JP4352873B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に作用する入力や車両に発生する物理量等から車両の各輪に設けられたホイールシリンダの制動力制御を行う車両挙動制御装置に関するものである。

従来の車両挙動制御装置としては、操舵角速度及び操舵角加速度が大きいほどフィードフォワード制御ゲインを大きく設定することにより、急操舵のレーンチェンジ時のような緊急回避時に、ヨーイングモーメント制御の制御量を大きくして各輪の制動力を大きく発生し、舵角に対する車両のヨーイング方向の位相遅れを改善すると共に、通常走行時はフィードフォワード制御ゲインを小さくして減速加速度による違和感を抑制するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−０８０４９１号公報（第３頁、図６）

しかしながら、上記従来の車両挙動制御装置にあっては、操舵角速度及び操舵角加速度に応じてフィードフォワード制御ゲインを設定しているので、操舵角の大きさに関わらず操舵角速度や操舵角加速度が大きい場合には制動力制御が作動される。そのため、通常の旋回時にも制動力制御が作動される場合があるが、通常の旋回ではステアリングに応じて旋回すればよく、ブレーキによる旋回はブレーキの耐久性に問題があるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、効率的にヨーイングモーメント制御を介入することができる車両挙動制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両挙動制御装置は、操舵角検出手段で操舵角を検出し、相対位置状況検出手段で自車両と自車前方障害物との相対位置状況を検出し、前記操舵角検出手段で検出した操舵角及び前記相対位置状況検出手段で検出した自車前方障害物との相対位置状況に基づいて、制御ゲイン設定手段で前記ヨーイングモーメント制御における制御量を決定する制御ゲインを設定する。このとき、制御ゲイン設定手段は、操舵角検出手段で検出した操舵角が所定角度以下であるとき、前記制御ゲインを徐々に零に向けて減少させる。

本発明によれば、操舵角及び自車前方障害物との相対位置状況に応じて車両のヨーイングモーメント制御の制御量を決定する制御ゲインを設定し、設定された制御ゲイン、操舵角速度及び操舵角加速度に基づいて、左右車輪の制動力差を発生して車両のヨーイングモーメント制御を行うので、操舵角が所定角度以下となるような小操舵角であるときには、制御ゲインを徐々に減少させて小さい値に設定して、ハンドル中立付近において小操舵角で大操舵角速度での制動力制御の作動を抑制し、操舵角が大きいときには制御ゲインを大きく設定して、位相遅れのないように制動力制御を大きく作動するなど、効果的に制御を介入することができると共に、運転者に違和感のないヨーイングモーメント制御を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明における第１の実施形態の概略構成図である。この車両は、自動変速機及びコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車両であり、制動装置は、前後輪とも左右輪の制動力（制動液圧）を独立に制御可能としている。
図中の符号１はブレーキペダル、２はブースタ、３はマスタシリンダ、４はリザーバであり、通常は、運転者によるブレーキペダル１の踏込み量に応じ、マスタシリンダ３で昇圧された制動流体圧が、前輪５ＦＬ、５ＦＲ及び後輪５ＲＬ、５ＲＲの各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲに供給されるようになっている。また、このマスタシリンダ３と各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲとの間には制動流体圧制御回路７が介装されており、この制動流体圧制御回路７内で、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を個別に制御することも可能となっている。

前記制動流体圧制御回路７は、例えばアンチスキッド制御やトラクション制御に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものであり、この実施形態では、各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を、単独で増減圧することができるように構成されている。この制動流体圧制御回路７は、後述するコントロールユニット８からの制動流体圧指令値に応じて各ホイールシリンダ６ＦＬ〜６ＲＲの制動流体圧を制御する。

また、この車両は、エンジン９の運転状態、自動変速機１０の選択変速比、及びスロットルバルブ１１のスロットル開度を制御することにより、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲへの駆動トルクを制御する駆動トルクコントローラ１２が設けられている。エンジン９の運転状態制御は、例えば燃料噴射量や点火時期を制御することによって制御することができるし、同時にスロットル開度を制御することによっても制御することができる。なお、この駆動トルクコントローラ１２は、単独で、駆動輪である後輪５ＲＬ、５ＲＲの駆動トルクを制御することも可能であるが、前述したコントロールユニット８から駆動トルクの指令値が入力されたときには、その駆動トルク指令値を参照しながら駆動輪トルクを制御する。

さらに、車両の前方側の車体下部には、外界認識センサ１４が設けられている。この外界認識センサ１４は、スキャニング式のレーザレーダで構成され、一定角度ずつ水平方向にずれながら周期的に車両の前方方向に所定の照射範囲内で細かいレーザ光を照射し、前方物体から反射して戻ってくる反射光を受光して、出射タイミングから反射光の受光タイミングまでの時間差に基づいて、各角度における自車両と前方物体との間の車間距離Ｌ、前方物体の幅Ｗ及び相対速度ΔＶを検出する。そして、これらの検出信号は後述するコントロールユニット８に入力される。

また、この車両には、自車両に発生する前後加速度Ｘｇ及び横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ１５、自車両に発生するヨーレートｄφを検出するヨーレートセンサ１６、ブレーキペダルストロークηを検出するブレーキストロークセンサ１７、ステアリングホイール１９の操舵角θを検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ２０、各車輪５ＦＬ〜５ＲＲの回転速度即ち所謂車輪速度Ｖｗ_jを検出する車輪速度センサ２１ＦＬ〜２１ＲＲが備えられ、それらの検出信号はコントロールユニット８に出力される。

なお、検出された車両の走行状態データに左右の方向性がある場合には、何れも左方向を正方向とする。すなわち、ヨーレートφや横加速度Ｘｇ、操舵角θは、左旋回時に正値となる。
コントロールユニット８は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブロックを構成している。

この制御ブロックは、外界認識センサ１４の検出信号から自車両と自車前方障害物との相対位置状況を検出する相対位置状況検出部３１と、この相対位置状況検出部３１で検出した相対位置状況又は操舵角センサ１７で検出した操舵角θに基づいてヨーイングモーメント制御の制御ゲインτ１及びτ２を設定する制御ゲイン設定部３２と、操舵角センサ１７で検出した操舵角θに基づいて操舵角速度ｄθ及び操舵角加速度ｄ（ｄθ）を算出する操舵角速度算出部３３と、この操舵角速度算出部３３で算出した操舵角速度ｄθ及び操舵角加速度ｄ（ｄθ）と、制御ゲイン設定部３２で設定した制御ゲインτ１及びτ２とに基づいてフィードフォワード制御によるヨーモーメント量ΔＭ_FFを演算するＦ／Ｆ制御ヨーモーメント量算出部３４と、フィードバック制御によるヨーモーメント量ΔＭ_FBを演算するＦ／Ｂ制御ヨーモーメント量算出部３５と、Ｆ／Ｆ制御ヨーモーメント量算出部３４で算出したヨーモーメント量ΔＭ_FFとＦ／Ｂ制御ヨーモーメント量算出部３５で算出したヨーモーメント量ΔＭ_FBとに基づいて修正ヨーモーメント量ΔＭを演算する修正ヨーモーメント量算出部３６と、この修正ヨーモーメント量算出部３６で算出した修正ヨーモーメント量ΔＭに基づいて各車輪の制動力を設定し、その値を目標制御液圧Ｐ^*に換算し、液圧サーボを通して制御指令を出力する制動力制御部３７とを備えている。

次に、前記コントロールユニット８で行われる車両挙動制御処理について、図３のフローチャートに従って説明する。この車両挙動制御処理は、例えば１０ｍｓｅｃ毎のタイマ割込処理によって実行される。
この車両挙動制御処理では、まずステップＳ１で、前記各センサからの各種データを読み込む。具体的には、前記各センサで検出された操舵角θ、ブレーキ圧Ｐｂ、車速Ｖ、前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、ヨーレートｄφ、及び路面μを読み込む。

次いで、ステップＳ２に移行して、ステップＳ１で読込んだ操舵角θを微分することにより操舵角速度ｄθを算出し、操舵角θを二階微分することにより操舵角加速度ｄ（ｄθ）を算出し、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、後述する制御ゲイン演算処理を行って車両入力物理量やドライバ操作量、外界認識センサから緊急度を検出し、それに応じたフィードフォワード制御の操舵角速度ｄθに対する発生ヨーモーメントゲインτ１と、操舵角加速度ｄ（ｄθ）に対する発生ヨーモーメントゲインτ２を設定する。

次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で算出された操舵角速度ｄθと操舵角加速度ｄ（ｄθ）、前記ステップＳ３で設定されたフィードフォワード制御ゲインτ１とτ２とに基づいて、下記（１）式をもとにフィードフォワード制御によるヨーモーメント量ΔＭ_FFを演算してステップＳ５に移行する。
ΔＭ_FF＝τ１×ｄθ＋τ２×ｄ（ｄθ） ………（１）
ステップＳ５では、目標ヨーイング運動量と実ヨーイング運動量でのフィードバック制御によるヨーモーメント制御量ΔＭ_FBを演算する。即ち、車速Ｖと操舵角θとに基づいて目標ヨーレートｄφ^*を算出し、次に目標ヨーレートｄφ^*と実ヨーレートｄφとの偏差（又はその変化量）を算出し、この算出した状態量を基に要求する修正モーメント量ΔＭ_FBを計算する。

ここでこれらの値の用い方は任意であり、例えば走行状態に応じて変更される制御ゲインを付加して上記各値の線形和を取るフィードバック制御が一般的である。
次にステップＳ６に移行して、下記（２）式をもとに、前記ステップＳ４で演算したフィードフォワード制御によるヨーモーメント量ΔＭ_FFと、前記ステップＳ５で演算したフィードバック制御によるヨーモーメント制御量ΔＭ_FBとの和から実際に車両に発生させる修正ヨーモーメント量ΔＭを演算する。
ΔＭ＝ΔＭ_FF＋ΔＭ_FB ………（２）

これは、前述したように、フィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）のみでは、ヨーイング運動量の偏差が生じてから修正のための制御が開始されるため、不安定挙動の修正や外乱安定性には効果的であるが、位相遅れを積極的に改善できない。一方、フィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ制御）のみでは、ハンドル操作に応じて制御することで、位相遅れを改善し、応答性を向上する効果は期待できるが、大きな挙動の乱れについては、ハンドル操作量が正確で大きくないと効果が小さい。そのため、Ｆ／Ｆ制御量とＦ／Ｂ制御量の和を取ることで、Ｆ／Ｆ制御により積極的に位相遅れを改善し、一方、Ｆ／Ｂ制御により安定性を確保することができる。

そしてステップＳ７で、上記修正ヨーモーメント量ΔＭを実現するための各車輪の制動力を設定し、その値を目標制御液圧Ｐ^*に換算し、液圧サーボを通して制御を行う。
また、前記ステップＳ３では、図４に示す制御ゲイン演算処理を実行し、先ず、ステップＳ３１で、後述する前方障害物ゲイン設定処理を実行し、緊急状態判断フラグＦ_EMG、衝突時間感応ゲインＫ_TTC、車間距離感応ゲインＫ_L、ラップ量感応ゲインＫ_Wを設定し、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２では、図５に示すような車速感応ゲイン算出マップを参照し、車速Ｖに基づいて車速感応ゲインＫｖを設定する。この車速感応ゲイン算出マップは、車速Ｖの増加に応じて制御ゲインが０から１まで増加するように設定されている。また、前記ステップＳ３１で設定した緊急状態判断フラグＦ_EMGが、自車前方に障害物が存在する緊急状態であることを示す“１”にセットされているときには、図５の実線に示すように、緊急状態判断フラグＦ_EMGが緊急状態にないことを示す“０”にリセットされている通常状態（破線）と比較して制御ゲインが大きく設定される。
ここで、基本的には、緊急度は、車速が高くなるほど危険に陥りやすく、また、ダメージが増加するため高くなるといえる。

次にステップＳ３３で、後述する操舵角速度ゲイン設定処理を実行し、操舵角速度ゲインＫｄθ及び操舵角速度感応ゲインＫｖｓａを設定してからステップＳ３４に移行して、図６に示すような操舵角加速度ゲイン算出マップを参照し、操舵角速度ｄ（ｄθ）に基づいて操舵角加速度ゲインＫｄ（ｄθ）を設定する。この操舵角加速度ゲイン算出マップは、操舵角加速度ｄ（ｄθ）の増加に応じて、制御ゲインが１から増加するように設定されている。
緊急回避状態では、回避距離が短くなればなるほど回避操作を早くするため、ドライバはハンドル操作を素早く行うので、操舵角加速度の大きさに応じて緊急度は高いといえる。

次に、ステップＳ３５で、図７に示すような路面摩擦係数ゲイン算出マップを参照し、路面摩擦係数μに基づいて路面摩擦係数ゲインＫμを設定する。路面摩擦係数μは、前後加速度Ｘｇ，横加速度Ｙｇ等から推定したり、路車間通信によりインフラ側より送られた路面摩擦係数値μを適用したりする。
ここで、路面のμ値が小さい場合には、大きい場合に比べてタイヤで発生できる力が小さくなってしまうため、小さなハンドル操作でも位相遅れが発生し、また、不安定挙動が発生しやすく緊急度は高い。このため、比較的遅いハンドル操作速度状態からヨーモーメント制御で位相補償する必要があり、一方、ドライバは滑りやすい路面で普通ではないことを認識しているため、減速Ｇに対しての違和感よりも車両挙動の改善効果を覚えることができる。

次に、ステップＳ３６で、図８に示すような横加速度ゲイン算出マップを参照し、横加速度Ｙｇに基づいて横加速度ゲインＫＹｇを設定する。この横加速度ゲイン算出マップは、横加速度Ｙｇの増加に応じて制御ゲインが１から増加するように設定されている。
横加速度Ｙｇが大きい状態では、旋回時のコーナリングフォースによる旋回抵抗のため減速Ｇ方向の成分が生じるため、減速Ｇによる違和感がわかりづらくなり、また、車両の運動状態もタイヤの摩擦限界付近では、タイヤＣｐの低下により位相遅れが比較的大きくなるので位相補償のためゲインを大きくする必要があり、また、タイヤ摩擦限界を超えた不安定挙動を生じやすく緊急度は高い。

次に、ステップＳ３７で、図９に示すような前後加速度ゲイン算出マップを参照し、前後減速度Ｘｇに基づいて前後加速度ゲインＫＸｇを設定する。この前後加速度ゲイン算出マップは、前後加速度Ｘｇの増加に応じて制御ゲインが１から増加するように設定されている。減速度が大きければ制動力によるヨーモーメント制御時の減速Ｇによる違和感自体がわかりづらく、また、減速Ｇが大きい急制動時には衝突やそれを避けるための緊急回避が想定されるため緊急度が高い。

次に、ステップＳ３８で、図１０に示すようなブレーキ液圧ゲイン算出マップを参照し、ドライバのブレーキ操作量に相当する制動力、ブレーキ操作ストローク又はブレーキ圧力に基づいて、ブレーキ液圧ゲインＫＰｂを設定する。このブレーキ液圧ゲイン算出マップは、ブレーキ操作量の増加に応じて制御ゲインが増加するように設定されている。
次に、ステップＳ３９で、下記（３）式をもとに、前記ステップＳ３１及びステップＳ３３〜３８で算出したそれぞれの状態や操作量の緊急度に応じた制御ゲインの最大値を取ることで、緊急度に関するゲインＫｘを設定する。

Ｋｘ＝ｍａｘ（Ｋ_TTC，Ｋ_L，Ｋ_W，Ｋｄθ，Ｋｖｓａ，Ｋｄ（ｄθ），Ｋμ，ＫＹｇ，ＫＸｇ，ＫＰｂ） ………（３）
ここで、ｍａｘ（ ）は、括弧内の最大値を選択する関数である。
そして、ステップＳ４０に移行して、下記（４）及び（５）式をもとにフィードフォワード制御のヨーモーメントを演算するためのヨーモーメントゲインτ１及びτ２を算出してからタイマ割込処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
τ１＝Ｋｖ×Ｋｘ×τ０１ ………（４）
τ２＝Ｋｖ×Ｋｘ×τ０２ ………（５）

また、前記ステップＳ３１では、図１１に示す前方障害物ゲイン設定処理を実行し、先ずステップＳ３１１で、自車両と前方障害物との車間距離Ｌと前方障害物との相対距離ΔＶとに基づいて、下記（６）式をもとに衝突時間ＴＴＣを算出する。
ＴＴＣ＝Ｌ／ΔＶ ………（６）
次にステップＳ３１２に移行して、前記ステップＳ３１１で算出した衝突時間ＴＴＣが予め設定された衝突時間閾値ＴＴＣ_THを下回っているか否かを判定し、ＴＴＣ＜ＴＴＣ_THであるときには、ステップＳ３１３に移行して、緊急状態判断フラグＦ_EMGを自車前方に障害物が存在しており緊急状態であることを示す“１”にセットしてステップＳ３１５に移行する。

一方、前記ステップＳ３１２の判定結果が、ＴＴＣ≧ＴＴＣ_THであるときには、ステップＳ３１４に移行して、緊急状態判断フラグＦ_EMGを緊急状態でないことを示す“０”にリセットしてステップＳ３１５に移行する。
ステップＳ３１５では、図１２に示すような衝突時間感応ゲイン算出マップを参照し、衝突時間閾値ＴＴＣ_THと衝突時間ＴＴＣとの差ΔＴＴＣ（＝ＴＴＣ_TH−ＴＴＣ）に基づいて衝突時間感応ゲインＫ_TTCを設定する。この衝突時間感応ゲイン算出マップは、ΔＴＴＣの増加に応じて制御ゲインが１から増加するように設定されている。なお、ΔＴＴＣ＜０の場合には、ΔＴＴＣ＝０として制御ゲインを設定する。

次に、ステップＳ３１６で、図１３に示すような車間距離感応ゲイン算出マップを参照し、予め設定された車間距離閾値Ｌ_THと車間距離Ｌとの差ΔＬ（＝Ｌ_TH−Ｌ）に基づいて車間距離感応ゲインＫ_Lを設定する。この車間距離感応ゲイン算出マップは、ΔＬの増加に応じて制御ゲインが１から増加するように設定されている。なお、ΔＬ＜０の場合には、ΔＬ＝０として制御ゲインを設定する。

次に、自車前方の障害物とのラップ量に応じてラップ量感応ゲインＫ_Wを設定する。先ず、ステップＳ３１７で、操舵角θ、障害物の幅Ｗ及び自車中心と障害物中心との変位量ｗを読込んでステップＳ３１８に移行する。ここで、障害物との変位量ｗは、正で左オフセット、負で右オフセットとする。
ステップＳ３１８では、外界認識センサ１４で検出している自車前方の障害物がロックしているか否かを判定し、障害物がロックしていないときには後述するステップＳ３２６に移行し、障害物がロックしているときにはステップＳ３１９に移行する。

ステップＳ３１９では、下記（７）式をもとに、障害物の幅に対する変位量との比Δｗ［％］を算出する。
Δｗ＝ｗ×１００／（Ｗ／２） ………（７）
この障害物の幅に対する変位量との比Δｗが０（零）、即ち障害物との変位量ｗが０（零）であるとき、自車両と自車前方障害物とのラップ量が一番大きい状態となる。

次にステップＳ３２０で、操舵角θが予め設定した所定値εより大きいか否かを判定し、θ＞εであるときにはステップＳ３２１に移行して、下記（８）式をもとにラップ量感応ゲインＫ_Wを算出してから前方障害物ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋ_W＝ＫＫＫ×（１５０−Δｗ／２） ………（８）
ここで、ＫＫＫは初期ゲインであり、１００［％］である。これにより、ラップ量感応ゲインＫ_Wは１００〜１５０［％］に算出され、自車前方障害物とのラップ量が大きいほど大きく算出される。

一方、前記ステップＳ３２０の判定結果が、θ≦εであるときにはステップＳ３２２に移行して、操舵角θが所定値−εより小さいか否かを判定する。ステップＳ３２２の判定結果がθ＜−εであるときには、ステップＳ３２３に移行して、下記（９）式をもとにラップ量感応ゲインＫ_Wを算出してから前方障害物ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋ_W＝ＫＫＫ×（１５０＋Δｗ／２） ………（９）

前記ステップＳ３２２の判定結果がθ≧−εであるときには、ステップＳ３２４に移行してラップ量感応ゲインＫ_WをデクリメントしてからステップＳ３２５に移行し、ラップ量感応ゲインＫ_Wが初期ゲインＫＫＫより小さいか否かを判定する。そして、Ｋ_W≧ＫＫＫであるときには、そのまま前方障害物ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
前記ステップＳ３２５の判定結果がＫ_W＜ＫＫＫであるときには、ステップＳ３２６に移行して、下記（１０）式をもとにラップ量感応ゲインＫ_Wを初期ゲインＫＫＫ即ち１００［％］に設定してから前方障害物ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋ_W＝ＫＫＫ ………（１０）

また、前記ステップＳ３３では、図１４及び図１６に示す操舵角速度ゲイン設定処理を実行し、先ずステップＳ３３１で、操舵角θの絶対値｜θ｜が予め設定された所定値ＳＳＴＲ（例えば、４５度）以下であるか否かを判定する。ステップＳ３３１の判定結果が｜θ｜＞ＳＳＴＲであるときには、ステップＳ３３２に移行して、操舵角速度ゲインＫｄθを操舵角速度ｄθの絶対値｜ｄθ｜に設定する。
Ｋｄθ＝｜ｄθ｜ ………（１１）

また、ステップＳ３３１の判定結果が｜θ｜≦ＳＳＴＲであるときには、ステップＳ３３３に移行して、前回の操舵角速度ゲインＫｄθから予め設定した減算値ΔＫｄθ（例えば、１０程度）を減算することにより徐々にゲインを減少させてステップＳ３３４に移行する。
Ｋｄθ＝Ｋｄθ−ΔＫｄθ ………（１２）

ステップＳ３３４では、前記ステップＳ３３３で算出した操舵角速度ゲインＫｄθが、０より小さいか否かを判定し、Ｋｄθ≧０であるときにはそのまま後述するステップＳ３３６に移行し、Ｋｄθ＜０であるときには、ステップＳ３３５に移行して下記（１３）式をもとに操舵角速度ゲインＫｄθを零に設定してステップＳ３３６に移行する。
Ｋｄθ＝０ ………（１３）

図１５は、操舵角速度ゲインＫｄθ算出の時系列図である。図１５に示すように、操舵角｜θ｜が所定値ＳＳＴＲ以下であるときには、操舵角速度ゲインＫｄθを徐々に減少させるので、ヨーイングモーメント制御の作動を抑制することができる。
ステップＳ３３６では、後述する旋回判断処理を行い、自車両が旋回中であるか否かの判断を行って旋回判断フラグＦ_Cを設定する。
次にステップＳ３３７で、前記ステップＳ３３６の旋回判断処理で設定された旋回判断フラグＦ_Cが、旋回中であることを示す“１”にセットされているか否かを判定し、旋回中でないことを示す“０”にリセットされているときには、ステップＳ３３８に移行して、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを通常上昇側フィルタＵＰ０に設定し、後述するステップＳ３４３に移行する。

また、前記ステップＳ３３７の判定結果がＦ_C＝１であるときには、ステップＳ３３９に移行して、操舵角θが正且つ操舵角速度ｄθが負であるか否かを判定する。θ＞０且つｄθ＜０であるときにはステップＳ３４０に移行し、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを通常上昇側フィルタＵＰ０より小さい抑制上昇側フィルタＵＰ１に設定して後述するステップＳ３４３に移行する。

前記ステップＳ３３９の判定結果がθ≦０又はｄθ≧０であるときには、ステップＳ３４１に移行して、操舵角θが負且つ操舵角速度ｄθが正であるか否かを判定し、θ＜０且つｄθ＞０であるときにはステップＳ３４２に移行して、前記ステップＳ３４０と同様に制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを通常上昇側フィルタＵＰ０より小さい抑制上昇側フィルタＵＰ１に設定して後述するステップＳ３４３に移行する。一方、前記ステップＳ３４１の判定結果が、θ≧０又はｄθ≦０であるときには、前記ステップＳ３３８に移行する。

このように、操舵角θと操舵角速度ｄθとの正負が逆転した場合に、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを抑制上昇側フィルタＵＰ１に設定し、通常設定される通常上昇側フィルタＵＰ０に対してフィルタがきつくなる方向に変化させる。
これにより、旋回時に自車前方の障害物が存在した場合で、旋回内輪へ回避した場合には、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰは通常上昇側フィルタＵＰ０に設定され、旋回外輪へ回避した場合には、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰは抑制上昇側フィルタＵＰ１に設定される。

図１６のステップＳ３４３では、図１７に示すような操舵角速度係数算出マップを参照し、車速Ｖに基づいてゲイン係数Ｋｖａを設定する。この操舵角速度係数算出マップは、車速Ｖが０から６０［ｋｍ／ｈ］までの間は、車速Ｖの増加に応じてゲイン係数Ｋｖａが０から５まで増加し、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］を超えるとＫｖａ＝５に固定されるように設定されている。

次にステップＳ３４４で、前記ステップＳ３４３で設定したゲイン係数Ｋｖａと操舵角速度ゲインＫｄθとに基づいて、下記（１４）式をもとにゲイン係数Ｋｖｄθを算出し、ステップＳ３４５に移行する。
Ｋｖｄθ＝Ｋｖａ×Ｋｄθ ………（１４）
図１８は、操舵角速度感応ゲインＫｖｓａ算出における時系列図であり、操舵角速度ゲインＫｄθが図１８（ａ）のように示されるとすると、車速Ｖ＞６０［ｋｍ／ｈ］のときには、前記（１４）式をもとに図１８（ｂ）に示すようなゲイン係数Ｋｖｄθが算出されることになる。

ステップＳ３４５では、前記ステップＳ３４４で算出したゲイン係数Ｋｖｄθとゲイン係数Ｋｖｄθ１とに基づいて、下記（１５）式をもとに変化量ΔＫｖｄθを算出する。
ΔＫｖｄθ＝Ｋｖｄθ−Ｋｖｄθ１ ………（１５）
ここで、ゲイン係数Ｋｖｄθ１の初期値は０とする。
次にステップＳ３４６に移行して、変化量ΔＫｖｄθが予め設定された制御ゲインの減少側フィルタＤＮの負値−ＤＮより小さいか否かを判定し、ΔＫｖｄθ＜−ＤＮであるときには、制御ゲインが急に小さくなったと判断してステップＳ３４７に移行し、下記（１６）式をもとにゲイン係数Ｋｖｄθ１を算出してから後述するステップＳ３５１に移行する。
Ｋｖｄθ１＝Ｋｖｄθ１−ＤＮ ………（１６）

このように減少側フィルタＤＮをかけることにより、操舵角速度が大きくなるようなシーンにおいて、その後も緊急度合が高いので、急激な制御ゲインの減少を抑制し、制御ゲインを高い状態で保つことができると共に、ブレーキ（モーメント）の急な抜けを防止することができる。
前記ステップＳ３４６の判定結果がΔＫｖｄθ≧−ＤＮであるときには、ステップＳ３４８に移行して、変化量ΔＫｖｄθが制御ゲインの上昇側フィルタＵＰより大きいか否かを判定し、ΔＫｖｄθ＞ＵＰであるときには、制御ゲインが急に大きくなったと判断してステップＳ３４９に移行し、下記（１７）式をもとにゲイン係数Ｋｖｄθ１を算出してから後述するステップＳ３５１に移行する。
Ｋｖｄθ１＝Ｋｖｄθ１＋ＵＰ ………（１７）

このように上昇側フィルタＵＰをかけることにより、ノイズを除去することができると共に、ワンダリングなど路面反力を除去することができる。
また、前記ステップＳ３４８の判定結果がΔＫｖｄθ≦ＵＰであるときには、制御ゲインの変化はほとんどないと判断してステップＳ３５０に移行し、下記（１８）式をもとに前記ステップＳ３４４で算出したゲイン係数Ｋｖｄθをゲイン係数Ｋｖｄθ１として設定してから後述するステップＳ３５１に移行する。
Ｋｖｄθ１＝Ｋｖｄθ ………（１８）

ステップＳ３５１では、ゲイン係数Ｋｖｄθ１が予め設定された最大値ＭＡＸ１より大きいか否かを判定し、Ｋｖｄθ１≦ＭＡＸ１であるときにはそのまま後述するステップＳ３５３に移行し、Ｋｖｄθ１＞ＭＡＸ１であるときにはステップＳ３５２に移行して、ゲイン係数Ｋｖｄθ１を最大値ＭＡＸ１に設定してからステップＳ３５３に移行する。

最大値ＭＡＸ１を決めることにより、ゲインが大きくなりすぎることを防止する。減少側フィルタＤＮがかかっているため、仮に最大値を規定しない場合、高くなったゲインからの減少のとき、ゲインがゼロになるまでに時間がかかる。そこで、最大値を規定することにより、最大値からのゲイン減少が開始されるようにする。
このようにして設定されたゲイン係数Ｋｖｄθ１は、図１８（ｃ）に示すようになる。

ステップＳ３５３では、ゲイン係数Ｋｖｄθ１が、最大値ＭＡＸ１より小さい最大値ＭＡＸ２より大きいか否かを判定する。ここで、最大値ＭＡＸ２をＭＡＸ１＞ＭＡＸ２とすることにより、高いゲインでのハンチングを防止する。Ｋｖｄθ１＞ＭＡＸ２であるときには、ステップＳ３５４に移行して、下記（１９）式をもとに操舵角速度感応ゲインＫｖｓａを最大値ＭＡＸ２に設定してから操舵角速度ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋｖｓａ＝ＭＡＸ２ ………（１９）

前記ステップＳ３５３の判定結果がＫｖｄθ１≦ＭＡＸ２であるときには、ステップＳ３５５に移行して、ゲイン係数Ｋｖｄθ１が予め設定された最小値ＭＩＮ２より小さいか否かを判定し、Ｋｖｄθ１＜ＭＩＮ２であるときにはステップＳ３５６に移行して、下記（２０）式をもとに操舵角速度感応ゲインＫｖｓａを最大値ＭＩＮ２に設定してから操舵角速度ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋｖｓａ＝ＭＩＮ２ ………（２０）

また、前記ステップＳ３５５の判定結果がＫｖｄθ１≧ＭＩＮ２であるときには、ステップＳ３５７に移行して、下記（２１）式をもとに操舵角速度感応ゲインＫｖｓａをゲイン係数Ｋｖｄθ１に設定してから操舵角速度ゲイン設定処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
Ｋｖｓａ＝Ｋｖｄθ１ ………（２１）
このようにして設定された操舵角速度感応ゲインＫｖｓａは、図１８（ｄ）に示すようになる。

また、前記ステップＳ３３６では、図１９に示す旋回判断処理を実行し、先ずステップＳ３３６ａで操舵角θの絶対値｜θ｜が予め設定された所定値ＳＳＴＲ（例えば、４５度）より大きいか否かを判定する。｜θ｜＞ＳＳＴＲであるときには、ステップＳ３３６ｂに移行して、自車両が旋回中であることを判断するためのカウント値ＮをインクリメントしてステップＳ３３６ｃに移行する。
ステップＳ３３６ｃでは、カウント値Ｎが所定値Ｎ₁より大きいか否かを判定し、Ｎ≦Ｎ₁であるときにはそのまま後述するステップＳ３３６ｈに移行し、Ｎ＞Ｎ₁であるときにはステップＳ３３６ｄに移行して、カウント値Ｎを所定値Ｎ₁に設定してから後述するステップＳ３３６ｈに移行する。

一方、前記ステップＳ３３６ａの判定結果が｜θ｜≦ＳＳＴＲであるときには、ステップＳ３３６ｅに移行して、カウント値ＮをデクリメントしてステップＳ３３６ｆに移行し、カウント値Ｎが０より小さいか否かを判定する。そして、Ｎ≧０であるときにはそのまま後述するステップＳ３３６ｈに移行し、Ｎ＜０であるときにはステップＳ３３６ｇに移行して、カウント値Ｎを０に設定してからステップＳ３３６ｈに移行する。

ステップＳ３３６ｈでは、カウント値Ｎが所定値Ｎ₂より大きいか否かを判定する。ここで、Ｎ₁＞Ｎ₂とする。Ｎ＞Ｎ₂であるときにはステップＳ３３６ｉに移行して、旋回判断フラグＦ_Cを自車両が旋回中であることを示す“１”にセットし、Ｎ≦Ｎ₂であるときにはステップＳ３３６ｊに移行して、旋回判断フラグＦ_Cを自車両が旋回中でないことを示す“０”にリセットしてから旋回判断処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。

このように、操舵角が所定値よりも大きい場合で、ある所定時間経過した場合に旋回判断フラグＦ_Cが旋回中を示す状態となる。ここで、所定時間とは、レーンチェンジ等を行った場合に旋回と判断されないような時間設定とし、このような時間設定となるように所定値Ｎ₂を設定するものとする。
図３のステップＳ２の処理が操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段に対応し、ステップＳ３及び図４の処理が制御ゲイン設定手段に対応し、図１１のステップＳ３１１の処理が衝突時間検出手段に対応し、ステップＳ３１２〜Ｓ３１４の処理が衝突可能性検出手段に対応し、ステップＳ３１９の処理がラップ量検出手段に対応し、ステップＳ３３９及びＳ３４１の処理が回避方向判断手段に対応し、ステップＳ３３６及び図１９の処理が旋回判断手段に対応している。

したがって、今、自車両が、自車走行車線前方に障害物が存在しておらず、運転者がハンドル操作を行わない状態で直進走行中であるとする。この場合には、図３の車両挙動制御処理において、ステップＳ２で操舵角速度ｄθ及び操舵角加速度ｄ（ｄθ）が算出され、運転者はハンドル操作を行っていないので、ステップＳ６で実際に車両に発生させる修正ヨーモーメント量ΔＭが零として算出されて、車両挙動制御が作動されることなく通常の走行を継続する。

この状態から、自車走行車線前方に突然車両が進入し、これを緊急回避するために自車両が車線変更したものとする。この場合には、運転者はハンドルの急操舵を行って車線変更をしているので、所定値ＳＳＴＲより大きい操舵角｜θ｜が検出され、且つ操舵角速度ｄθが大きく算出されるので、図４の制御ゲイン演算処理において、ステップＳ３３で図１４及び図１６の操舵角速度ゲイン設定処理が実行されたとき、ステップＳ３３２で操舵角速度ゲインＫｄθが大きく設定される。これにより、図３のステップ４で操舵角速度ｄθと操舵角加速度ｄ（ｄθ）とに基づいてヨーイングモーメント量ΔＭ_FFが大きく算出されるので、必要なヨーイング運動量が補償されて、位相遅れを改善できるフィードフォワード制御を行うことができる。

一方、自車両が直進走行中に、路面反発等によりハンドル操作が行われて、所定値ＳＳＴＲ以下となるような小操舵角θと、大操舵角速度ｄθとが検出されたものとする。この場合には、図１４の操舵角速度ゲイン設定処理において、ステップＳ３３３で操舵角速度ゲインＫｄθが徐々に小さい値となるように設定される。自車両が直進走行を継続していたことにより前回のサンプリングにおいてＫｄθ＝０であるときには、ステップＳ３３５で操舵角速度ゲインＫｄθが零に設定され、これにより、図３のステップ４で操舵角速度ｄθと操舵角加速度ｄ（ｄθ）とに基づいてヨーイングモーメント量が小さく算出されるので、操舵角が大きい場合と比較して制御量が抑制された車両挙動制御を行う。

このように、操舵角が所定値以下となるような小操舵角であるときには、制御ゲインを徐々に減少させて小さい値に設定するので、操舵角速度が大きい場合においても、ヨーイングモーメント制御の作動を抑制することができ、路面反発等による操舵時での制御作動を抑制することができる。
また、図２０に示すように、自車両ＭＣがカーブ走行中に前方車両ＰＣを回避するものとする。この場合には、図１９の旋回判断処理において、ステップＳ３３６ｉで旋回判断フラグＦ_Cが、旋回中であることを示す“１”にセットされるので、図１４のステップＳ３３７からステップＳ３３９に移行して、操舵角θと操舵角速度ｄθとの正負を判定し、図２０のＡに示すように自車両が旋回内輪へ回避して操舵角θと操舵角速度ｄθとの正負が同符号であるときには、ステップＳ３３８で制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを通常上昇側フィルタＵＰ０に設定する。一方、図２０のＢに示すように自車両が旋回外輪へ回避して操舵角θと操舵角速度ｄθとの正負が逆転しているときには、制御ゲインの上昇側フィルタＵＰを通常上昇側フィルタＵＰ０より小さい抑制上昇側フィルタＵＰ１に設定する。

このように、自車両が旋回中である場合で、自車前方の障害物を回避する場合には、回避方向に応じて上昇側フィルタの切り替えを行い、旋回内輪へ回避したときには通常値を設定し、旋回外輪へ回避したときには通常値より小さい抑制値を設定するので、旋回外輪へ回避したときには通常状態と比較して、ヨーイングモーメント制御を抑制することができ、違和感のある減速感及び制御感を抑制することができる。

また、自車走行車線前方に先行車両等の障害物が存在し、先行車両との車間距離Ｌが、衝突可能性があると判断されるような短い距離であるものとする。この場合には、図１１のステップＳ３１１で衝突時間閾値ＴＴＣ_THを下回る衝突時間ＴＴＣが算出されるので、先行車両との衝突可能性があると判断されてステップＳ３１３に移行し、緊急状態判断フラグＦ_EMGを緊急状態であることを示す“１”にセットされる。これにより、図４のステップＳ３２で車速Ｖに基づいて設定される車速感応ゲインＫｖが、図５の実線に示すように通常状態と比較して大きい値に設定される。

したがって、衝突の可能性があるときには、車速Ｖが低い場合においても、制御ゲインが大きく設定されるので、ヨーイングモーメント制御量が大きく算出されて、自車両が位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。
さらに、この場合には、衝突時間閾値ＴＴＣ_THと衝突時間ＴＴＣとの差ΔＴＴＣが正の値として算出されるので、ステップＳ３１５で図１２に示すように衝突時間感応ゲインＫ_TTCが１以上の大きい値に設定される。また、車間距離閾値Ｌ_THを下回る車間距離Ｌが検出されるので、ステップＳ３１６で図１３に示すように車間距離感応ゲインＫ_Lが１以上の大きい値に設定される。

したがって、自車前方の障害物との衝突時間が所定の閾値より小さいときに衝突時間感応ゲインを大きく設定し、自車前方の障害物との車間距離が所定の閾値より短いときに車間距離感応ゲインを大きく設定するので、前方障害物との衝突可能性がある場合には、制御ゲインが大きく設定することによりヨーイングモーメント制御量が大きく算出されて、自車両が位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。

このように、上記実施形態では、操舵角に応じて制御ゲインを設定し、操舵角が所定値以下となるような小操舵角であるときには、制御ゲインを徐々に減少させて小さい値に設定するので、操舵角速度が大きい場合においても、ヨーイングモーメント制御の作動を抑制することができ、路面反発等による操舵時での制御の作動を抑制することができると共に、制御が効果的に介入して運転者に違和感のない車両挙動制御を行うことができる。

また、操舵角に基づいて自車両が旋回中であるか否かを判定し、自車両が旋回中であると判断された場合で、自車前方の障害物を回避する場合には、旋回内輪へ回避するときには上昇側フィルタを通常値に設定し、旋回外輪へ回避するときには上昇側フィルタを通常値より小さい値に設定するので、旋回外輪へ回避したときには通常状態と比較してヨーイングモーメント制御が抑制されて、ブレーキ作動による減速度が少ない状態で回避することができ、違和感のある減速感及び制御感を抑制することができる。

さらに、自車両と自車走行車線前方の障害物との衝突の可能性を判定し、衝突可能性があるときには、自車速が低い場合においても、制御ゲインが大きく設定されるので、車両の回頭性を向上することができると共に、ヨーイングモーメント制御量が大きく算出されて、位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。
また、自車両と自車走行車線前方の障害物との衝突可能性の有無を判断するフラグに応じて、ヨーイングモーメント制御のゲインの大きさを切り替えるので、フラグ判定を行うことにより適切にゲインの大きさを切り替えて自車両の走行状態に応じたヨーイングモーメント制御を行うことができる。

さらにまた、自車両と自車走行車線前方の障害物との衝突時間を算出し、この衝突時間が所定の閾値より小さいほど、即ち前方障害物と衝突するまでの時間が短いほど、ヨーイングモーメント制御のゲインを大きく設定するので、車両の回頭性を向上して、位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。
また、自車両と自車走行車線前方の障害物との車間距離を検出し、この車間距離が所定の閾値より短いほど、ヨーイングモーメント制御のゲインを大きく設定するので、車両の回頭性を向上して、位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。

さらにまた、自車両と自車走行車線前方の障害物とのラップ量を検出し、ラップ量が大きいほど、ヨーイングモーメント制御のゲインを大きく設定するので、例えば、右側にラップしている状態で左側に回避する場合においても、ヨーイングモーメント制御量が大きく算出されて、自車両が位相遅れすることなく前方障害物を回避することができる。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。 図１のコントロールユニット８の具体例を示すブロック図である。 本発明の実施形態における図１のコントロールユニット８で実行される車両挙動制御処理を示すフローチャートである。 図２の車両挙動制御処理における制御ゲイン演算処理を示すフローチャートである。 車速感応ゲイン算出マップである。 操舵角加速度ゲイン算出マップである。 路面摩擦係数ゲイン算出マップである。 横加速度ゲイン算出マップである。 前後加速度ゲイン算出マップである。 ブレーキ液圧ゲイン算出マップである。 図３の制御ゲイン演算処理における前方障害物ゲイン設定処理を示すフローチャートである。 衝突時間感応ゲイン算出マップである。 車間距離感応ゲイン算出マップである。 図２の制御ゲイン演算処理における操舵角速度ゲイン設定処理を示すフローチャートである。 操舵角速度ゲイン算出における時系列図である。 図２の制御ゲイン演算処理における操舵角速度ゲイン設定処理を示すフローチャートである。 操舵角速度係数算出マップである。 操舵角速度感応ゲイン算出における時系列図である。 図１３の操舵角速度ゲイン設定処理における旋回判断処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の旋回回避における動作を説明する図である。

符号の説明

６ＦＬ〜６ＲＲ ホイールシリンダ
７ 制動流体圧制御回路
８ コントロールユニット
９ エンジン
１２ 駆動トルクコントローラ
１４ 外界認識センサ
１５ 加速度センサ
１６ ヨーレートセンサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ 操舵アクチュエータ
２０ 操舵角センサ
２１ＦＬ〜２１ＲＲ 車輪速センサ

Claims (8)

1. 操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段と、操舵角加速度を検出する操舵角加速度検出手段と、前記操舵角速度検出手段及び操舵角加速度検出手段の検出信号に基づいて左右車輪の制動力差を発生し、車両のヨーイングモーメント制御を行う制動力制御手段とを備えた車両挙動制御装置において、
   操舵角を検出する操舵角検出手段と、自車両と自車前方障害物との相対位置状況を検出する相対位置状況検出手段と、前記操舵角検出手段で検出した操舵角及び前記相対位置状況検出手段で検出した自車前方障害物との相対位置状況に基づいて、前記ヨーイングモーメント制御における制御量を決定する制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段とを備え、
   前記制御ゲイン設定手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角が所定角度以下であるとき、前記制御ゲインを徐々に零に向けて減少させることを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 前記制御ゲイン設定手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角に基づいて設定した前記制御ゲインの上限値及び下限値を設定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。
3. 前記相対位置状況検出手段は、前記操舵角検出手段で検出した操舵角に基づいて自車両が旋回状態であることを判断する旋回判断手段と、該旋回判断手段で自車両が旋回状態であることが判断されたとき、前記操舵角検出手段で検出した操舵角と前記操舵角速度検出手段で検出した操舵角速度とに基づいて、自車前方の障害物の旋回回避方向を判断する回避方向判断手段とを有し、前記制御ゲイン設定手段は、前記回避方向判断手段で旋回外側への回避であることが判断されたとき、旋回内側への回避の場合と比較して、前記制御ゲインを小さく設定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。
4. 前記相対位置状況検出手段は、自車両と自車前方障害物との衝突可能性を検出する衝突可能性検出手段を有し、前記制御ゲイン設定手段は、前記衝突可能性検出手段で衝突可能性があることを検出したとき、衝突可能性がない場合と比較して、前記制御ゲインを大きく設定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。
5. 前記制御ゲイン設定手段は、前記衝突可能性検出手段の衝突可能性の有無を判断するフラグに応じて、前記制御ゲインの大きさを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の車両挙動制御装置。
6. 前記相対位置状況検出手段は、自車両と自車前方障害物との衝突時間を検出する衝突時間検出手段を有し、前記制御ゲイン設定手段は、前記衝突時間検出手段で検出した衝突時間が短いほど、前記制御ゲインを大きく設定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。
7. 前記相対位置状況検出手段は、自車両と自車前方障害物との車間距離を検出する車間距離検出手段を有し、前記制御ゲイン設定手段は、前記車間距離検出手段で検出した車間距離が短いほど前記制御ゲインを大きく設定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。
8. 前記相対位置状況検出手段は、自車両と自車前方障害物とのラップ量を検出するラップ量検出手段を有し、前記制御ゲイン設定手段は、前記ラップ量検出手段で検出したラップ量が大きいほど前記制御ゲインを大きく設定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。

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