車両の制御装置
【課題】加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタを適正化することのできる制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の三つの前後加速度を求め（ステップＳ２，Ｓ７，Ｓ９）、それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求め（ステップＳ４）、加減速度のある旋回時に拡張したスタビリティファクタの関係式に前記前後加速度と前記実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てて前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求め（ステップＳ１０）、その求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する（ステップＳ１１）。
【解決手段】車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の三つの前後加速度を求め（ステップＳ２，Ｓ７，Ｓ９）、それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求め（ステップＳ４）、加減速度のある旋回時に拡張したスタビリティファクタの関係式に前記前後加速度と前記実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てて前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求め（ステップＳ１０）、その求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する（ステップＳ１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋回安定性など車両の挙動を制御する装置に関し、特に車両の挙動に大きく影響するスタビリティファクタを適正化するように構成された装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の挙動に大きく影響する要因としてスタビリティファクタが知られている。車両のスタビリティファクタは、加速や減速のない定常的な旋回状態を想定した場合には、慣性質量、ホイールベース、前後輪のコーナリングパワー（コーナリングフォース）、車両重心点と前後車軸との間の距離によって表され、あるいは実舵角、ホイールベース、横加速度、車速に基づいて求めることができる。これを、駆動あるいは制動を伴う旋回状態にまで拡張できることが知られており、前後加速度に係数を掛けた項と、前後加速度の二乗に係数を掛けた項とを、加減速ない状態でのスタビリティファクタに加算する二次式で与えられる。なお、それらの係数は、駆動あるいは制動による荷重移動およびトー角変化とコンプライアンスによるもの、ならびに駆動力や制動力の働くタイヤのコーナリング特性によるものである。
【０００３】
スタビリティファクタの大小に応じて旋回時のヨーレートや旋回半径などが大小に異なり、したがってスタビリティファクタは車両のステア特性を支配する重要なパラメータである。そのスタビリティファクタは、基本的には、車両の構造やタイヤの特性などに基づいて決まるが、前後輪のコーナリングパワーは前後輪に掛かる荷重や経時劣化などによって変化することがあり、またいわゆる拡張されたスタビリティファクタでは、前後加速度の一次の項の係数や二次の項の係数が設計上定めた値のとおりにならない場合がある。
【０００４】
従来、車両の挙動制御のためにスタビリティファクタを補正することが試みられており、例えば特許文献１には、設計上設定したスタビリティファクタと実スタビリティファクタとの差が大きい場合には，車両の挙動制御や駆動力制御に使用するスタビリティファクタを、実スタビリティファクタに置き換えるように構成された方法が記載されている。すなわち、特許文献１に記載された方法では、車両の工場出荷時などに定常円旋回走行を行ってその際の各種の特性を実測し、その実測して得たデータに基づいて実スタビリティファクタを演算し、その実スタビリティファクタと予め格納しているスタビリティファクタとを比較し、その比較の結果に基づいて、必要に応じてスタビリティファクタを置換している。
【０００５】
また、特許文献２にはドライバ操作外乱や路面外乱による影響を抑圧して車両の挙動を安定させるように構成されたシステムが記載されている。すなわち、特許文献２に記載されたシステムは、スタビリティファクタが前後車輪の接地荷重の影響を受けることに着目し、スタビリティファクタを決める要因である、前後輪のコーナリングパワーとその車両重心点からの距離との積（すなわち前後輪のコーナリングパワーに基づくモーメント）の差が、目標値に追従するように車軸トルクを補正するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３１０５２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５６６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法は、一定車速で所定の操舵パターンで走行しながら車両の特性値を求め、その特性値に基づいて実スタビリティファクタを演算する方法である。したがって定常円旋回走行を想定したスタビリティファクタを求めることになるが、駆動あるいは制動を伴う円旋回の際の駆動力もしくは前後加速度を求めるためにそのスタビリティファクタを使用すると、制動あるいは駆動を考慮したものとなっていないので、適切な駆動力あるいは前後加速度もしくはそれらの補正値を得ることができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたシステムでは、スタビリティファクタを決める要因のうち、前後輪のコーナリングパワーによるモーメントを目標値に近づけるように車軸トルクを補正するものであるため、駆動や制動のない定常円旋回についてはステア特性を向上させることができるかも知れない。しかしながら、駆動や制動に伴う円旋回の場合には、いわゆる拡張されたスタビリティファクタに基づく制御が必要であり、またその拡張されたスタビリティファクタを適正なものとすることが好ましいが、特許文献２に記載されたシステムでは、拡張されたスタビリティファクタを実情に即したものとしたり、駆動や制動を伴う旋回走行時の挙動特性を向上させることは困難であり、新たな技術を開発する余地があった。
【０００９】
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、駆動や制動を伴う旋回走行を安定的に行うようにスタビリティファクタを実際の車両に適したものとすることのできる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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両が実際に旋回走行した際に得られたデータに基づいてその車両についての加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタを求める車両の制御装置において、前記車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の少なくとも三つの前後加速度を求める加減速度検出手段と、それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求めるスタビリティファクタ算定手段と、加減速度のある旋回時のスタビリティファクタが、前後加速度の二乗に係数を掛けた項と前後加速度に他の係数を掛けた項と定数項との和に等しくなる関係式に前記加減速度検出手段で求められた前後加速度と前記スタビリティファクタ算出手段で求められた実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てるとともに、それらの三元連立一次方程式を前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求める係数算出手段と、その係数算出手段で求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する更新手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加減速度検出手段は、三つの前後加速度相互の差の絶対値が予め定めた基準値より大きくなるように前記三つの前後加速度を求める手段を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記三つの前後加速度のうち既に求められている前後加速度に対して前記基準値より大きい差の前後加速度が求められるまでの経過時間が予め定めた時間を経過した場合に、既に求められている前後加速度との差の絶対値が前記基準値より大きくなる前後加速度を前記車両に生じさせる前後加速度発生手段を更に備えていることを特徴とする車両の制御装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記経過時間は、前記更新手段で前記スタビリティファクタの定義式が更新された時点からカウントを開始した時間を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
駆動あるいは制動のある旋回に拡張したスタビリティファクタは、前後加速度の二次式で表すことができ、この発明によれば、その二次的における各係数および定数項を、車両が実際に走行した際の前後加速度および実スタビリティファクタに基づく連立方程式から求め、その求められた値を上記の二次式に代入して、駆動あるいは制動のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する。したがって、この発明によれば、車両に適したスタビリティファクタを得ることができ、それに伴いステア特性や駆動力制御などを好適なものとすることができ、ひいてはドライバビリティを向上させることができる。
【００１５】
特に、請求項２の発明においては、相互に基準値を超える差異のある前後加速度およびそれぞれの前後加速度毎の実スタビリティファクタを使用して連立方程式を立てるので、得られる係数もしくは定義式を、精度の良いものとすることができる。
【００１６】
さらに、請求項３の発明によれば、既に求められている前後加速度との差の絶対値が基準値を超える前後加速度を積極的に生じさせるので、前記定義式の更新の遅れを回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の制御装置で実行される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】この発明の制御装置で実行される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３】この発明で対象とすることのできる車両の駆動系統および制御系統を簡略化して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明は、車両の前後加速度あるいは駆動力を、スタビリティファクタを使用して適正化するように構成された装置であり、その車両は、内燃機関やモータなどを動力源とした前輪駆動車や後輪駆動車あるいは四輪駆動車などであってよい。エンジンによって後輪を駆動する二輪駆動車の駆動系統および制御系統の一例を図３にブロック図で示してある。エンジン１の出力側に変速機２が連結され、その変速機２から出力された動力をデファレンシャル（終減速機）３を介して左後輪Ｒｌおよび右後輪Ｒｒに分配して伝達するように構成されている。また、左右の前輪Ｆｌ，Ｆｒは操舵輪であり、これらの四輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒのそれぞれの回転速度（回転数）を検出する車輪速センサ４が設けられ、また車体に生じるヨーを検出するヨーレートセンサ５が設けられている。
【００１９】
さらに、車両の全体の総合的な制御を行うマイクロコンピュータを主体とする車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）６が設けられている。その車両用電子制御装置６は、主として、駆動力を制御するように構成されており、前述した車輪速センサ４やヨーレートセンサ５が出力する検出信号、前後加速度、横加速度、操舵角、アクセル開度、ブレーキ信号、路面摩擦係数などの各種の検出信号が入力されており、また車体重量やホイールベース、車体の重心から前後輪の軸までの距離（前後軸間距離）、前後輪のコーナリングスティッフネス（コーナリングフォース）などのデータおよびその他の予め設定した定数やマップが車両用電子制御装置６に記憶させられている。そして、車両用電子制御装置６は、これらの検出信号やデータ、マップなどに基づいて演算を行って目標スタビリティファクタや目標駆動力、目標前後加速度などを求め、必要な制御信号を出力するように構成されている。その制御信号が入力されてエンジン１や変速機２を制御するマイクロコンピュータを主体とするエンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）７が設けられている。
【００２０】
この発明に係る制御装置は、車両のステア特性を適正化するために、旋回中に前後加速度が変化した場合に、その前後加速度に基づいてスタビリティファクタを決定する係数を求めて、いわゆる拡張されたスタビリティファクタを実測値に応じた値とするように構成されている。その制御の一例を図１にフローチャートで示してある。図１に示すルーチンは、短い時間間隔で繰り返し実行され、先ず、車両が旋回しているか否かが判断される（ステップＳ１）。これは、例えば検出された横加速度に基づいて判断することができ、旋回判定のための横加速度についてのしきい値を予め用意しておき、検出された横加速度がそのしきい値を超えた場合に、車両が旋回していると判断すればよい。車両が旋回していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。これとは反対に車両が旋回していて横加速度が大きいなどのことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納される（ステップＳ２）。なお、図１において、Ｇx[i］は前後加速度格納変数であり、当初はＧx[i］＝Ｏである。また、その前後加速度Ｇxcurr は、加速度センサによって検出したものであってよく、あるいはアクセル操作量もしくはそれに対応したスロットル開度から駆動力を求め、その駆動力と車体重量などとから算出した前後加速度であってもよい。
【００２１】
つぎに、格納数ｉについて判定される（ステップＳ３）。すなわち、図１のルーチンを開始した直後では「ｉ＝１」か否かが判断される。１番目の前後加速度Ｇxcurr が得られている場合には、ステップＳ３で肯定的に判断され、その場合はその現在時点の横加速度Ｇyreal と、車速Ｖと、実舵角δとから実スタビリティファクタｋｈcurrが求められ、これが格納される（ステップＳ４）。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。なお、実スタビリティファクタｋｈcurrは、
ｋｈcurr＝（δ／ＬＧyreal）−（１／Ｖ２） （Ｌ：ホイールベース）
で演算される。
【００２２】
実スタビリティファクタｋｈcurrを格納した後、格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される（ステップＳ５）。格納数ｉは順に増大するので、格納開始当初はステップＳ５で否定的に判断され、その場合は、格納変数を一つ増大させ（ステップＳ６）、リターンする。続くサイクルのステップＳ１の判断を行う際に車両が直線走行に変化していれば、ステップＳ１で否定的に判断され、その場合は、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に旋回中であれば、ステップＳ１で肯定的に判断されるので、再度ステップＳ２に進み、前述したのと同様に、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納される。
【００２３】
そして、ステップＳ３で格納数ｉが「１」か否かが判断されるが、この場合は前述したステップＳ６で格納数ｉが一つインクリメントされて「ｉ＋１」になっているから、ステップＳ３で否定的に判断される。その結果、ステップＳ７に進んで、今回格納した前後加速度Ｇx[i］と前回格納した前後加速度Ｇx[i-1］と差の絶対値が予め定めた基準値Ｘより大きいか否かが判断される。この基準値Ｘは、前後加速度Ｇｘの実質的な変化の有無を判断するためのものであり、後述するように、拡張されたスタビリティファクタを定義する方程式における係数を求める三元連立一次方程式を得るのに十分に異なる前後加速度Ｇｘを判断できる値として予め定めることができ、また比較的短時間の間に生じる前後加速度Ｇｘの変化の範囲の値とすることができる。基準値Ｘが大きい値であると、（ｉ＋１）番目の前後加速度Ｇｘを格納するまでに長時間を要してしまうからである。
【００２４】
したがって、前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘ以下であることによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これに対して前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘを超えていることによりステップＳ７で肯定的に判断された場合には、格納数ｉが「２」になっているか否かが判断される（ステップＳ８）。前述したステップＳ６を初めて実行した後は、「ｉ＋１＝２」になっているので、ステップＳ８で肯定的に判断される。
【００２５】
ステップＳ８で肯定的に判断されると、前述したステップＳ４に進み、現在時点の横加速度Ｇyreal と、車速Ｖと、実舵角δとから実スタビリティファクタｋｈcurrが求められ、これが格納される。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。この場合、「ｉ」は「２」である。なお、実スタビリティファクタを求める演算式は上述したとおりである。ステップＳ４の制御に続けて、ステップＳ５に進んで格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される。前述したように、格納数ｉは順に増大するが、ステップＳ５の判断で２回目であれば、「ｉ＝２」であるからステップＳ５で否定的に判断され、その場合は、格納変数を一つ増大させ（ステップＳ６）、リターンする。
【００２６】
再度実行されるサイクルでステップＳ１の判断を行う際に車両が直線走行に変化していれば、ステップＳ１で否定的に判断され、その場合は、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に旋回中であれば、ステップＳ１で肯定的に判断されるので、再度ステップＳ２およびステップＳ３に進み、前述したのと同様に、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納され、また格納数ｉが「１」か否かが判断されて否定的な判断結果となり、それに伴いステップＳ７に進んで今回の前後加速度Ｇｘ[i］と前回格納した前後加速度Ｇx[i-1］と差の絶対値が予め定めた基準値Ｘより大きいか否かが判断される。基準値Ｘを超える差が生じていない場合には、特に制御を行うことなくリターンし、これとは反対に基準値Ｘを超える差が生じていることにより肯定的に判断された場合には、前述したステップＳ８に進んで、格納数ｉが「２」になっているか否かが判断される。前述したステップＳ６を２回実行した後は、「ｉ＋１＝３」になっているので、ステップＳ８で否定的に判断される。
【００２７】
前述したように拡張されたスタビリティファクタを定義する二次方程式における係数を求めるための三元連立一次方程式を得るように前後加速度Ｇｘを検出しているのであるから、現在の前後加速度Ｇｘ[i]が第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]より前記基準値Ｘを超えて異なっていることが必要であり、そのためステップＳ８で否定的に判断された場合には、現在の前後加速度Ｇｘ[i]と第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される（ステップＳ９）。このステップＳ９で否定的に判断された場合には、現在の格納された前後加速度Ｇｘでは上記の係数を求めるための三元連立一次方程式を得るためには不十分であるから特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に現在の前後加速度Ｇｘ[i]と第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]との差の絶対値が基準値Ｘを超えていることによりステップＳ９で肯定的に判断された場合には、前述したステップＳ４およびステップＳ５に順に進む。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。この場合、「ｉ」は「３」である。また、格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される。
【００２８】
その場合、格納数ｉは既に「３」になっているので、ステップＳ５で肯定的に判断される。すなわち、既に三つの実スタビリティファクタｋｈ[1]，ｋｈ[2]，ｋｈ[3]および前後加速度Ｇｘ1，Ｇｘ2，Ｇｘ3が得られているので、下記の三元連立一次方程式が成立する。
ｋｈ1＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ1＋ｋｈ’2Ｇｘ1２
ｋｈ2＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ2＋ｋｈ’2Ｇｘ2２
ｋｈ3＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ3＋ｋｈ’2Ｇｘ3２
【００２９】
したがってステップＳ５で肯定的に判断された場合には、上記の三元連立一次方程式に基づいて、拡張されたスタビリティファクタを定義する定数項ｋｈ0、一次の項の係数ｋｈ1ならびに二次の項の係数ｋｈ2が算出される（ステップＳ１０）。そして、拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する下記の二次方程式
ｋｈ＝ｋｈ0＋ｋｈ1・Ｇｘ＋ｋｈ2・Ｇｘ２
における各係数ｋｈ0，ｋｈ1，ｋｈ2の値が、ステップＳ１０で算出された値に更新される（ステップＳ１１）。すなわち、ｋｈ0＝ｋｈ’0、ｋｈ1＝ｋｈ’1、ｋｈ2＝ｋｈ’2に置き換えられる。
【００３０】
こうして拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する二次方程式を更新した後、格納数ｉをゼロリセット（ステップＳ１２）した後、前述したステップＳ６で格納数ｉを一つインクリメントし、リターンする。
【００３１】
この発明に係る制御装置は、上記のようにして、実測された前後加速度Ｇｘに基づいて、拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する二次方程式を更新する。すなわち、実際に走行している車両で得られる横加速度および車速ならびに実舵角に基づいて実スタビリティファクタｋｈ[i]を求めるとともに、その時点の前後加速度Ｇｘを求め、これらの値を使用して一次方程式を立て、未知数が三つあることにより互いに異なる前後加速度Ｇｘおよび実スタビリティファクタを使用して三元連立一次方程式を得、その三元連立一次方程式を解いて係数の値を求め、その係数を使用したスタビリティファクタの定義式を求めている。したがってその定義式は、車両の個体差や特性の経時変化など、設計値との齟齬を是正したものとなっており、車両毎に適正なスタビリティファクタを得ることができる。また特に、この発明に係る制御装置では、三元連立一次方程式を求めるに当たり、前後加速度Ｇｘとして前記基準値Ｘを超えて異なる値のものを使用するから、更新された各係数やそれを用いた定義式が実際の車両の特性あるいは個体差を反映したものとなり、各係数や定義式を精度良く更新することができる。ひいては、旋回時の駆動力をその定義式で得られる前後加速度となるように制御することにより、安定した旋回走行を行うことが可能になってドライバビリティを向上させることができる。
【００３２】
前述したように前記各係数を求めるための連立方程式を立てる場合、算出される値の精度を良くするために、前後加速度Ｇｘ[i］や実スタビリティファクタｋｈ[i］は、外乱を可及的に含まずかつドライバのアクセル操作によるものであることに加えて、互いにある程度以上の差異があるものであることが好ましい。そのため、上述した具体例では、基準値Ｘを超える差異のある前後加速度Ｇｘを採用するように構成されている。言い換えれば、ドライバの操作に基づく前後加速度Ｇｘの変化が、前述した基準値Ｘを超えない場合には前述した連立方程式を立てることができず、拡張されたスタビリティファクタの定義式が長期に亘って更新されない事態が生じる可能性がある。そこで、ドライバのアクセル操作のバラツキが小さくて前後加速度Ｇｘの変化が基準値Ｘを所定の時間に亘って超えない場合には、制御によって前後加速度Ｇｘを生じさせて、前述した係数を未知数とした一次方程式を得るように構成してもよい。
【００３３】
図２はその一例を説明するためのフローチャートであって、前述した図１に示すルーチンに、時間をカウントするステップと、そのカウントされた時間を判断するステップと、前後加速度Ｇｘを制御によって付与するステップとを加えたものである。したがって、図１に示すルーチンと異なる部分について説明し、図１に示すルーチンと同一の部分については図２に図１と同様のステップ番号を付してその説明を省略する。図２に示すルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行され、先ず、前回、拡張されたスタビリティファクタの定義式を更新した時点からの経過時間がカウントアップされる（ステップＳ０）。ついで、前述したステップＳ１、およびステップＳ２、ならびにステップＳ３の制御が順に実行される。したがって、車両が旋回していなければ特に制御は実行されずにリターンする。また検出された前後加速度Ｇｘの格納が第１回目であれば、ステップＳ３で肯定的に判断されることにより、ステップＳ４に進んで実スタビリティファクタｋｈcurrが求められるとともに、これが「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれて格納される。その後、ステップＳ５で否定的に判断されてステップＳ６に進み、格納数ｉがインクリメントされた後、リターンする。
【００３４】
その後、再度、ルーチンが実行されることによりステップＳ０でタイマがカウントアップされ、また格納数ｉが「ｉ＋１＝２」となっていることによりステップＳ３で否定的に判断され、それに伴いステップＳ７に進んで、今回の前後加速度Ｇｘ[i]と前回の前後加速度Ｇｘ[i-1]との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される。この前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘを超えていないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合、前述した図１に示す制御例ではリターンするように構成されているが、図２に示す制御例では、前回の更新時からの経過時間すなわちタイマのカウント値ｔが判定しきい値ｔｘ以上か否かが判断される（ステップＳ１３）。その判定しきい値ｔｘは、設計上、前記定義式の更新期間の好ましいを規定する値として適宜に定めることができ、その場合、一定値としてもよく、あるいは車両の走行距離や使用年数などに応じて変化する変数として設定することもできる。
【００３５】
このステップＳ１３で否定的に判断された場合、すなわち前回の更新からの経過時間が判定しきい値ｔｘに到っていない場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に前回の更新からの経過時間ｔが判定しきい値ｔｘ以上になっていてステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、制御によって前後加速度Ｇｘを付与する（ステップＳ１４）。この制御は、エンジン１のスロットル開度を変化させ、あるいは変速機２で変速を生じさせることにより実行することができる。また、制御によって変化させる前後加速度Ｇｘの目標値Ｇｘ＊は、第２回目に格納する前後加速度Ｇｘ[i=2]については、下記の式（１）を満たすように設定される。
｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-1]｜＞Ｘ …（１）
【００３６】
したがって、ステップＳ１４の制御によって生じた前後加速度Ｇｘ＊が今回の前後加速度Ｇｘ[i]として格納され、またその際の実スタビリティファクタｋｈcurrがｋｈ[i]として格納される（ステップＳ４）。以下、第１回目の格納の場合と同様に、ステップＳ５およびステップＳ６に進む。
【００３７】
求めるべき係数が三つ存在するので、再度、図２に示すルーチンが実行され、その際にもタイマがカウントアップされ（ステップＳ０）、その後、ステップＳ２およびステップＳ３に進んでステップＳ３で否定的に判断され、それに伴ってステップＳ７に進む。すなわち、前後加速度Ｇｘの前回値と今回値との差の絶対値が前述した基準値Ｘを超えているか否かが判断される。このステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ８からステップＳ９に進んで、前後加速度Ｇｘの今回の値と第１回目に格納された値との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される。このステップＳ９で肯定的に判断された場合には、前述した図１に示す制御例と同様に、ステップＳ４からステップＳ５、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ１２に進む。すなわち、前記係数の各値が求められるとともに、それらに基づいて拡張されたスタビリティファクタの定義式が更新される。したがってステップＳ１２では、格納数ｉがゼロリセットされることに加えて、タイマのカウント値ｔがゼロリセットされる。
【００３８】
一方、前後加速度Ｇｘの今回値と前回値もしくは前前回値との差の絶対値が基準値Ｘ以下であることによりステップＳ７もしくはステップＳ９で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ１３およびステップＳ１４の制御が実行される。すなわち、タイマのカウント値ｔが判定しきい値ｔｘ以上か否かが判断され、経過時間が短いことによりステップＳ１３で否定的に判断された場合にはリターンし、経過時間が判定しきい値ｔｘ以上であれば、制御によって前後加速度Ｇｘが前述したのと同様にして付与され、その際の目標値もしくは実際に生じた前後加速度Ｇｘ＊が今回の値Ｇｘ[i]として格納される。なお、この場合、制御によって付与する前後加速度Ｇｘ＊は、第３回目に格納するものであることにより、下記の式（２）を満たすように設定される。
｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-1]｜＞Ｘ かつ ｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-2]｜＞Ｘ …（２）
そして、前後加速度Ｇｘの今回値と前回値もしくは前前回値との差の絶対値が基準値Ｘを超えている場合と同様に、ステップＳ４以降の制御が実行されて、拡張されたスタビリティファクタの定義式が更新される。
【００３９】
上記の図２に示すように構成した場合には、ドライバの操作による前後加速度Ｇｘが大きく変化することを待つことなく、いわゆる強制的に前後加速度Ｇｘを変化させるので、拡張されたスタビリティファクタの定義式の更新に遅れが生じることが回避もしくは抑制される。そのため、実際の値に対してずれている値のスタビリティファクタで操舵や前後加速度あるいはヨーレートなどが制御されることが回避もしくは抑制されてドライバビリティが向上する。
【００４０】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２およびステップＳ７ならびにステップＳ９の制御を実行する機能的手段が、この発明における加減速度検出手段に相当し、ステップＳ４の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるスタビリティファクタ算出手段に相当し、ステップＳ１０の制御を実行する機能的手段が，この発明における係数算出手段に相当し、さらにステップＳ１１の制御を実行する機能的手段が、この発明における更新手段に相当する。そして、ステップＳ１３およびステップＳ１４の制御を実行する機能的手段が、この発明における前後加速度発生手段に相当する。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン、 ２…変速機、 ３…デファレンシャル（終減速機）、 ４…車輪速センサ、 ５…ヨーレートセンサ、 ６…車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）、 ７…エンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）、 Ｒｌ…左後輪、 Ｒｒ…右後輪、 Ｆｌ…左前輪、 Ｆｒ…右前輪。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋回安定性など車両の挙動を制御する装置に関し、特に車両の挙動に大きく影響するスタビリティファクタを適正化するように構成された装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の挙動に大きく影響する要因としてスタビリティファクタが知られている。車両のスタビリティファクタは、加速や減速のない定常的な旋回状態を想定した場合には、慣性質量、ホイールベース、前後輪のコーナリングパワー（コーナリングフォース）、車両重心点と前後車軸との間の距離によって表され、あるいは実舵角、ホイールベース、横加速度、車速に基づいて求めることができる。これを、駆動あるいは制動を伴う旋回状態にまで拡張できることが知られており、前後加速度に係数を掛けた項と、前後加速度の二乗に係数を掛けた項とを、加減速ない状態でのスタビリティファクタに加算する二次式で与えられる。なお、それらの係数は、駆動あるいは制動による荷重移動およびトー角変化とコンプライアンスによるもの、ならびに駆動力や制動力の働くタイヤのコーナリング特性によるものである。
【０００３】
スタビリティファクタの大小に応じて旋回時のヨーレートや旋回半径などが大小に異なり、したがってスタビリティファクタは車両のステア特性を支配する重要なパラメータである。そのスタビリティファクタは、基本的には、車両の構造やタイヤの特性などに基づいて決まるが、前後輪のコーナリングパワーは前後輪に掛かる荷重や経時劣化などによって変化することがあり、またいわゆる拡張されたスタビリティファクタでは、前後加速度の一次の項の係数や二次の項の係数が設計上定めた値のとおりにならない場合がある。
【０００４】
従来、車両の挙動制御のためにスタビリティファクタを補正することが試みられており、例えば特許文献１には、設計上設定したスタビリティファクタと実スタビリティファクタとの差が大きい場合には，車両の挙動制御や駆動力制御に使用するスタビリティファクタを、実スタビリティファクタに置き換えるように構成された方法が記載されている。すなわち、特許文献１に記載された方法では、車両の工場出荷時などに定常円旋回走行を行ってその際の各種の特性を実測し、その実測して得たデータに基づいて実スタビリティファクタを演算し、その実スタビリティファクタと予め格納しているスタビリティファクタとを比較し、その比較の結果に基づいて、必要に応じてスタビリティファクタを置換している。
【０００５】
また、特許文献２にはドライバ操作外乱や路面外乱による影響を抑圧して車両の挙動を安定させるように構成されたシステムが記載されている。すなわち、特許文献２に記載されたシステムは、スタビリティファクタが前後車輪の接地荷重の影響を受けることに着目し、スタビリティファクタを決める要因である、前後輪のコーナリングパワーとその車両重心点からの距離との積（すなわち前後輪のコーナリングパワーに基づくモーメント）の差が、目標値に追従するように車軸トルクを補正するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３１０５２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５６６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法は、一定車速で所定の操舵パターンで走行しながら車両の特性値を求め、その特性値に基づいて実スタビリティファクタを演算する方法である。したがって定常円旋回走行を想定したスタビリティファクタを求めることになるが、駆動あるいは制動を伴う円旋回の際の駆動力もしくは前後加速度を求めるためにそのスタビリティファクタを使用すると、制動あるいは駆動を考慮したものとなっていないので、適切な駆動力あるいは前後加速度もしくはそれらの補正値を得ることができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたシステムでは、スタビリティファクタを決める要因のうち、前後輪のコーナリングパワーによるモーメントを目標値に近づけるように車軸トルクを補正するものであるため、駆動や制動のない定常円旋回についてはステア特性を向上させることができるかも知れない。しかしながら、駆動や制動に伴う円旋回の場合には、いわゆる拡張されたスタビリティファクタに基づく制御が必要であり、またその拡張されたスタビリティファクタを適正なものとすることが好ましいが、特許文献２に記載されたシステムでは、拡張されたスタビリティファクタを実情に即したものとしたり、駆動や制動を伴う旋回走行時の挙動特性を向上させることは困難であり、新たな技術を開発する余地があった。
【０００９】
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、駆動や制動を伴う旋回走行を安定的に行うようにスタビリティファクタを実際の車両に適したものとすることのできる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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両が実際に旋回走行した際に得られたデータに基づいてその車両についての加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタを求める車両の制御装置において、前記車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の少なくとも三つの前後加速度を求める加減速度検出手段と、それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求めるスタビリティファクタ算定手段と、加減速度のある旋回時のスタビリティファクタが、前後加速度の二乗に係数を掛けた項と前後加速度に他の係数を掛けた項と定数項との和に等しくなる関係式に前記加減速度検出手段で求められた前後加速度と前記スタビリティファクタ算出手段で求められた実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てるとともに、それらの三元連立一次方程式を前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求める係数算出手段と、その係数算出手段で求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する更新手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加減速度検出手段は、三つの前後加速度相互の差の絶対値が予め定めた基準値より大きくなるように前記三つの前後加速度を求める手段を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記三つの前後加速度のうち既に求められている前後加速度に対して前記基準値より大きい差の前後加速度が求められるまでの経過時間が予め定めた時間を経過した場合に、既に求められている前後加速度との差の絶対値が前記基準値より大きくなる前後加速度を前記車両に生じさせる前後加速度発生手段を更に備えていることを特徴とする車両の制御装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記経過時間は、前記更新手段で前記スタビリティファクタの定義式が更新された時点からカウントを開始した時間を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
駆動あるいは制動のある旋回に拡張したスタビリティファクタは、前後加速度の二次式で表すことができ、この発明によれば、その二次的における各係数および定数項を、車両が実際に走行した際の前後加速度および実スタビリティファクタに基づく連立方程式から求め、その求められた値を上記の二次式に代入して、駆動あるいは制動のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する。したがって、この発明によれば、車両に適したスタビリティファクタを得ることができ、それに伴いステア特性や駆動力制御などを好適なものとすることができ、ひいてはドライバビリティを向上させることができる。
【００１５】
特に、請求項２の発明においては、相互に基準値を超える差異のある前後加速度およびそれぞれの前後加速度毎の実スタビリティファクタを使用して連立方程式を立てるので、得られる係数もしくは定義式を、精度の良いものとすることができる。
【００１６】
さらに、請求項３の発明によれば、既に求められている前後加速度との差の絶対値が基準値を超える前後加速度を積極的に生じさせるので、前記定義式の更新の遅れを回避もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の制御装置で実行される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】この発明の制御装置で実行される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３】この発明で対象とすることのできる車両の駆動系統および制御系統を簡略化して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明は、車両の前後加速度あるいは駆動力を、スタビリティファクタを使用して適正化するように構成された装置であり、その車両は、内燃機関やモータなどを動力源とした前輪駆動車や後輪駆動車あるいは四輪駆動車などであってよい。エンジンによって後輪を駆動する二輪駆動車の駆動系統および制御系統の一例を図３にブロック図で示してある。エンジン１の出力側に変速機２が連結され、その変速機２から出力された動力をデファレンシャル（終減速機）３を介して左後輪Ｒｌおよび右後輪Ｒｒに分配して伝達するように構成されている。また、左右の前輪Ｆｌ，Ｆｒは操舵輪であり、これらの四輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒのそれぞれの回転速度（回転数）を検出する車輪速センサ４が設けられ、また車体に生じるヨーを検出するヨーレートセンサ５が設けられている。
【００１９】
さらに、車両の全体の総合的な制御を行うマイクロコンピュータを主体とする車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）６が設けられている。その車両用電子制御装置６は、主として、駆動力を制御するように構成されており、前述した車輪速センサ４やヨーレートセンサ５が出力する検出信号、前後加速度、横加速度、操舵角、アクセル開度、ブレーキ信号、路面摩擦係数などの各種の検出信号が入力されており、また車体重量やホイールベース、車体の重心から前後輪の軸までの距離（前後軸間距離）、前後輪のコーナリングスティッフネス（コーナリングフォース）などのデータおよびその他の予め設定した定数やマップが車両用電子制御装置６に記憶させられている。そして、車両用電子制御装置６は、これらの検出信号やデータ、マップなどに基づいて演算を行って目標スタビリティファクタや目標駆動力、目標前後加速度などを求め、必要な制御信号を出力するように構成されている。その制御信号が入力されてエンジン１や変速機２を制御するマイクロコンピュータを主体とするエンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）７が設けられている。
【００２０】
この発明に係る制御装置は、車両のステア特性を適正化するために、旋回中に前後加速度が変化した場合に、その前後加速度に基づいてスタビリティファクタを決定する係数を求めて、いわゆる拡張されたスタビリティファクタを実測値に応じた値とするように構成されている。その制御の一例を図１にフローチャートで示してある。図１に示すルーチンは、短い時間間隔で繰り返し実行され、先ず、車両が旋回しているか否かが判断される（ステップＳ１）。これは、例えば検出された横加速度に基づいて判断することができ、旋回判定のための横加速度についてのしきい値を予め用意しておき、検出された横加速度がそのしきい値を超えた場合に、車両が旋回していると判断すればよい。車両が旋回していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。これとは反対に車両が旋回していて横加速度が大きいなどのことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納される（ステップＳ２）。なお、図１において、Ｇx[i］は前後加速度格納変数であり、当初はＧx[i］＝Ｏである。また、その前後加速度Ｇxcurr は、加速度センサによって検出したものであってよく、あるいはアクセル操作量もしくはそれに対応したスロットル開度から駆動力を求め、その駆動力と車体重量などとから算出した前後加速度であってもよい。
【００２１】
つぎに、格納数ｉについて判定される（ステップＳ３）。すなわち、図１のルーチンを開始した直後では「ｉ＝１」か否かが判断される。１番目の前後加速度Ｇxcurr が得られている場合には、ステップＳ３で肯定的に判断され、その場合はその現在時点の横加速度Ｇyreal と、車速Ｖと、実舵角δとから実スタビリティファクタｋｈcurrが求められ、これが格納される（ステップＳ４）。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。なお、実スタビリティファクタｋｈcurrは、
ｋｈcurr＝（δ／ＬＧyreal）−（１／Ｖ２） （Ｌ：ホイールベース）
で演算される。
【００２２】
実スタビリティファクタｋｈcurrを格納した後、格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される（ステップＳ５）。格納数ｉは順に増大するので、格納開始当初はステップＳ５で否定的に判断され、その場合は、格納変数を一つ増大させ（ステップＳ６）、リターンする。続くサイクルのステップＳ１の判断を行う際に車両が直線走行に変化していれば、ステップＳ１で否定的に判断され、その場合は、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に旋回中であれば、ステップＳ１で肯定的に判断されるので、再度ステップＳ２に進み、前述したのと同様に、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納される。
【００２３】
そして、ステップＳ３で格納数ｉが「１」か否かが判断されるが、この場合は前述したステップＳ６で格納数ｉが一つインクリメントされて「ｉ＋１」になっているから、ステップＳ３で否定的に判断される。その結果、ステップＳ７に進んで、今回格納した前後加速度Ｇx[i］と前回格納した前後加速度Ｇx[i-1］と差の絶対値が予め定めた基準値Ｘより大きいか否かが判断される。この基準値Ｘは、前後加速度Ｇｘの実質的な変化の有無を判断するためのものであり、後述するように、拡張されたスタビリティファクタを定義する方程式における係数を求める三元連立一次方程式を得るのに十分に異なる前後加速度Ｇｘを判断できる値として予め定めることができ、また比較的短時間の間に生じる前後加速度Ｇｘの変化の範囲の値とすることができる。基準値Ｘが大きい値であると、（ｉ＋１）番目の前後加速度Ｇｘを格納するまでに長時間を要してしまうからである。
【００２４】
したがって、前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘ以下であることによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これに対して前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘを超えていることによりステップＳ７で肯定的に判断された場合には、格納数ｉが「２」になっているか否かが判断される（ステップＳ８）。前述したステップＳ６を初めて実行した後は、「ｉ＋１＝２」になっているので、ステップＳ８で肯定的に判断される。
【００２５】
ステップＳ８で肯定的に判断されると、前述したステップＳ４に進み、現在時点の横加速度Ｇyreal と、車速Ｖと、実舵角δとから実スタビリティファクタｋｈcurrが求められ、これが格納される。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。この場合、「ｉ」は「２」である。なお、実スタビリティファクタを求める演算式は上述したとおりである。ステップＳ４の制御に続けて、ステップＳ５に進んで格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される。前述したように、格納数ｉは順に増大するが、ステップＳ５の判断で２回目であれば、「ｉ＝２」であるからステップＳ５で否定的に判断され、その場合は、格納変数を一つ増大させ（ステップＳ６）、リターンする。
【００２６】
再度実行されるサイクルでステップＳ１の判断を行う際に車両が直線走行に変化していれば、ステップＳ１で否定的に判断され、その場合は、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に旋回中であれば、ステップＳ１で肯定的に判断されるので、再度ステップＳ２およびステップＳ３に進み、前述したのと同様に、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Ｇxcurr がｉ番目の加速度として格納され、また格納数ｉが「１」か否かが判断されて否定的な判断結果となり、それに伴いステップＳ７に進んで今回の前後加速度Ｇｘ[i］と前回格納した前後加速度Ｇx[i-1］と差の絶対値が予め定めた基準値Ｘより大きいか否かが判断される。基準値Ｘを超える差が生じていない場合には、特に制御を行うことなくリターンし、これとは反対に基準値Ｘを超える差が生じていることにより肯定的に判断された場合には、前述したステップＳ８に進んで、格納数ｉが「２」になっているか否かが判断される。前述したステップＳ６を２回実行した後は、「ｉ＋１＝３」になっているので、ステップＳ８で否定的に判断される。
【００２７】
前述したように拡張されたスタビリティファクタを定義する二次方程式における係数を求めるための三元連立一次方程式を得るように前後加速度Ｇｘを検出しているのであるから、現在の前後加速度Ｇｘ[i]が第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]より前記基準値Ｘを超えて異なっていることが必要であり、そのためステップＳ８で否定的に判断された場合には、現在の前後加速度Ｇｘ[i]と第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される（ステップＳ９）。このステップＳ９で否定的に判断された場合には、現在の格納された前後加速度Ｇｘでは上記の係数を求めるための三元連立一次方程式を得るためには不十分であるから特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に現在の前後加速度Ｇｘ[i]と第一番目の前後加速度Ｇｘ[i-2]との差の絶対値が基準値Ｘを超えていることによりステップＳ９で肯定的に判断された場合には、前述したステップＳ４およびステップＳ５に順に進む。すなわち、「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれる。この場合、「ｉ」は「３」である。また、格納数ｉが「３」になっているか否かが判断される。
【００２８】
その場合、格納数ｉは既に「３」になっているので、ステップＳ５で肯定的に判断される。すなわち、既に三つの実スタビリティファクタｋｈ[1]，ｋｈ[2]，ｋｈ[3]および前後加速度Ｇｘ1，Ｇｘ2，Ｇｘ3が得られているので、下記の三元連立一次方程式が成立する。
ｋｈ1＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ1＋ｋｈ’2Ｇｘ1２
ｋｈ2＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ2＋ｋｈ’2Ｇｘ2２
ｋｈ3＝ｋｈ’0＋ｋｈ’1Ｇｘ3＋ｋｈ’2Ｇｘ3２
【００２９】
したがってステップＳ５で肯定的に判断された場合には、上記の三元連立一次方程式に基づいて、拡張されたスタビリティファクタを定義する定数項ｋｈ0、一次の項の係数ｋｈ1ならびに二次の項の係数ｋｈ2が算出される（ステップＳ１０）。そして、拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する下記の二次方程式
ｋｈ＝ｋｈ0＋ｋｈ1・Ｇｘ＋ｋｈ2・Ｇｘ２
における各係数ｋｈ0，ｋｈ1，ｋｈ2の値が、ステップＳ１０で算出された値に更新される（ステップＳ１１）。すなわち、ｋｈ0＝ｋｈ’0、ｋｈ1＝ｋｈ’1、ｋｈ2＝ｋｈ’2に置き換えられる。
【００３０】
こうして拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する二次方程式を更新した後、格納数ｉをゼロリセット（ステップＳ１２）した後、前述したステップＳ６で格納数ｉを一つインクリメントし、リターンする。
【００３１】
この発明に係る制御装置は、上記のようにして、実測された前後加速度Ｇｘに基づいて、拡張されたスタビリティファクタｋｈを定義する二次方程式を更新する。すなわち、実際に走行している車両で得られる横加速度および車速ならびに実舵角に基づいて実スタビリティファクタｋｈ[i]を求めるとともに、その時点の前後加速度Ｇｘを求め、これらの値を使用して一次方程式を立て、未知数が三つあることにより互いに異なる前後加速度Ｇｘおよび実スタビリティファクタを使用して三元連立一次方程式を得、その三元連立一次方程式を解いて係数の値を求め、その係数を使用したスタビリティファクタの定義式を求めている。したがってその定義式は、車両の個体差や特性の経時変化など、設計値との齟齬を是正したものとなっており、車両毎に適正なスタビリティファクタを得ることができる。また特に、この発明に係る制御装置では、三元連立一次方程式を求めるに当たり、前後加速度Ｇｘとして前記基準値Ｘを超えて異なる値のものを使用するから、更新された各係数やそれを用いた定義式が実際の車両の特性あるいは個体差を反映したものとなり、各係数や定義式を精度良く更新することができる。ひいては、旋回時の駆動力をその定義式で得られる前後加速度となるように制御することにより、安定した旋回走行を行うことが可能になってドライバビリティを向上させることができる。
【００３２】
前述したように前記各係数を求めるための連立方程式を立てる場合、算出される値の精度を良くするために、前後加速度Ｇｘ[i］や実スタビリティファクタｋｈ[i］は、外乱を可及的に含まずかつドライバのアクセル操作によるものであることに加えて、互いにある程度以上の差異があるものであることが好ましい。そのため、上述した具体例では、基準値Ｘを超える差異のある前後加速度Ｇｘを採用するように構成されている。言い換えれば、ドライバの操作に基づく前後加速度Ｇｘの変化が、前述した基準値Ｘを超えない場合には前述した連立方程式を立てることができず、拡張されたスタビリティファクタの定義式が長期に亘って更新されない事態が生じる可能性がある。そこで、ドライバのアクセル操作のバラツキが小さくて前後加速度Ｇｘの変化が基準値Ｘを所定の時間に亘って超えない場合には、制御によって前後加速度Ｇｘを生じさせて、前述した係数を未知数とした一次方程式を得るように構成してもよい。
【００３３】
図２はその一例を説明するためのフローチャートであって、前述した図１に示すルーチンに、時間をカウントするステップと、そのカウントされた時間を判断するステップと、前後加速度Ｇｘを制御によって付与するステップとを加えたものである。したがって、図１に示すルーチンと異なる部分について説明し、図１に示すルーチンと同一の部分については図２に図１と同様のステップ番号を付してその説明を省略する。図２に示すルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行され、先ず、前回、拡張されたスタビリティファクタの定義式を更新した時点からの経過時間がカウントアップされる（ステップＳ０）。ついで、前述したステップＳ１、およびステップＳ２、ならびにステップＳ３の制御が順に実行される。したがって、車両が旋回していなければ特に制御は実行されずにリターンする。また検出された前後加速度Ｇｘの格納が第１回目であれば、ステップＳ３で肯定的に判断されることにより、ステップＳ４に進んで実スタビリティファクタｋｈcurrが求められるとともに、これが「ｋｈ[i］＝ｋｈcurr」と置かれて格納される。その後、ステップＳ５で否定的に判断されてステップＳ６に進み、格納数ｉがインクリメントされた後、リターンする。
【００３４】
その後、再度、ルーチンが実行されることによりステップＳ０でタイマがカウントアップされ、また格納数ｉが「ｉ＋１＝２」となっていることによりステップＳ３で否定的に判断され、それに伴いステップＳ７に進んで、今回の前後加速度Ｇｘ[i]と前回の前後加速度Ｇｘ[i-1]との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される。この前後加速度Ｇｘの差の絶対値が基準値Ｘを超えていないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合、前述した図１に示す制御例ではリターンするように構成されているが、図２に示す制御例では、前回の更新時からの経過時間すなわちタイマのカウント値ｔが判定しきい値ｔｘ以上か否かが判断される（ステップＳ１３）。その判定しきい値ｔｘは、設計上、前記定義式の更新期間の好ましいを規定する値として適宜に定めることができ、その場合、一定値としてもよく、あるいは車両の走行距離や使用年数などに応じて変化する変数として設定することもできる。
【００３５】
このステップＳ１３で否定的に判断された場合、すなわち前回の更新からの経過時間が判定しきい値ｔｘに到っていない場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に前回の更新からの経過時間ｔが判定しきい値ｔｘ以上になっていてステップＳ１３で肯定的に判断された場合には、制御によって前後加速度Ｇｘを付与する（ステップＳ１４）。この制御は、エンジン１のスロットル開度を変化させ、あるいは変速機２で変速を生じさせることにより実行することができる。また、制御によって変化させる前後加速度Ｇｘの目標値Ｇｘ＊は、第２回目に格納する前後加速度Ｇｘ[i=2]については、下記の式（１）を満たすように設定される。
｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-1]｜＞Ｘ …（１）
【００３６】
したがって、ステップＳ１４の制御によって生じた前後加速度Ｇｘ＊が今回の前後加速度Ｇｘ[i]として格納され、またその際の実スタビリティファクタｋｈcurrがｋｈ[i]として格納される（ステップＳ４）。以下、第１回目の格納の場合と同様に、ステップＳ５およびステップＳ６に進む。
【００３７】
求めるべき係数が三つ存在するので、再度、図２に示すルーチンが実行され、その際にもタイマがカウントアップされ（ステップＳ０）、その後、ステップＳ２およびステップＳ３に進んでステップＳ３で否定的に判断され、それに伴ってステップＳ７に進む。すなわち、前後加速度Ｇｘの前回値と今回値との差の絶対値が前述した基準値Ｘを超えているか否かが判断される。このステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ８からステップＳ９に進んで、前後加速度Ｇｘの今回の値と第１回目に格納された値との差の絶対値が基準値Ｘを超えているか否かが判断される。このステップＳ９で肯定的に判断された場合には、前述した図１に示す制御例と同様に、ステップＳ４からステップＳ５、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ１２に進む。すなわち、前記係数の各値が求められるとともに、それらに基づいて拡張されたスタビリティファクタの定義式が更新される。したがってステップＳ１２では、格納数ｉがゼロリセットされることに加えて、タイマのカウント値ｔがゼロリセットされる。
【００３８】
一方、前後加速度Ｇｘの今回値と前回値もしくは前前回値との差の絶対値が基準値Ｘ以下であることによりステップＳ７もしくはステップＳ９で否定的に判断された場合には、前述したステップＳ１３およびステップＳ１４の制御が実行される。すなわち、タイマのカウント値ｔが判定しきい値ｔｘ以上か否かが判断され、経過時間が短いことによりステップＳ１３で否定的に判断された場合にはリターンし、経過時間が判定しきい値ｔｘ以上であれば、制御によって前後加速度Ｇｘが前述したのと同様にして付与され、その際の目標値もしくは実際に生じた前後加速度Ｇｘ＊が今回の値Ｇｘ[i]として格納される。なお、この場合、制御によって付与する前後加速度Ｇｘ＊は、第３回目に格納するものであることにより、下記の式（２）を満たすように設定される。
｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-1]｜＞Ｘ かつ ｜Ｇｘ＊−Ｇｘ[i-2]｜＞Ｘ …（２）
そして、前後加速度Ｇｘの今回値と前回値もしくは前前回値との差の絶対値が基準値Ｘを超えている場合と同様に、ステップＳ４以降の制御が実行されて、拡張されたスタビリティファクタの定義式が更新される。
【００３９】
上記の図２に示すように構成した場合には、ドライバの操作による前後加速度Ｇｘが大きく変化することを待つことなく、いわゆる強制的に前後加速度Ｇｘを変化させるので、拡張されたスタビリティファクタの定義式の更新に遅れが生じることが回避もしくは抑制される。そのため、実際の値に対してずれている値のスタビリティファクタで操舵や前後加速度あるいはヨーレートなどが制御されることが回避もしくは抑制されてドライバビリティが向上する。
【００４０】
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ２およびステップＳ７ならびにステップＳ９の制御を実行する機能的手段が、この発明における加減速度検出手段に相当し、ステップＳ４の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるスタビリティファクタ算出手段に相当し、ステップＳ１０の制御を実行する機能的手段が，この発明における係数算出手段に相当し、さらにステップＳ１１の制御を実行する機能的手段が、この発明における更新手段に相当する。そして、ステップＳ１３およびステップＳ１４の制御を実行する機能的手段が、この発明における前後加速度発生手段に相当する。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン、 ２…変速機、 ３…デファレンシャル（終減速機）、 ４…車輪速センサ、 ５…ヨーレートセンサ、 ６…車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）、 ７…エンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）、 Ｒｌ…左後輪、 Ｒｒ…右後輪、 Ｆｌ…左前輪、 Ｆｒ…右前輪。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が実際に旋回走行した際に得られたデータに基づいてその車両についての加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタを求める車両の制御装置において、
前記車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の少なくとも三つの前後加速度を求める加減速度検出手段と、
それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求めるスタビリティファクタ算定手段と、
加減速度のある旋回時のスタビリティファクタが、前後加速度の二乗に係数を掛けた項と前後加速度に他の係数を掛けた項と定数項との和に等しくなる関係式に前記加減速度検出手段で求められた前後加速度と前記スタビリティファクタ算出手段で求められた実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てるとともに、それらの三元連立一次方程式を前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求める係数算出手段と、
その係数算出手段で求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する更新手段と
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】
前記加減速度検出手段は、三つの前後加速度相互の差の絶対値が予め定めた基準値より大きくなるように前記三つの前後加速度を求め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３】
前記三つの前後加速度のうち既に求められている前後加速度に対して前記基準値より大きい差の前後加速度が求められるまでの経過時間が予め定めた時間を経過した場合に、既に求められている前後加速度との差の絶対値が前記基準値より大きくなる前後加速度を前記車両に生じさせる前後加速度発生手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記経過時間は、前記更新手段で前記スタビリティファクタの定義式が更新された時点からカウントを開始した時間を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
車両が実際に旋回走行した際に得られたデータに基づいてその車両についての加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタを求める車両の制御装置において、
前記車両が実際に旋回走行した際の互いに異なる値の少なくとも三つの前後加速度を求める加減速度検出手段と、
それらの前後加速度が求められた各走行時の実スタビリティファクタを求めるスタビリティファクタ算定手段と、
加減速度のある旋回時のスタビリティファクタが、前後加速度の二乗に係数を掛けた項と前後加速度に他の係数を掛けた項と定数項との和に等しくなる関係式に前記加減速度検出手段で求められた前後加速度と前記スタビリティファクタ算出手段で求められた実スタビリティファクタを代入して三元連立一次方程式を立てるとともに、それらの三元連立一次方程式を前記係数および他の係数ならびに定数項の定数についてそれぞれの値を求める係数算出手段と、
その係数算出手段で求められた前記係数および他の係数ならびに定数項の定数を前記関係式に代入して、加減速度のある旋回に拡張したスタビリティファクタの定義式を更新する更新手段と
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】
前記加減速度検出手段は、三つの前後加速度相互の差の絶対値が予め定めた基準値より大きくなるように前記三つの前後加速度を求め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３】
前記三つの前後加速度のうち既に求められている前後加速度に対して前記基準値より大きい差の前後加速度が求められるまでの経過時間が予め定めた時間を経過した場合に、既に求められている前後加速度との差の絶対値が前記基準値より大きくなる前後加速度を前記車両に生じさせる前後加速度発生手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記経過時間は、前記更新手段で前記スタビリティファクタの定義式が更新された時点からカウントを開始した時間を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１１６３５４（Ｐ２０１２−１１６３５４Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８４３０（Ｐ２０１０−２６８４３０）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【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２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【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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