(57)【要約】【課題】タイヤ特性や車速が考慮された精度の高い車輌制御を行うこと【解決手段】車輌ＡＭのロールアーム長さＨ，質量Ｍ，横加速度Ｇｙ，ロールレートφｄ，ロール角加速度φdd，ロール角φ，ロール減衰Ｃ及びロール剛性Ｋに基づき車輌に発生するロール慣性モーメントＩを演算するロール慣性モーメント演算手段と、このロール慣性モーメント演算手段が求めたロール慣性モーメントＩに基づいて車輌制御手段（油圧制御手段３３の増減圧制御弁）の制御量を設定する車輌制御量設定手段とを備えた車輌制御装置（電子制御装置４０）において、そのロール慣性モーメント演算手段は、そのロール慣性モーメントＩを車輌ＡＭのロール時に夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲに発生するコーナリングパワー（正規化コーナリングパワーＣｐｎ）と車速Ｖとに基づき補正するよう構成すること。【選択図】        図５
2007050756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌のロールアーム長さ，質量，横加速度，ロールレート，ロール角加速度，ロール角，ロール減衰及びロール剛性に基づき車輌に発生するロール慣性モーメントを演算するロール慣性モーメント演算手段と、該ロール慣性モーメント演算手段が求めたロール慣性モーメントに基づいて車輌制御手段の制御量を設定する車輌制御量設定手段とを備えた車輌制御装置において、
前記ロール慣性モーメント演算手段は、前記ロール慣性モーメントを車輌のロール時に夫々の車輪に発生するコーナリングパワーと車速とに基づき補正するよう構成したことを特徴とする車輌制御装置。
【請求項２】
前記ロール慣性モーメント演算手段は、前記ロール減衰を前記コーナリングパワーと車速に基づき補正して前記ロール慣性モーメントの演算を行うよう構成したことを特徴とする請求項１記載の車輌制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌の挙動変化に応じて当該車輌の制御を行う車輌制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌制御装置としては種々のものが知られている。例えば、下記の特許文献１には、車輌の挙動がスピン状態となる場合、ドリフトアウト状態となる場合、車体が急激な又は過度のロール状態となる場合に車輌の制御を行う車輌制御装置について開示されており、特に、そのロール状態となる場合においての車輌の挙動制御や操舵輪の転舵力制御に関して詳述されている。
【０００３】
具体的に、この特許文献１に開示された車輌制御装置においては、車輌のロールアーム長さ，質量，横加速度，ロールレート，ロール角加速度，ロール角，ロール減衰及びロール剛性に基づき車輌に発生するロール慣性モーメントを演算し、このロール慣性モーメントに基づいて車輌の挙動制御や操舵輪の転舵力制御を行っている。これが為、この特許文献１の車輌制御装置によれば、乗車人数や荷物の積載量の変化に伴う車輌の総重量の変動及び乗車位置や荷物の積載位置の変動に伴う車輌の重心高さの変化が生じても、これに影響されることなく確実且つ適切に車輌の挙動制御等を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、車輌の旋回時には夫々の車輪が変形する。この変形は、夫々の車輪の特性（即ち、タイヤ特性）に依存するものであり、また、旋回時の車速の影響も受けるので、そのタイヤ特性や車速如何で変形量が異なる。ここでのタイヤ特性とは、夫々の車輪に固有のコーナリングパワーのことをいう。そして、そのような変形が生じると、車輌のロールセンタの変位に伴ってロールアーム長さが変化すると共に、車輌のロール運動の減衰係数（以下、「ロール減衰」という。）も変動し、ロール方向の運動特性に影響を与えてしまう。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された車輌制御装置においては、ロール慣性モーメントを演算する際にタイヤ特性（コーナリングパワー）や車速を考慮しておらず、これが為、求めたロール慣性モーメントと実際のロール慣性モーメントとの間に乖離が生じてしまう。そして、そのようなタイヤ特性等の影響を考慮に入れていない従来のロール慣性モーメントに基づいて車輌制御を実行しても、精度の高い車輌制御が行われない。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、タイヤ特性や車速が考慮された精度の高い車輌制御を行うことが可能な車輌制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、車輌のロールアーム長さ，質量，横加速度，ロールレート，ロール角加速度，ロール角，ロール減衰及びロール剛性に基づき車輌に発生するロール慣性モーメントを演算するロール慣性モーメント演算手段と、このロール慣性モーメント演算手段が求めたロール慣性モーメントに基づいて車輌制御手段の制御量を設定する車輌制御量設定手段とを備えた車輌制御装置において、そのロール慣性モーメント演算手段は、前記ロール慣性モーメントを車輌のロール時に夫々の車輪に発生するコーナリングパワーと車速とに基づき補正するよう構成している。
【０００９】
この請求項１記載の車輌制御装置は、ロール慣性モーメント演算手段がタイヤ特性や車速を考慮した適正なロール慣性モーメントを求めるので、この適正なロール慣性モーメントに基づき求めた車輌制御手段の制御量についてもタイヤ特性等が考慮された適正なものとなり、これにより、車輌制御手段がタイヤ特性等に影響されることのない高精度な車輌制御を実行することができる。
【００１０】
上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の車輌制御装置において、ロール慣性モーメント演算手段は、ロール減衰をコーナリングパワーと車速に基づき補正してロール慣性モーメントの演算を行うよう構成している。
【００１１】
ここで、ロール慣性モーメントを演算する際に用いるロール減衰Ｃは、タイヤ特性や車速に応じて変動する。これが為、この請求項２記載の車輌制御装置の如くコーナリングパワーと車速に基づきロール減衰を補正することによって、更に適正なタイヤ特性や車速を考慮したロール慣性モーメントを求めることができるので、車輌制御手段の制御量についてもタイヤ特性等が考慮された更に適正なものとなり、これにより、車輌制御手段は、タイヤ特性等に影響されることのないより高精度な車輌制御を実行することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る車輌制御装置によれば、乗車人数や荷物の積載量の変化に伴う車輌の総重量の変動及び乗車位置や荷物の積載位置の変動に伴う車輌の重心高さの変化が生じても、これに影響されることなく従来と同様に確実且つ適切な車輌制御を実行でき、更に、タイヤ特性や車速に影響されることのない精度の高い車輌制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る車輌制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る車輌制御装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。
【００１５】
最初に、本実施例１の車輌制御装置が適用される車輌について図１を用いて説明する。
【００１６】
その図１の符号ＡＭは、本実施例１にて例示する車輌を表している。ここで例示する車輌ＡＭは、所謂ＦＲ（Ｆｒｏｎｔ  ｅｎｇｉｎｅ  Ｒｅａｒ  ｄｒｉｖｅ）車であって、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを操舵輪とし、左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを原動機（図示略）の動力が伝達される駆動輪としたものである。
【００１７】
本実施例１の車輌ＡＭにおいては、その左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの夫々にタイロッド２０Ｌ，２０Ｒが連結されており、これら各タイロッド２０Ｌ，２０Ｒに所謂ラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置２１が接続されている。このパワーステアリング装置２１は、運転者によるステアリングホイール２２の操舵動作に伴い駆動して各タイロッド２０Ｌ，２０Ｒを作動させるものである。これが為、その左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲは、運転者がステアリングホイール２２を操舵した際に、その操舵動作に応じた転舵角にパワーステアリング装置２１と夫々のタイロッド２０Ｌ，２０Ｒを介して転舵させられる。
【００１８】
また、本実施例１の車輌ＡＭには、夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの制動力を制御する制動装置３０が設けられている。例えば、本実施例１の制動装置３０は、夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲに配設したキャリパーやディスクロータ等からなる制動手段３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲと、これら各制動手段３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲのキャリパーに夫々油圧を供給する油圧配管３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲと、これら各油圧配管３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲの油圧を制御する油圧制御手段３３と、運転者が制動力発生時に操作するブレーキペダル３４と、運転者によるブレーキペダル３４の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ３５とを備えている。
【００１９】
ここで、その油圧制御手段３３は、オイルリザーバ，オイルポンプ，夫々の油圧配管３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲの油圧を各々に増減する為の増減圧制御弁の如き種々の弁装置等を含み構成されている。その本実施例１の増減圧制御弁は、通常時にはマスタシリンダ３５により制御されて各制動手段３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲにおけるキャリパーの油圧を夫々調節する。一方、この増減圧制御弁は、後述するが如く必要に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）４０によってもデューティ比制御され、各制動手段３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲにおけるキャリパーの油圧の調節を夫々に行う。
【００２０】
更にまた、本実施例１の車輌ＡＭには以下の如き各種センサが設けられており、その各種センサの検出信号は、電子制御装置４０に入力される。
【００２１】
例えば、夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲには各々の車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ｆｒ，ｆｌ，ｒｒ，ｒｌ）を検出する車輪速度センサ５１ＦＬ，５１ＦＲ，５１ＲＬ，５１ＲＲが配設されており、また、ステアリングホイール２２が連結されたステアリングコラム（図示略）には操舵角θを検出する操舵角センサ５２が配設されている。
【００２２】
更に、図１に示す如く、車輌ＡＭのヨーレートγを検出するヨーレートセンサ５３，車輌ＡＭのロールレートφｄを検出するロールレートセンサ５４，車輌ＡＭの前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサ５５，車輌ＡＭの横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ５６及び車輌ＡＭの車速Ｖを検出する車速センサ５７が設けられている。
【００２３】
尚、上述した本実施例１の操舵角センサ５２，ヨーレートセンサ５３及び横加速度センサ５６は、車輌ＡＭの左旋回方向を正として夫々に操舵角θ，ヨーレートγ及び横加速度Ｇｙを検出する。
【００２４】
ここで、上述した電子制御装置４０は、図示しないが、例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを有するものであり、上述した各種センサの検出信号等に基づいて種々の制御を実行する。
【００２５】
例えば、この電子制御装置４０は、後述するが如く各種センサの検出信号等に基づいて車輌ＡＭの挙動を判定し、その挙動が好ましからざるときには、その挙動状態に応じて好ましからざる挙動を抑制する為の車輌制御手段の制御量を求め、この制御量に基づいて車輌制御手段の制御を実行する。
【００２６】
本実施例１にあっては、上述した油圧制御手段３３の増減圧制御弁を車輌制御手段とし、この増減圧制御弁の制御量を、好ましからざる挙動を抑制する為に制動力の付与が必要な車輪（以下、「制御輪」という。）に対しての挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔに基づき後述するが如く演算する。これが為、本実施例１の車輌制御装置は、車輌ＡＭの挙動に応じて車輌ＡＭの挙動制御を行う車輌挙動制御装置として用意され、電子制御装置４０における制御機能の１つとして構成されている。
【００２７】
ところで、上述した挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔについては、如何様な方法を用いて求めてもよく、これが為、本技術分野において公知の演算方法を用いることで求めることができる。
【００２８】
例えば、ここでの電子制御装置４０は、車輌ＡＭの走行状態に基づいて車輌ＡＭのスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳ及び車輌ＡＭのドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳを演算し、これらスピン状態量ＳＳ及びドリフトアウト状態量ＤＳに基づいて旋回挙動制御用の目標制動力Ｆｓａｔを演算する。一方、この電子制御装置４０は、車体のロールの程度及び方向を示すロール評価値ＲＶを演算し、このロール評価値ＲＶの絶対値に基づいてロール抑制制御用の目標制動力Ｆｒａｔを演算する。そして、電子制御装置４０は、夫々に求めた旋回挙動制御用の目標制動力Ｆｓａｔとロール抑制制御用の目標制動力Ｆｒａｔとを比較し、その内の値の大きい方を挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔとして設定する。
【００２９】
この本実施例１の電子制御装置４０は、その挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを用いて車輌ＡＭの挙動制御を行う。しかしながら、車輌ＡＭは様々な状況下で使用されるものであり、その使用状況によって乗車人数や荷物の積載量，更には乗員の乗車位置や荷物の積載位置が異なるので、車輌ＡＭの総重量の変動や乗車位置等の変動に伴い重心高さが変わってロール方向の運動特性が変化する。これが為、そのようなロール方向の運動特性の変化を考慮していない上記の出力目標値Ｆａｔで車輌ＡＭの挙動制御を実行したとしても有効に挙動が安定化されない場合がある。そこで、その乗車人数や荷物の積載量の変動，乗車位置や荷物の積載位置の変動に影響されることなく有効な挙動制御を行い得るよう以下の如く求めた車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩに基づき挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを補正する。
【００３０】
一般に、車輌ＡＭのロール方向の運動方程式としては下記の式１が成立し、この式１を変換することによって車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩを導き出す下記の式２を得ることができる。
【００３１】
【数１】
2007050756.tif 000003
【００３２】
【数２】
2007050756.tif 000004
【００３３】
その式１，２における「φdd」は車輌ＡＭのロール角加速度を表し、「φｄ」は車輌ＡＭのロールレートを表し、「φ」は車輌ＡＭのロール角を表している。また、その式１，２においては、「Ｃ」と「Ｋ」は夫々に車輌ＡＭのロール減衰とばね定数（即ち、ロール剛性）を表し、「Ｈ」は車輌ＡＭのロールセンタと車輌ＡＭの重心との距離（以下、「ロールアーム長さ」という。）を表し、「Ｍ」は車輌ＡＭの質量を表し、「Ｇｙ」は車輌ＡＭの横加速度を表している。
【００３４】
従って、本実施例１の電子制御装置４０は、車輌ＡＭのロール角加速度φdd，ロールレートφｄ，ロール角φ及び横加速度Ｇｙが判れば、その式２を用いて車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩの演算を行うことができる。
【００３５】
ここで、本実施例１の車輌ＡＭにおいては上述したが如くロールレートセンサ５４が設けられているので、電子制御装置４０は、そのロールレートセンサ５４の検出信号からロールレートφｄの情報を得ることができる。これが為、本実施例１の電子制御装置４０は、そのロールレートφｄを微分演算することによってロール角加速度φddを求めることができ、そのロールレートφｄを積分演算することによってロール角φを求めることができる。また、横加速度Ｇｙについては、本実施例１の車輌ＡＭには横加速度センサ５６が設けられているので、この横加速度センサ５６の検出信号から取得することができる。
【００３６】
ところで、前述したが如く、車輌ＡＭが旋回するときには、タイヤ特性（コーナリングパワーＣｐ）や車速Ｖの影響を受けて夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲが変形し、車輌ＡＭのロールセンタの変位に伴ってロールアーム長さＨが変化すると共に、ロール減衰Ｃも変動し、ロール方向の運動特性に影響を与えてしまう。これが為、タイヤ特性や車速Ｖの影響を考慮しなければ適切な車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩを導き出すことができず、そのようなタイヤ特性等の影響を考慮に入れていない上記式２から求めたロール慣性モーメントＩに基づいて挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを補正し、これを用いて車輌ＡＭの挙動制御を実行しても、車輌ＡＭの挙動を効果的に安定させることができない。
【００３７】
そこで、本実施例１にあっては、タイヤ特性や車速Ｖの影響を考慮した適正なロール慣性モーメントＩを下記の式３を用いて求める。尚、本実施例１の車輌ＡＭにおいては、全て同一サイズで且つ同一製品の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲを装着しているものとして説明する。
【００３８】
【数３】
2007050756.tif 000005
【００３９】
この式３における「ΔＩ」は、タイヤ特性や車速Ｖに起因して変動するロール慣性モーメントの補正値（以下、「ロール慣性モーメント補正値」という。）であり、下記の式４を用いて求める。例えば、このロール慣性モーメント補正値ΔＩは、図２に示す如く、車速Ｖの上昇と共に一旦増加し、ある車速を超えると車速Ｖの低下に伴って減少していく。
【００４０】
【数４】
2007050756.tif 000006
【００４１】
ここで、上述したが如くタイヤ特性や車速Ｖの影響を受けてロール減衰Ｃに変化が生じるが、この式４におけるロール減衰Ｃとしては、演算開始後の１回目には予め用意されている標準値Ｃｏ（定数）を用いるものとし、それ以降は後述する式１０のロール減衰変動値ΔＣに基づいてロール減衰Ｃを補正する度に当該補正後のロール減衰Ｃを用いるものとする。即ち、電子制御装置４０は、旋回時にロール減衰Ｃが１度も補正されていなければ標準値Ｃｏを式４に代入し、１度でも補正されていれば最新の補正後のロール減衰Ｃを式４に代入するよう構成する。例えば、その標準値Ｃｏは、車輌ＡＭ固有の定数として規定されたものであってもよく、また、旋回時の車速Ｖや横加速度Ｇｙ，コーナーの曲率半径等に応じた変数であってもよい。
【００４２】
また、その式４においてはロール慣性モーメント補正値ΔＩを求める際にロール慣性モーメントＩを代入するが、ここでのロール慣性モーメントＩとしては、演算開始後の１回目には予め用意されている標準値Ｉｏ（定数）を用いるものとし、それ以降は上述した式３からロール慣性モーメントＩを演算する度に当該演算後のロール慣性モーメントＩを用いるものとする。即ち、電子制御装置４０は、旋回時にロール慣性モーメントＩが１度も演算されていなければ標準値Ｉｏを式４に代入し、１度でも演算されていれば最新のロール慣性モーメントＩを式４に代入するよう構成する。例えば、ここでは、ロールアーム長さＨと車輌ＡＭの質量Ｍとから求めた標準値Ｉｏ（＝Ｈ2Ｍ）を用いる。
【００４３】
更に、その式４における「Ｃｐｎ」は、各車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの夫々のコーナリングパワーＣｐを正規化したもの（以下、「正規化コーナリングパワー」という。）である。
【００４４】
ここで、そのコーナリングパワーＣｐとは、車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲのスリップ角βの増加と共に増すコーナリングフォースＣｆの割合であり、車輪（タイヤ）固有の値として下記の式５の如き関係を有している。即ち、このコーナリングパワーＣｐがタイヤ特性を表すパラメータとなる。
【００４５】
【数５】
2007050756.tif 000007
【００４６】
しかしながら、旋回中のコーナリングパワーＣｐは必ずしも全ての車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲにおいて一定ではなく、ロールに伴う荷重移動によって旋回外輪側の垂直荷重が増加する一方で旋回内輪側の垂直荷重が減少し、これにより、旋回外輪のコーナリングパワーＣｐが上昇すると共に旋回内側のコーナリングパワーＣｐが下降する。また、旋回時にブレーキＯＮの状態であるかアクセルＯＮの状態であるか等の車輌ＡＭの運転状態如何では、ピッチングやヨー変化によって前輪１０ＦＬ，１０ＦＲと後輪１０ＲＬ，１０ＲＲとの間（具体的には、旋回外側前輪と旋回外側内輪との間，旋回内側前輪と旋回内側後輪との間）でも荷重移動が起こる。更に、そもそも一般的な車輌ＡＭは、静止時において前輪１０ＦＬ，１０ＦＲ側と後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ側の軸荷重が完全に均等ではない。
【００４７】
これが為、旋回時には夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲのコーナリングパワーＣｐにばらつきが生じてしまい、この夫々に異なるコーナリングパワーＣｐをロール慣性モーメント補正値ΔＩの演算時に求めることは演算処理速度の低下等の観点から好ましくない。
【００４８】
そこで、本実施例１にあっては、上述した式４に示す如く、夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲにおけるコーナリングパワーＣｐのばらつきを正規化した正規化コーナリングパワーＣｐｎを求め、これを夫々の車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲのコーナリングパワーＣｐと等価なものとしてロール慣性モーメント補正値ΔＩの演算を行う。
【００４９】
例えば、その正規化コーナリングパワーＣｐｎについては、４輪分のコーナリングパワーＣｐallと車輌ＡＭの質量Ｍを用いて下記の式６に示す簡易式により表すことができる。
【００５０】
【数６】
2007050756.tif 000008
【００５１】
ここで、全ての車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲのスリップ角βが一定であると仮定した場合、上記式６における４輪分のコーナリングパワーＣｐallは、４輪分のコーナリングフォースＣｆallとスリップ角βとを用いて下記の式７に示す如く簡易的に表すことができ、これを上記式６に代入することで正規化コーナリングパワーＣｐｎは下記の式８を用いて求めることができる。
【００５２】
【数７】
2007050756.tif 000009
【００５３】
【数８】
2007050756.tif 000010
【００５４】
即ち、正規化コーナリングパワーＣｐｎについては、車輌ＡＭの横加速度Ｇｙ（＝Ｃｆall／Ｍ・ｇ）とスリップ角βが判れば、その式８を用いて演算することができる。そして、その演算の際の横加速度Ｇｙについては、上述したが如く横加速度センサ５６の検出信号から取得することができる。
【００５５】
一方、スリップ角βについては、本技術分野において公知の演算方法等の如何様な方法を用いて求めてもよい。例えば、このスリップ角βについては、下記の式９を用いて求めることができる。
【００５６】
【数９】
2007050756.tif 000011
【００５７】
ここで、その式９における横加速度Ｇｙとヨーレートγは、横加速度センサ５６とヨーレートセンサ５３とから夫々に取得することができる。また、その式９における「Ｖｘ」は車輌ＡＭの前後方向速度を表しているが、この前後方向速度Ｖｘは、車速Ｖで近似することができ、車速センサ５７の検出信号から取得できる。
【００５８】
本実施例１にあっては、そのようにして正規化コーナリングパワーＣｐｎを求め、この正規化コーナリングパワーＣｐｎをタイヤ特性のパラメータとして演算処理を行うものとする。尚、その正規化コーナリングパワーＣｐｎについては、例えば、「自動車技術会論文集  １９９８年１月  ｖｏｌ．２９  Ｎｏ．１」のｐ１２９〜ｐ１３４に開示されている。
【００５９】
以上示した如く、本実施例１の電子制御装置４０は、ヨーレートセンサ５３，横加速度センサ５６及び車速センサ５７の検出信号（ヨーレートγ，横加速度Ｇｙ及び車速Ｖ）を上記式９に代入してスリップ角βを求め、このスリップ角βと横加速度Ｇｙを上記式８に代入して正規化コーナリングパワーＣｐｎを求める。そして、この電子制御装置４０は、その正規化コーナリングパワーＣｐｎ，車速Ｖ，ロール減衰Ｃ（標準値Ｃｏ又は最新の補正後のロール減衰Ｃ）及びロール慣性モーメントＩ（標準値Ｉｏ又は最新のロール慣性モーメントＩ）を上記式４に代入してロール慣性モーメント補正値ΔＩの演算を行う。即ち、ロール慣性モーメント補正値ΔＩは、ヨーレートセンサ５３と横加速度センサ５６と車速センサ５７の夫々の検出信号を取得し、ロール減衰Ｃ（標準値Ｃｏ又は最新の補正後のロール減衰Ｃ）とロール慣性モーメントＩ（標準値Ｉｏ又は最新のロール慣性モーメントＩ）を読み込むことによって求めることができる。
【００６０】
このように、本実施例１においては、上述した各種演算式（式４，８，９）を用いてロール慣性モーメント補正値ΔＩの演算を行い、これを上記式３に代入することでタイヤ特性や車速Ｖの影響を考慮した適正なロール慣性モーメントＩを求めることができるので、後述するが如く車輌ＡＭの挙動を高精度に制御することができる。しかしながら、上述したが如くタイヤ特性等の影響によってロール減衰Ｃも変動するので、このロール減衰Ｃについても適正化を図ることで更に適正なロール慣性モーメントＩの演算が可能になり、このロール慣性モーメントＩを用いることで車輌ＡＭの挙動をより高精度に制御することができる。
【００６１】
そこで、本実施例１にあっては、そのロール減衰Ｃの変動値（以下、「ロール減衰変動値」という。）ΔＣを下記の式１０から求め、これを現在保持しているロール減衰Ｃに加算してタイヤ特性等が考慮されたロール減衰Ｃへと補正する。例えば、そのロール減衰変動値ΔＣは、図３に示す如く、車速Ｖの上昇と共に一旦増加し、ある車速Ｖを超えると減少していく。
【００６２】
【数１０】
2007050756.tif 000012
【００６３】
ここで、本実施例１の電子制御装置４０は、上述したロール慣性モーメント補正値ΔＩの演算を行うときと同様にして正規化コーナリングパワーＣｐｎを求め、この正規化コーナリングパワーＣｐｎ，車速Ｖ，ロール減衰Ｃ（標準値Ｃｏ又は最新の補正後のロール減衰Ｃ）及びロール慣性モーメントＩ（標準値Ｉｏ又は最新のロール慣性モーメントＩ）を上記式１０に代入してロール減衰変動値ΔＣの演算を行う。即ち、ロール減衰変動値ΔＣは、ロール慣性モーメント補正値ΔＩと同様に、ヨーレートセンサ５３と横加速度センサ５６と車速センサ５７の夫々の検出信号を取得し、ロール減衰Ｃ（標準値Ｃｏ又は最新の補正後のロール減衰Ｃ）とロール慣性モーメントＩ（標準値Ｉｏ又は最新のロール慣性モーメントＩ）を読み込むことによって求めることができる。
【００６４】
本実施例１の電子制御装置４０は、以上示した如くして求めたロール慣性モーメントＩに基づいて挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔの補正を行う。具体的には、ロール慣性モーメントＩに応じた補正係数Ｋ１を求め、この補正係数Ｋ１と上述したが如くして設定した出力目標値Ｆａｔとを乗算して出力目標値Ｆａｔの補正を行う。例えば、本実施例１にあっては、その補正係数Ｋ１を求める為に、ロール慣性モーメントＩと補正係数Ｋ１との対応関係を表す図４のグラフに対応したマップを予め用意しておく。
【００６５】
本実施例１の電子制御装置４０は、その補正後の挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔに基づいて車輌ＡＭの挙動制御を実行する。この挙動制御は、本技術分野において公知の制御方法等の如何様な方法を用いて実行してもよい。
【００６６】
例えば、ここでの電子制御装置４０は、補正後の挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔに基づいて制御輪の目標スリップ率Ｒｓｔを演算する。そして、この目標スリップ率Ｒｓｔに基づき制御輪の増減圧制御弁を制御し、その制御輪のスリップ率が目標スリップ率Ｒｓｔとなるように当該制御輪の制動力を制御する。このようにして、この電子制御装置４０は、車輌ＡＭの挙動を安定化させる挙動制御を行う。
【００６７】
ここで、その挙動制御時の制御対象たる制御輪は、以下の如く設定される。
【００６８】
例えば、車輌ＡＭの挙動がスピンであるときには旋回外側前輪１０ＦＬ（又は１０ＦＲ）が制御輪となり、この制御輪１０ＦＬ（又は１０ＦＲ）に対して上記の挙動制御を実行することによって、車輌ＡＭが減速されると共に車輌ＡＭにスピン抑制方向のヨーモーメントが付与されてスピンが抑制される。また、車輌ＡＭの挙動がドリフトアウトであるときには左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ又は左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ及び旋回外側前輪１０ＦＬ（又は１０ＦＲ）が制御輪となり、この制御輪に対して上記の挙動制御を実行することによって、車輌ＡＭが減速されると共に車輌ＡＭに旋回補助方向のヨーモーメントが付与されてドリフトアウトが抑制される。また、車輌ＡＭの挙動が過剰ロールであるときには左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ及び旋回外側前輪１０ＦＬ（又は１０ＦＲ）が制御輪となり、この制御輪１０ＲＬ，１０ＲＲ，１０ＦＬ（又は１０ＦＲ）に対して上記の挙動制御を実行することによって、車輌ＡＭが減速されると共に車輌ＡＭの旋回半径が増大されることにより車輌ＡＭに作用する遠心力が低減されて車体のロールが抑制される。
【００６９】
以下に、本実施例１における車輌制御装置の動作（ロール慣性モーメントＩの演算及び挙動制御ルーチン）について図５のフローチャートを用いて説明する。尚、かかる場合の制御は、イグニッションスイッチ（図示略）の閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００７０】
先ず、本実施例１の電子制御装置４０は、上述した各種センサからの信号を読み込む。（ステップＳＴ１０）。
【００７１】
この電子制御装置４０は、そのステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭの横加速度Ｇｙの絶対値が所定の閾値Ｇｙｏ（正の定数）以上であるか否かを判別し（ステップＳＴ２０）、肯定判別が行われたときにはステップＳＴ３０に進み、否定判別が行われたときにはステップＳＴ１００に進む。
【００７２】
ここで、そのステップＳＴ２０にて肯定判別が行われた場合、電子制御装置４０は、上記ステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭのロールレートφｄを微分して車輌ＡＭのロール角加速度φddを演算し（ステップＳＴ３０）、更に、そのロールレートφｄを積分して車輌ＡＭのロール角φを演算する（ステップＳＴ４０）。
【００７３】
しかる後、この電子制御装置４０は、上述した式４，１０を用いてロール慣性モーメント補正値ΔＩとロール減衰変動値ΔＣを演算する（ステップＳＴ５０）。その際、この電子制御装置４０は、上記ステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭのヨーレートγ及び横加速度Ｇｙ及び車速Ｖ，並びにロール減衰Ｃ（標準値Ｃｏ又は最新の補正後のロール減衰Ｃ）及びロール慣性モーメントＩ（標準値Ｉｏ又は最新のロール慣性モーメントＩ）を式４，１０に夫々代入してロール慣性モーメント補正値ΔＩとロール減衰変動値ΔＣを求める。
【００７４】
この電子制御装置４０は、そのロール減衰変動値ΔＣを用いてロール減衰Ｃを補正する（ステップＳＴ６０）。例えば、ロール減衰Ｃが１度も補正されていなければ標準値Ｃｏとロール減衰変動値ΔＣとを加算し、１度でも補正されていれば最新の補正後のロール減衰Ｃとロール減衰変動値ΔＣとを加算する。
【００７５】
そして、この電子制御装置４０は、上記ステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭの横加速度Ｇｙ及びロールレートφｄ，並びに上記ステップＳＴ３０〜６０で演算した車輌ＡＭのロール角加速度φdd及びロール角φ及びロール慣性モーメント補正値ΔＩ及びロール減衰Ｃを上述した式３に代入して車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩを演算する（ステップＳＴ７０）。尚、このステップＳＴ７０は車輌ＡＭの横加速度Ｇｙの絶対値がＧｙｏ以上である場合にのみ実行されるので、ロール角加速度φddが０となることは基本的にないが、そのロール角加速度φddが仮に０であるときには本ステップＳＴ７０におけるロール慣性モーメントＩの演算を行わずに、そのままステップＳＴ１００へ進む。
【００７６】
この電子制御装置４０は、イグニッションスイッチ（図示略）が閉成されてから現在までに車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩがＮ個以上演算されたか否かを判別し（ステップＳＴ８０）、肯定判別が行われたときにはステップＳＴ９０に進み、否定判別が行われたときにはステップＳＴ１００に進む。
【００７７】
ここで、そのステップＳＴ８０にて肯定判別が行われた場合、電子制御装置４０は、最新のＮ個以外のロール慣性モーメントＩのデータを削除し、その最新のＮ個のロール慣性モーメントＩの平均値を演算して、この平均値をロール慣性モーメントＩとして設定する（ステップＳＴ９０）。
【００７８】
一方、そのステップＳＴ８０にて否定判別が行われた場合、更には、上記ステップＳＴ２０にて否定判別が行われた場合又はロール角加速度φddが０の場合、この電子制御装置４０は、予め用意されているロール慣性モーメントの標準値Ｉｏ（定数）をロール慣性モーメントＩとして設定する（ステップＳＴ１００）。例えば、ここでは、ロールアーム長さＨと車輌ＡＭの質量Ｍとから求めた標準値Ｉｏ（＝Ｈ2Ｍ）を用いる。
【００７９】
続いて、本実施例１の電子制御装置４０は、上記ステップＳＴ９０又はステップＳＴ１００で設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど上述した補正係数Ｋ１が大きくなるように、そのロール慣性モーメントＩに基づいて図４に示すグラフに対応するマップから補正係数Ｋ１を演算する（ステップＳＴ１１０）。
【００８０】
そして、この電子制御装置４０は、上述したが如くスピン状態量ＳＳ等を演算して当該スピン状態量ＳＳ等に基づき車輌ＡＭの挙動を判定し、その挙動が好ましからざる挙動であれば、そのスピン状態量ＳＳ等に応じて各制御輪についての挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを演算する（ステップＳＴ１２０）。
【００８１】
この電子制御装置４０は、そのステップＳＴ１２０で求めた出力目標値Ｆａｔと上記ステップＳＴ１１０で求めた補正係数Ｋ１とを乗算して挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔの補正を行い（ステップＳＴ１３０）、その補正後の出力目標値Ｆａｔに基づいて制御輪への制動力制御を実行する（ステップＳＴ１４０）。このステップＳＴ１４０においては、補正後の出力目標値Ｆａｔに基づき制御輪の目標スリップ率Ｒｓｔを演算し、その制御輪のスリップ率が目標スリップ率Ｒｓｔになるよう油圧制御手段３３を制御する。これにより、補正後の出力目標値Ｆａｔに対応する制動力が制御輪に付与され、車輌ＡＭの挙動が安定方向へと制御される。
【００８２】
以上示した如く、本実施例１における車輌制御装置は、旋回時の横加速度Ｇｙ，ロール角加速度φdd，ロールレートφｄ及びロール角φを主たる情報として車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩの演算を繰り返し、その内の最新のＮ個のロール慣性モーメントＩの平均値を挙動制御に用いるロール慣性モーメントＩとして設定する。そして、この設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど大きくなるよう挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを補正し、この補正後の出力目標値Ｆａｔに基づき車輌ＡＭの挙動制御を実行する。
【００８３】
これが為、本実施例１によれば、設定したロール慣性モーメントＩが大きい（即ち、車輌ＡＭの挙動の悪化が急激に生じ易い）ときには、かかる事象が生じ易いほど大きい制御量（即ち、補正後の大きな出力目標値Ｆａｔ）でスピン抑制等の挙動制御を行うことができるので、乗車人数や荷物の積載量の変化に起因する車輌ＡＭの総重量の変動及び乗車位置や荷物の積載位置の変動に伴って車輌ＡＭの重心高さの変化が生じても、これに影響されることなく車輌ＡＭの挙動を確実且つ適切に安定化させることができる。即ち、本実施例１における車輌制御装置は、乗車人数や荷物の積載量の変化，乗車位置や荷物の積載位置の変動に影響されることなく、車輌ＡＭの挙動を安定方向へと確実且つ適切に制御することができる。
【００８４】
また、本実施例１においては、正規化コーナリングパワーＣｐｎや車速Ｖ等から求めたロール慣性モーメント補正値ΔＩとロール減衰変動値ΔＣとを用いてロール慣性モーメントＩの適正化を図っている。即ち、本実施例１によれば、タイヤ特性や車速Ｖの影響を考慮した適正なロール慣性モーメントＩを算出することができる。これが為、そのようなタイヤ特性や車速Ｖの影響が考慮された適正なロール慣性モーメントＩを用いて車輌ＡＭの挙動制御を実行することによって、車輌ＡＭの挙動を安定方向へと高精度に制御することができる。
【００８５】
更に、本実施例１においては、先ず車輌ＡＭの横加速度Ｇｙの絶対値がＧｙｏ以上であるか否かの判別を行い、肯定判別が行われたときにのみ車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩの演算処理が行われるので、かかる判別が行われない場合と比してロール慣性モーメントＩを高精度に演算することができる。このことは、後述する他の実施例２，３においても同様である。
【００８６】
また、本実施例１においては、最新のＮ個の演算されたロール慣性モーメントＩの平均値が挙動制御用のロール慣性モーメントＩとして設定される一方、演算されたロール慣性モーメントＩがＮ個以上無いときには標準値Ｉｏが挙動制御用のロール慣性モーメントＩとして設定されるので、かかる平均演算が行われない場合と比して、ロール慣性モーメントＩが瞬間的に特異な値になる虞れを低減することができる。このことは、後述する他の実施例２，３においても同様である。
【００８７】
尚、本実施例１にあっては設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど大きい制御量にて車輌ＡＭの挙動制御を実行するものとして例示しているが、例えば、スピン状態量ＳＳ等に基づく車輌挙動の判定閾値をロール慣性モーメントＩが大きいほど小さくなるよう設定して、そのロール慣性モーメントＩが大きいほど挙動制御の開始時期が早くなるよう制御してもよい。また、スピン状態量ＳＳ等に基づく挙動制御終了の判定閾値をロール慣性モーメントＩが大きいほど小さくなるよう設定し、ロール慣性モーメントＩが大きいほど挙動制御の終了時期が遅くなるようにして、挙動制御の継続時間が長くなるように制御してもよい。
【００８８】
また、設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど大きくなるようスピン状態量ＳＳ等を当該ロール慣性モーメントＩに応じて補正して、そのロール慣性モーメントＩが大きいほど挙動制御の開始時期を早めて大きい制御量にて挙動制御を実行し、ロール慣性モーメントＩが大きいほど挙動制御の継続時間が長くなるよう制御してもよい。
【実施例２】
【００８９】
次に、本発明に係る車輌制御装置の実施例２を図６及び図７に基づいて説明する。
【００９０】
本実施例２は、前述した実施例１と同様にして設定したロール慣性モーメントＩに基づいて車輌ＡＭの挙動制御を実行するものであるが、その挙動制御をサスペンション（ショックアブソーバ及びエアスプリング）の制御によって行うよう構成したものであり、そのサスペンションを車輌制御手段とし、この車輌制御手段の制御量として、ショックアブソーバの減衰係数とエアスプリングのばね定数を演算するものである。即ち、本実施例２における車輌制御装置は、ショックアブソーバの減衰係数及びエアスプリングのばね定数を制御することにより車輌ＡＭの乗り心地性を確保しつつ車輌ＡＭの操縦安定性を向上させるサスペンション制御装置として用意したものである。これが為、本実施例２の車輌ＡＭは、図６に示す如く、実施例１に対して以下の構成を有している。
【００９１】
先ず、本実施例２の車輌ＡＭには、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに減衰力可変式のショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲとばね定数可変式のエアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲとが夫々設けられている。また、左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲについても同様に、減衰力可変式のショックアブソーバ６０ＲＬ，６０ＲＲとばね定数可変式のエアスプリング６１ＲＬ，６１ＲＲとが夫々に設けられている。
【００９２】
ここで、そのショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの減衰係数は、車輌ＡＭの前後加速度Ｇｘ又は横加速度Ｇｙの大きさが夫々減衰力制御用の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎ，Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎ（ｎ：正の一定の整数）以上であるか否かに応じて適正値が判定され、その前後加速度Ｇｘ又は横加速度Ｇｙの大きさが大きいほど高くなるよう電子制御装置（ＥＣＵ）４１により多段階に制御される。
【００９３】
また、そのエアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数は、車輌ＡＭの前後加速度Ｇｘ又は横加速度Ｇｙの大きさが夫々ばね定数制御用の閾値Ｇｘｓ，Ｇｙｓ以上であるときには高ばね定数になるよう電子制御装置４１により高低の二段階に制御される。
【００９４】
更に、本実施例２の電子制御装置４１は、前述した実施例１と同様にしてロール慣性モーメントＩの演算や設定を行うよう構成されており、その設定されたロール慣性モーメントＩに基づきショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの減衰力とエアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数を制御して車輌ＡＭの挙動制御を実行するよう構成されている。
【００９５】
以下に、本実施例２における車輌制御装置の動作（ロール慣性モーメントＩの演算及び挙動制御ルーチン）について図７のフローチャートを用いて説明する。尚、ロール慣性モーメントＩを設定するまでの処理動作（ステップＳＴ１０〜ＳＴ１００）については実施例１のステップＳＴ１０〜ＳＴ１００と同様にして実行されるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
先ず、本実施例２の電子制御装置４１は、ステップＳＴ９０又はステップＳＴ１００で設定したロール慣性モーメントＩに基づいて、上述した減衰力制御の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎ，Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎ及びばね定数制御の閾値Ｇｘｓ，Ｇｙｓを設定する（ステップＳＴ２１０）。具体的には、その設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど減衰力制御用の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎ，Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎが小さくなるようこれらを増減させると共に、そのロール慣性モーメントＩが大きいほどばね定数制御用の閾値Ｇｘｓ，Ｇｙｓが小さくなるようこれらを増減させる。
【００９７】
この電子制御装置４１は、ステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭの前後加速度Ｇｘと上記ステップＳＴ２１０で設定した減衰力制御用の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎとを比較すると共に、同じくステップＳＴ１０で読み込んだ車輌ＡＭの横加速度Ｇｙと上記ステップＳＴ２１０で設定した減衰力制御用の閾値Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎとを比較し、夫々により求められる減衰係数の高い方の値を目標減衰係数に設定する（ステップＳＴ２２０）。即ち、そして、この電子制御装置４１は、その目標減衰係数となるように夫々のショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの減衰係数を制御し、これにより、各車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの減衰力の制御を行う（ステップＳＴ２３０）。即ち、本実施例２にあっては、ロール慣性モーメントＩが大きいほど各ショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの目標減衰係数が大きくなるよう制御される。
【００９８】
また、この電子制御装置４１は、車輌ＡＭの前後加速度Ｇｘと上記ステップＳＴ２１０で設定したばね定数制御用の閾値Ｇｘｓとを比較すると共に、車輌ＡＭの横加速度Ｇｙと上記ステップＳＴ２１０で設定したばね定数制御用の閾値Ｇｙｓとを比較し、夫々により求められるばね定数の高い方の値を目標ばね定数に設定する（ステップＳＴ２４０）。そして、この電子制御装置４１は、その目標ばね定数となるように夫々のエアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数を制御する（ステップＳＴ２５０）。即ち、本実施例２にあっては、ロール慣性モーメントＩが大きいときにはそれが小さいときと比して各エアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数が高くなるよう制御される。
【００９９】
このようにして、本実施例２における車輌制御装置は、各車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲにおける夫々のショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの減衰係数をロール慣性モーメントＩに応じた目標減衰係数にし、更に、夫々のエアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数をロール慣性モーメントＩに応じた目標ばね定数にして、車輌ＡＭの挙動を安定方向へと制御する。
【０１００】
以上示した如く、本実施例２における車輌制御装置は、前述した実施例１と同様に、旋回時の横加速度Ｇｙ，ロール角加速度φdd，ロールレートφｄ及びロール角φを主たる情報として車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩの演算を繰り返し、その内の最新のＮ個のロール慣性モーメントＩの平均値を挙動制御に用いるロール慣性モーメントＩとして設定する。そして、この本実施例２においては、その設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど各ショックアブソーバ６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲの目標減衰係数が大きくなるよう制御すると共に、その設定したロール慣性モーメントＩが大きいときにはそれが小さいときと比して各エアスプリング６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲのばね定数が高くなるよう制御する。
【０１０１】
これが為、本実施例２によれば、設定したロール慣性モーメントＩが大きい（即ち、車輌ＡＭのローリングやピッチングが急激に生じ易い）ときには、かかる事象が生じ易いほど素早く減衰力及びばね定数が高くなると共に、この減衰力及びばね定数の高い状態が長く継続されるので、乗車人数や荷物の積載量の変化に起因とする車輌ＡＭの総重量の変動及び乗車位置や荷物の積載位置の変動に伴う車輌ＡＭの重心高さの変化が生じても、車体の前後方向及び横方向の姿勢変化を確実且つ適切に抑制することができる。即ち、本実施例２における車輌制御装置は、乗車人数や荷物の積載量の変化，乗車位置や荷物の積載位置の変動に影響されることなく、車輌ＡＭの挙動を安定方向へと確実且つ適切に制御することができる。また、本実施例２によれば、その減衰力とばね定数が必要以上に高く制御されることを防止して車輌ＡＭの良好な乗り心地性を確保することができる。
【０１０２】
更に、本実施例２においても、前述した実施例１と同様に、正規化コーナリングパワーＣｐｎや車速Ｖ等から求めたロール慣性モーメント補正値ΔＩとロール減衰変動値ΔＣとを用いて、タイヤ特性や車速Ｖの影響が考慮された適正なロール慣性モーメントＩを算出することができる。これが為、その適正なロール慣性モーメントＩを用いて車輌ＡＭの挙動制御を実行することによって、より確実且つ適切に車輌ＡＭの挙動を安定方向へと制御することができる。
【０１０３】
尚、本実施例２にあっては設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど減衰力制御用の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎ，Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎを小さく設定すると共に、ばね定数制御用の閾値Ｇｘｓ，Ｇｙｓを小さく設定するものとして例示しているが、例えば、その減衰力制御用の閾値Ｇｘｃ１〜Ｇｘｃｎ，Ｇｙｃ１〜Ｇｙｃｎ又はばね定数制御用の閾値Ｇｘｓ，Ｇｙｓの内の一方のみをロール慣性モーメントＩに応じて可変設定してもよい。また、目標減衰係数又は目標ばね定数を判定する際の前後加速度Ｇｘや横加速度Ｇｙの大きさをロール慣性モーメントＩが大きいほど大きくなるよう補正してもよい。
【実施例３】
【０１０４】
次に、本発明に係る車輌制御装置の実施例３を図８及び図９に基づいて説明する。
【０１０５】
本実施例３は、操舵輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して転舵力を発生させるパワーステアリング装置２１の転舵力制御が行われる車輌ＡＭにおいて、そのパワーステアリング装置２１に付与する転舵力のアシストトルクＴａを前述した実施例１と同様にして設定したロール慣性モーメントＩに基づき制御するものであり、そのパワーステアリング装置２１を車輌制御手段とし、この車輌制御手段の制御量として、後述するアシストトルク発生装置２４のアシストトルクＴａを演算するものである。即ち、本実施例３における車輌制御装置は、パワーステアリング装置２１の転舵力制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）４２のパワーステアリング制御装置として用意されたものであり、車輌ＡＭの挙動に応じたアシストトルクＴａを発生させるように構成したものである。これが為、本実施例３の車輌ＡＭは、図８に示す如く、実施例１に対して以下の構成を有している。
【０１０６】
先ず、本実施例３の車輌ＡＭには、ステアリングホイール２２とパワーステアリング装置２１とを駆動接続するステアリングシャフト２３にアシストトルク発生装置２４が設けられている。このアシストトルク発生装置２４は、パワーステアリング装置２１に付与するアシストトルクＴａをステアリングシャフト２３に対して発生させるものであり、ステアリングシャフト２３に設けたトルクセンサ５８から検出される操舵トルクＴｓと車速センサ５７から検出される車速Ｖに応じて電子制御装置４２で制御し得るよう構成されている。
【０１０７】
更に、本実施例３の電子制御装置４２は、前述した実施例１と同様にしてロール慣性モーメントＩの演算や設定を行うよう構成されており、その設定されたロール慣性モーメントＩに基づきアシストトルク発生装置２４を制御することで当該ロール慣性モーメントＩに応じたアシストトルクＴａを発生させるよう構成されている。具体的には、ロール慣性モーメントＩが大きいほどアシストトルクＴａが大きくなるようアシストトルク発生装置２４からのアシストトルクＴａの増減制御を行わせる。
【０１０８】
以下に、本実施例３における車輌制御装置の動作（ロール慣性モーメントＩの演算及び転舵補助力制御ルーチン）について図９のフローチャートを用いて説明する。尚、ロール慣性モーメントＩを設定するまでの処理動作（ステップＳＴ１０〜ＳＴ１００）については実施例１のステップＳＴ１０〜ＳＴ１００と同様にして実行されるので、ここでの説明は省略する。
【０１０９】
先ず、本実施例３の電子制御装置４２は、ステップＳＴ９０又はステップＳＴ１００で設定したロール慣性モーメントＩに基づいてアシストトルクＴａの補正係数Ｋ２の演算を行う（ステップＳＴ３１０）。具体的には、その設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど補正係数Ｋ２が大きくなるように、そのロール慣性モーメントＩに基づいて図４に示したものと同等のグラフに対応するマップから補正係数Ｋ２を演算する。
【０１１０】
そして、この電子制御装置４２は、操舵トルクＴｓが大きいほどアシストトルクＴａを大きくし且つ車速Ｖが高いほどアシストトルクＴａを小さくするよう、トルクセンサ５８から検出された操舵トルクＴｓ及び車速センサ５７から検出された車速Ｖに基づき図示しないマップを用いてアシストトルクＴａの演算を行う（ステップＳＴ３２０）。尚、そのアシストトルクＴａは、ステアリングホイール２２の操舵角θやその変化率の絶対値が大きいほど大きくなるように可変設定してもよい。
【０１１１】
しかる後、この電子制御装置４２は、そのステップＳＴ３２０で求めたアシストトルクＴａと上記ステップＳＴ３１０で求めた補正係数Ｋ２とを乗算してアシストトルクＴａの補正を行い（ステップＳＴ３３０）、その補正後のアシストトルクＴａに基づいてアシストトルク発生装置２４を制御する（ステップＳＴ３４０）。
【０１１２】
これにより、そのアシストトルク発生装置２４が上記補正後のアシストトルクＴａを発生させ、この補正後のアシストトルクＴａに対応する転舵補助力がステアリングシャフト２３に対して付与される。これが為、その転舵補助力がステアリングシャフト２３を介してパワーステアリング装置２１に伝わり、このパワーステアリング装置２１が操舵輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対して車輌ＡＭの挙動に応じた最適な転舵力を発生させるので、運転者によるステアリングホイール２２の操舵トルクが車輌ＡＭの挙動に応じた最適なものとして軽減される。
【０１１３】
以上示した如く、本実施例３における車輌制御装置は、前述した実施例１と同様に、旋回時の横加速度Ｇｙ，ロール角加速度φdd，ロールレートφｄ及びロール角φを主たる情報として車輌ＡＭのロール慣性モーメントＩの演算を繰り返し、その内の最新のＮ個のロール慣性モーメントＩの平均値をパワーステアリング装置２１の転舵力制御に用いるロール慣性モーメントＩとして設定する。そして、この本実施例３においては、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖに基づいて演算したアシストトルクＴａをロール慣性モーメントＩが大きいほど大きくなるよう補正し、この補正後のアシストトルクＴａに基づいてアシストトルク発生装置２４の制御を実行する。
【０１１４】
これが為、本実施例３によれば、設定したロール慣性モーメントＩが大きい（即ち、車輌ＡＭの旋回や加減速に伴う荷重移動によって必要なステアリングホイール２２に対する操舵力が大きくなり易い）ときには、その操舵力が大きくなり易いほど大きい転舵補助力にてパワーステアリング装置２１からの転舵力を増加させることができるので、乗車人数や荷物の積載量の変化に起因する車輌ＡＭの総重量の変動及び乗車位置や荷物の積載位置の変動に伴って車輌ＡＭの重心高さが変化しても、運転者は一定の操舵感覚にて操舵操作を行うことができる。即ち、本実施例３における車輌制御装置は、乗車人数や荷物の積載量の変化，乗車位置や荷物の積載位置の変動に影響されることなく、運転者に一定の操舵感覚で操舵操作を行わせることができる。
【０１１５】
更に、本実施例３においても、前述した実施例１と同様に、正規化コーナリングパワーＣｐｎや車速Ｖ等から求めたロール慣性モーメント補正値ΔＩとロール減衰変動値ΔＣとを用いて、タイヤ特性や車速Ｖの影響が考慮された適正なロール慣性モーメントＩを算出することができる。これが為、その適正なロール慣性モーメントＩを用いてアシストトルク制御を実行することによって、より安定した一定の操舵感覚で運転者に操舵操作を行わせることができる。
【０１１６】
尚、本実施例３にあっては前輪１０ＦＬ，１０ＦＲのみを転舵させるパワーステアリング装置２１について例示したが、例えば、車速Ｖ等に応じて後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに対し同相方向又は逆相方向へと所定の転舵角で転舵させる所謂４輪操舵装置が具備されている場合には、設定したロール慣性モーメントＩが大きいほど後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの同相度合又は逆相度合を増大させてもよい。
【０１１７】
ところで、上述した各実施例１〜３においては、ロール慣性モーメントＩを演算すべきか否かを判断する条件としてステップＳＴ２０で車輌ＡＭの横加速度Ｇｙの絶対値と基準値Ｇｙｏとの比較判別を行っている。しかしながら、このステップＳＴ２０の比較判別処理は必ずしも実行せずともよく、必ずロール慣性モーメントＩの演算処理を行うように構成してもよい。
【０１１８】
また、一般に、車速Ｖが高いときには走行路面は良路であり、車輌ＡＭのロール運動に対する路面の凹凸の影響は小さい。これが為、上述した各実施例１〜３においては、ステップＳＴ２０にて肯定判別が行われ且つ車速Ｖが基準値Ｖｃ（正の定数）以上であると判定された場合にステップＳＴ３０以降が実行されるようにしてもよく、これにより、更に高精度なロール慣性モーメントＩを演算することができる。
【０１１９】
また、上述した各実施例１〜３においてはステップＳＴ９０にて最新のＮ個のロール慣性モーメントＩの平均値を制御用のロール慣性モーメントＩとして設定するよう構成しているが、例えば、かかる平均演算を行わずにステップＳＴ７０で求めたロール慣性モーメントＩに対してローパスフィルタ処理を行い、これにより、求めたロール慣性モーメントＩの変化を低減してもよい。
【０１２０】
また、上述した各実施例１〜３においては検出されたロールレートφｄを積分して車輌ＡＭのロール角φを求めるように構成しているが、そのロール角φは、例えば、各車輪位置の高さに基づき当技術分野で公知の方法にて求めてもよい。一方、車輌ＡＭのロール角加速度φddについては、検出されたロールレートφｄを微分して求めるよう構成しているが、例えば、車輌ＡＭの重心位置とこれより上方に隔てた位置とに夫々横加速度センサを配置し、これら２つの横加速度センサから検出された夫々の横加速度の差分に基づいて求めてもよい。
【０１２１】
更に、上述した各実施例１〜３においては車輌ＡＭの横加速度Ｇｙを横加速度センサ５６から検出しているが、その横加速度Ｇｙについては、例えば、車速Ｖとステアリングホイール２２の操舵角θに基づき推定してもよい。
【０１２２】
また更に、上述した各実施例１〜３の車輌制御装置は夫々に車輌挙動制御装置，サスペンション制御装置又はパワーステアリング制御装置として例示したが、本発明に係る車輌制御装置は、それらと同様にロール慣性モーメントＩに応じて制御を行うものであれば如何様なものに適用してもよい。
【０１２３】
更に、上述した各実施例１〜３においては本装置をＦＲ車に適用した場合について例示したが、本装置は、所謂ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ  ｅｎｇｉｎｅ  Ｆｒｏｎｔ  ｄｒｉｖｅ）車や４輪駆動車等の如何なる車輌にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
以上のように、本発明に係る車輌制御装置は、適正な車輌のロール慣性モーメントを演算する技術として有用であり、特に、その適正なロール慣性モーメントに基づき高精度な車輌制御を行う技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係る実施例１の車輌制御装置が適用される車輌の構成を示す図である。
【図２】ロール慣性モーメント補正値と車速との関係を示す図である。
【図３】ロール減衰変動値と車速との関係を示す図である。
【図４】ロール慣性モーメントと挙動制御用制動力の出力目標値Ｆａｔを補正する為の補正係数との関係を示す図である。
【図５】実施例１における車輌制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る実施例２の車輌制御装置が適用される車輌の構成を示す図である。
【図７】実施例２における車輌制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係る実施例３の車輌制御装置が適用される車輌の構成を示す図である。
【図９】実施例３における車輌制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲ  車輪
２１  パワーステアリング装置
２２  ステアリングホイール
２３  ステアリングシャフト
２４  アシストトルク発生装置
３０  制動装置
３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲ  制動手段
３２ＦＬ，３２ＦＲ，３２ＲＬ，３２ＲＲ  油圧配管
３３  油圧制御手段
４０，４１，４２  電子制御装置
５２  操舵角センサ
５３  ヨーレートセンサ
５４  ロールレートセンサ
５５  前後加速度センサ
５６  横加速度センサ
５７  車速センサ
５８  トルクセンサ
６０ＦＬ，６０ＦＲ，６０ＲＬ，６０ＲＲ  ショックアブソーバ
６１ＦＬ，６１ＦＲ，６１ＲＬ，６１ＲＲ  エアスプリング
ＡＭ  車輌
Ｃ  ロール減衰
Ｃｐ  コーナリングパワー
Ｃｐｎ  正規化コーナリングパワー
Ｆａｔ  挙動制御用制動力の出力目標値
Ｇｙ  横加速度
Ｈ  ロールアーム長さ
Ｉ  ロール慣性モーメント
Ｋ  ばね定数（ロール剛性）
Ｋ１  補正係数
Ｋ２  補正係数
Ｍ  質量
Ｔａ  アシストトルク
Ｖ  車速
Ｖｘ  前後方向速度
β  スリップ角
γ  ヨーレート
ΔＣ  ロール減衰変動値
ΔＩ  ロール慣性モーメント補正値
φ  ロール角
φｄ  ロールレート
φdd  ロール角加速度
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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