JP5614075B2 - 車両の運動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者が障害物等を回避する際に、制動力制御によって緊急回避性能を向上する車両の運動制御装置に関する。

特許文献１には、運転者が障害物等を回避するため操舵操作（ステアリング操作）を行った場合に、車輪の制動力を利用して車両の進行方向を速やかに変更できるようにする車両の制動力制御装置を提供することを目的として、緊急回避操舵操作が検出されたときに操舵操作方向への車両の進行方向変化を車輪ブレーキの制動力によって発生させ、車両のヨーレイトを所定時間積分して得られる車両の進行方向変化量が敷居値に達したときに制動力制御を終了することが記載されている。

特許第３７８４４３６号公報

特許文献１には、車両が速やかに進路変更できる技術が記載されているが、進路変更した後に車両の安定性を確保することも重要である。本発明の目的は、運転者が障害物等を回避する緊急操舵において、迅速な進路変更を可能とすると共に、進路変更後の車両安定性が好適に確保し得る車両の運動制御装置を提供することである。

本発明に係る車両の運動制御装置は、制動手段（ＭＢＲ）と、緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）と、制御手段（ＣＴＬ）とを備える。制動手段（ＭＢＲ）は、車両の運転者によって操作される制動操作部材（ＢＰ）の操作量に応じて、前記車両の前輪（ＷＨ[f*]）に対する前輪制動トルク、及び、前記車両の後輪（ＷＨ[r*]）に対する後輪制動トルクを、前記前輪制動トルクに対する前記後輪トルクの比率である前後比率（Ｈｚｓ）において所定特性（Ｃｎｏ，Ｋｏ）をもって発生する。緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記車両の操舵状態が緊急操舵である（Ｋｑｓ＝１）か、否（Ｋｑｓ＝０）か、を取得する。制御手段（ＣＴＬ）は、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）が、前記緊急操舵である（Ｋｑｓ＝１）ことを取得した場合において、前記制動手段（ＭＢＲ）を介して、前記前輪制動トルク（Ｐｗｔ[f*]，Ｐｗｕ[f*]，Ｐｗａ[f*]）、及び、前記後輪制動トルク（Ｐｗｔ[r*]，Ｐｗｕ[r*]，Ｐｗａ[r*]）を増加する。

そして、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記前後比率（Ｈｚｓ）が前記所定特性（Ｃｎｏ，Ｋｏ）よりも小さい特性（Ｃｋｑ，Ｋｐ（＜Ｋｏ））をもって前記前輪制動トルク（Ｐｗｔ[f*]，Ｐｗｕ[f*]，Ｐｗａ[f*]）、及び、前記後輪制動トルク（Ｐｗｔ[r*]，Ｐｗｕ[r*]，Ｐｗａ[r*]）を増加するように構成される。また、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記後輪制動トルク（Ｐｗｔ[r*]，Ｐｗｕ[r*]，Ｐｗａ[r*]）の時間変化量を、前記前輪制動トルク（Ｐｗｔ[f*]，Ｐｗｕ[f*]，Ｐｗａ[f*]）の時間変化量よりも小さくするように構成され得る。

本発明に係る車両の運動制御装置は、制動手段（ＭＢＲ）と、緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）と、制御手段（ＣＴＬ）とを備える。ここで、制動手段（ＭＢＲ）は、車両の車輪（ＷＨ[**]）に制動トルクを付与する。緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記車両の操舵状態が緊急操舵である（Ｋｑｓ＝１）か、否（Ｋｑｓ＝０）か、を取得する。制御手段（ＣＴＬ）は、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）が前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得した場合において、前記制動手段（ＭＢＲ）を介して、前記制動トルクを増加する。そして、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記車両の前輪（ＷＨ[f*]）に対する前記前輪制動トルク（Ｐｗｔ[f*]，Ｐｗｕ[f*]，Ｐｗａ[f*]）を増加し、且つ、前記車両の後輪（ＷＨ[r*]）に対する前記後輪制動トルク（Ｐｗｔ[r*]，Ｐｗｕ[r*]，Ｐｗａ[r*]）を保持するように構成される。

本発明に係る車両の運動制御装置は、操舵速度取得手段（ＤＳＡ）を備え、前記車両の操舵操作部材（ＳＷ）の操舵速度（ｄＳａ）を取得する。そして、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記操舵速度（ｄＳａ）に基づいて前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得する。具体的には、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記操舵速度（ｄＳａ）が所定速度（所定値ｄｓａ１）以上であるときに前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得する。

本発明に係る車両の運動制御装置は、旋回量取得手段（ＴＣＡ）を備え、前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量（Ｔｃａ）を取得する。そして、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記旋回量（Ｔｃａ）基づいて前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得するように構成され得る。具体的には、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記旋回量（Ｔｃａ）が所定旋回量（所定値ｔｃａ１）以上の場合において、前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得する。

本発明に係る車両の運動制御装置は、相対距離取得手段（ＤＯＢ）と車速取得手段（ＶＸＡ）とを備える。相対距離取得手段（ＤＯＢ）は、前記車両と該車両の前方の障害物との間の相対距離（Ｄｏｂ）を取得する。車速取得手段（ＶＸＡ）は、前記車両の走行速度（Ｖｘａ）を取得する。そして、前記緊急操舵取得手段（ＭＫＱ）は、前記相対距離（Ｄｏｂ）、及び、前記走行速度（Ｖｘａ）に基づいて前記緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）を取得することが望ましい。

本発明に係る車両の運動制御装置は、制動操作量取得手段（ＢＳＡ）を備え、前記車両の運転者によって操作される制動操作部材（ＢＰ）の制動操作量（Ｂｓａ）を取得する。そして、前記制御手段（ＣＴＬ）は、前記制動操作量（Ｂｓａ）が所定操作量（所定値ｂｓａ１）以下の場合において、前記制動トルク（Ｐｗｔ[**]，Ｐｗｕ[**]，Ｐｗａ[**]）を増加し、且つ、前記制動操作量（Ｂｓａ）が所定操作量（ｂｓａ１）よりも大きい場合において、前記制動トルク（Ｐｗｔ[**]，Ｐｗｕ[**]，Ｐｗａ[**]）を保持するように構成され得る。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。

急操舵と制動が同時に行われる場合、車両のふらつきが発生する場合がある。特に、自動的な制動が行われている場合、このふらつきは運転者への違和感となる。前後比率（制動力配分比率）において、後輪制動トルクが前輪制動トルクに対して、相対的に低い値に抑制されるように構成されるため、後輪の横力が確保されて、車両のふらつきが抑制され得る。さらに、後輪制動トルクの時間変化量（単位時間当りの増加量）が、前輪制動トルクの時間変化量よりも小さくされることで、過渡的な車両のふらつきが抑制され得る。制動トルクの増加が、後輪では行われず、前輪のみにて行われるように構成されると、同様に、後輪の横力が確保されて、進路変更時の車両ふらつきが抑制され得る。

緊急的な操舵操作の判定において、操舵速度の条件に旋回量の条件が付加されるように構成されると、より確実な緊急操舵判定が行われ得る。さらに、前方障害物との相対距離等の情報が付加されるため、より確実な緊急操舵判定が行われ得る。

運転者が制動操作を行っている場合には、既に車輪に制動トルクが与えられているため、制動制御が然程必要ではない。制動操作量が所定値ｂｓａ１以下の場合（例えば、ｂｓａ１＝０であって制動操作が行われていない場合）にのみ、制動トルク増加が行われるため、不必要な制動トルク増加が抑制され得る。

本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置を備えた車両の全体構成を示す図である。 図１に示すブレーキアクチュエータＢＲＫの全体構成を示す図である。 障害物等を緊急的に回避する場合の緊急回避挙動について説明する図である。 本実施形態における車両の運動制御装置の演算処理例を示す機能ブロック図である。 緊急操舵取得手段ＭＫＱでの緊急操舵状態の判定演算について説明するためのフロー図である。 前後配分演算ブロックＦＲＨの実施形態について、作用・効果を説明するための制動トルクの前後配分線図である。 前後配分演算ブロックＦＲＨの他の実施形態について、作用・効果を説明するための時系列線図である。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置（「本装置」という）を備えた車両の全体構成を示す図である。

なお、各種記号等の末尾に付された添字[**]は、各種記号等が４輪のうちの何れかに関するものであるかを示す。「f」は前輪、「r」は後輪、「m」は車両進行方向に対して右側車輪、「h」は左側車輪、「o」は旋回方向に対して外側車輪（外輪）、「i」は内側車輪（内輪）を示す。したがって、「fh」は左前輪、「fm」は右前輪、「rh」は左後輪、「rm」は右後輪を示す。また、「fo」は旋回外側前輪（外前輪）、「fi」は旋回内側前輪（内前輪）、「ro」は旋回外側後輪（外後輪）、「ri」は旋回内側後輪（内後輪）を示す。

また、車両の旋回方向には右方向と左方向の場合がある。それらは一般的には正負の符号が付され、例えば左方向が正符号として表され、右方向が負符号として表される。さらに、車両の加速・減速も、一般的には正負の符号が付され、例えば、加速が正符号として表され、減速が負符号として表される。しかし、値の大小関係、或いは、値の増加・減少を説明する際にその符号を考慮すると非常に煩雑となる。そのため、特に限定がない場合には、絶対値の大小関係、絶対値の増加・減少を表す。また、所定値は正の値とする。

車両には、車輪の回転速度である車輪速度Ｖｗａ[**]を検出する車輪速度センサＷＳ[**]と、ステアリングホイールＳＷの（車両の直進走行に対応する操舵装置の中立位置「０」からの）回転角度θｓｗを検出するステアリングホイール角センサＳＡと、操向車輪（前輪）の操舵角δｆａを検出する前輪舵角センサＦＳと、運転者がステアリングホイールＳＷを操作する際のトルクＴｓｗを検出する操舵トルクセンサＳＴと、車両に作用する実際のヨーレイトＹｒａを検出するヨーレイトセンサＹＲと、車体前後方向における前後加速度Ｇｘａを検出する前後加速度センサＧＸと、車体横方向における横加速度Ｇｙａを検出する横加速度センサＧＹと、ホイールシリンダＷＣ[**]の制動液圧Ｐｗａ[**]を検出するホイールシリンダ圧力センサＰＷ[**]と、エンジンＥＧの回転速度Ｎｅａを検出するエンジン回転速度センサＮＥと、エンジンのスロットル弁の開度Ｔｓａを検出するスロットル位置センサＴＳが備えられる。

そして、運転者の運転操作を検出する手段として、運転者の加速操作部材（例えば、アクセルペダル）ＡＰの操作量Ａｓａを検出する加速操作量センサＡＳと、運転者の制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰの操作量Ｂｓａを検出する制動操作量センサＢＳと、変速操作部材ＳＦのシフト位置Ｈｓａを検出するシフト位置センサＨＳとが備えられている。

また、車両には、制動液圧を制御するブレーキアクチュエータＢＲＫと、スロットル弁を制御するスロットルアクチュエータＴＨと、燃料の噴射を制御する燃料噴射アクチュエータＦＩと、変速を制御する自動変速機ＡＴとが備えられている。

加えて、車両には、上述の各種アクチュエータ（ＢＲＫ等）、及び上述の各種センサ（ＷＳ[**]等）と電気的に接続された電子制御ユニットＥＣＵが備えられている。電子制御ユニットＥＣＵは、相互に通信バスＣＢで接続された、複数の独立した電子制御ユニットＥＣＵ（ＥＣＵｂ，ＥＣＵｓ，ＥＣＵｅ，ＥＣＵａ）から構成されたマイクロコンピュータである。電子制御ユニットＥＣＵ内の各系の電子制御ユニット（ＥＣＵｂ等）は、専用の制御プログラムをそれぞれ実行する。各種センサの信号（センサ値）、及び、各電子制御ユニット（ＥＣＵｂ等）内で演算される信号（内部演算値）は、通信バスＣＢを介して共有される。

本装置の演算処理は、電子制御ユニットＥＣＵ内に備えられる。例えば、本装置の演算処理は、ブレーキアクチュエータＢＲＫを制御するブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵｂ内にプログラムされている。ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵｂでは、車輪速度センサＷＳ[**]、ヨーレイトセンサＹＲ、横加速度センサＧＹ等からの信号に基づいて、アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）、トラクション制御（ＴＣＳ制御）等が実行される。また、車輪速度センサＷＳ[**]によって検出された各車輪の車輪速度Ｖｗａ[**]に基づいて、周知の方法によって、車両の走行速度（車速）Ｖｘａが演算される。

操舵系電子制御ユニットＥＣＵｓでは、操舵トルクセンサＳＴ等からの信号に基づいて、電動パワーステアリング制御（ＥＰＳ制御）が実行される。エンジン系電子制御ユニットＥＣＵｅでは、加速操作量センサＡＳ等からの信号Ａｓａに基づいて、スロットルアクチュエータＴＨ、燃料噴射アクチュエータＦＩの制御が実行される。トランスミッション系電子制御ユニットＥＣＵａでは、自動変速機ＡＴの変速比の制御が実行される。

ブレーキアクチュエータＢＲＫ（制動手段ＭＢＲの一部に相当）は、複数の電磁弁（液圧調整弁）、液圧ポンプ、電気モータ等を備えた周知の構成を有している。ブレーキ制御の非実行時では、ブレーキアクチュエータＢＲＫは、運転者による制動操作部材ＢＰの操作に応じた制動液圧を各車輪のホイールシリンダＷＣ[**]にそれぞれ供給し、各車輪に対して制動操作部材（ブレーキペダル）ＢＰの操作に応じた制動トルクを与える。アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）、トラクション制御（ＴＣＳ制御）、或いは、車両のアンダステア、オーバステアを抑制する車両安定性制御（ＥＳＣ制御）等のブレーキ制御の実行時には、ブレーキアクチュエータＢＲＫは、ブレーキペダルＢＰの操作とは独立してホイールシリンダＷＣ[**]毎の制動液圧を制御し、制動トルクを車輪毎に調整できる。

各車輪には、制動手段ＭＢＲとして、周知のホイールシリンダＷＣ[**]、ブレーキキャリパＢＣ[**]、ブレーキパッドＰＤ[**]、及び、ブレーキロータＲＴ[**]が備えられる。ブレーキキャリパＢＣ[**]に設けられたホイールシリンダＷＣ[**]に制動液圧が与えられることにより、ブレーキパッドＰＤ[**]がブレーキロータＲＴ[**]に押付けられ、その摩擦力によって、各車輪に制動トルクが与えられる。なお、制動トルクの制御は、制動液圧によるものに限らず、電気ブレーキ装置を利用して行うことも可能である。

車両には、前方監視装置ＺＰが備えられている。前方監視装置ＺＰは、前方監視用のレーダセンサＲＳ、カメラ（前方監視カメラ）ＣＭ、及び、電子制御ユニットＥＣＵｚで構成されている。

前方監視装置ＺＰ（電子制御ユニットＥＣＵｚ）は、電子制御ユニットＥＣＵと、電気的に接続される。電子制御ユニットＥＣＵｚは、レーダセンサＲＳ、及び、カメラ（前方監視カメラ）ＣＭと電気的に接続されている。レーダセンサＲＳは、車両前方の障害物（例えば、先行車両）に向けて、車幅方向の所定角度範囲に、レーザ光（或いは、ミリ波等の電波）をスキャン照射し、その反射を受光する。前方監視用電子制御ユニットＥＣＵｚは、その反射に基づいて、障害物の有無、障害物が存在する角度、及び障害物までの距離を検出する。カメラＣＭは、車両前方の映像を取得する。前方監視用電子制御ユニットＥＣＵｚは、カメラＣＭからの映像に基づいて、車両前方の障害物（例えば、先行車両）の有無、障害物までの距離を演算する。

図２は、ブレーキアクチュエータＢＲＫの全体構成を示す図である。運転者が制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰを踏み込むと、倍力装置ＶＢにて踏力が倍力され、マスタシリンダＭＣに設けられたマスタピストンが押される。これにより、マスタピストンによって区画される第１室と第２室とに同じ圧力のマスタシリンダ圧Ｐｍｃが発生する。マスタシリンダ圧Ｐｍｃは、ブレーキアクチュエータＢＲＫを通じて各車輪ＷＨ[**]のホイールシリンダＷＣ[**]に与えられる。

ブレーキアクチュエータＢＲＫは、マスタシリンダＭＣの第１室に接続される第１配管系統ＨＰ１と、マスタシリンダＭＣの第２室に接続される第２配管系統ＨＰ２とを有している。第１配管系統ＨＰ１は、左前輪ＷＨ[fh]と右後輪ＷＨ[rm]に加えられる制動液圧を制御する。第２配管系統ＨＰ２は、右前輪ＷＨ[fm]と左後輪ＷＨ[rh]に加えられる制動液圧を制御する。第１配管系統ＨＰ１と第２配管系統ＨＰ２とは、同様の構成であるため、以下では第１配管系統ＨＰ１についてのみ説明し、第２配管系統ＨＰ２についての説明は省略される。図２に示す構成は、ダイアゴナル配管の構成であるが、ブレーキの配管構成は、前後配管でもよい。

第１配管系統ＨＰ１は、制動液圧（ホイールシリンダ内の液圧）Ｐｗ[fh]，Ｐｗ[rm]を発生させる管路ＬＡを備える。この管路ＬＡには、連通状態と差圧状態に制御できる第１差圧制御弁ＳＳ１が備えられる。そして、マスタシリンダ圧Ｐｍｃが、左前輪ＷＨ[fh]に備えられたホイールシリンダＷＣ[fh]、及び、右後輪ＷＨ[rm]に備えられたホイールシリンダＷＣ[rm]に伝達される。運転者がブレーキペダルＢＰの操作を行う通常ブレーキ時（ブレーキ制御が実行されていないとき）には、この第１差圧制御弁ＳＳ１は連通状態となるように弁位置が開状態に調整される。第１差圧制御弁ＳＳ１に通電されると、弁位置が閉状態に調整され、第１差圧制御弁ＳＳ１が差圧状態とされる。

管路ＬＡは、第１差圧制御弁ＳＳ１よりもホイールシリンダＷＣ[fh]，ＷＣ[rm]の側において、２つの管路ＬＡ[fh]，ＬＡ[rm]に分岐する。管路ＬＡ[fh]にはホイールシリンダＷＣ[fh]への制動液圧の増圧を制御する第１増圧制御弁ＳＺ[fh]が備えられる。管路ＬＡ[rm]にはホイールシリンダＷＣ[rm]への制動液圧の増圧を制御する第２増圧制御弁ＳＺ[rm]が備えられる。第１、及び、第２増圧制御弁ＳＺ[fh]，ＳＺ[rm]は、連通・遮断状態を制御できる２位置の電磁弁により構成される。第１、及び、第２増圧制御弁ＳＺ[fh]，ＳＺ[rm]は、供給される電流が「０」のとき（非通電時）には連通状態（開状態）となり、電流が流されるとき（通電時）に遮断状態（閉状態）に制御される。第１、及び、第２増圧制御弁ＳＺ[fh]，ＳＺ[rm]は、所謂ノーマルオープン型である。

管路ＬＢは、第１、及び、第２増圧制御弁ＳＺ[fh]，ＳＺ[rm]、及び、ホイールシリンダＷＣ[fh]，ＷＣ[rm]の間と調圧リザーバＲ１とを結ぶ減圧用の管路である。管路ＬＢには、連通・遮断状態を制御できる２位置の電磁弁により構成される第１減圧制御弁ＳＧ[fh]と第２減圧制御弁ＳＧ[rm]とが設けられる。第１、及び、第２減圧制御弁ＳＧ[fh]，ＳＧ[rm]は、非通電時には閉状態となり、通電時には開状態となる。これらは、所謂ノーマルクローズ型である。

調圧リザーバＲ１と管路ＬＡとの間には、管路ＬＣが配設される。管路ＬＣには、液圧ポンプＯＰ１が設けられる。液圧ポンプＯＰ１によって、ブレーキ液が調圧リザーバＲ１からを吸入され、マスタシリンダＭＣ、或いは、ホイールシリンダＷＣ[fh]，ＷＣ[rm]に向けて吐出される。液圧ポンプＯＰ１は、電気モータＭＴによって駆動される。調圧リザーバＲ１とマスタシリンダＭＣの間には管路ＬＤが設けられている。車両安定性制御やトラクション制御等の自動加圧が行われるとき、液圧ポンプＯＰ１によってブレーキ液が管路ＬＤを通してマスタシリンダＭＣから吸入され、管路ＬＡ[fh]，ＬＡ[rm]に吐出される。これにより、ブレーキ液がホイールシリンダＷＣ[fh]，ＷＣ[rm]に供給され、対象となる車輪のホイールシリンダＷＣ[**]の制動液圧が増大され、制動トルクが与えられる。

図３を参照して、運転者が操舵操作部材（例えば、ステアリングホイール）ＳＷを操作して、車両前方の障害物等を回避する緊急回避挙動について説明する。

図３（ａ）は、緊急回避挙動を説明するための模式図である。車速Ｖｘｏにて走行中に、車両前方に幅Ｈｂの障害物ＯＢがあり、この障害物ＯＢを回避するために、力Ｆｖ（車体に作用する車輪全体の力であって、制動力Ｆｘと横力Ｆｙとの合力）が、車両に作用する場合を考える。ここで、車両が障害物ＯＢに衝突することなく回避し得る距離をＫｄとする。発生可能な最大力Ｆｖは、車両の重量と路面摩擦係数で決まる車輪の摩擦円ＦＣ上に存在する。力Ｆｖの作用する方向を、車両の減速方向（緊急回避前の車両の進行方向である前後方向に対して逆向き方向）を「０度」として、角度Ｋａ（力の方向）で表す。即ち、車輪の摩擦円ＦＣによって上限値が制限される制動力Ｆｘと横力Ｆｙとのトレードオフ関係が、合力Ｆｖの方向Ｋａによって表現される。合力方向Ｋａが０度である場合には、車両には制動力のみが作用し（Ｆｖ＝Ｆｘ，Ｆｙ＝０）、合力方向Ｋａが９０度である場合には、車両には横力のみが作用する（Ｆｖ＝Ｆｙ，Ｆｘ＝０）。

図３（ｂ）は、同一の車速Ｖｘｏにおいて角度Ｋａを０度から９０度まで変化させた場合の回避距離Ｋｄと回避速度Ｋｖとの関係を示す。ここで、回避距離Ｋｄは障害物ＯＢを回避するために必要な最短距離であり、回避速度Ｋｖは車両が障害物ＯＢに最も近接した際の車両速度である。合力方向Ｋａが「０度」から所定値ｋａ１までの範囲においては、回避距離Ｋｄは車両が障害物ＯＢの手前で停止できる距離ｋｄ１である。合力方向Ｋａが所定値ｋａ１を超える場合は、車両が障害物ＯＢの側方を通過する。そして、合力方向Ｋａの増加に従い回避距離Ｋｄは減少していく。合力方向Ｋａが所定値ｋａ２以上の範囲では、回避距離Ｋｄは概ね飽和し、所定距離ｋｄ２となる。

車両の回避性能が時間に対する横移動量の大小で評価されるならば、制動力が発生されず、横力のみで緊急回避が行われることが最適条件となる。しかしながら、車両の緊急回避挙動では、「最短距離にて障害物を避ける」ことが必要であり、車両の進行距離（前後方向に進む移動量で、以下では前後移動量という）に対する横方向の移動量（以下では横移動量という）の大小にて回避性能が評価されることが必要である。このように考えると、上述の合力方向Ｋａが所定値ｋａ２から「９０度」までが適正な範囲となる。さらに、回避距離の条件に車両速度の条件（車両が最も減速される条件）が付加されると、合力方向Ｋａが所定値ｋａ２であることが、緊急回避挙動における最適条件となる。具体的には、所定値ｋａ２は４５度から６０度の範囲にある。

図４は、本実施形態における車両の運動制御装置の演算処理例を示す機能ブロック図である。なお、各種記号等の末尾に付された添字[**]は、各種記号等が４輪のうちの何れかに関するものであるかを示す。「f」は前輪、「r」は後輪、「m」は車両進行方向に対して右側車輪、「h」は左側車輪、「o」は旋回方向に対して外側車輪（外輪）、「i」は内側車輪（内輪）を示す。したがって、「fh」は左前輪、「fm」は右前輪、「rh」は左後輪、「rm」は右後輪を示す。また、「fo」は旋回外側前輪（外前輪）、「fi」は旋回内側前輪（内前輪）、「ro」は旋回外側後輪（外後輪）、「ri」は旋回内側後輪（内後輪）を示す。また、車両の旋回方向には右方向と左方向の場合がある。それらは一般的には正負の符号が付され、例えば左方向が正符号として表され、右方向が負符号として表される。さらに、車両の加速・減速も、一般的には正負の符号が付され、例えば、加速が正符号として表され、減速が負符号として表される。しかし、値の大小関係、或いは、値の増加・減少を説明する際にその符号を考慮すると非常に煩雑となる。そのため、特に限定がない場合には、絶対値の大小関係、絶対値の増加・減少を表し、所定値は正の値とする。

緊急操舵取得演算ブロック（緊急操舵取得手段に相当）ＭＫＱにて、車両の操舵状態が緊急回避にあるか否かを表す緊急操舵状態Ｋｑｓが取得される。緊急操舵状態Ｋｑｓは、通信バスＣＢを介して得られるセンサ値、及び／又は、他のシステムにおける内部演算値に基づいて演算される。例えば、緊急操舵状態Ｋｑｓは制御フラグ（演算処理の判定結果を表す信号）として演算される。Ｋｑｓ＝０は判定結果が「緊急操舵（緊急回避操舵）ではない」ことを表し、Ｋｑｓ＝１は判定結果が「緊急操舵（緊急回避操舵）である」ことを表す。具体的には、緊急操舵取得演算ブロックＭＫＱは、操舵量取得演算ブロックＳＡＡ、操舵速度取得演算ブロックＤＳＡ、旋回量取得演算ブロックＴＣＡ、相対距離取得演算ブロックＤＯＢ、及び、車両速度取得演算ブロックＶＸＡによって構成される。これらにて演算される操舵量Ｓａａ、操舵速度ｄＳａ、旋回量Ｔｃａ、相対距離Ｄｏｂ、及び、車両速度Ｖｘａは、通信バスＣＢを介して得られるセンサ値、及び／又は、他のシステムにおける内部演算値に基づいて演算される。

操舵量取得演算ブロックＳＡＡにて、操舵量（例えば、操舵角）Ｓａａが取得される。具体的には、操舵量Ｓａａは、ステアリングホイール角度センサＳＡによって検出される信号（ステアリングホイールＳＷの回転角度であるステアリングホイール角度θｓｗ）に基づいて演算される。また、前輪舵角センサＦＳによって検出される前輪舵角δｆａに基づいて演算され得る。即ち、操舵量（操舵角）Ｓａａは、ステアリングホイール角度θｓｗ、及び、前輪舵角δｆａのうちの少なくとも一方に基づいて演算され得る。操舵速度取得演算ブロック（操舵速度取得手段に相当）ＤＳＡにて、操舵操作部材ＳＷの操作速度である操舵速度（例えば、操舵角速度）ｄＳａが取得される。操舵速度ｄＳａは、操舵量Ｓａａを時間微分して演算され得る。

旋回量取得演算ブロック（旋回量取得手段に相当）ＴＣＡにて、車両の旋回状態の程度（大きさ）を表す状態量である旋回量Ｔｃａが取得される。具体的には、横加速度センサＧＹによって検出される横加速度Ｇｙａに基づいて演算される。また、ヨーレイトセンサＹＲによって検出されるヨーレイトＹｒａに基づいて演算され得る。

相対距離取得演算ブロック（相対距離取得手段に相当）ＤＯＢにて、車両と障害物までの距離である相対距離Ｄｏｂが取得される。具体的には、前方監視装置ＺＰのレーダセンサＲＳ、及び、前方監視カメラＣＭのうちの少なくとも１つによって取得される相対距離（車両から障害物までの距離）に基づいて演算される。

車両速度取得演算ブロック（車速取得手段に相当）ＶＸＡにて、車両の走行速度である車速Ｖｘａが取得される。車両速度Ｖｘａは、後述する車輪速度取得演算ブロックＶＷＡの検出結果Ｖｗａ[**]に基づいて演算され得る。緊急操舵取得演算ブロックＭＫＱでは、相対距離Ｄｏｂ及び車両速度Ｖｘａに基づいて、車両と障害物ＯＢとの相対的な速度（車両が障害物ＯＢに近づいていく速度であり、相対速度という）Ｖｏｂが演算される。さらに、相対速度Ｖｏｂ、及び、相対距離Ｄｏｂに基づいて、現在の相対速度Ｖｏｂが維持された場合に車両と障害物とが衝突するまでに要する時間（衝突時間という）Ｔｔｃが演算される。

緊急操舵取得演算ブロックＭＫＱにて、操舵速度ｄＳａが所定速度（所定値）ｄｓａ１以上の場合において、緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）が演算される。さらに、操舵速度の条件に加えて、旋回量Ｔｃａが所定旋回量（所定値）ｔｃａ１以上の場合において、緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）が演算され得る。また、操舵速度の条件、或いは、旋回量の条件に加えて、相対速度Ｖｏｂ、及び、相対距離Ｄｏｂに基づいて演算された衝突時間Ｔｔｃが所定時間（所定値）ｔｔｃ１以下の場合において、緊急操舵であること（Ｋｑｓ＝１）が演算されてもよい。複数の条件に基づいて緊急操舵が判定されるため、確実な判定が行われ得る。緊急操舵取得演算ブロックＭＫＱにおける緊急操舵状態Ｋｑｓの詳細については後述する。

緊急操舵状態Ｋｑｓは、緊急操舵であるか否かを表す制御フラグとして演算されるが、制御フラグに代えて、緊急操舵状態の程度(大きさ)を表す状態量として演算され得る。操舵速度ｄＳａが所定速度ｄｓａ１未満の場合には、Ｋｑｓ＝０（緊急操舵ではない状態）が演算され、操舵速度ｄＳａが所定速度ｄｓａ１以上では操舵速度ｄＳａの増加にしたがって緊急操舵状態Ｋｑｓが増加するように演算され得る。また、衝突時間Ｔｔｃが所定時間ｔｔｃ１以上の場合には、Ｋｑｓ＝０（緊急操舵ではない状態）が演算され、衝突時間Ｔｔｃが所定時間ｔｔｃ１未満では衝突時間Ｔｔｃの減少にしたがって緊急操舵状態Ｋｑｓが増加するように演算され得る。

車輪速度取得演算ブロック（車輪速度取得手段に相当）ＶＷＡにて、各車輪の回転速度（車輪速度）Ｖｗａ[**]が取得される。制動操作量取得演算ブロック（制動操作量取得手段に相当）ＢＳＡにて、運転者によって操作される車両の制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰの操作量Ｂｓａが取得される。車輪速度Ｖｗａ[**]、及び、制動操作量Ｂｓａは、通信バスＣＢを介して得られるセンサ値、及び／又は、他システムにおける内部演算値に基づいて演算される。

目標制動トルク演算ブロック（制御手段に相当）ＣＴＬにて、緊急操舵状態Ｋｑｓに基づいて各車輪の目標制動トルクＰｗｕ[**]が演算される。目標制動トルク演算ブロックＣＴＬは、規範量演算ブロックＰＷＯ、前後配分演算ブロックＦＲＨ、及び、加算ブロックＳＵＭによって構成される。規範量演算ブロックＰＷＯでは、目標制動トルクの規範量Ｐｗｏ[**]が演算される。前後配分演算ブロックＦＲＨでは、制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]に基づいて、制動トルクの前後配分が考慮されて、目標制動トルクＰｗｔ[**]が演算される。そして、加算ブロックＳＵＭにて、運転者の制動操作によって発生する制動トルクＰｗｄ[**]に対して目標制動トルクＰｗｔ[**]が加えられて、最終的な目標制動トルクＰｗｕ[**]が演算される。なお、制動トルクＰｗｄ[**]は、制動操作量Ｂｓａに基づいて演算され得る。例えば、マスタシリンダＭＣ内の圧力Ｐｍｃが検出され、マスタシリンダ圧Ｐｍｃに基づいて、制動トルクＰｗｄ[**]が演算され得る。

規範量演算ブロックＰＷＯでは、Ｋｑｓ＝０（非緊急操舵）の場合には、Ｐｗｏ[**]＝０とされて、制動トルクの増加は行われない。このとき、車両は運転者の減速操作によってのみ減速される。Ｋｑｓ＝１（緊急操舵が識別されたとき）の場合には、制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]は予め設定された所定値ｐｗｏ１に決定される。

緊急操舵状態Ｋｑｓが、制御フラグに代えて、緊急操舵の程度を表す状態量（緊急操舵状態量）として演算される場合には、Ｋｑｓ＝０の場合には、同様にＰｗｏ[**]＝０と演算される。そして、緊急操舵状態Ｋｑｓの増加にしたがって制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]が増加するように、予め設定された演算マップ（図示せず）に基づいて演算され得る。

規範量演算ブロックＰＷＯにて、制動操作量Ｂｓａが所定操作量（所定値）ｂｓａ１以下の場合において、制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]が増加されるが、制動操作量Ｂｓａが所定操作量ｂｓａ１よりも大きい場合において、制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]が「０」とされ得る。したがって、制動操作量Ｂｓａが所定操作量ｂｓａ１よりも大きい場合には、緊急操舵による制動トルク増加が行われない。ここで、所定操作量ｂｓａ１は、制動操作部材ＢＰが操作されていない状態に相当する値（ｂｓａ１＝０）に設定され得る。

前後配分演算ブロックＦＲＨにて、規範量演算ブロックＰＷＯにて演算される制動トルク規範量Ｐｗｏ[**]に基づいて、前輪の目標制動トルクＰｗｔ[f*]、及び、後輪の目標制動トルクＰｗｔ[r*]が演算される。緊急操舵状態での運転者の制動操作とは独立した制動トルク増加において、前輪制動トルクに対する後輪制動トルクの比率Ｈｚｓ（前後比率という）が、運転者が制動操作を行う通常制動の場合の前後比率Ｋｏ（「１」より小さい一定値）に比較して、小さくなるように調整される。例えば、前輪においてはＰｗｔ[f*]＝Ｐｗｏ[f*]と演算され、後輪においてはＰｗｔ[r*]＝Ｋｐ・Ｐｗｏ[r*]によって演算される。ここで、Ｋｐは係数であり、値Ｋｏより小さい（Ｋｐ＜Ｋｏ）。後述するように、制動トルクは、通常制動時（制御による制動トルク増加が行われず、運転者の操作のみによって制動トルク増加が行われる場合）には特性Ｃｎｏに沿って増加し、緊急操舵時（緊急操舵が判定されて自動的に制動トルク増加が行われる場合）には特性Ｃｎｏよりも小さい前後比率Ｋｐ（０≦Ｋｐ＜Ｋｏ）を有する特性Ｃｋｑ（Ｃｋｑ１，Ｃｋｑ２，Ｃｋｑ３，Ｃｋｑ４）に従って増加する。また、前輪制動トルクは増加されるが、後輪制動トルクは緊急操舵が判定される前の値を保持するように演算され得る（Ｐｗｔ＝Ｐｗｏ[f*]、Ｐｗｔ[r*]＝０）。なお、左右車輪（即ち、緊急操舵状態において内輪と外輪）には同量の制動トルクが増加される。

加算ブロックＳＵＭにて、運転者の制動操作によって発生する制動トルクＰｗｄ[**]に対して目標制動トルクＰｗｔ[**]が加えられて、目標制動トルクＰｗｕ[**]が演算される。運転者が制動操作を行っていない場合は、Ｐｗｄ[**]＝０であるため、目標制動トルク演算ブロックＣＴＬからは目標制動トルクＰｗｕ[**]として目標制動トルクＰｗｔ[**]が出力される。運転者による制動トルクＰｗｄ[**]に対して、緊急操舵による制動トルクＰｗｕ[**]が加えられる。

制動手段ＭＢＲにて、調整後の目標制動トルクＰｗｕ[**]に基づいて、ブレーキアクチュエータＢＲＫの駆動手段（例えば、液圧ポンプ駆動用の電気モータ、ソレノイドバルブの駆動手段）が制御され、車輪の制動トルクが増加される。運転者が制動操作部材ＢＰを操作している場合には、その操作量に応じた制動トルクに対して、緊急操舵による制動トルクが増加される。運転者が制動操作を行っていない場合には、緊急操舵によって、制動トルクは「０」から増加される。

制動手段ＭＢＲでは、前後配分演算ブロックＦＲＨにて制動トルクの前後配分が調整されるため、通常制動時には特性Ｃｎｏ（前後比率Ｋｏ）に従って制動トルクが増加される。一方、緊急操舵時においては、特性Ｃｎｏよりも小さい特性である特性Ｃｋｑ（前後比率Ｋｐであって、後述する特性Ｃｋｑ１，Ｃｋｑ２，Ｃｋｑ３，Ｃｋｑ４）に従って制動トルクが増加される。

制動トルクの実際値Ｐｗａ[**]を検出するセンサ（例えば、圧力センサＰＷ[**]）を車輪に備え得る。目標値Ｐｗｕ[**]と実際値Ｐｗａ[**]とに基づいて、実際値Ｐｗａ[**]が目標値Ｐｗｕ[**]に一致するように、駆動手段が制御され得る。

図５は、緊急操舵取得手段（緊急操舵取得演算ブロック）ＭＫＱでの緊急操舵状態の判定演算について説明するためのフロー図である。ここで、緊急操舵状態Ｋｑｓは、「０」が非緊急操舵を表し、「１」が緊急操舵を表す制御フラグとして演算される。

先ず、ステップＳ１１０にて、初期化が行われる。ここで、緊急操舵状態Ｋｑｓは初期値である「０」が代入される。Ｓ１２０にて、センサ値、及び／又は、他システムの内部演算値が読み込まれる。Ｓ１３０にて、上述の各状態量（ｄＳａ等）が演算される。

次に、判定ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１７０にて、操舵状態が緊急操舵であるか否かの判定が行われる。Ｓ１４０にて、操舵速度（例えば、操舵角速度）ｄＳａが所定速度ｄｓａ１以上であるかが判定される。ステップＳ１４０にて肯定判定（Ｙｅｓ）がなされると、演算処理はステップＳ１５０に進む。Ｓ１５０にて、操舵量（例えば、操舵角）Ｓａａが所定量ｓａａ１以上であるかが判定される。ステップＳ１５０にて肯定判定（Ｙｅｓ）がなされると、演算処理はステップＳ１６０に進む。Ｓ１６０にて、旋回量（例えば、横加速度）Ｔｃａが所定旋回量ｔｃａ１未満であるかが判定される。ステップＳ１６０にて肯定判定（Ｙｅｓ）がなされると、演算処理はステップＳ１７０に進む。Ｓ１７０にて、衝突時間Ｔｔｃが所定時間ｔｔｃ１未満であるかが判定される。ステップＳ１７０にて肯定判定（Ｙｅｓ）がなされると、演算処理はステップＳ１８０に進む。そして、Ｓ１８０にて操舵状態が緊急操舵であることが判定され、緊急操舵状態（例えば、制御フラグ）Ｋｑｓが「０（非緊急操舵）」から「１（緊急操舵）」に切り替えられる。

判定ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１７０の何れかにて、否定判定（Ｎｏ）がなされると、演算処理はステップＳ１９０に進み、緊急操舵ではない状態（Ｋｑｓ＝０）が維持される。ここで、判定ステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１７０のうちの少なくとも１つは省略され得る。

なお、緊急操舵状態Ｋｑｓが制御フラグとして演算されることに代えて、緊急操舵状態Ｋｑｓが緊急操舵の程度（大きさ）を表す状態量として演算され得る。この場合、操舵速度ｄＳａの増加にしたがって緊急操舵状態Ｋｑｓが増加するように演算され、衝突時間Ｔｔｃの減少にしたがって緊急操舵状態Ｋｑｓが増加するように演算され得る。

図６は、前後配分演算ブロックＦＲＨに関する実施形態について作用・効果を説明するための制動トルクの前後配分線図である。

運転者の制動操作によって制動トルクが増加される通常制動の場合（緊急操舵による制動トルク増加は行われない場合）には、前輪制動トルクに対する後輪制動トルクの比率（前後比率という）において所定の比率Ｋｏ（一定値）をもって前後輪の制動トルクが増加される。即ち、前後輪制動トルクが特性Ｃｎｏに沿って増加される。例えば、運転者の制動操作によって、前後輪の制動トルクが点Ｘの状態にあるときに緊急操舵が判定されると、通常制動時の前後比率Ｋｏに比べて小さい前後比率Ｋｐをもつ特性Ｃｋｑ１に沿って制動トルクが増加される。また、特性Ｃｋｑ２にて示すように、緊急操舵によって前輪の制動トルクが増加され、後輪の制動トルクが（緊急操舵判定前の状態に）保持され得る。この場合、緊急操舵による制動トルク増加は前輪においてのみ行われる。

同様に、運転者が制動操作を行っていない場合においても、通常制動時の前後比率特性Ｃｎｏ（前後比率Ｋｏ）よりも相対的に前後比率が小さい特性（前後比率Ｋｐ）Ｃｋｑ３に沿って制動トルクの増加が行われる。後輪制動トルクが保持される場合（即ち、後輪制動トルクの増加が行われず、「０」に維持される場合）には、特性Ｃｋｑ４に沿って制動トルクが増加される。

急操舵と制動が同時に行われる場合、車両挙動の変化（例えば、車両のふらつき）が発生する場合がある。運転者自身の操作によって車両挙動変化が引き起こされる場合には、運転者はその変化に対して然程違和を感じ難い。しかし、運転者の制動操作とは独立して制動トルクが増加される場合（即ち、自動で制動トルクが増加される場合）には挙動変化に対して違和を感じ易い。そのため、制御によって自動的に制動トルクが増加されるときには、前後比率（前輪制動トルクの増加量に対する後輪制動トルクの増加量）が通常制動時に比較して小さい値に調整されて、車両の安定性が向上される。

図７は、前後配分演算ブロックＦＲＨに関する他の実施形態について作用・効果を説明するための時系列線図である。上述では、運転者への違和感を抑制するため、前輪制動トルクの増加量に対する後輪制動トルクの増加量である前後比率が、緊急操舵判別時に通常制動時よりも相対的に小さくされることを説明したが、ここでは、特に、動的な前後比率の補償について説明する。

運転者が制動操作部材ＢＰを操作して制動トルクｐｖ０が付与されている状態において、時間ｕ０にて緊急操舵が判別されて制動トルク増加が開始される。緊急操舵による自動的な制動トルク増加において、前輪の制動トルクの時間変化量Ｋｆよりも後輪の制動トルクの時間変化量Ｋｒが小さくされる。後輪の制動トルク時間変化量Ｋｒは、「０」とされ得る。即ち、緊急操舵によって前輪制動トルクが増加され、後輪制動トルクがｐｖ０に保持される（緊急操舵によって後輪制動トルクが増加されない）。なお、運転者が制動操作部材ＢＰを操作していない場合には、制動トルクは「０」から増加される。

上述と同様に、自動制動が行われている場合の挙動変化は運転者への違和感となる。後輪制動トルクの時間変化量（単位時間当りの増加量）が、前輪制動トルクの時間変化量よりも小さくされることによって、動的にも後輪横力が確保されて、車両ふらつきが抑制され得る。また、制動トルクの増加が前輪のみにて行われるように構成されると、後輪の横力が十分に確保されて、進路変更時の車両ふらつきが抑制され得る。

ＷＨ[**]…車輪、ＭＢＲ…制動手段、ＳＷ…操舵操作部材、ＭＫＱ…緊急操舵取得手段、ＳＡＡ…操舵量取得手段、ＤＳＡ…操舵速度取得手段、ＶＷＡ…車輪速度取得手段、ＣＴＬ…制御手段、ＤＯＢ…相対距離取得手段、ＢＰ…制動操作部材、ＢＳＡ…制動操作量取得手段

Claims (5)

1. 車両の運転者によって操作される制動操作部材の操作量に応じて、前記車両の前輪に対する前輪制動トルク、及び、前記車両の後輪に対する後輪制動トルクを、前記前輪制動トルクに対する前記後輪トルクの比率である前後比率において所定特性をもって発生する制動手段と、
   前記車両の操舵状態が緊急操舵であるか否かを取得する緊急操舵取得手段と、
   前記緊急操舵取得手段が、前記緊急操舵であることを取得した場合において、前記制動手段を介して、前記前輪制動トルク、及び、前記後輪制動トルクを増加する制御手段とを備える車両の運動制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記制動操作部材の操作が行われていない場合に、
   前記車両の左右車輪に対する制動トルクを同量で増加し、
   前記前後比率が前記所定特性よりも小さい特性となるように前記前輪制動トルク、及び、
   前記後輪制動トルクを増加することを特徴とする車両の運動制御装置。
2. 請求項１に記載される車両の運動制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記後輪制動トルクの時間変化量を、前記前輪制動トルクの時間変化量よりも小さくする
   ことを特徴とする車両の運動制御装置。
3. 請求項１又は２に記載される車両の運動制御装置であって、
   前記車両の操舵操作部材の操舵速度を取得する操舵速度取得手段を備え、
   前記緊急操舵取得手段は、
   前記操舵速度に基づいて前記緊急操舵であることを取得することを特徴とする車両の運動
   制御装置。
4. 請求項３に記載される車両の運動制御装置であって、
   前記車両の旋回状態の程度を表す旋回量を取得する旋回量取得手段を備え、
   前記緊急操舵取得手段は、前記旋回量基づいて前記緊急操舵であることを取得すること
   を特徴とする車両の運動制御装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載される車両の運動制御装置であって、
   前記車両と該車両の前方の障害物との間の相対距離を取得する相対距離取得手段と、
   前記車両の走行速度を取得する車速取得手段とを備え、
   前記緊急操舵取得手段は、
   前記相対距離、及び、前記走行速度に基づいて前記緊急操舵であることを取得することを
   特徴とする車両の運動制御装置。
   

Images