JP4561189B2 - 車両運動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、前後輪を独立して駆動できるとともに、前後輪の少なくとも一方については左右輪を独立して駆動できる車両の運動を制御する車両運動制御装置に関するものである。

車両の姿勢角（例えば車両重心における横滑り角β）や旋回量（例えば車両の横方向加速度Ｙｇ）は、ドライバーの視界確保や視点移動に影響を及ぼし、ドライバーにとって運転しやすい範囲がある。

そこで従来は、例えば各輪の制動力を個別に調整できる車両において、制動中における旋回量を好適に制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開平６−２４３０４号公報

しかし、従来は、左右輪駆動力差と前後輪駆動力配分を調整できる車両において、車両の姿勢角を好適に制御する技術は提案されておらず、ドライバーの操縦性向上に未だ改善の余地がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を制御可能な車両において、車両の旋回量だけでなく姿勢角をも制御することで、ドライバーの操縦性を向上させる車両運動制御装置を提供することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、前後輪を独立して駆動できるとともに、前後輪の少なくとも一方については左右輪を独立して駆動できる車両の運動を制御する車両運動制御装置であって、ハンドル操作角θを検出する操舵角検出手段（２５；ステップＳ１０）と、車両の速度Ｖを検出する車速検出手段（２２〜２４；ステップＳ１０，Ｓ２０）と、前記ハンドル操作角θ及び車速Ｖに基づいて、車両の目標旋回量ｔＹｇ及び目標姿勢角ｔβを決定する目標挙動決定手段（ステップＳ４０，Ｓ５０）と、車両の旋回量Ｙｇを検出する旋回量検出手段（１００；ステップＳ１０）と、前記旋回量検出手段により検出された検出旋回量Ｙｇの絶対値が基準値Ｙｇｔｈよりも大きいときには、前記目標旋回量ｔＹｇ及び目標姿勢角ｔβに基づいて左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分ηを設定し、前記検出旋回量Ｙｇの絶対値が基準値Ｙｇｔｈよりも小さいときには、前記目標旋回量ｔＹｇに基づいて左右輪駆動力差ΔＴを設定する駆動力配分決定手段（ステップＳ７０，Ｓ８０）と、前記左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分ηを制御することによって車両挙動を制御する車両挙動制御手段（ステップＳ９０，Ｓ１００）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両の旋回量を検出し、検出された旋回量の絶対値が基準値よりも大きいときには、目標旋回量及び目標姿勢角に基づいて左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を設定し、検出された旋回量の絶対値が基準値よりも小さいときには、目標旋回量に基づいて左右輪駆動力差を設定するようにした。

本件発明者らによれば、旋回量（横方向加速度）及び姿勢角（横滑り角）は、旋回量が小さいときには駆動力前輪配分が増減してもほとんど変化せず、左右駆動力差の増減に伴って変化する。また旋回量が大きくなると駆動力前輪配分の増減に伴っても変化するようになる、ということが見いだされた。

したがって、上述のように検出旋回量の大小によって左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分の設定法を変えることで、車両挙動を適切に制御することができ、ドライバーの操縦性が向上するのである。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
（基本的な考え方）
まず最初に、本発明の理解を容易にするために、基本的な考え方について説明する。

左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分（駆動力前輪配分η）をそれぞれ個別に制御可能な車両（詳細は図３を参照しながら後述する）において、車速Ｖ及びハンドル操作角θを一定に保った状態で、左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηを変化させると、旋回量である車両の横方向加速度Ｙｇ（単位：m/s²）と、姿勢角である車両重心における横滑り角β（単位：rad）とは、図１及び図２のようになる。なお、ここでいう駆動力とは、空気抵抗等の走行抵抗を補償するために車両が出力する駆動力のことである。ここに図１はハンドル操作角θが小さく旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が小さい場合であり、図２はハンドル操作角θが大きく旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が大きい場合である。図１、図２ともに横軸に左右駆動力差ΔＴ（単位：Ｎ）、縦軸に駆動力の前輪配分η（単位：％）をとり、各左右駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηにおける横方向加速度Ｙｇ、横滑り角βが等しい点を結んで示した。なお両図中では横方向加速度Ｙｇを実線で示し、横滑り角βを破線で示した。また、図２に示すように、左右駆動力差ΔＴ→大、駆動力前輪配分η→小とすると、旋回量が過大となって車両コントロールが困難となる。

横方向加速度Ｙｇ及び横滑り角βは、図１のように、ハンドル操作角θが小さくて、旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が小さいときには、駆動力前輪配分ηが増減してもほとんど変化せず、左右駆動力差ΔＴの増減に伴って変化する。また、図２のように、ハンドル操作角θが大きくなって、旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が大きくなると、駆動力前輪配分ηの増減に伴っても変化するようになる。

このように、左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηをそれぞれ個別に調整できる車両においては、旋回量（本発明では横方向加速度Ｙｇ）及び姿勢角（本発明では横滑り角β）は、ハンドル操作角θが小さくて旋回量が小さい場合には左右輪駆動力差ΔＴによってほぼ決定され、ハンドル操作角θが大きくなって旋回量が大きくなるにつれて、左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηの両者によって決定されるようになる。

本件発明は、発明者らの鋭意研究を重ねることによって見いだされた上記知見に基づき、左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分（駆動力前輪配分η）をそれぞれ個別に調整できる車両において、ハンドル操作角θが小さくて旋回量が小さい場合には、旋回量を左右輪駆動力差ΔＴに基づいて制御するようにし、ハンドル操作角θが大きくなって旋回量が大きくなった場合には、旋回量及び姿勢角を左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分（駆動力前輪配分η）に基づいて制御するようにすることで、旋回量及び姿勢角を適切に制御して、ドライバーの操縦性を向上させようとするものである。以下ではその具体的な内容について説明する。

（第１実施形態）
図３は電動車両の機械的構成の第１実施形態を示すブロック図である。

図３に示す電動車両は、バッテリ９から供給される電力により駆動されるモータ２によって左前輪１１及び右前輪１２を、モータ３によって左後輪１３を、モータ４によって右後輪１４をそれぞれ独立に駆動する。また各車輪１１〜１４の半径はすべてＲであって等しく、各モータと各車輪間は減速比１、即ち直接連結されている。

モータ２〜４は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転及び回生運転ができる交流機であり、バッテリ９はニッケル水素電池又はリチウムイオン電池である。インバータ３２〜３４はモータ２〜４で発電された交流電流を直流電流に変換しバッテリ９に充電する、又はバッテリ９が放電した直流電流を交流電流に変換しモータ２〜４に供給する。各車輪の速度は車輪速センサ２２〜２４によって検出され、検出された各車輪の回転速度はコントローラ８に送信される。

車両の横方向加速度は車両重心位置に取り付けられた加速度センサ１００によって、車両のヨーレートはヨーレートセンサ１０１によってそれぞれ検出され、検出された車両の横方向加速度とヨーレートはコントローラ８に送信される。

前輪１１，１２の舵角は，運転者によるハンドル５の操舵がステアリングギヤ１５を介して機械的に調整される。

運転者によるハンドル５の回転角はハンドル角センサ２５によって、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量はアクセルストロークセンサ２６及びブレーキストロークセンサ２７によってそれぞれ検出され、コントローラ８に送信される。

コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、車輪速センサ２２〜２４、ハンドル角センサ２５、アクセルストロークセンサ２６、ブレーキストロークセンサ２７、加速度センサ１００，ヨーレートセンサ１０１等で検出した信号を受信し、これらの信号を基にモータ２〜４にトルク配分を行う等の制御を行う。なお、本発明は上述の通り、左右輪駆動力差ΔＴ及び前後輪駆動力配分（駆動力前輪配分η）をそれぞれ個別に調整できる車両において、ハンドル操作角θに応じてモータ２〜４のトルク配分を適切に制御することで、旋回量及び姿勢角をコントロールして、ドライバーの操縦性を向上させようとするものである。

そこで以下では、コントローラ８における具体的な制御ロジックについてフローチャートに沿って説明する。

図４は本発明による車両運動制御装置の第１実施形態を示すフローチャートであり、図３の電動車両においてコントローラ８で実行するモータ２〜４へのトルク配分制御を示すものである。

ステップＳ１０では、車輪速センサ２２〜２４で各輪１１〜１４の回転速度ω１，ω２，ω３，ω４（単位：rad/s）をそれぞれ検出し、各輪の半径Ｒを乗じて速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４（単位：m/s）を得る。また、アクセルストロークセンサ２６によってアクセルペダル６の踏込量ＡＰを検出し、ブレーキストロークセンサ２７によってブレーキペダル７の踏込量ＢＰを検出し、ハンドル角センサ２５によってハンドル５の回転角θ（単位：rad）を検出し、車両の横方向加速度Ｙｇ（単位：m/s²）を加速度センサ１００で検出し、ヨーレートγ（単位：rad/s）をヨーレートセンサ１０１で検出する。なお、速度Ｖ１〜Ｖ４は車両前進方向を正とし、ハンドル操作角θはドライバーから見て反時計回りを正とし、横方向加速度Ｙｇは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回中心に向かう方向を正とし、ヨーレートγは車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。本実施形態では横方向加速度Ｙｇが請求項における車両の旋回量に相当する。

ステップＳ２０では、車速Ｖ（単位：m/s）を式（１）の通り求める。また、車両の前後方向加速度Ｘｇ（単位：m/s²）を式（２）の通り求める。

Ｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）÷４ ・・・式（１）
Ｘｇ＝（Ｖ−Ｖｏ）÷ｔｓ ・・・式（２）。

ただし、式（２）において、ｔｓはコントローラ８における図４のフローチャートの演算周期（単位：s）であり、Ｖｏは後述するステップＳ１００で設定される１周期前のＶである（演算開始時には初期値０が設定されている）。なお、Ｖは車両前進方向を正とし、前後加速度Ｘｇは車両が前方に加速する方向を正とする。

ステップＳ３０では、本電動車両に対するドライバーの要求駆動力ｔＴを式（３）の通り求める。

ｔＴ＝ｔＴａ＋ｔＴｂ ・・・式（３）。

式（３）中のｔＴａはアクセルペダル踏込量ＡＰ及び車速Ｖに対応した要求駆動力であり、要求駆動力マップに基づいて設定する。この要求駆動力マップは、アクセルペダル踏込量ＡＰに対応する要求駆動力をコントローラ８のＲＯＭに予め記録しておいたものであり、一例を示すならば図５のようになる。

また式（３）中のｔＴｂはブレーキペダル踏込量ＢＰに対応した要求制動力であり、要求制動力マップに基づいて設定する。この要求制動力マップは、ブレーキペダル踏込量ＢＰに対応する要求制動力をコントローラ８のＲＯＭに予め記録しておいたものであり、一例を示すならば図６のようになる。なお、ｔＴ、ｔＴａ、ｔＴｂはいずれも車両を前方に加速させる向きを正とする。

ステップＳ４０では、ハンドル５の回転角θ及び車速Ｖから、車両の目標横方向加速度ｔＹｇを目標旋回量マップに基づいて設定する。この目標旋回量マップは、ハンドル操作角θ及び車速Ｖに対応する目標横方向加速度ｔＹｇを予めコントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたものであり、一例を示すならば図７のようになる。また、この目標横方向加速度ｔＹｇは図１の車両が現在のハンドル操作角θ及び車速Ｖにおいて出力可能な値に設定されることは言うまでもない。

ステップＳ５０では、ハンドル操作角θ及び車速Ｖから、車両重心における目標横滑り角ｔβを目標姿勢角マップに基づいて設定する。この目標姿勢角マップは、ハンドル操作角θ及び車速Ｖに対応する目標横滑り角ｔβを予めコントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたものであり、一例を示すならば図８のようになる。なお、本実施形態ではこの車両重心の横滑り角βが請求項における車両の姿勢角に相当する。また、この目標横滑り角ｔβは車両が現在のハンドル操作角θ及び車速Ｖにおいて出力可能な値に設定されることは言うまでもない。

ステップＳ６０では、車両の横方向加速度の絶対値｜Ｙｇ｜が基準値Ｙｇｔｈ以上ならばステップＳ７０に進み、Ｙｇｔｈより小さいならばステップＳ８０に進む。なお基準値Ｙｇｔｈはマップ切替のための閾値であって、この値はあらかじめ実験によって決定しておくが、例えば本実施形態では1 m/s²に設定してある。

ステップＳ７０では、目標横方向加速度ｔＹｇ及び目標横滑り角ｔβからステップＳ３０で決定された要求駆動トルクｔＴの前輪への配分比率η（％）及び左右輪駆動力差ΔＴを各輪駆動力配分マップに基づいて設定する。なお、左右輪駆動力差ΔＴは右輪駆動力が左輪駆動力以上の場合を正とする。

この各輪駆動力配分マップは、一例を示すならば図９のようなマップであり、ハンドル操作角θ及び車速Ｖ毎に、目標横方向加速度ｔＹｇ及び目標横滑り角ｔβを実現する駆動力前輪配分η及び左右輪駆動力差ΔＴを記憶してある。この各輪駆動力配分マップは、図１１のフローチャートによって作成されるが詳細については後述する。

ここで、ハンドル操作角θ及び車速Ｖに基づいて、図９に示した各輪駆動力配分マップを選択したとして、図９の見方について説明する。ステップＳ４０及びステップＳ５０で求めた目標横方向加速度ｔＹｇ及び目標横滑り角ｔβを、この図９に適用して駆動力前輪配分η及び左右輪駆動力差ΔＴを求める。なお本例では、ステップＳ４０及びステップＳ５０で求めた目標横方向加速度ｔＹｇ及び目標横滑り角ｔβを実現可能なポイントが、Ａ，Ｂの２ポイントある。このようなときには、左右輪駆動力差ΔＴが最も小さくなるポイントを選択し、本例でいえば、ΔＴが小さいポイントＡを選択し、大きいポイントＢは選択しない。

このようにして目標横方向加速度ｔＹｇ及び目標横滑り角ｔβから駆動力前輪配分η及び左右輪駆動力差ΔＴを設定する。

ステップＳ８０では、目標横方向加速度ｔＹｇから左右輪駆動力差ΔＴを左右輪駆動力差マップに基づいて設定し、駆動力前輪配分ηは車両が静止している状態における前輪の重量配分ηｆに設定する。

この左右輪駆動力差マップは、一例を示すならば図１０のようなマップであり、ハンドル操作角θ毎に、目標横方向加速度ｔＹｇを実現する左右輪駆動力差ΔＴを記憶してある。この左右輪駆動力差マップは、図１１のフローチャートによって作成されるが詳細については後述する。

なお、｜Ｙｇ｜がＹｇｔｈより小さい場合には、駆動力前輪配分ηは図１に示した通り、Ｙｇ及びβに対する感度がほとんどないので、駆動力前輪配分ηは任意の値を用いることができる。上記のように車両が静止している状態における前輪の重量配分ηｆを用いてもよいし、各駆動モータの省電力の合計が最小となるように駆動力前輪配分ηを定めてもよい。

ステップＳ９０では、駆動力前輪配分ηと左右輪駆動力差ΔＴからモータ２〜４の駆動トルクＴｍ２〜Ｔｍ４を式（４）〜（６）の通り設定する。

Ｔｍ２＝（ｔＴａ×η）×Ｒ ・・・式（４）
Ｔｍ３＝（（ｔＴａ×（１−η））÷２−ΔＴ÷２）×Ｒ ・・・式（５）
Ｔｍ４＝（（ｔＴａ×（１−η））÷２＋ΔＴ÷２）×Ｒ ・・・式（６）。

ステップＳ１００では、Ｔｍ２〜Ｔｍ４をモータ２〜４が出力するように制御を行い、現在の車速ＶをＶｏに設定する。

次に、図４のフローチャートにおける、各輪駆動力配分マップ、及び左右輪駆動力差マップを決定する図１１のフローチャートについて説明する。図１１のフローチャートはコントローラ８を製造する前に、図３の車両のシミュレーションモデル又は実車を用いて予め実施しておく。

ステップＳ２１０では、車速Ｖに０を設定する。

ステップＳ２２０では、車速ＶにｄＶ（単位：m/s）を加える。このｄＶは正の値で、車速ＶがｄＶだけ変化しても、ハンドル操作角θや左右輪駆動力差ΔＴ等による車両の応答の変化がドライバーにとって十分小さい値に設定する。

ステップＳ２３０では、ハンドル操作角θに０を設定する。

ステップＳ２４０では、ハンドル操作角θにｄθ（単位：rad）を加える。このｄθは正の値で、図３の車両が取り得る如何なるＶ，ΔＴ，ηにおいても、ハンドル操作角θがｄθ変化することによる車両の応答の変化がドライバーにとって十分小さい値に設定する。

ステップＳ２５０では、これまでのステップで設定された車速Ｖ及びハンドル操作角θにおいて、左右輪駆動力差ΔＴを０〜ΔＴｍａｘの範囲で、駆動力前輪配分ηを０〜１００の範囲でそれぞれ変化させながら、図３の車両を実際に、又はシミュレーション上で走行させ、各（ΔＴ，η）における横方向加速度Ｙｇと横滑り角βをそれぞれ求める。その上で、左右輪駆動力差ΔＴと駆動力前輪配分ηを各軸にとり、横方向加速度Ｙｇが等しくなる（ΔＴ，η）を、また、横滑り角βが等しくなる（ΔＴ，η）をそれぞれ結び、図１２（ａ）を作成する。この図１２（ａ）のマップが現在設定されている車速Ｖ及びハンドル操作角θにおける各輪駆動力配分マップとなる。

ここで左右輪駆動力差ΔＴを０〜ΔＴｍａｘの範囲で、駆動力前輪配分ηを０〜１００の範囲でそれぞれ変化させる場合には、得られる各輪駆動力配分マップの横方向加速度Ｙｇ及び横滑り角βの等高線の間隔が、この等高線の間隔で横方向加速度Ｙｇ及び横滑り角βが変化しても、ドライバーに違和感を与えないような間隔となるように、十分細かく行う。また、ΔＴｍａｘは、現在設定されているＶ，θ，ηにおけるモータ４の最大出力Ｔｍ４ｍａｘ（Ｖ，θ，η）から、モータ３の最小出力Ｔｍ３ｍｉｎ（Ｖ，θ，η）を差し引いた値である。

ステップＳ２６０では、ステップＳ２５０で設定された各輪駆動力配分マップにおいて、車両が静止している状態における前輪の重量配分ηｆ一定線上での左右輪駆動力差ΔＴ及び横方向加速度Ｙｇから図１２（ｂ）を作成する。この図１２（ｂ）のマップが現在設定されている車速Ｖ及びハンドル操作角θにおける左右輪駆動力差マップとなる。

ステップＳ２７０では、ハンドル操作角θがθｍａｘ以上になるまではステップＳ２４０に進んで上記処理を繰り返し、ハンドル操作角θがθｍａｘ以上になったらステップＳ２８０へ進む。なおθｍａｘはハンドル５の最大回転角、即ち反時計回りに一杯に切ったときの切れ角である。

ステップＳ２８０では、車速ＶがＶｍａｘ以上になるまではステップＳ２２０へ進んで上記処理を繰り返し、車速ＶがＶｍａｘ以上になったらステップＳ２９０へ進む。

ステップＳ２９０では、Ｓ２１０〜Ｓ２８０までのステップを、ステップＳ２４０において「ｄθ」を「−ｄθ」として、ステップＳ２５０において「ΔＴmax＝Ｔｍ４max−Ｔｍ３min」を「ΔＴmin＝Ｔｍ４min−Ｔｍ３max」として、ステップＳ２７０において「θｍａｘ以上」を「θｍｉｎ以下」として再度行い、各車速Ｖ及びハンドル操作角θにおける各輪駆動力配分マップと左右輪駆動力差マップを求める。なお、ΔＴｍｉｎは、現在設定されているＶ，θ，ηにおけるモータ４の最小出力Ｔｍ４ｍｉｎ（Ｖ，θ，η）から、モータ３の最大出力Ｔｍ３ｍａｘ（Ｖ，θ，η）を差し引いた値であり、θｍｉｎはハンドル５の最小回転角、即ち時計回りに一杯に切ったときの切れ角である。

即ち、ステップＳ２８０まではハンドル操作角θが正の時の、ステップＳ２９０ではハンドル操作角θが負の時の各輪駆動力配分マップと左右輪駆動力差マップをそれぞれ作成する。

以上の通り、図１１のフローチャートによって図３の車両が取り得る車速Ｖ及びハンドル操作角θにおける各輪駆動力配分マップ及び左右輪駆動力差マップが図１２の通り作成される。

本実施形態によれば、前輪と後輪の何れか又は両方の左右輪駆動力差と、前後輪駆動力配分を調整できる車両において、旋回量が小さい場合には車速とハンドル操作角に対応する目標旋回量を実現するように左右輪駆動力差を決定し、旋回量が大きい場合には車速とハンドル操作角に対応する目標旋回量と目標姿勢角を実現するように左右輪駆動力差と前後輪駆動力配分を決定するような構成とした。このような構成とすることによって、姿勢角制御の要求がより必要となる旋回量が大きい場合に、車両の姿勢角を運転者が操縦しやすい範囲に制御でき、操縦性を高めることができる。また、車両各輪の舵角を調整することができない車両においても、車両の姿勢角を制御できるのでコストの削減が期待できるのである。

（第２実施形態）
図１３は本発明による車両運動制御装置の第２実施形態を示すフローチャートである。なお以下では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

本実施形態はフィードバック制御により旋回量を実現しようとするものである。

ステップＳ１０〜Ｓ４０までは第１実施形態と同様の処理を行う。

そしてステップＳ８１において、目標旋回量（目標横方向加速度ｔＹｇ）と、実際に検出された旋回量（横方向加速度Ｙｇ）との偏差ΔＹｇを演算する。

ステップＳ８２において、図１４に基づいてフィードバックゲインｋ１，ｋ２を設定する。なお詳細については後述する。

ステップＳ３００において、左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηを式（７）〜（８）の通り設定する。

ΔＴ＝ｋ１×ΔＹｇ ・・・式（７）
η ＝ｋ２×ΔＹｇ ・・・式（８）
そして、モータ２〜４の駆動トルクＴｍ２〜Ｔｍ４を設定して（ステップＳ９０）、モータ２〜４を制御する（ステップＳ１００）。

ここで図１４を参照しながらフィードバックゲインの設定方法について補足説明する。

式（７）（８）のｋ１，ｋ２は、横方向加速度Ｙｇからフィードバックゲインマップと各輪駆動力配分マップを参照して設定されるフィードバックゲインである。このフィードバックゲインマップは横方向加速度Ｙｇに応じて変化するｋ１，ｋ２の絶対値｜ｋ１｜，｜ｋ２｜を予めコントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたものであり、例えば図１４のように横方向加速度Ｙｇが大きくなるに伴い駆動力前輪配分ηの補正量が大きくなるように設定されている。つまり、駆動力前輪配分ηの制御分担率が増加することとなる。なお図１４には便宜上後述の式（９）（１０）で使用するフィードバックゲインｋ３，ｋ４についても記載されている。

ｋ１〜ｋ４の具体的な設定方法は、まず、フィードバックゲインマップと横方向加速度Ｙｇから｜ｋ１｜〜｜ｋ４｜を定め、その上で現在のハンドル操作角θ及び車速Ｖにおける各輪駆動力配分マップを参照して偏差（ｔＹｇ−Ｙｇ）及び（ｔβ−β）が収束するようにｋ１〜ｋ４の符号を定めるようにする。

本実施形態によれば、旋回量が小さい場合には主に左右駆動力差を調整することによって旋回量を目標旋回量に一致させ、旋回量が大きくなるにしたがって前後輪駆動力配分の調整量を大きくする構成とした。このような構成とすることによって、乗客数や積み荷の変化による車両特性の変化や、路面μの変化等による外乱があっても旋回量を目標旋回量に一致させることができるので、旋回性能を向上させることができるのである。

（第３実施形態）
図１５は本発明による車両運動制御装置の第３実施形態を示すフローチャートである。

本実施形態はフィードバック制御により姿勢角を実現しようとするものである。

ステップＳ１０〜Ｓ５０までは第１実施形態と同様の処理を行う。

そしてステップＳ８３において、姿勢角（横滑り角β）を推定する。具体的な推定方法として例えば特開２０００−５２９５１「車両の車体横滑り角推定方法及び推定装置」に記載されているように、各輪の速度Ｖ２〜Ｖ４、前後加速度Ｘｇ、横方向加速度Ｙｇ、ヨーレートγから横滑り角βの推定方法を用いる等、公知技術によって求めることができるので、ここでは横滑り角βの推定方法に関する説明は省略する。

ステップＳ８４において、目標姿勢角（目標横滑り角ｔβ）と、推定姿勢角（横滑り角β）との偏差Δβを演算する。

ステップＳ８５において、図１４に基づいてフィードバックゲインｋ３，ｋ４を設定する。具体的には上述の通りである。

ステップＳ４００において、左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηを式（９）〜（１０）の通り設定する。

ΔＴ＝ｋ３×Δβ ・・・式（９）
η ＝ｋ４×Δβ ・・・式（１０）
そして、モータ２〜４の駆動トルクＴｍ２〜Ｔｍ４を設定して（ステップＳ９０）、モータ２〜４を制御する（ステップＳ１００）。

本実施形態によれば、現在の姿勢角を検出する手段と、この検出した姿勢角を目標姿勢角に一致させるように左右輪駆動力差と前後輪駆動力配分を調整する手段を備え、旋回量が小さい場合には主に左右駆動力差を調整することによって姿勢角を目標姿勢角に一致させ、旋回量が大きくなるにしたがって前後輪駆動力配分の調整量を大きくする構成とした。このような構成とすることによって、乗客数や積み荷の変化による車両特性の変化や、路面μの変化等による外乱があっても姿勢角を目標姿勢角に一致させることができるので、ドライバーの操作性を向上させることができるのである。

（第４実施形態）
図１６は本発明による車両運動制御装置の第４実施形態を示すフローチャートである。

本実施形態は第１実施形態のマップ制御と第２実施形態のフィードバック制御とを組み合わせたものである。

ステップＳ１０〜Ｓ８０までの第１実施形態と同様の処理を行った後、目標旋回量（目標横方向加速度ｔＹｇ）と、実際に検出された旋回量（横方向加速度Ｙｇ）との偏差ΔＹｇを演算し（ステップＳ８１）、図１４に基づいてフィードバックゲインｋ１，ｋ２を設定する（ステップＳ８２）。

そして、ステップＳ８６において、目標横方向加速度ｔＹｇ及び横方向加速度Ｙｇの偏差ΔＹｇを０にするように、駆動力前輪配分η及び左右輪駆動力差ΔＴを式（１１）〜（１２）の通り補正する。

ΔＴ＝ΔＴ＋ｋ１×ΔＹｇ ・・・式（１１）
η＝ η＋ｋ２×ΔＹｇ ・・・式（１２）。

そして、モータ２〜４の駆動トルクＴｍ２〜Ｔｍ４を設定して（ステップＳ９０）、モータ２〜４を制御する（ステップＳ１００）。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えてさらに乗客数や積み荷の変化による車両特性の変化や、路面μの変化等による外乱があっても旋回量を目標旋回量に一致させることができるので、旋回性能を向上させることができるのである。

（第５実施形態）
図１７は本発明による車両運動制御装置の第５実施形態を示すフローチャートである。

本実施形態は第１実施形態のマップ制御と第２実施形態のフィードバック制御と第３実施形態のフィードバック制御とを組み合わせたものである。

ステップＳ１０〜Ｓ８０までの第１実施形態と同様の処理を行った後、目標旋回量（目標横方向加速度ｔＹｇ）と、実際に検出された旋回量（横方向加速度Ｙｇ）との偏差ΔＹｇを演算し（ステップＳ８１）、姿勢角（横滑り角β）を推定し（ステップＳ８３）、目標姿勢角（目標横滑り角ｔβ）と、推定姿勢角（横滑り角β）との偏差Δβを演算する（ステップＳ８４）。

そしてステップＳ８７において、図１４に基づいてフィードバックゲインｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を設定する。

ステップＳ８８において、目標横方向加速度ｔＹｇ及び横方向加速度Ｙｇの偏差ΔＹｇだけでなく、目標横滑り角ｔβ及び横滑り角βの偏差Δβをも０にするように式（１３）〜（１４）の通り補正する。

ΔＴ＝ΔＴ＋ｋ１×ΔＹｇ＋ｋ３×Δβ ・・・式（１３）
η＝ η＋ｋ２×ΔＹｇ＋ｋ４×Δβ ・・・式（１４）。

そして、モータ２〜４の駆動トルクＴｍ２〜Ｔｍ４を設定して（ステップＳ９０）、モータ２〜４を制御する（ステップＳ１００）。

本実施形態によれば、第４実施形態の効果に加えてさらに乗客数や積み荷の変化による車両特性の変化や、路面μの変化等による外乱があっても姿勢角を目標姿勢角に一致させることができるので、ドライバーの操作性を一層向上させることができるのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

本発明は図３に示す車両だけに限らず、例えば図１８のように各輪が独立に駆動するような車両や、図３において前輪の駆動源がエンジンとモータを組み合わせたハイブリッド車両や、図３及び図１８の車両において各輪の操舵角をも自由に制御できる機能を付加した車両等、またはエンジンを駆動源とした従前の４輪駆動車両の機械的伝達手段に左右駆動配分機構を付与したものにも適用できることは言うまでもない。

また、車両の姿勢角（例えば車両重心における横滑り角β）や旋回量（例えば車両の横方向加速度Ｙｇ）等をはじめとする各種検出値は、センサ等によって直接検出しても、または他のセンサの検出値に基づいて間接的に検出（推定）してもよく、そのような場合であっても本発明と均等であることは明白である。

旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が小さいときの左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηに対する横方向加速度Ｙｇ、横滑り角βを示す図である。 旋回量（横方向加速度Ｙｇ）が大きいときの左右輪駆動力差ΔＴ及び駆動力前輪配分ηに対する横方向加速度Ｙｇ、横滑り角βを示す図である。 電動車両の機械的構成の第１実施形態を示すブロック図である。 本発明による車両運動制御装置の第１実施形態を示すフローチャートである。 要求駆動力マップの一例を示す図である。 要求制動力マップの一例を示す図である。 目標旋回量マップの一例を示す図である。 目標姿勢角マップの一例を示す図である。 各輪駆動力配分マップの一例を示す図である。 左右輪駆動力差マップの一例を示す図である。 各輪駆動力配分マップ及び左右輪駆動力差マップを作成するためのフローチャートである。 図１１のフローチャートでの各輪駆動力配分マップ及び左右輪駆動力差マップの作成方法を示す図である。 本発明による車両運動制御装置の第２実施形態を示すフローチャートである。 フィードバックゲインの設定マップである。 本発明による車両運動制御装置の第３実施形態を示すフローチャートである。 本発明による車両運動制御装置の第４実施形態を示すフローチャートである。 本発明による車両運動制御装置の第５実施形態を示すフローチャートである。 各輪が独立に駆動する車両を例示したものである。

符号の説明

２２〜２４；ステップＳ１０，Ｓ２０ 車速検出手段
２５；ステップＳ１０ 操舵角検出手段
１００；ステップＳ１０ 旋回量検出手段
ステップＳ４０，Ｓ５０ 目標挙動決定手段
ステップＳ７０，Ｓ８０ 駆動力配分決定手段
ステップＳ８１ 旋回量偏差演算手段
ステップＳ８３ 姿勢角検出手段
ステップＳ８４ 姿勢角偏差演算手段
ステップＳ９０，Ｓ１００，Ｓ８２，Ｓ８５〜Ｓ８８，Ｓ３００，Ｓ４００ 車両挙動制御手段

Claims (6)

1. 前後輪を独立して駆動できるとともに、前後輪の少なくとも一方については左右輪を独立して駆動できる車両の運動を制御する車両運動制御装置であって、
   ハンドル操作角を検出する操舵角検出手段と、
   車両の速度を検出する車速検出手段と、
   前記ハンドル操作角及び車速に基づいて、車両の目標旋回量及び目標姿勢角を決定する目標挙動決定手段と、
   車両の旋回量を検出する旋回量検出手段と、
   前記旋回量検出手段により検出された検出旋回量の絶対値が基準値よりも大きいときには、前記目標旋回量及び目標姿勢角に基づいて左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を設定し、前記検出旋回量の絶対値が基準値よりも小さいときには、前記目標旋回量に基づいて左右輪駆動力差を設定する駆動力配分決定手段と、
   前記左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を制御することによって車両挙動を制御する車両挙動制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両運動制御装置。
2. 前記目標旋回量及び目標姿勢角に基づいて左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を設定可能な各輪駆動力配分マップを記憶する各輪駆動力配分マップ記憶手段と、
   前記目標旋回量に基づいて左右輪駆動力差を設定可能な左右輪駆動力差マップを記憶する左右輪駆動力差マップ記憶手段と、
   を備え、
   前記駆動力配分決定手段は、前記検出旋回量の絶対値が基準値よりも大きいときには、前記各輪駆動力配分マップに基づいて左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を設定し、前記検出旋回量の絶対値が基準値よりも小さいときには、前記左右輪駆動力差マップに基づいて左右輪駆動力差を設定する、
   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. 前記目標旋回量と前記検出旋回量との偏差を演算する旋回量偏差演算手段を備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記検出旋回量の増大に応じて前後輪駆動力配分の制御分担率を増加させて、前記目標旋回量と前記検出旋回量との偏差が小さくなるように制御する、
   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. 車両の姿勢角を検出する姿勢角検出手段と、
   前記目標姿勢角と前記姿勢角検出手段により検出された検出姿勢角との偏差を演算する姿勢角偏差演算手段と、
   を備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記検出旋回量の増大に応じて前後輪駆動力配分の制御分担率を増加させて、前記目標姿勢角と前記検出姿勢角との偏差が小さくなるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両運動制御装置。
5. 前後輪を独立して駆動できるとともに、前後輪の少なくとも一方については左右輪を独立して駆動できる車両の運動を制御する車両運動制御装置であって、
   ハンドル操作角を検出する操舵角検出手段と、
   車両の速度を検出する車速検出手段と、
   前記ハンドル操作角及び車速に基づいて、車両の目標旋回量を決定する目標挙動決定手段と、
   車両の旋回量を検出する旋回量検出手段と、
   前記目標旋回量と前記旋回量検出手段により検出された検出旋回量との偏差を演算する旋回量偏差演算手段と、
   左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を制御することによって車両挙動を制御する車両挙動制御手段と、
   を備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記検出旋回量の増大に応じて前後輪駆動力配分の制御分担率を増加させて、前記目標旋回量と前記検出旋回量との偏差が小さくなるように制御する、
   ことを特徴とする車両運動制御装置。
6. 前後輪を独立して駆動できるとともに、前後輪の少なくとも一方については左右輪を独立して駆動できる車両の運動を制御する車両運動制御装置であって、
   ハンドル操作角を検出する操舵角検出手段と、
   車両の速度を検出する車速検出手段と、
   前記ハンドル操作角及び車速に基づいて、車両の目標姿勢角を決定する目標挙動決定手段と、
   車両の旋回量を検出する旋回量検出手段と、
   車両の姿勢角を検出する姿勢角検出手段と、
   前記目標姿勢角と前記姿勢角検出手段により検出された検出姿勢角との偏差を演算する姿勢角偏差演算手段と、
   左右輪駆動力差及び前後輪駆動力配分を制御することによって車両挙動を制御する車両挙動制御手段と、
   を備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記旋回量検出手段により検出された検出旋回量の増大に応じて前後輪駆動力配分の制御分担率を増加させて、前記目標姿勢角と前記検出姿勢角との偏差が小さくなるように制御する、
   ことを特徴とする車両運動制御装置。

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