JP6604304B2 - 車両安定制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、左右の制動力に差がある場合に車両姿勢を制御する車両安定制御装置に関する。

スプリットμ路を走行中の車両において制動が行われた場合、左右の制動力の差により、車両にはヨーモーメントが発生する。特許文献１は、そのようなヨーモーメントを検出し、検出したヨーモーメントを打ち消すように転舵制御を行う技術を開示している。より詳細には、特許文献１は、車両の前輪だけでなく後輪も転舵可能な操舵制御装置を開示している。その操舵制御装置は、上記検出したヨーモーメントを打ち消すために、高μ側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ側後輪をトーイン方向に転舵する。

特許文献２にも、前輪及び後輪を転舵可能な車両が開示されている。車両の旋回時、転舵後の後輪がバネ上部材と干渉することを回避するために、ロール挙動が抑制される。

特開２０１０−１９５０８９号公報 特開２０１０−２１５０６８号公報

特許文献１に開示されている技術によれば、左右の制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消すために転舵制御が行われる。このような転舵制御により、車両姿勢が安定化することが期待される。しかしながら、制動時には、荷重が前方にシフトし、後輪の接地荷重が減少する。その結果、後輪に関する摩擦円は縮小し、横力に割り当て可能な余裕が少なくなる。この傾向は、減速度が高くなるにつれて、より顕著になる。十分な後輪横力が得られない場合、左右の制動力差に起因するヨーモーメントを期待通りに打ち消すことができなくなる。すなわち、車両安定化ための転舵制御がその効果を十分に発揮できなくなる。

本発明の１つの目的は、左右の制動力に差がある場合に、より大きな横力を確保することができる技術を提供することにある。

第１の発明は、車両安定制御装置を提供する。
車両安定制御装置は、
車両の前輪の方に取り付けられたフロントアクティブスタビライザと、
車両の後輪の方に取り付けられたリアアクティブスタビライザと、
前輪及び後輪を転舵する転舵装置と、
制動時に車両の左側と右側との間の制動力の差が閾値を超える場合、転舵装置を作動させる転舵制御と共に荷重配分制御を行う制御装置と
を備える。
左側と右側のうち制動力がより大きい方は第１側であり、左側と右側のうち他方は第２側である。
荷重配分制御において、制御装置は、第１側を持ち上げる方向にリアアクティブスタビライザを作動させ、且つ、第２側を持ち上げる方向にフロントアクティブスタビライザを作動させる。

第２の発明は、第１の発明において、次の特徴を有する。
制御装置は、リアアクティブスタビライザの作動に起因するロールモーメントとフロントアクティブスタビライザの作動に起因するロールモーメントとがバランスするように、荷重配分制御を行う。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、次の特徴を有する。
転舵制御において、制御装置は、制動力の差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に前輪及び後輪を転舵する。

第４の発明は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、次の特徴を有する。
制御装置は、対象車輪のロックを防ぐアンチロックブレーキ制御を行う。
アンチロックブレーキ制御は、
対象車輪に対するブレーキ液圧を減少させる減圧制御と、
減圧制御の後に、ブレーキ液圧を増加させる増圧制御と
を含む。
荷重配分制御が実施されており、且つ、対象車輪が第１側の後輪あるいは第２側の前輪であるという条件が成立する場合、制御装置は、条件が成立しない場合と比較してブレーキ液圧がより早く増加するように増圧制御を行う。

第１の発明によれば、車両の左側と右側との間の制動力の差が閾値を超えた場合、転舵制御と共に、荷重配分制御が実施される。制動時に後輪の接地荷重は減少するが、この荷重配分制御によって、制動力及び横力に大きく寄与する第１側の後輪の接地荷重を増加させることができる。その結果、第１側の後輪において、摩擦円が大きくなり、横力余裕が拡大する。従って、減速度が高くなっても、第１側の後輪において十分な横力を発生させることが可能となる。つまり、減速度が高くなっても、転舵制御を効果的に実施することが可能となる。

第２の発明によれば、荷重配分制御によってロール角は変化しない。このことは、車両姿勢の安定化、及び、ドライバに与える違和感の軽減の観点から好適である。

第３の発明によれば、ヨーモーメントが抑制されるため、車両安定性が向上する。

第４の発明によれば、大きな制動力がより早い段階で得られ、減速性能が向上する。

左右の制動力差が発生する例を説明するための概念図である。 左右の制動力差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向の転舵制御を説明するための概念図である。 左右の制動力差に起因するヨーモーメントと横力余裕との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る荷重配分制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る荷重配分制御を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る荷重配分制御により実現される荷重移動量を示すグラフである。 本発明の実施の形態の効果を説明するためのグラフである。 本発明の実施の形態に係る車両安定制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両安定制御装置の制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両安定制御装置による処理を要約的に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両安定制御装置による処理の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態におけるＡＢＳ増圧加速処理を説明するためのタイミングチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
１−１．転舵制御
図１は、車両１において左右の制動力差が発生する例を説明するための概念図である。車両１は、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、及び右後輪１０ＲＲを備えている。以下の説明において、左前輪１０ＦＬと右前輪１０ＦＲをまとめて「前輪」と呼び、左後輪１０ＲＬと右後輪１０ＲＲをまとめて「後輪」と呼ぶ場合がある。また、左前輪１０ＦＬと左後輪１０ＲＬをまとめて「左輪」と呼び、右前輪１０ＦＲと右後輪１０ＲＲをまとめて「右輪」と呼ぶ場合がある。

図１において、車両１は、スプリットμ路上を走行している。スプリットμ路では、静止摩擦係数（μ）が、左輪側と右輪側との間で異なる。図１に示される例では、左輪側が低μ側であり、右輪側が高μ側である。以下の説明において、左前輪１０ＦＬと左後輪１０ＲＬをまとめて「低μ側輪」と呼び、右前輪１０ＦＲと右後輪１０ＲＲをまとめて「高μ側輪」と呼ぶ場合がある。

車両１がスプリットμ路を走行中に制動が行われる場合を考える。この時、低μ側輪は高μ側輪よりもスリップしやすいため、低μ側輪の制動力は高μ側輪の制動力よりも小さい。逆に、高μ側輪の制動力は低μ側輪の制動力よりも大きい。すなわち、左右の制動力差が発生する。そのような左右の制動力差により、車両１を高μ側方向に旋回させるヨーモーメントＹＭＢが発生する。このようなヨーモーメントＹＭＢは、車両安定性の観点から好ましくない。そこで、車両１は、ヨーモーメントＹＭＢを打ち消すために転舵制御を行う。

図２は、ヨーモーメントＹＭＢを打ち消す方向の転舵制御を説明するための概念図である。ヨーモーメントＹＭＢを打ち消すためには、図２に示されるようなカウンタヨーモーメントＹＭＣが発生するように前輪及び後輪を転舵すればよい。そこで、車両１は、左右の制動力差が閾値を超えたことを検出すると、左右の制動力差から予想されるヨーモーメントＹＭＢを算出する。そして、車両１は、予想されるヨーモーメントＹＭＢに基づいて、カウンタヨーモーメントＹＭＣを発生させるための前輪及び後輪の目標舵角を算出し、転舵制御を行う。これにより、車両全体としてのヨーモーメントが抑制され、車両姿勢が安定する。

但し、低μ側輪に関する摩擦円は小さく、制動力に加えて十分な横力を発生させる余裕はない。よって、カウンタヨーモーメントＹＭＣの大部分を高μ側輪で発生させる必要がある。言い換えれば、高μ側輪において十分な横力を確保する必要がある。

更に、本願発明者は、制動時の荷重移動にも着目した。すなわち、制動時には、荷重が前方にシフトし、後輪の接地荷重が減少する。その結果、高μ側の右後輪１０ＲＲに関する摩擦円ＣＲＲ（図２参照）は縮小し、横力に割り当て可能な余裕が少なくなる。この傾向は、減速度が高くなるにつれて、より顕著になる。何故なら、減速度が高くなるにつれ、荷重移動量が増えて摩擦円ＣＲＲはより小さくなり、同時に、制動力の増加により摩擦円ＣＲＲの余裕が更に消費されるからである。

高μ側の右後輪１０ＲＲにおいて横力に割り当て可能な余裕が少なくなると、カウンタヨーモーメントＹＭＣを得るために必要な横力を右後輪１０ＲＲにおいて発生させることが難しくなる。つまり、左右の制動力差に起因するヨーモーメントＹＭＢを期待通りに打ち消すことが難しくなる。このことは、車両安定性の観点から好ましくない。

このように、減速度が高くなるにつれ、車両安定化ための転舵制御の効果が弱くなる。図２で示されるような単純な転舵制御だけでは、車両安定性と制動能力の両方を十分に確保することは難しいのである。よって、高μ側の右後輪１０ＲＲにおいて横力に割り当て可能な余裕、すなわち、右後輪１０ＲＲの摩擦円をなるべく拡大することが望ましい。

図３は、以上に説明した観点を要約的に示すグラフである。図３には、ヨーモーメントＹＭＢと横力余裕との関係が示されている。ここで、横力余裕とは、横力に割り当て可能な余裕（最大値）を意味する。縦軸は、ヨーモーメントＹＭＢ及び横力余裕を横加速度（Ｇｙ）に換算した値を表している。一方、横軸は、減速度を表している。

図３中の曲線ＬＦ０、ＬＦＡは、それぞれ、均一路及びスプリットμ路の場合の横力余裕を示している。簡単のため、後輪（１０ＲＬ、１０ＲＲ）の横力余裕だけを考える。スプリットμ路の場合（曲線ＬＦＡ）、低μ側の横力余裕はほとんどないため、均一路の場合（曲線ＬＦ０）と比較して横力余裕は元々小さい。その上、上述の通り、減速度が高くなるにつれて、横力余裕は小さくなる。

一方、ヨーモーメントＹＭＢは、減速度が高くなるにつれて増加する。減速度が高くなるにつれ、高μ側輪の制動力が大きくなり、左右の制動力差も大きくなるからである。図３に示されるように、減速度がＸ以下の範囲では、ヨーモーメントＹＭＢに相当する横力を確保することができる。しかしながら、減速度がＸを超えると、ヨーモーメントＹＭＢに相当する横力を確保することができなくなる。

車両安定性と制動能力の両立の観点から、ヨーモーメントＹＭＢに相当する横力を確保可能な範囲を拡大することが望まれる。そのためには、図３中の曲線ＬＦＡをより上方に移動させればよい。つまり、高μ側の右後輪１０ＲＲの横力余裕（摩擦円）を拡大すればよい。本実施の形態によれば、高μ側の右後輪１０ＲＲの横力余裕を拡大するために、以下に説明されるような「荷重配分制御」が実施される。

１−２．荷重配分制御
図４は、本実施の形態における荷重配分制御を説明するための概念図である。本実施の形態では、アクティブスタビライザを利用して荷重配分制御を行う。アクティブスタビライザは、アクチュエータ（電動モータ）を用いてスタビライザバーを能動的に捻ることができ、それにより車両１のロール角を制御することができる。図４に示されるように、本実施の形態に係る車両１は、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０の両方を備えている。フロントアクティブスタビライザ５０は、車両１の前輪の方に取り付けられている。一方、リアアクティブスタビライザ６０は、車両１の後輪の方に取り付けられている。

図４中の状態（Ａ）は、荷重配分制御の実施前の状態である。簡単のため、状態（Ａ）では、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、及び右後輪１０ＲＲに対して均等に荷重がかかっているとする。左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、及び右後輪１０ＲＲのそれぞれに関する摩擦円ＣＦＬ、ＣＦＲ、ＣＲＬ、及びＣＲＲも概念的に示されている。

図４中の状態（Ｂ）は、荷重配分制御中の状態である。状態（Ｂ）において、フロントアクティブスタビライザ５０は、左前輪１０ＦＬの方（低μ側）を持ち上げ、右前輪１０ＦＲの方（高μ側）を引き下げる方向に作動する。同時に、リアアクティブスタビライザ６０は、左後輪１０ＲＬの方（低μ側）を引き下げ、右後輪１０ＲＲの方（高μ側）を持ち上げる方向に作動する。すなわち、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０は、互いに逆方向（逆相）に作動する。

フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０の作動方向が逆である場合、フロントアクティブスタビライザ５０の作動に起因するロールモーメントの方向とリアアクティブスタビライザ６０の作動に起因するロールモーメントの方向も逆となる。フロントアクティブスタビライザ５０の作動に起因するロールモーメントとリアアクティブスタビライザ６０の作動に起因するロールモーメントが完全にバランスする場合、車両１のロール角に変化は発生しない。

図５は、荷重配分制御による後輪（１０ＲＬ、１０ＲＲ）の接地荷重の変化を概念的に示している。ここでは、フロントアクティブスタビライザ５０の作動に起因するロールモーメントとリアアクティブスタビライザ６０の作動に起因するロールモーメントが完全にバランスし、ロール角が変化しない場合を考える。

荷重配分制御の実施前の状態（Ａ）において、左後輪１０ＲＬ側と右後輪１０ＲＲ側の各々にはバネ上から荷重Ｗがかかっているとする。また、リアアクティブスタビライザ６０は作動しておらず、リアアクティブスタビライザ６０は車体に力を加えていないとする。荷重Ｗに応じてサスペンションは縮み、＋Ｚ方向（上向き）に反発力ＦＡが発生する。つまり、荷重Ｗと反発力ＦＡが釣り合っている。

荷重配分制御中の状態（Ｂ）において、リアアクティブスタビライザ６０は、右後輪１０ＲＲ側の車体を持ち上げる方向（＋Ｚ方向）の力ＦＢを印加する。その一方で、ロール角は変化していないため、反発力ＦＡは、状態（Ａ）のときから変わらない。結果として、右後輪１０ＲＲ側の車体には、＋Ｚ方向に“ＦＡ＋ＦＢ”の力が働くことになる。この力“ＦＡ＋ＦＢ”と釣り合う荷重は“Ｗ＋ΔＷ”である。つまり、状態（Ａ）と比較して、力ＦＢの分だけ荷重が増加している。

この荷重の増加分ΔＷは、フロントアクティブスタビライザ５０が対角上の左前輪１０ＦＬ側を持ち上げる方向の力を印加していることに起因する。つまり、左前輪１０ＦＬ側を持ち上げる力は、右後輪１０ＲＲ側を押し下げる方向に働き、それが荷重の増加分ΔＷとして現れる。対角上の左前輪１０ＦＬ側と右後輪１０ＲＲ側のそれぞれを持ち上げる力が拮抗する結果、ロール角は変わらないまま、荷重だけが増えることになるのである。

また、荷重配分制御中の状態（Ｂ）において、リアアクティブスタビライザ６０は、左後輪１０ＲＬ側の車体を引き下げる方向（−Ｚ方向）の力ＦＢを印加する。その一方で、ロール角は変化していないため、反発力ＦＡは、状態（Ａ）のときから変わらない。結果として、左後輪１０ＲＬ側の車体には、＋Ｚ方向に“ＦＡ−ＦＢ”の力が働くことになる。この力“ＦＡ−ＦＢ”と釣り合う荷重は“Ｗ−ΔＷ”である。つまり、状態（Ａ）と比較して、力ＦＢの分だけ荷重が減少している。

この荷重の減少分ΔＷは、フロントアクティブスタビライザ５０が対角上の右前輪１０ＦＲ側を引き下げる方向の力を印加していることに起因する。つまり、右前輪１０ＦＲ側を引き下げる力は、左後輪１０ＲＬ側を引き上げる方向に働き、それが荷重の減少分ΔＷとして現れる。対角上の右前輪１０ＦＲ側と左後輪１０ＲＬ側のそれぞれを引き下げる力が拮抗する結果、ロール角は変わらないまま、荷重だけが減ることになるのである。

このように、本実施の形態に係る荷重配分制御によれば、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０が逆方向に作動する。その結果、右後輪１０ＲＲと左前輪１０ＦＬの接地荷重が増加し、一方、左後輪１０ＲＬと右前輪１０ＦＲの接地荷重が減少する。従って、図４中の状態（Ｂ）で示されるように、右後輪１０ＲＲと左前輪１０ＦＬのそれぞれに関する摩擦円ＣＲＲ、ＣＦＬが拡大し、一方、左後輪１０ＲＬと右前輪１０ＦＲのそれぞれに関する摩擦円ＣＲＬ、ＣＦＲが縮小する。

図６は、本実施の形態に係る荷重配分制御により実現される荷重移動量を示すグラフである。縦軸は、荷重移動量を表している。横軸は、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０のそれぞれの作動角（捻り角）を表している。それぞれの作動角の符号が異なっていることは、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０が逆方向に作動することを意味している。それぞれの作動角の絶対値は、スタビライザバーの太さによって異なる。図６から分かるように、本実施の形態に係る荷重配分制御により、最大でΔＷ_{ＳＴＢ＿ＭＡＸ}［Ｎ］の荷重移動が可能となる。その最大荷重移動量ΔＷ_{ＳＴＢ＿ＭＡＸ}は、荷重配分制御に十分であることが確認された。

尚、荷重配分制御において、フロントアクティブスタビライザ５０の作動に起因するロールモーメントとリアアクティブスタビライザ６０の作動に起因するロールモーメントが完全にバランスする必要は、必ずしもない。双方のロールモーメントがバランスしなくても、右後輪１０ＲＲの接地荷重はある程度増加する。重要なことは、右後輪１０ＲＲの接地荷重が増加するように、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０を逆方向（逆相）に作動させることである。

その一方で、双方のロールモーメントが完全にバランスする場合、ロール角が変化しない。このことは、車両姿勢の安定化、及び、ドライバに与える違和感の軽減の観点から好適である。

１−３．転舵制御と荷重配分制御の組み合わせ
本実施の形態によれば、荷重配分制御（図４、図５参照）が、転舵制御（図２参照）と組み合わせて実施される。すなわち、車両１は、左右の制動力差が閾値を超えたことを検出すると、転舵制御と共に荷重配分制御を行う。荷重配分制御により、高μ側の右後輪１０ＲＲの接地荷重が増加し、摩擦円ＣＲＲが大きくなる。このことは、高μ側の右後輪１０ＲＲの横力余裕が拡大することを意味する。従って、減速度が高くなっても、右後輪１０ＲＲにおいて十分な横力を発生させることが可能となる。つまり、減速度が高くなっても、車両安定化ための転舵制御を効果的に実施することが可能となる。言い換えれば、車両安定性と制動能力の両方を十分に確保することが可能となる。

図７は、本実施の形態による効果を説明するためのグラフであり、そのフォーマットは既出の図３と同じである。本実施の形態による荷重配分制御により、横力余裕はＬＦＡからＬＦＢに増加する。その結果、ヨーモーメントＹＭＢに相当する横力を確保可能な範囲が拡大する。つまり、減速度が高くなっても、ヨーモーメントＹＭＢを打ち消すのに十分な横力を確保しやすくなる。従って、車両安定性と制動能力の両方を十分に確保することが可能となる。

以下、本実施の形態を実現するための具体的な構成例を説明する。

２．構成例
図８は、本実施の形態に係る車両安定制御装置の構成例を示すブロック図である。車両安定制御装置は、車両１に搭載されている。この車両安定制御装置は、制動装置２０、前輪転舵装置３０、後輪転舵装置４０、フロントアクティブスタビライザ５０、リアアクティブスタビライザ６０、センサ群７０、及び制御装置１００を備えている。

２−１．制動装置
制動装置２０は、制動力を発生させる装置である。この制動装置２０は、ブレーキペダル２１、マスターシリンダ２２、ホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲ、及びブレーキアクチュエータ２５を含んでいる。

ブレーキペダル２１は、ドライバが制動操作を行うために用いる操作部材である。マスターシリンダ２２は、ブレーキアクチュエータ２５を介して、ホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲに接続されている。ホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲは、それぞれ、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、右後輪１０ＲＲに設けられている。

マスターシリンダ２２は、ドライバによるブレーキペダル２１の操作量に応じた圧力のブレーキ液を、ブレーキアクチュエータ２５に供給する。ブレーキアクチュエータ２５は、マスターシリンダ２２からのブレーキ液をホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲに分配する。左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、右後輪１０ＲＲのそれぞれにおいて発生する制動力は、ホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲのそれぞれに供給されるブレーキ液の圧力に応じて決まる。

ここで、ブレーキアクチュエータ２５は、弁やポンプを含んでおり、ホイールシリンダ２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲのそれぞれに供給するブレーキ液の圧力を独立して調整することができる。すなわち、ブレーキアクチュエータ２５は、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、右後輪１０ＲＲのそれぞれの制動力を独立して調整することができる。このブレーキアクチュエータ２５の動作は、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、ドライバによる制動操作から独立して、ブレーキアクチュエータ２５を動作させ、制動力を制御することができる。

２−２．転舵装置
転舵装置は、前輪及び後輪を転舵するための装置である。より詳細には、転舵装置は、前輪転舵装置３０と後輪転舵装置４０を含んでいる。

前輪転舵装置３０は、前輪（１０ＦＬ、１０ＦＲ）を転舵するための装置である。この前輪転舵装置３０は、ハンドル（ステアリングホイール）３１、ステアリングシャフト３２、ピニオンギア３３、ラックバー３４、及び前輪転舵アクチュエータ３５を含んでいる。

ハンドル３１は、ドライバが操舵操作を行うために用いる操作部材である。ステアリングシャフト３２の一端はハンドル３１に連結されており、その他端はピニオンギア３３に連結されている。ピニオンギア３３は、ラックバー３４と噛み合っている。ラックバー３４の両端は、左右の前輪に連結されている。ハンドル３１の回転は、ステアリングシャフト３２を介して、ピニオンギア３３に伝達される。ピニオンギア３３の回転運動はラックバー３４の直線運動に変換され、それにより、前輪の舵角が変化する。

前輪転舵アクチュエータ３５は、ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）アクチュエータとＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）アクチュエータのうち少なくとも一方を含んでいる。

ＥＰＳアクチュエータは、操舵トルクを生成して前輪の転舵をアシストするための装置である。このＥＰＳアクチュエータは、電動モータを含んでおり、電動モータの回転により操舵トルクを生成する。ＥＰＳアクチュエータは、その操舵トルクを、例えばピニオンギア３３に付加する。このＥＰＳアクチュエータの電動モータの回転動作は、制御装置１００によって制御される。

ＶＧＲＳアクチュエータは、ハンドル３１の操舵角と前輪の舵角との比を変更するための装置である。このＶＧＲＳアクチュエータは、ステアリングシャフト３２の上部と下部との間に介在している。ＶＧＲＳアクチュエータは、電動モータを含んでおり、電動モータの回転によりステアリングシャフト３２の上部と下部の回転角の比を変更する。それにより、ハンドル３１の操舵角と前輪の舵角との比を可変に制御することができる。このＶＧＲＳアクチュエータの電動モータの回転動作も、制御装置１００によって制御される。

このようなＥＰＳアクチュエータあるいはＶＧＲＳアクチュエータを利用することによって、ドライバによる操舵操作から独立して、前輪を転舵することができる。

後輪転舵装置４０は、後輪（１０ＲＬ、１０ＲＲ）を転舵するための装置である。この後輪転舵装置４０は、後輪転舵アクチュエータ４５を含んでいる。後輪転舵アクチュエータ４５は、ＤＲＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒｅａｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）アクチュエータである。

ＤＲＳアクチュエータは、転舵バー、ボールねじ、及び電動モータを有している。転舵バーの両端は、左右の後輪に連結されている。ボールねじは、転舵バーと電動モータとの間に介在している。電動モータが回転すると、ボールねじは、その回転運動を転舵バーの直線運動に変換する。これにより、後輪の舵角が変化する。このＤＲＳアクチュエータの電動モータの回転動作も、制御装置１００によって制御される。このようなＤＲＳアクチュエータを利用することによって、ドライバによる操舵操作から独立して、後輪を転舵することができる。

２−３．アクティブスタビライザ
フロントアクティブスタビライザ５０は、車両１の前輪の方に取り付けられている。このフロントアクティブスタビライザ５０は、スタビライザバー５１、５２、及びスタビライザアクチュエータ５５を含んでいる。スタビライザバー５１は、左前輪１０ＦＬに設けられたサスペンションアームにリンクロッドを介して連結されている。スタビライザバー５２は、右前輪１０ＦＲに設けられたサスペンションアームにリンクロッドを介して連結されている。

スタビライザアクチュエータ５５は、電動モータを含んでいる。スタビライザバー５１、５２の一方は、電動モータのステータと一体回転するように連結されている。スタビライザバー５１、５２の他方は、電動モータのロータに連結されている。電動モータを回転させることにより、スタビライザバー５１、５２のそれぞれを逆方向に捻ることができる。この電動モータの回転動作も、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、フロントアクティブスタビライザ５０を作動させることにより、能動的に車両１のロール角を制御することができる。

リアアクティブスタビライザ６０は、車両１の後輪の方に取り付けられている。このリアアクティブスタビライザ６０は、スタビライザバー６１、６２、及びスタビライザアクチュエータ６５を含んでいる。スタビライザバー６１は、左後輪１０ＲＬに設けられたサスペンションアームにリンクロッドを介して連結されている。スタビライザバー６２は、右後輪１０ＲＲに設けられたサスペンションアームにリンクロッドを介して連結されている。

スタビライザアクチュエータ６５は、電動モータを含んでいる。スタビライザバー６１、６２の一方は、電動モータのステータと一体回転するように連結されている。スタビライザバー６１、６２の他方は、電動モータのロータに連結されている。電動モータを回転させることにより、スタビライザバー６１、６２のそれぞれを逆方向に捻ることができる。この電動モータの回転動作も、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、リアアクティブスタビライザ６０を作動させることにより、能動的に車両１のロール角を制御することができる。

２−４．センサ群
センサ群７０は、車両１の様々な状態量を検出するために設けられている。例えば、センサ群７０は、操舵角センサ７１、車輪速センサ７２ＦＬ、７２ＦＲ、７２ＲＬ、７２ＲＲ、車速センサ７３、ヨーレートセンサ７４、及び横加速度センサ７５を含んでいる。

操舵角センサ７１は、ハンドル３１の操舵角であるハンドル角を検出する。操舵角センサ７１は、検出したハンドル角を示す検出情報を制御装置１００に出力する。

車輪速センサ７２ＦＬ、７２ＦＲ、７２ＲＬ、７２ＲＲは、車輪１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲのそれぞれに対して設けられている。車輪速センサ７２ＦＬ、７２ＦＲ、７２ＲＬ、７２ＲＲは、車輪１０ＦＬ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＲのそれぞれの回転速度を検出し、検出した回転速度を示す検出情報を制御装置１００に出力する。

車速センサ７３は、車両１の速度である車速を検出する。車速センサ７３は、検出した車速を示す検出情報を制御装置１００に出力する。

ヨーレートセンサ７４は、車両１に発生する実ヨーレートを検出する。ヨーレートセンサ７４は、検出した実ヨーレートを示す検出情報を制御装置１００に出力する。

横加速度センサ７５は、車両１に作用する実横加速度を検出する。横加速度センサ７５は、検出した実横加速度を示す検出情報を制御装置１００に出力する。

２−５．制御装置
制御装置１００は、本実施の形態に係る車両安定制御を実施する制御装置である。典型的には、制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１００は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれる。制御装置１００は、入出力インタフェースを通して、センサ群７０から検出情報を受け取り、また、各種アクチュエータ（２５、３５、４５、５５、６５）に指令を送る。

以下、本実施の形態に係る制御装置１００の機能及び処理フローについて更に詳しく説明する。

３．制御装置の機能及び処理フロー
図９は、本実施の形態に係る制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。制御装置１００は、機能ブロックとして、制動制御部１１０、条件判定部１２０、転舵制御部１３０、及び荷重配分制御部１４０を備えている。これら機能ブロックは、制御装置１００のプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。

３−１．制動制御処理
制動制御部１１０は、制動制御処理を行う。例えば、制動制御部１１０は、ドライバによるブレーキペダル２１の操作に応答して、制動力を発生させる。この場合、制動制御部１１０は、ブレーキペダル２１の操作量に応じた目標制動力を算出し、その目標制動力が得られるようにブレーキアクチュエータ２５を制御する。

また、制動制御部１１０は、車輪のロックを防ぐアンチロックブレーキ制御（いわゆる、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）制御）も行う。より詳細には、制動制御部１１０は、“ロック徴候”を示す車輪を検出する。ある車輪がロック徴候を示すとは、当該車輪のスリップ量あるいはスリップ率が閾値を超えることを意味する。制動制御部１１０は、車輪の回転速度と車速に基づいて、当該車輪のスリップ量及びスリップ率を算出することができる。各車輪の回転速度は、車輪速センサ７２ＦＬ、７２ＦＲ、７２ＲＬ、７２ＲＲによって検出される。車速は、車速センサ７３によって検出される。あるいは、車速は、各車輪の回転速度から算出されてもよい。これら検出情報に基づいて、制動制御部１１０は、各車輪がロック徴候を示しているか否かを判定する。ロック徴候を示す車輪が、アンチロックブレーキ制御の対象となる「対象車輪」である。制動制御部１１０は、対象車輪のロックを防ぐため、ブレーキアクチュエータ２５を制御して、対象車輪に対するブレーキ液圧を減少させる。

制動装置２０と制御装置１００の制動制御部１１０は、制動制御処理を行う「制動制御手段」を構成している。

３−２．条件判定処理
条件判定部１２０は、本実施の形態に係る転舵制御（図２参照）及び荷重配分制御（図４、図５参照）を実施するか否かを判定する。それら制御を実施するためのトリガ条件は、「左右の制動力の差が閾値Ｔｈを超えること」である。つまり、条件判定部１２０は、トリガ条件が成立するか否かを判定する条件判定処理を行う。

左右の制動力の差は、左輪に対するブレーキ液圧と右輪に対するブレーキ液圧との差に相当する。各ブレーキ液圧は、ブレーキアクチュエータ２５に含まれる圧力センサから得られる。条件判定部１２０は、各ブレーキ液圧に基づき、左右の制動力の差が閾値Ｔｈを超えているか否かを判定することができる。閾値Ｔｈは、例えば、６〜８［ｄｅｇ／ｓｅｃ］程度のヨーレートに相当する制動力差に設定される。

尚、図１で示されたように、左右の制動力差は、典型的には、スプリットμ路上での制動により発生する。条件判定部１２０は、スプリットμ路上において制動が行われた否かを検出しているとも言える。

制動装置２０と制御装置１００の条件判定部１２０は、条件判定処理を行う「条件判定手段」を構成している。

３−３．転舵制御処理
転舵制御部１３０は、上記トリガ条件の成立に応答して、本実施の形態に係る転舵制御（図２参照）を行う。転舵制御において、転舵制御部１３０は、左右の制動力差に起因するヨーモーメントＹＭＢを打ち消す方向に、前輪及び後輪を転舵する。

前輪及び後輪の目標舵角は、左右の制動力差に基づいて決定される。例えば、転舵制御部１３０は、入力パラメータと目標舵角との関係を規定する舵角マップを保持している。入力パラメータとしては、（ａ）左右の制動力差、（ｂ）左右の制動力差から予想されるヨーモーメントＹＭＢ、等が例示される。入力パラメータの値が大きくなるにつれ、目標舵角も大きくなる。転舵制御部１３０は、入力パラメータと舵角マップを用いて、前輪及び後輪の目標舵角を取得する。

更に、転舵制御部１３０は、前輪の目標舵角とハンドル角に基づいて、前輪転舵装置３０（前輪転舵アクチュエータ３５）を作動させ、目標舵角が得られるように前輪の転舵制御を行う。ハンドル角は、操舵角センサ７１によって検出される。また、転舵制御部１３０は、後輪の目標舵角に基づいて、後輪転舵装置４０（後輪転舵アクチュエータ４５）を作動させ、目標舵角が得られるように後輪の転舵制御を行う。

前輪転舵装置３０、後輪転舵装置４０、及び制御装置１００の転舵制御部１３０は、転舵制御処理を行う「転舵制御手段」を構成している。

３−４．荷重配分制御処理
荷重配分制御部１４０は、上記トリガ条件の成立に応答して、本実施の形態に係る荷重配分制御（図４、図５参照）を行う。上述の通り、トリガ条件は、「左右の制動力の差が閾値Ｔｈを超えること」である。以下の説明において、左側と右側のうち制動力がより大きい方は「第１側」と呼ばれ、制動力がより小さい方は「第２側」と呼ばれる。スプリットμ路の場合、第１側は高μ側であり、第２側は低μ側である。

荷重配分制御において、荷重配分制御部１４０は、第１側の後輪の接地荷重が増加するように、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０を逆方向に作動させる。より詳細には、荷重配分制御部１４０は、第１側（高μ側）を引き下げ、第２側（低μ側）を持ち上げる方向に、フロントアクティブスタビライザ５０（スタビライザアクチュエータ５５）を作動させる。同時に、荷重配分制御部１４０は、第１側（高μ側）を持ち上げ、第２側（低μ側）を引き下げる方向に、リアアクティブスタビライザ６０（スタビライザアクチュエータ６５）を作動させる。

フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０のそれぞれの目標捻り角（目標作動角）は、左右の制動力差に基づいて決定される。例えば、荷重配分制御部１４０は、入力パラメータと目標捻り角との関係を規定する捻り角マップを保持している。入力パラメータとしては、（ａ）左右の制動力差、（ｂ）左右の制動力差から予想されるヨーモーメントＹＭＢ、（ｃ）上記の転舵制御処理において算出された目標舵角、等が例示される。入力パラメータの値が大きくなるにつれ、目標捻り角も大きくなる。荷重配分制御部１４０は、入力パラメータと捻り角マップを用いて、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０のそれぞれの目標捻り角を取得する。そして、荷重配分制御部１４０は、取得した目標捻り角に基づいて、フロントアクティブスタビライザ５０及びリアアクティブスタビライザ６０を作動させ、荷重配分制御を行う。

尚、荷重配分制御は、フロントアクティブスタビライザ５０の作動に起因するロールモーメントとリアアクティブスタビライザ６０の作動に起因するロールモーメントとが完全にバランスするように行われてもよい。この場合、荷重配分制御によってロール角は変化しない。このことは、車両姿勢の安定化、及び、ドライバに与える違和感の軽減の観点から好適である。

フロントアクティブスタビライザ５０、リアアクティブスタビライザ６０、及び制御装置１００の荷重配分制御部１４０は、荷重配分制御処理を行う「荷重配分制御手段」を構成している。

３−５．処理フロー
図１０は、本実施の形態に係る車両安定制御装置による処理を要約的に示すフローチャートである。制御装置１００は、図１０に示される処理フローを繰り返し実行する。

ステップＳ１：
制動制御手段は、制動制御処理を行う。このとき、制動制御手段は、上述のアンチロックブレーキ制御（ＡＢＳ制御）が実施されているか否かを判定する。少なくとも１輪に対してアンチロックブレーキ制御が実施されている場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２に進む。それ以外の場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、今回の処理サイクルは終了する。

ステップＳ２：
条件判定手段は、条件判定処理を行う。具体的には、条件判定手段は、「左右の制動力の差が閾値Ｔｈを超えている」というトリガ条件が成立するか否かを判定する。トリガ条件が成立する場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３に進む。トリガ条件が成立しない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、今回の処理サイクルは終了する。

ステップＳ３：
転舵制御手段は、転舵制御処理を行う。具体的には、転舵制御手段は、左右の制動力差に起因するヨーモーメントＹＭＢを打ち消す方向に、前輪及び後輪を転舵する。

また、荷重配分制御手段は、荷重配分制御処理を行う。具体的には、荷重配分制御手段は、第１側（高μ側）の後輪の接地荷重が増加するように、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０を逆方向に作動させる。

図１１は、本実施の形態に係る処理の一例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ０において、制動が開始する。例えば、ドライバがブレーキペダル２１を操作する。制動制御手段は、各輪に対するブレーキ液圧を上昇させ、制動力を発生させる。

時刻ｔ１において、左後輪１０ＲＬのスリップ量が閾値を超える。つまり、左後輪１０ＲＬがロック徴候を示す。よって、制動制御手段は、左後輪１０ＲＬを対象車輪としてアンチロックブレーキ制御を開始する（ステップＳ１；Ｙｅｓ）。制動制御手段は、左後輪１０ＲＬに対するブレーキ液圧を減少させる。その後、減速により摩擦円ＣＲＲが小さくなっている右後輪１０ＲＲもロック徴候を示す。制動制御手段は、右後輪１０ＲＲを対象車輪としてアンチロックブレーキ制御を開始する。

時刻ｔ２において、左右の制動力差が閾値Ｔｈを超える（ステップＳ２；Ｙｅｓ）。すなわち、トリガ条件が成立する。トリガ条件の成立に応答して、転舵制御手段は、前輪及び後輪を転舵する（ステップＳ３）。また、荷重配分制御手段は、トリガ条件の成立に応答して、フロントアクティブスタビライザ５０とリアアクティブスタビライザ６０を逆方向に作動させる（ステップＳ３）。その結果、右後輪１０ＲＲの接地荷重が増加する。従って、右後輪１０ＲＲにおいて十分な横力を発生させることが可能となる。

３−６．ＡＢＳ増圧加速処理
本実施の形態に係る荷重配分制御が実施されている場合、制動制御手段は、以下に説明されるような「ＡＢＳ増圧加速処理」を行ってもよい。図１２は、ＡＢＳ増圧加速処理を説明するためのタイミングチャートである。図１２には、高μ側の右後輪１０ＲＲのブレーキ液圧が示されている。

時刻ｔ１０において、右後輪１０ＲＲがロック徴候を示し、右後輪１０ＲＲに対する１回目のアンチロックブレーキ制御が開始する。この時刻ｔ１０におけるブレーキ液圧は“ＰＡ”である。アンチロックブレーキ制御が開始すると、まず減圧制御が実施され、ブレーキ液圧はＰＡから減少する。

時刻ｔ１０の後の時刻ｔ１１において、荷重配分制御が開始する。

時刻ｔ１２において、右後輪１０ＲＲのスリップ量が十分に小さくなったと判定される。その後、ブレーキ液圧を増加（回復）させる増圧制御が行われる。例えば、車速と右後輪１０ＲＲの車輪速との偏差をフィードバックすることにより、増圧制御が行われる。その結果、ブレーキ液圧は徐々に増加していく。

時刻ｔ１４において、右後輪１０ＲＲが再度ロック徴候を示し、右後輪１０ＲＲに対する２回目のアンチロックブレーキ制御が開始する。この時刻ｔ１４におけるブレーキ液圧は、前回の“ＰＡ”よりも高い“ＰＢ”である。何故なら、荷重配分制御が実施中であり、右後輪１０ＲＲに関する摩擦円ＣＲＲが拡大しているからである。

このように、荷重配分制御が実施されている場合、右後輪１０ＲＲに関する摩擦円ＣＲＲは拡大している。このことは、制動力に割り当て可能な余裕が増えていることを意味する。このような状況において右後輪１０ＲＲの制動力がゆっくり増加していては、大きな制動力を使用可能なせっかくの機会を有効活用できなくなる。摩擦円ＣＲＲが拡大していることが分かっているのであれば、右後輪１０ＲＲの制動力を素早く増加させ、大きな制動力の恩恵をなるべく享受することが好適である。

そこで、制動制御手段は、右後輪１０ＲＲの制動力を素早く増加させるために「ＡＢＳ増圧加速処理」を実施する。具体的には、制動制御手段は、ブレーキ液圧が通常時よりも早く増加するように増圧制御を行う。つまり、制動制御手段は、増圧制御におけるブレーキ液圧の勾配（増圧勾配）を通常時よりも大きくする。その結果、図１２に示されるように、時刻ｔ１４よりも早い時刻ｔ１３に、ブレーキ液圧が“ＰＢ”に到達する。大きな制動力がより早い段階で得られるため、減速性能が向上し、好適である。

増圧勾配を大きくする手法としては、様々なものが考えられる。例えば、通常時の増圧勾配が所定の設定値である場合、その設定値に補正係数を掛けることによって増圧勾配を大きくすることができる。

他の例として、車速と右後輪１０ＲＲの車輪速との偏差をフィードバックすることにより増圧制御が行われる場合を考える。ブレーキ圧がまだ十分回復していない段階で偏差が思いがけず小さくなってしまった場合、ブレーキ圧がなかなか回復しない。そのような状況を防ぐために、一般的に、増圧勾配の最小値が設定されている。その最小値を通常時よりも大幅に増加させることによって、ブレーキ圧を強制的に増加させることが可能となる。尚、このような増圧勾配の最小値の変更は、１回目のアンチロックブレーキ制御期間に限って実施されるとよい。２回目以降も増圧勾配の最小値が増加したままだと、ブレーキ液圧の増減が短期間の間に頻繁に繰り返されることになり、アンチロックブレーキ制御が逆に不安定になるからである。

右後輪１０ＲＲと同じく摩擦円ＣＦＬが拡大している左前輪１０ＦＬについても、同様の議論が適用可能である。よって、ＡＢＳ増圧加速処理を実施するための加速条件は、「荷重配分制御が実施されており、且つ、アンチロックブレーキ制御の対象車輪が右後輪１０ＲＲあるいは左前輪１０ＦＬであること」である。制動制御手段は、加速条件が成立するか否かを判定する。加速条件が成立する場合、制動制御手段は、加速条件が成立しない場合と比較して対象車輪のブレーキ液圧がより早く増加するように、増圧制御を行う。その結果、大きな制動力がより早い段階で得られ、減速性能が向上する。

４．まとめ
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、左右の制動力差が閾値Ｔｈを超えた場合、車両安定化のための転舵制御（図２参照）と共に、荷重配分制御（図４、図５参照）が実施される。荷重配分制御により、高μ側の右後輪１０ＲＲの接地荷重が増加し、摩擦円ＣＲＲが大きくなる。このことは、高μ側の右後輪１０ＲＲの横力余裕が拡大することを意味する。従って、減速度が高くなっても、右後輪１０ＲＲにおいて十分な横力を発生させることが可能となる。つまり、減速度が高くなっても、車両安定化ための転舵制御を効果的に実施することが可能となる。言い換えれば、車両安定性と制動能力の両方を十分に確保することが可能となる。

１ 車両
１０ＦＬ 左前輪
１０ＦＲ 右前輪
１０ＲＬ 左後輪
１０ＲＲ 右後輪
２０ 制動装置
２１ ブレーキペダル
２２ マスターシリンダ
２３ＦＬ、２３ＦＲ、２３ＲＬ、２３ＲＲ ホイールシリンダ
２５ ブレーキアクチュエータ
３０ 前輪転舵装置
３１ ハンドル（ステアリングホイール）
３２ ステアリングシャフト
３３ ピニオンギア
３４ ラックバー
３５ 前輪転舵アクチュエータ
４０ 後輪転舵装置
４５ 後輪転舵アクチュエータ
５０ フロントアクティブスタビライザ
５１，５２ スタビライザバー
５５ スタビライザアクチュエータ
６０ リアアクティブスタビライザ
６１，６２ スタビライザバー
６５ スタビライザアクチュエータ
７０ センサ群
７１ 操舵角センサ
７２ＦＬ、７２ＦＲ、７２ＲＬ、７２ＲＲ 車輪速センサ
７３ 車速センサ
７４ ヨーレートセンサ
７５ 横加速度センサ
１００ 制御装置（ＥＣＵ）
１１０ 制動制御部
１２０ 条件判定部
１３０ 転舵制御部
１４０ 荷重配分制御部

Claims (3)

1. 車両の前輪の方に取り付けられたフロントアクティブスタビライザと、
   前記車両の後輪の方に取り付けられたリアアクティブスタビライザと、
   前記前輪及び前記後輪を転舵する転舵装置と、
   制動時に前記車両の左側と右側との間の制動力の差が閾値を超える場合、前記転舵装置を作動させる転舵制御と共に荷重配分制御を行う制御装置と
   を備え、
   前記転舵制御において、前記制御装置は、前記制動力の前記差に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に前記前輪及び前記後輪を転舵し、
   前記左側と前記右側のうち前記制動力がより大きい方は第１側であり、前記左側と前記右側のうち他方は第２側であり、
   前記荷重配分制御において、前記制御装置は、前記第１側を持ち上げる方向に前記リアアクティブスタビライザを作動させ、且つ、前記第２側を持ち上げる方向に前記フロントアクティブスタビライザを作動させる
   車両安定制御装置。
2. 請求項１に記載の車両安定制御装置であって、
   前記制御装置は、前記リアアクティブスタビライザの作動に起因するロールモーメントと前記フロントアクティブスタビライザの作動に起因するロールモーメントとがバランスするように、前記荷重配分制御を行う
   車両安定制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両安定制御装置であって、
   前記制御装置は、対象車輪のロックを防ぐアンチロックブレーキ制御を行い、
   前記アンチロックブレーキ制御は、
   前記対象車輪に対するブレーキ液圧を減少させる減圧制御と、
   前記減圧制御の後に、前記ブレーキ液圧を増加させる増圧制御と
   を含み、
   前記荷重配分制御が実施されており、且つ、前記対象車輪が前記第１側の前記後輪あるいは前記第２側の前記前輪であるという条件が成立する場合、前記制御装置は、前記条件が成立しない場合と比較して前記ブレーキ液圧がより早く増加するように前記増圧制御を行う
   車両安定制御装置。

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