JP6024463B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動力を制御する車両制御装置に関する。

旋回走行時において、時々刻々の車両の自転角速度（すなわちヨーレイト）を適正な値に維持し、好ましい車両旋回性能を得るための方法として、従来、駆動力または制動力の変化に伴い前後輪荷重が移動すること、更に前後輪荷重の移動によりタイヤのコーナリングパワーが変化し前輪および後輪の発生力が変化することを利用して、所望の車両のステア特性を得る方法が提案されている。

これに対して本願出願人は、車速Ｖ、旋回半径ρおよび操舵角δ等に基づいて前後輪荷重移動量の目標値を算出し、車両の前後輪荷重移動量が上記目標値に追従するように駆動力を制御することにより、車両旋回性能を向上させる技術を既に提案している（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２５６６３６号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、車両状態によっては、車両旋回性能を十分に向上させることができなかったり、車両旋回時において運転者に違和感を与えてしまったりするという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、車両状態に応じて駆動力を適切に制御することを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた車両制御装置は、基本駆動力算出手段が、運転者によるアクセルペダル操作に基づいて、運転者が車両に要求する駆動力である基本要求駆動力を算出する。また目標荷重移動量算出手段が、車両の前輪と後輪との間での荷重移動量を前後輪荷重移動量として、車両が安定して走行するための前後輪荷重移動量である目標荷重移動量を算出する。さらに荷重移動量推定手段が、車両の前後輪荷重移動量を推定する。そして駆動力補正手段が、荷重移動量推定手段により推定された前後輪荷重移動量が目標荷重移動量に追従するように、基本要求駆動力を補正する。

このように、車両制御装置は、車両の前後輪荷重移動量が目標荷重移動量に追従するように基本要求駆動力を補正することで、車両走行時におけるステアリング特性の安定化を図ることができる。

なお、目標荷重移動量は下式（１６）で表される。

すなわち目標荷重移動量は、車両の走行速度（以下、車速ともいう）が小さくなるに従い大きくなるように変化する。

このため、例えば停車中の状態から据え切りに近い形でハンドルを切って曲がりながら発進する場合に、車速が低いため目標荷重移動量は非常に大きな値になる。ここで前荷重となるよう目標荷重移動量が設定されると駆動力を大きく減じることとなる。この場合、発進直後で車速があまり出ていない状態で駆動力が減じられ、車両があまり前に進まないといった違和感を運転者に生じさせることになる。

また、目標荷重移動量は下式（２０）で表される。なお式（２０）は、道路勾配、加減速による荷重移動分を考慮することなく簡易的に算出したものである。しかし、道路勾配および荷重移動分を考慮しても車両の重量の影響は同じである。

すなわち目標荷重移動量は、車両の重量（以下、車重ともいう）が大きくなるに従い大きくなるように変化する。

そして、乗車人数に応じて又は重い荷物がトランクに搭載されているか否かに応じて車重が変化する。しかし、目標荷重移動量の算出に用いる車重として、例えば乗員が一人の場合を想定した固定値を採用すると、乗員が複数である場合等に、目標荷重移動量が、実際の車重に基づいて算出される値よりも小さくなる。

このため、例えばコーナー走行中においてアンダーステア状態のときに、オーバーステア側に補正するよう目標荷重移動量が正の値に設定される場合には、前荷重となるように駆動力を減少させる制御がされる。この結果、コーナリングフォースが増大し、ステアリング特性がオーバーステア側になる。しかし、目標荷重移動量は、実際の車重に基づいた値より小さく算出されるために制御量が小さくなり、所望のステアリング特性を得られない場合がある。

また、シフト位置をＲレンジにしてバックで旋回中においてアンダーステア状態のときに、オーバーステア側に補正するよう目標荷重移動量が正の値に設定される場合には、前荷重となるように駆動力を減少させる制御がされる。しかし、後進走行では転舵輪が後輪となるため、ステアリング特性をオーバーステア側に持っていくためには後荷重となるようにする必要があり、ステアリング特性を逆に悪化させてしまう。

これに対し、車両制御装置は、荷重移動量補正手段が、車両の走行速度、シフト位置および重量の少なくとも一つに基づいて、目標荷重移動量算出手段により算出された目標荷重移動量を補正する。

これにより、車両制御装置は、車両の走行速度、シフト位置および重量の変化に応じて目標荷重移動量を適切に変化させることが可能となり、車両の走行速度、シフト位置および重量に起因した車両状態の変化に応じて駆動力を適切に制御することができる。

第１実施形態の電子制御装置１の構成を示すブロック図である。 走行抵抗外乱推定部１４の構成を示すブロック図である。 目標荷重移動量算出部１９の構成を示すブロック図である。 バネ上振動モデルで用いるパラメータを説明する図である。 目標荷重移動量補正部２１の構成を示すブロック図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図１に示すように、本実施形態の電子制御装置１は、車両に搭載され、車両のエンジン２の制御を行う。

電子制御装置１は、アクセルストロークセンサ３、吸入空気量センサ４、クランク角センサ５、車輪速度センサ６、舵角センサ７、車速センサ８およびナビゲーション装置９から信号を入力する。

アクセルストロークセンサ３は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力する。
吸入空気量センサ４は、エンジン２への吸入空気量に応じた信号を出力する。

クランク角センサ５は、エンジン２のクランク軸の回転に応じて所定角度毎にエッジが生じるパルス信号を出力する。
車輪速度センサ６は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれに取り付けられ、各車輪軸の回転に応じて所定角度毎にエッジが生じるパルス信号を出力する。

舵角センサ７は、車両のハンドルの操舵角に応じた信号を出力する。
車速センサ８は、車両の駆動軸の回転に応じて所定角度毎にエッジが生じるパルス信号を出力する。

ナビゲーション装置９は、道路地図データおよび各種情報を記録した地図記憶媒体から道路地図データを取得するとともに、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ（不図示）を介して受信したＧＰＳ信号等に基づいて車両の現在位置を検出し、現在地から目的地までの経路案内等を実行するように構成されている。なお、上記道路地図データは、道路位置、道路種別（高速道路、有料道路、一般道路等）、道路形状、道路幅員、道路名、車線数および道路勾配等の各種データから構成されている。またナビゲーション装置９は、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ（不図示）を備える。

そして電子制御装置１は、基本要求トルク算出部１１、推定駆動輪トルク算出部１２、車輪速度算出部１３、走行抵抗外乱推定部１４、操舵角算出部１５、車速算出部１６、道路勾配取得部１７、仮想旋回半径算出部１８、目標荷重移動量算出部１９、制振補正部２０および目標荷重移動量補正部２１を備える。

基本要求トルク算出部１１は、アクセルストロークセンサ３からの信号に基づいてアクセルペダル踏み込み量を算出し、さらに、このアクセルペダル踏み込み量に基づいて、車
両の駆動軸に掛かるトルクＴ_{w_tgt}を算出する。なお、アクセルペダル踏み込み量は運転手によるトルク要求に対応するものであり、且つトルクＴ_{w_tgt}は制振補正部２０によるトルク補正の基本となるものである。このため以下、基本要求トルク算出部１１が算出するトルクを、基本要求トルクＴ_{w_tgt}という。

推定駆動輪トルク算出部１２は、まず、吸入空気量センサ４からの信号に基づいて吸入空気量を算出するとともに、クランク角センサ５からの信号に基づいてエンジン２の回転速度Ｎｅ（以下、エンジン回転速度という）を算出する。そして推定駆動輪トルク算出部１２は、算出した吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて、車両の駆動軸に掛かるトルクＴ_{w_est}を算出する。なお、推定駆動輪トルク算出部１２は、吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて、エンジン２で発生して駆動軸に掛かるトルクを推定しているため、推定駆動輪トルク算出部１２が算出するトルクを以下、推定駆動輪トルクＴ_{w_est}という。

車輪速度算出部１３は、車輪速度センサ６からの信号に基づいて、左前輪の車輪速度Ｖ_fl（以下、左前輪速度Ｖ_flという）、右前輪の車輪速度Ｖ_fr（以下、右前輪速度Ｖ_frという）、左後輪の車輪速度Ｖ_rl（以下、左後輪速度Ｖ_rlという）および右後輪の車輪速度Ｖ_rr（以下、右後輪速度Ｖ_rrという）を算出する。

走行抵抗外乱推定部１４は、図２に示すように、平均処理部３１，３２，３３と、減算器３４，３５と、微分器３６，３７と、ローパスフィルタ３８，３９と、増幅器４０，４１とを備える。

平均処理部３１は、左前輪速度Ｖ_flと右前輪速度Ｖ_frとの平均値を算出する。
平均処理部３２は、左後輪速度Ｖ_rlと右後輪速度Ｖ_rrとの平均値を算出する。
平均処理部３３は、左前輪速度Ｖ_fl、右前輪速度Ｖ_fr、左後輪速度Ｖ_rlおよび右後輪速度Ｖ_rrの平均値を算出する。

減算器３４は、平均処理部３１の算出値から平均処理部３３の算出値を減算した値を算出する。減算器３５は、平均処理部３２の算出値から平均処理部３３の算出値を減算した値を算出する。

微分器３６，３７はそれぞれ、減算器３４，３５の算出値の微分値を算出する。
ローパスフィルタ３８，３９はそれぞれ、微分器３６，３７の算出値から高周波成分を除去して出力する。

増幅器４０，４１はそれぞれ、ローパスフィルタ３８，３９から入力した信号を車両質量Ｍ倍して出力する。
したがって走行抵抗外乱推定部１４は、前輪の車輪速度の平均値と四輪の車輪速度の平均値との差の微分値に対して車両重量を掛けたものを前輪の走行抵抗外乱として推定するとともに、後輪の車輪速度の平均値と四輪の車輪速度の平均値との差の微分値に対して車両重量を掛けたものを後輪の走行抵抗外乱として推定する。

図１に示すように、操舵角算出部１５は、舵角センサ７からの信号に基づいて、ハンドル操舵角δ_nを算出する。
車速算出部１６は、車速センサ８からの信号に基づいて、車両の走行速度Ｖ（以下、車速Ｖという）を算出する。

道路勾配取得部１７は、車両の現在位置における道路勾配φをナビゲーション装置９から取得する。
仮想旋回半径算出部１８は、ナビゲーション装置９から取得したヨーレートγと、車速算出部１６から取得した車速Ｖとに基づいて、車両が走行するのに適した仮想的な旋回半径（以下、仮想旋回半径という）ρを下式（１）を用いて算出する。

ρ ＝ Ｖ／γ ・・・（１）
目標荷重移動量算出部１９は、図３に示すように、コーナリングパワー算出部５１、操舵角依存パラメータ算出部５２および乗算器５３を備える。

コーナリングパワー算出部５１は、前後輪静荷重算出部６１、道路勾配影響項算出部６２、静的接地荷重変化量算出部６３、乗算器６４，６５，６８、加算器６６，６７および増幅器６９を備える。

前後輪静荷重算出部６１は、定数出力器７１および増幅器７２，７３を備える。
定数出力器７１は、車両の静荷重Ｗ_oを示す一定値を出力する。なお、車両の静荷重Ｗ_oは、車両の質量をＭ、重力加速度をｇとして、下式（２）で表される。

Ｗ_o ＝ Ｍ×ｇ ・・・（２）
増幅器７２は、車両のホイールベースをＬ（図４を参照）、車両重心と後輪軸との間の距離をＬ_r（図４を参照）として、定数出力器７１から入力した信号を（Ｌ_r／Ｌ）倍して出力する。この出力値は、前輪の静荷重Ｗ_foに相当し、下式（３）で表される。

Ｗ_fo ＝ （Ｌ_r／Ｌ）Ｗ_o ・・・（３）
増幅器７３は、車両重心と前輪軸との間の距離をＬ_f（図４を参照）として、定数出力器７１から入力した信号を（Ｌ_f／Ｌ）倍して出力する。この出力値は、後輪の静荷重Ｗ_roに相当し、下式（４）で表される。

Ｗ_ro ＝ （Ｌ_f／Ｌ）Ｗ_o ・・・（４）
したがって前後輪静荷重算出部６１は、前輪静荷重Ｗ_foおよび後輪静荷重Ｗ_roを示す値を出力する。

道路勾配影響項算出部６２は、余弦関数演算器８１と正弦関数演算器８２と増幅器８３，８４と減算器８５と加算器８６とを備える。
余弦関数演算器８１は、道路勾配取得部１７から道路勾配φを入力して余弦関数（ｃｏｓ）演算を行う。すなわち、余弦関数演算器８１はｃｏｓφを出力する。

正弦関数演算器８２は、道路勾配取得部１７から道路勾配φを入力して正弦関数（ｓｉｎ）演算を行う。すなわち、正弦関数演算器８２はｓｉｎφを出力する。
増幅器８３は、路面と車両重心との間の距離（以下、重心高さという）をｈ_cg（図４を参照）として、正弦関数演算器８２から入力した信号を（ｈ_cg／Ｌ_r）倍して出力する。また増幅器８４は、正弦関数演算器８２から入力した信号を（ｈ_cg／Ｌ_f）倍して出力する。

減算器８５は、余弦関数演算器８１の出力値から増幅器８３の出力値を減算した値を算出する。すなわち減算器８５は、｛ｃｏｓφ−（ｈ_cg／Ｌ_r）ｓｉｎφ｝を出力する。
加算器８６は、余弦関数演算器８１の出力値と増幅器８３の出力値とを加算した値を算出する。すなわち加算器８６は、｛ｃｏｓφ＋（ｈ_cg／Ｌ_f）ｓｉｎφ｝を出力する。

したがって道路勾配影響項算出部６２は、｛ｃｏｓφ−（ｈ_cg／Ｌ_r）ｓｉｎφ｝と｛ｃｏｓφ＋（ｈ_cg／Ｌ_f）ｓｉｎφ｝を出力する。
静的接地荷重変化量算出部６３は、バネ上振動モデル定常解算出部９１と前後輪荷重変
化量算出部９２とを備える。

バネ上振動モデル定常解算出部９１は、バネ上振動モデルを用いて、車体の垂直方向変位ｘν（図４を参照）と、車体のピッチング中心周りのピッチ角θ_p（図４を参照）のそれぞれについて、定常状態における値を算出する。

バネ上振動モデルは、図４に示すように、車両の前輪と車体との間および後輪と車体との間のそれぞれが、所定のバネ定数と所定の減衰係数が設定されたサスペンションで連結されているとして車両がピッチング振動する場合を想定し、車両の車両状態を状態方程式で表現したものである。

そして、車体の垂直方向変位ｘνとピッチ角θ_pについての状態方程式は下式（５）で表される。ここで、ｘν’とｘν’’はそれぞれｘνの１階微分と２階微分を示す。θ_p’とθ_p’’はそれぞれθ_pの１階微分と２階微分を示す。またａ₁〜₄，ｂ₁〜₄，ｐ₁〜₃は予め設定された定数である。ΔＦ_dfとΔＦ_drはそれぞれ、前輪軸と後輪軸に作用する並進力の変化量である。ΔＴ_wは推定駆動輪トルクＴ_{w_est}の変化量である。

そして、車両が定常状態であるときには、ｘν’，ｘν’’，θ_p’ ，θ_p’’は０であるため、式（５）において、ｘν’，ｘν’’，θ_p’ ，θ_p’’に０を代入すると、下式（６），（７）に示すように、ｘνの定常解ｘν_{_s}とθ_pの定常解θ_{p_s}とが得られる。

したがってバネ上振動モデル定常解算出部９１は、式（６），（７）を用いて、定常解ｘν_{_s}，θ_{p_s}を算出する。
前後輪荷重変化量算出部９２は、式（８），（９）を用いて、前輪の静的接地荷重変化量ΔＷ_{f_s}と、後輪の静的接地荷重変化量ΔＷ_{r_s}を算出する。ここで、Ｋ_sfは前輪側のサスペンションのバネ定数、Ｋ_srは後輪側のサスペンションのバネ定数である（図４を参照）。

したがって静的接地荷重変化量算出部６３は、図３に示すように、前輪の静的接地荷重変化量ΔＷ_{f_s}と後輪の静的接地荷重変化量ΔＷ_{r_s}を出力する。
乗算器６４は、増幅器７２からの出力値と減算器８５からの出力値との乗算値を算出する。すなわち乗算器６４は、Ｗ_fo｛ｃｏｓφ−（ｈ_cg／Ｌ_r）ｓｉｎφ｝を出力する。この値は、道路勾配φの路面を走行中の路面垂直方向に沿って前輪に掛かる接地荷重に相当する。

乗算器６５は、増幅器７３からの出力値と加算器８６からの出力値との乗算値を算出する。すなわち乗算器６５は、Ｗ_ro｛ｃｏｓφ＋（ｈ_cg／Ｌ_f）ｓｉｎφ｝を出力する。この値は、道路勾配φの路面を走行中の路面垂直方向に沿って後輪に掛かる接地荷重に相当する。

加算器６６は、乗算器６４からの出力値と静的接地荷重変化量算出部６３からの静的接地荷重変化量ΔＷ_{f_s}との加算値を算出する。この値は、定常状態での道路勾配φに応じた前輪の接地荷重に対し、定常的な駆動トルクに起因する荷重移動分を加味した前輪静的接地荷重の合計値Ｗ_f（以下、前輪静的接地荷重Ｗ_fという）に相当する。

加算器６７は、乗算器６５からの出力値と静的接地荷重変化量算出部６３からの静的接地荷重変化量ΔＷ_{r_s}との加算値を算出する。この値は、定常状態での道路勾配φに応じた後輪の接地荷重に対し、定常的な駆動トルクに起因する荷重移動分を加味した後輪静的接地荷重の合計値Ｗ_r（以下、後輪静的接地荷重Ｗ_rという）に相当する。

乗算器６８は、加算器６６からの前輪静的接地荷重Ｗ_fと、加算器６７からの後輪静的接地荷重Ｗ_rとの乗算値を算出する。
増幅器６９は、乗算器６８から入力した信号をＣ_w ²倍して出力する。Ｃ_wはコーナリングパワーの荷重依存係数である。すなわち増幅器６９は、（Ｃ_w ²×Ｗ_f×Ｗ_r）を出力する。

前輪のコーナリングパワーＣ_pfと後輪のコーナリングパワーＣ_prはそれぞれ下式（１０），（１１）で表される。
Ｃ_pf ＝ Ｃ_wＷ_f ・・・（１０）
Ｃ_pr ＝ Ｃ_wＷ_r ・・・（１１）
したがってコーナリングパワー算出部５１は、前輪のコーナリングパワーＣ_pfと後輪のコーナリングパワーＣ_prとを乗算した値Ｃ_pfＣ_prを出力する。

次に操舵角依存パラメータ算出部５２は、増幅器１０１，１０４，１１０、絶対値演算器１０２、乗算器１０３、定数出力器１０５、減算器１０６、自乗演算器１０７、ゼロ割防止器１０８および除算器１０９を備える。

増幅器１０１は、ステアリングギア比をＲ_sとして、操舵角算出部１５から入力したハンドル操舵角δ_nを（１／Ｒ_s）倍し、前輪の操舵角δとして出力する。
絶対値演算器１０２は、増幅器１０１からの出力値の絶対値を演算して出力する。

乗算器１０３は、操舵角δの絶対値と、仮想旋回半径算出部１８からの仮想旋回半径ρとの乗算値を算出する。
増幅器１０４は、乗算器１０３からの出力値を（１／Ｌ）倍して出力する。

定数出力器１０５は、予め設定された定数１を出力する。
減算器１０６は、増幅器１０４からの出力値から、定数出力器１０５からの出力値を減
算した値を算出する。すなわち減算器１０６は、（ρ｜δ｜／Ｌ−１）を出力する。

自乗演算器１０７は、車速算出部１６から車速Ｖを入力して自乗演算を行う。すなわち、自乗演算器１０７はＶ²を出力する。
ゼロ割防止器１０８は、自乗演算器１０７からの出力値Ｖ²に対してゼロ割防止を行う。

除算器１０９は、減算器１０６からの出力値を、ゼロ割防止器１０８からの出力値で除算した値を出力する。
増幅器１１０は、除算器１０９からの出力値を、下式（１２）で表される係数ｋ倍して出力する。

ｋ ＝ −２Ｌ²／ＭＣ_w ・・・（１２）
したがって操舵角依存パラメータ算出部５２は、｛２Ｌ²（１−ρ｜δ｜／Ｌ）／ＭＣ_wＶ²｝を出力する。

また乗算器５３は、コーナリングパワー算出部５１からの出力値と操舵角依存パラメータ算出部５２からの出力値との乗算値を算出して出力する。
以上より、目標荷重移動量算出部１９は、目標荷重移動量Δとして、下式（１３）で表される値を出力する。

Δ ＝ （２Ｌ²Ｃ_pfＣ_pr／ＭＣ_wＶ²）×（１−ρ｜δ｜／Ｌ） ・・・（１３）
なお、車両の旋回半径ρは下式（１４）で表される。

式（１４）は、舵角一定の元での車速の増減に対する旋回半径の値が（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）の値に依存することを示す。具体的には、（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）が０より小さい場合には、車速Ｖの増加に伴い旋回半径ρが増加する方向、すなわちアンダーステアとなり、（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）が０より大きい場合には、車速Ｖの増加に伴い旋回半径ρが減少する方向、すなわちオーバーステアとなる。すなわち、（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）を用いてステアリング特性を制御することができる。

また、（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）は、式（１０），（１１）を用いて、下式（１５）で表される。
（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）＝ Ｃ_w（Ｌ_fＷ_f−Ｌ_rＷ_r） ・・・（１５）
したがって、式（１５）中の（Ｌ_fＷ_f−Ｌ_rＷ_r）は下式（１６）で表されている。

式（１３）と式（１６）とを比較することにより理解できるように、目標荷重移動量算出部１９は、目標荷重移動量Δとして、（Ｌ_fＷ_f−Ｌ_rＷ_r）を算出している。
次に制振補正部２０は、図１に示すように、バネ上振動モデル演算部１２１、減算器１２２，１２７，１３０、積分器１２３、増幅器１２４，１２５，１２８，１２９および加
減算器１２６を備える。

バネ上振動モデル演算部１２１は、上式（５）により状態量ｘ＝（ｘν，ｘν’，θ_p，θ_p’）を算出する。またバネ上振動モデル演算部１２１は、上式（５）で算出した状態量ｘを用いて、下式（１７）により推定荷重移動量ｙ_sを算出する。ここで、Ｋ_sfは前輪側のサスペンションのバネ定数、Ｋ_srは後輪側のサスペンションのバネ定数、Ｃ_sfは前輪側のサスペンションの減衰係数、Ｃ_srは後輪側のサスペンションの減衰係数である（図４を参照）。

減算器１２２は、目標荷重移動量補正部２１からの出力値から、バネ上振動モデル演算部１２１からの推定荷重移動量ｙ_sを減算した値、すなわちモデル出力誤差を算出する。
積分器１２３は、減算器１２２による出力誤差を積分する。増幅器１２４は、積分器１２３から入力した積分値を、予め設定された積分ゲインＫ_i倍して出力する。したがって、制振補正部２０は１型サーボ系である。

増幅器１２５は、バネ上振動モデル演算部１２１から出力される状態量ｘを、予め設定された状態フィードバックゲインＫ_s倍して出力する。
加減算器１２６は、増幅器１２４からの出力値と、走行抵抗外乱推定部１４からの走行抵抗外乱とを加算する。さらに加減算器１２６は、この加算値から、増幅器１２５からの出力値を減算した値を算出し、この減算値を、バネ上振動モデル演算部１２１と減算器１２７へ出力する。加減算器１２６の出力値は、目標荷重移動量に追従するよう推定される走行抵抗外乱や状態量xを鑑みて補正された駆動トルクの絶対値（以下、補正駆動トルクという）である。

減算器１２７は、推定駆動輪トルク算出部１２からのトルクＴ_{w_est}から、加減算器１２６からの補正駆動トルクを減算し、相対的な駆動トルクの補正値を算出する。
増幅器１２８は、終減速装置での減速比（ファイナルギア比）をＲ_dとして、減算器１２７からの出力値を（１／Ｒ_d）倍して出力する。増幅器１２９は、基本要求トルク算出部１１からの基本要求トルクＴ_{w_tgt}を（１／Ｒ_d）倍して出力する。

減算器１３０は、増幅器１２９からの出力値から、増幅器１２８からの出力値を減算した値を算出する。
減算器１３０の出力が補正後の要求トルクであり、電子制御装置１は、この補正後の要求トルクに基づいて、スロットル弁の開度を変えるスロットルモータ（不図示）、各気筒内の燃料に着火するための点火プラブ（不図示）、および各気筒に燃料を噴射するインジェクタ（不図示）といった各種アクチュエータを制御して、エンジン２を作動させる。

目標荷重移動量補正部２１は、図５に示すように、車速補正因子算出部１４１、シフト補正因子算出部１４２、車重補正因子算出部１４３および乗算器１４４，１４５，１４６
を備える。

車速補正因子算出部１４１は、車速Ｖをパラメータとした車速補正因子Ｆ_vの値が予め設定された１次元マップＭ１を備える。そして車速補正因子算出部１４１は、入力した車速Ｖに基づいて、１次元マップＭ１を参照することにより車速補正因子Ｆ_vを算出する。なお、１次元マップＭ１の車速補正因子Ｆ_vは、０ｋｍ／ｈから第１判断車速（本実施形態では２ｋｍ／ｈ）未満では０で、第１判断車速から第２判断車速（本実施形態では１０ｋｍ／ｈ）未満では車速Ｖに比例して大きくなり、第２判断車速以上で１となるように設定されている。

シフト補正因子算出部１４２は、シフト位置をパラメータとしたシフト補正因子Ｆ_sの値が予め設定された１次元マップＭ２を備える。そしてシフト補正因子算出部１４２は、車両に搭載された変速機（不図示）のシフト位置を検出するシフト位置センサ１５１の検出結果に基づいて、１次元マップＭ２を参照することによりシフト補正因子Ｆ_sを算出する。なお、１次元マップＭ２のシフト補正因子Ｆ_sは、ＰレンジおよびＮレンジの場合には０、Ｒレンジの場合には−１、ＤレンジおよびＳレンジの場合には１となるように設定されている。

車重補正因子算出部１４３は、道路勾配取得部１７から入力した道路勾配φと、車両の高さを検出する車高センサ１５２から入力した車高ｈ’とに基づき、車重補正因子Ｆ_hを下式（１８）を用いて算出する。ここで、ｋは車両のバネ定数である。ｈは、重量物が搭載されていない状態での車両の高さである。Ｍは、重量物が搭載されていない状態での車両の重量である。

Ｆ_h ＝ １＋｛ｋ×（ｈ’−ｈ）／（Ｍ・ｇ・ｃｏｓφ）｝ ・・・（１８）
式（１８）は、車両に搭載された重量物の重量（すなわち車重の増加分）ｍが下式（１９）で算出されることに基づく。

ｍ ＝ ｋ×（ｈ’−ｈ）／（ｇ・ｃｏｓφ） ・・・（１９）
乗算器１４４は、目標荷重移動量算出部１９からの目標荷重移動量Δと、車速補正因子算出部１４１からの車速補正因子Ｆ_vとの乗算値を算出して出力する。

乗算器１４５は、乗算器１４４からの出力値と、シフト補正因子算出部１４２からのシフト補正因子Ｆ_sとの乗算値を算出して出力する。
乗算器１４６は、乗算器１４５からの出力値と、車重補正因子算出部１４３からの車重補正因子Ｆ_hとの乗算値を算出して出力する。

したがって目標荷重移動量補正部２１は、目標荷重移動量Δに、車速補正因子Ｆ_vとシフト補正因子Ｆ_sと車重補正因子Ｆ_hとを乗算した値を出力する。
このように構成された電子制御装置１では、基本要求トルク算出部１１が、運転者によるアクセルペダル操作に基づいて、基本要求トルクＴ_{w_tgt}を算出する。また目標荷重移動量算出部１９が、車両が安定して走行するように目標荷重移動量Δを算出するとともに、バネ上振動モデル演算部１２１が、車両の推定荷重移動量ｙ_sを推定する。そして制振補正部２０が、推定荷重移動量ｙ_sが目標荷重移動量Δに追従するように基本要求トルクＴ_{w_tgt}を補正する。

このようにして電子制御装置１は、車両走行時におけるステアリング特性の安定化を図ることができる。
なお、目標荷重移動量は上式（１６）で表される。すなわち目標荷重移動量は、車両の走行速度（以下、車速ともいう）が小さくなるに従い大きくなるように変化する。このた
め、例えば停車中の状態から据え切りに近い形でハンドルを切って曲がりながら発進する場合に、車速が低いため目標荷重移動量は非常に大きな値になる。

これに対して、目標荷重移動量補正部２１は、車速Ｖが、低速で車両が走行しているか否かを判断するために予め設定された第２判断車速（本実施形態では１０ｋｍ／ｈ）未満である場合には、目標荷重移動量算出部１９により算出された目標荷重移動量Δよりも小さくなるように目標荷重移動量Δを補正する。

これにより、例えば停車中の状態から据え切りに近い形でハンドルを切って曲がりながら発進した時に、前荷重となるよう目標荷重移動量Δが設定された場合、目標荷重移動量Δが非常に大きな値になるが、目標荷重移動量補正部２１により、目標荷重移動量Δは小さくなるよう補正される。このため、駆動力が減じられる度合いを低減することができ、発進直後で車速があまり出ていない状態で駆動力が減じられ車両があまり前に進まないといった違和感を運転者に生じさせるという事態の発生を抑制することができる。

また、シフト位置をＲレンジにしてバックで旋回中においてアンダーステア状態のときに、オーバーステア側に補正するよう目標荷重移動量Δが正の値に設定される場合には、前荷重となるように駆動力を減少させる制御がされる。しかし、後進走行では転舵輪が後輪となるため、ステアリング特性をオーバーステア側に持っていくためには後荷重となるようにする必要があり、ステアリング特性を逆に悪化させてしまう。

これに対して、目標荷重移動量補正部２１は、シフト位置に基づいて、シフト位置がＲレンジである場合には、シフト位置がＤレンジまたはＳレンジである場合と比較して、正負の符号が逆になるように目標荷重移動量Δを補正する。

これにより、転舵輪が前輪であるか後輪であるかを考慮して目標荷重移動量Δを設定することができるため、前進走行を想定した目標荷重移動量Δの算出が後進走行中に実行されるということがなくなり、後進走行時におけるステアリング特性の安定性を向上させることができる。

また、目標荷重移動量は下式（２０）で表される。なお式（２０）は、道路勾配、加減速による荷重移動分を考慮することなく簡易的に算出したものである。しかし、道路勾配および荷重移動分を考慮しても車両の重量の影響は同じである。

すなわち目標荷重移動量Δは、車重が大きくなるに従い大きくなるように変化する。
これに対して、目標荷重移動量補正部２１は、車重に基づいて、車重が増減した割合と
同じ割合で目標荷重移動量Δが増減するように目標荷重移動量Δを補正する。

これにより電子制御装置１は、実際の車重に対応する目標荷重移動量Δに推定荷重移動量ｙ_sが追従するように制御を行うことができるため、車重によって所望のステアリング特性が得られたり得られなかったりするということがなくなり、ステアリング特性の安定性を向上させることができる。

このように電子制御装置１では、目標荷重移動量補正部２１が、車速Ｖ、シフト位置および車重に基づいて、目標荷重移動量算出部１９により算出された目標荷重移動量Δを補正する。これにより電子制御装置１は、車速Ｖ、シフト位置および車重の変化に応じて目標荷重移動量Δを適切に変化させることが可能となり、車速Ｖ、シフト位置および車重に起因した車両状態の変化に応じて駆動力を適切に制御することができる。

以上説明した実施形態において、電子制御装置１は本発明における車両制御装置、基本要求トルク算出部１１は本発明における基本駆動力算出手段、目標荷重移動量算出部１９は本発明における目標荷重移動量算出手段、バネ上振動モデル演算部１２１は本発明における荷重移動量推定手段、制振補正部２０は本発明における駆動力補正手段、目標荷重移動量補正部２１は本発明における荷重移動量補正手段、基本要求トルクＴ_{w_tgt}は本発明における基本要求駆動力、第２判断車速は本発明における低速判断速度である。

以上、本発明の一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く、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

１…電子制御装置、１１…基本要求トルク算出部、１９…目標荷重移動量算出部、２０…制振補正部、２１…目標荷重移動量補正部、１２１…バネ上振動モデル演算部

Claims (1)

1. 車両に搭載され、前記車両の駆動力を制御する車両制御装置（１）であって、
   運転者によるアクセルペダル操作に基づいて、前記運転者が前記車両に要求する駆動力である基本要求駆動力を算出する基本駆動力算出手段（１１）と、
   目標荷重移動量をΔ、前記車両のホイールベースをＬ、前輪のコーナリングパワーをＣ _ｐｆ 、後輪のコーナリングパワーをＣ _ｐｒ 、前記車両の質量をＭ、コーナリングパワーの荷重依存係数をＣ _ｗ 、車速をＶ、仮想旋回半径をρ、前輪の操舵角をδとして、「Δ ＝ （２Ｌ ^２ Ｃ _ｐｆ Ｃ _ｐｒ ／ＭＣ _ｗ Ｖ ^２ ）×（１−ρδ／Ｌ）」により、前記目標荷重移動量を算出する目標荷重移動量算出手段（１９）と、
   前記車両の前輪と後輪との間での荷重移動量である前後輪荷重移動量を推定する荷重移動量推定手段（１２１）と、
   前記荷重移動量推定手段により推定された前記前後輪荷重移動量が前記目標荷重移動量に追従するように、前記基本要求駆動力を補正する駆動力補正手段（２０）と、
   前記車両の走行速度、シフト位置および重量の少なくとも一つに基づいて、前記目標荷重移動量算出手段により算出された前記目標荷重移動量を補正する荷重移動量補正手段（２１）を備え、
   前記荷重移動量補正手段は、
   前記走行速度に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記走行速度が、低速で前記車両が走行しているか否かを判断するために予め設定された低速判断速度未満であるときに、前記目標荷重移動量算出手段により算出された前記目標荷重移動量よりも小さくなるように前記目標荷重移動量を補正し、
   前記シフト位置に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記シフト位置がＲレンジであるときには、前記シフト位置がＤレンジまたはＳレンジである場合と比較して、正負の符号が逆になるように前記目標荷重移動量を補正し、
   前記重量に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記重量の増減に応じて前記目標荷重移動量が増減するように前記目標荷重移動量を補正する
   ことを特徴とする車両制御装置。

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