JP2014124983A - 車両の運動制御装置、及び車両の運動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回時における挙動制御の早期開始を抑制することにより、ドライバビリティの低下を抑制することができる車両の運動制御装置、及び車両の運動制御方法を提供する。
【解決手段】制御装置は、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さいときよりも大きい値に決定し（ステップＳ１２，Ｓ１３）、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺの加算結果を開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨとする（ステップＳ１４）。そして、制御装置は、車両のスタビリティファクタＳＦを用いて演算される規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇからヨーレートセンサによって検出されるヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒを差し引いた偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上になったときに、挙動制御を開始する（ステップＳ２０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、旋回する車両挙動の安定化を図る車両の運動制御装置、及び車両の運動制御方法に関する。

特許文献１に記載の運動制御装置では、旋回する車両挙動を制御する挙動制御を実行するに際し、車両のロール状態を示す指標値が判定基準値を超えているか否かが判定される。そして、指標値が判定基準値を超えているときには、指標値が判定基準値以下であるときよりも車両が緩やかに減速されるようになっている。

また、車両の運動制御装置としては、運転者による車両操作の態様に基づき決定される規範ヨーレートとヨーレートセンサから出力される信号に基づいたヨーレートセンサ値との偏差を演算し、この偏差に基づいて車両が横滑りしているか否かを判定する装置も知られている。こうした装置では、演算した偏差の絶対値が所定の偏差判定値以上になったときに、偏差を「０（零）」に近づける挙動制御が開始されるようになっている。

特開２００９−５１３６９号公報

ここで、特にトラックやバスなどの車両においては、積載量や前後方向における積載バランスが大きく変化し得る。そして、こうした変化によって車両重心の位置が前側や後側に変わると、車両の回転中心よりも車両後側に加わる遠心力による回転方向のヨーモーメントが増加して車両の旋回特性もまた変化する。すなわち、車両重心が後側に変わった場合には車両が旋回しやすくなる一方、車両重心が前側に変わった場合には車両が旋回しにくくなる。そのため、上記の挙動制御の開始タイミングを決定するための偏差判定値は、その時点の車両重心の前後方向位置によって決定することが好ましい。

しかしながら、車両重心の前後方向位置を適宜推定することは非常に困難であるため、一般的に、偏差判定値は、車両への積載がほとんどなされていない、いわゆる空車状態での車両の旋回特性に応じて予め決定されている。そのため、車両への積載に起因する車両重心の前後方向位置の変化などによって車両の旋回特性が変化すると、挙動制御の早期開始によってドライバビリティの低下を招くおそれがある。

本発明の目的は、車両の旋回時における挙動制御の早期開始を抑制することにより、ドライバビリティの低下を抑制することができる車両の運動制御装置、及び車両の運動制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するための車両の運動制御装置は、車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を用いて演算される規範ヨーレート（Ｙｒ＿Ｔｒｇ）からヨーレートセンサ（ＳＥ５）によって検出されるヨーレートセンサ値（Ｙｒ＿Ｒ）を差し引いた偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）以上になったときに、同偏差（ΔＹｒ）を「０（零）」に近づけるべく挙動制御を開始する運動制御装置を前提としている。そして、この運動制御装置は、車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）を、車両重量が大きいときには同車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する基準値決定部（４０、Ｓ１２）と、不感帯の幅（ＤＺ）を、車両重量が大きいときには同車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する不感帯幅決定部（４０、Ｓ１３）と、決定された車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）と不感帯の幅（ＤＺ）との加算結果を開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）とする判定値決定部（４０、Ｓ１４）と、を備えるようにした。なお、車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）は、定常円旋回を行う車両の速度による旋回半径の変化の大きさを示す指標となる値である。

車両への積載量が多くなるほど、車両の実際のスタビリティファクタが変動しやすい。また、車両の実際のスタビリティファクタは、車両重心が後側に変位するほど車両が旋回しやすくなるために小さくなり、車両重心の後側への変位に伴う車両の実際のスタビリティファクタの変動幅は、車両への積載量が多くなるほど大きくなる。そこで、上記構成では、車両への積載などによって車両重量が増大すると、車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）が大きい値に決定される。この車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）は、平荷状態などのように車両重心の前後方向位置が空車状態であるときとほとんど変化がない場合における上記挙動制御の開始判定値に相当する。

また、車両への積載が後側に集中する後荷状態であるときには、積載状態が平荷状態であるときよりも車両重心が後側に変位する。すなわち、車両の積載量が同一量であっても、積載状態によっても車両の旋回しやすさが変わる。そこで、上記構成では、車両重量が増大すると、車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）だけではなく、不感帯の幅（ＤＺ）が大きい値に決定される。そして、この不感帯の幅（ＤＺ）と車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）とを足し合わせた値が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）とされる。これにより、決定された不感帯の幅（ＤＺ）が大きいほど、偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）を超えても挙動制御が実行されにくくなる。

そのため、車両への積載などによって車両重心が空車状態の位置から後側に変位した場合、ヨーレートセンサ値（Ｙｒ＿Ｒ）が大きくなって偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が大きくなっても、同偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）以上になりにくくなる。すなわち、車両の旋回状態が実際には安定している状況下で挙動制御が開始される事象が生じにくくなる。したがって、車両の旋回時における挙動制御の早期開始を抑制することができ、ドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

ところで、車両の旋回のし易さは、車両重量によって変化する可能性が高い。そこで、上記の車両の運動制御装置は、車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を車両重量に応じた値に決定するスタビリティ決定部（４０、Ｓ１１）をさらに備えることが好ましい。これにより、スタビリティファクタ（ＳＦ）を用いて演算される規範ヨーレート（Ｙｒ＿Ｔｒｇ）を、その時点の車両重量に応じた値に近づけることが可能となる。

また、上記課題を解決するための車両の運動制御方法は、車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を用いて演算される規範ヨーレート（Ｙｒ＿Ｔｒｇ）からヨーレートセンサ（ＳＥ５）によって検出されるヨーレートセンサ値（Ｙｒ＿Ｒ）を差し引いた偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）以上になったときに、同偏差（ΔＹｒ）を「０（零）」に近づける挙動制御を開始させる開始ステップ（Ｓ２０）を有する車両の運動制御方法を前提としている。そして、この運動制御方法は、車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）を取得させる重量取得ステップ（Ｓ１０）と、車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）を、取得した車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が大きいときには同車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が小さいときよりも大きい値に決定させる基準値決定ステップ（Ｓ１２）と、不感帯の幅（ＤＺ）を、取得した車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が大きいときには同車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が小さいときよりも大きい値に決定させる不感帯幅決定ステップ（Ｓ１３）と、開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）を、決定した車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）と不感帯の幅（ＤＺ）との加算結果に決定させる判定値決定ステップ（Ｓ１４）と、をさらに有するようにした。この構成によれば、上記の車両の運動制御装置と同等の作用・効果を得ることができる。

一実施形態における車両の構成を模式的に示すブロック図。 積載量や積載状態によって車両重心が前後方向に変化する様子を説明する模式図。 積載状態によって車両の旋回のしにくさが変化する様子を示すグラフ。 車両重量の推定値に応じてスタビリティファクタを決定するためのマップ。 車両重量の推定値に応じて平荷用判定値を決定するためのマップ。 車両重量の推定値に応じて不感帯幅を決定するためのマップ。 偏差の絶対値に応じて挙動制御時における制御量を決定するためのマップ。 挙動制御を行うために制御装置が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 横方向加速度の増大に伴って偏差が変化する様子を示すタイミングチャート。

以下、車両旋回時に車両の挙動を適宜制御する制御装置を備える車両の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示すように、車両には、複数（例えば、４つ）の車輪１０にエンジン１１で発生した駆動力を伝達する動力伝達機構２０と、各車輪１０に制動力を付与する制動装置３０と、車両の運動制御装置としての制御装置４０とが設けられている。動力伝達機構２０は、動力伝達経路に沿って配置される、クラッチ２１、変速機２２、ディファレンシャルギヤ２３を備えている。クラッチ２１は、運転者による図示しないクラッチペダルの操作によって、動力伝達を許可したり、禁止したりするように動作する。また、変速機２２は、運転者による図示しないシフトレバーの操作態様に応じた変速段に設定される。

制動装置３０は、液圧発生装置３１と、ブレーキアクチュエータ３２とを備えている。そして、運転手がブレーキペダル３３を操作すると、液圧発生装置３１を構成するマスタシリンダ内の液圧が上昇し、この液圧に応じた液量のブレーキ液がブレーキアクチュエータ３２の図示しない液圧回路を介して車輪１０毎に設けられた制動機構３４のホイールシリンダ内に流入する。これにより、制動機構３４がホイールシリンダ内の液圧に応じた制動力を車輪１０に付与するようになる。

本実施形態のブレーキアクチュエータ３２は、運転者がブレーキペダル３３を操作しない場合であっても各車輪１０に対する制動力を個別に調整できるように構成されている。例えば、ブレーキアクチュエータ３２は、マスタシリンダ内の液圧と、ホイールシリンダ内の液圧との間に差圧を発生させる差圧調整弁と、ホイールシリンダ内にブレーキ液を供給するための電動ポンプとを備えている。また、ブレーキアクチュエータ３２には、各ホイールシリンダ内の液圧を個別に調整するための各種弁が設けられている。

制御装置４０には、ブレーキペダル３３の操作の有無を検出するブレーキスイッチＳＷ１、及びクラッチペダルの操作の有無を検出するクラッチスイッチＳＷ２が電気的に接続されている。また、制御装置４０には、エンジン１１の出力軸の回転速度ＮＥを検出するクランク角センサＳＥ１、車輪１０の車輪速度ＶＷを検出する車輪速度センサＳＥ２、及び車両のステアリングホイール１２の操舵角θを検出する操舵角センサＳＥ３が電気的に接続されている。また、制御装置４０には、車両の前後方向における加速度（以下、「車体加速度」ともいう。）Ｇｘを検出する加速度センサＳＥ４、及び車両のヨーレート（Yaw Rate）を検出するヨーレートセンサＳＥ５が電気的に接続されている。このヨーレートセンサＳＥ５から出力される信号に基づき検出されるヨーレートを、ヨーレートセンサＳＥ５によって検出される「ヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒ」という。そして、制御装置４０は、各種スイッチ及び各種センサによって検出される各種情報に基づき、エンジン１１及びブレーキアクチュエータ３２などを適宜制御するようになっている。

こうした制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどで構築されるマイクロコンピュータを有する複数のＥＣＵ（電子制御装置）を有している。こうしたＥＣＵとしては、エンジン１１の制御を司るエンジン用ＥＣＵ、ブレーキアクチュエータ３２の制御を司るブレーキ用ＥＣＵなどが挙げられる。そして、制御装置４０は、車両の旋回特性を示すスタビリティファクタＳＦを用いて演算される規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇからヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒを差し引いた偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上になったときに、偏差ΔＹｒが「０（零）」に近づくようにブレーキアクチュエータ３２を制御する挙動制御を行うようになっている。

ところで、図２に示すように、トラックやバスなどの車両では、積載量の増減によって、車両重量が増減したり、車両重心Ｓの位置が前側や後側に変わったりすることがある。このように車両重量や車両重心Ｓの前後方向位置が変わると、車両の旋回特性も変化する。なお、「車両重量」とは、車両自体の重量と、車両に積載された貨物の積載量及び車両に搭乗した乗員に基づく重量とを少なくとも含んだ概念である。

本実施形態の車両では、図３に示すように、車両への積載がほとんどなされていない空車状態であっても、車両重心Ｓが車両中心よりも後側に設定されている。そのため、車両旋回時においては、旋回に伴う遠心力が車両重心Ｓに加わることで車両にヨーモーメントが作用することにより、空車状態よりも、車両に積載物が前後にバランス良く積載される、いわゆる平荷状態のほうが、車両が旋回しやすくなる。こうした車両では、積載物の積載状態によっても、車両の旋回しにくさが変化する。例えば、積載状態が、積載物が車両後側に集中的に積載される後荷状態では、積載状態が平荷状態であるときと比較して、車両重心Ｓがより後側に変位するため、この車両重心Ｓに加わる遠心力がさらに大きくなることで車両に作用するヨーモーメントがさらに増加し、結果として、車両が旋回しやすくなる。一方、積載状態が、積載物が車両前側に集中的に積載される前荷状態では、積載状態が平荷状態であるときと比較して、車両重心Ｓが車両の回転中心よりも前側に位置するために車両が旋回しにくくなる。また、車両重心Ｓと車両の回転中心との前後方向の位置関係によっては、積載状態が前荷状態であるときに、車両への積載量が多いと、空車状態であるときよりも車両が旋回しにくくなることもあり得る。

そこで、本実施形態では、車両の旋回特性を示すパラメータであるスタビリティファクタＳＦが、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに基づいて変更される。「スタビリティファクタＳＦ」とは、定常円旋回を行う車両の速度による旋回半径の変化の大きさを示す指標となる値である。そして、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに基づいて決定されたスタビリティファクタＳＦを以下に示す関係式（式１）に代入し、規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇが演算される。なお、関係式（式１）において、「ＶＳ」は車両の車体速度であり、「ＷＢ」は車両のホイールベース長であり、「Ｎ」はステアリング装置のギヤ比である。

また、車両の旋回しやすさは、上述したように、車両の積載状態によって変化する。例えば、車両の積載状態が後荷状態である場合、車両重心Ｓが後側に変化するため、車両が旋回しやすくなる。この場合、平荷状態であるときや空車状態であるときを基準に上記の開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨが予め決定されていたとすると、車両が横滑りしていないにも拘わらず、上記の偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が大きくなって開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上となることがある。すなわち、偏差ΔＹｒが、車両の実際の旋回状態とは乖離した値になり得る。この場合、車両が未だ安定旋回している状態、即ち車両が未だ横滑りしていない状態で上記の挙動制御が開始されるおそれがある。そこで、本実施形態では、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨを車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには小さいときよりも大きい値に変更することで、挙動制御の早期開始の抑制が図られている。

すなわち、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きい場合にあっては、積載状態が平荷状態であるときのように車両重心Ｓが車両の回転中心の近くに位置するときと、積載状態が後荷状態であるときのように車両重心Ｓが車両の回転中心から後側に離れているときとで、旋回しにくさを示す数値の変動幅が大きくなる（図３参照）。言い換えると、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きい場合ほど、車両重心Ｓを後側に変位させたことに起因する車両の旋回しやすさを示す数値が大きくなる。つまり、車両の積載量の増大に伴って車両重心Ｓが後側に変位したときには、それ以前よりも車両が旋回中に横滑りにくくなっている。そこで、本実施形態では、車両の横滑りが発生していないときでの挙動制御の不要な開始を抑制するために、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔの増加に伴って大きくしている。

なお、本実施形態では、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨは、車両重量基準値としての平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐと不感帯幅ＤＺとを足し合わせることで求められる。この平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは、積載状態が平荷状態であると仮定して車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて決定される値である。すなわち、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは、積載状態が平荷状態である場合における挙動制御の開始判定値の理論値又は理論値に近い値となる。

しかし、車両の旋回のし易さは平荷状態よりも後荷状態のほうが大きい。そのため、積載状態が後荷状態である場合、上記の平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐを挙動制御の開始判定値としたとすると、横滑りが発生していない段階で挙動制御が不要に開始される可能性がある。そこで、積載状態が後荷状態であるときに横滑りが発生していない段階での挙動制御の開始を抑制するために、不感帯幅ＤＺが設定されている。本実施形態の車両は積載量が多くなるほど車両重心Ｓが後側に変位する可能性が高いため、不感帯幅ＤＺは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいほど大きい値に決定される。

次に、図４を参照して、スタビリティファクタＳＦを設定するためのマップについて説明する。
本実施形態の車両は、積載状態が平荷状態である場合、車両重量が増加するほど車両が旋回しやすくなる傾向を有する。そこで、本実施形態では、車両のスタビリティファクタＳＦが、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには小さいときよりも小さい値に決定される。

すなわち、図４に示すように、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ１１未満である場合、車両の積載状態が空車状態又は空車状態に近い状態であると判断できるため、スタビリティファクタＳＦは、スタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅに決定される。このスタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅは、空車状態であるときの車両の旋回特性に応じた値である。また、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ１１よりも大きい第２の重量推定値Ｍｅｓｔ１２以上である場合、車両の積載量が、車両に設定されている最大積載量以上であると判断できるため、スタビリティファクタＳＦは、スタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅよりも小さいスタビリティ下限値ＳＦ＿ｍｉｎに決定される。このスタビリティ下限値ＳＦ＿ｍｉｎは、積載量が最大積載量であって且つ積載状態が平荷状態であるときの車両の旋回特性に応じた値である。そして、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ１１以上であって且つ第２の重量推定値Ｍｅｓｔ１２未満である場合、スタビリティファクタＳＦは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きくなるにつれて次第に大きくなる。

次に、図５を参照して、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐを決定するためのマップについて説明する。
図５に示すように、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１未満である場合、車両の積載状態が空車状態又は空車状態に近い状態であると判断できるため、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは、下限値Ｔｌｖに決定される。また、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１よりも大きい第２の重量推定値Ｍｅｓｔ２２以上である場合、車両の積載量が、車両に設定されている最大積載量以上であると判断できるため、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは、下限値Ｔｌｖよりも大きい上限値Ｔｇｖ１に決定される。これは、積載状態が平荷状態である場合には、積載量が増えるほど車両が旋回しやすくなる可能性が高いと推定されるためである。そして、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１以上であって且つ第２の重量推定値Ｍｅｓｔ２２未満である場合、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きくなるにつれて次第に大きくなる。

なお、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１は、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ１１と同一値であってもよいし、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ１１とは異なる値であってもよい。同様に、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ２２は、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ１２と同一値であってもよいし、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ１２とは異なる値であってもよい。

次に、図６を参照して、不感帯幅ＤＺを決定するためのマップについて説明する。
図６に示すように、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ３１未満である場合、車両の積載状態が平荷状態又は平荷状態に近い状態であると判断できるため、不感帯幅ＤＺは「０（零）」に決定される。また、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ３１よりも大きい第２の重量推定値Ｍｅｓｔ３２以上である場合、車両の積載量が、車両に設定されている最大積載量以上であると判断できるため、不感帯幅ＤＺは、「０（零）」よりも大きい上限値Ｔｇｖ２に決定される。これは、積載量が増えるほど車両重心Ｓが後側に変位しやすいためである。そして、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが第１の重量推定値Ｍｅｓｔ３１以上であって且つ第２の重量推定値Ｍｅｓｔ３２未満である場合、不感帯幅ＤＺは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きくなるにつれて次第に大きくなる。

なお、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ３１は、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１と同一値であってもよいし、第１の重量推定値Ｍｅｓｔ２１とは異なる値であってもよい。同様に、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ３２は、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ２２と同一値であってもよいし、第２の重量推定値Ｍｅｓｔ２２とは異なる値であってもよい。

次に、図７を参照して、挙動制御時における制御量Ｐｕｔを決定するためのマップについて説明する。
図７に示すように、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ未満である場合、制御量Ｐｕｔは「０（零）」とされ、挙動制御が行われない。一方、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上である場合、制御量Ｐｕｔは、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が大きくなるにつれて大きい値に決定される。なお、本実施形態では、図５及び図６に示す各マップに基づいて決定される平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを加算して開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨを求めるため、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨは下限値Ｔｌｖと上限値Ｔｇｖ（＝Ｔｇｖ１＋Ｔｇｖ２）との間で変わる。このように開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨが変更されても、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜の増加に対する制御量Ｐｕｔの上昇勾配は一定である。しかしながら、これに限らず、積載量が多いほど車両の慣性が大きくなるため、制御量Ｐｕｔの上昇勾配を急勾配としてもよい。

次に、車両重量の推定値Ｍｅｓｔを演算するために制御装置４０が実行する処理ルーチンについて説明する。
この処理ルーチンにおいて、制御装置４０は、クラッチスイッチＳＷ２から出力される信号に基づき、運転者によってクラッチペダルが操作されているか否か、即ちクラッチ２１が切断されているか否かを判定する。そして、クラッチ２１が切断されている場合、エンジン１１からの駆動力が車輪１０に伝達されていないと判断できる。そのため、制御装置４０は、加速度センサＳＥ４によって検出される車体加速度Ｇｘを切断時加速度Ｇｘ１として取得するとともに、車輪１０に伝達される駆動力Ｆを切断時駆動力Ｆ１として取得する。なお、駆動力Ｆは、エンジン１１から出力されている駆動力と、その時点で設定されている変速機２２の変速段に応じたギヤ比とに基づいて演算される。

そして、切断時加速度Ｇｘ１及び切断時駆動力Ｆ１の取得後において、制御装置４０は、クラッチ２１が接続されているか否かを判定する。そして、クラッチ２１が接続されていると判定した場合、車輪１０にエンジン１１からの駆動力が伝達されていると判断できる。そのため、制御装置４０は、加速度センサＳＥ４によって検出される車体加速度Ｇｘを接続時加速度Ｇｘ２として取得するとともに、車輪１０に伝達される駆動力Ｆを接続時駆動力Ｆ２として取得する。

続いて、制御装置４０は、以下に示す関係式（式２）を用い、車両重量の推定値Ｍｅｓｔを演算する。ここでは、公知の運動方程式「Ｆ＝Ｍｅｓｔ×Ｇｘ」を利用して車両重量の推定値Ｍｅｓｔが演算される。そして、制御装置４０は、本処理ルーチンを一旦終了する。

次に、図８を参照して、上記の挙動制御の開始タイミングを決定する際に制御装置４０が実行する処理ルーチンについて説明する。

図８に示す処理ルーチンは、予め設定された所定サイクル毎に実行される処理ルーチンである。この処理ルーチンにおいて、制御装置４０は、車両重量の推定値Ｍｅｓｔを取得する（ステップＳ１０）。この点で、本実施形態では、ステップＳ１０が、車両重量の推定値Ｍｅｓｔを取得させる「重量取得ステップ」に相当する。

続いて、制御装置４０は、図４に示すマップを用い、スタビリティファクタＳＦを、ステップＳ１０で取得した車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じた値に決定する（ステップＳ１１）。この点で、本実施形態では、制御装置４０が、スタビリティファクタＳＦを車両重量に応じた値に決定する「スタビリティ決定部」としても機能する。また、ステップＳ１１が、スタビリティファクタＳＦを車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じた値に決定させるステップに相当する。

そして、制御装置４０は、図５に示すマップを用い、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐを、ステップＳ１０で取得した車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じた値に決定する（ステップＳ１２）。この点で、本実施形態では、制御装置４０が、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐを、車両重量が大きいときには車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する「基準値決定部」としても機能する。また、ステップＳ１２が、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さいときよりも大きい値に決定させる「基準値決定ステップ」に相当する。

続いて、制御装置４０は、図６に示すマップを用い、不感帯幅ＤＺを、ステップＳ１０で取得した車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じた値に決定する（ステップＳ１３）。この点で、本実施形態では、制御装置４０が、不感帯幅ＤＺを、車両重量が大きいときには車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する「不感帯幅決定部」としても機能する。また、ステップＳ１２が、不感帯幅ＤＺを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さいときよりも大きい値に決定させる「不感帯幅決定ステップ」に相当する。

そして、制御装置４０は、ステップＳ１２，Ｓ１３で決定した平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを加算し、この加算結果（＝ＤＹｒ＿Ｐ＋ＤＺ）を開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨとする（ステップＳ１４）。この点で、本実施形態では、制御装置４０が、「判定値決定部」としても機能する。また、ステップＳ１４が、「判定値決定ステップ」に相当する。

続いて、制御装置４０は、上記関係式（式１）を用いて規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇを演算し（ステップＳ１５）、ヨーレートセンサＳＥ５によって検出された現時点のヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒを取得する（ステップＳ１６）。そして、制御装置４０は、規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇからヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒを差し引いた偏差ΔＹｒを求める（ステップＳ１７）。

続いて、制御装置４０は、ステップＳ１７で求めた偏差ΔＹｒの正負の符号に基づき、車両がオーバーステア傾向を示しているのか、車両がアンダーステア傾向を示しているのかを識別する。例えば、制御装置４０は、偏差ΔＹｒが正の値である場合には車両がアンダーステア傾向を示していると判定し、偏差ΔＹｒが負の値である場合には車両がオーバーステア傾向を示していると判定する。

そして、制御装置４０は、図７に示すマップを用い、制御量Ｐｕｔを、ステップＳ１７で求めた偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜に応じた値に決定する（ステップＳ１９）。続いて、制御装置４０は、ステップＳ１９で決定した制御量Ｐｕｔに基づいてブレーキアクチュエータ３２を制御する（ステップＳ２０）。このとき、制御量Ｐｕｔが「０（零）」である場合、制御装置４０は、ブレーキアクチュエータ３２を実際には作動させない。また、制御量Ｐｕｔが「０（零）」よりも大きい場合、制御装置４０は、アンダーステアの発生時にはアンダーステアを解消させるようにブレーキアクチュエータ３２を制御し、オーバーステアの発生時にはオーバーステアを解消させるようにブレーキアクチュエータ３２を制御する。この点で、本実施形態では、ステップＳ２０が、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上になったときに、偏差ΔＹｒを「０（零）」に近づける挙動制御を開始させる「開始ステップ」に相当する。その後、制御装置４０は、本処理ルーチンを一旦終了する。

次に、図９を参照して、後荷状態の車両が旋回する際の動作について説明する。なお、ここでは、ステアリングホイール１２の操舵角θが徐々に大きくなるため、時間が経過するに連れて車両に発生する横方向加速度Ｇｙが次第に大きくなるシーンについて説明する。

図９では、積載状態が空車状態であるときに、スタビリティファクタＳＦがスタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅであるときの偏差ΔＹｒの時間推移が破線にて示されている。この場合、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さいために、図５及び図６に示す各マップを用いて決定される平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐは下限値Ｔｌｖとされ、不感帯幅ＤＺは「０（零）」とされる。なお、ここでは、図９にて破線で示す状態を「比較例」ともいう。

また、図９では、車両の積載量が、設定されている最大積載量であって、且つ積載状態が後荷状態であるときの偏差ΔＹｒの時間推移が実線にて示されている。このように積載状態が後荷状態である場合では、積載状態が平荷状態である場合と比較して車両が旋回しやすい。そのため、図４に示すマップを用いて決定されるスタビリティファクタＳＦ（＝スタビリティ下限値ＳＦ＿ｍｉｎ）は、後荷状態の車両の実際の旋回特性を示す実際のスタビリティファクタよりも大きい値となる。

もし仮に、実際のスタビリティファクタを上記関係式（式１）に代入して規範ヨーレートを求めたとすると、この規範ヨーレートからヨーレートセンサ値Ｙｒ＿Ｒを差し引いた偏差ΔＹｒは、図９における実線よりも破線に近い形で時間推移することとなる。この場合、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨを車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて変化させなくても、第３のタイミングｔ１３に近いタイミングで挙動制御が開始されるようになる。

しかし、本実施形態では、図４に示すマップを用いて決定されるスタビリティファクタＳＦ（＝スタビリティ下限値ＳＦ＿ｍｉｎ）を用いて、規範ヨーレートＹｒ＿Ｔｒｇが演算される。この場合における偏差ΔＹｒは、図９にて実線で示すように時間推移することとなり、実際のスタビリティファクタを用いて規範ヨーレートを演算する場合よりも大きい値になる。そのため、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨを車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて変化させなかった場合には、第３のタイミングｔ１３よりも前の第１のタイミングｔ１１で、車両が実際には未だ横滑りしていないにも拘わらず、挙動制御が不要に開始されることとなる。

また、不感帯幅ＤＺを設定しないとすると、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて決定された平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐとされる。この場合、第１のタイミングｔ１１と第３のタイミングｔ１３との間の第２のタイミングｔ１２で、挙動制御が開始されることとなる。このとき、積載状態が後荷状態であるとすると、車両が実際には未だ横滑りしていないにも拘わらず、挙動制御が不要に開始されることとなる。

この点、本実施形態では、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨは、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて決定される。具体的には、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて決定される平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを加算して開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨが決定される。この場合、開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨは、下限値Ｔｌｖ及び平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐよりも大きい値に決定されている。そのため、偏差ΔＹｒが下限値Ｔｌｖに達する第１のタイミングｔ１１や偏差ΔＹｒが平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐに達する第２のタイミングｔ１２では、挙動制御が開始されない。

ここで、車両の積載状態が後荷状態である場合、車両重心Ｓが後側に位置しているため、積載状態が平荷状態である場合や前荷状態である場合と比較して車両が旋回しやすくなっている。そのため、車両重量のみに応じて決定されたスタビリティファクタＳＦは、後荷状態の車両の旋回特性に応じた（すなわち、車両重心Ｓの前後方向位置も加味して決定される）実際のスタビリティファクタと乖離しており、このように実際の値から乖離しているスタビリティファクタＳＦを用いて演算される偏差ΔＹｒは、実際の偏差よりも大きく演算されている可能性がある。よって、第１のタイミングｔ１１では、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が下限値Ｔｌｖに達しても車両は実際には横滑りするレベルに達しておらず、この乖離は車両重心Ｓが後側に変位するほど大きくなりやすい。また、第２のタイミングｔ１２でも、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐに達しても車両は実際には横滑りするレベルに未だ達しておらず、この乖離は車両重心Ｓが後側に変位するほど大きくなりやすい。

その後、第３のタイミングｔ１３で、偏差の絶対値｜ΔＹｒ｜が、その時点の車両重量に応じた平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを加算した開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨに達すると、アンダーステアの発生によって車両が横滑りし始めたと判定され、アンダーステアを解消すべく挙動制御が開始される。本実施形態において、不感帯幅ＤＺは、比較例の場合に挙動制御が開始される第３のタイミングｔ１３で挙動制御が開始されるように設定されている。このように不感帯を設定することにより、仮に積載状態が後荷状態であったとしても同車両が旋回する際に、車両が横滑りし始める前に挙動制御が不要に開始されにくくなる。

また、積載状態が前荷状態である場合、車両重心Ｓが前側に位置しているため、積載状態が平荷状態である場合や後荷状態である場合と比較して車両が旋回しにくくなっている。そのため、実際のスタビリティファクタは、車両重量に応じて決定されたスタビリティファクタＳＦと乖離している可能性がある。しかし、積載状態が前荷状態である場合、車両のアンダーステア傾向が大きくなりやすい。そして、偏差ΔＹｒがその時点の開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨに達すると、アンダーステアを解消すべく挙動制御が開始される。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）車両への積載量が多くなるほど、車両重心Ｓの後側への変位に起因するスタビリティファクタの変動幅が大きくなりやすい。そこで、本実施形態では、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きい場合には車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さい場合よりも、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを大きい値に決定するようにした。この場合、平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺを足し合わせた開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨが、車両重量が重いほど大きい値とされる。その結果、車両への積載によって車両重心Ｓが後側に変わった場合、車両の横滑りが発生していない状態では挙動制御が開始されにくくなる。したがって、車両の旋回時における挙動制御の早期開始が抑制され、ドライバビリティの低下を抑制することができるようになる。

（２）その一方で、車両の積載状態によっては、車両重量の増大によって車両重心Ｓが前側に変わることがある。こうした場合であっても、偏差ΔＹｒがその時点の車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じた平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ及び不感帯幅ＤＺによって求まる開始判定値ＤＹｒ＿ＴＨ以上になると、挙動制御が開始されるようになる。したがって、挙動制御の実行によって、旋回する車両の挙動の安定化を図ることができるようになる。

（３）本実施形態の車両は、積載量が増えるほど、車両重心Ｓが後側に変化しやすい。そこで、本実施形態では、スタビリティファクタＳＦを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きい場合には車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さい場合よりも大きい値に決定するようにした。これにより、車両の積載量が増えたときには、スタビリティファクタＳＦを、その時点の車両の旋回特性に応じた値に近づけることができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・車両の中には、積載状態が平荷状態である場合では空車状態である場合よりも旋回しにくくなる車両もある。こうした車両においては、スタビリティファクタＳＦを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔが大きいときには車両重量の推定値Ｍｅｓｔが小さいときよりも大きい値に決定することが好ましい。

・スタビリティファクタＳＦを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔに応じて段階的に変更するようにしてもよい。例えば、演算した車両重量の推定値Ｍｅｓｔに基づいて車両が空車状態であるか否かを判定し、空車状態であると判定したときにはスタビリティファクタＳＦをスタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅに決定するようにしてもよい。一方、車両が積載していると判定したときには、車両への積載量とは関係なく、スタビリティファクタＳＦを、スタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅとは異なる値に決定するようにしてもよい。

また、演算した車両重量の推定値Ｍｅｓｔに基づいて、空車状態、中荷状態、重荷状態を判別するようにしてもよい。なお、重荷状態とは、積載量が最大積載量に近い状態のことであり、中荷状態とは、積載量が中程度である状態のことである。そして、スタビリティファクタＳＦを、空車状態と判別したときにはスタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅとし、中荷状態と判別したときには中荷状態用の値とし、重荷状態と判別したときには重荷状態用の値としてもよい。なお、中荷状態用の値は、スタビリティ基準値ＳＦ＿ｂａｓｅと重荷状態用の値との間の値となる。

・スタビリティファクタＳＦを、車両重量の推定値Ｍｅｓｔによらず一定値としてもよい。

４０…車両の運動制御装置としての制御装置（基準値決定部、不感帯幅決定部、判定値決定部、スタビリティ決定部）、ＤＹｒ＿Ｐ…車両重量基準値としての平荷用判定値ＤＹｒ＿Ｐ、ＤＹｒ＿ＴＨ…開始判定値、ＤＺ…不感帯幅、Ｍｅｓｔ…車両重量の推定値、ＳＥ５…ヨーレートセンサ、ＳＦ…スタビリティファクタ、Ｙｒ＿Ｒ…ヨーレートセンサ値、Ｙｒ＿Ｔｒｇ…規範ヨーレート、ΔＹｒ…偏差。

Claims (3)

1. 車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を用いて演算される規範ヨーレート（Ｙｒ＿Ｔｒｇ）からヨーレートセンサ（ＳＥ５）によって検出されるヨーレートセンサ値（Ｙｒ＿Ｒ）を差し引いた偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）以上になったときに、同偏差（ΔＹｒ）を「０（零）」に近づけるべく挙動制御を開始する車両の運動制御装置において、
   車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）を、車両重量が大きいときには同車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する基準値決定部（４０、Ｓ１２）と、
   不感帯の幅（ＤＺ）を、車両重量が大きいときには同車両重量が小さいときよりも大きい値に決定する不感帯幅決定部（４０、Ｓ１３）と、
   決定された車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）と不感帯の幅（ＤＺ）との加算結果を前記開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）とする判定値決定部（４０、Ｓ１４）と、を備える
   ことを特徴とする車両の運動制御装置。
2. 車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を車両重量に応じた値に決定するスタビリティ決定部（４０、Ｓ１１）をさらに備える
   請求項１に記載の車両の運動制御装置。
3. 車両のスタビリティファクタ（ＳＦ）を用いて演算される規範ヨーレート（Ｙｒ＿Ｔｒｇ）からヨーレートセンサ（ＳＥ５）によって検出されるヨーレートセンサ値（Ｙｒ＿Ｒ）を差し引いた偏差の絶対値（｜ΔＹｒ｜）が開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）以上になったときに、同偏差（ΔＹｒ）を「０（零）」に近づける挙動制御を開始させる開始ステップ（Ｓ２０）を有する車両の運動制御方法において、
   車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）を取得させる重量取得ステップ（Ｓ１０）と、
   車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）を、取得した車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が大きいときには同車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が小さいときよりも大きい値に決定させる基準値決定ステップ（Ｓ１２）と、
   不感帯の幅（ＤＺ）を、取得した車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が大きいときには同車両重量の推定値（Ｍｅｓｔ）が小さいときよりも大きい値に決定させる不感帯幅決定ステップ（Ｓ１３）と、
   前記開始判定値（ＤＹｒ＿ＴＨ）を、決定した車両重量基準値（ＤＹｒ＿Ｐ）と不感帯の幅（ＤＺ）との加算結果に決定させる判定値決定ステップ（Ｓ１４）と、をさらに有する
   ことを特徴とする車両の運動制御方法。