JP2012179937A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より多い頻度でホイールベースの値を取得して、より的確な車両制御が行えるようにする。
【解決手段】車両安定化制御において車両諸元としてホイールベースＬを使用する場合に、ホイールベースＬが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースＬの値を推定演算する。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角ＳｔｒあるいはヨーレートＹｒのいずれかに基づいてホイールベースＬの推定演算を行うようにすることで、より多い頻度でホイールベースＬの値を取得する。また、このように推定演算したホイールベースＬに基づいて、車両安定化制御を行う。これにより、ホイールベースＬが変更されたとしても、的確なホイールベースＬに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホイールベースを含む車両諸元に基づいて例えば車両横方向運動の制御等を行う車両制御装置に関するものである。

従来、車両の横方向運動制御のような車両安定化制御等では、車両状態推定などの基本的な車両諸元としてホイールベースが使われている。例えば、舵角と車速から車両がスリップしない状態に設定される目標ヨーレートを推定する場合、舵角（タイヤの切れ角）とホイールベースから旋回中心までの距離である旋回半径を求め、旋回半径から求めた旋回周長と車速から目標ヨーレートを求める。そして、目標ヨーレートと実際のヨーレートとを比較して車両の旋回安定状態を検出し、車両安定化制御等を実施している。

また、アンチスキッド制御（以下、ＡＢＳ制御という）でも、前輪が段差を通過した時点から車速とホイールベースに基づいて後輪の段差通過時点を推定し、後輪の制御を変更するなど、ホイールベースを基準にした制御が実施されている。このため、車両安定化制御などの車両制御を行うためにホイールベースが必要になる。

一方、ホイールベースの値を取得し、そのホイールベースを用いて車両運動の制御を行う装置として、特許文献１に示される車載制御装置が提案されている。この装置では、車両が走行中に前輪と後輪が路面の凹凸を通過したときに発生する振動を利用し、前輪が凹凸を通過したときの振動が信号が発生した時間とこの振動に対応した振動が後輪に発生した時間との時間差を求め、この時間差に対して走行中の車速を乗算することで、ホイールベースの値を取得している。

特開２００９−９０８２９号公報

しかしながら、上記従来の装置のように、車両の前輪と後輪が路面の凹凸を通過したときに発生する振動を利用してホイールベースの値を取得する場合、路面の段差など明確に振動が発生し得る状況下でしかホイールベースの値を取得することができない。特に、市街地等の舗装路面では、ホイールベースの取得に必要な程度の大きさの振動を発生させ得る段差などに遭遇する頻度は低く、また、ドライバは段差等を回避しようとするため、さらにホイールベースの値を取得できる機会が減少してしまう。このため、ホイールベースの値を取得できる頻度が低く、より多い頻度でホイールベースの値を取得できるようにすることが望まれる。

本発明は上記点に鑑みて、より多い頻度でホイールベースの値を取得して、より的確な車両制御が行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両状態検出手段（Ｓ１０５〜Ｓ１１５）にて検出した車両状態に基づいて、ホイールベース推定手段（Ｓ１４０）にてホイールベースを推定し、このホイールベースに基づいて制御手段（Ｓ１５５）が車両運動制御を行っており、車両状態検出手段では、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを検出し、ホイールベース推定手段は、車両旋回中の車輪速度もしくは車速に加えて、車両旋回中の操舵角とヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定値を演算するホイールベース推定演算を行うようにし、制御手段では、ホイールベース推定演算手段が演算したホイールベースの推定値に基づいて、車両運動制御を変更することを特徴としている。

このように、車両運動制御において車両諸元としてホイールベースを使用する場合に、ホイールベースが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースの値を推定演算している。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角あるいはヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定演算を行うようにしている。このため、より多い頻度でホイールベースの値を取得することが可能となる。

また、このように推定演算したホイールベースに基づいて、車両安定化制御を行うようにしている。これにより、ホイールベースが変更されたとしても、的確なホイールベースに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明では、ホイールベース推定演算手段は、ホイールベースの推定値の演算を許可するか否かの判定を行う許可判定手段（Ｓ１２０〜Ｓ１３５）をさらに有し、ホイールベース推定演算手段は、許可判定手段が許可すると判定した際に、ホイールベースの推定値を演算することを特徴としている。

このように、許可判定手段を備えることで、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況下であるか否かを判定し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況であればホイールベース推定演算を許可し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しくない状況であればホイールベース推定演算の許可しないようにすることができる。

請求項３に記載の発明では、許可判定手段は、車両の旋回度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能旋回状態であるか否かを判定する旋回度判定手段（Ｓ１２０、Ｓ１２５）を有し、旋回度判定手段は、車両の旋回度が、車両が旋回中であることを示す閾値である第１旋回度閾値以上で、かつ、車両がグリップ状態であることを示す閾値である第２旋回度閾値未満の場合に、推定可能旋回状態であると判定すると共に、第１旋回度閾値未満もしくは第２旋回度閾値以上の場合に、推定可能旋回状態ではないと判定し、許可判定手段は、旋回度判定手段が推定可能旋回状態であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、旋回度判定手段が推定可能旋回状態ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。

旋回度が旋回不足領域にある場合、旋回が不十分であり、車両が十分に旋回中であると言えず、ホイールベース推定演算を行うには適していない。一方、スリップが発生し得る旋回度をスリップ領域とすると、この場合にはグリップしている状態ではないため、ホイールベース推定演算を行うには適していない。このため、車両が旋回中であることを示す第１旋回度閾値以上、かつ、グリップ状態であることを示す第２旋回度閾値未満の状態を推定可能旋回状態として、旋回度がこの推定可能旋回状態にある場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の１つがクリアされたとすることができる。

請求項４に記載の発明では、許可判定手段は、車両の加減速度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能加減速度であるか否かを判定する加減速度判定手段（Ｓ１３０）を有し、加減速度判定手段は、車両の加減速度が、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、推定可能加減速度であると判定すると共に、加速度閾値以上または減速閾値以上の場合に、推定可能加減速度ではないと判定し、許可判定手段は、加減速度判定手段が推定可能加減速度であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、加減速度判定手段が推定可能加減速度ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。

ホイールベース推定演算に車輪速度や車速を用いる場合、車輪速度や車速が正確である必要がある。そして、車体の加減速度が所定範囲を超えているような場合には、車輪速度や車速が加減速スリップの影響を受けている可能性がある。このため、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、推定可能加減速度であるとして、加減速度が推定可能加減速である場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の１つがクリアされたとすることができる。

請求項５に記載の発明では、許可判定手段は、車両の走行路面の悪路度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能な悪路度であるか否かを判定する悪路度判定手段（Ｓ１３５）を有し、悪路度判定手段は、車両の走行路面の悪路度が、悪路であることを示す悪路度閾値未満の場合に、推定可能な悪路度であると判定すると共に、悪路度閾値以上の場合に、推定可能な悪路度ではないと判定し、許可判定手段は、悪路度判定手段が推定可能な悪路度であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、悪路度判定手段が推定可能な悪路度ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。

悪路の走行中には、走行路面の凹凸の影響によって正確な車輪速度が得られない可能性がある。このため、悪路度を演算し、この悪路度が悪路を走行していることを示す悪路度閾値所定値以上の場合に悪路を走行中であるとして、悪路度が悪路度閾値未満の場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の１つがクリアされたとすることができる。

例えば、ホイールベース推定手段は、請求項６に記載したように、ホイールベース推定手段は、車速をＶ、操舵角をＳｔｒ、ホイールベースをＬ、スタビリティファクターをＳＦとして、
（数１） Ｙｒ＝Ｖ＊Ｓｔｒ／Ｌ（１＋ＳＦ＊Ｖ²）
の関係式を満たすホイールベースＬを推定値の決定に用いる１つの推定値として用いることができる。

また、請求項７に記載したように、ホイールベース推定手段は、車両に実際に発生しているヨーレートをＹｒ、外前輪旋回半径をＲｆ、外後輪旋回半径をＲｒ、ホイールベースをＬとして、
（数２） Ｒｆ＝（外前輪速度）²／Ｙｒ
（数３） Ｒｒ＝（外後輪速度）²／Ｙｒ
の関数式から外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを演算すると共に、当該外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを用いて、
（数４） Ｌ＝（Ｒｆ²−Ｒｒ²）^1/2
の関数式を満たすホイールベースＬを推定値の決定に用いる１つの推定値として用いることができる。

さらに、請求項８に記載したように、ホイールベース推定手段は、予め求めておいたホイールベース毎のヨーレートに対する外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性に基づき、車両に実際に発生しているヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差とに対応するホイールベースＬを選択し、そのホイールベースＬを推定値の決定に用いる１つの推定値として用いることもできる。

請求項９に記載の発明では、制御手段は、ホイールベースの推定値に基づいて、車両運動制御の制御開始基準値を変更することを特徴としている。

このように、多い頻度で取得されたホイールベースの値を用いて車両運動制御の制御開始基準を変更するようにすれば、ホイールベースの変更を伴う改造が行われたとしても、変更後の正確なホイールベースに基づいて車両運動制御を行うことができるため、車両安定化制御やＡＢＳ制御等が本来の性能を発揮することができ、車両に求められる性能を十分発揮することが可能となる。

請求項１０に記載の発明では、制御手段は、ホイールベースの推定値が規定の範囲を超える値となったときには、警報もしくは車両運動制御の制御禁止の少なくとも一方を実行することを特徴としている。

これにより、ドライバに対して、車両安定化制御が行われないことを知らせ、注意しながら運転することを喚起したり、不正確なホイールベースに基づく不適切な車両安定化制御が行われることを防止することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両用のブレーキ制御システム１の全体構成を示した模式図である。 ブレーキＥＣＵ７０の信号の入出力の関係を示すブロック図である。 ブレーキＥＣＵ７０がプログラムに従って実行する車両安定化制御処理の全体を示したフローチャートである。 ホイールベース推定演算の許可判定の判定基準を示したマップである。 ステップ１４０で行うホイールベース推定演算の全体フローである。 ホイールベース推定演算１の詳細を示したフローチャートである。 ホイールベース推定演算２の詳細を示したフローチャートである。 外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを説明するための模式図である。 ホイールベース推定演算３の詳細を示したフローチャートである。 車両安定化制御処理の詳細を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両用のブレーキ制御システム１の全体構成を示したものである。本実施形態では、車両の運転制御として車両安定化制御を行う場合について説明する。

図１において、ドライバがブレーキペダル１１を踏み込むと、倍力装置１２にて踏力が倍力され、マスタシリンダ（以下、Ｍ／Ｃという）１３に配設されたマスタピストン１３ａ、１３ｂを押圧する。これにより、これらマスタピストン１３ａ、１３ｂによって区画されるプライマリ室１３ｃとセカンダリ室１３ｄとに同圧のＭ／Ｃ圧が発生する。Ｍ／Ｃ圧は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ５０を通じて各ホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという）１４、１５、３４、３５に伝えられる。

ここで、Ｍ／Ｃ１３は、プライマリ室１３ｃおよびセカンダリ室１３ｄそれぞれと連通する通路を有するマスタリザーバ１３ｅを備える。

ブレーキ液圧制御用アクチュエータ５０は、第１配管系統５０ａと第２配管系統５０ｂとを有している。第１配管系統５０ａは、左前輪ＦＬと右後輪ＲＲに加えられるブレーキ液圧を制御し、第２配管系統５０ｂは、右前輪ＦＲと左後輪ＲＬに加えられるブレーキ液圧を制御する。

第１配管系統５０ａと第２配管系統５０ｂとは、同様の構成であるため、以下では第１配管系統５０ａについて説明し、第２配管系統５０ｂについては説明を省略する。

第１配管系統５０ａは、上述したＭ／Ｃ圧を左前輪ＦＬに備えられたＷ／Ｃ１４及び右後輪ＲＲに備えられたＷ／Ｃ１５に伝達し、Ｗ／Ｃ圧を発生させる主管路となる管路Ａを備える。

管路Ａは、連通状態と差圧状態に制御できる第１差圧制御弁１６を備えている。この第１差圧制御弁１６は、ドライバがブレーキペダル１１の操作を行う通常ブレーキ時（運動制御が実行されていない時）には連通状態となるように弁位置が調整されており、第１差圧制御弁１６に備えられるソレノイドコイルに電流が流されると、この電流値が大きいほど大きな差圧状態となるように弁位置が調整される。

この第１差圧制御弁１６が差圧状態のときには、Ｗ／Ｃ１４、１５側のブレーキ液圧がＭ／Ｃ圧よりも所定以上高くなった際にのみ、Ｗ／Ｃ１４、１５側からＭ／Ｃ１３側へのみブレーキ液の流動が許容される。このため、常時Ｗ／Ｃ１４、１５側がＭ／Ｃ１３側よりも所定圧力以上高くならないように維持される。

そして、管路Ａは、この第１差圧制御弁１６よりも下流になるＷ／Ｃ１４、１５側において、２つの管路Ａ１、Ａ２に分岐する。管路Ａ１にはＷ／Ｃ１４へのブレーキ液圧の増圧を制御する第１増圧制御弁１７が備えられ、管路Ａ２にはＷ／Ｃ１５へのブレーキ液圧の増圧を制御する第２増圧制御弁１８が備えられている。

第１、第２増圧制御弁１７、１８は、連通・遮断状態を制御できる２位置電磁弁により構成されている。これら第１、第２増圧制御弁１７、１８は、第１、第２増圧制御弁１７、１８に備えられるソレノイドコイルへの制御電流がゼロとされる時（非通電時）には連通状態となり、ソレノイドコイルに制御電流が流される時（通電時）に遮断状態に制御されるノーマルオープン型となっている。

管路Ａにおける第１、第２増圧制御弁１７、１８及び各Ｗ／Ｃ１４、１５の間と調圧リザーバ２０とを結ぶ減圧管路としての管路Ｂには、連通・遮断状態を制御できる２位置電磁弁により構成される第１減圧制御弁２１と第２減圧制御弁２２とがそれぞれ配設されている。そして、これら第１、第２減圧制御弁２１、２２はノーマルクローズ型となっている。

調圧リザーバ２０と主管路である管路Ａとの間には還流管路となる管路Ｃが配設されている。この管路Ｃには調圧リザーバ２０からＭ／Ｃ１３側あるいはＷ／Ｃ１４、１５側に向けてブレーキ液を吸入吐出するモータ６０によって駆動される自吸式のポンプ１９が設けられている。モータ６０はモータリレー６１に備えられる半導体スイッチ６１ａのオンオフによってモータ６０への電圧供給が制御される。

そして、調圧リザーバ２０とＭ／Ｃ１３の間には補助管路となる管路Ｄが設けられている。この管路Ｄを通じ、ポンプ１９にてＭ／Ｃ１３からブレーキ液を吸入し、管路Ａに吐出することで、車両安定化制御やトラクション（ＴＣＳ）制御などの運動制御時において、Ｗ／Ｃ１４、１５側にブレーキ液を供給し、対象となる車輪のＷ／Ｃ圧を加圧する。

また、ブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキ制御システム１の制御系を司る本発明の車両運動制御装置に相当するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行する。図２は、ブレーキＥＣＵ７０の信号の入出力の関係を示すブロック図である。

図２に示すように、ブレーキＥＣＵ７０は、各車輪ＦＬ〜ＲＲに備えられた車輪速度センサ７１〜７４、舵角センサ７５、ヨーレートセンサ７６および横加速度センサ７７からの検出信号を受け取り、各種物理量を求める。例えば、ブレーキＥＣＵ７０は、各検出信号に基づいて各車輪ＦＬ〜ＲＲの車輪速度や車速（推定車体速度）、各車輪のスリップ率、舵角、ヨーレート、横加速度などを求めている。また、これらに基づいて車両安定化制御を実行するか否かを判定すると共に、車両安定化制御を実行する場合の制御対象輪を判別したり、制御対象輪に発生させる制動力に対応する制御量、すなわち制御対象輪のＷ／Ｃに発生させるＷ／Ｃ圧を求める。その結果に基づいて、ブレーキＥＣＵ７０が各制御弁１６〜１８、２１、２２、３６〜３８、４１、４２への電流供給制御およびポンプ１９、３９を駆動するためのモータ６０の電流量制御を実行する。

例えば、左前輪ＦＬを制御対象輪としてＷ／Ｃ圧を発生させる場合には、第１差圧制御弁１６を差圧状態にしてモータリレー６１をオンさせてモータ６０によってポンプ１９を駆動する。これにより、第１差圧制御弁１６の下流側（Ｗ／Ｃ側）のブレーキ液圧は第１差圧制御弁１６で発生させられる差圧により高くなる。このとき、非制御対象輪となる右後輪ＲＲに対応する第２増圧制御弁１８を遮断状態とすることで、Ｗ／Ｃ１５が加圧されないようにしつつ、制御対象輪となる左前輪ＦＬに対応する第１増圧制御弁１７と第１減圧制御弁２１を制御することで、Ｗ／Ｃ１４に所望のＷ／Ｃ圧を発生させる。

具体的には、第１増圧制御弁１７を遮断状態にしつつ第１減圧制御弁２１の連通遮断をデューティ制御することでＷ／Ｃ圧の減圧を行う減圧モードと、第１増圧制御弁１７および第１減圧制御弁２１を共に遮断状態にしてＷ／Ｃ圧を保持する保持モードと、第１減圧制御得弁２１を遮断状態にしつつ第１増圧制御弁１７の連通遮断をデューティ制御することでＷ／Ｃ圧を増圧する増圧モードとを適宜切り替え、Ｗ／Ｃ圧を調整する。これにより、所望の目標Ｗ／Ｃ圧Ｐｔｏが得られるようにＷ／Ｃ圧が調整され、制動力が制御される。

なお、モータ６０によりポンプ３９も駆動されるが、第２差圧制御弁３６を差圧状態にしていなければ、ブレーキ液が循環するだけでＷ／Ｃ３４、３５は加圧されない。

以上のようにして、本実施形態のブレーキ制御システム１が構成されている。次に、このブレーキ制御システム１の具体的な作動について説明する。なお、本ブレーキ制御システム１では、通常ブレーキだけでなく、運動制御としてアンチスキッド（ＡＢＳ）制御等も実行できるが、これらの基本的な作動に関しては従来と同様であるため、ここでは本発明の特徴に関わる車両安定化制御における作動について説明する。

図３は、ブレーキＥＣＵ７０がプログラムに従って実行する車両安定化制御処理の全体を示したフローチャートである。車両安定化制御処理は、車両に備えられた図示しないイグニッションスイッチがオンされたとき、もしくは車両走行中において、所定の演算周期ごとに実行される。

まず、ステップ１００において各種初期化処理を行ったのち、ステップ１０５に進み、車両状態を検出すべく、各種センサ信号読み込みの処理を行う。具体的には、車輪速度センサ７１〜７４、舵角センサ７５、ヨーレートセンサ７６および横加速度センサ７７の検出信号等、車両安定化制御に必要な各種検出信号の読み込みを行い、それらから各物理値が求められる。これにより、各車輪ＦＬ〜ＲＲそれぞれの車輪速度、操舵角Ｓｔｒ、実際に発生しているヨーレートＹｒおよび横加速度Ｇｙが求められる。なお、操舵角ＳｔｒやヨーレートＹｒおよび横加速度Ｇｙは、例えば右方向と左方向とで正負の符号が反転することになるが、いずれの方向を正としても良い。

また、ステップ１１０に進んで車輪加速度を演算すると共に、ステップ１１５に進んで車速（推定車体速度）、車体の加減速度および前輪および後輪のスリップ角を演算する。これら車輪加速度、車速、車体の加減速度およびスリップ角の演算手法については、周知であるため、ここでは説明を省略する。

続く、ステップ１２０〜ステップ１３５では、ホイールベース推定演算の許可判定を行う。つまり、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況下であるか否かを判定し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況であればホイールベース推定演算を許可し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しくない状況であればホイールベース推定演算の許可しないようにする。図４は、ホイールベース推定演算の許可判定の判定基準を示したマップである。この図を参照しながら、ホイールベース推定演算の許可判定について説明する。

ステップ１２０では、グリップしている状態であるか否かを判定する。ここでグリップしている状態とは、車両が横滑り無く旋回している状態を意味している。グリップしていない状態の場合、各種センサ信号が横滑りの影響を受けている可能性があり、このような状況下においてホイールベース推定演算を行うのは好ましくない。このため、グリップ状態であることをホイールベース推定演算の許可条件の１つとしている。

また、ステップ１２５では、旋回中であるか否かを判定している。本実施形態では、後述するように、ホイールベース推定演算に車両旋回中における車輪の旋回半径などを用いることから、ホイールベース推定演算を行うには旋回中であることが必要となる。このため、車両が旋回中であることをホイールベース推定演算の許可条件の１つとしている。

例えば、グリップしている状態であるか否かや、旋回中であるか否かについては、旋回度で表すことができる。旋回度は、車両の旋回状態を表すものであり、例えばヨーレートＹｒや横加速度Ｇｙ等が該当する。図４（ａ）に示すように、旋回度が旋回不足領域にある場合、旋回が不十分であり、車両が十分に旋回中であると言えず、ホイールベース推定演算を行うには適していない。一方、スリップが発生し得る旋回度をスリップ領域とすると、この場合にはグリップしている状態ではないため、ホイールベース推定演算を行うには適していない。このため、車両が旋回中であることを示す閾値として第１旋回度閾値を設定すると共に、車両がグリップ状態であることを示す閾値として第２旋回度閾値を設定し、これらの間が旋回不足領域とスリップ領域の間に相当する推定可能旋回状態として、旋回度がこの推定可能旋回状態にある場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の１つがクリアされたとしている。

例えば、横加速度ＧｙやヨーレートＹｒに旋回状態であることを示す閾値である第１横加速度閾値や第１ヨーレート閾値を設定すると共に、スリップ状態であることを示す閾値である第２横加速度閾値や第２ヨーレート閾値を設定する。そして、横加速度Ｇｙの絶対値｜Ｇｙ｜が第１横加速度閾値以上かつ第２横加速度閾値未満、もしくは、ヨーレートＹｒの絶対値｜Ｙｒ｜が第１ヨーレート閾値以上かつ第２ヨーレート閾値未満場合に、グリップ状態であり、かつ、車両が旋回中であと判定することができる。

また、ステップ１３０において、車体の加減速度が所定範囲内であるか否かを判定する。後述するように、ホイールベース推定演算には車輪速度や車速を用いており、車輪速度や車速が正確である必要がある。そして、車体の加減速度が所定範囲を超えているような場合には、車輪速度や車速が加減速スリップの影響を受けている可能性がある。このため、車体の加減速度が所定範囲以内であることをホイールベース推定演算の許可条件の１つとしている。本処理では、例えば、図４（ｂ）に示すように、加速スリップが発生し得る加速度閾値以上の領域を加速過多領域、減速スリップが発生し得る減速度閾値以上の領域を減速過多領域として、その間の領域を推定可能加減速状態としている。そして、ステップ１１５で演算した車体の加減速度を用いて、加速度が加速度閾値未満かつ減速度が減速度閾値未満である場合に加減速スリップが発生していないと判定している。

さらに、ステップ１３５において悪路を走行中であるか否かを判定する。悪路の走行中には、走行路面の凹凸の影響によって正確な車輪速度が得られない可能性がある。したがって、この場合にも正確なホイールベース推定演算が行えなくなる可能性があるため、悪路ではないことをホイールベース推定演算の許可条件の１つとしている。本処理では、悪路度を演算し、この悪路度が悪路を走行していることを示す悪路度閾値以上の場合に悪路を走行中であると判定している。悪路度は、走行路面の凹凸を現すパラメータである。例えば、走行路面の凹凸が大きいほど、車輪の浮き上がりによって車輪加減速度が大きくなることから、車輪加減速度を悪路度を示す値として用いることができる。そして、例えば図４（ｃ）に示すように、悪路度閾値以上の領域を悪路領域とし、それ未満を推定可能路面状態として、悪路度が推定可能路面状態に相当していれば悪路ではなく、悪路領域に相当していれば悪路であると判定している。

これらステップ１２０〜１３５のいずれに関してもホイールベース推定演算の許可条件を満たしていれば、ステップ１４０に進み、ホイールベース推定演算を行う。図５は、ステップ１４０で行うホイールベース推定演算の全体フローである。

まず、ステップ１４０１では、第１の演算手法によってホイールベースＬの演算を行うホイールベース推定演算１を実行する。図６は、このホイールベース推定演算１の詳細を示したフローチャートである。図６中のステップ１４０１Ａに示したように、ヨーレートＹｒは、次式のように表すことができる。なお、次式において、Ｖは車速、Ｓｔｒは操舵角、Ｌはホイールベース、ＳＦはスタビリティファクターを意味している。

（数１） Ｙｒ＝Ｖ＊Ｓｔｒ／Ｌ（１＋ＳＦ＊Ｖ²）
この式にホイールベースＬが含まれることから、この式をホイールベースＬの式に変換し、その式にステップ１０５で演算した操舵角Ｓｔｒやステップ１１５で演算した車速およびスタビリティファクターＳＦを代入することで、ホイールベースＬを演算する。これにより、第１の演算手法によってホイールベースＬを演算することができる。

次に、ステップ１４０２に進み、第２の演算手法によってホイールベースＬの演算を行うホイールベース推定演算２を実行する。図７は、このホイールベース推定演算２の詳細を示したフローチャートである。図７中のステップ１４０２Ａ、１４０２Ｂでは、外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを演算する。外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒは、図８に示す模式図のように、車両の旋回中心から旋回外側前輪までの距離や旋回外側後輪までの距離を意味している。そして、このときに発生しているヨーレートＹｒおよび外前輪速度や外後輪速度に基づいて、外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒは、次式によって求められる。

（数２） Ｒｆ＝（外前輪速度）²／Ｙｒ
（数３） Ｒｒ＝（外後輪速度）²／Ｙｒ
そして、ステップ１４０１Ｃにて、外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを用いてホイールベースＬを演算する。具体的には、ホイールベースＬは、これら外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを用いて次式で表されることから、この式を用いてホイールベースＬを演算することにより、第２の演算手法によってホイールベースＬを演算することができる。

（数４） Ｌ＝（Ｒｆ²−Ｒｒ²）^1/2
続いて、ステップ１４０３に進み、第３の演算手法によってホイールベースＬの演算を行うホイールベース推定演算３を実行する。ここでは、予め実験などによって求めておいたヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性線を利用して、ホイールベースＬを演算する。図９は、このホイールベース推定演算３の詳細を示したフローチャートである。図９中のステップ１４０３Ａに示す特性線のように、ホイールベースＬの大きさに応じて異なる特性線を描く。ここで、ホイールベースＬの大小とは、変更される可能性のある特定のホイールベース値を表しており、大小それぞれのホイールベース値に対応した特性線を予め求めてある。

この特性線に示されるように、ヨーレートに応じて外前輪速度と内後輪速度の差が変化し、その変化はホイールベースＬの大小に応じて決まる。このため、図９中の１４０３Ａに示した特性線より、ステップ１０５で読み込んだ実際に発生しているヨーレートＹｒや車輪速度とから、大小いずれのホイールベースＬと対応しているかを選択する。これにより、第３の演算手法によってホイールベースＬを演算することができる。なお、ここでは特性線を利用したが、特性線に対応する関数式によってヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差との関係を表しておき、その関数式に基づいてホイールベースＬを演算するようにしても良い。

このようにして、第１〜第３の演算手法という複数の異なる演算手法によってホイールベースＬを演算したら、ステップ１４０４に進んで最終的なホイールベースＬの値を決定する。すなわち、第１〜第３の演算手法によって演算したホイールベースＬに基づいて、最終的にホイールベースＬとすべき値を決定する。最終的なホイールベースＬの値の決定方法としては、様々な手法を用いることができる。例えば、第１〜第３の演算手法によって演算したホイールベースＬの平均値もしくは中間値を最終的なホイールベースＬに決定したりできる。また、車速が所定の第１速度閾値よりも小さいような極低速時には、第１の演算手法によって演算したホイールベースＬは誤差が大きいと考えられることから、第２、第３の演算手法によって演算したホイールベースＬのいずれか一方、もしくはそれらの平均値を最終的なホイールベースＬの値に決定するようにしても良い。逆に、車速が所定の第２速度閾値よりも大きいような高速時には、第３の演算手法によって演算したホイールベースＬは誤差が大きいと考えられることから、第１、第２の演算手法によって演算したホイールベースＬのいずれか一方、もしくはそれらの平均値を最終的なホイールベースＬの値に決定するようにしても良い。

この後、ステップ１４０５に進み、ホイールベースＬの値として、ステップ１４０４で決定した最終的なホイールベースＬの値を記憶する。また、同時に、比較値として、それまで記憶してあったホイールベースＬの前回値と今回記憶したホイールベースＬの今回値の比を演算する。そして、ホイールベース推定演算の処理を終了する。

続いて、図３のステップ１４５に進み、ホイールベース推定演算で取得したホイールベースＬの値が正確であると想定される規定の範囲内にあるか否かを判定する。ここでは、ステップ１４０のホイールベース推定演算において求めた比較値が制御許可範囲を超えているか否かを判定することにより、ホイールベースＬの値が規定の範囲内にあるか否かを判定している。制御許可範囲とは、ホイールベースＬが正確な値であり、車両安定化制御を実行しても良いと考えられる範囲内を意味しており、それを超えている場合にはホイールベースＬの値の信頼性が乏しく、演算したホイールベースＬの値に基づいて車両安定化制御を行うことは好ましくないことを意味している。ここでは、例えば比較値が０．５〜１．５の範囲である場合を制御許可範囲として設定している。

ここで肯定判定されればステップ１５０に進み、図示しない警報ランプなどを点灯することなどによって車両安定化制御が行われない旨を示す警報を出すと共に、車両安定化制御を禁止する。これにより、ドライバに対して、車両安定化制御が行われないことを知らせ、注意しながら運転することを喚起できると共に、不正確なホイールベースＬに基づく不適切な車両安定化制御が行われることを防止することができる。そして、否定判定されれば、ステップ１５５に進んで車両安定化制御を実行する。図１０は、車両安定化制御処理の詳細を示したフローチャートである。

まず、ステップ１５５１では、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔを演算する。ここでいう目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、操舵角Ｓｔｒに基づいて演算されるスリップが発生していない理想的なヨーレートである操舵角ヨーレートのことを意味している。目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、次式に基づいて演算される。

（数５） Ｙｒ＿ｓｔ＝Ｖ＊Ｓｔｒ／Ｌ（１＋ＳＦ＊Ｖ²）
この数式は、基本的には上述した数式１と同じものであるが、Ｌとして、上記ステップ１４０のホイールベース推定演算により演算した最終的なホイールベースＬの値を用いるようにしている。

続いて、ステップ１５５２に進み、ヨーレート偏差を演算する。ヨーレート偏差は、ステップ１０５で読み込んだ実際に発生しているヨーレートＹｒとステップ１５５１で演算した目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの差として演算される。そして、ステップ１５５３に進み、制御開始条件を満たしているか否かを判定する。ここで、ステップ１５５２で演算したヨーレート偏差が所定の許可開始閾値以上であれば、開始条件が成立したためステップ１５５４に進み、許可開始閾値未満であれば、開始条件が成立していないため車両安定化制御を実行することなくそのまま処理を終了する。

ステップ１５５４では、オーバステア状態であるか否かを判定する。例えば、ステップ１１５で演算した後輪のスリップ角が第１閾値よりも大きい場合に、オーバステア状態であると判定している。そして、オーバステア状態でなければ、ステップ１５５５に進み、アンダーステア状態であるか否かを判定する。例えば、ステップ１１５で演算した前輪のスリップ角が第２閾値よりも大きければアンダーステア状態であると判定している。

このようにして、ステップ１５５４およびステップ１５５５でオーバステア状態もしくはアンダーステア状態であると判定された場合には、ステップ１５５６やステップ１５５７に進み、オーバステア状態やアンダーステア状態を抑制すべく、オーバステア制御もしくはアンダーステア制御を実行する。

例えば、オーバステア状態の場合には外向きのヨーレートを発生させるように、旋回外側前輪を制御対象輪、アンダーステア状態の場合には内向きのヨーレートを発生させるように、旋回内側後輪を制御対象輪として、所望の制動力が加えられる。このときに発生させる所望の制動力は、ヨーレート偏差の大きさに応じて設定される。この所望の制動力の大きさに応じて、そのような制動力を発生させるために必要な目標Ｗ／Ｃ圧Ｐｔｏを演算すると共に、それを実現するためのブレーキ液圧制御用アクチュエータ５０に備えられた各種制御弁やモータ６０をどのように駆動するかという電流値や制御時間等を求め、それを実現することで所望の制動力を発生させる。

なお、ここでは、制御対象輪として旋回外側前輪もしくは旋回内側後輪を例に挙げて説明したが、旋回外輪や旋回内輪の両輪もしくはそのうちの一方としても構わない。旋回外輪もしくは旋回内輪の前輪と後輪のいずれを制御対象輪とするかに関しては、例えば、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの大きさや操舵角Ｓｔｒの大きさ等によって決定すればよい。

以上説明したように、本実施形態では、車両安定化制御において車両諸元としてホイールベースＬを使用する場合に、ホイールベースＬが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースＬの値を推定演算している。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角ＳｔｒあるいはヨーレートＹｒのいずれかに基づいてホイールベースＬの推定演算を行うようにしている。このため、より多い頻度でホイールベースＬの値を取得することが可能となる。

また、このように推定演算したホイールベースＬに基づいて、車両安定化制御を行うようにしている。これにより、ホイールベースＬが変更されたとしても、的確なホイールベースＬに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。

さらに、許可判定においてホイールベース推定演算を行っても良いとの許可が出された時に、随時、ホイールベースＬの推定演算を行うことができるため、多い頻度でホイールベースＬの値を取得しつつ、より正確にホイールベース推定演算を行うことが可能となる。

例えば、トラック等では、メーカーからキャブ（運転台）とシャシー（フレーム、エンジン、駆動系、操舵懸架系および電装系を組み合わせたもの）の状態で出荷され、架装会社にて荷台等が取り付けられてユーザに出荷されることが広く行われている。この場合、架装会社にて架装する荷台等に合うようにホイールベースの変更を伴う改造が行われることがあり、実際のホイールベースがメーカー出荷時のホイールベースから変わってしまうため、車両安定化制御やＡＢＳ制御等が本来の性能を発揮できず、車両に求められる性能が十分発揮できなくなる可能性がある。

このような場合に対して、本実施形態のように、ホイールベースＬの値を多い頻度で取得することにより、ホイールベースＬの変更を伴う改造が行われたとしても、変更後の正確なホイールベースＬを取得することができる。したがって、ホイールベースＬの変更後にも、変更後の正確なホイールベースに基づいて車両安定化制御を行うことができるため、車両安定化制御が本来の性能を発揮することができ、車両に求められる性能を十分発揮することが可能となる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、第１の演算手法により車速と操舵角に基づいてホイールベースＬを推定演算し、第２、第３の演算手法により車輪速度とヨーレートに基づいてホイールベースＬを推定演算した。すなわち、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを用いてホイールベースＬの推定演算を行う場合の一例について説明したが、これらを用いた他の手法によってホイールベースＬの推定演算を行っても良い。例えば図８の旋回外側後輪の車輪速度Ｖｒｏｕｔと旋回外側前輪の操舵角ＳｔｒｏｕｔとヨーレートＹｒと次式からホイールベースＬを演算することができる。

（数６） Ｌ＝Ｖｒｏｕｔ／（Ｙｒ＊２π＊ｔａｎ（９０°−Ｓｒｏｕｔ））
また、旋回中のヨーレートと操舵角と横加速度の間には相関関係がある為、ヨーレートまたは操舵角を横加速度に基づいて求めるようにしても良い。これらの演算手法によれば、より多い頻度でホイールベースＬの値を推定演算することが可能となる。

また、上記図３のステップ１２０では、グリップ状態であることを旋回度が第２旋回度閾値以下であるか否かに基づいて判定しているが、このときに用いる第２旋回度閾値については一定値である必要はなく、路面摩擦係数μに基づいて可変にできる。すなわち、グリップ状態であるか否かは路面摩擦係数μに応じて変化することから、路面摩擦係数μに応じて第２旋回度閾値を可変とすれば、路面状態に応じてより適切にグリップ状態であるか否かを判定することが可能となる。

また、上記実施形態では、ホイールベースＬに基づいて実行される車両運動制御として、車両に発生するヨーレートが目標ヨーレートとなるように横方向運動を制御する車両安定化制御を例に挙げて説明した。しかしながら、これはホイールベースＬに基づいて実行される車両運動制御の一例を挙げたに過ぎない。例えば、ＡＢＳ制御等において前輪が段差を通過した時点から車速とホイールベースに基づいて後輪の段差通過時点を推定し、後輪の制御を変更するなど、他のホイールベースを基準にした車両運動制御に対しても、上記のように推定演算したホイールベースＬに基づいて車両運動制御の変更、例えば制御開始閾値の変更などを行うことができる。

なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。すなわち、ステップ１０５〜１１５の処理を実行する部分は車両状態検出手段、ステップ１２０〜１３５の処理を実行する部分は許可判定手段、ステップ１４０の処理を実行する部分はホイールベース推定手段、ステップ１５５の処理を実行する部分は制御手段に相当する。また、ステップ１２０〜１３０の処理を実行する部分にて構成される許可判定手段のうち、ステップ１２０、１２５の処理を実行する部分は旋回度判定手段、ステップ１３０の処理を実行する部分は加減速度判定手段、ステップ１３５の処理を実行する部分は悪路度判定手段に相当する。

１…ブレーキ制御システム、１３…Ｍ／Ｃ、１４、１５、３４、３５…Ｗ／Ｃ、１６、３６…差圧制御弁、１７、１８、３７、３８…増圧制御弁、１９、３９…ポンプ、２０、４０…調圧リザーバ、２１、２２、４１、４２…減圧制御弁、５０…ブレーキ液圧制御用アクチュエータ、５０ａ、５０ｂ…第１、第２配管系統、６０…モータ、７０…ブレーキＥＣＵ、７１〜７４…車輪速度センサ、７５…舵角センサ、７６…ヨーレートセンサ、７７…横加速度センサ

Claims (10)

1. 車両状態を検出する車両状態検出手段（Ｓ１０５〜Ｓ１１５）と、
   前記車両状態検出手段が検出した車両状態に基づいて、ホイールベースを推定するホイールベース推定手段（Ｓ１４０）と、
   車両運動制御を行う制御手段（Ｓ１５５）とを有し、
   前記車両状態検出手段は、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを検出し、
   前記ホイールベース推定手段は、車両旋回中の車輪速度もしくは車速に加えて、車両旋回中の操舵角とヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定値を演算するホイールベース推定演算を行い、
   前記制御手段は、前記ホイールベース推定演算手段が演算した前記ホイールベースの推定値に基づいて、前記車両運動制御を変更することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記ホイールベース推定演算手段は、前記ホイールベースの推定値の演算を許可するか否かの判定を行う許可判定手段（Ｓ１２０〜Ｓ１３５）をさらに有し、
   前記ホイールベース推定演算手段は、前記許可判定手段が許可すると判定した際に、前記ホイールベースの推定値を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記許可判定手段は、車両の旋回度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能旋回状態であるか否かを判定する旋回度判定手段（Ｓ１２０、Ｓ１２５）を有し、
   前記旋回度判定手段は、前記車両の旋回度が、車両が旋回中であることを示す閾値である第１旋回度閾値以上で、かつ、車両がグリップ状態であることを示す閾値である第２旋回度閾値未満の場合に、前記推定可能旋回状態であると判定すると共に、前記第１旋回度閾値未満もしくは前記第２旋回度閾値以上の場合に、前記推定可能旋回状態ではないと判定し、
   前記許可判定手段は、前記旋回度判定手段が前記推定可能旋回状態であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記旋回度判定手段が前記推定可能旋回状態ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記許可判定手段は、車両の加減速度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能加減速度であるか否かを判定する加減速度判定手段（Ｓ１３０）を有し、
   前記加減速度判定手段は、前記車両の加減速度が、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、前記推定可能加減速度であると判定すると共に、前記加速度閾値以上または前記減速閾値以上の場合に、前記推定可能加減速度ではないと判定し、
   前記許可判定手段は、前記加減速度判定手段が前記推定可能加減速度であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記加減速度判定手段が前記推定可能加減速度ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項２または３に記載の車両制御装置。
5. 前記許可判定手段は、車両の走行路面の悪路度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能な悪路度であるか否かを判定する悪路度判定手段（Ｓ１３５）を有し、
   前記悪路度判定手段は、前記車両の走行路面の悪路度が、悪路であることを示す悪路度閾値未満の場合に、前記推定可能な悪路度であると判定すると共に、前記悪路度閾値以上の場合に、前記推定可能な悪路度ではないと判定し、
   前記許可判定手段は、前記悪路度判定手段が前記推定可能な悪路度であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記悪路度判定手段が前記推定可能な悪路度ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の車両制御装置。
6. 前記ホイールベース推定手段は、車速をＶ、操舵角をＳｔｒ、ホイールベースをＬ、スタビリティファクターをＳＦとして、
   Ｙｒ＝Ｖ＊Ｓｔｒ／Ｌ（１＋ＳＦ＊Ｖ²）
   の関係式を満たすホイールベースＬを前記推定値の決定に用いる１つの推定値として演算することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両制御装置。
7. 前記ホイールベース推定手段は、車両に実際に発生しているヨーレートをＹｒ、外前輪旋回半径をＲｆ、外後輪旋回半径をＲｒ、ホイールベースをＬとして、
   Ｒｆ＝（外前輪速度）²／Ｙｒ
   Ｒｒ＝（外後輪速度）²／Ｙｒ
   の関数式から外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを演算すると共に、
   当該外前輪旋回半径Ｒｆおよび外後輪旋回半径Ｒｒを用いて、
   Ｌ＝（Ｒｆ²−Ｒｒ²）^1/2
   の関数式を満たすホイールベースＬを前記推定値の決定に用いる１つの推定値として演算することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両制御装置。
8. 前記ホイールベース推定手段は、予め求めておいたホイールベース毎のヨーレートに対する外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性に基づき、
   車両に実際に発生しているヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差とに対応するホイールベースＬを選択し、そのホイールベースＬを前記推定値の決定に用いる１つの推定値として演算することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両制御装置。
9. 前記制御手段は、前記ホイールベースの推定値に基づいて、前記車両運動制御の制御開始基準値を変更することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両制御装置。
10. 前記制御手段は、前記ホイールベースの推定値が規定の範囲を超える値となったときには、警報もしくは前記車両運動制御の制御禁止の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両制御装置。

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