル切れ角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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