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図面 (13)

課題

ステアリング操作状態に基づく制御用操舵角及び目標ヨーレート高応答性でかつ安定したものとする。

解決手段

実操舵角α操舵トルクに基づく疑似操舵角αrefとを求め(S102~S106)、これらに基づいて分配係数Kを求めて(S108)、2つの操舵角α,αrefを重み付けして分配することで制御用操舵角αselを設定している(S110)。このことにより高応答が必要な状態(α/αrefが小さい状態)では、疑似操舵角αrefに重みを付けた制御用操舵角αselを設定でき、疑似操舵角αrefに基づく設定では安定性に問題が生じる状態(α/αrefが大きい状態)では実操舵角αに重みを付けた制御用操舵角αselを設定できる。更にこの制御用操舵角αselに基づいて目標ヨーレートYRselが設定される(S112,S114)。こうして課題が達成される。

概要

背景

ドライバーステアリング操作により生じる操舵角車速との関係から車両の目標ヨーレートを設定し、この目標値に実ヨーレートを一致させるように制御するアンチスキッド装置が知られている(例えば特許文献1参照)。

又、操舵トルクから目標ヨーレートを算出して、この目標値に実ヨーレートを一致させるように制御するパワーステアリング装置が知られている(例えば特許文献2参照)。
特開平5−105055号公報(第6頁、図10)
特開2003−81117号公報(第5−9頁、図2)

概要

ステアリング操作状態に基づく制御用操舵角及び目標ヨーレートを高応答性でかつ安定したものとする。実操舵角αと操舵トルクに基づく疑似操舵角αrefとを求め(S102~S106)、これらに基づいて分配係数Kを求めて(S108)、2つの操舵角α,αrefを重み付けして分配することで制御用操舵角αselを設定している(S110)。このことにより高応答が必要な状態(α/αrefが小さい状態)では、疑似操舵角αrefに重みを付けた制御用操舵角αselを設定でき、疑似操舵角αrefに基づく設定では安定性に問題が生じる状態(α/αrefが大きい状態)では実操舵角αに重みを付けた制御用操舵角αselを設定できる。更にこの制御用操舵角αselに基づいて目標ヨーレートYRselが設定される(S112,S114)。こうして課題が達成される。

目的

本発明は、ステアリング操作状態に基づいて車両を制御するために高応答性でかつ安定した制御用操舵角を求めると共に、この制御用操舵角を用いることで高応答性でかつ安定した目標ヨーレート設定を可能とすることを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ステアリング操作状態に基づいて車両を制御するための制御用操舵角を求める制御用操舵角設定装置であって、ステアリング操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング操作による実操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵トルク検出手段にて検出された操舵トルクに基づいて疑似操舵角を設定する疑似操舵角設定手段と、前記操舵角検出手段にて検出された実操舵角と前記疑似操舵角設定手段にて設定された疑似操舵角とに基づいて、前記制御用操舵角を設定する制御用操舵角設定手段と、を備えたことを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項2

請求項1において、前記疑似操舵角設定手段は、前記操舵トルクの値と前記疑似操舵角の値との対応関係を備え、該対応関係から、前記操舵トルクに基づいて前記疑似操舵角を設定することを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項3

請求項2において、前記対応関係は、前記操舵トルクの値が大きくなるにつれて前記疑似操舵角の値が大きくなり、前記操舵トルクの値が小さくなるにつれて前記疑似操舵角の値が小さくなる関係に設定されていることを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項4

請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との比較に基づいて連続的に設定した分配率により、前記実操舵角と前記疑似操舵角とを分配計算することで前記制御用操舵角を設定することを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項5

請求項4において、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との比に基づいて分配率を決定し、前記分配計算を実行することで前記制御用操舵角を設定することを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項6

請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角とで絶対値が大きい方を、前記制御用操舵角に設定することを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項7

請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、操舵初期には前記疑似操舵角を前記制御用操舵角に設定し、次いで前記実操舵角を前記制御用操舵角に設定することを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項8

請求項7において、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との値が一致、又はほぼ一致するまでを前記操舵初期としていることを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項9

請求項6〜8のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記制御用操舵角に対する設定を、前記実操舵角と前記疑似操舵角との間で切り替える場合には、新たな操舵角に徐々に切り替えることを特徴とする制御用操舵角設定装置。

請求項10

ステアリング操作状態に基づいて車両を旋回制御するための目標ヨーレートを設定する目標ヨーレート設定装置であって、請求項1〜9のいずれかに記載の制御用操舵角設定装置と、車速を検出する車速検出手段と、前記制御用操舵角設定装置の制御用操舵角設定手段にて設定された制御用操舵角と前記車速検出手段にて検出された車速とに基づいて目標ヨーレートを設定する目標ヨーレート設定手段と、を備えたことを特徴とする目標ヨーレート設定装置。

技術分野

0001

本発明は、ステアリング操作状態に基づいて車両を制御するための制御用操舵角を求める制御用操舵角設定装置、及びステアリング操作状態に基づいて車両を旋回制御するための目標ヨーレートを設定する目標ヨーレート設定装置に関する。

背景技術

0002

ドライバーのステアリング操作により生じる操舵角車速との関係から車両の目標ヨーレートを設定し、この目標値に実ヨーレートを一致させるように制御するアンチスキッド装置が知られている(例えば特許文献1参照)。

0003

又、操舵トルクから目標ヨーレートを算出して、この目標値に実ヨーレートを一致させるように制御するパワーステアリング装置が知られている(例えば特許文献2参照)。
特開平5−105055号公報(第6頁、図10
特開2003−81117号公報(第5−9頁、図2

発明が解決しようとする課題

0004

ドライバーのステアリング操作時においてはドライバーの操舵入力が、操舵角変化先行して生じる。このため特許文献1のごとく操舵角と車速とから目標ヨーレートを算出していたのでは、目標ヨーレートの応答性を高くできない。

0005

このような操舵角と車速とに基づく目標ヨーレートの設定に代えて、前記特許文献2ではドライバーの操舵入力すなわち操舵トルクに基づく設定としているため、ドライバーの旋回操作に対して目標ヨーレートを高応答で対応させることができる。

0006

しかしこの操舵トルクに基づく場合には、ステアリング操作が進むと操舵トルクの変化が小さくなりあるいは減少に転じ、ドライバーの操舵とは乖離したものとなる。このためステアリング操作に対して安定した目標ヨーレートが設定できなくなる問題がある。

0007

本発明は、ステアリング操作状態に基づいて車両を制御するために高応答性でかつ安定した制御用操舵角を求めると共に、この制御用操舵角を用いることで高応答性でかつ安定した目標ヨーレート設定を可能とすることを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0008

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の制御用操舵角設定装置は、ステアリング操作状態に基づいて車両を制御するための制御用操舵角を求める制御用操舵角設定装置であって、ステアリング操作による操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング操作による実操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵トルク検出手段にて検出された操舵トルクに基づいて疑似操舵角を設定する疑似操舵角設定手段と、前記操舵角検出手段にて検出された実操舵角と前記疑似操舵角設定手段にて設定された疑似操舵角とに基づいて、前記制御用操舵角を設定する制御用操舵角設定手段とを備えたことを特徴とする。

0009

このように制御用操舵角設定手段は、実操舵角と疑似操舵角とに基づいて制御用操舵角を設定するようにしている。このことから操舵操作にて高応答が必要なときには操舵トルクに基づく疑似操舵角に対応した、あるいは重みを付けた制御用操舵角を設定できる。更に疑似操舵角では操舵操作に対して安定性に問題が生じる場合には、実操舵角に対応した、あるいは重みを付けた制御用操舵角を設定できる。

0010

このことによりステアリング操作状態に基づいて車両を制御するために高応答性でかつ安定した制御用操舵角を求めることが可能となる。
請求項2に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項1において、前記疑似操舵角設定手段は、前記操舵トルクの値と前記疑似操舵角の値との対応関係を備え、該対応関係から、前記操舵トルクに基づいて前記疑似操舵角を設定することを特徴とする。

0011

このように操舵トルクの値と疑似操舵角の値との対応関係を設定しておき、この対応関係により操舵トルクに基づいて疑似操舵角を設定しているので、操舵トルクから極めて容易に疑似操舵角を求めることができる。したがって、より高応答な制御用操舵角を設定できる。

0012

請求項3に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項2において、前記対応関係は、前記操舵トルクの値が大きくなるにつれて前記疑似操舵角の値が大きくなり、前記操舵トルクの値が小さくなるにつれて前記疑似操舵角の値が小さくなる関係に設定されていることを特徴とする。

0013

操舵トルクの値と疑似操舵角の値との対応関係を、このような単純な関係とすることにより、操舵トルクから極めて容易に疑似操舵角を求めることができる。
請求項4に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との比較に基づいて連続的に設定した分配率により、前記実操舵角と前記疑似操舵角とを分配計算することで前記制御用操舵角を設定することを特徴とする。

0014

このように制御用操舵角設定手段は連続的に設定した分配率により分配計算して、実操舵角及び疑似操舵角から制御用操舵角を設定している。したがってドライバーの操作に応じて円滑に制御用操舵角を設定することができる。

0015

請求項5に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項4において、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との比に基づいて分配率を決定し、前記分配計算を実行することで前記制御用操舵角を設定することを特徴とする。

0016

このように実操舵角と疑似操舵角との比を計算して、その値に基づいて分配率を設定することで制御用操舵角を設定している。このことによりドライバーの操作に応じて高応答性でかつ安定した制御用操舵角設定ができると共に、ドライバーの操作に応じて円滑に変化する制御用操舵角を設定することができる。

0017

請求項6に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角とで絶対値が大きい方を、前記制御用操舵角に設定することを特徴とする。

0018

このように絶対値を比較して択一的に制御用操舵角を設定しても良い。このことによってもドライバーの操作に応じて高応答性でかつ安定した制御用操舵角を設定できる。
請求項7に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、操舵初期には前記疑似操舵角を前記制御用操舵角に設定し、次いで前記実操舵角を前記制御用操舵角に設定することを特徴とする。

0019

このように高応答が必要な操舵初期では操舵トルクに基づく疑似操舵角を制御用操舵角として設定する。その後は実操舵角を制御用操舵角として設定する。このように操舵初期とその後とで択一的に設定した制御用操舵角を用いても良い。このことによってもドライバーの操作に応じて高応答性でかつ安定した制御用操舵角の設定ができる。

0020

請求項8に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項7において、前記制御用操舵角設定手段は、前記実操舵角と前記疑似操舵角との値が一致、又はほぼ一致するまでを前記操舵初期としていることを特徴とする。

0021

操舵初期としてはこのように実操舵角と疑似操舵角との値が一致、又はほぼ一致するまでとしても良い。このように制御用操舵角を設定することにより、ドライバーの操作に応じて高応答性でかつ安定した制御用操舵角の設定ができると共に、ドライバーの操作に応じて円滑に変化する制御用操舵角とすることができる。

0022

請求項9に記載の制御用操舵角設定装置では、請求項6〜8のいずれかにおいて、前記制御用操舵角設定手段は、前記制御用操舵角に対する設定を、前記実操舵角と前記疑似操舵角との間で切り替える場合には、新たな操舵角に徐々に切り替えることを特徴とする。

0023

このことにより、ドライバーの操作に応じた制御用操舵角の変化が、より滑らかとなる。
請求項10に記載の目標ヨーレート設定装置は、ステアリング操作状態に基づいて車両を旋回制御するための目標ヨーレートを設定する目標ヨーレート設定装置であって、請求項1〜9のいずれかに記載の制御用操舵角設定装置と、車速を検出する車速検出手段と、前記制御用操舵角設定装置の制御用操舵角設定手段にて設定された制御用操舵角と前記車速検出手段にて検出された車速とに基づいて目標ヨーレートを設定する目標ヨーレート設定手段とを備えたことを特徴とする。

0024

車速と共に、上述した請求項1〜9のいずれかに記載の制御用操舵角設定装置にて設定された制御用操舵角を用いることにより、目標ヨーレート設定手段は目標ヨーレートを設定することができるので、高応答性でかつ安定した目標ヨーレート設定を可能とすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0025

[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された制御用操舵角設定装置、及びこの装置により求められた操舵角にて設定された目標ヨーレートに基づいて四輪駆動車2における車輪駆動力制動力を制御するための構成を表すブロック図である。

0026

本実施の形態の四輪駆動車2では、エンジン4に連結する変速機6の出力軸が、駆動力分配率を変えることのできる四輪駆動装置8を介して前輪10a,10bと後輪12a,12bとに連結されている。この四輪駆動装置8は、例えば、ディファレンシャルギヤもしくはプラネタリギヤを介して前後輪10a,10b,12a,12bの差動回転許容しかつトルクを配分し、又その差動作用多板クラッチで制限してトルクの分配率を無段階あるいは有段階に変化させる構成の装置である。

0027

前後輪10a,10b,12a,12bに対する駆動力分配率を変える制御は、直接的には前述した差動制限クラッチ係合させる油圧を制御することにより実行でき、そのための制御装置として四輪駆動電子制御装置(以下「4WD−ECU」と称する)14が設けられている。4WD−ECU14は、CPUやRAM、ROMならびに入出力インターフェース主体とするマイクロコンピュータとして構成されている。この4WD−ECU14は、各種センサスイッチ類からの入力データに基づいて演算を行い、その結果にしたがって差動制限クラッチの油圧を変更している。尚、4WD−ECU14は、制御のためのデータとして、各種センサやスイッチ類から、例えば前後加速度横加速度、前後輪10a,10b,12a,12bの回転数、その他の各種信号を入力している。

0028

四輪駆動車2は、前輪10a,10b、又は車両の走行状態に応じて後輪12a,12bを操舵する四輪操舵装置を備えている。この四輪操舵装置は、ハンドルステアリングホイール)16aを有する前輪操舵機構16、四輪操舵電子制御装置(目標ヨーレート設定装置に相当、以下「4WS−ECU」と称する)18、及びこの4WS−ECU18によって制御される後輪操舵機構20を主体として構成されている。

0029

前輪操舵機構16には、舵角センサ22(操舵角検出手段に相当)と操舵トルクセンサ24(操舵トルク検出手段に相当)とが設けられている。舵角センサ22はハンドル16aに対するドライバーのステアリング操作により生じる実操舵角αを検出し、操舵トルクセンサ24はハンドル16aに対するドライバーのステアリング操作入力により生じる操舵トルクmtを検出している。

0030

4WS−ECU18は、実操舵角α、操舵トルクmt、ヨーレートセンサ26にて検出された実ヨーレートγ、及び車速センサ28(車速検出手段に相当)にて検出された車速Vなどのデータに基づいて演算を行う電子制御装置である。4WS−ECU18は、前述した4WD−ECU14と同様に、マイクロコンピュータとして構成されているものである。この4WS−ECU18は、演算結果に基づいて、後輪12a,12bを、ヨーを増大させる方向すなわち前輪10a,10bとは逆相に操舵したり、あるいはヨーを抑制する方向すなわち前輪10a,10bと同相に操舵したりしている。後輪操舵機構20としては、後輪用のステアリングリンケージを駆動して後輪12a,12bに操舵角を与える構成のもの、あるいはサスペンションバーを動かして後輪12a,12bに操舵角を与えるものなどが用いられる。

0031

更に四輪駆動車2にはアンチロックブレーキ用電子制御装置(以下「ABS−ECU」と称する)30が設けられている。このABS−ECU30は、前述した4WD−ECU14と同様に、マイクロコンピュータとして構成されているものである。ABS−ECU30は、各種センサ・スイッチ類からのデータに基づいて演算し、その結果に基づいて前後輪10a,10b,12a,12bそれぞれの制動力を、各ホイールシリンダ32a,32b,34a,34bの油圧を調節することにより制御している。

0032

4WD−ECU14、4WS−ECU18及びABS−ECU30は相互にデータ通信可能に接続されており、4WS−ECU18からは、4WD−ECU14及びABS−ECU30へ、四輪操舵の状況、すなわち目標ヨーレートYRsel、実ヨーレートγ及び実操舵角α等が送信されている。

0033

図2フローチャートに4WS−ECU18による目標ヨーレート設定処理を示す。本処理は一定時間で周期的に割り込み実行されている処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。

0034

本処理が開始されると、まず舵角センサ22、操舵トルクセンサ24及び車速センサ28により検出されている実操舵角α、操舵トルクmt及び車速Vが4WS−ECU18内の作業用メモリに読み込まれる(S102)。

0035

次に式1のごとくハンドルフリクションを加味する関数Fhにより、読み込まれた操舵トルクmtと予め設定してあるフリクションtfとに基づいてフリクション補正後操舵トルクmthが算出される(S104)。

0036

[式1] mth ← Fh(mt,tf)
このフリクションtfはハンドル16aに対するドライバーの操作に手応えを与えるために設けられている。すなわち、操舵トルクmtの絶対値が、フリクションtfを越えていないとフリクション補正後操舵トルクmthには0が設定され、フリクションtfを越えた場合には越えた分のトルクがフリクション補正後操舵トルクmthに設定される。このように関数Fhは、左旋回にしても右旋回にしても、操舵トルクmtをフリクションtf分、抑制してフリクション補正後操舵トルクmthに設定する処理を行う。

0037

次にこのように求められたフリクション補正後操舵トルクmthに基づいて、式2のごとく図3に示すマップMAPrefにより疑似操舵角αrefを算出する(S106)。
[式2] αref ← MAPref(mth)
このマップMAPrefは、操舵初期における操舵性能を設定しているものであり、ここではフリクション補正後操舵トルクmthと疑似操舵角αrefとは一次関数直線関係)に設定されている。すなわち、フリクション補正後操舵トルクmthの値が大きくなるにつれて疑似操舵角αrefの値が大きくなり、フリクション補正後操舵トルクmthの値が小さくなるにつれて疑似操舵角αrefの値が小さくなる対応関係に設定されている。これ以外に必要とする操舵初期の操舵性能に応じて、直線以外の関係に設定しても良い。

0038

次に舵角センサ22が検出した実操舵角αと疑似操舵角αrefとの比較に基づいて、関数Fkにより分配係数Kを算出する(S108)。この分配係数Kは、制御用操舵角αselの値に対する、実操舵角αと疑似操舵角αrefとの寄与(重み付け)の関係を、疑似操舵角αrefの分配率として表している係数である。

0039

ここで関数Fkとしては、図4グラフに示すごとく実操舵角αと疑似操舵角αrefとの比に基づく関数が用いられる。尚、関数Fkは、図4に限られず、他の関数により異なる操舵性能を実現しても良い。

0040

図4では操舵角比α/αref<0.5では「K=1.0」で一定である。0.5≦α/αref≦1.0ではα/αrefの増加に応じて「K=1.0」〜「K=0」へと直線関係で減少する。そしてα/αref>1.0では「K=0」で一定である。

0041

このようにして分配係数Kが設定されると、この分配係数Kにしたがって式3に示すごとく、制御用操舵角αselが算出される(S110)。
[式3] αsel ← K・αref + (1−K)・α
すなわち、α/αref<0.5では、制御用操舵角αselに疑似操舵角αrefがそのまま設定されるように分配され、α/αref>1.0では、制御用操舵角αselに実操舵角αがそのまま設定されるように分配される。そしてこれらの間の中間領域(0.5≦α/αref≦1.0)では、α/αrefの増加に応じて、制御用操舵角αselに対する分配は、疑似操舵角αrefから実操舵角αへと次第に分配の重みが変化してゆく。

0042

次に式4のごとくステアリングギヤ比nにより制御用操舵角αselを制御用前輪操舵角δselに変換する(S112)。
[式4] δsel ← αsel × n
次に式5のごとく制御用前輪操舵角δselと車速Vとに基づいて、関数Fyrにより目標ヨーレートYRselを算出する(S114)。

0043

[式5] YRsel ← Fyr(δsel,V)
この関数Fyrとしては、一般的には式6のごとくの関数を用いる。
[式6] YRsel ← (δsel/L)・V/(1+AV^2)
ここでLはホイールベース、Aはスタビリティファクタとしての定数、V^2は車速Vの二乗を表している。

0044

尚、式6の関数Fyrに限らず他の関数にて目標ヨーレートYRselを求めても良い。
こうして一旦、本処理を出る。このように設定された目標ヨーレートYRselに、ヨーレートセンサ26で検出された実ヨーレートγが収束するように、4WD−ECU14が四輪駆動装置8を制御する。そして、場合により4WS−ECU18が後輪操舵機構20を制御し、更にABS−ECU30が各輪10a,10b,12a,12bでの制動力を制御する。

0045

図5に本実施の形態による制御の一例を示す。図示するごとくドライバーがハンドル16aを操作した初期(t0〜t1)においては、α/αref<0.5であるので制御用操舵角αselには疑似操舵角αrefがそのまま設定される。このことによりドライバーのハンドル操作に対して応答性の高い制御用操舵角αselが得られ、応答性の高い制御用前輪操舵角δsel及び目標ヨーレートYRselが設定される。

0046

その後、0.5≦α/αref≦1.0となるので(t1〜t2)、α/αrefの増加に応じて制御用操舵角αselは疑似操舵角αrefから実操舵角αへと次第に分配の重みが変化して行く。このことにより制御用操舵角αselは次第に安定した実操舵角αへ移行する。これに連動して制御用前輪操舵角δsel及び目標ヨーレートYRselについても次第に安定性の高い状態となって行く。

0047

その後、α/αref≧1.0となり(t2〜)、制御用操舵角αselには実操舵角αがそのまま設定されようになる。したがって制御用操舵角αselは更に安定した状態となる。連動して制御用前輪操舵角δsel及び目標ヨーレートYRselについても更に安定した状態となる。

0048

上述した構成において、請求項との関係は、4WS−ECU18が実行する目標ヨーレート設定処理(図2)のステップS104,S106が疑似操舵角設定手段としての処理に相当し、ステップS108,S110が制御用操舵角設定手段としての処理に相当する。マップMAPref(図3)が操舵トルクの値と疑似操舵角の値との対応関係に相当する。ステップS112,S114が目標ヨーレート設定手段としての処理に相当する。

0049

以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).目標ヨーレート設定処理(図2)では疑似操舵角αrefと実操舵角αとに基づいて制御用操舵角αselを設定するようにしている(S102〜S110)。このことからステアリング操作状態に対して高応答が必要な状態(α/αrefが小さい状態)では、疑似操舵角αrefに対応した、あるいは疑似操舵角αrefに重みを付けた制御用操舵角αselを設定するようにできる。このため制御用操舵角αselに基づく目標ヨーレートYRsel(S112,S114)についても高応答とすることができる。

0050

そして疑似操舵角αrefに基づく設定では安定性に問題が生じる状態(α/αrefが大きい状態)では、実操舵角αに対応した、あるいは実操舵角αに重みを付けた制御用操舵角αselを設定するようにできる。このため制御用操舵角αselに基づく目標ヨーレートYRselについても安定性が高まる。

0051

こうしてステアリング操作に対して高応答性でかつ安定した制御用操舵角αselの設定と、これに伴い高応答性でかつ安定した目標ヨーレートYRselの設定を可能とすることができる。

0052

(ロ).疑似操舵角αrefと実操舵角αとの比較、ここでは比(α/αref)により連続的に分配係数Kを設定している(S108)。そしてこの分配係数Kにより、疑似操舵角αrefと実操舵角αとの分配計算(式3)を実行して制御用操舵角αselを設定している(S110)。

0053

このことによりステアリング操作に応じて高応答性でかつ安定した制御用操舵角αselの設定ができると共に、ステアリング操作に応じて円滑に変化する制御用操舵角αselを設定することができる。そしてこれに伴ってステアリング操作に応じて円滑に変化すると共に高応答性でかつ安定した目標ヨーレートYRselの設定ができる。

0054

[実施の形態2]
本実施の形態では、目標ヨーレート設定処理(図2)の代わりに図6に示す目標ヨーレート設定処理が一定周期で割り込み実行される点が前記実施の形態1と異なる。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので図1も参照して説明する。

0055

目標ヨーレート設定処理(図6)について説明する。まずステップS202〜S206が順次実行される。これらの処理は前記図2のステップS102〜S106の処理と同じである。

0056

ステップS202〜S206により実操舵角αと疑似操舵角αrefとが得られると、次に操舵開始か否かが判定される(S208)。この操舵開始判定は、操舵トルクmtの絶対値|mt|が急速に増加した場合に操舵開始と判定する。すなわち|mt|の時間変化基準値を越えた場合に操舵開始(S208でyes)と判定する。操舵開始判定としては、このような|mt|の急速増加以外に、フリクション補正後操舵トルクmthの絶対値|mth|、あるいは疑似操舵角αrefの絶対値|αref|が急速に増加した場合としても良い。

0057

ここで操舵開始でなければ(S208でno)、操舵角設定フラグFaがOFFか否かが判定される(S222)。この操舵角設定フラグFaは4WS−ECU18の起動時にOFFに初期化されている。ここで初期化状態であるとするとFa=OFFであるので(S222でyes)、制御用操舵角αselには実操舵角αが設定される(S224)。そして制御用前輪操舵角δselの算出(S216)と目標ヨーレートYRselの算出(S218)とが実行されて、一旦本処理を出る。尚、このステップS216,S218の処理は前記図2のステップS112,S114の処理と同じである。

0058

ドライバーがハンドル16aの操作を開始することにより、操舵トルクmtの絶対値|mt|が急速に増加して操舵開始と判定されると(S208でyes)、まず操舵角設定フラグFaにONが設定される(S210)。次に疑似操舵角αrefの絶対値|αref|と実操舵角αの絶対値|α|との関係が式7に示す関係を満足しているか否かが判定される(S212)。

0059

[式7] |αref| > |α| + dθ
ここで式7は疑似操舵角αrefと実操舵角αとが乖離していることを判定するものであり、オフセット値dθは0以上の値である。

0060

操舵開始直後であって、前記式7が満足されていると(S212でyes)、制御用操舵角αselには疑似操舵角αrefが設定される(S214)。そしてステップS216,S218を実行して一旦本処理を出る。

0061

以後、操舵開始との判定が継続している場合は(S208でyes)、操舵トルクmtの絶対値|mt|の急速な増加により前記式7も満足しているので(S212でyes)、制御用操舵角αselに疑似操舵角αrefが設定される状態(S214)が継続する。

0062

その後、操舵トルクmtの絶対値|mt|の上昇が鈍りあるいは上昇が停止して、操舵開始ではないと判定された場合(S208でno)、操舵角設定フラグFaがOFFか否かが判定される(S222)。ここではFa=ONであることから(S222でno)、前記式7の判定が行われる(S212)。

0063

ここでも前記式7を満足する状態が継続していれば(S212でyes)、制御用操舵角αselに疑似操舵角αrefが設定される状態(S214)が継続する。
操舵がほぼ完了し、操舵トルクmtに基づく疑似操舵角αrefに、実操舵角αが近接して、前記式7が満足されなくなると(S212でno)、操舵角設定フラグFaにOFFが設定される(S220)。そして制御用操舵角αselには実操舵角αが設定される(S224)。そしてステップS216,S218を実行して一旦本処理を出る。

0064

次の制御周期では、操舵開始ではなく(S208でno)、かつFa=OFFであるので(S222でyes)、制御用操舵角αselには実操舵角αが設定される状態となり(S224)、ステップS216,S218を実行して一旦本処理を出る。

0065

本実施の形態による制御の一例を図7に示す。タイミングt10でドライバーによるハンドル16aの操作が開始され、フリクションtf分の上昇の後(t11)、疑似操舵角αrefが上昇し始める。ハンドル操作の初期においては、ステップS208でyes、あるいはステップS222でnoと判定されるので、前記式7が満足されている限り、制御用操舵角αselに疑似操舵角αrefが設定される(S214:t11〜t12)。その後、前記式7が満足されなくなると(S212でno:t12)、制御用操舵角αselには実操舵角αが設定されるようになる(S224:t12〜)。

0066

上述した構成において、請求項との関係は、4WS−ECU18が実行する目標ヨーレート設定処理(図6)のステップS204,S206が疑似操舵角設定手段としての処理に相当し、ステップS208〜S214,S220〜S224が制御用操舵角設定手段としての処理に相当する。ステップS216,S218が目標ヨーレート設定手段としての処理に相当する。

0067

以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).目標ヨーレート設定処理(図6)においては、疑似操舵角αrefと実操舵角αとに基づいて、前記式7を評価した結果により制御用操舵角αselを設定するようにしている。このことから高応答が必要な状態では疑似操舵角αrefに対応した制御用操舵角αselを設定するようにできる。そして疑似操舵角αrefに基づく設定では安定性に問題が生じる状態では、実操舵角αに対応した制御用操舵角αselを設定するようにできる。

0068

こうして高応答性でかつ安定した制御用操舵角αselの設定を可能とすることができ、更にこのことにより高応答性でかつ安定した目標ヨーレートYRselの設定を可能とすることができる。

0069

(ロ).制御用操舵角αselの設定は、操舵開始時には疑似操舵角αrefを用い、その後、実操舵角αが疑似操舵角αrefに一致、あるいはほぼ一致すれば、実操舵角αを用いている。

0070

このことによりドライバーの操作に応じて円滑に制御用操舵角αselを設定できると共に、目標ヨーレートYRselについても円滑に設定することができる。
[実施の形態3]
本実施の形態では、目標ヨーレート設定処理(図2)の代わりに図8に示す目標ヨーレート設定処理が一定周期で割り込み実行される点が前記実施の形態1と異なる。他の構成は前記実施の形態1と同じであるので図1も参照して説明する。

0071

目標ヨーレート設定処理(図8)について説明する。まず、ステップS302〜S306が順次実行される。これらの処理は前記図2のステップS102〜S106の処理と同じである。

0072

ステップS302〜S306により実操舵角αと疑似操舵角αrefとが得られると、これら実操舵角α及び疑似操舵角αrefの内で絶対値が大きい方が制御用操舵角αselに設定される(S308)。図8のステップS308にて示しているMaxAbs()は、()内の数値を絶対値として比較して、絶対値が大きい方の値をそのまま抽出する処理を表す演算子である。

0073

そして制御用前輪操舵角δselの算出(S310)と目標ヨーレートYRselの算出(S312)とが実行されて、一旦本処理を出る。尚、このステップS310,S312の処理は前記図2のステップS112,S114の処理と同じである。

0074

本実施の形態による制御の一例を図9に示す。ドライバーによるハンドル16aの操作が開始されることにより、疑似操舵角αrefが急速に上昇し始める(t20)。この後、遅れて実操舵角αが上昇し始める。したがってハンドル操作の初期においては実操舵角αよりも疑似操舵角αrefの方が絶対値が大きいので、制御用操舵角αselには疑似操舵角αrefが設定される(t20〜t21)。その後、疑似操舵角αrefと実操舵角αとが一致し(t21)、更に|αsel|<|α|となることにより、制御用操舵角αselには実操舵角αが設定されるようになる(t21〜t22)。その後も、ハンドル操作力が一旦強まって、|αsel|>|α|となることにより、制御用操舵角αselには疑似操舵角αrefが設定される(t22〜t23)。このことにより再度、制御用操舵角αselの応答性が高められるが、最終的には、|αsel|<|α|となることにより、制御用操舵角αselには実操舵角αが設定され(t23〜)、制御用操舵角αselが安定化する。

0075

上述した構成において、請求項との関係は、4WS−ECU18が実行する目標ヨーレート設定処理(図8)のステップS304,S306が疑似操舵角設定手段としての処理に相当し、ステップS308が制御用操舵角設定手段としての処理に相当する。ステップS310,S312が目標ヨーレート設定手段としての処理に相当する。

0076

以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).目標ヨーレート設定処理(図8)においては、疑似操舵角αrefと実操舵角αとに基づいて、絶対値が大きい方を制御用操舵角αselに設定するようにしている。

0077

このことから高応答が必要な状態では操舵トルクmtに基づく疑似操舵角αrefに対応した制御用操舵角αselを設定するようにできる。そして疑似操舵角αrefに基づく設定では安定性に問題が生じる状態では実操舵角αに対応した制御用操舵角αselを設定するようにできる。

0078

こうして高応答性でかつ安定した制御用操舵角αselの設定を可能とすることができ、更に高応答性でかつ安定した目標ヨーレートYRselの設定を可能とすることができる。

0079

[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1において、フリクション補正後操舵トルクmthに基づいて疑似操舵角αrefを算出するマップMAPref(図3)は、直線関係としてが、例えば図10に示すごとく指数関数あるいは指数関数に類似したマップ構成としても良い。

0080

(b).前記実施の形態1では、分配係数Kは実操舵角αと疑似操舵角αrefとの比「α/αref」に基づいて設定した。これ以外に、実操舵角αと疑似操舵角αrefとの差「α−αref」あるいはそれぞれの絶対値同士の差「|α|−|αref|」に基づいて設定しても良い。

0081

(c).前記実施の形態2にて特にオフセット値dθ>0である場合には、前記式7が不成立となった時点で制御用操舵角αselを直ちに疑似操舵角αrefから実操舵角αへ切り替えずに、徐々に疑似操舵角αrefから実操舵角αに切り替えても良い。

0082

例えば、図11部分フローチャートに示すごとくである。すなわち図6におけるステップS220の次に、あるいはステップS222にてyesと判定された次に、式8を満足するか否かを判定する(S402)。

0083

[式8] |αsel| > |α| + da
ここで徐変値daはオフセット値dθよりも十分に小さい値である。
そして式8が満足されていれば(S402でyes)、制御用操舵角αselは徐変値da分、実操舵角αに近づける処理が行われる(S404)。

0084

ステップS404を繰り返すことにより、前記式8が満足されなくなると(S402でno)、制御用操舵角αselに実操舵角αが設定される(S224)。
このことによりオフセット値dθ>0であっても、ドライバーの操作に応じた制御用操舵角αselの設定がより滑らかなものとなり、この結果、目標ヨーレートYRselについても滑らかな変化を示す。

0085

(d).前記図3に示したマップMAPrefは、予め前記式1の計算を行ってフリクション補正後操舵トルクmthを算出し、このフリクション補正後操舵トルクmthに基づいて疑似操舵角αrefを求めるものであった。この代わりに、前記式1の計算は実行せずに、図12の(A)又は(B)に示すごとくマップMAPref自体を、フリクションtfを加味したものとして作成し、このマップMAPrefから操舵トルクmtに基づいて、疑似操舵角αrefを直接算出しても良い。

0086

(e).前記各実施の形態では、四輪駆動及び四輪操舵の車両を例示したが、二輪駆動前輪駆動又は後輪駆動)でも、二輪操舵前輪操舵又は後輪操舵)でも、前記各実施の形態の処理を適用できる。

0087

(f).前記各実施の形態では、求められた目標ヨーレートYRselは、4WD−ECU14、4WS−ECU18及びABS−ECU30にて使用されたが、これに限らず、目標ヨーレートYRsel、更に制御用操舵角αselを必要とする各種の制御に用いることができる。

0088

(g).エンジン4は内燃機関に限らず、電動モータハイブリッドエンジン等の各種の動力源を採用することができる。

図面の簡単な説明

0089

実施の形態1の制御用操舵角設定装置及び車輪駆動力や制動力を制御するための構成を表すブロック図。
4WS−ECUが実行する目標ヨーレート設定処理のフローチャート。
マップMAPrefの構成を示すグラフ。
関数Fkの構成を示すグラフ。
実施の形態1の制御の一例を示すタイミングチャート
実施の形態2の目標ヨーレート設定処理のフローチャート。
実施の形態2の制御の一例を示すタイミングチャート。
実施の形態3の目標ヨーレート設定処理のフローチャート。
実施の形態3の制御の一例を示すタイミングチャート。
マップMAPrefの他の例を示すグラフ。
図6の変形例を示す部分フローチャート。
マップMAPrefの変形例を示すグラフ。

符号の説明

0090

2…四輪駆動車、4…エンジン、6…変速機、8…四輪駆動装置、10a,10b…前輪、12a,12b…後輪、14…4WD−ECU、16…前輪操舵機構、16a…ハンドル、18…4WS−ECU、20…後輪操舵機構、22…舵角センサ、24…操舵トルクセンサ、26…ヨーレートセンサ、28…車速センサ、30…ABS−ECU、32a,32b,34a,34b…ホイールシリンダ。

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