(57)【要約】【課題】フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗することに起因する車両安定制御の不必要な早期作動を抑制すること。【解決手段】車両安定制御装置は、目標ヨーレートと実ヨーレートに基づいてアンダーステア度を算出し、アンダーステア度が作動閾値を超えた場合に、車両安定制御を作動させる。目標ヨーレートの算出式は、車両のスタビリティファクタをパラメータとして含み、目標ヨーレートは、スタビリティファクタが大きくなるほど低くなる。車両安定制御装置は、フロントタイヤの摩耗度、あるいは、フロントタイヤとリアタイヤとの間の摩耗度の差である摩耗度パラメータを算出する。摩耗度パラメータが摩耗閾値を超えた場合、車両安定制御装置は、スタビリティファクタを初期設定値よりも大きい値に補正する。【選択図】図６
2019093741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗する車両に搭載される車両安定制御装置であって、
車両安定制御処理及び摩耗対応処理を行う制御装置を備え、
前記車両安定制御処理は、
車速及び舵角に応じた目標ヨーレートを算出する処理と、
前記目標ヨーレートが実ヨーレートより高くなるほど大きくなるアンダーステア度を算出する処理と、
前記アンダーステア度が作動閾値を超えた場合に、各車輪の制動力と駆動力の少なくとも一方を制御して車両挙動を安定化させる処理と
を含み、
前記目標ヨーレートの算出式は、前記車両のスタビリティファクタをパラメータとして含み、算出される前記目標ヨーレートは、前記スタビリティファクタが大きくなるほど低くなり、
前記摩耗対応処理は、
前記フロントタイヤの摩耗度、あるいは、前記フロントタイヤと前記リアタイヤとの間の摩耗度の差である摩耗度パラメータを算出する摩耗度算出処理と、
前記摩耗度パラメータが摩耗閾値を超えた場合に、前記スタビリティファクタを初期設定値よりも大きい値になるように補正するスタビリティファクタ補正処理と
を含む
車両安定制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両安定制御装置であって、
前記制御装置は、前記摩耗度パラメータが前記摩耗閾値より大きくなるにつれて、前記スタビリティファクタを徐々に増加させる
車両安定制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両安定制御装置であって、
前記制御装置は、前記摩耗度パラメータが前記摩耗閾値より大きくなるにつれて、前記スタビリティファクタを段階的に増加させる
車両安定制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両安定制御装置であって、
前記摩耗度算出処理は、
前記フロントタイヤのスリップ比と車両加速度との関係を表す直線の傾きをフロントタイヤ係数として算出する処理と、
前記フロントタイヤ係数の初期値を初期フロントタイヤ係数として保持する処理と、
前記初期フロントタイヤ係数からの前記フロントタイヤ係数の変動量を、前記フロントタイヤの前記摩耗度を表す前記摩耗度パラメータとして算出する処理と
を含む
車両安定制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両安定制御装置であって、
前記摩耗度算出処理は、
前記フロントタイヤのスリップ比と車両加速度との関係を表す直線の傾きをフロントタイヤ係数として算出する処理と、
前記リアタイヤのスリップ比と前記車両加速度との関係を表す直線の傾きをリアタイヤ係数として算出する処理と、
前記フロントタイヤ係数の初期値を初期フロントタイヤ係数として保持する処理と、
前記リアタイヤ係数の初期値を初期リアタイヤ係数として保持する処理と、
前記初期フロントタイヤ係数からの前記フロントタイヤ係数の変動量を前記フロントタイヤの前記摩耗度とし、前記初期リアタイヤ係数からの前記リアタイヤ係数の変動量を前記リアタイヤの前記摩耗度として、前記フロントタイヤと前記リアタイヤとの間の前記摩耗度の差を表す前記摩耗度パラメータを算出する処理と
を含む
車両安定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの摩耗を考慮して車両安定制御を行う車両安定制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両安定制御は、車両の旋回時に、横滑りやスピンを抑えて、車両挙動を安定化させる機能である。より詳細には、車速と舵角に応じた目標ヨーレートが算出される。また、ヨーレートセンサによって実ヨーレートが検出される。それら目標ヨーレートと実ヨーレートとの間の偏差に基づいて、アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向が検出される。アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向が一定レベルを超えると、車両安定制御が作動する。車両安定制御では、車両挙動を安定化させるために、各車輪の制動力及び／あるいは駆動力が適切に制御される。
【０００３】
特許文献１は、タイヤの摩耗状態を検知する摩耗状態検知装置を開示している。摩耗状態検知装置は、各タイヤの回転速度に基づいて、車速、車両加速度、及び各タイヤのスリップ比を算出する。続いて、摩耗状態検知装置は、車両加速度とスリップ比との１次回帰係数及び相関係数を算出する。更に、摩耗状態検知装置は、相関係数が所定値以上の場合の１次回帰係数を蓄積し、蓄積した所定数の１次回帰係数の平均値を算出する。そして、摩耗状態検知装置は、算出された１次回帰係数の平均値に基づいて、タイヤの摩耗状態を検知する。
【０００４】
特許文献２は、走行中の車両のタイヤ径を推定し、推定タイヤ径に基づいてタイヤの摩耗状態を検知する方法を開示している。当該方法によれば、車両に搭載されたＧＰＳ（Global Positioning System）を用いることにより、車両の絶対速度が算出される。そして、車両の絶対速度とタイヤの回転角速度とに基づいて、タイヤ径が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２１５２７号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的な車両では、フロント側がリア側よりも重いため、フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗する。フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗すると、フロントタイヤのコーナリングパワーが相対的に低下し、車両のステア特性はアンダーステア側にシフトする。
【０００７】
その一方で、目標ヨーレートの算出式は、タイヤが摩耗する前の初期状態におけるステア特性に基づいて設定される。よって、フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗すると、算出される目標ヨーレートは、実際のステア特性から乖離し、実ヨーレートよりも高くなる。その結果、車両安定制御が、不必要に早く作動してしまう可能性がある。つまり、実際には車両安定制御が必要ではないのに、車両安定制御が不必要に作動してしまう可能性がある。このことは、車両安定制御に対する信頼の低下を招き、好ましくない。
【０００８】
本発明の１つの目的は、フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗することに起因する車両安定制御の不必要な早期作動を抑制することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、フロントタイヤがリアタイヤよりも早く摩耗する車両に搭載される車両安定制御装置を提供する。
前記車両安定制御装置は、車両安定制御処理及び摩耗対応処理を行う制御装置を備える。
前記車両安定制御処理は、
車速及び舵角に応じた目標ヨーレートを算出する処理と、
前記目標ヨーレートが実ヨーレートより高くなるほど大きくなるアンダーステア度を算出する処理と、
前記アンダーステア度が作動閾値を超えた場合に、各車輪の制動力と駆動力の少なくとも一方を制御して車両挙動を安定化させる処理と
を含む。
前記目標ヨーレートの算出式は、前記車両のスタビリティファクタをパラメータとして含み、算出される前記目標ヨーレートは、前記スタビリティファクタが大きくなるほど低くなる。
前記摩耗対応処理は、
前記フロントタイヤの摩耗度、あるいは、前記フロントタイヤと前記リアタイヤとの間の摩耗度の差である摩耗度パラメータを算出する摩耗度算出処理と、
前記摩耗度パラメータが摩耗閾値を超えた場合に、前記スタビリティファクタを初期設定値よりも大きい値になるように補正するスタビリティファクタ補正処理と
を含む。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記摩耗度パラメータが前記摩耗閾値より大きくなるにつれて、前記スタビリティファクタを徐々に増加させる。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、更に次の特徴を有する。
前記制御装置は、前記摩耗度パラメータが前記摩耗閾値より大きくなるにつれて、前記スタビリティファクタを段階的に増加させる。
【００１２】
第４の発明は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記摩耗度算出処理は、
前記フロントタイヤのスリップ比と車両加速度との関係を表す直線の傾きをフロントタイヤ係数として算出する処理と、
前記フロントタイヤ係数の初期値を初期フロントタイヤ係数として保持する処理と、
前記初期フロントタイヤ係数からの前記フロントタイヤ係数の変動量を、前記フロントタイヤの前記摩耗度を表す前記摩耗度パラメータとして算出する処理と
を含む。
【００１３】
第５の発明は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記摩耗度算出処理は、
前記フロントタイヤのスリップ比と車両加速度との関係を表す直線の傾きをフロントタイヤ係数として算出する処理と、
前記リアタイヤのスリップ比と前記車両加速度との関係を表す直線の傾きをリアタイヤ係数として算出する処理と、
前記フロントタイヤ係数の初期値を初期フロントタイヤ係数として保持する処理と、
前記リアタイヤ係数の初期値を初期リアタイヤ係数として保持する処理と、
前記初期フロントタイヤ係数からの前記フロントタイヤ係数の変動量を前記フロントタイヤの前記摩耗度とし、前記初期リアタイヤ係数からの前記リアタイヤ係数の変動量を前記リアタイヤの前記摩耗度として、前記フロントタイヤと前記リアタイヤとの間の前記摩耗度の差を表す前記摩耗度パラメータを算出する処理と
を含む。
【発明の効果】
【００１４】
摩耗度パラメータが増加すると、算出される目標ヨーレートが、実際のステア特性から乖離し、実ヨーレートよりも高くなる。このことが、車両安定制御の不必要な早期作動の原因となる。本発明によれば、摩耗度パラメータが摩耗閾値を超えた場合、目標ヨーレートの算出式に含まれるスタビリティファクタが、初期設定値よりも大きい値になるように補正される。これにより、算出される目標ヨーレートが低くなり、実際のステア特性からの目標ヨーレートの乖離が軽減される。その結果、車両安定制御の不必要な早期作動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両のステア特性に対するタイヤ摩耗の影響を説明するための概念図である。
【図２】摩耗度パラメータ、目標ヨーレート、及び実ヨーレートの間の関係を示す概念図である。
【図３】車両安定制御の作動を説明するための概念図である。
【図４】タイヤ特性の摩耗度に対する依存性を説明するための概念図である。
【図５】タイヤ特性のタイヤ種類に対する依存性を説明するための概念図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る摩耗対応処理におけるスタビリティファクタ補正処理の効果を説明するための概念図である。
【図７】本発明の実施の形態における摩耗度パラメータとスタビリティファクタとの関係の一例を示す概念図である。
【図８】本発明の実施の形態における摩耗度パラメータとスタビリティファクタとの関係の他の例を示す概念図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る車両安定制御装置の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る摩耗対応処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る摩耗対応処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る摩耗対応処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る摩耗対応処理の第４の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
１．概要
図１は、本実施の形態に係る車両１のステア特性（旋回性能）に対するタイヤ摩耗の影響を説明するための概念図である。車両１は、タイヤ１０を備えている。タイヤ１０は、フロント側のフロントタイヤ１０Ｆとリア側のリアタイヤ１０Ｒを含んでいる。車両１では、フロント側がリア側よりも重いため、フロントタイヤ１０Ｆがリアタイヤ１０Ｒよりも早く摩耗する。フロントタイヤ１０Ｆがリアタイヤ１０Ｒよりも早く摩耗すると、フロントタイヤ１０Ｆのコーナリングパワーが相対的に低下し、車両１のステア特性はアンダーステア側にシフトする。
【００１８】
このようなタイヤ摩耗に起因するステア特性の変化は、「車両安定制御（VSC; Vehicle Stability Control）」に影響を与える。
【００１９】
車両安定制御は、車両１の旋回時に、横滑りやスピンを抑えて、車両挙動を安定化させる機能である。より詳細には、車速と舵角に応じた目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔが算出される。また、ヨーレートセンサによって実ヨーレートＹｒが検出される。それら目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔと実ヨーレートＹｒとの差は、ヨーレート偏差ΔＹｒ１である。そのヨーレート偏差ΔＹｒ１に基づいて、アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向が検出される。例えば、実ヨーレートＹｒが目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔよりも低い場合、それはアンダーステア傾向を表す。アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向が一定レベルを超えると、車両安定制御が作動する。車両安定制御では、車両挙動を安定化させるために、各車輪の制動力及び／あるいは駆動力が適切に制御される。
【００２０】
ここで、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの算出式は、タイヤ１０が摩耗する前の初期状態におけるステア特性に基づいて設定される。例えば、フロントタイヤ１０Ｆとリアタイヤ１０Ｒが同一特性を有するという条件の下で、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの算出式は設定される。よって、フロントタイヤ１０Ｆがリアタイヤ１０Ｒよりも早く摩耗すると、算出される目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、実際のステア特性から乖離してしまう。具体的には、図１で示されたように実際のステア特性がアンダーステア側にシフトするため、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、実際のステア特性を反映した実ヨーレートＹｒよりも高くなる。
【００２１】
図２は、摩耗度パラメータＷＰ、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔ、及び実ヨーレートＹｒの間の関係を示す概念図である。
【００２２】
「摩耗度パラメータＷＰ」は、フロントタイヤ１０Ｆとリアタイヤ１０Ｒとの間の摩耗度の差を反映したパラメータである。フロントタイヤ１０Ｆの摩耗度は、以下「フロント摩耗度Ｗｆ」と呼ばれる。リアタイヤ１０Ｒの摩耗度は、以下「リア摩耗度Ｗｒ」と呼ばれる。フロントタイヤ１０Ｆはリアタイヤ１０Ｒよりも早く摩耗するため、フロント摩耗度Ｗｆはリア摩耗度Ｗｒよりも大きい（Ｗｆ＞Ｗｒ）。摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒとの差（Ｗｆ−Ｗｒ）そのものであってもよいし、あるいは、フロント摩耗度Ｗｆであってもよい。Ｗｆ＞Ｗｒである以上、「Ｗｆ−Ｗｒ」と「Ｗｆ」との間には正の相関関係があるからである。いずれにせよ、タイヤ１０が交換されないまま車両１が走行し続けると、摩耗度パラメータＷＰは増加していく。
【００２３】
図２において、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、一定の算出条件（車速及び舵角）の下で算出されている。目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの算出式においてタイヤ摩耗が考慮されない場合、算出される目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、摩耗度パラメータＷＰに依らず一定である。タイヤ１０が摩耗する前の初期状態では、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは実ヨーレートＹｒと整合している。
【００２４】
しかしながら、摩耗度パラメータＷＰが増加していくと、上述の通り、実際のステア特性はアンダーステア側にシフトする、すなわち、実ヨーレートＹｒは減少する。その結果、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは実ヨーレートＹｒよりも高くなり、ヨーレート偏差ΔＹｒ１が増加する。このヨーレート偏差ΔＹｒ１は、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの実情からの乖離に起因するものであり、車両旋回時の不安定挙動に起因するものではない。従って、車両安定制御が、不必要に早く作動してしまう可能性がある。つまり、実際には車両安定制御が必要ではないのに、車両安定制御が不必要に作動してしまう可能性がある。このことは、車両安定制御に対する信頼の低下を招き、好ましくない。
【００２５】
そこで、本実施の形態によれば、車両安定制御の不必要な早期作動を抑制するために、「摩耗対応処理」が実施される。摩耗対応処理では、摩耗度パラメータＷＰが算出（推定）され、モニタされる。そして、摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈを超えた場合、実際のステア特性からの目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの乖離が軽減されるように、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの算出式が補正される。これにより、フロントタイヤ１０Ｆがリアタイヤ１０Ｒよりも早く摩耗することに起因する車両安定制御の不必要な早期作動を抑制することが可能となる。
【００２６】
以下、本実施の形態に係る車両安定制御処理及び摩耗対応処理について、より詳しく説明する。
【００２７】
２．車両安定制御処理
まず、本実施の形態における車両安定制御処理について説明する。目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔ及びヨーレート偏差ΔＹｒ１は、それぞれ、次の式（１）、（２）で表される。
【００２８】
【数１】
2019093741.tif 000003
【００２９】
【数２】
2019093741.tif 000004
【００３０】
ここで、Ｖは車速、Ｓｔは舵角、ｎはステアギヤ比、ｌはホイールベース、Ｋｈはスタビリティファクタである。スタビリティファクタＫｈは、車両１のステア特性を表すパラメータであり、予め決定される。ヨーレート偏差ΔＹｒ１の舵角換算値ＤＶは、次の式（３）で表される。
【００３１】
【数３】
2019093741.tif 000005
【００３２】
舵角Ｓｔやヨーレートの符号は、旋回方向の左右に依って異なる。舵角換算値ＤＶにその符号を掛けたものは、「ドリフトステート」である。ドリフトステートが正値の場合、それはアンダーステア傾向を表す。一方、ドリフトステートが負値の場合、それはオーバーステア傾向を表す。本実施の形態では、ドリフトステートが正値となる場合に特に着目する。その意味で、ドリフトステートは、以下、アンダーステア傾向の強さを示す「アンダーステア度ＤＵＳ」と呼ばれる。目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔが実ヨーレートＹｒより高くなるほど、つまり、ヨーレート偏差ΔＹｒ１が大きくなるほど、アンダーステア度ＤＵＳも大きくなる。
【００３３】
図３は、車両安定制御の作動を説明するための概念図である。縦軸はアンダーステア度ＤＵＳを表し、横軸は横加速度Ｇｙを表している。図３に示される例では、横加速度Ｇｙが高くなるにつれて、アンダーステア度ＤＵＳが大きくなる。そして、アンダーステア度ＤＵＳが作動閾値ＤＵＳｔｈを超えた場合、車両安定制御が作動する。車両安定制御では、車両挙動を安定化させるために、各車輪の制動力及び／あるいは駆動力が適切に制御される。
【００３４】
図３において、車両安定制御が作動するときの横加速度Ｇｙは、作動点ＰＡで表されている。タイヤ１０が摩耗する前の初期状態における作動点ＰＡは、初期作動点ＰＡ０である。摩耗度パラメータＷＰが増加すると、作動点ＰＡは初期作動点ＰＡ０よりも早くなる。その理由は、次の通りである。
【００３５】
目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔを算出するための上記式（１）は、車両１のステア特性を表すスタビリティファクタＫｈをパラメータとして含んでいる。このスタビリティファクタＫｈは、初期状態におけるステア特性を反映するように設定される。初期状態におけるスタビリティファクタＫｈの設定値は、以下「初期設定値Ｋｈ０」と呼ばれる。一般的には、スタビリティファクタＫｈは初期設定値Ｋｈ０のまま固定される。
【００３６】
しかしながら、摩耗度パラメータＷＰが増加すると、実際のステア特性はアンダーステア側にシフトし（図１参照）、実際のステア特性に相当するスタビリティファクタＫｈ’は初期設定値Ｋｈ０よりも大きくなる。従って、初期設定値Ｋｈ０を用いて算出される目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、実ヨーレートＹｒよりも高くなり、ヨーレート偏差ΔＹｒ１が増加する（図２参照）。ヨーレート偏差ΔＹｒ１が増加するとアンダーステア度ＤＵＳも増加するため、車両安定制御がより作動しやすくなる。これが、図３に示される車両安定制御の不必要な早期作動である。特に、作動点ＰＡが許容作動ラインより早くなることは好ましくない。
【００３７】
そこで、本実施の形態によれば、車両安定制御の不必要な早期作動を抑制するために、摩耗対応処理が実施される。
【００３８】
３．摩耗対応処理
３−１．摩耗度算出処理
まず、摩耗度パラメータＷＰの算出（推定）について説明する。上述の通り、摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒとの差（Ｗｆ−Ｗｒ）、あるいは、フロント摩耗度Ｗｆである。
【００３９】
図４は、タイヤ特性の摩耗度に対する依存性を説明するための概念図である。横軸は、あるタイヤ１０のスリップ比Ｓを表し、縦軸は、車両１の加速度である車両加速度Ａを表している。スリップ比Ｓがさほど高くない領域においては、車両加速度Ａは、スリップ比Ｓにほぼ比例する。そのようなスリップ比Ｓと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きは、以下「タイヤ係数」と呼ばれる。
【００４０】
図４に示されるように、タイヤ係数は、摩耗度依存性を有する。具体的には、タイヤ１０の摩耗度が増加するにつれて、タイヤ係数は大きくなる。従って、初期状態からのタイヤ係数の相対変化に基づいて、タイヤ１０の摩耗度を推定することができる。
【００４１】
フロント摩耗度Ｗｆの算出は、次の通りである。フロントタイヤ１０Ｆのスリップ比Ｓｆと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きが、「フロントタイヤ係数Ｋｆ」として算出される。初期状態におけるフロントタイヤ係数Ｋｆ、つまり、フロントタイヤ係数Ｋｆの初期値は、「初期フロントタイヤ係数ＫｆＭ」である。そして、初期フロントタイヤ係数ＫｆＭからのフロントタイヤ係数Ｋｆの変動量が、フロント摩耗度Ｗｆとして算出される。
【００４２】
リア摩耗度Ｗｒの算出は、次の通りである。リアタイヤ１０Ｒのスリップ比Ｓｒと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きが、「リアタイヤ係数Ｋｒ」として算出される。初期状態におけるリアタイヤ係数Ｋｒ、つまり、リアタイヤ係数Ｋｒの初期値は、「初期リアタイヤ係数ＫｒＭ」である。そして、初期リアタイヤ係数ＫｒＭからのリアタイヤ係数Ｋｒの変動量が、リア摩耗度Ｗｒとして算出される。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、初期値に対するタイヤ係数の相対変化量に基づいて摩耗度が算出される。この手法の利点を説明するために、比較例として、上記の特許文献１（特開２００２−２２１５２７号公報）に開示されている手法を考える。
【００４４】
比較例によれば、タイヤ係数の大きさだけを参照して摩耗度が推定される。しかしながら、図５に示されるように、タイヤ係数の大きさは、摩耗度だけでなく、タイヤの種類にも依存する。従って、タイヤ係数の大きさは、必ずしも正確に摩耗度を反映していない。タイヤ係数の大きさだけから摩耗度を正確に推定することはできないのである。
【００４５】
一方、初期値に対するタイヤ係数の相対変化量は、タイヤの種類に依らず、ほぼ同じである。従って、本実施の形態に係る手法は、タイヤの種類に依らず、摩耗度を高精度に推定することが可能である。
【００４６】
３−２．スタビリティファクタ補正処理
上述の通り、摩耗度パラメータＷＰが増加すると、実際のスタビリティファクタＫｈが初期設定値Ｋｈ０からずれる。そのようなずれが、車両安定制御の不必要な早期作動の原因となる（図３参照）。そこで、上記の摩耗度算出処理によって得られた摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈを超えた場合、スタビリティファクタＫｈの補正が行われる。より詳細には、スタビリティファクタＫｈは、実際のステア特性になるべく近づくように、初期設定値Ｋｈ０よりも大きい値に補正される。一般的にはスタビリティファクタＫｈは初期設定値Ｋｈ０のままであるが、本実施の形態では、スタビリティファクタＫｈの設定値は、必要に応じて補正されるのである。
【００４７】
図６は、スタビリティファクタ補正処理の効果を説明するための概念図である。図６のフォーマットは、既出の図３のフォーマットと同じである。スタビリティファクタＫｈが大きくなると、上記式（１）により算出される目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは低くなる。目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔが低くなると、ヨーレート偏差ΔＹｒ１が減少し、アンダーステア度ＤＵＳも減少する。その結果、図６に示されるように、作動点ＰＡが遅くなる。すなわち、車両安定制御の不必要な早期作動を抑制することが可能となる。
【００４８】
図７は、本実施の形態における摩耗度パラメータＷＰとスタビリティファクタＫｈとの関係の一例を示す概念図である。初期状態におけるスタビリティファクタＫｈは、初期設定値Ｋｈ０である。摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈ以下の場合、スタビリティファクタＫｈは初期設定値Ｋｈ０のままである。摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈを超えると、スタビリティファクタＫｈは、初期設定値Ｋｈ０よりも大きい値になるように補正される。
【００４９】
図７中の破線は、実際のステア特性に相当するスタビリティファクタＫｈ’を表している。実際のステア特性に相当するスタビリティファクタＫｈ’は、摩耗度パラメータＷＰが増加するにつれて増加する。本実施の形態に係るスタビリティファクタ補正処理は、スタビリティファクタＫｈをＫｈ’に近づける処理であると言うことができる。
【００５０】
図７に示される例では、摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈより大きくなるにつれて、スタビリティファクタＫｈも徐々に増加する。これにより、スタビリティファクタＫｈをＫｈ’に追従させることが可能となる。摩耗閾値Ｗｔｈを小さくすることによって、追従区間を拡げることも可能である。スタビリティファクタＫｈをＫｈ’に追従させることにより、車両安定制御に対するタイヤ摩耗の影響が効果的に軽減される。
【００５１】
その一方で、スタビリティファクタＫｈの設定値を頻繁に変えることは好ましくないという設計思想もあり得る。その場合は、図８に示されるように、摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈより大きくなるにつれて、スタビリティファクタＫｈを段階的に増加させることが好適である。
【００５２】
４．車両安定制御装置
４−１．構成例
図９は、本実施の形態に係る車両安定制御装置１００の構成例を概略的に示すブロック図である。車両安定制御装置１００は、車両１に搭載され、上述の車両安定制御処理及び摩耗対応処理を行う。車両安定制御装置１００は、制御装置１１０、記憶装置１２０、駆動装置１３０、制動装置１４０、及びセンサ群１５０を備えている。
【００５３】
制御装置１１０は、車両１の走行を制御する。典型的には、制御装置１１０は、プロセッサ及び記憶装置１２０を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。記憶装置１２０には、制御プログラムが格納される。プロセッサが記憶装置１２０に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１１０による各種処理が実現される。制御装置１１０による各種処理は、上述の車両安定制御処理及び摩耗対応処理を含む。
【００５４】
記憶装置１２０には、制御装置１１０による処理に用いられる各種パラメータも格納される。スタビリティファクタＫｈの設定値も記憶装置１２０に格納される。初期状態におけるスタビリティファクタＫｈの設定値は、初期設定値Ｋｈ０である。車両安定制御処理において、制御装置１１０は、スタビリティファクタＫｈの設定値を記憶装置１２０から読み出して使用する。また、スタビリティファクタ補正処理において、制御装置１１０は、記憶装置１２０に格納されるスタビリティファクタＫｈを適宜更新する。
【００５５】
駆動装置１３０は、各タイヤ１０（車輪）に駆動力を印加する。駆動装置１３０としては、エンジン、電動機、インホイールモータ等が例示される。
【００５６】
制動装置１４０は、各タイヤ１０に制動力を印加する。制動装置１４０は、ブレーキアクチュエータを含んでおり、タイヤ１０毎に制動力を個別に制御可能である。
【００５７】
センサ群１５０は、車両１の走行状態を検出する。例えば、センサ群１５０は、車輪速センサ１５１、車速センサ１５２、舵角センサ１５３、ヨーレートセンサ１５４、及び横Ｇセンサ１５５を含んでいる。車輪速センサ１５１は、各車輪に設けられており、各車輪の車輪速Ｖｗを検出する。車速センサ１５２は、車速Ｖを検出する。舵角センサ１５３は、舵角Ｓｔを検出する。ヨーレートセンサ１５４は、実ヨーレートＹｒを検出する。横Ｇセンサ１５５は、横加速度Ｇｙを検出する。センサ群１５０は、検出情報を制御装置１１０に送る。
【００５８】
４−２．車両安定制御処理
制御装置１１０は、車両安定制御処理を行う。具体的には、制御装置１１０は、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔを算出する。上記式（１）に示されるように、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔは、車速Ｖ及び舵角Ｓｔの関数として与えられる。車速Ｖは、車速センサ１５２により検出される。あるいは、車速Ｖは、車輪速センサ１５１により検出される各車輪の車輪速Ｖｗから算出されてもよい。舵角Ｓｔは、舵角センサ１５３により検出される。スタビリティファクタＫｈの設定値は、記憶装置１２０に格納されている。制御装置１１０は、スタビリティファクタＫｈの設定値を記憶装置１２０から読み出して使用する。
【００５９】
また、制御装置１１０は、アンダーステア度ＤＵＳを算出する（上記式（２）、（３）参照）。実ヨーレートＹｒは、ヨーレートセンサ１５４により検出される。アンダーステア度ＤＵＳは、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔが実ヨーレートＹｒより高くなるほど大きくなる。
【００６０】
アンダーステア度ＤＵＳが作動閾値ＤＵＳｔｈを超えた場合、制御装置１１０は、車両安定制御を作動させる。車両安定制御において、制御装置１１０は、各車輪の制動力と駆動力の少なくとも一方を制御して、車両挙動を安定化させる。制動力の制御は、制動装置１４０を通して行われる。駆動力の制御は、駆動装置１３０を通して行われる。車両安定制御は周知技術であるため、その詳細な説明は割愛する。
【００６１】
４−３．摩耗対応処理
制御装置１１０は、摩耗対応処理を行う。具体的には、制御装置１１０は、摩耗度パラメータＷＰを算出する摩耗度算出処理を行う。摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒとの差（Ｗｆ−Ｗｒ）、あるいは、フロント摩耗度Ｗｆである。
【００６２】
例えば、制御装置１１０は、タイヤ係数に基づいて各摩耗度を算出する。上述の通り、タイヤ係数は、タイヤ１０のスリップ比Ｓと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きである。スリップ比Ｓは、車速Ｖと車輪速Ｖｗから算出される。車両加速度Ａは、車速Ｖから算出される。
【００６３】
フロント摩耗度Ｗｆの算出は、次の通りである。制御装置１１０は、フロントタイヤ１０Ｆのスリップ比Ｓｆと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きを、フロントタイヤ係数Ｋｆとして算出する。制御装置１１０は、フロントタイヤ係数Ｋｆの初期値を初期フロントタイヤ係数ＫｆＭとして記憶装置１２０に保持する。そして、制御装置１１０は、初期フロントタイヤ係数ＫｆＭからのフロントタイヤ係数Ｋｆの変動量を、フロント摩耗度Ｗｆとして算出する。
【００６４】
リア摩耗度Ｗｒの算出は、次の通りである。制御装置１１０は、リアタイヤ１０Ｒのスリップ比Ｓｒと車両加速度Ａとの関係を表す直線の傾きを、リアタイヤ係数Ｋｒとして算出する。制御装置１１０は、リアタイヤ係数Ｋｒの初期値を初期リアタイヤ係数ＫｒＭとして記憶装置１２０に保持する。そして、制御装置１１０は、初期リアタイヤ係数ＫｒＭからのリアタイヤ係数Ｋｒの変動量を、リア摩耗度Ｗｒとして算出する。
【００６５】
算出した摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈを超えた場合、制御装置１１０は、スタビリティファクタ補正処理を行う。具体的には、制御装置１１０は、目標ヨーレートＹｒ＿ｓｔの算出に用いるスタビリティファクタＫｈを、初期設定値Ｋｈ０よりも大きい値になるように補正する（図７、図８参照）。典型的には、制御装置１１０は、記憶装置１２０に格納されるスタビリティファクタＫｈの設定値を書き換える。あるいは、制御装置１１０は、記憶装置１２０からスタビリティファクタＫｈを読み出し、読み出したスタビリティファクタＫｈに補正係数を掛けてもよい。図７及び図８において例示されたような摩耗度パラメータＷＰとスタビリティファクタＫｈとの関係は、マップとして与えられてもよい。
【００６６】
以下、制御装置１１０による摩耗対応処理の処理フローの様々な例を説明する。
【００６７】
５．摩耗対応処理の処理フローの様々な例
５−１．第１の例
第１の例では、摩耗度パラメータＷＰは、フロントタイヤ１０Ｆのフロント摩耗度Ｗｆである。フロント摩耗度Ｗｆだけを用いる場合、制御装置１１０の計算負荷が軽減されるという効果が得られる。
【００６８】
図１０は、第１の例を示すフローチャートである。図１０に示される処理フローは、一定期間毎に繰り返し実行される。
【００６９】
以下に説明される処理フローにおいて、パラメータＦは、初期化後に算出されたタイヤ係数の有無を示す状態フラグである。状態フラグＦが「０」の場合、初期化後に算出されたタイヤ係数は無い。状態フラグＦが「１」の場合、初期化後に算出されたタイヤ係数が有る。前回状態フラグＦＰは、状態フラグＦの前回値である。本例では、車両１の組み立てラインにおいて、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰは共に「０」に初期化される。また、タイヤ交換時及びタイヤローテーション時に、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰは、ダイアグツール等を用いることによって人為的に「０」に初期化される。イグニッションＯＦＦ後も、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰは記憶される。
【００７０】
ステップＳ１００において、制御装置１１０は、フロントタイヤ係数Ｋｆを算出し、記憶装置１２０に保持する。具体的には、ステップＳ１１０において、制御装置１１０は、車両加速度Ａ（Ｔ）及びフロントタイヤ１０Ｆのスリップ比Ｓｆ（Ｔ）を算出する。ここで、Ｔはカウンタであり、その初期値は「０」である。
【００７１】
ステップＳ１２０において、制御装置１１０は、スリップ比Ｓｆ（Ｔ）が算出許容範囲内にあるか否か判定する。算出許容範囲は、車両加速度Ａとスリップ比Ｓｆとの間に比例関係がある範囲であり、下限値Ｓ１と上限値Ｓ２との間の範囲として定義される。スリップ比Ｓｆ（Ｔ）が算出許容範囲内にある場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。
【００７２】
ステップＳ１３０において、制御装置１１０は、スリップ比Ｓｆ（Ｔ）に対する車両加速度Ａ（Ｔ）の比率Ｋｆ（Ｔ）を算出する。続くステップＳ１４０において、制御装置１１０は、カウンタＴをインクリメントする。カウンタＴが所定値Ｔ１未満の場合（ステップＳ１５０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２００に進む。
【００７３】
カウンタＴが所定値Ｔ１に達した場合（ステップＳ１５０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０において、制御装置１１０は、Ｔ１個の比率Ｋｆ（Ｔ）の平均値を、フロントタイヤ係数Ｋｆとして算出する。続くステップＳ１７０において、制御装置１１０は、状態フラグＦを「１」に設定し、カウンタＴをリセットする。その後、処理はステップＳ２００に進む。
【００７４】
ステップＳ２００において、制御装置１１０は、前回状態フラグＦＰが「０」であり、且つ、状態フラグＦが「１」であるか否かを判定する。前回状態フラグＦＰが「０」であり、且つ、状態フラグＦが「１」である場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３００に進む。それ以外の場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、処理はステップＳ４００に進む。
【００７５】
ステップＳ３００において、制御装置１１０は、フロントタイヤ係数Ｋｆを初期フロントタイヤ係数ＫｆＭとして記憶装置１２０に保持する。その後、処理はステップＳ４００に進む。尚、初期フロントタイヤ係数ＫｆＭは、イグニッションＯＦＦ後も保持される。
【００７６】
ステップＳ４００において、制御装置１１０は、前回状態フラグＦＰの値を状態フラグＦで更新する。
【００７７】
ステップＳ５００において、制御装置１１０は、摩耗度パラメータＷＰを算出する。本例において、摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆであり、初期フロントタイヤ係数ＫｆＭからのフロントタイヤ係数Ｋｆの変動量として与えられる。
【００７８】
ステップＳ６００において、制御装置１１０は、状態フラグＦが「１」であり、且つ、摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈより大きいか否かを判定する。状態フラグＦが「１」であり、且つ、摩耗度パラメータＷＰが摩耗閾値Ｗｔｈより大きい場合（ステップＳ６００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７００に進む。それ以外の場合（ステップＳ６００；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。
【００７９】
ステップＳ７００において、制御装置１１０は、上述のスタビリティファクタ補正処理を行う。
【００８０】
５−２．第２の例
第２の例では、摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒとの差（Ｗｆ−Ｗｒ）である。フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒの両方を用いることにより、タイヤ摩耗の影響をより正確に考慮することが可能となる。
【００８１】
図１１は、第２の例を示すフローチャートである。尚、第１の例における処理と同じあるいは類似の処理には同一のステップ番号が付され、重複する説明は適宜省略される。
【００８２】
ステップＳ１００において、制御装置１１０は、フロントタイヤ係数Ｋｆ及びリアタイヤ係数Ｋｒを算出し、記憶装置１２０に保持する。具体的には、ステップＳ１１０において、制御装置１１０は、車両加速度Ａ（Ｔ）、フロントタイヤ１０Ｆのスリップ比Ｓｆ（Ｔ）、及びリアタイヤ１０Ｒのスリップ比Ｓｒ（Ｔ）を算出する。ステップＳ１２０において、制御装置１１０は、スリップ比Ｓｆ（Ｔ）及びスリップ比Ｓｒ（Ｔ）が共に算出許容範囲内にあるか否か判定する。ステップＳ１３０において、制御装置１１０は、比率Ｋｆ（Ｔ）と比率Ｋｒ（Ｔ）を算出する。ステップＳ１６０において、制御装置１１０は、Ｔ１個の比率Ｋｆ（Ｔ）の平均値をフロントタイヤ係数Ｋｆとして算出し、また、Ｔ１個の比率Ｋｒ（Ｔ）の平均値をリアタイヤ係数Ｋｒとして算出する。
【００８３】
ステップＳ３００において、制御装置１１０は、フロントタイヤ係数Ｋｆを初期フロントタイヤ係数ＫｆＭとして記憶装置１２０に保持する。また、制御装置１１０は、リアタイヤ係数Ｋｒを初期リアタイヤ係数ＫｒＭとして記憶装置１２０に保持する。
【００８４】
ステップＳ５００において、制御装置１１０は、摩耗度パラメータＷＰを算出する。本例において、摩耗度パラメータＷＰは、フロント摩耗度Ｗｆとリア摩耗度Ｗｒとの差（Ｗｆ−Ｗｒ）である。フロント摩耗度Ｗｆは、初期フロントタイヤ係数ＫｆＭからのフロントタイヤ係数Ｋｆの変動量として与えられる。リア摩耗度Ｗｒは、初期リアタイヤ係数ＫｒＭからのリアタイヤ係数Ｋｒの変動量として与えられる。
【００８５】
その他の処理は、第１の例の場合と同様である。
【００８６】
５−３．第３の例
第３の例では、上記の「タイヤ係数」の代わりに「推定タイヤ径Ｒａ」に基づいて摩耗度が算出される。推定タイヤ径Ｒａは、タイヤ径の推定値であり、例えば特許文献２（特開２００８−２４７１２６号公報）に開示されている手法により得られる。
【００８７】
図１２は、第３の例を示すフローチャートである。尚、第１の例における処理と同じあるいは類似の処理には同一のステップ番号が付され、重複する説明は適宜省略される。
【００８８】
ステップＳ１００において、制御装置１１０は、推定タイヤ径Ｒａを取得し、記憶装置１２０に保持する。具体的には、ステップＳ１８０において、制御装置１１０は、推定処理が許可されるか否かを判定する。推定処理が許可されない場合（ステップＳ１８０；Ｎｏ）、今回のサイクルの処理は終了する。推定処理が許可された場合（ステップＳ１８０；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、推定処理を開始する。推定処理が完了していない場合（ステップＳ１８１；Ｎｏ）、処理はステップＳ２００に進む。推定処理が完了した場合（ステップＳ１８１；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、状態フラグＦを「１」に設定する（ステップＳ１８２）。その後、処理はステップＳ２００に進む。
【００８９】
ステップＳ３００において、制御装置１１０は、推定タイヤ径Ｒａを初期推定タイヤ径Ｒ０として記憶装置１２０に保持する。
【００９０】
ステップＳ５００において、制御装置１１０は、摩耗度パラメータＷＰを算出する。本例において、摩耗度パラメータＷＰは、初期推定タイヤ径Ｒ０からの推定タイヤ径Ｒａの変動量である。
【００９１】
その他の処理は、第１の例の場合と同様である。
【００９２】
５−４．第４の例
上述の第１〜第３の例では、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰは、タイヤ交換時及びタイヤローテーション時に、人為的に「０」に初期化される。一方、第４の例では、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰは、初期化条件が満たされた場合に自動的に初期化される。初期化条件としては、イグニッションＯＦＦ、一定時間以上の停車、等が例示される。
【００９３】
図１３は、第４の例を示すフローチャートである。ステップＳ１０において、制御装置１１０は、イグニッションＯＦＦタイミングか否かを判定する。イグニッションＯＦＦタイミングの場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０に進む。
【００９４】
ステップＳ２０において、制御装置１１０は、車両１が一定時間Ｔｓ１以上停車したか否かを判定する。一定時間Ｔｓ１は、タイヤ交換に要する時間程度に設定される。具体的には、ステップＳ２１において、制御装置１１０は、車速Ｖに基づいて、車両１が停車しているか否かを判定する。車両１が停車していない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、制御装置１１０は、停車時間Ｔｓをリセットする（ステップＳ２２）。一方、車両１が停車している場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、停車時間Ｔｓをインクリメントする（ステップＳ２３）。停車時間Ｔｓが一定時間Ｔｓ１以上となった場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１００に進む。
【００９５】
ステップＳ３０において、制御装置１１０は、状態フラグＦ及び前回状態フラグＦＰの両方を「０」に初期化する。
【００９６】
その後、ステップＳ１００〜Ｓ７００が実施される。ステップＳ１００〜Ｓ７００は、上記の第１〜第３の例のいずれかにおけるものと同じである。
【符号の説明】
【００９７】
１    車両
１０    タイヤ
１０Ｆ  フロントタイヤ
１０Ｒ  リアタイヤ
１００    車両安定制御装置
１１０    制御装置
１２０    記憶装置
１３０    駆動装置
１４０    制動装置
１５０    センサ群
１５１    車輪速センサ
１５２    車速センサ
１５３    舵角センサ
１５４    ヨーレートセンサ
１５５    横Ｇセンサ
【図１】
2019093741.tif 000006
【図２】
2019093741.tif 000007
【図３】
2019093741.tif 000008
【図４】
2019093741.tif 000009
【図５】
2019093741.tif 000010
【図６】
2019093741.tif 000011
【図７】
2019093741.tif 000012
【図８】
2019093741.tif 000013
【図９】
2019093741.tif 000014
【図１０】
2019093741.tif 000015
【図１１】
2019093741.tif 000016
【図１２】
2019093741.tif 000017
【図１３】
2019093741.tif 000018