JP2020083169A - 車両運動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回時に車両の軌跡がドライバーの意図しないものとなることを抑制する。【解決手段】車両運動制御装置３０は、前輪舵角δｆ及び車速Ｖに基づいて規範横加速度Ｇｙｒｅｆを算出する規範横Ｇ演算部４１と、実横加速度Ｇｙと規範横加速度Ｇｙｒｅｆとに基づいてステア状態ＳＳを判定するステア状態判定部４２と、ステア状態ＳＳに応じて、実横加速度Ｇｙの規範横加速度Ｇｙｒｅｆに対する偏差である横Ｇ偏差ΔＧｙ１を減少させるための要求前後力Ｆｘを算出する要求前後力演算部４３と、要求前後力Ｆｘを発生するようにブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方の出力を制御する前後力制御部４４とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、車両の運動を制御する車両運動制御装置に関する。

走行状況に応じて車両に減速度を発生させることにより車両の安定した走行の確保を図る減速制御装置が公知である（特許文献１）。この減速制御装置は、操舵角と走行速度とに基づいて基準目標ヨーレートを算出し、ドライバーにより設定された横加速度制限値に推定路面摩擦係数を乗じて得た値を基準目標ヨーレートによって除して目標車速を求めている。そして、走行車速が目標車速よりも高い時に減速制御装置が減速制御を作動させている。

特開２００５−３０６２８２号公報

しかしながら、従来の減速制御装置は、操舵角と走行速度とに基づいて算出した基準目標ヨーレートを用いて車両挙動を判定しているため、車両のヨー運動を制御できるものの、車両の走行軌跡を制御することはできない。すなわち、路面摩擦係数（μ）が低い路面（以下、低μ路という）のカーブを車両が走行する場合やオーバースピードで車両がカーブに進入した場合等には、車両のヨー運動が目標値になるように制御されても、車両の軌跡がドライバーの意図したもの（走行路に沿った軌跡）から逸れることがある。

本発明は、このような背景に鑑み、旋回時に車両の軌跡がドライバーの意図しないものとなることを抑制できる車両運動制御装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明のある実施形態は、車両運動制御装置（３０）であって、舵角（δｆ）を検出する舵角センサ（３４）と、車速（Ｖ）を検出する車速センサ（３３）と、車体（２）の実横加速度（Ｇｙ）を検出する横加速度センサ（３５）と、前記舵角（δｆ）及び前記車速（Ｖ）に基づいて、車両（１）が発生すべき規範横加速度（Ｇｙｒｅｆ）を算出する規範横加速度演算部（４１）と、前記実横加速度（Ｇｙ）と前記規範横加速度（Ｇｙｒｅｆ）とに基づいてステア状態（ＳＳ）を判定するステア状態判定部（４２）と、前記ステア状態（ＳＳ）に応じて、前記実横加速度（Ｇｙ）の前記規範横加速度（Ｇｙｒｅｆ）に対する偏差（ΔＧｙ１）を減少させるための要求前後力（Ｆｘ）を算出する要求前後力演算部（４３）と、前記要求前後力（Ｆｘ）を発生するようにブレーキ（２０）及びパワープラント（６）の少なくとも一方の出力を制御する前後力制御部（４４）とを備える。

この構成によれば、実横加速度が規範横加速度よりも低い場合、実横加速度と規範横加速度との偏差を減少させる要求前後力、すなわち制動力がブレーキ及びパワープラントの少なくとも一方に出力される。これにより、車速が低下し、車両の走行軌跡が外側に膨らむことが抑制される。特に低μ路のカーブで車両が外側へ逸脱することが抑制される。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記規範横加速度（Ｇｙｒｅｆ）及び前記実横加速度（Ｇｙ）に不感帯を設けて前記偏差（ΔＧｙ１）を算出するとよい。

この構成によれば、舵角センサや車速センサ、横加速度センサのノイズによって偏差が頻繁に変化することが抑制されるため、要求前後力の変化によって車両の走行安定性が低下することが抑制される。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記偏差（ΔＧｙ１）によるフィードバック制御によって前記要求前後力（Ｆｘ）を算出するとよい。

この構成によれば、偏差によるフィードバック制御によって走行軌跡の維持に必要な要求前後力が適時算出されため、偏差が大きくなること、すなわち旋回時に車両の軌跡が外側へ逸脱することが抑制される。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記ステア状態（ＳＳ）、前記車速（Ｖ）及び前記実横加速度（Ｇｙ）の少なくとも１つに応じて前記偏差（ΔＧｙ１）に対する閾値（Ｇｙｔｈ）を設定し、前記偏差（ΔＧｙ１）の前記閾値（Ｇｙｔｈ）に対する超過量である制御偏差（ΔＧｙ２）を用いて前記フィードバック制御を行うとよい。

この構成によれば、ステア状態や車速、実横加速度といった運転状態のパラメータに応じ、要求前後力を発生させる制御の介入度合いを変更できるため、前後力制御の設定自由度が向上する。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記制御偏差（ΔＧｙ２）に制御ゲイン（Ｇ）を乗じることで前記要求前後力（Ｆｘ）を算出するとよい。

この構成によれば、制御偏差による比例制御が行われ、要求前後力の算出負荷が小さいため、制御偏差に応じた要求前後力が即座に算出される。したがって、車両の軌跡がドライバーの意図したものから逸れることが抑制される。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記制御偏差（ΔＧｙ２）及び前記車速（Ｖ）に応じて前記要求前後力（Ｆｘ）に対する制限値（Ｆｘｌｉｍ）を設定し、当該制限値（Ｆｘｌｉｍ）によって前記要求前後力（Ｆｘ）を制限するとよい。

この構成によれば、自らの操作に起因しない大きな要求前後力の発生によってドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

上記構成において、前記要求前後力演算部（４３）は、前記要求前後力（Ｆｘ）に不感帯を設けるとよい。

この構成によれば、要求前後力の正負が頻繁に切り替わることが抑制されるため、要求前後力の発生によってドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

上記構成において、車体（２）にピッチモーメントを発生させ得るように構成されたサスペンション装置（３）と、前記サスペンション装置（３）のピッチモーメントを制御するピッチモーメント制御部（４７）とを更に備え、前記ピッチモーメント制御部（４７）は、前記要求前後力（Ｆｘ）に起因するピッチモーメントを打ち消す向きのピッチモーメントを要求ピッチモーメント（Ｍｐ）として算出する要求ピッチモーメント演算部（４８）と、前記要求ピッチモーメント（Ｍｐ）を発生するように前記サスペンション装置（３）を制御するサスペンション制御部（４９）とを備えるとよい。

この構成によれば、要求前後力が発生して車両にピッチモーメントが作用することにより、ドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

上記構成において、前記サスペンション装置（３）が、減衰力可変ダンパ（１２）及びエアサスペンション装置の少なくとも一方を含むとよい。

この構成によれば、既存品の減衰力可変ダンパやエアサスペンション装置を用いて要求ピッチモーメントを発生させることができ、専用の部品を追加する必要がない。

このように本発明によれば、旋回時に車両の軌跡がドライバーの意図しないものとなることを抑制できる車両運動制御装置を提供することができる。

実施形態に係る車両の概略構成図 図１に示される制御装置の機能ブロック図 図２に示される要求前後力演算部の機能ブロック図 図２に示される要求ピッチモーメント演算部の機能ブロック図 図１に示される車両運動制御装置による旋回軌跡の変化を説明するためのグラフ

以下、図面を参照して、本発明に係る車両運動制御装置３０の実施形態について詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る車両１の概略構成図である。図１に示されるように、実施形態に係る車両１は、車両１の骨格をなす車体２にサスペンション装置３を介して支持された左右の前輪４Ａ及び左右の後輪４Ｂを有する４輪自動車である。

車両１は、車輪４（４Ａ、４Ｂ）を駆動するパワープラント６を有している。パワープラント６は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関及び電動モータの少なくとも一方であってよい。本実施形態に係る車両１は、パワープラント６がガソリンエンジンであり、パワープラント６の駆動力及び回転抵抗（制動力）が前輪４Ａに伝達される前輪駆動車である。車両１は、他の実施形態では四輪駆動車や後輪駆動車であってよい。

パワープラント６は、例えば点火時期をリタードする（遅らせる）リタード制御によって、発生トルクを低減させ、前輪４Ａに制動力を与えることができる。

各サスペンション装置３は、車体２に回動可能に支持されたサスペンションアーム７と、サスペンションアーム７に支持され、前輪４Ａ及び後輪４Ｂを回転可能に支持するナックル８と、車体２とサスペンションアーム７との間に設けられたスプリング１１及びダンパ１２とを有している。

ダンパ１２は、減衰力を変更可能な減衰力可変ダンパであり、減衰力を変更することによって車体２にモーメントを与えることができる。ダンパ１２は、例えば、加減速時に減衰力を高められることにより、車両１の前後力に起因して車体２に発生するピッチモーメントを打ち消す向きのピッチモーメントを発生する。またダンパ１２は、旋回時に減衰力を高められることにより、車両１の遠心力に起因して車体２に発生するロールモーメントを打ち消す向きのロールモーメントを発生する。

車両１は、前輪４Ａを操舵する操舵装置１５を有している。操舵装置１５は、自身の軸線を中心として回動可能に支持されたステアリングシャフト１６と、ステアリングシャフト１６の一端に設けられたステアリングホイール１７と、ステアリングシャフト１６の他端に設けられたピニオンに噛み合うと共に、左右に延びて左右両端においてタイロッドを介して左右のナックル８に連結されたラック軸１８とを有している。ステアリングシャフト１６に連結されたステアリングホイール１７が回転すると、ラック軸１８が左右に移動して前輪４Ａに対応したナックル８が回動し、左右の前輪４Ａが転舵する。また、ステアリングシャフト１６には、運転者による操舵に応じてアシストトルクを付与する電動モータが設けられている。

各前輪４Ａ及び後輪４Ｂには、それぞれブレーキ２０が設けられている。ブレーキ２０は、例えばディスクブレーキであり、油圧供給装置２１から供給される油圧によって制御され、対応する前輪４Ａ及び後輪４Ｂに制動力を与える。油圧供給装置２１は各ブレーキ２０に供給する油圧を独立して制御することができ、各ブレーキ２０が対応する前輪４Ａ及び後輪４Ｂに与える制動力は互いに独立して変更可能である。

車両１には、車両運動を制御する車両運動制御装置３０が設けられている。車両運動制御装置３０は、その主要部として制御装置３１を備えている。制御装置３１は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバー等から構成された電子制御回路（ＥＣＵ）である。また、車体２には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルセンサや、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサが設けられている。制御装置３１は、複数の制御を実行し、１つの制御として、ブレーキペダルの操作量に基づいて各ブレーキ２０が発生すべき目標制動力を演算し、目標制動力に応じて油圧供給装置２１を制御する。また、制御装置３１は、他の１つの制御として、アクセルペダルの操作量に基づいてパワープラント６を制御する。

制御装置３１は、運転者のアクセルペダル操作及びブレーキペダル操作に関わらず、車両１の運動状態を表す車両状態量に基づいて、車両１に付加すべき要求前後力Ｆｘを演算し、演算した要求前後力Ｆｘを発生させるべく、ブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方を制御する。また、制御装置３１は、要求前後力Ｆｘに基づいて、要求前後力Ｆｘに起因して発生するピッチモーメントを打ち消す向きの（前上がりの）ピッチモーメントを車両１に付加すべき要求ピッチモーメントＭｐとして演算し、演算した要求ピッチモーメントＭｐを発生させるべく、ダンパ１２を制御する。車両状態量には、前輪４Ａの転舵角である前輪舵角δｆや、車両１の速度である車速Ｖ、車体２に実際に生じている横加速度（以下、実横加速度Ｇｙという）等が含まれる。

車体２には、車両状態検出手段としての車速センサ３３、前輪舵角センサ３４、横加速度センサ３５が設けられている。車速センサ３３は、各前輪４Ａ及び後輪４Ｂに設けられ、前輪４Ａ及び後輪４Ｂの回転に応じて発生するパルス信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１は、各車速センサ３３からの信号に基づいて、各前輪４Ａ及び後輪４Ｂの車輪速を取得すると共に、各車輪速を平均することによって車速Ｖを取得する。車速Ｖは、前進時に正の値として、後退時に負の値として取得される。前輪舵角センサ３４は、ステアリングシャフト１６の回転角に応じた信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１は、前輪舵角センサ３４からの信号に基づいて前輪４Ａの操舵角である前輪舵角δｆを取得する。前輪舵角δｆは左旋回操作時に正の値として、右旋回操作時に負の値として取得される。横加速度センサ３５は、車体２に発生している車両１の重心付近の実横加速度Ｇｙを検出するセンサであり、横加速度に応じた信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１は、横加速度センサ３５からの信号に基づいて車両１に生じる実横加速度Ｇｙを取得する。実横加速度Ｇｙは、左旋回走行時に正の値として、右旋回走行時に負の値として取得される。

なお、横加速度センサ３５が路面の横断勾配（バンク或いはカント）や車体２のロール角といった車体２の横傾斜角に起因する重力加速度を横加速度の成分として含む場合には、車体２の横傾斜角を推定し、横加速度センサ３５の検出値から車体２の横傾斜角に起因する成分を排除した値を用いることが好ましい。車体２の横傾斜角は、例えばＩＭＵ（inertial measurement unit；慣性計測装置）を用いて推定することができる。車体２の横傾斜角に起因する成分を排除することにより、車両１の実横加速度Ｇｙをより正確に検出することができる。

図２は、図１に示される制御装置３１の機能ブロック図である。図２に示されるように、制御装置３１では、規範横加速度演算部をなす規範横Ｇ演算部４１の処理が実行される。規範横Ｇ演算部４１は、前輪舵角δｆ及び車速Ｖに基づいて、車両１が発生すべき規範横加速度Ｇｙｒｅｆを算出する。規範横Ｇ演算部４１は、例えば、車両諸元に基づいて、舗装路のドライ路面走行時の値として設定されたマップを参照すること等によって規範横加速度Ｇｙｒｅｆを算出する。規範横加速度Ｇｙｒｅｆは、前輪舵角δｆの絶対値が大きいほど絶対値の大きな値として算出され、車速Ｖの絶対値が大きいほど絶対値の大きな値として算出される。規範横Ｇ演算部４１にて算出された規範横加速度Ｇｙｒｅｆは、ステア状態判定部４２の処理及び要求前後力演算部４３の処理に使用される。

ステア状態判定部４２は、規範横加速度Ｇｙｒｅｆと実横加速度Ｇｙとを比較することにより、車両１の旋回走行時のステア状態（アンダーステア又はオーバーステア）を判定する。具体的には、規範横加速度Ｇｙｒｅｆから実横加速度Ｇｙを減じた値が０以上であり且つ規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙが共に０以上である時に、ステア状態判定部４２は左旋回のアンダーステアと判定する。また、規範横加速度Ｇｙｒｅｆから実横加速度Ｇｙを減じた値が０以下であり且つ規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙが共に０以下である時に、ステア状態判定部４２は右旋回のアンダーステアと判定する。一方、規範横加速度Ｇｙｒｅｆから実横加速度Ｇｙを減じた値が０以下又は規範横加速度Ｇｙｒｅｆが０以下であり、且つ実横加速度Ｇｙが０以上である時に、ステア状態判定部４２は左旋回のオーバーステアと判定する。また、規範横加速度Ｇｙｒｅｆから実横加速度Ｇｙを減じた値が０以上又は規範横加速度Ｇｙｒｅｆが０以上であり、且つ実横加速度Ｇｙが０以下である時に、ステア状態判定部４２は右旋回のオーバーステアと判定する。ステア状態判定部４２は、判定した旋回状態及びステア状態を示すステア状態ＳＳを出力する。ステア状態ＳＳは、要求前後力演算部４３の処理に使用される。

要求前後力演算部４３は、ステア状態ＳＳ、規範横加速度Ｇｙｒｅｆ、実横加速度Ｇｙ及び車速Ｖに基づいて、車両１のステア状態をニュートラルステア状態に近付けるための要求前後力Ｆｘを算出する。言い換えれば、要求前後力演算部４３は、ステア状態ＳＳに応じて、実横加速度Ｇｙの規範横加速度Ｇｙｒｅｆに対する偏差である横Ｇ偏差ΔＧｙ１（図３）を減少させるための要求前後力Ｆｘを算出する。要求前後力演算部４３の具体的な処理については後に詳述する。要求前後力演算部４３により算出された要求前後力Ｆｘは、前後力制御部４４の処理及びピッチモーメント制御部４７の処理に使用される。

前後力制御部４４は、ブレーキ２０を制御するブレーキ制御部４５と、パワープラント６を制御するパワープラント制御部４６とを備えている。前後力制御部４４は、ブレーキ制御部４５とパワープラント制御部４６との処理を行うことにより、要求前後力Ｆｘを発生するようにブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方の出力を制御する。

ピッチモーメント制御部４７は、ダンパ１２の減衰力を制御することによって車体２に発生するピッチモーメントを制御するものであり、要求ピッチモーメント演算部４８と、サスペンション制御部としてのダンパ制御部４９とを備えている。要求ピッチモーメント演算部４８は、要求前後力Ｆｘに起因して車体２に発生するピッチモーメントを打ち消す向きのピッチモーメントを要求ピッチモーメントＭｐとして算出する。例えば、要求前後力Ｆｘが車両１を減速させるものである場合、車体２には前下がりのピッチモーメントが作用するため、要求ピッチモーメント演算部４８はこれを打ち消す前上がりの要求ピッチモーメントＭｐを算出する。逆に、要求前後力Ｆｘが車両１を加速させるものである場合、要求ピッチモーメント演算部４８は前下がりの要求ピッチモーメントＭｐを算出する。ダンパ制御部４９は、車体２に要求ピッチモーメントＭｐが発生するようにダンパ１２の減衰力を制御する。

図４は、図２に示される要求ピッチモーメント演算部４８の機能ブロック図である。図４を参照して、要求ピッチモーメント演算部４８の具体的な処理について説明する。要求ピッチモーメント演算部４８は、車両１の重心高及び制御ゲインを保持しており、第１乗算器６１と第２乗算器６２とを有している。要求ピッチモーメント演算部４８では、第１乗算器６１が要求前後力Ｆｘに重心高を乗じることにより、要求前後力Ｆｘに起因して車体２に発生するピッチモーメントを算出する。第２乗算器６２は、第１乗算器６１により算出されたピッチモーメントに制御ゲインを乗じることにより、ダンパ１２によって車体２に発生させる要求ピッチモーメントＭｐを算出する。

図３は、図２に示される要求前後力演算部４３の機能ブロック図である。図３を参照して、要求前後力演算部４３の具体的な処理について説明する。要求前後力演算部４３では、横Ｇ偏差演算部５１の処理が実行される。横Ｇ偏差演算部５１は、実横加速度Ｇｙの規範横加速度Ｇｙｒｅｆに対する偏差である横Ｇ偏差ΔＧｙ１を算出する。具体的には、横Ｇ偏差演算部５１は、規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙそれぞれに、正負で均等な同一の不感帯を設け、不感帯を超過した値に規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙとする。ここで、不感帯を超過した値とは、規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙから正負の対応する不感帯の設定値を減じた値と同義である。横Ｇ偏差演算部５１は、これらの補正された規範横加速度Ｇｙｒｅｆから実横加速度Ｇｙを減じることで横Ｇ偏差ΔＧｙ１を算出する。横Ｇ偏差ΔＧｙ１は制御横Ｇ偏差演算部５４での処理に使用される。

また、要求前後力演算部４３では、アンダーステア用ＦＢ閾値設定部５２の処理が実行される。アンダーステア用ＦＢ閾値設定部５２は、車速Ｖ及び実横加速度Ｇｙに応じ、マップを参照すること等によってアンダーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｕを算出する。また、アンダーステア用ＦＢ閾値設定部５２は、予め定められたアンダーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｕを保持しており、算出したアンダーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｕと保持しているアンダーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｕとのいずれかを選択信号に応じ、アンダーステア用設定ＦＢ閾値Ｇｔｈｕに設定する。アンダーステア用設定ＦＢ閾値Ｇｔｈｕは、横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３での処理に使用される。

横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３は、予め定められたオーバーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｈｏを保持している。横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３は、ステア状態ＳＳに応じ、アンダーステア用設定ＦＢ閾値Ｇｔｈｕとオーバーステア用ＦＢ閾値Ｇｔｈｏとのいずれか選択し、横Ｇ偏差ΔＧｙ１に対する制御閾値であるＦＢ閾値Ｇｙｔｈに設定する。具体的には、ステア状態ＳＳがアンダーステアの場合に、横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３はアンダーステア用設定ＦＢ閾値ＧｔｈｕをＦＢ閾値Ｇｙｔｈに設定する。一方、ステア状態ＳＳがオーバーステアの場合、横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３はオーバーステア用ＦＢ閾値ＧｔｈｏをＦＢ閾値Ｇｙｔｈに設定する。ＦＢ閾値Ｇｙｔｈは制御横Ｇ偏差演算部５４での処理に使用される。

制御横Ｇ偏差演算部５４は、横Ｇ偏差ΔＧｙ１に対し、ＦＢ閾値Ｇｙｔｈを不感帯として制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２を算出する。具体的には、制御横Ｇ偏差演算部５４は、横Ｇ偏差ΔＧｙ１からＦＢ閾値Ｇｙｔｈを減じた値、すなわち横Ｇ偏差ΔＧｙ１のＦＢ閾値Ｇｙｔｈに対する超過量である制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２を制御偏差として算出する。制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２は、制御前後力演算部５６での処理及び制御前後力制限部５７での処理に使用される。

更に、要求前後力演算部４３では、制御ゲイン設定部５５の処理が実行される。制御ゲイン設定部５５は、車速Ｖ及び実横加速度Ｇｙに基づいて、例えばマップを参照すること等によって制御ゲインＧを設定する。制御ゲインＧは制御前後力演算部５６での処理に使用される。

制御前後力演算部５６は、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２に制御ゲインＧを乗じることで要求前後力Ｆｘのベース値となる制御前後力Ｆｘｃ１を算出する。言い換えれば、制御前後力演算部５６は、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２による要求前後力Ｆｘの比例制御を行うべく制御前後力Ｆｘｃ１を算出する。すなわち、制御横Ｇ偏差演算部５４、制御ゲイン設定部５５及び制御前後力演算部５６により、横Ｇ偏差ΔＧｙ１による要求前後力Ｆｘのフィードバック制御を行うための制御前後力Ｆｘｃ１が算出される。制御前後力Ｆｘｃ１は制御前後力制限部５７での処理に使用される。

制御前後力制限部５７では、不感帯処理部５８の処理が実行される。不感帯処理部５８は、制御前後力Ｆｘｃ１に対し、予め定められた不感帯を設け、不感帯を超過した値を制限前制御後力Ｆｘｃ２として算出する。制限前制御後力Ｆｘｃ２は低値選択部６０での処理に使用される。

また、制御前後力制限部５７では、制限値設定部５９の処理が実行される。制限値設定部５９は、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２及び車速Ｖに基づいて、例えばマップを参照すること等によって要求前後力Ｆｘの制御最大値である前後力制限値Ｆｘｌｉｍを設定する。前後力制限値Ｆｘｌｉｍは低値選択部６０での処理に使用される。

低値選択部６０は、制限前制御後力Ｆｘｃ２及び前後力制限値Ｆｘｌｉｍのうち低い（絶対値が小さい）方の値を選択して要求前後力Ｆｘとして出力する。要求前後力Ｆｘは、図２を参照して説明したように、前後力制御部４４及びピッチモーメント制御部４７での処理に使用される。

以下、このように構成された車両運動制御装置３０の作用効果を説明する。

図２に示されるように、車両運動制御装置３０では、規範横Ｇ演算部４１が前輪舵角δｆ及び車速Ｖに基づいて規範横加速度Ｇｙｒｅｆを算出し、ステア状態判定部４２と、実横加速度Ｇｙと規範横加速度Ｇｙｒｅｆとに基づいてステア状態ＳＳを判定する。そして要求前後力演算部４３が、ステア状態ＳＳに応じて、横Ｇ偏差ΔＧｙ１を減少させるための要求前後力Ｆｘを算出し、前後力制御部４４が、要求前後力Ｆｘを発生するようにブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方の出力を制御する。

実横加速度Ｇｙが規範横加速度Ｇｙｒｅｆよりも低い場合、実横加速度Ｇｙと規範横加速度Ｇｙｒｅｆとの横Ｇ偏差ΔＧｙ１を減少させる要求前後力Ｆｘ、すなわち制動力がブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方に出力される。これにより、車速Ｖが低下し、車両１の走行軌跡が外側に膨らむことが抑制される。

図５は、図１に示される車両運動制御装置３０による旋回軌跡の変化を説明するためのグラフである。図５に示されるように、例えば、ドライバーがＲ１００のカーブに応じたステアリング操作を行った場合、前輪舵角δｆ及び車速Ｖに基づいて算出される規範横加速度Ｇｙｒｅｆは、Ｒ１００の曲線上の車速Ｖに応じた値になる。ところが、路面摩擦係数が低い低μ路では、車両１がアンダーステア状態になり、例えばＲ１５０の旋回軌跡をとる。このような場合に、車両運動制御装置３０が、制動側の要求前後力Ｆｘを発生するようにブレーキ２０及びパワープラント６の少なくとも一方の出力を制御することにより、車速Ｖが低下し、規範横加速度Ｇｙｒｅｆも低下することから、実横加速度Ｇｙの規範横加速度Ｇｙｒｅｆに対する偏差である横Ｇ偏差ΔＧｙ１が減少する。これにより、車両１はドライバーが意図したＲ１００の旋回軌跡をとることが可能になり、旋回時に車両１の軌跡がドライバーの意図しないものとなることが抑制される。このようにして、特に低μ路のカーブで車両１が外側へ逸脱することが抑制される。

図３に示されるように、要求前後力演算部４３では、横Ｇ偏差演算部５１が、規範横加速度Ｇｙｒｅｆ及び実横加速度Ｇｙに不感帯を設けて横Ｇ偏差ΔＧｙ１を算出する。これにより、前輪舵角センサ３４や車速センサ３３、横加速度センサ３５のノイズによって横Ｇ偏差ΔＧｙ１が頻繁に変化することが抑制されるため、要求前後力Ｆｘの変化によって車両１の走行安定性が低下することが抑制される。

要求前後力演算部４３では、制御横Ｇ偏差演算部５４、制御ゲイン設定部５５及び制御前後力演算部５６が、横Ｇ偏差ΔＧｙ１によるフィードバック制御によって要求前後力Ｆｘを算出する。これにより、横Ｇ偏差ΔＧｙ１によるフィードバック制御によって走行軌跡の維持に必要な要求前後力Ｆｘが適時算出されため、横Ｇ偏差ΔＧｙ１が大きくなること、すなわち旋回時に車両１の軌跡が外側へ逸脱することが抑制される。

要求前後力演算部４３では、アンダーステア用ＦＢ閾値設定部５２及び横Ｇ＿ＦＢ閾値設定部５３が、ステア状態ＳＳ、車速Ｖ及び実横加速度Ｇｙに応じて横Ｇ偏差ΔＧｙ１に対する制御閾値であるＦＢ閾値Ｇｙｔｈを設定する。また、制御横Ｇ偏差演算部５４が、横Ｇ偏差ΔＧｙ１のＦＢ閾値Ｇｙｔｈに対する超過量である制御偏差をなす制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２算出し、この値を用いてフィードバック制御が行われる。そのため、ステア状態ＳＳや車速Ｖ、実横加速度Ｇｙといった運転状態のパラメータに応じ、要求前後力Ｆｘを発生させる制御の介入度合いを変更することができ、前後力制御の設定自由度が向上する。なお、ＦＢ閾値Ｇｙｔｈは、ステア状態ＳＳ、車速Ｖ及び実横加速度Ｇｙの少なくとも１つに応じて設定されればよい。

要求前後力演算部４３では、制御前後力演算部５６が制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２に制御ゲインＧを乗じることで要求前後力Ｆｘを算出することにより、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２による比例制御が行われる。要求前後力Ｆｘの算出負荷は小さいため、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２に応じた要求前後力Ｆｘは即座に算出される。したがって、車両１の軌跡がドライバーの意図したものから逸れることが抑制される。

要求前後力演算部４３では、制御前後力制限部５７が、制御横Ｇ偏差ΔＧｙ２及び車速Ｖに応じて要求前後力Ｆｘに対する前後力制限値Ｆｘｌｉｍを設定し、前後力制限値Ｆｘｌｉｍによって要求前後力Ｆｘを制限する。これにより、自らの操作に起因しない大きな要求前後力Ｆｘの発生によってドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

要求前後力演算部４３では、制御前後力制限部５７が要求前後力Ｆｘに不感帯を設けることにより、要求前後力Ｆｘの正負が頻繁に切り替わることが抑制される。そのため、要求前後力Ｆｘの発生によってドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

図１及び図２に示されるように、車両運動制御装置３０は、車体２にピッチモーメントを発生させ得るサスペンション装置３と、サスペンション装置３のピッチモーメントを制御するピッチモーメント制御部４７とを更に備える。ピッチモーメント制御部４７では、要求ピッチモーメント演算部４８が、要求前後力Ｆｘに起因するピッチモーメントを打ち消す向きのピッチモーメントを要求ピッチモーメントＭｐとして算出し、サスペンション制御部をなすダンパ制御部４９が、要求ピッチモーメントＭｐを発生するようにサスペンション装置３のダンパ１２を制御する。これによって要求前後力Ｆｘが発生して車両１にピッチモーメントが作用することにより、ドライバーが違和感を覚えることが抑制される。

図１に示されるように、サスペンション装置３は減衰力可変式のダンパ１２を含んでおり、既存品のダンパ１２を用いて要求ピッチモーメントＭｐを発生させることができ、専用の部品を追加する必要がない。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、サスペンション装置３が、減衰力可変式のダンパ１２に代えて、或いはダンパ１２に加えて、エアサスペンション装置を備えていてもよい。この構成の場合には、要求前後力Ｆｘに起因するピッチモーメントを打ち消すためにより大きな要求ピッチモーメントＭｐをエアサスペンション装置に発生させることができ、ドライバーの違和感がより効果的に抑制される。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、制御手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 車両
２ 車体
３ サスペンション装置
６ パワープラント
１２ ダンパ（減衰力可変ダンパ）
３０ 車両運動制御装置
３１ 制御装置
３３ 車速センサ
３４ 前輪舵角センサ
３５ 横加速度センサ
４１ 規範横Ｇ演算部（規範横加速度演算部）
４２ ステア状態判定部
４３ 要求前後力演算部
４４ 前後力制御部
４５ ブレーキ制御部
４６ パワープラント制御部
４７ ピッチモーメント制御部
４８ 要求ピッチモーメント演算部
４９ ダンパ制御部（サスペンション制御部）
δｆ 前輪舵角
Ｖ 車速
Ｇｙ 実横加速度
Ｇｙｒｅｆ 規範横加速度
ＳＳ ステア状態
Ｆｘ 要求前後力
Ｍｐ 要求ピッチモーメント
ΔＧｙ１ 横Ｇ偏差（偏差）
Ｇｙｔｈ ＦＢ閾値（閾値）
ΔＧｙ２ 制御横Ｇ偏差（制御偏差）
Ｇ 制御ゲイン
Ｆｘｌｉｍ 前後力制限値

Claims (9)

1. 舵角を検出する舵角センサと、
   車速を検出する車速センサと、
   車体の実横加速度を検出する横加速度センサと、
   前記舵角及び前記車速に基づいて、車両が発生すべき規範横加速度を算出する規範横加速度演算部と、
   前記実横加速度と前記規範横加速度とに基づいてステア状態を判定するステア状態判定部と、
   前記ステア状態に応じて、前記実横加速度の前記規範横加速度に対する偏差を減少させるための要求前後力を算出する要求前後力演算部と、
   前記要求前後力を発生するようにブレーキ及びパワープラントの少なくとも一方の出力を制御する前後力制御部とを備えることを特徴とする車両運動制御装置。
2. 前記要求前後力演算部は、前記規範横加速度及び前記実横加速度に不感帯を設けて前記偏差を算出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。
3. 前記要求前後力演算部は、前記偏差によるフィードバック制御によって前記要求前後力を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両運動制御装置。
4. 前記要求前後力演算部は、前記ステア状態、前記車速及び前記実横加速度の少なくとも１つに応じて前記偏差に対する閾値を設定し、前記偏差の前記閾値に対する超過量である制御偏差を用いて前記フィードバック制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の車両運動制御装置。
5. 前記要求前後力演算部は、前記制御偏差に制御ゲインを乗じることで前記要求前後力を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両運動制御装置。
6. 前記要求前後力演算部は、前記制御偏差及び前記車速に応じて前記要求前後力に対する制限値を設定し、当該制限値によって前記要求前後力を制限することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車両運動制御装置。
7. 前記要求前後力演算部は、前記要求前後力に不感帯を設けることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両運動制御装置。
8. 車体にピッチモーメントを発生させ得るように構成されたサスペンション装置と、
   前記サスペンション装置のピッチモーメントを制御するピッチモーメント制御部とを更に備え、
   前記ピッチモーメント制御部は、
   前記要求前後力に起因するピッチモーメントを打ち消す向きのピッチモーメントを要求ピッチモーメントとして算出する要求ピッチモーメント演算部と、
   前記要求ピッチモーメントを発生するように前記サスペンション装置を制御するサスペンション制御部とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両運動制御装置。
9. 前記サスペンション装置が、減衰力可変ダンパ及びエアサスペンション装置の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両運動制御装置。

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