車両運動制御システム
【課題】単一の前輪とその前輪より後方側に配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載されて車両の運動を制御するシステムであって、車両の斜め前方への転倒を防止することが可能な車両運動制御システムを提供する。
【解決手段】制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御する。車両を旋回内側に向けることで、制動旋回によって車体に作用する力の向きを、車両が転倒しにくい向き、例えば、車幅方向に平行な向き等に変更することが可能となる。したがって、本車両運動制御システムによれば、車両の転倒を防止することが可能となる。
【解決手段】制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御する。車両を旋回内側に向けることで、制動旋回によって車体に作用する力の向きを、車両が転倒しにくい向き、例えば、車幅方向に平行な向き等に変更することが可能となる。したがって、本車両運動制御システムによれば、車両の転倒を防止することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に関し、特に、その車両の運動を制御するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、下記特許文献１に記載されているように、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両が検討されている。また、下記特許文献２に記載されているように、前輪と左右輪とに加え、さらに車両後方側に単一の車輪が配設された車両、つまり、４つの車輪が菱形状に配設された車両が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３０９８５号公報
【特許文献２】中国授権公告号ＣＮ１３０４２３７Ｃ
【特許文献３】特開２００４−６６９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
４つの車輪が四隅に配設された一般的な車両は、車幅方向の転倒のみを考慮すればよい。そこで、そのような車輪が四隅に配設された車両においては、車両の転倒を防止するために、例えば、上記特許文献３に、車両の横加速度が制限値を超えないように各車輪の制動力を制御する技術が記載されている。それに対して、上記特許文献１，２に記載されたような車両は、車両の斜め前方へ最も転倒しやすい。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載されて車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、特に車両の斜め前方への転倒を防止することが可能な車両運動制御システム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】
【０００５】
本発明の車両運動制御システムは、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、制動かつ旋回状態にある場合（以下、「制動旋回」という場合がある）において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両運動制御システムは、車両を旋回内側に向けることで、制動旋回によって車体に作用する力の向きを、車両が転倒しにくい向き、例えば、車幅方向に平行な向き等に変更することが可能となる。したがって、本発明の車両運動制御システムによれば、車両の転倒を防止することが可能となる。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（４）項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに（３）項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（５）項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに（６）項の技術的特徴を付加したものが請求項６に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする車両運動制御システム。
【００１０】
本項に記載の車両運動制御システムは、３つの車輪が三角形状に配設された車両に搭載される。なお、本項の車両運動制御システムが搭載される車両は、車輪が３つのものに限定されない。例えば、後に詳しく説明するように、左右輪よりさらに車両後方に配設された後輪を有するもの、車輪がいわゆる菱形配置された車両であってもよい。そのような車両は、車両の前方に単一の車輪しか配設されていないため、重心位置から前輪と左輪とを結ぶ直線までの距離，重心位置から前輪と右輪とを結ぶ直線までの距離が、重心位置から左右輪までの車幅方向の距離より短く、車両の斜め前方へ転倒しやすい。具体的には、制動かつ旋回状態にある場合、当然に車体に斜め前方への力が作用し、その力によって車両が転倒する可能性があるのである。なお、本項に記載の「制動かつ旋回状態（以下、単に「制動旋回」という場合がある）」とは、運転者がステアリング操作に加えてブレーキ操作をも行っている状態に限定されず、路面とタイヤとの摩擦による抵抗，いわゆるエンジンブレーキや駆動用モータの回転抵抗等によって、車輪に何らかの制動力が働いている状態でステアリング操作された状態、つまり、今の車両の状態のままでは車速が低下する状態をも意味する。
【００１１】
本項に記載の車両運動制御システムは、制動旋回中において車両が斜め前方へ転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように、車両の運動を制御する。なお、本項にいう「車両が旋回内側を向くように車両の運動を制御する」とは、例えば、車両の旋回半径が小さくなるようにすること、ヨーレートが大きくなるようにすること、オーバステア傾向とすること、車両を旋回内側に向かって車体の重心まわりに回転させるようにすること等を意味する。つまり、本システムによれば、制動旋回により車体に作用する力の向きが、転倒しやすい斜め前方から、真横に近づくことになり、車両の転倒を防止することが可能となるのである。
【００１２】
ちなみに、本項に記載のシステムにおける車両を旋回内側に向けるための制御（以下、「車両方向変更制御」という場合がある。）は、その制御手法が特に限定されない。後に詳しく説明するように、本項のシステムが搭載される車両が備える種々の装置等を制御して、車両が旋回内側を向くようにする種々の制御を採用可能である。なお、車両が転倒する可能性が高い場合、速やかに車両が旋回内側を向くことが望ましく、本項のシステムが、車両方向変更制御として複数の制御手法を実行可能である場合には、それらが並行して実行されることが望ましい。
【００１３】
（２）当該車両運動制御システムが、
車体に生じる加速度の向きが、左旋回時においては車体の重心位置から右輪に向かう向きに近づき、右旋回時においては車体の重心位置から左輪に向かう向きに近づくように、車両の運動を制御する(1)項に記載の車両運動制御システム。
【００１４】
本項に記載の態様は、車両の向きを変更する際の目標を定めた態様であり、車体に生じる加速度の向きが、旋回外輪に向かう向きに近づくように車両の運動を制御する態様である。加速度の向きが、旋回外輪に向かう向きに近くなるほど、その加速度の前輪と旋回外輪とを結ぶ直線に直交する方向の成分が小さくなると考えられる。したがって、本項の態様によれば、車両を斜め前方に転倒させる力がより小さくなるように、車両の向きを変更することが可能である。
【００１５】
（３）前輪，左輪および右輪のうちの１以上ものが、転舵輪とされ、
当該車両運動制御システムが、
前記転舵輪の転舵を制御する転舵制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両が旋回内側に向くように前記転舵輪をさらに転舵させるように構成された(1)項または(2)項に記載の車両運動制御システム。
【００１６】
本項に記載の態様は、車両方向変更制御を具体化した一態様であり、転舵輪をさらに転舵させることにより車両の向きを変更する態様である。速やかに車両の向きを変更するという観点からすれば、車両が転倒する可能性が高くなった直後には、すべての転舵輪を大きく転舵することが望ましく、転舵可能な最大量となるまで転舵することが望ましい。
【００１７】
また、本項の態様は、例えば、検出された加速度の向きと旋回外輪に向かう向きとの角度差に基づいて、その角度差がなくなるように、転舵輪の転舵角を制御する態様とすることが可能である。そのような態様とすれば、車体に生じる加速度の向きを旋回外輪に向かう向きに維持させることも可能である。
【００１８】
（４）前記左輪および右輪の各々が、独立して制動可能とされ、
当該車両運動制御システムが、
左輪および右輪の各々の制動力を制御する制動力制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、左輪および右輪のうちの旋回内輪の制動力がそれらのうちの旋回外輪の制動力より大きくなるように制御することで、車両が旋回内側を向くように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００１９】
本項に記載の態様は、車両方向変更制御を具体化した一態様であり、左右輪の各々の制動力に差をつけることで車両の向きを変更する態様である。速やかに車両の向きを変更するという観点からすれば、車両が転倒する可能性が高くなった直後には、旋回内輪と旋回外輪との制動力差はできる限り大きい方が望ましく、旋回外輪の制動力を０とし、かつ、左輪と右輪とに対応するブレーキで発生させるべき制動力のすべてを旋回内輪に対応するブレーキに発生させるようにすることが望ましい。
【００２０】
また、本項の態様は、例えば、検出された加速度の向きと旋回外輪に向かう向きとの角度差がなくなるように、その角度差に基づいて、左輪と右輪との制動力差を制御する態様とすることが可能である。そのような態様とすれば、車体に生じる加速度の向きを旋回外輪に向かう向きに維持させることも可能である。
【００２１】
（５）当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、
前輪，左輪および右輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させるとともに、その減衰力を発生させるための自身の能力であってその減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更可能な３つのショックアブソーバを有し、
当該車両運動制御システムが、
前記３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する減衰係数制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、それら３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を通常より高くするように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２２】
本項に記載の態様は、上述した車両方向変更制御を補助する制御、つまり、車両方向変更制御とは別の車両の転倒を防止するための制御を実行する態様である。本項の態様によれば、ショックアブソーバの減衰係数が高くされることで、車体の重心位置の変動が抑制される。つまり、車両の向きを旋回内側に向ける最中に、車体が斜め前方に傾倒することが抑制され、より確実に車両の転倒が防止されるのである。
【００２３】
（６）当該車両運動制御システムが、
車両が転倒する可能性が高い状況下からその可能性が低くなった場合に、車両の向きが旋回外側を向くように車両の運動を制御するように構成された(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２４】
本項に記載の態様によれば、車両の向きを、転倒を防止するために変更した状態から、元の向きに戻すことが可能である。具体的には、例えば、車両が旋回外側に向くように前記転舵輪を転舵させること、左輪および右輪のうちの旋回外輪の制動力が旋回内輪の制動力より大きくなるように制御すること、あるいは、それらの両者を行うことで、車両の向きが旋回外側に向くようにする態様とすることが可能である。
【００２５】
（７）前記前輪が、転舵輪とされた(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２６】
（８）前記左輪および右輪の各々が、駆動輪とされ、それぞれが独立して駆動可能とされた(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２７】
上記２つの項に記載の態様は、車両運動制御システムが搭載される車両の構成を限定した態様である。
【００２８】
（９）当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、左輪および右輪より後方側に配設された単一の後輪を有する(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２９】
（１０）前記後輪が、転舵輪とされた(9)項に記載の車両運動制御システム。
【００３０】
上記２つの項に記載の態様は、車両運動制御システムが搭載される車両を、４つの車輪が菱形状に配設された車両に限定した態様である。後者の態様は、さらに、前輪，左輪および右輪のうちの転舵輪とされたものに加えて、後輪も転舵輪とされた態様である。後者の態様において、前輪と後輪とを逆相に転舵するように構成すれば、最小回転半径の小さな車両が実現することになる。したがって、後者の態様は、車両が旋回内側に向くように転舵輪を転舵させる態様に、特に有効な態様となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】請求可能発明の実施例である車両用運動制御システムを搭載する車両の全体構成を示す模式図である。
【図２】前輪に対応するシャシーを示す側面図である。
【図３】左輪に対応するシャシーを示す車両後方から眺めた正面断面図である
【図４】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムによって実行される転倒防止制御の概念図である。
【図５】車両が転倒する可能性が高い加速度の範囲である過大加速度範囲を示す図である。
【図６】図１に示す電子制御ユニットによって実行される実行制御切換プログラムを表すフローチャートである。
【図７】図１に示す電子制御ユニットによって実行される転舵制御プログラムを表すフローチャートである。
【図８】図１に示す電子制御ユニットによって実行される制動力制御プログラムを表すフローチャートである。
【図９】図１に示す電子制御ユニットによって実行される減衰力制御プログラムを表すフローチャートである。
【図１０】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムの制御装置として機能する電子制御ユニットの機能に関するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、請求可能発明を実施するための最良の形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。
【００３３】
＜車両運動制御システム搭載車両の構成＞
図１に、請求可能発明の実施例である車両運動制御システムが搭載される車両を模式的に示す。本車両は、菱形状に配設された４つの車輪１２を有している。詳しく言えば、車両の前方側に配設された前輪１２Ｆと、車両前後方向のほぼ中間で車幅方向の両端の各々に配設された左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRと、車両の後方側に配設された後輪１２Ｒとを有している。また、本車両には、サスペンションシステムが搭載され、そのサスペンションシステムは、４つの車輪１２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒと車体１４との間に、それら４つの車輪１２の各々に対応して独立懸架式の４つのサスペンション装置１６を備えている。さらに、本車両には、ブレーキシステムも搭載され、そのブレーキシステムは、いわゆる電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ）とされている。詳しく言えば、そのブレーキシステムは、ブレーキペダル２０を主体とするブレーキ操作装置と、４つの車輪１２の各々に対応して設けられた４つの制動装置２２とが物理的に分離され、各車輪１２毎に、対応する制動装置２２が有する動力源の動力によって制動力を発生させるシステムである。なお、それらサスペンション装置１６，制動装置２２は総称であり、４つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、車輪１２と同様に、図にも示すように、車輪位置を示す添え字として、前輪，左輪，右輪，後輪の各々に対応するものにＦ，ＭL，ＭR，Ｒを付す場合がある。
【００３４】
本車両においては、４つの車輪１２のうちの前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒが、転舵輪とされている。本車両には、ステアリングシステムも搭載され、そのステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤ型のものとされている。つまり、そのステアリングシステムは、ステアリングホイール３０を主体とするステアリング操作装置３２と、前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒの各々に対応して設けられた２つの転舵装置３４とが機械的に分離され、ステアリングホイール３０に加えられる操作力によらずに、２つの転舵装置３４の各々が有する動力源の動力によって前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒを転舵するシステムである。なお、２つの転舵装置３４については、後に詳しく説明する。
【００３５】
また、本車両においては、４つの車輪１２のうちの左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRが、駆動輪とされている。本車両は、いわゆるドライブバイワイヤ方式のものであり、アクセルペダル４０を主体とするアクセル操作装置と、左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRの各々に対応して設けられた２つの駆動装置４２とが機械的に分離されている。そして、アクセルペダル４０の操作に応じ、２つの駆動装置４２の各々が有するモータが駆動され、それらの各々のモータの動力によって推進される。なお、２つの駆動装置４２については、後に詳しく説明する。
【００３６】
転舵輪である前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとの各々に対応するシャシーは、略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、図２を参照しつつ、前輪１２Ｆに対応するシャシーを代表して説明する。前輪１２Ｆに対応するシャシーは、上述したように、サスペンション装置１６Ｆ，制動装置２２Ｆ，転舵装置３４Ｆを含んで構成される。サスペンション装置１６Ｆは、ダブルウィッシュボーンに類似する構造のものであり、アッパアーム５０とロアアーム５２とを備えている。それらアッパアーム５０とロアアーム５２とのそれぞれの一端部は、車体１４に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するキャリア５４の上方にボールジョイントを介して連結されている。そのような構成により、キャリア５４は、車体１４に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされるとともに、２本のアーム５０，５２の各々の他端部を連結する２つのボールジョイントを結ぶ軸（キングピン軸）の回りに回動可能とされている。
【００３７】
また、サスペンション装置１６Ｆは、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング６０と、ショックアブソーバ６２とを備えている。それらコイルスプリング６０とショックアブソーバ６２とは、それぞれ、車体１４の一部であるばね上部としてのマウント部と、ばね下部の一部分を構成するロアアーム５２との間に、互いに並列的に配設されている。ショックアブソーバ６２は、いわゆる電磁式ショックアブソーバであり、電磁モータ６４を有して、その電磁モータ６４が発生させる力に依拠してばね上部とばね下部とに対して接近・離間する向きの力を発生させるものとされている。つまり、ショックアブソーバ６２は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力を発生させることが可能とされている。また、ショックアブソーバ６２は、電磁モータ６４が発生させる力を変更することによって、減衰力の大きさを変更すること、つまり、減衰係数を変更することが可能とされている。なお、ショックアブソーバ６２は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する推進力をも発生させることが可能とされており、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づく制御等を実行することが可能とされている。
【００３８】
制動装置２２Ｆは、先にも説明したように、電気機械式ブレーキであり、車輪１２と一体的に回転するディスクロータ７０と、車輪とともに回転しない車両の一部、具体的には、キャリア５４に配設されたブレーキパッドと、そのブレーキパッドをディスクロータ７０に押し付ける電磁モータ７２とを含んで構成される。つまり、制動装置２２Ｆは、電磁モータ７２が発生させる力に依拠してディスクロータ７０とブレーキパッドとの間に摩擦力を発生させ、その摩擦力により制動力を発生させるものとされている。
【００３９】
キャリア５４の上端部には、電磁モータ８０が連結されている。その電磁モータ８０のステータが車体１４に固定され、ロータがキャリア５４に固定されている。つまり、その電磁モータ８０が発生させる力に依拠して、キャリア５４をキングピン軸回りに回転させること、つまり、前輪１２Ｆを転舵させることが可能とされている。したがって、電磁モータ８０とキャリア５４とを含んで、転舵装置３４Ｆが構成されている。
【００４０】
次に、駆動輪である左輪１２ＭLと右輪１２ＭRとの各々に対応するシャシーについて説明する。それら左輪１２ＭLと右輪１２ＭRとの各々に対応するシャシーは、略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、図３を参照しつつ、左輪１２ＭLに対応するシャシーを代表して説明する。左輪１２ＭLに対応するシャシーは、上述したように、サスペンション装置１６ＭL，制動装置２２ＭL，駆動装置４２ＭLを含んで構成される。サスペンション装置１６ＭLは、ダブルウィッシュボーン式のもであり、アッパアーム９０とロアアーム９２とを備えている。それらアッパアーム９０とロアアーム９２とのそれぞれの一端部は、車体１４に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するキャリア９４に回動可能に連結されている。そのような構成により、キャリア９４は、車体１４に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされている。また、サスペンション装置１６ＭLは、前後輪１２Ｆ，Ｒのものと同様に、コイルスプリング６０ＭLと、電磁式のショックアブソーバ６２ＭLとを備えている。それらコイルスプリング６０ＭLとショックアブソーバ６２ＭLとは、それぞれ、車体１４の一部であるばね上部としてのマウント部と、ばね下部の一部分を構成するロアアーム９２との間に、互いに並列的に配設されている。
【００４１】
駆動装置４２ＭLは、電磁モータ１００を主体とするものであり、その電磁モータ１００は、キャリア９４に固定されたステータ１０２と、キャリア９４に回転可能に保持されたモータ軸１０４と、そのモータ軸１０４に固定されたロータ１０６とを含んで構成される。車輪１２は、モータ軸１０４に固定されており、電磁モータ１００は、車輪１２を直接回転させることが可能とされている。つまり、駆動装置４２ＭLは、いわゆるインホイールモータとされており、電磁モータ１００が発生させる力に依拠して駆動力を発生させるものとされている。
【００４２】
制動装置２２ＭLは、前後輪１２Ｆ，Ｒのものと略同様の構成の電気機械式ブレーキであり、電磁モータ７２ＭLが発生させる力に依拠して、モータ軸１０４に固定されたディスクロータ１１０とブレーキパッド１１２との間に摩擦力を発生させ、その摩擦力により制動力を発生させるものとされている。
【００４３】
本車両においては、図１に示すように、電子制御ユニット２００（以下、「ＥＣＵ２００」という場合がある）によって、車両の運動が制御される。具体的には、上述した４つの電磁式ショックアブソーバ６２，４つの制動装置２２，２つの転舵装置３４，２つの駆動装置４２のそれぞれが有するモータの作動が制御されることで、車両の運動が制御される。なお、ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものである。また、ＥＣＵ２００には、図示は省略するが、各モータの駆動回路として機能する複数のインバータが接続されており、それらインバータを制御することで、それらインバータに接続された電源から各モータに電力が供給される。
【００４４】
図１に示すように、車両には、車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）を検出する車速センサ［ｖ］２２０，ステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサ［ＭA］２２２，車体１４の鉛直軸回りの回転速度であるヨーレートを検出するヨーレートセンサ［ω］２２４，車体１４に実際に発生する前後加速度である実前後加速度を検出する前後加速度センサ［Ｇｘ］２２６，車体１４に実際に発生する横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ［Ｇｙ］２２８，各車輪１２に対応する車体１４の各マウント部の上下方向の加速度を検出する４つのばね上縦加速度センサ［Ｇｚ］２３０，アクセルペダルに加えられた操作力を検出するアクセル操作力センサ［ａD］２３２，ブレーキペダルに加えられた操作力を検出するブレーキ操作力センサ［ａB］２３４，前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒの実際の転舵角を検出する２つの転舵角センサ［θF，θR］２３６等が設けられており、それらはＥＣＵ２００のコンピュータに接続されている。ＥＣＵ２００は、それらのスイッチ，センサからの信号に基づいて、モータの作動の制御を行うものとされている。ちなみに、［ ］の文字は、上記スイッチ,センサ等を図面において表わす場合に用いる符号である。また、ＥＣＵ２００のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に詳しく説明する制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。
【００４５】
＜通常時の車両運動制御＞
i）電磁式ショックアブソーバの制御
本車両運動制御システムでは、４つのショックアブソーバ６２の各々を独立して制御することが可能となっている。それらショックアブソーバ６２の各々において、アブソーバ力が独立して制御されて、車体１４の振動、つまり、ばね上振動を減衰するための制御（以下、「振動減衰制御」という場合がある）が実行される。その振動減衰制御では、車体１４の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアブソーバ力を発生させるべく、目標アブソーバ力ＦAが決定される。つまり、振動減衰制御は、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御である。具体的には、車体１４のマウント部に設けられたばね上縦加速度センサ２３０によって検出されるばね上縦加速度から得られる車体１４のマウント部の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上絶対速度ＶSに基づいて、次式に従って、アブソーバ力ＦAが演算される。
ＦA＝ＣS・ＶS （ＣS：減衰係数）
そして、その目標アブソーバ力ＦAを発生させるためのモータ６４の作動制御は、インバータによって行われる。詳しく言えば、上記目標アブソーバ力ＦAに基づいて決定されたデューティ比についての指令がインバータに送信され、インバータによって、その指令に基づいたモータ６４の駆動制御がなされる。
【００４６】
ii）制動装置の制御
本車両運動制御システムでは、４つの制動装置２２の各々を独立して制御することが可能となっており、各車輪１２に対応する制動力が独立して制御される。この制動力制御では、ブレーキペダル２０に加えられた操作力に応じて、車両全体として発生させるべき制動力である目標制動力ＦBが決定される。具体的には、まず、ブレーキ操作力センサ２３４によってブレーキ操作力ａBが検出される。ＥＣＵ２００のＲＯＭには、そのブレーキ操作力ａBをパラメータとする目標制動力ＦBのマップデータが格納されており、目標制動力ＦBの決定にあたっては、そのマップデータが参照される。次いで、その目標制動力ＦBと、予め設定された各車輪１２へ制動力を配分する割合である制動力配分比に基づいて、前輪１２Ｆに対応する制動装置２２Ｆ，左輪１２ＭLに対応する制動装置２２ＭL，右輪１２ＭRに対応する制動装置２２ＭR，後輪１２Ｒに対応する制動装置２２Ｒの各々の目標制動力ＦB-F，ＦB-ML，ＦB-MR，ＦB-Rが決定される。なお、左輪１２ＭLに対応する力ＦB-MLと右輪１２ＭRに対応する制動力ＦB-MRとは、通常、同じ大きさとされるようになっている。
【００４７】
ちなみに、駆動装置４２の電磁モータ１００による回生制動が可能である場合には、その回生制動による制動力を優先させて、制動装置２２による制動力を決定するように構成することも可能である。
【００４８】
iii）転舵装置の制御
本車両運動制御システムでは、２つの転舵装置３４の各々を独立して制御することが可能となっており、前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵が独立して制御される。この転舵制御は、ステアリングホイール３０の操作量と車速とに応じて、車両がその旋回方向に向きを変える速度、つまり、目標ヨーレート（ヨー角速度）を決定し、その目標ヨーレートとなるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる制御である。具体的には、まず、操作角センサ２２２により検出されたステアリングホイール３０の操作角ＭAと車速センサ２２０により検出された車速ｖとに基づき、次式に従って、目標ヨーレートω*が演算される。
ω*＝Ｇω・｛ｖ／（１＋Ｋｈ・ｖ2）・ＭA
（Ｇ：ゲイン，Ｋｈ：目標スタビリティファクタ）
次いで、ヨーレートセンサ２２４によって、実際のヨーレートωrが取得され、目標ヨーレートω*に対する実ヨーレートωrの偏差であるヨーレート偏差Δω（＝ω*−ωr）が認定され、そのヨーレート偏差Δωが０となるように、前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*が決定されるのである。
【００４９】
なお、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*は、ＥＣＵ２００において、上記ヨーレート偏差Δωに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定される。
θF*＝ＫP1-θF・Δω＋ＫD1-θF・Δω’＋ＫI1-θF・∫(Δω)dt
θR*＝ＫP1-θR・Δω＋ＫD1-θR・Δω’＋ＫI1-θR・∫(Δω)dt
ここで、第１項，第２項，第３項は、それぞれ、目標転舵角における比例項成分，微分項成分，積分項成分を、ＫP，ＫD，ＫIは、それぞれ、比例ゲイン，微分ゲイン，積分ゲインを意味する。
【００５０】
iv）駆動装置の制御
本車両運動制御システムでは、２つの駆動装置４２の各々を独立して制御することが可能となっており、各車輪１２に対応する駆動力が独立して制御される。この駆動力制御では、アクセルペダル４０に加えられた操作力に応じて、車両全体として発生させるべき駆動力である目標駆動力ＦDが決定される。具体的には、まず、アクセル操作力センサ２３２によってアクセル操作力ａDが検出される。ＥＣＵ２００のＲＯＭには、そのアクセル操作力ａDをパラメータとする目標駆動力ＦDのマップデータが格納されており、目標駆動力ＦDの決定にあたっては、そのマップデータが参照される。次いで、その目標駆動力ＦDと、予め設定された左右輪１２ＭL，ＭRへ駆動力を配分する割合である駆動力配分比に基づいて、左輪１２ＭLに対応する駆動装置４２ＭL，右輪１２ＭRに対応する駆動装置４２ＭRの各々の目標駆動力ＦD-ML，ＦD-MRが決定される。なお、それら目標駆動力ＦD-ML，ＦD-MRは、通常、同じ大きさとされるようになっている。
【００５１】
＜転倒防止制御＞
i）転倒防止制御の概要
本車両は、車両の前方に単一の車輪１２Ｆしか配設されていないため、重心位置から前輪１２Ｆと左輪１２ＭLとを結ぶ直線までの距離，重心位置から前輪１２Ｆと右輪１２ＭRとを結ぶ直線までの距離が最も短く、車両の斜め前方へ転倒しやすい。具体的には、制動旋回中に、車体に斜め前方への力が作用すると、車両が転倒する可能性があるのである。そこで、本車両運動制御システムでは、制動旋回中において車両が斜め前方に転倒する可能性が高くなった場合に、その転倒を防止すべく転倒防止制御が実行されるようになっている。その転倒防止制御は、簡単に言えば、車両がさらに旋回内側を向くように、車両の運動を制御するものである。詳しくは、図４に示すように、車体に生じる加速度が、車体の重心位置から旋回外輪に向かう向きとなるように、車両を重心位置回りに旋回内側に向かって回転させるのである。そのことにより、車体に生じる力が、旋回外輪に向かう向きの力となるのである。本車両は、重心位置から前輪１２Ｆと旋回外輪とを結ぶ直線までの距離に比較して、重心位置から旋回外輪までの車幅方向の距離の方が長いため、旋回外輪に向かう向きの力が車体に作用する場合は、車両の斜め前方に向かう力が車体に作用する場合に比較して、転倒し難い。つまり、本車両運動制御システムは、上記のような制御によって、車両の転倒を防止するのである。なお、転倒防止制御は、上述のように車両が旋回内側を向くように車両の運動を制御する制御（図４における(a)〜(b)，以下、「車両方向変更制御」という場合がある）と、転倒する可能性がなくなった場合に、通常の状態に復帰させる制御（図４における(b)〜(c)，以下、「復帰制御」という場合がある）とを含んで構成されるため、以下に、それらの制御について、順次、具体的に説明する。
【００５２】
ii）転倒の判定
車両が転倒する可能性が高いか否かは、車体１４に生じている加速度の大きさと向きに基づいて判定される。まず、図５に示すように、車両の前後加速度Ｇｘと、車両の横加速度Ｇｙとを座標軸とする座標平面を考える。例えば、車両前方への転倒を考える。その場合、重心高Ｈは高くなるほど車両が転倒しやすく、重心位置から前輪１２Ｆまでの距離ＬFが短くなるほど車両が転倒しやすい。そのことより、車両前方への加速度の大きさの制限値ＧｘMAXは、次式に従って演算される。
ＧｘMAX＝Ｋｘ・ＬF／Ｈ
また、車幅方向への転倒を考える場合、重心高Ｈは高くなるほど車両が転倒しやすく、重心位置から左輪１２ＭLあるいは右輪１２ＭRまでの距離（トレッドＴｒの半分）が短くなるほど車両が転倒しやすい。つまり、車幅方向への加速度の大きさの制限値ＧｙMAXは、次式に従って演算される。
ＧｙMAX＝Ｋｙ・（Ｔｒ／２）／Ｈ
そして、車両の斜め方向の加速度の制限値が、それら前後加速度制限値ＧｘMAX，横加速度制限値ＧｙMAXに基づいて設定されている。詳しくは、図５に示すように、上述した座標平面上において、前後加速度制限値ＧｘMAXを示す点と横加速度制限値ＧｙMAXを示す点とを結ぶ線が、加速度の閾線とされており、その閾線の外部が、過大加速度範囲とされているのである。本車両運動制御システムでは、前後加速度センサ２２６の検出値と横加速度センサ２２８の検出値とから定まる上記座標平面上の点が、過大加速度範囲に入った場合に、車両が転倒する可能性が高くなったと判定されるようになっている。
【００５３】
iii）車両方向変更制御
上述した方法により車両が転倒する可能性が高くなったと判定された場合、ＥＣＵ２００は、車両が旋回内側を向くように、左右輪１２ＭL，ＭRに対応する制動装置２２ＭL，ＭRと、前後輪１２Ｆ，Ｒに配設された２つの転舵装置３４とを制御する。詳しく言えば、ＥＣＵ２００は、左右輪１２ＭL，ＭRのうちの旋回外輪の制動力が小さく、かつ、旋回内輪の制動力が大きくなるように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比を変更する。また、それに併せて、運転者のステアリング操作に関係なく、さらに旋回内側に向けるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる。つまり、旋回半径が小さくなるように、前輪１２Ｆは旋回内側に向かって転舵させ、後輪１２Ｒは前輪１２Ｆと逆相に転舵させるのである。
【００５４】
先にも説明したように、ＥＣＵ２００は、車体１４に生じる加速度が車体の重心位置から旋回外輪に向かう向きとなるように、制動装置２２ＭL，ＭRと、２つの転舵装置３４とを制御する。例えば、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点における車体１４に生じている加速度が図５に示したベクトルＧｒであった場合、車体１４の重心位置から旋回外輪（この場合は右輪１２ＭR）に向かう向きのベクトルとのなす角度が、車両の向きを変更させる角度φに相当する。本車両運動制御システムでは、その角度φが０となるように、上記左右輪の制動力配分比と前後輪の転舵角とが決定される。具体的には、目標となる制動力配分比ｒB*（＝旋回内輪の制動力／旋回外輪の制動力）と、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*は、ＥＣＵ２００において、上記の角度である車両方向変更角φに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定されるのである。
ｒB*＝ＫP-r・φ＋ＫD-r・φ’＋ＫI-r・∫(φ)dt
θF*＝ＫP2-θF・φ＋ＫD2-θF・φ’＋ＫI2-θF・∫(φ)dt
θR*＝ＫP2-θR・φ＋ＫD2-θR・φ’＋ＫI2-θR・∫(φ)dt
このように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比と前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵角とが決定されることにより、車両方向変更角φが大きな場合は、車両の方向を早急に変更するように制御されるとともに、車両が目標となる向きに達すれば、その向きを維持するように制御されることになる。
【００５５】
また、本車両方向変更制御においては、より確実に車両の転倒を防止すべく、４つの車輪１２に対応して設けられた４つのショックアブソーバ６２が制御される。詳しくは、ＥＣＵ２００は、ショックアブソーバ６２の減衰力を大きくして、車体１４の傾倒を防止するのである。つまり、通常時のアブソーバ力ＦAの決定において用いられていた減衰係数ＣSを、それより高い減衰係数ＣS’に変更して、アブソーバ力ＦA＝ＣS’・ＶSが決定されるようになっている。
【００５６】
iv）車両方向復帰制御
上記車両方向変更制御の実行中において、車両が転倒する可能性が低くなったと判定された場合には、車両の向きを元の向きに復帰させるように、車両の運動が制御される。つまり、車両が旋回外側を向くように車両の運動が制御されるのである。詳しく言えば、ＥＣＵ２００は、左右輪１２ＭL，ＭRのうちの旋回内輪の制動力が小さく、かつ、旋回外輪の制動力が大きくなるように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比を変更する。また、それに併せて、運転者のステアリング操作に関係なく、さらに旋回外側に向けるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる。つまり、前輪１２Ｆは旋回外側に向かって転舵させ、後輪１２Ｒは前輪１２Ｆと逆相に転舵させるのである。
【００５７】
車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までの、車両の向きの実際の回転角αは、ヨーレートセンサにより検出された実ヨーレートωrを積分することで、演算される。
α＝∫(ωr)dt
しかしながら、例えば、上記車両方向変更制御が実行されなかったと仮定すると、車両の向きは、図４(b)において点線で示すように、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までで、ステアリング操作に応じて変わっていると考えられる。そこで、本車両方向復帰制御では、その車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに変更されるようになっている。具体的には、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点でのヨーレートを基準ヨーレートω0として、その基準ヨーレートω0で車両の向きが変化したと考え、その車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の回転角が推定される。つまり、その推定回転角βが、次式によって演算される。
β＝ω0・ｔ
ここで、ｔは、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までの時間である。したがって、本車両方向復帰制御では、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに合わせるべく、制動装置２２ＭL，ＭRと、２つの転舵装置３４とが、実回転角αと推定回転角βとの差分δ（＝β−α）に基づいて制御されるようになっっている。具体的には、目標となる制動力配分比ｒB*と、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*が、ＥＣＵ２００において、回転角差δに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定される。
ｒB*＝ＫP-r・δ＋ＫD-r・δ’＋ＫI-r・∫(δ)dt
θF*＝ＫP2-θF・δ＋ＫD2-θF・δ’＋ＫI2-θF・∫(δ)dt
θR*＝ＫP2-θR・δ＋ＫD2-θR・δ’＋ＫI2-θR・∫(δ)dt
【００５８】
v）中立位置復帰制御
車両の向きが、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに一致したとしても、運転者のステアリング操作とは別に前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させたために、ステアリングホイール３０の操作の中立位置と、前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵の中立位置とを一致させる必要がある。そこで、本車両運動制御システムでは、通常時の転舵装置３４の制御において決定される目標転舵角θF*，θR*と、２つの転舵角センサ２３６により検出された実際の転舵角θrF，θrRとを一致させる制御が実行される。通常の転舵装置３４の制御においては、目標転舵角θF*，θR*に基づいて、インバータを制御するためのデューティ比が決定されていた。それに対して、実際の転舵角θrF，θrRが目標転舵角θF*，θR*となるまでは、目標転舵角θF*，θR*に対する実転舵角θrF，θrRの偏差である転舵角偏差ΔθF（＝θF*−θrF），ΔθR（＝θR*−θrR）に基づいて、デューティ比が、ＰＤＩ制御則に従って決定されるようになっている。
【００５９】
＜制御プログラム＞
通常の制御と転倒防止制御とを切り換えるための処理は、図６にフローチャートを示す実行制御切換プログラムが、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔Δｔ（例えば、数msec）をおいてＥＣＵ２００により繰り返し実行されることによって行われる。また、実行制御切換プログラムと同じ期間、前述のような転舵装置３４の制御が、図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムが実行されることによって行われ、制動装置２２の制御が、図８にフローチャートを示す制動力制御プログラムが実行されることによって行われ、ショックアブソーバ６２の制御が、図９にフローチャートを示す減衰力制御プログラムが実行されることによって行われる。以下に、それらの制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【００６０】
i）実行制御切換プログラム
本車両運動制御システムにおいて実行されるプログラムによる処理では、通常の制御と、転倒防止制御の車両方向変更制御，車両方向復帰制御，中立位置復帰制御とのいずれの制御を実行するかを示す実行制御フラグＦＬが採用されている。実行制御切換プログラムは、そのフラグＦＬのフラグ値を決定することにより、転舵制御，制動力制御，減衰力制御の各々において、通常の制御と、転倒防止制御の車両方向変更制御，車両方向復帰制御，中立位置復帰制御とが切り換えられるようになっている。そのフラグＦＬのフラグ値は、通常の制御を実行する場合に０に、車両方向変更制御を実行する場合に１に、車両方向復帰制御を実行する場合に２に、中立位置復帰制御を実行する場合に３にされる。
【００６１】
実行制御切換プログラムによる処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）において、前後加速度Ｇｘ，横加速度Ｇｙが取得され、Ｓ２において、それらに基づいて車両が転倒する可能性が高いか否かが判定される。通常の走行状態においては、実行制御フラグＦＬのフラグ値は０とされており、Ｓ２，Ｓ８の判定により、それ以降の処理がスキップされる。そして、Ｓ２において、車両が制動旋回中において、車体に生じる加速度が図５に示した過大加速度範囲に入った場合に、車両が転倒する可能性が高いと判定され、Ｓ３以下の転倒防止制御が実行される。
【００６２】
車両が転倒する可能性が高いと判定された直後には、まず、Ｓ４において、実行制御フラグＦＬが１とされるとともに、その時点でのヨーレートセンサ２２４の検出値が、基準ヨーレートω0として認定される。次いで、Ｓ５，６において、車両の向きの実際の回転角αと、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の回転角βが演算される。そして、Ｓ７において、図５に示したように、現時点での加速度と、重心位置から旋回外輪に向かう向きの加速度とのなす角、つまり、車両方向変更制御において用いられる車両方向変更角φが演算される。
【００６３】
車両が転倒する可能性が高かった状態から低い状態になった場合には、Ｓ１０以下の処理が行われる。Ｓ１０では、Ｓ６と同様に、実回転角αと推定回転角βとが推定され、Ｓ１１において、それらの差分、つまり、車両方向復帰制御において用いられる車両の向きの回転角差δが演算される。次いで、Ｓ１２において、その回転角差δが０か否かが判定され、０でない場合には、実行制御フラグＦＬのフラグ値が２とされ、０となった場合に、フラグ値が３とされる。なお、フラグ値が３とされて中立位置復帰制御が実行される場合には、Ｓ１４において、実回転角αと推定回転角βとがリセットされる。以上の一連の処理の後、実行制御切換プログラムの１回の実行が終了する。
【００６４】
ii）転舵制御プログラム
図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、上述した実行制御切換プログラムにおいて決定された実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。通常は、Ｓ２３からＳ２６において、先に説明したような手法でヨーレート偏差Δωに基づいて、前後輪１２Ｆ，Ｒの目標転舵角θF*，θR*が決定される。また、実行制御フラグＦＬのフラグ値が１である場合には、Ｓ３０において、車両方向変更角φに基づいて、目標転舵角θF*，θR*が決定され、フラグ値が２である場合には、Ｓ３１において、車両の向きの回転角差δに基づいて、目標転舵角θF*，θR*が決定される。そして、それらの場合には、Ｓ２９において、その決定された目標転舵角θF*，θR*に基づいて、インバータの制御のためのデューティ比が決定される。さらに、実行制御フラグＦＬのフラグ値が３である場合には、ステアリングホイール３０の操作中立位置と転舵輪である前後輪の転舵中立位置とを一致させるべく、Ｓ３２，３３において、転舵角偏差Δθ（＝θ*−θr）が認定され、Ｓ３５において、その転舵角偏差Δθに基づいて、インバータの制御のためのデューティ比が決定される。なお、その転舵角偏差Δθが０となった場合には、Ｓ２８において、実行制御フラグＦＬのフラグ値が０とされるようになっている。
【００６５】
iii）制動力制御プログラム
図８にフローチャートを示す転舵制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。通常は、Ｓ４５において、左輪の制動力と右輪の制動力とが同じとなるように、制動力が配分される。それに対して、実行制御フラグＦＬのフラグ値が１である場合には、Ｓ４６において、車両方向変更角φに基づいて制動力配分比が決定されて、旋回内輪の制動力が旋回外輪の制動力より大きくなるように配分される。また、実行制御フラグＦＬのフラグ値が２である場合には、Ｓ４７において、車両の向きの回転角差δに基づいて制動力配分比が決定されて、旋回外輪の制動力が旋回内輪の制動力より大きくなるように配分される。
【００６６】
iv）減衰力制御プログラム
図９にフローチャートを示す減衰力制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。実行制御フラグＦＬのフラグ値が１で、車両が転倒する可能性が高い場合に、Ｓ５４において、通常時の減衰係数ＣSより高い減衰係数ＣS’を用いて、目標となるアブソーバ力ＦA（＝ＣS’・ＶS）が決定されるようになっている。
【００６７】
＜制御装置の機能構成＞
上述したような制御を実行して車両の運動を制御するための制御装置として機能するＥＣＵ２００は、前述した各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図１０に示すように、ＥＣＵ２００は、上記転舵制御プログラムを実行して前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵を制御する機能部である転舵制御部３００と、上記制動力制御プログラムを実行して４つの車輪１２の制動力を制御する機能部である制動力制御部３０２と、上記減衰力制御プログラムを実行して４つの車輪１２に対応するショックアブソーバ６２の減衰係数変更して減衰力を制御する機能部である減衰係数制御部３０４とを有している。また、ＥＣＵ２００は、車両が転倒する可能性が高いか否かを車体１４に生じている加速度が過大加速度範囲に入っているか否かによって判定する過大加速度判定部３１０と、車両が転倒する可能性が高いか否かによって、上記転舵制御部３００，制動力制御部３０２，減衰係数制御部３０４において実行される制御を、制御通常の制御と転倒防止制御との間で切り換える実行制御切換部３１２とを有している。
【符号の説明】
【００６８】
１２Ｆ：前輪 １２ＭL：左輪 １２ＭR：右輪 １２Ｒ：後輪 １４：車体 １６Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：サスペンション装置 ２０：ブレーキペダル ２２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：制動装置 ３０：ステアリングホイール ３４Ｆ，Ｒ：転舵装置 ４０：アクセルペダル ４２ＭL，ＭR：駆動装置 ６０：コイルスプリング（サスペンションスプリング） ６２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：電磁式ショックアブソーバ ６４：電磁モータ ７２：電磁モータ（制動装置） ８０：電磁モータ（転舵装置） １００：電磁モータ（駆動装置） ２００：電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２２０：車速センサ［ｖ］ ２２２：操作角センサ［ＭA］ ２２４：ヨーレートセンサ［ω］ ２２６：前後加速度センサ［Ｇｘ］ ２２８：横加速度センサ［Ｇｙ］ ２３０：ばね上縦加速度センサ［Ｇｚ］ ２３２：アクセル操作力センサ［ａD］ ２３４：ブレーキ操作力センサ［ａB］ ２３６：転舵角センサ［θF，θR］ ３００：転舵制御部 ３０２：制動力制御部 ３０４：減衰係数制御部 ３１０：過大加速度判定部 ３１２：実行制御切換部
【００６９】
ＦB：（車両の）目標制動力 ａB：ブレーキ操作力 ＦB-F，ＦB-ML，ＦB-MR，ＦB-R：（車輪ごとの）目標制動力 ＶS：ばね上絶対速度 ＦA：目標アブソーバ力 ＣS：減衰係数 ＭA：操作角 ｖ：車速 ω*：目標ヨーレート ωr：実ヨーレート Δω：ヨーレート偏差 θF*，θR*：目標転舵角 Ｇｘ：前後加速度 Ｇｙ：横加速度 φ：車両方向変更角 ｒB*：左右輪の制動力配分比 ＣS’：減衰係数（＞ＣS） α：実回転角 β：推定回転角 δ：回転角差 θrF，θrR：実転舵角 ΔθF，ΔθR：転舵角差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に関し、特に、その車両の運動を制御するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、下記特許文献１に記載されているように、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両が検討されている。また、下記特許文献２に記載されているように、前輪と左右輪とに加え、さらに車両後方側に単一の車輪が配設された車両、つまり、４つの車輪が菱形状に配設された車両が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３０９８５号公報
【特許文献２】中国授権公告号ＣＮ１３０４２３７Ｃ
【特許文献３】特開２００４−６６９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
４つの車輪が四隅に配設された一般的な車両は、車幅方向の転倒のみを考慮すればよい。そこで、そのような車輪が四隅に配設された車両においては、車両の転倒を防止するために、例えば、上記特許文献３に、車両の横加速度が制限値を超えないように各車輪の制動力を制御する技術が記載されている。それに対して、上記特許文献１，２に記載されたような車両は、車両の斜め前方へ最も転倒しやすい。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載されて車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、特に車両の斜め前方への転倒を防止することが可能な車両運動制御システム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】
【０００５】
本発明の車両運動制御システムは、自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、制動かつ旋回状態にある場合（以下、「制動旋回」という場合がある）において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両運動制御システムは、車両を旋回内側に向けることで、制動旋回によって車体に作用する力の向きを、車両が転倒しにくい向き、例えば、車幅方向に平行な向き等に変更することが可能となる。したがって、本発明の車両運動制御システムによれば、車両の転倒を防止することが可能となる。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（４）項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに（３）項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（５）項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに（６）項の技術的特徴を付加したものが請求項６に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする車両運動制御システム。
【００１０】
本項に記載の車両運動制御システムは、３つの車輪が三角形状に配設された車両に搭載される。なお、本項の車両運動制御システムが搭載される車両は、車輪が３つのものに限定されない。例えば、後に詳しく説明するように、左右輪よりさらに車両後方に配設された後輪を有するもの、車輪がいわゆる菱形配置された車両であってもよい。そのような車両は、車両の前方に単一の車輪しか配設されていないため、重心位置から前輪と左輪とを結ぶ直線までの距離，重心位置から前輪と右輪とを結ぶ直線までの距離が、重心位置から左右輪までの車幅方向の距離より短く、車両の斜め前方へ転倒しやすい。具体的には、制動かつ旋回状態にある場合、当然に車体に斜め前方への力が作用し、その力によって車両が転倒する可能性があるのである。なお、本項に記載の「制動かつ旋回状態（以下、単に「制動旋回」という場合がある）」とは、運転者がステアリング操作に加えてブレーキ操作をも行っている状態に限定されず、路面とタイヤとの摩擦による抵抗，いわゆるエンジンブレーキや駆動用モータの回転抵抗等によって、車輪に何らかの制動力が働いている状態でステアリング操作された状態、つまり、今の車両の状態のままでは車速が低下する状態をも意味する。
【００１１】
本項に記載の車両運動制御システムは、制動旋回中において車両が斜め前方へ転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように、車両の運動を制御する。なお、本項にいう「車両が旋回内側を向くように車両の運動を制御する」とは、例えば、車両の旋回半径が小さくなるようにすること、ヨーレートが大きくなるようにすること、オーバステア傾向とすること、車両を旋回内側に向かって車体の重心まわりに回転させるようにすること等を意味する。つまり、本システムによれば、制動旋回により車体に作用する力の向きが、転倒しやすい斜め前方から、真横に近づくことになり、車両の転倒を防止することが可能となるのである。
【００１２】
ちなみに、本項に記載のシステムにおける車両を旋回内側に向けるための制御（以下、「車両方向変更制御」という場合がある。）は、その制御手法が特に限定されない。後に詳しく説明するように、本項のシステムが搭載される車両が備える種々の装置等を制御して、車両が旋回内側を向くようにする種々の制御を採用可能である。なお、車両が転倒する可能性が高い場合、速やかに車両が旋回内側を向くことが望ましく、本項のシステムが、車両方向変更制御として複数の制御手法を実行可能である場合には、それらが並行して実行されることが望ましい。
【００１３】
（２）当該車両運動制御システムが、
車体に生じる加速度の向きが、左旋回時においては車体の重心位置から右輪に向かう向きに近づき、右旋回時においては車体の重心位置から左輪に向かう向きに近づくように、車両の運動を制御する(1)項に記載の車両運動制御システム。
【００１４】
本項に記載の態様は、車両の向きを変更する際の目標を定めた態様であり、車体に生じる加速度の向きが、旋回外輪に向かう向きに近づくように車両の運動を制御する態様である。加速度の向きが、旋回外輪に向かう向きに近くなるほど、その加速度の前輪と旋回外輪とを結ぶ直線に直交する方向の成分が小さくなると考えられる。したがって、本項の態様によれば、車両を斜め前方に転倒させる力がより小さくなるように、車両の向きを変更することが可能である。
【００１５】
（３）前輪，左輪および右輪のうちの１以上ものが、転舵輪とされ、
当該車両運動制御システムが、
前記転舵輪の転舵を制御する転舵制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両が旋回内側に向くように前記転舵輪をさらに転舵させるように構成された(1)項または(2)項に記載の車両運動制御システム。
【００１６】
本項に記載の態様は、車両方向変更制御を具体化した一態様であり、転舵輪をさらに転舵させることにより車両の向きを変更する態様である。速やかに車両の向きを変更するという観点からすれば、車両が転倒する可能性が高くなった直後には、すべての転舵輪を大きく転舵することが望ましく、転舵可能な最大量となるまで転舵することが望ましい。
【００１７】
また、本項の態様は、例えば、検出された加速度の向きと旋回外輪に向かう向きとの角度差に基づいて、その角度差がなくなるように、転舵輪の転舵角を制御する態様とすることが可能である。そのような態様とすれば、車体に生じる加速度の向きを旋回外輪に向かう向きに維持させることも可能である。
【００１８】
（４）前記左輪および右輪の各々が、独立して制動可能とされ、
当該車両運動制御システムが、
左輪および右輪の各々の制動力を制御する制動力制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、左輪および右輪のうちの旋回内輪の制動力がそれらのうちの旋回外輪の制動力より大きくなるように制御することで、車両が旋回内側を向くように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００１９】
本項に記載の態様は、車両方向変更制御を具体化した一態様であり、左右輪の各々の制動力に差をつけることで車両の向きを変更する態様である。速やかに車両の向きを変更するという観点からすれば、車両が転倒する可能性が高くなった直後には、旋回内輪と旋回外輪との制動力差はできる限り大きい方が望ましく、旋回外輪の制動力を０とし、かつ、左輪と右輪とに対応するブレーキで発生させるべき制動力のすべてを旋回内輪に対応するブレーキに発生させるようにすることが望ましい。
【００２０】
また、本項の態様は、例えば、検出された加速度の向きと旋回外輪に向かう向きとの角度差がなくなるように、その角度差に基づいて、左輪と右輪との制動力差を制御する態様とすることが可能である。そのような態様とすれば、車体に生じる加速度の向きを旋回外輪に向かう向きに維持させることも可能である。
【００２１】
（５）当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、
前輪，左輪および右輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させるとともに、その減衰力を発生させるための自身の能力であってその減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更可能な３つのショックアブソーバを有し、
当該車両運動制御システムが、
前記３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する減衰係数制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、それら３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を通常より高くするように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２２】
本項に記載の態様は、上述した車両方向変更制御を補助する制御、つまり、車両方向変更制御とは別の車両の転倒を防止するための制御を実行する態様である。本項の態様によれば、ショックアブソーバの減衰係数が高くされることで、車体の重心位置の変動が抑制される。つまり、車両の向きを旋回内側に向ける最中に、車体が斜め前方に傾倒することが抑制され、より確実に車両の転倒が防止されるのである。
【００２３】
（６）当該車両運動制御システムが、
車両が転倒する可能性が高い状況下からその可能性が低くなった場合に、車両の向きが旋回外側を向くように車両の運動を制御するように構成された(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２４】
本項に記載の態様によれば、車両の向きを、転倒を防止するために変更した状態から、元の向きに戻すことが可能である。具体的には、例えば、車両が旋回外側に向くように前記転舵輪を転舵させること、左輪および右輪のうちの旋回外輪の制動力が旋回内輪の制動力より大きくなるように制御すること、あるいは、それらの両者を行うことで、車両の向きが旋回外側に向くようにする態様とすることが可能である。
【００２５】
（７）前記前輪が、転舵輪とされた(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２６】
（８）前記左輪および右輪の各々が、駆動輪とされ、それぞれが独立して駆動可能とされた(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２７】
上記２つの項に記載の態様は、車両運動制御システムが搭載される車両の構成を限定した態様である。
【００２８】
（９）当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、左輪および右輪より後方側に配設された単一の後輪を有する(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２９】
（１０）前記後輪が、転舵輪とされた(9)項に記載の車両運動制御システム。
【００３０】
上記２つの項に記載の態様は、車両運動制御システムが搭載される車両を、４つの車輪が菱形状に配設された車両に限定した態様である。後者の態様は、さらに、前輪，左輪および右輪のうちの転舵輪とされたものに加えて、後輪も転舵輪とされた態様である。後者の態様において、前輪と後輪とを逆相に転舵するように構成すれば、最小回転半径の小さな車両が実現することになる。したがって、後者の態様は、車両が旋回内側に向くように転舵輪を転舵させる態様に、特に有効な態様となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】請求可能発明の実施例である車両用運動制御システムを搭載する車両の全体構成を示す模式図である。
【図２】前輪に対応するシャシーを示す側面図である。
【図３】左輪に対応するシャシーを示す車両後方から眺めた正面断面図である
【図４】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムによって実行される転倒防止制御の概念図である。
【図５】車両が転倒する可能性が高い加速度の範囲である過大加速度範囲を示す図である。
【図６】図１に示す電子制御ユニットによって実行される実行制御切換プログラムを表すフローチャートである。
【図７】図１に示す電子制御ユニットによって実行される転舵制御プログラムを表すフローチャートである。
【図８】図１に示す電子制御ユニットによって実行される制動力制御プログラムを表すフローチャートである。
【図９】図１に示す電子制御ユニットによって実行される減衰力制御プログラムを表すフローチャートである。
【図１０】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムの制御装置として機能する電子制御ユニットの機能に関するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、請求可能発明を実施するための最良の形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。
【００３３】
＜車両運動制御システム搭載車両の構成＞
図１に、請求可能発明の実施例である車両運動制御システムが搭載される車両を模式的に示す。本車両は、菱形状に配設された４つの車輪１２を有している。詳しく言えば、車両の前方側に配設された前輪１２Ｆと、車両前後方向のほぼ中間で車幅方向の両端の各々に配設された左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRと、車両の後方側に配設された後輪１２Ｒとを有している。また、本車両には、サスペンションシステムが搭載され、そのサスペンションシステムは、４つの車輪１２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒと車体１４との間に、それら４つの車輪１２の各々に対応して独立懸架式の４つのサスペンション装置１６を備えている。さらに、本車両には、ブレーキシステムも搭載され、そのブレーキシステムは、いわゆる電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ）とされている。詳しく言えば、そのブレーキシステムは、ブレーキペダル２０を主体とするブレーキ操作装置と、４つの車輪１２の各々に対応して設けられた４つの制動装置２２とが物理的に分離され、各車輪１２毎に、対応する制動装置２２が有する動力源の動力によって制動力を発生させるシステムである。なお、それらサスペンション装置１６，制動装置２２は総称であり、４つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、車輪１２と同様に、図にも示すように、車輪位置を示す添え字として、前輪，左輪，右輪，後輪の各々に対応するものにＦ，ＭL，ＭR，Ｒを付す場合がある。
【００３４】
本車両においては、４つの車輪１２のうちの前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒが、転舵輪とされている。本車両には、ステアリングシステムも搭載され、そのステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤ型のものとされている。つまり、そのステアリングシステムは、ステアリングホイール３０を主体とするステアリング操作装置３２と、前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒの各々に対応して設けられた２つの転舵装置３４とが機械的に分離され、ステアリングホイール３０に加えられる操作力によらずに、２つの転舵装置３４の各々が有する動力源の動力によって前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒを転舵するシステムである。なお、２つの転舵装置３４については、後に詳しく説明する。
【００３５】
また、本車両においては、４つの車輪１２のうちの左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRが、駆動輪とされている。本車両は、いわゆるドライブバイワイヤ方式のものであり、アクセルペダル４０を主体とするアクセル操作装置と、左輪１２ＭLおよび右輪１２ＭRの各々に対応して設けられた２つの駆動装置４２とが機械的に分離されている。そして、アクセルペダル４０の操作に応じ、２つの駆動装置４２の各々が有するモータが駆動され、それらの各々のモータの動力によって推進される。なお、２つの駆動装置４２については、後に詳しく説明する。
【００３６】
転舵輪である前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとの各々に対応するシャシーは、略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、図２を参照しつつ、前輪１２Ｆに対応するシャシーを代表して説明する。前輪１２Ｆに対応するシャシーは、上述したように、サスペンション装置１６Ｆ，制動装置２２Ｆ，転舵装置３４Ｆを含んで構成される。サスペンション装置１６Ｆは、ダブルウィッシュボーンに類似する構造のものであり、アッパアーム５０とロアアーム５２とを備えている。それらアッパアーム５０とロアアーム５２とのそれぞれの一端部は、車体１４に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するキャリア５４の上方にボールジョイントを介して連結されている。そのような構成により、キャリア５４は、車体１４に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされるとともに、２本のアーム５０，５２の各々の他端部を連結する２つのボールジョイントを結ぶ軸（キングピン軸）の回りに回動可能とされている。
【００３７】
また、サスペンション装置１６Ｆは、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング６０と、ショックアブソーバ６２とを備えている。それらコイルスプリング６０とショックアブソーバ６２とは、それぞれ、車体１４の一部であるばね上部としてのマウント部と、ばね下部の一部分を構成するロアアーム５２との間に、互いに並列的に配設されている。ショックアブソーバ６２は、いわゆる電磁式ショックアブソーバであり、電磁モータ６４を有して、その電磁モータ６４が発生させる力に依拠してばね上部とばね下部とに対して接近・離間する向きの力を発生させるものとされている。つまり、ショックアブソーバ６２は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する減衰力を発生させることが可能とされている。また、ショックアブソーバ６２は、電磁モータ６４が発生させる力を変更することによって、減衰力の大きさを変更すること、つまり、減衰係数を変更することが可能とされている。なお、ショックアブソーバ６２は、ばね上部とばね下部との接近・離間動作に対する推進力をも発生させることが可能とされており、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づく制御等を実行することが可能とされている。
【００３８】
制動装置２２Ｆは、先にも説明したように、電気機械式ブレーキであり、車輪１２と一体的に回転するディスクロータ７０と、車輪とともに回転しない車両の一部、具体的には、キャリア５４に配設されたブレーキパッドと、そのブレーキパッドをディスクロータ７０に押し付ける電磁モータ７２とを含んで構成される。つまり、制動装置２２Ｆは、電磁モータ７２が発生させる力に依拠してディスクロータ７０とブレーキパッドとの間に摩擦力を発生させ、その摩擦力により制動力を発生させるものとされている。
【００３９】
キャリア５４の上端部には、電磁モータ８０が連結されている。その電磁モータ８０のステータが車体１４に固定され、ロータがキャリア５４に固定されている。つまり、その電磁モータ８０が発生させる力に依拠して、キャリア５４をキングピン軸回りに回転させること、つまり、前輪１２Ｆを転舵させることが可能とされている。したがって、電磁モータ８０とキャリア５４とを含んで、転舵装置３４Ｆが構成されている。
【００４０】
次に、駆動輪である左輪１２ＭLと右輪１２ＭRとの各々に対応するシャシーについて説明する。それら左輪１２ＭLと右輪１２ＭRとの各々に対応するシャシーは、略同様の構成とみなせるため、説明の簡略化に配慮して、図３を参照しつつ、左輪１２ＭLに対応するシャシーを代表して説明する。左輪１２ＭLに対応するシャシーは、上述したように、サスペンション装置１６ＭL，制動装置２２ＭL，駆動装置４２ＭLを含んで構成される。サスペンション装置１６ＭLは、ダブルウィッシュボーン式のもであり、アッパアーム９０とロアアーム９２とを備えている。それらアッパアーム９０とロアアーム９２とのそれぞれの一端部は、車体１４に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するキャリア９４に回動可能に連結されている。そのような構成により、キャリア９４は、車体１４に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされている。また、サスペンション装置１６ＭLは、前後輪１２Ｆ，Ｒのものと同様に、コイルスプリング６０ＭLと、電磁式のショックアブソーバ６２ＭLとを備えている。それらコイルスプリング６０ＭLとショックアブソーバ６２ＭLとは、それぞれ、車体１４の一部であるばね上部としてのマウント部と、ばね下部の一部分を構成するロアアーム９２との間に、互いに並列的に配設されている。
【００４１】
駆動装置４２ＭLは、電磁モータ１００を主体とするものであり、その電磁モータ１００は、キャリア９４に固定されたステータ１０２と、キャリア９４に回転可能に保持されたモータ軸１０４と、そのモータ軸１０４に固定されたロータ１０６とを含んで構成される。車輪１２は、モータ軸１０４に固定されており、電磁モータ１００は、車輪１２を直接回転させることが可能とされている。つまり、駆動装置４２ＭLは、いわゆるインホイールモータとされており、電磁モータ１００が発生させる力に依拠して駆動力を発生させるものとされている。
【００４２】
制動装置２２ＭLは、前後輪１２Ｆ，Ｒのものと略同様の構成の電気機械式ブレーキであり、電磁モータ７２ＭLが発生させる力に依拠して、モータ軸１０４に固定されたディスクロータ１１０とブレーキパッド１１２との間に摩擦力を発生させ、その摩擦力により制動力を発生させるものとされている。
【００４３】
本車両においては、図１に示すように、電子制御ユニット２００（以下、「ＥＣＵ２００」という場合がある）によって、車両の運動が制御される。具体的には、上述した４つの電磁式ショックアブソーバ６２，４つの制動装置２２，２つの転舵装置３４，２つの駆動装置４２のそれぞれが有するモータの作動が制御されることで、車両の運動が制御される。なお、ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものである。また、ＥＣＵ２００には、図示は省略するが、各モータの駆動回路として機能する複数のインバータが接続されており、それらインバータを制御することで、それらインバータに接続された電源から各モータに電力が供給される。
【００４４】
図１に示すように、車両には、車両走行速度（以下、「車速」と略す場合がある）を検出する車速センサ［ｖ］２２０，ステアリングホイールの操作角を検出する操作角センサ［ＭA］２２２，車体１４の鉛直軸回りの回転速度であるヨーレートを検出するヨーレートセンサ［ω］２２４，車体１４に実際に発生する前後加速度である実前後加速度を検出する前後加速度センサ［Ｇｘ］２２６，車体１４に実際に発生する横加速度である実横加速度を検出する横加速度センサ［Ｇｙ］２２８，各車輪１２に対応する車体１４の各マウント部の上下方向の加速度を検出する４つのばね上縦加速度センサ［Ｇｚ］２３０，アクセルペダルに加えられた操作力を検出するアクセル操作力センサ［ａD］２３２，ブレーキペダルに加えられた操作力を検出するブレーキ操作力センサ［ａB］２３４，前輪１２Ｆおよび後輪１２Ｒの実際の転舵角を検出する２つの転舵角センサ［θF，θR］２３６等が設けられており、それらはＥＣＵ２００のコンピュータに接続されている。ＥＣＵ２００は、それらのスイッチ，センサからの信号に基づいて、モータの作動の制御を行うものとされている。ちなみに、［ ］の文字は、上記スイッチ,センサ等を図面において表わす場合に用いる符号である。また、ＥＣＵ２００のコンピュータが備えるＲＯＭには、後に詳しく説明する制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。
【００４５】
＜通常時の車両運動制御＞
i）電磁式ショックアブソーバの制御
本車両運動制御システムでは、４つのショックアブソーバ６２の各々を独立して制御することが可能となっている。それらショックアブソーバ６２の各々において、アブソーバ力が独立して制御されて、車体１４の振動、つまり、ばね上振動を減衰するための制御（以下、「振動減衰制御」という場合がある）が実行される。その振動減衰制御では、車体１４の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアブソーバ力を発生させるべく、目標アブソーバ力ＦAが決定される。つまり、振動減衰制御は、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御である。具体的には、車体１４のマウント部に設けられたばね上縦加速度センサ２３０によって検出されるばね上縦加速度から得られる車体１４のマウント部の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上絶対速度ＶSに基づいて、次式に従って、アブソーバ力ＦAが演算される。
ＦA＝ＣS・ＶS （ＣS：減衰係数）
そして、その目標アブソーバ力ＦAを発生させるためのモータ６４の作動制御は、インバータによって行われる。詳しく言えば、上記目標アブソーバ力ＦAに基づいて決定されたデューティ比についての指令がインバータに送信され、インバータによって、その指令に基づいたモータ６４の駆動制御がなされる。
【００４６】
ii）制動装置の制御
本車両運動制御システムでは、４つの制動装置２２の各々を独立して制御することが可能となっており、各車輪１２に対応する制動力が独立して制御される。この制動力制御では、ブレーキペダル２０に加えられた操作力に応じて、車両全体として発生させるべき制動力である目標制動力ＦBが決定される。具体的には、まず、ブレーキ操作力センサ２３４によってブレーキ操作力ａBが検出される。ＥＣＵ２００のＲＯＭには、そのブレーキ操作力ａBをパラメータとする目標制動力ＦBのマップデータが格納されており、目標制動力ＦBの決定にあたっては、そのマップデータが参照される。次いで、その目標制動力ＦBと、予め設定された各車輪１２へ制動力を配分する割合である制動力配分比に基づいて、前輪１２Ｆに対応する制動装置２２Ｆ，左輪１２ＭLに対応する制動装置２２ＭL，右輪１２ＭRに対応する制動装置２２ＭR，後輪１２Ｒに対応する制動装置２２Ｒの各々の目標制動力ＦB-F，ＦB-ML，ＦB-MR，ＦB-Rが決定される。なお、左輪１２ＭLに対応する力ＦB-MLと右輪１２ＭRに対応する制動力ＦB-MRとは、通常、同じ大きさとされるようになっている。
【００４７】
ちなみに、駆動装置４２の電磁モータ１００による回生制動が可能である場合には、その回生制動による制動力を優先させて、制動装置２２による制動力を決定するように構成することも可能である。
【００４８】
iii）転舵装置の制御
本車両運動制御システムでは、２つの転舵装置３４の各々を独立して制御することが可能となっており、前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵が独立して制御される。この転舵制御は、ステアリングホイール３０の操作量と車速とに応じて、車両がその旋回方向に向きを変える速度、つまり、目標ヨーレート（ヨー角速度）を決定し、その目標ヨーレートとなるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる制御である。具体的には、まず、操作角センサ２２２により検出されたステアリングホイール３０の操作角ＭAと車速センサ２２０により検出された車速ｖとに基づき、次式に従って、目標ヨーレートω*が演算される。
ω*＝Ｇω・｛ｖ／（１＋Ｋｈ・ｖ2）・ＭA
（Ｇ：ゲイン，Ｋｈ：目標スタビリティファクタ）
次いで、ヨーレートセンサ２２４によって、実際のヨーレートωrが取得され、目標ヨーレートω*に対する実ヨーレートωrの偏差であるヨーレート偏差Δω（＝ω*−ωr）が認定され、そのヨーレート偏差Δωが０となるように、前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*が決定されるのである。
【００４９】
なお、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*は、ＥＣＵ２００において、上記ヨーレート偏差Δωに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定される。
θF*＝ＫP1-θF・Δω＋ＫD1-θF・Δω’＋ＫI1-θF・∫(Δω)dt
θR*＝ＫP1-θR・Δω＋ＫD1-θR・Δω’＋ＫI1-θR・∫(Δω)dt
ここで、第１項，第２項，第３項は、それぞれ、目標転舵角における比例項成分，微分項成分，積分項成分を、ＫP，ＫD，ＫIは、それぞれ、比例ゲイン，微分ゲイン，積分ゲインを意味する。
【００５０】
iv）駆動装置の制御
本車両運動制御システムでは、２つの駆動装置４２の各々を独立して制御することが可能となっており、各車輪１２に対応する駆動力が独立して制御される。この駆動力制御では、アクセルペダル４０に加えられた操作力に応じて、車両全体として発生させるべき駆動力である目標駆動力ＦDが決定される。具体的には、まず、アクセル操作力センサ２３２によってアクセル操作力ａDが検出される。ＥＣＵ２００のＲＯＭには、そのアクセル操作力ａDをパラメータとする目標駆動力ＦDのマップデータが格納されており、目標駆動力ＦDの決定にあたっては、そのマップデータが参照される。次いで、その目標駆動力ＦDと、予め設定された左右輪１２ＭL，ＭRへ駆動力を配分する割合である駆動力配分比に基づいて、左輪１２ＭLに対応する駆動装置４２ＭL，右輪１２ＭRに対応する駆動装置４２ＭRの各々の目標駆動力ＦD-ML，ＦD-MRが決定される。なお、それら目標駆動力ＦD-ML，ＦD-MRは、通常、同じ大きさとされるようになっている。
【００５１】
＜転倒防止制御＞
i）転倒防止制御の概要
本車両は、車両の前方に単一の車輪１２Ｆしか配設されていないため、重心位置から前輪１２Ｆと左輪１２ＭLとを結ぶ直線までの距離，重心位置から前輪１２Ｆと右輪１２ＭRとを結ぶ直線までの距離が最も短く、車両の斜め前方へ転倒しやすい。具体的には、制動旋回中に、車体に斜め前方への力が作用すると、車両が転倒する可能性があるのである。そこで、本車両運動制御システムでは、制動旋回中において車両が斜め前方に転倒する可能性が高くなった場合に、その転倒を防止すべく転倒防止制御が実行されるようになっている。その転倒防止制御は、簡単に言えば、車両がさらに旋回内側を向くように、車両の運動を制御するものである。詳しくは、図４に示すように、車体に生じる加速度が、車体の重心位置から旋回外輪に向かう向きとなるように、車両を重心位置回りに旋回内側に向かって回転させるのである。そのことにより、車体に生じる力が、旋回外輪に向かう向きの力となるのである。本車両は、重心位置から前輪１２Ｆと旋回外輪とを結ぶ直線までの距離に比較して、重心位置から旋回外輪までの車幅方向の距離の方が長いため、旋回外輪に向かう向きの力が車体に作用する場合は、車両の斜め前方に向かう力が車体に作用する場合に比較して、転倒し難い。つまり、本車両運動制御システムは、上記のような制御によって、車両の転倒を防止するのである。なお、転倒防止制御は、上述のように車両が旋回内側を向くように車両の運動を制御する制御（図４における(a)〜(b)，以下、「車両方向変更制御」という場合がある）と、転倒する可能性がなくなった場合に、通常の状態に復帰させる制御（図４における(b)〜(c)，以下、「復帰制御」という場合がある）とを含んで構成されるため、以下に、それらの制御について、順次、具体的に説明する。
【００５２】
ii）転倒の判定
車両が転倒する可能性が高いか否かは、車体１４に生じている加速度の大きさと向きに基づいて判定される。まず、図５に示すように、車両の前後加速度Ｇｘと、車両の横加速度Ｇｙとを座標軸とする座標平面を考える。例えば、車両前方への転倒を考える。その場合、重心高Ｈは高くなるほど車両が転倒しやすく、重心位置から前輪１２Ｆまでの距離ＬFが短くなるほど車両が転倒しやすい。そのことより、車両前方への加速度の大きさの制限値ＧｘMAXは、次式に従って演算される。
ＧｘMAX＝Ｋｘ・ＬF／Ｈ
また、車幅方向への転倒を考える場合、重心高Ｈは高くなるほど車両が転倒しやすく、重心位置から左輪１２ＭLあるいは右輪１２ＭRまでの距離（トレッドＴｒの半分）が短くなるほど車両が転倒しやすい。つまり、車幅方向への加速度の大きさの制限値ＧｙMAXは、次式に従って演算される。
ＧｙMAX＝Ｋｙ・（Ｔｒ／２）／Ｈ
そして、車両の斜め方向の加速度の制限値が、それら前後加速度制限値ＧｘMAX，横加速度制限値ＧｙMAXに基づいて設定されている。詳しくは、図５に示すように、上述した座標平面上において、前後加速度制限値ＧｘMAXを示す点と横加速度制限値ＧｙMAXを示す点とを結ぶ線が、加速度の閾線とされており、その閾線の外部が、過大加速度範囲とされているのである。本車両運動制御システムでは、前後加速度センサ２２６の検出値と横加速度センサ２２８の検出値とから定まる上記座標平面上の点が、過大加速度範囲に入った場合に、車両が転倒する可能性が高くなったと判定されるようになっている。
【００５３】
iii）車両方向変更制御
上述した方法により車両が転倒する可能性が高くなったと判定された場合、ＥＣＵ２００は、車両が旋回内側を向くように、左右輪１２ＭL，ＭRに対応する制動装置２２ＭL，ＭRと、前後輪１２Ｆ，Ｒに配設された２つの転舵装置３４とを制御する。詳しく言えば、ＥＣＵ２００は、左右輪１２ＭL，ＭRのうちの旋回外輪の制動力が小さく、かつ、旋回内輪の制動力が大きくなるように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比を変更する。また、それに併せて、運転者のステアリング操作に関係なく、さらに旋回内側に向けるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる。つまり、旋回半径が小さくなるように、前輪１２Ｆは旋回内側に向かって転舵させ、後輪１２Ｒは前輪１２Ｆと逆相に転舵させるのである。
【００５４】
先にも説明したように、ＥＣＵ２００は、車体１４に生じる加速度が車体の重心位置から旋回外輪に向かう向きとなるように、制動装置２２ＭL，ＭRと、２つの転舵装置３４とを制御する。例えば、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点における車体１４に生じている加速度が図５に示したベクトルＧｒであった場合、車体１４の重心位置から旋回外輪（この場合は右輪１２ＭR）に向かう向きのベクトルとのなす角度が、車両の向きを変更させる角度φに相当する。本車両運動制御システムでは、その角度φが０となるように、上記左右輪の制動力配分比と前後輪の転舵角とが決定される。具体的には、目標となる制動力配分比ｒB*（＝旋回内輪の制動力／旋回外輪の制動力）と、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*は、ＥＣＵ２００において、上記の角度である車両方向変更角φに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定されるのである。
ｒB*＝ＫP-r・φ＋ＫD-r・φ’＋ＫI-r・∫(φ)dt
θF*＝ＫP2-θF・φ＋ＫD2-θF・φ’＋ＫI2-θF・∫(φ)dt
θR*＝ＫP2-θR・φ＋ＫD2-θR・φ’＋ＫI2-θR・∫(φ)dt
このように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比と前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵角とが決定されることにより、車両方向変更角φが大きな場合は、車両の方向を早急に変更するように制御されるとともに、車両が目標となる向きに達すれば、その向きを維持するように制御されることになる。
【００５５】
また、本車両方向変更制御においては、より確実に車両の転倒を防止すべく、４つの車輪１２に対応して設けられた４つのショックアブソーバ６２が制御される。詳しくは、ＥＣＵ２００は、ショックアブソーバ６２の減衰力を大きくして、車体１４の傾倒を防止するのである。つまり、通常時のアブソーバ力ＦAの決定において用いられていた減衰係数ＣSを、それより高い減衰係数ＣS’に変更して、アブソーバ力ＦA＝ＣS’・ＶSが決定されるようになっている。
【００５６】
iv）車両方向復帰制御
上記車両方向変更制御の実行中において、車両が転倒する可能性が低くなったと判定された場合には、車両の向きを元の向きに復帰させるように、車両の運動が制御される。つまり、車両が旋回外側を向くように車両の運動が制御されるのである。詳しく言えば、ＥＣＵ２００は、左右輪１２ＭL，ＭRのうちの旋回内輪の制動力が小さく、かつ、旋回外輪の制動力が大きくなるように、左右輪１２ＭL，ＭRの制動力配分比を変更する。また、それに併せて、運転者のステアリング操作に関係なく、さらに旋回外側に向けるように前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させる。つまり、前輪１２Ｆは旋回外側に向かって転舵させ、後輪１２Ｒは前輪１２Ｆと逆相に転舵させるのである。
【００５７】
車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までの、車両の向きの実際の回転角αは、ヨーレートセンサにより検出された実ヨーレートωrを積分することで、演算される。
α＝∫(ωr)dt
しかしながら、例えば、上記車両方向変更制御が実行されなかったと仮定すると、車両の向きは、図４(b)において点線で示すように、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までで、ステアリング操作に応じて変わっていると考えられる。そこで、本車両方向復帰制御では、その車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに変更されるようになっている。具体的には、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点でのヨーレートを基準ヨーレートω0として、その基準ヨーレートω0で車両の向きが変化したと考え、その車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の回転角が推定される。つまり、その推定回転角βが、次式によって演算される。
β＝ω0・ｔ
ここで、ｔは、車両が転倒する可能性が高くなったと判定された時点から現時点までの時間である。したがって、本車両方向復帰制御では、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに合わせるべく、制動装置２２ＭL，ＭRと、２つの転舵装置３４とが、実回転角αと推定回転角βとの差分δ（＝β−α）に基づいて制御されるようになっっている。具体的には、目標となる制動力配分比ｒB*と、目標となる前輪１２Ｆの転舵角θF*および後輪１２Ｒの転舵角θR*が、ＥＣＵ２００において、回転角差δに基づき、次式のＰＤＩ制御則に従って決定される。
ｒB*＝ＫP-r・δ＋ＫD-r・δ’＋ＫI-r・∫(δ)dt
θF*＝ＫP2-θF・δ＋ＫD2-θF・δ’＋ＫI2-θF・∫(δ)dt
θR*＝ＫP2-θR・δ＋ＫD2-θR・δ’＋ＫI2-θR・∫(δ)dt
【００５８】
v）中立位置復帰制御
車両の向きが、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の向きに一致したとしても、運転者のステアリング操作とは別に前後輪１２Ｆ，Ｒを転舵させたために、ステアリングホイール３０の操作の中立位置と、前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵の中立位置とを一致させる必要がある。そこで、本車両運動制御システムでは、通常時の転舵装置３４の制御において決定される目標転舵角θF*，θR*と、２つの転舵角センサ２３６により検出された実際の転舵角θrF，θrRとを一致させる制御が実行される。通常の転舵装置３４の制御においては、目標転舵角θF*，θR*に基づいて、インバータを制御するためのデューティ比が決定されていた。それに対して、実際の転舵角θrF，θrRが目標転舵角θF*，θR*となるまでは、目標転舵角θF*，θR*に対する実転舵角θrF，θrRの偏差である転舵角偏差ΔθF（＝θF*−θrF），ΔθR（＝θR*−θrR）に基づいて、デューティ比が、ＰＤＩ制御則に従って決定されるようになっている。
【００５９】
＜制御プログラム＞
通常の制御と転倒防止制御とを切り換えるための処理は、図６にフローチャートを示す実行制御切換プログラムが、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔Δｔ（例えば、数msec）をおいてＥＣＵ２００により繰り返し実行されることによって行われる。また、実行制御切換プログラムと同じ期間、前述のような転舵装置３４の制御が、図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムが実行されることによって行われ、制動装置２２の制御が、図８にフローチャートを示す制動力制御プログラムが実行されることによって行われ、ショックアブソーバ６２の制御が、図９にフローチャートを示す減衰力制御プログラムが実行されることによって行われる。以下に、それらの制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【００６０】
i）実行制御切換プログラム
本車両運動制御システムにおいて実行されるプログラムによる処理では、通常の制御と、転倒防止制御の車両方向変更制御，車両方向復帰制御，中立位置復帰制御とのいずれの制御を実行するかを示す実行制御フラグＦＬが採用されている。実行制御切換プログラムは、そのフラグＦＬのフラグ値を決定することにより、転舵制御，制動力制御，減衰力制御の各々において、通常の制御と、転倒防止制御の車両方向変更制御，車両方向復帰制御，中立位置復帰制御とが切り換えられるようになっている。そのフラグＦＬのフラグ値は、通常の制御を実行する場合に０に、車両方向変更制御を実行する場合に１に、車両方向復帰制御を実行する場合に２に、中立位置復帰制御を実行する場合に３にされる。
【００６１】
実行制御切換プログラムによる処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）において、前後加速度Ｇｘ，横加速度Ｇｙが取得され、Ｓ２において、それらに基づいて車両が転倒する可能性が高いか否かが判定される。通常の走行状態においては、実行制御フラグＦＬのフラグ値は０とされており、Ｓ２，Ｓ８の判定により、それ以降の処理がスキップされる。そして、Ｓ２において、車両が制動旋回中において、車体に生じる加速度が図５に示した過大加速度範囲に入った場合に、車両が転倒する可能性が高いと判定され、Ｓ３以下の転倒防止制御が実行される。
【００６２】
車両が転倒する可能性が高いと判定された直後には、まず、Ｓ４において、実行制御フラグＦＬが１とされるとともに、その時点でのヨーレートセンサ２２４の検出値が、基準ヨーレートω0として認定される。次いで、Ｓ５，６において、車両の向きの実際の回転角αと、車両方向変更制御が実行されなかったと仮定した場合の車両の回転角βが演算される。そして、Ｓ７において、図５に示したように、現時点での加速度と、重心位置から旋回外輪に向かう向きの加速度とのなす角、つまり、車両方向変更制御において用いられる車両方向変更角φが演算される。
【００６３】
車両が転倒する可能性が高かった状態から低い状態になった場合には、Ｓ１０以下の処理が行われる。Ｓ１０では、Ｓ６と同様に、実回転角αと推定回転角βとが推定され、Ｓ１１において、それらの差分、つまり、車両方向復帰制御において用いられる車両の向きの回転角差δが演算される。次いで、Ｓ１２において、その回転角差δが０か否かが判定され、０でない場合には、実行制御フラグＦＬのフラグ値が２とされ、０となった場合に、フラグ値が３とされる。なお、フラグ値が３とされて中立位置復帰制御が実行される場合には、Ｓ１４において、実回転角αと推定回転角βとがリセットされる。以上の一連の処理の後、実行制御切換プログラムの１回の実行が終了する。
【００６４】
ii）転舵制御プログラム
図７にフローチャートを示す転舵制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、上述した実行制御切換プログラムにおいて決定された実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。通常は、Ｓ２３からＳ２６において、先に説明したような手法でヨーレート偏差Δωに基づいて、前後輪１２Ｆ，Ｒの目標転舵角θF*，θR*が決定される。また、実行制御フラグＦＬのフラグ値が１である場合には、Ｓ３０において、車両方向変更角φに基づいて、目標転舵角θF*，θR*が決定され、フラグ値が２である場合には、Ｓ３１において、車両の向きの回転角差δに基づいて、目標転舵角θF*，θR*が決定される。そして、それらの場合には、Ｓ２９において、その決定された目標転舵角θF*，θR*に基づいて、インバータの制御のためのデューティ比が決定される。さらに、実行制御フラグＦＬのフラグ値が３である場合には、ステアリングホイール３０の操作中立位置と転舵輪である前後輪の転舵中立位置とを一致させるべく、Ｓ３２，３３において、転舵角偏差Δθ（＝θ*−θr）が認定され、Ｓ３５において、その転舵角偏差Δθに基づいて、インバータの制御のためのデューティ比が決定される。なお、その転舵角偏差Δθが０となった場合には、Ｓ２８において、実行制御フラグＦＬのフラグ値が０とされるようになっている。
【００６５】
iii）制動力制御プログラム
図８にフローチャートを示す転舵制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。通常は、Ｓ４５において、左輪の制動力と右輪の制動力とが同じとなるように、制動力が配分される。それに対して、実行制御フラグＦＬのフラグ値が１である場合には、Ｓ４６において、車両方向変更角φに基づいて制動力配分比が決定されて、旋回内輪の制動力が旋回外輪の制動力より大きくなるように配分される。また、実行制御フラグＦＬのフラグ値が２である場合には、Ｓ４７において、車両の向きの回転角差δに基づいて制動力配分比が決定されて、旋回外輪の制動力が旋回内輪の制動力より大きくなるように配分される。
【００６６】
iv）減衰力制御プログラム
図９にフローチャートを示す減衰力制御プログラムによる処理では、先にも説明したように、実行制御フラグＦＬのフラグ値に基づいて、制御が切り換えられる。実行制御フラグＦＬのフラグ値が１で、車両が転倒する可能性が高い場合に、Ｓ５４において、通常時の減衰係数ＣSより高い減衰係数ＣS’を用いて、目標となるアブソーバ力ＦA（＝ＣS’・ＶS）が決定されるようになっている。
【００６７】
＜制御装置の機能構成＞
上述したような制御を実行して車両の運動を制御するための制御装置として機能するＥＣＵ２００は、前述した各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図１０に示すように、ＥＣＵ２００は、上記転舵制御プログラムを実行して前後輪１２Ｆ，Ｒの転舵を制御する機能部である転舵制御部３００と、上記制動力制御プログラムを実行して４つの車輪１２の制動力を制御する機能部である制動力制御部３０２と、上記減衰力制御プログラムを実行して４つの車輪１２に対応するショックアブソーバ６２の減衰係数変更して減衰力を制御する機能部である減衰係数制御部３０４とを有している。また、ＥＣＵ２００は、車両が転倒する可能性が高いか否かを車体１４に生じている加速度が過大加速度範囲に入っているか否かによって判定する過大加速度判定部３１０と、車両が転倒する可能性が高いか否かによって、上記転舵制御部３００，制動力制御部３０２，減衰係数制御部３０４において実行される制御を、制御通常の制御と転倒防止制御との間で切り換える実行制御切換部３１２とを有している。
【符号の説明】
【００６８】
１２Ｆ：前輪 １２ＭL：左輪 １２ＭR：右輪 １２Ｒ：後輪 １４：車体 １６Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：サスペンション装置 ２０：ブレーキペダル ２２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：制動装置 ３０：ステアリングホイール ３４Ｆ，Ｒ：転舵装置 ４０：アクセルペダル ４２ＭL，ＭR：駆動装置 ６０：コイルスプリング（サスペンションスプリング） ６２Ｆ，ＭL，ＭR，Ｒ：電磁式ショックアブソーバ ６４：電磁モータ ７２：電磁モータ（制動装置） ８０：電磁モータ（転舵装置） １００：電磁モータ（駆動装置） ２００：電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２２０：車速センサ［ｖ］ ２２２：操作角センサ［ＭA］ ２２４：ヨーレートセンサ［ω］ ２２６：前後加速度センサ［Ｇｘ］ ２２８：横加速度センサ［Ｇｙ］ ２３０：ばね上縦加速度センサ［Ｇｚ］ ２３２：アクセル操作力センサ［ａD］ ２３４：ブレーキ操作力センサ［ａB］ ２３６：転舵角センサ［θF，θR］ ３００：転舵制御部 ３０２：制動力制御部 ３０４：減衰係数制御部 ３１０：過大加速度判定部 ３１２：実行制御切換部
【００６９】
ＦB：（車両の）目標制動力 ａB：ブレーキ操作力 ＦB-F，ＦB-ML，ＦB-MR，ＦB-R：（車輪ごとの）目標制動力 ＶS：ばね上絶対速度 ＦA：目標アブソーバ力 ＣS：減衰係数 ＭA：操作角 ｖ：車速 ω*：目標ヨーレート ωr：実ヨーレート Δω：ヨーレート偏差 θF*，θR*：目標転舵角 Ｇｘ：前後加速度 Ｇｙ：横加速度 φ：車両方向変更角 ｒB*：左右輪の制動力配分比 ＣS’：減衰係数（＞ＣS） α：実回転角 β：推定回転角 δ：回転角差 θrF，θrR：実転舵角 ΔθF，ΔθR：転舵角差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする車両運動制御システム。
【請求項２】
当該車両運動制御システムが、
車体に生じる加速度の向きが、左旋回時においては車体の重心位置から右輪に向かう向きに近づき、右旋回時においては車体の重心位置から左輪に向かう向きに近づくように、車両の運動を制御する請求項１に記載の車両運動制御システム。
【請求項３】
前記左輪および右輪の各々が、独立して制動可能とされ、
当該車両運動制御システムが、
左輪および右輪の各々の制動力を制御する制動力制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、左輪および右輪のうちの旋回内輪の制動力がそれらのうちの旋回外輪の制動力より大きくなるように制御することで、車両が旋回内側を向くように構成された請求項１または請求項２に記載の車両運動制御システム。
【請求項４】
前輪，左輪および右輪のうちの１以上ものが、転舵輪とされ、
当該車両運動制御システムが、
前記転舵輪の転舵を制御する転舵制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両が旋回内側に向くように前記転舵輪をさらに転舵させるように構成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項５】
当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、
前輪，左輪および右輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させるとともに、その減衰力を発生させるための自身の能力であってその減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更可能な３つのショックアブソーバを有し、
当該車両運動制御システムが、
前記３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する減衰係数制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、それら３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を通常より高くするように構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項６】
当該車両運動制御システムが、
車両が転倒する可能性が高い状況下からその可能性が低くなった場合に、車両の向きが旋回外側を向くように車両の運動を制御するように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項１】
自身の前方側に配設された単一の前輪とその前輪より後方側で自身の左右にそれぞれ配設された左輪および右輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
制動かつ旋回状態にある場合において車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両がさらに旋回内側を向くように車両の運動を制御することを特徴とする車両運動制御システム。
【請求項２】
当該車両運動制御システムが、
車体に生じる加速度の向きが、左旋回時においては車体の重心位置から右輪に向かう向きに近づき、右旋回時においては車体の重心位置から左輪に向かう向きに近づくように、車両の運動を制御する請求項１に記載の車両運動制御システム。
【請求項３】
前記左輪および右輪の各々が、独立して制動可能とされ、
当該車両運動制御システムが、
左輪および右輪の各々の制動力を制御する制動力制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、左輪および右輪のうちの旋回内輪の制動力がそれらのうちの旋回外輪の制動力より大きくなるように制御することで、車両が旋回内側を向くように構成された請求項１または請求項２に記載の車両運動制御システム。
【請求項４】
前輪，左輪および右輪のうちの１以上ものが、転舵輪とされ、
当該車両運動制御システムが、
前記転舵輪の転舵を制御する転舵制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、車両が旋回内側に向くように前記転舵輪をさらに転舵させるように構成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項５】
当該車両運動制御システムが搭載される車両が、さらに、
前輪，左輪および右輪に対応して設けられ、それぞれが、自身に対応するばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力を発生させるとともに、その減衰力を発生させるための自身の能力であってその減衰力の大きさの基準となる減衰係数を変更可能な３つのショックアブソーバを有し、
当該車両運動制御システムが、
前記３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を制御する減衰係数制御部を備え、
車両が転倒する可能性が高くなった場合に、それら３つのショックアブソーバの各々の減衰係数を通常より高くするように構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項６】
当該車両運動制御システムが、
車両が転倒する可能性が高い状況下からその可能性が低くなった場合に、車両の向きが旋回外側を向くように車両の運動を制御するように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９３４７８（Ｐ２０１１−９３４７８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１２２６（Ｐ２００９−２５１２２６）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【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５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【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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