車両の制御装置
【課題】ヨーレートの発生を抑制しつつ車両を目標とする運動状態に維持する。
【解決手段】前輪（ＦＬ、ＦＲ）又は後輪（ＲＬ、ＲＲ）の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段（４００）と、前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段（３００、６００）とを備えた車両（１０）を制御する装置（１００）は、平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段とを具備する。
【解決手段】前輪（ＦＬ、ＦＲ）又は後輪（ＲＬ、ＲＲ）の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段（４００）と、前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段（３００、６００）とを備えた車両（１０）を制御する装置（１００）は、平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist：車線維持走行のための操舵補助）等の各種自動運転機能を備えた車両に適用可能な、車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように各輪の制駆動力を制御するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、目標挙動制御量に基づいて、各輪の制駆動力及び舵角の目標制御量を算出するものも提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２９２２２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両を目標走行路に追従させる等の各種走行支援制御がなされる場合、車両には、ヨーレートの発生を伴うヨー挙動変化が生じることが多い。ところが、この種の走行支援制御は、ドライバの操舵操作を介在させることなくなされるから、ドライバにとって、ヨーレートの発生は一種の違和感となり易い。
【０００６】
特許文献１に開示された車両の駆動力制御装置では、このような問題については一切考慮されていないから、各輪の制駆動力によってヨーレートを目標ヨーレートに収束させ得たとしても、上述の違和感の発生を抑制することができない。即ち、特許文献１に開示された装置において目標ヨーレートをゼロに設定し、ヨーレートを目標ヨーレートに収束させてしまえば、目標走行路への追従等といった所望される車両運動を得ることが全くできなくなってしまうのである。
【０００７】
また、特許文献２に開示される装置は、制駆動力及び舵角によって目標挙動を得る旨の概念の開示はあっても、特許文献１と同様に、ヨーレートの発生がドライバに与える違和感についてはその記述がない。従って、同様に、この種の問題を解決することはできない。
【０００８】
尚、非公知の概念としては、このようなヨーレートの発生を抑えた上での車両運動制御を、前後輪各々の舵角を独立制御可能な四輪操舵装置を利用して実現することは不可能ではない。然るに、四輪操舵装置は、前輪又は後輪のみを操舵する操舵装置と較べてシステム構成が大型化且つ複雑化する。このため、車両に搭載するにあたって生じる様々な制約を考慮した実践的運用面から見れば改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ヨーレートの発生を抑制しつつ車両を目標とする運動状態に維持可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、前輪又は後輪の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段とを備えた車両を制御する装置であって、ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された横方向移動として規定される平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両は、舵角可変手段と制駆動力可変手段とを備える。
【００１２】
舵角可変手段とは、前輪又は後輪の舵角を、これらの変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバ操作とは、好適には、ステアリングホイル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、舵角可変手段によれば、ドライバがステアリングホイルから手を放していても、或いはステアリングを保舵しているのみであっても、上記舵角を所望の値に変化させることが可能である。
【００１３】
即ち、舵角可変手段とは、上記操舵入力手段から操舵輪（好適には、前輪）へ至る操舵入力の機械的伝達経路を担う通常の操舵機構とは本質的意味合いにおいて異なるものである。但し、物理構成上の観点から見れば、舵角可変手段の少なくとも一部は、この種の操舵機構と共用或いは共有されていてもよい。舵角可変手段は、好適な一形態としては、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ステアリングギア比可変装置）、ＳＢＷ（Steering By Wire：電子制御舵角可変装置）又はＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）等の各種実践的態様を採り得る。
【００１４】
舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪（上記操舵入力手段と機械的に連結された操舵輪を含み得る）について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１５】
制駆動力可変手段とは、前輪及び後輪における左右輪に制駆動力差を生じさせることが可能な手段であり、言い換えれば、各輪の制駆動力を各輪相互間で独立して制御することが可能な手段である。制駆動力可変手段は、好適な一形態として、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構若しくはインホイールモータシステム等を含む駆動力可変装置、又はＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含む各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御制動装置）等の制動力可変装置、或いはその両方等の実践的態様を採り得る。
【００１６】
制駆動力可変手段によれば、例えば内燃機関等の各種動力源から供給されるトルク（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係を有し得る）は、その物理的、機械的又は電気的作用により所望の配分比率に従って左右輪に分配され、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御された結果として左右駆動力差が生じ得る。或いは、例えば機関トルクとは独立した駆動力が左右輪に付与され、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御された結果として左右駆動力差が生じ得る。
【００１７】
一方、制駆動力可変手段が制動力可変装置である場合、左右輪に付与される、好適には摩擦制動力としての制動力を変化させることにより、付与される制動力の小さい側の車輪について、駆動力を相対的に高くすることと同等の効果を得るものである。即ち、制動力は、言わば負側の駆動力である。
【００１８】
いずれにせよ左右輪で制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（即ち、制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。
【００１９】
従って、制駆動力可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００２０】
本発明に係る車両の制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００２１】
車量の運動状態制御、例えば、車両を目標走行路に追従させる或いは車両に目標走行路をトレースさせる等の制御が一種の自動操舵として行われる場合、通常、車両の進行方向の変化に応じて適宜ヨーレートが発生する。然るに、車両を目標運動状態に誘う一種の自動操舵において生じるヨーレートは、ドライバに操舵意思がないことに起因してドライバに違和感を与え易い。本発明に係る車両の制御装置は、そのような違和感を抑制した車両運動制御を可能としたものである。
【００２２】
本発明に係る車両の制御装置によれば、第１設定手段により、車両の平行移動を実現するための、当該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値が設定される。
【００２３】
本発明に係る「車両の平行移動」とは、ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された状態での横方向移動として規定される。ここで、「不感帯相当値」とは、ドライバが、実質的にヨーレートが発生していない或いはヨーレートが気にならない旨の認識を抱き得る程度に低い値を包括する概念であって、好適な一形態としてはゼロ値又はゼロ相当値（ゼロと扱って実践上問題ない程度にゼロ近傍の値）を意味する。但し、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又は人間工学的見地に立ったシミュレーション等に基づいて、この種の不感帯相当値の上限を規定する明確な基準値が設定される場合には、不感帯相当値とは、そのような基準値未満の範囲内で規定される値であってもよい。いずれにせよ、「不感帯相当値」なる表現が、本発明の明確性を損なうことはない。
【００２４】
平行移動がこのように定義される点に鑑みれば、目標車両運動としての平行移動を規定する第１状態量は、ヨーレートに対応する第１状態量と、横方向移動に対応する第１状態量の少なくとも二種類必要である。このような第１状態量は必ずしも一義的でないが、第１状態量は、好適な一形態として、ヨーレート及び車体スリップ角（車両の旋回接線方向に対する角度であり、車体の向きと車体の瞬間的な進行方向とのなす角度である）であってもよい。
【００２５】
第１設定手段は、例えば、目標走行路に沿って車両を走行させるための参照値となり得る物理量としての位置状態偏差（即ち、維持すべき目標走行路と車両との相対的位置関係を規定する偏差であり、好適な一形態として、目標走行路に対する車両の横位置の偏差やヨー角偏差等を含み得る）に基づいて、或いは更に車速等の走行条件を参照して、これら第１状態量うち横方向移動に対応する第１状態量の目標値を設定する。この場合、第１状態量の目標値は、予め然るべき記憶手段に各種のパラメータ値と対応付けられる形でマップ化されて格納されていてもよいし、その都度然るべき演算アルゴリズムや演算式等に従って導かれてもよい。
【００２６】
尚、第１状態量のうちヨーレートに対応する第１状態量は、不感帯相当値が固定値であれば、その都度設定される必要はなく、予め後述する車両運動モデルの一部として組み込まれていてもよい。即ち、この場合、厳密な意味で設定される第１状態量の目標値は、横方向移動に対応する第１状態量のみであってもよい。但し、このような場合についても、ヨーレートに対応する第１状態量が設定されている点に変わりはなく、いずれにせよ、本発明に係る第１設定手段の範疇であることは言うまでもない。
【００２７】
一方、公知の運動方程式によれば、車両運動に複数の自由度を与えるには、可制御要素の数が、得ようとする自由度の数と同数必要となる。平行移動は、上述したように二自由度の運動制御であるから、可制御要素が複数あれば、これらの間に数値的な相対関係を規定することができる。本発明では、前輪又は後輪の舵角に相関する第２状態量及び左右制駆動力差に相関する第２状態量が、この可制御要素に相当しており、予めこれら可制御要素と上記第１状態量の各々との相対関係を規定するものとしての車両運動モデルが構築されている。本発明に係る第２設定手段は、この車両運動モデルに基づいて、平行移動を実現するための複数の第２状態量の目標値を設定するのである。
【００２８】
従って、本発明によれば、この設定された複数の第２状態量の目標値に基づいて舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御された場合に、目標運動状態（即ち、ヨーレートが抑制された横方向移動としての平行移動）を実現することができるのである。
【００２９】
尚、舵角に相関する第２状態量とは、無論舵角そのものを含み得る。同様に、左右制駆動力差に相関する第２状態量とは、無論左右制駆動力差そのものを含み得る。また、車両運動モデルは、概念的にはこのように規定されるものの、モデル内部に包含される各種要素値は多義的であってよい。
【００３０】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記第２状態量の各々が前記設定された目標値となるように前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する制御手段を更に具備する。
【００３１】
この態様によれば、制御手段により一種の自動操舵制御が実行され、第２状態量の各々が夫々設定された目標値となるように舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御される。従って、車両の平行移動が好適に実現される。
【００３２】
尚、第２状態量は、夫々舵角及び制駆動力差に相関するから、第２状態量の目標値から目標舵角及び目標制駆動力差を決定することができる。この際、目標制駆動力差に対応する各輪の目標制駆動力は一義的ではないから、制御手段は、複数の候補値の中から、その時点の車両の走行条件やドライバ意思等に適した最適な解を目標制駆動力として設定してもよい。
【００３３】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記第１状態量は、前記車両のヨーレート相当値及び前記車両の車体スリップ角相当値である。
【００３４】
平行移動の定義に鑑みれば、第１状態量としてヨーレート及び車体スリップ角は適当であり、これらを第１状態量とすることによって、高精度な平行移動が可能となる。
【００３５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記第２状態量は、前記舵角及び前記車両の重心点周りのモーメントである。
【００３６】
車両の重心点回りのモーメントは、各輪の制駆動力差によって生成することができる。従って、車両運動モデルを、この重心点回りのモーメントと前輪又は後輪の舵角とを第２状態量として構築することによって、車両の平行移動が好適に実現される。
【００３７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記不感帯相当値は、少なくともゼロ値を含み且つ基準値以下の値である。
【００３８】
この態様によれば、ヨーレートがゼロ値又はゼロ相当値といった比較的狭帯域で設定される場合と較べて、目標舵角及び目標制駆動力の採り得る範囲が拡大される。従って、目標舵角及び目標制駆動力をより最適化することが可能となり、実践上有益である。
【００３９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両運動モデルは、前記車両の物理構成に応じて定まる時定数要素を含む。
【００４０】
この態様によれば、車両運動モデルは時定数要素（周波数応答値）を含むため、例えば、横方向或いは旋回方向の位置変化が大きい場合であっても、車両の運動を精度良く制御することが可能となる。
【００４１】
尚、時定数要素が車両運動モデルに基づいた第２状態量の目標値決定プロセスに与える影響は、車両の挙動変化が大きい程大きくなるが、反対に、車両の挙動変化が定常変化に留まるような定常的走行状態においては、これら時定数要素が第２状態量の目標値に与える影響は無視出来る程に小さくなる場合もある。
【００４２】
従って、この態様における好適な一形態として、車両が定常状態にある場合には、時定数要素が無視されてもよい。この場合、演算負荷が軽減されて好適である。
【００４３】
尚、車両が定常走行状態にあるか否かは、例えば、第１状態量（即ち、例えば、ヨーレート、車体スリップ角或いは横方向加速度等）の目標値の変化速度等に基づいてなされ得る。例えば、車体スリップ角やヨーレートの目標値が小さい場合、即ち、横加速度の変化が小さい場合や旋回運動が緩慢である場合等には、定常走行状態である旨の判断を下し得る。
【００４４】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両の車輪に発生する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素を特定する第１補正要素特定手段と、該特定された第１補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第１補正手段とを更に具備する。
【００４５】
この態様によれば、車輪（実践的態様としてタイヤを好適に含む）に作用する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素に基づいて車両運動モデルが補正される。従って、車輪が上述の各種力を既に発生している状況においても、正確に第２状態量の目標値を決定することができ、車両を平行移動させることが可能となる。
【００４６】
尚、第１補正要素特定手段に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択又は取得等を広範な実践的態様を包括する概念である。
【００４７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両に発生する前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素を特定する第２補正要素特定手段と、該特定された第２補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第２補正手段とを更に具備する。
【００４８】
この態様によれば、車両に前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素に基づいて車両運動モデルが補正される。従って、車両が加減速、旋回或いはロール等による各種限界挙動付近で走行している状況においても、正確に第２状態量の目標値を決定することができ、車両を平行移動させることが可能となる。
【００４９】
尚、第２補正要素特定手段に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択又は取得等を広範な実践的態様を包括する概念である。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
＜発明の実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５３】
図１において、車両１０は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの各車輪を備え、このうち操舵輪である左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲの舵角変化によって所望の方向に進行することが可能な構成となっている。
【００５４】
車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、駆動力分配装置３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御式制動装置）６００及びカーナビゲーション装置７００を備える。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。
【００５６】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１設定手段」、「第２設定手段」、「制御手段」、「第１補正要素特定手段」、「第１補正手段」、「第２補正要素特定手段」及び「第２補正手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５７】
エンジン２００は、車両１０の駆動力源として機能するＶ型６気筒ガソリンエンジンである。尚、本発明に係る車両の動力源は、燃料の燃焼を機械的動力に変換して取り出し得る機関を包括する概念として各種実践的態様を有する内燃機関（エンジン２００もその一例である）に限定されず、モータ等の回転電機であってもよい。或いは、車両は、これらが協調制御される所謂ハイブリッド車両であってもよい。エンジン２００の駆動力出力軸たるクランク軸は、駆動力分配装置の一構成要素たるセンターデファレンシャル装置３１０に接続されている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明の要旨との相関が薄いため、ここではその詳細を割愛する。
【００５８】
駆動力分配装置３００は、エンジン２００から前述のクランク軸を介して伝達されるエンジントルクＴｅを、前輪及び後輪に所定の比率で分配可能に構成されると共に、更に前輪及び後輪の各々において左右輪の駆動力配分を変化させることが可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例である。駆動力分配装置３００は、センターデファレンシャル装置３１０（以下、適宜「センターデフ３１０」と略称する）、フロントデファレンシャル装置３２０（以下、適宜「フロントデフ３２０」と略称する）及びリアデファレンシャル装置３３０（以下、適宜「リアデフ３３０」と略称する）を備える。
【００５９】
センターデフ３１０は、エンジン２００から供給されるエンジントルクＴｅを、フロントデフ３２０及びリアデフ３３０に分配するＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付き差動機構）である。センターデフ３１０は、前後輪に作用する負荷が略一定な条件下では、前後輪に対し分配比５０：５０（一例であり限定されない）でエンジントルクＴｅを分配する。また、前後輪のうち一方の回転速度が他方に対し所定以上高くなると、当該一方に対し差動制限トルクが作用し、当該他方へトルクが移譲される差動制限が行われる構成となっている。即ち、センターデフ３１０は、所謂回転速度感応式（ビスカスカップリング式）の差動機構である。
【００６０】
尚、センターデフ３１０は、このような回転速度感応式に限らず、入力トルクに比例して差動制限作用が大きくなるトルク感応式の差動機構であってもよい。また、遊星歯車機構により差動作用をなし、電磁クラッチの断続制御により差動制限トルクを連続的に変化させ、所定の調整範囲内で所望の分配比率を実現可能な分配比率可変型の差動機構であってもよい。いずれにせよ、センターデフ３１０は、前輪及び後輪に対しエンジントルクＴｅを分配可能な限り、公知非公知を問わず各種の実践的態様を採ってよい。
【００６１】
フロントデフ３２０は、センターデフ３１０によりフロントアクスル（前輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。フロントデフ３２０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、フロントデフ３２０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００６２】
フロントデフ３２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、フロントデフ３２０の駆動制御を介して、所望の前輪制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｆを生じさせることが可能である。尚、フロントデフ３２０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００６３】
リアデフ３３０は、センターデフ３１０によりプロペラシャフト１１を介してリアアクスル（後輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。リアデフ３３０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、リアデフ３３０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００６４】
リアデフ３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、リアデフ３３０の駆動制御を介して、所望の後輪制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｒを生じさせることが可能である。尚、リアデフ３３０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００６５】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ハウジング、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構（いずれも不図示）等を備えた操舵伝達比可変装置であり、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。
【００６６】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構は、ハウジングに収容されている。このハウジングは、操舵入力手段としてのステアリングホイル１２に連結されたアッパーステアリングシャフト１３の下流側の端部と固定されており、アッパーステアリングシャフト１３と略一体に回転可能に構成されている。
【００６７】
ＶＧＲＳモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力の出力軸たる回転軸を有するＤＣブラシレスモータである。ステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構に連結されている。このステータには、不図示の電気駆動回路から駆動電圧が供給される構成となっている。
【００６８】
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素の一回転要素は、ＶＧＲＳモータの回転軸に連結されており、また、他の回転要素の一は、前述のハウジングに連結されている。そして残余の回転要素が、ロアステアリングシャフト１４に連結されている。
【００６９】
このような構成を有する減速機構によれば、ステアリングホイル１２の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１３の回転速度（即ち、ハウジングの回転速度）と、ＶＧＲＳモータの回転速度（即ち、回転軸の回転速度）とにより、残余の一回転要素に連結されたロアステアリングシャフト１４の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータの回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１４の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とは相対回転可能である。尚、減速機構における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータの回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１４に伝達される。
【００７０】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１３の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１４の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角δｆとの比たる操舵伝達比が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００７１】
尚、ロック機構は、ＶＧＲＳモータ側のクラッチ要素とハウジング側のクラッチ要素とを備えたクラッチ機構である。両クラッチ要素が相互に係合した状態においては、アッパーステアリングシャフト１３とＶＧＲＳモータの回転軸との回転速度が一致するため、必然的にロアステアリングシャフト１４との回転速度もこれらと一致する。即ち、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが直結状態となる。但し、ロック機構の詳細については、本発明との相関が薄いためここでは割愛する。
【００７２】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７３】
車両１０において、ロアステアリングシャフト１４の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１４の下流側端部に接続された不図示のピニオンギア及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵伝達機構であり、ピニオンギアの回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、ステアリングホイル１２から各前輪に至る操舵力の伝達機構は、本発明に係る「操舵装置」の一例である。
【００７４】
ＥＰＳアクチュエータ５００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた操舵トルク補助装置である。このＥＰＳモータは、不図示の電気駆動装置を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００７５】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ロアステアリングシャフト１４に設けられた減速ギアと噛合している。このため、本実施形態において、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ロアステアリングシャフト１４の回転をアシストするトルクとして機能する。このため、アシストトルクＴＡが、ステアリングホイル１２を介してアッパーステアリングシャフト１３に与えられるドライバ操舵トルクＭＴと同一方向に付与された場合には、ドライバの操舵負担は、アシストトルクＴＡの分だけ軽減される。
【００７６】
尚、ＥＰＳアクチュエータ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７７】
車両１０には、操舵角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７が備わる。
【００７８】
操舵角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１３の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７９】
操舵トルクセンサ１７は、ドライバからステアリングホイル１２を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１３は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０のドライバがステアリングホイル１２を操作した際にアッパーステアリングシャフト１３の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、ドライバ操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１７は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算してドライバ操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。操舵トルクセンサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたドライバ操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８０】
ＥＣＢ６００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の他の一例たる電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ６１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【００８１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲに対し、夫々個別に作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ６１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置における制動力の大小に夫々対応する構成となっている。
【００８２】
ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８３】
車両１０は、車載カメラ１８及び車速センサ１９を備える。
【００８４】
車載カメラ１８は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、後述するＬＫＡ制御に必要な各種データを取得可能である。
【００８５】
車速センサ１９は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８６】
カーナビゲーション装置７００は、車両１０に設置されたＧＰＳアンテナ及びＶＩＣＳアンテナを介して取得される信号に基づいて、車両１０の位置情報、車両１０の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１０の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報を提供可能な装置である。カーナビゲーション装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。
【００８７】
＜実施形態の動作＞
＜ＬＫＡ制御の詳細＞
以下、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御は、車両１０を目標走行路（本実施形態では、即ち車線（レーン）である）に追従させる制御であり、車両１０において実行される走行支援制御の一つである。
【００８８】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１０の車室内に設置されたＬＫＡモード発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８９】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ１８から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【００９０】
白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標走行路を設定することができないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００９１】
ステップＳ１０４においては、公知の手法に基づいて、白線と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。
【００９２】
これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる目標車両状態量として、車体スリップ角βの目標値たる目標車体スリップ角βｔｇとヨーレートγの目標値たる目標ヨーレートγｔｇを設定する（ステップＳ１０５）。尚、これら目標車両状態量は、本発明に係る「第１状態量」の一例である。また、ステップＳ１０５は、本発明に係る「第１設定手段」の動作の一例である。
【００９３】
尚、本実施形態において、目標ヨーレートγｔｇはゼロ値であり固定値である。従って、ステップＳ１０５が訪れる毎にＥＣＵ１００が目標ヨーレートγｔｇを設定する必要はなく、目標ヨーレートγｔｇは、後述するように車両運動モデルの一部に組み込まれていてもよい。
【００９４】
一方、目標車体スリップ角βｔｇは、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φに対応付けられる形でマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において算出された各路面情報に応じて適宜該当する値を選択することにより目標車体スリップ角βｔｇを設定する。
【００９５】
目標車両状態量が設定されると、処理は二系統に分岐する。即ち、一方の系統は、ＶＧＲＳアクチュエータ４００による舵角制御であり、他方の系統は、駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００による各輪の制駆動力制御である。
【００９６】
始めに、制駆動力制御について説明する。
【００９７】
制駆動力制御においては、先ず、車両運動モデルが調整される（ステップＳ１０６）。ここで、「車両運動モデル」とは、ヨーレートγ及び車体スリップ角βからなる車両状態量（第１状態量）と、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏ（これらは、本発明に係る「第２状態量」の一例である）との相対関係を規定するシミュレーションモデルであり、数値要素が予めＲＯＭに格納されている。尚、車両運動モデル及びステップＳ１０６に係るその調整については後述する。
【００９８】
車両運動モデルの調整が終了すると、ＥＣＵ１００は、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を算出する（ステップＳ１０７）。平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２とは、車両１０が目標走行路をトレースするにあたる前輪舵角であり、これも車両運動モデルから算出される。平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２の設定についても後述する。
【００９９】
平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２が算出されると、ＥＣＵ１００は、目標重心回りモーメントＭｏｔｇを算出する（ステップＳ１０８）。目標重心回りモーメントＭｏｔｇの設定についても後述する。尚、ステップＳ１０７及びＳ１０８は、本発明に係る「第２設定手段」の動作の一例である。
【０１００】
目標重心回りモーメントＭｏｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、各輪の目標制駆動力を設定し（ステップＳ１０９）、設定された目標制駆動力に従って、駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００を適宜制御する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０が終了すると、処理はステップＳ１０１に戻される。制駆動力制御はこのように実行される。
【０１０１】
尚、目標重心回りモーメントＭｏｔｇと前輪左右駆動力差Ｆｆ及び後輪左右駆動力差Ｆｒとの関係は、公知であり且つ明確な数値関係として規定することができる。従って、ＥＣＵ１００は、目標重心回りモーメントＭｏｔｇに基づいて、前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒの目標値を一義に決定することができる。
【０１０２】
一方、前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒは、夫々駆動力によって実現しても制動力によって実現してもよいから、これらの目標値を実現するための各輪の目標制駆動力の設定態様は、実践上必ずしも一義的でないが、目標制駆動力差が得られる限りにおいて、車両１０の目標運動としての平行移動は担保される。
【０１０３】
次に、舵角制御について説明する。
【０１０４】
舵角制御では、先ず基本目標前輪舵角δｆｔｇ１が算出される（ステップＳ１１１）。基本目標前輪舵角δｆｔｇ１とは、ドライバが自身の意思で行う操舵操作に対し付与すべき前輪舵角であり、通常の操舵制御の範疇に属する舵角である。基本目標前輪舵角δｆｔｇ１は、ドライバがステアリングホイル１２を保舵するのみ、或いはステアリングホイル１２から手を放している場合、ゼロである。
【０１０５】
基本目標前輪舵角δｆｔｇ１が算出されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７において算出された平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を取得し、前輪舵角δｆの目標値たる目標前輪舵角δｆｔｇを算出する（ステップＳ１１２）。尚、この際、δｆｔｇ＝δｆｔｇ１＋δｆｔｇ２なる関係が成立する。
【０１０６】
目標前輪舵角δｆｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、前輪舵角δｆがこの算出された目標前輪舵角δｆｔｇとなるように、ＶＧＲＳアクチュエータ４００を制御する（ステップＳ１１３）。前輪舵角δｆの制御が開始されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。ＬＫＡ制御は以上のように実行される。
【０１０７】
尚、ステップＳ１１０及びＳ１１３は、本発明に係る「制御手段」の動作の一例である。
＜車両運動モデルに基づいた状態量制御の詳細＞
ここで、車両運動モデルの詳細について説明する。
【０１０８】
車両運動モデルは、下記（１）に如くに規定される。尚、（１）式は、便宜上、本発明に係る「第２状態量」として、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏに加えて、後輪舵角δｒまで考慮された式である。本実施形態に係る車両１０には後輪操舵機能は付帯していないから、後輪舵角δｒは可制御要素とはならず、第２状態量とはなり得ないが、概念的には、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏと同様に、第２状態量の一例として機能し得る。即ち、車両１０にＡＲＳ等の後輪操舵装置が備わる場合には、前輪舵角δｆに代えて後輪舵角δｒを第２状態量とすることも可能である。従って、これ以降、適宜後輪舵角δｒも考慮した式展開を記載することとする。
【０１０９】
【数１】
ここで、（１）式におけるΔ（ｓ）並びに係数Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は、夫々、下記（２）乃至（８）の如くに規定される。
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
【数３】
【０１１２】
【数４】
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
【数６】
【０１１５】
【数７】
【０１１６】
【数８】
尚、上記各式における各参照記号の表す意味は以下の通りである。
【０１１７】
Ｍ・・・車両重量
Ｖ・・・車速
ｌｆ・・・車両重心-フロント車軸距離
ｌｒ・・・車両重心-リア車軸距離
ｌ・・・ｌｆ+ｌｒ（＝ホイールベース）
Ｋｆ・・・前輪コーナリングパワー
Ｋｒ・・・後輪コーナリングパワー
ｓ・・・ラプラス演算子
ここで、本実施形態では、目標ヨーレートγｔｇ＝０であるから、下記（９）式及び（１０）式が成立する。尚、（９）式は、重心回りモーメントＭｏと前輪舵角との関係を表す関係式であり、（１０）式は、重心回りモーメントＭｏと後輪舵角との関係を表す関係式である。
【０１１８】
【数９】
【０１１９】
【数１０】
最終的に、下記の通り、（９）式に対応する（１１）式及び（１０）式に対応する（１２）式を得る。
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
【数１２】
上記（１１）式及び（１２）式におけるＧ、τ１、τ２、τ３及びτ４は、夫々車両１０の物理構成及び走行条件に応じて一義に定まる値である。従って、ＥＣＵ１００は、図２のステップＳ１０８において、上記（１１）式を使用し、目標重心回りモーメントＭｏｔｇを平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２に基づいて決定することができる。
【０１２２】
一方、上記（１）式を車体スリップ角βについて解くと、下記（１３）式が得られる。
【０１２３】
【数１３】
ここで、β＝βｔｇとし且つＭｏとして上記（１１）式を代入することにより、目標車体スリップ角βｔｇと前輪舵角δｆとの関係式を構築することができる。ＥＣＵ１００は、図２のステップＳ１０７において、係る関係式を利用することにより、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を決定することができる。
【０１２４】
このようにして、車両１０を平行移動させるための第２状態量としての、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２及び目標重心回りモーメントＭｏｔｇが決定されるのである。従って、図２のステップＳ１１０及びＳ１１３において、これらを実現するための制駆動力制御及び舵角制御が実行された場合に、車両１０は、ヨーレートが抑制された横方向移動、即ち平行移動を行うことができるのである。
【０１２５】
尚、ＡＲＳ等の後輪操舵装置が備わる場合についても、上記（１２）式を利用することにより同様にしてこれら第２状態量を決定することができる。
【０１２６】
次に、図２のステップＳ１０６における車両運動モデルの調整について説明する。尚、ドライバ操舵から独立して舵角制御を行い得る操舵デバイスとして、本実施形態ではＶＧＲＳアクチュエータ４００が採用されており、第２状態量は即ち前輪舵角δｆである。従って、これ以降は、後輪舵角δｒが使用される場合の詳細については説明しない。但し、後輪舵角δｒを第２状態量として使用する場合の制御が、基本的に前輪舵角δｆと同様であることは、上記（１１）式及び（１２）式の相互関係からみて明白であろう。
【０１２７】
上記（９）式を使用すると、下記（１４）式におけるＧ、τ１及びτ２は、夫々下記（１４）乃至（１６）式として表すことができる。
【０１２８】
【数１４】
【０１２９】
【数１５】
【０１３０】
【数１６】
このように、重心回りモーメントＭｏと前輪舵角δｆとの関係性（これもまた、本発明に係る「車両運動モデル」の一例である）を与えるＧ、τ１及びτ２は、車速Ｖに応じて変化する、夫々本発明に係る「時定数要素」の一例である。車両運動モデルには、このように車両１０の動的要素が含まれており、車両１０の実挙動を正確に反映することが可能となっている。
【０１３１】
ここで、車両１０の多様な実挙動にロバストな平行移動を実現する観点からは、上記係数ａ１、ａ２及びａ３は、その時点における車両運動に応じて可変であるのが望ましい。そこで、図２のステップＳ１０６において、ＥＣＵ１００は、（ア）前後輪のタイヤと路面との摩擦係数、（イ）前後輪のタイヤに発生している前後力、横力及び上下力、（ウ）車両１０に発生している前後加速度並びに（エ）車両１０に発生する横加速度及びロール剛性配分の夫々の補正要素に基づいて、上記係数ａ１、ａ２及びａ３を調整する。
【０１３２】
より具体的には、補正対象は、（ア）の場合ｋｆ及びｋｒであり、（イ）の場合Ｋｆ及びＫｒであり、（ウ）の場合ｌｆ及びｌｒであり、（エ）の場合ｋｆ及びｋｒである。車両１０の動的特性を規定する場合、車両１０と路面との唯一の接地部分であるタイヤの状態は重要であり、（ア）、（イ）及び（エ）に応じて前後輪のコーナリングパワーが補正される。また、（ウ）の補正要素は、車両１０の重心位置を過渡的に変化させるため、重心と車軸との距離に影響を与えるのである。
【０１３３】
各補正要素の値と補正後のＫｆ、Ｋｒ、ｌｆ及びｌｒの値は、予めマップ化されてＲＯＭに格納されている。また、各補正要素の値は、公知の各種態様に従って特定することができるものであり、ここではその詳細については触れないこととする。尚、これら補正要素値の特定に際して適宜必要となるデバイスは、適宜車両１０に備わっているものとする。
【０１３４】
尚、車両１０の動的特性が無視できる定常的な走行状態においては、上記（１１）式は結局「Ｍｏ＝-Ｇδｆ」となり、車両重心モーメントＭｏは、前輪舵角δｆとＧのみの関数として扱うことができる。ＥＣＵ１００は、このような関係が成立し得る走行条件において、適宜この簡略的関係に従って目標重心回りモーメントＭｏｔｇ及び平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を算出する。このため、平行移動に関する挙動制御の精度を低下させることなく演算負荷を軽減することができる。
【０１３５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させる機能を有する車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…プロペラシャフト、１２…ステアリングホイル、１３…アッパーステアリングシャフト、１４…ロアステアリングシャフト、１５…ラックバー、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…制駆動力分配装置、３１０…センターデファレンシャル機構、３２０…フロントデファレンシャル機構、３３０…リアデファレンシャル機構、４００…ＶＧＲＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳアクチュエータ、６００…ＥＣＢ、６１０…ブレーキアクチュエータ、６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ、６２０ＲＲ…制動装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist：車線維持走行のための操舵補助）等の各種自動運転機能を備えた車両に適用可能な、車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように各輪の制駆動力を制御するものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、目標挙動制御量に基づいて、各輪の制駆動力及び舵角の目標制御量を算出するものも提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２９２２２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両を目標走行路に追従させる等の各種走行支援制御がなされる場合、車両には、ヨーレートの発生を伴うヨー挙動変化が生じることが多い。ところが、この種の走行支援制御は、ドライバの操舵操作を介在させることなくなされるから、ドライバにとって、ヨーレートの発生は一種の違和感となり易い。
【０００６】
特許文献１に開示された車両の駆動力制御装置では、このような問題については一切考慮されていないから、各輪の制駆動力によってヨーレートを目標ヨーレートに収束させ得たとしても、上述の違和感の発生を抑制することができない。即ち、特許文献１に開示された装置において目標ヨーレートをゼロに設定し、ヨーレートを目標ヨーレートに収束させてしまえば、目標走行路への追従等といった所望される車両運動を得ることが全くできなくなってしまうのである。
【０００７】
また、特許文献２に開示される装置は、制駆動力及び舵角によって目標挙動を得る旨の概念の開示はあっても、特許文献１と同様に、ヨーレートの発生がドライバに与える違和感についてはその記述がない。従って、同様に、この種の問題を解決することはできない。
【０００８】
尚、非公知の概念としては、このようなヨーレートの発生を抑えた上での車両運動制御を、前後輪各々の舵角を独立制御可能な四輪操舵装置を利用して実現することは不可能ではない。然るに、四輪操舵装置は、前輪又は後輪のみを操舵する操舵装置と較べてシステム構成が大型化且つ複雑化する。このため、車両に搭載するにあたって生じる様々な制約を考慮した実践的運用面から見れば改善の余地がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ヨーレートの発生を抑制しつつ車両を目標とする運動状態に維持可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、前輪又は後輪の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段とを備えた車両を制御する装置であって、ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された横方向移動として規定される平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両は、舵角可変手段と制駆動力可変手段とを備える。
【００１２】
舵角可変手段とは、前輪又は後輪の舵角を、これらの変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバ操作とは、好適には、ステアリングホイル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、舵角可変手段によれば、ドライバがステアリングホイルから手を放していても、或いはステアリングを保舵しているのみであっても、上記舵角を所望の値に変化させることが可能である。
【００１３】
即ち、舵角可変手段とは、上記操舵入力手段から操舵輪（好適には、前輪）へ至る操舵入力の機械的伝達経路を担う通常の操舵機構とは本質的意味合いにおいて異なるものである。但し、物理構成上の観点から見れば、舵角可変手段の少なくとも一部は、この種の操舵機構と共用或いは共有されていてもよい。舵角可変手段は、好適な一形態としては、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ステアリングギア比可変装置）、ＳＢＷ（Steering By Wire：電子制御舵角可変装置）又はＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）等の各種実践的態様を採り得る。
【００１４】
舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪（上記操舵入力手段と機械的に連結された操舵輪を含み得る）について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００１５】
制駆動力可変手段とは、前輪及び後輪における左右輪に制駆動力差を生じさせることが可能な手段であり、言い換えれば、各輪の制駆動力を各輪相互間で独立して制御することが可能な手段である。制駆動力可変手段は、好適な一形態として、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構若しくはインホイールモータシステム等を含む駆動力可変装置、又はＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含む各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御制動装置）等の制動力可変装置、或いはその両方等の実践的態様を採り得る。
【００１６】
制駆動力可変手段によれば、例えば内燃機関等の各種動力源から供給されるトルク（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係を有し得る）は、その物理的、機械的又は電気的作用により所望の配分比率に従って左右輪に分配され、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御された結果として左右駆動力差が生じ得る。或いは、例えば機関トルクとは独立した駆動力が左右輪に付与され、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御された結果として左右駆動力差が生じ得る。
【００１７】
一方、制駆動力可変手段が制動力可変装置である場合、左右輪に付与される、好適には摩擦制動力としての制動力を変化させることにより、付与される制動力の小さい側の車輪について、駆動力を相対的に高くすることと同等の効果を得るものである。即ち、制動力は、言わば負側の駆動力である。
【００１８】
いずれにせよ左右輪で制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（即ち、制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。
【００１９】
従って、制駆動力可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。
【００２０】
本発明に係る車両の制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。
【００２１】
車量の運動状態制御、例えば、車両を目標走行路に追従させる或いは車両に目標走行路をトレースさせる等の制御が一種の自動操舵として行われる場合、通常、車両の進行方向の変化に応じて適宜ヨーレートが発生する。然るに、車両を目標運動状態に誘う一種の自動操舵において生じるヨーレートは、ドライバに操舵意思がないことに起因してドライバに違和感を与え易い。本発明に係る車両の制御装置は、そのような違和感を抑制した車両運動制御を可能としたものである。
【００２２】
本発明に係る車両の制御装置によれば、第１設定手段により、車両の平行移動を実現するための、当該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値が設定される。
【００２３】
本発明に係る「車両の平行移動」とは、ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された状態での横方向移動として規定される。ここで、「不感帯相当値」とは、ドライバが、実質的にヨーレートが発生していない或いはヨーレートが気にならない旨の認識を抱き得る程度に低い値を包括する概念であって、好適な一形態としてはゼロ値又はゼロ相当値（ゼロと扱って実践上問題ない程度にゼロ近傍の値）を意味する。但し、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又は人間工学的見地に立ったシミュレーション等に基づいて、この種の不感帯相当値の上限を規定する明確な基準値が設定される場合には、不感帯相当値とは、そのような基準値未満の範囲内で規定される値であってもよい。いずれにせよ、「不感帯相当値」なる表現が、本発明の明確性を損なうことはない。
【００２４】
平行移動がこのように定義される点に鑑みれば、目標車両運動としての平行移動を規定する第１状態量は、ヨーレートに対応する第１状態量と、横方向移動に対応する第１状態量の少なくとも二種類必要である。このような第１状態量は必ずしも一義的でないが、第１状態量は、好適な一形態として、ヨーレート及び車体スリップ角（車両の旋回接線方向に対する角度であり、車体の向きと車体の瞬間的な進行方向とのなす角度である）であってもよい。
【００２５】
第１設定手段は、例えば、目標走行路に沿って車両を走行させるための参照値となり得る物理量としての位置状態偏差（即ち、維持すべき目標走行路と車両との相対的位置関係を規定する偏差であり、好適な一形態として、目標走行路に対する車両の横位置の偏差やヨー角偏差等を含み得る）に基づいて、或いは更に車速等の走行条件を参照して、これら第１状態量うち横方向移動に対応する第１状態量の目標値を設定する。この場合、第１状態量の目標値は、予め然るべき記憶手段に各種のパラメータ値と対応付けられる形でマップ化されて格納されていてもよいし、その都度然るべき演算アルゴリズムや演算式等に従って導かれてもよい。
【００２６】
尚、第１状態量のうちヨーレートに対応する第１状態量は、不感帯相当値が固定値であれば、その都度設定される必要はなく、予め後述する車両運動モデルの一部として組み込まれていてもよい。即ち、この場合、厳密な意味で設定される第１状態量の目標値は、横方向移動に対応する第１状態量のみであってもよい。但し、このような場合についても、ヨーレートに対応する第１状態量が設定されている点に変わりはなく、いずれにせよ、本発明に係る第１設定手段の範疇であることは言うまでもない。
【００２７】
一方、公知の運動方程式によれば、車両運動に複数の自由度を与えるには、可制御要素の数が、得ようとする自由度の数と同数必要となる。平行移動は、上述したように二自由度の運動制御であるから、可制御要素が複数あれば、これらの間に数値的な相対関係を規定することができる。本発明では、前輪又は後輪の舵角に相関する第２状態量及び左右制駆動力差に相関する第２状態量が、この可制御要素に相当しており、予めこれら可制御要素と上記第１状態量の各々との相対関係を規定するものとしての車両運動モデルが構築されている。本発明に係る第２設定手段は、この車両運動モデルに基づいて、平行移動を実現するための複数の第２状態量の目標値を設定するのである。
【００２８】
従って、本発明によれば、この設定された複数の第２状態量の目標値に基づいて舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御された場合に、目標運動状態（即ち、ヨーレートが抑制された横方向移動としての平行移動）を実現することができるのである。
【００２９】
尚、舵角に相関する第２状態量とは、無論舵角そのものを含み得る。同様に、左右制駆動力差に相関する第２状態量とは、無論左右制駆動力差そのものを含み得る。また、車両運動モデルは、概念的にはこのように規定されるものの、モデル内部に包含される各種要素値は多義的であってよい。
【００３０】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記第２状態量の各々が前記設定された目標値となるように前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する制御手段を更に具備する。
【００３１】
この態様によれば、制御手段により一種の自動操舵制御が実行され、第２状態量の各々が夫々設定された目標値となるように舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御される。従って、車両の平行移動が好適に実現される。
【００３２】
尚、第２状態量は、夫々舵角及び制駆動力差に相関するから、第２状態量の目標値から目標舵角及び目標制駆動力差を決定することができる。この際、目標制駆動力差に対応する各輪の目標制駆動力は一義的ではないから、制御手段は、複数の候補値の中から、その時点の車両の走行条件やドライバ意思等に適した最適な解を目標制駆動力として設定してもよい。
【００３３】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記第１状態量は、前記車両のヨーレート相当値及び前記車両の車体スリップ角相当値である。
【００３４】
平行移動の定義に鑑みれば、第１状態量としてヨーレート及び車体スリップ角は適当であり、これらを第１状態量とすることによって、高精度な平行移動が可能となる。
【００３５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記第２状態量は、前記舵角及び前記車両の重心点周りのモーメントである。
【００３６】
車両の重心点回りのモーメントは、各輪の制駆動力差によって生成することができる。従って、車両運動モデルを、この重心点回りのモーメントと前輪又は後輪の舵角とを第２状態量として構築することによって、車両の平行移動が好適に実現される。
【００３７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記不感帯相当値は、少なくともゼロ値を含み且つ基準値以下の値である。
【００３８】
この態様によれば、ヨーレートがゼロ値又はゼロ相当値といった比較的狭帯域で設定される場合と較べて、目標舵角及び目標制駆動力の採り得る範囲が拡大される。従って、目標舵角及び目標制駆動力をより最適化することが可能となり、実践上有益である。
【００３９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両運動モデルは、前記車両の物理構成に応じて定まる時定数要素を含む。
【００４０】
この態様によれば、車両運動モデルは時定数要素（周波数応答値）を含むため、例えば、横方向或いは旋回方向の位置変化が大きい場合であっても、車両の運動を精度良く制御することが可能となる。
【００４１】
尚、時定数要素が車両運動モデルに基づいた第２状態量の目標値決定プロセスに与える影響は、車両の挙動変化が大きい程大きくなるが、反対に、車両の挙動変化が定常変化に留まるような定常的走行状態においては、これら時定数要素が第２状態量の目標値に与える影響は無視出来る程に小さくなる場合もある。
【００４２】
従って、この態様における好適な一形態として、車両が定常状態にある場合には、時定数要素が無視されてもよい。この場合、演算負荷が軽減されて好適である。
【００４３】
尚、車両が定常走行状態にあるか否かは、例えば、第１状態量（即ち、例えば、ヨーレート、車体スリップ角或いは横方向加速度等）の目標値の変化速度等に基づいてなされ得る。例えば、車体スリップ角やヨーレートの目標値が小さい場合、即ち、横加速度の変化が小さい場合や旋回運動が緩慢である場合等には、定常走行状態である旨の判断を下し得る。
【００４４】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両の車輪に発生する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素を特定する第１補正要素特定手段と、該特定された第１補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第１補正手段とを更に具備する。
【００４５】
この態様によれば、車輪（実践的態様としてタイヤを好適に含む）に作用する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素に基づいて車両運動モデルが補正される。従って、車輪が上述の各種力を既に発生している状況においても、正確に第２状態量の目標値を決定することができ、車両を平行移動させることが可能となる。
【００４６】
尚、第１補正要素特定手段に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択又は取得等を広範な実践的態様を包括する概念である。
【００４７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両に発生する前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素を特定する第２補正要素特定手段と、該特定された第２補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第２補正手段とを更に具備する。
【００４８】
この態様によれば、車両に前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素に基づいて車両運動モデルが補正される。従って、車両が加減速、旋回或いはロール等による各種限界挙動付近で走行している状況においても、正確に第２状態量の目標値を決定することができ、車両を平行移動させることが可能となる。
【００４９】
尚、第２補正要素特定手段に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、選択又は取得等を広範な実践的態様を包括する概念である。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
＜発明の実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５３】
図１において、車両１０は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの各車輪を備え、このうち操舵輪である左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲの舵角変化によって所望の方向に進行することが可能な構成となっている。
【００５４】
車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、駆動力分配装置３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御式制動装置）６００及びカーナビゲーション装置７００を備える。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。
【００５６】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１設定手段」、「第２設定手段」、「制御手段」、「第１補正要素特定手段」、「第１補正手段」、「第２補正要素特定手段」及び「第２補正手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５７】
エンジン２００は、車両１０の駆動力源として機能するＶ型６気筒ガソリンエンジンである。尚、本発明に係る車両の動力源は、燃料の燃焼を機械的動力に変換して取り出し得る機関を包括する概念として各種実践的態様を有する内燃機関（エンジン２００もその一例である）に限定されず、モータ等の回転電機であってもよい。或いは、車両は、これらが協調制御される所謂ハイブリッド車両であってもよい。エンジン２００の駆動力出力軸たるクランク軸は、駆動力分配装置の一構成要素たるセンターデファレンシャル装置３１０に接続されている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明の要旨との相関が薄いため、ここではその詳細を割愛する。
【００５８】
駆動力分配装置３００は、エンジン２００から前述のクランク軸を介して伝達されるエンジントルクＴｅを、前輪及び後輪に所定の比率で分配可能に構成されると共に、更に前輪及び後輪の各々において左右輪の駆動力配分を変化させることが可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例である。駆動力分配装置３００は、センターデファレンシャル装置３１０（以下、適宜「センターデフ３１０」と略称する）、フロントデファレンシャル装置３２０（以下、適宜「フロントデフ３２０」と略称する）及びリアデファレンシャル装置３３０（以下、適宜「リアデフ３３０」と略称する）を備える。
【００５９】
センターデフ３１０は、エンジン２００から供給されるエンジントルクＴｅを、フロントデフ３２０及びリアデフ３３０に分配するＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付き差動機構）である。センターデフ３１０は、前後輪に作用する負荷が略一定な条件下では、前後輪に対し分配比５０：５０（一例であり限定されない）でエンジントルクＴｅを分配する。また、前後輪のうち一方の回転速度が他方に対し所定以上高くなると、当該一方に対し差動制限トルクが作用し、当該他方へトルクが移譲される差動制限が行われる構成となっている。即ち、センターデフ３１０は、所謂回転速度感応式（ビスカスカップリング式）の差動機構である。
【００６０】
尚、センターデフ３１０は、このような回転速度感応式に限らず、入力トルクに比例して差動制限作用が大きくなるトルク感応式の差動機構であってもよい。また、遊星歯車機構により差動作用をなし、電磁クラッチの断続制御により差動制限トルクを連続的に変化させ、所定の調整範囲内で所望の分配比率を実現可能な分配比率可変型の差動機構であってもよい。いずれにせよ、センターデフ３１０は、前輪及び後輪に対しエンジントルクＴｅを分配可能な限り、公知非公知を問わず各種の実践的態様を採ってよい。
【００６１】
フロントデフ３２０は、センターデフ３１０によりフロントアクスル（前輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。フロントデフ３２０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、フロントデフ３２０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００６２】
フロントデフ３２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、フロントデフ３２０の駆動制御を介して、所望の前輪制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｆを生じさせることが可能である。尚、フロントデフ３２０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００６３】
リアデフ３３０は、センターデフ３１０によりプロペラシャフト１１を介してリアアクスル（後輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。リアデフ３３０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、リアデフ３３０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００６４】
リアデフ３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、リアデフ３３０の駆動制御を介して、所望の後輪制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｒを生じさせることが可能である。尚、リアデフ３３０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００６５】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ハウジング、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構（いずれも不図示）等を備えた操舵伝達比可変装置であり、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。
【００６６】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構は、ハウジングに収容されている。このハウジングは、操舵入力手段としてのステアリングホイル１２に連結されたアッパーステアリングシャフト１３の下流側の端部と固定されており、アッパーステアリングシャフト１３と略一体に回転可能に構成されている。
【００６７】
ＶＧＲＳモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力の出力軸たる回転軸を有するＤＣブラシレスモータである。ステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構に連結されている。このステータには、不図示の電気駆動回路から駆動電圧が供給される構成となっている。
【００６８】
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素の一回転要素は、ＶＧＲＳモータの回転軸に連結されており、また、他の回転要素の一は、前述のハウジングに連結されている。そして残余の回転要素が、ロアステアリングシャフト１４に連結されている。
【００６９】
このような構成を有する減速機構によれば、ステアリングホイル１２の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１３の回転速度（即ち、ハウジングの回転速度）と、ＶＧＲＳモータの回転速度（即ち、回転軸の回転速度）とにより、残余の一回転要素に連結されたロアステアリングシャフト１４の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータの回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１４の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とは相対回転可能である。尚、減速機構における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータの回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１４に伝達される。
【００７０】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１３の回転量たる操舵角ＭＡと、ロアステアリングシャフト１４の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角δｆとの比たる操舵伝達比が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００７１】
尚、ロック機構は、ＶＧＲＳモータ側のクラッチ要素とハウジング側のクラッチ要素とを備えたクラッチ機構である。両クラッチ要素が相互に係合した状態においては、アッパーステアリングシャフト１３とＶＧＲＳモータの回転軸との回転速度が一致するため、必然的にロアステアリングシャフト１４との回転速度もこれらと一致する。即ち、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが直結状態となる。但し、ロック機構の詳細については、本発明との相関が薄いためここでは割愛する。
【００７２】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７３】
車両１０において、ロアステアリングシャフト１４の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１４の下流側端部に接続された不図示のピニオンギア及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵伝達機構であり、ピニオンギアの回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、ステアリングホイル１２から各前輪に至る操舵力の伝達機構は、本発明に係る「操舵装置」の一例である。
【００７４】
ＥＰＳアクチュエータ５００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた操舵トルク補助装置である。このＥＰＳモータは、不図示の電気駆動装置を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にアシストトルクＴＡを発生可能に構成されている。
【００７５】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ロアステアリングシャフト１４に設けられた減速ギアと噛合している。このため、本実施形態において、ＥＰＳモータから発せられるアシストトルクＴＡは、ロアステアリングシャフト１４の回転をアシストするトルクとして機能する。このため、アシストトルクＴＡが、ステアリングホイル１２を介してアッパーステアリングシャフト１３に与えられるドライバ操舵トルクＭＴと同一方向に付与された場合には、ドライバの操舵負担は、アシストトルクＴＡの分だけ軽減される。
【００７６】
尚、ＥＰＳアクチュエータ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７７】
車両１０には、操舵角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７が備わる。
【００７８】
操舵角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１３の回転量を表す操舵角ＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角ＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００７９】
操舵トルクセンサ１７は、ドライバからステアリングホイル１２を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１３は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０のドライバがステアリングホイル１２を操作した際にアッパーステアリングシャフト１３の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、ドライバ操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１７は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算してドライバ操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。操舵トルクセンサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたドライバ操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８０】
ＥＣＢ６００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の他の一例たる電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ６１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【００８１】
ブレーキアクチュエータ６１０は、制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲに対し、夫々個別に作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ６１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置における制動力の大小に夫々対応する構成となっている。
【００８２】
ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００８３】
車両１０は、車載カメラ１８及び車速センサ１９を備える。
【００８４】
車載カメラ１８は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、後述するＬＫＡ制御に必要な各種データを取得可能である。
【００８５】
車速センサ１９は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８６】
カーナビゲーション装置７００は、車両１０に設置されたＧＰＳアンテナ及びＶＩＣＳアンテナを介して取得される信号に基づいて、車両１０の位置情報、車両１０の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１０の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報を提供可能な装置である。カーナビゲーション装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。
【００８７】
＜実施形態の動作＞
＜ＬＫＡ制御の詳細＞
以下、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御は、車両１０を目標走行路（本実施形態では、即ち車線（レーン）である）に追従させる制御であり、車両１０において実行される走行支援制御の一つである。
【００８８】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１０の車室内に設置されたＬＫＡモード発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８９】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ１８から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【００９０】
白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標走行路を設定することができないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【００９１】
ステップＳ１０４においては、公知の手法に基づいて、白線と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。
【００９２】
これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる目標車両状態量として、車体スリップ角βの目標値たる目標車体スリップ角βｔｇとヨーレートγの目標値たる目標ヨーレートγｔｇを設定する（ステップＳ１０５）。尚、これら目標車両状態量は、本発明に係る「第１状態量」の一例である。また、ステップＳ１０５は、本発明に係る「第１設定手段」の動作の一例である。
【００９３】
尚、本実施形態において、目標ヨーレートγｔｇはゼロ値であり固定値である。従って、ステップＳ１０５が訪れる毎にＥＣＵ１００が目標ヨーレートγｔｇを設定する必要はなく、目標ヨーレートγｔｇは、後述するように車両運動モデルの一部に組み込まれていてもよい。
【００９４】
一方、目標車体スリップ角βｔｇは、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φに対応付けられる形でマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において算出された各路面情報に応じて適宜該当する値を選択することにより目標車体スリップ角βｔｇを設定する。
【００９５】
目標車両状態量が設定されると、処理は二系統に分岐する。即ち、一方の系統は、ＶＧＲＳアクチュエータ４００による舵角制御であり、他方の系統は、駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００による各輪の制駆動力制御である。
【００９６】
始めに、制駆動力制御について説明する。
【００９７】
制駆動力制御においては、先ず、車両運動モデルが調整される（ステップＳ１０６）。ここで、「車両運動モデル」とは、ヨーレートγ及び車体スリップ角βからなる車両状態量（第１状態量）と、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏ（これらは、本発明に係る「第２状態量」の一例である）との相対関係を規定するシミュレーションモデルであり、数値要素が予めＲＯＭに格納されている。尚、車両運動モデル及びステップＳ１０６に係るその調整については後述する。
【００９８】
車両運動モデルの調整が終了すると、ＥＣＵ１００は、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を算出する（ステップＳ１０７）。平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２とは、車両１０が目標走行路をトレースするにあたる前輪舵角であり、これも車両運動モデルから算出される。平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２の設定についても後述する。
【００９９】
平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２が算出されると、ＥＣＵ１００は、目標重心回りモーメントＭｏｔｇを算出する（ステップＳ１０８）。目標重心回りモーメントＭｏｔｇの設定についても後述する。尚、ステップＳ１０７及びＳ１０８は、本発明に係る「第２設定手段」の動作の一例である。
【０１００】
目標重心回りモーメントＭｏｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、各輪の目標制駆動力を設定し（ステップＳ１０９）、設定された目標制駆動力に従って、駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００を適宜制御する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０が終了すると、処理はステップＳ１０１に戻される。制駆動力制御はこのように実行される。
【０１０１】
尚、目標重心回りモーメントＭｏｔｇと前輪左右駆動力差Ｆｆ及び後輪左右駆動力差Ｆｒとの関係は、公知であり且つ明確な数値関係として規定することができる。従って、ＥＣＵ１００は、目標重心回りモーメントＭｏｔｇに基づいて、前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒの目標値を一義に決定することができる。
【０１０２】
一方、前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒは、夫々駆動力によって実現しても制動力によって実現してもよいから、これらの目標値を実現するための各輪の目標制駆動力の設定態様は、実践上必ずしも一義的でないが、目標制駆動力差が得られる限りにおいて、車両１０の目標運動としての平行移動は担保される。
【０１０３】
次に、舵角制御について説明する。
【０１０４】
舵角制御では、先ず基本目標前輪舵角δｆｔｇ１が算出される（ステップＳ１１１）。基本目標前輪舵角δｆｔｇ１とは、ドライバが自身の意思で行う操舵操作に対し付与すべき前輪舵角であり、通常の操舵制御の範疇に属する舵角である。基本目標前輪舵角δｆｔｇ１は、ドライバがステアリングホイル１２を保舵するのみ、或いはステアリングホイル１２から手を放している場合、ゼロである。
【０１０５】
基本目標前輪舵角δｆｔｇ１が算出されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７において算出された平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を取得し、前輪舵角δｆの目標値たる目標前輪舵角δｆｔｇを算出する（ステップＳ１１２）。尚、この際、δｆｔｇ＝δｆｔｇ１＋δｆｔｇ２なる関係が成立する。
【０１０６】
目標前輪舵角δｆｔｇが算出されると、ＥＣＵ１００は、前輪舵角δｆがこの算出された目標前輪舵角δｆｔｇとなるように、ＶＧＲＳアクチュエータ４００を制御する（ステップＳ１１３）。前輪舵角δｆの制御が開始されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。ＬＫＡ制御は以上のように実行される。
【０１０７】
尚、ステップＳ１１０及びＳ１１３は、本発明に係る「制御手段」の動作の一例である。
＜車両運動モデルに基づいた状態量制御の詳細＞
ここで、車両運動モデルの詳細について説明する。
【０１０８】
車両運動モデルは、下記（１）に如くに規定される。尚、（１）式は、便宜上、本発明に係る「第２状態量」として、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏに加えて、後輪舵角δｒまで考慮された式である。本実施形態に係る車両１０には後輪操舵機能は付帯していないから、後輪舵角δｒは可制御要素とはならず、第２状態量とはなり得ないが、概念的には、前輪舵角δｆ及び重心回りモーメントＭｏと同様に、第２状態量の一例として機能し得る。即ち、車両１０にＡＲＳ等の後輪操舵装置が備わる場合には、前輪舵角δｆに代えて後輪舵角δｒを第２状態量とすることも可能である。従って、これ以降、適宜後輪舵角δｒも考慮した式展開を記載することとする。
【０１０９】
【数１】
ここで、（１）式におけるΔ（ｓ）並びに係数Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は、夫々、下記（２）乃至（８）の如くに規定される。
【０１１０】
【数２】
【０１１１】
【数３】
【０１１２】
【数４】
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
【数６】
【０１１５】
【数７】
【０１１６】
【数８】
尚、上記各式における各参照記号の表す意味は以下の通りである。
【０１１７】
Ｍ・・・車両重量
Ｖ・・・車速
ｌｆ・・・車両重心-フロント車軸距離
ｌｒ・・・車両重心-リア車軸距離
ｌ・・・ｌｆ+ｌｒ（＝ホイールベース）
Ｋｆ・・・前輪コーナリングパワー
Ｋｒ・・・後輪コーナリングパワー
ｓ・・・ラプラス演算子
ここで、本実施形態では、目標ヨーレートγｔｇ＝０であるから、下記（９）式及び（１０）式が成立する。尚、（９）式は、重心回りモーメントＭｏと前輪舵角との関係を表す関係式であり、（１０）式は、重心回りモーメントＭｏと後輪舵角との関係を表す関係式である。
【０１１８】
【数９】
【０１１９】
【数１０】
最終的に、下記の通り、（９）式に対応する（１１）式及び（１０）式に対応する（１２）式を得る。
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
【数１２】
上記（１１）式及び（１２）式におけるＧ、τ１、τ２、τ３及びτ４は、夫々車両１０の物理構成及び走行条件に応じて一義に定まる値である。従って、ＥＣＵ１００は、図２のステップＳ１０８において、上記（１１）式を使用し、目標重心回りモーメントＭｏｔｇを平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２に基づいて決定することができる。
【０１２２】
一方、上記（１）式を車体スリップ角βについて解くと、下記（１３）式が得られる。
【０１２３】
【数１３】
ここで、β＝βｔｇとし且つＭｏとして上記（１１）式を代入することにより、目標車体スリップ角βｔｇと前輪舵角δｆとの関係式を構築することができる。ＥＣＵ１００は、図２のステップＳ１０７において、係る関係式を利用することにより、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を決定することができる。
【０１２４】
このようにして、車両１０を平行移動させるための第２状態量としての、平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２及び目標重心回りモーメントＭｏｔｇが決定されるのである。従って、図２のステップＳ１１０及びＳ１１３において、これらを実現するための制駆動力制御及び舵角制御が実行された場合に、車両１０は、ヨーレートが抑制された横方向移動、即ち平行移動を行うことができるのである。
【０１２５】
尚、ＡＲＳ等の後輪操舵装置が備わる場合についても、上記（１２）式を利用することにより同様にしてこれら第２状態量を決定することができる。
【０１２６】
次に、図２のステップＳ１０６における車両運動モデルの調整について説明する。尚、ドライバ操舵から独立して舵角制御を行い得る操舵デバイスとして、本実施形態ではＶＧＲＳアクチュエータ４００が採用されており、第２状態量は即ち前輪舵角δｆである。従って、これ以降は、後輪舵角δｒが使用される場合の詳細については説明しない。但し、後輪舵角δｒを第２状態量として使用する場合の制御が、基本的に前輪舵角δｆと同様であることは、上記（１１）式及び（１２）式の相互関係からみて明白であろう。
【０１２７】
上記（９）式を使用すると、下記（１４）式におけるＧ、τ１及びτ２は、夫々下記（１４）乃至（１６）式として表すことができる。
【０１２８】
【数１４】
【０１２９】
【数１５】
【０１３０】
【数１６】
このように、重心回りモーメントＭｏと前輪舵角δｆとの関係性（これもまた、本発明に係る「車両運動モデル」の一例である）を与えるＧ、τ１及びτ２は、車速Ｖに応じて変化する、夫々本発明に係る「時定数要素」の一例である。車両運動モデルには、このように車両１０の動的要素が含まれており、車両１０の実挙動を正確に反映することが可能となっている。
【０１３１】
ここで、車両１０の多様な実挙動にロバストな平行移動を実現する観点からは、上記係数ａ１、ａ２及びａ３は、その時点における車両運動に応じて可変であるのが望ましい。そこで、図２のステップＳ１０６において、ＥＣＵ１００は、（ア）前後輪のタイヤと路面との摩擦係数、（イ）前後輪のタイヤに発生している前後力、横力及び上下力、（ウ）車両１０に発生している前後加速度並びに（エ）車両１０に発生する横加速度及びロール剛性配分の夫々の補正要素に基づいて、上記係数ａ１、ａ２及びａ３を調整する。
【０１３２】
より具体的には、補正対象は、（ア）の場合ｋｆ及びｋｒであり、（イ）の場合Ｋｆ及びＫｒであり、（ウ）の場合ｌｆ及びｌｒであり、（エ）の場合ｋｆ及びｋｒである。車両１０の動的特性を規定する場合、車両１０と路面との唯一の接地部分であるタイヤの状態は重要であり、（ア）、（イ）及び（エ）に応じて前後輪のコーナリングパワーが補正される。また、（ウ）の補正要素は、車両１０の重心位置を過渡的に変化させるため、重心と車軸との距離に影響を与えるのである。
【０１３３】
各補正要素の値と補正後のＫｆ、Ｋｒ、ｌｆ及びｌｒの値は、予めマップ化されてＲＯＭに格納されている。また、各補正要素の値は、公知の各種態様に従って特定することができるものであり、ここではその詳細については触れないこととする。尚、これら補正要素値の特定に際して適宜必要となるデバイスは、適宜車両１０に備わっているものとする。
【０１３４】
尚、車両１０の動的特性が無視できる定常的な走行状態においては、上記（１１）式は結局「Ｍｏ＝-Ｇδｆ」となり、車両重心モーメントＭｏは、前輪舵角δｆとＧのみの関数として扱うことができる。ＥＣＵ１００は、このような関係が成立し得る走行条件において、適宜この簡略的関係に従って目標重心回りモーメントＭｏｔｇ及び平行移動用目標前輪舵角δｆｔｇ２を算出する。このため、平行移動に関する挙動制御の精度を低下させることなく演算負荷を軽減することができる。
【０１３５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させる機能を有する車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…プロペラシャフト、１２…ステアリングホイル、１３…アッパーステアリングシャフト、１４…ロアステアリングシャフト、１５…ラックバー、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…制駆動力分配装置、３１０…センターデファレンシャル機構、３２０…フロントデファレンシャル機構、３３０…リアデファレンシャル機構、４００…ＶＧＲＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳアクチュエータ、６００…ＥＣＢ、６１０…ブレーキアクチュエータ、６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ、６２０ＲＲ…制動装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪又は後輪の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、
前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された横方向移動として規定される平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、
予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記第２状態量の各々が前記設定された目標値となるように前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する制御手段を更に具備する
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】
前記第１状態量は、前記車両のヨーレート相当値及び前記車両の車体スリップ角相当値である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記第２状態量は、前記舵角及び前記車両の重心点周りのモーメントである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記不感帯相当値は、少なくともゼロ値を含み且つ基準値以下の値である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両運動モデルは、前記車両の物理構成に応じて定まる時定数要素を含む
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両の車輪に発生する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素を特定する第１補正要素特定手段と、
該特定された第１補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第１補正手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記車両に発生する前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素を特定する第２補正要素特定手段と、
該特定された第２補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第２補正手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
前輪又は後輪の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、
前記前輪及び後輪の各々について左右制駆動力差を生じさせることが可能な制駆動力可変手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
ヨーレートが所定の不感帯相当値に抑制された横方向移動として規定される平行移動を実現するための、該平行移動を規定する複数の第１状態量の目標値を設定する第１設定手段と、
予め設定された前記複数の第１状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差に夫々相関する複数の第２状態量との相対関係を規定する車両運動モデル、並びに前記設定された複数の第１状態量の目標値に基づいて、前記平行移動を実現するための前記複数の第２状態量の目標値を設定する第２設定手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記第２状態量の各々が前記設定された目標値となるように前記舵角可変手段及び前記制駆動力可変手段を制御する制御手段を更に具備する
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】
前記第１状態量は、前記車両のヨーレート相当値及び前記車両の車体スリップ角相当値である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記第２状態量は、前記舵角及び前記車両の重心点周りのモーメントである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記不感帯相当値は、少なくともゼロ値を含み且つ基準値以下の値である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両運動モデルは、前記車両の物理構成に応じて定まる時定数要素を含む
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両の車輪に発生する前後力、横力及び上下力のうち少なくとも一つを含む第１補正要素を特定する第１補正要素特定手段と、
該特定された第１補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第１補正手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記車両に発生する前後方向加速度、横方向加速度及びロール剛性配分のうち少なくとも一つを含む第２補正要素を特定する第２補正要素特定手段と、
該特定された第２補正要素に基づいて前記車両運動モデルを補正する第２補正手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０７３１３（Ｐ２０１１−２０７３１３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６２０８（Ｐ２０１０−７６２０８）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【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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