(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種センサから得られたデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両のアンダステアの判定を行い、アンダステア状態であると判定すると所定の制動力制御及び駆動力制御を行って車両のアンダステア制御を行う挙動制御装置において、
上記各種センサから得られるデータから車両の不安定状態を予測すると共に、上記偏差を算出して該算出した偏差と車両の状態を判定するためのしきい値とを比較し、車両のアンダステアを判定する車両状態演算部と、
該車両状態演算部による判定に従って所定の制動力制御を行う制動力制御部と、
上記車両状態演算部による判定に従って所定の駆動力制御を行う駆動力制御部とを備え、
上記車両状態演算部は、車両が不安定状態になると予測したときに、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサから得られるステアリング舵角の変化量が所定値を超えると、上記制動力制御部及び駆動力制御部によるアンダステア制御を開始させることを特徴とする車両の挙動制御装置。
【請求項２】
上記車両状態演算部は、各種センサから得られるデータより算出した車両の車体速度、及びステアリングの操舵角を検出する舵角センサより得られたステアリング舵角から算出したヨーレートである舵角ヨーレートと、ヨーレートセンサから得られるヨーレートとを比較し、該比較結果に応じて車両の不安定状態を予測することを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項３】
上記車両状態演算部は、舵角ヨーレートがヨーレートセンサから得られるヨーレートの２倍の値を超えると、車両が不安定状態になると予測することを特徴とする請求項２に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項４】
上記車両状態演算部は、舵角ヨーレートがヨーレートセンサから得られるヨーレートの１.２倍の値に所定値を加算した値を超えると、車両が不安定状態になると予測することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の車両の挙動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の挙動制御装置に関するものであり、特に、走行時における車両のドリフトアウトやスピン等の異常な車両挙動を抑制するための車両の挙動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドリフトアウトやスピンの発生を検出して該ドリフトアウトやスピンを抑制するように車両の挙動を制御する従来の制御装置は、該挙動制御を行う際の基準となる基準値を、車速、操舵角、路面の摩擦係数又は挙動制御の開始頻度に応じて可変していた。例えば、特開平６−１１５４１８号公報では、旋回状態量の実際値と目標値との差が基準値より大きくなると車両の駆動・制動力の配分を制御する配分制御において、上記基準値を車速に応じて可変するようにした駆動・制動力配分制御装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平７−２１５１９０号公報では、車速、操舵角及び操舵角速度等の車両の走行状態、走行路面の摩擦係数等の走行環境、車両状態の不安定領域内への侵入度合に応じて車両の挙動修正制御を変更することにより車両の挙動修正制御を的確に行うようにした車両の挙動制御装置が開示されている。更に、特開平８−８０８２３号公報では、車両の挙動制御の作動頻度に応じて挙動制御開始のしきい値を制御したり、スピン状態量の変化に応じて挙動制御量を制御する車両の挙動制御装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、車両の旋回時にドリフトアウトやスピンの発生を防止するために、車両の挙動制御開始のしきい値を、車速、操舵角、路面の摩擦係数又は挙動制御の作動頻度等で可変し、車両の状態量が該しきい値を超えたときに車両の挙動制御を実施することによって、車両を安定させて走行させることができるようにしている。しかし、上記しきい値においては、実際に車両が不安定になった後に比較されるため、車両が不安定になった後に車両の挙動制御が開始され、該車両の挙動制御が収束するまでは安定した車両走行ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、車両の不安定状態を予測して車両の挙動制御を実施することにより車両の挙動制御開始の遅れを改善することができる車両の挙動制御装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の挙動制御装置は、各種センサから得られたデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両のアンダステアの判定を行い、アンダステア状態であると判定すると所定の制動力制御及び駆動力制御を行って車両のアンダステア制御を行う挙動制御装置において、各種センサから得られるデータから車両の不安定状態を予測すると共に、上記偏差を算出して該算出した偏差と車両の状態を判定するためのしきい値とを比較し、車両のアンダステアを判定する車両状態演算部と、該車両状態演算部による判定に従って所定の制動力制御を行う制動力制御部と、車両状態演算部による判定に従って所定の駆動力制御を行う駆動力制御部とを備え、車両状態演算部は、車両が不安定状態になると予測したときに、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサから得られるステアリング舵角の変化量が所定値を超えると、制動力制御部及び駆動力制御部によるアンダステア制御を開始させるものである。
【０００７】
具体的には、車両状態演算部は、各種センサから得られるデータより算出した車両の車体速度、及びステアリングの操舵角を検出する舵角センサより得られたステアリング舵角から算出したヨーレートである舵角ヨーレートと、ヨーレートセンサから得られるヨーレートとを比較し、該比較結果に応じて車両の不安定状態を予測する。
【０００８】
具体的には、車両状態演算部は、舵角ヨーレートがヨーレートセンサから得られるヨーレートの２倍の値を超えるか、又は舵角ヨーレートがヨーレートセンサから得られるヨーレートの１.２倍の値に所定値を加算した値を超えると、車両が不安定状態になると予測する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【００１１】
図１において、車両の挙動制御装置１は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ２、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ３、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ４、マスタシリンダのブレーキ液圧を検出するＭＣ液圧センサ５、スロットル開度を検出するスロットルセンサ６及び車両の横方向の加減速度を検出する横Ｇセンサ７の各種センサと、該各センサからの入力信号より車両の状態を判定するための様々なデータを算出すると共に該算出したデータから、アンダステア状態を解消するように行われる制御であるアンダステア制御の実施判定を行う車両状態演算部８とを備えている。
【００１２】
更に、車両の挙動制御装置１は、車両状態演算部８からの様々なデータ及び各種判定から各車輪に対する制動力の制御量を算出する制動力演算部９と、車両状態演算部８からの各データ及び各種判定から駆動力の制御量を算出する駆動力演算部１０と、制動力演算部９で算出された制動力の制御量から各車輪のブレーキ制御を行うブレーキアクチュエータ１１と、駆動力演算部１０で算出された駆動力の制御量からスロットルの制御を行うスロットルアクチュエータ１２とを備えている。
【００１３】
車輪速センサ２、舵角センサ３、ヨーレートセンサ４、ＭＣ液圧センサ５、スロットルセンサ６及び横Ｇセンサ７は、それぞれ車両状態演算部８に接続され、該車両状態演算部８は制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ接続され、制動力演算部９はブレーキアクチュエータ１１に、駆動力演算部１０はスロットルアクチュエータ１２に接続されている。なお、制動力演算部９及びブレーキアクチュエータ１１は制動力制御部をなし、駆動力演算部１０及びスロットルアクチュエータ１２は駆動力制御部をなしている。
【００１４】
このような構成において、車両状態演算部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より車両の実際のヨーレートである実ヨーレートYAWrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度αを、横Ｇセンサ７からの入力信号より横方向減速度Ｇyをそれぞれ得る。車両状態演算部８は、これら各センサからのそれぞれの入力信号から得られた各値より、車両の状態を判定するための様々なデータの算出を行い、該算出した各データから車両が不安定状態になるか否かの予測を行うと共に車両の挙動制御であるアンダステア制御の実施判定を行う。
【００１５】
制動力演算部９は、車両状態演算部８で算出された各データ及びアンダステア制御実施判定から各車輪の制動力の制御量を算出してブレーキアクチュエータ１１の制御を行う。また、駆動力演算部１０は、車両状態演算部８で算出された各データ及びアンダステア制御実施判定から駆動力の制御量を算出してスロットルアクチュエータ１２の制御を行う。
【００１６】
次に、車両状態演算部８による車両のアンダステア制御の実施判定方法について説明する。
車両状態演算部８は、上記各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及びステアリング舵角δを用いて算出したヨーレートである舵角ヨーレートSTYAWを下記（１）式より算出する。
STYAW＝Ｖ×δ／{(１＋Ａ×Ｖ2)×Ｌ} ……………（１）
なお、上記（１）式において、Ａは車両に起因する定数であり、Ｌはホイールベースを示す定数である。
【００１７】
次に、車両状態演算部８は、各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及び横方向の減速度Ｇyを用いて算出したヨーレートである減速度ヨーレートGYAWを下記（２）式より算出する。
GYAW＝Ｇy／Ｖ ………………………………………（２）
【００１８】
更に、車両状態演算部８は、目標ヨーレートYAWtを下記（３）式より得る。
YAWt＝ｆmin(STYAW，GYAW) ……………………………（３）
なお、上記（３）式において、関数ｆmin(STYAW，GYAW)は、舵角ヨーレートSTYAWと減速度ヨーレートGYAWの内、絶対値の小さい方の値を選択することを示している。
このようにして、車両状態演算部８は、舵角ヨーレートSTYAWと減速度ヨーレートGYAWの内、絶対値の小さい方を目標ヨーレートYAWtとする。
【００１９】
次に、車両状態演算部８は、このようにして得られた目標ヨーレートYAWtとヨーレートセンサ４から得られた実ヨーレートYAWrとの比較を行い、偏差であるヨーレート偏差ΔYAWを算出する。ヨーレート偏差ΔYAWは下記（４）式より算出される。
ΔYAW＝YAWr−YAWt ……………………………………（４）
【００２０】
例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのときに正、右回りのときに負とすると、車両状態演算部８は、車両が左旋回を行っている場合、算出したヨーレート偏差ΔYAWが、負の値であるアンダステアしきい値Ｔｈus未満であるとアンダステア制御開始判定を行う。また、車両が右旋回を行っている場合、車両状態演算部８は、算出したヨーレート偏差ΔYAWが、正の値であるアンダステアしきい値Ｔｈusを超えるとアンダステア制御開始判定を行う。制動力演算部９及び駆動力演算部１０は、ブレーキアクチュエータ１１及びスロットルアクチュエータ１２に対して、車両状態演算部８がアンダステア制御開始判定を行うと所定のアンダステア制御を行わせる。
【００２１】
アンダステア制御として、制動力演算部９は、内後輪に制動力をかけるようにし、内後輪にかける制動量を算出する。例えば、制動力演算部９は、ヨーレート偏差ΔYAWの車両不安定方向への変化率が大きいほど内後輪にかける制動力を大きくすると共に該変化率が小さいほど内後輪にかける制動力を小さくし、更に、ヨーレート偏差ΔYAWの絶対値が大きいときは内後輪にかける制動力を大きくすると共に該絶対値が小さいときは内後輪にかける制動力を小さくする。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動量を算出し、例えば駆動力を減少させるようにする。
【００２２】
一方、車両状態演算部８は、ヨーレート偏差ΔYAWの絶対値がアンダステアしきい値Ｔｈusの絶対値を超えていない場合、車両が不安定状態になるか否かの予測を行う。例えば、車両状態演算部８は、上記（１）式から算出した舵角ヨーレートSTYAWが、
STYAW＞２×YAWr
又は、
STYAW＞１.２×YAWr＋Ｃ１
のとき、車両が不安定状態になるという予測判定を行う。なお、Ｃ１は所定値であり、例えば０.２rad／秒である。
【００２３】
更に、車両状態演算部８は、車両が不安定状態になるという予測判定を行った後、ステアリングの切り増しが行われて舵角センサ３で検出したステアリング舵角δの変化量Δδが所定値ｋ１を超えるか、又はドライバによってアクセルが踏み込まれてスロットルセンサ６で検出したスロットル開度αの変化量Δαが所定値ｋ２を超えると、アンダステア制御開始判定を行い、所定のアンダステア制御が行われる。なお、所定値ｋ１は例えば６００度／秒であり、所定値ｋ２は例えばスロットル開度αを０〜１００％としたときの８０％／秒である。
【００２４】
次に、図２は、図１で示した車両の挙動制御装置１の動作例を示したフローチャートであり、図３は、図２における不安定状態予測判定のルーチンを示したフローチャートである。図２及び図３を用いて車両の挙動制御装置１の動作についてもう少し詳細に説明する。なお、特に明記しない限り、図２及び図３で行われる処理はすべて車両状態演算部８で行われるものである。
【００２５】
図２において、ステップＳ１で、車輪速センサ２からの入力信号より得られる各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より実ヨーレートYAWrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度を、横Ｇセンサ７からの入力信号より横方向減速度Ｇyをそれぞれ得る。次に、ステップＳ２で、車両が不安定状態にあるか否かを判定する不安定状態判定処理を行う。
【００２６】
ここで、上記ステップＳ２で示した車両状態演算部８による不安定状態判定処理の例を図３のフローチャートを用いて説明する。
図３において、最初にステップＳ１１で、車両が不安定状態になるという予測判定が行われたか否かを示すフラグUSTFLAGをリセットする。次にステップＳ１２で、上記（１）式を用いて舵角ヨーレートSTYAWを算出し、ステップＳ１３で、算出した舵角ヨーレートSTYAWが実ヨーレートYAWrの２倍の値を超えるか否かを調べ、実ヨーレートYAWrの２倍の値を超えると（ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４で、フラグUSTFLAGをセットした後、図２のステップＳ３に進む。
【００２７】
また、図３のステップＳ１３で、実ヨーレートYAWrの２倍の値を超えていない場合（ＮＯ）、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５で、算出した舵角ヨーレートSTYAWが実ヨーレートYAWrの１.２倍の値に所定値Ｃ１を加算した値を超えるか否かを調べ、超える場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４に進み、超えていない場合（ＮＯ）は、図２のステップＳ３に進む。
【００２８】
次に、図２に戻り、ステップＳ３で、目標ヨーレートYAWtを算出し、ステップＳ４において、ステップＳ１で得た実ヨーレートYAWr及びステップＳ３で算出した目標ヨーレートYAWtからヨーレート偏差ΔYAWを算出してステップＳ５に進む。ステップＳ５において、ステップＳ４で算出したヨーレート偏差ΔYAWの絶対値がアンダステアしきい値Ｔｈusを超えているか否かを調べ、ヨーレート偏差ΔYAWの絶対値がアンダステアしきい値Ｔｈusを超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。ステップＳ６で、アンダステア制御開始判定を行って所定のアンダステア制御を行わせて本フローは終了する。
【００２９】
また、ステップＳ５で、ヨーレート偏差ΔYAWの絶対値がアンダステアしきい値Ｔｈusを超えていない場合（ＮＯ）、ステップＳ７に進む。ステップＳ７で、フラグUSTFLAGがセットされて不安定予測判定が成立しているか否かを調べ、不安定予測判定が成立している場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、不安定予測判定が成立していない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０に進む。ステップＳ８で、舵角変化量Δδが所定値ｋ１を超えているか否かを調べ、所定値ｋ１を超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、所定値ｋ１を超えていない場合（ＮＯ）、ステップＳ９に進む。ステップＳ９で、スロットル開度αの変化量Δαが所定値ｋ２を超えているか否かを調べ、所定値ｋ２を超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み、所定値ｋ２を超えていない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０で、アンダステア制御を開始しない判定を行って所定のアンダステア制御を行わせずに本フローは終了する。
【００３０】
このように、本実施の形態１における車両の挙動制御装置は、車両状態演算部８で、車両が不安定状態になるか否かの予測を行い、舵角ヨーレートSTYAWが、実ヨーレートYAWrの２倍の値を超えるか、又は実ヨーレートYAWrの１.２倍の値に所定値Ｃ１を加算した値を超えて車両が不安定状態になるという予測判定が行われると、ヨーレート偏差ΔYAWの絶対値がアンダステアしきい値Ｔｈus以下でありアンダステア制御を行う状態になくとも、ステアリング舵角δの変化量Δδが所定値ｋ１を超えるか、又はスロットル開度αの変化量Δαが所定値ｋ２を超えると、所定のアンダステア制御を行うようにした。このことから、実際に車両がアンダステア状態になる前に、車両がアンダステア状態になることを予測して所定のアンダステア制御を開始することができ、車両の挙動制御開始の遅れを改善することができる。
【００３１】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の車両の挙動制御装置によれば、車両状態演算部は、各種センサから得られるデータから車両が不安定状態になると予測したときに、車両運転者による車両操作の変化量が所定値を超えると、制動力制御部及び駆動力制御部によるアンダステア制御を開始させる。具体的には、車両状態演算部は、舵角ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとを比較し、該比較結果に応じて車両が不安定状態になるか否かの予測を行う。
【００３２】
例えば、車両状態演算部は、舵角ヨーレートが、ヨーレートセンサから得られるヨーレートの２倍の値を超えるか、又はヨーレートセンサから得られるヨーレートの１.２倍の値に所定値を加算した値を超えて車両が不安定状態になるという予測判定を行うと、車両がアンダステア制御を行う状態になくとも、車両運転者による車両操作の変化量が所定値を超えたとき、すなわち、ステアリング舵角の変化量が所定値を超えるか、又はスロットル開度の変化量が所定値を超えたとき、所定のアンダステア制御を行うようにした。このことから、実際に車両がアンダステア状態になる前に、車両がアンダステア状態になることを予測して所定のアンダステア制御を開始することができ、車両の挙動制御開始の遅れを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【図２】  図１で示した車両の挙動制御装置１の動作例を示したフローチャートである。
【図３】  図２における不安定状態予測判定のルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１  車両の挙動制御装置
２  車輪速センサ
３  舵角センサ
４  ヨーレートセンサ
５  ＭＣ液圧センサ
６  スロットルセンサ
７  横Ｇセンサ
８  車両状態演算部
９  制動力演算部
１０  駆動力演算部
１１  ブレーキアクチュエータ
１２  スロットルアクチュエータ
【図１】
0003686519.tif 000002
【図２】
0003686519.tif 000003
【図３】
0003686519.tif 000004