JP2021146963A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者と運転支援の目標経路が一致しない場合に、運転者の操舵アシスト受け入れ度合に応じて、左右輪の制駆動力を制御する事で運転者との協調性を向上でき、操舵フィーリングを悪化させることなく、操舵アシストが行えるようにする。【解決手段】目標経路決定部２５と、目標経路に基づいて決定される規範操舵角と実操舵角とを参照して実操舵角が前記規範操舵角に近づくよう操舵アシストする操舵アシスト計算手段２１とを備える。制駆動力発生機構３に付与するＤＹＣトルクを演算するＤＹＣ計算手段２２を備える。実操舵角と操舵系７Ａに作用する操舵トルクを用いて運転者が操舵アシストを受容しているかを判定する操舵アシスト受容判定手段２３を備える。操舵アシスト受容判定手段２３で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときにＤＹＣ計算手段２２は、車両にヨーモーメントを発生させるＤＹＣ指令値を制駆動力発生機構に付与する。【選択図】図２

Description

この発明は、操舵アシスト制御およびＤＹＣ（ダイレクト・ヨーモーメント・コントロール）の機能を備えた車両に適用される車両制御装置に関し、運転者の操舵アシスト受け入れ度合に応じたＤＹＣにより操舵フィーリングを向上させる技術に係る。

特許文献１には、操舵アシスト機構と左右制駆動力配分機構を備えた車両において、それらの作動制御と運転者の操舵との協調を図りながら運転支援を実行する装置が示されている。制駆動力は、制動力および駆動力の総称である。
特許文献２には、操舵系のエネルギーの変化率を演算し、操舵系のエネルギーの変化率に基づいて操舵伝達装置に付与する操舵支援量を調整する制御装置が示されている。

特許第６２６９５５７号公報 特許第６３６９４４０号公報

特許文献１の開示技術では、運転者の操舵との協調を図りながら運転支援を実行する為に、運転者の運転特性（運転技能の高さ）によって、ＤＹＣで発生させるヨーモーメントの大きさを調整している。しかし、上記で用いている運転特性は運転者の操舵角と車両状態量から求めていて、運転者の操舵アシスト受け入れ度合に関しては考慮していない。
特許文献２の開示技術では、操舵系の操舵エネルギーを演算し、運転者が操舵系にエネルギーを加えている方向を正方向とし、運転者が操舵している正入力か、路面外乱等により運転者が力を受ける逆入力かを判別し、ステアリングと操舵輪を繋ぐ操舵伝達装置に付与する操舵支援量を調整している。しかし、操舵アシスト機構による逆入力については示されていない。

運転者が操舵をする際に、特許文献１に記されている運転者の運転特性に応じた運転支援は、有効であると考えられる。しかし、運転者は必ずしも運転支援を受け入れ、運転支援が教示する方向へ操舵をするとは限らない。運転者と運転支援の目標経路が一致しない場合、運転者はその偏差に応じた操舵アシストトルクを受けながら操舵をしなければならず、運転者への負荷が増大してしまう。
また、特許文献２では、運転者が操舵している正入力を基準に考えると、特許文献１に記されている操舵アシストトルクは操舵系に働く外乱として考える事となる。運転者と運転支援の目標経路が一致しない場合に操舵アシストトルクが操舵系への外乱による逆入力を運転者が受けながら操舵していると判断され、パワーステアリングのパワーアシスト量を変更する事になる。特許文献２に記されている路面外乱等に応じて、パワーアシスト量を変更する事には有効であるが、制御が作用させた操舵アシストトルクを外乱と捉え、パワーアシスト量を変更する事は操舵系のフィーリングを悪化させ、運転者に違和感を与えてしまう。

この発明の目的は、運転者と運転支援の目標経路が一致しない場合に、運転者の操舵アシスト受け入れ度合に応じて、左右輪の制駆動力を制御する事で運転者との協調性を向上させることができ、操舵フィーリングを悪化させることなく、操舵アシストが行える車両制御装置を提供することである。

この発明の第１の車両制御装置は、前輪および後輪の少なくとも一方で駆動力および制動力の両方またはいずれか一方を左右輪独立に発生出来る制駆動力発生機構３と、ステアリングホイール９による操舵のトルクに操舵アシストトルクＴａを付与出来る操舵機構７とを備えた車両１に装備される車両制御装置であって、
前記車両１の目標経路Ｒ^＊を決定する目標経路決定部２５と、前記目標経路Ｒ^＊に基づいて決定される規範操舵角θ^＊ _ＳＷと操舵角センサ１１が出力する実操舵角θ_ＳＷとを参照して前記実操舵角θ_ＳＷが前記規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくように操舵アシストするための操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を演算する操舵アシストトルク演算部２８を含む操舵アシスト計算手段２１と、
前記制駆動力発生機構３に付与するＤＹＣトルクの指令値であるＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRを演算するＤＹＣ指令値演算部３３を含むＤＹＣ計算手段２２と、
前記実操舵角θ_ＳＷと操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴを用いて運転者が前記操舵アシストを受容しているかを判定する操舵アシスト受容判定手段２３とを備え、
前記操舵アシスト受容判定手段２３で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときに前記ＤＹＣ計算手段２２は、前記車両１にヨーモーメントを発生させる前記ＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRを前記制駆動力発生機構３に付与する。

この構成によると、運転者と運転支援の目標経路Ｒ，Ｒ^＊が一致せず、操舵アシストが受け入れられていないと操舵アシスト受容判定手段２３が判定した場合に、ＤＹＣ計算手段２２は、ＤＹＣによるヨーモーメントを発生させる。このＤＹＣによるヨーモーメント制御は、実操舵角θ_ＳＷが操舵アシストの規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくようにヨーモーメントを発生させる。これにより、運転者の目標経路Ｒでの実操舵角θ_ＳＷが規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくことになり、このことによって、操舵アシストトルクＴａは減少し、運転者との協調性を向上させることができて、運転者の負荷が減る。操舵アシストトルクＴａが減少する事で、パワーステアリングのパワーアシスト量を変更する事が抑えられ、操舵フィーリングの悪化を防ぐ事が出来る。

この発明において、前記操舵アシスト受容判定手段２３は、前記実操舵角θ_ＳＷと前記操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴから前記操舵系７Ａに作用する操舵エネルギー量DEとこの操舵エネルギー量DEの変化量dDEを推定する操舵エネルギー推定部２９を有し、操舵エネルギー量DEと操舵エネルギー量DEの変化量dDEとで規定される領域Ｅから、前記推定された操舵エネルギー量DEおよびこの操舵エネルギー量DEの変化量dDEのいずれかが外れたときに、運転者が操舵アシストを受容していないと判定するようにしてもよい。
操舵アシスト受容判定手段２３が実操舵角θ_ＳＷと操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴを用いて運転者が操舵アシストを受容しているか判定するにつき、具体的には前記のように操舵系７Ａの操舵エルギーで判別することができる。
操舵エネルギー量DEとこの操舵エネルギー量DEの変化量dDEとを用いて判定することで、運転者の操舵アシスト受入れ度合いをより適切に判定することができる。

この発明の第２の制御装置は、運転者が操舵アシストを受容しているか判定するにつき、第１の車両制御装置では実操舵角θ_ＳＷと操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴを用いて判定していたところを、目標操舵トルクＴ^＊と操舵トルクＴとの偏差（Ｔ^＊−Ｔ）によって判定する。
すなわち、この発明の第２の車両制御装置は、前輪および後輪の少なくとも一方で駆動力および制動力の両方またはいずれか一方を左右輪独立に発生出来る制駆動力発生機構３と、ステアリングホイール９による操舵のトルクに操舵アシストトルクＴａを付与出来る操舵機構７とを備えた車両１に装備される車両制御装置であって、
前記車両１の目標経路Ｒ^＊を決定する目標経路決定部２５と、前記目標経路Ｒ^＊に基づいて決定される規範操舵角θ^＊ _ＳＷと操舵角センサ１１が出力する実操舵角θ_ＳＷとを参照して前記実操舵角θ_ＳＷが前記規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくように操舵アシストするための操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を演算する操舵アシストトルク演算部２８を含む操舵アシスト計算手段２１と、
前記制駆動力発生機構３に付与するＤＹＣトルクの指令値であるＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRを演算するＤＹＣ指令値演算部３３を含むＤＹＣ計算手段２２と、
前記規範操舵角θ^＊ _ＳＷから計算される目標操舵トルクＴ^＊と前記操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴとの偏差（Ｔ^＊−Ｔ）が閾値を超えたときに、運転者が操舵アシストを受容していないと判定する操舵アシスト受容判定手段２３とを備え、
前記操舵アシスト受容判定手段２３で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときに前記ＤＹＣ計算手段２２は、前記車両１にヨーモーメントを発生させるＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRを前記制駆動力発生機構３に付与する。

このように、目標操舵トルクＴ^＊と操舵トルクＴとの偏差（Ｔ^＊−Ｔ）によって判定する場合も、運転者が操舵アシストを受容している否かを適切に判定することができる。特に、ステアリングハンドル９を保舵するような定常状態において、運転者が操舵アシストを受容している否かを適切に判定することができる。その他の作用は、第１の車両制御装置の場合と同様である。

この発明において、前記操舵アシスト受容判定手段２３が、運転者が操舵アシストを受容していないと判定したとき、前記操舵アシストトルク演算部２８は、出力する操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を小さくするようにしてもよい。前記操舵アシストトルク演算部２８は、例えば、操舵アシストゲインKaを小さくすることで、出力する操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を小さくする。
運転者が操舵アシストを受容していないと判定したときに操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を小さくすることで、パワーステアリングのパワーアシスト量を変更する事が抑えられ、操舵フィーリングの悪化を防ぐ事がより良好に行える。

この発明において、前記操舵アシスト受容判定手段２３は、運転者が操舵アシストを受容してない程度を判定し、操舵アシストを受容してないと判定した場合に、受容してない程度に応じ、前記ＤＹＣ計算手段２２がＤＹＣのヨーモーメントをある一定の大きさまで発生させた後にアシストゲイン演算部３１が操舵アシストゲインＫａを小さくし、または前記ＤＹＣ計算手段２２がＤＹＣのヨーモーメントを発生させるとともに前記アシストゲイン演算部３１が操舵アシストゲインＫａを小さくするようにしてもよい。
ＤＹＣによるヨーモーメントにより操舵アシストトルクＴａの大きさを小さくすることができるが、滑りやすい路面や車両に生じる横加速度が大きな走行等では制駆動力発生手段が発生する制駆動力によってタイヤがスリップし易いため、ＤＹＣで発生できるヨーモーメントには限界がある。そのため、運転者が操舵アシストを受容していないと判定した時、ＤＹＣのヨーモーメントＭｚをある一定の大きさまで発生させた後に操舵アシストゲインＫａを小さくするか、またはＤＹＣのヨーモーメントを発生させるとともに操舵アシストゲインＫａを小さくするのが良い。

この発明の車両制御装置は、前輪および後輪の少なくとも一方で駆動力および制動力の両方またはいずれか一方を左右輪独立に発生出来る制駆動力発生機構と、ステアリングホイールに操舵アシストトルクを付与出来る操舵機構とを備えた車両に装備される車両制御装置であって、前記車両の目標経路を決定する目標経路決定部と、前記目標経路に基づいて決定される規範操舵角と操舵角センサが出力する実操舵角とを参照して前記実操舵角が前記規範操舵角に近づくように操舵アシストするための操舵アシスト指令トルクを演算する操舵アシストトルク演算部を含む操舵アシスト計算手段と、前記制駆動力発生機構に付与するＤＹＣトルクの指令値であるＤＹＣ指令値を演算するＤＹＣ指令値演算部を含むＤＹＣ計算手段と、運転者が前記操舵アシストを受容しているか判定する操舵アシスト受容判定手段とを備え、前記操舵アシスト受容判定手段で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときに前記ＤＹＣ計算手段は、前記車両にヨーモーメントを発生させるＤＹＣ指令値を前記制駆動力発生機構に付与するため、運転者と運転支援の目標経路が一致しない場合に、運転者の操舵アシスト受け入れ度合に応じて、左右輪の制駆動力を制御する事で運転者との協調性を向上させることができ、操舵フィーリングを悪化させることなく、操舵アシストが行える。

この発明の第１の実施形態に係る車両制御装置を装備した車両の概念構成を示すブロック図である。 同車両制御装置の概念構成を示すブロック図である。 同車両制御装置における操舵アシスト受容判定手段が判定に用いる操舵エネルギー量と操舵エネルギー量の変化量とで規定される領域の一例の説明図である。 同車両制御装置における操舵アシスト受容判定手段が判定に用いる操舵エネルギー量と操舵エネルギー量の変化量とで規定される領域の他の例の説明図である。 同車両制御装置における操舵アシスト計算手段が出力する操舵シシストの受容の程度と操舵アシストゲインの関係例を示すグラフである。 同車両制御装置を装備した車両における運転者の目標経路と操舵アシスト制御の目標経路との関係を示す一例の説明図である。 同車両制御装置を装備した車両における運転者の目標経路と操舵アシスト制御の目標経路との関係を示す他の例の説明図である。 同車両制御装置を装備した車両における運転者の目標経路と操舵アシスト制御の目標経路との関係を示すさらに他の例の説明図である。 同車両制御装置を装備した車両における運転者の目標経路と操舵アシスト制御の目標経路との関係を示すさらに他の例の説明図である。 同車両に装備される制駆動装置の一例となるインホイールモータ駆動装置の断面図である。 この発明の第２の実施形態に係る車両制御装置の概念構成を示すブロック図である。

＜車両全体の構成＞
この発明の第１の実施形態を図１〜図１０と共に説明する。図１は、この実施形態に係る車両制御装置を装備した車両の概念構成を示す。この車両１は、４輪駆動の自動車であり、前輪２ｆおよび後輪２ｒの各々に対し、駆動力および制動力を左右輪独立に発生できる制駆動力発生装置３が設けられている。
制駆動力発生装置３は、この実施形態ではインホイールモータ駆動装置で構成され、図１０に一例を示すように、制駆動源であるモータ４と、前記前輪２ｆまたは後輪２ｒである車輪を回転自在に支持する車輪用軸受５と、モータ４の出力を減速して前記車輪用軸受５の回転輪であるハブ輪５ａに伝達する減速機６とを有している。モータ４は、同期モータ等の交流モータであり、ステータ４ａとロータ４ｂを有する。車輪用軸受５の固定輪５ｂは、サスペンションを介して、またはナックルおよびサスペンションを介して車体（いずれも図示せず）に設置される。車輪用軸受５の前記ハブ輪５ａに、前記車輪のホイール（図示せず）が取付けられる。前記減速機６は、ギヤ列からなる。
図１において、車両１には制御装置として、制動駆動力制御装置１３、操舵制御装置１０、および車両制御装置２０が装備されている。

＜制駆動力制御装置１３＞
制駆動制御装置１３は、アクセルペダル１４およびブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて車両全体の制駆動力指令を生成し、各輪に分配して駆動電流を各輪の制駆動力発生装置３のモータ４（図１０）に与える。制駆動制御装置１３は、前記基本機能に加え、車両制御装置２０から与えられたＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RR(図２参照)に従って各制駆動力発生装置３をＤＹＣ制御する機能を有する。
制駆動制御装置１３は、コンピュータおよび電子部品で構成されて車両１の全体の協調制御等を行うＥＣＵ（「ＶＣＵ」とも称される）と、バッテリの直流電流を交流電流に変換して制御して前記モータ４に出力する各輪のインバータ装置（いずれも図示せず）とで構成される。

＜操舵機構７＞
図１において、前輪２ｆは操舵輪であり、操舵機構７によって操舵される。操舵機構７は、モータ８を備えたパワーステアリング装置であり、運転者により操作されるステアリングハンドル９の実操舵角θ_ＳＷ(図２参照)に応じて操舵制御装置１０がモータ８を制御することで操舵を行う。前記実操舵角θ_ＳＷは、ステアリングハンドル９が取付けられたステアリングシャフト９ａの回転角度を検出する操舵角センサ１１の出力により得る。ステアリングシャフト９ａに対しては、操舵角センサ１１の他に、ステアリングシャフト９ａに作用する操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１２が設けられ、トルクセンサ１２の出力が、ステアリングハンドル９および操舵機構７を含む操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴとして取り扱われる。

＜操舵アシスト機能＞
操舵機構７は、車両制御装置２０から与えられる操舵アシスト指令トルクＴａ^＊に従い、操舵制御装置１０によりモータ８を駆動し、モータ８から出力される操舵アシストトルクＴａにより、運転者の操舵を支援する操舵アシスト機能を備えている。

＜車両制御装置２０＞
車両制御装置２０は、操舵アシストおよびＤＹＣ制御を行う制御手段であり、前記制駆動力制御装置１３を構成するＥＣＵ（ＶＣＵ）の一部として、または独立した専用のＥＣＵとして設けられる。車両制御装置２０は、前記操舵角センサ１１およびトルクセンサ１２の検出信号、並びに各種の外界センサ、内界センサ等のセンサ類１９の検出信号が入力されて、ＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRおよび操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を生成し、それぞれ制駆動力制御装置１３および操舵制御装置１０に出力する。

車両制御装置２０の概念構成のブロック図を図２に示す。車両制御装置２０は、操舵アシスト計算手段２１、ＤＹＣ計算手段２２、および操舵アシスト受容判定手段２３で構成される。

＜操舵アシスト計算手段２１＞
操舵アシスト計算手段２１は、地図情報２４を記憶した手段、目標経路決定部２５、自車位置推定部２６、規範操舵角演算部２７、および操舵アシストトルク演算部２８を備える。

地図情報２４は、道路地図、自車が走行する経路上の交差点や交通標識といったランドマークの位置、道路幅、道路曲率などである。
目標経路決定部２５は、ミリ波レーダや、光センサ技術であるライダー（ＬｉＤＡＲ）、およびカメラ等といった外界センサから得られる車両周囲の環境情報、前記地図情報２４、および自車位置推定部２６が出力する自車位置を基に、操舵アシスト制御において自車が走行する目標経路Ｒ^＊(図６〜図９参照)を決定する。目標経路Ｒ^＊は、運転者が見える程度の距離範囲における経路であり、例えば数十ｍ（２０〜６０ｍ）程度の範囲とし、車両１が走行するに従って逐次更新する。
自車位置推定部２６は、自車が道路上のどの位置を走行しているかを前記各外界センサおよび、ＩＭＵ（慣性センサ）等の内界センサの情報を取得して推定し出力する。前記「外界センサ」および「内界センサ」は、図１のセンサ類１９における一部のセンサである。

規範操舵角演算部２７は、自車位置推定部２６が出力した操舵アシスト制御の目標経路Ｒ^＊および自車位置推定部２６が推定した自車位置から、規範操舵角θ^＊ _ＳＷを演算する手段である。
規範操舵角θ^＊ _ＳＷの演算方法の一例として、前方注視モデルを用いる方法を示す。
前方注視モデルでは、運転者は前方の距離Ｌだけ離れた位置を注視してその位置を将来到達位置とし、目標経路Ｒ^＊と将来到達位置との差に比例した操舵を行う（目標操舵角を決める）と仮定している。式(1) は、前方注視モデルによる規範操舵角θ^＊ _ＳＷの計算式である。

式 (1)

ここで、ｈ：操舵比例定数
τ_Ｌ：操舵むだ時間
Ｙ：現在位置の車両横位置
Ｌ：前方注視の距離
θ：現在位置の車両ヨー角
Ｙ_ＯＬ：将来到達位置の目標横位置

操舵アシストトルク演算部２８は、操舵アシスト指令トルクＴａ^＊を演算し、前記操舵制御装置１０に出力する。操舵アシスト指令トルクＴａ^＊は、例えば式(2) のように求める。式(2) は、自車が目標経路Ｒ^＊を追従する為に必要な規範操舵角θ^＊ _ＳＷと実操舵角θ_ＳＷとの差に比例したトルクを示す。
Ｔａ^＊＝Ｋａ（θ_ＳＷ−θ^＊ _ＳＷ） ……(2)
ここでＫａは操舵アシストゲインである。
操舵アシストゲインＫａは、操舵アシスト指令トルクＴａ^＊の大きさを調整する係数であり、操舵アシスト受容判定手段２３から入力される。

＜操舵アシスト受容判定手段２３＞
操舵アシスト受容判定手段２３は、前記実操舵角θ_ＳＷと操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴを用いて運転者が前記操舵アシストを受容しているか判定する手段である。
操舵アシスト受容判定手段２３は、操舵エネルギー推定部２９および受容判定部３０を備え、受容判定部３０にアシストゲイン演算部３１を有している。

操舵エネルギー推定部２９は、操舵エネルギーDEおよび操舵エネルギーDEの変化量dDEを推定し出力する。操舵エネルギーDEは操舵系７Ａのステアリングハンドル９（図１参照）を回す回転エネルギーとステアリングシャフト９ａを捩じる弾性エネルギーの総和であり、式(6) で計算する。

式(6)
ここで、Ｉはステアリングハンドル９の慣性モーメント、ｋはステアリングシャフト９ａのバネ定数である。
操舵トルクＴは式(7) となるため、式(6) は式(8) になる。
Ｔ＝ｋ・θ_ＳＷ 式(7)

式(8)
また、操舵エネルギーの変化量dDEは、式(8) を微分した式(9) で計算する。

式(9)

上記、操舵エネルギーの推定は操舵系７Ａに作用する操舵トルクＴを操舵トルクセンサ１２で測定した値から推定する事が望ましい。

受容判定部３０は、操舵エネルギー推定部３１から入力された操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDEから、運転者が操舵アシストを受容しているかを判定し、ＤＹＣのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する。

操舵エネルギーDEについて説明する。式(8) の右辺第１項はゼロまたは正の値となり、第２項は、操舵角の正負（ステアリングハンドル９が切られている向き）と操舵トルクＴの正負（向き）が同じときに正、逆のときに負の値になる。第２項が正の時は運転者がステアリングハンドル９を切り増すか保持しており、負の時は運転者がステアリングハンドル９を積極的に切り戻していることを示す。
日常的な運転では急操舵を行わないので第１項の値は比較的小さく、第２項が支配的になる。

運転者が操舵アシストトルクＴａに逆らうとき、運転者の操舵トルクＴは大きくなるため、第２項の値の大きさは大きくなり、そのため、操舵エネルギーDEの大きさから運転者が操舵アシストを受容しているかどうか判定することができる。

また、第２項の大きさは、運転者の操舵トルクＴの大きさと操舵角の大きさに比例するので、操舵角が大きい場面、すなわち車両の横移動量やヨー運動が大きく運転操作の難易度が高い走行シーンにおいて操舵トルクＴの大きさが操舵エネルギーDEの大きさに反映され易いため、操舵アシストが受容されているかを判定し易い。

次に操舵エネルギーDEの変化量dDEについて説明する。操舵エネルギーDEの変化量dDEの絶対値が大きい場合、操舵角θ、操舵角速度 dθもしくは操舵トルクＴが大きく変化しているため、運転者が違和感を持つ可能性が高く、操舵アシストを受容していないと判定できる。

受容判定部３０は、これらの考え方に基づき、操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDEの絶対値が共に小さい場合は操舵アシストが受容されていると判断し、大きい場合は受容されていないと判定する。

＜受容判定部３０の判定方法の具体例、図３＞
受容判定部３０が判定する判定方法の一例を図３に示す。グラフの縦軸を操舵エネルギーDEの変化量dDE、横軸を操舵エネルギーDEとしたとき、DE１＜０＜DE２、およびdDE１＜０＜dDE２となる領域Ｅの閾値を設定する。具体的には、DE１とdDE１、DE１とdDE２、DE２とdDE１、DE２とdDE２をそれぞれを結ぶ線分で形成される四角形の内側の領域Ｅに、推定した操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDEを示す点Ｄが存在するとき、操舵アシストが受容されていると判定し、それ以外の領域Ｕに操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDEが存在するときは操舵アシストが受容されていないと判定する。

DE１とdDE１、DE１とdDE２、DE２とdDE１、DE２とdDE２はそれぞれを曲線で結んでも良く、例えば図４のように楕円形状としても良い。

操舵アシストが受容されていると判定された場合、受容判定部３０はＤＹＣのＯＦＦ指令を出力し、かつ操舵アシストゲインＫａとして操舵アシストゲインの初期設定値Ｋ１を出力する。操舵アシストが受容されていないと判定された場合、受容判定部３０はＤＹＣのＯＮ指令を出力し、かつ受容判定部３０の内部に存在するアシストゲイン演算部３１の出力を操舵アシストゲインＫａとして出力する。

アシストゲイン演算部３１は、推定した操舵エネルギーDEおよび操舵エネルギーDEの変化量dDEと、図３における原点から前記点Ｐまでの、式(10)で求まる距離Ｄ_ｉｓに応じて操舵アシストゲインＫａを出力する。

式(10)

距離Ｄ_ｉｓが図３における操舵アシストが受容されていないと判断する領域Ｕに対して閾値を越えて大きくなった場合、操舵アシストゲインＫａを初期値Ｋ１から次第に小さくなるように出力する。

図５は、前記距離Ｄ_ｉｓと操舵アシストゲインＫａの関係を示している。操舵アシストゲインＫａは、距離Ｄ_ｉｓが大きくなるに従い、実線のように直線的に０まで減少させても良いし、破線のように正の下限値を設けても良いし、一点鎖線のように曲線的に減少させても良い。
また、後述するＤＹＣによるヨーモーメントにより操舵アシストトルクＴａの大きさを小さくすることができるが、滑りやすい路面や車両１に生じる横加速度が大きな走行等では、インホイールモータ駆動装置からなる制駆動装置３の制駆動力によってタイヤがスリップし易いため、ＤＹＣで発生できるヨーモーメントには限界がある。そのため、運転者が操舵アシストを受容していないと判定した時、ＤＹＣのヨーモーメントをある一定の大きさまで発生させた後に操舵アシストゲインＫａを小さくするか、もしくはＤＹＣのヨーモーメントを発生させるとともに操舵アシストゲインＫａを小さくするのが良い。

＜ＤＹＣ計算手段２２、図２＞
ＤＹＣ計算手段２２は、ヨーモーメント演算部３２およびＤＹＣ指令値演算部３３を備える。
ヨーモーメント演算部３２は、インホイールモータ駆動装置からなる制駆動装置３の制駆動力により車両１に発生させるヨーモーメントＭｚ(図７、図９)を演算し出力する。

ＤＹＣで発生させるヨーモーメントＭｚについて、円旋回中の定常状態を例に説明する。図６は、操舵アシスト制御の目標経路Ｒ^＊に対し、ある一定の距離だけ旋回の外側の経路Ｒを運転者が走行しようとしている場面である。
このとき、同図（Ｂ）のように操舵アシスト計算手段２１の規範操舵角演算部２７で演算される規範操舵角θ^＊ _ＳＷに比べて実操舵角θ_ＳＷが小さいため、規範操舵角θ^＊ _ＳＷと実舵角θ_ＳＷの差（θ^＊ _ＳＷ−θ_ＳＷ）に基づいた反時計回りの操舵アシストトルクＴａがステアリングハンドル９に発生している。また運転者は、自身の目標経路Ｒを走行するため時計回りの操舵トルクＴを入力し、操舵アシストトルクＴａに対抗している。

この実施形態では、このような場面で運転者が操舵アシストを受容していないと操舵アシスト受容判定手段２３が判定し、図７のようにＤＹＣでヨーモーメントＭｚを発生させる。ヨーモーメントＭｚの向きは、運転者がステアリングハンドル９の操作で車両１に発生させようとしているヨーモーメントと同じ向きであり、大きさは、ステアリングハンドル９の操作のみで操舵アシスト制御の目標経路Ｒ^＊を走行する場合の規範ヨーレートと、で運転者の目標経路Ｒを走行する場合の実ヨーレートとの差であるヨーレート偏差に比例する。
Ｍｚ＝Ｋｍ（ｒ（θ^＊ _ＳＷ）−ｒ（act））
ＫｍはＤＹＣゲイン
実ヨーレートｒ（act）は、車両１に搭載されたセンサ等から計測された値、もしくは、実操舵角θ_ＳＷとＤＹＣのヨーモーメントＭｚを用いて計算された値を使用するのが好ましい。

ヨーモーメントＭｚを車両１に発生させると、運転者は目標経路Ｒを走行するために実操舵角θ_ＳＷを大きくする必要があり、実操舵角θ_ＳＷが規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づく。これにより、操舵アシストトルクＴａは小さくなるため、運転者は小さな操舵トルクＴで自身の目標経路Ｒを走行することができる。ヨーモーメントＭｚの大きさを調節し、実操舵角θ_ＳＷを規範操舵角θ^＊ _ＳＷに一致させることで、操舵アシストトルクＴａの発生をゼロとすることもできる。

図８は、操舵アシスト制御の目標経路Ｒ^＊に対し、ある一定の距離だけ旋回の内側の経路Ｒを運転者が走行しようとしている場面である。図４と同様にＤＹＣでヨーモーメントＭｚを発生させたとき、図９のようになる。実操舵角θ_ＳＷが規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくことにより、操舵アシストトルクＴａおよび運転者の操舵トルクＴを小さくすることができる。
ＤＹＣ指令値演算部３３(図２)は、ヨーモーメント演算部３２が出力するヨーモーメントＭｚを実現するために必要な制駆動力発生装置３の制駆動力を、4 輪の制駆動力発生装置３のＤＹＣ指令値IWM_FL, IWM_FR, IWM_RL, IWM_RRとして演算し出力する。

＜作用、効果のまとめ＞
この実施形態は、このように、操舵アシスト機構と前輪２ｆもしくは後輪２ｒで左右独立に制駆動力を制御出来る車両に於いて、運転者の操舵アシスト受け入れ度合を操舵系７Ａの操舵エネルギーDEで判別する。操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDE から操舵アシストが受け入れられていないと判定された場合、操舵アシストゲインの変更とＤＹＣによるヨーモーメントＭｚを発生させる。操舵アシストゲインＫａは、操舵エネルギーDEと操舵エネルギーDEの変化量dDE の大きさに応じて変更する。ＤＹＣによるヨーモーメント制御は、実操舵角θ_ＳＷが操舵アシストの規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づくようにヨーモーメントＭｚを発生させる。
このように、運転者と運転支援の目標経路Ｒ，Ｒ^＊が一致せず、操舵アシストが受け入れられていないと判定した場合に、この実施形態による操舵アシストゲインＫａの変更とＤＹＣ によるヨーモーメントＭｚを発生させる事で運転者の目標経路Ｒでの実操舵角θ_ＳＷが規範操舵角θ^＊ _ＳＷに近づく事になる。このことによって、操舵アシストトルクＴａは減少し、運転者の負荷が減る。操舵アシストトルクＴａが減少する事で、パワーステアリングのパワーアシスト量を変更する事が抑えられ、操舵フィーリングの悪化を防ぐ事が出来る。

＜他の実施形＞
図１１は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図１〜図１０と共に示す第１の実施形態で説明した事項と同様である。
この実施形態は、操舵アシスト受容判定手段２３Ａを、第１の実施形態における操舵アシスト受容判定手段２３と次のように異ならせた例である。
この実施形態では、操舵アシスト受容判定手段２３Ａが、第１の実施形態における操舵エネルギー推定部２９(図２)の代わりに、操舵トルク偏差演算部３４を備えている。操舵アシスト計算手段２１で算出される規範操舵角θ^＊ _ＳＷから目標経路Ｒ^＊を辿る際に転舵輪に発生するセルフアライニングトルクを推定することで、セルフアライニングトルクに釣り合うトルクを操舵系７Ａ(図１)に入力するべき目標操舵トルクＴ^＊と考える事が出来る。

操舵トルク偏差演算部３４では、操舵トルクセンサ１１(図１)の測定値から求められる運転者が入力している操舵トルクＴと目標操舵トルクＴ^＊の偏差（以下、操舵トルク偏差（Ｔ^＊−Ｔ）を演算し出力する。受容判定部３０では、操舵トルク偏差（Ｔ^＊−Ｔ）の絶対値が増加し予め定めた閾値を超えた場合、上記操舵エネルギーと同様に運転者が操舵アシストを受け入れていないと判別する。
この構成の場合、特にステアリングホイール９(図１)を保舵するような定常状態において運転者が操舵アシストを受容しているかどうかを直感的にも判別できる。

なお、前記各実施形態では、四輪駆動でかつ制駆動力発生装置３がインホールモータ駆動装置である場合につき、説明したが、制駆動力発生装置３は、前輪２ｆおよび後輪２ｒの少なくとも一方で駆動力および制動力の両方または一方を左右輪独立に発生出来る装置であればよく、前輪駆動または後輪駆動の二輪駆動であってもよく、また制駆動力発生装置３は、左右輪に対してモータを設けたオンボード形式の装置であっても、さらに、ガソリンエンジン等の内燃機関車であって、ブレーキを左右独立に制御できる構成したものであってもよい。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…車両、２ｆ…前輪、２ｒ…後輪、３…制駆動力発生装置、４…モータ、５…車輪用軸受、７…操舵機構、８…モータ、１０…操舵制御装置、１３…制動駆動力制御装置、１１…操舵角センサ、９ａ…ステアリングシャフト、１２…操舵トルクセンサ、８…モータ、２０…車両制御装置、２１…操舵アシスト計算手段、２２…ＤＹＣ計算手段、２３，２３Ａ…操舵アシスト受容判定手段、２４…地図情報、２５…目標経路決定部、２６…自車位置推定部、２７…規範操舵角演算部、２８…操舵アシストトルク演算部、２９…操舵エネルギー推定部、３０…受容判定部、３１…アシストゲイン演算部、３２…ヨーモーメント演算部、３３…ＤＹＣ指令値演算部、３４…操舵トルク偏差演算部

Claims (5)

1. 前輪および後輪の少なくとも一方で駆動力および制動力の両方またはいずれか一方を左右輪独立に発生出来る制駆動力発生機構と、ステアリングホイールによる操舵のトルクに操舵アシストトルクを付与出来る操舵機構とを備えた車両に装備される車両制御装置であって、
   前記車両の目標経路を決定する目標経路決定部と、前記目標経路に基づいて決定される規範操舵角と操舵角センサが出力する実操舵角とを参照して前記実操舵角が前記規範操舵角に近づくように操舵アシストするための操舵アシスト指令トルクを演算する操舵アシストトルク演算部を含む操舵アシスト計算手段と、
   前記制駆動力発生機構に付与するＤＹＣトルクの指令値であるＤＹＣ指令値を演算するＤＹＣ指令値演算部を含むＤＹＣ計算手段と、
   前記実操舵角と操舵系７Ａに作用する操舵トルクを用いて運転者が前記操舵アシストを受容しているか判定する操舵アシスト受容判定手段とを備え、
   前記操舵アシスト受容判定手段で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときに前記ＤＹＣ計算手段は、前記車両にヨーモーメントを発生させる前記ＤＹＣ指令値を前記制駆動力発生機構に付与する、車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、前記操舵アシスト受容判定手段は、前記実操舵角と前記操舵系に作用する操舵トルクから前記操舵系に作用する操舵エネルギー量とこの操舵エネルギー量の変化量を推定する操舵エネルギー推定部を有し、操舵エネルギー量と操舵エネルギー量の変化量とで規定される領域から、前記推定された操舵エネルギー量およびこの操舵エネルギー量の変化量の変化量のいずれかが外れたときに、運転者が操舵アシストを受容していないと判定する車両制御装置。
3. 前輪および後輪の少なくとも一方で駆動力および制動力の両方またはいずれか一方を左右輪独立に発生出来る制駆動力発生機構と、ステアリングホイールによる操舵のトルクに操舵アシストトルクを付与出来る操舵機構とを備えた車両に装備される車両制御装置であって、
   前記車両の目標経路を決定する目標経路決定部と、前記目標経路に基づいて決定される規範操舵角と操舵角センサが出力する実操舵角とを参照して前記実操舵角が前記規範操舵角に近づくように操舵アシストするための操舵アシスト指令トルクを演算する操舵アシストトルク演算部を含む操舵アシスト計算手段と、
   前記制駆動力発生機構に付与するＤＹＣトルクの指令値であるＤＹＣ指令値を演算するＤＹＣ指令値演算部を含むＤＹＣ計算手段と、
   前記規範操舵角から計算される目標操舵トルクと前記操舵系７Ａに作用する操舵トルクとの偏差が閾値を超えたときに、運転者が操舵アシストを受容していないと判定する操舵アシスト受容判定手段とを備え、
   前記操舵アシスト受容判定手段で運転者が操舵アシストを受容していないと判定されるときに前記ＤＹＣ計算手段は、前記車両にヨーモーメントを発生させる前記ＤＹＣ指令値を前記制駆動力発生機構に付与する、車両制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記操舵アシスト受容判定手段が、運転者が操舵アシストを受容していないと判定したとき、前記操舵アシストトルク演算部は、出力する操舵アシスト指令トルクを小さくする車両制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記操舵アシスト受容判定手段は、運転者が操舵アシストを受容してない程度を判定し、運転者が操舵アシストを受容してないと判定した場合に受容していない程度に応じ、前記ＤＹＣ計算手段がＤＹＣのヨーモーメントをある一定の大きさまで発生させた後に前記操舵アシスト計算手段が操舵アシストゲインを小さくし、または前記ＤＹＣ計算手段がＤＹＣのヨーモーメントを発生させるとともに前記操舵アシスト計算手段が操舵アシストゲインを小さくする車両制御装置。

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