(57)【要約】【課題】  制動時の旋回性能を向上できる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】  ステアリングホイール１０の操舵角に応じて前輪１１，１１および後輪１４，１４の転舵角を制御する操舵制御コントローラ３を備えた車両用操舵装置において、前輪１１，１１および後輪１４，１４のタイヤ前後力を推定するタイヤ前後力推定部４と、推定タイヤ前後力Fxが減速方向に増加したとき、操舵初期における前輪舵角θおよび後輪舵角δを、車両のヨーレートが増加する方向に補正する転舵角補正手段と、を備える。【選択図】        図１
2006123611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作手段の操舵角に応じて操向輪の転舵角を制御する転舵制御手段を備えた車両用操舵装置において、
前記操向輪のタイヤ前後力を推定するタイヤ前後力推定手段と、
前記タイヤ前後力が減速方向に増加したとき、操舵初期における前記転舵角を、車両のヨーレートが増加する方向に補正する転舵角補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
前記ステアリング操作手段の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記車速と操舵角とに基づいて目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、
を備え、
前記転舵制御手段は、前記目標ヨーレートに応じて、前記操向輪の目標転舵角を設定し、
前記転舵角補正手段は、操舵初期における前記目標ヨーレートを補正することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用操舵装置において、
前記転舵角補正手段は、前記タイヤ前後力が減速方向に大きいほど、前記転舵角の補正量を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
前記転舵角補正手段は、補正なしの場合の前記転舵角の収束時間よりも、前記転舵角の収束時間の方が短くなるように、前記転舵角を補正することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
前記タイヤ前後力推定手段は、前記操向輪のブレーキ圧に基づいて、前記タイヤ前後力を推定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
前記タイヤ前後力推定手段は、前記操向輪の輪荷重に基づいて、前記タイヤ前後力を推定することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
車両の横加速度を検出する横加速度検出手段を備え、
前記転舵角補正手段は、前記横加速度が大きいほど、前記転舵角の補正量を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
車両のロール角を検出するロール角検出手段を備え、
前記転舵角補正手段は、前記ロール角が大きいほど、前記転舵角の補正量を大きくすることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
前記転舵角補正手段は、前記タイヤ前後力がゼロまたは加速方向となったとき、前記転舵角の補正を終了することを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行状態に応じて操向輪の転舵角を制御する転舵制御手段を備えた車両用操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の後輪転舵機構を備えた車両用操舵装置では、高速走行時にブレーキペダルが踏み込まれたとき、後輪舵角を前輪舵角と同相側に固定することにより、高速から低速に減速したときに後輪舵角が逆相側に制御されることを防止し、車両挙動の安定化を狙っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実公平３−６５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、制動力発生量にかかわらず、ブレーキ踏み込みの有無により後輪舵角を固定しているため、操舵応答がスローのまま固定されるのに加え、減速に伴うタイヤ横力の減少により、制動時の旋回性能が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、制動時の旋回性能を向上できる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、
ステアリング操作手段の操舵角に応じて操向輪の転舵角を制御する転舵制御手段を備えた車両用操舵装置において、
前記操向輪のタイヤ前後力を推定するタイヤ前後力推定手段と、
前記タイヤ前後力が減速方向に増加したとき、操舵初期における前記転舵角を、車両のヨーレートが増加する方向に補正する転舵角補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、タイヤ前後力から操舵初期の転舵角を、ヨーレートが増加する方向に補正するため、タイヤ横力が低下しヨーレートが減少する制動時において、旋回性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用操舵装置の全体システム図であり、実施例１の車両用操舵装置は、前輪操舵機構１２と後輪操舵機構１５を備え、前後輪の角度を独立に制御可能な操舵装置である。
【０００９】
ステアリングホイール（ステアリング操作手段）１０と前輪（操向輪）１１，１１を操舵させる前輪操舵機構１２とを連結するコラムシャフト１３に、操舵角センサ（操舵角検出手段）１と前輪操舵アクチュエータ７が設けられている。
【００１０】
前輪操舵アクチュエータ７は、例えば、モータと減速機等により構成され、コラムシャフト１３に、減速機を介してモータの出力軸が連結されている。この前輪操舵アクチュエータ７は、前輪操舵コントローラ５からの舵角指令値により、コラムシャフト１３を介して入力される回転を可変ギア比により減速して前輪操舵機構１２のステアリングギアへ出力するもので、これにより、前輪１１，１１の舵角に対するステアリングホイール１０の操舵角の比であるステアリングギア比を可変に制御する。
【００１１】
後輪操舵アクチュエータ８は、前輪操舵アクチュエータ７と同様に、モータと減速機等により構成され、後輪（操向輪）１４，１４を操舵させる後輪操舵機構１５のラック軸に、減速機を介してモータの出力軸が連結されている。この後輪操舵アクチュエータ８は、後輪操舵コントローラ６からの舵角指令値により、後輪１４，１４の舵角を可変に制御する。
【００１２】
前輪操舵コントローラ５は、操舵制御コントローラ（転舵制御手段）３により生成された目標前輪舵角と、前輪実舵角センサ１６で検出された実際の前輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ７に出力する。
【００１３】
後輪操舵コントローラ６は、操舵制御コントローラ３により生成された目標後輪舵角と、後輪実舵角センサ１７で検出された実際の後輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を後輪操舵アクチュエータ８に出力する。
【００１４】
操舵角センサ１は、パルスエンコーダ等を用いて、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する。車速センサ２は、各車輪速の平均値等から車体速を検出する。また、タイヤ前後力推定部（タイヤ前後力推定手段）４は、ブレーキ液圧に基づいて、発生するタイヤ前後力量を演算する。横Ｇセンサ（横加速度検出手段）１８は、車両の横方向に作用する横加速度（横Ｇ）を検出する。ロール角センサ（ロール角検出手段）１９は、サスペンションストローク等から、車両の前後軸回りの回転角であるロール角を検出する。
【００１５】
操舵制御コントローラ３は、操舵角センサ１により検出された操舵角と、車速センサ２により検出された車体速と、タイヤ前後力推定部４により推定されたタイヤ前後力と、横Ｇセンサ１８により検出された横Ｇと、ロール角センサ１９により検出されたロール角とに応じて、目標前輪舵角と目標後輪舵角とを生成し、目標前輪舵角を前輪操舵コントローラ５へ出力し、目標後輪舵角を後輪操舵コントローラ６へ出力する。
【００１６】
操舵制御コントローラ３は、低車速域では、ステアリングギア比を小さくすると共に後輪１４，１４を前輪１１，１１と逆相側に転舵させ、高車速域では、ステアリングギア比を大きくすると共に後輪１４，１４を前輪１１，１１と同相側に転舵させる。これにより、低速時の定常旋回性能の向上と、高速時の走行安定性の確保とを両立する。
【００１７】
図２は、操舵制御コントローラ３の制御ブロック図であり、操舵制御コントローラ３は、目標値生成部（目標ヨーレート算出手段）３１と、目標出力生成部３２とを備えている。
【００１８】
目標値生成部３１は、操舵角、車速、タイヤ前後力、横Ｇおよびロール角に基づいて、目標ヨーレートと目標横速度とを生成する。生成した目標ヨーレートと目標横速度は、目標出力生成部３２へ出力される。
【００１９】
目標出力生成部３２は、目標値生成部３１からの目標ヨーレートと目標横速度とに基づいて、目標前輪舵角と目標後輪舵角を生成する。
【００２０】
図３は、目標値生成部３１の制御ブロック図であり、目標値生成部３１は、車両モデル演算部３１１と、目標値演算部３１２とを備えている。車両モデル演算部３１１は、操舵角と車体速とに基づき、２輪モデルを用いて車両パラメータを演算する。演算された車両パラメータは、目標値演算部３１２へ出力される。
【００２１】
目標値演算部３１２は、目標特性パラメータ演算部３１２１と、目標特性パラメータ補正部３１２２と、目標ヨーレート演算部３１２３と、目標横速度演算部３１２４とを備えている。
【００２２】
目標特性パラメータ演算部３１２１は、車速と車両パラメータとから、車両の目標特性パラメータを演算する。演算された目標特性パラメータは、目標特性パラメータ補正部３１２２へ出力される。
【００２３】
目標特性パラメータ補正部３１２２は、目標特性パラメータとタイヤ前後力推定部４により推定された推定タイヤ前後力と、タイヤ前後力発生時の車両特性（横Ｇ，ロール角）等から、補正後目標特性パラメータを演算する。演算された補正後目標特性パラメータは、目標ヨーレート演算部３１２３および目標横速度演算部３１２４へ出力される。
【００２４】
目標ヨーレート演算部３１２３は、操舵角と補正後目標特性パラメータとから、車両の目標ヨーレートを演算する。演算された目標ヨーレートは、目標出力値生成部３２へ出力される。目標横速度演算部３１２４は、操舵角と補正後目標特性パラメータとから、車両の目標横速度を演算する。演算された目標横速度は、目標出力値生成部３２へ出力される。
【００２５】
図４は、目標出力生成部３２の制御ブロック図であり、目標出力生成部３２は、目標前後舵角演算部３２１と、目標後輪舵角演算部３２２とを備えている。目標前輪舵角演算部３２１は、目標ヨーレートと目標横速度から、目標前輪舵角を決定する。目標後輪舵角演算部３２２は、目標ヨーレートと目標横速度から、目標後輪舵角を決定する。
【００２６】
次に、作用を説明する。
［車両モデル演算］
車両モデル演算部３１１では、以下に示す車両モデルを用いて車両パラメータを演算する。
【００２７】
一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨーレートと横速度は、下記の式(1)で表せる。
【数１】
2006123611.tif 000003
【００２８】
ここで、
【数２】
2006123611.tif 000004
【数３】
2006123611.tif 000005
である。
【００２９】
状態方程式より前輪操舵に対するヨーレート、横速度の伝達関数を求めると、下記の式(3)，(4)となる。
【数４】
2006123611.tif 000006
【数５】
2006123611.tif 000007
【数６】
2006123611.tif 000008
【００３０】
ヨーレート伝達関数は、式(3)より下記の式(5)と表される。
【数７】
2006123611.tif 000009
ここで、
【数８】
2006123611.tif 000010
である。
【００３１】
同様に、横速度伝達関数は、式(4)より下記の式(7)と表される。
【数９】
2006123611.tif 000011
ここで、
【数１０】
2006123611.tif 000012
である。
【００３２】
以上から、車両パラメータ
【数１１】
2006123611.tif 000013
が求められる。
【００３３】
［目標値演算］
目標値演算部３１２の目標特性パラメータ演算部３１２１では、車体速V、車両パラメータと後述する目標値パラメータから、目標ヨーレートψ'*と目標横速度Vy*を求める。
【００３４】
目標ヨーレートψ'*は、式(5)から下記の式(9)により表される。
【数１２】
2006123611.tif 000014
【００３５】
目標横速度Vy*は、式(7)から下記の式(10)により表される。
【数１３】
2006123611.tif 000015
【００３６】
ここで、目標ヨーレートψ'*のパラメータは、下記の式(11)で表される。
【数１４】
2006123611.tif 000016
ただし、yrate_gain_map（ヨーレート定常ゲイン），yrate_omegn_map（ヨーレート応答（固有振動数）），yrate_zeta_map（ヨーレート減衰率），yrate_zero_map（ヨーレート進み要素）はチューニングパラメータである。
【００３７】
また、目標横速度Vy*のパラメータは、下記の式(12)で表される。
【数１５】
2006123611.tif 000017
ただし、vy_gain_map（横速度定常ゲイン），vy_omegn_map（横速度応答（固有振動数）），vy_zeta_map（横速度減衰率），vy_zero_map（横速度進み要素）はチューニングパラメータである。
【００３８】
［目標値補正演算］
目標特性パラメータ補正部３１２２では、制動時など、タイヤ前後力が発生した場合、タイヤ前後力推定部４により算出された推定タイヤ前後力Fxを用い、ヨーレートの応答特性を変化させるために、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)に対し補正を行う。
【００３９】
実施例１では、推定タイヤ前後力Fxを、前輪１１，１１のブレーキ圧から求める。ブレーキ圧と推定タイヤ前後力Fxとの関係は、あらかじめ実験等により求めることができるため、実施例１では、図５に示すマップを用いて推定タイヤ前後力Fxを求める。
【００４０】
通常時（補正なし）における目標ヨーレート応答ωψ'*(V)は、式(11)より、下記の式(13)から求めることができる。
ωψ'*(V)＝ωψ'(V)×yrate_omegn_map  …(13)
ここで、αを目標ヨーレート応答補正係数とすると、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)は、推定タイヤ前後力Fxより、下記の式(14)のように求める。
ωdψ'*(V)＝ωψ'(V)×yrate_omegn_map×α(Fx)  …(14)
【００４１】
目標ヨーレート応答補正係数αは、推定タイヤ前後力Fxを元にした式、実験等であらかじめ予測したものを、図６に示すようなマップとして記憶しておき、推定タイヤ前後力Fxにより参照してもよい。図６に示すように、目標ヨーレート応答補正係数αは、推定タイヤ前後力Fxが制動力側に大きいほど、すなわちタイヤ前後力が減速方向に大きいほど、大きくなるように設定されている。また、目標ヨーレート応答補正係数αは、推定タイヤ前後力Fxがゼロまたは駆動力側に大きいとき、すなわち、推定タイヤ前後力Fxがゼロまたは加速方向となったとき、１となるように設定されている。これにより、ブレーキ圧が発生していない場合、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)は、補正前の目標ヨーレート応答ωψ'*(V)のままとなる。
【００４２】
さらに、目標ヨーレート応答補正係数αは、推定タイヤ前後力Fxが制動力側に作用しているとき、横加速度（横Ｇ）やロール角が大きいほど、大きくなるように設定されている。すなわち、横Ｇやロール角が発生している場合には、通常時よりも車両の応答性が劣るため、横Ｇやロール角の発生量に応じて、目標ヨーレート応答補正係数αをさらに増加させることで、制動力以外の要因で低下するヨーレート応答に対し、補正を追加することで、旋回性能の低下を抑制できる。
【００４３】
以上により、制動時の目標ヨーレートは、
【数１６】
2006123611.tif 000018
となる。
【００４４】
［目標前輪舵角演算］
目標出力値生成部３２の目標前輪舵角演算部３２１では、補正後目標ヨーレート、ψd'*と目標横速度Vy*から、目標前輪舵角θ*を算出する。
【数１７】
2006123611.tif 000019
から、
【数１８】
2006123611.tif 000020
【００４５】
よって、目標前輪舵角θ*は、下記の式(18)となる。
【数１９】
2006123611.tif 000021
【００４６】
［目標後輪舵角演算］
同様に、目標後輪舵角演算部３２２では、補正後目標ヨーレート、ψd'*と目標横速度Vy*から、目標後輪舵角δ*を算出する。
目標後輪舵角δ*は、下記の式(19)となる。
【数２０】
2006123611.tif 000022
ただし、一般に後輪舵角には角度に制限があるため、補正後目標後輪舵角を
δlim*＝sign(δ*)×min(|δ*|,δmax*)  …(20)
とする。ここで、δmax*は、後輪最大舵角とする。
【００４７】
なお、目標前輪舵角θ*および補正後目標後輪舵角δ*は、補正なしの場合の前輪舵角θおよび後輪舵角δの収束時間よりも、収束時間が短くなるように設定する。収束時間を短くする方法としては、例えば、チューニングパラメータの１つであるyrate_zeta_map（ヨーレート減衰率）を変化させることがで実現できる。
【００４８】
［補正制御終了判断］
補正制御を終了させるタイミングは、タイヤ前後力推定部４から出力される、タイヤ前後力（制動力）Fxの発生量がゼロになったときとする。これにより、制動中は制御を続行させることができ、走行中にブレーキ解除等でFx＝０となっても、過渡舵角の補正が変化するだけであり、目標とする定常値は『補正なし』と変らないので、制御変更による影響は残らない。
【００４９】
また、停止（車速＝０）時においても、補正制御を終了させることとし、ブレーキを踏み続け停止、すなわちFx≠０のまま停止した場合に、制御を解除することができる。この時、次回補正制御の開始には、Fx＝０かつ車速上昇を条件とする。
【００５０】
［目標ヨーレート応答補正制御］
図７は、操舵制御コントローラ３の目標特性パラメータ補正部３１２２で実行される目標ヨーレート応答補正制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００５１】
ステップS1では、車速センサ２により検出される車速が、ゼロではないかを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。
【００５２】
ステップS2では、推定タイヤ前後力Fxがゼロではないかを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS3へ移行する。
【００５３】
ステップS3では、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)の目標ヨーレート応答補正係数αを１とし、ステップS6へ移行する。
【００５４】
ステップS4では、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)の目標ヨーレート応答補正係数αを、推定タイヤ前後力Fxと図６に示すマップを参照して求め、ステップS6へ移行する。
【００５５】
ステップS5では、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)の目標ヨーレート応答補正係数αを１とし、ステップS6へ移行する。
【００５６】
ステップS6では、ステップS3ないしステップS5のいずれかで求めた目標ヨーレート応答補正係数αに基づいて、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)を求め、リターンへ移行する（転舵角補正手段に相当）。
【００５７】
［目標ヨーレート応答補正制御作動］
走行中に運転者がブレーキを踏んでいない場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS6へと進む流れとなり、ステップS3では、目標ヨーレート応答補正係数αが１とされるため、ステップS6では、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)は、補正前の目標ヨーレート応答ωψ'*(V)とされる。
【００５８】
走行中に運転者がブレーキを踏んだ場合には、図７のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4→ステップS6へと進む流れとなり、ステップS4では、推定タイヤ前後力Fxに応じて目標ヨーレート応答補正係数αが設定され、ステップS6では、ステップS4で設定された目標ヨーレート応答補正係数αにより補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)が算出される。
【００５９】
このとき、制動力が大きいほど目標ヨーレート応答補正係数αが大きな値（α>１）に設定され、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)が補正前の目標ヨーレート応答ωψ'*(V)よりも大きくなるため、目標ヨーレートψ'*の位相が早められ、前輪・後輪の過渡舵角、すなわち操舵初期の前後輪舵角を大きくすることができる。これにより、ヨーレートψ'の立ち上がりを早くしつつ、目標定常値は通常時と同じ（ステアリングギア比が通常時と同じ）にできるため、運転者にとって違和感が無く、修正操舵を行いやすい。
【００６０】
また、横Ｇやロール角が大きいほど目標ヨーレート応答補正係数αが大きな値に設定され、補正後の目標ヨーレート応答ωdψ'*(V)が補正前の目標ヨーレート応答ωψ'*(V)よりも大きくなるため、直進走行時よりもさらに旋回性能が劣る横Ｇやロール発生時において、制動力以外の要因で低下するヨーレート応答に対し、旋回性能を高めることができる。
【００６１】
［従来技術の問題点］
車両の状態に応じて、ステアリングギア比可変制御および後輪舵角制御を行う車両用操舵装置では、操縦性、安定性を向上させるために、車速による前後輪舵角の変更（高速時：前輪操舵応答スロー／後輪同相制御、低速時：前輪操舵応答クイック／後輪逆相制御）を行っている。ところが、急減速時においても車速に応じてステアリングギア比および後輪舵角が変化するため、運転者の意図しない車両挙動となるおそれがあった。
【００６２】
上記問題に対し、実公平３−６５４８号公報には、ブレーキペダルの踏み込みによって後輪舵角を一定とすることで、制動時における車両挙動の安定性を確保する技術が記載されている。また、特開平１１−３０１５０６号公報には、ＡＢＳ作動時には前輪のステアリングギア比を固定することで、制動時における車両挙動の安定化を確保する技術が記載されている。
【００６３】
ところが、上記従来技術のうち前者にあっては、制動力発生量にかかわらず、ブレーキ踏み込みの有無によって後輪舵角を固定するため、緩制動においても舵角比が固定される。したがって、ブレーキを踏んだまま高速から低速へ滑らかに変化している状態での転舵では、同相のままであるため、操縦性を向上させることができない。また、前輪または前後輪制御に適用すると、高速での緊急回避（急制動→転舵）では、前輪操舵応答スロー／後輪同相（または中立）制御の状態で固定され、なおかつ急制動時にはタイヤ力が制動に取られているため、コーナリングフォースが減少して車両の応答性が低下し、操舵が効きにくくなる→旋回しにくくなる（回避性能低下）という問題があった。
【００６４】
また、後者にあっては、ＡＢＳ作動有無を検知してステアリングギア比をスローのまま固定するため、通常時と操舵特性が変わり（通常はクイックな操舵応答）、運転者にとって狙ったラインに合わせづらい（運転者の意図した操作量に足りない／多すぎる状態から修正しにくい等）という問題があった。
【００６５】
［目標ヨーレート応答補正作用］
これに対し、実施例１では、タイヤ前後力（制動力）Fxの発生量が、タイヤ前後力推定部４により出力されると、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)が式(14)により補正（α>１）される。これにより、目標ヨーレートψ'*の立ち上がりが速くなり、式(18)，(19)により前後輪の舵角を計算した場合、過渡舵角が増加する結果となる。
【００６６】
図８に示すように、目標ヨーレート応答の補正ありの場合の前輪舵角は、補正なしの場合と比較して、過渡舵角が大きくなるため、過渡的なヨーが発生する。また、図９に示すように、補正ありの場合の後輪舵角は、補正なしの場合と比較して、過渡舵角が大きくなるため、横速度の増加が抑制される。
【００６７】
さらに、実施例１において、前輪舵角θおよび後輪舵角δの収束点は、補正なしの場合よりも早い地点となる。すなわち、前輪舵角θおよび後輪舵角δの収束時間が、補正なしよりも短いため、過渡舵角を大きくしつつ、車両挙動の早期安定化を図ることができる。
【００６８】
過渡応答の増加により、図１０に示すように、車両ヨーレート応答を早くすることができる上、舵角の定常値は、補正無しの場合の値と同一であるため、運転者による修正操舵も容易となる。ちなみに、図１０において、「減速による差」とは、減速に伴う必要ヨーレートの減少分である。
【００６９】
実施例１では、以上の制御ロジックにより、例えば、減速中に障害物回避のための転舵を行った場合でも、過渡ヨーレートを増すことができるため、走行ラインを操舵量に応じた走行ライン、すなわち、運転者の意図する目標ラインにより近づけることができる（図１１参照）。
【００７０】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置では、以下に列挙する効果が得られる。
【００７１】
(1) ステアリングホイール１０の操舵角に応じて前輪１１，１１および後輪１４，１４の転舵角を制御する操舵制御コントローラ３を備えた車両用操舵装置において、前輪１１，１１および後輪１４，１４のタイヤ前後力を推定するタイヤ前後力推定部４と、推定タイヤ前後力Fxが減速方向に増加したとき、操舵初期における前輪舵角θおよび後輪舵角δを、車両のヨーレートが増加する方向に補正する転舵角補正手段（図７のステップS6）と、を備えるため、タイヤ横力の低下に伴いヨーレートψ'が減少する制動時において、旋回性能を向上させることができる。
【００７２】
(2) 車速を検出する車速センサ２と、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する操舵角センサ１と、車速と操舵角とに応じて目標ヨーレートψ'*を算出する目標値生成部３１と、を備え、操舵制御コントローラ３は、目標ヨーレートに基づいて、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を設定し、転舵角補正手段は、推定タイヤ前後力Fxに基づいて、操舵初期における目標ヨーレート応答ωψ'*(V)を補正する。すなわち、制動時において、緊急回避等に必要な旋回初期のヨーレート応答ωψ'*(V)を高めるために、目標ヨーレートψ'*の位相のみを早めることで、前輪１１，１１、後輪１４，１４の過渡舵角を大きくすることができる。これにより、ヨーレートψ'の立ち上がりを早くしつつ、目標定常値を通常と同じにできるため、運転者にとって違和感が少なく、修正操舵を行いやすい。
【００７３】
(3) 転舵角補正手段は、推定タイヤ前後力Fxが減速方向に大きいほど、目標ヨーレート補正係数αを大きな値（α>１）に設定し、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)を大きくするため、制動力が大きくなるほどタイヤ横力が低下するのに対し、過渡舵角を大きくすることで、走行ラインを運転者の意図する目標ラインに近づけることができる。
【００７４】
(4) 転舵角補正手段は、補正なしの場合の転舵角の収束時間よりも、補正後の転舵角の収束時間の方が短くなるように、前記転舵角を補正するため、過渡舵角を大きくして旋回性能を高めつつ、車両挙動の早期安定化を図ることができる。
【００７５】
(5) タイヤ前後力推定部４は、前輪１１，１１のブレーキ圧に基づいて、推定タイヤ前後力Fxを求めるため、より簡便な方法を用いてタイヤの制動力を推定できる。実施例１では、タイヤの駆動力の推定は不要であるため、ブレーキ圧から制動力を推定する方法が最も簡便な方法である。
【００７６】
(6) 車両の横Ｇを検出する横Ｇセンサ１８を備え、転舵角補正手段は、横Ｇが大きいほど、目標ヨーレート補正係数αを大きな値（α>１）に設定し、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)を大きくするため、横Ｇの発生により低下するヨーレート応答を補正でき、旋回性能の低下を抑制できる。
【００７７】
(7) 車両のロール角を検出するロール角センサ１９を備え、転舵角補正手段は、ロール角が大きいほど、目標ヨーレート補正係数αを大きな値（α>１）に設定し、目標ヨーレート応答ωψ'*(V)を大きくするため、ロールの発生により低下するヨーレート応答を補正でき、旋回性能の低下を抑制できる。
【００７８】
(8) 転舵角補正手段は、推定タイヤ前後力Fxがゼロまたは加速方向となったとき、目標ヨーレート補正係数αを１とし、転舵角の補正を終了するため、走行中にブレーキ解除等で推定タイヤ前後力Fxがゼロとなった場合でも、過渡舵角の補正のみが変化し、目標とする定常値は変化しないため、制御変更による影響を残さない。
【実施例２】
【００７９】
実施例２では、タイヤ前後力推定部４において、前後加速度Ｇxと横加速度Ｇyから前後荷重移動量推定値ΔＷXと横荷重移動量推定値ΔＷYを算出し、これらの偏差から推定タイヤ前後力Fxを求める。なお、実施例２の構成については、図１〜４に示した実施例１の構成と同一であるため、説明を省略する。
【００８０】
まず、前後加速度Ｇx、横加速度Ｇy、前軸〜重心点距離Ｌf、重心点〜後軸距離Ｌr、前軸幅ｄf、後軸幅ｄr、前ロール軸高ｈf、後ロール軸高ｈr、重心高〜車両ロール軸高距離ｈs、重心高ＨG、前ロール剛性Ｒf、後ロール剛性Ｒrおよび車両重量Ｗから、前後荷重移動量推定値ΔＷX、横荷重移動量ΔＷYを下記の式(21)，(22)のように求める。
【数２１】
2006123611.tif 000023
【数２２】
2006123611.tif 000024
【００８１】
続いて、偏差ΔＷX−ΔＷYにより、推定タイヤ前後力Fxを求める。なお、推定タイヤ前後力Fxの求め方としては、図５に示した実施例１の推定タイヤ前後力算出マップに対し、横軸をブレーキ圧から偏差ΔＷX−ΔＷYに置き換えたものを用いることができる。
【００８２】
なお、実施例２の目標ヨーレート応答補正作用については、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4)および(6)〜(9)に加え、以下の効果が得られる。
【００８４】
(9) タイヤ前後力推定部４は、前後加速度Ｇxと横加速度Ｇyから前後荷重移動量推定値ΔＷXと横荷重移動量推定値ΔＷYを算出し、これらの偏差から推定タイヤ前後力Fxを求める。すなわち、車両挙動（前後加速度Ｇx，横加速度Ｇy）に基づいて推定タイヤ前後力Fxを算出するため、ブレーキ圧からタイヤ前後力を推定する実施例１の方法と比較して、タイヤ前後力Fxをより正確に推定できる。
【００８５】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００８６】
例えば、実施例では、前輪の転舵角制御に可変ギア比機構を用いたが、本発明は、ステアリングホイールと前輪とが機械的に切り離された、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステムにも適用できる。
【００８７】
実施例では、前輪転舵制御と後輪転舵制御を用いたが、本発明は、前輪転舵制御のみ、または後輪転舵制御のみの構成にも適用できる。また、タイヤ前後力の推定方法は任意であり、ブレーキ液圧や輪荷重に限らず、タイヤスリップ率や路面μ等のパラメータを用いて推定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施例１の車両用操舵装置の全体システム図である。
【図２】操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。
【図３】目標値生成部３１の制御ブロック図である。
【図４】目標出力生成部３２の制御ブロック図である。
【図５】ブレーキ圧に応じた推定タイヤ前後力Fx算出マップである。
【図６】推定タイヤ前後力Fxに応じた目標ヨーレート応答補正係数α設定マップである。
【図７】操舵制御コントローラ３の目標特性パラメータ補正部３１２２で実行される目標ヨーレート応答補正制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例１のステップ入力に対する前輪舵角変化を示す図である。
【図９】実施例１のステップ入力に対する後輪舵角変化を示す図である。
【図１０】実施例１のステップ入力に対するヨーレート変化を示す図である。
【図１１】実施例１のステップ入力に対する車両の走行軌跡変化を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  操舵角センサ
２  車速センサ
３  操舵制御コントローラ
３１  目標値生成部
３１１  車両モデル演算部
３１２  目標値演算部
３１２１  目標特性パラメータ演算部
３１２２  目標特性パラメータ補正部
３１２３  目標ヨーレート演算部
３１２４  目標横速度演算部
３２  目標出力生成部
３２１  目標前輪舵角演算部
３２２  目標後輪舵角演算部
３２３  ゲイン演算部
４  タイヤ前後力推定部
５  前輪操舵コントローラ
６  後輪操舵コントローラ
７  前輪操舵アクチュエータ
８  後輪操舵アクチュエータ
１０  ステアリングホイール
１１，１１  前輪
１２  前輪操舵機構
１３  コラムシャフト
１４，１４  後輪
１５  後輪操舵機構
１６  前輪実舵角センサ
１７  後輪実舵角センサ
【図１】
2006123611.tif 000025
【図２】
2006123611.tif 000026
【図３】
2006123611.tif 000027
【図４】
2006123611.tif 000028
【図５】
2006123611.tif 000029
【図６】
2006123611.tif 000030
【図７】
2006123611.tif 000031
【図８】
2006123611.tif 000032
【図９】
2006123611.tif 000033
【図１０】
2006123611.tif 000034
【図１１】
2006123611.tif 000035