車両の制御装置
【課題】旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を、運転者に違和感やショックを与えることなく、適切に実行することができる車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行する車両の制御装置において、操舵角および操舵角速度を基に推定した横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段（ステップＳ２）と、センサを用いて検出した横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段（ステップＳ３）と、前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段（ステップＳ４）とを設けた。
【解決手段】駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行する車両の制御装置において、操舵角および操舵角速度を基に推定した横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段（ステップＳ２）と、センサを用いて検出した横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段（ステップＳ３）と、前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段（ステップＳ４）とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力および制動力を制御することにより、車両のステアリング特性を良好なものにして旋回走行中の車両挙動を安定させる車両の制御装置に関するのである。
【背景技術】
【０００２】
車両を旋回走行させる際に、運転者によるステアリング操作に併せて車両に発生させる駆動力および制動力を自動制御することにより、車両のステアリング特性を安定させ、車両の旋回性能を向上させる旋回性向上制御に関する技術が開発されている。その一例として、特許文献１には、車両の旋回状態を表す旋回状態指標値が所定の条件を満たした場合に、車両の駆動出力を制限するとともに、旋回状態指標値が所定の条件を満たしていても、操舵角の大きさが所定角度を下回った場合には、駆動出力の制限を解除するように構成した車両の挙動制御装置に関する発明が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載されている発明は、センサにより検出される操舵角および車速およびヨーレートならびに横加速度に基づいて旋回状態量（すなわち旋回状態指標値）が算出され、その旋回状態量が０よりも大きい場合に、要求トルクに対するエンジンのトルクダウン率が大きな値に設定され、そして旋回状態量が０よりも大きい場合であっても、運転者が直進走行のためにハンドルを戻した場合には、上記のトルクダウン率の値が低減されるように構成されている。
【０００３】
なお、特許文献２には、舵角および車体速度に基づいて算出された第１目標ヨーレートと、横加速度および車体速度に基づいて算出された第２目標ヨーレートとのうち、大きい方を目標ヨーレートとして設定し、その目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が大きいほど、エンジンのトルクダウン量が大きくなるようにエンジン出力を制御する構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、自車両の実横加速度を検出するとともに、走行路の形状情報等に基づいて自車両を走行路に沿って走行させるような目標横加速度を求め、その目標横加速度に対する実横加速度の遅れを無くすような横加速度補正値を求めて、そしてその横加速度補正値に基づいて自車両の操舵系を制御する構成が開示されている。
【０００５】
そして、特許文献４には、運転者のハンドル操作により車両が旋回する場合に、操舵角の変化から横加速度が発生するまでの遅れ時間を求め、その遅れ時間を基に路面摩擦係数を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８５６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９９６４号公報
【特許文献３】特開２００８−２１３６５１号公報
【特許文献４】特開平５−８５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特許文献１に記載された発明では、操舵角やヨーレートあるいは横加速度などのセンサ検出値を基に求められた旋回状態量が０よりも大きい場合に、車両の旋回に必要な横力が不足しているあるいは車輪のタイヤ力が限界に達している可能性があると判断され、車両挙動を安定させるために駆動力の出力が制限される。そして、旋回状態量が０よりも大きいことにより駆動力の出力が制限される場合であっても、運転者が操舵角を所定角度以下にまで戻した場合には、駆動力の出力制限が解除もしくは軽減される。そのため、駆動力の出力制限が伴う旋回性向上制御が実行される場合であっても、駆動力の出力制限を解除もしくは軽減する機会が増大され、その結果、運転者の意図に即したスムースな加速が可能である、とされている。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されている発明のように各種センサ等によるセンサ検出値に基づいて旋回性向上制御を実行する場合は、運転者の操舵に対応してステアリング機構が実際に動作し車両が旋回する際の不可避的な応答遅れによって、駆動力もしくは制動力が制御されて車両特性が変化する過渡時に、運転者に違和感やショックを与えてしまう可能性がある。
【０００９】
また、上記のような応答遅れに起因する違和感やショックの発生といった問題を解消するため、操舵角や操舵速度などから横加速度や横ジャークを車両の旋回状態として推定し、その推定値に基づいて旋回性向上制御を実行することが考えられる。しかしながら、その場合には、車両の個体差や経時変化などによるばらつきを考慮して、所定の安全率もしくは余裕代を設けて駆動力および制動力を制御する必要がある。そのため、旋回性能向上のための駆動力および制動力の制御量が制限されることになり、その結果、旋回性向上制御による制御効果が減少してしまう可能性がある。
【００１０】
すなわち、図６に示すように、車両が製造された初期の状態では、操舵角の変化に対して車両の横加速度が応答性良く発生する。これに対して、車両が所定期間が経過した経時変化後の状態では、操舵角の変化に対する横加速度の応答性が低下する。図６では、車両の初期状態では、操舵に対する横加速度の応答時間が時間ｔ１であるのに対して、経時変化後では、操舵に対する横加速度の応答時間が時間ｔ１よりも長い時間ｔ２となっている。これは、経時変化によるサスペンションやダンパの特性が変化することなどに起因している。また、車両の個体差のばらつきや、車両の搭乗者数や積載重量が変化することなどによっても、操舵に対する横加速度の応答性が変化する。
【００１１】
これらのことから、上記のように横加速度や横ジャークの推定値を用いて旋回性向上制御を実行する場合には、その旋回性向上制御により駆動力もしくは制動力を付加する際に乗員に違和感やショックを与えないようにするため、車両の経時変化、搭乗者数や積載重量の変化、車両の個体差などを考慮して、旋回性向上制御による駆動力もしくは制動力の制御量に安全率が設けられる。その結果、旋回性向上制御による駆動力もしくは制動力の制御量は、例えば図７に示すように、センサにより検出した横加速度の検出値（センサ値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量と比較して低下することになる。すなわち、図７に示すように、横加速度の検出値（センサ値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量が、車両に横加速度や横ジャークが発生していない状態でも運転者が違和感を感じないいわゆる絶対制御量Ｆ１に、旋回性向上制御により運転者が違和感を感じない範囲で可及的に大きな制御量Ｆ２を加えた値であるのに対して、横加速度の推定値（推算値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量は、絶対制御量Ｆ１に、制御量Ｆ２よりも安全率を掛けた分（ΔＦ）だけ小さい制御量Ｆ３を加えた値となる。したがって、横加速度の推定値を用いて旋回性向上制御を実行する場合は、横加速度のセンサ値を用いて旋回性向上制御を実行する場合と比較して、安全率による余裕代を考慮する分、その旋回性向上制御による制御効果が減少することになる。
【００１２】
このように、車両の横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御を実行する場合に、運転者に違和感やショックを与えることなく、可及的に大きな制御効果を得るためには、未だ改良の余地があった。
【００１３】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両の駆動力および制動力を制御して旋回性能を向上させ、旋回走行時の車両挙動を安定させるための旋回性向上制御を、運転者に違和感やショックを与えることなく、かつ十分な制御効果が得られるように実行することができる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行可能な車両の制御装置において、前記車両の操舵角および操舵角速度を基に推定した前記車両の横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段と、センサを用いて検出した前記車両の横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段と、前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記旋回性向上制御実行手段が、前記車両が操舵されて前記操舵角が増大を開始する旋回初期に、前記第１制御量を選択し、前記横加速度の検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合および前記横ジャークの検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合の少なくとも一方の場合に、前記第２制御量を選択して、前記旋回性向上制御を実行する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、車両の旋回走行時に駆動力もしくは制動力を補正して車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行する場合に、車両の横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御における制御量が決定される。そのため、旋回性向上制御の際に駆動力もしくは制動力の大きさが変化し、旋回走行中に運転者が意図しない大きな前後加速度が発生して運転者に違和感やショックを与えてしまうことを防止もしくは抑制することができる。さらに、この請求項１の発明では、旋回性向上制御の際に用いられる横加速度および横ジャークとして、車両の操舵角および操舵角速度を基に推定された推定値と、センサにより直接検出された検出値との両方が求められ、それら横加速度および横ジャークの推定値と、横加速度および横ジャークの検出値とのそれぞれに基づいて旋回性向上制御における制御量が設定される。すなわち、第１制御量と第２制御量とがそれぞれ設定される。そして、それら第１制御量の絶対値と第２制御量の絶対値との大きい方、すなわち制御効果が高い方が選択されて旋回性向上制御が実行される。横加速度および横ジャークの推定値に基づく第１制御量と、横加速度および横ジャークの検出値に基づく第２制御量とは、車両の旋回期間や旋回状態に応じてそれぞれ変化するが、第１制御量および第２制御量の絶対値の大きさが比較され、それらのうちの大きい方が旋回性向上制御に採用されることにより、旋回性向上制御による制御効果を可及的に高めることができる。したがって、この請求項１の発明によれば、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明によれば、旋回性向上制御を実行する場合に、旋回が開始された直後の旋回初期には、横加速度および横ジャークの推定値に基づく第１制御量が採用されて旋回性向上制御が実行される。横加速度および横ジャークの検出値の少なくともいずれか一方が閾値よりも大きくなった場合に、すなわち旋回走行時に実際に発生している横加速度および横ジャークが大きくなる旋回中期および旋回後期には、横加速度および横ジャークの検出値に基づく第２制御量が採用されて旋回性向上制御が実行される。したがって、素早い制御応答性が要求される旋回初期に、推定値を用いることによって応答性の良い制御が可能な第１制御量が採用され、車両に発生する横加速度が大きくなり、高い制御効果が要求される旋回中期および旋回後期に、検出値を用いることによって制御効果が高い制御が可能な第２制御量が採用される。そのため、車両の旋回期間や旋回状態に応じた適切な制御量を設定することができ、旋回性向上制御を適切に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の制御装置による旋回性向上制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明の旋回性向上制御における違和感弁別閾値およびその漸近値（漸近線）を説明するための模式図である。
【図３】この発明の制御装置による旋回性向上制御を実行した際の推定値（推算値）と検出値（センサ値）との違い、および推定値（推算値）を用いた場合の駆動力と検出値（センサ値）を用いた場合の駆動力との違いを説明するためのタイムチャートである。
【図４】この発明の制御装置による旋回性向上制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す模式図である。
【図６】一般の車両における操舵に対する横加速度の応答性を説明するためのタイムチャートである。
【図７】旋回性向上制御を実行する際に、推定値（推算値）を用いた場合の駆動力の制御量と検出値（センサ値）を用いた場合の駆動力の制御量との違いを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。先ず、この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統を図５に示して説明する。この発明で対象とする車両は、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作などの運転操作と独立して車両の駆動力および制動力を制御すること、すなわち、運転者による運転操作に基づいた車両の駆動力および制動力の制御とは別に、それら駆動力および制動力を自動制御することが可能な構成となっている。図５に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２、および左右の後輪３，４を有していて、駆動力源５が出力する動力によりそれら後輪３，４を駆動する後輪駆動車として構成されている。
【００２０】
駆動力源５としては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができる。あるいは、ハイブリッド車として内燃機関および電動機の両方を駆動力源５として搭載することも可能である。駆動力源５としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関を車両Ｖｅに搭載する場合は、駆動力源５の出力側に手動変速機や自動変速機などの各種の変速機（図示せず）が用いられる。また、駆動力源５として電動機を車両Ｖｅに搭載する場合は、例えば電動機にはインバータを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置（いずれも図示せず）が接続される。
【００２１】
そして、駆動力源５の出力を制御して後輪３，４の駆動状態を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）６が備えられている。すなわち、駆動力源５に電子制御装置６が接続されていて、この電子制御装置６によって駆動力源５の出力を制御することにより、後輪３，４、すなわち駆動輪３，４で発生させる車両Ｖｅの駆動力を自動制御することが可能な構成となっている。
【００２２】
また、各車輪１，２，３，４には、それぞれ個別にブレーキ装置７，８，９，１０が装着されている。それら各ブレーキ装置７，８，９，１０は、それぞれ、ブレーキアクチュエータ１１を介して電子制御装置６に接続されている。したがって、電子制御装置６によって各ブレーキ装置７，８，９，１０の動作状態を制御することにより、各車輪１，２，３，４で発生させる車両Ｖｅの制動力を個別に自動制御することが可能な構成となっている。
【００２３】
一方、電子制御装置６には、車両Ｖｅ各部の各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号が入力されるように構成されている。例えば、アクセルの踏み込み角（もしくは踏み込み量あるいはアクセル開度）を検出するアクセルセンサ１２、ブレーキの踏み込み角（もしくは踏み込み量あるいはブレーキ開度）を検出するブレーキセンサ１３、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ１４、各駆動輪１，２，３，４の回転速度（車輪速度）をそれぞれ検出する車輪速センサ１５、車両Ｖｅの前後方向（図５での上下方向）の加速度（すなわち前後加速度）を検出する前後加速度センサ１６、車両Ｖｅの車軸方向（図５での左右方向）すなわち横方向の加速度（すなわち横加速度）を検出する横加速度センサ１７、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ１８、あるいは駆動力源５の出力トルクを検出するトルクセンサ（図示せず）などからの検出信号が電子制御装置６に入力されるように構成されている。
【００２４】
上記のような構成により、車両Ｖｅは、ステアリング特性やスタビリティファクタを制御することができる。特にこの発明における車両Ｖｅは、旋回走行中のステアリング特性を改善して車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができるように構成されている。例えば、車輪速センサ１５により検出した各車輪１，２，３，４の車輪速度から車速および路面の摩擦係数を推定し、それら車速、路面摩擦係数、および操舵角センサ１４で検出した操舵角度などを基に車両Ｖｅの目標とする目標ステアリング特性を設定し、車両Ｖｅの実際のステアリング特性を目標ステアリング特性に追従させる制御を行うことができる。
【００２５】
具体的には、車両Ｖｅの駆動力および制動力を変化させて車両Ｖｅのヨーレートを制御すること、すなわちいわゆる「旋回性向上制御」を実行することにより、車両Ｖｅの実際のステアリング特性を目標ステア特性に近づけることができる。車両Ｖｅのヨーレートを制御する際には、車速、操舵角、ホイールベースなどの情報を基に、その時点における車両Ｖｅの目標ヨーレートが求められ、車両Ｖｅの実際のヨーレートが目標ヨーレートに近づくように、例えば上記の旋回性向上制御を行うことにより、車両Ｖｅのヨーレートを制御することができる。例えば、駆動輪２，３に付与されている駆動トルクに対して、あるいは各車輪１，２，３，４に付与される制動トルクに対して補正分のトルクを増減することにより、車両Ｖｅのヨーレートを制御することができる。なお、上記のように、目標ヨーレートを設定して、車両Ｖｅの実際のヨーレートを目標ヨーレートに追従させる制御に関しては、例えば、特開平５−２７８４８８号公報などに記載されているように周知であるため、より具体的な説明は省略する。
【００２６】
上記のようにして旋回走行時の車両Ｖｅのステアリング特性を制御する場合、旋回走行中の車両Ｖｅに上記の旋回性向上制御を行うことにより、車両Ｖｅのステアリング特性を目標ステアリング特性に近づけて、車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができる。したがって、上記の旋回性向上制御の際の補正量、すなわち駆動力もしくは制動力の制御量（もしくは変化量）を大きくすることにより、旋回性向上制御の制御効果を高めることができる。しかしながら、駆動力もしくは制動力の制御量が大きくなると、車両Ｖｅの旋回走行中に駆動力もしくは制動力が大きく変化することにより、運転者が違和感やショックを感じ、その分ドライバビリティが低下してしまう可能性がある。
【００２７】
そこで、この発明に係る車両の制御装置では、車両Ｖｅの横方向すなわち車軸方向の横加速度や、その横加速度の時間微分値である横ジャークを考慮して旋回性向上制御を実行するとともに、それら横加速度および横ジャークを、車両Ｖｅの操舵角や操舵角速度を基に推定した推定値と、センサを用いて検出した検出値との２通りの方法で求め、それら横加速度および横ジャークの推定値と検出値とを状況に応じて適宜使い分けることにより、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行するように構成されている。
【００２８】
図１は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図１において、先ず、旋回性向上制御が実行中であるか否かが判断される（ステップＳ１）。
【００２９】
ここで旋回性向上制御の主要な制御内容を説明すると、先ず、この旋回性向上制御において付与される前後加速度の変化量ΔＧxと、前後加速度の変化速度ΔＧx'とが算出される。また、その制御量の上下限ガード値Ｃgardが設定される。この上下限ガード値Ｃgardは、車両Ｖｅのドライバビリティを考慮して設定される閾値である。
【００３０】
次いで、車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が求められる。この発明では、これら車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が、後述するように、センサを用いて検出した検出値と、操舵角および操舵角速度を基に推定した推定値との２通りの方法によって求められる。横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を、センサを用いて検出した検出値として求める場合は、前述の横加速度センサ１７によって横加速度Ｇyを求め、その横加速度Ｇyを時間微分することにより横ジャークＧy'を求めることができる。あるいは、ヨーレートセンサ１８により求めたヨーレートから横加速度Ｇyを求め、その横加速度Ｇyを時間微分することにより横ジャークＧy'を求めることもできる。
【００３１】
一方、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を、操舵角および操舵角速度を基に推定した推定値として求める場合は、例えば、操舵角をδ、操舵角速度をδ'、ステアリングギヤ比をｎ、車体速度をＶ、スタビリティファクタをkh、ホイールベースをＬとすると、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'は、それぞれ、
Ｇy＝［Ｖ２／｛（１＋kh・Ｖ２）・Ｌ｝］・（δ／ｎ） ・・・・・(1)
Ｇy'＝［Ｖ２／｛（１＋kh・Ｖ２）・Ｌ｝］・（δ'／ｎ） ・・・・・(2)
として求めることができる。前述のように横加速度をセンサ値によって求めた場合は不可避的な遅れが生じる可能性があるが、このように車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を計算によって求めることにより、遅れを回避してより精度良く制御を実行することができる。
【００３２】
次いで、違和感弁別閾値の漸近値が算出される。ここで、違和感弁別閾値とは、この発明の駆動力制御を実行する際に付与される前後加速度の変化量ΔＧxおよび前後加速度の変化速度ΔＧx'の大きさに応じて運転者が違和感を感じるか否かを判断するための閾値として設定されるものである。そしてその違和感弁別閾値は、図２に示すように、双曲線によって近似して設定することができる。すなわち、所定の前後加速度の変化量ΔＧxおよび前後加速度の変化速度ΔＧx'で旋回性向上制御を実行した際に、運転者や乗員が違和感を感じるか否かを実験的に求めた場合に、違和感なしと判断された領域と違和感ありと判断された領域との境界線が双曲線で近似できることから、ここではその双曲線を違和感弁別閾値として設定している。
【００３３】
上記ような違和感弁別閾値を表す双曲線は、前述の前後加速度の変化量ΔＧxおよび変化速度ΔＧx'を用い、変化量ΔＧxの漸近値をｐ、変化速度ΔＧx'の漸近値をｑとすると（すなわち、図２に示すように双曲線の漸近線をそれぞれ「ΔＧx＝ｐ」，「ΔＧx'＝ｐ」とすると）、
ΔＧx'＝ａ／（ΔＧx−ｐ）＋ｑ ・・・・・(3)
として表すことができる。なお、上記のａは、双曲線が実測値と近似するように設定される所定の定数である。
【００３４】
そして、漸近値ｐおよび漸近値をｑは、車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'に応じて求めることができる。すなわち、Ｅp，Ｆp0，Ｃp0，Ａp、およびＥq，Ｆq0，Ｃq0，Ａqをそれぞれ所定の定数とすると、漸近値ｐ，ｑは、それぞれ、
ｐ＝Ｅp・Ｇy・Ｇy'＋Ｆp0・Ｇy'＋Ｃp0・Ｇy＋Ａp ・・・・・(4)
ｑ＝Ｅq・Ｇy・Ｇy'＋Ｆq0・Ｇy'＋Ｃq0・Ｇy＋Ａq ・・・・・(5)
として求められる。
【００３５】
上記の各定数Ｅp，Ｆp0，Ｃp0，Ａp，Ｅq，Ｆq0，Ｃq0，Ａqは、それぞれ実験的に求められる定数であって、例えば、定数Ａpは、横加速度Ｇy＝０かつ横ジャークＧy'＝０のときの漸近値ｐの値を示し、定数Ｃp0は、横ジャークＧy'＝０のときの横加速度Ｇyに対する漸近値ｐの変化率を示している。また、定数Ｆp0は、横加速度Ｇy＝０のときの横ジャークＧy'に対する漸近値ｐの変化率を示し、定数Ｅpは、横加速度Ｇyと横ジャークＧy'との積に対する漸近値ｐの変化率を示している。同様に、定数Ａqは、横加速度Ｇy＝０かつ横ジャークＧy'＝０のときの漸近値ｑの値を示し、定数Ｃq0は、横ジャークＧy'＝０のときの横加速度Ｇyに対する漸近値ｑの変化率を示している。また、定数Ｆq0は、横加速度Ｇy＝０のときの横ジャークＧy'に対する漸近値ｑの変化率を示し、定数Ｅqは、横加速度Ｇyと横ジャークＧy'との積に対する漸近値ｑの変化率を示している。
【００３６】
なお、上記の各漸近値ｐ，ｑを求める際には、前後加速度の変化速度ΔＧx'が正側の場合と負側の場合とで分けてそれぞれ算出される。これは、車両Ｖｅの前後加速度は、正側（すなわち加速側）と負側（すなわち減速側）とがあり、その前後加速度が正側および負側のそれぞれの場合で、前述のように運転者の違和感の有無について実測して違和感弁別閾値を求めた結果、違和感弁別閾値が正側と負側とで異なることが分かっている。したがって、ここで前後加速度の変化速度ΔＧx'の正負を考慮して各漸近値ｐ，ｑを求めることによって、より精度良くこの発明の旋回性向上制御を実行することができる。
【００３７】
違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められると、上下限ガード値Ｃgardと漸近値ｐとが比較され、漸近値ｐが上下限ガード値Ｃgardよりも小さい場合に、付与される前後加速度の変化速度ΔＧxに制限がかけられる。それとともに、違和感弁別閾値Ｄtが算出される。これは、上記のように双曲線で近似できる違和感弁別閾値を求めるものである。具体的には、制限がかけられた変化速度をΔＧxgardとすると、その変化速度ΔＧxgardを、前掲の「ΔＧx'＝ａ／（ΔＧx−ｐ）＋ｑ」で表される双曲線の式に代入することにより、変化速度ΔＧxに対する制限が反映された違和感弁別閾値Ｄtを求めることができる。すなわち、違和感弁別閾値Ｄtは、
Ｄt＝ａ／（ΔＧxgard−ｐ）＋ｑ ・・・・・(6)
として求めることができる。
【００３８】
続いて、１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampが算出される。ここでの１サイクルとは、この図１のフローチャートに示す制御を１回完了するのに要する時間のことである。したがって、この１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampは、上記の違和感弁別閾値Ｄtにこの１サイクルの時間を掛けることにより算出される。すなわち、この１サイクルの時間をＴsとすると、制限値ΔＧx1sampは、
ΔＧx1samp＝Ｄt・Ｔs ・・・・・(7)
として求めることができる。
【００３９】
そして、１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampが求められると、その制限値ΔＧx1sampにより、この旋回性向上制御における制御量が出力される。具体的には、付与される前後加速度の１サイクル当たりの変化量が上記の制限値ΔＧx1sampにより制限され、変化量ΔＧxretelimとして設定され、その制限された補正内容が出力される。すなわち、この旋回性向上制御における補正の際の変化量ΔＧxが、上記で求められた制限値ΔＧx1sampによって制限される。そして、その制限された補正内容を基に旋回性向上制御が実行される。
【００４０】
このように旋回性向上制御が実行されることにより、その旋回性向上制御における補正の際に、運転者が違和感を感じるか否かを判断するために設定される違和感弁別閾値が、その補正の際の前後加速度の変化量ΔＧxおよび変化速度ΔＧx'をそれぞれ座標軸とする座標系上の所定の連続曲線で近似されて設定される。すなわち、補正の際の所定の変化量ΔＧxと所定の変化速度ΔＧx'とをそれぞれ漸近線とする双曲線によって近似される。そのため、この発明の旋回性向上制御での補正を実行する際の運転者に対する影響の有無を、連続的に精度良く判断することができる。
【００４１】
図１に示すフローチャートのステップＳ１において、旋回性向上制御が実行されていないことにより、否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。一方、旋回性向上制御が実行中であることにより、上記のステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、操舵角dstangおよび操舵角速度dltstangに基づいて、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量が算出される。すなわち、この発明における第１制御量fltstが求められる。
【００４２】
具体的には、上記の(1)式および(2)式におけるδおよびδ'に、それぞれ、操舵角dstangおよび操舵角速度dltstangを代入することにより、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が算出される。このようにして算出される横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'は推定値であり、ここで、それら横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'の推定値を、それぞれ、横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmとすると、それら横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmを上記の(4)式および(5)式におけるＧyおよびＧy'にそれぞれ代入することにより、違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められる。そして、このようにして横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmから求められた漸近値ｐ，ｑ、および上記の(6)式，(7)式に基づいて、制限値ΔＧx1sampが求められ、その制限値ΔＧx1sampにより制限される変化量ΔＧxretelimが算出される。すなわち、このように横加速度および横ジャークの推定値である横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づいて算出される変化量ΔＧxretelimが、この発明における第１制御量fltstとして求められる。
【００４３】
また、横加速度センサ１７により検出された横加速度gysensおよび横ジャークgltgysensに基づいて、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量が算出される。すなわち、この発明における第２制御量fltsensが求められる（ステップＳ３）。
【００４４】
具体的には、横加速度センサ１７あるいはヨーレートセンサ１８などのセンサにより検出された横加速度および横ジャークの検出値を、それぞれ、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsとすると、それら横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsを、上記の(4)式および(5)式におけるＧyおよびＧy'にそれぞれ代入することにより、違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められる。そして、このようにして横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsから求められた漸近値ｐ，ｑ、および上記の(6)式，(7)式に基づいて、制限値ΔＧx1sampが求められ、その制限値ΔＧx1sampにより制限される変化量ΔＧxretelimが算出される。すなわち、このように横加速度および横ジャークの検出値である横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づいて算出される変化量ΔＧxretelimが、この発明における第２制御量fltsnsとして求められる。
【００４５】
上記のようにステップＳ２，Ｓ３で、それぞれ、第１制御量fltstおよび第２制御量fltsensが求められると、それら第１制御量fltstと第２制御量fltsensとの大きさが比較され、第１制御量fltstが第２制御量fltsensよりも大きいか否かが判断される（ステップＳ４）。
【００４６】
第１制御量fltstが第２制御量fltsensよりも大きいことにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進み、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第１制御量fltstが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００４７】
これに対して、第１制御量fltstが第２制御量fltsens以下であることにより、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進み、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第２制御量fltsensが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００４８】
上記のようにこの発明における旋回性向上制御を実行した際の駆動力および制動力の制御量の変化を、図３のタイムチャートに示してある。時刻Ｔ0で操舵が開始される、すなわち車両Ｖｅの旋回走行が開始されると、車両Ｖｅには、操舵角の増大に伴って横加速度が発生する。車両Ｖｅに実際に発生している横加速度をセンサにより検出した横加速度gysens（センサ値）は、操舵角の変化に対して車両Ｖｅの機構上の応答遅れやセンサの反応時間もしくは検知時間による遅れなどの不可避的な遅れを伴って増大を開始している。一方、操舵角および操舵角速度を基に推定される横加速度gyestm（推算値）は、上記のようなセンサ値の不可避的な遅れも考慮されて推定されるので、操舵角の変化に対して応答性良く増大を開始している。すなわち、横加速度gyestmは、操舵角の変化に対して応答性を高めて推定し設定することができる。
【００４９】
そして、これら横加速度gyestm（推算値）および横加速度gysens（センサ値）基づいてそれぞれ設定される旋回性向上制御の制御量、すなわち第１制御量fltst（推算値）および第２制御量fltsens（センサ値）は、この旋回走行の開始当初、すなわち図３のタイムチャートで時刻Ｔaから時刻Ｔbまでの期間で示す旋回初期では、横加速度gyestm（推算値）に基づいて設定される第１制御量fltst（推算値）の絶対値が、横加速度gysens（センサ値）基づいて設定される第２制御量fltsens（センサ値）の絶対値よりも大きくなっている。すなわち図３のタイムチャートで下側（トルクダウン側）に大きくなっている。
【００５０】
したがって、この旋回初期の間は、制御量の絶対値が大きい第１制御量fltst（推算値）が選択されて旋回性向上制御が実行される。そのため、操舵が開始された直後の旋回初期に、操舵に対して応答性良く、かつ可及的に大きな制御効果で、旋回性向上制御を実行することができる。
【００５１】
その後、不可避的な応答遅れにより立ち上がりが遅れていた横加速度gysens（センサ値）が増大する期間、すなわち図３のタイムチャートで時刻Ｔbから時刻Ｔcまでの期間で示す旋回中期から旋回後期では、横加速度gysens（センサ値）に基づいて設定される第２制御量fltsens（センサ値）の絶対値が、横加速度gyestm（推算値）基づいて設定される第１制御量fltst（推算値）の絶対値よりも大きくなっている。すなわち図３のタイムチャートで下側（トルクダウン側）に大きくなっている。
【００５２】
したがって、この旋回中期から旋回後期では、制御量の絶対値が大きい第２制御量fltsens（センサ値）が選択されて旋回性向上制御が実行される。そのため、旋回走行が進行した後の旋回中期から旋回後期に、可及的に大きな制御効果で、旋回性向上制御を実行することができる。
【００５３】
上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例において、ステップＳ４で実行される制御は、次の図４に示す制御例におけるステップＳ４’のように実行することも可能である。すなわち、この発明の旋回性向上制御における旋回性向上制御実行手段は、上記のように、第１制御量fltstと第２制御量fltsensとのいずれか大きい方を選択して旋回性向上制御を実行することに加えて、車両Ｖｅが操舵されて舵角が増大を開始した直後に、前記第１制御量fltstを選択し、横加速度gysensが予め定めた所定の閾値以上になった場合および／または横ジャークdltgysensが予め定めた所定の閾値以上になった場合に、第２制御量を選択して旋回性向上制御を実行するように構成することもできる。
【００５４】
具体的には、図４のフローチャートにおいて、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御が実行中である場合に、ステップＳ２，Ｓ３で第１制御量fltstと第２制御量fltsensとがそれぞれ算出されると、ステップＳ４’へ進み、横加速度gysensが閾値gythlよりも小さく、かつ横ジャークdltgysensが閾値dltgythlよりも小さいか否かが判断される。ここで、閾値gythlは、横加速度gysensが、操舵角の変化に対して初期の応答遅れの後に増大を開始しているか否かを判断するために予め設定された基準値である。同様に、閾値dltgythlは、横ジャークdltgysensが、操舵角の変化に対して初期の応答遅れの後に増大を開始しているか否かを判断するために予め設定された基準値である。そのため、これら閾値gythl，dltgythlは、いずれも、０よりも大きな所定の値に設定されることになる。
【００５５】
車両Ｖｅの操舵角および操舵角速度から推定される横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmは、操舵に対する応答遅れを考慮して設定することができるので、前述の図３のタイムチャートに示すように、操舵角の変化に対して応答性良く変化する。それに対して、センサにより直接検出される横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensは、操舵に対する応答遅れが不可避的に発生する。すなわち、前述の図３のタイムチャートに示すように、操舵角の変化に対して所定の応答遅れを伴って変化する。そのため、横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmの変化との比較においても、遅れて変化することになる。したがって、旋回性向上制御の開始当初、すなわち運転者の操舵により操舵角が増大して車両Ｖｅが旋回を開始する旋回初期には、上記のような不可避的な応答遅れのために、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensがそれらの閾値gythlおよび閾値dltgythlを上回ることはない。言い換えると、上記の閾値gythl，dltgythlは、いずれも、旋回性向上制御の開始当初すなわち旋回初期には、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensがそれぞれ閾値gythl，dltgythlを上回ることがない値に設定されている。。
【００５６】
したがって、この旋回性向上制御の開始当初すなわち旋回初期には、横加速度gysensが閾値gythlよりも小さく、かつ横ジャークdltgysensが閾値dltgythlよりも小さいことから、このステップＳ４’で肯定的に判断され、ステップＳ５へ進む。そして、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第１制御量fltstが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５７】
車両Ｖｅの旋回初期においては、車両Ｖｅには未だ大きな横加速度や横ジャークは発生していないので、旋回性向上制御を実行するにあたり、大きな制御量を出力するよりも迅速な制御応答性の方が要求される。そこで、この発明における旋回性向上制御では、上記のように、車両Ｖｅの旋回初期に、第２制御量fltsensと比較して、制御量は小さいものの制御応答性が良い第１制御量fltstが採用されて旋回性向上制御が実行されるように構成されている。
【００５８】
これに対して、横加速度gysensが閾値gythl以上、および／または横ジャークdltgysensが閾値dltgythl以上であることにより、ステップＳ４’で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進み、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第２制御量fltsensが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５９】
横加速度gysensや横ジャークdltgysensが閾値を超えるような状態、すなわち車両Ｖｅの旋回走行がある程度進行している旋回中期および旋回後期では、旋回初期と比較して相対的に大きな横加速度および横ジャークが発生している。そのため、そのような旋回中期および旋回後期においては、車両Ｖｅの横加速度や横ジャークが増大していることから、旋回性向上制御を実行するにあたり、より大きな制御量を出力することが要求される。そこで、この発明における旋回性向上制御では、上記のように、横加速度gysensもしくは横ジャークdltgysensの少なくともいずれかが閾値を超えるような、車両Ｖｅの旋回中期および旋回後期に、第１制御量fltstと比較して、制御応答性では劣るものの制御量が大きい第２制御量fltsensが採用されて旋回性向上制御が実行されるように構成されている。
【００６０】
このように、この図４のフローチャートに示すこの発明の旋回性向上制御では、旋回性向上制御を実行する場合に、旋回が開始された直後の旋回初期には、横加速度および横ジャークの推定値、すなわち横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第１制御量fltstが採用されて旋回性向上制御が実行される。そして、旋回走行が進行し、横加速度および横ジャークの検出値、すなわち横加速度gysensもしくは横ジャークdltgysensの少なくともいずれか一方が閾値よりも大きくなった場合に、要するに旋回走行時に実際に発生している横加速度および横ジャークが大きくなる旋回中期および旋回後期に、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第２制御量fltsensが採用されて旋回性向上制御が実行される。
【００６１】
そのため、素早い制御応答性が要求される旋回初期に、推定値を用いることによって応答性の良い制御が可能な第１制御量fltstを選択して旋回性向上制御を実行することができる。そして、車両Ｖｅに実際に発生する横加速度が大きくなり、高い制御効果、すなわち大きな制御量が要求される旋回中期および旋回後期に、センサによる検出値を用いることによって制御量が大きい第２制御量fltsensを選択して旋回性向上制御を実行することができる。その結果、車両Ｖｅの旋回期間や旋回状態に即して、適切な制御量を設定することができ、この発明における旋回性向上制御を適切に実行することができる。
【００６２】
以上のように、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置では、車両Ｖｅの旋回走行時に旋回性向上制御を実行する場合、車両Ｖｅの横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御における制御量が決定される。すなわち、横加速度および横ジャークによって表される車両Ｖｅの旋回状態に即して、旋回性向上制御における制御量が適宜に設定される。そのため、旋回性向上制御の際に駆動力もしくは制動力の大きさが変化し、旋回走行中に運転者が意図しない大きな前後加速度が発生して運転者に違和感やショックを与えてしまうことを防止もしくは抑制することができる。
【００６３】
さらに、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置では、旋回性向上制御の際に用いられる横加速度および横ジャークとして、車両Ｖｅの操舵角および操舵角速度を基に推定された推定値と、センサにより直接検出された検出値との両方が求められる。そして、横加速度および横ジャークの推定値、すなわち横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づいて旋回性向上制御における制御量、すなわちこの発明における第１制御量fitstが設定される。また、横加速度および横ジャークの検出値、すなわち横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づいて旋回性向上制御における制御量、すなわちこの発明における第２制御量fltsnsが設定される。そしてさらに、それら第１制御量fitstと第２制御量fltsnsとの大きい方、すなわち制御効果が高い方が選択されて旋回性向上制御が実行される。
【００６４】
操舵角および操舵角速度を基に推定された横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づく第１制御量fitstと、センサにより直接検出された横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第２制御量fltsnsとは、車両Ｖｅの旋回期間や旋回状態に応じてそれぞれ変化するが、それら第１制御量fitstと第２制御量fltsnsとの大きさが比較され、大きい方が旋回性向上制御に採用されることにより、旋回性向上制御による制御効果を可及的に高めることができる。したがって、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置によれば、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行することができる。
【００６５】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ２を実行する機能的手段が、この発明における「第１制御量設定手段」に相当し、ステップＳ３を実行する機能的手段が、この発明における「第２制御量設定手段」に相当する。そして、ステップＳ４，Ｓ４’を実行する機能的手段が、この発明における「旋回性向上制御実行手段」に相当する。
【００６６】
なお、上述した具体例では、この発明における制御の対象とする車両Ｖｅとして、駆動力源５の動力を左右の後輪３，４に伝達して車両Ｖｅの駆動力を発生させる後輪駆動車の構成を例に挙げて説明したが、駆動力源５の動力を左右の前輪１，２に伝達して車両Ｖｅの駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動力源５の動力を前輪１，２および後輪３，４に分配して伝達し、それら全ての車輪で車両Ｖｅの駆動力を発生させる４輪駆動車であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１，２…前輪、 ３，４…後輪、 ５…駆動力源、 ６…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ７，８，９，１０…ブレーキ装置、 １１…ブレーキアクチュエータ、 １５…車輪速センサ、 １６…前後加速度センサ、 １７…横加速度センサ、 １８…ヨーレートセンサ、 Ｖｅ…車両。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力および制動力を制御することにより、車両のステアリング特性を良好なものにして旋回走行中の車両挙動を安定させる車両の制御装置に関するのである。
【背景技術】
【０００２】
車両を旋回走行させる際に、運転者によるステアリング操作に併せて車両に発生させる駆動力および制動力を自動制御することにより、車両のステアリング特性を安定させ、車両の旋回性能を向上させる旋回性向上制御に関する技術が開発されている。その一例として、特許文献１には、車両の旋回状態を表す旋回状態指標値が所定の条件を満たした場合に、車両の駆動出力を制限するとともに、旋回状態指標値が所定の条件を満たしていても、操舵角の大きさが所定角度を下回った場合には、駆動出力の制限を解除するように構成した車両の挙動制御装置に関する発明が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載されている発明は、センサにより検出される操舵角および車速およびヨーレートならびに横加速度に基づいて旋回状態量（すなわち旋回状態指標値）が算出され、その旋回状態量が０よりも大きい場合に、要求トルクに対するエンジンのトルクダウン率が大きな値に設定され、そして旋回状態量が０よりも大きい場合であっても、運転者が直進走行のためにハンドルを戻した場合には、上記のトルクダウン率の値が低減されるように構成されている。
【０００３】
なお、特許文献２には、舵角および車体速度に基づいて算出された第１目標ヨーレートと、横加速度および車体速度に基づいて算出された第２目標ヨーレートとのうち、大きい方を目標ヨーレートとして設定し、その目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が大きいほど、エンジンのトルクダウン量が大きくなるようにエンジン出力を制御する構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、自車両の実横加速度を検出するとともに、走行路の形状情報等に基づいて自車両を走行路に沿って走行させるような目標横加速度を求め、その目標横加速度に対する実横加速度の遅れを無くすような横加速度補正値を求めて、そしてその横加速度補正値に基づいて自車両の操舵系を制御する構成が開示されている。
【０００５】
そして、特許文献４には、運転者のハンドル操作により車両が旋回する場合に、操舵角の変化から横加速度が発生するまでの遅れ時間を求め、その遅れ時間を基に路面摩擦係数を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８５６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９９６４号公報
【特許文献３】特開２００８−２１３６５１号公報
【特許文献４】特開平５−８５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、特許文献１に記載された発明では、操舵角やヨーレートあるいは横加速度などのセンサ検出値を基に求められた旋回状態量が０よりも大きい場合に、車両の旋回に必要な横力が不足しているあるいは車輪のタイヤ力が限界に達している可能性があると判断され、車両挙動を安定させるために駆動力の出力が制限される。そして、旋回状態量が０よりも大きいことにより駆動力の出力が制限される場合であっても、運転者が操舵角を所定角度以下にまで戻した場合には、駆動力の出力制限が解除もしくは軽減される。そのため、駆動力の出力制限が伴う旋回性向上制御が実行される場合であっても、駆動力の出力制限を解除もしくは軽減する機会が増大され、その結果、運転者の意図に即したスムースな加速が可能である、とされている。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されている発明のように各種センサ等によるセンサ検出値に基づいて旋回性向上制御を実行する場合は、運転者の操舵に対応してステアリング機構が実際に動作し車両が旋回する際の不可避的な応答遅れによって、駆動力もしくは制動力が制御されて車両特性が変化する過渡時に、運転者に違和感やショックを与えてしまう可能性がある。
【０００９】
また、上記のような応答遅れに起因する違和感やショックの発生といった問題を解消するため、操舵角や操舵速度などから横加速度や横ジャークを車両の旋回状態として推定し、その推定値に基づいて旋回性向上制御を実行することが考えられる。しかしながら、その場合には、車両の個体差や経時変化などによるばらつきを考慮して、所定の安全率もしくは余裕代を設けて駆動力および制動力を制御する必要がある。そのため、旋回性能向上のための駆動力および制動力の制御量が制限されることになり、その結果、旋回性向上制御による制御効果が減少してしまう可能性がある。
【００１０】
すなわち、図６に示すように、車両が製造された初期の状態では、操舵角の変化に対して車両の横加速度が応答性良く発生する。これに対して、車両が所定期間が経過した経時変化後の状態では、操舵角の変化に対する横加速度の応答性が低下する。図６では、車両の初期状態では、操舵に対する横加速度の応答時間が時間ｔ１であるのに対して、経時変化後では、操舵に対する横加速度の応答時間が時間ｔ１よりも長い時間ｔ２となっている。これは、経時変化によるサスペンションやダンパの特性が変化することなどに起因している。また、車両の個体差のばらつきや、車両の搭乗者数や積載重量が変化することなどによっても、操舵に対する横加速度の応答性が変化する。
【００１１】
これらのことから、上記のように横加速度や横ジャークの推定値を用いて旋回性向上制御を実行する場合には、その旋回性向上制御により駆動力もしくは制動力を付加する際に乗員に違和感やショックを与えないようにするため、車両の経時変化、搭乗者数や積載重量の変化、車両の個体差などを考慮して、旋回性向上制御による駆動力もしくは制動力の制御量に安全率が設けられる。その結果、旋回性向上制御による駆動力もしくは制動力の制御量は、例えば図７に示すように、センサにより検出した横加速度の検出値（センサ値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量と比較して低下することになる。すなわち、図７に示すように、横加速度の検出値（センサ値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量が、車両に横加速度や横ジャークが発生していない状態でも運転者が違和感を感じないいわゆる絶対制御量Ｆ１に、旋回性向上制御により運転者が違和感を感じない範囲で可及的に大きな制御量Ｆ２を加えた値であるのに対して、横加速度の推定値（推算値）を用いて旋回性向上制御を実行する場合の制御量は、絶対制御量Ｆ１に、制御量Ｆ２よりも安全率を掛けた分（ΔＦ）だけ小さい制御量Ｆ３を加えた値となる。したがって、横加速度の推定値を用いて旋回性向上制御を実行する場合は、横加速度のセンサ値を用いて旋回性向上制御を実行する場合と比較して、安全率による余裕代を考慮する分、その旋回性向上制御による制御効果が減少することになる。
【００１２】
このように、車両の横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御を実行する場合に、運転者に違和感やショックを与えることなく、可及的に大きな制御効果を得るためには、未だ改良の余地があった。
【００１３】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両の駆動力および制動力を制御して旋回性能を向上させ、旋回走行時の車両挙動を安定させるための旋回性向上制御を、運転者に違和感やショックを与えることなく、かつ十分な制御効果が得られるように実行することができる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行可能な車両の制御装置において、前記車両の操舵角および操舵角速度を基に推定した前記車両の横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段と、センサを用いて検出した前記車両の横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段と、前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記旋回性向上制御実行手段が、前記車両が操舵されて前記操舵角が増大を開始する旋回初期に、前記第１制御量を選択し、前記横加速度の検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合および前記横ジャークの検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合の少なくとも一方の場合に、前記第２制御量を選択して、前記旋回性向上制御を実行する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、車両の旋回走行時に駆動力もしくは制動力を補正して車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行する場合に、車両の横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御における制御量が決定される。そのため、旋回性向上制御の際に駆動力もしくは制動力の大きさが変化し、旋回走行中に運転者が意図しない大きな前後加速度が発生して運転者に違和感やショックを与えてしまうことを防止もしくは抑制することができる。さらに、この請求項１の発明では、旋回性向上制御の際に用いられる横加速度および横ジャークとして、車両の操舵角および操舵角速度を基に推定された推定値と、センサにより直接検出された検出値との両方が求められ、それら横加速度および横ジャークの推定値と、横加速度および横ジャークの検出値とのそれぞれに基づいて旋回性向上制御における制御量が設定される。すなわち、第１制御量と第２制御量とがそれぞれ設定される。そして、それら第１制御量の絶対値と第２制御量の絶対値との大きい方、すなわち制御効果が高い方が選択されて旋回性向上制御が実行される。横加速度および横ジャークの推定値に基づく第１制御量と、横加速度および横ジャークの検出値に基づく第２制御量とは、車両の旋回期間や旋回状態に応じてそれぞれ変化するが、第１制御量および第２制御量の絶対値の大きさが比較され、それらのうちの大きい方が旋回性向上制御に採用されることにより、旋回性向上制御による制御効果を可及的に高めることができる。したがって、この請求項１の発明によれば、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明によれば、旋回性向上制御を実行する場合に、旋回が開始された直後の旋回初期には、横加速度および横ジャークの推定値に基づく第１制御量が採用されて旋回性向上制御が実行される。横加速度および横ジャークの検出値の少なくともいずれか一方が閾値よりも大きくなった場合に、すなわち旋回走行時に実際に発生している横加速度および横ジャークが大きくなる旋回中期および旋回後期には、横加速度および横ジャークの検出値に基づく第２制御量が採用されて旋回性向上制御が実行される。したがって、素早い制御応答性が要求される旋回初期に、推定値を用いることによって応答性の良い制御が可能な第１制御量が採用され、車両に発生する横加速度が大きくなり、高い制御効果が要求される旋回中期および旋回後期に、検出値を用いることによって制御効果が高い制御が可能な第２制御量が採用される。そのため、車両の旋回期間や旋回状態に応じた適切な制御量を設定することができ、旋回性向上制御を適切に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の制御装置による旋回性向上制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明の旋回性向上制御における違和感弁別閾値およびその漸近値（漸近線）を説明するための模式図である。
【図３】この発明の制御装置による旋回性向上制御を実行した際の推定値（推算値）と検出値（センサ値）との違い、および推定値（推算値）を用いた場合の駆動力と検出値（センサ値）を用いた場合の駆動力との違いを説明するためのタイムチャートである。
【図４】この発明の制御装置による旋回性向上制御の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す模式図である。
【図６】一般の車両における操舵に対する横加速度の応答性を説明するためのタイムチャートである。
【図７】旋回性向上制御を実行する際に、推定値（推算値）を用いた場合の駆動力の制御量と検出値（センサ値）を用いた場合の駆動力の制御量との違いを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。先ず、この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統を図５に示して説明する。この発明で対象とする車両は、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作などの運転操作と独立して車両の駆動力および制動力を制御すること、すなわち、運転者による運転操作に基づいた車両の駆動力および制動力の制御とは別に、それら駆動力および制動力を自動制御することが可能な構成となっている。図５に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２、および左右の後輪３，４を有していて、駆動力源５が出力する動力によりそれら後輪３，４を駆動する後輪駆動車として構成されている。
【００２０】
駆動力源５としては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができる。あるいは、ハイブリッド車として内燃機関および電動機の両方を駆動力源５として搭載することも可能である。駆動力源５としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関を車両Ｖｅに搭載する場合は、駆動力源５の出力側に手動変速機や自動変速機などの各種の変速機（図示せず）が用いられる。また、駆動力源５として電動機を車両Ｖｅに搭載する場合は、例えば電動機にはインバータを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置（いずれも図示せず）が接続される。
【００２１】
そして、駆動力源５の出力を制御して後輪３，４の駆動状態を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）６が備えられている。すなわち、駆動力源５に電子制御装置６が接続されていて、この電子制御装置６によって駆動力源５の出力を制御することにより、後輪３，４、すなわち駆動輪３，４で発生させる車両Ｖｅの駆動力を自動制御することが可能な構成となっている。
【００２２】
また、各車輪１，２，３，４には、それぞれ個別にブレーキ装置７，８，９，１０が装着されている。それら各ブレーキ装置７，８，９，１０は、それぞれ、ブレーキアクチュエータ１１を介して電子制御装置６に接続されている。したがって、電子制御装置６によって各ブレーキ装置７，８，９，１０の動作状態を制御することにより、各車輪１，２，３，４で発生させる車両Ｖｅの制動力を個別に自動制御することが可能な構成となっている。
【００２３】
一方、電子制御装置６には、車両Ｖｅ各部の各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号が入力されるように構成されている。例えば、アクセルの踏み込み角（もしくは踏み込み量あるいはアクセル開度）を検出するアクセルセンサ１２、ブレーキの踏み込み角（もしくは踏み込み量あるいはブレーキ開度）を検出するブレーキセンサ１３、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ１４、各駆動輪１，２，３，４の回転速度（車輪速度）をそれぞれ検出する車輪速センサ１５、車両Ｖｅの前後方向（図５での上下方向）の加速度（すなわち前後加速度）を検出する前後加速度センサ１６、車両Ｖｅの車軸方向（図５での左右方向）すなわち横方向の加速度（すなわち横加速度）を検出する横加速度センサ１７、車両Ｖｅのヨーレートを検出するヨーレートセンサ１８、あるいは駆動力源５の出力トルクを検出するトルクセンサ（図示せず）などからの検出信号が電子制御装置６に入力されるように構成されている。
【００２４】
上記のような構成により、車両Ｖｅは、ステアリング特性やスタビリティファクタを制御することができる。特にこの発明における車両Ｖｅは、旋回走行中のステアリング特性を改善して車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができるように構成されている。例えば、車輪速センサ１５により検出した各車輪１，２，３，４の車輪速度から車速および路面の摩擦係数を推定し、それら車速、路面摩擦係数、および操舵角センサ１４で検出した操舵角度などを基に車両Ｖｅの目標とする目標ステアリング特性を設定し、車両Ｖｅの実際のステアリング特性を目標ステアリング特性に追従させる制御を行うことができる。
【００２５】
具体的には、車両Ｖｅの駆動力および制動力を変化させて車両Ｖｅのヨーレートを制御すること、すなわちいわゆる「旋回性向上制御」を実行することにより、車両Ｖｅの実際のステアリング特性を目標ステア特性に近づけることができる。車両Ｖｅのヨーレートを制御する際には、車速、操舵角、ホイールベースなどの情報を基に、その時点における車両Ｖｅの目標ヨーレートが求められ、車両Ｖｅの実際のヨーレートが目標ヨーレートに近づくように、例えば上記の旋回性向上制御を行うことにより、車両Ｖｅのヨーレートを制御することができる。例えば、駆動輪２，３に付与されている駆動トルクに対して、あるいは各車輪１，２，３，４に付与される制動トルクに対して補正分のトルクを増減することにより、車両Ｖｅのヨーレートを制御することができる。なお、上記のように、目標ヨーレートを設定して、車両Ｖｅの実際のヨーレートを目標ヨーレートに追従させる制御に関しては、例えば、特開平５−２７８４８８号公報などに記載されているように周知であるため、より具体的な説明は省略する。
【００２６】
上記のようにして旋回走行時の車両Ｖｅのステアリング特性を制御する場合、旋回走行中の車両Ｖｅに上記の旋回性向上制御を行うことにより、車両Ｖｅのステアリング特性を目標ステアリング特性に近づけて、車両Ｖｅの旋回性能を向上させることができる。したがって、上記の旋回性向上制御の際の補正量、すなわち駆動力もしくは制動力の制御量（もしくは変化量）を大きくすることにより、旋回性向上制御の制御効果を高めることができる。しかしながら、駆動力もしくは制動力の制御量が大きくなると、車両Ｖｅの旋回走行中に駆動力もしくは制動力が大きく変化することにより、運転者が違和感やショックを感じ、その分ドライバビリティが低下してしまう可能性がある。
【００２７】
そこで、この発明に係る車両の制御装置では、車両Ｖｅの横方向すなわち車軸方向の横加速度や、その横加速度の時間微分値である横ジャークを考慮して旋回性向上制御を実行するとともに、それら横加速度および横ジャークを、車両Ｖｅの操舵角や操舵角速度を基に推定した推定値と、センサを用いて検出した検出値との２通りの方法で求め、それら横加速度および横ジャークの推定値と検出値とを状況に応じて適宜使い分けることにより、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行するように構成されている。
【００２８】
図１は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図１において、先ず、旋回性向上制御が実行中であるか否かが判断される（ステップＳ１）。
【００２９】
ここで旋回性向上制御の主要な制御内容を説明すると、先ず、この旋回性向上制御において付与される前後加速度の変化量ΔＧxと、前後加速度の変化速度ΔＧx'とが算出される。また、その制御量の上下限ガード値Ｃgardが設定される。この上下限ガード値Ｃgardは、車両Ｖｅのドライバビリティを考慮して設定される閾値である。
【００３０】
次いで、車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が求められる。この発明では、これら車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が、後述するように、センサを用いて検出した検出値と、操舵角および操舵角速度を基に推定した推定値との２通りの方法によって求められる。横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を、センサを用いて検出した検出値として求める場合は、前述の横加速度センサ１７によって横加速度Ｇyを求め、その横加速度Ｇyを時間微分することにより横ジャークＧy'を求めることができる。あるいは、ヨーレートセンサ１８により求めたヨーレートから横加速度Ｇyを求め、その横加速度Ｇyを時間微分することにより横ジャークＧy'を求めることもできる。
【００３１】
一方、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を、操舵角および操舵角速度を基に推定した推定値として求める場合は、例えば、操舵角をδ、操舵角速度をδ'、ステアリングギヤ比をｎ、車体速度をＶ、スタビリティファクタをkh、ホイールベースをＬとすると、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'は、それぞれ、
Ｇy＝［Ｖ２／｛（１＋kh・Ｖ２）・Ｌ｝］・（δ／ｎ） ・・・・・(1)
Ｇy'＝［Ｖ２／｛（１＋kh・Ｖ２）・Ｌ｝］・（δ'／ｎ） ・・・・・(2)
として求めることができる。前述のように横加速度をセンサ値によって求めた場合は不可避的な遅れが生じる可能性があるが、このように車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'を計算によって求めることにより、遅れを回避してより精度良く制御を実行することができる。
【００３２】
次いで、違和感弁別閾値の漸近値が算出される。ここで、違和感弁別閾値とは、この発明の駆動力制御を実行する際に付与される前後加速度の変化量ΔＧxおよび前後加速度の変化速度ΔＧx'の大きさに応じて運転者が違和感を感じるか否かを判断するための閾値として設定されるものである。そしてその違和感弁別閾値は、図２に示すように、双曲線によって近似して設定することができる。すなわち、所定の前後加速度の変化量ΔＧxおよび前後加速度の変化速度ΔＧx'で旋回性向上制御を実行した際に、運転者や乗員が違和感を感じるか否かを実験的に求めた場合に、違和感なしと判断された領域と違和感ありと判断された領域との境界線が双曲線で近似できることから、ここではその双曲線を違和感弁別閾値として設定している。
【００３３】
上記ような違和感弁別閾値を表す双曲線は、前述の前後加速度の変化量ΔＧxおよび変化速度ΔＧx'を用い、変化量ΔＧxの漸近値をｐ、変化速度ΔＧx'の漸近値をｑとすると（すなわち、図２に示すように双曲線の漸近線をそれぞれ「ΔＧx＝ｐ」，「ΔＧx'＝ｐ」とすると）、
ΔＧx'＝ａ／（ΔＧx−ｐ）＋ｑ ・・・・・(3)
として表すことができる。なお、上記のａは、双曲線が実測値と近似するように設定される所定の定数である。
【００３４】
そして、漸近値ｐおよび漸近値をｑは、車両Ｖｅの横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'に応じて求めることができる。すなわち、Ｅp，Ｆp0，Ｃp0，Ａp、およびＥq，Ｆq0，Ｃq0，Ａqをそれぞれ所定の定数とすると、漸近値ｐ，ｑは、それぞれ、
ｐ＝Ｅp・Ｇy・Ｇy'＋Ｆp0・Ｇy'＋Ｃp0・Ｇy＋Ａp ・・・・・(4)
ｑ＝Ｅq・Ｇy・Ｇy'＋Ｆq0・Ｇy'＋Ｃq0・Ｇy＋Ａq ・・・・・(5)
として求められる。
【００３５】
上記の各定数Ｅp，Ｆp0，Ｃp0，Ａp，Ｅq，Ｆq0，Ｃq0，Ａqは、それぞれ実験的に求められる定数であって、例えば、定数Ａpは、横加速度Ｇy＝０かつ横ジャークＧy'＝０のときの漸近値ｐの値を示し、定数Ｃp0は、横ジャークＧy'＝０のときの横加速度Ｇyに対する漸近値ｐの変化率を示している。また、定数Ｆp0は、横加速度Ｇy＝０のときの横ジャークＧy'に対する漸近値ｐの変化率を示し、定数Ｅpは、横加速度Ｇyと横ジャークＧy'との積に対する漸近値ｐの変化率を示している。同様に、定数Ａqは、横加速度Ｇy＝０かつ横ジャークＧy'＝０のときの漸近値ｑの値を示し、定数Ｃq0は、横ジャークＧy'＝０のときの横加速度Ｇyに対する漸近値ｑの変化率を示している。また、定数Ｆq0は、横加速度Ｇy＝０のときの横ジャークＧy'に対する漸近値ｑの変化率を示し、定数Ｅqは、横加速度Ｇyと横ジャークＧy'との積に対する漸近値ｑの変化率を示している。
【００３６】
なお、上記の各漸近値ｐ，ｑを求める際には、前後加速度の変化速度ΔＧx'が正側の場合と負側の場合とで分けてそれぞれ算出される。これは、車両Ｖｅの前後加速度は、正側（すなわち加速側）と負側（すなわち減速側）とがあり、その前後加速度が正側および負側のそれぞれの場合で、前述のように運転者の違和感の有無について実測して違和感弁別閾値を求めた結果、違和感弁別閾値が正側と負側とで異なることが分かっている。したがって、ここで前後加速度の変化速度ΔＧx'の正負を考慮して各漸近値ｐ，ｑを求めることによって、より精度良くこの発明の旋回性向上制御を実行することができる。
【００３７】
違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められると、上下限ガード値Ｃgardと漸近値ｐとが比較され、漸近値ｐが上下限ガード値Ｃgardよりも小さい場合に、付与される前後加速度の変化速度ΔＧxに制限がかけられる。それとともに、違和感弁別閾値Ｄtが算出される。これは、上記のように双曲線で近似できる違和感弁別閾値を求めるものである。具体的には、制限がかけられた変化速度をΔＧxgardとすると、その変化速度ΔＧxgardを、前掲の「ΔＧx'＝ａ／（ΔＧx−ｐ）＋ｑ」で表される双曲線の式に代入することにより、変化速度ΔＧxに対する制限が反映された違和感弁別閾値Ｄtを求めることができる。すなわち、違和感弁別閾値Ｄtは、
Ｄt＝ａ／（ΔＧxgard−ｐ）＋ｑ ・・・・・(6)
として求めることができる。
【００３８】
続いて、１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampが算出される。ここでの１サイクルとは、この図１のフローチャートに示す制御を１回完了するのに要する時間のことである。したがって、この１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampは、上記の違和感弁別閾値Ｄtにこの１サイクルの時間を掛けることにより算出される。すなわち、この１サイクルの時間をＴsとすると、制限値ΔＧx1sampは、
ΔＧx1samp＝Ｄt・Ｔs ・・・・・(7)
として求めることができる。
【００３９】
そして、１サイクル当たりの制限値ΔＧx1sampが求められると、その制限値ΔＧx1sampにより、この旋回性向上制御における制御量が出力される。具体的には、付与される前後加速度の１サイクル当たりの変化量が上記の制限値ΔＧx1sampにより制限され、変化量ΔＧxretelimとして設定され、その制限された補正内容が出力される。すなわち、この旋回性向上制御における補正の際の変化量ΔＧxが、上記で求められた制限値ΔＧx1sampによって制限される。そして、その制限された補正内容を基に旋回性向上制御が実行される。
【００４０】
このように旋回性向上制御が実行されることにより、その旋回性向上制御における補正の際に、運転者が違和感を感じるか否かを判断するために設定される違和感弁別閾値が、その補正の際の前後加速度の変化量ΔＧxおよび変化速度ΔＧx'をそれぞれ座標軸とする座標系上の所定の連続曲線で近似されて設定される。すなわち、補正の際の所定の変化量ΔＧxと所定の変化速度ΔＧx'とをそれぞれ漸近線とする双曲線によって近似される。そのため、この発明の旋回性向上制御での補正を実行する際の運転者に対する影響の有無を、連続的に精度良く判断することができる。
【００４１】
図１に示すフローチャートのステップＳ１において、旋回性向上制御が実行されていないことにより、否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。一方、旋回性向上制御が実行中であることにより、上記のステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、操舵角dstangおよび操舵角速度dltstangに基づいて、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量が算出される。すなわち、この発明における第１制御量fltstが求められる。
【００４２】
具体的には、上記の(1)式および(2)式におけるδおよびδ'に、それぞれ、操舵角dstangおよび操舵角速度dltstangを代入することにより、横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'が算出される。このようにして算出される横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'は推定値であり、ここで、それら横加速度Ｇyおよび横ジャークＧy'の推定値を、それぞれ、横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmとすると、それら横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmを上記の(4)式および(5)式におけるＧyおよびＧy'にそれぞれ代入することにより、違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められる。そして、このようにして横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmから求められた漸近値ｐ，ｑ、および上記の(6)式，(7)式に基づいて、制限値ΔＧx1sampが求められ、その制限値ΔＧx1sampにより制限される変化量ΔＧxretelimが算出される。すなわち、このように横加速度および横ジャークの推定値である横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づいて算出される変化量ΔＧxretelimが、この発明における第１制御量fltstとして求められる。
【００４３】
また、横加速度センサ１７により検出された横加速度gysensおよび横ジャークgltgysensに基づいて、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量が算出される。すなわち、この発明における第２制御量fltsensが求められる（ステップＳ３）。
【００４４】
具体的には、横加速度センサ１７あるいはヨーレートセンサ１８などのセンサにより検出された横加速度および横ジャークの検出値を、それぞれ、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsとすると、それら横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsを、上記の(4)式および(5)式におけるＧyおよびＧy'にそれぞれ代入することにより、違和感弁別閾値の漸近値ｐ，ｑがそれぞれ求められる。そして、このようにして横加速度gysensおよび横ジャークdltgysemsから求められた漸近値ｐ，ｑ、および上記の(6)式，(7)式に基づいて、制限値ΔＧx1sampが求められ、その制限値ΔＧx1sampにより制限される変化量ΔＧxretelimが算出される。すなわち、このように横加速度および横ジャークの検出値である横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づいて算出される変化量ΔＧxretelimが、この発明における第２制御量fltsnsとして求められる。
【００４５】
上記のようにステップＳ２，Ｓ３で、それぞれ、第１制御量fltstおよび第２制御量fltsensが求められると、それら第１制御量fltstと第２制御量fltsensとの大きさが比較され、第１制御量fltstが第２制御量fltsensよりも大きいか否かが判断される（ステップＳ４）。
【００４６】
第１制御量fltstが第２制御量fltsensよりも大きいことにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進み、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第１制御量fltstが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００４７】
これに対して、第１制御量fltstが第２制御量fltsens以下であることにより、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進み、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第２制御量fltsensが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００４８】
上記のようにこの発明における旋回性向上制御を実行した際の駆動力および制動力の制御量の変化を、図３のタイムチャートに示してある。時刻Ｔ0で操舵が開始される、すなわち車両Ｖｅの旋回走行が開始されると、車両Ｖｅには、操舵角の増大に伴って横加速度が発生する。車両Ｖｅに実際に発生している横加速度をセンサにより検出した横加速度gysens（センサ値）は、操舵角の変化に対して車両Ｖｅの機構上の応答遅れやセンサの反応時間もしくは検知時間による遅れなどの不可避的な遅れを伴って増大を開始している。一方、操舵角および操舵角速度を基に推定される横加速度gyestm（推算値）は、上記のようなセンサ値の不可避的な遅れも考慮されて推定されるので、操舵角の変化に対して応答性良く増大を開始している。すなわち、横加速度gyestmは、操舵角の変化に対して応答性を高めて推定し設定することができる。
【００４９】
そして、これら横加速度gyestm（推算値）および横加速度gysens（センサ値）基づいてそれぞれ設定される旋回性向上制御の制御量、すなわち第１制御量fltst（推算値）および第２制御量fltsens（センサ値）は、この旋回走行の開始当初、すなわち図３のタイムチャートで時刻Ｔaから時刻Ｔbまでの期間で示す旋回初期では、横加速度gyestm（推算値）に基づいて設定される第１制御量fltst（推算値）の絶対値が、横加速度gysens（センサ値）基づいて設定される第２制御量fltsens（センサ値）の絶対値よりも大きくなっている。すなわち図３のタイムチャートで下側（トルクダウン側）に大きくなっている。
【００５０】
したがって、この旋回初期の間は、制御量の絶対値が大きい第１制御量fltst（推算値）が選択されて旋回性向上制御が実行される。そのため、操舵が開始された直後の旋回初期に、操舵に対して応答性良く、かつ可及的に大きな制御効果で、旋回性向上制御を実行することができる。
【００５１】
その後、不可避的な応答遅れにより立ち上がりが遅れていた横加速度gysens（センサ値）が増大する期間、すなわち図３のタイムチャートで時刻Ｔbから時刻Ｔcまでの期間で示す旋回中期から旋回後期では、横加速度gysens（センサ値）に基づいて設定される第２制御量fltsens（センサ値）の絶対値が、横加速度gyestm（推算値）基づいて設定される第１制御量fltst（推算値）の絶対値よりも大きくなっている。すなわち図３のタイムチャートで下側（トルクダウン側）に大きくなっている。
【００５２】
したがって、この旋回中期から旋回後期では、制御量の絶対値が大きい第２制御量fltsens（センサ値）が選択されて旋回性向上制御が実行される。そのため、旋回走行が進行した後の旋回中期から旋回後期に、可及的に大きな制御効果で、旋回性向上制御を実行することができる。
【００５３】
上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例において、ステップＳ４で実行される制御は、次の図４に示す制御例におけるステップＳ４’のように実行することも可能である。すなわち、この発明の旋回性向上制御における旋回性向上制御実行手段は、上記のように、第１制御量fltstと第２制御量fltsensとのいずれか大きい方を選択して旋回性向上制御を実行することに加えて、車両Ｖｅが操舵されて舵角が増大を開始した直後に、前記第１制御量fltstを選択し、横加速度gysensが予め定めた所定の閾値以上になった場合および／または横ジャークdltgysensが予め定めた所定の閾値以上になった場合に、第２制御量を選択して旋回性向上制御を実行するように構成することもできる。
【００５４】
具体的には、図４のフローチャートにおいて、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御が実行中である場合に、ステップＳ２，Ｓ３で第１制御量fltstと第２制御量fltsensとがそれぞれ算出されると、ステップＳ４’へ進み、横加速度gysensが閾値gythlよりも小さく、かつ横ジャークdltgysensが閾値dltgythlよりも小さいか否かが判断される。ここで、閾値gythlは、横加速度gysensが、操舵角の変化に対して初期の応答遅れの後に増大を開始しているか否かを判断するために予め設定された基準値である。同様に、閾値dltgythlは、横ジャークdltgysensが、操舵角の変化に対して初期の応答遅れの後に増大を開始しているか否かを判断するために予め設定された基準値である。そのため、これら閾値gythl，dltgythlは、いずれも、０よりも大きな所定の値に設定されることになる。
【００５５】
車両Ｖｅの操舵角および操舵角速度から推定される横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmは、操舵に対する応答遅れを考慮して設定することができるので、前述の図３のタイムチャートに示すように、操舵角の変化に対して応答性良く変化する。それに対して、センサにより直接検出される横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensは、操舵に対する応答遅れが不可避的に発生する。すなわち、前述の図３のタイムチャートに示すように、操舵角の変化に対して所定の応答遅れを伴って変化する。そのため、横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmの変化との比較においても、遅れて変化することになる。したがって、旋回性向上制御の開始当初、すなわち運転者の操舵により操舵角が増大して車両Ｖｅが旋回を開始する旋回初期には、上記のような不可避的な応答遅れのために、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensがそれらの閾値gythlおよび閾値dltgythlを上回ることはない。言い換えると、上記の閾値gythl，dltgythlは、いずれも、旋回性向上制御の開始当初すなわち旋回初期には、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensがそれぞれ閾値gythl，dltgythlを上回ることがない値に設定されている。。
【００５６】
したがって、この旋回性向上制御の開始当初すなわち旋回初期には、横加速度gysensが閾値gythlよりも小さく、かつ横ジャークdltgysensが閾値dltgythlよりも小さいことから、このステップＳ４’で肯定的に判断され、ステップＳ５へ進む。そして、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第１制御量fltstが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５７】
車両Ｖｅの旋回初期においては、車両Ｖｅには未だ大きな横加速度や横ジャークは発生していないので、旋回性向上制御を実行するにあたり、大きな制御量を出力するよりも迅速な制御応答性の方が要求される。そこで、この発明における旋回性向上制御では、上記のように、車両Ｖｅの旋回初期に、第２制御量fltsensと比較して、制御量は小さいものの制御応答性が良い第１制御量fltstが採用されて旋回性向上制御が実行されるように構成されている。
【００５８】
これに対して、横加速度gysensが閾値gythl以上、および／または横ジャークdltgysensが閾値dltgythl以上であることにより、ステップＳ４’で否定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進み、上記の図１に示した旋回性向上制御の制御例と同様に、旋回性向上制御における駆動力および制動力の制御量として、第２制御量fltsensが採用されて、旋回性向上制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５９】
横加速度gysensや横ジャークdltgysensが閾値を超えるような状態、すなわち車両Ｖｅの旋回走行がある程度進行している旋回中期および旋回後期では、旋回初期と比較して相対的に大きな横加速度および横ジャークが発生している。そのため、そのような旋回中期および旋回後期においては、車両Ｖｅの横加速度や横ジャークが増大していることから、旋回性向上制御を実行するにあたり、より大きな制御量を出力することが要求される。そこで、この発明における旋回性向上制御では、上記のように、横加速度gysensもしくは横ジャークdltgysensの少なくともいずれかが閾値を超えるような、車両Ｖｅの旋回中期および旋回後期に、第１制御量fltstと比較して、制御応答性では劣るものの制御量が大きい第２制御量fltsensが採用されて旋回性向上制御が実行されるように構成されている。
【００６０】
このように、この図４のフローチャートに示すこの発明の旋回性向上制御では、旋回性向上制御を実行する場合に、旋回が開始された直後の旋回初期には、横加速度および横ジャークの推定値、すなわち横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第１制御量fltstが採用されて旋回性向上制御が実行される。そして、旋回走行が進行し、横加速度および横ジャークの検出値、すなわち横加速度gysensもしくは横ジャークdltgysensの少なくともいずれか一方が閾値よりも大きくなった場合に、要するに旋回走行時に実際に発生している横加速度および横ジャークが大きくなる旋回中期および旋回後期に、横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第２制御量fltsensが採用されて旋回性向上制御が実行される。
【００６１】
そのため、素早い制御応答性が要求される旋回初期に、推定値を用いることによって応答性の良い制御が可能な第１制御量fltstを選択して旋回性向上制御を実行することができる。そして、車両Ｖｅに実際に発生する横加速度が大きくなり、高い制御効果、すなわち大きな制御量が要求される旋回中期および旋回後期に、センサによる検出値を用いることによって制御量が大きい第２制御量fltsensを選択して旋回性向上制御を実行することができる。その結果、車両Ｖｅの旋回期間や旋回状態に即して、適切な制御量を設定することができ、この発明における旋回性向上制御を適切に実行することができる。
【００６２】
以上のように、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置では、車両Ｖｅの旋回走行時に旋回性向上制御を実行する場合、車両Ｖｅの横加速度および横ジャークに基づいて旋回性向上制御における制御量が決定される。すなわち、横加速度および横ジャークによって表される車両Ｖｅの旋回状態に即して、旋回性向上制御における制御量が適宜に設定される。そのため、旋回性向上制御の際に駆動力もしくは制動力の大きさが変化し、旋回走行中に運転者が意図しない大きな前後加速度が発生して運転者に違和感やショックを与えてしまうことを防止もしくは抑制することができる。
【００６３】
さらに、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置では、旋回性向上制御の際に用いられる横加速度および横ジャークとして、車両Ｖｅの操舵角および操舵角速度を基に推定された推定値と、センサにより直接検出された検出値との両方が求められる。そして、横加速度および横ジャークの推定値、すなわち横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づいて旋回性向上制御における制御量、すなわちこの発明における第１制御量fitstが設定される。また、横加速度および横ジャークの検出値、すなわち横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づいて旋回性向上制御における制御量、すなわちこの発明における第２制御量fltsnsが設定される。そしてさらに、それら第１制御量fitstと第２制御量fltsnsとの大きい方、すなわち制御効果が高い方が選択されて旋回性向上制御が実行される。
【００６４】
操舵角および操舵角速度を基に推定された横加速度gyestmおよび横ジャークdltgyestmに基づく第１制御量fitstと、センサにより直接検出された横加速度gysensおよび横ジャークdltgysensに基づく第２制御量fltsnsとは、車両Ｖｅの旋回期間や旋回状態に応じてそれぞれ変化するが、それら第１制御量fitstと第２制御量fltsnsとの大きさが比較され、大きい方が旋回性向上制御に採用されることにより、旋回性向上制御による制御効果を可及的に高めることができる。したがって、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置によれば、運転者に違和感やショックを感じさせることなく、可及的に大きな旋回性能の向上効果を得ることが可能な旋回性向上制御を実行することができる。
【００６５】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ２を実行する機能的手段が、この発明における「第１制御量設定手段」に相当し、ステップＳ３を実行する機能的手段が、この発明における「第２制御量設定手段」に相当する。そして、ステップＳ４，Ｓ４’を実行する機能的手段が、この発明における「旋回性向上制御実行手段」に相当する。
【００６６】
なお、上述した具体例では、この発明における制御の対象とする車両Ｖｅとして、駆動力源５の動力を左右の後輪３，４に伝達して車両Ｖｅの駆動力を発生させる後輪駆動車の構成を例に挙げて説明したが、駆動力源５の動力を左右の前輪１，２に伝達して車両Ｖｅの駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動力源５の動力を前輪１，２および後輪３，４に分配して伝達し、それら全ての車輪で車両Ｖｅの駆動力を発生させる４輪駆動車であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１，２…前輪、 ３，４…後輪、 ５…駆動力源、 ６…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ７，８，９，１０…ブレーキ装置、 １１…ブレーキアクチュエータ、 １５…車輪速センサ、 １６…前後加速度センサ、 １７…横加速度センサ、 １８…ヨーレートセンサ、 Ｖｅ…車両。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行可能な車両の制御装置において、
前記車両の操舵角および操舵角速度を基に推定した前記車両の横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段と、
センサを用いて検出した前記車両の横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段と、
前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記旋回性向上制御実行手段は、前記車両が操舵されて前記操舵角が増大を開始する旋回初期に、前記第１制御量を選択し、前記横加速度の検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合および前記横ジャークの検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合の少なくとも一方の場合に、前記第２制御量を選択して、前記旋回性向上制御を実行する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
駆動力および制動力を制御して旋回走行時の車両挙動を安定させる旋回性向上制御を実行可能な車両の制御装置において、
前記車両の操舵角および操舵角速度を基に推定した前記車両の横加速度および横ジャークの推定値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第１制御量を設定する第１制御量設定手段と、
センサを用いて検出した前記車両の横加速度および横ジャークの検出値に基づいて前記旋回性向上制御における前記駆動力および前記制動力の第２制御量を設定する第２制御量設定手段と、
前記第１制御量の絶対値と前記第２制御量の絶対値とのいずれか大きい方を選択して前記旋回性向上制御を実行する旋回性向上制御実行手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記旋回性向上制御実行手段は、前記車両が操舵されて前記操舵角が増大を開始する旋回初期に、前記第１制御量を選択し、前記横加速度の検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合および前記横ジャークの検出値が予め定めた所定の閾値以上になった場合の少なくとも一方の場合に、前記第２制御量を選択して、前記旋回性向上制御を実行する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７１５２４（Ｐ２０１３−７１５２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０７２６（Ｐ２０１１−２１０７２６）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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