JP5630087B2 - 車両挙動制御装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の操舵操作に車両挙動を追従させる制御の技術に関する。

特許文献１の車両挙動制御では、アンダステア傾向を抑制する第１アンダステア制御を行うと共に、操舵角の変化に対して実際のヨーレイトの変化を見てその変化がない場合には、第１アンダステア制御よりも制御量を低下させた第２アンダステア制御を介入させている。

特開２００２−１２７８８６号公報

ところで、第１及び第２アンダステア制御では、一方向のヨーモーメントの制御量を制御している。そのため、第１アンダステア制御の制御量が大きければ、車両挙動が安定せず、オーバーシュートしてしまう恐れがある。
本発明の課題は、車両挙動制御により車両挙動が安定せず、オーバーシュートしてしまうのを抑制することである。

前記課題を解決するために、本発明は、運転者の操舵操作に車両挙動を追従させるための自車両の目標ヨーレイトと推定した自車両のヨーレイトとの偏差の変化の推移に応じて、偏差の微分値に第１ゲインを乗じて算出される第１目標ヨーモーメント、零である或いは第１目標ヨーモーメントを予め設定された減少割合で零に向かうように減少する値である付与抑制目標ヨーモーメント、及び偏差の微分値に第２ゲインを乗じて算出され且つ第１目標ヨーモーメントとはヨーモーメントの方向が反対方向となる第２目標ヨーモーメントのいずれかを目標ヨーモーメントとして算出するものであり、偏差の微分値が正であると、第１目標ヨーモーメントを算出し、偏差の微分値が零であると、付与抑制目標ヨーモーメントを算出し、偏差の微分値が負であると、第２目標ヨーモーメントを算出する。

本発明によれば、操舵操作がなされたとき、先ず、自車両の回頭方向に第１目標ヨーモーメントのヨーモーメントを付与し、その後、自車両の復元方向に第２目標ヨーモーメントのヨーモーメントを付与することができる。
これにより、車両挙動制御により車両挙動が安定せず、オーバーシュートしてしまうのを抑制できる。

本実施形態の車両挙動制御装置の構成を示す図である。 車両制御コントローラの構成例を示すブロック図である。 信号処理部の構成例を示す図である。 ヨーレイト偏差算出部の構成例を示す図である。 ヨーレイト偏差変化量算出部の構成例を示す図である。 目標ヨーモーメント算出部の構成例を示す図である。 目標ヨーモーメント算出部が算出するゲインＫ２を示す図である。 動作を説明する図である。 第２の実施形態の車両挙動制御装置の構成を示す図である。 第２の実施形態における車両制御コントローラの構成例を示す図である。 ヨーモーメント分配部の処理手順を示すフローチャートである。 エンジントルク差分量算出部の構成例を示す図である。 第２の実施形態における動作を説明する図である。

（第１の実施形態）
（構成）
本実施形態は、車両挙動制御装置である。
図１は、車両に搭載された車両挙動制御装置の構成を示す。
図１に示すように、車両挙動制御装置は、車輪速センサ１ＦＬ、１ＦＲ、１ＲＬ、１ＲＲ、操舵角センサ２、ＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control）コントローラ３、及び車両制御コントローラ１０を有する。

車輪速センサ１ＦＬ〜１ＲＲは、各車輪１００ＦＬ、１００ＦＲ、１００ＲＬ、１００ＲＲの速度を検出する。車輪速センサ１ＦＬ〜１ＲＲは、その検出信号を車両制御コントローラ１０に出力する。
操舵角センサ２は、ステアリングホイール１０１の操舵角を検出する。操舵角センサ２は、その検出信号を車両制御コントローラ１０に出力する。

車両制御コントローラ１０は、車両挙動を制御する。すなわち、車両制御コントローラ１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信手段を利用して、各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲの車輪速センサ１ＦＬ〜１ＲＲ及び操舵角センサ２の検出信号を受信する。そして、車両制御コントローラ１０は、算出した各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲのブレーキ圧指令値をＣＡＮ等の通信手段を利用してＶＤＣコントローラ３に送信する。

ＶＤＣコントローラ３は、各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲのブレーキ圧を制御する。すなわち、ＶＤＣコントローラ３は、車両制御コントローラ１０から各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲのブレーキ圧指令値を受信し、各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲのブレーキ圧を制御する。

図２は、車両制御コントローラ１０の構成例を示す。
図２に示すように、車両制御コントローラ１０は、信号処理部１１、操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２、推定ヨーレイト算出部１３、ヨーレイト偏差算出部１４、ヨーレイト偏差変化量算出部１５、目標ヨーモーメント算出部１６、及びブレーキ液圧算出部１７を有する。

信号処理部１１は、ＣＡＮ等の通信手段を介して車輪速センサ１の検出信号を受信する。信号処理部１１は、受信した車輪速センサ１の検出信号を基に、自車両の速度（車速）を算出する。信号処理部１１は、算出した車速を操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２及び推定ヨーレイト算出部１３に出力する。

操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、ＣＡＮ等の通信手段を介して操舵角センサ２の検出信号も受信している。操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、受信した操舵角センサ２の検出信号及び信号処理部１１からの車速を基に、操舵角比例目標ヨーレイトを算出する。操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、算出した操舵角比例目標ヨーレイトをヨーレイト偏差算出部１４に出力する。

推定ヨーレイト算出部１３は、操舵角センサ２の検出信号も受信している。推定ヨーレイト算出部１３は、受信した操舵角センサ２の検出信号及び信号処理部１１からの車速を基に、推定ヨーレイトを算出する。推定ヨーレイト算出部１３は、算出した推定ヨーレイトをヨーレイト偏差算出部１４に出力する。

ヨーレイト偏差算出部１４は、入力された操舵角比例目標ヨーレイト及び推定ヨーレイトを基に、操舵角比例目標ヨーレイトと推定ヨーレイトとの偏差をヨーレイト偏差として算出する。ヨーレイト偏差算出部１４は、算出したヨーレイト偏差をヨーレイト偏差変化量算出部１５に出力する。

ヨーレイト偏差変化量算出部１５は、入力されたヨーレイト偏差を基に、ヨーレイト偏差変化量を算出する。ヨーレイト偏差変化量算出部１５は、算出したヨーレイト偏差変化量を目標ヨーモーメント算出部１６に出力する。

目標ヨーモーメント算出部１６は、入力されたヨーレイト偏差変化量を基に、目標ヨーモーメントを算出する。目標ヨーモーメント算出部１６は、算出した目標ヨーモーメントをブレーキ液圧算出部１７に出力する。

ブレーキ液圧算出部１７は、入力された目標ヨーモーメント及び前後配分率を基に、各輪のブレーキ指令圧を算出する。具体的には、ブレーキ液圧算出部１７は、自車両に目標ヨーモーメントを発生させるために、各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲでブレーキ圧差が発生するようなブレーキ指令圧を算出する。ブレーキ液圧算出部１７は、算出したブレーキ指令圧をＣＡＮ等の通信手段を介してＶＤＣコントローラ３に送信する。
以上のような車両制御コントローラ１０の各構成部をさらに詳述する。

図３は、信号処理部１１の構成例を示す。
図３に示すように、信号処理部１１は、加算部２１、乗算部２２、及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３を有する。
加算部２１は、従動輪１００ＲＬ、１００ＲＲの車輪速センサ１ＲＬ、１ＲＲの検出信号を加算し、その加算値を乗算部２２に出力する。乗算部２２は、入力された加算値に０．５を乗じて、その乗算値をローパスフィルタ２３に出力する。ローパスフィルタ２３は、入力された乗算値に対して、ノイズ除去のために予め設定されたカットオフ周波数でノイズ除去を行う。

このような構成により、信号処理部１１は、従動輪１００ＲＬ、１００ＲＲの二輪平均値を算出し、算出した二輪平均値からノイズ除去して車速を算出する。そして、信号処理部１１は、算出した車速を操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２及び推定ヨーレイト算出部１３に出力する。

操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、下記（１）式を基に、操舵角比例目標ヨーレイトγ_refを算出する。
γ_ref＝ｖ／（１＋Ａ・ｖ²）・δ／（Ｎ・Ｌ）
Ａ＝ｍ／（２・ｌ²）・（（ｌ_f・Ｋ_f−ｌ_r・Ｋ_r）／（Ｋ_f・Ｋ_r））
Ｋ_f＝Ｃ_f／２
Ｋ_r＝Ｃ_r／２
・・・（１）

ここで、δは、入力された操作角（操舵角センサ２の検出値）である。ｖは、入力された車速（信号処理部１１が算出した車速）である。また、Ｎ、Ｌ、Ｃ_f、Ｃ_r、ｌ_f、ｌ_r、ｍは、それぞれ車両諸元である。ここで、Ｎはステアリングギア比である。Ｌはホイールベースである（Ｌ＝ｌ_f＋ｌ_r）。Ｃ_fはフロントコーナリングフォースである。Ｃ_rはリアコーナリングフォースである。ｌ_fは、重心点からのフロント接地点までの長さである。ｌ_rは、重心点からのリア接地点までの長さである。ｍは重量である。

このように、操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、操舵角センサ２が検出した操舵角δ及び信号処理部１１が算出した車速ｖを入力変数として操舵角比例目標ヨーレイトγ_refを算出する。そして、操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２は、算出した操舵角比例目標ヨーレイトγ_refをヨーレイト偏差算出部１４に出力する。
推定ヨーレイト算出部１３は、下記（２）式を基に、推定ヨーレイト（ヨーレイト推定値）γ_estを算出する。

ａ１１＝（Ｃ_f＋Ｃ_r）／（ｍ・ｖ）
ａ１２＝（ｌ_f・Ｃ_f＋ｌ_r・Ｃ_r）／（ｍ・ｖ²）−１
ａ２１＝（ｌ_f・Ｃ_f＋ｌ_r・Ｃ_r）／Ｉ
ａ２２＝（ｌ_f ²・Ｃ_f＋ｌ_r ²・Ｃ_r）／（Ｉ・ｖ）
ｂ１＝−Ｃ_f／（ｍ・ｖ）
ｂ２＝−ｌ_f・Ｃ_f／Ｉ
・・・（２）
ここで、Ｉはヨー慣性モーメントである。

このように、推定ヨーレイト算出部１３は、操舵角センサ２が検出した操舵角δ及び信号処理部１１が算出した車速ｖを入力変数として推定ヨーレイトγ_estを算出する。そして、推定ヨーレイト算出部１３は、算出した推定ヨーレイトγ_estをヨーレイト偏差算出部１４に出力する。
なお、推定ヨーレイトではなく、実ヨーレイトを用いることもできる。

図４は、ヨーレイト偏差算出部１４の構成例を示す。
図４に示すように、ヨーレイト偏差算出部１４は減算部３１を有する。減算部３１は、操舵角比例目標ヨーレイトγ_refから推定ヨーレイトγ_estを減算する。
このように、ヨーレイト偏差算出部１４は、操舵角比例目標ヨーレイトγ_refから推定ヨーレイトγ_estを減算してヨーレイト偏差△γ（＝γ_ref−γ_est）を算出する。そして、ヨーレイト偏差算出部１４は、算出したヨーレイト偏差△γをヨーレイト偏差変化量算出部１５に出力する。

図５は、ヨーレイト偏差変化量算出部１５の構成例を示す。
図５に示すように、ヨーレイト偏差変化量算出部１５は、予め設定した時間（例えば５０ｍｓｅｃ）前のヨーレイト偏差△γ（前回値）と現在のヨーレイト偏差△γ（現在値）との差分値を算出する。ヨーレイト偏差変化量算出部１５は、そのような時間間隔で発生した差分値をヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）とする。そして、ヨーレイト偏差変化量算出部１５は、算出したヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）を目標ヨーモーメント算出部１６に出力する。

なお、ヨーレイト偏差変化量算出部１５では、バンドパスフィルタ等の手段を用いて時間変化量を算出することもできる。
目標ヨーモーメント算出部１６は、入力されたヨーレイト偏差変化量を基に、目標ヨーモーメントを算出する。具体的には、目標ヨーモーメント算出部１６は、ヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）が正値の場合、すなわち偏差が増加傾向にある場合、自車両の回頭側（操舵側）にヨーモーメントを付与するための第１目標ヨーモーメントを算出する。また、目標ヨーモーメント算出部１６は、ヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）が零の場合、すなわち偏差が一定になっている場合、ヨーモーメントを付与するのを休止するために目標ヨーモーメントを零にする。そして、目標ヨーモーメント算出部１６は、ヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）が負値の場合、すなわち偏差が減少傾向にある場合、自車両の復元側（操舵方向とは反対側）にヨーモーメントを付与するための第２目標ヨーモーメントを算出する。

さらに、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１及び第２目標ヨーモーメントの大きさも算出している。
図６は、その大きさを算出するための目標ヨーモーメント算出部１６の構成例を示す。
図６に示すように、目標ヨーモーメント算出部１６は乗算部４１を有する。目標ヨーモーメント算出部１６は、この乗算部４１により、予め設定した所定のゲインＫをヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）に乗じて目標ヨーモーメント（第１目標ヨーモーメント又は第２目標ヨーモーメント）を算出する。

ここで、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントを算出するための第１ゲインＫ１を用いて第１目標ヨーモーメントを算出し、第２目標ヨーモーメントを算出するための第２ゲインＫ２を用いて第２目標ヨーモーメントを算出する。

第２ゲインＫ２については、図６に示すように、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値及び休止帯時間を基に算出する。ここで、休止帯時間ｔは、前述の目標ヨーモーメントを零している時間である。すなわち、休止帯時間ｔは、第１目標ヨーモーメントによるヨーモーメントの付与終了後から第２目標ヨーモーメントによるヨーモーメントの付与開始時の間のヨーモーメントの休止帯の時間である。

図７は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１及び休止帯時間と、第２ゲインＫ２との関係を示す。
図７に示すように、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が小さくかつ休止帯時間ｔが小さい（短い）場合、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも小さい値に設定する（Ｋ１＞Ｋ２）。例えば、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が小さい場合とは、積分値ΣＭｔ１の大きさの判定のために予め設定したしきい値よりも小さい場合である。また、休止帯時間ｔが小さい場合とは、休止帯時間ｔの大きさの判定のために予め設定したしきい値よりも小さい場合である。

また、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が小さくかつ休止帯時間ｔが大きい（長い）場合、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きい値に設定する（Ｋ１＜Ｋ２）。
また、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が大きくかつ休止帯時間ｔが小さい場合、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きい値に設定する（Ｋ１＜Ｋ２）。

また、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が大きくかつ休止帯時間ｔが大きい場合、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きい値に設定する（Ｋ１＜Ｋ２）。

このように、目標ヨーモーメント算出部１６は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１及び休止帯時間ｔを基に、第２ゲインＫ２、すなわち、第２目標ヨーモーメントの大きさを算出している。ここで、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１及び休止帯時間ｔは、ヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）によって決まる値である。よって、目標ヨーモーメント算出部１６は、第２目標ヨーモーメントを算出する以前のヨーレイト偏差変化量ｄ／ｄｔ（△γ）の推移を基に、第２目標ヨーモーメントを算出しているとも言える。

（動作、作用等）
図８を用いて、車両挙動制御装置の動作を説明する。
図８（ａ）は操舵角センサ値（操舵角センサ３の検出値）、図８（ｂ）はヨーレイト（操舵角比例目標ヨーレイト、推定ヨーレイト）、図８（ｃ）はヨーレイト偏差、図８（ｄ）はヨーレイト偏差変化量、図８（ｅ）は目標ヨーモーメントの時間変化を示す。
例えば、図８に示す結果は、ある車速（例えば６０ｋｍ／ｈ）で運転者がステアリングホイール１０１を操作したようなときに得られる結果である。

図８に示すように、車両挙動制御装置は、操舵角センサ値及び車速を基に、操舵角比例目標ヨーレイト及び推定ヨーレイトを算出する。ここで、操舵角比例目標ヨーレイトは、車速が一定であれば、操舵角センサ値に比例した値になる。また、２輪モデルを用いて推定ヨーレイトを算出しているため、推定ヨーレイトは、図８（ｂ）に示すように、操舵角センサ値に対してある時間遅れを持った応答を示す。そして、操舵角センサ値が定常になると、それ以降のある時点で、操舵角比例目標ヨーレイトと推定ヨーレイトとは同じ定常値に収束する。

よって、ステアリングホイール１０１の操作開始による操作角センサ値の変化直後、すなわち操舵初期には、操舵角比例目標ヨーレイトと推定ヨーレイトとの偏差は増加傾向となり、その後、その増加割合が減少する（本実施形態では偏差が一定値になる）。そして、その操舵後期には、操舵角比例目標ヨーレイトと推定ヨーレイトとの偏差は減少傾向となり、その後零になる。

車両挙動制御装置は、このような関係を有する操舵角比例目標ヨーレイト及び推定ヨーレイトのヨーレイト偏差を基にヨーレイト偏差変化量を算出し、算出したヨーレイト偏差変化量を基に目標ヨーモーメントを算出する。ここで、本実施形態では、ヨーレイト偏差変化量は、図８（ｄ）に示すように、偏差の増加傾向（偏差の発生）に応じてある一定の値を示し、偏差の減少傾向（偏差の収束傾向）に応じて、偏差の増加傾向のときの値に対して反転したある一定の値を示す。そして、目標ヨーモーメントは、ヨーレイト偏差変化量にゲインを乗じた値になるため、その変化がヨーレイト偏差変化量の変化と定性的に一致する。すなわち、目標ヨーモーメントは、図８（ｅ）に示すように、偏差の増加傾向に応じてある一定の値を示し、偏差の減少傾向に応じて、偏差の増加傾向のときの値に対して反転したある一定の値を示す。車両挙動制御装置は、このような目標ヨーモーメントに応じて各車輪にブレーキ圧をかけて、車両にヨーモーメントを発生させる。

以上のような車両挙動制御装置により、操舵初期には、自車両の回頭側（操舵側）に第１目標ヨーモーメント相当のヨーモーメント（第１ヨーモーメント）が加わり、自車両のヨーレイトの応答性を高められた状態になる。そして、操舵後期（操舵終期）には、自車両の復元側（操舵方向とは反対側）に第２目標ヨーモーメント相当のヨーモーメント（第２ヨーモーメント）が加わり、自車両のオーバーシュートが防止される。そして、このような目標ヨーモーメントの変化により、自車両のヨーレイト変化量が滑らかに繋がり、制御のリニアリティが向上する。

また、車両挙動制御装置は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が小さくかつ休止帯時間ｔが小さい場合、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも小さくしている（Ｋ１＞Ｋ２）。ここで、自車両の回頭側に加えられる第１目標ヨーモーメントが小さく且つ休止帯時間が小さい場合は、自車両のヨーレイトが巻き込み傾向になり難い。よって、車両挙動制御装置は、そのような場合に第２目標ヨーモーメントを小さくすることで、無駄な制動を抑制しつつ、車両挙動のオーバーシュートを抑制できる。

また、車両挙動制御装置は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が小さくかつ休止帯時間ｔが大きい場合は、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きくしている（Ｋ１＜Ｋ２）。自車両の回頭側に加えられる第１目標ヨーモーメントが小さく且つ休止帯時間が大きい場合は、車両挙動においてヨーレイトが巻き込み傾向になり易い。よって、車両挙動制御装置は、そのような場合に第２目標ヨーモーメントを大きくすることで、車両挙動のオーバーシュートを抑制しつつ、制御のリニアリティを向上させることができる。

また、車両挙動制御装置は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が大きくかつ休止帯時間ｔが小さい場合は、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きくしている（Ｋ１＜Ｋ２）。ここで、自車両の回頭側に加えられる第１目標ヨーモーメントが大きく且つ休止帯時間が小さい場合は、車両挙動のヨーレイトの応答性が悪いため、自車両のヨーレイトが巻き込み傾向になり易い。よって、車両挙動制御装置は、そのような場合に第２目標ヨーモーメントを大きくすることで、車両挙動のオーバーシュートを抑制し、制御のリニアリティを向上させることができる。

また、車両挙動制御装置は、第１目標ヨーモーメントの積分値ΣＭｔ１が大きくかつ休止帯時間ｔが大きい場合は、第２ゲインＫ２を第１ゲインＫ１よりも大きくしている（Ｋ１＜Ｋ２）。ここで、自車両の回頭側に加えられる目標ヨーモーメントが大きく且つ休止帯時間が大きい場合は、ヨーレイトの応答性が悪く且つ長い時間旋回状態となっているため、自車両のヨーレイトが巻き込み傾向になり易い。よって、車両挙動制御装置は、そのような場合に第２目標ヨーモーメントを大きくすることで、車両挙動のオーバーシュートを抑制し、制御のリニアリティを向上させることができる。

なお、第１の実施形態では、目標ヨーレイト算出手段として操舵角比例目標ヨーレイト算出部１２を用いている。また、ヨーレイト推定手段として推定ヨーレイト算出部１３を用いている。また、ヨーレイト偏差手段としてヨーレイト偏差算出部１４を用いている。また、目標ヨーモーメント算出手段として目標ヨーモーメント算出部１６を用いている。また、ヨーモーメント付与手段としてＶＤＣコントローラ３及びブレーキ液圧算出部１７を用いている。

（第１の実施形態の効果）
（１）目標ヨーレイト算出手段は、運転者の操舵操作に車両挙動を追従させるための自車両の目標ヨーレイトを算出する。また、ヨーレイト推定手段は、自車両のヨーレイトを推定する。また、ヨーレイト偏差手段は、目標ヨーレイト算出手段が算出した目標ヨーレイトとヨーレイト推定手段が推定した推定ヨーレイトとの偏差を算出する。

さらに、目標ヨーモーメント算出手段は、ヨーレイト偏差手段が算出した偏差の変化を基に、自車両にヨーモーメントを付与するための目標ヨーモーメントを算出する。また、ヨーモーメント付与手段は、目標ヨーモーメント算出手段が算出した目標ヨーモーメントを基にヨーモーメントを付与する。
そして、目標ヨーモーメント算出手段は、偏差の変化の推移に応じて、第１目標ヨーモーメント、第１目標ヨーモーメントよりも小さい付与抑制目標ヨーモーメント、及び第１目標ヨーモーメントとはヨーモーメントの方向が反対方向となる第２目標ヨーモーメントの順序で目標ヨーモーメントを算出する。

これにより、車両挙動制御装置は、操舵操作がなされたとき、先ず、自車両の回頭方向に第１目標ヨーモーメントのヨーモーメントを付与し、その後、自車両の復元方向に第２目標ヨーモーメントのヨーモーメントを付与することができる。
その結果、車両挙動制御装置は、車両挙動制御により車両挙動が安定せず、オーバーシュートしてしまうのを抑制できる。さらに、車両挙動制御装置は、自車両のヨーレイト変化量を滑らかに繋げて、制御のリニアリティを向上させることができる。

（２）目標ヨーモーメント算出手段は、偏差が増加傾向にあると、第１目標ヨーモーメントを算出し、偏差の増加傾向の増加割合が減少すると、付与抑制目標ヨーモーメントを算出し、偏差が増加傾向から減少傾向に転じると、第２目標ヨーモーメントを算出する。
これにより、車両挙動制御装置は、操舵初期、操舵中期及び操舵終期等の操舵状態に応じた適切な目標ヨーモーメントを算出することができる。

（３）目標ヨーモーメント算出手段は、第１目標ヨーモーメントの大きさ及び目標ヨーモーメントが零である付与抑制目標ヨーモーメントとなっている時間を基に、第２目標ヨーモーメントの大きさを算出する。
これにより、車両挙動制御装置は、第２目標ヨーモーメントの大きさを車両挙動のオーバーシュートの抑制等に適切な値にできる。

（第１の実施形態の変形例）
（１）第１の実施形態の変形例として、休止帯時間におけるヨーモーメントを抑制するための付与抑制目標ヨーモーメントの値を零以外の値にすることもできる。例えば、第１目標ヨーモーメントを予め設定された減少割合で零に向かうように減少させた値にすることもできる。例えば、これにより、第１目標ヨーモーメントによるヨーモーメントと第２目標ヨーモーメントによるヨーモーメントとを連続的に繋げることが可能になる。

また、このように目標ヨーモーメントの値を零以外の値にした場合、第１目標ヨーモーメント及び休止帯時間の目標ヨーモーメント（零でない付与抑制目標ヨーモーメント）の大きさを基に、第２目標ヨーモーメントの大きさを算出する。例えば、第１目標ヨーモーメントの積分値及び休止帯時間の目標ヨーモーメントの積分値を基に、第２ゲインＫ２を設定する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、駆動力を制御することで自車両にヨーモーメントを発生させている。
図９は、第２の実施形態の車両挙動制御装置の構成を示す。
図９に示すように、車両挙動制御装置は、さらにエンジンコントローラ（ＥＮＧコントローラ）５１を有する。
エンジンコントローラ５１は、車両制御コントローラ１０とＣＡＮ等の通信手段により情報の送受信を行う。第２の実施形態では、車両制御コントローラ１０は、エンジントルクの差分量をエンジンコントローラ５１に送信する。

エンジンコントローラ５１では、運転者のアクセル操作に応じたアクセル開度等に基づいたエンジントルク指令値に対してエンジントルク差分量を加算してエンジンの制御を行う。この処理内容については後で詳述する。

図１０は、第２の実施形態における車両制御コントローラ１０の構成例を示す。
図１０に示すように、車両制御コントローラ１０は、さらにヨーモーメント分配部６１及びエンジントルク差分量算出部６２を有する。さらに、車両制御コントローラ１０では、目標ヨーモーメント算出部１６は、ヨーレイト偏差変化量及びヨーレイト偏差を基に目標ヨーモーメントを算出する。ここで、第２の実施形態では、後述のように駆動力の指令も行うため、目標ヨーモーメントには方向がある。そのため、マイナス側への出力を決定できるようにするために、ヨーレイト偏差を基に、目標ヨーモーメントを算出している。目標ヨーモーメント算出部１６は、算出した目標ヨーモーメントをヨーモーメント分配部６１に出力する。

ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差及びヨーレイト偏差変化量を基に、駆動力によって目標ヨーモーメントを実現するヨーモーメント指令値とブレーキによって目標ヨーモーメントを実現するヨーモーメント指令値とに分配する。そのため、目標ヨーモーメント算出部１６には、目標ヨーモーメントの他に、ヨーレイト偏差及びヨーレイト偏差変化量も入力されている。

図１１は、そのような分配を行うヨーモーメント分配部６１の処理手順を示すフローチャートである。
図１１に示すように、先ずステップＳ１において、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差が零よりも大きいか否かを判定する。ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差が零よりも大きいと判定すると（ヨーレイト偏差＞０）、ステップＳ２に進む。また、ヨーモーメント分配部６１は、それ以外であると判定すると（ヨーレイト偏差≦０）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ２では、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差変化量が零よりも大きいか否かを判定する。ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差変化量が零よりも大きいと判定すると（ヨーレイト偏差変化量＞０）、ステップＳ４に進む。また、ヨーモーメント分配部６１は、それ以外であると判定すると（ヨーレイト偏差変化量≦０）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ３では、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差変化量が零よりも小さいか否かを判定する。ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差変化量が零よりも小さいと判定すると（ヨーレイト偏差変化量＜０）、ステップＳ６に進む。また、ヨーモーメント分配部６１は、それ以外であると判定すると（ヨーレイト偏差変化量≧０）、ステップＳ７に進む。

ステップＳ４では、ヨーモーメント分配部６１は、目標駆動ヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（目標駆動ヨーモーメント＝目標ヨーモーメント）。さらに、ヨーモーメント分配部６１は、目標ブレーキヨーモーメントに零を設定する（目標ブレーキヨーモーメント＝０）。そして、ヨーモーメント分配部６１は、該図１１に示す処理を終了する。

ステップＳ４では、ヨーモーメント分配部６１は、目標駆動ヨーモーメントに零を設定する（目標駆動ヨーモーメント＝０）。さらに、ヨーモーメント分配部６１は、目標ブレーキヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（目標ブレーキヨーモーメント＝目標ヨーモーメント）。そして、ヨーモーメント分配部６１は、該図１１に示す処理を終了する。

ステップＳ６では、ヨーモーメント分配部６１は、目標駆動ヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（目標駆動ヨーモーメント＝目標ヨーモーメント）。さらに、ヨーモーメント分配部６１は、目標ブレーキヨーモーメントに零を設定する（目標ブレーキヨーモーメント＝０）。そして、ヨーモーメント分配部６１は、該図１１に示す処理を終了する。

ステップＳ７では、ヨーモーメント分配部６１は、目標駆動ヨーモーメントに零を設定する（目標駆動ヨーモーメント＝０）。さらに、ヨーモーメント分配部６１は、目標ブレーキヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（目標ブレーキヨーモーメント＝目標ヨーモーメント）。そして、ヨーモーメント分配部６１は、該図１１に示す処理を終了する。
ヨーモーメント分配部６１は、以上のようにして目標駆動ヨーモーメント及び目標ブレーキヨーモーメントを算出する。

すなわち、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差が零よりも大きく（ヨーレイト偏差が有り）、かつヨーレイト偏差変化量が零よりも大きい場合（正値の場合）、目標駆動ヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定しかつ目標ブレーキヨーモーメントに零を設定する（ステップＳ４）。一方、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差が零よりも大きく、かつヨーレイト偏差変化量が零よりも小さい場合（負値の場合）、目標駆動ヨーモーメントに零を設定しかつ目標ブレーキヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（ステップＳ５）。

また、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差が零よりも小さい場合において、ヨーレイト偏差変化量が零よりも小さい場合、目標駆動ヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定しかつ目標ブレーキヨーモーメントに零を設定する（ステップＳ６）。一方、ヨーモーメント分配部６１は、ヨーレイト偏差変化量が零よりも大きい場合、目標駆動ヨーモーメントに零を設定しかつ目標ブレーキヨーモーメントに目標ヨーモーメントを設定する（ステップＳ７）。

そして、ヨーモーメント分配部６１は、そのように算出した目標駆動ヨーモーメント（駆動ヨーモーメント指令値）及び目標ブレーキヨーモーメント（ブレーキヨーモーメント指令値）をブレーキ液圧算出部１７及びエンジントルク差分量算出部６２に出力する。
エンジントルク差分量算出部６２は、目標駆動ヨーモーメントを基にエンジントルク差分量を算出する。

図１２は、エンジントルク差分量算出部６２の構成例を示す。
図１２に示すように、エンジントルク差分量算出部６２は、絶対値演算器７１及び乗算部７２を有する。絶対値演算器７１は、入力された目標駆動ヨーモーメントの絶対値を乗算部７２に出力する。乗算部７２は、その絶対値にゲインＧ（＜０）を乗じたものをエンジントルク差分量としている。

このように、ヨーレイト偏差算出部１４は、目標駆動ヨーモーメントを負値にして、エンジントルク差分量として算出している。そして、ヨーレイト偏差算出部１４は、算出したエンジントルク差分量をエンジンコントローラ５１に出力する。
エンジンコントローラ５１は、運転者のアクセル操作に応じたアクセル開度等から算出したエンジントルク指令値（現在エンジントルク指令値）にエンジントルク差分量（負値）を加える。このとき、エンジントルク差分量は、エンジントルク指令値に対して、その値を低下させるように作用するものとなる。

ブレーキ液圧算出部１７は、第１の実施形態と同様に、入力された目標ヨーモーメント（目標ブレーキヨーモーメント）及び前後配分率を基に、各輪のブレーキ指令圧を算出する。具体的には、ブレーキ液圧算出部１７は、自車両に目標ヨーモーメントを発生させるために、各車輪１００ＦＬ〜１００ＲＲでブレーキ圧差が発生するようなブレーキ指令圧を算出する。ブレーキ液圧算出部１７は、算出したブレーキ指令圧をＣＡＮ等の通信手段を用いてＶＤＣコントローラ３に送信する。

（動作、作用等）
図１３を用いて、車両挙動制御装置の動作を説明する。
図１３（ａ）は操舵角センサ値（操舵角センサ２の検出値）、図１３（ｂ）はヨーレイト（操舵角比例目標ヨーレイト、推定ヨーレイト）、図１３（ｃ）はヨーレイト偏差、図７（ｄ）はヨーレイト偏差変化量、図１３（ｅ）は目標ヨーモーメント、図１３（ｆ）は目標駆動ヨーモーメント、図１３（ｇ）は目標ブレーキヨーモーメントの時間変化を示す。

図１３に示すように、車両挙動制御装置は、操舵初期の場合、すなわち、ヨーモーメント偏差が零よりも大きく（図１３（ｃ））、ヨーレイト偏差変化量が零よりも大きい場合（図１３（ｄ））、目標ヨーモーメント相当（図１３（ｅ））の目標駆動ヨーモーメントを算出する（図１３（ｆ）、ステップＳ４）。この目標駆動ヨーモーメントの算出によりエンジントルク指令値が低下するため、自車両では、旋回中に荷重が前部に移動するので、自車両の回頭側にヨーモーメントが発生する。

また、図１３に示すように、車両挙動制御装置は、操舵後期の場合、すなわち、ヨーモーメント偏差が零より大きく（図１３（ｃ））、ヨーレイト偏差変化量が零よりも小さい場合（図１３（ｄ））、目標ヨーモーメント相当（図１３（ｅ））の目標ブレーキヨーモーメントを算出する（図１３（ｆ）、ステップＳ５）。この目標ブレーキヨーモーメントの算出により、自車両には、自車両の復元側に制動力差によるヨーモーメントが付加される。

よって、操舵初期には、自車両の回頭側に目標ヨーモーメント（第１目標ヨーモーメント）相当のヨーモーメントが加わるため、自車両のヨーレイトの応答性が高められた状態になる。そして、操舵後期には、自車両の復元側に目標ヨーモーメント（第２目標ヨーモーメント）相当のヨーモーメントが加わるため、車両挙動のオーバーシュートが防止される。そして、このような目標ヨーモーメントの変化により、自車両のヨーレイト変化量が滑らかに繋がり、制御のリニアリティが向上する。

例えば、操舵角ゼロからの切り出し時に、制動制御を使わないことにより、ブレーキ作動頻度の低下が可能となり、このことは、ＶＤＣの耐久性に対して有利に作用する。また、無駄な制動を行なわないようにすることで、燃費の悪化を抑えられる。さらに、駆動制御を用いることで制動制御よりも応答性が向上するため、操舵初期の応答性を向上させることができ、より制御のリニアリティの効果を発揮することが可能となる。

なお、第２の実施形態では、ヨーモーメント付与手段としてＶＤＣコントローラ３及びブレーキ液圧算出部１７、並びにエンジンコントローラ５１及びエンジントルク差分量算出部６２を用いている。

（第２の実施形態の効果）
（１）ヨーモーメント付与手段は、駆動力制御又は制動力制御により自車両にヨーモーメントを付与している。そして、ヨーモーメント付与手段は、第１目標ヨーモーメントの場合、駆動力制御及び制動力制御の何れか一方により自車両にヨーモーメントを付与し、第２目標ヨーモーメントの場合、駆動力制御及び制動力制御の何れか他方により自車両にヨーモーメントを付与する。

これにより、制動制御を使わないことにより、ブレーキ作動頻度を低下させることができ、このことは、ＶＤＣの耐久性に対して有利に作用する。さらに、操舵初期のヨーモーメントの付与を駆動制御により行うことで、操舵初期の応答性を向上させることができ、よりリニアリティの確保ができる効果がある。

（第２の実施形態の変形例）
（１）第２の実施形態の変形例として、場合によっては、操舵初期に制動制御により自車両にヨーモーメントを付与し、操舵後期に駆動制御により自車両にヨーモーメントを付与することもできる。すなわち、第１目標ヨーモーメントの場合、制動力制御により自車両にヨーモーメントを付与し、第２目標ヨーモーメントの場合、駆動力制御により自車両にヨーモーメントを付与することもできる。

３ ＶＤＣコントローラ、１０ 車両制御コントローラ、１１ 信号処理部、１２ 操舵角比例目標ヨーレイト算出部、１３ 推定ヨーレイト算出部、１４ ヨーレイト偏差算出部、１５ ヨーレイト偏差変化量算出部、１６ 目標ヨーモーメント算出部、１７ ブレーキ液圧算出部、５１ エンジンコントローラ

Claims (6)

1. 運転者の操舵操作に車両挙動を追従させるための自車両の目標ヨーレイトを算出する目標ヨーレイト算出手段と、
   自車両のヨーレイトを推定するヨーレイト推定手段と、
   前記目標ヨーレイト算出手段が算出した目標ヨーレイトと前記ヨーレイト推定手段が推定した推定ヨーレイトとの偏差を算出するヨーレイト偏差手段と、
   前記ヨーレイト偏差手段が算出した偏差の変化を基に、自車両にヨーモーメントを付与するための目標ヨーモーメントを算出する目標ヨーモーメント算出手段と、
   前記目標ヨーモーメント算出手段が算出した目標ヨーモーメントを基に、前記ヨーモーメントを付与するヨーモーメント付与手段と、を備え、
   前記目標ヨーモーメント算出手段は、前記偏差の微分値に第１ゲインを乗じて算出される第１目標ヨーモーメント、零である或いは第１目標ヨーモーメントを予め設定された減少割合で零に向かうように減少する値である付与抑制目標ヨーモーメント、及び前記偏差の微分値に第２ゲインを乗じて算出され且つ前記第１目標ヨーモーメントとはヨーモーメントの方向が反対方向となる第２目標ヨーモーメントのいずれかを前記目標ヨーモーメントとして算出するものであり、
   前記目標ヨーモーメント算出手段は、前記偏差の微分値が正であると、前記第１目標ヨーモーメントを算出し、前記偏差の微分値が零であると、前記付与抑制目標ヨーモーメントを算出し、前記偏差の微分値が負であると、前記第２目標ヨーモーメントを算出することを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 前記目標ヨーモーメント算出手段は、前記第１目標ヨーモーメント及び前記付与抑制目標ヨーモーメントの大きさを基に、前記第２ゲイン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. 前記付与抑制目標ヨーモーメントは零であり、
   前記目標ヨーモーメント算出手段は、前記第１目標ヨーモーメントの大きさ及び前記目標ヨーモーメントが零である前記付与抑制目標ヨーモーメントとなっている時間を基に、前記第２ゲイン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。
4. 前記目標ヨーモーメント算出手段は、
   前記第１目標ヨーモーメントの積分値が予め設定したしきい値よりも小さくかつ前記付与抑制目標ヨーモーメントとなっている時間である休止帯時間が予め設定したしきい値よりも短い場合、第２ゲインを第１ゲインよりも小さい値に設定し、
   前記積分値が予め設定したしきい値よりも小さくかつ前記休止帯時間が予め設定したしきい値よりも長い場合、第２ゲインを第１ゲインよりも大きい値に設定し、
   前記積分値が予め設定したしきい値よりも大きくかつ前記休止帯時間が予め設定したしきい値よりも短い場合、第２ゲインを第１ゲインよりも大きい値に設定し、
   前記積分値が予め設定したしきい値よりも大きくかつ前記休止帯時間が予め設定したしきい値よりも長い場合、第２ゲインを第１ゲインよりも大きい値に設定することを特徴とする請求項３に記載の車両挙動制御装置。
5. 前記ヨーモーメント付与手段は、駆動力制御又は制動力制御により自車両にヨーモーメントを付与しており、
   前記ヨーモーメント付与手段は、前記第１目標ヨーモーメントの場合、前記駆動力制御及び制動力制御の何れか一方により自車両にヨーモーメントを付与し、前記第２目標ヨーモーメントの場合、前記駆動力制御及び制動力制御の何れか他方により自車両にヨーモーメントを付与することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両挙動制御装置。
6. 運転者の操舵操作に車両挙動を追従させるための自車両の目標ヨーレイトを算出するとともに自車両のヨーレイトを推定し、
   前記目標ヨーレイトと推定したヨーレイトとの偏差の変化を基に、自車両にヨーモーメントを付与するための目標ヨーモーメントを算出し、
   前記目標ヨーモーメントを基に、自車両にヨーモーメントを付与しており、
   前記目標ヨーモーメントは、前記偏差の微分値に第１ゲインを乗じて算出される第１目標ヨーモーメント、零である或いは第１目標ヨーモーメントを予め設定された減少割合で零に向かうように減少する値である付与抑制目標ヨーモーメント、及び前記偏差の微分値に第２ゲインを乗じて算出され且つ前記第１目標ヨーモーメントとはヨーモーメントの方向が反対方向となる第２目標ヨーモーメントのいずれかであって、前記偏差の微分値が正であると、前記第１目標ヨーモーメントを算出し、前記偏差の微分値が零であると、前記付与抑制目標ヨーモーメントを算出し、前記偏差の微分値が負であると、前記第２目標ヨーモーメントを算出することを特徴とする車両挙動制御方法。

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