JP4452300B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも操舵角検出手段とヨーレート検出手段との出力値に基づいて車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関する。

近年、車両においては、操舵角や車両の速度などに基づいて推定されたヨーレートと、ヨーレート検出手段で検出された実ヨーレートとを比較してその挙動を制御する車両挙動制御装置を備えるものがある。一般に、このような車両挙動制御装置は、ヨーレート検出手段に異常が発生すると正常な制御に影響を与えることがあるので、車両の制御に反映させるためにヨーレート検出手段の異常を判定することが重要となる。

そこで、例えば、特許文献１には、推定されたヨーレートと実ヨーレートとの差が基準値以上となった場合に、ヨーレート検出手段に故障が生じたと判定する車両の制御装置が開示されている。また、特許文献２には、操舵角から設定された目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に応じて車両に生じるヨーモーメントの方向と、操舵によるヨーモーメントの方向とが反対方向である場合にセンサの異常を判断する車両挙動制御装置が開示されている。

特開平７−１４９２５１号公報 特開２００１−１７１５０１号公報

ところで、車両が旋回している状況でヨーレート検出手段に異常が発生してその出力値（実ヨーレート）の方向が車両の実際の旋回方向と逆方向になると、車両の挙動に影響を与えるおそれがある。

そこで、本発明は、車両が旋回している状況においてヨーレート検出手段の異常を確実かつ迅速に判定する車両挙動制御装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の車両挙動制御装置は、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、少なくとも前記操舵角検出手段と前記ヨーレート検出手段からの出力値に基づいて前記車両の挙動を制御する制御部とを備える車両挙動制御装置であって、前記制御部は、前記操舵角検出手段の出力値に基づいて第一ヨーレートを推定するとともに、当該第一ヨーレートの絶対値が第一閾値以上となるときの前記第一ヨーレートの正負から第一旋回方向を推定する第一旋回方向推定手段と、前記横加速度検出手段の出力値に基づいて第二ヨーレートを推定するとともに、当該第二ヨーレートが第二閾値以上または以下となるときの前記第二ヨーレートと、前記第二閾値との差の正負から第二旋回方向を推定する第二旋回方向推定手段と、前記第一旋回方向と前記第二旋回方向とが同じ方向である場合の当該方向を前記車両の旋回方向と判定する車両旋回方向判定手段と、前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向である場合に前記ヨーレート検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備え、前記第二旋回方向推定手段は、前記第一ヨーレートの絶対値が前記第一閾値を超える時点の第二ヨーレートを前記第二閾値と設定することを特徴とする。

このように構成された車両挙動制御装置によれば、運転者の意図に基づく操舵角検出手段の出力値から推定された第一旋回方向と、車両の挙動に基づく横加速度検出手段の出力値から推定された第二旋回方向とが同じ方向であって、実ヨーレートが示す旋回方向のみが異なる場合にヨーレート検出手段が異常であると判定するので、車両が旋回している状況におけるヨーレート検出手段の異常を確実に判定することができる。また、車両の旋回方向と実ヨーレートが示す旋回方向とが異なるか否かを判定することによりヨーレート検出手段の異常の有無を判定するので、ヨーレート検出手段の異常を迅速に判定することができる。

そして、第二旋回方向を推定する際に、操舵角検出手段の出力値から推定された第一ヨーレートを使用することで、走行中の路面状態、特に車両左右方向の傾斜を考慮することができる。これにより、より正確に第二旋回方向を推定することができるので、ヨーレート検出手段の異常をより確実に判定することができる。

また、本発明の車両挙動制御装置は、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、少なくとも前記操舵角検出手段と前記ヨーレート検出手段からの出力値に基づいて前記車両の挙動を制御する制御部とを備える車両挙動制御装置であって、前記制御部は、前記操舵角検出手段の出力値に基づいて第一ヨーレートを推定するとともに、当該第一ヨーレートの絶対値が第一閾値以上となるときの前記第一ヨーレートの正負から第一旋回方向を推定する第一旋回方向推定手段と、前記横加速度検出手段の出力値に基づいて第二ヨーレートを推定するとともに、当該第二ヨーレートが第二閾値以上または以下となるときの前記第二ヨーレートと、前記第二閾値との差の正負から第二旋回方向を推定する第二旋回方向推定手段と、前記第一旋回方向と前記第二旋回方向とが同じ方向である場合の当該方向を前記車両の旋回方向と判定する車両旋回方向判定手段と、前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向である場合に前記ヨーレート検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備え、前記実ヨーレートの方向は、前記ヨーレート検出手段の出力値が第三閾値以上の変動を示す直前の出力値と、前記第三閾値以上変動した後の出力値との差の正負を方向として用いることを特徴とする。

これによれば、ヨーレート検出手段の出力値が第三閾値以上、変動した場合に、ヨーレート検出手段の出力値が第三閾値以上の変動を示す直前の出力値と第三閾値以上変動した後の出力値の差の正負を実ヨーレートの方向として用いるので、異常の誤判定を防止することができる。

また、前記異常判定手段は、前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向であると判定された時点から所定時間以上経過した場合に前記ヨーレート検出手段の異常を判定することとしてもよい。

これによれば、車両の旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる方向であると判定された時点から所定時間以上経過、すなわち、異なる方向の状態が所定時間以上継続した段階で異常判定を行うので、誤判定を防止することができ、ヨーレート検出手段の異常をより確実に判定することができる。

また、前記実ヨーレートの方向は、前記ヨーレート検出手段の出力値の正負から推定される方向としてもよい。

これによれば、容易かつ迅速にヨーレート検出手段の出力値の方向を推定することができるので、ヨーレート検出手段の異常をより迅速に判定することができる。

本発明の車両挙動制御装置によれば、車両が旋回している状況におけるヨーレート検出手段の異常を確実かつ迅速に判定することができる。これにより、ヨーレート検出手段の異常を確実かつ迅速に車両の挙動制御に反映させることが可能となる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は車両挙動制御装置を備えた車両を示す構成図であり、図２は車両挙動制御装置のブレーキ液圧回路を示す構成図である。

図１に示すように、車両挙動制御装置１００は、車両ＣＲの各車輪Ｗに付与する制動力（ブレーキ液圧）を適宜制御するためのものであり、油路（液圧路）や各種部品が設けられた液圧ユニット１０と、液圧ユニット１０内の各種部品を適宜制御するための制御部２０とを主に備えている。

制御部２０には、車輪Ｗの車輪速度を検出する車輪速センサ９１と、ステアリングＳＴの操舵角を検出する操舵角センサ９２（操舵角検出手段）と、車両ＣＲの横方向に働く加速度（横加速度）を検出する横加速度センサ９３（横加速度検出手段）と、車両ＣＲの旋回角速度（実ヨーレート）を検出するヨーレートセンサ９４（ヨーレート検出手段）と、車両ＣＲの前後方向の加速度を検出する加速度センサ９５とが接続されている。各センサ９１〜９５の検出結果は、制御部２０に出力される。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、車輪速センサ９１、操舵角センサ９２、横加速度センサ９３、ヨーレートセンサ９４および加速度センサ９５からの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各演算処理を行うことによって制御を実行する。

ホイールシリンダＨは、マスタシリンダＭＣおよび車両挙動制御装置１００により発生されたブレーキ液圧を各車輪Ｗに設けられた車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬの作動力に変換する液圧装置であり、それぞれ配管を介して車両挙動制御装置１００の液圧ユニット１０に接続されている。

図２に示すように、液圧ユニット１０は、運転者がブレーキペダルＢＰに加える踏力に応じたブレーキ液圧を発生する液圧源であるマスタシリンダＭＣと、車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬとの間に配置されている。液圧ユニット１０は、ブレーキ液が流通する油路を有する基体であるポンプボディ１０ａ、油路上に複数配置された入口弁１、出口弁２などから構成されている。

マスタシリンダＭＣの二つの出力ポートＭ１，Ｍ２はポンプボディ１０ａの入口ポート１２１に接続され、ポンプボディ１０ａの出口ポート１２２は各車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに接続されている。そして、通常時はポンプボディ１０ａ内の入口ポート１２１から出口ポート１２２までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルＢＰの踏力が各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達されるようになっている。

また、出力ポートＭ１から始まる油路は前輪左側の車輪ブレーキＦＬと後輪右側の車輪ブレーキＲＲに通じており、出力ポートＭ２から始まる油路は前輪右側の車輪ブレーキＦＲと後輪左側の車輪ブレーキＲＬに通じている。なお、以下では、出力ポートＭ１から始まる油路を「第一系統」と称し、出力ポートＭ２から始まる油路を「第二系統」と称する。

液圧ユニット１０には、その第一系統に各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられており、同様に、その第二系統に各車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられている。また、液圧ユニット１０には、第一系統および第二系統のそれぞれに、リザーバ３、ポンプ４、ダンパ５、オリフィス５ａ、調圧弁（レギュレータ）Ｒ、吸入弁７、貯留室７ａが設けられている。さらに、液圧ユニット１０には、第一系統のポンプ４と第二系統のポンプ４とを駆動するための共通のモータ９が設けられている。このモータ９は、回転数制御可能なモータである。また、本実施形態では、第二系統にのみ圧力センサ８が設けられている。

なお、以下では、マスタシリンダＭＣの出力ポートＭ１，Ｍ２から各調圧弁Ｒに至る油路を「出力液圧路Ａ１」と称し、第一系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに至る油路および第二系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに至る油路をそれぞれ「車輪液圧路Ｂ」と称する。また、出力液圧路Ａ１からポンプ４に至る油路を「吸入液圧路Ｃ」と称し、ポンプ４から車輪液圧路Ｂに至る油路を「吐出液圧路Ｄ」と称し、さらに、車輪液圧路Ｂから吸入液圧路Ｃに至る油路を「開放路Ｅ」と称する。

制御弁手段Ｖは、マスタシリンダＭＣまたはポンプ４側から車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側（詳細には、ホイールシリンダＨ側）への液圧の行き来を制御する弁であり、ホイールシリンダＨの圧力を増加、保持または低下させることができる。そのため、制御弁手段Ｖは、入口弁１、出口弁２およびチェック弁１ａを備えて構成されている。

入口弁１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとマスタシリンダＭＣとの間、すなわち車輪液圧路Ｂに設けられた常開型の電磁弁である。入口弁１は、通常時に開いていることで、マスタシリンダＭＣから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁１は、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により閉塞されることで、ブレーキペダルＢＰから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに伝達するブレーキ液圧を遮断する。

出口弁２は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲと各リザーバ３との間、すなわち車輪液圧路Ｂと開放路Ｅとの間に介設された常閉型の電磁弁である。出口弁２は、通常時に閉塞されているが、車輪Ｗがロックしそうになったときに制御部２０により開放されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに作用するブレーキ液圧を各リザーバ３に逃がす。

チェック弁１ａは、各入口弁１に並列に接続されている。このチェック弁１ａは、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入のみを許容する一方向弁であり、ブレーキペダルＢＰからの入力が解除された場合に、入口弁１を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭＣ側へのブレーキ液の流入を許容する。

リザーバ３は、開放路Ｅに設けられており、各出口弁２が開放されることによって逃がされるブレーキ液圧を吸収する機能を有している。また、リザーバ３とポンプ４との間には、リザーバ３側からポンプ４側へのブレーキ液の流れのみを許容するチェック弁３ａが介設されている。

ポンプ４は、出力液圧路Ａ１に通じる吸入液圧路Ｃと車輪液圧路Ｂに通じる吐出液圧路Ｄとの間に介設されており、リザーバ３に貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Ｄに吐出する機能を有している。これにより、リザーバ３により吸収されたブレーキ液をマスタシリンダＭＣに戻すことができるとともに、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合でもブレーキ液圧を発生して車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに制動力を発生することができる。
なお、ポンプ４のブレーキ液の吐出量は、モータ９の回転数に依存しており、例えば、モータ９の回転数が大きくなると、ポンプ４によるブレーキ液の吐出量も大きくなる。

ダンパ５およびオリフィス５ａは、その協働作用によってポンプ４から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動および後述する調圧弁Ｒが作動することにより発生する脈動を減衰させている。

調圧弁Ｒは、通常時に開いていることで、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する。また、調圧弁Ｒは、ポンプ４が発生したブレーキ液圧によりホイールシリンダＨ側の圧力を増加するときには、ブレーキ液の流れを遮断しつつ、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側の圧力を設定値以下に調節する機能を有している。そのため、調圧弁Ｒは、切換弁６およびチェック弁６ａを備えて構成されている。

切換弁６は、マスタシリンダＭＣに通じる出力液圧路Ａ１と各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに通じる車輪液圧路Ｂとの間に介設された常開型のリニアソレノイド弁である。詳細は図示しないが、切換弁６の弁体は、付与される電流に応じた電磁力によって車輪液圧路ＢおよびホイールシリンダＨ側へ付勢されており、車輪液圧路Ｂの圧力が出力液圧路Ａ１の圧力より所定値（この所定値は、付与される電流による）以上高くなった場合には、車輪液圧路Ｂから出力液圧路Ａ１へ向けてブレーキ液が逃げることで、車輪液圧路Ｂ側の圧力が所定圧に調整される。

チェック弁６ａは、各切換弁６に並列に接続されている。このチェック弁６ａは、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する一方向弁である。

吸入弁７は、吸入液圧路Ｃに設けられた常閉型の電磁弁であり、吸入液圧路Ｃを開放する状態または遮断する状態に切り換えるものである。吸入弁７は、切換弁６が閉じるとき、すなわち、運転者がブレーキペダルＢＰを操作しない場合において各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにブレーキ液圧を作用させるときに制御部２０により開放（開弁）される。

貯留室７ａは、吸入液圧路Ｃ上におけるポンプ４と吸入弁７との間に設けられている。この貯留室７ａは、ブレーキ液を貯留するものであり、これにより、吸入液圧路Ｃに貯留されるブレーキ液の容量が実質的に増大する。

圧力センサ８は、第二系統の出力液圧路Ａ１のブレーキ液圧を検出するものであり、その検出結果は制御部２０に入力される。

次に、制御部２０の詳細について説明する。参照する図面において、図３は制御部の構成を示すブロック図であり、図４はセンサ異常検出部の構成を示す詳細ブロック図である。また、図５（ａ）は操舵角センサの出力値、操舵角ヨーレートおよび操舵角ヨー基準値のタイムチャート、（ｂ）は横加速度ヨーレートおよび横加速度ヨー基準値のタイムチャート、（ｃ）は左旋回判定フラグのタイムチャート、（ｄ）は右旋回判定フラグのタイムチャート、（ｅ）はヨーレートセンサの出力値および実ヨーレート基準値のタイムチャート、（ｆ）は異常判定フラグのタイムチャートである。

図３に示すように、制御部２０は、各センサ９１〜９５から入力された信号に基づいて液圧ユニット１０内の制御弁手段Ｖ、切換弁６（調圧弁Ｒ）および吸入弁７の開閉動作ならびにモータ９の動作を制御して、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの動作を制御するものである。制御部２０は、目標液圧設定部２１、ブレーキ液圧計算部２２、弁駆動部２３、モータ駆動部２４、センサ異常検出部２５、制御停止部２６および記憶部２９を備えている。

目標液圧設定部２１は、各センサ９１〜９５から入力された信号に基づいて制御ロジックを選択し、当該制御ロジックに応じて各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの目標液圧を設定する。この設定の方法は、従来公知の方法により行えばよく、特に限定されない。

一例を挙げれば、四つの車輪Ｗの車輪速度から車両ＣＲの車体速度を計算し、車輪速度と車体速度からスリップ率を計算する。また、横加速度と車両ＣＲの前後方向の加速度に基づいて合成加速度を演算し、この合成加速度から路面の摩擦係数を推定する。そして、この摩擦係数、スリップ率およびホイールシリンダＨの現在のブレーキ液圧に基づいて各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの各目標液圧を設定することができる。

そして、目標液圧設定部２１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの目標液圧のうち、同系統のもの同士を比較して最も高い目標液圧をその系統におけるホイールシリンダＨの目標液圧とする。
設定された各目標液圧は、弁駆動部２３およびモータ駆動部２４に出力される。

ブレーキ液圧計算部２２は、圧力センサ８によって検出されたブレーキ液圧、すなわちマスタシリンダ圧と弁駆動部２３による各電磁弁１，２，６の駆動量に基づいて各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲのブレーキ液圧（推定ブレーキ液圧）を計算する。
計算されたブレーキ液圧は、弁駆動部２３およびモータ駆動部２４に出力される。

弁駆動部２３は、各目標液圧および各推定ブレーキ液圧に基づいて各制御弁手段Ｖ、調圧弁Ｒおよび吸入弁７の駆動を制御するものである。詳細には、弁駆動部２３は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲのホイールシリンダＨのブレーキ液圧が目標液圧に一致するように、液圧ユニット１０内の各入口弁１、出口弁２、切換弁６および吸入弁７を作動させるパルス信号を液圧ユニット１０へ出力する。このパルス信号は、例えば、ホイールシリンダＨの現在のブレーキ液圧と目標液圧との差が大きいほど多くのパルスを出力するようにする。
このような弁駆動部２３は、制御弁手段Ｖを駆動する制御弁手段駆動部２３ａと、調圧弁Ｒを駆動する調圧弁駆動部２３ｂと、吸入弁７を駆動する吸入弁駆動部２３ｃとを備えている。

制御弁手段駆動部２３ａは、目標液圧と推定ブレーキ液圧との差から、ホイールシリンダＨの圧力を増加すべき場合には、入口弁１および出口弁２の双方に電流を流さないことで、入口弁１を開放し、出口弁２を閉じる。また、ホイールシリンダＨの圧力を減少させるべき場合には、入口弁１および出口弁２の双方にパルス信号を送り、入口弁１を閉じ、出口弁２を開放させることで、ホイールシリンダＨのブレーキ液を出口弁２から流出させる。さらに、ホイールシリンダＨの圧力を保持すべき場合には、入口弁１にパルス信号を送り、出口弁２には電流を流さないことで、入口弁１と出口弁２の双方を閉じる。

調圧弁駆動部２３ｂは、通常時は、調圧弁Ｒに電流を流さない。また、目標液圧設定部２１から目標液圧の入力があった場合には、調圧弁Ｒに流す電流を決定してパルス信号を出力する。調圧弁Ｒにパルス信号が出力されると、電流に応じた電磁力によって調圧弁Ｒ（切換弁６）の弁体が車輪液圧路Ｂ側へ付勢される。ポンプ４による加圧によって車輪液圧路Ｂ側の圧力が弁体の付勢力以上となると、ブレーキ液は出力液圧路Ａ１側へ逃げることができる。これにより、車輪液圧路Ｂおよび吐出液圧路Ｄ側の圧力が所定圧に調整されるようになっている。

吸入弁駆動部２３ｃは、通常時は、吸入弁７に電流を流さない。また、目標液圧設定部２１が出力した目標液圧からホイールシリンダＨの圧力を増加させるべき場合であって、圧力センサ８が検出したマスタシリンダ圧が目標液圧より低い場合には、ポンプ４での加圧を可能にするため吸入弁７にパルス信号を出力する。これにより、吸入弁７が開いてマスタシリンダＭＣからポンプ４へブレーキ液が吸入されるようになっている。

モータ駆動部２４は、各目標液圧および各推定ブレーキ液圧に基づいてモータ９の回転数を決定し、駆動する。すなわち、モータ駆動部２４は、回転数制御によりモータ９を駆動するものであり、例えば、デューティ制御により回転数制御を行う。

センサ異常検出部２５は、車輪速センサ９１、操舵角センサ９２および横加速度センサ９３から入力された信号に基づいて車両ＣＲの旋回方向を判定し、ヨーレートセンサ９４から入力された実ヨーレートの方向と比較してヨーレートセンサ９４の異常の有無を判定する。
センサ異常検出部２５は、図４に示すように、第一旋回方向推定手段２５ａ、第二旋回方向推定手段２５ｂ、車両旋回方向判定手段２５ｃおよび異常判定手段２５ｄを備えている。

第一旋回方向推定手段２５ａは、車輪速センサ９１および操舵角センサ９２の出力値（車輪速度および操舵角）から、従来公知の方法により、第一ヨーレート（以下、操舵角ヨーレートという）を推定する。そして、この操舵角ヨーレートの絶対値が第一閾値以上となるとき（例えば、時刻ｔ１−ｔ２の区間）の操舵角ヨーレートの正負から第一旋回方向を推定する。

本実施形態では、後述する第二旋回方向の推定のため、第一閾値Ｔｈ１を反映した操舵角ヨー基準値を設定する。操舵角ヨー基準値は、図５（ａ）に示すように、原則として操舵角ヨーレートに倣った値を取るが、正側については第一閾値Ｔｈ１を上限値とし、負側については、−Ｔｈ１を下限値として値に制限をかけてある。

そして、操舵角ヨーレートから操舵角ヨー基準値を減算し、その差が正となる場合には第一旋回方向が左方向であると推定し、差が負となる場合には第一旋回方向が右方向であると推定する。

ここで、第一閾値Ｔｈ１は、操舵角ヨーレートの絶対値がこの値（Ｔｈ１）を超えた時点で車両ＣＲが実際に旋回を開始するように、車両ＣＲの大きさや種類などに応じて予め実験やシミュレーションなどにより定められた固定値である。したがって、操舵角ヨーレートの絶対値が第一閾値Ｔｈ１より小さいときには、車両ＣＲは直進走行しているとみなすことができる。

第二旋回方向推定手段２５ｂは、車輪速センサ９１および横加速度センサ９３の出力値から、従来公知の方法により、第二ヨーレート（以下、横加速度ヨーレートという）を推定する。そして、この横加速度ヨーレートが第二閾値以上または以下となるとき（時刻ｔ１−ｔ２の区間または時刻ｔ３−ｔ４の区間）の横加速度ヨーレートと、第二閾値との差の正負から第二旋回方向を推定する。

詳細には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、操舵角ヨー基準値がＴｈ１または−Ｔｈ１の維持を開始する時点、すなわち、操舵角ヨーレートの絶対値が第一閾値Ｔｈ１を超える時点の横加速度ヨーレートを第二閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２と設定する。そして、操舵角ヨー基準値がＴｈ１を維持する区間（時刻ｔ１−ｔ２）においてはＴｈ２１を、操舵角ヨー基準値が−Ｔｈ１を維持する区間（時刻ｔ３−ｔ４）においてはＴｈ２２をそれぞれ横加速度ヨー基準値に設定する。また、それ以外の区間においては、横加速度ヨーレートを横加速度ヨー基準値に設定する。なお、時刻ｔ４からｔ５の区間、すなわち、それまで一定値（Ｔｈ２２）としていた横加速度ヨー基準値に対し、横加速度ヨーレートの大小関係が変わった時点からは、横加速度ヨーレートを横加速度ヨー基準値として設定する。

そして、横加速度ヨーレートから横加速度ヨー基準値を減算し、その差が正となる場合には第二旋回方向が左方向であると推定し、差が負となる場合には第二旋回方向が右方向であると推定する。

車両旋回方向判定手段２５ｃは、第一旋回方向と第二旋回方向とを比較し、その方向が同じ方向である場合には当該方向が車両ＣＲの旋回方向であると判定する。詳細には、図５（ｃ）に示すように、第一旋回方向と第二旋回方向が共に左方向である場合には、車両ＣＲが実際に左方向に旋回していると判定する。また、図５（ｄ）に示すように、第一旋回方向と第二旋回方向が共に右方向である場合には、車両ＣＲが実際に右方向に旋回していると判定する。

異常判定手段２５ｄは、車両ＣＲの旋回方向とヨーレートセンサ９４の出力値（実ヨーレート）の方向とを比較し、その方向が同じとなるか異なるかを判定してヨーレートセンサ９４の異常の有無を判定する。

詳細には、例えば、図５（ｅ）に示すように、まず、車両ＣＲが左方向に旋回中であると判定されている状況（時刻ｔ１−ｔ２の区間）において、予め定められた単位時間Ｘ当たりのヨーレートセンサ９４の出力値（実ヨーレート）の変動量が第三閾値Ｔｈ３以上である場合、実ヨーレートが変動する直前のヨーレートセンサ９４の出力値Ｙ１を実ヨーレート基準値として維持・設定する。

次に、変動後の実ヨーレートから実ヨーレート基準値を減算し、その差が正となる場合には実ヨーレートの示す旋回方向が左方向であると推定し、負となる場合には実ヨーレートの示す旋回方向が右方向であると推定する。そして、実ヨーレートの示す旋回方向と車両旋回方向判定手段２５ｃで判定された車両ＣＲの旋回方向とを比較する。

その結果、実ヨーレートの示す旋回方向が、車両ＣＲの旋回方向と同じとなる場合には、ヨーレートセンサ９４に異常は発生していないと判定する。
一方、実ヨーレートの示す旋回方向が、車両ＣＲの旋回方向と異なる場合には、図５（ｆ）に示すように、その状態が所定時間Ｔ以上継続した段階で、ヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定して異常検出信号を制御停止部２６（図３参照）に出力する。

ここで、第三閾値Ｔｈ３は、車両ＣＲの通常の走行では発生し得ない実ヨーレートの変動量に基づいて定められた値であり、例えば、車両ＣＲの大きさや種類などに応じて予め実験やシミュレーションなどにより定めることができる。

また、単位時間Ｘは、ヨーレートセンサの特性に応じて適宜設定することができる。例えば、異常が発生してから出力値に反映されるまでに時間を要するヨーレートセンサを使用する場合は単位時間Ｘを長く設定することが望ましい。

なお、本実施形態では、予め定められた単位時間Ｘ当たりの実ヨーレートの変動量からヨーレートセンサ９４に異常を判定しているが、ヨーレートセンサ９４の異常の判定方法はこれに限定されるものではなく、例えば、単位時間Ｘ当たりの変動量を一定時間監視してヨーレートセンサの異常を総合的に判定することもできる。

制御停止部２６は、センサ異常検出部２５（異常判定手段２５ｄ）から異常検出信号が入力されると、目標液圧設定部２１による目標液圧の設定を停止させる。これにより、制御弁手段Ｖ、調圧弁Ｒ、吸入弁７およびモータ９の駆動が停止されるため、ヨーレートセンサ９４の異常が車両ＣＲの制御に与える影響を防止することができる。

次に、以上のように構成された車両挙動制御装置１００の制御部２０の動作について説明する。参照する図面において、図６および図７は制御部における処理を説明するフローチャートである。

まず、制御部２０は、図６に示すように、車輪速センサ９１および操舵角センサ９２の出力値から操舵角ヨーレートを推定する（Ｓ１）。次に、操舵角ヨーレートおよび第一閾値Ｔｈ１から操舵角ヨー基準値を設定する（Ｓ２）。そして、操舵角ヨーレートから操舵角ヨー基準値を減算し、その差の正負から第一旋回方向を推定する（Ｓ３）。

また、制御部２０は、車輪速センサ９１および横加速度センサ９３の出力値から横加速度ヨーレートを推定する（Ｓ４）。次に、操舵角ヨー基準値から第二閾値Ｔｈ２１およびＴｈ２２を設定し、さらに、横加速度ヨーレート、第二閾値Ｔｈ２１およびＴｈ２２から横加速度ヨー基準値を設定する（Ｓ５）。そして、横加速度ヨーレートから横加速度ヨー基準値を減算し、その差の正負から第二旋回方向を推定する（Ｓ６）。

次に、制御部２０は、第一旋回方向と第二旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定する（Ｓ７）。第一旋回方向と第二旋回方向とが同じ方向でない場合（Ｓ７，Ｎｏ）には、ステップＳ１６（図７参照）に移行して通常の処理を実行する。一方、第一旋回方向と第二旋回方向とが同じ方向である場合（Ｓ７，Ｙｅｓ）には、当該方向を車両ＣＲの旋回方向と推定する（Ｓ８）。

次いで、制御部２０は、図７に示すように、単位時間Ｘ当たりの実ヨーレートの変動量が第三閾値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する（Ｓ９）。実ヨーレートの変動が第三閾値Ｔｈ３未満である場合（Ｓ９，Ｎｏ）には、ステップＳ１６に移行して通常の処理を実行する。一方、実ヨーレートの変動が第三閾値Ｔｈ３以上である場合（Ｓ９，Ｙｅｓ）には、実ヨーレートが変動する直前の出力値Ｙ１を実ヨーレート基準値として設定する（Ｓ１０）。そして、実ヨーレートから実ヨーレート基準値を減算し、その差の正負から実ヨーレートの方向を推定する（Ｓ１１）。

そして、制御部２０は、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向を比較し、その方向が異なるか否かを判定する（Ｓ１２）。車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが同じである場合（Ｓ１２，Ｎｏ）には、ステップＳ１６に移行して通常の処理を実行する。一方、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）には、その状態が所定時間Ｔ以上継続しているか否か判定し（Ｓ１３）、所定時間Ｔ以上継続している場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）には、ヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定する（Ｓ１４）。ヨーレートセンサ９４の異常を判定した制御部２０は、制御弁手段Ｖ、調圧弁Ｒ、吸入弁７およびモータ９の駆動を中止し、制御を停止する（Ｓ１５）。

なお、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる状態が所定時間Ｔ未満である場合（Ｓ１３，Ｎｏ）のように、ヨーレートセンサ９４に異常が発生していないと判定されたときには、制御部２０は、通常の処理（ステップＳ１６以降の処理）を実行する。すなわち、各センサ９１〜９５の出力値に基づいて各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲの目標液圧を設定する（Ｓ１６）。また、圧力センサ８の出力値（マスタシリンダ圧）と各電磁弁１，２，６の駆動量に基づいて各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲのブレーキ液圧（推定ブレーキ液圧）を計算する（Ｓ１７）。そして、制御部２０は、各目標液圧および各推定ブレーキ液圧に基づいて各制御弁手段Ｖ、調圧弁Ｒおよび吸入弁７を駆動する（Ｓ１８）とともに、モータ９の回転数を決定して駆動する（Ｓ１９）。この場合、制御部２０は、図６および図７に示すフローチャートに従い、スタートからエンドまでの処理を繰り返すこととなる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
車両挙動制御装置１００は、運転者の意図に基づく第一旋回方向と、車両ＣＲの実際の挙動に基づく第二旋回方向とが同じ方向であって、実ヨーレートが示す旋回方向のみが異なる場合にヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定するので、車両ＣＲの旋回中におけるヨーレートセンサ９４の異常を確実に判定することができる。

また、車両挙動制御装置１００は、車両ＣＲの旋回方向（第一旋回方向および第二旋回方向）と実ヨーレートが示す旋回方向とが異なるか否かを判定することでヨーレートセンサ９４の異常発生の有無を判定しているので、ヨーレートセンサ９４の異常を迅速に判定することができる。

また、車両挙動制御装置１００は、第二旋回方向を推定する際に、操舵角ヨーレートおよび第一閾値Ｔｈ１から横加速度ヨー基準値を設定しているので、走行中のステアリングＳＴの角度、すなわち、走行中の路面状態（車両左右方向の傾斜）を考慮することができる。これによれば、より正確に第二旋回方向を推定することができるので、ヨーレートセンサ９４の異常をより確実に判定することができる。

また、車両挙動制御装置１００は、実ヨーレートの変動量が第三閾値Ｔｈ３以上である場合にその方向を推定するので、異常の誤判定を防止することができる。

また、車両挙動制御装置１００は、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる状態が所定時間Ｔ以上継続した段階で異常判定を行うので、誤判定を防止することができ、ヨーレートセンサ９４の異常をより確実に判定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記した実施形態では、操舵角ヨーレートおよび第一閾値Ｔｈ１から操舵角ヨー基準値を設定し、操舵角ヨーレートと操舵角ヨー基準値との差の正負から第一旋回方向を推定しているが、これに限定されるものではない。例えば、単純に操舵角ヨーレートの絶対値が第一閾値Ｔｈ１以上となるときの操舵角ヨーレートの正負から推定してもよい。すなわち、操舵角ヨーレートが正となる場合は第一旋回方向が左方向であると推定でき、操舵角ヨーレートが負となる場合は第一旋回方向が右方向であると推定できる。

前記した実施形態では、横加速度ヨーレート、操舵角ヨーレートおよび第一閾値Ｔｈ１から第二閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２を設定しているが、これに限定されず、第二閾値は、予め実験やシミュレーションなどによって定めた固定値であってもよい。また、路面の傾斜（車両左右方向の傾斜）を考慮するため、横加速度センサ９３の出力値を監視して、ゼロでない状態が一定時間継続した場合には、横加速度センサ９３の出力値に応じて第二閾値を変動させてもよい。

前記した実施形態では、実ヨーレートの変動量が第三閾値Ｔｈ３以上である場合に実ヨーレート基準値を設定し、変動後の実ヨーレートと実ヨーレート基準値との差の正負から実ヨーレートの方向を推定しているが、これに限定されるものではない。例えば、単純に実ヨーレートの正負から実ヨーレートの方向を推定してもよい。すなわち、実ヨーレートが正となる場合はその方向が左方向であると推定でき、実ヨーレートが負となる場合はその方向が右方向であると推定できる。
これによれば、容易かつ迅速にヨーレート検出手段の方向を推定することができるので、ヨーレート検出手段の異常をより迅速に判定することができる。

なお、前記した実施形態では、各ヨーレートと各基準値との差、操舵角ヨーレート、実ヨーレートなどが正となる場合を左方向、負となる場合を右方向として方向を推定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、これは、正となった場合を左方向、負となった場合を右方向と予め決めているにすぎず、例えば、正となる場合を右方向、負となる場合を左方向と決めて方向を推定してもよい。

前記した実施形態では、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる状態が所定時間Ｔ以上継続した段階でヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、車両の旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なる状態となった時点でヨーレートセンサに異常が発生していると判定してもよい。

前記した実施形態では、ヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定した場合には、異常検出信号を制御停止部２６に出力して目標液圧設定部２１による目標液圧の設定を停止させ、制御弁手段Ｖ、調圧弁Ｒ、吸入弁７およびモータ９の駆動を停止しているが、ヨーレートセンサ異常発生時の制御はこれに限定されるものではない。例えば、車両が実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段を複数備えている場合には、異常と判定されたヨーレート検出手段からの出力値をシャットダウンして他のヨーレート検出手段からの出力値に基づいて制御を継続してもよいし、予備のヨーレート検出手段に切り替えて制御を継続してもよい。また、運転者がブレーキペダルを操作しない場合にブレーキ液圧を発生させる制御（調圧弁Ｒ、吸入弁７およびモータ９の駆動。例えば、横滑り抑制制御など）のみを停止して、いわゆるアンチロックブレーキ制御（制御弁手段Ｖの駆動）は実行するようにしてもよい。

なお、前記した実施形態において、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが同じとなる場合には、ヨーレートセンサ９４に異常は発生していないと判定したが、例えば、実ヨーレートの変動量が第三閾値Ｔｈ３以上であり、かつ、変動後の実ヨーレートが固着している場合には、予めヨーレートセンサ９４に異常が発生していると判定してもよい。このような場合、ステアリングＳＴを逆方向に操舵すれば、車両ＣＲの旋回方向と実ヨーレートの方向とが異なり、結果として、ヨーレートセンサ９４の異常が判定されるからである。

本発明は、従来公知の制御方法、すなわち、推定されたヨーレートと実ヨーレートとの差が基準値以上となった場合に故障を判定する制御方法（特許文献１参照）や、車両に生じるヨーモーメントの方向と操舵によるヨーモーメントの方向に基づいてセンサの異常を判断する制御方法（特許文献２参照）などを行う車両挙動制御装置にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両挙動制御装置を備えた車両を示す構成図である。 車両挙動制御装置のブレーキ液圧回路を示す構成図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 センサ異常検出部の構成を示す詳細ブロック図である。 （ａ）は操舵角センサの出力値、操舵角ヨーレートおよび操舵角ヨー基準値のタイムチャート、（ｂ）は横加速度ヨーレートおよび横加速度ヨー基準値のタイムチャート、（ｃ）は左旋回判定フラグのタイムチャート、（ｄ）は右旋回判定フラグのタイムチャート、（ｅ）はヨーレートセンサの出力値および実ヨーレート基準値のタイムチャート、（ｆ）は異常判定フラグのタイムチャートである。 制御部における処理を説明するフローチャートである。 制御部における処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

２０ 制御部
９２ 操舵角センサ
９３ 横加速度センサ
９４ ヨーレートセンサ
２５ａ 第一旋回方向推定手段
２５ｂ 第二旋回方向推定手段
２５ｃ 車両旋回方向判定手段
２５ｄ 異常判定手段
１００ 車両挙動制御装置
ＣＲ 車両
Ｔ 所定時間
Ｔｈ１ 第一閾値
Ｔｈ２１，Ｔｈ２２ 第二閾値
Ｔｈ３ 第三閾値

Claims (4)

1. 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
   前記車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
   少なくとも前記操舵角検出手段と前記ヨーレート検出手段からの出力値に基づいて前記車両の挙動を制御する制御部とを備える車両挙動制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記操舵角検出手段の出力値に基づいて第一ヨーレートを推定するとともに、当該第一ヨーレートの絶対値が第一閾値以上となるときの前記第一ヨーレートの正負から第一旋回方向を推定する第一旋回方向推定手段と、
   前記横加速度検出手段の出力値に基づいて第二ヨーレートを推定するとともに、当該第二ヨーレートが第二閾値以上または以下となるときの前記第二ヨーレートと、前記第二閾値との差の正負から第二旋回方向を推定する第二旋回方向推定手段と、
   前記第一旋回方向と前記第二旋回方向とが同じ方向である場合の当該方向を前記車両の旋回方向と判定する車両旋回方向判定手段と、
   前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向である場合に前記ヨーレート検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備え、
   前記第二旋回方向推定手段は、前記第一ヨーレートの絶対値が前記第一閾値を超える時点の第二ヨーレートを前記第二閾値と設定することを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
   前記車両の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、
   少なくとも前記操舵角検出手段と前記ヨーレート検出手段からの出力値に基づいて前記車両の挙動を制御する制御部とを備える車両挙動制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記操舵角検出手段の出力値に基づいて第一ヨーレートを推定するとともに、当該第一ヨーレートの絶対値が第一閾値以上となるときの前記第一ヨーレートの正負から第一旋回方向を推定する第一旋回方向推定手段と、
   前記横加速度検出手段の出力値に基づいて第二ヨーレートを推定するとともに、当該第二ヨーレートが第二閾値以上または以下となるときの前記第二ヨーレートと、前記第二閾値との差の正負から第二旋回方向を推定する第二旋回方向推定手段と、
   前記第一旋回方向と前記第二旋回方向とが同じ方向である場合の当該方向を前記車両の旋回方向と判定する車両旋回方向判定手段と、
   前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向である場合に前記ヨーレート検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備え、
   前記実ヨーレートの方向は、前記ヨーレート検出手段の出力値が第三閾値以上の変動を示す直前の出力値と、前記第三閾値以上変動した後の出力値との差の正負を方向として用いることを特徴とする車両挙動制御装置。
3. 前記異常判定手段は、前記車両の旋回方向と前記実ヨーレートの方向とが異なる方向であると判定された時点から所定時間以上経過した場合に前記ヨーレート検出手段の異常を判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両挙動制御装置。
4. 前記実ヨーレートの方向は、前記ヨーレート検出手段の出力値の正負から推定される方向であることを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。

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