JP2001080491A

JP2001080491A - 車両のヨーイング運動量制御装置

Info

Publication number: JP2001080491A
Application number: JP25624799A
Authority: JP
Inventors: Motohira Naitou; 原平内藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP3788131B2

Abstract

(57)【要約】【課題】急操舵のレーンチェンジ時のような緊急回避
時に、フィードフォワード制御ゲインを大きくして位相
遅れを改善し、通常走行時はフィードフォワード制御ゲ
インを小さくして減速Ｇによる違和感を抑制する車両の
ヨーイング運動量制御装置を提供すること。【解決手段】通常状態への回避動作を要する緊急状態
の度合いを検出する緊急度検出手段を備え、車両のヨー
イングモーメント制御を行う制動力制御手段を、操舵角
速度と操舵角加速度に応じてヨーイングモーメント量を
発生すると共に、緊急度が強くなるに応じてヨーイング
モーメント量を大きくするフィードフォワード制御を行
う手段とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のヨーイング
運動量制御装置に関する。特に、車両に作用する入力や
車両に発生する物理量等から車両の各輪に設けられたホ
イルシリンダの制動力制御を行う車両のヨーイング運動
量制御装置に関し、特にこのフィードフォワード制御を
可能とした車両の各輪に設けられたホイルシリンダの制
動力制御装置等に適用可能なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のヨーイング運動量制御装置
としては、例えば、特開平５−２７０３８２号公報に記
載のものが知られている。

【０００３】この公報には、目標ヨーイング運動量の設
定で常に操舵角度と車速から設定した目標ヨーイング運
動量を目標に各輪の制動力でフィードバックによりヨー
イングモーメントを制御する構成が記載されている。

【０００４】一方、特開平５−７７７５３号公報には、
４ＷＳの操舵角、操舵角速度、操舵角加速度に応じるフ
ィードフォワード制御と、目標ヨーイング運動量と、目
標ヨーイング運動量のフィードバック制御で後輪コーナ
リングフォースでヨーイングモーメント制御を実行する
構成が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−２７０３８２号公報に記載の従来技術にあって
は、フィードバック制御のみであるので積極的に位相遅
れを補償しない。このため、レーンチェンジのような急
な旋回運動をした場合、ハンドル操舵角度に追従する目
標ヨーイング運動量に実ヨーイング運動量を一致させよ
うとF/B制御するが、実ヨーイング運動量が遅れて偏差
が大きくなって制御開始することになり、ハンドル操作
に対する車両ヨーイング運動量の位相遅れが大きく、結
果的にドライバーが挙動を修正しようとしてハンドル操
舵角度が過大な操作をするようになってしまうという問
題があった。

【０００６】一方、特開平５−７７７５３号公報に記載
の従来技術にあっては、フィードバック＋フィードフォ
ワード制御の構成であるが、ハンドル操舵角、操舵角速
度が小さいときにフィードバック制御ゲインを大きく
し、一方、操舵角、操舵角速度によらず、ほぼ一定のゲ
インでフィードフォワード制御を行うように切り替える
構成となっている。そのため、急操作時の位相遅れの補
償はフィードフォワード制御で行われる。しかし、これ
を各輪の制動力でヨーモーメント制御を行うときには、
車両に大きな位相遅れが生じる不安定挙動が発生する前
に、位相補償して安定性を向上するには、早期にヨーモ
ーメント制御を行う必要があり、ドライバーが不安感を
感じていないときに制動力を発生するため、減速Ｇが生
じて、違和感を感じてしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、急操舵のレーンチェンジ時のよう
な緊急回避時に、フィードフォワード制御ゲインを大き
くして位相遅れを改善し、通常走行時はフィードフォワ
ード制御ゲインを小さくして減速Ｇによる違和感を抑制
する車両のヨーイング運動量制御装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決手段は、
下記の通りである。

【０００９】請求項１記載の発明では、少なくともハン
ドル操作から操舵角速度及び操舵角加速度を検出する操
舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段と、前記操
舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段からの信号
に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両のヨーイ
ングモーメント制御を行う制動力制御手段とを備えた車
両のヨーイング運動量制御装置において、通常状態への
回避動作を要する緊急状態の度合いを検出する緊急度検
出手段を備え、前記制動力制御手段を、操舵角速度と操
舵角加速度に応じてヨーイングモーメント量を発生する
と共に、緊急度が強くなるに応じてヨーイングモーメン
ト量を大きくするフィードフォワード制御を行う手段と
したことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
車両のヨーイング運動量制御装置において、前記制動力
制御手段を、検出された緊急度が強い状態であるときフ
ィードフォワード制御ゲインを大きくする手段としたこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、前記
緊急度検出手段を、車速、操舵角速度、操舵角加速度、
車両横加速度、車両減速度、ブレーキ操作量等が大きい
とき緊急度が強い状態であると検出し、路面摩擦係数が
小さいとき緊急度が強い状態であると検出する手段とし
たことを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明では、請求項１又は２
記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、前記
緊急度検出手段を、外界認識手段により障害物を検出し
た場合に、緊急度が強い状態であると検出する手段とし
たことを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明では、請求項１ないし
４記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、車
両に実際に発生しているヨーイング運動量を検出するヨ
ーイング運動量検出手段と、車両に作用する入力又は車
両に発生している物理量を検出する入力物理量検出手段
と、前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用す
る入力検出値又は車両に発生している物理量検出値とに
基づいて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量を算出
する目標ヨーイング運動量演算手段と、前記目標ヨーイ
ング運動量演算手段で算出された目標ヨーイング運動量
に前記目標ヨーイング運動量検出手段で検出されたヨー
イング運動量を一致させるように制御を行うフィードバ
ック制御手段とを備え、前記制動力制御手段を、前記フ
ィードフォワード制御により演算されたヨーイングモー
メント量と、フィードバック制御により演算されたヨー
イングモーメント量の和を、実際に車両に発生させよう
とする修正ヨーイングモーメント量として設定する手段
としたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用および効果】請求項１記載の発明では、操
舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段において、
少なくともハンドル操作から操舵角速度及び操舵角加速
度が検出され、制動力制御手段において、操舵角速度信
号及び操舵角加速度信号に基づいて左右車輪の制動力差
を発生し、車両のヨーイングモーメントが制御される。

【００１５】そして、緊急度検出手段において、通常状
態への回避動作を要する緊急状態の度合いが検出され、
前記制動力制御手段において、操舵角速度と操舵角加速
度に応じてヨーイングモーメント量を発生する制御が行
われると共に、緊急度が強くなるに応じてヨーイングモ
ーメント量を大きくするフィードフォワード制御が行わ
れる。

【００１６】よって、急操舵のレーンチェンジ時のよう
な緊急回避時には、制動力による減速Ｇがドライバーに
とっては違和感と感じないため、緊急度が強いときに、
操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイン
グモーメント量を大きくするフィードフォワード制御を
行うことで、必要なヨーイング運動量が補償され、位相
遅れを改善できる。一方、緊急度が弱いときには、操舵
速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモ
ーメント量を小さくするフィードフォワード制御を行う
ことで、制動力による減速Ｇが小さく抑えられ、減速Ｇ
によりドライバーに与える違和感が抑制される。

【００１７】請求項２記載の発明では、制動力制御手段
において、検出された緊急度が強い状態であるときフィ
ードフォワード制御ゲインが大きく設定される。

【００１８】よって、走行中の緊急度検出に基づくフィ
ードフォワード制御ゲインの変更により、請求項１記載
の発明の作用効果を達成することができる。

【００１９】請求項３記載の発明では、緊急度検出手段
において、車速、操舵角速度、操舵角加速度、車両横加
速度、車両減速度、ブレーキ操作量等が大きいとき緊急
度が強い状態であると検出され、路面摩擦係数が小さい
とき緊急度が強い状態であると検出される。

【００２０】よって、走行中の緊急度を、検出可能な車
両の走行状態や路面摩擦係数により推定検出することが
できる。

【００２１】請求項４記載の発明では、緊急度検出手段
において、外界認識手段により障害物を検出した場合
に、緊急度が強い状態であると判断される。ここで、外
界認識手段とは、カメラ、レーザーレーダー、ミリ波等
の外界認識センサや路車間通信でのインフラ側から提供
される情報を総合した手段をいう。

【００２２】よって、走行中の緊急度を、外界認識手段
により検出可能な障害物の存在により推定検出すること
ができる。

【００２３】請求項５記載の発明では、実ヨーイング運
動量検出手段において、車両に実際に発生しているヨー
イング運動量が検出され、入力物理量検出手段におい
て、車両に作用する入力又は車両に発生している物理量
が検出され、目標ヨーイング運動量演算手段において、
前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用する入
力検出値、又は車両に発生している物理量検出値とに基
づいて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量が算出さ
れ、フィードバック制御手段において、目標ヨーイング
運動量演算手段で算出された目標ヨーイング運動量に目
標ヨーイング運動量検出手段で検出されたヨーイング運
動量が一致するように制御される。

【００２４】そして、制動力制御手段において、フィー
ドフォワード制御により演算されたヨーイングモーメン
ト量と、フィードバック制御により演算されたヨーイン
グモーメント量の和が、実際に車両に発生させようとす
る修正ヨーイングモーメント量として設定される。

【００２５】よって、ドライバー等の急なハンドル操作
により生じる車両のヨーイング運動量の位相補償をフィ
ードフォワード制御により行うことができると共に、外
乱や大きな挙動の乱れ、低μ路等の変化に対しては、フ
ィードバック制御により車両の挙動を安定させることが
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００２７】まず、構成を説明する。

【００２８】図１はこの発明の制御概念図であり、この
発明のうち請求項１〜４に係る車両のヨーイング運動量
制御装置は、図１のＤに示すように、外界認識手段や車
両に作用する入力や車両に発生している物理量を検出す
る入力物理量やドライバ操作量などから緊急度を検出
し、これに基づいてフィードフォワード制御ゲインを設
定する制御ゲイン設定手段を設け、設定されたゲインと
操舵角速度と操舵角加速度に応じてヨーイング運動量を
演算することを特徴とするものである。

【００２９】この発明のうち請求項５に係る車両のヨー
イング運動量制御装置は、図１に示すように、前記ヨー
イング運動量のフィードフォワード制御手段に加え、目
標ヨーイング運動量に実ヨーイング運動量を一致させる
ヨーイング運動量のフィードバック制御手段と、フィー
ドフォワード制御によるヨーイングモーメント量と、フ
ィードバック制御によるヨーイングモーメント量の和
を、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモ
ーメント量として設定する修正ヨーイング運動量演算手
段とを設けたことを特徴とするものである。

【００３０】図２は本発明の車両のヨーイング運動量制
御装置が適用された実施の形態における制動流体圧制御
装置の概要を示す制動流体圧・電気系統図である。図中
の符号１FL，１RRはそれぞれ前左輪，後右輪を示し、１
FR，１RLはそれぞれ前右輪，後左輪を示している。そし
て、それぞれの車輪の１FL〜１RRには、制動用シリンダ
として、それぞれに該当するホイールシリンダ２FL〜２
RRが取り付けられている。なお、各ホイールシリンダ２
FL〜２RRは、ディスクロータにパッドを押しつけて制動
する、所謂ディスクブレーキである。

【００３１】マスタシリンダ５は、ブレーキペダル４の
踏み込みに応じて２系統のマスタシリンダ圧を発生す
る。そして、各ホイールシリンダ２FL〜２RRとの接続構
造は、マスタシリンダ５の一方の系統に前左ホイールシ
リンダ２FLと後右ホイールシリンダ２RRを接続し、他方
の系統に前右ホイールシリンダ２FRと後左ホイールシリ
ンダ２RLとを接続する、前記ダイアゴナルスプリット配
管とかＸ配管と呼ばれる配管構造である。なお、本実施
の形態では、後左右ホイールシリンダ２RL，２RRとマス
タシリンダ５との間にプロポーショニングバルブ２０R
L，２０RRを介装する。このプロポーショニングバルブ
２０RL，２０RRとは、制動時の輪荷重変化に対して、前
後輪の制動力配分を、所謂理想制動力配分に近づけるた
めに、特に後輪側の制動力の増加率を前輪側のそれより
小さくするものであり、従来既存のものが使用可能であ
る。

【００３２】一方、前記マスタシリンダ５の各マスタシ
リンダ圧の系統毎に、当該マスタシリンダ５とホイール
シリンダ２FL，２RR又は２FR，２RLとを断続するマスタ
シリンダ断続弁６Ａ，６Ｂを介装する。また、マスタシ
リンダリザーバ５ａの制動流体を加圧する増圧用ポンプ
３を個別に設け、この増圧用ポンプ３の吐出圧を２つに
分岐して、前記マスタシリンダ５からの二系統のマスタ
シリンダ圧に、前記マスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂよ
り下流側、つまり各ホイールシリンダ２ＦＬ〜２ＲＲ側
で合流させる。また、この各合流点と増圧用ポンプ３と
の間には、当該増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂを介装す
る。

【００３３】そして、マスタシリンダ５の１つの系統又
は増圧用ポンプ３から分岐された一方の系統を制動流体
圧力減の１つの系統と見なし、それに接続されているホ
イールシリンダ２FL、２RR又は２FR，２RLのそれぞれの
上流側に該当する増圧制御弁８FL，８RR又は８FR，８RL
を介装する。なお、この制動流体圧力源部位での制動流
体圧を、便宜上、ライン圧とも記す。また、これらの増
圧制御弁８FL，８RR又は８FR，８RLには、それぞれのバ
イパス流路に逆止弁９FL，９RR又は９FR，９RLを設け
て、ブレーキペダルの踏み込みを解除したときにホイー
ルシリンダ２FL，２RR又は２FR，２RL内の制動流体が早
急にマスタシリンダ５側に還元されるようにする。

【００３４】また、前記制動流体圧源のそれぞれの系統
には個別の減圧用ポンプ１１Ａ，１１Ｂの吐出側をそれ
ぞれ接続し、それらの吸入側とホイールシリンダ２FL，
２RR又は２FR，２RLとの間に減圧制御弁１０FL，１０RR
又は１０FR，１０RLを介装する。なお、前記２つの減圧
用ポンプ１１Ａ，１１Ｂは１つのポンプモータを兼用す
る。また、各減圧制御弁１０FL，１０RR又は１０FR，１
０RLと減圧ポンプ１１Ａ，１１Ｂとの間には干渉防止用
のリザーバ１８Ａ，１８Ｂを接続する。

【００３５】これらの各圧力制御弁は、後述するコント
ロールユニットからの駆動信号によって切り替えられる
二位置切換弁であり、それらはフェールセーフのため
に、例えばマスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂは常時開、
増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂは常時閉、増圧制御弁８
FL，８RR又は８FR，８RLは常時開、減圧制御弁１０FL，
１０RR又は１０FR，１０RLは常時閉となっており、前期
駆動信号によって各ソレノイド６Ａ_ｓｏｌ，６
Ｂ_ｓｏｌ，７Ａ_ｓｏｌ，７Ｂ_ｓｏｌ，８FL_ｓｏｌ，８RR
_ｓ _ｏｌ，８FR_ｓｏｌ，８RL_ｓｏｌ，１０FL_ｓｏｌ，１０
RR_ｓｏｌ，１０FR_ｓｏｌ，１０RL_ｓｏｌが励磁される
と、逆の開閉状態に切り替わる。また、前期増圧用ポン
プ３や減圧用ポンプ１１Ａ，１１Ｂもコントロールユニ
ットからの駆動信号によって駆動制御される。

【００３６】従って、この制動流体圧回路では、後述す
る車両挙動制御を行うために制動力を制御するにあた
り、各ホイールシリンダ２FL〜２RRの制動流体圧（以
下、ホイールシリンダ圧とも記す）を増圧する場合に
は、例えば前記マスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂが閉、
増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂが開の状態で増圧ポンプ
３を駆動し、その創成圧を、前記各減圧制御弁１０FL〜
１０RRを開制御して、各ホイールシリンダ２FL〜２RR内
の制動流体を排出する。

【００３７】なお、各増圧制御弁８FL〜８RRや減圧制御
弁１０FL〜１０RRの開制御については後段に説明する。
また、前記ブレーキペダル４への反力を軽減するため
に、ブレーキペダル４の踏み込み時には前記マスタシリ
ンダ断続弁６Ａ，６Ｂを開状態としても良い。また、制
動力を増加することと制動流体圧（ホイールシリンダ
圧）を増圧する事、並びに制動力を減少することと制動
流体圧（ホイールシリンダ圧）を減圧することとは同じ
意味であるから、これ以後は、両者を同義に取り扱う。

【００３８】一方、前記各車輪１FL〜１RRには、図２に
示すように、当該車輪の回転速度に相当する車輪速度
（以下、車輪速とも記す）を検出するために、当該車輪
速に応じた制限は信号を出力する車輪速センサ１２FL〜
１２RRが取り付けられている。また、車両には、車両に
発生する実ヨーレートｄψを検出するヨーレートセンサ
１３や、ステアリングホイールの操舵角から操舵輪の舵
角θを検出する舵角センサ１４や、車両に発生する横加
速度及び前後加速度を検出する加速度センサ１５や、前
記２系統のライン圧Ｐ_MCを検出するライン圧センサ１６
や、必要に応じてブレーキペダル４の踏み込み状態を検
出してブレーキペダルストロークηを検出するブレーキ
ストロークセンサ１９などが取り付けられ、各センサや
スイッチの検出信号は何れも後述するコントロールユニ
ット１７に入力される。なお、前記ヨーレートセンサ１
３からの実ヨーレートｄψや舵角センサ１４からの舵角
θには、例えば正負等の方向性があるが、両者の間に
は、例えばステアリングホイールを右切りしたときの舵
角と、そのときに発生する右回りのヨーレートとの方向
性が整合するように設定してあり、本実施形態では左旋
回で舵角θ＞０、ヨーレートｄψ＞０となるように設定
してある。また、前記ブレーキストロークセンサ１９か
らのブレーキペダルストロークηは、例えばブレーキペ
ダルが踏み込まれていないときにＯＦＦ状態を示す理論
値“０”で、ブレーキペダルのストロークの増大と共に
ステップ的に増加するディジタル信号とする。

【００３９】コントロールユニット１７は、前述の各セ
ンサやスイッチ類からの検出信号を入力して、前記各切
換弁への制御信号を出力するマイクロコンピュータと、
このマイクロコンピュータから出力される制御信号を前
述したような電磁切換弁などからなる各制御弁ソレノイ
ドへの駆動信号に変換する駆動回路とを備えている。そ
して、前記マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換機能を
有する入力インタフェース回路や、Ｄ／Ａ変換機能等を
有する出力インタフェース回路や、マイクロプロセッサ
ユニットＭＰＵ等からなる演算処理装置や、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等からなる記憶装置を備えている。なお、前記マイ
クロコンピュータからパルス幅変調されたディジタルデ
ータの基準矩系波制御信号を出力するようにし、各駆動
回路は単にそれを各アクチュエータ作動に適した駆動信
号に変換、増幅するだけのものとして構成されている。

【００４０】また、前記マイクロコンピュータでは、前
述のような各種の制御に必要な主要な制御信号の創成出
力のみならず、例えば車両挙動制御での減圧制御に必要
な前記減圧用ポンプの駆動制御信号や、アクチュエータ
そのものへの電源供給を司るアクチュエータリレースイ
ッチ素子への制御信号なども平行して創成出力してい
る。

【００４１】次に、作用を説明する。

【００４２】図３から図５にはコントローラによって実
行される制御プログラムの一例のフローチャートを示
す。この処理は図示せざるオペレーションシステムで一
定時間毎の定時割り込みによって遂行される。

【００４３】［車両挙動制御］図３には、車両挙動制御
処理のフローチャートを示す。

【００４４】すなわち、ステップ１００では、ハンドル
角、ブレーキ圧、車速、前後減速度、横加速度、及びヨ
ーレートを入力し、ステップ１０１では、操舵角速度、
及び操舵角加速度を演算し、ステップ１０２では、制御
ゲインτ^１，τ^２を演算し、ステップ１０３では、フィ
ードフォワード制御のブレーキモーメント△Ｍ_F/Fを演
算し、ステップ１０４では、フィードバック制御のブレ
ーキモーメント△Ｍ_F/ _Bを演算し、ステップ１０５で
は、制御ブレーキモーメント△Ｍを演算し、ステップ１
０６では、△Ｍを実現するブレーキ制御を出力するとい
うルーチンによりブレーキによる車両挙動制御が行われ
る。

【００４５】詳しく述べると、ステップ１００では、車
速やその他走行状態を表す各種センサより操舵角θ、前
後及び横方向の加速度Ｘｇ、Ｙｇ、ヨーレートｄψ、車
速Ｖ、ブレーキ圧力Ｐｂ、路面μを取り込む。

【００４６】ステップ１０１では、操舵角θを微分、二
次微分することで、操舵角速度ｄθ、ｄ(ｄθ)を計算す
る。

【００４７】ステップ１０２では、後述するステップ２
００以降での車両入力物理量やドライバー操作量、外界
認識センサから緊急度を検出し、それに応じたフィード
フォワード制御の操舵速度に対する発生ヨーモーメント
ゲインτ^１と操舵角加速度に対する発生ヨーモーメント
ゲインτ^２を設定する。

【００４８】ステップ１０３では、前記設定されたフィ
ードフォワード制御ゲインτ^１と操舵角加速度ｄθとτ
^２と操舵角加速度ｄ(ｄθ)の各々の積の和よりフィード
フォワード制御によるヨーモーメント量△Ｍ_F/Fを演算
する。

【００４９】△MF/F＝τ^１×ｄθ＋τ^２×ｄ(ｄθ) ステップ１０４では、目標ヨーイング運動量と実ヨーイ
ング運動量でのフィードバック制御によるヨーモーメン
ト制御量△Ｍ_F/Bを演算する。目標ヨーレートｄψ^＊と
実ヨーレートｄψとの偏差（又はその変化量）を算出
し、この算出した状態量を基に要求する修正モーメント
量△Ｍ_F/Bを計算する。ここでこれらの値の用い方は任
意であり、例えば走行状態に応じて変更される制御ゲイ
ンを付加して上記各値の線形和を取るF/B制御が一般的
である。

【００５０】ステップ１０５では、演算したフィードフ
ォワード制御によるヨーモーメント量△Ｍ_F/Fとフィー
ドバック制御によるヨーモーメント制御量△Ｍ_F/Bとの
和から実際に車両に発生させる修正ヨーモーメント量△
Ｍを演算する。

【００５１】△Ｍ＝△Ｍ_F/F＋△Ｍ_F/B これは、前述したように、F/B制御のみでは、ヨーイン
グ運動量の偏差が生じてから修正のための制御が開始さ
れるため、不安定挙動の修正や外乱安定性には効果的で
あるが、位相遅れを積極的に改善できない。一方、F/F
制御のみでは、ハンドル操作に応じて制御することで、
位相遅れを改善し、応答性を向上する効果は期待できる
が、大きな挙動の乱れについては、ハンドル操作量が正
確で大きくないと効果が小さい。そのため、F/FとF/Bの
和を取ることで、F/F制御により積極的に位相遅れを改
善し、一方、F/B制御により安定性を確保することがで
きる。

【００５２】ステップ１０６では、上記修正ヨーモーメ
ント量△Ｍを実現するため各車輪の制動力を設定し、そ
の値を目標制御液圧Ｐ＊に換算し、液圧サーボを通して
制御を行う。

【００５３】［制御ゲインの設定］図４及び図５には、
制御ゲインを設定する処理のフローチャートを示す。

【００５４】すなわち、ステップ２００では、緊急状態
判断フラグemg_fを設定し、ステップ２０１では、emg_f
がＯＮかどうかを判定し、ＮＯであればステップ２０２
へ進み、τ_０ ^１＝Ａ１０，τ_０ ^２＝Ａ２０に設定し、Ｙ
ＥＳであればステップ２０３へ進み、τ_０ ^１＝Ａ１１，
τ_０ ^２＝Ａ２１に設定し、ステップ２０４では、車速感
応係数Ｋ_Ｖを設定し、ステップ２０５では、操舵角速度
係数Ｋ_ｄθを設定し、ステップ２０６では、操舵角加速
度係数Ｋ_ｄ(ｄθ)を設定し、ステップ２０７では、路面
摩擦係数係数Ｋ_μを設定し、ステップ２０８では、横加
速度係数Ｋ_Ｙ _ｇを設定し、ステップ２０９では、車両前
後減速度係数Ｋ_Ｘｇを設定し、ステップ２１０では、ブ
レーキ圧力係数Ｋ_Ｐｂを設定し、ステップ２１１では、
緊急度に関する係数Ｋ_Ｘをセレクト・ハイにより設定
し、ステップ２１２では、制御ゲインτ_０ ^１とτ_０ ^２を
演算するというルーチンにより制御ゲインが設定され
る。つまり、ステップ２０１で緊急状態であると判断し
た場合には、ステップ２０３において、積極的にフィー
ドフォワード制御ゲインを大きくするように基準となる
制御ゲインτ_０ ^１とτ_０ ^２を切り替える制御を行う。

【００５５】詳しく述べると、ステップ２００では、緊
急状態判断フラグemg_fを設定する。これは、例えば、
外界認識センサである、レーザーレーダーやミリ波等の
車間距離を検出するセンサとカメラ画像のデータ処理に
より、停止車両等の障害物を検出した場合、または、路
−車間通信によるインフラ側からの情報での前方障害物
情報で、緊急状態判断フラグemg_fをＯＮに設定する。

【００５６】次に、ステップ２０１では、emg_fがＯＮ
か否かを判断し、緊急状態であれば、ステップ２０３に
進み、比較的大きめの基準制御ゲインとなるようにτ_０
^１とτ_０ ^２を設定する。

【００５７】 τ_０ ^１＝Ａ１１ τ_０ ^２＝Ａ２１一方、emg_fがＯＮでない状態では、緊急状態ではない
ため、ステップ２０２に進み、通常のハンドル操作では
制動力によるヨーモーメント発生での減速Ｇが違和感と
ならない基準制御ゲインとなるようにτ_０ ^１とτ_０ ^２を
設定する。

【００５８】 τ_０ ^１＝Ａ１０ τ_０ ^２＝Ａ２０ここで、Ａ１０＜Ａ１１，Ａ２０＜Ａ２１である。

【００５９】次に、ステップ２０４〜２１０において、
車両走行状態やドライバー操作量により緊急度に相当す
るＫ_Ｖを設定し、その後の制御ゲイン計算の際の係数と
する。

【００６０】ステップ２０４では、図６に示すように、
車速ｖの増加に応じて制御ゲインが増加するような特性
としてゲインに関する係数Ｋ_Ｖを設定する。

【００６１】ここで、基本的には、緊急度は、車速が高
くなるほど危険に陥りやすく、また、ダメージが増加す
るため高くなるといえる。

【００６２】次に、ステップ２０５，２０６において
は、図７に示すように、操舵角速度ｄθ、操舵角加速度
ｄ(ｄθ)が大きくなるのに応じて、係数Ｋ_ｄθとＫ
_ｄ(ｄθ)が大きくなるように設定する。

【００６３】緊急回避状態では、回避距離が短くなれば
なるほど回避操作を早くするため、ドライバーはハンド
ル操作を素早く行うので、操舵角速度や操舵角加速度の
大きさに応じて緊急度は高いといえる。ここで、ｄθ、
ｄ(ｄθ)に関してのみのヨーモーメント△Ｍ_F/Fは、結
局二次曲線的に増加することになる。

【００６４】ステップ２０７においては、前後加速度Ｘ
ｇ，横加速度Ｙｇ等から推定したり、あるいは、路車間
通信によりインフラ側より送られた路面摩擦係数μに応
じて、図８に示すように係数Ｋ_μを設定する。ここで、
路面のμ値が小さい場合には、大きい場合に比べてタイ
ヤで発生できる力が小さくなってしまうため、小さなハ
ンドル操作でも位相遅れが発生し、また、不安定挙動が
発生しやすく緊急度は高い。このため、比較的遅いハン
ドル操作速度状態からヨーモーメント制御で位相補償す
る必要があり、一方、ドライバーは滑りやすい路面で普
通ではないことを認識しているため、減速Ｇに対しての
違和感よりも車両挙動の改善効果を感じることができ
る。

【００６５】ステップ２０８においては、図９のような
横加速度Ｙｇに応じて、係数Ｋ_Ｙｇが大きくなるように
設定する。横加速度Ｙｇが大きい状態では、旋回時のコ
ーナリングフォースによる旋回抵抗のため減速Ｇ方向の
成分が生じるため、減速Ｇによる違和感がわかりづらく
なり、また、車両の運動状態もタイヤの摩擦限界付近で
は、タイヤＣｐの低下により位相遅れが比較的大きくな
るので位相補償のためゲインを大きくする必要があり、
また、タイヤ摩擦限界を超えた不安定挙動を生じやすく
緊急度は高い。

【００６６】ステップ２０９において、図１０のような
前後減速度Ｘｇに応じて、係数Ｋ_Ｘ _ｇが大きくなるよう
に設定する。減速度が大きければ制動力によるヨーモー
メント制御時の減速Ｇによる違和感自体がわかりづら
く、また、減速Ｇが大きい急制動時には衝突やそれを避
けるための緊急回避が想定されるため緊急度が高い。

【００６７】ステップ２１０において、図１１のように
ドライバーのブレーキ操作量に相当する制動力又はブレ
ーキ操作ストローク又はブレーキ圧力に応じて、係数Ｋ
_Ｐｂが大きくなる。これはステップ２０９のＸｇと同様
である。

【００６８】ステップ２１１において、ステップ２０５
〜２１１において算出したそれぞれの状態や操作量の緊
急度に応じた係数Ｋの最大値を取ることで、緊急度に関
する係数Ｋ_Ｘを設定する。

【００６９】ステップ２１２において、最終的にフィー
ドフォワード制御のヨーモーメントを演算するための制
御ゲインτ^１，τ^２を演算する。

【００７０】 τ^１＝Ｋ_Ｖ×Ｋ_Ｘ×τ_０ ^１ τ^２＝Ｋ_Ｖ×Ｋ_Ｘ×τ_０ ^２ここでは、τ_０ ^１，τ_０ ^２が緊急度の切り替えで設定
し、Ｋ_Ｘは最大値で、Ｋ_Ｖは積の形で緊急度を扱ってい
るが、基本的には、緊急度を表現しやすい形態（最大、
最小、和、積、切り替え）であればよい。

【００７１】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、入力物理量（ハンドル角θ、ブレーキ圧Ｐｂ、車
速Ｖ、前後減速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、及びヨーレート
ｄψ）から推定される車両の現在の緊急度をステップ２
００〜ステップ２１２において推定検出し、これに応じ
てフィードフォワード制御で発生するヨーイングモーメ
ント量△Ｍ_F/Fを演算する。

【００７２】この緊急度が高いときに、操舵速度、操舵
角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメントのゲ
インτ^１，τ^２を大きくすることで、制動力が発生する
ことで生じる減速Ｇの違和感と捉えることがなく、ま
た、この時に必要なヨーイング運動量を補うことで位相
遅れが補償できる。一方、緊急度が低いときには、ここ
でのヨーイング運動量で位相遅れを補償する必要がない
と判断し、ゲインτ^１，τ^２を小さくすることで、制動
力による減速Ｇを小さくし、違和感を避けることができ
る。

【００７３】また、フィードバック制御によりヨーイン
グモーメント量△Ｍ_F/Bを演算し、フィードフォワード
制御により演算したヨーイングモーメント量△Ｍ_F/Fと
フィードバック制御量△Ｍ_F/Bの和を取ることにより、
ドライバー等の急なハンドル操作により生じる車両のヨ
ーイング運動量の位相補償をフィードフォワード制御に
より行い、一方、外乱や大きな挙動の乱れ、低μ路等の
変化に対しては、フィードバック制御により安定させる
ことができる。

【００７４】具体的に図１２に示すように、横からの車
両進入により緊急回避をして車線を変更する場合の操舵
角に対するヨーレート特性を、制動制御無しの場合（図
１２イ）、フィードバック制動制御のみによる場合（図
１２ロ）、実施の形態のF/B＋F/F制動制御による場合
（図１２ハ）とを対比した。これによれば、フィードバ
ック制動制御のみによる場合は、制動制御無しの場合に
比べて車両挙動変化が抑えられているものの、車線変更
開始域から車線変更終了域までドライバーが意図しない
車両挙動がみられる。これに対し、実施の形態のF/B＋F
/F制動制御による場合は、操舵角とヨーレートの発生が
ほぼ比例的であり、ドライバーのハンドル操作に対し車
両の車線変更動作がほぼ一致するという追従性の高い緊
急回避を行うことができることを表している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両のヨーイング運動量制御装置にお
ける制御概念図を示す図である。

【図２】本発明の車両のヨーイング運動量制御装置が適
用された実施の形態の制動流体圧制御装置の全体システ
ム図である。

【図３】実施の形態の車両挙動制御処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】実施の形態の制御ゲインを演算処理するフロー
チャートである。

【図５】実施の形態の制御ゲインを演算処理するフロー
チャートである。

【図６】実施の形態の車速感応ゲインを演算するための
マップである。

【図７】実施の形態の操舵角速度ゲイン及び操舵角加速
度ゲインを演算マップである。

【図８】実施の形態の路面摩擦係数ゲインを演算マップ
である。

【図９】実施の形態の車両横加速度ゲインを演算マップ
である。

【図１０】実施の形態の車両減速度ゲインを演算マップ
である。

【図１１】実施の形態のブレーキ圧力ゲインを演算マッ
プである。

【図１２】実施の形態の効果を示す操舵角に対するヨー
レート特性比較図である。

【符号の説明】

１ブレーキペダル２ブースタ３リザーバ４マスタシリンダ５モータ６，７ポンプ８，９リザーバ１０，２０左右前輪３０，４０左右後輪１１，２１，３１，４１ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２インレットバルブ（メカ式）１３，２３，３３，４３アウトレットバルブ（電磁
式）５０コントローラ５１，５２，５３，５４車輪速センサ５５車両加速度センサ５６ヨーレートセンサ５７舵角センサ５８ブレーキＳＷ５９Ｍ／Ｃ圧センサ７０アキュムレータ７１モータ７２ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともハンドル操作から操舵角速度
及び操舵角加速度を検出する操舵角速度検出手段及び操
舵角加速度検出手段と、前記操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段から
の信号に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両の
ヨーイングモーメント制御を行う制動力制御手段とを備
えた車両のヨーイング運動量制御装置において、通常状態への回避動作を要する緊急状態の度合いを検出
する緊急度検出手段を備え、前記制動力制御手段を、操舵角速度と操舵角加速度に応
じてヨーイングモーメント量を発生すると共に、緊急度
が強くなるに応じてヨーイングモーメント量を大きくす
るフィードフォワード制御を行う手段としたことを特徴
とする車両のヨーイング運動量制御装置。
【請求項２】請求項１記載の車両のヨーイング運動量
制御装置において、前記制動力制御手段を、検出された緊急度が強い状態で
あるときフィードフォワード制御ゲインを大きくする手
段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御
装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の車両のヨーイング
運動量制御装置において、前記緊急度検出手段を、車速、操舵角速度、操舵角加速
度、車両横加速度、車両減速度、ブレーキ操作量等が大
きいとき緊急度が強い状態であると検出し、路面摩擦係
数が小さいとき緊急度が強い状態であると検出する手段
としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装
置。
【請求項４】請求項１又は２記載の車両のヨーイング
運動量制御装置において、前記緊急度検出手段を、外界認識手段により障害物を検
出した場合に、緊急度が強い状態であると検出する手段
としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装
置。
【請求項５】請求項１ないし４記載の車両のヨーイン
グ運動量制御装置において、車両に実際に発生しているヨーイング運動量を検出する
ヨーイング運動量検出手段と、車両に作用する入力又は車両に発生している物理量を検
出する入力物理量検出手段と、前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用する入
力検出値又は車両に発生している物理量検出値とに基づ
いて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量を算出する
目標ヨーイング運動量演算手段と、前記目標ヨーイング運動量演算手段で算出された目標ヨ
ーイング運動量に前記目標ヨーイング運動量検出手段で
検出されたヨーイング運動量を一致させるように制御を
行うフィードバック制御手段とを備え、前記制動力制御手段を、前記フィードフォワード制御に
より演算されたヨーイングモーメント量と、フィードバ
ック制御により演算されたヨーイングモーメント量の和
を、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモ
ーメント量として設定する手段としたことを特徴とする
車両のヨーイング運動量制御装置。