(57)【要約】【課題】  ロール過渡運動を減衰させることができ、乗り心地の悪化を防止できる車両挙動制御装置を提供する。【解決手段】  各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力をそれぞれ独立に制御する車体運動制御装置２１を備えた車両挙動制御装置において、ドライバの操舵後の保舵状態を検出する操舵後保舵状態検出手段（ステップS4）と、車体のロールレート量を検出する車体ロールレートセンサ１２と、を備え、車体運動制御装置２１は、操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量に同期させて各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各輪の制駆動力を少なくとも左右輪でそれぞれ独立に制御する制駆動力制御手段を備えた車両挙動制御装置において、
ドライバの操舵後の保舵状態を検出する操舵後保舵状態検出手段と、
車体のロールレート量を検出するロールレート検出手段と、
を備え、
前記制駆動力制御手段は、操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量に同期させて各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用挙動制御装置において、
前記操舵後保舵状態検出手段は、ドライバの過渡操舵後の保舵状態を検出し、
前記制駆動力制御手段は、過渡操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記ロールレート量に比例させて各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両挙動制御装置において、
前記操舵後保舵状態検出手段は、操舵角速度があらかじめ設定された設定値よりも小さいとき、過渡操舵後の保舵状態であると判定することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置において、
前記制駆動力制御手段は、ドライバの過渡操舵によって車両に生ずるロールレートと同方向のロールレートが発生する車両の旋回方向の運動を平面運動として想定し、前記平面上で旋回方向の運動を低減させる方向に車両へのヨーモーメントを形成するように、各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置において、
前記制駆動力制御手段は、車両の過渡運動時にタイヤ発生力の車体前後方向成分によって発生する最大発生加減速度を、制駆動力制御量の上限とすることを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項６】
ドライバの操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量に同期させて各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車両挙動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各輪への制駆動力配分により車両のロール運動を抑制する車両挙動制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両挙動制御装置としては、車両の限界旋回状態において、平面運動の限界を横加速度で判定しつつ、過大なロールの発生をロール角の急激な増加から判定するものが知られている。このため、車体のロールレートを計測し、ロールレートが一定の大きさになった場合には、現状の車両の旋回半径を維持できるように、車両の減速度とヨーモーメントをそのときの車速と横加速度との関係から求め、その減速度とヨーモーメントを同時に成立させるように制駆動力を各輪に配分している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−５２９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、車両がロール状態での運動の制御を目的としているため、ロールレートでロール状態であることを計測してはいるが、ロールレートに比例させた制御を行っておらず、ロール過渡運動を減衰させることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ロール過渡運動を減衰させることができ、乗り心地の悪化を防止できる車両挙動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、
各輪の制駆動力を少なくとも左右輪でそれぞれ独立に制御する制駆動力制御手段を備えた車両挙動制御装置において、
ドライバの操舵後の保舵状態を検出する操舵後保舵状態検出手段と、
車体のロールレート量を検出するロールレート検出手段と、
を備え、
前記制駆動力制御手段は、操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量に同期させて各輪の制駆動力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、ロールレートに同期させて各輪の制駆動力を制御することで、ロールレートに応じた平面内の運動制御によって、ロール過渡運動の減衰を止めることを実現できる。すなわち、ドライバが操舵を終了して、車両の進行方向が安定した後に残ってしまう車体のロール過渡運動を速やかに減衰させることができる。さらに、平面内の運動制御のため、路面不整に起因する乗り心地悪化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両挙動制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両挙動制御装置を示す全体システム図である。
各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLには、個別の制動力を加えることのできるアクチュエータ10-FR，10-FL，10-RR，10-RLがそれぞれ装着されており、これらのアクチュエータ10-FR，10-FL，10-RR，10-RLは、制動制御装置２０からの制動力信号により制御される。
【０００９】
ドライバのハンドル操作に応じて左右前輪1-FR，1-FLを転舵させる操舵装置２には、操舵角センサ１３が装着され、この操舵角センサ１３は、車体運動制御装置（制駆動力制御手段）２１へ操舵角信号を送る。また、車体運動制御装置２１には、車両速度センサ１１からの車速信号と、車体ロールレートセンサ（ロールレート検出手段）１２からのロールレート信号とが送られる。
【００１０】
車体運動制御装置２１は、操舵角センサ１３からの操舵角信号と、車両速度センサ１１からの車速信号と、車体ロールレートセンサ１２からのロールレート信号とに基づいて、各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力を設定し、制動制御装置２０に対し目標制動力信号を出力する。制動制御装置２０は、車体運動制御装置２１からの目標制動力信号に基づいて、各アクチュエータ10-FR，10-FL，10-RR，10-RLに対し制動力信号を送出する。
【００１１】
次に、作用を説明する。
[制動力制御処理]
図２は、実施例１の車体運動制御装置２１で実行される制動力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００１２】
ステップS1では、車両速度センサ１１、車体ロールレートセンサ１２、操舵角センサ１３から車速、ロールレート、操舵角の各信号を読み込み、ステップS2へ移行する。
【００１３】
ステップS2では、ステップS1で読み込んだ操舵角信号θを微分した量として操舵角速度dθ/dtを計算（推定）し、ステップS3へ移行する。
【００１４】
ステップS3では、直前の操舵角速度＝０となったときにおける減速度を記録し、ステップS4へ移行する。
【００１５】
ステップS4では、操舵角速度の絶対値を設定値と比較する（操舵後保舵状態検出手段に相当）。計測の誤差も含めた操舵角速度の絶対値があらかじめ設定した設定値未満の場合には、ステップS5へ移行し、操舵角速度の絶対値が設定値以上の場合には、ステップS1へ移行する。
【００１６】
ステップS5では、ステップS3において記録しておいた直前の過渡操舵時の最大発生減速度から、車両の質量を掛けることで制動力を求め、実施例１における制御量の上限Fxmaxとして設定し、ステップS6へ移行する。
【００１７】
ステップS6では、あらかじめ設定したゲイン値に応じて、ロールレートdΦ/dtに比例させて車体に加えるヨーモーメント量を算出し、ステップS7へ移行する。
【００１８】
ステップS7では、ステップS6で算出したヨーモーメント量となる右輪もしくは左輪の制動力を計算し、ステップS8へ移行する。
【００１９】
ステップS8では、ステップS7で計算した各輪の制動力の合計が、ステップS5で計算した値Fxmaxを超える場合には、合計がFxmaxとなるように上限を設定し、ステップS9へ移行する。
【００２０】
ステップS9では、所定の制動力を各輪に発生させ、リターンへ移行する。
【００２１】
すなわち、実施例１では、ステップS2で計算した操舵角速度dθ/dtがゼロの場合には、ドライバが車両運動を変化させる意志はないものと見なし、その場合において車体に発生する過渡ロール運動を低減する。車両が操舵による過渡運動を行う場合、ドライバが制動力を発生させない場合においても、操舵の結果として各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLのタイヤが横方向に横力を発生させる際に、車両前後方向にコーナリング抵抗も発生させる。これにより、旋回運動に伴い車両には結果として減速度が発生する。この減速度はドライバの過渡運動の意志に応じて発生するものであるから、この過渡操舵運動の後に実施例１の制御に利用する制動力の大きさも最大で上限Fxmaxを超えないように設定することで、実施例１での制御に伴う過大な減速度発生によるドライバの違和感を抑えることができる。
【００２２】
［過渡ロール運動の減衰ロジック］
車体の運動は、通常の車両運動ではその力学的な特徴から、車体前後運動、車体横運動（横&ヨー方向）、路面垂直面内の運動（上下方向、ロール、ピッチ）に区分けできる。路面垂直面内の車体運動を制御する方法としては、サスペンションのストローク量やストローク速度に比例させた力を路面垂直方向に各輪に応じて加える手段が最も直接的で制御効果も大きい。
【００２３】
しかし、サスペンションストローク量やストローク速度に比例した制御で車体の動きを制御する場合には、２つの問題点がある。一つは、制御の応答性である。何らかの形で車体がばね下に対して相対変位や相対速度を発生してからでなければ制御ができないという点で、ロール運動の制御はロール運動に対して遅れ方向となる。また、もう一つの問題は、路面からの外乱入力である。路面が平面でなく何らかの凹凸を有する場合、このような制御をしているとサスペンションのばね定数が増加したり減衰定数が基準値に対して変化しているために、この路面入力に対する車体運動が悪化して乗り心地に悪影響が出てしまう。
【００２４】
実施例１の車両挙動制御装置においては、車体の過渡ロール運動を路面垂直方向のサスペンションに関係する特性の制御で行わず、路面平面内での制御入力を、車体運動に対して応答性の良い制御入力とすることで、過渡ロール運動の減衰効果を実現するものである。ただし、制動力を制御入力として用いる場合においては、ドライバの意図しない減速度を車両に発生させることで、ドライバに違和感を与えてしまう。車両のヨー運動の制御に利用する場合においては、車両の限界時の挙動安定という観点から大きな減速度を発生する制動力を制御入力として利用することは許容されるが、車体のロール運動に対し制動力を制御入力として利用する場合には、その大きさや作動タイミングがドライがの違和感になれば、実際の車両として成り立たせることは難しい。
【００２５】
実施例１では、車両の過渡操舵終了後の車体ロール運動の減衰効果を高めるという部分に限定して制動力を制御入力として用いることで、
(i) 過渡運動時にタイヤ発生力の車体前後方向成分によって発生する減速度を制御量の上限とする。
(ii) 過渡操舵後に残っているロールレート量に比例して制動力を発生させ、過渡操舵時に発生した減速度と連続性を持たせることで、ドライバの違和感発生を低減する。
上記の２点を成立させ、制御を車両に適用可能とした。
【００２６】
図３は、制動力とJacking力との関係を示す概念図である。サスペンションのリンク形式や空間配置には依存するが、制動力がタイヤ接地点に作用することで、サスペンションリンクを通って車体に制動力が伝達される。その際に各サスペンションのリンクに伝わる軸力の総和は通常傾きを持つために、路面垂直方向に分力が発生する。制動力による車両前後輪の荷重移動量は制動力の大きさと車両重心の位置で決定されるが、この荷重移動量は、上記のサスペンションリンク軸力の路面垂直の分力と、ばね反力、ダンパー減衰力、およびアンチロールバー分の力の４つの合計と等しくなる。したがって、路面平面内での入力も、図３に示すように、間接的に車体の路面垂直面内運動に影響を与える。逆に言えば、車体が路面垂直面内過渡運動をしているとすれば、車両が路面平面内で過渡運動しているとして、それを打ち消す制御を路面平面内で行えば、結果として車体の路面垂直面内過渡運動を低減させることができる。ロールの制御を行おうとすれば、このJacking力を左右輪で別に考えればよい。
【００２７】
図４には、上記の概念に基づいて、ドライバの操舵意図に対応していない車体の過渡ロール運動を、車両が過渡的に旋回していると仮定する場合の、旋回方向を示す。過渡操舵により車両が右旋回する場合においては、旋回の立ち上がりにおいて通常の車両は旋回外側にロールを起こすため、ロールレートもその方向に発生する。これとは逆の左旋回の場合には、ロールレートも反対になる。したがって、ロールレートの方向に合わせて、車両が過渡的に旋回に入っていると仮定して、その旋回を低減させる方向へ左右輪で制動力を配分して車体へヨーモーメントを付加することで、ロールレート発生を低減することができる。
【００２８】
［技術背景］
特開平２０００−５２９６３号公報に記載の技術では、車両の限界旋回状態において、平面運動の限界を横加速度で判定しつつ、過大なロール角の発生をロール角の急激な増加から判定するものが知られている。このため、ロールレートを計測し、ロールレートが一定の大きさになった場合には、現状の車両の旋回半径を維持できるように、車両の減速度とヨーモーメントをそのときの車速と横加速度との関係から求め、その減速度とヨーモーメントを同時に成立させるように制動力を各輪に配分している。
【００２９】
ところが、この従来例では、車両のロール運動の制御を目的としているためロールレートでロール運動を計測してはいるが、ロールレートに比例させた制御を行っていないため、ロール過渡運動を減衰させることができない。すなわち、この従来例は、あくまでも限界旋回状態においてロールオーバーによる横転を未然に防ぐためにロールレートを利用してロール角の急激な増大を判定しているだけであり、その際に制御入力の算出に使用しているのは車両の横加速度と車速であるため、横加速度が一定に近ければ制御出力である各輪制動力配分も向きが固定されているため、ロールレートの大きさと方向に比例して制動力が出ないために、ロール運動の減衰としては作用せず、ロール過渡運動の減衰を止めるという効果は期待できないという問題があった。
【００３０】
［実施例１のロール過渡運動減衰作用］
これに対し、実施例１の車両挙動制御装置では、ドライバの操舵後の保舵状態が検出されたとき、ドライバの操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量dΦ/dtに比例させて各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力を制御するため、過渡ロール運動の減衰効果を実現することができる。
【００３１】
図５には、実施例１のロール過渡運動減衰作用として、レーンチェンジ過渡操舵時における車両挙動を示す。図５(a)は、車両の走行軌跡を示す。実施例１で想定している制御ありの場合と、従来例での制御とを比較した。それぞれ同一の走行軌跡となるように、実施例１の制御と従来例の制御とで操舵波形を調整して比較できるようにしている。本走行モードは横加速度の小さい領域でなおかつ過渡挙動で直進走行に近い条件のため、結果として従来例相当の制御では制御が入らない状態になる。
【００３２】
図５(b)はその操舵波形である。図５(c)は、実施例１の制御による左右輪（それぞれ前後輪合計）の制動力の時系列波形を示す。ドライバの操舵は2.5秒に終了しているが、その後の車体ロールレート発生量とその方向に基づいて、Fxmaxを上限としてロールレートdΦ/dtに比例した制動力を発生させて車体のヨーモーメントを付加している。
【００３３】
図５(d)には車体のロールレートの制御効果を示す。図５(e)にはその際の車体ヨーレート波形を示す。図５(d)から図５(e)に通して示されている時間タイミングで説明すると、T0で過渡操舵が始まり、車両は車線変更に入る。過渡操舵終了時T1には車両の重心点運動でみると車線変更は終了しているが、車体のロール運動および車両重心点に対するヨー運動のオーバーシュートが発生していて振動が残っている。T0時点で操舵角速度はゼロとなっているので、過渡操舵は終了したと判断して、その時点で発生しているロールレートに応じて、そのロールレート量を旋回初期に発生しているロールレートと同じと見なして、そこで想定される旋回方向への旋回を抑える方向へヨーモーメントを発生させるために、図５のケースでは右輪に制動力を発生させている。この制動力により、サスペンションを通して時間遅れなくジャッキアップ力が作用して車体のロールレートに比例した力となるので、ロール減衰の効果を得ることができる。さらに、時間T2，T3においてロールレートの符号が反転するために、その時点で制動力を発生させる輪を切り替えている。
【００３４】
実施例１の制御では、車両のロール減衰を向上させることを目的としているが、その制御の際には車体にヨーモーメントが作用するために、車体にヨー運動が発生する。実施例１の制御では過渡操舵終了後に制御を行うため、励起されたヨーモーメントが過渡操舵終了後の車両の進行方向安定性に影響を与えることが懸念される。しかしながら、通常の車両では、過渡操舵終了後もヨー運動に変動が残り、それがヨー共振周波数で固有振動となる。さらに、車両の設計ではヨー共振周波数とロール共振周波数がほぼ同じ値（通常はロール共振周波数がわずかに大きい）になるため、ロールレートに比例させてロール減衰効果を発生させる実施例１の制御においては、結果的に過渡操舵終了後に残る車体のヨー共振をも低減させる効果を得ている。
【００３５】
なお、図５では、車線変更操舵を想定したが、旋回中における追加の過渡操舵など、過渡操舵終了後に操舵角がゼロになっていない場合においても、実施例１では操舵角速度がゼロという条件を過渡操舵終了としているために、車両が直進ではなく一定旋回状態に収束している場合でも同様の効果が期待できる。
【００３６】
［サスペンションの形式に応じた各輪の制動力制御］
図６には、実施例１において、サスペンション形式による前後輪のピッチ方向仮想リンク軸の傾斜方向と、その場合におけるロールレートに応じた制動輪の使用を示す。図３に示したように、ピッチ方向仮想リンクの軸線の傾斜方向により、制動に伴うJacking力の方向が上向きか下向きかが決定される。そのために、サスペンションの形式により、ロールレートに比例させて制動力を発生させるべき輪の組み合わせが異なる。
【００３７】
図３に示した例が図６におけるケース１に相当する。この場合においては前輪の制動力はJacking力が上向きに作用するが、後輪は下向きとなる。そのため、ロールレートがプラスのときには左旋回開始時と判断してその旋回を抑えるために右輪に制動力を作用させるが、その際に、右前輪のみにその制動力を加えることで、ロールレートを低減させる方向に効果を出すJacking力のみを作用させることができる。
【００３８】
ケース２の場合には、前輪および後輪共に効果を出すことができるため、制動力を前後輪共に与えることができる。また、ケース３の場合は後輪のみとなる。一方、ケース４の場合には、実施例１では前後輪共に制動力を出すようにJacking力効果がロールレートを増大させる方向に作用（負の減衰効果）する。そのために、この特性を有するサスペンションでは実施例１の制御は適用できない。
【００３９】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両挙動制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００４０】
(1) 各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力をそれぞれ独立に制御する車体運動制御装置２１を備えた車両挙動制御装置において、ドライバの操舵後の保舵状態を検出する操舵後保舵状態検出手段（ステップS4）と、車体のロールレート量を検出する車体ロールレートセンサ１２と、を備え、車体運動制御装置２１は、操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記操舵によって発生した車体のロール運動に伴うロールレート量に同期させて各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力を制御する。よって、ロールレートに応じた平面内の運動制御によって、ロール過渡運動の減衰を止めることを実現することができる。すなわち、ドライバが操舵を終了して、車両の進行方向が安定した後に残ってしまう車体のロール過渡運動を速やかに減衰させることができる。さらに、平面内の運動制御のため、路面不整に起因する乗り心地悪化を防止できる。
【００４１】
(2) 操舵後保舵状態検出手段（ステップS4）は、ドライバの過渡操舵後の保舵状態を検出し、車体運動制御装置２１は、過渡操舵後の保舵状態が検出されたとき、前記ロールレート量に比例させて各輪1-FR，1-FL，1-RR，1-RLの制動力を制御する。よって、制動力制御量をロールレートに比例させることで、より明確にロール過渡運動の減衰を止めることを実現することができる。すなわち、ドライバが過渡操舵を終了して、車両の進行方向が安定した後に残ってしまう車体の揺り返しのロール過渡運動を速やかに減衰させることができる。
【００４２】
(3) 操舵後保舵状態検出手段（ステップS4）は、操舵角速度dθ/dtがあらかじめ設定された設定値よりも小さいとき、過渡操舵後の保舵状態であると判定する。よって、車両が直進ではなく一定旋回状態へと収束している場合でも、ロール過渡運動の減衰を向上させることができる。
【００４３】
(4) 車体運動制御装置２１は、ドライバの過渡操舵によって車両に生ずるロールレートと同方向のロールレートが発生する車両の旋回方向の運動を平面運動として想定し、前記平面上で旋回方向の運動を低減させる方向に車両へのヨーモーメントを形成するように、各輪の制動力を制御する。すなわち、サスペンションの減衰力を制御するのではなく、左右輪の制動力による平面内の運動制御で、ロールレートの発生を妨げる方向にヨーモーメントを形成するようにしたため、路面不整に起因する乗り心地の悪化を防止できる。
【００４４】
(5) 車体運動制御装置２１は、車両の過渡運動時にタイヤ発生力の車体前後方向成分によって発生する最大発生減速度を、制駆動力制御量の上限とする。よって、制御に伴い過大な制動力が発生し、ドライバへ違和感を与えるのを抑制できる。
【００４５】
（他の実施例）
以上、本発明の車両挙動制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００４６】
例えば、実施例１では、各輪の制動力のみを制御する例を示したが、制駆動力を用いてヨーモーメントを制御する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の車両挙動制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の車体運動制御装置２１で実行される制動力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】制動力とJacking力との関係を示す概念図である。
【図４】ドライバの操舵意図に対応していない車体の過渡ロール運動を、車両が過渡的に旋回していると仮定する場合の、旋回方向を示す説明図である。
【図５】実施例１のロール過渡運動減衰作用を示す説明図である。
【図６】実施例１において、サスペンション形式による前後輪のピッチ方向仮想リンク軸の傾斜方向と、その場合におけるロールレートに応じた制動輪の使用を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
1-FR，1-FL，1-RR，1-RL  車輪
10-FR，10-FL，10-RR，10-RL  車輪
２  操舵装置
１１  車両速度センサ
１２  車体ロールレートセンサ
１３  操舵角センサ
２０  制動制御装置
２１  車体運動制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006282062.tif 000007
【図６】
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