車両運動制御装置
【課題】横転限界舵角をより正確に演算し、車両状態に応じた操舵制御が行えるようにする。
【解決手段】車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに基づいて随時に横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算する。これにより、車両状態に応じた正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算することが可能となる。また、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角Ｓｔｒが発生したときに、その舵角Ｓｔｒに対応する舵角反力を発生させることで、より早くから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに至らないように舵角Ｓｔｒを抑制する。横転が発生する直前の舵角Ｓｔｒである横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【解決手段】車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに基づいて随時に横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算する。これにより、車両状態に応じた正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算することが可能となる。また、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角Ｓｔｒが発生したときに、その舵角Ｓｔｒに対応する舵角反力を発生させることで、より早くから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに至らないように舵角Ｓｔｒを抑制する。横転が発生する直前の舵角Ｓｔｒである横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の横転（ロールオーバー）の抑制制御としてステアリング制御を行う車両運動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、ロール角を推定すると共に、推定したロール角に基づいて横転傾向が高くなって横転する可能性があるか否かを判定し、横転する可能性がある場合に、操舵角の成分を補正して出力し、ロール角が減少する方向にタイヤ角度を物理的に動かすフィードバック式の自動車用挙動安定化制御システムが提案されている。また、特許文献２において、横転状態を予見するロール予見量という指標を予め設定し、その値が閾値より大きくなった場合に、実際のロール角値にかかわらず、ドライバがそれ以上はロールオーバに至るような操舵入力を行えないようにする電動パワーステアリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１３３４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように操舵角の成分を補正する手法では、ロール角が大きいときに、操舵制御を行って横転を抑制することはできるものの、ロールイナーシャの大きな車両では一度ロール角速度が発生しまうと挙動を抑えるのに大きな制御量（制動力）が必要となる。
【０００５】
これに対して、特許文献２のように、ドライバが早い操舵入力を行えなくなるような操舵制御を行う場合、より早くから操舵量が大きくなり難くされるため、大きなロール角速度が発生することを抑制することができるという点で有効である。しかしながら、制御対象である指標が異なるだけでフィードバック制御であることに変わりはなく、ロール予見量が閾値を超えるまでの間はロールの修正が行われないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、横転限界舵角以上の操舵量となり難くなるように操舵制御を行う車両運動制御装置において、車両状態に応じた操舵制御が行えるようにすることを目的とする。また、横転限界舵角をより正確に演算することができる横転限界舵角演算装置を提供す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、請求項１に記載の発明では、横転限界舵角演算手段（１１０）にて、予め定めておいた車速（Ｖ）と重心高（Ｈ）および車両重量（Ｍ）のうちのいずれか一方と横転が発生する限界を示す横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）との関係に基づき、車速取得手段（２１０）で取得した車速（Ｖ）と車両重心高取得手段（２６０）で取得した重心高（Ｈ）および車両重量取得手段（２７０）で取得した車両重量（Ｍ）のうちの前記のいずれか一方と対応する横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算することを特徴としている。
【０００８】
このように、車両重量（Ｍ）や重心高（Ｈ）および車速（Ｖ）のうちのいずれか一方に基づいて随時に横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算している。このため、車両状態に応じた正確な横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算することが可能となる。
【０００９】
具体的には、請求項２に記載したように、横転限界舵角演算手段（１１０）は、車速（Ｖ）が高いほど、または重心高（Ｈ）が高いほど、または車両重量（Ｍ）が高いほど、横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を小さな値とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の横転限界舵角演算装置と、舵角（Ｓｔｒ）を検出する舵角検出手段（２３０）を有し、舵角（Ｓｔｒ）が大きくなることで横転限界舵角演算手段（１１０）にて演算された横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくと、舵角（Ｓｔｒ）が横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくに連れて大きくなる舵角反力特性を決定する舵角反力特性決定手段（１２０）と、舵角反力特性決定手段（１２０）にて決定された舵角反力特性と舵角検出手段（２３０）で検出される舵角（Ｓｔｒ）とにより、発生させる舵角反力を演算する舵角反力演算手段（１２０）と、舵角反力演算手段（１２０）にて演算された舵角反力を発生させるように電動パワーステアリングの操舵トルクをフィードフォワード制御する操舵トルク制御手段（１３０）と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
このように、横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角が発生したときに、その舵角に対応する舵角反力が発生させられるようなフィードフォワード制御を行っている。このため、より早くから横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に至らないよう、舵角がドライバにより大きくならないように抑制することができる。したがって、ロール角が大きくならないようにドライバの舵角操作に予め制限を加えることができ大きなロール角速度が発生することを未然に抑制することができるため、ロールイナーシャの大きな車両でも、その挙動を抑えるために挙動後に大きな制御量が必要になるなどの問題が発生することを防止することができる。また、横転が発生する直前の舵角である横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を車両重量（Ｍ）や重心高（Ｈ）および車速（Ｖ）に応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係等を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両運動制御システムの全体構成図である。
【図２】操舵制御の処理の詳細を示したフローチャートである。
【図３】物理量演算処理の詳細を示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの求め方を説明するための車両モデル図であり、（ｂ）は、ロール角ωが発生したときの移動量のイメージを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両運動制御システムの全体構成を示したものである。本実施形態では、この車両運動制御システムによって、操舵制御を含む車両運動制御を行う場合について説明する。
【００１５】
図１に示される車両運動制御システムは、ブレーキ制御を行うためのブレーキ用電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）１と電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ（Electric Power Steering）という）２を駆動するためのＥＰＳ用電子制御装置（以下、ＥＰＳ−ＥＣＵという）３とを制御部として車両運動制御を実行する。
【００１６】
ブレーキＥＣＵ１は、車輪速度センサ４、横加速度センサ５、舵角センサ６、ヨーレートセンサ７、ハイトセンサ８および荷重センサ９からの検出信号を入力し、これらの検出信号に基づいて各種物理量を演算すると共に、演算した各種物理量に基づいて制御対象輪に対して制動力を発生させることで車両安定性を向上させるための車両運動制御を行っている。本実施形態では、このブレーキＥＣＵ１が本発明における横転限界舵角演算装置および車両運動制御装置の役割を果たす。
【００１７】
例えば、ブレーキＥＣＵ１は、各検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗや車速（推定車体速度）、各車輪のスリップ率、舵角Ｓｔｒ、ヨーレートＹｒ、横加速度Ｇｙなどを求めている。そして、これらに基づいて横転抑制制御を実行するか否かを判定すると共に、横転抑制制御を実行する場合の制御対象輪を判別したり、制御量、すなわち制御対象輪のＷ／Ｃに発生させるＷ／Ｃ圧を求める。その結果に基づいて、ブレーキＥＣＵ１が図示しないブレーキ液圧制御用アクチュエータに備えられた各種制御弁への電流供給制御やポンプを駆動するためのモータの電流量制御を実行する。
【００１８】
具体的には、まず、車輪速度センサ４の検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗを演算すると共に、演算した車輪速度Ｖｗを利用して周知の手法によって車速（推定車体速度）Ｖを演算し、さらに、横加速度センサ５の検出信号に基づいて横加速度Ｇｙを取得する。続いて、車速Ｖが横転抑制制御の実行を許可するしきい速度Ｖｔよりも大きいか否かを判定し、超えていれば、横加速度Ｇｙが制御開始閾値を超えているか否かを判定する。ここでいう制御開始閾値とは、横転抑制制御の開始条件を設定する基準値である。例えば、車両の横転傾向情報として横加速度Ｇｙを適用する場合には、制御開始閾値は、横転抑制制御を実行すべきであるほど横加速度Ｇｙが大きくて横転傾向が高いことを示す値を意味する。このため、横加速度Ｇｙが制御開始閾値を超えていれば横転抑制制御を開始し、ヨーレートセンサ７の検出信号に基づいて演算した実際のヨーレートＹｒとスリップが発生していない理想的な旋回状態のときに想定されるヨーレートである目標ヨーレートＹｒｓｔｒとの差に基づいて、制御量を設定し、制御対象輪に対して制動力を発生させることで、横転が抑制されるようにする。目標ヨーレートＹｒｓｔｒについては、例えば、舵角センサ６の検出信号に基づいて演算した舵角Ｓｔｒおよび車速Ｖを用いて、これらを積算するという周知の手法により演算することができる。
【００１９】
また、本実施形態のブレーキＥＣＵ１では、上記のように演算した各種物理量に基づいて、横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍを演算すると共に、横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍに対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを予め実験などに基づいて車両（車種）毎に求めておいた車両モデルを利用して演算する。そして、演算した横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍ以上に舵角Ｓｔｒが発生し難くなるように、ＥＰＳ−ＥＣＵ３を通じてＥＰＳ２を制御し、舵角反力を発生させるようにする。
【００２０】
ＥＰＳ２は、ステアリング１１、ステアリングシャフト１２、操舵トルクセンサ１３、モータ１４、ステアリングギア機構１５、ステアリングリンク機構１６等を備えて構成され、操舵輪となる両前輪（図示せず）の中心線に対する角度（舵角）の調整を行う。
【００２１】
具体的には、ステアリング１１がドライバによって操作されることで、例えば図示しないステアリングコラムを介してステアリングシャフト１２を回転させるように構成されている。
【００２２】
ステアリングシャフト１２は、ドライバのステアリング操作を操舵力として伝えるものである。ステアリングシャフト１２は、ステアリング１１側の部分（以下、上部シャフトという）１２ａとステアリングギア機構１５側の部分（以下、下部シャフトという）１２ｂの２部位に分かれており、上部シャフト１２ａにはドライバ操作によるトルクがそのまま伝えられ、下部シャフト１２ｂには上部シャフト１２ａに伝えられたトルクとモータ１４によるアシスト力とが加算されたトルクが伝えられるようになっている。
【００２３】
なお、ここでいう下部シャフト１２ｂに発生させられるトルクがハンドル軸トルクに相当するものである。ステアリング制御システムには、本実施形態のように上部シャフト１２ａに発生させられるトルクがモータ１４によるアシスト力に加えられるようにハンドル軸トルクが発生させられる形態と、モータ１４によるアシスト力だけでハンドル軸トルクが発生させられる形態があるが、いずれの形態に対しても本発明を適用することが可能である。
【００２４】
操舵トルクセンサ１３は、ステアリングシャフト１２の連結部、つまり上部シャフト１２ａと下部シャフト１２ｂの間のねじれ角に応じた出力信号を発生させることで、操舵トルクを検出するものである。この操舵トルクがＥＰＳ−ＥＣＵ３に伝えられることで、要求する操舵トルクが発生させれているかが確認される。
【００２５】
モータ１４は、ドライバの操舵力をアシストするためのアシスト力を発生させるものであり、ＥＰＳ−ＥＣＵ３からの制御信号によって駆動され、下部シャフト１２ｂに対して制御信号に示されるモータトルクに応じたアシスト力を加えることで、下部シャフト１２ｂにハンドル軸トルクを発生させる。
【００２６】
ステアリングギア機構１５は、歯車の組み合わせ、例えばラックアンドピニオン型のもので構成され、下部シャフト１２ｂに伝えられたハンドル軸トルク、つまり回転方向の力を下部シャフト１２ｂに対して垂直方向の力に変換する。
【００２７】
ステアリングリンク機構１６は、ステアリングギア機構１５から伝えられる力をピットマンアームやタイロッドを介してステアリングナックルまで伝え、操舵輪となる左右の車輪を同方向に向ける。
【００２８】
このような構成により、ドライバによるステアリング１１の操作力をモータ１４のアシスト力によって助勢し、ドライバに軽やかなステアリング操作を可能にするような操舵制御を行うことができる。
【００２９】
次に、上記のように構成された車両運動制御システムによる車両運動制御装置について説明する。
【００３０】
本実施形態にかかる車両運動制御システムでは、上述した各センサ４〜９の検出信号に基づいて制御対象輪に制動力を発生させることで横転を抑制する横転抑制制御や、舵角Ｓｔｒに応じて操舵反力を発生させる操舵制御等を含む各種車両運動制御を実行する。これらのうち、横転抑制制御に関しては従来と変わらないため、本発明の特徴である操舵制御について説明する。
【００３１】
図２は、操舵制御の処理の詳細を示したフローチャートである。この図に示す処理は、例えばイグニッションスイッチがオンされているときに所定の制御周期毎に実行される。
【００３２】
まず、ステップ１００では、物理量演算処理が実行される。ここでは、各センサ４〜９の検出信号に基づいて物理量の演算を行う。図３は、この物理量演算処理の詳細を示したフローチャートである。
【００３３】
この図に示されるように、ステップ２００では車輪速度センサ４の検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗの演算を行う。ステップ２１０では、ステップ２００で演算した各車輪の車輪速度Ｖｗに基づいて、周知の手法によって車速（推定車体速度）Ｖを演算する。ステップ２２０では横加速度センサ５の検出信号に基づいて横加速度Ｇｙの演算を行う。ステップ２３０では、舵角センサ６の検出信号に基づいて舵角Ｓｔｒの演算を行う。ステップ２４０では、ステップ２３０で演算した舵角Ｓｔｒとステップ２１０で演算した車速Ｖに基づいて周知の手法によって目標ヨーレートＹｒｓｔｒを演算する。ステップ２５０ではヨーレートセンサ７の検出信号に基づいて実際のヨーレートＹｒを演算する。ステップ２６０では、ハイトセンサ８の検出信号に基づいて重心高Ｈを演算する。そして、ステップ２７０では、サスペンションなどに備えられる荷重センサ９の検出信号に基づいて車両重量を演算する。このようにして、物理量演算処理が完了する。
【００３４】
次に、図２のステップ１１０に進み、横転限界舵角演算処理を実行する。スリップ状態でない時の横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍは、車両が横転する直前の舵角、つまり横転しない限界の舵角を意味している。この横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの演算手法について、図４を参照して説明する。
【００３５】
図４（ａ）は、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの求め方を説明するための車両モデル図であり、図４（ｂ）は、ロール角が発生したときの移動量のイメージを示した模式図である。
【００３６】
横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍは、最終的には車両が横転する直前のヨーレートＹｒ、つまり横転しない限界のヨーレートＹｒである横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍに基づいて演算される。横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍについては、車両が横転する直前の横加速度Ｇｙ、つまり横転しない限界の横加速度Ｇｙである横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍと車速Ｖとに基づいて、次式で求めることができる。
【００３７】
（数１）
Ｙｒｌｉｍ＝Ｇｙｌｉｍ／Ｖ
すなわち、横加速度Ｇｙは、車速Ｖに対してヨーレートＹｒを掛けた値に相当することから、それをヨーレートＹｒの式に変換すると、数式１を導出することができる。そして、図４（ａ）に示されるように、重心位置を中心点とした重力方向成分の運動量と水平方向成分の運動量とが釣り合うベクトルのときの加速度ａ（＝横加速度Ｇｙ×重力加速度ｇ）に相当することから、車両固有の値であるトレッド幅（左右車輪間の間隔）をＴと置くと、数式２が成り立つ。そして、数式２より、数式３を導出することができる。
【００３８】
（数２）
Ｈ：Ｔ／２＝Ｍｇ：Ｍａ
（数３）
Ｈ／（Ｔ／２）＝Ｍｇ／（Ｍａ）
ここで、ａ＝Ｇｙ×ｇであるため、Ｍａ＝ＭＧｙ×ｇとして、数式３を変換すると、数式４となる。このとき、右辺と等号となるときの横加速度Ｇｙが横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍとなり、右辺の方が左辺よりも大きい場合には横転が発生しない程度の横加速度、左辺の方が右辺よりも大きい場合には横転が発生する横加速度であることを意味している。
【００３９】
（数４）
Ｇｙ＝（Ｔ／２）／Ｈ
ただし、数式４は、車両のロール角を無視して導出した式であるため、実際に発生しているロール角をωとすると、ロール角ωが図４（ｂ）に示したように、重心高Ｈからロールのセンター位置の高さであるロールセンター高を差し引いた値ｒを用いて、ラジアン計算にて重心位置の移動量がｒωとして表されるため、数式４は次式のように置き換えられる。
【００４０】
（数５）
Ｇｙ＝（Ｔ／２−ｒω）／Ｈ＝（Ｔ−２ｒω）／２Ｈ
また、ロール角ωについては、ロールトルクに対して車両固有の値であるロール剛性を掛けた値として表される。そして、ロールトルクが、車両重量Ｍに対して舵角Ｓｔｒから演算した目標ヨーレートＹｒｓｔｒを掛けた値に対して、車速Ｖを重心高Ｈからロールのセンター位置の高さであるロールセンター高を差し引いた値ｒで割った値を掛けた値として表され、ロール剛性が定数ｋで表されるとすると、ロール角ωは次式となる。
【００４１】
（数６）
ω＝ロールトルク×ロール剛性＝Ｍ・Ｙｒｓｔｒ・Ｖ／ｒ×ｋ
したがって、数式６に示されるロール角ωを数式５に代入することによって横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍを演算し、この横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍをさらに数式１に代入することによって、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍを演算することができる。
【００４２】
また、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとは車両モデルを用いて車両毎（車種ごと）に予め実験などによって求めておくことができるため、その実験結果で求めた関係をマップもしくは関数式として記憶しておき、演算された横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍに対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを記憶しておいた関係を利用して求めることができる。
【００４３】
その後、ステップ１２０に進み、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算すると共に、舵角に応じた舵角反力特性を設定する。
【００４４】
横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとの関係は、車両毎に異なった関係となるが、基本的には横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの大きさに応じて横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの大きさも変動し、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍが大きくなるほど横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍも大きくなる関係となる。そして、上記各数式より分かるように、車両固有の値であるトレッド幅Ｔやロール剛性ｋ、および、積載状態等によって変化する車両重量Ｍや重心高Ｈや車速Ｖによって横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍが規定されており、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖが大きくなるほど小さくなるという関係となる。
【００４５】
したがって、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じて横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍも変動し、これらが大きくなるほど横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが小さくなることになる。
【００４６】
続いて、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが求められたら、その横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応した舵角反力特性を設定する。具体的には、舵角反力は、舵角が横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくほど指数関数的に大きくなるという関係として設定される。そして、このようにして舵角反力特性が設定されたら、その舵角に対応する舵角反力特性のマップを記憶し、そのマップに基づいて物理量演算の際に求められた舵角と対応する舵角反力を演算する。
【００４７】
その後、ステ１３０に進み、演算された舵角反力に対応する操舵トルクを示す信号をＥＰＳ−ＥＣＵ３に出力することにより、操舵トルクをフィードフォワード制御する。これにより、ＥＰＳ−ＥＣＵ３が信号に示される操舵トルクが舵角反力として付与されるように、モータ１４の回転を制御する。このようにして、ドライバがステアリング操作を行うと、そのステアリング操作により発生させられた舵角Ｓｔｒに応じた舵角反力が付与され、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくほど、ステアリング１１が切り込み難くなるようにすることができる。
【００４８】
このように、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに基づいて随時に横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算している。このため、車両状態に応じた正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算することが可能となる。
【００４９】
また、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角Ｓｔｒが発生したときに、その舵角Ｓｔｒに対応する舵角反力が発生させられるようなフィードフォワード制御を行っている。
【００５０】
このため、より早くから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに至らないように舵角Ｓｔｒを抑制することができる。したがって、ロールイナーシャの大きな車両でも、大きなロール角速度が発生することを抑制することができるため、その挙動を抑えるために大きな制御量が必要になるなどの問題が発生することを防止することができる。また、横転が発生する直前の舵角Ｓｔｒである横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【００５１】
（他の実施形態）
上記実施形態では、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍ以上に舵角Ｓｔｒが切り込み難くなるようにするに際し、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖすべてを用いて演算した横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが演算されるようにしている。しかしながら、正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算するために横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍから演算するという手法を用いたのであり、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとの関係を予め実験的に求めておき、演算した車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖと対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍをその関係から直接求めるようにすることもできる。
【００５２】
また、上記実施形態では、各種物理量が上記各センサ４〜９の検出信号に基づいて求められる場合について説明したが、他のセンサの検出信号もしくは推定値として求められるものであっても良い。例えば、車輪速度センサ４の検出信号から演算される車輪速度Ｖｗに基づいて車速Ｖを演算しているが、車速センサの検出信号から演算しても良い。また、車両重量Ｍや重心高Ｈについては、センサ値ではなく、例えば公知の推定手法による推定値を用いても構わない。また、一般に車両重量と重心高とは積載量の多少に基づく関係を有することより、一方を推定または検出により取得して他方をその関係より推定しても良い。また、一方を固定値として入力することで取得することとし、他方を推定または検出により取得することとしても良い。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、横転限界舵角演算を行った後、操舵制御にその横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの結果を利用する場合について説明した。しかしながら、これも単なる一例を示したものであり、横転限界舵角演算の結果に基づいて、ドライバによるステアリング操作にて発生させられた舵角Ｓｔｒが横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくとブレーキＥＣＵ１から制御対象輪に対して制動力を発生させるようにしたり、車内の警告ランプを点灯させてドライバに横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づいていることを示したり、ブレーキランプ等を点灯させて後続車両に横転する可能性があることを示したりするという制御に用いることもできる。
【００５４】
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。具体的には、ブレーキＥＣＵ７０のうち、ステップ１１０の処理を実行する部分が横転限界舵角演算手段、ステップ１２０の処理を実行する部分が舵角反力特性決定手段や舵角反力演算手段、ステップ１３０の処理を実行する部分が操舵トルク制御手段、ステップ２１０の処理を実行する部分が車速取得手段、ステップ２３０の処理を実行する部分が舵角検出手段、ステップ２６０の処理を実行する部分が車両重心高取得手段、ステップ２７０の処理を実行する部分が車両重心取得手段に相当する。
【符号の説明】
【００５５】
１…ブレーキＥＣＵ、４…車輪速度センサ、５…横加速度センサ、６…舵角センサ、７…ヨーレートセンサ、８…ハイトセンサ、９…荷重センサ、１１…ステアリング、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵トルクセンサ、１４…モータ、１５…ステアリングギア機構、１６…ステアリングリンク機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の横転（ロールオーバー）の抑制制御としてステアリング制御を行う車両運動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、ロール角を推定すると共に、推定したロール角に基づいて横転傾向が高くなって横転する可能性があるか否かを判定し、横転する可能性がある場合に、操舵角の成分を補正して出力し、ロール角が減少する方向にタイヤ角度を物理的に動かすフィードバック式の自動車用挙動安定化制御システムが提案されている。また、特許文献２において、横転状態を予見するロール予見量という指標を予め設定し、その値が閾値より大きくなった場合に、実際のロール角値にかかわらず、ドライバがそれ以上はロールオーバに至るような操舵入力を行えないようにする電動パワーステアリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１３３４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように操舵角の成分を補正する手法では、ロール角が大きいときに、操舵制御を行って横転を抑制することはできるものの、ロールイナーシャの大きな車両では一度ロール角速度が発生しまうと挙動を抑えるのに大きな制御量（制動力）が必要となる。
【０００５】
これに対して、特許文献２のように、ドライバが早い操舵入力を行えなくなるような操舵制御を行う場合、より早くから操舵量が大きくなり難くされるため、大きなロール角速度が発生することを抑制することができるという点で有効である。しかしながら、制御対象である指標が異なるだけでフィードバック制御であることに変わりはなく、ロール予見量が閾値を超えるまでの間はロールの修正が行われないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、横転限界舵角以上の操舵量となり難くなるように操舵制御を行う車両運動制御装置において、車両状態に応じた操舵制御が行えるようにすることを目的とする。また、横転限界舵角をより正確に演算することができる横転限界舵角演算装置を提供す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、請求項１に記載の発明では、横転限界舵角演算手段（１１０）にて、予め定めておいた車速（Ｖ）と重心高（Ｈ）および車両重量（Ｍ）のうちのいずれか一方と横転が発生する限界を示す横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）との関係に基づき、車速取得手段（２１０）で取得した車速（Ｖ）と車両重心高取得手段（２６０）で取得した重心高（Ｈ）および車両重量取得手段（２７０）で取得した車両重量（Ｍ）のうちの前記のいずれか一方と対応する横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算することを特徴としている。
【０００８】
このように、車両重量（Ｍ）や重心高（Ｈ）および車速（Ｖ）のうちのいずれか一方に基づいて随時に横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算している。このため、車両状態に応じた正確な横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算することが可能となる。
【０００９】
具体的には、請求項２に記載したように、横転限界舵角演算手段（１１０）は、車速（Ｖ）が高いほど、または重心高（Ｈ）が高いほど、または車両重量（Ｍ）が高いほど、横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を小さな値とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の横転限界舵角演算装置と、舵角（Ｓｔｒ）を検出する舵角検出手段（２３０）を有し、舵角（Ｓｔｒ）が大きくなることで横転限界舵角演算手段（１１０）にて演算された横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくと、舵角（Ｓｔｒ）が横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくに連れて大きくなる舵角反力特性を決定する舵角反力特性決定手段（１２０）と、舵角反力特性決定手段（１２０）にて決定された舵角反力特性と舵角検出手段（２３０）で検出される舵角（Ｓｔｒ）とにより、発生させる舵角反力を演算する舵角反力演算手段（１２０）と、舵角反力演算手段（１２０）にて演算された舵角反力を発生させるように電動パワーステアリングの操舵トルクをフィードフォワード制御する操舵トルク制御手段（１３０）と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
このように、横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角が発生したときに、その舵角に対応する舵角反力が発生させられるようなフィードフォワード制御を行っている。このため、より早くから横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に至らないよう、舵角がドライバにより大きくならないように抑制することができる。したがって、ロール角が大きくならないようにドライバの舵角操作に予め制限を加えることができ大きなロール角速度が発生することを未然に抑制することができるため、ロールイナーシャの大きな車両でも、その挙動を抑えるために挙動後に大きな制御量が必要になるなどの問題が発生することを防止することができる。また、横転が発生する直前の舵角である横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を車両重量（Ｍ）や重心高（Ｈ）および車速（Ｖ）に応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係等を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両運動制御システムの全体構成図である。
【図２】操舵制御の処理の詳細を示したフローチャートである。
【図３】物理量演算処理の詳細を示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの求め方を説明するための車両モデル図であり、（ｂ）は、ロール角ωが発生したときの移動量のイメージを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両運動制御システムの全体構成を示したものである。本実施形態では、この車両運動制御システムによって、操舵制御を含む車両運動制御を行う場合について説明する。
【００１５】
図１に示される車両運動制御システムは、ブレーキ制御を行うためのブレーキ用電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）１と電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ（Electric Power Steering）という）２を駆動するためのＥＰＳ用電子制御装置（以下、ＥＰＳ−ＥＣＵという）３とを制御部として車両運動制御を実行する。
【００１６】
ブレーキＥＣＵ１は、車輪速度センサ４、横加速度センサ５、舵角センサ６、ヨーレートセンサ７、ハイトセンサ８および荷重センサ９からの検出信号を入力し、これらの検出信号に基づいて各種物理量を演算すると共に、演算した各種物理量に基づいて制御対象輪に対して制動力を発生させることで車両安定性を向上させるための車両運動制御を行っている。本実施形態では、このブレーキＥＣＵ１が本発明における横転限界舵角演算装置および車両運動制御装置の役割を果たす。
【００１７】
例えば、ブレーキＥＣＵ１は、各検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗや車速（推定車体速度）、各車輪のスリップ率、舵角Ｓｔｒ、ヨーレートＹｒ、横加速度Ｇｙなどを求めている。そして、これらに基づいて横転抑制制御を実行するか否かを判定すると共に、横転抑制制御を実行する場合の制御対象輪を判別したり、制御量、すなわち制御対象輪のＷ／Ｃに発生させるＷ／Ｃ圧を求める。その結果に基づいて、ブレーキＥＣＵ１が図示しないブレーキ液圧制御用アクチュエータに備えられた各種制御弁への電流供給制御やポンプを駆動するためのモータの電流量制御を実行する。
【００１８】
具体的には、まず、車輪速度センサ４の検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗを演算すると共に、演算した車輪速度Ｖｗを利用して周知の手法によって車速（推定車体速度）Ｖを演算し、さらに、横加速度センサ５の検出信号に基づいて横加速度Ｇｙを取得する。続いて、車速Ｖが横転抑制制御の実行を許可するしきい速度Ｖｔよりも大きいか否かを判定し、超えていれば、横加速度Ｇｙが制御開始閾値を超えているか否かを判定する。ここでいう制御開始閾値とは、横転抑制制御の開始条件を設定する基準値である。例えば、車両の横転傾向情報として横加速度Ｇｙを適用する場合には、制御開始閾値は、横転抑制制御を実行すべきであるほど横加速度Ｇｙが大きくて横転傾向が高いことを示す値を意味する。このため、横加速度Ｇｙが制御開始閾値を超えていれば横転抑制制御を開始し、ヨーレートセンサ７の検出信号に基づいて演算した実際のヨーレートＹｒとスリップが発生していない理想的な旋回状態のときに想定されるヨーレートである目標ヨーレートＹｒｓｔｒとの差に基づいて、制御量を設定し、制御対象輪に対して制動力を発生させることで、横転が抑制されるようにする。目標ヨーレートＹｒｓｔｒについては、例えば、舵角センサ６の検出信号に基づいて演算した舵角Ｓｔｒおよび車速Ｖを用いて、これらを積算するという周知の手法により演算することができる。
【００１９】
また、本実施形態のブレーキＥＣＵ１では、上記のように演算した各種物理量に基づいて、横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍを演算すると共に、横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍに対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを予め実験などに基づいて車両（車種）毎に求めておいた車両モデルを利用して演算する。そして、演算した横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍ以上に舵角Ｓｔｒが発生し難くなるように、ＥＰＳ−ＥＣＵ３を通じてＥＰＳ２を制御し、舵角反力を発生させるようにする。
【００２０】
ＥＰＳ２は、ステアリング１１、ステアリングシャフト１２、操舵トルクセンサ１３、モータ１４、ステアリングギア機構１５、ステアリングリンク機構１６等を備えて構成され、操舵輪となる両前輪（図示せず）の中心線に対する角度（舵角）の調整を行う。
【００２１】
具体的には、ステアリング１１がドライバによって操作されることで、例えば図示しないステアリングコラムを介してステアリングシャフト１２を回転させるように構成されている。
【００２２】
ステアリングシャフト１２は、ドライバのステアリング操作を操舵力として伝えるものである。ステアリングシャフト１２は、ステアリング１１側の部分（以下、上部シャフトという）１２ａとステアリングギア機構１５側の部分（以下、下部シャフトという）１２ｂの２部位に分かれており、上部シャフト１２ａにはドライバ操作によるトルクがそのまま伝えられ、下部シャフト１２ｂには上部シャフト１２ａに伝えられたトルクとモータ１４によるアシスト力とが加算されたトルクが伝えられるようになっている。
【００２３】
なお、ここでいう下部シャフト１２ｂに発生させられるトルクがハンドル軸トルクに相当するものである。ステアリング制御システムには、本実施形態のように上部シャフト１２ａに発生させられるトルクがモータ１４によるアシスト力に加えられるようにハンドル軸トルクが発生させられる形態と、モータ１４によるアシスト力だけでハンドル軸トルクが発生させられる形態があるが、いずれの形態に対しても本発明を適用することが可能である。
【００２４】
操舵トルクセンサ１３は、ステアリングシャフト１２の連結部、つまり上部シャフト１２ａと下部シャフト１２ｂの間のねじれ角に応じた出力信号を発生させることで、操舵トルクを検出するものである。この操舵トルクがＥＰＳ−ＥＣＵ３に伝えられることで、要求する操舵トルクが発生させれているかが確認される。
【００２５】
モータ１４は、ドライバの操舵力をアシストするためのアシスト力を発生させるものであり、ＥＰＳ−ＥＣＵ３からの制御信号によって駆動され、下部シャフト１２ｂに対して制御信号に示されるモータトルクに応じたアシスト力を加えることで、下部シャフト１２ｂにハンドル軸トルクを発生させる。
【００２６】
ステアリングギア機構１５は、歯車の組み合わせ、例えばラックアンドピニオン型のもので構成され、下部シャフト１２ｂに伝えられたハンドル軸トルク、つまり回転方向の力を下部シャフト１２ｂに対して垂直方向の力に変換する。
【００２７】
ステアリングリンク機構１６は、ステアリングギア機構１５から伝えられる力をピットマンアームやタイロッドを介してステアリングナックルまで伝え、操舵輪となる左右の車輪を同方向に向ける。
【００２８】
このような構成により、ドライバによるステアリング１１の操作力をモータ１４のアシスト力によって助勢し、ドライバに軽やかなステアリング操作を可能にするような操舵制御を行うことができる。
【００２９】
次に、上記のように構成された車両運動制御システムによる車両運動制御装置について説明する。
【００３０】
本実施形態にかかる車両運動制御システムでは、上述した各センサ４〜９の検出信号に基づいて制御対象輪に制動力を発生させることで横転を抑制する横転抑制制御や、舵角Ｓｔｒに応じて操舵反力を発生させる操舵制御等を含む各種車両運動制御を実行する。これらのうち、横転抑制制御に関しては従来と変わらないため、本発明の特徴である操舵制御について説明する。
【００３１】
図２は、操舵制御の処理の詳細を示したフローチャートである。この図に示す処理は、例えばイグニッションスイッチがオンされているときに所定の制御周期毎に実行される。
【００３２】
まず、ステップ１００では、物理量演算処理が実行される。ここでは、各センサ４〜９の検出信号に基づいて物理量の演算を行う。図３は、この物理量演算処理の詳細を示したフローチャートである。
【００３３】
この図に示されるように、ステップ２００では車輪速度センサ４の検出信号に基づいて各車輪の車輪速度Ｖｗの演算を行う。ステップ２１０では、ステップ２００で演算した各車輪の車輪速度Ｖｗに基づいて、周知の手法によって車速（推定車体速度）Ｖを演算する。ステップ２２０では横加速度センサ５の検出信号に基づいて横加速度Ｇｙの演算を行う。ステップ２３０では、舵角センサ６の検出信号に基づいて舵角Ｓｔｒの演算を行う。ステップ２４０では、ステップ２３０で演算した舵角Ｓｔｒとステップ２１０で演算した車速Ｖに基づいて周知の手法によって目標ヨーレートＹｒｓｔｒを演算する。ステップ２５０ではヨーレートセンサ７の検出信号に基づいて実際のヨーレートＹｒを演算する。ステップ２６０では、ハイトセンサ８の検出信号に基づいて重心高Ｈを演算する。そして、ステップ２７０では、サスペンションなどに備えられる荷重センサ９の検出信号に基づいて車両重量を演算する。このようにして、物理量演算処理が完了する。
【００３４】
次に、図２のステップ１１０に進み、横転限界舵角演算処理を実行する。スリップ状態でない時の横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍは、車両が横転する直前の舵角、つまり横転しない限界の舵角を意味している。この横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの演算手法について、図４を参照して説明する。
【００３５】
図４（ａ）は、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの求め方を説明するための車両モデル図であり、図４（ｂ）は、ロール角が発生したときの移動量のイメージを示した模式図である。
【００３６】
横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍは、最終的には車両が横転する直前のヨーレートＹｒ、つまり横転しない限界のヨーレートＹｒである横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍに基づいて演算される。横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍについては、車両が横転する直前の横加速度Ｇｙ、つまり横転しない限界の横加速度Ｇｙである横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍと車速Ｖとに基づいて、次式で求めることができる。
【００３７】
（数１）
Ｙｒｌｉｍ＝Ｇｙｌｉｍ／Ｖ
すなわち、横加速度Ｇｙは、車速Ｖに対してヨーレートＹｒを掛けた値に相当することから、それをヨーレートＹｒの式に変換すると、数式１を導出することができる。そして、図４（ａ）に示されるように、重心位置を中心点とした重力方向成分の運動量と水平方向成分の運動量とが釣り合うベクトルのときの加速度ａ（＝横加速度Ｇｙ×重力加速度ｇ）に相当することから、車両固有の値であるトレッド幅（左右車輪間の間隔）をＴと置くと、数式２が成り立つ。そして、数式２より、数式３を導出することができる。
【００３８】
（数２）
Ｈ：Ｔ／２＝Ｍｇ：Ｍａ
（数３）
Ｈ／（Ｔ／２）＝Ｍｇ／（Ｍａ）
ここで、ａ＝Ｇｙ×ｇであるため、Ｍａ＝ＭＧｙ×ｇとして、数式３を変換すると、数式４となる。このとき、右辺と等号となるときの横加速度Ｇｙが横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍとなり、右辺の方が左辺よりも大きい場合には横転が発生しない程度の横加速度、左辺の方が右辺よりも大きい場合には横転が発生する横加速度であることを意味している。
【００３９】
（数４）
Ｇｙ＝（Ｔ／２）／Ｈ
ただし、数式４は、車両のロール角を無視して導出した式であるため、実際に発生しているロール角をωとすると、ロール角ωが図４（ｂ）に示したように、重心高Ｈからロールのセンター位置の高さであるロールセンター高を差し引いた値ｒを用いて、ラジアン計算にて重心位置の移動量がｒωとして表されるため、数式４は次式のように置き換えられる。
【００４０】
（数５）
Ｇｙ＝（Ｔ／２−ｒω）／Ｈ＝（Ｔ−２ｒω）／２Ｈ
また、ロール角ωについては、ロールトルクに対して車両固有の値であるロール剛性を掛けた値として表される。そして、ロールトルクが、車両重量Ｍに対して舵角Ｓｔｒから演算した目標ヨーレートＹｒｓｔｒを掛けた値に対して、車速Ｖを重心高Ｈからロールのセンター位置の高さであるロールセンター高を差し引いた値ｒで割った値を掛けた値として表され、ロール剛性が定数ｋで表されるとすると、ロール角ωは次式となる。
【００４１】
（数６）
ω＝ロールトルク×ロール剛性＝Ｍ・Ｙｒｓｔｒ・Ｖ／ｒ×ｋ
したがって、数式６に示されるロール角ωを数式５に代入することによって横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍを演算し、この横転限界横加速度Ｇｙｌｉｍをさらに数式１に代入することによって、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍを演算することができる。
【００４２】
また、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとは車両モデルを用いて車両毎（車種ごと）に予め実験などによって求めておくことができるため、その実験結果で求めた関係をマップもしくは関数式として記憶しておき、演算された横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍに対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを記憶しておいた関係を利用して求めることができる。
【００４３】
その後、ステップ１２０に進み、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算すると共に、舵角に応じた舵角反力特性を設定する。
【００４４】
横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとの関係は、車両毎に異なった関係となるが、基本的には横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍの大きさに応じて横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの大きさも変動し、横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍが大きくなるほど横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍも大きくなる関係となる。そして、上記各数式より分かるように、車両固有の値であるトレッド幅Ｔやロール剛性ｋ、および、積載状態等によって変化する車両重量Ｍや重心高Ｈや車速Ｖによって横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍが規定されており、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖが大きくなるほど小さくなるという関係となる。
【００４５】
したがって、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じて横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍも変動し、これらが大きくなるほど横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが小さくなることになる。
【００４６】
続いて、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが求められたら、その横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応した舵角反力特性を設定する。具体的には、舵角反力は、舵角が横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくほど指数関数的に大きくなるという関係として設定される。そして、このようにして舵角反力特性が設定されたら、その舵角に対応する舵角反力特性のマップを記憶し、そのマップに基づいて物理量演算の際に求められた舵角と対応する舵角反力を演算する。
【００４７】
その後、ステ１３０に進み、演算された舵角反力に対応する操舵トルクを示す信号をＥＰＳ−ＥＣＵ３に出力することにより、操舵トルクをフィードフォワード制御する。これにより、ＥＰＳ−ＥＣＵ３が信号に示される操舵トルクが舵角反力として付与されるように、モータ１４の回転を制御する。このようにして、ドライバがステアリング操作を行うと、そのステアリング操作により発生させられた舵角Ｓｔｒに応じた舵角反力が付与され、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくほど、ステアリング１１が切り込み難くなるようにすることができる。
【００４８】
このように、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに基づいて随時に横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算している。このため、車両状態に応じた正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算することが可能となる。
【００４９】
また、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに対応する舵角反力特性を求めておき、ドライバがステアリング操作して舵角Ｓｔｒが発生したときに、その舵角Ｓｔｒに対応する舵角反力が発生させられるようなフィードフォワード制御を行っている。
【００５０】
このため、より早くから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに至らないように舵角Ｓｔｒを抑制することができる。したがって、ロールイナーシャの大きな車両でも、大きなロール角速度が発生することを抑制することができるため、その挙動を抑えるために大きな制御量が必要になるなどの問題が発生することを防止することができる。また、横転が発生する直前の舵角Ｓｔｒである横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖに応じた値として演算しているため、車両状態に応じた操舵制御を行うことが可能になる。
【００５１】
（他の実施形態）
上記実施形態では、横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍ以上に舵角Ｓｔｒが切り込み難くなるようにするに際し、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖすべてを用いて演算した横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍから横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍが演算されるようにしている。しかしながら、正確な横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍを演算するために横転限界ヨーレートＹｒｌｉｍから演算するという手法を用いたのであり、車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖと横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍとの関係を予め実験的に求めておき、演算した車両重量Ｍや重心高Ｈおよび車速Ｖと対応する横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍをその関係から直接求めるようにすることもできる。
【００５２】
また、上記実施形態では、各種物理量が上記各センサ４〜９の検出信号に基づいて求められる場合について説明したが、他のセンサの検出信号もしくは推定値として求められるものであっても良い。例えば、車輪速度センサ４の検出信号から演算される車輪速度Ｖｗに基づいて車速Ｖを演算しているが、車速センサの検出信号から演算しても良い。また、車両重量Ｍや重心高Ｈについては、センサ値ではなく、例えば公知の推定手法による推定値を用いても構わない。また、一般に車両重量と重心高とは積載量の多少に基づく関係を有することより、一方を推定または検出により取得して他方をその関係より推定しても良い。また、一方を固定値として入力することで取得することとし、他方を推定または検出により取得することとしても良い。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、横転限界舵角演算を行った後、操舵制御にその横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍの結果を利用する場合について説明した。しかしながら、これも単なる一例を示したものであり、横転限界舵角演算の結果に基づいて、ドライバによるステアリング操作にて発生させられた舵角Ｓｔｒが横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づくとブレーキＥＣＵ１から制御対象輪に対して制動力を発生させるようにしたり、車内の警告ランプを点灯させてドライバに横転限界舵角Ｓｔｒｌｉｍに近づいていることを示したり、ブレーキランプ等を点灯させて後続車両に横転する可能性があることを示したりするという制御に用いることもできる。
【００５４】
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。具体的には、ブレーキＥＣＵ７０のうち、ステップ１１０の処理を実行する部分が横転限界舵角演算手段、ステップ１２０の処理を実行する部分が舵角反力特性決定手段や舵角反力演算手段、ステップ１３０の処理を実行する部分が操舵トルク制御手段、ステップ２１０の処理を実行する部分が車速取得手段、ステップ２３０の処理を実行する部分が舵角検出手段、ステップ２６０の処理を実行する部分が車両重心高取得手段、ステップ２７０の処理を実行する部分が車両重心取得手段に相当する。
【符号の説明】
【００５５】
１…ブレーキＥＣＵ、４…車輪速度センサ、５…横加速度センサ、６…舵角センサ、７…ヨーレートセンサ、８…ハイトセンサ、９…荷重センサ、１１…ステアリング、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵トルクセンサ、１４…モータ、１５…ステアリングギア機構、１６…ステアリングリンク機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速（Ｖ）を取得する車速取得手段（２１０）と、
車両の重心高（Ｈ）を取得する車両重心高取得手段（２６０）と、
車両重量（Ｍ）を取得する車両重量取得手段（２７０）と、
予め定めておいた車速（Ｖ）と重心高（Ｈ）および車両重量（Ｍ）のうちのいずれか一方と横転が発生する限界を示す横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）との関係に基づき、前記車速取得手段（２１０）で取得した前記車速（Ｖ）と前記車両重心高取得手段（２６０）で取得した前記重心高（Ｈ）および前記車両重量取得手段（２７０）で取得した前記車両重量（Ｍ）のうちの前記いずれか一方と対応する前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算する横転限界舵角演算手段（１１０）と、を備えていることを特徴とする横転限界舵角演算装置。
【請求項２】
前記横転限界舵角演算手段（１１０）は、前記車速（Ｖ）が高いほど、または前記重心高（Ｈ）が高いほど、または前記車両重量（Ｍ）が高いほど、前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を小さな値とすることを特徴とする請求項１に記載の横転限界舵角演算装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の横転限界舵角演算装置と、
舵角（Ｓｔｒ）を検出する舵角検出手段（２３０）を有し、
前記舵角（Ｓｔｒ）が大きくなることで前記横転限界舵角演算手段（１１０）にて演算された前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくと、前記舵角（Ｓｔｒ）が前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくにつれて大きくなる舵角反力特性を決定する舵角反力特性決定手段（１２０）と、
前記舵角反力特性決定手段（１２０）にて決定された前記舵角反力特性と前記舵角検出手段（２３０）で検出される前記舵角（Ｓｔｒ）とにより、発生させる舵角反力を演算する舵角反力演算手段（１２０）と、
前記舵角反力演算手段（１２０）にて演算された前記舵角反力を発生させるように電動パワーステアリングの操舵トルクをフィードフォワード制御する操舵トルク制御手段（１３０）と、を備えていることを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項１】
車速（Ｖ）を取得する車速取得手段（２１０）と、
車両の重心高（Ｈ）を取得する車両重心高取得手段（２６０）と、
車両重量（Ｍ）を取得する車両重量取得手段（２７０）と、
予め定めておいた車速（Ｖ）と重心高（Ｈ）および車両重量（Ｍ）のうちのいずれか一方と横転が発生する限界を示す横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）との関係に基づき、前記車速取得手段（２１０）で取得した前記車速（Ｖ）と前記車両重心高取得手段（２６０）で取得した前記重心高（Ｈ）および前記車両重量取得手段（２７０）で取得した前記車両重量（Ｍ）のうちの前記いずれか一方と対応する前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を演算する横転限界舵角演算手段（１１０）と、を備えていることを特徴とする横転限界舵角演算装置。
【請求項２】
前記横転限界舵角演算手段（１１０）は、前記車速（Ｖ）が高いほど、または前記重心高（Ｈ）が高いほど、または前記車両重量（Ｍ）が高いほど、前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）を小さな値とすることを特徴とする請求項１に記載の横転限界舵角演算装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の横転限界舵角演算装置と、
舵角（Ｓｔｒ）を検出する舵角検出手段（２３０）を有し、
前記舵角（Ｓｔｒ）が大きくなることで前記横転限界舵角演算手段（１１０）にて演算された前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくと、前記舵角（Ｓｔｒ）が前記横転限界舵角（Ｓｔｒｌｉｍ）に近づくにつれて大きくなる舵角反力特性を決定する舵角反力特性決定手段（１２０）と、
前記舵角反力特性決定手段（１２０）にて決定された前記舵角反力特性と前記舵角検出手段（２３０）で検出される前記舵角（Ｓｔｒ）とにより、発生させる舵角反力を演算する舵角反力演算手段（１２０）と、
前記舵角反力演算手段（１２０）にて演算された前記舵角反力を発生させるように電動パワーステアリングの操舵トルクをフィードフォワード制御する操舵トルク制御手段（１３０）と、を備えていることを特徴とする車両運動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１１０９５２（Ｐ２０１１−１１０９５２Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６１０５（Ｐ２００９−２６６１０５）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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