(57)【要約】【課題】  車両のロール増大傾向の現われ易さを示す指標として、ロール指標を精度よく推定する。また、ローリング運動の安定化制御を適切に行なう。【解決手段】  ローリング運動検出手段Ｍ１が検出する実ローリング運動と、横加速度検出手段Ｍ２が検出する横加速度に基づきローリング運動推定手段Ｍ３にて演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、ロール指標推定手段Ｍ４にて、車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定する。このロール指標に応じて設定するロール増大傾向判定基準に基づき、制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう。【選択図】        図１
2006335192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定するロール指標推定手段とを備えたことを特徴とする車両のロール特性推定装置。
【請求項２】
走行中の車両のローリング運動を安定化する車両のローリング運動安定化制御装置において、前記車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定するロール指標推定手段と、該ロール指標推定手段が推定するロール指標に基づき、前記車両のロール増大傾向の判定基準を設定するロール増大傾向判定基準設定手段と、該ロール増大傾向判定基準設定手段が設定するロール増大傾向判定基準に基づき前記車両の制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする車両のローリング運動安定化制御装置。
【請求項３】
前記ロール指標推定手段は、前記ロール指標の初期値を設定すると共に、前記車両のロール状態が所定状態以上であるときに前記ロール指標を推定して推定値とし、前記ロール指標の初期値から前記ロール指標の推定値に、段階的に変更するように設定することを特徴とする請求項２記載の車両のローリング運動安定化制御装置。
【請求項４】
前記ロール指標推定手段は、前記ロール指標の推定を周期的に行い、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差に上限値を設け、前記偏差が前記上限値以上であるときに、前記ロール指標を前記上限値だけ変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両のローリング運動安定化制御装置。
【請求項５】
前記ロール指標推定手段は、前記ロール指標の推定を周期的に行い、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差の所定割合だけ前記ロール指標を変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両のローリング運動安定化制御装置。
【請求項６】
走行中の車両のローリング運動を安定化する車両のローリング運動安定化制御装置において、前記車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の判定基準を設定するロール増大傾向判定基準設定手段と、該ロール増大傾向判定基準設定手段が設定するロール増大傾向判定基準に基づき前記車両の制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする車両のローリング運動安定化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のロール特性推定装置、及び該装置を用いた車両のローリング運動安定化制御装置に関し、特に、車両のロール増大傾向の現われ易さを示す指標としてロール指標を推定する車両のロール特性推定装置、及びそのロール指標に基づき制動力及び駆動力の少なくとも一方の制御を行い車両のローリング運動を安定化する車両のローリング運動安定化制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、ブレーキシステムによって車両運動制御ブレーキの介在を行う方法に関し、「車両がその縦軸回りを傾斜する傾向を表す、少なくとも一つの車両運動の動的特性変数として、対応する傾斜防止しきい値が規定されている。特性変数の瞬時値は連続して取得され、傾斜防止しきい値と比較される。特性変数の瞬時値が傾斜防止しきい値を超えたときには直ちに、車両がその縦軸回りを傾斜するのを防止するため、コーナリング時に外側となる車輪が制動される」と記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、車両の重心高さの推定に関して、ロールを含む自由度を持つ力学モデルの操舵角に対するロールの伝達関数と、ロールレイトセンサを用いて実車より採取されるデータに基づき、ＡＲ法（自己回帰法）を用いて求められる操舵角に対するロールの伝達関数との、係数比較を行って重心高さを導出する装置が記載されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、走行車両のロール角及びロールレートを測定（算出）し、走行車両のロール角に基づいて車両挙動を記述した物理モデル Ｊφ”＋Ｄφ’＋Ｋφ＝Ｆ（但し、Ｊ：ロール慣性、Ｄ：ダンパー定数、Ｋ：バネ定数、Ｆ：遠心力、φ”：ロールレート微分値、φ’：ロールレート、φ：ロール角）から導出したロール角の減衰前の最大振幅、制御遅れを考慮した所定時間経過後のロール角、次に最大となる際のロール角などを、車両挙動制御装置のパラメータとする旨記載されている。そして、横加速度と車両のロール角との関係を記述した物理モデル（ラプラス変換されたモデル）に適用して、ロール角を算出し、算出されたロール角を微分し、車両のロールレートを算出することが記載されている。また、ロールレートセンサからの検出値であるロールレートを、ロールレートと車両のロール角との関係を記述した物理モデルに適用して、ロール角を算出できることも記載されている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６０８６１６８号明細書
【特許文献２】特開平１１−３０４６６３号公報
【特許文献３】特開２００１−５０９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先ず、図２を参照して、車両のローリング運動における状態量について説明する。運転者のステアリングホイール操作により各車輪にスリップ角αｘｘ（ここで、添字ｘｘは各車輪を意味し、ｆｒは右側前輪、ｆｌは左側前輪、ｒｒは右側後輪、ｒｌは左側後輪を示す）が生ずると共に、各車輪に横力ＳＦｘｘが発生し、車両は旋回運動を行う。このとき、車輪の発生する横力と釣り合うように、慣性力（遠心力）Ｆｙが車両重心に作用する。車両重心位置はローリング運動の回転中心（ロール中心）とは一致せず、車両重心とロール中心との間の距離（以下、ロールアーム長という）Ｈｓが存在するため、ローリングモーメントＭｘ（＝Ｈｓ・Ｆｙ）が発生する。その結果、ローリングモーメントによって車両にローリング運動が惹起する。
【０００７】
図２から明らかなように、ロールアーム長Ｈｓが大きい場合には、同一の慣性力Ｆｙが作用しても、ローリングモーメントＭｘは大きくなり、ロール増大傾向が生じやすくなる。そのため、車両のローリング運動特性に適応してロール増大傾向を判定し車両のローリング運動安定化制御を行うためには、車両の重心高を含むロール増大傾向の現われ易さを示す指標（以下、ロール指標という）を求める必要がある。
【０００８】
これに対し、特許文献２に記載される方法によれば、操舵角に対するローリング運動の伝達関数によって重心高を求めることとしているため、ロールを含む力学モデルにおいて、車輪の特性を表すパラメータが必要となる。車輪特性を表すパラメータとして前輪タイヤのコーナリングパワーＫｆ、及び後輪タイヤのコーナリングパワーＫｒが用いられるが、これらの値は路面との摩擦状態に応じて決定されると共に、タイヤ固有の値であるので、高精度のロール指標の推定を行うためには、走行中に車輪特性を同定する必要がある。
【０００９】
また、特許文献３に記載の方法では、ロール角の減衰前の最大振幅、制御遅れを考慮した所定時間経過後のロール角、次に最大となる際のロール角等、ローリング運動の結果として表れるロール角を対象としてパラメータ（ロール指標に対応）を求めることとしている。しかし、ローリング運動の入力との対比において評価されていないため、必ずしも精度よくロール指標を推定することはできない。
【００１０】
そこで、本発明は、車両のローリング運動におけるロール増大傾向の現われ易さを示す指標として、ロール指標を精度よく推定し得る車両のロール特性推定装置を提供することを課題とする。
【００１１】
また、本発明は、上記推定結果のロール指標を用いて車両のローリング運動の安定化制御を適切に行い得る車両のローリング運動安定化制御装置を提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を達成するため、本発明の車両のロール特性推定装置は、請求項１に記載のように、走行中の車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定するロール指標推定手段とを備えることとしたものである。
【００１３】
そして、車両のローリング運動安定化制御装置については、請求項２に記載のように、前記車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定するロール指標推定手段と、該ロール指標推定手段が推定するロール指標に基づき、前記車両のロール増大傾向の判定基準を設定するロール増大傾向判定基準設定手段と、該ロール増大傾向判定基準設定手段が設定するロール増大傾向判定基準に基づき前記車両の制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう制御手段とを備えた構成とするとよい。
【００１４】
上記車両のローリング運動安定化制御装置において、前記ロール指標推定手段は、請求項３に記載のように、前記ロール指標の初期値を設定すると共に、前記車両のロール状態が所定状態以上であるときに前記ロール指標を推定して推定値とし、前記ロール指標の初期値から前記ロール指標の推定値に、段階的に変更するように設定する構成とするとよい。また、請求項４に記載のように、前記ロール指標の推定を周期的に行い、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差に上限値を設け、前記偏差が前記上限値以上であるときに、前記ロール指標を前記上限値だけ変更する構成とするとよい。あるいは、請求項５に記載のように、前記ロール指標の推定を周期的に行い、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差の所定割合だけ前記ロール指標を変更する構成としてもよい。
【００１５】
あるいは、車両のローリング運動安定化制御装置としては、請求項６に記載のように、前記車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、該横加速度検出手段が検出する横加速度に基づいて演算し前記車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段と、前記ローリング運動検出手段が検出する実ローリング運動と前記ローリング運動推定手段が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、前記車両のロール増大傾向の判定基準を設定するロール増大傾向判定基準設定手段と、該ロール増大傾向判定基準設定手段が設定するロール増大傾向判定基準に基づき前記車両の制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう制御手段とを備えたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の車両のロール特性推定装置によれば、実ローリング運動と推定ローリング運動との比較結果に応じてロール指標を推定するように構成されており、このロール指標によって車両のロール増大傾向の現われ易さを精度よく推定することができるので、車両のロール増大傾向を適切に判定することができる。特に、ロール指標は、車両のローリング運動の結果である検出ロール状態量と、検出横加速度を入力とするローリング運動の伝達関数を用いて演算される推定ロール状態量との比較結果に応じて推定することができ、従って、伝達関数のパラメータに変動要素である車輪と路面との摩擦状態の影響を受けるパラメータ（例えば前輪及び後輪のコーナリングパワー）が含まれないため、ロバストなロール指標の演算が可能となる。
【００１７】
そして、請求項２に記載の車両のローリング運動安定化制御装置によれば、上記のように推定されるロール指標に基づき、車両のロール増大傾向の判定基準が設定され、このロール増大傾向判定基準に基づき制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御が行なわれるように構成されているので、車両のローリング運動の安定化制御を適切に行うことができる。特に、車両のロール増大傾向の現われ易さに応じてロール増大傾向判定基準が設定されるので、例えば、重心位置が高くロール増大傾向が現われ易い場合には、確実にロール増大傾向を抑制することができ、重心位置が低くロール増大傾向が現われにくい場合には、不必要な制動力及び駆動力制御の作動が抑制されるので、運転者への違和感が少なくなる。
【００１８】
前記ロール指標推定手段は、請求項３に記載のように構成すれば、ロール指標の初期値を、ロール増大傾向が生じ易い値として設定し、ロール指標の演算時に段階的に変更することができる。従って、先ずは、ロール指標を安定側の値に設定することにより、ロール指標の推定演算が完了していない場合にも適切に対応することができる。更に、請求項４に記載のように、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差に上限値を設けてロール指標を変更する構成とし、あるいは、請求項５に記載のように、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差の所定割合だけロール指標を変更する構成とすれば、仮にロール指標の推定演算に誤差が含まれたとしても、その影響を緩和し、信頼性の高い演算結果を得ることができる。
【００１９】
更に、請求項６に記載の車両のローリング運動安定化制御装置によれば、車両のロール増大傾向の現われ易さに応じてロール増大傾向判定基準が設定されるので、例えば、重心位置が高くロール増大傾向が現われ易い場合には、確実にロール増大傾向を抑制することができ、重心位置が低くロール増大傾向が現われにくい場合には、不必要な制動力及び駆動力制御の作動が抑制されるので、運転者への違和感が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両のロール特性推定装置、及び車両のローリング運動安定化制御装置の全体構成を示す。図１において、先ず、車両のロール特性推定装置は、走行中の車両の実ローリング運動を検出するローリング運動検出手段Ｍ１と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段Ｍ２と、この横加速度検出手段Ｍ２が検出する横加速度に基づいて演算し車両のローリング運動を推定するローリング運動推定手段Ｍ３と、ローリング運動検出手段Ｍ１が検出する実ローリング運動とローリング運動推定手段Ｍ３が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を推定するロール指標推定手段Ｍ４を備えたものである。
【００２１】
そして、車両のローリング運動安定化制御装置は、上記のロール特性推定装置を備えると共に、破線で示すように、ロール指標推定手段Ｍ４が推定するロール指標に基づき、車両のロール増大傾向の判定基準を設定するロール増大傾向判定基準設定手段Ｍ５と、このロール増大傾向判定基準設定手段Ｍ５が設定するロール増大傾向判定基準に基づき車両の制動力制御及び駆動力制御のうち少なくとも一方の制御を行なう制御手段Ｍ６を備えた構成とすることができる。
【００２２】
ロール指標推定手段Ｍ４においては、例えば、ロール指標の初期値を設定すると共に、車両のロール状態が所定状態以上であるときにロール指標を推定して推定値とし、ロール指標の初期値からロール指標の推定値に、段階的に変更するように設定するとよい。また、ロール指標推定手段Ｍ４において、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差に上限値を設け、ロール指標を変更することとしてもよい。あるいは、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値との偏差の所定割合だけロール指標を変更することとしてもよい。
【００２３】
尚、車両のローリング運動安定化制御装置としては、ロール指標推定手段Ｍ４を設けることなく、図１に破線で示すように、ローリング運動検出手段Ｍ１が検出する実ローリング運動とローリング運動推定手段Ｍ３が演算する推定ローリング運動との比較結果に応じて、ロール増大傾向判定基準設定手段Ｍ５において車両のロール増大傾向の判定基準を設定するように構成することとしてもよい。ローリング運動検出手段Ｍ１及びローリング運動推定手段Ｍ３におけるローリング運動は、図３に示すように分類することができ、車両のローリング運動は状態量として表すことができる。
【００２４】
図３において、車両のローリング運動を表すロール状態量は、ローリング運動の出力（結果）である出力状態量と、入力（原因）である入力状態量とに分類することができる。ここで、ローリング運動の出力に関する出力状態量としては、ロール角Ｒａ、ロール角速度Ｒｒがある。また、サスペンションの動きに注目すれば、サスペンションストロークＳＴｘｘ、及びその速度ｄＳＴｘｘが該当する。そして、ローリング運動の入力を表す状態量（入力状態量）としては、ステアリングホイールＳＷの操舵角δｓｗ及び操舵角速度ｄδｓｗ、車輪スリップ角αｘｘ及びその速度ｄαｘｘ、車両スリップ角β及びその速度ｄβ、車輪の横力ＳＦｘｘ及びその時間変化ｄＳＦｘｘ、車体慣性力Ｆｙ及びその時間変化ｄＦｙ、更に、ローリング運動の直接の入力であるローリングモーメントＭｘ、及びその時間変化ｄＭｘがある。
【００２５】
また、慣性力（車輪の横力の総和）は車両の横加速度と対応しているため、後述する横加速度センサＧＹで検出される横加速度（検出横加速度）Ｇｙ及びその時間変化ｄＧｙも入力状態量ということができる。そして、車輪の横力がヨーイングモーメントを発生させ、その結果、車両はヨーイング運動を行うが、ヨーイングモーメントＹｍ及びその時間変化ｄＹｍ、ヨー角速度Ｙｒ及びその時間変化（ヨー角加速度）ｄＹｒもローリング運動の入力状態量とすることができる。
【００２６】
ここで、車両の横加速度Ｇｙは、以下の各式で示すように、他の状態量を用いて表現することもできるため、これらを入力状態量とすることもできる。先ず、ヨー角速度Ｙｒから求められる演算横加速度Ｇｙ１は以下のように演算される。
Ｇｙ１＝Ｖ・Ｙｒ …（１）
ここで、Ｖは車両速度である。
【００２７】
同様に、演算横加速度Ｇｙ１の時間変化ｄＧｙ１は以下のように演算される。
ｄＧｙ１＝Ｖ・ｄＹｒ …（２）
ここで、ｄＹｒはヨー角速度Ｙｒの時間変化（ヨー角加速度）である。
【００２８】
ステアリングホイールＳＷの操舵角δｓｗから求められる演算横加速度Ｇｙ２は以下のように演算される。
Ｇｙ２＝｛Ｖ2／〔Ｌ・（１＋Ｋｈ・Ｖ2）〕｝・（δｓｗ／Ｎ） …（３）
ここで、Ｌはホイールベース、Ｋｈはスタビリティファクタ、Ｎはステアリングギアレシオである。
【００２９】
また、Ｋｈ＝０（ニュートラルステア）として、下記（３’）式とすることもできる。
Ｇｙ２＝（Ｖ2／Ｌ）・（δｓｗ／Ｎ） …（３’）
【００３０】
同様に、演算横加速度Ｇｙ２の時間変化ｄＧｙ２は以下のように演算される。
ｄＧｙ２＝｛Ｖ2／〔Ｌ・（１＋Ｋｈ・Ｖ2）〕｝・（ｄδｓｗ／Ｎ） …（４）
ここで、ｄδｓｗはステアリングホイールＳＷの操舵角速度である。
【００３１】
また、Ｋｈ＝０（ニュートラルステア）として、下記（４’）式とすることもできる。
ｄＧｙ２＝（Ｖ2／Ｌ）・（ｄδｓｗ／Ｎ） …（４’）
【００３２】
以上のローリング運動を表すロール状態量（Ｒｓｔで表す）をまとめると、下記の［表１］に示すようになる。ここでは、ローリング運動の大きさ及び速さを表すロール量Ｒｍｇとロール速度Ｒｓｐに分類して示している。更に、ローリング運動の結果（出力）と原因（入力）とに着目すれば、ロール出力状態量（Ｒｓｔｒ）とロール入力状態量（Ｒｓｔｉ）とに分類することができる。ここで、ロール出力状態量Ｒｓｔｒはロール出力量Ｒｍｇｒ及びロール出力速度Ｒｓｐｒであり、ロール入力状態量Ｒｓｔｉはロール入力量Ｒｍｇｉ及びロール入力速度Ｒｓｐｉである。尚、下記の［表１］において、演算によって求められる状態量を括弧内に矢印で示す。
【表１】
2006335192.tif 000003
【００３３】
車両運動には右旋回と左旋回の場合があり、それらは一般的には正負の符号付きの値、例えば左旋回を正として、右旋回を負として取り扱われる。しかし、値の大小関係を説明する際に、正負の符号を考慮して説明すると、大小関係の表現が煩雑となるため、以下の説明においては、特に限定がない場合には絶対値についての大小関係を表すものとする。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係る車両のローリング運動安定化制御装置を備えた車両の全体構成を図４に示している。ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１、エンジン系電子制御ユニットＥＣＵ２、及びインパネ系電子制御ユニットＥＣＵ３が通信バスを介して接続されており、各システム間で互いのシステム情報を共有することができるように構成されている。更に、ステアリングホイールＳＷの操舵角（以下、単に操舵角という）δｓｗを検出する操舵角センサＳＡ、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサＧＸ、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサＧＹ、車両のヨー角速度Ｙｒを検出するヨー角速度センサＹＲ、及び車両のロール角速度Ｒｒを検出するロール角速度センサＲＲが通信バスに接続され、各電子制御ユニットにセンサ情報を提供できるように構成されている。
【００３５】
また、サスペンション制御装置を具備した車両においては、図４に示すように、サスペンション制御用の電子制御ユニットＥＣＵ４が通信バスに接続されている。このサスペンション電子制御ユニットＥＣＵ４には、各車輪ＷＨｘｘのサスペンションストロークＳｔｘｘを検出するストロークセンサＳＴｘｘ（図示せず）が備えられている。
【００３６】
ブレーキアクチュエータＢＲＫは、運転者によるブレーキペダルＢＰの操作に応じて各車輪に制動力を発生させると共に、後述する車両ローリング運動の安定化制御が必要なときには、ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１の信号に応じて、各車輪の制動力を独立して制御することができる。運転者のブレーキペダルＢＰの操作量を検出するために、ブレーキアクチュエータＢＲＫには圧力センサＰＳが備えられ、その検出圧力Ｐｍｃがブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１に供給される。尚、ローリング運動安定化のための制動力制御は、運転者がブレーキペダルＢＰの操作を行っていない場合でも実行される。
【００３７】
各車輪ＷＨｘｘには、車輪速度センサＷＳｘｘが配設され、これらがブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１に接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号がブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１に入力されるように構成されている。そして、ブレーキ系制御ユニットＥＣＵ１内において、車輪速度センサＷＳｘｘからの車輪速度信号Ｖｗｘｘに基づいて、車両の前後方向速度（車両速度）Ｖが演算される。運転者のアクセルペダル（図示せず）の操作量Ａｐは、エンジン系電子制御ユニットＥＣＵ２に接続されるアクセルペダルセンサＡＰにより検出され、前述の通信バスを介してブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１に送られる。
【００３８】
本実施形態のローリング運動安定化制御は、ブレーキ系電子制御ユニットＥＣＵ１内において実行される。ローリング運動安定化制御が実行されると、車両のロール増大傾向を抑制するため、各車輪に作用する制動力が独立して制御される。更に、車輪に作用する駆動力を制御するために、通信バスを介して、エンジン系電子制御ユニットＥＣＵ２に指令信号が送られ、スロットル開度、点火遅角、燃料噴射量が状況に応じて制御されてエンジントルクが低減され、車輪の駆動力が制御される。このとき、インパネ系電子制御ユニットＥＣＵ３には、報知指令が通信バスを介して送られ、運転者に装置の作動状態を知らせるために、視覚的、聴覚的な報知手段（図示せず）が駆動される。
【００３９】
図５は、本実施形態におけるローリング運動安定化制御の処理例を示すもので、ロール増大傾向判定基準及び制御基準については、車両の旋回方向に関し、添字１は左旋回、添字２は右旋回を表す。先ず、ステップ１００において初期化され、ステップ１０１にてセンサ信号及び通信信号が読み込まれる。そして、ステップ１０２においてロール量Ｒｍｇが演算される。続いて、ステップ１０３にてロール速度Ｒｓｐが演算される。ここで、ロール量Ｒｍｇ及びロール速度Ｒｓｐは上記［表１］に示す状態量である。
【００４０】
次に、ステップ１０４において、車両のロール増大傾向の現われ易さを示す指標としてロール指標ＲＩが演算されるが、これについては後述する。そして、ステップ１０５において、演算されたロール指標ＲＩに基づき、車両のロール増大傾向を判定するロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１及びＲｅｆ２が設定される。ステップ１０６では、実際の車両のローリング運動状態を表すロール状態量がロール量Ｒｍｇ及びロール速度Ｒｓｐを用いて表される。次に、ステップ１０７において、ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）が、ロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１及びＲｅｆ２に対して、制御領域内にあるか否かが判定される。ここで、制御領域内とは、ローリング運動を安定化するために制動力制御及び駆動力制御を実行することが必要となる領域である。
【００４１】
ステップ１０７において、ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）がロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１及びＲｅｆ２に対して制御領域内にはないと判定されると、制動力制御及び駆動力制御は実行されることなく、ステップ１０１に戻される。一方、制御領域内にあると判定されると、次にステップ１０８において、制動力制御及び駆動力制御を実行するための基準となる制御基準Ｔｒｆ１及びＴｒｆ２が設定される。そして、ステップ１０９にて、ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）と制御基準Ｔｒｆ１及びＴｒｆ２に基づき、ロール状態量の偏差（状態量偏差）が演算される。
【００４２】
而して、ステップ１１０に進み、状態量偏差に基づいて各車輪の目標制動力ＢＦｄｘｘが演算される。そして、ステップ１１１において、目標制動力ＢＦｄｘｘに応じて、ブレーキアクチュエータＢＲＫが制御され、各車輪の制動力が制御される。尚、目標制動力の設定に際しては、運転者によるブレーキペダルＢＰの操作量（例えばマスタシリンダ圧力で、検出圧力Ｐｍｃとして入力）も考慮される。
【００４３】
同様に、駆動力制御についても、ステップ１１２にて、状態量偏差に基づいて目標駆動力が演算され、エンジントルクの低減量が決定され、ステップ１１３にて、エンジン系のアクチュエータによりスロットル開度、点火遅角、燃料噴射量が制御される。尚、目標駆動力の設定に際しては、運転者のアクセルペダル操作量Ａｐも考慮される。
【００４４】
ここで、上記ステップ１０４において演算されるロール指標について説明する。車両のローリング運動は、下記の（５）式の運動方程式で表すことができる。
Ｉｘ・ｄ2φ／ｄｔ2＋Ｃｘ・ｄφ／ｄｔ＋Ｋｘ・φ
＝  Ｍｓ・Ｈｓ・Ｇｙ＋Ｍｓ・ｇ・Ｈｓ・φ   …（５）
ここで、φはロール角、Ｉｘはロール慣性質量、Ｃｘはロール減衰、Ｋｘはロール剛性、Ｍｓは車両のばね上質量、Ｈｓはロールアーム長（車両重心位置におけるロールセンタ軸から重心高までの距離）、Ｇｙは横加速度、ｇは重力加速度である。
【００４５】
上記（５）式において、車両のロール角φはそれ程には大きくならないため、右辺の第２項は無視することができる。そして、（５）式をラプラス変換して、ロール角φの伝達関数を求めると、下記の（６）式となる。
φ(ｓ)／Ｇｙ(ｓ) ＝（Ｍｓ・Ｈｓ）／（Ｉｘ・ｓ2＋Ｃｘ・ｓ＋Ｋｘ） …（６）
ここで、ｓはラプラス演算子である。
【００４６】
更に、（６）式に基づきロール角速度Ｒｒの伝達関数を求めると下記（７）式となる。
Ｒｒ(ｓ)／Ｇｙ(ｓ)  ＝（Ｍｓ・Ｈｓ・ｓ）／（Ｉｘ・ｓ2＋Ｃｘ・ｓ＋Ｋｘ）
…（７）
【００４７】
上記（６）式及び（７）式から明らかなように、横加速度に対する車両のローリング運動の伝達関数に基づいてロール角及びロール角速度を求めた結果と、車両運動の出力として検出されるロール角及びロール角速度とを比較することによって、係数（Ｍｓ・Ｈｓ）を求めることができる。そして、係数（Ｍｓ・Ｈｓ）は、重心位置の特性を含む値であるため、これをロール指標ＲＩとすることができる。
【００４８】
また、車両のばね上質量Ｍｓは、車輪に作用する制動力と車両の減速度から推定することができる。そこで、車両の減速のたびに車両ばね上質量Ｍｓを推定し、ロールアーム長Ｈｓを求め、これをロール指標ＲＩとすることもできる。
【００４９】
図６は横加速度とロール角速度の伝達関数に基づいてロール指標を求める場合を示している。即ち、横加速度センサＧＹによって検出される横加速度Ｇｙを用い上記の（７）式に基づいて推定ロール角速度Ｒｒｅを演算する。そして、ロール角速度センサＲＲによって検出されるロール角速度Ｒｒと、推定ロール角速度Ｒｒｅとを比較することによってロール指標ＲＩを演算することができる。
【００５０】
また、図７は横加速度とロール角の伝達関数に基づいてロール指標を求める場合を示している。即ち、横加速度センサＧＹによって検出される横加速度Ｇｙを用い上記の（６）式に基づいて推定ロール角Ｒａｅを演算する。そして、サスペンションストロークセンサＳＴｘｘによって検出されるサスペンションストロークＳｔｘｘから、左右サスペンションのストローク差を求め、ロール角Ｒａを演算する。そして、これと推定ロール角Ｒａｅとを比較することによってロール指標ＲＩを演算することができる。
【００５１】
上記図６及び図７においては、横加速度を用い、ローリング運動の伝達関数によって演算される推定ロール出力状態量と、車両のローリング運動の結果として検出されるロール出力状態量（以下、検出ロール出力状態量という）とを比較してロール指標を求めることとしている。この場合に、結果としてのローリング運動はロール角速度センサＲＲやサスペンションストロークセンサＳＴｘｘ等から直接的に求めることができる。更に、ローリング運動の結果として生じる種々の検出状態量に基づいて演算することも可能である。例えば、サスペンションストローク速度によってロール角速度を、又は、ロール角速度からロール角を演算することも可能である。また、横加速度センサを車両の上下方向に所定の距離をおいて配置し、複数の横加速度センサによる検出横加速度の差から検出ロール出力状態量を求めることができる。更には、ローリング運動が発生すると、車載の横加速度センサはロール角のため重力加速度の成分も検出することになるが、この現象を利用して前述の（１）式で求まるヨー角速度による演算横加速度Ｇｙ１と、横加速度センサＧＹで検出される横加速度Ｇｙとを比較して検出ロール出力状態量を求めることもできる。
【００５２】
検出ロール出力状態量を求める方法によっては、検出ロール出力状態量の解像度が十分には得られない場合もある。そのときには、ロール指標ＲＩを連続的な値として求める必要はなく、例えば、ロール指標ＲＩが大きいか小さいかの二段階の指標として表すことも可能であり、また、複数段階の数値とすることもできる。
【００５３】
次に、図５のステップ１０４で行われるロール指標ＲＩの演算処理について、図８を参照して説明する。前述のステップ１００の初期化処理において、ロール指標はその初期値ＲＩｏに設定される。ローリング運動を安定化するための制動力制御及び駆動力制御が行われ易いように、ロール指標の初期値ＲＩｏはロール増大傾向が現われ易い、より安定側の値として設定される。また、ロール指標ＲＩは、所定のロール状態量以上のローリング運動が発生する旋回時に推定される。このように、ロール指標の推定を旋回毎に行うのではなく、所定のロール状態量以上の場合に行うこととしているので、ロール指標の推定誤差を小さく抑えることができる。
【００５４】
図８において、ステップ１５０では、読み込まれたセンサ信号及び通信信号に基づき、前掲の［表１］に示す車両のロール状態量Ｒｓｔが演算される。そして、ステップ１５１において、車両のローリング運動に関し、ロール指標の推定が可能な程度の大きさか否かを判定するために、ロール状態量Ｒｓｔが所定値と比較される。ロール状態量Ｒｓｔが所定値以上ではないと判定されると、ロール指標は推定されず、従ってロール指標の変更は行われず、従前の制御サイクルでのロール指標の値が維持される。
【００５５】
ステップ１５１において、ロール状態量が所定値以上であると判定されるとステップ１５２以降に進み、ロール指標の推定が行われる。ステップ１５２乃至１５４においては、図６に示した手段によってロール指標ＲＩが演算される。そして、ステップ１５５に進み、ステップ１５４で演算されたロール指標ＲＩに基づき、従前のロール指標からの変更が行われる。
【００５６】
ステップ１５５のロール指標ＲＩの変更においては、演算された値に直ちに変更することなく、段階的に変更することもできる。ロール指標ＲＩの推定演算には誤差が含まれる場合もあるため、旋回毎に演算されたロール指標に基づいて順次変更を行うことで、誤差の影響を緩和し、推定のロバスト性を向上することができる。
【００５７】
次に、ロール指標の変更の一例について図９のタイムチャートを参照して説明すると、ロール指標の変更の幅に制限を設け、今回推定されたロール指標ＲＩ（ｎ）と、前回制御サイクルのロール指標ＲＩとの差が所定値Ｋｒｉ以上の場合には、ロール指標を所定値Ｋｒｉだけ変更することとしている。図９においては、ロール指標の初期値ＲＩｏから段階的にロール指標の設定変更が行われる状態を時系列で示している。ここで、図８のステップ１５０及び１５１のロール状態量としてロール角速度を用い、その絶対値がＲｒ１以上となった場合にロール指標の推定演算を行うこととしている。
【００５８】
即ち、ロール指標は初期値ＲＩｏに設定され、最初の旋回が行われると、初回のロール指標の推定が行われる。このときロール指標がＲＩａとして推定された場合でも、ロール指標は直ちにＲＩｏからＲＩａには変更されず、ＲＩａに近づく（ロール指標が減少する）方向に、所定値Ｋｒｉだけ減少される（ｔ１時）。そして、第２回目のローリング運動において、ロール指標が再びＲＩａと推定されると、ロール指標は更にＲＩａに近づく方向に、所定値Ｋｒｉだけ減少される（ｔ２時）。このように、ロール指標は徐々にＲＩａに漸近するように変更される。
【００５９】
また、ロール指標の変更の他の例として、今回推定されたロール指標ＲＩ（ｎ）と前回制御サイクルのロール指標ＲＩとの差の所定割合Ｗｒｉを以って、下記の（８）式に基づきロール指標を変更することもできる。
ＲＩ  ←  ＲＩ−Ｗｒｉ・｛ＲＩ−ＲＩ（ｎ）｝ …（８）
ここで、Ｗｒｉは定数であって、１より小さい値である。
【００６０】
このように、前回制御サイクルのロール指標と今回制御サイクルのロール指標の推定値とを比較して、その偏差の所定割合Ｗｒｉを変更することにより、誤差による不適切な推定の影響を排除し、ロール指標をその真値に漸近させることができる。尚、図８では、車両のローリング運動としてロール角速度に着目したが、図７に示すようにロール角に基づいてロール指標ＲＩを推定演算することもできる。ロール指標ＲＩの推定は、横加速度に基づく推定ロール角又は推定ロール角速度と、車両のローリング運動の結果として得られるロール角又はロール角速度との比較において行われるため、変動要素である車輪と路面の摩擦条件が排除され、信頼性の高い推定を行うことができる。更に、推定されたロール指標には直ちに変更せず、変更幅の制限値又は変更比率を設けて、段階的に変更を行うこととしているため、ロバストな推定を行うことができる。
【００６１】
次に、図５のステップ１０５におけるロール指標に応じたロール増大傾向判定基準の設定について、図１０を参照して説明する。ロール増大傾向判定基準は、Ｘ軸にローリング運動の大きさを表す状態量（ロール量Ｒｍｇ）、Ｙ軸にローリング運動の速さを表す状態量（ロール速度Ｒｓｐ）とした二次元の関係（マップ）として設定される。ここで、ロール量Ｒｍｇ及びロール速度Ｒｓｐは前掲の［表１］に示す状態量である。このように、ロール増大傾向の判定を二次元マップとすることで、急操舵時に発生する動的ロール増大傾向、車両の高重心で発生しやすい静的ロール増大傾向、更にはそれらの中間的な性格のロール増大傾向に対しても適切に対応することが可能となる。
【００６２】
ロール指標の初期値ＲＩｏは、ロール増大傾向が現われ易い状態を想定して設定されており、ロール増大傾向判定基準はＲｅｆ１ｏ及びＲｅｆ２ｏに初期設定される。前述のように演算され、変更されたロール指標ＲＩに基づき、ロール増大傾向判定基準は、初期特性Ｒｅｆ１ｏ及びＲｅｆ２ｏから、実際の車両状態に適合したＲｅｆ１及びＲｅｆ２に変更される。このように、ロール指標に応じたロール増大傾向判定基準に変更されるため、不必要な制御作動が抑制され、運転者への違和感が減少される。
【００６３】
ここでは、ロール増大傾向判定基準の設定を、車両のロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標を介して行っている。しかし、図６及び図７に示す、推定ロール角又は推定ロール角速度と、ローリング運動の結果として現われる物理量を用いて求めるロール角又はロール角速度との比較結果に基づいて、ロール指標を求めることなく、直接ロール増大傾向判定基準を求めることもできる。更に、ロール増大傾向判定基準はロール量において下限値Ｒｍｇ１、上限値Ｒｍｇ２を有する特性として設定することができる。下限値Ｒｍｇ１を設定することにより、低摩擦係数路面での不必要な制御作動を抑制することができる。また、上限値Ｒｍｇ２を設定することにより、ロール状態が大きくなった場合に確実にロール増大傾向を抑制することが可能となる。
【００６４】
次に、図５のステップ１０７乃至１０９の演算処理について、図１１を参照して説明する。図１１は、車両が先ず左旋回を開始し、その後に右旋回に切り返し、直進状態に戻る場面を表している。車両が直進状態で走行している場合には、車両のロール状態は原点０の状態にある。そして、運転者のステアリングホイール操作により車両は第１旋回を開始し（図１１では左旋回）、ロール量Ｒｍｇ及びロール速度Ｒｓｐが増加する。車両のロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）が、ロール指標ＲＩに基づいて設定された左旋回時のロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１を増加方向に横切ったとき（図１１中で示す点Ａ）に、ステップ１０７では、制御領域内となったことが判定される。
【００６５】
図５のステップ１０８では、制動力制御及び駆動力制御に供せられる制御基準Ｔｒｆ１及びＴｒｆ２が以下のように設定される。即ち、車両のロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）が、ロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１を増加方向に横切ったときのロール量Ｒｍｇを、第１旋回方向（図１１では左旋回）の制御基準Ｔｒｆ１として設定される。このとき、制御基準Ｔｒｆ１を原点０について対称に、第２旋回方向（図では右旋回）の制御基準Ｔｒｆ２が設定される。
【００６６】
図５のステップ１０９では、実際のロール量Ｒｍｇと制御基準Ｔｒｆ１との偏差が状態量偏差Ｄｒとして演算されるが、図１１の点Ｂのロール状態のときは、点Ｂのロール量から制御基準Ｔｒｆ１への垂直距離が状態量偏差Ｄｒとして演算される。また、第２旋回での状態量偏差は、第２旋回の制御基準Ｔｒｆ２との偏差で求められる。図１１の点Ｅでのロール状態では、点Ｅのロール量から制御基準Ｔｒｆ２への垂直距離が状態量偏差Ｄｒとして演算される。
【００６７】
第１旋回において制御領域内に入ったか否かの判定は、ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）とロール増大傾向判定基準との関係で行われる。しかし、一旦ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）が制御領域内となり、制御基準Ｔｒｆ１及びＴｒｆ２が設定されると、以降の演算処理において制御領域内判定は制御基準に基づいて行われる。即ち、第１旋回方向の制御領域内から脱することは、ロール状態量が制御基準Ｔｒｆ１を減少方向に横切ることで判定される（図１１の点Ｃ）。このように、車両のロール増大傾向の判定が、ロール増大傾向判定基準Ｒｅｆ１及びＲｅｆ２とは別個の特性として制御基準Ｔｒｆ１及びＴｒｆ２が設定されているため、ローリング運動が十分に小さくなった後に、制動力制御及び駆動力制御が終了し、制御効果を確実に発揮することができる。
【００６８】
また、第２旋回の制御領域内に入ったか否かは、ロール状態量（Ｒｍｇ，Ｒｓｐ）が制御基準Ｔｒｆ２を増加方向に越えたことで判定される（図１１の点Ｄ）。第１旋回と同様に、第２旋回の制御領域外となるのは、ロール状態量が制御基準Ｔｒｆ２を減少方向に横切るときである（図１１の点Ｆ）。尚、以上の説明では、車両の旋回が、先ず左旋回から開始される場合について説明したが、右旋回から始まる場合は、その手順が逆になる。
【００６９】
次に、図５のステップ１１０において演算される目標制動力ＢＦｄｘｘについて、図１２を参照して説明する。各車輪の目標制動力ＢＦｄｘｘは、状態量偏差Ｄｒに基づき演算される。適切なヨーイングモーメントを維持しながら車両のロール増大傾向を抑制できるように、旋回外側前輪、旋回外側後輪、旋回内側後輪の目標制動力ＢＦｄｘｘが状態量偏差Ｄｒに基づいて演算される。制動力制御は状態量偏差に応じて実行されるため、車両のロール増大傾向が大きい場合には、強い制動力が付与され、それが抑制される。一方、状態量偏差が小さい場合には、ローリング運動の安定化に必要なだけの制動力が付与される。
【００７０】
また、車両のヨーイングモーメントを適正に制御しつつ、車両を速やかに減速させるために、単一又は複数の車輪を制動力制御の対象車輪とすることもできる。例えば、４輪の全て、旋回外側前輪の１輪、前２輪及び旋回内側後輪、又は前２輪及び旋回外側後輪に制動力を付与することも効果的である。
【００７１】
尚、図５に示す安定化制御においては、二次元マップを利用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロール増大傾向を判定又は制御するためには、前掲の［表１］のうちの何れかのロール状態量を用い、ロール増大傾向の現われ易さを示すロール指標ＲＩを用いて、選択されたロール状態量で表されるロール増大傾向判定基準を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両のロール特性推定装置、及び車両のローリング運動安定化制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】一般的な車両のローリング運動における状態量の関係を示す説明図である。
【図３】本発明においてローリング運動の入力を表す状態量を分類して示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両のローリング運動安定化制御装置を備えた車両の全体構成を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるローリング運動安定化制御の処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態におけるロール指標の推定演算の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるロール指標の推定演算の他の例を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるロール指標演算の処理例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態におけるロール指標の変更の一例を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態においてロール増大傾向判定基準を含む制御マップの一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態における制御状況の一例を示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態において状態量偏差に基づき旋回外側前輪、旋回外側後輪、及び旋回内側後輪の各車輪に対する目標制動力を演算するためのマップ例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
Ｍ１  ローリング運動検出手段
Ｍ２  横加速度検出手段
Ｍ３  ローリング運動推定手段
Ｍ４  ロール指標推定手段
Ｍ５  ロール増大傾向判定基準設定手段
Ｍ６  制御手段
ＥＣＵ１  ブレーキ系電子制御ユニット
ＥＣＵ２  エンジン系電子制御ユニット
ＥＣＵ３  インパネ系電子制御ユニット
ＥＣＵ４  サスペンション電子制御ユニット
ＳＡ  操舵角センサ
ＧＸ  前後加速度センサ
ＧＹ  横加速度センサ
ＹＲ  ヨー角速度センサ
ＲＲ  ロール角速度センサ
ＢＲＫ  ブレーキアクチュエータ
ＢＰ  ブレーキペダル
ＡＰ  アクセルペダルセンサ
【図１】
2006335192.tif 000004
【図２】
2006335192.tif 000005
【図３】
2006335192.tif 000006
【図４】
2006335192.tif 000007
【図５】
2006335192.tif 000008
【図６】
2006335192.tif 000009
【図７】
2006335192.tif 000010
【図８】
2006335192.tif 000011
【図９】
2006335192.tif 000012
【図１０】
2006335192.tif 000013
【図１１】
2006335192.tif 000014
【図１２】
2006335192.tif 000015