(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌のヨーレートを検出する手段と、運転者による旋回操作量に基づき車輌の推定ヨーレート及び目標ヨーレートを演算する手段と、前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差に基づく補正量にて前記推定ヨーレートを補正する推定ヨーレート補正手段と、前記目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に応じて補正操舵角を演算する手段と、前記補正操舵角に基づき補正操舵を行う手段とを有する車輌の操舵制御装置。
【請求項２】
前記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の基準値以下のときには前記補正量を０とすることを特徴とする請求項１に記載の車輌の操舵制御装置。
【請求項３】
前記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の基準値以上のときには前記補正量を所定値に制限することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の操舵制御装置。
【請求項４】
前記操舵制御装置は更に少なくとも前記目標ヨーレートと前記補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づき前記補正操舵角を補正する補正操舵角補正手段を含み、前記補正操舵を行う手段は補正後の補正操舵角に基づき補正操舵を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車輌の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の操舵制御装置に係り、更に詳細には補正操舵、即ち運転者の操舵に対する介入操舵により車輌の旋回性能を向上させる操舵制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の操舵制御装置の一つとして、例えば特開平７−１８６９８８号公報に記載されている如く、車輌のヨーレート（運動状態量検出値）を検出すると共に、運転者による旋回操作量に基づき車輌の目標ヨーレート（運動状態量推定値）を演算し、検出されたヨーレートと目標ヨーレートとの偏差に基づき補正操舵角を演算し、補正操舵角に基づき補正操舵を行うよう構成された操舵制御装置が従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる操舵制御装置によれば、車輌の旋回時の安定性を向上させることができるが、一般に、車輌のヨーレートを検出するヨーレートセンサは例えば操舵角センサや車速センサなどに比してノイズの影響を受け易く、そのため検出されたヨーレートに基づき演算される補正操舵角もノイズの影響を受け易く、従って補正操舵が不適切に行われることに起因して車輌の運転者が異和感を感じることがあるという問題がある。
【０００４】
本発明は、検出された車輌のヨーレートと目標ヨーレートとの偏差に基づき補正操舵角を演算し、補正操舵角に基づき補正操舵を行うよう構成された従来の操舵制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌のヨーレートを検出する手段にノイズやゲイン異常の如き異常が生じても実質的にこれらの影響を受けない補正操舵角を演算することにより、実質的にヨーレートを検出する手段の異常に起因する悪影響を受けることなく補正操舵を適切に行うことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち車輌のヨーレートを検出する手段と、運転者による旋回操作量に基づき車輌の推定ヨーレート及び目標ヨーレートを演算する手段と、前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差に基づく補正量にて前記推定ヨーレートを補正する推定ヨーレート補正手段と、前記目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に応じて補正操舵角を演算する手段と、前記補正操舵角に基づき補正操舵を行う手段とを有する車輌の操舵制御装置によって達成される。
【０００６】
上記請求項１の構成によれば、運転者による旋回操作量に基づき車輌の推定ヨーレート及び目標ヨーレートが演算されるので、推定ヨーレートは検出されるヨーレートに比してノイズ等の影響を受け難く、また推定ヨーレートは検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づく補正量にて補正されることによって検出されたヨーレートによりフィードバック制御されるので、推定ヨーレートの推定精度が向上され、更に補正操舵角は目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に応じて演算されるので、補正操舵角が目標ヨーレートと検出されたヨーレートとの偏差に応じて演算される場合に比して検出手段のノイズ等の影響の少ない補正操舵角が演算される。
【０００７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の基準値以下のときには前記補正量を０とするよう構成される（請求項２の構成）。
【０００８】
上記請求項２の構成によれば、検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の基準値以下のときには補正量が０とされるので、検出されたヨーレートがノイズ等の影響を受けることにより検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが或る大きさになっても、その大きさが第一の基準値以下であるときには補正量が０とされることにより推定ヨーレートが検出されたヨーレートにより不必要にフィードバック制御されることが回避される。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記推定ヨーレート補正手段は前記検出されたヨーレートと前記推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の基準値以上のときには前記補正量を所定値に制限するよう構成される（請求項３の構成）。
【００１０】
上記請求項３の構成によれば、検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の基準値以上のときには補正量が所定値に制限されるので、例えばヨーレート検出手段に故障の如き異常が生じても、その影響により補正量の大きさが過剰になることが確実に防止され、これにより推定ヨーレートが検出されたヨーレートにより不適切にフィードバック制御されることが確実に防止される。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の何れかの構成に於いて、前記操舵制御装置は更に少なくとも前記目標ヨーレートと前記補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づき前記補正操舵角を補正する補正操舵角補正手段を含み、前記補正操舵を行う手段は補正後の補正操舵角に基づき補正操舵を行うよう構成される（請求項４の構成）。
【００１２】
上記請求項４の構成によれば、少なくとも目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づき補正操舵角が補正され、補正後の補正操舵角に基づき補正操舵が行われるので、かかる補正が行われない場合に比して補正操舵角が適正な値に演算される。
【００１３】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌の推定ヨーレート及び目標ヨーレートを演算する手段は少なくとも操舵角を入力パラメータとするオブザーバにより推定ヨーレートを演算するよう構成される（好ましい態様１）。
【００１４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、推定ヨーレート補正手段は検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づきオブザーバをフィードバック制御することにより検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づく補正量にて推定ヨーレートを補正するよう構成される（好ましい態様２）。
【００１５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、オブザーバは車輪の横力も推定し、推定ヨーレート補正手段は検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づく第一の補正量と、推定された車輪の横力に基づき演算される推定ヨーレートに基づく第二の補正量とにより推定ヨーレートを補正するよう構成される（好ましい態様３）。
【００１６】
本発明の更に他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、所定値は第二の基準値に対応する値であるよう構成される（好ましい態様４）。
【００１７】
本発明の更に他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、補正操舵角を演算する手段は目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づき基本補正操舵角を演算し、補正操舵角補正手段は基本補正操舵角を目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づきフィルタ処理した後の第一の補正操舵角と、基本補正操舵角を補正後の推定ヨーレートに基づく車輌の推定横加速度に基づきフィルタ処理した後の第二の補正操舵角とを演算し、第一及び第二の補正操舵角のうちの大きさが大きい方の値を補正後の補正操舵角に設定するよう構成される（好ましい態様５）。
【００１８】
本発明の更に他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様５の構成に於いて、第二の補正操舵角は補正操舵が切り増し方向であるときには大きさが制限されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌の操舵制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【００２１】
図１に於て、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の操舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L 及び１８R を介して操舵される。
【００２２】
特に図示の実施形態に於いては、パワーステアリング装置１６は操舵トルクアシスト式のパワーステアリング装置であり、ステアリングホイール１４とパワーステアリング装置１６のギヤボックスとを連結するアッパシャフト２０とロアシャフト２２との間には補正操舵装置２４が介装されている。補正操舵装置２４は例えばモータ及び歯車機構を含み、アッパシャフト２０に対し相対的にロアシャフト２２を回転させることにより補正操舵を行うようになっている。
【００２３】
パワーステアリング装置１６及び補正操舵装置２４は後に詳細に説明する如く補正操舵により車輌の旋回時の安定性を向上させるべく電気式制御装置２６により制御される。尚パワーステアリング装置１６は補正操舵に起因する操舵反力の変動を是正すべく補正操舵が行われるときには補正操舵に応じて補正されたアシストトルクを発生するよう電気式制御装置２６により制御されるようになっていてよい。
【００２４】
図示の如く、電気式制御装置２６にはアッパシャフト２０に設けられた操舵角センサ２８により検出された操舵角θを示す信号、ヨーレートセンサ３０により検出された車輌のヨーレートγを示す信号、車速センサ３２により検出された車速Ｖを示す信号、横加速度センサ３４により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す信号、トルクセンサ３６により検出された操舵トルクＴsを示す信号が入力される。
【００２５】
尚操舵角センサ２８等は車輌の左旋回の場合の値を正として操舵角θ等を検出する。また図１には詳細に示されていないが、電気式制御装置２６は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータと駆動回路とよりなるものであってよい。
【００２６】
電気式制御装置２６は、後述の如く図２に示されたフローチャートに従い、操舵角θ及び車速Ｖを入力パラメータとするオブザーバにより車輌の推定ヨーレートγhを演算し、操舵角θ及び車速Ｖに基づき車輌の目標ヨーレートγtを演算し、目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づき前輪の補正操舵角θafsを演算し、補正操舵角θafsに基づき補正操舵装置２４を制御し、これにより前輪を補正操舵する。
【００２７】
また電気式制御装置２６は、図には示されていないルーチンに従い、トルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴsに基づき目標アシストトルクを演算し、目標アシストトルクに基づき電動式パワーステアリング装置１６を制御することにより操舵トルクのアシスト制御を行う。
【００２８】
次に図２に示されたゼネラルフローチャートを参照して図示の実施形態に於ける補正操舵制御について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる補正操舵制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００２９】
まずステップ５０に於いては操舵角センサ２８により検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ１００に於いては図３に示されたルーチンに従って車輌の目標ヨーレートγtが演算され、ステップ１５０に於いては図４に示されたルーチンに従って路面の摩擦係数の推定値μが演算され、ステップ２００に於いては図５に示されたルーチンに従って車輌モデルに基づくオブザーバの演算により車輌の推定ヨーレートγhが演算される。
【００３０】
ステップ２５０に於いては図６に示されたルーチンに従って第一の補正操舵角θa及び第二の補正操舵角θbが演算され、ステップ３００に於いては図７乃至図９に示されたルーチンに従って第二の補正操舵角θbが制限され、ステップ３５０に於いては図１０に示されたルーチンに従って補正操舵角θafsが演算され、ステップ４００に於いては補正操舵角θafsに基づき補正操舵装置２４が制御され、これにより左右前輪１０FL及び１０FRが補正操舵角θafsにて補正操舵される。
【００３１】
尚図には示されていないが、バリアブルギヤレシオ装置が搭載されている場合には、バリアブルギヤレシオ装置にもその作動角に補正操舵角θafsが加算された値に対応する指令信号が出力される。
【００３２】
図３に示された車輌の目標ヨーレートγt演算ルーチンのステップ１０５に於いては、θoを操舵角の零点（車輌の直進位置）とし、Ｎをステアリングギア比とし、Ｌを車輌のホイールベースとし、Ｖcを特性車速（スタビリテイファクタＫhの平方根の逆数）として下記の式１に従って車輌の目標ヨーレートの基本値γtoが演算される。尚操舵角θ及びステアリングギヤ比Ｎはバリアブルギヤレシオ装置が搭載されている場合にはそのギヤ比にて補正される。
γto＝（θ−θo）Ｖ／｛３．６ＮＬ（１−Ｖ2／Ｖc2）｝    ……（１）
【００３３】
ステップ１１０に於いては車速Ｖに基づき図１１に示されたグラフに対応するマップより時定数Ｔ(v)が演算され、ステップ１１５に於いてはΔＴを図２に示されたフローチャートのサイクルタイムとして下記の式２に従ってフィルタ係数Ｒyが演算される。
Ｒy＝ΔＴ／Ｔ(v)    ……（２）
【００３４】
ステップ１２０に於いてはγtfをフィルタ処理後の目標ヨーレートγtの前回値として下記の式３に従ってフィルタ処理後の目標ヨーレートγtが演算され、しかる後ステップ１５０へ進む。
γt＝（１−Ｒy）γtf＋Ｒyγto    ……（３）
【００３５】
図４に示された路面の摩擦係数の推定値μ演算ルーチンのステップ１５５に於いては、図には示されていない異常判定ルーチンにより横加速度センサ３４若しくはヨーレートセンサ３０が異常である旨の判定が行われているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１９０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１６０に於いて下記の式４に従ってヨーレート偏差Δγが演算される。
Δγ＝ＮＬ（１−Ｖ2／Ｖc2）（γt−γ）／Ｖ    ……（４）
【００３６】
ステップ１６５に於いてはヨーレート偏差Δγに基づき図１２に示されたグラフに対応するマップより路面の摩擦係数の推定値μを車輌の安全側（高摩擦係数側）に設定するためのμbiasが演算される。
【００３７】
ステップ１７０に於いてはヨーレート偏差Δγに基づき図１３に示されたグラフに対応するマップより時定数Ｔmが演算され、ステップ１７５に於いては下記の式５に従ってフィルタ係数Ｒmが演算される。尚図１３のΔγ3及びΔγ4はそれぞれ図１２のΔγ1及びΔγ2よりも大きい。
Ｒm＝ΔＴ／Ｔm    ……（５）
【００３８】
ステップ１８０に於いては下記の式６に従って路面の摩擦係数μの基本値μtmpが演算され、ステップ１８５に於いてはμfをフィルタ処理後の路面の摩擦係数の推定値μの前回値として下記の式７に従ってフィルタ処理後の路面の摩擦係数の推定値μが演算され、しかる後ステップ２００へ進む。
μtmp＝|Ｇy|＋μbias……（６）
μ＝（１−Ｒm）μf＋Ｒmμtmp……（７）
【００３９】
ステップ１９０に於いてはＴfailを例えば２秒程度の一定の値として下記の式８に従ってフィルタ係数Ｒmが演算され、ステップ１９５に於いてはμmaxを例えば０．９程度の正の定数として下記の式９に従ってフィルタ処理後の路面の摩擦係数の推定値μが演算され、しかる後ステップ２００へ進む。
Ｒm＝ΔＴ／Ｔfail    ……（８）
μ＝（１−Ｒm）μf＋Ｒmμmax    ……（９）
【００４０】
図５に示された車輌の推定ヨーレートγh演算ルーチンのステップ２０５に於いては、車速Ｖが基準値Ｖo（例えば１５km／h程度の定数）未満であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ２１５へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２１０へ進む。ステップ２１０に於いては図には示されていない操舵角θの零点補正ルーチンによる零点補正が完了しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２１５に於いて車輌の横速度Ｖy及び推定ヨーレートγhがそれぞれ車輌の定常モデルの値に設定された後ステップ２５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２２０へ進む。
【００４１】
ステップ２２０に於いては操舵角θに基づき前輪の実舵角δが演算されると共に、後述のステップ２３５及び２４５に於いて前回演算された車輌の推定スリップ角βh、推定ヨーレートγh等に基づき車輌モデルに基づく下記の式１０及び式１１に従って前輪の推定スリップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrが演算される。尚式１０に於いてＬfは車輌の重心と前輪車軸との間の距離であり、式１１に於いてＬrは車輌の重心と後輪車軸との間の距離である。
βf＝−β＋δ−Ｌfγh／Ｖ    ……（１０）
βr＝−β＋Ｌrγh／Ｖ    ……（１１）
【００４２】
ステップ２２５に於いては路面の摩擦係数の推定値μに基づき図１４及び図１５に示されたグラフに対応するマップが特定されると共に、特定されたマップより前輪の推定スリップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrに基づき前輪の横力Ｆf及び後輪の横力Ｆrが演算される。
【００４３】
ステップ２３０に於いてはＶyfを車輌の横速度Ｖyの前回値とし、Ｍを車体の質量として下記の式１２に従って車輌の横速度Ｖyが演算され、ステップ２３５に於いては下記の式１３に従って車輌の推定スリップ角βhが演算される。
Ｖy＝Ｖyf＋｛（Ｆf＋Ｆr）／Ｍ＋γhＶ｝ΔＴ    ……（１２）
βh＝Ｖy／Ｖ    ……（１３）
【００４４】
ステップ２４０に於いては検出された車輌のヨーレートγと推定ヨーレートγhの前回値との偏差γ−γhに基づき図１６に示されたグラフに対応するマップよりヨーレートフィードバック制御量γfbが演算され、ステップ２４５に於いてはＩzを車輌のヨー慣性モーメントとし、Ｔfbをフィードバック時定数（例えば０．１秒の如き定数）として下記の式１４に従って車輌の推定ヨーレートγhが演算され、しかる後ステップ２５０へ進む。尚図１６に於いて、マップの傾斜部の角度は１である。
γh＝γhf＋（ＬfＦf−ＬrＦr）ΔＴ／Ｉz＋γfbΔＴ／Ｔfb    ……（１４）
【００４５】
図６に示された第一の補正操舵角θa及び第二の補正操舵角θb演算ルーチンのステップ２５５に於いては、max｛  ｝を｛  ｝内の数値のうちの最大値とする下記の数１５に従ってＶmが車速Ｖ及びＶ1（例えば６０km／h程度の定数）の大きい方の値に設定され、ステップ２６０に於いては下記の式１６に従ってヨーレート偏差Δγhが演算される。
Ｖm＝max｛Ｖ，Ｖ1｝    ……（１５）
Δγh＝ＮＬ（１−Ｖ2／Ｖc2）（γt−γh）／Ｖm    ……（１６）
【００４６】
ステップ２６５に於いては車速Ｖと推定ヨーレートγhとの積として車輌の推定横加速度Ｇyhが演算されると共に、推定横加速度Ｇyhに基づき図１７に示されたグラフに対応するマップより基本制御ゲインＧatmpが演算され、ステップ２７０に於いてはヨーレート偏差Δγhに基づき図１８に対応するマップより基本制御ゲインＧbtmpが演算される。
【００４７】
ステップ２７５に於いてはＴaを例えば０．１秒の如き定数とし、Ｒaをフィルタ定数（＝ΔＴ／Ｔa）とし、Ｇafを第一の制御ゲインＧaの前回値として下記の式１７に従って第一の制御ゲインＧaが演算される。
Ｇa＝max｛Ｇatmp，（１−Ｒa）Ｇaf＋ＲaＧatmp｝    ……（１７）
【００４８】
ステップ２８０に於いてはＴbを例えば０．１秒程度の定数とし、Ｒbをフィルタ係数（＝ΔＴ／Ｔb）とし、Ｇbfを第二の制御ゲインＧbの前回値として下記の式１８に従って第二の制御ゲインＧbが演算される。
Ｇb＝max｛Ｇbtmp，（１−Ｒb）Ｇbf＋ＲbＧbtmp｝    ……（１８）
【００４９】
尚図２に示されたルーチンのサイクルタイムΔＴは数十msec程度であり、従ってフィルタ定数Ｒa及びＲbは１よりも遥かに小さい値であるので、上記式１７及び１８のフィルタ処理はそれぞれ第一の制御ゲインＧa及び第二の制御ゲインＧbを増加し易く且つ減少し難いようにするフィルタ処理である。
【００５０】
ステップ２８５に於いては車速Ｖに基づき図１９に示されたグラフに対応するマップより係数Ｇgが演算されると共に、下記の式１９に従ってフィルタ処理後の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差と係数Ｇgとの積として基本補正操舵角θgが演算される。
θg＝（γt−γh）Ｇg    ……（１９）
【００５１】
ステップ２９０に於いては基本補正操舵角θgと第一の制御ゲインＧaとの積に基づき図２０に示されたグラフに対応するマップより通常旋回時の補正操舵角としての第一の補正操舵角θaが演算され、ステップ２９５に於いては下記の式２０に従って車輌が限界を超えた場合の補正操舵角としての第二の補正操舵角θbが基本補正操舵角θgと第二の制御ゲインＧbとの積として演算され、しかる後ステップ３００へ進む。
θb＝θgＧb    ……（２０）
【００５２】
図７に示された第二の補正操舵角θb制限ルーチンのステップ３０５に於いては、第二の補正操舵角θbが上限値θlimuを越えているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ３２０ヘ進み、肯定判別が行われたときにはステップ３１０に於いて図８に示されたルーチンに従って下限値θlimlが演算され、ステップ３１５に於いて第二の補正操舵角θbが上限値θlimuに設定された後ステップ３５０へ進む。
【００５３】
ステップ３２０に於いては第二の補正操舵角θbが下限値θliml未満であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３２５に於いて図９に示されたルーチンに従って上限値θlimuが演算され、ステップ３３０に於いて第二の補正操舵角θbが下限値θlimlに設定された後ステップ３５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３３５に於いて図８に示されたルーチンに従って上限値θlimuが演算され、ステップ３４０に於いて図９に示されたルーチンに従って下限値θlimlが演算された後ステップ３５０へ進む。
【００５４】
上述のステップ３１０又は３３５の下限値θliml演算ルーチンのステップ３１１に於いては、車輌の推定横加速度Ｇyh（＝Ｖγh）が基準値Ｇyo(正の定数)を越えているか否かの判別、即ち車輌が左旋回状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３１２に於いて下記の式２１に従って下限値θlimlが演算され、否定判別が行われたときにはステップ３１３に於いてmin｛  ｝を｛  ｝内の数値のうちの最小値として下記の式２２に従って下限値θlimlが演算される。
θliml＝max｛θliml−Δθm，−θmax｝    ……（２１）
θliml＝min｛θliml＋Δθp，−θmin｝    ……（２２）
【００５５】
尚上記式２１、２２及び後述の式２３、２４に於いて、θpは操舵輪である前輪の切り増し側の制限値であり、θmは前輪の切り戻し側の制限値であり、Δθpは制限値θlimu及びθlimlの大きさの増加率であり、Δθmは制限値θlimu及びθlimlの大きさの減少率である。またθp、θm、Δθp、Δθmは全て正の定数であり、特にθp＜θm、Δθp＞Δθmである（後述の図２２参照）。
【００５６】
また上述のステップ３２５又は３４０の上限値θlimu演算ルーチンのステップ３２６に於いては、車輌の推定横加速度Ｇyhが基準値−Ｇyo未満であるか否かの判別、即ち車輌が右旋回状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３２７に於いて下記の式２３に従って上限値θlimuが演算され、否定判別が行われたときにはステップ３２８に於いて下記の式２４に従って上限値θlimuが演算される。
θlimu＝min｛θlimu＋Δθp，θmax｝    ……（２３）
θlimu＝max｛θlimu−Δθm，θmin｝    ……（２４）
【００５７】
図１０に示された補正操舵角θafs演算ルーチンのステップ３５５に於いては、上述のステップ２８５に於いて演算された基本補正操舵角θgが正であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ３６０に於いて補正操舵角θafsが下記の式２５に従って設定され、否定判別が行われたときにはステップ３６５に於いて補正操舵角θafsが下記の式２６に従って設定され、しかる後ステップ４００へ進む。
θafs＝max｛θa，θb｝    ……（２５）
θafs＝min｛θa，θb｝    ……（２６）
【００５８】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ１００に於いて車輌の目標ヨーレートγtが演算され、ステップ１５０に於いて路面の摩擦係数の推定値μが演算され、ステップ２００に於いて車輌モデルに基づくオブザーバの演算により車輌の推定ヨーレートγhが演算されると共にフィードバックにより補正され、ステップ２５０に於いて推定ヨーレートγhに基づき第一の補正操舵角θaが演算されると共に目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づき第二の補正操舵角θbが演算され、ステップ３００に於いて第二の補正操舵角θbが制限され、ステップ３５０に於いて第一の補正操舵角θa及び制限処理された第二の補正操舵角θbに基づき補正操舵角θafsが演算され、ステップ４００に於いて補正操舵角θafsに基づき補正操舵装置２４が制御され、これにより左右前輪１０FL及び１０FRが補正操舵角θafsにて補正操舵される。
【００５９】
従って図示の実施形態によれば、車輌の推定ヨーレートγhはヨーレートセンサ３０に比してノイズ等の影響を受け難い操舵角センサ２８により検出された操舵角θ及び車速センサ３２により検出された車速Ｖに基づき演算され、また補正操舵角θafsは目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づき演算されるので、補正操舵角が目標ヨーレートγtと検出ヨーレートγとの偏差に基づき演算される従来の操舵制御装置の場合に比してノイズ等の影響の少ない補正操舵角にて適正に補正操舵を行うことができる。
【００６０】
特にステップ２２０に於いて操舵角θに基づく前輪の実舵角δ及び車速Ｖに基づき前輪の推定スリップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrが演算され、ステップ２２５に於いて前輪の推定スリップ角βf及び後輪の推定スリップ角βrに基づき前輪の横力Ｆf及び後輪の横力Ｆrが演算され、ステップ２３０〜２４５に於いて車輌の推定ヨーレートγhが演算される。
【００６１】
この場合、ステップ２４０に於いて車輌の検出ヨーレートγと推定ヨーレートγhの前回値との偏差γ−γhに基づきヨーレートフィードバック制御量γfbが演算され、ステップ２４５に於いてヨーレートフィードバック制御量γfbにて補正された車輌の推定ヨーレートγhが演算されるので、ヨーレートフィードバック制御により推定ヨーレートγhの推定精度を向上させることができ、これによりヨーレートフィードバック制御が行われない場合に比して適正に目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づく補正操舵を行うことができる。
【００６２】
またステップ２８５に於いて車速Ｖに基づき係数Ｇgが演算されると共に、フィルタ処理後の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差と係数Ｇgとの積として基本補正操舵角θgが演算され、ステップ２９０に於いて基本補正操舵角θgと第一の制御ゲインＧaとの積に基づき通常旋回時の補正操舵角としての第一の補正操舵角θaが演算され、ステップ２９５に於いて車輌が限界を超えた場合の補正操舵角としての第二の補正操舵角θbが基本補正操舵角θgと第二の制御ゲインＧbとの積として演算され、ステップ３００に於いて第二の補正操舵角θbが必要に応じて制限され、ステップ３５０に於いて第一の補正操舵角θa及び制限処理後の第二の補正操舵角θbのうち大きさが大きい方の値が補正操舵角θafsに設定される。
【００６３】
従って図示の実施形態によれば、補正操舵角θafsが例えばこの実施形態に於ける基本補正操舵角θgと同様目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に比例する値として演算される場合に比して、補正操舵角θafsを適正に演算することができ、これにより車輌の状況に応じて適正に補正操舵を行うことができる。
【００６４】
特に図示の実施形態によれば、通常旋回時の補正操舵角としての第一の補正操舵角θaは、ステップ２６５、２７５、２８５、２９０に於いて車速Ｖと推定ヨーレートγhとの積である車輌の推定横加速度Ｇyhに基づく基本制御ゲインＧatmp及び目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差に基づく基本補正操舵角θgに基づき演算され、また車輌が限界を超えた場合の補正操舵角としての第二の補正操舵角θbは、ステップ２６０、２７０、２８０、２８５、２９５に於いて車輌の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差Δγhに基づき演算される基本制御ゲインＧbtmp及び基本補正操舵角θgの積として演算されるので、車輌の通常の旋回時及び車輌が限界を越えた状況での旋回時の何れの場合にも補正操舵を適正に行うことができる。
【００６５】
また図示の実施形態によれば、第二の補正操舵角θbが左旋回方向の制限値θlimuを越えているときには補正操舵角θbが制限値θlimuに設定され、第二の補正操舵角θbが右旋回方向の制限値θliml未満であるときには補正操舵角θbが制限値θlimlに設定されるだけでなく、それぞれ制限値θlimu及びθlimlは一定に維持されるので、車輌が限界を越えた状況に於いて制限値θlimu、θlimlが変化し第二の補正操舵角θbが変化することに起因して車輌の乗員が異和感を感じることを確実に防止することができる。
【００６６】
また一般に、旋回時の車輌の安定性を確保するためには、前輪の実舵角δ及び車輌の実ヨーレートγが図２１に於いてハッチングが施された領域にあることが好ましく、従って補正操舵による前輪の切り増しは切り戻しよりも制限されなければならない。
【００６７】
図示の実施形態によれば、前述の如く前輪の切り増し側の制限値θminは前輪の切り戻し側の制限値θmaxよりも小さいので、第二の補正操舵角θbが前輪の切り増し方向に大きい値に演算されることが確実に防止され、従って例えば前輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた状況に於いて補正操舵が行われる場合にも、前輪の実舵角が切り増し方向に大きく増大され前輪のスリップ角が更に増大することに起因して前輪の横力が更に低下することを確実に防止することができる。
【００６８】
また車輌の旋回方向が切り替わると制限値θlimu及びθlimlは基本的にθmin及び−θmaxとの組合せとθmax及び−θminとの組合せとの間に切り替わるので、ステップ３１１〜３１３及びステップ３２６〜３２８の徐変演算が行われない場合には、車輌の旋回方向が切り替わると制限値θlimu及びθlimlが段差的に変化し、制限値θlimu及びθlimlの段差的変化に対応して第二の補正操舵角θbが段差的に変化し、そのため車輌の実舵角δも段差的に変化することに起因して車輌の安定性が悪化すると共に車輌の乗員が異和感を感じる虞れがある。
【００６９】
これに対し図示の実施形態によれば、ステップ３１１〜３１３及びステップ３２６〜３２８の徐変演算により制限値θlimu及びθlimlの大きさの増加率及び減少率がそれぞれ増加率Δθp及び減少率Δθmに規制されるので、図２２に示されている如く、制限値θlimu及びθlimlの大きさが段差的に変化することを確実に防止することができ、これにより補正操舵により却って車輌の安定性が悪化したり車輌の乗員が異和感を感じたりすることを確実に防止することができる。
【００７０】
特に前述の如く減少率Δθmは増加率Δθpよりも小さく、従って制限値θlimu及びθlimlの大きさの減少変化は制限値θlimu及びθlimlの大きさの増大変化よりも穏やかであるので、第二の補正操舵角θbの大きさが制限値θlimu又はθlimlにより規制されることによる減少変化も増大変化より穏やかであり、従って車輌の旋回方向が切り替わった直後に補正操舵により車輌の安定性が悪化されることを確実に防止することができる。
【００７１】
図２３は図示の実施形態に於いて比較的急激な操舵が行われた場合に於ける操舵角θ、検出ヨーレートγ、推定ヨーレートγh、補正操舵角θafsの変化の一例を示している。図２３のＡ部より解る如く、オブザーバの演算により求められる推定ヨーレートγhはヨーレートセンサ３０により検出されるヨーレートγに比してノイズの影響が少ない。
【００７２】
また図２３のＢ部より解る如く、オブザーバの演算により求められる推定ヨーレートγhはヨーレートセンサ３０により検出されるヨーレートγに比して操舵角θに対する追従性がよい。尚図２３のＣ部はオブザーバの車輌モデルが実際の車輌に対しまだ十分に対応しきれていないことを示しており、かかる部分の是正は図２３の如く実験的に得られるデータに基づき前述の各式の定数等を修正することにより達成される。
【００７３】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００７４】
例えば上述の実施形態に於いては、車輌の推定ヨーレートγhは車輌モデルに基づくオブザーバの演算によりステップ２０５〜２４５に従って演算されるようになっているが、車輌の推定ヨーレートγhは運転者の旋回操作量を検出するセンサであってヨーレートセンサに比してノイズ等の影響を受け難いセンサの検出結果に基づき演算される限り、当技術分野に於いて公知の任意の態様にて演算されてよい。
【００７５】
また上述の実施形態に於いては、ステップ２５５〜２８０に於いて第一の制御ゲインＧaが推定ヨーレートγhに基づく車輌の推定横加速度Ｇyhに基づき演算されると共に、第二の制御ゲインＧbが車輌の目標ヨーレートγtと推定ヨーレートγhとの偏差Δγhに基づき演算されるようになっているが、これらのゲインは他の態様にて演算されてもよく、またそれらの一方又は両方が定数に設定されてもよい。
【００７６】
また上述の実施形態に於いては、前輪のみが操舵輪であり、補正操舵は前輪についてのみ行われるようになっているが、本発明は四輪操舵装置を備えた車輌に適用されてもよく、その場合には前輪及び後輪の両方について補正操舵が行われるよう修正されてよい。
【００７７】
更に上述の各実施形態に於いては、前輪のステアリング装置はラック・アンド・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置１６であり、補正操舵装置２４はアッパシャフト２０に対し相対的にロアシャフト２２を回転させることにより補正操舵を行うようになっているが、前輪のステアリング装置及び補正操舵装置は当技術分野に於いて公知の任意の構造のものであってよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、請求項１の構成によれば、補正操舵角が目標ヨーレートと検出されたヨーレートとの偏差に応じて演算される場合に比して検出手段のノイズ等の影響の少ない補正操舵角を演算することができ、これにより実質的にヨーレートを検出する手段の異常に起因する悪影響を受けることなく補正操舵を適切に行うことができる。
【００７９】
また請求項２の構成によれば、検出されたヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第一の基準値以下のときには補正量が０とされるので、検出されたヨーレートがノイズ等の影響を受けることにより検出ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが或る大きさになっても、その大きさが第一の基準値以下であるときには補正量が０とされることにより推定ヨーレートが検出ヨーレートにより不必要にフィードバック制御されることを回避することができ、これにより実質的に検出ヨーレートのノイズ等に起因する悪影響を受けることなく補正操舵を適切に行うことができる。
【００８０】
また請求項３の構成によれば、検出ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差の大きさが第二の基準値以上のときには補正量が所定値に制限されるので、例えばヨーレート検出手段に故障の如き異常が生じても、その影響により補正量の大きさが過剰になることを確実に防止することができ、これにより推定ヨーレートが検出ヨーレートにより不適切にフィードバック制御されることを確実に防止することができる。
【００８１】
また請求項４の構成によれば、少なくとも目標ヨーレートと補正後の推定ヨーレートとの偏差に基づき補正操舵角が補正され、補正後の補正操舵角に基づき補正操舵が行われるので、かかる補正が行われない場合に比して補正操舵角を適正な値に演算することができ、これによりヨーレートを検出する手段の異常に起因する悪影響を受けない補正操舵角にて一層適切に補正操舵を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌の操舵制御装置の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図示の実施形態に於ける操舵制御ルーチンを示すゼネラルフローチャートである。
【図３】図示の実施形態に於ける車輌の目標ヨーレートγt演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図示の実施形態に於ける路面の摩擦係数の推定値μ演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図示の実施形態に於ける車輌の推定ヨーレートγh演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図示の実施形態に於ける第一の補正操舵角θa及び第二の補正操舵角θb演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図示の実施形態に於ける第二の補正操舵角θb制限ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図示の実施形態に於ける下限値θliml演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図示の実施形態に於ける上限値θlimu演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図示の実施形態に於ける補正操舵角θafs演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】車速Ｖと時定数Ｔ(v)との関係を示すグラフである。
【図１２】ヨーレート偏差Δγと路面の摩擦係数の推定値μのバイアス値μbiasとの関係を示すグラフである。
【図１３】ヨーレート偏差Δγと時定数Ｔmとの関係を示すグラフである。
【図１４】前輪の推定スリップ角βfと前輪の横力Ｆfとの関係を示すグラフである。
【図１５】後輪の推定スリップ角βrと後輪の横力Ｆrとの関係を示すグラフである。
【図１６】検出ヨーレートγと推定ヨーレートγhとの偏差とフィードバック制御量γfbとの関係を示すグラフである。
【図１７】車輌の推定横加速度Ｇyhと基本制御ゲインＧatmpとの関係を示すグラフである。
【図１８】ヨーレート偏差Δγhと基本制御ゲインＧbtmpとの関係を示すグラフである。
【図１９】車速Ｖと基本補正操舵角θgとの関係を示すグラフである。
【図２０】基本補正操舵角θgと第一の制御ゲインＧaとの積と第一の補正操舵角θaとの関係を示すグラフである。
【図２１】旋回時の車輌の安定性を確保するために好ましい車輌の実舵角δと車輌の実ヨーレートγとの関係を示すグラフである。
【図２２】図示の実施形態に於ける第二の補正操舵角θbの制限値θlimu及びθlimlの変化の一例を示すグラフである。
【図２３】図示の実施形態に於いて比較的急激な操舵が行われた場合に於ける操舵角θ、検出ヨーレートγ、推定ヨーレートγh、補正操舵角θafsの変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１６…電動式パワーステアリング装置
２４…補正操舵装置
２６…電気式制御装置
２８…操舵角センサ
３０…ヨーレートセンサ
３２…車速センサ
３４…横加速度センサ
３６…トルクセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003637801.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003637801.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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