JP2010247579A - 車両の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 モータ回路の過熱保護のために操舵アシストを制限する必要があるときには、運転者に対して電動モータ２０が過負荷となるような操舵操作を抑制させる。
【解決手段】 モータ温度Ｔが第１基準温度Ｔ１を越えた場合に、報知器５４，５５の報知開始閾値を低減する。これにより、車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップに対して、早めに報知器５４，５５が作動する。運転者は車両の走行状態が車両限界に近いものと思い、自然に運転を抑制する。モータ温度Ｔが第２基準温度Ｔ２（＞Ｔ１）を越えた場合に、スキッド制御の制御開始閾値を低減する。これにより、車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップに対して、早めにスキッド制御が開始され、車速が上がりにくくなり操舵速度が低下して電動モータ２０の負荷が軽くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動モータの駆動により操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置と、旋回時の挙動安定制御やトラクション制御を行うスキッド制御装置とを通信可能に備えた車両の制御システムに関する。

電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドルの操舵操作に対して操舵アシストトルクを発生する電動モータと、この電動モータの通電を制御する電子制御ユニットとを備えている。電子制御ユニットは、運転者が操舵ハンドルに入力した操舵トルクが大きくなるほどモータ電流が増加するように電動モータを駆動制御する。従って、山岳路などの曲がりくねった道を走行している場合には、速い操舵操作が繰り返されるため電動モータが過負荷となりやすい。電動モータが過負荷になった場合には、電動モータやモータ駆動回路（以下、これらをモータ回路と総称する）が大きく発熱する。このため、従来から、モータ回路の過熱損傷を防止するためにモータ回路の温度をモニターし、モータ回路の温度が過熱防止用の設定温度を上回った場合には、電動モータに流す電流を制限するようにしている。例えば、過熱防止時においては、電動モータに流す電流の上限電流値を低めに設定する。こうした過熱防止を図る電動パワーステアリング装置としては、例えば、特許文献１等に提案されている。

特開２００３−１９９７３

過熱防止用の電流制限を行っているときには、通常時に比べて操舵アシストが少なくなりハンドル操作が重くなる。このため、運転者は不快に感じたり異常が発生していると思ったりする。また、運転者はどのように対処すればよいか分からないため、電動モータが過負荷となるような速い操舵操作を継続してしまい電流制限が終了しない。このため、例えば、緊急操舵回避時において充分な操舵アシストが得られなくなるおそれもある。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、モータ回路の過熱保護のために操舵アシストを制限する必要があるときには、運転者に対して電動モータが過負荷となるような操舵操作を抑制させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、旋回時における車両の横滑り状態あるいは加速時における駆動輪のスリップ状態を検出し、その検出値が制御開始閾値を超えたときに車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップを抑制する制御を開始するスキッド制御装置と、前記検出値が報知開始閾値を越えたときに前記車両の横滑り状態あるいは前記駆動輪のスリップ状態が発生していることを運転者に報知する報知器と、電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置と、前記電動パワーステアリング装置の電動モータ、あるいは、前記電動モータへ電力を供給する回路の温度を検出する温度検出手段と、前記検出した温度が第１基準温度を超える場合には、前記報知器の報知開始閾値を低くする前記報知開始閾値低減手段と、前記検出した温度が前記第１基準温度より高い第２基準温度を超える場合には、前記スキッド制御装置の制御開始閾値を低くする制御開始閾値低減手段とを備え、前記検出した温度にしたがって前記スキッド制御装置の制御開始タイミングと前記報知器の報知開始タイミングとを制御することにある。

本発明においては、スキッド制御装置が旋回時における車両の横滑り状態あるいは加速時における駆動輪のスリップ状態を検出する。車両の横滑り状態は、例えば、車両のヨーレートを検出するとともに、この検出ヨーレートと、車両の走行状態から得られる本来発生すべき目標ヨーレートとの偏差を算出することで検出できる。また、車体のスリップ角とスリップ角速度の値から検出することもできる。駆動輪のスリップ状態は、例えば、駆動輪の車輪速と従動輪の車輪速（車速）との偏差を算出することで検出できる。スキッド制御装置は、これらの検出値が制御開始閾値を超えたとき、車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップを抑制する制御を開始する。例えば、各車輪毎のブレーキ制御あるいはエンジンの出力制御を開始する。一般に、こうした旋回時の車両横滑り抑制制御は挙動安定制御と呼ばれ、加速時の駆動輪のスリップ抑制制御はトラクション制御と呼ばれる。

報知器は、車両の横滑り状態あるいは加速時における駆動輪のスリップ状態の検出値が報知開始閾値を超えると、車両の横滑り状態あるいは駆動輪のスリップ状態が発生していることを運転者に報知する。報知器としては、例えば、インジケータやブザーを用いることができる。従来の車両の制御システムにおいては、スキッド制御（車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップの抑制制御）の開始と同時に報知器が作動するものであったが、本発明においては、電動パワーステアリング装置においてモータ回路の過熱防止を図るときには、報知器の作動開始タイミングが変化する。

電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に電動モータが組み込まれ、この電動モータを駆動制御することにより操舵アシストトルクを発生する。例えば、運転者が操舵ハンドルに入力した操舵トルクが大きくなるほどモータ電流が増加するように電動モータを駆動制御する。これにより、ハンドル操作が軽くなる。山岳路などの曲がりくねった道を高速で走行している場合には、速い操舵操作が繰り返されるため電動モータが過負荷となりやすい。電動モータが過負荷になった場合には、電動モータやモータ駆動回路が発熱するため、過熱保護の観点から、運転者に対して、ハンドル操作を抑制させる、つまり、速いハンドル操作を行わないようにさせるとよい。

そこで本発明においては、温度検出手段により、電動パワーステアリング装置の電動モータ、あるいは、電動モータへ電力を供給する回路の温度（これらの温度をモータ温度と呼ぶ）を検出し、モータ温度が高くなってきたときに、スキッド制御装置と報知器とを有効に使って、運転者の操舵操作を抑制する。温度検出手段により検出したモータ温度が第１基準温度を超えると、報知開始閾値低減手段が報知器の報知開始閾値を低くする。従って、車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップに対して、通常時よりも早いタイミングで報知器が作動するようになる。このため、運転者は、報知器の作動から、車両の走行状態が車両限界に近いものと思い、自然に運転を抑制する。つまり、車速を抑え、急なハンドル操作をしないようになる。これにより操舵速度が低下し、電動パワーステアリング装置の電動モータの負荷が軽くなる。

また、こうした報知器の作動にかかわらず、温度検出手段により検出したモータ温度がさらに上昇して第２基準温度を超えた場合には、制御開始閾値低減手段がスキッド制御装置の制御開始閾値を低くする。従って、車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップに対して、通常時よりも早いタイミングでスキッド制御が開始されるようになる。このため、車速が上がりにくくなる。これに伴って、ハンドル操作も安定したものとなり、操舵速度が低下して電動パワーステアリング装置の電動モータの負荷が軽くなる。

また、例えば、スキッド制御と電動パワーステアリング装置による操舵アシスト制御との協調機能、つまり、車両の横滑りを抑制する方向に操舵トルクを発生させる機能を備えた車両においては、スキッド制御が早いタイミングで開始されることで、この協調機能でのモータ制御量が少なくなり電動モータの負荷が更に軽くなる。

これらの結果、モータ回路の過熱保護を図る必要が生じているときには、速い操舵操作が抑制され電動モータの負荷を軽くすることができる。従って、例えば、モータ回路温度の上昇に伴って電動モータの通電量の制限を大きくする電流制限手段を備えた場合であっても、通電量の制限を加える期間が短くなる。尚、電動モータの通電量の制限にあたっては、上限電流値を通常時に比べて低下させる構成、あるいは、目標電流値に乗じる電流制限係数を通常時に比べて低下させる構成など採用することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の制御システムの概略構成図である。 実施形態に係る操舵アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。 実施形態に係る上限電流値マップを表すグラフである。 実施形態に係る温度フラグ送信ルーチンを表すフローチャートである。 実施形態に係る閾値設定ルーチンを表すフローチャートである。 実施形態に係る挙動安定制御ルーチンを表すフローチャートである。 実施形態に係るトラクション制御ルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の制御システムを示す概略図である。

この車両の制御システムは、電動パワーステアリング装置１０とスキッド制御装置５０とを備えている。電動パワーステアリング装置１０は、図示しないステアリング機構に設けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０を駆動制御する電子制御ユニット３０（以下、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０と呼ぶ）とを備えている。

電動モータ２０は、ステアリング機構の一部を構成するステアリングシャフト、あるいは、ラックバーに設けられ（以上図示略）、その出力軸の回転運動によりステアリングシャフトに回転トルクを付与する、あるいは、ラックバーに軸線方向の変位力を付与することで、左右前輪（操舵輪）に転舵力を付与して操舵操作をアシストする。

ステアリングシャフトには、操舵トルクセンサ２１が設けられる。操舵トルクセンサ２１は、運転者のハンドル回動操作によってステアリングシャフトに作用する操舵トルクに応じた信号を出力する。この操舵トルクセンサ２１から出力される信号により検出される操舵トルクの値を、以下、操舵トルクＴｒと呼ぶ。操舵トルクＴｒは、その符号（正負）によりトルクの働く方向（右方向、左方向）を表し、その絶対値によりトルクの大きさを表す。

電動モータ２０には、回転角センサ２２が設けられる。この回転角センサ２２は、電動モータ２０内に組み込まれ、電動モータ２０の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ２２の検出信号は、電動モータ２０の回転角および回転角速度の計算に利用される

ＥＰＳ・ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備えた演算部３１と、モータ駆動回路３２とを備えている。モータ駆動回路３２は、例えば、三相インバータ回路にて構成され演算部３１からのＰＷＭ制御信号を入力して、内部のスイッチング素子のデューティ比を制御することにより電動モータ２０への通電量を調整する。モータ駆動回路３２には、電動モータ２０に流れる電流を検出する電流センサ２３が設けられる。この電流センサ２３により検出される電流値をモータ電流ｉｍと呼ぶ。

また、モータ駆動回路３２には、スイッチング素子の発熱状態を検出するための温度センサ２４が設けられる。電動パワーステアリング装置１０においては、後述する操舵アシスト制御を実行しているとき、電動モータ２０が過負荷状態で駆動されると、電動モータ２０およびモータ駆動回路３２のスイッチング素子が大きく発熱し過熱損傷するおそれがある。そこで、発熱状態をモニターするために温度センサ２４が設けられる。温度センサ２４は、電動モータ２０を過負荷状態で駆動したときに、一番最初に過熱防止温度に到達する個所に設けられる。本実施形態においては、電動モータ２０よりも先にモータ駆動回路３２のスイッチング素子が過熱保護を行うべき温度に到達するため温度センサ２４をモータ駆動回路３２に設けるが、電動モータ２０がモータ駆動回路３２よりも先に過熱状態になるのであれば温度センサ２４を電動モータ２０に設けるようにすればよい。また、電動モータ２０とモータ駆動回路３２の両方に設けてもよい。以下、電動モータ２０とモータ駆動回路３２においてモニターすべき個所の温度（一番最初に過熱防止温度に到達する個所の温度）をモータ温度と呼び、温度センサ２４により検出されたモータ温度をモータ温度Ｔと呼ぶ。尚、モータ温度Ｔの検出は、電動モータ２０に流す電流値の積算値と放熱量とに基づいて推定により行っても良い。

演算部３１は、ＲＯＭ内に記憶した制御プログラムにしたがって操舵アシスト制御を実行することにより電動モータ２０を駆動制御して運転者の操舵操作に応じた最適なアシストトルクをステアリング機構（ステアリングシャフトやラックバー）に付与する。演算部３１は、図示しない通信インタフェースを介してＣＡＮ（Controller Area Network）通信システムの通信線１００と接続されており、ＣＡＮ通信によりスキッド制御装置５０のスキッドＥＣＵ５１と送受信可能となっている。

スキッド制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要部として備えたスキッドＥＣＵ５１と、スキッドＥＣＵ５１からの出力信号により４輪（前後輪）のホイールシリンダーの油圧を独立して制御するブレーキアクチュエータ５２とを備えている。スキッドＥＣＵ５１は、急発進，急加速時の駆動輪のスリップを抑制するトラクション制御、旋回時における車両の横滑りを抑制して安定性を確保する挙動安定制御を行う。以下、トラクション制御と挙動安定制御とを総称する場合にはスキッド制御と呼ぶ。

スキッドＥＣＵ５１は、４輪の車輪速センサ５３fl，５３fr，５３rl，５３rrを接続するとともに、操舵角θ、ヨーレートγ、水平方向の加速度Ｇを表す情報をＣＡＮ通信システムの通信線１００から取得する。車輪速センサ５３fl，５３fr，５３rl，５３rrは、左前輪の車輪速Ｖfl，右前輪の車輪速Ｖfr，左後輪の車輪速Ｖrl，右後輪の車輪速Ｖrrを検出する。ＣＡＮ通信システムには、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０やスキッドＥＣＵ５１の他にエンジンＥＣＵ６０などの車両制御装置、および、操舵角センサ７１、ヨーレートセンサ７２、加速度センサ７３といったセンサ類が通信可能に接続されている。

操舵角センサ７１は、ステアリングシャフトに設けられ、操舵ハンドルの中立位置に対する操舵角θを表す操舵角信号を出力する。ヨーレートセンサ７２は、車体のヨーレートγを表すヨーレート信号を出力する。加速度センサ７３は、車両の水平方向の加速度Ｇを表す加速度信号を出力する。

スキッドＥＣＵ５１は、さらに、車両の横滑り状態あるいは駆動輪のスリップ状態が発生していることをランプの点滅で運転者に報知するスリップインジケータ５４と、断続音で運転者に報知するブザー５５とを接続している。スリップインジケータ５４には、車両がスリップ（横滑りを含む）している様子を表す図柄が表示されている。従って、運転者は、このスリップインジケータ５４が点滅したときには、車両がスリップしていることを認識できるようになっている。

次に、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０により行われる操舵アシスト制御について説明する。図２は、演算部３１により実施される操舵アシスト制御ルーチンを表す。操舵アシスト制御ルーチンは、演算部３１のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、イグニッションスイッチ（図示略）がオンされて初期診断が完了した後に起動し、所定の短い周期で繰り返される。

本制御ルーチンが起動すると、演算部３１は、まず、ステップＳ１１において、ＣＡＮ通信システムから情報提供される車速Ｖと、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴｒとを読み込む。車速Ｖは、例えば、スキッドＥＣＵ５１が従動輪（前輪）の車輪速センサ５３fl，５３frにより検出される車輪速Ｖfr，Ｖrlから車速Ｖを算出してＣＡＮ通信システムに送信することで各車両制御装置側で検出できるようになっている。

続いて、ステップＳ１２において、図示しないアシストトルクマップを参照して、入力した車速Ｖおよび操舵トルクＴｒに応じて設定される目標アシストトルクＴｒ＊を計算する。目標アシストトルクＴｒ＊は、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加し、しかも、車速Ｖが低くなるほど大きな値となるように設定される。続いて、ステップＳ１３において、目標アシストトルクＴｒ＊に対応した電流値である目標電流値ｉas＊を計算する。目標電流値ｉas＊は、目標アシストトルクＴｒ＊をトルク定数で除算することにより求められる。

続いて、演算部３１は、ステップＳ１４において、温度センサ２４により検出されるモータ温度Ｔを読み込む。続いて、ステップＳ１５において、モータ温度Ｔに応じて設定される上限電流値ｉlimを計算する。上限電流値ｉlimは、電動モータ２０やモータ駆動回路３２の過電流保護を図るために、電動モータ２０に流すことのできる最大値を設定したものである。この上限電流値ｉlimは、例えば、図３の上限電流値マップに示すように、モータ温度Ｔの増加に伴って上限電流値ｉlimが低減されるように設定される。この例では、モータ温度Ｔが温度Ｔａ以下の場合は、一定の上限電流値ｉlim１が設定される。この上限電流値ｉlim１は、例えば、電動モータ２０あるいはモータ駆動回路３２の定格電流により制限される値に設定される。そして、モータ温度Ｔが温度Ｔａを越えると、過熱保護のために、モータ温度Ｔが増加するほど減少する上限電流値ｉlimが設定される。また、モータ温度Ｔが温度Ｔｂを越える状況においては、最小となる上限電流値ｉlim２が設定される。尚、モータ温度Ｔと上限電流値ｉlimとの関係は、図３に示す特性に限るものではなく、モータ温度Ｔの増加に伴って上限電流値ｉlimが低下するように設定するものであればどのようなものでもよい。例えば、モータ温度Ｔが基準温度を越えた場合には、上限電流値ｉlimをゼロにする、つまり、操舵アシストを停止するようにしてもよい。また、モータ温度Ｔと上限電流値ｉlimとの対応関係の設定は、マップに限らず、関数等を用いることもできる。

続いて、演算部３１は、ステップＳ１６において、先のステップＳ１３で計算した目標電流値ｉas＊がステップＳ１５で設定した上限電流値ｉlimよりも大きいか否かを判断する。そして、目標電流値ｉas＊が上限電流値ｉlimよりも大きい場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７において、目標電流値ｉas＊を上限電流値ｉlimに設定する。一方、目標電流値ｉas＊が上限電流値ｉlim以下であれば（Ｓ１６：Ｎｏ）、目標電流値ｉas＊を変更しない。

続いて、演算部３１は、ステップＳ１８において、温度フラグ送信処理を行う。この処理は、スキッド制御装置５０に対して、モータ温度Ｔの状況を伝達するものであり、詳細に関しては後述する。

続いて、演算部３１はステップＳ１９において、電動モータ２０に流れるモータ電流ｉｍを電流センサ２３から読み込む。続いて、ステップＳ２０において、このモータ電流ｉｍと先に計算した目標電流値ｉas＊との偏差Δｉを計算し、この偏差Δｉに基づくＰＩ制御（比例積分制御）により目標指令電圧ｖ＊を計算する。

そして、演算部３１は、ステップＳ２１において、目標指令電圧ｖ＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路３２に出力して本制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、本制御ルーチンの実行により、モータ駆動回路３２のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、運転者の操舵操作に応じた所望のアシストトルクが得られる。

山岳路などの曲がりくねった道を走行している場合には、速い操舵操作が繰り返されるため電動モータ２０が過負荷となりやすい。電動モータ２０が過負荷状態となると、モータ温度Ｔが上昇し、それに伴って上限電流値ｉlimが低減設定され。従って、操舵アシストが少なくなり、ハンドル操作が重くなる。こうしたケースにおいては、車速を落とし、ゆっくりした操舵操作を行うようにすれば、電動モータ２０の負荷が軽くなり、電流制限も抑えられて充分な操舵アシストが得られるようになる。しかし、従来の車両の制御システムにおいては、運転者は、操舵アシストが少なくなってハンドル操作が重くなったとき、どのように対応してよいか分からず、そのまま速い操舵操作を続けてしまう。

そこで、本実施形態においては、モータ温度Ｔが上昇して過熱保護を図るときに、スキッド制御装置５０を使って、運転者に対して、現在の車両の走行状態が限界に近いものと思わせ、運転を抑制させる。つまり、車速を抑え、急なハンドル操作をしないようにさせる。演算部３１は、スキッド制御装置５０に対して、モータ温度Ｔの状況を知らせるために、操舵アシスト制御ルーチンの中にステップＳ１８の温度フラグ送信処理を組み込んでいる。以下、温度フラグ送信処理について説明する。

図４は、ステップＳ１８の処理である温度フラグ送信ルーチン（サブルーチン）を表す。演算部３１は、本ルーチンを開始すると、まず、ステップＳ１８１において、モータ温度Ｔが第１基準温度Ｔ１を越えているか否かを判断する。モータ温度Ｔが第１基準温度以下であれば（Ｓ１８１：Ｎｏ）、ステップＳ１８２において、温度フラグＦを「０」に設定する。この第１基準温度Ｔ１は、モータ回路の過熱保護のために上限電流値ｉlimが低減設定開始される温度Ｔａ以上の温度に予め設定されている。

演算部３１は、ステップＳ１８１において、「Ｎｏ」、つまり、モータ温度Ｔが第１基準温度を越えていると判定した場合は、ステップＳ１８３において、モータ温度Ｔが第２基準温度Ｔ２を越えているか否かを判断する。この第２基準温度Ｔ２は、第１基準温度Ｔ１よりも高い温度に設定されている。モータ温度Ｔが第２基準温度以下であれば（Ｓ１８３：Ｎｏ）、ステップＳ１８４において、温度フラグＦを「１」に設定する。一方、モータ温度Ｔが第２基準温度を越えている場合（Ｓ１８３：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１８５において、温度フラグＦを「２」に設定する。

演算部３１は、こうしてモータ温度Ｔに応じて温度フラグＦを設定すると、続くステップＳ１８６において、温度フラグＦの設定状況を表す情報を通信線１００を介してＣＡＮ通信システムに出力する。演算部３１は、温度フラグＦの設定状況を表す情報をＣＡＮ通信システムに出力すると、温度フラグ送信ルーチンをいったん終了して、その処理を操舵アシスト制御ルーチン（メインルーチン）のステップＳ１９に進める。温度フラグ送信ルーチンは、操舵アシスト制御ルーチンに組み込まれて所定の短い周期で繰り返されることから、ＣＡＮ通信システムに接続された各種の車両制御装置側では、モータ回路の発熱状況を逐次把握できることになる。

次に、スキッド制御装置５０のスキッドＥＣＵ５１の行う処理について説明する。スキッド制御装置５０は、ＥＰＳ・ＥＣＵ３０の演算部３１において設定した温度フラグＦに基づいて、スキッド制御（挙動安定制御およびトラクション制御）の作動を開始する閾値（以下、制御開始閾値と呼ぶ）、および、報知器であるスリップインジケータ５４とブザー５５の作動を開始する閾値（以下、報知開始閾値と呼ぶ）を設定する。

図５は、スキッドＥＣＵ５１の実行する閾値設定ルーチンを表す。閾値設定ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実施される。本ルーチンが起動すると、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ３１において、ＣＡＮ通信システムから情報提供される温度フラグＦの設定状況を読み込む。続いて、ステップＳ３２において、温度フラグＦの設定状況を判定する。温度フラグＦが「０」に設定されている場合には、ステップＳ３３において、挙動安定制御に係る報知開始閾値ＡinをＡin０に設定し、挙動安定制御に係る制御開始閾値ＡcoをＡco０に設定する。この報知開始閾値Ａin０と制御開始閾値Ａco０とは、同じ値であり、挙動安定制御の作動および報知を開始すべき適正値に予め定められている。続いて、ステップＳ３４において、トラクション制御に係る報知開始閾値ＢinをＢin０に設定し、トラクション制御に係る制御開始閾値ＢcoをＢco０に設定する。この報知開始閾値Ｂin０と制御開始閾値Ｂco０とは、同じ値であり、トラクション制御の作動および報知を開始すべき適正値に予め定められている。従って、例えば、報知開始閾値Ａin０，制御開始閾値Ａco０および報知開始閾値Ｂin０，制御開始閾値Ｂco０は、従来から使われている閾値を用いることができる。

一方、温度フラグＦが「１」に設定されている場合には、ステップＳ３５において、挙動安定制御に係る報知開始閾値ＡinをＡin１に設定し、挙動安定制御に係る制御開始閾値ＡcoをＡco０に設定する。この報知開始閾値Ａin１は、報知開始閾値Ａin０に比べて小さな値に予め定められている。続いて、ステップＳ３６において、トラクション制御に係る報知開始閾値ＢinをＢin１に設定し、トラクション制御に係る制御開始閾値ＢcoをＢco０に設定する。この報知開始閾値Ｂin１は、報知開始閾値Ｂin０に比べて小さな値に予め定められている。

また、温度フラグＦが「２」に設定されている場合には、ステップＳ３７において、挙動安定制御に係る報知開始閾値ＡinをＡin１に設定し、挙動安定制御に係る制御開始閾値ＡcoをＡco１に設定する。この制御開始閾値Ａco１は、制御開始閾値Ａco０に比べて小さな値であって、例えば、報知開始閾値Ａin１と同じ値に予め定められている。続いて、ステップＳ３８において、トラクション制御に係る報知開始閾値ＢinをＢin１に設定し、トラクション制御に係る制御開始閾値ＢcoをＢco１に設定する。この制御開始閾値Ｂco１は、制御開始閾値Ｂco０に比べて小さな値であって、例えば、報知開始閾値Ｂin１と同じ値に予め定められている。

こうして、温度フラグＦに応じて挙動安定制御に係る報知開始閾値Ａin，制御開始閾値Ａco、および、トラクション制御に係る報知開始閾値Ｂin，制御開始閾値Ｂcoを設定すると閾値設定ルーチンを終了する。閾値設定ルーチンは、所定の短い周期で繰り返されることから、最新の温度フラグＦ応じた閾値が設定される。従って、モータ温度Ｔが過熱損傷防止を図る必要のない温度（以下、通常温度と呼ぶ）となる状況においては、報知開始閾値Ａin，制御開始閾値Ａco，報知開始閾値Ｂin，制御開始閾値Ｂcoが、最適な報知開始閾値Ａin０，制御開始閾値Ａco０（＝Ａin０），報知開始閾値Ｂin０，制御開始閾値Ｂco０（＝Ｂin０）に設定される。また、モータ回路が発熱しモータ温度Ｔが第１基準温度Ｔ１より高く第２基準温度Ｔ２以下となる状況においては、報知開始閾値Ａin，報知開始閾値Ｂinが、最適値Ａin０，Ｂin０よりも小さな値Ａin１，Ｂin１に設定される。さらに、モータ回路が発熱してモータ温度Ｔが第２基準温度Ｔ２より高くなる状況においては、制御開始閾値Ａco，制御開始閾値Ｂcoも、最適値Ａco０，Ｂco０よりも小さな値Ａco１，Ｂco１に設定される。

次に、スキッドＥＣＵ５１の行う挙動安定制御処理について説明する。図６は、スキッドＥＣＵ５１の行う挙動安定制御ルーチンを表す。挙動安定制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実施される。本ルーチンが起動すると、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ４１において、ヨーレートγ、操舵角θ、車速Ｖを読み込む。ヨーレートγと操舵角θは、ＣＡＮ通信システムから情報提供される。また、車速Ｖは、従動輪（本実施形態の車両は後輪駆動であるため前輪となる）の車輪速センサ５３fl，５３frにより検出される車輪速Ｖfl，Ｖfrから算出される。

続いて、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ４２において、操舵角θと車速Ｖとから、本来車両に発生すべきヨーレートγ＊を計算する。このヨーレートγ＊を、以下、目標ヨーレートγ＊と呼ぶ。目標ヨーレートγ＊は、操舵角θが大きくなるほど、かつ、車速Ｖが大きくなるほど増加する特性を有する。スキッドＥＣＵ５１は、操舵角θと車速Ｖを入力パラメータとし、この入力パラメータと目標ヨーレートγ＊との対応関係を設定した参照マップをＲＯＭに記憶しており、この参照マップを使って目標ヨーレートγ＊を算出する。

続いて、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ４３において、検出した実際のヨーレートγと目標ヨーレートγ＊との偏差Δγ＝｜γ＊−γ｜を計算する。ヨーレートγが目標ヨーレートγ＊よりも少なくなれば、車体が旋回していないことを意味するため、車両が横滑り状態（特に、前輪横滑り状態）の傾向にあるといえる。従って、ヨーレート偏差Δγが大きいほど横滑り傾向が大きいと判断できる。

続いて、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ４４において、ヨーレート偏差Δγが挙動安定制御に係る報知開始閾値Ａinを越えているか否かを判断する。ヨーレート偏差Δγが報知開始閾値Ａin以下である場合（Ｓ４４：Ｎｏ）には、そのまま本ルーチンをいったん終了する。従って、挙動安定制御の作動、および、スリップインジケータ５４とブザー５５の作動が開始されない。

一方、ステップＳ４４において、ヨーレート偏差Δγが挙動安定制御に係る報知開始閾値Ａinを越えていると判定した場合には、続くステップＳ４５において、ヨーレート偏差Δγが挙動安定制御に係る制御開始閾値Ａcoを越えているか否かを判断する。ヨーレート偏差Δγが制御開始閾値Ａcoを越えていない場合（Ｓ４５：Ｎｏ）には、ステップＳ４６において、スリップインジケータ５４の点滅とブザー５５の鳴動を行う。また、ヨーレート偏差Δγが制御開始閾値Ａcoを越えている場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）には、ステップＳ４７において、スリップインジケータ５４の点滅とブザー５５の鳴動に加えて、挙動安定制御を実施する。

つまり、ヨーレート偏差Δγが報知開始閾値Ａinと制御開始閾値Ａcoとのあいだにある場合は、実際に挙動安定制御（横滑り抑制制御）を行わずにスリップインジケータ５４とブザー５５といった報知器のみを作動させて、運転者に対してスリップ状態であることを報知し、ヨーレート偏差Δγが制御開始閾値Ａcoを越えているときには、報知器の作動に加えて、実際に挙動安定制御を実施する。

挙動安定制御は、種々の手法が周知であるため、その中から任意の手法を採用すればよい。例えば、ヨーレート偏差Δγの大きさに応じてエンジン出力の低減指令をエンジンＥＣＵ６０に出力するとともに、ブレーキアクチュエータ５２を作動させて左右後輪ブレーキと旋回外側の前輪ブレーキを作動させて横力を減少させる。

この挙動安定制御ルーチンは、上述した閾値設定ルーチンと並行して所定の短い周期で繰り返される。従って、ステップＳ４４，Ｓ４５にて比較判定される閾値Ａin，Ａcoは、閾値設定ルーチンにて設定されたものとなっている。そして、この閾値Ａin，Ａcoは、モータ温度Ｔの状態を表す温度フラグＦにより設定される。このため、モータ温度Ｔが第１基準温度Ｔ１以下となって操舵アシストを制限する必要がない通常温度となる状況（つまり、温度フラグＦ＝０）においては、閾値Ａcoが挙動安定制御を開始すべき最適値（Ａco０）に設定され、かつ、閾値Ａinが挙動安定制御の開始と同時にその旨を報知するように閾値Ａcoと同じ値に設定される。このため、モータ温度Ｔが操舵アシスト制限を行う必要のない通常温度となる状況であれば、従来通りのタイミングで挙動安定制御と報知動作とを行うことができる。

一方、モータ温度Ｔが上昇して第１基準温度Ｔ１を越えると、その段階で報知開始閾値Ａinが通常温度状況における値よりも小さな値（Ａin１）に設定される。従って、車両の横滑りが発生した場合、その横滑り傾向が小さい段階から、つまり、通常時よりも早い段階から、スリップインジケータ５４とブザー５５が作動する。従って、運転者は、このスリップインジケータ５４とブザー５５の作動により、車両の走行状態が車両限界に近いものと思い、自然に運転を抑制する。つまり、車速を抑え、急なハンドル操作をしないようになる。これにより操舵速度が低下し、電動パワーステアリング装置１０の電動モータ２０の負荷が軽くなる。

また、モータ温度Ｔが上昇して第２基準温度Ｔ２を越えている場合には、報知開始閾値Ａinだけでなく、制御開始閾値Ａcoも通常温度状況における値よりも小さな値（Ａco１）に設定される。従って、車両の横滑りが発生した場合、その横滑り傾向が小さい段階から、挙動安定制御（横滑り抑制制御）が開始される。このため、スリップインジケータ５４やブザー５５による効果に加え、実際にブレーキ制動やエンジン出力制限が働いて車速が上がりにくくなる。これに伴って、ハンドル操作も安定したものとなり、操舵速度が低下して電動パワーステアリング装置１０の電動モータ２０の負荷が軽くなる。

このように、本実施形態においては、モータ温度Ｔの上昇に基づいて、挙動安定制御の開始タイミング、および、スリップインジケータ５４やブザー５５の報知開始タイミングを通常時に比べて早くすることで、運転者に対して自然に緩やかな運転に切り換えるように誘導する。この結果、モータ温度Ｔが下がり、上限電流値ｉlimによる操舵アシスト制限が終了する。従って、充分な操舵アシストが得られるようになる。

次に、スキッドＥＣＵ５１の行うトラクション制御処理について説明する。図７は、スキッドＥＣＵ５１の行うトラクション制御ルーチンを表す。トラクション制御ルーチンは、挙動安定制御ルーチンおよび閾値設定ルーチンと並行して所定の短い周期で繰り返し実施される。本ルーチンが起動すると、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ５１において、車輪速センサ５３fl，５３fr，５３rl，５３rrから車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrを読み込む。続いて、ステップＳ５２において、駆動輪ごとのスリップ量Ｂｓを計算する。

駆動輪のスリップ量Ｂｓは、｛（車輪速）−（車速）｝により計算することができる。後輪駆動の車両の場合、車速は、従動輪である前輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrから算出できる。続いて、スキッドＥＣＵ５１は、ステップＳ５３において、各駆動輪のスリップ量Ｂｓがトラクション制御に係る報知開始閾値Ｂinを越えているか否かを判断する。スリップ量Ｂｓが報知開始閾値Ｂin以下である場合（Ｓ５３：Ｎｏ）には、そのまま本ルーチンをいったん終了する。従って、トラクション制御の作動および報知器の作動が開始されない。

一方、ステップＳ５３において、スリップ量Ｂｓがトラクション制御に係る報知開始閾値Ｂinを越えていると判定した場合には、続くステップＳ５４において、スリップ量Ｂｓがトラクション制御に係る制御開始閾値Ｂcoを越えているか否かを判断する。スリップ量Ｂｓが制御開始閾値Ｂcoを越えていない場合（Ｓ５４：Ｎｏ）には、ステップＳ５５において、スリップインジケータ５４の点滅とブザー５５の鳴動を行う。また、スリップ量Ｂｓが制御開始閾値Ｂcoを越えている場合（Ｓ５４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ５６において、スリップインジケータ５４の点滅とブザー５５の鳴動に加えて、トラクション制御を実施する。つまり、スリップ量Ｂｓが報知開始閾値Ｂinと制御開始閾値Ｂcoとのあいだにある場合は、実際にトラクション制御を行わずに、運転者に対してスリップ状態であることを表す報知のみを行い、スリップ量Ｂｓが制御開始閾値Ｂcoを越えているときに、スリップ状態の報知に加えて、実際にトラクション制御を実施する。

トラクション制御は、種々の手法が周知であるため、その中から任意の手法を採用すればよい。例えば、スリップ量Ｂｓの大きさに応じてエンジン出力の低減指令をエンジンＥＣＵ６０に出力するとともに、ブレーキアクチュエータ５２を作動させて駆動輪にブレーキをかけて、車両の発進・加速時における駆動輪のスリップを減少させる。

このトラクション制御ルーチンは、上述した閾値設定ルーチンと並行して所定の短い周期で繰り返される。従って、ステップＳ５３，Ｓ５４にて比較判定される閾値Ｂin，Ｂcoは、閾値設定ルーチンにて設定されたものとなっている。そして、この閾値Ｂin，Ｂcoは、モータ温度Ｔの状態を表す温度フラグＦにより設定される。このため、モータ温度Ｔが第１基準温度Ｔ１以下となって操舵アシストを制限する必要がない低い温度状況（つまり、温度フラグＦ＝０）においては、閾値Ｂcoがトラクション制御を開始すべき最適値（Ｂco０）に設定され、かつ、閾値Ｂinがトラクション制御の開始と同時にその旨を報知するように閾値Ｂcoと同じ値に設定される。このため、モータ温度Ｔが操舵アシスト制限を行う必要のない通常温度となる状況であれば、従来通りのタイミングでトラクション制御と報知動作とを行うことができる。

一方、モータ温度Ｔが上昇して第１基準温度Ｔ１を越えると、その段階で報知開始閾値Ｂinが通常温度状況における値よりも小さな値（Ｂin１）に設定される。従って、駆動輪のスリップが発生した場合、そのスリップ傾向が小さい段階から、つまり、通常時よりも早い段階から、スリップインジケータ５４とブザー５５が作動する。従って、運転者は、このスリップインジケータ５４とブザー５５の作動により、車両の走行状態が車両限界に近いものと思い、自然に運転を抑制する。つまり、車速を抑え、急なハンドル操作をしないようになる。これにより操舵速度が低下し、電動パワーステアリング装置の電動モータ２０の負荷が軽くなる。

また、モータ温度Ｔが上昇して第２基準温度Ｔ２を越えている場合には、報知開始閾値Ｂinだけでなく、制御開始閾値Ｂcoも通常温度状況における値よりも小さな値（Ｂco１）に設定される。従って、駆動輪のスリップが発生した場合、そのスリップ傾向が小さい段階からトラクション制御が開始される。このため、スリップインジケータ５４やブザー５５による効果に加え、実際にブレーキ制動やエンジン出力制限が働いて車速が上がりにくくなる。これに伴って、ハンドル操作も安定したものとなり、操舵速度が低下して電動パワーステアリング装置の電動モータ２０の負荷が軽くなる。

このように、本実施形態においては、モータ温度Ｔの上昇に基づいてトラクション制御の開始タイミング、および、スリップインジケータ５４やブザー５５の報知開始タイミングを通常時に比べて早くすることで、運転者に対して自然に緩やかな運転に切り換えるように誘導する。この結果、モータ温度Ｔが下がり、上限電流値ｉlimによる操舵アシスト制限が終了する。従って、充分な操舵アシストが得られるようになる。

また、本実施形態における車両の制御システムにおいては、スキッド制御装置５０と電動パワーステアリング装置１０との協調制御が行われ、車両の走行安定性と操縦性が確保される構成を採用している。こうした協調制御を行う車両においては、モータ温度Ｔの上昇に伴ってスキッド制御の開始が早められるため、電動パワーステアリング装置１０における協調制御でのモータ制御量が少なくなり、過熱保護のために電流制限が働いている分をカバーできる。尚、スキッド制御装置５０と電動パワーステアリング装置１０との協調制御とは、車両が横滑りなどで安定を失った場合に、電動パワーステアリング装置１０による操舵アシストにより、運転者の操舵操作を容易にするものである。例えば、摩擦係数が左右輪で異なる状況でブレーキ制動を働かせたとき、左右の制動力差を打ち消す方向に操舵トルクをアシストする。また、後輪横滑り傾向にある場合には、スピンを抑制する方向に操舵トルクをアシストする。また、前輪横滑り傾向にある場合には、運転者のハンドル操作が軽くなる方向に操舵トルクをアシストし、逆に運転者がハンドルを切りすぎていれば切り込み操作が重くなるようにアシストする。

以上、本実施形態に係る車両の制御システムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上述した挙動安定制御においては、ヨーレート偏差Δγに基づいて車両の横滑り傾向を判定しているが、後輪横滑り傾向を検出する場合には、ヨーレートγと加速度Ｇとから車体のスリップ角および車体のスリップ角速度を算出により検出し、これらの検出値が閾値を越える場合に、挙動安定制御を開始するようにするとよい。この挙動安定制御を行う場合、後輪横滑り傾向の程度に応じて、ブレーキアクチュエータ５２を作動させて旋回外側の前後輪にブレーキをかけ、車両の外向きにモーメントを発生させて後輪横滑り傾向を抑制する。こうした後輪横滑り抑制制御を行う場合であっても、上述したようにモータ温度Ｔに応じて、制御開始閾値と報知開始閾値とを設定する。尚、前輪横滑り抑制制御と後輪横滑り抑制制御との両方を行うようにすることが好ましい。

また、本実施形態においては、電動モータ２０の通電量を制限するにあたって、モータ温度Ｔの上昇に伴って低下する上限電流値ｉlimを設定したが、これに代えて、モータ温度Ｔの上昇に伴って低下する電流制限係数α（０≦α≦１）を目標電流値ｉas＊に乗じる構成であってもよい。

また、例えば、電動モータ２０へ電力を供給する回路の途中に、車載電源電圧を昇圧してモータ駆動回路に電源供給する昇圧回路を設けた構成を採用することもできる。こうした昇圧回路は、例えば、昇圧コイルとスイッチング素子とコンデンサとにより構成することができるが、電動モータ２０の過負荷時において昇圧回路自身が発熱するおそれがある。従って、温度センサ２４を昇圧回路に設けるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、スキッド制御装置５０は、車両の横滑り抑制制御と駆動輪のスリップ抑制制御との両方を行う構成であるが、必ずしも両方の制御を行う必要はなく、何れか一方の制御を行う構成であってもよい。

また、本実施形態においては、報知器としてスリップインジケータ５４とブザー５５とを備えているが、必ずしも両方を備える必要はなく何れか一方でもよい。また、スキッド制御の擬似的な作動音を発生する報知器を用いることもできる。

１０…電動パワーステアリング装置、２０…電動モータ、２３…電流センサ、２４…温度センサ、３０…ＥＰＳ・ＥＣＵ、３１…演算部、３２…モータ駆動回路、２１…操舵トルクセンサ、５０…スキッド制御装置、５１…スキッドＥＣＵ、５３fl，５３fr，５３rl，５３rr…車輪速センサ、５４…スリップインジケータ、５５…ブザー、６０…エンジンＥＣＵ、７１…操舵角センサ、７２…ヨーレートセンサ、７３…加速度センサ、１００…通信線。

Claims (1)

1. 旋回時における車両の横滑り状態あるいは加速時における駆動輪のスリップ状態を検出し、その検出値が制御開始閾値を超えたときに車両の横滑りあるいは駆動輪のスリップを抑制する制御を開始するスキッド制御装置と、
   前記検出値が報知開始閾値を越えたときに前記車両の横滑り状態あるいは前記駆動輪のスリップ状態が発生していることを運転者に報知する報知器と、
   電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置と、
   前記電動パワーステアリング装置の電動モータ、あるいは、前記電動モータへ電力を供給する回路の温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出した温度が第１基準温度を超える場合には、前記報知器の報知開始閾値を低くする前記報知開始閾値低減手段と、
   前記検出した温度が前記第１基準温度より高い第２基準温度を超える場合には、前記スキッド制御装置の制御開始閾値を低くする制御開始閾値低減手段と
   を備え、
   前記検出した温度にしたがって前記スキッド制御装置の制御開始タイミングと前記報知器の報知開始タイミングとを制御する車両の制御システム。

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