(57)【要約】【課題】修正操舵によって外乱の影響を効果的に低減し得る状況を確保しつつ操舵感がクイックになりすぎて運転者が違和感を感じることを防止する。【解決手段】車輌の余剰のヨーモーメントΔＭ及び車輌の余剰の横力ΔＭｙに基づき車輌に対する外乱の大きさが基準値以上であると判定されると（Ｓ２０〜５０）、ΔＭ及びΔＦｙに基づき外乱の大きさを示す外乱評価値Ｗが演算され（Ｓ８０）、車速Ｖ及び外乱指標値Ｗに基づき補正ゲインαｇが１よりも小さい値に低下されることにより（Ｓ１２０）、ステアリングギヤ比が低下され（Ｓ３００、４００）、運転者により修正操舵が行われ外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたと判定されると（Ｓ１００）、補正ゲインαｇが１に戻るよう漸増され（Ｓ２００）、ステアリングギヤ比が漸次通常時の値に戻るよう変化される（Ｓ３００、４００）。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の操舵操作に対する操舵輪操舵の操舵応答特性を制御する車輌用操舵応答特性制御装置に於いて、運転者が希望する車輌の走行運動を達成するためには修正操舵が必要とされる車輌に対する外乱を判定し、判定された外乱の大きさが所定値以上になると前記操舵応答特性を通常時よりも高くし、しかる後外乱の大きさとは無関係に前記操舵応答特性を漸次低下させることを特徴とする車輌用操舵応答特性制御装置。
【請求項２】
判定された外乱の大きさが大きいほど前記操舵応答特性を高くする度合が高いことを特徴とする請求項１に記載の車輌用操舵応答特性制御装置。
【請求項３】
外乱の大きさが所定値以上になった後外乱による車輌の挙動変化が低下し始めたときに前記操舵応答特性の漸次低下を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌用操舵応答特性制御装置。
【請求項４】
外乱の大きさが所定値以上になった後運転者の操舵操作量の変化率の大きさが基準値以上になったときに前記操舵応答特性の漸次低下を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌用操舵応答特性制御装置。
【請求項５】
外乱の大きさが所定値以上になった後前記操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間が短いほど前記操舵応答特性の漸次低下の勾配を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３に記載の車輌用操舵応答特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車輌の操舵制御装置に係り、更に詳細には操舵応答特性、即ち運転者の操舵操作に対する操舵輪操舵の操舵応答特性を制御する操舵応答特性制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−３１０１４５号公報
自動車等の車輌の操舵制御装置の一つとして、例えば本願出願人の一方の出願にかかる上記特許文献１に記載されている如く、走行路が左右の路面摩擦係数が相互に異なる所謂またぎ路である場合には、操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比を小さくする（操舵応答特性を高くして操舵感をクイックにする）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】
かかる操舵制御装置によれば、走行路がまたぎ路であり路面より左右の車輪に作用する力が比較的大きく異なる場合には、操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比が小さくされ操舵応答特性が高くされるので、路面より左右の車輪に作用する力が比較的大きく異なることに起因して車輌の挙動が変化した場合に、運転者はその変化に対し効率的な操舵により対処し、従って伝達比が小さくされない場合に比して車輌の安定的な走行性を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献２】
特開平２０００−１７７６１６号公報
尚本願出願人の一方の出願にかかる上記特許文献２には、車輌が緊急状態にある場合に回避操舵をクイックにするためにステアリングギヤ比を小さくする点が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、またぎ路の走行、横風、旋回中の加減速による操舵輪の接地荷重の変化等に起因するヨーモーメントや横力の如く、運転者が希望する車輌の走行運動を達成するためには修正操舵が必要とされる外乱、即ち車輌を偏向させる外乱が車輌に作用すると、運転者の希望する車輌走行方向に対し車輌が偏向するので、運転者は修正操舵を行って車輌に対する外乱の影響、即ち車輌の偏向を低減しようとする。
【０００６】
従って運転者の修正操舵により車輌に対する外乱の影響を効果的に低減するためには、例えば操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比が小さくされ操舵輪が効率的に操舵される必要があるが、修正操舵された操舵輪により発生される逆方向のヨーモーメントや横力が外乱によるヨーモーメントや横力と釣り合う段階になると、操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比が小さく維持される必要がなくなる。
【０００７】
しかるに上記特許文献１に記載されている如き従来の操舵制御装置に於いては、外乱が車輌に作用している間操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比が小さくされるようになっているため、運転者の修正操舵により外乱の影響が低減された状況に於いても操舵伝達比が小さい値に維持され、そのため操舵応答特性が高すぎ操舵感がクイックになりすぎて運転者が違和感を感じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、車輌に外乱が作用する状況に於いては操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比を小さくし操舵応答特性を高くする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、車輌に外乱が作用した状況に於ける操舵応答特性の最適値は運転者の修正操舵によって外乱の影響が低減される前と後とでは異なることに着目することにより、修正操舵によって外乱の影響を効果的に低減し得る状況を確保しつつ操舵感がクイックになりすぎて運転者が違和感を感じることを防止することである。
【０００９】
【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、即ち運転者の操舵操作に対する操舵輪操舵の操舵応答特性を制御する車輌用操舵応答特性制御装置に於いて、運転者が希望する車輌の走行運動を達成するためには修正操舵が必要とされる車輌に対する外乱を判定し、判定された外乱の大きさが所定値以上になると前記操舵応答特性を通常時よりも高くし、しかる後外乱の大きさとは無関係に前記操舵応答特性を漸次低下させることを特徴とする車輌用操舵応答特性制御装置によって達成される。
【００１０】
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、判定された外乱の大きさが大きいほど前記操舵応答特性を高くする度合が高いよう構成される（請求項２の構成）。
【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又は２の構成に於いて、外乱の大きさが所定値以上になった後外乱による車輌の挙動変化が低下し始めたときに前記操舵応答特性の漸次低下を開始するよう構成される（請求項３の構成）。
【００１２】
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、外乱の大きさが所定値以上になった後運転者の操舵操作量の変化率の大きさが基準値以上になったときに前記操舵応答特性の漸次低下を開始するよう構成される（請求項４の構成）。
【００１３】
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の構成に於いて、外乱の大きさが所定値以上になった後前記操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間が短いほど前記操舵応答特性の漸次低下の勾配を大きくするよう構成される（請求項５の構成）。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１の構成によれば、運転者が希望する車輌の走行運動を達成するためには修正操舵が必要とされる車輌に対する外乱が判定され、外乱の大きさが所定値以上になると操舵応答特性が通常時よりも高くされ、しかる後外乱の大きさとは無関係に操舵応答特性が漸次低下されるので、所定値以上の大きさの外乱が車輌に作用したときには運転者は効率的に操舵輪を修正操舵することができ、これにより外乱の影響を効果的に低減することができ、また運転者による修正操舵が行われた後に操舵感がクイックになりすぎて運転者が違和感を感じる虞れを効果的に低減することができる。
【００１５】
また一般に、車輌に作用する外乱の大きさが大きいほど外乱が車輌に与える影響が高く、従って車輌に対する外乱の影響を効果的に低減するためには外乱の大きさが大きいほど操舵応答特性が高いことが好ましい。上記請求項２の構成によれば、判定された外乱の大きさが大きいほど操舵応答特性を高くする度合が高くされるので、外乱の程度に応じて操舵応答特性を適正に高くすることができ、例えば外乱の大きさに拘わらず操舵応答特性が一定の値に高くされる場合に比して車輌に対する外乱の影響を過不足なく効果的に低減することができる。
【００１６】
また一般に、運転者の運転技能が高く外乱に対処するための運転者の修正操舵の開始が早いほど、外乱の大きさが所定値以上になった後操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間が短いことが好ましく、運転者の修正操舵の開始は外乱の大きさが所定値以上になった後外乱による車輌の挙動変化が低下し始めたことにより、又は外乱の大きさが所定値以上になった後運転者の操舵操作量の変化率の大きさが基準値以上になったことにより判定可能である。
【００１７】
上記請求項３の構成によれば、外乱の大きさが所定値以上になった後外乱による車輌の挙動変化が低下し始めたときに操舵応答特性の漸次低下が開始され、上記請求項４の構成によれば、外乱の大きさが所定値以上になった後運転者の操舵操作量の変化率の大きさが基準値以上になったときに操舵応答特性の漸次低下が開始されるので、運転者の運転技能に応じて外乱の大きさが所定値以上になった後操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間を可変することができ、例えば外乱の大きさが所定値以上になり操舵応答特性が高くされた直後に操舵応答特性が漸次低下されたり、外乱の大きさが所定値以上になった後一定の時間が経過したときに操舵応答特性が漸次低下されたりする場合に比して、操舵応答特性を過不足なく適正な時間に亘り高くすることができる。
【００１８】
また一般に、運転者の運転技能が高く外乱に対処するための運転者の修正操舵の開始が早いほど、換言すれば外乱による車輌の挙動変化の低下開始又は操舵操作量の変化率の大きさの増大が早いほど、外乱の大きさが所定値以上になった後操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間が短くされるだけでなく、操舵応答特性が早く通常時の特性に戻されることが好ましい。
【００１９】
上記請求項５の構成によれば、外乱の大きさが所定値以上になった後操舵応答特性の漸次低下を開始するまでの時間が短いほど操舵応答特性の漸次低下の勾配が大きくされるので、運転者の運転技能が高いほど早く操舵応答特性を通常時の特性に戻して運転者が違和感を感じることを確実に防止することができると共に、運転者の運転技能が低いほど遅く操舵応答特性を通常時の特性に戻し運転者が外乱に対処するための修正操舵を確実に行い得るようにすることができる。
【００２０】
【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乃至５の構成に於いて、検出又は推定又は予測により車輌に対する外乱を判定するよう構成される（好ましい態様１）。
【００２１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、路面の摩擦係数を推定し、路面の摩擦係数が低いほど所定値が小さくなるよう路面の摩擦係数に応じて所定値を可変設定するよう構成される（好ましい態様２）。
【００２２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車速を検出し、車速が高いほど所定値が小さくなるよう車速に応じて所定値を可変設定するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車輌の余剰のヨーモーメント若しくは車輌の余剰の横力を演算し、余剰のヨーモーメント若しくは車輌の余剰の横力の大きさが基準値以上になったときに操舵応答特性を通常時よりも高くするよう構成される（好ましい態様４）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車輌の余剰のヨーモーメント若しくは車輌の余剰の横力を演算し、余剰のヨーモーメント若しくは車輌の余剰の横力に基づき外乱の大きさを判定する外乱推定値を演算し、外乱推定値が基準値以上になったときに操舵応答特性を通常時よりも高くするよう構成される（好ましい態様５）。
【００２５】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車輌用操舵応答特性制御装置は操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比を制御するものであり、判定された外乱の大きさが所定値以上になると前記伝達比を通常時よりも小さくし、しかる後外乱の大きさとは無関係に前記伝達比を漸次大きくするよう構成される（好ましい態様６）。
【００２６】
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６の構成に於いて、基本伝達比と補正係数との積として伝達比を制御し、判定された外乱の大きさが所定値以上になると補正係数を通常時よりも小さくすることにより伝達比を通常時よりも小さくするよう構成される（好ましい態様７）。
【００２７】
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７の構成に於いて、補正係数を漸次大きくすることにより外乱の大きさとは無関係に伝達比を漸次大きくするよう構成される（好ましい態様８）。
【００２８】
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８の構成に於いて、補正係数が通常時の補正係数の値よりも小さい終了基準値以上になったときに補正係数を漸次大きくすることを終了し、通常時の補正係数の値に戻すよう構成される（好ましい態様９）。
【００２９】
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９の構成に於いて、外乱の大きさが所定値以上になった後伝達比の漸次増大を開始するまでの時間が短いほど終了基準値が小さくなるよう、終了基準値は前記時間に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様１０）。
【００３０】
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６乃至１０の構成に於いて、判定された外乱の大きさが大きいほど補正係数が小さくなるよう、補正係数を小さくする際の補正係数を外乱の大きさに応じて可変設定することにより、判定された外乱の大きさが大きいほど伝達比を小さくする度合を高くするよう構成される（好ましい態様１１）。
【００３１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車輌用操舵応答特性制御装置は操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の変化率に対する操舵輪の操舵量の変化率の比を制御するものであり、判定された外乱の大きさが所定値以上になると前記変化率の比を通常時よりも高くし、しかる後外乱の大きさとは無関係に前記変化率の比を漸次低下させるよう構成される（好ましい態様１２）。
【００３２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、車輌用操舵応答特性制御装置は操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比を制御すると共に、操舵輪の操舵量に対する運転者の操舵操作量の変化率に対する操舵輪の操舵量の変化率の比を制御するものであり、判定された外乱の大きさが所定値以上になると前記伝達比を通常時よりも小さくすると共に前記変化率の比を通常時よりも高くし、しかる後外乱の大きさとは無関係に前記伝達比を漸次大きくすると共に前記変化率の比を漸次低下させるよう構成される（好ましい態様１３）。
【００３３】
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１２又は１３の構成に於いて、変化率の比が通常時の変化率の比の値よりも大きい終了基準値以下になったときに変化率の比を漸次低下させることを終了し、通常時の変化率の比の値に戻すよう構成される（好ましい態様１４）。
【００３４】
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１４の構成に於いて、外乱の大きさが所定値以上になった後変化率の比の漸次低下を開始するまでの時間が短いほど終了基準値が大きくなるよう、終了基準値は前記時間に応じて可変設定されるよう構成される（好ましい態様１５）。
【００３５】
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１２乃至１５の構成に於いて、判定された外乱の大きさが大きいほど変化率の比が高くなるよう、変化率の比を外乱の大きさに応じて可変設定することにより、判定された外乱の大きさが大きいほど変化率の比を高くする度合を高くするよう構成される（好ましい態様１６）。
【００３６】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、車速が高いほど操舵応答特性を高くする度合が高いよう構成される（好ましい態様１７）。
【００３７】
本発明の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、車輌の旋回挙動を示すパラメータに基づき車輌の挙動変化が低下し始めたことを判定するよう構成される（好ましい態様１８）。
【００３８】
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１８の構成に於いて、車輌の旋回挙動を示すパラメータは車輌のヨーレートであるよう構成される（好ましい態様１９）。
【００３９】
本発明の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、操舵速度に基づき運転者の操舵操作量の変化率の大きさが基準値以上になったことを判定するよう構成される（好ましい態様２０）。
【００４０】
【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の形態（以下単に実施形態という）について詳細に説明する。
【００４１】
図１は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用操舵応答特性制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００４２】
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はそれぞれ車輌の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲは運転者によるステアリングホイール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の油圧式又は電動式パワーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイロッド２０Ｌ及び２０Ｒを介して転舵される。パワーステアリング装置１６はそれ自身周知の構造を有し、運転者によるステアリングホイール１４の回転操作に伴い発生する操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する。
【００４３】
ステアリングホイール１４はアッパステアリングシャフト２２、ステアリングギヤ比可変装置２４、ロアステアリングシャフト２６、一対のユニバーサルジョイント２８を介してパワーステアリング装置１６のピニオンシャフト３０に駆動接続されている。パワーステアリング装置１６はラックバー１８及びタイロッド２０Ｌ及び２０Ｒと共働してロアステアリングシャフト２６の回転運動を左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲの転舵運動に変換する操舵機構を構成している。
【００４４】
ステアリングギヤ比可変装置２４は電動モータ３２を含み、入力部としてのアッパステアリングシャフト２２に対し相対的に出力部としてのロアステアリングシャフト２６を回転させることによりステアリングギヤ比Ｒｓを変化させ、これにより操舵輪である左右の前輪１０ＦＬ及び１０ＦＲの操舵量に対する運転者の操舵操作量の伝達比を変化させて運転者の操舵操作に対する前輪の実操舵の操舵応答特性を変化させるようになっている。尚ステアリングギヤ比可変装置２４はステアリングギヤ比Ｒｓを変化させることにより運転者の操舵操作に対する操舵輪の実操舵の操舵応答特性を変化させ得るものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
【００４５】
また図１には示されていないが、各車輪の制動力は制動力制御装置により通常時には運転者の制動操作量に応じて制御され、また何れかの車輪の制動スリップが過大になると制動スリップが低減されるよう当該車輪の制動力を増減するアンチスキッドが行われるようになっている。
【００４６】
図示の実施形態に於ては、アッパステアリングシャフト２２にはその回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ４０が設けられ、ステアリングギヤ比可変装置２４にはアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度φを検出する回転角度センサ４２が設けられ、操舵角θ及び相対回転角度φを示す信号は電子制御装置４４へ入力される。また電子制御装置４４には車速センサ４６により検出された車速Ｖを示す信号及びヨーレートセンサ４８により検出された車輌のヨーレートγを示す信号が入力され、更に図には示されていない横加速度センサにより検出された車輌の横加速度Ｇｙを示す信号の如く車輌に対する外乱を推定するためのパラメータを示す信号も入力される。
【００４７】
後述の如く電子制御装置４４は、図２乃至図４に示されたフローチャートに従い、外乱の強さを示す外乱推定値として車輌の余剰のヨーモーメントΔＭ及び車輌の余剰の横力ΔＭｙ、即ち運転者が希望する車輌の走行運動を達成するに必要なヨーモーメント及び横力に対する余剰のヨーモーメント及び余剰の横力を演算し、余剰のヨーモーメントΔＭ又は車輌の余剰の横力ΔＭｙの大きさが対応する基準値以上であるときには、余剰のヨーモーメントΔＭ及び余剰の横力Ｆｙに基づき外乱の大きさを示す外乱評価値Ｗを演算する。
【００４８】
そして電子制御装置４４は、外乱評価値Ｗが大きいほどステアリングギヤ比Ｒｓに対する補正ゲインαｇが小さくなるよう補正ゲインαｇを外乱評価値Ｗに基づいて演算し、外乱に対処する運転者の修正操舵により外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めるまでステアリングギヤ比Ｒｓを１よりも小さい値に制御し、外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めると、補正ゲインαｇを１へ向けて漸次増大させることによりステアリングギヤ比Ｒｓを漸次増大させて１に復帰させる。
【００４９】
この場合電子制御装置４４は、ステアリングギヤ比Ｒｓが上述の如く変化するよう、車速Ｖが高いほど大きくなるよう基本ステアリングギヤ比Ｒｓｂを演算し、補正ゲインαｇ、基本ステアリングギヤ比Ｒｓｂ、操舵角θ等に基づきステアリングギヤ比可変装置２４の第一の目標回転角度φｔ１を演算する。
【００５０】
また電子制御装置４４は、外乱評価値Ｗが大きいほど微分ゲインαｄが大きくなるよう微分ゲインαｄを外乱評価値Ｗに基づいて演算し、外乱に対処する運転者の修正操舵により外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めるまで微分ゲインαｄを１よりも大きい値に制御し、外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めると、微分ゲインαｄを１へ向けて漸次増大させることにより１に復帰させる。
【００５１】
更に電子制御装置４４は、操舵角θの変化率である操舵角速度θｄ及び微分ゲインαｄに基づきステアリングギヤ比可変装置２４の第二の目標回転角度φｔ２を演算し、第一の目標回転角度φｔ１と第二の目標回転角度φｔ２との和としてステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔを演算し、ステアリングギヤ比可変装置２４の回転角度φが目標回転角度φｔになるようステアリングギヤ比可変装置２４の電動モータ３２を制御する。
【００５２】
尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置４４はそれぞれ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マイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また操舵角センサ４０及び回転角度センサ４２はそれぞれ車輌の車輌の直進位置を基準に右旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ及び相対回転角度φを検出する。
【００５３】
次に図２乃至図４に示されたフローチャートを参照して図示の実施形態に於いて電子制御装置４４により達成されるステアリングギヤ比可変装置２４の制御ルーチンについて説明する。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。またイグニッションスイッチが閉成されると、ステップ１０に先立ち全てのフラグＦａ〜Ｆｃが０にリセットされる。
【００５４】
まずステップ１０に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては横風の如き外乱の強さを示す外乱推定値として車輌の余剰のヨーモーメントΔＭ及び車輌の余剰の横力ΔＭｙが演算される。尚この場合余剰のヨーモーメントΔＭ及び横力ΔＦｙは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。
【００５５】
例えば余剰のヨーモーメントΔＭは車輌がまたぎ路を走行する際の制動時には左右の車輪の制動圧の差に基づいて演算され、また旋回中の加減速時には車輌の前後加速度等に基づき車輌の前後荷重移動量が演算され、その荷重移動量に基づいて演算される。また余剰の横力ΔＦｙは車速Ｖ及び左右前輪の実際の操舵角δに基づき車輌の目標横加速度Ｇｙｔが演算され、目標横加速度Ｇｙｔと車輌の実際の横加速度Ｇｙとの差に基づき演算され、或いは横風を検出するセンサの検出結果に基づいて演算される。
【００５６】
ステップ３０に於いてはフラグＦａが１であるか否かの判別、即ち外乱に対処するためのステアリングギヤ比Ｒｓの低減制御中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そのままステップ８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ４０へ進む。
【００５７】
ステップ４０に於いては後述のステップ５０の判別に供される基準値ΔＭｃ及びΔＦｙｃが演算される。この場合各基準値は正の値であり、当技術分野に於いて公知の要領にて検出又は推定される路面の摩擦係数μが低いほど小さく、また車速Ｖが高いほど小さくなるよう路面の摩擦係数μ及び車速Ｖに応じて可変設定される。
【００５８】
ステップ５０に於いては余剰のヨーモーメントΔＭの絶対値が基準値ΔＭｃ以上又は余剰の横加速度ΔＦｙの絶対値が基準値ΔＦｙｃ以上であるか否かの判別、即ち車輌に対する外乱の大きさが大きい状況であ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６０に於いて補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄがそれぞれ１にセットされた後ステップ３００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ７０に於いてフラグＦａが１にセットされる。
【００５９】
ステップ８０に於いては余剰のヨーモーメントΔＭ及び余剰の横力ΔＦｙをパラメータとする関数ｆ（ΔＭ，ΔＦｙ）により外乱の大きさを示す外乱評価値Ｗ（正の値）が演算される。尚関数ｆ（ΔＭ，ΔＦｙ）は例えばΔＭの絶対値及びΔＦｙの絶対値の線形和の如き関数であってよい。
【００６０】
ステップ９０に於いてはフラグＦｂが１であるか否かの判別、即ち外乱による車輌挙動の悪化度合が低下し始めたと既に判定さ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そのままステップ２００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進む。
【００６１】
ステップ１００に於いては例えば余剰のヨーモーメントΔＭ若しくは余剰の横力ΔＦｙの符号とヨーレートセンサ４８により検出された車輌のヨーレートγの変化率とに基づき外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたか否かの判別、即ち外乱に対処する修正操舵が運転者により行われた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１１０に於いてフラグＦｂが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ１２０へ進む。
【００６２】
例えば車輌が外乱により左旋回方向の余剰ヨーモーメントΔＭを受けると、車輌のヨーレートγは左旋回方向に増大するが、運転者により修正操舵が行われ操舵輪により余剰ヨーモーメントΔＭに対抗するヨーモーメントが発生されると、ヨーレートγの左旋回方向への増大率が低下し、これにより基づき外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたか否かが判別される。
【００６３】
また一般に、外乱に対処する修正操舵が運転者により行われると、外乱による車輌偏向方向とは逆方向への操舵角速度が一時的に大きくなる。従ってステップ１００に於ける判別、即ち外乱に対処する修正操舵が運転者により行われたか否かの判別は、外乱による車輌偏向方向とは逆方向への操舵角速度が基準値以上になったか否かにより行われてもよい。
【００６４】
ステップ１２０に於いては車速Ｖ及び外乱指標値Ｗに基づき図５に示されたグラフに対応するマップより補正ゲインαｇが１以下の値に演算されると共に、図６に示されたグラフに対応するマップより微分ゲインαｄが１以上の値に演算され、しかる後ステップ３００へ進む。尚図５に示されている如く、補正ゲインαｇは外乱指標値Ｗが大きいほど小さくなり車速Ｖが高いほど大きくなるよう演算される。また図６に示されている如く、微分ゲインαｄ外乱指標値Ｗが大きいほど大きくなり車速Ｖが高いほど小さくなるよう演算される。
【００６５】
ステップ２００に於いては後述の図３に示されたルーチンに従って補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄが補正され、ステップ３００に於いては図４に示されたルーチンに従ってステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔが演算され、ステップ４００に於いてはステアリングギヤ比可変装置２４の回転角度φが目標回転角度φｔになるようステアリングギヤ比制御装置２４がフィードバック制御される。
【００６６】
図３に示されたゲイン補正ルーチンのステップ２１０に於いては、フラグＦｃが１であるか否かの判別、即ちステアリングギヤ比Ｒｓの復帰制御が開始さ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そのままステップ２５０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２２０へ進む。
【００６７】
ステップ２２０に於いてはステアリングギヤ比Ｒｓが低下された時間ΔＴ、即ちステップ５０に於いて肯定判別が行われた時点よりステップ１００に於いて肯定判別が行われた時点までの経過時間が演算され、ステップ２３０に於いては低下時間ΔＴに基づき該時間が短いほど補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの復帰勾配が大きくなるよう後述のステップ２５０及び２６０の演算に供されるフィルタ定数Ｒｇ及びＲｇが演算され、ステップ２４０に於いてはフラグＦｃが１にセットされる。
【００６８】
ステップ２５０に於いてはステップ２３０に於いて演算されたフィルタ定数Ｒｇを使用する例えば一次ローパスフィルタ処理により補正ゲインαｇが１へ向けて漸増するよう補正演算され、ステップ２６０に於いてはステップ２３０に於いて演算されたフィルタ定数Ｒｄを使用する例えば一次ローパスフィルタ処理により微分ゲインαｄが１へ向けて漸減するよう補正演算される。尚補正ゲインαｇの漸増及び微分ゲインαｄの漸減を達成する補正演算は、ローパスフィルタ処理以外の処理、例えばｎ次関数の如く当技術分野に於いて公知の任意の演算態様にて行われてよい。
【００６９】
ステップ２７０に於いては基準値αｇｓを例えば０．９５程度の１よりも小さい正の定数として補正ゲインαｇが基準値αｇｓ以上になったか否かの判別、即ち補正ゲインαｇが実質的に１に復帰した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２９０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ２８０へ進む。
【００７０】
ステップ２８０に於いては基準値αｄｓを１．０５程度の１よりも大きい正の定数として微分ゲインαｄが基準値αｄｓ以下であるか否かの判別、即ち微分ゲインαｄが実質的に１に復帰した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３００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２９０に於いて補正ゲインαｇ及びαｄがそれぞれ１にセットされると共にフラグＦａ〜Ｆｃがそれぞれ０にリセットされた後ステップ３００へ進む。
【００７１】
図４に示された目標回転角度φｔ演算ルーチンのステップ３１０に於いては、車速Ｖに基づき図７に示されたグラフに対応するマップよりステアリングギヤ比可変装置２４の基本ステアリングギヤ比Ｒｓｂが演算され、ステップ３２０に於いてはステアリングギヤ比可変装置２４の第一の目標回転角度φｔ１が下記の式１に従って補正ゲインαｇ、基本ステアリングギヤ比Ｒｂｓ、操舵角θの積として演算される。
φｔ１＝αｇ・Ｒｓｂ・θ　　…（１）
【００７２】
ステップ３３０に於いては操舵角θの時間微分値として操舵角速度θｄが演算され、ステップ３４０に於いてはステアリングギヤ比可変装置２４の第二の目標回転角度φｔ２が下記の式２従って微分ゲインαｄ、変換係数Ｋ（正の定数）、操舵角速度θｄの積として演算され、ステップ３５０に於いてはステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔが下記の式３に従って第一の目標回転角度φｔ１と第二の目標回転角度φｔ２との和として演算され、しかる後ステップ４００へ進む。
φｔ２＝αｄ・Ｋ・θｄ　　…（２）
φｔ＝φｔ１＋φｔ２　　…（３）
【００７３】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ２０に於いて外乱の強さを示す外乱推定値として車輌の余剰のヨーモーメントΔＭ及び車輌の余剰の横力ΔＭｙが演算され、ステップ５０に於いて余剰のヨーモーメントΔＭの絶対値が基準値ΔＭｃ以上又は余剰の横加速度ΔＦｙの絶対値が基準値ΔＦｙｃ以上であるか否かの判別により、車輌に対する外乱の大きさが所定値以上の大きい状況であるか否かの判別が行われ、車輌に対する外乱の大きさが大きい状況であるときにはステップ８０に於いて余剰のヨーモーメントΔＭ及び余剰の横力ΔＦｙに基づき外乱の大きさを示す外乱評価値Ｗが演算される。
【００７４】
そしてステップ１００に於いて外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたと判定されるまで、ステップ１２０に於いて車速Ｖ及び外乱指標値Ｗに基づき補正ゲインαｇが１よりも小さい値に演算されると共に、微分ゲインαｄが１よりも大きい値に演算され、ステップ３００に於いて補正ゲインαｇを使用して第一の目標回転角度φｔ１が演算され、微分ゲインαｄを使用して第二の目標回転角度φｔ２が演算され、ステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔがそれらの和として演算され、ステップ４００に於いてステアリングギヤ比可変装置２４がその回転角度φが目標回転角度φｔになるようフィードバック制御されることにより、外乱の大きさが大きいほど小さくなるようステアリングギヤ比Ｒｓが低減制御される。
【００７５】
更にステップ１００に於いて外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたと判定されると、即ち外乱に対処する修正操舵が運転者により行われたと判定されると、ステップ２００に於いて補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄが漸次１に復帰するよう補正され、ステップ３００に於いてその補正された補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄを使用してステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔが演算され、ステップ４００に於いてステアリングギヤ比可変装置２４がその回転角度φが目標回転角度φｔになるようフィードバック制御されることにより、ステアリングギヤ比Ｒｓが漸次通常時の値になるよう制御される。
【００７６】
従って図示の実施形態によれば、基準値以上の大きさの外乱が車輌に作用すると、補正ゲインαｇが１よりも小さい値に設定され、ステアリングギヤ比Ｒｓがαｇ・Ｒｓｂに低下されるので、運転者は効率的に修正操舵を行うことができ、これにより外乱の影響を効果的に低減することができ、また運転者により修正操舵が行われたと判定されると、補正ゲインαｇが漸次１に復帰するよう補正され、ステアリングギヤ比Ｒｓが漸次Ｒｓｂに復帰せしめられるので、運転者による修正操舵が行われた後に操舵感がクイックになりすぎて運転者が違和感を感じる虞れを効果的に低減することができる。
【００７７】
特に図示の実施形態によれば、補正ゲインαｇは外乱の大きさを示す外乱指標値Ｗが大きいほど小さくなるよう外乱指標値Ｗに応じて可変設定されるので、基準値以上の大きさの外乱が車輌に作用すると補正ゲインαｇが外乱の大きさに関係なく一定の値に低下される場合に比して、外乱の大きさに応じて修正操舵の効果の現れ易さを適正に変化させ、車輌に対する外乱の影響を効果的に低減することができる。
【００７８】
また図示の実施形態によれば、運転者により修正操舵が行われたと判定されると、補正ゲインαｇが漸次１に復帰するよう補正され、ステアリングギヤ比Ｒｓが漸次Ｒｓｂに復帰せしめられるので、例えば外乱の大きさが基準値以上になりステアリングギヤ比が小さくされた直後にステアリングギヤ比が漸次大きくされたり、時間ΔＴが一定の値に設定され外乱の大きさが基準値以上になった時点より一定の時間ΔＴが経過したときにステアリングギヤ比が漸次大きくされたりする場合に比して、ステアリングギヤ比を過不足なく適正な時間に亘り小さくすることができる。
【００７９】
また図示の実施形態によれば、ステアリングギヤ比Ｒｓが低下された時間ΔＴに基づき該時間が短いほど補正ゲインαｇの復帰勾配が大きくなるよう、補正ゲインαｇの復帰勾配が時間ΔＴに応じて可変設定されるので、外乱による車輌の挙動変化の低下開始又は操舵操作量の変化率の大きさの低下が早いほど、換言すれば運転者の運転技能が高く外乱に対処するための運転者の修正操舵の開始が早いほど早くステアリングギヤ比を通常時のステアリングギヤ比に戻して運転者が違和感を感じることを確実に防止することができると共に、運転者の運転技能が低いほど遅くステアリングギヤ比を通常時のステアリングギヤ比に戻し運転者が外乱に対処するための修正操舵を確実に行い得るようにすることができる。
【００８０】
また図示の実施形態によれば、増減が補正ゲインαｇとは逆である点を除き同様に微分ゲインαｄが増減されるので、微分ゲインαｄが増減されない場合に比して効果的に操舵応答特性を増減することができ、上述の各作用効果を一層効果的に達成することができる。
【００８１】
例えば図８は外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めるまでに要した時間ΔＴが長い場合（Ａ）及び短い場合（Ｂ）について、外乱の大きさが大きい状況（実線）及び小さい状況（破線）に於ける補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの変化の例を示すグラフである。
【００８２】
尚図８に於いて、時点ｔ１は外乱の大きさが基準値以上であると判定された時点を示し、時点ｔ２は運転者による修正操舵が行われたと判定された時点を示し、時点ｔ３及び時点ｔ４はそれぞれ外乱の大きさが大きい状況（実線）及び小さい状況（破線）に於いて補正ゲインαｇ若しくは微分ゲインαｄが実質的に１になったと判定された時点を示している。また図８に於いて、二点鎖線は従来の操舵制御装置に於ける補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄを示している。
【００８３】
図８（Ａ）及び（Ｂ）の実線と破線との比較より解る如く、図示の実施形態によれば、車輌に対する外乱の大きさが大きいほど補正ゲインαｇを小さくすると共に微分ゲインαｄを大きくすることができ、また図８の（Ａ）と（Ｂ）との比較より解る如く、図示の実施形態によれば、時間ΔＴが短いほど補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの復帰勾配を大きくし、これらのゲインを早期に通常時の値に戻すことができる。
【００８４】
また図示の実施形態によれば、補正ゲインαｇは車速Ｖが高いほど大きくなるよう車速Ｖに応じて可変設定され、微分ゲインαｄは車速Ｖが高いほど小さくなるよう車速Ｖに応じて可変設定されるので、基準値以上の大きさの外乱が車輌に作用すると補正ゲインαｇが車速に関係なく一定の値に低下され、微分ゲインαが車速に関係なく一定の値に増大される場合や、これらのゲインが外乱の大きさのみに応じて可変設定される場合に比して、車速に応じて、即ち外乱による車輌への影響の現われ易さに応じて修正操舵の効果の現れ易さを適正に変化させ、車輌に対する外乱の影響を効果的に低減することができる。
【００８５】
また図示の実施形態によれば、ステップ５０に於ける外乱の大きさの大小判別に供される基準値ΔＭｃ及びΔＦｙｃは路面の摩擦係数μが低いほど小さくまた車速Ｖが高いほど小さくなるよう路面の摩擦係数μ及び車速Ｖに応じて可変設定されるので、路面の摩擦係数μが低く修正操舵の効果が発揮されにくいほど早期にステアリングギヤ比の低下による修正操舵の効率化を達成することができ、また車速Ｖが高く外乱による車輌の影響が高くなり易いほど早期にステアリングギヤ比の低下による修正操舵の効率化を達成することができる。
【００８６】
また図示の実施形態によれば、補正ゲインαｇが０．９５程度の基準値αｇｓ以上になった場合又は微分ゲインαｄが１．０５程度の基準値αｄｓ以下になった場合に補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄが１に戻されるので、例えば補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄが一定の時間補正された後に１に戻される場合に比して、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの急変に起因するステアリングギヤ比の急変を確実に防止することができる。
【００８７】
また図示の実施形態によれば、外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めたと判定されるまで、ステップ１２０に於いて車速Ｖ及び外乱指標値Ｗに基づき補正ゲインαｇが１よりも小さい値に演算されると共に、微分ゲインαｄが１よりも大きい値に演算され、ステップ３００に於いて補正ゲインαｇを使用して第一の目標回転角度φｔ１が演算され、微分ゲインαｄを使用して第二の目標回転角度φｔ２が演算され、ステアリングギヤ比可変装置２４の目標回転角度φｔがそれらの和として演算され、ステップ４００に於いてステアリングギヤ比可変装置２４がその回転角度φが目標回転角度φｔになるようフィードバック制御されるので、外乱の大きさが高いほど効果的に操舵応答の遅れを低減し、このことによっても修正操舵の効果の現れ易さを外乱の大きさに応じて適正に制御することができる。
【００８８】
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。
【００８９】
例えば上述の実施形態に於いては、外乱の強さを示す外乱推定値として車輌の余剰のヨーモーメントΔＭ及び車輌の余剰の横力ΔＭｙが演算され、余剰のヨーモーメントΔＭ及び余剰の横力Ｆｙに基づき外乱の大きさを示す外乱評価値Ｗが演算されるようになっているが、外乱推定値は余剰のヨーモーメントΔＭ又は車輌の余剰の横力ΔＭｙであってもよく、また外乱の強さ又は大きさは当技術分野に於いて公知の任意の態様にて検出又は推定又は予測されてよく、またステップ５０に於ける外乱の大きさが基準値以上であるか否かの判定は外乱評価値Ｗに基づいて行われるよう修正されてもよい。
【００９０】
また上述の実施形態に於いては、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄは運転者により修正操舵が開始されたと判定されると漸次１に復帰するよう補正されるようになっているが、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄは外乱の大きさが基準値以上になりそれが１以外に変更された直後より漸次１に復帰するよう修正されてもよく、また時間ΔＴが一定の時間に設定され、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄはそれが１以外に変更された時点より時間ΔＴが経過したときに漸次１に復帰するよう修正されてもよい。
【００９１】
また上述の実施形態に於いては、ステアリングギヤ比Ｒｓが低下された時間ΔＴに基づき該時間が短いほど補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの復帰勾配が大きくなるよう、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの復帰勾配が時間ΔＴに応じて可変設定されるようになっているが、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄは時間ΔＴに関係のない勾配にて復帰されるよう修正されてもよい。
【００９２】
また上述の実施形態に於いては、補正ゲインαｇは車速Ｖが高いほど小さくなり、微分ゲインαｄは車速Ｖが高いほど大きくなるよう車速Ｖに応じて可変設定されるようになっているが、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄは外乱の大きさのみに応じて可変設定されるよう修正されてもよい。
【００９３】
また上述の実施形態に於いては、基準値ΔＭｃ及びΔＦｙｃは路面の摩擦係数μが低いほど小さくまた車速Ｖが高いほど小さくなるよう路面の摩擦係数μ及び車速Ｖに応じて可変設定されるようになっているが、基準値ΔＭｃ及びΔＦｙｃは路面の摩擦係数μ及び車速Ｖの一方のみに応じて可変設定されるよう修正されてもよく、また一定の値に設定されてもよい。
【００９４】
また上述の実施形態に於いては、補正ゲインαｇの復帰の基準値αｇｓ及び微分ゲインαｄの復帰の基準値αｄｓは一定値であるが、上記時間ΔＴが短いほど基準値αｇｓが小さくなり基準値αｄｓが大きくなるよう、基準値αｇｓ及び基準値αｄｓは上記時間ΔＴに応じて可変設定されるよう修正されてもよい。
【００９５】
更に上述の実施形態に於いては、補正ゲインαｇが基準値αｇｓ以上になった場合又は微分ゲインαｄが基準値αｄｓ以下になった場合に補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄが同時に１に戻されるようになっているが、補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄは相互に関係なく１に戻されるよう修正されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】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用操舵応答特性制御装置の一つの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ステアリングギヤ比可変装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２に示されたフローチャートのステップ２００に於ける補正ゲインαｇ、微分ゲインαｄ補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図２に示されたフローチャートのステップ３００に於けるステアリングギヤ比可変装置の目標回転角度φｔ演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】車速Ｖ及び外乱評価値Ｗと補正ゲインαｇとの間の関係を示すグラフである。
【図６】車速Ｖ及び外乱評価値Ｗと微分ゲインαｄとの間の関係を示すグラフである。
【図７】車速Ｖとステアリングギヤ比可変装置の基本ステアリングギヤ比Ｒｓｂとの間の関係を示すグラフである。
【図８】外乱に起因する車輌挙動の悪化度合が低下し始めるまでに要した時間ΔＴが長い場合（Ａ）及び短い場合（Ｂ）について、外乱の大きさが大きい状況（実線）及び小さい状況（破線）に於ける補正ゲインαｇ及び微分ゲインαｄの変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ＦＲ〜１０ＲＬ…車輪
１６…パワーステアリング装置
２２…アッパステアリングシャフト
２４…ステアリングギヤ比可変装置
２６…ロアステアリングシャフト
３２…電動モータ
４０…操舵角センサ
４２…回転角度センサ
４４…電子制御装置
４６…車速センサ
４８…ヨーレートセンサ
【図１】
2004098732.tif 000003
【図２】
2004098732.tif 000004
【図３】
2004098732.tif 000005
【図４】
2004098732.tif 000006
【図５】
2004098732.tif 000007
【図６】
2004098732.tif 000008
【図７】
2004098732.tif 000009
【図８】
2004098732.tif 000010