(57)【要約】【課題】車両に作用するヨーモーメントを正確に算出して適切な車両挙動制御が行える車両挙動制御装置を提供すること。【解決手段】旋回走行時において、車両のロールによる重心の横移動量を算出し（Ｓ１２）、タイヤの撓みによる重心の横移動量を算出し（Ｓ１４）、車両の前後力を算出し（Ｓ１６）、旋回走行により横移動した記重心の位置から記左右の車輪までの距離及び左右の車輪における前後力に基づいて車両に生ずるヨーモーメントを演算する（Ｓ１８）。これにより、車両の旋回走行時の重心横移動量を考慮して正確なヨーモーメントを算出することができ、適切な車両挙動制御が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回走行による車両の重心の旋回外側への横移動量を演算する重心横移動量演算手段と、
前記車両の左右の車輪における前後力を演算する前後力演算手段と、
旋回走行により横移動した前記重心の位置から前記左右の車輪までの距離及び前記左右の車輪における前後力に基づいて車両に生ずるヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段と、
を備えた車両挙動制御装置。
【請求項２】
前記重心横移動量演算手段は、前記車両の旋回走行により生ずる横加速度が大きいほど前記重心の横移動量を大きく演算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。
【請求項３】
前記重心横移動量演算手段は、前記車両の旋回走行時のロールによる重心の横移動量及びタイヤの撓みによる重心の横移動量を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両挙動制御装置。
【請求項４】
前記重心横移動量演算手段は、前記車両の旋回走行時のサスペンションブッシュの変形による重心の横移動量を演算することを特徴とする請求項３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、車両の挙動を制御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、車両挙動を制御する装置として、特開平１０−１３８７８３号公報に記載されるように、駆動輪である左右の前輪と従動輪である左右の後輪との間でトルクの配分を行い、車両の前後加速度の増加に応じてトルク配分量が増加するように制御する車両のヨーモーメント制御装置が知られている。この装置は、トルク配分量を前後加速度に正比例する値よりも更に大きく増加させることにより、車両の前後加速度の増加に応じて意図せぬアンダーステア傾向になっても、そのアンダーステア傾向を補償して安定した旋回を可能とするものである。
【特許文献１】特開平１０−１３８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような装置にあっては、車両の挙動を制御する際に制駆動力により生ずるヨーモーメントを正確に把握することができず、適切な車両挙動制御が行えないという問題点がある。すなわち、上述した装置では、車両旋回時におけるヨーモーメントを算出する際に、車両の重心位置の移動を考慮することなく、固定位置で設定している。しかし、現実の車両の旋回時には車体のロールやタイヤの撓みなど生ずるため、車両の重心位置は旋回時に移動している。このため、車両重心を固定位置としてヨーモーメントを算出しても算出誤差が大きく、正確なヨーモーメントを算出することが難しい。従って、このようなヨーモーメントに基づいて車両挙動制御しても、適切な制御が行えない。
【０００４】
そこで本発明は、車両の制駆動により生ずるヨーモーメントを正確に算出し、適切な車両挙動制御が行え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】
【０００５】
すなわち、本発明に係る車両挙動制御装置は、旋回走行による車両の重心の旋回外側への横移動量を演算する重心横移動量演算手段と、前記車両の左右の車輪における前後力を演算する前後力演算手段と、旋回走行により横移動した前記重心の位置から前記左右の車輪までの距離及び前記左右の車輪における前後力に基づいて車両に生ずるヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段とを備えて構成される。
【０００６】
また本発明に係る車両挙動制御装置は、前記重心横移動量演算手段が、前記車両の旋回走行により生ずる横加速度が大きいほど前記重心の横移動量を大きく演算することを特徴とする。また、この重心横移動量演算手段において、車両の旋回走行により生ずる横加速度が小さいときより大きいときに前記重心の横移動量（横移動距離）を大きく演算してもよい。
【０００７】
また本発明に係る車両挙動制御装置は、前記重心横移動量演算手段が、前記車両の旋回走行時のロールによる重心の横移動量及びタイヤの撓みによる重心の横移動量を演算することを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る車両挙動制御装置は、前記重心横移動量演算手段が、前記車両の旋回走行時のサスペンションブッシュの変形による重心の横移動量を演算することを特徴とする。
【０００９】
これらの発明によれば、旋回走行により横移動した重心の位置から左右の駆動輪までの距離及び左右の駆動輪における制駆動力に基づいて車両に生ずるヨーモーメントを演算することにより、車両の旋回走行により車両の重心の旋回外側へ横移動量を考慮して、正確なヨーモーメントを算出することができる。このため、このヨーモーメントを用いて車両の挙動制御を行うことにより適切な車両挙動制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両の制駆動により生ずるヨーモーメントを正確に算出し、適切な車両挙動制御が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態に係る車両挙動制御装置の構成概要図である。図１に示されるように、本実施形態に係る車両挙動制御装置は、車両に設置され、その車両の挙動状態を検出し、車両挙動を制御する装置である。この車両挙動制御装置には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１が設けられている。ＥＣＵ１は、装置全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成される。
【００１３】
また、車両挙動制御装置には、マスタシリンダ圧力センサ２、スロットル開度センサ３及び車輪速センサ４が設けられている。このマスタシリンダ圧力センサ２、スロットル開度センサ３及び車輪速センサ４は、それぞれＥＣＵ１と接続され、検出信号をＥＣＵ１に入力する。マスタシリンダ圧力センサ２は、マスタシリンダの圧力を検出するセンサである。スロットル開度センサ３は、スロットルバルブのスロットル開度を検出するセンサである。車輪速センサ４は、車両の車輪速を検出するセンサであり、各車輪の車輪速を検出する。
【００１４】
また、車両挙動制御装置には、横加速度センサ６、前後加速度センサ７及び操舵角センサ８が設けられている。この横加速度センサ６、前後加速度センサ７及び操舵角センサ８は、それぞれＥＣＵ１と接続され、検出信号をＥＣＵ１に入力する。横加速度センサ６は、車両の横方向の加速度を検出するセンサである。前後加速度センサ７は、車両の前後方向の加速度を検出するセンサである。操舵角センサ６は、ハンドルの操舵角を検出するセンサである。
【００１５】
また、車両挙動制御装置には、ブレーキアクチュエータ１０及びスロットルアクチュエータ２０が設けられている。このブレーキアクチュエータ１０及びスロットルアクチュエータ２０は、それぞれＥＣＵ１と接続され、ＥＣＵ１から出力される制御信号に基づいて作動する。ブレーキアクチュエータ１０は、ブレーキ油圧を調整するアクチュエータであり、マスタシリンダとホイルシリンダを接続する油圧配管の途中に設置されている。
【００１６】
このブレーキアクチュエータ１０は、例えば、油圧回路の接続を切り換えるソレノイド弁や油圧を上昇させるポンプ等を備えて構成され、各車輪のホイルシリンダに加わるブレーキ油圧を調整して各車輪にかかる制動力を調整可能とする。このブレーキアクチュエータ１０としては、ホイルシリンダのブレーキ油圧を制御できるものであれば、いずれの構成、構造のものを用いてもよい。スロットアクチュエータ２０は、スロットルバルブを開閉動作させるアクチュエータである。
【００１７】
次に、本実施形態の車両挙動制御装置の動作について説明する。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る車両挙動制御装置におけるヨーモーメント演算処理のフローチャートである。図２のヨーモーメント演算処理は、例えば、車両が旋回走行となった時にＥＣＵ１によって実行される。車両が旋回走行状態か否かは、例えば操舵角センサ８の検出信号に基づいて判断される。
【００１９】
図２のＳ１０に示すように、まず、センサ検出値の読み込みが行われる。例えば、マスタシリンダ圧力センサ２、スロットル開度センサ３、車輪速センサ４、横加速度センサ６、前後加速度センサ７及び操舵角センサ８の各種のセンサの検出値が読み込まれる。
【００２０】
そして、Ｓ１２に移行し、車両のロールによる重心横移動量の算出処理が行われる。この算出処理は、旋回走行により車両がロールした際の車両の重心位置の横移動量を算出する処理である。車両のロールによる重心横移動量ａは、例えば、次の式（１）により算出される。
【００２１】
ａ＝（ｈ−ｈｃ）・φ  …（１）
ここで、図３に示すように、ｈは車両３０の重心Ｏの高さ、ｈｃは車両３０のロール高さ、φは車両３０のロール角である。重心高さｈ及びロール高さｈｃは、ＥＣＵ１に予め入力設定されたデータ値が用いられる。ロール角φは、例えば車両の横加速度に基づいて推定した値が用いられる。また、ロール角φとしては、車両にロール角φを直接検出するロール角センサを取り付けておき、このロール角センサの検出値を用いてもよい。
【００２２】
次に、図２のＳ１４に移行し、撓みに重心横移動量の算出処理が行われる。この算出処理は、図４に示すように、旋回走行により車両３０のタイヤ３１が横方向に撓んだ際、そのタイヤ３１の撓みによる車両の重心位置の横移動量ｂを算出する処理である。撓みによる重心横移動量ｂは、例えば、次の式（２）により算出される。
【００２３】
ｂ＝（ｍ・Ａｙ）／Ｋｔ  …（２）
ここで、ｍは車両の質量、Ａｙは横加速度、Ｋｔはタイヤの横剛性である。質量ｍ及びタイヤ横剛性Ｋｔは、ＥＣＵ１に予め入力設定されたデータ値が用いられる。横加速度Ａｙは、横加速度センサ６の検出値が用いられる。
【００２４】
そして、図２のＳ１６に移行し、前後力の演算処理が行われる。車両の前後力の演算処理は、車両の制駆動により車輪に生ずる前後力（制駆動力）を演算する処理である。この演算処理において、車両の前後力Ｆｘは、例えば、次の式（３）により算出される。
【００２５】
Ｆｘ＝ｍ・Ａｘ  …（３）
ここで、Ａｘは、車両の前後方向の加速度である。この前後加速度Ａｘは、前後加速度センサ７の検出値が用いられる。そして、この前後力Ｆｘに基づいて、左右の車輪における前後力ＦＬ、ＦＲが右旋回時には次の式（４）及び（５）により算出される。
【００２６】
ＦＬ＝Ｆｘ・（１／（１＋ＴＲ））    …（４）
ＦＲ＝Ｆｘ・（ＴＲ／（１＋ＴＲ））  …（５）
一方、左旋回の場合、左右の車輪における前後力ＦＬ、ＦＲは、次の式（６）及び（７）により算出される。
【００２７】
ＦＬ＝Ｆｘ・（ＴＲ／（１＋ＴＲ））  …（６）
ＦＲ＝Ｆｘ・（１／（１＋ＴＲ））    …（７）
ここで、ＴＲはトランスファーレシオであり、車両の動力伝達機構におけるディファレンシャルに応じて予めＥＣＵ１に設定されている。このＴＲとしては、例えば１．１〜１．５の値が設定される。
【００２８】
そして、Ｓ１８に移行し、ヨーモーメントの演算処理が行われる。ヨーモーメントの演算処理は、旋回走行により横移動した重心の位置から左右の車輪までの距離及び左右の車輪における前後力に基づいて、車両に生ずるヨーモーメントを演算する処理である。ここで、旋回走行により横移動した重心の位置から左右の車輪までの距離とは、旋回走行により横移動した重心の位置から左右の車輪までの車両横方向における距離を意味するものである。このヨーモーメントの演算処理は、例えば、次の式（８）を用いて行われる。
【００２９】
ＹＭ＝（ｔ／２＋（ａ＋ｂ））・ＦＲ−（ｔ／２−（ａ＋ｂ））・ＦＬ  …（８）
ここで、図５に示すように、ＹＭは車両のヨーモーメント、ｔは車両のトレッド、ａはロールによる重心Ｏの横移動量、ｂはタイヤの撓みによる重心Ｏの横移動量である。この式（８）において、ａ＋ｂは、車両の旋回による重心の移動量を意味するが、この重心移動量ａ＋ｂは、車両に加わる横加速度が大きいほど大きい値として算出される。そして、Ｓ１８の演算処理を終えたら、制御処理を終了する。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る車両挙動制御装置によれば、車両の旋回によって移動する重心Ｏの横移動量ａ、ｂを算出し、その横移動した重心Ｏの位置から左右の車輪までの距離及び左右の車輪における前後力（制駆動力）に基づいて車両に生ずるヨーモーメントＹＭを演算する。これにより、車両の旋回走行により車両の重心の旋回外側へ横移動量を考慮して、正確なヨーモーメントを算出することができる。
【００３１】
そして、正確に算出されたヨーモーメントに基づいて車両の挙動制御を行うことにより、適切な車両挙動制御が可能となる。例えば、車両に生ずるヨーモーメントに基づいて車両の挙動制御の開始条件を設定すれば、車両に生ずるヨーレイトに基づいて車両の挙動制御の開始条件を設定する場合に比べて、車両の不安定な挙動状態を迅速に検出でき、適切な車両挙動制御が行える。また、正確に算出されたヨーモーメントを用いフィードバック制御によって車両の挙動制御を行う場合、車両の挙動を適切に安定化させることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、車両の旋回走行時のロールによる重心の横移動量及びタイヤの撓みによる重心の横移動量を演算し、この重心移動量を考慮して、ヨーモーメントを算出する場合について説明したが、本発明に係る車両挙動制御装置は、このようなものに限られるものではなく、それ以外の要因による重心横移動量を考慮してヨーモーメントを算出するものであってもよい。
【００３３】
例えば、ロールによる重心の横移動量及びタイヤの撓みによる重心の横移動量のほか、車両の旋回走行時のサスペンションブッシュの変形による重心の横移動量を演算し、この重心移動量を加味して、ヨーモーメントを算出してもよい。この場合、より正確にヨーモーメントを算出することができ、より適切な車両挙動制御が行える。
【００３４】
また、本実施形態では、重心移動量及びヨーモーメントの演算処理を数式を用いて算出する場合について説明したが、予め設定したマップやテーブルを用いて演算処理してもよい。この場合、車両に加わる横加速度が連続的に変化した際に重心の横移動量を必ずしも連続的に変化させて演算する必要なく、重心の横移動量を離散的な値として演算してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両挙動制御装置の構成概要図である。
【図２】図１の車両挙動制御装置におけるのヨーモーメント演算処理のフローチャートである。
【図３】図１の車両挙動制御装置において、旋回中のロールによる重心移動の説明図である。
【図４】図１の車両挙動制御装置において、旋回中のタイヤの撓みによる重心移動の説明図である。
【図５】図１の車両挙動制御装置において、ヨーモーメントの演算の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…車両挙動制御装置、２…マスタシリンダ圧力センサ、３…スロットル開度センサ、４…車輪速センサ、６…横加速度センサ、７…前後加速度センサ、８…操舵角センサ、１０…ブレーキアクチュエータ、２０…スロットルアクチュエータ。
【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】
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