JP4702028B2 - 車輌の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輌の走行制御装置に係り、更に詳細には運転者による操舵入力手段の操舵操作変化量に対する操舵輪の転舵角変化量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変装置を備えた車輌の走行制御装置に係る。

自動車等の車輌に於いて、転舵駆動手段によってステアリングホイールの如き操舵入力手段に対し相対的に操舵輪を転舵することにより操舵伝達比（ステアリングギヤ比の逆数に対応）を変化させる操舵伝達比可変装置を備え、操舵伝達比可変装置により操舵伝達比を制御する車輌は従来より知られている。

また例えば下記の特許文献１に記載されている如く、操舵伝達比可変装置を備えた走行制御装置の一つとして、操舵系の舵角比を可変にする電動機と、操舵系の実舵角比を検出する実舵角比センサとを有し、電動機により操舵系の舵角比が変化される状況に於いて操舵輪の目標舵角比と検出された実舵角比との偏差が所定値以上の状況が所定時間以上継続したときに実舵角比センサが異常であると判定する故障検出手段を備えた走行制御装置も既に知られている。

かかる走行制御装置によれば、実舵角比センサに故障や異常が発生すると、実舵角比センサの故障や異常が故障検出手段により検出されるので、実舵角比センサに故障や異常が発生し、操舵伝達比可変装置により操舵系の舵角比を適正に制御することができなくなったときには、舵角比の制御を中止する等の適切な措置を講ずることができる。
特開平１１−９１６０４

一般に、操舵伝達比可変装置を備えた走行制御装置に於いては、上記特許文献１に記載されている如く、実舵角比センサ等に故障や異常が発生し、操舵系の舵角比を適正に制御することができなくなったときには、操舵伝達比可変装置の操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対的に変位しないよう操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材が相互にロックされるので、実舵角比センサ等に故障や異常が発生しても操舵入力手段側部材より操舵輪側部材へ確実に運転者の操舵操作量を伝達し得る状況を確保することができる。

しかし車輌が旋回状態にあり、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対的に変位せしめられた状況に於いて操舵伝達比可変装置に異常が発生すると、操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材がそれらの間に不必要な相対変位量が残存する状態にて相互にロックされるので、操舵輪は操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材の間の相対変位量に対応する角度分転舵された状態になる。そのため車輌に不必要なヨーモーメントが作用して車輌の走行方向が操舵入力手段の位置に対応する走行方向と一致しないことに起因して運転者が違和感を覚えることが避けられず、この違和感は操舵入力手段の位置が中立位置（車輌の直進位置）へ近づくにつれて顕著になる。

また上述の問題は、操舵伝達比可変装置が例えばステアリングシャフトに組み込まれ、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に回転させることにより操舵伝達比を変更する回転式の操舵伝達比可変装置である場合に限らず、操舵伝達比可変装置が例えばタイロッドに組み込まれ、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に直線変位させることにより操舵伝達比を変更する直線変位式の操舵伝達比可変装置である場合にも同様である。

本発明は、操舵伝達比可変装置を備えた車輌の走行制御装置に於いて、操舵伝達比可変装置に異常が発生すると操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されることに伴う上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操舵伝達比可変装置に異常が発生し操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材が相互にロックされたときには、車輌の走行方向が操舵入力手段の位置に対応する走行方向に近づくよう車輌にヨーモーメントを付与することより、操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材の間に相対変位が残存する場合にも、車輌の走行方向が操舵入力手段の位置に対応する走行方向と異なることに起因して運転者が違和感を覚える虞れを低減することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵入力手段の操舵操作量に対する操舵輪の転舵量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算する手段と、前記相対変位量が前記目標相対変位量になるよう前記操舵伝達比可変手段を制御する制御手段と、前記操舵伝達比可変手段に異常が生じたときには前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するロック手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記操舵伝達比可変手段に異常が生じ前記ロック手段が作動されたときには、前記相対変位量に基づいて車輌に作用する余分なヨーモーメントに対抗するに必要なヨーモーメントを演算し、前記必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差を制御する制駆動力制御手段を有し、前記制駆動力制御手段は前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算し、前記目標相対変位量と前記操舵伝達比可変手段に異常が生じた時点の前記相対変位量との偏差に基づいて前記必要なヨーモーメントを演算することを特徴とする車輌の走行制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制駆動力制御手段は前記相対変位量の偏差及び車速に基づいて前記必要なヨーモーメントを演算するよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記制駆動力制御手段は運転者の操舵操作を判定し、運転者の操舵操作が切り戻し操作であるときに前記必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差を制御するよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記制駆動力制御手段は前記操舵操作量の大きさが一旦基準値以下になると、前記必要なヨーモーメントに基づいて車輌に付与するヨーモーメントの大きさを漸減するよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記制駆動力制御手段は運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の目標制駆動力を演算し、前記必要なヨーモーメントを車輌に付与すると共に車輌の制駆動力を前記目標制駆動力にするために必要な各車輪の目標制動力及び車輌の目標駆動力を演算し、前記目標制動力に基づいて各車輪の制動力を制御すると共に前記目標駆動力に基づいて車輌の駆動力を制御するよう構成される（請求項５の構成）。

上記請求項１の構成によれば、操舵伝達比可変手段に異常が生じロック手段が作動されたときには、相対変位量に基づいて車輌に作用する余分なヨーモーメントに対抗するに必要なヨーモーメントが演算され、前記必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差が制御されるので、操舵伝達比可変装置に異常が発生し、操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材の間に不必要な相対変位量が残存し、操舵輪が操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材の間の相対変位量に対応する角度分転舵された状態になっても、車輌に作用する不必要なヨーモーメントを低減することができ、これにより車輌の走行方向が操舵入力手段の位置に対応する走行方向と異なることに起因して運転者が違和感を覚える虞れを効果的に低減することができる。

また上記請求項１の構成によれば、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の目標相対変位量が演算され、目標相対変位量と操舵伝達比可変手段に異常が生じた時点の相対変位量との偏差に基づいて必要なヨーモーメントが演算されるので、操舵伝達比可変手段に異常が生じた直後に必要なヨーモーメントの大きさが急激に大きくなること及びこれに起因して運転者が違和感を覚えることを確実に防止することができる。

また上記請求項２の構成によれば、相対変位量の偏差及び車速に基づいて必要なヨーモーメントが演算されるので、車速に拘らず車輌に作用する余分なヨーモーメントに正確に対抗するためのヨーモーメントとして必要なヨーモーメントを演算することができ、これにより車輌に作用する不必要なヨーモーメントを過不足なく低減することができる。

また一般に、操舵伝達比可変装置に異常が発生し、操舵入力手段側部材及び操舵輪側部材の間に不必要な相対変位量が残存することに起因する違和感は切り増し操作時よりも切り戻し操作時に於いて大きく、操舵入力手段の位置が中立位置に近づくにつれて大きくなる。

上記請求項３の構成によれば、運転者の操舵操作が判定され、運転者の操舵操作が切り戻し操作であるときに必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差が制御されるので、切り戻し操作時に運転者が違和感を覚える虞れを確実に低減することができ、また切り増し操作時にも必要なヨーモーメントが車輌に付与される場合に比して、左右輪の制駆動力差の制御により消費されるエネルギーを低減することができる。

また上記請求項４の構成によれば、操舵操作量の大きさが一旦基準値以下になると、必要なヨーモーメントの大きさが漸減されるので、例えば操舵操作量の大きさが基準値以下になると必要なヨーモーメントの付与が終了される場合や必要なヨーモーメントの大きさが急激に低減される場合に比して、必要なヨーモーメントの急変に起因して運転者が違和感を覚える虞れを確実に低減することができる。

また上記請求項５の構成によれば、運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の目標制駆動力が演算され、必要なヨーモーメントを車輌に付与すると共に車輌の制駆動力を目標制駆動力にするために必要な各車輪の目標制動力及び車輌の目標駆動力が演算され、目標制動力に基づいて各車輪の制動力が制御されると共に目標駆動力に基づいて車輌の駆動力が制御されるので、車輌に必要なヨーモーメントを確実に付与することができると共に、必要なヨーモーメントの付与が行われる状況に於いても車輌の制駆動力を確実に目標制駆動力に制御することができる。

［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、操舵入力手段側部材はアッパステアリングシャフトであり、操舵輪側部材はロアステアリングシャフトであり、操舵伝達比制御手段はアッパステアリングシャフトに対し相対的にロアステアリングシャフトを回転変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、操舵入力手段側部材は操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材は操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、操舵伝達比可変手段に異常が生じた時点の相対変位量の大きさが制御開始判定の基準値未満であるときには、必要なヨーモーメントを車輌に付与する左右輪の制駆動力差の制御を行わないよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１乃至３の構成に於いて、操舵伝達比可変手段に異常が生じ運転者により切り戻し操作が行われた後に於ける運転者の操舵操作が切り戻し操作ではないときには、必要なヨーモーメントは前回値に設定されるよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１乃至４の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段は操舵伝達比可変手段の増速比が所望の増速比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１乃至４の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段はステアリングギヤ比が所望のステアリングギヤ比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される（好ましい態様６）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は転舵角可変装置を備えた後輪駆動車に適用された本発明による車輌の走行制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の従動操舵輪としての左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪としての左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイロッド２０L及び２０Rを介して転舵される。

ステアリングホイール１４はアッパステアリングシャフト２２、転舵角可変装置２４、ロアステアリングシャフト２６、ユニバーサルジョイント２８を介してパワーステアリング装置１６のピニオンシャフト３０に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置２４はハウジング２４Ａの側にてアッパステアリングシャフト２２の下端に連結され、回転子２４Ｂの側にてロアステアリングシャフト２６の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３２を含んでいる。

かくして転舵角可変装置２４はアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することにより、ステアリングホイール１４の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRの舵角の比、即ち操舵伝達比（ステアリングギヤ比の逆数に対応）を変化させる操舵伝達比可変装置として機能し、電子制御装置３４により制御される。

特に転舵角可変装置２４は、通常時にはアッパステアリングシャフト２２の回転に対するロアステアリングシャフト２６の回転の増速比が車速Ｖに応じた所定の増速比になるよう電動機３２によってロアステアリングシャフト２６がアッパステアリングシャフト２２に対し相対的に回転され、これによりステアリングギヤ比が所定の操舵特性を達成するギヤ比になるよう制御される。

尚増速比が所定の増速比になるようアッパステアリングシャフト２２に対し相対的にロアステアリングシャフト２６を回転駆動することができない異常が転舵角可変装置２４に発生すると、図１には示されていないロック装置が作動し、アッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度が変化しないよう、ハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転が機械的に阻止される。

またパワーステアリング装置１６は油圧式パワーステアリング装置及び電動式パワーステアリング装置の何れであってもよいが、転舵角可変装置２４による前輪の補助転舵駆動により発生されステアリングホイール１４に伝達される反力トルクを低減する補助操舵トルクが発生されるよう、例えば電動機と、電動機の回転トルクをラックバー１８の往復動方向の力に変換するボールねじ式の如き変換機構とを有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であることが好ましい。

各車輪の制動力は制動装置３６の油圧回路３８によりホイールシリンダ４０FL、４０FR、４０RL、４０RR内の圧力Ｐi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）、即ち制動圧が制御されることによって制御される。図には示されていないが、油圧回路３８はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル４２の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ４４により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置３４により個別に制御される。

図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト２２には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ５０が設けられており、転舵角可変装置２４にはハウジング２４Ａ及び回転子２４Ｂの相対回転角度をアッパステアリングシャフト２２に対するロアステアリングシャフト２６の相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ５２が設けられており、これらのセンサの出力は電子制御装置３４へ供給される。尚操舵角センサ５２はロアステアリングシャフト２８Ｂの回転角度θsを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θreは操舵角の差θs−θとして求められてもよい。

また電子制御装置３４には車速センサ５４により検出された車速Ｖを示す信号、圧力センサ５６により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号、圧力センサ５８FL〜５８RRにより検出された各車輪の制動圧Ｐiを示す信号、アクセルペダル６０に設けられたアクセル開度センサ６２よりアクセル開度φを示す信号が入力される。

尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置３４は転舵角可変装置２４を制御する転舵制御部と、各車輪の制動力を制御する制動力制御部と、エンジン６４を制御するエンジン制御部とよりなり、各制御部はそれぞれＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ５０及び回転角度センサ５２はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、相対回転角度θreを検出する。

後述の如く、操舵制御装置３４は車速Ｖが低い領域に於いては転舵角可変装置２４の目標増速比Ｋvgtが正の値になり、車速Ｖが高い領域に於いては目標増速比Ｋvgtが負の値になるよう、車速Ｖに基づいて転舵角可変装置２４の目標増速比Ｋvgtを演算し、目標増速比Ｋvgtに基づいて目標相対回転角度θretを演算し、目標相対回転角度θretと相対回転角度θreとの偏差が０になるよう転舵角可変装置２４の電動機３２を制御する。

また電子制御装置３４は転舵角可変装置２４が正常に作動する通常時には、アクセル開度センサ６２により検出されるアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の目標制駆動力Ｆvtを演算し、目標制駆動力Ｆvtが駆動力であるときには、アクセル開度φに基づいてエンジン６４の目標スロットル開度φtを演算し、目標スロットル開度φtに基づいてエンジン６４を制御する。

また電子制御装置３４は転舵角可変装置２４が正常に作動する通常時には、目標制駆動力Ｆvtが制動力であるときには、マスタシリンダ圧力Ｐmに所定の増圧係数Ｋi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を乗算した値を各車輪の目標制動圧Ｐti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）として演算し、制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう制御する。

これに対し転舵角可変装置２４に異常が生じロック装置が作動されたときには、電子制御装置３４は目標相対変位量と転舵角可変装置２４に異常が生じた時点の相対変位量との偏差及び車速Ｖに基づいて車輌に作用する余分なヨーモーメントに対抗するヨーモーメントを車輌に付与するに必要なヨーモーメントＭtを演算する。尚ヨーモーメントＭtは余分なヨーモーメントと方向が反対で大きさが余分なヨーモーメントと同一又はそれよりも小さいモーメントとして演算される。

そして電子制御装置３４は目標制駆動力Ｆvt及びヨーモーメントＭtを達成するための各車輪の目標制動力Ｆbti及び車輌の目標駆動力Ｆvdtを演算し、目標制動力Ｆbtiに基づいて各車輪の目標制動圧Ｐtiを演算し、制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう制御すると共に、目標駆動力Ｆvdtに基づいてエンジン６４の目標スロットル開度φtを演算し、目標スロットル開度φtに基づいてエンジン６４を制御する。

尚、上述の転舵角可変装置２４の制御、制動力の制御、エンジンの制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、これらの制御は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。

次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於ける転舵角可変装置の制御ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いては、操舵角センサ６０により検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車速Ｖに基づいて図３に示されたグラフに対応するマップより転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが演算され、ステップ３０に於いては目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ４０に於いては目標相対回転角度θretと転舵角可変装置３０の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算される。

ステップ５０に於いては回転角度偏差Δθreの微分値Δθredが例えば時間微分値として演算されると共に、Ｋp及びＫdをそれぞれ比例項ゲイン及び微分項ゲイン（何れも正の定数）として、下記の式１に従って転舵角可変装置３０の電動機３６に対する目標制御電圧Ｖstが演算される。
Ｖst＝ＫpΔθre＋ＫdΔθred ……（１）

ステップ６０に於いては転舵角可変装置３０についての異常判定条件が成立したか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ７０へ進む。尚異常判定条件自体は本発明の要旨をなすものではないので、当技術分野に於いて公知の任意の条件であってよく、例えば回転角度偏差Δθreの絶対値が基準値Δθreo（正の定数）以上である状態が基準時間Ｔo（正の定数）以上継続したときに転舵角可変装置３０についての異常判定条件が成立したと判別されてよい。

ステップ７０に於いては転舵角可変装置２４の電動機３２に対し目標制御電圧Ｖstにて制御電流が通電されることにより、転舵角可変装置２４の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御され、ステップ８０に於いては転舵角可変装置２４がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト２８Ａに対するロアステアリングシャフト２８Ｂの相対回転が機械的に阻止されると共に、その時点に於ける相対回転角度θreaがＲＡＭの如き記憶手段に記憶される。

次に図４に示されたフローチャートを参照して実施例に於ける転舵角可変装置の異常時の走行制御ルーチンについて説明する。尚図４に示されたフローチャートによる制御も図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。また図４に示されたフローチャートによる制御の開始時には、フラグＦe、Ｆc及びカウンタのカウント値ｎが０に初期化される。

まずステップ１１０に於いては、回転角度センサ５２により検出された相対回転角度θreを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ１２０に於いては転舵角可変装置２４に異常が発生しロック装置が作動されたか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１１０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１３０へ進む。

ステップ１３０に於いては相対回転角度θreの絶対値が基準値θreo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ちヨーモーメントの制御が必要であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはヨーモーメントの制御が不要であるので図４に示されたフローチャートによる制御が終了され、肯定判別が行われたときにはステップ１４０へ進む。

ステップ１４０に於いては上述のステップ２０及び３０の場合と同一の要領にて転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算され、転舵角可変装置２４に異常が発生した時点に於ける相対回転角度θreaと目標相対回転角度θretとの偏差Δθreが演算され、相対回転角度の偏差Δθre及び車速Ｖに基づいて図５に示されたグラフに対応するマップより車輌に作用する余分なヨーモーメントに対抗するヨーモーメントを車輌に付与するに必要なヨーモーメントＭtが演算される。

ステップ１５０に於いては例えば操舵角θの変化に基づき運転者により切り戻し操舵が行われているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１６０に於いてフラグＦeが１にセットされ、否定判別が行われたときにはステップ１７０へ進む。

ステップ１７０に於いてはフラグＦeが１であるか否かの判別、即ち転舵角可変装置２４に異常が発生した後に運転者によって切り戻し操舵が行われることにより、上述のステップ１５０に於いて既に肯定判別が行われたことがあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ２００へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１４０へ戻る。

ステップ１８０に於いては操舵角θの絶対値が基準値θo（正の定数）以下であるか否かの判別、即ちステアリングホイール１４が実質的に中立位置にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１９０に於いてフラグＦcが１にセットされた後ステップ２２０へ進む。

ステップ２００に於いてはフラグＦcが１であるか否かの判別、即ち転舵角可変装置２４に異常が発生した後に上述のステップ１８０に於いて既に肯定判別が行われたことがあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ２１０に於いて必要なヨーモーメントＭtが前回値Ｍtに設定された後ステップ２５０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ２２０へ進む。

ステップ２２０に於いてはカウンタのカウント値ｎが１インクリメントされ、ステップ２３０に於いてはΔＭtを小さい正の定数とし、signＭtを必要なヨーモーメントＭtの符号として、必要なヨーモーメントＭtがｎΔＭt signＭtデクリメントされることにより、必要なヨーモーメントＭtの大きさが漸減される。

ステップ２４０に於いては必要なヨーモーメントＭtの絶対値が基準値Ｍto（小さい正の定数）以下であるか否かの判別、即ち必要なヨーモーメントＭtの大きさが実質的に０であり、必要なヨーモーメントＭtの大きさのそれ以上の漸減が不要であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには図４に示されたフローチャートによる制御が終了され、否定判別が行われたときにはステップ２５０へ進む。

ステップ２５０に於いては目標制駆動力Ｆvt及びヨーモーメントＭtを達成するための各車輪の目標制動力Ｆbti及び車輌の目標駆動力Ｆvdtが演算され、ステップ２６０に於いては目標制動力Ｆbtiに基づいて各車輪の目標制動圧Ｐtiが演算され、制動圧Ｐiがそれぞれ対応する目標制動圧Ｐtiになるよう制御されると共に、目標駆動力Ｆvdtに基づいてエンジン６４の目標スロットル開度φtが演算され、目標スロットル開度φtに基づいてエンジン６４が制御される。

尚ステップ２５０に於いては、前輪のトレッドＴfとして、ヨーモーメントＭtが正の値であるときには、各車輪の目標制動力Ｆbti及び車輌の目標駆動力Ｆvdtが下記の式２〜４に従って演算され、ヨーモーメントＭtが負の値であるときには、各車輪の目標制動力Ｆbti及び車輌の目標駆動力Ｆvdtが下記の式５〜７に従って演算されてよい。

Ｆbtfl＝Ｍt／Ｔf ……（２）
Ｆbtfr＝Ｆbtrl＝Ｆbtrr＝０ ……（３）
Ｆvdt＝Ｆvt＋Ｆbtfl ……（４）
Ｆbtfr＝−Ｍt／Ｔf ……（５）
Ｆbtfl＝Ｆbtrl＝Ｆbtrr＝０ ……（６）
Ｆvdt＝Ｆvt＋Ｆbtfr ……（７）

かくして図示の実施例によれば、ステップ２０に於いて車速Ｖに基づいて転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが演算され、ステップ３０に於いて目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ４０に於いて目標相対回転角度θretと転舵角可変装置３０の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算され、ステップ５０に於いて回転角度偏差Δθreに基づいて電動機３６に対する目標制御電圧Ｖstが演算され、転舵角可変装置２４が正常であるときにはステップ６０に於いて否定判別が行われ、ステップ７０に於いて転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御される。

これに対し転舵角可変装置２４に異常が生じたときにはステップ６０に於いて肯定定判別が行われ、ステップ８０に於いて転舵角可変装置２４がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト２８Ａに対するロアステアリングシャフト２８Ｂの相対回転が機械的に阻止されると共に、その時点に於ける相対回転角度θreaがＲＡＭの如き記憶手段に記憶される。

例えば転舵角可変装置２４に異常が生じた時点に於ける操舵角θと目標相対回転角度θretとの関係が図６に示された関係にあるとし、転舵角可変装置２４に異常が生じた時点に於ける操舵角θがθ1とすると、操舵角θがθ1であるときの相対回転角度θreが相対回転角度θreaとなる。

転舵角可変装置２４に異常が生じた後に運転者により切り戻し操舵操作が行われ、操舵角θの大きさが低減されても、アッパステアリングシャフト２８Ａ及びロアステアリングシャフト２８Ｂは相対回転しないので、転舵角可変装置２４の相対回転角度θreは図６に於いて矢印にて示されている如く相対回転角度θreaのまま変化しない。従って切り戻し操舵操作による操舵角θの大きさの減少につれて目標相対回転角度θretと実際の相対回転角度θreとの偏差Δθreの大きさが漸次増大し、操舵角θが０になったときの相対回転角度の偏差Δθreはθreaになる。

従って図７（Ａ）に示されている如く、運転者が車輌を直進走行させようとしてステアリングホイール１４を中立位置に操作しても、操舵角θは０であるにも拘らず、左右の前輪１０FL及び１０FRが相対回転角度θreaに対応する角度δa左旋回方向へ転舵された状態になり、車輌１２に余分なヨーモーメントＭaが作用し、車輌は直進せずに左方向へ旋回してしまう。

図示の実施例によれば、転舵角可変装置２４に異常が生じたときには、図４に示されたフローチャートのステップ１２０に於いて肯定定判別が行われ、相対回転角度θreの絶対値が基準値θreo以上であるときにはステップ１３０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１４０に於いて転舵角可変装置２４に異常が発生した時点に於ける相対回転角度θreaと目標相対回転角度θretとの偏差Δθreが演算され、相対回転角度の偏差Δθre及び車速Ｖに基づいて車輌に作用する余分なヨーモーメントＭaに対抗するヨーモーメントを車輌に付与するに必要なヨーモーメントＭtが演算される。

そしてステップ１５０に於いて運転者により切り戻し操舵操作が行われていると判別されると、ステップ１８０に於いて操舵角θの大きさが基準値θo以下になりステアリングホイール１４が実質的に中立位置へ戻されたと判別されるまで、ステップ２５０及び２６０に於いて余分なヨーモーメントＭaに対抗するヨーモーメントＭc（＝Ｍt）が車輌に付与され、これにより転舵角可変装置２４に相対回転角度θreaが残存し、車輌の走行方向がステアリングホイール１４の位置に対応する走行方向と一致しないことに起因して運転者が違和感を覚える虞れが確実に低減される。

図７（Ｂ）は図示の実施例によるヨーモーメントの制御が行われた場合に於ける車輌の状況を示しており、右前輪に目標制動力Ｆbtflに対応する制動力Ｆbflが付加され、左右前輪の制駆動力差によって余分なヨーモーメントＭaに対抗するヨーモーメントＭcが車輌に付与されるので、ステアリングホイール１４の中立位置に対応する直進方向に車輌を走行させることができる。

またこの場合右前輪に制動力Ｆbflが付加されるが、左右の後輪１０RL及び１０RRの付加駆動力の和が制動力Ｆbflと等しくなるよう、エンジン６４の出力が増大されることによって左右の後輪１０RL及び１０RRの駆動力Ｆdrl及びＦdrrが増大され、これによりヨーモーメントの制御に起因する不必要な車輌の減速が防止される。

尚転舵角可変装置２４に異常が発生すると、運転者により切り増し操舵操作が行われる場合にも転舵角可変装置２４に相対回転角度θreaが残存するが、運転者はステアリングホイール１４の操作により車輌を所望の旋回状態にすることができるので、運転者がアッパステアリングシャフト２８Ａよりロアステアリングシャフト２８Ｂへ確実に回転が切り増し操舵操作時に過剰の違和感を覚えることはない。

また図示の実施例によれば、一旦ステップ１８０に於いて操舵角θの大きさが基準値θo以下であると判別されると、ステップ２００〜２４０に於いて必要なヨーモーメントＭtの大きさが実質的に０になるまで必要なヨーモーメントＭtの大きさが漸減されるので、ステアリングホイール１４が実質的に中立位置へ戻された直後にヨーモーメントＭtの大きさが０に急激に低減される場合に比して、ヨーモーメントＭtの変化に起因して運転者が覚える違和感を低減することができ、また図７（Ｃ）に示されている如く、運転者は相対回転角度θreaとは反対の方向へステアリングホイール１４を徐々に転舵することにより、車輌の走行方向を確実に自ら欲する走行方向にすることができる。

図８は車輌の左旋回時に転舵角可変装置２４に異常が発生し、運転者によりステアリングホイール１４が中立位置へ切り戻され、車輌が直進走行状態に操舵操作される場合に於ける操舵角θ、相対回転角度の偏差Δθre、ヨーモーメントＭtの変化の一例を示している。

図８に示されている如く、時点ｔ1に於いて転舵角可変装置２４に異常が発生し、時点ｔ2に於いて運転者により切り戻し操舵操作が開始され、時点ｔ3に於いて操舵角θの大きさが基準値θo以下になり、時点ｔ4に於いて操舵角θが０になったとする。相対回転角度の偏差Δθreの大きさは時点ｔ2より時点ｔ4まで増大し、時点ｔ4以降は目標相対回転角度θretに応じて変化する。この相対回転角度の偏差Δθreの変化に対応してヨーモーメントＭtは時点ｔ2より時点ｔ3まで右旋回方向に増大し、これにより切り戻し操舵操作時に車輌の走行方向がステアリングホイール１４の位置に対応する走行方向と一致しないことに起因して運転者が違和感を覚える虞れが確実に低減される。

またヨーモーメントＭtの大きさは時点ｔ3よりヨーモーメントＭtの大きさが基準値Ｍto以下になる時点ｔ5まで漸減されるので、運転者は車輌を直進走行させるべくステアリングホイール１４を徐々に左旋回方向へ転舵する。時点ｔ5以降はヨーモーメントＭtに基づくヨーモーメントＭcの付与は行われなくなるので、少なくとも時点ｔ5以降に於いては運転者はステアリングホイール１４を転舵せず、僅かに左旋回方向に操舵した状態を維持する。

特に図示の実施例によれば、ステップ１４０に於いて目標相対回転角度θretと実際の相対回転角度θreとの偏差として相対回転角度の偏差Δθreが演算され、ヨーモーメントＭtは相対回転角度の偏差Δθreに基づいて演算されるので、転舵角可変装置２４に異常が発生した直後にヨーモーメントＭcの大きさが急激に大きくなること及びこれに起因する違和感を確実に防止することができる。

また図示の実施例によれば、ヨーモーメントＭtは相対回転角度の偏差Δθreの大きさが大きくなるほど大きさが大きくなるよう演算されると共に、車速Ｖが高いほど大きさが大きくなるよう演算されるので、車速Ｖに拘らず転舵角可変装置２４に残存する相対回転角度θreaに対応する角度分左右の前輪１０FL及び１０FRが転舵された状態にあることに起因して車輌に作用する余分なヨーモーメントに応じた値としてヨーモーメントＭtを演算することができる。

また図示の実施例によれば、ヨーモーメントＭtに対応するヨーモーメントＭcは切り戻し操舵時にのみ車輌に付与され、運転者が違和感を覚えることが少ない切り増し操舵時には付与されないので、運転者が違和感を覚えることが少ない切り増し操舵時には左右前輪の制駆動力差の制御は行われず、従って切り増し操舵時にもヨーモーメントＭcが車輌に付与される場合に比して、車輌の走行制御に消費されるエネルギーを低減することができる。

また図示の実施例によれば、運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の目標制駆動力Ｆvtが演算され、目標制駆動力Ｆvt及びヨーモーメントＭtを達成するための各車輪の目標制動力Ｆbti及び車輌の目標駆動力Ｆvdtが演算され、目標制動力Ｆbtiに基づいて各車輪の制動力が制御され、目標駆動力Ｆvdtに基づいてエンジン６４の出力が制御されるので、車輌にヨーモーメントＭcを付与することに起因して車輌の制駆動力が目標制駆動力Ｆvtにならなくなることを確実に回避することができる。

また図示の実施例によれば、ステップ１５０に於いて肯定判別が行われると、ステップ１６０に於いてフラグＦeが１にセットされることにより、その後運転者により保舵又は切り増し操舵が行われても、ステップ１７０に於いて肯定判別が行われ、ステップ２００以降が実行されるので、ヨーモーメントＭtの大きさが不必要に増大することを確実に防止することができる。

また図示の実施例によれば、ステップ１８０に於いて肯定判別が行われると、ステップ１９０に於いてフラグＦcが１にセットされ、ステップ２００に於いて肯定判別が行われるので、一旦ステップ１８０に於いて肯定判別が行われた後に運転者の操舵により操舵角θの絶対値が基準値θoよりも大きくなっても、ヨーモーメントＭtの大きさを確実に漸減することができる。

また図示の実施例によれば、転舵角可変装置２４に異常が発生しても、増速比Ｋvgが実質的に０である状況に於いて転舵角可変装置２４に異常が発生した場合の如く、相対回転角度θreの絶対値が基準値θreo未満であるときには、ステップ１３０に於いて否定判別が行われ、ステップ１４０以降は実行されないので、車輌に作用する余分なヨーモーメントＭaが軽微である状況に於いて、不必要な左右輪の制駆動力差の制御が行われることを確実に防止することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施例に於いては、ヨーモーメントＭtは相対回転角度の偏差Δθre及び車速Ｖに基づいて図５に示されたグラフに対応するマップより演算されるようになっているが、転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretは車速Ｖに基づいて演算されるので、ヨーモーメントＭtは車速Ｖ及び転舵角可変装置２４に異常が生じた時点に於ける車速Ｖcに基づいて演算されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例に於いては、操舵角θの絶対値が一旦基準値θo以下になると、その後の操舵角θの値に関係なくヨーモーメントＭtの大きさが漸減されるようになっているが、操舵角θの絶対値が一旦基準値θo以下になると、操舵角θの絶対値が基準値θo以下であるとき又は操舵角θが余分なヨーモーメントＭaに対抗するヨーモーメントを発生する方向に増大するときにのみヨーモーメントＭtの大きさが漸減されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例に於いては、操舵伝達比可変手段はアッパステアリングシャフト２８Ａに対し相対的にロアステアリングシャフト２８Ｂを回転駆動することにより操舵伝達比を変更する転舵角可変装置２４であるが、操舵伝達比可変手段は操舵伝達比を変更し得るものである限り当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよく、例えば操舵入力手段側部材が操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材が操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成されたものであってもよい。

また上述の実施例に於いては、車速Ｖに基づいて転舵角可変装置２４の目標増速比Ｋvgtが演算され、目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算されるようになっているが、転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretは例えば図９に示されたグラフに対応するマップより目標ステアリングギヤ比Ｒsgtが演算され、目標ステアリングギヤ比Ｒsgtに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて演算されるよう修正されてもよい。尚図９に於いて、Ｒsgoは増速比が０になるステアリングギヤ比である。

また上述の実施例に於いては、車輌は後輪駆動車であり、ヨーモーメントＭcは左右前輪の一方に制動力が付加されることにより車輌に付与されるようになっているが、車輌が前輪駆動車である場合には、ヨーモーメントＭcは左右後輪の一方に制動力が付加されることにより車輌に付与されてよく、また車輌が四輪駆動車である場合には、ヨーモーメントＭcは左前後輪又は右前後輪に制動力が付加されることにより車輌に付与されてよい。

転舵角可変装置を備えた後輪駆動車に適用された本発明による車輌の走行制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 実施例に於ける転舵角可変装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 車速Ｖと目標増速比Ｋvgtとの間の関係を示すグラフである。 実施例に於ける転舵角可変装置の異常時の走行制御ルーチンを示すフローチャートである。 相対回転角度の偏差Δθreと目標ヨーモーメントＭtとの間の関係を示すグラフである。 操舵角θと目標相対回転角度θret及び相対回転角度θreとの間の関係を示すグラフである。 従来の車輌に於いて転舵角可変装置に異常が生じた場合に於ける車輌の状況を示す説明図（Ａ）、図示の実施例に於いて転舵角可変装置に異常が生じた場合に於ける車輌の状況を示す説明図（Ｂ）、図示の実施例に於いて転舵角可変装置に異常が生じた後ステアリングホイールが修正操作された状況を示す説明図（Ｃ）である。 車輌の左旋回時に転舵角可変装置に異常が発生し、運転者によりステアリングホイールが中立位置へ切り戻され、車輌が直進走行状態に操舵操作される場合に於ける操舵角θ、相対回転角度の偏差Δθre、ヨーモーメントＭtの変化の一例を示すグラフである。 車速Ｖ目標ステアリングギヤ比Ｒsgtとの間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１６ パワーステアリング装置
１４ ステアリングホイール
２４ 転舵角可変装置
３４ 電子制御装置
３６ 制動装置
４４ マスタシリンダ
５０ 操舵角センサ
５２ 回転角度センサ
５４ 車速センサ
５６、５８FL〜５８RR 圧力センサ
６２ アクセル開度センサ
６４ エンジン

Claims (5)

1. 操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵入力手段の操舵操作量に対する操舵輪の転舵量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算する手段と、前記相対変位量が前記目標相対変位量になるよう前記操舵伝達比可変手段を制御する制御手段と、前記操舵伝達比可変手段に異常が生じたときには前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するロック手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記操舵伝達比可変手段に異常が生じ前記ロック手段が作動されたときには、前記相対変位量に基づいて車輌に作用する余分なヨーモーメントに対抗するに必要なヨーモーメントを演算し、前記必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差を制御する制駆動力制御手段を有し、前記制駆動力制御手段は前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算し、前記目標相対変位量と前記操舵伝達比可変手段に異常が生じた時点の前記相対変位量との偏差に基づいて前記必要なヨーモーメントを演算することを特徴とする車輌の走行制御装置。
2. 前記制駆動力制御手段は前記相対変位量の偏差及び車速に基づいて前記必要なヨーモーメントを演算することを特徴とする請求項１に記載の車輌の走行制御装置。
3. 前記制駆動力制御手段は運転者の操舵操作を判定し、運転者の操舵操作が切り戻し操作であるときに前記必要なヨーモーメントを車輌に付与するよう左右輪の制駆動力差を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の走行制御装置。
4. 前記制駆動力制御手段は前記操舵操作量の大きさが一旦基準値以下になると、前記必要なヨーモーメントに基づいて車輌に付与するヨーモーメントの大きさを漸減することを特徴とする請求項１乃至３に記載の車輌の走行制御装置。
5. 前記制駆動力制御手段は運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の目標制駆動力を演算し、前記必要なヨーモーメントを車輌に付与すると共に車輌の制駆動力を前記目標制駆動力にするために必要な各車輪の目標制動力及び車輌の目標駆動力を演算し、前記目標制動力に基づいて各車輪の制動力を制御すると共に前記目標駆動力に基づいて車輌の駆動力を制御することを特徴とする請求項１乃至４に記載の車輌の走行制御装置。

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