JP6054960B2 - 車両動作制御装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動作を制御するためのシステム及び方法に関する。特に、しかし排他的ではなく、本発明は、コーナリング時の車両を制御するためのシステム及び方法に関する。本発明の実施態様は、装置、システム、方法及び車両に関する。

自動車のトラクション損失のリスクを低減するための電子安定制御（ＥＳＣ）システム（時には、ダイナミックスタビリティコントロール（ＤＳＣ）システムと呼ばれる）を提供することが知られている。ＥＳＣシステムは、コーナリング時のトラクションの損失状態から車両を回復するのに特に有効であることがわかっている。

ＥＳＣシステムは、一般に、ハンドル角または操向車輪角度及び車両方向を監視し、（測定されたハンドル角により判定された）運転者の目標方向と（左右方向の加速度、ヨー及び各車輪の回転速度の測定によって判定された）車両の実際の方向との差（またはエラー）を判定する。

ＥＳＣシステムが、車両が車両の鉛直軸回りにスリップしていることを示す所定値をエラーが超えていると判定した場合、本システムは、スリップの方向を推定し、次いでスリップと反対方向に鉛直軸回りのトルクを発生させるために、個々の車輪にブレーキをかける。構成によっては、本システムはまた、例えばエンジン出力を低減することによって車両を減速させる。

ＥＳＣシステムは、必要に応じて、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）を使用して個々の車輪にブレーキをかける。さらに、本ＥＳＣシステムには、トラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を組み込んでもよい。ＴＣＳシステムは、加速時の駆動輪のスリップを検出し、スリップしている車輪に負のトルク（ブレーキ）を与え、及び／またはトラクションが回復されるまでエンジン出力を減らすことができる。

ＥＳＣシステムは、一般に、ハンドル位置、左右加速度、ヨー及び各車輪の回転速度に対応する信号を受信する。

さらに、既知の構成によっては、ＥＳＣシステムは、車両のロールレートの値と、車両の車輪と駆動面の間の摩擦係数の値に対する車両の前後加速度の値の比と、に対応するデータを受信する。摩擦係数の値は、推定値であるのに対し、前後加速度及びロールレートの値は、測定値である。車両前後方向の加速度の値は、表面の勾配に関する付加情報を提供し、車両の加速度及び速度データのさらなる供給源を提供することができる。ロールレートの値は、ある瞬間における車両の動作を示すモデルであるより正確な車両状態モデルを規定する際に有用となり得る。

構成によっては、ハンドル角、ハンドル角の変化率及び車輪速に基づいて、車両の目標状態（すなわち、運転者の目標状態）か判定する。車両の実際の状態は、車両のヨーの変化率を示すヨーセンサからの信号を参照することによって判定される。ＥＳＣシテムは、各車輪に適用するべき正または負のトルクの値を算出し、次いで、車両状態の実際の状態と運転者の目標状態との差を小さくするために車輪にトルクを与える。

ＥＳＣシステムは、一般に、横滑りを除去することによって、特に初心者または不慣れな運転者に対して、車両の安全性を向上させると考えられている。一般的なＥＳＣシステムは、例えば、走行目標経路からの逸脱が検出されるとすぐに制御入力を行う。このようなシステムには、運転者が横滑りを経験していないため、修正入力を手動で行う方法を学ぶことができないという潜在的な欠点がある。

状況によっては、レーストラックまたはスキッドパンで自動車の運転者は、コーナリング時に車両の横滑りを誘発する制御された横滑り操縦を実行することもある。車両がＥＳＣシステム等を装備している場合、このような操縦は、ＥＳＣシステムを無効にしない限り、実行することが困難または不可能である。運転者が制御を失った状況で、その後我に返った場合にＥＳＣシステムが支援することができないので、ＥＳＣシステムの無効化は推奨できない。

特許文献１には、タイヤ／路面摩擦の左右偏角（０．５°〜８°の最大範囲が記載されている）に対して非ゼロの横滑り角度を許容する、改良されたＥＳＣシステムが開示されている。この開ループシステムの目的は、明らかではないが、それは、ＥＳＣ制御プロセッサに対する要求を減少させることができる。本システムは、寛容であり、閾値偏差に到達するまでＥＳＣの動作を遅らせる。

国際公開第２００９／１４６８２６号パンフレット

本発明の実施形態の目的は、運転経験を向上させながら、既知のＥＳＣシステムの欠点を少なくとも部分的に軽減することである。

本発明の一実施態様によれば、コーナリング時の所定の横滑り角度の非ゼロ目標値を維持するように構成された車両横滑り制御システムが提供され、本システムは、前記所定の横滑り角度の非ゼロ目標値を維持するように、車両の１つまたは複数の車輪に正または負のトルクを与えるように車両を自動的に制御することができる車両横滑りコントローラを備える。

本発明の実施形態は、運転者が車両横滑り制御システム（ＶＣＳ）の助けを借りて制御された横滑り操縦を行うことができるという利点を有する。ＶＣＳは、要求がなくても操縦を監視し続け、横滑り角度が所定の値を超えるのを防止するように介入することができる。したがって、ＶＣＳは、車両牽引の監視及び制御を継続し、閉ループ制御を提供する。

その一方、ＥＳＣシステム、ＴＣＳ等を有する既知の車両において、運転者は、長期の横滑り操縦を実行するためには、システムを完全に無効にする必要がある。したがって、本システムは、この横滑り操縦には何ら支援を行わず、運転者が車両のコントロールを失った際に介入しない。

本発明のシステムは、１つまたは複数の運転者の制御入力に応じて車両の目標経路を決定するように構成されてもよく、本システムは、目標経路に対する横滑り角度の値を維持するように構成されている。

当然のことながら、目標経路の方向は、運転者により選択された操縦角度によって車両を実質的にゼロのヨーで移動できるようにする方向に一致してもよい。

有利には、横滑りコントローラは、１つまたは複数の所定の横滑り制御開始条件が満たされたとき、横滑り角度の非ゼロ値を設定して維持するように車両を自動的に制御することができてもよい。

任意に、１つまたは複数の所定の横滑り制御開始条件には、
車両の変速機が所定範囲内のギヤ比に設定されている、
ハンドル角が所定範囲内にある、
アクセルペダル位置が所定範囲内にある、
車両の１つまたは複数の駆動輪の前後スリップ値が所定値よりも大きい、
車両の１つまたは複数の車輪の左右スリップ値が所定値よりも大きい、
車両のヨー方向が設定された横滑り条件に適した方向に一致している、
なる条件の中から選択された少なくとも１つを含まれる。

実施形態によっては、方向が正しい意味である（すなわち、左または右に偏走している）ことをヨー方向によって意味している。

有利には、横滑りコントローラが横滑り角度の非ゼロ値を維持するように車両を制御している場合、本コントローラは、１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされたとき、終了手順を実行するように構成されている。

所定の１つまたは複数の横滑り制御終了条件には、
車両の変速機が横滑り制御開始のための所定範囲内にないギヤ比に設定されている、
ハンドル角が横滑り制御開始のための所定範囲内にない値に設定されている、
アクセルペダル位置が横滑り制御開始のための所定範囲内にない、
車両の１つまたは複数の駆動輪の前後スリップ値が横滑り制御開始のための所定値未満である、
車両の１つまたは複数の車輪の左右スリップ値が横滑り制御開始のための所定値未満である、
車両のヨー方向が設定された横滑り条件に適していない方向に一致している、
なる条件の中から選択された少なくとも１つを含まれる。

有利には、横滑りコントローラは、終了手順により、横滑り角度の値を減少させるように車両を自動的に制御するように構成され、及び／または、１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされるとき、非ゼロの横滑り角度の維持を終了することができる。

任意で、横滑りコントローラは、運転者によって選択された車両経路にとって適切な横滑り角度の値を決定することができ、車両経路は、運転者により選択されたハンドル角に応じてコントローラによって判定される。

当然のことながら、ハンドル角は、運転者が車両のハンドルによって選択してもよい。

代替的にまたは付加的に、横滑りコントローラは、運転者によって選択されたハンドル角に応じて横滑り角度の値を変化させることにより、実質的に一定の旋回半径を維持するように車両を制御することができる。

旋回半径は、例えば、コントロールダイヤルまたはノブ、ソフトキー、タッチスクリーンまたは他の適切な手段等の入力セレクタを用いて運転者が選択して複数の値の１つとすることができる。

本発明の他の実施態様によれば、前述の実施態様に係る車両横滑り制御システムを備えた車両が提供される。

車両は、四輪駆動車または二輪駆動車であってもよい。

任意で、車両は、二輪駆動または四輪駆動モードで動作可能である。

本発明の他の実施態様によれば、運転者が横滑りの非ゼロ値を設定することを望んでいるか判定する工程と、車両の１つまたは複数の車輪に正または負のトルクを与えることにより所定の横滑りの非ゼロ目標値を維持するように車両横滑り制御によって車両を自動的に制御する工程と、を含む車両制御方法が提供される。

したがって、本方法は、閉ループドリフトモードを選択可能にし、それによって、車両運転者がアクセルペダル、ハンドルから入力できるようにしながら、所定の非ゼロの横滑りが維持される。

本出願の範囲内で、先の段落、特許請求の範囲及び／または以下の詳細な説明及び図面に記載された種々の実施態様、実施形態、実施例、特徴及び代替例は、個別にまたは任意の組み合わせで理解することができると推定される。例えば、一実施形態に関して説明された特徴は、特徴の非互換性がない限り、全ての実施形態に適用可能である。

本発明の実施形態について、以下の添付図面を参照しながら、ほんの一例として説明する。
車両の前輪が横滑りする状態を示す本発明の実施形態に係る車両の概略図である。 車両の前後輪が共に横滑りする状態を示す本発明の実施形態に係る車両の概略図である。 図１の実施形態に係る車両の機械的／電気的な流れを示す図である。 図１の実施形態に係る車両の制御流れを示す図である。 図１の実施形態に係る車両のコントローラが実行する処理のフローチャートを示し、（ａ）は、コントローラがまだ横滑りの非ゼロ値を維持するように車両を制御するのを開始していないとき、（ｂ）は、コントローラが横滑りの非ゼロ値を維持するように車両を制御しているときである。

図１は、本発明の実施形態に係る車両１００を示す。車両は、車体１００Ｂ、一対の操向前輪１０２、１０４及び一対の操縦不能な後輪１１２、１１４を有する。操向車輪１０２、１０４は、ハンドル１０６により操縦可能である。

車両は、後輪１１２、１１４を駆動するために車両１００のドライブライン１４０にトルクを与えることができるエンジン１３０を有する。ドライブライン１４０は、差動装置１４４Ｄにより左右の後車軸１１２Ａ、１１４Ａを駆動するように構成されたドライブシャフト（またはプロペラシャフト）１４２を備える。運転者が車両１００の速度を制御できるように、アクセルペダル１３６及びブレーキペダル１２６が設けられている。エンジン１３０、変速機１５０及びドライブライン１４０の組み合わせは、パワートレイン１４０Ｐと呼ぶことができる。

図１（ａ）には、車両１００は、車両１００が（車両１００の前後方向軸線Ａに平行である）矢印ＤＡの方向に移動している動的状況で示されている。しかし、操向車輪は、ＤＡと平行でない方向ＤＳへの車両１００の移動に一致する方向に向いている。もっと正確に言えば、ＤＳは、ＤＡと角度θだけ異なる。

方向ＤＳは、車両１００が目標進行方向に一致するものと理解してもよい。したがって、車両１００の前輪１０２、１０４は、それらが向いている方向に対して垂直であるそれらの進行方向の成分を有し、前輪１０２、１０４に横滑りが発生していることを示している。

図１（ｂ）には、車両１００は、車両１００の重心（ＣＯＧ）が経路Ｐをたどるコーナリング状態で示されている。ある瞬間における車両１００の進行方向は、経路Ｐの接線であり、車両１００の重心ＣＯＧを通る矢印ＤＡで示している。後輪１１２、１１４の横滑り角度は、角度θ_Ｒによって与えられ、操向前輪１０２、１０４の横滑り角度は、図示の例では、θ_Ｒよりも小さい角度θ_Ｓによって与えられることが分かる。

車両１００は、図２に概略的に示された制御システム１１０を有している。システム１１０は、車両制御ユニット（ＶＣＵ）１１０Ｃの制御下で、車両１００の一定の横滑り角度θ_Ｒを設定して維持するために、閉ループフィードバック制御方法を実施するように構成されている。

ＶＣＵ１１０は、車両１００の各車輪１０２、１０４、１１２、１１４に必要量の負のトルクを与えるように制動サブシステム１２４を同様に制御する油圧制御ユニット１２２に制御信号を送るように構成されている。また、ＶＣＵ１１０Ｃは、トルク伝達サブシステム１３４に同様に指令を送るエンジン制御ユニット１３２に制御信号を送る。トルク伝達サブシステム１３４は、ドライブライン１４０を介して後輪１１２、１１４のそれぞれに必要量の正のトルクを与えることができる。

実施形態によっては、ドライブライン１４０は、前輪１０２、１０４にトルクを与えるように構成されてもよく、さらに、実施形態によっては、ドライブライン１４０は、４つ全ての車輪１０２、１０４、１１２、１１４に正のトルクを与えるように構成されてもよい。実施形態によっては、ドライブライン１４０は、車両１００の２つのみまたは４つ全ての車輪に正のトルクを選択的に与える車両コントローラの制御下で動作可能であってもよい。

ＶＣＵ１１０Ｃは、図２に概略的に示されているように、入力信号を受信するように構成されている。ＶＣＵ１１０Ｃは、変速機１５０の選択されたギヤを示すギヤセンサ信号１５２を受信する。構成によっては、信号１５２は、変速機１５０の現在のギヤ比を示し、さらに、実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、ギヤセンサ信号１５２の値に応じて選択されたギヤ比を判定するように構成されている。

また、ＶＣＵ１１０Ｃによって複数の運転者入力信号１５４が受信される。これらは、アクセルペダル１３６、ブレーキペダル１２６、ハンドル１０６の位置を示す信号を含む。

パワートレインインターフェースは、エンジン１３０とドライブライン１４０の状態に関するデータを提供するパワートレイン状態信号１５６を送る。

車輪速センサが設けられ、該車輪速センサは、制動サブシステム１２４のＡＢＳ制御モジュール１２４Ｃに各車輪１０２、１０４、１１２、１１４の回転速度に対応する信号を送るように構成されている。制動サブシステム１２４は、同様に、車両１００のコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）に出力信号を送る。

路面状態推定器は、車両１００がその上を走行している表面の勾配、すなわち、水平面に対する面の傾きの推定値に対応する路面状態推定信号１５８をＶＣＵ１１０Ｃに送る。

μ状態推定器は、車両がその上を走行している表面と、車両１００の車輪との間の摩擦係数に応じたμ状態信号１６２をＶＣＵ１１０Ｃに送る。

横滑り状態推定器は、後輪１１２、１１４が指している方向と車両１００の進行方向とのなす角度である後ろ車軸の横滑り推定値θ_Ｒと、操向車輪１０２、１０４の横滑り推定値θ_Ｓと、に対応する横滑り信号１６４をＶＣＵ１１０Ｃに送る。この信号は、ＶＣＵ１１０Ｃが後輪の横滑り角度θ_Ｒの必要値を設定して維持することができるフィードバックループを完成させる。

また、車両１００の車速を示す車速信号１６６は、ＶＣＵ１１０Ｃに送られる。

図３は、図１の実施形態の車両１００に関する制御信号の流れの概略図である。

ＶＣＵ１１０Ｃは、第１のセットの車両状態信号１６１をパワートレインモデル機能ブロック１８６、横滑り目標機能ブロック１９４、車両動的モデル機能ブロック１８８及び横滑り制御方法機能ブロック１９８に送るように構成されている。

機能ブロックは、該機能ブロックへのデータ入力に関して１つまたは複数の動作を実行するように構成された計算装置に実装されたハードウェアまたはソフトウェアコードの部分を意味している。本実施形態では、ＶＣＵ１１０Ｃは、ＶＣＵ１１０Ｃで実行されるソフトウェアにおける図３の１１１の機能ブロックを実行するように構成されている。実施形態によっては、１つまたは複数の異なる計算装置が図３の機能を実行するように構成されてもよい。

車両動的モデル機能ブロック１８８は、車両の並進動作と直交３軸の各軸周りの回転動作を示す車両１００の状態が継続的に更新されることを示している。

パワートレインモデル機能ブロック１８６は、車両１００の駆動輪１１２、１１４のそれぞれに与えられるトルクの大きさを含む車両のパワートレイン状態が継続的に更新されることを示している。

第１のセットの状態信号１６１は、以下のとおりである。
ｉ）車両１００の各車輪１０２、１０４、１１２、１１４の速度を提供する車輪速信号１６８
ｉｉ）路面状態推定信号１５８及びμ状態信号１６２
ｉｉｉ）ハンドル１０６の角度位置に応じた信号であるハンドル角信号１７２
ｉｖ）アクセルペダル１３６の位置に応じた信号であるアクセル（またはスロットル）ペダル位置信号１７４
ｖ）車両１００の３つの直交軸Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸周りの車両１００の回転速度に応じた信号、すなわち、これら軸周りの車両１００のロール、勾配、ヨーの速度を示す信号と、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各々に平行な方向の加速度に応じた信号と、を送る多軸車両センサ信号１７６
ｖｉ）車両１００の四輪１０２、１０４、１１２、１１４の各々のブレーキ圧に応じた四輪のブレーキ圧力信号１７８
ｖｉｉ）車両１００の４輪１０２、１０４、１１２、１１４の各々に加えられるトルクの現在値に対応する現在のトルク信号１８２

第１のセットの状態信号１６１に加えて、第２のセットの状態信号１６２（本実施形態では、この第２のセットは、ギヤセンサ信号１５２のみからなる）はまた、パワートレインモデル機能ブロック１８６に送られる。実施形態によっては、第２のセットの状態信号は、複数の個別の状態信号を備える。当然のことながら、ギヤセンサ信号１５２は、駆動輪１１２、１１４に与えられるトルクの大きさを決定するためにパワートレインモデル機能のブロック１８６によって必要とされる。

パワートレインモデル機能ブロック１８６は、駆動輪１１２、１１４の各々に与えることができるトルクの大きさに対応する有効トルク出力信号１９２を出力する。有効トルク出力信号１９２は、横滑り制御方法機能ブロック１９８に送られ、機能ブロック１９８により要求され得るトルク値を制限する。

横滑り目標機能ブロック１９４は、第１のセットの状態信号１６１に応じて車両１００によって推定される横滑り角度θ_Ｒの目標値を決定し、この値を横滑り制御方法機能ブロック１９８に出力するように構成されている。

車両動的モデル機能ブロック１８８は、車両１００の横滑り推定現在値に応じた信号１９６を出力するように構成されている。横滑りの推定現在値１９６は、横滑り制御方法機能ブロック１９８に出力される。

横滑り制御方法機能ブロック１９８は、制動システム１２４及びトルク供給システム１３４によって後輪１１２、１１４に与えられる正または負のトルクの必要値と、制動システム１２４によって前輪１０２、１０４に与えられる負のトルクの必要値と、を決定するように構成されている。所要のトルク値は、横滑り角度の目標値θ_Ｒでの横滑り状態で車両を設定して維持するのに必要とされるものとなるように決定される。

当然のことながら、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００がたどることを運転者が意図する経路を決定するために複数の運転者入力信号１５４、特に、ハンドル角信号１７２を連続的に監視するように構成されている。ＶＣＵ１１０Ｃは、所要の横滑り角度θ_Ｒでその経路をたどるように車両１００を制御する。

ＶＣＵ１１０Ｃは、所定のセットの基準が満たされたとき、運転者が車両１００の横滑りを開始することを望んでいるかを判定するように構成されている。基準が満たされた場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、横滑り角度θ_Ｒの所要の角度を達成して維持するために、車輪１０２、１０４、１１２、１１４にトルクを与える制御を行う。

第１に、運転者は、「ドリフトモード」セレクタと呼ばれることもあるＶＣＵ制御横滑りモードセレクタ１１０Ｓによって、車両１００のＶＣＵ制御横滑りモードを選択しなければならない。第２に、運転者は、所定の制御動作によって車両１００の横滑りを開始しなければならない。この制御動作には、所定量を超えてアクセルペダル１３６を踏み込むことによってトラクション損失を誘導すること、及び、前後及び左右の両方向の車輪スリップを誘導することが含まれる。

上述のようにトルク制御を行うためのＶＣＵ１１０Ｃの基準が図４（ａ）のフローチャートに示されている。当然のことながら、フローチャートに記載されたステップは、車両１００が制御された横滑り操縦中でないときはいつでもＶＣＵ１１０Ｃによって連続的に実行され、運転者が制御された横滑り操縦を開始することを望んでいるか否かを判定するために、ドリフトモードセレクタ１１０Ｓは、ドリフトモードに設定される。

ステップＳ２０１において、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００の速度がＶＣＵ制御横滑りモードが許可される所定範囲内にあるか否かを判定する。速度が所定範囲内にないとＶＣＵ１１０Ｃが判定した場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、速度が所定範囲内になるまで、ステップＳ２０１を実行し続ける。

車両１００の速度が所定範囲内にある場合、ステップＳ２０３において、ＶＣＵ１１０Ｃは、ギヤセンサ信号１５２がＶＣＵ制御横滑りモードに入るための適切なギヤに対応するか否かを判定する。ギヤセンサ信号１５２が適切なギヤに対応していない場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ２０１に進む。

ギヤセンサ信号１５２が適切なギヤに対応する場合、ステップＳ２０５において、ＶＣＵ１１０Ｃは、ハンドル１０６の角度位置がＶＣＵ制御横滑りモードに入るための角度位置の所定範囲内にあることをハンドル角信号１７２が示しているか否かを判定する。ハンドル角信号１７２が所定範囲内にない場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ２０１に進む。

ハンドル１０６が所定範囲内の角度位置にある場合、ステップＳ２０７において、ＶＣＵ１１０Ｃは、アクセルペダル１３６がＶＣＵ制御横滑りモードのための所定範囲内に位置することをアクセルペダル位置信号１７４が示しているか否かを判定する。アクセルペダル１３６が所定範囲内の位置にない場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、ステップＳ２０１に進む。

アクセルペダル１３６が所定範囲内の位置にある場合、ステップＳ２０９において、車両は、駆動輪１１２、１１４の前後スリップ値が入力閾値よりも大きいか否かを判定する。当然のことながら、ＶＣＵ１１０Ｃは、運転者に駆動輪の前後方向のトラクション損失を開始するように要求するように構成されている、すなわち、トラクション損失は、ホイールスピンに少なくとも部分的に起因する。前後スリップ値は、車輪１１２、１１４の回転速度及び車両１００の進行方向を参照することにより決定される。

前後スリップ値が入力閾値を超えていない場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ２０１に進む。

前後スリップ値が入力閾値を超えている場合、ステップＳ２１１において、ＶＣＵ１１０Ｃは、駆動輪１１２、１１４の左右スリップ値も入力閾値を超えているか否かを判定するように構成されている。左右スリップは、車輪１１２、１１４が指している方向に垂直な方向に沿ったスリップ値を意味する。後輪１１２、１１４の場合、車輪は車両１００の前後方向軸線Ａに実質的に平行な方向を指す。

左右スリップ値が入力閾値を超えていない場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、ステップＳ２０１に進む。

左右スリップ値が入力閾値を超える場合、ステップＳ２１３において、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００の現在のヨー方向が目標のヨー方向に一致するか否かを判定するように構成されている。現在のヨー方向が目標方向に一致していない場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ２０１に進む。このチェックの目的は、路面または車両１００が安定した横滑り操縦を実行できない状況かを確認することである。

ステップＳ２１３において、現在のヨー方向が目標方向に一致しており、そのためステップＳ２０１からＳ２１３までの条件のそれぞれが満たされているとＶＣＵ１１０Ｃが判定した場合、車両はＶＣＵ制御横滑りモードに入る。ＶＣＵ１１０Ｃは、横滑り状態にある車両１００を所定の横滑り角度θ_Ｒに設定して維持するために、トルク伝達システム１３４及びブレーキシステム１２４に制御信号を送る。

ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００が所要の横滑り角度θ_Ｒを確実に維持するために、第１及び第２のセットの車両状態信号１６１、１６２を連続的に監視するように構成されている。

実施形態によっては、車速信号１６６または車両のコーナリング半径などの他のパラメータの値にかかわらず、横滑り角度θ_Ｒは固定値である。実施形態によっては、横滑り角度θ_Ｒは、例えば、車速信号１６６、ハンドル角信号１７２、ハンドル角信号１７２の変化率、アクセルペダル位置信号１７４、コーナリング半径及び／または１つまたは複数の他の信号などの１つまたは複数の車両信号またはパラメータに応じて算出される。

また、ＶＣＵ１１０Ｃは、運転者がＶＣＵ制御横滑りモードを終了させることを望んでいることを示す条件が存在するか否かを判定するために、第１及び第２のセットの状態信号１６１、１６２を連続的に監視するように構成されている。

図４（ｂ）は、ＶＣＵ制御横滑りモードを解除すべきか否かを決定するために、ＶＣＵ１１０Ｃによって行われるチェックの手順を示している。

ステップＳ３０１において、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００の速度が横滑りの非ゼロ値を維持するための所定の速度範囲内にあるか否かを判定する。この速度が所定範囲内にない場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００を実質的に横滑りがない状態に戻す終了手順をＶＣＵ１１０Ｃが実行するＳ３１５に進む。

ステップＳ３０１において、車両１００が横滑りの非ゼロ値を維持するための所定の速度範囲内にあるとＶＣＵ１１０Ｃが判定した場合、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３０３に進む。ステップＳ３０３において、ＶＣＵ１１０Ｃは、変速機１５０の選択されたギヤ比が横滑りの非ゼロ値を維持するための所定範囲内であるか否かを判定する。ギヤ比が所定範囲内であれば、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３０５に進み、さもなければ、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３１５に進む。

ステップＳ３０５において、ＶＣＵ１１０Ｃは、ハンドル１０６が横滑りの非ゼロ値を維持するための所定範囲内の角度位置にあることをハンドル角信号１７２が示すか否かを判定する。ハンドル１０６が所定範囲内にある場合、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３０７に進み、さもなければ、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３１５に進む。

ステップＳ３０７において、ＶＣＵ１１０Ｃは、アクセルペダル１３６が横滑りの非ゼロ値を維持するための所定範囲内の位置にあることをアクセルペダル位置信号１７４が示すか否かを判定する。

アクセルペダル１３６が所定範囲内の位置にある場合、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３０９に進み、さもなければ、車両１００はＳ３１５に進む。

ステップＳ３０９において、ＶＣＵ１１０Ｃは、駆動輪１１２、１１４の前後スリップ値が横滑りの非ゼロ値を維持するための閾値よりも大きいか否かを判定する。

前後スリップ値が閾値を超えていない場合、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３１１に進み、さもなければ、ＶＣＵ１１０ＣはＳ３１５に進む。

ステップＳ３１１において、ＶＣＵ１１０Ｃは、駆動輪１１２、１１４の左右スリップ値が横滑りの非ゼロ値を維持するための閾値を超えるか否かを判定する。

この値が閾値を超えない場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ３１３へ進み、さもなければ、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ３１５に進む。

ステップＳ３１３において、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００の現在のヨー方向が目標のヨー方向に一致するか否かを判定するように構成されている。現在のヨー方向が目標方向に一致し、Ｓ３０１からＳ３１３のステップにおける各条件が満たされた場合、ＶＣＵ１１０ＣはステップＳ３０１に進む。車両は、所定の横滑り角度θ_Ｒで車両１００を維持するために、トルク伝達システム１３４及びブレーキシステム１２４に制御信号を送り続ける。

しかし、現在のヨー方向が目標方向に一致していない場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、ステップＳ３１５に進む。

図示の実施形態では、運転者は、ドリフトモードセレクタ１１０Ｓによってドリフトモードを選択することにより、横滑り操縦を開始してもよい。そのとき、ＶＣＵ１１０Ｃは、所定の横滑りまたは「ドリフト」の角度を設定して維持することが開始されるのを想定して、図４（ａ）に記載の手順を実行する、すなわち、車両がＶＣＵに制御された横滑りモードになるようにする。

ハンドル１０６の角度及び該角度の変化率は、プロセス全体を通して、運転者の目標走行経路にとって有用な指標を提供する。ドリフト開始するために、運転者は、通常、十分に高速で十分に大きな角度でハンドル１０６を回す。

通常、運転者は、その後、前後方向及び左右方向の車輪のスリップを開始するためにアクセルペダル１３６を踏み込み、例えばアクセルペダルを最大限まで踏み込んだときドリフトが開始される。

当然のことながら、ＶＣＵ１１０Ｃは、運転者がＶＣＵ制御横滑りモードに入る前にドリフトを開始するために積極的な行動を取る必要があるように構成されている。

ＶＣＵ１１０Ｃが上述のように運転者が正しく横滑り操縦を開始したことを判定すると、ＶＣＵ１１０Ｃは、必要に応じて正または負のトルクを駆動輪１１２、１１４に与える制御を請け負う。上述したように、駆動輪１１２、１１４に所要のトルクを提供するために、（エンジン１３０から要求されたトルクの大きさを制御する）トルク伝達システム１３４にＶＣＵ１１０Ｃが指令を与えているが、運転者は、横滑り操縦の継続を望んでいることを示すのに十分な量だけアクセルペダル１３６を踏み込んだままにしておくことが必要とされる。

実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、他の値もまた有用であるが、約２０°の横滑り角度θ_Ｒを設定するように構成されている。上述のように、所要の横滑り角度θ_Ｒは、車両速度の増加に応じて減少するように構成してもよい。実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、横滑りの許容値の周囲に安全領域が設けられており、該安全領域は、速度に応じて最大許容値を制限するように構成されている。また、他の構成も有用である。

実施形態によっては、横滑り角度の最大許容値（及び／または目標値）は、μ状態信号１６２の値に応答してもよい。

実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、ドリフトを誘導するために、車両１００の１つまたは複数の車輪１０２、１０４、１１２、１１４に制動作用を与えるように構成されてもよい。

実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、運転者が車両１００の制御を維持できるようにするために、車両の最大ヨー加速度を制限するように構成されてもよい。

当然のことながら、安定した横滑り操縦における３つの重要なパラメータは、旋回半径（すなわち経路Ｐの半径）、横滑り角度θ_Ｒ及びハンドル１０６の角度位置（即ち操縦方向）である。当然のことながら、旋回半径と操縦方向は、車両１００の目標経路を与える。ＶＣＵ１１０Ｃは、所要の横滑り角度θ_Ｒを達成するように、目標経路に応じて各車輪１０２、１０４、１１２、１１４に与えられるトルクの値を制御する。

当然のことながら、ニュートラルドリフト設定において３つのパラメータの各々は、実質的に一定値である。

実施形態によっては、ハンドル１０６の現在の角度位置が所要の横滑り角度θ_Ｒにおける車両の目標経路Ｐのためのハンドル１０６の中立位置に一致するように車両の姿勢を適合させるために、ある動作モードにおいて、ＶＣＵ１１０Ｃは、各車輪１０２、１０４、１１２、１１４に加えられるトルクの値を制御するように構成されてもよい。したがって、車両が同様に所要のスリップ角（例えば２０°）に設定されている場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、この所要のスリップ角を維持するように車両１１０を制御することができる。運転者がその後、ハンドル１０６の角度位置を変更した場合、運転者は車両１００の目標経路の変更を知らせている。それから、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両１００に新しい目標経路に沿って安定した横滑り角度θ_Ｒをとるようにさせるために、車両１１０の車輪１０２、１０４、１１２、１１４に正または負のトルクを与えるように指令してもよい。新しい目標経路のために取られた横滑り角度は、前の経路のために取られたのと同じ角度であってもよい。

ＶＣＵ１１０Ｃの他の動作モードにおいて、ＶＣＵ１１０は、車両１００がハンドル１０６の角度位置に応じた横滑り角度θ_Ｒの値を変化させることにより、実質的に一定の旋回半径Ｒを維持するように制御する。旋回半径は、ＶＣＵ１１０Ｃに予めプログラムされた複数の値から運転者が選択した１つであってもよい。

本発明の一実施形態によるシステムの動作の一例では、運転者は、セレクタ１１０Ｓによってモードを選択し、ＶＣＵ制御横滑りモードに入るための所定角度を超えるようにハンドルを回すことで、ドリフトモード（ＶＣＵ制御横滑りモード）を開始しようとしてもよい。また、運転者は、ＶＣＵ制御横滑りモードに入るための所定量を超えてアクセルペダル１３６を踏み込まなければならない。また、図４（ａ）に記載された残りの条件を満たされなければならない。

運転者がＶＣＵ制御横滑りモードへ入るのを開始した位置で運転者がハンドルを保持し、その後、目標経路を維持するためにホイール１０２、１０４が旋回と反対方向に向くようにハンドルを回さない場合、車両１００は、ＶＣＵ制御横滑りモードに入らない。つまり、ＶＣＵ１１０Ｃは、選択されたドリフトモードに応じて非ゼロの横滑り角度θ_Ｒを維持するために、車輪１０２、１０４、１１２、１１４にトルクを与える制御を請け負うことはない。より正確に言えば、ＶＣＵ１１０Ｃは、横滑り角度θ_Ｒをゼロまで（または所定の閾値を下回る値まで）減らすように車両１００を制御する。

したがって、当然のことながら、ＶＣＵ１１０Ｃは、ＶＣＵ制御横滑りモードへ入ることが開始されたとき（図４（ａ）のステップＳ２０５）に推定される位置から、車両１００がＶＣＵ制御横滑りモードになる前に目標車両の経路のために実質的に一定の非ゼロの横滑りを維持することができる新しい位置まで、運転者が操縦方向を変えることを必要とする。運転者がこの範囲に入らない場合、ＶＣＵ１１０Ｃは、ＶＣＵ制御横滑りモードに入るのをあきらめ、ＶＣＵ１１０Ｃは、非ゼロの横滑り角度θ_Ｒを維持するために車輪１０２、１０４、１１２、１１４にトルクを与える制御を請け負わない。上述したように、ＶＣＵ１１０Ｃは、ゼロまたは所定の閾値より低い値に横滑り角度θ_Ｒを低減するように車両１００を制御する。

上述のように、本発明の実施形態は、車両１００がコーナリングしながら横滑りしている状態に車両１００を設定することを運転者が選択できる機能を有し、車両は、運転者が安定した横滑り角度を維持することを支援することができる。このように、横滑り操縦を行うことを望む運転者は、車両のＥＳＣ、ＴＣＳまたは同様の機能を無効にせずにこれを行うことができる。このように、ＥＳＣとＴＣＳの機能は、必要時に運転者を支援するためにまだ利用可能である。

実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、ＶＣＵ制御横滑りモード時に運転者が設定して維持することを望む所望の横滑り角度に関する入力を運転者から受け取るように構成されている。上述したように、実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、ＶＣＵ制御横滑りモード時に車両状態に応じた適切な横滑り値を自動的に決定することができてもよい。実施形態によっては、ＶＣＵ１１０Ｃは、車両状態に応じた最大許容横滑り角度を決定し、横滑り角度の値が最大許容角度に近づいた場合に最大角度を超えないように介入することができてもよい。

本明細書の説明及び特許請求の範囲を通して、「含む」及び「含有する」なる用語、及び、例えば「含んでいる」及び「備える」等のその用語の変形は、「含むが、これらに限定されない」ことを意味し、他の部分、添加物、成分、整数または工程を排除することを意図するものではない（及び、排除しない）。

特に断りのない限り、本明細書の記述及び特許請求の範囲を通して、文脈上他に要求されない限り、単数形は複数形を包含する。特に、明細書は、特に断りのない限り、単数と同様に複数を考慮して理解されるべきである。

当然のことながら、特徴、整数、特性、化合物、または特定の実施態様に関して説明した化学的部分または化学基、本発明の実施形態または実施例は、互いに矛盾しない限り、本明細書に記載の他の実施態様、実施形態または実施例に適用可能である。

Claims (13)

1. コーナリング時の車両の横滑り角度の所定の非ゼロ目標値を維持するように構成された車両横滑り制御システムであって、車両の横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を維持するように１つまたは複数の車輪に正または負のトルクを与えるように車両を自動的に制御することができる車両横滑りコントローラを備え、
   前記横滑りコントローラが横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を維持するように車両を制御しているときに、１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされた場合、前記コントローラは、終了手順を実行するように構成され、
   前記終了手順によって前記横滑りコントローラは、前記１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされたとき、横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を減少させるように前記車両を自動的に制御することができる
   ことを特徴とする車両横滑り制御システム。
2. １つまたは複数の運転者の制御入力に応じて車両の目標経路を判定するように構成された前記システムは、
   前記車両の前記目標経路に対する横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を維持するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両横滑り制御システム。
3. １つまたは複数の所定の横滑り制御開始条件が満たされたとき、横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を設定して維持するように車両を制御することができる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両横滑り制御システム。
4. 前記１つまたは複数の所定の横滑り制御開始条件には、車両の変速機が所定範囲内のギヤ比に設定されている、ハンドル角が所定範囲内にある、アクセル開度が所定範囲内にある、車両の１つまたは複数の駆動輪の前後スリップ値が所定値よりも大きい、車両の１つまたは複数の車輪の横滑りの値が所定値より大きい、及び、車両のヨー方向が設定された横滑り状態に適した方向に一致する、なる条件の中から少なくとも１つが含まれている
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両横滑り制御システム。
5. 前記１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件には、車両の変速機が所定範囲内にないギヤ比に設定されている、ハンドル角が所定範囲内にない、アクセル開度が所定範囲内にない、車両の１つまたは複数の駆動輪の前後スリップ値が所定値よりも小さい、車両の１つまたは複数の車輪の横滑りの値が所定値より小さい、及び、車両のヨー方向が設定された横滑り状態に適さない方向に一致する、なる条件の中から少なくとも１つが含まれている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両横滑り制御システム。
6. 前記終了手順によって前記横滑りコントローラは、前記１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされたとき、前記非ゼロの横滑り角度の維持を終了させることができる
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両横滑り制御システム。
7. 前記横滑りコントローラは、運転者によって選択された前記車両の前記目標経路に適した横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を決定することができ、前記車両の前記目標経路は、前記運転者によって選択されたハンドル角に応じて前記コントローラによって判定される
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両横滑り制御システム。
8. 前記横滑りコントローラは、前記運転者によって選択されたハンドル角に応じて横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を変化させることにより、実質的に一定の旋回半径を維持するように車両を制御することができる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両横滑り制御システム。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の横滑り制御システムを備える車両。
10. 前記車両は、その車輪の一対のみを駆動するように構成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両。
11. 前記車両は、その四輪を駆動するように構成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両。
12. 前記車両は、二輪駆動または四輪駆動モードで動作可能である
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両。
13. 運転者が車両の横滑りの所定の非ゼロ目標値を設定することを望むことを判定するステップと、
    前記車両の１つまたは複数の車輪に正または負のトルクを与えることにより、前記車両の横滑りの前記所定の非ゼロ目標値を自動的に維持するための車両横滑り制御によって前記車両を制御するステップと、
    前記車両の横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を維持するように車両を制御しているときに、１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされた場合、終了手順を実行するステップと、
    前記終了手順によって、前記１つまたは複数の所定の横滑り制御終了条件が満たされたとき、前記車両の横滑り角度の前記所定の非ゼロ目標値を減少させるように前記車両を自動的に制御するステップとを有する
    ことを特徴とする車両制御方法。

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