(57)【要約】【課題】  タイヤの磨耗や交換があった場合でも、適切な補助操舵力を付与することができ、もって車両の挙動を安定させることができる車両の操舵制御装置を提供する。【解決手段】  横力特性演算部１２は、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角に基づいてタイヤの横力特性を算出する。コーナーリングパワー演算部１４は、横力特性演算部１２から出力された横力特性に基づいて、コーナーリングパワーを算出する。コーナーリングパワー比較部１５は、コーナーリングパワー演算部１４から出力されるコーナーリングパワーと予め設定されたコーナーリングパワー初期値とを比較する。補助操舵力設定部１６は、その比較結果に基づいて、操舵系に付与する補助操舵力を算出する。【選択図】  図１
2006103348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両の操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、
走行中の前記車両のスリップ角を算出するスリップ角演算手段と、
前記車両における車両モデル式に基づいて、前記車両における前記スリップ角演算手段で算出されたスリップ角に対する車輪の横力特性を求める横力特性演算手段と、
前記車両の操舵系における操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記車両の操舵系に補助操舵力を付与する補助操舵力付与手段と、
前記操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクおよび前記横力特性演算手段によって求められた横力特性に基づいて、前記補助操舵力を設定する補助操舵力設定手段と、
を有し、
前記補助操舵力設定手段は、予め定められた前記スリップ角に対する所定の横力特性と、前記横力特性演算手段で求められた横力特性との差に応じて、前記補助操舵力を設定することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
前記車両が切り込み時にあるか切り戻し時にあるかを判定する操舵方向判定手段を有し、
前記補助操舵力設定手段は、前記操舵方向判定手段によって切り込み時または切り戻し時にあると判断されたときにおける予め定められた横力特性および前記横力特性演算手段で求められた横力特性に基づいて、補助操舵力を設定する請求項１に記載の車輌の操舵制御装置。
【請求項３】
前記補助操舵力設定手段は、予め定められた前記スリップ角に対する所定の横力特性と前記横力特性演算手段で求められた横力特性との差が小さいときより大きいときに、大きな補助操舵力を設定する請求項１または請求項２に記載の車輌の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵力を補助的に付加して操舵力を変更する車両の操舵力変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置を備える車両においては、ドライバが操作したステアリングの切れ角に対して、所定のトルクを付加する操舵制御を行い、ドライバの負担軽減を図っている。このような操舵制御では、たとえば検知特性として車速や操舵速度を選定し、選定した検知特性に対応した目標操舵トルクを設定して、実際の操舵トルクと目標操舵トルクとの差分を０にするように操舵制御している。ところが、操舵制御を行うにあたり、操舵輪の滑り角によって操舵反力が変化するものの、上記の操舵制御では、車両の挙動に乱れを起こす可能性があった。
【０００３】
このような問題に対して、特開２００３−１５４９６２号公報に開示された操舵反力制御装置では、操舵輪の路面に対する横滑り角を検出し、横滑り角が大きくなるにしたがって、操舵手段に付加する操舵トルクが大きくなるような制御を行っている。このような制御を行うことにより、タイヤの種別や磨耗状態、サスペンション形式、車重等の影響によらず、車両の挙動を安定させることができるというものである。
【０００４】
また、タイヤの横力を算出するものとして、従来、特開平１０−２８１９４４号公報に開示されたタイヤ判定装置がある。このタイヤ判定装置は、車両の横加速度、ヨーレート、車速などを検出し、これら横加速度、ヨーレート、車速と諸元データとから、タイヤのスリップ角および横力を算出している。また、これらのスリップ角および横力からタイヤのコーナーリングパワーを算出し、このコーナーリングパワーに基づいて、タイヤのグリップ性能を判定するというものである。
【特許文献１】特開２００３−１５４９６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示された操舵反力制御装置では、横滑り角に基づいて、操舵手段に付加するトルクを大きくしている。このため、タイヤの種別や磨耗状態、サスペンション形式、車重等の影響を軽減することはできるものの、これらの影響を排除することはできないという問題があった。特に、タイヤの種別や磨耗状態といったタイヤ特性は、車両の走行状況などによって変化することが多く、このタイヤ特性の影響は避けられない。したがって、車両に適切な補助操舵力を付与することが難しく、車両の挙動を安定させることが困難であるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたタイヤ判定装置においては、車両の横加速度、ヨーレート、車速、および車両の諸元データから横力を算出している。ところが、このタイヤ判定装置では、タイヤの磨耗や交換などによる車両の特性の変化には対応することができないため、適切な制御を行うのは困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、タイヤの磨耗や交換があった場合でも、適切な補助操舵力を付与することができ、もって車両の挙動を安定させることができる車両の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】
上記課題を解決した本発明に係る車両の操舵制御装置は、走行中の車両の操舵制御を行う車両の操舵制御装置において、走行中の車両のスリップ角を算出するスリップ角演算手段と、車両における車両モデル式に基づいて、車両におけるスリップ角演算手段で算出されたスリップ角に対する車輪の横力特性を求める横力特性演算手段と、車両の操舵系における操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両の操舵系に補助操舵力を付与する補助操舵力付与手段と、操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクおよび横力特性演算手段によって求められた横力特性に基づいて、補助操舵力を設定する補助操舵力設定手段と、を有し、補助操舵力設定手段は、予め定められたスリップ角に対する所定の横力特性と、横力特性演算手段で求められた横力特性との差に応じて、補助操舵力を設定するものである。
【０００９】
本発明に係る車両の操舵制御装置においては、補助操舵力を設定するにあたり、予め設定された補助操舵力に対する横力特性と、横力特性算出手段で求められた横力特性の差に応じて補助操舵力を設定している。このため、タイヤの磨耗や交換があった場合でも、車両に適切な補助操舵力を付与することができ、もって車両の挙動を安定させることができる。
【００１０】
ここで、前記車両が切り込み時にあるか切り戻し時にあるかを判定する操舵方向判定手段を有し、
補助操舵力設定手段は、操舵方向判定手段によって切り込み時または切り戻し時にあると判断されたときにおける予め定められた横力特性および横力特性演算手段で求められた横力特性に基づいて、補助操舵力を設定する態様とすることができる。
【００１１】
このように、切り込み時または切り戻し時における予め設定された横力特定を用いることにより、切り込み時および切り戻しに設定されているヒステリシスにあわせて補助操舵力を設定することができる。したがって、補助操舵力を加えた後もヒステリシスをもった操舵特性を得ることができるので、ドライバが覚える違和感を小さくした状態で操舵を行うことができる。
【００１２】
また、補助操舵力設定手段は、予め定められたスリップ角に対する所定の横力特性と横力特性演算手段で求められた横力特性との差が小さいときより大きいときに、大きな補助操舵力を設定する態様とすることができる。
【００１３】
このように、スリップ角に対する所定の横力特性と横力特性演算手段で求められた横力特性との差が小さいときより大きいときに、大きな補助操舵力を設定することで、より適切な補助操舵力を付与することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車両の操舵制御装置によれば、タイヤの磨耗や交換があった場合でも、適切な補助操舵力を付与することができ、もって車両の挙動を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能・作用を有するものには同一の番号を付し、重複する記載は省略することがある。図１は、本発明に係る車両の操舵制御装置のブロック構成図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置１は、制御装置１０を備えている。制御装置１０は、スリップ角演算部１１、横力特性演算部１２、および車両諸元記憶部１３を備えている。また、制御装置１０は、コーナーリングパワー演算部１４、コーナーリングパワー比較部１５、補助操舵力設定部１６、操舵力設定部１７を備えている。さらに、制御装置１０には、操舵トルクセンサ２、車速センサ３、ヨーレートセンサ４、および横加速度センサ５が接続されており、さらに、操舵力付与手段（モータ）６が接続されている。
【００１７】
操舵トルクセンサ２は、たとえばステアリングロッドに取り付けられており、ドライバがステアリングを操作した際の操舵トルクを検出している。操舵トルクセンサ２は、検出した操舵トルクを制御装置１０における操舵力設定部１７に出力している。車速センサ３は、たとえば車体に取り付けられており、車両の速度（車速）を検出している。車速センサ３は、検出した車速を制御装置１０におけるスリップ角演算部１１に出力している。
【００１８】
ヨーレートセンサ４は、たとえば車体の一部に取り付けられており、車両のヨーレートを検出している。ヨーレートセンサ４は、検出したヨーレートを制御装置１０におけるスリップ角演算部１１および横力特性演算部１２に出力している。横加速度センサ５は、たとえば車体の一部に取り付けられており、車両の横加速度（横Ｇ）を検出している。横加速度センサ５は、検出した横加速度を制御装置１０におけるスリップ角演算部１１および横力特性演算部１２に出力している。操舵力付与手段６は、制御装置１０における操舵力設定部１７から出力される操舵力に基づいて、車両の操舵系に操舵力を付与する。
【００１９】
制御装置１０におけるスリップ角演算部１１は、車速センサ３から出力された車速、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、および横加速度センサ５から出力された横加速度に基づいて、車両のスリップ角を算出する。スリップ角演算部１１は、算出したスリップ角をコーナーリングパワー演算部１４に出力する。
【００２０】
横力特性演算部１２は、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、横加速度センサ５から出力された横加速度、および車両諸元記憶部１３から出力されたホイールベース、車両質量などの車両諸元に基づいて、横力特性を算出している。横力特性演算部１２は、算出した横力特性をコーナーリングパワー演算部１４に出力する。
【００２１】
車両諸元記憶部１３は、車両の質量、ホイールベース、重心位置、また、装着しているタイヤに対応するコーナーリングパワー初期マップなどを記憶している。車両諸元記憶部１３は、記憶している車両の質量、ホイールベース、重心位置などを横力特性演算部１２に出力し、コーナーリングパワー初期マップをコーナーリングパワー比較部１５に出力する。
【００２２】
コーナーリングパワー演算部１４は、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角および横力特性演算部１２から出力された横力特性に基づいて、これらの分布図を作成し、作成した分布図からコーナーリングパワーを求める。コーナーリングパワー演算部１４は、求めたコーナーリングパワーをコーナーリングパワー比較部１５に出力する。
【００２３】
コーナーリングパワー比較部１５は、車両諸元記憶部１３から出力されたコーナーリングパワー初期マップから得られるコーナーリングパワー初期値と、コーナーリングパワー演算部１４から出力されたコーナーリングパワーとを比較する。コーナーリングパワー比較部１５は、その比較結果を補助操舵力設定部１６に出力する。
【００２４】
補助操舵力設定部１６は、コーナーリングパワーと補助操舵トルクとの関係を示すマップを記憶している。補助操舵力設定部１６は、コーナーリングパワー比較部１５から出力された比較結果を、コーナーリングパワーと補助操舵トルクとの関係を示すマップに参照することにより、補助操舵トルクを求める。ここで、補助操舵力部１６は、コーナーリングパワー演算部１４で求められたコーナーリングパワーが、コーナーリングパワー初期値よりも小さいときに、補助操舵力を負の値に設定し、コーナーリングパワー演算部１４で求められたコーナーリングパワーがコーナーリングパワー初期値よりも大きいときに、補助操舵トルクを正の値に設定する。また、コーナーリングパワー初期値とコーナーリングパワー特性演算部１４で求められらコーナーリングパワーの差の絶対値が大きいほど補助操舵トルクの絶対値が大きく設定される。補助操舵力設定部１６は、求めた補助操舵力を操舵力設定部１７に出力する。
【００２５】
操舵力設定部１７には、操舵トルクセンサ２から操舵トルクが出力され、補助操舵力設定部１６から補助操舵トルクが出力される。操舵力設定部１７は、操舵トルクセンサ２から出力された操舵力に基づいて、基本となる基本操舵トルクを算出する。ここで、補助操舵力設定部１６から補助操舵トルクが出力された場合に、基本操舵トルクに補助操舵トルクを加算して操舵トルクを算出する。
【００２６】
操舵力設定部１７は、コーナーリングパワー演算部１４で求められたコーナーリングパワーがコーナーリングパワー初期値より小さいときには、補助操舵トルクを負の値に設定し、コーナーリングパワー演算部１４で求められたコーナーリングパワーがコーナーリングパワー初期値より大きいときには、補助操舵トルクを正の値に設定する。また、コーナーリングパワー演算部１４で求められたコーナーリングパワーとコーナーリングパワー初期値との差の絶対値が大きいほど、補助操舵トルクの絶対値が大きく設定される。
【００２７】
操舵力設定部１７は、こうして求めた操舵力を操舵力付与手段６に出力する。操舵力付与手段６は、操舵力設定部１７から出力された操舵力を、車両の操舵系に付与する。
【００２８】
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の操舵制御装置の制御手順について説明する。図２は、本実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置１では、最初に、諸計測値を読み込む（Ｓ１）。ここでは、車速センサ３で検出された車速、ヨーレートセンサ４で検出されたヨーレート、および横加速度センサ５で検出された横加速度を読み込む。次に、スリップ角演算部１１においては、車速センサ３から出力された車速、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、および横加速度センサ５から出力された横加速度を積分して求めた横方向の速度を用いてスリップ角を算出する（Ｓ２）。スリップ角演算部１１は、算出したスリップ角をコーナーリングパワー演算部１４に出力する。
【００３０】
横力特性演算部１２では、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、横加速度センサ５から出力された横加速度、および車両諸元記憶部１３から出力された車両諸元に基づいて、車両モデル式である下記（１）式および（２）式を用いて、タイヤの前後輪ごとのタイヤ特性としての横力を算出する（Ｓ３）。横力特性演算部１２は、こうして求めた横力をコーナーリングパワー演算部１４に出力する。各輪の横力特性を求める際には、たとえば右輪と左輪の横力は同一であるとすることにより、下記（１）式および（２）式により、各輪に働く横力を算出することができる。
【００３１】
ｍＧ＝Ｙｆ１＋Ｙｆ２＋Ｙｒ１＋Ｙｒ２  ・・・（１）
但し、
ｍ：車両の質量（慣性質量）
Ｇ：横加速度
Ｙｆ１：右前輪に働く横力
Ｙｆ２：左前輪に働く横力
Ｙｒ１：右後輪に働く横力
Ｙｒ２：左後輪に働く横力
Ｉ＝ｌｆ（Ｙｆ１＋Ｙｆ２）−ｌｒ（Ｙｒ１＋Ｙｒ２）  ・・・（２）
但し、
Ｉ：ヨーレート
ｌｆ：車両重心と前輪軸間の距離
ｌｒ：車両重心と後輪軸間の距離
コーナーリングパワー演算部１４では、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角と、横力特性演算部１２から出力された横力とを数秒ごとにプロットし、スリップ角と横力との分布図を、各車輪ごとに作成する（Ｓ４）。分布図を作成したら、この分布図に基づいて、たとえば図３に示すような、装着しているタイヤのタイヤ特性マップ（横力特性マップ）を作成する（Ｓ５）。このタイヤ特性マップは、車両が所定距離、たとえば数千ｋｍ走行するごとに更新する。このように、車両が所定距離走行するごとにタイヤ特性マップを更新することにより、車両の走行に伴ってタイヤの磨耗等が生じた場合でも、タイヤ特性の変化による影響をなくすことができる。
【００３２】
こうして、タイヤ特性マップを作成したら、コーナーリングパワー演算部１４は、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角および横力特性演算部１２から出力された横力とともに、算出したタイヤ特性マップをコーナーリングパワー比較部１５に出力する。また、コーナーリングパワー比較部１５には、装着しているタイヤの初期値に対応するコーナーリングパワー初期マップが車両諸元記憶部１３から出力される。
【００３３】
コーナーリングパワー比較部１５では、タイヤ特性マップを更新してからの車両の走行距離が、所定の距離Ｌ０、たとえば数ｋｍ未満であるか否かを判断する（Ｓ６）。その結果、走行距離がＬ０未満である場合には、走行距離が少なく、タイヤ特性が初期値から大きく変化していることはないと考えられる。この場合には、タイヤ特性マップとして、コーナーリングパワー初期マップを読み取る（Ｓ７）。さらに、このときのスリップ角およびタイヤ特性をコーナーリングパワー初期マップに参照し、得られたコーナーリングパワー初期値Ｃｐ０を補助操舵力設定部１６に出力する。
【００３４】
補助操舵力設定部１６には、図４に示すようなコーナーリングパワーＣｐに対応する補助操舵トルクΔＴを示すマップが記憶されている。いま、補助操舵力設定部１６に出力されるコーナーリングパワーは、コーナーリングパワー初期値Ｃｐ０（＝０）であるので、補助操舵トルクΔＴは０となる（Ｓ８）。
【００３５】
一方、ステップＳ６で走行距離がＬ０未満でないと判断したときは、タイヤ特性が初期値から変わっている可能性があると考えられる。この場合には、コーナーリングパワー比較部１５において、コーナーリングパワー演算部１４で作成したタイヤ特性マップにスリップ角および横力を参照して、コーナーリングパワーＣｐを算出する（Ｓ９）。コーナーリングパワーＣｐを算出したら、算出したコーナーリングパワーＣｐと、コーナーリングパワー初期マップから得られるコーナーリングパワー初期値Ｃｐ０との差の絶対値ΔＣｐを求め、この絶対値ΔＣｐが所定のしきい値を超えるか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００３６】
その結果、コーナーリングパワーＣｐとコーナーリングパワー初期値Ｃｐ０との差の絶対値ΔＣｐが所定のしきい値を超えていないと判断したときには、コーナーリングパワーＣｐはコーナーリングパワー初期値Ｃｐ０とほぼ同等であると判断できる。したがって、この場合には、補助操舵力設定部１６では、補助操舵トルクΔＴを０に設定する（Ｓ８）。
【００３７】
一方、コーナーリングパワーＣｐとコーナーリングパワー初期値Ｃｐ０との差の絶対値ΔＣｐが所定のしきい値を超えると判断したときには、コーナーリングパワーＣｐに対応する補助操舵トルクΔＴを示すマップを読み込む（Ｓ１１）。このマップにコーナーリングパワーＣｐを参照することにより、補助操舵トルクΔＴを求める（Ｓ１２）。
【００３８】
このようにして、ステップＳ９またはステップＳ１２で補助操舵トルクΔＴを求めたら、補助操舵力設定部１６は、補助操舵トルクΔＴを操舵力設定部１７に出力する、操舵力設定部１７には、操舵トルクセンサ２で検出された操舵トルクが出力されている。操舵力設定部１７では、操舵トルクセンサ２から出力された操舵トルクに基づいて、基本操舵トルクを算出している。また、補助操舵力設定部１６から出力される補助操舵トルクΔＴに基づいて、この基本操舵トルクを補正する。
【００３９】
操舵力設定部１７では、下記（３）式を用いて、操舵トルクを設定する（Ｓ１３）。
【００４０】
操舵トルクＴ＝基本操舵トルクＴ＋補助操舵トルクΔＴ  ・・・（３）
こうして求めた操舵トルクＴを操舵力付与手段６に出力する。操舵力付与手段６では、出力された操舵トルクを車両の操舵系に付与する。このようにして、車両の操舵系に対して、所定の操舵トルクが付与される。
【００４１】
このように、本実施形態に係る車両の操舵制御装置においては、タイヤの横力を算出し、このタイヤの横力を用いて操舵系に付与する操舵トルクを算出している。このため、タイヤの磨耗や交換があり、タイヤ特性が変化した場合であっても、適切な操舵力を付与することができる。したがって、挙動の安定した操舵制御を行うことができる。
【００４２】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置２０は、制御装置２１を備えている。制御装置２１は、上記第一の実施形態と同様のスリップ角演算部１１、車両諸元記憶部１３、補助操舵力設定部１６、および操舵力設定部１７を備えている。また、制御装置２１は、タイヤ特性演算部２２、タイヤ特性比較部２３、制動補助力設定部２４、および制動力設定部２５を備えている。
【００４４】
さらに、制御装置２１には、上記第一の実施形態と同様、操舵トルクセンサ２、車速センサ３、ヨーレートセンサ４、横加速度センサ５、および操舵力付与手段６が接続されている。その他、制御装置２１には、ブレーキセンサ７および制動力付与手段８が接続されている。
【００４５】
ブレーキセンサ７は、たとえばフットブレーキペダル（ブレーキペダル）に取り付けられており、ドライバがブレーキを操作した際の操作量を検出している。ブレーキセンサ７は、制御装置２１における制動力設定部２５に接続されており、検出したブレーキ操作量を制動力設定部２５に出力する。制動力付与手段８は、制御装置２１における制動力設定部２５に接続されており、制動力設定部２５から出力される制動力に見合ったブレーキをかける。
【００４６】
制御装置２１におけるタイヤ特性演算部２２には、車速センサ３、ヨーレートセンサ４、および横加速度センサ５が接続されている。タイヤ特性演算部２２では、車速センサ３から出力された車速、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、および横加速度センサ５から出力された横加速度に基づいて、タイヤの横力および前後力といったタイヤ特性を算出する。タイヤ特性演算部２２は、算出したタイヤ特性をタイヤ特性比較部２３に出力する。
【００４７】
また、タイヤ特性演算部２２は、スリップ角演算部１１で算出されたスリップ角が出力される。タイヤ特性演算部２２では、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角および算出したタイヤ特性に基づいて、これらの分布図を作成し、作成した分布図からスリップ角とタイヤ特性との関係を求める。タイヤ特性演算部２２は、求めたスリップ角とタイヤ特性との関係をタイヤ特性比較部２３に出力する。
【００４８】
さらに、車両諸元記憶部１３には、装着しているタイヤの初期値に対応するスリップ角とタイヤ特性との関係を示すタイヤ特性初期マップ（横力特性初期マップおよび前後力特性初期マップ）が記憶されている。車両諸元記憶部１３は、タイヤ特性初期マップをタイヤ特性演算部２２に出力している。
【００４９】
制御装置２１におけるタイヤ特性比較部２３には、タイヤ特性演算部２２が接続されている。タイヤ特性比較部２３は、タイヤ特性演算部２２から出力されるタイヤ特性およびタイヤ特性初期値とを比較する。そのうち、横力特性の比較結果を補助操舵力設定部１６に出力し、前後力特性の比較結果を制動補助力設定部２４に出力する。
【００５０】
補助操舵力設定部１６および操舵力設定部１７では、上記第一の実施形態と同様の手順による制御が行われる。また、制動補助力設定部２４は、タイヤ特性のうちの前後力特性と、補正制動アシスト力との関係を示すマップを記憶している。制動補助力設定部２４は、タイヤ特性比較部２３から出力された前後力特性の比較結果を、記憶しているマップに参照することにより、補正制動アシスト力を求める。制動補助力設定部２４は、求めた補正制動アシスト力を制動力設定部２５に出力する。
【００５１】
制動力設定部２５には、ブレーキセンサ７からブレーキペダルの操作量が出力され、制動補助力設定部２４から補正制動アシスト力が出力される。制動力設定部２５は、ブレーキセンサ７から出力されたブレーキペダルの操作量に基づいて、基本となる基本制動力を算出する。ここで、制動補助力設定部２４から補正制動アシスト力が出力された場合に、基本制動力に補正制動アシスト力を加算して制動力を算出する。
【００５２】
制動力設定部２５は、こうして求めた制動力を制動力付与手段８に出力する。制動力付与手段８は、制動力設定部２５から出力された制動力によって、車両にブレーキをかける。その他の点については、上記第一の実施形態と同一の部材について同様の構成を有している。
【００５３】
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の操舵制御装置の制御手順について説明する。図６は本実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャート、図７は図６に続く手順を示すフローチャートである。
【００５４】
図６に示すように、最初に、補助操舵トルクΔＴおよび補正制動アシスト力ΔＢＡを０に設定しておき、諸計測値を読み込む（Ｓ２１）。ここでは、車速センサ３で検出された車速、ヨーレートセンサ４で検出されたヨーレート、および横加速度センサ５で検出された横加速度を読み込む。次に、スリップ角演算部１１においては、車速センサ３から出力された車速、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、および横加速度センサ５から出力された横加速度を積分して求めた横方向の速度を用いてスリップ角を算出する（Ｓ２２）。スリップ角演算部１１は、算出したスリップ角をタイヤ特性演算部２２に出力する。
【００５５】
タイヤ特性演算部２２では、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、横加速度センサ５から出力された横加速度、および車両諸元記憶部１３から出力された車両諸元に基づいて、上記（１）式および（２）式を用いて、タイヤの前後輪ごとのタイヤ特性としての横力を算出する（Ｓ２３）。また、車速を微分して得られる車両の前後方向の加速度と、タイヤの角加速度とを比較することにより、タイヤの前後輪ごとのタイヤ特性としての前後力を算出する（Ｓ２３）。
【００５６】
タイヤ特性演算部２２では、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角と、算出した横力とを数秒ごとにプロットし、スリップ角と横力との分布図を、各車輪ごとに作成する（Ｓ２４）。また、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角と、算出した前後力とを数秒ごとにプロットし、スリップ角と前後力との分布図を、各車輪ごとに作成する（Ｓ２４）。
【００５７】
分布図を作成したら、これらの分布図に基づいて、装着しているタイヤのタイヤ特性マップを作成する（Ｓ２５）。タイヤ特性マップは、スリップ角と横力との関係を示す横力特性マップおよびスリップ角と前後力との関係を示す前後力特性マップについてそれぞれ作成する。これらのタイヤ特性マップは、上記第一の実施形態と同様、車両が所定距離、たとえば数千ｋｍ走行するごとに更新する。このように、車両が所定距離走行するごとにタイヤ特性マップを更新することにより、車両の走行に伴ってタイヤの磨耗等が生じた場合でも、タイヤ特性の変化による影響をなくすことができる。
【００５８】
こうして、タイヤ特性マップを作成したら、タイヤ特性演算部２２は、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角および算出したタイヤ特性とともに、タイヤ特性マップをタイヤ特性比較部２３に出力する。また、タイヤ特性比較部２３には、装着しているタイヤの初期値に対応する横力特性初期マップおよび前後力特性初期マップが出力される。
【００５９】
タイヤ特性比較部２３では、タイヤ特性マップを更新してからの車両の走行距離が、所定の距離Ｌ０、たとえば数ｋｍ未満であるか否かを判断する（Ｓ２６）。その結果、走行距離がＬ０未満であると判断した場合には、走行距離が少なく、タイヤ特性が初期値から大きく変化していることはないと考えられる。この場合には、タイヤ特性マップとして、タイヤ特性初期マップを読み取り、タイヤ特性の初期値を算出する。
【００６０】
タイヤ特性初期マップとして横力特性初期マップにスリップ角を参照することにより、横力特性初期値Ｆｙ０を算出する（Ｓ２７）。算出された横力特性初期値Ｆｙ０は、タイヤ特性比較部２３から補助操舵力設定部１６に出力される。また、タイヤ特性初期マップとして前後力特性初期マップにスリップ角を参照することにより、前後力特性初期値Ｆｘ０を算出する（Ｓ２８）。算出された前後力特性初期値Ｆｘ０は、タイヤ特性比較部２３から制動補助力設定部２４に出力される。
【００６１】
補助操舵力設定部１６には、たとえば図８に示すような、車両の横力特性Ｆｙに対応する補助操舵トルクΔＴを示すマップが記憶されている。いま、補助操舵力設定部１６に出力される横力特性Ｆｙは、横力特性初期値Ｆｙ０である。したがって、補助操舵トルクΔＴは変えずに０のままとする。また、制動補助力設定部２４には、図９に示すような、車両の前後力特性Ｆｘに対応する補正制動アシスト力ΔＢＡを示すマップが記憶されている。制動補助力設定部２４に出力される前後力特性は、前後力特性初期値Ｆｘ０である。したがって、補正制動アシスト力ΔＢＡは変えずに０のままとする。
【００６２】
一方、ステップＳ２６で走行距離がＬ０未満でないと判断したときには、タイヤ特性演算部２２から出力されたタイヤ特性とタイヤ特性マップとを比較し、横力特性Ｆｙを求める（Ｓ２９）。この横力特性Ｆｙと横力特性初期値Ｆｙ０との差の絶対値（以下「横力特性差絶対値」という）ΔＦｙを算出し、この横力特性差絶対値ΔＦｙが所定のしきい値を超えるか否かを判断する（Ｓ３０）。その結果、横力特性差絶対値ΔＦｙが所定のしきい値を超えると判断したときには、タイヤ特性比較部２３から補助操舵力設定部１６に横力特性差絶対値ΔＦｙが出力される。補助操舵力設定部１６では、出力された横力特性差絶対値ΔＦｙを図８に示すマップに参照することにより、横力特性差絶対値ΔＦｙに対する補助操舵トルクΔＴを求める（Ｓ３１）。
【００６３】
また、タイヤ特性比較部２３では、タイヤ特性演算部２２から出力されたタイヤ特性とタイヤ特性マップとを比較し、前後力特性Ｆｘを求める（Ｓ３２）。この前後力特性Ｆｘと前後力特性初期値Ｆｘ０との差の絶対値ΔＦｘ（以下「前後力特性差絶対値」という）を算出し、この前後力特性差絶対値ΔＦｘが所定のしきい値を超えるか否かを判断する（Ｓ３３）。その結果、前後力特性差絶対値ΔＦｘが所定のしきい値を超えると判断したときには、タイヤ特性比較部２３から制動補助力設定部２４に前後力特性差絶対値ΔＦｘが出力される。制動補助力設定部２４では、出力された前後力特性差絶対値ΔＦｘを図９に示すマップに参照することにより、前後力特性差絶対値ΔＦｘに対する補正制動アシスト力ΔＢＡを求める（Ｓ３４）。
【００６４】
その後、補助操舵力設定部１６は、求めた補助操舵トルクΔＴを操舵力設定部１７に出力する。また、制動補助力設定部２４は、求めた補正制動アシスト力ΔＢＡを制動力設定部２５に出力する。
【００６５】
それから、操舵力設定部１７では、上記（３）式を用いて、操舵トルクを設定する（Ｓ３５）。こうして求めた操舵トルクＴを操舵力付与手段６に出力する。操舵力付与手段６では、出力された操舵トルクを車両の操舵系に付与する。このようにして、車両の操舵系に対して、所定の操舵トルクが付与される。
【００６６】
また、制動力設定部２５では、下記（４）式を用いて制動力を算出する（Ｓ３６）。
【００６７】
制動力ＢＡ＝基本制動力ＢＡ＋補正制動アシスト力ΔＢＡ  ・・・（４）
こうして求めた制動力ＢＡを制動力付与手段８に出力する。制動力付与手段８では、出力された操舵トルクを車両に付与する。このようにして、車両に対して、所定の制動力が付与される。
【００６８】
このように、本実施形態に係る車両の操舵制御装置においては、タイヤ特性として、横力および前後力を算出し、このタイヤの横力を用いて操舵系に付与する操舵トルクおよび車両を制動する制動力を算出している。このため、タイヤの磨耗や交換があり、タイヤ特性が変化した場合であっても、適切な操舵力および制動力を付与することができる。したがって、挙動の安定した操舵制御を行うことができる。
【００６９】
続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。図１０は、第三の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。
【００７０】
図１０に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置３０は、制御装置３１を備えている。制御装置３１は、上記第一の実施形態と同様のスリップ角演算部１１、横力特性演算部１２、車両諸元記憶部１３、補助操舵力設定部１６、および操舵力設定部１７を備えている。また、制御装置２１は、横力特性比較部３２および操舵方向判定部３３を備えている。
【００７１】
制御装置３１における横力特性比較部３２には、横力特性演算部１２、車両諸元記憶部１３、および補助操舵力設定部１６が接続されている。横力特性比較部３２では、横力特性演算部１２から出力される横力特性および横力特性初期値とを比較し、その比較結果を補助操舵力設定部１６に出力する。補助操舵力設定部１６では、出力された比較結果に基づいて、補助操舵力を設定する。
【００７２】
操舵方向判定部３３には、スリップ角演算部１１および舵角センサ９が接続されている。舵角センサ９は、たとえば操舵系のステアリングロッドに取り付けられており、操舵系における操舵角を検出し、操舵方向判定部３３に出力している。操舵方向判定部３３は、舵角センサ９から出力された操舵角から求められる操舵角速度およびスリップ角演算部１１から出力されるスリップ角に基づいて、操舵方向を判定する。操舵方向判定部３３は、操舵方向の判定結果を横力特性比較部３２に出力する。その他の点については、上記第一の実施形態と同一の部材について同一の構成を有している。
【００７３】
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の操舵制御装置の制御手順を説明する。図１１は、本実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００７４】
図１１に示すように、本実施形態における操舵制御装置においては、最初に諸計測値を読み込む（Ｓ４１）。ここでは、車速センサ３で検出された車速、ヨーレートセンサ４で検出されたヨーレート、および横加速度センサ５で検出された横加速度を読み込む。次に、スリップ角演算部１１においては、車速センサ３から出力された車速、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、および横加速度センサ５から出力された横加速度を積分して求めた横方向の速度を用いてスリップ角を算出する（Ｓ４２）。スリップ角演算部１１は、算出したスリップ角を横力特性演算部１２に出力する。
【００７５】
横力特性演算部１２では、ヨーレートセンサ４から出力されたヨーレート、横加速度センサ５から出力された横加速度、および車両諸元記憶部１３から出力された車両諸元に基づいて、上記（１）式および（２）式を用いて、タイヤの前後輪ごとのタイヤ特性としての横力を算出する（Ｓ４３）。
【００７６】
その一方、操舵方向判定部３３においては、舵角センサ９から出力された操舵角を微分して得られる操舵角速度およびスリップ角演算部１１から出力されたスリップ角に基づいて、左右のいずれの方向に対して切り込み・切り戻しのいずれを行っているかの操舵方向の判定を行う（Ｓ４４）。操舵方向の判定は、右側を正、左側を負として考え、操舵角速度が正、スリップ角が正のときに右側切り込み、操舵角速度が負、スリップ角が正のときに右側切り戻し、操舵角速度が正、スリップ角が負のときに左側切り戻し、操舵角速度が負、スリップ角が負のときに左側切り込みと判断する。操舵方向判定部３３は、操舵方向の判定結果を横力特性演算部１２に出力する。
【００７７】
横力特性演算部１２では、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角と、算出した横力とを操舵方向判定部３３から出力された操舵方向に分けて数秒ごとにプロットし、各操舵方向に対する合計４枚のスリップ角と横力との分布図を、各車輪ごとに作成する（Ｓ４５）。
【００７８】
また、横力特性演算部１２では、各操舵方向に対するスリップ角と横力との分布図を作成したら、これらの分布図に基づいて、装着しているタイヤの各操舵方向に対するタイヤ特性マップ（横力特性マップ）を作成する（Ｓ４６）。このタイヤ特性マップは、車両が所定距離、たとえば数千ｋｍ走行するごとに更新する。このように、車両が所定距離走行するごとにタイヤ特性マップを更新することにより、車両の走行に伴ってタイヤの磨耗等が生じた場合でも、タイヤ特性の変化による影響をなくすことができる。
【００７９】
こうして、タイヤ特性マップを作成したら、横力特性演算部１２は、スリップ角演算部１１から出力されたスリップ角および算出した横力とともに、算出した各操舵方向に対するタイヤ特性マップを横力特性比較部３２に出力する。また、横力特性比較部３２には、装着しているタイヤの初期値に対応する各操舵方向に対する横力特性初期マップが車両諸元記憶部１３から出力される。
【００８０】
横力特性比較部３２では、横力特性マップを更新してからの走行距離が、所定の距離Ｌ０、たとえば数ｋｍ未満であるか否かを判断する（Ｓ４７）。その結果、走行距離がＬ０未満である場合には、走行距離が少なく、タイヤ特性が初期値から大きく変化していることはないと考えられる。この場合には、タイヤ特性マップとして、横力特性初期マップを読み取る（Ｓ４８）。さらに、このときのスリップ角および横力特性を横力特性初期マップに参照し、得られた横力特性初期値Ｆｙ０を補助操舵力設定部１６に出力する。ここで、補助操舵力設定部１６に出力される横力は、横力特性初期値Ｆｙ０（＝０）であるので、補助操舵トルクΔＴは０となる（Ｓ４９）。
【００８１】
一方、ステップＳ３７で走行距離がＬ０未満でないと判断したときは、タイヤ特性が初期値から変わっている可能性があると考えられる。この場合には、横力特性比較部３２において、横力特性演算部１２で作成したタイヤ特性マップに操舵方向、スリップ角、および横力を参照して、操舵方向に応じた横力特性Ｆｙを算出する（Ｓ５０）。横力特性Ｆｙを算出したら、算出した横力特性Ｆｙと、横力特性初期マップから得られる横力特性初期値Ｆｙ０との差の絶対値を求め、この絶対値が所定のしきい値を超えるか否かを判断する（Ｓ５１）。
【００８２】
その結果、横力特性Ｆｙと横力特性初期値Ｆｙ０との差の絶対値が所定のしきい値を超えていないと判断したときには、横力特性Ｆｙは横力特性初期値Ｆｙ０とほぼ同等であると判断できる。したがって、この場合には、補助操舵力設定部１６では、補助操舵トルクΔＴを０に設定する（Ｓ４９）。
【００８３】
一方、横力特性Ｆｙと横力特性初期値Ｆｙ０との差の絶対値が所定のしきい値を超えると判断したときには、横力特性Ｆｙに対応する補助操舵トルクΔＴを示すマップを読み込む（Ｓ５２）。横力特性に対応する補助操舵トルクΔＴを示すマップは、操舵方向ごとに用意されている。このため、操舵方向に応じたマップに横力特性Ｆｙを参照することにより、補助操舵トルクΔＴを求める（Ｓ５３）。補助操舵トルクΔＴは、切り込み時または切り戻し時にあるときは、これらの以外のときよりも大きく変更される。
【００８４】
このようにして、ステップＳ４９またはステップＳ５３で補助操舵トルクΔＴを求めたら、補助操舵力設定部１６は、補助操舵トルクΔＴを操舵力設定部１７に出力する、操舵力設定部１７には、操舵トルクセンサ２で検出された操舵トルクが出力されている。操舵力設定部１７では、操舵トルクセンサ２から出力された操舵トルクに基づいて、基本操舵トルクを算出している。また、補助操舵力設定部１６から出力される補助操舵力に基づいて、たとえば上記（３）式を用いて基本操舵トルクを補正する（Ｓ５４）。
【００８５】
こうして求めた操舵トルクＴを操舵力付与手段６に出力する。操舵力付与手段６では、出力された操舵トルクを車両の操舵系に付与する。このようにして、車両の操舵系に対して、所定の操舵トルクが付与される。
【００８６】
このように、本実施形態に係る車両の操舵制御装置においては、タイヤの横力を算出し、このタイヤの横力を用いて操舵系に付与する操舵トルクを算出している。このため、タイヤの磨耗や交換があり、タイヤ特性が変化した場合であっても、適切な操舵力を付与することができる。したがって、挙動の安定した操舵制御を行うことができる。
【００８７】
また、タイヤの横力に応じた補助操舵力を設定するにあたり、操舵方向である左右の切り込み、切り戻しを考慮しており、切り込み時または切り戻し時にあるときには、それ以外の時よりも補助操舵力（補助操舵トルク）が大きくなるようにしている。このため、切り込み時または切り戻し時にあると判断されたときに、補助操舵力を大きく変更することにより、切り込み時および切り戻しに設定されているヒステリシスにあわせて補助操舵力を設定することができる。したがって、補助操舵力を加えた後もヒステリシスをもった操舵特性を得ることができるので、ドライバが覚える違和感を小さくした状態で操舵を行うことができる。
【００８８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第二の実施形態では、タイヤの横力特性によって補助操舵力を求めるとともに、前後力によって補正制動アシスト力を求めているが、コーナーリングパワーによって補助操舵力を求めるとともに、前後力によって補正制動アシスト力を求める態様とすることもできる。また、上記第三の実施形態では、タイヤの横力特性によって補助操舵力を求める際に、操舵方向を検出しているが、コーナーリングパワーによって補助操舵力を求める際に、操舵方向を検出する態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第一の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。
【図２】第一の実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】タイヤのスリップ角と横力との関係を示すタイヤ特性マップである。
【図４】コーナーリングパワーに対応する補助操舵トルクの大きさを示すマップである。
【図５】第二の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。
【図６】第二の実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】図６に続く手順を示すフローチャートである。
【図８】タイヤの横力に対応する補助操舵トルクの大きさを示すマップである。
【図９】タイヤの前後力に対応する補正制動アシスト力の大きさを示すマップである。
【図１０】第三の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。
【図１１】第三の実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１，２０，３０…操舵制御装置、２，２１，３１…操舵トルクセンサ、３…車速センサ、４…ヨーレートセンサ、５…横加速度センサ、６…操舵力付与手段、７…ブレーキセンサ、８…制動力付与手段、９…舵角センサ、１０…制御装置、１１…スリップ角演算部、１２…横力特性演算部、１３…車両諸元記憶部、１４…コーナーリングパワー演算部、１５…コーナーリングパワー比較部、１６…補助操舵力設定部、１７…操舵力設定部、２２…タイヤ特性演算部、２３…タイヤ特性比較部、２４…制動補助力設定部、２５…制動力設定部、３２…横力特性比較部、３３…操舵方向判定部。
【図１】
2006103348.tif 000003
【図２】
2006103348.tif 000004
【図３】
2006103348.tif 000005
【図４】
2006103348.tif 000006
【図５】
2006103348.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006103348.tif 000009
【図８】
2006103348.tif 000010
【図９】
2006103348.tif 000011
【図１０】
2006103348.tif 000012
【図１１】
2006103348.tif 000013