JP3788131B2

JP3788131B2 - 車両のヨーイング運動量制御装置

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Publication number: JP3788131B2
Application number: JP25624799A
Authority: JP
Inventors: 原平内藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2001080491A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のヨーイング運動量制御装置に関する。特に、車両に作用する入力や車両に発生する物理量等から車両の各輪に設けられたホイルシリンダの制動力制御を行う車両のヨーイング運動量制御装置に関し、特にこのフィードフォワード制御を可能とした車両の各輪に設けられたホイルシリンダの制動力制御装置等に適用可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のヨーイング運動量制御装置としては、例えば、特開平５−２７０３８２号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この公報には、目標ヨーイング運動量の設定で常に操舵角度と車速から設定した目標ヨーイング運動量を目標に各輪の制動力でフィードバックによりヨーイングモーメントを制御する構成が記載されている。
【０００４】
一方、特開平５−７７７５３号公報には、４ＷＳの操舵角、操舵角速度、操舵角加速度に応じるフィードフォワード制御と、目標ヨーイング運動量と、目標ヨーイング運動量のフィードバック制御で後輪コーナリングフォースでヨーイングモーメント制御を実行する構成が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−２７０３８２号公報に記載の従来技術にあっては、フィードバック制御のみであるので積極的に位相遅れを補償しない。このため、レーンチェンジのような急な旋回運動をした場合、ハンドル操舵角度に追従する目標ヨーイング運動量に実ヨーイング運動量を一致させようとF/B制御するが、実ヨーイング運動量が遅れて偏差が大きくなって制御開始することになり、ハンドル操作に対する車両ヨーイング運動量の位相遅れが大きく、結果的にドライバーが挙動を修正しようとしてハンドル操舵角度が過大な操作をするようになってしまうという問題があった。
【０００６】
一方、特開平５−７７７５３号公報に記載の従来技術にあっては、フィードバック＋フィードフォワード制御の構成であるが、ハンドル操舵角、操舵角速度が小さいときにフィードバック制御ゲインを大きくし、一方、操舵角、操舵角速度によらず、ほぼ一定のゲインでフィードフォワード制御を行うように切り替える構成となっている。そのため、急操作時の位相遅れの補償はフィードフォワード制御で行われる。しかし、これを各輪の制動力でヨーモーメント制御を行うときには、車両に大きな位相遅れが生じる不安定挙動が発生する前に、位相補償して安定性を向上するには、早期にヨーモーメント制御を行う必要があり、ドライバーが不安感を感じていないときに制動力を発生するため、減速Ｇが生じて、違和感を感じてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、急操舵のレーンチェンジ時のような緊急回避時に、フィードフォワード制御ゲインを大きくして位相遅れを改善し、通常走行時はフィードフォワード制御ゲインを小さくして減速Ｇによる違和感を抑制する車両のヨーイング運動量制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段は、下記の通りである。
【０００９】
請求項１記載の発明では、少なくともハンドル操作から操舵角速度及び操舵角加速度を検出する操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段と、前記操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段からの信号に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両のヨーイングモーメント制御を行う制動力制御手段とを備えた車両のヨーイング運動量制御装置において、回避動作を要する緊急状態の度合いを検出する緊急度検出手段を備え、前記制動力制御手段を、緊急度が強いときに、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を大きくするフィードフォワード制御を行い、緊急度が弱いときには、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を小さくするフィードフォワード制御を行う手段としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、前記制動力制御手段を、検出された緊急度が強い状態であるときフィードフォワード制御ゲインを大きくする手段としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、前記緊急度検出手段を、車速、操舵角速度、操舵角加速度、車両横加速度、車両減速度、ブレーキ操作量等の車両に作用する入力物理量が大きいとき緊急度が強い状態であると検出し、路面摩擦係数が小さいとき緊急度が強い状態であると検出する手段としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、前記緊急度検出手段を、外界認識手段により障害物を検出した場合に、緊急度が強い状態であると検出する手段としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４の何れか１項に記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、車両に実際に発生しているヨーイング運動量を検出するヨーイング運動量検出手段と、車両に作用する入力又は車両に発生している物理量を検出する入力物理量検出手段と、前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用する入力検出値又は車両に発生している物理量検出値とに基づいて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量を算出する目標ヨーイング運動量演算手段と、前記目標ヨーイング運動量演算手段で算出された目標ヨーイング運動量に前記目標ヨーイング運動量検出手段で検出されたヨーイング運動量を一致させるように制御を行うフィードバック制御手段とを備え、前記制動力制御手段を、前記フィードフォワード制御により演算されたヨーイングモーメント量と、フィードバック制御により演算されたヨーイングモーメント量の和を、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモーメント量として設定する手段としたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明では、操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段において、少なくともハンドル操作から操舵角速度及び操舵角加速度が検出され、制動力制御手段において、操舵角速度信号及び操舵角加速度信号に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両のヨーイングモーメントが制御される。
【００１５】
そして、緊急度検出手段において、回避動作を要する緊急状態の度合いが検出され、前記制動力制御手段において、緊急度が強いときに、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を大きくするフィードフォワード制御が行われ、緊急度が弱いときには、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を小さくするフィードフォワード制御が行われる。
【００１６】
よって、急操舵のレーンチェンジ時のような緊急回避時には、制動力による減速Ｇがドライバーにとっては違和感と感じないため、緊急度が強いときに、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を大きくするフィードフォワード制御を行うことで、必要なヨーイング運動量が補償され、位相遅れを改善できる。一方、緊急度が弱いときには、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を小さくするフィードフォワード制御を行うことで、制動力による減速Ｇが小さく抑えられ、減速Ｇによりドライバーに与える違和感が抑制される。
【００１７】
請求項２記載の発明では、制動力制御手段において、検出された緊急度が強い状態であるときフィードフォワード制御ゲインが大きく設定される。
【００１８】
よって、走行中の緊急度検出に基づくフィードフォワード制御ゲインの変更により、請求項１記載の発明の作用効果を達成することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明では、緊急度検出手段において、車速、操舵角速度、操舵角加速度、車両横加速度、車両減速度、ブレーキ操作量等の車両に作用する入力物理量が大きいとき緊急度が強い状態であると検出され、路面摩擦係数が小さいとき緊急度が強い状態であると検出される。
【００２０】
よって、走行中の緊急度を、検出可能な車両の走行状態や路面摩擦係数により推定検出することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明では、緊急度検出手段において、外界認識手段により障害物を検出した場合に、緊急度が強い状態であると判断される。ここで、外界認識手段とは、カメラ、レーザーレーダー、ミリ波等の外界認識センサや路車間通信でのインフラ側から提供される情報を総合した手段をいう。
【００２２】
よって、走行中の緊急度を、外界認識手段により検出可能な障害物の存在により推定検出することができる。
【００２３】
請求項５記載の発明では、実ヨーイング運動量検出手段において、車両に実際に発生しているヨーイング運動量が検出され、入力物理量検出手段において、車両に作用する入力又は車両に発生している物理量が検出され、目標ヨーイング運動量演算手段において、前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用する入力検出値、又は車両に発生している物理量検出値とに基づいて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量が算出され、フィードバック制御手段において、目標ヨーイング運動量演算手段で算出された目標ヨーイング運動量に目標ヨーイング運動量検出手段で検出されたヨーイング運動量が一致するように制御される。
【００２４】
そして、制動力制御手段において、フィードフォワード制御により演算されたヨーイングモーメント量と、フィードバック制御により演算されたヨーイングモーメント量の和が、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモーメント量として設定される。
【００２５】
よって、ドライバー等の急なハンドル操作により生じる車両のヨーイング運動量の位相補償をフィードフォワード制御により行うことができると共に、外乱や大きな挙動の乱れ、低μ路等の変化に対しては、フィードバック制御により車両の挙動を安定させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
まず、構成を説明する。
【００２８】
図１はこの発明の制御概念図であり、この発明のうち請求項１〜４に係る車両のヨーイング運動量制御装置は、図１のＤに示すように、外界認識手段や車両に作用する入力や車両に発生している物理量を検出する入力物理量やドライバ操作量などから緊急度を検出し、これに基づいてフィードフォワード制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段を設け、設定されたゲインと操舵角速度と操舵角加速度に応じてヨーイング運動量を演算することを特徴とするものである。
【００２９】
この発明のうち請求項５に係る車両のヨーイング運動量制御装置は、図１に示すように、前記ヨーイング運動量のフィードフォワード制御手段に加え、目標ヨーイング運動量に実ヨーイング運動量を一致させるヨーイング運動量のフィードバック制御手段と、フィードフォワード制御によるヨーイングモーメント量と、フィードバック制御によるヨーイングモーメント量の和を、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモーメント量として設定する修正ヨーイング運動量演算手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００３０】
図２は本発明の車両のヨーイング運動量制御装置が適用された実施の形態における制動流体圧制御装置の概要を示す制動流体圧・電気系統図である。図中の符号１FL，１RRはそれぞれ前左輪，後右輪を示し、１FR，１RLはそれぞれ前右輪，後左輪を示している。そして、それぞれの車輪の１FL〜１RRには、制動用シリンダとして、それぞれに該当するホイールシリンダ２FL〜２RRが取り付けられている。なお、各ホイールシリンダ２FL〜２RRは、ディスクロータにパッドを押しつけて制動する、所謂ディスクブレーキである。
【００３１】
マスタシリンダ５は、ブレーキペダル４の踏み込みに応じて２系統のマスタシリンダ圧を発生する。そして、各ホイールシリンダ２FL〜２RRとの接続構造は、マスタシリンダ５の一方の系統に前左ホイールシリンダ２FLと後右ホイールシリンダ２RRを接続し、他方の系統に前右ホイールシリンダ２FRと後左ホイールシリンダ２RLとを接続する、前記ダイアゴナルスプリット配管とかＸ配管と呼ばれる配管構造である。なお、本実施の形態では、後左右ホイールシリンダ２RL，２RRとマスタシリンダ５との間にプロポーショニングバルブ２０RL，２０RRを介装する。このプロポーショニングバルブ２０RL，２０RRとは、制動時の輪荷重変化に対して、前後輪の制動力配分を、所謂理想制動力配分に近づけるために、特に後輪側の制動力の増加率を前輪側のそれより小さくするものであり、従来既存のものが使用可能である。
【００３２】
一方、前記マスタシリンダ５の各マスタシリンダ圧の系統毎に、当該マスタシリンダ５とホイールシリンダ２FL，２RR又は２FR，２RLとを断続するマスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂを介装する。また、マスタシリンダリザーバ５ａの制動流体を加圧する増圧用ポンプ３を個別に設け、この増圧用ポンプ３の吐出圧を２つに分岐して、前記マスタシリンダ５からの二系統のマスタシリンダ圧に、前記マスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂより下流側、つまり各ホイールシリンダ２ＦＬ〜２ＲＲ側で合流させる。また、この各合流点と増圧用ポンプ３との間には、当該増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂを介装する。
【００３３】
そして、マスタシリンダ５の１つの系統又は増圧用ポンプ３から分岐された一方の系統を制動流体圧力減の１つの系統と見なし、それに接続されているホイールシリンダ２FL、２RR又は２FR，２RLのそれぞれの上流側に該当する増圧制御弁８FL，８RR又は８FR，８RLを介装する。なお、この制動流体圧力源部位での制動流体圧を、便宜上、ライン圧とも記す。また、これらの増圧制御弁８FL，８RR又は８FR，８RLには、それぞれのバイパス流路に逆止弁９FL，９RR又は９FR，９RLを設けて、ブレーキペダルの踏み込みを解除したときにホイールシリンダ２FL，２RR又は２FR，２RL内の制動流体が早急にマスタシリンダ５側に還元されるようにする。
【００３４】
また、前記制動流体圧源のそれぞれの系統には個別の減圧用ポンプ１１Ａ，１１Ｂの吐出側をそれぞれ接続し、それらの吸入側とホイールシリンダ２FL，２RR又は２FR，２RLとの間に減圧制御弁１０FL，１０RR又は１０FR，１０RLを介装する。なお、前記２つの減圧用ポンプ１１Ａ，１１Ｂは１つのポンプモータを兼用する。また、各減圧制御弁１０FL，１０RR又は１０FR，１０RLと減圧ポンプ１１Ａ，１１Ｂとの間には干渉防止用のリザーバ１８Ａ，１８Ｂを接続する。
【００３５】
これらの各圧力制御弁は、後述するコントロールユニットからの駆動信号によって切り替えられる二位置切換弁であり、それらはフェールセーフのために、例えばマスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂは常時開、増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂは常時閉、増圧制御弁８FL，８RR又は８FR，８RLは常時開、減圧制御弁１０FL，１０RR又は１０FR，１０RLは常時閉となっており、前期駆動信号によって各ソレノイド６Ａ_ｓｏｌ，６Ｂ_ｓｏｌ，７Ａ_ｓｏｌ，７Ｂ_ｓｏｌ，８FL_ｓｏｌ，８RR_ｓｏｌ，８FR_ｓｏｌ，８RL_ｓｏｌ，１０FL_ｓｏｌ，１０RR_ｓｏｌ，１０FR_ｓｏｌ，１０RL_ｓｏｌが励磁されると、逆の開閉状態に切り替わる。また、前期増圧用ポンプ３や減圧用ポンプ１１Ａ，１１Ｂもコントロールユニットからの駆動信号によって駆動制御される。
【００３６】
従って、この制動流体圧回路では、後述する車両挙動制御を行うために制動力を制御するにあたり、各ホイールシリンダ２FL〜２RRの制動流体圧（以下、ホイールシリンダ圧とも記す）を増圧する場合には、例えば前記マスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂが閉、増圧用ポンプ断続弁７Ａ，７Ｂが開の状態で増圧ポンプ３を駆動し、その創成圧を、前記各減圧制御弁１０FL〜１０RRを開制御して、各ホイールシリンダ２FL〜２RR内の制動流体を排出する。
【００３７】
なお、各増圧制御弁８FL〜８RRや減圧制御弁１０FL〜１０RRの開制御については後段に説明する。また、前記ブレーキペダル４への反力を軽減するために、ブレーキペダル４の踏み込み時には前記マスタシリンダ断続弁６Ａ，６Ｂを開状態としても良い。また、制動力を増加することと制動流体圧（ホイールシリンダ圧）を増圧する事、並びに制動力を減少することと制動流体圧（ホイールシリンダ圧）を減圧することとは同じ意味であるから、これ以後は、両者を同義に取り扱う。
【００３８】
一方、前記各車輪１FL〜１RRには、図２に示すように、当該車輪の回転速度に相当する車輪速度（以下、車輪速とも記す）を検出するために、当該車輪速に応じた制限は信号を出力する車輪速センサ１２FL〜１２RRが取り付けられている。また、車両には、車両に発生する実ヨーレートｄψを検出するヨーレートセンサ１３や、ステアリングホイールの操舵角から操舵輪の舵角θを検出する舵角センサ１４や、車両に発生する横加速度及び前後加速度を検出する加速度センサ１５や、前記２系統のライン圧Ｐ_MCを検出するライン圧センサ１６や、必要に応じてブレーキペダル４の踏み込み状態を検出してブレーキペダルストロークηを検出するブレーキストロークセンサ１９などが取り付けられ、各センサやスイッチの検出信号は何れも後述するコントロールユニット１７に入力される。なお、前記ヨーレートセンサ１３からの実ヨーレートｄψや舵角センサ１４からの舵角θには、例えば正負等の方向性があるが、両者の間には、例えばステアリングホイールを右切りしたときの舵角と、そのときに発生する右回りのヨーレートとの方向性が整合するように設定してあり、本実施形態では左旋回で舵角θ＞０、ヨーレートｄψ＞０となるように設定してある。また、前記ブレーキストロークセンサ１９からのブレーキペダルストロークηは、例えばブレーキペダルが踏み込まれていないときにＯＦＦ状態を示す理論値“０”で、ブレーキペダルのストロークの増大と共にステップ的に増加するディジタル信号とする。
【００３９】
コントロールユニット１７は、前述の各センサやスイッチ類からの検出信号を入力して、前記各切換弁への制御信号を出力するマイクロコンピュータと、このマイクロコンピュータから出力される制御信号を前述したような電磁切換弁などからなる各制御弁ソレノイドへの駆動信号に変換する駆動回路とを備えている。そして、前記マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換機能を有する入力インタフェース回路や、Ｄ／Ａ変換機能等を有する出力インタフェース回路や、マイクロプロセッサユニットＭＰＵ等からなる演算処理装置や、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶装置を備えている。なお、前記マイクロコンピュータからパルス幅変調されたディジタルデータの基準矩系波制御信号を出力するようにし、各駆動回路は単にそれを各アクチュエータ作動に適した駆動信号に変換、増幅するだけのものとして構成されている。
【００４０】
また、前記マイクロコンピュータでは、前述のような各種の制御に必要な主要な制御信号の創成出力のみならず、例えば車両挙動制御での減圧制御に必要な前記減圧用ポンプの駆動制御信号や、アクチュエータそのものへの電源供給を司るアクチュエータリレースイッチ素子への制御信号なども平行して創成出力している。
【００４１】
次に、作用を説明する。
【００４２】
図３から図５にはコントローラによって実行される制御プログラムの一例のフローチャートを示す。この処理は図示せざるオペレーションシステムで一定時間毎の定時割り込みによって遂行される。
【００４３】
［車両挙動制御］
図３には、車両挙動制御処理のフローチャートを示す。
【００４４】
すなわち、ステップ１００では、ハンドル角、ブレーキ圧、車速、前後減速度、横加速度、及びヨーレートを入力し、ステップ１０１では、操舵角速度、及び操舵角加速度を演算し、ステップ１０２では、制御ゲインτ^１，τ^２を演算し、ステップ１０３では、フィードフォワード制御のブレーキモーメント△Ｍ_F/Fを演算し、ステップ１０４では、フィードバック制御のブレーキモーメント△Ｍ_F/Bを演算し、ステップ１０５では、制御ブレーキモーメント△Ｍを演算し、ステップ１０６では、△Ｍを実現するブレーキ制御を出力するというルーチンによりブレーキによる車両挙動制御が行われる。
【００４５】
詳しく述べると、ステップ１００では、車速やその他走行状態を表す各種センサより操舵角θ、前後及び横方向の加速度Ｘｇ、Ｙｇ、ヨーレートｄψ、車速Ｖ、ブレーキ圧力Ｐｂ、路面μを取り込む。
【００４６】
ステップ１０１では、操舵角θを微分、二次微分することで、操舵角速度ｄθ、ｄ(ｄθ)を計算する。
【００４７】
ステップ１０２では、後述するステップ２００以降での車両入力物理量やドライバー操作量、外界認識センサから緊急度を検出し、それに応じたフィードフォワード制御の操舵速度に対する発生ヨーモーメントゲインτ^１と操舵角加速度に対する発生ヨーモーメントゲインτ^２を設定する。
【００４８】
ステップ１０３では、前記設定されたフィードフォワード制御ゲインτ^１と操舵角加速度ｄθとτ^２と操舵角加速度ｄ(ｄθ)の各々の積の和よりフィードフォワード制御によるヨーモーメント量△Ｍ_F/Fを演算する。
【００４９】
△MF/F＝τ^１×ｄθ＋τ^２×ｄ(ｄθ)
ステップ１０４では、目標ヨーイング運動量と実ヨーイング運動量でのフィードバック制御によるヨーモーメント制御量△Ｍ_F/Bを演算する。目標ヨーレートｄψ^＊と実ヨーレートｄψとの偏差（又はその変化量）を算出し、この算出した状態量を基に要求する修正モーメント量△Ｍ_F/Bを計算する。ここでこれらの値の用い方は任意であり、例えば走行状態に応じて変更される制御ゲインを付加して上記各値の線形和を取るF/B制御が一般的である。
【００５０】
ステップ１０５では、演算したフィードフォワード制御によるヨーモーメント量△Ｍ_F/Fとフィードバック制御によるヨーモーメント制御量△Ｍ_F/Bとの和から実際に車両に発生させる修正ヨーモーメント量△Ｍを演算する。
【００５１】
△Ｍ＝△Ｍ_F/F＋△Ｍ_F/B
これは、前述したように、F/B制御のみでは、ヨーイング運動量の偏差が生じてから修正のための制御が開始されるため、不安定挙動の修正や外乱安定性には効果的であるが、位相遅れを積極的に改善できない。一方、F/F制御のみでは、ハンドル操作に応じて制御することで、位相遅れを改善し、応答性を向上する効果は期待できるが、大きな挙動の乱れについては、ハンドル操作量が正確で大きくないと効果が小さい。そのため、F/FとF/Bの和を取ることで、F/F制御により積極的に位相遅れを改善し、一方、F/B制御により安定性を確保することができる。
【００５２】
ステップ１０６では、上記修正ヨーモーメント量△Ｍを実現するため各車輪の制動力を設定し、その値を目標制御液圧Ｐ＊に換算し、液圧サーボを通して制御を行う。
【００５３】
［制御ゲインの設定］
図４及び図５には、制御ゲインを設定する処理のフローチャートを示す。
【００５４】
すなわち、ステップ２００では、緊急状態判断フラグemg_fを設定し、ステップ２０１では、emg_fがＯＮかどうかを判定し、ＮＯであればステップ２０２へ進み、τ_０ ^１＝Ａ１０，τ_０ ^２＝Ａ２０に設定し、ＹＥＳであればステップ２０３へ進み、τ_０ ^１＝Ａ１１，τ_０ ^２＝Ａ２１に設定し、ステップ２０４では、車速感応係数Ｋ_Ｖを設定し、ステップ２０５では、操舵角速度係数Ｋ_ｄθを設定し、ステップ２０６では、操舵角加速度係数Ｋ_ｄ ₍ _ｄθ ₎を設定し、ステップ２０７では、路面摩擦係数係数Ｋ_μを設定し、ステップ２０８では、横加速度係数Ｋ_Ｙｇを設定し、ステップ２０９では、車両前後減速度係数Ｋ_Ｘｇを設定し、ステップ２１０では、ブレーキ圧力係数Ｋ_Ｐｂを設定し、ステップ２１１では、緊急度に関する係数Ｋ_Ｘをセレクト・ハイにより設定し、ステップ２１２では、制御ゲインτ_０ ^１とτ_０ ^２を演算するというルーチンにより制御ゲインが設定される。つまり、ステップ２０１で緊急状態であると判断した場合には、ステップ２０３において、積極的にフィードフォワード制御ゲインを大きくするように基準となる制御ゲインτ_０ ^１とτ_０ ^２を切り替える制御を行う。
【００５５】
詳しく述べると、ステップ２００では、緊急状態判断フラグemg_fを設定する。これは、例えば、外界認識センサである、レーザーレーダーやミリ波等の車間距離を検出するセンサとカメラ画像のデータ処理により、停止車両等の障害物を検出した場合、または、路−車間通信によるインフラ側からの情報での前方障害物情報で、緊急状態判断フラグemg_fをＯＮに設定する。
【００５６】
次に、ステップ２０１では、emg_fがＯＮか否かを判断し、緊急状態であれば、ステップ２０３に進み、比較的大きめの基準制御ゲインとなるようにτ_０ ^１とτ_０ ^２を設定する。
【００５７】
τ_０ ^１＝Ａ１１
τ_０ ^２＝Ａ２１
一方、emg_fがＯＮでない状態では、緊急状態ではないため、ステップ２０２に進み、通常のハンドル操作では制動力によるヨーモーメント発生での減速Ｇが違和感とならない基準制御ゲインとなるようにτ_０ ^１とτ_０ ^２を設定する。
【００５８】
τ_０ ^１＝Ａ１０
τ_０ ^２＝Ａ２０
ここで、Ａ１０＜Ａ１１，Ａ２０＜Ａ２１である。
【００５９】
次に、ステップ２０４〜２１０において、車両走行状態やドライバー操作量により緊急度に相当するＫ_Ｖを設定し、その後の制御ゲイン計算の際の係数とする。
【００６０】
ステップ２０４では、図６に示すように、車速ｖの増加に応じて制御ゲインが増加するような特性としてゲインに関する係数Ｋ_Ｖを設定する。
【００６１】
ここで、基本的には、緊急度は、車速が高くなるほど危険に陥りやすく、また、ダメージが増加するため高くなるといえる。
【００６２】
次に、ステップ２０５，２０６においては、図７に示すように、操舵角速度ｄθ、操舵角加速度ｄ(ｄθ)が大きくなるのに応じて、係数Ｋ_ｄθとＫ_ｄ ₍ _ｄθ ₎が大きくなるように設定する。
【００６３】
緊急回避状態では、回避距離が短くなればなるほど回避操作を早くするため、ドライバーはハンドル操作を素早く行うので、操舵角速度や操舵角加速度の大きさに応じて緊急度は高いといえる。ここで、ｄθ、ｄ(ｄθ)に関してのみのヨーモーメント△Ｍ_F/Fは、結局二次曲線的に増加することになる。
【００６４】
ステップ２０７においては、前後加速度Ｘｇ，横加速度Ｙｇ等から推定したり、あるいは、路車間通信によりインフラ側より送られた路面摩擦係数μに応じて、図８に示すように係数Ｋ_μを設定する。ここで、路面のμ値が小さい場合には、大きい場合に比べてタイヤで発生できる力が小さくなってしまうため、小さなハンドル操作でも位相遅れが発生し、また、不安定挙動が発生しやすく緊急度は高い。このため、比較的遅いハンドル操作速度状態からヨーモーメント制御で位相補償する必要があり、一方、ドライバーは滑りやすい路面で普通ではないことを認識しているため、減速Ｇに対しての違和感よりも車両挙動の改善効果を感じることができる。
【００６５】
ステップ２０８においては、図９のような横加速度Ｙｇに応じて、係数Ｋ_Ｙｇが大きくなるように設定する。横加速度Ｙｇが大きい状態では、旋回時のコーナリングフォースによる旋回抵抗のため減速Ｇ方向の成分が生じるため、減速Ｇによる違和感がわかりづらくなり、また、車両の運動状態もタイヤの摩擦限界付近では、タイヤＣｐの低下により位相遅れが比較的大きくなるので位相補償のためゲインを大きくする必要があり、また、タイヤ摩擦限界を超えた不安定挙動を生じやすく緊急度は高い。
【００６６】
ステップ２０９において、図１０のような前後減速度Ｘｇに応じて、係数Ｋ_Ｘｇが大きくなるように設定する。減速度が大きければ制動力によるヨーモーメント制御時の減速Ｇによる違和感自体がわかりづらく、また、減速Ｇが大きい急制動時には衝突やそれを避けるための緊急回避が想定されるため緊急度が高い。
【００６７】
ステップ２１０において、図１１のようにドライバーのブレーキ操作量に相当する制動力又はブレーキ操作ストローク又はブレーキ圧力に応じて、係数Ｋ_Ｐｂが大きくなる。これはステップ２０９のＸｇと同様である。
【００６８】
ステップ２１１において、ステップ２０５〜２１１において算出したそれぞれの状態や操作量の緊急度に応じた係数Ｋの最大値を取ることで、緊急度に関する係数Ｋ_Ｘを設定する。
【００６９】
ステップ２１２において、最終的にフィードフォワード制御のヨーモーメントを演算するための制御ゲインτ^１，τ^２を演算する。
【００７０】
τ^１＝Ｋ_Ｖ×Ｋ_Ｘ×τ_０ ^１
τ^２＝Ｋ_Ｖ×Ｋ_Ｘ×τ_０ ^２
ここでは、τ_０ ^１，τ_０ ^２が緊急度の切り替えで設定し、Ｋ_Ｘは最大値で、Ｋ_Ｖは積の形で緊急度を扱っているが、基本的には、緊急度を表現しやすい形態（最大、最小、和、積、切り替え）であればよい。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態においては、入力物理量（ハンドル角θ、ブレーキ圧Ｐｂ、車速Ｖ、前後減速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、及びヨーレートｄψ）から推定される車両の現在の緊急度をステップ２００〜ステップ２１２において推定検出し、これに応じてフィードフォワード制御で発生するヨーイングモーメント量△Ｍ_F/Fを演算する。
【００７２】
この緊急度が高いときに、操舵速度、操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメントのゲインτ^１，τ^２を大きくすることで、制動力が発生することで生じる減速Ｇの違和感と捉えることがなく、また、この時に必要なヨーイング運動量を補うことで位相遅れが補償できる。一方、緊急度が低いときには、ここでのヨーイング運動量で位相遅れを補償する必要がないと判断し、ゲインτ^１，τ^２を小さくすることで、制動力による減速Ｇを小さくし、違和感を避けることができる。
【００７３】
また、フィードバック制御によりヨーイングモーメント量△Ｍ_F/Bを演算し、フィードフォワード制御により演算したヨーイングモーメント量△Ｍ_F/Fとフィードバック制御量△Ｍ_F/Bの和を取ることにより、ドライバー等の急なハンドル操作により生じる車両のヨーイング運動量の位相補償をフィードフォワード制御により行い、一方、外乱や大きな挙動の乱れ、低μ路等の変化に対しては、フィードバック制御により安定させることができる。
【００７４】
具体的に図１２に示すように、横からの車両進入により緊急回避をして車線を変更する場合の操舵角に対するヨーレート特性を、制動制御無しの場合（図１２イ）、フィードバック制動制御のみによる場合（図１２ロ）、実施の形態のF/B＋F/F制動制御による場合（図１２ハ）とを対比した。これによれば、フィードバック制動制御のみによる場合は、制動制御無しの場合に比べて車両挙動変化が抑えられているものの、車線変更開始域から車線変更終了域までドライバーが意図しない車両挙動がみられる。これに対し、実施の形態のF/B＋F/F制動制御による場合は、操舵角とヨーレートの発生がほぼ比例的であり、ドライバーのハンドル操作に対し車両の車線変更動作がほぼ一致するという追従性の高い緊急回避を行うことができることを表している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両のヨーイング運動量制御装置における制御概念図を示す図である。
【図２】本発明の車両のヨーイング運動量制御装置が適用された実施の形態の制動流体圧制御装置の全体システム図である。
【図３】実施の形態の車両挙動制御処理を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態の制御ゲインを演算処理するフローチャートである。
【図５】実施の形態の制御ゲインを演算処理するフローチャートである。
【図６】実施の形態の車速感応ゲインを演算するためのマップである。
【図７】実施の形態の操舵角速度ゲイン及び操舵角加速度ゲインを演算マップである。
【図８】実施の形態の路面摩擦係数ゲインを演算マップである。
【図９】実施の形態の車両横加速度ゲインを演算マップである。
【図１０】実施の形態の車両減速度ゲインを演算マップである。
【図１１】実施の形態のブレーキ圧力ゲインを演算マップである。
【図１２】実施の形態の効果を示す操舵角に対するヨーレート特性比較図である。
【符号の説明】
１ブレーキペダル
２ブースタ
３リザーバ
４マスタシリンダ
５モータ
６，７ポンプ
８，９リザーバ
１０，２０左右前輪
３０，４０左右後輪
１１，２１，３１，４１ホイールシリンダ
１２，２２，３２，４２インレットバルブ（メカ式）
１３，２３，３３，４３アウトレットバルブ（電磁式）
５０コントローラ
５１，５２，５３，５４車輪速センサ
５５車両加速度センサ
５６ヨーレートセンサ
５７舵角センサ
５８ブレーキＳＷ
５９Ｍ／Ｃ圧センサ
７０アキュムレータ
７１モータ
７２ポンプ

Claims

少なくともハンドル操作から操舵角速度及び操舵角加速度を検出する操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段と、
前記操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段からの信号に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両のヨーイングモーメント制御を行う制動力制御手段とを備えた車両のヨーイング運動量制御装置において、
回避動作を要する緊急状態の度合いを検出する緊急度検出手段を備え、
前記制動力制御手段を、緊急度が強いときに、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を大きくするフィードフォワード制御を行い、緊急度が弱いときには、操舵速度及び操舵角加速度に応じて演算されるヨーイングモーメント量を小さくするフィードフォワード制御を行う手段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装置。
請求項１記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、
前記制動力制御手段を、検出された緊急度が強い状態であるときフィードフォワード制御ゲインを大きくする手段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装置。
請求項１又は２記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、
前記緊急度検出手段を、車速、操舵角速度、操舵角加速度、車両横加速度、車両減速度、ブレーキ操作量等の車両に作用する入力物理量が大きいとき緊急度が強い状態であると検出し、路面摩擦係数が小さいとき緊急度が強い状態であると検出する手段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装置。
請求項１又は２記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、
前記緊急度検出手段を、外界認識手段により障害物を検出した場合に、緊急度が強い状態であると検出する手段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装置。
請求項１ないし４の何れか１項に記載の車両のヨーイング運動量制御装置において、
車両に実際に発生しているヨーイング運動量を検出するヨーイング運動量検出手段と、
車両に作用する入力又は車両に発生している物理量を検出する入力物理量検出手段と、
前記入力物理量検出手段で検出された車両に作用する入力検出値又は車両に発生している物理量検出値とに基づいて車両で達成すべき目標ヨーイング運動量を算出する目標ヨーイング運動量演算手段と、
前記目標ヨーイング運動量演算手段で算出された目標ヨーイング運動量に前記目標ヨーイング運動量検出手段で検出されたヨーイング運動量を一致させるように制御を行うフィードバック制御手段とを備え、
前記制動力制御手段を、前記フィードフォワード制御により演算されたヨーイングモーメント量と、フィードバック制御により演算されたヨーイングモーメント量の和を、実際に車両に発生させようとする修正ヨーイングモーメント量として設定する手段としたことを特徴とする車両のヨーイング運動量制御装置。