JP2005247276A - 車両の挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 路面状態が急激に変化するような状況において車両挙動を安定させることができる車両の挙動制御装置を提供する。
【解決手段】 挙動制御装置１は、車両Ｖの実ヨーレートＹｒを検出するヨーレートセンサ２４と、検出された実ヨーレートＹｒが所定値Ｙ_０以上の場合に、所定時間経過後に発生するヨーレートＹｆを実ヨーレートＹｒに基づいて予測するヨーレート予測部２０Ｂと、車両の速度ｖ及びホイールベースＬに基づいて所定時間Ｌ／ｖを設定する所定時間設定部２０Ａと、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントを低減する目標ヨーモーメントＭが、所定時間経過後に車両Ｖに付加されるように、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬを制御するヨーモーメント付加装置とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の挙動制御装置に関する。

従来から、車両が不安定状態となるか否かを予測して車両の挙動制御を実施する挙動制御装置が知られている（例えば下記特許文献１参照）。

特許文献１記載の挙動制御装置によれば、ステアリング舵角から算出される舵角ヨーレートとヨーレートセンサから得られるヨーレートとが比較され、この比較結果に応じて車両が不安定になるか否かの予測が行われる。車両が不安定になると予測された場合に、運転者による車両操作の変化量が所定値を超えたとき、すなわち、ステアリング舵角の変化量が所定値を超えるか、又はスロットル開度の変化量が所定値を超えたとき、制動力及び駆動力が調節されることにより車両の安定性が確保される。
特開平１１−２５５０９４号公報（第３−５頁、第１図）

上記挙動制御装置では、路面状態の変化が考慮されていないので、例えば、路面の摩擦係数が急激に変化するような状況下では車両の安定性を確保することが困難である。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、路面状態が急激に変化するような状況において車両挙動を安定させることができる車両の挙動制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の挙動制御装置は、車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、所定時間経過後に発生するヨーレートを実ヨーレートに基づいて予測するヨーレート予測手段と、車両の速度に基づいて所定時間を設定する所定時間設定手段と、ヨーレート予測手段により予測されたヨーレートを発生させるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントを、所定時間経過後に、車両に付加するヨーモーメント付加手段とを備えることを特徴とする。

例えば、車両旋回中に路面摩擦係数の異なる路面に進入するとき等において、車両のヨーレートが大きく変化する場合がある。このような場合、本発明に係る車両の挙動制御装置によれば、車速に基づいて設定される所定時間の経過後に発生するヨーレートが実際に車両に発生したヨーレートである実ヨーレートに基づいて予測され、この予測ヨーレートを発生させるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントが所定時間経過後に付加される。車両に作用するヨーモーメントが低減されることにより、例えば前輪に続いて後輪が低摩擦路に進入した際のヨーレートの変化、すなわち車両挙動の変化を抑制することができる。

また、本発明に係る車両の挙動制御装置では、所定時間設定手段が、車両の速度及びホイールベースに基づいて所定時間を設定することが好ましい。このようにすれば、ホイールベースより前輪と後輪との間の距離がわかることから、前輪が低摩擦路などに進入し車両のヨーレートが増大した後、前輪に続いて後輪が低摩擦路などに進入する時間が正確に演算されるので、後輪が低摩擦路に進入した際に発生するヨーレートを低減することができる。

本発明に係る車両の挙動制御装置は、ヨーモーメント付加手段が、車両に設けられた複数の車輪それぞれに個別に駆動力を付加する駆動手段と、車輪それぞれに個別に制動力を付加する制動手段とを有し、ヨーレート予測手段により予測されたヨーレートを発生させるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントが車両に付加されるように、駆動手段及び制動手段の少なくともいずれか一方を制御することが好ましい。

この場合、駆動手段及び制動手段の少なくとも一方が制御され、車両に作用するヨーモーメントが低減されるように、車両に付加されるヨーモーメントが調節される。これにより、所定時間経過後におけるヨーレートの変化、すなわち車両挙動の変化を抑制することができる。

本発明に係る車両の挙動制御装置は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、走行状態検出手段により検出された車両の走行状態が旋回状態であると判断された場合、ヨーレート予測手段が、所定時間経過後に、実ヨーレートと逆方向のヨーレートが発生すると予測する。

このようにすれば、検出された実ヨーレートと同方向にヨーモーメントが付加されるので、車両旋回時に、実ヨーレートと逆方向に発生するヨーレートを増大させるヨーモーメントが低減される。これにより、車両旋回時における車両挙動変化を抑制することができる。

本発明に係る車両の挙動制御装置は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、走行状態検出手段により検出された車両の走行状態が直進状態であると判断された場合、ヨーレート予測手段が、所定時間経過後に、実ヨーレートと同方向のヨーレートが発生すると予測する。

このようにすれば、検出された実ヨーレートと逆方向にヨーモーメントが発生されるので、車両直進時に、実ヨーレートと同方向に発生するヨーレートを増大させるヨーモーメントが低減される。これにより、所定時間経過後におけるヨーレートの変化が抑制され、車両の直進状態を維持することができる。

本発明によれば、予測ヨーレートを発生させるヨーモーメントを低減するヨーモーメントを車両に付加する構成とすることにより、路面状態が急激に変化するような状況において車両挙動を安定させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。

まず、図１及び図２を用いて、実施形態に係る車両の挙動制御装置１の構成について説明する。図１は、車両の挙動制御装置１を搭載した車両Ｖの主要な構成を示す図である。図２は、車両Ｖのブレーキシステムを示す図である。なお、本明細書においては、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表わす語を用いることとする。

車両Ｖには、車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬが取り付けられている。ここで、車輪１０ＦＲは右前輪、車輪１０ＦＬは左前輪、車輪１０ＲＲは右後輪、車輪１０ＲＬは左後輪を示している。

各車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬには、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬが取り付けられている。各車輪速センサ１２ＦＲ〜１２ＲＬは、後述する電子制御装置（以下「モータＥＣＵ」という）２０に接続されている。

図２に示されるように、各車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬにはブレーキディスク３が取り付けられている。各ブレーキディスク３に対して、ブレーキパッド４及びホイールシリンダ５を内蔵したブレーキキャリパ６が取り付けられている。各ホイールシリンダ５は、ブレーキ配管７を介してブレーキアクチュエータ８に接続されている。

ブレーキアクチュエータ８は、油圧ポンプや電磁バルブ等を有している。ブレーキ制動時には、ブレーキアクチュエータ８の油圧ポンプによってマスタシリンダ９内のブレーキオイルをブレーキ配管７を介してホイールシリンダ５に送出することで、ホイールシリンダ５内の油圧を上昇させて各車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬを制動させる。詳細には、ホイールシリンダ５内の油圧を上昇させることで、ブレーキパッド４がブレーキディスク３に押圧され、摩擦力によってブレーキディスク３と連結されている各車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬが制動される。

ブレーキアクチュエータ８は、電磁バルブの開閉によってホイールシリンダ５内の油圧を調節することにより、各車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの制動力を個別に調節する。なお、本実施形態に用いられているブレーキシステムは、ディスクブレーキシステムであるが、ドラムブレーキシステム等でもよい。

ブレーキアクチュエータ８は、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬに働く制動力を制御する電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）１８に接続され、ブレーキアクチュエータ８が有している油圧ポンプや電磁バルブ等がブレーキＥＣＵ１８により駆動される。

図１に戻って説明を続ける。各車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬのホイールの内側には、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬが組み込まれている。即ち、各電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬは、インホイールモータであり、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬそれぞれを独立して駆動する。これらの電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬは駆動手段として機能する。

電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬは、交流同期モータであり、インバータ１３から出力される交流電力によって駆動される。また、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬは、車輪１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬの回転を利用して発電（回生発電）することもできる。このとき、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬの運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬには回生発電に基づく制動力が付加される。回生発電量は、運転者の要求制動力や高電圧バッテリ１４の充電状態等に基づいてモータＥＣＵ２０によって調節される。

上述のとおり、車両Ｖは、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの回生制動による回生制動力を車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬに付加する回生制動装置と、ブレーキディスク３にブレーキパッド４を押圧することにより車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬに摩擦制動力を付加する摩擦制動装置とを搭載している。これらの回生制動装置及び摩擦制動装置は、制動手段として機能する。駆動手段として機能する電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬ、及び、制動手段として機能する回生制動装置並びに摩擦制動装置を備えて、ヨーモーメントを車両Ｖに付加するヨーモーメント付加装置、即ちヨーモーメント付加手段が構成されている。

なお、制動力が付加される場合としては、回生制動力が付加される場合及び摩擦制動力が付加される場合の他、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬへの電流供給を停止したときに、駆動系の摩擦抵抗により車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬを制動する方向に力が加えられる場合を含む。さらに、制動力が付加される場合には、駆動力を減少させる場合も含まれる。この場合、制動力の付加と駆動力の減少が等価とみなされる。

モータＥＣＵ２０とブレーキＥＣＵ１８とは通信回線１９で接続されている。モータＥＣＵ２０とブレーキＥＣＵ１８とが通信回線１９を介して相互にデータの交換を行うことにより、回生制動と摩擦制動との協調制御が行われる。

インバータ１３は、モータＥＣＵ２０からの制御信号に基づいて、高電圧バッテリ１４に蓄えられた電力を直流から三相交流に変換して電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬに供給する。また、インバータ１３は、電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬにより回生発電された電力を、交流から直流に変換して高電圧バッテリ１４に蓄える。

インバータ１３は、各電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬとインバータ１３とを接続する三相線１６ＦＲ，１６ＦＬ，１６ＲＲ，１６ＲＬに流れる相電流を検出する電流センサ１５ＦＲ，１５ＦＬ，１５ＲＲ，１５ＲＬを有している。電流センサ１５ＦＲ〜１５ＲＬにより検出された相電流値から電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬに供給される実電流値が求められる。

ステアリング２１にはロータリーエンコーダ等からなる操舵角センサ２２が設けられている。この操舵角センサ２２は、運転者が入力した操舵角度の方向と大きさに応じた信号を出力するものであり、本実施形態においては、走行状態検出手段として機能する。操舵角センサ２２はモータＥＣＵ２０に接続されており、操舵角センサ２２の出力信号はモータＥＣＵ２０に入力される。

車両Ｖには、実際に車両Ｖに発生したヨーレートである実ヨーレートを検出するヨーレートセンサ２４が取り付けられている。ヨーレートセンサ２４はモータＥＣＵ２０に接続されており、ヨーレートセンサ２４の出力信号はモータＥＣＵ２０に入力される。

モータＥＣＵ２０には、車輪速センサ１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬ、操舵角センサ２２及びヨーレートセンサ２４以外に、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２３、車両Ｖの左右方向の加速度を検出する横加速度センサ２５及び車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ２６等が接続されている。

モータＥＣＵ２０は、上記各センサからの入力信号に基づいて各電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬの目標出力を設定すると共に、設定されたモータ出力が電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬから出力されるようインバータ１３にスイッチング制御信号を出力するものである。

モータＥＣＵ２０は、その内部に、演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び図示しない１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有して構成されている。

そして、上記マイクロプロセッサ等により、モータＥＣＵ２０の内部には、車速とホイールベースとに基づいて後述する所定時間を設定する所定時間設定部２０Ａ、及び、所定時間経過後に発生するヨーレートを予測するヨーレート予測部２０Ｂが構築されている。即ち、所定時間設定部２０Ａは所定時間設定手段として機能し、ヨーレート予測部２０Ｂはヨーレート予測手段として機能する。

次に、図３及び図４を参照しながら挙動制御装置１の動作について説明する。図３は、挙動制御装置１による車両Ｖの挙動制御の処理手順を示すフローチャートである。図４は、挙動制御におけるヨーモーメント演算処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は所定時間毎に繰り返して実行される。なお、以下に説明する処理は、特に記載のない限り、モータＥＣＵ２０によって行われる。また、ヨーレート及びヨーモーメントについては、右方向を正とする。

ステップＳ１００では、ヨーレートセンサ２４により検出された車両Ｖの実ヨーレートＹｒ、車輪速センサ１２ＦＲ〜１２ＲＬにより検出された車輪速に基づいて算出された車速ｖ及び操舵角センサ２２により検出されたステアリング２１の操舵角δが読み込まれる。

続くステップＳ１０２では、ステップＳ１００で読み込まれた実ヨーレートＹｒが所定値Ｙ_０より大きいか否かについての判断が行われる。ここで、実ヨーレートＹｒが所定値Ｙ_０より大きい場合にはステップＳ１０４に処理が移行する。一方、実ヨーレートＹｒが所定値Ｙ_０以下の場合には、一旦、本処理から抜ける。

ステップＳ１０４では、車両Ｖに付加する目標ヨーモーメントＭの算出が行われる。ここで、ステップＳ１０４で行われる目標ヨーモーメントＭ算出処理について、図４を参照して説明する。

ステップＳ２００では、ステップＳ１００で読み込まれた操舵角δが所定値δ_０より大きいか否かについての判断が行われる。ここで、操舵角δが所定値δ_０より大きい場合には、車両Ｖが旋回状態であると判断されてステップＳ２０２に処理が移行する。一方、操舵角δが所定値δ_０以下の場合には、車両Ｖが直進状態であると判断されてステップＳ２０４に処理が移行する。

ステップＳ２０２では、旋回時における予測ヨーレートＹｆが次式により求められる。

Ｙｆ＝−Ｙｒ ・・・（１）
ここで、予測ヨーレートＹｆは、所定値Ｙ_０より大きい実ヨーレートＹｒが検出された後、後述する所定時間経過後に発生することが予測されるヨーレートである。式（１）に示されるように、車両旋回時には、検出された実ヨーレートＹｒと逆方向のヨーレートが発生すると予測される。その後、ステップＳ２０６に処理が移行する。

ステップＳ２０４では、直進時における予測ヨーレートＹｆが次式により求められる。

Ｙｆ＝Ｙｒ ・・・（２）
式（２）に示されるように、車両直進時には、検出された実ヨーレートＹｒと同方向のヨーレートが発生すると予測される。

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０２又はＳ２０４で求められた予測ヨーレートＹｆに基づいて、車両Ｖに付加する目標ヨーモーメントＭが次式により算出される。目標ヨーモーメントＭは、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆを低減するように定められる。

Ｍ＝−Ｉ×（ｄＹｆ／ｄｔ） ・・・（３）
ここで、Ｉは車両Ｖのヨー慣性モーメントである。

ステップＳ２０６において、目標ヨーモーメントＭが算出された後、図３のステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、車両ＶのホイールベースＬを車速ｖで除算することにより、所定時間Ｌ／ｖが算出される。所定時間Ｌ／ｖは、所定値Ｙ_０より大きい実ヨーレートＹｒが検出された後、予測ヨーレートＹｆが発生するまでの時間である。具体的には、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬが、例えば、路面のつなぎ目等の低μ路面を通過した後、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬがその低μ路面を通過するまでの時間である。

続くステップＳ１０８では、ステップＳ１０４で算出された目標ヨーモーメントＭに基づいて、車両Ｖの前輪１０ＦＲ，１０ＦＬそれぞれに付加される駆動力又は制動力（以下「駆動力／制動力」という）Ｆが求められる。駆動力／制動力Ｆは、演算式や予め設定されたマップ等により求められる。

演算式による場合には、次式（４），（５）により駆動力Ｆ＋及び制動力Ｆ−が算出される。

Ｆ＋＝Ｍ／Ｔ ・・・（４）
Ｆ−＝−Ｍ／Ｔ ・・・（５）
ここで、Ｔは左右輪の間隔である。

次に、マップを用いた駆動力／制動力Ｆの求め方について説明する。モータＥＣＵ２０のＲＯＭには、右前輪１０ＦＲ及び左前輪１０ＦＬそれぞれについて、目標ヨーモーメントＭと駆動力／制動力Ｆとの関係を定めたマップ（駆動力／制動力マップ）が記憶されており、目標ヨーモーメントＭに基づいてこの駆動力／制動力マップが検索されることにより前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆが求められる。

右前輪１０ＦＲの駆動力／制動力マップは、図５（ａ）に示されるように、目標ヨーモーメントＭが零のときには、駆動力／制動力Ｆが零であり、目標ヨーモーメントＭが正の方向に増大するに伴って制動力Ｆ−が増大し、目標ヨーモーメントＭが負の方向に増大するに伴って駆動力Ｆ＋が増大するように設定されている。

一方、左前輪１０ＦＬの駆動力／制動力マップは、図５（ｂ）に示されるように、目標ヨーモーメントＭが零のときには、駆動力／制動力Ｆが零であり、目標ヨーモーメントＭが正の方向に増大するに伴って駆動力Ｆ＋が増大し、目標ヨーモーメントＭが負の方向に増大するに伴って制動力Ｆ−が増大するように設定されている。

このように右前輪１０ＦＲ及び左前輪１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆが設定されることにより、所定の目標ヨーモーメントＭに対して、右前輪１０ＦＲと左前輪１０ＦＬそれぞれには、大きさが等しく且つ逆向きの力が付加される。また、目標ヨーモーメントＭが正の方向に増大するに伴って、右前輪１０ＦＲに付加される制動力がＦ増大すると共に、左前輪１０ＦＬに付加される駆動力Ｆ＋が増大するので、右方向のヨーモーメントが増大する。一方、目標ヨーモーメントＭが負の方向に増大するに伴って、右前輪１０ＦＲに付加される駆動力Ｆ＋が増大すると共に、左前輪１０ＦＬに付加される制動力Ｆ−が増大するので、左方向のヨーモーメントが増大する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６で設定された所定時間経過後、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに対して駆動力／制動力Ｆが付加され、車両Ｖに目標ヨーモーメントＭが付加される。具体的には、まず、駆動力／制動力Ｆに基づいて、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬそれぞれに付加される電流の指令値が算出される。

電流指令値は、予め設定されたマップや演算式等により求められる。ここで、マップを用いた場合を例にして、右前輪１０ＦＲの電流指令値の求め方について説明する。なお、左前輪１０ＦＬの電流指令値の求め方は右前輪１０ＦＲの場合と同一であるので、ここでは説明を省略する。

モータＥＣＵ２０のＲＯＭには、駆動力／制動力Ｆと電流指令値との関係を定めたマップ（電流指令値マップ）が記憶されており、駆動力／制動力Ｆに基づいてこの電流指令値マップが検索されることにより前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される電流指令値が求められる。

右前輪１０ＦＲの電流指令値マップは、図６に示されるように、駆動力／制動力Ｆが零のときには、電流指令値が零であり、駆動力Ｆ＋が増大するに伴って電流指令値が増大し、制動力Ｆ−が増大するに伴って電流指令値が減少するように設定されている。

次に、車両Ｖの走行状態に基づいて算出され、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬそれぞれに供給される目標電流値に対して、目標ヨーモーメントＭを発生するための電流指令値が加算され、目標電流値が増減されることにより、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆが調節される。このように右前輪１０ＦＲ及び左前輪１０ＦＬの駆動力／制動力Ｆが調節されることにより、車両Ｖに目標ヨーモーメントＭが付加される。なお、目標電流値から電流指令値を減算した結果が正の値であるときには、目標電流値が減少されることにより駆動力が減少、即ち制動力が付加される。また、目標電流値から電流指令値を減算した値が負になる場合には、回生制動及び摩擦制動により前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに制動力が付加される。

次に、例えば路面のつなぎ目等の路面摩擦係数が部分的に急激に変化する箇所を、車両Ｖが旋回中に通過した場合における、車両Ｖの実ヨーレートＹｒ、目標ヨーモーメントＭ及び前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆの状態について図７を参照して説明する。図７は、（ａ）ヨーレート（ｂ）目標ヨーモーメント（ｃ）前輪付加トルクの変化を示すタイミングチャートである。

車両旋回時に路面摩擦係数が急激に変化する箇所を前輪１０ＦＲ，１０ＦＬが通過することにより、例えば、図７（ａ）に実線で示される実ヨーレートＹｒが車両Ｖに発生した場合、図７（ａ）に点線で示される予測ヨーレートＹｆが求められる。上述のとおり、車両旋回時には、予測ヨーレートＹｆは実ヨーレートＹｒと逆方向に発生すると予測される。

続いて、図７（ｂ）に点線で示される、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆが算出される。そして、図７（ｂ）に実線で示される、ヨーモーメントＭｆを低減する目標ヨーモーメントＭが求められる。目標ヨーモーメントＭは、ヨーモーメントＭｆと大きさが等しく、方向が逆のヨーモーメントである。

目標ヨーモーメントＭに基づいて、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆが求められる。所定時間経過後に、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬに供給される電流値が調節され、図７（ｃ）に示されるように、右前輪１０ＦＲに制動力Ｆ−が付加されると共に、左前輪１０ＦＬに駆動力Ｆ＋が付加される。これにより、車両Ｖには、右方向すなわちヨーモーメントＭｆと逆の方向にヨーモーメントが発生する。

このようにして、所定時間経過後、即ち、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが路面摩擦係数が急激に変化する箇所を通過するとき、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆが低減され、車両Ｖの挙動変化が抑制される。

次に、例えば路面のつなぎ目等の路面摩擦係数が部分的に急激に変化する箇所を、車両Ｖが直進中に通過した場合における、車両Ｖの実ヨーレートＹｒ、目標ヨーモーメントＭ及び前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆの状態について図８を参照して説明する。図８は、（ａ）ヨーレート（ｂ）目標ヨーモーメント（ｃ）前輪付加トルクの変化を示すタイミングチャートである。

車両直進時に路面摩擦係数が急激に変化する箇所を前輪１０ＦＲ，１０ＦＬが通過することにより、例えば、図８（ａ）に実線で示される実ヨーレートＹｒが車両Ｖに発生した場合、図８（ａ）に点線で示される予測ヨーレートＹｆが求められる。上述のとおり、車両直進時には、予測ヨーレートＹｆは実ヨーレートＹｒと同方向に発生すると予測される。

続いて、図８（ｂ）に点線で示される、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆが算出される。そして、図８（ｂ）に実線で示される、ヨーモーメントＭｆを低減する目標ヨーモーメントＭが求められる。目標ヨーモーメントＭは、ヨーモーメントＭｆと大きさが等しく、方向が逆のヨーモーメントである。

目標ヨーモーメントＭに基づいて、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬに付加される駆動力／制動力Ｆが求められる。所定時間経過後に、電動モータ１１ＦＲ，１１ＦＬに供給される電流値が調節され、図８（ｃ）に示されるように、右前輪１０ＦＲに駆動力Ｆ＋が付加されると共に、左前輪１０ＦＬに制動力Ｆ−が付加される。これにより、車両Ｖには、左方向すなわちヨーモーメントＭｆと逆の方向にヨーモーメントが発生する。

このようにして、所定時間経過後、即ち、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが路面摩擦係数が急激に変化する箇所を通過するとき、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆが低減され、車両Ｖの挙動変化が抑制される。

本実施形態によれば、車両Ｖが、例えば路面のつなぎ目等の低μ路面を通過する場合、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが低μ路面を通過するときに発生することが予測される予測ヨーレートＹｆ、及び、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬが低μ路面を通過した後、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが通過するまでの所定時間Ｌ／ｖが求められる。そして、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが低μ路面を通過するとき、即ち所定時間Ｌ／ｖ経過後に、前輪１０ＦＲ，１０ＦＬそれぞれに駆動力Ｆ＋又は制動力Ｆ−が付加される。駆動力Ｆ＋又は制動力Ｆ−が付加されることにより発生するヨーモーメントによって、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆが低減される。そのため、後輪１０ＲＲ，１０ＲＬが低μ路面を通過する際の車両挙動変化を抑制することができ、車両安定性を向上させることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。本実施形態では、実ヨーレートＹｒが所定値Ｙ_０より大きい場合に、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆと逆向きにヨーモーメントを付加しているが、他の条件に基づいてヨーモーメントを付加してもよい。例えば、実ヨーレートＹｒの変化が所定値よりも大きくなった場合に、ヨーモーメントＭｆと逆向きにヨーモーメントを付加してもよい。また、常にヨーモーメントＭｆと逆向きにヨーモーメントを付加してもよい。

また、本実施形態では、予測ヨーレートＹｆを発生させるヨーモーメントＭｆと同じ大きさのヨーモーメントをヨーモーメントＭｆと逆向きに付加しているが、ヨーモーメントＭｆを低減させることができるヨーモーメントであれば、いかなる大きさのヨーモーメントを付加してもよい。例えば、ヨーモーメントＭｆよりも小さいヨーモーメントをヨーモーメントＭｆと逆向きに付加してもよい。

さらに、本実施形態では、駆動手段として機能する電動モータ１１ＦＲ〜１１ＲＬ、及び、制動手段として機能する回生制動装置並びに摩擦制動装置を用いて、車両Ｖに付加するヨーモーメントを制御しているが、駆動力又は制動力によりヨーモーメントを制御できればいかなる手段でもよい。例えば、駆動手段又は制動手段のいずれか一方でヨーモーメントを制御してもよい。

本実施形態では、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬそれぞれを独立して駆動するインホイールモータ１１ＦＲ〜１１ＲＬを用いたが、車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬそれぞれを独立して駆動することができるような構成であればインホイールモータでなくてもよい。例えば、電動モータを車体側に取り付け、電動モータと車輪とをドライブシャフト等により結合させた構成としてもよい。

実施形態に係る車両の挙動制御装置を搭載した車両の主要な構成を示す図である。 実施形態に係る車両の挙動制御装置を搭載した車両のブレーキシステムを示す図である。 実施形態に係る車両の挙動制御装置による挙動制御の処理手順を示すフローチャートである。 挙動制御におけるヨーモーメント演算処理の処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）右前輪及び（ｂ）左前輪の目標ヨーモーメントと付加される駆動力／制動力との関係を示す図である。 付加される駆動力／制動力と電流指令値との関係を示す図である。 車両旋回時の（ａ）ヨーレート（ｂ）目標ヨーモーメント（ｃ）前輪付加トルクの変化の一例を示すタイミングチャートである。 車両直進時の（ａ）ヨーレート（ｂ）目標ヨーモーメント（ｃ）前輪付加トルクの変化の一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…挙動制御装置、３…ブレーキディスク、４…ブレーキパッド、５…ホイールシリンダ、６…ブレーキキャリパ、７…ブレーキ配管、８…ブレーキアクチュエータ、９…マスタシリンダ、１０ＦＲ，１０ＦＬ，１０ＲＲ，１０ＲＬ…車輪、１１ＦＲ，１１ＦＬ，１１ＲＲ，１１ＲＬ…電動モータ、１２ＦＲ，１２ＦＬ，１２ＲＲ，１２ＲＬ…車輪速センサ、１３…インバータ、１４…高電圧バッテリ、１５ＦＲ，１５ＦＬ，１５ＲＲ，１５ＲＬ…電流センサ、１８…ブレーキＥＣＵ、２０…モータＥＣＵ、２０Ａ…所定時間設定部、２０Ｂ…ヨーレート予測部、２１…ステアリング、２２…操舵角センサ、２３…アクセル開度センサ、２４…ヨーレートセンサ、２５…横加速度センサ、２６…前後加速度センサ、Ｖ…車両。

Claims (5)

1. 車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
   所定時間経過後に発生するヨーレートを前記実ヨーレートに基づいて予測するヨーレート予測手段と、
   前記車両の速度に基づいて前記所定時間を設定する所定時間設定手段と、
   前記ヨーレート予測手段により予測されたヨーレートを発生させるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントを、前記所定時間経過後に、前記車両に対して付加するヨーモーメント付加手段と、を備えることを特徴とする車両の挙動制御装置。
2. 前記所定時間設定手段は、前記車両の速度及びホイールベースに基づいて前記所定時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
3. 前記ヨーモーメント付加手段は、
   前記車両に設けられた複数の車輪それぞれに個別に駆動力を付加する駆動手段と、
   前記車輪それぞれに個別に制動力を付加する制動手段と、を有し、
   前記ヨーレート予測手段により予測されたヨーレートを発生させるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントが前記車両に付加されるように、前記駆動手段及び制動手段の少なくともいずれか一方を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の挙動制御装置。
4. 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
   前記ヨーレート予測手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記車両の走行状態が旋回状態であると判断された場合、前記所定時間経過後に、前記実ヨーレートと逆方向のヨーレートが発生すると予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の挙動制御装置。
5. 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
   前記ヨーレート予測手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記車両の走行状態が直進状態であると判断された場合、前記所定時間経過後に、前記実ヨーレートと同方向のヨーレートが発生すると予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の挙動制御装置。

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