(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両がオーバステア状態で旋回走行していた場合、当該オーバステア状態を抑制すべく、オーバステア度合いに応じて旋回外側の車輪に制動力を付与する制動力付与手段と、
前記車両のヨーレイトをヨーレイト検出値として検出するヨーレイト検出手段と、
前記車両の横加速度を横加速度検出値として検出する横加速度検出手段と、
前記ヨーレイト検出値と前記横加速度検出値とが異符号であった場合、その継続時間を異符号継続時間として計数する継続時間計数手段と、
前記異符号継続時間が所定の判定値に達した場合、前記制動力付与手段による制動力の付与を禁止する制動力付与禁止手段と
を備え、
前記継続時間計数手段は、前記横加速度検出値の検出値の絶対値が所定値を超えた時点から前記計数を開始することを特徴とする車両挙動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置に係り、ヨーレイトセンサの失陥時等における望ましくない車両挙動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行安全性を高める装置としては、制動時における車輪のロックを防止するＡＢＳ（Anti-lock Breaking System）、加速時における車輪の空転を防止するＴＣＳ（Traction Control System）の他、旋回時における横滑りの抑制機能等をこれらに加えた車両姿勢制御装置が一部に採用されている。旋回走行時にアンダステアやオーバステア等によって横滑りが生じた場合、運転者が意図した走行軌跡（以下、目標進路と記す）から車両が逸脱することになる。そのため、車両姿勢制御装置では、目標進路からの逸脱を判定した段階で、独立式制動装置により左右車輪のどちらか一方を制動すること等によって車両を目標進路に復帰させる制御が行われている。
【０００３】
通常、車両の旋回走行時における目標進路からの逸脱は、車体速センサから入力した車体速情報と操舵角センサから入力した操舵角情報とから規範ヨーレイトを算出し、この規範ヨーレイトとヨーレイトセンサから入力したヨーレイト検出値とを比較することによって判定される。例えば、車両姿勢制御装置は、規範ヨーレイトからヨーレイト検出値を減じた値が所定のアンダステア判定閾値を超えた場合、車両がアンダステア状態となっていると判定して旋回内側の車輪を制動する。逆に、車両姿勢制御装置は、規範ヨーレイトからヨーレイト検出値を減じた値が所定のオーバステア判定閾値（負の値）より小さい場合、車両がオーバステア状態となっていると判定して旋回外側の車輪を制動する。（特許文献１，２参照）
【特許文献１】特開平７−１１７６４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１６５４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２の装置では、旋回走行時にヨーレイトセンサやＥＣＵ内の電子部品に失陥（作動不良や接触不良等）が生じた場合、ヨーレイト検出値が一定の値から変化しなくなって旋回方向が左右逆に誤判定され、オーバステア状態にも拘わらず旋回内側の車輪が制動されてしまう可能性がある。この場合、オーバステア状態が更に強くなって車両が目標進路に対して旋回内側に回り込み、運転者が、カウンターステアを強いられたり、操縦に不安を感じさせられたりする虞があった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、ヨーレイトセンサの失陥時等における望ましくない車両挙動を抑制した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】
【０００６】
第１の発明に係る車両挙動制御装置は、車両がオーバステア状態で旋回走行していた場合、当該オーバステア状態を抑制すべく、オーバステア度合いに応じて旋回外側の車輪に制動力を付与する制動力付与手段と、前記車両のヨーレイトをヨーレイト検出値として検出するヨーレイト検出手段と、前記車両の横加速度を横加速度検出値として検出する横加速度検出手段と、前記ヨーレイト検出値と前記横加速度検出値とが異符号であった場合、その継続時間を異符号継続時間として計数する継続時間計数手段と、前記異符号継続時間が所定の判定値に達した場合、前記制動力付与手段による制動力の付与を禁止する制動力付与禁止手段とを備え、前記継続時間計数手段は、前記横加速度検出値の検出値の絶対値が所定値を超えた時点から前記計数を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両挙動制御装置によれば、ヨーレイトセンサの失陥等によってヨーレイト検出値が一定の値から変化しなくなり、旋回方向が左右逆に誤判定されてしまった場合においても、ヨーレイト検出値と横加速度検出値とが異符号となることで旋回内側の車輪が制動されなくなり、目標進路に対して旋回内側に回り込む車両の挙動が抑制される。また、ヨーレイト検出値と横加速度検出値とが異符号となっても直ちには制動力の付与が禁止されないため、スラローム走行時等に運転者がステアリングホイールを切り返してヨーレイト検出値と横加速度検出値とが一時的に異符号となったような場合には、旋回外側の車輪が制動されてオーバステアが抑制される。そしてレーンチェンジ時に運転者がステアリングホイールを切り返したような場合には、横加速度検出値があまり大きくならないことから、ヨーレイト検出値と横加速度検出値とが異符号となっても制動力の付与が禁止されず、旋回外側の車輪が制動されてオーバステアが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る車両挙動制御装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態に係る車両の装置構成を示す平面図であり、図２は実施形態に係るＶＳＡ−ＥＣＵの概略構成を示すブロック図であり、図３はオーバステア抑制部および制動禁止判定部の構成を示すブロック図である。
【００１１】
＜車両の装置構成＞
先ず、図１を参照して、車両の装置構成について説明する。説明にあたり、４本のホイールやそれらに対応して配置された部材、すなわち、タイヤや車輪速センサ等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、ホイール３ｆｌ（左前）、ホイール３ｆｒ（右前）、ホイール３ｒｌ（左後）、ホイール３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、ホイール３と記す。
【００１２】
図１に示すように、車両（本実施形態では乗用車）１はタイヤ２が装着された４つのホイール３を備えており、これら各ホイール３にはブレーキ４と車輪速センサ（車体速検出手段）５とが内装されている。また、車両１には、車室内にＶＳＡ（Vehicle Stability Assist:車両挙動安定化制御システム）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６の他、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）７と、ＥＰＳ７を制御するＥＰＳ−ＥＣＵ８と、各ブレーキ４に圧油を供給する油圧ユニット９と、エンジン１０を制御するＥＮＧ−ＥＣＵ１１とが設置されている。なお、車両１は、車体１５のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）１２と、車体１５の前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１３と、車体１５の横加速度を検出する横Ｇセンサ（横加速度検出手段）１４とを車室内に備えている。
【００１３】
ＶＳＡ−ＥＣＵ６、ＥＰＳ−ＥＣＵ８およびＥＮＧ−ＥＣＵ１１は、それぞれ、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して互いに接続されている。また、油圧ユニット９は、ＰＷＭ制御される電磁バルブや油圧回路等を４系統備えており、各ホイール３のブレーキ４にそれぞれ異なった圧力の圧油を送給することができる。
【００１４】
ＥＰＳ７は、図示しないラックやピニオンからなるステアリングギヤ２１と、ステアリングホイール２２が後端に取り付けられたステアリングシャフト２３と、ステアリングシャフト２３に操舵アシスト力を与えるＥＰＳモータ２４とを主要構成要素としている。なお、ステアリングシャフト２３には、ステアリングホイール２２の操舵角を検出する操舵角センサ（操舵角検出手段）２５が取り付けられている。
【００１５】
＜ＶＳＡ−ＥＣＵ＞
次に、図２を参照して、実施形態のＶＳＡ−ＥＣＵ６の要部構成を説明する。
実施形態のＶＳＡ−ＥＣＵ６は、車体速推定部３１と、規範ヨーレイト算出部（規範ヨーレイト算出手段）３２と、制御量設定部３３と、制御信号出力部３４とを備えている。
【００１６】
車体速推定部３１は、各ホイール３の車輪速センサ５から入力した車輪速検出値Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに基づき、車両の車体速Ｖを推定する。また、規範ヨーレイト算出部３２は、車体速推定部３１から入力した車体速Ｖの推定値と、操舵角センサ２５から入力した操舵角検出値δに基づき、規範ヨーレイトγＮを算出する。
【００１７】
制御量設定部３３は、車体速推定部３１から入力した車体速Ｖや、規範ヨーレイト算出部３２から入力した規範ヨーレイトγＮ、操舵角センサ２５から入力した操舵角検出値δ、ヨーレイトセンサ１２から入力したヨーレイト検出値γ、前後Ｇセンサ１３から入力した車体１５の前後加速度検出値ＧＦ、横Ｇセンサ１４から入力した車体１５の横加速度検出値ＧＬに基づき、油圧ユニット９やＥＰＳ−ＥＣＵ８、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１の各制御量を設定する。また、制御信号出力部３４は、制御量設定部３３で設定された制御量に応じて、油圧ユニット９やＥＰＳ−ＥＣＵ８、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１に制御信号を出力する。
【００１８】
＜オーバステア抑制部および制動禁止判定部＞
制御量設定部３３内には、図３に示すように、オーバステア抑制部４０と、制動禁止判定部（制動力付与禁止手段、継続時間計数手段）５０とが設けられている。オーバステア抑制部４０は、横加速度検出値ＧＬと車体速Ｖとヨーレイト検出値γとから車体スリップ角βの時間微分値（ｄβ／ｄｔ）をスリップ角微分値β’として算出するスリップ角微分値算出部４１と、旋回外側のホイール３に付与する目標制動力Ｂｔｇｔをスリップ角微分値算出部４１の算出結果に応じて設定する制動力設定部４２とを有している。また、制動禁止判定部５０は、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとを乗算する検出値乗算部５１と、検出値乗算部５１の算出結果に応じて制動禁止指令（後述する制動禁止フラグＦｐｂ）をオーバステア抑制部４０の制動力設定部４２に対して出力する制動禁止指令出力部５２とを有している。
【００１９】
≪実施形態の作用≫
＜ＶＳＡ−ＥＣＵの作用＞
ＶＳＡ−ＥＣＵ６には、各ホイール３の車輪速センサ５からの車輪速検出値Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを始め、操舵角センサ２５からの操舵角検出値δ、ヨーレイトセンサ１２からのヨーレイト検出値γ、前後Ｇセンサ１３からの前後加速度検出値ＧＦ、横Ｇセンサ１４からの横加速度検出値ＧＬが入力する。ＶＳＡ−ＥＣＵ６内では、車輪速検出値Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに基づいて車体速推定部３１で車体速Ｖが推定された後、車体速Ｖと操舵角検出値δとに基づいて規範ヨーレイト算出部３２で規範ヨーレイトγＮが算出される。次に、各センサからの入力情報と規範ヨーレイトγＮとに基づき、制御量設定部３３において制動制御量と操舵制御量と出力制御量とがそれぞれ設定された後、制御信号出力部３４から油圧ユニット９やＥＰＳ−ＥＣＵ８、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１に対して各制御量に応じた制御信号が出力される。これにより、旋回走行時や雨中走行時等においても、車体１５の好ましくない挙動が抑制されるようになり、車両１の操縦安定性の向上が実現される。
【００２０】
＜オーバステア抑制制御＞
車両１が走行を開始すると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６（オーバステア抑制部４０）は、図４のフローチャートにその手順を示すオーバステア抑制制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行する。オーバステア抑制制御を開始すると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、先ず図４のステップＳ１で、横加速度検出値ＧＬと車体速Ｖとヨーレイト検出値γとを用いて、スリップ角微分値β’を下記の式（１）を用いて算出する。
β’＝ＧＬ／Ｖ−γ                                            ・・・式（１）
なお、式（１）は、車両の横滑り運動に関して成立する下記の運動方程式
ｍＶ（β’＋γ）＝ｍ・ＧＬ
から導かれる。ここで、ｍは車両の慣性質量である。
【００２１】
次に、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ２で、スリップ角微分値β’の絶対値｜β’｜がアンチスピン判定閾値βｔｈの絶対値｜βｔｈ｜を超えているか否かを判定し、この判定がＮｏであれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。なお、アンチスピン判定閾値βｔｈは、ヨーレイト検出値γから得られる旋回方向および不安定レベルの高低に応じて、図５のグラフに示すように設定される。
【００２２】
車両１がオーバステア状態に陥いってスリップ角微分値β’の絶対値｜β’｜が増大し、ステップＳ２の判定がＹｅｓとなった場合、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ３で後述の制動禁止フラグＦｐｂが０であるか否かを判定し、この判定がＮｏとなった場合も何ら処理を行わずにスタートに戻る。
【００２３】
制動禁止フラグＦｐｂが０であり、ステップＳ３の判定もＹｅｓとなった場合、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ４で、スリップ角微分値β’の絶対値｜β’｜がアンチスピン判定閾値βｔｈの絶対値｜βｔｈ｜以下となるように、旋回外側のホイール３に対する目標制動力Ｂｔｇｔを算出する。しかる後、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ５で、目標制動力Ｂｔｇｔを達成するための制動制御信号を油圧ユニット９に出力する。これにより、旋回走行時にオーバステア状態となっても、オーバステアの強さに応じて旋回外側のホイール３が制動されることになり、車両１の目標進路からの逸脱が抑制される。
【００２４】
＜制動禁止判定制御＞
上述したオーバステア抑制制御と並行して、ＶＳＡ−ＥＣＵ６（制動禁止判定部５０）は、図６のフローチャートにその手順を示す制動禁止判定制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行する。制動禁止判定制御を開始すると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、先ず図６のステップＳ１１で、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとを乗じた値が負であるか否か（すなわち、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが異符号であるか否か）を判定する。そして、ステップＳ１１の判定がＮｏであれば、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ１２で後述する異符号継続カウンタＣｆを０にリセットし、ステップＳ１３で制動禁止フラグＦｐｂを０としてスタートに戻る。通常走行時には殆どの場合、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとは同符号であり、ステップＳ１１の判定がＹｅｓとなるために前述したオーバステア抑制制御が実行される。
【００２５】
一方、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが異符号でステップＳ１１の判定がＹｅｓになると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ１４で横加速度検出値ＧＬの絶対値｜ＧＬ｜が所定の横加速度判定閾値ＧＬｔｈ（例えば、０．１Ｇ）以上であるか否かを判定し、この判定がＮｏであれば、ステップＳ１２で異符号継続カウンタＣｆを０にリセットし、ステップＳ１３で制動禁止フラグＦｐｂを０としてスタートに戻る。
【００２６】
横加速度検出値ＧＬの絶対値｜ＧＬ｜が横加速度判定閾値ＧＬｔｈ以上でステップＳ１４の判定もＹｅｓになると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ１５で異符号継続カウンタＣｆを１だけインクリメントした後、ステップＳ１６で異符号継続カウンタＣｆの値が失陥判定閾値Ｃｆｔｈに達したか否かを判定する。失陥判定閾値Ｃｆｔｈは、ヨーレイトセンサ１２等に失陥が生じたか否かを判定するための値であり、例えば、２０（すなわち、２００ｍｓ）程度に設定されている。ステップＳ１４の判定がＹｅｓになった当初にはステップＳ１６の判定がＮｏとなるため、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ１３で制動禁止フラグＦｐｂを０としてスタートに戻る。ここで、失陥判定閾値Ｃｆｔｈを用いた判定を行う理由は、ヨーレイトセンサ１２の失陥等が発生していない場合であっても、車線変更時等に運転者がステアリングホイール２２を切り返すと、ごく短時間ではあるが横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが異符号となるためである。
【００２７】
何らかの原因でヨーレイトセンサ１２の失陥等が生じ、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが異符号である状態が続くと、ついにはステップＳ１６の判定がＹｅｓとなる。すると、ＶＳＡ−ＥＣＵ６は、ステップＳ１７で制動禁止フラグＦｐｂを１としてスタートに戻る。これにより、オーバステア抑制制御においては、スリップ角微分値β’の絶対値｜β’｜が増大した場合にも、ステップＳ３の判定がＮｏとなるため、旋回内側のホイール３が制動されるようなことがなくなる。
【００２８】
（制動禁止判定制御が行われない場合）
図７は、制動禁止判定制御が行われず、左車線から右車線への車線変更時にヨーレイトセンサ１２が失陥した（ヨーレイト検出値γが一定の値で変化しなくなった）場合における、各数値（ヨーレイト検出値γ、操舵角検出値δ、横加速度検出値ＧＬ、左前輪ブレーキ油圧Ｐｂｆｌ、左後輪ブレーキ油圧Ｐｂｒｌ）の時間変化を示すグラフである。同図から判るように、ヨーレイトセンサ１２の失陥により、ヨーレイト検出値γが負の値から変化しなくなると、図７中に破線で囲んだように、右車線への移行時において、左前輪ブレーキ油圧Ｐｂｆｌおよび左後輪ブレーキ油圧Ｐｂｒｌが印加される（すなわち、旋回内側のホイール３が制動される）。その結果、旋回内側に向かうスピンモーメントが作用することになり、車両１がオーバステア状態あるいはスピン状態に陥る。なお、図７の例では、車両１のスピンを抑えるべく、運転者が逆操舵（カウンターステアリング：図７中に二点鎖線で囲んだ部分）を行っている。
【００２９】
（制動禁止判定制御が行われた場合）
〈ヨーレイトセンサ失陥時〉
図８は、制動禁止判定制御が行われ、左車線から右車線への車線変更時にヨーレイトセンサ１２が失陥した（ヨーレイト検出値γが一定の値で変化しなくなった）場合における、各数値（ヨーレイト検出値γ、操舵角検出値δ、横加速度検出値ＧＬ、スリップ角微分値β’、目標制動力Ｂｔｇｔ、左前輪ブレーキ油圧Ｐｂｆｌ、左後輪ブレーキ油圧Ｐｂｒｌ）の時間変化を示すグラフである。同図から判るように、ヨーレイトセンサ１２の失陥により、ヨーレイト検出値γが負の値から変化しなくなると、右車線への移行時において、左前輪ブレーキ油圧Ｐｂｆｌおよび左後輪ブレーキ油圧Ｐｂｒｌが左前後ブレーキ４ｆｌ，４ｒｌに一時的に印加される。ところが、本実施形態では、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが異符号となり、かつ、横加速度検出値ＧＬが横加速度判定閾値ＧＬｔｈ以上となったまま所定時間経過すると（異符号継続カウンタＣｆの値が失陥判定閾値Ｃｆｔｈに達すると）、左前輪ブレーキ油圧Ｐｂｆｌおよび左後輪ブレーキ油圧Ｐｂｒｌの印加が中止される。その結果、制動禁止判定制御が行われない場合とは異なり、車両１がオーバステア状態あるいはスピン状態に陥ることがなくなり、極めて安定した旋回走行が実現される。
【００３０】
〈ヨーレイトセンサ正常時〉
図９は、ヨーレイトセンサ１２が正常な状態で、スラローム走行中に制動禁止判定制御が行われた場合における、各数値（ヨーレイト検出値γ、操舵角検出値δ、横加速度検出値ＧＬ、スリップ角微分値β’、目標制動力Ｂｔｇｔ、左車輪ブレーキ油圧Ｐｂｌ、右車輪ブレーキ油圧Ｐｂｒ）の時間変化を示すグラフである。同図から判るように、スラローム走行時に運転者がステアリングホイール２２を切り返した場合、横加速度検出値ＧＬとヨーレイト検出値γとが一時的に異符号となり、オーバステア抑制制御が実行されることがある。しかしながら、ヨーレイトセンサ１２が失陥していない場合には、このオーバステア抑制制御は最長でも２００ｍｓ程度で終了し（異符号継続カウンタＣｆの値が失陥判定閾値Ｃｆｔｈに達する前に終了し）、実際に制動禁止が行われることは殆どない。すなわち、制動禁止判定制御によってオーバステア抑制制御が阻害される事態は起こらず、オーバステアの強さに応じて旋回外側のホイール３が制動され、車両１の目標進路からの逸脱が抑制される。
【００３１】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、ヨーレイトセンサの失陥時等に旋回内側のホイールに対する制動を禁止するようにしたが、電動パワーステアリング装置による旋回内側への操舵やエンジンＥＣＵによるエンジンの出力制御等を禁止するようにしてもよい。その他、車両の具体的構成や制御の具体的手順等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る車両の装置構成を示す平面図である。
【図２】実施形態に係るＶＳＡ−ＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図３】オーバステア抑制部および制動禁止判定部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係るオーバステア抑制制御の手順を示すフローチャートである。
【図５】アンチスピン判定閾値の設定形態を示すグラフである。
【図６】実施形態に係る制動禁止判定制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】制動禁止判定制御が行われない場合における各数値の時間変化を示すグラフである。
【図８】ヨーレイトセンサの失陥時に制動禁止判定制御が行われた場合における各数値の時間変化を示すグラフである。
【図９】ヨーレイトセンサの失陥時に制動禁止判定制御が行われた場合における各数値の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１      車両
３      ホイール
４      ブレーキ
６      ＶＳＡ−ＥＣＵ
９      油圧ユニット
１２    ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
１４    横Ｇセンサ（横加速度検出手段）
１５    車体
２５    操舵角センサ
３１    車体速推定部
３２    規範ヨーレイト算出部
４０    オーバステア抑制部（制動力付与手段）
５０    制動禁止判定部（制動力付与禁止手段、継続時間計数手段）
５１    スリップ角微分値算出部
【図１】
0004976984.tif 000002
【図２】
0004976984.tif 000003
【図３】
0004976984.tif 000004
【図４】
0004976984.tif 000005
【図５】
0004976984.tif 000006
【図６】
0004976984.tif 000007
【図７】
0004976984.tif 000008
【図８】
0004976984.tif 000009
【図９】
0004976984.tif 000010