JP2008062699A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源の負荷状態が車両の挙動に与える影響を軽減する。
【解決手段】ＥＣＵ１００は、前輪の横力Ｆｆに対する後輪の横力Ｆｒの比率が車両１０をヨー振動させる可能性がある比率となった場合に、前輪に対し、ヨー振動を収束させる方向に前輪を操舵する収束操舵トルクＴｃが付与されるようにＥＰＳ２００を制御する。一方、ＥＰＳ２００の電源となるバッテリ２４が高負荷状態である場合、車両１０が制動期間中であれば、ＥＣＵ１００は、収束操舵トルクＴｃが付与されたのと同様の効果が得られるように各車輪に対する制動力の配分を決定し、ブレーキアクチュエータ２３を制御する。この結果、制動力の配分に応じて各車輪に対応するキングピン軸周りのモーメントが変化し、特定の方向への旋回が促される、或いは特定の方向への旋回が阻害される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、例えば操舵時に車両の挙動を制御する車両の制御装置の技術分野に関する。

この種の技術分野において、車両の挙動制御のために路面の摩擦係数を検出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に開示された路面摩擦係数検出制御装置（以下「従来の技術」と称する）によれば、車輪に与えられた駆動力の大きさから車両に発生するヨーモーメントを求め、係るヨーモーメントを打ち消すように前輪若しくは後輪の操舵角を補正することにより、路面摩擦係数検出時におけるヨーイングの発生を予測的に抑制でき、車両の走行安定性の低下を抑制することが可能になるとされている。

このような操舵角の制御には、例えばＥＰＳ（Electronic controlled Power Steering：電子制御式パワーステアリング装置）等、電源から供給される電力を利用して操舵力をアシストする手段も使用可能である。

尚、車両のヨーモーメントを制動力配分により制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、操舵輪の操舵により車両にヨーモーメントが付与される状況において左右輪の制動力差によるヨーモーメントによって車両に付与されるヨーモーメントを修正することにより旋回応答性を向上させる技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−３０６０８１号公報 特開平８−２６８２４８号公報 特開２００６−２１５８９号公報

ＥＰＳ等、電源装置を動力源として必要とする手段は、電源の負荷状態によってはその使用を制限されることがあり、その場合、上述した如き従来の技術に係る制御を含む各種操舵制御の実行が実質的に困難となる。即ち、従来の技術には、ＥＰＳ等を介した操舵制御により車両の挙動を安定させようとしても、電源の負荷状態によっては車両の挙動を十分に制御し得ず、車両の挙動が相対的に不安定になりかねないという技術的な問題点がある。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電源の負荷状態が車両の挙動に与える影響を軽減し得る車両の制御装置を提供することを課題とする。

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、電源装置、該電源装置から供給される電力により少なくとも一部が駆動され、少なくとも前輪に操舵力を付与可能な操舵力付与手段並びに前記前輪及び後輪の各々に制動力を付与可能な制動力付与手段を備えた車両を制御する車両の制御装置であって、前記前輪の操舵時における前記車両の挙動の状態に対応付けられた所定の指標値を特定する第１特定手段と、前記特定された指標値に基づいて、前記操舵力の少なくとも一部として前記挙動を安定させる方向に前記前輪を操舵する安定化操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する操舵制御手段と、前記車両の減速期間の少なくとも一部において、前記安定化操舵力の代わりに前記各々に付与される制動力により前記挙動が安定するように前記制動力付与手段を制御する制動制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る「電源装置」とは、例えばセルモータ、シガライタ、ブロワ、ヘッドライト又はカーナビゲーション装置等車両に備わる各種補機類の電源装置として機能し得る例えば車載用１２Ｖバッテリ等であってもよいし、このような補機用バッテリとは独立して構成された専用のバッテリ等であってもよい。更には、これら各種バッテリから供給される電圧を適宜昇圧せしめた、相対的に高圧な２次電圧を供給可能なバッテリであってもよい。

本発明に係る「操舵力付与手段」とは、係る電源装置から供給される電力により少なくとも一部が駆動され、少なくとも前輪に、運転者による操舵操作に応じて、状況によっては運転者による操舵操作とは無関係にその時点の車両の運動状態等に応じて、操舵力を付与可能な手段を包括する概念である。係る概念が担保される限りにおいて、操舵力付与手段における、例えば物理的、機械的、機構的又は電気的な構成は何ら限定されない趣旨である。

尚、本発明に係る操舵力付与手段とは、運転者による例えばステアリングホイール等の操作手段を介した操舵操作に係る操作量（例えば、操舵角や操舵トルク）に対応する操舵力（或いは操舵トルク）を機械的に対象車輪に伝達する、例えばラックアンドピニオンやボールナット方式の公知の各種操舵装置を含んで規定されるか否かによらず、電源装置から供給される電力により、例えば然るべき制御系の制御を介して駆動され得る例えばモータ等の各種アシスト手段を少なくとも含む趣旨であり、好適には、例えばＥＰＳやアクティブステア装置等のように、操舵装置及び当該各種アシスト手段の各々少なくとも一部が相互に一体に構成された形態を採る。

このような本発明に係る操舵力付与手段によれば、例えば運転者がステアリングホイールを操作する際にステアリングシャフト等に生じる操舵トルク又は例えば運転者によるステアリングホイールを操作する際のステアリングホイールの操舵角や操舵速度等に応じて、或いは例えばこのような運転者による操舵操作とは無関係にその時点における車両の運動状態に応じて、例えばモータ等から例えば操舵力（操舵トルク）をアシストするアシスト操舵力（アシスト操舵トルク）が出力され、操舵装置の一部の動作、例えばステアリングシャフトの回転運動、或いは例えばラックアンドピニオン形式の操舵装置であれば、例えばラックの往復運動やピニオンギアの回転運動等がアシストされる。或いはこのような運転者の操舵操作とは全く無関係に、車両の運動状態に応じて操舵装置を介した対象車輪の操舵角が例えばモータ等から出力される操舵トルクにより直接制御される。この結果、対象車輪には、これらアシストトルクや操舵トルク等を含む操舵力が伝達される。

本発明に係る車両には、このような操舵力付与手段に加え、制動力付与手段が備わる。本発明に係る「制動力付与手段」とは、前輪及び後輪の各々に制動力を付与可能な手段を包括する概念であり、例えば、ＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含むものとしてのＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御式ブレーキシステム）等の形態を採る。

本発明に係る制動力付与手段における例えば物理的、機械的、機構的又は電気的な構成は、前輪及び後輪の各々に対し個別に制動力を付与可能である限りにおいて何ら限定されず、例えば、当該各々の制動力を制御すべく当該各々に個別に設けられるホイルシリンダに供給される制動液の液圧を、各々の車輪速、スリップ状態、車両のヨーレート、前後加速度或いは横加速度等に応じて例えば電動ポンプや各種電磁制御弁等の駆動制御を介して変化せしめることにより、当該各々の制動力を個別に制御することが可能に構成された、ブレーキアクチュエータ等の液圧制御系統を適宜介して、当該各々の制動力が個別に制御される構成を有していてもよい。尚、本発明に係る制動力付与手段が、好適にはＥＣＢ等の形態を採り得ることに鑑みれば、制動力付与手段もまた、上述した電源装置の負荷となる。

本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１特定手段により、前輪の操舵時における車両の挙動の状態に対応付けられた所定の指標値が特定される。

ここで、「前輪の操舵時における車両の挙動の状態に対応付けられた所定の指標値」とは、例えば車両における速度、ヨーレート、前後加速度及び横加速度、車輪に加わる前後力、横力及び摩擦力、車輪速、車輪のスリップ率、車輪の接地荷重、操舵角、操舵速度並びに操舵トルク等、それ単体で或いは他の指標値と適宜組み合わされることによって、予め前輪操舵時、即ち旋回（回頭）時における車両の挙動を定性的又は定量的に表し得るものとして規定された指標値を包括する概念である。

尚、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。

指標値が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る操舵制御手段により、係る特定された指標値に基づいて、操舵力の少なくとも一部として、車両の挙動が安定する方向に前輪を操舵せしめる安定化操舵力が付与されるように操舵力付与手段が制御される。

ここで、安定化操舵力の付与によって車両の挙動を安定させる態様は、第１特定手段により特定された指標値に基づいてなされ且つ何らこの種の制御がなされない場合と比較して幾らかなりとも車両の挙動が安定し得る限りにおいて何ら限定されない趣旨であり、例えば、運転者が意図する方向よりも旋回外側へ車両が膨らんでいる（即ち、アンダーステアが生じている）場合に操舵角を増加せしめる旨の安定化操舵力が付与されてもよいし、運転者が意図する方向よりも旋回内側へ車両が切れ込んでいる（即ち、オーバーステアが生じている）場合に操舵角を減少せしめる旨の安定化操舵力が付与されてもよい。或いは、安定化操舵力の一つとして、車両のヨー方向への振動（以下、適宜「ヨー振動」と称する）と、操舵輪たる前輪の振動、或いは更に係る前輪の振動が操舵装置を介してステアリングホイールに伝達された状態としてのステアリングホイールの振動（以下、これらを総称する概念として適宜「ステアリング振動」なる言葉を使用する）との連成を収束させる旨の後述する収束操舵力が付与されてもよい。

ここで特に、上述した操舵制御手段の制御による安定化操舵力の付与は、例えば運転者の操舵操作をアシストする旨の操舵力の付与とは性質が異なり、過渡的、連続的、且つ高負荷であることが多い。一方で、電源装置の電力容量は有限であり、安定化操舵力の恒常的な実行に耐え得る程度には余裕が無い場合が多い。とりわけ、上述したように車両の補機類と共用される場合にはその傾向が顕著である。このため、この種の車両では、電源装置の負荷状態によっては、安定化操舵力の付与による車両の挙動制御が困難になる可能性があり、必然的に車両の挙動が不安定になる可能性がある。

そこで、本発明に係る車両の制御装置では、以下の如くにして、電源の負荷状態が車両の挙動に与える影響を軽減せしめている。即ち、本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、ＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制動制御手段の作用により、車両の減速期間の少なくとも一部において、安定化操舵力の代わりに、前輪及び後輪の各々に付与される制動力により前輪操舵時における車両の挙動が安定するように制動力付与手段が制御される。

安定化操舵力を付与することによる挙動制御を制動力の付与によって代替させる態様は、この種の代替制御が何らなされない場合と比較して（即ち、安定化操舵力の付与を単に実行しないのみに留める場合と比較して）幾らかなりとも車両の挙動を安定ならしめる限りにおいて何ら限定されず、例えば、左右前輪のいずれか一方に加わる制動力或いは更に左右後輪のいずれか一方に加わる制動力を、夫々他方に対し相対的に増加せしめ、特定の方向への旋回を抑制する（或いは特定方向への旋回を促進する）こと等であってもよい。

ここで、車両の減速期間には、この種の挙動制御とは別に元々制動制御手段による制御を介した制動力付与手段による制動動作が行われている。従って、例えば車輪相互間の制動力配分を変化させる等して、制動力を車両の挙動制御に供した所で、電源装置の負荷状態へ与える影響は無視し得る程度に、少なくとも新たに安定化操舵力を付与するために操舵力付与手段を動作せしめるよりは小さくて済む。

或いは、制動力付与手段と操舵力付与手段各々の構成によっては、主として減圧弁や保持弁等の各種電磁開閉弁の開閉動作によってなされる制動力の付与の方が、操舵力の付与によって操舵装置の一部を物理的に駆動するよりも電力負荷が小さくて済む。

このように、本発明に係る車両の制御装置によれば、車両の減速期間において安定化操舵力を付与すべき条件が満たされる場合の少なくとも一部において、元々作動している制動力付与手段によって付与される制動力により、安定化操舵力を付与するのと同様の効果を得ることが可能となる。従って、電源装置の負荷状態に実質的な影響を与えることなく車両の挙動を安定ならしめることが可能となり、電源装置の負荷状態が車両の挙動に与える影響を軽減することが可能となるのである。

本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記第１特定手段は、前記指標値の少なくとも一部として前記前輪に作用する横力に対応する指標値及び前記後輪に作用する横力に対応する指標値を夫々特定し、前記操舵制御手段は、前記前輪に作用する横力に対する前記後輪に作用する横力の比率が前記車両にヨー振動が生じる比率となる場合に、前記安定化操舵力として、前記ヨー振動を収束させる方向に前記前輪を操舵する収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する。

この態様によれば、第１特定手段は、前述した指標値の少なくとも一部として、前輪に作用する横力（以下、適宜「前輪横力」と称する）に対応する指標値及び後輪に作用する横力（以下、適宜「後輪横力」と称する）に対応する指標値を夫々特定する。前輪横力に対する後輪横力の比率は、車両にヨー振動が発生するか否かを規定する指標となり得る。

ヨー振動とステアリング振動とは相互に作用し合う関係にあり、ヨー振動によってステアリング振動の発生が促され、またステアリング振動によりヨー振動の発生が促される。特に、ステアリング振動の位相とヨー振動の位相とが互いに逆相の関係となった場合、即ち、ステアリング振動とヨー振動とが相互に連成する場合には、ヨー振動の収束（即ち、同時にステアリング振動の収束）が遅くなり、車両のヨー方向の挙動（即ち、前輪操舵時における車両の挙動の一例）が不安定となり易い。

本態様によれば、当該比率が、車両をヨー振動させるものとして規定された比率となる場合に、安定化操舵力として、例えば中立（ニュートラルステア）方向等、係るヨー振動を収束させる方向に前輪を操舵する収束操舵力が付与され、この収束操舵力により、ステアリング振動に対応する前輪におけるキングピン軸周りのモーメントが相殺される。このため、車両のヨー振動を効率的且つ効果的に収束させることが可能となり、ヨー振動とステアリング振動との連成を速やかに収束させることが可能となる。

尚、「車両をヨー振動させるものとして規定された比率となる場合に」とは、必ずしも前輪横力に対する後輪横力の比率を判断基準として用いずともよい趣旨であり、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、前輪横力に対する後輪横力の比率との間の対応関係が判明している或いは推定可能である場合には、判断基準として、例えば、後輪横力に対する前輪横力の比率或いは前輪操舵角に対する後輪横力の比率等、前輪横力及び後輪横力各々に対応する指標値に基づいた各種指標が使用されてよい趣旨である。

尚、この態様では、前記操舵制御手段は、前記前輪に作用する横力に対する前記後輪に作用する横力の比率が所定値以上となる場合に、前記収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御してもよい。

この態様によれば、ヨー振動が生じる比率として、前輪横力に対する後輪横力の比率が所定値以上となる場合に前輪に収束操舵力が付与されるため、ヨー振動が生じるか否かに係る判断を比較的簡便に行うことができる。また、ヨー振動は、少なくとも車両がスピンしない範囲では、前輪横力に対し後輪横力が大きい程顕著に生じ易い傾向があり、このように収束操舵力が付与された場合には実践的にみて有利である。

収束操舵力が付与される、本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記前輪に作用する横力の微分値及び前記後輪に作用する横力の比例値に基づいて前記収束操舵力を決定する収束操舵力決定手段を更に具備し、前記操舵制御手段は、前記決定された収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する。

この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る収束操舵力決定手段により、前輪横力の微分値及び後輪横力の比例値に基づいて収束操舵力が決定されるため、収束操舵力を好適に決定することが可能となる。

本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記挙動が安定するように前記各々に付与される制動力の相互比率を決定する相互比率決定手段を更に具備し、前記制動制御手段は、前記車両の減速期間の少なくとも一部において、前記決定された相互比率に基づいて前記制動力付与手段を制御する。

この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る相互比率決定手段により、安定化操舵力の付与に代替させる際の、車輪各々の制動力の相互比率が決定される。

制動力の相互比率を変化させた場合、車輪各々におけるキングピン軸周りのモーメントが、車輪各々について相違することになり、車両を特定の方向へ旋回させることが、或いは特定の方向への車両の旋回を促すことが可能となる。従って、この場合、安定化操舵力或いは収束操舵力の付与によって前輪の操舵を促すのと同様の効果を、制動力の付与により得ることが可能となる。

尚、相互比率決定手段に係る相互比率の決定態様は、安定化操舵力或いは収束操舵力の付与に幾らかなりとも代替し得る限りにおいて何ら限定されず、例えば、予め収束操舵力と制動力の相互比率とを、実験的に、経験的に、或いはシミュレーション又は数値演算等に基づいて一対一、一対多、多対一又は多対多に対応付けることが可能である場合には、そのような対応関係を表してなるマップから付与すべき安定化操舵力或いは収束操舵力に対応する値を適宜選択することにより相互比率が決定されてもよいし、このような安定化操舵力或いは収束操舵力を求める過程を経ることなく、予め設定された、然るべきアルゴリズムや算出式等に基づく数値演算の結果としてその都度個別具体的に係る相互比率が決定されてもよい。

本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記電源装置の負荷状態を特定する第２特定手段と、前記特定された負荷状態に基づいて前記電源装置が高負荷状態にあるか否かを判別する判別手段とを更に具備し、前記制動制御手段は、前記車両の減速期間に前記電源装置が前記高負荷状態にある場合に、前記安定化操舵力の代わりに前記各々に付与される制動力により前記挙動が安定するように前記制動力付与手段を制御する。

この態様によれば、ＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２特定手段の作用により、例えばＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）センサ等により検出される電源装置のＳＯＣやＳＯＨ（劣化状態）等の各種指標値、或いは例えば車両において電源装置の負荷となる各種補機の動作状態等に基づいて電源装置の負荷状態が特定される。

更に、ＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、この特定された負荷状態に基づいて電源装置が高負荷状態にあるか否かが判別される。

ここで、「高負荷状態」とは、車両の挙動制御に供すべき安定化操舵力の付与に実践上の困難が伴い得る負荷状態、或いは近未来的にそのような状態に陥ると予測され得る負荷状態等、現実的、客観的或いは合理的にみて、安定化操舵力の付与を禁止すべきものと規定し得る負荷状態を包括する概念である。

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。

＜発明の実施形態＞
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。

＜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１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に示す概略構成図である。

図１に示すように、車両１０は、左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲ、並びに左後輪ＲＬ及び左後輪ＲＲを備え、前輪及び後輪の少なくとも一方が不図示のエンジンの駆動力を得ることにより駆動されると共に、前輪が操舵されることにより所望の方向に進行することが可能に構成されている。

車両１０は、ＥＣＵ１００及びＥＰＳ２００を備える。ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された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、ＥＰＳ２００の動作及びそれに付随する各部の動作を制御するための後述する各種処理を実行することが可能に構成されている。

ＥＰＳ２００は、所謂電動式パワーステアリング装置であり、操舵輪である前輪ＦＬ及びＦＲを、運転者によるステアリングホイール１１の操作に応じて操舵することが可能に構成された、本発明に係る「操舵力付与手段」の一例である。

ＥＰＳ２００には、ラックアンドピニオン式の操舵方式が採用されており、ステアリングホイール１１に一方の端部が接続されるステアリングシャフト１２と、該ステアリングシャフト１２の他方の端部に接続されるラックアンドピニオン機構１３とが備わっている。尚、ＥＰＳ２００には他の操舵方式が採用されていても構わない。

ラックアンドピニオン機構１３は、ステアリングシャフト１２の回転方向の力を、ラックバー１４の往復動方向の力に変換することが可能に構成される。また、ラックバー１４の両端は、タイロッド（符号省略）を介して前輪ＦＬ及びＦＲに連結されており、ラックバー１４の往復運動に応じて、前輪ＦＬ及びＦＲの向きが変わる構成となっている。

ＥＰＳ２００は更に、ステアリングホイール１１の回転角度である操舵角θを検出することが可能に構成された舵角センサ１６、ステアリングホイール１１の操作を介してステアリングシャフト１２に加えられる操舵トルクＭＴを検出することが可能に構成されたトルクセンサ１７、及び運転者の操作負担を軽減する補助操舵力を発生させると共に不図示の減速ギアを介してステアリングシャフト１２に補助操舵力を付与することが可能に構成された電動モータ１８とを備えている。舵角センサ１６及びトルクセンサ１７は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、夫々検出された操舵角θ及び操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により絶えず把握される構成となっている。また、電動モータ１８は、不図示のモータ制御系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。

車両１０は、ロール角算出回路１９、車速センサ２０、横力センサ２１並びにタックイン判定回路２２を備える。ロール角算出回路１９は、不図示の横Ｇセンサにより検出される車両１０の横方向加速度に基づいて車両１０のロール角ＲＡを算出することが可能に構成されている。また、算出されたロール角ＲＡは、ロール角算出回路１９と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。

車速センサ１９は、車両１０の速度（以下、適宜「車速」と称する）Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。また、横力センサ２１は、車両１０における前輪の横力Ｆｆ及び後輪の横力Ｆｒを夫々検出することが可能に構成されたセンサである。各センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各々において検出された車速Ｖ並びに横力Ｆｆ及びＦｒは、ＥＣＵ１００により把握される構成となっている。

タックイン判定回路２２は、不図示のヨーレートセンサ及びスロットル開度センサにより検出される車両１０のヨーレートγ及びスロットル開度Ｏに基づいて、車両１０にタックインが発生しているか否かを判定することが可能に構成されており、電気的に接続されたＥＣＵ１００に対し、タックインが発生しているか否かを表す制御信号Ｓ１を出力することが可能に構成されている。

尚、車両１０では、横力センサ２１により直接横力Ｆｆ及びＦｒが検出されるが、横力センサ２１を設けることに代えて、例えばＥＣＵ１００が他のパラメータに基づいて横力Ｆｆ及びＦｒを演算等により推定（言い換えれば、算出）するように構成してもよい。他の各種センサについても同様に、センサを設けることでセンサの検出対象を直接的に検出するように構成してもよいし、或いはセンサを設けることに代えて、例えばＥＣＵ１００が他のパラメータに基づいてセンサの検出対象を演算等により推定するように構成してもよい。

一方、車両１０における各車輪には、夫々に対応するホイルシリンダ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲが備わっている。各ホイルシリンダは、図示せぬ制動部材に対し、供給される液圧に応じた駆動力を付与することが可能に構成されており、各車輪には、この駆動力に応じた制動力が制動部材を介して伝達される構成となっている。

各ホイルシリンダに供給される液圧は、ブレーキアクチュエータ２３によって制御される。ブレーキアクチュエータ２３は、不図示のブレーキペダルに接続されたマスタシリンダ、マスタシリンダによって与えられる液圧を各ホイルシリンダに分配する各種管路、各ホイルシリンダに伝達される液圧を個別に昇圧、減圧及び保持するための各種電磁開閉弁並びに電動ポンプ等を備え、各部の動作がブレーキアクチュエータ２３と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。即ち、車両１０では、各車輪に作用する制動力を、運転者のブレーキ操作から独立して制御することが可能であり、各ホイルシリンダ及びブレーキアクチュエータ２３は、所謂ＥＣＢの一例を構成している。尚、以降の説明においては、車両１０におけるこのような電子制御式ブレーキシステム全体を指す用語として適宜「ＥＣＢ」なる言葉を使用することとする。

バッテリ２４は、前述したＥＰＳ２００及びＥＣＢに対し電力を供給可能に構成された、本発明に係る「電源装置」の一例である。尚、バッテリ２４は、図１において不図示の、エアコンディショナ、シガライタ、各種ライト類及びカーナビゲーション装置等、車両１０の各種補機類の電源としても機能するように構成されており、例えば直流１２ボルトバッテリ等の形態を採る。

バッテリ２４にはＳＯＣセンサ２５が設置されている。ＳＯＣセンサ２４は、バッテリ２４の充電状態（本実施形態ではバッテリ残量と等価であり、本発明に係る「負荷状態」の一例である）を検出することが可能に構成されており、検出されたバッテリの充電状態は、係る充電状態を表す制御信号としてＳＯＣセンサ２５と電気的に接続されたＥＣＵ１００に出力される構成となっている。

＜実施形態の動作＞
＜ＥＰＳ２００の基本動作＞
車両１０では、ＥＰＳ２００によって、運転者の操舵負担が軽減される。具体的には、ＥＣＵ１００は、舵角センサ１６から出力される操舵角θ、トルクセンサ１７から出力される操舵トルクＭＴ、ロール角算出回路１９から出力される車両１０のロール角ＲＡ、車速センサ２０から出力される車速Ｖ、横力センサ２１から出力される前輪の横力Ｆｆ及び後輪の横力Ｆｒ並びにタックイン判定回路２２から出力されるタックインが発生しているか否かを表す制御信号Ｓ１に基づいて、電動モータ１８が発生すべきトルクである目標操舵トルクＴａを算出する。

ＥＣＵ１００は、この算出した目標操舵トルクＴａに応じた電流が電動モータ１８に供給されるように図示せぬモータ制御系を制御し、電動モータ１８が駆動される。これにより、電動モータ１８からステアリングシャフト１２に操舵補助力が加えられ、その結果、運転者の操舵負担が軽減される。また、ラックアンドピニオン機構１３により、ステアリングシャフト１２の回転方向の力が、ラックバー１４の往復動方向の力に変換される。

＜ＥＰＳ２００による操舵トルク制御＞
次に、図２乃至図１０を参照して、本実施形態に係るＥＰＳ２００の動作について、より詳細に説明する。

図２は、ＥＰＳ２００の動作全体を概念的に示すフローチャートである。図２に示すように、イグニッションがＯＦＦになっている場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、実質的に処理が待機状態に制御され、イグニションがＯＮになっている場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、ＥＰＳ２００が作動する。

具体的には、ＥＣＵ１００の動作により目標操舵トルクＴａが算出され（ステップＳ２００）、該算出された目標操舵トルクＴａに応じて、電動モータ１８が駆動されることで操舵トルク制御が行なわれる（ステップＳ３００）。

図３は、図２のステップＳ２００における目標操舵トルクＴａの算出動作を示すフローチャートである。図３に示すように、目標操舵トルクＴａを算出する場合には、まずステアリングがオーバーシュート状態にあるか（又は、オーバーシュート状態になるおそれがあるか）否かが判定される（ステップＳ２１０）。言い換えれば、ステアリングの振動と車両のヨー振動とが互いに連成され、車両１０がふらつく状態にあるか（又は、ふらつく状態になる可能性があるか）否かが判定される。尚、ステップＳ２１０におけるオーバーシュート状態の判定動作については、図４を参照して後に詳述する。

ステップＳ２１０における判定の結果、ステアリングがオーバーシュート状態にない（又は、ステアリングがオーバーシュート状態になるおそれがない）と判定された場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、図６及び図７を参照しながら後に詳述する態様で、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される（ステップＳ２３０）。

他方、ステップＳ２１０における判定の結果、ステアリングがオーバーシュート状態にある（又は、ステアリングがオーバーシュート状態になるおそれがある）と判定された場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、続いて、運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と前輪ＦＬ及びＦＲに付与される操舵力の方向が逆であるか（つまり、逆アシストであるか）否かを判定する逆アシスト判定が行われる（ステップＳ２２０）。尚、ステップＳ２２０における逆アシスト判定動作については、図５を参照して後に詳述する。

ステップＳ２２０における判定の結果、逆アシストであると判定された場合には（ステ
ップＳ２２０：ＹＥＳ）、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される（ステップＳ２３０）。

他方、ステップＳ２２０における判定の結果、逆アシストでないと判定された場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、収束操舵トルクＴｃが目標操舵トルクＴａとして算出される（ステップＳ２４０）。尚、収束操舵トルクＴｃについては後述する。基本操舵トルクＴｂ又は収束操舵トルクＴｃが目標操舵トルクＴａとして算出されると、ステップＳ２００に係る目標操舵トルクＴａの算出動作は終了する。

図４は、図３のステップＳ２１０におけるオーバーシュート状態の判定動作を示すフローチャートである。図４に示すように、オーバーシュート状態が判定される場合には、先ず前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が、所定の閾値ＯＳ１よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２１１における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が、閾値ＯＳ１よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、ステアリングがオーバーシュート状態にあると判定される（ステップＳ２１４）。

他方、ステップＳ２１１における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が、閾値ＯＳ１よりも大きくないと判定された場合には（ステップＳ２１１：ＮＯ）、続いて、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対するロール角ＲＡの比率が所定の閾値ＯＳ２よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１２における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対するロール角ＲＡの比率が閾値ＯＳ２よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、ステアリングがオーバーシュート状態にあると判定される（ステップＳ２１４）。

他方、ステップＳ２１２における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対するロール角ＲＡの比率が閾値ＯＳ２よりも大きくないと判定された場合には（ステップＳ２１２：ＮＯ）、ステアリングがオーバーシュート状態にない（つまり、ステアリングは安定している）と判定される（ステップＳ２１３）。従って、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される。

尚、ステップＳ２１１における判定に加えて又は代えて、前輪ＦＬ及びＦＲの横力Ｆｆに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率（つまり、Ｆｒ／Ｆｆ）が、所定の閾値ＯＳ３よりも大きいか否かを判定するように構成してもよい。この場合、前輪ＦＬ及びＦＲの横力Ｆｆに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が、閾値ＯＳ３よりも大きいと判定された場合には、ステアリングがオーバーシュート状態にあると判定される。前輪ＦＬ及びＦＲの横力Ｆｆに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が、閾値ＯＳ３よりも大きくないと判定された場合には、続いてステップＳ２１２の判定が行われる。

また、閾値ＯＳ１、ＯＳ２及びＯＳ３は、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δと後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒとのヒステリシスループや、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δとロール角ＲＡとのヒステリシスループや、前輪ＦＬ及びＦＲの横力Ｆｆに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒとのヒステリシスループ（特に、車速が相対的に低い場合のヒステリシスループ及び車速が相対的に高い場合のヒステリシスループ）に基づいて、車両１０の各種特性等を考慮しつつ、実験的、経験的、数学的若しくは理論的に、又はシミュレーション等を用いて、ＥＰＳ２００が備え付けられる車両１０毎に好適な値が設定されることが好ましい。但し、ステアリングがオーバーシュート状態にあるか否かを好適に判定することができる閾値であれば、その設定態様は限定されない。

図５は、図３のステップＳ２２０における逆アシスト判定動作を示すフローチャートである。図５に示すように、逆アシストが判定される場合には、まず運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆であるか否かが判定される（ステップＳ２２１）。

ステップＳ２２１における判定の結果、運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆であると判定された場合には（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、続いて、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が所定の閾値ＯＳ４よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２２５）。具体的には、ステアリング振動が発生しているか否かが判定される。このため、閾値ＯＳ４は、上述した閾値ＯＳ１よりも大きな値となる。また、ＯＳ４についても、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δと後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒとのヒステリシスループに基づいて、車両１０の各種特性等を考慮しつつ、実験的、経験的、数学的若しくは理論的に、又はシミュレーション等を用いて、ＥＰＳ２００が備え付けられる車両１０毎に好適な値が設定されることが好ましい。但し、ステアリング振動が発生しているか否かを好適に判定することができる閾値であれば、その設定態様は限定されない。

ステップＳ２２５における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が閾値ＯＳ４よりも大きいと判定された場合には（ステップＳ２２５：ＹＥＳ）、逆アシストでないと判定される（ステップＳ２２６）。従って、収束操舵トルクＴｃが目標操舵トルクＴａとして算出される。

他方、ステップＳ２２５における判定の結果、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比率が閾値ＯＳ４よりも大きくないと判定された場合には（ステップＳ２２５：ＮＯ）、逆アシストであると判定される（ステップＳ２２７）。従って、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される。

他方、ステップＳ２２１における判定の結果、運転者によるステアリングホイール１１の操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆でないと判定された場合には（ステップＳ２２１：ＮＯ）、続いて、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が所定の閾値ＯＳ５＿１より小さいか否か及びステアリングホイール１１の操舵速度（つまり、操舵角速度ｄθ）の絶対値が所定の閾値ＯＳ５＿２より小さいか否かが判定される（ステップＳ２２２）。

ステップＳ２２２における判定の結果、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ５＿１より小さく且つステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ５＿２より小さいと判定された場合には（ステップＳ２２２：ＹＥＳ）、逆アシストであると判定される（ステップＳ２２７）。従って、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される。

尚、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ５＿１より小さくなくとも、ステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ５＿２より小さければ、逆アシストであると判定するように構成してもよい。また、ステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ５＿２より小さくなくとも、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ５＿１より小さければ、逆アシストであると判定するように構成してもよい。

他方、ステップＳ２２２における判定の結果、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ５＿１より小さくない、又はステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ５＿２より小さくないと判定された場合には（ステップＳ２２２：ＮＯ）、続いて、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が所定の閾値ＯＳ６＿１より大きいか否か及びステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が所定の閾値ＯＳ６＿２より大きいか否かが判定される（ステップＳ２２３）。

ステップＳ２２３における判定の結果、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ６＿１より大きく且つステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ６＿２より大きいと判定された場合には（ステップＳ２２３：ＹＥＳ）、逆アシストであると判定される（ステップＳ２２７）。従って、基本操舵トルクＴｂが目標操舵トルクＴａとして算出される。

尚、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ６＿１より大きくなくとも、ステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ６＿２より大きければ、逆アシストであると判定するように構成してもよい。また、ステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ６＿２より大きくなくとも、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ６＿１より大きければ、逆アシストであると判定するよ
うに構成してもよい。

他方、ステップＳ２２３における判定の結果、ステアリングホイール１１の操舵角θの絶対値が閾値ＯＳ６＿１より大きくない、又はステアリングホイール１１の操舵速度ｄθの絶対値が閾値ＯＳ６＿２より大きくないと判定された場合には（ステップＳ２２３：ＮＯ）、続いて、車両１０がタックイン状態にあるか（又は、タックイン状態になるおそれがあるか）否かが判定される（ステップＳ２２４）。係る判定は、タックイン判定回路２２から出力される制御信号Ｓ１に基づいて行われる。

ステップＳ２２４における判定の結果、車両がタックイン状態にある（又は、タックイン状態になるおそれがある）と判定された場合には（ステップＳ２２４：ＹＥＳ）、逆アシストであると判定される（ステップＳ２２７）。従って、基本操舵トルクＴｂが目標操舵ト
ルクＴａとして算出される。

他方、ステップＳ２２４における判定の結果、車両がタックイン状態にない（又は、タックイン状態になるおそれがない）と判定された場合には（ステップＳ２２４：ＮＯ）、逆アシストでないと判定される（ステップＳ２２６）。従って、収束操舵トルクＴｃが目標操舵トルクＴａとして算出される。

尚、閾値ＯＳ５＿１、ＯＳ５＿２、ＯＳ６＿１及びＯＳ６＿２についても車両１０の各種特性等を考慮しつつ、実験的、経験的、数学的若しくは理論的に、又はシミュレーション等を用いて、ＥＰＳ２００が備え付けられる車両１０毎に好適な値が設定されることが好ましい。

図６は、図３のステップＳ２３０における基本操舵トルクＴｂの算出動作を示すフローチャートである。図６に示すように、基本操舵トルクＴｂを算出する場合には、まず基本操舵トルクＴｂを算出するために必要な各種信号（例えば、車速Ｖや操舵トルクＭＴ等）が読み込まれる（ステップＳ２３１）。続いて、ステップ２３１において読み込まれた各種信号に基づいて、基本操舵トルクＴｂが算出される（ステップＳ２３２）。

具体的には、図７に示す操舵トルクＭＴと基本操舵トルクＴｂとの関係を示すグラフに基づいて、基本操舵トルクＴｂが算出される。ステアリングホイール１１のあそびを確保するために、操舵トルクＭＴが相対的に小さい場合には基本操舵トルクＴｂを０として算出する。操舵トルクＭＴがある程度の大きさになった場合には、操舵トルクＭＴが大きくなるにつれてより大きい基本操舵トルクＴｂを算出する。操舵トルクＭＴが所定の値よりも大きくなった場合には、操舵トルクＭＴの大きさによっても変動しない一定値の基本操舵トルクＴｂを算出する。このとき、車速Ｖが速くなるほど、基本操舵トルクＴｂの値を小さくするように構成してもよい。

次に、ステップＳ２４０における収束操舵トルクＴｃの算出動作について説明する。ＥＣＵ１００は、収束操舵トルクＴｃを算出する際、まず車速依存係数ＫＶ１及びＫＶ２を設定する。

具体的には、図８に示す車速依存係数ＫＶ１対車速Ｖの関係を示すグラフに基づいて
、車速依存係数ＫＶ１が設定される。同様に、図９に示す車速依存係数ＫＶ２対車速Ｖ
の関係を示すグラフに基づいて、車速依存係数ＫＶ２が設定される。

図８及び図９に示す車速依存係数ＫＶ１及びＫＶ２は、車両１０の平面方向における運動を示す運動方程式を用いて求めることができる。具体的には、車両１０の慣性モーメントをＩとし、前軸から車両１０の重心位置までの距離をＬｆとし、後軸から車両１０の重心位置までの距離をＬｒとし、トレール量をＬｔとし、車両１０のスリップ角をβとし、前輪側のコーナリングパワーをＫｆとし、後輪側のコーナリングパワーをＫｒとすると、車両１０の運動方程式は、（１）式から（４）式にて示される。尚、下記の各式において、「ｄ（）」とは（）の微分値を表す。例えば、ｄγとはγの微分値を表す。

Ｉ・ｄγ＝Ｆｆ・Ｌｆ−Ｆｒ・Ｌｒ・・・・・・・（１）
ｍ・Ｖ・（ｄβ＋γ）＝Ｆｆ＋Ｆｒ・・・・・・・・（２）
Ｆｆ＝２Ｋｆ・（δ−β−Ｌｆ／Ｖ・γ）・・・・・（３）
Ｆｒ＝２Ｋｒ・（−β＋Ｌｒ／Ｖ・γ）・・・・・・（４）
更に、本実施形態においては、ＥＰＳ２００は、トルク入力を行っているため、前輪ＦＬ及びＦＲの慣性モーメントをＩｈとし、粘性係数をＣｈとし、操舵トルクをＴｈとすると、以下の（５）式が成立する。

Ｉｈ・ｄ（ｄδ）＋Ｃｈ・ｄδ＋Ｆｆ・Ｌｔ＝Ｔｈ・・・（５）
（１）式から（５）式を用いて、車両１０のヨー振動を抑制する（言い換えれば、車両１０の減衰を大きくする）ことを重視しながら目標操舵トルクＴａを求めると（つまり、（５）式の右辺に目標操舵トルクＴａを加えた式を解くことで）、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒ及び該横力Ｆｒの微分値に基づいて目標操舵トルクＴａ（ここでは収束操舵トルクＴｃ）を設定すればよいことが判明する。具体的には、目標操舵トルクＴａを、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒにある係数Ａを掛け合わせた値と、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒにある係数Ｂを掛け合わせた値との和に設定すればよいことが判明する。この係数Ａ及びＢが夫々、車速依存係数ＫＶ１及びＫＶ２に相当する。このようにして求められる車速依存係数ＫＶ１及びＫＶ２は、図８及び図９に示すように、夫々車速Ｖに依存して変化する。

特に、車速依存係数ＫＶ１は、ある車速（具体的には、ニュートラルステアとなる状態）を境界として、符号が反転する。具体的には、ある車速以下での車速依存係数ＫＶ１は正の値をとり、ある車速以上での車速依存係数は負の値を取る。これは、ある車速以上では、車両の挙動がオーバーステア気味になりやすいことから、該オーバーステアを抑制するために（つまり、車両のヨー振動を抑制するために）、運転者の操舵の方向とは逆の方向への操舵を考慮しながら（言い換えれば、運転者がハンドルを切りにくくなるような）目標操舵トルクＴａが設定されることを示している。つまり、車両１０の挙動が安定するような目標操舵トルクＴａが設定されることを示している。

このように、目標操舵トルクＴａとしての収束操舵トルクＴｃは、ＫＶ１・Ｆｒ＋ＫＶ２・ｄＦｒという式に基づいて算出することができる。

尚、車速Ｖが異常な場合（例えば、ハイドロプレーニング現象等が発生している場合等）には、車速依存係数ＫＶ１を０に設定することが好ましい。

尚、本実施形態では、上記の如き収束操舵トルクＴｃが適用されるが、車両の挙動等によっては、上記収束操舵トルクＴｃでは不十分な場合も生じ得る。そのような場合に備え、車両１０の各種状況に応じた係数を設定し、係る係数に基づいてより精細に収束操舵力を設定してもよい。

具体的には、例えば、悪路係数ＫＢを設定してもよい。この場合、悪路係数ＫＢは、例えば０から１の間の数値に設定される。車両１０が悪路（例えば、低μ路や、凹凸路等の車速Ｖが大きく、不規則に又は意図せず変動する路面）を走行している場合には、悪路係数ＫＢが例えば０に設定される。或いは、車両１０が悪路を走行している場合には、悪路係数ＫＢを０よりも大きく且つ１未満の値に設定してもよい。他方、車両１０が悪路を走行していない場合（即ち、舗装路等の通常路を走行している場合）には、悪路係数ＫＢを例えば１に設定する。

また、例えば前後加速度係数ＫＡが設定されてもよい。前後加速度係数ＫＡは、例えば０から１の間の数値に設定される。

この場合、前後加速度係数ＫＡは、車両１０の前後加速度の絶対値が所定値以下の場合には、例えば１に設定される。車両１０の前後加速度の絶対値が所定値以下の場合には、車両１０の前後加速度の絶対値が大きい程、前後加速度係数ＫＡがより小さな値に設定される。或いは、前後加速度の絶対値が所定値以上である場合には又は車両１０にピッチが生じている場合には、前後加速度係数が０に設定されてもよい。

一方、前後加速度が変化し始めてからの経過時間に応じて前後加速度係数が設定されるように構成してもよい。例えば、前後加速度が変化し始めた場合には、車両１０に固有のピッチ周期に相当する時間が経過するまでは、前後加速度係数を０に設定しておき、ピッチ周期に相当する時間が経過した後は、時間の経過と共に徐々に大きな値に設定するように構成してもよい。

また、例えばＡＢＳ係数ＫＸ１及びＫＸ２が設定されてもよい。ＡＢＳ係数ＫＸ１及びＫＸ２は、例えば０から１の間の数値に設定される。

この場合、ＡＢＳ係数ＫＸ１及びＫＸ２は、例えば、ＡＢＳ制御が行われている場合には、夫々が０に設定されてもよい。尚、ここで言うＡＢＳ制御とは、本実施形態に備わるＥＣＢにより実現可能な制御であり、例えば、個々の車輪に対応付けられて備わる車輪速センサ（図１には不図示）によって検出される車輪速等に基づいて各車輪がロックしないように制動力の配分を行う制御等を指す。

その後、ＡＢＳ制御が終了した場合には、まずＡＢＳ係数ＫＸ２を徐々に大きな値に設定し、ＡＢＳ制御が終了してから一定時間が経過した後には、続いてＡＢＳ係数ＫＸ１を徐々に大きな値に設定する。このとき、ＡＢＳ係数ＫＸ２の単位時間当たりの増分は、ＡＢＳ係数ＫＸ１の単位時間当たりの増分よりも大きい。

尚、ＡＢＳ制御が終了した後に、ＡＢＳ係数ＫＸ１及びＡＢＳ係数ＫＸ２を徐々に大きくしていく動作に代えて、ＡＢＳ制御が終了した後の一定期間はＡＢＳ係数ＫＸ２を１に設定し且つＡＢＳ係数ＫＸ１を０に設定し、その後更に一定期間経過した後にＡＢＳ係数ＫＸ１を１に設定するように構成してもよい。

尚、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）やＴＲＣ（TRaction Control）等の前後力制御が行われている場合についても、ＡＢＳ制御の場合と同様の態様で、ＡＢＳ係数ＫＸ１及びＫＸ２を設定することが好ましい。

また、例えばサス係数ＫＺが設定されてもよい。サス係数ＫＺは、例えば０から１の間の数値に設定される。

この場合、サスペンション制御が行われていなければ、サス係数ＫＺは例えば１に設定される。他方、サスペンション制御が行われている場合には、サス係数ＫＺは例えば０又は０より大きく且つ１未満の値に設定される。

また、スタビライザ制御等の接地荷重可変制御が行われている場合についても、サスペ
ンション制御の場合と同様の態様で、サス係数ＫＺを設定することが好ましい。

このような各種係数が、例えば上記した全て設定される場合には、例えばＫ１＝ＫＶ１×ＫＢ×ＫＡ×ＫＸ１×ＫＺなる数式によって、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒに実際に掛け合わされる係数であるＫ１が算出されてもよい。

同様に、例えばＫ２＝ＫＶ２×ＫＸ２なる数式によって、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒに実際に掛け合わされる係数であるＫ２が算出されてもよい。

これらＫ１及びＫ２と、算出された後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒ及び後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒとに基づいて、収束操舵トルクＴｃが算出されてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る操舵トルクの制御によれば、ステアリングがオーバーシュート状態にあるか否かを好適に判定することができる。そして、ステアリングがオーバーシュート状態にある場合には、収束操舵トルクＴｃを目標操舵トルクＴａとして設定することができる。

この際、図２のステップＳ３００に係る動作により、この収束操舵トルクＴｃが電動モータ１８から出力されることにより、左右前輪ＦＬ及びＦＲにおけるキングピン軸周りのモーメントがステアリング振動と車両のヨー振動との連成を収束させる方向に作用するため、ステアリングがオーバーシュート状態にある場合でも、ステアリング振動とヨー振動とが互いに連成する（具体的には、逆相で共振してしまう）ことを防止することができる。その結果、前輪ＦＬ及びＦＲの振動を収束させることができる。つまり、ステアリングの収束性を向上させつつ、車両１０の収束性をも向上させることができる。

加えて、トルク入力による寄与を考慮しながら、車両１０の平面方向における運動方程式に基づいて収束操舵トルクＴｃを算出しているため、高精度に（或いは、より最適な）収束操舵トルクＴｃを算出することができる。

加えて、前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δや、前輪ＦＬ及びＦＲの横力Ｆｆや、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒや、ロール角ＲＡ等をモニタリングすることで、ステアリングがオーバーシュート状態にあるか否かを好適に或いは高精度に判定することができる。

特に、図４のステップＳ２１２に示すようにステップ前輪ＦＬ及びＦＲの舵角δに対するロール角ＲＡの比率をモニタリングしているため、例えばミニバンやＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）等の車高の高い車両においても、ステアリングがオーバーシュート状態にあるか否かを好適に或いは高精度に判定することができる。このような利点を考慮すると、車高の高い車両に対して選択的に図４のステップＳ２１２の動作を行い、例えばスポーツカータイプのセダンやクーペ等の車高の低い車両に対しては図４のステップＳ２１２の動作を行わないように構成してもよい。

更に、図５のステップＳ２２１に示すように、運転者による操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆である場合には、運転者が緊急回避操舵を行っている可能性が高いことを考慮して、運転者の操舵に応じた基本操舵力Ｔｂを目標操舵トルクＴａに設定することにより、回避性能の悪化を防止することができる。つまり、運転者の緊急回避の意思を尊重することができる。

但し、運転者による操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆である場合であっても、図５のステップＳ２２５に示すように、ステアリング振動が生じている又は生じ得る場合には、収束操舵トルクＴｃを目標操舵トルクＴａに設定することにより、操舵感よりも車両１０の安定性を重視することができる。

尚、運転者による操舵方向と、電動モータ１８により付与される操舵力が前輪ＦＬ及びＦＲを操舵する方向とが逆である場合には、運転者による操舵方向とは逆の方向への操舵力が設定される原因となる、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒに掛け合せる係数ＫＶ１（或いはＫ１）を小さくしてもよい。収束操舵トルクＴｃを算出する際の、後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの比例値の寄与率を小さくしてもよい。

更に、本実施形態によれば、図５のステップＳ２２２に示すように、操舵角θの絶対値や操舵速度ｄθの絶対値が相対的に小さい範囲においては運転者が操舵感の変化を感じやすいことを考慮して、操舵トルクＭＴに応じた基本操舵トルクＴｂを目標操舵トルクＴａとして設定することで、ドライバーの操舵感を悪化させない。

更に、図５のステップＳ２２３に示すように、操舵角θの絶対値や操舵速度ｄθの絶対値が相対的に大きい範囲においては運転者が緊急回避操舵を行っている可能性があることを考慮して、操舵トルクＭＴに応じた基本操舵トルクＴｂを目標操舵トルクＴａとして設定することで、運転者の緊急回避の意思を尊重することができる。

更に、図５のステップＳ２２４に示すように、タックインが発生している場合には、タ
ックインに起因して後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒが変動しやすい或いは前輪ＦＬ及びＦＲの操舵によっても所望の横力Ｆｒが必ずしも得られないことを考慮して、操舵トルクＭＴに応じた基本操舵トルクＴｂを目標操舵トルクＴａとして設定することができる。

更に、収束操舵トルクＴｃの設定態様によっては、車両１０が悪路を走行している場合には、ノイズが大きい後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒの収束操舵トルクＴｃの算出への寄与率を下げる又は０にする（言い換えれば、ノイズが小さい後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒに基づいて収束操舵トルクＴｃを算出する）ことにより、悪路による影響を極力排除しながら、収束操舵トルクＴｃを好適に算出することができる。

更に、収束操舵トルクＴｃの設定態様によっては、車両１０が加減速している場合には、加減速に起因して大きく変動する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの収束操舵トルクＴｃの算出への寄与率を下げる又は０にする（言い換えれば、加減速によってもそれほど大きく変動しない後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒに基づいて収束操舵トルクＴｃを算出する）ことにより、加減速による影響を極力排除しながら、収束操舵トルクＴｃを好適に算出することができる。

更に、収束操舵トルクＴｃの設定態様によっては、車両１０に対してＡＢＳ制御等の前後力制御が行われている場合には、前後力制御に起因して大きく変動する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの収束操舵トルクＴｃの算出への寄与率を下げる又は０にする（言い換えれば、前後力制御によってもそれほど大きく変動しない後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒに基づいて収束操舵トルクＴｃを算出する）ことにより、前後力制御による影響を極力排除しながら、収束操舵トルクＴｃを好適に算出することができる。

更に、収束操舵トルクＴｃの設定態様によっては、サスペンション制御等の接地荷重可変制御が行われている場合には、接地荷重制御に起因して大きく変動する後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの収束操舵トルクＴｃの算出への寄与率を下げる又は０にする（言い換えれば、接地荷重可変制御によってもそれほど大きく変動しない後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒに基づいて収束操舵トルクＴｃを算出する）ことにより、接地荷重可変制御による影響を極力排除しながら、収束操舵トルクＴｃを好適に算出することができる。

更に、車速Ｖが異常な場合には、変動が大きい後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの収束操舵トルクＴｃの算出への寄与率を下げる又は０にする（言い換えれば、変動が小さい後輪ＲＬ及びＲＲの横力Ｆｒの微分値ｄＦｒに基づいて収束操舵トルクＴｃを算出する）ことにより、車速Ｖの異常による影響を極力排除しながら、収束操舵トルクＴｃを好適に算出することもできる。

尚、上述した実施形態は、操舵トルクＭＴ及び目標操舵トルクＴに基づいて前輪ＦＬ及びＦＲの操舵を行っている。しかしながら、操舵角θに基づいて前輪ＦＬ及びＦＲの操舵をアクチュエータにより行う、いわゆるアクティブステアの場合であっても、ステアリングがオーバーシュート状態にある場合に、上記動作と同様の態様で操舵を行うことにより、上述した各種利益を享受することができる。

ところで、図２のステップＳ３００に係る動作により、目標操舵トルクＴａとして基本操舵トルクＴｂ或いは収束操舵トルクＴｃが電動モータ１８から出力され、操舵トルクの制御が実行されるのであるが、ＥＰＳ２００に係るこのような電動モータ１８の動作は、バッテリ２４の電力負荷となるため、運転者の操舵補助を目的とした基本操舵トルクＴｂの出力はさておき、ヨー振動とステアリング振動との連成を収束させるための収束操舵トルクＴｃの付与は、バッテリ２４の負荷状態によってはその実行が困難となる。

そこで、本実施形態では、図１０に示すように、ステップＳ３００に係る操舵トルク制御を実行している。ここに、図１０は、ステップＳ３００に係る操舵トルク制御のフローチャートである。

図１０において、ＥＣＵ１００は、目標操舵トルクＴａが収束操舵トルクＴｃであるか否かを判別する（ステップＳ３１０）。収束操舵トルクＴｃでない場合、即ち目標操舵トルクＴａが基本操舵トルクＴｂである場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、電動モータ１８を制御して、基本操舵トルクＴｂを出力させる（ステップＳ３５０）。

目標操舵トルクＴａが収束操舵トルクＴｃである場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０が制動期間中であるか否かを判別する（ステップＳ３２０）。車両１０が制動期間中であるか否かは、基本的にはブレーキペダルが操作されているか否かによって判別可能である。或いは、ブレーキペダルの操作とは無関係に、例えばブレーキアクチュエータ２３の動作状態から各車輪に制動力が付与されているかを判別してもよい。

車両１０が制動期間中でない場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、電動モータ１８を制御して、収束操舵トルクＴｃを出力させる（ステップＳ３６０）。車両１０が制動期間中である場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、バッテリ２４が所定の高負荷状態にあるか否かを判別する（ステップＳ３３０）。

バッテリ２４が高負荷状態にあるか否かは、ＳＯＣセンサ２５の制御信号に基づいて行なわれる。より具体的には、係る制御信号によって示されるバッテリ２４のＳＯＣが所定値未満である場合に、バッテリ２４が高負荷状態であると判別される。但し、このような判別の態様は一例に過ぎず、ＳＯＣセンサ２５から出力される制御信号によらずに、バッテリ２４の負荷となる各種補機の動作状態に基づいて、或いはバッテリ２４から出力される電圧の変動状態等に基づいて、高負荷状態に係る判別を行ってもよい。即ち、現時点におけるバッテリ２４の負荷状態が、バッテリ２４の電力を利用して電動モータ１８から収束操舵トルクＴｃを出力せしめるのに好ましくない状態であるかを判別可能な限りにおいて、係る判別の態様は何ら限定されない趣旨である。

バッテリ２４が高負荷状態にない場合（ステップＳ３３０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、電動モータ１８を制御して収束操舵トルクＴｃを出力させる（ステップＳ３６０）。

尚、車両１０が制動期間中にない場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）であっても、バッテリ２４が高負荷状態にある場合がある。そのような場合には、収束操舵トルクＴｃの付与が現実的に見て困難であるか否かは別として、ステップＳ３６０に係る収束操舵トルクＴｃの付与を禁止ししてもよい。このようにすれば、バッテリ２４の過度な使用を制限することができるため好適である。また、この際、所定のインジケータ等を介し、収束操舵トルクＴｃの付与が禁止された旨を運転者に告知してもよい。

一方、制動期間中においてバッテリ２４が高負荷状態にある場合（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、電動モータ１８によるトルク出力を禁止し、収束操舵トルクＴｃによるキングピン軸周りのモーメント制御を、ＥＣＢによる制動力配分によって代替する（ステップＳ３４０）。

具体的には、ＥＣＵ１００は、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーションや数値演算に基づいて、収束操舵トルクＴｃが前輪に付与された場合と同様の効果を得られるように適合された、収束操舵トルクＴｃの値と各車輪に作用させる制動力の配分比率との対応関係に基づいて、収束操舵トルクＴｃの値に対応する制動力の配分比率を決定し、係る決定された配分比率と、元々必要とされている制動力とに基づいてブレーキアクチュエータ２３を制御することによって、係る代替制御を実行する。ステップＳ３４０、ステップＳ３５０又はステップＳ３６０に係る処理が実行されると、ステップＳ３００に係る操舵トルクの制御は終了する。

ここで、図１１及び図１２を参照し、ＥＣＢによるこのような代替制御の詳細について説明する。図１１は、制動時に車両１０における一の車輪（ここでは左前輪ＦＬとする）に作用するモーメントを説明するための模式図である。

図１１において、左前輪ＦＬに制動力Ｆが作用しているとする。ここで、左前輪ＦＬに対応するキングピン軸ＫＰＦＬから制動力の作用点までの距離（モーメントアーム）をＹとすると、キングピン軸ＫＰＦＬ周りのモーメントは、図示の通り左旋回方向に作用し、その値はＦ×Ｙとなる。即ち、図示モーメントＦＹとなる。

図１２は、ＥＣＢによる代替制御の一例を表す模式的概念図である。尚、同図において、図１１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図１２において、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ及びＲＲの各車輪に、夫々制動力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４が作用しているものとする。この場合、夫々に対応するキングピン軸ＫＰＦＬ、ＫＰＦＲ、ＫＰＲＬ及びＫＰＲＲの周りに作用するモーメントは、夫々モーメントＦ１Ｙ、Ｆ２Ｙ、Ｆ３Ｙ及びＦ４Ｙとなる。

ここで、収束操舵トルクＴｃが、例えば、前輪を図示右方向へ旋回させる方向へ出力されるものとする。この場合、図示のように、制動力Ｆ２が制動力Ｆ１よりも大きくなるようにブレーキアクチュエータ２３が制御されることにより、前輪については、モーメントＦ２ＹがモーメントＦ１Ｙよりも大きくなり、右旋回方向へのモーメントが相対的に大きくなる。このため、収束操舵トルクＴｃが右旋回方向へ加えられたのと同様の効果を得ることができる。

一方、後輪については、制動力Ｆ３が制動力Ｆ４よりも大きくなるようにブレーキアクチュエータ２３が制御されることにより、モーメントＦ３ＹがモーメントＦ４Ｙよりも大きくなり、左旋回方向へのモーメントが相対的に大きくなる。ステアリング振動とヨー振動との連成が生じている場合、各々の振動が逆相となっているから、後輪側については前輪側と反対に左旋回方向へのモーメントを相対的に大きくすることにより、車両１０におけるステアリング振動とヨー振動との連成を好適に抑制することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、制動期間については、車両１０に備わる各車輪への制動力配分を制御することにより、前輪に収束操舵トルクＴｃを作用させるのと同様の効果が得られ、例えば、バッテリ２４の負荷状態によって収束操舵トルクＴｃの出力が困難である状況であっても、前述したような、ステアリング振動とヨー振動との連成を抑制することが可能となる。即ち、電源の負荷状態が車両の挙動に与える影響を軽減することが可能となるのである。

尚、車両１０におけるステアリング振動とヨー振動との連成を収束させるためのＥＣＢにおける制動力の配分態様は、このような配分が何らなされない場合と比較して幾らかなりとも係る連成を収束させ得る限りにおいて何ら限定されない。例えば、係る配分比率は、収束操舵トルクＴｃの関係が予め明らかとなっておらずともよく、例えば収束操舵トルクＴｃを算出する過程における各種制御信号等に基づいて全く独立に決定されてもよい。

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。

本発明の一実施形態に係る車両の概略構成図である。 図１の車両におけるＥＰＳの動作全体を示すフローチャートである。 図２のステップＳ２００における動作を示すフローチャートである。 図３のステップＳ２１０における動作を示すフローチャートである。 図３のステップＳ２２０における動作を示すフローチャートである。 図３のステップＳ２３０における動作を示すフローチャートである。 操舵トルクと基本操舵トルクとの関係を示すグラフである。 車速依存係数ＫＶ１と車速との関係を示すグラフである。 車速依存係数ＫＶ２と車速との関係を示すグラフである。 図２のステップＳ３００における動作を示すフローチャートである。 制動時に一の車輪に作用するモーメントを説明する模式図である。 制動力の付与によって収束操舵トルクの付与を代替する一例を表す模式概念図である。

符号の説明

ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ，ＲＲ…車輪、１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…ＥＰＳ、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ、１５ＲＲ…ホイルシリンダ、１６…舵角センサ、１７…トルクセンサ、１８…電動モータ、１９…ロール角算出回路、２０…車速センサ、２１…横力センサ、２２…タックイン判定回路、２３…ブレーキアクチュエータ、２４…バッテリ、２５…ＳＯＣセンサ。

Claims (6)

1. 電源装置、該電源装置から供給される電力により少なくとも一部が駆動され、少なくとも前輪に操舵力を付与可能な操舵力付与手段並びに前記前輪及び後輪の各々に制動力を付与可能な制動力付与手段を備えた車両を制御する車両の制御装置であって、
   前記前輪の操舵時における前記車両の挙動の状態に対応付けられた所定の指標値を特定する第１特定手段と、
   前記特定された指標値に基づいて、前記操舵力の少なくとも一部として前記挙動を安定させる方向に前記前輪を操舵する安定化操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する操舵制御手段と、
   前記車両の減速期間の少なくとも一部において、前記安定化操舵力の代わりに前記各々に付与される制動力により前記挙動が安定するように前記制動力付与手段を制御する制動制御手段と
   を具備することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記第１特定手段は、前記指標値の少なくとも一部として前記前輪に作用する横力に対応する指標値及び前記後輪に作用する横力に対応する指標値を夫々特定し、
   前記操舵制御手段は、前記前輪に作用する横力に対する前記後輪に作用する横力の比率が前記車両にヨー振動が生じる比率となる場合に、前記安定化操舵力として、前記ヨー振動を収束させる方向に前記前輪を操舵する収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記操舵制御手段は、前記前輪に作用する横力に対する前記後輪に作用する横力の比率が所定値以上となる場合に、前記収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記前輪に作用する横力の微分値及び前記後輪に作用する横力の比例値に基づいて前記収束操舵力を決定する収束操舵力決定手段を更に具備し、
   前記操舵制御手段は、前記決定された収束操舵力が付与されるように前記操舵力付与手段を制御する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の制御装置。
5. 前記挙動が安定するように前記各々に付与される制動力の相互比率を決定する相互比率決定手段を更に具備し、
   前記制動制御手段は、前記車両の減速期間の少なくとも一部において、前記決定された相互比率に基づいて前記制動力付与手段を制御する
   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。
6. 前記電源装置の負荷状態を特定する第２特定手段と、
   前記特定された負荷状態に基づいて前記電源装置が高負荷状態にあるか否かを判別する判別手段と
   を更に具備し、
   前記制動制御手段は、前記車両の減速期間に前記電源装置が前記高負荷状態にある場合に、前記安定化操舵力の代わりに前記各々に付与される制動力により前記挙動が安定するように前記制動力付与手段を制御する
   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。

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