(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵手段に対し操舵トルクを補助するための補助トルクを付与する操舵トルク補助手段を備える車両を制御する車両の制御装置であって、
前記車両における車輪のグリップ度を特定するグリップ度特定手段と、
前記車両の操舵方向を特定する操舵方向特定手段と、
前記特定されるグリップ度に基づいて、前記特定された操舵方向に対する前記車輪のグリップ度の変化特性を特定する変化特性特定手段と、
前記特定された変化特性が増加特性である場合に前記補助トルクが増加するように前記操舵トルク補助手段を制御する第１制御及び前記特定された変化特性が減少特性である場合に前記補助トルクが減少するように前記操舵トルク補助手段を制御する第２制御を実行する補助トルク制御手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記車両は、前記車両を制動するための制動装置及び前記車両を駆動するための駆動装置を更に具備し、
前記車両の制御装置は、前記車両の速度が所定値に維持されるように前記制動装置及び前記駆動装置を制御する車速制御手段を更に具備し、
前記補助トルク制御手段は、前記車両の速度が前記所定値に維持される場合に前記第１及び第２制御を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記グリップ度特定手段は、前記車輪のグリップ度の増加及び低下に応じて夫々低下及び増加する前記車輪のスリップ度を特定することによって前記車輪のグリップ度を特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記グリップ度特定手段は、前記車両の車輪速度に基づいて前記車輪のスリップ度を特定する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記補助トルク制御手段は、前記第１又は第２制御における前記補助トルクの増加又は減少量を、前記特定されるグリップ度に応じて決定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記補助トルク制御手段は、前記第１又は第２制御における前記補助トルクの増加又は減少量を、前記変化特性を規定する値に応じて決定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、車速を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたクリープ走行制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、坂路勾配において車両をクリープ速度程度の低速度で走行させることによって、坂路での発進走行を容易にすることが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９０６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車両が摩擦係数の低い路面や岩山などの起伏の激しい路面を走行する場合、車輪と路面との接地状態は不安定になり易い。従って、このような走行条件下では、車輪のスリップなどに起因して、車速を維持することが困難になり易い。即ち、従来の技術には、悪路での走行性能が顕著に低下し易いという技術的な問題点がある。更には、接地状態が不安定な場合、車速の維持のみならず、より基本的な走行性能の低下も懸念されるという技術的な問題点もある。
【０００５】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、路面状況による走行性能の低下を防止し得る車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、操舵手段に対し操舵トルクを補助するための補助トルクを付与する操舵トルク補助手段を備える車両を制御する車両の制御装置であって、前記車両における車輪のグリップ度を特定するグリップ度特定手段と、前記車両の操舵方向を特定する操舵方向特定手段と、前記特定されるグリップ度に基づいて、前記特定された操舵方向に対する前記車輪のグリップ度の変化特性を特定する変化特性特定手段と、前記特定された変化特性が増加特性である場合に前記補助トルクが増加するように前記操舵トルク補助手段を制御する第１制御及び前記特定された変化特性が減少特性である場合に前記補助トルクが減少するように前記操舵トルク補助手段を制御する第２制御を実行する補助トルク制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る「操舵手段」とは、車両を操舵するための機構、装置及びシステムなどを包括する概念である。従って、操舵手段には、例えば、ステアリングホイール（以下、適宜「ハンドル」と称する）、ステアリングシャフト及びギア機構などの少なくとも一部が含まれてもよい。
【０００８】
係る操舵手段に付与される補助トルクとは、車両の運転者によって操舵手段に加えられる操舵トルクを補助するためのトルクであり、典型的には操舵トルクと同一の方向（即ち、同一の回転方向）に付与されるトルクを指す。補助トルク（アシストトルクとも称される）を付与するための操舵トルク補助手段の態様は、最終的に操舵トルクが補助される限りにおいて何ら限定されない。但し、補助トルクが、モータなどの電気的なトルク発生手段を介して与えられる場合には、車両のエンジン出力とは無関係に補助トルクを付与することが可能となるため好適である。このような操舵トルク補助手段とは、好適には、ＥＰＳ（Electronic Power Steering：電動パワーステアリング）装置などの形態を採る。尚、操舵トルク補助手段は、操舵手段の一部として構成されていてもよいし、相互に個別に構成されていてもよい。
【０００９】
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、グリップ度特定手段によって、車両における車輪のグリップ度が特定される。
【００１０】
ここで、「車輪のグリップ度」とは、車輪と路面との間のグリップ状態を規定する指標値を包括する概念であり、増加する程グリップ状態が向上し（即ち、グリップする側に推移し）、低下する程グリップ状態が悪化する（即ち、グリップしない側に推移する）値として定義される。グリップ度は、係る概念が担保される限りにおいてどのような値であってもよい。例えば、車輪のグリップ状態は、車輪に加わる接地荷重に影響される。即ち、接地荷重が不十分な（即ち、接地荷重が抜けている）場合、グリップ状態は相対的に悪化する。従って、グリップ度は、係る接地荷重の値そのもの或いは接地荷重の値から何らかの規則又はアルゴリズムに従って導き出される値によって表されてもよい。また、グリップ度は、車両のセルフアライニングトルク及び横力などに基づいて導き出される値であってもよい。或いは、グリップ度は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、グリップ状態を規定し得ると決定された値であってもよい。
【００１１】
尚、本発明において「特定する」とは、物理的、電気的、機械的、機構的又は化学的に特定対象の値を検出することの他に、物理的、電気的、機械的、機構的又は化学的に検出された、特定対象の値と何らかの対応関係を有する値に基づいて、何らかの規則若しくはアルゴリズムに従って推定又は推測することを含む概念である。或いは、「特定する」とは、特定対象の値を測定する手段、例えば、各種センサ装置などから電気信号として測定結果を受け取る形態を有していてもよい。
【００１２】
尚、グリップ度が特定される車輪は、車両に備わる車輪である限りにおいて何ら限定されないが、好適には操舵輪、例えば左右前輪の少なくとも一方を指す。尚、車両が悪路を走行する場合、左右前輪でグリップ状態が大きく異なる場合が多いから、好適には、グリップ度は左右前輪で特定されるのが好ましい。この場合、特定されるグリップ度は、左右前輪の平均値であってもよいし、左右前輪に付与される相応の重み付けに基づいて決定されてもよい。或いは左右前輪のグリップ度として夫々個別に利用されてもよい。
【００１３】
一方、本発明に係る車両の制御装置によれば、操舵方向特定手段によって、車両の操舵方向が特定される。ここで、「車両の操舵方向」とは、操舵トルクの発生する方向であり、車輪の舵角の変化方向を指す。従って、車輪がその時点で左右いずれの方向に向いているかとは無関係な概念である。尚、車輪の舵角は、例えば、操舵角センサ又はハンドル角センサなど何らかの操舵角検出手段の出力に基づいて取得されてもよい。
【００１４】
更に、本発明に係る車両の制御装置によれば、変化特性特定手段によって、操舵方向に対するグリップ度の変化特性が特定される。
【００１５】
ここで、操舵方向に対するグリップ度の変化特性を特定する態様は、操舵方向特定手段によって特定される操舵方向に車輪が操舵された場合におけるグリップ度の変化特性、例えば、グリップ度が増加するのか、減少するのか或いは変化しないのかといった特性を特定可能である限りにおいて何ら限定されない。例えば、グリップ度を車両の操舵角に対応付けて記憶しておくことによって、係る変化特性は比較的容易に特定される。或いは、操舵角に対応付けてグリップ度を記憶せずに、現時点の操舵角を含む微小な舵角領域についてグリップ度がどのように変化するのかを推定してもよい。
【００１６】
尚、このような変化特性の特定は、実際に車輪の操舵操作に伴ってリアルタイムに行われてもよいし、予め操舵方向に対してグリップ度がどのように変化するのかが判明している或いは推定可能である場合には、係る操舵操作以前に行われていてもよい。
【００１７】
ここで、本発明に係る車両の制御装置では、補助トルク制御手段によって、（i）係る変化特性が増加特性である場合に補助トルクが増加するように操舵トルク補助手段を制御する第１制御及び（ii）係る変化特性が減少特性である場合に補助トルクが減少するように操舵トルク補助手段を制御する第２制御が実行される。
【００１８】
第１制御が実行される場合、補助トルクが増加するように操舵トルク補助手段が制御されるため、運転者は、グリップ度が増加する操舵方向へ操舵操作を行い易くなる。即ち、グリップ度が増加する方向へステアリング操作が誘われることによって、結果的に、車両を相対的にグリップ度の高い路面に導くことが可能となる。
【００１９】
また、第２制御が実行される場合、補助トルクが減少されるように操舵トルク補助手段が制御されるため、運転者は、グリップ度が低下する操舵方向へ操舵操作を行い難くなる。即ち、グリップ度が低下する方向へのステアリング操作が阻害されることによって、結果的に、車両を相対的にグリップ度の高い路面に導くことが可能となる。
【００２０】
このように第１制御及び第２制御が実行されることによって、車両はグリップ度の高い路面に誘われる。即ち、低μ路や岩山など路面状況による走行性能の低下を効果的に防止することが可能となるのである。
【００２１】
尚、「増加特性である場合に」及び「減少特性である場合に」とは、必ずしも、増加特性又は減少特性である場合の全てでなくともよい趣旨である。例えば、増加特性における増加率や減少特性における減少率など変化特性を規定する値に何らかの閾値が設定されてもよい。即ち、比較的大きくグリップ率が変化する場合に限って、第１又は第２制御が実行されてもよい。
【００２２】
尚、補助トルクの増加量及び減少量は、このような車両の走行性能の低下を防止し得る限りにおいて何ら限定されない。例えば、補助トルクは、操舵方向に対して、換言すれば操舵トルクの方向に対して付与されるトルクであるから、「補助トルクが減少する」とは、操舵方向とは逆向きの、言わば操舵トルクを打ち消す方向にトルクが付与されることを含む概念である。但し、運転者の操舵意思を反映した車両の制御を実行する観点からは、補助トルクは、操舵方向に限定して付与されるトルクであるのが望ましい。従って、補助トルクの下限値は、ゼロ又はゼロとみなし得る程度に小さい値、或いは運転者が車両を操舵するのに必要な最低限度の（即ち、運転者の感覚としては、操舵トルクが十分に大きい）トルクに設定されるのが好適である。一方で、補助トルクの上限値は、同様に運転者の操舵意思を尊重する観点から、補助トルクのみで車両が操舵される事態が生じない程度の値に設定されるのが好ましい。また、補助トルクの増加量及び減少量は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、走行性能の低下を効果的に防止し得るように設定されていてもよい。
【００２３】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記車両は、前記車両を制動するための制動装置及び前記車両を駆動するための駆動装置を更に具備し、前記車両の制御装置は、前記車両の速度が所定値に維持されるように前記制動装置及び前記駆動装置を制御する車速制御手段を更に具備し、前記補助トルク制御手段は、前記車両の速度が前記所定値に維持される場合に前記第１及び第２制御を実行する。
【００２４】
車両に備わる制動手段とは、車両を制動するための機構、装置及びシステムを包括する概念であり、例えば、ブレーキ装置又はブレーキシステムなどを指す。また、制動手段は、その機能の少なくとも一部が、例えば、ＡＢＳ（Antilock Braking System）やＶＳＣ（Vehicle Stability Control）装置など、車両の安定化を図るための各種装置と協調的に制御されてもよい。或いはこれら各種装置の一部として一体に構成されていてもよい。
【００２５】
一方、駆動手段とは、車両を駆動するための機構、装置及びシステムを包括する概念であり、例えば、エンジン、エンジンに対し空気を供給するためのスロットルバルブ、又はスロットルバルブを駆動するスロットルバルブモータなどを指す。
【００２６】
この態様によれば、車速制御手段によって、車両の速度（以下、適宜「車速」と称する）が所定値（以下、適宜「所定車速」と称する）に維持されるようにこれら制動装置及び駆動装置が制御される。
【００２７】
尚、車速を維持する際の所定車速とは、必ずしも固定値でなくともよく、予め設定される上限値と下限値とによって規定される一定又は不定の車速範囲を含む趣旨である。即ち、このような車速領域に車速が収まっている状態も、本発明に係る「車速が維持される」範疇である。
【００２８】
尚、制動装置及び駆動装置の制御態様は、車両を所定車速に維持し得る限りにおいて何ら限定されない。また、係る車速の維持は、平坦路で行われてもよいし、坂路で行われてもよい。坂路（主として降板路）で車速が維持される場合、例えば車速が目標値を超えた場合に、各車輪に備わるホイールシリンダの油圧を運転者のブレーキペダル操作とは無関係に制御することによって所定車速が維持されてもよい。平坦路で車速が維持される場合、例えばスロットルバルブの開閉状態とホイールシリンダの油圧とを協調的に制御して車速が維持されてもよい。
【００２９】
また、補助トルク制御手段は、車速制御手段によって車速が所定値に維持される場合に第１制御及び第２制御を実行する。車速を維持する場合、車輪は正常とみなし得る程度のグリップ状態を保っている必要がある。従って、例えば悪路においては顕著に車速の維持が困難になり易い。この態様によれば、車速を所定値に維持する場合に、第１及び第２制御が実行されるため、好適に車速の維持が実現される。
【００３０】
尚、「車速が所定値に維持される場合に」とは、必ずしも実際の車速が所定値に維持されている期間のみを表すものではなく、例えば、車速を維持する旨の入力がなされ、車速を維持するための制御モードが起動している期間などを含む概念である。即ち、車速を維持すべく制動手段及び駆動手段が制御されていても、路面の状況によっては、例えば、岩山を走行しているような場合には特に、車両は頻繁に停止する。そのような場合も、車速を維持すべく制御がなされているのであり、「車速が所定値に維持される場合」の範疇である。
【００３１】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記グリップ度特定手段は、前記車輪のグリップ度の増加及び低下に応じて夫々低下及び増加する前記車輪のスリップ度を特定することによって前記車輪のグリップ度を特定する。
【００３２】
この態様によれば、スリップ度に基づいてグリップ度が特定される。本発明に係るスリップ度とは、車輪のスリップ状態を規定する値を包括する概念である。車輪の接地荷重が減少すると、グリップ度は低下するのであるが、この際、接地荷重が減少するのに伴って車輪はスリップを開始する。即ち、スリップ度とは、その低下及び増加が夫々グリップ度の増加及び低下に対応する、グリップ度と相反する概念である。
【００３３】
従って、スリップ度に基づいて間接的にグリップ度を特定することが可能となる。尚、スリップ度とグリップ度との対応関係が、又はスリップ度と補助トルクの増加又は減少量との対応関係が予め規定されている場合には、スリップ度が特定されることによって間接的にグリップ度が特定されることになるから、実際に補助トルクを増減制御するに際して必ずしもグリップ度を特定する必要は生じない。尚、スリップ現象は、グリップ度の不足によって副次的に発生する現象であるが、スリップ度は、グリップ度よりも簡便に特定され得るから、第１又は第２制御を好適に実行することが可能となる。
【００３４】
尚、グリップ度とスリップ度は、必ずしも相互に一対一に対応しなくてもよい。例えば、車輪がある程度路面をグリップしている状態（即ち、グリップ度が所定値以上である状態）では、車輪はスリップしないのであり、スリップ度は、例えばゼロとなって変化しない。然るに、車両の走行性能を担保する目的に鑑みれば、スリップが生じていない領域では補助トルクを制御する必要は小さく、問題となるのは、スリップが生じて走行性能が低下する場合である。即ち、スリップ度を特定することによってグリップ度が特定される場合には、効率的に車両を制御することが可能となる。
【００３５】
尚、この態様では、前記グリップ度特定手段は、前記車両の車輪速度に基づいて前記車輪のスリップ度を特定してもよい。
【００３６】
この場合、スリップ度が車輪速度に基づいて特定されるので効率的である。車輪速度に基づいてスリップ度を特定する態様は何ら限定されない。例えば、車輪速度に基づいて得られる車速の目標車速に対する超過量（速度の次元である）と、目標車速との比率として規定されるスリップ率が、スリップ度の一形態として特定されてもよい。この場合、比較的正確にスリップ度を特定することが可能となる。尚、この際、車輪速度は、車両の各車輪に備わる車輪速センサなどの車輪速度検出手段の出力値に基づいて特定されてもよい。
【００３７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記補助トルク制御手段は、前記第１又は第２制御における前記補助トルクの増加又は減少量を、前記特定されるグリップ度に応じて決定する。
【００３８】
例えば、グリップ度が極端に小さい場合、係る操舵位置では、車両の走行性能が比較的大きく低下する可能性が高いから、比較的大きい補助トルクによって、グリップ度が増加傾向となる操舵方向への操舵操作を促すのが好適である。反対に、グリップ度が減少する操舵方向へは、更なる走行性能の低下を防止する観点から、補助トルクを比較的大きく減じて操舵操作を阻害するのが好適である。この態様によれば、補助トルクの増加又は減少量がグリップ度に応じて決定されるため、効率的且つ効果的に車両の走行性能低下を防止することが可能となる。
【００３９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記補助トルク制御手段は、前記第１又は第２制御における前記補助トルクの増加又は減少量を、前記変化特性を規定する値に応じて決定する。
【００４０】
この態様によれば、前述したグリップ度ではなく或いはグリップ度に加えて、グリップ度の変化特性を規定する値、例えば、変化特性を表すプロファイル（特性曲線）の傾き、即ちグリップ度の変化率などに応じて補助トルクの増加又は減少量が決定されるため、グリップ度の総体的な変化特性に鑑みた補助トルクの制御が可能となる。尚、変化特性を規定する値に応じた増加又は減少量の設定態様は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて決定されていてもよい。
【００４１】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
＜実施形態＞
以下、適宜図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００４３】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の模式構成図である。尚、ここでは、車両１０の構成を、その動作の一部を交えて説明することとする。
【００４４】
図１において、車両１０は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを備え、不図示のエンジンの動力によって走行する車両である。
【００４５】
車両１０は、ハンドル１１、シャフト１２及び操舵装置１３を備える。
【００４６】
ハンドル１１は、不図示の運転者による操舵操作（以下、適宜「ハンドル操作」と称する）をシャフト１２に伝達するための装置であり、運転者によるハンドル操作は、シャフト１２に対し回転動力として伝達される。シャフト１２が受けた回転動力は、操舵装置１３に伝達される。
【００４７】
操舵装置１３は、ラックアンドピニオン形式の操舵装置であり、シャフト１２の先端部分に備わる不図示のピニオンギアの回転運動を、係るピニオンギアと噛み合った不図示のラックの図示左右方向への往復運動に変換することによって、駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲの舵角を、運転者のハンドル操作に応じて制御している。尚、ハンドル１１、シャフト１２及び操舵装置１３は、本発明に係る「操舵手段」の一例を構成している。
【００４８】
図１において、車両１０は更に、ＥＣＵ１００、スロットルバルブモータ２００、起動スイッチ３００、ブレーキアクチュエータ４００、ＥＰＳ５００、ハンドル角センサ６００、制動装置７００ＦＬ、７００ＦＲ、７００ＲＬ及び７００ＲＲ、ホイールシリンダ７１０ＦＬ、７１０ＦＲ、７１０ＲＬ及び７１０ＲＲ並びに車輪速センサ８００ＦＬ及び８００ＦＲを備える。
【００４９】
ＥＣＵ１００は、不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えると共に、車両１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納されるプログラムに従って、後述するアシストトルク制御処理を実行することが可能に構成されており、係るアシストトルク制御処理の実行過程で生じる各種データをＲＡＭに一時的に格納することが可能に構成されている。
【００５０】
スロットルバルブモータ２００は、不図示のエンジンに対し、吸気系を介して吸気された空気を供給するための不図示のスロットルバルブを駆動するモータであり、本発明に係る「駆動装置」の一例である。スロットルバルブモータ２００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることによってＥＣＵ１００に上位制御される。
【００５１】
起動スイッチ３００は、車両１０の車室内の所定箇所（例えば、コンソールパネルなど）に設置された、運転者などによって操作される入力装置であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。本実施形態において起動スイッチ３００が操作された場合には、ＥＣＵ１００に対し車速維持制御の実行を促す起動入力信号が出力される構成となっている。ここで、車速維持制御とは、車両１０の車速を予め設定された値又は範囲に維持するための制御である。尚、本実施形態では、係る起動入力信号に応じて、即ち、車速維持制御の実行に伴って、後述するアシストトルク制御処理が実行される構成となっている。
【００５２】
ブレーキアクチュエータ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００による上位制御に従って、各ホイールシリンダの油圧を制御することが可能に構成された、本発明に係る「制動手段」の一例である。
【００５３】
ＥＰＳ５００は、電子制御式のパワーステアリング装置であり、本発明に係る「操舵トルク補助手段」の一例である。ＥＰＳ５００は、不図示のモータを備え、係るモータによるアシストトルクＴＡ（即ち、本発明に係る「補助トルク」の一例）によって操舵装置１３のピニオンギア（実質的にはピニオンギアが固定されたシャフト１２）を回転させ、ハンドル１１を介してシャフト１２に加えられる操舵トルクＴＳをアシストすることが可能に構成されている。ＥＰＳ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって上位制御されている。尚、ＥＰＳ５００には、シャフト１２の捩れを検出することによって操舵トルクＴＳを検出する操舵トルクセンサ（不図示）が備わっている。
【００５４】
ハンドル角センサ６００は、ハンドル１１の回転角（即ち、ハンドル角）を検出するセンサである。検出されたハンドル角は、ハンドル角センサ６００と電気的に接続されたＥＣＵ１００に、係るハンドル角を表す電気信号として出力される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、検出されたハンドル角と、操舵装置１３におけるステアリングギア比とに基づいて、操舵輪たる車輪ＦＬ及びＦＲの操舵角ＤＳを取得することが可能に構成されている。
【００５５】
制動装置７００ＦＬは、左前輪ＦＬに備わり、ホイールシリンダ７１０ＦＬの油圧に応じて不図示のブレーキパットが不図示のディスクを押圧することによって左前輪ＦＬを制動するディスクブレーキ装置である。同様に制動装置７００ＦＲ、７００ＲＬ及び７００ＲＲは、夫々ホイールシリンダ７１０ＦＲ、７１０ＲＬ及び７１０ＲＲと協調して夫々右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲを制動するディスクブレーキ装置である。
【００５６】
尚、各ホイールシリンダには、マスタシリンダ（不図示）及びブレーキアクチュエータ４００を介してブレーキオイルの油圧が伝達される構成となっている。通常、運転者によって不図示のブレーキペダルが踏下された際に、その踏下量に応じた油圧がマスタシリンダを介して各ホイールシリンダに伝達される。その一方で、ＥＣＵ１００は、ブレーキアクチュエータ４００を制御することによって、運転者のブレーキペダル操作とは無関係に、各ホイールシリンダの油圧を制御することも可能である。各制動装置及び各ホイールシリンダは、ブレーキアクチュエータ４００と共に、本発明に係る「制動手段」の一例を構成する。
【００５７】
車輪速センサ８００ＦＬ及び８００ＦＲは、夫々車輪ＦＬ及びＦＲの回転速度を検出するセンサである。各車輪速センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車輪速がＥＣＵ１００に出力される構成となっている。ＥＣＵ１００は、係る車輪速に基づいて、車両１０の後述するスリップ率ＳＬを取得することが可能に構成されている。
【００５８】
＜実施形態の動作＞
次に、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００が実行するアシストトルク制御処理の詳細について説明する。ここに、図２は、アシストトルク制御処理のフローチャートである。
【００５９】
アシストトルク制御処理は、既に述べた通り、車速維持制御が実行されるのに伴って実行される処理である。車速維持制御は、起動スイッチ３００の操作によって発生する起動入力信号に応じて実行される。例えば、運転者によって起動スイッチ３００が操作された場合、ＥＣＵ１００は、目標車速（例えば、３〜４ｋｍ／ｈ程度）が維持されるように、スロットルバルブモータ２００及びブレーキアクチュエータ４００を制御する。
【００６０】
具体的には、ＥＣＵ１００は、一方でスロットルバルブモータ２００を駆動することによってスロットルバルブの開閉を制御して車両１０の駆動力を制御しつつ、他方でブレーキアクチュエータ４００を介して運転者によるブレーキペダル操作とは無関係に各ホイールシリンダの油圧を制御することによって車両１０を制動し、係る目標車速を維持する。
【００６１】
係る車速維持制御は、ダート道路や岩山など各車輪のグリップを担保し難い、即ち比較的高い運転技術が要求される悪路状況下において効果的に作用する。一方で、このような悪路状況下では、とりわけ岩山など起伏の激しい路面状況下では、車両１０の走行ルートを適切に選択しないと、車輪がスリップするなどして走行性能が低下し易い。そこで、本実施形態では、車速維持制御中には、アシストトルク制御処理が実行され、走行性能の低下が防止されている。
【００６２】
図２において、ＥＣＵ１００は、車輪のスリップ率ＳＬを算出する（ステップＡ１０）。本実施形態において、スリップ率ＳＬは、目標車速及び車輪速度から得られる車速に基づいて算出される。尚、車輪速度から得られる車速とは、実際の車両１０の車速とは異なり、各車輪速センサの出力値に基づいて算出される車速を指す。目標車速が４ｋｍ／ｈであって、各車輪速センサの出力値たる車輪速度から得られる車速が８ｋｍ／ｈである場合には、車輪速度から得られる車速は目標車速の倍であり、スリップ率は１００％となる。尚、スリップ率は、本発明に係る「スリップ度」の一例である。尚、車輪速センサが左右前輪に備わる点に鑑みれば、スリップ率ＳＬは、左右前輪各々において得られる値となるが、本実施形態では、左右前輪のスリップ率ＳＬの平均値が最終的なスリップ率ＳＬとして使用されるものとする。
【００６３】
アシストトルク制御処理の実行中、ＥＣＵ１００は、所定のクロックに基づいた周期毎にスリップ率ＳＬを算出している。また、この算出されたスリップ率ＳＬは、ＥＣＵ１００のＲＡＭに所定数量バッファリングされる。
【００６４】
スリップ率ＳＬが算出されるのと同期したタイミングで、ＥＣＵ１００は、運転者によるハンドル操作の有無を判別する（ステップＡ１１）。ハンドル操作が無い場合（ステップＡ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１１を繰り返す。一方で、ハンドル操作が有った場合（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、最新のスリップ率ＳＬが、予め設定されたスリップ率ＳＬの閾値ＳＬｔｈよりも大きいか否かを判別する（ステップＡ１２）。
【００６５】
ここで、閾値ＳＬｔｈは、予め、実験的に、経験的に或いはシミュレーションなどに基づいて、何らの対策を施さなくても走行性能の低下を招かないと推定し得る程度の値に設定されている。
【００６６】
スリップ率ＳＬが閾値ＳＬｔｈ以下である場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１１に戻し、ＥＰＳ５００のアシストトルクＴＡを通常のアシスト特性に基づいて設定する。ここで、図３を参照して、通常のアシスト特性について説明する。ここに、図３は、ＥＰＳ５００の通常のアシスト特性を表す模式図である。
【００６７】
図３において、ＥＰＳ５００は、操舵装置１３に対し、図示アシストプロファイルに基づいてアシストトルクＴＡを付与し、操舵トルクＴＳをアシストする。例えば、操舵トルクＴＳ０に対しては、アシストトルクＴＡ０が対応しており、ＥＰＳ５００は、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクＴＳがＴＳ０である場合には、アシストトルクＴＡがＴＡ０となるようにモータ出力を制御する。尚、図３において、アシストプロファイルは、操舵トルクＴＳがゼロとなる点に対し対照な形状を有しているが、これは、操舵トルクＴＳ及びそれと対応するアシストトルクＴＡの作用する方向が、操舵方向に応じて正反対となることを表している。
【００６８】
図２に戻り、スリップ率ＳＬが閾値ＳＬｔｈよりも大きい場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、操舵方向に対してスリップ率ＳＬが増加特性を有するか否かを判別する（ステップＡ１３）。また、スリップ率ＳＬが操舵方向に対して増加特性を有さない場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、スリップ率ＳＬが操舵方向に対して減少特性を有するか否かを判別する（ステップＡ１５）。
【００６９】
ここで、図４を参照して、スリップ率ＳＬの変化特性について説明する。ここに、図４は、スリップ率ＳＬの変化特性を表す模式図である。
【００７０】
図４において、縦軸及び横軸は、夫々スリップ率ＳＬ及び操舵角ＤＳを表す。操舵角ＤＳは、操舵装置１３の中立（ニュートラル）位置に対応する操舵角度が基準角度（即ち、ゼロ）となっている。尚、基準角度は、如何なる操舵角に設定されていてもよい。尚、図４は、ハンドル１１を左に切る程、即ち車輪が左に操舵される程、操舵角ＤＳが図示左方向へ大きくなり、ハンドル１１を右に切る程、即ち車輪が右に操舵される程、操舵角ＤＳが図示右方向へ大きくなることを表している。
【００７１】
図４において、操舵角ＤＳがゼロである場合のスリップ率（図示白丸）が示される。この操舵位置において、操舵方向が左操舵の方向（図示矢線Ａ方向）である場合、スリップ率ＳＬは増加する。また、操舵方向が右操舵の方向（図示矢線Ｂ方向）である場合、スリップ率ＳＬは減少する。即ち、図４では、操舵角ＤＳがゼロである操舵位置において、操舵方向が左であればスリップ率ＳＬは増加特性、操舵方向が右であればスリップ率ＳＬは減少特性となる。
【００７２】
図２のステップＡ１３及びステップＡ１５に係る処理では、ＥＣＵ１００が、一定周期毎に算出されるスリップ率ＳＬの値を監視し、スリップ率ＳＬの値がＲＡＭにバッファリングされる従前のスリップ率ＳＬの値よりも増加したか或いは減少したかに基づいて操舵方向に対し如何なる変化特性であるのかを判別する。尚、操舵方向とは、操舵角ＤＳの変化方向であり、ハンドル角センサ６００の出力値に基づいて容易に特定される。
【００７３】
尚、図４に例示するスリップ率ＳＬの変化特性は、説明の簡略化のために、比較的広範囲の操舵角についてスリップ率ＳＬを表したものである。実際には、ＥＣＵ１００が、スリップ率ＳＬをＲＡＭにバッファリングする過程で係る広範囲の変化特性を取得できることは稀であり、上述したように操舵操作に対しリアルタイムに変化特性が判別されるのが好適である。但し、事前に図４の如き変化特性が取得可能である場合には、或いは、スリップ率ＳＬの変化特性が推定可能である場合には、勿論実際のハンドル操作以前に、スリップ率の変化特性が特定されてもよい。
【００７４】
図２に戻り、操舵方向に対しスリップ率ＳＬが増加特性である場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＥＰＳ５００を制御して、アシストトルクＴＡを減少させる（ステップＡ１４）。一方、操舵方向に対し、スリップ率ＳＬが減少特性である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＥＰＳ５００を制御して、アシストトルクＴＡを増加させる（ステップＡ１６）。また、操舵方向に対しスリップ率ＳＬが減少特性ではない場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、アシストトルクＴＡを、増減制御することなく図３に示すアシストプロファイルに基づいて決定する。
【００７５】
尚、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し増加特性であるか減少特性であるかは、スリップ率ＳＬの変化率（スリップ率ＳＬの操舵角ＤＳに対する変化勾配）が予めＲＯＭに格納される閾値以上であるか否かによって決定される。即ち、係る閾値（正負両方に設定される）の範囲内であれば、スリップ率ＳＬは増加特性でも減少特性でもないと判別される。
【００７６】
ステップＡ１６に係る処理によってアシストトルクＴＡが増加する場合、運転者はハンドルが相対的に軽くなったように感じるため、操舵方向へのハンドル操作が容易になる。一方、ステップＡ１４に係る処理によってアシストトルクＴＡが減少する場合、運転者はハンドルが相対的に重くなったように感じるため、操舵方向へのハンドル操舵が阻害される。従って、結果的に、車両１０は、スリップ率が小さくなる方向へ、即ち、グリップ度が高まる方向へ誘われ、車速維持制御が効果的に実行される。即ち、車両の走行性能の低下が効果的に防止されるのである。
【００７７】
尚、アシストトルクＴＡを増加又は減少させる態様は、本発明に係る効果が担保される限りにおいて自由に決定されてよい。ここで、図５及び図６を参照して、アシストトルクＴＡの増加及び減少量の決定態様について説明する。ここに、図５は、アシストトルクＴＡを補正するための補正係数マップの一例であり、図６は、同様に補正係数マップの他の一例である。
【００７８】
図５において、ＥＣＵ１００のＲＯＭに格納される補正係数マップ９００Ａが示される。補正係数マップ９００Ａにおいて、縦軸及び横軸は、夫々補正係数Ｐ及びスリップ率ＳＬを表している。ここで、補正係数Ｐとは、図３に示すアシストプロファイルに基づいて決定されるアシストトルクＴＡに乗じる係数であり、即ち、補正係数が「１」である場合とは、アシストトルクＴＡには何らかの補正もなされないことを意味する。
【００７９】
補正係数マップ９００Ａにおいて、スリップ率ＳＬが前述のＳＬｔｈ以下の範囲は不感帯に設定されており、補正係数Ｐは１に設定され、アシストトルクＴＡには何らの補正もなされない。即ち、アシストプロファイルに従ってアシストトルクＴＡが決定される。一方、スリップ率ＳＬが閾値ＳＬｔｈより大きい領域では、２種類のアシストトルク補正用のプロファイルが規定される。即ち、プロファイルＰｒｉ０（図示実線）及びＰｒｄ０（図示鎖線）である。
【００８０】
プロファイルＰｒｉ０は、スリップ率ＳＬの増加に伴って補正係数Ｐを増加させるプロファイルである。従って、図２におけるステップＡ１６では、このプロファイルＰｒｉ０が選択される。この場合、スリップ率ＳＬが相対的に大きければ、相対的にアシストトルクＴＡは大きく設定される。
【００８１】
プロファイルＰｒｄ０は、スリップ率ＳＬの増加に伴って補正係数Ｐを減少させるプロファイルである。従って、図２におけるステップＡ１４では、このプロファイルＰｒｄ０が選択される。この場合、スリップ率ＳＬが相対的に大きければ、相対的にアシストトルクＴＡは小さく設定される。
【００８２】
例えば、あるスリップ率ＳＬ０（ＳＬ０＞ＳＬｔｈ）において、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し減少特性であれば、プロファイルＰｒｉ０に従って補正係数Ｐ１（Ｐ１＞１）が、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し増加特性であれば、プロファイルＰｒｄ０に従って補正係数Ｐ２（Ｐ２＜１）が、夫々補正係数として設定される。
【００８３】
一方、図６には、ＲＯＭに格納される補正係数マップ９００Ｂが示される。補正係数マップ９００Ｂにおいて、縦軸及び横軸は、夫々前述した補正係数Ｐ及びスリップ率変化勾配ＧＳＬの絶対値を表している。ここで、スリップ率変化勾配ＧＳＬとは、スリップ率ＳＬが変化する際の傾きであり、正負いずれの方向にも定義し得る値である。即ち、図示右方向へ向う程、スリップ率ＳＬは急激に変化することを表す。補正係数マップ９００Ｂには、補正係数マップ９００Ａと同様に不感帯が設定される。補正係数マップ９００Ｂにおける不感帯は、スリップ率変化勾配ＧＳＬの絶対値が｜ＧＳＬｔｈ｜以内となる範囲である。尚、係る不感帯に属する変化勾配とは、即ち図２において操舵方向に対し増加特性でも減少特性でもないと判別される変化勾配と等価である。補正係数マップ９００Ｂでは、不感帯を超えた領域に２種類のアシストトルク補正用のプロファイルが規定される。即ち、プロファイルＰｒｉ１及びプロファイルＰｒｄ１である。
【００８４】
プロファイルＰｒｉ１は、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し減少特性である場合のプロファイルであり、スリップ率変化勾配ＧＳＬの絶対値が増加するのに伴って補正係数Ｐを増加させるプロファイルである。従って、図２におけるステップＡ１６では、例えば、このプロファイルＰｒｉ１が選択される。この場合、スリップ率ＳＬの変化勾配が相対的に大きければ、相対的にアシストトルクＴＡは大きく設定される。
【００８５】
プロファイルＰｒｄ１は、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し増加特性である場合のプロファイルであり、スリップ率変化勾配ＧＳＬの絶対値が増加するのに伴って補正係数Ｐを減少させるプロファイルである。従って、図２におけるステップＡ１４では、例えばこのプロファイルＰｒｄ１が選択される。この場合、スリップ率ＳＬの変化勾配ＧＳＬが相対的に大きければ、相対的にアシストトルクＴＡは小さく設定される。
【００８６】
例えば、あるスリップ率変化勾配の絶対値｜ＧＳＬ０｜（｜ＧＳＬ０｜＞｜ＧＳＬｔｈ｜）において、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し減少特性であれば、プロファイルＰｒｉ１に従って補正係数Ｐ３（Ｐ３＞１）が、スリップ率ＳＬが操舵方向に対し増加特性であれば、プロファイルＰｒｄ１に従って補正係数Ｐ４（Ｐ４＜１）が、夫々補正係数として設定される。
【００８７】
図２に戻り、ステップＡ１４又はステップＡ１６に係る処理が実行されるか、又はステップＡ１５においてスリップ率ＳＬが操舵方向に対し減少特性ではないと判別されると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１１に移行し、速度維持制御が終了するまで一連の処理が繰り返される。
【００８８】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の模式構成図である。
【図２】図１の車両においてＥＣＵが実行するアシストトルク制御処理のフローチャートである。
【図３】図１の車両に備わるＥＰＳの通常のアシスト特性を表す模式図である。
【図４】図１の車両における車輪のスリップ率の変化特性を表す模式図である。
【図５】図２のアシストトルク制御処理において参照される補正係数マップの模式図である。
【図６】図２のアシストトルク制御処理において参照される補正係数マップの他の模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…スロットルバルブモータ、３００…起動スイッチ、４００…ブレーキアクチュエータ、５００…ＥＰＳ、６００…ハンドル角センサ、ＦＬ７００、７００ＦＲ、７００ＲＬ、７００ＲＲ…制動装置、７１０ＦＬ、７１０ＦＲ、７１０ＲＬ、７１０ＲＲ…ホイールシリンダ、８００ＦＬ、８００ＦＲ…車輪速センサ。
【図１】
0004415915.tif 000002
【図２】
0004415915.tif 000003
【図３】
0004415915.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004415915.tif 000006
【図６】
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