以下、本発明による車両の運動制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施形態に係る運動制御装置10を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、4輪総てが駆動輪である4輪駆動方式の車両である。
この運動制御装置10は、駆動力を発生するとともに同駆動力を駆動輪FL,FR,RL,RRにそれぞれ伝達する駆動力伝達機構部20と、車輪にブレーキ液圧による制動力を発生させるためのブレーキ液圧制御装置30と、各種センサから構成されるセンサ部40と、電気式制御装置50とを含んで構成されている。
駆動力伝達機構部20は、駆動力を発生するエンジン21と、同エンジン21の吸気管21a内に配置されるとともに吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁THの開度TAを制御するDCモータからなるスロットル弁アクチュエータ22と、エンジン21の図示しない吸気ポート近傍に燃料を噴射するインジェクタを含む燃料噴射装置23と、エンジン21の出力軸に入力軸が接続された変速機24を備える。
また、駆動力伝達機構部20は、変速機24の出力軸から伝達される駆動力を適宜配分し同配分された駆動力をそれぞれ前輪側プロペラシャフト25及び後輪側プロペラシャフト26に伝達するトランスファ27と、前輪側プロペラシャフト25から伝達される前輪側駆動力を適宜分配し同分配された前輪側駆動力を前輪FL,FRにそれぞれ伝達する前輪側ディファレンシャル28と、後輪側プロペラシャフト26から伝達される後輪側駆動力を適宜分配し同分配された後輪側駆動力を後輪RR,RLにそれぞれ伝達する後輪側ディファレンシャル29とを含んで構成されている。
ブレーキ液圧制御装置30は、その概略構成を表す図2に示すように、ブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧を発生するブレーキ液圧発生部32と、車輪RR,FL,FR,RLにそれぞれ配置されたホイールシリンダWrr,Wfl,Wfr,Wrlに供給するブレーキ液圧をそれぞれ調整可能なRRブレーキ液圧調整部33,FLブレーキ液圧調整部34,FRブレーキ液圧調整部35,RLブレーキ液圧調整部36と、還流ブレーキ液供給部37とを含んで構成されている。
ブレーキ液圧発生部32は、ブレーキペダルBPの作動により応動するバキュームブースタVBと、同バキュームブースタVBに連結されたマスタシリンダMCとから構成されている。バキュームブースタVBは、エンジン21の吸気管内の空気圧力(負圧)を利用してブレーキペダルBPの操作力を所定の割合で助勢し同助勢された操作力をマスタシリンダMCに伝達するようになっている。
マスタシリンダMCは、第1ポート、及び第2ポートからなる2系統の出力ポートを有していて、リザーバRSからのブレーキ液の供給を受けて、前記助勢された操作力に応じた第1マスタシリンダ圧Pmを第1ポートから発生するようになっているとともに、同第1マスタシリンダ圧と略同一の液圧である前記助勢された操作力に応じた第2マスタシリンダ圧Pmを第2ポートから発生するようになっている。
これらマスタシリンダMC及びバキュームブースタVBの構成及び作動は周知であるので、ここではそれらの詳細な説明を省略する。このようにして、マスタシリンダMC及びバキュームブースタVB(ブレーキ液圧発生手段)は、ブレーキペダルBPの操作力に応じた第1マスタシリンダ圧及び第2マスタシリンダ圧をそれぞれ発生するようになっている。
マスタシリンダMCの第1ポートと、RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部の各々との間には、常開リニア電磁弁PC1が介装されている。同様に、マスタシリンダMCの第2ポートと、FRブレーキ液圧調整部35の上流部及びRLブレーキ液圧調整部36の上流部の各々との間には、常開リニア電磁弁PC2が介装されている。係る常開リニア電磁弁PC1,PC2の詳細については後述する。
RRブレーキ液圧調整部33は、2ポート2位置切換型の常開電磁開閉弁である増圧弁PUrrと、2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である減圧弁PDrrとから構成されている。増圧弁PUrrは、RRブレーキ液圧調整部33の上流部と後述するホイールシリンダWrrとを連通、或いは遮断できるようになっている。減圧弁PDrrは、ホイールシリンダWrrとリザーバRS1とを連通、或いは遮断できるようになっている。この結果、増圧弁PUrr、及び減圧弁PDrrを制御することでホイールシリンダWrr内のブレーキ液圧(ホイールシリンダ圧PWrr)が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
加えて、増圧弁PUrrにはブレーキ液のホイールシリンダWrr側からRRブレーキ液圧調整部33の上流部への一方向の流れのみを許容するチェック弁CV1が並列に配設されていて、これにより、操作されているブレーキペダルBPが開放されたときホイールシリンダ圧PWrrが迅速に減圧されるようになっている。
同様に、FLブレーキ液圧調整部34,FRブレーキ液圧調整部35、RLブレーキ液圧調整部36は、それぞれ、増圧弁PUfl及び減圧弁PDfl,増圧弁PUfr及び減圧弁PDfr,増圧弁PUrl及び減圧弁PDrlから構成されており、これらの増圧弁及び減圧弁が制御されることにより、ホイールシリンダWfl,ホイールシリンダWfr及びホイールシリンダWrl内のブレーキ液圧(ホイールシリンダ圧PWfl,PWfr,PWrl)をそれぞれ増圧、保持、減圧できるようになっている。また、増圧弁PUfl,PUfr及びPUrlの各々にも、上記チェック弁CV1と同様の機能を達成し得るチェック弁CV2,CV3及びCV4がそれぞれ並列に配設されている。
還流ブレーキ液供給部37は、直流モータMTと、同モータMTにより同時に駆動される2つの液圧ポンプ(ギヤポンプ)HP1,HP2を含んでいる。液圧ポンプHP1は、減圧弁PDrr,PDflから還流されてきたリザーバRS1内のブレーキ液を汲み上げ、同汲み上げたブレーキ液をチェック弁CV8を介してRRブレーキ液圧調整部33及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部に供給するようになっている。
同様に、液圧ポンプHP2は、減圧弁PDfr,PDrlから還流されてきたリザーバRS2内のブレーキ液を汲み上げ、同汲み上げたブレーキ液をチェック弁CV11を介してFRブレーキ液圧調整部35及びRLブレーキ液圧調整部36の上流部に供給するようになっている。なお、液圧ポンプHP1,HP2の吐出圧の脈動を低減するため、チェック弁CV8と常開リニア電磁弁PC1との間の液圧回路、及びチェック弁CV11と常開リニア電磁弁PC2との間の液圧回路には、それぞれ、ダンパDM1,DM2が配設されている。
次に、常開リニア電磁弁PC1について説明する。常開リニア電磁弁PC1の弁体には、図示しないコイルスプリングからの付勢力に基づく開方向の力が常時作用しているとともに、RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部の圧力から第1マスタシリンダ圧Pmを減じることで得られる差圧(以下、単に「実差圧」と云うこともある。)に基づく開方向の力と、常開リニア電磁弁PC1への通電電流(従って、指令電流Id)に応じて比例的に増加する吸引力に基づく閉方向の力が作用するようになっている。
この結果、図3に示したように、上記吸引力に相当する指令差圧ΔPdが指令電流Idに応じて比例的に増加するように決定される。ここで、I0はコイルスプリングの付勢力に相当する電流値である。そして、常開リニア電磁弁PC1は、係る指令差圧ΔPdが上記実差圧よりも大きいときに閉弁してマスタシリンダMCの第1ポートと、RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部との連通を遮断する。
一方、常開リニア電磁弁PC1は、指令差圧ΔPdが同実差圧よりも小さいとき開弁してマスタシリンダMCの第1ポートと、RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部とを連通する。この結果、(液圧ポンプHP1から供給されている)RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部のブレーキ液が常開リニア電磁弁PC1を介してマスタシリンダMCの第1ポート側に流れることで同実差圧が指令差圧ΔPdに一致するように調整され得るようになっている。なお、マスタシリンダMCの第1ポート側へ流入したブレーキ液はリザーバRS1へと還流される。
換言すれば、モータMT(従って、液圧ポンプHP1,HP2)が駆動されている場合、常開リニア電磁弁PC1への指令電流Idに応じて上記実差圧(の許容最大値)が制御され得るようになっている。このとき、RRブレーキ液圧調整部33の上流部、及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部の圧力は、第1マスタシリンダ圧Pmに実差圧(従って、指令差圧ΔPd)を加えた値(Pm+ΔPd)となる。
他方、常開リニア電磁弁PC1を非励磁状態にすると(即ち、指令電流Idを「0」に設定すると)、常開リニア電磁弁PC1はコイルスプリングの付勢力により開状態を維持するようになっている。このとき、実差圧が「0」になって、RRブレーキ液圧調整部33の上流部、及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部の圧力が第1マスタシリンダ圧Pmと等しくなる。
常開リニア電磁弁PC2も、その構成・作動について常開リニア電磁弁PC1のものと同様である。従って、モータMT(従って、液圧ポンプHP1,HP2)が駆動されている場合、常開リニア電磁弁PC2への指令電流Idに応じて、FRブレーキ液圧調整部35の上流部、及びRLブレーキ液圧調整部36の上流部の圧力は、第2マスタシリンダ圧Pmに指令差圧ΔPdを加えた値(Pm+ΔPd)となる。他方、常開リニア電磁弁PC2を非励磁状態にすると、FRブレーキ液圧調整部35の上流部、及びRLブレーキ液圧調整部36の上流部の圧力が第2マスタシリンダ圧Pmと等しくなる。
加えて、常開リニア電磁弁PC1には、ブレーキ液の、マスタシリンダMCの第1ポートから、RRブレーキ液圧調整部33の上流部及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部への一方向の流れのみを許容するチェック弁CV5が並列に配設されている。これにより、常開リニア電磁弁PC1への指令電流Idに応じて実差圧が制御されている間においても、ブレーキペダルBPが操作されることで第1マスタシリンダ圧PmがRRブレーキ液圧調整部33の上流部、及びFLブレーキ液圧調整部34の上流部の圧力よりも高い圧力になったとき、ブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧(即ち、第1マスタシリンダ圧Pm)そのものがホイールシリンダWrr,Wflに供給され得るようになっている。また、常開リニア電磁弁PC2にも、上記チェック弁CV5と同様の機能を達成し得るチェック弁CV6が並列に配設されている。
以上、説明した構成により、ブレーキ液圧制御装置30は、右後輪RRと左前輪FLとに係わる系統と、左後輪RLと右前輪FRとに係わる系統の2系統の液圧回路から構成されている。ブレーキ液圧制御装置30は、全ての電磁弁が非励磁状態にあるときブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧(即ち、マスタシリンダ圧Pm)をホイールシリンダW**にそれぞれ供給できるようになっている。
なお、各種変数等の末尾に付された「**」は、同各種変数等が各車輪FR等のいずれに関するものであるかを示すために同各種変数等の末尾に付される「fl」,「fr」等の包括表記であって、例えば、ホイールシリンダW**は、左前輪用ホイールシリンダWfl,
右前輪用ホイールシリンダWfr, 左後輪用ホイールシリンダWrl, 右後輪用ホイールシリンダWrrを包括的に示している。
他方、この状態において、モータMT(従って、液圧ポンプHP1,HP2)を駆動するとともに、常開リニア電磁弁PC1,PC2を指令電流Idをもってそれぞれ励磁すると、マスタシリンダ圧Pmよりも指令電流Idに応じて決定される指令差圧ΔPdだけ高いブレーキ液圧をホイールシリンダW**にそれぞれ供給できるようになっている。
加えて、ブレーキ液圧制御装置30は、増圧弁PU**、及び減圧弁PD**を制御することでホイールシリンダ圧PW**を個別に調整できるようになっている。即ち、ブレーキ液圧制御装置30は、運転者によるブレーキペダルBPの操作にかかわらず、各車輪に付与される制動力を車輪毎に個別に調整できるようになっている。
これにより、ブレーキ液圧制御装置30は、後述する電気式制御装置50からの指示により、車両の安定性を維持するための後述する車両安定化制御(オーバーステア抑制制御)を達成できるようになっている。
再び図1を参照すると、センサ部40は、車輪FL,FR,RL及びRRの車輪速度に応じた周波数を有する信号をそれぞれ出力する電磁ピックアップ式の車輪速度センサ41fl,41fr,41rl及び41rrと、運転者により操作されるアクセルペダルAPの操作量を検出し、同アクセルペダルAPの操作量Accpを示す信号を出力するアクセル開度センサ42と、(第1)マスタシリンダ圧を検出し、マスタシリンダ圧Pmを示す信号を出力するマスタシリンダ圧センサ43(図2も参照)と、車両の横加速度を検出し、同横加速度(実横加速度Gy)を示す信号を出力する横加速度センサ44と、車両のヨーレイトを検出し、同ヨーレイト(実ヨーレイトYr)を示す信号を出力するヨーレイトセンサ45と、ステアリングSTの中立位置からの回転角度を検出し、ステアリング角度θsを示す信号を出力するステアリング角度センサ46と、から構成されている。
ステアリング角度θsは、ステアリングSTが中立位置にあるときに「0」となり、同中立位置からステアリングSTを(運転者から見て)反時計まわりの方向へ回転させたときに正の値、同中立位置から同ステアリングSTを時計まわりの方向へ回転させたときに負の値となるように設定されている。また、実横加速度Gy、及び実ヨーレイトYrは、車両が左方向(車両上方から見て反時計まわりの方向)へ旋回しているときに正の値、車両が右方向へ旋回しているときに負の値となるように設定されている。
電気式制御装置50は、互いにバスで接続されたCPU51、CPU51が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、定数等を予め記憶したROM52、CPU51が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM53、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM54、及びADコンバータを含むインターフェース55等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース55は、前記センサ等41〜46と接続され、センサ等41〜46からの信号をCPU51に供給するとともに、同CPU51の指示に応じてブレーキ液圧制御装置30の各電磁弁及びモータM、スロットル弁アクチュエータ22、及び燃料噴射装置23に駆動信号を送出するようになっている。
これにより、スロットル弁アクチュエータ22は、原則的に、スロットル弁THの開度TAがアクセルペダルAPの操作量Accpに応じた開度になるように同スロットル弁THを駆動するとともに、燃料噴射装置23は、スロットル弁THの開度TAに応じた吸入空気量に対して所定の目標空燃比(理論空燃比)を得るために必要な量の燃料を噴射するようになっている。
また、上述した常開リニア電磁弁PC1,PC2への指令電流Id(通電電流)は、CPU51により制御される。具体的には、CPU51は、通電電流のデューティ比を調整することでその平均(実効)電流を指令電流Idとして調整するようになっている。
(車両安定化制御の概要)
次に、上記構成を有する本発明の実施形態に係る運動制御装置10(以下、「本装置」と云うこともある。)による車両安定化制御(オーバーステア抑制制御)の概要について説明する。
本装置は、車両の運動モデルから導かれる理論式を基礎とする下記(1)式に基づいて、舵角ヨーレイトYrtを算出する。この舵角ヨーレイトYrtは、車両が左方向へ旋回しているとき(ステアリング角度θsが正の値のとき)に正の値、車両が右方向へ旋回しているとき(ステアリング角度θsが負の値のとき)に負の値となるように設定される。なお、この理論式は、ステアリング角度及び車体速度が共に一定である状態で車両が旋回するとき(定常円旋回時)におけるヨーレイトの理論値を算出する式である。
Yrt=(Vso・θs)/(n・L)・(1/(1+Kh・Vso2)) ・・・(1)
上記(1)式において、Vsoは後述するように算出される推定車体速度である。また、Lは車両のホイールベースであり、Khはスタビリティファクタであり、nはステアリングギヤ比である。ホイールベースl、スタビリティファクタKh、及びステアリングギヤ比nは、車両の諸元に従って決定される定数である。
また、本装置は、下記(2)式に基づいて、ヨーレイトセンサ45により得られる実ヨーレイトYrの絶対値から上記舵角ヨーレイトYrtの絶対値を減じた値であるヨーレイト偏差ΔYrを算出する。
ΔYr=|Yr|−|Yrt| ・・・(2)
更に、本装置は、下記(3)式に基づいて、制御しきい値THを設定する。
TH=(THbase+THadd)・Kth ・・・(3)
上記(3)式において、THbaseは基本しきい値であり、後述するように推定車体速度Vsoに応じて決定される正の値である。THaddはしきい値補正量であり、後述するように横加速度センサ44により得られる実横加速度Gyの絶対値に応じて決定される「0」以上の値である。
Kthはしきい値係数であって、後述するように車両がスピン傾向にあると判定されている場合(以下、「スピン傾向時」と云うこともある。)を除いて「1」に設定される。後に詳述するが、スピン傾向時においては、しきい値係数Kthは「0.5」以上「1」以下の値に設定される。従って、スピン傾向時では、車両がスピン傾向にあると判定されていない場合(以下、「通常時」と云うこともある。)に比して、制御しきい値THが小さめに設定される。
上記(2)式により算出されるヨーレイト偏差ΔYrの値が正の値であることは、車両が舵角ヨーレイトYrtが同車両に発生していると仮定した場合よりも旋回半径が小さくなる状態にあることを意味する。本装置は、ヨーレイト偏差ΔYrが上記(3)式に従って設定される制御しきい値TH(>0)よりも大きいとき、車両が「オーバーステア状態」にあると判定する。
本装置は、車両が「オーバーステア状態」にあると判定すると、オーバーステア状態を抑制するための車両安定化制御(オーバーステア抑制制御)を実行する。具体的には、本装置は、旋回方向外側の前輪に所定の制動力を発生させて車両に対してヨーイング方向と反対方向のヨーイングモーメントを強制的に発生させる。これにより、実ヨーレイトYrの絶対値が小さくなり、実ヨーレイトYrが舵角ヨーレイトYrtに近づくように制御される。この結果、車両の安定性が維持され得る。
以上のように、ヨーレイト偏差ΔYrが制御しきい値THを超えたとき、車両安定化制御が開始される。また、制御しきい値THが小さいほどヨーレイト偏差ΔYrが制御しきい値THを超え易くなる。従って、車両安定化制御は、制御しきい値THが小さいほどより早期に開始・実行される。
なお、上記(2)式により算出されるヨーレイト偏差ΔYrの値が負の値であることは、車両が舵角ヨーレイトYrtが同車両に発生していると仮定した場合よりも旋回半径が大きくなる状態にあることを意味する。本例では、ヨーレイト偏差ΔYrが負の所定値「−Yrus」(Yrusは正の定数)よりも小さいとき、車両が「アンダーステア状態」にあると判定される。以上が、車両安定化制御の概要である。
(スピン傾向の検出の概要)
次に、本装置によるスピン傾向の検出の概要について図4を参照しながら説明する。本装置は、車両のスピン傾向を誘発させる運転者による操作(以下、「特定操作」と称呼する。)が行われたことを検出した後、続けてスピン傾向を表す挙動(以下、「特定挙動」と称呼する。)が車両に発生したことを検出したとき、車両がスピン傾向にあると判定する。以下、運転者による特定操作の検出、特定挙動の検出について順に説明する。
<運転者による特定操作の検出>
本装置では、図4に示したように、運転者による特定操作として2種類の操作が想定されている。一つ目は、旋回方向への過大な操舵操作である。前述したように、特に低μ路面上を車両が走行している場合において上記過大な操舵操作が行われると、その後において車両に比較的緩やかなスピン傾向が発生する。
本装置は、車両のアンダーステア状態が所定時間Tusrefだけ継続したとき、運転者による過大な操舵操作が行われたと判定する(即ち、過大な操舵操作が行われたことを検出する)。
二つ目は、車体前側の車輪に加えられる荷重を増大せしめる荷重移動操作である。前述したように、車両が前記限界旋回状態にある場合において上記荷重移動操作が行われると、その後において車両に比較的緩やかなスピン傾向が発生する。
本装置は、後述するように車両が限界旋回状態にあるか否かを判定する。そして、車両の限界旋回状態が検出されている間において、アクセルペダルAPの戻し操作、或いはブレーキペダルBPの踏み込み操作が所定時間Ttcinrefだけ継続したとき、運転者による上記荷重移動操作が行われたと判定する(即ち、上記荷重移動操作が行われたことを検出する)。
<特定挙動の検出>
上記運転者による特定操作により車両にスピン傾向が発生すると、実ヨーレイトYr(の絶対値)は次第に増大していく。このとき、運転者は、前述したように、実ヨーレイトYrの絶対値の増大を抑制する方向(即ち、ステアリング角度θsの絶対値が減少する方向)に操舵操作を行うか、或いはステアリングSTの位置を保持する(即ち、ステアリング角度θsが略一定に維持される)操舵操作を行うことが多い。
この結果、ステアリング角度θsの挙動と実ヨーレイトYrの挙動とが乖離する。換言すれば、係るステアリング角度θsの挙動と実ヨーレイトYrの挙動との乖離は、上記スピン傾向を表す特定挙動となり得る。
他方、ステアリング角度θsの絶対値が減少する方向に操舵操作が行われると、操舵輪である前輪FR,FLの転舵角が小さくなることに伴って実ヨーレイトYrの絶対値の増大が抑制され、この結果、実ヨーレイトYrが略一定に維持され得る。また、ステアリング角度θsが略一定に維持されると、前輪FR,FLの転舵角が略一定に維持されることに伴って実ヨーレイトYrの絶対値が増加する。
以上のことから、本装置は、ステアリング角度θsの絶対値が小さくなるとともに実ヨーレイトYrが略一定に維持されている状態、或いは、ステアリング角度θsが略一定に維持されるとともに実ヨーレイトYrの絶対値が増加している状態(以下、これらの状態を「乖離状態」と称呼する。)が同所定時間Tyrrefだけ継続したとき、特定挙動が車両に発生したと判定する(特定挙動が車両に発生したことを検出する)。
そして、本装置は、上記運転者による特定操作と上記特定挙動とをこの順に続けて検出したとき、車両がスピン傾向にあると判定する(スピン傾向を検出する。)。これにより、上記運転者による特定操作に起因する比較的緩やかなスピン傾向が発生しても、同スピン傾向を確実に検出することができる。以上が、スピン傾向の検出の概要である。
(スピン傾向時の対処)
スピン傾向が車両に発生すると(即ち、スピン傾向時)、上述した「ステアリング角度θsの挙動と実ヨーレイトYrの挙動との乖離」に起因して、その後においてヨーレイト偏差ΔYrが増大していく。他方、スピン傾向が車両に発生した場合、車両の安定性を維持するため、上記車両安定化制御を早期に開始・実行することが好ましい。以上のことから、本装置は、スピン傾向時においては、車両安定化制御の制御開始条件を通常時よりも制御が開始され易い条件に変更する。
<しきい値係数Kthの値の低減>
より具体的には、本装置は、通常時において「1」に維持される上記(3)式のしきい値係数Kthの値を「0.5」以上「1」以下の値に設定する。この場合、しきい値係数Kthは、後述するように上記特定挙動の発生が検出された時点以降における上記乖離状態(従って、特定挙動)の継続時間に応じて逐次変更されていく。
これにより、スピン傾向時では、通常時に比して制御しきい値THが小さめに設定されるからヨーレイト偏差ΔYrが制御しきい値THを超え易くなる。従って、車両安定化制御が通常時に比して早期に開始・実行され得る。
<車体スリップ角βの併用>
スピン傾向時において、運転者が、舵角ヨーレイトYrtが実ヨーレイトYrに近づくように操舵操作を行うような場合、ヨーレイト偏差ΔYrの値が常に「0」に近づく値として計算されていく。このような場合、上記のように制御しきい値THの値を小さくしても、ヨーレイト偏差ΔYrが制御しきい値THを超えない事態が発生し得る。車両の安定性を維持するためには、このような場合であっても車両安定化制御が開始・実行され得ることが好ましい。
他方、車体の前後方向と同車体の進行方向とがなす角度である車体スリップ角βは、一般に、車両にスピン傾向が発生している場合、次第に増大していく。従って、ヨーレイト偏差ΔYrが上記低減された制御しきい値THを超えていないときであっても車体スリップ角βが増加しているとき、車両安定化制御を開始・実行することが好ましい。
そこで、本装置は、下記(4)式に基づいて推定車体スリップ角βを逐次計算する。本装置は、スピン傾向時、ヨーレイト偏差ΔYrが上記低減された制御しきい値THの半分の値を超えた時点での推定車体スリップ角β(以下、「基準車体スリップ角βref」と称呼する。)を取得する。そして、本装置は、その後において、推定車体スリップ角βの絶対値が基準車体スリップ角βrefの絶対値に対して所定量だけ大きい値となったとき、ヨーレイト偏差ΔYrが上記低減された制御しきい値THを超えていないときであっても車両安定化制御を開始・実行する。これによっても、車両安定化制御が早期に開始・実行され得る。
β=∫(Yr−(Gy/Vso))dt ・・・(4)
なお、上記(4)式は、推定車体スリップ角βは、実ヨーレイトYrと、車両の実横加速度Gy及び推定車体速度Vsoから算出される車両のヨーレイト(以下、「横加速度ヨーレイト」と称呼する。)との差(=車体スリップ角速度Dβ)を時間積分していくことで得られる値であることを示している。また、上記(4)式に従って計算される推定車体スリップ角βは、車両上方から見て、車体前後方向が車体の進行方向から反時計まわりの方向に傾いている場合に正の値をとるように計算される。以上が、スピン傾向時の対処の概要である。
(実際の作動)
次に、以上のように構成された本発明の実施形態に係る運動制御装置10の実際の作動について、電気式制御装置50のCPU51が実行するルーチンをフローチャートにより示した図5〜図12を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、先ず、車両のスピン傾向が検出されていない状態、即ち、「通常時」における作動について説明する。
CPU51は、図5に示した車輪速度等の算出を行うルーチンを所定時間(実行間隔時間Δt。例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ500から処理を開始し、ステップ505に進んで、車輪**の車輪速度(車輪**の外周の速度)Vw**をそれぞれ算出する。具体的には、CPU51は車輪速度センサ41**の出力値の変動周波数に基づいて車輪速度Vw**をそれぞれ算出する。
次いで、CPU51はステップ510に進み、アクセル開度センサ42から得られるアクセルペダル操作量Accpが「0」よりも大きいか否か(即ち、車両が加速状態にあるか減速状態にあるか)を判定し、「Yes」と判定する場合、ステップ515に進んで車輪速度Vw**のうちの最小値を推定車体速度Vsoとして算出する。一方、CPU51は「No」と判定する場合、ステップ520に進んで車輪速度Vw**のうちの最大値を推定車体速度Vsoとして算出する。
次いで、CPU51はステップ525に進み、上記ステップ515、或いはステップ520にて算出された推定車体速度Vsoと、ステアリング角度センサ46から得られるステアリング角度θsと、上記(1)式とに基づいて舵角ヨーレイトYrtを算出する。
続いて、CPU51はステップ530に進み、ヨーレイトセンサ45から得られる実ヨーレイトYrと、上記ステップ525にて算出された舵角ヨーレイトYrtと、上記(2)式とに基づいてヨーレイト偏差ΔYrを算出する。このステップ530はオーバーステア度合取得手段に相当する。
次に、CPU51はステップ535に進んで、横加速度センサ44から得られる実横加速度Gyと、上記算出された推定車体速度Vsoと、上記得られた実ヨーレイトYrと、ステップ535内に記載の式とに基づいて車体スリップ角速度Dβを求め、続くステップ540にて、その時点での推定車体スリップ角βに同求めた車体スリップ角速度Dβと上記実行間隔時間Δtの積を加えることで新たな推定車体スリップ角βを求める(更新する)。このステップ540での計算は、上記(4)式の積分計算に相当する。即ち、ステップ540は車体スリップ角取得手段に相当する。
次いで、CPU51はステップ545に進み、上記得られたステアリング角度θsと、上記得られた実ヨーレイトYrをそれぞれ、前回のステアリング角度θsbと、前回の実ヨーレイトYrbとして格納する。同様に、CPU51は、続くステップ550にて、マスタシリンダ圧センサ43から得られるマスタシリンダ圧Pmと、上記得られたアクセルペダル操作量Accpをそれぞれ、前回のマスタシリンダ圧Pmbと、前回のアクセルペダル操作量Accpbとして格納する。これらの各前回値はそれぞれ後述するルーチンで使用される。
そして、CPU51はステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降も、CPU51は本ルーチンを実行間隔時間Δtの経過毎に繰り返し実行することで各種値を逐次更新していく。
また、CPU51は、図6に示した制御しきい値THの設定を行うルーチンを所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ600から処理を開始し、ステップ605に進んで、制御フラグCONTの値が「0」になっているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ695に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
ここで、制御フラグCONTは、その値が「1」のとき車両安定化制御が実行中であることを示し、その値が「0」のとき同車両安定化制御が実行中でないことを示す。
いま、車両安定化制御が実行中でないものとすると、CPU51はステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進み、ステップ610内に記載のテーブルと、先のステップ515、或いはステップ520にて算出されている推定車体速度Vsoとに基づいて基本しきい値THbaseを決定する。これにより、基本しきい値THbaseは、推定車体速度Vsoが大きいほどより小さい値(正の値)に設定される。
次に、CPU51はステップ615に進み、ステップ615内に記載のテーブルと、上記得られた実横加速度Gyの絶対値とに基づいてしきい値補正量THbaseを決定する。これにより、基本しきい値THbaseは、実横加速度Gyの絶対値が大きいほどより大きい値に設定される。なお、この結果、基本しきい値THbaseは、路面摩擦係数μが大きいほどより大きい値に設定されると考えることもできる。
続いて、CPU51はステップ620に進んで、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」になっているか否かを判定する。ここで、スピン傾向検出フラグBHVは、その値が「1」のときスピン傾向が検出されていること(従って、「スピン傾向時」)を示し、その値が「0」のときスピン傾向が検出されていないこと(従って、「通常時」)を示す。
現時点は、上述の仮定により「通常時」であるから、CPU51はステップ620にて「No」と判定してステップ625に進み、しきい値係数Kthの値を「1」に設定し、続くステップ630にて上記基本しきい値THbaseと、上記しきい値補正量THaddと、上記しきい値係数Kthと、上記(3)式とに基づいて制御しきい値THを設定する。
これにより、制御しきい値THは、推定車体速度Vsoが小さいほど、実横加速度Gyの絶対値が大きいほど、より大きい値に設定される。以降、車両安定化制御が開始されず(CONT=0)、且つ「通常時」である限りにおいて、CPU51は所定時間の経過毎に上述した処理を繰り返し実行することで、しきい値係数Kthの値を「1」に維持したまま、推定車体速度Vso、及び実横加速度Gyの絶対値に応じて制御しきい値THを逐次更新していく。
また、CPU51は、図7に示した制御開始判定を行うルーチンを所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ700から処理を開始し、ステップ705に進んで、制御フラグCONTの値が「0」になっているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ795に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
現時点では車両安定化制御が実行中でない。従って、CPU51はステップ705にて「Yes」と判定してステップ710に進み、先のステップ530にて求めたヨーレイト偏差ΔYrの値が先のステップ630にて設定された制御しきい値THよりも大きいか否かを判定する。
いま、ヨーレイト偏差ΔYrの値が制御しきい値THを超えていないものとすると、CPU51はステップ710にて「No」と判定してステップ715に進み、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」であるか否かを判定する。現時点ではスピン傾向が検出されていない(従って、「通常時」である)から、CPU51はステップ715でも「No」と判定してステップ795に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、ヨーレイト偏差ΔYrの値が制御しきい値THを超えず、且つ「通常時」である限りにおいて、CPU51は所定時間の経過毎に上述した処理を繰り返し実行する。
次に、この状態にて、ヨーレイト偏差ΔYrの値が制御しきい値THを超えた場合(即ち、車両がオーバーステア状態になったと判定される場合、制御開始条件が成立した場合)について説明する。この場合、CPU51はステップ710に進んだとき「Yes」と判定してステップ720に進むようになり、同ステップ720にて制御フラグCONTの値を「0」から「1」に変更し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
この結果、以降、制御フラグCONTの値が「1」になっているから、CPU51はステップ705に進んだとき「No」と判定して本ルーチンを直ちに一旦終了するようになる。また、CPU51は図6のステップ605に進んだとき「No」と判定して直ちに図6のルーチンを一旦終了するようになる。これにより、制御しきい値THの設定・更新が中断されるとともに、車両安定化制御の制御開始判定が中断される。
一方、CPU51は、図8に示した制御の実行ルーチンを所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。なお、このルーチンは安定化制御実行手段に相当する。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ800から処理を開始し、ステップ805に進んで、制御フラグCONTの値が「1」になっているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ895に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
いま、先のステップ720の処理により制御フラグCONTの値が「0」から「1」に変更された直後であるものとすると、CPU51はステップ805にて「Yes」と判定してステップ810に進み、ステップ810内に記載のテーブルと、先のステップ535にて求められている車体スリップ角速度Dβの絶対値とに基づいて目標液圧Pwtを決定する。これにより、目標液圧Pwtは、車体スリップ角速度Dβの絶対値が大きいほどより大きい値に設定される。
続いて、CPU51はステップ815に進んで、上記得られた実ヨーレイトYrの値が正の値であるか否か(従って、車両が左方向へ旋回しているか否か)を判定し、「Yes」と判定する場合、CPU51はステップ820に進んで旋回方向外側の前輪に対応する右前輪FRの目標液圧Pwtfrに上記決定された目標液圧Pwtの値を設定するとともに残りの3輪の目標液圧Pwtfl,Pwtrr,Pwtrlに「0」を設定する。
一方、車両が右方向へ旋回している場合、CPU51はステップ815にて「No」と判定してステップ825に進み、旋回方向外側の前輪に対応する左前輪FLの目標液圧Pwtflに上記決定された目標液圧Pwtの値を設定するとともに残りの3輪の目標液圧Pwtfr,Pwtrr,Pwtrlに「0」を設定する。
そして、CPU51はステップ830に進んで、車輪**のホイールシリンダ圧Pw**がそれぞれ上記設定された目標液圧Pwt**になるように、ブレーキ液圧制御装置30の電磁弁への制御指示を行い、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、制御フラグCONTの値が「1」に維持されている限りにおいて、CPU51は上述した処理を繰り返し実行する。
これにより、車両安定化制御(オーバーステア抑制制御)が開始・実行され、実ヨーレイトYrの絶対値が減少せしめられることで車両の安定性が維持され得る。また、この結果、ヨーレイト偏差ΔYrは次第に減少していく。
なお、この場合、車両安定化制御として、上記ブレーキ液圧による制動力の付与に加えて、エンジン21の出力を低下させてもよい。この場合、CPU51は、例えば、スロットル弁THの開度TAがアクセルペダルAPの操作量Accpに応じた開度よりも所定量だけ小さい開度になるようにスロットル弁アクチュエータ22に駆動指示を与えるように構成してもよいし、前記所定の目標空燃比(理論空燃比)を得るために必要な量の燃料よりも所定量だけ少ない量の燃料を噴射するように燃料噴射装置23に駆動指示を与えるように構成してもよい。
また、CPU51は、図9に示した制御終了判定を行うルーチンを所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ900から処理を開始し、ステップ905に進んで、制御フラグCONTの値が「1」になっているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ995に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
いま、車両安定化制御が開始された直後であるものとすると、制御フラグCONTの値が「1」に維持されているから、CPU51はステップ905にて「Yes」と判定してステップ910に進み、ヨーレイト偏差ΔYrが終了判定基準値Yrref(正の定数)より小さいか否かを判定する。
現時点は車両安定化制御が開始された直後であるから、ヨーレイト偏差ΔYrが終了判定基準値Yrrefよりも十分大きい値になっている。従って、CPU51はステップ910にて「No」と判定してステップ915に進み、基準車体スリップ角設定フラグSETβrefの値が「1」であり、且つ先のステップ540にて求められている推定車体スリップ角βの絶対値が基準車体スリップ角βrefの絶対値よりも小さいか否かを判定する。
ここで、基準車体スリップ角設定フラグSETβrefは、その値が「1」のとき基準車体スリップ角βrefが設定されていることを示し、その値が「0」のとき基準車体スリップ角βrefが設定されていないことを示す。後述するように、基準車体スリップ角βrefは、「スピン傾向時」において設定され得る値である。
現時点は「通常時」であって基準車体スリップ角βrefは設定されていないから、基準車体スリップ角設定フラグSETβrefの値は「0」になっている。従って、CPU51はステップ915でも「No」と判定してステップ995に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、ヨーレイト偏差ΔYrが終了判定基準値Yrref以上であって、且つ「通常時」である限りにおいて、CPU51は上述した処理を繰り返し実行する。この間、ヨーレイト偏差ΔYrは次第に減少していく。
次に、この状態にて、ヨーレイト偏差ΔYrが終了判定基準値Yrrefより小さい値になった場合について説明する。この場合、CPU51はステップ910に進んだとき「Yes」と判定してステップ920に進み、制御フラグCONTの値を「1」から「0」に変更し、続くステップ925にてブレーキ液圧制御装置30の総ての電磁弁を非励磁状態とする指示を行う。これにより、車両安定化制御が終了する。
続いて、CPU51はステップ930に進み、スピン傾向検出フラグBHVの値、基準車体スリップ角設定フラグSETβrefの値、及び特定操作検出フラグDRVの値を総て「0」に初期化し、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。ここで、特定操作検出フラグDRVは、その値が「1」のとき運転者による特定操作が検出されていることを示し、その値が「0」のとき運転者による特定操作が検出されていないことを示す。
この結果、制御フラグCONTの値が「0」になる。従って、以降、CPU51はステップ905に進んだとき「No」と判定して本ルーチンを直ちに一旦終了するようになる。また、CPU51は図8のステップ805に進んだとき「No」と判定して直ちに図8のルーチンを一旦終了するようになる。
更には、CPU51は図6のステップ605に進んだとき「Yes」と判定して、しきい値係数Kthを「1」に維持した状態での制御しきい値THの設定・更新を再開する。また、図7のステップ705に進んだとき「Yes」と判定して車両安定化制御の制御開始判定を再開するとともに、制御開始条件が成立すると(ステップ710にて「Yes」と判定されると)車両安定化制御が開始・実行される。以上、「通常時」である限りにおいて上述した処理が繰り返し実行される。
次に、「通常時」において、車両のスピン傾向が検出される場合、即ち、「通常時」から「スピン傾向時」に移行する場合における作動について説明する。いま、「通常時」(BHV=0)であって、車両安定化制御が実行されておらず(CONT=0であって)、且つ運転者による特定操作が検出されていない(DRV=0である)ものとする。
CPU51は、上述した図5〜図9のルーチンに加えて図10に示したスピン傾向検出ルーチンも所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU51はステップ1000から処理を開始し、ステップ1005に進んで、制御フラグCONTの値が「0」になっているか否かを判定し、「No」と判定する場合(即ち、車両安定化制御が実行中は)、ステップ1095に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
現時点では、制御フラグCONTの値は「0」になっているから、CPU51はステップ1005にて「Yes」と判定してステップ1010に進み、特定操作検出フラグDRVの値が「0」であるか否かを判定し、ここでも「Yes」と判定してステップ1015を経由して図11に示した過大操舵操作検出ルーチンの処理を開始する。この図11のルーチンは特定操作判定手段に相当する。
即ち、CPU51はステップ1105に進むと、図5のステップ530にて算出されているヨーレイト偏差ΔYrが負の所定値「−Yrus」よりも小さいか否か(即ち、車両がアンダーステア状態にあるか否か)を判定し、「No」と判定する場合、ステップ1110に進んでカウンタNusの値を「0」にリセットする。一方、「Yes」と判定する場合、CPU51はステップ1115に進み、カウンタNusの値を「1」だけインクリメントする。即ち、カウンタNusの値はアンダーステア状態の継続時間を表す。
次に、CPU51はステップ1120に進んでカウンタNusの値が、前記所定時間Tusrefに相当する基準値Nusrefを超えたか否か(従って、アンダーステア状態の継続時間が所定時間Tusrefを超えたか否か)を判定し、「No」と判定する場合、ステップ1195に直ちに進む。
一方、「Yes」と判定する場合(即ち、過大操舵操作が検出された場合)、CPU51はステップ1125に進んで特定操作検出フラグDRVの値を「0」から「1」に変更し、続くステップ1130にてカウンタNyrの値を「0」にリセットした後、ステップ1195に進む。ここで、カウンタNyrの値は、後述するように前記乖離状態の継続時間に応じた値を表す。
CPU51はステップ1195に進むと、同ステップ1195を経由して図10のステップ1020に進み、ステップ1020を経由して図12に示した荷重移動操作検出ルーチンの処理を開始する。この図12のルーチンも特定操作判定手段に相当する。
即ち、CPU51はステップ1205に進むと、同ステップ1205内に記載の式に従って、前2輪FR,FLの車輪速度Vwfr,Vwflの差、及び車両の諸元から算出される車両のヨーレイト(以下、「前輪側車輪速ヨーレイトYrf」と称呼する。)を算出する。ここで、Tfは前輪側のトレッドである。
続いて、CPU51はステップ1210に進んで、同ステップ1210内に記載の式に従って、後2輪RR,RLの車輪速度Vwrr,Vwrlの差、及び車両の諸元から算出される車両のヨーレイト(以下、「後輪側車輪速ヨーレイトYrr」と称呼する。)を算出する。ここで、Trは後輪側のトレッドである。
次に、CPU51はステップ1215に進み、同ステップ1215〜ステップ1225にて車両が前記限界旋回状態にあるか否かを判定する。具体的には、CPU51はステップ1215にて上記算出された前輪側車輪速ヨーレイトYrfの絶対値が図5のステップ525にて算出されている舵角ヨーレイトYrtの絶対値よりも大きいか否かを判定し、「Yes」と判定する場合、続くステップ1220にて上記算出された後輪側車輪速ヨーレイトYrrの絶対値が同舵角ヨーレイトYrtの絶対値よりも大きいか否かを判定する。
更に、ステップ1220にて「Yes」と判定する場合、CPU51はステップ1225に進んで前輪側車輪速ヨーレイトYrfと後輪側車輪速ヨーレイトYrrの差の絶対値が所定の正の値Yrtcinよりも大きいか否かを判定する。
ここで、ステップ1215〜ステップ1225の判定条件が総て成立することは、車両が限界旋回状態にあると判定されることに対応している。これは以下の理由に基づく。即ち、4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にある場合、遠心力により旋回方向内側の車輪に加えられる荷重が少なくなることで、旋回方向内側の車輪が非駆動状態ではロックしがちになる。従って、非駆動状態では左右の車輪速度差(従って、車輪速ヨーレイトYrf,Yrrの絶対値)が大きくなる傾向がある。即ち、「|Yrf|>|Yrt|」、及び「|Yrr|>|Yrt|」が成立する。
加えて、4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にある場合であって路面摩擦係数μが比較的大きい高μ路面を走行している場合、非駆動状態(制動状態)では前輪への荷重移動量が大きくなることに起因して旋回方向内側の後輪の荷重が旋回方向内側の前輪の荷重よりも小さくなる。この結果、旋回方向内側の後輪のロック傾向が旋回方向内側の前輪のロック傾向よりも大きくなる傾向がある。このことは、後輪側車輪速ヨーレイトYrrが前輪側車輪速ヨーレイトYrfよりも大きくなる傾向があることを意味している。
一方、4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にある場合であって路面摩擦係数μが比較的小さい低μ路面を走行している場合、高μ路面を走行している場合に比してコーナリングフォースを維持するために必要なタイヤスリップ角(タイヤの中心面の向きと同タイヤの進行方向とのなす角度)が大きくなる。また、この場合、操舵輪である前輪のタイヤスリップ角は後輪のタイヤスリップ角よりも大きくなる。ここで、一般に、タイヤスリップ角が大きいほど同一のタイヤ前後力(タイヤの進行方向に発生する力。制動力)を得るために必要なタイヤスリップ率が大きくなる。即ち、この場合、旋回方向内側の前輪のスリップ率が旋回方向内側の後輪のスリップ率よりも大きくなる傾向がある。このことは、前輪側車輪速ヨーレイトYrfが後輪側車輪速ヨーレイトYrrよりも大きくなる傾向があることを意味している。
以上のことから、4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にある場合、何れの路面を走行していても、「|Yrf−Yrr|>Yrtcin」が成立する。よって、本例では、ステップ1215〜ステップ1225の判定条件が総て成立することを条件に、車両が限界旋回状態にあると判定される。
そして、CPU51は、車両が限界旋回状態にないと判定される場合(即ち、ステップ1215〜ステップ1225の判定条件の何れかが成立しない場合)、ステップ1245に進んでカウンタNtcinの値を「0」にリセットする。
一方、車両が限界旋回状態にあると判定される場合、CPU51はステップ1230に進み、現時点でのアクセルペダル操作量Accpから先のステップ550にて格納されている前回のアクセルペダル操作量Accpbを減じた値をアクセルペダル操作変化量DAccpとして設定するとともに、現時点でのマスタシリンダ圧Pmから同ステップ550にて格納されている前回のマスタシリンダ圧Pmbを減じた値をマスタシリンダ圧変化量DPmとして設定する。
続いて、CPU51はステップ1235に進んで、現時点でのアクセルペダル操作量Accpが「0」であること、及び上記アクセルペダル操作変化量DAccpが負の値であること(即ち、アクセルペダルAPの戻し操作が行われていること)の何れか一方が成立しているか否かを判定し、「Yes」と判定する場合ステップ1240に進み、上記マスタシリンダ圧変化量DPmが「0」以上であるか否か(即ち、ブレーキペダルBPの踏み込み操作が行われているか否か)を判定する。
そして、CPU51は、ステップ1235、1240の判定条件の何れかが成立しない場合、ステップ1245に進んでカウンタNtcinの値を「0」にリセットする。一方、ステップ1235、1240の判定条件が共に成立すると、CPU51はステップ1250に進んでカウンタNtcinの値を「1」だけインクリメントする。即ち、カウンタNtcinの値は、車両の限界旋回状態が検出されている間におけるアクセルペダルAPの戻し操作、或いはブレーキペダルBPの踏み込み操作の継続時間を表す。
続いて、CPU51はステップ1255に進み、カウンタNtcinの値が、前記所定時間Ttcinrefに相当する基準値Ntcinrefを超えたか否か(従って、上記アクセルペダルAPの戻し操作、或いはブレーキペダルBPの踏み込み操作の継続時間が所定時間Ttcinrefを超えたか否か)を判定し、「No」と判定する場合、ステップ1295に直ちに進む。
一方、「Yes」と判定する場合(即ち、荷重移動操作が検出された場合)、CPU51はステップ1260に進んで特定操作検出フラグDRVの値を「0」から「1」に変更し、続くステップ1265にてカウンタNyrの値を「0」にリセットした後、ステップ1295に進む。
CPU51はステップ1295に進むと、同ステップ1295を経由して図10のステップ1095に進み、図10のルーチンを一旦終了する。即ち、図10のルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するCPU51は、運転者による過大操舵操作、及び荷重移動操作の何れも検出されない限りにおいて、特定操作検出フラグDRVの値が「0」に維持されることにより、ステップ1010にて「Yes」と判定し続け、図11、及び図12のルーチンを繰り返し実行する。
次に、この状態から、運転者による過大操舵操作、及び荷重移動操作の何れかが検出された場合について説明する。この場合、先のステップ1130、又は1265の処理により、カウンタNyrの値は「0」にリセットされている。また、先のステップ1125、又は1260の処理により、特定操作検出フラグDRVの値が「1」に変更されている。
この場合、CPU51はステップ1010に進んだとき「No」と判定してステップ1025に進み、現時点での実ヨーレイトYrの絶対値から先のステップ545にて格納されている前回の実ヨーレイトYrbの絶対値を減じた値を実ヨーレイト変化量DYrとして設定するとともに、続くステップ1030にて、現時点でのステアリング角度θsの絶対値から同ステップ545にて格納されている前回のステアリング角度θsbの絶対値を減じた値をステアリング角度変化量Dθsとして設定する。
続いて、CPU51はステップ1035に進んで、上記ステアリング角度変化量Dθsの絶対値が微小値θ1(正の値)よりも小さく、且つ上記実ヨーレイト変化量DYrが「0」より大きいか否か(即ち、ステアリング角度θsが略一定に維持され、且つ実ヨーレイトYrの絶対値が増加しているか否か、θsとYrとが乖離状態となっているか否か)を判定し、「No」と判定する場合、ステップ1040に進む。
CPU51はステップ1040に進むと、上記ステアリング角度変化量Dθsが「0」より小さく、且つ上記実ヨーレイト変化量DYrの絶対値が微小値Yr1(正の値)よりも小さいか否か(即ち、ステアリング角度θsの絶対値が小さくなり、且つ、実ヨーレイトYrが略一定に維持されているか否か、θsとYrとが乖離状態となっているか否か)を判定し、ここでも「No」と判定する場合、ステップ1045に進んでカウンタNyrの値を「0」以上となる範囲内で「1」だけデクリメントする。
一方、CPU51はステップ1035、或いはステップ1040の何れかにて「Yes」と判定する場合、ステップ1060に進んでカウンタNyrの値を「1」だけインクリメントする。即ち、上述したように、カウンタNyrの値は、前記乖離状態の継続時間に応じた値を表す。
次に、CPU51はステップ1050に進むと、カウンタNyrの値が前記所定時間Tyrrefに相当する基準値Nyr1を超えたか否か(従って、上記乖離状態の継続時間が所定時間Tyrrefを超えたか否か)を判定する。
いま、カウンタNyrの値が基準値Nyr1を超えていないものとすると、CPU51はス1050にて「No」と判定してステップ1055に進み、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」であるか否かを判定する。現時点では、スピン傾向検出フラグBHVの値は「0」である。従って、CPU51はステップ1055にて「No」と判定してステップ1095に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
以降、カウンタNyrの値が基準値Nyr1を超えない限りにおいて、CPU51は、ステップ1010にて「No」と判定するとともにステップ1050、1055にて「No」と判定し続ける。この間、先の運転者による特定操作に起因してスピン傾向が発生していることにより、上記乖離状態が継続し続ける(即ち、カウンタNyrの値が増大する)。
この結果、所定時間が経過してカウンタNyrの値が基準値Nyr1を超えると(即ち、前記特定挙動が検出された場合)、CPU51はステップ1050に進んだとき「Yes」と判定してステップ1065に進んでスピン傾向検出フラグBHVの値を「0」から「1」に変更し、ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、車両のスピン傾向が検出される(即ち、「通常時(BHV=0)」から「スピン傾向時(BHV=1)」に移行する)。
このように、カウンタNyrの値が基準値Nyr1を超えることは、運転者による特定操作と、特定挙動がこの順に続けて検出されたことを意味する。従って、ステップ1050は特定挙動判定手段に相当するとともにスピン傾向判定手段にも相当する。
以降、CPU51は、車両安定化制御が開始されない(制御フラグCONT=0である)限りにおいて(且つ、特定操作検出フラグDRV≠0である限りにおいて)、ステップ1060、或いはステップ1045の何れかを繰り返し実行する。この結果、上記乖離状態(従って、特定挙動)が継続中はカウンタNyrの値が「1」ずつ増大していく一方、何らかの理由により乖離状態(従って、特定挙動)が終了した時点以降はカウンタNyrの値が「1」ずつ減少していく。
一方、このようにしてスピン傾向検出フラグBHVの値が「0」から「1」に変更されると(即ち、「スピン傾向時」になると)、図6のルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行しているCPU51は、ステップ620に進んだとき「Yes」と判定し、ステップ625に代えてステップ635に進むようになる。
CPU51はステップ635に進むと、同ステップ635内に記載のテーブルと、現時点でのカウンタNyrの値とに基づいてしきい値係数Kthの値(0.5≦Kth≦1.0)を決定する。これにより、しきい値係数Kth(従って、制御しきい値TH)は、「通常時」に比して小さい値に設定され得る。また、しきい値係数Kthは、カウンタNyrが大きいほどより小さい値となる。これは、上記乖離状態の継続時間が長くなるほど制御しきい値THがより小さい値に設定されることを意味している。ステップ635はしきい値低減手段に相当する。
この結果、図7のルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行しているCPU51がステップ710にて制御開始判定を行う際、制御開始条件(ΔYr>TH)が成立し易くなり、この結果、ステップ710にて「Yes」と判定されてステップ720が実行され易くなる。これにより、車両安定化制御が「通常時」よりも早期に開始され得るようになる。
また、ステップ710での上記制御開始条件が成立しない場合、CPU51はステップ710にて「No」と判定してステップ715に進み、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」であるか否かを判定し、「Yes」と判定してステップ725に進むようになる。
CPU51はステップ725に進むと、基準車体スリップ角設定フラグSETβrefの値が「1」になっているか否かを判定する。現時点では、基準車体スリップ角βrefは設定されておらずSETβrefの値は「0」になっているから、CPU51はステップ725にて「No」と判定してステップ730に進み、ヨーレイト偏差ΔYrが上記制御しきい値THの半分の値を超えているか否かを判定するとともに、「No」と判定する場合ステップ795に進む。
一方、ステップ730にて「Yes」と判定する場合、CPU51はステップ735に進んで図5のステップ540にて算出されている現時点での推定車体スリップ角βの値を基準車体スリップ角βrefとして格納し、続くステップ740にて基準車体スリップ角設定フラグSETβrefの値を「0」から「1」に変更する。
この結果、以降、ステップ710での上記制御開始条件が成立しない場合、CPU51はステップ725に進んだとき「Yes」と判定してステップ745に進み、現時点での推定車体スリップ角βの絶対値から上記基準車体スリップ角βrefの絶対値を減じた値が所定の正の値β1を超えているか否かを判定する。
そして、CPU51はステップ745にて「Yes」と判定する場合、ステップ720に進む。即ち、ステップ710での上記制御開始条件(ΔYr>TH)が成立しない場合であっても推定車体スリップ角βの絶対値が増加しているとき、車両安定化制御が開始される。これによっても、車両安定化制御が早期に開始され得る。
このようにして、ステップ720が実行された場合(即ち、制御フラグCONT=1となった場合)、上述した「通常時」の場合と同様、CPU51は図8のルーチンを繰り返し実行することで車両安定化制御を実行するとともに、図9のルーチンのステップ910にて制御終了条件が成立しているか否かをモニタする。
そして、ステップ910の制御終了条件が成立すると、CPU51はステップ920〜930の処理を実行する。これにより、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」から「0」に変更される(従って、「スピン傾向時」から「通常時」に移行される)。これにより、上述した「通常時」における作動が再開される。
加えて、特定操作検出フラグDRVの値が「1」から「0」に変更される。この結果、図10のルーチンを繰り返し実行しているCPU51は、ステップ1010にて「Yes」と判定するようになり、この結果、運転者による特定操作の検出(ステップ1015、1020)が再開される。
また、上記基準車体スリップ角βrefの値が設定された状態(即ち、基準車体スリップ角設定フラグSETβref=1である状態)にて車両安定化制御が開始・実行されている場合(即ち、制御フラグCONT=1となっている場合)、図9のルーチンを繰り返し実行しているCPU51は、ステップ910に進んだとき「No」と判定するときであっても、ステップ915に進んで、現時点での推定車体スリップ角βの絶対値が上記基準車体スリップ角βrefの絶対値よりも小さい場合「Yes」と判定してステップ920に進む。
この場合、ステップ910における制御終了条件(ΔYr<Yrref)が成立しない場合であっても、車両安定化制御が終了する。
なお、上述のように図10の1050にて「Yes」と判定され、ステップ1065にてスピン傾向検出フラグBHVの値が「0」から「1」に変更された場合(即ち、「通常時」から「スピン傾向時」に移行された場合)であっても、その後においてステップ710、或いはステップ745にて「Yes」と判定されず、この結果、比較的長時間が経過した後も車両安定化制御が開始されない場合がある。
このような場合、車両安定化制御が開始されない状態で、運転者による特定操作により開始・継続されていた乖離状態(従って、特定挙動)が終了し、この結果、ステップ1045の繰り返し実行によりカウンタNyrの値が「1」ずつ減少していく場合がある。
この場合、所定時間が経過してカウンタNyrの値が基準値Nyr1以下になると、CPU51はステップ1050からステップ1055に進み、同ステップ1055にて「Yes」と判定してステップ1070〜1080の処理(先のステップ930と同じ処理)を実行する。この結果、車両安定化制御が開始・実行されることなく、スピン傾向検出フラグBHVの値が「1」から「0」に変更される(従って、「スピン傾向時」から「通常時」に移行される)。これにより、上述した「通常時」における作動が再開される。
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る車両安定化制御(オーバーステア抑制制御)を実行可能な車両の運動制御装置は、車両のスピン傾向を誘発させる運転者による「特定操作」である上記過大操舵操作、及び荷重移動操作の何れかを検出した後(ステップ1125、或いはステップ1260を参照)、続けてスピン傾向を表す「特定挙動」が車両に発生したことを検出したとき(ステップ1065を参照)、車両がスピン傾向にあると判定する。
従って、上記運転者による「特定操作」に起因する比較的緩やかなスピン傾向の発生を確実に検出することができる。また、係るスピン傾向が検出されると、車両安定化制御の制御開始条件をより制御が開始され易い条件に変更する(ステップ635、ステップ745を参照)。この結果、スピン傾向が検出されると、車両安定化制御が早期に開始・実行され得るから、車両安定性が維持され得る。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、スピン傾向が検出された場合(即ち、スピン傾向時において)、スピン傾向時における制御開始条件(ステップ635、710、745を参照)が成立した場合に限り車両安定化制御が実行されるように構成されているが、スピン傾向が検出された場合(ステップ1065を参照)、直ちに車両安定化制御が開始・実行されるように構成してもよい。
また、上記実施形態においては、車両がアンダーステア状態にあることを条件に運転者による過大操舵操作を検出するように構成されているが、車両がアンダーステア状態にあるときにはステアリングSTの操舵トルクTが減少することを利用して、操舵トルクTが減少していることを条件に、過大操舵操作を検出するように構成してもよい。
この場合、実際の操舵トルクTを検出するトルクセンサと、推定車体速度Vso及びステアリング角度θsを引数とする基準操舵トルクTrefを求めるための所定のテーブルMapTref(Vso,θs)を備え、実際の操舵トルクTが基準操舵トルクTref=MapTref(Vso,θs)よりも所定量だけ小さくなったことを条件に、過大操舵操作を検出するように構成してもよい。
また、上記実施形態においては、ステアリング角度θsの挙動と実ヨーレイトYrの挙動とが乖離している場合に特定挙動が検出されるように構成されているが、ステアリング角度θsに代えて、舵角ヨーレイトYrtの挙動と実ヨーレイトYrの挙動とが乖離している場合に特定挙動が検出されるように構成されてもよい。
この場合、図10のステップ1030〜1040において、「ステアリング角度変化量Dθs」に代えて、舵角ヨーレイトYrtの絶対値から前回の舵角ヨーレイトYrtbの絶対値を減じた値である舵角ヨーレイト変化量DYrtが使用される。
また、上記実施形態においては、ステアリング角度θsの挙動と実ヨーレイトYrの挙動との間の乖離状態の継続時間を表すカウンタNyrの値と比較される対象である基準値Nyr1(ステップ1050を参照)が一定とされていたが、同基準値Nyr1を車両の走行状態に応じて変更してもよい。
この場合、例えば、実横加速度Gyの絶対値が大きくなるほど、実ヨーレイトYrの絶対値が大きくなるほど、或いは推定車体速度Vsoが大きくなるほど、スピン傾向を早期に検出する要求の程度が大きくなることから、基準値Nyr1をより小さい値に設定することが好適である。
また、上記実施形態においては、車両の限界旋回状態が検出されている間において、所定時間Ttcinrefに亘ってアクセルペダルAPの戻し操作、或いはブレーキペダルBPの踏み込み操作が継続することを条件に、運転者による荷重移動操作が行われたと判定するように構成されているが、この条件に、車体減速度(例えば、推定車体速度Vsoの時間微分値の絶対値)の増加が継続することを加えてもよい。
また、上記実施形態においては、図12のステップ1215〜ステップ1225の判定条件が総て成立したときにのみ4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にあると判定されるように構成されているが、この条件に加えて、駆動状態であって(アクセルペダル操作量Accp>0)、且つ、旋回方向内側の前後車輪の車輪速度が共に対応する旋回方向外側の車輪の車輪速度より大きいときにも4輪駆動方式の車両が限界旋回状態にあると判定されるように構成してもよい。
10…車両の運動制御装置、30…ブレーキ液圧制御装置、41**…車輪速度センサ、42…アクセル開度センサ、43…マスタシリンダ圧センサ、44…横加速度センサ、45…ヨーレイトセンサ、46…ステアリング角度センサ、50…電気式制御装置、51…CPU