WO2010073384A1 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

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WO2010073384A1
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lateral acceleration
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yaw
yaw rate
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PCT/JP2008/073788
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Inventor
雄二 久岡
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B62D6/003—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle behavior control device that controls vehicle behavior (vehicle turning characteristics).
  • the actual vehicle response assumes motion control in a region where a transient input or a spin near the limit is likely to occur.
  • the target yaw rate is corrected in a region where the lateral acceleration is high or on a low ⁇ road (see FIG. 1A), and a relatively low region in which the lateral acceleration with sufficient tire generating force is low to moderate.
  • a target yaw rate that is linear with respect to the steering angle is set (see FIG. 1B).
  • the target yaw rate is set in consideration of the invention for setting a linear target yaw rate (particularly, control using a linear model in a region where the lateral acceleration is low), or the actual nonlinearity of the vehicle.
  • the invention to do is the main.
  • the target yaw rate is set linearly in a region where the lateral acceleration is low to moderate, there is a problem that the driver feels uncomfortable due to the deviation from the actual vehicle behavior characteristics. Because of this problem, the yaw control of the vehicle has not been actively performed with relatively slow steering. Further, even if the target yaw rate is controlled in consideration of the nonlinearity of the actual vehicle, there is a problem that the controllability of the driver's steering is not necessarily improved.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle behavior control device that can realize yaw control in accordance with actual vehicle behavior, and as a result, can reduce the driver's uncomfortable feeling.
  • the present inventor considers that the control of the steering felt by the driver (improvement of the driver's steering feeling) can be expected by actively controlling the degree of change of the yaw gain with respect to the lateral acceleration, and the present invention has been completed. It came to do.
  • the vehicle behavior control device is such that the relationship between the target yaw gain, which is the target value of the yaw rate / steering angle, and the lateral acceleration is close to the upper end and lower end of the lateral acceleration range.
  • a target yaw rate that is a control target of the yaw rate is set so that the target yaw gain in the vicinity includes a characteristic that the target yaw gain is smaller than the target yaw gain in the variable region other than the vicinity of the upper end and the vicinity of the lower end. It is characterized by that.
  • the relationship between the target instantaneous yaw gain, which is the target value of the degree of change in the yaw rate / steering angle, and the lateral acceleration is determined in the vicinity of the upper end and the lower end of the lateral acceleration range.
  • the target yaw rate which is the control target of the yaw rate, is set so that the target instantaneous yaw gain includes a characteristic that the target instantaneous yaw gain is smaller than the target instantaneous yaw gain in the region other than the vicinity of the upper end and the vicinity of the lower end. It is characterized by that.
  • the vehicle behavior control device is the vehicle behavior control device described above, wherein the characteristic included in the relationship between the target yaw gain and the lateral acceleration or the relationship between the target instantaneous yaw gain and the lateral acceleration.
  • the apparatus further includes a changing means for changing the characteristics included in.
  • the relationship between the target yaw gain, which is the target value of the yaw rate / steering angle, and the lateral acceleration is “the range where the target yaw gain near the upper end and the lower end of the lateral acceleration region is not near the upper end and the lower end.
  • the target yaw rate (specifically, the target yaw rate with respect to the steering angle), which is the control target of the yaw rate, is set so as to include a characteristic that is small with respect to the target yaw gain at Specifically, according to the present invention, the relationship between the target yaw gain and the lateral acceleration is as follows: “The target yaw gain in the vicinity of the upper end and the lower end of the lateral acceleration region is in the region other than the vicinity of the upper end and the vicinity of the lower end.
  • a target yaw rate (specifically, a target yaw rate with respect to the steering angle), which is a control target of the yaw rate, is set based on what includes a characteristic “small with respect to the target yaw gain”.
  • the relationship between the target instantaneous yaw gain, which is the target value of the degree of change in the yaw rate / steering angle, and the lateral acceleration is “the target instantaneous yaw gain near the upper end and the lower end of the lateral acceleration range is the upper end.
  • the target yaw rate (specifically, the target yaw rate with respect to the steering angle) is set as a control target of the yaw rate so as to include a characteristic that is small with respect to the target instantaneous yaw gain in the region other than the vicinity and the vicinity of the lower end. ing.
  • the relationship between the target instantaneous yaw gain and the lateral acceleration is expressed as “the target instantaneous yaw gain in the vicinity of the upper end and the lower end of the lateral acceleration range is a range other than the vicinity of the upper end and the lower end.
  • the target yaw rate that is the control target of the yaw rate (specifically, the target yaw rate with respect to the steering angle) is set based on what includes the characteristic that “is small with respect to the target instantaneous yaw gain”.
  • the present invention can achieve yaw control in accordance with actual vehicle behavior, and as a result, can reduce the driver's uncomfortable feeling of steering.
  • the present invention can control the yaw response characteristic of the vehicle with respect to the steering angle so that it is easy for the driver to steer, and as a result, the controllability of the steering felt by the driver (improving the steering feel of the driver) can be improved. There is an effect that it can be realized.
  • changing means for changing a characteristic included in the relationship between the target yaw gain and the lateral acceleration or a characteristic included in the relationship between the target instantaneous yaw gain and the lateral acceleration.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional method for correcting and setting a target yaw rate.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between lateral acceleration and yaw gain.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the lateral acceleration and the degree of change in yaw gain.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle including the vehicle behavior control device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a vehicle behavior control process performed by the front wheel steering device control ECU 9 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the target instantaneous yaw gain with respect to the lateral acceleration.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the target steering angle with respect to the lateral acceleration.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the target yaw gain with respect to the lateral acceleration.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the target yaw gain with respect to the vehicle speed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle including the vehicle behavior control device according to the present invention.
  • reference numeral 1 is a front wheel tire
  • reference numeral 2 is a steering gear box
  • reference numeral 3 is a front wheel steering device
  • reference numeral 4 is a steering wheel
  • reference numeral 5 is a steering angle sensor
  • reference numeral 6 is a vehicle speed sensor
  • reference numeral 7 is a yaw rate sensor
  • reference numeral 8 is a lateral acceleration sensor.
  • reference numeral 9 denotes a front wheel steering apparatus control ECU corresponding to the vehicle behavior control apparatus according to the present invention
  • reference numeral 10 denotes a vehicle characteristic selection switch corresponding to changing means according to the present invention.
  • the front wheel steering device 3 is a device that controls the steering of the front wheel tire 1.
  • the front wheel steering device 3 is communicably connected to the front wheel steering device control ECU 9.
  • a front wheel steering device will be described as an example of a vehicle motion control device, but a device that can control the yaw moment of the vehicle, for example, a rear wheel steering device or the right / left of braking / driving force.
  • the present invention can be applied to an independent control device, a four-wheel ground load control device (control spring, control stabilizer), and the like, and can also be applied to a left and right independent control device for front and rear wheels, a front wheel steer-by-wire vehicle, and the like.
  • the steering angle sensor 5 is a sensor that detects the steering angle.
  • the vehicle speed sensor 6 is a sensor that detects the vehicle speed.
  • the yaw rate sensor 7 is a sensor that detects the yaw rate.
  • the lateral acceleration sensor 8 is a sensor that detects lateral acceleration.
  • the steering angle sensor 5, the vehicle speed sensor 6, the yaw rate sensor 7, and the lateral acceleration sensor 8 are connected to be communicable with the front wheel steering device control ECU 9.
  • the front wheel steering device control ECU 9 is an electronic control unit that controls the front wheel steering device 3.
  • the front wheel steering device control ECU 9 is communicably connected to the front wheel steering device 3, the steering angle sensor 5, the vehicle speed sensor 6, the yaw rate sensor 7, the lateral acceleration sensor 8, and the vehicle characteristic selection switch 10.
  • the front wheel steering control ECU 9 conceptually includes a characteristic selection position reading unit 9a, a target yaw gain map creating unit 9b, a target yaw gain map changing unit 9c, and a control amount calculation / output unit 9d.
  • the characteristic selection position reading unit 9a reads a state (position) of a vehicle characteristic selection switch 10 described later.
  • the target yaw gain map creation unit 9b creates a map of target yaw gain with respect to vehicle speed and lateral acceleration.
  • the target yaw gain is a target value of the yaw gain defined by “yaw rate / steering angle”.
  • the target yaw gain map creation unit 9b further includes a target instantaneous yaw gain reading unit 9b1, a target instantaneous yaw gain conversion unit 9b2, a target yaw gain reading unit 9b3, and a target yaw gain map deriving unit 9b4.
  • the target instantaneous yaw gain reading unit 9b1 corresponds to the position read by the characteristic selection position reading unit 9a from the map stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9 including the characteristics of the target instantaneous yaw gain for two or more different lateral accelerations.
  • the target instantaneous yaw gain for the lateral acceleration of the characteristic to be read is read.
  • the target instantaneous yaw gain reading unit 9b1 is a map of the target instantaneous yaw gain with respect to two or more lateral accelerations stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9 having different lateral accelerations when the target instantaneous yaw rate reaches a peak.
  • the map corresponding to the position read by the characteristic selection position reading unit 9a is read from the map.
  • the target instantaneous yaw gain is a target value of the instantaneous yaw gain that is the degree of change in the yaw gain.
  • the target instantaneous yaw gain conversion unit 9b2 performs variable conversion of the target instantaneous yaw gain for the lateral acceleration read by the target instantaneous yaw gain reading unit 9b1 into a target yaw gain for the lateral acceleration.
  • the target yaw gain reading unit 9b3 reads a map of the target yaw gain with respect to the vehicle speed stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9.
  • the target yaw gain map deriving unit 9b4 calculates the target yaw gain for the vehicle speed and the lateral acceleration based on a map of the target yaw gain for the lateral acceleration converted by the target instantaneous yaw gain conversion unit 9b2 and the target yaw gain for the vehicle speed read by the target yaw gain reading unit 9b3. Derive a map.
  • the target yaw gain map changing unit 9c has predetermined change conditions (for example, a condition that the change of the target yaw gain map with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration is prohibited when the vehicle is running, and the target yaw gain with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration only when the vehicle is stopped.
  • a map change permission condition is satisfied, a map of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and lateral acceleration managed by the front wheel steering device control ECU 9 is generated in the target yaw gain map creating unit 9b. Change to a map of target yaw gain against acceleration.
  • the control amount calculation / output unit 9d is a vehicle state quantity detected by various sensors included in the vehicle (specifically, a steering angle detected by the steering angle sensor 5, a vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6, and a lateral acceleration sensor). 8 and the yaw rate (actual yaw rate detected by the yaw rate sensor 7) (actual yaw rate detected by the yaw rate sensor 7) and the map of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration managed by the front wheel steering control ECU 9 are calculated.
  • the calculated control amount of the steering angle is output to the front wheel steering device 3.
  • the control amount calculation / output unit 9d further includes a vehicle state quantity acquisition unit 9d1, a target yaw rate calculation unit 9d2, an actual yaw rate acquisition unit 9d3, a yaw rate deviation calculation unit 9d4, a corrected steering angle calculation unit 9d5, and a steering angle output unit 9d6. Yes.
  • the vehicle state quantity acquisition unit 9d1 converts the steering angle detected by the steering angle sensor 5, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 6, and the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 8 into the steering angle sensor 5, the vehicle speed sensor 6, and the lateral acceleration sensor 8. Get from each.
  • the target yaw rate calculation unit 9d2 calculates the target yaw rate based on the map of the target yaw gain with respect to the steering angle, the vehicle speed and the lateral acceleration acquired by the vehicle state quantity acquisition unit 9d1, and the vehicle speed and the lateral acceleration managed by the front wheel steering device control ECU 9. calculate.
  • the actual yaw rate acquisition unit 9d3 acquires the actual yaw rate detected by the yaw rate sensor 7 from the yaw rate sensor 7.
  • the yaw rate deviation calculating unit 9d4 calculates a yaw rate deviation defined by “target yaw rate ⁇ actual yaw rate” based on the target yaw rate calculated by the target yaw rate calculating unit 9d2 and the actual yaw rate acquired by the actual yaw rate acquiring unit 9d3.
  • the correction rudder angle calculation unit 9d5 calculates a steering angle correction amount (correction rudder angle) based on the yaw rate deviation calculated by the yaw rate deviation calculation unit 9d4 and a predetermined gain set in advance.
  • the steering angle output unit 9d6 calculates a control amount of the steering angle based on the corrected steering angle calculated by the corrected steering angle calculation unit 9d5 and the steering angle acquired by the vehicle state quantity acquisition unit 9d1, and the calculated control amount of the steering angle Is output to the front wheel steering device 3.
  • the vehicle characteristic selection switch 10 is a switch for causing the driver to select a desired characteristic from a map stored in advance in the front wheel steering apparatus control ECU 9 including characteristics of target instantaneous yaw gain for two or more different lateral accelerations. . Specifically, the vehicle characteristic selection switch 10 indicates a map of target instantaneous yaw gains for two or more lateral accelerations stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9 having different lateral accelerations when the target instantaneous yaw rate reaches a peak. This is a switch for allowing the driver to select a desired map from the inside.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a vehicle behavior control process performed by the front wheel steering device control ECU 9 according to the present embodiment.
  • the front wheel steering device control ECU 9 executes the vehicle behavior control process described below.
  • the characteristic selection position reading unit 9a reads the state (position) of the vehicle characteristic selection switch 10 from the vehicle characteristic selection switch 10 (step S1).
  • FIG. 6 shows the characteristics of the target instantaneous yaw gain “dYG * (Gy)” with respect to two or more different lateral accelerations by operating the vehicle characteristic selection switch 10 to select a desired position.
  • a desired characteristic can be selected from a map stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9 including the above.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the target instantaneous yaw gain with respect to the lateral acceleration. Each characteristic included in the map corresponds to each position of the vehicle characteristic selection switch 10.
  • the yaw rate characteristic that is easy for the driver to operate is defined by the instantaneous change in yaw gain “dYG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration “Gy” under a constant vehicle speed “V”.
  • the map is held in the front wheel steering device control ECU 9 by a map. Further, in the present embodiment, by setting the peak of the target instantaneous yaw gain in the region where the lateral acceleration is medium as shown in FIG. 6, the controllability of steering particularly in the region where the lateral acceleration is medium is ensured.
  • step S3 when the target instantaneous yaw gain reading unit 9b1 has not yet derived the map of the target yaw gain “YG * (V, Gy)” corresponding to the vehicle speed and lateral acceleration corresponding to the position read in step S1 (step S2: No). Reads the target instantaneous yaw gain “dYG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration corresponding to the position read in step S1 from the front wheel steering control ECU 9 (step S3).
  • the target instantaneous yaw gain conversion unit 9b2 integrates the target instantaneous yaw gain “dYG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration read in step S3 under the condition of a constant vehicle speed, so that the target yaw gain “YG * ( Gy) "(step S4).
  • a specific example of the process executed by the target instantaneous yaw gain conversion unit 9b2 in step S4 will be described in detail.
  • Equation 1 Considering a steady turn under a constant vehicle speed “V”, the lateral acceleration “Gy” is defined by Equation 1.
  • Gy is the lateral acceleration
  • V is the vehicle speed
  • YR is the yaw rate
  • Equation 2 the target instantaneous yaw gain “dYG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration is expressed by Equation 2.
  • dYG * (Gy) the target instantaneous yaw gain with respect to the lateral acceleration
  • dYR the amount of change in yaw rate
  • d ⁇ the amount of change in steering angle
  • dGy the amount of change in lateral acceleration
  • V the vehicle speed.
  • Equation 3 the target yaw gain “YG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration is expressed by Equation 3.
  • Equation 3 An example of the relationship between the lateral acceleration and the target yaw gain is shown in FIG.
  • YG * (Gy) is a target yaw gain with respect to lateral acceleration
  • YR (Gy) is a yaw rate with respect to lateral acceleration
  • ⁇ (Gy) is a steering angle with respect to lateral acceleration
  • Gy lateral acceleration
  • V the vehicle speed.
  • the maximum value of the target yaw gain is set to 1, and the target yaw gain “YG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration is normalized.
  • the target yaw gain “YG * (Gy)” with respect to the lateral acceleration may be normalized by setting the value of the target yaw gain near zero (near zero, near straight travel) to 1. Further, attention may be paid to the absolute value of the target yaw gain.
  • the target yaw gain reading unit 9b3 reads the target yaw gain “YG * (V)” with respect to the vehicle speed stored in advance in the front wheel steering device control ECU 9 from the front wheel steering device control ECU 9 (step S5).
  • the target yaw gain “YG * (V)” with respect to the vehicle speed is defined by Equation 4 based on a general two-wheel model. An example of the relationship between the vehicle speed and the target yaw gain is shown in FIG.
  • the target yaw gain map deriving unit 9b4 combines the target yaw gain “YG * (Gy)” for the lateral acceleration converted in step S4 with the target yaw gain “YG * (V)” for the vehicle speed read in step S5.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration.
  • the target yaw gain map changing unit 9c determines the target yaw gain “YG * (V) for the vehicle speed and lateral acceleration managed by the front wheel steering device control ECU 9. , Gy) "is changed to a map of the target yaw gain” YG * (V, Gy) "for the vehicle speed and lateral acceleration derived in step S6 (step S8).
  • the target yaw gain map changing unit 9c sets the target yaw gain “YG * (V, Gy) with respect to the vehicle speed and lateral acceleration managed by the front wheel steering device control ECU 9. ) "Is not allowed to change the map.
  • the vehicle state quantity acquisition unit 9d1 steers the steering angle “ ⁇ ” detected by the steering angle sensor 5, the vehicle speed “V” detected by the vehicle speed sensor 6, and the lateral acceleration “Gy” detected by the lateral acceleration sensor 8. Obtained from the angle sensor 5, the vehicle speed sensor 6, and the lateral acceleration sensor 8 respectively (step S9).
  • the target yaw rate calculation unit 9d2 obtains the steering angle “ ⁇ ”, the vehicle speed “V” and the lateral acceleration “Gy” acquired in step S9, and the target yaw gain “for the vehicle speed and lateral acceleration managed by the front wheel steering control ECU 9”.
  • a target yaw rate “Yr * ” is calculated based on the map of “YG * (V, Gy)” (step S10).
  • the target yaw rate “Yr * ” is defined by Equation 5.
  • the actual yaw rate acquisition unit 9d3 acquires the actual yaw rate “Yr” detected by the yaw rate sensor 7 from the yaw rate sensor 7 (step S11).
  • the yaw rate deviation calculation unit 9d4 calculates the yaw rate deviation “ ⁇ Yr” based on the target yaw rate “Yr * ” calculated in step S10 and the actual yaw rate “Yr” acquired in step S11 (step S12).
  • the yaw rate deviation “ ⁇ Yr” is defined by Equation 6.
  • Equation 6 “ ⁇ Yr” is the yaw rate deviation
  • “Yr * ” is the target yaw rate
  • “Yr” is the actual yaw rate.
  • ⁇ Yr Yr * ⁇ Yr (Formula 6)
  • the corrected steering angle calculation unit 9d5 calculates the corrected steering angle “ ⁇ ” by multiplying the yaw rate deviation “ ⁇ Yr” calculated in Step S12 by a predetermined gain “K” set in advance (Step S13).
  • the corrected steering angle “ ⁇ ” is defined by Equation 7.
  • “ ⁇ ” is a corrected steering angle
  • K is a gain
  • “ ⁇ Yr” is a yaw rate deviation.
  • ⁇ K ⁇ ⁇ Yr (Expression 7)
  • the steering angle output unit 9d6 calculates the front wheel steering angle “ ⁇ s” by adding the steering angle “ ⁇ ” acquired in step S9 to the corrected steering angle “ ⁇ ” calculated in step S13, and calculates the calculated front wheel
  • the steering angle “ ⁇ s” is output to the front wheel steering device 3 (step S14).
  • the front wheel steering angle “ ⁇ s” is defined by Equation 8.
  • “ ⁇ s” is a front wheel steering angle
  • “ ⁇ ” is a steering angle
  • ⁇ ” a corrected steering angle.
  • the front wheel drive control ECU 9 executes the vehicle behavior control process described above again from step S1.
  • the front wheel drive device control ECU 9 does not change the position of the vehicle characteristic selection switch 10 (when the target yaw gain for the vehicle speed and lateral acceleration corresponding to the position of the selected vehicle characteristic selection switch 10 has been derived). ) Need not be executed again from step S3 to step S6.
  • the position of the vehicle characteristic selection switch 10 is read, (2) the target instantaneous yaw gain with respect to the lateral acceleration of the characteristic corresponding to the read position is read, (3) The target instantaneous yaw gain with respect to the read lateral acceleration is converted into a target yaw gain with respect to the lateral acceleration, (4) the target yaw gain with respect to the vehicle speed is read, and (5) the vehicle speed based on the converted target yaw gain with respect to the lateral acceleration and the target yaw gain with respect to the read vehicle speed.
  • a target yaw gain for the lateral acceleration is derived.
  • the target yaw gain for the managed vehicle speed and lateral acceleration is changed to the target yaw gain for the derived vehicle speed and lateral acceleration.
  • the target yaw rate is calculated based on the vehicle speed, steering angle and lateral acceleration of the vehicle, and the target yaw gain with respect to the managed vehicle speed and lateral acceleration, and (9) the actual yaw rate is obtained. (10) the calculated target yaw rate and the obtained actual yaw rate.
  • the yaw rate deviation is calculated based on the yaw rate
  • (11) the corrected steering angle is calculated based on the calculated yaw rate deviation and the predetermined gain
  • the front wheel steering angle is calculated
  • (13) the calculated front wheel steering angle is output to the front wheel steering device 3.
  • the actual vehicle state quantity (vehicle speed, steering angle, yaw rate, and lateral acceleration) is detected, and a map of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and lateral acceleration that realizes the instantaneous instantaneous yaw gain is obtained.
  • the target yaw rate is calculated using the control, and the front wheel steering angle is controlled according to the deviation between the calculated target yaw rate and the detected actual yaw rate.
  • the steering characteristics of the vehicle are controlled so that the target yaw rate calculated using the map of the target yaw gain with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration is obtained.
  • the target yaw gain and the target instantaneous yaw gain in the region where the lateral acceleration is small and large are smaller than the target yaw gain and the target instantaneous yaw gain in the region where the lateral acceleration is medium,
  • a target yaw rate with respect to the steering angle is set.
  • the characteristics of the target instantaneous yaw gain (or target yaw gain) with respect to two or more lateral accelerations having different lateral accelerations when the target instantaneous yaw gain (or target yaw gain) reaches a peak are held in the map.
  • These characteristics can be selected by the vehicle characteristic selection switch 10 (in other words, the region of lateral acceleration which is important to the driver can be selected by the vehicle characteristic selection switch 10), and the characteristics selected by the driver by the vehicle characteristic selection switch 10 can be selected.
  • the vehicle characteristic selection switch 10 not only the vehicle characteristic selection switch 10 but also a configuration (means) for making the peak of the target instantaneous yaw gain (or target yaw gain) with respect to the lateral acceleration draggable (movable) is provided. May be.
  • the change of the target yaw gain map with respect to the vehicle speed and the lateral acceleration is prohibited when the vehicle is running and allowed only when the vehicle is stopped. That is, according to the present embodiment, the characteristic change of the target instantaneous yaw gain (or target yaw gain) with respect to the lateral acceleration is prohibited while the vehicle is running and allowed only when the vehicle is stopped. As a result, it is possible to prevent a sudden change in the steering angle that is not intended by the driver due to a sudden change in the steering characteristics during traveling.
  • the vehicle behavior control device according to the present invention can be suitably implemented particularly in the automobile manufacturing industry and is extremely useful.

Abstract

　実際の車両挙動に沿ったヨー制御が実現でき、その結果ドライバーの操舵の違和感を低減することができる車両挙動制御装置を提供することを課題とする。本発明は、ヨーレート／操舵角の変化の度合いの目標値である目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係であって"横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での目標瞬間ヨーゲインが上端近傍及び下端近傍以外の変域での目標瞬間ヨーゲインに対して小さい"という特性を含むものに基づいて、ヨーレートの制御目標である目標ヨーレートを設定する。

Description

車両挙動制御装置
　本発明は、車両の挙動（車両の旋回特性）を制御する車両挙動制御装置に関するものである。
　車両のヨーコントロール（ヨー制御、旋回特性制御）に関する発明は数多く存在するが、その大半は、いわゆる線形２輪モデルを基に算出した目標ヨーレートを設定するものである。すなわち、目標ヨーレートを使った従来の車両運動制御は、操舵角に対して線形なモデルを用いるものが主である。つまり、操舵角に対して目標ヨーレートを線形に増加させる制御が主である。一方、種々の非線形要因を考慮して目標ヨーレートを設定する発明も多数存在する（例えば特許文献１）。特許文献１では、左右の操舵特性の違いや路面μ（摩擦係数）を考慮して目標ヨーレートを設定して車両の挙動制御を行う。
　実際の車両応答は、過渡的な入力時や限界付近のスピンが発生し易い領域における運動制御を想定している。横加速度が高い領域や低μ路などでは、目標ヨーレートの補正が行なわれており（図１の（Ａ）参照）、タイヤ発生力に余裕のある横加速度が低い乃至中程度の領域の比較的低周波入力下では、操舵角に対して線形な目標ヨーレートの設定が行われている（図１の（Ｂ）参照）。
　このように、従来技術では、線形な目標ヨーレートを設定する発明（特に、横加速度が低い領域において線形モデルを用いて制御するもの）や、実際の車両の非線形性を考慮して目標ヨーレートを設定する発明が主である。
特開２００２－３１６５４６号公報
　しかしながら、横加速度が低い乃至中程度の領域で目標ヨーレートを線形に設定すると、実際の車両挙動特性との乖離に因り、ドライバーが操舵に違和感を持つという問題点があった。なお、この問題点が故に、比較的ゆっくりとした操舵では、車両のヨー制御が積極的になされてなかった。また、実際の車両の非線形性を考慮して目標ヨーレートの制御を行っても、ドライバーの操舵のコントロール性が良くなるとは必ずしもいえないという問題点があった。
　本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、実際の車両挙動に沿ったヨー制御が実現でき、その結果ドライバーの操舵の違和感を低減することができる車両挙動制御装置を提供することを目的とする。
　実際の車両は、横加速度が低い領域でヨーゲイン（ヨーレート／操舵角）が低めの値から徐々に増加し横加速度が高い領域でそれが落ち込むという特性を有する（図２参照）。車両の特性を、ヨーゲインの変化の度合い（Δヨーレート／Δ操舵角、瞬間的なヨーゲイン、操舵角の瞬間的な追加分に対するヨーレートの瞬間的な増分）で観察した場合、横加速度に対する当該ヨーゲインの変化の度合い（具体的には横加速度の増加に伴うヨーゲインの増減）の特性は車両ごとに大きく異なる（図３参照）。そして、ドライバー特性調査から、横加速度に対するヨーゲインの変化の度合いに対してドライバーの感度が大きいことがわかった。また、このことから、横加速度に対する瞬間的なヨーゲインがピークとなるときの横加速度の値や横加速度に対する瞬間的なヨーゲインのグラフのシェイプがドライバーの操舵のフィーリングに大きな影響を与えることがわかった。つまり、横加速度に対する瞬間的なヨーゲインがピークとなるときの横加速度という観点でも、ドライバーが操舵に違和感を持つことがわかった。そこで、本発明者は、横加速度に対するヨーゲインの変化の度合いを積極的にコントロールすることで、ドライバーが感じる操舵のコントロール性の向上（ドライバーの操舵感の向上）が見込めると考え、本発明を完成するに至った。
　すなわち、上記目的を達成するために、本発明にかかる車両挙動制御装置は、ヨーレート／操舵角の目標値である目標ヨーゲインと横加速度との関係が、前記横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での前記目標ヨーゲインが前記上端近傍及び前記下端近傍以外の前記変域での前記目標ヨーゲインに対して小さいという特性を含むものとなるように、前記ヨーレートの制御目標である目標ヨーレートが設定されたことを特徴とする。
　また、本発明にかかる車両挙動制御装置は、ヨーレート／操舵角の変化の度合いの目標値である目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係が、前記横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での前記目標瞬間ヨーゲインが前記上端近傍及び前記下端近傍以外の前記変域での前記目標瞬間ヨーゲインに対して小さいという特性を含むものとなるように、前記ヨーレートの制御目標である目標ヨーレートが設定されたことを特徴とする。
　また、本発明にかかる車両挙動制御装置は、前記に記載の車両挙動制御装置において、　前記目標ヨーゲインと前記横加速度との前記関係に含まれる特性又は前記目標瞬間ヨーゲインと前記横加速度との前記関係に含まれる特性を変更させるための変更手段をさらに備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、ヨーレート／操舵角の目標値である目標ヨーゲインと横加速度との関係が“横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での目標ヨーゲインが上端近傍及び下端近傍以外の変域での目標ヨーゲインに対して小さい”という特性を含むものとなるように、ヨーレートの制御目標である目標ヨーレート（具体的には操舵角に対する目標ヨーレート）が設定されている。具体的には、本発明によれば、目標ヨーゲインと横加速度との関係であって“横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での目標ヨーゲインが上端近傍及び下端近傍以外の変域での目標ヨーゲインに対して小さい”という特性を含むものに基づいて、ヨーレートの制御目標である目標ヨーレート（具体的には操舵角に対する目標ヨーレート）を設定する。
　また、本発明によれば、ヨーレート／操舵角の変化の度合いの目標値である目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係が“横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での目標瞬間ヨーゲインが上端近傍及び下端近傍以外の変域での目標瞬間ヨーゲインに対して小さい”という特性を含むものとなるように、ヨーレートの制御目標である目標ヨーレート（具体的には操舵角に対する目標ヨーレート）が設定されている。具体的には、本発明によれば、目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係であって“横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での目標瞬間ヨーゲインが上端近傍及び下端近傍以外の変域での目標瞬間ヨーゲインに対して小さい”という特性を含むものに基づいて、ヨーレートの制御目標である目標ヨーレート（具体的には操舵角に対する目標ヨーレート）を設定する。
　これにより、本発明は、実際の車両挙動に沿ったヨー制御が実現でき、その結果ドライバーの操舵の違和感を低減することができるという効果を奏する。また、本発明は、操舵角に対する車両のヨー応答の特性をドライバーにとって操舵し易いものに制御することができ、その結果、ドライバーが感じる操舵のコントロール性の向上（ドライバーの操舵感の向上）を実現することができるという効果を奏する。
　また、本発明によれば、目標ヨーゲインと横加速度との関係に含まれる特性又は目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係に含まれる特性を変更させるための変更手段をさらに備えている。これにより、ドライバーの好みの特性に合わせた操舵のコントロール性能を実現することができるという効果を奏する。
図１は、目標ヨーレートの補正や設定の従来手法を示す模式図である。 図２は、横加速度とヨーゲインとの関係の一例を示す図である。 図３は、横加速度とヨーゲインの変化の度合いとの関係の一例を示す図である。 図４は、本発明にかかる車両挙動制御装置を備えた車両の構成の一例を示す図である。 図５は、本実施の形態にかかる前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で行う車両挙動制御処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインの一例を示す図である。 図７は、横加速度に対する目標操舵角の一例を示す図である。 図８は、横加速度に対する目標ヨーゲインの一例を示す図である。 図９は、車速に対する目標ヨーゲインの一例を示す図である。 図１０は、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインの一例を示す図である。
符号の説明
　１　　前輪タイヤ
　２　　ステアリングギアボックス
　３　　前輪操舵装置
　４　　ステアリングホイール
　５　　舵角センサ
　６　　車速センサ
　７　　ヨーレートセンサ
　８　　横加速度センサ
　９　　前輪操舵装置制御ＥＣＵ
　　　　９ａ　特性選択ポジション読取部
　　　　９ｂ　目標ヨーゲインマップ作成部
　　　　　　　９ｂ１　目標瞬間ヨーゲイン読取部
　　　　　　　９ｂ２　目標瞬間ヨーゲイン変換部
　　　　　　　９ｂ３　目標ヨーゲイン読取部
　　　　　　　９ｂ４　目標ヨーゲインマップ導出部
　　　　９ｃ　目標ヨーゲインマップ変更部
　　　　９ｄ　制御量演算・出力部
　　　　　　　９ｄ１　車両状態量取得部
　　　　　　　９ｄ２　目標ヨーレート算出部
　　　　　　　９ｄ３　実ヨーレート取得部
　　　　　　　９ｄ４　ヨーレート偏差算出部
　　　　　　　９ｄ５　補正舵角算出部
　　　　　　　９ｄ６　操舵角出力部
　１０　車両特性選択スイッチ
　以下に、本発明にかかる車両挙動制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。
［１．構成］
　本発明にかかる車両挙動制御装置を備えた車両の構成について、図４を参照して説明する。図４は、本発明にかかる車両挙動制御装置を備えた車両の構成の一例を示す図である。
　図４において、符号１は前輪タイヤであり、符号２はステアリングギアボックスであり、符号３は前輪操舵装置であり、符号４はステアリングホイールである。図４において、符号５は舵角センサであり、符号６は車速センサであり、符号７はヨーレートセンサであり、符号８は横加速度センサである。図４において、符号９は本発明にかかる車両挙動制御装置に相当する前輪操舵装置制御ＥＣＵであり、符号１０は本発明にかかる変更手段に相当する車両特性選択スイッチである。
　前輪操舵装置３は前輪タイヤ１の操舵をコントロールする装置である。前輪操舵装置３は前輪操舵装置制御ＥＣＵ９と通信可能に接続されている。ここで、本実施の形態では、車両運動コントロール装置の一例として前輪操舵装置を挙げて説明するが、車両のヨーモーメントをコントロールすることができるデバイス、例えば後輪操舵装置や制／駆動力の左右独立制御装置、４輪接地荷重制御装置（制御ばね、制御スタビライザ）などにも適用可能であり、更には前後輪の左右独立制御装置や前輪ステアバイワイヤー車両などにも適用可能である。
　舵角センサ５は操舵角を検出するセンサである。車速センサ６は車速を検出するセンサである。ヨーレートセンサ７はヨーレートを検出するセンサである。横加速度センサ８は横加速度を検出するセンサである。舵角センサ５、車速センサ６、ヨーレートセンサ７および横加速度センサ８は前輪操舵装置制御ＥＣＵ９と通信可能に接続されている。
　前輪操舵装置制御ＥＣＵ９は前輪操舵装置３を制御する電子制御ユニットである。前輪操舵装置制御ＥＣＵ９は前輪操舵装置３、舵角センサ５、車速センサ６、ヨーレートセンサ７、横加速度センサ８および車両特性選択スイッチ１０と通信可能に接続されている。前輪操舵装置制御ＥＣＵ９は、概念的に、特性選択ポジション読取部９ａ、目標ヨーゲインマップ作成部９ｂ、目標ヨーゲインマップ変更部９ｃおよび制御量演算・出力部９ｄを備えている。
　特性選択ポジション読取部９ａは、後述する車両特性選択スイッチ１０の状態（ポジション）を読み取る。
　目標ヨーゲインマップ作成部９ｂは、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップを作成する。ここで、目標ヨーゲインは、“ヨーレート／操舵角”で定義されるヨーゲインの目標値である。目標ヨーゲインマップ作成部９ｂは、目標瞬間ヨーゲイン読取部９ｂ１、目標瞬間ヨーゲイン変換部９ｂ２、目標ヨーゲイン読取部９ｂ３および目標ヨーゲインマップ導出部９ｂ４をさらに備えている。
　目標瞬間ヨーゲイン読取部９ｂ１は、互いに異なる２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインの特性を含む前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されているマップから、特性選択ポジション読取部９ａで読み取ったポジションに対応する特性の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインを読み取る。具体的には、目標瞬間ヨーゲイン読取部９ｂ１は、目標瞬間ヨーレートがピークとなるときの横加速度が互いに異なる前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されている２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインのマップの中から、特性選択ポジション読取部９ａで読み取ったポジションに対応するマップを読み取る。ここで、目標瞬間ヨーゲインとは、ヨーゲインの変化の度合いである瞬間ヨーゲインの目標値である。
　目標瞬間ヨーゲイン変換部９ｂ２は、目標瞬間ヨーゲイン読取部９ｂ１で読み取った横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインを、横加速度に対する目標ヨーゲインに変数変換する。
　目標ヨーゲイン読取部９ｂ３は、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されている車速に対する目標ヨーゲインのマップを読み取る。
　目標ヨーゲインマップ導出部９ｂ４は、目標瞬間ヨーゲイン変換部９ｂ２で変換した横加速度に対する目標ヨーゲインおよび目標ヨーゲイン読取部９ｂ３で読み取った車速に対する目標ヨーゲインのマップに基づいて、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップを導出する。
　目標ヨーゲインマップ変更部９ｃは、所定の変更条件（例えば、車両走行時は車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップの変更を禁止するという条件や、車両停止時のみ車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップの変更を許可するという条件など）を満たした場合に、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップを、目標ヨーゲインマップ作成部９ｂで作成した車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップに変更する。
　制御量演算・出力部９ｄは、本車両が備えている各種のセンサで検出した車両状態量（具体的には舵角センサ５で検出した操舵角、車速センサ６で検出した車速、横加速度センサ８で検出した横加速度およびヨーレートセンサ７で検出したヨーレート（実ヨーレート））ならびに前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップに基づいて操舵角の制御量を演算し、当該演算した操舵角の制御量を前輪操舵装置３に出力する。制御量演算・出力部９ｄは、車両状態量取得部９ｄ１、目標ヨーレート算出部９ｄ２、実ヨーレート取得部９ｄ３、ヨーレート偏差算出部９ｄ４、補正舵角算出部９ｄ５および操舵角出力部９ｄ６をさらに備えている。
　車両状態量取得部９ｄ１は、舵角センサ５で検出した操舵角、車速センサ６で検出した車速および横加速度センサ８で検出した横加速度を、舵角センサ５、車速センサ６および横加速度センサ８からそれぞれ取得する。
　目標ヨーレート算出部９ｄ２は、車両状態量取得部９ｄ１で取得した操舵角、車速および横加速度ならびに前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップに基づいて、目標ヨーレートを算出する。
　実ヨーレート取得部９ｄ３は、ヨーレートセンサ７で検出した実ヨーレートを、ヨーレートセンサ７から取得する。
　ヨーレート偏差算出部９ｄ４は、目標ヨーレート算出部９ｄ２で算出した目標ヨーレートおよび実ヨーレート取得部９ｄ３で取得した実ヨーレートに基づいて、“目標ヨーレート－実ヨーレート”で定義されるヨーレート偏差を算出する。
　補正舵角算出部９ｄ５は、ヨーレート偏差算出部９ｄ４で算出したヨーレート偏差および予め設定された所定のゲインに基づいて、操舵角の補正量（補正舵角）を算出する。
　操舵角出力部９ｄ６は、補正舵角算出部９ｄ５で算出した補正舵角および車両状態量取得部９ｄ１で取得した操舵角に基づいて操舵角の制御量を算出し、算出した操舵角の制御量を前輪操舵装置３に出力する。
　車両特性選択スイッチ１０は、互いに異なる２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインの特性を含む前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されているマップから、所望の特性をドライバーに選択させるためのスイッチである。具体的には、車両特性選択スイッチ１０は、目標瞬間ヨーレートがピークとなるときの横加速度が互いに異なる前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されている２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインのマップの中から、所望のマップをドライバーに選択させるためのスイッチである。
［２．処理］
　つぎに、本実施の形態にかかる車両挙動制御処理を、図５から図１０を参照して詳細に説明する。図５は、本実施の形態にかかる前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で行う車両挙動制御処理の一例を示すフローチャートである。ドライバーの操作により車両のエンジンが始動されると、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９は、以下に説明する本車両挙動制御処理を実行する。
　まず、特性選択ポジション読取部９ａは、車両特性選択スイッチ１０の状態（ポジション）を、車両特性選択スイッチ１０から読み取る（ステップＳ１）。
　ここで、ドライバーは、車両特性選択スイッチ１０を操作して所望のポジションを選択することで、互いに異なる２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”の特性を図６に示すように含む前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されているマップから、所望の特性を選択することができる。図６は、横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインの一例を示す図である。なお、マップに含まれている各特性は、車両特性選択スイッチ１０の各ポジションと対応している。ここで、本実施の形態では、ドライバーが操作し易いヨーレート特性を、一定車速“Ｖ”の下での横加速度“Ｇｙ”に対する瞬間的なヨーゲイン“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”の変化で規定し、それをマップで前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に保有させている。また、本実施の形態では、目標瞬間ヨーゲインのピークを図６に示すように横加速度が中の領域に設定することで、特に横加速度が中の領域における操舵のコントロール性を確保している。
　つぎに、目標瞬間ヨーゲイン読取部９ｂ１は、ステップＳ１で読み取ったポジションに対応する車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップを導出済でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）には、ステップＳ１で読み取ったポジションに対応する横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”を前輪操舵装置制御ＥＣＵ９から読み取る（ステップＳ３）。
　つぎに、目標瞬間ヨーゲイン変換部９ｂ２は、ステップＳ３で読み取った横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”を一定車速下の条件で積分することで、横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｇｙ）”に変換する（ステップＳ４）。ここで、目標瞬間ヨーゲイン変換部９ｂ２がステップＳ４で実行する処理の具体例について詳細に説明する。
　一定車速“Ｖ”の下での定常旋回を考えると、横加速度“Ｇｙ”は数式１で定義される。数式１において、“Ｇｙ”は横加速度、“Ｖ”は車速、“ＹＲ”はヨーレートである。
Ｇｙ＝Ｖ×ＹＲ　・・・（数式１）
　従って、横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”は数式２で表される。数式２において、“ｄＹＧ＊（Ｇｙ）”は横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン、“ｄＹＲ”はヨーレートの変化量、“ｄδ”は操舵角の変化量、“ｄＧｙ”は横加速度の変化量、“Ｖ”は車速である。
ｄＹＧ＊（Ｇｙ）＝ｄＹＲ／ｄδ＝ｄＧｙ／ｄδ／Ｖ　・・・（数式２）
　そして、数式２の逆数を積分すると、横加速度に対する操舵角“δ（Ｇｙ）”が求まる。横加速度と操舵角との関係の一例を図７に示す。
　従って、横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｇｙ）”は数式３で表される。横加速度と目標ヨーゲインとの関係の一例を図８に示す。数式３において、“ＹＧ＊（Ｇｙ）”は横加速度に対する目標ヨーゲイン、“ＹＲ（Ｇｙ）”は横加速度に対するヨーレート、“δ（Ｇｙ）”は横加速度に対する操舵角、“Ｇｙ”は横加速度、“Ｖ”は車速である。
ＹＧ＊（Ｇｙ）＝ＹＲ（Ｇｙ）／δ（Ｇｙ）＝Ｇｙ／δ（Ｇｙ）／Ｖ　・・・（数式３）
　そして、本実施の形態では横加速度の増加に対して目標ヨーゲインが変化する形状に着目している為、目標ヨーゲインの最大値を１として、横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｇｙ）”を正規化する。なお、横加速度がゼロの付近（ゼロ近傍、直進近傍）での目標ヨーゲインの値を１として、横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｇｙ）”を正規化してもよい。また、目標ヨーゲインの絶対値に着目してもよい。
　図５に戻り、目標ヨーゲイン読取部９ｂ３は、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９に予め記憶されている車速に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ）”を、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９から読み取る（ステップＳ５）。ここで、車速に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ）”は、一般的な二輪モデルに基づいて数式４で定義される。車速と目標ヨーゲインとの関係の一例を図９に示す。数式４において、“ＹＧ＊（Ｖ）”は車速に対する目標ヨーゲイン、“Ｙｒ”はヨーレート、“δ”は操舵角、“Ｖ”は車速、“Ｌ”はホイールベース、“Ｎ”はステアリングギア比、“Ａ”は車両固有のスタビリティファクターとして事前に設定された値である。
ＹＧ＊（Ｖ）＝Ｙｒ／δ＝Ｖ／Ｌ／Ｎ／（１＋Ａ×Ｖ２）　・・・（数式４）
　つぎに、目標ヨーゲインマップ導出部９ｂ４は、ステップＳ４で変換した横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｇｙ）”にステップＳ５で読み取った車速に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ）”を組み合わせることで、図１０に示すような車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップを導出する（ステップＳ６）。図１０は、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインの一例を示す図である。
　つぎに、目標ヨーゲインマップ変更部９ｃは、車両が停止中である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）には、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップを、ステップＳ６で導出した車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップに変更する（ステップＳ８）。なお、目標ヨーゲインマップ変更部９ｃは、車両が停止中でない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）には、前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップの変更を許可しない。
　つぎに、車両状態量取得部９ｄ１は、舵角センサ５で検出した操舵角“δ”、車速センサ６で検出した車速“Ｖ”および横加速度センサ８で検出した横加速度“Ｇｙ”を、舵角センサ５、車速センサ６および横加速度センサ８からそれぞれ取得する（ステップＳ９）。
　つぎに、目標ヨーレート算出部９ｄ２は、ステップＳ９で取得した操舵角“δ”、車速“Ｖ”および横加速度“Ｇｙ”ならびに前輪操舵装置制御ＥＣＵ９で管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”のマップに基づいて、目標ヨーレート“Ｙｒ＊”を算出する（ステップＳ１０）。ここで、目標ヨーレート“Ｙｒ＊”は数式５で定義される。数式５において、“Ｙｒ＊”は目標ヨーレート、“ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）”は車速と横加速度に対する目標ヨーゲイン、“Ｖ”は車速、“Ｇｙ”は横加速度、“δ”は操舵角である。
Ｙｒ＊＝ＹＧ＊（Ｖ，Ｇｙ）×δ　・・・（数式５）
　つぎに、実ヨーレート取得部９ｄ３は、ヨーレートセンサ７で検出した実ヨーレート“Ｙｒ”を、ヨーレートセンサ７から取得する（ステップＳ１１）。
　つぎに、ヨーレート偏差算出部９ｄ４は、ステップＳ１０で算出した目標ヨーレート“Ｙｒ＊”およびステップＳ１１で取得した実ヨーレート“Ｙｒ”に基づいて、ヨーレート偏差“ΔＹｒ”を算出する（ステップＳ１２）。ここで、ヨーレート偏差“ΔＹｒ”は数式６で定義される。数式６において、“ΔＹｒ”はヨーレート偏差、“Ｙｒ＊”は目標ヨーレート、“Ｙｒ”は実ヨーレートである。
ΔＹｒ＝Ｙｒ＊－Ｙｒ　・・・（数式６）
　つぎに、補正舵角算出部９ｄ５は、予め設定された所定のゲイン“Ｋ”をステップＳ１２で算出したヨーレート偏差“ΔＹｒ”に乗ずることで、補正舵角“Δδ”を算出する（ステップＳ１３）。ここで、補正舵角“Δδ”は数式７で定義される。数式７において、“Δδ”は補正舵角、Ｋはゲイン、“ΔＹｒ”はヨーレート偏差である。
Δδ＝Ｋ×ΔＹｒ　・・・（数式７）
　つぎに、操舵角出力部９ｄ６は、ステップＳ１３で算出した補正舵角“Δδ”にステップＳ９で取得した操舵角“δ”を加算することで前輪操舵角“δｓ”を算出し、算出した前輪操舵角“δｓ”を前輪操舵装置３に出力する（ステップＳ１４）。ここで、前輪操舵角“δｓ”は数式８で定義される。数式８において、“δｓ”は前輪操舵角、“δ”は操舵角、“Δδ”は補正舵角である。
δｓ＝δ＋Δδ　・・・（数式８）
　そして、前輪駆動装置制御ＥＣＵ９は、上述した本車両挙動制御処理をステップＳ１から再び実行する。なお、前輪駆動装置制御ＥＣＵ９は、車両特性選択スイッチ１０のポジションが変更されていない場合（選択されている車両特性選択スイッチ１０のポジションに対応する車速と横加速度に対する目標ヨーゲインが導出済みである場合）には、ステップＳ３からステップＳ６までを再び実行しなくてもよい。
［３．本実施の形態のまとめ、及び他の実施の形態］
　以上説明したように、本実施の形態によれば、（１）車両特性選択スイッチ１０のポジションを読み取り、（２）読み取ったポジションに対応する特性の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインを読み取り、（３）読み取った横加速度に対する目標瞬間ヨーゲインを横加速度に対する目標ヨーゲインに変換し、（４）車速に対する目標ヨーゲインを読み取り、（５）変換した横加速度に対する目標ヨーゲインおよび読み取った車速に対する目標ヨーゲインに基づいて車速と横加速度に対する目標ヨーゲインを導出し、（６）車両が停止中である場合には、管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲインを、導出した車速と横加速度に対する目標ヨーゲインに変更し、（７）実際の車速、操舵角および横加速度を取得し、（８）取得した実際の車速、操舵角および横加速度ならびに管理している車速と横加速度に対する目標ヨーゲインに基づいて目標ヨーレートを算出し、（９）実際のヨーレートを取得し、（１０）算出した目標ヨーレートおよび取得した実際のヨーレートに基づいてヨーレート偏差を算出し、（１１）算出したヨーレート偏差および所定のゲインに基づいて補正舵角を算出し、（１２）算出した補正舵角および取得した実際の操舵角に基づいて前輪操舵角を算出し、（１３）算出した前輪操舵角を前輪操舵装置３に出力する。
　すなわち、本実施の形態によれば、実際の車両状態量（車速、操舵角、ヨーレートおよび横加速度）を検出し、目標とする瞬間的なヨーゲインを実現する車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップを用いて目標ヨーレートを算出し、算出した目標ヨーレートと検出した実際のヨーレートとの偏差に応じて前輪操舵角を制御する。換言すると、本実施の形態によれば、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップを用いて算出した目標ヨーレートとなるように車両の操舵特性を制御する。
　つまり、本実施の形態によれば、横加速度が小の領域及び大の領域での目標ヨーゲイン及び目標瞬間ヨーゲインが、横加速度が中の領域での目標ヨーゲイン及び目標瞬間ヨーゲインより小さくなるように、操舵角に対する目標ヨーレートが設定される。
　これにより、実際の車両挙動に沿ったヨー制御が実現でき、その結果ドライバーの操舵の違和感を低減することができる。また、操舵角に対する車両のヨー応答の特性をドライバーにとって操舵し易いものに制御することができ、その結果、ドライバーが感じる操舵のコントロール性の向上（ドライバーの操舵感の向上）を実現することができる。また、タイヤや路面状態等の変化に依らず、特に横加速度が中の領域で、ドライバーにとってコントロール性の良い操舵特性を実現することができる。また、全車速域で、横加速度に対するコントロール性の良い操舵特性を実現することができる。
　また、本実施の形態によれば、目標瞬間ヨーゲイン（又は目標ヨーゲイン）がピークとなるときの横加速度が異なる２つ以上の横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン（又は目標ヨーゲイン）の特性をマップで保有し、これらの特性を車両特性選択スイッチ１０で選択可能とし（換言すると、ドライバーが重視する横加速度の領域を車両特性選択スイッチ１０で選択可能とし）、ドライバーが車両特性選択スイッチ１０で選択した特性に対応する車速と横加速度に対応する目標ヨーゲインのマップを作成する。これにより、ドライバーの好みの特性に合わせた操舵のコントロール性能を実現することができる。ここで、本実施の形態によれば、車両特性選択スイッチ１０に限らず、横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン（又は目標ヨーゲイン）のピークをドラッグ可能（移動可能）とするための構成（手段）を備えてもよい。
　また、本実施の形態によれば、車速と横加速度に対する目標ヨーゲインのマップの変更を、車両走行時は禁止し車両停止時のみ許可する。すなわち、本実施の形態によれば、横加速度に対する目標瞬間ヨーゲイン（又は目標ヨーゲイン）の特性変更を、車両走行中は禁止し、車両停止中のみ許可する。これにより、操舵特性が走行中に突然変化することに因る、ドライバーが意図しない急激な操舵角変化を防ぐことができる。
　以上のように、本発明にかかる車両挙動制御装置は、特に自動車製造産業で好適に実施することができ、極めて有用である。

Claims (3)

  1. 　ヨーレート／操舵角の目標値である目標ヨーゲインと横加速度との関係が、前記横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での前記目標ヨーゲインが前記上端近傍及び前記下端近傍以外の前記変域での前記目標ヨーゲインに対して小さいという特性を含むものとなるように、前記ヨーレートの制御目標である目標ヨーレートが設定されたこと
    　を特徴とする車両挙動制御装置。
  2. 　ヨーレート／操舵角の変化の度合いの目標値である目標瞬間ヨーゲインと横加速度との関係が、前記横加速度の変域の上端近傍及び下端近傍での前記目標瞬間ヨーゲインが前記上端近傍及び前記下端近傍以外の前記変域での前記目標瞬間ヨーゲインに対して小さいという特性を含むものとなるように、前記ヨーレートの制御目標である目標ヨーレートが設定されたこと
    　を特徴とする車両挙動制御装置。
  3. 　前記目標ヨーゲインと前記横加速度との前記関係に含まれる特性又は前記目標瞬間ヨーゲインと前記横加速度との前記関係に含まれる特性を変更させるための変更手段をさらに備えたこと
    　を特徴とする請求項１又は２に記載の車両挙動制御装置。
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