JP2000025594A - 車両のヨ―運動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のヨー運動制御において、制御遅れや制
御上の振動の発生を無くして運転者が違和感を感じるこ
との無いように制御品質の向上を図ること。 【解決手段】 車両にヨー運動を生じさせるヨーモーメ
ント発生機構ａと、車両挙動を検出する車両挙動検出手
段ｂと、この車両挙動検出手段ｂに含まれ、車両に生じ
ている実ヨーモーメントを検出する実ヨーモーメント検
出手段ｃと、車両挙動検出手段ｂからの入力に基づい
て、現在の車両挙動において必要なヨーモーメントであ
る目標ヨーモーメントを求める目標ヨーモーメント演算
手段ｄと、目標ヨーモーメントと実ヨーモーメントとの
差分に相当する量のヨーモーメントを出力させるべく前
記ヨーモーメント発生機構を作動させる作動指令手段ｅ
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動力の配分制御
や各輪の制動力の制御などを行う手段により車両にヨー
モーメントを発生させて操舵時における車両のヨー運動
量を最適制御する車両のヨー運動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のヨー運動量制御装置とし
て、例えば、特開平５−２６２１５６号公報に記載され
たものが知られている。この従来技術は、車両のエンジ
ンの駆動力を左右輪へ配分調整する駆動力配分調整機構
と、車両の実ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ
と、操舵角センサならびに車速センサから得られる操舵
角情報および車速情報に基づき目標ヨーレイトを算出す
る目標ヨーレイト算出手段と、駆動力配分調整機構の作
動を制御する制御手段とを備え、この制御手段が、実ヨ
ーレイトを目標ヨーレイトに近接させるようにフィード
バックを行いながら駆動力配分調整機構への制御油圧を
設定するよう構成されているものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術にあっ
ては、実ヨーレイトが目標ヨーレイトに一致するように
制御するものであるが、実際の駆動力配分調整機構の作
動により車両にヨーモーメントが発生し、これがヨーレ
イトセンサにおいてヨーレイトとして検出されるまでに
は時間を要するものであり、したがって、こうして検出
された実ヨーレイトに基づいて制御すると、図２２
（ｂ）に示すような制御遅れが発生するおそれがある。

【０００４】また、制御量を求めるのに微分を行うよう
にしているため振動ノイズが大きくなり、上述の制御遅
れともあいまって制御結果が図２３に示すように振動的
になるというおそれもある。そして、上述のように制御
遅れや振動が発生した場合、運転者が違和感を感じると
いう問題があった。

【０００５】さらに、車両のヨーモーメントは、タイヤ
の横力に応じており、この横力は路面摩擦係数（これを
以下、路面μという）に応じて変化するが、従来技術は
この路面μに応じた品質の高い制御を実行できるもので
はなかった。

【０００６】本発明は、車両のヨー運動制御において、
制御遅れや制御上の振動の発生を無くして運転者が違和
感を感じることの無いように制御品質の向上を図ること
を目的とし、さらに、この目的を低コストで達成するこ
と、加えて路面μに応じて制御を実行することにより制
御品質をさらに向上させることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の車両のヨー運動制御装置は、図１のクレ
ーム対応図に示すように、車両にヨー運動を生じさせる
ヨーモーメント発生機構ａと、車両挙動を検出する車両
挙動検出手段ｂと、この車両挙動検出手段ｂに含まれ、
車両に生じている実ヨーモーメントを検出する実ヨーモ
ーメント検出手段ｃと、前記車両挙動検出手段ｂからの
入力に基づいて、現在の車両挙動において必要なヨーモ
ーメントである目標ヨーモーメントを求める目標ヨーモ
ーメント演算手段ｄと、前記目標ヨーモーメントと実ヨ
ーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントを
出力させるべく前記ヨーモーメント発生機構を作動させ
る作動指令手段ｅとを設けた。なお、請求項２に記載の
発明のように、請求項１記載の車両のヨー運動制御装置
において、前記車両挙動検出手段ｂとして、各輪におけ
る横力と前後力を求める横力・前後力検出手段を含み、
前記実ヨーモーメント検出手段ｃを、横力・前後力検出
手段からの入力に基づいて実ヨーモーメントを演算する
手段としてもよい。また、請求項３に記載の発明のよう
に、請求項１記載の車両のヨー運動制御装置において、
前記車両挙動検出手段ｂとして、車両のヨーレイトを検
出するヨーレイトセンサを含み、前記実ヨーモーメント
検出手段ｃを、ヨーレイトの微分値と、車両のヨー慣性
モーメントの値とを乗算することによって実ヨーモーメ
ントを求める手段としてもよい。また、請求項４に記載
の発明のように、請求項１ないし３記載の車両のヨー運
動制御装置において、前記目標ヨーモーメント演算手段
ｄを、舵角と車両状態量とを用いて目標ヨーレイトを演
算し、この目標ヨーレイトの微分値と車両のヨー慣性モ
ーメントの値との乗算により目標ヨーモーメントを演算
する手段としてもよい。

【０００８】また、請求項５に記載の発明のように、請
求項１ないし３記載の車両のヨー運動制御装置におい
て、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄを、各輪の状態
量と目標タイヤ特性とを用いて目標ヨーモーメントを演
算する手段としてもよい。また、請求項６に記載の発明
のように、請求項５記載の車両のヨー運動制御装置にお
いて、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄを、各輪の輪
荷重を演算する輪荷重演算手段ｄ１と、各輪のスリップ
角を演算する各輪スリップ角演算手段ｄ２と、各輪の制
駆動力を演算する各輪制駆動力演算手段ｄ３と、を含
み、前記各輪の状態量として、輪荷重、スリップ角、制
駆動力を含むようにしてもよい。あるいは、請求項７に
記載の発明のように、請求項５記載の車両のヨー運動制
御装置において、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄ
を、横加速度による荷重移動を演算する荷重移動演算手
段ｄ１１と、各輪のスリップ角を演算する各輪スリップ
角演算手段ｄ２と、荷重移動と各輪スリップ角のみを用
いて目標タイヤ特性から目標横力を演算し、この目標横
力から目標ヨーモーメントを演算する演算手段ｄ１３
と、を備えた手段としてもよい。

【０００９】また、請求項８記載の発明のように、請求
項１，４，５，６，７のいずれかに記載の車両のヨー運
動制御装置において、前記実ヨーモーメント検出手段ｃ
を、各輪タイヤの状態量推定手段ｃ１と、この状態量推
定手段ｃ１の出力信号を用いて車両のヨーモーメントを
演算する演算手段ｃ２とにより構成してもよい。また、
請求項９に記載の発明のように、請求項８記載の車両の
ヨー運動制御装置において、前記車両挙動検出手段ｂ
が、横加速度センサ、前後加速度センサ、ブレーキセン
サ、舵角センサ、ヨーレイトセンサ、車速センサ、およ
び車両スリップ角検出手段を含み、各輪タイヤの状態量
推定手段ｃ１が、車両スリップ角・舵角・ヨーレイト・
車速から各輪のスリップ角を求める各輪スリップ角演算
手段ｃ１１と、車両の前後加速度および横加速度から各
輪の輪荷重を求める輪荷重演算手段ｃ１２と、ブレーキ
状態および車両前後加速度から各輪に働く制駆動力を演
算する制駆動力演算手段ｃ１３と、これら演算手段ｃ１
１，ｃ１２，ｃ１３で得られた輪荷重・制駆動力・各輪
スリップ角に基づいて各輪に働く横力を演算する横力演
算手段ｃ１４とを備えている手段としてもよい。また、
請求項１０に記載の発明のように、請求項９記載の車両
のヨー運動制御装置において、前記横力演算手段ｃ１４
を、輪荷重とスリップ角とに基づいて制駆動力抜きの各
輪に働く横力を予め設定されたマップにより求める手段
と、制駆動力に基づいて横力低減率を求める手段と、前
記制駆動力抜きの横力と横力低減率とに基づいて各輪横
力を求める手段とを備えている手段としてもよい。

【００１０】また、請求項１１に記載の発明のように、
請求項６ないし１０記載の車両のヨー運動制御装置にお
いて、前記各輪スリップ角演算手段ｄ２を、車両の重心
点におけるスリップ角を求めた後、各輪スリップ角を求
めるよう構成し、車両重心点のスリップ角を求めるにあ
たり、車両のヨーレイト△ψと横加速度△△Ｙと車速Ｖ
の各センサ信号から次式（１）により後輪のコーナリン
グパワー推定値ＰＣ_２を演算し、 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］＋ｆ（△△Ｙ） …（１） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、右辺第１項は車両
の二輪モデルから解析的に求められる後輪のコーナリン
グパワー、第二項のｆ（△△Ｙ）は横加速度による補正
項である） 次に、前記後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ_２ と
ヨーレイト信号△ψを用いて、車両の二輪モデルから解
析的に求められるヨーレイトとスリップ角の関係式であ
る次式（２）により演算する手段としてもよい。 β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（２） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
る］ あるいは、請求項１２に記載の発明のように、請求項６
ないし１０記載の車両のヨー運動制御装置において、前
記各輪スリップ角演算手段ｄ２を、車両の重心点におけ
るスリップ角を求めた後、各輪スリップ角を求めるよう
構成し、車両重心点のスリップ角を求めるにあたり、車
両のヨーレイト△ψと横加速度△△Ｙと車速Ｖの各セン
サ信号から次式（５）により後輪のコーナリングパワー
推定値ＰＣ_２ を演算し、 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］ …（５） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、である） 前記後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ_２ とヨーレ
イト信号△ψを用いて、車両の二輪モデルから解析的に
求められるヨーレイトとスリップ角の関係式である次式
（６）でスリップ角βを演算するようにしてもよい。 β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（６） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
る］

【００１１】また、請求項１３に記載の発明のように、
請求項５ないし９記載の車両のヨー運動制御装置におい
て、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄと前記実ヨーモ
ーメント検出手段ｃが、各輪の状態量と演算式で記述さ
れたタイヤ特性とに基づいて、それぞれ目標横力および
実横力を求め、目標横力から目標ヨーモーメントを、実
横力から実ヨーモーメントを求めるよう構成してもよ
い。

【００１２】また、請求項１４に記載の発明のように、
請求項１３記載の車両のヨー運動制御装置において、前
記実ヨーモーメント演算手段ｃの、実横力Ｆｓｉを求め
る演算式を、Ｆｓｉ＝Ｌｉｍｉｔ［γｉ-（γｉ^２／
３）＋（γｉ^３／２７）］［（μＷｉ） ^２-Ｆａｉ^２］
^１／２とし、かつ、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄ
において、目標横力Ｆ^※ｓｉを求める演算式を、Ｆ^※ｓ
ｉ＝｛Ｌｉｍｉｔ［γ^※ｉ-（γ^※ｉ^２／３）＋（γ^※
ｉ^３／２７）］＋Ａβｉ｝［（μＷｉ）^２-ＢＦａ
ｉ^２］^１／２とし、なお、前記γｉは、γｉ＝｜（Ｋｃ
／μＷｉ）ｔａｎβｉ｜であり、前記Ｌｉｍｉｔ［γｉ
-（γｉ^２／３）＋（γｉ^３／２７）］は、［］内の値
が１を越えると飽和する特性関数であり、前記Ｗｉは各
輪荷重、前記βｉは各輪横スリップ角、前記Ｆａｉは制
駆動力、前記Ｋｃはコーナリングスティフネス、前記μ
はタイヤと路面の摩擦係数、Ａは定数Ｂは前後力修正係
数であり、また、前記γ^※ｉは、γ^※ｉ＝｜（Ｋ^※ｃ／
μＷｉ）ｔａｎβｉ｜であり、前記Ｋ^※ｃはコーナリン
グスティフネスであることとしてもよい。

【００１３】また、請求項１５に記載のように、請求項
１３記載の車両のヨー運動制御装置において、前記実ヨ
ーモーメント演算手段ｃの、実横力Ｆｓｉを求める演算
式を、Ｆｓｉ＝Ｄｓｉｎ｛Ｃａｒｃｔａｎ［Ｆ-Ｅ（Ｆ-
ａｒｃｔａｎ（Ｆ））］｝とし、なお、ここでＣ，Ｄ，
Ｅ，Ｆは、μ，ｗｉ，βｉの関数であり、かつ、前記目
標ヨーモーメント演算手段ｄにおいて、目標横力Ｆ^※ｓ
ｉを求める演算式を、Ｆ^※ｓｉ＝Ｄ^※｛ｓｉｎ［Ｃ^※ａ
ｒｃｔａｎ（Ｆ^※-Ｅ^※（Ｆ^※-ａｒｃｔａｎ（Ｆ
^※ ）））］＋Ｚβｉ｝とし、なお、ここでＣ^※，
Ｄ^※，Ｅ^※，Ｆ^※は、μ，ｗｉ，βｉの関数であり、Ｚ
は定数であることとしてもよい。

【００１４】また、請求項１６に記載のように、請求項
１ないし１５記載の車両のヨー運動制御装置において、
路面の摩擦係数を求める路面摩擦係数検出手段を設け、
前記実ヨーモーメント演算手段を、路面摩擦係数に応じ
て実ヨーモーメントの演算を変化させるよう構成しても
よい。

【００１５】また、請求項１７に記載のように、請求項
１ないし１６記載の車両のヨー運動制御装置において、
路面の摩擦係数を求める路面摩擦係数検出手段を設け、
前記目標ヨーモーメント演算手段を、路面摩擦係数に応
じて目標ヨーモーメントの演算を変化させるよう構成し
てもよい。

【００１６】また、請求項１８に記載のように、請求項
１７記載の車両のヨー運動制御装置において、前記路面
摩擦係数検出手段を、駆動輪のスリップ率と車両の前後
加速度との比から路面摩擦係数を推定するよう構成して
もよい。

【００１７】また、請求項１９に記載のように、請求項
１８記載の車両のヨー運動制御装置において、前記駆動
輪のスリップ率をｓ、タイヤ剛性を定数Ｋ、駆動力Ｆ＝
Ｋｓ、前後加速度Ａｘ、車重ｍとした場合、前記路面摩
擦係数μを、 μ＝（ｍＡｘ／Ｆｘ）＝（ｍＡｘ／Ｋｓ ） の演算式により求めるよう路面摩擦係数検出手段を構成
してもよい。

【００１８】（作用）本発明では、走行時には、目標ヨ
ーモーメント演算手段ｄが、現在の車両挙動において必
要なヨーモーメントである目標ヨーモーメントを求め、
一方、実ヨーモーメント検出手段ｃでは、車両において
実際に生じている実ヨーモーメントを検出する。そし
て、作動指令手段ｅでは、目標ヨーモーメントと実ヨー
モーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントを出
力させるべく、ヨーモーメント発生機構ａを作動させ
る。このように本発明では、目標値と検出値とのいずれ
もヨーモーメントで求めて両者を比較して制御するよう
にしているため、制御結果に遅れや振動が生じることが
無い。なお、実ヨーモーメントは、請求項２記載の発明
のように、横力・前後力検出手段が検出する各輪におけ
る横力と前後力とに基づいて求めることができる。ある
いは、請求項３記載の発明のように、ヨーレイトの微分
値と車両のヨー慣性モーメントの値との乗算により求め
ることができる。また、請求項４記載の発明のように、
目標ヨーモーメントは、まず、舵角と車両状態量とを用
いて目標ヨーレイトを演算し、この目標ヨーレイトの微
分値と車両のヨー慣性モーメント値との乗算により求め
ることができる。

【００１９】また、請求項５記載の発明では、目標ヨー
モーメント演算手段ｄは、各輪の状態量と目標タイヤ特
性とを用いて目標ヨーモーメントを演算する。この目標
タイヤ特性としては、理想的特性を用いることができ、
この場合、理想的なタイヤ特性を得るための目標ヨーモ
ーメントを演算することになる。なお、各輪の状態量と
しては、請求項６に記載のように、輪荷重、スリップ
角、制駆動力などを含むようにしたり、あるいは、請求
項７に記載のように、横加速度による荷重移動と各輪ス
リップ角とすることもできる。

【００２０】請求項８記載の発明では、実ヨーモーメン
ト検出手段ｃは、各輪タイヤの状態量推定手段ｃ１が推
定するタイヤの状態量に基づいて実ヨーモーメントを検
出する。各輪タイヤの状態量推定手段ｃ１は、請求項９
あるいは１０記載の発明のように、横力演算手段ｃ１４
において輪荷重・制動力・各輪スリップ角に基づいて各
輪に働く横力を求め、この横力に基づいて実ヨーモーメ
ントを求める。

【００２１】請求項１１あるいは１２記載の発明では、
車両重心点のスリップ角を、時々刻々と検出されている
ヨーレイトと横加速度のみの関数に基づいてコーナリン
グパワー推定値を求め、このコーナリングパワー推定値
からスリップ角を求める。

【００２２】また、請求項１３ないし１５に記載の発明
では、前記目標ヨーモーメント演算手段ｄと前記実ヨー
モーメント検出手段ｃが、各輪の状態量と演算式で記述
されたタイヤ特性とに基づいて、それぞれ目標横力およ
び実横力を求める。このように、演算式で記述されたタ
イヤ特性を用いるため、制御演算負荷を低減でき、これ
によりＣＰＵの価格を低減して、コストダウンを図るこ
とができる。

【００２３】請求項１６ないし１９に記載の発明では、
路面摩擦係数に応じて、実ヨーモーメントと目標ヨーモ
ーメントの少なくとも一方の演算を変化させるよう構成
したため、制御品質を向上させることができる。また、
請求項１９に記載の発明では、路面摩擦係数を駆動輪の
スリプ率ｓおよび前後加速度Ａｘと、定数Ｋ，ｍにより
求めるようにしたため、簡単な演算により路面μを求め
ることができ、低コストで高い制御品質を得ることがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。まず、実施の形態を説明する前
に、前輪の舵角δ、ヨーレイトψ、コーナリングパワー
Ｃ、横力Ｆなどの関係について説明する。図２は一般的
に用いられる車両の２輪モデルで、図において、ＦＷは
前輪、ＲＷは後輪、ＷＰは車両の重心、δは前輪舵角、
△ψはヨーレイト、△△Ｙは横加速度、βはスリップ
角、Ｃ１は前輪コーナリングパワー（２輪分）、Ｃ２は
後輪コーナリングパワー（２輪分）、ｍは車両質量、Ｉ
は車両慣性モーメント、Ｌはホイールベース、Ｖは車速
を示している。この図のように車速Ｖで進んでいる車両
のヨーレイト△ψと、スリップ角βとの運動方程式は、
下記の式（１１）および（１２）に示すとおりである。 ｍＶ（△β＋△ψ） ＝−Ｃ１（β＋ａ△ψ／ｖ−δ）−Ｃ２（β−ｂ△ψ／Ｖ） …（１１） Ｉ△△ψ＝ −ａＣ１（β＋ａ△ψ／Ｖ−δ）＋ｂＣ２（β−ｂ△ψ／Ｖ） …（１２） 図３は、舵角δに対するヨーレイト△ψとスリップ角β
の応答の形を示しているもので、これを舵角入力０とし
て簡略化したものが図４である。

【００２５】（実施の形態１）次に、実施の形態１につ
いて説明すると、図５は、実施の形態１の車両のヨー運
動制御装置の構成および作動説明図であり、図において
２１はヨーモーメント発生機構であり、上記従来技術に
開示されている駆動力配分機構や各輪の制動力を制御可
能なブレーキ制御装置などにより構成される。２２は車
両挙動に応じた目標ヨーモーメントＭＭを求める目標ヨ
ーモーメント演算手段、２３は車両に生じている実ヨー
モーメントＭを検出する実ヨーモーメント検出手段であ
る。このように、本実施の形態は、実ヨーモーメント検
出手段２３において検出した車両に生じている実ヨーモ
ーメントＭと、目標ヨーモーメント演算手段２２が演算
した目標ヨーモーメントＭＭとを比較して、両者の差
（ＭＭ−Ｍ）をヨーモーメント発生機構２１により出力
させるように構成されている。

【００２６】図６はヨーモーメント発生機構２１の一例
であるブレーキ制御装置を示すものである。このブレー
キ制御装置は、周知の構造であるので、ごく簡単に説明
すると、マスタシリンダ１とホイルシリンダ３とがブレ
ーキ回路２により接続され、このブレーキ回路２の途中
に、ブレーキユニット１１が設けられている。このブレ
ーキユニット１１には、ホイルシリンダ３をマスタシリ
ンダ１側に接続させた増圧状態と、ホイルシリンダ３を
ドレン回路４側に接続させた減圧状態と、ホイルシリン
ダ３をマスタシリンダ１とドレン回路４のいずれとも遮
断した保持状態とに切替可能な切替弁５が設けられてい
る。そして、ドレン回路４にはリザーバ６が設けられ、
このリザーバ６に貯留されたブレーキ液をブレーキ回路
２に戻すポンプ７が設けられている。また、ドレン回路
４とマスタシリンダ１とが加給回路８により接続され、
この加給回路８を開閉するイン側ゲート弁９が設けら
れ、また、ブレーキ回路２を開閉するアウト側ゲート弁
が設けられている。そして、各弁５，９，１０およびポ
ンプ７の作動を制御するコントロールユニット１２が設
けられている。以上のように構成されたブレーキ制御装
置にあっては、マスタシリンダ圧が発生していない状態
において、コントロールユニット１２の制御に基づき、
イン側ゲート弁９を開弁させる一方でアウト側ゲート弁
１０を閉弁させ、かつ、ポンプ７を駆動させると、マス
タシリンダ１のブレーキ液がポンプ７により加給回路８
を介して吸入されてブレーキ回路２に吐出され、切替弁
５の切替に基づいてこの吐出されたブレーキ液をホイル
シリンダ３に供給したり、このようにホイルシリンダ３
に供給したブレーキ液をリザーバ６に逃がしたりするこ
とにより、制動力を発生させることができる。そして、
このような制動力を４輪に対して任意に発生させること
により、車両にヨーモーメントを発生させることができ
る。本実施の形態では、ブレーキユニット１１がヨーモ
ーメント発生機構２１に相当し、また、コントロールユ
ニット１２の一部およびこのコントロールユニット１２
に接続されている後述するセンサが、前記目標ヨーモー
メント演算手段２２ならびに実ヨーモーメント検出手段
２３に相当する。

【００２７】次に、目標ヨーモーメント演算手段２２に
ついて詳述する。図７は目標ヨーモーメント演算手段２
２の説明図であり、目標ヨーモーメント演算手段２２
は、各輪制駆動力演算部２２ａと、各輪荷重演算部２２
ｂと、各輪スリップ角演算部２２ｄと目標横力演算部２
２ｇと、目標ヨーモーメント演算部２２ｉとを備え、車
両挙動検出手段としての後述のセンサなどの入力手段に
接続されている。これら入力手段としては、通常ＯＦＦ
で運転者が制動操作を行った時にＯＮとなるブレーキス
イッチ３１と、車両の前後方向加速度（以下、前後Ｇと
いう）を検出する前後Ｇセンサ３２と、車両の横方向加
速度（以下、横Ｇという）を検出する横Ｇセンサ３３
と、運転者の操舵角度を検出する操舵角センサ３４と、
車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ３５と、
車速を検出する車速センサ３６と、車両のスリップ角β
を検出するスリップ角検出手段３７とが設けられてい
る。

【００２８】前記各輪制駆動力演算部２２ａは、４輪の
各輪に作用する制動力および駆動力である制駆動力Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（ただし、Ｔ１は前左輪の制駆動
力、Ｔ２は前右輪の制駆動力、Ｔ３は後左輪の制駆動
力、Ｔ４は後右輪の制駆動力）を求めるもので、ブレー
キスイッチ３１がＯＮである時には、その時の前後Ｇに
相当する制動力が前後で所定の割合で４輪に働いている
とし、ブレーキスイッチ３１がＯＦＦである時には、そ
の時の前後Ｇに相当する駆動力が駆動輪である後輪に働
いているとして、各輪の制駆動力を求めるよう構成され
ている。具体的には、ブレーキスイッチ３１からの信号
をＢｓｉｇ、前後Ｇを△△Ｘ、車両重量をｍとした場合
に、下記の式に基づいて求める。 Ｂｓｉｇ＝０（ブレーキＯＦＦ）のとき、 Ｔ１＝Ｔ２＝０ Ｔ３＝Ｔ４＝ｍ△△Ｘ／２ Ｂｓｉｇ＝１（ブレーキＯＮ）のとき、 Ｔ１＝Ｔ２＝ｍ△△Ｘ・（０．７／２） Ｔ３＝Ｔ４＝ｍ△△Ｘ・（０．３／２）

【００２９】各輪荷重演算部２２ｂは、前後Ｇ△△Ｘお
よび横Ｇ△△Ｙに応じて、各輪荷重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，
Ｗ４（ただし、Ｗ１は前左輪の輪荷重、Ｗ２は前右輪の
輪荷重、Ｗ３は後左輪の輪荷重、Ｗ４は後右輪の輪荷
重）を下記の式に基づいて演算するものである。なお、
Ｌはホイルベース、ａは前車軸から重心点までの距離、
ｂは後車軸から重心点までの距離、ｈは重心高である。 Ｗ１＝ｍ（ｂ／２Ｌ）−０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）−
０．６ｍ△△Ｙｈ／ｔ Ｗ２＝ｍ（ｂ／２Ｌ）−０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）＋
０．６ｍ△△Ｙｈ／ｔ Ｗ３＝ｍ（ａ／２Ｌ）＋０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）−
０．４ｍ△△Ｙｈ／ｔ Ｗ４＝ｍ（ａ／２Ｌ）＋０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）＋
０．４ｍ△△Ｙｈ／ｔ

【００３０】各輪スリップ角演算部２２ｄは、車両重心
点のスリップ角βに基づいて、舵角δ、ヨーレイトψ、
車速Ｖを用いて、前輪スリップ角βｆおよび後輪スリッ
プ角βｒを求める演算（下記式）を行うものである。 βｆ＝β−（△ψ／Ｖ）Ｌｆ＋δ βｒ＝β＋（△ψ／Ｖ）Ｌｒ

【００３１】なお、スリップ角検出手段３７は、ヨーレ
イト△ψと横Ｇ△△Ｙと車速Ｖに基づいて車両スリップ
角βを推定する手段である。この推定方法を説明する
と、まず、次式（２１）によりコーナリングパワー推定
値ＰＣ_２ を演算する。 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］＋ｆ（△△Ｙ） …（２１） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、右辺第１項は車両
の二輪モデルから解析的に求められる後輪のコーナリン
グパワー、第二項のｆ（△△Ｙ）は横Ｇによる補正項で
ある）そして、前記後輪のコーナリングパワー推定値Ｐ
Ｃ_２ とヨーレイト信号△ψを用いて、車両の二輪モデ
ルから解析的に求められるヨーレイトとスリップ角の関
係式である次式（２２）でスリップ角（推定値）βを演
算する。 β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（１２） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
る］。なお、前記補正項ｆ（△△Ｙ）を、次式（２３）
に示す、｜△△Ｙ｜の一次式とすることも可能である。 ｆ（△△Ｙ）＝Ｃ^＊ _２｜△△Ｙ｜／９．８ …（２３） （Ｃ^＊ _２は後輪タイヤのサイドフォースとスリップ角図
上でサイドフォースがほぼ飽和する点と原点を結ぶ直線
の傾き） あるいは、ヨーレイト△ψの代わりに横Ｇ△△Ｙを用い
て、同じく車両の二輪モデルから解析的に求められる横
Ｇとスリップ角βの関係式である次式（２４）を用いて
スリップ角（推定値）βを演算することもできる。 β＝−Ｋ_ｂｇ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｇ２ｓ^２ ＋Ｔ_ｇ１ｓ＋１）］△△Ｙ … （２４）［ここで、Ｋ_ｂｇ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ ^２ ）、 Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍａＶ^２ ）、Ｔ_ｇ２＝［Ｉ／（ＬＰＣ_２ ）］、 Ｔ_ｇ１＝ｂ／Ｖである］ また、上記（２１）に替えて、次式（３１）により後輪
のコーナリングパワー推定値ＰＣ_２ を演算し、 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］ …（３１） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、である）上記式
（２２）に替えて次式（３２）によりスリップ角βを演
算することもできる。 β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（３２） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
る］

【００３２】前記目標横力演算部２２ｇは、図８に示す
目標タイヤ特性マップに基づいて各輪荷重Ｗ１〜Ｗ４と
各輪スリップ角βｆ，βｒとにより、各輪に働く目標横
力Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｙ３，Ｆｙ４を求めるものであ
る。なお、この図８において実線で示すのが目標タイヤ
特性であってこれは理想的なタイヤ特性に設定されてい
る。すなわち、実際のタイヤ特性は、図において点線で
示すように、スリップ角βｆ，βｒが大きくなると横力
Ｆがある程度以上得られなくなり頭打ち状態となる特性
であるのに対して、この理想的に設定された目標タイヤ
特性は、スリップ角βｆ，βｒが大きくなるにつれて横
力Ｆが大きくなるように、つまり高いコーナリングフォ
ースが得られるように設定されている。

【００３３】前記目標ヨーモーメント演算部２２ｉは、
各目標横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４に基づいて、下記式により目
標ヨーモーメントＭＭを演算するよう構成されている。 ＭＭ＝（Ｆｙ１＋Ｆｙ２）ａ−（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）ｂ なお、図９は目標ヨーモーメント演算手段２２の他例で
あって、この例では、各輪荷重演算２２ｃが、横Ｇに基
づいて荷重移動を演算し、この荷重移動と各輪スリップ
角演算部２２ｄが求めた各輪スリップ角βｆ，βｒとに
応じて目標横力演算部２２ｇにおいて予め設定した目標
タイヤ特性に基づいて目標横力Ｆ１〜Ｆ４を求めるよう
に構成した例である。なお、この荷重移動を考慮した横
力は、例えば、後述する実ヨーモーメント検出手段２３
の第１横力演算部２３ｆのようにスリップ角βｆ，βｒ
と輪荷重Ｗとから求めるように構成する。

【００３４】また、目標ヨーモーメントは次のように演
算することができる。 ＭＭ＝Ｉ（ｄ△ψ_１ ／ｄｔ）＝（Ｉ／Ｌ）（△δＶ＋
δ△Ｖ） （ここで、△ψ_１ は目標ヨーレート、Ｉは車両慣性モ
ーメント、Ｌはホイールベース、δは舵角、△δは操舵
速度ある） 次に、前記実ヨーモーメント検出手段２３について説明
する。この車両ヨーモーメント検出手段２３は、図１０
に示すように、各輪制駆動力演算部２２ａと、各輪荷重
演算部２２ｂと、各輪スリップ角演算部２２ｄと、横力
低減率演算部２３ｅと、第１横力演算部２３ｆと、第２
横力演算部２３ｈと、実ヨーモーメント演算部２３ｉと
を備えている。ここで、各輪制駆動力演算部２２ａと各
輪荷重演算部２２ｂと各輪スリップ角演算部２２ｄとに
ついては、上述した目標ヨーモーメント演算手段２２で
説明したものと同じものであるので説明を省略する。

【００３５】前記横力低減率演算部２２ｅは、前記各輪
制動力演算部２２ａが演算した各輪の制駆動力Ｔ１〜Ｔ
４および各輪荷重演算部２２ｂが演算した各輪荷重Ｗ１
〜Ｗ４に基づき、下記式により各輪ごとの横力低減率ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４（ただし、ｋ１は前左輪横力低減
率、ｋ２は前右輪横力低減率、ｋ３は後左輪横力低減
率、ｋ４は後右輪横力低減率）を演算するものである。
すなわち、制駆動力Ｔが大きくなると横力Ｆｙが減るも
のであり、この制駆動力Ｔに応じた横力Ｆｙの低減率を
演算する。 ｋ１＝（Ｗ１^２ −Ｔ１^２ ）^１／２ ／Ｗ１ ｋ２＝（Ｗ２^２ −Ｔ２^２ ）^１／２ ／Ｗ２ ｋ３＝（Ｗ３^２ −Ｔ３^２ ）^１／２ ／Ｗ３ ｋ４＝（Ｗ４^２ −Ｔ４^２ ）^１／２／Ｗ４ 前記第１横力演算部２３ｆは、荷重移動を考慮した横力
Ｆを求めるもので、輪荷重Ｗとスリップ角βｆ，βｒに
より各輪に働く横力Ｆを図１１に示すマップに基づいて
求める。なお、輪荷重Ｗが任意の時、マップデータ間で
補完された値が求まるよう構成する。前記第２横力演算
部２３ｈは、各輪の横力低減率ｋならびに荷重移動を考
慮した横力Ｆとから各輪の横力Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｙ
３，Ｆｙ４（ただし、Ｆｙ１は前左輪横力、Ｆｙ２は前
右輪横力、Ｆｙ３は後左輪横力、Ｆｙ４は後右輪横力）
を下記式により求める。 Ｆｙ１＝ｋ１・Ｆ１ Ｆｙ２＝ｋ２・Ｆ２ Ｆｙ３＝ｋ３・Ｆ３ Ｆｙ４＝ｋ４・Ｆ４

【００３６】前記実ヨーモーメント演算部２３ｉは、各
輪に働く横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４から車両に生じている実ヨ
ーモーメントＭを下記式により演算するものである。 Ｍ＝（Ｆｙ１＋Ｆｙ２）ａ−（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）ｂ 図１２は本実施の形態の作動例を示しているもので、図
において（ａ）は左に旋回しながら制動を行って、実ヨ
ーモーメントＭが発生している場合を示している。この
場合、荷重が前輪側に移動するとともに右側に移動する
ため、図示のように、後輪の制駆動力Ｔ３，Ｔ４に比べ
て前輪の制駆動力Ｔ１，Ｔ２が大きくなり、よって、後
輪の横力Ｆｙ３，Ｆｙ４に比べて前輪の横力Ｆｙ１，Ｆ
ｙ２が大きくなるもので、この例の場合、右前輪におい
て大きな横力Ｆｙ２が発生しているのに対し、左後輪に
おいては横力Ｆｙ３が発生しておらず、いわゆるオーバ
ステア状態となっている。このような車両挙動に対し、
実ヨーモーメント検出手段２３にあっては、入力手段で
ある各センサ３１〜３６およびスリップ角検出手段３７
からの入力に基づいて各輪の横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４を求
め、さらに、これに基づいて実ヨーモーメントＭを求め
る。一方、目標ヨーモーメント演算手段２２にあっても
同様の入力手段３１〜３７からの入力に基づいて、理想
的な目標タイヤ特性を得るのに必要な各輪の横力Ｆｙ１
〜Ｆｙ４を求めるとともにこれに基づいて目標ヨーモー
メントＭＭを求める。図示のように、この目標ヨーモー
メント演算手段２２において得られる各輪の目標とする
横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４および目標ヨーモーメントＭＭは、
図１２（ｂ）に示すように、内輪の横力Ｆｙ１，Ｆｙ３
に比べて外輪の横力Ｆｙ２，Ｆｙ４が大きな値となって
いるとともに、前後で同じ大きさとなる値が得られるも
のであり、これによって、ニュートラルなステア特性が
得られる。

【００３７】そこで、ヨーモーメント発生機構２１で
は、目標ヨーモーメントＭＭが得られるような制駆動
力、すなわち、実ヨーモーメントＭと目標ヨーモーメン
トＭＭとの差分に相当するヨーモーメントを発生させる
ような制駆動力を出力する。

【００３８】このように実ヨーモーメントＭを検出する
とともに、目標ヨーモーメントＭＭを演算して両者の差
分に相当する出力させる制御を行った場合、図１３に示
すように時間遅れが生じることなく実ヨーレイト△ψが
発生する。なお、図１４は目標ヨーレイトにより制御を
行った場合を示しており、この場合、同図（ｂ）に示す
ような制御遅れが生じる。

【００３９】以上説明したように、本実施の形態では、
実ヨーモーメントＭを検出するとともに、目標ヨーモー
メントＭＭを演算して両者の差分に相当する出力させる
制御を行うようにしたため、制御遅れが生じることがな
く、また、振動も生じないものであり、運転者が違和感
を感じることのない制御を実行でき、制御品質が向上す
るという効果が得られる。しかも、上述の制御を実行す
るにあたり、入力手段としては、既存の各センサ３１〜
３６を用いるだけであり、車輪の横力を求めるために荷
重センサなどの新たなセンサを追加する必要がないた
め、製造コストを低く抑えることができるという効果が
得られる。

【００４０】（実施の形態２）以下に、実施の形態２に
ついて説明するが、実施の形態１と同じ構成には実施の
形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。

【００４１】図１４は実施の形態２の実ヨーモーメント
検出手段２２３を示すもので、各輪制動力演算部２２
ａ、各輪荷重演算部２２ｂ、各輪スリップ角演算部２２
ｄ、路面μ推定部２２２ｅの出力が実横力演算部２２３
ａに入力される。すなわち、この実横力演算部２２３ａ
には、タイヤの実横力Ｆｓｉを求める演算式、 Ｆｓｉ＝Ｌｉｍｉｔ［γｉ-（γｉ^２／３）＋（γｉ^３
／２７）］［（μＷ）^２-Ｆａｉ^２］^１／２ が記述されている。

【００４２】ここで、γｉ＝｜（Ｋｃ／μＷｉ）ｔａｎ
βｉ｜であり、Ｌｉｍｉｔ（γｉ-（γｉ^２／３）＋
（γｉ^３／２７）は、（）内の値が１を越えると飽和す
る特性関数、Ｗｉは各輪荷重、βｉは各輪スリップ角、
Ｆａｉは制駆動力、Ｋｃはコーナリングスティフネス、
μはタイヤと路面の摩擦係数である。

【００４３】なお、図１５は、輪荷重Ｗｉと各輪スリッ
プ角βｉと実横力Ｆｓｉとの関係を示す特性図である。
また、路面μ推定部２２２ｅにあっては、本実施の形態
では、μ＝ｍＡｘ／Ｆｘ＝ｍＡｘ／Ｋｓの演算式により
求めるよう構成されている。なお、ｍは車重、Ａｘは前
後加速度、Ｋはタイヤ剛性、ｓは駆動スリップ率であ
る。また、駆動スリップ率ｓは、ｓ＝（Ｖｒ-Ｖｘ）／
Ｖｘにより求める。ただし、Ｖｘは車体速度、Ｖｒは後
輪（駆動輪）左右平均速度である。

【００４４】したがって、実横力演算部２２３ａは、各
輪制駆動力演算部２２ａ、各輪荷重演算部２２ｂ、各輪
スリップ角演算部２２ｄ、路面μ推定部２２２ｅから、
制駆動力Ｆａｉ、輪荷重Ｗｉ、各輪スリップ角βｉ、路
面μを入力して、上記演算式により実横力Ｆｓｉを求
め、実ヨーモーメント演算手段２２３ｉは、この実横力
Ｆｓｉから実ヨーモーメントＭを演算する。

【００４５】図１６は実施の形態２の目標ヨーモーメン
ト演算手段２２２を示すもので、各輪制駆動力演算部２
２ａ、各輪荷重演算部２２ｂ、各輪スリップ角演算部２
２ｄの出力が目標横力演算部２２２ｇに入力される。す
なわち、この目標横力演算部２２２ｇは、タイヤの目標
横力Ｆ^※ｓｉを求める演算式 Ｆ^※ｓｉ＝（ Ｌｉｍｉｔ［γ^※ｉ-（γ^※ｉ^２／３）＋
（γ^※ｉ^３／２７）＋Ａβｉ）［（μＷｉ）^２-ＢＦ^２
ａｉ］ が記述されている。

【００４６】 γ^※ｉ＝｜（Ｋ^※ｃ／μＷｉ）ｔａｎβｉ｜ Ｋ^※ｃは、修正コーナリングスティフネス、Ｂは前後力
修正係数である。

【００４７】なお、図１７は輪荷重Ｗｉと各輪スリップ
角βｉと目標横力Ｆ^※との関係を示す特性図である。

【００４８】したがって、目標横力演算部２２２ｇは、
制駆動力Ｆａｉ、輪荷重Ｗｉ、各輪スリップ角βｉを入
力して、上記演算式により目標横力Ｆ^※ｓｉを求め、目
標ヨーモーメント演算手段２２２ｉは、この目標横力Ｆ
^※ｓｉから目標ヨーモーメントＭＭを演算する。

【００４９】この実施の形態２では、実横力および目標
横力を演算式により求めるように構成したため、制御演
算負荷を低減でき、ＣＰＵの価格を低減してコストダウ
ンを図ることができる。

【００５０】（実施の形態３）実施の形態３は、図９，
図１０に示した例の変形例を示すものであり、その相違
点を説明すると、図１８に示すように、目標ヨーモーメ
ント演算部３２２の目標横力演算部３２２ｇに実施の形
態２で示した路面ミュー演算部２２２ｅの出力が入力さ
れるよう構成されているとともに、図１９に示すよう
に、実ヨーモーメント検出手段３２３の横力低減率演算
部３２３ｅおよび第１横力演算部３２３ｆに、路面ミュ
ー演算部２２２ｅの出力が入力されるよう構成されてい
る。

【００５１】そして、目標横力演算部３２２ｇにあって
は、実施の形態１と同様にして、図２０において点線で
示す、路面μが１であるときのタイヤ特性ならびに実タ
イヤ特性を求め、さらに、路面ミュー演算部２２２ｅの
出力に応じ、両者の差に路面μを乗じた値を実タイヤ特
性に上乗せすることにより、路面μに応じた目標タイヤ
特性を選択し、これに基づいて目標横力Ｆ^※ｓｉを求
め、これにより目標ヨーモーメントＭＭを演算するもの
である。

【００５２】また、実ヨーモーメント検出手段３２３で
は、路面ミュー演算部２２２ｅの出力に応じ、最終的に
第２横力演算部３２３ｈにおいて、図２１の特性図に示
すように、タイヤ特性を決定し、このタイヤ特性に基づ
いて実横力Ｆｓｉを求め、これにより実ヨーモーメント
Ｍを演算する。

【００５３】以上のように、実施の形態３では、路面μ
を推定して、この路面μに応じて目標横力Ｆ^※ｓｉなら
びに実横力Ｆｓｉを求め、これらの値から実ヨーモーメ
ントＭならびに目標ヨーモーメントＭＭを求めるように
構成したため、両モーメントＭ，ＭＭの推定精度が高く
なり、制御品質の向上を図ることができる。さらに、路
面μ推定部２２２ｅは、演算により路面μを推定するた
め、低コストの演算手段とすることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
実ヨーモーメントを検出する実ヨーモーメント検出手段
と、車両挙動に応じた目標ヨーモーメントを求める目標
ヨーモーメント演算手段と、目標ヨーモーメントと実ヨ
ーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントが
生じるようにヨーモーメント発生機構を作動させる作動
指令手段とを設けた構成としたため、ヨーレイトに基づ
いて制御する場合のような制御遅れが生じないととも
に、制御振動が生じ難くなり、運転者がヨー運動制御に
よる違和感を感じ難く制御品質の向上を図ることができ
るという効果が得られる。また、請求項５ないし７記載
の発明にあっては、目標ヨーモーメントを求めるにあた
り、目標タイヤ特性に基づいて各輪の状態量に応じて求
めるように構成したため、目標タイヤ特性として理想的
なタイヤ特性を用いることにより、ヨーモーメント制御
を行うことで理想的なタイヤ特性に基づく高い旋回性能
を得ることができるという効果が得られる。また、請求
項８ないし１０記載の発明にあっては、実ヨーモーメン
ト検出手段を、車両挙動検出手段からの入力に基づいて
各輪タイヤの状態量を推定する各輪タイヤの状態量推定
手段と、このタイヤの状態量から車両のヨーモーメント
を演算する演算手段とで構成したため、車両のヨーモー
メントを各輪に荷重センサを設けて求めるのに比べて既
存のセンサを利用した安価な手段により求めることがで
きるという効果が得られ、特に、請求項９，１０記載の
発明にあっては、タイヤの状態量推定手段に、各輪の横
力を演算する横力演算手段を設け、この横力に基づいて
実ヨーモーメントを求めるようにしているため、安価で
ありながら時々刻々と変化するヨーモーメントを高い精
度で検出することができるという効果が得られる。さら
に、請求項１１，１２に記載の発明は、請求項６ないし
１０記載の発明において、各輪スリップ角演算手段が車
両重心点のスリップ角を求めるにあたり、タイヤのコー
ナリングパワーを推定する式を直接導くようにしたこと
により、過去の一定時間の時系列データを保存する必要
がなく、急激な路面変化に対しても正確なスリップ角を
推定でき、安価でメモリの負担も少なく、しかも高い精
度でスリップ角を求めることができるという効果が得ら
れ、特に、請求項１２に記載の発明にあっては、信頼性
を確保しながら構成の簡略化を図ることができるという
効果が得られる。

【００５５】また、請求項１３ないし１５に記載の発明
では、目標ヨーモーメント演算手段と実ヨーモーメント
検出手段が、各輪の状態量と演算式で記述されたタイヤ
特性とに基づいて、それぞれ目標横力および実横力を求
めるため、制御演算負荷を低減でき、これによりＣＰＵ
の価格を低減して、コストダウンを図ることができると
いう効果が得られる。請求項１６ないし１９に記載の発
明では、路面摩擦係数に応じて、実ヨーモーメントと目
標ヨーモーメントの少なくとも一方の演算を変化させる
よう構成したため、制御品質を向上させることができる
という効果が得られる。また、請求項１９に記載の発明
では、路面摩擦係数を駆動輪のスリップ率および前後加
速度と、定数により求めるようにしたため、簡単な演算
により路面μを求めることができ、低コストで高い制御
品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両のヨー運動制御装置を示すクレー
ム対応図である。

【図２】２輪モデル図である。

【図３】前輪操舵角δとスリップ角βとヨーレイト△ψ
との関係を示す運動方程式のモデル図である。

【図４】上記運動方程式を簡略化したモデル図である。

【図５】実施の形態を示す説明図である。

【図６】実施の形態のヨーモーメント発生機構の一例で
あるブレーキ制御装置を示す全体図である。

【図７】実施の形態の目標ヨーモーメント演算手段を示
すブロック図である。

【図８】実施の形態の目標横力を求めるマップを示す特
性図である。

【図９】目標ヨーモーメント演算手段の他例を示すブロ
ック図である。

【図１０】実施の形態の実ヨーモーメント検出手段を示
すブロック図である。

【図１１】実施の形態の横力を求めるマップを示す特性
図である。

【図１２】実施の形態の作動例を示す説明図である。

【図１３】実施の形態の作動例を示す入力・出力特性図
である。

【図１４】実施の形態２の実ヨーモーメント検出手段を
示すブロック図である。

【図１５】実施の形態２の実横力特性図である。

【図１６】実施の形態２の目標ヨーモーメント演算手段
を示すブロック図である。

【図１７】実施の形態２の目標横力特性図である。

【図１８】実施の形態３の目標ヨーモーメント演算手段
を示すブロック図である。

【図１９】実施の形態３の実ヨーモーメント検出手段を
示すブロック図である。

【図２０】実施の形態３の目標横力特性図である。

【図２１】実施の形態３の実横力特性図である。

【図２２】従来技術の作動例を示す入力・出力特性図で
ある。

【図２３】従来技術の作動例を示す出力特性図である。

【符号の説明】

ａ ヨーモーメント発生機構 ｂ 車両挙動検出手段 ｃ 実ヨーモーメント検出手段 ｃ１ 各輪タイヤの状態量推定手段 ｃ１１ 各輪スリップ角演算手段 ｃ１２ 輪荷重演算手段 ｃ１３ 制駆動力演算手段 ｃ１４ 横力演算手段 ｃ２ 演算手段 ｄ 目標ヨーモーメント演算手段 ｄ１ 輪荷重演算手段 ｄ２ 各輪スリップ角演算手段 ｄ３ 各輪制駆動力演算手段 ｄ１１ 荷重移動演算手段 ｄ１３ 演算手段 ｅ 作動指令手段 １ マスタシリンダ ２ ブレーキ回路 ３ ホイルシリンダ ４ ドレン回路 ５ 切替弁 ６ リザーバ ７ ポンプ ８ 加給回路 ９ イン側ゲート弁 １０ アウト側ゲート弁 １１ ブレーキユニット １２ コントロールユニット ２１ ヨーモーメント発生機構 ２２ 目標ヨーモーメント演算手段 ２２ａ 各輪制駆動力演算部 ２２ｂ 各輪荷重演算部 ２２ｄ 各輪スリップ角演算部 ２２ｇ 目標横力演算部 ２２ｉ 目標ヨーモーメント演算部 ２２２ 目標ヨーモーメント演算手段 ２２２ｅ 路面μ推定部 ２２２ｇ 目標横力演算部 ３２２ 目標ヨーモーメント演算手段 ３２２ｇ 目標横力演算部 ２３ 実ヨーモーメント検出手段 ２２３ 実ヨーモーメント検出手段 ２２３ａ 実横力演算部 ２２３ｉ 実ヨーモーメント演算部 ３２３ 実ヨーモーメント検出手段 ３２３ｅ 横力低減率演算部 ３２３ｆ 第１横力演算部 ３２３ｈ 第２横力演算部 ３１ ブレーキスイッチ ３２ 前後Ｇセンサ ３３ 横Ｇセンサ ３４ 操舵角センサ ３５ ヨーレイトセンサ ３６ 車速センサ ３７ スリップ角検出手段

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両にヨー運動を生じさせるヨーモーメ
   ント発生機構と、 車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、 この車両挙動検出手段に含まれ、車両に生じている実ヨ
   ーモーメントを検出する実ヨーモーメント検出手段と、 前記車両挙動検出手段からの入力に基づいて、現在の車
   両挙動において必要なヨーモーメントである目標ヨーモ
   ーメントを求める目標ヨーモーメント演算手段と、 前記目標ヨーモーメントと実ヨーモーメントとの差分に
   相当する量のヨーモーメントを出力させるべく前記ヨー
   モーメント発生機構を作動させる作動指令手段と、を備
   えていることを特徴とする車両のヨー運動制御装置。
2. 【請求項２】 前記車両挙動検出手段として、各輪にお
   ける横力と前後力を求める横力・前後力検出手段を含
   み、 前記実ヨーモーメント検出手段が、横力・前後力検出手
   段からの入力に基づいて実ヨーモーメントを演算する手
   段であることを特徴とする請求項１記載の車両のヨー運
   動制御装置。
3. 【請求項３】 前記車両挙動検出手段として、車両のヨ
   ーレイトを検出するヨーレイトセンサを含み、 前記実ヨーモーメント検出手段が、ヨーレイトの微分値
   と、車両のヨー慣性モーメントの値とを乗算することに
   よって実ヨーモーメントを求める手段であることを特徴
   とする請求項１記載の車両のヨー運動制御装置。
4. 【請求項４】 前記目標ヨーモーメント演算手段が、舵
   角と車両状態量とを用いて目標ヨーレイトを演算し、こ
   の目標ヨーレイトの微分値と車両のヨー慣性モーメント
   の値との乗算により目標ヨーモーメントを演算する手段
   であることを特徴とする請求項１ないし３記載の車両の
   ヨー運動制御装置。
5. 【請求項５】 前記目標ヨーモーメント演算手段が、各
   輪の状態量と目標タイヤ特性とを用いて目標ヨーモーメ
   ントを演算する手段であることを特徴とする請求項１な
   いし３記載の車両のヨー運動制御装置。
6. 【請求項６】 前記目標ヨーモーメント演算手段が、各
   輪の輪荷重を演算する輪荷重演算手段と、各輪のスリッ
   プ角を演算する各輪スリップ角演算手段と、各輪の制駆
   動力を演算する各輪制駆動力演算手段と、を含み、前記
   各輪の状態量として、輪荷重、スリップ角、制駆動力を
   含むことを特徴とする請求項５記載の車両のヨー運動制
   御装置。
7. 【請求項７】 前記目標ヨーモーメント演算手段が、横
   加速度による荷重移動を演算する荷重移動演算手段と、
   各輪のスリップ角を演算する各輪スリップ角演算手段
   と、荷重移動と各輪スリップ角のみを用いて目標タイヤ
   特性から目標横力を演算し、この目標横力から目標ヨー
   モーメントを演算する演算手段と、を備えていることを
   特徴とする請求項５記載の車両のヨー運動制御装置。
8. 【請求項８】 前記実ヨーモーメント検出手段を、各輪
   タイヤの状態量推定手段と、この状態量推定手段の出力
   信号を用いて車両のヨーモーメントを演算する演算手段
   とにより構成したことを特徴とする請求項１，４，５，
   ６，７のいずれかに記載の車両のヨー運動制御装置。
9. 【請求項９】 前記車両挙動検出手段が、横加速度セン
   サ、前後加速度センサ、ブレーキセンサ、舵角センサ、
   ヨーレイトセンサ、車速センサ、および車両スリップ角
   検出手段を含み、 各輪タイヤの状態量推定手段が、車両スリップ角・舵角
   ・ヨーレイト・車速から各輪のスリップ角を求める各輪
   スリップ角演算手段と、車両の前後加速度および横加速
   度から各輪の輪荷重を求める輪荷重演算手段と、ブレー
   キ状態および車両前後加速度から各輪に働く制駆動力を
   演算する制駆動力演算手段と、これら演算手段で得られ
   た輪荷重・制駆動力・各輪スリップ角に基づいて各輪に
   働く横力を演算する横力演算手段とを備えていることを
   特徴とする請求項８記載の車両のヨー運動制御装置。
10. 【請求項１０】 前記横力演算手段は、輪荷重とスリッ
    プ角とに基づいて制駆動力抜きの各輪に働く横力を予め
    設定されたマップにより求める手段と、制駆動力に基づ
    いて横力低減率を求める手段と、前記制駆動力抜きの横
    力と横力低減率とに基づいて各輪横力を求める手段とを
    備えていることを特徴とする請求項９記載の車両のヨー
    運動制御装置。
11. 【請求項１１】 前記各輪スリップ角演算手段が、車両
    の重心点におけるスリップ角を求めた後、各輪スリップ
    角を求めるよう構成され、 車両重心点のスリップ角を求めるにあたり、車両のヨー
    レイト△ψと横加速度△△Ｙと車速Ｖの各センサ信号か
    ら次式（１）により後輪のコーナリングパワー推定値Ｐ
    Ｃ_２ を演算し、 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］＋ｆ（△△Ｙ） …（１） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
    両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
    重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
    ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、右辺第１項は車両
    の二輪モデルから解析的に求められる後輪のコーナリン
    グパワー、第二項のｆ（△△Ｙ）は横加速度による補正
    項である） 次に、前記後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ_２ と
    ヨーレイト信号△ψを用いて、車両の二輪モデルから解
    析的に求められるヨーレイトとスリップ角の関係式であ
    る次式（２）により演算する手段である β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（２） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
    Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
    ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
    る］ことを特徴とする請求項６ないし１０記載の車両の
    ヨー運動制御装置。
12. 【請求項１２】 前記各輪スリップ角演算手段が、車両
    の重心点におけるスリップ角を求めた後、各輪スリップ
    角を求めるよう構成され、 車両重心点のスリップ角を求めるにあたり、車両のヨー
    レイト△ψと横加速度△△Ｙと車速Ｖの各センサ信号か
    ら次式（５）により後輪のコーナリングパワー推定値Ｐ
    Ｃ_２ を演算し、 ＰＣ_２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△ Ｙ］ …（５） （ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車
    両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両
    重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイー
    ルベース、Ｉは車両慣性モーメント、である） 前記後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ_２ とヨーレ
    イト信号△ψを用いて、車両の二輪モデルから解析的に
    求められるヨーレイトとスリップ角の関係式である次式
    （６）でスリップ角βを演算する β＝−Ｋ_ｂｒ［（Ｔ_ｂ ｓ＋１）／（Ｔ_ｒ ｓ＋１）］△ψ …（６） ［ここで、Ｋ_ｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ_２ ））
    Ｖ^２ ）（ｂ／Ｖ）、Ｔ_ｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ_２ −ｍ
    ａＶ^２ ）、Ｔ_ｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ_２ ）］Ｖであ
    る］ことを特徴とする請求項６ないし１０記載の車両の
    ヨー運動制御装置。
13. 【請求項１３】 前記目標ヨーモーメント演算手段と前
    記実ヨーモーメント検出手段が、各輪の状態量と演算式
    で記述されたタイヤ特性とに基づいて、それぞれ目標横
    力および実横力を求め、目標横力から目標ヨーモーメン
    トを、実横力から実ヨーモーメントを求めるよう構成さ
    れていることを特徴とする請求項５ないし９記載の車両
    のヨー運動制御装置。
14. 【請求項１４】 前記実ヨーモーメント演算手段におい
    て、実横力Ｆｓｉを求める演算式が、Ｆｓｉ＝Ｌｉｍｉ
    ｔ［γｉ-（γｉ^２／３）＋（γｉ^３／２７）］［（μ
    Ｗｉ） ^２-Ｆａｉ^２］^１／２であり、 かつ、前記目標ヨーモーメント演算手段において、目標
    横力Ｆ^※ｓｉを求める演算式が、Ｆ^※ｓｉ＝｛Ｌｉｍｉ
    ｔ［γ^※ｉ-（γ^※ｉ^２／３）＋（γ^※ｉ^３／２７）］
    ＋Ａβｉ｝［（μＷｉ）^２-ＢＦａｉ^２］^１／２であ
    り、なお、前記γｉは、γｉ＝｜（Ｋｃ／μＷｉ）ｔａ
    ｎβｉ｜であり、前記Ｌｉｍｉｔ［γｉ-（γｉ^２／
    ３）＋（γｉ^３／２７）］は、［］内の値が１を越える
    と飽和する特性関数であり、前記Ｗｉは各輪荷重、前記
    βｉは各輪横スリップ角、前記Ｆａｉは制駆動力、前記
    Ｋｃはコーナリングスティフネス、前記μはタイヤと路
    面の摩擦係数、Ａは定数Ｂは前後力修正係数であり、ま
    た、前記γ^※ｉは、γ^※ｉ＝｜（Ｋ^※ｃ／μＷｉ）ｔａ
    ｎβｉ｜であり、前記Ｋ^※ｃはコーナリングスティフネ
    スであることを特徴とする請求項１３記載の車両のヨー
    運動制御装置。
15. 【請求項１５】 前記実ヨーモーメント演算手段にお
    いて、実横力Ｆｓｉを求める演算式が、Ｆｓｉ＝Ｄｓｉ
    ｎ｛Ｃａｒｃｔａｎ［Ｆ-Ｅ（Ｆ-ａｒｃｔａｎ
    （Ｆ））］｝であり、なお、ここでＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、
    μ，ｗｉ，βｉの関数であり、 かつ、前記目標ヨーモーメント演算手段において、目標
    横力Ｆ^※ｓｉを求める演算式が、Ｆ^※ｓｉ＝Ｄ^※｛ｓｉ
    ｎ［Ｃ^※ａｒｃｔａｎ（Ｆ^※-Ｅ^※（Ｆ^※-ａｒｃｔａｎ
    （Ｆ^※ ）））］＋Ｚβｉ｝であり、なお、ここで
    Ｃ^※，Ｄ^※，Ｅ^※，Ｆ^※は、μ，ｗｉ，βｉの関数であ
    り、Ｚは定数であることを特徴とする請求項１３記載の
    車両のヨー運動制御装置。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５記載の車両のヨー
    運動制御装置において、 路面の摩擦係数を求める路面摩擦係数検出手段を設け、 前記実ヨーモーメント演算手段を、路面摩擦係数に応じ
    て実ヨーモーメントの演算を変化させるよう構成したこ
    とを特徴とする車両のヨー運動制御装置。
17. 【請求項１７】 請求項１ないし１６記載の車両のヨー
    運動制御装置において、 路面の摩擦係数を求める路面摩擦係数検出手段を設け、 前記目標ヨーモーメント演算手段を、路面摩擦係数に応
    じて目標ヨーモーメントの演算を変化させるよう構成し
    たことを特徴とする車両のヨー運動制御装置。
18. 【請求項１８】 前記路面摩擦係数検出手段を、駆動輪
    のスリップ率と車両の前後加速度との比から路面摩擦係
    数を推定するよう構成したことを特徴とする請求項１７
    記載の車両のヨー運動制御装置。
19. 【請求項１９】 前記駆動輪のスリップ率をｓ、タイヤ
    剛性を定数Ｋ、駆動力Ｆ＝Ｋｓ、前後加速度Ａｘ、車重
    ｍとした場合、 前記路面摩擦係数μを、 μ＝（ｍＡｘ／Ｆｘ）＝（ｍＡｘ／Ｋｓ ） の演算式により求めるよう路面摩擦係数検出手段を構成
    したことを特徴とする請求項１８記載の車両のヨー運動
    制御装置。