車体姿勢制御装置
【課題】 車両走行時の旋回操作性、操縦安定性、乗り心地を向上することができるようにした車体姿勢制御装置を提供する。
【解決手段】 車両走行時のタイヤが常用領域にある間は、ロールレイトに応じて目標ピッチレイトを算出するピッチ制御部２３の方をロール抑制部１８よりも優先させる。この場合、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力に重みを与え、前記目標ピッチレイトとなるように各ダンパ６，９の減衰力特性を制御する。タイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域では、ピッチ制御部２３よりもロール抑制部１８の方を優先させ、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力に重みを与える。これにより、ロール抑制制御量を大きくするように各ダンパ６，９の減衰力特性を制御する。
【解決手段】 車両走行時のタイヤが常用領域にある間は、ロールレイトに応じて目標ピッチレイトを算出するピッチ制御部２３の方をロール抑制部１８よりも優先させる。この場合、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力に重みを与え、前記目標ピッチレイトとなるように各ダンパ６，９の減衰力特性を制御する。タイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域では、ピッチ制御部２３よりもロール抑制部１８の方を優先させ、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力に重みを与える。これにより、ロール抑制制御量を大きくするように各ダンパ６，９の減衰力特性を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば４輪自動車等の車両に好適に用いられる車体姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の操舵角と車速から横加速度を算出し、この横加速度を微分して横加加速度を求め、この横加加速度に応じて前，後、左，右の車輪側で各サスペンションの減衰力を切替えることによりロールレイトの低減を図る構成とした車体姿勢制御装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両走行時の横加速度から目標ロール角を求め、その目標ロール角に応じて目標ピッチ角を算出した上で、実ロール角と実ピッチ角との差を求めてフィードバック制御（ＦＢ制御）を行うことにより、車体姿勢の安定化を図るように車体側の目標挙動を実現する構成としたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方、車両走行時のタイヤが線形領域（例えば、路面のグリップ状態が良好な領域）にあるか、非線形領域（例えば、路面のグリップ状態が悪い領域）にあるかを判断し、非線形領域にあると判断したときには減衰力特性をハード側に切替えて操縦安定性を向上させる構成としたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９０６５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７０５９０号公報
【特許文献３】特開平６−２８８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１による従来技術は、ロールレイトの低減のみに着目したロジックであるため、ロールレイトとピッチレイトに関連性が低い場合や意図しないピッチレイトが発生した場合に、過渡旋回時のフィーリングが悪いことがあった。
【０００７】
また、例えば特許文献２による従来技術では、車両走行時のロール角に応じてピッチ角を発生させるため、定常円旋回中でも制御を行う必要がある。このため、減衰力可変式ダンパの制御では乗り心地の悪化を招くことがあり、ブレーキによる制御では減速していくという問題があった。
【０００８】
そこで、本願の発明者等は、ロール感を向上させるため、ロールレイトに合わせてピッチレイトを制御することを検討した。この場合、車両走行時のタイヤが常用領域である線形領域にある間は、ロール感の向上を実現することできる。しかし、このような制御をタイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域、即ち非線形領域で続けると、下記のように限界性能が低下してしまうことがある。
【０００９】
即ち、過渡ロール角の増加によって荷重移動量が増大し、タイヤの等価ＣＰ（コーナリングパワー）が減少する。また、サスペンションのストローク増加によりロールステアが増大し、アンダーステア化が生じる。さらには、タイヤの接地性を無視した減衰力特性の切替えにより、荷重変動の増加が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、車両走行時の旋回操作性、操縦安定性、乗り心地を向上することができるようにした車体姿勢制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、車両の車体の姿勢を制御する車体姿勢制御装置であって、ロール感向上制御手段と安定性向上制御手段と車両運動判断手段とを有し、前記ロール感向上制御手段は、前記車体のロールレイトの大きさに応じて増大するように前記車体のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する目標ピッチレイト算出手段と、前記車体のピッチレイトが前記目標ピッチレイトに近づくように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含んで構成し、前記安定性向上制御手段は、ロールを抑制する力を発生するロール抑制手段により構成し、前記車両運動判断手段は、車両運動に応じて前記ロール感向上制御手段と前記安定性向上制御手段の制御割合を切替える構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、常用領域ではピッチとロールの挙動に理想的な連成を持たせることができ、走行中のドライバフィーリング（ロール感）を向上することができる。また、限界領域では走行安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車体姿勢制御装置が適用された４輪自動車を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図３】図２中の目標減衰力算出部においてピッチモーメントから各車輪側の目標減衰力を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【図４】第２の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図５】第３の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図６】図５中の電磁ダンパ制御量算出部において目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントから各車輪側の目標推力を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【図７】第４の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図８】図７中の加・減速指令算出部において目標ピッチモーメントから各車輪側の加・減速指令を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による車体姿勢制御装置を、例えば４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
ここで、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は車両のボディを構成する車体で、該車体１の下側には、例えば左，右の前輪２(一方のみ図示）と左，右の後輪３(一方のみ図示）とが設けられている。
【００１６】
４，４は左，右の前輪２側と車体１との間に介装して設けられた前輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置４は、左，右の懸架ばね５（以下、ばね５という）と、該各ばね５と並列になって左，右の前輪２側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式ショックアブソーバ６（以下、減衰力可変ダンパ６という）とにより構成されている。減衰力可変ダンパ６は、本発明の構成要件であるピッチモーメント発生手段、ロール抑制手段の一部を構成するものである。
【００１７】
７，７は左，右の後輪３側と車体１との間に介装して設けられた後輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置７は、左，右の懸架ばね８（以下、ばね８という）と、該各ばね８と並列になって左，右の後輪３側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式ショックアブソーバ９（以下、減衰力可変ダンパ９という）とにより構成されている。減衰力可変ダンパ９は、ピッチモーメント発生手段、ロール抑制手段の一部を構成するものである。
【００１８】
ここで、各サスペンション装置４，７の減衰力可変ダンパ６，９は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。そして、この減衰力可変ダンパ６，９には、その減衰力特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ、ソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）が付設されている。なお、減衰力調整用のアクチュエータは、減衰力特性を必ずしも連続的に変化させる構成である必要はなく、２段階または３段階以上で断続的に調整する構成であってもよい。また、減衰力可変ダンパ６，９は、減衰力を切換えられればよく、空圧ダンパや電磁ダンパであってもよい。
【００１９】
１０は車体１に設けられたロールレイト検出手段としてのジャイロ等からなるロールレイトセンサで、該ロールレイトセンサ１０は、例えば車両のステアリング操作に伴って旋回走行時等に発生する左，右方向の横揺れ振動を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力するものである。なお、ロールレイト検出手段は、ロールレイトを検出できればよく、左，右方向に離間して設けられた２つの上下加速度センサの差分を積分する等の構成であってもよい。
【００２０】
１１は車体１に設けられたピッチレイト検出手段としてのジャイロ等からなるピッチレイトセンサで、該ピッチレイトセンサ１１は、例えば車両の加，減速時等に発生する前，後方向の揺れ振動を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。なお、ピッチレイト検出手段は、ピッチレイトを検出できればよく、前，後方向に離間して設けられた２つの上下加速度センサの差分を積分する等の構成であってもよい。
【００２１】
１２は車体１に設けられたヨーレイト検出手段としてのジャイロ等からなるヨーレイトセンサで、該ヨーレイトセンサ１２は、例えば車両の重心回りに発生する自転方向の振動等を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。なお、１つの３次元ジャイロで前述のロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１およびヨーレイトセンサ１２を兼ねる構成としてもよく、少なくとも前記３つのセンサのうち２つのセンサを兼ねる構成としてもよい。
【００２２】
１３は車体１側に設けられた操舵角センサで、該操舵角センサ１３は、車両の運転者が旋回走行時等にハンドルをステアリング操作するときの操舵角（後述の前輪舵角δfに対応する）を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力するものである。また、車速センサ１４は、例えば車両の走行速度（後述の車速Ｖに対応する）を検出し、その検出信号をコントローラ１５に出力する。
【００２３】
１５はマイクロコンピュータ等により構成される制御手段としてのコントローラで、該コントローラ１５は、図２に示すように入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続され、出力側が減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータ（図示せず）等に接続されている。
【００２４】
コントローラ１５は、図２に示すように、相対速度推定部１６、ロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部２３、限界領域判断部２９、第１，第２の重み係数乗算部３５，３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９等を含んで構成されている。ここで、相対速度推定部１６は、ロールレイトセンサ１０からの検出信号に基づき各輪の減衰力可変ダンパ６，９における上，下方向の伸縮速度を相対速度として、推定演算により求めるものである。
【００２５】
コントローラ１５のロールレイト補正部１７は、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイトに対し、図２中に示す非線形ゲインのマップを参照して補正ロールレイトを算出する。この補正ロールレイトは、ロールレイトの検出値が大きくなると図２中の非線形ゲインマップに従って大きく設定される。そして、ロール抑制部１８は、ロールレイト補正部１７から出力された補正ロールレイトに対してゲイン（図示せず）を乗算し、ロール抑制制御を行うために各輪側の減衰力可変ダンパ６，９における目標減衰力を算出する。
【００２６】
また、コントローラ１５のピッチ制御部２３側では、ロール感を向上させるピッチ制御を行うため、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイト（例えば、右回転を正とした値）に対し、ゲイン乗算部１９でゲイン「Kpitch」を乗算する。符号判別部２１では、積分部２０によりロールレイトを積分して求めたロール角の符号（例えば、右ロールを正、左ロールを負とする）を判別する。乗算部２２は、その符号をゲイン乗算部１９からのロールレイトと乗算することにより、ロールを増加する場合は、常にダイブ状態（頭下がりのピッチ）、ロールが減少する場合は、常にスクオット状態（頭上がりのピッチ）となるように目標ピッチレイトを補正値として演算する。
【００２７】
ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２は、本発明の構成要件である目標ピッチレイト算出手段を構成している。これにより、車体１のロールレイトの大きさに応じて線形または非線形に増大するように車体１のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトが補正値として算出される。
【００２８】
ピッチ制御部２３は、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６、加算部２７および目標減衰力算出部２８を含んで構成されている。前記ＦＦ制御部２４は、目標ピッチレイトの補正値が入力されると、下記の数１〜数３式による演算を行い、フィードフォワード制御による目標ピッチモーメントを算出する。差演算部２５は、ピッチレイトセンサ１１で検出した実ピッチレイトの信号と前記目標ピッチレイトの補正値との差を、目標値に対する誤差として演算し、ＦＢ制御部２６は、差演算部２５からの信号（目標値に対する誤差）に従ってフィードバック制御による目標ピッチモーメントを算出する。
【００２９】
ＦＦ制御部２４は、ピッチモーメントからピッチレイトまでの特性を２次の振動モデルとしてモデル化し、伝達関数を算出し、その逆特性を利用した制御器である。ここで、ピッチ運動の運動方程式は下記の数１式より求められる。但し、Ｑ：ピッチ角 Ｉx：ピッチ慣性 Ｋx：ピッチ剛性 Ｃx：ピッチ減衰係数 Ｍx：ピッチモーメントである。
【００３０】
【数１】
【００３１】
この数１式によりピッチモーメントからピッチレイトまでの伝達関数は、下記の数２式となり、これによって、ピッチモーメントからピッチレイトまでの伝達関数は、下記の数３式として求められる。
【００３２】
【数２】
【００３３】
【数３】
【００３４】
ＦＢ制御部２６はＰＩＤ制御器として、前記の誤差に応じて目標ピッチモーメントを出力するように構成してもよいし、現代制御理論等で構成してもよく、特に制御則に対して限定されるものではない。ピッチ制御部２３は、前述の如く差演算部２５により目標ピッチレイトの補正値と実ピッチレイトとの差を、目標値との誤差として演算し、加算部２７では、ＦＦ制御部２４とＦＢ制御部２６でそれぞれ算出した目標ピッチモーメントを加算し、その値を目標ピッチモーメントとして目標減衰力算出部２８に出力する。
【００３５】
即ち、ピッチ制御部２３における加算部２７は、ＦＦ制御部２４で算出した目標ピッチモーメントとＦＢ制御部２６で算出した目標ピッチモーメントとを加算して、その値を目標ピッチモーメントＭp として後段の目標減衰力算出部２８に出力する。ピッチ制御部２３の目標減衰力算出部２８は、このときの目標ピッチモーメントが入力されることにより、車体１側でのロール感を向上するためのピッチ制御による目標減衰力を算出する。
【００３６】
目標減衰力算出部２８は、図３に示すように目標ピッチモーメントＭp が入力されると、これに従って各車輪（即ち、左，右の前輪２、後輪３）の目標減衰力を振り分けるように演算する。即ち、目標減衰力算出部２８のブロック２８Ａでは、目標ピッチモーメントＭp を４分割して各輪に等配分する。次のブロック２８Ｂでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算することにより右側前輪２の目標減衰力ＦＦＲを算出する。ブロック２８Ｃでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算することにより左側前輪２の目標減衰力ＦＦＬを算出する。
【００３７】
一方、目標減衰力算出部２８のブロック２８Ｄでは、前輪２側と後輪３側とで目標減衰力を逆向きに設定するため「−１」を掛算し、次のブロック２８Ｅでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算することにより右側後輪３の目標減衰力ＦＲＲを算出する。ブロック２８Ｆでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算することにより左側後輪３の目標減衰力ＦＲＬを算出する。
【００３８】
次に、本発明のタイヤ限界判断手段に該当する車両走行時のタイヤが常用領域（線形領域）からの限界領域（非線形領域）に達したか否かを判断する限界領域判断部２９について説明する。この限界領域判断部２９は、車両モデル部３０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４を含んで構成され、本発明の構成要件である車両運動判断手段を構成するものである。
【００３９】
この場合、限界領域判断部２９の車両モデル部３０は、操舵角センサ１３で検出した操舵角の信号（前輪舵角δf ）と車速センサ１４で検出した車速Ｖの信号とに基づいて、下記の数４式による線形車両モデルのヨーレイトγを推定演算する。ここで、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００４０】
【数４】
【００４１】
偏差演算部３１は、実際にヨーレイトセンサ１２で検出した実ヨーレイトと、車両モデル部３０で推定演算したヨーレイトγとの差を演算し、その絶対値を絶対値演算部３２で差ヨーレイトΔγとして算出する。第１のマップ演算部３３は差ヨーレイトΔγに基づいて第１の重み係数Ｇｒをマップ演算するものであり、第１の重み係数Ｇｒは、図２中に示すように差ヨーレイトΔγが小さいときには、例えば「１」より小さい値に設定され、差ヨーレイトΔγが大きくなると漸次増加して、例えば「１」または「１」よりも大きい値に設定される。
【００４２】
第２のマップ演算部３４は、差ヨーレイトΔγに基づいて第２の重み係数Ｇｐをマップ演算するものであり、第２の重み係数Ｇｐは、図２中に示すように差ヨーレイトΔγが小さいときには、例えば「１」または「１」より大きい値に設定され、差ヨーレイトΔγが大きくなると漸次減少して、例えば「０」または「０」に近い値に設定される。即ち、第２の重み係数Ｇｐは、第１の重み係数Ｇｒが漸次増大するときには、逆に漸次小さくなって「０」に近づく値に設定され、第１の重み係数Ｇｒが漸次減少するときには、例えば「１」またはこれよりも大きな値に設定されるものである。
【００４３】
これにより、限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定演算したヨーレイトγと実ヨーレイトとの偏差である差ヨーレイトΔγが大きくなったときには、車両走行時のタイヤが常用領域（線形領域）から非線形領域、つまり限界領域が近い状態にあると判断し、この場合にはロール抑制部１８側での制御に重みを与えるように第１の重み係数Ｇｒを大きくし、ピッチ制御部２３側での制御を相対的に小さくするため、第２の重み係数Ｇｐを「０」または「０」に近づけるように小さくする。
【００４４】
第１の重み係数乗算部３５は、ロール抑制部１８から各輪側の減衰力可変ダンパ６，９に出力するロール抑制制御（安定性向上制御）を行うための目標減衰力に対し、前記第１の重み係数Ｇｒを乗算し、安定性向上用の目標減衰力に対する重み付けを行うものである。第２の重み係数乗算部３６は、ピッチ制御部２３から各輪側の減衰力可変ダンパ６，９に出力するピッチ制御（ロール感向上制御）を行うための目標減衰力に対し、前記第２の重み係数Ｇｐを乗算し、ロール感向上用の目標減衰力に対する重み付けを行うものである。
【００４５】
このように、車両運動判断手段を構成する限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定したヨーレイトと実ヨーレイトの差を、差ヨーレイトΔγとして算定し、この差ヨーレイトΔγを各制御の重みを算出する第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求め、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域等に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出すると共に、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域等に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。これにより、第１の目標減衰力（安定性向上制御）と第２の目標減衰力（ロール感向上制御）との制御割合が切替えられる。
【００４６】
加算部３７は、前述の如くタイヤの限界領域等に合わせて重み付けし補正した第１の重み係数乗算部３５による目標減衰力と第２の重み係数乗算部３６による目標減衰力とを加算し、これを最終的な目標減衰力として減衰力マップ演算部３８に出力する。減衰力マップ演算部３８は、このように算出した目標減衰力と相対速度推定部１６による各減衰力可変ダンパ６，９の相対速度とに従って、予め記憶しておいたダンパの特性マップより制御電流の指令値をマップ演算により算出する。
【００４７】
次に、電流ドライバ３９は、減衰力マップ演算部３８から出力された電流の指令値に基づいて減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータに出力すべき目標減衰力に対応した電流値の制御を行うものである。そして、各車輪（左，右の前輪２と左，右の後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９は、前記アクチュエータに供給された電流値（電流指令値）に従って減衰力特性がハードとソフトの間で連続的に、または複数段で可変に制御される。
【００４８】
各車輪側の減衰力可変ダンパ６，９は、例えば図２に示すロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、第１の重み係数乗算部３５、加算部３７、目標減衰力算出部２８および電流ドライバ３９と共に、本発明の構成要件である安定性向上制御手段を構成している。また、各車輪（左，右の前輪２、後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９は、例えば図２に示すピッチ制御部２３、第２の重み係数乗算部３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９と共に、本発明の構成要件であるロール感向上制御手段のピッチモーメント発生手段を構成するものである。
【００４９】
本実施の形態による車体姿勢制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ１５による車体１の姿勢制御動作について説明する。
【００５０】
各車輪（左，右の前輪２と左，右の後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９と、コントローラ１５内のロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、第１の重み係数乗算部３５、加算部３７、目標減衰力算出部２８および電流ドライバ３９からなる車両の安定性向上制御手段は、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイトに対しロールレイト補正部１７で補正ロールレイトを算出し、ロール抑制部１８では、ロール抑制制御を行うために補正ロールレイトに基づいて各輪側の減衰力可変ダンパ６，９における目標減衰力を算出する。
【００５１】
また、コントローラ１５内のゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２からなる目標ピッチレイト算出手段は、車体１のロールレイトの大きさに応じて線形または非線形に増大するように車体１のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する。そして、ピッチ制御部２３は、車体１側でのロール感を向上するためのピッチ制御による目標減衰力を算出する。これにより、各車輪（左，右の前輪２、後輪３）側に設けた減衰力可変ダンパ６，９の減衰力特性は、前記目標ピッチレイトとなるように可変に制御され、車体１に対してロール感向上のためのピッチモーメントを発生させる制御を行う。
【００５２】
一方、限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定したヨーレイトと実ヨーレイトとの差を差ヨーレイトΔγとして算定し、車両の限界状態を差ヨーレイトΔγにより判断する制御を行う。即ち、この差ヨーレイトΔγを第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求め、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出する。また、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。
【００５３】
これにより、車両走行時のタイヤが常用領域である線形領域にある間は、ロールレイトに応じて目標ピッチレイトを算出するピッチ制御部２３側の制御を優先させ、この目標ピッチレイトとなるように各輪側の目標減衰力を可変に制御することで、ロールレイトとピッチレイトを比例関係とすることができる。この結果、コーナーにおいてダイブさせながら進入し、スクオット状態でコーナーから抜け出るというスムーズとされるコーナーリングの姿勢を得ることが出来、ロール感が向上される。
【００５４】
これに対し、タイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域（即ち、非線形領域）では、第２の重み係数乗算部３６により第２の重み係数Ｇｐを「０」またはこれに近づけるように演算し、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力を第２の重み係数Ｇｐで小さくするように補正する。これにより、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力に重みを与え、ロール抑制制御量を大きくすることで、ロールレイトに比例してロールを抑制するように減衰力を発生させることができ、ロール抑制を積極的に行うことによって車両の安定性を向上することができる。
【００５５】
かくして、第１の実施の形態によれば、走行時のタイヤの常用領域ではロール感向上に重みを置いて制御し、限界領域ではロール感よりも車両の安定性を重視してロール抑制に重みを置くことにより、車両の運転状況に応じて最適な制御を実行するようにしている。これにより、従来の課題であった限界領域での車体１の安定性を向上することができる。また、常用領域ではピッチとロールの挙動に理想的な関連性を持たせることができ、走行中のドライバフィーリング（ロール感）を向上することができる。
【００５６】
このように、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上とを適切に切替えて実現することができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。そして、常用領域では車体１側のロール感を向上でき、限界領域では安定性を重視した制御を行うことができ、両性能を両立させることができる。また、この場合の制御は、ロジックを切替えるのではなく、既存のロジックのゲインや入力信号を大きくするように構成することで、両性能の両立化を図ることができ、制御途中での不連続な切替えがなく、スムーズな制御を実現することができる。
【００５７】
なお、前記第１の実施の形態では、ロールレイトセンサ１０でロールレイトを検出し、ピッチレイトはピッチレイトセンサ１１を用いて検出する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば車体に取付けた上，下方向の加速度センサを用いて、ロールレイト、ピッチレイトを算出してもよい。また、ダンパの相対速度は車高センサの微分値により求める構成としてもよいし、例えばばね下側とばね上側とにそれぞれ取付けた上，下方向の加速度センサによる検出値から相対加速度を算出し、この値を積分することで算出してもよく、特に算出方法を限定する必要はないものである。
【００５８】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、操舵角と車速より車両モデルを用いた横加速度とヨーレイトとを算出し、ロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに車体の姿勢制御を行う構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５９】
図中、４１は第２の実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ４１は、入力側がヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続され、出力側が左，右の前輪２側に設けた減衰力可変ダンパ６と左，右の後輪３側に設けた減衰力可変ダンパ９とのアクチュエータ（図示せず）等に接続されている。
【００６０】
コントローラ４１は、図４に示すように、車両モデル部４２、ロール用ゲイン乗算部４３、第１フィルタ部４４、第１微分部４５、絶対値演算部４６、第２微分部４７、ピッチ用ゲイン乗算部４８、ピッチ制御部４９および第２フィルタ部５０等を含んで構成されている。また、コントローラ４１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５と同様に、相対速度推定部１６、ロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、偏差演算部３１、絶対値演算部３２、第１，第２のマップ演算部３３，３４、第１，第２の重み係数乗算部３５，３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９等を含んで構成されている。
【００６１】
この場合、車両モデル部４２は、第２フィルタ部５０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４等と共に走行状態判断部５１を構成し、この走行状態判断部５１は、本発明の構成要件である車両運動判断手段を構成するものである。
【００６２】
コントローラ４１は、操舵角センサ１３で検出した操舵角の信号と車速センサ１４で検出した車速の信号とに基づいて、車両モデル部４２で下記のように横加速度αy を推定して演算する。この横加速度αy は、車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数５の式で求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００６３】
【数５】
【００６４】
このように算出した横加速度αy に対して、ロール用ゲイン乗算部４３では、予め決められたゲイン「Kay2roll」[deg／(ｍ/ｓ２)］を乗算することでロール角を算出する。この場合のゲインは、横加速度αy に対するロール角の関係を（ロール角／横加速度ゲイン）として設定したものである。しかし、ゲイン乗算部４３から出力されるロール角の信号は、ハンドルが操舵されてから車体１にロール角が発生するまでの動特性を無視した信号となる。このため、第１フィルタ部４４は、この場合の動特性を近似したローパスフィルタ「ＬＰＦ」によってダイナミクスを再現するものである。
【００６５】
また、車両モデル部４２は、第１の実施の形態で述べた車両モデル部３０と同様に、操舵角センサ１３と車速センサ１４からの検出信号に基づいて、前述した数４式による線形車両モデルのヨーレイトγを推定演算する。第２フィルタ部５０は、車両モデル部４２から出力される信号（ヨーレイト）がこのままでは動特性を無視した形となるので、ローパスフィルタ「ＬＰＦ」によって推定ヨーレイトの動特性を近似させるものである。
【００６６】
次に、第１微分部４５は、第１フィルタ部４４から出力される推定ロール角を微分し、ロールレイトを算出する。第１微分部４５で算出したロールレイトが大きい場合には操舵速度が速く、ロールオーバ発生の可能性が高い。このため、ロールレイト補正部１７では、算出値（ロールレイト）が大きい場合に安定性を重視して見かけ上のロールレイトを大きくする非線形ゲインを用いて補正ロールレイトを算出する。そして、ロール抑制部１８では、補正ロールレイトに基づいて車体１側のロールを抑制するように各輪側での目標減衰力を算出する。
【００６７】
次に、ロール感を向上させるためのピッチ制御部４９においては、まず、絶対値演算部４６で推定ロール角の絶対値を求め、これを第２微分部４７で微分した後に、ピッチ用ゲイン乗算部４８でゲイン「Kpitch」を乗算して目標ピッチレイトを算出する。ピッチ制御部４９は、算出した目標ピッチレイトからＦＦ制御によりピッチ方向のダイナミクスを考慮した上で、目標ピッチレイトを発生させるのに必要な各輪の目標減衰力を算出する。
【００６８】
次に、車両モデル部４２、第２フィルタ部５０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４等からなる走行状態判断部５１は、第１の実施の形態で述べた限界領域判断部２９と同様に、偏差演算部３１および絶対値演算部３２で求めた差ヨーレイトΔγを第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求める。
【００６９】
そして、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出する。また、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。これにより、ロール抑制制御とピッチ制御との制御量を差ヨーレイトΔγに応じて調整するものである。
【００７０】
また、相対速度推定部１６では、微分部４５で算出したロールレイトと車両諸元より幾何学的関係を利用して各輪の相対速度を推定する。加算部３７では、このように算出したロール抑制制御量とピッチ制御量を足し合わせて各輪の目標減衰力を算定する。この目標減衰力と推定した相対速度とに基づいて、減衰力マップ演算部３８では、予め記憶しておいた減衰力特性（減衰力―電流値―相対速度）から指令電流値を算出する。電流ドライバ３９は、算出した電流値に相当する電流を減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータに出力し、それぞれの減衰力特性を可変に制御する。
【００７１】
かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことにより、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。特に、第２の実施の形態では、ロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４からの検出信号のみに基づき車体１の姿勢制御を実施することができる。
【００７２】
これにより、省センサ化を図ることができ、コストを低減し、システムを簡素化することができる。また、ヨーレイトセンサ１２で検出した信号に基づいてコントローラ４１で演算した減衰力可変ダンパ６，９に対する指令電流により制御を行うため、ロール感の向上と限界領域での安定性改善を実現可能となる。
【００７３】
次に、図５および図６は本発明の第３の実施の形態を示し、第３の実施の形態の特徴は、車体の姿勢制御を行うアクチュエータがセミアクティブサスペンション（例えば、減衰力調整式の油圧緩衝器）ではなく、自ら推力を発生可能なアクティブサスペンションを用いる構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７４】
図中、７１は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ７１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５とほぼ同様に構成され、入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続されている。さらに、コントローラ７１の入力側には複数の車高センサ７２が接続され、これらの車高センサ７２は、左，右の前輪２側と左，右の後輪３側とでそれぞれ個別に車高を検出するものである。
【００７５】
また、この場合のコントローラ７１は、出力側が自ら推力を発生可能なアクティブサスペンション（後述の電磁ダンパ７９）等に接続されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。ここで、コントローラ７１は、ロール角算出部７３、ＦＢ制御部７４、ゲイン乗算部１９、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部７５、限界領域判断部２９、第１，第２の重み係数乗算部７６，７７および各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８を含んで構成され、このうちゲイン乗算部１９、符号判別部２１、乗算部２２および限界領域判断部２９は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００７６】
７９は車両の各輪側に設けられる複数（４個）の電磁ダンパで、この電磁ダンパ７９は、例えば左，右の前輪２と左，右の後輪３側とにそれぞれ設けられたアクティブサスペンションにより構成され、各車輪側で車体１を上，下方向に昇降させるような推力を、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８からの制御信号に従って発生するものである。
【００７７】
コントローラ７１のロール角算出部７３は、各車高センサ７２からの車高信号に基づいて車体１のロール角を演算により求める。フィードバック制御を行うＦＢ制御部７４は、ロールレイトセンサ１０からのロールレイトとロール角算出部７３によるロール角とに基づいて、ロール抑制制御を行うための目標ロールモーメントを算出し、これを第１の重み係数乗算部７６に対して出力する。
【００７８】
コントローラ７１のピッチ制御部７５は、第１の実施の形態で述べたピッチ制御部２３とほぼ同様に、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６、加算部２７を含んで構成されている。そして、ピッチ制御部７５は、ＦＦ制御部２４で算出した目標ピッチモーメントとＦＢ制御部２６で算出した目標ピッチモーメントとを加算部２７で加算し、これをロール感向上用の目標ピッチモーメントとして第２の重み係数乗算部７７に出力する。
【００７９】
第１の重み係数乗算部７６は、ＦＢ制御部７４から各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８に出力するロール抑制制御（安定性向上制御）用の目標ロールモーメントに対して、第１のマップ演算部３３から出力される第１の重み係数Ｇｒを乗算し、安定性向上用の目標ロールモーメントに対する重み付けを行う。第２の重み係数乗算部７７は、ピッチ制御部７５から各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８に出力するピッチ制御（ロール感向上制御）用の目標ピッチモーメントに対して、第２のマップ演算部３４から出力される第２の重み係数Ｇｐを乗算し、ロール感向上用の目標ピッチモーメントに対する重み付けを行うものである。
【００８０】
次に、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８は、図６に示すように、ブロック７８Ａ〜７８Ｎを含んで構成され、各車輪（即ち、左，右の前輪２と左，右の後輪３）に対して目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントとを振り分けるための演算を実行する。即ち、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８は、各車輪側に振り分けられた目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントとに対応する目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを、各車輪側の電磁ダンパ７９で発生できるように電磁ダンパ制御量を算出し、算出した制御量（目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）分の制御信号を各電磁ダンパ７９に個別に出力するものである。
【００８１】
ここで、電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ａでは、目標ピッチモーメントＭp を４分割して各輪に等配分する。次のブロック７８Ｂでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算する。ブロック７８Ｃでは、目標ロールモーメントＭr を４分割して各輪に等配分する。次のブロック７８Ｄでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｆ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｅは、ブロック７８Ｂからの出力値（Ｍp ／４ｌｆ）とブロック７８Ｄからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｆ）とを加算して右前輪２側における目標推力ＦＲを求める。
【００８２】
また、次のブロック７８Ｆでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を左前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算する。ブロック７８Ｇでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｆ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｈは、ブロック７８Ｆからの出力値（Ｍp ／４ｌｆ）に対しブロック７８Ｇからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｆ）を減算して左前輪２側における目標推力ＦＬを求める。
【００８３】
一方、電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ｉでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算する。ブロック７８Ｊでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｒ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｋは、ブロック７８Ｊからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｒ）に対しブロック７８Ｉからの出力値（Ｍp ／４ｌｒ）を減算することにより右側後輪３の目標推力ＲＲを算出する。
【００８４】
また、ブロック７８Ｌでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算する。ブロック７８Ｍでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｒ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｎは、ブロック７８Ｌからの出力値（Ｍp ／４ｌｒ）とブロック７８Ｍからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｒ）とを加算して符号を負（マイナス）に設定することにより左後輪３側の目標推力ＲＬを算出する。
【００８５】
かくして、このように構成される第３の実施の形態でも、第１，第２の重み係数乗算部７６，７７で目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントとに対して重み付けを行うことにより、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。
【００８６】
特に、第３の実施の形態では、電磁ダンパ制御量算出部７８で各車輪側の目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを算出し、その目標値に応じて電磁ダンパ７９（アクティブサスペンション）に推力を発生させることで、ロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることができ、車体１の回転軸を安定化させ、ロール感の向上を図ることができる上に、安定性の向上化も図ることができる。
【００８７】
なお、前記第３の実施の形態では、図６に示す電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ａ，７８Ｃで目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントを各輪に等配分する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばロールモーメントとピッチモーメントの釣り合い式より、この式を満足する各輪制御量を求める構成としてもよいものである。
【００８８】
次に、図７および図８は本発明の第４の実施の形態を示し、第４の実施の形態の特徴は、例えばサスペンションによる車体の姿勢変化ではなく、エンジンとブレーキを用いた車両の加・減速制御により車体の姿勢変化、ピッチ挙動を発生させる構成としたことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
図中、８１は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ８１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５とほぼ同様に構成され、入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続されている。しかし、この場合のコントローラ８１は、その出力側が車両のエンジンおよびブレーキを制御する後述の駆動力制御部８７に接続されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。
【００９０】
ここで、コントローラ８１は、ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部８２、限界領域判断部８４、重み係数乗算部８５および加・減速指令算出部８６等を含んで構成され、このうちゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００９１】
ピッチ制御部８２は、第１の実施の形態で述べたピッチ制御部２３とほぼ同様に、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６および加算部２７を含んで構成されている。しかし、この場合のピッチ制御部８２は、加算部２７からの出力信号を後述の駆動力制御部８７に対応した目標ピッチモーメントとして算出する目標ピッチモーメント算出部８３を有している点で第１の実施の形態とは異なっている。
【００９２】
限界領域判断部８４は、第１の実施の形態で述べた限界領域判断部２９と同様に、車両モデル部３０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２およびマップ演算部３４を含んで構成されている。しかし、この場合の限界領域判断部８４は、第１のマップ演算部３３（図２参照）に相当する構成が廃止されている点で第１の実施の形態とは相違している。
【００９３】
重み係数乗算部８５は、第１の実施の形態で述べた第２の重み係数乗算部３６とほぼ同様な構成であり、マップ演算部３４から出力される重み係数Ｇｐを、ピッチ制御部８２の目標ピッチモーメント算出部８３から出力される目標ピッチモーメントに対して乗算する。これにより重み係数乗算部８５は、駆動力制御部８７に出力するピッチ制御を行うための目標ピッチモーメント、即ちロール感向上用の目標ピッチモーメントに対する重み付けを行う。このため、ピッチ制御部８２で算出した目標ピッチモーメントは、重み係数Ｇｐを乗算することにより車両の限界度合に応じて小さく設定され、限界領域では安定性を重視する制御が行われる。
【００９４】
加・減速指令算出部８６は、重み係数乗算部８５で重み付けされた目標ピッチモーメントに対し図８に示すような演算処理を行い、駆動力制御部８７に対して加減速指令を出力する。加・減速指令算出部８６は、図８に示すように第１のブロック８６Ａで車体１のばね上重心高さｈ（ｍ）により目標ピッチモーメントＭp （Ｎｍ）を割り、これによって目標慣性力（Ｎ）を算定する。第２のブロック８６Ｂでは、この目標慣性力を車体１の質量ｍ（ｋｇ）で除し、これによって目標前，後加速度を求め、この目標前，後加速度を加・減速指令として算出する。
【００９５】
駆動力制御部８７は、このようにして算出した加・減速指令を車両のエンジンまたは電機モーター等の駆動手段と、ブレーキ（いずれも図示せず）に出力し、エンジンとブレーキとを夫々制御することにより、通常領域ではロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることで車体１の回転軸を安定化させ、ロール感の向上化を図ることができる。また、限界領域では、安定性を重視してロール感向上のための制御を小さくすることにより、走行車両の安定性を向上することができる。
【００９６】
かくして、このように構成される第４の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことにより、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。特に、第４の実施の形態では、車両の限界度合に応じてロール感を向上させるために行っている加・減速によるピッチ制御の制御量を調整することにより、限界領域においてはロール感制御を小さくすることでタイヤにかかる負荷を低減し、安定性を重視する加・減速制御を行うことができる。
【００９７】
なお、前記第１〜第３の実施の形態では、車両走行時のタイヤが限界領域にあるか否かを実ヨーレイトと推定ヨーレイトの差によって判断し、ロール感を向上するピッチ制御と安定性を向上するロール抑制制御の制御割合を変更する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、その後のタイヤが限界領域に達することが推定できる場合（限界状態と判断したとき）は、予め、ロール感を向上するピッチ制御より安定性を向上するロール抑制制御の制御割合を大きくする制御を行っても良い。この推定される条件を下記の表１に示す。この表１に示す条件が、本発明の車両運動判断手段のタイヤ限界判断手段に該当する。具体的には表１に示すように、予め決められた閾値（例えば、時速１００ｋｍ／ｈ）を越えて車速を高めるような場合には、コーナーに入った場合にタイヤが限界領域に達しやすい状態となるので、予め安定性を重視するためにロール抑制制御の制御量を大きくし、ピッチ制御の制御量を小さくするようにしてもよい。さらに、これに限らず、安定性を重視したい場合には各制御量を調整し、車両状態に応じて各制御ゲインを変更することによりロール感の向上と安定性の向上を両立させる構成としてもよい。
【００９８】
【表１】
【００９９】
また、第１，第３の実施の形態では、ロールレイトとピッチレイトとをそれぞれセンサを用いて検出する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば車体に取付けた３個以上の上，下方向加速度センサを用いてロールレイトとピッチレイトとを算出してもよい。
【０１００】
また、第１，第２の実施の形態で用いている相対速度は、車高センサの微分値でもよいし、例えばばね下側の加速度センサとばね上側の加速度センサの検出値から相対加速度を算出し、この値を積分することで算出してもよい。また、フラットな路面であれば、ばね下の動きがほぼゼロと見做せるため、ばね上側の加速度センサの検出値を積分したばね上速度を相対速度としてもよい。また、第２の実施の形態では、操舵角と車速から推定した横加速度を用いたが、横加速度センサの値を用いてもよい。特に、その他の信号についても、その算出方法が限定されるものではない。
【０１０１】
次に、上記の実施の形態に含まれる発明について記載する。即ち、本発明によれば、車両運動判断手段は、車両運動状態に応じてタイヤが滑り出す限界状態か否かを判断するタイヤ限界判断手段を有し、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断したときは、前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断しないときには、前記限界状態と判断したときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くする構成としている。また、前記タイヤ限界判断手段は、タイヤのコーナリングパワーが線形領域から非線形領域になるか否かを判断する領域判断手段を備え、前記領域判断手段により前記線形領域と判断したときには、前記非線形領域のときよりも前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記領域判断手段により前記非線形領域になると判断したときには、前記線形領域のときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすること構成としている。これにより、車両の走行状況等に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。
【０１０２】
また、本発明によると、前記タイヤ限界判断手段は、車速が予め決められた閾値を越えたときに前記安定性向上制御手段の制御割合を強くする構成としている。これにより、走行速度が前記閾値を越えるような場合には、安定性向上制御を優先させ、操縦安定性を高めることができる。
【０１０３】
前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントに近づくように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構と、からなる構成としている。また、本発明は、前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段と、からなる構成としている。
【０１０４】
また、本発明によると、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整する構成としている。また、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、前記車体と車輪とに対して上，下方向の力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加える構成としている。一方、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記車両に設けられた駆動手段とブレーキであり、前後加速度を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加える構成としている。前記車体のロールレイトと前記車体のピッチレイトは、操舵角と車速から求めることを特徴としている。
【０１０５】
また、本発明によるロール感向上制御手段は、目標ピッチレイト算出手段によりロールレイトに比例した目標ピッチレイトを求め、ピッチモーメント発生手段は、この目標ピッチレイトとなるように車体に対してピッチモーメントを発生させる制御を行う。このようにピッチレイトとロールレイトを比例関係にすることにより、車体の回転軸にブレが発生せず、操舵フィーリングを向上することができる。
【０１０６】
また、本発明は、前記目標ピッチレイト算出手段は、前記車体のロールレイトの大きさに応じて前記車体がダイブする度合いが増大するように前記目標ピッチレイトを算出する構成としている。これにより、例えば車両の旋回走行時に前輪側がダイブして頭下がりのピッチングを伴いながらのロール挙動を実現でき、旋回走行時のドライバフィーリングを良好にすることができる。
【０１０７】
本発明によると、前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段（例えば、２次モデルや微分器）と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントとなるように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構（例えば、セミアクティブサスペンションまたはアクティブサスペンション等を含む）とにより構成している。
【０１０８】
これにより、例えばロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに、操舵角センサと車速センサのみを用いて車両の旋回走行時における横加速度を求めることができ、省センサ化を図り、コストを低減し、システムの簡素化を実現することができる。また、回転軸安定化のためのピッチングの発生だけでなく、ロール挙動の抑制についても考慮した制御を行うことができ、ロール感の向上を実現可能である。
【０１０９】
一方、本発明によると、前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含む構成としている。これにより、ピッチレイト検出手段で検出した車体の実ピッチレイトと目標ピッチレイトとの差が小さくなるように、ピッチモーメント発生手段を用いて車体に対してピッチモーメントを発生することができる。
【０１１０】
また、本発明によると、車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段とロール抑制手段は、各車輪側にそれぞれ設けられ減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整し、ロールモーメントの調整も行なう構成としている。
【０１１１】
さらに、本発明によると、車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段とロール抑制手段は、各車輪側にそれぞれ設けられ前記車体と車輪とに対して上，下方向の推力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより車体にピッチモーメントを加え、ロール抑制制御も行う構成としている。これによって、各車輪側の目標推力を算出し、その目標値に応じてアクティブサスペンションに推力を発生させることで、ロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることができ、車体の回転軸を安定化させ、ロール感の向上を図ることができると共に、ロール抑制制御を行い、車両の安定性を高めることができる。
【０１１２】
また、上記各実施の形態では、ロール角、ロールレイト、ピッチレイト等各種値を用いて演算しているが、演算過程にあっては、各種値を求める必要はなく、近似値、推定値、または、例えばロール角の符号を判断する場合においては、符号のみロール角と同様に変化する他の値であってもよい。また、演算でなくマップを用いても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 車体
２ 前輪
３ 後輪
４，７ サスペンション装置
５，８ ばね
６，９ 減衰力可変ダンパ（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
１０ ロールレイトセンサ（ロールレイト検出手段）
１１ ピッチレイトセンサ（ピッチレイト検出手段）
１２ ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
１３ 操舵角センサ
１４ 車速センサ
１５，４１，７１，８１ コントローラ（制御手段）
１８ ロール抑制部
１９ ゲイン乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
２０ 積分部（目標ピッチレイト算出手段）
２１ 符号判別部（目標ピッチレイト算出手段）
２２ 乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
２３，４９，７５，８２ ピッチ制御部
２９，８４ 限界領域判断部（車両運動判断手段）
３５，７６ 第１の重み係数乗算部
３６，７７ 第２の重み係数乗算部
３７ 加算部
３８ 減衰力マップ演算部
３９ 電流ドライバ
４６ 絶対値演算部（目標ピッチレイト算出手段）
４７ 微分部（目標ピッチレイト算出手段）
４８ ゲイン乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
５１ 走行状態判断部（車両運動判断手段）
７９ 電磁ダンパ（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
８５ 重み係数乗算部
８７ 駆動力制御部（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば４輪自動車等の車両に好適に用いられる車体姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の操舵角と車速から横加速度を算出し、この横加速度を微分して横加加速度を求め、この横加加速度に応じて前，後、左，右の車輪側で各サスペンションの減衰力を切替えることによりロールレイトの低減を図る構成とした車体姿勢制御装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両走行時の横加速度から目標ロール角を求め、その目標ロール角に応じて目標ピッチ角を算出した上で、実ロール角と実ピッチ角との差を求めてフィードバック制御（ＦＢ制御）を行うことにより、車体姿勢の安定化を図るように車体側の目標挙動を実現する構成としたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方、車両走行時のタイヤが線形領域（例えば、路面のグリップ状態が良好な領域）にあるか、非線形領域（例えば、路面のグリップ状態が悪い領域）にあるかを判断し、非線形領域にあると判断したときには減衰力特性をハード側に切替えて操縦安定性を向上させる構成としたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９０６５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１７０５９０号公報
【特許文献３】特開平６−２８８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１による従来技術は、ロールレイトの低減のみに着目したロジックであるため、ロールレイトとピッチレイトに関連性が低い場合や意図しないピッチレイトが発生した場合に、過渡旋回時のフィーリングが悪いことがあった。
【０００７】
また、例えば特許文献２による従来技術では、車両走行時のロール角に応じてピッチ角を発生させるため、定常円旋回中でも制御を行う必要がある。このため、減衰力可変式ダンパの制御では乗り心地の悪化を招くことがあり、ブレーキによる制御では減速していくという問題があった。
【０００８】
そこで、本願の発明者等は、ロール感を向上させるため、ロールレイトに合わせてピッチレイトを制御することを検討した。この場合、車両走行時のタイヤが常用領域である線形領域にある間は、ロール感の向上を実現することできる。しかし、このような制御をタイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域、即ち非線形領域で続けると、下記のように限界性能が低下してしまうことがある。
【０００９】
即ち、過渡ロール角の増加によって荷重移動量が増大し、タイヤの等価ＣＰ（コーナリングパワー）が減少する。また、サスペンションのストローク増加によりロールステアが増大し、アンダーステア化が生じる。さらには、タイヤの接地性を無視した減衰力特性の切替えにより、荷重変動の増加が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、車両走行時の旋回操作性、操縦安定性、乗り心地を向上することができるようにした車体姿勢制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、車両の車体の姿勢を制御する車体姿勢制御装置であって、ロール感向上制御手段と安定性向上制御手段と車両運動判断手段とを有し、前記ロール感向上制御手段は、前記車体のロールレイトの大きさに応じて増大するように前記車体のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する目標ピッチレイト算出手段と、前記車体のピッチレイトが前記目標ピッチレイトに近づくように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含んで構成し、前記安定性向上制御手段は、ロールを抑制する力を発生するロール抑制手段により構成し、前記車両運動判断手段は、車両運動に応じて前記ロール感向上制御手段と前記安定性向上制御手段の制御割合を切替える構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
上述の如く、請求項１に記載の発明によれば、常用領域ではピッチとロールの挙動に理想的な連成を持たせることができ、走行中のドライバフィーリング（ロール感）を向上することができる。また、限界領域では走行安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車体姿勢制御装置が適用された４輪自動車を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図３】図２中の目標減衰力算出部においてピッチモーメントから各車輪側の目標減衰力を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【図４】第２の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図５】第３の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図６】図５中の電磁ダンパ制御量算出部において目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントから各車輪側の目標推力を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【図７】第４の実施の形態による車体姿勢制御装置を示す制御ブロック図である。
【図８】図７中の加・減速指令算出部において目標ピッチモーメントから各車輪側の加・減速指令を算出する処理を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による車体姿勢制御装置を、例えば４輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
ここで、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は車両のボディを構成する車体で、該車体１の下側には、例えば左，右の前輪２(一方のみ図示）と左，右の後輪３(一方のみ図示）とが設けられている。
【００１６】
４，４は左，右の前輪２側と車体１との間に介装して設けられた前輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置４は、左，右の懸架ばね５（以下、ばね５という）と、該各ばね５と並列になって左，右の前輪２側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式ショックアブソーバ６（以下、減衰力可変ダンパ６という）とにより構成されている。減衰力可変ダンパ６は、本発明の構成要件であるピッチモーメント発生手段、ロール抑制手段の一部を構成するものである。
【００１７】
７，７は左，右の後輪３側と車体１との間に介装して設けられた後輪側のサスペンション装置で、該各サスペンション装置７は、左，右の懸架ばね８（以下、ばね８という）と、該各ばね８と並列になって左，右の後輪３側と車体１との間に設けられた左，右の減衰力調整式ショックアブソーバ９（以下、減衰力可変ダンパ９という）とにより構成されている。減衰力可変ダンパ９は、ピッチモーメント発生手段、ロール抑制手段の一部を構成するものである。
【００１８】
ここで、各サスペンション装置４，７の減衰力可変ダンパ６，９は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成される。そして、この減衰力可変ダンパ６，９には、その減衰力特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ、ソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）が付設されている。なお、減衰力調整用のアクチュエータは、減衰力特性を必ずしも連続的に変化させる構成である必要はなく、２段階または３段階以上で断続的に調整する構成であってもよい。また、減衰力可変ダンパ６，９は、減衰力を切換えられればよく、空圧ダンパや電磁ダンパであってもよい。
【００１９】
１０は車体１に設けられたロールレイト検出手段としてのジャイロ等からなるロールレイトセンサで、該ロールレイトセンサ１０は、例えば車両のステアリング操作に伴って旋回走行時等に発生する左，右方向の横揺れ振動を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力するものである。なお、ロールレイト検出手段は、ロールレイトを検出できればよく、左，右方向に離間して設けられた２つの上下加速度センサの差分を積分する等の構成であってもよい。
【００２０】
１１は車体１に設けられたピッチレイト検出手段としてのジャイロ等からなるピッチレイトセンサで、該ピッチレイトセンサ１１は、例えば車両の加，減速時等に発生する前，後方向の揺れ振動を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。なお、ピッチレイト検出手段は、ピッチレイトを検出できればよく、前，後方向に離間して設けられた２つの上下加速度センサの差分を積分する等の構成であってもよい。
【００２１】
１２は車体１に設けられたヨーレイト検出手段としてのジャイロ等からなるヨーレイトセンサで、該ヨーレイトセンサ１２は、例えば車両の重心回りに発生する自転方向の振動等を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力する。なお、１つの３次元ジャイロで前述のロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１およびヨーレイトセンサ１２を兼ねる構成としてもよく、少なくとも前記３つのセンサのうち２つのセンサを兼ねる構成としてもよい。
【００２２】
１３は車体１側に設けられた操舵角センサで、該操舵角センサ１３は、車両の運転者が旋回走行時等にハンドルをステアリング操作するときの操舵角（後述の前輪舵角δfに対応する）を検出し、その検出信号を後述のコントローラ１５に出力するものである。また、車速センサ１４は、例えば車両の走行速度（後述の車速Ｖに対応する）を検出し、その検出信号をコントローラ１５に出力する。
【００２３】
１５はマイクロコンピュータ等により構成される制御手段としてのコントローラで、該コントローラ１５は、図２に示すように入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続され、出力側が減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータ（図示せず）等に接続されている。
【００２４】
コントローラ１５は、図２に示すように、相対速度推定部１６、ロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部２３、限界領域判断部２９、第１，第２の重み係数乗算部３５，３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９等を含んで構成されている。ここで、相対速度推定部１６は、ロールレイトセンサ１０からの検出信号に基づき各輪の減衰力可変ダンパ６，９における上，下方向の伸縮速度を相対速度として、推定演算により求めるものである。
【００２５】
コントローラ１５のロールレイト補正部１７は、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイトに対し、図２中に示す非線形ゲインのマップを参照して補正ロールレイトを算出する。この補正ロールレイトは、ロールレイトの検出値が大きくなると図２中の非線形ゲインマップに従って大きく設定される。そして、ロール抑制部１８は、ロールレイト補正部１７から出力された補正ロールレイトに対してゲイン（図示せず）を乗算し、ロール抑制制御を行うために各輪側の減衰力可変ダンパ６，９における目標減衰力を算出する。
【００２６】
また、コントローラ１５のピッチ制御部２３側では、ロール感を向上させるピッチ制御を行うため、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイト（例えば、右回転を正とした値）に対し、ゲイン乗算部１９でゲイン「Kpitch」を乗算する。符号判別部２１では、積分部２０によりロールレイトを積分して求めたロール角の符号（例えば、右ロールを正、左ロールを負とする）を判別する。乗算部２２は、その符号をゲイン乗算部１９からのロールレイトと乗算することにより、ロールを増加する場合は、常にダイブ状態（頭下がりのピッチ）、ロールが減少する場合は、常にスクオット状態（頭上がりのピッチ）となるように目標ピッチレイトを補正値として演算する。
【００２７】
ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２は、本発明の構成要件である目標ピッチレイト算出手段を構成している。これにより、車体１のロールレイトの大きさに応じて線形または非線形に増大するように車体１のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトが補正値として算出される。
【００２８】
ピッチ制御部２３は、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６、加算部２７および目標減衰力算出部２８を含んで構成されている。前記ＦＦ制御部２４は、目標ピッチレイトの補正値が入力されると、下記の数１〜数３式による演算を行い、フィードフォワード制御による目標ピッチモーメントを算出する。差演算部２５は、ピッチレイトセンサ１１で検出した実ピッチレイトの信号と前記目標ピッチレイトの補正値との差を、目標値に対する誤差として演算し、ＦＢ制御部２６は、差演算部２５からの信号（目標値に対する誤差）に従ってフィードバック制御による目標ピッチモーメントを算出する。
【００２９】
ＦＦ制御部２４は、ピッチモーメントからピッチレイトまでの特性を２次の振動モデルとしてモデル化し、伝達関数を算出し、その逆特性を利用した制御器である。ここで、ピッチ運動の運動方程式は下記の数１式より求められる。但し、Ｑ：ピッチ角 Ｉx：ピッチ慣性 Ｋx：ピッチ剛性 Ｃx：ピッチ減衰係数 Ｍx：ピッチモーメントである。
【００３０】
【数１】
【００３１】
この数１式によりピッチモーメントからピッチレイトまでの伝達関数は、下記の数２式となり、これによって、ピッチモーメントからピッチレイトまでの伝達関数は、下記の数３式として求められる。
【００３２】
【数２】
【００３３】
【数３】
【００３４】
ＦＢ制御部２６はＰＩＤ制御器として、前記の誤差に応じて目標ピッチモーメントを出力するように構成してもよいし、現代制御理論等で構成してもよく、特に制御則に対して限定されるものではない。ピッチ制御部２３は、前述の如く差演算部２５により目標ピッチレイトの補正値と実ピッチレイトとの差を、目標値との誤差として演算し、加算部２７では、ＦＦ制御部２４とＦＢ制御部２６でそれぞれ算出した目標ピッチモーメントを加算し、その値を目標ピッチモーメントとして目標減衰力算出部２８に出力する。
【００３５】
即ち、ピッチ制御部２３における加算部２７は、ＦＦ制御部２４で算出した目標ピッチモーメントとＦＢ制御部２６で算出した目標ピッチモーメントとを加算して、その値を目標ピッチモーメントＭp として後段の目標減衰力算出部２８に出力する。ピッチ制御部２３の目標減衰力算出部２８は、このときの目標ピッチモーメントが入力されることにより、車体１側でのロール感を向上するためのピッチ制御による目標減衰力を算出する。
【００３６】
目標減衰力算出部２８は、図３に示すように目標ピッチモーメントＭp が入力されると、これに従って各車輪（即ち、左，右の前輪２、後輪３）の目標減衰力を振り分けるように演算する。即ち、目標減衰力算出部２８のブロック２８Ａでは、目標ピッチモーメントＭp を４分割して各輪に等配分する。次のブロック２８Ｂでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算することにより右側前輪２の目標減衰力ＦＦＲを算出する。ブロック２８Ｃでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算することにより左側前輪２の目標減衰力ＦＦＬを算出する。
【００３７】
一方、目標減衰力算出部２８のブロック２８Ｄでは、前輪２側と後輪３側とで目標減衰力を逆向きに設定するため「−１」を掛算し、次のブロック２８Ｅでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算することにより右側後輪３の目標減衰力ＦＲＲを算出する。ブロック２８Ｆでは、等配分されたモーメント（Ｍp ／４）を後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算することにより左側後輪３の目標減衰力ＦＲＬを算出する。
【００３８】
次に、本発明のタイヤ限界判断手段に該当する車両走行時のタイヤが常用領域（線形領域）からの限界領域（非線形領域）に達したか否かを判断する限界領域判断部２９について説明する。この限界領域判断部２９は、車両モデル部３０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４を含んで構成され、本発明の構成要件である車両運動判断手段を構成するものである。
【００３９】
この場合、限界領域判断部２９の車両モデル部３０は、操舵角センサ１３で検出した操舵角の信号（前輪舵角δf ）と車速センサ１４で検出した車速Ｖの信号とに基づいて、下記の数４式による線形車両モデルのヨーレイトγを推定演算する。ここで、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００４０】
【数４】
【００４１】
偏差演算部３１は、実際にヨーレイトセンサ１２で検出した実ヨーレイトと、車両モデル部３０で推定演算したヨーレイトγとの差を演算し、その絶対値を絶対値演算部３２で差ヨーレイトΔγとして算出する。第１のマップ演算部３３は差ヨーレイトΔγに基づいて第１の重み係数Ｇｒをマップ演算するものであり、第１の重み係数Ｇｒは、図２中に示すように差ヨーレイトΔγが小さいときには、例えば「１」より小さい値に設定され、差ヨーレイトΔγが大きくなると漸次増加して、例えば「１」または「１」よりも大きい値に設定される。
【００４２】
第２のマップ演算部３４は、差ヨーレイトΔγに基づいて第２の重み係数Ｇｐをマップ演算するものであり、第２の重み係数Ｇｐは、図２中に示すように差ヨーレイトΔγが小さいときには、例えば「１」または「１」より大きい値に設定され、差ヨーレイトΔγが大きくなると漸次減少して、例えば「０」または「０」に近い値に設定される。即ち、第２の重み係数Ｇｐは、第１の重み係数Ｇｒが漸次増大するときには、逆に漸次小さくなって「０」に近づく値に設定され、第１の重み係数Ｇｒが漸次減少するときには、例えば「１」またはこれよりも大きな値に設定されるものである。
【００４３】
これにより、限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定演算したヨーレイトγと実ヨーレイトとの偏差である差ヨーレイトΔγが大きくなったときには、車両走行時のタイヤが常用領域（線形領域）から非線形領域、つまり限界領域が近い状態にあると判断し、この場合にはロール抑制部１８側での制御に重みを与えるように第１の重み係数Ｇｒを大きくし、ピッチ制御部２３側での制御を相対的に小さくするため、第２の重み係数Ｇｐを「０」または「０」に近づけるように小さくする。
【００４４】
第１の重み係数乗算部３５は、ロール抑制部１８から各輪側の減衰力可変ダンパ６，９に出力するロール抑制制御（安定性向上制御）を行うための目標減衰力に対し、前記第１の重み係数Ｇｒを乗算し、安定性向上用の目標減衰力に対する重み付けを行うものである。第２の重み係数乗算部３６は、ピッチ制御部２３から各輪側の減衰力可変ダンパ６，９に出力するピッチ制御（ロール感向上制御）を行うための目標減衰力に対し、前記第２の重み係数Ｇｐを乗算し、ロール感向上用の目標減衰力に対する重み付けを行うものである。
【００４５】
このように、車両運動判断手段を構成する限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定したヨーレイトと実ヨーレイトの差を、差ヨーレイトΔγとして算定し、この差ヨーレイトΔγを各制御の重みを算出する第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求め、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域等に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出すると共に、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域等に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。これにより、第１の目標減衰力（安定性向上制御）と第２の目標減衰力（ロール感向上制御）との制御割合が切替えられる。
【００４６】
加算部３７は、前述の如くタイヤの限界領域等に合わせて重み付けし補正した第１の重み係数乗算部３５による目標減衰力と第２の重み係数乗算部３６による目標減衰力とを加算し、これを最終的な目標減衰力として減衰力マップ演算部３８に出力する。減衰力マップ演算部３８は、このように算出した目標減衰力と相対速度推定部１６による各減衰力可変ダンパ６，９の相対速度とに従って、予め記憶しておいたダンパの特性マップより制御電流の指令値をマップ演算により算出する。
【００４７】
次に、電流ドライバ３９は、減衰力マップ演算部３８から出力された電流の指令値に基づいて減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータに出力すべき目標減衰力に対応した電流値の制御を行うものである。そして、各車輪（左，右の前輪２と左，右の後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９は、前記アクチュエータに供給された電流値（電流指令値）に従って減衰力特性がハードとソフトの間で連続的に、または複数段で可変に制御される。
【００４８】
各車輪側の減衰力可変ダンパ６，９は、例えば図２に示すロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、第１の重み係数乗算部３５、加算部３７、目標減衰力算出部２８および電流ドライバ３９と共に、本発明の構成要件である安定性向上制御手段を構成している。また、各車輪（左，右の前輪２、後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９は、例えば図２に示すピッチ制御部２３、第２の重み係数乗算部３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９と共に、本発明の構成要件であるロール感向上制御手段のピッチモーメント発生手段を構成するものである。
【００４９】
本実施の形態による車体姿勢制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、コントローラ１５による車体１の姿勢制御動作について説明する。
【００５０】
各車輪（左，右の前輪２と左，右の後輪３）側の減衰力可変ダンパ６，９と、コントローラ１５内のロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、第１の重み係数乗算部３５、加算部３７、目標減衰力算出部２８および電流ドライバ３９からなる車両の安定性向上制御手段は、ロールレイトセンサ１０で検出したロールレイトに対しロールレイト補正部１７で補正ロールレイトを算出し、ロール抑制部１８では、ロール抑制制御を行うために補正ロールレイトに基づいて各輪側の減衰力可変ダンパ６，９における目標減衰力を算出する。
【００５１】
また、コントローラ１５内のゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２からなる目標ピッチレイト算出手段は、車体１のロールレイトの大きさに応じて線形または非線形に増大するように車体１のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する。そして、ピッチ制御部２３は、車体１側でのロール感を向上するためのピッチ制御による目標減衰力を算出する。これにより、各車輪（左，右の前輪２、後輪３）側に設けた減衰力可変ダンパ６，９の減衰力特性は、前記目標ピッチレイトとなるように可変に制御され、車体１に対してロール感向上のためのピッチモーメントを発生させる制御を行う。
【００５２】
一方、限界領域判断部２９は、車両モデル部３０で推定したヨーレイトと実ヨーレイトとの差を差ヨーレイトΔγとして算定し、車両の限界状態を差ヨーレイトΔγにより判断する制御を行う。即ち、この差ヨーレイトΔγを第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求め、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出する。また、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。
【００５３】
これにより、車両走行時のタイヤが常用領域である線形領域にある間は、ロールレイトに応じて目標ピッチレイトを算出するピッチ制御部２３側の制御を優先させ、この目標ピッチレイトとなるように各輪側の目標減衰力を可変に制御することで、ロールレイトとピッチレイトを比例関係とすることができる。この結果、コーナーにおいてダイブさせながら進入し、スクオット状態でコーナーから抜け出るというスムーズとされるコーナーリングの姿勢を得ることが出来、ロール感が向上される。
【００５４】
これに対し、タイヤの路面グリップ状態が悪い限界領域（即ち、非線形領域）では、第２の重み係数乗算部３６により第２の重み係数Ｇｐを「０」またはこれに近づけるように演算し、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力を第２の重み係数Ｇｐで小さくするように補正する。これにより、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力に重みを与え、ロール抑制制御量を大きくすることで、ロールレイトに比例してロールを抑制するように減衰力を発生させることができ、ロール抑制を積極的に行うことによって車両の安定性を向上することができる。
【００５５】
かくして、第１の実施の形態によれば、走行時のタイヤの常用領域ではロール感向上に重みを置いて制御し、限界領域ではロール感よりも車両の安定性を重視してロール抑制に重みを置くことにより、車両の運転状況に応じて最適な制御を実行するようにしている。これにより、従来の課題であった限界領域での車体１の安定性を向上することができる。また、常用領域ではピッチとロールの挙動に理想的な関連性を持たせることができ、走行中のドライバフィーリング（ロール感）を向上することができる。
【００５６】
このように、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上とを適切に切替えて実現することができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。そして、常用領域では車体１側のロール感を向上でき、限界領域では安定性を重視した制御を行うことができ、両性能を両立させることができる。また、この場合の制御は、ロジックを切替えるのではなく、既存のロジックのゲインや入力信号を大きくするように構成することで、両性能の両立化を図ることができ、制御途中での不連続な切替えがなく、スムーズな制御を実現することができる。
【００５７】
なお、前記第１の実施の形態では、ロールレイトセンサ１０でロールレイトを検出し、ピッチレイトはピッチレイトセンサ１１を用いて検出する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば車体に取付けた上，下方向の加速度センサを用いて、ロールレイト、ピッチレイトを算出してもよい。また、ダンパの相対速度は車高センサの微分値により求める構成としてもよいし、例えばばね下側とばね上側とにそれぞれ取付けた上，下方向の加速度センサによる検出値から相対加速度を算出し、この値を積分することで算出してもよく、特に算出方法を限定する必要はないものである。
【００５８】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示し、第２の実施の形態の特徴は、操舵角と車速より車両モデルを用いた横加速度とヨーレイトとを算出し、ロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに車体の姿勢制御を行う構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５９】
図中、４１は第２の実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ４１は、入力側がヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続され、出力側が左，右の前輪２側に設けた減衰力可変ダンパ６と左，右の後輪３側に設けた減衰力可変ダンパ９とのアクチュエータ（図示せず）等に接続されている。
【００６０】
コントローラ４１は、図４に示すように、車両モデル部４２、ロール用ゲイン乗算部４３、第１フィルタ部４４、第１微分部４５、絶対値演算部４６、第２微分部４７、ピッチ用ゲイン乗算部４８、ピッチ制御部４９および第２フィルタ部５０等を含んで構成されている。また、コントローラ４１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５と同様に、相対速度推定部１６、ロールレイト補正部１７、ロール抑制部１８、偏差演算部３１、絶対値演算部３２、第１，第２のマップ演算部３３，３４、第１，第２の重み係数乗算部３５，３６、加算部３７、減衰力マップ演算部３８および電流ドライバ３９等を含んで構成されている。
【００６１】
この場合、車両モデル部４２は、第２フィルタ部５０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４等と共に走行状態判断部５１を構成し、この走行状態判断部５１は、本発明の構成要件である車両運動判断手段を構成するものである。
【００６２】
コントローラ４１は、操舵角センサ１３で検出した操舵角の信号と車速センサ１４で検出した車速の信号とに基づいて、車両モデル部４２で下記のように横加速度αy を推定して演算する。この横加速度αy は、車両の線形モデルを仮定し、動特性を無視すると、数５の式で求めることができる。但し、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ａはスタビリティファクタ（Ｓ２／ｍ２）、δf は前輪舵角（rad）、Ｌはホイールベース（ｍ）である。
【００６３】
【数５】
【００６４】
このように算出した横加速度αy に対して、ロール用ゲイン乗算部４３では、予め決められたゲイン「Kay2roll」[deg／(ｍ/ｓ２)］を乗算することでロール角を算出する。この場合のゲインは、横加速度αy に対するロール角の関係を（ロール角／横加速度ゲイン）として設定したものである。しかし、ゲイン乗算部４３から出力されるロール角の信号は、ハンドルが操舵されてから車体１にロール角が発生するまでの動特性を無視した信号となる。このため、第１フィルタ部４４は、この場合の動特性を近似したローパスフィルタ「ＬＰＦ」によってダイナミクスを再現するものである。
【００６５】
また、車両モデル部４２は、第１の実施の形態で述べた車両モデル部３０と同様に、操舵角センサ１３と車速センサ１４からの検出信号に基づいて、前述した数４式による線形車両モデルのヨーレイトγを推定演算する。第２フィルタ部５０は、車両モデル部４２から出力される信号（ヨーレイト）がこのままでは動特性を無視した形となるので、ローパスフィルタ「ＬＰＦ」によって推定ヨーレイトの動特性を近似させるものである。
【００６６】
次に、第１微分部４５は、第１フィルタ部４４から出力される推定ロール角を微分し、ロールレイトを算出する。第１微分部４５で算出したロールレイトが大きい場合には操舵速度が速く、ロールオーバ発生の可能性が高い。このため、ロールレイト補正部１７では、算出値（ロールレイト）が大きい場合に安定性を重視して見かけ上のロールレイトを大きくする非線形ゲインを用いて補正ロールレイトを算出する。そして、ロール抑制部１８では、補正ロールレイトに基づいて車体１側のロールを抑制するように各輪側での目標減衰力を算出する。
【００６７】
次に、ロール感を向上させるためのピッチ制御部４９においては、まず、絶対値演算部４６で推定ロール角の絶対値を求め、これを第２微分部４７で微分した後に、ピッチ用ゲイン乗算部４８でゲイン「Kpitch」を乗算して目標ピッチレイトを算出する。ピッチ制御部４９は、算出した目標ピッチレイトからＦＦ制御によりピッチ方向のダイナミクスを考慮した上で、目標ピッチレイトを発生させるのに必要な各輪の目標減衰力を算出する。
【００６８】
次に、車両モデル部４２、第２フィルタ部５０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２および第１，第２のマップ演算部３３，３４等からなる走行状態判断部５１は、第１の実施の形態で述べた限界領域判断部２９と同様に、偏差演算部３１および絶対値演算部３２で求めた差ヨーレイトΔγを第１，第２のマップ演算部３３，３４に入力して第１，第２の重み係数Ｇｒ，Ｇｐを求める。
【００６９】
そして、第１の重み係数乗算部３５では、ロール抑制部１８で算出した目標減衰力と第１の重み係数Ｇｒを乗算し、タイヤの限界領域に合わせて補正した第１の目標減衰力を算出する。また、第２の重み係数乗算部３６では、ピッチ制御部２３で算出した目標減衰力と第２の重み係数Ｇｐを乗算し、同じく限界領域に合わせて補正した第２の目標減衰力を算出する。これにより、ロール抑制制御とピッチ制御との制御量を差ヨーレイトΔγに応じて調整するものである。
【００７０】
また、相対速度推定部１６では、微分部４５で算出したロールレイトと車両諸元より幾何学的関係を利用して各輪の相対速度を推定する。加算部３７では、このように算出したロール抑制制御量とピッチ制御量を足し合わせて各輪の目標減衰力を算定する。この目標減衰力と推定した相対速度とに基づいて、減衰力マップ演算部３８では、予め記憶しておいた減衰力特性（減衰力―電流値―相対速度）から指令電流値を算出する。電流ドライバ３９は、算出した電流値に相当する電流を減衰力可変ダンパ６，９のアクチュエータに出力し、それぞれの減衰力特性を可変に制御する。
【００７１】
かくして、このように構成される第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことにより、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。特に、第２の実施の形態では、ロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４からの検出信号のみに基づき車体１の姿勢制御を実施することができる。
【００７２】
これにより、省センサ化を図ることができ、コストを低減し、システムを簡素化することができる。また、ヨーレイトセンサ１２で検出した信号に基づいてコントローラ４１で演算した減衰力可変ダンパ６，９に対する指令電流により制御を行うため、ロール感の向上と限界領域での安定性改善を実現可能となる。
【００７３】
次に、図５および図６は本発明の第３の実施の形態を示し、第３の実施の形態の特徴は、車体の姿勢制御を行うアクチュエータがセミアクティブサスペンション（例えば、減衰力調整式の油圧緩衝器）ではなく、自ら推力を発生可能なアクティブサスペンションを用いる構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７４】
図中、７１は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ７１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５とほぼ同様に構成され、入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続されている。さらに、コントローラ７１の入力側には複数の車高センサ７２が接続され、これらの車高センサ７２は、左，右の前輪２側と左，右の後輪３側とでそれぞれ個別に車高を検出するものである。
【００７５】
また、この場合のコントローラ７１は、出力側が自ら推力を発生可能なアクティブサスペンション（後述の電磁ダンパ７９）等に接続されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。ここで、コントローラ７１は、ロール角算出部７３、ＦＢ制御部７４、ゲイン乗算部１９、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部７５、限界領域判断部２９、第１，第２の重み係数乗算部７６，７７および各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８を含んで構成され、このうちゲイン乗算部１９、符号判別部２１、乗算部２２および限界領域判断部２９は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００７６】
７９は車両の各輪側に設けられる複数（４個）の電磁ダンパで、この電磁ダンパ７９は、例えば左，右の前輪２と左，右の後輪３側とにそれぞれ設けられたアクティブサスペンションにより構成され、各車輪側で車体１を上，下方向に昇降させるような推力を、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８からの制御信号に従って発生するものである。
【００７７】
コントローラ７１のロール角算出部７３は、各車高センサ７２からの車高信号に基づいて車体１のロール角を演算により求める。フィードバック制御を行うＦＢ制御部７４は、ロールレイトセンサ１０からのロールレイトとロール角算出部７３によるロール角とに基づいて、ロール抑制制御を行うための目標ロールモーメントを算出し、これを第１の重み係数乗算部７６に対して出力する。
【００７８】
コントローラ７１のピッチ制御部７５は、第１の実施の形態で述べたピッチ制御部２３とほぼ同様に、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６、加算部２７を含んで構成されている。そして、ピッチ制御部７５は、ＦＦ制御部２４で算出した目標ピッチモーメントとＦＢ制御部２６で算出した目標ピッチモーメントとを加算部２７で加算し、これをロール感向上用の目標ピッチモーメントとして第２の重み係数乗算部７７に出力する。
【００７９】
第１の重み係数乗算部７６は、ＦＢ制御部７４から各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８に出力するロール抑制制御（安定性向上制御）用の目標ロールモーメントに対して、第１のマップ演算部３３から出力される第１の重み係数Ｇｒを乗算し、安定性向上用の目標ロールモーメントに対する重み付けを行う。第２の重み係数乗算部７７は、ピッチ制御部７５から各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８に出力するピッチ制御（ロール感向上制御）用の目標ピッチモーメントに対して、第２のマップ演算部３４から出力される第２の重み係数Ｇｐを乗算し、ロール感向上用の目標ピッチモーメントに対する重み付けを行うものである。
【００８０】
次に、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８は、図６に示すように、ブロック７８Ａ〜７８Ｎを含んで構成され、各車輪（即ち、左，右の前輪２と左，右の後輪３）に対して目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントとを振り分けるための演算を実行する。即ち、各輪の電磁ダンパ制御量算出部７８は、各車輪側に振り分けられた目標ピッチモーメントと目標ロールモーメントとに対応する目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを、各車輪側の電磁ダンパ７９で発生できるように電磁ダンパ制御量を算出し、算出した制御量（目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）分の制御信号を各電磁ダンパ７９に個別に出力するものである。
【００８１】
ここで、電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ａでは、目標ピッチモーメントＭp を４分割して各輪に等配分する。次のブロック７８Ｂでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算する。ブロック７８Ｃでは、目標ロールモーメントＭr を４分割して各輪に等配分する。次のブロック７８Ｄでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｆ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｅは、ブロック７８Ｂからの出力値（Ｍp ／４ｌｆ）とブロック７８Ｄからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｆ）とを加算して右前輪２側における目標推力ＦＲを求める。
【００８２】
また、次のブロック７８Ｆでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を左前輪２側の重心点までの距離ｌｆで割り算する。ブロック７８Ｇでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｆ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｈは、ブロック７８Ｆからの出力値（Ｍp ／４ｌｆ）に対しブロック７８Ｇからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｆ）を減算して左前輪２側における目標推力ＦＬを求める。
【００８３】
一方、電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ｉでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算する。ブロック７８Ｊでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｒ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｋは、ブロック７８Ｊからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｒ）に対しブロック７８Ｉからの出力値（Ｍp ／４ｌｒ）を減算することにより右側後輪３の目標推力ＲＲを算出する。
【００８４】
また、ブロック７８Ｌでは、等配分されたピッチモーメント（Ｍp ／４）を右後輪３側の重心点までの距離ｌｒで割り算する。ブロック７８Ｍでは、等配分されたロールモーメント（Ｍr ／４）をトレッドの半分（ｌｗｒ／２）で割り算する。そして、演算部７８Ｎは、ブロック７８Ｌからの出力値（Ｍp ／４ｌｒ）とブロック７８Ｍからの出力値（Ｍr ／２ｌｗｒ）とを加算して符号を負（マイナス）に設定することにより左後輪３側の目標推力ＲＬを算出する。
【００８５】
かくして、このように構成される第３の実施の形態でも、第１，第２の重み係数乗算部７６，７７で目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントとに対して重み付けを行うことにより、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。
【００８６】
特に、第３の実施の形態では、電磁ダンパ制御量算出部７８で各車輪側の目標推力ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを算出し、その目標値に応じて電磁ダンパ７９（アクティブサスペンション）に推力を発生させることで、ロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることができ、車体１の回転軸を安定化させ、ロール感の向上を図ることができる上に、安定性の向上化も図ることができる。
【００８７】
なお、前記第３の実施の形態では、図６に示す電磁ダンパ制御量算出部７８のブロック７８Ａ，７８Ｃで目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントを各輪に等配分する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばロールモーメントとピッチモーメントの釣り合い式より、この式を満足する各輪制御量を求める構成としてもよいものである。
【００８８】
次に、図７および図８は本発明の第４の実施の形態を示し、第４の実施の形態の特徴は、例えばサスペンションによる車体の姿勢変化ではなく、エンジンとブレーキを用いた車両の加・減速制御により車体の姿勢変化、ピッチ挙動を発生させる構成としたことにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８９】
図中、８１は本実施の形態で採用した制御手段としてのコントローラで、該コントローラ８１は、第１の実施の形態で述べたコントローラ１５とほぼ同様に構成され、入力側がロールレイトセンサ１０、ピッチレイトセンサ１１、ヨーレイトセンサ１２、操舵角センサ１３および車速センサ１４等に接続されている。しかし、この場合のコントローラ８１は、その出力側が車両のエンジンおよびブレーキを制御する後述の駆動力制御部８７に接続されている点で、第１の実施の形態とは異なっている。
【００９０】
ここで、コントローラ８１は、ゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１、乗算部２２、ピッチ制御部８２、限界領域判断部８４、重み係数乗算部８５および加・減速指令算出部８６等を含んで構成され、このうちゲイン乗算部１９、積分部２０、符号判別部２１および乗算部２２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００９１】
ピッチ制御部８２は、第１の実施の形態で述べたピッチ制御部２３とほぼ同様に、ＦＦ制御部２４、差演算部２５、ＦＢ制御部２６および加算部２７を含んで構成されている。しかし、この場合のピッチ制御部８２は、加算部２７からの出力信号を後述の駆動力制御部８７に対応した目標ピッチモーメントとして算出する目標ピッチモーメント算出部８３を有している点で第１の実施の形態とは異なっている。
【００９２】
限界領域判断部８４は、第１の実施の形態で述べた限界領域判断部２９と同様に、車両モデル部３０、偏差演算部３１、絶対値演算部３２およびマップ演算部３４を含んで構成されている。しかし、この場合の限界領域判断部８４は、第１のマップ演算部３３（図２参照）に相当する構成が廃止されている点で第１の実施の形態とは相違している。
【００９３】
重み係数乗算部８５は、第１の実施の形態で述べた第２の重み係数乗算部３６とほぼ同様な構成であり、マップ演算部３４から出力される重み係数Ｇｐを、ピッチ制御部８２の目標ピッチモーメント算出部８３から出力される目標ピッチモーメントに対して乗算する。これにより重み係数乗算部８５は、駆動力制御部８７に出力するピッチ制御を行うための目標ピッチモーメント、即ちロール感向上用の目標ピッチモーメントに対する重み付けを行う。このため、ピッチ制御部８２で算出した目標ピッチモーメントは、重み係数Ｇｐを乗算することにより車両の限界度合に応じて小さく設定され、限界領域では安定性を重視する制御が行われる。
【００９４】
加・減速指令算出部８６は、重み係数乗算部８５で重み付けされた目標ピッチモーメントに対し図８に示すような演算処理を行い、駆動力制御部８７に対して加減速指令を出力する。加・減速指令算出部８６は、図８に示すように第１のブロック８６Ａで車体１のばね上重心高さｈ（ｍ）により目標ピッチモーメントＭp （Ｎｍ）を割り、これによって目標慣性力（Ｎ）を算定する。第２のブロック８６Ｂでは、この目標慣性力を車体１の質量ｍ（ｋｇ）で除し、これによって目標前，後加速度を求め、この目標前，後加速度を加・減速指令として算出する。
【００９５】
駆動力制御部８７は、このようにして算出した加・減速指令を車両のエンジンまたは電機モーター等の駆動手段と、ブレーキ（いずれも図示せず）に出力し、エンジンとブレーキとを夫々制御することにより、通常領域ではロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることで車体１の回転軸を安定化させ、ロール感の向上化を図ることができる。また、限界領域では、安定性を重視してロール感向上のための制御を小さくすることにより、走行車両の安定性を向上することができる。
【００９６】
かくして、このように構成される第４の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、車両の状況に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことにより、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。特に、第４の実施の形態では、車両の限界度合に応じてロール感を向上させるために行っている加・減速によるピッチ制御の制御量を調整することにより、限界領域においてはロール感制御を小さくすることでタイヤにかかる負荷を低減し、安定性を重視する加・減速制御を行うことができる。
【００９７】
なお、前記第１〜第３の実施の形態では、車両走行時のタイヤが限界領域にあるか否かを実ヨーレイトと推定ヨーレイトの差によって判断し、ロール感を向上するピッチ制御と安定性を向上するロール抑制制御の制御割合を変更する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、その後のタイヤが限界領域に達することが推定できる場合（限界状態と判断したとき）は、予め、ロール感を向上するピッチ制御より安定性を向上するロール抑制制御の制御割合を大きくする制御を行っても良い。この推定される条件を下記の表１に示す。この表１に示す条件が、本発明の車両運動判断手段のタイヤ限界判断手段に該当する。具体的には表１に示すように、予め決められた閾値（例えば、時速１００ｋｍ／ｈ）を越えて車速を高めるような場合には、コーナーに入った場合にタイヤが限界領域に達しやすい状態となるので、予め安定性を重視するためにロール抑制制御の制御量を大きくし、ピッチ制御の制御量を小さくするようにしてもよい。さらに、これに限らず、安定性を重視したい場合には各制御量を調整し、車両状態に応じて各制御ゲインを変更することによりロール感の向上と安定性の向上を両立させる構成としてもよい。
【００９８】
【表１】
【００９９】
また、第１，第３の実施の形態では、ロールレイトとピッチレイトとをそれぞれセンサを用いて検出する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば車体に取付けた３個以上の上，下方向加速度センサを用いてロールレイトとピッチレイトとを算出してもよい。
【０１００】
また、第１，第２の実施の形態で用いている相対速度は、車高センサの微分値でもよいし、例えばばね下側の加速度センサとばね上側の加速度センサの検出値から相対加速度を算出し、この値を積分することで算出してもよい。また、フラットな路面であれば、ばね下の動きがほぼゼロと見做せるため、ばね上側の加速度センサの検出値を積分したばね上速度を相対速度としてもよい。また、第２の実施の形態では、操舵角と車速から推定した横加速度を用いたが、横加速度センサの値を用いてもよい。特に、その他の信号についても、その算出方法が限定されるものではない。
【０１０１】
次に、上記の実施の形態に含まれる発明について記載する。即ち、本発明によれば、車両運動判断手段は、車両運動状態に応じてタイヤが滑り出す限界状態か否かを判断するタイヤ限界判断手段を有し、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断したときは、前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断しないときには、前記限界状態と判断したときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くする構成としている。また、前記タイヤ限界判断手段は、タイヤのコーナリングパワーが線形領域から非線形領域になるか否かを判断する領域判断手段を備え、前記領域判断手段により前記線形領域と判断したときには、前記非線形領域のときよりも前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記領域判断手段により前記非線形領域になると判断したときには、前記線形領域のときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすること構成としている。これにより、車両の走行状況等に応じてロール感の向上と安定性の向上を適切に行うことができ、車両の乗り心地と操縦安定性をトータルで高めることができる。
【０１０２】
また、本発明によると、前記タイヤ限界判断手段は、車速が予め決められた閾値を越えたときに前記安定性向上制御手段の制御割合を強くする構成としている。これにより、走行速度が前記閾値を越えるような場合には、安定性向上制御を優先させ、操縦安定性を高めることができる。
【０１０３】
前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントに近づくように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構と、からなる構成としている。また、本発明は、前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段と、からなる構成としている。
【０１０４】
また、本発明によると、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整する構成としている。また、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、前記車体と車輪とに対して上，下方向の力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加える構成としている。一方、前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記車両に設けられた駆動手段とブレーキであり、前後加速度を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加える構成としている。前記車体のロールレイトと前記車体のピッチレイトは、操舵角と車速から求めることを特徴としている。
【０１０５】
また、本発明によるロール感向上制御手段は、目標ピッチレイト算出手段によりロールレイトに比例した目標ピッチレイトを求め、ピッチモーメント発生手段は、この目標ピッチレイトとなるように車体に対してピッチモーメントを発生させる制御を行う。このようにピッチレイトとロールレイトを比例関係にすることにより、車体の回転軸にブレが発生せず、操舵フィーリングを向上することができる。
【０１０６】
また、本発明は、前記目標ピッチレイト算出手段は、前記車体のロールレイトの大きさに応じて前記車体がダイブする度合いが増大するように前記目標ピッチレイトを算出する構成としている。これにより、例えば車両の旋回走行時に前輪側がダイブして頭下がりのピッチングを伴いながらのロール挙動を実現でき、旋回走行時のドライバフィーリングを良好にすることができる。
【０１０７】
本発明によると、前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段（例えば、２次モデルや微分器）と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントとなるように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構（例えば、セミアクティブサスペンションまたはアクティブサスペンション等を含む）とにより構成している。
【０１０８】
これにより、例えばロールレイトセンサやピッチレイトセンサを使わずに、操舵角センサと車速センサのみを用いて車両の旋回走行時における横加速度を求めることができ、省センサ化を図り、コストを低減し、システムの簡素化を実現することができる。また、回転軸安定化のためのピッチングの発生だけでなく、ロール挙動の抑制についても考慮した制御を行うことができ、ロール感の向上を実現可能である。
【０１０９】
一方、本発明によると、前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含む構成としている。これにより、ピッチレイト検出手段で検出した車体の実ピッチレイトと目標ピッチレイトとの差が小さくなるように、ピッチモーメント発生手段を用いて車体に対してピッチモーメントを発生することができる。
【０１１０】
また、本発明によると、車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段とロール抑制手段は、各車輪側にそれぞれ設けられ減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整し、ロールモーメントの調整も行なう構成としている。
【０１１１】
さらに、本発明によると、車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段とロール抑制手段は、各車輪側にそれぞれ設けられ前記車体と車輪とに対して上，下方向の推力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより車体にピッチモーメントを加え、ロール抑制制御も行う構成としている。これによって、各車輪側の目標推力を算出し、その目標値に応じてアクティブサスペンションに推力を発生させることで、ロールレイトに比例したピッチレイトを発生させることができ、車体の回転軸を安定化させ、ロール感の向上を図ることができると共に、ロール抑制制御を行い、車両の安定性を高めることができる。
【０１１２】
また、上記各実施の形態では、ロール角、ロールレイト、ピッチレイト等各種値を用いて演算しているが、演算過程にあっては、各種値を求める必要はなく、近似値、推定値、または、例えばロール角の符号を判断する場合においては、符号のみロール角と同様に変化する他の値であってもよい。また、演算でなくマップを用いても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 車体
２ 前輪
３ 後輪
４，７ サスペンション装置
５，８ ばね
６，９ 減衰力可変ダンパ（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
１０ ロールレイトセンサ（ロールレイト検出手段）
１１ ピッチレイトセンサ（ピッチレイト検出手段）
１２ ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
１３ 操舵角センサ
１４ 車速センサ
１５，４１，７１，８１ コントローラ（制御手段）
１８ ロール抑制部
１９ ゲイン乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
２０ 積分部（目標ピッチレイト算出手段）
２１ 符号判別部（目標ピッチレイト算出手段）
２２ 乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
２３，４９，７５，８２ ピッチ制御部
２９，８４ 限界領域判断部（車両運動判断手段）
３５，７６ 第１の重み係数乗算部
３６，７７ 第２の重み係数乗算部
３７ 加算部
３８ 減衰力マップ演算部
３９ 電流ドライバ
４６ 絶対値演算部（目標ピッチレイト算出手段）
４７ 微分部（目標ピッチレイト算出手段）
４８ ゲイン乗算部（目標ピッチレイト算出手段）
５１ 走行状態判断部（車両運動判断手段）
７９ 電磁ダンパ（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
８５ 重み係数乗算部
８７ 駆動力制御部（ピッチモーメント発生手段，ロール抑制手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体の姿勢を制御する車体姿勢制御装置であって、
ロール感向上制御手段と安定性向上制御手段と車両運動判断手段とを有し、
前記ロール感向上制御手段は、
前記車体のロールレイトの大きさに応じて増大するように前記車体のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する目標ピッチレイト算出手段と、
前記車体のピッチレイトが前記目標ピッチレイトに近づくように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含んで構成し、
前記安定性向上制御手段は、ロールを抑制する力を発生するロール抑制手段により構成し、
前記車両運動判断手段は、車両運動に応じて前記ロール感向上制御手段と前記安定性向上制御手段の制御割合を切替える構成としてなる車体姿勢制御装置。
【請求項２】
前記車両運動判断手段は、車両運動状態に応じてタイヤが滑り出す限界状態か否かを判断するタイヤ限界判断手段を有し、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断したときは、前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断しないときには、前記限界状態と判断したときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすることを特徴とする請求項１に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項３】
前記タイヤ限界判断手段は、タイヤのコーナリングパワーが線形領域から非線形領域になるか否かを判断する領域判断手段を備え、前記領域判断手段により前記線形領域と判断したときには、前記非線形領域のときよりも前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記領域判断手段により前記非線形領域になると判断したときには、前記線形領域のときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすることを特徴とする請求項２に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項４】
前記タイヤ限界判断手段は、車速が予め決められた閾値を越えたときに限界と判断することを特徴とする請求項２に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項５】
前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントに近づくように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構と、からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項６】
前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段と、からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項７】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項８】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、前記車体と車輪とに対して上，下方向の力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項９】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記車両に設けられた駆動手段とブレーキであり、前後加速度を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項１０】
前記車体のロールレイトと前記車体のピッチレイトは、操舵角と車速から求めることを特徴とする請求項１に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項１】
車両の車体の姿勢を制御する車体姿勢制御装置であって、
ロール感向上制御手段と安定性向上制御手段と車両運動判断手段とを有し、
前記ロール感向上制御手段は、
前記車体のロールレイトの大きさに応じて増大するように前記車体のピッチレイトの目標値である目標ピッチレイトを算出する目標ピッチレイト算出手段と、
前記車体のピッチレイトが前記目標ピッチレイトに近づくように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段とを含んで構成し、
前記安定性向上制御手段は、ロールを抑制する力を発生するロール抑制手段により構成し、
前記車両運動判断手段は、車両運動に応じて前記ロール感向上制御手段と前記安定性向上制御手段の制御割合を切替える構成としてなる車体姿勢制御装置。
【請求項２】
前記車両運動判断手段は、車両運動状態に応じてタイヤが滑り出す限界状態か否かを判断するタイヤ限界判断手段を有し、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断したときは、前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記タイヤ限界判断手段が限界状態と判断しないときには、前記限界状態と判断したときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすることを特徴とする請求項１に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項３】
前記タイヤ限界判断手段は、タイヤのコーナリングパワーが線形領域から非線形領域になるか否かを判断する領域判断手段を備え、前記領域判断手段により前記線形領域と判断したときには、前記非線形領域のときよりも前記ロール感向上制御手段による制御割合を強くし、前記領域判断手段により前記非線形領域になると判断したときには、前記線形領域のときよりも前記安定性向上制御手段による制御割合を強くすることを特徴とする請求項２に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項４】
前記タイヤ限界判断手段は、車速が予め決められた閾値を越えたときに限界と判断することを特徴とする請求項２に記載の車体姿勢制御装置。
【請求項５】
前記ピッチモーメント発生手段は、前記目標ピッチレイトから車両モデルにより目標ピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント算出手段と、前記車体のピッチモーメントが前記目標ピッチモーメントに近づくように前記ピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生機構と、からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項６】
前記車体のピッチレイトを検出するピッチレイト検出手段と、検出された前記ピッチレイトと前記目標ピッチレイトとの差が小さくなるように前記車体に対してピッチモーメントを発生するピッチモーメント発生手段と、からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項７】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、減衰特性が調整可能な減衰力調整式ショックアブソーバであり、前記減衰特性を調整することにより前記車体に対するピッチモーメントを調整することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項８】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記各車輪側にそれぞれ設けられ、前記車体と車輪とに対して上，下方向の力を加えるアクティブサスペンションであり、前記上，下方向の力を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項９】
前記車両は少なくとも４つの車輪を有し、前記ピッチモーメント発生手段は、前記車両に設けられた駆動手段とブレーキであり、前後加速度を調整することにより前記車体にピッチモーメントを加えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車体姿勢制御装置。
【請求項１０】
前記車体のロールレイトと前記車体のピッチレイトは、操舵角と車速から求めることを特徴とする請求項１に記載の車体姿勢制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７１６３０（Ｐ２０１２−７１６３０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６０６８（Ｐ２０１０−２１６０６８）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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