JP6838661B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される車両制御装置に関する。

自動車等の車両には、車体（ばね上）側と各車輪（ばね下）側との間に緩衝器（ダンパ）が設けられている。また、車体には、運転者のステアリング操作に応じて車輪（操舵輪）に操舵角を付与するステアリング装置が設けられている。ここで、特許文献１には、走行路面の凹凸度合い（路面悪路度合い）に応じてステアリング操作特性を変化させるステアリング操作特性制御装置が記載されている。このステアリング操作特性制御装置は、車高情報から路面悪路度合いを算出し、悪路と判定したときは、ステアリング操作量の小さな領域でステアリングの感度を低下させることにより、ステアリング操作特性を適正に制御する。

特開２００７−３３１５１７号公報

ところで、運転者のステアリング操作力を電動モータや油圧ポンプでアシスト（補助）するパワーステアリング装置の場合、路面からステアリングホイール（ハンドル）に不必要な振動（ステアリング振動）が伝わる可能性がある。このようなステアリング振動を低減するために、例えば、次のような構成を採用することが考えられる。即ち、操舵角センサで検出した操舵角を微分して操舵速度を算出し、かつ、この操舵速度を低減するように電動モータからトルクを発生させることにより、操舵角振動を低減することが考えられる。しかし、この構成の場合、ステアリング振動を十分に低減しようとすると操舵速度に対する抵抗力が増加し操舵力が増加するため、ステアリング振動の低減と操舵アシストが両立できない可能性がある。

本発明の目的は、ステアリング振動を低減しつつ操舵時には適切なアシストをすることができる車両制御装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置は、ステアリング操作に対してトルクを発生させることが可能なステアリングトルク付与部を備えたステアリング装置と、車両の左右に設けられ、車体と車輪間の車高情報を検出する車高情報検出部と、を備えた車両における車両制御装置であって、前記車高情報検出部によって検出された左右の車高情報の差に基づいたフィードフォワード制御により、前記ステアリングトルク付与部で発生させるトルクを求め、前記ステアリング装置に出力する。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置は、ステアリング振動を低減しつつ操舵時には適切なアシストをすることができる。

実施形態による車両制御装置が搭載された車両の概念図。 図１中のサスペンション制御装置をステアリング制御装置等と共に示すブロック図。 図２中のサスペンション制御装置を示すブロック図。

以下、実施形態による車両制御装置について、当該車両制御装置を４輪自動車に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って説明する。

図１において、車体１は、車両のボディを構成している。車体１の下側には、車体１と共に車両を構成する車輪、例えば、左右の前輪２（ＦＬ，ＦＲ）と左右の後輪３（ＲＬ，ＲＲ）とからなる合計４個の車輪２，３が設けられている。なお、図１では、図の右側を車両の前側、図の左側を車両の後側、図の上側を車両の左側、図の下側を車両の右側として現わしている。

車体１と各車輪２，３との間には、それぞれサスペンション装置４，５が介装されている。左前輪用サスペンション装置４は、左前輪２（ＦＬ）側と車体１との間に設けられている。右前輪用サスペンション装置４は、右前輪２（ＦＲ）側と車体１との間に設けられている。左後輪用サスペンション装置５は、左後輪３（ＲＬ）側と車体１との間に設けられている。右後輪用サスペンション装置５は、右後輪３（ＲＲ）側と車体１との間に設けられている。

サスペンション装置４，５は、それぞれ、図示しないコイルばね等の懸架ばね（スプリング）と、懸架ばねと並列関係をなして車体１側と車輪２，３側との間に設けられた緩衝器６とを含んで構成されている。緩衝器６は、ショックアブソーバとも呼ばれ、発生する減衰力を調整可能な油圧式の減衰力調整式緩衝器として構成されている。この場合、緩衝器６には、発生する減衰力の特性（減衰力特性）をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ、ソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）が付設されている。緩衝器６は、アクチュエータにより作動流体の流れを制御するセミアクティブダンパによって構成されている。即ち、緩衝器６は、車両の車体１側と車輪２，３側との間で発生する力を調整可能な力発生機構となるものである。

なお、緩衝器６の減衰力調整用のアクチュエータは、減衰力特性を連続的に変化させる構成でなくともよく、２段階または３段階以上の複数段階に断続的（段階的）に調整する構成であってもよい。また、緩衝器６は、減衰力を切換えられればよく、ＥＲダンパ（電気粘性流体ダンパ）、空圧式ダンパ、電磁式ダンパであってもよい。換言すれば、緩衝器６は、能動的に力（減衰力）を発生するダンパ、即ち、セミアクティブ制御が可能なセミアクティブダンパ（セミアクティブサスペンション装置）に限定されるものではない。例えば、駆動シリンダ（油圧シリンダ、エアシリンダ）等のフルアクティブ制御が可能なフルアクティブダンパ（フルアクティブサスペンション装置）を用いてもよい。さらに、力発生機構としては、空気ばねを有するエアサスペンション装置、スタビライザの効力を調整可能なキネティックサスペンション装置、電磁アクチュエータを有する電磁サスペンション装置、前後左右の油圧シリンダを配管で接続した油圧サスペンション装置等、各種の力発生機構を採用することができる。

いずれにしても、緩衝器６（のアクチュエータ）は、サスペンション制御装置７に接続されている。緩衝器６は、例えば、サスペンション制御装置７から電力が供給されることにより、発生する力である減衰力が調整される。即ち、緩衝器６は、サスペンション制御装置７から緩衝器６のアクチュエータに電流（指令電流）が出力され、この電流に応じてアクチュエータが駆動することにより、減衰力特性が可変に調整される。

サスペンション制御装置７は、例えば、マイクロコンピュータ、駆動回路、電源回路等を含んで構成されている。サスペンション制御装置７は、例えば、演算装置（ＣＰＵ）に加え、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリ（いずれも図示せず）を有している。メモリには、例えば、緩衝器６で出力すべき減衰力を演算するための処理プログラム、後述するステアリング制御装置１６に出力するトルク制御指令を算出するための処理プログラム等が格納されている。

力発生機構制御部としてのサスペンション制御装置７は、車体挙動情報に基づいて緩衝器６の発生力（減衰力）を算出して制御する。このために、サスペンション制御装置７は、車体挙動情報を検出する車高センサ８と接続されている。車高センサ８は、車両の車高状態（高さ位置）をそれぞれの緩衝器６の近傍で検出する。即ち、車高センサ８は、車体１のうち、緩衝器６の近傍となる位置（即ち、車両の四隅）にそれぞれ取付けられている。

各車高センサ８は、車両の四隅でそれぞれ車高を検出し、その検出信号（車高情報）をサスペンション制御装置７に出力する。車高センサ８は、車体挙動となる車体１の車高状態（より具体的には、車両の上下方向の運動に関する状態量）を検出する車体挙動検出部（車両挙動検出部）を構成している。換言すれば、車高センサ８は、サスペンション制御装置７と接続されることにより、サスペンション制御装置７と共に、車両（車体１）の車高情報を検出する車高情報検出部を構成している。

なお、車高情報検出部（車体挙動検出部）は、緩衝器６の近傍に設けた４個の車高センサ８に限らず、例えば、４個のばね上加速度センサおよび４個のばね下加速度センサにより構成してもよい。また、４個のばね上加速度センサのみにより構成してもよい。また、車輪２，３の回転速度を検出する車輪速センサ（図示せず）等、車高センサ８や加速度センサ以外の車両の車高状態（に対応する状態量）を検出するセンサ（車体挙動検出センサ）を用いてもよい。この場合に、例えば、１個のばね上加速度センサの情報（加速度）と車輪速センサの情報（車輪速）とから各車輪２，３毎の上下運動を推定することで、車両の車高状態（上下運動）を検出する構成としてもよい。さらに、車両の横加速度を検出する横加速度センサ、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ等のセンサ、即ち、車両のばね上となる車体１の状態量を検出する各種のセンサ（車体動検出センサ）を用いてもよい。要するに、車高情報検出部を含む車体挙動検出部としては、車両の車高状態を含む各種の車体挙動（に対応する状態量）を検出するセンサ（車体挙動検出センサ）を用いることができる。

さらに、車高情報検出部（車体挙動検出センサ）は、例えば、外界認識センサ（図示せず）により構成してもよい。外界認識センサは、例えば、車両周囲の物体の位置を計測する物***置計測装置を構成するもので、例えば、ステレオカメラ、シングルカメラ等のカメラ（例えば、デジタルカメラ）、および／または、レーザレーダ、赤外線レーダ、ミリ波レーダ等のレーダ（例えば、半導体レーザ等の発光素子およびそれを受光する受光素子）を用いることができる。なお、外界認識センサは、カメラ、レーダに限らず、車両の周囲となる外界の状態を認識（検出）できる各種のセンサ（検出装置、計測装置、電波探知機）を用いることができる。

また、実施形態では、サスペンション制御装置７は、サスペンション制御装置７に直接接続された車高センサ８により車体挙動情報を取得する構成としている。しかし、これに限らず、サスペンション制御装置７は、例えば、車両データバス９を介して、車体挙動情報を取得する構成としてもよい。車両データバス９は、サスペンション制御装置７および後述のステアリング制御装置１６を含む各種のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を互いに接続する通信線であり、車体１に搭載されたシリアル通信部としてのＣＡＮ（Controller Area Network）を構成している。いずれにしても、サスペンション制御装置７は、緩衝器６の発生力の算出に用いる車体挙動情報として、車高だけでなく、上下加速度、車速、前後加速度、横加速度等の各種の車体挙動情報（車両挙動情報）を用いることができる。

ステアリング装置１０は、運転者のステアリング操作に応じて操舵輪となる左右の前輪２，２に操舵角を付与する。実施形態では、ステアリング装置１０は、運転者のステアリング操作力を電動モータ１３でアシスト（補助）する電動パワーステアリング装置として構成されている。ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、電動モータ１３と、減速機１４と、トルクセンサ１５と、ステアリング制御部としてのステアリング制御装置１６とを含んで構成されている。

ステアリングホイール１１は、ハンドルとも呼ばれ、運転者によって操作される。ステアリングシャフト１２は、車両の前後方向に延び、後端側にステアリングホイール１１が取付けられている。電動モータ１３は、アシスト力の発生源であり、ステアリング制御装置１６から供給される電力により回転駆動する。即ち、電動モータ１３は、ステアリング制御装置１６から供給される電流（指令電流）に応じて、ステアリングシャフト１２にステアリングトルク（アシストトルク）を付与する。

減速機１４は、例えばウォーム減速機により構成され、電動モータ１３の回転を減速してステアリングシャフト１２に伝達する。トルクセンサ１５は、運転者のステアリング操作力によってステアリングシャフト１２に加わるステアリングトルク（操舵トルク）を検出する。この場合、トルクセンサ１５は、例えば、ステアリングシャフト１２を構成するトーションバー（図示せず）の捩じれ量からステアリングトルクを検出することができる。トルクセンサ１５は、ステアリング制御装置１６に接続されている。

ステアリング制御装置１６は、例えば、マイクロコンピュータ、駆動回路、電源回路等を含んで構成されている。ステアリング制御装置１６は、例えば、演算装置（ＣＰＵ）に加え、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリ（いずれも図示せず）を有している。メモリには、例えば、電動モータ１３から出力すべきステアリングトルク（アシストトルク）を演算するための処理プログラム等が格納されている。

ステアリング制御装置１６は、トルクセンサ１５により検出されるステアリングトルクに基づいて、電動モータ１３の駆動を制御する。即ち、ステアリング制御装置１６は、トルクセンサ１５の検出値（ステアリングトルク）に基づいて、ステアリングシャフト１２に付与すべきトルク（アシストトルク）に対応する制御指令値を算出する。ステアリング制御装置１６は、算出した制御指令値に応じた電流を電動モータ１３に供給する。

この場合、後述するように、ステアリング制御装置１６には、サスペンション制御装置７からトルク制御指令が入力される。ステアリング制御装置１６は、サスペンション制御装置７からのトルク制御指令を加味して電動モータ１３を駆動する。即ち、実施形態では、サスペンション制御装置７によりステアリング装置１０を制御することが可能となっている。この場合、サスペンション制御装置７は、車両データバス９を介してステアリング装置１０のステアリング制御装置１６と接続されている。

ところで、運転者のステアリング操作力を電動モータ１３でアシスト（補助）する電動パワーステアリング装置１０の場合、路面から前輪２，２、ステアリングシャフト１２等を介してステアリングホイール１１に不必要な振動（ステアリング振動）が伝わる可能性がある。このようなステアリング振動を低減するために、例えば、次のような構成を採用することが考えられる。

即ち、操舵角センサで操舵角を検出し、この検出した操舵角を微分することにより操舵速度を算出する。そして、この操舵速度を低減するように操舵速度にゲインを乗算し目標トルクとして電動パワーステアリング装置の電動モータからトルクを発生させることにより、操舵角振動を低減することが考えられる。しかし、この構成の場合、操舵角センサ信号のＦＢ制御（フィードバック制御）となるため、システムの遅れにより補償できない（ステアリング振動を十分に低減できない）可能性がある。また、ステアリングの挙動が運転者の操作によるものであるか路面入力に起因する振動であるかの判断が困難な場合があり、この面からも、ステアリング振動を十分に低減できない可能性がある。さらには、ステアリング振動を十分に低減しようとすると、操舵速度に対する抵抗力が増加し、操舵力が増加するため、ステアリング振動の低減と操舵アシストが両立できない可能性がある。

次に、路面入力によりサスペンション装置４，５がストロークした場合を考える。この場合、左右同相の路面入力であれば、左右の車輪２，２（３，３）の横力に差が発生せず、車両ヨー運動に変化はない。即ち、左右の車輪２，２（３，３）に対して同じ路面入力の場合は、左右の車輪２，２（３，３）の横力に差が発生せず、車両ヨー運動の変化がない。

これに対して、左右で路面入力が異なると、左右の車輪２，２（３，３）の横力に差が発生し、車両ヨー運動が発生する場合がある。即ち、左右の車輪２，２（３，３）に対して異なる路面入力の場合は、左右の車輪２，２（３，３）の横力に差が発生し、車両ヨー運動が発生する場合がある。より詳しくは、例えば、悪路を走行中に４輪が左右独立ストロークする場合を考える。この場合、ストロークに基づいて、車輪２，２（３，３）は、路面とのトー角、キャンバ角が変化し、各車輪２，２（３，３）の横力が独立で発生する。これにより、車両にヨーモーメントが発生し、直進性が悪化（低下）する可能性がある。また、例えば、前輪２，２が左右逆相ストロークした場合、このストロークに基づいて、ハンドル取られ（ハンドルキックバック）が発生する可能性がある。即ち、悪路走行時には、ハンドルキックバックやタイヤアライメント変化により直進性が悪化する可能性がある。

そこで、実施形態では、サスペンション制御装置７によりステアリング制御装置１６を制御する構成、即ち、サスペンション制御装置７がサスペンションの情報（車体挙動情報）を用いてステアリング装置１０の制御を行う構成としている。換言すれば、サスペンション制御装置７にて、サスペンションの情報（車高情報）を用いて、ステアリング振動を低減（軽減）する信号（振動打ち消し信号）、および、車両ヨー運動を低減する信号（ヨー運動低減振動）を生成し、この信号を、ステアリング装置１０のステアリング制御装置１６に出力する構成としている。

具体的には、サスペンション制御装置７は、車高センサ８の検出値（車高）に基づいて、ステアリング（より具体的には、ステアリングホイール１１）の発生振動を算出する。サスペンション制御装置７は、この算出した発生振動から、この発生振動を相殺する（低減させる）ステアリングトルク（振動打ち消しトルク）を算出し、このステアリングトルクを発生させる信号（トルク制御指令）を生成する。サスペンション制御装置７により生成された信号、即ち、「ステアリングの発生振動を相殺するステアリングトルクを発生させる信号」は、サスペンション制御装置７からステアリング制御装置１６に出力される。これにより、ステアリング振動を抑制することができる。このように、実施形態では、サスペンションのストローク情報となる車高情報（車高、相対速度等）から路面入力に起因するステアリング振動を算出し、ＦＦ制御（フィードフォワード制御）にて振動を相殺するステアリングトルクを発生させる。これにより、ステアリング振動を低減することができる。ここで、相殺とは、完全に振動を打ち消すだけでなく、ステアリング振動を低減、軽減する場合も含む。

また、サスペンション制御装置７は、車高センサ８の検出値（車高）に基づいて、サスペンション装置４，５のジオメトリ変化によって発生する横力を算出し、この算出した横力から、左右輪２，２（３，３）に発生する横力の差に基づく車両ヨー運動を算出（推定、予測）する。サスペンション制御装置７は、算出（推定、予測）した車両ヨー運動から、この車両ヨー運動を抑制するステアリングトルク（不要運動抑制トルク）を算出し、このステアリングトルクを発生させる信号（トルク制御指令）を生成する。サスペンション制御装置７により生成された信号、即ち、「左右輪２，２（３，３）の横力の差に基づく車両ヨー運動を抑制するステアリングトルクを発生させる信号」は、サスペンション制御装置７からステアリング制御装置１６に出力される。これにより、路面入力に起因して発生する車両のヨー変化を抑制することができる。

即ち、サスペンションのストローク情報と舵角情報からジオメトリ変化によって発生する横力変化を計算し、その値に基づきステアリングトルクを発生させることで、路面入力に起因して発生するヨー変化を抑制する。これにより、悪路走行時の直進性を向上することができ、かつ、ハンドル取られ（ハンドルキックバック）を低減することができる。このように、実施形態では、サスペンションのストローク情報となる車高情報（車高、相対速度等）から路面入力に起因する車両のヨー運動を算出し、ＦＦ制御（フィードフォワード制御）にてヨー運動を抑制するステアリングトルクを発生させる。これにより、車両のヨー運動およびハンドルキックバックを低減することができる。

図２は、サスペンション制御装置７を、ステアリング制御装置１６等と共に示している。図２に示すように、サスペンション制御装置７は、取得した車高情報に基づきトルク制御指令（即ち、振動打ち消しトルクおよび不要運動抑制トルクに対応するステアリングトルク指令）を算出し、その算出したトルク制御指令をステアリング制御装置１６に出力する。一方、ステアリング制御装置１６は、トルクセンサ１５により検出されたステアリングトルクに基づき制御指令値（即ち、ステアリングシャフト１２に付与すべきアシストトルクに対応するステアリングトルク指令値）を算出する。ステアリング制御装置１６は、「算出した制御指令値」と「サスペンション制御装置７からのトルク制御指令」とを加算することにより、最終的に電動モータ１３から出力すべきステアリングトルク（最終ステアリングトルク）に対応するトルク最終指令値を算出する。ステアリング制御装置１６は、算出したトルク最終指令値に基づいて、電動モータ１３に電流を出力することにより、ステアリング装置１０の制御を行う。

図３は、サスペンション制御装置７を示している。図３に示すように、サスペンション制御装置７は、サスペンション制御部７Ａと、トルク制御指令生成部７Ｂとを備えている。サスペンション制御部７Ａは、緩衝器６のアクチュエータに供給する電流を制御する。サスペンション制御部７Ａは、乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１を含んで構成されている。乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１の入力側は、車高センサ８と接続されている。一方、乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１の出力側は、緩衝器６のアクチュエータに接続されている。乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１には、車高センサ８からの車高情報が入力される。乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１は、車高情報を用いて車体挙動（車両挙動）を算出する。

乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１は、乗り心地と操縦安定性能の向上を図るべく、例えば、スカイフック制御則を用いて目標減衰力を演算し、目標減衰力が発生するように目標電流値を算出する。乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１は、算出した目標電流値に対応する電流（指令電流）を緩衝器６のアクチュエータに出力する。なお、目標減衰力を算出する制御則としては、スカイフック制御に限らず、例えば、最適制御、Ｈ∞制御等のフィードバック制御を用いることができる。また、制御指令として目標減衰力を用いているが、目標減衰係数を用いる構成としてもよい。

一方、トルク制御指令生成部７Ｂは、車高情報に基づいてステアリング制御装置１６に出力するトルク制御指令を算出し、算出したトルク制御指令をステアリング制御装置１６に出力する。トルク制御指令は、ステアリング装置１０の電動モータ１３から「ステアリング振動を低減するステアリングトルク」および「車両ヨー運動を抑制するステアリングトルク」を発生するための指令（信号）である。

即ち、トルク制御指令生成部７Ｂは、車高センサ８の検出値（車高）に基づいて、ステアリングの発生振動を算出し、この発生振動を相殺するステアリングトルクを発生させる信号を生成するステアリングトルク発生部（振動低減トルク発生部）を構成している。このために、トルク制御指令生成部７Ｂは、路面入力起因ステアリング振動算出部７Ｂ１と、路面外乱相殺制御ゲイン乗算部７Ｂ２とを備えている。

これと共に、トルク制御指令生成部７Ｂは、車高センサ８の検出値（車高）に基づいて、サスペンション装置４，５のジオメトリ変化によって発生する横力を算出し、この横力に基づく車両ヨー運動を抑制するステアリングトルクを発生させる信号を生成するステアリングトルク発生部（不要運動抑制トルク発生部）を構成している。このために、トルク制御指令生成部７Ｂは、トー角変化算出部７Ｂ３と、各輪横力推定部７Ｂ４と、ヨー変化推定部７Ｂ５と、ヨー変化抑制制御ゲイン乗算部７Ｂ６とを備えている。さらに、トルク制御指令生成部７Ｂは、加算部７Ｂ７を備えている。

路面入力起因ステアリング振動算出部７Ｂ１は、路面入力に起因したステアリング振動を算出する。ここで、路面入力に起因したステアリング振動は、左右の前輪２，２の車高の差（左右差）に応じて発生する。このため、路面入力起因ステアリング振動算出部７Ｂ１では、車高センサ８から得られる車高情報から左右車高差（左右の前輪２，２の車高の差）を算出すると共に、この左右車高差を微分して相対速度差を算出する。路面入力起因ステアリング振動算出部７Ｂ１で算出した相対速度差は、路面外乱相殺制御ゲイン乗算部７Ｂ２に出力される。

路面外乱相殺制御ゲイン乗算部７Ｂ２では、相対速度差に対して路面相殺制御ゲインを乗算することにより、路面外乱相殺制御指令を算出する。路面相殺制御ゲインは、路面外乱相殺制御指令がステアリング振動を相殺（打ち消し）できる指令となるように、例えば、予め計算、実験、シミュレーション等により求めておく。路面外乱相殺制御ゲイン乗算部７Ｂ２は、算出した路面外乱相殺制御指令（即ち、振動打ち消しトルクに対応するステアリングトルク指令）を加算部７Ｂ７に出力する。

次に、路面入力に起因した車両のヨー変化抑制制御について説明する。路面入力に起因した車両のヨー変化は、路面入力による車高変化（サスペンション装置４，５）のストロークの変化）により車輪２，３のトー角が変化し、このトー角の変化に基づいて、車輪２，３にタイヤ横滑り角が発生し、タイヤ横力が発生する。この横力は、左右が同相で同じようにストロークしている場合は、左右のストロークに対するトー角変化が同じで、左右で横力を打ち消し合うため、ヨー変化は発生しない。ただし、ストロークが左右で異なり、トー角が左右で逆相となると、左右の横力が同じ方向に発生するため、ヨー変化となり、ハンドル取られ（ハンドルキックバック）が発生する。また、このときに発生するタイヤの対地キャンバ角の変化が左右で異なると、横力が発生し、車両にヨー変化が発生する。

そこで、トー角変化算出部７Ｂ３は、車高センサ８から得られる左右の車高情報から、サスペンションジオメトリ情報に基づきトー角変化を算出する。トー角変化算出部７Ｂ３で算出されたトー角変化は、各輪横力推定部７Ｂ４に出力される。ここで、トー角が変化したときの車両の横滑り角をゼロと仮定すると、トー角変化がタイヤ横滑り角と等しくなる。このため、各輪横力推定部７Ｂ４では、トー角変化に基づく横力を算出する。また、キャンバ角はロール角とサスペンションキャンバ角変化との和から算出することとし、各輪横力推定部７Ｂ４では、各輪のキャンバスラストを算出する。各輪横力推定部７Ｂ４は、このように算出した各輪の横力を、ヨー変化推定部７Ｂ５に出力する。ヨー変化推定部７Ｂ５では、各輪横力推定部７Ｂ４で算出した横力を各輪で足し合わせ、この横力から重心点まわりのヨーモーメントを算出する。ヨー変化推定部７Ｂ５で算出されたヨーモーメントは、ヨー変化抑制制御ゲイン乗算部７Ｂ６に出力される。

ヨー変化抑制制御ゲイン乗算部７Ｂ６では、ヨーモーメントに対してヨー変化抑制制御ゲインを乗算することにより、ヨー変化推定部７Ｂ５で算出されたヨーモーメントに比例したヨー変化抑制制御指令を算出する。ヨー変化抑制制御ゲインは、ヨー変化抑制制御指令が車両のヨー変化を抑制できる指令となるように、例えば、予め計算、実験、シミュレーション等により求めておく。ヨー変化抑制制御ゲイン乗算部７Ｂ６は、算出したヨー変化抑制制御指令（即ち、不要運動抑制トルクに対応するステアリングトルク指令）を加算部７Ｂ７に出力する。

加算部７Ｂ７には、路面外乱相殺制御指令とヨー変化抑制制御指令とが入力される。加算部７Ｂ７は、路面外乱相殺制御指令とヨー変化抑制制御指令とを足し合わせることにより、ステアリング制御装置１６に出力するトルク制御指令を算出する。加算部７Ｂ７は、算出したトルク制御指令をステアリング制御装置１６に出力する。

実施の形態による車両制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、サスペンション制御装置７による緩衝器６の制御処理およびステアリング装置１０の制御処理について説明する。

サスペンション制御装置７には、各サスペンション装置４，５に対応してそれぞれ設けられた車高センサ８から、車高に対応する検出信号が入力される。このとき、サスペンション制御装置７のサスペンション制御部７Ａ（乗り心地・操縦安定性制御部７Ａ１）は、車高情報からスカイフック制御則等を用いて目標減衰力を演算し、目標減衰力を発生させるために必要な目標電流を算出する。サスペンション制御装置７は、算出された目標電流に対応する電流を緩衝器６のアクチュエータに出力する。これにより、緩衝器６の減衰力特性は、ハードな特性（硬特性）とソフトな特性（軟特性）との間で可変となって連続的に制御される。

一方、サスペンション制御装置７のトルク制御指令生成部７Ｂは、車高情報からステアリング装置１０のステアリング制御装置１６に出力するトルク制御指令を算出する。具体的には、路面入力起因ステアリング振動算出部７Ｂ１と路面外乱相殺制御ゲイン乗算部７Ｂ２とにより路面外乱相殺制御指令を算出する。これと共に、トー角変化算出部７Ｂ３と各輪横力推定部７Ｂ４とヨー変化推定部７Ｂ５とヨー変化抑制制御ゲイン乗算部７Ｂ６とによりヨー変化抑制制御指令を算出する。そして、算出された路面外乱相殺制御指令とヨー変化抑制制御指令とを加算部７Ｂ７で加算することにより、ステアリング制御装置１６に出力するトルク制御指令を算出する。サスペンション制御装置７は、算出したトルク制御指令をステアリング制御装置１６に出力する。これにより、ステアリング制御装置１６は、ステアリング装置１０の電動モータ１３からステアリングシャフト１２に、サスペンション制御装置７からのトルク制御指令に応じたステアリングトルク（即ち、振動打ち消しトルクおよび不要運動抑制トルク）を付与することができる。

このように、実施形態では、サスペンション制御装置７のトルク制御指令生成部７Ｂは、車両の車高情報に基づいて、ステアリングの発生振動を算出する。即ち、路面入力に起因した不必要なステアリング振動は、左右輪の左右差（左右の前輪２，２の車高の差）に応じて発生することから、トルク制御指令生成部７Ｂは、車両の車高情報に基づいてステアリングの発生振動を算出する。そして、トルク制御指令生成部７Ｂは、算出した発生振動から、この発生振動を相殺するステアリングトルクを発生させる信号、即ち、路面外乱相殺制御指令を生成する。

このため、この生成された信号を、運転者のステアリング操作力を電動モータ１３でアシストする電動パワーステアリング装置１０に出力することにより、電動パワーステアリング装置１０の電動モータ１３から「発生振動を相殺するステアリングトルクが加味されたステアリングトルク」を出力することができる。換言すれば、電動パワーステアリング装置１０の電動モータ１３は、「路面入力に起因する発生振動を打ち消すステアリングトルク」と「運転者のステアリング操作をアシストするステアリングトルク」とを出力することができる。これにより、ステアリング振動を抑制することができる。

また、実施形態では、サスペンション制御装置７のトルク制御指令生成部７Ｂは、車両の車高情報に基づいて、車両のヨーモーメント（ヨー変化）を算出する。即ち、路面入力に起因した不必要な車両ヨー運動は、路面入力に基づくサスペンション装置４，５のジオメトリ変化に応じて発生することから、トルク制御指令生成部７Ｂは、車両の車高情報に基づいてヨーモーメント（ヨー変化）を算出する。そして、トルク制御指令生成部７Ｂは、算出したヨーモーメント（ヨー変化）から、このヨーモーメント（ヨー変化）を抑制するステアリングトルクを発生させる信号、即ち、ヨー変化抑制制御指令を生成する。

このため、この生成された信号を、運転者のステアリング操作力を電動モータ１３でアシストする電動パワーステアリング装置１０に出力することにより、電動パワーステアリング装置１０の電動モータ１３から「車両ヨー変化を抑制するステアリングトルクが加味されたステアリングトルク」を出力することができる。換言すれば、電動パワーステアリング装置１０の電動モータ１３は、「路面入力に起因する車両ヨー変化を打ち消すステアリングトルク」と「運転者のステアリング操作をアシストするステアリングトルク」とを出力することができる。これにより、車両のヨー運動を抑制することができ、悪路走行時の直進性の向上と、ハンドル取られ（ハンドルキックバック）を抑制することができる。また、力発生機構では応答するのが難しい高周波の路面においては、電動パワーステアリング装置１０によるステアリングトルクにより振動を低減させることもできる。

なお、実施形態では、車両の車高情報を検出する車高情報検出部を、車高センサ８により構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、車高情報検出部は、例えば、カメラ、レーダ等の外界認識センサにより構成してもよい。この場合には、外界認識センサにより、車両が進む方向の路面の上下変化、わだち、凹凸を検出することができる。これにより、車両の車高の変化をその変化の前に検出することができる。即ち、ステアリングの発生振動をその振動が発生する前に算出（予測）することができ、ステアリング振動をより高い次元で抑制することができる。

実施形態では、サスペンション制御装置７にて車高情報からトルク制御指令（ステアリング振動を低減させるステアリングトルクを発生させる信号、車両のヨー運動を低減させるステアリングトルクを発生させる信号）の算出を行う構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、サスペンション制御装置にてトルク制御指令の算出を行わずに、ステアリング装置のステアリング制御装置に車高情報を入力する構成とし、かつ、ステアリング制御装置にて車高情報からトルク制御指令の算出を行う構成としてもよい。さらには、サスペンション制御装置とステアリング制御装置とを一体に構成してもよい。

実施形態では、サスペンション制御装置７とステアリング制御装置１６とを、これら以外の他のＥＣＵとも接続する車両データバス９を介して接続する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、サスペンション制御装置とステアリング制御装置とをこれら専用の通信線で接続する構成としてもよい。

実施形態では、サスペンション制御装置７のトルク制御指令生成部７Ｂは、ステアリング振動を相殺するための路面外乱相殺制御指令と車両のヨー変化を抑制するためのヨー変化抑制制御指令との両方を算出（生成）する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、サスペンション制御装置は、何れか一方のみを算出（生成）する構成、即ち、路面外乱相殺制御指令を算出（生成）する構成、または、ヨー変化抑制制御指令を算出（生成）する構成としてもよい。

実施形態では、ステアリング装置１０として、運転者のステアリング操作力を電動モータ１３でアシスト（補助）する電動パワーステアリング装置１０を例に挙げて説明した。即ち、実施形態では、操舵力を補助する電動パワーステアリング装置１０を、サスペンション制御装置７により制御する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ステアバイワイヤ車両のステアリング装置を、サスペンション制御装置により制御する構成とすることもできる。

即ち、ステアバイワイヤの場合、路面入力があってもステアリングに対するＦＢ情報（フィードバック情報）がないと、ステアリングから運転者に伝わる路面情報として違和感を与える可能性がある。これに対して、ステアバイワイヤの場合は、サスペンション制御装置を、次のように構成することができる。即ち、サスペンション制御装置は、車高情報検出部の検出値に基づいて、運転者に伝えるべきステアリング反力を算出する。サスペンション制御装置は、この算出したステアリング反力に対応するステアリングトルク（路面反力トルク）を算出し、このステアリングトルクを発生させる信号を生成する。

これにより、悪路走行時に、ステアリングに対する路面入力のフィードバック（ハンドルＦＢ）がないという違和感を抑制することができる。また、ステアバイワイヤの場合は、ステアリング特性（路面反力特性）を変更できる構成、例えば、ステアリングモードを、通常モードからスポーツモード等の別のモードに切換えることができる構成を採用することが考えられる。即ち、複数のステアリングモードを切換え可能に備えると共に、切換えられたステアリングモードに応じてステアリング特性（ステアリング反力）を変更できるように構成してもよい。この場合に、例えば、スポーツモードが選択されているときは、路面入力のフィードバックを増加させることにより、ダイナミックな操舵感を得るようにすることができる。

実施の形態では、力発生機構が緩衝器６の場合、即ち、力発生機構を油圧式のセミアクティブダンパとした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、力発生機構は、例えば、ＥＲダンパ（電気粘性流体ダンパ）等の他の型式のセミアクティブダンパとしてもよい。さらに、力発生機構は、例えば、フルアクティブダンパの油圧アクチュエータ、エアサスペンション装置のエアばね、スタビライザとこのスタビライザの効力を調整するアクチュエータ、電磁サスペンションを構成するリニアモータ等、各種の力発生機構を採用することができる。また、実施の形態では、パワーステアリング装置として、電動パワーステアリング装置を例にあげて説明したが、油圧パワーステアリング装置を用いても良い。その場合には、トルクは油圧ポンプにより発生させるように構成する。

以上説明した実施形態に基づく車両制御装置として、例えば、下記に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様としては、車両の車体側と車輪側との間に設けられ発生する力を調整可能な力発生機構と、車体挙動情報に基づいて前記力発生機構の発生力を算出して該発生力を制御する力発生機構制御部と、を備え、前記力発生機構制御部は、車両の車高情報を検出する車高情報検出部と、前記車高情報検出部の検出値に基づいて、ステアリングの発生振動を算出し、該発生振動を低減させるステアリングトルクを発生させるステアリングトルク発生部と、を有する。

この第１の態様によれば、力発生機構制御部のステアリングトルク発生部は、車両の車高情報に基づいて、ステアリングの発生振動を算出する。即ち、路面入力に起因したステアリング振動は、左右輪の左右差（左右の車高の差）に応じて発生することから、ステアリングトルク発生部は、車両の車高情報に基づいてステアリングの発生振動を算出する。そして、ステアリングトルク発生部は、算出した発生振動から、この発生振動を低減させるステアリングトルクを発生させる。例えば、発生振動を低減させるステアリングトルクを発生させる信号を生成する。

このため、この生成された信号を、例えば、運転者のステアリング操作力を電動モータでアシストする電動パワーステアリング装置に出力することにより、電動パワーステアリング装置の電動モータから「発生振動を低減させるステアリングトルクが加味されたステアリングトルク」を出力することができる。換言すれば、電動パワーステアリング装置の電動モータは、「路面入力に起因する発生振動を打ち消すステアリングトルク」と「運転者のステアリング操作をアシストするステアリングトルク」とを出力することができる。これにより、ステアリング振動を抑制することができる。

第２の態様としては、第１の態様において、前記車高情報検出部は、外界認識センサである。

この第２の態様によれば、外界認識センサにより、車両が進む方向の路面の上下変化、わだち、凹凸を検出することができる。これにより、車両の車高の変化をその変化の前に検出することができる。即ち、ステアリングの発生振動をその振動が発生する前に算出（予測）することができ、ステアリング振動をより高い次元で抑制することができる。

第３の態様としては、第１の態様または第２の態様において、前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部による車高情報を用いて、前記ステアリングの発生振動を低減する信号と、車両のヨー運動を低減する信号とを生成し、前記ステアリングを制御するステアリングトルクを発生させる。

第４の態様としては、第１の態様ないし第３の態様のいずれかにおいて、前記ステアリングは、電動または油圧によりパワーアシストされるパワーステアリング装置であり、該パワーステアリング装置によって発生するステアリングトルクは、路面入力に起因する前記ヨー運動を打ち消し、かつ運転者によるステアリング操作をアシストする力を発生させる。

第５の態様としては、第３の態様において、前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部の車高情報に基づいて、前記力発生機構のジオメトリ変化によって発生する横力を算出し、該算出した横力から、前記車両のヨー運動を算出、または予測する。

第６の態様としては、第１の態様または第２の態様において、前記ステアリングは、電動または油圧によりパワーアシストされるパワーステアリング装置であり、該パワーステアリング装置は、ステアリングトルクを制御するステアリング制御部を備えており、前記ステアリング制御部は、前記力発生機構制御部に代えて、前記ステアリングトルク発生部を有しており、前記ステアリング制御部の前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部による車高情報を用いて、前記ステアリングの発生振動を低減する信号と、車両のヨー運動を低減する信号とを生成し、前記ステアリングを制御するステアリングトルクを発生させる。

第７の態様としては、第１の態様ないし第６の態様のいずれかにおいて、前記ステアリングは、ステアバイワイヤシステムで構成され、前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部の検出値に基づいて、運転者に伝えるべきステアリング反力を発生させる。

第８の態様としては、第７の態様において、前記ステアリング反力は、複数のステアリングモードを変更することにより切り換える。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本願は、２０１７年９月２７日付出願の日本国特許出願第２０１７−１８６９６０号に基づく優先権を主張する。２０１７年９月２７日付出願の日本国特許出願第２０１７−１８６９６０号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１ 車体（車両） ２ 前輪（車輪、車両） ３ 後輪（車輪、車両） ４ 前輪用サスペンション装置 ５ 後輪用サスペンション装置 ６ 緩衝器（力発生機構） ７ サスペンション制御装置（力発生機構制御部、車高情報検出部） ７Ｂ トルク制御指令生成部（ステアリングトルク発生部） ８ 車高センサ（車高情報検出部） １０ ステアリング装置（ステアリング、パワーステアリング装置） １６ ステアリング制御装置（ステアリング制御部）

Claims (7)

1. ステアリング操作に対してトルクを発生させることが可能なステアリングトルク付与部を備えたステアリング装置と、
   車両の左右に設けられ、車体と車輪間の車高情報を検出する車高情報検出部と、
   を備えた車両における車両制御装置であって、
   前記車高情報検出部によって検出された左右の車高情報の差に基づいたフィードフォワード制御により、
   前記ステアリングトルク付与部で発生させるトルクを求め、
   前記ステアリング装置に出力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、
   前記車高情報検出部は、外界認識センサであることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の車両制御装置において、
   前記車高情報検出部によって検出された左右の車高情報の差に基づいて、ステアリングの発生振動を算出し、該発生振動を低減させるステアリングトルクを発生させるステアリングトルク発生部を有し、
   前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部による車高情報を用いて、前記ステアリングの発生振動を低減する信号と、車両のヨー運動を低減する信号とを生成し、前記ステアリングを制御するステアリングトルクを発生させることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記ステアリング装置は、電動または油圧によりパワーアシストされるパワーステアリング装置であり、
   該パワーステアリング装置によって発生するステアリングトルクは、路面入力に起因するヨー運動を打ち消し、かつ運転者によるステアリング操作をアシストする力を発生させることを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記ステアリングトルク発生部は、前記車高情報検出部の車高情報に基づいて、前記車体と車輪間の高さ変化による車両のジオメトリ変化によって発生する横力を算出し、該算出した横力から、前記車両のヨー運動を算出、または予測することを特徴とする車両制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記ステアリング装置は、ステアバイワイヤシステムで構成され、前記車高情報検出部によって検出された左右の車高情報の差に基づいたフィードフォワード制御により、運転者に伝えるべきステアリング反力を発生させることを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項６に記載の車両制御装置において、
   前記ステアリング反力は、複数のステアリングモードを変更することにより切り換えることができることを特徴とする車両制御装置。

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