CN106994913A - 车辆的控制装置及车辆的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供车辆的控制装置和车辆的控制方法，当利用左右驱动力差进行转向驱动力控制时，即使在电池电量降低的情况下也能进行期望的转向。所述车辆的控制装置(200)具备：车体附加横摆力矩运算部(214)，根据车辆的横摆率计算施加于车体的车体附加横摆力矩；转向扭矩指示部(246)，指示通过方向盘转向***进行的转向的助力扭矩；左右驱动力扭矩指示部(248)，独立于方向盘转向***并指示向车体施加力矩的左右轮驱动扭矩；充电状态获取部(137)，获得电池的充电状态，所述电池为用于施加所述车体附加横摆力矩的驱动源且储存电力；和驱动力运算部，基于充电状态计算助力扭矩和左右轮驱动扭矩以施加车体附加横摆力矩。

Description

车辆的控制装置及车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆的控制装置及车辆的控制方法。
背景技术
以往，例如在专利文献1中公开如下内容，对具备用于驱动主驱动轮的第一电动机、用于驱动副驱动轮的第二电动机以及电池的电动汽车进行控制，确认强电电池的SOC和温度并判断是否可以进行驱动力分配控制，当SOC较低时减少第二电动机的要求扭矩，然后，减少第一电动机的要求扭矩。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-325372号公报
发明内容
技术问题
利用电动机的左右驱动力之差进行的转向驱动力控制是通过高电压电池的电力实现的，但是根据高电压电池的充电状态(SOC：(State of Charge)的不同，在驱动力控制上会产生性能的差别。特别是，若在转向时高电压电池的充电状态降低，则无法通过控制驱动力来进行转向助力控制，导致驾驶员必须多打方向盘或者减速。在这种情况下，由于对驾驶员要求的反应时间随着车速的增加变得更短，因此在中速～高速时可能需要进行复杂的转向操作。
上述专利文献1所述的技术是利用第一电动机和第二电动机的输出扭矩对前后轮的扭矩分配进行控制，而不是利用左右驱动力之差进行转向驱动力控制。因此，并未考虑到在转向时高电压电池的充电状态降低时，通过驱动力控制对转向助力控制进行补偿的问题，在这种情况下，通过驱动力控制对转向助力控制进行补偿变得较为困难。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种经过改良且新型的车辆的控制装置及车辆的控制方法，当通过利用左右驱动力之差进行转向驱动力控制时，即使在电池电量降低的情况下，也可以进行所期望的转向。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种车辆的控制装置，其具备：车体附加横摆力矩运算部，其根据车辆的横摆率计算施加于车体的车体附加横摆力矩；转向扭矩指示部，其指示通过方向盘转向***进行的转向的助力扭矩；左右驱动力扭矩指示部，其独立于方向盘转向***并指示向车体施加力矩的左右轮驱动扭矩；充电状态获取部，其获得电池的充电状态，上述电池成为用于施加所述车体附加横摆力矩的驱动源且储存电力；调整部，其根据上述充电状态调整上述助力扭矩和上述左右轮驱动扭矩以施加上述车体附加横摆力矩。
另外可以是，上述调整部随着上述电池电量的降低使上述左右轮驱动扭矩减少，并使上述助力扭矩增加。
另外可以是，当上述电池电量为预定值以下时，上述调整部使上述左右轮驱动扭矩为0。
另外可以是，上述的车辆的控制装置具备：预测滑移角运算部，其计算车辆的预测滑移角；可转向的滑移角运算部，其根据最大转向半径计算可转向的滑移角，上述最大转向半径根据用于施加上述车体附加横摆力矩的车轮的驱动力求得；以及滑移角变化率运算部，其计算滑移角变化率，上述滑移角变化率是上述预测滑移角与上述可转向的滑移角之比；上述调整部基于上述充电状态和上述滑移角变化率来调整上述助力扭矩和上述左右轮驱动扭矩。
另外可以是，上述调整部随着上述滑移角变化率的增加使上述左右轮驱动扭矩减少，并使上述助力扭矩增加。
另外可以是，当上述滑移角变化率为预定值以上且上述电池电量为预定值以上时，上述调整部将用于施加上述车体附加横摆力矩的扭矩之中的上述左右轮驱动扭矩作为可输出的最大扭矩，将其余的作为上述助力扭矩。
另外可以是，上述预测滑移角运算部包含：第一预测滑移角运算部，其基于第一预测转向半径计算第一预测滑移角，上述第一预测转向半径基于相机检测到的的车道计算；第二预测滑移角运算部，其基于第二预测转向半径计算第二预测滑移角，上述第二预测转向半径基于方向盘转向角计算；上述滑移角变化率运算部包含：第一滑移角变化率运算部，其计算第一滑移角变化率，上述第一滑移角变化率是上述第一预测滑移角与上述可转向的滑移角之比；第二滑移角变化率运算部，其计算第二滑移角变化率，上述第二滑移角变化率是上述第二预测滑移角与上述可转向的滑移角之比；上述车辆的控制装置还具备具备滑移角变化率判定部，其比较上述第一滑移角变化率与上述第二滑移角变化率，将较大的值判定为滑移角变化率，上述调整部根据上述充电状态和通过上述滑移角变化率判定部判定的上述滑移角变化率来调整上述助力扭矩和上述左右轮驱动扭矩。
另外可以是，上述车辆的控制装置具备判定车辆滑移的滑移判定部，当判定车辆进行了滑移时，上述调整部使上述左右轮驱动扭矩减少，并使上述助力扭矩增加。
另外可以是，上述车辆的控制装置具备：目标横摆率运算部，其计算车辆的目标横摆率；车辆横摆率运算部，其根据车辆模型计算横摆率模型的值；横摆率传感器，其检测车辆的实际横摆率；反馈横摆率运算部，其根据上述横摆率模型的值和上述实际横摆率的差分分配上述横摆率模型的值和上述实际横摆率，根据上述横摆率模型的值及上述实际横摆率计算反馈横摆率；上述车体附加横摆力矩运算部根据上述目标横摆率与上述反馈横摆率的差分来计算上述车体附加横摆力矩。
另外可以是，上述目标横摆率运算部包含：第一目标横摆率运算部，其根据相机的图像计算第一目标横摆率；以及第二目标横摆率运算部，其基于方向盘转向角和车辆速度计算第二目标横摆率，基于上述第一目标横摆率和上述第二目标横摆率计算上述目标横摆率。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种车辆的控制方法，包含：根据车辆的横摆率计算施加于车体的车体附加横摆力矩的步骤；指示通过方向盘转向***进行的转向的助力扭矩的步骤；独立于方向盘转向***并指示向车体施加力矩的左右轮驱动扭矩的步骤；获得电池的充电状态的步骤，上述电池成为用于施加所述车体附加横摆力矩的驱动源且储存电力；以及根据上述充电状态调整上述助力扭矩和上述左右轮驱动扭矩以施加上述车体附加横摆力矩的步骤。
如上所述，根据本发明，当利用左右驱动力之差进行转向驱动力控制时，即使在电池电量降低的情况下也能够进行所期望的转向。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的车辆的示意图。
图2是表示具备高电压***和12V***的车辆的结构示意图。
图3是表示本实施方式的车辆所具备的动力转向机构的示意图。
图4是表示产生滑移时的轮胎的摩擦圆特性的示意图。
图5是表示计算电动助力转向电动机的扭矩的方法的示意图。
图6是详细地表示本实施方式的控制装置和其周围的结构的示意图。
图7是说明通过外界识别部，进行与行进路径间的横向偏差ε的计算方法的示意图。
图8是表示加权增益运算部计算加权增益a时的增益图的示意图。
图9是表示本实施方式的整体处理的流程图。
图10是表示本实施方式的通过左右驱动力分配进行的转向控制和转向控制的概要的流程图。
图11是详细地表示图9中的步骤S112的处理的流程图。
图12是详细地表示图11中的步骤S127的滑移判定运算的处理的流程图。
图13是表示图11中的步骤S120的处理的概要的流程图。
图14是更详细地表示图11中的步骤S120的处理的流程图。
图15是更详细地表示图11中的步骤S122的处理的流程图。
图16是表示预测转向半径运算部进行预测转向半径tgtRcam计算，预测滑移角运算部进行预测滑移角tgtβcam计算的处理的流程图。
图17是表示从车辆的上方观察车辆和车道线(白线)的状态的示意图。
图18是表示最大转向半径运算部进行最大转向半径tvmaxR计算时使用的驱动力转向极限半径曲线图的特性图。
图19A是用于对创建图18的曲线图的流程进行说明的特性图。
图19B是用于对创建图18的曲线图的流程进行说明的特性图。
图19C是用于对创建图18的曲线图的流程进行说明的特性图。
图19D是用于对创建图18的曲线图的流程进行说明的特性图。
图20A是用于对本实施方式的控制效果进行说明的特性图。
图20B是用于对本实施方式的控制效果进行说明的特性图。
符号说明
137：充电状态获取部
200：控制装置
214：车体附加横摆力矩运算部
218、230：预测滑移角运算部
220、232：滑移角变化率运算部
238：可转向的滑移角运算部
242：转向方式判定运算部
244：驱动力运算部
246：转向扭矩指示部
240：滑移角变化率判定部
245：滑移判定部
1000：车辆
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外，在本说明书及附图中，对于实质上具有同样的功能结构的结构要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
首先，参照图1，对本发明的一个实施方式的车辆1000的结构进行说明。图1是表示本实施方式的车辆1000的示意图。如图1所示，车辆1000具有：前轮100、102，后轮104、106，分别驱动前轮100、102及后轮104、106的驱动力生成装置(电动机)108、110、112、114，用于将电动机108、110、112、114的驱动力分别传递至前轮100、102及后轮104、106的变速箱116、118、120、122，对电动机108、110、112、114分别进行控制的逆变器123、124、125、126，分别对后轮104、106的车轮速度(车辆速度V)进行检测的车轮速度传感器127、128，使前轮100、102转向的方向盘130，前后加速度传感器132，横向加速度传感器134，电池136，用于获得电池的充电状态(SOC：(State of Charge))的充电状态获取部137，转向角传感器138，动力转向机构140，横摆率传感器142，档位传感器(IHN)144，油门开度传感器146，控制装置(控制器)200。
本实施方式的车辆1000设置有分别用于驱动前轮100、102及后轮104、106的电动机108、110、112、114。因此，能够分别控制前轮100、102及后轮104、106的驱动扭矩。因此，由前轮100、102转向引起的横摆率的产生是相互独立的，通过对前轮100、102及后轮104、106分别进行左右驱动力控制，能够利用扭矩矢量分配控制而产生横摆率，据此能够进行方向盘转向助力。即，在本实施方式的车辆1000中，通过车体转向角速度(以下，称为横摆率)对转向力矩(以下，称为横摆力矩)进行控制，实施用于进行方向盘转向助力的转向助力控制。
通过基于控制装置200的指令对与各个电动机108、110、112、114对应的逆变器123、124、125、126进行控制，进而控制各个电动机108、110、112、114的驱动。各个电动机108、110、112、114的驱动力通过各个变速箱116、118、120、122分别传递至前轮100、102及后轮104、106。在使用了响应特性优良的电动机108、110、112、114及逆变器123、124、125、126的可左右独立驱动的车辆1000中，能够通过车体转向角速度(横摆率)对转向力矩(横摆力矩)进行控制，实施用于进行方向盘转向助力的转向助力控制。
动力转向机构140按照驾驶员对方向盘130的操作，通过扭矩控制或者角度控制对前轮100、102的转向角进行控制。转向角传感器138检测驾驶员操作方向盘130时输入的方向盘转向角θh。横摆率传感器142检测车辆1000的实际横摆率γ。车轮速度传感器127、128检测车辆1000的车辆速度V。
另外，本实施方式并不限于该方式，也可以是仅有后轮104、106独立产生驱动力的车辆。另外，本实施方式不限于通过驱动力控制进行扭矩矢量分配，在控制后轮的转向角的4WS***中也能够实现。
图2是表示具备高电压***1010和12V***1020的车辆1000的结构的示意图。高电压***1010包含用于驱动上述车辆1000的电动机108、110、112、114，逆变器123、124、125、126。另外，12V***1020包含空气调节器(空调)、电动助力转向***、车灯及雨刷器等的车辆电气***。如图2所示，车辆1000构成为具有向高电压***1010提供电力的高电压电池1040、对高电压电池1040的电压进行转换并向12V***1020提供电力的DC/DC变频器1030、12V铅电池1022、以及车载充电器1050。
如图2所示，HEV及电动汽车等车辆的电源***，包含12V***1020和高电压***1010两种。在12V***1020中，将(12V)铅电池1022作为缓冲器，通过DC/DC变频器1030进行降压而从高电压电池1040进行电源供给。因此，并未搭载如以往的通过内燃机驱动的车辆那样的发电机(交流发电机、发电机)。
图3是表示本实施方式的车辆1000所具备的动力转向机构140(转向***)的示意图。本实施方式的车辆1000具备如图3所示的线控转向***或者主动转向***作为转向***。在任意一种方式中，都是通过电动助力转向电动机1060的驱动力进行前轮的转向，由通过DC/DC变频器1030对高电压电池1040的电压进行降压后的电力对电动助力转向电动机1060进行驱动。通过控制电动助力转向电动机1060的扭矩，能够使相对于驾驶员的预定的转向操作量的车辆1000的转向量可变。
在如上构成的车辆1000中，如果在车辆1000转向时仅通过方向盘转向实施转向，则在通过DC/DC变频器1030进行降压时产生转换效率，内部电力转换时的效率会对电能经济性及燃油经济性产生影响。
另外，利用由电动机108、110、112、114产生的左右驱动力之差进行的驱动力控制是通过作为驱动源的高电压电池1040的电力实现的，但是根据高电压电池1040的充电状态SOC的不同，在驱动力控制上会产生性能的差别。在转向时，在高电压电池1040的充电状态降低的情况下，无法通过控制驱动力来进行转向助力控制，导致驾驶员必须多打方向盘或者减速。在这种情况下，由于对驾驶员要求的反应时间随着车速的增加变得更短，在中速～高速时可能会需要较复杂的转向操作。
因此，在本实施方式中，在高电压电池1040的充电状态降低的情况下，从通过电动机108、110、112、114的左右驱动力分配进行的转向控制转换为通过电动助力转向电动机1060进行的转向控制，增加电动助力转向电动机1060的扭矩。据此，相对于驾驶员的转向操作量的车辆1000的转向量增加。
另一方面，当行驶在低摩擦系数(μ)路面时，在车辆1000容易发生滑移的情况下，若仅仅利用由电动机108、110、112、114产生的左右驱动力之差进行驱动力控制，则车辆1000发生滑移，可能导致车辆1000的性能不稳定。因此，在本实施方式中，基于车辆1000的滑移角，在通过电动机108、110、112、114的左右驱动力分配进行的转向控制与通过电动助力转向电动机1060进行的转向控制之间进行适当转换。另外，当发生滑移时，从利用由电动机108、110、112、114产生的左右驱动力之差进行的驱动力控制转换为通过电动助力转向电动机1060的电动机扭矩进行的控制，实现所期望的转向，同时使车辆的性能稳定。
图4是表示产生滑移时的轮胎的摩擦圆特性的示意图，示出后轮106、108的前后方向力与侧向力之间的关系。参照图4对车辆1000的性能的稳定化进行详细说明。
在表示后轮106、108的前后方向力与侧向力之间的关系的特性(以下，也称为轮胎的摩擦圆特性)中，当通过左右驱动力分配实施转向时，直至图4所示的前后轴的箭头A51产生前后方向力时，左右轴的箭头A52的宽度形成侧向力的容许量。若在该状态下前后方向力增加至箭头53，则由于超过摩擦圆而发生滑移。因此，当通过左右驱动力分配实施转向并发生滑移时，转换为方向盘转向角控制，通过控制电动助力转向电动机1060的扭矩来实现转向。据此，前后方向力回到箭头51，可以抑制滑移的产生。例如，当通过左右驱动力分配来实施右转向时，并且在因车辆1000的滑移导致右转向的转向量不足时，在右转向一侧施加由电动助力转向电动机1060产生的助力扭矩。
图5是表示计算电动助力转向电动机1060的扭矩的方法的示意图。电动助力转向电动机1060的扭矩可以通过如下方法求出：将自回正力矩(Self-aligning torque)、从轮胎转向中心点和拉杆间的距离求得的扭矩、通过将指示轮胎转向角转换为角加速度并与轮胎转向的转动惯性的乘积计算的轮胎转动的扭矩相加，并除以转向变速箱比。应予说明，后面对电动助力转向电动机1060的扭矩的计算方法进行详细说明。
从上述观点考虑，在本实施方式中，根据12V***1020的电源的负荷状态以及高电压电池1040的充电状态(SOC)选择转向时的机构。另外，根据通过外界识别和转向操作的预测转向行驶轨迹，若是可以通过左右驱动力进行转向助力的区域，则通过左右驱动力进行转向。以下，进行详细说明。
图6是详细地表示本实施方式的控制装置200和其周围组成的示意图。控制装置200具有：外界识别部202、车载传感器204、转向辅助角运算部206、预览转弯路控制目标横摆率运算部208、目标横摆率运算部209、控制目标横摆率运算部210、减法运算部212、213、车体附加横摆力矩运算部214、预测转向半径运算部216、预测滑移角运算部218、滑移角变化率运算部220、车辆横摆率运算部222、横摆率F/B运算部224、加权增益运算部226、预测转向半径运算部228、预测滑移角运算部230、滑移角变化率运算部232、电动机最大扭矩驱动力运算部234、最大转向半径运算部236、可转向的滑移角运算部238、滑移角变化率判定部240、转向方式判定运算部242、驱动力运算部244、滑移判定部245、转向扭矩指示部246以及电动机要求扭矩指示部248。
在图6中，车载传感器204包含：上述车轮速度传感器127、128、前后加速度传感器132、横向加速度传感器134、转向角传感器138、横摆率传感器142、油门开度传感器146。转向角传感器138检测方向盘130的转向角θh。另外，横摆率传感器142检测车辆1000的实际横摆率γ，车轮速度传感器127、128检测车辆速度(车速)V。横向加速度传感器134检测车辆1000的横向加速度Ay。
目标横摆率运算部209根据方向盘转向角θh及车辆速度V计算目标横摆率γ_tgt。具体而言，目标横摆率运算部209根据以下的表示普通的平面两轮模型的式(1)计算目标横摆率γ_tgt。目标横摆率γ_tgt是通过在式(1)的右边，代入根据式(2)及式(3)计算出的值而算出的。将计算出的目标横摆率γ_tgt输入至减法运算部212。
【数1】
【数2】
【数3】
另外，式(1)～式(3)中的变量、常量、运算符如下所示。
γ_tgt：目标横摆率
θh：方向盘转向角
V：车辆速度
T：车辆的时间常量
S：拉普拉斯运算符
N：方向盘转向变速比
l：车辆轴距
lf：从车辆重心点至前轮中心的距离
lr：从车辆重心点至后轮中心的距离
m：车辆重量
Kftgt：目标转向动力(前轮)
Krtgt：目标转向动力(后轮)
如上所述，目标横摆率γ_tgt是以车辆速度V及轮胎转向角δ作为变量，根据式(1)算出的。式(2)中的常量Atgt是表示车辆的特性的常量，根据式(3)求得。
外界识别部202是用于识别外部环境的构件。另外，外界识别部202具备立体相机。外部识别部200所具备的立体相机对车辆外部进行拍摄，获得车辆外部的图像信息，特别是车辆前方的路面、表示行车道的车道线、前方车辆、信号、各种标识类的图像信息。立体相机构成为包含具有CCD传感器、CMOS传感器等拍摄元件的左右一对相机，通过对车辆外的外部环境进行拍摄获得图像信息。
外界识别部202相对于通过左右一对相机对本车辆行进方向进行拍摄而获得的左右一组立体图像对，可以通过三角测量原理生成并获取从对应的位置的偏离量至对象物(前方车辆等)的距离信息。另外，外界识别部202相对于通过三角测量的原理生成的距离信息，进行公知的分组处理，通过与预先设定的三维立体物数据等比较经过分组处理后的距离信息，能够检测出立体物数据及白线数据等。据此，外界识别部202也能够识别表示行车道的车道线、临时停止的标识、停止线、ETC通道等。
图7是用于说明通过外界识别部202计算与行进路径之间的横向偏差ε的方法的示意图。如图7所示，外界识别部202检测车辆1000所行驶的行车道的白线，利用从外界识别部202向前方仅相距前方注视点距离L的直线L1和白线的交点P1、P2求得白线坐标。然后，利用交点P1、P2的中点P3求得行进路径坐标。另外，求得外界识别部202的正前方向与直线L1的交点P4(前方注视点)的坐标。在图7中，由于与行进路径的偏差ε’可以通过目标行进路径和车辆前方注视点的横向位移量ε(P3-P4之间的距离)而近似，所以设ε’→ε。
转向辅助角运算部206根据由外界识别部202预先检测到的目标行进路径与车辆前方注视点之间的横向位移量ε以及前方注视点距离L计算出相当于转向量的参数(＝转向辅助角度α[rad])。转向辅助角度α可以根据下式(4)计算。
α＝2×sin-1(ε/2L)····(4)
另外，对于转向辅助角运算部206，通过使预定的调谐增益(常量)与转向辅助角度α相乘而算出转向辅助角度目标值αTgt。
当进入转弯路以及行驶在转弯路时等，如果方向盘130的转向量不足，则实施根据转向辅助角度目标值αTgt进行的后部扭矩矢量分配控制(驾驶辅助控制)。因此，预览转弯路控制目标横摆率运算部208通过使转向辅助角度目标值αTgt为平面两轮模型的式(1)的θh/N，求得驾驶辅助控制用目标横摆率γ2_Tgt。
操作稳定性控制用目标横摆率运算部210所计算出的操作稳定性控制用目标横摆率γ1_Tgt与预览转弯路控制目标横摆率运算部208所计算出的驾驶辅助控制用目标横摆率γ2_Tgt，一同被输入至控制目标横摆率运算部210。控制目标横摆率运算部210根据方向盘130的转向角θh以及与行进路径之间的横向偏差ε，在驾驶员的转向的朝向与外界识别部202所识别到的预测行进路径的朝向相同时，选择在所输入的γ1_Tgt和γ2_Tgt之中增益较高的作为控制目标横摆率γTgt，并将其输出至减法运算部212。
另外，控制目标横摆率运算部210根据方向盘130的转向角θh以及与行进路径之间的横向偏差ε，在驾驶员的转向的朝向与外界识别部202所识别到的预测行进路径的朝向相反时，判断为驾驶员有向与外界识别部202的预测行进路径不同的方向移动的意思。在这种情况下，为了防止外界识别部202进行的车道追踪控制干扰驾驶员的转向，控制目标横摆率运算部210在检测到预定的阈值以上的方向盘130的转向量的阶段，选择操作稳定控制用目标横摆率γ1_Tgt作为控制目标横摆率γTgt，并将其输出至减法运算部212。
车辆横摆率运算部222根据用于计算车辆横摆率的下式，计算横摆率模型的值γ_clc。具体而言，在下式(5)、式(6)中代入车辆速度V、方向盘转向角θh，通过联立式(5)、式(6)并求解，从而计算横摆率模型的值γ_clc(式(5)、式(6)中的γ)。在式(5)、式(6)中，Kf表示转向动力(前)，Kr表示转向动力(后)。另外，在式(3)中，通过使用与式(5)、式(6)的转向动力Kf、Kr不同的目标转向动力Kftgt、Krtgt，从而使目标横摆率γ_tgt大于横摆率模型的值γ_clc，提高转向性能。将横摆率模型的值γ_clc输出至横摆率F/B运算部224。另外，将横摆率模型的值γ_clc输出至减法运算部213。
【数4】
另一方面，将横摆率传感器142所检测到的车辆1000的实际横摆率γ(以下，称为实际横摆率γ_sens)输入至减法运算部213。减法运算部213从实际横摆率γ_sens中减去横摆率模型的值γ_clc而求得实际横摆率γ_sens与横摆率模型的值γ_clc的差分γ_diff。将差分γ_diff输入至加权增益运算部226。
加权增益运算部226根据实际横摆率γ_sens与横摆率模型的值γ_clc的差分γ_diff来计算加权增益a。
将横摆率模型的值γ_clc、实际横摆率γ_sens以及加权增益a输入到横摆率F/B运算部224。横摆率F/B运算部224根据下式(7)，通过加权增益a对横摆率模型的值γ_clc和实际横摆率γ_sens进行加权，计算反馈横摆率γ_F/B。将计算出的反馈横摆率γ_F/B输出至减法运算部212。
γ_F/B＝a×γ_clc+(1-a)×γ_sens····(7)
图8是表示加权增益运算部226计算加权增益a时的增益图的示意图。如图8所示，加权增益a的值，根据车辆模型的可靠性，在从0至1之间可变。作为实现车辆模型的可靠性的指标，使用横摆率模型的值γ_clc与实际横摆率γ_sens的差分(偏差)γ_diff。如图8所示，增益图设定为差分γ_diff的绝对值越小，加权增益a的值越大。加权增益运算部226，对差分γ_diff实施图8的曲线图处理，计算对应于车辆模型的可靠性的加权增益a。
在图8中，加权增益a为0～1的值(0≤a＜1)。在-0.05[rad/s]≤γ_diff≤0.05[rad/s]时，加权增益a为1(a＝1)。
另外，0.05＜γ_diff时，或者γ_diff＜-0.05时，加权增益a为0(a＝0)。
另外，0.05[rad/s]＜γ_diff＜0.1[rad/s]时，加权增益a通过下式计算。
a＝-20×γ_diff+2
另外，-0.1[rad/s]≤γ_diff＜-0.05[rad/s]时，加权增益a通过下式计算。
a＝+20×γ_diff+2
图8所示的增益图的区域A1是差分γ_diff接近于0的区域，是实际横摆率γ_sens的S/N比较小的区域和/或轮胎特性为线性的区域(干燥路面)，车辆横摆率运算部222计算出的横摆率模型的值γ_clc的可靠性较高。因此，作为加权增益a＝1，通过式(7)使横摆率模型的值γ_clc的分配为100％并计算反馈横摆率γ_F/B。据此，能够抑制包含在横摆率γ_sens中的横摆率传感器142的噪声的影响，能够从反馈横摆率γ_F/B中排除传感器噪声。因此，能够抑制车辆1000的振动并提高乘坐舒适性。
在这里，作为在实际横摆率γ与从车辆模型求得的横摆率模型的值γ_clc之间产生背离的因素，可举出轮胎的动态特性。假设对于上述的平面两轮模型，轮胎的滑移角与横向加速度之间的关系(轮胎的过弯特性)为线性的区域，在该线性区域中，实际横摆率γ与横摆率模型的值γ_clc大致相同。在相对于滑移角，横向加速度为线性的线性区域(方向盘转向速度相对较慢的区域)中，横摆率传感器142受到传感器噪声的影响。因此，在该区域中使用横摆率模型的值γ_clc。
另一方面，在轮胎的过弯特性为非线性的区域中，实际车辆的横摆率和横向加速度相对于转向角及滑移角是非线性的，平面两轮模型中检测到的横摆率与实际车辆中检测到的横摆率产生背离。在这样的过渡性的非线性区域中，由于在横摆率传感器142的传感器特性上不产生噪声，所以可以使用实际横摆率γ。非线性区域例如相当于转向的转换时间。在实际横摆率γ超过横摆率模型的值γ_clc时，相当于非线性区域，由于不受到传感器噪声的影响，所以通过使用实际横摆率γ能够进行基于真值的控制。另外，若使用考虑到轮胎的非线性性的模型，则基于横摆率的控制变得较复杂，但是根据本实施方式，能够基于差分γ_diff容易地判定横摆率模型的值γ_clc的可靠性，在非线性区域中，可以大多使用实际横摆率γ的分配。另外，不易受到轮胎的动态特性的影响的区域可以利用横摆率模型的值γ_clc应对。
另外，图8所示的增益图的区域A2是差分γ_diff增大的区域，相当于在湿滑路面、冰雪路面行驶，或者在高重力加速度下转向时等，是轮胎打滑的极限区域。在该区域中，由车辆横摆率运算部222算出的横摆率模型的值γ_clc的可靠性变低，差分γ_diff变得更大。因此，作为加权增益a＝0，与式(7)相比，实际横摆率γ_sens的分配为100％并计算反馈横摆率γ_F/B。据此，根据实际横摆率γ_sens确保反馈的精度，进行反映实际车辆的行为的横摆率的反馈控制。因此，可以根据实际横摆率γ_sens对车辆1000的转向进行最佳的控制。另外，由于是轮胎打滑的区域，所以即使横摆率传感器142的信号受到噪声的影响，驾驶员也不会觉察到车辆1000的振动，能够抑制乘坐舒适性的降低。关于图8所示的低摩擦区域A2的设定，可以从设计要求确定加权增益κ＝0的区域，也可以从车辆1000在低摩擦路面实际行驶时的操纵稳定性能、乘坐舒适性等实验来确定。
另外，图8所示的增益图的区域A3是从线性区域向极限区域转换的区域(非线性区域)，根据需要也考虑到作为实际车辆的车辆1000的轮胎特性，使横摆率模型的值γ_clc和实际横摆率γ_sens的分配(加权增益a)线性变化。在从区域A1(高摩擦区域)向区域A2(低摩擦区域)转换，或从区域A2(低摩擦区域)向区域A1(高摩擦区域)转换的区域中，为了抑制伴随着加权增益a的突然变化而引起的扭矩变动、横摆率的变动，通过线性插值计算加权增益a。
另外，图8所示的增益图的区域A4相当于实际横摆率γ_sens比横摆率模型的值γ_clc大的情况。例如，在车辆横摆率运算部222中输入错误的参数并且横摆率模型的值γ_clc被算错时等，可以根据区域A4的曲线图，并使用实际横摆率γ_sens进行控制。另外，加权增益a的范围并不限于在0～1之间，只要是在作为车辆控制成立的范围内能够任意取值的结构的改变，均在本发明的技术范畴之内。
减法运算部213从由控制目标横摆率运算部210输入的控制目标横摆率γ_tgt中减去反馈横摆率γ_F/B，求得控制目标横摆率γ_tgt与反馈横摆率γ_F/B的差分Δγ。即，差分Δγ根据下式(8)计算。
Δγ＝γ_Tgt-γ_F/B····(8)
差分Δγ作为横摆率修正量被输入至车体附加横摆力矩运算部214。
车体附加横摆力矩运算部214基于所输入的差分Δγ，以使差分Δγ为0，即，使控制目标横摆率γ_tgt与反馈横摆率γ_F/B一致的方式计算车体附加横摆力矩Mg。具体而言，车体附加横摆力矩Mg根据下式(9)计算。据此，在车辆1000的中心位置上，求得转向时必要的车体附加横摆力矩Mg。根据车体附加横摆力矩Mg向车辆1000施加转向力矩。
【数5】
以下，对本实施方式的控制装置200所进行的整体处理进行说明。图9是表示本实施方式的整体处理的流程图。首先，在步骤S100中，判定点火开关(点火SW)是否开启。在点火开关开启时进入步骤S102，点火开关关闭时在步骤S100等待。
在步骤S102中，判定档位传感器(IHN)144是否表示P(停车)或者N(空档)的位置，在处于P(停车)或者N(空档)的位置时进入步骤S104。另外，在步骤S102中，在未处于P(停车)或者N(空档)的位置时进入步骤S106，判定点火开关是否被开启，在点火开关开启时返回至步骤S102。在步骤S106中，在点火开关关闭时进入步骤S108，完成车辆的启动处理并返回至步骤S100。
在步骤S104中进行车辆1000的启动处理，在后续步骤S110中，判定档位传感器(IHN)144是否表示D(前进)或者R(倒车)的位置。而且，在档位传感器(IHN)144表示D(前进)或者R(倒车)的位置时，进入步骤S112，开始行驶控制的处理。另一方面，在步骤S110中，在档位传感器(IHN)144不表示D(前进)或者R(倒车)的位置时，进入步骤S113，判定点火开关是否被开启，在点火开关开启时返回至步骤S110。在步骤S113中，在点火开关关闭时进入步骤S108，结束车辆的启动处理。
如上所述，在本实施方式中，在高电压电池1040的充电状态降低时，从通过电动机108、110、112、114的左右驱动力分配进行的转向控制转换为通过电动助力转向电动机1060进行的转向控制，增加电动助力转向电动机1060的扭矩。另外，根据车辆1000的滑移角，从通过左右驱动力分配进行的转向控制转换为通过电动助力转向电动机1060进行的转向控制。
另外，若在实施通过电动机108、110、112、114的左右驱动力分配进行的转向控制的过程中发生车轮滑移，则车辆1000的性能变得不稳定。因此，在本实施方式中，在实施通过电动机108、110、112、114的左右驱动力分配进行的转向控制的过程中进行滑移判定，当发生滑移时，对电动助力转向电动机1060的电动机扭矩进行控制，以实现所期望的转向，并使车辆性能稳定。
图10是表示本实施方式的通过左右驱动力分配进行的转向控制和转向控制的概要的流程图。首先，在步骤S410中，对车辆状态进行判定。在这里，根据滑移角和SOC判定车辆状态，当滑移角小于预定值且SOC为预定值以上时进入步骤S412。在步骤S412中，确定通过左右驱动力控制进行转向驱动控制。在后续步骤S414中，计算由左右驱动力控制产生的转向驱动力MgMotTq。
另外，当不满足步骤S410的条件时，进入步骤S416。在步骤S416中，根据滑移角和SOC判定车辆状态，当滑移角为预定值以上，并且SOC为预定值以上时进入步骤S418。在步骤S418中，确定同时进行通过左右驱动力控制进行的转向驱动控制以及通过电动助力转向电动机1060进行的方向盘转向。在后续步骤S420中，计算由左右驱动力控制产生的转向驱动力MgMotTq和由电动助力转向电动机1060产生的转向电动机扭矩(方向盘转向助力扭矩)δmotTq。
另外，当不满足步骤S416的条件时，进入步骤S422。在步骤S422中，确定通过电动助力转向电动机进行方向盘转向。在后续步骤S424中，计算由电动助力转向电动机1060产生的转向电动机扭矩δmotTq。
另外，在步骤S414之后进入步骤S426，判定车辆1000是否发生滑移，当发生滑移时进入步骤S418。另一方面，当未发生滑移时结束处理。
另外，在步骤S420之后进入步骤S428，判定车辆1000是否发生滑移，当发生滑移时进入步骤S422。另一方面，当未发生滑移时结束处理。
如上所述，在本实施方式的控制中，仅在左右驱动力控制下，当路面摩擦系数μ降低时会发生滑移，因此同时进行滑移检测，当检测到滑移时，像(左右驱动力控制)→(左右驱动力控制+转向驱动力控制)→(转向驱动力控制)这样进行转向方式的转换，以控制车辆稳定性。
图11是详细地表示图9中的步骤S112的处理的流程图。首先，在步骤S113中，获得油门踏板的操作量、制动器踏板的操作量作为输入值。在后续步骤S114中，判定油门踏板的操作量是否为0.1以上，当操作量为0.1以上时进入步骤S116。在步骤S116中，根据油门踏板的操作量计算要求驱动力reqF。另外，要求驱动力reqF的计算可以根据例如预先设定好的油门开度与要求驱动力reqF之间的关系的曲线图而进行。另一方面，当油门踏板的操作量小于0.1时进入步骤S118，进行各个电动机108、110、112、114的再生制动控制。
在步骤S116、S118之后进入步骤S120。在步骤S120中，通过图10所示的方法进行转向方式的转换控制。在后续步骤S122中，进行滑移判定控制。在后续步骤S124中，计算电动机扭矩指示值，指示向各个电动机108、110、112、114的输出。在后续步骤S126中，根据前后加速度传感器132、横向加速度传感器134检测车辆1000的加速度。
在步骤S126之后进入步骤S127，进行滑移判定运算。在后续步骤S128中，判定Slip_Flg＝0是否成立，当Slip_Flg＝0时进入步骤S130，则Slip_Flg1＝0、Slip_Flg2＝0。
另一方面，在步骤S128中，当Slip_Flg＝0不成立时进入步骤S132，判定Slip_Flg1＝1是否成立，当Slip_Flg1＝1时进入步骤S134，则Slip_Flg2＝1。在步骤S132中，当Slip_Flg1＝1不成立时进入步骤S136，则Slip_Flg1＝1。在步骤S130、S134、S136之后返回至步骤S120。
图12是详细地表示图11中的步骤S127的滑移判定运算的处理的流程图。该处理是通过滑移判定部245进行的。首先，在步骤S300中，获得|ΔNew|和|Δγ|作为输入值。在这里，ΔNew是左右之差的旋转理论值(绝对值)|ΔNew_clc|与左右之差的旋转实际值(绝对值)|ΔNew_real|的差分的绝对值，即|ΔNew|＝|ΔNew_clc-ΔNew_real|。另外，|Δγ|＝|γtgt-γF/B|。
在后续步骤S302中，判定|ΔNew|≥150rpm是否成立，当|ΔNew|≥150rpm时进入步骤S304，判定|Δγ|≥0.75rad/s是否成立。在步骤S304中，当|Δγ|≥0.75rad/s时进入步骤S306，滑移判定标志Slip_Flg＝1。另一方面，在步骤S302中|ΔNew|＜150rpm时，或者，在步骤S304中|Δγ|＜0.75rad/s时，进入步骤S308，滑移判定标志Slip_Flg＝0。
在图11的步骤S130～S136中，根据通过图12的处理计算出的Slip_Flg的状态，设定Slip_Flg1、Slip_Flg2的状态。若Slip_Flg为0，则设定Slip_Flg1、Slip_Flg2均为0，若Slip_Flg为1，则在下一个控制周期中设定Slip_Flg1为1，在下下个控制周期中设定Slip_Flg2为1。
以下，对图11的处理中主要的处理进行详细说明。图13是表示图11中的步骤S120的处理的概要的流程图。首先，在步骤S200中，获得车辆速度V、方向盘转向角θh、SOC、相机信息(Cam)作为输入值。在后续步骤S202中，根据标志Slip_Flg1、Slip_Flg2的状态进行滑移判定。在后续步骤S204中，预测转向半径运算部216根据立体相机的图像计算预测转向半径tgtRcam。在后续步骤S206中，预测转向半径运算部228计算驾驶员的转向操作的预测转向半径tgtRst。另外，后面对预测转向半径tgtRcam的运算方法进行说明。
在后续步骤S208中，最大转向半径运算部236计算最大转向半径tvmaxR。最大转向半径运算部236根据电动机最大扭矩，并基于驱动力转向极限半径曲线图计算最大转向半径tvmaxR，所述电动机最大扭矩是电动机最大扭矩驱动力运算部234根据车辆速度V或者电动机转数计算出的。另外，后面对驱动力转向极限半径曲线图进行说明。在后续步骤S210中，计算滑移角。在这里，预测滑移角运算部218转换为车体中心的滑移角值，并根据预测转向半径tgtRcam计算滑移角tgtβcam。另外，预测滑移角运算部230根据预测转向半径tgtRst计算滑移角tgtβst。另外，可转向的滑移角运算部238根据最大转向半径tvmaxR计算滑移角tvmaxβ。
在后续步骤S212中，滑移角变化率运算部220通过将滑移角tgtβcam除以滑移角tvmaxβ来计算滑移角率ratβcam。另外，滑移角变化率运算部232通过将滑移角tgtβst除以滑移角tvmaxβ来计算滑移角率ratβst。
在后续步骤S214中，进行滑移角适用判定。在这里，滑移角变化率判定部240比较滑移角率tvβcam与滑移角率tvβst，选择较大的滑移角率作为控制值。
在后续步骤S216中，转向方式判定运算部242进行转向方式的判定。转向方式判定运算部242根据SOC和滑移角率判定转向方式。在后续步骤S218中，驱动力运算部244计算转向驱动力。作为该运算的结果，在步骤S220中，输出电动机108、110、112、114的转向驱动力MgmotTq、电动助力转向电动机1060的方向盘转向助力扭矩δmotTq。将作为左右轮驱动扭矩的转向驱动力MgmotTq输出至电动机要求扭矩指示部248，根据转向驱动力MgmotTq进行电动机108、110、112、114的驱动。另外，将方向盘转向助力扭矩δmotTq输出至转向扭矩指示部246，根据方向盘转向助力扭矩δmotTq进行电动助力转向电动机1060的驱动。这样，转向方式判定运算部242和驱动力运算部244作为用于调整方向盘转向助力扭矩δmotTq和左右轮驱动扭矩的转向驱动力MgmotTq的调整部发挥作用，以施加车体附加横摆力矩Mg。
图14是更详细地表示图11中的步骤S120的处理的流程图。另外，图15是更详细地表示图11中的步骤S122的处理的流程图。图15的处理在图14的处理之后进行。首先，在图14中的步骤S230中，获得车辆速度V、方向盘转向角θh、SOC、相机信息(Cam)、滑移判定状态作为输入值。在后续步骤S232中，判定Slip_Flg1＝0是否成立，当Slip_Flg1＝0时进入步骤S234。在步骤S234中，最大转向半径运算部236计算最大转向半径tvmaxR。在后续步骤S236中，可转向的滑移角运算部238计算滑移角tvmaxβ。
在后续步骤S238中，获得外界识别部202的立体相机的状态(相机信息(Cam))。在后续步骤S240中，根据在步骤S238中获得的相机状态，判定Cam＝1是否成立，当Cam＝1时进入步骤S242。在这里，Cam＝1的情况表示相机状态良好，Cam＝0的情况表示相机状态NG。
在步骤S242中，预测转向半径运算部216计算预测转向半径tgtRcam，在后续步骤S244中，预测滑移角运算部218计算滑移角tgtβcam。在后续步骤S246中，滑移角变化率运算部220计算滑移角率ratβcam。
另一方面，在步骤S240中，当Cam＝0时进入步骤S248。在步骤S248中，预测转向半径运算部228计算预测转向半径tgtRst，在后续步骤S250中，预测滑移角运算部230计算滑移角tgtβst。在后续步骤S252中，滑移角变化率运算部232计算滑移角率ratβst。
在步骤S246、S252之后进入图15中的步骤S254。在步骤S254中，滑移角变化率判定部240比较滑移角率ratβcam与滑移角率ratβst，当ratβcam＜ratβst时进入步骤S256。在步骤S256中，滑移角变化率判定部240将目标滑移角变化率β作为滑移角变化率ratβst。
另一方面，在步骤S254中，当ratβcam≥ratβst时进入步骤S258。在步骤S258中，滑移角变化率判定部240将目标滑移角变化率β作为滑移角变化率ratβcam。在步骤S256、S258之后进入步骤S260。
在步骤S260中，转向方式判定运算部242根据在步骤S256、S258中设定的目标滑移角β和SOC的值，判定β＜1且SOC≥Z是否成立，当β＜1且SOC≥Z时进入步骤S262。在步骤S262中，转向方式判定运算部242计算转向电动机扭矩作为转向驱动力。在后续步骤S264中，驱动力运算部244计算转向驱动力。在这里，根据步骤S262的结果，MgmotTq＝clcmotTq，δmotTq＝0。具体而言，驱动力运算部244根据以下各式计算clcmotTq。
【数6】
在步骤S260中，当β＜1并且SOC≥Z不成立时，进入步骤S266。在步骤S266中，判定β≥1并且SOC≥Z是否成立，当β≥1且SOC≥Z时进入步骤S268。在步骤S268中，转向方式判定运算部242计算左右驱动力的转向电动机扭矩及电动助力转向电动机1060的扭矩作为转向驱动力。在后续步骤S270中，驱动力运算部244计算转向驱动力。在这里，根据步骤S268的结果，MgmotTq＝clcmotTq、δmotTq＝clcδTq。具体而言，驱动力运算部244根据以下各式计算clcmotTq、clcδTq。在这种情况下，clcmotTq为电动机扭矩最大值maxMotTq，clcδTq是从转向所需要的横摆率中减去由电动机扭矩产生的横摆率之后的扭矩。
【数7】
tgtγ＝γMg+γδ
···(21)
γδ＝tgtγ-γMg
···(22)
clcMotTq＝max MotTq
···(25)
在步骤S266中，当β≥1并且SOC≥Z不成立时进入步骤S272。在步骤S272中，转向方式判定运算部242计算电动助力转向电动机1060的扭矩作为转向驱动力。在后续步骤S274中，驱动力运算部244计算转向驱动力。在这里，根据步骤S272的结果，MgmotTq＝0、δmotTq＝clcδTq。具体而言，驱动力运算部244根据以下各式计算clcMotTq、clcδTq。在这种情况下，clcMotTq为电动机扭矩最大值maxMotTq，clcδTq是从转向所需要的横摆率中减去由电动机扭矩产生的横摆率之后的扭矩。
【数8】
另外，式(10)～式(27)中的变量、常量、运算符如下所示。
tgtδ：目标方向盘转向角
tgtβ：目标车体滑移角
tgtγ：目标横摆率
clcδTq：方向盘转向扭矩
TSAfl：左前轮自回正力矩
TSAfr：右前轮自回正力矩
ltp：轮胎转向中心-拉杆端间距
Itb：轮胎转向轴的旋转惯性
St_Gboxratio：转向变速比
Iz：车辆横摆惯性
D：转向左右驱动力之差
Dmax：最大转向左右驱动力之差
TireR：轮胎半径
Gboxratio：电动机变速箱变速比
γδ：通过方向盘转向角获得的横摆率
γMg：通过左右驱动力分配获得的横摆率
A：稳定系数
另外，在步骤S232中，当Slip_Flg1＝1时进入步骤S276。在步骤S276中，判定Slip_Flg2＝1是否成立，当Slip_Flg2＝1时进入图15中的步骤S272。另一方面，在步骤S276中当Slip_Flg2＝0时进入图15中的步骤S266。
如上所述，Slip_Flg1、Slip_Flg2的状态是根据判定发生滑移之后的控制周期确定的。通过步骤S232、S276的处理，当开始发生滑移的时刻进行步骤S274的处理，然后根据步骤S266的判定进行步骤S268、步骤S272中任一步的处理。另外，步骤S232、S276的判定是通过滑移判定部245进行的。
如上所述，根据图15的处理，SOC＜Z时通过电动助力转向电动机1060的扭矩进行转向助力，因此能够切实地抑制当利用电动机108、110、112、114所产生的左右驱动力之差进行转向时，由于高电压电池1040的电量降低导致无法通过利用左右驱动力之差的驱动力控制而进行的转向助力控制。
另外，根据图15的处理，当滑移角变化率较大时，由于频繁地进行利用电动机108、110、112、114所产生的左右驱动力之差的驱动力控制，可能会对车辆性能造成影响而降低驾驶性能，但通过转换为利用电动助力转向电动机1060的扭矩进行的转向助力，能够使车辆性能稳定。据此，能够较大幅度地提高驾驶性能。另外，在图15中，根据将SOC和滑移角变化率与阈值相比较而得到的结果来切换控制方式，但是也可以根据SOC和滑移角变化率的值，使左右驱动力的电动机扭矩和电动助力转向电动机1060的扭矩连续变换。另外，也可以根据控制目标横摆率γ_tgt和反馈横摆率γ_F/B的差分Δγ，或者实际横摆率γ_sens和横摆率模型的值γ_clc的差分γ_diff切换控制方式。在这种情况下，在差分较小的高SOC状态时进行仅通过左右驱动力分配的转向，在差分较大的低SOC状态时，进行仅通过方向盘转向的转向，在差分为设定的阈值以下且为中SOC状态时，进行通过方向盘转向和左右驱动力分配进行的转向。
另外，根据图15的处理，当进行转向方式的判定时，不是根据转向半径R进行判定，而是根据车体的滑移角(tgtβcam、tgtβst)计算的滑移角变化率(ratβcam、ratβst)进行判定，从而能够定量地表示对车辆1000本身的控制量，因此能够较大幅度地提高控制精度。
另外，对根据立体相机的图像信息求得的滑移角变化率ratβcam，及根据方向盘转向角求得的滑移角变化率ratβst进行比较，通过选择较大的值进行控制，能够降低利用任一方进行处理时产生的过载条件，能够实现控制流程的简化。
如上所述计算转向驱动力时，在图11中的步骤S124中，进行电动机扭矩的输出指示。转向时的各个电动机108、110、112、114的电动机扭矩指示值可以通过下式(28)～式(31)进行表示。电动机要求扭矩指示部248根据式(28)～式(31)计算各个电动机108、110、112、114的电动机扭矩指示值TqmotFl、TqmotFr、TqmotRl、TqmotRr。
TqmotFl(左前轮的电动机扭矩指示值)＝reqTq/4···(28)
TqmotFr(右前轮的电动机扭矩指示值)＝reqTq/4···(29)
TqmotRl(左后轮的电动机扭矩指示值)
＝reqTq/4-(±Tvmot)···(30)
TqmotRr(右后轮的电动机扭矩指示值)
＝reqTq/4+(±Tvmot)···(31)
在这里，附加扭矩Tvmot相当于转向驱动力MgmotTq。附加扭矩Tvmot的符号根据转向的方向进行设定。另外，在这里，通过在左后轮和右后轮施加附加扭矩Tvmot而进行左右驱动力控制，但是也可以在左前轮和右前轮施加附加扭矩Tvmot，还可以在四轮施加附加扭矩Tvmot。
另外，转向扭矩指示部246将方向盘转向助力扭矩δmotTq作为电动助力转向电动机1060的扭矩而输出。
图16是表示在图13的步骤S204、S210中，及在图14的步骤S242、S244中，预测转向半径运算部216计算预测转向半径tgtRcam，及预测滑移角运算部218计算预测滑移角tgtβcam的处理的流程图。另外，图17是表示从车辆1000的上方观察车辆1000和车道(白线)的状态的示意图，示出前方注视点距离L[m]、在前方注视点中的目标行驶轨迹与白线距离的差dst1、dst2、目标行驶轨迹tCosT。首先，在步骤S320中，作为输入值，获得方向盘转向角θh、通过外界识别部202获得的路面上的白线的识别情况、相对于前方注视点距离L[m]的白线的距离dst。
在后续步骤S322中，计算目标行驶轨迹。目标行驶轨迹tCosT(tgtCourseTask)根据下式计算。另外，目标行驶轨迹是由外界识别部202或者预测转向半径运算部216计算出的。另外，目标行驶轨迹tCosT可以是从车辆1000延伸至车辆1000的正面的直线。
【数9】
在后续步骤S324中，计算在前方注视点中的的目标行驶轨迹与白线距离的差dst1、dst2。dst1、dst2根据下式计算。
dst1＝tCosT1-Cam1···(33)
dst2＝tCosT2-Cam2···(34)
在后续步骤S326中，预测转向半径运算部216计算预测转向半径tgtR。预测转向半径tgtR根据以下各式计算。
前次值：
当前值：
tgt_add_γ＝d/dt(tgt_Yaw_angle)···(41)
【数10】
在后续步骤S328中，预测滑移角运算部218计算预测滑移角tgtβcam。预测滑移角tgtβcam根据下式计算。
【数11】
在图13的步骤S206、及图14的步骤S248中，通过预测转向半径运算部228进行的预测转向半径tgtRst的运算可以利用与预测转向半径tgtRcam的运算同样的方法进行。在这种情况下，基于方向盘转向角θh和车辆速度V，根据式(1)求得目标横摆率γ_tgt，通过将γ_tgt作为式(42)的tgt_add_γ代入，能够根据式(42)、式(43)求得预测转向半径tgtRcam。另外，在图13的步骤S210、及图14的步骤S250中，预测滑移角tgtβst可以根据式(44)计算。
图18是表示最大转向半径运算部236计算最大转向半径tvmaxR时使用的驱动力转向极限半径曲线图的特性图。如图18所示，随着车辆速度V增大，最大转向半径tvmaxR变小。
图19A～图19D是用于说明创建图18的曲线图的流程的特性图。首先，如图19A所示，通过获得电动机的T-N特性，求得与电动机的转数对应的最大扭矩。以下，如图19B所示，通过根据减速机构的变速比将图19A的横轴转换为车辆速度V，并将扭矩的值增大2倍，求得左右电动机的最大扭矩差的特性。
以下，相对于图19B的特性，将纵轴的电动机扭矩从变速比、轮胎半径转换为驱动力，并计算从车辆的胎面向车体转向中心产生的转向附加横摆力矩[N·m]。通过将获得的转向附加横摆力矩除以车辆的横摆惯性力矩来计算横摆角加速度，对求得的横摆角加速度积分则获得横摆率(横摆率)。据此，如图19C所示，获得了相对于车辆速度V的通过左右驱动力分配控制获得的横摆率的曲线图。
以下，根据从图19C的特性获得的横摆率和车辆速度V，基于下式(45)获得方向盘转向角。据此，获得图19D所示的曲线图。
【数12】
Ts：横摆率/转向时的常数
以下，根据从图19D的特性获得的方向盘转向角θh，并基于式(43)获得转向半径。据此，能够获得图18的曲线图。因此，最大转向半径运算部236能够根据图18的曲线图计算最大转向半径tvmaxR。
图20A及图20B是用于对本实施方式的控制效果进行说明的特性图。在这里，图20A是表示通过电动助力转向电动机1060进行的方向盘转向，图20B是表示通过利用电动机108、110、112、114所产生的左右驱动力之差的驱动力控制进行的转向。在图20A及图20B中，EPS_Curr表示电动助力转向电动机1060的电流，EPS_Trq表示电动助力转向电动机1060的扭矩，VSP表示车辆速度，St_ang表示方向盘转向角，Mot_Trq表示电动机108、110、112、114的扭矩，EPS_Pow表示电动助力转向电动机1060的输出，EPS_E表示电动助力转向电动机1060的能量，Drive_Pow表示电动机108、110、112、114的输出，Drive_E表示电动机108、110、112、114的能量。
对图20A和图20B进行比较则显而易见的是，基于车辆速度和所期望的转向半径并通过由左右驱动力控制产生的驱动力获得转向性能，能够使电动助力转向电动机1060的输出(EPS_Pow)、电动助力转向电动机1060的能量(EPS_E)降低，能够减轻12V***的负荷。
在一定条件下的行驶中，对于行驶1km时的12V能量消耗，相对于方向盘转向时为650J而言，驱动转向时为600J，产生50J的差。图20A、图20B的从上方起第三张，表示继续行驶约6km时的数据，相对于方向盘转向时为1500J而言，驱动转向时为1200J，确认了300J的功耗。此外，通过检测滑移并进行控制，能够将能量损失最小化。
如上所述，根据本实施方式，在高电压电池1040的电量降低时，利用电动助力转向电动机1060的扭矩进行转向助力，因此能够切实地抑制当利用电动机108、110、112、114所产生的左右驱动力之差进行转向时，由于高电压电池1040的电量降低导致无法通过利用左右驱动力之差的驱动力控制所进行的转向助力控制。
另外，当滑移角变化率较大时，由于频繁地进行利用电动机108、110、112、114所产生的左右驱动力之差进行的驱动力控制，因此通过切换为通过电动助力转向电动机1060的扭矩进行的转向助力，从而能够使车辆性能稳定，能够提高驾驶性能。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于所举实施例。应该了解的是，凡是具有本发明所属技术领域的常识的人员，在权利要求书记载的技术思想的范畴内，均能够想到各种变更例或者修正例，这些当然也属于发明的技术范围之内。

Claims (11)

1.一种车辆的控制装置，其特征在于，具备：
车体附加横摆力矩运算部，其根据车辆的横摆率计算施加于车体的车体附加横摆力矩；
转向扭矩指示部，其指示通过方向盘转向***进行的转向的助力扭矩；
左右驱动力扭矩指示部，其独立于方向盘转向***并指示向车体施加力矩的左右轮驱动扭矩；
充电状态获取部，其获得电池的充电状态，所述电池成为用于施加所述车体附加横摆力矩的驱动源且储存电力；以及
调整部，其基于所述充电状态调整所述助力扭矩和所述左右轮驱动扭矩以施加所述车体附加横摆力矩。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述调整部随着所述电池电量降低使所述左右轮驱动扭矩减少，并使所述助力扭矩增加。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于，当所述电池电量为预定值以下时，所述调整部使所述左右轮驱动扭矩为0。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述的车辆的控制装置具备：
预测滑移角运算部，其计算车辆的预测滑移角；
可转向的滑移角运算部，其基于最大转向半径计算可转向的滑移角，所述最大转向半径根据用于施加所述车体附加横摆力矩的车轮的驱动力求得；以及
滑移角变化率运算部，其计算滑移角变化率，所述滑移角变化率是所述预测滑移角与所述可转向的滑移角之比，
所述调整部基于所述充电状态和所述滑移角变化率来调整所述助力扭矩和所述左右轮驱动扭矩。
5.根据权利要求4所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述调整部随着所述滑移角变化率的增加使所述左右轮驱动扭矩减少，并使所述助力扭矩增加。
6.根据权利要求5所述的车辆的控制装置，其特征在于，当所述滑移角变化率为预定值以上且所述电池电量为预定值以上时，所述调整部将用于施加所述车体附加横摆力矩的扭矩之中的所述左右轮驱动扭矩作为可输出的最大扭矩，将其余的作为所述助力扭矩。
7.根据权利要求4所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述预测滑移角运算部包含：
第一预测滑移角运算部，其基于第一预测转向半径计算第一预测滑移角，所述第一预测转向半径基于相机检测到的车道计算；以及
第二预测滑移角运算部，其基于第二预测转向半径计算第二预测滑移角，所述第二预测转向半径基于方向盘转向角计算；
所述滑移角变化率运算部包含：
第一滑移角变化率运算部，其计算第一滑移角变化率，所述第一滑移角变化率是所述第一预测滑移角与所述可转向的滑移角之比；
第二滑移角变化率运算部，其计算第二滑移角变化率，所述第二滑移角变化率是所述第二预测滑移角与所述可转向的滑移角之比；
所述车辆的控制装置还具备滑移角变化率判定部，其比较所述第一滑移角变化率与所述第二滑移角变化率，将较大的值判定为滑移角变化率，
所述调整部根据所述充电状态和通过所述滑移角变化率判定部判定的所述滑移角变化率来调整所述助力扭矩和所述左右轮驱动扭矩。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述车辆的控制装置具备判定车辆滑移的滑移判定部，当判定为车辆进行了滑移时，所述调整部使所述左右轮驱动扭矩减少，并使所述助力扭矩增加。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述车辆的控制装置具备：
目标横摆率运算部，其计算车辆的目标横摆率；
车辆横摆率运算部，其根据车辆模型计算横摆率模型的值；
横摆率传感器，其检测车辆的实际横摆率；以及
反馈横摆率运算部，其基于所述横摆率模型的值与所述实际横摆率的差分分配所述横摆率模型的值和所述实际横摆率，根据所述横摆率模型的值及所述实际横摆率计算反馈横摆率，
所述车体附加横摆力矩运算部根据所述目标横摆率与所述反馈横摆率的差分来计算所述车体附加横摆力矩。
10.根据权利要求9所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述目标横摆率运算部包含：
第一目标横摆率运算部，其根据相机的图像计算第一目标横摆率；以及
第二目标横摆率运算部，其基于方向盘转向角和车辆速度计算第二目标横摆率，
基于所述第一目标横摆率和所述第二目标横摆率计算所述目标横摆率。
11.一种车辆的控制方法，其特征在于，具备：
根据车辆的横摆率计算施加于车体的车体附加横摆力矩的步骤；
指示通过方向盘转向***进行的转向的助力扭矩的步骤；
独立于方向盘转向***并指示向车体施加力矩的左右轮驱动扭矩的步骤；
获得电池的充电状态的步骤，所述电池成为用于施加所述车体附加横摆力矩的驱动源且储存电力；以及
根据所述充电状态调整所述助力扭矩和所述左右轮驱动扭矩以施加所述车体附加横摆力矩的步骤。
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