車両挙動制御装置
【課題】車輪の制駆動力を制御することによってヨーモーメントを発生させて車両の挙動を制御するに際し、車両の減速感または加速感を抑制する。
【解決手段】制動または駆動によるタイヤ前後力を選択した車輪３に個別に発生させることによって自動車１の挙動を制御する車両挙動制御装置１０において、ヨー制御車輪選択部は、旋回時にタイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択し、制御割合設定部３０は、車両の走行状態に応じてタイヤ前後力の制動と駆動との制御割合を設定し、調整前後力設定部３１は、旋回時にヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、制御割合設定部３０が設定した旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和Ａが０となるような調整前後力（ａまたは−ａ）を設定する。
【解決手段】制動または駆動によるタイヤ前後力を選択した車輪３に個別に発生させることによって自動車１の挙動を制御する車両挙動制御装置１０において、ヨー制御車輪選択部は、旋回時にタイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択し、制御割合設定部３０は、車両の走行状態に応じてタイヤ前後力の制動と駆動との制御割合を設定し、調整前後力設定部３１は、旋回時にヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、制御割合設定部３０が設定した旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和Ａが０となるような調整前後力（ａまたは−ａ）を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関し、特に、少なくとも車輪の制動または駆動によるタイヤ前後力を制御することによって車両にヨーモーメントを働かせて車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に所望の運動を行わせるために、前後左右の車輪のタイヤ力（タイヤ横力、駆動力、制動力）を分配制御することによって車両にヨーモーメントが働くようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。そして、車輪のタイヤ力配分に際しては、ヨーモーメント寄与度の大きい旋回外側前輪と旋回内側後輪とに対し、重点的にその制駆動力を制御して車両の挙動安定を図る手法が一般的に採られている。
【０００３】
また、車両に所望の運動を行わせるために、装備された車両運動制御装置を複数用いて協調的に動作させる方法が知られている。例えば、各車輪の摩擦円の大きさから制御限界を算出し、それを基に各車輪への追加タイヤ発生力を決定するものや、各車輪のグリップ余裕度を求め、その状態に応じて車両運動制御装置の種類配分を変更するものが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０９−０８６２０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、各車輪の摩擦円の大きさやグリップ余裕度をそれぞれ個別に計算する必要があり、そのためには路面μやＳＡＴ等から算出するため、時々刻々と変わる環境ではこれらの計算が容易でないことが多い。また、その余裕度に応じて制御装置の種類配分を変更する際にも、その指針となるグリップ余裕度の算出が容易でない場合、それぞれの車輪に対するタイヤ発生力を配分することや車両運動制御装置への配分を行うにも計算が容易ではなく、制御が遅れる虞があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、車輪のタイヤ横力およびタイヤ前後力を個別に可変制御することによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置にとして、運転者による運転操作量から目標運動量を算出する目標運動量算出手段と、車輪の実舵角から規範運動量を算出する規範運動量算出手段とを備え、目標運動量算出手段の算出結果と規範運動量算出手段の算出結果との差が小さいほど、タイヤ前後力の制御割合を小さくするように構成したものを、特願２００７−３０８２５１号として提案している。この車両挙動制御装置によれば、タイヤ横力とタイヤ前後力との協調制御に際し、各車輪のタイヤの荷重状態に応じて所望の運動を実現させるためのタイヤ発生力が容易に算出可能となる。
【０００６】
ところが、この車両挙動制御装置においても、車輪の制駆動力を制御して車両にヨーモーメントを発生させる場合、状況に応じて旋回外側前輪および旋回内側後輪の２輪に対して最適なタイヤ力配分を行うため、配分したタイヤ前後力の和が制動力または駆動力を発生させることがあり、ドライバが減速感（制動感）や加速感（駆動感）を覚えることがあった。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、車輪の制駆動力を制御することによってヨーモーメントを発生させて車両の挙動を制御するに際し、車両の減速感または加速感を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、制動または駆動によるタイヤ前後力を複数の車輪に個別に発生させることによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置であって、旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段とを備えるように構成する。
【０００９】
上記車両挙動制御装置においては、調整前後力設定手段は、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和が０となるように、前記調整前後力を設定するとよい。また、これら車両挙動制御装置においては、前記調整前後力設定手段は、前記ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、前記調整前後力を設定するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両挙動制御装置によれば、制駆動力を前後左右の車輪に個別に発生させることによってヨーモーメントを可変制御するに際し、ヨー制御車輪選択手段が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御するとともに、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を、残りの２輪の少なくとも一方に発生させることにより、車両の加減速を抑制することができる。
【００１１】
また、調整前後力を、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力と等しい大きさとすることにより、車両の加減速を無くすことができる。更に、調整前後力を発生させる車輪として、ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪を選択することにより、調整前後力設定によって発生するヨーモーメントを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
≪実施形態の構成≫
以下、図面を参照して、本発明に係る車両挙動制御装置の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、４本の車輪やタイヤ等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左側前輪３ｆｌ、右側前輪３ｆｒ、左側後輪３ｒｌ、右側後輪３ｒｒと記すとともに、総称する場合には、例えば、前輪３ｆ、後輪３ｒ、車輪３等と記す。
【００１３】
図１は実施形態に係る車両挙動制御装置１０を適用した自動車１の概略構成図である。自動車１はタイヤ４が装着された前後左右の車輪３を備えており、これら各車輪３が図示しないサスペンションによって車体２に懸架されている。自動車１の運転席には、運転者による運転操作に供されるステアリングホイール５、アクセルペダル６、ブレーキペダル７が設置されている。
【００１４】
ステアリングホイール５が連結されたステアリングシャフト８には、ステアリングホイール５の操舵角を検出する操舵角センサ１１が設けられ、アクセルペダル６およびブレーキペダル７には各ペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１２およびブレーキセンサ１３がそれぞれ設けられ、運転者による操作量を検出できるようになっている。また、車体２の適所には、自動車１に作用する前後方向および横方向の加速度を検出する加速度センサ１４や、自動車１のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１５、車速を検出する車速センサ１６等が設けられている。
【００１５】
自動車１は前輪舵角制御手段として、ステアリングホイール５から機械的に分離され、運転者のステアリング操作に応じて図示しないアクチュエータを駆動して前輪３ｆの舵角を個別に変化させる、いわゆるステア・バイ・ワイヤの前輪舵角制御装置２１を備え、後輪舵角制御手段として、同じく図示しないアクチュエータを駆動して後輪３ｒの舵角を個別に変化させる後輪舵角制御装置２２を備えている。各車輪３に対してはアクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサ１７がそれぞれ設置されており、検出結果がフィードバックされることによって車輪３の正確な舵角制御が可能になっているとともに、後述する規範ヨーレイトの算出の基礎となる車輪の実舵角が把握可能とされている。
【００１６】
また、自動車１は制動制御手段として、ブレーキペダル７から機械的に分離され、運転者のブレーキ操作に応じて各車輪３の制動力を個別に制御する、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤの制動制御装置２３を備えるとともに、駆動制御手段として、アクセルペダルから機械的に分離され、運転者のアクセル操作に応じてスロットル開度や燃料噴射量等を制御することによってエンジン出力を制御し、トルクトランスファを制御することによって前後左右の車輪の駆動力を制御する駆動制御装置２４を備えている。
【００１７】
自動車１には、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５が設置されており、上記した前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４等の各種システムを統括制御する。また、ＥＣＵ２５には、上記各センサ１１〜１７が接続されており、これらからの検出信号がシステムの統括制御に利用される。
【００１８】
このように構成された自動車１によれば、各車輪３の舵角を変化させることによりタイヤ横力を個別に可変制御し、各車輪の制駆動力を変化させることによりタイヤ前後力を個別に可変制御することができ、４輪をトータル制御することによって自動車１の挙動を制御することが可能である。
【００１９】
図２は実施形態に係る車両挙動制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、車両挙動制御装置１０は、入力インタフェース２６を介して操舵角センサ１１、アクセルセンサ１２、ブレーキセンサ１３、車速センサ１６およびストロークセンサ１７等の検出信号が入力するＥＣＵ２５と、ＥＣＵ２５で生成され、出力インタフェース３２を介して出力された制御信号に基づいて作動する前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４とから構成されている。
【００２０】
ＥＣＵ２５は、入力インタフェース２６を介して入力した各種信号に基づいて目標ヨーレイト（目標運動量）を算出する目標ヨーレイト算出部２７（目標運動量算出手段）と、各種信号に基づいて規範ヨーレイト（規範運動量）を算出する規範ヨーレイト算出部２８（規範運動量算出手段）と、目標ヨーレイト算出部２７によって算出された目標ヨーレイトと規範ヨーレイト算出部２８によって算出された規範ヨーレイトとから、そのタイヤ横力およびタイヤ前後力を可変制御する車輪を選択するヨー制御車輪選択部２９と、ヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪３に対するタイヤ横力とタイヤ前後力との制御割合を設定する制御割合設定部３０と、自動車１の加減速を調整すべく、調整前後力を設定する調整前後力設定部３１とを備えている。
【００２１】
ヨー制御車輪選択部２９は、各種センサの検出結果から自動車１が旋回状態にあるときには、ヨーモーメントを可変制御する車輪として、旋回外側の前輪３ｆおよび旋回内側の後輪３ｒのみを選択する。制御割合設定部３０は、選択された車輪３について、算出された目標ヨーレイトと算出された規範ヨーレイトとの差が小さいほど、タイヤ横力に対してタイヤ前後力の制御割合を小さく（換言すれば、タイヤ横力の制御割合を大きく）設定する。また、調整前後力設定部３１は、旋回外側後輪と旋回内側前輪とのどちらか一方を選択するとともに、制御割合設定部３０によって設定された制動力と駆動力とから生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を設定することにより、自動車１の加減速を抑制する。
【００２２】
そして制御割合設定部３０で設定された制御割合および、調整前後力設定部３１で設定された加減速制御を実現すべく、前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４が、前後左右の車輪３のタイヤ横力およびタイヤ前後力を制御する。これによって、自動車１は挙動が安定するように制御される。
【００２３】
≪実施形態の作用効果≫
次に、図３を参照して車両挙動制御装置１０が行う車両制御手順について説明する。図３は車両制御手順を示すフローチャートである。ここで使用する記号について以下のように定義する。
γＴ（ｔ）：時刻ｔにおける目標ヨーレイト
γＴ０（ｔ）：時刻ｔにおける舵角や車速等のパラメータから本来発生し得る規範ヨーレイト
γ（ｔ）：時刻ｔにおける実際のヨーレイト
ここで、各車輪３のサフィックスを図５に示すように、右前から反時計回りに１，２，３，４とすると、
Ｆｘｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの要求タイヤ前後力
Ｆｙｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの要求横力
Ｋｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの荷重配分係数
Ｇｌ（ｔ）：時刻ｔにおける自動車に作用する横加速度
Ｇｌｇ（ｔ）：時刻ｔにおける自動車に作用する前後加速度
となる。
【００２４】
まず、ステップ１において、ＥＣＵ２５は自動車１の重心点ベクトルを算出する。これはＧ→＝Ｇｌ（ｔ）→＋Ｇｌｇ（ｔ）→等で算出され、この比が４輪の荷重比であり４輪のタイヤ摩擦円の相対比と置き換える。例えば、左旋回中に軽く制動して
Ｇｌ（ｔ）＝０．３
Ｇｌｇ（ｔ）＝０．２
となった場合、相対比の演算方式は多数考えられるが、自動車１の前後重量配分を前：後＝ｍ：ｎとしてその分を考慮すると、
Ｋ１（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（Ｇｌ（ｔ）＋ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ２（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（−Ｇｌ（ｔ）＋ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ３（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（Ｇｌ（ｔ）−ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ４（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（−Ｇｌ（ｔ）−ＧＬｇ（ｔ））｝
となる。但し、ｑ：係数、である。
【００２５】
次に、ステップ２において、自動車１の運動を行うタイヤ４がどのような状況にあるかを判断するために指標εを算出する。ここで、その指標εは以下のように表すことができる。
ε＝γＴ（ｔ）−γＴ０（ｔ）
これは、運転者が所望する目標ヨーレイトγＴ（ｔ）が本来発生し得る規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）とどれほどかけ離れているかを示す量であり、換言すれば、タイヤ特性における線形領域での車両挙動を模擬している規範ヨーレイトと大きくかけ離れている目標値を所望するということは、タイヤ特性における非線形領域の制御量または非線形領域に近い大きな制御量を必要としていることを意味する。このように、難易度の高い摩擦円やその使用状況等を推定することなく、従来から用いられている車両の規範ヨーレイトを用いることにより、タイヤ特性における線形領域での作動であるか否かをある程度判断することができる。
【００２６】
更に、ステップ３において、マップを参照して指標εから制駆動側配分係数ｂおよび操舵側配分係数ｃを求め、タイヤ前後力およびタイヤ横力の分配方針を定める。例えば、ヨーレイトに関しては車両の自然な挙動を重視してタイヤの線形領域ではできるだけ操舵力制御を行い、すなわちタイヤ横力への分配を増やすこととし、タイヤの非線形領域では自然な挙動よりも目標値への拘束を重視して制駆動力制御を行い、すなわちタイヤ前後力への分配を増やすこととする。
【００２７】
そこで、図６に示すように、タイヤ発生力の分配を行う際にタイヤ横力とタイヤ前後力との配分を係数化し、その合計がある値を超えないようにすれば、くしくもそれはタイヤ摩擦円の制約を模擬したことになり、タイヤ前後力とタイヤ横力とに対してそれぞれ過大な要求がなされることが回避される。制駆動側配分係数ｂをｓとすると、操舵側配分係数ｃは１−ｓと表すことができ、これによってどちらか一方が過大な要求を行ってもタイヤの合計力が過大になることを防止できる。
【００２８】
次にステップ４において、規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とのヨーレイト差Δγを算出し（Δγ＝γＴ０（ｔ）−γ（ｔ））、ステップ５において、別のマップを参照してヨーレイト差Δγから制動係数ｄおよび駆動係数ｅを求める。これは、同じタイヤ前後力であっても規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）との符号が一致しないような場合（カウンターステアのような場合）には制動力を重視し、規範ヨーレイトと実際のヨーレイトとの符号が一致し且つその差が小さいような場合には駆動力を重視するという制御指針を実施するためのものである。重視する動力に対してどの程度出力し、重視しない動力に対してどの程度出力するのかを決定するためには指針が必要であり、どちらもが勝手に出力を行ってしまうと容易に物理限界であるタイヤの摩擦円を超えた力を発生させてしまうことになりかねない。しかし、タイヤの摩擦円をその都度計算しながらタイヤ発生力の分配を行うと、計算が非常に煩雑になって車両挙動制御の負荷が大きくなる。
【００２９】
同じ変位量の制駆動力制御を行う場合であっても駆動制御を目的に駆動制御装置２４を使うか制動制御を目的に制動制御装置２３を使うかを選択しなければならないが、図７に示すように、例えば、カウンターステア時や目標ヨーレイトγＴ（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とが大きく異なるような場合には制動力で行うという指針を決めることができる。すなわち、車両挙動から制動係数ｄがｗとなる場合、駆動係数ｅは１−ｗで表すことができる。
【００３０】
次に、ステップ６において、各車輪に求められるタイヤ発生力を算出する。各車輪のタイヤ前後力およびタイヤ横力は以下のように表される。
Ｆｘ１＝Ｋ１・Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｘ２＝Ｋ２・Ｆ・ｓ・（−１）×ｗ
Ｆｘ３＝Ｋ３・Ｆ・ｓ・（−１）×ｗ
Ｆｘ４＝Ｋ４・Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙ１＝Ｋ１・Ｆ・（１−ｓ）
Ｆｙ２＝Ｋ２・Ｆ・（１−ｓ）
Ｆｙ３＝Ｋ３・Ｆ・（−１）×（１−ｓ）
Ｆｙ４＝Ｋ４・Ｆ・（−１）×（１−ｓ）
【００３１】
更にステップ７において、ステップ６で求めたタイヤ発生力に基づいて、後に詳細に説明する、実際に制御するタイヤ発生力分配処理を行い、一連の処理を終了する。
【００３２】
次に、図４を参照して、タイヤ発生力分配処理について説明する。この処理は、旋回時において、旋回内側前輪および旋回外側後輪について、決定されたタイヤ前後力とタイヤ横力との配分比を、もっともヨーモーメントに対して寄与するであろう旋回外側前輪および旋回内側後輪による制御を中心としたり、タイヤ発生力制御を行う車輪を旋回外側前輪および旋回内側後輪のみに限定したりすることによって、タイヤ発生力制御によるエネルギの損失を抑え、効率的に車両挙動制御をすることを可能とする。
【００３３】
まず、ステップ１１において、規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とのヨーレイト差Δγが０より大きいか否かを判定する。これはヨーレイト差Δから右旋回方向のモーメントを出すべきか左旋回方向のモーメントを出すべきかを判定するものである。ヨーレイト差Δγが０よりも大きい場合、ｉを１に、ｋを２に設定し（ステップ１２）、ヨーレイト差Δγが０以下である場合、ｉを２に、ｋを１に設定する（ステップ１３）。そして制動係数ｄの値ｗが０であるか否か判定し（ステップ１４）、次いで制動係数ｄの値ｗが１であるか否か判定する（ステップ１５）。
【００３４】
制動係数ｄの値ｗが０である場合、ステップ１６において、４輪のうち対角に位置する２輪（すなわち、旋回外側前輪および旋回内側後輪）について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙｉ＝Ｆ／（１−ｓ）
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・０
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ
【００３５】
一方、制動係数ｄの値ｗが１である場合、ステップ１８において、上記２輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・０
Ｆｙｉ＝Ｆ
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・ｓ・Ｗ
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ・（１−ｓ）
【００３６】
また、制動係数ｄの値ｗが０でも１でもない場合、ステップ１７において、上記２輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙｉ＝Ｆ／（１−ｓ）
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・ｓ・Ｗ
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ・（１−ｓ）
【００３７】
次に、ステップ１９において、旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和Ａを求める（Ａ＝Ｆｘｉ＋Ｆｘ（ｉ＋２））。そしてステップ２０において、このタイヤ前後力の和Ａが０よりも大きいか否か、すなわちタイヤ前後力の和Ａが駆動力ａであるか制動力−ａであるかを判定する。
【００３８】
ステップ２０で前記タイヤ前後力の和Ａが駆動力ａと判定された場合、ステップ２１において、ｉが２に設定されているか否か、すなわち右旋回方向のモーメントを追加しているか否かを判定する。右旋回していると判定された場合、ステップ２２において、右側前輪３ｆｒ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（駆動力ａ）を発生させている左側前輪３ｆｌの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力−ａ（調整前後力：制動力）を発生させる（Ｆｘ（ｉ−１）＝−ａ）（図８参照）。一方、ステップ２１で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ２３において、左側前輪３ｆｌ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（駆動力）を発生させている右側前輪３ｆｒの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力−ａ（調整前後力：制動力）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋１）＝−ａ）（図９参照）。
【００３９】
他方、ステップ２０で前記タイヤ前後力の和Ａが制動力−ａであると判定された場合、ステップ２４において、ｉが１に設定されているか否か、すなわち左旋回しているか否かを判定する。左旋回方向のモーメントと追加していると判定された場合、ステップ２５において、右側後輪３ｒｒ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（制動力）を発生させている左側後輪３ｒｌの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力（調整前後力：駆動力ａ）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋３）＝ａ）（図１０参照）。ステップ２４で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ２６において、左側後輪３ｒｌ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（制動力）を発生させている右側後輪３ｒｒの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力（調整前後力：駆動力ａ）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋２）＝ａ）（図１１参照）。
【００４０】
このように、本発明に係る車両挙動制御装置１０によれば、制駆動力を前後左右の車輪３に個別に発生させることによって自動車１の挙動を制御するに際し、ヨー制御車輪選択部２９が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御できるとともに、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消す調整前後力（タイヤ前後力ａまたは−ａ）を、ヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪３に発生させることにより、自動車１の加減速を抑制することが可能となっている。
【００４１】
また、調整前後力を前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消す向きの等しい大きさに、すなわちａまたは−ａとすることにより、自動車１の加減速を無くすことができる。
【００４２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態の車両は、４輪すべてについてタイヤ前後力およびタイヤ横力を制御できるように各種運動制御装置を備えているが、前輪のみがタイヤ横力を可変制御できる前輪舵角制御装置を備えている形態としてもよい。また、上記実施形態では、操舵側と制駆動側とでタイヤ発生力を配分してヨーモーメントを発生させているが、制駆動力のみでヨーモーメントを発生させてもよい。また、目標運動量、規範運動量として目標ヨーレイト、規範ヨーレイトを用いる必要はなく、前後加速度および横加速度等を運動量として利用してもよい。更に、上記以外の算式でタイヤ発生力分配を行う等、これら変更以外でも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両挙動制御装置を適用した自動車の概略構成図
【図２】車両挙動制御装置の概略構成を示すブロック図
【図３】車両制御手順を示すフローチャート
【図４】タイヤ発生力分配処理手順を示すフローチャート
【図５】タイヤ発生力示した自動車モデルの概略図
【図６】指標と車輪のタイヤ発生力の分配関係を示すグラフ
【図７】ヨーレイト差と制駆動力の分配関係を示すグラフ
【図８】右旋回加速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図９】左旋回加速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図１０】右旋回減速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図１１】左旋回減速時の加減速制御の概念を示す説明図
【符号の説明】
【００４４】
１ 自動車
２ 車体
３ 車輪
４ タイヤ
５ ステアリングホイール
６ アクセルペダル
７ ブレーキペダル
１０ 車両挙動制御装置
２１ 前輪舵角制御装
２２ 後輪舵角制御装置
２３ 制動制御装置
２４ 駆動制御装置
２５ ＥＣＵ
２７ 目標ヨーレイト算出部
２８ 規範ヨーレイト算出部
２９ ヨー制御車輪選択部
３０ 制御割合設定部
３１ 調整前後力設定部
Ａ 旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和
γＴ 目標ヨーレイト
γＴ０ 規範ヨーレイト
γ 実際のヨーレイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関し、特に、少なくとも車輪の制動または駆動によるタイヤ前後力を制御することによって車両にヨーモーメントを働かせて車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に所望の運動を行わせるために、前後左右の車輪のタイヤ力（タイヤ横力、駆動力、制動力）を分配制御することによって車両にヨーモーメントが働くようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。そして、車輪のタイヤ力配分に際しては、ヨーモーメント寄与度の大きい旋回外側前輪と旋回内側後輪とに対し、重点的にその制駆動力を制御して車両の挙動安定を図る手法が一般的に採られている。
【０００３】
また、車両に所望の運動を行わせるために、装備された車両運動制御装置を複数用いて協調的に動作させる方法が知られている。例えば、各車輪の摩擦円の大きさから制御限界を算出し、それを基に各車輪への追加タイヤ発生力を決定するものや、各車輪のグリップ余裕度を求め、その状態に応じて車両運動制御装置の種類配分を変更するものが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０９−０８６２０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、各車輪の摩擦円の大きさやグリップ余裕度をそれぞれ個別に計算する必要があり、そのためには路面μやＳＡＴ等から算出するため、時々刻々と変わる環境ではこれらの計算が容易でないことが多い。また、その余裕度に応じて制御装置の種類配分を変更する際にも、その指針となるグリップ余裕度の算出が容易でない場合、それぞれの車輪に対するタイヤ発生力を配分することや車両運動制御装置への配分を行うにも計算が容易ではなく、制御が遅れる虞があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、車輪のタイヤ横力およびタイヤ前後力を個別に可変制御することによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置にとして、運転者による運転操作量から目標運動量を算出する目標運動量算出手段と、車輪の実舵角から規範運動量を算出する規範運動量算出手段とを備え、目標運動量算出手段の算出結果と規範運動量算出手段の算出結果との差が小さいほど、タイヤ前後力の制御割合を小さくするように構成したものを、特願２００７−３０８２５１号として提案している。この車両挙動制御装置によれば、タイヤ横力とタイヤ前後力との協調制御に際し、各車輪のタイヤの荷重状態に応じて所望の運動を実現させるためのタイヤ発生力が容易に算出可能となる。
【０００６】
ところが、この車両挙動制御装置においても、車輪の制駆動力を制御して車両にヨーモーメントを発生させる場合、状況に応じて旋回外側前輪および旋回内側後輪の２輪に対して最適なタイヤ力配分を行うため、配分したタイヤ前後力の和が制動力または駆動力を発生させることがあり、ドライバが減速感（制動感）や加速感（駆動感）を覚えることがあった。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、車輪の制駆動力を制御することによってヨーモーメントを発生させて車両の挙動を制御するに際し、車両の減速感または加速感を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、制動または駆動によるタイヤ前後力を複数の車輪に個別に発生させることによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置であって、旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段とを備えるように構成する。
【０００９】
上記車両挙動制御装置においては、調整前後力設定手段は、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和が０となるように、前記調整前後力を設定するとよい。また、これら車両挙動制御装置においては、前記調整前後力設定手段は、前記ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、前記調整前後力を設定するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両挙動制御装置によれば、制駆動力を前後左右の車輪に個別に発生させることによってヨーモーメントを可変制御するに際し、ヨー制御車輪選択手段が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御するとともに、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を、残りの２輪の少なくとも一方に発生させることにより、車両の加減速を抑制することができる。
【００１１】
また、調整前後力を、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力と等しい大きさとすることにより、車両の加減速を無くすことができる。更に、調整前後力を発生させる車輪として、ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪を選択することにより、調整前後力設定によって発生するヨーモーメントを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
≪実施形態の構成≫
以下、図面を参照して、本発明に係る車両挙動制御装置の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、４本の車輪やタイヤ等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左側前輪３ｆｌ、右側前輪３ｆｒ、左側後輪３ｒｌ、右側後輪３ｒｒと記すとともに、総称する場合には、例えば、前輪３ｆ、後輪３ｒ、車輪３等と記す。
【００１３】
図１は実施形態に係る車両挙動制御装置１０を適用した自動車１の概略構成図である。自動車１はタイヤ４が装着された前後左右の車輪３を備えており、これら各車輪３が図示しないサスペンションによって車体２に懸架されている。自動車１の運転席には、運転者による運転操作に供されるステアリングホイール５、アクセルペダル６、ブレーキペダル７が設置されている。
【００１４】
ステアリングホイール５が連結されたステアリングシャフト８には、ステアリングホイール５の操舵角を検出する操舵角センサ１１が設けられ、アクセルペダル６およびブレーキペダル７には各ペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１２およびブレーキセンサ１３がそれぞれ設けられ、運転者による操作量を検出できるようになっている。また、車体２の適所には、自動車１に作用する前後方向および横方向の加速度を検出する加速度センサ１４や、自動車１のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ１５、車速を検出する車速センサ１６等が設けられている。
【００１５】
自動車１は前輪舵角制御手段として、ステアリングホイール５から機械的に分離され、運転者のステアリング操作に応じて図示しないアクチュエータを駆動して前輪３ｆの舵角を個別に変化させる、いわゆるステア・バイ・ワイヤの前輪舵角制御装置２１を備え、後輪舵角制御手段として、同じく図示しないアクチュエータを駆動して後輪３ｒの舵角を個別に変化させる後輪舵角制御装置２２を備えている。各車輪３に対してはアクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサ１７がそれぞれ設置されており、検出結果がフィードバックされることによって車輪３の正確な舵角制御が可能になっているとともに、後述する規範ヨーレイトの算出の基礎となる車輪の実舵角が把握可能とされている。
【００１６】
また、自動車１は制動制御手段として、ブレーキペダル７から機械的に分離され、運転者のブレーキ操作に応じて各車輪３の制動力を個別に制御する、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤの制動制御装置２３を備えるとともに、駆動制御手段として、アクセルペダルから機械的に分離され、運転者のアクセル操作に応じてスロットル開度や燃料噴射量等を制御することによってエンジン出力を制御し、トルクトランスファを制御することによって前後左右の車輪の駆動力を制御する駆動制御装置２４を備えている。
【００１７】
自動車１には、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５が設置されており、上記した前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４等の各種システムを統括制御する。また、ＥＣＵ２５には、上記各センサ１１〜１７が接続されており、これらからの検出信号がシステムの統括制御に利用される。
【００１８】
このように構成された自動車１によれば、各車輪３の舵角を変化させることによりタイヤ横力を個別に可変制御し、各車輪の制駆動力を変化させることによりタイヤ前後力を個別に可変制御することができ、４輪をトータル制御することによって自動車１の挙動を制御することが可能である。
【００１９】
図２は実施形態に係る車両挙動制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、車両挙動制御装置１０は、入力インタフェース２６を介して操舵角センサ１１、アクセルセンサ１２、ブレーキセンサ１３、車速センサ１６およびストロークセンサ１７等の検出信号が入力するＥＣＵ２５と、ＥＣＵ２５で生成され、出力インタフェース３２を介して出力された制御信号に基づいて作動する前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４とから構成されている。
【００２０】
ＥＣＵ２５は、入力インタフェース２６を介して入力した各種信号に基づいて目標ヨーレイト（目標運動量）を算出する目標ヨーレイト算出部２７（目標運動量算出手段）と、各種信号に基づいて規範ヨーレイト（規範運動量）を算出する規範ヨーレイト算出部２８（規範運動量算出手段）と、目標ヨーレイト算出部２７によって算出された目標ヨーレイトと規範ヨーレイト算出部２８によって算出された規範ヨーレイトとから、そのタイヤ横力およびタイヤ前後力を可変制御する車輪を選択するヨー制御車輪選択部２９と、ヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪３に対するタイヤ横力とタイヤ前後力との制御割合を設定する制御割合設定部３０と、自動車１の加減速を調整すべく、調整前後力を設定する調整前後力設定部３１とを備えている。
【００２１】
ヨー制御車輪選択部２９は、各種センサの検出結果から自動車１が旋回状態にあるときには、ヨーモーメントを可変制御する車輪として、旋回外側の前輪３ｆおよび旋回内側の後輪３ｒのみを選択する。制御割合設定部３０は、選択された車輪３について、算出された目標ヨーレイトと算出された規範ヨーレイトとの差が小さいほど、タイヤ横力に対してタイヤ前後力の制御割合を小さく（換言すれば、タイヤ横力の制御割合を大きく）設定する。また、調整前後力設定部３１は、旋回外側後輪と旋回内側前輪とのどちらか一方を選択するとともに、制御割合設定部３０によって設定された制動力と駆動力とから生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を設定することにより、自動車１の加減速を抑制する。
【００２２】
そして制御割合設定部３０で設定された制御割合および、調整前後力設定部３１で設定された加減速制御を実現すべく、前輪舵角制御装置２１、後輪舵角制御装置２２、制動制御装置２３、および駆動制御装置２４が、前後左右の車輪３のタイヤ横力およびタイヤ前後力を制御する。これによって、自動車１は挙動が安定するように制御される。
【００２３】
≪実施形態の作用効果≫
次に、図３を参照して車両挙動制御装置１０が行う車両制御手順について説明する。図３は車両制御手順を示すフローチャートである。ここで使用する記号について以下のように定義する。
γＴ（ｔ）：時刻ｔにおける目標ヨーレイト
γＴ０（ｔ）：時刻ｔにおける舵角や車速等のパラメータから本来発生し得る規範ヨーレイト
γ（ｔ）：時刻ｔにおける実際のヨーレイト
ここで、各車輪３のサフィックスを図５に示すように、右前から反時計回りに１，２，３，４とすると、
Ｆｘｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの要求タイヤ前後力
Ｆｙｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの要求横力
Ｋｉ（ｔ）：時刻ｔにおけるタイヤｉの荷重配分係数
Ｇｌ（ｔ）：時刻ｔにおける自動車に作用する横加速度
Ｇｌｇ（ｔ）：時刻ｔにおける自動車に作用する前後加速度
となる。
【００２４】
まず、ステップ１において、ＥＣＵ２５は自動車１の重心点ベクトルを算出する。これはＧ→＝Ｇｌ（ｔ）→＋Ｇｌｇ（ｔ）→等で算出され、この比が４輪の荷重比であり４輪のタイヤ摩擦円の相対比と置き換える。例えば、左旋回中に軽く制動して
Ｇｌ（ｔ）＝０．３
Ｇｌｇ（ｔ）＝０．２
となった場合、相対比の演算方式は多数考えられるが、自動車１の前後重量配分を前：後＝ｍ：ｎとしてその分を考慮すると、
Ｋ１（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（Ｇｌ（ｔ）＋ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ２（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（−Ｇｌ（ｔ）＋ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ３（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（Ｇｌ（ｔ）−ＧＬｇ（ｔ））｝
Ｋ４（ｔ）＝ｑ×｛ｌ×ｍ／（（ｍ＋ｎ）／２）＋（−Ｇｌ（ｔ）−ＧＬｇ（ｔ））｝
となる。但し、ｑ：係数、である。
【００２５】
次に、ステップ２において、自動車１の運動を行うタイヤ４がどのような状況にあるかを判断するために指標εを算出する。ここで、その指標εは以下のように表すことができる。
ε＝γＴ（ｔ）−γＴ０（ｔ）
これは、運転者が所望する目標ヨーレイトγＴ（ｔ）が本来発生し得る規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）とどれほどかけ離れているかを示す量であり、換言すれば、タイヤ特性における線形領域での車両挙動を模擬している規範ヨーレイトと大きくかけ離れている目標値を所望するということは、タイヤ特性における非線形領域の制御量または非線形領域に近い大きな制御量を必要としていることを意味する。このように、難易度の高い摩擦円やその使用状況等を推定することなく、従来から用いられている車両の規範ヨーレイトを用いることにより、タイヤ特性における線形領域での作動であるか否かをある程度判断することができる。
【００２６】
更に、ステップ３において、マップを参照して指標εから制駆動側配分係数ｂおよび操舵側配分係数ｃを求め、タイヤ前後力およびタイヤ横力の分配方針を定める。例えば、ヨーレイトに関しては車両の自然な挙動を重視してタイヤの線形領域ではできるだけ操舵力制御を行い、すなわちタイヤ横力への分配を増やすこととし、タイヤの非線形領域では自然な挙動よりも目標値への拘束を重視して制駆動力制御を行い、すなわちタイヤ前後力への分配を増やすこととする。
【００２７】
そこで、図６に示すように、タイヤ発生力の分配を行う際にタイヤ横力とタイヤ前後力との配分を係数化し、その合計がある値を超えないようにすれば、くしくもそれはタイヤ摩擦円の制約を模擬したことになり、タイヤ前後力とタイヤ横力とに対してそれぞれ過大な要求がなされることが回避される。制駆動側配分係数ｂをｓとすると、操舵側配分係数ｃは１−ｓと表すことができ、これによってどちらか一方が過大な要求を行ってもタイヤの合計力が過大になることを防止できる。
【００２８】
次にステップ４において、規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とのヨーレイト差Δγを算出し（Δγ＝γＴ０（ｔ）−γ（ｔ））、ステップ５において、別のマップを参照してヨーレイト差Δγから制動係数ｄおよび駆動係数ｅを求める。これは、同じタイヤ前後力であっても規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）との符号が一致しないような場合（カウンターステアのような場合）には制動力を重視し、規範ヨーレイトと実際のヨーレイトとの符号が一致し且つその差が小さいような場合には駆動力を重視するという制御指針を実施するためのものである。重視する動力に対してどの程度出力し、重視しない動力に対してどの程度出力するのかを決定するためには指針が必要であり、どちらもが勝手に出力を行ってしまうと容易に物理限界であるタイヤの摩擦円を超えた力を発生させてしまうことになりかねない。しかし、タイヤの摩擦円をその都度計算しながらタイヤ発生力の分配を行うと、計算が非常に煩雑になって車両挙動制御の負荷が大きくなる。
【００２９】
同じ変位量の制駆動力制御を行う場合であっても駆動制御を目的に駆動制御装置２４を使うか制動制御を目的に制動制御装置２３を使うかを選択しなければならないが、図７に示すように、例えば、カウンターステア時や目標ヨーレイトγＴ（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とが大きく異なるような場合には制動力で行うという指針を決めることができる。すなわち、車両挙動から制動係数ｄがｗとなる場合、駆動係数ｅは１−ｗで表すことができる。
【００３０】
次に、ステップ６において、各車輪に求められるタイヤ発生力を算出する。各車輪のタイヤ前後力およびタイヤ横力は以下のように表される。
Ｆｘ１＝Ｋ１・Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｘ２＝Ｋ２・Ｆ・ｓ・（−１）×ｗ
Ｆｘ３＝Ｋ３・Ｆ・ｓ・（−１）×ｗ
Ｆｘ４＝Ｋ４・Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙ１＝Ｋ１・Ｆ・（１−ｓ）
Ｆｙ２＝Ｋ２・Ｆ・（１−ｓ）
Ｆｙ３＝Ｋ３・Ｆ・（−１）×（１−ｓ）
Ｆｙ４＝Ｋ４・Ｆ・（−１）×（１−ｓ）
【００３１】
更にステップ７において、ステップ６で求めたタイヤ発生力に基づいて、後に詳細に説明する、実際に制御するタイヤ発生力分配処理を行い、一連の処理を終了する。
【００３２】
次に、図４を参照して、タイヤ発生力分配処理について説明する。この処理は、旋回時において、旋回内側前輪および旋回外側後輪について、決定されたタイヤ前後力とタイヤ横力との配分比を、もっともヨーモーメントに対して寄与するであろう旋回外側前輪および旋回内側後輪による制御を中心としたり、タイヤ発生力制御を行う車輪を旋回外側前輪および旋回内側後輪のみに限定したりすることによって、タイヤ発生力制御によるエネルギの損失を抑え、効率的に車両挙動制御をすることを可能とする。
【００３３】
まず、ステップ１１において、規範ヨーレイトγＴ０（ｔ）と実際のヨーレイトγ（ｔ）とのヨーレイト差Δγが０より大きいか否かを判定する。これはヨーレイト差Δから右旋回方向のモーメントを出すべきか左旋回方向のモーメントを出すべきかを判定するものである。ヨーレイト差Δγが０よりも大きい場合、ｉを１に、ｋを２に設定し（ステップ１２）、ヨーレイト差Δγが０以下である場合、ｉを２に、ｋを１に設定する（ステップ１３）。そして制動係数ｄの値ｗが０であるか否か判定し（ステップ１４）、次いで制動係数ｄの値ｗが１であるか否か判定する（ステップ１５）。
【００３４】
制動係数ｄの値ｗが０である場合、ステップ１６において、４輪のうち対角に位置する２輪（すなわち、旋回外側前輪および旋回内側後輪）について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙｉ＝Ｆ／（１−ｓ）
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・０
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ
【００３５】
一方、制動係数ｄの値ｗが１である場合、ステップ１８において、上記２輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・０
Ｆｙｉ＝Ｆ
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・ｓ・Ｗ
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ・（１−ｓ）
【００３６】
また、制動係数ｄの値ｗが０でも１でもない場合、ステップ１７において、上記２輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Ｆｘｉ＝Ｆ・ｓ・（１−ｗ）
Ｆｙｉ＝Ｆ／（１−ｓ）
Ｆｘ（ｉ＋２）＝Ｆ・ｓ・Ｗ
Ｆｙ（ｉ＋２）＝−Ｆ・（１−ｓ）
【００３７】
次に、ステップ１９において、旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和Ａを求める（Ａ＝Ｆｘｉ＋Ｆｘ（ｉ＋２））。そしてステップ２０において、このタイヤ前後力の和Ａが０よりも大きいか否か、すなわちタイヤ前後力の和Ａが駆動力ａであるか制動力−ａであるかを判定する。
【００３８】
ステップ２０で前記タイヤ前後力の和Ａが駆動力ａと判定された場合、ステップ２１において、ｉが２に設定されているか否か、すなわち右旋回方向のモーメントを追加しているか否かを判定する。右旋回していると判定された場合、ステップ２２において、右側前輪３ｆｒ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（駆動力ａ）を発生させている左側前輪３ｆｌの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力−ａ（調整前後力：制動力）を発生させる（Ｆｘ（ｉ−１）＝−ａ）（図８参照）。一方、ステップ２１で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ２３において、左側前輪３ｆｌ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（駆動力）を発生させている右側前輪３ｆｒの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力−ａ（調整前後力：制動力）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋１）＝−ａ）（図９参照）。
【００３９】
他方、ステップ２０で前記タイヤ前後力の和Ａが制動力−ａであると判定された場合、ステップ２４において、ｉが１に設定されているか否か、すなわち左旋回しているか否かを判定する。左旋回方向のモーメントと追加していると判定された場合、ステップ２５において、右側後輪３ｒｒ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（制動力）を発生させている左側後輪３ｒｌの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力（調整前後力：駆動力ａ）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋３）＝ａ）（図１０参照）。ステップ２４で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ２６において、左側後輪３ｒｌ、すなわち、より大きなタイヤ前後力（制動力）を発生させている右側後輪３ｒｒの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消すタイヤ前後力（調整前後力：駆動力ａ）を発生させる（Ｆｘ（ｉ＋２）＝ａ）（図１１参照）。
【００４０】
このように、本発明に係る車両挙動制御装置１０によれば、制駆動力を前後左右の車輪３に個別に発生させることによって自動車１の挙動を制御するに際し、ヨー制御車輪選択部２９が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御できるとともに、前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消す調整前後力（タイヤ前後力ａまたは−ａ）を、ヨー制御車輪選択部２９によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪３に発生させることにより、自動車１の加減速を抑制することが可能となっている。
【００４１】
また、調整前後力を前記タイヤ前後力の和Ａを打ち消す向きの等しい大きさに、すなわちａまたは−ａとすることにより、自動車１の加減速を無くすことができる。
【００４２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態の車両は、４輪すべてについてタイヤ前後力およびタイヤ横力を制御できるように各種運動制御装置を備えているが、前輪のみがタイヤ横力を可変制御できる前輪舵角制御装置を備えている形態としてもよい。また、上記実施形態では、操舵側と制駆動側とでタイヤ発生力を配分してヨーモーメントを発生させているが、制駆動力のみでヨーモーメントを発生させてもよい。また、目標運動量、規範運動量として目標ヨーレイト、規範ヨーレイトを用いる必要はなく、前後加速度および横加速度等を運動量として利用してもよい。更に、上記以外の算式でタイヤ発生力分配を行う等、これら変更以外でも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両挙動制御装置を適用した自動車の概略構成図
【図２】車両挙動制御装置の概略構成を示すブロック図
【図３】車両制御手順を示すフローチャート
【図４】タイヤ発生力分配処理手順を示すフローチャート
【図５】タイヤ発生力示した自動車モデルの概略図
【図６】指標と車輪のタイヤ発生力の分配関係を示すグラフ
【図７】ヨーレイト差と制駆動力の分配関係を示すグラフ
【図８】右旋回加速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図９】左旋回加速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図１０】右旋回減速時の加減速制御の概念を示す説明図
【図１１】左旋回減速時の加減速制御の概念を示す説明図
【符号の説明】
【００４４】
１ 自動車
２ 車体
３ 車輪
４ タイヤ
５ ステアリングホイール
６ アクセルペダル
７ ブレーキペダル
１０ 車両挙動制御装置
２１ 前輪舵角制御装
２２ 後輪舵角制御装置
２３ 制動制御装置
２４ 駆動制御装置
２５ ＥＣＵ
２７ 目標ヨーレイト算出部
２８ 規範ヨーレイト算出部
２９ ヨー制御車輪選択部
３０ 制御割合設定部
３１ 調整前後力設定部
Ａ 旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和
γＴ 目標ヨーレイト
γＴ０ 規範ヨーレイト
γ 実際のヨーレイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動または駆動によるタイヤ前後力を複数の車輪に個別に発生させることによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、
車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、
旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段と
を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
調整前後力設定手段は、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和が０となるように、前記調整前後力を設定することを特徴とする、請求項１に記載の車両挙動制御装置。
【請求項３】
前記調整前後力設定手段は、前記ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、前記調整前後力を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両挙動制御装置。
【請求項１】
制動または駆動によるタイヤ前後力を複数の車輪に個別に発生させることによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、
車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、
旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段と
を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
調整前後力設定手段は、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和が０となるように、前記調整前後力を設定することを特徴とする、請求項１に記載の車両挙動制御装置。
【請求項３】
前記調整前後力設定手段は、前記ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、前記調整前後力を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両挙動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２２７０４３（Ｐ２００９−２２７０４３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７３５８７（Ｐ２００８−７３５８７）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]