JPH07223526A - 車両状態推定装置及び制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車両旋回時に舵角と車速から車両状
態を推定し、推定結果に応じて操舵特性を改善すべく制
動制御を行う装置に関し、車両がスピン傾向である場合
に、制動制御によりその傾向を助長しないことを目的と
する。 【構成】 演算装置１は舵角センサ４２とヨーレートセ
ンサ４４の検出値に基づいて車両の挙動モデルを演算す
る。演算装置２はモデルとして演算された目標ヨーレー
トγｄ及び目標横加速度Ｇｙｄを、実ヨーレートγ及び
実横加速度Ｇｙと比較して操舵特性と車両のスピン状態
を判定する。演算装置３は車両がスピン傾向でない場合
はγを、車両がスピン傾向である場合はＧｙｄから換算
した換算ヨーレートγｇを制御目標値Ｃｄとして設定す
る。演算装置４は設定された制御目標値Ｃｄに基づいて
前後輪のコーナリング力を変化させるべく制動制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両状態推定装置及び
制動制御装置に係り、特に車両の旋回時において、舵角
と車速から予測される挙動と現実の挙動との偏差に基づ
いて車両の状態を推定する車両状態推定装置と、当該車
両状態推定装置の推定結果に応じて実現すべき車両挙動
を設定して所定の制動制御を行う制動制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両の旋回中に制動が行われた場合、車
輪のスリップ率が増加して４輪のコーナリング力が変化
し、そのためにオーバステアやアンダーステアが生じる
ことがある。このような操舵特性の変動は、円滑な旋回
性を阻害し、車両特性としては好ましいものではない。

【０００３】ここで、かかる旋回中の操舵特性変化を抑
制する装置としては、従来特開平４−２８７７５４号公
報に開示される装置が公知である。この装置は、旋回時
において車両がニュートラルステアを示すとした場合に
実現されるヨーレートを目標ヨーレートγｄとし、その
γｄに対して現実のヨーレートが小さい場合をアンダー
ステア、大きい場合とオーバステアと判断する。

【０００４】そして、アンダーステアと判断された場合
は、前輪が発生している制動力の低下と、後輪が発生す
る制動力の向上を図り、また、オーバステアと判断され
た場合は、前輪が発生している制動力の向上と、後輪が
発生している制動力の低下とを図る。

【０００５】この場合、車輪のコーナリングパワーは、
車輪のスリップ率に応じて変動し、スリップ率が小さい
程大きなコーナリングパワーが得られることが公知であ
る。また、車輪のスリップ率は、車輪が発生している制
動力に応じて変動し、発生する制動力が大きいほどその
スリップ率は高い値を示す。従って、車両において特定
の車輪に着目した場合、その車輪が発生している制動力
が小さいほど高いコーナリング力が得られることにな
る。

【０００６】上記公報記載の装置は、かかる点に着目し
て旋回時の操舵特性を補正するものである。すなわち、
上述の如く制動力制御を行った場合、アンダーステア時
には前輪コーナリング力が相対的に向上してその特性が
ニュートラルな特性に向けて補正され、一方オーバステ
ア時には前輪コーナリング力が相対的に低下してやはり
ニュートラルな特性に補正されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置の制御は、旋回時において予定したニュートラル特
性が得られない場合に、前後輪のスリップ率を適宜調整
すればニュートラルステアが実現できることを前提とし
て行われる。

【０００８】しかし、例えば低μ路において車両がほぼ
限界に達している状況では、上記の如き線型モデルによ
る判定が必ずしも適切でない場合がある。このため、常
に車速と操舵角との関係から求めた目標ヨーレートを制
御目標とする上記従来の装置は、操舵特性を補正すべく
制動制御を行うことにより、却って車両をスピン状態に
至らしめることがあるという問題を有していた。

【０００９】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、旋回時における車両の挙動を推定するに際し、
目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差を考慮すると共
に、旋回時における目標横加速度と実横加速度との偏差
をも考慮することにより上記の課題を解決する車両状態
推定装置、及び当該車両状態推定装置の推定結果に基づ
いて適切に車両の操舵特性を補正する制動制御装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成する車両状態推定装置、及び制動制御装置の原理構成
図を示す。すなわち上記の目的は、図１に示すように、
操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段Ｍ１と、車速を検
出する車速検出手段Ｍ２と、車両に生ずるヨーレートを
検出するヨーレート検出手段Ｍ３と、車両に生ずる横加
速度を検出する横加速度検出手段Ｍ４と、前記舵角検出
手段Ｍ１が検出した舵角と前記車速検出手段Ｍ２が検出
した車速とに基づいて、標準状態にモデル化した車両に
生ずると推定されるヨーレート、及び標準状態にモデル
化した車両に生ずると推定される横加速度を、それぞれ
目標ヨーレート、及び目標横加速度として演算する挙動
モデル演算手段Ｍ５と、該挙動モデル演算手段Ｍ５が演
算した目標ヨーレートと、前記ヨーレート検出手段Ｍ３
が検出した実ヨーレートとの偏差、及び前記挙動モデル
演算手段Ｍ５が演算した目標横加速度と前記横加速度検
出手段Ｍ４が検出した実横加速度との偏差に基づいて、
車両の挙動状態を判定する車両状態判定手段Ｍ６とを備
える車両状態推定装置により達成される。

【００１１】また、上記の目的は、上記構成の車両状態
推定装置の推定結果に基づいて、車両に搭載されるブレ
ーキ機構Ｍ７を制御する制動制御装置であって、前記車
両状態推定装置によって車両がスピン傾向にあると推定
された際には、車速及び実横加速度に基づいて演算した
換算ヨーレートを制御目標として選択し、前記車両状態
推定装置によって車両がスピン傾向ではないと推定され
た際には、前記挙動モデル演算手段Ｍ５によって演算さ
れた目標ヨーレートを制御目標として選択する制御目標
選択手段Ｍ８と、該制御目標選択手段Ｍ８が制御目標と
して選択したヨーレートを実現すべく、各車輪に配設さ
れたブレーキ機構Ｍ７を制御する制動力制御手段Ｍ９と
を備える制動制御装置によっても達成される。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明に係る車両状態推定装置に
おいて、前記挙動モデル演算手段Ｍ５は、前記舵角検出
手段Ｍ１の検出結果、及び前記車速検出手段Ｍ２の検出
結果に基づいて、車両が標準状態である場合に発生する
と推定されるヨーレート（目標ヨーレート）及び横加速
度（目標横加速度）を検出する。

【００１３】従って、車両が所定の標準状態で旋回中で
あれば、前記横加速度検出手段Ｍ４が検出する実横加速
度、及び前記ヨーレート検出手段Ｍ３が検出する実ヨー
レートと、前記挙動モデル演算手段Ｍ５が演算した目標
ヨーレート、及び目標横加速度とは等しい値となる。

【００１４】一方、車両が標準状態でない場合はこれら
の値に偏差が生じ、操舵特性がアンダーステアであれば
目標ヨーレートに対して実ヨーレートが小く、オーバー
ステアであれば目標ヨーレートに対して実ヨーレートが
大きく、また車両がスピン状態であれば目標横加速度に
対して実横加速度が小さく検出される。

【００１５】前記車両状態判定手段Ｍ６は、これらの比
較結果に基づいて、車両の操舵特性、及び走行状態を判
定する。

【００１６】請求項２記載の発明に係る制動制御装置に
おいて、前記制御目標選択手段Ｍ８は、前記車両状態判
定手段Ｍ６の判定結果に基づいて、車両がスピン状態で
ない場合は、ニュートラルステアを実現すべく前記挙動
モデル演算手段Ｍ５が演算した目標ヨーレートを制御目
標値として設定する。

【００１７】従って、この場合は前記制動力制御手段Ｍ
９により前記ブレーキ機構Ｍ７が制御されることによ
り、前後輪の接地状態が補正されてニュートラルステア
が実現される。

【００１８】一方、前記車両状態判定手段Ｍ６によって
車両がスピン状態であると判定された場合、前記制御目
標選択手段Ｍ８は、前記横加速度検出手段Ｍ４が検出し
た実加速度と前記車速検出手段Ｍ２が検出した車速とに
基づいて、スピン状態を助長することのない換算ヨーレ
ートを演算し、その値を制御目標として設定する。

【００１９】従って、この場合は前記制動力制動手段Ｍ
９によって前記ブレーキ機構Ｍ７の制御が行われること
により、車両状態がより不安定となることがなく、安定
状態を維持しつつ操舵特性が改善されることになる。

【００２０】

【実施例】図２は、請求項１記載の発明の一実施例であ
る車両状態推定装置を構成する電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）５０のブロック構成図を示す。また、図３は、当該
ＥＣＵ５０に制御されることにより請求項２記載の発明
の一実施例である制動制御装置を実現するブレーキ機構
の全体構成図を示す。

【００２１】以下、ＥＣＵ５０の構成を説明するに先立
って、図３に示す制動制御装置の構成について説明す
る。

【００２２】図３において１０はマスタシリンダであ
り、２つの独立した加圧室を備えている。このマスタシ
リンダ１０はブースタ１２を介してブレーキ操作部材と
してのブレーキペダル１４に連携されており、ブレーキ
ペダル１４の操作力に応じたブレーキ圧を発生する。

【００２３】マスタシリンダ１０の一方の加圧室で発生
したブレーキ圧は、プロポーショニング／バイパスバル
ブ（図においてＰ／Ｂで表す）１６を経て主液通路１８
_F に伝達される。主液通路１８_F は途中から二股に分か
れ、それぞれ電磁液圧制御弁（以下、単に制御弁とい
う）２０_FL，２０_FRを経て左右前輪ＦＬ，ＦＲのブレー
キのホイールシリンダ２２_FL，２２_FRに接続されてい
る。

【００２４】また、マスタシリンダ１０の他方の加圧室
で発生したブレーキ圧は、プロポーショニング／バイパ
スバルブ１６を経て主液通路１８_R に伝達される。主液
通路１８_R も途中から二股に分かれ、それぞれ制御弁２
０_RL，２０_RRを経て左右後輪ＲＬ，ＲＲのブレーキのホ
イールシリンダ２２_RL，２２_RRに接続されている。

【００２５】プロポーショニング／バイパスバルブ１６
は、主液通路１８_F を含むフロント系統が正常である場
合には、主液通路１８_R を含むリヤ系統のブレーキ圧を
比例的に減圧し、フロント系統失陥時にはマスタシリン
ダ１０からのブレーキ圧をそのまま左右後輪ＲＬ，ＲＲ
のホイールシリンダ２２_RL，２２_RRに伝達する機能を有
するものである。

【００２６】制御弁２０_FL，２０_FRは常態において、同
図に示すようにホイールシリンダ２２_FL，２２_FRをマス
タシリンダ１０に連通させる増圧状態にあるが、ソレノ
イド２４_FL，２４_FRが比較的大きな電流で励磁された場
合には、ホイールシリンダ２２_FL，２２_FRをマスタシリ
ンダ１０から遮断してリザーバ２６_F に連通させる減圧
状態に切り換わり、ソレノイド２４_FL，２４_FRが比較的
小さな電流で励磁された場合には、ホイールシリンダ２
２_FL，２２_FRをマスタシリンダ１０からもリザーバ２６
_F からも遮断する保持状態に切り換わる。

【００２７】制御弁２０_RL，２０_RRもソレノイド２
４_RL，２４_RRの励磁状態の切換えに応じて、ホイールシ
リンダ２２_RL，２２_RRをマスタシリンダ１０に連通させ
る増圧状態と、リザーバ２６_R に連通させる減圧状態
と、いずれにも連通させない保持状態とに切り換わるも
のである。

【００２８】上記リザーバ２６_F のブレーキ液はポンプ
２８_F によって汲み上げられ、ポンプ通路３０_F を経て
主液通路１８_F に戻される。リヤ系統も同様にポンプ２
８_Rおよびポンプ通路３０_R を備えている。それらポン
プ２８_F ，２８_R はモータ３２によって駆動される。

【００２９】フロント系統はまた、各ホイールシリンダ
２２_FL，２２_FRから制御弁２０_FL，２０_FRをバイパスし
てマスタシリンダ１０へブレーキ液が還流することを許
容する還流通路３４_FL，３４_FRを備えており、各還流通
路３４_FL，３４_FRにはブレーキ液の逆流を防止する逆止
弁３６_FL，３６_FRが設けられている。リヤ系統も逆止弁
３６_RL，３６_RRを備えた還流通路３４_RL，３４_RRを備え
ている。

【００３０】また、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに
は、それぞれの車輪速Ｖ_FL，Ｖ_FR，Ｖ _RL，Ｖ_RRを検出す
べく車輪速センサ３８_FL，３８_FR，３８_RL，３８_RRが設
けられており、ブレーキペダル１４には、ブレーキペダ
ル１４が踏み込まれるとオンとなるブレーキスイッチ４
０が配設されている。

【００３１】次に、図２に示すＥＣＵ５０の構成につい
て説明する。

【００３２】ＥＣＵ５０は、前記した挙動モデル演算手
段Ｍ５に相当する演算装置１，前記した車両状態判定手
段Ｍ６に相当する演算装置２，前記した制御目標選択手
段Ｍ８に相当する演算装置３，及び前記した制動力制御
手段Ｍ９に相当する演算装置４を備える本実施例の要部
である。

【００３３】このＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータ
を主体として構成される電子制御ユニットであり、具体
的には、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ），ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ），入出力ポート等により上記各演算装置１〜４を実
現している。

【００３４】図２に示す如く、ＥＣＵ５０には上記した
車輪速センサ３８_FL，３８_FR，３８ _RL，３８_RR、及びブ
レーキスイッチ４０が接続されている。この場合、車輪
速センサ３８_FL，３８_FR，３８_RL，３８_RRは、後述する
ＥＣＵ５０内部の処理機構と共に、前記した車速検出手
段Ｍ２を構成している。

【００３５】また、ＥＣＵ５０には、前記した舵角検出
手段Ｍ１に相当する舵角センサ４２，前記したヨーレー
ト検出手段Ｍ３に相当するヨーレートセンサ４４，前記
した横加速度検出手段Ｍ４に相当する横加速度センサ４
８、及び車両に生ずる前後方向加速度を検出する前後加
速度センサ４６が接続されている。

【００３６】ＥＣＵ５０は、これらより供給される検出
値を基に後述の演算を行い、その結果に従って制御弁２
０_FL，２０_FR，２０_RL，２０_RRのソレノイド２４_FL，２
４_FR，２４_RL，２４_RRを適当に駆動して、本実施例の制
動制御装置特有の機能を実現する。

【００３７】以下、ＥＣＵ５０が実行する処理の内容と
共に、本実施例の制動制御装置の動作について説明す
る。

【００３８】前述のように、通常は、制御弁２０_FL，２
０_FR，２０_RL，２０_RRがマスタシリンダ１０とホイール
シリンダ２２_FL，２２_FR，２２_RL，２２_RRとを連通させ
る状態にある。従って、この状態でブレーキペダル１４
が踏み込まれれば、マスタシリンダ１０およびホイール
シリンダ２２_FL，２２_FR，２２_RL，２２_RRのブレーキ圧
が上昇し、車両が制動される。

【００３９】本実施例の制動制御装置は、車両旋回中に
かかる制動操作が行われ、その際に生ずる車両前後荷重
配分の変化により操舵特性が変化した場合に、各車輪Ｆ
Ｌ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲにおける制動力を適当に制御して
操舵特性の改善を図る点に特徴を有している。

【００４０】図４は、ＥＣＵ５０が内蔵するＣＰＵが上
記の機能を満たすべく実行するモデル演算ルーチンのフ
ローチャートを示す。尚、ＣＰＵが同図に示す処理を実
行することにより、上記演算装置１、すなわち前記した
挙動モデル演算手段Ｍ５が実現される。

【００４１】図４に示すルーチンは、車両のイグニッシ
ョンスイッチがオンとなると起動し、先ずステップ１０
０において必要な初期設定を行う。その後、ステップ１
０２において左右前輪ＦＬ，ＦＲおよび左右後輪ＲＬ，
ＲＲそれぞれの実車輪速度Ｖ _FL，Ｖ_FR，Ｖ_RL，Ｖ_RRが取
り込まれる。

【００４２】ステップ１０４では、実ヨーレートγが取
り込まれるとともに実車体スリップ角βが推定される。
車両運動に関する線形２自由度の領域（車体の横すべり
とヨーとの線形の領域）では、実ヨーレートγを入力信
号、実車体スリップ角βを出力信号とすると、それら実
ヨーレートγと実車体スリップ角βとの間に次式で示す
伝達関数が存在する。

【００４３】 （Ｇｂ０＋Ｇｂ１・ｓ）／（１＋Ｔｒ・ｓ） ・・・（１） ただし、上式においてｓはラプラス演算子であり、ま
た、Ｇｂ０，Ｇｂ１およびＴｒは後述の推定車体速度Ｖ
ｅに関連し、ＥＣＵ５０内蔵のＲＯＭに格納されている
Ｇｂ０マップ、Ｇｂ１マップおよびＴｒマップに従って
決定される。

【００４４】この場合において、これらのマップはそれ
ぞれ、図５，図６および図７のグラフで表される特性を
持っている。すなわち、本ステップにおいては、その伝
達関数を用い、実ヨーレートγと推定車体速度Ｖｅとに
対応する実車体スリップ角βが演算されるのである。

【００４５】その後、ステップ１０６において各輪の実
車輪速度Ｖ_FL，Ｖ_FR，Ｖ_RL，Ｖ_RRが前輪車軸の中心位置
に関して換算される。具体的には、図８に示すように、
車両のトレッドをｔ、ホイールベースをＬとすれば、実
車輪速度Ｖ_FLとｔ・γ／２との和が左前輪ＦＬの換算車
輪速度Ｖ₁ 、実車輪速度Ｖ_FRからｔ・γ／２を差し引い
た値が右前輪ＦＲの換算車輪速度Ｖ₂ 、実車輪速度Ｖ_RL
とｔ・γ／２とＬ・β・γとの和が左後輪ＲＬの換算車
輪速度Ｖ₃ 、実車輪速度Ｖ_RRからｔ・γ／２を差し引い
たものとＬ・β・γとの和が右後輪ＲＲの換算車輪速度
Ｖ₄ として演算される。

【００４６】これらの換算車輪速度Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ お
よびＶ₄ は各輪の旋回軌跡の差による影響、及び実車体
スリップ角βによる影響を受けないものであり、各輪が
全くスリップしていなければ旋回状態の如何を問わず互
いに一致する値である。

【００４７】続いて、ステップ１０８においては、前後
加速度センサ４６より前後加速度Ｇｘが取り込まれ、ス
テップ１１０において推定車体速度Ｖｅが演算される。

【００４８】本実施例においては、前後加速度Ｇｘが０
以上、かつ正の上限値Ｇｕｐ以下である場合、すなわち
適正な加速常態であると推定される場合には上記換算車
輪速度Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ の最小値を車体速度とし
て推定し、また前後加速度Ｇｘが０より小さく、負の下
限値Ｇｌｏ以上である場合、すなわち適正な減速常態で
あると推定される場合には換算車輪速度Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ
₃ ，Ｖ₄ の最大値を車体速度として推定する。

【００４９】そして、前後加速度Ｇｘが上限値Ｇｕｐよ
り大きいか、または下限値Ｇｌｏより小さい場合、すな
わち車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲがスリップしている可
能性がある場合には、前後加速度Ｇｘが初めてそうなっ
たときの推定車体速度Ｖｅ（前後加速度Ｇｘが下限値Ｇ
ｌｏ以上、かつ上限値Ｇｕｐ以下であった状態での最新
の推定車体速度Ｖｅ）と、そのときから現時点までの前
後加速度Ｇｘの積分値との和を車体速度として推定す
る。

【００５０】その後、ステップ１１２において、各輪の
基準車輪速度Ｖｃ_FL，Ｖｃ_FR，Ｖｃ _RLおよびＶｃ_RR（現
在の走行状態（直進状態または旋回状態）において各輪
のスリップ率が０である場合に各輪が取るべき車輪速
度）が演算される。

【００５１】具体的には、推定車体速度Ｖｅからｔ・γ
／２を差し引いた値が左前輪ＦＬの基準車輪速度Ｖ
ｃ_FL、推定車体速度Ｖｅとｔ・γ／２との和が右前輪Ｆ
Ｒの基準車輪速度Ｖｃ_FR、推定車体速度Ｖｅからｔ・γ
／２とＬ・β・γとの和を差し引いた値が左後輪ＲＬの
基準車輪速度Ｖｃ_RL、推定車体速度Ｖｅとｔ・γ／２と
の和からＬ・β・γを差し引いた値が右後輪ＲＲの基準
車輪速度Ｖｃ_RRとして演算される。

【００５２】続いて、ステップ１１４においては、各輪
の実スリップ率Ｓａ_FL，Ｓａ_FR，Ｓａ_RLおよびＳａ_RRが
演算される。具体的には、各輪の基準車輪速度Ｖｃ_FL，
Ｖｃ _FR，Ｖｃ_RLおよびＶｃ_RRから実車輪速度Ｖ_FL，
Ｖ_FR，Ｖ_RL，Ｖ_RRを差し引いた値を基準車輪速度Ｖ
ｃ_FL，Ｖｃ_FR，Ｖｃ_RLおよびＶｃ_RRで割り算した値がそ
れぞれ、実スリップ率Ｓａ_FL，Ｓａ_FR，Ｓａ_RLおよびＳ
ａ_RRとして演算される。

【００５３】ステップ１１６においては、後述する目標
ヨーレートγｄの演算因子であるフロント及びリアのコ
ーナリング力Ｋｆ，及びＫｒの演算を行う。車両におけ
るコーナリング力Ｋｆ，Ｋｒは、車輪ＦＬ，ＦＲ，Ｒ
Ｌ，ＲＲのスリップ率の関数として求めることができ、
図９に実線で示す如くスリップ率が小さいほど大きな値
となる。

【００５４】本ステップでは、ＥＣＵ５０が内蔵するＲ
ＯＭに予め格納してある図９に示す如きマップを参照
し、上記ステップ１１４において演算した実スリップ率
Ｓａ_FL，Ｓａ_FR，Ｓａ_RL，Ｓａ_RRに基づいて各輪のコー
ナリング力を求め、次いで前輪ＦＲ，ＦＬ、及び後輪Ｒ
Ｒ，ＲＬについてその値を平均化することによりフロン
トコーナリング力Ｋｆ，リアコーナリング力Ｋｒをそれ
ぞれ演算する。

【００５５】かかる処理を終えたら、ステップ１１８へ
進んで舵角センサ４２より実操舵角ｄを読み込み、次い
でステップ１２０において目標ヨーレートγｄを演算す
る。この目標ヨーレートγｄは、前後輪ＦＬ，ＦＲ，Ｒ
Ｌ，ＲＲにおいて予定したコーナリング力が発揮され、
ニュートラルステアが得られているとした場合に実現さ
れるヨーレートであり、次式に示す如く車速Ｖ（本実施
例においては推定車速Ｖｅ），実操舵角ｄ，コーナリン
グ力Ｋｆ，Ｋｒの関数として求めることができる。

【００５６】

【数１】

【００５７】但し、上式においてｓはラプラス演算子で
あり、ｍは車両重量、Ｉは車両の慣性モーメント、Ｌは
車両のホイルベース長、Ｌｆ，Ｌｒはそれぞれフロント
及びリアのホイルベース長（Ｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ）であり、
ＥＣＵ５０は予めこれらの値を記憶している。

【００５８】上記の演算を終えたら、次にステップ１２
２において目標横加速度Ｇｙｄの演算を行う。この目標
横加速度Ｇｙｄは、車速Ｖ（本実施例においては推定車
速Ｖｅ）と実操舵角ｄとの関数として把握される概念で
あり、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲが適当なグリップを
維持していれば発生するであろう横加速度の理論値であ
り、上記（２）式と同様の変数、定数を用いて次式の如
く表すことができる。

【００５９】

【数２】

【００６０】この場合、上記ステップ１２０、１２２に
おいてそれぞれ演算した目標ヨーレートγｄ，目標横加
速度Ｇｙｄは、共に車両が標準状態で走行している場合
に発生するヨーレート、及び横加速度であり、現実にニ
ュートラルステア特性の下適当なグリップ走行が行われ
ている場合には、ヨーレートセンサ４４が検出する実ヨ
ーレートγ、横加速度センサ４８が検出する実横加速度
Ｇｙは、これらと均等な値となる。

【００６１】尚、本ルーチンは、目標ヨーレートγｄ、
及び目標横加速度Ｇｙｄを演算すべく実行するルーチン
であり、上記ステップ１２２の処理を終えたら、以後上
記ステップ１００以降の処理を繰り返し実行する。

【００６２】図１０は、ＥＣＵ５０内蔵のＣＰＵが、演
算装置２、すなわち前記した車両状態判定手段Ｍ６を実
現すべく実行する車両状態判定ルーチンのフローチャー
トを示す。

【００６３】本ルーチンは上記したモデル演算ルーチン
で求めたγｄ，及びＧｙｄに基づいて車両の挙動を推定
するルーチンであり、起動後先ずステップ２００、及び
２０２においてγｄ，Ｇｙｄを読みだす処理を行う。

【００６４】そして、続くステップ２０４、２０６で
は、これらと対比する値として、ヨーレートセンサ４４
及び横加速度センサ４８より、実ヨーレートγ及び実横
加速度Ｇｙを読み込む。

【００６５】その後、ステップ２０８では、目標ヨーレ
ートγｄから実ヨーレートγを差し引き、そのヨーレー
ト偏差（γｄ−γ）に実ヨーレートγを掛け算すること
によって旋回特性値Ｃ₁ を演算する。この旋回特性値Ｃ
₁ は旋回の方向が左であると右であるとによっては符号
が変わらず、正であればその絶対値が大きいほどアンダ
ステア傾向が強いことを示し、負であればその絶対値が
大きいほどオーバステア傾向が強いことを示す特性値で
ある。

【００６６】次にステップ２１０では、目標横加速度Ｇ
ｙｄから実横加速度Ｇｙを差し引き、その横加速度偏差
（Ｇｙｄ−Ｇｙ）に実横加速度Ｇｙを掛け算することに
よって旋回特性値Ｃ₂ を演算する。この旋回特性値Ｃ₂
は、適正なグリップ状態を前提として予定した横加速度
が現実に得られている場合には負、予定した横加速度が
得られない場合には正の値を示す特性値である。

【００６７】即ち、図１１はこれらＣ₁ 及びＣ₂ の値と
車両の走行状態との関係を示す図であるが、同図におい
て領域１（Ｃ₁ ＜０、且つＣ₂ ＜０）は適正なグリップ
を保持してオーバステアを示す領域、領域２（Ｃ₁ ＜
０、且つＣ₂ ＞０）はグリップを失ったスピン領域、領
域３はアンダーステアによるドリフトアウト領域、そし
て、領域４は通常発生し得ない外乱による異常領域を示
す。

【００６８】このように、上記の如くヨーレートに基づ
く特性値Ｃ₁ と横加速度に基づく特性値Ｃ₂ とを算出す
る場合、両者を考慮することにより車両状態を４つの領
域に分類することができる。

【００６９】この場合において、本ルーチンではステッ
プ２１２において、かかる領域判定を行う。そして、上
記特性値Ｃ₁ ，Ｃ₂ に基づいて、車両の走行状態が４つ
のモードのうち何れに属しているかを判定して今回の処
理を終了する。従って、ＥＣＵ５０が本ルーチンを実行
する場合、旋回中における操舵特性に加え、車両のグリ
ップ状態をも判定することが可能である。

【００７０】ところで、本実施例の制動制御装置は、こ
の様にして判定した車両状態に基づいて、適正な操舵特
性を確保すべく各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの制動状
態を制御する装置である。かかる目的は、本来は実ヨー
レートγを目標ヨーレートγｄに一致させるべく制御を
行うことで、すなわち目標ヨーレートγｄを制御目標値
として制動制御を行うことで達成することができる。

【００７１】しかしながら、車両の状態が上記図１１中
領域２に示すスピン状態である場合は、各車輪ＦＬ，Ｆ
Ｒ，ＲＬ，ＲＲの制動力を高めると、それに伴って車輪
ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのスリップ率が上昇し、更にコ
ーナリング力が低下してスピン状態が助長される場合が
ある。

【００７２】従って、図１１中領域１，３，４の如く車
輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのコーナリング力に余裕のあ
る領域では目標ヨーレートγｄを実現すべく制動制御を
実行することが好適であるが、車両状態が領域２に存在
する場合は、よりスピン傾向を助長させない程度に制動
制御を行うべきである。

【００７３】そこで、本実施例においては、図１２に示
すように、上記車両状態判定ルーチンにおいて判定した
領域に応じて、領域１，３，４である場合は目標ヨーレ
ートγｄを制御目標値とし、一方、領域２である場合
は、その際の実横加速度Ｇｙを越える横加速度が要求さ
れないヨーレートを換算ヨーレートとして演算し、その
値を制御目標値として設定することとした。

【００７４】図１３は、このように車両状態に応じて適
切な制御目標を設定すべくＥＣＵ５０内蔵のＣＰＵが実
行する制御目標演算ルーチンのフローチャートを示す。
尚、本実施例においては、ＣＰＵが本ルーチンを実行す
ることにより前記した制御目標選択手段Ｍ８が実現され
ることになる。

【００７５】図１３に示すルーチンにおいては、先ずス
テップ３００で実ヨーレートγを読み出し、次いでステ
ップ３０２で上述の如く判定した車両状態を表す領域を
読み出す。そして、ステップ３０４において、車両状態
がスピン領域であるか、すなわち判定した車両状態が図
１１中領域２に該当しているかを判別する。

【００７６】この場合、車両がスピン領域でなければ、
従来同様目標ヨーレートγｄを制御目標とすれば足りる
ことは前記した通りであり、この場合はステップ３０６
に進み、上記モデル演算ルーチン中で演算した目標ヨー
レートγｄを読みだし、続くステップ３０８において特
性値Ｃ₁ を制御目標値Ｃｄに代入する処理を行って今回
の処理を終了する。

【００７７】一方、上記ステップ３０４において車両が
スピン領域であると判別された場合は、スピン状態を助
長することなく操舵特性を改善すべくステップ３１０以
降の処理を行う。

【００７８】ステップ３１０，３１２，３１４は、それ
ぞれ上述のモデル演算ルーチンで演算した推定車速Ｖ
ｅ，横加速度センサ４８により検出した実横加速度Ｇ
ｙ，モデル演算ルーチンで演算したリアコーナリング力
Ｋｒを読み出すステップである。

【００７９】これらの読み出しを終えたら、続くステッ
プ３１６で、次式に従って換算ヨーレートγｇを算出す
る。尚、次式に示す換算ヨーレートγｇは、現在検出さ
れている実横加速度Ｇｙに対して、すなわち現在走行中
の路面状態及び車両状態に対して発生し得るヨーレート
の最大限界値である。

【００８０】

【数３】

【００８１】そして、上記演算を終えたら、以後ステッ
プ３１８へ進み目標ヨーレートγｄに変えて換算ヨーレ
ートγｇを用いた特性値γ（γｇ−γ）を演算し、その
値を制御目標値Ｃｄに代入して今回の処理を終了する。

【００８２】従って、本実施例の制動制御装置におい
て、以後上記した制御目標値Ｃｄを用いて制動制御を行
うことで、車両がスピン状態でなければ適切にニュート
ラルステアに向けて制動制御が行われ、一方車両がスピ
ン状態であれば、現在の状況下で最大減許容できる範囲
内で操舵特性の改善処理が実行されることになる。

【００８３】図１４は、上述の如く車両状態に応じて設
定された制御目標値Ｃｄに基づいた制動制御を実現すべ
くＥＣＵ５０内蔵のＣＰＵが実行する制動力配分制御ル
ーチンのフローチャートを示す。尚、本実施例において
は、ＣＰＵが本ルーチンを実行することにより前記した
制動力制御手段Ｍ９が実現される。

【００８４】本ルーチンにおいては、先ずステップ４０
０，４０２，４０４において、それぞれ上記モデル演算
ルーチンにおいて検出した各輪の車輪速Ｖ_FL，Ｖ_FR，Ｖ
_RL，Ｖ_RR、モデル演算ルーチンにおいて演算した実スリ
ップ率Ｓａ_FL，Ｓａ_FR，Ｓａ _RL，Ｓａ_RR、及び上記制御
目標演算ルーチンにおいて設定した制御目標値Ｃｄの読
み出しを行う。

【００８５】次に、ステップ４０６，４０８において
は、各輪の目標スリップ率Ｓｄ_FL，Ｓｄ_FR，Ｓｄ_RLおよ
びＳｄ_RRが決定される。

【００８６】これら各輪の目標スリップ率Ｓｄ_FL，Ｓｄ
_FR，Ｓｄ_RL，Ｓｄ_RRは、予め設定されている標準値Ｓ₀
と各輪の前後輪目標スリップ率変化量ΔＳｘ_FL，ΔＳｘ
_FR，ΔＳｘ_RL，ΔＳｘ_RR（以下、それらをΔＳｘと総称
する）との和として求まる値であり、所望の操舵特性を
確保するために前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに要
求されるコーナリング力を実現し得るスリップ率として
演算される。

【００８７】尚、本実施例においては、標準値Ｓ₀ を４
輪すべてについて同じ大きさとしているが、例えば車両
の運動特性に応じて互いに異ならせて設定しておくこと
も可能である。

【００８８】具体的には、先ずステップ４０６におい
て、ＥＣＵ５０内蔵のＲＯＭが格納しているΔＳｘマッ
プを上述の制御目標値Ｃｄで検索することにより、各輪
の前後輪目標スリップ率変化量ΔＳｘ_FL，ΔＳｘ_FR，Δ
Ｓｘ_RLおよびΔＳｘ_RRを決定する処理が行われる。

【００８９】このマップは、図１５に示す如き特性を持
っており、制御目標値Ｃｄが大きいほど、すなわちアン
ダステア特性が強いほど、左右前輪ＦＬ，ＦＲの目標ス
リップ率が減少設定され、かつ左右後輪ＲＬ，ＲＲの目
標スリップ率が増加設定されることになる。

【００９０】車輪のスリップ率とコーナリング力との間
には、上記図９に実線で示す如くスリップ率が大きいほ
どコーナリング力が小さい関係があり、アンダステア特
性を抑制するためには前輪ＦＬ，ＦＲのコーナリング力
を増加させるべくそのスリップ率を低減させ、また後輪
ＲＬ，ＲＲのコーナリング力を減少させるべくそのスリ
ップ率を増加せしめる必要がある。

【００９１】また、制御目標値Ｃｄが小さい場合、すな
わち操舵特性がオーバステア傾向にあり、又はカウンタ
ステア操作後の車体姿勢の復元を促進する必要があり、
後輪ＲＬ，ＲＲのコーナリング力を増加させると共に前
輪ＦＬ，ＦＲのコーナリング力を減少させる必要がある
場合には、後輪ＲＬ，ＲＲの目標スリップ率が減少設定
され、かつ前輪ＦＬ，ＦＲの目標スリップ率が増加設定
されることになる。

【００９２】この結果、左旋回時であれ右旋回時であ
れ、アンダステア傾向が生じる場合には、後輪ＲＬ，Ｒ
Ｒの目標スリップ率が増加側、前輪ＦＬ，ＦＲの目標ス
リップ率が減少側とされ、一方、オーバステア傾向が生
じるか、またはカウンタステア操作が行われる場合に
は、前輪ＦＬ，ＦＲの目標スリップ率が増加側、後輪Ｒ
Ｌ，ＲＲの目標スリップ率が減少側とされる。

【００９３】なお、本実施例においては、ブレーキ圧の
過剰な増圧および減圧を避けるため、図１５に示すよう
に、前後輪目標スリップ率変化量ΔＳｘ_FL，ΔＳｘ_FR，
ΔＳｘ_RLおよびΔＳｘ_RRには、上限値と下限値とが設け
られている。

【００９４】次にステップ４０８においては、各輪の目
標スリップ率Ｓｄ_FL，Ｓｄ_FR，Ｓｄ _RLおよびＳｄ_RRが、
標準値Ｓ₀ と各輪の前後輪目標スリップ率変化量ΔＳｘ
_FL，ΔＳｘ_FR，ΔＳｘ_RL，ΔＳｘ_RRとの和として決定さ
れる。ただし、本ステップの２回目以後の各回の実行時
には、前回の目標スリップ率Ｓｄ_FL，Ｓｄ_FR，Ｓｄ_RL，
Ｓｄ_RRと目標スリップ率変化量ΔＳｘ_FL，ΔＳｘ_FR，Δ
Ｓｘ_RL，ΔＳｒ_RRとの和としてその値を更新する。

【００９５】その後、ステップ４１０において、ブレー
キスイッチ４０がブレーキペダル１４が踏み込まれたこ
とを検出したか否か、すなわちオン状態であるかを判別
し、オンでない場合はステップ４１２において各制御弁
２０_FL，２０_FR，２０_RL，２０_RRのソレノイド２４_FL，
２４_FR，２４_RL，２４_RRに対して消磁信号を出力して今
回の処理を終了する。本実施例の制動制御装置は、旋回
中に制動操作が行われることにより変化する操舵特性を
補正する装置だからである。

【００９６】一方ブレーキスイッチがオン状態である場
合は、ステップ４１４以降のステップが実行され、これ
により各制御弁２０_FL，２０_FR，２０_RL，２０_RRが今回
実現すべきモードが減圧モードであるか、保持モードで
あるか、又は増圧モードであるかが指示される。尚、ス
テップ４１４〜４２４のステップ群は４輪の各々につい
て順に実行される。

【００９７】具体的には、ステップ４１４においては一
車輪のスリップ率Ｓａが目標スリップ率Ｓｄ以上である
か否かを判定する。Ｓａ≧Ｓｄが成立している場合は、
ブレーキ圧を減圧して実スリップ率Ｓａの低下を図るべ
くステップ４１６において減圧モードが選択される。

【００９８】一方Ｓａ≧Ｓｄが不成立である場合、すな
わち車輪のスリップ率が制御目標とするスリップ率に未
だ達していない場合は、ステップ４１８においてその車
輪の実車輪速度Ｖｗの時間微分値である車輪加速度Ｇｗ
が、設定車輪速度Ｇｗ₀ 以下であるかを判別する。

【００９９】そして、Ｇｗ≦Ｇｗ₀ が成立している場合
には、ステップ４２０において保持モードを選択し、そ
うでなければステップ４２２において増圧モードを選択
する。その後ステップ４２４において制御モードの選択
が４輪すべてについて終了したかを判別し、そうであれ
ばステップ４２６において４輪の制御弁２０_FL，２
０ _FR，２０_RL，２０_RRそれぞれに、各々選択された制御
モードを実現する信号を出力して今回の処理を終了す
る。

【０１００】このように、ＥＣＵ５０が上記したモデル
演算ルーチン、車両状態判定ルーチン、制御目標演算ル
ーチン、及び制動力配分制御ルーチンを実行する場合、
実ヨーレートγ、実横加速度Ｇｙｄに対応して適切に車
両状態を判定することができるとともに、その状態判定
に従って、車両の安定性を損ねることなく有効に操舵特
性を改善することができる。

【０１０１】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、舵角と車速の関数として求まる目標ヨーレート及び
目標横加速度と、実ヨーレート及び実横加速度とをを対
比することにより、車両の操舵特性のみならず、車両が
適切な接地状態を保って走行しているか否かについても
検出することができる。

【０１０２】このため、本発明に係る車両状態推定装置
によれば、目標ヨーレートと実ヨーレートとを比較する
に過ぎない従来の装置に比べて、より適切に車両状態を
推定することができる。

【０１０３】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の車両状態推定装置の推定結果を基に制動制御
を行うことにより、車両が適当な接地状態を維持して走
行している場合には、適切な操舵特性を確保すべくニュ
ートラルステアを実現し、一方車両がスピン傾向にある
場合には、その傾向を助長することなく操舵特性を改善
することができる。

【０１０４】このため、本発明に係る制動制御装置は、
車両がスピン状態であると否とに関わらず常にニュート
ラルステアを実現すべく制動制御を行う従来の装置に比
べて、高い操安性を得ることができるという特長を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両状態推定装置及び制動制御装
置の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例である制動制御装置の要部で
ある電子制御ユニットのブロック構成図である。

【図３】本実施例の制動制御装置のブレーキ機構の全体
構成図である。

【図４】本実施例の制動制御装置の電子制御ユニットが
実行するモデル演算ルーチンの一例のフローチャートで
ある。

【図５】電子制御ユニットが格納するマップの例（その
１）である。

【図６】電子制御ユニットが格納するマップの例（その
２）である。

【図７】電子制御ユニットが格納するマップの例（その
３）である。

【図８】実車輪速と換算車輪速との関係を説明するため
の図である。

【図９】スリップ率に対するコーナリング力及び制動力
の関係を示す図である。

【図１０】本実施例の制動制御装置の電子制御ユニット
が実行する車両状態判定ルーチンの一例のフローチャー
トである。

【図１１】車両の状態と特性値Ｃ₁ ，Ｃ₂ との関係を表
す図である。

【図１２】車両の状態と制御目標との関係を表す図表で
ある。

【図１３】本実施例の制動制御装置の電子制御ユニット
が実行する制御目標演算ルーチンの一例のフローチャー
トである。

【図１４】本実施例の制動制御装置の電子制御ユニット
が実行する制動力配分制御ルーチンの一例のフローチャ
ートである。

【図１５】電子制御ユニットが格納するマップの例（そ
の４）である。

【符号の説明】

Ｍ１ 舵角検出手段 Ｍ２ 車速検出手段 Ｍ３ ヨーレート検出手段 Ｍ４ 横加速度検出手段 Ｍ５ 挙動モデル演算手段 Ｍ６ 車両状態判定手段 Ｍ７ ブレーキ機構 Ｍ８ 制御目標選択手段 Ｍ９ 制動力制御手段 ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ 車輪 ２０_FL，２０_FR，２０_RL，２０_RR 制御弁 ２２_FL，２２_FR，２２_RL，２２_RR ホイルシリンダ ２４_FL，２４_FR，２４_RL，２４_RR ソレノイド ３８_FL，３８_FR，３８_RL，３８_RR 車輪速センサ ４２ 舵角センサ ４４ ヨーレートセンサ ４８ 横加速度センサ ５０ 電子制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段
   と、 車速を検出する車速検出手段と、 車両に生ずるヨーレートを検出するヨーレート検出手段
   と、 車両に生ずる横加速度を検出する横加速度検出手段と、 前記舵角検出手段が検出した舵角と前記車速検出手段が
   検出した車速とに基づいて、標準状態にモデル化した車
   両に生ずると推定されるヨーレート、及び標準状態にモ
   デル化した車両に生ずると推定される横加速度を、それ
   ぞれ目標ヨーレート、及び目標横加速度として演算する
   挙動モデル演算手段と、 該挙動モデル演算手段が演算した目標ヨーレートと、前
   記ヨーレート検出手段が検出した実ヨーレートとの偏
   差、及び前記挙動モデル演算手段が演算した目標横加速
   度と前記横加速度検出手段が検出した実横加速度との偏
   差に基づいて、車両の挙動状態を判定する車両状態判定
   手段とを備えることを特徴とする車両状態推定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両状態推定装置の推定
   結果に基づいて、車両に搭載されるブレーキ機構を制御
   する制動制御装置であって、 前記車両状態推定装置によって車両がスピン傾向にある
   と推定された際には、車速及び実横加速度に基づいて演
   算した換算ヨーレートを制御目標として選択し、前記車
   両状態推定装置によって車両がスピン傾向ではないと推
   定された際には、前記挙動モデル演算手段によって演算
   された目標ヨーレートを制御目標として選択する制御目
   標選択手段と、 該制御目標選択手段が制御目標として選択したヨーレー
   トを実現すべく、各車輪に配設されたブレーキ機構を制
   御する制動力制御手段とを備えることを特徴とする制動
   制御装置。