JP4223136B2 - Vehicle motion control device - Google Patents

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JP4223136B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、障害物の回避を回避前から回避後までを考慮して適切に行わせる車両運動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の走行性能を向上させるために様々な車両挙動の制御装置が開発・実用化されている。コーナリング等の際に車両にはたらく力の関係からコーナリング中に制動力を適切な車輪に加えて走行安定性を向上させる制動力制御装置、車両の走行状態に応じて後輪の操舵を制御する後輪操舵制御装置、車両の走行状態を基に左右輪間の駆動力配分を制御する左右駆動力配分制御装置、車両の走行状態を基に前後輪間のセンターディファレンシャル装置の差動制限力を制御して前後輪間で所定にトルク配分を行う動力配分制御装置がその例である。
【０００３】
最近では、車両前方の障害物（先行車も含む）を認識して安全に停止、或いは、回避できるようにする様々な技術が提案されている。例えば、特開平７−２１５００号公報では、運転者のハンドル操作が検知され、且つ、自車両と障害物とが接近状態にあり、更に、ブレーキ圧の制御による車両の制動だけでは自車両と障害物との接触が回避できないと判断された場合にのみ、運転者のハンドル操作方向への車両の回頭性が高まるように各車輪毎にブレーキ圧を制御する自動ブレーキ制御装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行技術では、障害物を回避するまでは適切に制御できるものの、回避走行に入ってからの細かな制御は行うことができないという問題がある。
【０００５】
また、上記先行技術では、自動ブレーキによる回頭性向上をめざすものであるが、前述した様々な車両挙動の制御装置を用いて効率よく行えることが望ましい。しかし、車両の障害物の回避走行においては、障害物を回避する際と障害物の回避後に元の車両姿勢に戻る操作が短時間に行われ、このような複雑な操作に伴って各車両挙動の制御装置を的確に、安定して自然に作動させるようにする必要がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両に対する障害物を事前に判断し、様々な走行情報を加味して回避走行全般に亘り、各車両挙動の制御装置が適切に動作して、障害物の回避走行を適切に行うことができる車両運動制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【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記載の本発明による車両運動制御装置は、走行路前方の障害物を認識して障害物情報を検出する障害物認識手段と、自車両の走行状態を検出する自車両情報検出手段と、上記自車両の回頭性能を可変して車両挙動を制御する車両挙動制御手段と、上記障害物情報と上記自車両情報とに基づき上記自車両の制動操作で上記障害物を回避可能か否か判定する制動回避判定手段と、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定された場合に、上記車両挙動制御手段を制御する回避制御手段とを備え、上記回避制御手段は、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつハンドル角が所定値より大きく、かつ車両挙動がアンダーステア傾向にあると判断した場合に上記車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御し、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつ上記ハンドル角が上記所定値より大きく、かつ上記車両挙動がオーバーステア傾向にあると判断した場合に上記車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御し、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつ上記ハンドル角が上記所定値以下の場合は上記車両挙動に関わらず、上記車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御することを特徴とする。
【０００８】
上記請求項１記載の車両運動制御装置は、障害物認識手段で走行路前方の障害物を認識して障害物情報を検出し、自車両情報検出手段で自車両の走行状態を検出する。そして、制動回避判定手段で障害物情報と自車両情報とに基づき自車両の制動操作で障害物を回避可能か否か判定して、自車両が制動操作で障害物を回避できないと判定された場合、回避制御手段は、車両挙動を制御する車両挙動制御手段を以下のように制御する。自車両が制動操作で障害物を回避できないと判定され、かつハンドル角が所定値より大きく、かつ車両挙動がアンダーステア傾向にあると判断した場合に車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御する。また、自車両が制動操作で障害物を回避できないと判定され、かつハンドル角が所定値より大きく、かつ車両挙動がオーバーステア傾向にあると判断した場合に車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御する。更に、回避制御手段は、自車両が制動操作で障害物を回避できないと判定され、かつハンドル角が所定値以下の場合は車両挙動に関わらず、車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御する。
【００１０】
さらに、請求項２記載の本発明による車両運動制御装置は、請求項１記載の車両運動制御装置において、上記回避制御手段は、上記車両挙動制御手段が車両回頭性を向上する方向に制御している間にハンドル操舵方向が反転した際は、上記車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御を切り換えることを特徴とする。すなわち、一般に、回避走行では、回避当初では回頭性が要求されるが、障害物回避後は元の車両姿勢に戻るために安定性が要求される。このため、ハンドル操舵方向の反転を回避走行中の、障害物回避の分岐点として定め、回頭性重視の制御から安定性重視の制御に変更させる。
【００１１】
また、請求項３記載の本発明による車両運動制御装置は、請求項又は請求項２記載の車両運動制御装置において、上記回避制御手段は、ハンドル操舵が小さい状態が所定時間以上継続した場合と、目標とするヨーレートと実際のヨーレートの偏差が予め定めた設定値以内である状態が所定時間以上継続した場合、上記車両回頭性を向上させる制御および上記車両安定性を向上させる制御を解除することを特徴とする。すなわち、ハンドル操舵が小さい状態が所定時間以上継続する場合や、目標とするヨーレートと実際のヨーレートの偏差が予め定めた設定範囲内である状態が所定時間以上継続する場合は、回避走行が終了したとみなして車両回頭性を向上させる制御および車両安定性を向上させる制御を解除する。
【００１２】
さらに、請求項４記載の本発明による車両運動制御装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両運動制御装置において、上記車両挙動制御手段は、車両の走行状態を基に制動力を所定の選択した車輪に加えて制御する制動力制御部と、車両の走行状態に応じて後輪を所定に操舵制御する後輪操舵制御部と、車両の走行状態に応じて前後輪間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御部と、車両の走行状態に応じて左右輪間の駆動力配分を可変制御する左右駆動力配分制御部の少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図５は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両における車両運動制御装置全体の概略説明図、図２は回避走行制御部を説明する機能ブロック図、図３は回避走行制御プログラムのフローチャート、図４は図３の続きのフローチャート、図５は図３の続きのフローチャートである。
【００１４】
図１において、符号１は自車両を示し、符号２はエンジンで、車両前部に配置されている。このエンジン２からの駆動力は、エンジン２後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）３からトランスミッション出力軸３ａを介して、センターディファレンシャル装置４に伝達され、このセンターディファレンシャル装置４にて、後輪側と前輪側とへ所定のトルク配分比にて分配される。
【００１５】
センターディファレンシャル装置４から後輪側へ分配された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン７を介してリヤファイナルドライブ装置８に入力される。
【００１６】
一方、センターディファレンシャル装置４から前輪側へ分配された駆動力は、トランスファドライブギヤ９、トランスファドリブンギヤ１０、フロントドライブ軸１１を介してフロントディファレンシャル装置１２に入力されるように構成されている。ここで、上記自動変速機３、センターディファレンシャル装置４、及びフロントディファレンシャル装置１２等は、一体的にケース１３内に設けられている。
【００１７】
リヤファイナルドライブ装置８に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１４rlを介して左後輪１５rlに、後輪右ドライブ軸１４rrを介して右後輪１５rrに伝達される一方、フロントディファレンシャル装置１２に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１４flを介して左前輪１５flに、前輪右ドライブ軸１４frを介して右前輪１５frに伝達される。
【００１８】
上記センターディファレンシャル装置４は、ケース１３内後方に設けられており、回転自在に収納したキャリヤ１６の前方からトランスミッション出力軸３ａが回転自在に挿入される一方、後方からはリヤドライブ軸５が回転自在に挿入されている。
【００１９】
入力側のトランスミッション出力軸３ａの後端部には、大径の第１のサンギヤ１７が軸着され、後輪への出力を行うリヤドライブ軸５の前端部には、小径の第２のサンギヤ１８が軸着されており、キャリヤ１６内に第１のサンギヤ１７と第２のサンギヤ１８が格納されている。
【００２０】
そして、第１のサンギヤ１７が小径の第１のピニオン１９と噛合して第１の歯車列が形成され、第２のサンギヤ１８が大径の第２のピニオン２０と噛合して第２の歯車列が形成されている。第１のピニオン１９と第２のピニオン２０は一体に形成されており、複数対（例えば３対）のピニオンが、キャリヤ１６に回転自在に軸支されている。また、キャリヤ１６は、前端にトランスファドライブギヤ９が連結されて、このキャリヤ１６から前輪への出力が行われる。
【００２１】
すなわち、センターディファレンシャル装置４は、トランスミッション出力軸３ａからの駆動力が第１のサンギヤ１７に伝達され、第２のサンギヤ１８からリヤドライブ軸５へ出力すると共に、キャリヤ１６からトランスファドライブギヤ９，トランスファドリブンギヤ１０を経てフロントドライブ軸１１へ出力するリングギヤのない複合プラネタリギヤ式に構成されている。
【００２２】
そしてかかる複合プラネタリギヤ式のセンターディファレンシャル装置４は、第１，第２のサンギヤ１７，１８、及びこれらサンギヤ１７，１８の周囲に複数個配置される第１，第２のピニオン１９，２０の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。
【００２３】
また、第１，第２のサンギヤ１７，１８と第１，第２のピニオン１９，２０との噛み合いピッチ円半径を適宜設定することで、基準トルク配分が前後５０：５０の等トルク配分、或いは、前後どちらかに偏重した不等トルク配分が可能となっており、本実施の形態においては、前後、３６：６４の基準トルク配分に設定されている。
【００２４】
更に、第１，第２のサンギヤ１７，１８と第１，第２のピニオン１９，２０とを、例えば、斜歯歯車にし、第１の歯車列と第２の歯車列の捩れ角を異にして、スラスト荷重を相殺させることなくスラスト荷重を残留させてピニオン端面間に摩擦トルクを生じさせ、又、第１，第２のピニオン１９，２０とこれら第１，第２のピニオン１９，２０を軸支するキャリヤ１６の軸部の表面に、噛合いによる分離，接線荷重の合成力が作用して摩擦トルクが生じるように設定し、入力トルクに比例した差動制限トルクを得ることでセンターディファレンシャル装置４自身で差動制限機能を有したものとなる。
【００２５】
また、センターディファレンシャル装置４のキャリヤ１６とリヤドライブ軸５との間には、前後輪間の駆動力配分を可変する、油圧式多板クラッチを採用したトランスファクラッチ２１が設けられており、このトランスファクラッチ２１の締結力を制御することで、前後輪のトルク配分が、５０：５０の直結による４ＷＤから、センターディファレンシャル装置４によるトルク配分比の範囲で可変制御することが可能となっている。
【００２６】
トランスファクラッチ２１は、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成するトランスファクラッチ駆動部６１と接続されており、このトランスファクラッチ駆動部６１で発生される油圧で解放、連結が行われる。そして、トランスファクラッチ駆動部６１を駆動させる制御信号（各ソレノイドバルブに対する出力信号）は、後述の前後駆動力配分制御部６０から出力されるようになっている。
【００２７】
一方、リヤファイナルドライブ装置８は、左右輪間の差動機能と動力配分機能を有するもので、ベベルギヤ式の差動機構部２２と、３列歯車からなる歯車機構部２３と、後輪における左右輪間の駆動力配分を可変する２組のクラッチ機構部２４とから主要に構成され、ディファレンシャルキャリア２５内に一体的に収容されている。
【００２８】
そして、ドライブピニオン７は、差動機構部２２のディファレンシャルケース２６の外周に設けられたファイナルギヤ２７と噛合され、センターディファレンシャル装置４から後輪側に配分された駆動力を伝達する。
【００２９】
差動機構部２２は、ディファレンシャルケース２６に固定したピニオンシャフト２８に回転自在に軸支されたディファレンシャルピニオン（ベベルギヤ）２９と、これに噛み合う左右のサイドギヤ（ベベルギヤ）３０Ｌ，３０Ｒをディファレンシャルケース２６内に収容して構成され、これらサイドギヤ３０Ｌ，３０Ｒには後輪左右ドライブ軸１４rl，１４rrの端部が、ディファレンシャルケース２６内でそれぞれ軸着されている。
【００３０】
すなわち、差動機構部２２は、ドライブピニオン７の回転によりディファレンシャルケース２６がサイドギヤ３０Ｌ，３０Ｒと同一軸芯上で回転されて、ディファレンシャルケース２６内部に形成した歯車機構により左右輪間の差動を行う構成となっている。
【００３１】
歯車機構部２３は、差動機構部２２を挟み、その左右に分割構成されており、後輪左ドライブ軸１４rlに第１の歯車２３z1が固着され、後輪右ドライブ軸１４rrには第２の歯車２３z2と第３の歯車２３z3とが軸着されて、これら第１，第２，第３の歯車２３z1，２３z2，２３z3は、同一回転軸芯上に配設されている。
【００３２】
これら第１，第２，第３の歯車２３z1，２３z2，２３z3は、同一回転軸芯上に配設された第４，第５，第６の歯車２３z4，２３z5，２３z6と噛合され、これら第４，第５，第６の歯車２３z4，２３z5，２３z6の回転軸芯に配設されたトルクバイパス軸３１の左輪側端部に、第４の歯車２３z4が軸着されている。
【００３３】
また、トルクバイパス軸３１の右輪側端部には、左右輪間の動力配分を実行するクラッチ機構部２４の第１のデフコントロールクラッチ２４ａが形成されており、トルクバイパス軸３１は、この第１のデフコントロールクラッチ２４ａを介して（トルクバイパス軸３１をクラッチハブ側、第６の歯車２３z6の軸部側をクラッチドラム側として）、第１のデフコントロールクラッチ２４ａの左側に配置された第６の歯車２３z6の軸部と連結自在になっている。
【００３４】
さらに、トルクバイパス軸３１の、差動機構部２２と第５の歯車２３z5の間の位置には、クラッチ機構部２４の第２のデフコントロールクラッチ２４ｂが形成されており、トルクバイパス軸３１は、この第２のデフコントロールクラッチ２４ｂを介して（トルクバイパス軸３１をクラッチハブ側、第５の歯車２３z5の軸部側をクラッチドラム側として）、第２のデフコントロールクラッチ２４ｂの右側に配置された第５の歯車２３z5の軸部と連結自在になっている。
【００３５】
そして、第１，第２，第３，第４，第５，第６の歯車２３z1，２３z2，２３z3，２３z4，２３z5，２３z6のそれぞれの歯数ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６は、例えば、８２，７８，８６，４６，５０，４２に設定されており、第１，第４の歯車２３z1，２３z4の歯車列（（ｚ４／ｚ１）＝０．５６）を基準として、第２，第５の歯車２３z2，２３z5の歯車列（（ｚ５／ｚ２）＝０．６４）が増速、第３，第６の歯車２３z3，２３z6の歯車列（（ｚ６／ｚ３）＝０．４９）が減速の歯車列となっている。
【００３６】
このため、第１，第２のデフコントロールクラッチ２４ａ，２４ｂの両方を連結作動させない場合、ドライブピニオン６からの駆動力は、そのまま差動機構部２２を経て後輪左右ドライブ軸１４rl，１４rrに等配分されるが、第１のデフコントロールクラッチ２４ａを連結作動させた場合は、後輪右ドライブ軸１４rrに配分された駆動力の一部が、第３の歯車２３z3、第６の歯車２３z6、第１のデフコントロールクラッチ２４ａ、トルクバイパス軸３１、第４の歯車２３z4、第１の歯車２３z1と順に経てディファレンシャルケース２６に戻され、結果として左後輪１５rlのトルク配分が大きくなり、通常の路面μであれば車両の右旋回性が向上される。
【００３７】
逆に、第２のデフコントロールクラッチ２４ｂを連結作動させた場合は、ドライブピニオン６からディファレンシャルケース２６に伝達された駆動力の一部が、第１の歯車２３z1、第４の歯車２３z4、トルクバイパス軸３１、第２のデフコントロールクラッチ２４ｂ、第５の歯車２３z5、第２の歯車２３z2と順に経て後輪右ドライブ軸１４rrにバイパスされて、右後輪１５rrのトルク配分が大きくなり、通常の路面μであれば車両の左旋回性が向上される。
【００３８】
第１，第２のデフコントロールクラッチ２４ａ，２４ｂは、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成するデフコントロールクラッチ駆動部６６と接続されており、このデフコントロールクラッチ駆動部６６で発生される油圧で解放、連結が行われる。そして、デフコントロールクラッチ駆動部６６を駆動させる制御信号（各ソレノイドバルブに対する出力信号）は、後述の左右駆動力配分制御部６５から出力されるようになっている。
【００３９】
一方、符号３２は、車両１の後輪操舵部を示し、この後輪操舵部３２には、後述する後輪操舵制御部７０により制御される後輪操舵駆動部７１で駆動される後輪操舵モータ３３が設けられており、この後輪操舵モータ３３による動力が、ウォーム・ウォームホィール、リンク機構を介して伝達され、上記左後輪１５rl，右後輪１５rrを転舵するようになっている。
【００４０】
また、符号７６は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部７６には、ドライバにより操作されるブレーキペダルと接続されたマスターシリンダ（図示せず）が接続されており、ドライバがブレーキペダルを操作するとマスターシリンダにより、ブレーキ駆動部７６を通じて、４輪１５fl，１５fr，１５rl，１５rrの各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ３４fl，右前輪ホイールシリンダ３４fr，左後輪ホイールシリンダ３４rl，右後輪ホイールシリンダ３４rr）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動されるように構成されている。
【００４１】
ブレーキ駆動部７６は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、上述のドライバによるブレーキ操作以外にも、後述する制動力制御部７５からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダ３４fl，３４fr，３４rl，３４rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。
【００４２】
上記前後駆動力配分制御部６０、左右駆動力配分制御部６５、後輪操舵制御部７０および制動力制御部７５は、それぞれ車両挙動制御手段として設けられているものであり、自車両１には、これら各制御部６０，６５，７０，７５に対して、信号出力する回避走行制御部８０が搭載されている。
【００４３】
そして、自車両１には、自車両の走行状態を検出する自車両情報検出手段として各センサ、スイッチ類が設けられている。すなわち、各車輪１５fl，１５fr，１５rl，１５rrの車輪速度が車輪速度センサ４１fl，４１fr，４１rl，４１rrにより検出されて、所定に演算され車速Ｖとして、前後駆動力配分制御部６０、左右駆動力配分制御部６５、後輪操舵制御部７０、制動力制御部７５および回避走行制御部８０に入力される。また、ハンドル角θＨがハンドル角センサ４２により検出され、ヨーレートγがヨーレートセンサ４３により検出されて、前後駆動力配分制御部６０、左右駆動力配分制御部６５、後輪操舵制御部７０、制動力制御部７５および回避走行制御部８０に入力される。さらに、横加速度Ｇｙが横加速度センサ４４により検出され、前後駆動力配分制御部６０および左右駆動力配分制御部６５に入力される。また、スロットル開度θthがスロットル開度センサ４５により検出され、ギヤ位置がインヒビタスイッチ４６により検出され、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数センサ４７により検出されて、前後駆動力配分制御部６０に入力される。また、後輪舵角δｒが後輪舵角センサ４８により検出されて後輪操舵制御部７０に入力され、前後加速度Ｇｘが前後加速度センサ４９により検出されて回避走行制御部８０に入力されように構成されている。さらに、車両１には、回避走行制御部８０により回避走行の際に点灯される警報ランプ５５がインストルメントパネルに設けられている。
【００４４】
また、自車両１にはステレオ光学系が配設されており、このステレオ光学系は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組のＣＣＤカメラ（左側カメラ５１Ｌ，右側カメラ５１Ｒ）からなり、これら左右のＣＣＤカメラ５１Ｌ，５１Ｒが、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像するようになっている。
【００４５】
ＣＣＤカメラ５１Ｌ，５１Ｒは、同一物体に対する視差から三角測量の原理によって画像全体に渡る３次元の距離分布を算出し、この距離分布データを処理して道路形状や複数の立体物を認識して走行路前方の障害物（先行車も含む）を検出する障害物認識部５２に接続されている。
【００４６】
すなわち、本発明の実施の形態では、上記ＣＣＤカメラ５１Ｌ，５１Ｒおよび障害物認識部５２により走行路前方の障害物を認識して障害物情報を検出する障害物認識手段が構成されている。
【００４７】
障害物認識部５２は、ＣＣＤカメラ５１Ｌ，５１Ｒで撮像した２枚のステレオ画像に対して微小領域毎に同一の物体が写っている部分を探索し、対応する位置のずれ量を求めて物体までの距離を算出して、画像のような形態をした距離分布データ（距離画像）を記憶し、この距離分布データを処理して道路形状や複数の立体物を認識することにより前方障害物を検出するように構成されている。
【００４８】
障害物認識部５２における道路検出処理では、記憶された距離画像による３次元的な位置情報を利用して実際の道路上の白線だけを分離して抽出し、内蔵した道路モデルのパラメータを実際の道路形状と合致するよう修正・変更することで、道路形状、自車の走行レーンを認識する。
【００４９】
また、障害物認識部５２における前方障害となる物体検出処理では、距離画像を格子状に所定の間隔で区分し、各領域毎に、走行の障害となる可能性のある立体物のデータのみを選別して、その検出距離を算出する。そして、隣接する領域において物体までの検出距離の差異が設定値以下の場合は同一の物体と見なし、一方、設定値以上の場合は別々の物体と見なし、検出した物体（障害物）の輪郭像を抽出する。
【００５０】
尚、以上の距離画像の生成、距離画像から道路形状や物体を検出する処理については、本出願人によって先に提出された特開平５−２６５５４７号公報や特開平６−１７７２３６号公報等に詳述されている。
【００５１】
そして上記障害物認識部５２で検出された前方障害物に関するデータ（障害物（先行車）との距離Ｌｓ、障害物（先行車）の速度Ｖｓ、障害物（先行車）の減速度αｓ等）は、回避走行制御部８０に入力されるようになっている。
【００５２】
次に、自車両１の車両挙動を制御する各制御部について説明する。
前後駆動力配分制御部６０では、例えば、本出願人が特開平８−２２７４号公報で開示した方法、すなわち、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、実ヨーレートγを用いて車両の横運動の運動方程式に基づき、前後輪のコーナリングパワを非線形域に拡張して推定し、高μ路での前後輪の等価コーナリングパワに対する推定した前後輪のコーナリングパワの比を基に路面状況に応じて路面摩擦係数μを推定する。そして、この路面摩擦係数μに感応して予め設定しておいたマップを参照し、ベースとなるクラッチトルクＶＴＤout0を求め、このベースクラッチトルクＶＴＤout0に対して、センターディファレンシャル装置３に入力される入力トルクＴｉ（エンジン回転数Ｎｅとギヤ比ｉから演算）、スロットル開度θthおよび実ヨーレートγ、ハンドル角θＨと車速Ｖとから演算した目標ヨーレートγｔと実ヨーレートγとの偏差（ヨーレート偏差Δγ＝γ−γｔ）、横加速度Ｇｙを基に補正を加え、前後輪間動力配分の基本クラッチ締結力ＦＯtbの基となる制御出力トルクＶＴＤout を演算する。さらに、この制御出力トルクＶＴＤout を、ハンドル角θで補正して、ハンドル角感応クラッチトルクとしてトランスファクラッチ２１における基本クラッチ締結力ＦＯtbとして定め、これに対応する所定の信号を油圧回路４０に対して出力し、このクラッチ油圧でトランスファクラッチ２１を作動させ、センターディファレンシャル装置３に対する差動制限力となるように付与して前後輪間の動力配分制御を行う。
【００５３】
ここで、ヨーレート偏差Δγによる補正は、ベースクラッチトルクＶＴＤout0に対し、車両のオーバーステア傾向、或いはアンダーステア傾向を防止するため、旋回時に発生が予想される目標ヨーレートγｔと実ヨーレートγの偏差に応じて、クラッチトルクを追加、或いは減少補正するものである。
【００５４】
例えば、旋回時に、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が大きく実ヨーレートγ（絶対値）が小さいことが予想され、車両がアンダーステア傾向になることが予想される場合には、クラッチトルクを減少補正して前後の駆動力配分を後輪偏重にして回頭性を向上するように補正する。
【００５５】
これとは逆に、旋回時、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が小さく実ヨーレートγ（絶対値）が大きいことが予想され、車両がオーバーステア傾向になることが予想される場合には、クラッチトルクを増加補正して前後の駆動力配分を前後等配分にして安定性を向上するように補正する。
【００５６】
また、前後駆動力配分制御部６０には、回避走行制御部８０から、回頭性向上、或いは安定性向上の制御信号が入力されるようになっている。そして、前後駆動力配分制御部６０に回頭性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正され、クラッチトルクが減少補正されて前後の駆動力配分が後輪偏重になり、回頭性が向上するように補正される。逆に、前後駆動力配分制御部６０に安定性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正され、クラッチトルクが増加補正されて前後の駆動力配分が等配分方向になり、安定性が向上するように補正される。
【００５７】
また、左右駆動力配分制御部６５は、例えば、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、横加速度Ｇｙを基に車両左右間の接地荷重に応じたクラッチトルクを演算し、このクラッチトルクをハンドル角θＨと車速Ｖとから演算した目標ヨーレートγｔと実ヨーレートγとの偏差で補正して、この最終的なクラッチトルクを発生させるため、第１のデフコントロールクラッチ２４ａ或いは第２のデフコントロールクラッチ２４ｂを作動させて左右輪間の動力配分制御を実行する。
【００５８】
左右駆動力配分制御部６５におけるヨーレート偏差Δγによる補正も、車両のオーバーステア傾向、或いはアンダーステア傾向を防止するため、旋回時に発生が予想される目標ヨーレートγｔと実ヨーレートγの偏差に応じて、クラッチトルクを追加、或いは減少補正するものである。
【００５９】
例えば、旋回時に、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が大きく実ヨーレートγ（絶対値）が小さいことが予想され、車両がアンダーステア傾向になることが予想される場合には、旋回外側車輪の駆動力配分が大きくなるように補正して旋回性を向上させる。
【００６０】
これとは逆に、旋回時、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が小さく実ヨーレートγ（絶対値）が大きいことが予想され、車両がオーバーステア傾向になることが予想される場合には、旋回外側車輪に対する駆動力配分の増加を抑制し、安定性を向上するように補正する。
【００６１】
また、左右駆動力配分制御部６５は、回避走行制御部８０から、回頭性向上、或いは安定性向上の制御信号が入力されるようになっている。そして、左右駆動力配分制御部６５に回頭性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正され、旋回外側車輪の駆動力配分が大きくなるように補正されて回頭性が向上される。逆に、左右駆動力配分制御部６５に安定性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正され、旋回外側車輪に対する駆動力配分の増加が抑制されて安定性が向上される。
【００６２】
後輪操舵制御部７０は、例えば、車速Ｖ、ハンドル角θｆ、ヨーレートγを用い予め所定の制御則に基づいて目標とする後輪舵角δr'を算出し、現在の後輪舵角δｒと比較して必要な後輪操舵量を設定し、この後輪操舵量に対応する信号を後輪操舵駆動部７１に出力し、後輪操舵モータ３３を駆動させるようになっている。そして、回避走行制御部８０からの制御信号に応じ、所定に、前輪舵角とヨーレートに対する後輪舵角の同相操舵量を大きく設定する補正が行われるようになっている。
【００６３】
後輪操舵制御部７０で行われる制御をさらに詳述すると、この後輪操舵制御部７０に設定されている制御則は、例えば本発明の実施の形態では周知の「ハンドル角逆相＋ヨーレート同相制御則」を基本制御則とするもので、以下の（１）式で与えられる。
δr'＝−ｋδ０・ｆ１・（θＨ／Ｎ）＋ｋγ０・ｆ２・γ …（１）
ここで、ｋδ０はハンドル角感応ゲイン、ｋγ０はヨーレート感応ゲイン、Ｎはステアリングギヤ比である。
【００６４】
ヨーレート感応ゲインｋγ０は、ヨーレートγを減少させるように後輪の操舵量を定める係数になっている。また、ハンドル角感応ゲインｋδ０は、操舵回頭性を与えるように後輪の操舵量を定める係数になっている。
【００６５】
すなわち、ヨーレート感応ゲインｋγ０はヨーレートγに対して同相に後輪を操舵するよう与えられており、ヨーレート感応ゲインｋγ０が大きいほど車両は旋回せずに斜めに進む傾向が強くなり、ヨーレートγの発生を防ぐことができる。換言すれば回頭性が減少し、安定性が向上した車両特性になる。このようにヨーレート感応ゲインｋγ０は、発生したヨーレートγに対してどのくらい後輪に対して操舵量を与えてやれば、ヨーレートγの発生を防ぐことができるかの係数とみなすことができる。
【００６６】
しかしながら、ヨーレート感応ゲインｋγ０だけでは、旋回することのできない車両となってしまう。これを防止するためハンドル角感応ゲインｋδ０が設定される。すなわちハンドル角θＨに対して後輪を逆相に操舵させることで車両の回頭性を向上させるのである。ハンドル角θＨに対してハンドル角感応ゲインｋδ０の項の方が大きくなるよう設定することで車両は旋回する。但し、ステアリングをニュートラルの状態に戻すことで、制御則はヨーレート感応ゲインｋγ０の項だけとなるため、旋回終了後はヨーレートγを無くす方向（車両のふらつきを無くす方向）に後輪が操舵される。
【００６７】
また、ハンドル角感応ゲインｋδ０は、前輪と後輪のコーナリングパワに基づき算出されるため、車速が一定値以上ではハンドル角感応ゲインｋδ０の値は変化しない。但し、車速が０に近い状態では、後輪の据え切りを防止するため、ハンドル角感応ゲインｋδ０は小さい値に設定されている。
【００６８】
上述のように設定されているハンドル角感応ゲインｋδ０とヨーレート感応ゲインｋγ０に対し、本発明の実施の形態では、回避走行制御部８０からの制御信号の入力により、ハンドル角感応ゲインｋδ０については後輪舵角補正値ｆ１を乗じることで補正することが可能なように、ヨーレート感応ゲインｋγ０については後輪舵角補正値ｆ２を乗じることで補正することが可能なようになっている。
【００６９】
すなわち、ハンドル角感応ゲインｋδ０については、回頭性を向上するには、１より大きな後輪舵角補正値ｆ１を乗じることで、その絶対値が大きくなるように補正され、ハンドル角θＨに対して通常より後輪が逆相に操舵されるようにしている。
【００７０】
これとは逆に、ハンドル角感応ゲインｋδ０について安定性を向上するには、１より小さな後輪舵角補正値ｆ１を乗じることで、その絶対値が小さくなるように補正され、ハンドル角θＨに対して通常より後輪が逆相に操舵されることを減少させて車両の回頭性が向上されることを抑制するように補正するようになっている。
【００７１】
また、ヨーレート感応ゲインｋγ０については、回頭性を向上するには、１より小さな後輪舵角補正値ｆ２を乗じることで、通常より小さくなるように補正され、ヨーレートγに対して後輪は同相に小さく補正される。
【００７２】
これとは逆に、ヨーレート感応ゲインｋγ０について安定性を向上するには、１より大きな後輪舵角補正値ｆ２を乗じることで、通常より大きくなるように補正され、ヨーレートγに対して後輪は同相に大きくされて車両の回頭性が向上されることを抑制するように補正する。
【００７３】
尚、車両によってはハンドル角感応ゲインｋδ０の補正とヨーレート感応ゲインｋγ０の補正の一方のみを行うようにしても効果が得られることはいうまでもない。
【００７４】
制動力制御部７５は、例えば、車速Ｖ、ハンドル角θＨから求めた目標ヨーレートγｔと実際のヨーレートγとから、制動させる車輪を決定して演算した制動力を加え、車両に最適なヨーモーメントを発生させることを基本とする。具体的には、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が大きく実ヨーレートγ（絶対値）が小さく、車両がアンダーステア傾向の場合は、旋回方向内側後輪の制動を実行させて車両の回頭性を向上させる。これとは逆に、目標ヨーレートγｔ（絶対値）が小さく、実ヨーレートγ（絶対値）が大きく、車両がオーバーステア傾向の場合は、旋回方向外側前輪の制動を実行させて車両の安定性を向上させる。
【００７５】
また、制動力制御部７５には、回避走行制御部８０から、回頭性向上、或いは安定性向上の制御信号が入力されるようになっている。そして、制動力制御部７５に回頭性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正される。逆に、制動力制御部７５に安定性向上の制御信号が入力されると、演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正される。
【００７６】
次に、回避走行制御部８０について説明する。回避走行制御部８０には、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、ヨーレートγ、前後加速度Ｇｘの自車両１の各走行情報が入力されると共に、障害物認識部５２から障害物（先行車）情報（障害物（先行車）との距離Ｌｓ、障害物（先行車）の速度Ｖｓ、障害物（先行車）の減速度αｓ等）される。これら障害物情報と自車両情報と演算により推定される路面情報とに基づき自車両１の制動操作のみで自車両１が障害物を回避可能か否か判定し、制動操作のみで障害物を回避できない場合、ハンドル操作と車両挙動に応じて回避走行モードに移行して、各車両挙動の制御部６０，６５，７０，７５に制御特性を回頭性向上、或いは安定性向上に制御特性を変更させる信号を出力させるようになっている。また、回避走行モード中では、ハンドル操作と車両挙動に応じて回避走行モードでの制御特性変更の信号を可変制御するようになっている。
【００７７】
回避走行制御部８０は、図２に示すように、路面摩擦係数推定部８１、路面勾配推定部８２、必要減速距離演算部８３、必要減速距離補正部８４、目標ヨーレート演算部８５、ヨーレート偏差演算部８６、制御変更設定部８７及び警報駆動部８８とから主要に構成されている。
【００７８】
路面摩擦係数推定部８１では、車速Ｖ、ハンドル角θＨ、実ヨーレートγが入力され、前述の如く、車両の横運動の運動方程式に基づき、前後輪のコーナリングパワを非線形域に拡張して推定し、高μ路での前後輪の等価コーナリングパワに対する推定した前後輪のコーナリングパワの比を基に路面状況に応じて路面摩擦係数μを推定する。
【００７９】
上記路面勾配推定部８２は、車速Ｖと前後加速度Ｇｘとが入力され、車速Ｖの設定時間毎の変化率（m/s2）を演算し、この車速変化率（m/s2）と前後加速度Ｇｘを用いて次の（２）式により路面勾配ＳＬ（％）を演算するようになっている。重力加速度をｇ（m/s2）とし、路面勾配の登り方向を（＋）として、
路面勾配ＳＬ＝（前後加速度Ｇｘ−車速変化率／ｇ）・１００ …（２）
【００８０】
尚、以下の（３）式に示すように、エンジン出力トルク（Ｎ−ｍ），トルクコンバータのトルク比（オートマチックトランスミッション車の場合），トランスミッションギヤ比，ファイナルギヤ比，タイヤ半径（ｍ），走行抵抗（Ｎ），車両質量（kg），車速変化率（m/s2），重力加速度をｇ（m/s2）により路面勾配ＳＬを演算しても良い。
路面勾配ＳＬ＝tan(sin-1 （（（（エンジン出力トルク・トルクコンバータの トルク比・トランスミッションギヤ比・ファイナルギヤ比／タイ ヤ半径）−走行抵抗）／車両質量−車速変化率）／ｇ））・１０ ０）
≒（（（（エンジン出力トルク・トルクコンバータのトルク比 ・トランスミッションギヤ比・ファイナルギヤ比／タイヤ半径）−走行抵抗）／車両質量−車速変化率）／ｇ））・１００ …（３）
【００８１】
このように、回避走行制御部８０では、路面摩擦係数推定部８１で路面摩擦係数μが、路面勾配推定部８２で路面勾配ＳＬが推定されるようになっており、路面摩擦係数推定部８１と路面勾配推定部８２は走行する路面情報を推定する路面情報推定手段として設けられている。
【００８２】
上記必要減速距離演算部８３は、車速Ｖ、障害物（先行車）速度Ｖｓ、障害物（先行車）減速度αｓ（m/s2）が入力されると共に、路面摩擦係数推定部８１から路面摩擦係数μが、路面勾配推定部８２から路面勾配ＳＬが入力されて、自車両１と障害物（先行車）の相対的な運動を考慮して、自車両１の制動のみで、障害物（先行車）を回避することのできる最小の距離（必要減速距離）ＬGBを演算するものである。必要減速距離ＬGBは、以下の（４）式で演算される。
必要減速距離ＬGB＝（１／２）・（Ｖ−Ｖｓ）2
／（（μ−（ＳＬ／１００））・ｇ−αｓ）…（４）
【００８３】
上記必要減速距離補正部８４は、車速Ｖ、障害物（先行車）速度Ｖｓ、障害物（先行車）減速度αｓが入力され、さらに、車速Ｖから自車両の減速度α（m/s2）を演算して、以下の（５）式に示すように、ドライバによる制動操作の遅れを考慮して必要減速距離ＬGBの補正を行うようになっている。予め設定しておいたドライバの操作遅れ時間をＴtd（ｓ）として、
必要減速距離ＬGB＝ＬGB＋（Ｖ−Ｖｓ）・Ｔtd
＋（１／２）・（αｓ−α）・Ｔtd2 …（５）
こうして必要減速距離補正部８４にて補正された必要減速距離ＬGBは、上記制御変更設定部８７に出力される。
【００８４】
上記目標ヨーレート演算部８５は、車速Ｖ、ハンドル角θＨが入力されて、目標ヨーレートγｔの演算を実行する。目標ヨーレートγｔの演算は、他の車両挙動制御部（例えば、前後駆動力配分制御部６０、左右駆動力配分制御部６５、制動力制御部７５）で実行されるものと略同様で以下の（６）式により演算される。
目標ヨーレートγｔ＝１／（１＋Ｔ・Ｓ）・γt0 …（６）
ここで、Ｓはラプラス演算子、Ｔは一次遅れ時定数、γt0は目標ヨーレート定常値であり、一次遅れ時定数Ｔは、以下の（７）式で与えられる。
一次遅れ時定数Ｔ＝（ｍ・Ｌf ・Ｖ）／（２・Ｌ・Ｋｒ） …（７）
ここで、ｍは車両質量、Ｌはホイールベース、Ｌf は前軸と重心間の距離、Ｋｒはリア等価コーナリングパワである。
【００８５】
また、目標ヨーレート定常値γt0は、以下の（８）式で与えられる。
目標ヨーレート定常値γt0＝Ｇγδ・（θＨ／ｎ） …（８）
ｎはステアリングギヤ比、Ｇγδはヨーレートゲインである。
ここで、ヨーレートゲインＧγδは、以下の（９）式で求められる。
ヨーレートゲインＧγδ＝１／（１＋Ａ・Ｖ2 ）・（Ｖ／Ｌ） …（９）
Ａは車両の諸元で決まるスタビリティファクタであり、以下の（１０）式で演算される。
スタビリティファクタＡ＝−（ｍ／（２・Ｌ2 ））
・（Ｌf ・Ｋｆ−Ｌr ・Ｋｒ）／（Ｋｆ・Ｋｒ） …（１０）
（１０）式中、Ｌr は後軸と重心間の距離、Ｋｆはフロント等価コーナリングパワである。
【００８６】
上記ヨーレート偏差演算部８６は、ヨーレートセンサ４３から実際のヨーレートγと、目標ヨーレート演算部８５から目標ヨーレートγｔとが入力され、ヨーレート偏差Δγを（１１）式により演算して制御変更設定部８７に出力するようになっている。
ヨーレート偏差Δγ＝γ−γｔ …（１１）
【００８７】
上記制御変更設定部８７は、ハンドル角θＨ、実ヨーレートγ、障害物（先行車）との距離Ｌｓが入力されると共に、必要減速距離補正部８４から必要減速距離ＬGB、目標ヨーレート演算部８５から目標ヨーレートγｔ、ヨーレート偏差演算部８６からヨーレート偏差Δγが入力され、回避走行モードに移行するか否かの判定と、回避走行モードに移行した際の各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に出力する信号（回頭性を向上する信号、安定性を向上する信号、或いは回避走行モード解除の信号）を設定して出力するようになっている。また、回避走行モードに移行した際には、警報駆動部８８に対して信号が出力され、回避走行モードが解除されるまで、警報ランプ５５の点灯が行われる。
【００８８】
すなわち、必要減速距離演算部８３、必要減速距離補正部８４と制御変更設定部８７で制動回避判定手段が形成されており、制御変更設定部８７は回避制御手段としての機能も有している。
【００８９】
次に、自車両１の回避走行制御部８０での回避走行での制御を、図３〜図５の回避走行制御プログラムのフローチャートで説明する。この回避走行制御プログラムは所定時間毎に実行され、まず、ステップ（以下「Ｓ」と略称）１０１で自車両情報を読み込み、Ｓ１０２に進んで前記（６）式により目標ヨーレートγｔを演算する。
【００９０】
そして、Ｓ１０３に進むと、既に回避走行モードか否かの判定が行われ、回避走行モードではない場合はＳ１０４に進み、既に回避走行モードの場合にはＳ１１７へと進む。
【００９１】
ここでは先に、回避走行モードではなくＳ１０４へと進む場合について説明する。Ｓ１０４に進むと障害物情報が読み込まれ、Ｓ１０５に進むと障害物（先行車も含む）が存在するか否か判定される。
【００９２】
Ｓ１０５で障害物が存在しないと判定されるとそのままプログラムを抜ける。一方、障害物が存在する場合は、Ｓ１０５からＳ１０６に進み路面摩擦係数μを推定し、Ｓ１０７に進んで前記（２）式により路面勾配ＳＬを推定する。
【００９３】
その後、Ｓ１０８に進んで前記（４）式により必要減速距離ＬGBを演算し、Ｓ１０９に進んで前記（５）式により必要減速距離ＬGBを補正する。
【００９４】
こうしてＳ１１０に進むと、最終的に補正を加えて演算された必要減速距離ＬGBと障害物までの距離Ｌｓとの比較が行われ、この比較の結果、障害物までの距離Ｌｓが必要減速距離ＬGBよりも大きく（Ｌｓ＞ＬGB）、障害物との衝突を自車両１の制動のみで回避可能と判定できる場合は、そのままプログラムを抜ける。
【００９５】
一方、Ｓ１１０の判定で、障害物までの距離Ｌｓが必要減速距離ＬGB以下（Ｌｓ≦ＬGB）であり、障害物との衝突を自車両１の制動のみでは回避不可能と判定した場合は、Ｓ１１１へと進み、その運転状態における前輪操舵方向をメモりした後、Ｓ１１２に進む。
【００９６】
そして、Ｓ１１２でハンドル角θＨの絶対値が所定値より大きいか否か、すなわち、既にハンドル操作が行われているか否かの判定が行われ、ハンドル角θＨの絶対値が所定値より大きく、ハンドル操作が行われてる場合には、Ｓ１１３に進む。
【００９７】
Ｓ１１３では、目標ヨーレートγｔの絶対値と実ヨーレートγの絶対値の比較が行われて車両挙動の状態が判定され、目標ヨーレートγｔの絶対値が実ヨーレートγの絶対値より大きく（｜γｔ｜＞｜γ｜）、車両の挙動がアンダーステア傾向にあるとみなせるときはＳ１１４に進んで、各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対して制御特性を回頭性が向上する方向に変更するよう信号を出力する。
【００９８】
具体的には、前後駆動力配分制御部６０に対しては、前後駆動力配分制御部６０で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正され、クラッチトルクが減少補正されて前後の駆動力配分が後輪偏重になり、回頭性が向上するように補正される。
【００９９】
また、左右駆動力配分制御部６５に対しては、左右駆動力配分制御部６５で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正され、旋回外側車輪の駆動力配分が大きくなるように補正されて回頭性が向上される。
【０１００】
さらに、後輪操舵制御部７０に対しては、ハンドル角感応ゲインｋδ０について、１より大きな後輪舵角補正値ｆ１を乗じることで、その絶対値が大きくなるように補正して、ハンドル角θＨに対して通常より後輪が逆相に操舵されるようにして回頭性を向上させる。また、ヨーレート感応ゲインｋγ０については、１より小さな後輪舵角補正値ｆ２を乗じることで、通常より小さくなるように補正して、ヨーレートγに対して後輪を同相に小さく補正して回頭性を向上する。
【０１０１】
また、制動力制御部７５に対しては、制動力制御部７５で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より大きい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも大きく補正されて回頭性が向上される。
【０１０２】
一方、上記Ｓ１１３での目標ヨーレートγｔの絶対値と実ヨーレートγの絶対値の比較の結果、目標ヨーレートγｔの絶対値が実ヨーレートγの絶対値以下（｜γｔ｜≦｜γ｜）で、車両の挙動がオーバーステア傾向にあるとみなせるときはＳ１１５に進んで、各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対して制特性を安定性が向上する方向に変更するよう信号を出力する。
【０１０３】
具体的には、前後駆動力配分制御部６０に対しては、前後駆動力配分制御部６０で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正され、クラッチトルクが増加補正されて前後の駆動力配分が等配分方向になり、安定性が向上するように補正される。
【０１０４】
また、左右駆動力配分制御部６５に対しては、左右駆動力配分制御部６５で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正され、旋回外側車輪に対する駆動力配分の増加が抑制されて安定性が向上される。
【０１０５】
さらに、後輪操舵制御部７０に対しては、ハンドル角感応ゲインｋδ０について、１より小さな後輪舵角補正値ｆ１を乗じることで、その絶対値が小さくなるように補正して、ハンドル角θＨに対して通常より後輪が逆相に操舵されることを抑制して安定性を向上する。また、ヨーレート感応ゲインｋγ０については、１より大きな後輪舵角補正値ｆ２を乗じることで、通常より大きくなるように補正して、ヨーレートγに対して後輪を同相方向に大きくなるように補正して安定性を向上する。
【０１０６】
また、制動力制御部７５に対しては、制動力制御部７５で用いる演算した目標ヨーレートγｔ（絶対値）に１より小さい係数が乗じられて目標ヨーレートγｔ（絶対値）が通常よりも小さく補正されて安定性が向上される。
【０１０７】
また、上記Ｓ１１２で、ハンドル角θＨの絶対値が所定値以下の場合は、今後障害物回避のためにハンドル操作が行われ、旋回されることが予想されるため上記Ｓ１１４に進んで各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対して制御特性を回頭性が向上する方向に変更するよう信号を出力する。
【０１０８】
こうして、Ｓ１１４或いはＳ１１５の処理の後はＳ１１６へと進み、回避走行モードであることをドライバに報知するため、警報駆動部８８に信号出力して警報ランプ５５を点灯させてプログラムを抜ける。
【０１０９】
次に、上記Ｓ１０３で回避走行モード中と判定されてＳ１１７に進んだ場合について説明する。Ｓ１０３からＳ１１７へと進むと、現在の回避走行モードが各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対して制御特性を回頭性が向上する方向に変更させるものか否か判定する。
【０１１０】
Ｓ１１７で回頭性向上方向に変更中と判定した場合、Ｓ１１８に進み前輪の操舵方向が反転、すなわち、前記Ｓ１１１でメモリした前輪操舵方向に対して今回の前輪操舵方向が反転しているかの判定が行われ、反転していなければそのままプログラムを抜け、反転していればＳ１１９に進んで、回頭性向上方向に変更中の各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対する制御特性の変更出力を、安定性が向上する方向に変更するように信号を出力する。
【０１１１】
一方、Ｓ１１７で安定性向上方向に変更中と判定した場合は、Ｓ１２０へと進む。Ｓ１２０ではハンドル角θＨの絶対値が所定値以下の状態が所定時間以上継続したか否か判定し、継続していない場合はＳ１２１に進みヨーレート偏差Δγを前記（１１）式により演算して、Ｓ１２２に進んでヨーレート偏差Δγの絶対値が所定値以下の状態が所定時間以上継続したか否か判定し、継続していない場合はそのままプログラムを抜ける。
【０１１２】
Ｓ１２０、或いはＳ１２２のどちらか一方でも条件を満たす場合、すなわち、ハンドル角θＨの絶対値が所定値以下の状態が所定時間以上継続、或いはヨーレート偏差Δγの絶対値が所定値以下の状態が所定時間以上継続した場合はＳ１２３へと進み、各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に対して制御特性を変更する指示を解除（回避走行モードの解除）して、Ｓ１２４に進み警報駆動部８８への信号出力を解除してプログラムを抜ける。
【０１１３】
このように本発明の実施の形態では、自車両１に対する障害物を事前に判断し、路面摩擦係数、路面勾配の路面情報、自車両１と障害物の相対的な運動を考慮して自車両１が制動操作のみで障害物を回避できるか否か正確に判定するようになっている。そして、自車両１が自車両１の制動操作のみで障害物を回避できない場合に、そのときのハンドル操作とアンダーステア、或いはオーバーステア状態の車両挙動に応じて各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５を回避走行モードに移行して作動させるため、ドライバは安全かつ容易に障害物の回避運転を実行することができる。また、一般に回避走行では、前半は回頭性が重視され、障害物を通過してハンドルを反転してからの後半は安定性が重視されるが、回避走行モード中では、ハンドル操作と車両挙動の変化からこのことを正確に判定し必要な制御を各車両挙動制御部６０，６５，７０，７５に実行させるようになっている。さらに、回避走行モードの解除も、ドライバのハンドル操作による回避走行終了を検出し、或いは、障害物回避後の車両挙動の安定を検出して正確なタイミングで実行されるようになっている。
【０１１４】
尚、本発明の実施の形態では、前方障害物の検出に、一対のＣＣＤカメラ５１Ｒ，５１Ｌによって捉えた画像を処理して行う例を示したが、これに限定することなく、例えば超音波レーダ、レーザ等の装置を用いて障害物を検出するようにしても良い。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態では、自車両１は、車両挙動の制御部として前後駆動力配分制御部６０、左右駆動力配分制御部６５、後輪操舵制御部７０及び制動力制御部７５の４つを備え、回避走行制御部８０からこれら４つに信号出力するようになっているが、これらの車両挙動制御部６０，６５，７０，７５のうち少なくとも１つを回避走行制御部８０で制御するものであれば本発明が適用できることはいうまでもない。
【０１１６】
さらに、本発明の実施の形態では、車両挙動制御部６０，６５，７０，７５でのパラメータ（目標ヨーレート、或いはハンドル角感応ゲイン、ヨーレート感応ゲイン）の絶対値の増加補正には、１より大きい定数を乗じることで行い、減少補正には１より小さい定数を乗じることで行うようになっているが、補正できればこれに限るものではない。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態では、前後駆動力配分制御部６０は、制御中に目標ヨーレートを補正パラメータとして用いるものであるが、この制御方法に限るものではない。この場合、回頭性を向上するには後輪偏重の駆動力配分となるように、安定性を向上するには前後等配分の駆動力配分になるようにトランスファクラッチ２１の締結トルクを設定できれば良い。
【０１１８】
さらに、本発明の実施の形態では、左右駆動力配分制御部６５でも制御中に目標ヨーレートを補正パラメータとして用いるものであるが、この制御方法に限るものではない。この場合、回頭性を向上するにあたり、車両が基準となるステア特性よりも更に強いアンダーステア傾向と判断される時、目標とする左右駆動力配分比を外輪がより強く駆動する方向、或いは内輪がより強く制動する方向に補正する。また、安定性を向上させる場合には、車両が基準となるステア特性よりも更に弱いアンダーステア傾向或いはオーバーステア傾向と判断される時、目標とする左右駆動力配分比を内輪がより強く駆動する方向、或いは、外輪がより強く制動する方向に補正する。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態では、後輪操舵制御部７０での制御則は「ハンドル角逆相＋ヨーレート同相制御則」を基本制御則とするものを例に説明したが、これに限るものではなく、例えば周知の「ヨーレートフィードバック方式の制御則」や「前輪舵角比例方式の制御則」等であっても良い。そして、他の制御則であっても、回頭性を向上する場合は、前輪に対する後輪の転舵角を同相方向への操舵量を減らすことも含め、逆相方向に補正する。また、安定性を向上させる場合には、前輪に対する後輪の転舵角を逆相操舵量を減らすことも含め、同相方向に補正する。
【０１２０】
さらに、制動力制御部７５での制動力制御は、本発明の実施の形態のものに限るものではない。そして、回頭性を向上するには、車両が基準となるステア特性よりも更に強いアンダーステア傾向と判断される時、目標ヨーモーメントを大きくして付加する制動力を増加補正する。また、安定性を向上させる場合には、車両が基準となるステア特性よりも更に弱いアンダーステア傾向或いはオーバーステア傾向と判断される時、目標ヨーモーメントを大きくして付加する制動力を増加補正するようにしても良い。
【０１２１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、障害物情報と自車両情報とに基づき自車両の制動操作のみで自車両が障害物を回避可能か否か判定して、自車両が制動操作のみで障害物を回避できないと判定された場合、車両挙動制御手段を、ハンドル操作が検出され、かつ車両挙動がアンダーステア傾向にあると判断した場合に車両回頭性を向上させる方向に制御するので、車両に対する障害物を事前に判断し、様々な走行情報を加味して回避走行全般に亘り、車両挙動制御手段が適切に動作して、障害物の回避走行を適切に行うことが可能になる。
【０１２３】
さらに、車両挙動制御手段が車両回頭性を向上する方向に制御している間にハンドル操舵方向が反転した際は、車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御を切り換えるようにしたので、車両挙動制御手段の制御の変更が適切なタイミングで行われ、ドライバの障害物回避走行が確実に且つ容易に行えるようになる。
【０１２４】
また、車両回頭性を向上させる制御および車両安定性を向上させる制御は、ハンドル操舵が小さい状態が所定時間以上継続した場合と、目標とするヨーレートと実際のヨーレートの偏差が予め定めた設定値以内である状態が所定時間以上継続した場合に解除するようにしたので、回避走行が終了したとみなされる時にはじめて車両回頭性を向上させる制御および車両安定性を向上させる制御が解除され、正確な回避走行が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両における車両運動制御装置全体の概略説明図
【図２】回避走行制御部を説明する機能ブロック図
【図３】回避走行制御プログラムのフローチャート
【図４】図３の続きのフローチャート
【図５】図３の続きのフローチャート
【符号の説明】
１ 自車両
４２ ハンドル角センサ（自車両情報検出手段）
４３ ヨーレートセンサ（自車両情報検出手段）
４９ 前後加速度センサ（自車両情報検出手段）
５１Ｒ，５１Ｌ ＣＣＤカメラ（障害物認識手段）
５２ 障害物認識部（障害物認識手段）
６０ 前後駆動力配分制御部（車両挙動制御手段）
６５ 左右駆動力配分制御部（車両挙動制御手段）
７０ 後輪操舵制御部（車両挙動制御手段）
７５ 制動力制御部（車両挙動制御手段）
８０ 回避走行制御部（路面情報推定手段、制動回避判定手段、回避制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle motion control device that appropriately performs obstacle avoidance before and after avoidance.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various vehicle behavior control devices have been developed and put into practical use in order to improve vehicle running performance. After controlling the steering of the rear wheels according to the running state of the vehicle, the braking force control device that improves the running stability by applying braking force to the appropriate wheels during cornering from the relationship of the force acting on the vehicle during cornering etc. Wheel steering control device, right / left driving force distribution control device that controls the distribution of driving force between left and right wheels based on the running state of the vehicle, and control of the differential limiting force of the center differential device between the front and rear wheels based on the running state of the vehicle An example is a power distribution control device that performs predetermined torque distribution between the front and rear wheels.
[0003]
Recently, various techniques for recognizing obstacles in front of a vehicle (including preceding vehicles) and enabling safe stop or avoidance have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-21500, the driver's steering operation is detected, the own vehicle and the obstacle are in an approaching state, and the vehicle and the obstacle are detected only by braking the vehicle by controlling the brake pressure. Only when it is determined that contact with an object cannot be avoided, an automatic brake control device is disclosed that controls the brake pressure for each wheel so that the turning ability of the vehicle in the driver's steering direction increases.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has a problem that although it can be appropriately controlled until an obstacle is avoided, fine control cannot be performed after entering avoidance traveling.
[0005]
Moreover, although the above prior art aims at improving the turning ability by automatic braking, it is desirable that the above-described prior art can be performed efficiently using the above-described various vehicle behavior control devices. However, in the avoidance traveling of the obstacles of the vehicle, the operation of returning to the original vehicle posture is performed in a short time when avoiding the obstacles and after avoiding the obstacles. It is necessary to ensure that the control device is operated stably and naturally.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, the obstacles for the vehicle are determined in advance, and various vehicle information is taken into consideration and the avoidance traveling in general, the control device for each vehicle behavior operates appropriately, An object of the present invention is to provide a vehicle motion control device capable of appropriately performing obstacle avoidance traveling.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a vehicle motion control device according to the present invention as set forth in claim 1 detects an obstacle recognition means for detecting an obstacle information by recognizing an obstacle ahead of the running road, and detects a running state of the host vehicle. The own vehicle information detecting means, the vehicle behavior control means for controlling the vehicle behavior by changing the turning performance of the own vehicle, and the obstacle by the braking operation of the own vehicle based on the obstacle information and the own vehicle information. Braking avoidance determination means for determining whether or not the vehicle can be avoided, and when the host vehicle determines that the obstacle cannot be avoided by a braking operationIn addition,Vehicle behavior control meansControlAn avoidance control means for controlling the avoidance control means,When the host vehicle determines that the obstacle cannot be avoided by the braking operation, the steering angle is larger than a predetermined value, and the vehicle behavior is understeered, the vehicle behavior control means improves the vehicle turning ability. The vehicle is determined to be unable to avoid the obstacle by a braking operation, the steering wheel angle is larger than the predetermined value, and the vehicle behavior is determined to be oversteered. Control the vehicle behavior control means in a direction to improve vehicle stability,It is determined that the vehicle cannot avoid the obstacle by braking operation.And aboveHandle angle isthe aboveWhen the value is equal to or less than a predetermined value, the vehicle behavior control means is controlled to improve the vehicle turning ability regardless of the vehicle behavior.
[0008]
  The vehicle motion control apparatus according to the first aspect of the present invention detects obstacle information by recognizing an obstacle ahead of the running path by the obstacle recognition means, and detects the running state of the own vehicle by the own vehicle information detection means. Then, the braking avoidance determining means determines whether the obstacle can be avoided by the braking operation of the own vehicle based on the obstacle information and the own vehicle information, and it is determined that the own vehicle cannot avoid the obstacle by the braking operation. The avoidance control means,carVehicle behavior control means to control both behaviorsControl as follows. It is determined that the vehicle cannot avoid an obstacle by braking operation, and the steering wheel angle is larger than a predetermined value,And when it is determined that the vehicle behavior is understeeredVehicle behavior control meansControl in a direction to improve vehicle turnability.In addition, the vehicle behavior control means improves the vehicle stability when it is determined that the host vehicle cannot avoid an obstacle by braking operation, the steering wheel angle is larger than a predetermined value, and the vehicle behavior is oversteered. Control in the direction you want. MoreThe avoidance control means determines that the host vehicle cannot avoid the obstacle by the braking operation.,AndWhen the steering wheel angle is equal to or smaller than the predetermined value, the vehicle behavior control means is controlled in a direction to improve the vehicle turning ability regardless of the vehicle behavior.
[0010]
  And claims2The vehicle motion control device according to the present invention is described in the claims.1When the steering direction of the steering wheel is reversed while the vehicle behavior control means is controlling in the direction in which the vehicle turnability is improved, the avoidance control means is configured to move the vehicle behavior control means to the vehicle. The control is switched in the direction of improving the stability. That is, generally, in avoidance traveling, turning ability is required at the beginning of avoidance, but stability is required to return to the original vehicle posture after obstacle avoidance. For this reason, reversal of the steering direction of the steering wheel is determined as a branching point for avoiding obstacles while avoiding traveling, and the control focusing on turning ability is changed to control focusing on stability.
[0011]
  Claims3The vehicle motion control device according to the present invention is described in the claims.Or claim 2In the vehicle motion control apparatus described above, the avoidance control unit is configured to determine whether the steering wheel steering is small for a predetermined time or more and a deviation between a target yaw rate and an actual yaw rate is within a predetermined set value. The control for improving the vehicle turning ability and the control for improving the vehicle stability are canceled when the vehicle continues for more than a time. In other words, when the steering wheel is kept in a small state for a predetermined time or more, or when the deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate is within a predetermined setting range for a predetermined time or more, the avoidance traveling is finished. The control for improving the vehicle turning performance and the control for improving the vehicle stability are canceled.
[0012]
  And claims4The vehicle motion control device according to the present invention is described in claims 1 to 5.3In the vehicle motion control device according to any one of the above, the vehicle behavior control means includes: a braking force control unit that controls the braking force in addition to a predetermined selected wheel based on a traveling state of the vehicle; A rear wheel steering control unit that controls steering of the rear wheels according to the state, a front / rear driving force distribution control unit that variably controls the driving force distribution between the front and rear wheels according to the traveling state of the vehicle, and a traveling state of the vehicle Accordingly, it is at least one of the left and right driving force distribution control units that variably control the driving force distribution between the left and right wheels.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the entire vehicle motion control device in a vehicle, FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an avoidance travel control unit, and FIG. 3 is an avoidance travel FIG. 4 is a flowchart continuing from FIG. 3, and FIG. 5 is a flowchart continuing from FIG.
[0014]
In FIG. 1, the code | symbol 1 shows the own vehicle, the code | symbol 2 is an engine, and is arrange | positioned in the vehicle front part. The driving force from the engine 2 is transmitted to the center differential device 4 from an automatic transmission 3 (including a torque converter and the like) 3 behind the engine 2 via the transmission output shaft 3a, and the center differential device 4 And distributed to the rear wheel side and the front wheel side at a predetermined torque distribution ratio.
[0015]
The driving force distributed from the center differential device 4 to the rear wheel side is input to the rear final drive device 8 via the rear drive shaft 5, the propeller shaft 6, and the drive pinion 7.
[0016]
On the other hand, the driving force distributed from the center differential device 4 to the front wheel side is configured to be input to the front differential device 12 via the transfer drive gear 9, the transfer driven gear 10, and the front drive shaft 11. Here, the automatic transmission 3, the center differential device 4, the front differential device 12, and the like are integrally provided in the case 13.
[0017]
The driving force input to the rear final drive device 8 is transmitted to the left rear wheel 15rl via the rear wheel left drive shaft 14rl and to the right rear wheel 15rr via the rear wheel right drive shaft 14rr, while the front differential device. The driving force input to 12 is transmitted to the left front wheel 15fl via the front wheel left drive shaft 14fl and to the right front wheel 15fr via the front wheel right drive shaft 14fr.
[0018]
The center differential device 4 is provided in the rear of the case 13, and the transmission output shaft 3a is rotatably inserted from the front of the carrier 16 accommodated rotatably, while the rear drive shaft 5 is rotatable from the rear. Has been inserted.
[0019]
A large-diameter first sun gear 17 is mounted on the rear end of the transmission output shaft 3a on the input side, and a small-diameter second sun gear is mounted on the front end of the rear drive shaft 5 that outputs to the rear wheels. A first sun gear 17 and a second sun gear 18 are housed in the carrier 16.
[0020]
Then, the first sun gear 17 meshes with the first pinion 19 having a small diameter to form a first gear train, and the second sun gear 18 meshes with the second pinion 20 having a large diameter. A column is formed. The first pinion 19 and the second pinion 20 are integrally formed, and a plurality of pairs (for example, three pairs) of pinions are rotatably supported by the carrier 16. The carrier 16 is connected to the transfer drive gear 9 at the front end, and output from the carrier 16 to the front wheels is performed.
[0021]
That is, in the center differential device 4, the driving force from the transmission output shaft 3a is transmitted to the first sun gear 17 and is output from the second sun gear 18 to the rear drive shaft 5, and from the carrier 16 to the transfer drive gear 9, the transfer gear. A composite planetary gear type without a ring gear that outputs to the front drive shaft 11 through the driven gear 10 is configured.
[0022]
The composite planetary gear type center differential device 4 includes the first and second sun gears 17 and 18 and the number of teeth of the first and second pinions 19 and 20 arranged around the sun gears 17 and 18. It has a differential function by appropriately setting.
[0023]
Further, by appropriately setting the meshing pitch circle radius between the first and second sun gears 17 and 18 and the first and second pinions 19 and 20, the reference torque distribution is equal torque distribution of front and rear 50:50, or In this embodiment, the reference torque distribution of 36:64 is set to the front and rear.
[0024]
Furthermore, the first and second sun gears 17 and 18 and the first and second pinions 19 and 20 are, for example, bevel gears, and the torsion angles of the first gear train and the second gear train are different. Thus, the thrust load remains without canceling out the thrust load to generate a friction torque between the pinion end faces, and the first and second pinions 19 and 20 and the first and second pinions 19 and 20 are connected to each other. Center differential is obtained by setting the frictional torque to be generated by the combined force of separation and tangential load acting on the shaft portion of the carrier 16 that supports the shaft and obtaining a differential limiting torque proportional to the input torque. The device 4 itself has a differential limiting function.
[0025]
In addition, a transfer clutch 21 employing a hydraulic multi-plate clutch is provided between the carrier 16 of the center differential device 4 and the rear drive shaft 5 and adopts a hydraulic multi-plate clutch that varies the driving force distribution between the front and rear wheels. By controlling the fastening force of the clutch 21, the torque distribution of the front and rear wheels can be variably controlled within the range of the torque distribution ratio by the center differential device 4 from 4WD by 50:50 direct coupling.
[0026]
The transfer clutch 21 is connected to a transfer clutch drive unit 61 configured by a hydraulic circuit having a plurality of solenoid valves. The transfer clutch 21 is released and connected by the hydraulic pressure generated by the transfer clutch drive unit 61. And the control signal (output signal with respect to each solenoid valve) which drives the transfer clutch drive part 61 is output from the below-mentioned front-and-rear driving force distribution control part 60.
[0027]
On the other hand, the rear final drive device 8 has a differential function between the left and right wheels and a power distribution function. The rear final drive device 8 has a bevel gear type differential mechanism 22, a gear mechanism 23 composed of three-row gears, and a left and right wheel It is mainly composed of two sets of clutch mechanisms 24 that vary the distribution of driving force between the wheels, and is integrally accommodated in the differential carrier 25.
[0028]
The drive pinion 7 is meshed with a final gear 27 provided on the outer periphery of the differential case 26 of the differential mechanism portion 22, and transmits the driving force distributed from the center differential device 4 to the rear wheel side.
[0029]
The differential mechanism section 22 includes a differential pinion (bevel gear) 29 rotatably supported on a pinion shaft 28 fixed to the differential case 26, and left and right side gears (bevel gear) 30L and 30R meshing with the differential pinion (bevel gear) 29 in the differential case 26. The end portions of the left and right drive shafts 14rl and 14rr are pivotally mounted in the differential case 26 on the side gears 30L and 30R, respectively.
[0030]
That is, the differential mechanism unit 22 is configured such that the differential case 26 is rotated on the same axis as the side gears 30L and 30R by the rotation of the drive pinion 7, and the differential between the left and right wheels is changed by the gear mechanism formed inside the differential case 26. It is configured to do.
[0031]
The gear mechanism portion 23 is configured to be divided into left and right sides with the differential mechanism portion 22 interposed therebetween. The first gear 23z1 is fixed to the rear wheel left drive shaft 14rl, and the second wheel right drive shaft 14rr is connected to the second gear shaft 23rr. A gear 23z2 and a third gear 23z3 are axially attached, and the first, second, and third gears 23z1, 23z2, and 23z3 are disposed on the same rotational axis.
[0032]
These first, second, and third gears 23z1, 23z2, and 23z3 are meshed with fourth, fifth, and sixth gears 23z4, 23z5, and 23z6 disposed on the same rotational axis, and these fourth gears. A fourth gear 23z4 is mounted on the left wheel side end of the torque bypass shaft 31 disposed on the rotation shaft cores of the fifth and sixth gears 23z4, 23z5, and 23z6.
[0033]
Further, a first differential control clutch 24a of the clutch mechanism portion 24 that executes power distribution between the left and right wheels is formed at the right wheel side end portion of the torque bypass shaft 31, and the torque bypass shaft 31 The sixth differential control clutch 24a is disposed on the left side of the first differential control clutch 24a via the first differential control clutch 24a (with the torque bypass shaft 31 on the clutch hub side and the shaft portion side of the sixth gear 23z6 on the clutch drum side). It can be freely connected to the shaft portion of the gear 23z6.
[0034]
Further, a second differential control clutch 24b of the clutch mechanism 24 is formed at a position of the torque bypass shaft 31 between the differential mechanism 22 and the fifth gear 23z5. The second differential control clutch 24b is disposed on the right side of the second differential control clutch 24b (with the torque bypass shaft 31 on the clutch hub side and the shaft side of the fifth gear 23z5 on the clutch drum side). The shaft portion of the fifth gear 23z5 is freely connectable.
[0035]
The number of teeth z1, z2, z3, z4, z5 and z6 of the first, second, third, fourth, fifth and sixth gears 23z1, 23z2, 23z3, 23z4, 23z5 and 23z6 are For example, 82, 78, 86, 46, 50, and 42 are set, and the second and second gears 23z1, 23z4 ((z4 / z1) = 0.56) are used as the reference. The gear train of the fifth gears 23z2 and 23z5 ((z5 / z2) = 0.64) is accelerated, and the gear train of the third and sixth gears 23z3 and 23z6 ((z6 / z3) = 0.49). It is a gear train for reduction.
[0036]
Therefore, when both the first and second differential control clutches 24a and 24b are not connected and operated, the driving force from the drive pinion 6 passes through the differential mechanism 22 as it is to the left and right drive shafts 14rl and 14rr of the rear wheels. However, when the first differential control clutch 24a is connected and operated, a part of the driving force distributed to the rear wheel right drive shaft 14rr is the third gear 23z3, the sixth gear 23z6, 1 differential control clutch 24a, torque bypass shaft 31, fourth gear 23z4, and first gear 23z1, and then returned to the differential case 26. As a result, the torque distribution of the left rear wheel 15rl increases, and the normal road surface μ If so, the right turnability of the vehicle is improved.
[0037]
Conversely, when the second differential control clutch 24b is connected and operated, part of the driving force transmitted from the drive pinion 6 to the differential case 26 is the first gear 23z1, the fourth gear 23z4, and the torque bypass. The shaft 31, the second differential control clutch 24b, the fifth gear 23z5, and the second gear 23z2 are sequentially passed to the rear wheel right drive shaft 14rr to increase the torque distribution of the right rear wheel 15rr, thereby increasing the normal road surface. If μ, the left turnability of the vehicle is improved.
[0038]
The first and second differential control clutches 24a and 24b are connected to a differential control clutch drive unit 66 constituted by a hydraulic circuit having a plurality of solenoid valves, and the hydraulic pressure generated by the differential control clutch drive unit 66. Is released and connected. A control signal for driving the differential control clutch drive unit 66 (an output signal for each solenoid valve) is output from a left and right driving force distribution control unit 65 described later.
[0039]
On the other hand, reference numeral 32 denotes a rear wheel steering unit of the vehicle 1, and the rear wheel steering unit 32 is a rear wheel steering unit driven by a rear wheel steering drive unit 71 controlled by a rear wheel steering control unit 70 described later. A motor 33 is provided, and the power from the rear wheel steering motor 33 is transmitted through the worm / worm wheel and the link mechanism to steer the left rear wheel 15rl and the right rear wheel 15rr. .
[0040]
Reference numeral 76 denotes a brake drive unit of the vehicle. A master cylinder (not shown) connected to a brake pedal operated by a driver is connected to the brake drive unit 76, and the driver uses the brake pedal. When operated, each wheel cylinder of four wheels 15fl, 15fr, 15rl, 15rr (left front wheel wheel cylinder 34fl, right front wheel wheel cylinder 34fr, left rear wheel wheel cylinder 34rl, right rear wheel wheel cylinder) is driven by the master cylinder through the brake drive unit 76. 34rr), the brake pressure is introduced, whereby the four wheels are braked and braked.
[0041]
The brake drive unit 76 is a hydraulic unit including a pressurizing source, a pressure reducing valve, a pressure increasing valve, and the like, and in addition to the brake operation by the driver described above, A brake pressure can be independently introduced into each of the wheel cylinders 34fl, 34fr, 34rl, 34rr.
[0042]
The front / rear driving force distribution control unit 60, the left / right driving force distribution control unit 65, the rear wheel steering control unit 70, and the braking force control unit 75 are each provided as vehicle behavior control means. The avoidance travel control unit 80 that outputs a signal is mounted on each of the control units 60, 65, 70, and 75.
[0043]
The host vehicle 1 is provided with sensors and switches as host vehicle information detection means for detecting the running state of the host vehicle. That is, the wheel speeds of the wheels 15fl, 15fr, 15rl, and 15rr are detected by the wheel speed sensors 41fl, 41fr, 41rl, and 41rr, and are calculated to be a predetermined vehicle speed V. Input to the control unit 65, the rear wheel steering control unit 70, the braking force control unit 75, and the avoidance travel control unit 80. Further, the steering wheel angle θH is detected by the steering wheel angle sensor 42, and the yaw rate γ is detected by the yaw rate sensor 43, and the front / rear driving force distribution control unit 60, the left / right driving force distribution control unit 65, the rear wheel steering control unit 70, the braking force. It is input to the control unit 75 and the avoidance travel control unit 80. Further, the lateral acceleration Gy is detected by the lateral acceleration sensor 44 and input to the longitudinal driving force distribution control unit 60 and the left and right driving force distribution control unit 65. Further, the throttle opening θth is detected by the throttle opening sensor 45, the gear position is detected by the inhibitor switch 46, the engine speed Ne is detected by the engine speed sensor 47, and is input to the front / rear driving force distribution control unit 60. Is done. Further, the rear wheel steering angle δr is detected by the rear wheel steering angle sensor 48 and input to the rear wheel steering control unit 70, and the longitudinal acceleration Gx is detected by the longitudinal acceleration sensor 49 and input to the avoidance travel control unit 80. It is configured. Further, the vehicle 1 is provided with an alarm lamp 55 on the instrument panel that is turned on by the avoidance travel control unit 80 during avoidance travel.
[0044]
Further, the own vehicle 1 is provided with a stereo optical system, and this stereo optical system is a set of CCD cameras (left camera 51L, right camera) using a solid-state image sensor such as a charge coupled device (CCD), for example. 51R), these left and right CCD cameras 51L and 51R are each mounted at a predetermined interval in front of the ceiling in the vehicle interior so as to take a stereo image of objects outside the vehicle from different viewpoints.
[0045]
The CCD cameras 51L and 51R calculate a three-dimensional distance distribution over the entire image from the parallax for the same object by the principle of triangulation, and process the distance distribution data to recognize a road shape and a plurality of three-dimensional objects. It is connected to an obstacle recognition unit 52 that detects obstacles ahead of the road (including preceding vehicles).
[0046]
That is, in the embodiment of the present invention, the CCD camera 51L, 51R and the obstacle recognition unit 52 constitute obstacle recognition means for recognizing an obstacle ahead of the traveling road and detecting obstacle information.
[0047]
The obstacle recognizing unit 52 searches the two stereo images picked up by the CCD cameras 51L and 51R for a portion where the same object is captured for each minute region, and obtains the amount of deviation of the corresponding position to the object. The distance is calculated, the distance distribution data (distance image) shaped like an image is stored, and the distance distribution data is processed to detect road obstacles and multiple obstacles to detect front obstacles Is configured to do.
[0048]
In the road detection process in the obstacle recognizing unit 52, only the white line on the actual road is separated and extracted using the three-dimensional position information from the stored distance image, and the parameters of the built-in road model are set as the actual road model parameters. By revising and changing to match the road shape, the road shape and the traveling lane of the vehicle are recognized.
[0049]
Further, in the object detection process that becomes a forward obstacle in the obstacle recognition unit 52, the distance image is divided into a grid pattern at a predetermined interval, and only data of a three-dimensional object that may become an obstacle to traveling is obtained for each region. Sorting and calculating the detection distance. If the difference in the detection distance to the object in the adjacent area is equal to or less than the set value, it is regarded as the same object, whereas if it is equal to or greater than the set value, it is regarded as a separate object, and the contour image of the detected object (obstacle) To extract.
[0050]
The generation of the distance image and the processing for detecting the road shape and the object from the distance image are described in detail in JP-A-5-265547 and JP-A-6-177236 previously filed by the present applicant. It is stated.
[0051]
And data related to the front obstacle detected by the obstacle recognition unit 52 (distance Ls with the obstacle (preceding vehicle), speed Vs of the obstacle (preceding vehicle), deceleration αs of the obstacle (preceding vehicle), etc.) Is input to the avoidance travel control unit 80.
[0052]
Next, each control unit that controls the vehicle behavior of the host vehicle 1 will be described.
In the front-rear driving force distribution control unit 60, for example, the method disclosed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-2-2274, that is, the vehicle speed V, the steering wheel angle θH, and the actual yaw rate γ are used to calculate the motion equation of the lateral motion of the vehicle. Based on the ratio of the estimated cornering power of the front and rear wheels to the equivalent cornering power of the front and rear wheels on a high μ road, the road surface friction coefficient μ Is estimated. Then, referring to a map set in advance in response to the road surface friction coefficient μ, a clutch torque VTDout0 as a base is obtained, and an input torque input to the center differential device 3 with respect to the base clutch torque VTDout0. Deviation between target yaw rate γt and actual yaw rate γ calculated from Ti (calculated from engine speed Ne and gear ratio i), throttle opening θth and actual yaw rate γ, steering wheel angle θH and vehicle speed V (yaw rate deviation Δγ = γ− The control output torque VTDout, which is the basis of the basic clutch engagement force FOtb for power distribution between the front and rear wheels, is calculated based on γt) and lateral acceleration Gy. Further, the control output torque VTDout is corrected by the handle angle θ, and is determined as the handle angle sensitive clutch torque as the basic clutch engagement force FOtb in the transfer clutch 21, and a predetermined signal corresponding to this is output to the hydraulic circuit 40. Then, the transfer clutch 21 is operated with this clutch hydraulic pressure, and is applied so as to be a differential limiting force with respect to the center differential device 3 to perform power distribution control between the front and rear wheels.
[0053]
Here, the correction by the yaw rate deviation Δγ is performed in accordance with the deviation between the target yaw rate γt and the actual yaw rate γ that are expected to occur during a turn to prevent the vehicle from being oversteered or understeered with respect to the base clutch torque VTDout0. The clutch torque is added or corrected to decrease.
[0054]
For example, if it is expected that the target yaw rate γt (absolute value) is large and the actual yaw rate γ (absolute value) is small during turning, and the vehicle is expected to have an understeer tendency, the clutch torque is decreased and corrected. The front / rear driving force distribution is corrected to make the rear wheel biased to improve the turning ability.
[0055]
On the contrary, when turning, if the target yaw rate γt (absolute value) is expected to be small and the actual yaw rate γ (absolute value) is large, and the vehicle is expected to be oversteered, the clutch torque Is corrected so as to improve the stability by making the front / rear driving force distribution equal to the front / rear distribution.
[0056]
In addition, the front / rear driving force distribution control unit 60 is supplied with a control signal for improving turning ability or stability from the avoidance traveling control unit 80. Then, when a control signal for improving the turnability is input to the front / rear driving force distribution control unit 60, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient larger than 1, so that the target yaw rate γt (absolute value) is higher than usual. Is also corrected so that the clutch torque is reduced and the distribution of driving force in the front-rear direction is deviated from the rear wheels, so that the turning ability is improved. Conversely, when a control signal for improving stability is input to the front / rear driving force distribution control unit 60, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient smaller than 1, and the target yaw rate γt (absolute value) is normally set. Is corrected to be smaller than that, and the clutch torque is corrected to be increased so that the front and rear driving force distribution is in an equal distribution direction, and the stability is improved.
[0057]
The left / right driving force distribution control unit 65 calculates a clutch torque according to the ground load between the left and right sides of the vehicle based on, for example, the vehicle speed V, the handle angle θH, and the lateral acceleration Gy, and the clutch torque is calculated from the handle angle θH and the vehicle speed. The first differential control clutch 24a or the second differential control clutch 24b is operated in order to generate the final clutch torque by correcting the deviation between the target yaw rate γt calculated from V and the actual yaw rate γ. Power distribution control between the left and right wheels is executed.
[0058]
The correction by the yaw rate deviation Δγ in the left / right driving force distribution control unit 65 is also performed in accordance with the deviation between the target yaw rate γt and the actual yaw rate γ that are expected to occur when turning in order to prevent an oversteer tendency or an understeer tendency of the vehicle. The torque is added or corrected to decrease.
[0059]
For example, when it is predicted that the target yaw rate γt (absolute value) is large and the actual yaw rate γ (absolute value) is small during turning, and the vehicle is expected to have an understeer tendency, the driving force distribution of the turning outer wheel is distributed. To improve the turning performance.
[0060]
On the other hand, when the target yaw rate γt (absolute value) is small and the actual yaw rate γ (absolute value) is expected to be large at the time of turning, and the vehicle is expected to have an oversteer tendency, Correction is performed so as to suppress an increase in the distribution of driving force to the wheels and improve stability.
[0061]
Further, the left / right driving force distribution control unit 65 receives a control signal for improving the turning ability or the stability from the avoidance traveling control unit 80. Then, when a control signal for improving the turning performance is input to the left / right driving force distribution control unit 65, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient larger than 1, and the target yaw rate γt (absolute value) is made higher than usual. Is also corrected so that the driving force distribution of the turning outer wheel is increased, and the turning ability is improved. Conversely, when a control signal for improving stability is input to the left and right driving force distribution control unit 65, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient smaller than 1, so that the target yaw rate γt (absolute value) is normal. And the stability is improved by suppressing an increase in the driving force distribution to the turning outer wheel.
[0062]
The rear wheel steering control unit 70 calculates a target rear wheel steering angle δr ′ based on a predetermined control law in advance using, for example, the vehicle speed V, the steering wheel angle θf, and the yaw rate γ, and determines the current rear wheel steering angle δr as In comparison, a necessary rear wheel steering amount is set, and a signal corresponding to the rear wheel steering amount is output to the rear wheel steering drive unit 71 to drive the rear wheel steering motor 33. Then, in accordance with a control signal from the avoidance travel control unit 80, a predetermined correction is performed so that the in-phase steering amount of the rear wheel steering angle with respect to the front wheel steering angle and the yaw rate is set to be large.
[0063]
The control performed by the rear wheel steering control unit 70 will be described in more detail. The control law set in the rear wheel steering control unit 70 is, for example, a well-known “handle angle reverse phase + yaw rate in-phase” in the embodiment of the present invention. The control law is a basic control law, and is given by the following equation (1).
δr ′ = − kδ0 · f1 · (θH / N) + kγ0 · f2 · γ (1)
Here, kδ0 is a steering wheel angle sensitive gain, kγ0 is a yaw rate sensitive gain, and N is a steering gear ratio.
[0064]
The yaw rate sensitive gain kγ0 is a coefficient that determines the steering amount of the rear wheels so as to decrease the yaw rate γ. Further, the steering wheel angle sensitive gain kδ0 is a coefficient that determines the steering amount of the rear wheels so as to give the steering turning ability.
[0065]
That is, the yaw rate sensitive gain kγ0 is given to steer the rear wheel in phase with the yaw rate γ, and the greater the yaw rate sensitive gain kγ0, the stronger the vehicle tends to move diagonally without turning, and the generation of the yaw rate γ. Can be prevented. In other words, the turning characteristics are reduced and the vehicle characteristics are improved in stability. In this way, the yaw rate sensitive gain kγ0 can be regarded as a coefficient of how much the steering amount is given to the rear wheel with respect to the generated yaw rate γ and the generation of the yaw rate γ can be prevented.
[0066]
However, the vehicle cannot turn only with the yaw rate sensitive gain kγ0. In order to prevent this, the steering wheel angle sensitive gain kδ0 is set. That is, the turning ability of the vehicle is improved by steering the rear wheels in the opposite phase with respect to the steering wheel angle θH. The vehicle turns by setting the steering wheel angle sensitive gain kδ0 to be larger than the steering wheel angle θH. However, by returning the steering to the neutral state, the control law becomes only the term of the yaw rate sensitive gain kγ0, so the rear wheel is steered in the direction in which the yaw rate γ is eliminated (the direction in which the vehicle wobble is eliminated) after the turn is completed. .
[0067]
Further, since the steering wheel angle sensitive gain kδ0 is calculated based on the cornering power of the front wheels and the rear wheels, the value of the steering wheel angle sensitive gain kδ0 does not change when the vehicle speed is a certain value or higher. However, when the vehicle speed is close to 0, the steering wheel angle sensitive gain kδ0 is set to a small value in order to prevent the rear wheel from being stationary.
[0068]
In contrast to the steering wheel angle sensitive gain kδ0 and the yaw rate sensitive gain kγ0 set as described above, in the embodiment of the present invention, the steering wheel angle sensitive gain kδ0 is determined by the input of the control signal from the avoidance travel control unit 80. As can be corrected by multiplying the wheel steering angle correction value f1, the yaw rate sensitive gain kγ0 can be corrected by multiplying by the rear wheel steering angle correction value f2.
[0069]
That is, the steering angle sensitivity gain kδ0 is corrected so as to increase its absolute value by multiplying the rear wheel steering angle correction value f1 larger than 1 to improve the turning ability, and the steering angle θH The rear wheels are steered in reverse phase than usual.
[0070]
On the contrary, in order to improve the stability of the steering wheel angle sensitive gain kδ0, by multiplying the rear wheel steering angle correction value f1 smaller than 1, the absolute value thereof is corrected to be small, and the steering wheel angle θH is corrected. On the other hand, correction is made so as to suppress the improvement of the turning performance of the vehicle by reducing the steering of the rear wheels in the opposite phase than usual.
[0071]
Further, the yaw rate sensitivity gain kγ0 is corrected to be smaller than normal by multiplying the rear wheel steering angle correction value f2 smaller than 1 in order to improve the turning ability, and the rear wheels are in phase with the yaw rate γ. Is corrected to a small value.
[0072]
On the contrary, in order to improve the stability of the yaw rate sensitive gain kγ0, the rear wheel steering angle correction value f2 larger than 1 is multiplied to be corrected to be larger than usual, and the rear wheel is corrected with respect to the yaw rate γ. Is corrected so as to prevent the turning ability of the vehicle from being improved in the same phase.
[0073]
It goes without saying that, depending on the vehicle, it is possible to obtain an effect by performing only one of the correction of the steering wheel angle sensitive gain kδ0 and the correction of the yaw rate sensitive gain kγ0.
[0074]
For example, the braking force control unit 75 determines the wheel to be braked from the target yaw rate γt obtained from the vehicle speed V and the steering wheel angle θH and the actual yaw rate γ, and adds the braking force calculated to obtain the optimum yaw moment for the vehicle. It is based on generating. Specifically, when the target yaw rate γt (absolute value) is large and the actual yaw rate γ (absolute value) is small and the vehicle tends to understeer, braking of the rear wheels in the turning direction is executed to improve the turning performance of the vehicle. . On the contrary, if the target yaw rate γt (absolute value) is small, the actual yaw rate γ (absolute value) is large, and the vehicle is oversteered, braking of the front wheels in the turning direction is executed to improve the vehicle stability. Improve.
[0075]
In addition, the braking force control unit 75 is supplied with a control signal for improving turning ability or stability from the avoidance traveling control unit 80. When a control signal for improving the turning performance is input to the braking force control unit 75, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient larger than 1, and the target yaw rate γt (absolute value) is larger than usual. It is corrected. Conversely, when a control signal for improving stability is input to the braking force control unit 75, the calculated target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient smaller than 1, so that the target yaw rate γt (absolute value) is higher than usual. Small correction is made.
[0076]
Next, the avoidance travel control unit 80 will be described. The avoidance travel control unit 80 receives the travel information of the vehicle 1 such as the vehicle speed V, the steering wheel angle θH, the yaw rate γ, and the longitudinal acceleration Gx, and the obstacle recognition unit 52 from the obstacle recognition (preceding vehicle) information (obstacle The distance Ls to the object (preceding vehicle), the speed Vs of the obstacle (preceding vehicle), the deceleration αs of the obstacle (preceding vehicle), etc. Based on the obstacle information, the own vehicle information, and the road surface information estimated by calculation, it is determined whether or not the own vehicle 1 can avoid the obstacle only by the braking operation of the own vehicle 1, and the obstacle is avoided only by the braking operation. If not, the vehicle shifts to the avoidance travel mode according to the steering operation and the vehicle behavior, and the control units 60, 65, 70, 75 of each vehicle behavior change the control characteristics to improve the turning performance or improve the stability. A signal is output. In the avoidance travel mode, the control characteristic change signal in the avoidance travel mode is variably controlled in accordance with the steering operation and the vehicle behavior.
[0077]
As shown in FIG. 2, the avoidance travel control unit 80 includes a road surface friction coefficient estimation unit 81, a road surface gradient estimation unit 82, a required deceleration distance calculation unit 83, a necessary deceleration distance correction unit 84, a target yaw rate calculation unit 85, and a yaw rate deviation calculation. The main part is composed of a part 86, a control change setting part 87 and an alarm driving part 88.
[0078]
The road surface friction coefficient estimator 81 receives the vehicle speed V, the steering wheel angle θH, and the actual yaw rate γ. As described above, the cornering power of the front and rear wheels is extended to a non-linear range and estimated based on the equation of motion of the lateral movement of the vehicle. The road surface friction coefficient μ is estimated according to the road surface condition based on the ratio of the estimated front and rear wheel cornering power to the front and rear wheel equivalent cornering power on a high μ road.
[0079]
The road surface gradient estimation unit 82 receives the vehicle speed V and the longitudinal acceleration Gx, and the rate of change of the vehicle speed V per set time (m / s).2) To calculate this vehicle speed change rate (m / s2) And the longitudinal acceleration Gx, the road gradient SL (%) is calculated by the following equation (2). Gravity acceleration is expressed in g (m / s2), And the climbing direction of the road slope is (+)
Road surface gradient SL = (longitudinal acceleration Gx−vehicle speed change rate / g) · 100 (2)
[0080]
As shown in the following equation (3), engine output torque (Nm), torque converter torque ratio (for automatic transmission vehicles), transmission gear ratio, final gear ratio, tire radius (m), travel Resistance (N), vehicle mass (kg), vehicle speed change rate (m / s2), Gravitational acceleration in g (m / s2) To calculate the road surface gradient SL.
Road slope SL = tan (sin-1 ((((Engine output torque / torque ratio of torque converter / transmission gear ratio / final gear ratio / tire radius) −running resistance) / vehicle mass−vehicle speed change rate / g)) 100)
≒ ((((engine output torque / torque converter torque ratio / transmission gear ratio / final gear ratio / tire radius) -running resistance) / vehicle mass-vehicle speed change rate) / g)) 100 (3)
[0081]
Thus, in the avoidance travel control unit 80, the road surface friction coefficient estimation unit 81 estimates the road surface friction coefficient μ, and the road surface gradient estimation unit 82 estimates the road surface gradient SL. The road surface gradient estimation unit 82 is provided as road surface information estimation means for estimating road surface information for traveling.
[0082]
The required deceleration distance calculation unit 83 includes a vehicle speed V, an obstacle (preceding vehicle) speed Vs, and an obstacle (preceding vehicle) deceleration αs (m / s).2) Is input, the road surface friction coefficient μ is input from the road surface friction coefficient estimating unit 81, and the road surface gradient SL is input from the road surface gradient estimating unit 82, and the relative motion of the host vehicle 1 and the obstacle (preceding vehicle) is determined. Considering this, the minimum distance (necessary deceleration distance) LGB that can avoid an obstacle (preceding vehicle) can be calculated only by braking the host vehicle 1. The required deceleration distance LGB is calculated by the following equation (4).
Necessary deceleration distance LGB = (1/2) ・ (V−Vs)2
/(([Mu]-(SL/100)).g-[alpha]s) (4)
[0083]
The necessary deceleration distance correction unit 84 receives the vehicle speed V, the obstacle (preceding vehicle) speed Vs, and the obstacle (preceding vehicle) deceleration rate αs, and further, the vehicle speed V reduces the deceleration α (m / s) of the host vehicle.2) And the necessary deceleration distance LGB is corrected in consideration of the delay of the braking operation by the driver as shown in the following equation (5). The operation delay time of the driver set in advance as Ttd (s)
Required deceleration distance LGB = LGB + (V-Vs) ・ Ttd
+ (1/2) ・ (αs−α) ・ Ttd2   ... (5)
The required deceleration distance LGB corrected by the required deceleration distance correction unit 84 is output to the control change setting unit 87.
[0084]
The target yaw rate calculation unit 85 receives the vehicle speed V and the steering wheel angle θH, and calculates the target yaw rate γt. The calculation of the target yaw rate γt is substantially the same as that executed by other vehicle behavior control units (for example, the front / rear driving force distribution control unit 60, the left / right driving force distribution control unit 65, and the braking force control unit 75), and the following ( 6) Calculated by the equation.
Target yaw rate γt = 1 / (1 + T · S) · γt0 (6)
Here, S is a Laplace operator, T is a first-order lag time constant, γt0 is a target yaw rate steady value, and the first-order lag time constant T is given by the following equation (7).
First-order lag time constant T = (m · Lf · V) / (2 · L · Kr) (7)
Here, m is the vehicle mass, L is the wheel base, Lf is the distance between the front shaft and the center of gravity, and Kr is the rear equivalent cornering power.
[0085]
The target yaw rate steady value γt0 is given by the following equation (8).
Target yaw rate steady value γt0 = Gγδ · (θH / n) (8)
n is a steering gear ratio, and Gγδ is a yaw rate gain.
Here, the yaw rate gain Gγδ is obtained by the following equation (9).
Yaw rate gain Gγδ = 1 / (1 + A · V2) ・ (V / L) (9)
A is a stability factor determined by vehicle specifications, and is calculated by the following equation (10).
Stability factor A =-(m / (2 · L2 ))
(Lf.Kf-Lr.Kr) / (Kf.Kr) (10)
In the equation (10), Lr is the distance between the rear shaft and the center of gravity, and Kf is the front equivalent cornering power.
[0086]
The yaw rate deviation calculation unit 86 receives the actual yaw rate γ from the yaw rate sensor 43 and the target yaw rate γt from the target yaw rate calculation unit 85, calculates the yaw rate deviation Δγ according to the equation (11), and sends it to the control change setting unit 87. It is designed to output.
Yaw rate deviation Δγ = γ−γt (11)
[0087]
The control change setting unit 87 receives the steering wheel angle θH, the actual yaw rate γ, and the distance Ls from the obstacle (preceding vehicle), the necessary deceleration distance correction unit 84 from the necessary deceleration distance LGB, and the target yaw rate calculation unit 85. The yaw rate deviation Δγ is input from the target yaw rate γt and the yaw rate deviation calculation unit 86, and it is determined whether or not to shift to the avoidance travel mode, and the vehicle behavior control units 60, 65, 70, and 75 at the time of transition to the avoidance travel mode. A signal to be output (a signal for improving the turning performance, a signal for improving the stability, or a signal for canceling the avoidance traveling mode) is set and output. Further, when shifting to the avoidance travel mode, a signal is output to the alarm drive unit 88, and the alarm lamp 55 is turned on until the avoidance travel mode is canceled.
[0088]
That is, the required deceleration distance calculation unit 83, the required deceleration distance correction unit 84, and the control change setting unit 87 form a braking avoidance determination unit, and the control change setting unit 87 also has a function as an avoidance control unit.
[0089]
Next, control in avoidance traveling by the avoidance traveling control unit 80 of the host vehicle 1 will be described with reference to flowcharts of avoidance traveling control programs in FIGS. This avoidance travel control program is executed every predetermined time. First, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, the own vehicle information is read, and the process proceeds to S102, where the target yaw rate γt is calculated by the above equation (6).
[0090]
Then, when the process proceeds to S103, it is determined whether or not the vehicle is in the avoidance travel mode. If it is not the avoidance travel mode, the process proceeds to S104, and if it is already in the avoidance travel mode, the process proceeds to S117.
[0091]
Here, the case where the process proceeds to S104 instead of the avoidance travel mode will be described first. When the process proceeds to S104, the obstacle information is read. When the process proceeds to S105, it is determined whether an obstacle (including a preceding vehicle) exists.
[0092]
If it is determined in S105 that there is no obstacle, the program exits as it is. On the other hand, if there is an obstacle, the process proceeds from S105 to S106, the road surface friction coefficient μ is estimated, and the process proceeds to S107, where the road surface gradient SL is estimated by the equation (2).
[0093]
Thereafter, the process proceeds to S108, where the required deceleration distance LGB is calculated according to the equation (4), and the process proceeds to S109, where the required deceleration distance LGB is corrected according to the equation (5).
[0094]
When the process proceeds to S110, the required deceleration distance LGB finally calculated with correction is compared with the distance Ls to the obstacle. As a result of this comparison, the distance Ls to the obstacle is calculated as the required deceleration distance LGB. If it is determined that the collision with the obstacle can be avoided only by braking the host vehicle 1, the program is directly exited.
[0095]
On the other hand, if it is determined in S110 that the distance Ls to the obstacle is equal to or less than the required deceleration distance LGB (Ls ≦ LGB) and it is determined that the collision with the obstacle cannot be avoided only by braking the host vehicle 1, S111 And after noting the steering direction of the front wheels in the driving state, the process proceeds to S112.
[0096]
In S112, it is determined whether or not the absolute value of the handle angle θH is greater than a predetermined value, that is, whether or not the handle operation has already been performed. If an operation has been performed, the process proceeds to S113.
[0097]
In S113, the absolute value of the target yaw rate γt and the absolute value of the actual yaw rate γ are compared to determine the state of the vehicle behavior, and the absolute value of the target yaw rate γt is larger than the absolute value of the actual yaw rate γ (| γt |> | Γ |), when it can be considered that the behavior of the vehicle is in an understeer tendency, the process proceeds to S114, and the control characteristics are changed to the direction in which the turnability is improved for each of the vehicle behavior control units 60, 65, 70, 75. Output a signal.
[0098]
Specifically, for the front and rear driving force distribution control unit 60, the target yaw rate γt (absolute value) is multiplied by a coefficient greater than 1 by the target yaw rate γt (absolute value) calculated by the front and rear driving force distribution control unit 60. ) Is corrected to be larger than usual, the clutch torque is corrected to decrease, and the front and rear driving force distribution is deviated from the rear wheels, so that the turning performance is improved.
[0099]
For the left and right driving force distribution control unit 65, the target yaw rate γt (absolute value) is normally obtained by multiplying the calculated target yaw rate γt (absolute value) used in the left and right driving force distribution control unit 65 by a coefficient larger than 1. Is corrected so that the driving force distribution of the turning outer wheel is increased, and the turning ability is improved.
[0100]
Further, for the rear wheel steering control unit 70, the steering wheel angle sensitivity gain kδ0 is corrected by multiplying the rear wheel steering angle correction value f1 larger than 1 so that the absolute value thereof becomes larger, and the steering wheel angle θH In contrast, the rear wheels are steered in the opposite phase than usual, thereby improving the turning ability. Further, the yaw rate sensitivity gain kγ0 is corrected to be smaller than normal by multiplying the rear wheel steering angle correction value f2 smaller than 1, and the rear wheel is corrected to be smaller in phase with respect to the yaw rate γ, thereby turning the wheel. To improve.
[0101]
For the braking force control unit 75, the target yaw rate γt (absolute value) calculated by the braking force control unit 75 is multiplied by a coefficient larger than 1 to correct the target yaw rate γt (absolute value) larger than usual. The turning ability is improved.
[0102]
On the other hand, as a result of comparison between the absolute value of the target yaw rate γt and the absolute value of the actual yaw rate γ in S113, the absolute value of the target yaw rate γt is less than or equal to the absolute value of the actual yaw rate γ (| γt | ≦ | γ |). When it can be considered that the behavior of the vehicle is oversteered, the process proceeds to S115, and a signal is output to each of the vehicle behavior control units 60, 65, 70, 75 so as to change the braking characteristic in a direction in which the stability is improved.
[0103]
Specifically, for the front and rear driving force distribution control unit 60, the target yaw rate γt (absolute value) is obtained by multiplying the target yaw rate γt (absolute value) calculated by the front and rear driving force distribution control unit 60 by a coefficient smaller than 1. ) Is corrected to be smaller than normal, and the clutch torque is corrected to be increased so that the front and rear driving force distribution is in an equally distributed direction, and the stability is improved.
[0104]
Also, for the left and right driving force distribution control unit 65, the target yaw rate γt (absolute value) is normally obtained by multiplying the calculated target yaw rate γt (absolute value) used in the left and right driving force distribution control unit 65 by a coefficient smaller than 1. And the stability is improved by suppressing an increase in the driving force distribution to the turning outer wheel.
[0105]
Further, for the rear wheel steering control unit 70, the steering wheel angle sensitivity gain kδ0 is corrected by multiplying the rear wheel steering angle correction value f1 smaller than 1 so that the absolute value thereof becomes smaller, and the steering wheel angle θH. On the other hand, stability is improved by suppressing the rear wheels from being steered in reverse phase. Further, the yaw rate sensitivity gain kγ0 is corrected to be larger than usual by multiplying the rear wheel steering angle correction value f2 larger than 1, and the rear wheel is corrected to be larger in the in-phase direction with respect to the yaw rate γ. To improve stability.
[0106]
For the braking force control unit 75, the target yaw rate γt (absolute value) calculated by the braking force control unit 75 is multiplied by a coefficient smaller than 1 to correct the target yaw rate γt (absolute value) to be smaller than usual. And stability is improved.
[0107]
If the absolute value of the steering wheel angle θH is equal to or smaller than the predetermined value in S112, it is predicted that the steering wheel will be operated and the vehicle will turn in order to avoid obstacles. A signal is output to the control units 60, 65, 70, 75 so as to change the control characteristic in a direction in which the turning ability is improved.
[0108]
Thus, after the process of S114 or S115, the process proceeds to S116, and in order to notify the driver that the vehicle is in the avoidance travel mode, a signal is output to the alarm drive unit 88, the alarm lamp 55 is turned on, and the program is exited.
[0109]
Next, a case will be described in which it is determined that the avoidance travel mode is in S103 and the process proceeds to S117. When the process proceeds from S103 to S117, it is determined whether or not the current avoidance travel mode is to change the control characteristics in a direction in which the turning performance is improved with respect to the vehicle behavior control units 60, 65, 70, and 75.
[0110]
If it is determined in S117 that the turning direction is being changed, the process proceeds to S118, in which the front wheel steering direction is reversed, that is, whether the current front wheel steering direction is reversed with respect to the front wheel steering direction stored in S111. If it is not reversed, the program is exited as it is, and if it is reversed, the process proceeds to S119, and a change output of the control characteristics for each vehicle behavior control unit 60, 65, 70, 75 being changed in the direction of improving the turning performance is output. The signal is output so that the stability is improved.
[0111]
On the other hand, if it is determined in S117 that the change is in the direction of improving stability, the process proceeds to S120. In S120, it is determined whether or not the state where the absolute value of the steering wheel angle θH is equal to or smaller than the predetermined value has continued for a predetermined time or longer. If not, the process proceeds to S121, and the yaw rate deviation Δγ is calculated by the above equation (11). It is determined whether or not the state where the absolute value of the yaw rate deviation Δγ is equal to or less than a predetermined value has continued for a predetermined time or more.
[0112]
If either S120 or S122 satisfies the condition, that is, the state where the absolute value of the steering wheel angle θH is not more than a predetermined value continues for a predetermined time or the state where the absolute value of the yaw rate deviation Δγ is not more than a predetermined value is a predetermined time. If the operation has been continued, the process proceeds to S123, where the instruction to change the control characteristics is released to each of the vehicle behavior control units 60, 65, 70, 75 (release of the avoidance travel mode), and the process proceeds to S124 where the alarm drive unit 88 is activated. Cancel the signal output to and exit the program.
[0113]
As described above, in the embodiment of the present invention, an obstacle to the own vehicle 1 is determined in advance, and the own vehicle 1 is considered in consideration of the road surface friction coefficient, road surface information of the road surface gradient, and the relative movement of the own vehicle 1 and the obstacle. Whether or not 1 can avoid an obstacle only by a braking operation is determined accurately. When the own vehicle 1 cannot avoid an obstacle only by the braking operation of the own vehicle 1, the vehicle behavior control units 60, 65, 70 are controlled according to the steering operation at that time and the vehicle behavior in the understeer or oversteer state. , 75 are shifted to the avoidance travel mode and operated, the driver can safely and easily execute the obstacle avoidance operation. In general, in the avoidance running, the first half places importance on turning ability, and in the second half after passing the obstacle and turning the steering wheel, importance is placed on stability. The vehicle behavior control units 60, 65, 70, and 75 are caused to execute necessary control by accurately determining this from the change. Furthermore, cancellation of the avoidance travel mode is also performed at an accurate timing by detecting the end of avoidance travel by the driver's steering operation or detecting the stability of the vehicle behavior after avoiding the obstacle.
[0114]
In the embodiment of the present invention, an example in which an image captured by a pair of CCD cameras 51R and 51L is processed for detection of a front obstacle has been described. However, the present invention is not limited to this. An obstacle such as a laser may be detected.
[0115]
In the embodiment of the present invention, the host vehicle 1 includes a front / rear driving force distribution control unit 60, a left / right driving force distribution control unit 65, a rear wheel steering control unit 70, and a braking force control unit 75 as vehicle behavior control units. The avoidance travel control unit 80 outputs signals to these four, but at least one of these vehicle behavior control units 60, 65, 70, 75 is used by the avoidance travel control unit 80. It goes without saying that the present invention can be applied as long as it is controlled.
[0116]
Further, in the embodiment of the present invention, the increase in the absolute value of the parameter (target yaw rate, steering wheel angle sensitive gain, yaw rate sensitive gain) in the vehicle behavior control units 60, 65, 70, 75 is larger than 1. Although it is performed by multiplying by a constant and the decrease correction is performed by multiplying by a constant smaller than 1, it is not limited to this if it can be corrected.
[0117]
In the embodiment of the present invention, the front / rear driving force distribution control unit 60 uses the target yaw rate as a correction parameter during control, but is not limited to this control method. In this case, it is sufficient that the fastening torque of the transfer clutch 21 can be set so that the driving force distribution is distributed to the rear wheel to improve the turning performance, and the driving force distribution is distributed to the front and rear in order to improve the stability. .
[0118]
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the target yaw rate is used as the correction parameter during the control in the left / right driving force distribution control unit 65, but the present invention is not limited to this control method. In this case, when improving the turning performance, when the vehicle is judged to have a stronger understeer tendency than the standard steering characteristic, the direction in which the outer wheel drives the target left-right driving force distribution ratio more strongly, or the inner ring is more Correct in the direction of strong braking. Also, in the case of improving the stability, the direction in which the inner wheel drives the target left / right driving force distribution ratio more strongly when the vehicle is judged to have an understeer tendency or an oversteer tendency that is weaker than the standard steering characteristic. Alternatively, the outer ring is corrected so as to brake more strongly.
[0119]
Further, in the embodiment of the present invention, the control law in the rear wheel steering control unit 70 has been described as an example in which “the steering wheel angle reverse phase + yaw rate in-phase control law” is a basic control law, but the control law is not limited thereto. Instead, for example, the well-known “yaw rate feedback control rule” or “front wheel steering angle proportional control rule” may be used. And even if it is another control law, when turning ability is improved, the turning angle of the rear wheel with respect to the front wheel is corrected in the opposite phase direction including reducing the steering amount in the in-phase direction. In order to improve the stability, the turning angle of the rear wheel with respect to the front wheel is corrected in the same phase direction including the reduction of the reverse phase steering amount.
[0120]
Furthermore, the braking force control by the braking force control unit 75 is not limited to that of the embodiment of the present invention. In order to improve the turning performance, when the vehicle is determined to have a stronger understeer tendency than the standard steering characteristic, the braking force to be applied is increased and corrected by increasing the target yaw moment. In order to improve the stability, when the vehicle is judged to have an understeer tendency or an oversteer tendency that is weaker than the standard steer characteristic, the target yaw moment is increased to increase and correct the braking force to be applied. Anyway.
[0121]
【The invention's effect】
  As explained aboveBookAccording to the invention, the obstacle information and the vehicle informationNews andBased on the above, it is determined whether or not the vehicle can avoid the obstacle only by the braking operation of the vehicle, and the vehicle cannot avoid the obstacle only by the braking operationDeterminedIf the vehicle behavior control means, handle operationIs detected and the vehicle behavior is judged to be understeered, control is performed to improve vehicle turning performanceTherefore, it is possible to determine obstacles for the vehicle in advance, and to appropriately avoid the obstacles by appropriately operating the vehicle behavior control means over the avoidance traveling in consideration of various traveling information. Become.
[0123]
  further,While the vehicle behavior control means is controlling in the direction to improve the vehicle turning abilityWhen the steering direction is reversed, the vehicle behavior control meansControl in the direction to improve vehicle stabilityBecause I switched,carThe change of the control of both behavior control means is performed at an appropriate timing, so that the driver can perform obstacle avoidance traveling reliably and easily.
[0124]
  Also,Control for improving vehicle turnability and control for improving vehicle stabilityThe case where the steering wheel is kept in a small state for a predetermined time or more, and the state where the deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate is within a predetermined set value continues for a predetermined time or more.InSince it was canceled, it is only when it is considered that the avoidance run has endedControl for improving vehicle turnability and control for improving vehicle stabilityIs released and accurate avoidance driving can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an entire vehicle motion control device in a vehicle.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an avoidance travel control unit
FIG. 3 is a flowchart of an avoidance travel control program.
FIG. 4 is a flowchart continued from FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart continued from FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 Own vehicle
42 Handle angle sensor (own vehicle information detection means)
43 Yaw rate sensor (own vehicle information detection means)
49 Longitudinal acceleration sensor (own vehicle information detection means)
51R, 51L CCD camera (obstacle recognition means)
52 Obstacle recognition unit (obstacle recognition means)
60 Front / rear driving force distribution control unit (vehicle behavior control means)
65 Left / right driving force distribution control unit (vehicle behavior control means)
70 Rear wheel steering control unit (vehicle behavior control means)
75 Braking force control unit (vehicle behavior control means)
80 Avoidance travel control unit (road surface information estimation means, braking avoidance determination means, avoidance control means)

Claims (4)

走行路前方の障害物を認識して障害物情報を検出する障害物認識手段と、自車両の走行状態を検出する自車両情報検出手段と、上記自車両の回頭性能を可変して車両挙動を制御する車両挙動制御手段と、上記障害物情報と上記自車両情報とに基づき上記自車両の制動操作で上記障害物を回避可能か否か判定する制動回避判定手段と、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定された場合に、上記車両挙動制御手段を制御する回避制御手段とを備え、
上記回避制御手段は、上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつハンドル角が所定値より大きく、かつ車両挙動がアンダーステア傾向にあると判断した場合に上記車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御し、
上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつ上記ハンドル角が上記所定値より大きく、かつ上記車両挙動がオーバーステア傾向にあると判断した場合に上記車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御し、
上記自車両が制動操作で上記障害物を回避できないと判定され、かつ上記ハンドル角が上記所定値以下の場合は上記車両挙動に関わらず、上記車両挙動制御手段を車両回頭性を向上させる方向に制御することを特徴とすることを特徴とする車両運動制御装置。Obstacle recognition means for recognizing an obstacle ahead of the road and detecting obstacle information, own vehicle information detection means for detecting the running state of the own vehicle, and changing the turning performance of the own vehicle to change the vehicle behavior. Vehicle behavior control means for controlling, braking avoidance judging means for judging whether or not the obstacle can be avoided by a braking operation of the host vehicle based on the obstacle information and the host vehicle information, and the host vehicle performing a braking operation and it is judged as unavoidable the obstacle, and a avoidance control means that control the vehicle behavior control means,
The avoidance control means is the vehicle behavior control means when it is determined that the host vehicle cannot avoid the obstacle by a braking operation, the handle angle is larger than a predetermined value, and the vehicle behavior is in an understeer tendency. Is controlled in the direction to improve vehicle turning ability,
When the host vehicle determines that the obstacle cannot be avoided by a braking operation, the handle angle is greater than the predetermined value, and the vehicle behavior is in an oversteer tendency, the vehicle behavior control means is Control in the direction of improving stability,
The vehicle is determined not to be avoided the obstacle braking operation, and if the steering wheel angle is below the predetermined value regardless of the vehicle behavior, the vehicle behavior control means in a direction to increase the vehicle once the head of A vehicle motion control device characterized by controlling. 上記回避制御手段は、上記車両挙動制御手段が車両回頭性を向上する方向に制御している間にハンドル操舵方向が反転した際は、上記車両挙動制御手段を車両安定性を向上させる方向に制御を切り換えることを特徴とする請求項１記載の車両運動制御装置。The avoidance control means controls the vehicle behavior control means in a direction to improve vehicle stability when the steering direction of the steering wheel is reversed while the vehicle behavior control means is controlling in a direction to improve the vehicle turning ability. claim 1 Symbol, wherein the switching the placement of the vehicle motion control device. 上記回避制御手段は、ハンドル操舵が小さい状態が所定時間以上継続した場合と、目標とするヨーレートと実際のヨーレートの偏差が予め定めた設定範囲内である状態が所定時間以上継続した場合の少なくともどちらかの場合に、上記車両回頭性を向上させる制御および上記車両安定性を向上させる制御を解除することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両運動制御装置。The avoidance control means is at least one of a case where the steering wheel is kept in a small state for a predetermined time or more and a state where the deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate is within a predetermined setting range for a predetermined time or more. 3. The vehicle motion control device according to claim 1, wherein the control for improving the vehicle turning performance and the control for improving the vehicle stability are canceled. 上記車両挙動制御手段は、車両の走行状態を基に制動力を所定の選択した車輪に加えて制御する制動力制御部と、車両の走行状態に応じて後輪を所定に操舵制御する後輪操舵制御部と、車両の走行状態に応じて前後輪間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御部と、車両の走行状態に応じて左右輪間の駆動力配分を可変制御する左右駆動力配分制御部の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両運動制御装置。The vehicle behavior control means includes a braking force control unit that controls a braking force in addition to a predetermined selected wheel based on a traveling state of the vehicle, and a rear wheel that performs predetermined steering control of the rear wheel according to the traveling state of the vehicle. A steering control unit, a front / rear driving force distribution control unit that variably controls driving force distribution between the front and rear wheels according to the traveling state of the vehicle, and a left / right unit that variably controls the driving force distribution between the left and right wheels according to the traveling state of the vehicle The vehicle motion control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the vehicle motion control device is at least one of a driving force distribution control unit.
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