(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の横滑り状態の指標となる状態量を演算する状態量演算手段と、
前記状態量演算手段にて演算された前記状態量に基づいて、車両が横滑り状態となって車両状態が不安定領域にあることを判定する横滑り状態判定手段と、
前記状態量演算手段にて演算された前記状態量に基づいて、車両が横滑り状態ではなくて車両状態が安定領域にあることを判定する安定状態判定手段と、
前記状態量演算手段にて演算された前記状態量に基づいて、車両が横滑りすると想定される横滑り前状態であって、前記不安定領域と前記安定領域の間に位置する横滑り過渡領域にあることを判定する過渡領域判定手段と、
前記横滑り判定手段にて前記車両状態が前記不安定領域にあると判定されたときに旋回外側前輪と旋回外側後輪に制動力を付与する横滑り防止制御を行う横滑り防止制御手段と、
前記過渡領域判定手段にて前記車両が前記横滑り過渡領域にあると判定されたときに旋回外側後輪のみに対して制動力を付与する横滑り前制御を行う横滑り前制御手段と、を備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
前記状態量演算手段では、前記状態量として車両のスリップ角およびスリップ角速度を演算し、
前記横滑り状態判定手段、前記安定状態判定手段および前記過渡領域判定手段は、前記スリップ角および前記スリップ角速度に基づいて、車両状態が前記不安定領域と前記安定領域および前記横滑り過渡領域のいずれにあるかを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のスピン傾向を抑制する車両挙動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、車両のスピン傾向を誘発する特定操作が行われたことを検知し、その特定操作に起因する車両挙動変化を検知して車両安定化制御を行うことで、車両安定性の維持を図る車両の運動制御装置が開示されている。例えば、運転者による特定操作として過大操舵操作や荷重移動操作が行われたことを検知すると共に、それに起因する車両挙動変化としてステアリング角の挙動と実ヨーレートの挙動が乖離していることを検知し、これらが検知され、かつ、スピン傾向時の制御開始条件を満たすと、車両安定化制御を行っている。
【０００３】
また、特許文献２において、車両の横滑り角βと横滑り角速度Δβとの特性によって表される安定領域と不安定領域とに基づき、スピン傾向が検出されると、車両状態が不安定領域から安定領域に移動するように車両挙動の制御を行う車両挙動制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６９３４６号公報
【特許文献２】特開平７−２１５１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、特定操作や車両挙動が検知されてから初めて車両安定化制御を行うことになるため、制御開始までに時間が掛かるという問題がある。また、特許文献２の技術も同様であり、車両状態が不安定領域に至ってから安定領域に移動させるような制御では、結局不安定状態に至ってから制御を行うことになるため、制御開始までに時間が掛かるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、より早くから車両状態が不安定領域に至る可能性があることを見出し、制御開始することで、より安定性を高くできる車両挙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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、横滑り状態判定手段、安定状態判定手段および過渡領域判定手段にて、車両の横滑り状態の指標となる状態量に基づいて、車両状態が不安定領域と安定領域および横滑り過渡領域のいずれにあるかを判定し、横滑り判定手段にて車両状態が不安定領域にあると判定されたときに旋回外側前輪と旋回外側後輪に制動力を付与する横滑り防止制御を行うと共に、過渡領域判定手段にて車両状態が横滑り過渡領域にあると判定されたときに、横滑り前制御手段により旋回外側後輪のみに対して制動力を付与する横滑り前制御を行うことを特徴としている。
【０００８】
このように、車両状態が横滑り過渡領域にあることを判定することによって、車両が横滑りに至った不安定領域となるより前の状態である横滑り前状態を検出し、横滑り前状態が検出されたときに旋回外側後輪のみに対して制動力を発生させるようにしている。この旋回外側後輪に発生させた制動力によって、旋回外輪に対して掛かる荷重が増加させられ、車両の横力が増加させられる。このため、車両の横滑りを発生させ難くすることが可能となり、いわゆるスロースピンのような緩やかな車両挙動低下を事前に抑制することができる。よって、より早くから車両状態が不安定領域に至る可能性があることを見出し、制御開始することで、より車両の安定性を高くすることが可能となる。
また、横滑り前制御時に、旋回外側後輪のみを制御対象輪として制動力を付与している。旋回外側前輪に対して制動力を発生させても車両をアンダーステア傾向とするモーメントを発生させられるが、機械的にステアリングに繋がっている旋回外側前輪に対して制動力を掛けると、その制動力によってステアリングが意図しない動きをすることがある。このため、ドライバに対して違和感を与えたり、修正操舵が必要になって不要作動感を与えることになる。したがって、旋回外側後輪に対して制動力を発生させることで、ドライバへの違和感や不要作動感を抑制することが可能となる。
【０００９】
例えば、請求項２に記載したように、状態量演算手段では、状態量として車両のスリップ角およびスリップ角速度を演算し、横滑り状態判定手段、安定状態判定手段および過渡領域判定手段にて、スリップ角およびスリップ角速度に基づいて、車両状態が不安定領域と安定領域および横滑り過渡領域のいずれにあるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両挙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図である。
【図２】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３】ブレーキＥＣＵ７０が実行するスピン抑制制御や横滑り防止制御を含む車両挙動制御の詳細を示したフローチャートである。
【図４】車両旋回時のスリップ角βとスリップ角速度Δβの変化の様子と、β−Δβ平面上での不安定領域と安定領域および横滑り前状態の関係を示したマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（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挙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、このブレーキ制御システム１によって、スピン抑制制御や横滑り防止制御を含む車両挙動制御を行う場合について説明する。
【００１６】
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、Ｍ／Ｃ１３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Ｗ／Ｃ１４、１５、３４、３５に伝えられる。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、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（車両挙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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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は図示しないモータリレーに対する通電が制御されることで駆動される。
【００２８】
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、車両挙動制御時において、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。なお、ここでは第１配管系統５０ａについて説明したが、第２配管系統５０ｂも同様の構成であり、第１配管系統５０ａに備えられた各構成と同様の構成を第２配管系統５０ｂも備えている。具体的には、第１差圧制御弁１６と対応する第２差圧制御弁３６、第１、第２増圧制御弁１７、１８と対応する第３、第４増圧制御弁３７、３８、第１、第２減圧制御弁２１、２２と対応する第３、第４減圧制御弁４１、４２、ポンプ１９と対応するポンプ３９、リザーバ２０と対応するリザーバ４０、管路Ａ〜Ｄと対応する管路Ｅ〜Ｈがある。
【００２９】
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の挙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。
【００３０】
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Ｇ（横加速度）センサ７７からの検出信号を受け取り、各種物理量の演算や横滑り防止制御等の車両挙動制御を実行する。
【００３１】
続いて、上記のように構成されるブレーキ制御システム１に備えられたブレーキＥＣＵ７０が実行する車両挙動制御の詳細について説明する。なお、ブレーキＥＣＵ７０で実行可能な車両挙動制御としては、トラクション制御等もあるが、ここでは本発明の特徴とするスピン抑制制御や横滑り防止制御を含む車両挙動制御についてのみ説明する。
【００３２】
図３は、ブレーキＥＣＵ７０が実行するスピン抑制制御や横滑り防止制御を含む車両挙動制御の詳細を示したフローチャートである。この図に示される車両挙動制御は、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンされたときに所定の制御周期毎に実行される。
【００３３】
まず、ステップ１００では、各センサ７１〜７６の検出信号を入力し、各種物理量、すなわち各車輪ＦＬ〜ＲＲの車輪速度、舵角、ヨーレート、横Ｇを求める。続いて、ステップ１１０では、ステップ１００で求めた各種物理量に基づいて各種車両状態量を演算する。ここでは、車両状態量として、車体速度Ｖや車両の横滑り状態（スピン挙動）を表す指標となる状態量を演算している。車両の横滑り状態（スピン挙動）の指標となる状態量としては様々なものが考えられるが、本実施形態では、車体のスリップ角βとその微分値に相当するスリップ角速度Δβを演算する。
【００３４】
車体速度Ｖは、四輪の車輪速度に基づいて周知の手法によって求められる推定車体速度であり、例えば四輪のうち最も高い車輪速度もしくは四輪のうち車輪速度が高い三輪の車輪速度の平均値などとされる。また、車体のスリップ角βおよびスリップ角速度Δβについては、以下のようにして演算している。
【００３５】
具体的には、定常円旋回のヨーレートＹｒは、車体速度をＶ、旋回半径をＲとし、スリップ角β≒０として簡略化した場合、次式で表される。
【００３６】
Ｙｒ＝Ｖ／Ｒ                          …（数式１）
さらに、スリップ角速度Δβは、下記の数式２で求められることから、スリップ角βは、スリップ角速度Δβの積分値として数式３のようにして求められる。ただし、数式２におけるＧｙは横Ｇを示している。
【００３７】
Δβ＝Ｇｙ／Ｖ−Ｙｒ                  …（数式２）
β＝∫Δβｄｔ                        …（数式３）
したがって、上述したように、各センサ７１〜７７の検出信号に基づいてＶ、ＹｒやＧｙが既に演算されているため、数式２に基づいてスリップ角速度Δβが求められると、これを数式３に代入することでスリップ角βが求められる。
【００３８】
この後、ステップ１２０に進み、車両が横滑りすると想定される車両横滑り前状態であるか否かを判定する。車両横滑り前状態とは、横滑りしておらず車両状態が安定状態である領域を安定領域Ｒ１、車両の確実に横滑り状態に至っていると想定される領域を不安定領域Ｒ２として、車両状態がこれら安定領域Ｒ１から不安定領域Ｒ２に至るまでの間に位置する横滑り過渡領域Ｒ３に存在している状態のことを意味する。すなわち、横滑り前状態とは、確実に横滑りが始まっていると想定される前の状態のことであり、横滑りが始まる直前、もしくは、発生している横滑りが小さくて確実に横滑りが始まっていると想定できるほど大きな横滑りに至っていない状態のことである。
【００３９】
図４は、車両旋回時のスリップ角βとスリップ角速度Δβの変化の様子と、β−Δβ平面上での安定領域Ｒ１と不安定領域Ｒ２および横滑り過渡領域Ｒ３の関係を示したマップである。この図に示されるように、ｘ座標を横滑り角βとし、ｙ座標をスリップ角速度Δβとしたときに、不安定領域Ｒ２と横滑り過渡領域Ｒ３との境界線Ｌ１、Ｌ１’がスリップ角速度Δβがスリップ角βの関数式として表される。また、横滑り過渡領域Ｒ３と安定領域Ｒ１との境界線Ｌ２、Ｌ２’もスリップ角速度Δβがスリップ角βの関数式として表される。このため、ステップ１１０で演算したスリップ角βとスリップ角速度Δβの関係がこれら関数式で示される境界線Ｌ１、Ｌ１’と境界線Ｌ２、Ｌ２’の間であるか否かにより、車両状態が横滑り過渡領域Ｒ３に位置しているか否か、つまり車両横滑り前状態であるか否かを判定することができる。
【００４０】
このようにして、車両横滑り前状態であると判定されると、ステップ１３０に進み、スピン抑制制御として横滑り前制御を実行する。具体的には、横滑り前制御として、旋回外側後輪に対して制動力を発生させる。制御対象輪である旋回外側後輪の特定は、ヨーレートから旋回方向を求め、その反対側の後輪を選択することにより行われる。旋回方向については、車両が旋回している方向に応じてヨーレートの符合が正負逆となるため、この符合から求めることができる。
【００４１】
そして、例えば右後輪ＲＲが制御対象輪であれば、ブレーキＥＣＵ７０から右後輪ＲＲに対して所望の制動力を発生させるために、Ｗ／Ｃ１５に対してＷ／Ｃ圧を発生させることを指示する制御信号が出力される。これにより、モータ６０が駆動されることでポンプ１９が作動し、Ｍ／Ｃ１３からブレーキ液が吸入吐出される。また、同時に第１差圧制御弁１６が差圧状態とされることで、Ｗ／Ｃ１５に対してＷ／Ｃ圧を発生させることができる。この旋回外側後輪に発生させた制動力によって、旋回外輪に対して掛かる荷重が増加させられ、摩擦円が拡大されて車両の横力が増加させられる。このため、車両の横滑りを発生させ難くすることが可能となり、いわゆるスロースピンのような緩やかな車両挙動低下を事前に抑制することができる。
【００４２】
また、旋回外側前輪に対して制動力を発生させても車両をアンダーステア傾向とするモーメントを発生させられるが、機械的にステアリングに繋がっている旋回外側前輪に対して制動力を掛けると、その制動力によってステアリングがドライバの意図しない動きをすることがある。このため、ドライバに対して違和感を与えたり、修正操舵が必要になって不要作動感を与えることになる。したがって、本実施形態のように、旋回外側後輪に対して制動力を発生させることで、ドライバへの違和感や不要作動感を抑制することを可能にできる。
【００４３】
なお、旋回外側後輪に対して制動力を発生させる場合、スリップ率が所定値に至るまでは車両をアンダーステア傾向とするモーメントを発生させるが、スリップ率が所定値を超えると車両をオーバステア傾向とするモーメントを発生させる。このため、スリップ率が所定値を超えないように、Ｗ／Ｃ圧を制御することで、よりスピン傾向を抑制することが可能となる。
【００４４】
一方、ステップ１２０で否定判定されたときには、ステップ１３０に進み、車両横滑り状態であるか否かを判定する。この判定は、ステップ１１０で演算したスリップ角βとスリップ角速度Δβの関係が不安定領域Ｒ２に位置しているか否かに基づいて行われる。つまり、スリップ角βとスリップ角速度Δβの関係が不安定領域Ｒ２に位置していれば車両が横滑り状態であり、位置していなければ安定領域Ｒ１に位置していることになるため、車両横滑り状態ではない。
【００４５】
このため、ステップ１３０で肯定判定されればステップ１４０に進み、否定判定されればそのまま処理を終了する。そして、ステップ１４０において、通常の横滑り防止制御を実行する。このとき実行する横滑り防止制御は、一般的に知られている手法による制御で構わないが、例えば舵角と車体速度から求められる目標ヨーレートとヨーレートセンサ７６の検出信号から求められる実際のヨーレート（実ヨーレート）との差の大きさに応じて、例えば旋回外側前輪や外側後輪に対して制動力を発生させる。これにより、横滑りが発生していて車両が不安定状態にある場合に、横滑りを抑制し、車両を安定状態に移行させることが可能となる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、車両が横滑りに至った不安定領域Ｒ２となるより前の状態である横滑り前状態を検出し、横滑り前状態が検出されたときに旋回外側後輪に対して制動力を発生させるようにしている。この旋回外側後輪に発生させた制動力によって、旋回外輪に対して掛かる荷重が増加させられ、車両の横力が増加させられる。このため、車両の横滑りを発生させ難くすることが可能となり、いわゆるスロースピンのような緩やかな車両挙動低下を事前に抑制することができる。よって、より早くから車両状態が不安定領域に至る可能性があることを見出し、制御開始することで、より車両の安定性を高くすることが可能となる。
【００４７】
また、横滑り前制御時に旋回外側後輪のみを制御対象輪としているため、旋回外側前輪に対して制動力を発生させる場合のように、制動力によってステアリングが意図しない動きをすることが未然に防止される。このため、ドライバへの違和感や不要作動感を抑制することが可能となる
（他の実施形態）
上記実施形態では、車両の横滑り状態（スピン挙動）を表す指標となる状態量として、車体のスリップ角βとスリップ角速度Δβを用い、これらに基づいて車両横滑り前状態や車両横滑り状態の判定を行っている。しかしながら、これらは単なる一例であり、車両の横滑り状態（スピン挙動）を表す指標となる状態量として、他の状態量、例えば目標ヨーレートと実ヨーレートとの差であるヨーレート偏差を用いることができる。
【００４８】
そのような状態量としてヨーレート偏差を用いる場合、ヨーレート偏差の絶対値が第１閾値、つまり車両状態が不安定領域Ｒ２にあることを示す閾値を超えていれば車両横滑り状態であると判定して、横滑り防止制御を実行することができる。また、ヨーレート偏差の絶対値が第１閾値よりも小さな第２閾値、つまり車両状態が安定領域Ｒ１にあることを示す閾値以下であれば車両横滑り状態ではないと判定し、横滑り防止制御を実行しないようにできる。さらに、ヨーレート偏差の絶対値が第１閾値より小さく、かつ、第２閾値よりも大きい場合には、車両状態が横滑りかと領域Ｒ３にあるとして、横滑り前制御制御を実行することもできる。
【００４９】
また、上記実施形態では、横滑り前制御として、旋回外側後輪に対してのみ制動力を発生させる場合について説明したが、旋回外側前輪と旋回外側後輪の何れか一方もしくは双方に対して制動力を発生させれば、少なくとも旋回外輪に対して掛かる荷重が増加させられる。このため、車両の横滑りを発生させ難くすることが可能となり、いわゆるスロースピンのような緩やかな車両挙動低下を事前に抑制することができる。
【００５０】
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。例えば、ステップ１１０の処理を実行する部分が状態量演算手段、ステップ１２０の処理を実行する部分が過渡領域判定手段、ステップ１３０の処理を実行する部分が横滑り前制御手段、ステップ１４０の処理を実行する部分が不安定領域判定手段および安定領域判定手段、ステップ１５０の処理を実行する部分が横滑り防止制御手段に相当する。
【符号の説明】
【００５１】
１…ブレーキ制御システム、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Ｇセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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