車両の操舵制御装置
【課題】車両挙動の安定化に係る各種の後輪舵角制御を、車両挙動の安定化に効果的に活用する。
【解決手段】後輪舵角可変装置を介して後輪の舵角δｒを変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置は、前記後輪のスリップ角βｒを特定する特定手段と、前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段とを具備する。
【解決手段】後輪舵角可変装置を介して後輪の舵角δｒを変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置は、前記後輪のスリップ角βｒを特定する特定手段と、前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）やＡＷＳ（All Wheel Steering：全輪操舵装置）等、後輪舵角を変化させ得る各種の後輪舵角可変装置を搭載した車両の操舵状態を制御する、車両の操舵制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、タイヤ能力の限界を考慮した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に開示される前後輪操舵車両によれば、タイヤの横方向グリップ力対応値がタイヤ能力の限界に近付くに連れて、横滑り角が減少する向きに後輪の舵角が変更される。このため、摩擦面を逸脱しないように後輪舵角を制御できるとされている。
【０００３】
尚、後輪横滑り角に基づいて、前輪操舵角のフィードフォワード制御（以下、適宜「Ｆ／Ｆ制御」と表現する）及びフィードバック制御（以下、適宜「Ｆ／Ｂ制御」と表現する）との配分比率を変更するものも提案されている（特許文献２参照）。また、そのような制御の例として、後輪横滑り角が限界（横滑り角とコーナリングフォースとの関係が線形とみなせる最大の横滑り角）を超えた場合に、Ｆ／Ｆ制御の配分比率が１００％となる制御態様が開示されている。
【０００４】
また、前後輪操舵車両の制御装置として、実ヨーレートと規範ヨーレートとの偏差に基づいて、Ｆ／Ｂ制御系の動作を無効化するものも提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、スプリット路面においてＡＢＳ（Antilock Braking System）が作動中であると判定された場合に、ヨーモーメントを打ち消すように後輪を操舵するものも提案されている（特許文献４参照）
また、ハンドルが切り戻される場合に後輪舵角変化を禁止するものも提案されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０４９０１２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２５２４５号公報
【特許文献３】特開平７−２３７５５７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９５３２１号公報
【特許文献５】特開平４−１２３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タイヤ能力の限界を、スリップ角（上記「横滑り角」と同義である）とコーナリングフォース（タイヤに発生する横力と一義的である）との関係から求め得ることは、例えば上記特許文献２に開示されるように公知である。
【０００８】
ところで、タイヤ能力の限界を推定するにあたって参照されるべきスリップ角を、車両の走行中に直接検出することは難しい。このため、実践的運用面において、各輪のスリップ角は、各種の車両状態量に基づいた数値演算処理を経て、或いは予め車両状態量に応じた推定値を規定してなる制御マップ等から該当値を選択する等して推定されることが多い。
【０００９】
一方、上記各種先行技術文献に開示されるものを含む従来の技術においては、スリップ角の推定精度については一切考慮されていない。このため、場合によっては、タイヤ能力の限界を超えた領域においてスリップ角を増加させる方向への舵角変化が許容される可能性がある。タイヤ能力の限界を超えた領域におけるスリップ角の増加は、タイヤに発生する横力を減少させるため、車両の挙動を安定に維持する上で回避されるべきである。
【００１０】
即ち、上記先行技術文献に開示されるものを含む従来の技術には、本来、車両挙動の安定化に寄与すべき後輪操舵機能を、車両挙動の安定化に十分に活かしきれないという技術的問題点がある。
【００１１】
本発明は、係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、後輪舵角の制御を、車両挙動の安定化に効果的に活用し得る車両の操舵制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の操舵制御装置は、後輪の舵角を変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置であって、前記後輪のスリップ角を特定する特定手段と、前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る車両は、例えば各種の後輪舵角可変装置の作用により、後輪の舵角が可変に構成される。後輪舵角可変装置とは、例えば、ＡＲＳやＡＷＳ等、少なくとも後輪をハンドル操作から独立して変化させることが可能な装置を包括する概念である。
【００１４】
但し、「ハンドル操作から独立して変化させることが可能」とは、ハンドル操作と連動した後輪の舵角制御（ハンドルと機械的に連結された操舵機構を介した舵角制御でも、ハンドルと機械的に連結しない操舵機構を介した舵角制御でもよい）を除外するものではない。
【００１５】
本発明に係る車両の操舵制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。
【００１６】
本発明に係る車両の操舵制御装置によれば、特定手段により後輪のスリップ角が特定される。本発明に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択及び取得等を包括する概念であり、制御上の参照値として確定させ得る限りにおいて、その実践的態様は如何様にも限定されない趣旨である。
【００１７】
スリップ角は、車輪に発生する横力と密接な関係を有する。より具体的には、ある上限値未満の領域では、スリップ角の増加に対して横力は増加し、当該上限値以上の領域では、スリップ角の増加に対して横力は減少する。
【００１８】
横力は、車両が旋回運動する上で、外向きの遠心力と拮抗する力であるから、スリップ角が上限値を超える領域では必然的に、車両の挙動、特に旋回挙動が相対的に不安定になり易くなる。従って、各種後輪舵角可変装置の作用により車両挙動の安定化に係る各種の後輪舵角制御（例えば、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）等による挙動安定化制御や摩擦係数が異なる路面を跨ぐ状況における制動制御）がなされ得る車両においては、好適な一形態として、スリップ角が当該上限値を大きく超えない範囲で後輪舵角が制御される。
【００１９】
ところで、後輪の横力限界（スリップ角の増加に対して横力が増加する領域の限界）を常時正確に把握するためには、特定手段に係る特定の態様が実践上如何なるものであれ、その特定精度が重要となる。より具体的には、特定精度が著しく低いスリップ角に基づいて後輪の舵角を横力限界近傍で制御する場合、実際には、スリップ角が横力限界を超えた領域にあることも珍しくない。このような場合には、各種車両の挙動安定化制御において本来期待されるべき後輪の横力を十分に得ることが難しくなるから、後輪の舵角制御を、車両の挙動の安定化に十分に寄与させることが難しくなる。
【００２０】
そこで、本発明に係る車両の操舵制御装置では、特定手段により特定されたスリップ角の信頼度が判定手段により判定され、制限手段が、特定されたスリップ角と、この判定された信頼度とに基づいて、スリップ角が増加する方向への後輪舵角の変化を制限する構成となっている。
【００２１】
判定手段により判定される「信頼度」とは、信頼性の度合い、区分或いは格付け等を意味し、実践的には、信頼度が高い程、特定されるスリップ角が正確であることを意味する。但し、信頼度を表す各種指標値の実践的態様は自由であり、当該指標値の大小が信頼度の高低のいずれに対応していてもよい。また、信頼度は、信頼出来るか否かのように二値的に判定されてもよいし、多段階に判定されてもよい。或いは、連続的に変化する指標値によって表されてもよい。
【００２２】
判定手段における、信頼度判定に係る判定基準は、一意に限定されない。例えば、スリップ角が、各種センサにより検出される車両状態量（例えば、ヨーレート、横加速度、車速或いは車輪速等）に基づいて特定される場合、例えば電気的ノイズ等によりセンサ出力の信頼性が低下している場合や、センサ出力が不安定である場合等には、スリップ角の信頼度も低下していると判定するのが妥当且つ合理的である。また、車両の走行路によってもこのスリップ角の信頼性は変化し得る。例えば、車両の片輪或いは両輪がバンク路面（左右方向に傾斜がある路面）等に接地している場合には、スリップ角の信頼度は低下する。
【００２３】
或いは、スリップ角の特定態様によっては、センサノイズ（上述の電気的ノイズ等）が一定であっても、センサノイズが相対的に大きく影響し得る車両運動状態が存在し得る。例えば、車両の横加速度とヨーレート及び車速の積算値との差分を積分した値に基づいてスリップ角を特定する場合等においては、この差分が相対的に小さくなり易いスロースピン状態等においては、センサノイズの影響を受け易くなるためスリップ角の信頼度は低下し易い。
【００２４】
判定手段は、このような、予め実験的に、経験的に又は理論的に策定される各種の判断基準に従って、スリップ角の信頼度を二値的に、段階的に又は連続的に判定する。
【００２５】
後輪の横力限界を規定するスリップ角の上限値が、特定されるスリップ角の信頼度によらず単一である場合、スリップ角の特定精度が何らかの理由で著しく低下している場合等において、後輪にその都度必要な横力を発生させて所望の車両運動を実現するにあたって、最大横力又はそれに類する比較的大きな横力を得るための舵角変化が、かえって横力を低下させる懸念がある。舵角変化を許容し得るか否かを、予め設定される横力とスリップ角との関係性に基づいて判断するにあたって、スリップ角の信頼度が担保されない状況では、既にスリップ角が横力限界を超えた領域にある可能性を排除できないためである。
【００２６】
それに対し、本発明によれば、後輪の舵角制御を行うにあたって、特定されたスリップ角の信頼度を参照することができるため、例えば、一方で、信頼度が高い場合については、横力とスリップ角との関係性（尚、係る関係性もまた一義的でなく、好適には、車両の各種走行条件毎に基準となる関係性がマップ等により規定され得る）に基づいて、横力限界又はその近傍のスリップ角領域までスリップ角を増加させることができ、車両挙動の安定化に係る各種の後輪操舵の効能を、余すことなく享受することができる。
【００２７】
他方で、信頼度が低い場合については、予防的見地から、横力とスリップ角との関係性に基づいて規定される横力限界よりも小さいスリップ角の領域（この段階で、実際のスリップ角が横力限界相当のスリップ角である可能性があるということである）で、スリップ角の増加を伴う舵角変化を禁止する等の措置を講じることにより、横力限界を大きく超えたスリップ角領域までスリップ角が増加することを防止することができ、車両挙動の安定化に係る各種の後輪操舵を車両挙動の安定化に活かし切れないといった事態の発生を防止することができる。
【００２８】
即ち、本発明に係る車両の操舵制御装置によれば、後輪舵角を制御するにあたって車両挙動を最大限に安定させることが可能となるのである。
【００２９】
本発明に係る車両の操舵制御装置が、上述した各種先行技術を含む従来の技術思想に対して顕著に進歩的である点は、各種態様の下に特定されるスリップ角の信頼度が後輪に生ずる横力を大きく減じる可能性がある点に想到した点と、判定された信頼度に応じて後輪舵角の制御に段階的な又は連続的な制限を与える点にある。
【００３０】
運転者は、後輪を操舵している感覚を前輪程には持ち合わせていないのが一般的である。各種挙動安定化制御や自動操舵制御のように、元から運転者の意思の介在しない舵角制御に至っては尚更である。従って、車両挙動の安定化に後輪の舵角変化を十分に寄与させ難い状況においては、違和感、不快感又は不安感が生じ易くなり、運転者に大きな心理的負担を与え易い。本発明によれば、そのような事態の発生が好適に防止されるのである。
【００３１】
尚、制限手段に係る「制限」とは、通常の制御態様に従った変化量よりも変化量が幾らかなり抑制されることを意味し、例えば、補正係数等を乗じることによって変化を抑制することや、禁止すること（言い換えれば、１００％の制限に相当する）等を含む趣旨である。また、制限手段が制限する後輪の舵角変化は、必ずしも、その時点で制御ロジック上要求される後輪の舵角変化量の全てでなくてよい。例えば、一言に後輪舵角と言っても、運転者のハンドル操作に応じた常用域の後輪舵角制御（端的には、Ｆ／Ｆ制御である）と、各種車両挙動安定化制御等に係る運転者の意思と無関係な後輪舵角制御（端的にはＦ／Ｂ制御である）とでは、制限する必要性は後者の方が大きいと言える。このような場合、制限手段は、より制限すべき旨の判断を下し得る一部の後輪舵角制御のみを制限してもよい。即ち、最終的に後輪の舵角変化が幾らかなり抑制される限りにおいて、全て本発明に係る「制限」の範疇である。
【００３２】
本発明に係る車両の操舵制御装置の一の態様では、目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて前記後輪の舵角の目標値を設定する目標値設定手段と、前記設定された目標値が得られるように前記後輪の舵角をフィードバック制御する制御手段とを更に具備し、前記制限手段は、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角のフィードバック制御を制限する（請求項２）。
【００３３】
この態様によれば、目標値設定手段により、目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて後輪舵角の目標値が設定され、制御手段が、この設定された目標値に従って後輪舵角をＦ／Ｂ制御する構成を採る。尚、「車両状態量」とは、車両の運動状態を定量的に規定する各種物理量、制御量又は指標値であって、後輪舵角によって間接的に制御可能な値を意味する。
【００３４】
このようなＦ／Ｂ制御は、例えば、運転者のハンドル操作と連動しない自動的な操舵制御に類するものを好適に含む。自動的な操舵制御とは、例えば、車両挙動の安定化を図ることを目的とした、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動制御等の各種の挙動安定化制御や、車両を目標走行路に沿って走行させる、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist）等の各種軌跡追従制御等を好適に含み得る趣旨である。
【００３５】
或いは、この後輪の舵角の目標値とは、例えば、直進時又は旋回時に何らかの理由で発生した意図しないヨーモーメントと逆方向のヨーモーメントを生じさせるための後輪の舵角であってもよいし、車両旋回時に何らかの理由で発生したアンダーステア（走行路が目標走行路に対して旋回外側に膨らむ現象）又はオーバーステア（走行路が目標走行路に対して旋回内側に入り込む現象）をニュートラルステア又は弱アンダーステア若しくは弱オーバーステアに補正するための後輪の舵角であってもよい。或いは、目標走行路を規定する車線やレーンマーク等の各種目標体と車両との横位置偏差やヨー角偏差等を所定範囲に維持するための後輪の舵角であってもよい。
【００３６】
ここで、このようなＦ／Ｂ制御は、運転者のハンドル操作等各種操舵入力に対応してなされ得る常用域のＦ／Ｆ制御とは異なり、運転者のハンドル操作とは無関係に舵角変化を生じさせるものであるから、目標状態量が得られている間はよいが、車両挙動の安定化に十分に貢献できない場合には、運転者に与える心理的負担が大きくなり易い。また、自動操舵に類するこの種のＦ／Ｂ制御は、操舵入力に応じた常用域のＦ／Ｆ制御と較べれば、車両の実運用制御上必ずしも必要な制御ではない。
【００３７】
従って、この態様によれば、効率的に車両挙動を安定ならしめることが可能となる。特に、上述したような各種操舵入力に応じた常用域のＦ／Ｆ制御が、この種のＦ／Ｂ制御と並存する場合、運転者の意思を反映した操舵入力が後輪舵角に与える影響については可及的に保持されるため違和感のない操舵フィーリングが提供される。
【００３８】
後輪の舵角のフィードバック制御がなされる態様における一態様では、前記車両状態量は、前記車両の旋回状態を規定する状態量である（請求項３）。
【００３９】
例えば、ヨーレート、白線やレーンマーク等の目標物に対するヨー角偏差、ヨーモーメント、車体スリップ角、横加速度及びそれらに類するもの等を含み得る、車両の旋回状態を規定する車両状態量は、後輪の舵角制御により好適に可制御性を付与し得るため、後輪舵角を制御するにあたってのＦ／Ｂ対象として適当である。
【００４０】
後輪の舵角のフィードバック制御がなされる態様における他の態様では、前記制限手段は、前記フィードバック制御を禁止する（請求項４）。
【００４１】
この態様によれば、後輪舵角のフィードバック制御を制限する一態様として、Ｆ／Ｂ制御そのものが禁止される。この際、例えば、後輪舵角の制御量が、ハンドル操作等の操舵入力に応じたＦ／Ｆ項とこのＦ／Ｂ制御に係るＦ／Ｂ項とからなる場合においては、後輪舵角の制御量は、Ｆ／Ｆ項のみが反映される。また、このＦ／Ｂ制御のみが実行される場合には、後輪の舵角制御そのものが禁止される。この態様によれば、制限手段は、スリップ角の増加を伴う後輪舵角の変化が必要とされるＦ／Ｂ制御については、その実行を禁止してしまえばよいから、制限手段の負荷を軽減しつつ、車両挙動の安定化を最大限に図り得る旨の顕著な効果を得ることができる。
【００４２】
本発明に係る車両の操舵制御装置の他の態様では、前記判定された信頼度に応じて前記後輪の舵角の変化を制限すべき前記スリップ角の上限値を設定する上限値設定手段を更に具備し、前記制限手段は、前記特定されたスリップ角が前記上限値以上である場合に、前記スリップ角が増加する方向への後輪の舵角の変化を制限する（請求項５）。
【００４３】
この態様によれば、特定されたスリップ角が、上限値設定手段により設定されたスリップ角の上限値以上である場合にスリップ角が増加する方向への後輪舵角の変化が制限される。
【００４４】
ここで、このスリップ角の上限値は、判定手段により判定されるスリップ角の信頼度に応じて設定される。端的には、信頼度の高低が夫々スリップ角の上限値の高低に対応する。従って、この態様によれば、実践的運用面において、特定されたスリップ角と、このようにして設定された、安全側への配慮を施した言わば擬似的な横力限界に相当するスリップ角とを比較すればよく、後輪操舵を車両挙動の安定化に効果的に活用する旨の実践上の利益が、比較的簡便にして享受され得る。
【００４５】
尚、極端な一例としては、スリップ角の信頼度が信頼出来るか否かの二値的な判定態様の下に判定される場合において、スリップ角が信頼出来ない場合については、スリップ角の上限値がゼロ相当値、即ち、実質的に後輪の舵角変化が全舵角域において禁止されるべき旨に設定されてもよい。また、先に述べたように、後輪の舵角制御が常用域のＦ／Ｆ制御と例えば挙動安定化に係るＦ／Ｂ制御とから構成される場合において、このスリップ角の上限値に基づいた制限は、当該Ｆ／Ｂ制御についてのみ適用されてもよい。
【００４６】
本発明に係る車両の操舵制御装置の他の態様では、前記スリップ角特定手段は、前記車両の横加速度と、前記車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいて前記スリップ角を特定し、前記判定手段は、前記差分の大小が前記信頼度の大小に対応するように前記差分に基づいて前記信頼度を判定する（請求項６）。
【００４７】
車両の横加速度と、車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいてスリップ角が特定される場合においては、当該差分が小さい場合に、特定されるスリップ角に対する、ヨーレートを始めとする各種状態量の精度（センサにより検出される場合、センサノイズ等を含む）の影響が相対的に大きくなる。即ち、スリップ角の信頼度が低下する。
【００４８】
この態様によれば、当該差分の大小が信頼度の大小に夫々対応するように、当該差分に基づいて信頼度が判定されるため、スリップ角の信頼度を正確に判定することが可能となる。
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両における後輪のスリップ角と横力との関係を例示する図である。
【図３】図１の車両においてＥＣＵにより実行される後輪舵角制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
＜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。
＜１．実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１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における操舵系の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５２】
図１において、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲ並びに左右一対の後輪ＲＬ及びＲＲを備え、これら各操舵輪が左右方向へ操舵されることにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１０は、ＥＣＵ１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００、ＥＰＳ駆動装置５００、ＡＲＳアクチュエータ６００、ＡＲＳ駆動装置７００及びＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system；電子制御式制動装置）８００を備える。
【００５３】
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「車両の操舵制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する後輪舵角制御を実行可能に構成されている。
【００５４】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」、「判定手段」、「制限手段」、「目標値設定手段」、「制御手段」及び「上限値設定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、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として構成されていてもよい。
【００５５】
車両１０では、操舵入力手段としてのハンドル１１を介して運転者から与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００５６】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた操舵伝達比可変装置である。
【００５７】
ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。
【００５８】
ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。
【００５９】
減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、第１の回転要素たるサンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、第２の回転要素たるキャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そして第３の回転要素たるリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００６０】
このような構成を有する減速機構２０３によれば、ハンドル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。
【００６１】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たるハンドル角δｈと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）前輪舵角δｆとの比たる操舵伝達比Ｋが、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００６２】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハンドル角δｈと前輪舵角δｆとの関係を変化させることが可能であり、運転者の操舵入力とは無関係に前輪舵角δｆを変化させることが可能である。
【００６３】
尚、減速機構２０３は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。
【００６４】
ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６５】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、操舵機構１４に伝達される。
【００６６】
操舵機構１４は、所謂ラックアンドピニオン機構であり、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４Ａ及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１４Ｂを含む機構である。操舵機構１４は、ピニオンギア１４Ａの回転がラックバー１４Ｂの図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１４Ｂの両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力を各前輪に伝達する構成となっている。
【００６７】
ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた操舵トルク補助装置である。このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４Ａと噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４Ａの回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４Ａは、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられる操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１４Ｂに伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。
【００６９】
ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７０】
一方、車両１０には、操舵トルクセンサ１５、ハンドル角センサ１６及びＶＧＲＳ回転角センサ１７を含む各種センサが備わっている。
【００７１】
操舵トルクセンサ１５は、運転者からハンドル１１を介して与えられる操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０の運転者がハンドル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１５は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７２】
ハンドル角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表すハンドル角δｈを検出可能に構成された角度センサである。ハンドル角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたハンドル角δｈは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７３】
ＶＧＲＳ回転角センサ１７は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との相対回転角たるＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＶＧＲＳ回転角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７４】
尚、ＶＧＲＳ回転角センサ１７により検出されるＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓは、ハンドル角δｈと足し込まれることにより前輪舵角δｆと一対一に対応する。
【００７５】
ＡＲＳアクチュエータ６００は、夫々不図示の舵角制御用ロッドと、ＡＲＳモータと、このＡＲＳモータの回転を舵角制御用ロッドの往復運動に変換する直動機構とを備えた後輪舵角可変装置である。後輪ＲＬ及びＲＲは、この舵角制御用ロッドの両端部にナックル等の支持体を介して連結されており、ＡＲＳモータから付与される駆動力によって、舵角制御用ロッドが左右いずれかの方向にストロークすると、そのストローク量に応じて後輪舵角δｒが変化する構成となっている。
【００７６】
ＡＲＳ駆動装置７００は、ＡＲＳモータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＡＲＳ駆動装置７００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＡＲＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＡＲＳ駆動装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７７】
車両１０にはＡＲＳ回転角センサ１８が備わる。ＡＲＳ回転角センサ１８は、ＡＲＳアクチュエータ６００に収容されたＡＲＳモータの回転角たるＡＲＳ回転角δａｒｓを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＡＲＳ回転角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＡＲＳ回転角δａｒｓは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７８】
尚、ＡＲＳ回転角センサ１８により検出されるＡＲＳ回転角δａｒｓは、後輪舵角δｒと一対一に対応しており、ＥＣＵ１００は、ＡＲＳ回転角センサ１８から送出されるＡＲＳ回転角δａｒｓの情報を基に、常時後輪舵角δｒを把握している。
【００７９】
車両１０は更に、ＥＣＢ８００を備える。ＥＣＢ８００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ８１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置８２０ＦＬ、８２０ＦＲ、８２０ＲＬ及び８２０ＲＲを備える。
【００８０】
ブレーキアクチュエータ８１０は、制動装置８２０ＦＬ、８２０ＦＲ、８２０ＲＬ及び８２０ＲＲに対し、夫々個別に所望の油圧で作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ８１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、当該電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置と各車輪との間に作用する制動力の大小に夫々対応する構成となっている。ブレーキアクチュエータ８１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８１】
尚、ＥＣＢ８００は、公知の各種電子制御式制動装置に係る各種実践的態様を採ることが可能であり、ここでは、その詳細な説明を省略することとする。
【００８２】
車両１０の左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲには、各車輪の回転速度を検出可能な車輪速センサ１９ＦＬ、１９ＦＲ、１９ＲＬ及び１９ＲＲが夫々付設されている。これら各車輪速センサは、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された各輪の車輪速は、ＥＣＵ１００に常時把握されている。
【００８３】
ここで、ＥＣＢ８００は、ＥＣＵ１００の制御により、ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）等のロック防止装置として機能する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、常時各輪について検出される車輪速を把握しており、この各輪の車輪速に基づいて、各輪のスリップ状態を判定する。検出される車輪速により車輪のロックが検出された場合には、当該車輪のスリップ率が、最も制動力を発揮し得るスリップ率となるように、ロック状態にある旨が検出された車輪に対応する制動装置に供給される油圧が調整される。
【００８４】
また、車両１０には、ヨーレートセンサ２０及び横加速度センサ２１が備わる。
【００８５】
ヨーレートセンサ２０は、車両１０のヨーレートγ（ｒａｄ／ｓｅｃ）を検出可能に構成されたセンサである。ヨーレートセンサ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたヨーレートγは、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８６】
横加速度センサ２１は、車両１０の横加速度Ｇｙ（ｍ／ｓｅｃ２）を検出可能に構成されたセンサである。横加速度センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された横加速度Ｇｙは、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
＜２．実施形態の動作＞
以下、適宜図面を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行される後輪舵角制御について説明する。
【００８７】
＜２-１．後輪舵角制御の概要＞
始めに、後輪舵角制御の必要性について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、後輪スリップ角βｒと後輪横力Ｆｙｒとの関係性を例示する図である。
【００８８】
図２から分かるように、後輪ＲＬ及びＲＲにスリップ角βｒが生じると、各後輪には後輪横力Ｆｙｒが発生する。後輪横力Ｆｙｒは、後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ未満となる領域（以下、適宜「増加領域」とする）においては、後輪スリップ角βｒの増加に対して概ね線形に増加する。
【００８９】
一方、後輪横力Ｆｙｒは、横力限界スリップ角βｒｌｉｍにおいてピーク値Ｆｙｒｐｋに達した後は、即ち、後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ以上となる領域（以下、適宜「減少領域」とする）においては、後輪スリップ角βｒの増加に対して概ね線形に減少する。後輪舵角の制御は、ハンドル操作に応じた常用域の舵角制御であれ、各種自動操舵（ＬＫＡ、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動等）における舵角制御であれ、後輪横力Ｆｙｒを利用して所望の車両運動を実現するものであるから、後輪舵角δｒを、後輪スリップ角βｒが上記減少領域となる舵角領域で制御することは実践上殆ど無意味である。従って、後輪舵角δｒは、通常、後輪スリップ角βｒが上記横力限界スリップ角βｒｌｉｍを含む増加領域内となるように制御される。
【００９０】
ここで、横力限界スリップ角βｒｌｉｍは、車両１０の走行条件、特に路面条件等によって変化し得る性質のものである。従って、後輪スリップ角βrが横力限界スリップ角βｒｌｉｍを大きく逸脱しないようにするための後輪舵角の制御手法は、従来、各種提案されるところである。
【００９１】
一方、後輪スリップ角βｒｌｉｍは、後輪における中心線の方向と車両１０の進行方向とがなす角度であり、通常、直接的な検出は難しい。従って、後輪舵角の制御には、各種車両状態量、好適には旋回状態を規定する状態量に基づく後輪スリップ角の推定演算が必要となる。
【００９２】
ところで、この際、後輪スリップ角βｒの推定精度は必ずしも一律でない。このため、その時点の真の後輪スリップ角βｒが既に横力限界スリップ角βｒｌｉｍを超えた減少領域にあるにもかかわらず、後輪舵角δｒの増加方向への変化が許容される場合がある。このような場合、車両制御上は後輪横力Ｆｙｒを増加させているにもかかわらず、実際には後輪横力Ｆｙｒが減少するといった事態が生じ得る。このような事態は、車両挙動の安定化を図る上で望ましくない。
【００９３】
ＥＣＵ１００により実行される後輪舵角制御とは、このような、後輪スリップ角の推定精度が実制御に反映されないことに起因する、車両挙動の安定化を最大限に図ることが難しくなるといった事態を、防止、抑制又は緩和するための制御である。
【００９４】
＜２-２．後輪舵角制御の詳細＞
ここで、図３を参照し、後輪舵角制御の詳細について説明する。ここに、図３は、後輪舵角制御のフローチャートである。
【００９５】
図３において、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆを算出する（ステップＳ１０１）。Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆとは、運転者のハンドル操作に応じてフィードフォワード的になされる常用域の後輪舵角制御に相当する舵角制御量である。本実施形態において、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆは、下記（１）式により算出される。
【００９６】
δｒｔｇｆｆ＝δｈ×ＧＲｒ×Ｇｈｒ・・・（１）
上記（１）式において、δｈは既に述べたようにハンドル１１の回転角たるハンドル角であり、ＧＲｒは後輪ギア比である。後輪ギア比ＧＲｒは、ハンドル角δｈに対する後輪舵角δｒの比であり、即ち、後輪の操舵伝達比である。但し、ＡＲＳアクチュエータ６００は、ハンドル１１と機械的に連結されない種類の後輪舵角可変装置であるから、この操舵伝達比は、言わば擬似的な操舵伝達比である。また、上記（１）式において、Ｇｈｒは、ハンドル角速度ゲインである。ハンドル角速度ゲインＧｈｒは、ハンドル角δｈの時間微分値たるハンドル角速度δｈ’に応じて変化する後輪舵角補正用のゲインである。
【００９７】
但し、このような常用域におけるＦ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆの設定態様は一例に過ぎず、常用域の後輪舵角δｒの制御に関して、公知の各種態様を適用可能であることは言うまでもない。
【００９８】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆを算出すると、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂを算出する（ステップＳ１０２）。Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂとは、運転者のハンドル操作とは無関係に設定される各種自動操舵制御（例えば、目標走行路を追従する制御、車線維持走行制御、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動制御等）に係る、車両の旋回状態を規定する状態量をフィードバックしてなされる後輪舵角制御に相当する舵角制御量である。
【００９９】
例えば、具体的な例を挙げると、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂは、車両１０の目標状態量としての目標ヨーレートγｔｇと、車両の１０のその時点のヨーレートγとの偏差たるヨーレート偏差Δγに基づいて設定される舵角制御量である。この際、例えば、公知のＰＩＤ制御等を適用するのであれば、このヨーレート偏差Δγに基づいて、比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）及び微分項（Ｄ項）が夫々算出される。尚、ここでは算出されるとしたが、予めヨーレート偏差Δγに対するＦ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂがマップ化されてＲＯＭ等に格納されている場合には、当該マップから該当値が選択されることによってＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが設定されてもよい。
【０１００】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆ及びＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが決定されると、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が、後輪スリップ角βｒを増加させる方向であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。尚、後輪スリップ角βｒは、後輪の中心線と車両進行方向とがなす角度であるから、設定されるＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂによって促される舵角変化の方向が後輪スリップ角βｒの増加方向に該当するか否かは、簡便にして判定可能である。Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が後輪スリップ角βｒを増加させる方向でない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、処理はステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７については後述する。
【０１０１】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が後輪スリップ角βｒを増加させる方向である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得する（ステップＳ１０５）。
【０１０２】
本実施形態において、後輪スリップ角βｒは、横加速度Ｇｙと、ヨーレートγと車速Ｖとの積算値（即ちγ×Ｖ）との差分を積分処理して推定される。ここで、この差分が相対的に小さい状況、例えば、車両１０がスロースピン状態にある場合等には、推定される後輪スリップ角βｒは、ヨーレートセンサ２０、横加速度センサ２１或いは車速Ｖの算出に使用される車輪速センサ等のセンサノイズに相対的に影響され易くなる。即ち、このような状況においては、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度は相対的に低下する。
【０１０３】
ＥＣＵ１００は、予め上記差分値を複数段階に区分することによって、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度を判定する構成となっている。後輪スリップ角信頼度指標値Ａとは、このような信頼度の判定処理により確定した、その時点での後輪スリップ角βｒの信頼度の区分を示す値である。
【０１０４】
尚、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、後輪スリップ角βｒの信頼度を表す指標値であり、その実践的態様は特に限定されない趣旨である。例えば、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、信頼出来る場合が「１」、信頼出来ない場合が「０」によって表された二値的な指標であってもよいし、信頼度の高い順から（信頼出来る順に）、５、４、３、２、１等と表された多段階指標値であってもよい。或いは、信頼度を０％（信頼出来ない）〜１００％（信頼出来る）までの数値で表したものでもよい。尚、ここでは、説明を分かり易くするために、後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得するとしたが、この種の指標値の取得プロセスを経ること無しに、単一の又は複数の判断条件が満たされるか否かに応じて後述する然るべきステップに処理が移行する仕組みになっていてもよい。
【０１０５】
また、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、上述した、センサノイズが後輪スリップ角βｒの推定演算に与える影響の大小により判定されるのみならず、車両１０の走行条件や各センサの状態等に基づいて総合的に判定されてもよい。例えば、車両１０がバンク路面を走行している場合、車両１０には、舵角と無関係な横加速度が生じ得るため、推定される後輪スリップ角βｒが誤差を含み易い。また、センサ劣化等によりセンサノイズ自体が大きい状況においては、当然ながら全般的に後輪スリップ角βｒの信頼度は低下する。
【０１０６】
後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得された後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じた、後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈを取得する（ステップＳ１０５）。
【０１０７】
後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈとは、後輪舵角のＦ／Ｂ制御を禁止すべきか否かを規定する閾値であり、基準値βｒｔｈ以上のスリップ角領域においては、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが実質的に無効化される。尚、この際、既にステップＳ１０３において、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向は、スリップ角増加方向であると判定されているから、全体的には、基準値βｒｔｈ以上のスリップ角領域においては、後輪スリップ角βｒを増加させる方向への後輪舵角のＦ／Ｂ制御が禁止されることになる。
【０１０８】
ここで、後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈは、後輪スリップ角βｒの信頼度が低い程（高い程）低く（高く）なるように、後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じて設定される。尚、後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じた後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈは、予めマップ化されたＲＯＭに格納されている。
【０１０９】
基準値βｒｔｈの定量的設定態様は、実験的、経験的又は理論的適合の要素が大きいが、例えば、以下のように構築することもできる。
【０１１０】
即ち、判定された信頼度毎に、推定される後輪スリップ角βｒの推定誤差が規定される場合（ここでは、例えば、±１０％とする）、基準値βｒｔｈは、信頼度が１００％である場合に横力限界スリップ角βｒｌｉｍであるとして、「βｒｔｈ＋βｒｔｈ×０．１＝βｒｌｉｍ」なる関係が成立するように決定されてもよい。係る関係性の技術的意義は、推定値に対してスリップ角が増加する側に最大の誤差が生じたとしてもスリップ角が横力限界スリップ角を超えないように基準値を設定することにある。
【０１１１】
後輪スリップ角βｒｔｈの基準値βｒｔｈが取得されると、ＥＣＵ１００は、推定された後輪スリップ角βｒが、この取得された基準値βｒｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。係る判定の結果、推定された後輪スリップ角βｒが基準値βｒｔｈ未満であれば（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０７に移行される。ステップＳ１０７では、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇが、下記（２）式により設定される。
【０１１２】
δｒｔｇ＝δｒｔｇｆｆ＋δｒｔｇｆｂ・・・（２）
即ち、Ｆ／Ｆ舵角制御量とＦ／Ｂ舵角制御量との両舵角制御量が最終的な後輪舵角δｒに反映される。
【０１１３】
一方、推定された後輪スリップ角βｒが基準値βｒｔｈ以上である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０８に移行し、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇを、下記（３）式に従って設定する。
【０１１４】
δｒｔｇ＝δｒｔｇｆｆ・・・（３）
即ち、推定された後輪スリップ角βｒが、推定された後輪スリップ角βの信頼度を考慮して設定される基準値以上である場合には、推定された後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ未満であっても、スリップ角増加方向の舵角変化により実際の後輪スリップ角βｒが減少領域へ大きく逸脱する可能性が排除できないため、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇに対するＦ／Ｂ舵角制御量の影響が無効化されるのである。尚、係る無効化処理は、本発明に係る「制限」の一例であり、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量を例えば、０〜９９％の範囲で制限してもよい。
【０１１５】
また、ここでは、Ｆ／Ｆ舵角制御量については制限の対象とならない。これは、Ｆ／Ｆ舵角制御量については、運転者の意思に基づいたハンドル操作に応じた舵角制御量である点を考慮したものである。但し、Ｆ／Ｂ舵角制御量と併せてＦ／Ｆ舵角制御量を制限の対象としてもよい。極端な例としては、後輪スリップ角βｒの信頼性が担保されないとの判定が下された場合には、スリップ角増加方向への後輪舵角制御全般を中止してしまってもよい。
【０１１６】
ステップＳ１０７又はステップＳ１０８が実行されると、処理はステップＳ１０９に移行され、各ステップにおいて設定された後輪舵角制御量δｒｔｇに従って、ＡＲＳアクチュエータ６００が駆動制御され、後輪舵角δｒが制御される。ステップＳ１０９が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。後輪舵角制御は以上のように実行される。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態に係る後輪舵角制御によれば、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度に応じて、後輪スリップ角βｒが増加する方向への、Ｆ／Ｂ舵角制御量による後輪の舵角変化が制限される。このため、推定されるスリップ角βｒの信頼性が全く考慮されない技術思想と較べて、スリップ角βｒを、スリップ角βｒの増加に対して後輪横力Ｆｙｒが増加する増加領域で安定的に制御することができ、後輪スリップ角βｒが増加領域にある或いは横力限界スリップ角βｒｌｉｍにあると判断されている状況において、実際の後輪スリップ角βｒが既に後輪横力Ｆｙｒの減少を伴う減少領域にある等といった事態の発生が防止される。
【０１１８】
即ち、本来、車両挙動を安定に維持すべくなされる後輪操舵を、車両挙動の安定化に効果的に活用し得るものとすることができるのである。
【０１１９】
本発明は、上述した実施形態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操舵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。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、運転者の操作から独立して後輪の舵角を変化させることが可能な車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…ハンドル、１２…アッパーステアリングシャフト、１３…ロアステアリングシャフト、１４…操舵機構、１５…ハンドル角センサ、１６…操舵トルクセンサ、１７…ＶＧＲＳ回転角センサ、１８…車速センサ、１９…ヨーレートセンサ、２０…ＡＲＳ回転角センサ、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置、４００…ＥＰＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳ駆動装置、６００…ＡＲＳアクチュエータ、７００…ＡＲＳ駆動装置、８００…ＥＣＢ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）やＡＷＳ（All Wheel Steering：全輪操舵装置）等、後輪舵角を変化させ得る各種の後輪舵角可変装置を搭載した車両の操舵状態を制御する、車両の操舵制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、タイヤ能力の限界を考慮した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に開示される前後輪操舵車両によれば、タイヤの横方向グリップ力対応値がタイヤ能力の限界に近付くに連れて、横滑り角が減少する向きに後輪の舵角が変更される。このため、摩擦面を逸脱しないように後輪舵角を制御できるとされている。
【０００３】
尚、後輪横滑り角に基づいて、前輪操舵角のフィードフォワード制御（以下、適宜「Ｆ／Ｆ制御」と表現する）及びフィードバック制御（以下、適宜「Ｆ／Ｂ制御」と表現する）との配分比率を変更するものも提案されている（特許文献２参照）。また、そのような制御の例として、後輪横滑り角が限界（横滑り角とコーナリングフォースとの関係が線形とみなせる最大の横滑り角）を超えた場合に、Ｆ／Ｆ制御の配分比率が１００％となる制御態様が開示されている。
【０００４】
また、前後輪操舵車両の制御装置として、実ヨーレートと規範ヨーレートとの偏差に基づいて、Ｆ／Ｂ制御系の動作を無効化するものも提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、スプリット路面においてＡＢＳ（Antilock Braking System）が作動中であると判定された場合に、ヨーモーメントを打ち消すように後輪を操舵するものも提案されている（特許文献４参照）
また、ハンドルが切り戻される場合に後輪舵角変化を禁止するものも提案されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０４９０１２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２５２４５号公報
【特許文献３】特開平７−２３７５５７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９５３２１号公報
【特許文献５】特開平４−１２３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タイヤ能力の限界を、スリップ角（上記「横滑り角」と同義である）とコーナリングフォース（タイヤに発生する横力と一義的である）との関係から求め得ることは、例えば上記特許文献２に開示されるように公知である。
【０００８】
ところで、タイヤ能力の限界を推定するにあたって参照されるべきスリップ角を、車両の走行中に直接検出することは難しい。このため、実践的運用面において、各輪のスリップ角は、各種の車両状態量に基づいた数値演算処理を経て、或いは予め車両状態量に応じた推定値を規定してなる制御マップ等から該当値を選択する等して推定されることが多い。
【０００９】
一方、上記各種先行技術文献に開示されるものを含む従来の技術においては、スリップ角の推定精度については一切考慮されていない。このため、場合によっては、タイヤ能力の限界を超えた領域においてスリップ角を増加させる方向への舵角変化が許容される可能性がある。タイヤ能力の限界を超えた領域におけるスリップ角の増加は、タイヤに発生する横力を減少させるため、車両の挙動を安定に維持する上で回避されるべきである。
【００１０】
即ち、上記先行技術文献に開示されるものを含む従来の技術には、本来、車両挙動の安定化に寄与すべき後輪操舵機能を、車両挙動の安定化に十分に活かしきれないという技術的問題点がある。
【００１１】
本発明は、係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、後輪舵角の制御を、車両挙動の安定化に効果的に活用し得る車両の操舵制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の操舵制御装置は、後輪の舵角を変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置であって、前記後輪のスリップ角を特定する特定手段と、前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る車両は、例えば各種の後輪舵角可変装置の作用により、後輪の舵角が可変に構成される。後輪舵角可変装置とは、例えば、ＡＲＳやＡＷＳ等、少なくとも後輪をハンドル操作から独立して変化させることが可能な装置を包括する概念である。
【００１４】
但し、「ハンドル操作から独立して変化させることが可能」とは、ハンドル操作と連動した後輪の舵角制御（ハンドルと機械的に連結された操舵機構を介した舵角制御でも、ハンドルと機械的に連結しない操舵機構を介した舵角制御でもよい）を除外するものではない。
【００１５】
本発明に係る車両の操舵制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）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。
【００１６】
本発明に係る車両の操舵制御装置によれば、特定手段により後輪のスリップ角が特定される。本発明に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択及び取得等を包括する概念であり、制御上の参照値として確定させ得る限りにおいて、その実践的態様は如何様にも限定されない趣旨である。
【００１７】
スリップ角は、車輪に発生する横力と密接な関係を有する。より具体的には、ある上限値未満の領域では、スリップ角の増加に対して横力は増加し、当該上限値以上の領域では、スリップ角の増加に対して横力は減少する。
【００１８】
横力は、車両が旋回運動する上で、外向きの遠心力と拮抗する力であるから、スリップ角が上限値を超える領域では必然的に、車両の挙動、特に旋回挙動が相対的に不安定になり易くなる。従って、各種後輪舵角可変装置の作用により車両挙動の安定化に係る各種の後輪舵角制御（例えば、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control）等による挙動安定化制御や摩擦係数が異なる路面を跨ぐ状況における制動制御）がなされ得る車両においては、好適な一形態として、スリップ角が当該上限値を大きく超えない範囲で後輪舵角が制御される。
【００１９】
ところで、後輪の横力限界（スリップ角の増加に対して横力が増加する領域の限界）を常時正確に把握するためには、特定手段に係る特定の態様が実践上如何なるものであれ、その特定精度が重要となる。より具体的には、特定精度が著しく低いスリップ角に基づいて後輪の舵角を横力限界近傍で制御する場合、実際には、スリップ角が横力限界を超えた領域にあることも珍しくない。このような場合には、各種車両の挙動安定化制御において本来期待されるべき後輪の横力を十分に得ることが難しくなるから、後輪の舵角制御を、車両の挙動の安定化に十分に寄与させることが難しくなる。
【００２０】
そこで、本発明に係る車両の操舵制御装置では、特定手段により特定されたスリップ角の信頼度が判定手段により判定され、制限手段が、特定されたスリップ角と、この判定された信頼度とに基づいて、スリップ角が増加する方向への後輪舵角の変化を制限する構成となっている。
【００２１】
判定手段により判定される「信頼度」とは、信頼性の度合い、区分或いは格付け等を意味し、実践的には、信頼度が高い程、特定されるスリップ角が正確であることを意味する。但し、信頼度を表す各種指標値の実践的態様は自由であり、当該指標値の大小が信頼度の高低のいずれに対応していてもよい。また、信頼度は、信頼出来るか否かのように二値的に判定されてもよいし、多段階に判定されてもよい。或いは、連続的に変化する指標値によって表されてもよい。
【００２２】
判定手段における、信頼度判定に係る判定基準は、一意に限定されない。例えば、スリップ角が、各種センサにより検出される車両状態量（例えば、ヨーレート、横加速度、車速或いは車輪速等）に基づいて特定される場合、例えば電気的ノイズ等によりセンサ出力の信頼性が低下している場合や、センサ出力が不安定である場合等には、スリップ角の信頼度も低下していると判定するのが妥当且つ合理的である。また、車両の走行路によってもこのスリップ角の信頼性は変化し得る。例えば、車両の片輪或いは両輪がバンク路面（左右方向に傾斜がある路面）等に接地している場合には、スリップ角の信頼度は低下する。
【００２３】
或いは、スリップ角の特定態様によっては、センサノイズ（上述の電気的ノイズ等）が一定であっても、センサノイズが相対的に大きく影響し得る車両運動状態が存在し得る。例えば、車両の横加速度とヨーレート及び車速の積算値との差分を積分した値に基づいてスリップ角を特定する場合等においては、この差分が相対的に小さくなり易いスロースピン状態等においては、センサノイズの影響を受け易くなるためスリップ角の信頼度は低下し易い。
【００２４】
判定手段は、このような、予め実験的に、経験的に又は理論的に策定される各種の判断基準に従って、スリップ角の信頼度を二値的に、段階的に又は連続的に判定する。
【００２５】
後輪の横力限界を規定するスリップ角の上限値が、特定されるスリップ角の信頼度によらず単一である場合、スリップ角の特定精度が何らかの理由で著しく低下している場合等において、後輪にその都度必要な横力を発生させて所望の車両運動を実現するにあたって、最大横力又はそれに類する比較的大きな横力を得るための舵角変化が、かえって横力を低下させる懸念がある。舵角変化を許容し得るか否かを、予め設定される横力とスリップ角との関係性に基づいて判断するにあたって、スリップ角の信頼度が担保されない状況では、既にスリップ角が横力限界を超えた領域にある可能性を排除できないためである。
【００２６】
それに対し、本発明によれば、後輪の舵角制御を行うにあたって、特定されたスリップ角の信頼度を参照することができるため、例えば、一方で、信頼度が高い場合については、横力とスリップ角との関係性（尚、係る関係性もまた一義的でなく、好適には、車両の各種走行条件毎に基準となる関係性がマップ等により規定され得る）に基づいて、横力限界又はその近傍のスリップ角領域までスリップ角を増加させることができ、車両挙動の安定化に係る各種の後輪操舵の効能を、余すことなく享受することができる。
【００２７】
他方で、信頼度が低い場合については、予防的見地から、横力とスリップ角との関係性に基づいて規定される横力限界よりも小さいスリップ角の領域（この段階で、実際のスリップ角が横力限界相当のスリップ角である可能性があるということである）で、スリップ角の増加を伴う舵角変化を禁止する等の措置を講じることにより、横力限界を大きく超えたスリップ角領域までスリップ角が増加することを防止することができ、車両挙動の安定化に係る各種の後輪操舵を車両挙動の安定化に活かし切れないといった事態の発生を防止することができる。
【００２８】
即ち、本発明に係る車両の操舵制御装置によれば、後輪舵角を制御するにあたって車両挙動を最大限に安定させることが可能となるのである。
【００２９】
本発明に係る車両の操舵制御装置が、上述した各種先行技術を含む従来の技術思想に対して顕著に進歩的である点は、各種態様の下に特定されるスリップ角の信頼度が後輪に生ずる横力を大きく減じる可能性がある点に想到した点と、判定された信頼度に応じて後輪舵角の制御に段階的な又は連続的な制限を与える点にある。
【００３０】
運転者は、後輪を操舵している感覚を前輪程には持ち合わせていないのが一般的である。各種挙動安定化制御や自動操舵制御のように、元から運転者の意思の介在しない舵角制御に至っては尚更である。従って、車両挙動の安定化に後輪の舵角変化を十分に寄与させ難い状況においては、違和感、不快感又は不安感が生じ易くなり、運転者に大きな心理的負担を与え易い。本発明によれば、そのような事態の発生が好適に防止されるのである。
【００３１】
尚、制限手段に係る「制限」とは、通常の制御態様に従った変化量よりも変化量が幾らかなり抑制されることを意味し、例えば、補正係数等を乗じることによって変化を抑制することや、禁止すること（言い換えれば、１００％の制限に相当する）等を含む趣旨である。また、制限手段が制限する後輪の舵角変化は、必ずしも、その時点で制御ロジック上要求される後輪の舵角変化量の全てでなくてよい。例えば、一言に後輪舵角と言っても、運転者のハンドル操作に応じた常用域の後輪舵角制御（端的には、Ｆ／Ｆ制御である）と、各種車両挙動安定化制御等に係る運転者の意思と無関係な後輪舵角制御（端的にはＦ／Ｂ制御である）とでは、制限する必要性は後者の方が大きいと言える。このような場合、制限手段は、より制限すべき旨の判断を下し得る一部の後輪舵角制御のみを制限してもよい。即ち、最終的に後輪の舵角変化が幾らかなり抑制される限りにおいて、全て本発明に係る「制限」の範疇である。
【００３２】
本発明に係る車両の操舵制御装置の一の態様では、目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて前記後輪の舵角の目標値を設定する目標値設定手段と、前記設定された目標値が得られるように前記後輪の舵角をフィードバック制御する制御手段とを更に具備し、前記制限手段は、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角のフィードバック制御を制限する（請求項２）。
【００３３】
この態様によれば、目標値設定手段により、目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて後輪舵角の目標値が設定され、制御手段が、この設定された目標値に従って後輪舵角をＦ／Ｂ制御する構成を採る。尚、「車両状態量」とは、車両の運動状態を定量的に規定する各種物理量、制御量又は指標値であって、後輪舵角によって間接的に制御可能な値を意味する。
【００３４】
このようなＦ／Ｂ制御は、例えば、運転者のハンドル操作と連動しない自動的な操舵制御に類するものを好適に含む。自動的な操舵制御とは、例えば、車両挙動の安定化を図ることを目的とした、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動制御等の各種の挙動安定化制御や、車両を目標走行路に沿って走行させる、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist）等の各種軌跡追従制御等を好適に含み得る趣旨である。
【００３５】
或いは、この後輪の舵角の目標値とは、例えば、直進時又は旋回時に何らかの理由で発生した意図しないヨーモーメントと逆方向のヨーモーメントを生じさせるための後輪の舵角であってもよいし、車両旋回時に何らかの理由で発生したアンダーステア（走行路が目標走行路に対して旋回外側に膨らむ現象）又はオーバーステア（走行路が目標走行路に対して旋回内側に入り込む現象）をニュートラルステア又は弱アンダーステア若しくは弱オーバーステアに補正するための後輪の舵角であってもよい。或いは、目標走行路を規定する車線やレーンマーク等の各種目標体と車両との横位置偏差やヨー角偏差等を所定範囲に維持するための後輪の舵角であってもよい。
【００３６】
ここで、このようなＦ／Ｂ制御は、運転者のハンドル操作等各種操舵入力に対応してなされ得る常用域のＦ／Ｆ制御とは異なり、運転者のハンドル操作とは無関係に舵角変化を生じさせるものであるから、目標状態量が得られている間はよいが、車両挙動の安定化に十分に貢献できない場合には、運転者に与える心理的負担が大きくなり易い。また、自動操舵に類するこの種のＦ／Ｂ制御は、操舵入力に応じた常用域のＦ／Ｆ制御と較べれば、車両の実運用制御上必ずしも必要な制御ではない。
【００３７】
従って、この態様によれば、効率的に車両挙動を安定ならしめることが可能となる。特に、上述したような各種操舵入力に応じた常用域のＦ／Ｆ制御が、この種のＦ／Ｂ制御と並存する場合、運転者の意思を反映した操舵入力が後輪舵角に与える影響については可及的に保持されるため違和感のない操舵フィーリングが提供される。
【００３８】
後輪の舵角のフィードバック制御がなされる態様における一態様では、前記車両状態量は、前記車両の旋回状態を規定する状態量である（請求項３）。
【００３９】
例えば、ヨーレート、白線やレーンマーク等の目標物に対するヨー角偏差、ヨーモーメント、車体スリップ角、横加速度及びそれらに類するもの等を含み得る、車両の旋回状態を規定する車両状態量は、後輪の舵角制御により好適に可制御性を付与し得るため、後輪舵角を制御するにあたってのＦ／Ｂ対象として適当である。
【００４０】
後輪の舵角のフィードバック制御がなされる態様における他の態様では、前記制限手段は、前記フィードバック制御を禁止する（請求項４）。
【００４１】
この態様によれば、後輪舵角のフィードバック制御を制限する一態様として、Ｆ／Ｂ制御そのものが禁止される。この際、例えば、後輪舵角の制御量が、ハンドル操作等の操舵入力に応じたＦ／Ｆ項とこのＦ／Ｂ制御に係るＦ／Ｂ項とからなる場合においては、後輪舵角の制御量は、Ｆ／Ｆ項のみが反映される。また、このＦ／Ｂ制御のみが実行される場合には、後輪の舵角制御そのものが禁止される。この態様によれば、制限手段は、スリップ角の増加を伴う後輪舵角の変化が必要とされるＦ／Ｂ制御については、その実行を禁止してしまえばよいから、制限手段の負荷を軽減しつつ、車両挙動の安定化を最大限に図り得る旨の顕著な効果を得ることができる。
【００４２】
本発明に係る車両の操舵制御装置の他の態様では、前記判定された信頼度に応じて前記後輪の舵角の変化を制限すべき前記スリップ角の上限値を設定する上限値設定手段を更に具備し、前記制限手段は、前記特定されたスリップ角が前記上限値以上である場合に、前記スリップ角が増加する方向への後輪の舵角の変化を制限する（請求項５）。
【００４３】
この態様によれば、特定されたスリップ角が、上限値設定手段により設定されたスリップ角の上限値以上である場合にスリップ角が増加する方向への後輪舵角の変化が制限される。
【００４４】
ここで、このスリップ角の上限値は、判定手段により判定されるスリップ角の信頼度に応じて設定される。端的には、信頼度の高低が夫々スリップ角の上限値の高低に対応する。従って、この態様によれば、実践的運用面において、特定されたスリップ角と、このようにして設定された、安全側への配慮を施した言わば擬似的な横力限界に相当するスリップ角とを比較すればよく、後輪操舵を車両挙動の安定化に効果的に活用する旨の実践上の利益が、比較的簡便にして享受され得る。
【００４５】
尚、極端な一例としては、スリップ角の信頼度が信頼出来るか否かの二値的な判定態様の下に判定される場合において、スリップ角が信頼出来ない場合については、スリップ角の上限値がゼロ相当値、即ち、実質的に後輪の舵角変化が全舵角域において禁止されるべき旨に設定されてもよい。また、先に述べたように、後輪の舵角制御が常用域のＦ／Ｆ制御と例えば挙動安定化に係るＦ／Ｂ制御とから構成される場合において、このスリップ角の上限値に基づいた制限は、当該Ｆ／Ｂ制御についてのみ適用されてもよい。
【００４６】
本発明に係る車両の操舵制御装置の他の態様では、前記スリップ角特定手段は、前記車両の横加速度と、前記車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいて前記スリップ角を特定し、前記判定手段は、前記差分の大小が前記信頼度の大小に対応するように前記差分に基づいて前記信頼度を判定する（請求項６）。
【００４７】
車両の横加速度と、車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいてスリップ角が特定される場合においては、当該差分が小さい場合に、特定されるスリップ角に対する、ヨーレートを始めとする各種状態量の精度（センサにより検出される場合、センサノイズ等を含む）の影響が相対的に大きくなる。即ち、スリップ角の信頼度が低下する。
【００４８】
この態様によれば、当該差分の大小が信頼度の大小に夫々対応するように、当該差分に基づいて信頼度が判定されるため、スリップ角の信頼度を正確に判定することが可能となる。
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両における後輪のスリップ角と横力との関係を例示する図である。
【図３】図１の車両においてＥＣＵにより実行される後輪舵角制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
＜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。
＜１．実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１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における操舵系の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５２】
図１において、車両１０は、操舵輪として左右一対の前輪ＦＬ及びＦＲ並びに左右一対の後輪ＲＬ及びＲＲを備え、これら各操舵輪が左右方向へ操舵されることにより所望の方向に進行可能に構成されている。車両１０は、ＥＣＵ１００、ＶＧＲＳアクチュエータ２００、ＶＧＲＳ駆動装置３００、ＥＰＳアクチュエータ４００、ＥＰＳ駆動装置５００、ＡＲＳアクチュエータ６００、ＡＲＳ駆動装置７００及びＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system；電子制御式制動装置）８００を備える。
【００５３】
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「車両の操舵制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する後輪舵角制御を実行可能に構成されている。
【００５４】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」、「判定手段」、「制限手段」、「目標値設定手段」、「制御手段」及び「上限値設定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、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として構成されていてもよい。
【００５５】
車両１０では、操舵入力手段としてのハンドル１１を介して運転者から与えられる操舵入力が、ハンドル１１と同軸回転可能に連結され、ハンドル１１と同一方向に回転可能な軸体たるアッパーステアリングシャフト１２に伝達される。アッパーステアリングシャフト１２は、その下流側の端部においてＶＧＲＳアクチュエータ２００に連結されている。
【００５６】
ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハウジング２０１、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を備えた操舵伝達比可変装置である。
【００５７】
ハウジング２０１は、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３を収容してなるＶＧＲＳアクチュエータ２００の筐体である。ハウジング２０１には、前述したアッパーステアリングシャフト１２の下流側の端部が固定されており、ハウジング２０１は、アッパーステアリングシャフト１２と一体に回転可能となっている。
【００５８】
ＶＧＲＳモータ２０２は、回転子たるロータ２０２ａ、固定子たるステータ２０２ｂ及び駆動力の出力軸たる回転軸２０２ｃを有するＤＣブラシレスモータである。ステータ２０２ｂは、ハウジング２０１内部に固定されており、ロータ２０２ａは、ハウジング２０１内部で回転可能に保持されている。回転軸２０２ｃは、ロータ２０２ａと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構２０３に連結されている。
【００５９】
減速機構２０３は、差動回転可能な複数の回転要素（サンギア、キャリア及びリングギア）を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素のうち、第１の回転要素たるサンギアは、ＶＧＲＳモータ２０２の回転軸２０２ｃに連結されており、また、第２の回転要素たるキャリアは、ハウジング２０１に連結されている。そして第３の回転要素たるリングギアが、ロアステアリングシャフト１３に連結されている。
【００６０】
このような構成を有する減速機構２０３によれば、ハンドル１１の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１２の回転速度（即ち、キャリアに連結されたハウジング２０１の回転速度）と、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度（即ち、サンギアに連結された回転軸２０２ｃの回転速度）とにより、残余の一回転要素たるリングギアに連結されたロアステアリングシャフト１３の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１３の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ２０２及び減速機構２０３の作用により、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とは相対回転可能である。また、減速機構２０３における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータ２０２の回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１３に伝達される。
【００６１】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１２の回転量たるハンドル角δｈと、ロアステアリングシャフト１３の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）前輪舵角δｆとの比たる操舵伝達比Ｋが、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００６２】
即ち、ＶＧＲＳアクチュエータ２００は、ハンドル角δｈと前輪舵角δｆとの関係を変化させることが可能であり、運転者の操舵入力とは無関係に前輪舵角δｆを変化させることが可能である。
【００６３】
尚、減速機構２０３は、ここに例示した遊星歯車機構のみならず、他の態様（例えば、アッパーステアリングシャフト１２及びロアステアリングシャフト１３に夫々歯数の異なるギアを連結し、各ギアと一部分で接する可撓性のギアを設置すると共に、係る可撓性ギアを、波動発生器を介して伝達されるモータトルクにより回転させることによって、アッパーステアリングシャフト１２とロアステアリングシャフト１３とを相対回転させる態様等）を有していてもよいし、遊星歯車機構であれ上記と異なる物理的、機械的、又は機構的態様を有していてよい。
【００６４】
ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＶＧＲＳモータ２０２のステータ２０２ｂに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＶＧＲＳ駆動装置３００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＶＧＲＳモータ２０２に駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＶＧＲＳ駆動装置３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６５】
ロアステアリングシャフト１３の回転は、操舵機構１４に伝達される。
【００６６】
操舵機構１４は、所謂ラックアンドピニオン機構であり、ロアステアリングシャフト１３の下流側端部に接続されたピニオンギア１４Ａ及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１４Ｂを含む機構である。操舵機構１４は、ピニオンギア１４Ａの回転がラックバー１４Ｂの図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１４Ｂの両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力を各前輪に伝達する構成となっている。
【００６７】
ＥＰＳアクチュエータ４００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた操舵トルク補助装置である。このＥＰＳモータは、ＥＰＳ駆動装置５００を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００６８】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ピニオンギア１４Ａと噛合している。このため、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ピニオンギア１４Ａの回転をアシストするアシストトルクとして機能する。ピニオンギア１４Ａは、先に述べたようにロアステアリングシャフト１３に連結されており、ロアステアリングシャフト１３は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００を介してアッパーステアリングシャフト１２に連結されている。従って、アッパーステアリングシャフト１２に加えられる操舵トルクＭＴは、アシストトルクＴＡにより適宜アシストされた形でラックバー１４Ｂに伝達され、運転者の操舵負担が軽減される構成となっている。
【００６９】
ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＰＳモータのステータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＥＰＳ駆動装置５００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＥＰＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＥＰＳ駆動装置５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７０】
一方、車両１０には、操舵トルクセンサ１５、ハンドル角センサ１６及びＶＧＲＳ回転角センサ１７を含む各種センサが備わっている。
【００７１】
操舵トルクセンサ１５は、運転者からハンドル１１を介して与えられる操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１２は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０の運転者がハンドル１１を操作した際にアッパーステアリングシャフト１２の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１５は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算して操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。また、操舵トルクセンサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７２】
ハンドル角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１２の回転量を表すハンドル角δｈを検出可能に構成された角度センサである。ハンドル角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたハンドル角δｈは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７３】
ＶＧＲＳ回転角センサ１７は、ＶＧＲＳアクチュエータ２００におけるハウジング２０１（即ち、回転角で言うならばアッパーステアリングシャフト１２と同等である）とロアステアリングシャフト１３との相対回転角たるＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＶＧＲＳ回転角センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７４】
尚、ＶＧＲＳ回転角センサ１７により検出されるＶＧＲＳ回転角δｖｇｒｓは、ハンドル角δｈと足し込まれることにより前輪舵角δｆと一対一に対応する。
【００７５】
ＡＲＳアクチュエータ６００は、夫々不図示の舵角制御用ロッドと、ＡＲＳモータと、このＡＲＳモータの回転を舵角制御用ロッドの往復運動に変換する直動機構とを備えた後輪舵角可変装置である。後輪ＲＬ及びＲＲは、この舵角制御用ロッドの両端部にナックル等の支持体を介して連結されており、ＡＲＳモータから付与される駆動力によって、舵角制御用ロッドが左右いずれかの方向にストロークすると、そのストローク量に応じて後輪舵角δｒが変化する構成となっている。
【００７６】
ＡＲＳ駆動装置７００は、ＡＲＳモータに対し通電可能に構成された、ＰＷＭ回路、トランジスタ回路及びインバータ等を含む電気駆動回路である。ＡＲＳ駆動装置７００は、図示せぬバッテリと電気的に接続されており、当該バッテリから供給される電力によりＡＲＳモータに駆動電圧を供給することが可能に構成されている。また、ＡＲＳ駆動装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７７】
車両１０にはＡＲＳ回転角センサ１８が備わる。ＡＲＳ回転角センサ１８は、ＡＲＳアクチュエータ６００に収容されたＡＲＳモータの回転角たるＡＲＳ回転角δａｒｓを検出可能に構成されたロータリーエンコーダである。ＡＲＳ回転角センサ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＡＲＳ回転角δａｒｓは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７８】
尚、ＡＲＳ回転角センサ１８により検出されるＡＲＳ回転角δａｒｓは、後輪舵角δｒと一対一に対応しており、ＥＣＵ１００は、ＡＲＳ回転角センサ１８から送出されるＡＲＳ回転角δａｒｓの情報を基に、常時後輪舵角δｒを把握している。
【００７９】
車両１０は更に、ＥＣＢ８００を備える。ＥＣＢ８００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ８１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置８２０ＦＬ、８２０ＦＲ、８２０ＲＬ及び８２０ＲＲを備える。
【００８０】
ブレーキアクチュエータ８１０は、制動装置８２０ＦＬ、８２０ＦＲ、８２０ＲＬ及び８２０ＲＲに対し、夫々個別に所望の油圧で作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ８１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、当該電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置と各車輪との間に作用する制動力の大小に夫々対応する構成となっている。ブレーキアクチュエータ８１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８１】
尚、ＥＣＢ８００は、公知の各種電子制御式制動装置に係る各種実践的態様を採ることが可能であり、ここでは、その詳細な説明を省略することとする。
【００８２】
車両１０の左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲには、各車輪の回転速度を検出可能な車輪速センサ１９ＦＬ、１９ＦＲ、１９ＲＬ及び１９ＲＲが夫々付設されている。これら各車輪速センサは、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された各輪の車輪速は、ＥＣＵ１００に常時把握されている。
【００８３】
ここで、ＥＣＢ８００は、ＥＣＵ１００の制御により、ＡＢＳ（Anti-lock Braking System）等のロック防止装置として機能する。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、常時各輪について検出される車輪速を把握しており、この各輪の車輪速に基づいて、各輪のスリップ状態を判定する。検出される車輪速により車輪のロックが検出された場合には、当該車輪のスリップ率が、最も制動力を発揮し得るスリップ率となるように、ロック状態にある旨が検出された車輪に対応する制動装置に供給される油圧が調整される。
【００８４】
また、車両１０には、ヨーレートセンサ２０及び横加速度センサ２１が備わる。
【００８５】
ヨーレートセンサ２０は、車両１０のヨーレートγ（ｒａｄ／ｓｅｃ）を検出可能に構成されたセンサである。ヨーレートセンサ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたヨーレートγは、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８６】
横加速度センサ２１は、車両１０の横加速度Ｇｙ（ｍ／ｓｅｃ２）を検出可能に構成されたセンサである。横加速度センサ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された横加速度Ｇｙは、ＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
＜２．実施形態の動作＞
以下、適宜図面を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行される後輪舵角制御について説明する。
【００８７】
＜２-１．後輪舵角制御の概要＞
始めに、後輪舵角制御の必要性について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、後輪スリップ角βｒと後輪横力Ｆｙｒとの関係性を例示する図である。
【００８８】
図２から分かるように、後輪ＲＬ及びＲＲにスリップ角βｒが生じると、各後輪には後輪横力Ｆｙｒが発生する。後輪横力Ｆｙｒは、後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ未満となる領域（以下、適宜「増加領域」とする）においては、後輪スリップ角βｒの増加に対して概ね線形に増加する。
【００８９】
一方、後輪横力Ｆｙｒは、横力限界スリップ角βｒｌｉｍにおいてピーク値Ｆｙｒｐｋに達した後は、即ち、後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ以上となる領域（以下、適宜「減少領域」とする）においては、後輪スリップ角βｒの増加に対して概ね線形に減少する。後輪舵角の制御は、ハンドル操作に応じた常用域の舵角制御であれ、各種自動操舵（ＬＫＡ、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動等）における舵角制御であれ、後輪横力Ｆｙｒを利用して所望の車両運動を実現するものであるから、後輪舵角δｒを、後輪スリップ角βｒが上記減少領域となる舵角領域で制御することは実践上殆ど無意味である。従って、後輪舵角δｒは、通常、後輪スリップ角βｒが上記横力限界スリップ角βｒｌｉｍを含む増加領域内となるように制御される。
【００９０】
ここで、横力限界スリップ角βｒｌｉｍは、車両１０の走行条件、特に路面条件等によって変化し得る性質のものである。従って、後輪スリップ角βrが横力限界スリップ角βｒｌｉｍを大きく逸脱しないようにするための後輪舵角の制御手法は、従来、各種提案されるところである。
【００９１】
一方、後輪スリップ角βｒｌｉｍは、後輪における中心線の方向と車両１０の進行方向とがなす角度であり、通常、直接的な検出は難しい。従って、後輪舵角の制御には、各種車両状態量、好適には旋回状態を規定する状態量に基づく後輪スリップ角の推定演算が必要となる。
【００９２】
ところで、この際、後輪スリップ角βｒの推定精度は必ずしも一律でない。このため、その時点の真の後輪スリップ角βｒが既に横力限界スリップ角βｒｌｉｍを超えた減少領域にあるにもかかわらず、後輪舵角δｒの増加方向への変化が許容される場合がある。このような場合、車両制御上は後輪横力Ｆｙｒを増加させているにもかかわらず、実際には後輪横力Ｆｙｒが減少するといった事態が生じ得る。このような事態は、車両挙動の安定化を図る上で望ましくない。
【００９３】
ＥＣＵ１００により実行される後輪舵角制御とは、このような、後輪スリップ角の推定精度が実制御に反映されないことに起因する、車両挙動の安定化を最大限に図ることが難しくなるといった事態を、防止、抑制又は緩和するための制御である。
【００９４】
＜２-２．後輪舵角制御の詳細＞
ここで、図３を参照し、後輪舵角制御の詳細について説明する。ここに、図３は、後輪舵角制御のフローチャートである。
【００９５】
図３において、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆを算出する（ステップＳ１０１）。Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆとは、運転者のハンドル操作に応じてフィードフォワード的になされる常用域の後輪舵角制御に相当する舵角制御量である。本実施形態において、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆは、下記（１）式により算出される。
【００９６】
δｒｔｇｆｆ＝δｈ×ＧＲｒ×Ｇｈｒ・・・（１）
上記（１）式において、δｈは既に述べたようにハンドル１１の回転角たるハンドル角であり、ＧＲｒは後輪ギア比である。後輪ギア比ＧＲｒは、ハンドル角δｈに対する後輪舵角δｒの比であり、即ち、後輪の操舵伝達比である。但し、ＡＲＳアクチュエータ６００は、ハンドル１１と機械的に連結されない種類の後輪舵角可変装置であるから、この操舵伝達比は、言わば擬似的な操舵伝達比である。また、上記（１）式において、Ｇｈｒは、ハンドル角速度ゲインである。ハンドル角速度ゲインＧｈｒは、ハンドル角δｈの時間微分値たるハンドル角速度δｈ’に応じて変化する後輪舵角補正用のゲインである。
【００９７】
但し、このような常用域におけるＦ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆの設定態様は一例に過ぎず、常用域の後輪舵角δｒの制御に関して、公知の各種態様を適用可能であることは言うまでもない。
【００９８】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆを算出すると、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂを算出する（ステップＳ１０２）。Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂとは、運転者のハンドル操作とは無関係に設定される各種自動操舵制御（例えば、目標走行路を追従する制御、車線維持走行制御、ＶＳＣ或いは跨ぎ制動制御等）に係る、車両の旋回状態を規定する状態量をフィードバックしてなされる後輪舵角制御に相当する舵角制御量である。
【００９９】
例えば、具体的な例を挙げると、Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂは、車両１０の目標状態量としての目標ヨーレートγｔｇと、車両の１０のその時点のヨーレートγとの偏差たるヨーレート偏差Δγに基づいて設定される舵角制御量である。この際、例えば、公知のＰＩＤ制御等を適用するのであれば、このヨーレート偏差Δγに基づいて、比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）及び微分項（Ｄ項）が夫々算出される。尚、ここでは算出されるとしたが、予めヨーレート偏差Δγに対するＦ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂがマップ化されてＲＯＭ等に格納されている場合には、当該マップから該当値が選択されることによってＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが設定されてもよい。
【０１００】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｆ及びＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが決定されると、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が、後輪スリップ角βｒを増加させる方向であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。尚、後輪スリップ角βｒは、後輪の中心線と車両進行方向とがなす角度であるから、設定されるＦ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂによって促される舵角変化の方向が後輪スリップ角βｒの増加方向に該当するか否かは、簡便にして判定可能である。Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が後輪スリップ角βｒを増加させる方向でない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、処理はステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７については後述する。
【０１０１】
Ｆ／Ｆ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向が後輪スリップ角βｒを増加させる方向である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得する（ステップＳ１０５）。
【０１０２】
本実施形態において、後輪スリップ角βｒは、横加速度Ｇｙと、ヨーレートγと車速Ｖとの積算値（即ちγ×Ｖ）との差分を積分処理して推定される。ここで、この差分が相対的に小さい状況、例えば、車両１０がスロースピン状態にある場合等には、推定される後輪スリップ角βｒは、ヨーレートセンサ２０、横加速度センサ２１或いは車速Ｖの算出に使用される車輪速センサ等のセンサノイズに相対的に影響され易くなる。即ち、このような状況においては、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度は相対的に低下する。
【０１０３】
ＥＣＵ１００は、予め上記差分値を複数段階に区分することによって、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度を判定する構成となっている。後輪スリップ角信頼度指標値Ａとは、このような信頼度の判定処理により確定した、その時点での後輪スリップ角βｒの信頼度の区分を示す値である。
【０１０４】
尚、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、後輪スリップ角βｒの信頼度を表す指標値であり、その実践的態様は特に限定されない趣旨である。例えば、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、信頼出来る場合が「１」、信頼出来ない場合が「０」によって表された二値的な指標であってもよいし、信頼度の高い順から（信頼出来る順に）、５、４、３、２、１等と表された多段階指標値であってもよい。或いは、信頼度を０％（信頼出来ない）〜１００％（信頼出来る）までの数値で表したものでもよい。尚、ここでは、説明を分かり易くするために、後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得するとしたが、この種の指標値の取得プロセスを経ること無しに、単一の又は複数の判断条件が満たされるか否かに応じて後述する然るべきステップに処理が移行する仕組みになっていてもよい。
【０１０５】
また、後輪スリップ角信頼度指標値Ａは、上述した、センサノイズが後輪スリップ角βｒの推定演算に与える影響の大小により判定されるのみならず、車両１０の走行条件や各センサの状態等に基づいて総合的に判定されてもよい。例えば、車両１０がバンク路面を走行している場合、車両１０には、舵角と無関係な横加速度が生じ得るため、推定される後輪スリップ角βｒが誤差を含み易い。また、センサ劣化等によりセンサノイズ自体が大きい状況においては、当然ながら全般的に後輪スリップ角βｒの信頼度は低下する。
【０１０６】
後輪スリップ角信頼度指標値Ａを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得された後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じた、後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈを取得する（ステップＳ１０５）。
【０１０７】
後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈとは、後輪舵角のＦ／Ｂ制御を禁止すべきか否かを規定する閾値であり、基準値βｒｔｈ以上のスリップ角領域においては、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂが実質的に無効化される。尚、この際、既にステップＳ１０３において、Ｆ／Ｂ舵角制御量δｒｔｇｆｂの変化方向は、スリップ角増加方向であると判定されているから、全体的には、基準値βｒｔｈ以上のスリップ角領域においては、後輪スリップ角βｒを増加させる方向への後輪舵角のＦ／Ｂ制御が禁止されることになる。
【０１０８】
ここで、後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈは、後輪スリップ角βｒの信頼度が低い程（高い程）低く（高く）なるように、後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じて設定される。尚、後輪スリップ角信頼度指標値Ａに応じた後輪スリップ角βｒの基準値βｒｔｈは、予めマップ化されたＲＯＭに格納されている。
【０１０９】
基準値βｒｔｈの定量的設定態様は、実験的、経験的又は理論的適合の要素が大きいが、例えば、以下のように構築することもできる。
【０１１０】
即ち、判定された信頼度毎に、推定される後輪スリップ角βｒの推定誤差が規定される場合（ここでは、例えば、±１０％とする）、基準値βｒｔｈは、信頼度が１００％である場合に横力限界スリップ角βｒｌｉｍであるとして、「βｒｔｈ＋βｒｔｈ×０．１＝βｒｌｉｍ」なる関係が成立するように決定されてもよい。係る関係性の技術的意義は、推定値に対してスリップ角が増加する側に最大の誤差が生じたとしてもスリップ角が横力限界スリップ角を超えないように基準値を設定することにある。
【０１１１】
後輪スリップ角βｒｔｈの基準値βｒｔｈが取得されると、ＥＣＵ１００は、推定された後輪スリップ角βｒが、この取得された基準値βｒｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。係る判定の結果、推定された後輪スリップ角βｒが基準値βｒｔｈ未満であれば（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０７に移行される。ステップＳ１０７では、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇが、下記（２）式により設定される。
【０１１２】
δｒｔｇ＝δｒｔｇｆｆ＋δｒｔｇｆｂ・・・（２）
即ち、Ｆ／Ｆ舵角制御量とＦ／Ｂ舵角制御量との両舵角制御量が最終的な後輪舵角δｒに反映される。
【０１１３】
一方、推定された後輪スリップ角βｒが基準値βｒｔｈ以上である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０８に移行し、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇを、下記（３）式に従って設定する。
【０１１４】
δｒｔｇ＝δｒｔｇｆｆ・・・（３）
即ち、推定された後輪スリップ角βｒが、推定された後輪スリップ角βの信頼度を考慮して設定される基準値以上である場合には、推定された後輪スリップ角βｒが横力限界スリップ角βｒｌｉｍ未満であっても、スリップ角増加方向の舵角変化により実際の後輪スリップ角βｒが減少領域へ大きく逸脱する可能性が排除できないため、最終的な後輪舵角制御量δｒｔｇに対するＦ／Ｂ舵角制御量の影響が無効化されるのである。尚、係る無効化処理は、本発明に係る「制限」の一例であり、ＥＣＵ１００は、Ｆ／Ｂ舵角制御量を例えば、０〜９９％の範囲で制限してもよい。
【０１１５】
また、ここでは、Ｆ／Ｆ舵角制御量については制限の対象とならない。これは、Ｆ／Ｆ舵角制御量については、運転者の意思に基づいたハンドル操作に応じた舵角制御量である点を考慮したものである。但し、Ｆ／Ｂ舵角制御量と併せてＦ／Ｆ舵角制御量を制限の対象としてもよい。極端な例としては、後輪スリップ角βｒの信頼性が担保されないとの判定が下された場合には、スリップ角増加方向への後輪舵角制御全般を中止してしまってもよい。
【０１１６】
ステップＳ１０７又はステップＳ１０８が実行されると、処理はステップＳ１０９に移行され、各ステップにおいて設定された後輪舵角制御量δｒｔｇに従って、ＡＲＳアクチュエータ６００が駆動制御され、後輪舵角δｒが制御される。ステップＳ１０９が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。後輪舵角制御は以上のように実行される。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態に係る後輪舵角制御によれば、推定される後輪スリップ角βｒの信頼度に応じて、後輪スリップ角βｒが増加する方向への、Ｆ／Ｂ舵角制御量による後輪の舵角変化が制限される。このため、推定されるスリップ角βｒの信頼性が全く考慮されない技術思想と較べて、スリップ角βｒを、スリップ角βｒの増加に対して後輪横力Ｆｙｒが増加する増加領域で安定的に制御することができ、後輪スリップ角βｒが増加領域にある或いは横力限界スリップ角βｒｌｉｍにあると判断されている状況において、実際の後輪スリップ角βｒが既に後輪横力Ｆｙｒの減少を伴う減少領域にある等といった事態の発生が防止される。
【０１１８】
即ち、本来、車両挙動を安定に維持すべくなされる後輪操舵を、車両挙動の安定化に効果的に活用し得るものとすることができるのである。
【０１１９】
本発明は、上述した実施形態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操舵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。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、運転者の操作から独立して後輪の舵角を変化させることが可能な車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…ハンドル、１２…アッパーステアリングシャフト、１３…ロアステアリングシャフト、１４…操舵機構、１５…ハンドル角センサ、１６…操舵トルクセンサ、１７…ＶＧＲＳ回転角センサ、１８…車速センサ、１９…ヨーレートセンサ、２０…ＡＲＳ回転角センサ、１００…ＥＣＵ、２００…ＶＧＲＳアクチュエータ、３００…ＶＧＲＳ駆動装置、４００…ＥＰＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳ駆動装置、６００…ＡＲＳアクチュエータ、７００…ＡＲＳ駆動装置、８００…ＥＣＢ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪の舵角を変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置であって、
前記後輪のスリップ角を特定する特定手段と、
前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、
前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段と
を具備することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて前記後輪の舵角の目標値を設定する目標値設定手段と、
前記設定された目標値が得られるように前記後輪の舵角をフィードバック制御する制御手段と
を更に具備し、
前記制限手段は、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角のフィードバック制御を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項３】
前記車両状態量は、前記車両の旋回状態を規定する状態量である
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項４】
前記制限手段は、前記フィードバック制御を禁止する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項５】
前記判定された信頼度に応じて前記後輪の舵角の変化を制限すべき前記スリップ角の上限値を設定する上限値設定手段を更に具備し、
前記制限手段は、前記特定されたスリップ角が前記上限値以上である場合に、前記スリップ角が増加する方向への後輪の舵角の変化を制限する
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操舵制御装置。
【請求項６】
前記スリップ角特定手段は、前記車両の横加速度と、前記車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいて前記スリップ角を特定し、
前記判定手段は、前記差分の大小が前記信頼度の大小に対応するように前記差分に基づいて前記信頼度を判定する
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操舵制御装置。
【請求項１】
後輪の舵角を変化させることが可能な車両を制御する車両の操舵制御装置であって、
前記後輪のスリップ角を特定する特定手段と、
前記特定されたスリップ角の信頼度を判定する判定手段と、
前記特定されたスリップ角と前記判定された信頼度とに基づいて、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角の変化を制限する制限手段と
を具備することを特徴とする車両の操舵制御装置。
【請求項２】
目標状態量に対する車両状態量の偏差に基づいて前記後輪の舵角の目標値を設定する目標値設定手段と、
前記設定された目標値が得られるように前記後輪の舵角をフィードバック制御する制御手段と
を更に具備し、
前記制限手段は、前記スリップ角が増加する方向への前記後輪の舵角のフィードバック制御を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項３】
前記車両状態量は、前記車両の旋回状態を規定する状態量である
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項４】
前記制限手段は、前記フィードバック制御を禁止する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の操舵制御装置。
【請求項５】
前記判定された信頼度に応じて前記後輪の舵角の変化を制限すべき前記スリップ角の上限値を設定する上限値設定手段を更に具備し、
前記制限手段は、前記特定されたスリップ角が前記上限値以上である場合に、前記スリップ角が増加する方向への後輪の舵角の変化を制限する
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操舵制御装置。
【請求項６】
前記スリップ角特定手段は、前記車両の横加速度と、前記車両のヨーレート及び車速の積算値との差分の積分値に基づいて前記スリップ角を特定し、
前記判定手段は、前記差分の大小が前記信頼度の大小に対応するように前記差分に基づいて前記信頼度を判定する
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操舵制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１５８３０５（Ｐ２０１２−１５８３０５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１２６（Ｐ２０１１−２１１２６）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]