JP2011240742A5 - - Google Patents

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車両の運動制御装置
本発明は、車輪の制動トルクを増加して車両の安定性を向上する車両の運動制御装置に関する。
特許文献1には、「車両の横滑りの結果として生じる不安定な走行状態を回避するために、横速度、又は、横加速度が予め設定された値に達したときに、コース維持手段(アンチロック機構等)を自動的に制御する。」ことが記載されている。
特許文献2には、「危機的な走行状況を緩和または回避する介入によって、予想される不安定な走行状況に対してできるだけ迅速に応答できる、走行安定性を制御するための方法を提供することを目的に、最大ステアリングホイール角速度に達するまで平均ステアリングホイール加速度(|最大SWAP|/(T2−T1))等に基づいて急激な操舵を予想して、事前制動介入がカーブ外側の前輪に行われる。そして、|SWAPt−最大SWAP|/(t−T2)>しきい値4の条件が満足される限り、事前制動介入が継続される(ここで、SWAPtは、任意の時点tでのステアリングホイール角速度)。事前の制動介入によって加えられる制動トルクは、車速、及び/又は、ステアリングホイール角速度の最大値(最大SWAP)に依存する。車速、及び/又は、最大SWAPが大きければ大きいほど、制動トルクは大きい。」ことが記載されている。
また、「高い横加速度でカーブを走行しているときの極端なカウンタステアリング挙動において、車体の大きな横方向ダイナミクスに起因してローリング運動が生じる。ステアリングホイール角速度と横加速度に基づいて、その後の不安定な走行状態の傾向が決定され、安定な走行状態において事前制動介入が行われることを他の目的として、ステアリングホイール角度がゼロを交叉する時点に、SWAP(ステアリングホイール角速度)<しきい値5、及び、LA(横加速度)>しきい値6の条件が満足されると事前制動介入が行われる。」ことが記載されている。
英国特許第1297976号 米国特許第6957873号
ところで、車両安定性に係るヨーイング運動は、操舵速度だけではなく、車両の走行路面状態、及び、操舵量の増減状態の影響を受ける。例えば、乾燥したアスファルト路面等の路面摩擦係数が高い場合には、急激な操舵に対して、速いヨーイング運動が生じるが、圧雪路面等の摩擦係数が低い場合には、然程のヨーイング運動は発生しない。高摩擦係数の場合に対して好適に制動制御が行われると、低摩擦係数の場合には車輪横力が不足する。逆に、低摩擦係数の場合に対して好適に制動制御が行われると、高摩擦係数の場合に制動不足が発生する。車両の安定性を予測して制動制御が行われる際には、路面状態(路面摩擦係数)が考慮されることが望ましい。また、操舵量の増減状態(操舵の切り込み状態、或いは、切り戻し状態)に応じて制動制御が実行されることが必要となる。本発明の目的は、車両が走行する路面状態、及び、操舵状態に応じた制動制御によって、適正に車両安定性を確保し得る車両の運動制御装置を提供することである。
本発明に係る車両の運動制御装置は、制動手段(MBR)と制御手段(CTL)とを備える。制動手段(MBR)は車両の車輪(WH[**])に制動トルクを付与する。制御手段(CTL)は、前記制動手段(MBR)を介して、前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加して前記車両の安定性を向上する制動制御を実行する。以下、制動トルクの増加して車両安定性を向上する制動制御を、単に「制動制御」という。
さらに、車両の運動制御装置は、操舵量取得手段(SAA)と、操舵速度取得手段(DSA)と、旋回量取得手段(TCA)とを備える。操舵量取得手段(SAA)は、前記操舵操作部材(SW)の操舵量(Saa)を取得する。操舵速度取得手段(DSA)は、前記操舵操作部材(SW)の操舵速度(dSa)を取得する。旋回量取得手段(TCA)は、前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量(Tca)を取得する。前記制御手段(CTL)は、前記旋回量(Tca)がしきい量(Stc)を超過し、且つ、前記操舵速度(dSa)がしきい速度(Sds)を超過する場合に前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加する。また、前記制御手段(CTL)は、前記操舵量(Saa)が連続して増減する過渡操舵状態を前記操舵量(Saa)に基づいて判別し、前記過渡操舵状態を判別する場合(Kat=1)に前記しきい量(Stc)を小さい値(stc2)に変更するように構成される。
換言すれば、前記旋回量(Tca)に対応する前記しきい量(Stc)には、その大きさが異なる2つのしきい量(stc1,stc2)が存在し、前記過渡操舵状態が判別されない場合には2つのしきい量のうちで大きい方(stc1)が前記しきい量(Stc)に設定され、前記過渡操舵状態が判別される場合には2つのしきい量のうちで小さい方(stc2)が前記しきい量(Stc)に設定される。
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。
操舵操作部材の操作量が連続的に増加・減少するような過渡操舵が行われる場合に、車両の安定性が損なわれ易い。特に、路面摩擦係数が低い場合にはこの兆候が顕著となる。操舵状態が過渡操舵状態にあるか否かが判別されて、旋回量に対応したしきい値(しきい量Stc)が調整されるため、操舵状態に応じた適切な制動制御が行われ得る。過渡操舵状態が判別された場合には、しきい量Stcがより小さい値に変更されるため、より早期に制動トルクの増加が行われ、車両安定性が確実に維持され得る。また、旋回量には路面状態が反映されるため、実際の旋回量としきい量Stcとの比較に基づいて制動制御が実行されるため、路面状態に応じた制動制御が行われ得る。
本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置を備えた車両の全体構成を示す図である。 ブレーキアクチュエータBRKの全体構成を示す図である。 障害物を緊急的に回避する場合の操舵操作について説明する図である。 本実施形態における車両の運動制御装置の演算処理例を示す機能ブロック図である。 制動制御演算ブロックCTLにおける演算処理例を示す機能ブロック図である。 目標制動トルク演算ブロックPWTの制御実行判定部における演算処理例を示す制御フロー図である。 本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置の作用・効果を説明するための時系列線図である。
図1は、本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置を備えた車両の全体構成を示す図である。なお、各種記号等の末尾に付された添字[**]は、各種記号等が4輪のうちの何れかに関するものであるかを示す。「f」は前輪、「r」は後輪、「m」は車両進行方向に対して右側車輪、「h」は左側車輪、「o」は旋回方向に対して外側車輪(外輪)、「i」は内側車輪(内輪)を示す。したがって、「fh」は左前輪、「fm」は右前輪、「rh」は左後輪、「rm」は右後輪を示す。また、「fo」は旋回外側前輪(外前輪)、「fi」は旋回内側前輪(内前輪)、「ro」は旋回外側後輪(外後輪)、「ri」は旋回内側後輪(内後輪)を示す。
また、車両の旋回方向には右方向と左方向の場合がある。それらは一般的には正負の符号が付され、例えば左方向が正符号として表され、右方向が負符号として表される。さらに、車両の加速・減速も、一般的には正負の符号が付され、例えば、加速が正符号として表され、減速が負符号として表される。しかし、値の大小関係、或いは、値の増加・減少を説明する際にその符号を考慮すると非常に煩雑となる。そのため、特に限定がない場合には、絶対値の大小関係、絶対値の増加・減少を表す。また、所定値は予め設定された正の値とする。
車両には、車輪速度Vwa[**]を検出する車輪速度センサWS[**]と、ステアリングホイールSWの(車両の直進走行に対応する操舵装置の中立位置「0」からの)回転角度θswを検出するステアリングホイール角センサSAと、操向車輪(前輪)の操舵角δfaを検出する前輪舵角センサFSと、運転者がステアリングホイールSWを操作する際のトルクTswを検出する操舵トルクセンサSTと、車両に作用する実際のヨーレイトYraを検出するヨーレイトセンサYRと、車体前後方向における前後加速度Gxaを検出する前後加速度センサGXと、車体横方向における横加速度Gyaを検出する横加速度センサGYと、ホイールシリンダWC[**]の制動液圧Pwa[**]を検出するホイールシリンダ圧力センサPW[**]と、エンジンEGの回転速度Neaを検出するエンジン回転速度センサNEと、エンジンのスロットル弁の開度Tsaを検出するスロットル位置センサTSが備えられる。
そして、運転者の運転操作を検出する手段として、運転者の加速操作部材(例えば、アクセルペダル)APの操作量Asaを検出する加速操作量センサASと、運転者の制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPの操作量Bsaを検出する制動操作量センサBSと、変速操作部材SFのシフト位置Hsaを検出するシフト位置センサHSとが備えられている。
また、車両には、制動液圧を制御するブレーキアクチュエータBRKと、スロットル弁を制御するスロットルアクチュエータTHと、燃料の噴射を制御する燃料噴射アクチュエータFIと、変速を制御する自動変速機ATとが備えられている。
加えて、車両には、上述の各種アクチュエータ(BRK等)、及び上述の各種センサ(WS[**]等)と電気的に接続された電子制御ユニットECUが備えられている。電子制御ユニットECUは、相互に通信バスCBで接続された、複数の独立した電子制御ユニットECU(ECUb,ECUs,ECUe,ECUa)から構成されたマイクロコンピュータである。電子制御ユニットECU内の各系の電子制御ユニット(ECUb等)は、専用の制御プログラムをそれぞれ実行する。各種センサの信号(センサ値)、及び、各電子制御ユニット(ECUb等)内で演算される信号(内部演算値)は、通信バスCBを介して共有される。
本装置の演算処理は、電子制御ユニットECU内に備えられる。例えば、本装置の演算処理は、ブレーキアクチュエータBRKを制御するブレーキ系電子制御ユニットECUb内にプログラムされている。ブレーキ系電子制御ユニットECUbでは、車輪速度センサWS[**]、ヨーレイトセンサYR、横加速度センサGY等からの信号に基づいて、アンチスキッド制御(ABS制御)等が実行される。また、車輪速度センサWS[**]によって検出された各車輪の車輪速度Vwa[**]に基づいて、周知の方法によって、車両の走行速度(車速)Vxaが演算される。
操舵系電子制御ユニットECUsでは、操舵トルクセンサST等からの信号に基づいて、電動パワーステアリング制御(EPS制御)が実行される。エンジン系電子制御ユニットECUeでは、加速操作量センサAS等からの信号Asaに基づいて、スロットルアクチュエータTH、燃料噴射アクチュエータFIの制御が実行される。トランスミッション系電子制御ユニットECUaでは、自動変速機ATの変速比の制御が実行される。
ブレーキアクチュエータBRK(制動手段MBRの一部に相当)は、複数の電磁弁(液圧調整弁)、液圧ポンプ、電気モータ等を備えた周知の構成を有している。制動制御の実行時には、ブレーキアクチュエータBRKは、ブレーキペダルBPの操作とは独立してホイールシリンダWC[**]毎の制動液圧を制御し、制動トルクを車輪毎に調整できる。
各車輪には、制動手段MBRとして、周知のホイールシリンダWC[**]、ブレーキキャリパBC[**]、ブレーキパッドPD[**]、及び、ブレーキロータRT[**]が備えられる。ブレーキキャリパBC[**]に設けられたホイールシリンダWC[**]に制動液圧が与えられることにより、ブレーキパッドPD[**]がブレーキロータRT[**]に押付けられ、その摩擦力によって、各車輪に制動トルクが与えられる。なお、制動トルクの制御は、制動液圧によるものに限らず、電気ブレーキ装置を利用して行うことも可能である。
図2は、ブレーキアクチュエータBRKの全体構成を示す図である。運転者が制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPを踏み込むと、倍力装置VBにて踏力が倍力され、マスタシリンダMCに設けられたマスタピストンが押される。これにより、マスタピストンによって区画される第1室と第2室とに同じ圧力のマスタシリンダ圧Pmcが発生する。マスタシリンダ圧Pmcは、ブレーキアクチュエータBRKを通じて各車輪WH[**]のホイールシリンダWC[**]に与えられる。
ブレーキアクチュエータBRKは、マスタシリンダMCの第1室に接続される第1配管系統HP1と、マスタシリンダMCの第2室に接続される第2配管系統HP2とを有している。第1配管系統HP1は、左前輪WH[fh]と右後輪WH[rm]に加えられる制動液圧を制御する。第2配管系統HP2は、右前輪WH[fm]と左後輪WH[rh]に加えられる制動液圧を制御する。第1配管系統HP1と第2配管系統HP2とは、同様の構成であるため、以下では第1配管系統HP1についてのみ説明し、第2配管系統HP2についての説明は省略される。図2に示す構成は、ダイアゴナル配管の構成であるが、ブレーキの配管構成は、前後配管でもよい。
第1配管系統HP1は、制動液圧(ホイールシリンダ内の液圧)Pw[fh],Pw[rm]を発生させる管路LAを備える。この管路LAには、連通状態と差圧状態に制御できる第1差圧制御弁SS1が備えられる。そして、マスタシリンダ圧Pmcが、左前輪WH[fh]に備えられたホイールシリンダWC[fh]、及び、右後輪WH[rm]に備えられたホイールシリンダWC[rm]に伝達される。運転者がブレーキペダルBPの操作を行う通常ブレーキ時(ブレーキ制御が実行されていないとき)には、この第1差圧制御弁SS1は連通状態となるように弁位置が開状態に調整される。第1差圧制御弁SS1に通電されると、弁位置が閉状態に調整され、第1差圧制御弁SS1が差圧状態とされる。
管路LAは、第1差圧制御弁SS1よりもホイールシリンダWC[fh],WC[rm]の側において、2つの管路LA[fh],LA[rm]に分岐する。管路LA[fh]にはホイールシリンダWC[fh]への制動液圧の増圧を制御する第1増圧制御弁SZ[fh]が備えられる。管路LA[rm]にはホイールシリンダWC[rm]への制動液圧の増圧を制御する第2増圧制御弁SZ[rm]が備えられる。第1、及び、第2増圧制御弁SZ[fh],SZ[rm]は、連通・遮断状態を制御できる2位置の電磁弁により構成される。第1、及び、第2増圧制御弁SZ[fh],SZ[rm]は、供給される電流が「0」のとき(非通電時)には連通状態(開状態)となり、電流が流されるとき(通電時)に遮断状態(閉状態)に制御される。第1、及び、第2増圧制御弁SZ[fh],SZ[rm]は、所謂ノーマルオープン型である。
管路LBは、第1、及び、第2増圧制御弁SZ[fh],SZ[rm]、及び、ホイールシリンダWC[fh],WC[rm]の間と調圧リザーバR1とを結ぶ減圧用の管路である。管路LBには、連通・遮断状態を制御できる2位置の電磁弁により構成される第1減圧制御弁SG[fh]と第2減圧制御弁SG[rm]とが設けられる。第1、及び、第2減圧制御弁SG[fh],SG[rm]は、非通電時には閉状態となり、通電時には開状態となる。これらは、所謂ノーマルクローズ型である。
調圧リザーバR1と管路LAとの間には、管路LCが配設される。管路LCには、液圧ポンプOP1が設けられる。液圧ポンプOP1によって、ブレーキ液が調圧リザーバR1からを吸入され、マスタシリンダMC、或いは、ホイールシリンダWC[fh],WC[rm]に向けて吐出される。液圧ポンプOP1は、電気モータMTによって駆動される。調圧リザーバR1とマスタシリンダMCの間には管路LDが設けられている。車両安定性制御やトラクション制御等の自動加圧が行われるとき、液圧ポンプOP1によってブレーキ液が管路LDを通してマスタシリンダMCから吸入され、管路LA[fh],LA[rm]に吐出される。これにより、ブレーキ液がホイールシリンダWC[fh],WC[rm]に供給され、対象となる車輪のホイールシリンダWC[**]の制動液圧が増大され、制動トルクが与えられる。
先ず、図3を参照して、障害物を緊急的に回避する場合の操舵操作について説明する。
図3(a)は、Jターン操舵と呼ばれ、一方向(即ち、左方向及び右方向のうちの一方)に急激なステアリングホイール操作が行われる場合である。時間p0にて運転者による操舵操作が開始され、時間p2まで操舵量Saa(操舵角であり、ステアリングホイール角θsw、或いは、操向車輪舵角δfa)が「0(操舵の中立位置であり、車両の直進に対応する)」から増加され、その後、定常値となる。このときの操舵速度dSa(操舵角速度であり、操舵量の時間微分値)は、時間p0にて「0」から立ち上がり、時間p1にて最大値(ピーク値)dSapとなり、時間p2にて「0」に戻る。
Jターン操舵では、ヨーイング運動における車両の安定性(ヨーイング安定性という)が損なわれる可能性は低い。しかし、路面摩擦係数が高い場合には、ローリング運動において車両の安定性(ローリング安定性という)が低下する場合がある。
図3(b)は、レーンチェンジ操舵と呼ばれ、一方向(即ち、左方向及び右方向のうちの一方であり、例えば、左操舵方向)に急激にステアリングホイール操作が行われた後に、連続して一方向とは反対の他方向(即ち、左方向及び右方向のうちの他方であり、例えば、右操舵方向)にステアリングホイール操作が行われる場合である。時間q0にて運転者による操舵操作が一方向(一操舵方向)に開始される。操舵量(操舵角)Saaは、時間q1までは「0(操舵の中立位置であり、車両の直進に対応する)」から一操舵方向に増加され、時間q1以降は、「0」に向かって戻される。さらに、連続して、時間q2にて他方向(他操舵方向)に操舵操作が開始される。操舵量Saaは、時間q2から時間q3に亘り「0」から他操舵方向に増大され、時間q3以降は、「0」に向かって戻され、時間q4にて再び「0」となる。ここで、最初に一方向に操舵される操作を「第1操舵」、この「第1操舵」に連続して他方向に操舵される操作を「第2操舵」という。第1操舵、及び、第2操舵が行われる場合の連続した操舵操作を「過渡操舵」と呼ぶ。さらに、操舵量Saaが「0(操舵中立位置)」から離れていく場合(操舵量Saaの大きさ(絶対値)が増加する場合)を「切り増し」操舵、操舵量Saaが「0(操舵中立位置)」に近づいていく場合(操舵量Saaの大きさ(絶対値)が減少する場合)を「切り戻し」操舵と呼ぶ。
操舵量が連続して増加・減少する過渡操舵(例えば、レーンチェンジ操舵)では、第1操舵の切り戻し時(時間q1から時間q2)、或いは、第2操舵の切り増し時(時間q2から時間q3)における操舵速度dSaが大きい場合に、ヨーイング安定性が損なわれる可能性が高い。特に、路面摩擦係数が低い場合には、この傾向が顕著に現れる。即ち、低路面摩擦においては、操舵速度dSaが比較的小さい場合であっても、ヨーイング安定性が損なわれることがある。一方、図3(b)の破線で示すような、第1操舵が行われた後に、比較的緩やかに第1操舵が切り戻されて、第2操舵が行われない場合(即ち、過渡操舵が行われない場合)には、第1操舵の切り増し時に急操舵が行われたとしてもヨーイング安定性が低下する可能性は低い。
図4は、本実施形態における車両の運動制御装置の演算処理例を示す機能ブロック図である。なお、各種記号等の末尾に付された添字[**]は、各種記号等が4輪のうちの何れかに関するものであるかを示す。「f」は前輪、「r」は後輪、「m」は車両進行方向に対して右側車輪、「h」は左側車輪、「o」は旋回方向に対して外側車輪(外輪)、「i」は内側車輪(内輪)を示す。したがって、「fh」は左前輪、「fm」は右前輪、「rh」は左後輪、「rm」は右後輪を示す。また、「fo」は旋回外側前輪(外前輪)、「fi」は旋回内側前輪(内前輪)、「ro」は旋回外側後輪(外後輪)、「ri」は旋回内側後輪(内後輪)を示す。また、車両の旋回方向には右方向と左方向の場合がある。それらは一般的には正負の符号が付され、例えば左方向が正符号として表され、右方向が負符号として表される。さらに、車両の加速・減速も、一般的には正負の符号が付され、例えば、加速が正符号として表され、減速が負符号として表される。しかし、値の大小関係、或いは、値の増加・減少を説明する際にその符号を考慮すると非常に煩雑となる。そのため、特に限定がない場合には、絶対値の大小関係、絶対値の増加・減少を表し、所定値は正の値とする。また、操舵速度dSa、及び、旋回量Tcaに基づいて制動トルクを増加する制動制御を、単に「制動制御」と称呼する。
操舵量取得演算ブロック(操舵量取得手段に相当)SAAにて、車両の運転者によって操作される操舵操作部材SWの操舵量(例えば、操舵角)Saaが取得される。具体的には、操舵量Saaは、ステアリングホイール角度センサSAによって検出される信号(ステアリングホイールSWの回転角度であるステアリングホイール角度θsw)に基づいて演算される。また、前輪舵角センサFSによって検出される前輪舵角δfaに基づいて演算され得る。即ち、操舵量(操舵角)Saaは、ステアリングホイール角度θsw、及び、前輪舵角δfaのうちの少なくとも一方に基づいて演算され得る。
操舵速度取得演算ブロック(操舵速度取得手段に相当)DSAにて、車両の運転者によって操作される操舵操作部材SWの操作速度である操舵速度(例えば、操舵角速度)dSaが取得される。操舵速度dSaは、操舵量Saaに基づいて、これを時間微分して演算され得る。
旋回量取得演算ブロック(旋回量取得手段に相当)TCAにて、車両の旋回状態の程度(大きさ)を表す状態量である旋回量Tcaが取得される。旋回量Tcaとして、車両の横加速度に相当する値(横加速度相当値)が演算され得る。横加速度相当値には、路面摩擦係数の影響が反映されており、横加速度相当値が用いられることで、路面状況に応じた制動制御が行われ得る。具体的には、旋回量Tcaとして、横加速度センサGYによって検出される横加速度(実横加速度)Gyaが取得される。また、ヨーレイトセンサYRによって検出されるヨーレイトYraに基づいて(ヨーレイトYraに車速Vxaを乗算することによって)、計算横加速度Gyeが、旋回量Tcaとして演算され得る。ここで、車速Vxaは、車輪速度取得手段VWA(例えば、車輪速度センサWS[**])の検出結果(車輪速度Vwa[**])に基づいて演算され得る。
旋回変化量取得演算ブロック(旋回変化量取得手段に相当)DTCにて、旋回量Tcaに基づいて旋回変化量dTcが演算される。旋回変化量dTcは、旋回量Tcaを時間微分して演算され得る。旋回変化量dTcとして、ヨーレイトYraを時間微分したヨー角加速度dYrが演算され得る。
制動操作量取得演算ブロック(制動操作量取得手段に相当)BSAにて、運転者によって操作される車両の制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPの操作量Bsaが取得される。
操舵量Saa、操舵速度dSa、旋回量Tca(例えば、横加速度Gya、ヨーレイトYra)、車両速度Vxa、車輪速度Vwa[**]、及び、制動操作量Bsaは、通信バスCBを介して得られるセンサ値、及び/又は、他のシステムにおける内部演算値に基づいて演算され得る。
制動制御演算ブロック(制御手段に相当)CTLにて、操舵量Saa、操舵速度dSa、旋回量Tca、及び、旋回変化量dTcに基づいて各車輪の目標制動トルクPwt[**]が演算される。制動制御演算ブロックCTLは、過渡操舵判別演算ブロック(過渡操舵判別手段)KAT、しきい値演算ブロック(しきい値設定手段)SKE、及び、目標制御トルク演算ブロック(目標制動トルク決定手段)PWTによって構成される。過渡操舵判別演算ブロックKATでは、操舵量Saaに基づいて、車両の操舵状態が過渡操舵状態であるか否かが判別される。即ち、過渡操舵状態が判別されない第1状態、及び、過渡操舵状態が判別される第2状態のうちで何れか1つが選択される。しきい値演算ブロックSKEでは、車両の操舵状態(過渡操舵状態か否か)に基づいて制動制御の実行条件(例えば、制動トルク増加を開始するしきい値)であるしきい値Stc,Sds,Sdtが設定される。しきい値Stcは、旋回量Tcaに対応するしきい量(所定値)stc1,stc2であり、しきい値Sdsは、操舵速度dSaに対応するしきい速度(所定値)sds1,sds2であり、しきい値Sdtは、旋回変化量dTcに対応するしきい変化量(所定値)sdt1,sdt2である。しきい値Stc,Sds,Sdtには、操舵状態が過渡操舵状態ではないとき(過渡操舵状態が判別されない第1状態)に設定される第1しきい値stc1,sds1,sdt1と、操舵状態が過渡操舵状態であるとき(過渡操舵状態が判別される第2状態)に設定される第2しきい値stc2,sds2,sdt2とがある。目標制御トルク演算ブロックPWTでは、各状態量(旋回量Tca等)、及び、しきい値(しきい量Stc等)に基づいて各車輪の制動トルクの目標値Pwt[**]が演算される。
過渡操舵判別演算ブロックKATにて、操舵量Saaに基づいて過渡操舵状態か否かが判別される。ここで、過渡操舵状態とは、ある定常操舵状態(操舵量が概ね一定の状態)から他の定常操舵状態に遷移する際の変動する操舵操作の状態であって、操舵量の増加、及び、減少が連続して行われる操舵状態である。過渡操舵判別演算ブロックKATでは、初期状態として過渡操舵状態が判別されない第1状態(非過渡操舵状態)が設定されている。そして、操舵量Saaに基づいて過渡操舵状態である第2状態が判別される。
過渡操舵状態では操舵方向が連続して変化するため、操舵量Saaに基づいて識別される操舵方向Dstrに基づいて、過渡操舵状態が判別される。先ず、操舵方向Dstrが一方向(即ち、左方向及び右方向のうちの一方)であるか、他方向(即ち、左方向及び右方向のうちの一方向とは異なる他方)であるかが決定される。操舵方向Dstrが一方向(例えば、左方向)であると決定される場合に非過渡操舵状態である第1状態(初期状態)が判別される。操舵方向Dstrが一方向(例えば、左方向)であると決定された後に、連続して(所定時間tka0未満のうちに)他方向(例えば、右方向)であると決定される場合に、過渡操舵状態である第2状態が判別される。
過渡操舵状態では操舵操作部材SWの操舵量が連続して増加・減少するため、操舵量Saaに基づいて過渡操舵状態が判別される。操舵量Saaが所定範囲内(±saa1(所定値)の範囲内)にある状態(操舵量Saaが概ね一定の値を維持する状態)を所定時間tsa1以上に亘って継続した後に、操舵量Saaが増加する場合には非過渡操舵状態である第1状態(初期状態)と判別される。そして、操舵量Saaが増加した直後に、連続して(所定時間tka1未満のうちに)操舵量Saaが減少する場合において過渡操舵状態である第2状態と判別され得る。
また、操舵速度dSaの符号に基づいて過渡状態状態が判別され得る。即ち、操舵速度dSaが正符号(+)の場合には操舵量Saaは増加し、操舵速度dSaが負符号(−)の場合には操舵量Saaは減少する。例えば、所定時間(所定値)tsa2以上に亘って、操舵速度dSaの大きさ(絶対値)が概ねゼロ(所定速度dsa0未満)を継続した後に、操舵速度dSaの符号が正符号の場合には非過渡操舵状態である第1状態(初期状態)と判別される。そして、操舵速度dSaの符号が正符号になった直後に、連続して(所定時間tka2未満のうちに)操舵速度dSaの符号が負符号に変化する場合に過渡操舵状態である第2状態と判別され得る。
過渡操舵判別演算ブロックKATでは、操舵量(操舵操作部材の操作量)Saa、及び、操舵速度(操舵操作部材の操作速度)dSaのうちで少なくとも一方に基づいて、過渡操舵状態が判別される。過渡操舵判別演算ブロックKATにて、過渡操舵状態が判別されない場合には、第1状態を表す制御フラグ(演算処理で判別結果を表す信号)Katとして「0(初期値)」が出力される。また、過渡操舵状態が判別されると、制御フラグKatが「0(第1状態)」から「1(第2状態)」に切り替えられる。
しきい値演算ブロックSKEにて、制御フラグKatに基づいて、制動制御の実行条件(例えば、制動トルクの増加を開始する条件)であるしきい値Stc,Sds,Sdtが設定される。過渡操舵状態が判別されない場合(Kat=0)において、予め設定された所定値である第1しきい値(初期値)stc1,sds1,sdt1が、しきい値Stc,Sds,Sdtとして設定される。そして、過渡操舵状態が判別された場合(Kat=1を受信したとき)に、予め設定された所定値である第2しきい値stc2,sds2,sdt2が、しきい値Stc,Sds,Sdtとして新たに設定される。第2しきい値stc2,sds2,sdt2は、第1しきい値stc1,sds1,sdt1よりも小さい値(stc2<stc1,sds2<sds1,sdt2<sdt1)に設定されている。しきい値演算ブロックSKEからは、Kat=0のとき(過渡操舵の非判別時)には第1しきい値stc1,sds1,sdt1が出力され、Kat=1のとき(過渡操舵の判別時)には第2しきい値stc2,sds2,sdt2が出力される。即ち、しきい値Stc,Sds,Sdtが、第1しきい値stc1,sds1,sdt1から第2しきい値stc2,sds2,sdt2に変更される。この変更によって、制動制御のしきい値Stc,Sds,Sdtが、第2状態の場合には、第1状態のしきい値(第1しきい値stc1,sds1,sdt1)よりも小さい値(第2しきい値stc2,sds2,sdt2)に変更される。
目標制御トルク演算ブロックPWTにて、各車輪の制動トルクを増加するための目標制動トルクPwt[**]が、旋回量Tca、操舵速度dSa、旋回変化量dTc、及び、これらの状態量に対応する各しきい値Stc,Sds,Sdtに基づいて演算される。具体的には、旋回量Tcaに基づいて目標制動トルクの値(大きさ)Pwt[**]が演算され、旋回量Tcaがしきい量Stc(stc1,stc2)よりも大きく、且つ、操舵速度dSaがしきい値Sds(sds1,sds2)よりも大きく、且つ、旋回変化量dTcがしきい変化量Sdt(sdt1,sdt2)よりも大きいという条件が満足されると制動制御の実行が許可されて目標制動トルクPwt[**]が出力される。上述の条件のうちで少なくとも1つが満足されない場合には、制動制御は禁止状態(無効)とされ目標制動トルクPwt[**]は出力されない(Pwt[**]=0とされる)。なお、操舵速度dSaに関する条件、及び、旋回変化量dTcに関する条件のうちで少なくとも1つの条件は省略され得る。
目標制御トルク演算ブロックPWTでは、制動操作量取得演算ブロックBSAにて取得される制動操作量Bsaが所定操作量(所定値)bsa1以下の場合において、上述の旋回量Tca等に基づく制動トルクPwt[**]の増加が許可される。一方、制動操作量Bsaが所定操作量bsa1よりも大きい場合において、制動トルクPwt[**]の増加が無効とされ(Pwt[**]=0)、制動制御開始前の状態に保持される。運転者が制動操作を行っている場合には、既に車輪に制動トルクが与えられているため、制動トルクの増加は然程必要ではない。制動操作量が所定値bsa1以下の場合(例えば、bsa1=0であって制動操作が行われていない場合)に限って制動トルク増加が行われるため、不必要な制動トルク増加が抑制され得る。
目標制御トルク演算ブロックPWTでは、前輪の目標制動トルクPwt[f*]の増加が許可され、後輪の目標制動トルクPwt[r*]が無効とされ得る(Pwt[r*]=0)。即ち、前輪の制動トルクは増加され、後輪の制動トルクは増加されない(制動制御が実行される前の制動トルクに保持される)。前輪の制動トルク上昇によって前輪横力が低減されるとともに、後輪制動トルクが増加されず(保持されて)後輪横力が確保されるため、車両のヨーイング安定性が確保され得る。
制動手段MBRにて、目標制動トルクPwt[**]に基づいて、ブレーキアクチュエータBRKの駆動手段(例えば、液圧ポンプ駆動用の電気モータ、ソレノイドバルブの駆動手段)が制御され、車輪の制動トルクが増加される。運転者が制動操作部材BPを操作している場合には、その操作量に応じた制動トルクに対して、制動制御による制動トルクが増加される。運転者が制動操作を行っていない場合には、制動制御によって、制動トルクは「0」から増加される。
制動トルクの目標値Pwt[**]に対応する制動トルクの実際値Pwa[**]を検出するセンサ(例えば、圧力センサPW[**])を車輪に備え得る。目標値Pwt[**]と実際値Pwa[**]とに基づいて、実際値Pwa[**]が目標値Pwt[**]に一致するように、駆動手段が制御され得る。
目標制御トルク演算ブロックPWTでは、操舵速度dSaに基づいて制動制御(制動トルクの増加)の可否(有効又は無効)が判定されるが、操舵速度のピーク値(ピーク操舵速度)dSapを記憶する操舵速度ピーク値記憶演算ブロック(記憶手段に相当)DSAPを設け、ピーク値(最大値)dSapに基づいて制御実行が判定され得る。操舵速度ピーク値記憶演算ブロックDSAPでは、操舵速度dSaの値が継続的に記憶され、記憶された操舵速度dSaの時系列の値に基づいてピーク操舵速度(最大操舵速度)dSapが演算される。具体的には、前回演算処理までのピーク操舵速度dSap[n-1]が記憶され、このピーク値dSap[n-1]が今回演算処理の操舵速度dSa[n]と比較される。そして、ピーク操舵速度dSap[n-1]と今回処理の操舵速度dSa[n]のうちで大きい方の値が、ピーク操舵速度dSap[n]として演算されるとともに、新たなピーク操舵速度dSap[n]として記憶される。ピーク操舵速度dSapは、所定時間tk1を経過した後は「0」とされる。なお、添字[n-1]は前回の演算周期を表し、添字[n]は今回の演算周期を表す。そして、操舵速度dSaの場合と同様に、ピーク操舵速度dSapがしきい速度Sds(sds1又はsds2)と比較されて、制動制御の有効・無効が判定される。旋回量Tcaと操舵速度dSaとの間には時間的なズレ(位相差)が存在するが、ピーク操舵速度dSapが用いられることによって、この位相差が補償され、確実な判定がなされ得る。
図5を参照して、制動制御演算ブロックCTLにおける演算処理例の詳細について説明する。
過渡操舵判別演算ブロックKATでは、操舵操作の状態が過渡操舵状態(操舵操作部材の操舵量の増加・減少が連続して行われる操舵操作状態)であるか、否かが判別される。ここで、過渡操舵状態とは、操舵量が一定である定常操舵状態から他の定常操舵状態に遷移する際の変動する操舵操作の状態である。例えば、過渡操舵状態では操舵方向が連続して左右に変化する。過渡操舵判別演算ブロックKATでは、初期状態として過渡操舵状態が判別されない第1状態(過渡操舵の非判別状態)が設定されている。そして、操舵量Saaに基づいて過渡操舵状態が判別される第2状態(過渡操舵の判別状態)が判定される。
過渡操舵判別演算ブロックKATは、操舵方向演算ブロックDSTR、及び、操舵状態決定ブロックKTIによって構成される。操舵方向演算ブロックDSTRにて、操舵量Saaに基づいて、操舵方向Dstrが一方向(即ち、左方向及び右方向のうちの一方)であるか、或いは、他方向(即ち、左方向及び右方向のうちの前記一方向とは異なる他方)であるかが演算される。具体的には、操舵方向Dstrとして、直進方向、左操舵方向、及び、右操舵方向のうちの何れか1つが演算される。例えば、操舵方向Dstrは、操舵量Saaの絶対値、及び、符号に基づいて決定される。操舵量Saaの絶対値が所定値saa0(ゼロ近傍の値)未満の場合には、操舵方向Dstrとして直進方向が決定される。操舵量Saaの絶対値が所定値saa0以上であり、操舵量Saaの符号が正符号(+)の場合には、操舵方向Dstrとして左操舵方向(車両の左旋回に対応する)が決定される。操舵量Saaの絶対値が所定値saa0以上であり、操舵量Saaの符号が負符号(−)の場合には、操舵方向Dstrとして右操舵方向(車両の右旋回に対応する)が決定される。
操舵状態決定ブロックKTIにて、操舵方向Dstrに基づいて、過渡操舵状態(操舵量の増減が連続して行われる操舵操作状態)が判別される。即ち、第1状態及び第2状態のうちで何れか1つが選択される。判別結果は、制御フラグKatとして出力される。操舵方向Dstrが一方向(例えば、左方向)であると決定される場合には、過渡操舵状態は判別されず、Kat=0が出力される。操舵方向Dstrが一方向(例えば、左方向)であると決定された後に連続して他方向(例えば、右方向)であると決定される場合には、過渡操舵状態が判別されて、Kat=1が出力される。具体的には、操舵方向Dstrが一方向と演算され後、他方向と演算され、且つ、操舵方向Dstrの一方向から他方向への遷移に要する時間(遷移時間)が所定時間(所定値)tka0未満である場合に過渡操舵状態が判別される。なお、操舵状態決定ブロックKTIでは、判別結果は初期状態として第1状態(Kat=0)が設定されている。また、操舵方向Dstrが直進方向の場合には、操舵方向Dstrが一方向から他方向への遷移であって前記遷移時間がtka0未満の場合を除いて、第1状態(Kat=0)が判別される。
過渡操舵判別演算ブロックKATは、操舵方向演算ブロックDSTRに代えて、切り増し・切り戻し操舵識別演算ブロック(識別演算ブロック)SJHと操舵状態決定ブロックKTIとによって構成される。識別演算ブロックSJHにて、操舵量Saaに基づいて、操舵状態が、保持操舵、切り増し操舵、及び、切り戻し操舵のうちの何れであるかが識別される。ここで、「保持操舵」は、操舵量Saaが概ね一定の状態である。また、「切り増し状態」は、操舵量Saaが増加する状態(操舵量Saaが操舵中立位置から離れていく状態)であり、「切り戻し状態」は、操舵量Saaが減少する状態(操舵量Saaが操舵中立位置に近づいていく状態)である。操舵状態の識別結果Sjhが操舵状態決定ブロックKTIに出力される。
操舵状態決定ブロックKTIにて、切り増し操舵、及び、切り戻し操舵の識別結果Sjhに基づいて、過渡操舵状態が判別される。即ち、第1状態及び第2状態のうちで何れか1つが選択される。判別結果は、制御フラグKatとして出力される。判別結果は初期状態として第1状態(Kat=0)が設定されている。識別結果Sjhが保持操舵、或いは、保持操舵から切り増し操舵に遷移する場合には、過渡操舵状態は判別されず、Kat=0が出力される。そして、識別結果Sjhが切り増し操舵から切り戻し操舵に連続して遷移する場合に、過渡操舵状態が判別され、Kat=1が出力される。ここで、「連続して」とは、切り増し操舵から切り戻し操舵に遷移する時間(操舵方向Dstrによる判別の場合と同様に、遷移時間という)が所定時間(所定値)tka1未満である場合をいう。例えば、所定時間(所定値)tsa1以上に亘って操舵量Saaが概ね一定値(±saa1(所定値)である所定範囲の値)を継続した後(保持操舵の後)に、操舵量Saaが増加する場合には第1状態(Kat=0)が判別される。そして、操舵量Saaが増加した後に連続して操舵量Saaが減少する場合に、第2状態(Kat=1)が判別される。なお、過渡操舵状態は、直進走行状態からの切り増し操舵・切り戻し操舵の場合に判別されるだけではなく、定常旋回状態からの切り増し操舵・切り戻し操舵の場合にも判別され得る。
保持操舵、切り増し操舵、及び切り戻し操舵は、操舵速度dSaの符号に基づいて識別され得る。所定時間(所定値)tsa2以上に亘って操舵速度dSaが所定速度(所定値)dsa0未満を継続した後(保持操舵の後)、操舵速度dSaが所定速度dsa0以上で正符号の場合(切り増し操舵の場合)には第1状態(Kat=0)が判別される。操舵速度dSaが所定速度dsa0以上で正符号の状態(切り増し操舵)から、連続して操舵速度dSaが所定速度−dsa0以下で負符号の状態(切り戻し操舵)になる場合に第2状態(Kat=1)が判別される。ここで、「連続して」とは上述と同様に、遷移時間が所定時間(所定値)tka2未満のうちに、切り増し操舵から切り戻し操舵へと遷移することをいう。
操舵状態決定ブロックKTIでは、操舵方向Dstr、及び/又は、切り増し・切り戻し識別結果Sjhに基づいて過渡操舵状態が判別され得る。複数の過渡操舵判別によって判別の信頼性が向上され得る。過渡操舵判別演算ブロックKATでは、操舵量Saa、及び、操舵速度dSaのうちで少なくとも1つに基づいて過渡操舵判別が行われる。
しきい値演算ブロックSKEにて、予め設定されて記憶されている所定値を用いて、制御フラグKatに基づいてしきい値Stc,Sds,Sdtが演算される。旋回量Tcaについてのしきい値(しきい量)Stcの場合、Kat=0のとき(第1状態であって過渡操舵の非判別時)には第1しきい量(所定値)stc1がしきい量Stcとして設定され、Kat=1のとき(第2状態であって過渡操舵の判別時)には第1しきい量stc1よりも小さい第2しきい量(所定値)stc2(<stc1)がしきい量Stcとして設定される。操舵速度dSaについてのしきい値(しきい速度)Sdsの場合、Kat=0のとき(第1状態であって過渡操舵の非判別時)には第1しきい速度(所定値)sds1がSdsとして設定され、Kat=1のとき(第2状態であって過渡操舵の判別時)には第1しきい速度sds1よりも小さい第2しきい速度(所定値)sds2(<sds1)がしきい速度Sdsとして設定される。旋回変化量dTcについてのしきい値(しきい変化量)Sdtの場合、Kat=0のとき(第1状態であって過渡操舵の非判別時)には第1しきい変化量(所定値)sdt1がしきい変化量Sdtとして設定され、Kat=1のとき(第2状態であって過渡操舵の判別時)には第1しきい変化量stc1よりも小さい第2しきい変化量(所定値)sdt2(<sdt1)がしきい変化量Sdtとして設定される。
しきい値演算ブロックSKEからは、Kat=0の場合には第1しきい値stc1,sds1,sdt1が目標制御トルク演算ブロックPWTに出力され、Kat=1の場合には第2しきい値stc2,sds2,sdt2が目標制御トルク演算ブロックPWTに出力される。
目標制御トルク演算ブロックPWTにて、旋回量Tca、操舵速度dSa、旋回変化量dTc、及び、各状態量(旋回量Tca等)についての夫々のしきい値(しきい量Stc等)に基づいて目標制動トルクPwt[**]が演算される。目標制動トルク演算ブロックPWTは、制御実行判定部と制動トルク増加量設定部とで構成される。制動トルク増加量設定部では、増加すべき制動トルク量Pwt[**]が演算されて設定される。制御実行判定部では、制動トルクの増加量Pwt[**]が出力されるか否かが判定される。即ち、制御実行判定部では制動制御の可否が判定される。制御実行判定部にて、有効(制御許可)が判定されると目標制動トルクPwt[**]が出力され、無効(制御禁止)が判定されると目標制動トルクPwt[**]は「0」とされ、制動トルク増加は行われない。
制動トルク増加量設定部では、旋回量Tcaに基づいて制動トルク増加量Pwt[**]が演算される。具体的には、旋回量Tcaの増加に従って目標制動トルクPwt[**]が増加するように演算される。目標制動トルクPwt[**]には、上限値pw1が設定され得る。
また、目標制動トルクPwt[**]は、旋回量Tcaとしきい量Stc(stc1,stc2)との偏差ΔTcに基づいて演算され得る。Kat=0の場合(過渡操舵の非判別時)には、旋回量Tcaと第1しきい量stc1とが比較される。旋回量Tcaが第1しきい量stc1以下の場合には目標制動トルクPwt[**]が「0」と演算され、目標制動トルクPwt[**]の増加が行われない。旋回量Tcaが第1しきい量stc1を超過する場合には、旋回量Tcaと第1しきい量stc1との偏差ΔTc(=Tca−stc1)の増加に従って目標制動トルクPwt[**]が増加するように演算され、目標制動トルクPwt[**]の増加が実行される。Kat=1の場合(過渡操舵の判別時)には、旋回量Tcaと第2しきい量stc2とが比較される。旋回量Tcaが第2しきい量stc2以下の場合には目標制動トルクPwt[**]が「0」と演算され、目標制動トルクPwt[**]の増加が行われない。旋回量Tcaが第2しきい量stc2を超過する場合には、旋回量Tcaと第2しきい量stc2との偏差ΔTc(=Tca−stc2)の増加に従って目標制動トルクPwt[**]が増加するように演算され、目標制動トルクPwt[**]の増加が実行される。同様に、目標制動トルクPwt[**]には上限値pw1が設定され得る。
制御実行判定部では、旋回量Tcaとしきい量Stcとの比較結果、操舵速度dSaとしきい速度Sdsとの比較結果、及び、旋回変化量dTcとしきい変化量Sdtとの比較結果に基づいて、制動制御の実行可否が判定される。Kat=0の場合(過渡操舵の非判別時)には、旋回量Tcaと第1しきい量stc1、操舵速度dSaと第1しきい速度sds1、及び、旋回変化量dTcと第1しきい変化量sdt1とが比較される。Tca>stc1、dSa>sds1、及び、dTc>sdt1の全てが満足されると制御実行が許可(有効状態)されて、目標制動トルク演算ブロックPWTから制動トルク増加量設定部にて演算された目標制動トルクPwt[**]が出力される。しかし、これら3つの条件のうちで少なくとも1つが満足されない場合には、制御実行が禁止(無効状態)されて、目標制動トルク演算ブロックPWTから目標制動トルクPwt[**]が出力されない(Pwt[**]=0とされる)。Kat=1の場合(過渡操舵の判別時)には、旋回量Tcaと第2しきい量stc2、操舵速度dSaと第2しきい速度sds2、及び、旋回変化量dTcと第2しきい変化量sdt2とが比較される。Tca>stc2、dSa>sds2、及び、dTc>sdt2の全てが満足されると制御実行が許可(有効状態)されて、目標制動トルク演算ブロックPWTから制動トルク増加量設定部にて演算された目標制動トルクPwt[**]が出力される。しかし、上述の3条件のうちで少なくとも1つが満足されない場合には、制御実行が禁止(無効状態)されて、目標制動トルク演算ブロックPWTから目標制動トルクPwt[**]が出力されない(Pwt[**]=0とされる)。各しきい値には、stc1>stc2、sds1>sds2、及び、sdt1>sdt2の関係がある。
目標制動トルク演算ブロックPWTでは、操舵速度dSaに代えて、操舵速度のピーク値(ピーク操舵速度)dSapに基づいて制御実行の可否が判定され得る。即ち、操舵速度ピーク値dSapとしきい速度Sdsとの比較に基づいて制御可否が判定され得る。この場合、操舵速度ピーク値記憶演算ブロック操舵速度ピーク値記憶演算ブロックDSAPにて、操舵速度dSaに基づいてピーク操舵速度dSapが演算される。具体的には、前回の演算サイクルまでのピーク操舵速度dSap[n-1]が記憶され、このピーク値dSap[n-1]と今回の演算サイクルの操舵速度dSa[n]とが比較される。そして、前回の演算サイクルまでのピーク操舵速度dSap[n-1]と、今回の演算サイクルの操舵速度dSa[n]とのうちで大きい方の値が、今回の演算サイクルのピーク操舵速度dSap[n]として演算されるとともに、新たなピーク操舵速度dSap[n]として記憶される。なお、添字[n-1]は前回の演算サイクルを表し、添字[n]は今回の演算サイクルを表す。例えば、図3(a)を参照すると、時間p1までは制御周期毎の操舵速度dSaがピーク操舵速度dSapとして更新され、時間p1以降は時間p1(点P)における操舵速度dSaの値がピーク操舵速度dSapとして維持される。
しきい値演算ブロックSKEにて行われるしきい速度Sds、及び、しきい変化量Sdtの調整のうちで少なくとも1つが省略され得る。この調整が省略された場合、過渡操舵の非判別時(Kat=0)と判別時(Kat=1)とでは同じ値のしきい値が設定される。さらに、旋回変化量dTcとしきい変化量Sdtとの比較に基づく制御可否判定が省略され得る。
図6は、目標制動トルク演算ブロックPWTの制御実行判定部における演算処理例を説明するための制御フロー図である。
先ず、ステップS110にて、初期化が行われる。ここで、しきい値Stc,Sds,Sdtは初期値(過渡操舵状態が判別されないときの値)である第1しきい値stc1,sds1,sdt1に設定される。ステップS120にて、センサ値、及び/又は、他システムの内部演算値が読み込まれる。ステップS130にて、上述の各状態量(旋回量Tca等)が演算される。
判定ステップS140にて、運転者による操舵操作の状態が過渡操舵状態(操舵操作部材の操舵量の増加・減少が連続して行われる操舵操作の状態であって、例えば、過渡操舵状態では操舵方向が連続して左右に変化する)であるか、否かが判定される。過渡操舵状態は、操舵量Saaに基づいて判定される。ステップS140にて、過渡操舵状態が判定されないと、演算処理はステップS150に進む。ステップS150にて、しきい量Stc(旋回量Tcaに対応するしきい値)、しきい速度Sds(操舵速度dSaに対応するしきい値)、しきい変化量Sdt(旋回変化量dTcに対応するしきい値)が第1しきい値stc1,sds1,sdt1に夫々設定される。
次に、ステップS160,S170,S180にて、制動制御(制動トルク増加)を実行するか、否か(禁止するか)が判定される。ステップS160にて、旋回量(例えば、横加速度)Tcaが第1しきい量dtc1より大きいかが判定される。Tca>dtc1であり、ステップS160にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS170に進む。ステップS170にて、操舵速度(例えば、操舵角速度)dSaが第1しきい速度sds1より大きいかが判定される。dSa>sds1であり、ステップS170にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS180に進む。ステップS180にて、旋回変化量(例えば、ヨー角加速度)dTcが第1しきい変化量sdt1より大きいかが判定される。dTc>sdt1であり、ステップS180にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS190に進む。そして、ステップS190にて、制動制御が有効状態とされて、制動トルク増加量設定部にて演算された目標制動トルクPwt[**]が制動手段MBRに送信される。
ステップS160、S170、及び、S180のうちの少なくとも1つにて否定判定(No)がなされる場合には、演算処理はステップS200に進み、制動制御が無効状態とされて、Pwt[**]=0とされる。
ステップS140にて、過渡操舵状態が判定されると、演算処理はステップS210に進む。ステップS210にて、しきい値Stc,Sds,Sdtが第2しきい値stc2,sds2,sdt2に夫々設定される。第2しきい値は、第1しきい値よりも小さい値であり、stc2<stc1、sds2<sds1,sdt2<sdt1の関係にある。
過渡操舵の非判別時と同様に、ステップS220,S230,S240にて、過渡操舵の判別時の制動制御(制動トルク増加)を実行可否が判定される。ステップS220にて、旋回量(例えば、横加速度)Tcaが第2しきい量stc2より大きいかが判定される。Tca>stc2であり、ステップS220にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS230に進む。ステップS230にて、操舵速度(例えば、操舵角速度)dSaが第2しきい速度sds2より大きいかが判定される。dSa>sds2であり、ステップS230にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS240に進む。ステップS240にて、旋回変化量(例えば、ヨー角加速度)dTcが第2しきい変化量sdt2より大きいかが判定される。dTc>sdt2であり、ステップS180にて肯定判定(Yes)がなされると、演算処理はステップS190に進む。そして、ステップS190にて、制動制御が有効状態とされて、制動トルク増加量設定部にて演算された目標制動トルクPwt[**]が制動手段MBRに送信される。
ステップS220、S230、及び、S240のうちの少なくとも1つにて否定判定(No)がなされる場合には、演算処理はステップS200に進み、制動制御が無効状態とされて、Pwt[**]=0とされる。
操舵速度dSaについての判定ステップ(S170,S230)、及び、旋回変化量dTcについての判定ステップ(S180,S240)のうちの少なくとも一方は省略され得る。また、しきい速度Sdsの変更(第1しきい速度sds1から第2しきい速度sds2への変更)、及び、しきい変化量Sdtの変更(第1しきい変化量sdt1から第2しきい変化量sdt2への変更)のうちの少なくとも一方は省略され得る。即ち、過渡操舵の判別時においても、しきい速度Sdsとして第1しきい速度sds1が設定され、及び/又は、しきい変化量Sdtとして第1しきい変化量sdt1が設定される。さらに、操舵速度dSaについての判定ステップ(S170,S230)においては、操舵速度dSaに代えて操舵速度ピーク値dSapが用いられ得る。
図7は、本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置の作用・効果を説明するための時系列線図である。旋回量(車両の旋回運動の程度を表す状態量)Tcaの変化状態に応じて、3つの場合(旋回量Tca1,Tca2,Tca3)が示されている。なお、状態量dSa,dTc、及び、しきい値Sds,Sdtの時系列変化については図示を省略している。
時間(時点)u0に到るまでは、操舵操作は行われず旋回量Tca1等は「0(直進走行)」であり、制御フラグKatは初期値として「0(過渡操舵が判別されない状態)」とされ、制動制御(制動トルクの増加)の実行条件(例えば、開始条件)のしきい値(しきい量Stc)である第1しきい量stc1に演算されている。このとき、過渡操舵判別演算ブロックKATでは過渡操舵状態が判別されない状態(Kat=0)が継続し、しきい値演算ブロックSKEからはしきい量Stcとして第1しきい量stc1が出力されている。時間u1に、過渡操舵判別演算ブロックKATにて過渡操舵状態が判別され(Kat=1)、しきい値演算ブロックSKEから出力されるしきい量Stcが、第1しきい量stc1から第2しきい量stc2(<stc1)に変更される(切り替えられる)。
先ず、操舵操作に対応して相対的に大きい旋回量Tca(旋回量Tca1)が発生する場合について説明する。旋回量Tca1がしきい量Stc以下である場合等には、制動制御が実行されない。旋回量Tca1がしきい量Stc(過渡操舵が判別されないときの第1しきい量stc1)を超過し、操舵速度dSaがしきい速度Sds(過渡操舵が判別されないときの第1しきい速度sds1)を超過し、且つ、旋回変化量dTcがしきい変化量Sdt(過渡操舵が判別されないときの第1しきい変化量sdt1)を超過する時点u2にて、制動制御の実行が開始されて、制動トルクが増加される。このとき、制動トルクの増加量Pwt[**]は、旋回量Tca1としきい量Stc(第1しきい量stc1)との偏差ΔTc(=Tca1−stc1)に基づいて演算される。なお、このような状況は高摩擦係数の路面(例えば、乾燥したアスファルト路)において急操舵が行われる際に発生し得る。
旋回量Tcaが第1しきい量stc1を超過する場合は、急激なヨーイング運動に伴って急激なローリング運動も併せて発生する蓋然性が高い。過渡操舵状態の非判別時においても、旋回量Tcaとしきい量Stcとの比較結果に基づいて制動トルクが増加されるため、ヨーイング運動だけでなく、ローリング運動も安定化され得る。
次に、発生する旋回量Tca(旋回量Tca2)は相対的に小さいが、過渡的な操舵操作が行われた場合について説明する。時間u1にて過渡操舵状態が判別されて(第2状態が選択されて)、しきい値Stc,Sds,Sdtが、過渡操舵の非判別時に比較して相対的に小さい値に変更される。即ち、しきい値Stc,Sds,Sdtとして、第1しきい値stc1,sds1,sdt1から第2しきい値stc2(<stc1),sds2(<sds1),sdt2(<sdt1)に変更される。旋回量Tca2がしきい量Stc以下である場合等には、制動制御は行われない。旋回量Tca2がしきい量Stc(過渡操舵が判別されたときの第2しきい量stc2)を超過し、操舵速度dSaがしきい速度Sds(過渡操舵が判別されたときの第2しきい速度sds2)を超過し、且つ、旋回変化量dTcがしきい変化量Sdt(過渡操舵が判別されたときの第2しきい変化量sdt2)を超過する時点u3にて、制動制御の実行が開始されて、制動トルクが増加される。このとき、制動トルクの増加量Pwt[**]は、旋回量Tca2としきい量Stc(第2しきい量stc2)との偏差ΔTc(=Tca2−stc2)に基づいて演算される。なお、このような状況は低摩擦係数の路面(例えば、圧雪路面)において過渡操舵が行われる際に発生し得る。
過渡操舵が行われる場合には、車両安定性が低下する可能性が、過渡操舵が行われない場合に比較して高い。過渡操舵状態が判別されるときには、過渡操舵状態が判別されないときに比較して、しきい量Stc等がより小さい値に変更(調整)されるため、車両の安定性(特に、ヨーイング安定性)が確実に維持され得る。さらに、第1操舵の切り増し操舵時には過渡操舵状態が判別されないため、早期の制動トルク増加は抑制され、車両の回頭性(操舵操作に対する旋回挙動の追従性)が確保され得る。
また、旋回量Tca1(相対的に大きい)と旋回量Tca2(相対的に小さい)との中間的な旋回量Tca(旋回量Tca3)が生じる場合もある。この場合には、しきい量Stcとして第1しきい量stc1から第2しきい量stc2に切り替えられた時点u1にて、旋回量Tca3がしきい量Stc(第2しきい量stc2)を超過し、制動制御が開始される。この場合においても、制動トルクの増加量Pwt[**]は、旋回量Tca3としきい量Stc(第2しきい量stc2)との偏差ΔTc(=Tca3−stc2)に基づいて演算される。
上述の制動制御(制動トルク増加)は、前輪においてのみ実行され、後輪では実行されないように構成され得る。即ち、旋回量Tca等の条件が満足される場合に、前輪の制動トルクは増加され、後輪の制動トルクは増加されない(制動制御が実行される前の制動トルクに保持される)。前輪の制動トルク上昇によって前輪横力が低減されるとともに、後輪制動トルクが増加されないため(保持されるため)、後輪横力が確保され、車両の安定性が維持され得る。
上記実施形態から把握できる技術思想を以下に追記する。
(1)
車両の車輪に制動トルクを付与する制動手段と、前記制動手段を介して前記制動トルクを増加して前記車両の安定性を向上する制動制御を実行する制御手段とを備えた車両の運動制御装置であって、前記操舵操作部材の操舵量を取得する操舵量取得手段と、前記操舵操作部材の操舵速度を取得する操舵速度取得手段と、前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量を取得する旋回量取得手段とを備え、前記制御手段は、前記旋回量がしきい量を超過し且つ前記操舵速度がしきい速度を超過する場合に前記制動トルクを増加するとともに、前記操舵量が連続して増減する過渡操舵状態を前記操舵量に基づいて判別し、前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい量を小さい値に変更することを特徴とする車両の運動制御装置。
本発明に係る車両の運動制御装置は、制動手段(MBR)と制御手段(CTL)とを備える。制動手段(MBR)は車両の車輪(WH[**])に制動トルクを付与する。制御手段(CTL)は、前記制動手段(MBR)を介して、前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加して前記車両の安定性を向上する制動制御を実行する。以下、制動トルクの増加して車両安定性を向上する制動制御を、単に「制動制御」という。
さらに、車両の運動制御装置は、操舵量取得手段(SAA)と、操舵速度取得手段(DSA)と、旋回量取得手段(TCA)とを備える。操舵量取得手段(SAA)は、前記操舵操作部材(SW)の操舵量(Saa)を取得する。操舵速度取得手段(DSA)は、前記操舵操作部材(SW)の操舵速度(dSa)を取得する。旋回量取得手段(TCA)は、前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量(Tca)を取得する。前記制御手段(CTL)は、前記旋回量(Tca)がしきい量(Stc)を超過し、且つ、前記操舵速度(dSa)がしきい速度(Sds)を超過する場合に前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加する。また、前記制御手段(CTL)は、前記操舵量(Saa)が連続して増減する過渡操舵状態を前記操舵量(Saa)に基づいて判別し、前記過渡操舵状態を判別する場合(Kat=1)に前記しきい量(Stc)を小さい値(stc2)に変更するように構成される。
換言すれば、前記旋回量(Tca)に対応する前記しきい量(Stc)には、その大きさが異なる2つのしきい量(stc1,stc2)が存在し、前記過渡操舵状態が判別されない場合には2つのしきい量のうちで大きい方(stc1)が前記しきい量(Stc)に設定され、前記過渡操舵状態が判別される場合には2つのしきい量のうちで小さい方(stc2)が前記しきい量(Stc)に設定される。
操舵操作部材の操作量が連続的に増加・減少するような過渡操舵が行われる場合に、車両の安定性が損なわれ易い。特に、路面摩擦係数が低い場合にはこの兆候が顕著となる。操舵状態が過渡操舵状態にあるか否かが判別されて、旋回量に対応したしきい値(しきい量Stc)が調整されるため、操舵状態に応じた適切な制動制御が行われ得る。過渡操舵状態が判別された場合には、しきい量Stcがより小さい値に変更されるため、より早期に制動トルクの増加が行われ、車両安定性が確実に維持され得る。また、旋回量には路面状態が反映されるため、実際の旋回量としきい量Stcとの比較に基づいて制動制御が実行されるため、路面状態に応じた制動制御が行われ得る。
(2)
(1)に記載される車両の運動制御装置において、前記制御手段は前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい速度を小さい値に変更することを特徴とする車両の運動制御装置。
前記制御手段(CTL)は、前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい速度(Sds)を小さい値(sds2)に変更するように構成され得る。上記と同様に、前記操舵速度(dSa)に対応する前記しきい速度(Sds)には、その大きさが異なる2つのしきい速度(sds1,sds2)が存在し、前記過渡操舵状態が判別されない場合には2つのしきい速度のうちで大きい方(sds1)が前記しきい速度(Sds)に設定され、前記過渡操舵状態が判別される場合には2つのしきい速度のうちで小さい方(sds2)が前記しきい速度(Sds)に設定される。
旋回量の条件(しきい量Stc)に併せて、操舵速度の条件(しきい速度Sds)が加えられるため、より確実な制動トルク増加が実行され得る。
(3)
(1)又は(2)に記載される車両の運動制御装置であって、前記旋回量に基づいて前記旋回量の単位時間当たりの変化量である旋回変化量を演算する旋回変化量演算手段を備え、前記制御手段は、前記旋回変化量がしきい変化量を超過した場合に前記制動トルクを増加するとともに、前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい変化量を小さい値に変更することを特徴とする車両の運動制御装置。
本発明に係る車両の運動制御装置は旋回変化量演算手段(DTC)を備え、前記旋回量(Tca)に基づいて、前記旋回量(Tca)の単位時間当たりの変化量である旋回変化量(dTc)を演算する。そして、前記制御手段(CTL)は、前記旋回変化量(dTc)がしきい変化量(Sdt)を超過した場合において前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加する。さらに、前記制御手段(CTL)は、前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい変化量(Sdt)を小さい値(sdt2)に変更するように構成される。前記旋回変化量(dTc)に対応する前記しきい変化量(Sdt)には、その大きさが異なる2つのしきい変化量(sdt1,sdt2)が存在し、前記過渡操舵状態が判別されない場合には2つのしきい変化量のうちで大きい方(sdt1)が前記しきい変化量(Sdt)に設定され、前記車両過渡操舵状態が判別される場合には2つのしきい変化量のうちで小さい方(sdt2)が前記しきい変化量(Sdt)に設定される。
操舵速度と相対的な関係がある旋回変化量についての条件(しきい変化量Sdt)が加えられるため、不必要な制動トルク増加が抑制され得る。
(4)
(1)乃至(3)に記載される車両の運動制御装置において、前記制御手段は、前記操舵量に基づいて前記車両の操舵方向を一方向であるか他方向であるかを決定し、前記一方向であると決定された後に連続して前記他方向であると決定される場合に前記過渡操舵状態を判別することを特徴とする車両の運動制御装置。
本発明に係る車両の運動制御装置において、前記制御手段(CTL)は、前記操舵量(Saa)に基づいて、前記車両の操舵方向を一方向であるか、他方向であるかを決定し、前記一方向であると決定された後に連続して前記他方向であると決定される場合に前記過渡操舵状態を判別するように構成される。
一方向に操舵操作(第1操舵)が行われた後に、連続して他方向に操舵方向が切り替わる操舵操作(第2操舵)が行われる際に車両安定性が損なわれ易い。そのため、第1操舵状態から第2操舵状態へ直ちに遷移した場合に過渡操舵状態が判別されるため、車両安定性が確実に維持され得る。
(5)
(1)乃至(3)に記載される車両の運動制御装置において、前記制御手段は前記操舵量が増加した後に連続して減少する場合に前記過渡操舵状態を判別することを特徴とする車両の運動制御装置。
また、前記制御手段(CTL)は、前記操舵量(Saa)が増加した後に連続して減少する場合において前記過渡操舵状態を判別するように構成されてもよい。
急な戻し操舵(ニュートラル位置(Saa=0)に近づく方向の操舵操作)が行われる場合には、過渡操舵が行われる蓋然性が高い。戻し操舵が開始された際に過渡操舵状態が判別されるため、制動トルクが早期に付与され、車両安定性が確実に維持され得る。
(6)
(1)乃至(5)に記載される車両の運動制御装置において、前記旋回量取得手段は前記旋回量として前記車両の横加速度に相当する横加速度相当量を取得することを特徴とする車両の運動制御装置。
本発明に係る車両の運動制御装置において、前記旋回量取得手段(TCA)は、前記旋回量(Tca)として前記車両の横加速度に相当する横加速度相当量(Gya、Gye)を取得するように構成される。
横加速度相当値には、路面摩擦係数の影響が反映されている。旋回量が横加速度に相当する値(横加速度相当値)とされるため、路面摩擦係数に応じた制動制御が行われ得る。
(7)
(1)乃至(6)に記載される車両の運動制御装置であって、前記車両の運転者によって操作される制動操作部材の制動操作量を取得する制動操作量取得手段を備え、前記制御手段は、前記制動操作量が所定操作量以下の場合に前記制動トルクを増加するとともに、前記制動操作量が前記所定操作量よりも大きい場合に前記制動トルクを保持することを特徴とする車両の運動制御装置。
本発明に係る車両の運動制御装置は制動操作量取得手段(BSA)を備え、前記車両の運転者によって操作される制動操作部材(BP)の制動操作量(Bsa)を取得する。そして、前記制御手段(CTL)は、前記制動操作量(Bsa)が所定操作量(所定値bsa1)以下の場合に前記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を増加し、且つ、前記制動操作量(Bsa)が所定操作量(bsa1)よりも大きい場合に記制動トルク(Pwt[**],Pwa[**])を保持する(制動制御開始前の制動トルクを保持する)ように構成され得る。
また、運転者が制動操作を行っている場合には、既に車輪に制動トルクが与えられているため、制動制御が然程必要ではない。制動操作量が所定操作量(bsa1)以下の場合(例えば、bsa1=0であって制動操作が行われていない場合)にのみ、制動トルク増加が行われるため、不必要な制動トルク増加が抑制され得る。
TCA…旋回量取得手段、Tca…旋回量、SKE…しきい値設定手段(しきい値演算)、Stc…しきい量、Sds…しきい速度、Sdt…しきい変化量、SAA…操舵量取得手段、Saa…操舵量、DSA…操舵速度取得手段、dSa…操舵速度、CTL…制御手段(制動制御手段)、MBR…制動手段、BRK…ブレーキアクチュエータ、KAT…過渡操舵判別手段(過渡操舵判別演算)、PWT…目標制動トルク決定手段(目標制動トルク演算)

Claims (1)

  1. 車両の車輪に制動トルクを付与する制動手段と、前記制動手段を介して前記制動トルクを増加して前記車両の安定性を向上する制動制御を実行する制御手段とを備えた車両の運動制御装置であって、前記操舵操作部材の操舵量を取得する操舵量取得手段と、前記操舵操作部材の操舵速度を取得する操舵速度取得手段と、前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量を取得する旋回量取得手段とを備え、前記制御手段は、前記旋回量がしきい量を超過し且つ前記操舵速度がしきい速度を超過する場合に前記制動トルクを増加するとともに、前記操舵量が連続して増減する過渡操舵状態を前記操舵量に基づいて判別し、前記過渡操舵状態を判別する場合に前記しきい量を小さい値に変更することを特徴とする車両の運動制御装置。
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