JPH11198783A - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より確実に車両挙動を安定化できる車両挙動制
御装置を提供したい。 【解決手段】先ず、ステップ１０１においてヨーレート
ｒ，車速Ｖ，車体横滑り角β及び操舵角δ_f ，δ_r ，θ
を読み込み、ステップ１０２に移行し、前輪及び後輪の
タイヤ横滑り角β_f 及びβ_r を演算する。そして、ステ
ップ１０３に移行し、予め作成しておいた制御マップ上
のタイヤ横滑り角β_f ，β_r で決まる点（β_f ，β_r ）
を探索し、その点（β_f ，β_r ）が、制御ヨーモーメン
トが不要なＢ線よりも上側にあるか否かをステップ１０
４で判定し、この判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステッ
プ１０５に移行し、制御ヨーモーメントＤ_YMの符号を正
とする一方、その判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ
１０６に移行し、制御ヨーモーメントＤ_YMの符号を負と
する。ステップ１０５又は１０６からステップ１０７に
移行し、決定された制御ヨーモーメントＤ_YMを制動力制
御装置に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヨーモーメント
等の制御対象量を制御することにより車両挙動の最適化
を図る車両挙動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両挙動制御装置としては、例え
ば特開平８−９１１９７号公報に開示されたもの（第１
従来例）が知られている。この公報に開示されたもの
は、車両がドリフトアウト状態にあることを推定する手
段と、スピン状態にあることを推定する手段とを備えて
いる。そして、一方の推定手段がドリフトアウト状態又
はスピン状態のいずれかを推定した場合には、その状態
を解消するような制御が実行されるようになっており、
さらに、両推定手段によってドリフトアウト状態及びス
ピン状態の両方が同時に推定された場合には、スピン状
態を優先的に抑制する、或いは、ドリフトアウト状態に
基づく制御量及びスピン状態に基づく制御量を制御する
と共に後輪の制御量を０にする、というような制御を実
行するようになっていて、これにより車両挙動を安定化
できる、というものであった。

【０００３】また、例えば、論文集「AVEC'96 Internat
ional Symposium on Advanced Vehicle Control 」の第
７４５〜７６１頁に開示されるように、非線形制御理論
を用いて車両運動性能を向上させることが可能であるこ
と（第２従来例）も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記第１従来
例にあっては、ドリフトアウト状態とスピン状態とが同
時に推定された場合には、例えばスピン状態を優先的に
解消する等の制御を行うようになっていたが、そのよう
な対処では、運転者の実際の操舵状態によっては車両挙
動が最適化されない可能性がある。例えば、車両がいわ
ゆるＳ字コーナーを走行する際に、最初の左コーナーで
車両がスピン状態になり、そのスピン状態が完全に収束
しないまま次の右コーナーに車両が進入すると、そのと
きの車両挙動は、ドリフトアウト挙動になる。つまり、
実際の車両の走行状態では、車両挙動を動的にとらえた
場合に、一方向の旋回におけるスピン挙動が、他方向の
旋回でのドリフトアウト挙動になってしまうため、上記
第１従来例のような制御内容では、必ずしも車両挙動を
最適化できないのである。

【０００５】なお、上記第２従来例を、車両のヨー軸回
りのモーメント（ヨーモーメント）を制御出力とした車
両挙動制御に適用しようとしても、ヨーレート及び車体
横滑り角という二つの制御目標を、ヨーモーメントとい
う一つの制御出力で制御しなければならず、二つの制御
目標を同時に達成することは極めて困難である。

【０００６】本発明は、このような従来技術が有する解
決すべき課題に着目してなされたものであって、車両挙
動がドリフトアウト状態である或いはスピン状態である
等の判別を行うことなく、前後輪のタイヤ横滑り角に基
づいて車両のヨー軸回りの運動を直接的に制御すること
により、より確実に車両挙動を安定化できる車両挙動制
御装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、前輪及び後輪のそれぞれの
タイヤ横滑り角を検出又は推定するタイヤ横滑り角検出
手段と、車両のヨー軸回りの運動である制御対象量を制
御可能なアクチュエータと、前記タイヤ横滑り角検出手
段が検出又は推定した前輪及び後輪のタイヤ横滑り角に
基づいて前記制御対象量の制御値又はその制御値の符号
を決定する制御値決定手段と、この制御値決定手段が決
定した前記制御対象量の制御値又はその制御値の符号に
基づいて前記アクチュエータを駆動制御するアクチュエ
ータ駆動手段と、を備えた。

【０００８】請求項２に係る発明は、上記請求項１に係
る発明である車両挙動制御装置において、前記制御値決
定手段を、前記前輪のタイヤ横滑り角と、前記後輪のタ
イヤ横滑り角と、予め生成し記憶しておいた制御マップ
とに基づいて、前記制御対象量の制御値又はその制御値
の符号を決定するようにした。

【０００９】また、請求項３に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である車両挙動制御装置において、前記制
御値決定手段を、下記（１）式に従って評価値ｓを演算
し、その評価値ｓと、スライディングモード制御則とに
基づいて前記制御対象量の制御値又はその制御値の符号
を決定するようにした。但し、β_f は前輪のタイヤ横滑
り角、β_r は後輪のタイヤ横滑り角、ζは一定又は可変
の係数である。

【００１０】 ｓ＝β_f −β_r ×ζ ……（１） そして、請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３に係
る発明である車両挙動制御装置において、前記制御対象
量を、ヨーモーメントとした。

【００１１】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４
に係る発明である車両挙動制御装置において、前記アク
チュエータを、ブレーキ装置とした。これに対し、請求
項６に係る発明は、上記請求項１〜４に係る発明である
車両挙動制御装置において、前記アクチュエータを、後
輪を自動的に操舵する装置とした。

【００１２】さらに、請求項７に係る発明は、上記請求
項１〜６に係る発明である車両挙動制御装置において、
前記タイヤ横滑り角検出手段を、運転者の操舵に対する
車両挙動の遅れ特性を考慮して前記前輪及び後輪のタイ
ヤ横滑り角を求めるようにした。

【００１３】また、請求項８に係る発明は、上記請求項
１〜７に係る発明である車両挙動制御装置において、前
記制御値決定手段を、運転者の操舵に対する車両挙動の
遅れ特性を考慮して前記制御対象量の制御値又はその制
御値の符号を決定するようにした。

【００１４】ここで、例えば一般的な車両は定常的な特
性として弱アンダーステア特性を有するため、車両の前
後輪のタイヤ横滑り角と、車体に発生する横加速度との
間には、図２に示すような関係がある。つまり、横加速
度が大きくなると、後輪のコーナンリングフォースは線
形特性を維持していても、前輪のコーナリングフォース
は非線形特性となる。

【００１５】そして、図３及び図４は、上記のような弱
アンダーステア特性を示す車両を走行させた際に、その
前輪のタイヤ横滑り角β_f と、後輪のタイヤ横滑り角β
_r との関係をＸＹ軸にプロットしたものである。

【００１６】このうち、図３は車両にドリフトアウト挙
動が生じた場合を示しており、前後輪のタイヤ横滑り角
β_f 及びβ_r の両方が正のとき（第１象限）が右旋回
で、前後輪のタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r の両方が負の
とき（第２象限）が左旋回であり、前輪のタイヤ横滑り
角β_f は増大するが、後輪のタイヤ横滑り角β_r は略一
定値の部分から、ドリフトアウト挙動が現れていること
が判る。

【００１７】一方、図４は車両にスピン挙動が生じた場
合を示していて、後輪のタイヤ横滑り角β_r は増大する
が、前輪のタイヤ横滑り角β_f は略一定値の部分から、
スピン挙動が現れていることが判る。なお、図４の例で
は、左旋回ではスピン挙動が発生していないが、条件が
揃えば左旋回においてもスピン挙動は発生する。

【００１８】そして、図５は、図３及び図４を重ね合わ
せたものであって、この図５中にドリフトアウト挙動及
びスピン挙動のいずれも発生していないタイヤ横滑り角
β_f及びβ_r の関係に沿ってＡ−Ａ' 線を引くと、その
Ａ−Ａ' 線を境に左上側の領域は、右旋回時であればス
ピン挙動が、左旋回時であればドリフトアウト挙動が現
れていることになり、逆に、Ａ−Ａ' 線を境に右下側の
領域は、右旋回時であればドリフトアウト挙動が、左旋
回時であればスピン挙動が現れていることになる。

【００１９】さらに、右旋回時のスピン挙動を収束させ
るためには、車体には左回りのヨーモーメントが必要で
あるし、左旋回時のドリフトアウト挙動を収束させるた
めには、車体にはやはり左回りのヨーモーメントが必要
である。

【００２０】これに対し、右旋回時のドリフトアウト挙
動を収束させるためには、車体には右回りのヨーモーメ
ントが必要であるし、左旋回時のスピン挙動を収束させ
るためには、車体にはやはり右回りのヨーモーメントが
必要である。

【００２１】以上から、前後輪のタイヤ横滑り角β_f 及
びβ_r に基づけば、車両のヨー軸回りの運動を、どのよ
うに変化させるべきかを直接知ることができるのであ
る。そこで、請求項１に係る発明のように、タイヤ横滑
り角検出手段が前後輪のタイヤ横滑り角を検出又は推定
すると、制御値決定手段において、前後輪のタイヤ横滑
り角に基づき、制御対象量の制御値又はその制御値の符
号（正負）を直接的に決定することができる。そして、
その決定された制御対象量の制御値又はその符号に基づ
いて、アクチュエータ駆動手段がアクチュエータを駆動
制御すれば、車両のヨー軸回りの運動である制御対象量
の値若しくはその符号が制御され、車両のドリフトアウ
ト挙動やスピン挙動が収束に向かうようになる。

【００２２】また、図３や図４に示したような特性は、
各車両毎に実験やシミュレーションを行うことにより求
めることができるから、図５のＡ−Ａ' 線のような境界
線は各車両毎に予め求めることができる。

【００２３】そこで、請求項２に係る発明のように、例
えば、図６のＡ−Ａ' 線のような境界線を含む制御マッ
プを車両毎に予め生成し記憶しておき、前後輪のタイヤ
横滑り角で決まる点が、制御マップ中において、Ａ−
Ａ' 線を挟んでいずれの側にあるかに基づいて制御対象
量の制御値の符号（正負）を決定する、或いは、その点
が、制御マップ中において、Ａ−Ａ' 線からいずれの側
にどれくらい離れているかに基づいて制御対象量の制御
値を決定するから、制御値決定手段において、制御対象
量の制御値又はその制御値の符号（正負）が、前後輪の
タイヤ横滑り角から直接的に求められる。

【００２４】一方、請求項３に係る発明は、制御値決定
手段が、上記（１）式から演算することができる評価値
ｓと、スライディングモード制御則とに基づいて、制御
対象量の制御値又はその符号を直接的に決定するように
なっているから、直接的に制御対象量の制御値又はその
制御値の符号が決定されるようになる。

【００２５】また、請求項４に係る発明にあっては、制
御対象量としてヨーモーメントを適用しているが、ヨー
モーメントは、車両のヨー軸回りの加速度（ヨー角加速
度）とヨー軸回りの慣性モーメントとを積算して求めら
れる力であるから、そのヨーモーメントを制御して適宜
増減させれば、車両のヨー軸回りの挙動に直接的に影響
し、車両挙動を制御する上で都合がよい。

【００２６】車両の横方向運動は、ヨーレート、車体横
滑り角という二つの自由度を有するため、これらを最適
化するためには二つの制御出力が必要であるが、制御対
象量がヨーモーメントであり、そのヨーモーメントの値
又は符号を最適化する制御を実行するのであるから、車
両運動に則した最適化が可能なのである。

【００２７】そして、車両のヨー軸回りの運動は、請求
項５に係る発明のようにブレーキ装置によって制御する
こともできるし、或いは、請求項６に係る発明のように
後輪を操舵する装置によっても制御することができる。

【００２８】さらに、請求項７や請求項８に係る発明の
ように、運転者の操舵に対する車両挙動の遅れ特性が考
慮されて、前輪及び後輪のタイヤ横滑り角や、制御対象
量の制御値が求められるようになっていれば、運転者が
急激な操舵を行った場合にも、制御対象量の制御値が極
端に大きくなるようなことが防止される。

【００２９】

【発明の効果】このように、本発明にあっては、前後輪
のタイヤ横滑り角に基づいて、制御対象量の制御値又は
その制御値の符号を直接的に決定し、その結果に応じて
アクチュエータを制御するようにしたため、車両挙動が
ドリフトアウト挙動であるか或いはスピン挙動であるか
を判別する必要がなく、車両挙動を安定化できるという
効果が得られる。

【００３０】特に、請求項３に係る発明であれば、スラ
イディングモード制御を適用しているため、より簡易な
制御構造で済むという効果もある。さらに、請求項７，
８に係る発明であれば、運転者が急激な操舵を行った場
合にも制御対象量が極端に大きくなるようなことが防止
されるから、車両挙動をより安定化できるという効果が
ある。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
の全体構成を示すブロック図であり、本実施の形態にお
ける車両は、車体横滑り角推定部１０と、制御ヨーモー
メント決定部２０と、制動力制御装置３０と、を備えて
構成されている。なお、制動力制御装置３０としては、
例えば公知のＡＢＳやＴＣＳ装置等に適用されて各車輪
のホイールシリンダ（ブレーキ装置）の圧力を制御する
ホイールシリンダ圧増減装置が採用可能であるから、そ
の具体的な説明は省略する。

【００３２】そして、車体横滑り角推定部１０及び制御
ヨーモーメント決定部２０は、実際にはマイクロコンピ
ュータや必要なインタフェース回路等によって構成され
ていて、車体横滑り角推定部１０は、車両に発生してい
るヨーレートを検出するヨーレートセンサ１１から供給
される実ヨーレートｒと、実ヨーレートｒを微分する微
分器１２の出力であるヨー角加速度ｒ' と、車両に発生
している横加速度を検出する横加速度センサ１３から供
給される横加速度αと、車速を検出する車速センサ１４
から供給される車速Ｖと、前輪及び後輪のそれぞれの操
舵角並びに運転者によるステアリングホイールの操舵角
θとをそれぞれ検出する操舵角センサ群１５から供給さ
れる操舵角δ_f ，δ_r ，θとに基づいて、所定の演算処
理を実行して、車体の横滑り角βを推定するようになっ
ている。なお、後輪を操舵する機構を備えていない場合
には、常にδ_r ＝０として考えればよい。

【００３３】また、車体横滑り角推定部１０は、下記の
（２）式に従って車体横滑り角βを演算するようになっ
ている。 β＝（Ｍα＋２ｒ（ａＣＰ_f −ｂＣＰ_r ）／Ｖ −２ＣＰ_f δ_f −２ＣＰ_r δ_r ）／２（ＣＰ_f ＋ＣＰ_r ） ……（２） 但し、Ｍは車両の質量、βは車体横滑り角、ｒはヨーレ
ート、αは横加速度、ａは車両重心から前輪側車軸まで
の水平距離、ｂは車両重心から後輪側車軸までの水平距
離、Ｖは車速、δ_f は前輪舵角、δ_r は後輪舵角、ＣＰ
_f は前輪のコーナリングパワー、ＣＰ_r は後輪のコーナ
リングパワーとする。前輪舵角δ_f は、操舵角θと、前
輪操舵系のステアリングギア比Ｎとから求める（δ_f ＝
θ／Ｎ）こともできる。

【００３４】ここで、下記の（３）及び（４）式は、ヨ
ーモーメントを制御出力とした車両の運動モデルであ
る。 ＭＶ（β' ＋ｒ）＝Ｙ_fl＋Ｙ_fr＋Ｙ_rl＋Ｙ_rr ……（３） Ｉ_z ｒ' ＝ａ（Ｙ_fl＋Ｙ_fr）−ｂ（Ｙ_rl＋Ｙ_rr）＋Ｄ_YM ……（４） なお、Ｙ_fl〜Ｙ_rrは各車輪に発生するタイヤ横力（添え
字のｆｌは左前輪を、ｆｒは右前輪を、ｒｌは左後輪
を、ｒｒは右後輪をそれぞれ表している。）である。ま
た、Ｉ_z は車両のヨー軸回りの慣性であり、従って、上
記（４）式の左辺のＩ_z ｒ' は、車両に発生しているト
ータルのヨーモーメントである。これに対し、上記
（４）式の右辺のＤ_YMは、制御出力として加えられる制
御ヨーモーメント（通常は０）であり、本発明における
制御対象量（ヨーモーメント）の制御値に対応するもの
であって、旋回時の外輪又は内輪のブレーキ力を制御す
ることにより調整可能な力である。

【００３５】また、前輪及び後輪それぞれのタイヤ横滑
り角β_f ，β_r は、下記の（５）式又は（６）式により
求めることができる。 β_f ＝δ_f −ａ・ｒ／Ｖ−β ……（５） β_r ＝δ_r ＋ｂ・ｒ／Ｖ−β ……（６） そして、本実施の形態の制御ヨーモーメント決定部２０
は、車体横滑り角推定部１０から供給される車体横滑り
角β等に基づき、上記（５）式及び（６）式に従って前
後輪のタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r を演算し、それら演
算されたタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r と、図７に示すよ
うな予め作成し記憶しておいた制御マップとに基づい
て、制御ヨーモーメントＤ_YMの値を決定するようになっ
ている。なお、本実施の形態では、演算されたタイヤ横
滑り角β_f 及びβ_r を図７の制御マップにプロットした
場合の点（β_f ，β_r ）が、制御ヨーモーメントＤ_YM＝
０のままで構わない基準線Ｂよりも上側にある場合に
は、左回りの制御ヨーモーメントＤ_YMが必要であると判
断し、その制御ヨーモーメントＤ_YMの符号を正に決定す
る一方、点（β_f ，β_r ）が基準線Ｂよりも下側にある
場合には、右回りの制御ヨーモーメントＤ_YMが必要であ
ると判断し、その制御ヨーモーメントＤ_YMの符号を負に
決定するようになっている。

【００３６】決定された制御ヨーモーメントＤ_YMの符号
は、制動力制御装置３０に供給されるようになってお
り、制動力制御装置３０は、その制御ヨーモーメントＤ
_YMが正の場合には、現時点の車両挙動にさらに左回りの
制御ヨーモーメントが加わるように例えば旋回内輪又は
外輪のホイールシリンダ圧を所定圧だけ増圧又は減圧す
る一方、制御ヨーモーメントＤ_YMが負の場合には、現時
点の車両挙動にさらに右回りの制御ヨーモーメントが加
わるように例えば旋回内輪又は外輪のホイールシリンダ
圧を所定圧だけ増圧又は減圧するようになっている。

【００３７】図８は、制御ヨーモーメント決定部２０に
おける処理の概要を示すフローチャートであって、以
下、図８に従って本実施の形態の動作を説明する。先
ず、ステップ１０１において、ヨーレートｒ，車速Ｖ，
車体横滑り角β及び操舵角δ_f ，δ_r ，θを読み込み、
次いでステップ１０２に移行し、上記（５）式及び
（６）式に従って、前輪及び後輪のタイヤ横滑り角β_f
及びβ_r を演算する。

【００３８】そして、ステップ１０３に移行し、図７に
示したような制御マップ上のタイヤ横滑り角β_f ，β_r
で決まる点（β_f ，β_r ）を探索し、その点（β_f ，β
_r ）が、図７のＢ線よりも上側にあるか否かをステップ
１０４で判定する。なお、例えば制御マップとしては線
Ｂを記憶し、その線Ｂと、点（β_f ，β_r ）を通り図７
中上下方向に延びる線（β_r 軸に平行な線）との交点
が、点（β_f ，β_r ）よりも上側にあるか否かによっ
て、ステップ１０４の判定が行える。

【００３９】ステップ１０４の判定が「ＹＥＳ」の場合
には、ステップ１０５に移行し、制御ヨーモーメントＤ
_YMの符号を正とする一方、ステップ１０４の判定が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップ１０６に移行し、制御ヨーモ
ーメントＤ_YMの符号を負とする。

【００４０】そして、ステップ１０５又は１０６からス
テップ１０７に移行し、決定された制御ヨーモーメント
Ｄ_YMを制動力制御装置３０に供給する。ステップ１０７
の処理を終えたら、今回の図８の処理を終了し、所定時
間経過後に再びステップ１０１以降の処理を実行する。

【００４１】制御ヨーモーメントＤ_YMが供給された制動
力制御装置３０は、その制御ヨーモーメントＤ_YMの符号
に基づき、旋回内輪又は外輪のホイールシリンダ圧を直
接的に増加又は減少させる。そして、この制動力制御装
置３０によるホイールシリンダ圧の増加又は減少は、図
８の処理に同期して極短い間隔で繰り返し行われる。す
ると、各車輪のホイールシリンダ圧は、その時々の制御
ヨーモーメントＤ_YMの符号に基づいて適宜増圧又は減圧
されるから、車両のドリフトアウト挙動やスピン挙動が
収束し、車両挙動の安定化が図られる。

【００４２】しかも、本実施の形態の構成であれば、車
両挙動が、ドリフトアウト挙動であるか、スピン挙動で
あるか、或いはその両方が生じている状態であるか等を
判別することなく、タイヤ横滑り角β_f 及びβ_r と制御
マップとに基づいて、直接且つ連続的に制御ヨーモーメ
ントＤ_YMの符号を決定し、それを制御出力として制動力
制御装置３０に出力するようにしているから、車両挙動
を安定的に最適化できるのである。

【００４３】つまり、タイヤ横滑り角β_f 及びβ_r から
直接的に制御ヨーモーメントＤ_YMを求めるから、走行状
況や操舵状況に応じて制御則を切り換える必要がなく、
例えば運転者の操舵に対して車両挙動が遅れて追従する
ようなドリフトアウト挙動やスピン挙動が連続して現れ
るような車両挙動であっても、車両挙動の安定化を図る
ことができるのである。

【００４４】また、制御マップを用いた判別処理である
ため、その制御マップを車両諸元に従って予め適宜作成
し記憶してさえおけば、高精度に且つ簡易な演算で制御
ヨーモーメントＤ_YMの符号を決定できるという利点があ
る。

【００４５】ここで、本実施の形態では、ステップ１０
２の処理がタイヤ横滑り角検出手段に対応し、ステップ
１０３〜１０６の処理が制御値決定手段に対応し、ブレ
ーキ装置がアクチュエータに対応し、制動力制御装置３
０がアクチュエータ駆動手段に対応する。

【００４６】図９及び図１０は本発明の第２の実施の形
態を示す図であって、図９は、制御ヨーモーメント決定
部２０における処理の概要を示すフローチャートであ
る。なお、全体的な構成は上記第１の実施の形態と同様
であるため、その図示及び説明は省略する。

【００４７】即ち、本実施の形態は、いわゆるスライデ
ィングモード制御を適用した点に特徴があるものであ
り、上記（３）及び（４）式で表される車両モデルを前
提としていること等は上記第１の実施の形態と同様であ
る。

【００４８】そして、本実施の形態では、上記（１）式
で定義される評価値ｓを使用することとする。ここに、
上記（１）式を再度示すと、 ｓ＝β_f −β_r ×ζ ……（１） である。なお、係数ζは、線形領域と限界領域（非線形
領域）との連続性を確保するために、線形領域の値を使
用して求められる。例えば、図２を使用して、線形領域
における比率を実験的に定めればよい。

【００４９】この（１）式に、上記（５）式及び（６）
式を代入すると、下記の（７）式が得られる。 ｓ＝（−１＋ζ）β＋（ζａ＋ｂ）ｒ／Ｖ−ζδ_f ……（７） さらに、評価値ｓに対して、下記の（８）式が満足され
れば、安定なスライディングモード制御則が得られる。

【００５０】ｓ' ＝−Ｋｓ^* ……（８） 但し、ｓ^* は、スライディングモード制御の切り換え面
の特性を決定する原点を通り、符号を変更させることの
ない任意の関数をとりうる切り換え関数であって、以下
に、切り換え関数ｓ^* の代表例を示す。

【００５１】

【数１】

【００５２】上記（９）式は、図１０に示すように、評
価値ｓの原点に近づいた範囲（ｓ＝Φ〜−Φ）では線形
特性を有しそれ以外の範囲では評価値ｓの符号だけを切
り換え関数ｓ^* とする例であり、上記（10）式は常に評
価値ｓの符号だけを切り換え関数ｓ^* とする例であり、
上記（11）式は偏差ｓをそのまま切り換え関数ｓ^* とす
る例である。

【００５３】さらに、上記（７）式を微分した微分値
ｓ' と、上記（３）及び（４）式とを上記（８）式に代
入すると、下記の（12）式のようなスライディングモー
ド制御則が得られる。

【００５４】

【数２】

【００５５】……（12） つまり、本実施の形態の制御ヨーモーメント決定部２０
は、前輪及び後輪のタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r に基づ
き上記（１）式に従って評価値ｓを演算し、その評価値
ｓに基づき上記（９），（10）又は（11）式に従って切
り換え関数ｓ^*を求め、そして、上記（12）式に従って
制御ヨーモーメントＤ_YMを決定し、その決定された制御
ヨーモーメントＤ_YMを制動力制御装置３０に供給するよ
うになっている。

【００５６】即ち、図９に示すように、ステップ２０１
においてヨーレートｒ，車速Ｖ，車体横滑り角β及び操
舵角δ_f ，δ_r ，θを読み込み、次いでステップ２０２
に移行し、上記（５），（６）式に従って、前輪及び後
輪のタイヤ横滑り角β_f 及びβ_r を演算する。

【００５７】そして、ステップ２０３に移行し、上記
（１）式に従って評価値ｓを演算し、次いでステップ２
０４に移行し、例えば上記（９）式に従って切り換え関
数ｓ^*を演算する。

【００５８】次いで、ステップ２０５に移行し、タイヤ
横力Ｙ_fl〜Ｙ_rrと、ステアリングホイールの操舵角θの
一次微分値θ' とを演算し、そして、ステップ２０６に
移行し、上記（12）式に従って制御ヨーモーメントＤ_YM
を演算し、次いで、ステップ２０７に移行して決定され
た制御ヨーモーメントＤ_YMを制動力制御装置３０に供給
する。ステップ２０７の処理を終えたら、今回の図９の
処理を終了し、所定時間経過後に再びステップ２０１以
降の処理を実行する。

【００５９】制御ヨーモーメントＤ_YMを供給された制動
力制御装置３０における動作は、上記第１の実施の形態
と同様である。但し、本実施の形態では、上記第１の実
施の形態とは異なり、制御ヨーモーメントＤ_YMの符号だ
けではなく、その大きさも制動力制御装置３０に供給す
るようになっているから、制動力制御装置３０は、正又
は負の一定の大きさの制御ヨーモーメントＤ_YMを発生さ
せるのではなく、任意の大きさの制御ヨーモーメントＤ
_YMが発生するように各車輪のホイールシリンダ圧を制御
することになる。このため、上記第１の実施の形態より
も、よりきめ細かな車両挙動制御が実行されることにな
る。

【００６０】そして、本実施の形態にあっても、車両挙
動が、ドリフトアウト挙動であるか、スピン挙動である
か、或いはその両方が生じている状態であるか等を判別
することなく、タイヤ横滑り角β_f 及びβ_r と、スライ
ディングモード制御則とに基づいて、直接且つ連続的に
制御ヨーモーメントＤ_YMを決定し、それを制御出力とし
て制動力制御装置３０に出力するようにしているから、
車両挙動を安定的に最適化できる。

【００６１】ここで、本実施の形態では、ステップ２０
２の処理がタイヤ横滑り角検出手段に対応し、ステップ
２０３〜２０６の処理が制御値決定手段に対応し、ブレ
ーキ装置がアクチュエータに対応し、制動力制御装置３
０がアクチュエータ駆動手段に対応する。

【００６２】図１１は、本発明の第３の実施の形態を示
す図であって、制御ヨーモーメント決定部２０における
処理の概要を示すフローチャートである。なお、本実施
の形態は、上記第２の実施の形態と略同様であるため、
同一の処理内容には同じ符号を付し、その重複する説明
は省略する。

【００６３】即ち、本実施の形態では、ステップ２０１
で各値を読み込んだら、ステップ３０１に移行し、操舵
角θ及び車体横滑り角βに対して、下記の（13），（1
4）式で示されるような遅れ演算を行うようになってい
る。なお、遅れ演算の前後を区別するために、下記の
（13），（14）式では、ステップ２０１で読み込んだ値
を操舵角θ₀ 並びに車体横滑り角β₀ とし、遅れ演算の
結果を操舵角θ並びに車体横滑り角βとしている。

【００６４】 θ＝θ₀ ／（１＋Ｔ＿θ・Ｓ） ……（13） β＝β₀ ／（１＋Ｔ＿β・Ｓ） ……（14） 但し、Ｔ＿θ，Ｔ＿βはフィルタの一次遅れ特性を決定
する時定数、Ｓはラプラス演算子である。

【００６５】そして、ステップ２０２以降の処理では、
ステップ３０１で遅れ演算処理が行われた操舵角θ並び
に車体横滑り角βが用いられる。上記（13）式のような
遅れ演算処理が行われた後の操舵角θが、以降の処理で
用いられると、運転者が急激な操舵を行った場合でも制
御ヨーモーメントＤ_YMが瞬間的に極端に大きくなること
が防止されるから、その一次遅れ特性を適宜選定するこ
とにより、より安定した車両挙動制御が行えるのであ
る。

【００６６】また、上記（14）式のような遅れ演算処理
が行われた後の車体横滑り角βが、以降の処理で用いら
れると、車両の状態量であるヨーレートと車体横滑り角
とに動的な関係を持たせるように、制御ヨーモーメント
Ｄ_YMを決定することができるようになる。つまり、一般
に横加速度が小さい領域等では、ヨーレートや車体横滑
り角を使用して制御目標を設定することが従来から多く
行われているが、上記（14）式を用いることで、ヨーレ
ートと車体横滑り角との間の動特性に自由度を追加する
ことが可能になり、上記（12）式のスライディングモー
ド制御則を用いた車両挙動制御であっても同様な効果を
得ることが可能となる。

【００６７】ここで、本実施の形態にあっては、ステッ
プ３０１における上記（13）式に従って演算及びステッ
プ２０２の処理がタイヤ横滑り角検出手段に対応し、ス
テップ３０１における上記（14）式に従った演算及びス
テップ２０３〜２０６の処理が制御値決定手段に対応す
る。

【００６８】なお、上記第１の実施の形態では、制御ヨ
ーモーメント決定部２０において制御ヨーモーメントＤ
_YMの符号のみを決定するようにしたが、これに限定され
るものではなく、その符号とともに、例えば図７の制御
マップにおいて、タイヤ横滑り角β_f ，β_r に対応した
点（β_r ，β_f ）と線Ｂとの間の上下方向距離に対応し
て、制御ヨーモーメントＤ_YM の大きさも決定し制動力
制御装置３０に供給するようにしてもよい。

【００６９】また、上記第２の実施の形態では、スライ
ディングモード制御則に従って制御ヨーモーメントＤ_YM
を決定し、それを制動力制御装置３０に供給するように
しているが、これに限定されるものではなく、スライデ
ィングモード制御に従って演算された制御ヨーモーメン
トＤ_YMの符号のみを、制動力制御装置３０に供給するよ
うにしてもよい。

【００７０】さらに、上記各実施の形態では、アクチュ
エータとしてブレーキ装置を適用した場合について説明
したが、要はヨー軸回りの運動量を制御できるアクチュ
エータであればよいから、例えば後輪を自動的に操舵す
る装置であってもよい。

【００７１】また、上記各実施の形態では、車体横滑り
角βを上記（２）式に従って演算するようにしたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば本出願人が先に提
案した特開平８−２８２５２１号公報に開示されるよう
な公知の方法に従って車体横滑り角βを求めるようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示すブ
ロック図である。

【図２】タイヤ横滑り角と横加速度との一般的な関係を
示す特性図である。

【図３】ドリフトアウトの例を示す特性図である。

【図４】スピンの例を示す特性図である。

【図５】図３と図４とを重ね合わせた特性図である。

【図６】制御マップの例を示す図である。

【図７】第１の実施の形態における制御マップの例を示
す図である。

【図８】第１の実施の形態における処理の概要を示すフ
ローチャートである。

【図９】第２の実施の形態における処理の概要を示すフ
ローチャートである。

【図１０】切り換え関数の例を示す図である。

【図１１】第３の実施の形態における処理の概要を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０ 車体横滑り角推定部 １１ ヨーレートセンサ １２ 微分器 １３ 横加速度センサ １４ 車速センサ １５ 操舵角センサ ２０ 制御ヨーモーメント決定部 ３０ 制動力制御装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪及び後輪のそれぞれのタイヤ横滑り
   角を検出又は推定するタイヤ横滑り角検出手段と、車両
   のヨー軸回りの運動である制御対象量を制御可能なアク
   チュエータと、前記タイヤ横滑り角検出手段が検出又は
   推定した前輪及び後輪のタイヤ横滑り角に基づいて前記
   制御対象量の制御値又はその制御値の符号を決定する制
   御値決定手段と、この制御値決定手段が決定した前記制
   御対象量の制御値又はその制御値の符号に基づいて前記
   アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動手段
   と、を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御値決定手段は、前記前輪のタイ
   ヤ横滑り角と、前記後輪のタイヤ横滑り角と、予め生成
   し記憶しておいた制御マップとに基づいて、前記制御対
   象量の制御値又はその制御値の符号を決定するようにな
   っている請求項１記載の車両挙動制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御値決定手段は、下記式に従って
   評価値ｓを演算し、その評価値ｓと、スライディングモ
   ード制御則とに基づいて前記制御対象量の制御値又はそ
   の制御値の符号を決定するようになっている請求項１記
   載の車両挙動制御装置。 ｓ＝β_f −β_r ×ζ 但し、β_f は前輪のタイヤ横滑り角、β_r は後輪のタイ
   ヤ横滑り角、ζは一定又は可変の係数である。
4. 【請求項４】 前記制御対象量は、ヨーモーメントであ
   る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両挙動制
   御装置。
5. 【請求項５】 前記アクチュエータは、ブレーキ装置で
   ある請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両挙動
   制御装置。
6. 【請求項６】 前記アクチュエータは、後輪を自動的に
   操舵する装置である請求項１乃至請求項４のいずれかに
   記載の車両挙動制御装置。
7. 【請求項７】 前記タイヤ横滑り角検出手段は、運転者
   の操舵に対する車両挙動の遅れ特性を考慮して前記前輪
   及び後輪のタイヤ横滑り角を求めるようになっている請
   求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両挙動制御装
   置。
8. 【請求項８】 前記制御値決定手段は、運転者の操舵に
   対する車両挙動の遅れ特性を考慮して前記制御対象量の
   制御値又はその制御値の符号を決定するようになってい
   る請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の車両挙動制
   御装置。