JP2012041006A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実ヨーレートの急変の影響を受けることなく、実横加速度を適正に補正することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両用制御装置（制御部２０）は、実ヨーレートＹｓの変化率が所定値以上か否かを判断する急変判定手段２０９と、舵角センサ９２で検出する舵角量に基づいて規範ヨーレートＹｃを算出する規範ヨーレート演算手段２０２と、急変判定手段２０９によって変化率が所定値未満であると判断された場合には、実横加速度Ｇｙｓを実ヨーレートＹｓに基づいて補正し、急変判定手段２０９によって変化率が所定値以上であると判断された場合には、実ヨーレートＹｓを規範ヨーレートＹｃに切り替えて実横加速度Ｇｙｓを補正する補正手段２２０と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ヨーレートセンサで検出した実ヨーレートに基づいて横加速度を推定する車両用制御装置に関する。

従来、ヨーレートセンサや横加速度センサ等からの信号を用いて車両の挙動制御を行う車両用制御装置として、ヨーレートセンサと横加速度センサを一体的に備えたものが知られている（特許文献１参照）。このような車両用制御装置は、通常、車両前側のエンジンルーム内（車両重心とは異なる位置）に配置されるため、車両用制御装置と一体的に設けられる各センサも車両重心とは異なる位置に配置される。

そして、横加速度センサが車両重心とは異なる位置に設けられる場合には、横加速度センサで検出した実横加速度を、車両重心の位置で検出した値に近づけるような補正を行う必要がある。この補正を行うためには、配置の影響を受けないヨーレートセンサで検出した実ヨーレートを用いて、実横加速度を補正する方法が知られている。

特表２００４−５０６５７２号公報

しかしながら、実ヨーレートを用いて実横加速度の補正を行う場合には、ヨーレートセンサの異常（故障と疑われる場合）などによって実ヨーレートが急変すると、実横加速度の補正に大きな影響が出るといった課題がある。

そこで、本発明は、実ヨーレートの急変の影響を受けることなく、実横加速度を適正に補正することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、車両の重心位置とは異なる位置に配置された横加速度センサで検出する実横加速度を、ヨーレートセンサで検出する実ヨーレートに基づいて前記重心位置で検出した値に近づける補正を実行する車両用制御装置であって、前記実ヨーレートの変化率が所定値以上か否かを判断する急変判定手段と、舵角センサで検出する舵角量に基づいて規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート演算手段と、前記急変判定手段によって前記変化率が所定値未満であると判断された場合には、前記実横加速度を前記実ヨーレートに基づいて前記重心位置で検出した値に近づける補正を行い、前記急変判定手段によって前記変化率が所定値以上であると判断された場合には、前記実ヨーレートの代わりに前記規範ヨーレートに基づいて実横加速度を前記重心位置で検出した値に近づける補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする。

ここで、「所定値」とは、異常などの急激な変化を判定するための基準値であり、車両用制御装置が搭載される車両に応じた実験やシミュレーションなどによって適宜設定できる。

本発明によれば、実ヨーレートの変化率が所定値以上である場合には、実横加速度の補正が規範ヨーレートに基づいて行われるので、実ヨーレートが急激に変化した場合であっても、この急激な変化の影響を受けずに、実横加速度を適正に補正することができる。また、実ヨーレートの変化率が所定値未満である場合には、ヨーレートセンサでの実測値（実ヨーレート）に基づいて、高精度に実横加速度を補正することができる。すなわち、本発明では、簡素な手法で制御の切り替えを行うことで、高精度な補正とヨーレートセンサ異常時の影響を受けないようにするフェールセーフの両立を図ることができる。

また、本発明では、車体速度に関連するパラメータに基づいて車体速度を算出する車体速度演算手段を備え、前記規範ヨーレート演算手段が、前記舵角量と、前記車体速度とに基づいて規範ヨーレートを算出するのが望ましい。

ここで、「車体速度に関連するパラメータ」とは、車体速度を求めるためのパラメータであり、例えば車輪速センサで検出される車輪速度や前後加速度センサから検出される前後加速度などが挙げられる。

これによれば、舵角量と車体速度とによって規範ヨーレートを算出するので、規範ヨーレートを実測値（実ヨーレート）により近づけることができ、ヨーレートセンサ異常時の補正をより高精度に行うことができる。

また、本発明では、前記補正手段が、前記実ヨーレートの変動時間に対応した所定時間の間だけ、前記規範ヨーレートに基づく補正を行い、所定時間後に前記実ヨーレートに基づく補正を再開するように構成されるのが望ましい。

ここで、「所定時間」は、実ヨーレートが急激に変化してから当該実ヨーレート（フィルタ処理された値も含む）が略一定になるまでの変動時間に対応した時間であり、実験やシミュレーションなどによって適宜設定できる。

これによれば、実ヨーレートの急変によって補正値が最も影響を受ける期間だけ、規範ヨーレートを用いるので、急変の影響を極力受けないように横加速度を補正することができるとともに、ヨーレートセンサの出力値が一時的に急変しただけの場合には再度実ヨーレートによる高精度な補正を行うことができる。

また、本発明は、車両の走行状態における不安定さを示す不安定レベルが所定の閾値を超えている場合に車両の走行状態が不安定であると判定する不安定レベル判定手段を備え、前記補正手段が、前記不安定レベル判定手段によって車両の走行状態が不安定であると判定されていない場合のみに、前記規範ヨーレートを用いた補正を実行するのが望ましい。

これによれば、車両の走行状態が不安定でない場合のみに、規範ヨーレートを用いるため、規範ヨーレートを用いた補正を高精度に行うことができる。

また、本発明では、前記不安定レベル判定手段が、少なくとも前記実ヨーレートの変化率が前記所定値以上になる直前の実ヨーレートと舵角量とを用いて判定を行うのが望ましい。

これによれば、急変直前の実ヨーレートと舵角量とを用いて判定を行うので、異常と疑われる直前の車両の走行状態（不安定レベル）を精度良く判定することができる。

また、本発明は、前記補正手段によって補正された実横加速度を用いて、車両の挙動を抑制する車両挙動抑制制御を実行可能に構成されていてもよい。

これによれば、ヨーレートセンサの異常により実ヨーレートが急変した場合であっても、規範ヨーレートに基づいて実横加速度を補正することで、車両の挙動を良好に抑制することができる。また、実ヨーレートの変化が少ない場合には、ヨーレートセンサでの実測値（実ヨーレート）に基づいて実横加速度を高精度に補正するので、高精度な補正値に基づいて、車両の挙動を良好に抑制することができる。

本発明によれば、実ヨーレートの急変の影響を受けることなく、実横加速度を適正に補正することができる。

車両用制御装置を備えた車両を示す構成図である。 車両用制御装置のブレーキ液圧回路を示す構成図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 実ヨーレートの急変時におけるヨーレートの変化を示すタイムチャート（ａ）と、横加速度の変化を示すタイムチャート（ｂ）と、ヨーレートの微分値の変化を示すタイムチャート（ｃ）と、タイマの変化を示すタイムチャート（ｄ）である。 車両の重心位置と横加速度センサの位置の関係を示す図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、車両用制御装置１００は、車両ＣＲの各車輪Ｗに付与する制動力（ブレーキ液圧）を適宜制御するためのものであり、車両の重心位置よりも前側に位置するエンジンルーム内に設けられている。車両用制御装置１００は、油路（液圧路）や各種部品が設けられた液圧ユニット１０と、液圧ユニット１０内の各種部品を適宜制御するための制御部２０とを主に備えている。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、車輪速センサ９１、舵角センサ９２、横加速度センサ９３およびヨーレートセンサ９４からの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各演算処理を行うことによって制御を実行する。

車輪速センサ９１は、車輪Ｗの車輪速度を検出するセンサであり、各車輪Ｗに対応して設けられている。
舵角センサ９２は、ステアリングＳＴの舵角量を検出するセンサであり、ステアリングＳＴの回転軸に設けられている。

横加速度センサ９３は、車両ＣＲの横方向に働く加速度（横加速度）を検出するセンサであり、制御部２０に一体的に設けられている。
ヨーレートセンサ９４は、車両ＣＲの旋回角速度（実ヨーレート）を検出するセンサであり、制御部２０に一体的に設けられている。

すなわち、横加速度センサ９３とヨーレートセンサ９４は、制御部２０に一体的に設けられることによって、車両の重心位置とは異なる位置に配置されている。このような配置は、ヨーレートセンサ９４の検出値には影響せず、横加速度センサ９３の検出値に影響を与える。

そのため、制御部２０は、横加速度センサ９３で検出する検出値（実横加速度）を、ヨーレートセンサ９４で検出する検出値（実ヨーレート）に基づいて重心位置で検出した値に近づける補正を実行するように構成されている。なお、この補正については、後で詳述する。

ホイールシリンダＨは、マスタシリンダＭＣおよび車両用制御装置１００により発生されたブレーキ液圧を各車輪Ｗに設けられた車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの作動力に変換する液圧装置であり、それぞれ配管を介して車両用制御装置１００の液圧ユニット１０に接続されている。

図２に示すように、液圧ユニット１０は、運転者がブレーキペダルＢＰに加える踏力に応じたブレーキ液圧を発生する液圧源であるマスタシリンダＭＣと、車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬとの間に配置されている。液圧ユニット１０は、ブレーキ液が流通する油路を有する基体であるポンプボディ１０ａ、油路上に複数配置された入口弁１、出口弁２などから構成されている。

マスタシリンダＭＣの二つの出力ポートＭ１，Ｍ２はポンプボディ１０ａの入口ポート１２１に接続され、ポンプボディ１０ａの出口ポート１２２は各車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに接続されている。そして、通常時はポンプボディ１０ａ内の入口ポート１２１から出口ポート１２２までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルＢＰの踏力が各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達されるようになっている。

また、出力ポートＭ１から始まる油路は前輪左側の車輪ブレーキＦＬと後輪右側の車輪ブレーキＲＲに通じており、出力ポートＭ２から始まる油路は前輪右側の車輪ブレーキＦＲと後輪左側の車輪ブレーキＲＬに通じている。なお、以下では、出力ポートＭ１から始まる油路を「第一系統」と称し、出力ポートＭ２から始まる油路を「第二系統」と称する。

液圧ユニット１０には、その第一系統に各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられており、同様に、その第二系統に各車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられている。また、液圧ユニット１０には、第一系統および第二系統のそれぞれに、リザーバ３、ポンプ４、ダンパ５、オリフィス５ａ、調圧弁（レギュレータ）Ｒ、吸入弁７、貯留室７ａが設けられている。さらに、液圧ユニット１０には、第一系統のポンプ４と第二系統のポンプ４とを駆動するための共通のモータ９が設けられている。このモータ９は、回転数制御可能なモータである。また、本実施形態では、第二系統にのみ圧力センサ８が設けられている。

なお、以下では、マスタシリンダＭＣの出力ポートＭ１，Ｍ２から各調圧弁Ｒに至る油路を「出力液圧路Ａ１」と称し、第一系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに至る油路および第二系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに至る油路をそれぞれ「車輪液圧路Ｂ」と称する。また、出力液圧路Ａ１からポンプ４に至る油路を「吸入液圧路Ｃ」と称し、ポンプ４から車輪液圧路Ｂに至る油路を「吐出液圧路Ｄ」と称し、さらに、車輪液圧路Ｂから吸入液圧路Ｃに至る油路を「開放路Ｅ」と称する。

制御弁手段Ｖは、マスタシリンダＭＣまたはポンプ４側から車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側（詳細には、ホイールシリンダＨ側）への液圧の行き来を制御する弁であり、ホイールシリンダＨの圧力を増加、保持または低下させることができる。そのため、制御弁手段Ｖは、入口弁１、出口弁２およびチェック弁１ａを備えて構成されている。

入口弁１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとマスタシリンダＭＣとの間、すなわち車輪液圧路Ｂに設けられた常開型の電磁弁である。入口弁１は、通常時に開いていることで、マスタシリンダＭＣから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁１は、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により閉塞されることで、ブレーキペダルＢＰから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに伝達するブレーキ液圧を遮断する。

出口弁２は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲと各リザーバ３との間、すなわち車輪液圧路Ｂと開放路Ｅとの間に介設された常閉型の電磁弁である。出口弁２は、通常時に閉塞されているが、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により開放されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに作用するブレーキ液圧を各リザーバ３に逃がす。

チェック弁１ａは、各入口弁１に並列に接続されている。このチェック弁１ａは、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入のみを許容する一方向弁であり、ブレーキペダルＢＰからの入力が解除された場合に、入口弁１を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入を許容する。

リザーバ３は、開放路Ｅに設けられており、各出口弁２が開放されることによって逃がされるブレーキ液圧を吸収する機能を有している。また、リザーバ３とポンプ４との間には、リザーバ３側からポンプ４側へのブレーキ液の流れのみを許容するチェック弁３ａが介設されている。

ポンプ４は、出力液圧路Ａ１に通じる吸入液圧路Ｃと車輪液圧路Ｂに通じる吐出液圧路Ｄとの間に介設されており、リザーバ３に貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Ｄに吐出する機能を有している。これにより、リザーバ３により吸収されたブレーキ液をマスタシリンダＭＣに戻すことができるとともに、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合でもブレーキ液圧を発生して車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに制動力を発生することができる。
なお、ポンプ４のブレーキ液の吐出量は、モータ９の回転数に依存しており、例えば、モータ９の回転数が大きくなると、ポンプ４によるブレーキ液の吐出量も大きくなる。

ダンパ５およびオリフィス５ａは、その協働作用によってポンプ４から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動および後述する調圧弁Ｒが作動することにより発生する脈動を減衰させている。

調圧弁Ｒは、通常時に開いていることで、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する。また、調圧弁Ｒは、ポンプ４が発生したブレーキ液圧によりホイールシリンダＨ側の圧力を増加するときには、ブレーキ液の流れを遮断しつつ、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側の圧力を設定値以下に調節する機能を有している。そのため、調圧弁Ｒは、切換弁６およびチェック弁６ａを備えて構成されている。

切換弁６は、マスタシリンダＭＣに通じる出力液圧路Ａ１と各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに通じる車輪液圧路Ｂとの間に介設された常開型のリニアソレノイド弁である。詳細は図示しないが、切換弁６の弁体は、付与される電流に応じた電磁力によって車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側へ付勢されており、車輪液圧路Ｂの圧力が出力液圧路Ａ１の圧力より所定値（この所定値は、付与される電流による）以上高くなった場合には、車輪液圧路Ｂから出力液圧路Ａ１へ向けてブレーキ液が逃げることで、車輪液圧路Ｂ側の圧力が所定圧に調整される。

チェック弁６ａは、各切換弁６に並列に接続されている。このチェック弁６ａは、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する一方向弁である。

吸入弁７は、吸入液圧路Ｃに設けられた常閉型の電磁弁であり、吸入液圧路Ｃを開放する状態または遮断する状態に切り換えるものである。吸入弁７は、切換弁６が閉じるとき、すなわち、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合において各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにブレーキ液圧を作用させるときに制御部２０により開放（開弁）される。

圧力センサ８は、第二系統の出力液圧路Ａ１のブレーキ液圧を検出するものであり、その検出結果は制御部２０に入力される。

次に、制御部２０の詳細について説明する。
図３に示すように、制御部２０は、各センサ９１〜９４等から入力された信号に基づいて液圧ユニット１０内の制御弁手段Ｖ、切換弁６（調圧弁Ｒ）および吸入弁７の開閉動作ならびにモータ９の動作を制御して、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの動作を制御するものである。具体的に、制御部２０は、車体速度演算手段２０１、規範ヨーレート演算手段２０２、フィルタ手段２０３、２乗演算手段２０４、第１微分演算手段２０５、第２微分演算手段２０６、不安定レベル判定手段２０７、後退判定手段２０８、急変判定手段２０９、タイマ２１０、補正手段２２０および挙動抑制手段２３０を備えている。

車体速度演算手段２０１は、各車輪速センサ９１で検出される車輪速度（車体速度に関連するパラメータ）に基づいて車体速度を算出する機能を有している。車体速度演算手段２０１は、算出した車体速度を、規範ヨーレート演算手段２０２に出力する。

規範ヨーレート演算手段２０２は、舵角センサ９２で検出される舵角量と、車体速度演算手段２０１から出力されてくる車体速度とに基づいて、従来公知の方法により、規範ヨーレートＹｃを算出する機能を有している。規範ヨーレート演算手段２０２は、算出した規範ヨーレートＹｃを第２微分演算手段２０６および不安定レベル判定手段２０７に出力する。

フィルタ手段２０３は、ヨーレートセンサ９４で検出される実ヨーレートと、横加速度センサ９３で検出される実横加速度に対して公知のフィルタ処理を行う機能を有している。具体的に、フィルタ手段２０３は、実ヨーレートや実横加速度が急な勾配で変化する場合に、その単位時間当たりの変化量を予め決められた上限値で制限することで、緩やかな勾配で変化させていくといったフィルタ処理を行う。そして、フィルタ手段２０３は、フィルタ処理をした実ヨーレートＹｓを、２乗演算手段２０４、第１微分演算手段２０５および不安定レベル判定手段２０７に出力するとともに、フィルタ処理した実横加速度Ｇｙｓを補正手段２２０（詳しくは位置補正演算手段２２２）に出力する。

２乗演算手段２０４は、フィルタ手段２０３から出力されてくるフィルタ処理された実ヨーレートＹｓを２乗演算する機能を有している。そして、２乗演算手段２０４は、算出した２乗値Ｙｓ^２を補正手段２２０（詳しくは位置補正演算手段２２２）に出力する。

第１微分演算手段２０５は、フィルタ手段２０３から出力されてくるフィルタ処理された実ヨーレートＹｓの微分値ｄＹｓ／ｄｔを算出する機能を有している。そして、第１微分演算手段２０５は、算出した微分値ｄＹｓ／ｄｔを補正手段２２０（詳しくは選択手段２２１）に出力する。

第２微分演算手段２０６は、規範ヨーレート演算手段２０２から出力されてくる規範ヨーレートＹｃの微分値ｄＹｃ／ｄｔを算出する機能を有している。そして、第２微分演算手段２０６は、算出した微分値ｄＹｃ／ｄｔを補正手段２２０（詳しくは選択手段２２１）に出力する。

不安定レベル判定手段２０７は、フィルタ手段２０３から出力されてくるフィルタ処理された実ヨーレートＹｓと、規範ヨーレート演算手段２０２から出力されてくる規範ヨーレートＹｃとを用いて、車両の走行状態が不安定か否かを判定する機能を有している。具体的には、不安定レベル判定手段２０７は、実ヨーレートＹｓと規範ヨーレートＹｃの差分（実ヨーレートＹｓと規範ヨーレートＹｃの偏差）に対してフィルタ処理を行い、その値を不安定レベルとして用い、予め設定された所定の閾値と比較する。そして、不安定レベル判定手段２０７は、不安定レベルが閾値を超えている場合には不安定であると判定し、また、閾値以下の場合（偏差が所定値以内の場合）には安定であると判定し、信号を補正手段２２０（詳しくは選択手段２２１）に出力する。

なお、本実施形態では、不安定レベル判定手段２０７は、常時判定を行っている。これにより、不安定レベル判定手段２０７は、実ヨーレートの変化率が所定値以上になる直前の実ヨーレートＹｓと規範ヨーレートＹｃ（舵角量）とを用いて判定することが可能となっている。

後退判定手段２０８は、図示せぬリバーススイッチ（ギア位置がリバースの位置に位置するか否かを検知するスイッチ）からのリバース信号に基づいて、従来公知の方法により、車両が後退しているか否かを判定する機能を有している。そして、後退判定手段２０８は、車両が後退していないと判定したときのみに、そのことを示す前進信号を補正手段２２０（詳しくは選択手段２２１）に出力する。なお、後退判定は、リバーススイッチを用いる方法に限られず、例えば前後加速度センサ等を用いて後退判定を行ってもよい。

急変判定手段２０９は、ヨーレートセンサ９４で検出される実ヨーレート（ヨーレート生値）の変化率（単位時間当たりの変化量）が所定値以上か否かを判断する機能を有している。そして、急変判定手段２０９は、実ヨーレートの変化率が所定値以上の場合には、そのことを示す急変信号をタイマ２１０に出力する。

タイマ２１０では、急変信号を受けると、実ヨーレートの変動時間に対応した所定時間をカウンタ値としてセットし、このカウンタ値を徐々に減算（デクリメント）する機能を有している。ここで、「実ヨーレートの変動時間に対応した所定時間」は、実験やシミュレーション等によって適宜設定でき、本実施形態では、図４（ｄ）に示すように、所定時間ＴＡを、実ヨーレート（ヨーレート生値）の急変後にフィルタ処理された実ヨーレートの変動時間ＴＣよりも長い時間に設定している。

そして、タイマ２１０は、現在のカウンタ値を補正手段２２０（詳しくは、選択手段２２１）に出力する。

補正手段２２０は、フィルタ手段２０３から出力されてくる実横加速度Ｇｙｓを、以下の補正式（１）によって車両重心で検出した値に近づける補正を実行する機能を有している。
Ｇｙｃ ＝ Ｇｙｓ − Ｌｘ（ｄγ／ｄｔ） ＋ Ｌｙ・γ^２ ・・・（１）
Ｇｙｃ：推定横加速度、Ｇｙｓ：フィルタ処理された実横加速度、Ｌｘ：横加速度センサ９３に対する車両重心の前後方向の位置、Ｌｙ：横加速度センサ９３に対する車両重心の左右方向の位置、γ：ヨーレート

ここで、Ｌｘは、図５に示すように、横加速度センサ９３を基準にして重心ＧＰが後方にあるときに正となり、Ｌｙは、横加速度センサ９３を基準にして重心ＧＰが右方向にあるときに正となる。

さらに、補正手段２２０は、急変判定手段２０９によって実ヨーレート（ヨーレート生値）の変化率が所定値未満であると判断された場合には、実横加速度Ｇｙｓを実ヨーレートＹｓに基づいて補正し、急変判定手段２０９によって実ヨーレートの変化率が所定値以上であると判断された場合には、実ヨーレートＹｓの代わりに規範ヨーレートＹｃに基づいて実横加速度を補正する機能を有している。具体的に、補正手段２２０は、補正に大きな影響を与える補正式（１）の右辺の第２項「−Ｌｘ（ｄγ／ｄｔ）」におけるヨーレートの微分値を、実ヨーレートに基づく微分値ｄＹｓ／ｄｔと規範ヨーレートに基づく微分値ｄＹｃ／ｄｔとに適宜切り替えるようにしている。

なお、前述した補正式（１）の右辺の第３項「Ｌｙ・γ^２」は補正に大きな影響を与えないため、本実施形態では、第３項におけるヨーレートγについては、実ヨーレートＹｓを用いて規範ヨーレートＹｃへの切り替えは行わないようにしている。ただし、第３項におけるヨーレートγを、第２項と同様に規範ヨーレートＹｃに適宜切り替えるように構成してもよい。

具体的に、補正手段２２０は、選択手段２２１と、位置補正演算手段２２２と、記憶部２２３とを備えている。なお、記憶部２２３には、前述した補正式（１）が記憶されている。

選択手段２２１は、タイマ２１０から出力されてくるカウンタ値に基づいて、位置補正用の微分値（以下、「位置補正用微分値」ともいう。）として、実ヨーレートＹｓに基づく微分値ｄＹｓ／ｄｔを使用するか、規範ヨーレートＹｃに基づく微分値ｄＹｃ／ｄｔを使用するかを選択する機能を有している。

具体的には、選択手段２２１は、カウンタ値が０であるときには、実ヨーレートＹｓに基づく微分値ｄＹｓ／ｄｔを選択し、その微分値を位置補正用微分値として位置補正演算手段２２２に出力する。また、選択手段２２１は、カウンタ値が０でないときには、規範ヨーレートＹｃに基づく微分値ｄＹｃ／ｄｔを選択し、その微分値を位置補正用微分値として位置補正演算手段２２２に出力する。

すなわち、補正手段２２０は、図４（ａ），（ｄ）に示すように、実ヨーレートの変動時間ＴＣに対応した所定時間ＴＡ（カウンタ値）の間だけ、規範ヨーレートに基づく補正を行い、所定時間ＴＡ後に実ヨーレートに基づく補正を再開するように構成されている。

さらに、選択手段２２１は、不安定レベル判定手段２０７からの信号を受信していないときには、カウンタ値を０にする機能を有している。これにより、選択手段２２１は、不安定レベル判定手段２０７からの信号を受信していないときには、実ヨーレートＹｓに基づく微分値ｄＹｓ／ｄｔを選択し、その微分値を位置補正用微分値として位置補正演算手段２２２に出力する。

すなわち、補正手段２２０は、車両の走行状態が不安定でない場合のみに、規範ヨーレートを用いた補正を実行するように構成されている。

また、選択手段２２１は、前進信号を受信していないときにも、カウンタ値を０にする機能を有している。これにより、選択手段２２１は、前進信号を受信していないときには、実ヨーレートＹｓに基づく微分値ｄＹｓ／ｄｔを選択し、その微分値を位置補正用微分値として位置補正演算手段２２２に出力する。

さらに、選択手段２２１は、選択した微分値に公知のフィルタ処理（値の変動を抑制するフィルタ処理）をかけることで、微分値の前回値と今回値との差が急激に変わらないようにしている。

位置補正演算手段２２２は、フィルタ手段２０３から出力されてくる実横加速度Ｇｙｓを、２乗演算手段２０４から出力されてくる実ヨーレートの２乗値Ｙｓ^２と、選択手段２２１で選択した位置補正用微分値と、記憶部２２３から読み込んだ補正式（１）とに基づいて補正することで、推定横加速度Ｇｙｃを算出する機能を有している。そして、位置補正演算手段２２２は、算出した推定横加速度Ｇｙｃを挙動抑制手段２３０に出力する。

挙動抑制手段２３０は、補正手段２２０によって補正された実横加速度（すなわち推定横加速度Ｇｙｃ）を用いて、車両の挙動を抑制する公知の車両挙動抑制制御を実行可能に構成されている。具体的に、挙動抑制手段２３０は、実ヨーレートと規範ヨーレートの偏差により車両を安定させるためのモーメントを算出し、それに基づきキャリパに発生させるブレーキ圧を算出する。そして、モーメント算出の際には、横加速度でモーメント量のリミット値を取るようにしている。

具体的には、例えば、低μ路（摩擦係数が低い路面）において大きなモーメントが算出されてしまうと、キャリパに発生させるブレーキ圧が高くなって車輪がロックするおそれがあるため、このような車輪のロックが発生しないように横加速度に基づいてモーメントに制限をかけている。

また、挙動制御手段２３０は、実ヨーレートが異常で変動しても横加速度を参照して誤った挙動制御を抑えるようにモーメントに制限をかけている。ここで、この制御を行うには、横加速度センサが重心位置に配置されている場合には、横加速度を用いて誤った挙動制御を抑えることができるが、横加速度センサが重心位置に配置されておらず、実ヨーレートを用いて重心位置の横加速度に近づける補正を行う場合には、実ヨーレートが異常で変動した場合には、横加速度も影響を受けて変動してしまう。しかし、本発明では、ヨーレートセンサの異常時であっても補正後の横加速度の値の変動を防止できるため、誤った挙動制御を従来通りに抑えることが可能となっている。

次に、図６を参照して、制御部２０の動作について説明する。
図６に示すように、制御部２０は、まず、各センサ９３，９４から実ヨーレートおよび実横加速度を取得し（Ｓ１）、取得した各データをフィルタ処理する（Ｓ２）。ステップＳ２の後、制御部２０は、実ヨーレートの微分値ｄＹｓ／ｄｔと規範ヨーレートの微分値ｄＹｃ／ｄｔを算出するとともに（Ｓ３）、実ヨーレートの２乗値Ｙｓ^２を算出する（Ｓ４）。

ステップＳ４の後、制御部２０は、車両が後退中であるか否かを判断する（Ｓ５）。ステップＳ５において、後退中であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、カウンタ値をゼロにする（Ｓ６）。

ステップＳ５において、後退中ではないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、実ヨーレートの変化率の大きさが所定値以上であるか否か、すなわち急変したか否かを判断する（Ｓ７）。ステップＳ７において、実ヨーレートが急変したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、不安定レベルが所定の閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ８）。

ステップＳ８において、不安定レベルが閾値以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、カウンタ値を所定時間ＴＡにセットする（Ｓ９）。ステップＳ７でＮｏ、または、ステップＳ８でＹｅｓと判断した場合には、制御部２０は、カウンタ値がゼロである場合にはゼロに維持し、ゼロでない場合にはカウンタ値を１０ｍｓだけ減算する（Ｓ１０）。

ステップＳ６，Ｓ９，Ｓ１０の後、制御部２０は、カウンタ値がゼロであるか否かを判断する（Ｓ１１）。ステップＳ１１において、カウンタ値がゼロである場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、位置補正用微分値として実ヨーレートの微分値ｄＹｓ／ｄｔを選択する（Ｓ１２）。

また、ステップＳ１１において、カウンタ値がゼロでない場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、位置補正用微分値として規範ヨーレートの微分値ｄＹｃ／ｄｔを選択する（Ｓ１３）。ステップＳ１２またはステップＳ１３の後、制御部２０は、選択した微分値に公知のフィルタ処理をかけた後（Ｓ１４）、この微分値と実ヨーレートの２乗値と補正式（１）によって実横加速度Ｇｙｓの位置補正を行って推定横加速度Ｇｙｃを算出する（Ｓ１５）。

次に、図４を参照して、本実施形態での位置補正を行う場合と行わない場合とを比較して説明する。具体的には、ヨーレートセンサ９４の異常によりヨーレートセンサ９４での検出値が急変し、その検出値が正常出力に対してオフセットした値になってしまう場合の位置補正について説明する。なお、図４では、便宜上、実ヨーレートや規範ヨーレートなどの各値の違いが分かるように各値を示す線をずらして図示しているが、各線が近接して並行する部分は略同じ値となっている。

車両を直進状態から緩やかに旋回していく場合には（時刻ｔ１）、図４（ａ），（ｂ）に示すように、フィルタ処理していない実ヨーレート（以下、「ヨーレート生値」という。）と、フィルタ処理された実ヨーレートと、規範ヨーレートと、実横加速度と、推定横加速度はともに緩やかに変化していく（時刻ｔ１〜ｔ２）。また、図４（ｃ）に示すように、実ヨーレートの微分値と、規範ヨーレートの微分値は、略一定の値で推移する。

このようにヨーレート生値が急変しない状況においては、図４（ｃ）に示すように、位置補正用微分値として実ヨーレートの微分値が選択される（太字の１点鎖線参照）。

そして、時刻ｔ２において、ヨーレートセンサ９４の異常により図４（ａ）に示すヨーレート生値が急変すると、図４（ｃ）に示す実ヨーレートの微分値も一緒に急変することになる。そのため、本実施形態に係る位置補正を行わない場合には、推定横加速度は、図４（ｂ）の破線で示すように、急変する実ヨーレートの微分値に応じて急変して、実横加速度から大きくずれてしまう。

これに対し、本実施形態では、このような急変時には、ヨーレート生値の影響を受けない規範ヨーレートを用いて位置補正を行うようになっている（太字の２点鎖線参照）。すなわち、ヨーレート生値の急変時には、図４（ｄ）に示すタイマのカウンタ値を所定時間ＴＡにセットし、カウンタ値がゼロになるまでの間、図４（ｃ）に示す位置補正用微分値として規範ヨーレートが選択される。これにより、図４（ｂ）に実線で示すように、推定横加速度が実横加速度から大きくずれることが防止されている。

そして、カウンタ値がゼロになった後は（時刻ｔ３）、図４（ｃ）に示す位置補正用微分値として実ヨーレートの微分値が選択される（太字の１点鎖線参照）。この際、規範ヨーレートの微分値と実ヨーレートの微分値がずれていても、公知のフィルタ処理により規範ヨーレートの微分値から実ヨーレートの微分値に緩やかに変化するようになっている。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
実ヨーレート（ヨーレート生値）の変化率が所定値以上である場合には、実横加速度Ｇｙｓの補正が規範ヨーレートＹｃに基づいて行われるので、実ヨーレートが急激に変化した場合であっても、この急激な変化の影響を受けずに、実横加速度Ｇｙｓを適正に補正することができる。また、実ヨーレート（ヨーレート生値）の変化率が所定値未満である場合には、フィルタ処理された実ヨーレートＹｓ（ヨーレート生値に対応した値）に基づいて、高精度に実横加速度Ｇｙｓを補正することができる。すなわち、本発明では、簡素な手法で制御の切り替えを行うことで、高精度な補正とヨーレートセンサ異常時の影響を受けないようにするフェールセーフの両立を図ることができる。

舵角量と車体速度とによって規範ヨーレートＹｃを算出するので、規範ヨーレートＹｃを実測値（ヨーレート生値）により近づけることができ、フェールセーフ時の補正をより高精度に行うことができる。

実ヨーレートの急変によって補正値が最も影響を受ける期間だけ、規範ヨーレートＹｃを用いるので、急変の影響を極力受けないように横加速度を補正することができるとともに、ヨーレートセンサの出力値が一時的に急変しただけの場合には再度実ヨーレートＹｓによる高精度な補正を行うことができる。

車両の走行状態が不安定でない場合のみに、規範ヨーレートＹｃを用いるため、規範ヨーレートＹｃを用いた補正を高精度に行うことができる。

急変直前の実ヨーレートと舵角量とを用いて車両が不安定か否かを判定するので、異常と疑われる直前の車両の走行状態（不安定レベル）を精度良く判定することができる。

ヨーレートセンサ９４の異常により実ヨーレートが急変した場合であっても、規範ヨーレートＹｃに基づいて実横加速度Ｇｙｓを補正することで、車両の挙動を良好に抑制することができる。また、実ヨーレートの変化率が所定値未満である場合には、フィルタ処理された実ヨーレートＹｓ（ヨーレート生値に対応した値）に基づいて実横加速度Ｇｙｓを高精度に補正するので、高精度な補正値に基づいて、車両の挙動を良好に抑制することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、車両の重心位置よりも前方に横加速度センサ９３を配置したが、本発明はこれに限定されず、重心位置よりも後方に配置してもよい。

前記実施形態では、規範ヨーレートを舵角量と車体速度に基づいて算出したが、本発明はこれに限定されず、例えば舵角量と車輪速度に基づいて算出してもよい。

前記実施形態では、車輪速度に基づいて車体速度を算出したが、本発明はこれに限定されず、例えば前後加速度センサから検出される前後加速度に基づいて車体速度を算出してもよい。

前記実施形態では、実ヨーレートと規範ヨーレートとの偏差に基づいて車両の走行状態が不安定か否かを判定したが、本発明はこれに限定されず、実ヨーレートと規範ヨーレートとをそれぞれ微分した各変化率を用いて不安定か否かを判定してもよい。また、車体速度とリア側（従動輪側）の車輪速度とから算出したス
リップ率に基づいて不安定か否かを判定してもよい。

２０ 制御部
９１ 車輪速センサ
９２ 舵角センサ
９３ 横加速度センサ
９４ ヨーレートセンサ
１００ 車両用制御装置
２０２ 規範ヨーレート演算手段
２０９ 急変判定手段
２２０ 補正手段

Claims (6)

1. 車両の重心位置とは異なる位置に配置された横加速度センサで検出する実横加速度を、ヨーレートセンサで検出する実ヨーレートに基づいて前記重心位置で検出した値に近づける補正を実行する車両用制御装置であって、
   前記実ヨーレートの変化率が所定値以上か否かを判断する急変判定手段と、
   舵角センサで検出する舵角量に基づいて規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート演算手段と、
   前記急変判定手段によって前記変化率が所定値未満であると判断された場合には、前記実横加速度を前記実ヨーレートに基づいて前記重心位置で検出した値に近づける補正を行い、前記急変判定手段によって前記変化率が所定値以上であると判断された場合には、前記実ヨーレートの代わりに前記規範ヨーレートに基づいて実横加速度を前記重心位置で検出した値に近づける補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 車体速度に関連するパラメータに基づいて車体速度を算出する車体速度演算手段を備え、
   前記規範ヨーレート演算手段は、前記舵角量と、前記車体速度とに基づいて規範ヨーレートを算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記補正手段は、前記実ヨーレートの変動時間に対応した所定時間の間だけ、前記規範ヨーレートに基づく補正を行い、所定時間後に前記実ヨーレートに基づく補正を再開することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 車両の走行状態における不安定さを示す不安定レベルが所定の閾値を超えている場合に車両の走行状態が不安定であると判定する不安定レベル判定手段を備え、
   前記補正手段は、前記不安定レベル判定手段によって車両の走行状態が不安定であると判定されていない場合のみに、前記規範ヨーレートを用いた補正を実行することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記不安定レベル判定手段は、少なくとも前記実ヨーレートの変化率が前記所定値以上になる直前の実ヨーレートと舵角量とを用いて判定を行うことを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
6. 前記補正手段によって補正された実横加速度を用いて、車両の挙動を抑制する車両挙動抑制制御を実行可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
   

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