JP2015123835A

JP2015123835A - 車両挙動制御装置

Info

Publication number: JP2015123835A
Application number: JP2013268854A
Authority: JP
Inventors: 隆浩西垣; Takahiro Nishigaki; 信之野村; Nobuyuki Nomura; 奈津子濱本; Natsuko Hamamoto
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP5859510B2

Abstract

【課題】車両の挙動の乱れを適切に予測して、早期に車両の挙動を安定させる制御を開始することができる車両挙動制御装置を提供する。
【解決手段】車両挙動制御装置の制御部１００は、車両速度Ｖと操舵角θに基づいて車両の規範ヨーレートＹＳを算出する規範ヨーレート算出手段１４０と、車両速度Ｖに基づいて、車両が安定して走行できる限界のヨーレートである限界ヨーレートＹＬを設定する限界ヨーレート設定手段１５０と、車両の旋回外輪に、設定した目標制動力で制動力を与えることにより車両の挙動を安定させる挙動安定制御を実行する挙動安定制御手段１６０とを備える。挙動安定制御手段１６０は、限界ヨーレートＹＬと操舵角速度ωに基づいて、制御介入閾値ＹＳｔｈを設定する制御介入閾値設定部１６３と、規範ヨーレートＹＳが制御介入閾値ＹＳｔｈを超えた場合に挙動安定制御を開始すると判定する制御介入判定部１６４とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置に関する。

ステアリングを急操舵するなどして車両が不安定になったときに、一部の車輪に制動力を与えて車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置が知られている。従来の車両挙動制御装置は、実ヨーレートなどの車両の実際の旋回状態量を取得し、この旋回状態量に基づいて、車両が不安定になったときに一部の車輪に制動力を与えて車両の挙動を安定させている。

このような装置においては、車両の挙動の乱れを極力する少なくするため、車両の挙動の乱れが予測できる場合には、できるだけ早く制御を開始することが望まれる。例えば、特許文献１では、左右の一方にステアリングを切った後、反対側に切り返した場合に挙動安定制御を開始するための閾値を変更している。

特開２０１０−６４７２０号公報

ところで、ステアリングの操作をした後、車両の挙動に変化が現れるまでには、多少の時間がかかる。そのため、特許文献１の装置のように車両の実際の旋回状態量に基づいて車両の挙動の乱れを予測していると、制御の開始が十分に早くならないという問題がある。また、特許文献１の装置では、切返し操舵であることを条件として閾値の変更をしているため、最初の切り込み時の操舵が急であっても、閾値は変更されず、その結果、制御の開始が遅いという問題がある。

そこで、本発明においては、車両の挙動の乱れを適切に予測して、早期に車両の挙動を安定させる制御を開始することができる車両挙動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、操舵角を取得する操舵角取得手段と、操舵角速度を取得する操舵角速度取得手段と、車両速度を取得する車両速度取得手段と、前記車両速度と前記操舵角とに基づいて車両の規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出手段と、前記車両速度に基づいて、車両が安定して走行できる限界のヨーレートである限界ヨーレートを設定する限界ヨーレート設定手段と、車両の旋回外輪に、設定した目標制動力で制動力を与えることにより車両の挙動を安定させる挙動安定制御を実行する挙動安定制御手段とを備え、前記挙動安定制御手段は、前記限界ヨーレートと前記操舵角速度とに基づいて、制御介入閾値を設定する制御介入閾値設定部と、前記規範ヨーレートが、前記制御介入閾値を超えた場合に前記挙動安定制御を開始すると判定する制御介入判定部とを有することを特徴とする。

このような構成によると、実ヨーレートに基づかずに、操舵角、操舵角速度および車両速度に基づいて挙動安定制御の開始を判定することができるので、ステアリングの操舵の結果が実際の車両の挙動に現れる前に挙動安定制御を開始すると判定することができ、早期に挙動安定制御を開始することができる。

前記した装置において、前記制御介入閾値設定部は、前記操舵角速度の絶対値が大きいほど前記制御介入閾値の絶対値を小さく設定することができる。

このような構成によると、操舵角速度の絶対値が大きいほど制御介入閾値の絶対値が小さくなるので、直進状態から急操舵した初期の段階で挙動安定制御を開始することができる。

前記した装置において、前記挙動安定制御手段は、前記規範ヨーレートと前記限界ヨーレートとの偏差が大きいほど、前記目標制動力を大きくすることが望ましい。

このような構成によると、予測される車両の挙動の乱れの大きさに応じた制動力を旋回外輪に与えることができるため、車両の挙動の乱れを軽減することができる。

前記した装置において、前記挙動安定制御手段は、前記規範ヨーレートの絶対値が制御終了閾値を下回った場合に、前記挙動安定制御を終了すると判定する制御終了判定部を有し、前記制御終了閾値を、前記車両速度に基づき、車両速度が大きいほど小さい値に設定することができる。

本発明の車両挙動制御装置によれば、車両の挙動の乱れを適切に予測して、早期に挙動安定制御を開始することができる。

本発明の一実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた車両の構成図である。液圧ユニットの構成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。操舵角速度、偏差、補正後偏差および出力係数の変化を示すタイミングチャートである。操舵角速度とオフセット量の関係を示すマップである。目標液圧を設定するための、規範ヨーレートと限界ヨーレートの偏差と、目標液圧との関係を示すマップである。終了処理モードにおける今回の目標液圧ＰＴ_ｎを設定するための、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１と今回の目標液圧ＰＴ_ｎの関係を示すマップである。挙動安定制御の全体処理を示すフローチャートである。目標液圧設定の全体処理を示すフローチャートである。出力係数の設定処理を示すフローチャートである。制御終了判定の処理を示すフローチャートである。車両挙動制御の動作を説明するための、車両速度、各種のヨーレートおよび操舵角速度の変化を示すタイミングチャートである。従来の車両挙動制御装置における、（ａ）操舵角、実ヨーレートおよびスリップ角の変化、（ｂ）各車輪のブレーキ液圧の変化、を示すタイミングチャートである。本実施形態の車両挙動制御装置における、（ａ）操舵角、実ヨーレートおよびスリップ角の変化、（ｂ）各車輪のブレーキ液圧の変化、を示すタイミングチャートである。比較例の車両挙動制御装置における、（ａ）操舵角および実ヨーレートの変化、（ｂ）左側車輪のブレーキ液圧の変化、を示すタイミングチャートである。本実施形態の車両挙動制御装置における、（ａ）操舵角および実ヨーレートの変化、（ｂ）左側車輪のブレーキ液圧の変化、（ｃ）出力係数の変化、を示すタイミングチャートである。

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、一実施形態に係る車両挙動制御装置Ａは、車両ＣＲの各車輪Ｗに付与する制動力を適宜制御する装置である。車両挙動制御装置Ａは、油路や各種部品が設けられる液圧ユニット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１００とを主に備えている。

各車輪Ｗには、それぞれ車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲが備えられ、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲには、液圧源としてのマスタシリンダＭＣから供給される液圧により制動力を発生するホイールシリンダＨが備えられている。マスタシリンダＭＣとホイールシリンダＨとは、それぞれ液圧ユニット１０に接続されている。そして、ブレーキペダルＢＰの踏力（運転者の制動操作）に応じてマスタシリンダＭＣで発生したブレーキ液圧が、制御部１００および液圧ユニット１０で制御された上でホイールシリンダＨに供給される。

制御部１００には、マスタシリンダＭＣの圧力を検出する圧力センサ９１と、各車輪Ｗの車輪速度を検出する車輪速センサ９２と、ステアリングＳＴの操舵角θを検出する操舵角センサ９３が接続されている。そして、この制御部１００は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)および入出力回路を備えており、各センサ９１〜９３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種演算処理を行うことによって、制御を実行する。なお、制御部１００の詳細は、後述することとする。

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（液圧路）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等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が、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ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。

ここで、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ＶＬ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ＶＬが設けられている。また、この液圧ユニット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、オリフィス５ａ、調圧弁（レギュレータ）Ｒ、吸入弁７が設けられている。また、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。

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ＶＬ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、ホイールシリンダ圧（ホイールシリンダＨ内の圧力）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ＶＬは、入口弁１、出口弁２、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、制御部１００により適宜閉塞されることで、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、制御部１００により適宜開放されることで、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貯留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で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。

オリフィス５ａは、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とともに、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、この流れを遮断しつつ、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路Ｂおよび制御弁手段ＶＬ（ホイールシリンダＨ）側の圧力を設定値に調節する機能を有し、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，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ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。

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を開放する状態および遮断する状態を切り換えるものである。

圧力センサ９１は、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１００に入力される。

次に、制御部１００の詳細について説明する。
制御部１００は、液圧ユニット１０を制御して車両ＣＲの旋回外輪に設定した目標制動力で制動力を与えることにより車両ＣＲの挙動を安定化させる制御を実行する装置である。このため、制御部１００は、図３に示すように、操舵角取得手段１１０、車両速度算出手段１２０、操舵角速度算出手段１３０、規範ヨーレート算出手段１４０、限界ヨーレート設定手段１５０、挙動安定制御手段１６０および記憶手段１９０を備えて構成されている。なお、圧力センサ９１の出力は、本発明の車両挙動制御装置Ａの特徴的構成にとって必要でないので、図３においては省略している。また、以下の説明において、操舵角θ、操舵角速度ωなどの各変数は、左旋回時の値を正とし、右旋回時の値を負とする。

操舵角取得手段１１０は、操舵角センサ９３から、制御サイクルごとに操舵角θの情報を取得する手段である。操舵角θは、操舵角速度算出手段１３０および規範ヨーレート算出手段１４０に出力される。

車両速度算出手段１２０は、車輪速センサ９２から、制御サイクルごとに車輪速の情報（車輪速センサ９２のパルス信号）を取得し、公知の手法で車輪速度および車両速度Ｖを算出する手段である。算出した車両速度Ｖは、規範ヨーレート算出手段１４０および限界ヨーレート設定手段１５０に出力される。

操舵角速度算出手段１３０は、操舵角速度取得手段の一例であり、操舵角θから操舵角速度ωを算出する手段である。操舵角速度ωは、操舵角θを微分したり、前回の操舵角θ_ｎ−１と今回の操舵角θ_ｎの差を算出することで得ることができる。算出した操舵角速度ωは、挙動安定制御手段１６０に出力される。なお、本明細書において、変数の後に付する添え字ｎは、変数が今回値であることを示し、ｎ−１は、前回値であることを示す。

規範ヨーレート算出手段１４０は、操舵角θと車両速度Ｖに基づいて、公知の手法により、運転者の意図するヨーレートとしての規範ヨーレートＹＳを算出する手段である。算出された規範ヨーレートＹＳは、挙動安定制御手段１６０に出力される。

限界ヨーレート設定手段１５０は、車両速度Ｖに基づき、車両が安定して走行できる限界のヨーレートである限界ヨーレートＹＬを設定する手段である。限界ヨーレートＹＬは、車両速度Ｖが大きいほど小さい値に設定される。なお、本実施形態においては、路面状態がドライ路面であると仮定して算出するが、制御部１００が信頼できる推定路面摩擦係数を保持しているときには、その推定路面摩擦係数を用いて限界ヨーレートＹＬを算出してもよい。算出した限界ヨーレートＹＬは、挙動安定制御手段１６０に出力される。

挙動安定制御手段１６０は、車両ＣＲの旋回外輪に、設定した目標制動力で制動力を与えることにより車両ＣＲの挙動を安定させる挙動安定制御を実行する手段である。本実施形態においては、目標制動力に相当する値として、目標液圧ＰＴを設定し、旋回外輪の車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲのホイールシリンダ圧が目標液圧ＰＴとなるように液圧ユニット１０を制御する。この制御のために、挙動安定制御手段１６０は、予測操舵角速度算出部１６１、偏差算出部１６２、制御介入閾値設定部１６３、制御介入判定部１６４、制御終了判定部１６５、目標制動力設定部の一例としての目標液圧設定部１６８および制御実行部１６９を有する。

予測操舵角速度算出部１６１は、挙動安定制御の実行中に、操舵角速度ωの絶対値の増加率に基づき、絶対値がピークに達した後の操舵角速度の予測値である予測操舵角速度ωＰを算出する手段である。予測操舵角速度算出部１６１は、操舵角速度ωの変化を監視し、図４に示すように、操舵角速度ωの絶対値がピークを過ぎたか否かを判定する。予測操舵角速度算出部１６１は、操舵角速度ωの絶対値が時刻ｔ２でピークを過ぎたことを判定すると、操舵角速度ωの絶対値が立ち上がる時刻ｔ１からピークを迎える時刻ｔ２までの間の操舵角速度ωの勾配（破線の勾配）を算出する。そして、操舵角速度ωのピーク値に所定の係数を乗じて得た比較開始値ωｔｈまで操舵角速度ωの絶対値が小さくなったとき（時刻ｔ３）から、算出した勾配に基づいて予測操舵角速度ωＰを算出する。具体的には、操舵角速度ωの絶対値が増大する間の勾配の正負を逆にして、比較開始値ωｔｈから逆向きの勾配で操舵角速度ωが変化するものと仮定して予測操舵角速度ωＰを算出する。この予測操舵角速度ωＰは、ステアリングＳＴを左右逆側に切り返す場合を想定した操舵角速度であり、時刻ｔ３の後に、実際の操舵角速度ωと予測操舵角速度ωＰとの乖離が小さい場合には、ステアリングＳＴが切り返されている可能性が高く、乖離が大きい場合には、ステアリングＳＴが切り返されていない可能性が高いといえる。

偏差算出部１６２は、操舵角速度ωの絶対値がピークに達した後、減少しているときに、予測操舵角速度算出部１６１が算出した予測操舵角速度ωＰと操舵角速度ωとの偏差Δωを算出する手段である。偏差Δωは、操舵角θ≧０のとき、つまり、左旋回中はω−ωＰにより算出し、操舵角θ＜０のとき、つまり、右旋回中は−ω＋ωＰにより算出する。この偏差Δωは、予測操舵角速度ωＰよりも操舵角速度ωが緩やかに変化した場合に正の値となる。偏差算出部１６２は、算出した偏差Δωを、目標液圧設定部１６８に出力する。

制御介入閾値設定部１６３は、限界ヨーレートＹＬと、操舵角速度ωとに基づいて、制御介入閾値ＹＳｔｈを設定する手段である。具体的には、限界ヨーレートＹＬに、操舵角速度ωの絶対値に依存したオフセット量ＹＤを加算（右旋回用について負側に加算）することで制御介入閾値ＹＳｔｈを算出する。このオフセット量ＹＤは、図５に示すように、操舵角速度ωの絶対値が０から所定値ω１までの間は、一定値ＹＤ１であり、所定値ω１から所定値ω２までの間は、操舵角速度ωの絶対値が大きくなるほど小さくなり、所定値ω２より大きい範囲では、ＹＤ１より小さな一定値ＹＤ２とされている。このため、制御介入閾値ＹＳｔｈの絶対値は、操舵角速度ωの絶対値が大きいほど小さく設定される。なお、図１２に示す各種ヨーレートの変化のグラフに示すように、制御介入閾値ＹＳｔｈは、右旋回用と左旋回用の２つの値を算出する。制御介入閾値設定部１６３は、算出した制御介入閾値ＹＳｔｈを、制御介入判定部１６４に出力する。

制御介入判定部１６４は、規範ヨーレートＹＳの絶対値が、制御介入閾値設定部１６３が設定した制御介入閾値ＹＳｔｈの絶対値を超えた場合に挙動安定制御を開始すると判定する手段である。なお、規範ヨーレートＹＳが正の場合には、左旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈと比較し、負の場合には、右旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈと比較する。

制御介入判定部１６４は、挙動安定制御を開始することを判定すると、制御モードＭを、非制御中（Ｍ＝０）から制御中（Ｍ＝１）に変更する。なお、制御介入閾値ＹＳｔｈは、操舵角速度ωに基づいて設定されているので、制御介入判定部１６４は、操舵角速度ωに基づいて挙動安定制御の開始を判定している。

制御終了判定部１６５は、挙動安定制御の終了を判定する手段である。具体的には、規範ヨーレートＹＳの絶対値が制御終了閾値の一例としての限界ヨーレートＹＬの絶対値より小さくなった場合に挙動安定制御の終了を判定する。制御終了判定部１６５は、挙動安定制御の終了を判定すると、制御モードＭを終了処理中（Ｍ＝２）とする。

目標液圧設定部１６８は、制御モードＭが制御中であるか、終了処理中であるかに応じて目標液圧ＰＴを設定する手段である。まず、制御中の場合について説明する。制御中において、目標液圧設定部１６８は、規範ヨーレートＹＳと、限界ヨーレートＹＬと、偏差算出部１６２が算出した偏差Δωとに基づいて、目標液圧ＰＴを設定する。

目標液圧設定部１６８は、原則的には、規範ヨーレートＹＳと、限界ヨーレートＹＬの偏差ΔＹに基づいて、この偏差ΔＹが大きいほど目標液圧ＰＴを大きい値に設定する。ここで、ΔＹは、規範ヨーレートＹＳと限界ヨーレートＹＬの差の絶対値｜ＹＳ−ＹＬ｜が増加する場合には、そのまま｜ＹＳ−ＹＬ｜の値とし、減少する場合には、前回の値を保持するように計算する。すなわち、ΔＹは、｜ＹＳ−ＹＬ｜がピークを迎えた後は、ピーク値を保持するように変化する。図６は、この原則的な目標液圧ＰＴを設定するためのマップであり、偏差ΔＹが大きいほど、目標液圧ＰＴが大きい値になるように決められている。詳細には、偏差ΔＹが０から所定の値ｄ１までは、目標液圧ＰＴは徐々に大きくなり、偏差ΔＹが所定の値ｄ１以上では、目標液圧ＰＴは、一定の上限値ＰＴｍとされている。
ここで、偏差ΔＹは、車両ＣＲの挙動の乱れを反映しているので偏差ΔＹの大きさに応じて目標液圧ＰＴを設定することで、予測される車両ＣＲの挙動の乱れの大きさに応じた制動力を旋回外輪に与えることができるため、車両ＣＲの挙動の乱れを軽減することができる。

目標液圧設定部１６８は、原則の値として求めた目標液圧ＰＴに対し、旋回外輪に過剰な制動力を与えることによるアンダーステアの発生を抑制するため、車両ＣＲの条件に応じた１以下の出力係数Ｇを設定し、目標液圧ＰＴに出力係数Ｇを乗じて新たな目標液圧ＰＴを決定する。

本実施形態において、出力係数Ｇは、偏差Δωに基づいて以下のように設定される。目標液圧設定部１６８は、図４に示すように、偏差Δωと所定の閾値Ｃ１とを比較し、偏差Δωが閾値Ｃ１を超えた分を補正後偏差ΔωＭとする。ここでは、一例として、Δω−Ｃ１と０のうち、大きい方を選択することで、補正後偏差ΔωＭを算出する。

そして、目標液圧設定部１６８は、補正後偏差ΔωＭが大きいほど、目標液圧ＰＴを小さく設定する。ここでは、一例として、補正後偏差ΔωＭを比較開始値ωｔｈで割った値を１から引くことで出力係数Ｇを算出し、算出した値が負である場合には出力係数Ｇを０とする。すなわち、１−ΔωＭ／ωｔｈと０のうち大きい方を選択することで出力係数Ｇを算出することができる。なお、操舵角速度ωの絶対値がピークに達した後、減少しているとき以外の場合、例えば、操舵角速度ωの絶対値が増大中の間などは、旋回外輪に与える制動力を小さくする必要が無いので、出力係数Ｇは１とする。このようにして、目標液圧設定部１６８は、偏差Δωが大きいほど、目標液圧ＰＴを小さく設定する。

次に、終了処理中の場合の目標液圧ＰＴの設定について説明する。終了処理中において、目標液圧設定部１６８は、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１に基づき、図７のマップに基づいて今回の目標液圧ＰＴ_ｎを設定する。図７のマップは、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１が大きいほど今回の目標液圧ＰＴ_ｎが大きいが、今回の目標液圧ＰＴ_ｎは、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１よりも少し小さい値になるように設定されている。なお、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１が所定値より小さい場合には、今回の目標液圧ＰＴ_ｎは０となるように設定されている。今回の目標液圧ＰＴ_ｎが０となる場合には、目標液圧設定部１６８は、制御モードＭを非制御中（Ｍ＝０）に変更する。

制御実行部１６９は、目標液圧設定部１６８が設定した目標液圧ＰＴに基づいて、液圧ユニット１０を制御して、旋回外輪のホイールシリンダ圧を目標液圧ＰＴに制御する手段である。この制御は公知であるので詳細な説明は省略するが、簡単に説明すると、モータ９を作動させることでポンプ４を駆動し、吸入弁７を開けた上で、調圧弁Ｒに適宜な電流を流すように制御する。

記憶手段１９０は、制御部１００の動作に必要な定数、パラメータ、制御モード、マップ、計算結果などを適宜記憶する手段である。

以上のように構成された車両挙動制御装置Ａの制御部１００による処理について図８を参照して説明する。なお、図８の処理は、制御サイクルごとに繰り返し行われる。また、制御モードＭの初期値は０である。
まず、操舵角取得手段１１０は、操舵角センサ９３から操舵角θを取得し、車両速度算出手段１２０は、車輪速センサ９２から車輪速度を取得する（Ｓ１０１）。そして、操舵角速度算出手段１３０は、操舵角θから操舵角速度ωを算出し、車両速度算出手段１２０は、車輪速度から車両速度Ｖを算出する（Ｓ１０２）。次に、規範ヨーレート算出手段１４０は、操舵角θと車両速度Ｖに基づいて規範ヨーレートＹＳを算出する（Ｓ１１０）。また、限界ヨーレート設定手段１５０は、車両速度Ｖに基づいて限界ヨーレートＹＬを設定する（Ｓ１１１）。

次に、制御介入閾値設定部１６３は、限界ヨーレートＹＬと操舵角速度ωに基づいて、制御介入閾値ＹＳｔｈを設定する（Ｓ１１２）。このとき、前記したように、限界ヨーレートＹＬに、図５に示したような、操舵角速度ωの絶対値が大きくなるほど小さくなるオフセット量ＹＤを加算して制御介入閾値ＹＳｔｈを設定するので、制御介入閾値ＹＳｔｈは、操舵角速度ωの絶対値が大きいほどその大きさが小さくなる。

そして、制御介入判定部１６４は、規範ヨーレートＹＳの絶対値が、右旋回用または左旋回用のうち対応する制御介入閾値ＹＳｔｈの絶対値より大きいか否か判定する。規範ヨーレートＹＳの絶対値が制御介入閾値ＹＳｔｈの絶対値より大きい場合（Ｓ１２０，Ｙｅｓ）、制御介入判定部１６４は、制御の開始を判定し、制御モードＭを１にする（Ｓ１２１）。規範ヨーレートＹＳの絶対値が制御介入閾値ＹＳｔｈの絶対値より大きくない場合（Ｓ１２０，Ｎｏ）、制御介入判定部１６４は、制御モードＭを変更することなくステップＳ１３０へ進む。

そして、挙動安定制御手段１６０は、制御モードＭが０か否か、つまり、非制御中か否か判定し、制御モードＭが０でない場合（Ｓ１３０，Ｎｏ：Ｍ＝１または２の場合）、ステップＳ２００〜Ｓ３００の処理を行い、制御モードＭが０である場合（Ｓ１３０，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

ステップＳ２００において、挙動安定制御手段１６０は、目標液圧ＰＴを設定する。図９に示すように、目標液圧設定部１６８は、制御モードＭが１か否かを判定し、１でない場合、つまり、制御モードＭが２で終了処理中の場合には（Ｓ２１０，Ｎｏ）、図７のマップに基づき、前回の目標液圧ＰＴ_ｎ−１に基づいて、今回の目標液圧ＰＴ_ｎを決定する（Ｓ２２０）。そして、今回の目標液圧ＰＴ_ｎが０である場合には（Ｓ２２１，Ｙｅｓ）、終了処理が完了したということなので制御モードＭを０にする（Ｓ２２２）。一方、今回の目標液圧ＰＴ_ｎが０でない場合には（Ｓ２２１，Ｎｏ）、制御モードＭを変更することなく処理を終了する。

ステップＳ２１０の判定において、制御モードＭが１である場合（Ｓ２１０，Ｙｅｓ）、目標液圧設定部１６８は、偏差ΔＹに基づき、図６のマップから目標液圧ＰＴを設定する（Ｓ２１１）。一方、挙動安定制御手段１６０は、ステップＳ５００において出力係数Ｇを設定する。

図１０に示すように、出力係数Ｇの設定は、まず、ステップＳ５１０〜Ｓ５２１において予測操舵角速度算出部１６１が予測操舵角速度ωＰを算出する。具体的に、予測操舵角速度算出部１６１は、操舵角速度ωの絶対値がピークを過ぎたか否かを判定し、ピークを過ぎて減少中の場合には（Ｓ５１０，Ｙｅｓ）、操舵角速度ωの絶対値が増加するときの勾配を算出する（Ｓ５１１）。そして、操舵角速度ωの絶対値のピーク値に所定の係数を乗じて比較開始値ωｔｈを算出して（Ｓ５１２）、ステップＳ５２０に進む。なお、以上のステップＳ５１１およびＳ５１２は、操舵角速度ωの絶対値がピークを過ぎたときに一回だけ行えばよい（そのためのフローは省略する）。一方、操舵角速度ωの絶対値がピークを過ぎていない場合には（Ｓ５１０，Ｎｏ）、ステップＳ５２０に進む。

ステップＳ５２０において、予測操舵角速度算出部１６１は、操舵角速度ωの絶対値がピークを過ぎ、かつ、操舵角速度ωの絶対値が比較開始値ωｔｈより小さいか判定し、これが満たされる場合には（Ｓ５２０，Ｙｅｓ）、比較開始値ωｔｈと操舵角速度ωの絶対値の増加勾配に基づいて予測操舵角速度ωＰを算出する（Ｓ５２１、図４参照）。そして、偏差算出部１６２は、偏差Δωを、操舵角θ≧０のときはω−ωＰにより算出し、操舵角θ＜０のときは−ω＋ωＰにより算出する（Ｓ５２２）。

次に、目標液圧設定部１６８は、偏差Δωと閾値Ｃ１から、補正後偏差ΔωＭを算出する（Ｓ５２３）。図４に示すように、偏差Δωが閾値Ｃ１より大きくなった分を補正後偏差ΔωＭとするので、補正後偏差ΔωＭは、時刻ｔ４までは０であり、時刻ｔ４以後に増加する。そして、図１０に示すように、目標液圧設定部１６８は、この補正後偏差ΔωＭと比較開始値ωｔｈに基づいて、１以下の出力係数Ｇを算出する（Ｓ５２４）。図４に示すように、出力係数Ｇは、補正後偏差ΔωＭの増加に応じて減少するように設定される。図１０に示すように、目標液圧設定部１６８は、ステップＳ５２０においてＮｏと判定された場合には、出力係数Ｇを１に設定する（Ｓ５２５）。

出力係数Ｇが設定されると、図９に示すように、目標液圧設定部１６８は、目標液圧ＰＴに出力係数Ｇを乗じて、新たな目標液圧ＰＴを設定する（Ｓ２３０）。

このようにして目標液圧ＰＴが設定されると、図８に戻り、制御実行部１６９が、旋回外輪のホイールシリンダＨ内の液圧が目標液圧ＰＴになるように、液圧ユニット１０を制御する（Ｓ１３１）。

次に、制御終了判定部１６５は、ステップＳ３００で制御の終了判定を行う。具体的には、図１１に示すように、規範ヨーレートＹＳの絶対値が、左右の対応する限界ヨーレートＹＬの絶対値より小さいか否か判定し、小さい場合には（Ｓ３１０，Ｙｅｓ）、挙動安定制御を終了することを判定し、制御モードＭを終了処理中である２に変更する（Ｓ３１１）。一方、規範ヨーレートＹＳの絶対値が、左右の対応する限界ヨーレートＹＬの絶対値より小さくない場合には（Ｓ３１０，Ｎｏ）、制御モードＭを変更することなく処理を終了する。

以上のような制御による各種のパラメータの変化について図１２を参照しながら説明する。なお、図１２においては操舵角θを示していないが、操舵角θは、規範ヨーレートＹＳと略同じ位相で変化する。また、以下の説明において、各パラメータの値は大きさについて議論しており、「絶対値」は省略し、右旋回時も各パラメータについて正の値と同様に表現する。

図１２の規範ヨーレートＹＳの変化に示すように、車両ＣＲは、時刻ｔ１１〜ｔ１５の間、左にステアリングＳＴを切り、時刻ｔ１５〜ｔ１８の間、右にステアリングＳＴを切っている。限界ヨーレートＹＬは、車両速度Ｖが大きい程小さい値となるので、時刻ｔ１１以後、車両速度Ｖが徐々に小さくなることで、限界ヨーレートＹＬは徐々に大きくなっている。ここで、時刻ｔ１１の後、操舵角速度ωが大きくなると、左旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈは急激に小さくなる。このため、右に切返し始める前である時刻ｔ１２において、規範ヨーレートＹＳが左旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈを超えて、制御モードＭが０から１になる。そして、時刻ｔ１２〜ｔ１３にかけて、操舵角速度ωの減少に応じて制御介入閾値ＹＳｔｈは大きくなる。左向きの規範ヨーレートＹＳが減少し、時刻ｔ１４になると、規範ヨーレートＹＳが制御終了閾値としての限界ヨーレートＹＬより小さくなって制御モードＭが２となる。そして、終了処理が終わると制御モードＭが０となる。

時刻ｔ１３の後、ステアリングＳＴを右に切返し始めると、操舵角速度ωが右側に大きくなることで、右旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈは減少し、時刻ｔ１６において、規範ヨーレートＹＳが右旋回用の制御介入閾値ＹＳｔｈを超えると、制御モードＭが０から１になる。そして、右向きの規範ヨーレートＹＳが減少し、時刻ｔ１７になると、規範ヨーレートＹＳが限界ヨーレートＹＬより小さくなって制御モードＭが２となる。そして、終了処理が終わると制御モードＭが０となる。

以上のような車両挙動制御装置Ａの効果について図１３〜図１６を参照して説明する。
図１３、図１４は、車両が直進状態から左旋回、右旋回、左旋回して直進に戻る場合の各パラメータの変化を示している。図１３は、従来技術における制御の開始判定を用いた場合である。この開始の判定は、特開２０１１−１０２０４８号公報と同様に、横加速度に基づいて上限設定された修正規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が閾値を超えた場合に制御を開始すると判定している。そして、閾値については、操舵角速度に応じて変更されていない。

従来技術においては、図１３（ａ）のように、左にステアリングを切ったことにより操舵角θがピークを迎えた後、つまり、右に切り返し始めた後である時刻ｔ２１に制御の開始が判定されている。そして、図１３（ｂ）のように、ブレーキ液圧は、最初の操舵である左旋回中には十分に発生せず、２回目の操舵である右旋回中に初めて十分な大きさで発生している。そのため、図１３（ａ）に示すように、時刻ｔ２５において、実ヨーレートが減少しており、操舵角と実ヨーレートの乖離が大きくなってアンダーステア傾向となっている。そして、時刻ｔ２４において車両の挙動の乱れの状態を示すスリップ角β（車両の進行方向と操舵方向のずれ角）は、変動が大きく、車両の挙動が乱れている。

一方、本実施形態の車両挙動制御装置Ａにおいては、図１４（ａ）に示すように、操舵角θがピークを迎える前の時刻ｔ３１において、つまり、最初のステアリングＳＴの切り込み時において制御の開始が判定されている。そして、図１４（ｂ）に示すように最初の操舵である左旋回中に十分に大きなブレーキ液圧が発生している。このため、車両の挙動の乱れが抑制され、図１４（ａ）に示すように、右に旋回中の時刻ｔ３５において、スリップ角βは小さく抑えられている。

図１５、図１６は、車両が直進状態から右旋回して直進に戻る場合の各パラメータの変化を示している。図１５は、本実施形態に対し、出力係数Ｇを変化させずに１に固定した比較例の場合であり、図１６は、本実施形態の場合である。
比較例においては、図１５（ａ）に示すように、右にステアリングを切った後、図１５（ｂ）のように時刻ｔ４１で挙動安定制御が開始すると、挙動安定制御が終了する時刻ｔ４３まで、比較的大きなブレーキ液圧が発生し続ける。このため、右旋回の後半において、旋回外輪の制動力が過剰になり、図１５（ａ）に示すように、時刻ｔ４２において、実ヨーレートが減少しており、操舵角θと実ヨーレートの乖離が大きくなってアンダーステア傾向となっている。

一方、本実施形態においては、図１６（ａ）に示すように右にステアリングＳＴを切った後、図１６（ｂ）のようにブレーキ液圧が立ち上がり、その後、図１６（ｃ）のように時刻ｔ５２〜ｔ５３において出力係数Ｇが徐々に小さくなる。これは、右旋回の後、左に切り返さない結果、予測操舵角速度ωＰと操舵角速度ωの偏差Δωが大きくなったためである（図４参照）。そのため、ブレーキ液圧は、時刻ｔ５２〜ｔ５３にかけて小さい値に抑えられる。この結果、旋回外輪の制動力は小さく抑えられ、図１６（ａ）の実ヨーレートの変化で分かるように、実ヨーレートの減少は抑えられ、アンダーステア傾向となることが抑制される。

以上のように、本実施形態の車両挙動制御装置Ａによれば、実ヨーレートに基づかずに、操舵角θ、操舵角速度ωおよび車両速度Ｖに基づいて挙動安定制御の開始を判定することができるので、ステアリングＳＴの操舵の結果が実際の車両ＣＲの挙動に現れる前に挙動安定制御を開始すると判定することができる。そのため、早期に挙動安定制御を開始することができ、車両ＣＲの挙動の乱れを抑制することができる。

そして、車両挙動制御装置Ａは、操舵角速度ωの絶対値が大きいほど制御介入閾値ＹＳｔｈが小さくなるので、直進状態からステアリングＳＴを切り込んだ初期の段階で挙動安定制御を開始することができる。

また、車両挙動制御装置Ａは、規範ヨーレートＹＳと限界ヨーレートＹＬとの偏差ΔＹが大きいほど、目標液圧ＰＴを大きくするので、予測される車両ＣＲの挙動の乱れの大きさに応じた制動力を旋回外輪に与えることができるため、車両ＣＲの挙動の乱れを軽減することができる。

さらに、車両挙動制御装置Ａは、操舵角速度ωの絶対値がピークに達した後、減少しているときに操舵角速度ωと予測操舵角速度ωＰの偏差Δωを算出し、この偏差Δωが大きいほど目標液圧ＰＴを小さく設定するため、運転者による目標走行ラインを予測し、この目標走行ラインに復帰するように目標液圧を調整することができる。このため、過度な制御によるアンダーステア状態の発生を抑制することができる。

また、目標液圧設定部１６８は、偏差Δωが所定値を超えた場合に限り、偏差Δωの大きさに応じて目標液圧ＰＴを小さくすることで、偏差Δωが微小な間は大きい液圧を保持することができるので、車両ＣＲの挙動を安定させることができる。

また、車両挙動制御装置Ａは、制御終了判定部１６５により、規範ヨーレートＹＳの絶対値が限界ヨーレートＹＬを下回った場合に挙動安定制御を終了すると判定するため、実ヨーレートが不足することによっては制御の終了判定がなされないが、目標液圧設定部１６８は、偏差Δωに応じて目標液圧ＰＴを調整するため、実ヨーレートに基づく制御の終了判定によらなくてもアンダーステア傾向を抑制して車両ＣＲの挙動を安定化させることができる。

以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記した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実施できる。

前記実施形態においては、目標制動力の一例として目標液圧を設定したが、目標制動力そのものを目標値として設定してもよい。

前記実施形態においては、旋回外輪のうち、前輪と後輪を区別せずに目標液圧ＰＴを設定していたが、前後輪の重量配分に応じて目標液圧ＰＴの大きさを車輪ごとに調整してもよい。

前記実施形態においては、車両挙動安定制御を実行する場合についてのみ説明したが、車両挙動制御装置Ａにおいて、アンチロックブレーキ制御等を併せて行うように構成してもよい。

前記実施形態においては、マスタシリンダＭＣの液圧がホイールシリンダＨに伝わる構成のブレーキシステムにおいて本発明を適用したが、本発明の車両挙動制御装置は、電動モータによりブレーキ液を加圧してブレーキ力を発生する、いわゆるバイ・ワイヤ式のブレーキ装置に適用することもできる。

１０液圧ユニット
１００制御部
１１０操舵角取得手段
１２０車両速度算出手段
１３０操舵角速度算出手段
１４０規範ヨーレート算出手段
１５０限界ヨーレート設定手段
１６０挙動安定制御手段
１６１予測操舵角速度算出部
１６２偏差算出部
１６３制御介入閾値設定部
１６４制御介入判定部
１６５制御終了判定部
１６８目標液圧設定部
Ａ車両挙動制御装置

Claims

操舵角を取得する操舵角取得手段と、
操舵角速度を取得する操舵角速度取得手段と、
車両速度を取得する車両速度取得手段と、
前記車両速度と、前記操舵角とに基づいて車両の規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出手段と、
前記車両速度に基づいて、車両が安定して走行できる限界のヨーレートである限界ヨーレートを設定する限界ヨーレート設定手段と、
車両の旋回外輪に、設定した目標制動力で制動力を与えることにより車両の挙動を安定させる挙動安定制御を実行する挙動安定制御手段とを備え、
前記挙動安定制御手段は、
前記限界ヨーレートと、前記操舵角速度とに基づいて、制御介入閾値を設定する制御介入閾値設定部と、
前記規範ヨーレートが、前記制御介入閾値を超えた場合に前記挙動安定制御を開始すると判定する制御介入判定部とを有することを特徴とする車両挙動制御装置。
前記制御介入閾値設定部は、前記操舵角速度の絶対値が大きいほど前記制御介入閾値の絶対値を小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。
前記挙動安定制御手段は、前記規範ヨーレートと前記限界ヨーレートとの偏差が大きいほど、前記目標制動力を大きくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両挙動制御装置。
前記挙動安定制御手段は、前記規範ヨーレートの絶対値が制御終了閾値を下回った場合に、前記挙動安定制御を終了すると判定する制御終了判定部を有し、前記制御終了閾値を、前記車両速度に基づき、車両速度が大きいほど小さい値に設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置。