(57)【要約】【課題】ドライバビリティの低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】車両制御装置１００は、疑似操舵トルクを発生させるモータ２４と、モータ２４の駆動を制御するモータ制御部と、モータ制御部がモータ２４により所定の疑似操舵トルクを発生させたときのステアリング２の操舵角と、予め記憶された疑似操舵トルクに対応する初期操舵角との差が所定量を超える場合に、車両の旋回制御の実行を規制する旋回制御規制部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
疑似操舵トルクを発生させるモータと、
前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、
前記モータ制御部が前記モータにより所定の疑似操舵トルクを発生させたときのステアリングの操舵角と、予め記憶された前記疑似操舵トルクに対応する初期操舵角との差が所定量を超える場合に、車両の旋回制御の実行を規制する旋回制御規制部と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記モータは、電動パワーステアリング装置用のモータである請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記疑似操舵トルクは、転舵輪を転舵させるための最小操舵トルク未満のトルクである請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
疑似操舵トルクを発生させるモータと、
前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、
前記モータ制御部が前記モータにより所定の疑似操舵トルクを発生させたときのステアリングの操舵角の変化に基づいて、ステアリングラックハウジングを車体側に連結するための連結部材の劣化を判定する劣化判定部と、
を備えることを特徴とする連結部材劣化判定装置。
【請求項５】
前記劣化判定部は、前記疑似操舵トルクを発生させたときの操舵角と、予め記憶された前記疑似操舵トルクに対応する初期操舵角との差が所定量を超える場合に、前記連結部材が劣化していると判定する請求項４に記載の連結部材劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置及び連結部材劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の旋回制御の１つとして、自動車等の車両の挙動あるいは姿勢を安定化させるためのシステムとして、ビークルスタビリティコントロール（Vehicle Stability Control：ＶＳＣ）システムが知られている。ＶＳＣシステムは、車両が直進状態となるときのステアリングの操舵角をステアリングセンタ位置として保持している。そして、このステアリングセンタ位置を基準としたステアリングホイールの操舵角に対する車両ヨーレートの大きさに応じて、車輪にかかる制動力やエンジン出力等を調節する。これにより車輪のスリップ等を抑制して車両挙動の安定化を図っている。例えばＶＳＣシステムは、操舵角に対する車両ヨーレートが小さい場合にアンダーステア状態と判定し、制動制御やエンジン出力制御等を実行する。通常、ステアリングセンタ位置情報は車両出荷時に予め学習されて保持されるとともに、車両が使用状態にあるときも所定のタイミングでステアリングセンタ位置の更新が繰り返される。
【０００３】
ステアリングセンタ位置の学習について、例えば特許文献１には、操舵手段の中立位置を学習する中立位置学習手段と、中立位置学習を行うにあたり、カーブ半径が所定値を超え、操舵トルクが所定値以上である場合に、中立位置学習手段による中立位置学習を抑制する中立位置学習抑制手段と、を備える操舵支援装置が開示されている。この操舵支援装置は、上述の構成を備えることでステアリングの中立位置の正確な把握と、高精度な操舵支援制御との実現を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２０５０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステアリングに入力された操舵角が、ステアリングシャフト及びラック＆ピニオン機構を介して転舵輪に伝達される構成において、ステアリングラックを収容するハウジングを車体側に連結するブッシュが経時劣化等により劣化すると、ステアリングラックの変位時にブッシュが変形し、ハウジングが車体に対して変位する場合がある。そのため、ブッシュが劣化した場合、操舵角センサで検出されるステアリング操舵角には、ステアリングラックの変位に起因するものとハウジングの変位に起因するものとが含まれることになる。
【０００６】
ブッシュの劣化によりハウジングが変位する場合、真のステアリングセンタ位置に対して、学習したステアリングセンタ位置がずれてしまい、精度の高いＶＳＣの実施が困難になるおそれがある。例えば、保持しているステアリングセンタ位置が、ハウジングの変位が発生している状態で学習したものである場合、車両が直進状態、すなわちステアリングが真のステアリングセンタ位置にあっても、ステアリングが操舵された状態と判断される。一方で、車両は直進状態であるため、車両ヨーレートは０である。そのため、ＶＳＣシステムは、ステアリングの操舵角に対して車両ヨーレートが小さいと判断し、車両がアンダーステア状態にあると判定して制動制御等を実施する。車両が直進状態にあるにもかかわらずアンダーステア状態を解消するような制動制御等が実施されると、車両偏向等が発生し、これにより車両のドライバビリティが低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ドライバビリティの低下を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両制御装置である。この車両制御装置は、疑似操舵トルクを発生させるモータと、前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、前記モータ制御部が前記モータにより所定の疑似操舵トルクを発生させたときのステアリングの操舵角と、予め記憶された前記疑似操舵トルクに対応する初期操舵角との差が所定量を超える場合に、車両の旋回制御の実行を規制する旋回制御規制部と、を備えることを特徴とする。この態様によれば、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
【０００９】
上記態様において、モータは、電動パワーステアリング装置用のモータであってもよい。これにより、部品点数及びコストの増大を抑制することができる。また、上記いずれかの態様において、前記疑似操舵トルクは、転舵輪を転舵させるための最小操舵トルク未満のトルクであってもよい。これにより、簡便なＶＳＣ規制が可能となる。
【００１０】
また、本発明の他の態様は連結部材劣化判定装置である。この連結部材劣化判定装置は、疑似操舵トルクを発生させるモータと、前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、前記モータ制御部が前記モータにより所定の疑似操舵トルクを発生させたときのステアリングの操舵角の変化に基づいて、ステアリングラックハウジングを車体側に連結するための連結部材の劣化を判定する劣化判定部と、を備えることを特徴とする。この態様によれば、ドライバビリティの低下抑制を図ることができる。
【００１１】
上記態様において、前記劣化判定部は、前記疑似操舵トルクを発生させたときの操舵角と、予め記憶された前記疑似操舵トルクに対応する初期操舵角との差が所定量を超える場合に、前記連結部材が劣化していると判定してもよい。これによっても、ドライバビリティの低下抑制を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ドライバビリティの低下を抑制する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る車両制御装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】モータトルクとステアリング操舵角との関係を示すグラフである。
【図３】実施形態に係る車両制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１５】
図１は、実施形態に係る車両制御装置の構成を説明するための模式図である。なお、図１に示す制御部２６の各ブロックは、ハードウェア構成としては、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能として描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１６】
車両１は、ステアリング２（操舵ハンドル）と、ステアリングシャフト４と、ピニオンギヤ６と、ラック軸８と、タイロッド１０と、転舵輪１２とを備える。ステアリング２は、運転者によって回動される操舵入力手段であり、ステアリングシャフト４の一端側に固定される。ステアリングシャフト４の他端側は、ピニオンギヤ６に連結される。ラック軸８には、ラックギヤ（図示せず）が設けられており、ピニオンギヤ６とラック軸８とがラック＆ピニオン方式で連結されている。
【００１７】
ラック軸８は、ステアリングラックハウジング１４に収容されている。ステアリングラックハウジング１４は、ラック軸８を往復動可能に支持しながらハウジング内部に収容する。ステアリングラックハウジング１４は、連結部材としてのブッシュ１６を介して車体側ＢＤに連結されている。ラック軸８の端部には、タイロッド１０の一端が連結されている。タイロッド１０の他端側には、転舵輪１２が連結されている。
【００１８】
ステアリング２に操舵角が入力されるとステアリングシャフト４が回転する。ステアリングシャフト４の回転運動は、ピニオンギヤ６及びラックギヤによりラック軸８の左右の直線運動に変換され、これにより転舵輪１２が転舵される。
【００１９】
また、車両１は、操舵角センサ１８と、トルクセンサ２０と、減速機２２と、モータ２４と、制御部２６とを備える。操舵角センサ１８は、例えばステアリングシャフト４に設けられ、ステアリング２の操舵角を検出する。操舵角センサ１８は、検出値を制御部２６に出力する。
【００２０】
トルクセンサ２０は、例えばステアリングシャフト４に設けられ、ステアリングシャフト４に与えられる操舵トルクを検出する。例えば、トルクセンサ２０にはトーションバー（図示せず）が設けられている。トルクセンサ２０は、トーションバーの捻れ角度を検出することによってステアリングシャフト４に与えられる操舵トルクを検出する。トルクセンサ２０は、検出値を制御部２６に出力する。
【００２１】
モータ２４は、減速機２２を介してステアリングシャフト４に連結されている。より詳細には、例えばモータ２４のモータ軸が減速機２２に接続され、減速機２２のギヤがステアリングシャフト４に設けられたギヤ部と噛み合っている。モータ２４が作動すると、その回転運動が減速機２２によって減速されつつステアリングシャフト４に伝達され、ステアリングシャフト４が回転駆動される。
【００２２】
制御部２６は、ＥＰＳ制御部２８と、ＶＳＣ制御部３０と、劣化判定部３２と、ＶＳＣ規制部３４とを有する。制御部２６には、ヨーレートセンサ３６、車輪速センサ３８等の各種センサ類やストップランプスイッチ４０等が接続されている。
【００２３】
ＥＰＳ制御部２８は、運転者による操舵量に応じてモータ２４の駆動を制御し、車両１のステアリング２に操舵補助力を与える電動パワーステアリング（Electric Power Steering：ＥＰＳ）の実行を制御する。ＥＰＳ装置は、操舵角センサ１８、トルクセンサ２０、減速機２２、モータ２４及びＥＰＳ制御部２８等により構成される。ＥＰＳ制御部２８は、操舵角センサ１８及びトルクセンサ２０の検出値に基づいて、ステアリングシャフト４を駆動する目標アシストトルクを算出する。ＥＰＳ制御部２８は、算出した目標アシストトルクを発生させるための電流をモータ２４に供給し、モータ２４を駆動させて、運転者によるステアリング２の操舵をアシストする。
【００２４】
ＶＳＣ制御部３０は、ステアリング操舵量と車両ヨーレートとに基づいて車輪の制動やエンジン出力を制御し、各車輪の路面に対する滑りを抑制して車両挙動を安定化させるＶＳＣの実行を制御する。ＶＳＣは、車両の旋回制御の一例である。ＶＳＣ装置は、操舵角センサ１８、ヨーレートセンサ３６、ＶＳＣ制御部３０等により構成される。ＶＳＣ制御部３０は、操舵角センサ１８及びヨーレートセンサ３６の検出値に基づいて、車輪の目標制動量及び／又はエンジンの目標出力を算出する。ＶＳＣ制御部３０は、算出した目標制動量を示す信号をブレーキＥＣＵ（図示せず）に出力し、算出した目標出力を示す信号をエンジンＥＣＵ（図示せず）に出力して、旋回時における車両１の走行姿勢を安定させる。
【００２５】
劣化判定部３２は、連結部材であるブッシュ１６の劣化を判定する。ＶＳＣ規制部３４は、劣化判定部３２の判定結果を受けてＶＳＣの実行を規制する。劣化判定部３２及びＶＳＣ規制部３４の動作については、以下に詳細に説明する。
【００２６】
車両１には、本実施形態に係る車両制御装置１００が搭載されている。車両制御装置１００は、モータ２４、ＥＰＳ制御部２８、劣化判定部３２、旋回制御規制部としてのＶＳＣ規制部３４を有する。車両制御装置１００において、モータ２４は、所定の疑似操舵トルクＴ１を発生させる。ＥＰＳ制御部２８は、疑似操舵トルクＴ１を発生させるようモータ２４の駆動を制御するモータ制御部として機能する。ＥＰＳ制御部２８は、トルクセンサ２０の検出値に基づいてモータ２４を制御することで、疑似操舵トルクＴ１を発生させる。劣化判定部３２は、疑似操舵トルクＴ１をステアリングシャフト４に付与したときの操舵角に基づいてブッシュ１６の劣化を判定する。ＶＳＣ規制部３４は、劣化判定部３２によりブッシュ１６が劣化していると判定された場合に、ＶＳＣの実行を規制する信号を生成し、ＶＳＣ制御部３０に出力する。
【００２７】
以下に、本実施形態に係る車両制御装置１００が実施する制御について説明する。図２は、モータトルクとステアリング操舵角との関係を示すグラフである。図２の縦軸はステアリング２の操舵角（θ）を示し、横軸はモータ２４が発生させるトルク（Ｔ）を示す。また、直線ｍは、ブッシュ１６が未劣化である場合のトルクＴと操舵角θとの関係を示すグラフであり、直線ｎは、ブッシュ１６が劣化した場合のトルクＴと操舵角θとの関係を示すグラフである。
【００２８】
図２に示すように、ブッシュ１６が未劣化である場合と劣化した場合とを比較すると、ステアリングシャフト４に同じ大きさのトルクを付与した場合であっても、劣化した場合の方がステアリング２の操舵角θが大きくなる。例えば、疑似操舵トルクＴ１をステアリングシャフト４に加えた場合、ブッシュ１６が未劣化である場合の操舵角θ０（以下、適宜この操舵角を初期操舵角θ０と称する）よりもブッシュ１６が劣化した場合の操舵角θ１の方が大きくなる。これは、ブッシュ１６が劣化している場合、ブッシュ１６が変形してステアリングラックハウジング１４が変位するためである。
【００２９】
すなわち、ブッシュ１６が劣化すると、操舵角センサ１８で検出される操舵角θには、ラック軸８の変位による操舵角の変化とステアリングラックハウジング１４の変位による操舵角の変化とが含まれる。この場合、上述のように、学習したステアリングセンタ位置がずれて、車両が直進状態であるにもかかわらずステアリングが操舵された状態と判断され、車両１がアンダーステア状態にあると誤判定されてしまうおそれがある。
【００３０】
そこで、ＥＰＳ制御部２８は、所定のタイミングでモータ２４を駆動することにより疑似操舵トルクＴ１を発生させる。そして、劣化判定部３２は、このときのステアリング２の操舵角θの変化に基づいて、ブッシュ１６の劣化を判定する。具体的には、劣化判定部３２は、疑似操舵トルクＴ１を発生させたときの操舵角θ１と、予め記憶された疑似操舵トルクＴ１に対応する初期操舵角θ０との差が所定量θｖを超える場合、すなわち、（θ１−θ０）＞θｖとなる場合に、ブッシュ１６が劣化していると判定する。
【００３１】
初期操舵角θ０は、車両出荷検査時に測定され、図示しないメモリに予め記憶される。また、所定量θｖも予め設定されてメモリに記憶される。所定量θｖは、例えばＶＳＣが上述した誤作動を引き起こすブッシュ劣化量に相当する操舵角θである。なお、所定量θｖは、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。ステアリングシャフト４に疑似操舵トルクＴ１を付与する所定のタイミングは、例えば車両停止中である。車両停止中に疑似操舵トルクＴ１を発生させることで、車両１の安全性を確保することができ、また、ブッシュ１６の劣化判定の精度を高めることができる。
【００３２】
疑似操舵トルクＴ１は、例えば転舵輪１２を転舵させるための最小操舵トルク未満のトルクである。この場合、疑似操舵トルクＴ１を付与しても転舵輪１２は路面との摩擦により転舵位置が固定されたままとなるため、ラック軸８及びタイロッド１０は所定量だけ変位して停止する。この状態で、タイロッド１０及びラック軸８には転舵輪１２側からの反力がかかる。ブッシュ１６が劣化している場合、この反力によりブッシュ１６が変形し、ステアリングラックハウジング１４がラック軸８の変位方向とは逆方向に変位する。この逆方向の変位は、ステアリングラックハウジング１４を基準として見れば、ラック軸８の正方向の変位である。そのため、ブッシュ１６が劣化している場合は、ブッシュ１６が未劣化の場合よりも操舵角θが大きく検出される。
【００３３】
疑似操舵トルクＴ１を最小操舵トルク未満とすることで、転舵輪１２の転舵を伴うことなくブッシュ１６の劣化判定及びＶＳＣ規制を実施することができる。よって、簡便且つ精度の高い劣化判定及びＶＳＣ規制が可能となる。最小操舵トルクは、転舵輪１２との摩擦が最も小さい路面における最小操舵トルクとすることができる。なお、疑似操舵トルクＴ１は、最小操舵トルク以上のトルクであってもよい。この場合であってもブッシュ１６の劣化を判定することができる。なお、疑似操舵トルクＴ１は、設計者による実験やシミュレーションに基づき適宜設定することが可能である。
【００３４】
劣化が判定される連結部材はブッシュ１６に限定されず、その劣化により操舵角θに差が生じる連結部材であればよい。また、連結部材の劣化の程度が大きくなると図２に示す直線の傾きは大きくなるため、操舵角θ１と初期操舵角θ０との差の大きさによって、連結部材の劣化度合いを判定することもできる。
【００３５】
劣化判定部３２は、ブッシュ１６が劣化していると判定すると、劣化判定信号をＶＳＣ規制部３４に出力する。ＶＳＣ規制部３４は、劣化判定部３２から劣化判定信号を受信すると、ＶＳＣ規制信号を生成してＶＳＣ制御部３０に出力する。ＶＳＣ制御部３０は、ＶＳＣ規制部３４からＶＳＣ規制信号を受信すると、ＶＳＣの実行を規制する。ここで、ＶＳＣの規制とは、例えば、ＶＳＣの実行を禁止することや、アンダーステア状態の判定条件を変更すること等が含まれる。
【００３６】
本実施形態に係る車両制御装置１００において、モータ２４と、モータ制御部としてのＥＰＳ制御部２８と、劣化判定部３２とで、連結部材劣化判定装置を構成することができる。また、本実施形態では、劣化判定部３２によるブッシュ１６の劣化判定の結果を受けてＶＳＣ規制部３４がＶＳＣ規制信号を出力しているが、特にこれに限定されず、ＶＳＣ規制部３４が、劣化判定部３２による判定を介さずにＶＳＣ規制信号を出力してもよい。すなわち、ＶＳＣ規制部３４が、操舵角θ１と初期操舵角θ０との差と、所定量θｖとを比較し、当該差が所定量θｖを超える場合にＶＳＣ規制信号を出力する構成としてもよい。
【００３７】
図３は、実施形態に係る車両制御装置が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【００３８】
まず、車両停止中であるかが判定される（Ｓ１０１）。車両１が停止中であるか否かは、車輪速センサ３８及び／又はストップランプスイッチ４０の出力信号から判断することができる。車両停止中でない場合（Ｓ１０１のＮ）、本ルーチンは終了する。車両停止中である場合（Ｓ１０１のＹ）、ＥＰＳ制御部２８が、モータ２４を駆動して疑似操舵トルクＴ１を発生させる（Ｓ１０２）。
【００３９】
続いて、操舵角センサ１８により疑似操舵トルクＴ１をステアリングシャフト４に付与した状態におけるステアリング２の操舵角θ１が検出される（Ｓ１０３）。そして、操舵角θ１と、疑似操舵トルクＴ１を付与したときの初期操舵角θ０との差が、所定量θｖよりも大きいか判定される（Ｓ１０４）。当該差が所定量θｖ以下である場合（Ｓ１０４のＮ）、本ルーチンは終了する。当該差が所定量θｖを超える場合（Ｓ１０４のＹ）、ＶＳＣ規制部３４がＶＳＣ規制信号を出力し（Ｓ１０５）、本ルーチンは終了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置１００は、疑似操舵トルクＴ１を発生させるモータ２４と、モータ２４の駆動を制御するＥＰＳ制御部２８と、疑似操舵トルクＴ１を発生させたときのステアリング２の操舵角θ１と、予め記憶された疑似操舵トルクＴ１に対応する初期操舵角θ０との差が所定量θｖを超える場合に、ＶＳＣの実行を規制するＶＳＣ規制部３４とを備える。これにより、精度が低下した旋回制御の実施を回避することができるため、車両１のドライバビリティの低下を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る連結部材劣化判定装置は、モータ２４と、ＥＰＳ制御部２８と、疑似操舵トルクＴ１を発生させたときのステアリング２の操舵角θの変化に基づいてステアリングラックハウジング１４を車体側ＢＤに連結する連結部材の劣化を判定する劣化判定部３２とを備える。これにより、早期にＶＳＣの誤作動の回避を図ることができるようになるため、車両１のドライバビリティの低下抑制を図ることができる。また、連結部材の劣化は、それ自体がドライバビリティの低下要因となりうるため、劣化した連結部材の交換によりドライバビリティの低下抑制を図ることもできる。
【００４２】
本実施形態の車両制御装置１００及び連結部材劣化判定装置は、電動パワーステアリング装置用のモータ、すなわちＥＰＳにおいて操舵アシストトルクを発生させるためのモータ２４を、疑似操舵トルクＴ１を発生させるためのモータとして利用している。そのため、部品点数及びコストの増大を抑制することができる。また、ＥＰＳの実行を制御するＥＰＳ制御部２８を疑似操舵トルクＴ１を発生させるモータ制御部として利用している。これによっても、部品点数及びコストの増大を抑制することができる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【符号の説明】
【００４４】
１  車両、  ２  ステアリング、  ４  ステアリングシャフト、  １２  転舵輪、  １４  ステアリングラックハウジング、  １６  ブッシュ、  １８  操舵角センサ、  ２０  トルクセンサ、  ２４  モータ、  ２８  ＥＰＳ制御部、  ３０  ＶＳＣ制御部、  ３２  劣化判定部、  ３４  ＶＳＣ規制部、  １００  車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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