車両の制御装置
【課題】車両の制御装置において、製造コストの増加や車両重量の増加を招くことなく車両における直進走行性の向上を可能とする。
【解決手段】ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてピーク周波数を特定するヨーレイトピーク周波数特定部２１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設ける。
【解決手段】ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてピーク周波数を特定するヨーレイトピーク周波数特定部２１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する車両に対して路面や周囲環境などの外乱が作用した場合、一般的には、車両の操舵角制御やサスペンション制御などを実行して対処している。例えば、下記特許文献１に記載された前後輪操舵装置の制御方法では、ステアリングホイールを操舵することで前輪舵角及び後輪舵角を可能に構成し、車速及びステアリングホイールの操舵角に対応した目標ヨーレイト値を設定し、目標ヨーレイト値と車両に作用する実ヨーレイト値との偏差に基づいて前輪舵角をフィードバック制御すると共に、横滑り角が零となるように後輪舵角をフィードフォワード制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１５６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の車両の制御装置では、前輪だけでなく後輪を操舵する装置を追加しなければならず、製造コストの増加や車両重量の増加を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの増加や車両重量の増加を招くことなく車両における直進走行性の向上を可能とする車両の制御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】
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、車両を走行可能な動力源と、前記車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出する前後輪位相差算出部と、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速設定部と、前記目標車速設定部が設定した目標車速となるように前記動力源を制御する動力源制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車両の制御装置にて、走行する前記車両に作用する左右方向の応力がドライバの運転操作により発生したものであるかを判定する応力判定部を設け、該応力判定部がドライバの運転操作により車両の左右方向の応力が発生したものであると判定したとき、前記動力源制御部は、現在の車速が維持されるように前記動力源を制御することが好ましい。
【０００８】
上記車両の制御装置にて、走行する前記車両の左右方向の応力を検出する左右方向応力検出部を設け、前記前後輪位相差算出部は、前記左右方向応力検出部が検出した左右方向の応力に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制御装置にて、前記目標車速設定部は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置によれば、車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出し、算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定して動力源を制御するので、製造コストの増加や車両重量の増加を招くことなく、車両における直進走行性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１の車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャートである。
【図３】図３は、前後車輪に対する逆相入力を説明するための概略図である。
【図４】図４は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図５】図５は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図６】図６は、ランダム路を走行する車両にて計測されたヨーレイトをＦＦＴしたグラフである。
【図７】図７は、現在の車速と目標車速における各ヨーレイトの位相を表すグラフである。
【図８】図８は、現在の車速を第１目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図９】図９は、現在の車速を第２目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１０】図１０は、現在の車速を制限値外の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１１】図１１は、現在の車速を制限値内の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態２に係る車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャートである。
【図１３】図１３は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図１４】図１４は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態３に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図１６】図１６は、現在の車速を第１目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。
【図１７】図１７は、現在の車速を第２目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図２は、実施形態１の車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャート、図３は、前後車輪に対する逆相入力を説明するための概略図、図４は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図５は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図６は、ランダム路を走行する車両にて計測されたヨーレイトをＦＦＴしたグラフ、図７は、現在の車速と目標車速における各ヨーレイトの位相を表すグラフ、図８は、現在の車速を第１目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図９は、現在の車速を第２目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図１０は、現在の車速を制限値外の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図１１は、現在の車速を制限値内の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【００１４】
実施形態１の車両は、図示しないが、４つの車輪（前輪及び後輪）を有しており、ステアリングにより２つの前輪を操舵可能となっている。なお、ステアリングにより４つの車輪を操舵可能としてもよい。また、この車両は、内燃機関としてガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する。）が搭載され、エンジンの駆動力が変速機からアウトプットシャフト、リヤデファレンシャル、ドライブシャフトを介して各後輪に伝達可能となっている。なお、エンジンの駆動力が変速機からフロントデファレンシャル、ドライブシャフトを介して２つの前輪に伝達可能としてもよい。
【００１５】
また、エンジンは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御可能となっている。即ち、ＥＣＵは、検出された吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度、エンジン回転数などに基づいてインジェクタによる燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグによる点火時期などを設定し、エンジンの出力を制御している。
【００１６】
実施形態１の車両の制御装置は、図１に示すように、ヨーレイトセンサ１１と、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）１４と、エンジン１５とから構成されている。即ち、制御装置１４は、ヨーレイトセンサ１１と操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御する。
【００１７】
そして、制御装置１４は、ヨーレイトピーク周波数特定部２１と、ヨーレイト判定部２２と、ヨーレイト前後位相差算出部２３と、目標車速算出部２４とを有している。
【００１８】
即ち、ヨーレイトセンサ１１は、走行する車両の左右方向の応力、つまり、ヨーレイト（車両の旋回方向への回転角の変化する速度）を検出する本発明の左右方向応力検出部として機能し、ヨーレイトピーク周波数特定部２１は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてこのヨーレイトが最大となるピーク周波数を特定する。ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトと、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定する。
【００１９】
そして、車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生したヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００２０】
ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両に作用する特有のヨーレイト（応力発生形態）と、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトとに基づいて前輪側に作用するヨーレイトの位相と後輪側に作用するヨーレイトの位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（ヨーレイト／路面入力）と、ヨーレイトピーク周波数特定部２１が特定したヨーレイトが最大となるピーク周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいてヨーレイトを前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差を算出する。
【００２１】
目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する本発明の目標車速設定部として機能する。即ち、目標車速算出部２４は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相とが逆になって互いに打ち消すような目標車速を設定する。
【００２２】
この場合、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速を設定することが望ましい。但し、現在の車速と、ヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が大きいときには、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部２４は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００２３】
その後、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速となるようにエンジン１５を制御する本発明の動力源制御部として機能する。この場合、制御装置１４は、スロットル開度、エンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを補正することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速が目標車速となるように車速制御を行う。
【００２４】
ここで、実施形態１の車両の制御装置による車速制御の処理について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００２５】
実施形態１の車両の制御装置による車速制御において、事前に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）を取得しておく。即ち、図３に示すように、車両の前輪側で考えると、路面から車両に対して入力があったとき、左右の前輪ではその上下変位量が異なる。そのため、下記数式１、数式２に表すように、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とを求めておく。ここで、ｘＦｒＬＨ（ｔ）とｘＦｒＲＨ（ｔ）は、左右の前輪の上下変位量であり、ｘＲｒＬＨ（ｔ），ｘＲｒＲＨ（ｔ）は、左右の後輪の上下変位量である。
【００２６】
【数１】
【数２】
【００２７】
そして、この時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量ＸＲｒ（ｆ）を算出する。そして、下記数式３、数式４に表すように、車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００２８】
【数３】
【数４】
【００２９】
この車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）は、図４及び図５のグラフとしてマップ化され、制御装置１４が記憶している。
【００３０】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態１の車両の制御装置による車速制御が実行される。図２に示すように、ステップＳ１１にて、ヨーレイトセンサ１１は、走行する車両に発生するヨーレイトｙ（ｔ）を検出すると共に、操舵角センサ１２は、走行する車両の操舵角ｍａ（ｔ）を検出する。ステップＳ１２にて、制御装置１４は、検出したヨーレイトｙ（ｔ）と操舵角ｍａ（ｔ）に対してＦＦＴ処理を行い、周波数に対するヨーレイトＹ（ｆ）と操舵角Ｍａ（ｆ）を算出する。
【００３１】
ステップＳ１３にて、制御装置１４のヨーレイトピーク周波数特定部２１は、図６に示すように、周波数に対するヨーレイトＹ（ｆ）に対して、このヨーレイトＹ（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆ０を特定する。ステップＳ１４にて、ヨーレイト判定部２２は、この走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作、つまり、ステアリング操舵により発生したものであるかどうかを判定する。即ち、ヨーレイト判定部２２は、ピーク周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）と操舵角Ｍａ（ｆ０）の関連性から、下記数式５によりこれを判定する。
【００３２】
【数５】
【００３３】
ここで、関連度関数γ２（ｆ０）が判断値０．６より大きければ、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定され、何もしないでこのルーチンを抜ける。つまり、制御装置１４は、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、関連度関数γ２（ｆ０）が判断値０．６以下であれば、ヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定され、ステップＳ１５に移行する。
【００３４】
ステップＳ１５にて、車速センサ１３は、現在走行している車両の速度（車速）Ｖ０を検出する。そして、ステップＳ１６にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、ピーク周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いてヨーレイトＹ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。
【００３５】
即ち、走行する車両に作用するヨーレイトＹ（ｆ０）は、下記数式６により規定される。ここで、ＸＦｒ（ｆ０）とＸＲｒ（ｆ０）は、現在の周波数軸に対する前輪及び後輪における逆相入力変位量である。
【００３６】
【数６】
【００３７】
ここで、現在の車速Ｖ０、車両のホイールベースＷＢとすると、前輪が通過したある地点を後輪が通過するのに遅れ時間τ０＝ＷＢ／Ｖが発生する。即ち、後輪における逆相入力変位量ＸＲｒ（ｆ０）は、前輪における逆相入力変位量ＸＦｒ（ｆ０）に対して、遅れ時間τ０が発生することから、時間軸で数式７が設定され、周波数軸で数式８が設定される。ここで、ｅは、自然対数、ｊは、虚数単位、ω０は、角周波数である。
【００３８】
【数７】
【数８】
【００３９】
そして、数式８を数式６に代入することで、下記数式９を得ることができる。ここで、数式９の括弧内の項だけを抜き出した数式１０に表すように、この数式１０が車両感度項であり、この車両感度項にて、前項が前輪に寄与するヨーレイトの位相であり、後項が後輪に寄与するヨーレイトの位相である。
【００４０】
【数９】
【数１０】
【００４１】
ステップＳ１７にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差θ０を算出する。つまり、数式１０にて、前項である前輪に寄与するヨーレイトの位相から、後項である後輪に寄与するヨーレイトの位相を減算することで、ヨーレイト前後位相差θ０を求めることができる。
【００４２】
ステップＳ１８にて、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる目標車速Ｖを設定する。即ち、現在の車速Ｖ０、ヨーレイト前後位相差θ０である車両の走行状態から、目標車速Ｖに変更したときのヨーレイト前後位相差θを下記数式１１により求めることができる。
【００４３】
【数１１】
【００４４】
そして、この数式１１から、ヨーレイト前後位相差θが１８０度となる目標車速Ｖは、図７に示すように、目標車速ＶＵｐｐｅｒと目標車速ＶＬｏｗｅｒの２通りが存在する。つまり、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相は、現在の車速Ｖ０で、周波数軸方向にヨーレイト前後位相差θ０だけずれていることから、現在の車速Ｖ０を、高速側の第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更する方法と、低速側の第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更する方法がある。
【００４５】
即ち、図８に示すように、現在の車速Ｖ０を高速側の第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更すると、車速が上昇することとなる。一方、図９に示すように、現在の車速Ｖ０を低速側の第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更すると、車速が低下することとなる。現在の車速Ｖ０を第１目標車速ＶＵｐｐｅｒまたは第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更する条件としては、ヨーレイト前後位相差θ０が０度より大きく、且つ、１８０度より小さければ、第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更し、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度より大きく、且つ、３６０度より小さければ、第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更するとよい。
【００４６】
ステップＳ１９にて、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖ（第１目標車速ＶＵｐｐｅｒまたは第２目標車速ＶＬｏｗｅｒ）に変更したときの車速補正量ΔＶを算出する。ステップＳ２０にて、この車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいかどうかを判定する。ここで、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいと判定されたら、ステップＳ２２に直接移行し、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈ以上であると判定されたら、ステップＳ２１にて、車速補正量ΔＶを５ｋｍ／ｈに変更した後、ステップＳ２２に移行する。
【００４７】
即ち、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速Ｖを設定することが望ましい。しかし、図１０に示すように、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更するときの車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより大きくなると、例えば、現在の車速Ｖ０から目標車速Ｖへ大きく低下することとなり、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部２４は、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更するときの車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより大きくなったら、図１１に示すように、車速補正量ΔＶを制限値である５ｋｍ／ｈとし、目標車速Ｖを補正する。この場合、ヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速Ｖとはならないものの、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００４８】
その後、ステップＳ２２にて、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速Ｖとなるように、エンジン１５を制御する。具体的に、制御装置１４は、スロットル開度を調整（増減）することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速Ｖ０が目標車速Ｖとなるように車速制御を行う。
【００４９】
このようにヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる（また、近づく）目標車速Ｖを設定し、エンジン１５の出力を調整することで、前輪に寄与するヨーレイトの位相と後輪に寄与するヨーレイトの位相が全くの逆位相となり、互いのヨーレイトが打ち消すことで、走行する車両に対して路面状況などの外乱により発生するヨーレイトが低減される。
【００５０】
このように実施形態１の車両の制御装置によれば、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてピーク周波数を特定するヨーレイトピーク周波数特定部２１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設けている。
【００５１】
従って、前輪側逆位相入力［変位］による発生ヨーレイトの位相と後輪側逆位相入力［変位］による発生ヨーレイトの位相の偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用するヨーレイトを適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００５２】
また、実施形態１の車両の制御装置では、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、または、周囲環境により発生したものであるかを判定するヨーレイト判定部２２を設け、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトと、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定している。従って、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境により発生したものであるかを適正に判定することで、ドライバの運転操作によりヨーレイトが発生したときには、ヨーレイトを抑制する制御を行わないため、ドライバに対する違和感の発生を防止することができる。
【００５３】
また、実施形態１の車両の制御装置では、ベンチテストで求めた車両感度と現在発生しているヨーレイトと車速とから前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出している。従って、ヨーレイト前後位相差を短時間で高精度に算出することが可能となり、車両における直進走行安定性を適正に向上することができる。
【００５４】
また、実施形態１の車両の制御装置では、目標車速算出部２４は、現在の車速とヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が、予め設定された制限値内で、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定している。従って、現在の車速から目標車速への補正によりドライバに違和感を与えることが軽減され、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
【００５５】
〔実施形態２〕
図１２は、本発明の実施形態２に係る車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャート、図１３は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図１４は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。なお、本実施形態の車両の制御装置の基本的な構成は、上述した実施形態１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施形態２の車両の制御装置は、図１に示すように、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）１４と、エンジン１５とから構成され、制御装置１４は、操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御しており、実施形態２の車両の制御装置は、実施形態１の車両の制御装置のように、ヨーレイトセンサ１１を用いてはいない。
【００５７】
そして、制御装置１４は、ヨーレイト判定部２２と、ヨーレイト前後位相差算出部２３と、目標車速算出部２４とを有し、ヨーレイトピーク周波数特定部２１はない。
【００５８】
即ち、ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、操舵角センサ１２が検出した操舵角からこれを判定する。
【００５９】
そして、車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生したヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００６０】
ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両に作用する特有のヨーレイト（応力発生形態）に基づいて前輪側に作用するヨーレイトの位相と後輪側に作用するヨーレイトの位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（ヨーレイト／路面入力）と、この車両感度から求めた車両固有のヨーレイト共振周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいてヨーレイトを前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差を算出する。
【００６１】
ここで、実施形態２の車両の制御装置による車速制御の処理について、図１２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６２】
実施形態２の車両の制御装置による車速制御において、事前に、実施形態１と同様に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）を取得しておく。即ち、実施形態１に用いた数式１、数式２のように、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とを求めておく。
【００６３】
そして、この時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量∂ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量∂ＸＲｒ（ｆ）を算出し、実施形態１に用いた数式３、数式４のように、車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００６４】
この車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）は、図１３及び図１４のグラフとしてマップ化され、制御装置１４が記憶している。そして、このベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）としてのマップ化にて、周波数に対する車両感度（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）、（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒを特定する。一般的に、車両の構造（サスペンション構造など）は、前後が大きく変わらないことから、ピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒは同程度になると考えられる。従って、数式１２に表すように、このピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒの平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０として定義する。
【００６５】
【数１２】
【００６６】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態２の車両の制御装置による車速制御が実行される。図１２に示すように、ステップＳ３１にて、操舵角センサ１２は、走行する車両の操舵角ｍａ（ｔ）を検出する。ステップＳ３２にて、制御装置１４は、検出した操舵角ｍａ（ｔ）に対してＦＦＴ処理を行い、周波数に対する操舵角Ｍａ（ｆ）を算出する。
【００６７】
ステップＳ３３にて、前述したように、ベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）、（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒの平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０として特定する。ステップＳ３４にて、ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作、つまり、ステアリング操舵により発生したものであるかどうかを判定する。即ち、ヨーレイト判定部２２は、操舵角Ｍａ（ｆ０）に基づいて、下記数式１３によりこれを判定する。
【００６８】
【数１３】
【００６９】
ここで、操舵角Ｍａ（ｆ０）の絶対値が判断操舵角度１０度以上であれば、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定され、何もしないでこのルーチンを抜ける。つまり、制御装置１４は、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、操舵角Ｍａ（ｆ０）の絶対値が判断操舵角度１０度より小さければ、ヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定され、ステップＳ３５に移行する。
【００７０】
なお、以下のステップＳ３５からＳ４２の処理は、実施形態１のステップＳ１５からＳ２２の処理とほぼ同様である。即ち、ステップＳ３５にて、車速センサ１３は、現在走行している車両の速度（車速）Ｖ０を検出する。そして、ステップＳ３６にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いてヨーレイトＹ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。
【００７１】
ステップＳ３７にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差θ０を算出する。ステップＳ３８にて、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる目標車速Ｖを設定する。
【００７２】
ステップＳ３９にて、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更したときの車速補正量ΔＶを算出する。ステップＳ４０にて、この車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいかどうかを判定する。ここで、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいと判定されたら、ステップＳ４２に直接移行し、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈ以上であると判定されたら、ステップＳ４１にて、車速補正量ΔＶを５ｋｍ／ｈに変更した後、ステップＳ４２に移行する。
【００７３】
その後、ステップＳ４２にて、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速Ｖとなるように、エンジン１５を制御する。具体的に、制御装置１４は、スロットル開度を調整（増減）することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速Ｖ０が目標車速Ｖとなるように車速制御を行う。
【００７４】
このようにヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる（また、近づく）目標車速Ｖを設定し、エンジン１５の出力を調整することで、前輪に寄与するヨーレイトの位相と後輪に寄与するヨーレイトの位相が全くの逆位相となり、互いのヨーレイトが打ち消すことで、走行する車両に対して路面状況などの外乱により発生するヨーレイトが低減される。
【００７５】
このように実施形態２の車両の制御装置によれば、事前にベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）が最大となる前後輪のピーク周波数の平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数として特定し、この車両固有のヨーレイト共振周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設けている。
【００７６】
従って、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相の偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用するヨーレイトを適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００７７】
〔実施形態３〕
図１５は、本発明の実施形態３に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図１６は、現在の車速を第１目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフ、図１７は、現在の車速を第２目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
実施形態３の車両の制御装置は、図１５に示すように、加速度センサ３１と、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）３２と、エンジン１５とから構成されている。即ち、制御装置３２は、加速度センサ３１と操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御する。
【００７９】
そして、制御装置３２は、加速度ピーク周波数特定部４１と、加速度判定部４２と、加速度前後位相差算出部４３と、目標車速算出部４４とを有している。
【００８０】
即ち、加速度センサ３１は、走行する車両の左右方向の応力、つまり、横加速度（車両の左右方向へ移動する加速度）を検出する本発明の左右方向応力検出部として機能し、加速度ピーク周波数特定部４１は、加速度センサ３１が検出した横加速度に基づいてこの横加速度が最大となるピーク周波数を特定する。加速度判定部４２は、走行する車両に発生した横加速度がドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、加速度判定部４２は、加速度センサ３１が検出した横加速度と、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定する。
【００８１】
そして、車両に発生した横加速度がドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生した横加速度が車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００８２】
加速度前後位相差算出部４３は、車両に作用する特有の横加速度（応力発生形態）と、加速度センサ３１が検出した横加速度とに基づいて前輪側に作用する加速度の位相と後輪側に作用する加速度の位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、加速度前後位相差算出部４３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（横加速度／路面入力）と、加速度ピーク周波数特定部４１が特定した横加速度が最大となるピーク周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいて横加速度を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、加速度前後位相差算出部４３は、前輪側に寄与する横加速度の位相と後輪側に寄与する横加速度の位相との偏差、つまり、横加速度前後位相差を算出する。
【００８３】
目標車速算出部４４は、加速度前後位相差算出部４３が算出した横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する本発明の目標車速設定部として機能する。即ち、目標車速算出部４４は、前輪側に寄与する横加速度の位相と後輪側に寄与する横加速度の位相とが逆になって互いに打ち消すような目標車速を設定する。
【００８４】
この場合、目標車速算出部４４は、加速度前後位相差算出部４３が算出した横加速度前後位相差が１８０度となる目標車速を設定することが望ましい。但し、現在の車速と、横加速度前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が大きいときには、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部４４は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００８５】
その後、制御装置３２は、目標車速算出部４４が設定した目標車速となるようにエンジン１５を制御する本発明の動力源制御部として機能する。この場合、制御装置３２は、スロットル開度、エンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを補正することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速が目標車速となるように車速制御を行う。
【００８６】
なお、実施形態３の車両の制御装置による車速制御の処理は、実施形態１の車両の制御装置による車速制御の処理に対して、走行する車両の左右方向の応力としてヨーレイトを横加速度に変更しただけで、その他の処理は同様である。
【００８７】
即ち、実施形態３の車両の制御装置による車速制御において、事前に、実施形態１と同様に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）を取得しておく。そして、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量∂ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量∂ＸＲｒ（ｆ）を算出し、下記数式１４、数式１５に表すように、車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００８８】
【数１４】
【数１５】
【００８９】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態１の車両の制御装置と同様に、車速制御が実行される。即ち、加速度センサ３１は、走行する車両に発生する横加速度ａ（ｔ）を検出し、ＦＦＴ処理を行って周波数に対する横加速度Ａ（ｆ）を算出し、この横加速度Ａ（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆ０を特定する。そして、ピーク周波数ｆ０における横加速度Ａ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いて横加速度Ａ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。この場合、走行する車両に作用する横加速度Ａ（ｆ０）は、下記数式１６により規定される。
【００９０】
【数１６】
【００９１】
以下の処理は、上述した実施形態１と同様であることから、詳細な説明は省略する。
【００９２】
但し、実施形態３の車両の制御装置のように、走行する車両の左右方向の応力として横加速度を用いた場合、車両の直進走行安定性だけでなく、乗心地を向上することができる。即ち、走行する車両の左右方向の応力として横加速度を用い、車両の乗心地を向上させる場合、加速度センサ３１が検出した横加速度が最大となるピーク周波数は、比較的高くなることから、少ない車速補正量で横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定することができる。
【００９３】
車両の直進走行安定性を優先する場合、図１６に示すように、現在の車速を目標車速に変更することとなる。一方、車両の乗心地を優先する場合、図１７に示すように、現在の車速を目標車速に変更することとなる。ここで、車両の直進走行安定性を優先するときは、図１６に示すように、ピーク周波数ｆ０＝３Ｈｚであるが、車両の乗心地を優先するときは、図１７に示すように、ピーク周波数ｆ０＝１０Ｈｚとなる。そのため、各目標車速位相幅が小さくなり、少ない車速補正量で横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定することができる。
【００９４】
このように実施形態３の車両の制御装置によれば、加速度センサ３１が検出した横加速度に基づいてピーク周波数を特定する加速度ピーク周波数特定部４１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応する横加速度と車速とに基づいて前後輪側に作用する横加速度の位相の偏差を算出する加速度前後位相差算出部４３と、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部４４とを設けている。
【００９５】
従って、前輪側の横加速度の位相と後輪側の横加速度の位相の偏差、つまり、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側の横加速度の位相と後輪側の横加速度の位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用する横加速度を適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００９６】
なお、上述した各実施形態では、走行する車両の左右方向の応力としてヨーレイトや横加速度を適用したが、これらに限定されるものではない。また、実施形態３で適用した横加速度を実施形態２に適用してもよい。また、動力源としてエンジンを適用したが、電気モータを兼用したり、単独で用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１１ ヨーレイトセンサ（左右方向応力検出部）
１２ 操舵角センサ
１３ 車速センサ
１４，３２ 制御装置（動力源制御部）
１５ エンジン（動力源）
２１ ヨーレイトピーク周波数特定部
２２ ヨーレイト判定部（応力判定部）
２３ ヨーレイト前後位相差算出部（前後輪位相差算出部）
２４，４４ 目標車速算出部（目標車速設定部）
３１ 加速度センサ左右方向応力検出部）
４１ 加速度ピーク周波数特定部
４２ 加速度判定部（応力判定部）
４３ 加速度前後位相差算出部（前後輪位相差算出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する車両に対して路面や周囲環境などの外乱が作用した場合、一般的には、車両の操舵角制御やサスペンション制御などを実行して対処している。例えば、下記特許文献１に記載された前後輪操舵装置の制御方法では、ステアリングホイールを操舵することで前輪舵角及び後輪舵角を可能に構成し、車速及びステアリングホイールの操舵角に対応した目標ヨーレイト値を設定し、目標ヨーレイト値と車両に作用する実ヨーレイト値との偏差に基づいて前輪舵角をフィードバック制御すると共に、横滑り角が零となるように後輪舵角をフィードフォワード制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１５６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の車両の制御装置では、前輪だけでなく後輪を操舵する装置を追加しなければならず、製造コストの増加や車両重量の増加を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの増加や車両重量の増加を招くことなく車両における直進走行性の向上を可能とする車両の制御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】
【０００６】
本発明の車両の制御装置は、車両を走行可能な動力源と、前記車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出する前後輪位相差算出部と、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速設定部と、前記目標車速設定部が設定した目標車速となるように前記動力源を制御する動力源制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記車両の制御装置にて、走行する前記車両に作用する左右方向の応力がドライバの運転操作により発生したものであるかを判定する応力判定部を設け、該応力判定部がドライバの運転操作により車両の左右方向の応力が発生したものであると判定したとき、前記動力源制御部は、現在の車速が維持されるように前記動力源を制御することが好ましい。
【０００８】
上記車両の制御装置にて、走行する前記車両の左右方向の応力を検出する左右方向応力検出部を設け、前記前後輪位相差算出部は、前記左右方向応力検出部が検出した左右方向の応力に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制御装置にて、前記目標車速設定部は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置によれば、車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出し、算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定して動力源を制御するので、製造コストの増加や車両重量の増加を招くことなく、車両における直進走行性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１の車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャートである。
【図３】図３は、前後車輪に対する逆相入力を説明するための概略図である。
【図４】図４は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図５】図５は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図６】図６は、ランダム路を走行する車両にて計測されたヨーレイトをＦＦＴしたグラフである。
【図７】図７は、現在の車速と目標車速における各ヨーレイトの位相を表すグラフである。
【図８】図８は、現在の車速を第１目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図９】図９は、現在の車速を第２目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１０】図１０は、現在の車速を制限値外の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１１】図１１は、現在の車速を制限値内の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態２に係る車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャートである。
【図１３】図１３は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図１４】図１４は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態３に係る車両の制御装置を表す概略構成図である。
【図１６】図１６は、現在の車速を第１目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。
【図１７】図１７は、現在の車速を第２目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図２は、実施形態１の車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャート、図３は、前後車輪に対する逆相入力を説明するための概略図、図４は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図５は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図６は、ランダム路を走行する車両にて計測されたヨーレイトをＦＦＴしたグラフ、図７は、現在の車速と目標車速における各ヨーレイトの位相を表すグラフ、図８は、現在の車速を第１目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図９は、現在の車速を第２目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図１０は、現在の車速を制限値外の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフ、図１１は、現在の車速を制限値内の目標車速に補正するときのヨーレイトの位相変位を表すグラフである。
【００１４】
実施形態１の車両は、図示しないが、４つの車輪（前輪及び後輪）を有しており、ステアリングにより２つの前輪を操舵可能となっている。なお、ステアリングにより４つの車輪を操舵可能としてもよい。また、この車両は、内燃機関としてガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する。）が搭載され、エンジンの駆動力が変速機からアウトプットシャフト、リヤデファレンシャル、ドライブシャフトを介して各後輪に伝達可能となっている。なお、エンジンの駆動力が変速機からフロントデファレンシャル、ドライブシャフトを介して２つの前輪に伝達可能としてもよい。
【００１５】
また、エンジンは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御可能となっている。即ち、ＥＣＵは、検出された吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度、エンジン回転数などに基づいてインジェクタによる燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグによる点火時期などを設定し、エンジンの出力を制御している。
【００１６】
実施形態１の車両の制御装置は、図１に示すように、ヨーレイトセンサ１１と、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）１４と、エンジン１５とから構成されている。即ち、制御装置１４は、ヨーレイトセンサ１１と操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御する。
【００１７】
そして、制御装置１４は、ヨーレイトピーク周波数特定部２１と、ヨーレイト判定部２２と、ヨーレイト前後位相差算出部２３と、目標車速算出部２４とを有している。
【００１８】
即ち、ヨーレイトセンサ１１は、走行する車両の左右方向の応力、つまり、ヨーレイト（車両の旋回方向への回転角の変化する速度）を検出する本発明の左右方向応力検出部として機能し、ヨーレイトピーク周波数特定部２１は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてこのヨーレイトが最大となるピーク周波数を特定する。ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトと、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定する。
【００１９】
そして、車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生したヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００２０】
ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両に作用する特有のヨーレイト（応力発生形態）と、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトとに基づいて前輪側に作用するヨーレイトの位相と後輪側に作用するヨーレイトの位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（ヨーレイト／路面入力）と、ヨーレイトピーク周波数特定部２１が特定したヨーレイトが最大となるピーク周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいてヨーレイトを前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差を算出する。
【００２１】
目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する本発明の目標車速設定部として機能する。即ち、目標車速算出部２４は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相とが逆になって互いに打ち消すような目標車速を設定する。
【００２２】
この場合、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速を設定することが望ましい。但し、現在の車速と、ヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が大きいときには、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部２４は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００２３】
その後、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速となるようにエンジン１５を制御する本発明の動力源制御部として機能する。この場合、制御装置１４は、スロットル開度、エンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを補正することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速が目標車速となるように車速制御を行う。
【００２４】
ここで、実施形態１の車両の制御装置による車速制御の処理について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００２５】
実施形態１の車両の制御装置による車速制御において、事前に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）を取得しておく。即ち、図３に示すように、車両の前輪側で考えると、路面から車両に対して入力があったとき、左右の前輪ではその上下変位量が異なる。そのため、下記数式１、数式２に表すように、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とを求めておく。ここで、ｘＦｒＬＨ（ｔ）とｘＦｒＲＨ（ｔ）は、左右の前輪の上下変位量であり、ｘＲｒＬＨ（ｔ），ｘＲｒＲＨ（ｔ）は、左右の後輪の上下変位量である。
【００２６】
【数１】
【数２】
【００２７】
そして、この時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量ＸＲｒ（ｆ）を算出する。そして、下記数式３、数式４に表すように、車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００２８】
【数３】
【数４】
【００２９】
この車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）は、図４及び図５のグラフとしてマップ化され、制御装置１４が記憶している。
【００３０】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態１の車両の制御装置による車速制御が実行される。図２に示すように、ステップＳ１１にて、ヨーレイトセンサ１１は、走行する車両に発生するヨーレイトｙ（ｔ）を検出すると共に、操舵角センサ１２は、走行する車両の操舵角ｍａ（ｔ）を検出する。ステップＳ１２にて、制御装置１４は、検出したヨーレイトｙ（ｔ）と操舵角ｍａ（ｔ）に対してＦＦＴ処理を行い、周波数に対するヨーレイトＹ（ｆ）と操舵角Ｍａ（ｆ）を算出する。
【００３１】
ステップＳ１３にて、制御装置１４のヨーレイトピーク周波数特定部２１は、図６に示すように、周波数に対するヨーレイトＹ（ｆ）に対して、このヨーレイトＹ（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆ０を特定する。ステップＳ１４にて、ヨーレイト判定部２２は、この走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作、つまり、ステアリング操舵により発生したものであるかどうかを判定する。即ち、ヨーレイト判定部２２は、ピーク周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）と操舵角Ｍａ（ｆ０）の関連性から、下記数式５によりこれを判定する。
【００３２】
【数５】
【００３３】
ここで、関連度関数γ２（ｆ０）が判断値０．６より大きければ、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定され、何もしないでこのルーチンを抜ける。つまり、制御装置１４は、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、関連度関数γ２（ｆ０）が判断値０．６以下であれば、ヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定され、ステップＳ１５に移行する。
【００３４】
ステップＳ１５にて、車速センサ１３は、現在走行している車両の速度（車速）Ｖ０を検出する。そして、ステップＳ１６にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、ピーク周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いてヨーレイトＹ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。
【００３５】
即ち、走行する車両に作用するヨーレイトＹ（ｆ０）は、下記数式６により規定される。ここで、ＸＦｒ（ｆ０）とＸＲｒ（ｆ０）は、現在の周波数軸に対する前輪及び後輪における逆相入力変位量である。
【００３６】
【数６】
【００３７】
ここで、現在の車速Ｖ０、車両のホイールベースＷＢとすると、前輪が通過したある地点を後輪が通過するのに遅れ時間τ０＝ＷＢ／Ｖが発生する。即ち、後輪における逆相入力変位量ＸＲｒ（ｆ０）は、前輪における逆相入力変位量ＸＦｒ（ｆ０）に対して、遅れ時間τ０が発生することから、時間軸で数式７が設定され、周波数軸で数式８が設定される。ここで、ｅは、自然対数、ｊは、虚数単位、ω０は、角周波数である。
【００３８】
【数７】
【数８】
【００３９】
そして、数式８を数式６に代入することで、下記数式９を得ることができる。ここで、数式９の括弧内の項だけを抜き出した数式１０に表すように、この数式１０が車両感度項であり、この車両感度項にて、前項が前輪に寄与するヨーレイトの位相であり、後項が後輪に寄与するヨーレイトの位相である。
【００４０】
【数９】
【数１０】
【００４１】
ステップＳ１７にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差θ０を算出する。つまり、数式１０にて、前項である前輪に寄与するヨーレイトの位相から、後項である後輪に寄与するヨーレイトの位相を減算することで、ヨーレイト前後位相差θ０を求めることができる。
【００４２】
ステップＳ１８にて、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる目標車速Ｖを設定する。即ち、現在の車速Ｖ０、ヨーレイト前後位相差θ０である車両の走行状態から、目標車速Ｖに変更したときのヨーレイト前後位相差θを下記数式１１により求めることができる。
【００４３】
【数１１】
【００４４】
そして、この数式１１から、ヨーレイト前後位相差θが１８０度となる目標車速Ｖは、図７に示すように、目標車速ＶＵｐｐｅｒと目標車速ＶＬｏｗｅｒの２通りが存在する。つまり、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相は、現在の車速Ｖ０で、周波数軸方向にヨーレイト前後位相差θ０だけずれていることから、現在の車速Ｖ０を、高速側の第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更する方法と、低速側の第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更する方法がある。
【００４５】
即ち、図８に示すように、現在の車速Ｖ０を高速側の第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更すると、車速が上昇することとなる。一方、図９に示すように、現在の車速Ｖ０を低速側の第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更すると、車速が低下することとなる。現在の車速Ｖ０を第１目標車速ＶＵｐｐｅｒまたは第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更する条件としては、ヨーレイト前後位相差θ０が０度より大きく、且つ、１８０度より小さければ、第１目標車速ＶＵｐｐｅｒに変更し、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度より大きく、且つ、３６０度より小さければ、第２目標車速ＶＬｏｗｅｒに変更するとよい。
【００４６】
ステップＳ１９にて、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖ（第１目標車速ＶＵｐｐｅｒまたは第２目標車速ＶＬｏｗｅｒ）に変更したときの車速補正量ΔＶを算出する。ステップＳ２０にて、この車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいかどうかを判定する。ここで、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいと判定されたら、ステップＳ２２に直接移行し、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈ以上であると判定されたら、ステップＳ２１にて、車速補正量ΔＶを５ｋｍ／ｈに変更した後、ステップＳ２２に移行する。
【００４７】
即ち、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差算出部２３が算出したヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速Ｖを設定することが望ましい。しかし、図１０に示すように、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更するときの車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより大きくなると、例えば、現在の車速Ｖ０から目標車速Ｖへ大きく低下することとなり、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部２４は、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更するときの車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより大きくなったら、図１１に示すように、車速補正量ΔＶを制限値である５ｋｍ／ｈとし、目標車速Ｖを補正する。この場合、ヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速Ｖとはならないものの、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００４８】
その後、ステップＳ２２にて、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速Ｖとなるように、エンジン１５を制御する。具体的に、制御装置１４は、スロットル開度を調整（増減）することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速Ｖ０が目標車速Ｖとなるように車速制御を行う。
【００４９】
このようにヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる（また、近づく）目標車速Ｖを設定し、エンジン１５の出力を調整することで、前輪に寄与するヨーレイトの位相と後輪に寄与するヨーレイトの位相が全くの逆位相となり、互いのヨーレイトが打ち消すことで、走行する車両に対して路面状況などの外乱により発生するヨーレイトが低減される。
【００５０】
このように実施形態１の車両の制御装置によれば、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトに基づいてピーク周波数を特定するヨーレイトピーク周波数特定部２１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設けている。
【００５１】
従って、前輪側逆位相入力［変位］による発生ヨーレイトの位相と後輪側逆位相入力［変位］による発生ヨーレイトの位相の偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用するヨーレイトを適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００５２】
また、実施形態１の車両の制御装置では、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、または、周囲環境により発生したものであるかを判定するヨーレイト判定部２２を設け、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、ヨーレイトセンサ１１が検出したヨーレイトと、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定している。従って、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境により発生したものであるかを適正に判定することで、ドライバの運転操作によりヨーレイトが発生したときには、ヨーレイトを抑制する制御を行わないため、ドライバに対する違和感の発生を防止することができる。
【００５３】
また、実施形態１の車両の制御装置では、ベンチテストで求めた車両感度と現在発生しているヨーレイトと車速とから前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出している。従って、ヨーレイト前後位相差を短時間で高精度に算出することが可能となり、車両における直進走行安定性を適正に向上することができる。
【００５４】
また、実施形態１の車両の制御装置では、目標車速算出部２４は、現在の車速とヨーレイト前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が、予め設定された制限値内で、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定している。従って、現在の車速から目標車速への補正によりドライバに違和感を与えることが軽減され、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
【００５５】
〔実施形態２〕
図１２は、本発明の実施形態２に係る車両の制御装置における車速制御の処理を表すフローチャート、図１３は、前輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフ、図１４は、後輪逆位相入力［変位］に対する発生ヨーレイト［角度／時間］の関数を示す伝達関数を表すグラフである。なお、本実施形態の車両の制御装置の基本的な構成は、上述した実施形態１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施形態２の車両の制御装置は、図１に示すように、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）１４と、エンジン１５とから構成され、制御装置１４は、操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御しており、実施形態２の車両の制御装置は、実施形態１の車両の制御装置のように、ヨーレイトセンサ１１を用いてはいない。
【００５７】
そして、制御装置１４は、ヨーレイト判定部２２と、ヨーレイト前後位相差算出部２３と、目標車速算出部２４とを有し、ヨーレイトピーク周波数特定部２１はない。
【００５８】
即ち、ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、ヨーレイト判定部２２は、操舵角センサ１２が検出した操舵角からこれを判定する。
【００５９】
そして、車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生したヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００６０】
ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両に作用する特有のヨーレイト（応力発生形態）に基づいて前輪側に作用するヨーレイトの位相と後輪側に作用するヨーレイトの位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（ヨーレイト／路面入力）と、この車両感度から求めた車両固有のヨーレイト共振周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいてヨーレイトを前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差を算出する。
【００６１】
ここで、実施形態２の車両の制御装置による車速制御の処理について、図１２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６２】
実施形態２の車両の制御装置による車速制御において、事前に、実施形態１と同様に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）を取得しておく。即ち、実施形態１に用いた数式１、数式２のように、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とを求めておく。
【００６３】
そして、この時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量∂ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量∂ＸＲｒ（ｆ）を算出し、実施形態１に用いた数式３、数式４のように、車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００６４】
この車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）は、図１３及び図１４のグラフとしてマップ化され、制御装置１４が記憶している。そして、このベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）としてのマップ化にて、周波数に対する車両感度（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）、（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒを特定する。一般的に、車両の構造（サスペンション構造など）は、前後が大きく変わらないことから、ピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒは同程度になると考えられる。従って、数式１２に表すように、このピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒの平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０として定義する。
【００６５】
【数１２】
【００６６】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態２の車両の制御装置による車速制御が実行される。図１２に示すように、ステップＳ３１にて、操舵角センサ１２は、走行する車両の操舵角ｍａ（ｔ）を検出する。ステップＳ３２にて、制御装置１４は、検出した操舵角ｍａ（ｔ）に対してＦＦＴ処理を行い、周波数に対する操舵角Ｍａ（ｆ）を算出する。
【００６７】
ステップＳ３３にて、前述したように、ベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）、（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆＦｒ、ｆＲｒの平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０として特定する。ステップＳ３４にて、ヨーレイト判定部２２は、走行する車両に発生したヨーレイトがドライバの運転操作、つまり、ステアリング操舵により発生したものであるかどうかを判定する。即ち、ヨーレイト判定部２２は、操舵角Ｍａ（ｆ０）に基づいて、下記数式１３によりこれを判定する。
【００６８】
【数１３】
【００６９】
ここで、操舵角Ｍａ（ｆ０）の絶対値が判断操舵角度１０度以上であれば、ヨーレイトがドライバの運転操作により発生したものであると判定され、何もしないでこのルーチンを抜ける。つまり、制御装置１４は、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、操舵角Ｍａ（ｆ０）の絶対値が判断操舵角度１０度より小さければ、ヨーレイトが車両走行環境により発生したものであると判定され、ステップＳ３５に移行する。
【００７０】
なお、以下のステップＳ３５からＳ４２の処理は、実施形態１のステップＳ１５からＳ２２の処理とほぼ同様である。即ち、ステップＳ３５にて、車速センサ１３は、現在走行している車両の速度（車速）Ｖ０を検出する。そして、ステップＳ３６にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、車両固有のヨーレイト共振周波数ｆ０におけるヨーレイトＹ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（ヨーレイト／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いてヨーレイトＹ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。
【００７１】
ステップＳ３７にて、ヨーレイト前後位相差算出部２３は、前輪側に寄与するヨーレイトの位相と後輪側に寄与するヨーレイトの位相との偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差θ０を算出する。ステップＳ３８にて、目標車速算出部２４は、ヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる目標車速Ｖを設定する。
【００７２】
ステップＳ３９にて、現在の車速Ｖ０を目標車速Ｖに変更したときの車速補正量ΔＶを算出する。ステップＳ４０にて、この車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいかどうかを判定する。ここで、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈより小さいと判定されたら、ステップＳ４２に直接移行し、車速補正量ΔＶが制限値である５ｋｍ／ｈ以上であると判定されたら、ステップＳ４１にて、車速補正量ΔＶを５ｋｍ／ｈに変更した後、ステップＳ４２に移行する。
【００７３】
その後、ステップＳ４２にて、制御装置１４は、目標車速算出部２４が設定した目標車速Ｖとなるように、エンジン１５を制御する。具体的に、制御装置１４は、スロットル開度を調整（増減）することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速Ｖ０が目標車速Ｖとなるように車速制御を行う。
【００７４】
このようにヨーレイト前後位相差θ０が１８０度になる（また、近づく）目標車速Ｖを設定し、エンジン１５の出力を調整することで、前輪に寄与するヨーレイトの位相と後輪に寄与するヨーレイトの位相が全くの逆位相となり、互いのヨーレイトが打ち消すことで、走行する車両に対して路面状況などの外乱により発生するヨーレイトが低減される。
【００７５】
このように実施形態２の車両の制御装置によれば、事前にベンチテストで求めた車両感度（ヨーレイト／路面入力）が最大となる前後輪のピーク周波数の平均値を車両固有のヨーレイト共振周波数として特定し、この車両固有のヨーレイト共振周波数に対応するヨーレイトと車速とに基づいて前後輪側に作用するヨーレイトの位相の偏差を算出するヨーレイト前後位相差算出部２３と、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部２４とを設けている。
【００７６】
従って、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相の偏差、つまり、ヨーレイト前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側のヨーレイトの位相と後輪側のヨーレイトの位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用するヨーレイトを適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００７７】
〔実施形態３〕
図１５は、本発明の実施形態３に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図１６は、現在の車速を第１目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフ、図１７は、現在の車速を第２目標車速に補正するときの横加速度の位相変位を表すグラフである。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
実施形態３の車両の制御装置は、図１５に示すように、加速度センサ３１と、操舵角センサ１２と、車速センサ１３と、制御装置（ＥＣＵ）３２と、エンジン１５とから構成されている。即ち、制御装置３２は、加速度センサ３１と操舵角センサ１２と車速センサ１３の検出結果に基づいてエンジン１５の出力を制御する。
【００７９】
そして、制御装置３２は、加速度ピーク周波数特定部４１と、加速度判定部４２と、加速度前後位相差算出部４３と、目標車速算出部４４とを有している。
【００８０】
即ち、加速度センサ３１は、走行する車両の左右方向の応力、つまり、横加速度（車両の左右方向へ移動する加速度）を検出する本発明の左右方向応力検出部として機能し、加速度ピーク周波数特定部４１は、加速度センサ３１が検出した横加速度に基づいてこの横加速度が最大となるピーク周波数を特定する。加速度判定部４２は、走行する車両に発生した横加速度がドライバの運転操作により発生したものであるか、周囲環境や路面環境などの車両走行環境により発生したものであるかを判定する本発明の応力判定部として機能する。この場合、加速度判定部４２は、加速度センサ３１が検出した横加速度と、操舵角センサ１２が検出した操舵角との関連性からこれを判定する。
【００８１】
そして、車両に発生した横加速度がドライバの運転操作により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行せずに、現在の車速が維持されるようにエンジン１５を制御する。一方、車両に発生した横加速度が車両走行環境により発生したものであると判定されたら、以下に説明する制御を実行してエンジン１５を制御する。
【００８２】
加速度前後位相差算出部４３は、車両に作用する特有の横加速度（応力発生形態）と、加速度センサ３１が検出した横加速度とに基づいて前輪側に作用する加速度の位相と後輪側に作用する加速度の位相との偏差を算出する本発明の前後輪位相差算出部として機能する。即ち、加速度前後位相差算出部４３は、事前に車両のベンチテストで取得した車両感度（横加速度／路面入力）と、加速度ピーク周波数特定部４１が特定した横加速度が最大となるピーク周波数と、車速センサ１３が検出した現在の車速とに基づいて横加速度を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。そして、加速度前後位相差算出部４３は、前輪側に寄与する横加速度の位相と後輪側に寄与する横加速度の位相との偏差、つまり、横加速度前後位相差を算出する。
【００８３】
目標車速算出部４４は、加速度前後位相差算出部４３が算出した横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する本発明の目標車速設定部として機能する。即ち、目標車速算出部４４は、前輪側に寄与する横加速度の位相と後輪側に寄与する横加速度の位相とが逆になって互いに打ち消すような目標車速を設定する。
【００８４】
この場合、目標車速算出部４４は、加速度前後位相差算出部４３が算出した横加速度前後位相差が１８０度となる目標車速を設定することが望ましい。但し、現在の車速と、横加速度前後位相差が１８０度となる目標車速との偏差が大きいときには、ドライバに違和感を与えてしまう。そのため、目標車速算出部４４は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する。
【００８５】
その後、制御装置３２は、目標車速算出部４４が設定した目標車速となるようにエンジン１５を制御する本発明の動力源制御部として機能する。この場合、制御装置３２は、スロットル開度、エンジン回転数、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期などを補正することで、エンジン１５の出力を調整し、現在の車速が目標車速となるように車速制御を行う。
【００８６】
なお、実施形態３の車両の制御装置による車速制御の処理は、実施形態１の車両の制御装置による車速制御の処理に対して、走行する車両の左右方向の応力としてヨーレイトを横加速度に変更しただけで、その他の処理は同様である。
【００８７】
即ち、実施形態３の車両の制御装置による車速制御において、事前に、実施形態１と同様に、車両のベンチテストにより車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）を取得しておく。そして、時間軸に対する前輪における逆相入力変位量ｘＦｒ（ｔ）と、時間軸に対する後輪における逆相入力変位量ｘRｒ（ｔ）とをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数軸に対する前輪における逆相入力変位量∂ＸＦｒ（ｆ）と、周波数軸に対する後輪における逆相入力変位量∂ＸＲｒ（ｆ）を算出し、下記数式１４、数式１５に表すように、車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）として、（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を算出する。
【００８８】
【数１４】
【数１５】
【００８９】
このように事前準備がなされた状態で、実施形態１の車両の制御装置と同様に、車速制御が実行される。即ち、加速度センサ３１は、走行する車両に発生する横加速度ａ（ｔ）を検出し、ＦＦＴ処理を行って周波数に対する横加速度Ａ（ｆ）を算出し、この横加速度Ａ（ｆ）が最大となるピーク周波数ｆ０を特定する。そして、ピーク周波数ｆ０における横加速度Ａ（ｆ０）を、事前に求めた車両の前輪及び後輪における車両感度（横加速度／路面入力）としての（∂Ｙ／∂ＸＦｒ）（ｆ）と（∂Ｙ／∂ＸＲｒ）（ｆ）を用いて算出し、現在の車速Ｖ０と車両のホイールベースＷＢを用いて横加速度Ａ（ｆ０）を前輪側に寄与する分と後輪側に寄与する分とに分離する。この場合、走行する車両に作用する横加速度Ａ（ｆ０）は、下記数式１６により規定される。
【００９０】
【数１６】
【００９１】
以下の処理は、上述した実施形態１と同様であることから、詳細な説明は省略する。
【００９２】
但し、実施形態３の車両の制御装置のように、走行する車両の左右方向の応力として横加速度を用いた場合、車両の直進走行安定性だけでなく、乗心地を向上することができる。即ち、走行する車両の左右方向の応力として横加速度を用い、車両の乗心地を向上させる場合、加速度センサ３１が検出した横加速度が最大となるピーク周波数は、比較的高くなることから、少ない車速補正量で横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定することができる。
【００９３】
車両の直進走行安定性を優先する場合、図１６に示すように、現在の車速を目標車速に変更することとなる。一方、車両の乗心地を優先する場合、図１７に示すように、現在の車速を目標車速に変更することとなる。ここで、車両の直進走行安定性を優先するときは、図１６に示すように、ピーク周波数ｆ０＝３Ｈｚであるが、車両の乗心地を優先するときは、図１７に示すように、ピーク周波数ｆ０＝１０Ｈｚとなる。そのため、各目標車速位相幅が小さくなり、少ない車速補正量で横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定することができる。
【００９４】
このように実施形態３の車両の制御装置によれば、加速度センサ３１が検出した横加速度に基づいてピーク周波数を特定する加速度ピーク周波数特定部４１と、事前にベンチテストで求めた車両感度とピーク周波数に対応する横加速度と車速とに基づいて前後輪側に作用する横加速度の位相の偏差を算出する加速度前後位相差算出部４３と、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速算出部４４とを設けている。
【００９５】
従って、前輪側の横加速度の位相と後輪側の横加速度の位相の偏差、つまり、横加速度前後位相差が１８０度に近づくような目標車速を設定するため、現在の車速をこの目標車速に補正するだけで、前輪側の横加速度の位相と後輪側の横加速度の位相とが互いに打ち消しあい、路面状況などの周囲環境から車両に作用する横加速度を適正に低減することが可能となり、別途装置などを搭載することなく、車両における直進走行安定性を向上することができ、製造コストの増加や車両重量の増加も抑制することができる。
【００９６】
なお、上述した各実施形態では、走行する車両の左右方向の応力としてヨーレイトや横加速度を適用したが、これらに限定されるものではない。また、実施形態３で適用した横加速度を実施形態２に適用してもよい。また、動力源としてエンジンを適用したが、電気モータを兼用したり、単独で用いたりしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１１ ヨーレイトセンサ（左右方向応力検出部）
１２ 操舵角センサ
１３ 車速センサ
１４，３２ 制御装置（動力源制御部）
１５ エンジン（動力源）
２１ ヨーレイトピーク周波数特定部
２２ ヨーレイト判定部（応力判定部）
２３ ヨーレイト前後位相差算出部（前後輪位相差算出部）
２４，４４ 目標車速算出部（目標車速設定部）
３１ 加速度センサ左右方向応力検出部）
４１ 加速度ピーク周波数特定部
４２ 加速度判定部（応力判定部）
４３ 加速度前後位相差算出部（前後輪位相差算出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行可能な動力源と、
前記車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出する前後輪位相差算出部と、
前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速設定部と、
前記目標車速設定部が設定した目標車速となるように前記動力源を制御する動力源制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
走行する前記車両に作用する左右方向の応力がドライバの運転操作により発生したものであるかを判定する応力判定部を設け、該応力判定部がドライバの運転操作により車両の左右方向の応力が発生したものであると判定したとき、前記動力源制御部は、現在の車速が維持されるように前記動力源を制御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】
走行する前記車両の左右方向の応力を検出する左右方向応力検出部を設け、前記前後輪位相差算出部は、前記左右方向応力検出部が検出した左右方向の応力に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記目標車速設定部は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【請求項１】
車両を走行可能な動力源と、
前記車両の左右方向における特有の応力発生形態に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出する前後輪位相差算出部と、
前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定する目標車速設定部と、
前記目標車速設定部が設定した目標車速となるように前記動力源を制御する動力源制御部と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
走行する前記車両に作用する左右方向の応力がドライバの運転操作により発生したものであるかを判定する応力判定部を設け、該応力判定部がドライバの運転操作により車両の左右方向の応力が発生したものであると判定したとき、前記動力源制御部は、現在の車速が維持されるように前記動力源を制御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】
走行する前記車両の左右方向の応力を検出する左右方向応力検出部を設け、前記前後輪位相差算出部は、前記左右方向応力検出部が検出した左右方向の応力に基づいて前輪側に作用する応力の位相と後輪側に作用する応力の位相との偏差を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記目標車速設定部は、現在の車速との偏差が予め設定された制限値内で、前記前後輪位相差算出部が算出した偏差が１８０度に近づくような目標車速を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−６０１１６（Ｐ２０１３−６０１１６Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９９４０（Ｐ２０１１−１９９９４０）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【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２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【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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