JP2005059655A - 車両の運動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の安定化制御中における運転者のブレーキ操作及びステアリング操作に基づき、運転者の意向に即応した制御を適切に行う。
【解決手段】 各車輪に対する制動力を付与する制動力付与制御を行うと共に、車両状態に基づき各車輪に対する制動力を制御して車両安定化制御を行う制動力制御手段（ＣＣ）を備える。この制動力制御手段により、車両安定化制御中に、運転者によるブレーキ操作を検出したときには制動力付与制御に切換えると共に、運転者によるステアリングの切り増し操作を検出したときには制動力付与制御に切換える。更に、制動力付与制御中にステアリングの切り増し操作を検出したときには、車両安定化制御に切換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の運動制御装置に関し、特に、車両状態に応じて各車輪に対する制動力を制御し車両安定化制御を行うことにより、過度のオーバーステア及び／又はアンダーステアを抑制して車両運動時の安定性を維持する車両の運動制御装置に係る。

車両の運動制御装置としては、車両状態に応じて内燃機関の出力を制御し、及び／又は各車輪に対する制動力を制御する種々の装置が提案されている。このうち、車両状態に応じて各車輪に対する制動力を制御し車両安定化制御を行う装置の一例として、例えば下記の特許文献１には車両の制動力制御装置が開示されている。

この特許文献１においては、「車両挙動制御とスリップ制御とが可能であると共に、速いステアリング操作の状態で両制御が同時的に作動するような場合での回頭性能の減少等の事態を防止し、回頭性がより必要なときにはそれに適合した制動力制御をできるようにした車両の制動力制御装置を提供すること」を目的としている。そして、操舵角速度検出手段の出力に基づき、操舵速度が大きい場合には、優先制御手段によって、車両挙動が目標の特性となるように制動力を制御する第１の制動力制御を優先的に行わせることとしている。これによって、操舵速度が大きい状態での制御時に、優先して車両挙動制御の実効を図り、運転者の意思とよく対応する制御を可能ならしめる旨記載されている。

特開平４−２４３６５１号公報

上記特許文献１に記載の装置では、車両挙動制御中における運転者の意思に対応する指標として、操舵角速度が用いられているが、車両挙動制御中における運転者の意思に即応した制御を行うには、操舵角速度のみでは十分とはいえない。例えば、車両安定化制御としてアンダーステア抑制制御が行われている状態で、運転者がブレーキペダルを操作したときには、運転者が車両安定化制御による物理限界を超えたと判断したものと推定することができるので、制動作動を実感し得るような制御が必要である。

また、車両安定化制御が行われている状態で、運転者がステアリングの切り増し操作を行ったときにも、運転者が車両安定化制御による物理限界を超えたと判断したものと推定することができるので、制動作動を実感し得るような制御が必要である。ここで、ステアリングの切り増し操作とは、例えば運転者がステアリングホイールを一定の操舵角に保持して旋回しているときに、例えば車両が旋回外側方向にずれていくようなアンダーステア傾向となると、運転者はこれを相殺すべく、操舵角が増大するようにステアリングホイールを操作することをいう。

更に、車両安定化制御中に運転者がブレーキ操作を行い、制動力が付与されているときに、運転者がステアリングの切り増し操作を行ったときには、運転者が危険回避を図ったものと推定することができるので、この場合には車両安定化制御（アンダーステア抑制制御）に移行することが望ましい。

そこで、本発明は、車両の安定化制御中における運転者のブレーキ操作及びステアリング操作に基づき、運転者の意向に即応した制御を適切に行い得る車両の運動制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両状態に応じて各車輪に対する制動力を制御し車両安定化制御を行う車両の運動制御装置において、前記車両の状態量を検出する車両状態量検出手段と、前記各車輪に対する制動力を付与する制動力付与制御を行うと共に、前記車両状態量検出手段の検出結果に基づき前記各車輪に対する制動力を制御して車両安定化制御を行う制動力制御手段と、前記車両の運転者によるブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、前記車両の運転者による少なくともステアリングの切り増し操作を検出するステアリング操作検出手段とを備えたものとし、前記制動力制御手段を、車両安定化制御中に前記ブレーキ操作検出手段がブレーキ操作を検出したときには制動力付与制御に切換えると共に、車両安定化制御中に前記ステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには制動力付与制御に切換えるように構成したものである。

前記制動力制御手段は、請求項２に記載のように、更に、制動力付与制御中に前記ステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには、車両安定化制御に切換えるように構成し、アンダーステア抑制制御に移行するとよい。

前記車両状態量検出手段は、請求項３に記載のように、前記車両の実ヨー指標を検出するヨー指標検出手段を具備し、更に、前記車両に対し目標ヨー指標を設定する目標ヨー指標設定手段と、該目標ヨー指標設定手段が設定した目標ヨー指標と前記ヨー指標検出手段が検出した実ヨー指標との偏差を演算するヨー指標偏差演算手段とを備えたものとし、該ヨー指標偏差演算手段が演算したヨー指標偏差に応じて、前記制動力制御手段が前記各車輪に対する制動力を制御して車両安定化制御を行うように構成することができる。尚、前記ヨー指標としては、車両のヨーレイトがあり、これをヨーレイトによって直接検出することができるが、車両の前後加速度及び横加速度に基づいて演算することもできる。

尚、上記制動力制御手段としては、例えば、車両の各車輪に装着したホイールシリンダに連通する液圧系統を、夫々一対のホイールシリンダを含む液圧系統に二分し、各液圧系統の一対のホイールシリンダとマスタシリンダとの間に液圧調整装置を介装し、各液圧系統の一方のホイールシリンダを制御対象として車両状態量に応じてブレーキ液圧を調整して、所謂対角制御による車両安定化制御を行うように構成することができる。

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。即ち、請求項１に記載の車両の運動制御装置においては、車両安定化制御中にブレーキ操作検出手段がブレーキ操作を検出したときには制動力付与制御に切換えると共に、車両安定化制御中にステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには制動力付与制御に切換えることとしているので、車両安定化制御中に、運転者がブレーキペダルを操作すると共にステアリングホイールを操作したときには、これらの操作に基づき、運転者の意向に即応した適切な制動力制御を行うことができる。

更に、前記制動力制御手段を請求項２に記載のように構成すれば、車両安定化制御中に運転者がブレーキペダルを操作し、制動力付与制御が行われているときに、運転者がステアリングホイールを操作し、ステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには、車両安定化制御に切換えられるので、運転者の危険回避操作に即応することができる。

また、前記車両状態量検出手段を請求項３に記載のように構成すれば、容易に前記制動力制御手段を制御し、各車輪に付与される制動力を適切に制御することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る運動制御装置の概要を示すもので、車両の各車輪に対する制動力を制御する液圧調整装置ＢＣを備えている。図１において、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには夫々ホイールシリンダＷｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒが装着されており、これらのホイールシリンダＷｆｌ等に液圧調整装置ＢＣが接続されている。この液圧調整装置ＢＣは複数の電磁弁から成る従前の一般的な装置と同様の構成とすることができるので、図示は省略する。尚、車輪ＦＬは運転席からみて前方左側の車輪を示し、以下車輪ＦＲは前方右側、車輪ＲＬは後方左側、車輪ＲＲは後方右側の車輪を示している。

車両前方の車輪ＦＬ，ＦＲは運転者によるステアリングホイールＳＷの操作によって操舵され、その操舵角が操舵角センサＳＳによって検出される。また、車体速度センサＶＳが設けられており、車体速度が検出され、これを微分すれば車体減速度が求められる。尚、各車輪に設けられた車輪速度センサ（図示せず）の検出車輪速度に基づき車体速度を推定演算することとしてもよい。更に、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサＹＳが設けられており、ヨー指標たるヨーレイトが直接検出される。即ち、ヨー指標には、車両重心を通る鉛直軸回りの回転角であるヨー角、そのヨー角速度であるヨーレイトが含まれるが、本実施形態ではヨー指標としてヨーレイトが用いられる。尚、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ（図示せず）、車両の横加速度を検出する横加速度センサ（図示せず）等を配設することとしてもよい。

更に、ブレーキペダルＢＰの操作に応じてオンオフするストップスイッチ（図示せず）が配設されており、これらの検出信号は電子制御ユニットＥＣＵに入力されるように構成されている。電子制御ユニットＥＣＵは、上記の安定化制御のほか、トラクション制御、アンチスキッド制御等を行なうもので、これらの制御用のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（図示せず）を備えている。

電子制御ユニットＥＣＵ内においては、図１に示すように、車両安定化制御を行うための制御目標として操舵角及び車体速度に基づき目標ヨー指標（目標ヨーレイト）を設定する目標ヨー指標設定手段ＴＹと、車両の実ヨー指標（実ヨーレイト）を検出する実ヨー指標検出手段ＡＹと、目標ヨー指標設定手段ＴＹが設定した目標ヨー指標と実ヨー指標検出手段ＡＹが検出した実ヨー指標の偏差を演算するヨー偏差演算手段ＤＹが構成されている。そして、このヨー偏差演算手段ＤＹで演算されたヨー偏差（ヨーレイト偏差）が略零となるように、制動力制御手段ＣＣによって液圧調整装置ＢＣが制御され、各車輪（例えばアンダーステア抑制制御時には旋回内側の後輪）の制動力が調整されるように構成されており、所謂対角制御が行われる。

更に、電子制御ユニットＥＣＵ内には、例えば前述のストップスイッチ（図示せず）のオンオフ信号に基づき運転者によるブレーキペダルＢＰの操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段ＢＳと、運転者による少なくともステアリングの切り増し操作を検出するステアリング操作検出手段ＳＴが構成されており、車両安定化制御中にブレーキ操作検出手段ＢＳがブレーキ操作を検出したときには制動力付与制御に切換えられると共に、車両安定化制御中にステアリング操作検出手段ＳＴがステアリングの切り増し操作を検出したときには制動力付与制御に切換えられる。尚、この制動力付与制御の具体的な態様については後述する。

上記のように構成された本実施形態においては、電子制御装置ＥＣＵにより各種制御が行われるが、これらを処理するメインルーチンは一般的であるので省略する。図２は、車両安定化制御として行われるアンダーステア抑制制御のサブルーチンを示すもので、ステップ１０１乃至１０８の処理がメインルーチンの処理の一環として所定の周期で繰り返される。先ず、ステップ１０１においては、運転者によるブレーキペダルＢＰの操作の有無が検出され、ブレーキペダルＢＰが操作されていないときには、ステップ１０２に進み、運転者によってステアリングホイールＳＷが切り増し操作されたか否かが判定される。ステアリングホイールＳＷの切り増し操作が行われていなければ、ステップ１０３に進み、通常のアンダーステア抑制制御が行われる。

本実施形態では、一つの液圧系統の中で、車両の旋回方向を基準に、前方外側の車輪ＦＲ（又はＦＬ）が非制御輪とされ、これに対し対角線上に位置する後方内側の車輪ＲＬ（又はＲＲ）に対し制動力が付与され、対角制御が行なわれるように構成されている。即ち、前方外側の車輪ＦＲ（又はＦＬ）のホイールシリンダ液圧は保持状態とされ、後方内側の車輪ＲＬ（又はＲＲ）のホイールシリンダＷｒｌ（又はＷｒｒ）のホイールシリンダ液圧が制御される。上記のステップ１０３をはじめ、図２のステップ１０７及び１０８で行われるアンダーステア抑制制御の制御状況を図３乃至図５のタイムチャートに示しており、以下の各ステップでの制動力制御については図３乃至図５に示す液圧制御状態を参照しながら説明する。

図３乃至図５の（Ａ）に示すように、本実施形態においては、車輪速度Ｖｗ、ヨーレイトＹａ、横加速度Ｇｙ、操舵角Ａｓ、車体速度Ｖ等の車両状態量に基づき、２種類の目標ヨーレイトＹｔｏ及び目標ヨーレイトＹｔｕが次のように設定される。先ず、目標ヨーレイトＹｔｏは横加速度Ｇｙ及び車体速度Ｖに基づき、Ｙｔｏ＝Ｇｙ／Ｖに設定される。そして、目標ヨーレイトＹｔｕは、上記の横加速度Ｇｙ、操舵角Ａｓ及び車体速度Ｖ等に基づき次のように設定される。
Ｙｔｕ＝Ｇｙ／Ｖ＋Ｃ［（Ｖ・Ａｓ）／｛Ｎ・Ｌ・（１＋Ｋ・Ｖ²）｝−Ｇｙ／Ｖ］
ここで、Ｎはステアリングギヤ比、Ｌはホイールベース、Ｋはスタビリティファクタ、Ｃは重み付け係数を表わす。

そして、ヨーレイトセンサＹＳによって検出された実ヨーレイトＹａと目標ヨーレイトＹｔｏとのヨーレイト偏差ΔＹｔｏ（＝Ｙｔｏ−Ｙａ）、及び目標ヨーレイトＹｔｕとのヨーレイト偏差ΔＹｔｕ（＝Ｙｔｕ−Ｙａ）が演算される。前者のヨーレイト偏差ΔＹｔｏに基づき、車両前方外側のホイールシリンダ液圧が図４及び図５の（Ｃ）に示すように制御されるのに対し、後者のヨーレイト偏差ΔＹｔｕに基づき、車両後方内側のホイールシリンダ液圧が図３乃至図５の（Ｄ）に示すように制御される。尚、図３乃至図５の（Ｂ）は、ブレーキペダルＢＰの操作に応じてマスタシリンダ（図示せず）から出力されるマスタシリンダ液圧を表している。

而して、図２のステップ１０３においては、例えば図３のｔａ時にアンダーステア抑制制御が開始すると、図３の（Ｄ）に示すように車両後方内側のホイールシリンダ液圧が増圧制御され、車両後方内側の車輪に制動力が付与され、対角制御によるアンダーステア抑制制御が行われる。尚、図３のｔａ時からｔｂ時までの制御輪に対するアンダーステア抑制制御中は、図３の（Ｃ）に示すように非制御輪のホイールシリンダは保持状態とされているが、制御輪のホイールシリンダ液圧との関係に応じて適宜制御することとしてもよい。

一方、図２のステップ１０１においてブレーキペダルＢＰが操作されていると判定された場合には、ステップ１０４に進み、ブレーキ操作前からアンダーステア抑制制御が行われていたか否かが判定される。そうであれば、換言すると、アンダーステア抑制制御中にブレーキ操作が行われた場合には、ステップ１０５に進みアンダーステア抑制制御が終了とされ、ブレーキペダルＢＰが操作された図３のｔｂ時以降、全てのホイールシリンダにマスタシリンダ液圧（Ｐｍ）が付与され、全車輪に対し制動力が付与される。即ち、制動作動が優先され、制動力付与制御とされる。

図２のステップ１０４においてブレーキ操作前からアンダーステア抑制制御中ではなく、ブレーキ操作中であって、図４の（Ｂ）乃至（Ｄ）に示すように全てのホイールシリンダにマスタシリンダ液圧（Ｐｍ）が付与されている状態で、ｔａ時にアンダーステア抑制制御が開始すると、図４の（Ｄ）に示すように車両後方内側のホイールシリンダ液圧がヨーレイト偏差ΔＹｔｕ＝Ｙｔｕ−Ｙａ）に基づき制御される。この状態で、更に図２のステップ１０６において、ステアリングホイールＳＷが切り増し操作されたか否かが判定され、ステアリングホイールＳＷの切り増し操作が行われていなければ、ステップ１０３に進み、車両後方内側のホイールシリンダ液圧が図４のｔｃ時まで（Ｄ）に示すように制御され、通常のアンダーステア抑制制御が行われる。

これに対し、図２のステップ１０６において、ステアリングホイールＳＷが切り増し操作されたと判定されると（図４のｔｃ時）、ステップ１０７に進み、図４の（Ｃ）に示すように車両前方外側のホイールシリンダ液圧が減圧されて、車両前方外側の車輪に対する制動力が減少するように制御される。この場合には、車両前方外側のホイールシリンダ液圧はヨーレイト偏差ΔＹｔｏ（＝Ｙｔｏ−Ｙａ）に基づいて制御されるのに対し、車両後方内側のホイールシリンダ液圧は前述のようにヨーレイト偏差ΔＹｔｕに基づいて制御され、図４の（Ｄ）に示すように調整される。即ち、ステップ１０７においては安定化制御が優先される。尚、このときの車両後方内側のホイールシリンダ液圧は、図４の（Ｄ）に示すようにマスタシリンダ液圧Ｐｍに対し制御量に応じた液圧が加算されて嵩上げされた値となっているが、液圧調整装置ＢＣを構成する従前の所謂カットオフ弁に代えて、比例差圧弁を用いることによって、このような液圧調整が可能となる。

一方、図２のステップ１０２においてステアリングホイールＳＷが切り増し操作されたと判定されると（図５のｔｃ時）、ステップ１０８に進み、図５の（Ｃ）に示すように車両前方外側のホイールシリンダ液圧が増圧されて、車両前方外側の車輪に対し制動力が付与されるように制御される。即ち、制動作動が優先され、制動力付与制御が行われる。この場合も、車両前方外側のホイールシリンダ液圧はヨーレイト偏差ΔＹｔｏに基づいて制御されるのに対し、車両後方内側のホイールシリンダ液圧はヨーレイト偏差ΔＹｔｕに基づいて制御され、図５の（Ｄ）に示すように調整される。

本発明の車両の運動制御装置の一実施形態を示す構成図である。 本発明の一実施形態におけるアンダーステア抑制制御の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において、アンダーステア抑制制御中にブレーキ操作されたときのヨーレイト、マスタシリンダ液圧、後方内側及び前方外側の車輪のホイールシリンダ液圧の状態の一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、ブレーキペダルが操作された状態でアンダーステア抑制制御が行われ、ステアリングの切り増し操作が行われたときのヨーレイト、マスタシリンダ液圧、後方内側及び前方外側の車輪のホイールシリンダ液圧の状態の一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態において、アンダーステア抑制制御中にステアリングの切り増し操作が行われたときのヨーレイト、マスタシリンダ液圧、後方内側及び前方外側の車輪のホイールシリンダ液圧の状態の一例を示すグラフである。

符号の説明

ＢＰ ブレーキペダル
ＳＷ ステアリングホイール
ＳＳ 操舵角センサ
ＹＳ ヨーレイトセンサ
ＢＣ 液圧調整装置
ＥＣＵ 電子制御装置
ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ 車輪
Ｗｆｒ，Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ ホイールシリンダ

Claims (3)

1. 車両状態に応じて各車輪に対する制動力を制御し車両安定化制御を行う車両の運動制御装置において、前記車両の状態量を検出する車両状態量検出手段と、前記各車輪に対する制動力を付与する制動力付与制御を行うと共に、前記車両状態量検出手段の検出結果に基づき前記各車輪に対する制動力を制御して車両安定化制御を行う制動力制御手段と、前記車両の運転者によるブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、前記車両の運転者による少なくともステアリングの切り増し操作を検出するステアリング操作検出手段とを備え、前記制動力制御手段は、車両安定化制御中に前記ブレーキ操作検出手段がブレーキ操作を検出したときには制動力付与制御に切換えると共に、車両安定化制御中に前記ステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには制動力付与制御に切換えるように構成したことを特徴とする車両の運動制御装置。
2. 前記制動力制御手段は、制動力付与制御中に前記ステアリング操作検出手段がステアリングの切り増し操作を検出したときには、車両安定化制御に切換えるように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の運動制御装置。
3. 前記車両状態量検出手段が、前記車両の実ヨー指標を検出するヨー指標検出手段を具備して成り、前記車両に対し目標ヨー指標を設定する目標ヨー指標設定手段と、該目標ヨー指標設定手段が設定した目標ヨー指標と前記ヨー指標検出手段が検出した実ヨー指標との偏差を演算するヨー指標偏差演算手段とを備え、該ヨー指標偏差演算手段が演算したヨー指標偏差に応じて、前記制動力制御手段が前記各車輪に対する制動力を制御して車両安定化制御を行うように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の運動制御装置。
   

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