(57)【要約】【課題】車両のアンダーステアを検出し、シフトダウンおよび原動機出力低減を行い車両を減速させる際に、過度の制動力による横力の減少を防止し、的確にアンダーステアを抑制するアンダーステア抑制装置を得る。【解決手段】アンダーステアを検出する電動パワステ制御器１と、原動機からの原動機出力を制御する原動機制御器４と、原動機出力の車輪への伝達および変速比を制御するトランスミッション制御器３とを備え、電動パワステ制御器１により車両のアンダーステアが検出された際に、トランスミッション制御器３による変速比を低速側に変更するとともに、原動機制御手段による原動機出力を低減させる。原動機制御器４およびトランスミッション制御器３は、トランスミッション制御器３による変速比の変更時に、変速比の変更前後での車輪の駆動力偏差または車輪の車輪速偏差が小さくなるように、原動機出力または原動機出力の伝達を制御する。【選択図】図２
2008230553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のアンダーステアを検出するアンダーステア検出手段と、
前記車両の原動機からの原動機出力を制御する原動機制御手段と、
前記原動機出力の前記車両の車輪への伝達および変速比を制御するトランスミッション制御手段とを備え、
前記アンダーステア検出手段により前記車両のアンダーステアが検出された際に、前記トランスミッション制御手段による前記変速比を低速側に変更するとともに、前記原動機制御手段による前記原動機出力を低減させるアンダーステア抑制装置であって、
前記原動機制御手段または前記トランスミッション制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記変速比の変更前後での前記車輪の駆動力偏差が小さくなるように、前記原動機出力を制御するか、または前記原動機出力の前記車輪への伝達を制御することを特徴とするアンダーステア抑制装置。
【請求項２】
車両のアンダーステアを検出するアンダーステア検出手段と、
前記車両の原動機からの原動機出力を制御する原動機制御手段と、
前記原動機出力の前記車両の車輪への伝達および変速比を制御するトランスミッション制御手段とを備え、
前記アンダーステア検出手段により前記車両のアンダーステアが検出された際に、前記トランスミッション制御手段による前記変速比を低速側に変更するとともに、前記原動機制御手段による前記原動機出力を低減させるアンダーステア抑制装置であって、
前記原動機制御手段または前記トランスミッション制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記変速比の変更前後での前記車輪の車輪速偏差が小さくなるように、前記原動機出力を制御するか、または前記原動機出力の前記車輪への伝達を制御することを特徴とするアンダーステア抑制装置。
【請求項３】
前記原動機制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記変速比の変更前の原動機回転速度および変速比と、変更先の変速比とに基づいて、前記原動機の目標回転速度を演算し、
前記変速比の変更後の原動機回転速度と前記目標回転速度との回転速度偏差が小さくなるように、前記原動機出力を一時的に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項４】
前記原動機制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記変速比の変更前の車輪速および変速比と、変更先の変速比とに基づいて、前記原動機の目標回転速度を演算し、
前記変速比の変更後の原動機回転速度と前記目標回転速度との回転速度偏差が小さくなるように、前記原動機出力を一時的に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項５】
前記原動機制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記車輪駆動力の演算値または検出値をフィードバックして、
前記変速比の変更前後での前記車輪の駆動力偏差が小さくなるように、前記原動機出力を一時的に制御することを特徴とする請求項１に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項６】
前記原動機制御手段は、
前記トランスミッション制御手段による前記変速比の変更時に、前記車輪速の演算値または検出値をフィードバックして、
前記変速比の変更前後での前記車輪の車輪速偏差が小さくなるように、前記原動機出力を一時的に制御することを特徴とする請求項２に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項７】
前記トランスミッション制御手段は、前記アンダーステア検出手段により前記車両のアンダーステアが検出されていない場合に比べて、前記アンダーステア検出手段により前記車両のアンダーステアが検出された際の前記変速比の変更を緩やかに行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項８】
前記アンダーステア検出手段は、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両のドライバによる操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルクをアシストする電動モータと、
前記電動モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記電動モータのモータ回転速度を検出するモータ回転速度検出手段と、
前記車速、前記操舵トルク、前記モータ電流および前記モータ回転速度に基づいて推定路面反力トルクを演算する推定路面反力トルク演算手段と、を含み、
前記推定路面反力トルクに基づいて、前記車両のアンダーステアを検出することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項９】
前記アンダーステア検出手段は、
前記車両のドライバによる操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角および前記車速に基づいて規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、を含み、
前記規範路面反力トルクと前記推定路面反力トルクとの比較に基づいて、前記車両のアンダーステアを検出することを特徴とする請求項８に記載のアンダーステア抑制装置。
【請求項１０】
前記アンダーステア検出手段は、
前記モータ回転速度および前記車速に基づいて、路面反力トルク規範変化率を演算する路面反力トルク規範変化率演算手段を含み、
前記路面反力トルク規範変化率と前記推定路面反力トルクの微分値との比較に基づいて、前記車両のアンダーステアを検出することを特徴とする請求項８に記載のアンダーステア抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、滑りやすい路面でのハンドル切り過ぎなどで生じる、車両のアンダーステア（前輪タイヤの横方向のグリップが限界に達し、過度に車両横滑りを起こす現象）を検出してアンダーステアを抑制するアンダーステア抑制装置に関し、特に、トランスミッション制御手段による変速比の低速側への変更（以下、「シフトダウン」という）と、原動機制御器による原動機出力の低減とを自動的に行い、車両を減速させることによりアンダーステアを抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両のアンダーステアを検出し、トランスミッション制御器によるシフトダウンと原動機制御器による原動機出力の低減とを自動的に行い、車両を減速させることによってアンダーステアを抑制するアンダーステア抑制装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、車両のタイヤで発生可能な力は、図９に示すような摩擦円を用いて表される。図９はタイヤで発生可能な力を示す説明図であり、図９において、横軸は横力、縦軸の正方向は駆動力、縦軸の負方向は制動力を示し、摩擦円の半径は、タイヤと路面との間で発生可能な最大摩擦力（垂直荷重と路面摩擦係数とによって決定する）を示している。
【０００４】
図９から明らかなように、車両走行中に使用される摩擦力は、進行方向に沿う駆動制動力と、進行方向に直行する横力とのベクトル和で表される。ただし、駆動制動力および横力がともに大きい場合には、横力よりも駆動制動力が優先され、ベクトル和は、常に摩擦円内に収められる（ベクトル和の最大値が摩擦円の半径に制限される）。
【０００５】
一方、図１０はアンダーステア時の摩擦円を示す説明図であり、旋回走行中の前輪駆動車両がアンダーステアにある場合の前輪摩擦円を示している。
旋回走行中では、前進のための駆動力と旋回のための横力とが同時に発生しているが、前述のように横力よりも駆動制動力が優先される理由から、または、ベクトル和の最大値が摩擦円の半径に制限される（すなわち、駆動制動力がゼロであっても、横力の最大値は摩擦円の半径に制限される）理由から、旋回に必要な横力が十分に発生していない状態にある。
【０００６】
上記従来装置では、車両のアンダーステアを検出し、シフトダウンおよび原動機出力低減を行い、車両を減速させることによってアンダーステアを抑制しているが、図１０の状態から過度の制動力を発生させると、横力よりも制動力が優先されることから、図１１に示すように、横力がさらに減少して、結果的にアンダーステアを助長してしまう可能性がある。なお、ここでは前輪駆動車両の例を示したが、後輪駆動車両においても、同様に過度の制動力を発生させると、後輪の横力が減少して、逆にオーバーステアを誘発する可能性がある。
【０００７】
上記のようなアンダーステアの助長およびオーバーステアの誘発は、主にシフトダウン時に発生する。一般的に、シフトダウン時には、変速比の変化によって原動機回転速度が急激に上昇するが、原動機回転速度が上昇する際のイナーシャトルクが、急激で大きな制動力として車輪に作用する。しかしながら、変速比が高速側にある状態で原動機出力を低減しても、十分な制動力が得られないので、変速比を低速側に変更したうえで、原動機出力を低減させる必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３１２４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のアンダーステア抑制装置では、車両のアンダーステアを検出してシフトダウンおよび原動機出力低減を行い、車両を減速させることによってアンダーステアを抑制しているのみなので、たとえば図１０の状態から過度の制動力を発生させると、横力よりも制動力が優先されることから、図１１に示すように横力がさらに減少して、アンダーステアを助長してしまうという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車両のアンダーステアを検出し、シフトダウンおよび原動機出力低減により車両を減速させる際に、原動機出力または原動機出力の伝達を適正に制御することにより、過度の制動力による横力の減少を防止して、的確にアンダーステアを抑制することのできるアンダーステア抑制装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によるアンダーステア抑制装置は、車両のアンダーステアを検出するアンダーステア検出手段と、車両の原動機からの原動機出力を制御する原動機制御手段と、原動機出力の車両の車輪への伝達および変速比を制御するトランスミッション制御手段とを備え、アンダーステア検出手段により車両のアンダーステアが検出された際に、トランスミッション制御手段による変速比を低速側に変更するとともに、原動機制御手段による原動機出力を低減させるアンダーステア抑制装置であって、原動機制御手段またはトランスミッション制御手段は、トランスミッション制御手段による変速比の変更時に、変速比の変更前後での車輪の駆動力偏差または車輪速偏差が小さくなるように、原動機出力を制御するか、または原動機出力の車輪への伝達を制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、シフトダウン時の過度の制動力発生を防止して、的確にアンダーステアを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るアンダーステア抑制装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、アンダーステア抑制装置は、電動パワーステアリング制御器（アンダーステア検出手段）１と、アンダーステア抑制制御器２と、トランスミッション制御器（トランスミッション制御手段）３と、原動機制御器（原動機制御手段）４とを備えている。各制御器１〜４は、通信バス（たとえば、ＣＡＮ）に接続されており、相互にメッセージ通信を行うことが可能になっている。
【００１４】
電動パワーステアリング制御器（以下、「電動パワステ制御器」と略称する）１は、車両（図示せず）のアンダーステアを検出する。原動機制御器４は、車両の原動機からの原動機出力を制御し、トランスミッション制御器３は、原動機出力の車両の車輪への伝達および変速比を制御する。
【００１５】
アンダーステア抑制装置の主要部を構成するアンダーステア抑制制御器２は、電動パワステ制御器１により車両のアンダーステアが検出された際に、トランスミッション制御器３による変速比を低速側に変更するとともに、原動機制御器４による原動機出力を低減させる。
また、原動機制御器４またはトランスミッション制御器３は、トランスミッション制御器３による変速比の変更時に、変速比の変更前後での車輪の駆動力偏差または車輪速偏差が小さくなるように、原動機出力を制御するか、または原動機出力の伝達を制御する。
【００１６】
次に、図２を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。図２はこの発明の実施の形態１による動作手順を説明するためのタイミングチャートであり、電動パワステ制御器１の検出結果に応じたアンダーステア抑制制御器２、トランスミッション制御器３および原動機制御器４の動作フローを示している。
この発明の実施の形態１において、電動パワステ制御器１、アンダーステア抑制制御器２、トランスミッション制御器３および原動機制御器４は、図２に示すタイミングチャートに従って動作する。
【００１７】
図２において、まず、電動パワステ制御器１は、車両がアンダーステアであるか否かを判定し、その判定結果を、通信バスを介して、アンダーステア抑制制御器２、トランスミッション制御器３および原動機制御器４に送信する（ステップＳＴ−１）。
なお、電動パワステ制御器１からアンダーステアであることが送信されるまでは、アンダーステア抑制制御器２は、何の処理も実行せず、トランスミッション制御器３は、通常処理（アクセルペダル踏み込み量や車速などに応じたトランスミッション制御）を行い、原動機制御器４は、通常処理（アクセルペダル踏み込み量や原動機の状態などに応じた原動機出力制御）を行う。
【００１８】
電動パワステ制御器１から、アンダーステアが検出されたことを受信すると、アンダーステア抑制制御器２、トランスミッション制御器３および原動機制御器４の処理は、アンダーステア抑制用の減速処理に切り替わる。
まず、トランスミッション制御器３は、現在のシフト段（変速比）Ｇｒをアンダーステア抑制制御器２に送信し（ステップＳＴ−２）、原動機制御器４は、現在の原動機回転速度Ｎｅをアンダーステア抑制制御器２に送信する（ステップＳＴ−３）。
【００１９】
アンダーステア抑制制御器２は、現在の変速比Ｇｒおよび原動機回転速度Ｎｅを受信すると、シフトダウンを実行する必要があるか否かを判定する。たとえば、変速比Ｇｒが所定値Ｇ１を越える場合（Ｇｒ＞Ｇ１）には、所定値Ｇ２へのシフトダウンを行い、変速比Ｇｒが所定値Ｇ１以下の場合（Ｇｒ≦Ｇ１）には、シフトダウンが不要であると判定する（ステップＳＴ−４）。なお、ここでの変速比Ｇｒは、原動機側から見た、変速機の出力回転速度Ｎｅ２／入力回転速度Ｎｅ１であり、低速側になるほど小さい値になる。
【００２０】
アンダーステア抑制制御器２は、ステップＳＴ−４においてシフトダウンを実行すると判定された場合には、ステップＳＴ−５に進み、原動機の目標回転速度Ｎｅｏを演算するが、ステップＳＴ−４においてシフトダウンを実行しないと判定された場合には、ステップＳＴ−１５に進み、出力低減指示を送信して、原動機出力の低減のみを指示する。
【００２１】
アンダーステア抑制制御器２は、ステップＳＴ−４でシフトダウンを実行すると判定した場合に、シフトダウン実行前後での車輪駆動力および車輪速の変化を小さくするために、たとえば原動機の回転速度を制御する。
通常、シフトダウン時には、変速比Ｇｒの変化によって原動機回転速度Ｎｅが急上昇し、この際のイナーシャトルクが大きな制動力として車輪に作用する。従って、シフトダウン前（変速機を非係合状態にしてから、再度係合する前）に、予め原動機回転速度を高めることにより、シフトダウン実行後（変速機を再度結合した後）の原動機回転速度Ｎｅの上昇を防止する。
【００２２】
ここでは、変速比Ｇｒ、原動機回転速度Ｎｅおよびシフトダウン先の変速比（所定値）Ｇ２を用いて、以下の式（１）のように、目標回転速度Ｎｅｏを演算する（ステップＳＴ−５）。
【００２３】
【数１】
2008230553.tif 000003
【００２４】
次に、アンダーステア抑制制御器２は、トランスミッション制御器３に対して、変速機を非係合状態にする指示（変速機非係合指示）を送信する（ステップＳＴ−６）。
なお、変速機の係合／非係合状態とは、原動機出力が車輪に伝達するか否かの状態であり、たとえば、原動機と変速機との間に設置されたクラッチが開放されているか否か、または、一般的な自動変速機構でニュートラルと呼ばれる状態にあるか否かによって決定するものである。変速機が係合している状態においては、原動機出力が車輪に伝達し、変速機が非係合の状態においては、原動機出力が車輪に伝達しない。
【００２５】
トランスミッション制御器３は、変速機非係合指示を受信すると、変速機を非係合状態にする処理を行い（ステップＳＴ−７）、非係合処理の完了時には、アンダーステア抑制制御器２に対して変速機非係合完了を送信する（ステップＳＴ−８）。
【００２６】
アンダーステア抑制制御器２は、変速機非係合完了を受信すると、原動機制御器４に対して目標回転速度Ｎｅｏを送信し、原動機回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎｅｏに一致させるように指示する（ステップＳＴ−９）。
これにより、原動機制御器４は、原動機回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎｅｏに一致させるＮｅ一致処理を行い（ステップＳＴ−１０）、原動機回転速度Ｎｅと目標回転速度Ｎｅｏとの回転速度偏差ΔＮｅが所定範囲内に収まれば、アンダーステア抑制制御器２に対して原動機回転速度Ｎｅの一致を送信する（ステップＳＴ−１１）。
なお、前述のステップＳＴ−７により変速機が非係合状態にあるので、ここでの原動機回転速度変化によって車輪駆動力および車輪速に変化が生じることはない。
【００２７】
アンダーステア抑制制御器２は、原動機回転速度Ｎｅの目標回転速度Ｎｅｏへの一致を受信すると、トランスミッション制御器３に対してシフトダウンを指示する（ステップＳＴ−１２）。トランスミッション制御器３は変速比を所定値Ｇ２に変更し、さらに変速機を係合状態にする処理を行い（ステップＳＴ−１３）、アンダーステア抑制制御器２にシフトダウン完了を送信する（ステップＳＴ−１４）。
【００２８】
アンダーステア抑制制御器２は、トランスミッション制御器３からのシフトダウン完了を受信すると、原動機制御器４に対して原動機出力の低減を指示する（ステップＳＴ−１５）。
このとき、原動機制御器４は、原動機が内燃機関であれば、供給空気量や燃料量を抑制するか、または点火時期を変更するなどによって出力低減を行い、原動機が電動モータであれば、モータへの供給電流を抑制するなどによって出力低減を行う（ステップＳＴ−１６）。
以上のステップＳＴ−１〜ＳＴ−１６は、アンダーステアを抑制するための減速処理である。
【００２９】
なお、ステップＳＴ−１〜ＳＴ−１６の途中において、または、ステップＳＴ−１６以降のステップＳＴ−１７において、電動パワステ制御器１がアンダーステアでないことを送信すると、アンダーステア抑制制御器２は、処理を中止し、トランスミッション制御器３および原動機制御器４は、通常処理に戻る。
【００３０】
次に、図３〜図５を参照しながら、この発明の実施の形態１に用いられる電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）１について詳細に説明する。なお、トランスミッション制御器３および原動機制御器４に関しては、一般的な車両に搭載されているものなので具体的な説明を省略する。
【００３１】
図３はこの発明の実施の形態１に用いられる電動パワステ制御器１の具体例を示すブロック構成図であり、図４は電動パワステ制御器１の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、アンダーステア検出に関する部分のみを示し、一般的な操舵アシストトルク制御に関する部分については、図示を省略する。
図５は操舵角θｈおよびアンダーステア状態（横軸）と規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ、路面反力トルクおよびヨーレート（縦軸）との関係を示す説明図である。
【００３２】
図３において、電動パワステ制御器１は、操舵角センサ１１、車速センサ１２、操舵トルクセンサ１３、モータ電流センサ１４およびモータ回転速度センサ１５からなる各種センサと、規範路面反力トルク演算器（規範路面反力トルク演算手段）１６、推定路面反力トルク演算器（推定路面反力トルク演算手段）１７およびアンダーステア判定器１８からなる演算処理部と、操舵アシストトルク制御系（電動パワステ）の電動モータ（図示せず）とを備えている。各種センサ１１〜１５は、電動パワステ装置を含む車両の操舵系（図示せず）に関連して設けられている。
【００３３】
操舵角センサ１１は、車両のドライバにより操作されるハンドル（図示せず）の操舵角θｈを検出し、車速センサ（車速検出手段）１２は、車両の車速Ｖを検出し、操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）１３は、ドライバによりハンドルに印加される操舵トルクＴｓを検出する。
モータ電流センサ（モータ電流検出手段）１４は、電動モータに流れるモータ電流Ｉｍｔｒを検出し、モータ回転速度センサ（モータ回転速度検出手段）１５は、電動モータのモータ回転速度ωｍｔｒを検出する。
【００３４】
操舵角センサ１１および車速センサ１２からの操舵角θｈおよび車速Ｖは、規範路面反力トルク演算器１６に入力される。
車速センサ１２、操舵トルクセンサ１３、モータ電流センサ１４およびモータ回転速度センサ１５からの車速Ｖ、操舵トルクＴｓ、モータ電流Ｉｍｔｒおよびモータ回転速度ωｍｔｒは、推定路面反力トルク演算器１７に入力される。
【００３５】
規範路面反力トルク演算器１６は、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆを演算してアンダーステア判定器１８に入力する。
推定路面反力トルク演算器１７は、車速Ｖ、操舵トルクＴｓ、モータ電流Ｉｍｔｒおよびモータ回転速度ωｍｔｒに基づいて、推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔを演算して、アンダーステア判定器１８に入力する。
【００３６】
なお、路面反力トルクとは、ハンドルを操舵した際に、タイヤを直進方向に戻そうとするトルクである。
アンダーステア判定器１８は、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆと推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔとの比較に基づいて、車両のアンダーステアであるか否かを判定し、アンダーステア判定結果を出力する。
【００３７】
以下、図４および図５を参照しながら、電動パワステ制御器１の動作について説明する。電動パワステ制御器１は、図４の動作フローを周期的に繰り返し実行する。
図４において、まず、操舵角センサ１１は操舵角θｈを検出し（ステップＳ１）、車速センサ２２は車速Ｖを検出し（ステップＳ２）、操舵トルクセンサ１３は操舵トルクＴｓを検出し（ステップＳ３）、モータ電流センサ１４はモータ電流Ｉｍｔｒを検出し（ステップＳ４）、モータ回転速度センサ１５はモータ回転速度ωｍｔｒを検出する（ステップＳ５）。
【００３８】
次に、規範路面反力トルク演算器１６は、操舵角θｈおよび車速Ｖに基づいて、以下の式（２）のように、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆを演算する（ステップＳ６）。
【００３９】
【数２】
2008230553.tif 000004
【００４０】
ただし、式（２）において、Ｋａｌｉｇｎは、路面反力トルクが飽和しない走行領域での、操舵角θｈに対する路面反力トルクの比率であり、車両ごとに固有の値である。
また、比率Ｋａｌｉｇｎの値は、車速Ｖによっても異なるので、予め各車速Ｖに対応したテーブル値Ｋａｌｉｇｎ（Ｖ）として求められている。
【００４１】
次に、推定路面反力トルク演算器１７は、操舵トルクＴｓ、モータ電流Ｉｍｔｒ、モータ回転速度ωｍｔｒおよび車速Ｖに基づいて、推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔを演算する（ステップＳ７）。
推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔの具体的な演算処理については、ここでは説明を省略するが、公知の手法（たとえば、特許第３３５３７７０号公報、特開２００３−３１２５２１号公報、特開２００５−３２４７３７号公報参照）を用いることができる。
【００４２】
次に、アンダーステア判定器１８は、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆと推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔとの路面反力トルク偏差に基づいて、以下の式（３）のように、アンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘを演算する（ステップＳ８）。
【００４３】
【数３】
2008230553.tif 000005
【００４４】
式（３）から求まるアンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘは、値が大きいほど、車両のアンダーステアが強いことを示している。
【００４５】
ここで、図５の説明図を参照しながら、操舵角θｈおよびアンダーステア状態（横軸参照）と、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ、路面反力トルクおよびヨーレート（縦軸参照）との関係について説明する。
図５は、低摩擦係数路面での一定車速走行において、操舵角θｈをゼロから増加させていった際の、規範ヨーレートと実ヨーレートとの関係（上段参照）と、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆと路面反力トルクとの関係（下段参照）とを示している。
【００４６】
図５において、操舵角θｈを増加させていくと、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆおよび規範ヨーレート（実線参照）は、操舵角θｈの増大とともに線形に増大していく。
一方、路面反力トルク（２点鎖線参照）は、操舵角θｈが第１の操舵角θｈ１以上の領域では、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆの値から離れて飽和し、両トルク間の路面反力トルク偏差（アンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘ＝｜Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ−路面反力トルク｜）が大きくなっていく。
【００４７】
さらに操舵角θｈが増加して、第２の操舵角θｈ２（＞θｈ１）以上の領域になると、実ヨーレート（１点鎖線参照）が規範ヨーレートの値から離れて飽和し、両ヨーレート間のヨーレート偏差（規範ヨーレート−実ヨーレート）が大きくなっていく。すなわち、操舵角θｈが増加するほど、アンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘが高くなり、車両のアンダーステアが強くなっていく。
【００４８】
なお、図５のように、路面反力トルクの飽和は、実ヨーレートの飽和よりも「θｈ２−θｈ１」だけ早期に発生するが、このことは、たとえば公知文献「中島他、Ａ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  ＳＴ−ａｔｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ＥＳＴ−ｉｍａｔｅｄ  Ａｌｉｇｎｉｎｇ  Ｔｏｒｑｕｅ  ｕｓｉｎｇ  ＥＰＳ，０５ＡＣ−４６，２００５  ＳＡＥ」などから知られている。従って、この発明の実施の形態１では、この現象を用いて、アンダーステア度を検出する。
また、路面反力トルクの飽和メカニズムに関しては、前述の特許文献１の段落「０００６〜０００９」にも記載されているので省略する（この発明の実施の形態１における路面反力トルクは、特許文献１に記載のセルフアライニングトルクと同義である）。
【００４９】
図４に戻り、ステップＳ８に続いて、アンダーステア判定器１８は、アンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘが所定の閾値Ｔｈを越えるか否かによって、車両がアンダーステアであるか否かを判定し（ステップＳ９）、ステップＳ９の判定結果をアンダーステア抑制制御器２、トランスミッション制御器３および原動機制御器４に送信する（ステップＳ１０、ステップＳ１１）。
【００５０】
すなわち、ステップＳ９において、ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘ≦Ｔｈ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アンダーステアでないことを示す判定結果を送信して（ステップＳ１０）、図４の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ９において、ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘ＞Ｔｈ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、アンダーステアであることを示す判定結果を送信して（ステップＳ１１）、図４の処理ルーチンを終了する。
【００５１】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、車両のアンダーステアを検出する電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）１と、車両の原動機からの原動機出力を制御する原動機制御器４と、原動機出力の車両の車輪への伝達および変速比を制御するトランスミッション制御器３とを備え、電動パワステ制御器１により車両のアンダーステアが検出された際に、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒを低速側に変更するとともに、原動機制御器４による原動機出力を低減させるアンダーステア抑制装置であって、原動機制御器４またはトランスミッション制御器３は、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒの変更時に、変速比の変更前後での車輪の駆動力偏差または車輪速偏差が小さくなるように、原動機出力を制御するか、または原動機出力の車輪への伝達を制御する。
【００５２】
また、原動機制御器４は、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒの変更時に、変速比の変更前の原動機回転速度Ｎｅおよび変速比Ｇｒと、変更先の変速比Ｇ２とに基づいて、原動機の目標回転速度Ｎｅｏを演算し、変速比の変更後の原動機回転速度と目標回転速度Ｎｅｏとの回転速度偏差ΔＮｅが小さくなるように、原動機出力を一時的に制御する。
【００５３】
また、原動機制御器４は、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒの変更時に、変速比の変更前の車輪速および変速比Ｇｒと、変更先の変速比Ｇ２とに基づいて、原動機の目標回転速度Ｎｅｏを演算し、変速比の変更後の原動機回転速度と目標回転速度Ｎｅｏとの回転速度偏差ΔＮｅが小さくなるように、原動機出力を一時的に制御する。
【００５４】
また、原動機制御器４は、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒの変更時に、車輪駆動力の演算値または検出値をフィードバックして、変速比の変更前後での車輪の駆動力偏差が小さくなるように、原動機出力を一時的に制御する。
【００５５】
また、原動機制御器４は、トランスミッション制御器３による変速比Ｇｒの変更時に、車輪速の演算値または検出値をフィードバックして、変速比の変更前後での車輪の車輪速偏差が小さくなるように、原動機出力を一時的に制御する。
【００５６】
このように、車両のアンダーステアを検出し、トランスミッション制御器３によるシフトダウンと、原動機制御器４による原動機出力低減とを行うことによって車両を減速させる際に、まず、トランスミッション制御器３において、原動機出力が車輪に伝わらない状態を一時的に作り、その間に原動機回転速度Ｎｅを上昇させたうえでシフトダウンを行い、その後、原動機出力の低減処理を行うことにより、従来の課題「シフトダウン時の過度の制動力発生」を防止し、的確にアンダーステアを抑制するアンダーステア抑制装置を実現することができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態１では、アンダーステア抑制制御器２を備えて、アンダーステア抑制制御器２からトランスミッション制御器３および原動機制御器４に指示を送信する構成としたが、これに限られるものではない。たとえば、アンダーステア抑制制御器２の機能を、電動パワステ制御器１、トランスミッション制御器３または原動機制御器４のいずれかに組み込んでもよい。
【００５８】
また、アンダーステア抑制制御器２の処理を、トランスミッション制御器３と原動機制御器４とに分散してもよい。
この場合、たとえば図６のタイミングチャートのように処理を実行すれば、アンダーステア抑制制御器２を不要にすることができる。
図６において、ステップＳＴ−２１〜ＳＴ−２９は、それぞれ、前述（図２参照）のステップＳＴ−１、ＳＴ−３、ＳＴ−４、ＳＴ−５、ＳＴ−７、ＳＴ−９、ＳＴ−１１、ＳＴ−１３に対応する。また、図６内のステップＳＴ−２１０〜ＳＴ−２１２は、それぞれ、前述のステップＳＴ−１５、ＳＴ−１６、ＳＴ−１７に対応する。
【００５９】
また、上記実施の形態１では、シフトダウン実行前後での車輪駆動力および車輪速の変化を小さくするために、目標回転速度Ｎｅｏを式（１）で演算し、原動機回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎｅｏに一致させてからシフトダウンを実行したが、シフトダウン実行前後での車輪駆動力や車輪速の変化（駆動力偏差または車輪速偏差）を小さくする方法は、これに限られるものではない。
【００６０】
たとえば、原動機回転速度Ｎｅの代わりに、車輪速（原動機回転速度Ｎｅは、車輪速と変速比とから演算可能である）を用いて、目標回転速度Ｎｅｏを演算してもよい。
また、シフトダウン前の変速比Ｇｒ、シフトダウン先の変速比Ｇ２、原動機回転速度Ｎｅおよび車輪速などに対して、シフトダウン実行前後での車輪駆動力や車輪速の変化を小さくするために適した原動機回転速度や原動機トルクを、予め試験で求めてテーブルを備えておき、このテーブルに従って目標回転速度Ｎｅｏや目標原動機トルクを決定して原動機出力を制御してもよい。
さらに、車輪駆動力や車輪速を、公知の手法によって常に演算または検出してフィードバックし、シフトダウン実行前後で変化しないように原動機出力を制御してもよい。
【００６１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、特に言及しなかったが、車両のアンダーステアが検出されていない場合に比べて、アンダーステアが検出された際の変速比Ｇｒの変更を緩やかに行うようにしてもよい。
図７はアンダーステアが検出された際の変速比Ｇｒの変更を緩やかに行うようにしたこの発明の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【００６２】
図７において、この発明の実施の形態２に係るアンダーステア抑制装置は、電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）２０１と、トランスミッション制御器２０３と、原動機制御器２０４とを備えている。各制御器２０１、２０３、２０４は、前述（図１参照）の各制御器１、３、４と同様に、通信バスに接続されており、相互にメッセージ通信を行うことができるようになっている。
【００６３】
トランスミッション制御器２０３は、電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）２０１により車両のアンダーステアが検出されていない場合に比べて、電動パワステ制御器２０１により車両のアンダーステアが検出された際の変速比Ｇｒの変更を緩やかに行うように構成されている。
なお、この場合、前述のアンダーステア抑制制御器２（図１参照）の機能は、各制御器２０１、２０３、２０４に含まれているものとする。
【００６４】
次に、図８のタイミングチャートを参照しながら、図７に示したこの発明の実施の形態２による動作について説明する。図８内のステップＳＴ−３０１、ＳＴ−３０２、ＳＴ−３０３、ＳＴ−３０５は、それぞれ、前述（図２参照）のステップＳＴ−１、ＳＴ−１６、ＳＴ−４、ＳＴ−１７に対応する。
この発明の実施の形態２に係るアンダーステア抑制装置において、電動パワステ制御器２０１、トランスミッション制御器２０３、原動機制御器２０４は、図８に示すタイミングチャートに従って動作する。
【００６５】
図８において、まず、電動パワステ制御器２０１は、前述と同様に、車両がアンダーステアであるか否かを判定し、その判定結果をトランスミッション制御器２０３、原動機制御器２０４に送信する（ステップＳＴ−３０１）。
なお、前述と同様に、電動パワステ制御器２０１からアンダーステアであることが送信されるまでは、トランスミッション制御器２０３および原動機制御器２０４は通常処理を実行している。
【００６６】
電動パワステ制御器２０１からアンダーステアであることを受信すると、トランスミッション制御器２０３および原動機制御器２０４の処理は、アンダーステアを抑制するための減速処理に切り替わる。
このとき、原動機制御器２０４は、原動機が内燃機関であれば、たとえば供給空気量や燃料量を抑制することや、点火時期を変更することなどにより出力低減を行い、また、原動機が電動モータであれば、モータへの供給電流を抑制するなどにより出力低減を行う（ステップＳＴ−３０２）。
【００６７】
また、トランスミッション制御器２０３は、変速比のシフトダウンを実行するか否かを判定し（ステップＳＴ−３０３）、シフトダウンを実行する必要があると判定された場合には、アンダーステアでない場合のシフトダウンよりも緩やかなシフトダウン処理を実行する（ステップＳＴ−３０４）。
【００６８】
なお、緩やかなシフトダウンとは、変速機が一般的な有段変速機であれば、変速機を非係合状態にして変速比を変更した後、変速機を係合状態にする処理を、時間をかけてゆっくりと行うことである。この処理は、油圧式摩擦係合装置（図示せず）の油圧を一時的に低くするなど、公知の制御によって実現可能である。
【００６９】
また、変速機がＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：無段変速機）であれば、現在の変速比から目標の変速比へと、時間をかけて徐々に変速比を変更していく。以上のステップＳＴ−３０１〜３０４がアンダーステアを抑制するための減速処理である。
【００７０】
なお、ステップＳＴ−３０１〜３０４の途中において、またはステップＳＴ−３０４以降において、電動パワステ制御器２０１がアンダーステアでないことを送信すると、トランスミッション制御器２０３および原動機制御器２０４は通常処理に戻る（ステップＳＴ−３０５）。
【００７１】
このように、この発明の実施の形態２よれば、トランスミッション制御器３は、電動パワステ制御器２０１（アンダーステア検出手段）により車両のアンダーステアが検出されていない場合に比べて、アンダーステア検出手段により車両のアンダーステアが検出された際の変速比の変更を緩やかに行う。
【００７２】
つまり、車両のアンダーステアを検出して、トランスミッション制御器２０３によるシフトダウンと原動機制御器２０４による原動機出力低減とを行うことにより車両を減速させる際に、シフトダウンを通常よりも緩やかに行うので、従来の課題「シフトダウン時の過度の制動力発生」を防止して、的確にアンダーステアを抑制するアンダーステア抑制装置を実現することができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態１、２においては、シフトダウン実行前後での車輪駆動力および車輪速の変化（偏差）を小さくするための制御を実行したが、シフトダウン実行前後での車輪駆動力や車輪速の変化は、必ずしもゼロに制御する必要は無く、車両挙動が悪化しない程度の範囲内に小さくすればよい。
【００７４】
また、原動機出力の低減を行う際に、原動機が内燃機関であれば、供給空気量や燃料量を抑制することや、点火時期を変更することなどにより出力低減を行い、また、原動機が電動モータであれば、モータへの供給電流を抑制することなどによって出力低減を行うようにしたが、この際に、アンダーステアの抑制に適した車両減速量をその都度演算し、車両減速量の適正演算値に基づいて、供給空気量や燃料量、またはモータへの供給電流などを決定すれば、さらにアンダーステア抑制制御の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
また、アンダーステアを検出した際に、変速比Ｇｒが所定値Ｇ１を越える場合には、所定値Ｇ２（シフトダウン先の変速比）へのシフトダウンを実行し、変速比Ｇｒが所定値Ｇ１以下の場合には、シフトダウンを実行しないように判定したが、アンダーステアの抑制に適した車両減速量をその都度演算し、車両減速量の適正演算値に基づいて、シフトダウンを実行するか否か、またはシフトダウン先の変速比Ｇ２を決定すれば、さらにアンダーステア抑制制御の信頼性を向上させることができる。
【００７６】
また、電動パワステ制御器１、２０１において、規範路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆと推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔとを演算し、式（３）によるアンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘが所定値より大きいか否かにより、アンダーステアの有無を判定したが、アンダーステアの検出方法は、これに限られるものではない。
【００７７】
たとえば、電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）１、２０１は、モータ回転速度ωｍｔｒおよび車速Ｖに基づいて、路面反力トルク規範変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｒｅｆを演算する路面反力トルク規範変化率演算手段を含み、路面反力トルク規範変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｒｅｆと、推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔの微分値との比較に基づいて、車両のアンダーステアを検出してもよい。
【００７８】
この場合、まず、前述と同様に演算した推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔを、微分して「推定路面反力トルクの変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｅｓｔ」を求めるとともに、以下の式（４）により、「路面反力トルクの規範変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｒｅｆ」を演算する。
【００７９】
【数４】
2008230553.tif 000006
【００８０】
ただし、式（４）において、ωｈはハンドル操舵速度であり、モータ回転速度ωｍｔｒにギア比を乗じた値である。また、Ｋａｌｉｇｎ（Ｖ）は、式（２）と同様のテーブル値である。
また、この場合、アンダーステア度ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘは、以下の式（５）で表される。
【００８１】
【数５】
2008230553.tif 000007
【００８２】
これにより、前述と同様に、路面反力トルクの飽和現象に基づいてアンダーステアを検出することができる。なぜなら、路面反力トルクの飽和時においては、路面反力トルクの規範変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｒｅｆと、推定路面反力トルクの変化率Ｔａｌｉｇｎ＿ｒａｔｅ＿ｅｓｔとの間に差異が生じるからである。
なお、この方法によれば、操舵角センサが不要となるので、アンダーステア抑制装置の製作コストを低減させることができる。
【００８３】
また、車両に取り付けられたヨーレートセンサ、横Ｇセンサ、４輪車輪速センサなどの検出信号から基準路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆを演算し、基準路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｒｅｆと推定路面反力トルクＴａｌｉｇｎ＿ｅｓｔとの比較に基づいて、アンダーステアを検出してもよい。
または、公知技術（たとえば、特開平６−９９８００号公報参照）を用いて、ハンドル角および車速Ｖから演算される規範ヨーレートと、ヨーレートセンサで検出される実ヨーレートとを比較して、アンダーステアを検出してもよい。
【００８４】
さらに、上記実施の形態１、２による電動パワステ制御器１、２０１は、アンダーステアであるか否かを周期的に判定し、その判定結果に基づいて、アンダーステアを抑制するための減速制御と、通常のトランスミッション制御および原動機制御とを、即座に切り替えているが、電動パワステ制御器１、２０１によるアンダーステア判定が可能な期間は、車両挙動が不安定な初期から中期までの期間のみである場合も考えられる。そこで、安全性を重視する場合には、たとえば、電動パワステ制御器１、２０１がアンダーステアであることを判定した後、所定時間が経過するまでの期間にわたって減速制御を継続させてもよく、または、車両の走行速度（車速Ｖ）が所定値以下に低下するまでは、減速制御を継続させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンダーステア抑制装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンダーステア抑制装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に用いられる電動パワーステアリング制御器の具体例を示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に用いられる電動パワステ制御器の動作を示すフローチャートである。
【図５】この実施の形態１による操舵角と規範路面反力トルク、路面反力トルク、ヨーレートおよびアンダーステアとの関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るアンダーステア抑制装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係るアンダーステア抑制装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るアンダーステア抑制装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】この発明が解決しようとする課題を説明するための一般的な摩擦円を示す説明図である。
【図１０】この発明が解決しようとする課題を説明するための一般的な摩擦円を示す説明図である。
【図１１】この発明が解決しようとする課題を説明するための一般的な摩擦円を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１、２０１  電動パワステ制御器（アンダーステア検出手段）、２  アンダーステア抑制制御器、３、２０３  トランスミッション制御器、４、２０４  原動機制御器、１１  操舵角センサ（操舵角検出手段）、１２  車速センサ（車速検出手段）、１３  操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）、１４  モータ電流センサ（モータ電流検出手段）、１５  モータ回転速度センサ（モータ回転速度検出手段）、１６  規範路面反力トルク演算器（規範路面反力トルク演算手段）、１７  推定路面反力トルク演算器（推定路面反力トルク演算手段）、１８  アンダーステア判定器、Ｉｍｔｒ  モータ電流、Ｎｅ  原動機回転速度、Ｎｅｏ  目標回転速度、Ｔｓ  操舵トルク、Ｔａｌｉｇｎ＿ｅｓｔ  推定路面反力トルク、Ｔａｌｉｇｎ＿ｒｅｆ  規範路面反力トルク、ＵＳ＿Ｉｎｄｅｘ  アンダーステア度、Ｖ  車速、θｈ  操舵角、ωｍｔｒ  モータ回転速度。
【図１】
2008230553.tif 000008
【図２】
2008230553.tif 000009
【図３】
2008230553.tif 000010
【図４】
2008230553.tif 000011
【図５】
2008230553.tif 000012
【図６】
2008230553.tif 000013
【図７】
2008230553.tif 000014
【図８】
2008230553.tif 000015
【図９】
2008230553.tif 000016
【図１０】
2008230553.tif 000017
【図１１】
2008230553.tif 000018