(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種センサから得られる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、車両状態の判定を行い、該判定に応じて所定の制動力制御及び駆動力制御を行って前輪駆動の車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、
上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及び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駆動力の制御を行う駆動力制御部と、
駆動輪におけるスピンを検出し、駆動輪のスピン率を算出するスピン検出部と、
を備え、
上記駆動力制御部は、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態にあると判定されると、駆動力の減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか又は０にし、上記車両状態演算部で算出された偏差、及び上記スピン検出部で算出されたスピン率からそれぞれ駆動力の減少量を算出し、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態ではないと判定されると、上記算出した各駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うことを特徴とする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、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し、特に前輪駆動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等の不安定状態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、各種センサから得られる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に応じて車両の挙動を制御していた。特開平４−１４３１２９号公報では、車両の旋回中に横滑りが過大となって旋回状態が操舵装置の操作に対応しなくなる旋回異常が発生したときに、少なくとも１輪の制動力と少なくとも１輪の駆動力とを制御する車両の旋回制御装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１４３１２９号公報における車両の旋回制御装置等の従来の技術では、車両のオーバステア状態やアンダステア状態に関係なく駆動力を制御していた。一般的に車両の駆動力を減少させることによって車両の速度を減速させれば、車両は安定状態に向かうことが知られているが、前輪駆動の車両では、オーバステア状態時に、駆動力を増大させることによってオーバステア状態を回避することが可能である。しかし、従来の技術では、このような前輪駆動の車両においても、オーバステア状態時に駆動力を抑制するため、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害するだけでなくオーバステア状態を助長する可能性があった。
【０００４】
一方、従来は、車両の挙動制御による駆動力制御及びトラクションコントロールシステムによる制御（以下、ＴＣＳ制御と呼ぶ）時の駆動力制御がそれぞれ単独で行われていたが、車両の挙動制御及びＴＣＳ制御による駆動力の制御が同時に行われる場合が考えられる。このような場合、駆動力制御をどのように行うかという課題があった。
【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、前輪駆動の車両において、車両がオーバステア状態にあるときは、駆動力減少量を小さくするか又は０にし、車両がオーバステア状態でないときには、挙動制御時及びＴＣＳ制御時にそれぞれ算出される駆動力減少量の大きい方の値を用いるようにして、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができ、ＴＣＳ制御との両立を図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る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、車両状態の判定を行い、該判定に応じて所定の制動力制御及び駆動力制御を行って前輪駆動の車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、
上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及び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駆動力の制御を行う駆動力制御部と、
駆動輪におけるスピンを検出し、駆動輪のスピン率を算出するスピン検出部と、
を備え、
上記駆動力制御部は、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態にあると判定されると、駆動力の減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか又は０にし、上記車両状態演算部で算出された偏差、及び上記スピン検出部で算出されたスピン率からそれぞれ駆動力の減少量を算出し、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態ではないと判定されると、上記算出した各駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うものである。
【０００８】
【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り、前輪駆動の車両における挙動制御装置を示している。
【０００９】
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、車両に発生しているヨーレートを検出するヨーレートセンサ４、スロットル開度を検出するスロットルセンサ５及び車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ６の各種センサを備えている。
【００１０】
また、車両の挙動制御装置１は、上記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、オーバステア状態を解消するように行われる制御であるオーバステア制御、及び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７と、車輪速センサ２から得られる各車輪の車輪速度から駆動輪の状態、具体的には駆動輪のスピン状態を検出する駆動輪スピン検出部８を備えている。
【００１１】
更に、車両の挙動制御装置１は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部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７及び駆動輪スピン検出部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。
【００１２】
車輪速センサ２、舵角センサ３、ヨーレートセンサ４、スロットルセンサ５及び横加速度センサ６は、それぞれ車両状態演算部７に接続され、車輪速センサ２は、更に駆動輪スピン検出部８に接続されている。車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部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。
【００１３】
このような構成において、車両状態演算部７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ωrを、スロットルセンサ５からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ６からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。車両状態演算部７は、これら各センサからのそれぞれの入力信号より得られた各値より、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の挙動制御であるオーバステア制御及びアンダステア制御の実施判定を行う。
【００１４】
また、駆動輪スピン検出部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、駆動輪である前輪のスリップ率Ｓfを算出し、該算出したスピン率Ｓfを制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ出力する。
【００１５】
ここで、車両状態演算部７によるオーバステア制御及びアンダステア制御からなる車両の挙動制御の実施判定方法について説明する。
車両状態演算部７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を用いて第１目標ヨーレートω1を下記（１）式より算出する。
ω1＝Ｖ×δ／{(１−ｋ×Ｖ2)×Ｌ} ……………（１）
なお、上記（１）式において、ｋはスタビリティファクタであり高μ（摩擦係数）路を旋回する場から求めた定数であり、Ｌはホイールベースを示す定数である。
【００１６】
次に、車両状態演算部７は、各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及び横方向の加速度Ｇyを用いて第２目標ヨーレートω2を下記（２）式より算出する。
ω2＝Ｇy／Ｖ ………………………………………（２）
【００１７】
更に、車両状態演算部７は、第１目標ヨーレートω1と第２目標ヨーレートω2の内、絶対値の小さい方の値を選択して目標ヨーレートωtとする。
【００１８】
次に、車両状態演算部７は、このようにして得られた目標ヨーレートωtとヨーレートセンサ４から得られた実ヨーレートωrとの偏差であるヨーレート偏差Δωを算出する。ヨーレート偏差Δωは下記（３）式より算出される。
Δω＝ωr−ωt ……………………………………（３）
【００１９】
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７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Δωが、正の値であるオーバステアしきい値Ｔｈosを超えるとオーバステア制御開始判定を行い、算出したヨーレート偏差Δω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７は算出したヨーレート偏差Δωが、負の値であるオーバステアしきい値Ｔｈos未満であるとオーバステア制御開始判定を行い、算出したヨーレート偏差Δω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。
【００２０】
次に、駆動輪スピン検出部８による前輪のスピン率Ｓfの算出方法について説明する。
駆動輪スピン検出部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、左前輪のスピン率ＳfLを下記（４）式より、右前輪のスピン率ＳfRを下記（５）式よりそれぞれ算出する。
ＳfL＝(ＶfL−ＶrL)／ＶrL……………………………（４）
ＳfR＝(ＶfR−ＶrR)／ＶrR……………………………（５）
なお、上記（４）式において、ＶfLは左前輪の車輪速度を、ＶrLは左後輪の車輪速度を示している。また、上記（５）式において、ＶfRは右前輪の車輪速度を、ＶrRは右後輪の車輪速度を示している。
【００２１】
更に、駆動輪スピン検出部８は、算出した左前輪のスピン率ＳfLと右前輪のスピン率ＳfRの平均値を下記（６）式より算出して、前輪のスピン率Ｓfとする。
Ｓf＝(ＳfL＋ＳfR)／２………………………………（６）
なお、上記（４）式及び（５）式で算出した左前輪のスピン率ＳfL及び右前輪のスピン率ＳfRのいずれか小さい方を前輪のスピン率Ｓfとしてもよい。
【００２２】
制動力演算部９は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８で算出された各データ及び上記各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。
駆動力演算部１０は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８で算出された各データ及び上記各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。
【００２３】
このようにして、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７がオーバステア制御開始判定を行うと所定のオーバステア制御を行わせ、車両状態演算部７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。なお、本実施の形態では、車両の旋回方向に応じて正又は負となる値については、左回りが正、右回りが負となる場合を例にして説明する。
【００２４】
オーバステア制御として、制動力演算部９は、オーバステア状態を解消するために外前輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちオーバステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちオーバステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、駆動力を減少させるようにする。
【００２５】
また、アンダステア制御として、制動力演算部９は、アンダステア状態を解消するために内後輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちアンダステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちアンダステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、駆動力を減少させるようにする。
【００２６】
ここで、駆動力演算部１０による駆動力の減少量を算出する方法について説明する。
駆動力演算部１０は、車両状態演算部７によって上記（３）式より算出されたヨーレート偏差Δωに応じて、具体的にはヨーレート偏差Δωが大きいほど駆動力を減少させるように、下記（７）式より第１駆動力減少量ΔＥaを算出する。
ΔＥa＝Ｋ1×Δω＋Ｋ2×Δω’……………………（７）
なお、上記（７）式において、Ｋ1及びＫ2は、Ｋ1，Ｋ2＞０の定数であり、Δω’は、ヨーレート偏差Δωを微分したものである。
【００２７】
また、駆動力演算部１０は、駆動輪スピン検出部８によって上記（６）式より算出された、駆動輪である前輪のスピン率Ｓfに応じて、具体的には前輪のスピン率Ｓfが大きいほど駆動力を減少させるように、下記（８）式より第２駆動力減少量ΔＥtを算出する。
ΔＥt＝Ｋ3×Ｓf＋Ｋ4×Ｓf’……………………（８）
なお、上記（８）式において、Ｋ3及びＫ4は、Ｋ3，Ｋ4＞０の定数であり、Ｓf’は、前輪のスピン率Ｓfを微分したものである。
【００２８】
更に、駆動力演算部１０は、車両状態演算部７からの判定がオーバステア状態でない場合、（７）式で算出した第１駆動力減少量ΔＥaと（８）式で算出した第２駆動力減少量ΔＥtの内、大きい方の値を選択して駆動力減少量ΔＥとする。また、駆動力演算部１０は、車両状態演算部７からの判定がオーバステア状態である場合、前回の制御サイクルに算出した駆動力減少量ΔＥn-1より小さくなるように、例えば下記（９）式より今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥnを算出する。
【００２９】
ΔＥn＝ｍ×ΔＥn-1…………………………（９）
なお、上記（９）式において、ΔＥn-1及びΔＥnにおけるｎは、制御サイクル数を示しており、ｎ＞０の自然数である。また、ｍは、前回の制御サイクルよりも駆動力減少量を小さくするための実数であり、０≦ｍ＜１である。特にｍ＝０の場合は、今回の制御サイクルにおける駆動力減少量を０にして、駆動力制御を禁止する。
【００３０】
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、駆動力減少量ΔＥの算出ルーチンの例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。
【００３１】
図２において、ステップＳ１で、車両状態演算部７は、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ωrを、スロットルセンサ５からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ６からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。また、駆動輪スピン検出部８は、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駆動輪である前輪のスピン率Ｓfを算出する。
【００３２】
次に、車両状態演算部７は、ステップＳ２で、（１）式より算出した第１目標ヨーレートω1と、（２）式より算出した第２目標ヨーレートω2とから目標ヨーレートωtを算出する。車両状態演算部７は、ステップＳ３において、ステップＳ１で得た実ヨーレートωr及びステップＳ２で算出した目標ヨーレートωtからヨーレート偏差Δωを算出する。この後、ステップＳ４で、車両状態演算部７は、オーバステアしきい値Ｔｈos及びアンダステアしきい値Ｔｈusの各しきい値を算出して設定する。
【００３３】
ステップＳ５で、車両状態演算部７は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたオーバステアしきい値Ｔｈosとの比較を行い、オーバステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステアしきい値Ｔｈosは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈosを超えているか否かを調べる。車両状態演算部７は、ヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈosを超え、オーバステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
【００３４】
ステップＳ６で、車両状態演算部７のオーバステア制御開始判定により、制動力演算部９は外前輪制動力の制動量の算出を行い、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出する。次に、ステップＳ７で、制動力演算部９は該算出した制動量の制動力制御の実施をブレーキアクチュエータ１１に実行させ、駆動力演算部１０は算出した駆動量の駆動制御の実施をスロットルアクチュエータに実行させて本フローは終了する。
【００３５】
また、ステップＳ５で、例えばヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈos以下であって、オーバステア制御開始の判定が行われなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、車両状態演算部７は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたアンダステアしきい値Ｔｈusとの比較を行い、アンダステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステアしきい値Ｔｈusは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈos未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈus未満であり、アンダステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。
【００３６】
ステップＳ９で、車両状態演算部７のアンダステア制御開始判定により、制動力演算部９は内後輪制動力の制動量の算出を行い、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出した後、ステップＳ７の処理を行ってステップＳ１に戻る。また、ステップＳ８で、例えばヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈus以上であって、アンダステア制御開始の判定が行われなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
次に、図３を用いて、駆動力演算部１０によって行われる駆動力減少量ΔＥの算出方法を説明する。なお、図３では、特に明記しない限り、各フローで行われる処理はすべて駆動力演算部１０で行われるものである。
図３において、ステップＳ１１で、車両状態演算部７で算出されたヨーレート偏差Δωから、（７）式を用いて第１駆動力減少量ΔＥaを算出し、ステップＳ１２で、駆動輪スピン検出部８で算出された前輪のスピン率Ｓfから、（８）式を用いて第２駆動力減少量ΔＥtを算出する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３で、車両状態演算部７による判定から車両がオーバステア状態であるか否かを調べ、車両がオーバステア状態である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４で、上記（９）式を用いて今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥnを算出して、本フローは終了する。
【００３９】
また、ステップＳ１３で、車両がオーバステア状態でない場合（ＮＯ）、ステップＳ１５で、第１駆動力減少量ΔＥaが第２駆動力減少量ΔＥtよりも大きいか否かを調べ、ΔＥa＞ΔＥtの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１６で、第１駆動力減少量ΔＥaを今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥnにして、本フローを終了する。更に、ステップＳ１５で、ΔＥa≦ΔＥtの場合（ＮＯ）、ステップＳ１７で、第２駆動力減少量ΔＥtを今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥnにして、本フローを終了する。
【００４０】
このように、本実施の形態における車両の挙動制御装置は、前輪駆動の車両がオーバステア状態のとき、駆動力減少量を小さくし、車両がオーバステア状態でないときは、ヨーレート偏差Δωから算出する第１駆動力減少量ΔＥaと駆動輪である前輪のスピン率Ｓfから算出した第２駆動力減少量ΔＥtの内、大きい方の値を選択して駆動力減少量ΔＥとした。このことから、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができる。
【００４１】
【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、前輪駆動の車両がオーバステア状態のとき、駆動力減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか、又は０にするようにした。このことから、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができ、不要な駆動力制御を防ぐことができる。
【００４２】
また、車両がオーバステア状態ではないと判定すると、ヨーレートの偏差から算出した駆動力減少量及びスピン率から算出した駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うようにした。このことから、車両がオーバステア及びアンダステアのいずれの状態でもないときには、スピン率から算出した駆動力減少量を用いて駆動力の制御を行い、車輪のスピンを過度に大きくしないようにすることができる。車両がアンダステア状態のときには、前輪駆動車の前輪における過剰なスピンはアンダステア状態に陥りやすく、過剰な車輪のスピンを抑制するヨーレート偏差から算出した駆動力減少量を用いて駆動力の制御を行い、早期にアンダステア状態を緩和することができると共に、車輪のスピンが発生しないようなアンダステア状態時においても適切な駆動力の制御を行うことができる。
【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における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図３】  駆動力減少量ΔＥの算出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  スロットルセンサ
６  横加速度センサ
７  車両状態演算部
８  駆動輪スピン検出部
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】
0003703635.tif 000002
【図２】
0003703635.tif 000003
【図３】
0003703635.tif 000004