車両運動制御装置
【課題】制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両運動制御を実行することができるようにした車両運動制御装置を提供する。
【解決手段】アベイラビリティ演算部５にて、アプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更や車両情報に応じたアベイラビリティ変更が行われるようにする。これにより、アプリケーションの要求や車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することが可能となり、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求や車両情報に忠実な車両横方向運動制御を実行することが可能となる。
【解決手段】アベイラビリティ演算部５にて、アプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更や車両情報に応じたアベイラビリティ変更が行われるようにする。これにより、アプリケーションの要求や車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することが可能となり、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求や車両情報に忠実な車両横方向運動制御を実行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、車両の運動制御を複数の制御対象の協調により行う車両運動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、車両のオーバステア（以下、ＯＳという）状態またはアンダーステア（以下、ＵＳという）状態の進行に応じて、まず前後輪間の駆動力配分の変更を実行したのち、その状態が進行したら操舵角の補正を実行し、それでも更にその状態が進行したら選択された車輪の選択的制動を実行するという車両が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２において、ＵＳの度合いに応じて、その度合いが大きくなるに従って電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）による反力抑制制御、報知装置による報知、制動力配分制御の順に作動させる車両用ＵＳ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２９７１５０号公報
【特許文献２】特許第４４５５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された車両では、ＯＳ状態もしくはＵＳ状態を解消するための制御要求値を実現する際に、使用する制御装置および作動順序を決めているだけである。また、特許文献２に記載された車両用ＵＳ制御装置では、ＵＳを抑制するための制御要求値を実現するために、不足している制御量を段階的に補うように複数の制御対象を順番に作動させているだけである。すなわち、特許文献１、２では、車両の横方向運動制御を複数の制御対象の協調によって実行することについて開示されているものの、各制御装置の制御可能範囲（アベイラビリティ）に基づいて、どの制御対象を優先的に作動させるのがより最適な制御を行えるかなどについて考慮されていない。例えば、アベイラビリティの一つである制御量の大きさが制御対象によって異なっている場合に、その制御量の大きさだけを基準として制御対象を決定したのでは、緊急時などの制御応答性が要求される場面で応答性良い制御出力を発生させることができない。したがって、複数の制御対象を用いてより最適な車両運動制御が実行されるようにすることが望まれる。
【０００６】
なお、ここでは、車両の横方向運動について述べたが、車両の前後方向運動やピッチング方向運動等についても、同様のことが言える。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両運動制御を実行することができるようにした車両運動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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、要求制御量を実現する車両運動制御装置において、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、アベイラビリティに基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）の中から車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）とを有し、アベイラビリティ取得手段（５）は、車両運動制御を実行するアプリケーションの要求を取得し、該アプリケーションの要求に基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）のうち該アプリケーションの要求と対応する制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更するアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）が備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）にて、アプリケーションの要求を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することにより、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求に忠実な車両運動制御を実行することが可能となる。
【００１０】
例えば、請求項３に記載したように、アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）は、アプリケーションの要求として、減速度を制限することを示す要求が出されたときに減速度上限値を設定し、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれを作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるように、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれのアベイラビリティを変更することができる。
【００１１】
これにより、アプリケーションからの減速度を制限するという要求に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、減速度を制限できるより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００１２】
請求項２または４に記載の発明では、アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を備えることを特徴としている。
【００１３】
このように、車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することができる。これにより、車両情報を反映した、より適切な制御対象を選択して車両情報に忠実な車両運動制御を実行することが可能となる。
【００１４】
例えば、請求項５に記載したように、車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）は、走行路面の路面摩擦係数が所定値以下となる低μ路面である場合に、走行路面が低μ路面ではない場合と比較して、複数の制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを低下させることができる。
【００１５】
これにより、低μ路面に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、低μ路面に対応したより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両横方向運動制御システムのブロック図である。
【図２】アベイラビリティ物理量変換部２０とアベイラビリティ演算部５の詳細構造を示したブロック図である。
【図３】制御対象選択部６１の詳細構造を示したブロック図である。
【図４】アプリ要求モードがコンフォートの場合において、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合の選択パターンを示した図である。
【図５】アプリ要求モードがセーフティの場合において、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合の選択パターンを示した図である。
【図６】アプリ要求値と第１〜第３制御対象の選択順の一例を示した図であり、（ａ）は、アプリ要求モードがコンフォートの場合の図、（ｂ）は、アプリ要求モードがセーフティの場合の図である。
【図７（ａ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第１制御対象選択用のマップである。
【図７（ｂ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第２制御対象選択用のマップである。
【図７（ｃ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第３制御対象選択用のマップである。
【図８（ａ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第１制御対象選択用のマップである。
【図８（ｂ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第２制御対象選択用のマップである。
【図８（ｃ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第３制御対象選択用のマップである。
【図９】ヨーレート−減速度マップの一例を示した図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、減速度０要求が出されていない場合と出された場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、走行路面が低μ路ではない場合と低μ路である場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の一実施形態にかかる車両横方向運動制御装置（以下、ＶＬＰという）が適用された車両横方向運動制御システムを例に挙げて、ＶＬＰについて説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる車両横方向運動制御システムのブロック図である。本実施形態の車両横方向運動制御システムでは、複数の制御対象、具体的にはフロントステア、リアステアおよびブレーキを制御することにより、車両横方向運動の制御を行う。
【００２１】
図１に示されるように、車両横方向運動制御システムは、制御要求部１、センサ部２、目標値生成部３、車両状態監視部４、アベイラビリティ演算部５、フィードフォワード（以下、Ｆ／Ｆという）演算部６、フィードバック（以下、Ｆ／Ｂという）演算部７、最終値演算制御許可判定部８、各種マネージャ９〜１１、各種電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１２〜１５および横方向運動制御用の各種アクチュエータ（以下、ＡＣＴという）１６〜１９を有している。これらのうちの目標値生成部３、車両状態監視部４、アベイラビリティ演算部５、Ｆ／Ｆ演算部６、Ｆ／Ｂ演算部７および最終値演算制御許可判定部８、もしくはこれらに各種マネージャ９〜１１を含めたものがＶＬＰに相当する。
【００２２】
制御要求部１は、車両横方向運動制御を行う各アプリケーションの制御要求に従って、車両状態に応じた横方向運動に関する要求信号を出力する。本実施形態の場合、制御要求部１は、レーンキープ制御、レーンデパーチャ制御などの各種アプリケーションを実行する各種制御部（図示せず）を備えている。レーンキープ制御では、車両前方画像を取り込んで走行車線の両側の走行線を認識することにより、車両が走行線に沿って走行する際に、両側の走行線の中央付近からずれないように車両横方向運動制御を行う。レーンデパーチャ制御では、車両前方画像を取り込んで走行車線の両側の走行線を認識することにより、車両が走行車線に沿って走行する際に、両側の走行線からはみ出さないようにドライバに対して警報を行うものであるが、同時に両側の走行線からはみ出さないように車両横方向運動制御を行う。また、アプリケーションとしては、車両走行方向に存在する障害物などとの衝突を避けるように車両横方向運動制御を行う緊急回避制御や、駐車時に想定される車両移動経路に導くように車両横方向運動制御を行う駐車支援制御なども想定される。その他、車両横方向運動制御が行われるアプリケーションであれば、どのようなものであっても良い。
【００２３】
これら各アプリケーションにおいて車両横方向制御の実行開始条件を満たすと判定されると、車両横方向制御として必要な制御量やアプリケーションの実行を指示する要求信号が出力され、これが車両横方向制御装置に入力される。これにより、車両横方向運動制御を実行するのに用いられる各種ＡＣＴ１６〜１９が駆動されることで、各アプリケーションの要求に応じた車両の横方向運動が制御されるようになっている。本実施形態の場合、制御要求部１は、必要な制御量を示す要求信号として要求横加速度Ｇｙおよび要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを用いており、アプリケーションの実行の有無を指示する要求信号としてアプリ実行要求を用いている。
【００２４】
また、制御要求部１では、各アプリケーションの内容に応じた要求モードや制御対象の優先度を表した情報であるアプリ情報をアベイラビリティ演算部５に伝えている。アプリケーションの内容に応じた要求モードは、セーフティ（安全性）、コンフォート（快適性）、エコ（経済性）のいずれを優先させるかを示しており、アプリケーションの内容に応じた制御を選択するための指標とされる。例えば、要求モードがセーフティの場合には応答性良い制御が実現され、コンフォートの場合には低い応答性で過度な負担を乗員にかけないような制御が実現され、エコの場合には最も必要エネルギーが少ない制御が実現されることで、アプリケーションの内容に応じた制御が実現されるようにする。また、制御対象の優先度は、アプリケーションに対応した車両横方向運動制御を行う際に選択されるべき制御対象の優先順位を示している。
【００２５】
センサ部２は、各種車両状態を示す情報を車両状態監視部４に対して入力するものである。具体的には、センサ部２は、各種車両状態の検出信号もしくは各種車両状態の演算結果を示すデータ信号などを各種車両状態を示す情報として車両状態監視部４に入力している。本実施形態では、センサ部２から車両状態監視部４に対して、前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角、車速（車体速度）に関する情報が伝えられるようにしている。前輪舵角や後輪舵角に関しては、例えば舵角センサの検出信号が用いられる。各輪車軸トルクについては、例えばブレーキＥＣＵにおいて現在発生させられている各輪車軸トルクが演算されているためその演算結果が用いられる。車速に関しては、例えば車輪速度センサの検出信号に基づいて演算された各車輪の車輪速度から演算した値が用いられる。
【００２６】
また、センサ部２には、車両に実際に発生している実ヨーレートを検出するヨーレートセンサも含まれている。このヨーレートセンサの検出信号もしくはその検出信号に基づいて演算した実ヨーレートが車両状態監視部４を介してＦ／Ｂ演算部７に伝えられている。さらに、センサ部２には、走行路面状態として路面摩擦係数（以下、μという）を検出する部分も含まれている。例えば、ブレーキＥＣＵでは車輪速度などに基づいて路面μを検出していることから、それの検出結果が車両状態監視部４に伝えられるようになっている。
【００２７】
目標値生成部３は、制御要求部１から入力される要求横加速度Ｇｙおよび要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔに基づいて、各アプリケーションの要求を調停する。そして、各アプリケーションの要求を満たすために必要な制御目標値であるアプリ要求値を出力する。アプリ要求値としては、アプリケーションの内容に応じて変わり、一制御周期内でのヨーレートγの絶対量（以下、ヨーレート絶対量という）やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔであるアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量をアプリ要求値として出力している。各アプリケーションの要求の調停については、アプリ実行要求に示されるアプリケーションの種類に応じて行っている。例えば、各アプリケーションにて要求される要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを加算した総和に対応するヨーレートγやヨーレート変化量ｄγ／ｄｔをアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量として出力するようにすれば、すべてのアプリケーションの要求を満たす車両横方向運動制御を行える。また、実装されているアプリケーションに優先順位がある場合には、優先順位が高いアプリケーションにて要求される要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔに対応するヨーレートγやヨーレート変化量ｄγ／ｄｔをアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量として出力する。アプリ実行要求にて、どのアプリケーションを実行するかが示されていることから、このアプリ実行要求に基づいて実行すべき優先順位の高いアプリケーションを選択することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、制御要求部１から入力される要求値として要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを用い、車両横方向運動制御を実行する際の制御量やその変化量として、アプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量というヨーレート換算した値を用いて説明するが、これらに限るものではない。例えば、制御要求部１から入力される要求値としてヨーレートγおよびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを用い、車両横方向運動制御を実行する際の制御量として、それを横加速度換算した値を用いるようにしても良い。
【００２９】
車両状態監視部４は、センサ部２から入力される各種車両状態を示す情報に基づいて、現在の車両情報を求め、その車両情報をアベイラビリティ演算部５に出力する。具体的には、車両状態監視部４では、車両に対して現在発生している前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角および車速に基づいて、一般的な数式より理論的に求められる現在あるべき前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角および車速を車両情報として求めている。また、走行路面状態を示す路面μなどの車両走行情報についても、車両情報として取得している。
【００３０】
アベイラビリティ演算部５は、各種ＡＣＴ１６〜１９を駆動するための各種ＥＣＵ１２〜１５より各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティをアベイラビリティ物理量変換部２０を介して受け取ることにより、各制御対象（フロントステア、リアステアおよびブレーキ）のアベイラビリティに関する情報（アベイラビリティ情報）を取得するアベイラビリティ取得手段を構成する。また、アベイラビリティ演算部５は、取得した各制御対象のアベイラビリティ情報と車両状態監視部４から伝えられる車両情報および制御要求部１から伝えられるアプリ情報に基づいて、ＶＬＰとしてのアベイラビリティを演算する。そして、ＶＬＰとしてのアベイラビリティに関する情報をＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に対して伝えている。
【００３１】
ここで、アベイラビリティとは、制御可能範囲のことを意味しており、出力できる制御量の最大値（最大制御量）に加えて、制御時の応答性を示す制御量の変化量も含む概念である。車両横方向運動制御においては、車両左旋回方向と右旋回方向の二つのアベイラビリティがある。
【００３２】
例えば、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティとは、各種ＡＣＴ１６〜１９の最大制御量や、各種ＡＣＴ１６〜１９の応答性（制御量の変化量）を意味している。また、各制御対象のアベイラビリティとは、各ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティにて示されるフロントステア、リアステアおよびブレーキそれぞれの最大制御量や応答性（制御量の変化量）を意味している。各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティについては、各種ＥＣＵ１２〜１５よりそのときの各種ＡＣＴ１６〜１９の状態を表したマップ等として、アベイラビリティ物理量変換部２０を介してアベイラビリティ演算部５に伝えられる。ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティのうち、フロントステアを制御するためのＡＣＴ１６、１７のアベイラビリティの合計がフロントステアのアベイラビリティ（フロントステアアベイラビリティ）となる。また、リアステアを制御するためのＡＣＴ１８のアベイラビリティがリアステアのアベイラビリティ（リアステアアベイラビリティ）となる。同様に、ブレーキを制御するためのＡＣＴ１９のアベイラビリティがブレーキのアベイラビリティ（ブレーキアベイラビリティ）となる。このため、各種ＥＣＵ１２〜１５から各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティが伝えられることは、各制御対象のアベイラビリティが伝えられることを意味している。したがって、図１中では、各種ＥＣＵ１２〜１５からフロントアベイラビリティ、リアアベイラビリティ、ブレーキアベイラビリティがアベイラビリティ物理量変換部２０を介してアベイラビリティ演算部５に入力される形で示してある。
【００３３】
また、ＶＬＰとしてのアベイラビリティとは、各制御対象のアベイラビリティやアプリ情報および車両情報を加味して出力し得る制御可能範囲のことを意味している。このアベイラビリティ演算部５によるＶＬＰとしてのアベイラビリティの演算については、後で詳細に説明する。
【００３４】
Ｆ／Ｆ演算部６は、アプリ要求ヨーレートやアベイラビリティ演算部５から伝えられるアベイラビリティ情報およびアプリ情報に基づいてＦ／Ｆ制御を行うためのＦ／Ｆ要求値を演算する。具体的には、本実施形態のＦ／Ｆ演算部６は、制御対象選択部６１、規範演算部６２およびＦ／Ｆ要求値演算部６３を有した構成とされている。
【００３５】
制御対象選択部６１は、アプリ要求ヨーレートに加えて、アベイラビリティ演算部５を介して伝えられるアプリ情報やアベイラビリティ情報に基づいて、制御対象選択を行う制御対象選択手段を構成する。具体的には、制御対象選択部６１では、各制御対象の中から車両横方向運動制御の実行に用いる制御対象を選択し、選択された制御対象（以下、選択制御対象という）に要求する制御量や応答性（制御量の変化量）の制御目標値を設定する制御対象選択を行う。制御対象選択は、車両横方向運動制御にかかわる制御要求が出されたとき、例えばレーンキープ制御などが実行されたタイミングなどに行われる。この制御対象選択部６１の詳細構成や制御対象選択手法の詳細については、後で説明する。
【００３６】
規範演算部６２は、制御対象選択部６１での選択制御対象が決まると、アベイラビリティ演算部５から伝えられたアベイラビリティ情報に基づいて、選択制御対象のアベイラビリティから選択制御対象の規範値を演算する。つまり、制御対象選択部６１で選択制御対象が決まると、アプリ要求値を満たすのに必要な各選択制御対象それぞれの制御量や応答性の配分が決まる。例えば、後述する手法によって２つの制御対象が選択された場合、一番初めに選択された第１制御対象についてはアベイラビリティの最大制御量または制御量の最大変化量を発生させ、第２制御対象については第１制御対象で足りなかった制御量を発生させるなど、配分が決められる。このときに決まる制御量や変化量は各選択制御対象の制御目標値、つまりアプリ要求値を各選択制御対象に配分した値であり、実際に実現し得る規範値は異なっている。このため、この規範演算部６２にて、予め求めておいた制御対象ごとの制御目標値と規範値との関係を示すデータなどから、制御目標値に対応する規範値を求めている。
【００３７】
Ｆ／Ｆ要求値演算部６３は、各選択制御対象の制御目標値と規範演算部６２で演算された規範値との差に基づいて、選択制御対象に対するＦ／Ｆ要求値を演算する。Ｆ／Ｆ要求値の演算手法については、従来よりＦ／Ｆ制御演算手法として知られているどのような手法が用いられていても構わない。これにより、選択制御対象に対する要求ヨーレートＦ／Ｆ値が演算され、これが最終値演算制御許可判定部８およびＦ／Ｂ演算部７に出力される。後述するように、本実施形態では、フロントステア制御やリアステア制御およびブレーキの制御に基づいて、要求ヨーレートを実現する。これらフロントステア制御やリアステア制御およびブレーキの制御によって実現させるヨーレートγのＦ／Ｆ要求値が、それぞれフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値およびブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｆ値として表してある。
【００３８】
Ｆ／Ｂ演算部７は、Ｆ／Ｆ演算部６にて演算された各選択制御対象の規範値やアベイラビリティ演算部５から伝えられるアベイラビリティ情報およびアプリ情報、さらには実ヨーレートに基づいてＦ／Ｂ制御を行うためのＦ／Ｂ値を演算する。具体的には、本実施形態のＦ／Ｂ演算部７は、要求値演算部７１、制御対象選択部７２、Ｆ／Ｂ要求値演算部７３を有した構成とされている。
【００３９】
要求値演算部７１は、Ｆ／Ｆ演算部６の規範演算部６２から取得した選択制御対象の規範値の総和とセンサ部２に備えられたヨーレートセンサで検出された実ヨーレートとの差に基づいて、トータルのＦ／Ｂ要求値を演算する。
【００４０】
制御対象選択部７２は、Ｆ／Ｂ要求値やアベイラビリティ演算部５を介して伝えられるアプリ情報やアベイラビリティ情報、さらにはＦ／Ｆ演算部６から伝えられる各Ｆ／Ｆ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｆ値）に基づいて、制御対象選択を行う制御対象選択手段を構成する。具体的には、制御対象選択部７２は、各制御対象の中からＦ／Ｂ制御の実行に用いる選択制御対象を選択し、選択制御対象に要求する制御量や応答性（制御量の変化量）の制御目標値を設定する制御対象選択を行う。この制御対象選択部７２の機能は、基本的にはＦ／Ｆ演算部６に備えられた制御対象選択部６１と同様である。この制御対象選択部７２で選択される選択制御対象は、Ｆ／Ｆ演算部６の制御対象選択部６１で選択される選択制御対象と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００４１】
Ｆ／Ｂ要求値演算部７３は、Ｆ／Ｆ演算部６の規範演算部６２から取得した選択制御対象の規範値の総和とセンサ部２に備えられたヨーレートセンサで検出された実ヨーレートとの差に基づきＦ／Ｂ要求値を演算し、制御対象選択部７２から算出した選択制御対象と制御対象余裕量に基づいて、Ｆ／Ｂ要求値を分配する。Ｆ／Ｂ要求値の演算手法については、従来よりＦ／Ｂ制御演算手法として知られているどのような手法が用いられていても構わない。これにより、選択制御対象に対する要求ヨーレートＦ／Ｂ値が演算され、これが最終値演算制御許可判定部８に出力される。ここでは、前輪舵角や後輪舵角およびブレーキの制御によって実現させるヨーレートγのＦ／Ｂ値がそれぞれフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値およびブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｂ値として表してある。
【００４２】
最終値演算制御許可判定部８は、Ｆ／Ｆ演算部６から伝えられるＦ／Ｆ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｆ値）とＦ／Ｂ演算部７から伝えられるＦ／Ｂ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｂ値）に基づいて、要求ヨーレート最終値を演算すると共に制御許可を出す制御対象を判定している。これにより、フロントステア、リアステア、ブレーキの３つの制御対象の中から制御許可が出されるものが決定される。例えば、要求ヨーレートＦ／Ｆ値や要求ヨーレートＦ／Ｂ値が発生していることを制御許可の判定条件としている。そして、最終値演算制御許可判定部８は、制御許可の判定条件を満たした制御対象に対して、実行要求および要求ヨーレート最終値を出力する。
【００４３】
実行要求は、制御許可が判定された制御対象に対して、制御を実行させることを示す指令である。例えば、制御対象がフロントステアであればフロントステア実行要求、リアステアであればリアステア実行要求、ブレーキであればブレーキ実行要求が出される。要求ヨーレート最終値は、各制御対象によって最終的に発生させることを要求するヨーレートγの値である。この値は、制御対象毎に要求ヨーレートＦ／Ｆ値と要求ヨーレートＦ／Ｂ値を足すことにより求められる。すなわち、フロントステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値とフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりフロントステア要求ヨーレート最終値を求めている。また、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値とリアステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりリアステア要求ヨーレート最終値を求めている。さらに、ブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｆ値とブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりブレーキ要求ヨーレート最終値を求めている。そして、このように演算された各要求ヨーレート最終値が各種マネージャ９〜１１に対して伝えられている。
【００４４】
各種マネージャ９〜１１は、最終値演算制御許可判定部８から伝えられる実行要求および要求ヨーレート最終値に基づいて、ヨーレート最終値を各ＡＣＴ１６〜１９にて実現すべき要求制御量（要求物理量）に換算し、それを各ＥＣＵ１２〜１４に伝える。具体的には、フロントステアを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、フロントステア要求ヨーレート最終値に対応する要求前輪操舵角が演算され、これがＥＣＵ１２、１３に伝えられる。また、リアステアを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、リアステア要求ヨーレート最終値に対応する要求後輪操舵角が演算され、これがＥＣＵ１４に伝えられる。さらに、ブレーキを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、ブレーキ要求ヨーレート最終値に対応する要求各輪加算トルクが演算され、これがＥＣＵ１５に伝えられる。
【００４５】
このとき、同じ制御対象を異なるＡＣＴの駆動によって制御する場合には、マネージャ９〜１１にて、いずれのＡＣＴを駆動するか、もしくは、どのように制御量を分配するかなどを調停し、調停後の制御量を各ＥＣＵ１２〜１５に伝えるようにしている。例えば、本実施形態では、フロントステアについては、後述するようにＥＰＳ１６やギア比可変スタリングシステム（以下、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering）という）１７にて制御しているため、これらのいずれか一方もしくは双方によってフロントステアを制御することになる。このような場合には、マネージャ９による調停後の要求前輪操舵角をＥＰＳ１６やＶＧＲＳ１７を制御するための各ＥＣＵ１２、１３に伝えるようにしている。
【００４６】
各種ＥＣＵ１２〜１５は、各制御対象を制御するための制御出力を発生させるものであり、各種マネージャ９〜１１から伝えられた要求制御量を実現すべく各種ＡＣＴ１６〜１９を制御する。各種ＡＣＴ１６〜１９は、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６、ＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７、アクティブリアステアリング（以下、ＡＲＳ（Active Rear Steering）という）−ＡＣＴ１８および横滑り防止制御（以下、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）という）−ＡＣＴ１９で構成されている。これら各種ＡＣＴ１６〜１９が各種ＥＣＵ１２〜１５にて制御されることにより、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６およびＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７では要求前輪操舵角が実現されるようにフロントステア制御がなされ、ＡＲＳ−ＡＣＴ１８では要求後輪操舵角が実現されるようにリアステア制御がなされ、ＥＳＣ−ＡＣＴ１９では要求各輪加算トルクが実現されるようにブレーキ制御がなされる。
【００４７】
また、各種ＥＣＵ１２〜１５では、その時々の各種ＡＣＴ１６〜１９の状態から、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティを把握しているため、このアベイラビリティをアベイラビリティ演算部５に伝えることも行っている。アベイラビリティとしては、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６およびＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７にて制御されるフロントステア（前輪舵角）の制御可能範囲であるフロントステアアベイラビリティ、ＡＲＳ−ＡＣＴ１８にて制御されるリアステア（後輪舵角）の制御可能範囲であるリアステアアベイラビリティ、および、ＥＳＣ−ＡＣＴ１９にて制御されるブレーキ（各輪加算トルク）の制御可能範囲であるブレーキアベイラビリティが挙げられる。フロントステアアベイラビリティには、前輪舵角の絶対量に加えて前輪舵角の応答性を示す前輪舵角角速度（前輪舵角変化量）が含まれている。リアステアアベイラビリティには、後輪舵角の絶対量に加えて後輪舵角の応答性を示す後輪舵角角速度（後輪舵角変化量）が含まれている。ブレーキアベイラビリティには、各輪車軸トルクの絶対量に加えてブレーキの応答性を示す各輪車軸トルク変化量が含まれている。
【００４８】
以上のような構成により、制御要求部１からの要求信号が入力されると、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティや車両状態に応じたアベイラビリティを演算している。そして、このアベイラビリティに基づいて各種ＡＣＴ１６〜１９を制御することで、より最適な車両横方向運動制御を実行するようにしている。
【００４９】
続いて、上記したアベイラビリティ物理量変換部２０やアベイラビリティ演算部５や制御対象選択部６１（７２）の詳細について説明する。
【００５０】
図２は、アベイラビリティ演算部５およびアベイラビリティ物理量変換部２０の詳細構造を示したブロック図である。この図に示されるように、アベイラビリティ演算部５は、制御対象のγアベイラビリティ算出部５１、アプリ要求制限部５２および車両情報制限部５３を有した構成とされている。
【００５１】
アベイラビリティ物理量変換部２０は、各種ＥＣＵ１２〜１５より伝えられるアベイラビリティをヨーレート換算することで、各制御対象が発生させ得る限界としてのアベイラビリティを演算する。
【００５２】
このアベイラビリティ物理量変換部２０は、フロントアベイラビリティγ換算部２０ａ、リアアベイラビリティγ換算部２０ｂ、ブレーキアベイラビリティγ換算部２０ｃを有した構成とされている。
【００５３】
フロントアベイラビリティγ換算部２０ａでは、フロントステアアベイラビリティをヨーレート換算したフロントステア−γアベイラビリティを算出する。リアアベイラビリティγ換算部２０ｂでは、リアステアアベイラビリティをヨーレート換算したリアステア−γアベイラビリティを算出する。ブレーキアベイラビリティγ換算部２０ｃでは、ブレーキアベイラビリティをヨーレート換算したブレーキ−γアベイラビリティを算出する。例えば、フロントステアアベイラビリティの場合、制御量が前輪舵角、制御量の変化量が前輪舵角角速度で表されているため、これらをヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔに換算したものがフロントステア−γアベイラビリティとなる。リアステアアベイラビリティやブレーキアベイラビリティについても同様であり、後輪舵角や後輪舵角角速度もしくは各輪車軸トルクや各輪車軸トルク勾配をヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔに換算したものがリアステア−γアベイラビリティもしくはブレーキ−γアベイラビリティとなる。
【００５４】
アベイラビリティ演算部５が有する制御対象のγアベイラビリティ算出部５１では、アベイラビリティ物理量変換部２０の上記各換算部２０ａ〜２０ｃにて演算されたフロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティの和を求めることにより、各制御対象のトータルのアベイラビリティ（制御対象の限界値）のヨーレート換算値である制御対象のγアベイラビリティを算出する。
【００５５】
アプリ要求制限部５２は、アプリ情報に含まれる要求モードや制御対象の優先度に基づいて、アプリケーションからの要求に応じた制限であるアプリ要求制限を行う。例えば、アプリケーションの要求として、ブレーキを用いたくないという要求が有る場合には、ブレーキ−γアベイラビリティを０にするなどの制限を掛ける。具体的には、アプリ要求制限部５２は、フロントステアアプリ要求制限部５２ａ、リアステアアプリ要求制限部５２ｂおよびブレーキアプリ要求制限部５２ｃを有した構成とされている。これら各アプリ要求制限部５２ａ〜５２ｃにより、アベイラビリティ物理量変換部２０で演算された各γアベイラビリティに対してアプリ要求制限を行うことにより、フロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティのアプリ要求制限を行った値を設定している。このアプリ要求制限部５２によるアプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ設定方法の詳細については後述する。
【００５６】
車両情報制限部５３は、車両情報に含まれる車両走行に関する情報に基づいて、車両情報に応じた制限である車両情報制限を行う。具体的には、車両情報制限部５３は、フロントステア車両情報制限部５３ａ、リアステア車両情報制限部５３ｂ、ブレーキ車両情報制限部５３ｃおよび車両限界値算出部５３ｄとを有した構成とされている。各車両情報制限部５３ａ〜５３ｃにより、各アプリ要求制限部５２ａ〜５２ｃで演算されたアプリ要求制限後のγアベイラビリティに対して更に車両情報制限を行う。これにより、最終的にＶＬＰとして出力し得る各制御対象でのγアベイラビリティ、すなわちフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティを設定している。
【００５７】
また、車両限界値算出部５３ｄでは、最終的にＶＬＰとして出力し得るトータルのγアベイラビリティを算出している。具体的には、車両限界値算出部５３ｄでは、車両情報制限部５３ａ〜５３ｃにて演算されたフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティの和を求めることにより、最終的に出力し得るトータルのＶＬＰ−γアベイラビリティ（車両限界値）を算出する。
【００５８】
このようにして、アベイラビリティ演算部５では、各制御対象でのＡＣＴ１６〜１９が発生させ得る限界を加味した各制御対象のアベイラビリティをアベイラビリティ物理量変換部２０を介してヨーレート換算した値を、さらにアプリ要求や車両情報を加味して補正したＶＬＰとしてのアベイラビリティを演算する。そして、ＶＬＰとしてのアベイラビリティに関する情報をＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に対して伝えている。なお、アプリ要求とは、アプリ情報に示されるアプリ要求モードや制御対象の優先度に加えて、アプリ要求値を含むアプリケーションの要求を意味している。
【００５９】
次に、制御対象選択部６１（７２）の詳細について説明する。図３は、制御対象選択部６１の詳細構造を示したブロック図である。この図に示されるように、制御対象選択部６１は、アベイラビリティ値算出部６１ａ、比較部６１ｂおよび選択部６１ｃを有した構成とされている。
【００６０】
アベイラビリティ値算出部６１ａでは、アプリ要求値やアプリ情報およびアベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティ、すなわちフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティから、各制御対象で実現し得るヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を算出する。具体的には、アベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティが制御量の絶対量およびその変化量を含んでいることから、それらがヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップとして表される。このマップを用いて、アプリ要求値やアプリ情報に対応するヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を算出している。
【００６１】
これについて、図４および図５を参照して説明する。図４は、アプリ要求モードがコンフォートの場合の選択パターンについて、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合について示したものである。図５は、アプリ要求モードがセーフティの場合の選択パターンについて、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合について示したものである。
【００６２】
例えば、アベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティに基づいて、各制御対象のヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップが図４および図５のように表されたとする。
【００６３】
この場合において、アプリ要求モードがコンフォートである場合には、高い応答性よりもむしろ低い応答性で過度な負担を乗員にかけないようにアプリ要求値を実現できるようにしたり、より少ないＡＣＴ数でそれを実現できるようにするのが好ましい。このため、この場合には、アプリ要求ヨーレートを基準にヨーレート絶対量およびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを算出する。一方、アプリ要求モードがセーフティである場合には、緊急性を要するため、より高い応答性でアプリ要求値を実現できるようにするのが好ましい。このため、アプリ要求変化量を基準にヨーレート絶対量およびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを算出する。
【００６４】
具体的には、図４（ａ）に示すように、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合、つまりアプリ要求ヨーレートがすべての制御対象の最大制御量（アベイラビリティ最大値）より小さい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量はすべてアプリ要求ヨーレートになる。そして、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔについては、各制御対象のマップとアプリ要求ヨーレートとが交差する点となる。すなわち、フロントステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＡ点となる。ブレーキについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＢ点となる。リアステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＣ点となる。
【００６５】
一方、アプリ要求モードがコンフォートであり、かつ、図４（ｂ）に示すように、アプリ要求ヨーレートを一部の制御対象でしか実現できない場合、つまりアプリ要求ヨーレートが一部の制御対象の最大制御量より大きい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔは次のようになる。すなわち、アプリ要求ヨーレートよりも制御対象の最大制御量が大きいフロントステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＤ点となる。リアステアおよびブレーキについては、ヨーレート絶対量がそれぞれの最大制御量となり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＥ、Ｆ点（Ｅ＝Ｆ）となる。
【００６６】
また、アプリ要求モードがセーフティであり、かつ、図５（ａ）に示すように、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合、つまりアプリ要求変化量がすべての制御対象の制御量の最大変化量（アベイラビリティ最大変化量）より小さい場合には、各制御対象のヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはすべてアプリ要求変化量となる。そして、ヨーレート絶対量については、各制御対象のマップとアプリ要求変化量とが交差する点となる。すなわち、フロントステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＡ点となる。ブレーキについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＢ点となる。リアステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＣ点となる。
【００６７】
一方、アプリ要求モードがセーフティであり、かつ、図５（ｂ）に示すように、アプリ要求変化量を一部の制御対象でしか実現できない場合、つまりアプリ要求変化量が一部の制御対象の制御量の最大変化量より大きい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔは次のようになる。すなわち、アプリ要求変化量よりも制御対象の制御量の最大変化量が大きいブレーキについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＥ点となる。フロントステアおよびリアステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがそれぞれの最大変化量となり、ヨーレート絶対量はＤ、Ｆ点（Ｄ＝Ｆ）となる。
【００６８】
比較部６１ｂでは、アプリ要求値、つまりアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量とアベイラビリティ値算出部６１ａにて算出された各制御対象で実現し得るヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を比較する。例えば、アプリ要求値よりも各制御対象でのヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きいかの大小比較、つまり各制御対象によってアプリ要求値を達成できるか否かを比較し、どの制御対象が達成でき、どの制御対象が未達であるかを求める。例えば、アプリ要求値としてアプリ要求ヨーレートが５であった場合に、フロントステアやリアステアおよびブレーキのそれぞれのヨーレート絶対量が８、６、３であったとする。この場合には、フロントステアおよびリアステアについては達成となり、ブレーキについては未達となる。また、アプリ要求変化量が３であった場合に、フロントステアやリアステアおよびブレーキのそれぞれのヨーレート絶対量が５、６、７であったとする。この場合には、フロントステアやリアステアおよびブレーキすべてについては達成となる
このような比較を、アプリ要求ヨーレートとアベイラビリティ値算出部６１ａで算出されたヨーレート絶対値に対して行うと共に、アプリ要求変化量とアベイラビリティ値算出部６１ａで算出されたヨーレート変化量それぞれに対して行う。
【００６９】
選択部６１ｃでは、比較部６１ｂによる比較結果に基づいて制御対象を選択することで、制御対象を制御するための制御対象選択を行う。
【００７０】
制御対象選択では、アプリ要求モードに応じたアプリ要求値の実現が可能となるように、どの制御対象を制御するかを選択する。各制御対象の中で最も優先的に選択されるものを第１制御対象として、第１制御対象のみでアプリ要求モードに応じたアプリ要求値の実現が可能でない場合には第２制御対象を選択し、それでも実現が可能でない場合には第３制御対象を選択する。このときの第１〜第３制御対象の選択順序について、アプリ要求モードに応じて変えている。
【００７１】
この制御対象選択の考え方について、図６を参照して説明する。図６は、アプリ要求値と第１〜第３制御対象の選択順の一例を示した図であり、図６（ａ）は、アプリ要求モードがコンフォートの場合、図６（ｂ）は、アプリ要求モードがセーフティの場合を示している。
【００７２】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アプリ要求ヨーレートに対して規範値が設定され、その規範値を満たすべく、制御対象選択を行う。アプリ要求モードがコンフォートの場合には、高い応答性が必要でないため、図６（ａ）に示すように、ヨーレート絶対量の大きい順に第１〜第３制御対象を選択する。このようにすれば、よりヨーレート絶対量の大きいものから順番に車両横方向運動制御に使用する制御対象を選択でき、より少ない制御対象数で車両横方向運動制御が行えるため、制御対象同士の干渉による車両横方向運動の振動発生量を最小限にすることが出来ることから、不必要に制御対象数を多くする場合と比較して快適性を増すことができる。
【００７３】
これに対して、アプリ要求モードがセーフティの場合には、高い応答性が必要とされるため、図６（ｂ）に示すように、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きい順に第１〜第３制御対象を選択する。このようにすることで、快適性よりも安全性を重視して、より応答性の高い車両横方向運動制御が行えるようにすることが可能となる。ただし、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きかったとしても、その制御対象のヨーレート絶対量が小さいと緊急性に対応できないため、例えばヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートの所定割合以下である場合には、選択順序を下げるようにすることもできる。
【００７４】
このような考え方に基づく制御対象選択の一例について、図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）に示すマップを参照して説明する。
【００７５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、アプリ要求モードがコンフォートである場合の制御対象選択用のマップであり、図８（ａ）〜（ｃ）は、アプリ要求モードがセーフティである場合の制御対象選択用のマップである。図７（ａ）および図８（ａ）は、各制御対象の中で最も優先的に選択される第１制御対象の選択用マップであり、図７（ｂ）、（ｃ）および図８（ｂ）、（ｃ）は、第１制御対象が選択された後に、二番目、三番目に優先的に選択される第２、第３制御対象選択用マップである。
【００７６】
まず、図７（ａ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：リアステアとフロントステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ａ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいれば、「７：すべて達成」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「６：フロントステアとリアステアの最大値選択」が選択される。この場合には、フロントステアとリアステアのうちヨーレート絶対量が最大のものが第１制御対象として選択されることになる。
【００７７】
次に、図７（ｂ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：フロントステアとリアステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ｂ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいれば、「７：すべて達成、※第１は勾配が最大の制御対象」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「第２選択なし」が選択される。この場合には、第２制御対象の選択はないこととなる。
【００７８】
更に、図７（ｃ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：フロントステアとリアステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ｃ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいえば、「７：すべて達成」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「第２選択なし」が選択される。この場合には、第３制御対象の選択もないこととなる。
【００７９】
また、ここでは要求モードがコンフォートの場合の第１〜第３制御対象の選択手法について説明したが、要求モードがセーフティの場合の第１〜第３制御対象の選択手法についても、図７（ａ）〜（ｃ）に代えて図８（ａ）〜（ｃ）のマップを用いること以外は同様である。
【００８０】
なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示すマップでは、基本的に、ヨーレート絶対量が大きい制御対象から順に選択されるようにし、常時すべての制御対象を選択するのではなく、必要な制御対象のみが選択されるようにしている。また、アプリ要求ヨーレートもアプリ要求変化量も共に１つの制御対象で達成できるときは、単独の制御対象を選択制御対象としている。また、アプリ要求ヨーレートを２つ以上の制御対象で達成しているときにはヨーレート要求変化量を加味して選択する。さらに、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で達成していて、かつ、アプリ要求変化量がすべての制御対象で未達の場合には、ヨーレート絶対量が最大のものではなく、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが最大の制御対象を選択することで、作動させる制御対象の数をより少なくできるようにしている。
【００８１】
一方、図８（ａ）〜（ｃ）に示すマップでは、基本的に、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きい制御対象から順に選択されるようにし、常時すべての制御対象を選択するのではなく、必要な制御対象のみが選択されるようにしている。また、アプリ要求ヨーレートもアプリ要求変化量も共に１つの制御対象で達成できるときは、単独の制御対象を選択制御対象としている。また、アプリ要求変化量を２つ以上の制御対象で達成しているときにはヨーレート絶対量を加味して選択する。さらに、アプリ要求変化量をすべての制御対象で達成していて、かつ、アプリ要求ヨーレートがすべての制御対象で未達の場合には、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが最大のものではなく、ヨーレート絶対量が最大の制御対象を選択することで、作動させる制御対象の数をより少なくできるようにしている。
【００８２】
このようにして、制御対象選択部６１による制御対象選択が完了すると、規範演算部６２にて、アプリ要求ヨーレートおよび選択制御対象のアベイラビリティから選択制御対象の規範値を演算したり、Ｆ／Ｆ要求値演算部６３にて、Ｆ／Ｆ要求値が演算される。これに基づいて、Ｆ／Ｆ演算部６や最終値演算制御許可判定部８および各種マネージャ９〜１１が上記のような動作を行い、各種マネージャ９〜１１から各種ＥＣＵ１２〜１５に対して要求制御量が伝えられ、各種ＥＣＵ１２〜１５が各ＡＣＴ１６〜１９を駆動することで、アプリケーションの要求に応じた車両横方向運動を実現することが可能となる。
【００８３】
次に、アプリ要求制限部５２によるアプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更方法の詳細について説明する。
【００８４】
アプリ要求制限部５２は、アプリ要求制限処理を実行することにより、アプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更を行う。具体的には、アプリ要求制限部５２では、所定の制御周期ごと、もしくはアプリ情報が入力されるごとにアプリ要求制限処理を実行し、アプリ要求に応じたアベイラビリティの変更を行っている。例えば、アプリ要求として、減速度０要求が出されると、減速度上限値（例えば０．１［ｍ／ｓ＾２］）以下となるようにフロントステア、リアステアおよびブレーキのアベイラビリティを制限するという処理を行う。
【００８５】
減速度０要求は、例えば車両に減速度を極力発生させたくないような場合に出される。この減速度０要求が出されたときには、各制御対象により所定のヨーレートを出力するときに発生する減速度の関係を示したヨーレート−減速度マップから、各制御対象の減速度上限値に対応するヨーレートを算出する。ヨーレート−減速度マップは、ヨーレート毎に記憶されている。各ヨーレートを出力するときに発生する減速度は、ブレーキ制御についてはブレーキトルク−制動力マップに基づいて算出され、フロントステア制御もしくはリアステア制御についてはコーナリング抵抗−舵角マップなどに基づいて算出される。ブレーキトルク−制動力マップやコーナリング抵抗−舵角マップについては、予め実験などによって求めておけることから、それらのマップに基づいて各ヨーレートを出力するときに発生する減速度の関係を算出しておき、それをマップ化してヨーレート−減速度マップとして記憶している。
【００８６】
図９は、ヨーレート−減速度マップの一例を示した図である。減速度上限値が例えば０．１［ｍ／ｓ2］であったとすると、図９より、ブレーキ制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．００２５ｒａｄ／ｓとなる。同様に、リアステア制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．１０ｒａｄ／ｓとなる。また、フロントステア制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．２５ｒａｄ／ｓとなる。このようにして、各制御対象において減速度上限値以下の減速度しか発生させないで済むヨーレート（以下、ヨーレート制限値という）が算出される。
【００８７】
続いて、上記のようにして算出したヨーレート制限値に基づいて、各制御対象のアベイラビリティを調整する。具体的には、減速度０要求が出されていない場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップが図１０（ａ）のように表されたとすると、図１０（ｂ）に示されるように、そのマップ中のヨーレート絶対量を上記のようにして算出したヨーレート制限値に制限する。このマップが、アプリ要求に応じてアベイラビリティ変更を行ったときのマップとなり、このマップに示されるアベイラビリティがフロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティのアプリ要求制限を行った値となり、車両情報制限部５３に伝えられる。
【００８８】
したがって、車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更が行われると、上述した図４や図５のマップに代えて、図１０（ｂ）のマップに示されるアベイラビリティに対して車両情報に応じた制限が加えられた値がＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７での制御対象選択に用いられることになる。
【００８９】
このようにして、各制御対象を制御するためのＡＣＴ１６〜１９の機能的なアベイラビリティ（制御量およびその変化量）を加味してＡＣＴ１６〜１９のいずれを用いて、どのように制御量を発生させるかを最適に選択することが可能となる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態にかかるＶＬＰでは、異なる複数の制御対象を制御してアプリ要求値を実現する車両横方向運動制御を行う。この車両横方向運動制御を行う場合に、各制御対象のアベイラビリティ（最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲）をＶＬＰ、より詳しくはＶＬＰのＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に伝え、アベイラビリティに基づいて車両横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定し、その優先順位に基づいて選択制御対象を設定している。
【００９１】
このように、各制御対象のアベイラビリティを加味して車両横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定して選択制御対象を設定しているため、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両横方向運動制御を行うことが可能となる。
【００９２】
また、アプリケーションからのコンフォートやセーフティ等の要求モードに基づいて、横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定して選択制御対象を設定している。このため、応答性を考慮せずに快適性を重視する場合や緊急性に対応して応答性を重視する場合など、状況ごとに適した優先順位で選択制御対象を設定することができる。
【００９３】
そして、アベイラビリティ演算部５では、アプリ要求制限部５２にて、アプリ要求制限処理を実行することにより、アプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更が行われるようにしている。このため、アプリケーションの要求を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することが可能となり、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求に忠実な車両横方向運動制御を実行することが可能となる。
【００９４】
例えば、上記したように、アプリ要求として減速度を制限することを示す減速度０要求が出されたときに減速度上限値を設定し、それに基づいて各制御対象を作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるようにアベイラビリティを変更している。これにより、アプリケーションからの減速度を制限するという要求に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、減速度を制限できるより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００９５】
なお、ここでは減速度０要求が出されたときに、減速度上限値が設定されるようにしており、各制御対象において減速度上限値以下の減速度しか発生させないで済むヨーレート制限値を算出するようにした。これに対して、アプリ要求に基づいて、特定の制御対象のアベイラビリティのみを低下させたり、もしくは０にするようにしても良い。例えば、減速度を一番発生させる制御対象がブレーキであることから、減速度０要求が出されたときには、ブレーキのアベイラビリティを０とし、フロントもしくはリアステア制御によって車両横方向運動制御を行うようにしても良い。
【００９６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して車両情報に応じたアベイラビリティ変更を行うようにしたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９７】
本実施形態では、アベイラビリティ演算部５に備えられる車両情報制限部５３により、車両情報に応じて変更すべき制御対象のアベイラビリティ変更を行う。この車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更方法について説明する。ここでは、車両情報として走行路面の路面μを取得し、この路面μが所定値以下となる低μ路面である場合に、それに応じたアベイラビリティ変更を行う場合について説明する。
【００９８】
車両情報制限部５３では、所定の制御周期ごと、もしくは車両情報が入力されるごとに車両情報処理を実行し、車両情報に応じたアベイラビリティ変更を行っている。例えば、車両情報として走行路面が低μ路面であることが入力されると、タイヤのグリップ力が低下し、発生させられるヨーレートが低下するため、各制御対象のアベイラビリティを低下させるという処理を行う。各制御対象のアベイラビリティをどの程度低下させるかについては、例えば、複数の路面μ値に対応する前輪舵角や後輪舵角とヨーレートの関係を示した舵角−ヨーレートマップや各輪のブレーキトルク（車軸トルク）に対するヨーレートの関係を示すブレーキトルク−ヨーレートマップに基づいて決定することができる。これらの舵角−ヨーレートマップやブレーキトルク−ヨーレートマップについては、車種ごとに予め実験などによって求めておき、それを車両情報制限部５３に記憶しておけば良い。
【００９９】
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、走行路面が低μ路ではない場合と低μ路である場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。この図に示すように、走行路面が低μ路でない場合と比較して低μ路である場合には、各制御対象のアベイラビリティに基づくヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの関係が全体的に低下している。つまり、走行路面が低μ路になることで、アプリ要求制限部５２から伝えられたフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティ、リアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティが低下させられる。また、各制御対象のアベイラビリティに基づくヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの関係が低下していることから、これらの和に相当するＶＬＰのアベイラビリティ、つまりＶＬＰのγアベイラビリティ（車両情報制限）も走行路面が低μ路でない場合と比較して低下させられる。
【０１００】
このように、車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することができる。これにより、車両情報を反映した、より適切な制御対象を選択して車両情報に忠実な車両横方向運動制御を実行することが可能となる。
【０１０１】
例えば、上記したように、低μ路面である場合に各制御対象のアベイラビリティを低下させている。これにより、低μ路面に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、低μ路面に対応したより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、車両運動制御の一例として車両横方向運動制御を行うＶＬＰについて説明したが、車両前後方向運動制御や車両ロール方向運動制御などを行う車両運動制御装置についても、本発明を適用することができる。
【０１０３】
すなわち、複数の制御対象を備え、それら複数の制御対象それぞれによって同じ方向の車両運動制御を行うことができる車両運動制御システムの制御を行う車両運動制御装置について、本発明を適用することができる。この場合であっても、各制御対象のアベイラビリティを車両運動制御装置に伝え、車両運動制御装置にて伝えられたアベイラビリティを加味して車両運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定することで、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両横方向運動制御を行うことが可能となる。
【０１０４】
例えば、車両前後方向運動制御であれば制御対象としてブレーキや駆動力（エンジン出力もしくはモータ出力）などを挙げられ、車両ロール方向運動制御であれば制御対象としてサスペンションやアクティブスタビライザーなどが挙げられる。また、車両横方向運動制御についても、各制御対象を制御するためのＡＣＴ例を挙げたが、他のＡＣＴを使用しても良い。例えば、上記実施形態ではブレーキ制御をＥＳＣ−ＡＣＴ１９にて行ったが、駐車ブレーキを用いても良いし、インホイールモータなどの各輪車軸トルクを制御するものとして駆動力を制御するようにしても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態では、アプリケーションの内容に応じた要求モードに基づいて、車両運動制御を行う緊急度を判定するようにしているが、緊急度を数値などによって示し、その数値が閾値以上であるか否かに基づいて、緊急度が高いか否かを判定するようにしても良い。そして、緊急度が高い場合には、制御対象選択の際に制御量の変化量が大きいものを優先して選択するようにし、緊急度が高くない場合には、制御対象選択の際に最大制御量が大きいものを優先して選択するようにすることができる。
【０１０６】
さらに、上記第１実施形態では、アプリ要求制限部５２によるアプリ要求に応じたアベイラビリティ変更として、減速度０要求が出された場合のアベイラビリティ変更方法について説明した。しかしながら、アプリ要求としては減速度に限らず、例えば加速度要求やヨーレート要求など、他のアプリ要求が出されたときにも、その要求を満たすようなアベイラビリティ変更を行うようにすることもできる。このように、上記各実施形態では、アプリ要求制限部５２として、アプリケーションの要求に応じてアベイラビリティに制限を掛けるようにしたが、アプリ要求制限部５２をアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段として機能させ、アプリケーションの要求に対応したアベイラビリティの変更を行うものとすることができる。
【０１０７】
また、上記第２実施形態では、車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更として、路面μに応じたアベイラビリティ変更方法について説明した。しかしながら、車両情報としては路面μに限らず、例えばＥＳＣ制御やアンチスキッド（ＡＢＳ）制御が実行中であることなどもある。例えば、ＥＳＣ制御やＡＢＳ制御の制御実行中には、これらの制御が的確に実行できるように、ＶＬＰによる制御対象の動作を禁止したり、各制御対象のアベイラビリティを変更（例えば、低下）したりすることができる。もしくは、ＥＳＣ制御やＡＢＳ制御でのブレーキ制御の動作域（例えばホイールシリンダ圧の変動範囲など）を予めＦ／Ｆ制御情報として記憶しておき、その動作域を確保した上で、アベイラビリティを変更するようにしても良い。このように、上記各実施形態では、車両情報制限部５３として、車両情報に応じてアベイラビリティに制限を掛けるようにしたが、車両情報制限部５３を車両情報対応アベイラビリティ変更手段として機能させ、車両情報に対応したアベイラビリティの変更を行うものとすることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１…制御要求部、２…センサ部、３…目標値生成部、４…車両状態監視部、５…アベイラビリティ演算部、６…Ｆ／Ｆ演算部、７…Ｆ／Ｂ演算部、８…最終値演算制御許可判定部、９〜１１…マネージャ、１２〜１４…ＥＣＵ、１６〜１９…ＡＣＴ、２０…アベイラビリティ物理量変換部、５１…制御対象のγアベイラビリティ算出部、５２…アプリ要求制限部、５３…車両情報制限部、６１…制御対象選択部、６２…規範演算部、６３…Ｆ／Ｆ要求値演算部、７１…要求値演算部、７２…制御対象選択部、７３…Ｆ／Ｂ要求値演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動制御を複数の制御対象の協調により行う車両運動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、車両のオーバステア（以下、ＯＳという）状態またはアンダーステア（以下、ＵＳという）状態の進行に応じて、まず前後輪間の駆動力配分の変更を実行したのち、その状態が進行したら操舵角の補正を実行し、それでも更にその状態が進行したら選択された車輪の選択的制動を実行するという車両が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２において、ＵＳの度合いに応じて、その度合いが大きくなるに従って電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）による反力抑制制御、報知装置による報知、制動力配分制御の順に作動させる車両用ＵＳ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２９７１５０号公報
【特許文献２】特許第４４５５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された車両では、ＯＳ状態もしくはＵＳ状態を解消するための制御要求値を実現する際に、使用する制御装置および作動順序を決めているだけである。また、特許文献２に記載された車両用ＵＳ制御装置では、ＵＳを抑制するための制御要求値を実現するために、不足している制御量を段階的に補うように複数の制御対象を順番に作動させているだけである。すなわち、特許文献１、２では、車両の横方向運動制御を複数の制御対象の協調によって実行することについて開示されているものの、各制御装置の制御可能範囲（アベイラビリティ）に基づいて、どの制御対象を優先的に作動させるのがより最適な制御を行えるかなどについて考慮されていない。例えば、アベイラビリティの一つである制御量の大きさが制御対象によって異なっている場合に、その制御量の大きさだけを基準として制御対象を決定したのでは、緊急時などの制御応答性が要求される場面で応答性良い制御出力を発生させることができない。したがって、複数の制御対象を用いてより最適な車両運動制御が実行されるようにすることが望まれる。
【０００６】
なお、ここでは、車両の横方向運動について述べたが、車両の前後方向運動やピッチング方向運動等についても、同様のことが言える。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両運動制御を実行することができるようにした車両運動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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、要求制御量を実現する車両運動制御装置において、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、アベイラビリティに基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）の中から車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）とを有し、アベイラビリティ取得手段（５）は、車両運動制御を実行するアプリケーションの要求を取得し、該アプリケーションの要求に基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）のうち該アプリケーションの要求と対応する制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更するアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）が備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）にて、アプリケーションの要求を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することにより、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求に忠実な車両運動制御を実行することが可能となる。
【００１０】
例えば、請求項３に記載したように、アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）は、アプリケーションの要求として、減速度を制限することを示す要求が出されたときに減速度上限値を設定し、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれを作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるように、複数の制御対象（１２〜１９）それぞれのアベイラビリティを変更することができる。
【００１１】
これにより、アプリケーションからの減速度を制限するという要求に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、減速度を制限できるより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００１２】
請求項２または４に記載の発明では、アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を備えることを特徴としている。
【００１３】
このように、車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することができる。これにより、車両情報を反映した、より適切な制御対象を選択して車両情報に忠実な車両運動制御を実行することが可能となる。
【００１４】
例えば、請求項５に記載したように、車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）は、走行路面の路面摩擦係数が所定値以下となる低μ路面である場合に、走行路面が低μ路面ではない場合と比較して、複数の制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを低下させることができる。
【００１５】
これにより、低μ路面に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、低μ路面に対応したより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両横方向運動制御システムのブロック図である。
【図２】アベイラビリティ物理量変換部２０とアベイラビリティ演算部５の詳細構造を示したブロック図である。
【図３】制御対象選択部６１の詳細構造を示したブロック図である。
【図４】アプリ要求モードがコンフォートの場合において、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合の選択パターンを示した図である。
【図５】アプリ要求モードがセーフティの場合において、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合の選択パターンを示した図である。
【図６】アプリ要求値と第１〜第３制御対象の選択順の一例を示した図であり、（ａ）は、アプリ要求モードがコンフォートの場合の図、（ｂ）は、アプリ要求モードがセーフティの場合の図である。
【図７（ａ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第１制御対象選択用のマップである。
【図７（ｂ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第２制御対象選択用のマップである。
【図７（ｃ）】アプリ要求モードがコンフォートである場合の第３制御対象選択用のマップである。
【図８（ａ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第１制御対象選択用のマップである。
【図８（ｂ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第２制御対象選択用のマップである。
【図８（ｃ）】アプリ要求モードがセーフティである場合の第３制御対象選択用のマップである。
【図９】ヨーレート−減速度マップの一例を示した図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、減速度０要求が出されていない場合と出された場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、走行路面が低μ路ではない場合と低μ路である場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の一実施形態にかかる車両横方向運動制御装置（以下、ＶＬＰという）が適用された車両横方向運動制御システムを例に挙げて、ＶＬＰについて説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる車両横方向運動制御システムのブロック図である。本実施形態の車両横方向運動制御システムでは、複数の制御対象、具体的にはフロントステア、リアステアおよびブレーキを制御することにより、車両横方向運動の制御を行う。
【００２１】
図１に示されるように、車両横方向運動制御システムは、制御要求部１、センサ部２、目標値生成部３、車両状態監視部４、アベイラビリティ演算部５、フィードフォワード（以下、Ｆ／Ｆという）演算部６、フィードバック（以下、Ｆ／Ｂという）演算部７、最終値演算制御許可判定部８、各種マネージャ９〜１１、各種電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１２〜１５および横方向運動制御用の各種アクチュエータ（以下、ＡＣＴという）１６〜１９を有している。これらのうちの目標値生成部３、車両状態監視部４、アベイラビリティ演算部５、Ｆ／Ｆ演算部６、Ｆ／Ｂ演算部７および最終値演算制御許可判定部８、もしくはこれらに各種マネージャ９〜１１を含めたものがＶＬＰに相当する。
【００２２】
制御要求部１は、車両横方向運動制御を行う各アプリケーションの制御要求に従って、車両状態に応じた横方向運動に関する要求信号を出力する。本実施形態の場合、制御要求部１は、レーンキープ制御、レーンデパーチャ制御などの各種アプリケーションを実行する各種制御部（図示せず）を備えている。レーンキープ制御では、車両前方画像を取り込んで走行車線の両側の走行線を認識することにより、車両が走行線に沿って走行する際に、両側の走行線の中央付近からずれないように車両横方向運動制御を行う。レーンデパーチャ制御では、車両前方画像を取り込んで走行車線の両側の走行線を認識することにより、車両が走行車線に沿って走行する際に、両側の走行線からはみ出さないようにドライバに対して警報を行うものであるが、同時に両側の走行線からはみ出さないように車両横方向運動制御を行う。また、アプリケーションとしては、車両走行方向に存在する障害物などとの衝突を避けるように車両横方向運動制御を行う緊急回避制御や、駐車時に想定される車両移動経路に導くように車両横方向運動制御を行う駐車支援制御なども想定される。その他、車両横方向運動制御が行われるアプリケーションであれば、どのようなものであっても良い。
【００２３】
これら各アプリケーションにおいて車両横方向制御の実行開始条件を満たすと判定されると、車両横方向制御として必要な制御量やアプリケーションの実行を指示する要求信号が出力され、これが車両横方向制御装置に入力される。これにより、車両横方向運動制御を実行するのに用いられる各種ＡＣＴ１６〜１９が駆動されることで、各アプリケーションの要求に応じた車両の横方向運動が制御されるようになっている。本実施形態の場合、制御要求部１は、必要な制御量を示す要求信号として要求横加速度Ｇｙおよび要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを用いており、アプリケーションの実行の有無を指示する要求信号としてアプリ実行要求を用いている。
【００２４】
また、制御要求部１では、各アプリケーションの内容に応じた要求モードや制御対象の優先度を表した情報であるアプリ情報をアベイラビリティ演算部５に伝えている。アプリケーションの内容に応じた要求モードは、セーフティ（安全性）、コンフォート（快適性）、エコ（経済性）のいずれを優先させるかを示しており、アプリケーションの内容に応じた制御を選択するための指標とされる。例えば、要求モードがセーフティの場合には応答性良い制御が実現され、コンフォートの場合には低い応答性で過度な負担を乗員にかけないような制御が実現され、エコの場合には最も必要エネルギーが少ない制御が実現されることで、アプリケーションの内容に応じた制御が実現されるようにする。また、制御対象の優先度は、アプリケーションに対応した車両横方向運動制御を行う際に選択されるべき制御対象の優先順位を示している。
【００２５】
センサ部２は、各種車両状態を示す情報を車両状態監視部４に対して入力するものである。具体的には、センサ部２は、各種車両状態の検出信号もしくは各種車両状態の演算結果を示すデータ信号などを各種車両状態を示す情報として車両状態監視部４に入力している。本実施形態では、センサ部２から車両状態監視部４に対して、前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角、車速（車体速度）に関する情報が伝えられるようにしている。前輪舵角や後輪舵角に関しては、例えば舵角センサの検出信号が用いられる。各輪車軸トルクについては、例えばブレーキＥＣＵにおいて現在発生させられている各輪車軸トルクが演算されているためその演算結果が用いられる。車速に関しては、例えば車輪速度センサの検出信号に基づいて演算された各車輪の車輪速度から演算した値が用いられる。
【００２６】
また、センサ部２には、車両に実際に発生している実ヨーレートを検出するヨーレートセンサも含まれている。このヨーレートセンサの検出信号もしくはその検出信号に基づいて演算した実ヨーレートが車両状態監視部４を介してＦ／Ｂ演算部７に伝えられている。さらに、センサ部２には、走行路面状態として路面摩擦係数（以下、μという）を検出する部分も含まれている。例えば、ブレーキＥＣＵでは車輪速度などに基づいて路面μを検出していることから、それの検出結果が車両状態監視部４に伝えられるようになっている。
【００２７】
目標値生成部３は、制御要求部１から入力される要求横加速度Ｇｙおよび要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔに基づいて、各アプリケーションの要求を調停する。そして、各アプリケーションの要求を満たすために必要な制御目標値であるアプリ要求値を出力する。アプリ要求値としては、アプリケーションの内容に応じて変わり、一制御周期内でのヨーレートγの絶対量（以下、ヨーレート絶対量という）やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔであるアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量をアプリ要求値として出力している。各アプリケーションの要求の調停については、アプリ実行要求に示されるアプリケーションの種類に応じて行っている。例えば、各アプリケーションにて要求される要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを加算した総和に対応するヨーレートγやヨーレート変化量ｄγ／ｄｔをアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量として出力するようにすれば、すべてのアプリケーションの要求を満たす車両横方向運動制御を行える。また、実装されているアプリケーションに優先順位がある場合には、優先順位が高いアプリケーションにて要求される要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔに対応するヨーレートγやヨーレート変化量ｄγ／ｄｔをアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量として出力する。アプリ実行要求にて、どのアプリケーションを実行するかが示されていることから、このアプリ実行要求に基づいて実行すべき優先順位の高いアプリケーションを選択することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、制御要求部１から入力される要求値として要求横加速度Ｇｙや要求横加速度変化率ｄＧｙ／ｄｔを用い、車両横方向運動制御を実行する際の制御量やその変化量として、アプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量というヨーレート換算した値を用いて説明するが、これらに限るものではない。例えば、制御要求部１から入力される要求値としてヨーレートγおよびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを用い、車両横方向運動制御を実行する際の制御量として、それを横加速度換算した値を用いるようにしても良い。
【００２９】
車両状態監視部４は、センサ部２から入力される各種車両状態を示す情報に基づいて、現在の車両情報を求め、その車両情報をアベイラビリティ演算部５に出力する。具体的には、車両状態監視部４では、車両に対して現在発生している前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角および車速に基づいて、一般的な数式より理論的に求められる現在あるべき前輪舵角、各輪車軸トルク、後輪舵角および車速を車両情報として求めている。また、走行路面状態を示す路面μなどの車両走行情報についても、車両情報として取得している。
【００３０】
アベイラビリティ演算部５は、各種ＡＣＴ１６〜１９を駆動するための各種ＥＣＵ１２〜１５より各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティをアベイラビリティ物理量変換部２０を介して受け取ることにより、各制御対象（フロントステア、リアステアおよびブレーキ）のアベイラビリティに関する情報（アベイラビリティ情報）を取得するアベイラビリティ取得手段を構成する。また、アベイラビリティ演算部５は、取得した各制御対象のアベイラビリティ情報と車両状態監視部４から伝えられる車両情報および制御要求部１から伝えられるアプリ情報に基づいて、ＶＬＰとしてのアベイラビリティを演算する。そして、ＶＬＰとしてのアベイラビリティに関する情報をＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に対して伝えている。
【００３１】
ここで、アベイラビリティとは、制御可能範囲のことを意味しており、出力できる制御量の最大値（最大制御量）に加えて、制御時の応答性を示す制御量の変化量も含む概念である。車両横方向運動制御においては、車両左旋回方向と右旋回方向の二つのアベイラビリティがある。
【００３２】
例えば、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティとは、各種ＡＣＴ１６〜１９の最大制御量や、各種ＡＣＴ１６〜１９の応答性（制御量の変化量）を意味している。また、各制御対象のアベイラビリティとは、各ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティにて示されるフロントステア、リアステアおよびブレーキそれぞれの最大制御量や応答性（制御量の変化量）を意味している。各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティについては、各種ＥＣＵ１２〜１５よりそのときの各種ＡＣＴ１６〜１９の状態を表したマップ等として、アベイラビリティ物理量変換部２０を介してアベイラビリティ演算部５に伝えられる。ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティのうち、フロントステアを制御するためのＡＣＴ１６、１７のアベイラビリティの合計がフロントステアのアベイラビリティ（フロントステアアベイラビリティ）となる。また、リアステアを制御するためのＡＣＴ１８のアベイラビリティがリアステアのアベイラビリティ（リアステアアベイラビリティ）となる。同様に、ブレーキを制御するためのＡＣＴ１９のアベイラビリティがブレーキのアベイラビリティ（ブレーキアベイラビリティ）となる。このため、各種ＥＣＵ１２〜１５から各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティが伝えられることは、各制御対象のアベイラビリティが伝えられることを意味している。したがって、図１中では、各種ＥＣＵ１２〜１５からフロントアベイラビリティ、リアアベイラビリティ、ブレーキアベイラビリティがアベイラビリティ物理量変換部２０を介してアベイラビリティ演算部５に入力される形で示してある。
【００３３】
また、ＶＬＰとしてのアベイラビリティとは、各制御対象のアベイラビリティやアプリ情報および車両情報を加味して出力し得る制御可能範囲のことを意味している。このアベイラビリティ演算部５によるＶＬＰとしてのアベイラビリティの演算については、後で詳細に説明する。
【００３４】
Ｆ／Ｆ演算部６は、アプリ要求ヨーレートやアベイラビリティ演算部５から伝えられるアベイラビリティ情報およびアプリ情報に基づいてＦ／Ｆ制御を行うためのＦ／Ｆ要求値を演算する。具体的には、本実施形態のＦ／Ｆ演算部６は、制御対象選択部６１、規範演算部６２およびＦ／Ｆ要求値演算部６３を有した構成とされている。
【００３５】
制御対象選択部６１は、アプリ要求ヨーレートに加えて、アベイラビリティ演算部５を介して伝えられるアプリ情報やアベイラビリティ情報に基づいて、制御対象選択を行う制御対象選択手段を構成する。具体的には、制御対象選択部６１では、各制御対象の中から車両横方向運動制御の実行に用いる制御対象を選択し、選択された制御対象（以下、選択制御対象という）に要求する制御量や応答性（制御量の変化量）の制御目標値を設定する制御対象選択を行う。制御対象選択は、車両横方向運動制御にかかわる制御要求が出されたとき、例えばレーンキープ制御などが実行されたタイミングなどに行われる。この制御対象選択部６１の詳細構成や制御対象選択手法の詳細については、後で説明する。
【００３６】
規範演算部６２は、制御対象選択部６１での選択制御対象が決まると、アベイラビリティ演算部５から伝えられたアベイラビリティ情報に基づいて、選択制御対象のアベイラビリティから選択制御対象の規範値を演算する。つまり、制御対象選択部６１で選択制御対象が決まると、アプリ要求値を満たすのに必要な各選択制御対象それぞれの制御量や応答性の配分が決まる。例えば、後述する手法によって２つの制御対象が選択された場合、一番初めに選択された第１制御対象についてはアベイラビリティの最大制御量または制御量の最大変化量を発生させ、第２制御対象については第１制御対象で足りなかった制御量を発生させるなど、配分が決められる。このときに決まる制御量や変化量は各選択制御対象の制御目標値、つまりアプリ要求値を各選択制御対象に配分した値であり、実際に実現し得る規範値は異なっている。このため、この規範演算部６２にて、予め求めておいた制御対象ごとの制御目標値と規範値との関係を示すデータなどから、制御目標値に対応する規範値を求めている。
【００３７】
Ｆ／Ｆ要求値演算部６３は、各選択制御対象の制御目標値と規範演算部６２で演算された規範値との差に基づいて、選択制御対象に対するＦ／Ｆ要求値を演算する。Ｆ／Ｆ要求値の演算手法については、従来よりＦ／Ｆ制御演算手法として知られているどのような手法が用いられていても構わない。これにより、選択制御対象に対する要求ヨーレートＦ／Ｆ値が演算され、これが最終値演算制御許可判定部８およびＦ／Ｂ演算部７に出力される。後述するように、本実施形態では、フロントステア制御やリアステア制御およびブレーキの制御に基づいて、要求ヨーレートを実現する。これらフロントステア制御やリアステア制御およびブレーキの制御によって実現させるヨーレートγのＦ／Ｆ要求値が、それぞれフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値およびブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｆ値として表してある。
【００３８】
Ｆ／Ｂ演算部７は、Ｆ／Ｆ演算部６にて演算された各選択制御対象の規範値やアベイラビリティ演算部５から伝えられるアベイラビリティ情報およびアプリ情報、さらには実ヨーレートに基づいてＦ／Ｂ制御を行うためのＦ／Ｂ値を演算する。具体的には、本実施形態のＦ／Ｂ演算部７は、要求値演算部７１、制御対象選択部７２、Ｆ／Ｂ要求値演算部７３を有した構成とされている。
【００３９】
要求値演算部７１は、Ｆ／Ｆ演算部６の規範演算部６２から取得した選択制御対象の規範値の総和とセンサ部２に備えられたヨーレートセンサで検出された実ヨーレートとの差に基づいて、トータルのＦ／Ｂ要求値を演算する。
【００４０】
制御対象選択部７２は、Ｆ／Ｂ要求値やアベイラビリティ演算部５を介して伝えられるアプリ情報やアベイラビリティ情報、さらにはＦ／Ｆ演算部６から伝えられる各Ｆ／Ｆ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｆ値）に基づいて、制御対象選択を行う制御対象選択手段を構成する。具体的には、制御対象選択部７２は、各制御対象の中からＦ／Ｂ制御の実行に用いる選択制御対象を選択し、選択制御対象に要求する制御量や応答性（制御量の変化量）の制御目標値を設定する制御対象選択を行う。この制御対象選択部７２の機能は、基本的にはＦ／Ｆ演算部６に備えられた制御対象選択部６１と同様である。この制御対象選択部７２で選択される選択制御対象は、Ｆ／Ｆ演算部６の制御対象選択部６１で選択される選択制御対象と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００４１】
Ｆ／Ｂ要求値演算部７３は、Ｆ／Ｆ演算部６の規範演算部６２から取得した選択制御対象の規範値の総和とセンサ部２に備えられたヨーレートセンサで検出された実ヨーレートとの差に基づきＦ／Ｂ要求値を演算し、制御対象選択部７２から算出した選択制御対象と制御対象余裕量に基づいて、Ｆ／Ｂ要求値を分配する。Ｆ／Ｂ要求値の演算手法については、従来よりＦ／Ｂ制御演算手法として知られているどのような手法が用いられていても構わない。これにより、選択制御対象に対する要求ヨーレートＦ／Ｂ値が演算され、これが最終値演算制御許可判定部８に出力される。ここでは、前輪舵角や後輪舵角およびブレーキの制御によって実現させるヨーレートγのＦ／Ｂ値がそれぞれフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値およびブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｂ値として表してある。
【００４２】
最終値演算制御許可判定部８は、Ｆ／Ｆ演算部６から伝えられるＦ／Ｆ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｆ値）とＦ／Ｂ演算部７から伝えられるＦ／Ｂ要求値（要求ヨーレートＦ／Ｂ値）に基づいて、要求ヨーレート最終値を演算すると共に制御許可を出す制御対象を判定している。これにより、フロントステア、リアステア、ブレーキの３つの制御対象の中から制御許可が出されるものが決定される。例えば、要求ヨーレートＦ／Ｆ値や要求ヨーレートＦ／Ｂ値が発生していることを制御許可の判定条件としている。そして、最終値演算制御許可判定部８は、制御許可の判定条件を満たした制御対象に対して、実行要求および要求ヨーレート最終値を出力する。
【００４３】
実行要求は、制御許可が判定された制御対象に対して、制御を実行させることを示す指令である。例えば、制御対象がフロントステアであればフロントステア実行要求、リアステアであればリアステア実行要求、ブレーキであればブレーキ実行要求が出される。要求ヨーレート最終値は、各制御対象によって最終的に発生させることを要求するヨーレートγの値である。この値は、制御対象毎に要求ヨーレートＦ／Ｆ値と要求ヨーレートＦ／Ｂ値を足すことにより求められる。すなわち、フロントステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値とフロントステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりフロントステア要求ヨーレート最終値を求めている。また、リアステア要求ヨーレートＦ／Ｆ値とリアステア要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりリアステア要求ヨーレート最終値を求めている。さらに、ブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｆ値とブレーキ要求ヨーレートＦ／Ｂ値とを足すことによりブレーキ要求ヨーレート最終値を求めている。そして、このように演算された各要求ヨーレート最終値が各種マネージャ９〜１１に対して伝えられている。
【００４４】
各種マネージャ９〜１１は、最終値演算制御許可判定部８から伝えられる実行要求および要求ヨーレート最終値に基づいて、ヨーレート最終値を各ＡＣＴ１６〜１９にて実現すべき要求制御量（要求物理量）に換算し、それを各ＥＣＵ１２〜１４に伝える。具体的には、フロントステアを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、フロントステア要求ヨーレート最終値に対応する要求前輪操舵角が演算され、これがＥＣＵ１２、１３に伝えられる。また、リアステアを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、リアステア要求ヨーレート最終値に対応する要求後輪操舵角が演算され、これがＥＣＵ１４に伝えられる。さらに、ブレーキを制御対象として車両横方向運動制御を実行する場合には、ブレーキ要求ヨーレート最終値に対応する要求各輪加算トルクが演算され、これがＥＣＵ１５に伝えられる。
【００４５】
このとき、同じ制御対象を異なるＡＣＴの駆動によって制御する場合には、マネージャ９〜１１にて、いずれのＡＣＴを駆動するか、もしくは、どのように制御量を分配するかなどを調停し、調停後の制御量を各ＥＣＵ１２〜１５に伝えるようにしている。例えば、本実施形態では、フロントステアについては、後述するようにＥＰＳ１６やギア比可変スタリングシステム（以下、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering）という）１７にて制御しているため、これらのいずれか一方もしくは双方によってフロントステアを制御することになる。このような場合には、マネージャ９による調停後の要求前輪操舵角をＥＰＳ１６やＶＧＲＳ１７を制御するための各ＥＣＵ１２、１３に伝えるようにしている。
【００４６】
各種ＥＣＵ１２〜１５は、各制御対象を制御するための制御出力を発生させるものであり、各種マネージャ９〜１１から伝えられた要求制御量を実現すべく各種ＡＣＴ１６〜１９を制御する。各種ＡＣＴ１６〜１９は、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６、ＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７、アクティブリアステアリング（以下、ＡＲＳ（Active Rear Steering）という）−ＡＣＴ１８および横滑り防止制御（以下、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）という）−ＡＣＴ１９で構成されている。これら各種ＡＣＴ１６〜１９が各種ＥＣＵ１２〜１５にて制御されることにより、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６およびＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７では要求前輪操舵角が実現されるようにフロントステア制御がなされ、ＡＲＳ−ＡＣＴ１８では要求後輪操舵角が実現されるようにリアステア制御がなされ、ＥＳＣ−ＡＣＴ１９では要求各輪加算トルクが実現されるようにブレーキ制御がなされる。
【００４７】
また、各種ＥＣＵ１２〜１５では、その時々の各種ＡＣＴ１６〜１９の状態から、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティを把握しているため、このアベイラビリティをアベイラビリティ演算部５に伝えることも行っている。アベイラビリティとしては、ＥＰＳ−ＡＣＴ１６およびＶＧＲＳ−ＡＣＴ１７にて制御されるフロントステア（前輪舵角）の制御可能範囲であるフロントステアアベイラビリティ、ＡＲＳ−ＡＣＴ１８にて制御されるリアステア（後輪舵角）の制御可能範囲であるリアステアアベイラビリティ、および、ＥＳＣ−ＡＣＴ１９にて制御されるブレーキ（各輪加算トルク）の制御可能範囲であるブレーキアベイラビリティが挙げられる。フロントステアアベイラビリティには、前輪舵角の絶対量に加えて前輪舵角の応答性を示す前輪舵角角速度（前輪舵角変化量）が含まれている。リアステアアベイラビリティには、後輪舵角の絶対量に加えて後輪舵角の応答性を示す後輪舵角角速度（後輪舵角変化量）が含まれている。ブレーキアベイラビリティには、各輪車軸トルクの絶対量に加えてブレーキの応答性を示す各輪車軸トルク変化量が含まれている。
【００４８】
以上のような構成により、制御要求部１からの要求信号が入力されると、各種ＡＣＴ１６〜１９のアベイラビリティや車両状態に応じたアベイラビリティを演算している。そして、このアベイラビリティに基づいて各種ＡＣＴ１６〜１９を制御することで、より最適な車両横方向運動制御を実行するようにしている。
【００４９】
続いて、上記したアベイラビリティ物理量変換部２０やアベイラビリティ演算部５や制御対象選択部６１（７２）の詳細について説明する。
【００５０】
図２は、アベイラビリティ演算部５およびアベイラビリティ物理量変換部２０の詳細構造を示したブロック図である。この図に示されるように、アベイラビリティ演算部５は、制御対象のγアベイラビリティ算出部５１、アプリ要求制限部５２および車両情報制限部５３を有した構成とされている。
【００５１】
アベイラビリティ物理量変換部２０は、各種ＥＣＵ１２〜１５より伝えられるアベイラビリティをヨーレート換算することで、各制御対象が発生させ得る限界としてのアベイラビリティを演算する。
【００５２】
このアベイラビリティ物理量変換部２０は、フロントアベイラビリティγ換算部２０ａ、リアアベイラビリティγ換算部２０ｂ、ブレーキアベイラビリティγ換算部２０ｃを有した構成とされている。
【００５３】
フロントアベイラビリティγ換算部２０ａでは、フロントステアアベイラビリティをヨーレート換算したフロントステア−γアベイラビリティを算出する。リアアベイラビリティγ換算部２０ｂでは、リアステアアベイラビリティをヨーレート換算したリアステア−γアベイラビリティを算出する。ブレーキアベイラビリティγ換算部２０ｃでは、ブレーキアベイラビリティをヨーレート換算したブレーキ−γアベイラビリティを算出する。例えば、フロントステアアベイラビリティの場合、制御量が前輪舵角、制御量の変化量が前輪舵角角速度で表されているため、これらをヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔに換算したものがフロントステア−γアベイラビリティとなる。リアステアアベイラビリティやブレーキアベイラビリティについても同様であり、後輪舵角や後輪舵角角速度もしくは各輪車軸トルクや各輪車軸トルク勾配をヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔに換算したものがリアステア−γアベイラビリティもしくはブレーキ−γアベイラビリティとなる。
【００５４】
アベイラビリティ演算部５が有する制御対象のγアベイラビリティ算出部５１では、アベイラビリティ物理量変換部２０の上記各換算部２０ａ〜２０ｃにて演算されたフロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティの和を求めることにより、各制御対象のトータルのアベイラビリティ（制御対象の限界値）のヨーレート換算値である制御対象のγアベイラビリティを算出する。
【００５５】
アプリ要求制限部５２は、アプリ情報に含まれる要求モードや制御対象の優先度に基づいて、アプリケーションからの要求に応じた制限であるアプリ要求制限を行う。例えば、アプリケーションの要求として、ブレーキを用いたくないという要求が有る場合には、ブレーキ−γアベイラビリティを０にするなどの制限を掛ける。具体的には、アプリ要求制限部５２は、フロントステアアプリ要求制限部５２ａ、リアステアアプリ要求制限部５２ｂおよびブレーキアプリ要求制限部５２ｃを有した構成とされている。これら各アプリ要求制限部５２ａ〜５２ｃにより、アベイラビリティ物理量変換部２０で演算された各γアベイラビリティに対してアプリ要求制限を行うことにより、フロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティのアプリ要求制限を行った値を設定している。このアプリ要求制限部５２によるアプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ設定方法の詳細については後述する。
【００５６】
車両情報制限部５３は、車両情報に含まれる車両走行に関する情報に基づいて、車両情報に応じた制限である車両情報制限を行う。具体的には、車両情報制限部５３は、フロントステア車両情報制限部５３ａ、リアステア車両情報制限部５３ｂ、ブレーキ車両情報制限部５３ｃおよび車両限界値算出部５３ｄとを有した構成とされている。各車両情報制限部５３ａ〜５３ｃにより、各アプリ要求制限部５２ａ〜５２ｃで演算されたアプリ要求制限後のγアベイラビリティに対して更に車両情報制限を行う。これにより、最終的にＶＬＰとして出力し得る各制御対象でのγアベイラビリティ、すなわちフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティを設定している。
【００５７】
また、車両限界値算出部５３ｄでは、最終的にＶＬＰとして出力し得るトータルのγアベイラビリティを算出している。具体的には、車両限界値算出部５３ｄでは、車両情報制限部５３ａ〜５３ｃにて演算されたフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティの和を求めることにより、最終的に出力し得るトータルのＶＬＰ−γアベイラビリティ（車両限界値）を算出する。
【００５８】
このようにして、アベイラビリティ演算部５では、各制御対象でのＡＣＴ１６〜１９が発生させ得る限界を加味した各制御対象のアベイラビリティをアベイラビリティ物理量変換部２０を介してヨーレート換算した値を、さらにアプリ要求や車両情報を加味して補正したＶＬＰとしてのアベイラビリティを演算する。そして、ＶＬＰとしてのアベイラビリティに関する情報をＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に対して伝えている。なお、アプリ要求とは、アプリ情報に示されるアプリ要求モードや制御対象の優先度に加えて、アプリ要求値を含むアプリケーションの要求を意味している。
【００５９】
次に、制御対象選択部６１（７２）の詳細について説明する。図３は、制御対象選択部６１の詳細構造を示したブロック図である。この図に示されるように、制御対象選択部６１は、アベイラビリティ値算出部６１ａ、比較部６１ｂおよび選択部６１ｃを有した構成とされている。
【００６０】
アベイラビリティ値算出部６１ａでは、アプリ要求値やアプリ情報およびアベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティ、すなわちフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティとリアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティから、各制御対象で実現し得るヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を算出する。具体的には、アベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティが制御量の絶対量およびその変化量を含んでいることから、それらがヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップとして表される。このマップを用いて、アプリ要求値やアプリ情報に対応するヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を算出している。
【００６１】
これについて、図４および図５を参照して説明する。図４は、アプリ要求モードがコンフォートの場合の選択パターンについて、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合について示したものである。図５は、アプリ要求モードがセーフティの場合の選択パターンについて、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合と、一部の制御対象でしか実現できない場合について示したものである。
【００６２】
例えば、アベイラビリティ演算部５から伝えられた各アベイラビリティに基づいて、各制御対象のヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップが図４および図５のように表されたとする。
【００６３】
この場合において、アプリ要求モードがコンフォートである場合には、高い応答性よりもむしろ低い応答性で過度な負担を乗員にかけないようにアプリ要求値を実現できるようにしたり、より少ないＡＣＴ数でそれを実現できるようにするのが好ましい。このため、この場合には、アプリ要求ヨーレートを基準にヨーレート絶対量およびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを算出する。一方、アプリ要求モードがセーフティである場合には、緊急性を要するため、より高い応答性でアプリ要求値を実現できるようにするのが好ましい。このため、アプリ要求変化量を基準にヨーレート絶対量およびヨーレート変化量ｄγ／ｄｔを算出する。
【００６４】
具体的には、図４（ａ）に示すように、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で実現できる場合、つまりアプリ要求ヨーレートがすべての制御対象の最大制御量（アベイラビリティ最大値）より小さい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量はすべてアプリ要求ヨーレートになる。そして、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔについては、各制御対象のマップとアプリ要求ヨーレートとが交差する点となる。すなわち、フロントステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＡ点となる。ブレーキについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＢ点となる。リアステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＣ点となる。
【００６５】
一方、アプリ要求モードがコンフォートであり、かつ、図４（ｂ）に示すように、アプリ要求ヨーレートを一部の制御対象でしか実現できない場合、つまりアプリ要求ヨーレートが一部の制御対象の最大制御量より大きい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔは次のようになる。すなわち、アプリ要求ヨーレートよりも制御対象の最大制御量が大きいフロントステアについては、ヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートとなり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＤ点となる。リアステアおよびブレーキについては、ヨーレート絶対量がそれぞれの最大制御量となり、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはＥ、Ｆ点（Ｅ＝Ｆ）となる。
【００６６】
また、アプリ要求モードがセーフティであり、かつ、図５（ａ）に示すように、アプリ要求変化量をすべての制御対象で実現できる場合、つまりアプリ要求変化量がすべての制御対象の制御量の最大変化量（アベイラビリティ最大変化量）より小さい場合には、各制御対象のヨーレート変化量ｄγ／ｄｔはすべてアプリ要求変化量となる。そして、ヨーレート絶対量については、各制御対象のマップとアプリ要求変化量とが交差する点となる。すなわち、フロントステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＡ点となる。ブレーキについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＢ点となる。リアステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＣ点となる。
【００６７】
一方、アプリ要求モードがセーフティであり、かつ、図５（ｂ）に示すように、アプリ要求変化量を一部の制御対象でしか実現できない場合、つまりアプリ要求変化量が一部の制御対象の制御量の最大変化量より大きい場合には、各制御対象のヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔは次のようになる。すなわち、アプリ要求変化量よりも制御対象の制御量の最大変化量が大きいブレーキについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがアプリ要求変化量となり、ヨーレート絶対量はＥ点となる。フロントステアおよびリアステアについては、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔがそれぞれの最大変化量となり、ヨーレート絶対量はＤ、Ｆ点（Ｄ＝Ｆ）となる。
【００６８】
比較部６１ｂでは、アプリ要求値、つまりアプリ要求ヨーレートやアプリ要求変化量とアベイラビリティ値算出部６１ａにて算出された各制御対象で実現し得るヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの値を比較する。例えば、アプリ要求値よりも各制御対象でのヨーレート絶対量やヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きいかの大小比較、つまり各制御対象によってアプリ要求値を達成できるか否かを比較し、どの制御対象が達成でき、どの制御対象が未達であるかを求める。例えば、アプリ要求値としてアプリ要求ヨーレートが５であった場合に、フロントステアやリアステアおよびブレーキのそれぞれのヨーレート絶対量が８、６、３であったとする。この場合には、フロントステアおよびリアステアについては達成となり、ブレーキについては未達となる。また、アプリ要求変化量が３であった場合に、フロントステアやリアステアおよびブレーキのそれぞれのヨーレート絶対量が５、６、７であったとする。この場合には、フロントステアやリアステアおよびブレーキすべてについては達成となる
このような比較を、アプリ要求ヨーレートとアベイラビリティ値算出部６１ａで算出されたヨーレート絶対値に対して行うと共に、アプリ要求変化量とアベイラビリティ値算出部６１ａで算出されたヨーレート変化量それぞれに対して行う。
【００６９】
選択部６１ｃでは、比較部６１ｂによる比較結果に基づいて制御対象を選択することで、制御対象を制御するための制御対象選択を行う。
【００７０】
制御対象選択では、アプリ要求モードに応じたアプリ要求値の実現が可能となるように、どの制御対象を制御するかを選択する。各制御対象の中で最も優先的に選択されるものを第１制御対象として、第１制御対象のみでアプリ要求モードに応じたアプリ要求値の実現が可能でない場合には第２制御対象を選択し、それでも実現が可能でない場合には第３制御対象を選択する。このときの第１〜第３制御対象の選択順序について、アプリ要求モードに応じて変えている。
【００７１】
この制御対象選択の考え方について、図６を参照して説明する。図６は、アプリ要求値と第１〜第３制御対象の選択順の一例を示した図であり、図６（ａ）は、アプリ要求モードがコンフォートの場合、図６（ｂ）は、アプリ要求モードがセーフティの場合を示している。
【００７２】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アプリ要求ヨーレートに対して規範値が設定され、その規範値を満たすべく、制御対象選択を行う。アプリ要求モードがコンフォートの場合には、高い応答性が必要でないため、図６（ａ）に示すように、ヨーレート絶対量の大きい順に第１〜第３制御対象を選択する。このようにすれば、よりヨーレート絶対量の大きいものから順番に車両横方向運動制御に使用する制御対象を選択でき、より少ない制御対象数で車両横方向運動制御が行えるため、制御対象同士の干渉による車両横方向運動の振動発生量を最小限にすることが出来ることから、不必要に制御対象数を多くする場合と比較して快適性を増すことができる。
【００７３】
これに対して、アプリ要求モードがセーフティの場合には、高い応答性が必要とされるため、図６（ｂ）に示すように、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きい順に第１〜第３制御対象を選択する。このようにすることで、快適性よりも安全性を重視して、より応答性の高い車両横方向運動制御が行えるようにすることが可能となる。ただし、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きかったとしても、その制御対象のヨーレート絶対量が小さいと緊急性に対応できないため、例えばヨーレート絶対量がアプリ要求ヨーレートの所定割合以下である場合には、選択順序を下げるようにすることもできる。
【００７４】
このような考え方に基づく制御対象選択の一例について、図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）に示すマップを参照して説明する。
【００７５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、アプリ要求モードがコンフォートである場合の制御対象選択用のマップであり、図８（ａ）〜（ｃ）は、アプリ要求モードがセーフティである場合の制御対象選択用のマップである。図７（ａ）および図８（ａ）は、各制御対象の中で最も優先的に選択される第１制御対象の選択用マップであり、図７（ｂ）、（ｃ）および図８（ｂ）、（ｃ）は、第１制御対象が選択された後に、二番目、三番目に優先的に選択される第２、第３制御対象選択用マップである。
【００７６】
まず、図７（ａ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：リアステアとフロントステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ａ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいれば、「７：すべて達成」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「６：フロントステアとリアステアの最大値選択」が選択される。この場合には、フロントステアとリアステアのうちヨーレート絶対量が最大のものが第１制御対象として選択されることになる。
【００７７】
次に、図７（ｂ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：フロントステアとリアステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ｂ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいれば、「７：すべて達成、※第１は勾配が最大の制御対象」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「第２選択なし」が選択される。この場合には、第２制御対象の選択はないこととなる。
【００７８】
更に、図７（ｃ）のマップを用いて、アプリ要求ヨーレートを満たしているか否かの比較結果について選択する。例えば、上記した例で言えば、「５：フロントステアとリアステアが達成」という項目が選択される。続いて、図７（ｃ）のマップから、アプリ要求変化量を満たしているか否かの比較結果について選択する。上記した例でいえば、「７：すべて達成」という項目が選択される。そして、これら各項目の縦方向の欄と横方向の欄の交差する欄である「第２選択なし」が選択される。この場合には、第３制御対象の選択もないこととなる。
【００７９】
また、ここでは要求モードがコンフォートの場合の第１〜第３制御対象の選択手法について説明したが、要求モードがセーフティの場合の第１〜第３制御対象の選択手法についても、図７（ａ）〜（ｃ）に代えて図８（ａ）〜（ｃ）のマップを用いること以外は同様である。
【００８０】
なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示すマップでは、基本的に、ヨーレート絶対量が大きい制御対象から順に選択されるようにし、常時すべての制御対象を選択するのではなく、必要な制御対象のみが選択されるようにしている。また、アプリ要求ヨーレートもアプリ要求変化量も共に１つの制御対象で達成できるときは、単独の制御対象を選択制御対象としている。また、アプリ要求ヨーレートを２つ以上の制御対象で達成しているときにはヨーレート要求変化量を加味して選択する。さらに、アプリ要求ヨーレートをすべての制御対象で達成していて、かつ、アプリ要求変化量がすべての制御対象で未達の場合には、ヨーレート絶対量が最大のものではなく、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが最大の制御対象を選択することで、作動させる制御対象の数をより少なくできるようにしている。
【００８１】
一方、図８（ａ）〜（ｃ）に示すマップでは、基本的に、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが大きい制御対象から順に選択されるようにし、常時すべての制御対象を選択するのではなく、必要な制御対象のみが選択されるようにしている。また、アプリ要求ヨーレートもアプリ要求変化量も共に１つの制御対象で達成できるときは、単独の制御対象を選択制御対象としている。また、アプリ要求変化量を２つ以上の制御対象で達成しているときにはヨーレート絶対量を加味して選択する。さらに、アプリ要求変化量をすべての制御対象で達成していて、かつ、アプリ要求ヨーレートがすべての制御対象で未達の場合には、ヨーレート変化量ｄγ／ｄｔが最大のものではなく、ヨーレート絶対量が最大の制御対象を選択することで、作動させる制御対象の数をより少なくできるようにしている。
【００８２】
このようにして、制御対象選択部６１による制御対象選択が完了すると、規範演算部６２にて、アプリ要求ヨーレートおよび選択制御対象のアベイラビリティから選択制御対象の規範値を演算したり、Ｆ／Ｆ要求値演算部６３にて、Ｆ／Ｆ要求値が演算される。これに基づいて、Ｆ／Ｆ演算部６や最終値演算制御許可判定部８および各種マネージャ９〜１１が上記のような動作を行い、各種マネージャ９〜１１から各種ＥＣＵ１２〜１５に対して要求制御量が伝えられ、各種ＥＣＵ１２〜１５が各ＡＣＴ１６〜１９を駆動することで、アプリケーションの要求に応じた車両横方向運動を実現することが可能となる。
【００８３】
次に、アプリ要求制限部５２によるアプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更方法の詳細について説明する。
【００８４】
アプリ要求制限部５２は、アプリ要求制限処理を実行することにより、アプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更を行う。具体的には、アプリ要求制限部５２では、所定の制御周期ごと、もしくはアプリ情報が入力されるごとにアプリ要求制限処理を実行し、アプリ要求に応じたアベイラビリティの変更を行っている。例えば、アプリ要求として、減速度０要求が出されると、減速度上限値（例えば０．１［ｍ／ｓ＾２］）以下となるようにフロントステア、リアステアおよびブレーキのアベイラビリティを制限するという処理を行う。
【００８５】
減速度０要求は、例えば車両に減速度を極力発生させたくないような場合に出される。この減速度０要求が出されたときには、各制御対象により所定のヨーレートを出力するときに発生する減速度の関係を示したヨーレート−減速度マップから、各制御対象の減速度上限値に対応するヨーレートを算出する。ヨーレート−減速度マップは、ヨーレート毎に記憶されている。各ヨーレートを出力するときに発生する減速度は、ブレーキ制御についてはブレーキトルク−制動力マップに基づいて算出され、フロントステア制御もしくはリアステア制御についてはコーナリング抵抗−舵角マップなどに基づいて算出される。ブレーキトルク−制動力マップやコーナリング抵抗−舵角マップについては、予め実験などによって求めておけることから、それらのマップに基づいて各ヨーレートを出力するときに発生する減速度の関係を算出しておき、それをマップ化してヨーレート−減速度マップとして記憶している。
【００８６】
図９は、ヨーレート−減速度マップの一例を示した図である。減速度上限値が例えば０．１［ｍ／ｓ2］であったとすると、図９より、ブレーキ制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．００２５ｒａｄ／ｓとなる。同様に、リアステア制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．１０ｒａｄ／ｓとなる。また、フロントステア制御によりヨーレートを発生させる場合において、そのとき発生した減速度が減速度上限値となるときのヨーレートは０．２５ｒａｄ／ｓとなる。このようにして、各制御対象において減速度上限値以下の減速度しか発生させないで済むヨーレート（以下、ヨーレート制限値という）が算出される。
【００８７】
続いて、上記のようにして算出したヨーレート制限値に基づいて、各制御対象のアベイラビリティを調整する。具体的には、減速度０要求が出されていない場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップが図１０（ａ）のように表されたとすると、図１０（ｂ）に示されるように、そのマップ中のヨーレート絶対量を上記のようにして算出したヨーレート制限値に制限する。このマップが、アプリ要求に応じてアベイラビリティ変更を行ったときのマップとなり、このマップに示されるアベイラビリティがフロントステア−γアベイラビリティとリアステア−γアベイラビリティおよびブレーキ−γアベイラビリティのアプリ要求制限を行った値となり、車両情報制限部５３に伝えられる。
【００８８】
したがって、車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更が行われると、上述した図４や図５のマップに代えて、図１０（ｂ）のマップに示されるアベイラビリティに対して車両情報に応じた制限が加えられた値がＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７での制御対象選択に用いられることになる。
【００８９】
このようにして、各制御対象を制御するためのＡＣＴ１６〜１９の機能的なアベイラビリティ（制御量およびその変化量）を加味してＡＣＴ１６〜１９のいずれを用いて、どのように制御量を発生させるかを最適に選択することが可能となる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態にかかるＶＬＰでは、異なる複数の制御対象を制御してアプリ要求値を実現する車両横方向運動制御を行う。この車両横方向運動制御を行う場合に、各制御対象のアベイラビリティ（最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲）をＶＬＰ、より詳しくはＶＬＰのＦ／Ｆ演算部６やＦ／Ｂ演算部７に伝え、アベイラビリティに基づいて車両横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定し、その優先順位に基づいて選択制御対象を設定している。
【００９１】
このように、各制御対象のアベイラビリティを加味して車両横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定して選択制御対象を設定しているため、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両横方向運動制御を行うことが可能となる。
【００９２】
また、アプリケーションからのコンフォートやセーフティ等の要求モードに基づいて、横方向運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定して選択制御対象を設定している。このため、応答性を考慮せずに快適性を重視する場合や緊急性に対応して応答性を重視する場合など、状況ごとに適した優先順位で選択制御対象を設定することができる。
【００９３】
そして、アベイラビリティ演算部５では、アプリ要求制限部５２にて、アプリ要求制限処理を実行することにより、アプリ情報に含まれるアプリケーションの要求に応じたアベイラビリティ変更が行われるようにしている。このため、アプリケーションの要求を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することが可能となり、より適切な制御対象を選択してアプリケーションの要求に忠実な車両横方向運動制御を実行することが可能となる。
【００９４】
例えば、上記したように、アプリ要求として減速度を制限することを示す減速度０要求が出されたときに減速度上限値を設定し、それに基づいて各制御対象を作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるようにアベイラビリティを変更している。これにより、アプリケーションからの減速度を制限するという要求に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、減速度を制限できるより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【００９５】
なお、ここでは減速度０要求が出されたときに、減速度上限値が設定されるようにしており、各制御対象において減速度上限値以下の減速度しか発生させないで済むヨーレート制限値を算出するようにした。これに対して、アプリ要求に基づいて、特定の制御対象のアベイラビリティのみを低下させたり、もしくは０にするようにしても良い。例えば、減速度を一番発生させる制御対象がブレーキであることから、減速度０要求が出されたときには、ブレーキのアベイラビリティを０とし、フロントもしくはリアステア制御によって車両横方向運動制御を行うようにしても良い。
【００９６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して車両情報に応じたアベイラビリティ変更を行うようにしたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９７】
本実施形態では、アベイラビリティ演算部５に備えられる車両情報制限部５３により、車両情報に応じて変更すべき制御対象のアベイラビリティ変更を行う。この車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更方法について説明する。ここでは、車両情報として走行路面の路面μを取得し、この路面μが所定値以下となる低μ路面である場合に、それに応じたアベイラビリティ変更を行う場合について説明する。
【００９８】
車両情報制限部５３では、所定の制御周期ごと、もしくは車両情報が入力されるごとに車両情報処理を実行し、車両情報に応じたアベイラビリティ変更を行っている。例えば、車両情報として走行路面が低μ路面であることが入力されると、タイヤのグリップ力が低下し、発生させられるヨーレートが低下するため、各制御対象のアベイラビリティを低下させるという処理を行う。各制御対象のアベイラビリティをどの程度低下させるかについては、例えば、複数の路面μ値に対応する前輪舵角や後輪舵角とヨーレートの関係を示した舵角−ヨーレートマップや各輪のブレーキトルク（車軸トルク）に対するヨーレートの関係を示すブレーキトルク−ヨーレートマップに基づいて決定することができる。これらの舵角−ヨーレートマップやブレーキトルク−ヨーレートマップについては、車種ごとに予め実験などによって求めておき、それを車両情報制限部５３に記憶しておけば良い。
【００９９】
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、走行路面が低μ路ではない場合と低μ路である場合の各制御対象のアベイラビリティに基づく、ヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔのマップである。この図に示すように、走行路面が低μ路でない場合と比較して低μ路である場合には、各制御対象のアベイラビリティに基づくヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの関係が全体的に低下している。つまり、走行路面が低μ路になることで、アプリ要求制限部５２から伝えられたフロントステアＶＬＰ−γアベイラビリティ、リアステアＶＬＰ−γアベイラビリティおよびブレーキＶＬＰ−γアベイラビリティが低下させられる。また、各制御対象のアベイラビリティに基づくヨーレート絶対量とヨーレート変化量ｄγ／ｄｔの関係が低下していることから、これらの和に相当するＶＬＰのアベイラビリティ、つまりＶＬＰのγアベイラビリティ（車両情報制限）も走行路面が低μ路でない場合と比較して低下させられる。
【０１００】
このように、車両情報を反映して各制御対象のアベイラビリティを変更することができる。これにより、車両情報を反映した、より適切な制御対象を選択して車両情報に忠実な車両横方向運動制御を実行することが可能となる。
【０１０１】
例えば、上記したように、低μ路面である場合に各制御対象のアベイラビリティを低下させている。これにより、低μ路面に応じたアベイラビリティに変更することが可能となり、低μ路面に対応したより適切な制御対象を選択することが可能となる。
【０１０２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、車両運動制御の一例として車両横方向運動制御を行うＶＬＰについて説明したが、車両前後方向運動制御や車両ロール方向運動制御などを行う車両運動制御装置についても、本発明を適用することができる。
【０１０３】
すなわち、複数の制御対象を備え、それら複数の制御対象それぞれによって同じ方向の車両運動制御を行うことができる車両運動制御システムの制御を行う車両運動制御装置について、本発明を適用することができる。この場合であっても、各制御対象のアベイラビリティを車両運動制御装置に伝え、車両運動制御装置にて伝えられたアベイラビリティを加味して車両運動制御に使用する制御対象の優先順位を決定することで、制御対象のアベイラビリティに応じて、より最適な制御対象を選択して車両横方向運動制御を行うことが可能となる。
【０１０４】
例えば、車両前後方向運動制御であれば制御対象としてブレーキや駆動力（エンジン出力もしくはモータ出力）などを挙げられ、車両ロール方向運動制御であれば制御対象としてサスペンションやアクティブスタビライザーなどが挙げられる。また、車両横方向運動制御についても、各制御対象を制御するためのＡＣＴ例を挙げたが、他のＡＣＴを使用しても良い。例えば、上記実施形態ではブレーキ制御をＥＳＣ−ＡＣＴ１９にて行ったが、駐車ブレーキを用いても良いし、インホイールモータなどの各輪車軸トルクを制御するものとして駆動力を制御するようにしても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態では、アプリケーションの内容に応じた要求モードに基づいて、車両運動制御を行う緊急度を判定するようにしているが、緊急度を数値などによって示し、その数値が閾値以上であるか否かに基づいて、緊急度が高いか否かを判定するようにしても良い。そして、緊急度が高い場合には、制御対象選択の際に制御量の変化量が大きいものを優先して選択するようにし、緊急度が高くない場合には、制御対象選択の際に最大制御量が大きいものを優先して選択するようにすることができる。
【０１０６】
さらに、上記第１実施形態では、アプリ要求制限部５２によるアプリ要求に応じたアベイラビリティ変更として、減速度０要求が出された場合のアベイラビリティ変更方法について説明した。しかしながら、アプリ要求としては減速度に限らず、例えば加速度要求やヨーレート要求など、他のアプリ要求が出されたときにも、その要求を満たすようなアベイラビリティ変更を行うようにすることもできる。このように、上記各実施形態では、アプリ要求制限部５２として、アプリケーションの要求に応じてアベイラビリティに制限を掛けるようにしたが、アプリ要求制限部５２をアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段として機能させ、アプリケーションの要求に対応したアベイラビリティの変更を行うものとすることができる。
【０１０７】
また、上記第２実施形態では、車両情報制限部５３による車両情報に応じたアベイラビリティ変更として、路面μに応じたアベイラビリティ変更方法について説明した。しかしながら、車両情報としては路面μに限らず、例えばＥＳＣ制御やアンチスキッド（ＡＢＳ）制御が実行中であることなどもある。例えば、ＥＳＣ制御やＡＢＳ制御の制御実行中には、これらの制御が的確に実行できるように、ＶＬＰによる制御対象の動作を禁止したり、各制御対象のアベイラビリティを変更（例えば、低下）したりすることができる。もしくは、ＥＳＣ制御やＡＢＳ制御でのブレーキ制御の動作域（例えばホイールシリンダ圧の変動範囲など）を予めＦ／Ｆ制御情報として記憶しておき、その動作域を確保した上で、アベイラビリティを変更するようにしても良い。このように、上記各実施形態では、車両情報制限部５３として、車両情報に応じてアベイラビリティに制限を掛けるようにしたが、車両情報制限部５３を車両情報対応アベイラビリティ変更手段として機能させ、車両情報に対応したアベイラビリティの変更を行うものとすることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１…制御要求部、２…センサ部、３…目標値生成部、４…車両状態監視部、５…アベイラビリティ演算部、６…Ｆ／Ｆ演算部、７…Ｆ／Ｂ演算部、８…最終値演算制御許可判定部、９〜１１…マネージャ、１２〜１４…ＥＣＵ、１６〜１９…ＡＣＴ、２０…アベイラビリティ物理量変換部、５１…制御対象のγアベイラビリティ算出部、５２…アプリ要求制限部、５３…車両情報制限部、６１…制御対象選択部、６２…規範演算部、６３…Ｆ／Ｆ要求値演算部、７１…要求値演算部、７２…制御対象選択部、７３…Ｆ／Ｂ要求値演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求制御量に対して、複数の制御対象（１２〜１９）を制御することにより、該複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、前記要求制御量を実現する車両運動制御装置であって、
前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、
前記アベイラビリティに基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）の中から前記車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）と、を有し、
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両運動制御を実行するアプリケーションの要求を取得し、該アプリケーションの要求に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該アプリケーションの要求と対応する制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更するアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記アプリケーションの要求に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記車両情報に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
【請求項３】
前記アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）は、前記アプリケーションの要求として、減速度を制限することを示す要求が出されたときに減速度上限値を設定し、前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれを作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるように、前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれのアベイラビリティを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の車両運動制御装置。
【請求項４】
要求制御量に対して、複数の制御対象（１２〜１９）を制御することにより、該複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、前記要求制御量を実現する車両運動制御装置であって、
前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、
前記アベイラビリティに基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）の中から前記車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）と、を有し、
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記車両情報に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項５】
前記車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）は、前記車両情報として走行路面の路面摩擦係数が所定値以下となる低μ路面である場合に、前記走行路面が低μ路面ではない場合と比較して、前記複数の制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを低下させることを特徴とする請求項２または４に記載の車両運動制御装置。
【請求項１】
要求制御量に対して、複数の制御対象（１２〜１９）を制御することにより、該複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、前記要求制御量を実現する車両運動制御装置であって、
前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、
前記アベイラビリティに基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）の中から前記車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）と、を有し、
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両運動制御を実行するアプリケーションの要求を取得し、該アプリケーションの要求に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該アプリケーションの要求と対応する制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更するアプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記アプリケーションの要求に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記車両情報に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
【請求項３】
前記アプリ要求対応アベイラビリティ変更手段（５２）は、前記アプリケーションの要求として、減速度を制限することを示す要求が出されたときに減速度上限値を設定し、前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれを作動させたときに発生する減速度が減速度上限値以下となるように、前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれのアベイラビリティを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の車両運動制御装置。
【請求項４】
要求制御量に対して、複数の制御対象（１２〜１９）を制御することにより、該複数の制御対象（１２〜１９）によって同じ方向の車両運動制御を行うことで、前記要求制御量を実現する車両運動制御装置であって、
前記複数の制御対象（１２〜１９）それぞれの最大制御量および制御量の変化量を含む制御可能範囲に相当するアベイラビリティを取得するアベイラビリティ取得手段（５）と、
前記アベイラビリティに基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）の中から前記車両運動制御を行うために使用する制御対象の優先順位を決定して制御対象を選択する制御対象選択手段（６１、７２）と、を有し、
前記アベイラビリティ取得手段（５）は、車両状態を示す車両情報を取得し、該車両情報に基づいて、前記複数の制御対象（１２〜１９）のうち該車両情報と対応して変更すべき制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを変更する車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）を有し、
前記制御対象選択手段（６１、７２）では、前記車両情報に基づくアベイラビリティの変更を行った後のアベイラビリティに基づいて、制御対象を選択することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項５】
前記車両情報対応アベイラビリティ変更手段（５３）は、前記車両情報として走行路面の路面摩擦係数が所定値以下となる低μ路面である場合に、前記走行路面が低μ路面ではない場合と比較して、前記複数の制御対象（１２〜１９）のアベイラビリティを低下させることを特徴とする請求項２または４に記載の車両運動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７（ａ）】
【図７（ｂ）】
【図７（ｃ）】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−９６６２１（Ｐ２０１２−９６６２１Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４５３７（Ｐ２０１０−２４４５３７）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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