車両用走行制御装置
【課題】二輪駆動の車両でも駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映しないようにして、車両の横加速度の推定精度を高めることにある。
【解決手段】車両１の左右の従動輪６，７の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出し、前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力し、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき横加速度を推定するようにした車両用走行制御装置３である。
【解決手段】車両１の左右の従動輪６，７の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出し、前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力し、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき横加速度を推定するようにした車両用走行制御装置３である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪の左右それぞれの車輪速に基づき前記車両の横加速度を推定する横加速度推定手段を備え、その横加速度推定手段が推定した横加速度に基づき前記車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置に関するものである。なお、この明細書では、特に断らない限り「回転数」とは「単位時間当たりの回転数」すなわち「回転速度」を意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置として特許文献１記載のものが知られており、この制御装置は、車両のブレーキのアンチロック制御等のために車両の横加速度を推定するに際し、左右それぞれの前後輪の速度比（後輪速／前輪速）RAl，RArを車輪速の積分値の比として算出し、さらに左右輪の速度比が１より大きくなるように速度比RAl，Rarのうち大きい方を小さい方で除算して補正比RAを算出する。そしてその補正比から１を減算し、それに車体速の２乗を掛け、さらに後輪トレッドTRと重力加速度ｇとで除算した値を、真の横加速度からのずれ量TKYGとして算出している。
【０００３】
これを数式で表すと以下のようになる。
RA=max[RAl，RAr]／min[Ral，Rar]
TKYG=V×V×(RA−１)／(TR×g)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０３０７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の制御装置では、４輪全ての車輪速を計算に含む構成となっていたため、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両では駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映してしまい、車両の横加速度の推定精度が低くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の車両用走行制御装置は、車両の車輪のうち従動輪の左右の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出し、前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力し、横加速度推定手段が、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき横加速度を推定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の車両用走行制御装置によれば、従動輪のみの左右の車輪速に基づく補正係数を用いて車両の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両でも駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ車両の横加速度の推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を構成する変速機制御ユニットを搭載した自動車のシステム構成を示す説明図である。
【図２】上記実施形態の車両用走行制御装置の構成を機能的に示すブロック線図である。
【図３】上記実施形態の車両用走行制御装置が実行する補正横加速度の算出処理の一例を示すブロック線図である。
【図４】上記実施形態の車両用走行制御装置が実行する補正横加速度の算出処理の他の一例を示すブロック線図である。
【図５】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車と従来技術に係る制御装置を用いた自動車とのカーブ走行から直線走行に至る際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【図６】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車と従来技術に係る制御装置を用いた自動車との直線走行からカーブ走行を経て直線走行に戻る際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【図７】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車の直線走行とカーブ走行との繰返しの際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車両用走行制御装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに図１は、本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を構成する変速機制御ユニットを搭載した自動車のシステム構成を示す説明図、図２は、上記実施形態の車両用走行制御装置の構成を機能的に示すブロック線図であり、図１中、符号１は自動車を示す。
【００１０】
図１に示す自動車１は、いわゆるフロントエンジン・前輪駆動（FF）型のもので、駆動源としてのエンジン・トランスアクスル２を備え、そのエンジン・トランスアクスル２はエンジンの出力回転を自動変速機で減速し、差動ギヤ機構を介して左右に出力する。エンジン・トランスアクスル２の自動変速機の作動は、通常のマイクロコンピュータを有する変速機制御ユニット３が制御する。自動車１の左右前輪４，５はエンジン・トランスアクスル２からの出力回転で駆動する一方、自動車１の左右後輪６，７は従動輪となる。
【００１１】
左右後輪６，７には通常の回転数センサ８，９を設けてあり、これら回転数センサ８，９は左右後輪６，７の回転数を検出して変速機制御ユニット３に入力し、変速機制御ユニット３はそれら左右後輪６，７の回転数に基づき後述の如くして、自動車１に加わっている横加速度（横Ｇ）を推定し、その推定結果に基づき、カーブ走行中の横加速度が駆動輪である左右前輪４，５の摩擦力に対して過大であると判断した場合には、図示しないエンジン制御ユニットとの協調制御で、エンジン出力を低下させつつ変速比をハイ（変速比小）側に移行させて、左右前輪４，５のトラクションを摩擦力不足で滑らない程度に低下させ、カーブに沿ったニュートラルステア傾向での走行を可能にする。
【００１２】
変速機制御ユニット３は、自動車１に加わっている横加速度（横Ｇ）を推定するために、例えば図２にブロック線図で示す補正横Ｇ演算部の構成に相当する、図３に示す処理を実行する。図２の構成に対応する図３では、変速機制御ユニット３が、ステップＳ１で、あらかじめ回転数センサ８，９の出力する左右後輪６，７の回転数にそれぞれ基準車輪直径と円周率πとを乗じて右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとを求め、ステップＳ２で、車輪速比演算部１１として、それらを除算して車輪速比Vrl/Vrrを求め、ステップＳ３で、フィルター処理部１２として、その車輪速比Vrl/Vrrを１次遅れフィルターを用いて平滑化処理（フィルター処理）したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を、横Ｇ補正係数として求める。
【００１３】
一方、変速機制御ユニット３は、ステップＳ４で、直線判定部１４として、後述の如くして先に求めた横加速度（横Ｇ）を時間微分した横Ｇ微分値から、後述のように、その横Ｇ微分値がプラス・マイナスに細かく振れていれば直線走行中と判断し、横Ｇ微分値がプラスかマイナスに偏っているかまたはその横Ｇ微分値をフィルター処理した値の絶対値が所定値以上であればカーブ走行中と判断する。また、ステップＳ５で、右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとの平均値として求めた車速Vspを時間微分して得た、自動車１に加わっている前後加速度（前後Ｇ）から、定常走行判定部１５として、その前後Ｇが所定範囲内であれば自動車１が定常（定速）走行中であると判断し、前後Ｇが所定範囲から外れていれば加速中または減速中であると判断する。
【００１４】
しかして変速機制御ユニット３は、Map格納＆算出部１３として、ステップＳ４，Ｓ５で、自動車１が直線走行中かつ定常走行中であると判断した場合に、ステップＳ６で、上述したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を、図３中左側に示すように、上記車速と対応させた値としてマップに記憶する。また、ステップＳ４で自動車１が直線走行中でないと判断した場合、またはステップＳ５で自動車１が定常（定速）走行中でないと判断した場合には、ステップＳ６はスキップする。
【００１５】
そして変速機制御ユニット３は、補正後車輪速演算部１６として、ステップＳ７で、横Ｇ補正係数としての、現在の車速に対応するフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)をMap格納＆算出部１３のマップから読み出して、ステップＳ８で、右後輪速Vrrにそのフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を乗ずることで補正後右後輪速FVrrを求めて出力し、その後、ステップＳ９で、横Ｇ演算部１７として、その補正後右後輪速FVrrと、左後輪速Vrlとから、次式により横加速度（横Ｇ）の推定値を算出する。但し、TRは左右後輪６，７間のトレッドである。
横Ｇ＝（Vrl−FVrr）×（Vrl+FVrr）／（２×TR）
【００１６】
変速機制御ユニット３は、異径タイヤ等による横Ｇ誤差を補正したこの横加速度の推定値を用いて、前述の如く変速比を制御することで、自動車１の操舵特性をニュートラルステア傾向に維持することができる。
【００１７】
変速機制御ユニット３は、図３に示すフローチャートに代えて、図４に示すフローチャートを実行しても良く、この図４では、変速機制御ユニット３が、ステップＳ１１で、あらかじめ回転数センサ８，９の出力する左右後輪６，７の回転数にそれぞれ基準車輪直径と円周率πとを乗じて右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとを求め、ステップＳ１２で、それらを除算して車輪速比Vrr/Vrlを求め、ステップＳ１３で、その車輪速比Vrr/Vrlを１次遅れフィルターを用いて平滑化処理したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を、横Ｇ補正係数として求める。
【００１８】
一方、変速機制御ユニット３は、ステップＳ１４で、先に求めた横加速度（横Ｇ）を時間微分した横Ｇ微分値から、その横Ｇ微分値がプラス・マイナスに振れていれば直線走行中と判断し、横Ｇ微分値がプラスかマイナスに偏っていればカーブ走行中と判断する。また、ステップＳ１５で、右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとの平均値として求めた車速を時間微分して得た、自動車１に加わっている前後加速度（前後Ｇ）から、その前後Ｇが所定範囲内であれば自動車１が定常走行中であると判断し、前後Ｇが所定範囲から外れていれば加減速中であると判断する。
【００１９】
しかして、変速機制御ユニット３は、ステップＳ１４，Ｓ１５で、自動車１が直線走行中かつ定常走行中であると判断した場合に、ステップＳ１６で、上述したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を、図３中左側に示すように、上記車速と対応させた値としてマップに記憶する。また、ステップＳ１４，Ｓ１５で、自動車１が直線走行でないかまたは定常走行中でないと判断した場合には、ステップＳ１６はスキップする。
【００２０】
そして変速機制御ユニット３は、ステップＳ１７で、横Ｇ補正係数としての、現在の車速に対応するフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)をMap格納＆算出部１３のマップから読み出して、ステップＳ１８で、左後輪速Vrlにそのフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を乗ずることで補正後左後輪速FVrlを求めて出力し、その後、ステップＳ１９で、その補正後左後輪速FVrlと、右後輪速Vrrとから、次式により横加速度（横Ｇ）の推定値を算出する。但し、TRは左右後輪６，７間のトレッドである。
横Ｇ＝（Vrr−FVrl）×（Vrr+FVrl）／（２×TR）
【００２１】
図５は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１と従来技術に係る制御装置を用いた自動車１とのカーブ走行から直線走行に至る際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、自動車１のカーブ走行中は、従動輪としての左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間にカーブの旋回半径に応じた内外輪差が生じるとともに、その旋回半径と車速とに応じた実横Ｇが発生し、その一方で、車輪速Vrl，Vrrから横Ｇ補正係数（本実施形態ではフィルター処理後車輪速比）が求まり、さらにその横Ｇ補正係数を用いて車輪速から計算した横Ｇが求まっている。その後、直線走行に移ると、本実施形態では直線判定中かつ定常走行中は常時横Ｇ補正係数の更新を行うため、時刻t1で直線判定がされると、その直後から横Ｇ補正係数の修正を開始し、横Gも直ぐに修正方向に補正される。一方、従来の制御装置では、車輪速の積分を一定時間行うため、横Ｇ補正係数の修正が直ぐにはなされず時刻t2以降に遅くなり、横Gの補正も時刻t2以降に遅れる。また横Ｇ補正係数が積分中の走行状態の影響を受け、横Gの収束量が変わってしまう。
【００２２】
図６は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１と従来技術に係る制御装置を用いた自動車１との直線走行からカーブ走行を経て直線走行に戻る際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、自動車１の直線走行中は、従動輪としての左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間に内外輪差が生じていず、実横Ｇも車輪速計算横Ｇも発生していない。そしてカーブ走行に移ると、図５のカーブ走行中と同様、左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間にカーブの旋回半径に応じた内外輪差が生じるとともに、その旋回半径と車速とに応じた実横Ｇが発生し、その一方で、車輪速Vrl，Vrrから横Ｇ補正係数（本実施形態ではフィルター処理後車輪速比）が求まり、さらにその横Ｇ補正係数を用いて車輪速から計算した横Ｇが求まる。その際、本実施形態では直線走行中かつ定常走行中のみ横Ｇ補正係数の更新を行うため、カーブ走行中は補正係数が変化しないが、従来の制御装置では、カーブ走行中の車輪速も補正計算に含めているため、直線走行に戻ると、カーブ走行中の車輪速の積分結果も含めて時刻t3で補正係数の修正を行ってしまう。従ってその後の直線走行中、本実施形態では、横Ｇを意図通りゼロとして算出しているが、従来の制御装置ではカーブ走行時の外乱により、横Ｇをゼロでない値に算出してしまう。
【００２３】
図７は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１の直線走行とカーブ走行との繰返しの際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、実横Ｇは、直線走行中はゼロであり、カーブ走行中は上昇および下降する。そして時刻t4，t5間のカーブ定常（定速）走行中はほぼ一定になる。これに対し、車輪速計算横Ｇを時間微分した微分値は、直線走行中はプラス（＋）とマイナス（−）とに細かく振動的に振れ、カーブ走行中の最初および最後はプラス（＋）およびマイナス（−）に偏る。そして中間の時刻t4，t5間のカーブ定常（定速）走行中は、直線走行中と同様にプラス（＋）とマイナス（−）に振動的に振れるため、そのままでは直線走行中と紛らわしい。そこで本実施形態では、カーブの始まりと終わりとを、上記横Ｇ微分値の所定時間以上の偏りから判断し、その始まりと終わりとの中間でのカーブ定常走行については、横Ｇ微分値を一次遅れフィルターを用いて平滑化処理（フィルター処理）し、そのフィルター処理後の横Ｇ微分値の絶対値を正の所定の閾値Ｓと比較して、横Ｇ微分値が閾値Ｓ以上のときはカーブ定常走行中であり、横Ｇ微分値が閾値Ｓ未満のときは直線走行中であると判断している。
【００２４】
なお、フィルター処理部１２およびステップＳ３，Ｓ１３における平滑化処理（フィルター処理）は、一次遅れフィルターを用いる代わりにPID（比例積分微分）制御等の目標値追従制御を用いて行うこともでき、そのようにすれば、自動車１の仕様等に応じて最適な制御を選択することができる。また、横Ｇ補正係数は、車輪速比をフィルター処理するのに代えて、例えば（１−(Vrr-Vrl)/Vsp）等の車輪速差を一次遅れフィルター等でフィルター処理して求めることもでき、そのようにすれば、自動車１の仕様等に応じて最適な演算方法を選択することができる。
【００２５】
従って、横Ｇ演算部１７は横加速度推定手段に相当し、車輪速比演算部１１は補正係数算出手段に相当し、補正後車輪速演算部１６は車輪速補正手段に相当する。そして、上述した本実施形態の車両用走行制御装置によれば、従動輪６，７のみの左右の車輪速Vrl，Vrrに基づく補正係数Filter(Vrl/Vrr)またはFilter(Vrr/Vrl)を用いて自動車１の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）の自動車１でも駆動輪４，５のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ自動車１の横加速度の推定精度を高めることができる。
【００２６】
しかも本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数記憶手段に相当するMap格納＆算出部１３が、補正係数を車速に対応させて記憶し、車輪速補正手段に相当する補正後車輪速演算部１６は、そのMap格納＆算出部１３に記憶された、車速に対応する補正係数に基づき車輪速補正値を算出するので、タイヤ剛性やタイヤ空気圧に起因する左右後輪６，７の動半径変化に対応して、低車速から高車速まで安定して横加速度の補正を行うことができる。
【００２７】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数記憶手段に相当するMap格納＆算出部１３は、図６に示すように、自動車１が直進走行しているときの補正係数の記憶を行ない、カーブ（旋回）走行しているときの補正係数の記憶は行わないので、カーブ走行中の横加速度による左右後輪６，７の動半径変化や外乱等による横加速度の誤った補正を回避することができる。また、Map格納＆算出部１３は、自動車１が定常走行しているときの補正係数の記憶を行ない、加減速中の補正係数の記憶は行わないので、加減速中の前後加速度による左右後輪６，７の動半径変化や外乱等による横加速度の誤った補正を回避することができる。
【００２８】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、直進走行判断手段に相当する直進判定部１４が、図７に示すように、推定した横加速度の微分値と、その微分値に対して一次遅れ処理を施した値の絶対値とに基づき直進走行か否かを判断するので、左右後輪６，７の直径差が発生した場合に直ちに収束方向へ横加速度を補正することができる。
【００２９】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、変速機制御ユニット３が補正係数算出手段として、車輪速比をフィルター処理するのに代えて例えば（１−(Vrr-Vrl)/Vsp）等の車輪速差をフィルター処理して横Ｇ補正係数を求めるようにすることで、自動車１の仕様等に応じて最適な演算方法を選択することができる。
【００３０】
そして本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数算出手段に相当するフィルター処理部１２が、一方の車輪速で他方の車輪速を除した値、または上記のように一方の車輪速と他方の車輪速との差の値に対して、一次遅れフィルターや目標値追従制御等で平滑化処理を施し、その平滑化処理後の値を補正係数として算出するので、推定した横加速度が外乱等の影響を受けてばたつくのを抑制することができる。
【００３１】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができ、例えば、上記実施形態は自動車１が直線走行中でも定常走行中の補正係数でなければ記憶を行わないが、この発明は直線走行中であれば加減速走行中の補正係数でも記憶を行うようにすることもできる。そして、上記実施形態はフロントエンジン・前輪駆動（FF）型の車両に適用したが、この発明はフロントエンジン・後輪駆動（FR）型の車両にも適用でき、また上記実施形態は変速機制御ユニットに適用したが、この発明はアンチロックブレーキシステムや駆動力配分制御システムの如き他の種類の車両用走行制御装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
かくしてこの発明の車両用走行制御装置によれば、従動輪のみの左右の車輪速に基づく補正係数を用いて車両の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両でも駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ車両の横加速度の推定精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 自動車
２ エンジン・トランスアクスル
３ 変速機制御ユニット（横加速度推定手段、補正係数算出手段、車輪速補正手段、補正係数記憶手段、直進走行判断手段）
４ 左前輪
５ 右前輪
６ 左後輪（従動輪）
７ 右後輪（従動輪）
８ 回転数センサ
９ 回転数センサ
１１ 車輪速比演算部（補正係数算出手段）
１２ フィルター処理部（補正係数算出手段）
１３ Map格納＆算出部（補正係数記憶手段）
１４ 直線判定部（直線走行判断手段）
１５ 定常走行判定部
１６ 補正後車輪速演算部（車輪速補正手段）
１７ 横Ｇ演算部（横加速度推定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪の左右それぞれの車輪速に基づき前記車両の横加速度を推定する横加速度推定手段を備え、その横加速度推定手段が推定した横加速度に基づき前記車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置に関するものである。なお、この明細書では、特に断らない限り「回転数」とは「単位時間当たりの回転数」すなわち「回転速度」を意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置として特許文献１記載のものが知られており、この制御装置は、車両のブレーキのアンチロック制御等のために車両の横加速度を推定するに際し、左右それぞれの前後輪の速度比（後輪速／前輪速）RAl，RArを車輪速の積分値の比として算出し、さらに左右輪の速度比が１より大きくなるように速度比RAl，Rarのうち大きい方を小さい方で除算して補正比RAを算出する。そしてその補正比から１を減算し、それに車体速の２乗を掛け、さらに後輪トレッドTRと重力加速度ｇとで除算した値を、真の横加速度からのずれ量TKYGとして算出している。
【０００３】
これを数式で表すと以下のようになる。
RA=max[RAl，RAr]／min[Ral，Rar]
TKYG=V×V×(RA−１)／(TR×g)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０３０７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の制御装置では、４輪全ての車輪速を計算に含む構成となっていたため、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両では駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映してしまい、車両の横加速度の推定精度が低くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の車両用走行制御装置は、車両の車輪のうち従動輪の左右の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出し、前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力し、横加速度推定手段が、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき横加速度を推定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の車両用走行制御装置によれば、従動輪のみの左右の車輪速に基づく補正係数を用いて車両の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両でも駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ車両の横加速度の推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を構成する変速機制御ユニットを搭載した自動車のシステム構成を示す説明図である。
【図２】上記実施形態の車両用走行制御装置の構成を機能的に示すブロック線図である。
【図３】上記実施形態の車両用走行制御装置が実行する補正横加速度の算出処理の一例を示すブロック線図である。
【図４】上記実施形態の車両用走行制御装置が実行する補正横加速度の算出処理の他の一例を示すブロック線図である。
【図５】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車と従来技術に係る制御装置を用いた自動車とのカーブ走行から直線走行に至る際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【図６】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車と従来技術に係る制御装置を用いた自動車との直線走行からカーブ走行を経て直線走行に戻る際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【図７】上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車の直線走行とカーブ走行との繰返しの際の各因子の時間変化をそれぞれ示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車両用走行制御装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに図１は、本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を構成する変速機制御ユニットを搭載した自動車のシステム構成を示す説明図、図２は、上記実施形態の車両用走行制御装置の構成を機能的に示すブロック線図であり、図１中、符号１は自動車を示す。
【００１０】
図１に示す自動車１は、いわゆるフロントエンジン・前輪駆動（FF）型のもので、駆動源としてのエンジン・トランスアクスル２を備え、そのエンジン・トランスアクスル２はエンジンの出力回転を自動変速機で減速し、差動ギヤ機構を介して左右に出力する。エンジン・トランスアクスル２の自動変速機の作動は、通常のマイクロコンピュータを有する変速機制御ユニット３が制御する。自動車１の左右前輪４，５はエンジン・トランスアクスル２からの出力回転で駆動する一方、自動車１の左右後輪６，７は従動輪となる。
【００１１】
左右後輪６，７には通常の回転数センサ８，９を設けてあり、これら回転数センサ８，９は左右後輪６，７の回転数を検出して変速機制御ユニット３に入力し、変速機制御ユニット３はそれら左右後輪６，７の回転数に基づき後述の如くして、自動車１に加わっている横加速度（横Ｇ）を推定し、その推定結果に基づき、カーブ走行中の横加速度が駆動輪である左右前輪４，５の摩擦力に対して過大であると判断した場合には、図示しないエンジン制御ユニットとの協調制御で、エンジン出力を低下させつつ変速比をハイ（変速比小）側に移行させて、左右前輪４，５のトラクションを摩擦力不足で滑らない程度に低下させ、カーブに沿ったニュートラルステア傾向での走行を可能にする。
【００１２】
変速機制御ユニット３は、自動車１に加わっている横加速度（横Ｇ）を推定するために、例えば図２にブロック線図で示す補正横Ｇ演算部の構成に相当する、図３に示す処理を実行する。図２の構成に対応する図３では、変速機制御ユニット３が、ステップＳ１で、あらかじめ回転数センサ８，９の出力する左右後輪６，７の回転数にそれぞれ基準車輪直径と円周率πとを乗じて右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとを求め、ステップＳ２で、車輪速比演算部１１として、それらを除算して車輪速比Vrl/Vrrを求め、ステップＳ３で、フィルター処理部１２として、その車輪速比Vrl/Vrrを１次遅れフィルターを用いて平滑化処理（フィルター処理）したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を、横Ｇ補正係数として求める。
【００１３】
一方、変速機制御ユニット３は、ステップＳ４で、直線判定部１４として、後述の如くして先に求めた横加速度（横Ｇ）を時間微分した横Ｇ微分値から、後述のように、その横Ｇ微分値がプラス・マイナスに細かく振れていれば直線走行中と判断し、横Ｇ微分値がプラスかマイナスに偏っているかまたはその横Ｇ微分値をフィルター処理した値の絶対値が所定値以上であればカーブ走行中と判断する。また、ステップＳ５で、右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとの平均値として求めた車速Vspを時間微分して得た、自動車１に加わっている前後加速度（前後Ｇ）から、定常走行判定部１５として、その前後Ｇが所定範囲内であれば自動車１が定常（定速）走行中であると判断し、前後Ｇが所定範囲から外れていれば加速中または減速中であると判断する。
【００１４】
しかして変速機制御ユニット３は、Map格納＆算出部１３として、ステップＳ４，Ｓ５で、自動車１が直線走行中かつ定常走行中であると判断した場合に、ステップＳ６で、上述したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を、図３中左側に示すように、上記車速と対応させた値としてマップに記憶する。また、ステップＳ４で自動車１が直線走行中でないと判断した場合、またはステップＳ５で自動車１が定常（定速）走行中でないと判断した場合には、ステップＳ６はスキップする。
【００１５】
そして変速機制御ユニット３は、補正後車輪速演算部１６として、ステップＳ７で、横Ｇ補正係数としての、現在の車速に対応するフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)をMap格納＆算出部１３のマップから読み出して、ステップＳ８で、右後輪速Vrrにそのフィルター処理後車輪速比Filter(Vrl/Vrr)を乗ずることで補正後右後輪速FVrrを求めて出力し、その後、ステップＳ９で、横Ｇ演算部１７として、その補正後右後輪速FVrrと、左後輪速Vrlとから、次式により横加速度（横Ｇ）の推定値を算出する。但し、TRは左右後輪６，７間のトレッドである。
横Ｇ＝（Vrl−FVrr）×（Vrl+FVrr）／（２×TR）
【００１６】
変速機制御ユニット３は、異径タイヤ等による横Ｇ誤差を補正したこの横加速度の推定値を用いて、前述の如く変速比を制御することで、自動車１の操舵特性をニュートラルステア傾向に維持することができる。
【００１７】
変速機制御ユニット３は、図３に示すフローチャートに代えて、図４に示すフローチャートを実行しても良く、この図４では、変速機制御ユニット３が、ステップＳ１１で、あらかじめ回転数センサ８，９の出力する左右後輪６，７の回転数にそれぞれ基準車輪直径と円周率πとを乗じて右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとを求め、ステップＳ１２で、それらを除算して車輪速比Vrr/Vrlを求め、ステップＳ１３で、その車輪速比Vrr/Vrlを１次遅れフィルターを用いて平滑化処理したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を、横Ｇ補正係数として求める。
【００１８】
一方、変速機制御ユニット３は、ステップＳ１４で、先に求めた横加速度（横Ｇ）を時間微分した横Ｇ微分値から、その横Ｇ微分値がプラス・マイナスに振れていれば直線走行中と判断し、横Ｇ微分値がプラスかマイナスに偏っていればカーブ走行中と判断する。また、ステップＳ１５で、右後輪速Vrrと左後輪速Vrlとの平均値として求めた車速を時間微分して得た、自動車１に加わっている前後加速度（前後Ｇ）から、その前後Ｇが所定範囲内であれば自動車１が定常走行中であると判断し、前後Ｇが所定範囲から外れていれば加減速中であると判断する。
【００１９】
しかして、変速機制御ユニット３は、ステップＳ１４，Ｓ１５で、自動車１が直線走行中かつ定常走行中であると判断した場合に、ステップＳ１６で、上述したフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を、図３中左側に示すように、上記車速と対応させた値としてマップに記憶する。また、ステップＳ１４，Ｓ１５で、自動車１が直線走行でないかまたは定常走行中でないと判断した場合には、ステップＳ１６はスキップする。
【００２０】
そして変速機制御ユニット３は、ステップＳ１７で、横Ｇ補正係数としての、現在の車速に対応するフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)をMap格納＆算出部１３のマップから読み出して、ステップＳ１８で、左後輪速Vrlにそのフィルター処理後車輪速比Filter(Vrr/Vrl)を乗ずることで補正後左後輪速FVrlを求めて出力し、その後、ステップＳ１９で、その補正後左後輪速FVrlと、右後輪速Vrrとから、次式により横加速度（横Ｇ）の推定値を算出する。但し、TRは左右後輪６，７間のトレッドである。
横Ｇ＝（Vrr−FVrl）×（Vrr+FVrl）／（２×TR）
【００２１】
図５は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１と従来技術に係る制御装置を用いた自動車１とのカーブ走行から直線走行に至る際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、自動車１のカーブ走行中は、従動輪としての左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間にカーブの旋回半径に応じた内外輪差が生じるとともに、その旋回半径と車速とに応じた実横Ｇが発生し、その一方で、車輪速Vrl，Vrrから横Ｇ補正係数（本実施形態ではフィルター処理後車輪速比）が求まり、さらにその横Ｇ補正係数を用いて車輪速から計算した横Ｇが求まっている。その後、直線走行に移ると、本実施形態では直線判定中かつ定常走行中は常時横Ｇ補正係数の更新を行うため、時刻t1で直線判定がされると、その直後から横Ｇ補正係数の修正を開始し、横Gも直ぐに修正方向に補正される。一方、従来の制御装置では、車輪速の積分を一定時間行うため、横Ｇ補正係数の修正が直ぐにはなされず時刻t2以降に遅くなり、横Gの補正も時刻t2以降に遅れる。また横Ｇ補正係数が積分中の走行状態の影響を受け、横Gの収束量が変わってしまう。
【００２２】
図６は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１と従来技術に係る制御装置を用いた自動車１との直線走行からカーブ走行を経て直線走行に戻る際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、自動車１の直線走行中は、従動輪としての左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間に内外輪差が生じていず、実横Ｇも車輪速計算横Ｇも発生していない。そしてカーブ走行に移ると、図５のカーブ走行中と同様、左右後輪６，７の車輪速Vrl，Vrr間にカーブの旋回半径に応じた内外輪差が生じるとともに、その旋回半径と車速とに応じた実横Ｇが発生し、その一方で、車輪速Vrl，Vrrから横Ｇ補正係数（本実施形態ではフィルター処理後車輪速比）が求まり、さらにその横Ｇ補正係数を用いて車輪速から計算した横Ｇが求まる。その際、本実施形態では直線走行中かつ定常走行中のみ横Ｇ補正係数の更新を行うため、カーブ走行中は補正係数が変化しないが、従来の制御装置では、カーブ走行中の車輪速も補正計算に含めているため、直線走行に戻ると、カーブ走行中の車輪速の積分結果も含めて時刻t3で補正係数の修正を行ってしまう。従ってその後の直線走行中、本実施形態では、横Ｇを意図通りゼロとして算出しているが、従来の制御装置ではカーブ走行時の外乱により、横Ｇをゼロでない値に算出してしまう。
【００２３】
図７は、上記実施形態の車両用走行制御装置を用いた自動車１の直線走行とカーブ走行との繰返しの際の各因子の時間変化をそれぞれ示しており、図示のように、実横Ｇは、直線走行中はゼロであり、カーブ走行中は上昇および下降する。そして時刻t4，t5間のカーブ定常（定速）走行中はほぼ一定になる。これに対し、車輪速計算横Ｇを時間微分した微分値は、直線走行中はプラス（＋）とマイナス（−）とに細かく振動的に振れ、カーブ走行中の最初および最後はプラス（＋）およびマイナス（−）に偏る。そして中間の時刻t4，t5間のカーブ定常（定速）走行中は、直線走行中と同様にプラス（＋）とマイナス（−）に振動的に振れるため、そのままでは直線走行中と紛らわしい。そこで本実施形態では、カーブの始まりと終わりとを、上記横Ｇ微分値の所定時間以上の偏りから判断し、その始まりと終わりとの中間でのカーブ定常走行については、横Ｇ微分値を一次遅れフィルターを用いて平滑化処理（フィルター処理）し、そのフィルター処理後の横Ｇ微分値の絶対値を正の所定の閾値Ｓと比較して、横Ｇ微分値が閾値Ｓ以上のときはカーブ定常走行中であり、横Ｇ微分値が閾値Ｓ未満のときは直線走行中であると判断している。
【００２４】
なお、フィルター処理部１２およびステップＳ３，Ｓ１３における平滑化処理（フィルター処理）は、一次遅れフィルターを用いる代わりにPID（比例積分微分）制御等の目標値追従制御を用いて行うこともでき、そのようにすれば、自動車１の仕様等に応じて最適な制御を選択することができる。また、横Ｇ補正係数は、車輪速比をフィルター処理するのに代えて、例えば（１−(Vrr-Vrl)/Vsp）等の車輪速差を一次遅れフィルター等でフィルター処理して求めることもでき、そのようにすれば、自動車１の仕様等に応じて最適な演算方法を選択することができる。
【００２５】
従って、横Ｇ演算部１７は横加速度推定手段に相当し、車輪速比演算部１１は補正係数算出手段に相当し、補正後車輪速演算部１６は車輪速補正手段に相当する。そして、上述した本実施形態の車両用走行制御装置によれば、従動輪６，７のみの左右の車輪速Vrl，Vrrに基づく補正係数Filter(Vrl/Vrr)またはFilter(Vrr/Vrl)を用いて自動車１の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）の自動車１でも駆動輪４，５のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ自動車１の横加速度の推定精度を高めることができる。
【００２６】
しかも本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数記憶手段に相当するMap格納＆算出部１３が、補正係数を車速に対応させて記憶し、車輪速補正手段に相当する補正後車輪速演算部１６は、そのMap格納＆算出部１３に記憶された、車速に対応する補正係数に基づき車輪速補正値を算出するので、タイヤ剛性やタイヤ空気圧に起因する左右後輪６，７の動半径変化に対応して、低車速から高車速まで安定して横加速度の補正を行うことができる。
【００２７】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数記憶手段に相当するMap格納＆算出部１３は、図６に示すように、自動車１が直進走行しているときの補正係数の記憶を行ない、カーブ（旋回）走行しているときの補正係数の記憶は行わないので、カーブ走行中の横加速度による左右後輪６，７の動半径変化や外乱等による横加速度の誤った補正を回避することができる。また、Map格納＆算出部１３は、自動車１が定常走行しているときの補正係数の記憶を行ない、加減速中の補正係数の記憶は行わないので、加減速中の前後加速度による左右後輪６，７の動半径変化や外乱等による横加速度の誤った補正を回避することができる。
【００２８】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、直進走行判断手段に相当する直進判定部１４が、図７に示すように、推定した横加速度の微分値と、その微分値に対して一次遅れ処理を施した値の絶対値とに基づき直進走行か否かを判断するので、左右後輪６，７の直径差が発生した場合に直ちに収束方向へ横加速度を補正することができる。
【００２９】
さらに本実施形態の車両用走行制御装置によれば、変速機制御ユニット３が補正係数算出手段として、車輪速比をフィルター処理するのに代えて例えば（１−(Vrr-Vrl)/Vsp）等の車輪速差をフィルター処理して横Ｇ補正係数を求めるようにすることで、自動車１の仕様等に応じて最適な演算方法を選択することができる。
【００３０】
そして本実施形態の車両用走行制御装置によれば、補正係数算出手段に相当するフィルター処理部１２が、一方の車輪速で他方の車輪速を除した値、または上記のように一方の車輪速と他方の車輪速との差の値に対して、一次遅れフィルターや目標値追従制御等で平滑化処理を施し、その平滑化処理後の値を補正係数として算出するので、推定した横加速度が外乱等の影響を受けてばたつくのを抑制することができる。
【００３１】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができ、例えば、上記実施形態は自動車１が直線走行中でも定常走行中の補正係数でなければ記憶を行わないが、この発明は直線走行中であれば加減速走行中の補正係数でも記憶を行うようにすることもできる。そして、上記実施形態はフロントエンジン・前輪駆動（FF）型の車両に適用したが、この発明はフロントエンジン・後輪駆動（FR）型の車両にも適用でき、また上記実施形態は変速機制御ユニットに適用したが、この発明はアンチロックブレーキシステムや駆動力配分制御システムの如き他の種類の車両用走行制御装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
かくしてこの発明の車両用走行制御装置によれば、従動輪のみの左右の車輪速に基づく補正係数を用いて車両の横加速度を推定するので、フロントエンジン・前輪駆動（FF）やフロントエンジン・後輪駆動（FR）等の二輪駆動の車両でも駆動輪のスリップによる誤差を補正値に反映することがなく、それゆえ車両の横加速度の推定精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１ 自動車
２ エンジン・トランスアクスル
３ 変速機制御ユニット（横加速度推定手段、補正係数算出手段、車輪速補正手段、補正係数記憶手段、直進走行判断手段）
４ 左前輪
５ 右前輪
６ 左後輪（従動輪）
７ 右後輪（従動輪）
８ 回転数センサ
９ 回転数センサ
１１ 車輪速比演算部（補正係数算出手段）
１２ フィルター処理部（補正係数算出手段）
１３ Map格納＆算出部（補正係数記憶手段）
１４ 直線判定部（直線走行判断手段）
１５ 定常走行判定部
１６ 補正後車輪速演算部（車輪速補正手段）
１７ 横Ｇ演算部（横加速度推定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪の左右それぞれの車輪速に基づき前記車両の横加速度を推定する横加速度推定手段を備え、その横加速度推定手段が推定した横加速度に基づき前記車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置において、
前記車輪のうち従動輪の左右の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出する補正係数算出手段と、
前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力する車輪速補正手段と、
を備え、
前記横加速度推定手段は、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき前記横加速度を推定することを特徴とする、車両用走行制御装置。
【請求項２】
前記補正係数を車速に対応させて記憶する補正係数記憶手段を備え、
前記車輪速補正手段は、前記補正係数記憶手段に記憶された補正係数に基づき前記一方の車輪速補正値を算出することを特徴とする、請求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】
前記補正係数記憶手段は、前記車両が直進走行しているときの前記補正係数について前記記憶を行ない、旋回走行しているときの前記補正係数については前記記憶を行わないことを特徴とする、請求項２記載の車両用走行制御装置。
【請求項４】
前記推定した横加速度の微分値と、前記横加速度の微分値に対して遅れ処理を施した値の絶対値とに基づき直進走行か否かを判断する直進走行判断手段を備えることを特徴とする、請求項３記載の車両用走行制御装置。
【請求項５】
前記補正係数算出手段は、前記一方の車輪速で他方の車輪速を除した値に代えて、前記一方の車輪速と前記他方の車輪速との差の値を前記補正係数として算出することを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載の車両用走行制御装置。
【請求項６】
前記補正係数算出手段は、前記一方の車輪速で他方の車輪速を除した値、または前記一方の車輪速と前記他方の車輪速との差の値に対して平滑化処理を施し、その平滑化処理を施した値を前記補正係数として算出することを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項記載の車両用走行制御装置。
【請求項１】
車両の車輪の左右それぞれの車輪速に基づき前記車両の横加速度を推定する横加速度推定手段を備え、その横加速度推定手段が推定した横加速度に基づき前記車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置において、
前記車輪のうち従動輪の左右の車輪速のうち一方の車輪速で他方の車輪速を除した値を補正係数として算出する補正係数算出手段と、
前記一方の車輪速に前記補正係数を乗じた値を一方の車輪速補正値として出力する車輪速補正手段と、
を備え、
前記横加速度推定手段は、前記一方の車輪速補正値と前記他方の車輪速とに基づき前記横加速度を推定することを特徴とする、車両用走行制御装置。
【請求項２】
前記補正係数を車速に対応させて記憶する補正係数記憶手段を備え、
前記車輪速補正手段は、前記補正係数記憶手段に記憶された補正係数に基づき前記一方の車輪速補正値を算出することを特徴とする、請求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】
前記補正係数記憶手段は、前記車両が直進走行しているときの前記補正係数について前記記憶を行ない、旋回走行しているときの前記補正係数については前記記憶を行わないことを特徴とする、請求項２記載の車両用走行制御装置。
【請求項４】
前記推定した横加速度の微分値と、前記横加速度の微分値に対して遅れ処理を施した値の絶対値とに基づき直進走行か否かを判断する直進走行判断手段を備えることを特徴とする、請求項３記載の車両用走行制御装置。
【請求項５】
前記補正係数算出手段は、前記一方の車輪速で他方の車輪速を除した値に代えて、前記一方の車輪速と前記他方の車輪速との差の値を前記補正係数として算出することを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載の車両用走行制御装置。
【請求項６】
前記補正係数算出手段は、前記一方の車輪速で他方の車輪速を除した値、または前記一方の車輪速と前記他方の車輪速との差の値に対して平滑化処理を施し、その平滑化処理を施した値を前記補正係数として算出することを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項記載の車両用走行制御装置。
【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２０１０−２０２０１３（Ｐ２０１０−２０２０１３Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８５０５（Ｐ２００９−４８５０５）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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