JP4440279B2 - 車両挙動検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、走行中の車両に発生する不安定挙動状態（アンダーステアなど）を検出する車両挙動検出装置に関するものである。

従来から、走行中の車両に発生するアンダーステアなどの不安定挙動状態を検出する車両状態検出装置は、規範路面反力トルクに相当する規範アライメントトルクを演算する規範アライメントトルク演算器と、走行中の車両が路面から受ける路面反力トルクに相当する実アライメントトルクを検出するアライメントトルク測定器と、実アライメントトルクと規範アライメントトルクとの偏差の絶対値をアライメントトルク偏差として演算するアライメントトルク偏差演算器と、アライメントトルク偏差を所定量と比較して、アライメントトルク偏差が所定量以上の場合に車両の挙動が不安定であると判定する車両挙動安定性判別器とを備え、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差の絶対値を用いて走行中の車両の不安定状態を判定している（たとえば、特許文献１参照）。

また、上記特許文献１に記載の車両状態検出装置は、実ハンドル操作角の時間変化率と実アライメントトルクの時間変化率とから、実アライメントトルクとハンドル角との変化率を演算するトルク／ハンドル角演算器を備えており、実アライメントトルクとハンドル角との変化率を用いて、走行中の車両の不安定状態を判定している。

特開２００３−３４１５３８号公報

従来の車両状態検出装置では、特許文献１の場合、走行中の車両の不安定挙動状態を判定するために、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差の絶対値、または、実アライメントトルクとハンドル角との変化率を用いているので、規範アライメントトルクと実アライメントトルクとの偏差、または、実アライメントトルクとハンドル角との変化率から推定される単純な不安定状態によって、アンダーステアを判定することができるものの、実アライメントトルクの検出に運転者の操舵トルクと電動パワーステアリング装置のアシストトルクとから推定可能な路面反力トルクを用いて車両の不安定状態を検出した場合には、路面反力トルクがステアリング機構の摩擦トルクよりも小さな領域において、路面反力トルクの推定精度が低下することから、アンダーステアを誤検出（誤判定）するという課題があった。

また、車両に発生するアンダーステアは、ドライアスファルト（滑りにくい路面）や雪道（滑りやすい路面）などの、路面摩擦係数μの違いに応じて、アンダーステアの発生状況が変わるにもかかわらず、従来の車両状態検出装置では、路面摩擦係数μを考慮していないので、アンダーステアを誤検出するという課題があった。

この発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、路面反力トルクの状態にかかわらず、誤判定することなく正確に車両の不安定挙動状態を検出することのできる車両挙動検出装置を得ることを目的とする。

この発明による車両挙動検出装置は、車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の車速を検出する車速検出手段と、操舵角および車速の各検出値から規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、路面反力トルクの検出値および規範路面反力トルクの演算値に基づいて、車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段とを備えた車両挙動検出装置において、路面反力トルクの検出値に基づいて車両挙動状態検出手段の出力を禁止する車両挙動検出禁止手段を設け、車両挙動検出禁止手段は、路面反力トルクの検出値を予め設定された閾値と比較して、路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあるか否かを判定する比較器を含み、比較器は、路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあると判定した場合に、車両挙動状態検出手段の出力を禁止するための禁止フラグを生成するものである。

この発明によれば、誤判定することなく正確に車両の不安定挙動状態を検出することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１が適用される代表的な車両用操舵装置の全体構成を図式的に示すブロック構成図である。
図１において、車両用操舵装置は、車両の運転者により操舵されるハンドル１と、ハンドル１に連結されたステアリング軸２と、ステアリング軸２の先端部に設けられたステアリングギアＢＯＸ３と、ステアリング軸２に設けられたトルクセンサ４および操舵アシスト用のモータ５と、ステアリングギアＢＯＸ３に連結されたラックアンドピニオン機構のラックピニオン軸６と、ラックピニオン軸６の両端に連結された走行輪７と、トルクセンサ４の検出値に基づいてモータ５を駆動する制御装置８とを備えている。

トルクセンサ４は、操舵トルクＴｓの検出値を操舵トルク検出信号Ｔｓｄとして制御装置８に入力する。
制御装置８は、操舵トルク検出信号Ｔｓｄに基づいて、モータ５に対する印加電圧Ｖｉを演算する。モータ５の電流検出信号（モータ電流）Ｉｍおよび電圧検出信号（モータ端子間電圧）Ｖｍは、制御装置８にフィードバックされている。

モータ５は、制御装置８の制御下でフィードバック駆動され、ハンドル１からステアリング軸２に付与される操舵トルクＴｓを補助する。
これにより、ハンドル１からステアリング軸２を通じて付与された操舵トルクＴｓと、モータ５からステアリング軸２に付加されるアシストトルクＴａｓと、を足し合わせたトルクを、ステアリングギアＢＯＸ３を介して数倍に増幅し、ラックピニオン軸６を介して走行輪７を駆動するようになっている。

なお、走行輪７には、路面からの路面反力トルクＴａｌｉｇｎが印加され、また、ステアリング軸２には、ステアリングギアＢＯＸ３からの摩擦トルクＴｆが印加され、ステアリング軸２には、ステアリング軸反力Ｔｒが発生する。

図１に示す車両用操舵装置は、運転者の操舵トルクＴｓに応じたアシストトルクＴａｓを発生させることを主な機能とし、トルクセンサ４は、運転者がハンドル１を操舵したときの操舵トルクＴｓを測定し、制御装置８に操舵トルク検出信号Ｔｓｄとして、電気的に信号を送信する。制御装置８は、モータ５の状態量（電流検出信号Ｉｍおよび電圧検出信号Ｖｍ）と操舵トルク検出信号Ｔｓｄとに基づいて、アシストトルクＴａｓを発生させるための印加電圧Ｖｉを演算し、モータ５に印加電圧Ｖｉを供給してアシストトルクＴａｓを発生させる。

次に、図１とともに、図２〜図５を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置による検出処理について説明する。ここでは、代表的に、車両の不安定挙動状態として、アンダーステアを例にとって説明する。
図２はこの発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置を示す機能ブロック図であり、図１内の制御装置８の具体的な構成例を示している。

図２において、制御装置８は、車両挙動検出装置の主要部となるマイコン２０と、車両の運転者によるハンドル１の操舵角θを検出する操舵角検出手段２１と、車速Ｖｓ（車両の走行速度）を検出する車速検出手段２２と、車両のタイヤ７と路面との間に発生する路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出する路面反力トルク検出手段２３とを備えている。各検出手段２１〜２３の検出値（操舵角θ、車速Ｖｓ、路面反力トルクＴａｌｉｇｎ）は、マイコン２０に入力される。

マイコン２０は、規範路面反力トルク演算手段２４と、車両挙動検出禁止手段２５と、車両挙動状態検出手段２６とを備えている。
なお、制御装置８およびマイコン２０は、図２に示した構成以外にも、車両用操舵装置（図１参照）に関連した種々の機能を備えているが、ここでは、この発明の実施の形態１に直接関係する構成のみを示している。

マイコン２０において、規範路面反力トルク演算手段２４は、操舵角θおよび車速Ｖｓに基づいて、規範路面反力トルクＴａ＊を演算して車両挙動状態検出手段２６に入力する。
車両挙動検出禁止手段２５は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づいて車両挙動検出を禁止すべきか否かを判定し、禁止すべきと判定された場合には、車両挙動状態検出禁止フラグ（以下、単に「禁止フラグ」という）ＦＬｉを車両挙動状態検出手段２６に入力する。

車両挙動状態検出手段２６は、規範路面反力トルクＴａ＊および路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づいて車両のアンダーステア（不安定状態）を検出し、アンダーステア検出フラグ（以下、単に「検出フラグ」という）ＦＬＧを出力するとともに、禁止フラグＦＬｉが入力されている場合には、車両の不安定状態の検出（検出フラグＦＬＧを出力）を禁止する。

なお、各検出手段２１〜２３の検出値、規範路面反力トルク演算手段２４の演算値、車両挙動検出禁止手段２５の演算結果（禁止フラグＦＬｉ）、および車両挙動状態検出手段２６の検出結果（検出フラグＦＬＧ）は、マイコン２０内のメモリ（図示せず）に記憶される。

また、規範路面反力トルク演算手段２４は、車両の走行状態量に基づき、公知技術（たとえば、特開２００５−３２４７３７号公報）に参照される技術を用いて、規範路面反力トルクＴａ＊（理想的な路面反力トルク）を演算してもよい。
すなわち、操舵角θ（ハンドル角）および車速Ｖｓ（車両の走行速度）と、規範路面反力トルクＴａ＊との関係（ハンドル角・走行速度−規範路面反力トルクＴａ＊）を示したマップから、規範路面反力トルクＴａ＊を演算することができる。

また、ハンドル角および車両の走行速度と規範路面反力トルクＴａ＊との関係（ハンドル角・走行速度−規範路面反力トルクＴａ＊）を示したマップは、予めメモリに記憶してもよく、マップに代えて、車速に対する演算式から取得してもよい。

また、路面反力トルク検出手段２３としては、上記公知技術（特開２００５−３２４７３７号公報）に参照される構成を用いることができ、たとえば、運転者による操舵トルクＴｓと、電動パワーステアリング用のアシストトルクＴａｓとから、路面反力トルクＴａｌｉｇｎを推定演算してもよい。
以上のことは、後述する実施の形態２以降においても同様である。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、図２に示したこの発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置の動作について説明する。
図３において、プログラムがスタートすると、まず、操舵角検出手段２１は、操舵角θを検出して、操舵角θの検出値をメモリに記憶させる（ステップＳ１０１）。

同様に、車速検出手段２２は、車速Ｖｓを検出して、車速Ｖｓの検出値をメモリに記憶させ（ステップＳ１０２）、路面反力トルク検出手段２３は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出して、路面反力トルクＴａｌｉｇｎの検出値をメモリに記憶させる（ステップＳ１０３）。

続いて、マイコン２０内の規範路面反力トルク演算手段２４は、メモリに記憶された操舵角θおよび車速Ｖｓと、予め記憶された車速Ｖｓに応じた操舵角θと、路面反力トルクＴａｌｉｇｎの変化率を表す定数ＫＴａとから、規範路面反力トルクＴａ＊を演算し、規範路面反力トルクＴａ＊の演算結果をメモリに記憶させる（ステップＳ１０４）。

具体的には、車両挙動状態検出手段２６は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎと規範路面反力トルクＴａ＊との路面反力トルク偏差ΔＴａ（＝Ｔａｌｉｇｎ−Ｔａ＊）の絶対値を演算し、路面反力トルク偏差ΔＴａの絶対値が所定値よりも大きい場合に不安定状態を検出して、検出結果をメモリに記憶させる。そして、車両挙動状態の検出結果が不安定状態であるか否かを判定する。

ステップＳ１０５において、車両挙動状態の検出結果が安定状態である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スタートに戻って上記処理を繰り返し実行する。
一方、ステップＳ１０５において、車両挙動状態の検出結果が不安定状態である（ＹＥＳ）と判定されれば、車両挙動検出禁止手段２５は、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づいて、車両挙動検出を禁止すべきか否かを演算（判定）し、禁止すべきと判定された場合には、禁止フラグＦＬｉを出力する（ステップＳ１０６）。

続いて、車両挙動状態検出手段２６は、車両挙動検出禁止手段２５の演算結果（ステップＳ１０６）に基づき、禁止フラグＦＬｉが出力されていない（車両挙動状態の検出が許可）か否かを判定する（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０７において、禁止フラグＦＬｉが出力されている（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、車両挙動状態の検出が禁止されているので、スタートに戻って、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０６を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１０７において、禁止フラグＦＬｉが出力されていない（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、車両挙動状態の検出が許可されているので、車両挙動状態検出手段２６は、車両の前輪に発生する路面反力トルクＴａｌｉｇｎの飽和によって車両がアンダーステア（不安定状態）であることを示す検出フラグＦＬＧを出力し（ステップＳ１０８）、図３のプログラム動作を終了する。

次に、図４を参照しながら、車両挙動検出禁止手段２５による具体的処理について説明する。図４は車両挙動検出禁止手段２５の構成例を示す機能ブロック図である。
図４において、車両挙動検出禁止手段２５は、予め設定された第１の閾値Ｔｈ１を比較基準値とする比較器２７を備えている。

比較器２７は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎと第１の閾値Ｔｈ１とを比較し、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第１の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合には、禁止フラグＦＬｉを生成して車両挙動状態検出手段２６に入力する。

ここで、第１の閾値Ｔｈ１は、ステアリング機構を構成するステアリング軸２（図１参照）での摩擦トルクＴｆに応じて設定され、たとえば、ステアリング軸２の摩擦トルクが「２［Ｎｍ］」の車両であれば、第１の閾値Ｔｈ１を「２［Ｎｍ］」に設定すればよい。また、一般的に、車両のステアリング機構の摩擦トルクＴｆは、１［Ｎｍ］〜３［Ｎｍ］なので、摩擦トルクＴｆの計測が困難な車両の場合には、１［Ｎｍ］〜３［Ｎｍ］の範囲内の摩擦トルク値に第１の閾値Ｔｈ１を設定すればよい。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、図４に示した車両挙動検出禁止手段２５の動作について説明する。
図５において、まず、比較器２７は、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎと第１の閾値Ｔｈ１との比較演算により、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第１の閾値Ｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１において、Ｔａｌｉｇｎ≧Ｔｈ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スタートに戻り、一方、Ｔａｌｉｇｎ＜Ｔｈ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、禁止フラグＦＬｉを出力して（ステップＳ２０２）、図５のプログラム動作を終了する。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、運転者の操舵トルクＴｓと電動パワーステアリング装置のアシストトルクＴａｓとから路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出する路面反力トルク検出手段２３と、規範路面反力トルクＴａ＊および路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づいて車両の不安定状態を検出する車両挙動状態検出手段２６とを備えた車両挙動検出装置において、車両挙動検出禁止手段２５が設けられている。

車両挙動検出禁止手段２５は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎと第１の閾値Ｔｈ１とを比較し、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第１の閾値Ｔｈ１（ステアリング機構の摩擦トルクＴｆに相当）よりも小さいと判定された場合には、車両挙動状態検出手段２６によるアンダーステアの検出（検出結果の出力）を禁止する。

これにより、路面反力トルクＴａｌｉｇｎがステアリング機構の摩擦トルクＴｆよりも小さくなって、路面反力トルクＴａｌｉｇｎの推定精度が低下する領域においては、車両挙動状態の検出が禁止されるので、誤判定を防止することができ、正確な車両状態を検出することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図４、図５参照）では、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第１の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合にアンダーステアの検出を禁止したが、図６および図７に示すように、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第２の閾値Ｔｈ２よりも大きい場合にアンダーステアの検出を禁止してもよい。

図６はこの発明の実施の形態２に係る車両挙動検出禁止手段２５Ａの構成例を示す機能ブロック図であり、図７は車両挙動検出禁止手段２５Ａの処理動作を示すフローチャートである。なお、図６に示されない構成については、図１および図２に示した通りなので、ここでは省略する。

図６において、車両挙動検出禁止手段２５Ａは、予め設定された第２の閾値Ｔｈ２を比較基準値とする比較器２７Ａを備えている。
比較器２７Ａは、路面反力トルクＴａｌｉｇｎと第２の閾値Ｔｈ２とを比較し、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第２の閾値Ｔｈ２よりも大きい場合には、禁止フラグＦＬｉを生成して車両挙動状態検出手段２６に入力する。

ここで、第２の閾値Ｔｈ２は、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが高μ路（アスファルト道路のように路面摩擦係数μの高い走行路）での車両走行時に発生する路面反力トルク値に対応しており、実験データにより得た値が用いられる。

次に、図７を参照しながら、図６に示した車両挙動検出禁止手段２５Ａの処理動作について説明する。
図７において、ステップＳ２０１Ａは、前述（図５参照）のステップＳ２０１に対応する判定処理であり、ステップＳ２０２は前述と同様の処理である。

まず、比較器２７Ａは、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎと第２の閾値Ｔｈ２との比較演算により、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第２の閾値Ｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０１Ａ）。
ステップＳ２０１Ａにおいて、Ｔａｌｉｇｎ≦Ｔｈ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スタートに戻り、Ｔａｌｉｇｎ＞Ｔｈ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、禁止フラグＦＬｉを出力して（ステップＳ２０２）、図７のプログラム動作を終了する。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、車両挙動状態検出手段２６を備えた車両挙動検出装置において、車両挙動検出禁止手段２５Ａが設けられており、車両挙動検出禁止手段２５Ａは、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第２の閾値Ｔｈ２（高μ路の走行中に発生する路面反力トルク値に相当）よりも大きいと判定された場合に、アンダーステアの検出を禁止する。

これにより、アスファルト道路などの高μ路を走行中であって、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが大きな値となる（アンダーステアが発生しにくい）状況下においては、車両挙動状態の検出が禁止されるので、誤判定を防止することができ、正確な車両状態を検出することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２（図４〜図７）では、路面反力トルクＴａｌｉｇｎを比較対象としたが、図８および図９に示すように、路面反力トルクＴａｌｉｇｎの変化率（時間微分演算値）ｄＴａ／ｄｔを比較対象としてもよい。

図８はこの発明の実施の形態３に係る車両挙動検出禁止手段２５Ｂの構成例を示す機能ブロック図であり、図９は車両挙動検出禁止手段２５Ｂの処理動作を示すフローチャートである。なお、図８に示されない構成については、図１および図２に示した通りなので、ここでは省略する。

図８において、車両挙動検出禁止手段２５Ｂは、予め設定された第３の閾値Ｔｈ３を比較基準値とする比較器２７Ｂと、路面反力トルクＴａｌｉｇｎの変化率（時間微分値）ｄＴａ／ｄｔを演算する路面反力トルク変化率演算手段２８とを備えている。
比較器２７Ｂは、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔと第３の閾値Ｔｈ３とを比較し、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが第３の閾値Ｔｈ３よりも大きい場合には、禁止フラグＦＬｉを生成して車両挙動状態検出手段２６に入力する。

ここで、第３の閾値Ｔｈ３は、車両走行中において変化中の路面反力トルクＴａｌｉｇｎの時間変化率を考慮して設定され、実験データにより得た値が用いられる。

次に、図９を参照しながら、図８に示した車両挙動検出禁止手段２５Ｂの処理動作について説明する。
図９において、ステップＳ２０１Ｂは、前述（図７参照）のステップＳ２０１Ａに対応する判定処理であり、ステップＳ２０２は前述と同様の処理である。

図９において、まず、路面反力トルク変化率演算手段２８は、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎを時間微分して、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔの演算値をメモリに記憶する（ステップＳ２００）。
次に、比較器２７Ｂは、路面反力トルク変化率（時間微分値）ｄＴａ／ｄｔと第３の閾値Ｔｈ３との比較演算により、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが第３の閾値Ｔｈ３よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０１Ｂ）。

ステップＳ２０１Ｂにおいて、ｄＴａ／ｄｔ≦Ｔｈ３（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スタートに戻り、ｄＴａ／ｄｔ＞Ｔｈ３（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、禁止フラグＦＬｉを出力して（ステップＳ２０２）、図９のプログラム動作を終了する。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、車両挙動状態検出手段２６を備えた車両挙動検出装置において、車両挙動検出禁止手段２５Ｂを設け、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが第３の閾値Ｔｈ３よりも大きい場合にアンダーステアの検出を禁止する。
これにより、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが或る程度の大きさを有する（路面反力トルクＴａｌｉｇｎが比較的大きく変動している）場合には、アンダーステアの検出が禁止されるので、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが飽和していない状態で誤判定（アンダーステアの誤検出）することが回避されて、正確な車両状態を検出することができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、車両挙動状態検出手段２６への入力情報として、操舵角θおよび車速Ｖｓに基づく規範路面反力トルクＴａ＊と、路面反力トルクＴａｌｉｇｎとを用いたが、図１０に示すように、操舵速度Ｖθ、車速Ｖｓおよび路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔを用いてもよい。

図１０はこの発明の実施の形態４に係る制御装置８Ｃの構成例を示す機能ブロック図であり、前述（図２、図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。なお、図１０に示されないステアリング機構については、図１に示した通りなので、ここでは省略する。

図１０において、制御装置８Ｃは、運転者の操舵速度Ｖθを検出する操舵速度検出手段２１Ｃと、車両の速度Ｖｓを検出する車速検出手段２２と、タイヤと路面との間に発生する路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出する路面反力トルク検出手段２３と、マイコン２０Ｃとを備えている。

マイコン２０Ｃは、車両挙動検出禁止手段２５と、車両挙動状態検出手段２６Ｃと、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔを演算する路面反力トルク変化率演算手段２８Ｃとを備えている。
路面反力トルク変化率演算手段２８Ｃは、路面反力トルクＴａｌｉｇｎを時間微分演算して、路面反力トルク変化率（時間微分値）ｄＴａ／ｄｔを生成して車両挙動状態検出手段２６Ｃに入力する。

車両挙動検出禁止手段２５は、前述のように、路面反力トルＴａｌｉｇｎに基づいて車両挙動検出禁止すべきか否かを演算（判定）し、車両挙動検出の禁止時に禁止フラグＦＬｉを出力する。
車両挙動状態検出手段２６Ｃは、操舵速度Ｖθ、車速Ｖｓおよび路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔに基づいて車両挙動状態を検出するとともに、禁止フラグＦＬｉが入力された場合には、検出フラグＦＬＧの出力を禁止する。

なお、操舵速度検出手段２１Ｃは、たとえば前述の公知技術（特開２００５−３２４７３７号公報）に参照される構成を適用して、ブラシ付モータ５（図１参照）のモータ端子間電圧Ｖｍおよびモータ電流Ｉｍから、格別な回路要素を設置することなく、容易に操舵速度Ｖθを演算することができる。

次に、図１１のフローチャートを参照しながら、図１０に示したこの発明の実施の形態４に係る車両挙動検出装置の動作について説明する。図１１において、ステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０６〜Ｓ１０８は、前述（図３参照）と同様の処理である。

図１１において、プログラムがスタートすると、まず、操舵速度検出手段２１Ｃは、操舵速度Ｖθを検出して、操舵速度Ｖθの検出値をメモリに記憶する（ステップＳ１０１Ｃ）。
また、前述と同様に、車速検出手段２２および路面反力トルク検出手段２３は、車速Ｖｓおよび路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出して、それぞれの検出結果をメモリに記憶する（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）。

続いて、路面反力トルク変化率演算手段２８Ｃは、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎを時間微分演算し、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔの演算値をメモリに記憶する（ステップＳ２００Ｃ）。

次に、車両挙動状態検出手段２６Ｃは、メモリに記憶した操舵速度Ｖθおよび車速Ｖｓと、予めメモリに記憶された操舵角θと、路面反力トルクの変化率を表す定数ＫＴａと、路面反力トルク変化率（時間微分値）ｄＴａ／ｄｔとに基づいて、不安定状態を検出したか否かを判定し、その検出結果をメモリに記憶する（ステップＳ１０５Ｃ）。

ステップＳ１０５Ｃにおいて、車両が安定状態である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スタートに戻って、ステップＳ１０１Ｃ〜Ｓ１０３、Ｓ２００Ｃを繰り返し実行する。
一方、ステップＳ１０５Ｃにおいて、車両挙動が不安定状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、車両挙動検出禁止手段２５は、メモリに記憶した路面反力トルクＴａｌｉｇｎに基づき、車両挙動検出を禁止するか否かを演算し、車両挙動検出を禁止する場合には禁止フラグＦＬｉを出力する（ステップＳ１０６）。

次に、車両挙動状態検出手段２６Ｃは、車両挙動検出禁止手段２５から禁止フラグＦＬｉが出力されていない（検出が許可）か否かを判定し（ステップＳ１０７）、禁止フラグＦＬｉが出力されている（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、車両挙動検出が禁止されるので、スタートに戻る。

一方、ステップＳ１０７において、禁止フラグＦＬｉが出力されていない（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、車両挙動検出が許可されているので、車両の前輪に発生する路面反力トルクＴａｌｉｇｎの飽和によって車両が不安定状態（アンダーステア）にあることを示す検出フラグＦＬＧを出力し（ステップＳ１０８）、図１１のプログラム動作を終了する。
なお、車両挙動検出禁止手段２５の具体的な構成および動作は、前述の実施の形態１〜３（図４〜図９参照）と同様なので、ここでは説明を省略する。

以上のように、この発明の実施の形態４によれば、運転者の操舵速度Ｖθを検出する操舵速度検出手段２１Ｃと、車速Ｖｓを検出する車速検出手段２２と、運転者の操舵トルクＴｓと電動パワーステアリング装置のアシストトルクＴａｓとから路面反力トルクＴａｌｉｇｎを検出する路面反力トルク検出手段２３と、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔを演算する路面反力トルク変化率演算手段２８Ｃと、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔ、操舵速度Ｖθおよび車速Ｖｓに基づいて車両の不安定状態を検出する車両挙動状態検出手段２６Ｃとを備えた車両挙動検出装置において、車両挙動検出禁止手段２５が設けられている。

車両挙動検出禁止手段２５は、たとえば、前述の実施の形態１（図４、図５）のように構成され、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第１の閾値Ｔｈ１よりも小さい場合にアンダーステアの検出を禁止する禁止フラグＦＬｉを出力する。

これにより、路面反力トルクＴａｌｉｇｎがステアリング機構の摩擦トルクＴｆよりも小さく、推定精度が低下する領域においてはアンダーステアの検出が禁止されるので、誤判定を防止することができる。
また、前述の実施の形態１と比べて、運転者の操舵角θを検出する操舵角検出手段２１（図２参照）が不要となるので、簡易な構成かつ低コストで正確な車両状態を検出することができる。

また、車両挙動検出禁止手段２５は、たとえば、前述の実施の形態２（図６、図７）のように構成され、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが第２の閾値Ｔｈ２よりも大きい場合に禁止フラグＦＬｉを出力する。

これにより、路面反力トルクＴａｌｉｇｎが大きな値となる高μ路においては、アンダーステアの検出が禁止されるので、アンダーステアが発生しにくい高μ路での誤判定を防止することができる。
また、前述の実施の形態２と比べて、操舵角検出手段２１（図２参照）が不要となるので、簡易な構成かつ低コストで正確な車両状態を検出することができる。

さらに、車両挙動検出禁止手段２５は、たとえば、前述の実施の形態３（図８、図９）のように構成され、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが第３の閾値Ｔｈ３よりも大きい場合にアンダーステアの検出を禁止する。

これにより、路面反力トルク変化率ｄＴａ／ｄｔが或る程度大きい（路面反力トルクＴａｌｉｇｎが変動している）状態ではアンダーステアの検出が禁止されるので、アンダーステアを誤検出するという誤判定を防止することができる。
また、前述の実施の形態３と比べて、操舵角検出手段２１（図２参照）が不要となるので、簡易な構成かつ低コストで正確な車両状態を検出することができる。

この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置が適用される代表的な車両用操舵装置の全体構成を図式的に示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置の具体的な構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出禁止手段の構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る車両挙動検出禁止手段の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る車両挙動検出禁止手段の構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態２に係る車両挙動検出禁止手段の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る車両挙動検出禁止手段の構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る車両挙動検出禁止手段の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係る車両挙動検出装置の具体的な構成例を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態４に係る車両挙動検出装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ハンドル、２ ステアリング軸、８、８Ｃ 制御装置、２０、２０Ｃ マイコン、２１ 操舵角検出手段、２１Ｃ 操舵速度検出手段、２２ 車速検出手段、２３ 路面反力トルク検出手段、２４ 規範路面反力トルク演算手段、２５、２５Ａ、２５Ｂ 車両挙動検出禁止手段、２６、２６Ｃ 車両挙動状態検出手段、２７、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ 比較器、２８、２８Ｃ 路面反力トルク変化率演算手段、ＦＬｉ 禁止フラグ（車両挙動状態検出禁止フラグ）、ＦＬＧ 検出フラグ（アンダーステア検出フラグ）、Ｔａｌｉｇｎ 路面反力トルク、Ｔａ＊ 規範路面反力トルク、ｄＴａ／ｄｔ 路面反力トルク変化率、Ｔａｓ アシストトルク、Ｔｆ 摩擦トルク、Ｔｓ 操作トルク、Ｔｈ１ 第１の閾値、Ｔｈ２ 第２の閾値、Ｔｈ３ 第３の閾値、Ｖｓ 車速、Ｖθ 操舵速度。

Claims (8)

1. 車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、
   前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記操舵角および前記車速の各検出値から規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段と、
   前記路面反力トルクの検出値および前記規範路面反力トルクの演算値に基づいて、前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段と
   を備えた車両挙動検出装置において、
   前記路面反力トルクの検出値に基づいて前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止する車両挙動検出禁止手段を設け、
   前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値を予め設定された閾値と比較して、前記路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあるか否かを判定する比較器を含み、
   前記比較器は、前記路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあると判定した場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止するための禁止フラグを生成することを特徴とする車両挙動検出装置。
2. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値が、予め設定された第１の閾値よりも小さい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動検出装置。
3. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値が、予め設定された第２の閾値よりも大きい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動検出装置。
4. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値から前記路面反力トルクの変化率を演算する路面反力トルク変化率演算手段を含み、
   前記路面反力トルク変化率の演算値が、予め設定された第３の閾値よりも大きい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動検出装置。
5. 車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、
   前記路面反力トルクの検出値から前記路面反力トルクの変化率を演算する路面反力トルク変化率演算手段と、
   前記車両の操舵速度を検出する操舵速度検出手段と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記路面反力トルク変化率の演算値、前記操舵速度の検出値および前記車速の検出値に基づいて、前記車両の不安定挙動状態を検出する車両挙動状態検出手段と、
   を備えた車両挙動検出装置において、
   前記路面反力トルクの検出値に基づいて前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止する車両挙動検出禁止手段を設け、
   前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値を予め設定された閾値と比較して、前記路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあるか否かを判定する比較器を含み、
   前記比較器は、前記路面反力トルクの検出値が不安定な範囲にあると判定した場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止するための禁止フラグを生成することを特徴とする車両挙動検出装置。
6. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値が、予め設定された第１の閾値よりも小さい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項５に記載の車両挙動検出装置。
7. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルクの検出値が、予め設定された第２の閾値よりも大きい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項５に記載の車両挙動検出装置。
8. 前記車両挙動検出禁止手段は、前記路面反力トルク変化率の演算値が、予め設定された第３の閾値よりも大きい場合に、前記車両挙動状態検出手段の出力を禁止することを特徴とする請求項５に記載の車両挙動検出装置。

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