JP6036414B2 - 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、さら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とともに、車輪速度に基づいて推定した外乱に応じて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）。

特許第４１６１９２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車輪速度の変化を外乱として相殺するよう設定されているため、運転者の要求や前後輪荷重移動量の目標値が変更されることにより加減速を行う際に車輪速度を変化させる場合であっても、車輪速度の変化の大部分が外乱と判定されてしまう虞があった。このため、走行状態に変更しようとする際の応答性が悪化してしまう虞があった。

そこでこのような問題点を鑑み、車両の駆動力を制御する車両制御装置において、走行状態を変更しようとする際の応答性を向上できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の車両制御装置において、基本要求トルク算出手段は、運転者によるアクセルペダル操作等の駆動力操作に基づいて、運転者が車両に要求するトルクに関する値である基本要求トルクを算出する。そして、目標荷重移動量算出手段は、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。また、荷重移動量推定手段は、車両の前後輪荷重移動量を推定し、外乱推定手段は、車両の外乱を推定する。さらに、トルク補正手段は、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を目標荷重移動量に追従させるため、かつ、外乱推定手段により推定された外乱による車両への影響を抑制するための補正量（補正トルク）を演算し、この補正量に基づいて基本要求トルクを補正する。だたし、外乱推定手段は、基本要求トルクに基づいて、外乱を推定する。

このような車両制御装置によれば、基本要求トルクの変化を考慮して外乱を推定することができるので、基本要求トルクの変化が外乱であると推定されることを抑制することができる。よって、基本要求トルクの変化が補正量として相殺されてしまうことを抑制できるので、走行状態を変更しようとする際の応答性を向上させることができる。

なお、本発明の外乱推定手段において、既に出力された補正量が存在しない場合には、例えば０等の初期値を補正量とすればよい。また、本発明において「トルクに関する値」とは、トルクそのものや、トルクに基づいて求められる駆動力等の値を含む。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、車両制御装置を構成する各手段として実現するための車両制御プログラムとしてもよい。
また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。特に、請求項６に記載の発明は、請求項２を引用する請求項３〜請求項５の車両制御装置に対して従属させることができる。

また、トルク補正手段が既に出力した補正量と、基本要求トルクと差分は、「車両において駆動力を発生させる駆動力発生部（エンジン２）が出力したトルクに関する値である出力トルク」に相当する。よって、トルク補正手段が既に出力した補正量と出力トルクとから外乱を推定することもできる（請求項９）。さらに、請求項１に記載の外乱推定手段に換えて請求項２の構成を採用してもよい（請求項１０）。

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。 第１実施形態の外乱推定部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。 基本要求トルクの変化を示すグラフ（ａ）、および基本要求トルクの変化に伴う修正要求トルクの変化を示すグラフ（ｂ）である。 修正要求トルクの変化に伴う車輪速度の変化を示すグラフ（ａ）、および路面からの外乱の変化を示すグラフ（ｂ）である。 路面からの外乱の変化に伴う修正要求トルクの変化を示すグラフ（ａ）、および路面からの外乱の変化に伴う車輪速度の変化を示すグラフ（ｂ）である。 ＳＦ目標値が変化したときの追従性を示すグラフ（ａ）、修正要求トルクが変化したときの車輪速度の変化を示すグラフ（ｂ）である。 第２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。 第２実施形態の外乱推定部１４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。
［本実施形態の構成］
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。

また電子制御装置１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルを用いた車内ＬＡＮにより、ブレーキＥＣＵ（不図示）およびステアリングＥＣＵ（不図示）等の他の電子制御装置およびナビゲーション装置９と接続されている。

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、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、および制振補正部２０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、かつトルク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。なお、電子制御装置１はアクセルストロークセンサ３の信号を処理し、基本要求トルク算出部１１は、電子制御装置１により処理された後の信号を用いてアクセルペダル踏み込み量を算出する。

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。また、電子制御装置１は吸入空気量センサ４の信号を処理し、推定駆動輪トルク算出部１２は、電子制御装置１により処理された後の信号を用いて吸入空気量を算出する。

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。

なお、車輪速度センサ６の信号はブレーキＥＣＵにより処理され、処理された信号はブレーキＥＣＵから車内ＬＡＮを介して電子制御装置１により取得される。そして車輪速度算出部１３は、この取得した信号を用いて各車輪速度を算出する。

外乱推定部１４は、図２に示すように、車輪トルク演算部３０、減算部３４，３５、ローパスフィルタ３７、ハイパスフィルタ３６、および加算部３８を備える。特に、車輪トルク演算部３０は、前車輪速平均処理部３１と、微分器３２と、増幅器３３とを備える。

ここで、外乱推定部１４には、図１に示すように、車輪速度センサ６から出力される信号のうちの左右の前車輪の車輪速度を示す信号、基本要求トルク算出部１１によって算出された基本要求トルクＴ_{w_tgt}、および加減算器１２５からの出力値（制御器（制振補正部２０）による補正トルク）を入力する。

車輪トルク演算部３０においては、前車輪の車輪速度に関する信号を入力し、平均処理部３１が左前輪速度Ｖ_flと右前輪速度Ｖ_frとの平均値を算出する。そして、微分器３２は、平均処理部３１の算出値の微分値を算出する。

増幅器３３は、微分器３２から入力した信号を（Ｍ・Ｒ_t）倍して出力する。ここで、Ｍは車両質量、Ｒ_tはタイヤ半径である。
このようにして、車輪トルク演算部３０は、前輪の車輪速度の平均値の微分値に対して（Ｍ・Ｒ_t）を掛けたものを総トルクとして出力する。なお、後輪についても総トルクを別途求め、前輪の総トルクと後輪の総トルクとを加算したものを総トルクとして出力してもよい。

なお、総トルクには、基本要求トルク、制御器による補正トルク、および外乱（走行外乱）が含まれているものと考えられる。そこで、本実施形態では、総トルクから、基本要求トルクおよび制御器による補正トルクに相当する成分を除去することで外乱を求める。

詳細には、図２に示すように、減算部３４は、基本要求トルクから制御器による補正トルクを減算した値を算出する。この値は、運転者操作によるトルク変動を意味する。
また、減算部３５は、総トルクから運転者操作によるトルク変動を減算した値を算出する。この値は、走行外乱トルクを意味する。

そして、走行外乱トルクは、例えば、３０Ｈｚ以下の信号が通過するよう設定されたローパスフィルタ３７を通過することによって、所定周波数帯の走行外乱トルク変動を得る。ここで、走行外乱トルクに対してローパスフィルタ３７を用いるのは、駆動力を発生するエンジン２が応答不可能な周波数成分である応答不可成分を除くためである。

また、基本要求トルクに対しては、例えば、１Ｈｚ以上の信号が通過するよう設定されたハイパスフィルタ３６を通過することによって、所定周波数帯の運転者操作によるトルク変動を得る。ここで、基本要求トルクに対してハイパスフィルタ３６を用いるのは、運転者が意図した操作が、運転者が意図しない駆動力操作（例えば、車両の振動等によってアクセルペダルの踏み込み量が変化する場合等）よりも周波数が低いことが一般的であり、運転者が意図しない駆動力操作だけを除去するためである。

そして、加算部３８は、ローパスフィルタ３７を通過後の走行外乱トルク変動と、ハイパスフィルタ３６を通過後の基本要求トルクとを加算して外乱として出力する。
次に、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。なお、舵角センサ７の信号はステアリングＥＣＵにより処理され、処理された信号はステアリングＥＣＵから車内ＬＡＮを介して電子制御装置１により取得される。そして操舵角算出部１５は、この取得した信号を用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。なお、車速センサ８の信号はブレーキＥＣＵにより処理され、処理された信号はブレーキＥＣＵから車内ＬＡＮを介して電子制御装置１により取得される。そして車速算出部１６は、この取得した信号を用いて車速Ｖ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（或いは車輪速度算出部１３から取得した各車輪の平均速度等として求められる速度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、垂直方向成分算出部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５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。

垂直方向成分算出部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。

したがって垂直方向成分算出部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５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、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、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、ステアリング特性が（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アンダーステアとなり、（Ｌ_fＣ_pf−Ｌ_rＣ_pr）が大きい場合には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１２２，１２６、積分器１２３、増幅器１２４，１２７、および加減算器１２５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）により荷重移動量ｙ_sを算出する。ここで、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５を参照）。

減算器１２２は、目標荷重移動量算出部１９からの目標荷重移動量Δ（ＳＦ（スタビリティファクタ）目標値）から、バネ上振動モデル演算部１２１からの荷重移動量ｙ_sを減算した値を算出する。

積分器１２３は、減算器１２２からの入力値を積分し、この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１２４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１２５は、積分器１２３からの出力値と、外乱推定部１４からの走行抵抗外乱推定値とを加算する。さらに加減算器１２５は、この加算値から、増幅器１２４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１２６へ出力する。加減算器１２５の出力値が、車両の振動を抑制する補正用の駆動トルク（以下、補正トルクという）である。

減算器１２６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}から、加減算器１２５からの補正トルクを減算した値を算出する。増幅器１２７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１２６からの出力値を（１／Ｒ_d）倍して出力する。

減算器１２７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。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述した電子制御装置１において、基本要求トルク算出部１１は、運転者によるアクセルペダル操作等の駆動力操作に基づいて、運転者が車両に要求するトルクに関する値である基本要求トルクを算出する。そして、目標荷重移動量算出部１９は、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。また、バネ上振動モデル演算部１２１は、車両の前後輪荷重移動量を推定し、外乱推定部１４は、車両の外乱を推定する。さらに、制振補正部２０は、バネ上振動モデル演算部１２１により推定された前後輪荷重移動量を目標荷重移動量に追従させるため、かつ、外乱推定部１４により推定された外乱による車両への影響を抑制するための補正量（補正トルク）を演算し、この補正量に基づいて基本要求トルクを補正する。だたし、外乱推定部１４は、制振補正部２０が既に出力した補正量と、基本要求トルクとに基づいて、外乱を推定する。

このような電子制御装置１によれば、基本要求トルクの変化を考慮して外乱を推定することができるので、基本要求トルクの変化が外乱であると推定されることを抑制することができる。よって、基本要求トルクの変化が補正量として相殺されてしまうことを抑制できるので、走行状態を変更しようとする際の応答性を向上させることができる。

次に、上記電子制御装置１において、車輪トルク演算部３０は、車両の車輪において発生しているトルクに関する値である車輪トルク（総トルク）を推定し、外乱推定部１４は、車輪トルクも加味して外乱を推定する。

このような電子制御装置１によれば、車輪トルクを推定するので、振動等の外乱を良好に推定することができる。よって、基本要求トルクの補正精度を向上させることができる。

上記電子制御装置１において、外乱推定部１４は、基本要求トルクの変動成分であるトルク変動成分に基づいて外乱を推定する。
このような電子制御装置１によれば、運転者操作によるトルク変動成分に基づいて外乱を推定するので、運転者操作によるトルク変動成分が外乱に含まれないようにすることで、車両の走行状態を変更しようとする際の応答性を向上させることができる。

上記電子制御装置１において、外乱推定部１４は、トルク変動成分に対してフィルタを掛けることによってトルク変動成分から、運転者が意図した操作による操作変動成分を除いた非操作変動成分を抽出し、非操作変動成分を加味して外乱を推定する。

このような電子制御装置１によれば、運転者が意図しない非操作変動成分だけを外乱とすることができる。
上記電子制御装置１において、フィルタとしては、ハイパスフィルタ３６として構成されている。

ここで、運転者が意図して行う駆動力操作は、運転者が意図しない駆動力操作（例えば、車両の振動等によってアクセルペダルの踏み込み量が変化する場合等）よりも周波数が低いことが一般的である。このため、運転者が意図して行う駆動力操作を外乱から除去できるように、ハイパスフィルタ３６を採用している。

このような電子制御装置１によれば、運転者が意図して行う駆動力操作を外乱から除去できるように、運転者が意図しない駆動力操作だけを外乱とすることができる。
上記電子制御装置１において、外乱推定部１４は、車輪トルクから、制振補正部２０が既に出力した補正量および基本要求トルクを差し引いた差分を走行外乱成分とし、走行外乱成分を加味して外乱を推定する。すなわち、車輪トルクには、制振補正部２０が既に出力した補正量、基本要求トルク、および走行外乱成分が含まれていると考えられるので、車輪トルクから、制振補正部２０が既に出力した補正量および基本要求トルクを差し引くことで走行外乱成分を得るようにしている。

このような電子制御装置１によれば、走行外乱成分（車両の走行によって発生する外力）を加味するので外乱を良好に推定することができる。
上記電子制御装置１において、外乱推定部１４は、走行外乱成分に対してフィルタを掛けることによって走行外乱成分から、駆動力を発生するエンジン２が応答不可能な周波数成分である応答不可成分を除いた走行外乱トルク成分を抽出し、走行外乱トルク成分を加味して外乱を推定する。

このような電子制御装置１によれば、応答不可成分については除去された走行外乱トルク成分を加味して外乱を推定するので、基本要求トルクをエンジン２が応答可能な範囲内で補正することができる。

上記電子制御装置１において、フィルタとしては、ローパスフィルタ３７として構成されている。
ここで、前述の応答不可成分は、比較的高い周波数となるため、この周波数帯の成分を除去するためにローパスフィルタ３７を採用している。

このような電子制御装置１によれば、簡素な構成で走行外乱トルク成分を抽出し、走行外乱トルク成分を加味して外乱を推定することができる。
上記に述べた効果をより具体的に以下に説明する。図５（ａ）に示すように、運転者による要求トルク（基本要求トルク）が２秒から６秒までの間において増加すると、図５（ｂ）に示すように、前後荷重移動量（提案法：図中の細実線）は、制振補正部２０による補正を行わない場合（制御なし：図中の破線）と比較し、約３秒までの間の過渡域においては前後荷重移動量の変動成分を抑制し、その後は制振補正部２０による補正を行わない場合と同じ値となる。

つまり、運転者による基本要求トルクだけが増加した際には、制振補正部２０による補正により、運転者の要求以外の変動成分のみ抑制していることが分かる。そして、修正要求トルクに従って加速が実施されると、制振補正部２０による補正を行わない場合（制御なし：図中の破線）と同様に、良好な加速応答性が得られることが分かる（提案法：図中の細実線）。なお、基本要求トルクの変化を外乱としてフィードバックする構成（従来法：図中の一点鎖線）では、基本要求トルクが抑制され（図５（ｂ）参照）、速度変化も抑制されることが分かる（図６（ａ）参照）。つまり、運転者による基本要求トルクの変化が外乱であると推定される場合には、運転者が車両を加速させようとする意思に反して車両が加速していないことが分かる。

次に、図６（ｂ）に示すように、１０．０秒から１０．５秒までの間において路面外乱が増加する場合には、図７（ａ）に示すように、前後荷重移動量（提案法：図中の細実線）は、制振補正部２０による補正を行わない場合（制御なし：図中の破線）に対して大幅にその絶対値が小さくなる。

つまり、路面外乱が増加した際には、制振補正部２０によって外乱の成分が抑制されていることが分かる。そして、図７（ｂ）に示すように、制振補正部２０による要求トルクの補正が実施されると、制振補正部２０による要求トルクの補正を行わない場合（図中の破線）には、車両の走行速度が変化するのに対して、制振補正部２０による要求トルクの補正を行う場合には、車両の走行速度が維持されることが分かる（提案法：図中の細実線）。

次に、図８（ａ）に示すように、１４秒以降にＳＦ目標値が変化する場合には、前後荷重移動量（提案法：図中の細実線）は、基本要求トルクの変化を外乱としてフィードバックする構成（従来法：図中の一点鎖線）と比較して、ＳＦ目標値の変化に対する追従性が高いことが分かる。この際、図８（ｂ）に示すように、ＳＦ目標値の変化に対応して車輪速度が変更される。

［第２実施形態］
次に、別形態の電子制御装置について説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の電子制御装置１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の電子制御装置１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の走行抵抗外乱推定部１４は、図９に示すように、基本要求トルクに換えて、推定駆動輪トルク算出部１２による出力である推定車軸トルクを入力する。
そして、走行抵抗外乱推定部１４は、図１０に示すように、減算部３４，３５に換えて、減算部４１，４２を備える。

減算部４１は、推定車軸トルクから制御器による補正トルクを減算した値を算出し、ハイパスフィルタ３６に出力する。この値は、運転者操作によるトルク変動を意味する。
また、減算部４２は、車輪トルク演算部３０からの出力である総トルクから推定車軸トルクを減算した値を算出し、ローパスフィルタ３７に出力する。この値は、走行外乱トルクを意味する。

このようにしても、上記実施形態１と同様の効果が得られる。
［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態では、走行外乱トルク変動と運転者操作を除いたトルク変動とを加味して外乱トルクを推定したが、走行外乱トルク変動および運転者操作を除いたトルク変動のうちの一方だけを考慮して外乱トルクを推定してもよい。

また、制振補正部２０が既に出力した補正量と、基本要求トルクと差分は、「車両において駆動力を発生させる駆動力発生部（エンジン２）が出力したトルクに関する値である出力トルク」に相当する。よって、制振補正部２０が既に出力した補正量と出力トルクとから外乱を推定してもよい
なお、外乱推定部１４において、既に出力された補正量が存在しない場合には、例えば０等の初期値を補正量とすればよい。また、上記実施形態においては、外乱を推定する際に「トルク」の次元において演算を実施したが、「トルク」に限らず、トルクに基づいて求められる駆動力等の値を含む「トルクに関する値」を用いてもよい。

［実施形態に示す構成と本発明に示す構成との関係］
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要求トルク算出手段、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に相当する。また、制振補正部２０は本発明におけるトルク補正手段、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、外乱推定部１４は本発明における外乱推定手段に相当する。

さらに、車輪トルク演算部３０は本発明における車輪トルク推定手段に相当する。

１…電子制御装置、１１…基本要求トルク算出部、１４…外乱推定部、１９…目標荷重移動量算出部、２０…制振補正部、３０…車輪トルク演算部、１２１…バネ上振動モデル演算部、２０１…総トルク推定部。

Claims (7)

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、
   運転者による駆動力操作に基づいて、前記運転者が前記車両に要求するトルクに関する値である基本要求トルクを算出する基本要求トルク算出手段（１１）と、
   前記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、前記車両が安定して走行するための前記前後輪荷重移動量である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、
   前記車両の外乱を推定する外乱推定手段（１４）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を前記目標荷重移動量に追従させるため、かつ、前記外乱推定手段により推定された前記外乱による前記車両への影響を抑制するための補正量を演算し、該補正量に基づいて前記基本要求トルクを補正するトルク補正手段（２０）と、
   を備え、
   前記外乱推定手段は、
   前記基本要求トルクの変動成分であるトルク変動成分に対してフィルタ（３６）を掛けることによって前記トルク変動成分から、運転者が意図した操作による操作変動成分を除いた非操作変動成分を抽出し、前記非操作変動成分を加味して前記外乱を推定すること
   を特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記車両の車輪において発生しているトルクに関する値である車輪トルクを推定する車輪トルク推定手段（３０）、を備え、
   前記外乱推定手段は、
   前記トルク補正手段が既に出力した補正量と、前記車輪トルクとを加味して前記外乱を推定すること
   を特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記フィルタは、ハイパスフィルタとして構成されていること
   を特徴とする車両制御装置。
4. 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、
   運転者による駆動力操作に基づいて、前記運転者が前記車両に要求するトルクに関する値である基本要求トルクを算出する基本要求トルク算出手段（１１）と、
   前記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、前記車両が安定して走行するための前記前後輪荷重移動量である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、
   前記車両の外乱を推定する外乱推定手段（１４）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を前記目標荷重移動量に追従させるため、かつ、前記外乱推定手段により推定された前記外乱による前記車両への影響を抑制するための補正量を演算し、該補正量に基づいて前記基本要求トルクを補正するトルク補正手段（２０）と、
   前記車両の車輪において発生しているトルクに関する値である車輪トルクを推定する車輪トルク推定手段（２０１）と、
   を備え、
   前記外乱推定手段は、
   前記車輪トルクから、前記トルク補正手段が既に出力した補正量および前記基本要求トルクを差し引いた差分を走行外乱成分とし、該走行外乱成分を加味して前記外乱を推定すること
   を特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記外乱推定手段は、前記走行外乱成分に対してフィルタ（３７）を掛けることによって前記走行外乱成分から、前記駆動力を発生する駆動力発生部（２）が応答不可能な周波数成分である応答不可成分を除いた走行外乱トルク成分を抽出し、前記走行外乱トルク成分を加味して前記外乱を推定すること
   を特徴とする車両制御装置。
6. 請求項５に記載の車両制御装置において、
   前記フィルタは、ローパスフィルタとして構成されていること
   を特徴とする車両制御装置。
7. 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、
   運転者による駆動力操作に基づいて、前記運転者が前記車両に要求するトルクに関する値である基本要求トルクを算出する基本要求トルク算出手段（１１）と、
   前記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、前記車両が安定して走行するための前記前後輪荷重移動量である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、
   前記車両において駆動力を発生させる駆動力発生部（２）が出力したトルクに関する値である出力トルクを推定する出力推定手段（２０）と、
   前記車両の外乱を推定する外乱推定手段（１４）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を前記目標荷重移動量に追従させるため、かつ、前記外乱推定手段により推定された前記外乱による前記車両への影響を抑制するための補正量を演算し、該補正量に基づいて前記基本要求トルクを補正するトルク補正手段（２０）と、
   を備え、
   前記外乱推定手段は、
   前記トルク補正手段が既に出力した補正量と、前記出力トルクとに基づいて、前記外乱を推定すること
   を特徴とする車両制御装置。