JP3328014B2

JP3328014B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP3328014B2
Application number: JP19331993A
Authority: JP
Inventors: 康成中山; 由紀福本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH0747853A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実際のヨーレートが目
標ヨーレートに合致するように車載機器をフィードバッ
ク制御する車両の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の制御装置として、例え
ば特公平４−６８１６７号公報に開示されるように、舵
角を検出する舵角センサと、車速を検出する車速センサ
と、上記両センサで検出された舵角及び車速から目標ヨ
ーレートを設定する目標ヨーレート設定手段と、車体に
発生する実際のヨーレートを検出するヨーレートセンサ
と、動力伝達経路に介設されたクラッチ手段とを備え、
実際のヨーレートが目標ヨーレートに合致するように上
記クラッチ手段を作動させて各駆動輪へのトルク伝達量
を調整するようにした、いわゆるヨーレートフィーバッ
ク制御装置は知られている。このヨーレートフィードバ
ック制御装置は、車両のステアリング特性を自由に変更
することができ、車両の応答遅れの補償及び横風等の外
乱による影響の抑制等の効果を奏することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ヨーレートフィードバック制御装置において、目標ヨー
レートは、通常、２輪モデルを基に設定されているが、
このものでは、車輪と路面との間の摩擦限界が考慮でき
ず、旋回限界において、過大なヨーレートが目標とな
り、結果として車両はオーバーステアリング特性を示す
ことになる。なぜなら、車両の姿勢は、発生したヨーレ
ートによって決まるヨー角と旋回角とによって決まり、
旋回角は旋回時の向心力によって左右され、上記向心力
は、車輪と路面との間の摩擦による限界を持っているか
らである。通常の車両では、そのバランスによって平衡
点を持っており、アンダステアリング特性を示すように
セッティングされている。しかし、ヨーレートフィード
バック制御を行う車両では、ヨーレートを自由に設定で
きるため、車輪と路面との間の摩擦限界を考慮しない目
標ヨーレートを設定した場合、向心力が増えず、旋回角
は一定となるのに対し、ヨー角が増加し、車両の姿勢だ
けが変化するスピン状態に陥り易くなるという問題があ
る。

【０００４】もっとも、路面の摩擦係数（以下、必要に
応じてこれをμという）等の環境が一定であれば、事前
に目標ヨーレートひいてはステアリング特性を設定する
ことは可能であるが、車両の使われる環境は、高μ路か
らアイスバーンまで種々変化するため、一つに絞ること
はできない。例えば、低μ路で摩擦限界となる０．３重
力加速度程度の旋回に合わせて目標ヨーレートを設定す
ると、高μ路では強いアンダステアリング特性を示し、
回頭性が悪くなる。

【０００５】そこで、本発明者等は、先にこのような点
に鑑み、２輪モデルを基に目標ヨーレートを設定すると
ともに、旋回時に車輪と路面との間の摩擦限界つまり車
輪の横力が極限になる時の前後で上記目標ヨーレートを
変更することにより、旋回初期での回頭性の確保と旋回
中での車両のスピン状態の発生防止とを共に図り得るよ
うにした車両の制御装置を提案している（特願平５−１
７０５１７号明細書及び図面参照）。すなわち、この提
案の制御装置は、車輪の横力が極限になった時を検出す
る極限時検出手段と、該検出手段の検出結果で車輪の横
力が極限になった時に上記目標ヨーレートを小さくする
ように補正する目標ヨーレート補正手段とを備えてな
る。

【０００６】一方、車輪の横力が極限状態になっている
時でも運転者はハンドルを更に旋回方向に操作すること
がある。この操作は、車両の進行方向を変えることが車
輪の横すべりによって無理でも車両の向きだけは変えた
いという要求に基づくものである。しかるに、上記提案
のものでは、車輪の横力が極限になった時２輪モデルを
基に設定される目標ヨーレートが目標ヨーレート補正手
段によって補正されることと関連して、目標ヨーレート
がハンドルないし操舵輪の舵角の増加に伴って増加せ
ず、運転者の要求を満たすことはできない。

【０００７】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、上記提案のものに対
し、更に改良を加えて、旋回初期での回頭性の確保と旋
回中での車両のスピン状態の発生防止との両立化を図り
つつ、車輪の横力が極限状態になっている時に運転者が
ハンドルを更に旋回方向に操作したときには、運転者の
要求に応じて車両の向きを変え得る車両の制御装置を提
供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、２輪モデルを基に目標ヨー
レートを設定し、実際のヨーレートが該目標ヨーレート
に合致するように車載機器をフィードバック制御する車
両の制御装置において、車輪の横力が極限になった時を
検出する極限時検出手段と、該検出手段の検出結果で車
輪の横力が極限になった時に上記目標ヨーレートを小さ
くするように補正する第１の目標ヨーレート補正手段
と、操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、上記極限
時検出手段及び上記舵角検出手段の信号を受け、車輪の
横力が極限になった状態で舵角が更に増加するとき、上
記第１の目標ヨーレート補正手段による補正後の目標ヨ
ーレートを、舵角の増加に伴う増加割合が車輪の横力が
極限になっていないときに比べて小さくなるよう、増大
補正する第２の目標ヨーレート補正手段とを備える構成
とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属し、その構成要素である極限時検出手段及び第
１の目標ヨーレート補正手段の具体的な態様を示す。す
なわち、上記極限時検出手段は、操舵輪の舵角と車速と
から横加速度計算値を算出する横加速度算出部を有し、
該算出部で算出された横加速度計算値と横加速度センサ
で検出された横加速度実測値との差に基づいて車輪の横
力の極限時を検出するものであり、上記第１の目標ヨー
レート補正手段は、上記横加速度計算値と上記横加速度
実測値との差に逆比例するように目標ヨーレートを補正
するものである。

【００１０】ここで、車輪の横力が極限になった時に２
輪モデルを基に設定された目標ヨーレートを小さくする
ように補正するに当り、請求項２記載の発明の如く横加
速度計算値と上記横加速度実測値との差に逆比例して目
標ヨーレートを補正する場合、目標ヨーレート演算式の
分子と分母の双方に舵角要素を含むことになるため、車
輪の横力が極限になった状態からハンドルを戻しても目
標ヨーレートが減少し難くなる。請求項３記載の発明
は、これを解決するためのものである。

【００１１】すなわち、請求項３記載の発明は、２輪モ
デルを基に目標ヨーレートを設定し、実際のヨーレート
が該目標ヨーレートに合致するように車載機器をフィー
ドバック制御する車両の制御装置において、車輪の横力
が極限になった時を検出する極限時検出手段と、該検出
手段の検出結果で車輪の横力が極限になった時に上記目
標ヨーレートを小さくするように補正する目標ヨーレー
ト補正手段とを備える。上記極限時検出手段は、操舵輪
の舵角と車速とから横加速度計算値を算出する横加速度
算出部を有し、該算出部で算出された横加速度計算値と
横加速度センサで検出された横加速度実測値との差に基
づいて車輪の横力の極限時を検出するものであり、上記
目標ヨーレート補正手段は、上記横加速度計算値と上記
横加速度実測値との差に逆比例するように目標ヨーレー
トを補正するものである。更に、操舵輪の舵角を検出す
る舵角検出手段と、上記極限時検出手段及び上記舵角検
出手段の信号を受け、車輪の横力が極限になった状態で
舵角が減少するとき上記目標ヨーレート補正手段に対
し、上記横加速度計算値と上記横加速度実測値との差を
舵角が減少する直前の前回値に強制的に固定して補正を
行わしめる補正修正手段とを備える構成とするものであ
る。

【００１２】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
旋回初期には、２輪モデルを基に設定された目標ヨーレ
ートに実際のヨーレートが合致するように車載機器がフ
ィードバック制御されることにより、車両が旋回方向に
スムーズに向くようになる。そして、旋回中に車輪と路
面との間の摩擦が限界になった時、つまり車輪の横力が
極限になった時には、そのことを極限時検出手段が検出
し、該検出手段の信号を受ける第１の目標ヨーレート補
正手段によって、上記目標ヨーレートが小さく補正さ
れ、この補正後の目標ヨーレートに実際のヨーレートが
合致するようにフィードバック制御が行われる。このた
め、実際のヨーレートないしヨー角が過大になることは
なく、車両がスピン状態に陥ることはない。

【００１３】その上、車輪の横力が極限になった状態で
運転者がハンドルを更に旋回方向に操作したとき、目標
ヨーレートは、第２の目標ヨーレート補正手段によっ
て、舵角の増加に伴う増加割合が車輪の横力が極限にな
っていないときに比べて小さくなるよう、増大補正さ
れ、この補正後の目標ヨーレートに実際のヨーレートが
合致するようにフィードバック制御が行われる。これに
より、車両のスピン状態の発生を防止しつつその向きが
運転者の意思を反映して変えられることになる。

【００１４】また、請求項３記載の発明では、車輪の横
力が極限になった時に目標ヨーレートが目標ヨーレート
補正手段により横加速度計算値と横加速度実測値との差
に逆比例して補正されるもの、つまり目標ヨーレート演
算式の分子と分母の双方に舵角要素を含むものの場合で
も、車輪の横力が極限になった状態から運転者がハンド
ルを戻し方向に操作したとき、補正修正手段より上記横
加速度計算値と横加速度実測値との差が強制的に一定値
に固定され、これに基づいて上記目標ヨーレート補正手
段により目標ヨーレートの補正が行われるので、目標ヨ
ーレートは舵角の減少に伴って減少することになる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の第１実施例として４輪駆動
車のトルク配分制御装置に適用した場合を示す。この図
において、１及び２は左右の前輪、３及び４は左右の後
輪、５はエンジンであって、該エンジン５の出力は、エ
ンジン出力を前輪側と後輪側とに等分に伝達するセンタ
ーディファレンシャルを有するトランスファ６にトラン
スミッション７を介して入力される。

【００１７】上記トランスファ６には前輪側プロペラシ
ャフト１１を介してフロントディファレンシャル１２が
連結され、該フロントディファレンシャル１２には左右
の前輪１，２がそれぞれ駆動軸１３を介して連結されて
いる。また、トランスファ６には後輪側プロペラシャフ
ト１４を介してリヤディファレンシャル１５が連結さ
れ、該リヤディファレンシャル１５には左右の後輪３，
４がそれぞれ駆動軸１６を介して連結されている。

【００１８】また、２１，２２，２３及び２４はそれぞ
れ各車輪１〜４に設けられたブレーキ装置であり、これ
らのブレーキ装置２１〜２４に供給される油圧（ブレー
キ圧）は、ブレーキ油圧回路２５によって独立的に制御
される。２６はエンジン１の吸気系に設けられたスロッ
トル弁、２７は該スロットル弁２６の開度を調整するス
ロットルモータであって、該スロットルモータ２７はエ
ンジンコントローラ２８により制御される。上記エンジ
ンコントローラ２８は、運転者のアクセル操作量を検出
するアクセルセンサ２９からのアクセル信号を受けて上
記スロットルモータ２７に作動制御信号を出力し、運転
者のアクセル操作量に対応してスロットル弁２６の開度
を調整するとともに、トルク配分コントローラ３０から
の制御信号を受けて、トルク配分の変更に必要なエンジ
ン出力トルクが得られるようエンジン出力を変更するも
のである。

【００１９】さらに、３１は操舵輪である前輪１，２の
舵角を検出する舵角検出手段としての舵角センサ、３２
は車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ、３
３は車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度セン
サ、３４は各車輪１〜４の回転数を検出する車輪速セン
サ、３５はエンジン回転数を検出する回転数センサ、３
６は各車輪１〜４（ブレーキ装置２１〜２４）のブレー
キ圧を検出するブレーキ圧センサ、３７はトランスミッ
ション７のギヤポジション（変速段）を検出するギヤポ
ジションセンサ、３８はエンジン５のブースト圧を検出
するブースト圧センサ、３９は車両のヨーレートを検出
するヨーレートセンサであり、これら各種センサ３１〜
３９の信号は、上記アクセルセンサ２９の信号と共に、
上記トルク配分コントローラ３０に入力される。該トル
ク配分コントローラ３０は、各車輪１〜４へのトルク配
分を制御するために、上記エンジンコントローラ２８及
びブレーキ油圧回路２５（詳しくは後述の増圧用電磁弁
４６，４７と減圧用電磁弁４８，４９）を制御する。

【００２０】次に、上記ブレーキ油圧回路２５の構成に
ついて、図２を用いて説明する。

【００２１】図２において、４１は左前輪１のブレーキ
装置２１のための第１油圧ライン、４２は右前輪２のブ
レーキ装置２２のための第２油圧ラインであって、該各
油圧ライン４１，４２にはそれぞれブレーキ圧の供給を
制御する圧力制御弁４３，４４が介設されている。

【００２２】上記各圧力制御弁４３，４４は、シリンダ
４３ａ，４４ａがピストン４３ｂ，４４ｂにより容積可
変室４３ｃ，４４ｃと制御室４３ｄ，４４ｄとに区画さ
れている。上記容積可変室４３ｃ，４４ｃは、マスタシ
リンダ４５で発生したブレーキ圧を上記ブレーキ装置２
１，２２に供給するものである。上記ピストン４３ｂ，
４４ｂは、スプリング４３ｅ，４４ｅにより容積可変室
４３ｃ，４４ｃの容積が増大する方向に付勢されている
とともに、制御室４３ｄ，４４ｄに導入される制御圧に
よりスプリング４３ｅ，４４ｅの付勢に抗して容積可変
室４３ｃ，４４ｃを縮小する方向に移動するものであ
り、この縮小方向の移動により容積可変室４３ｃ，４４
ｃの制動圧入口を閉じるチェックバルブ４３ｆ，４４ｆ
を備えている。従って、制御室４３ｄ，４４ｄに制御圧
が導入されてピストン４３ｂ，４４ｂがスプリング４３
ｅ，４４ｅに抗して移動すると、マスタシリンダ４５と
容積可変室４３ｃ，４４ｃとの間が遮断されるととも
に、該容積可変室４３ｃ，４４ｃ内で発生する制動圧が
ブレーキ装置２１，２２に供給されることになる。

【００２３】一方、上記各圧力制御弁４３，４４を作動
させるために、各々増圧用電磁弁４６，４７と減圧用電
磁弁４８，４９とが設けられている。増圧用電磁弁４
６，４７は、オイルポンプ５０からリリーフ弁５１を介
して上記圧力制御弁４３，４４の制御室４３ｄ，４４ｄ
に至る制御圧供給ライン５２，５３上に配置され、減圧
用電磁弁４８，４９は、上記制御室４３ｄ，４４ｄから
導かれたドレンライン５４，５５上に配置されている。
そして、これらの電磁弁４６〜４９は上記トルク配分コ
ントローラ３０からの信号により開閉制御され、増圧用
電磁弁４６，４７が開通されかつ減圧用電磁弁４８，４
９が遮断されたときに圧力制御弁４３，４４の制御室４
３ｄ，４４ｄに制御圧が導入され、増圧用電磁弁４６，
４７が遮断されかつ減圧用電磁弁４８，４９が開通され
たときに上記制御室４３ｄ，４４ｄの制御圧が排出され
るようになっている。

【００２４】尚、左右の後輪３，４のブレーキ装置２
３，２４についても、その図示は省略するが、上記前輪
１，２のブレーキ装置２１，２２と同様の構造が採用さ
れており、かかる構造により各ブレーキ装置２１〜２４
に独立したブレーキ圧を作用せしめることができるもの
である。

【００２５】次に、上記トルク配分コントローラ３０の
制御内容について、図３に示すフローチャートに従って
説明する。

【００２６】図３において、スタートした後、先ず、ス
テップＳ1 で所定の計測タイミングになるのを待って、
ステップＳ2 で図１に示す各種センサ２９，３１〜３９
からの各信号により、運動量としてのアクセル開度、舵
角、横加速度、前後加速度、各車輪速、エンジン回転
数、各車輪のブレーキ圧、ギヤポジション、ブースト
圧、車両の実際のヨーレートを計測する。

【００２７】続いて、ステップＳ3 で要求トルクを計算
する。この要求トルクの計算は、予め各ギヤポジション
毎に用意された、アクセル開度とエンジン回転数とを関
数とするエンジン出力トルクの算出用マップを用いて行
われる。しかる後、ステップＳ4 で４車輪１〜４の駆動
トルクの配分量を設定し、ステップＳ5 でこの配分量を
用いて各車輪１〜４の要求駆動トルクを算出する。上記
配分量は、後述するように左右輪の駆動トルク差ΔＴ1
と前後輪の駆動トルク差ΔＴ2 とからなる。

【００２８】しかる後、ステップＳ6 でエンジンコント
ローラ２８を介してエンジン出力を制御するとともに、
ステップＳ7 でブレーキ油圧回路２５を介して各車輪１
〜４のブレーキ圧を制御する。上記エンジン出力の制御
は、駆動軸１３，１６での出力トルクを、各車輪１〜４
の要求駆動トルクのうちの最大値となるようスロットル
開度を制御するものであり、上記ブレーキ圧の制御は、
実際の駆動軸１３，１６への出力トルクと各車輪１〜４
の要求駆動トルクとの差に相当するブレーキトルクを与
えるようブレーキ圧を各車輪毎に独立して制御するもの
である。この両制御が終了した後、ステップＳ1 へ戻
る。

【００２９】上記配分量の設定は、図４に示すフローチ
ャートに従って行われる。

【００３０】すなわち、先ず初めに、ステップＳ11で目
標ヨーレートＹt を後述する方法で計算した後、ステッ
プＳ12でこの目標ヨーレートＹt とヨーレートセンサ３
９で検出した実際のヨーレートＹとの偏差ΔＹを計算
し、ステップＳ13で該ヨーレート偏差の微分値ｄΔＹを
計算する。この微分値ｄΔＹの計算は、今回のヨーレー
ト偏差ΔＹと前回のヨーレート偏差ΔＹ0 との差分をサ
イクルタイムΔｔ（約７ｍｓ）で除して行われる。しか
る後、ステップＳ14で今回のヨーレート偏差ΔＹを前回
のヨーレート偏差ΔＹ0 に置き換える。

【００３１】続いて、ステップＳ15で上記ヨーレート偏
差ΔＹに対し、図５に示すように、０を中心にして所定
幅ｅ1 の不感帯を設定する。しかる後、ステップＳ16で
左右輪の駆動トルク差ΔＴ1 を、ヨーレート偏差ΔＹの
ＰＤ計算でもって算出する。つまり、駆動トルク差ΔＴ
1 は、次のような計算式により、 ΔＴ1 ＝ＰＧ1 ×ΔＹ＋ＤＧ1 ×ｄΔＹ算出されるのである。但し、ＰＧ1 は比例係数、ＤＧ1
は微分係数である。

【００３２】続いて、ステップＳ17で前後輪の横すべり
角差ｄβを計算する。その計算式は、ｄβ＝｜θ｜−｜Ｙ×Ｃ／Ｖ｜である。但し、θは舵角、Ｙはヨーレート、Ｖは車速で
ある。Ｃは係数であって、下記の式により、Ｃ＝（１＋ＳＦ×Ｖ²）×Ｌw 算出されるものである。但し、ＳＦはスタビリティファ
クタ、Ｌw はホイールベースである。

【００３３】続いて、ステップＳ18で前後輪のトルク配
分比ｓを、図６に示すようなマップを用いて計算する。
このマップでは、前後輪のトルク配分比ｓは、上記前後
輪の横すべり角差ｄβに応じて変化するとともに、その
横すべり角差ｄβが零の時を中心に所定幅ｅ2 の不感帯
が設けられている。尚、トルク配分比ｓは、０で前後均
等配分とし、＋０．５で後輪の駆動トルクを最大にかつ
前輪の駆動トルクを０にし、−０．５で逆の関係にする
ようになっている。

【００３４】続いて、ステップＳ19で前後輪の駆動トル
ク差ΔＴ2 を計算する。その計算式は、 ΔＴ2 ＝ｓ×ＴＲＱである。つまり、前後輪の駆動トルク差ΔＴ2 は、前後
輪のトルク配分比ｓとエンジン出力トルクＴＲＱとの積
算値である。しかる後、リターンする。

【００３５】以上の配分量設定の制御のうち、左右輪の
駆動トルク差ΔＴ1 の計算部分において、実際のヨーレ
ートＹが目標ヨーレートＹt に合致するように車載機器
としてのブレーキ油圧回路２５（ブレーキ圧）及びエン
ジンコントローラ２８（スロットル開度）をフィードバ
ック制御するようになっている。

【００３６】そして、本発明の特徴部分である目標ヨー
レートＹt の計算は、図７に示すフローチャートに従っ
て行われる。

【００３７】すなわち、先ず初めに、ステップＳ21で横
加速度センサ３２で検出された横加速度の実測値Ｇl を
読み込んだ後、ステップＳ22でその横加速度実測値Ｇl
から高周波のノイズを除去するためにフィルタ処理を行
う。このフィルタ処理は、ローパスフィルタによって行
われる。

【００３８】続いて、ステップＳ23で２輪モデルを基に
した横加速度計算値Ｇltを算出する。その計算式は、Ｇlt＝｛Ｖ²／（１＋Ａ0 ×Ｖ² ）｝×θ／Ｌ …（１）である。但し、Ｖは車速、θは舵角、Ｌはホイールベー
ス、Ａ0 はスタビリティファクタである。このステップ
Ｓ23により、舵角θと車速Ｖとから横加速度計算値Ｇlt
を算出する横加速度算出部６２が構成されている。

【００３９】上記横加速度計算値Ｇltの算出後、ステッ
プＳ24でその横加速度計算値Ｇltに対しフィルタ処理を
行う。このフィルタ処理は、ノイズを除去すること以外
に、上記横加速度実測値Ｇl に対するフィルタ処理によ
る出力の遅れ特性及びハンドル操作に対する車両の遅れ
特性と相殺するために行うものである。

【００４０】続いて、ステップＳ25で横加速度計算値Ｇ
ltと横加速度実測値Ｇl とが同符号であるか否かを判定
する。横加速度計算値Ｇlt及び横加速度実測値Ｇl は、
左旋回の時と右旋回の時とで符号が逆になるが、この両
者の符号が逆になるのは、旋回中にその旋回方向と反対
方向にハンドルを操作するいわゆるカウンターステア状
態の時である。従って、ステップＳ25の判定は、通常の
旋回操作状態であるか、あるいはカウンターステア状態
であるかを判定しているのである。

【００４１】そして、上記ステップＳ25の判定がＹＥＳ
のとき、つまり通常の旋回操作状態の時には、ステップ
Ｓ26で横加速度計算値Ｇltの絶対値と横加速度実測値Ｇ
l の絶対値との差が所定値Ｇl0以上であるか否かを判定
する。この判定がＮＯのときには、ステップＳ27で補正
値Ａc に０をセットする一方、判定がＹＥＳのときに
は、ステップＳ28で補正値Ａc を下記の式により、Ａc ＝Ｋ｛（｜Ｇlt｜−｜Ｇl ｜）−Ｇl0｝算出する。但し、Ｋは正の係数である。続いて、ステッ
プＳ29で上記補正値Ａcに対する訂正処理を行う。

【００４２】一方、上記ステップＳ25の判定がＮＯのと
き、つまりカウンターステア状態のときには、ステップ
Ｓ30で補正値Ａc に最大値Ａcmaxをセットする。

【００４３】上記ステップＳ27〜Ｓ30のいずれかで補正
値Ａc を設定した後、ステップＳ31でこの補正値Ａc と
補正前のスタビリティファクタＡ0 とを加算して新たな
スタビリティファクタＡを算出する。次いで、ステップ
Ｓ32で上記補正後のスタビリティファクタＡに対し、そ
の最大値を規制するリミット処理をした後、ステップＳ
33で２輪モデルを基にした目標ヨーレートＹt を下記の
（２）式により、Ｙt ＝｛Ｖ／（１＋Ａ×Ｖ²）｝×θ／Ｌ …（２）算出する。続いて、ステップＳ34で上記目標ヨーレート
Ｙt に対する補正処理を行い、しかる後リターンする。

【００４４】以上のフローチャートのうち、前半部分つ
まりステップＳ21〜Ｓ26の制御フローにより、請求項１
〜３記載の発明にいう、横加速度計算値Ｇltと横加速度
実測値Ｇl との差に基づいて車輪１〜４の横力が極限に
なった時を検出する極限時検出手段６４が構成され、後
半部分つまりステップＳ26，Ｓ28，Ｓ31〜Ｓ33の制御フ
ローにより、上記極限時検出手段６４の検出結果で車輪
の横力が極限になった時にスタビリティファクタＡを大
きくすることで目標ヨーレートを通常の時よりも小さく
するように補正する第１の目標ヨーレート補正手段６５
が構成されている。

【００４５】上記ステップＳ34における目標ヨーレート
Ｙt の補正処理は、図８に示すフローチャートに従って
行われる。また、上記ステップＳ29における補正値Ａc
の訂正処理は、図９に示すフローチャートに従って行わ
れる。

【００４６】すなわち、目標ヨーレートＹt の補正処理
としては、図８において、先ず初めに、ステップＳ41で
舵角速度Δθと横加速度実測値の変化率ΔＧl とを算出
する。舵角速度Δθは、舵角センサ３１で検出される舵
角θの前回値に対する今回値の差分をサイクルタイムで
除して算出される。また、横加速度実測値の変化率ΔＧ
l は、横加速度センサ３２で検出される横加速度実測値
Ｇl の前回値に対する今回値の差分をサイクルタイムで
除して算出される。

【００４７】続いて、ステップＳ42で操舵輪である前輪
１，２の舵角θとその舵角速度Δθの符号が同一である
か否か、ステップＳ43で舵角速度Δθの絶対値が所定値
Δθ0 以上であるか否かをそれぞれ判定する。この両判
定は、車両の旋回方向に更にハンドルが所定値以上に操
舵されたか否かを判定しているのである。そして、この
両判定が共にＹＥＳのときには、更にステップＳ44で横
加速度実測値の変化率ΔＧl の絶対値が所定値ΔＧl0以
上であるか否かを判定する。ここで、車両の旋回方向に
更にハンドルを所定値以上に操舵したときに横加速度実
測値の変化率ΔＧl が所定値ΔＧl0以上に変化しないと
いうことは、車輪１〜４の横力が極限になっていること
を意味する。従って、ステップＳ44は、図７中のステッ
プＳ26と同じく、車輪１〜４の横力が極限になった時を
検出する極限時検出手段としての機能を有しており、ま
た、このステップＳ44の判定式の代わりに、ステップＳ
26の判定式を用いてもよい。

【００４８】そして、上記ステップＳ44の判定がＮＯの
とき、つまりステップＳ42，Ｓ43の両判定と合わせて、
結局車輪の横力が極限になった状態で舵角が更に増加す
るときには、ステップＳ45で車速ｖに応じて係数Ｋを算
出するとともに、ステップＳ46で舵角θに応じてヨーレ
ート補正値ΔＹt を算出する。しかる後、ステップＳ47
で上記係数Ｋとヨーレート補正値ΔＹt との積算値（Ｋ
・ΔＹt ）を目標ヨーレートＹt に加算し、これを新た
に目標ヨーレートＹt として設定し、リターンする。

【００４９】ここで、上記係数Ｋは、低車速領域では車
速ｖの増加に伴って増加し、中・高車速領域では車速ｖ
の増加に伴って減少するように設定されている。また、
上記ヨーレート補正値ΔＹt は、舵角θの増加に伴い一
次関数的に増加するように設定されている。但し、上記
係数Ｋとヨーレート補正値ΔＹt との積算値（Ｋ・ΔＹ
t ）を加算した補正後の目標ヨーレートＹt は、舵角の
増加に伴う変化割合が車輪の横力が極限になっていない
ときに比べて小さい状態で変化するようになっている。

【００５０】一方、上記ステップＳ42若しくはＳ43の判
定がＮＯのとき、又はステップＳ44の判定がＹＥＳのと
きには、目標ヨーレートＹt を補正することなくそのま
まリターンする。

【００５１】以上のような目標ヨーレートＹt の補正処
理により、請求項１記載の発明にいう、車輪１〜４の横
力が極限になった状態で舵角が更に増加するとき、上記
第１の目標ヨーレート補正手段６５で補正された後の目
標ヨーレートＹt に対し、舵角の増加に伴う変化割合が
車輪の横力が極限になっていないときに比べて小さい状
態で変化させるように再度補正する第２の目標ヨーレー
ト補正手段６６が構成されている。

【００５２】また、補正値Ａc の訂正処理としては、図
９において、先ず初めに、ステップＳ51で舵角速度Δθ
を算出した後、ステップＳ52でフラグＦが１であるか否
かを判定する。このフラグＦが１のときは、ハンドルが
車両の旋回方向と反対方向つまり戻し方向に操作された
ときを意味する。

【００５３】上記ステップＳ52の判定がＮＯのときに
は、ステップＳ53で舵角θと舵角速度Δθの符号が異な
るか否かを、ステップＳ54で舵角速度Δθの絶対値が所
定値Δθ1 以上であるか否かをそれぞれ判定する。この
両判定は、ハンドルが車両の旋回方向と反対方向に戻し
操作されたか否かを判定しているのである。そして、ハ
ンドルが戻し操作されているときには、ステップＳ55で
フラグＦに１をセットした後、ステップＳ56で補正値Ａ
c に今回値の代わりに前回値をセットし、リターンす
る。一方、ハンドルが戻し操作されていないときには、
ステップＳ60で補正値Ａc をそのままにしてリターンす
る。

【００５４】上記ステップＳ52の判定がＹＥＳのときに
は、ステップＳ57で舵角θと舵角速度Δθの符号が同一
であるか否かを、ステップＳ58で舵角速度Δθの絶対値
が所定値Δθ2 以上であるか否かをそれぞれ判定する。
この両判定は、戻し操作後ハンドルが中立位置を越えて
そのまま切り込み操作されたか否かを判定しているので
ある。そして、ハンドルが切り込み操作されているとき
には、ステップＳ59でフラグＦに０をリセットした後、
ステップＳ60で補正値Ａc をそのままにしてリターンす
る。

【００５５】一方、ハンドルが切り込み操作されるに至
っていないときには、ステップＳ61で目標ヨーレートＹ
t と実際のヨーレートＹとの偏差の絶対値が所定値α以
下であるか否か、つまり実際のヨーレートＹが目標ヨー
レートＹt に収束したか否かを判定する。この判定がＮ
Ｏのときには、ステップＳ65でカウントＣＮＴに０をリ
セットした後、ステップＳ56へ移行する一方、判定がＹ
ＥＳのときには、ステップＳ62でカウントＣＮＴを１カ
ウントアップした後、ステップＳ63でカウントＣＮＴが
所定回数Ｃt 以上であるか否かを判定する。この判定が
ＮＯのときには、ステップＳ56へ移行する一方、判定が
ＹＥＳのときには、ステップＳ64でカウントＣＮＴに０
をリセットした後、ステップＳ59へ移行する。

【００５６】以上のような補正値Ａc の訂正処理によ
り、請求項３記載の発明にいう、車輪１〜４の横力が極
限になった状態で舵角が減少するとき第１の目標ヨーレ
ート補正手段６５に対し、補正値Ａc を前回値のまま
に、つまり横加速度計算値Ｇltと横加速度実測値Ｇl と
の差を一定に保って補正を行わしめる補正修正手段６７
が構成されている。上記補正値Ａc を前回値のままに保
つことは、ハンドルが切り込み操作されたとき、又は実
際のヨーレートＹが目標ヨーレートＹt に収束した状態
が所定時間持続したときまで維持される。

【００５７】次に、上記第１実施例の作用・効果につい
て説明するに、旋回初期には、２輪モデルを基に舵角θ
と車速Ｖとから算出した横加速度計測値Ｇltと横加速度
センサ３２で検出した横加速度実測値Ｇl との差は小さ
いため、補正値Ａc は０にセットされ、目標ヨーレート
Ｙt は、２輪モデルを基に比較的大きな値に設定され
る。そして、この目標ヨーレートＹt に実際のヨーレー
トＹが合致するように左右輪の駆動トルクがフィードバ
ック制御されることにより、車両が旋回方向にスムーズ
に向くようになり、旋回初期での回頭性を高めることが
できる。

【００５８】一方、旋回中に車輪の横力が極限になる時
には、上記横加速度計測値Ｇltと横加速度実測値Ｇl と
の差が所定値Ｇl0以上に大きくなり、スタビリティファ
クタＡが旋回初期の時よりも補正値Ａc の加算により大
きな値に変更されるので、目標ヨーレートＹt は、旋回
初期よりも小さくなり、この目標ヨーレートＹt に実際
のヨーレートＹが合致するようにフィードバック制御が
行われる。このため、実際のヨーレートＹないしヨー角
が過大になることはなく、車両がスピン状態に陥るのを
防止することができ、安全性を高めることができる。

【００５９】尚、カウンターステア状態のときには、補
正値Ａc が最大値Ａcmaxにセットされ、目標ヨーレート
Ｙt が極小値に補正されるので、車両の旋回を抑える収
束方向に向かう。

【００６０】図１０は車両の旋回時における舵角θ、目
標ヨーレートＹt 及び横加速度実測値Ｇl の各変化特性
を示し、図中、実線Ａは舵角θの変化特性を、一点鎖線
Ｂ1は補正をしない従来の目標ヨーレートＹt の変化特
性を、実線Ｂ2 は本実施例の目標ヨーレートＹt の変化
特性を、破線Ｃは横加速度実測値Ｇl の変化特性をそれ
ぞれ示す。この図からも判るように、本実施例の場合、
旋回開始ｔ1 の後、車輪の横力が極限になる時ｔ2 以降
目標ヨーレートＹt が補正され、その変化特性Ｂ2 は、
従来の変化特性Ｂ1 よりも小さくなる。

【００６１】ここで、上記補正値Ａc は、横加速度計測
値Ｇltと横加速度実測値Ｇl との差に基づいて設定され
るが、上記横加速度計測値Ｇltは、舵角θに比例する値
である（（１）式参照）。従って、目標ヨーレートＹt
の計算式（２）中の分子及び分母の双方に舵角θの要素
が含まれるので、目標ヨーレートＹt は、舵角θの増減
に伴って変化し難くなる。

【００６２】これに対して、本実施例では、車輪の横力
が極限になっている状態から更に舵角θが増加するとき
には、目標ヨーレートＹt の補正処理により、上記
（２）式で算出された目標ヨーレートＹt に対し、舵角
θの増加に伴って増加するヨーレート補正値（Ｋ・ΔＹ
t ）を加算し、この加算後の目標ヨーレートＹt に実際
のヨーレートＹが合致するようにフィードバック制御が
行われる。このため、運転者の意思を反映して車両の向
きがハンドル操作に応じて変えられるようになり、使い
勝手が良いものとなる。このことは、図１０においてｔ
3 時点で舵角θが増加すると目標ヨーレートＹt もそれ
に伴って増加することに現われる。しかも、この時舵角
θの増加に対する目標ヨーレートＹt の変化割合は、車
輪の横力が極限になっていないとき（時点ｔ1 とｔ2 と
の間）のそれよれも小さいので、車両がスピン状態に陥
るのを防止することができる。

【００６３】また、車輪の横力が極限になっている状態
から舵角θが減少するとき、つまり戻し操作をしたとき
には、補正値Ａc の訂正処理により補正値Ａc ひいては
スタビリファクターＡが一定に保たれるので、目標ヨー
レートＹt は、舵角θの減少に伴って減少し、この目標
ヨーレートＹt に実際のヨーレートＹが合致するように
フィードバック制御が行われる。この結果、戻し操舵時
の安定性を高めることができる。

【００６４】図１１は本発明の第２実施例に係わる車両
の４輪操舵装置を示し、この４輪操舵装置は、左右の前
輪１０１，１０２を操舵する前輪操舵部１１０と、左右
の後輪１０３，１０４を操舵する後輪操舵部１２０とか
らなる。

【００６５】上記前輪操舵部１１０は、ステアリングシ
ャフト１１１と、該ステアリングシャフト１１１の一端
に設けられたステアリングハンドル１１２と、上記ステ
アリングシャフト１１１の他端にラック＆ピニオン（図
示せず）を介して連結された車幅方向に延びるロッド部
材１１３と、該ロッド部材１１３の両端と左右の前輪１
０１，１０２とを連結する左右一対のタイロッド１１
４，１１４とを備え、ステアリングハンドル１１２の回
転操作により前輪１０１，１０２が左右に操舵されるよ
うになっている。

【００６６】一方、上記後輪操舵部１２０は、車幅方向
に延びるロッド部材１２１と、該ロッド部材１２１の両
端と左右の後輪１０３，１０４とを連結する左右一対の
タイロッド１２２，１２２と、上記ロッド部材１２１を
作動ロッドとする油圧シリンダ１２３とを備えている。
上記油圧シリンダ１２３内の左右のシリンダ室には、油
圧ポンプ１２４から圧油が制御弁（図示せず）を介して
選択的に供給され、それにより後輪１０３，１０４が前
輪１０１，１０２の操舵方向と同じ方向の同位相に、ま
たは反対方向の逆位相に操舵されるようになっている。
上記制御弁の切換えはサーボコントローラ１２５により
制御され、該サーボコントローラ１２５には、マイクロ
コンピータ等よりなるメインコントローラ１２６からの
制御信号が入力される。

【００６７】上記メインコントローラ１２６には、操舵
輪である前輪１０１，１０２の舵角を検出する舵角検出
手段としての舵角センサ１３１の信号と、車両のヨーレ
ートを検出するヨーレートセンサ１３２の信号と、車両
の横加速度を検出する横加速度センサ１３３の信号と、
従動輪（後輪）の車輪速から車速を検出する車速センサ
１３４の信号と、ロッド部材１２１の軸方向変位量から
後輪１０３，１０４の操舵角を検出する後輪操舵角セン
サ１３５の信号とが入力される。メインコントローラ１
２６は、２輪モデルを基に目標ヨーレートを設定し、上
記ヨーレートセンサ１３２で検出された実際のヨーレー
トが該目標ヨーレートに合致するように後輪操舵部１２
０（サーボコントローラ１２５）をフィードバック制御
するヨーレートフィードバック制御部（図示せず）を有
している。

【００６８】そして、このようなヨーレートフィードバ
ック制御部において、目標ヨーレートの計算は、上記第
１実施例の場合と同様な構成になっており、また、それ
により同様な作用・効果を奏することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上の如く、請求項１又は２記載の発明
によれば、２輪モデルを基に設定された目標ヨーレート
に実際のヨーレートが合致するように車載機器をフィー
ドバック制御するに当り、車輪の横力が極限になった時
に目標ヨーレートを小さくするように補正することによ
り、旋回初期での回頭性を高めることができるととも
に、旋回中の車両のスピン状態に陥るのを防止すること
ができ、安全性の向上を図ることができる。しかも、車
輪の横力が極限になった状態で運転者がハンドルを更に
旋回方向に操作したときには、目標ヨーレートは、舵角
の増加に伴う増加割合が車輪の横力が極限になっていな
いときに比べて小さくなるように増大補正されて、ヨー
レートフィードバック制御が行われるので、スピン状態
の発生を防止しつつ運転者の意思を反映して車両の向き
を変えることができるという効果を併せ有する。

【００７０】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１又は２記載の発明と同様に旋回初期の回頭性と旋回
中の車両のスピン状態の発生防止とを共に図ることがで
き、しかも、車輪の横力が極限になった状態から運転者
がハンドルを戻し方向に操作したとき、目標ヨーレート
が舵角の減少に伴って減少してヨーレートフィードバッ
ク制御が行われるので、戻し操舵時の安定性を高めるこ
とができるという効果を併せ有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる４輪駆動車のトル
ク配分制御装置の全体構成図である。

【図２】ブレーキ油圧回路の構成図である。

【図３】トルク配分制御のフローチャート図である。

【図４】配分量設定のフローチャート図である。

【図５】ヨーレート偏差に対する不感帯設定に用いるマ
ップを示す図である。

【図６】前後輪のトルク分配比の計算に用いるマップを
示す図である。

【図７】目標ヨーレート計算のフローチャート図であ
る。

【図８】目標ヨーレートの補正処理を示すフローチャー
ト図である。

【図９】補正値の訂正処理を示すフローチャート図で
る。

【図１０】旋回時での各運動量の変化特性を示す図であ
る。

【図１１】本発明の第２実施例に係わる車両の４輪操舵
装置の全体構成図である。

【符号の説明】

２５ブレーキ油圧回路（車載機器）２８エンジンコントローラ（車載機器）３１，１３１舵角センサ（舵角検出手段）６２横加速度算出部６４極限時検出手段６５第１の目標ヨーレート補正手段６６第２の目標ヨーレート補正手段６７補正修正手段１２０後輪操舵部（車載機器）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 109:00 Ｂ６２Ｄ 109:00 111:00 111:00 113:00 113:00 117:00 117:00 125:00 125:00 127:00 127:00 137:00 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/28 - 17/36 B62D 6/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２輪モデルを基に目標ヨーレートを設定
し、実際のヨーレートが該目標ヨーレートに合致するよ
うに車載機器をフィードバック制御する車両の制御装置
において、車輪の横力が極限になった時を検出する極限時検出手段
と、該検出手段の検出結果で車輪の横力が極限になった時に
上記目標ヨーレートを小さくするように補正する第１の
目標ヨーレート補正手段と、操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、上記極限時検出手段及び上記舵角検出手段の信号を受
け、車輪の横力が極限になった状態で舵角が更に増加す
るとき、上記第１の目標ヨーレート補正手段による補正
後の目標ヨーレートを、舵角の増加に伴う増加割合が車
輪の横力が極限になっていないときに比べて小さくなる
よう、増大補正する第２の目標ヨーレート補正手段とを
備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】上記極限時検出手段は、操舵輪の舵角と
車速とから横加速度計算値を算出する横加速度算出部を
有し、該算出部で算出された横加速度計算値と横加速度
センサで検出された横加速度実測値との差に基づいて車
輪の横力の極限時を検出するものであり、上記第１の目標ヨーレート補正手段は、上記横加速度計
算値と上記横加速度実測値との差に逆比例するように目
標ヨーレートを補正するものである請求項１記載の車両
の制御装置。
【請求項３】２輪モデルを基に目標ヨーレートを設定
し、実際のヨーレートが該目標ヨーレートに合致するよ
うに車載機器をフィードバック制御する車両の制御装置
において、車輪の横力が極限になった時を検出する極限時検出手段
と、該検出手段の検出結果で車輪の横力が極限になった時に
上記目標ヨーレートを小さくするように補正する目標ヨ
ーレート補正手段とを備えており、上記極限時検出手段は、操舵輪の舵角と車速とから横加
速度計算値を算出する横加速度算出部を有し、該算出部
で算出された横加速度計算値と横加速度センサで検出さ
れた横加速度実測値との差に基づいて車輪の横力の極限
時を検出するものであり、上記目標ヨーレート補正手段は、上記横加速度計算値と
上記横加速度実測値との差に逆比例するように目標ヨー
レートを補正するものであり、更に、操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、上記極限時検出手段及び上記舵角検出手段の信号を受
け、車輪の横力が極限になった状態で舵角が減少すると
き上記目標ヨーレート補正手段に対し、上記横加速度計
算値と上記横加速度実測値との差を、舵角が減少する直
前の前回値に強制的に固定して補正を行わしめる補正修
正手段とを備えたことを特徴とする車両の制御装置。