(57)【要約】【課題】車両のタイヤ特性の変化によって車両のロール性能が低下しないようにアクティブスタビライザを制御する。【解決手段】本発明に係る車両制御装置によれば、メモリに記憶されている等価コーナリングパワーと、車両の走行状態情報（前輪舵角、後輪舵角、車速及びヨーレート）とに基づいて車両に作用する横加速度が推定される。推定された横加速度は実測した横加速度と比較される。実測横加速度の推定横加速度に対するずれが閾値を超える場合、タイヤ特性に変化があったものと判定される。そして、実測横加速度と走行状態情報とに基づいて実際のタイヤ特性値が推定され、推定されたタイヤ特性値に基づいてメモリに記憶されている等価コーナリングパワーが修正される。アクティブスタビライザの制御量は、修正された等価コーナリングパワーを用いて推定された横加速度に基づいて演算される。【選択図】図２
2017105395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブスタビライザを有する車両の制御装置であって、
前記車両のタイヤ特性を表すタイヤ特性値を記憶したタイヤ特性値記憶手段と、
前記車両の走行状態を表す走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段と、
前記タイヤ特性値記憶手段に記憶されたタイヤ特性値と前記走行状態情報取得手段によって取得された走行状態情報とに基づいて前記車両に作用する横加速度を推定する横加速度推定手段とを有し、
前記横加速度推定手段により推定された横加速度に基づいて前記アクティブスタビライザの制御量を演算する車両制御装置において、
前記車両に作用する横加速度を実測する横加速度実測手段と、
前記横加速度推定手段により推定された横加速度と前記横加速度実測手段により実測された横加速度との差に基づいてタイヤ特性の変化を判定するタイヤ特性変化判定手段と、
前記タイヤ特性変化判定手段によってタイヤ特性に変化があることが認められた場合、前記横加速度計測手段により実測された横加速度と前記走行状態情報取得手段によって取得された走行状態情報とに基づいて実際のタイヤ特性値を推定するタイヤ特性値推定手段と、
前記タイヤ特性値推定手段により推定されたタイヤ特性値に基づいて前記タイヤ特性値記憶手段に記憶されたタイヤ特性値を修正するタイヤ特性値修正手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブスタビライザを有する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右のサスペンションを連結するスタビライザバーの軸上にアクチュエータを取り付け、スタビライザバーの捩れ量をアクチュエータによって能動的に制御することによって車両のロールを抑制するアクティブスタビライザが知られている。アクティブスタビライザの制御に関する技術としては、特開昭６４−０６７４１１号公報が挙げられる。この公報には、車速及び操舵角から推定した横加速度と実測した横加速度との差が大きくなった場合、スタビライザバーの捩れ量の変更を中止することにより、過制御に起因して発生するロールを抑えることが開示されている。
【０００３】
なお、本出願が関連する技術分野における先行技術としては、特開昭６４−０６７４１１号公報の他にも、特開昭６４−０６０４１３号公報、特開２００３−１５４８３０号公報、特開２００３−２７６６２７号公報等の特許文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−０６７４１１号公報
【特許文献２】特開昭６４−０６０４１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１５４８３０号公報
【特許文献４】特開２００３−２７６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開昭６４−０６７４１１号公報に開示された技術によれば、スタック状態へ移行したときのような路面状態や走行状態の変化に対してアクティブスタビライザが過制御されることを抑えることができる。しかし、車両のロールには、車両の走行状態や路面状態だけでなく、車両に装着されているタイヤの特性も大きく影響する。例えば、タイヤの交換、具体的には、冬タイヤから夏タイヤへの交換や、燃費性能の良い所謂エコタイヤからグリップ力の高い高性能タイヤへの交換等が行われた場合、車両のタイヤ特性は大きく変化することになる。また、ブッシュの経年変化等サスペンション側の特性が変化した場合にも外見的にはタイヤ特性に変化が生じたようになる。タイヤ特性が変化すれば旋回時に発生する横加速度の大きさが変化し、車両の平面運動特性の変化によってロールの大きさも変化することになる。特開昭６４−０６７４１１号公報に開示された技術は、タイヤ特性の変化がもたらす車両の平面運動特性の変化にアクティブスタビライザの制御を対応させるものではない。このため、車両の平面運動特性の変化によるロール性能の低下を抑えることは難しい。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、車両のタイヤ特性の変化によって車両のロール性能が低下しないようにアクティブスタビライザを制御することができる車両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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両制御装置は、アクティブスタビライザを有する車両の制御装置であって、車両のタイヤ特性を表すタイヤ特性値を記憶したタイヤ特性値記憶手段と、車両の走行状態を表す走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段と、タイヤ特性値記憶手段に記憶されたタイヤ特性値と走行状態情報取得手段によって取得された走行状態情報とに基づいて車両に作用する横加速度を推定する横加速度推定手段とを有し、横加速度推定手段により推定された横加速度に基づいてアクティブスタビライザの制御量を演算する車両制御装置において、以下を備えることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明に係る車両制御装置は、車両に作用する横加速度を実測する横加速度実測手段と、横加速度推定手段により推定された横加速度と横加速度実測手段により実測された横加速度との差に基づいてタイヤ特性の変化を判定するタイヤ特性変化判定手段と、タイヤ特性変化判定手段によってタイヤ特性に変化があることが認められた場合、横加速度計測手段により実測された横加速度と走行状態情報取得手段によって取得された走行状態情報とに基づいて実際のタイヤ特性値を推定するタイヤ特性値推定手段と、タイヤ特性値推定手段により推定されたタイヤ特性値に基づいてタイヤ特性値記憶手段に記憶されたタイヤ特性値を修正するタイヤ特性値修正手段と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【０００９】
タイヤ特性値記憶手段に記憶されているタイヤ特性値が車両のタイヤ特性と合っているならば、記憶されているタイヤ特性値を用いてアクティブスタビライザの制御量を演算したとき、アクティブスタビライザの制御の結果として生じる実際の横加速度は、タイヤ特性値及び走行状態情報に基づいて推定した横加速度と一致するはずである。推定した横加速度と実際の横加速度との間にずれがある場合、それは車両のタイヤ特性が記憶されているタイヤ特性値に対して変化したことによる。
【００１０】
上記のように構成される本発明に係る車両制御装置によれば、タイヤ特性に変化があることが認められた場合、実測された横加速度と走行状態情報とに基づいて実際のタイヤ特性値を推定することが行われ、推定されたタイヤ特性値に基づいて、タイヤ特性値記憶手段に記憶されたタイヤ特性値が修正される。アクティブスタビライザの制御量の演算に用いられるタイヤ特性値が修正されて実際の値に近づけられることにより、タイヤ特性の変化後においてもアクティブスタビライザを適切に制御することができるようになる。ゆえに、本発明に係る車両制御装置によれば、タイヤ特性の変化がもたらす車両の平面運動特性の変化による車両のロール性能の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両制御装置が適用されるアクティブスタビライザシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両制御装置により行われる等価コーナリングパワーの修正の手順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】
【００１２】
＜アクティブスタビライザシステムの構成＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る車両制御装置が適用されるアクティブスタビライザシステムの構成を示す図である。アクティブスタビライザシステムは、アクティブスタビライザ３０、それを制御するＥＣＵ１０、及び、制御に用いる各種情報を取得するための種々のセンサ２２，２４，２６，２８を備えている。
【００１３】
アクティブスタビライザ３０は、図示は省略するが、左右前輪のサスペンションを連結するスタビライザバーと、その軸上に取り付けられたアクチュエータ（モータ及び減速機で構成されている）とを含む。スタビライザバーは二分割され、左右のスタビライザバーの間の捩れ量をアクチュエータによって制御することで、車両に発生するロールを制御することができる。
【００１４】
ＥＣＵ１０は、アクティブスタビライザ３０のアクチュエータに供給する駆動電流によって、アクティブスタビライザ３０の制御量である捩れ量を制御する。ＥＣＵ１０は、車両に発生するロール（ロール角或いはロール速度）を抑えるための捩れ量を車両の走行状態情報に基づいて演算し、目標とする捩れ量に応じてアクチュエータに供給すべき駆動電流を決定するように構成されている。以下、ＥＣＵ１０により行われるアクティブスタビライザ３０の制御をロール抑制制御という。ＥＣＵ１０は、少なくとも１つのメモリ１２と図示しない少なくとも１つのプロセッサとを有する。メモリ１２には、ロール抑制制御に用いる各種のプログラムやマップを含む各種のデータが記憶されている。プロセッサがメモリ１２からプログラムを読みだして実行することにより、ＥＣＵ１０にはロール抑制制御に関係する様々な機能が実現される。
【００１５】
ＥＣＵ１０がロール抑制制御を行う上では、車両の走行状態を表す走行状態情報が必要とされる。このため、ロール抑制制御に関連する走行状態情報を取得するための各種のセンサが、直接に、或いは、車両内に構築された通信ネットワークを介してＥＣＵ１０に接続されている。ＥＣＵ１０とそれらセンサとにより、本発明に係る「車両制御装置」が構成されている。
【００１６】
ＥＣＵ１０に接続されるセンサには、例えば、車速を計測するための車速センサ２２、車輪の舵角を計測するための舵角センサ２４、車両の横方向に作用する加速度を計測するための横加速度センサ２６、車両に発生したヨーレートを計測するためのヨーレートセンサ２８等が含まれる。車速センサ２２は、各車輪の車輪速を計測する図示しない車輪速センサを含む。例えば、４つの車輪の車輪速の平均値、或いは、最大値と最小値を除く２つの車輪速の平均値が車速として計測される。舵角センサ２４は、前車軸と後車軸のそれぞれに設けられ、前輪と後輪のそれぞれについて舵角の計測が行われる。ただし、車両に後輪操舵装置が備えられていない場合、後輪の舵角はゼロに固定されるため、後車軸には舵角センサ２４は設けられない。横加速度センサ２６は、横方向の加速度のみを計測するセンサでもよいし、前後方向の加速度と横方向の加速度を併せて計測するセンサでもよい。
【００１７】
＜ロール抑制制御＞
ロール抑制制御では、車両に作用する横加速度に基づいてアクティブスタビライザ３０の目標とする捩れ量が演算される。ただし、ロール抑制制御で用いられる横加速度は、横加速度センサ２６により実測される横加速度ではなく、他の走行状態情報、具体的には、車速、ヨーレート、及び、舵角から推定される横加速度である。実測される横加速度は車両の挙動の結果であるため、実測横加速度に基づく制御では発生するロールに対してアクティブスタビライザ３０の応答が遅れてしまう。これに対して、推定横加速度はこれからの車両の挙動に対応するものであるため、推定横加速度を用いることによってアクティブスタビライザ３０の応答性を向上させ、ひいては、ロールの発生をより効果的に抑えることができる。
【００１８】
推定横加速度は、以下の式(1)から式(3)を用いて求めることができる。式(1)は横方向の運動方程式であり、式(2)は重心周りの回転の運動方程式である。式(3)は車速、車体スリップ角及びヨーレートと横加速度との関係を示す式である。ここで、ｍは車両重量、Ｖは車速、βは車体スリップ角、γはヨーレート、Ｋｆは前輪の等価コーナリングパワー（サスペンションのコンプライアンスを考慮したコーナリングパワー）、Ｋｒは後輪の等価コーナリングパワー、ｌｆは車両重心点と前車軸間の距離、ｌｒは車両重心点と後車軸間の距離、δｆは前輪の舵角、δｒは後輪の舵角、αｙ１は推定横加速度、Ｉは車両重心点周りの車両の慣性モーメントである。
【数１】
2017105395.tif 000003
【数２】
2017105395.tif 000004
【数３】
2017105395.tif 000005
【００１９】
式(1)及び式(2)を用いて式(3)から車体スリップ角βを消去することによって、推定横加速度αｙ１は次の式(4)で表すことができる。
【数４】
2017105395.tif 000006
【００２０】
上記の式(4)において、車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒは走行状態によって変化する値であり、走行状態情報取得手段としてのセンサ２２，２４，２８によって計測される。慣性モーメントＩは車両に固有の固定値である。前輪等価コーナリングパワーＫｆと後輪等価コーナリングパワーＫｒはタイヤ特性値であり、車両の標準装着タイヤにおける値がタイヤ特性値記憶手段としてのメモリ１２に記憶されている。なお、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値は厳密にはタイヤの接地荷重によって変化するが、走行中に生じる接地荷重の変化はあまり大きくないとの仮定のもと、ここでは定常での接地荷重に対応する等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値が固定値として記憶されている。
【００２１】
ＥＣＵ１０は、走行中にセンサ２２，２４，２８により取得した車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒと、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒとを用いて式(4)より推定横加速度αｙ１を演算するように構成されている。つまり、ＥＣＵ１０には、横加速度推定手段としての機能が与えられている。ＥＣＵ１０によるロール抑制制御では、このように演算された推定横加速度αｙ1に基づいてアクティブスタビライザ３０の目標とする捩れ量が演算される。
【００２２】
＜等価コーナリングパワー修正＞
ところで、車両に装着されているタイヤは標準装着タイヤから他のタイヤへ交換される場合がある。タイヤが交換されればタイヤ特性も変わるため、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値とタイヤ交換後におけるそれとの間にずれが生じる場合がある。また、ブッシュの経年変化等、サスペンション側の特性が変化した場合にも等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値にはずれが生じる。このずれが大きい場合、アクティブスタビライザ３０の制御量の演算に用いる推定横加速度の推定精度が低下することとなって、ロールを抑えるようにアクティブスタビライザ３０を適切に制御することが難しくなってしまう。
【００２３】
上記の問題への対応として、ＥＣＵ１０には、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを修正する機能、つまり、タイヤ特性値修正手段としての機能が与えられている。図２に、ＥＣＵ１０による等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの修正の手順をフローチャートで示す。ただし、このフローチャートに示す手順は、車速の変化率が所定値以下であることや、ＡＢＳが作動していないこと等、車両が定常走行していることを条件として実行される。
【００２４】
まず、ＥＣＵ１０は、走行中にセンサ２２，２４，２８により取得した車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒと、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒとを用いて横加速度αｙ１を推定する（ステップＳ１０）。
【００２５】
また、ＥＣＵ１０は、横加速度αｙ１の推定のための走行状態情報をセンサ２２，２４，２８により取得するタイミングにおいて、車両に実際に作用している横加速度αｙ２を横加速度実測手段としての横加速度センサ２６により実測する。そして、次の式(5)で表される関係が満たされたかどうか判定する（ステップＳ２０）。ここで、ｘは判定のための閾値である。
【数５】
2017105395.tif 000007
【００２６】
式(5)はタイヤの特性の変化を判定するための判定式である。タイヤ特性変化判定手段
として機能したときのＥＣＵ１０は、実測横加速度αｙ２と推定横加速度αｙ１との差の推定横加速度αｙ１に対する割合の絶対値が閾値ｘを超えた場合、タイヤの特性に変化があったものと判定する。誤判定を防止するため、式(5)で表される関係が通算で所定期間満たされたときに初めて、タイヤ特性に変化があったものとの判定してもよい。タイヤ特性に変化が認められない場合には、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの修正は行われず、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値が維持される。
【００２７】
タイヤ特性に変化が認められた場合、ＥＣＵ１０は、タイヤ特性値推定手段として機能し、実際のタイヤ特性値、すなわち、実際の等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを推定する（ステップＳ３０）。この推定は、走行中に横加速度センサ２６により実測した横加速度αｙ２と、横加速度αｙ２と同じタイミングで取得した車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒとに基づいて行われる。走行中に取得されるこれらのセンサ値と、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒとの間には、式(1)及び式(2)の運動方程式と次の式(6)とで表される関係がある。
【数６】
2017105395.tif 000008
【００２８】
式(6)を用いて式(1)及び式(2)から車体スリップ角βを消去し、式(1)及び式(2)を連立方程式として等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒについて解くことによって、次の式(7)及び式(8)が得られる。式(7)は、横加速度αｙ２、車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒから前輪等価コーナリングパワーＫｆを推定する式であり、式(8)は、横加速度αｙ２、車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒから後輪等価コーナリングパワーＫｒを推定する式である。
【数７】
2017105395.tif 000009
【数８】
2017105395.tif 000010
【００２９】
タイヤ特性値推定手段として機能するＥＣＵ１０は、式(7)及び式(8)を用いて、走行中に取得した横加速度αｙ２、車速Ｖ、ヨーレートγ及び前後輪の舵角δｆ，δｒから等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒを推定する。そして、ＥＣＵ１０は、さらにタイヤ特性値修正手段として機能し、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの推定値によってメモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値を書き換える（ステップＳ４０）。これにより等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの修正が完了する。
【００３０】
なお、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの推定値には誤差が含まれているが、その影響を抑えるには、異なる走行条件下で等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの推定を所定回数行い、得られた全推定値の平均値を算出すればよい。或いは、全推定値のうちの最大値と最小値を除く平均値を算出してもよい。このように得られた等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの平均推定値を修正に用いることによって、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの修正精度を高めることができる。また、等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの推定値（好ましくは平均推定値）と、メモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値との加重平均を計算し、その加重平均値によってメモリ１２に記憶されている等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値を書き換えてもよい。こうすることでも等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの推定誤差の影響を抑えることができる。
【００３１】
以上の修正手順がＥＣＵ１０により実行されることで、アクティブスタビライザ３０の制御量の演算に用いられる等価コーナリングパワーＫｆ，Ｋｒの値は実際の値に近づけられる。これにより、タイヤ特性の変化によって車両の平面運動特性に変化が生じた後においても、アクティブスタビライザ３０を適切に制御することができるようになる。ゆえに、本実施の形態によれば、タイヤ交換やサスペンションのブッシュの経年変化等によってタイヤ特性に変化が生じたとしても、車両の平面運動特性の変化に伴う車両のロール性能の低下は抑えられる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ＥＣＵ
１２  メモリ
２２  車速センサ
２４  舵角センサ
２６  横加速度センサ
２８  ヨーレートセンサ
３０  アクティブスタビライザ
【図１】
2017105395.tif 000011
【図２】
2017105395.tif 000012