一般に、操舵輪の舵角を制御することにより車輌の走行経路を制御することができ、また車輌に付与されるヨーモーメントを制御して車輌の挙動を制御することができる。従って通常走行時には操舵輪の舵角の制御により車輌の走行経路を制御し、車輌の挙動が悪化したときには操舵輪の舵角の制御及び各車輪の制駆動力の制御により車輌の挙動を安定化させることも既に知られている。
しかし操舵輪の舵角の制御により車輌の走行経路の制御及び車輌の挙動制御の両方が行われる車輌に於いては、操舵輪の舵角の制御により車輌の走行経路の制御が行われている状況に於いて車輌の挙動が悪化すると、走行経路の制御及び挙動制御の操舵輪の目標舵角(目標転舵量)が相互に異なる値になるため、何れの制御を優先して操舵輪の舵角を制御するかを決定する必要がある。
しかるに操舵輪の舵角の制御により走行経路の制御及び挙動制御の両方を行う上述の如き従来の車輌の制御装置に於いては、操舵輪の舵角の制御により車輌の走行経路の制御が行われている状況に於いて車輌の挙動が悪化した場合に操舵輪の舵角の制御を如何に実行すべきかについては考慮されておらず、この点で改善の余地がある。
本発明は、操舵輪の舵角の制御により走行経路の制御及び挙動制御の両方を行う従来の車輌用制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌の挙動状態及び走行経路に対する車輌の方向に基づいて走行経路の制御及び挙動制御の優先順位を判定することにより、操舵輪の舵角の制御による車輌の走行経路の制御が行われている状況に於いて車輌の挙動が悪化した場合にも操舵輪の舵角を適正に制御することである。
上述の主要な課題は、本発明によれば、車輌の走行経路を走行路により定まる目標走行経路に近づけるための操舵輪の走行経路制御目標修正転舵量を演算し、車輌の挙動を規範状態に近づけるための操舵輪の挙動制御目標修正転舵量を演算し、前記走行経路制御目標修正転舵量及び前記挙動制御目標修正転舵量に基づいて操舵輪の目標修正転舵量を設定する目標修正転舵量設定手段と、前記目標修正転舵量に基づいて操舵輪の転舵量を制御する転舵量制御手段と、車輌の挙動を規範状態に近づけるための各車輪の挙動制御目標制駆動量を演算する目標制駆動量演算手段と、少なくとも前記挙動制御目標制駆動量及び運転者の要求制駆動量に基づいて各車輪の制駆動量を制御する制駆動量制御手段とを有する車輌の挙動制御装置に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は車輌の旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つ前記目標走行経路に対する車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差であるときには、前記目標修正転舵量を0に設定することを特徴とする車輌の挙動制御装置(請求項1の構成)、又は車輌の走行経路を走行路により定まる目標走行経路に近づけるための操舵輪の走行経路制御目標修正転舵量を演算し、車輌の挙動を規範状態に近づけるための操舵輪の挙動制御目標修正転舵量を演算し、前記走行経路制御目標修正転舵量及び前記挙動制御目標修正転舵量に基づいて操舵輪の目標修正転舵量を設定する目標修正転舵量設定手段と、前記目標修正転舵量に基づいて操舵輪の転舵量を制御する転舵量制御手段と、車輌の挙動を規範状態に近づけるための各車輪の挙動制御目標制駆動量を演算する目標制駆動量演算手段と、少なくとも前記挙動制御目標制駆動量及び運転者の要求制駆動量に基づいて各車輪の制駆動量を制御する制駆動量制御手段とを有する車輌の挙動制御装置に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は、前記挙動制御目標制駆動量が車輌のアンダーステア状態を抑制するための制駆動量である状況に於いて、前記走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ前記挙動制御目標修正転舵量が0であるときには、前記目標修正転舵量を0に設定することを特徴とする車輌の挙動制御装置(請求項4の構成)によって達成される。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は、前記旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つ前記ヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差であるとき、及び前記旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つ前記ヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差であるときには、前記目標修正転舵量を前記走行経路制御目標修正転舵量に設定するよう構成される(請求項2の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1又は2の構成に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は、前記旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つ前記ヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差であるときには、前記目標修正転舵量を前記挙動制御目標修正転舵量に設定するよう構成される(請求項3の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4の構成に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は、前記走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ前記挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであるとき、及び前記走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであり且つ前記挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであるときに、前記目標修正転舵量を前記走行経路制御目標修正転舵量に設定するよう構成される(請求項5の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4又は5の構成に於いて、前記目標修正転舵量設定手段は、前記走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向及び前記挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであるときには、前記目標修正転舵量を前記挙動制御目標修正転舵量に設定するよう構成される(請求項6の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至6の構成に於いて、車輌の挙動を規範状態に近づけるための車輌の目標ヨーモーメントを演算し、前記目標ヨーモーメントを操舵輪の転舵量の制御による目標ヨーモーメントと各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントとに配分する目標ヨーモーメント配分手段を有し、前記目標修正転舵量設定手段は転舵量の制御による目標ヨーモーメントに基づいて前記挙動制御目標修正転舵量を演算し、前記目標制駆動量演算手段は各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントに基づいて前記挙動制御目標制駆動量を演算するよう構成される(請求項7の構成)。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項7の構成に於いて、前記目標ヨーモーメント配分手段は前記目標修正転舵量設定手段が前記目標修正転舵量を前記走行経路制御目標修正転舵量に設定するとき、及び前記目標修正転舵量設定手段が前記目標修正転舵量を0に設定するときには、前記目標ヨーモーメントを各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントにのみ配分するよう構成される(請求項8の構成)。
図5に示されている如く、車輌100が走行路102により定まる目標走行経路104に沿って安定的に定常旋回する場合以外に於ける車輌の旋回ステア状態及び目標走行経路に対する車輌のヨー方向偏差の関係として、(1)旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差である場合、(2)旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差である場合、(3)旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差である場合、(4)旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差である場合の四つの関係がある。これら四つの何れの場合にも各車輪の制駆動力の制御により車輌の挙動の安定化(旋回ステア状態の正常化)が可能である。
(1)の場合には、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向は車輌の旋回方向内向きであるのに対し、挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向は車輌の旋回方向外向きであり、二つの目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が逆になる。同様に(2)の場合には、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向は車輌の旋回方向外向きであるのに対し、挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向は車輌の旋回方向内向きであり、この場合にも二つの目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が逆になる。
従って上記(1)及び(2)の場合には、走行経路制御目標修正転舵量を目標修正転舵量として操舵輪の転舵量を制御すると共に各車輪の制駆動力の制御による車輌挙動の安定化を行うことにより、ヨー方向偏差を低減して車輌を目標走行経路に沿って旋回走行させると共に旋回ステア状態を正常化させて車輌の挙動を安定化させることができる。
また(3)の場合には、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向も挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向も車輌の旋回方向外向きであり、二つの目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向は同一になる。従ってこの場合には、目標修正転舵量が走行経路制御目標修正転舵量及び挙動制御目標修正転舵量の何れに設定されても、操舵輪の舵角が制御されない場合に比してヨー方向偏差を低減し車輌の挙動を安定化させることができる。
しかし上記(3)の場合には車輌がスピン状態になり易く、ヨー方向偏差の低減(レーンキープ)よりも旋回ステア状態の正常化(オーバーステア状態の抑制)の必要度が高いので、操舵輪の舵角の制御及び各車輪の制駆動力の制御の両者によってオーバーステア状態を効果的に抑制し車輌の挙動を確実に安定化させることが好ましく、従って目標修正転舵量が挙動制御目標修正転舵量に設定されることが好ましい。
更に(4)の場合は通常発生しない状況であり、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向も挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向も車輌の旋回方向内向きにして車輌の旋回ヨーモーメントを増大させたい状況であるが、この場合には操舵輪である前輪の横力が飽和しており、前輪を旋回内側に修正転舵しても前輪の横力を増大させることができないので、挙動制御目標修正転舵量は0に設定される。
従って上記(4)の場合には、換言すれば走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ前記挙動制御目標修正転舵量が0であるときには、操舵輪を旋回方向内向きに転舵してもヨー方向偏差を低減することができないので、目標修正転舵量を0に設定して操舵輪を転舵せず、各車輪の制駆動力の制御による車輌挙動の安定化を行うことにより、旋回ステア状態の正常化による車輌挙動の安定化を効果的に且つ確実に行うことが好ましい。
上記請求項1の構成によれば、車輌の旋回ステア状態及び目標走行経路に対する車輌のヨー方向偏差が判定され、旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差であるとき(上記(4)の場合)には、目標修正転舵量が0に設定されるので、操舵輪を切り増し転舵しても操舵輪の横力を増大させることができない状況に於いて操舵輪を無駄に切り増し転舵することを確実に防止することができる。尚操舵輪は転舵されないが、各車輪の制駆動力の制御によりアンダーステア状態を抑制し車輌の挙動を安定化させることができる。
また上記請求項2の構成によれば、旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きの偏差であるとき(上記(1)の場合)、及び旋回ステア状態がアンダーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差であるとき(上記(2)の場合)には、目標修正転舵量が走行経路制御目標修正転舵量に設定されるので、操舵輪の舵角の制御により車輌をできるだけ目標走行経路に沿って走行させつつ各車輪の制駆動力の制御により車輌の挙動を安定化させることができる。
また上記請求項3の構成によれば、旋回ステア状態がオーバーステア状態であり且つヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きの偏差であるとき(上記(3)の場合)には、目標修正転舵量が挙動制御目標修正転舵量に設定されるので、操舵輪の舵角の制御及び各車輪の制駆動力の制御の両者によってオーバーステア状態を効果的に抑制し車輌の挙動を確実に安定化させることができる。
また上記請求項4の構成によれば、挙動制御目標制駆動量が車輌のアンダーステア状態を抑制するための制駆動量である状況に於いて、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ挙動制御目標修正転舵量が0であるとき(上記(4)の場合)には、目標修正転舵量が0に設定されるので、上記請求項3の構成の場合と同様、操舵輪を切り増し転舵しても操舵輪の横力を増大させることができない状況に於いて操舵輪を無駄に切り増し転舵することを確実に防止することができる。尚操舵輪は転舵されないが、各車輪の制駆動力の制御によりアンダーステア状態を抑制し車輌の挙動を安定化させることができる。
また上記請求項5の構成によれば、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであるとき(上記(1)の場合)、及び走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであり且つ挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであるとき(上記(2)の場合)に、目標修正転舵量が走行経路制御目標修正転舵量に設定されるので、操舵輪の舵角の制御により車輌をできるだけ目標走行経路に沿って走行させつつ各車輪の制駆動力の制御により車輌の挙動を安定化させることができる。
また上記請求項6の構成によれば、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向及び挙動制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向外向きであるとき(上記(3)の場合)には、目標修正転舵量が挙動制御目標修正転舵量に設定されるので、上記請求項3の構成の場合と同様、操舵輪の舵角の制御及び各車輪の制駆動力の制御の両者によってオーバーステア状態を効果的に抑制し車輌の挙動を確実に安定化させることができる。
また上記請求項8の構成によれば、挙動制御目標制駆動量が車輌のアンダーステア状態を抑制するための制駆動量である状況に於いて、走行経路制御目標修正転舵量による操舵輪の転舵方向が車輌の旋回方向内向きであり且つ挙動制御目標修正転舵量が0であるとき(上記(4)の場合)には、目標修正転舵量が0に設定されるので、上記請求項3の構成の場合と同様、操舵輪を切り増し転舵しても操舵輪の横力を増大させることができない状況に於いて操舵輪を無駄に切り増し転舵することを確実に防止することができる。尚操舵輪は転舵されないが、各車輪の制駆動力の制御によりアンダーステア状態を抑制し車輌の挙動を安定化させることができる。
また上記請求項7の構成によれば、車輌の挙動を規範状態に近づけるための車輌の目標ヨーモーメントが演算され、目標ヨーモーメントが操舵輪の転舵量の制御による目標ヨーモーメントと各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントとに配分され、転舵量の制御による目標ヨーモーメントに基づいて挙動制御目標修正転舵量が演算され、各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントに基づいて挙動制御目標制駆動量が演算されるので、車輌の挙動を規範状態に近づけるための挙動制御目標修正転舵量及び挙動制御目標制駆動量を確実に演算することができる。
また上記請求項8の構成によれば、目標修正転舵量が走行経路制御目標修正転舵量に設定されるとき、及び目標修正転舵量が0に設定されるときには、目標ヨーモーメントが各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメントにのみ配分されるので、上記(1)、(2)、(4)の場合に目標ヨーモーメントが操舵輪の転舵量の制御による目標ヨーモーメントに無駄に配分されることを防止し、各車輪の制駆動力の制御により車輌の挙動を確実に安定化させることができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至8の構成に於いて、操舵輪は左右の前輪であるよう構成される(好ましい態様1)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至8及び上記好ましい態様1の構成に於いて、走行経路制御目標修正転舵量、挙動制御目標修正転舵量、目標修正転舵量は操舵輪の現在の舵角に対する修正転舵角であるよう構成される(好ましい態様2)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3及び上記好ましい態様1及び2の構成に於いて、旋回ステア状態は車輌の目標走行経路に対する車輌の移動方向であるよう構成される(好ましい態様3)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3及び上記好ましい態様1乃至3の構成に於いて、ヨー方向偏差は車輌の目標走行経路に対し車輌の前後方向がなす車輌のヨー方向の偏差であるよう構成される(好ましい態様4)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2、3及び上記好ましい態様1乃至4の構成に於いて、ヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きであるとは車輌の目標走行経路に対し車輌の前後方向が旋回内側にある偏差であるよう構成される(好ましい態様5)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2及び上記好ましい態様1乃至5の構成に於いて、ヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きであるとは車輌の目標走行経路に対し車輌の前後方向が旋回外側にある偏差であるよう構成される(好ましい態様6)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3及び上記好ましい態様1乃至6の構成に於いて、目標修正転舵量設定手段は車輌がアンダーステア状態にあるときには走行経路制御目標修正転舵量を0に演算するよう構成される(好ましい態様7)。
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項7及び8及び上記好ましい態様1乃至7の構成に於いて、車輌の挙動を規範状態に近づけるための車輌の目標減速度を演算する手段を有し、目標制駆動量演算手段は各車輪の制駆動量の制御による目標ヨーモーメント及び目標減速度に基づいて挙動制御目標制駆動量を演算するよう構成される(好ましい態様8)。
図1は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌に適用された本発明による車輌の挙動制御装置の実施例1を示す概略構成図である。
図1に於いて、10FL及び10FRはそれぞれ車輌12の従動操舵輪としての左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれぞれ車輌の駆動輪としての左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRは運転者によるステアリングホイール14の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置16によりラックバー18及びタイロッド20L及び20Rを介して転舵される。
ステアリングホイール14は第一のステアリングシャフトとしてのアッパステアリングシャフト22、転舵角可変装置24、第二のステアリングシャフトとしてのロアステアリングシャフト26、ユニバーサルジョイント28を介してパワーステアリング装置16のピニオンシャフト30に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置24はハウジング24Aの側にてアッパステアリングシャフト22の下端に連結され、回転子24Bの側にてロアステアリングシャフト26の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機32を含んでいる。
かくして転舵角可変装置24はアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転駆動することにより、ステアリングホイール14の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRの舵角の比、即ちステアリングギヤ比を変化させるステアリングギヤ比可変装置として機能すると共に、挙動制御の目的で左右の前輪10FL及び10FRをステアリングホイール14に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能し、電子制御装置34の転舵制御部により制御される。
特に転舵角可変装置24は、通常時には電動機32によりアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転させず、挙動制御若しくはレーンキープ制御による補助転舵駆動時には電動機32によりアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を積極的に回転させ、これにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪10FL及び10FRを自動的に転舵する。
尚アッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転駆動することができない異常が転舵角可変装置24に発生すると、図1には示されていないロック装置が作動し、アッパステアリングシャフト22に対するロアステアリングシャフト26の相対回転角度が変化しないよう、ハウジング24A及び回転子24Bの相対回転が機械的に阻止される。
またパワーステアリング装置16は油圧式パワーステアリング装置及び電動式パワーステアリング装置の何れであってもよいが、転舵角可変装置24による前輪の補助転舵駆動により発生されステアリングホイール14に伝達される反力トルクを低減する補助操舵トルクが発生されるよう、例えば電動機と、電動機の回転トルクをラックバー18の往復動方向の力に変換するボールねじ式の如き変換機構とを有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であることが好ましい。
各車輪の制動力は制動装置36の油圧回路38によりホイールシリンダ40FL、40FR、40RL、40RR内の圧力Pi(i=fl、fr、rl、rr)、即ち制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路38はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル42の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ44により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置34により個別に制御される。
図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト22には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ50が設けられており、転舵角可変装置24にはハウジング24A及び回転子24Bの相対回転角度をアッパステアリングシャフト22に対するロアステアリングシャフト26の相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ52が設けられており、これらのセンサの出力は電子制御装置34へ供給される。尚操舵角センサ52はロアステアリングシャフト28Bの回転角度θsを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θreは操舵角の差θs−θとして求められてもよい。
また電子制御装置34には車速センサ54により検出された車速Vを示す信号、ヨーレートセンサ56により検出された車輌のヨーレートγを示す信号、圧力センサ58FL〜58RRにより検出された各車輪の制動圧Piを示す信号、圧力センサ60により検出されたマスタシリンダ圧力Pmを示す信号、CCDカメラ62により撮像された車輌の前方の画像情報を示す信号が入力される。
尚図1には詳細に示されていないが、電子制御装置34は転舵角可変装置24を制御する転舵制御部と、各車輪の制動力を制御する制動力制御部と、車輌の挙動を制御する挙動制御部とよりなり、各制御部はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ50、回転角度センサ52、ヨーレートセンサ56はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵又は転舵又は旋回の場合を正として操舵角θ、相対回転角度θre、ヨーレートγを検出する。
電子制御装置34は、CCDカメラ62により撮像された車輌の前方の画像を解析することにより走行路判定し、例えば前述の特許文献1に記載されている如く当技術分野に於いて公知の要領にて車輌のヨー方向偏差Δφ、即ち車輌の目標走行経路に対し車輌の前後方向がなす車輌のヨー方向の偏差を判定し、ヨー方向偏差Δφに基づきヨー方向偏差Δφを低減して車輌を目標走行経路に沿って走行させるための左右前輪の目標修正転舵量として走行経路制御目標転舵角Δδtlを演算し、車輌の挙動が安定である通常時には左右前輪が目標転舵角Δδtl転舵されるよう転舵角可変装置24を制御することにより左右前輪の舵角を制御するレーンキープ制御を行う。
また後述の如く、電子制御装置34は、操舵角θの如き運転者の運転操作量及び車輌の走行に伴い変化する車輌の横加速度Gyの如き車輌状態量に基づき車輌挙動判定の指標値として車輌のスピンの程度を示すスピン状態量SS及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量DSを演算し、スピン状態量SS及びドリフトアウト状態量DSに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントMt及び目標減速度Gxbtを演算する。
そして電子制御装置34は、目標ヨーモーメントMtを左右前輪の舵角の制御による目標ヨーモーメントMts及び制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分し、舵角の制御による目標ヨーモーメントMtsに基づいて挙動制御目標修正転舵量として挙動制御の目標転舵角Δδtsを演算し、制動力の制御による目標ヨーモーメントMtb及び目標減速度Gxbtに基づいて挙動制御目標制駆動量として各車輪の目標制動力Fbti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、目標制動力Fbtiに基づき各車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。
更に電子制御装置34は、車輌の旋回ステア状態、即ち車輌の目標走行経路に対する車輌の移動方向(オーバーステア状態、アンダーステア状態)を判定し、旋回ステア状態とヨー方向偏差との関係に応じてレーンキープ制御の目標転舵角Δδtl及び挙動制御の目標転舵角Δδtsに基づき目標修正転舵量としての目標転舵角Δδtを演算し、左右前輪が目標転舵角Δδt転舵されるよう転舵角可変装置24を制御すると共に、各車輪の制動圧Piが目標制動圧Ptiになるよう制御することによって車輌の挙動を安定化させる左右前輪の舵角及び制動力の制御による挙動制御を行う。
尚、上述のレーンキープ制御、左右前輪の舵角及び制動力の制御による挙動制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、これらの制御は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。またレーンキープ制御の目標転舵角Δδtl、挙動制御の目標転舵角Δδts、目標転舵角Δδtはそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵の場合を正として演算され、車輌のヨー方向偏差Δφは目標走行経路に対し車輌の前後方向がなす車輌のヨー方向の偏差が旋回内向きの場合を正として演算される。
次に図2に示されたフローチャートを参照して図示の実施例1に於ける制動力の制御による車輌の挙動制御ルーチンについて説明する。尚図2に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
まずステップ10に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ20に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の挙動判定の指標値として車輌のスピンの程度を示すスピン状態量SS及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量DSが演算され、ステップ30に於いてはスピン状態量SS及びドリフトアウト状態量DSに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントMt及び車輌の目標減速度Gxbtが当技術分野に於いて公知の要領にて演算される。
ステップ40に於いては後述の図3に示されたフローチャートによる左右前輪の舵角制御ルーチンにより各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに対する目標ヨーモーメントMtの配分比Rbが1に設定されているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ60へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ50に於いて各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbが目標ヨーモーメントMtに設定された後ステップ80へ進む。
ステップ60に於いては各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに対する目標ヨーモーメントMtの配分比Rbが標準値(0よりも大きく1よりも小さい正の定数)に設定されると共に、目標ヨーモーメントMt及び配分比Rbに基づき下記の式1及び2に従って左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントMts及び各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbが演算される。
Mts=(1−Rb)Mt ……(1)
Mts=Rb・Mt ……(2)
ステップ70に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて目標ヨーモーメントMtsを達成するための挙動制御目標転舵量としての左右前輪のレーンキープ制御の目標転舵角Δδtsが演算され、しかる後ステップ80へ進む。
ステップ80に於いては当技術分野に於いて公知の要領にて目標ヨーモーメントMtb及び車輌の目標減速度Gxbtを達成するための各車輪の目標制動力が演算されると共に、目標制動力に基づき各車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)が演算され、ステップ90に於いては各車輪の制動圧Piがそれぞれ対応する目標制動圧Ptiになるよう制御される。
次に図3に示されたフローチャートを参照して図示の実施例1に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンについて説明する。尚図3に示されたフローチャートによる制御も図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
まずステップ110に於いては左右前輪の目標転舵角Δδtsを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ120に於いては例えばスピン状態量SS及びドリフトアウト状態量DSがそれぞれ基準値以下であるか否かの判別により車輌が安定的且つ定常的に旋回走行しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ140へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ130に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、しかる後ステップ220へ進む。
ステップ140に於いては例えば運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及び車速Vに基づく車輌の目標ヨーレートγtとヨーレートセンサ56により検出された車輌の実際のヨーレートγとの偏差Δγに基づき、車輌がアンダーステア状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ170へ進み、否定判別が行われたときにはステップ150へ進む。
ステップ150に於いては例えば車輌のヨー方向偏差Δφの符号に基づき車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きであるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ180へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ160に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが挙動制御の目標転舵角Δδtsに設定され、しかる後ステップ220へ進む。
ステップ170に於いては上述のステップ150の場合と同様車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きであるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ200へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ180に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ190に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、しかる後ステップ220へ進む。
ステップ200に於いては配分比Rbが1に設定され、ステップ210に於いては左右前輪の目標転舵角Δδtが0に設定され、ステップ220に於いては左右前輪の転舵角が目標転舵角Δδtになるよう転舵角可変装置24が制御される。
かくして図示の実施例1によれば、図2に示されたフローチャートのステップ20に於いて車輌のスピンの程度を示すスピン状態量SS及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量DSが演算され、ステップ30に於いてスピン状態量SS及びドリフトアウト状態量DSに基づき車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントMt及び車輌の目標減速度Gxbtが演算される。
そしてステップ40に於いて配分比Rbが1に設定されているか否かの判別、即ち目標ヨーモーメントMtの全てを各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分すべき状況であるか否かの判別が行われ、配分比Rbが1であるときにはステップ50に於いて各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbが目標ヨーモーメントMtに設定されるが、配分比Rbが1ではないときにはステップ60に於いて目標ヨーモーメントMtを達成するための左右前輪の舵角制御による目標ヨーモーメントMts及び各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbが演算され、ステップ70に於いて目標ヨーモーメントMtsを達成するための左右前輪の目標転舵角Δδtsが演算される。
そしてステップ80に於いて目標ヨーモーメントMtb及び車輌の目標減速度Gxbtを達成するための各車輪の目標制動圧Ptiが演算され、ステップ90に於いて各車輪の制動圧Piがそれぞれ対応する目標制動圧Ptiになるよう制御され、これにより各車輪の制動力の制御によって目標ヨーモーメントMtb及び車輌の目標減速度Gxbtが達成される。
また図3に示されたフローチャートのステップ120に於いて車輌が安定的且つ定常的に旋回走行していると判定されると、挙動制御は不要であるので、レーンキープ制御が行われるよう、ステップ130に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、これによりステップ220に於いてレーンキープ制御による左右前輪の舵角制御が実行される。従ってこの場合には車輌を目標走行経路に沿って安定的に走行させることができる。
これに対し車輌の挙動が不安定であるときには、ステップ120に於いて否定判別が行われ、特に車輌がオーバーステア状態にあるときにはステップ140に於いて否定判別が行われ、車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きであるときにはステップ150に於いて肯定判別が行われ、ステップ160に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが挙動制御の目標転舵角Δδtsに設定され、これによりステップ220に於いて挙動制御による左右前輪の舵角制御が実行される。従ってこの場合には左右前輪の舵角の制御及び各車輪の制動力の制御の両者によってオーバーステア状態を効果的に抑制し車輌の挙動を確実に安定化させることができる。
また車輌がオーバーステア状態にある場合に於いて、車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きであるときにはステップ150に於いて否定判別が行われ、ステップ180に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ190に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、ステップ220に於いてレーンキープ制御による左右前輪の舵角制御が実行される。従ってこの場合には配分比Rbが1に設定され、目標ヨーモーメントMtの全てが各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分されるので、各車輪の制駆動力の制御による挙動制御によって車輌のオーバーステア状態を効果的に抑制しつつ、車輌を目標走行経路に沿って走行させることができる。
また車輌がアンダーステア状態にあるときにはステップ140に於いて肯定判別が行われ、車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向内向きであるときにはステップ170に於いて肯定判別が行われ、ステップ180に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ190に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、ステップ220に於いてレーンキープ制御による左右前輪の舵角制御が実行される。従ってこの場合にも配分比Rbが1に設定され、目標ヨーモーメントMtの全てが各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分されるので、各車輪の制駆動力の制御による挙動制御によって車輌のアンダーステア状態を効果的に抑制しつつ、車輌を目標走行経路に沿って走行させることができる。
また車輌がアンダーステア状態にある場合に於いて、車輌のヨー方向偏差が車輌の旋回方向外向きであるときにはステップ170に於いて否定判別が行われ、ステップ200に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ210に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが0に設定され、左右前輪の舵角制御は実行されない。従ってこの場合には左右前輪を切り増し転舵しても左右前輪の横力を増大させることができない状況に於いて左右前輪を無駄に切り増し転舵することを確実に防止することができる。尚左右前輪は転舵されないが、各車輪の制動力の制御によりアンダーステア状態を抑制し車輌の挙動を安定化させることができる。
図4は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の車輌に適用された本発明による車輌の挙動制御装置の実施例2に於ける左右前輪の舵角制御ルーチンを示すフローチャートである。
尚この実施例2に於いても制動力の制御による車輌の挙動制御ルーチンは上述の実施例1の場合と同様図2に示されたフローチャートに従って実行される。
この実施例2に於いては、まずステップ310に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtsを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ320に於いては上述の実施例1に於けるステップ120の場合と同様の要領にて車輌が目標走行経路に沿って所定の範囲内のヨー方向偏差にて安定的且つ定常的に旋回走行しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ340へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ330に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、しかる後ステップ430へ進む。
ステップ340に於いては例えばレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlの符号と挙動制御の目標転舵角Δδtsの符号とが異なるか否かの判別によりレーンキープ制御による左右前輪の転舵方向と挙動制御による左右前輪の転舵方向とが異なるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ390へ進み、否定判別が行われたときにはステップ350へ進む。
ステップ350に於いてはレーンキープ制御による左右前輪の転舵方向及び挙動制御による左右前輪の転舵方向が何れも車輌の旋回外向きであるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ370へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ360に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが挙動制御の目標転舵角Δδtsに設定され、しかる後ステップ430へ進む。
ステップ370に於いては上述の実施例1に於けるステップ140の場合と同様の要領にて車輌がアンダーステア状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ390へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ380へ進む。
ステップ380に於いてはレーンキープ制御による左右前輪の転舵方向が車輌の旋回外向きであり且つ挙動制御の目標転舵角Δδtsが0であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ410へ進み、否定判別が行われたときにはステップ390に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ400に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、しかる後ステップ430へ進む。
ステップ410に於いては配分比Rbが1に設定され、ステップ420に於いては左右前輪の目標転舵角Δδtが0に設定され、ステップ430に於いては左右前輪の転舵角が目標転舵角Δδtになるよう転舵角可変装置24が制御される。
かくして図示の実施例2によれば、上述の実施例1の場合と同様に左右前輪の舵角制御によるレーンキープ制御、左右前輪の舵角制御による挙動制御、制動力の制御による車輌の挙動制御を行うことができ、これにより上述の実施例1の場合と同様の作用効果を得ることができる。
特に図示の実施例2によれば、車輌の挙動が不安定である場合に於いて、レーンキープ制御による左右前輪の転舵方向と挙動制御による左右前輪の転舵方向とが異なるときには、ステップ340に於いて否定判別が行われ、ステップ390に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ390に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlに設定され、ステップ430に於いてレーンキープ制御による左右前輪の舵角制御が実行される。
従ってこの場合には配分比Rbが1に設定され、目標ヨーモーメントMtの全てが各車輪の制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分されるので、各車輪の制駆動力の制御による挙動制御によって車輌のオーバーステア状態又はアンダーステア状態を効果的に抑制しつつ、車輌を目標走行経路に沿って走行させることができる。
また車輌の挙動が不安定である場合に於いて、レーンキープ制御による左右前輪の転舵方向及び挙動制御による左右前輪の転舵方向が何れも車輌の旋回外向きであるときには、ステップ350に於いて肯定判別が行われ、ステップ360に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが挙動制御の目標転舵角Δδtsに設定され、ステップ430に於いて挙動制御による左右前輪の舵角制御が実行される。従ってこの場合には左右前輪の舵角の制御及び各車輪の制動力の制御の両者によってオーバーステア状態を効果的に抑制し車輌の挙動を確実に安定化させることができる。
また車輌の挙動が不安定であり車輌がアンダーステア状態にある場合に於いて、レーンキープ制御による左右前輪の転舵方向が車輌の旋回外向きであり且つ挙動制御の目標転舵角Δδtsが0であるときには、ステップ380に於いて肯定判別が行われ、ステップ410に於いて配分比Rbが1に設定され、ステップ420に於いて左右前輪の目標転舵角Δδtが0に設定され、左右前輪の舵角制御は実行されない。従ってこの場合には左右前輪を切り増し転舵しても左右前輪の横力を増大させることができない状況に於いて左右前輪を無駄に切り増し転舵することを確実に防止することができる。尚左右前輪は転舵されないが、各車輪の制動力の制御によりアンダーステア状態を抑制し車輌の挙動を安定化させることができる。
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の各実施例に於いては、車輌の挙動を安定化させるための車輌の目標ヨーモーメントMt及び目標減速度Gxbtが演算され、目標ヨーモーメントMtが左右前輪の制御による目標ヨーモーメントMts及び制動力の制御による目標ヨーモーメントMtbに配分され、舵角の制御による目標ヨーモーメントMtsに基づいて挙動制御目標修正転舵量として挙動制御の目標転舵角Δδtsが演算され、制動力の制御による目標ヨーモーメントMtb及び目標減速度Gxbtに基づいて挙動制御目標制駆動量として各車輪の目標制動力Fbtiが演算されるようになっているが、挙動制御の目標転舵角Δδts及び各車輪の目標制動力Fbtiは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよい。
また上述の各実施例に於いては、転舵手段としての転舵角可変装置24はアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転させることにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪10FL及び10FRを自動的に転舵するようになっているが、転舵手段は運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を操舵し得る限り、例えばタイロッド20L及び20Rを伸縮させる型式の転舵角可変装置やステアバイワイヤ式の転舵装置の如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってもよい。
また上述の各実施例に於いては、左右前輪の舵角はレーンキープ制御又は挙動制御の目的で制御されるようになっているが、車輌の挙動が安定であるときには車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgが演算され、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Rgに基づき暫定目標舵角δstが演算され、暫定目標舵角δstがレーンキープ制御の目標転舵角Δδtlにて補正された値が左右前輪の目標舵角δtに設定され、左右前輪の舵角が目標舵角δtになるよう制御され、これにより所定の操舵特性が達成されるよう修正されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、挙動制御は各車輪の制動力が制御され車輌に所要のヨーモーメント及び減速度が付与されることにより車輌の挙動を制御するようになっているが、挙動制御は各車輪の制動力及び駆動力が制御されることにより行われるものであってもよい。