JP2007030585A - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 非グリップ状態検出条件を最適に設定することで、適切な横滑り状態抑制制御を実現すること。
【解決手段】 車両の好ましくない横滑り状態を抑制すべく横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置１０において、車両状態量を換算して横加速度換算値を演算する横加速度換算値演算手段９０，９２と、実横加速度を検出する実横加速度検出手段３６と、路面に対する車両の非グリップ状態を検出し、非グリップ状態が検出された場合に前記横滑り状態抑制制御の実行禁止状態から実行許可状態への切り替えを行う非グリップ状態検出手段９４とを備え、前記非グリップ状態は、前記各手段から得られる横加速度換算値及び実横加速度が同一の車両旋回方向を表す正負の符号であり、且つ、横加速度換算値及び実横加速度の大きさがそれぞれの閾値より大きい場合を一条件として検出されることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、各車輪で発生させる制動力等を制御して横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置に関する。

従来から、検出された横加速度及びヨーレートに基づき車両の横滑り状態を推定し、横滑り状態が推定されたときには横滑り状態抑制制御を実行する挙動制御手段を有する車両の挙動制御装置に於いて、操舵角を検出する手段と、路面の摩擦係数を求める手段と、操舵角及びヨーレートに基づき前輪のスリップ角と後輪のスリップ角との偏差に対応する第一のパラメータを求める手段と、前記第一のパラメータ及び前記路面の摩擦係数に基づき車両が路面に対しグリップ状態にあるか否かを判別するグリップ状態判別手段と、車両がグリップ状態にあると判別されたときには前記挙動制御手段による横滑り状態抑制制御を禁止する手段とを有する車両の挙動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−１２３８８８号公報

ところで、この種の車両挙動制御装置においては、横滑り状態抑制制御を行う前提条件として、上述の従来技術のように、路面に対する車輪のグリップ状態が所定基準に満たない非グリップ状態が検出され、非グリップ状態が検出された場合に限り横滑り状態抑制制御を許可することで、横滑り状態抑制制御が不必要な場面で実行されないようにしている。

ここで、理想的な非グリップ状態検出条件とは、ノイズ等に対してロバストな条件であり、また、横滑り状態抑制制御が必要な場面（例えば緊急回避操作時）において、確実に非グリップ状態が検出される（制御許可状態が形成される）一方で、横滑り状態抑制制御が不要な場面（例えば、通常走行時は勿論のこと、サーキット路の高速走行時など比較的大きな実横加速度が発生する場面）において、非グリップ状態が検出されないような条件となる。

そこで、本発明は、非グリップ状態検出条件を最適に設定することで、適切な横滑り状態抑制制御を実現することができる車両挙動制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、車両の好ましくない横滑り状態を抑制すべく横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置において、
検出される車両状態量を換算して横加速度換算値を演算する横加速度換算値演算手段と、
実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、
路面に対する車両の非グリップ状態を検出し、非グリップ状態を検出した場合に前記横滑り状態抑制制御の実行禁止状態から実行許可状態への切り替えを行う非グリップ状態検出手段とを備え、
前記非グリップ状態は、前記各手段から得られる横加速度換算値及び実横加速度が同一の車両旋回方向を表す正負の符号であり、且つ、横加速度換算値及び実横加速度の大きさがそれぞれの閾値より大きい場合を一条件として検出されることを特徴とする。

第２の発明は、車両の好ましくない横滑り状態を抑制すべく横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置において、
検出される車両状態量を換算して横加速度換算値を演算する横加速度換算値演算手段と、
実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、
路面に対する車両の非グリップ状態を検出し、非グリップ状態を検出した場合に前記横滑り状態抑制制御の実行禁止状態から実行許可状態への切り替えを行う非グリップ状態検出手段とを備え、
前記非グリップ状態検出手段は、横加速度換算値と実横加速度との関係値に基づいて、前記非グリップ状態を検出することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に係る車両挙動制御装置において、前記非グリップ状態は、横加速度換算値の大きさと実横加速度の大きさとの差が第１閾値を超えた場合を一条件として検出されることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係る車両挙動制御装置において、前記非グリップ状態は、横加速度換算値の大きさが第２閾値を超えた場合をその他の一条件として検出されることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜４の何れかに発明に係る車両挙動制御装置において、前記横加速度換算値は、舵角センサの出力値及び車速センサの出力値に基づいて演算される第１の横加速度換算値と、ヨーレートセンサの出力値及び車速センサの出力値に基づいて演算される第２の横加速度換算値とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、非グリップ状態検出条件を最適に設定することで、適切な横滑り状態抑制制御を実現することができる車両挙動制御装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明による車両挙動制御装置の要部構成を示すブロック図である。車両挙動制御装置１０は、主に、車両の各輪に配設されるブレーキ装置４０の制御を司るECU２０を中心に構成され、各車輪で発生させる制動力等を制御して横滑り状態抑制制御を行う。横滑り状態抑制制御は、例えばオーバーステア（車体スピン）に対しては、フロント外輪に制動力を発生させることで外向きのモーメントを発生させると共にコーナリングフォースを低減すること等により、スピン方向のモーメントを低減させる制御である。また、前輪（駆動輪）のスリップによるアンダーステアに対しては、エンジントルクの低減と共にフロント内輪に制動力を発生させることで内向きのモーメントを発生させる等により、スピン方向のモーメントを低減させる制御である。尚、本発明は、かかる横滑り状態抑制制御の方法に限定されるものでなく、如何なる適切な横滑り状態抑制制御に対しても適用可能である。また、制動力は、必ずしもブレーキ装置４０による機械的な制動力（油圧制御による制動力）によって発生される必要はなく、各輪で個別に制動力を調整することができる構成であれば、代替的に又は補助的に、回生制動力（ハイブリッド車の場合）等が用いられてもよい。また、横滑り状態抑制制御は、制動力を制御して実現されるものに限られず、それらの加えて又は代えて、エンジン等の駆動力や電気モータの駆動力を制御して実現されるものであってよく、更には、操舵量（介入操舵）を制御して実現されるものであってもよい。

横滑り状態抑制制御は、以下で詳説するように、非グリップ状態を表すフラグが設定されていることを前提条件として実行される。従って、非グリップ状態を表すフラグが設定されていない状態では、横滑り状態抑制制御が禁止された状態であり、横滑り状態抑制制御を開始すべき所定閾値以上の車両状態（例えば、すべり角やすべり速度等）が検出されても、横滑り状態抑制制御が実行されることはない。

本発明は、以下で詳説するように、非グリップ状態を表すフラグの設定態様（横滑り状態抑制制御の実行禁止条件ないし実行許可条件の設定態様）に主なる特徴を有する。以下、本発明の特徴的な構成を、幾つかの実施例に分けて説明していく。

図２は、実施例１に係るECU２０の要部構成を示すブロック図である。ECU２０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ECU２０は、操舵角横加速度換算値演算部９０と、ヨーレート横加速度換算値演算部９２と、非グリップ状態検出部９４と、制御部９６とを有する。

ECU２０には、操舵角センサ３０より操舵角を示す信号（舵角信号）、各輪に配設される車輪速センサ３２の出力値に基づく車速を示す信号（車速信号）、ヨーレートセンサ３４より車体のヨーレートγを示す信号（ヨーレート信号）、及び、実質的に車体の重心に設けられた横加速度センサ３６より車体の横加速度（実横加速度）Ｇy［m/s^２］ を示す信号が入力される。

操舵角横加速度換算値演算部９０（以下、「第１横加速度換算部９０」という）では、舵角信号と車速信号とに基づいて、第１横加速度換算値StrG［m/s^２］が演算される。第１横加速度換算値StrGは、例えば、車両の最小旋回半径等を考慮してマップにより算出されてよい。

また、ヨーレート横加速度換算値演算部９２（以下、「第２横加速度換算部９２」という）では、ヨーレート信号と車速信号とに基づいて、第２横加速度換算値YawG［m/s^２］が演算される。第２横加速度換算値YawGは、例えば、ヨーレートγに車速Vを掛けることで導出されてよい（即ち、YawG＝γ×V）。尚、第１横加速度換算部９０及び第２横加速度換算部９２に入力される各種信号は、適切な前処理（フィルタ処理等）を施したものであってよい。

これらの換算値StrG、YawGは、横加速度センサ３６の出力値の極性と同様、車両の左旋回方向を正として演算される。第１及び第２横加速度換算値StrG、YawGは、所定周期毎に、横加速度Ｇyと共に、非グリップ状態検出部９４に入力される。尚、非グリップ状態検出部９４に入力される横加速度Ｇyは、適切な前処理（フィルタ処理等）を施したものであってよい。

非グリップ状態検出部９４では、第１横加速度換算部９０からの第１横加速度換算値StrG、第２横加速度換算部９２からの第２横加速度換算値YawG、及び、横加速度Ｇyの計３つのパラメータを用いて、非グリップ状態が検出される。非グリップ状態が検出されると、非グリップ状態を表すフラグが１にセットされ、当該フラグがゼロにリセットされるまで、制御部９６によるブレーキ装置４０を用いた横滑り状態抑制制御が実行可能な状態になる。尚、非グリップ状態とは、路面に対する車両のグリップ状態が失われた状態であり、以下、図３を参照して、その検出方法について説明する。

図３を参照するに、非グリップ状態検出部９４では、第１横加速度換算値StrGの大きさ（絶対値）が所定閾値Thr１よりも大きく（ステップ１００のYES）、横加速度Ｇyの大きさ（絶対値）が所定閾値Thr０より大きく（ステップ１１０のYES）、且つ、第２横加速度換算値YawGの大きさ（絶対値）が、所定閾値Thr２に横加速度Ｇyの大きさを足した値よりも大きい場合に（ステップ１２０のYES）、非グリップ状態が検出される（ステップ１３０）。その結果、フラグが、非グリップ状態を示す値１にセットされる。

一方、上記３つの条件の何れかが否定されると、非グリップ状態は検出されず、即ちグリップ状態であるとの判定がなされる（ステップ１４０）。その結果、フラグが、グリップ状態を示す値０で維持され、横滑り状態抑制制御が禁止された状態が維持されることになる。

ところで、上述の如く、理想的な非グリップ状態検出条件とは、ノイズ等に対してロバストな条件であり、また、横滑り状態抑制制御が必要な場面において、確実に非グリップ状態が検出される一方で、横滑り状態抑制制御が不要な場面において、非グリップ状態が検出されないような条件である。

本実施例では、上述の如く、各３つの条件が全て成立した場合のみ、非グリップ状態が検出されるので、ノイズ等に対してロバストな判定を実現することができる。また、本実施例では、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）に対してそれぞれの閾値を比較して、非グリップ状態を検出するのではなく、２つのパラメータ（StrG、Ｇy）に対してそれぞれの閾値を比較するが、パラメータYawGに対しては、横加速度Ｇyの大きさに応じた閾値を用いた判定がなされている。これは、横滑り状態抑制制御が必要な場面では、車両中心に対する車両の自転加速度相当量（YawG）が、旋回中心に対する車両の公転加速度相当量（Ｇy）よりも有意に大きくなるという、本願発明者が見出した知見に基づくものである（図４（A）参照）。従って、本実施例では、車両の自転加速度相当量（YawG）と車両の公転加速度相当量（Ｇy）との差に対して適切な値の閾値Thr２を設定することで、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）に対してそれぞれの閾値を比較する場合に比べて、横滑り状態抑制制御が必要な場面を高精度に判断でき、その結果、横滑り状態抑制制御を許可すべき適切な非グリップ状態を検出することができる。

図４は、車両が左旋回状態、次いで右旋回状態、その後直進状態となる際の各パラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の変化態様を示す図であり、図４（A）は、横滑り状態抑制制御が必要な場面で現れる典型的な各パラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の変化態様を示し、図４（B）は、横滑り状態抑制制御が不必要な場面（比較的大きな横加速度が生じるが、グリップ状態が維持されており、非グリップ状態が検出されるべきでない場面）で現れる同変化態様を示す。

図４（B）に示すように、横滑り状態抑制制御が不必要な場面では、グリップ状態が維持されており、第２横加速度換算値YawG（２点鎖線）は、横加速度Ｇyと略一致した態様で変化する。従って、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）に対してそれぞれの閾値を比較して、非グリップ状態を検出する構成では、このような波形に対しても非グリップ状態が検出されないように、図４（B）に示すような比較的大きな閾値Thr１’、Thr０’ 、Thr２’（本例では便宜上同じ値で示しているが、異なる値であってもよい。）を設定せざるを得ない。しかしながら、このような閾値Thr１’、Thr０’、Thr２’では、図４（A）に示すような横滑り状態抑制制御が必要な場面で、非グリップ状態が検出されない虞がある（本例では、パラメータStrG、Ｇyが閾値Thr１’、Thr０’をそれぞれ上回らないため、非グリップ状態が検出されない）。

これに対して、本実施例では、閾値Thr１’、Thr０’よりも小さい閾値Thr１、Thr０を設定することで、図４（A）に示すような横滑り状態抑制制御が必要な場面で、非グリップ状態の検出が確実に実現される。一方、図４（B）に示すような横滑り状態抑制制御が不必要な場面では、第１横加速度換算値StrG及び横加速度Ｇがそれぞれの閾値Thr１、Thr０を超えてしまうものの（２つの条件は成立するものの）、第２横加速度換算値YawGと横加速度Ｇとの差が小さく、閾値Thr２を超えることがないので（残りの１つの条件が成立しない）、横滑り状態抑制制御が不要な場面で非グリップ状態が検出されることを確実に防止することができる。換言すると、本実施例によれば、第２横加速度換算値YawGと横加速度Ｇとの関係（偏差）に対する閾値判定を新たに導入することで、第１横加速度換算値StrG 及び横加速度Ｇのそれぞれに対する閾値Thr１、Thr０を小さくすることでき、横滑り状態抑制制御が必要な場面において、確実に非グリップ状態が検出される一方で、横滑り状態抑制制御が不要な場面において、非グリップ状態が検出されないような非グリップ状態検出条件を確立することができる。

実施例２に係るECU２０の要部構成自体（以下で説明する機能以外）は、図２と同様であってよいので、説明を省略する。以下、図５を参照して、実施例２に係る非グリップ状態の検出条件について説明する。

図４を参照するに、非グリップ状態検出部９４では、第１横加速度換算値StrG（絶対値でない、以下、同じ）が所定の正の閾値Thr１＋よりも大きく（ステップ２００のYES）、横加速度Ｇyが所定の正の閾値Thr０＋よりも大きく（ステップ２１０のYES）、且つ、第２横加速度換算値YawGが、所定の正の閾値Thr２＋よりも大きい場合に（ステップ２２０のYES）、非グリップ状態が検出される（ステップ４００）。これにより、左旋回方向での非グリップ状態が検出される（その結果、フラグが、非グリップ状態を示す値１にセットされる。）。

一方、上記３つの条件の何れかが否定されると、ステップ３００以降の処理に進む。

ステップ３００以降の処理として、非グリップ状態検出部９４では、第１横加速度換算値StrG（絶対値でない、以下、同じ）が所定の負の閾値Thr１−よりも小さく（ステップ２００のYES）、横加速度Ｇyが所定の負の閾値Thr０−よりも小さく（ステップ２１０のYES）、且つ、第２横加速度換算値YawGが、所定の負の閾値Thr２−よりも小さい場合に（ステップ２２０のYES）、非グリップ状態が検出される（ステップ４００）。これにより、右旋回方向での非グリップ状態が検出される（その結果、フラグが、非グリップ状態を示す値１にセットされる。）。

他方、上記３つの条件の何れかが否定されると、右旋回方向での非グリップ状態についても検出されず、即ちグリップ状態であるとの判定がなされる（ステップ４１０）。その結果、フラグが、グリップ状態を示す値０で維持され、横滑り状態抑制制御が禁止された状態が維持されることになる。

ここで、各閾値Thr＊＋、Thr＊−（但し、＊＝０，１，２）に関して、正の符号の閾値Thr＊＋は、対応する負の符号の閾値Thr＊−と絶対値が同じであってよい。即ち、｜Thr＊＋｜＝｜Thr＊−｜であってよい。但し、異なる値であってもよい。

本実施例では、センサの故障等の外乱がない限り、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）は常に同一の符号、即ち同一の旋回方向を示しているはずであるという事実に基づいて、上述の如く、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の大きさに対する閾値判定に、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）が同符号である条件を付加している。

図６は、一例としてヨーレートセンサの故障が生じた場合において、車両が左旋回状態、次いで右旋回状態、その後直進状態となる際の各パラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の変化態様を示す図である。

図６に示す例では、ヨーレートセンサの故障に起因して、第２横加速度換算値YawG（２点鎖線）は、他のパラメータ（StrG、Ｇy）が正のピークになる時点で、負のピークとなっている。この場合、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の大きさ（絶対値）に対してそれぞれの閾値（正の閾値）を比較して、非グリップ状態を検出する構成では、図６（A）に示すように、各パラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の大きさ自体は十分大きい故に、非グリップ状態が検出されてしまう。

これに対して、本実施例では、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の符号を考慮して、３つのパラメータの符号が同一であり、且つ、それぞれの大きさが所定閾値よりも大きいことを条件とすることで、図６に示すような波形に対して、誤って非グリップ状態が検出されてしまうのが防止される。このように、本実施例によれば、センサの故障等の外乱に対してロバストな非グリップ状態検出条件を確立することができる。

尚、本実施例は、実施例１と組み合わせて実現することができる。この場合、例えば、実施例１において、各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の符号が同一であることを条件に付加してもよい。或いは、実施例２において、ステップ１２０で、第２横加速度換算値YawGが、正の閾値（＝横加速度Ｇy＋正の所定閾値Thr２）より大きいか否かを判定し、ステップ２２０で、第２横加速度換算値YawGが、負の閾値（＝横加速度Ｇy＋負の所定閾値Thr２）より小さいか否かを判定することとしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、車両の各種状態（操舵角、車速、ヨーレート等）の検出手段は、既存の車両に搭載される最も典型的なセンサが開示されているが、他の適切な手段により同様の車両状態を検出することもできる。

また、上述した実施例では、横加速度換算値を２つ用いて、それぞれに対して２つの閾値を設定しているが、何れか一方の横加速度換算値を用いることも可能であるし、３つ以上の横加速度換算値を導入することも可能である。

また、上述した実施例において、上述の各条件以外の適切な条件を、非グリップ状態を検出する際の一条件として付加することも可能である。

また、上述した実施例において、非グリップ状態が検出された後の解除条件、即ちフラグがゼロにリセットされる条件については、如何なる適切な条件が用いられてもよい。例えば、簡易的には、非グリップ状態が検出されなくなった時点で、フラグがゼロにリセットされてもよい。

本発明に係る車両挙動制御装置の要部構成を示すブロック図である。 実施例１に係るECU２０の要部構成を示すブロック図である。 実施例１に係る非グリップ状態の検出条件を表すフローチャートである。 図４（A）は、横滑り状態抑制制御が必要な場面で現れる各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の典型的な波形を示し、図４（B）は、横滑り状態抑制制御が不必要な場面で現れる典型的な同波形を示す図である。 実施例２に係る非グリップ状態の検出条件を表すフローチャートである。 ヨーレートセンサの故障に起因して現れうる各３つのパラメータ（StrG、YawG、Ｇy）の波形を示す図であり、図６（A）は、各パラメータの絶対値のみで閾値判定する比較例を示し、図４（B）は、実施例２による閾値判定態様の有効性を示す図である。

符号の説明

１０ 車両挙動制御装置
２０ ECU
３０ 操舵角センサ
３２ 車輪速センサ
３４ ヨーレートセンサ
３６ 横加速度センサ
４０ ブレーキ装置
９０ 操舵角横加速度換算値演算部
９２ ヨーレート横加速度換算値演算部
９４ 非グリップ状態検出部

Claims (5)

1. 車両の好ましくない横滑り状態を抑制すべく横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置において、
   検出される車両状態量を換算して横加速度換算値を演算する横加速度換算値演算手段と、
   実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、
   路面に対する車両の非グリップ状態を検出し、非グリップ状態を検出した場合に前記横滑り状態抑制制御の実行禁止状態から実行許可状態への切り替えを行う非グリップ状態検出手段とを備え、
   前記非グリップ状態は、前記各手段から得られる横加速度換算値及び実横加速度が同一の車両旋回方向を表す正負の符号であり、且つ、横加速度換算値及び実横加速度の大きさがそれぞれの閾値より大きい場合を一条件として検出されることを特徴とする、車両挙動制御装置。
2. 車両の好ましくない横滑り状態を抑制すべく横滑り状態抑制制御を行う車両挙動制御装置において、
   検出される車両状態量を換算して横加速度換算値を演算する横加速度換算値演算手段と、
   実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、
   路面に対する車両の非グリップ状態を検出し、非グリップ状態を検出した場合に前記横滑り状態抑制制御の実行禁止状態から実行許可状態への切り替えを行う非グリップ状態検出手段とを備え、
   前記非グリップ状態検出手段は、横加速度換算値と実横加速度との関係値に基づいて、前記非グリップ状態を検出することを特徴とする、車両挙動制御装置。
3. 前記非グリップ状態は、横加速度換算値の大きさと実横加速度の大きさとの差が第１閾値を超えた場合を一条件として検出されることを特徴とする、請求項２に記載の車両挙動制御装置。
4. 前記非グリップ状態は、横加速度換算値の大きさが第２閾値を超えた場合をその他の一条件として検出されることを特徴とする、請求項３に記載の車両挙動制御装置。
5. 前記横加速度換算値は、舵角センサの出力値及び車速センサの出力値に基づいて演算される第１の横加速度換算値と、ヨーレートセンサの出力値及び車速センサの出力値に基づいて演算される第２の横加速度換算値とを含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の車両挙動制御装置。

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