JP5136189B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のタイヤ姿勢を制御する車両制御装置に関する。

特許文献１には、目標軌跡に車両を走行させるために、車両の挙動を制御する車両制御装置が記載されている。この車両制御装置は、路面摩擦係数と、車速と、操舵角とから、セルフアライニングトルク補正トルクを算出し、この算出したセルフアライニングトルク補正トルクに基づいてステアリング装置に操舵補助力を付与している。
特開２００２−１３９２５２号公報

ところで、路面の摩擦係数が変わると、スリップ角及びキャンバ角の特性が変わり、特に、雪道やアイスバーンなどの摩擦係数が低い路面においては、タイヤが路面をグリップできる範囲が狭くなり、車両の挙動変化率が大きくなってしまう。

しかしながら、特許文献１に記載された車両制御装置では、路面摩擦係数、車速及び操舵角にのみ基づいて算出されたセルフアライニングトルク補正トルクにより、操舵補助力を付与しているだけであるため、スリップ角及びキャンバ角で表されるタイヤの姿勢が全く考慮されておらず、車両の挙動変化率を十分に小さくすることができないという問題があった。

そこで、本発明は、路面の摩擦係数に応じて、タイヤのグリップ力が最大限利用できるスリップ角及びキャンバ角の制御を行うことができ、車両の挙動変化率を小さくすることができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、車両のタイヤ姿勢を制御する車両制御装置であって、車両が走行する路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用して、摩擦係数推定手段により推定された摩擦係数に基づいて車両のスリップ角及びキャンバ角を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、横力モデルを利用して目標スリップ角及び目標キャンバ角を算出するとともに、セルフアライニングトルクモデルを利用して目標スリップ角及び目標キャンバ角に基づく目標セルフアライニングトルクを算出し、目標セルフアライニングトルクに基づいて車両の操舵トルクを制御することで、車両のスリップ角及びキャンバ角を制御することを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置によれば、路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用することで、路面の摩擦係数の違いに応じた横力及びセルフアライニングトルクを加味してスリップ角及びキャンバ角を制御することができる。特に、擦係数の低い路面を走行する場合は、摩擦係数の高い路面を走行する場合に比べて、タイヤの限界が低くなって車両の挙動変化率が大きくなる。このため、路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用することで、路面の摩擦係数に応じて、タイヤのグリップ力が最大限利用できるスリップ角及びキャンバ角の制御を行うことができ、車両の挙動変化率を小さくすることができる。
更に、路面の摩擦係数の違いに応じた目標スリップ角及び目標キャンバ角を算出することができる。しかも、この目標スリップ角及び目標キャンバ角に基づいて、路面の摩擦係数の違いに応じた目標セルフアライニングトルクを算出し、この算出した目標セルフアライニングトルクに基づいて車両の操舵トルクを制御するため、操舵の違和感を低減させながら、車両のスリップ角及びキャンバ角を適切に制御することができる。

また、本発明に係る車両制御装置は、車両のタイヤ姿勢を制御する車両制御装置であって、車両が走行する路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用して、摩擦係数推定手段により推定された摩擦係数に基づいて車両のスリップ角及びキャンバ角を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、横力モデルを利用して目標スリップ角又は目標キャンバ角を算出するとともに、セルフアライニングトルクモデルを利用して目標スリップ角又は目標キャンバ角に基づく目標セルフアライニングトルクを算出し、目標セルフアライニングトルクに基づいて車両の操舵トルクを制御することで、車両のスリップ角又はキャンバ角を制御することを特徴とする。

これらの場合、車両は、キャンバ角を変更するキャンバアクチュエータを備えており、制御手段は、算出された目標スリップ角に基づいて、キャンバアクチュエータを制御することが好ましい。
また、車両は、操舵トルクを付与するステアリングアクチュエータを備えており、制御手段は、算出された目標セルフアライニングトルクに基づいて、ステアリングアクチュエータを制御することが好ましい。
また、横力をＦｙ、セルフアライニングトルクをＳＡＴ、路面の摩擦係数をμ、コーナリングパワーをＣｐ、キャンバスティフネスをＣｓ、スリップ角をＳＡ、キャンバ角をＣＡ、スリップ角１°当たりのトルク勾配をＳＡＰ、キャンバ角１°当たりのトルク勾配をＣＴＱとした場合に、横力モデルがＦｙ＝Ｃｐ×（μ×ＳＡ）＋Ｃｓ×ＣＡで表され、セルフアライニングトルクモデルがＳＡＴ＝ＳＡＰ×（μ×ＳＡ）＋ＣＴＱ×ＣＡで表されることが好ましい。

本発明によれば、路面の摩擦係数に応じて、タイヤのグリップ力が最大限利用できるスリップ角及びキャンバ角の制御を行うことができ、車両の挙動変化率を小さくすることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、実施形態に係る車両制御装置を示した図である。図１に示すように、本実施形態の車両制御装置１は、車輪速センサ２、操舵角センサ３、変位センサ４、加速度センサ５、ヨーレートセンサ６、キャンバアクチュエータ７、ステアリングアクチュエータ８及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を備えている。

車輪速センサ２は、車両の４輪にそれぞれ設けられ、タイヤの回転速度を検出するセンサである。そして、車輪速センサ２は、所定時間ごとのタイヤの回転速度を検出し、この検出したタイヤの回転速度をＥＣＵ１０に送信する。

操舵角センサ３は、ステアリングシャフト（不図示）に取り付けられて、ステアリング（不図示）の操舵角を検出するセンサである。そして、操舵角センサ３は、検出したステアリングの操舵角をＥＣＵ１０に送信する。

変位センサ４は、車両の変位を検出するとともに、各タイヤのキャンバ角を検出するセンサである。そして、変位センサ４は、検出した車両の変位及び各タイヤのキャンバ角をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサ５は、自車両に作用している横加速度や前後加速度を検出するセンサである。そして、加速度センサ５は、検出した加速度をＥＣＵ１０に送信する。なお、加速度センサ５は、検出する加速度ごとに、横加速度センサ、前後加速度センサがそれぞれ構成される。

ヨーレートセンサ６は、車両のヨーレートを検出するセンサである。そして、ヨーレートセンサ６は、検出した車両のヨーレートをＥＣＵ１０に送信する。

キャンバアクチュエータ７は、各タイヤのキャンバ角を変更するアクチュエータである。各タイヤのキャンバ角は、サスペンション（不図示）の連結部の調整や、車高の調整などにより、変更することができる。そして、キャンバアクチュエータ７は、ＥＣＵ１０からのキャンバ角制御信号に応じて作動し、各タイヤのキャンバ角を調整する。

ステアリングアクチュエータ８は、電動パワーステアリング装置（不図示）において、運転者の操舵操作をアシストする操舵トルクを付与するアクチュエータである。そして、ステアリングアクチュエータ８は、ＥＣＵ１０からの操舵トルク制御信号に応じて作動し、電動パワーステアリング装置に操舵トルクを付与する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなり、車両制御装置１を統括制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、一定時間又は任意時間ごとに、各センサ２〜６からの各信号を受信して、目標スリップ角ＳＡ_ｔ、目標キャンバ角ＣＡ_ｔ及び目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、キャンバアクチュエータ７及びステアリングアクチュエータ８を制御することで、タイヤのスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡを制御する。このため、ＥＣＵ１０は、μ推定部１１及びタイヤ姿勢制御部１２として機能する。

μ推定部１１は、各センサ２〜６から送信された各信号に基づいて、車両が走行している路面の摩擦係数（μ）を推定する。路面μの推定は、公知の様々な手法によって行うことができる。

タイヤ姿勢制御部１２は、μ推定部１１で推定された路面μと、各センサ２〜６から送信された各信号とに基づいて、目標スリップ角ＳＡ_ｔ及び目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出する。また、タイヤ姿勢制御部１２は、この算出した目標スリップ角ＳＡ_ｔ及び目標キャンバ角ＣＡ_ｔに基づいて、目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する。そして、タイヤ姿勢制御部１２は、キャンバアクチュエータ７にキャンバ角制御信号を送出することでタイヤのキャンバ角ＣＡを制御する。また、タイヤ姿勢制御部１２は、ステアリングアクチュエータ８に操舵トルク制御信号を送信することで、操舵トルクの付加制御を行い、タイヤのスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡを制御する。以下に詳しく説明する。

コーナリングパワーをＣｐ、キャンバスティフネスをＣｓとした場合、一般に、タイヤ横力Ｆｙは、
Ｆｙ＝Ｃｐ×ＳＡ＋Ｃｓ×ＣＡ …（１）
で表される。

また、スリップ角ＳＡが１°当たりのトルク勾配をＳＡＰ、キャンバ角ＣＡが１°当たりのトルク勾配をＣＴＱとした場合、一般に、セルフアライニングトルクＳＡＴは、
ＳＡＴ＝ＳＡＰ×ＳＡ＋ＳＴＱ×ＣＡ …（２）
で表される。

図２は、路面μの違いによる、タイヤ横力Ｆｙとスリップ角ＳＡとの関係を示した図である。

図２において、線Ａは、車両がドライ路（摩擦係数μが１）を走行する場合の、タイヤ横力Ｆｙとスリップ角ＳＡとの関係を示している。そして、線Ａ１は、キャンバ角を０°にしたときの関係を示しており、線Ａ２は、キャンバ角ＣＡを＋４°にしたときの関係を示しており、線Ａ３は、キャンバ角ＣＡを−４°にしたときの関係を示している。そして、Ｆｙｍａｘ（Ｄｒｙ路）は、タイヤ横力Ｆｙの最大値を示しており、ＳＡｍａｘ（Ｄｒｙ路）は、Ｆｙｍａｘのときのスリップ角ＳＡを示している。

また、図２において、線Ｂは、車両が低μ路（摩擦係数μが０．１）を走行する場合の、タイヤ横力Ｆｙとスリップ角ＳＡとの関係を示している。そして、線Ｂ１は、キャンバ角を０°にしたときの関係を示しており、線Ｂ２は、キャンバ角ＣＡを＋４°にしたときの関係を示しており、線Ｂ３は、キャンバ角ＣＡを−４°にしたときの関係を示している。そして、Ｆｙｍａｘ（低μ路）は、タイヤ横力Ｆｙの最大値を示しており、ＳＡｍａｘ（低μ路）は、Ｆｙｍａｘのときのスリップ角ＳＡを示している。

このように、図２を参照すると、タイヤ横力Ｆｙ特性は、路面μ、スリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡの違いによって変動することが分かる。

図３は、コーナリングパワーＣｐ特性を示した図である。図３において、横軸はＤｒｙ路におけるＣｐ値を示しており、縦軸は低μ路におけるＣｐ値を示している。そして、線Ｃは、Ｄｒｙ路及び低μ路におけるＣｐ値の近似線（近似直線）である。図３に示すように、Ｃｐ値は、少なくとも所定の大きさになるまでは、Ｄｒｙ路であっても低μ路であっても略同じ値となる。

図４は、キャンバスティフネスＣｓ特性を示した図である。図４において、横軸はＤｒｙ路におけるＣｓ値を示しており、縦軸は低μ路におけるＣｓ値を示している。そして、線Ｄは、Ｄｒｙ路及び低μ路におけるＣｓ値の近似線（近似直線）である。図４に示すように、Ｃｓ値は、少なくとも所定の大きさになるまでは、Ｄｒｙ路であっても低μ路であっても略同じ値となる。

そして、図３及び図４に示すように、線Ｃと線Ｄとは同じ傾きを示しているため、Ｃｐ特性及びＣｓ特性は、少なくともＣｐ値及びＣｓ値が所定の大きさになるまで、路面μの違いによって変動しない。

そこで、これらの特性に基づいて、路面μを用いたタイヤ横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを考える。なお、タイヤ横力Ｆｙは、スリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡが増加すると増加するが、セルフアライニングトルクＳＡＴは、スリップ角ＳＡが増加するとスリップ角ＳＡを減らす方向に増加し、キャンバ角ＣＡが増加するとスリップ角ＳＡを増やす方向に増加する。

タイヤ横力モデルは、
Ｆｙ＝Ｃｐ×（μ×ＳＡ）＋Ｃｓ×ＣＡ …（３）
となる。

ここで、キャンバスティフネスＣｓはコーナリングパワーＣｐに比例するため、キャンバスティフネスＣｓは、
Ｃｓ＝Ｃｐ／Ａ１ …（４）
となる。なお、Ａ１はタイヤの諸元（タイヤの径）によって変わる値であり、通常の車両に装着されるタイヤの場合、Ａ１＝５〜２０となる。

そして、（４）式を（３）式に当てはめると、
Ｆｙ＝Ｃｐ×（μ×ＳＡ＋ＣＡ／Ａ１） …（５）
となる。

更に、（５）式を変換すると、
ＣＡ＝Ａ１×（Ｆｙ／Ｃｐ−μ×ＳＡ） …（６）
又は、
ＳＡ＝（Ｆｙ／Ｃｐ−ＣＡ／Ａ１）／μ …（７）
となる。

一方、セルフアライニングトルクモデルは、
ＳＡＴ＝ＳＡＰ×（μ×ＳＡ）＋ＣＴＱ×ＣＡ …（８）
となる。

ここで、キャンバ角ＣＡが１°当たりのトルク勾配ＣＴＱは、スリップ角ＳＡが１°当たりのトルク勾配ＳＡＰに比例するため、ＣＴＱは、
ＣＴＱ＝−ＳＡＰ／Ａ２ …（９）
となる。なお、Ａ２はタイヤの諸元（タイヤの径）によって変わる値であり、通常の車両に装着されるタイヤの場合、Ａ２＝５〜２０となる。

そして、（９）式を（８）式に当てはめると、
ＳＡＴ＝ＳＡＰ×（μ×ＳＡ−ＣＡ／Ａ２） …（１０）
となる。

図５は、接地荷重変化に伴うＣｐ特性マップを示した図であり、図６は、接地荷重変化に伴うＳＡＰ特性マップを示した図であり、図７は、接地荷重変化に伴うＣｓ特性マップを示した図であり、図８は、接地荷重変化に伴うＣＴＱ特性マップを示した図である。ＥＣＵ１０のＲＯＭには、図５〜図８に示されるＣｐ特性マップ、ＳＡＰ特性マップ、Ｃｓ特性マップ及びＣＴＱ特性マップが記録されている。

そして、タイヤ姿勢制御部１２は、上述したタイヤ横力モデルを利用して、μ推定部１１で推定された路面μと、各センサ２〜６から送信された各信号と、Ｃｐ特性マップ及びＣｓ特性マップとに基づいて、目標スリップ角ＳＡ_ｔ又は目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出する。そして、タイヤ姿勢制御部１２は、タイヤのキャンバ角ＣＡが目標キャンバ角ＣＡ_ｔとなるように、キャンバアクチュエータ７にキャンバ角制御信号を送信して、タイヤのキャンバ角ＣＡを制御する。

また、タイヤ姿勢制御部１２は、上述したセルフアライニングトルクモデルを利用して、μ推定部１１で推定された路面μと、各センサ２〜６から送信された各信号と、ＳＡＰ特性マップ及びＣＴＱ特性マップとに基づいて、目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する。そして、タイヤ姿勢制御部１２は、ステアリングに付与する操舵トルクが目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔとなるように、ステアリングアクチュエータ８に、操舵トルク信号を送信して、タイヤのスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡを制御する。

次に、図９を参照しながら、本実施形態に係る車両制御装置１の処理動作について説明する。図９は、ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。

まず、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、車両が走行している路面の路面μを推定する（ステップＳ１）。

次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１において推定された路面μが０．２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

そして、路面μが０．２未満である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３に進み、タイヤ横力モデルを利用して目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出する（ステップＳ３）。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、タイヤ横力Ｆｙ及びスリップ角ＳＡを算出するとともにＣｐ特性マップからＣｐ値を取得する。そして、上述した（６）式を利用して、目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出する。なお、ＥＣＵ１０は、Ｃｓ特性マップからＣｓ値を取得し、（３）式を利用して目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出してもよい。

次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３において算出された目標キャンバ角ＣＡ_ｔに基づいて、タイヤのキャンバ角ＣＡの付加制御を行う（ステップＳ４）。すなわち、ＥＣＵ１０は、タイヤのキャンバ角ＣＡが目標キャンバ角ＣＡ_ｔとなるように、キャンバアクチュエータ７にキャンバ角制御信号を送信する。

次に、ＥＣＵ１０は、セルフアライニングトルクモデルを利用して、目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する（ステップＳ５）。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、ＳＡＰ特性マップからＳＡＰ値を取得する。そして、ＥＣＵ１０は、このＳＡＰ値とステップＳ３において算出された目標キャンバ角ＣＡ_ｔとを用いて、上述した（１０）式を利用して、目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する。なお、ＥＣＵ１０は、ＣＴＱ特性マップからＣＴＱ値を取得し、（８）式を利用して目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出してもよい。

一方、上述したステップＳ２において、路面μが０．２以上である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ＥＣＵ１０はステップＳ６に進み、路面μが０．２以上０．８未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。

そして、路面μが０．２以上０．８未満でない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、一旦処理を終了して、再度上記処理を繰り返す。

一方、路面μが０．２以上０．８未満である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７に進み、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、車体のスリップ角ＳＡｂを検出する（ステップＳ７）。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７において検出された車体のスリップ角ＳＡｂが０．８×ＳＡｍａｘより大きいか否かを判定する（ステップＳ８）。

車体のスリップ角ＳＡｂが０．８×ＳＡｍａｘより大きい場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、上述したステップＳ３に進む。

一方、車体のスリップ角ＳＡｂが０．８×ＳＡｍａｘ以下の場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ９に進み、タイヤ横力モデルを利用して目標スリップ角ＳＡ_ｔを算出する（ステップＳ９）。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、タイヤ横力Ｆｙ及びキャンバ角ＣＡを算出するとともにＣｐ特性マップからＣｐ値を取得する。そして、上述した（７）式を利用して、目標スリップ角ＳＡ_ｔを算出する。なお、ＥＣＵ１０は、Ｃｓ特性マップからＣｓ値を取得し、（３）式を利用して目標スリップ角ＳＡ_ｔを算出してもよい。

次に、ＥＣＵ１０は、セルフアライニングトルクモデルを利用して、ステップＳ９において算出された目標スリップ角ＳＡ_ｔに基づく目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する（ステップＳ５）。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて、ＳＡＰ特性マップからＳＡＰ値を取得する。そして、ＥＣＵ１０は、このＳＡＰ値とステップＳ９において算出された目標スリップ角ＳＡ_ｔとを用いて、上述した（１０）式を利用して、目標スリップ角ＳＡ_ｔに基づく目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出する。なお、ＥＣＵ１０は、ＣＴＱ特性マップからＣＴＱ値を取得し、（８）式を利用して目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出してもよい。

ステップＳ５又はステップＳ１０において目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔが算出されると、ＥＣＵ１０は、ステアリングアクチュエータ８に付加制御する付加セルフアライニングトルクΔＳＡＴを算出する（ステップＳ１１）。すなわち、ＥＣＵ１０は、各センサ２〜６から送信された信号から、車両に発生するセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する。そして、ステップＳ１０において算出された目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔから、車両に発生するセルフアライニングトルクＳＡＴを減算することで、付加セルフアライニングトルクΔＳＡＴを算出する。

そして、ＥＣＵ１０は、ステアリングアクチュエータ８に、ステップＳ１１において算出された付加セルフアライニングトルクΔＳＡＴを操舵トルクとして付加制御する（ステップＳ１２）。すなわち、ＥＣＵ１０は、ステアリングに付加セルフアライニングトルクΔＳＡＴの操舵トルクを付与するように、ステアリングアクチュエータ８に、操舵トルク信号を送信する。そして、ステアリングアクチュエータ８から付加セルフアライニングトルクΔＳＡＴの操舵トルクが付与されることで、タイヤのスリップ角又はキャンバ角が、目標スリップ角又は目標キャンバ角となるように制御される。

このように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、路面μを用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用することで、路面μの違いに応じた横力Ｆｙ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを加味してスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡを制御することができる。特に、低μ路を走行する場合は、Ｄｒｙ路を走行する場合に比べて、タイヤの限界が低くなって車両の挙動変化率が大きくなる。このため、路面μを用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用することで、路面μに応じて、タイヤのグリップ力が最大限利用できるスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡの制御を行うことができ、車両の挙動変化率を小さくすることができる。

また、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、路面μの違いに応じた目標スリップ角ＳＡ_ｔ及び目標キャンバ角ＣＡ_ｔを算出することができる。しかも、この目標スリップ角ＳＡ_ｔ及び目標キャンバ角ＣＡ_ｔに基づいて、路面μの違いに応じた目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔを算出し、この算出した目標セルフアライニングトルクＳＡＴ_ｔに基づいて車両の操舵トルクを制御するため、操舵の違和感を低減させながら、車両のスリップ角ＳＡ及びキャンバ角ＣＡを適切に制御することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態において、ＥＣＵ１０は、操舵トルクを付与することでスリップ角ＳＡの制御を行うように説明したが、目標スリップ角ＳＡ_ｔに基づいて直接スリップ角ＳＡを制御してもよく、他の手法により間接的にスリップ角ＳＡを制御してもよい。

また、上記実施形態において、ＥＣＵ１０は、目標キャンバ角ＣＡ_ｔに基づいて直接キャンバ角ＣＡを制御するように説明したが、操舵トルクの付与による間接的なキャンバ角ＣＡの制御のみであってもよく、他の手法による間接的なスリップ角ＳＡの制御のみであってもよい。

また、上記実施形態では、横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルに用いる各値を、各センサ２〜６から送信された信号に基づいて算出するように説明したが、他のセンサにより、これらの値を算出するようにしてもよい。

実施形態に係る車両制御装置を示した図である。 路面μの違いによる、タイヤ横力Ｆｙとスリップ角ＳＡとの関係を示した図である。 コーナリングパワーＣｐ特性を示した図である。 キャンバスティフネスＣｓ特性を示した図である。 接地荷重変化に伴うＣｐ特性マップを示した図である。 接地荷重変化に伴うＳＡＰ特性マップを示した図である。 接地荷重変化に伴うＣＳ特性マップを示した図である。 接地荷重変化に伴うＣＴＱ特性マップを示した図である。 ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…車両制御装置、２…車輪速センサ、３…操舵角センサ、４…変位センサ、５…加速度センサ、６…ヨーレートセンサ、７…キャンバアクチュエータ、８…ステアリングアクチュエータ、１０…ＥＣＵ、１１…推定部（摩擦係数推定手段）、１２…タイヤ姿勢制御部（制御手段）、ＣＡ…キャンバ角、ＣＡ_ｔ…目標キャンバ角、Ｆｙ…タイヤ横力、ＳＡ…スリップ角、ＳＡ_ｔ…目標スリップ角、ＳＡＴ…セルフアライニングトルク、ＳＡＴ_ｔ…目標セルフアライニングトルク、ΔＳＡＴ…付加セルフアライニングトルク。

Claims (5)

1. 車両のタイヤ姿勢を制御する車両制御装置であって、
   前記車両が走行する路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
   路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用して、前記摩擦係数推定手段により推定された摩擦係数に基づいて前記車両のスリップ角及びキャンバ角を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記横力モデルを利用して目標スリップ角及び目標キャンバ角を算出するとともに、前記セルフアライニングトルクモデルを利用して前記目標スリップ角及び前記目標キャンバ角に基づく目標セルフアライニングトルクを算出し、前記目標セルフアライニングトルクに基づいて前記車両の操舵トルクを制御することで、前記車両のスリップ角及びキャンバ角を制御することを特徴とする車両制御装置。
2. 車両のタイヤ姿勢を制御する車両制御装置であって、
   前記車両が走行する路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
   路面の摩擦係数を用いた横力モデル及びセルフアライニングトルクモデルを利用して、前記摩擦係数推定手段により推定された摩擦係数に基づいて前記車両のスリップ角及びキャンバ角を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記横力モデルを利用して目標スリップ角又は目標キャンバ角を算出するとともに、前記セルフアライニングトルクモデルを利用して前記目標スリップ角又は前記目標キャンバ角に基づく目標セルフアライニングトルクを算出し、前記目標セルフアライニングトルクに基づいて前記車両の操舵トルクを制御することで、前記車両のスリップ角又はキャンバ角を制御することを特徴とする車両制御装置。
3. 前記車両は、キャンバ角を変更するキャンバアクチュエータを備えており、
   前記制御手段は、算出された前記目標スリップ角に基づいて、前記キャンバアクチュエータを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記車両は、操舵トルクを付与するステアリングアクチュエータを備えており、
   前記制御手段は、算出された前記目標セルフアライニングトルクに基づいて、前記ステアリングアクチュエータを制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両制御装置。
5. 横力をＦｙ、セルフアライニングトルクをＳＡＴ、路面の摩擦係数をμ、コーナリングパワーをＣｐ、キャンバスティフネスをＣｓ、スリップ角をＳＡ、キャンバ角をＣＡ、スリップ角１°当たりのトルク勾配をＳＡＰ、キャンバ角１°当たりのトルク勾配をＣＴＱとした場合に、
   前記横力モデルがＦｙ＝Ｃｐ×（μ×ＳＡ）＋Ｃｓ×ＣＡで表され、前記セルフアライニングトルクモデルがＳＡＴ＝ＳＡＰ×（μ×ＳＡ）＋ＣＴＱ×ＣＡで表されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両制御装置。

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