(57)【要約】【課題】セルフステア状態が発生しても、実ヨーレートを適正に制御できる車両運動制御装置を提供する。【解決手段】予め取り決められた規範ヨーレートを目標値として車両に発生する実ヨーレートを制御するダイレクトヨーコントロールデバイスを有し、ステアリング装置にセルフステアが発生すると、規範ヨーレートに替えて、実ヨーレートを抑制するように目標値を設定する。セルフステア状態を原因として発生する実ヨーレートを、一律に抑制して低減させるので、運転者に違和感を与えることのない適正な制御を実ヨーレートに行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め取り決められた規範ヨーレートを目標値として車両に発生する実ヨーレートを制御するダイレクトヨーコントロールデバイスを有し、
ステアリング装置にセルフステアが発生すると、前記規範ヨーレートに替えて、前記実ヨーレートを抑制するように前記目標値を設定することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記ダイレクトヨーコントロールデバイスは、
左右の駆動輪に配分する駆動力の比を制御可能な左右駆動力配分装置と、
後輪のトー角を制御可能な後輪トー角制御装置の少なくともどちらか一方を有することを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に発生する実ヨーレートを制御するダイレクトヨーコントロールデバイスを有する車両運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイレクトヨーコントロールデバイスとして、左右の駆動輪に配分する駆動力の比を制御可能な左右駆動力配分装置と、後輪のトー角を制御可能な後輪トー角制御装置を備えた車両運動制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３９１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両には、ステアリング装置が設けられ、運転者は所望の方向に操舵輪を転舵させることができるが、キックバック等により、運転者の意思に反して舵角が変化するセルフステア状態が生じる場合がある。舵角の変化は車両に実ヨー（レート）を発生させるので、ダイレクトヨーコントロールデバイスでは、舵角の変化に基づいて実ヨーレートを制御しているが、セルフステア状態での舵角の変化は、ダイレクトヨーコントロールデバイスにとって想定外の挙動を示す場合が有り、このような場合、実ヨーレートを適正に制御できない場合、つまり、運転者に違和感を与える場合が生じうると考えられた。フェールセーフの考え方に従えば、セルフステア状態の発生を許容し、セルフステア状態が発生しても、実ヨーレートが適正に制御できることが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は、セルフステア状態が発生しても、実ヨーレートを適正に制御できる車両運動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、予め取り決められた規範ヨーレートを目標値として車両に発生する実ヨーレートを制御するダイレクトヨーコントロールデバイスを有し、ステアリング装置にセルフステアが発生すると、前記規範ヨーレートに替えて、前記実ヨーレートを抑制するように前記目標値を設定する車両運動制御装置であることを特徴としている。セルフステア状態を原因として発生する実ヨーレートを、一律に抑制して低減させるので、運転者に違和感を与えることのない適正な制御を実ヨーレートに行うことができる。
【０００７】
また、本発明では、前記ダイレクトヨーコントロールデバイスは、左右の駆動輪に配分する駆動力の比を制御可能な左右駆動力配分装置と、後輪のトー角を制御可能な後輪トー角制御装置の少なくともどちらか一方を有していることが好ましく、ダイレクトヨーコントロールデバイスを車両に容易に搭載することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セルフステア状態が発生しても、実ヨーレートを適正に制御できる車両運動制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両運動制御装置を備えた車両の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両運動制御装置が有する制御部の構成図である。
【図３】ＤＹＣデバイスの（車両運動）制御方法のフローチャートである。
【図４】セルフステア状態の発生中における車両の状態を表すグラフであり、（ａ）は舵角の時間変化を示し、（ｂ）はフェール信号およびＥＰＳ  ＯＦＦ信号の時間変化を示し、（ｃ）はＲＴＣヨーレートの時間変化を示し、（ｄ）は車両ヨーレートの時間変化を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１１】
図１に、本発明の実施形態に係る車両運動制御装置１を備えた車両２の構成図を示す。車両２の前方部には、左右一対の前輪３が配置され、後方部には、左右一対の後輪４が配置されている。左右一対の前輪３と左右一対の後輪４は、転舵輪になっている。
【００１２】
左右一対の前輪３は、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）８によって転舵可能になっている。ＥＰＳ８は、運転者がハンドル１９を操舵することによって生じる操舵トルクを前輪３に伝達させ前輪３を転舵させるとともに、運転者がハンドル１９を操舵することによって生じる操舵トルクに応じて前輪３の転舵を補助する補助トルクを発生させる。なお、路面状況によっては、たとえば、路上に段差等があると、キックバック等が生じ、前輪３が、運転者の意思に反して、転舵する場合がある。ＥＰＳ８は、このような運転者の意思に反した転舵に対しては、補助トルクを発生させないようにするとともに、ＥＰＳ  ＯＦＦ信号として「１」値を発生させ、制御部５へ送信している。
【００１３】
また、左右一対の前輪３は、ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７から伝達される駆動力で回転し、車両２を走行させることができる。ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７は、左側の前輪３に伝達させる駆動力と、右側の前輪３に伝達させる駆動力との配分比を変更することができ、左右の前輪３の駆動力に差を持たせることにより、車両２に実ヨー（レート）を発生させることができる。また、左側の前輪３の駆動力を右側の前輪３の駆動力より大きくするか、小さくするかで、発生させる実ヨーレートの車両２に対する方向を自在に変えることができる。これより、車両２に既に実ヨーレートが発生していれば、ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７によって逆方向の実ヨーレートを発生させることによって、既に発生していた実ヨーレートを実質的に抑制し低減することができる。
【００１４】
ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７は、配分比等のデバイス作動状況を、ＤＹＣデバイス制御部６へ送信する。ＤＹＣデバイス制御部６は、ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７から受信したデバイス作動状況と、制御部５から受信したデバイス制御量とに基づいて、ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７の配分比等を制御している。
【００１５】
左右一対の後輪４は、ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０によって転舵（トー角制御）可能になっている。左右の後輪４を右方向に転舵させたり、左方向に転舵させたりすることにより、車両２に実ヨー（レート）を発生させることができる。そして、右方向に転舵させるか、左方向に転舵させるかで、発生させる実ヨーレートの車両２に対する方向を自在に変えることができる。これより、車両２に既に実ヨーレートが発生していれば、ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０によって逆方向の実ヨーレートを発生させることによって、既に発生していた実ヨーレートを実質的に抑制し低減することができる。また、左右一対の後輪４をトーインに転舵させても、車両２の直進性が増し、実質的に既に発生していた実ヨーレートを抑制し低減することができる。
【００１６】
ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０は、左右一対の後輪４の転舵角等のデバイス作動状況を、ＤＹＣデバイス制御部９へ送信する。ＤＹＣデバイス制御部９は、ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０から受信したデバイス作動状況と、制御部５から受信したデバイス制御量とに基づいて、ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０の左右一対の後輪４の転舵角等を制御している。
【００１７】
車両運動制御装置１は、前記制御部５と、前記ＤＹＣデバイス制御部６と、前記ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）７と、前記ＥＰＳ８と、前記ＤＹＣデバイス制御部９と、前記ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０とを有している。制御部５の詳細は後記するが、制御部５には、
車速センサ１１で計測された車速（信号）と、ヨーレートセンサ１２で計測された実ヨーレート（信号）と、横Ｇセンサ１３で計測された横Ｇ（信号）と、舵角センサ１４で計測された舵角（信号）と、ハンドルトルクセンサ１５で計測された操舵（ハンドル）トルク（信号）と、ＩＧ（イグニションスイッチ）１６から出力されるオン信号とオフ信号とが送信されている。また、カメラ１７Ｒは、車両２の右側前方に配置され、車両２の前方から右側側方にかけての外界を撮影し、生成した画像データを制御部５へ送信している。同様に、カメラ１７Ｌは、車両２の左側前方に配置され、車両２の前方から左側側方にかけての外界を撮影し、生成した画像データを制御部５へ送信している。
【００１８】
図２に、車両運動制御装置１が有する制御部５の構成図を示す。積算部２１では、横Ｇ（Ｇｙ）と車速（Ｖ）の逆数（１／Ｖ）を積算する。積算部２２では、実ヨーレート（γ）と、路面の摩擦係数μの変動やタイヤの摩擦係数μの飽和等の発生していない通常運転領域での実ヨーレートから横Ｇへの伝達関数モデルＧγを積算する。減算部２３で、積算部２１での積算値（Ｇｙ／Ｖ）から、積算部２２での積算値（Ｇγ・γ）を引いて、制御入力Ｕｅｒｒ（＝Ｇｙ／Ｖ−Ｇγ・γ）を算出する。なお、制御入力Ｕｅｒｒは、通常運転領域であれば、定常的にゼロに収束する（０＝Ｇｙ／Ｖ−Ｇγ・γ）ので、このことから、伝達関数モデルＧγを事前に決定しておくことができる。そして、路面の摩擦係数μの変動等が発生すると、制御入力Ｕｅｒｒはゼロに収束せず、車両２にはオーバーステア又はアンダーステア（ＵＳ／ＯＳ）が発生することになる。制御入力Ｕｅｒｒは車体すべり角（β）の角速度（ｄβ／ｄｔ）を表し、その正負によりオーバーステアとアンダーステア（ＵＳ／ＯＳ）の区別と、その大きさによりオーバーステアとアンダーステア（ＵＳ／ＯＳ）の大きさを推定できる。オーバーステアとアンダーステア（ＵＳ／ＯＳ）は、ＤＹＣデバイス７、１０で、実ヨー（レート）を発生させることにより抑制することができる。このため、オーバーステアとアンダーステア（ＵＳ／ＯＳ）を表す制御入力Ｕｅｒｒを、積算部２４でゲインｇｓを掛け合わせた上で、和算部２６を経由させた前記デバイス制御量として、ＤＹＣデバイス制御部６、９へ送信している。
【００１９】
規範車両モデル化部２７は、二輪モデルなどを用いて、計測された車速と舵角に基づいて、規範ヨーレートを算出している。切換スイッチ２８は、「０」値の場合に、規範ヨーレート側に接続され、この規範ヨーレートを目標ヨーレート（目標値）として出力する。減算部３２は、目標ヨーレート（目標値）から、計測された実ヨーレートを引いて、ヨーレート偏差Δγを算出する。ヨーレート偏差Δγがゼロになれば、目標ヨーレート（目標値）である規範ヨーレートに、実ヨーレートが一致し、車両２においては快適な走行が可能になる。そして、ＤＹＣデバイス７、１０によれば、実ヨー（レート）を増減させて、ヨーレート偏差Δγをゼロにすることができる。このため、ゼロに制御すべきヨーレート偏差Δγを、積算部２５でゲインｇΔを掛け合わせた上で、和算部２６を経由させた前記デバイス制御量として、ＤＹＣデバイス制御部６、９へ送信している。
【００２０】
ヨーレート抑制部２９は、計測された実ヨーレートに基づいて、その実ヨーレートより絶対値が小さいヨーレートをゼロ収束ヨーレートとして設定する。切換スイッチ２８は、「１」値の場合に、ゼロ収束ヨーレート側に接続され、このゼロ収束ヨーレートを目標ヨーレート（目標値）として出力する。減算部３２は、目標ヨーレート（目標値）から、計測された実ヨーレートを引いて、ヨーレート偏差Δγを算出する。ヨーレート偏差Δγがゼロになれば、目標ヨーレート（目標値）であるゼロ収束ヨーレートに、実ヨーレートが一致し、実ヨーレートはゼロに近づくことになる。そして、ＤＹＣデバイス７、１０によれば、ゼロに近づけた実ヨーレートを実現することができる。ヨーレート抑制部２９は、再度、この実ヨーレートより絶対値が小さいヨーレートをゼロ収束ヨーレートとして設定する。そして、よりゼロに近づけた実ヨーレートを実現することができる。そして、最終的には、実ヨーレートをゼロに収束させ抑制させることができる。
【００２１】
セルフステア判定部３０は、計測された舵角とハンドルトルクとに基づいて、ステアリング装置であるＥＰＳ８にセルフステア状態が発生したか否か判定する。運転者はハンドル１９を握り、操舵しようとする意思の方向にハンドルトルクを作用させている。セルフステア状態でない場合には、ハンドルトルクを作用させている方向と同じ方向に舵角も切れ、舵角速度の方向は一致する。しかし、セルフステアの状態の場合には、意思に反してハンドルトルクを作用させている方向とは反対の方向に舵角が切れ、舵角速度の方向も反対方向になる。セルフステア判定部３０では、舵角速度等の方向の相違に基づいて、ＥＰＳ８にセルフステア状態が発生したか否か判定する。そして、セルフステア判定部３０で、セルフステア状態が発生したと判定した場合には、フェール信号として「１」値を発生させ、ＯＲ演算部３１に送信する。ＯＲ演算部３１では、フェール信号とＥＰＳ  ＯＦＦ信号のＯＲ演算を行う。ＯＲ演算部３１は、フェール信号とＥＰＳ  ＯＦＦ信号の少なくともどちらか一方が「１」値である場合に、「１」値（セルフステア状態に相当）を出力し、フェール信号とＥＰＳ  ＯＦＦ信号のどちらも「０」値である場合に、「０」値（セルフステア状態に相当しない）を出力する。切換スイッチ２８は、「０」値（セルフステア状態に相当しない）が入力されると、規範ヨーレート側に接続し、「１」値（セルフステア状態に相当）が入力されると、ゼロ収束ヨーレート側に接続する。
【００２２】
デバイス制御量変更部１８は、和算部２６から出力されるデバイス制御量を、変更する。デバイス制御量変更部１８は、カメラ選択部１８ａと、障害物検知判定部１８ｂとを有している。カメラ選択部１８ａは、舵角や実ヨーレートに基づいて、車両２が右方向と左方向のどちら側に進行しようとしているかを判定し、判定された側のカメラ１７Ｌ、１７Ｒに選択信号を送信して、カメラ１７Ｌ、１７Ｒのどちらか一方を選択する。障害物検知判定部１８ｂは、選択されたカメラ１７Ｌ、１７Ｒから、右側障害物信号又は左側障害物信号として、外界を撮影した画像データを受信し、画像認識等の手法により、並走する車両等のような障害物が検知されているか否か判定する。障害物が検知されているとの判定の場合は、障害物に車両２が接近しないように、後輪をトーインにするべく、デバイス制御量を一律に変更する。
【００２３】
図３に、ＤＹＣデバイス７、１０の（車両運動）制御方法のフローチャートを示す。（車両運動）制御方法は、ＩＧ（イグニションスイッチ）１６のオンに伴ってスタートする。
【００２４】
ステップＳ１で、制御部５は、ＩＧ１６がオフになったか否か判定する。ＩＧ１６がオフになっているとの判定の場合（ステップＳ１、Ｙｅｓ）は、（車両運動）制御方法をストップし、ＩＧ１６がオフになっていないとの判定の場合（ステップＳ１、Ｎｏ）は、ステップＳ２へ進む。
【００２５】
ステップＳ２で、セルフステア判定部３０は、セルフステア状態が発生したか否か判定する。セルフステア状態が発生していると判定された場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）は、ステップＳ４へ進み、セルフステア状態が発生していないと判定された場合（ステップＳ２、Ｎｏ）は、ステップＳ３へ進む。図４（ａ）に示すように、ＥＰＳ８にセルフステア状態が発生した場合、計測される舵角は、運転手の意思にはよらず、増加することになる。
【００２６】
ステップＳ３で、規範車両モデル化部２７で算出された規範ヨーレートを、目標ヨーレート（目標値）として用い、ヨーレート偏差Δγを算出し、ステップＳ７へ進む。
【００２７】
ステップＳ４で、セルフステア判定部３０は、セルフステア状態が発生しているとの判定を受けて、図４（ｂ）に示すように、フェール信号をオンし、「１」値にする。セルフステア状態は、ＥＰＳ  ＯＦＦ信号がオンし、「１」値になることによっても検出することができ、フェール信号の代用にすることができる。
【００２８】
ステップＳ５で、切換スイッチ２８は、フェール信号とＥＰＳ  ＯＦＦ信号の少なくともどちらか一方がオンし、「１」値になっている場合は、接続を、規範ヨーレート側から、ゼロ収束ヨーレート側へ切り換える。
【００２９】
ステップＳ６で、ヨーレート抑制部２９で設定されたゼロ収束ヨーレートを、目標ヨーレート（目標値）として用い、ヨーレート偏差Δγを算出する。
【００３０】
ステップＳ７で、制御部５は、デバイス制御量を算出する。このために、ステップＳ７ａで、積算部２５は、ヨーレート偏差Δγに基づいた第１項（Δγ・ｇΔ）を、ヨーレート偏差補正分として算出する。ステップＳ７ｂで、積算部２４は、車体すべり角（β）の角速度（ｄβ／ｄｔ）を表す制御入力Ｕｅｒｒに基づいた第２項（Ｕｅｒｒ・ｇｓ）を、ＵＳ／ＯＳ制御補正分として算出する。ステップＳ７ｃで、和算部２６は、第１項（Δγ・ｇΔ）と第２項（Ｕｅｒｒ・ｇｓ）の和を、デバイス制御量として算出する。ステップＳ７では、セルフステア状態が、発生している発生していないにかかわらず、デバイス制御量を算出する。ただ、算出されたデバイス制御量は、セルフステア状態が、発生している場合と、発生していない場合とでは、使用するヨーレート偏差Δγが異なるので、異なってくる。また、算出後のデバイス制御量の扱いも、セルフステア状態が、発生している場合と、発生していない場合とでは、異なってくる。セルフステア状態が発生していない場合は、算出されたデバイス制御量に基づいて、ＤＹＣデバイス制御部６、９、さらには、ＤＹＣデバイス７、１０を制御しつつ、ステップＳ１へ戻り、繰り返しデバイス制御量を算出する。一方、セルフステア状態が発生している場合は、ステップＳ８へ進む。
【００３１】
ステップＳ８で、デバイス制御量変更部１８のカメラ選択部１８ａは、計測されている実ヨーレートの方向にあるカメラ１７Ｌ、１７Ｒに選択信号を送信して、カメラ１７Ｌ、１７Ｒのどちらか一方を選択する。
【００３２】
ステップＳ９で、デバイス制御量変更部１８の障害物検知判定部１８ｂは、選択されたカメラ１７Ｌ、１７Ｒから、外界を撮影した画像データを受信し、並走する車両等のような障害物が検知されているか否か判定する。障害物が検知されているとの判定の場合（ステップＳ９、Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１へ進み、障害物に車両２が接近しないように、後輪をトーインにするべく、デバイス制御量を一律に変更する。障害物が検知されていないとの判定の場合（ステップＳ９、Ｎｏ）は、ステップＳ１０へ進み、デバイス制御量を変更しないことで、例えば、そのデバイス制御量に基づいて、ＤＹＣデバイス制御部９とＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）１０が、後輪４の舵角を前輪３の舵角と同相に制御する。この制御に伴い、図４（ｃ）に示すように、舵角（図４（ａ）参照）の増加に伴って増加していた後輪トー角制御分のＲＴＣヨーレートが、減少に転じていることがわかる。そして、車両２全体の車両ヨーレートも、図４（ｄ）に示すように、舵角（図４（ａ）参照）の増加に伴って増加していたが、フェール信号の発生を受けて、減少に転じていることがわかる。なお、カメラ１７Ｌ、１７Ｒは、障害物を検知するために用いているので、障害物を検知できれば、カメラ１７Ｌ、１７Ｒに限られず、例えば、超音波センサ等を用いることができる。
【００３３】
ステップＳ１２で、制御部５は、計測された実ヨーレートが、ゼロに収束したか否か判定する。具体的には、実ヨーレートの絶対値が所定の閾値以下の領域に達したか否か判定する。実ヨーレートがゼロに収束しているとの判定の場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）は、ステップＳ１へ戻り、次のセルフステア状態の発生に備えることになる。実ヨーレートがゼロに収束していないとの判定の場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）は、ステップＳ６へ戻り、よりゼロに近いゼロ収束ヨーレートを用いて再度ヨーレート偏差Δγを算出することを繰り返す。このことで、図４（ｄ）に示すように、車両ヨーレート（実ヨーレート）をゼロに収束させ抑制させることができる。そして、ＲＴＣヨーレートは、図４（ｃ）に示すように、車両ヨーレート（実ヨーレート）がゼロに収束するまで、減少し続けることで、車両ヨーレート（実ヨーレート）をゼロに収束させることを可能にしている。
【符号の説明】
【００３４】
１      車両運動制御装置
２      車両
３      前輪（駆動輪）
４      後輪
５      制御部
６      ＤＹＣデバイス制御部
７      ＤＹＣデバイス（左右駆動力配分装置）
８      ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）
９      ＤＹＣデバイス制御部
１０    ＤＹＣデバイス（後輪トー角制御装置）
１１    車速センサ
１２    ヨーレートセンサ
１３    横Ｇセンサ
１４    舵角センサ
１５    ハンドルトルクセンサ
１６    ＩＧ（イグニションスイッチ）
１７Ｌ、１７Ｒ  カメラ
１８    デバイス制御量変更部
１８ａ  カメラ選択部
１８ｂ  障害物検知判定部
１９    ハンドル
２１、２２、２４、２５  積算部
２３    減算部
２６    和算部
２７    規範車両モデル化部（二輪モデルなど）
２８    切換スイッチ
２９    ヨーレート抑制部
３０    セルフステア判定部
３１    ＯＲ演算部
３２    減算部
【図１】
2010188916.tif 000003
【図２】
2010188916.tif 000004
【図３】
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【図４】
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