車両運動制御装置
【課題】加減速が不要なシーンで、横運動に連係した前後加速度制御の介入を抑制し、走行シーンに対するロバスト性を向上させることができる車両運動制御装置を得ること。
【解決手段】自車両情報取得手段１により検出したドライバ入力情報等に基づいて車輪制駆動トルクアクチュエータ３やブレーキランプ４を制御する車両運動制御演算手段２は、車両に横運動を発生させる操舵操作情報、もしくは車両に発生した横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部７と、前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部８を備える。
【解決手段】自車両情報取得手段１により検出したドライバ入力情報等に基づいて車輪制駆動トルクアクチュエータ３やブレーキランプ４を制御する車両運動制御演算手段２は、車両に横運動を発生させる操舵操作情報、もしくは車両に発生した横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部７と、前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部８を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動状態を好適になるよう各車輪の制駆動力を制御する車両運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーションシステムのカーブ情報や旋回時の横加速度から、車両に発生する横加速度が設定値よりも過大となる際に減速を行うシステムが知られている（例えば特許文献１）。このような装置では、カーブ曲率や横加速度設定値との差分から減速度を作成しており、必ずしもドライバの操舵操作に対して適切な減速となっているとは限らず、ドライバによっては違和感のある減速となる。
【０００３】
このような問題の解決手段として、これまで、ドライバ操作により発生する横加加速度に基づく加減速制御により、スキルドライバと同様の加減速を行う装置が提案されている（例えば特許文献２、非特許文献１）。このような制御を行うにあたり、横加加速度を直接検出するのではなく、操舵速度やロールレイトから発生する横加加速度を推定し、加減速を行う方法が提案されている（例えば特許文献３）。これにより、実際に発生する横加加速度を検出するよりも信号ノイズが小さく、早いタイミングで必要な加減速制御量を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５１４８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５０６６号公報
【特許文献３】特開２００９−１０７４４７号公報
【非特許文献１】自動車技術会論文集Vol39、No。3、2008
【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、操舵速度等から横加加速度を推定し、その推定した横加加速度に基づいて加減速制御量を算出する場合、ふらつき操舵や車線変更時の切り返し等、必ずしも加減速が必要ではないシーンで加減速が発生する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、加減速が不要なシーンで前後加速度制御の介入を抑制することによって、走行シーンに対するロバスト性を向上させることができる車両運動制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、ドライバによる操作入力情報と車両運動情報の少なくとも一方を含む自車両情報を取得する自車両情報取得手段と、その自車両情報取得手段により取得した自車両情報に基づいて車両の横運動に連係した前後加速度を演算する車両運動制御装置とを備えており、横運動連係制御演算手段は、自車両情報取得手段により取得した車両の操舵操作情報、もしくは車両の横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度の前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部と、操舵操作情報および横運動情報に基づいて前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ふらつき操舵や車線変更といった加減速が不要なシーンでの加減速制御を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態による車両運動制御演算手段の構成を示すシステムブロック図。
【図３】本発明の第１の実施形態による前後加速度指令値演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図４】本発明の第１の実施形態による前後加速度指令値補正演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図５】本発明の第１の実施形態による操舵角、ヨーレイトとふらつき操舵補正ゲインの関係を示す概念図。
【図６】本発明の第１の実施形態による操舵角、ヨーレイトとふらつき操舵補正ゲインの関係を示す概念図。
【図７】本発明の第１の実施形態による操舵角と前後加速度指令値の関係を示す概念図。
【図８】本発明の第１の実施形態によるヨーレイト、ヨー角と車線変更補正ゲインの関係を示す概念図。
【図９】本発明の第１の実施形態による横加速度推定値、横加速度と横加速度限界補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１０】本発明の第１の実施形態による縦断勾配と勾配補正ゲイン（減速）、勾配補正ゲイン（加速）の関係を示す概念図。
【図１１】本発明の第１の実施形態による縦断勾配での車両に働く力を示す概念図。
【図１２】本発明の第１の実施形態による前後加速度、操舵角、ヨーレイトと勾配補正ゲイン（減速）の関係を示す概念図。
【図１３】本発明の第１の実施形態による横加速度、操舵角と悪路補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１４】本発明の第１の実施形態による目標前後加速度演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図１５】本発明の第１の実施形態による操舵角とヨーレイト、横加速度と線系車両モデル補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１６】本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図。
【図１７】本発明の第２の実施形態による前後加速度演算手段の構成を示すシステムブロック図。
【図１８】本発明の第２の実施形態による制駆動トルク制御手段の構成を示すシステムブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図１３を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００１１】
最初に、図１を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００１２】
本実施形態の車両運動制御装置は、車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態（車両運動情報）およびドライバによる操作量（操作入力情報）を取得する自車両情報取得手段１と、制駆動力アクチュエータ等へ制御指令を与える車両運動制御演算手段２と、車両運動制御演算手段２からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３と、自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４と、を備える。
【００１３】
自車両情報取得手段１には、ドライバ入力情報５として操舵角δ、マスタシリンダ圧Pm、アクセルペダルストローク量、などが入力され、また、車両運動情報６として自車両の車体速度V、車体前後加速度Gx、車体横加速度Gy、車体ヨーレイトr、車輪速度Vw、などが入力される。ここで、車体速度Vの取得手段としては、各車輪の車輪速度情報から推定する手段であっても、外界センサ等を用いて直接車体速を測定する手段であってもよい。また、前記ドライバ入力情報５として、操舵トルクやブレーキペダルストローク量が入力されてもよい。そして、前記車両運動情報として、前後加速度変化率Jx、横加速度変化率Jy、ロールレイトq、横すべり角βが入力されてもよい。
【００１４】
車両運動制御演算手段２は、自車両情報取得手段１により得られた操舵角δ、自車両の車体速度V、車体前後加速度Gxact、車体横加速度Gyact、車体ヨーレイトr、車輪速度Vw[wheel] （ wheelにはFL（左前輪）、 FR（右前輪）、RL（左後輪）、RR（右前輪）がそれぞれ入る）、マスタシリンダ圧Pm、アクセルペダルストローク量から、車両運動制御量を演算し、車輪制駆動トルクアクチュエータ３、ブレーキランプ４、の駆動制御量を演算する。
【００１５】
車輪制駆動力トルクアクチュエータ３は、各車輪に制駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押付けることで制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるエンジン駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制駆動トルクを発生させる制駆動モータアクチュエータであってもよい。
【００１６】
次に、図２〜図１３を用いて、本発明の車両運動制御演算手段２における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御演算手段２の制御ブロック図である。
【００１８】
車両運動制御演算手段２は、図２に示すように、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、目標制駆動トルク演算部９、アクチュエータ駆動指令値演算部１０、からなる。
【００１９】
前後加速度指令値演算部７では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６から車両の横運動に連係した前後加速度指令値を演算する。図３に前後加速度指令値演算部７での制御ブロック図を示す。
【００２０】
前後加速度指令値演算部７は、図３に示すように、横加速度演算部１１、前後加速度演算部１２、からなる。
【００２１】
横加速度演算部１１では、操舵角δおよび車体速Vから車両に発生する横加速度推定値Gystrを演算する。ここで、横加速度推定値Gystrの演算方法として、車両モデルを用いて演算する方法であっても、マップを用いて操舵角δ、車体速Vに対する横加速度推定値Gystrを演算してもよい。
【００２２】
前後加速度演算部１２では、横加速度推定値Gystrから前後加速度指令値Gxtgt0を演算する。前後加速度指令値Gxtgt0は、以下の式（１）で与えられる。ここで、前後加速度指令値Gxtgt0は、車両進行方向を正とし、加速であれば正の値となり、減速であれば負の値となる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
上記の式（１）で、|Gystr|は横加速度推定値Gystrの絶対値である。そして、Cxyはゲインであり、車両の特性や車種に応じたチューニングにより設定される値である。式（１）から横加速度推定値Gystrの絶対値が時間と共に増加する場合、その増加速度に応じて負の前後加速度指令値が演算され、逆に横加速度推定値Gystrの絶対値が時間と共に減少する場合、その減少速度に応じて正の前後加速度指令値が演算される。
【００２５】
前後加速度指令値補正演算部８では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６の少なくとも一方に基づいて、走行シーンに応じた前後加速度指令値の補正を行う。本実施例では、ふらつき操舵、車線変更、横加速度限界付近での旋回、登坂走行、加速といったシーンに応じた前後加速度指令値の補正について説明する。図４に前後加速度指令値補正演算部８の制御ブロック図を示す。
【００２６】
前後加速度指令値補正演算部８は、図４に示すように、ドライバ入力情報５および車両運動情報６の少なくとも一方に基づいて、前後加速度指令値の絶対値を補正する補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部１３〜１８と、これらの補正ゲイン演算部１３〜１８により演算された補正ゲインと前後加速度指令値演算部１２により演算された前後加速度指令値に基づいて最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する目標前後加速度演算部１９を有している。
【００２７】
補正ゲイン演算部１３〜１８は、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８からなる。
【００２８】
ふらつき操舵補正演算部１３では、ドライバによるふらつき操舵が発生しているか否かを検出し、ふらつき操舵の発生を検知した場合には、ふらつき操舵補正ゲインを演算する。ここで、操舵速度の小さいふらつき操舵が行われている場合、前記横加速度推定値の絶対値|Gystr|の変加速度自体が小さな値となるため、前後加速度指令値Gxtgt0に対して、ある不感帯を設定することで、ふらつき操舵による加減速を抑制できる。また、ある程度、操舵速度の大きいふらつき操舵が行われている場合、ドライバによる操舵入力と車両の応答の関係から、ふらつき操舵時の検出および補正を行う。例えば操舵角とヨーレイトの関係から、ふらつき操舵補正ゲインを作成し、ふらつき操舵に対して補正を行ってもよい。図５に示すように、ある程度、操舵速度の大きいふらつき操舵では、操舵角と車両に発生するヨーレイトに位相のずれが発生する。そこで、発生しているヨーレイトが補正閾値内の領域において、操舵角とヨーレイトの符合およびそれぞれの変化速度である操舵速度、ヨー加速度の符号が同一である領域では、ふらつき操舵補正ゲインを１とし、それ以外の領域ではふらつき操舵補正ゲインをゼロ、もしくは１よりも小さな値とする。これにより、ヨーレイトの位相がずれるような操舵速度の大きいふらつき操舵に対して、前後加速度指令値Gxtgt0の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正することができ、補正した値に対して、ある不感帯を設定することで、ふらつき操舵による加減速を抑制できる。これにより、図６に示すような、カーブを旋回するような操舵に対して過度の抑制をすることなく、ふらつき操舵のみを抑制することができる。ここでは、操舵角とヨーレイトの関係からふらつき操舵を抑制する方法について説明したが、使用する情報は操舵角とヨーレイトに限らず、ロールレイトや、横加速度といった情報を用いてもよい。
【００２９】
車線変更補正演算部１４では、車線変更時の前後加速度制御量を補正する車線変更補正ゲインを演算する。車線変更の操舵をした場合、前後加速度指令値Gxtgt0は、図７に示すように演算される。このように、ドライバの操舵によっては、車線変更開始の前後加速度指令値Gxtgt0（図７のA部）よりも切り返しの操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のC部）の減速度が大きくなる。車線変更時に図７のC部の減速がA部よりも大きい場合、ドライバに強い違和感を与える場合がある。逆に加速側では、切り返し開始時の操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のB部）よりも、車線変更終了する直前の操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のD部）の加速が大きい方が望ましい。そのため、車線変更の切り返し操舵（図７のB部、C部）に対して補正を行う。補正方法としては、例えば図８に示すように発生したヨーレイトから車両のヨー角を推定し、ヨーレイトとヨー角の方向が一致している領域（図８のE部）では、減速制御の車線変更補正ゲイン（減速）を１とし、両者が一致しない領域（図８のF部）では、車線変更ゲインを１よりも小さな値とすることで、切り返し時の前後加速度指令値Gxtgt0を補正することができる。また、加速側では、切り返し前（図８のG部）の車線変更補正ゲインを１よりも小さな値とし、切り返し後（図８のH部）の車線変更補正ゲインを１とすることで、切り返し開始時の加速制御を抑制することができる。ここで、ヨー角を推定する際に、ヨーレイトもしくは操舵角、もしくはその両方を用いて、直進状態と判定した際にゼロとすることで、推定したヨー角に誤差が蓄積することを防ぐことができる。また、通常の車線変更では過度に大きなヨー角が発生しないため、ヨー角に上限値を設定し、上限値以上のヨー角が発生している場合は、カーブ走行と判定して車線変更補正ゲインを１としてもよい。これにより、S字カーブのような連続したカーブを走行中に、過度に前後加速度指令値Gxtgt0が補正されるのを防ぐことができる。ここでは、ヨー角による補正方法について説明したが、車体の横すべり角取得手段もしくは横すべり角推定手段を備える場合、横すべり角に応じた補正を行ってもよい。例えば操舵方向発生している横すべり角方向の符号が不一致の領域では、切り返しと判定し、車線変更補正ゲインを１よりも小さな値としてもよい。
【００３０】
横加速度限界補正演算部１５では、横加速度が摩擦限界付近での旋回走行時の前後加速度制御量を補正する横加速度限界補正ゲインを演算する。図９(a)に示すように、車両に実際に発生する横加速度は、摩擦限界が近づくにつれて操舵に対して非線形的に変化し、例えば摩擦限界付近では操舵角に対する横加速度の変化は少なくなる。そのため、前記横加速度演算部１１で演算された横加速度推定値Gystrが、この操舵に対する横加速度の非線形度合いを精度よく推定できていない場合、横加速度が摩擦限界付近の状態で操舵した際に、不要な前後加速度を発生させる可能性がある。そこで、図９(b)に示すように、横加速度推定値（破線）と実際に発生している横加速度（実線）の乖離度合から、横加速度限界の判定を行い、前記乖離度合に応じて横加速度限界補正ゲインを低下させる。これにより、横加速度推定値が増減した際に演算される前後加速度指令値Gxtgt0を、摩擦限界付近の旋回中では抑制することができる。ここで、横加速度限界の判定として、上述の横加速度推定値との乖離度合による方法に限らず、摩擦限界を推定し、発生している横加速度と摩擦限界の関係から横加速度限界補正ゲインを変更してもよい。また、単純に横加速度がある値以上の領域では、横加速度限界補正ゲインを小さな値として、横加速度の大きな領域では前後加速度制御を行わないようにしてもよい。
【００３１】
勾配補正演算部１６では、勾配走行時の前後加速度制御量を補正する勾配補正ゲインを演算する。登り坂や下り坂のように車両の走行道路に縦断勾配がついている場合、前後加速度制御により過度の減速や加速が発生する可能性がある。そこで、登り勾配を正、下り勾配を負とすると、図１０に示すように、登り勾配がある領域（図１０のJ部）では、登り勾配に応じて減速側の勾配補正ゲインである勾配補正ゲイン（減速）を１よりも小さな値とし、加速側の勾配補正ゲインである勾配補正ゲイン（加速）を１よりも大きな値にする。逆に下り勾配がある領域（図１０のK領域を参照）では、勾配補正ゲイン（減速）を１よりも大きな値とし、勾配補正ゲイン（加速）を１よりも小さな値にする。これにより、登り勾配での不要な減速や下り勾配での加速を抑制することができる。ここで、縦断勾配を推定する方法としては、各車輪に発生している駆動トルクと実際の車体速の変化の関係から推定する方法であっても、車体速変化と前後加速度センサの検出結果の差分から勾配を推定する方法であっても、路車間通信やナビゲーションシステムにより得られた縦断勾配情報を利用する方法であってもよい。ここで、駆動トルクの検出方法としては、また駆動トルクを直接検出する手段を備えていても、エンジンにより駆動トルクを発生している車両であれば、エンジントルクとシフトポジションから駆動トルクを推定する方法であっても、モータにより駆動トルクを発生している車両であれば、モータトルクと減速ギアの関係から駆動トルクを推定する方法であってもよい。また、車両のピッチ角を検出する手段を備え、これにより得られたピッチ角から縦断勾配を推定する方法であってもよい。また、縦断勾配を用いず、操舵に対するヨーレイトの応答から勾配補正ゲインを変更してもよい。図１１に示すように、車両に-Gxの加速度が発生、すなわち加速度Gxで車両が減速している場合、図１１(a)に示す車輪に発生する力で加速度Gxの減速をしている場合と、図１１(b)に示す縦断勾配により重心に発生する力で加速度Gxの減速をしている場合では、前後輪の荷重が異なり、図１１(a)の場合では、前輪の荷重が増加するが、図１１(b)の場合では、同じ減速であっても前輪の荷重が増加せず、後輪の荷重が増加することになる。車輪に発生する横力は荷重によって変化するため、図１１(a)、(b)では、同じ減速状態であっても前後輪に発生する横力が異なる。この結果、図１２に示すように、操舵に対して発生するヨーレイトが変化し、図１１(a)に対応するヨーレイト(a)および図１１(b)に対応するヨーレイト(b)となり、この差分に基づいて勾配補正ゲイン（減速）を小さな値に変更することで、縦断勾配に対する補正を行ってもよい。また、下り勾配では、図１１、１２に示した関係が逆転するが、登り勾配と同様に車体速の変化と操舵に対するヨーレイトの変化から、勾配ゲイン（加速）を変更することができる。また、片勾配がついている場合、片勾配度合いに応じて勾配補正ゲインを変更してもよい。
【００３２】
悪路補正演算部１７では、凹凸のある路面（悪路）を走行しているときの制御量を補正する悪路補正ゲインを演算する。悪路の判定方法としては、図１３に示すように、操舵角が小さい（操舵操作が行われていない）にも関わらず、比較的大きな横加速度が発生している場合、悪路と判定して悪路補正ゲインを１よりも小さな値に変更してもよい。また、悪路の判定方法として、横加速度とヨーレイトの関係から行う方法であっても、各車輪の車輪速変化を比較して判定する方法であってもよい。
【００３３】
加速補正演算部１８では、加速制御量のみを補正する加速補正ゲインを演算する。カーブ脱出のような横加速度推定値の絶対値が減少するシーンでは、上述の式（１）で得られた前後加速度指令値Gxtgt0が正となり加速制御が行われるが、加速を実現する駆動トルクを発生させる方法は、前輪駆動や後輪駆動、4輪駆動といった車種の駆動方式によって異なる。この駆動方式の違いにより、同じカーブを脱出するシーンであっても好適な加速が異なる。また、車線変更時の切り返し中のような加速が不要なシーンがある。そのため、加速補正演算部１８では、前後加速度指令値Gxtgt0が正となる時、前後輪で発生可能な駆動トルクや加速が必要なシーンに応じた補正を行う。例えば前後輪で任意の駆動トルクが発生可能な4輪駆動方式での加速補正ゲイン１とした場合、後輪駆動車であれば前輪の駆動トルクがゼロで後輪の駆動トルクによってのみ加速をする必要があるため、加速補正ゲインを１よりも小さな値にする。これにより加速制御による駆動トルクの増加により後輪に発生する横力が減少するのを抑制することができる。また、車線変更の際は加速制御を行わず、カーブからの脱出の際のみ加速制御を行う場合、カーブ走行判定を行い、カーブからの脱出と判定された時のみ加速補正ゲインを１とし、それ以外のシーンではゼロとしていてもよい。また、カーブ進入時の車体速をカーブ進入車体速として記憶しておき、カーブ脱出後に車体速が前記カーブ進入車体速となるように加速補正ゲインを設定してもよい。
【００３４】
目標前後加速度演算部１９では、前記ドライバ入力情報５、車両運動情報６、前後加速度初期値１２、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８、からの信号から、目標前後加速度Gxtgtを演算する。図１４に目標前後加速度演算部１９での制御ブロック図を示す。
【００３５】
図１４に示すように、目標前後加速度演算部１９は、ドライバ要求加速度演算部２０、フィルタ処理部２１、不感帯処理部２２、上下限処理部２３、目標前後加速度最終値演算部２４からなり、最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する。
【００３６】
ドライバ要求加速度演算部２０では、ドライバのアクセルペダル操作量やブレーキペダル操作量からドライバが要求している前後加速度要求値Gxreqを演算する。例えば加速要求であればアクセルペダルストローク量に応じた前後加速度要求値Gxreqを演算する。また、減速要求であれば、ブレーキペダルストローク量やマスタシリンダ圧に応じた前後加速度要求値Gxreqを演算する。
【００３７】
フィルタ処理部２１では、前後加速度指令値Gxtgt0に、ふらつき操舵補正ゲイン、車線変更補正ゲイン、横加速度限界補正ゲイン、勾配補正ゲイン、加速補正ゲインを積算して、その算出された値に対して、フィルタ処理を行う。ここで、一次遅れによるフィルタ処理を行う場合、時定数は前後加速度指令値Gxtgt0に基づいて加速度を発生させる、制駆動トルクアクチュエータの応答遅れや加速制御時の操作フィーリングに基づいて設定される。ここで、制動トルクを発生させるアクチュエータと駆動トルクを発生させるアクチュエータの応答遅れが異なる場合、加速側と減速側でフィルタの時定数を変更してもよい。また、前後加速度指令値Gxtgt0が増加する際の時定数と減少する際の時定数を異なる値としてもよい。
【００３８】
不感帯処理部２２では、フィルタ処理された値Gxtgt_fに不感帯処理を行う。不感帯の設定方法としては、予め設定される値であっても、車両運動情報に基づいて設定される値であってもよい。例えば負の不感帯であれば、アクセルオフの状態で車両に発生する減速度を負の不感帯としてもよい。また、正の不感帯と負の不感帯の大きさは異なっていてもよい。
【００３９】
上下限処理部２３では、不感帯処理された値Gxtgt_fdに上下限処理を行う。車体速や路面状態、もしくは車輪制駆動力トルクアクチュエータ３等に応じて前後加速度指令値上限値、もしくは前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定し、前後加速度指令値が前記前後加速度指令値上限値よりも大きい場合、前記前後加速度指令値上限値を前後加速度指令値とし、前後加速度指令値が前記前後加速度指令値上限値よりも小さい場合、前記前後加速度指令値下限値を前後加速度指令値とする。ここで、前記前後加速度指令値上限値、および前記前後加速度指令値下限値の設定方法としては、例えば車輪制駆動力トルクアクチュエータ３がブレーキのみの場合、減速のみの制御となるため、前記前後加速度指令値上限値をゼロとする。また、操舵に対するヨーレイト、もしくは横加速度の応答を考慮した操舵性確保限界を取得もしくは推定する手段を備える場合、前記操舵性確保限界に応じて前記前後加速度指令値上限値、もしくは前記前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定する。また、車体速に発生するヨーレイトが過大とならないよう前記操舵性確保限界に応じて前記前後加速度指令値上限値、もしくは前記前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定する。
【００４０】
目標前後加速度最終値演算部２４では、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlから、最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する。演算方法としては、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlの符号が異なる場合、前後加速度要求値Gxreqを目標前後加速度Gxtgtとし、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlの符号が同じ場合、両者の絶対値が大きい方の値を目標前後加速度Gxtgtとしてもよい。また、前後加速度要求値Gxreqがゼロの場合は、上下限処理値Gxtgt_fdlを目標前後加速度Gxtgtとし、上下限処理値Gxtgt_fdlによる加速度制御中に前後加速度要求値Gxreqがゼロ以外の値となった場合は、上下限処理値Gxtgt_fdlに前後加速度要求値Gxreqを加算した値を目標前後加速度Gxtgtとしてもよい。
【００４１】
目標制駆動トルク演算部９では、目標前後加速度Gxtgtから各車輪に発生させる目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]を演算する。
【００４２】
アクチュエータ駆動指令値演算部１０では、目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]に応じて、必要なアクチュエータの駆動制御指令値を演算する。例えば車輪制駆動トルクアクチュエータがモータである場合、目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]を発生させるようモータの駆動指令値を演算する。また、このときの目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]が負、すなわち制動トルクを発生させる場合には、発生させる減速度に応じてブレーキランプを点灯するようにブレーキランプ駆動指令を演算する。例えば、発生させる減速度が非常に小さい場合、ブレーキランプは点灯させず、ある所定値以上の減速度を発生させる場合にのみブレーキランプを点灯させるようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施例の前後加速度指令値補正演算部７において、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８、をもつ構成について説明したが、これら以外の補正方法があってもよい。
【００４４】
例えば、操舵に対して発生するヨーレイト、横加速度が線系車両モデルで表わされる関係にあるか否かを判定する線系車両モデル補正演算部をもち、操舵とヨーレイト、横加速度の関係から補正を行ってもよい。図１５に示すように、操舵に対して発生した実ヨーレイト、実横加速度が線系車両モデルで推定された線系ヨーレイト、線系横加速度と同程度の応答の範囲であれば、線系車両モデル補正ゲインを１とし、それ以外の条件では線系車両モデル補正ゲインを１よりも小さな値としてもよい。これにより、例えば上述のふらつき操舵や悪路では線系ヨーレイトと実ヨーレイト、もしくは線系横加速度と実横加速度に差が大きくなるため、前後加速度指令値を抑制することができる。また、路面摩擦が低い場合や、限界加速度付近での運転といったシーンでの前後加速度指令値を抑制することができる。
【００４５】
また、ドライバの運転技量を推定する運転技量補正演算部をもち、ドライバの運転技能に応じて補正を行ってもよい。ドライバによって同じカーブを同じ速度で走行する場合であっても、カーブ直前で急な操舵操作を行うドライバとカーブ手前からゆっくりと滑らかな操舵操作を行うドライバがおり、また、カーブ旋回中に切り増し切り戻しを繰り返すギクシャクした運転を行うドライバもいる。運転技量補正演算部では、このようなドライバの操舵操作、および発生した横加速度、前後加速度からドライバの運転技量を推定し、通常の運転時から急な操舵やギクシャクした操舵が多いドライバに対しては運転技量補正ゲインを１よりも小さな値とし、滑らかな操舵をするドライバに対しては運転技能補正ゲインを１とする。
【００４６】
また、ドライバにより制御モードを選択するスイッチを備える場合、選択された制御モードに応じて補正する制御モード補正演算部をもち、ドライバが選択した制御モードに応じて補正を行ってもよい。例えば“ノーマルモード”と“スポーツモード”という二つの制御モードがある場合、“ノーマルモード”のときの制御モード補正ゲインを１とし、“スポーツモード”のときの制御モード補正ゲインを１よりも大きな値としてもよい。
【００４７】
また、車体速に応じて制御ゲインを補正する車体速補正演算部をもち、車体速に応じて補正を行ってもよい。例えば、車体速が非常に小さく、減速制御が必要ない領域では減速補正ゲインを１よりも小さな値とする。また逆に、車体速が非常に大きく、減速制御により発生するヨーレイトが過大となる領域では、減速補正ゲインを１よりも小さな値とする。
【００４８】
また、本実施例において、各補正演算部により補正ゲインを演算する方法について示したが、ゲインだけではなくフィルタ処理部２１のフィルタ時定数や不感帯処理部２２の不感帯、上下限処理部２３の前後加速度指令値上限値、前後加速度指令値下限値も同時に補正してもよい。
【００４９】
例えば、ふらつき操舵や悪路が検出されている場合は、フィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を大きな値に補正してもよい。また、ドライバの運転技量に応じて、ギクシャクした操舵が多いドライバに対しては、フィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を大きな値に補正してもよい。また、上述の制御モードに応じて、”スポーツモード”では”ノーマルモード”よりもフィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を小さな値に補正してもよい。
【００５０】
以上のように、本発明では、従来の操舵角に基づいて作成していた前後加速度指令値に対して、車両運動情報に基づくフィードバックを加えることで、走行シーンに応じて前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正することができる。これにより、加速、減速どちらの前後加速度指令値であっても、従来の信号ノイズが小さく、早いタイミングで必要な加減速制御量を算出作成できる利点を活かしながら、走行シーンに対するロバスト性を向上させ、不要なシーンでの前後加速度制御の介入を抑制することができる。
【００５１】
したがって、例えば単純に加減速制御の介入閾値を大きくして加減速を抑制した場合と比較して、本発明では、カーブ進入時のような加減速が必要なシーンで応答が遅れるのを防ぎ、違和感が発生するのを有効に防ぐことができる。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
以下、図１６〜図１８を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００５３】
最初に、図１６を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。
【００５４】
図１６は、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００５５】
本実施形態の車両運動制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態およびドライバによる操作量を取得する自車両情報取得手段１と、目標前後加速度を作成する前後加速度演算手段２５と、各車輪の制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段２６と、制駆動トルク制御手段２６からの指令を基に、各車輪に制動トルクを発生させる車輪制動トルクアクチュエータ２７、各車輪に駆動トルクを発生させる車輪駆動トルクアクチュエータ２８、自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４、を備える。
【００５６】
自車両情報取得手段１とブレーキランプ４は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。車輪制動トルクアクチュエータ２７は、各車輪に制動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押付けることで制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制動トルクを発生させるモータアクチュエータであってもよい。
【００５７】
車輪駆動トルクアクチュエータ２８は、各車輪に駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるエンジン駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるモータアクチュエータであってもよい。
【００５８】
前後加速度演算手段２５では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６から車両の横運動に連係した目標前後加速度を演算する。図１６に前後加速度演算手段２５での制御ブロック図を示す。
【００５９】
図１７に示すように、前後加速度演算手段２５は、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、からなる。ここで、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、の詳細は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
制駆動トルク制御手段２６では、前記前後加速度演算手段２５からの目標前後加速度から、車輪制動トルクアクチュエータ２７、車輪駆動トルクアクチュエータ２８、ブレーキランプ４の駆動制御指令値を演算する。ここで、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６が入力される場合、より高精度な制駆動トルク制御が可能となる。図１７に制駆動トルク制御手段２６での制御ブロック図を示す。
【００６１】
図１８に示すように、制駆動トルク制御手段２６は、目標制駆動トルク演算部９、制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部２９、駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部３０、ブレーキランプ駆動指令値演算部３１からなる。ここで、目標制駆動トルク演算部９、の詳細は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部２９では、目標制動トルクに応じて、車輪制動トルクアクチュエータ２７の駆動制御指令値を演算する。駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部３０では、目標駆動トルクに応じて、車輪制動トルクアクチュエータ２８の駆動制御指令値を演算する。ブレーキランプ駆動指令値演算部３１では、目標制動トルクに応じて、ブレーキランプの駆動制御指令値を演算する。このように、目標前後加速度の演算と制駆動トルク制御の演算は必ずしも同一の演算機にて行わなくともよく、演算機が別で両者が通信により信号をやりとりする構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…自車両情報取得手段
２…車両運動制御演算手段
３…車輪制駆動トルクアクチュエータ
４…ブレーキランプ
５…ドライバ入力情報
６…車両運動情報
７…前後加速度指令値演算部
８…前後加速度指令値補正演算部
９…目標制駆動トルク演算部
１０…アクチュエータ駆動指令値演算部
１１…横加速度演算部
１２…前後加速度演算部
１３…ふらつき操舵補正演算部
１４…車線変更補正演算部
１５…横加速度限界補正演算部
１６…勾配補正演算部
１７…悪路補正演算部
１８…加速補正演算部
１９…目標前後加速度演算部
２０…ドライバ要求加速度演算部
２１…フィルタ処理部
２２…不感帯処理部
２３…上下限処理部
２４…目標前後加速度最終値演算部
２５…前後加速度演算手段
２６…制駆動トルク制御手段
２７…車輪制動トルクアクチュエータ
２８…車輪駆動トルクアクチュエータ
２９…制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部
３０…駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部
３１…ブレーキランプ駆動指令値演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動状態を好適になるよう各車輪の制駆動力を制御する車両運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーションシステムのカーブ情報や旋回時の横加速度から、車両に発生する横加速度が設定値よりも過大となる際に減速を行うシステムが知られている（例えば特許文献１）。このような装置では、カーブ曲率や横加速度設定値との差分から減速度を作成しており、必ずしもドライバの操舵操作に対して適切な減速となっているとは限らず、ドライバによっては違和感のある減速となる。
【０００３】
このような問題の解決手段として、これまで、ドライバ操作により発生する横加加速度に基づく加減速制御により、スキルドライバと同様の加減速を行う装置が提案されている（例えば特許文献２、非特許文献１）。このような制御を行うにあたり、横加加速度を直接検出するのではなく、操舵速度やロールレイトから発生する横加加速度を推定し、加減速を行う方法が提案されている（例えば特許文献３）。これにより、実際に発生する横加加速度を検出するよりも信号ノイズが小さく、早いタイミングで必要な加減速制御量を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５１４８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５０６６号公報
【特許文献３】特開２００９−１０７４４７号公報
【非特許文献１】自動車技術会論文集Vol39、No。3、2008
【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、操舵速度等から横加加速度を推定し、その推定した横加加速度に基づいて加減速制御量を算出する場合、ふらつき操舵や車線変更時の切り返し等、必ずしも加減速が必要ではないシーンで加減速が発生する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、加減速が不要なシーンで前後加速度制御の介入を抑制することによって、走行シーンに対するロバスト性を向上させることができる車両運動制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、ドライバによる操作入力情報と車両運動情報の少なくとも一方を含む自車両情報を取得する自車両情報取得手段と、その自車両情報取得手段により取得した自車両情報に基づいて車両の横運動に連係した前後加速度を演算する車両運動制御装置とを備えており、横運動連係制御演算手段は、自車両情報取得手段により取得した車両の操舵操作情報、もしくは車両の横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度の前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部と、操舵操作情報および横運動情報に基づいて前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ふらつき操舵や車線変更といった加減速が不要なシーンでの加減速制御を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態による車両運動制御演算手段の構成を示すシステムブロック図。
【図３】本発明の第１の実施形態による前後加速度指令値演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図４】本発明の第１の実施形態による前後加速度指令値補正演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図５】本発明の第１の実施形態による操舵角、ヨーレイトとふらつき操舵補正ゲインの関係を示す概念図。
【図６】本発明の第１の実施形態による操舵角、ヨーレイトとふらつき操舵補正ゲインの関係を示す概念図。
【図７】本発明の第１の実施形態による操舵角と前後加速度指令値の関係を示す概念図。
【図８】本発明の第１の実施形態によるヨーレイト、ヨー角と車線変更補正ゲインの関係を示す概念図。
【図９】本発明の第１の実施形態による横加速度推定値、横加速度と横加速度限界補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１０】本発明の第１の実施形態による縦断勾配と勾配補正ゲイン（減速）、勾配補正ゲイン（加速）の関係を示す概念図。
【図１１】本発明の第１の実施形態による縦断勾配での車両に働く力を示す概念図。
【図１２】本発明の第１の実施形態による前後加速度、操舵角、ヨーレイトと勾配補正ゲイン（減速）の関係を示す概念図。
【図１３】本発明の第１の実施形態による横加速度、操舵角と悪路補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１４】本発明の第１の実施形態による目標前後加速度演算部の構成を示すシステムブロック図。
【図１５】本発明の第１の実施形態による操舵角とヨーレイト、横加速度と線系車両モデル補正ゲインの関係を示す概念図。
【図１６】本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図。
【図１７】本発明の第２の実施形態による前後加速度演算手段の構成を示すシステムブロック図。
【図１８】本発明の第２の実施形態による制駆動トルク制御手段の構成を示すシステムブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、図１〜図１３を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００１１】
最初に、図１を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００１２】
本実施形態の車両運動制御装置は、車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態（車両運動情報）およびドライバによる操作量（操作入力情報）を取得する自車両情報取得手段１と、制駆動力アクチュエータ等へ制御指令を与える車両運動制御演算手段２と、車両運動制御演算手段２からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３と、自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４と、を備える。
【００１３】
自車両情報取得手段１には、ドライバ入力情報５として操舵角δ、マスタシリンダ圧Pm、アクセルペダルストローク量、などが入力され、また、車両運動情報６として自車両の車体速度V、車体前後加速度Gx、車体横加速度Gy、車体ヨーレイトr、車輪速度Vw、などが入力される。ここで、車体速度Vの取得手段としては、各車輪の車輪速度情報から推定する手段であっても、外界センサ等を用いて直接車体速を測定する手段であってもよい。また、前記ドライバ入力情報５として、操舵トルクやブレーキペダルストローク量が入力されてもよい。そして、前記車両運動情報として、前後加速度変化率Jx、横加速度変化率Jy、ロールレイトq、横すべり角βが入力されてもよい。
【００１４】
車両運動制御演算手段２は、自車両情報取得手段１により得られた操舵角δ、自車両の車体速度V、車体前後加速度Gxact、車体横加速度Gyact、車体ヨーレイトr、車輪速度Vw[wheel] （ wheelにはFL（左前輪）、 FR（右前輪）、RL（左後輪）、RR（右前輪）がそれぞれ入る）、マスタシリンダ圧Pm、アクセルペダルストローク量から、車両運動制御量を演算し、車輪制駆動トルクアクチュエータ３、ブレーキランプ４、の駆動制御量を演算する。
【００１５】
車輪制駆動力トルクアクチュエータ３は、各車輪に制駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押付けることで制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるエンジン駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制駆動トルクを発生させる制駆動モータアクチュエータであってもよい。
【００１６】
次に、図２〜図１３を用いて、本発明の車両運動制御演算手段２における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御演算手段２の制御ブロック図である。
【００１８】
車両運動制御演算手段２は、図２に示すように、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、目標制駆動トルク演算部９、アクチュエータ駆動指令値演算部１０、からなる。
【００１９】
前後加速度指令値演算部７では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６から車両の横運動に連係した前後加速度指令値を演算する。図３に前後加速度指令値演算部７での制御ブロック図を示す。
【００２０】
前後加速度指令値演算部７は、図３に示すように、横加速度演算部１１、前後加速度演算部１２、からなる。
【００２１】
横加速度演算部１１では、操舵角δおよび車体速Vから車両に発生する横加速度推定値Gystrを演算する。ここで、横加速度推定値Gystrの演算方法として、車両モデルを用いて演算する方法であっても、マップを用いて操舵角δ、車体速Vに対する横加速度推定値Gystrを演算してもよい。
【００２２】
前後加速度演算部１２では、横加速度推定値Gystrから前後加速度指令値Gxtgt0を演算する。前後加速度指令値Gxtgt0は、以下の式（１）で与えられる。ここで、前後加速度指令値Gxtgt0は、車両進行方向を正とし、加速であれば正の値となり、減速であれば負の値となる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
上記の式（１）で、|Gystr|は横加速度推定値Gystrの絶対値である。そして、Cxyはゲインであり、車両の特性や車種に応じたチューニングにより設定される値である。式（１）から横加速度推定値Gystrの絶対値が時間と共に増加する場合、その増加速度に応じて負の前後加速度指令値が演算され、逆に横加速度推定値Gystrの絶対値が時間と共に減少する場合、その減少速度に応じて正の前後加速度指令値が演算される。
【００２５】
前後加速度指令値補正演算部８では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６の少なくとも一方に基づいて、走行シーンに応じた前後加速度指令値の補正を行う。本実施例では、ふらつき操舵、車線変更、横加速度限界付近での旋回、登坂走行、加速といったシーンに応じた前後加速度指令値の補正について説明する。図４に前後加速度指令値補正演算部８の制御ブロック図を示す。
【００２６】
前後加速度指令値補正演算部８は、図４に示すように、ドライバ入力情報５および車両運動情報６の少なくとも一方に基づいて、前後加速度指令値の絶対値を補正する補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部１３〜１８と、これらの補正ゲイン演算部１３〜１８により演算された補正ゲインと前後加速度指令値演算部１２により演算された前後加速度指令値に基づいて最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する目標前後加速度演算部１９を有している。
【００２７】
補正ゲイン演算部１３〜１８は、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８からなる。
【００２８】
ふらつき操舵補正演算部１３では、ドライバによるふらつき操舵が発生しているか否かを検出し、ふらつき操舵の発生を検知した場合には、ふらつき操舵補正ゲインを演算する。ここで、操舵速度の小さいふらつき操舵が行われている場合、前記横加速度推定値の絶対値|Gystr|の変加速度自体が小さな値となるため、前後加速度指令値Gxtgt0に対して、ある不感帯を設定することで、ふらつき操舵による加減速を抑制できる。また、ある程度、操舵速度の大きいふらつき操舵が行われている場合、ドライバによる操舵入力と車両の応答の関係から、ふらつき操舵時の検出および補正を行う。例えば操舵角とヨーレイトの関係から、ふらつき操舵補正ゲインを作成し、ふらつき操舵に対して補正を行ってもよい。図５に示すように、ある程度、操舵速度の大きいふらつき操舵では、操舵角と車両に発生するヨーレイトに位相のずれが発生する。そこで、発生しているヨーレイトが補正閾値内の領域において、操舵角とヨーレイトの符合およびそれぞれの変化速度である操舵速度、ヨー加速度の符号が同一である領域では、ふらつき操舵補正ゲインを１とし、それ以外の領域ではふらつき操舵補正ゲインをゼロ、もしくは１よりも小さな値とする。これにより、ヨーレイトの位相がずれるような操舵速度の大きいふらつき操舵に対して、前後加速度指令値Gxtgt0の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正することができ、補正した値に対して、ある不感帯を設定することで、ふらつき操舵による加減速を抑制できる。これにより、図６に示すような、カーブを旋回するような操舵に対して過度の抑制をすることなく、ふらつき操舵のみを抑制することができる。ここでは、操舵角とヨーレイトの関係からふらつき操舵を抑制する方法について説明したが、使用する情報は操舵角とヨーレイトに限らず、ロールレイトや、横加速度といった情報を用いてもよい。
【００２９】
車線変更補正演算部１４では、車線変更時の前後加速度制御量を補正する車線変更補正ゲインを演算する。車線変更の操舵をした場合、前後加速度指令値Gxtgt0は、図７に示すように演算される。このように、ドライバの操舵によっては、車線変更開始の前後加速度指令値Gxtgt0（図７のA部）よりも切り返しの操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のC部）の減速度が大きくなる。車線変更時に図７のC部の減速がA部よりも大きい場合、ドライバに強い違和感を与える場合がある。逆に加速側では、切り返し開始時の操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のB部）よりも、車線変更終了する直前の操舵による前後加速度指令値Gxtgt0（図７のD部）の加速が大きい方が望ましい。そのため、車線変更の切り返し操舵（図７のB部、C部）に対して補正を行う。補正方法としては、例えば図８に示すように発生したヨーレイトから車両のヨー角を推定し、ヨーレイトとヨー角の方向が一致している領域（図８のE部）では、減速制御の車線変更補正ゲイン（減速）を１とし、両者が一致しない領域（図８のF部）では、車線変更ゲインを１よりも小さな値とすることで、切り返し時の前後加速度指令値Gxtgt0を補正することができる。また、加速側では、切り返し前（図８のG部）の車線変更補正ゲインを１よりも小さな値とし、切り返し後（図８のH部）の車線変更補正ゲインを１とすることで、切り返し開始時の加速制御を抑制することができる。ここで、ヨー角を推定する際に、ヨーレイトもしくは操舵角、もしくはその両方を用いて、直進状態と判定した際にゼロとすることで、推定したヨー角に誤差が蓄積することを防ぐことができる。また、通常の車線変更では過度に大きなヨー角が発生しないため、ヨー角に上限値を設定し、上限値以上のヨー角が発生している場合は、カーブ走行と判定して車線変更補正ゲインを１としてもよい。これにより、S字カーブのような連続したカーブを走行中に、過度に前後加速度指令値Gxtgt0が補正されるのを防ぐことができる。ここでは、ヨー角による補正方法について説明したが、車体の横すべり角取得手段もしくは横すべり角推定手段を備える場合、横すべり角に応じた補正を行ってもよい。例えば操舵方向発生している横すべり角方向の符号が不一致の領域では、切り返しと判定し、車線変更補正ゲインを１よりも小さな値としてもよい。
【００３０】
横加速度限界補正演算部１５では、横加速度が摩擦限界付近での旋回走行時の前後加速度制御量を補正する横加速度限界補正ゲインを演算する。図９(a)に示すように、車両に実際に発生する横加速度は、摩擦限界が近づくにつれて操舵に対して非線形的に変化し、例えば摩擦限界付近では操舵角に対する横加速度の変化は少なくなる。そのため、前記横加速度演算部１１で演算された横加速度推定値Gystrが、この操舵に対する横加速度の非線形度合いを精度よく推定できていない場合、横加速度が摩擦限界付近の状態で操舵した際に、不要な前後加速度を発生させる可能性がある。そこで、図９(b)に示すように、横加速度推定値（破線）と実際に発生している横加速度（実線）の乖離度合から、横加速度限界の判定を行い、前記乖離度合に応じて横加速度限界補正ゲインを低下させる。これにより、横加速度推定値が増減した際に演算される前後加速度指令値Gxtgt0を、摩擦限界付近の旋回中では抑制することができる。ここで、横加速度限界の判定として、上述の横加速度推定値との乖離度合による方法に限らず、摩擦限界を推定し、発生している横加速度と摩擦限界の関係から横加速度限界補正ゲインを変更してもよい。また、単純に横加速度がある値以上の領域では、横加速度限界補正ゲインを小さな値として、横加速度の大きな領域では前後加速度制御を行わないようにしてもよい。
【００３１】
勾配補正演算部１６では、勾配走行時の前後加速度制御量を補正する勾配補正ゲインを演算する。登り坂や下り坂のように車両の走行道路に縦断勾配がついている場合、前後加速度制御により過度の減速や加速が発生する可能性がある。そこで、登り勾配を正、下り勾配を負とすると、図１０に示すように、登り勾配がある領域（図１０のJ部）では、登り勾配に応じて減速側の勾配補正ゲインである勾配補正ゲイン（減速）を１よりも小さな値とし、加速側の勾配補正ゲインである勾配補正ゲイン（加速）を１よりも大きな値にする。逆に下り勾配がある領域（図１０のK領域を参照）では、勾配補正ゲイン（減速）を１よりも大きな値とし、勾配補正ゲイン（加速）を１よりも小さな値にする。これにより、登り勾配での不要な減速や下り勾配での加速を抑制することができる。ここで、縦断勾配を推定する方法としては、各車輪に発生している駆動トルクと実際の車体速の変化の関係から推定する方法であっても、車体速変化と前後加速度センサの検出結果の差分から勾配を推定する方法であっても、路車間通信やナビゲーションシステムにより得られた縦断勾配情報を利用する方法であってもよい。ここで、駆動トルクの検出方法としては、また駆動トルクを直接検出する手段を備えていても、エンジンにより駆動トルクを発生している車両であれば、エンジントルクとシフトポジションから駆動トルクを推定する方法であっても、モータにより駆動トルクを発生している車両であれば、モータトルクと減速ギアの関係から駆動トルクを推定する方法であってもよい。また、車両のピッチ角を検出する手段を備え、これにより得られたピッチ角から縦断勾配を推定する方法であってもよい。また、縦断勾配を用いず、操舵に対するヨーレイトの応答から勾配補正ゲインを変更してもよい。図１１に示すように、車両に-Gxの加速度が発生、すなわち加速度Gxで車両が減速している場合、図１１(a)に示す車輪に発生する力で加速度Gxの減速をしている場合と、図１１(b)に示す縦断勾配により重心に発生する力で加速度Gxの減速をしている場合では、前後輪の荷重が異なり、図１１(a)の場合では、前輪の荷重が増加するが、図１１(b)の場合では、同じ減速であっても前輪の荷重が増加せず、後輪の荷重が増加することになる。車輪に発生する横力は荷重によって変化するため、図１１(a)、(b)では、同じ減速状態であっても前後輪に発生する横力が異なる。この結果、図１２に示すように、操舵に対して発生するヨーレイトが変化し、図１１(a)に対応するヨーレイト(a)および図１１(b)に対応するヨーレイト(b)となり、この差分に基づいて勾配補正ゲイン（減速）を小さな値に変更することで、縦断勾配に対する補正を行ってもよい。また、下り勾配では、図１１、１２に示した関係が逆転するが、登り勾配と同様に車体速の変化と操舵に対するヨーレイトの変化から、勾配ゲイン（加速）を変更することができる。また、片勾配がついている場合、片勾配度合いに応じて勾配補正ゲインを変更してもよい。
【００３２】
悪路補正演算部１７では、凹凸のある路面（悪路）を走行しているときの制御量を補正する悪路補正ゲインを演算する。悪路の判定方法としては、図１３に示すように、操舵角が小さい（操舵操作が行われていない）にも関わらず、比較的大きな横加速度が発生している場合、悪路と判定して悪路補正ゲインを１よりも小さな値に変更してもよい。また、悪路の判定方法として、横加速度とヨーレイトの関係から行う方法であっても、各車輪の車輪速変化を比較して判定する方法であってもよい。
【００３３】
加速補正演算部１８では、加速制御量のみを補正する加速補正ゲインを演算する。カーブ脱出のような横加速度推定値の絶対値が減少するシーンでは、上述の式（１）で得られた前後加速度指令値Gxtgt0が正となり加速制御が行われるが、加速を実現する駆動トルクを発生させる方法は、前輪駆動や後輪駆動、4輪駆動といった車種の駆動方式によって異なる。この駆動方式の違いにより、同じカーブを脱出するシーンであっても好適な加速が異なる。また、車線変更時の切り返し中のような加速が不要なシーンがある。そのため、加速補正演算部１８では、前後加速度指令値Gxtgt0が正となる時、前後輪で発生可能な駆動トルクや加速が必要なシーンに応じた補正を行う。例えば前後輪で任意の駆動トルクが発生可能な4輪駆動方式での加速補正ゲイン１とした場合、後輪駆動車であれば前輪の駆動トルクがゼロで後輪の駆動トルクによってのみ加速をする必要があるため、加速補正ゲインを１よりも小さな値にする。これにより加速制御による駆動トルクの増加により後輪に発生する横力が減少するのを抑制することができる。また、車線変更の際は加速制御を行わず、カーブからの脱出の際のみ加速制御を行う場合、カーブ走行判定を行い、カーブからの脱出と判定された時のみ加速補正ゲインを１とし、それ以外のシーンではゼロとしていてもよい。また、カーブ進入時の車体速をカーブ進入車体速として記憶しておき、カーブ脱出後に車体速が前記カーブ進入車体速となるように加速補正ゲインを設定してもよい。
【００３４】
目標前後加速度演算部１９では、前記ドライバ入力情報５、車両運動情報６、前後加速度初期値１２、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８、からの信号から、目標前後加速度Gxtgtを演算する。図１４に目標前後加速度演算部１９での制御ブロック図を示す。
【００３５】
図１４に示すように、目標前後加速度演算部１９は、ドライバ要求加速度演算部２０、フィルタ処理部２１、不感帯処理部２２、上下限処理部２３、目標前後加速度最終値演算部２４からなり、最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する。
【００３６】
ドライバ要求加速度演算部２０では、ドライバのアクセルペダル操作量やブレーキペダル操作量からドライバが要求している前後加速度要求値Gxreqを演算する。例えば加速要求であればアクセルペダルストローク量に応じた前後加速度要求値Gxreqを演算する。また、減速要求であれば、ブレーキペダルストローク量やマスタシリンダ圧に応じた前後加速度要求値Gxreqを演算する。
【００３７】
フィルタ処理部２１では、前後加速度指令値Gxtgt0に、ふらつき操舵補正ゲイン、車線変更補正ゲイン、横加速度限界補正ゲイン、勾配補正ゲイン、加速補正ゲインを積算して、その算出された値に対して、フィルタ処理を行う。ここで、一次遅れによるフィルタ処理を行う場合、時定数は前後加速度指令値Gxtgt0に基づいて加速度を発生させる、制駆動トルクアクチュエータの応答遅れや加速制御時の操作フィーリングに基づいて設定される。ここで、制動トルクを発生させるアクチュエータと駆動トルクを発生させるアクチュエータの応答遅れが異なる場合、加速側と減速側でフィルタの時定数を変更してもよい。また、前後加速度指令値Gxtgt0が増加する際の時定数と減少する際の時定数を異なる値としてもよい。
【００３８】
不感帯処理部２２では、フィルタ処理された値Gxtgt_fに不感帯処理を行う。不感帯の設定方法としては、予め設定される値であっても、車両運動情報に基づいて設定される値であってもよい。例えば負の不感帯であれば、アクセルオフの状態で車両に発生する減速度を負の不感帯としてもよい。また、正の不感帯と負の不感帯の大きさは異なっていてもよい。
【００３９】
上下限処理部２３では、不感帯処理された値Gxtgt_fdに上下限処理を行う。車体速や路面状態、もしくは車輪制駆動力トルクアクチュエータ３等に応じて前後加速度指令値上限値、もしくは前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定し、前後加速度指令値が前記前後加速度指令値上限値よりも大きい場合、前記前後加速度指令値上限値を前後加速度指令値とし、前後加速度指令値が前記前後加速度指令値上限値よりも小さい場合、前記前後加速度指令値下限値を前後加速度指令値とする。ここで、前記前後加速度指令値上限値、および前記前後加速度指令値下限値の設定方法としては、例えば車輪制駆動力トルクアクチュエータ３がブレーキのみの場合、減速のみの制御となるため、前記前後加速度指令値上限値をゼロとする。また、操舵に対するヨーレイト、もしくは横加速度の応答を考慮した操舵性確保限界を取得もしくは推定する手段を備える場合、前記操舵性確保限界に応じて前記前後加速度指令値上限値、もしくは前記前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定する。また、車体速に発生するヨーレイトが過大とならないよう前記操舵性確保限界に応じて前記前後加速度指令値上限値、もしくは前記前後加速度指令値下限値、もしくはその両方を設定する。
【００４０】
目標前後加速度最終値演算部２４では、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlから、最終的な目標前後加速度Gxtgtを演算する。演算方法としては、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlの符号が異なる場合、前後加速度要求値Gxreqを目標前後加速度Gxtgtとし、前後加速度要求値Gxreqと上下限処理値Gxtgt_fdlの符号が同じ場合、両者の絶対値が大きい方の値を目標前後加速度Gxtgtとしてもよい。また、前後加速度要求値Gxreqがゼロの場合は、上下限処理値Gxtgt_fdlを目標前後加速度Gxtgtとし、上下限処理値Gxtgt_fdlによる加速度制御中に前後加速度要求値Gxreqがゼロ以外の値となった場合は、上下限処理値Gxtgt_fdlに前後加速度要求値Gxreqを加算した値を目標前後加速度Gxtgtとしてもよい。
【００４１】
目標制駆動トルク演算部９では、目標前後加速度Gxtgtから各車輪に発生させる目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]を演算する。
【００４２】
アクチュエータ駆動指令値演算部１０では、目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]に応じて、必要なアクチュエータの駆動制御指令値を演算する。例えば車輪制駆動トルクアクチュエータがモータである場合、目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]を発生させるようモータの駆動指令値を演算する。また、このときの目標制駆動トルクTw_tgt[wheel]が負、すなわち制動トルクを発生させる場合には、発生させる減速度に応じてブレーキランプを点灯するようにブレーキランプ駆動指令を演算する。例えば、発生させる減速度が非常に小さい場合、ブレーキランプは点灯させず、ある所定値以上の減速度を発生させる場合にのみブレーキランプを点灯させるようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施例の前後加速度指令値補正演算部７において、ふらつき操舵補正演算部１３、車線変更補正演算部１４、横加速度限界補正演算部１５、勾配補正演算部１６、悪路補正演算部１７、加速補正演算部１８、をもつ構成について説明したが、これら以外の補正方法があってもよい。
【００４４】
例えば、操舵に対して発生するヨーレイト、横加速度が線系車両モデルで表わされる関係にあるか否かを判定する線系車両モデル補正演算部をもち、操舵とヨーレイト、横加速度の関係から補正を行ってもよい。図１５に示すように、操舵に対して発生した実ヨーレイト、実横加速度が線系車両モデルで推定された線系ヨーレイト、線系横加速度と同程度の応答の範囲であれば、線系車両モデル補正ゲインを１とし、それ以外の条件では線系車両モデル補正ゲインを１よりも小さな値としてもよい。これにより、例えば上述のふらつき操舵や悪路では線系ヨーレイトと実ヨーレイト、もしくは線系横加速度と実横加速度に差が大きくなるため、前後加速度指令値を抑制することができる。また、路面摩擦が低い場合や、限界加速度付近での運転といったシーンでの前後加速度指令値を抑制することができる。
【００４５】
また、ドライバの運転技量を推定する運転技量補正演算部をもち、ドライバの運転技能に応じて補正を行ってもよい。ドライバによって同じカーブを同じ速度で走行する場合であっても、カーブ直前で急な操舵操作を行うドライバとカーブ手前からゆっくりと滑らかな操舵操作を行うドライバがおり、また、カーブ旋回中に切り増し切り戻しを繰り返すギクシャクした運転を行うドライバもいる。運転技量補正演算部では、このようなドライバの操舵操作、および発生した横加速度、前後加速度からドライバの運転技量を推定し、通常の運転時から急な操舵やギクシャクした操舵が多いドライバに対しては運転技量補正ゲインを１よりも小さな値とし、滑らかな操舵をするドライバに対しては運転技能補正ゲインを１とする。
【００４６】
また、ドライバにより制御モードを選択するスイッチを備える場合、選択された制御モードに応じて補正する制御モード補正演算部をもち、ドライバが選択した制御モードに応じて補正を行ってもよい。例えば“ノーマルモード”と“スポーツモード”という二つの制御モードがある場合、“ノーマルモード”のときの制御モード補正ゲインを１とし、“スポーツモード”のときの制御モード補正ゲインを１よりも大きな値としてもよい。
【００４７】
また、車体速に応じて制御ゲインを補正する車体速補正演算部をもち、車体速に応じて補正を行ってもよい。例えば、車体速が非常に小さく、減速制御が必要ない領域では減速補正ゲインを１よりも小さな値とする。また逆に、車体速が非常に大きく、減速制御により発生するヨーレイトが過大となる領域では、減速補正ゲインを１よりも小さな値とする。
【００４８】
また、本実施例において、各補正演算部により補正ゲインを演算する方法について示したが、ゲインだけではなくフィルタ処理部２１のフィルタ時定数や不感帯処理部２２の不感帯、上下限処理部２３の前後加速度指令値上限値、前後加速度指令値下限値も同時に補正してもよい。
【００４９】
例えば、ふらつき操舵や悪路が検出されている場合は、フィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を大きな値に補正してもよい。また、ドライバの運転技量に応じて、ギクシャクした操舵が多いドライバに対しては、フィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を大きな値に補正してもよい。また、上述の制御モードに応じて、”スポーツモード”では”ノーマルモード”よりもフィルタの時定数、もしくは不感帯閾値のどちらか、もしくは両方を小さな値に補正してもよい。
【００５０】
以上のように、本発明では、従来の操舵角に基づいて作成していた前後加速度指令値に対して、車両運動情報に基づくフィードバックを加えることで、走行シーンに応じて前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正することができる。これにより、加速、減速どちらの前後加速度指令値であっても、従来の信号ノイズが小さく、早いタイミングで必要な加減速制御量を算出作成できる利点を活かしながら、走行シーンに対するロバスト性を向上させ、不要なシーンでの前後加速度制御の介入を抑制することができる。
【００５１】
したがって、例えば単純に加減速制御の介入閾値を大きくして加減速を抑制した場合と比較して、本発明では、カーブ進入時のような加減速が必要なシーンで応答が遅れるのを防ぎ、違和感が発生するのを有効に防ぐことができる。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
以下、図１６〜図１８を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００５３】
最初に、図１６を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。
【００５４】
図１６は、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００５５】
本実施形態の車両運動制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態およびドライバによる操作量を取得する自車両情報取得手段１と、目標前後加速度を作成する前後加速度演算手段２５と、各車輪の制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段２６と、制駆動トルク制御手段２６からの指令を基に、各車輪に制動トルクを発生させる車輪制動トルクアクチュエータ２７、各車輪に駆動トルクを発生させる車輪駆動トルクアクチュエータ２８、自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４、を備える。
【００５６】
自車両情報取得手段１とブレーキランプ４は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。車輪制動トルクアクチュエータ２７は、各車輪に制動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押付けることで制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制動トルクを発生させるモータアクチュエータであってもよい。
【００５７】
車輪駆動トルクアクチュエータ２８は、各車輪に駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるエンジン駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるモータアクチュエータであってもよい。
【００５８】
前後加速度演算手段２５では、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６から車両の横運動に連係した目標前後加速度を演算する。図１６に前後加速度演算手段２５での制御ブロック図を示す。
【００５９】
図１７に示すように、前後加速度演算手段２５は、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、からなる。ここで、前後加速度指令値演算部７、前後加速度指令値補正演算部８、の詳細は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
制駆動トルク制御手段２６では、前記前後加速度演算手段２５からの目標前後加速度から、車輪制動トルクアクチュエータ２７、車輪駆動トルクアクチュエータ２８、ブレーキランプ４の駆動制御指令値を演算する。ここで、前記ドライバ入力情報５および車両運動情報６が入力される場合、より高精度な制駆動トルク制御が可能となる。図１７に制駆動トルク制御手段２６での制御ブロック図を示す。
【００６１】
図１８に示すように、制駆動トルク制御手段２６は、目標制駆動トルク演算部９、制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部２９、駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部３０、ブレーキランプ駆動指令値演算部３１からなる。ここで、目標制駆動トルク演算部９、の詳細は、上述の第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部２９では、目標制動トルクに応じて、車輪制動トルクアクチュエータ２７の駆動制御指令値を演算する。駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部３０では、目標駆動トルクに応じて、車輪制動トルクアクチュエータ２８の駆動制御指令値を演算する。ブレーキランプ駆動指令値演算部３１では、目標制動トルクに応じて、ブレーキランプの駆動制御指令値を演算する。このように、目標前後加速度の演算と制駆動トルク制御の演算は必ずしも同一の演算機にて行わなくともよく、演算機が別で両者が通信により信号をやりとりする構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…自車両情報取得手段
２…車両運動制御演算手段
３…車輪制駆動トルクアクチュエータ
４…ブレーキランプ
５…ドライバ入力情報
６…車両運動情報
７…前後加速度指令値演算部
８…前後加速度指令値補正演算部
９…目標制駆動トルク演算部
１０…アクチュエータ駆動指令値演算部
１１…横加速度演算部
１２…前後加速度演算部
１３…ふらつき操舵補正演算部
１４…車線変更補正演算部
１５…横加速度限界補正演算部
１６…勾配補正演算部
１７…悪路補正演算部
１８…加速補正演算部
１９…目標前後加速度演算部
２０…ドライバ要求加速度演算部
２１…フィルタ処理部
２２…不感帯処理部
２３…上下限処理部
２４…目標前後加速度最終値演算部
２５…前後加速度演算手段
２６…制駆動トルク制御手段
２７…車輪制動トルクアクチュエータ
２８…車輪駆動トルクアクチュエータ
２９…制動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部
３０…駆動トルクアクチュエータ駆動指令値演算部
３１…ブレーキランプ駆動指令値演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の横運動に連係して車両の前後加速度を制御する車両運動制御装置であって、
ドライバによる操作のドライバ入力情報と車両運動情報を含む自車両情報を取得する自車両情報取得手段と、
該自車両情報取得手段により取得した自車両情報に基づいて前記車両の横運動に連係した前後加速度を演算する車両運動制御演算手段と、を備え、
該車両運動制御演算手段は、
前記ドライバ入力情報に含まれている操舵操作情報、もしくは車両運動情報に含まれている横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度の前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部と、
前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部と、
を有することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記前後加速度指令値補正演算部は、
前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値の絶対値を補正する補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部と、
該補正ゲイン演算部により演算された補正ゲインと、前記前後加速度指令値演算部により演算された前後加速度指令値に基づいて目標前後加速度を演算する目標前後加速度演算部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
【請求項３】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両のふらつき操舵時の前後加速度指令値を補正するふらつき操舵補正演算部を有しており、
該ふらつき操舵補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両のふらつき操舵が行われているか否かを判定し、前記車両のふらつき操舵が行われていると判定した場合に、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正するふらつき操舵補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項４】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両の車線変更時の前後加速度指令値を補正する車線変更補正演算部を有しており、
該車線変更補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の車線変更が行われているか否かを判定し、前記車両の車線変更が行われていると判定した場合に、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する車線変更補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項５】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両の横加速度が摩擦限界付近での旋回走行の前後加速度指令値を補正する横加速度限界補正演算部を有しており、
該横加速度限界補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の横加速度が摩擦限界付近に到達しているか否かを判定し、前記車両の横加速度が前記摩擦限界付近に到達していると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する横加速度限界補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項６】
前記補正ゲイン演算部は、勾配走行時の前後加速度指令値を補正する勾配補正演算部を有しており、
該勾配補正演算部は、車両の走行道路の勾配と勾配度合いを検出し、登り勾配を検出した場合には、該登り勾配の勾配度合いに基づいて前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正し、
下り勾配を検出した場合には、該下り勾配の勾配度合いに基づいて前記前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも大きな値に補正する勾配補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項７】
前記補正ゲイン演算部は、悪路走行時の前後加速度指令値を補正する悪路補正演算部を有しており、
該悪路補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両が悪路の走行中であるか否かを判定し、前記車両が悪路の走行中であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する悪路補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項８】
前記補正ゲイン演算部は、前後加速度指令値の加速制御量のみを補正する加速補正演算部を有しており、
該加速補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の加速が必要であるか否かを判定し、前記車両の加速が不要であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する加速補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項９】
前記補正ゲイン演算部は、操舵角に対するヨーレイトと横加速度の少なくとも一方が線系車両モデルで表される関係にあるか否かに応じて前後加速度指令値を補正する線系車両モデル補正演算部を有しており、
該線系車両モデル補正演算部は、予め設定されたデータに基づいて、操舵角に対するヨーレイトと横加速度の少なくとも一方が線系車両モデルで表される関係にあるか否かを判定し、線系車両モデルで表される関係にないと判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する線系車両モデル補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１０】
前記補正ゲイン演算部は、ドライバの運転技量に応じて前記前後加速度指令値を補正する運転技量補正演算部を有しており、
該運転技量補正演算部は、ドライバの操舵操作、該操舵操作により車両に発生した横加速度と前後加速度の少なくとも一つに基づいて前記ドライバの運転技量を判定し、予め設定された基準に満たない運転技量であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する運転技量補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１１】
前記補正ゲイン演算部は、予め設定された複数の制御モードの中からドライバによって選択された制御モードに応じて前記前後加速度指令値を補正する制御モード補正演算部を有しており、
該制御モード補正演算部は、少なくともノーマルモードとスポーツモードという二つの制御モードのうち、スポーツモードが選択された場合に、前記前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも大きな値に補正する制御モード補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１２】
前記補正ゲイン演算部は、車体速に応じて前記前後加速度指令値を補正する車体速補正演算部を有しており、
該車体速補正演算部は、減速制御が不要なくらい車体速が小さい領域では、前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも小さな値に補正し、減速制御により発生するヨーレイトが過大となるくらい車体速が大きい領域では、前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも小さな値に補正する減速補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１３】
前記操舵操作情報には、操舵角と操舵角速度の少なくとも一つが含まれ、
前記横運動情報には、車両に発生する横加速度と、車両に発生するヨーレイトと、車両に発生するロールレイトと、車両のヨー角と、車両の横すべり角の少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の車両運動制御装置。
【請求項１】
車両の横運動に連係して車両の前後加速度を制御する車両運動制御装置であって、
ドライバによる操作のドライバ入力情報と車両運動情報を含む自車両情報を取得する自車両情報取得手段と、
該自車両情報取得手段により取得した自車両情報に基づいて前記車両の横運動に連係した前後加速度を演算する車両運動制御演算手段と、を備え、
該車両運動制御演算手段は、
前記ドライバ入力情報に含まれている操舵操作情報、もしくは車両運動情報に含まれている横運動情報の少なくとも一つに基づいて車両に発生させる前後加速度の前後加速度指令値を演算する前後加速度指令値演算部と、
前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値を補正する前後加速度指令値補正演算部と、
を有することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記前後加速度指令値補正演算部は、
前記操舵操作情報および前記横運動情報に基づいて前記前後加速度指令値の絶対値を補正する補正ゲインを演算する補正ゲイン演算部と、
該補正ゲイン演算部により演算された補正ゲインと、前記前後加速度指令値演算部により演算された前後加速度指令値に基づいて目標前後加速度を演算する目標前後加速度演算部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
【請求項３】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両のふらつき操舵時の前後加速度指令値を補正するふらつき操舵補正演算部を有しており、
該ふらつき操舵補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両のふらつき操舵が行われているか否かを判定し、前記車両のふらつき操舵が行われていると判定した場合に、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正するふらつき操舵補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項４】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両の車線変更時の前後加速度指令値を補正する車線変更補正演算部を有しており、
該車線変更補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の車線変更が行われているか否かを判定し、前記車両の車線変更が行われていると判定した場合に、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する車線変更補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項５】
前記補正ゲイン演算部は、前記車両の横加速度が摩擦限界付近での旋回走行の前後加速度指令値を補正する横加速度限界補正演算部を有しており、
該横加速度限界補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の横加速度が摩擦限界付近に到達しているか否かを判定し、前記車両の横加速度が前記摩擦限界付近に到達していると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する横加速度限界補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項６】
前記補正ゲイン演算部は、勾配走行時の前後加速度指令値を補正する勾配補正演算部を有しており、
該勾配補正演算部は、車両の走行道路の勾配と勾配度合いを検出し、登り勾配を検出した場合には、該登り勾配の勾配度合いに基づいて前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正し、
下り勾配を検出した場合には、該下り勾配の勾配度合いに基づいて前記前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも大きな値に補正する勾配補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項７】
前記補正ゲイン演算部は、悪路走行時の前後加速度指令値を補正する悪路補正演算部を有しており、
該悪路補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両が悪路の走行中であるか否かを判定し、前記車両が悪路の走行中であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する悪路補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項８】
前記補正ゲイン演算部は、前後加速度指令値の加速制御量のみを補正する加速補正演算部を有しており、
該加速補正演算部は、前記操舵操作情報と前記横運動情報に基づいて前記車両の加速が必要であるか否かを判定し、前記車両の加速が不要であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する加速補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項９】
前記補正ゲイン演算部は、操舵角に対するヨーレイトと横加速度の少なくとも一方が線系車両モデルで表される関係にあるか否かに応じて前後加速度指令値を補正する線系車両モデル補正演算部を有しており、
該線系車両モデル補正演算部は、予め設定されたデータに基づいて、操舵角に対するヨーレイトと横加速度の少なくとも一方が線系車両モデルで表される関係にあるか否かを判定し、線系車両モデルで表される関係にないと判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する線系車両モデル補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１０】
前記補正ゲイン演算部は、ドライバの運転技量に応じて前記前後加速度指令値を補正する運転技量補正演算部を有しており、
該運転技量補正演算部は、ドライバの操舵操作、該操舵操作により車両に発生した横加速度と前後加速度の少なくとも一つに基づいて前記ドライバの運転技量を判定し、予め設定された基準に満たない運転技量であると判定した場合には、前記前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正する運転技量補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１１】
前記補正ゲイン演算部は、予め設定された複数の制御モードの中からドライバによって選択された制御モードに応じて前記前後加速度指令値を補正する制御モード補正演算部を有しており、
該制御モード補正演算部は、少なくともノーマルモードとスポーツモードという二つの制御モードのうち、スポーツモードが選択された場合に、前記前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも大きな値に補正する制御モード補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１２】
前記補正ゲイン演算部は、車体速に応じて前記前後加速度指令値を補正する車体速補正演算部を有しており、
該車体速補正演算部は、減速制御が不要なくらい車体速が小さい領域では、前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも小さな値に補正し、減速制御により発生するヨーレイトが過大となるくらい車体速が大きい領域では、前後加速度指令値の絶対値を補正前よりも小さな値に補正する減速補正ゲインを演算することを特徴とする請求項２に記載の車両運動制御装置。
【請求項１３】
前記操舵操作情報には、操舵角と操舵角速度の少なくとも一つが含まれ、
前記横運動情報には、車両に発生する横加速度と、車両に発生するヨーレイトと、車両に発生するロールレイトと、車両のヨー角と、車両の横すべり角の少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の車両運動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１０５０９６（Ｐ２０１１−１０５０９６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６１００８（Ｐ２００９−２６１００８）
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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