JPH10287146A

JPH10287146A - 車両運動制御装置

Info

Publication number: JPH10287146A
Application number: JP9114292A
Authority: JP
Inventors: Naoto Fukushima; 直人福島
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ハンドル操作に応じた車両の操舵性を常時確
保し、車両の旋回時に生じる過度なアンダステア、オー
バステアを回避し、車両の走行性を向上させる。【解決手段】コントロールユニット２９は旋回モーメ
ント量演算回路３０と出力信号設定回路３１とからな
り、旋回モーメント量演算回路３０は、第１の比例演算
回路３２、第２の比例演算回路３３、旋回モーメント算
出回路３４から構成される。そして、旋回モーメント量
演算回路３０は、旋回角速度センサ２７と舵角センサ２
８とに接続され、旋回角速度に比例し、かつ舵角に比例
して車両に付与すべき旋回モーメント量を算出する。ま
た、出力信号設定回路３１は、旋回モーメント量演算回
路３０による旋回モーメント量に基づきモータ制御部２
５に出力すべき制御信号を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の舵角、旋回
角速度を検出して車両の走行を自動制御する車両運動制
御装置に関し、特に、車両の旋回時に発生する過度なア
ンダステアまたはオーバステアを回避するように、左，
右の車輪に付与する駆動力の配分を自動制御する車両運
動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両が旋回するとき、路面状態や車両の
速度等によっては、車両の実際の旋回半径が目標とする
旋回半径に対して大きいアンダステアが生じたり、車両
の実際の旋回半径が目標とする旋回半径に対して小さい
オーバステアが生じる場合がある。このような過度なア
ンダステア、オーバステアを運転者によるハンドル操作
だけで回避するのは困難な場合がある。

【０００３】そこで、運転者によるハンドル操作に基づ
き左，右の駆動輪に加える駆動力の配分を自動制御し、
車両の旋回時に発生するアンダステア等を回避するよう
にした車両運動制御装置は、例えば本田技研工業株式会
社が１９９６年５月２９日に発行した広報資料「左右駆
動力配分システム」に記載のものが知られている。

【０００４】そして、この従来技術による車両運動制御
装置では、ハンドルの舵角と車体の横方向加速度から車
両の重心垂直軸回りの旋回量を求め、該旋回量とエンジ
ン駆動力とを掛け合わせることによって駆動力配分を行
う量を算出すると共に、この算出結果に基づき左，右の
車輪に駆動力を配分し、旋回モーメントを可変に制御し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、車
両の加速減速を問わず、タイヤ発生力（制動力、駆動
力、コーナリングパワー等で決定される）がタイヤの摩
擦円半径（タイヤの接地荷重と路面摩擦にて決定される
タイヤ発生力の限界値）に近づくような車両の走行状態
（タイヤの限界領域における車両走行状態）では、車両
は過度のアンダステアあるいは過度のオーバステアを示
すことがある。上述した従来技術では、主として車両の
加速時に生じるアンダステアを回避することを目的とし
ている。

【０００６】しかし、車両の定速走行時や減速時、ある
いは車両が高速で走行しているときには、アンダステア
が生じる場合がある。このような場合に従来技術による
車両運動制御装置では車両の加速時に生じるアンダース
テアは回避することができるものの、車両の定速走行時
や減速時、あるいは車両が高速で走行しているときには
過度のアンダステア、オーバステアの回避を効果的に行
うことが難しいという問題がある。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、車両の加速時以外の車両の旋回時に生じ
る過度のアンダステア、オーバステアの回避を効果的に
行い、車両の走行性を向上させることができるようにし
た車両運動制御装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、車体に設けられ左，右の車輪に互いに
異なる駆動力を付与する駆動力付与手段と、該駆動力付
与手段を作動させるために制御信号に応じて左，右の車
輪に付与する駆動力を配分する駆動力配分手段とからな
る車両運動制御装置に適用される。

【０００９】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記駆動力配分手段は、前記車両の重心垂直軸
回りの旋回角速度Ψを検出する旋回角速度検出手段と、
前記車両の舵角δを検出する舵角検出手段と、旋回角速
度検出手段から出力される旋回角速度Ψの検出信号と舵
角検出手段から出力される舵角δの検出信号とに比例し
て車両に付与すべき旋回モーメント量Ｍを算出する旋回
モーメント量演算手段と、該旋回モーメント量演算手段
によって算出された旋回モーメント量Ｍに基づき前記駆
動力付与手段に出力すべき制御信号を設定する出力信号
設定手段とから構成したことにある。

【００１０】このように構成したことにより、旋回モー
メント量演算手段によって、旋回角速度検出手段からの
旋回角速度Ψの検出信号と舵角検出手段からの舵角δの
検出信号とに基づき旋回モーメント量Ｍを算出し、出力
信号設定手段はこの旋回モーメント量Ｍを発生させるよ
うに駆動力付与手段に制御信号を出力する。

【００１１】これにより、駆動力付与手段は左，右の車
輪に互いに異なる駆動力を付与し、車両に対して旋回角
速度Ψ、舵角δに比例した旋回モーメント量Ｍを付与す
ることができる。

【００１２】また、請求項２の発明では、前記旋回モー
メント量演算手段は、旋回角速度検出手段から出力され
る検出信号に基づき旋回角速度Ψに対応する第１の演算
値Ｓ₁ を算出する第１の比例演算手段と、舵角検出手段
から出力される検出信号に基づき舵角δに対応する第２
の演算値Ｓ₂ を算出する第２の比例演算手段と、該第２
の比例演算手段による第２の演算値Ｓ₂ から前記第１の
比例演算手段による第１の演算値Ｓ₁ を減算し、旋回モ
ーメント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定する旋回モー
メント量算定手段とから構成している。

【００１３】このように構成することにより、旋回モー
メント量算定手段は、舵角δに対応する第２の演算値Ｓ
₂ から旋回角速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ₁ を減算
し、旋回モーメント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定す
ることにより、舵角δに比例して旋回モーメント量Ｍを
増加させ、旋回角速度Ψに比例して旋回モーメント量Ｍ
を減少させる。つまり、旋回モーメント量Ｍは旋回角速
度Ψと逆向きの方向にモーメント量を発生させる。

【００１４】これにより、出力信号設定手段は、この旋
回モーメント量Ｍを発生させるように駆動力付与手段に
制御信号を出力し、駆動力付与手段は、左，右の車輪に
互いに異なる駆動力を付与し、車両の旋回角速度Ψを減
衰させると共に、車両を舵角δに比例して旋回させるこ
とができる。

【００１５】また、請求項３の発明では、前記出力信号
設定手段は、左旋回方向の舵角δをδ＞０、右旋回方向
の舵角δをδ＜０とし、左旋回方向の旋回角速度ΨをΨ
＞０、右旋回方向の旋回角速度ΨをΨ＜０としたとき
に、旋回モーメント量ＭがＭ＞０のときに左側の車輪に
付与する駆動力を減少させ、右側の車輪に付与する駆動
力を増加させるための制御信号を出力し、旋回モーメン
ト量ＭがＭ＜０のときに左側の車輪に付与する駆動力を
増加させ、右側の車輪に付与する駆動力を減少させるた
めの制御信号を出力している。

【００１６】このように構成したことにより、例えば左
旋回時にアンダステアが生じたときには、第１の比例演
算手段は、旋回角速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ₁ を
出力し、第２の比例演算手段は、第１の演算値Ｓ₁ より
も大きい値となる舵角δに対応する第２の演算値Ｓ₂
（Ｓ₂ ＞Ｓ₁ ）を出力する。そして、旋回モーメント量
算定手段は、第１の演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から
正の値の旋回モーメント量Ｍ（Ｍ＞０）を出力する。

【００１７】これにより、出力信号設定手段は、左旋回
時のアンダステア状態にあると判定し、左側の車輪に付
与する駆動力を減少させ、右側の車輪に付与する駆動力
を増加させるための制御信号を出力する。そして、駆動
力付与手段は、制御信号に応じて左旋回方向の旋回モー
メントを車両に付与する。

【００１８】また、例えば左旋回時にオーバステアが生
じたときには、第１の比例演算手段は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算手
段は、第１の演算値Ｓ₁ よりも小さい値となる舵角δに
対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＜Ｓ₁ ）を出力する。
そして、旋回モーメント量算定手段は、第１の演算値Ｓ
₁ と第２の演算値Ｓ₂ から負の値の旋回モーメント量Ｍ
（Ｍ＜０）を出力する。

【００１９】これにより、出力信号設定手段は、左旋回
時のオーバステア状態にあると判定し、左側の車輪に付
与する駆動力を増加させ、右側の車輪に付与する駆動力
を減少させるための制御信号を出力する。そして、駆動
力付与手段は、制御信号に応じて右旋回方向の旋回モー
メントを車両に付与する。

【００２０】また、例えば右旋回時にアンダステアが生
じたときには、第１の比例演算手段は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算手
段は、第１の演算値Ｓ₁ よりも小さい値となる舵角δに
対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＜Ｓ₁ ）を出力する。
そして、旋回モーメント量算定手段は、第１の演算値Ｓ
₁ と第２の演算値Ｓ₂ から負の値の旋回モーメント量Ｍ
（Ｍ＜０）を出力する。

【００２１】これにより、出力信号設定手段は、右旋回
時のアンダステア状態にあると判定し、左側の車輪に付
与する駆動力を増加させ、右側の車輪に付与する駆動力
を減少させるための制御信号を出力する。そして、駆動
力付与手段は、制御信号に応じて右旋回方向の旋回モー
メントを車両に付与する。

【００２２】さらに、例えば右旋回時にオーバステアが
生じたときには、第１の比例演算手段は、旋回角速度Ψ
に対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算
手段は、第１の演算値Ｓ₁ よりも大きい値となる舵角δ
に対応する第２の演算値Ｓ₂（Ｓ₂ ＞Ｓ₁ ）を出力す
る。そして、旋回モーメント量算定手段は、第１の演算
値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から正の値の旋回モーメント
量Ｍ（Ｍ＞０）を出力する。

【００２３】これにより、出力信号設定手段は、右旋回
時のオーバステア状態にあると判定し、左側の車輪に付
与する駆動力を減少させ、右側の車輪に付与する駆動力
を増加させるための制御信号を出力する。そして、駆動
力付与手段は、制御信号に応じて左旋回方向の旋回モー
メントを車両に付与する。

【００２４】また、請求項４の発明では、前記第１の比
例演算手段は第１の演算値Ｓ₁ をＳ₁ ＝α₁ ×Ψ（但
し、α₁ ＞０からなる比例定数）として演算し、第２の
比例演算手段は第２の演算値Ｓ₂ をＳ₂ ＝α₂ ×δ（但
し、α₂ ≧５×α₁ からなる比例定数）として演算する
構成としている。

【００２５】上記構成により、旋回モーメント量算定手
段は、Ｓ₂ ＝α₂ ×δからなる第２の演算値Ｓ₂ からＳ
₁ ＝α₁ ×Ψからなる第１の演算値Ｓ₁ を減算し、旋回
モーメント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定する。

【００２６】これにより、出力信号設定手段は、例えば
左旋回時のアンダステア状態を（α₂×δ）＞（α₁ ×
Ψ）となるときに判定し、車両を左旋回させるための制
御信号を出力する。そして、駆動力付与手段は、制御信
号に応じて左旋回方向の旋回モーメントを車両に付与す
る。

【００２７】また、出力信号設定手段は、例えば左旋回
時のオーバステア状態を（α₂ ×δ）＜（α₁ ×Ψ）と
なるときに判定し、車両を右旋回させるための制御信号
を出力する。そして、駆動力付与手段は、制御信号に応
じて右旋回方向の旋回モーメントを車両に付与する。

【００２８】また、出力信号設定手段は、例えば右旋回
時のアンダステア状態を（α₂ ×δ）＜（α₁ ×Ψ）と
なるときに判定し、車両を右旋回させるための制御信号
を出力する。そして、駆動力付与手段は、制御信号に応
じて右旋回方向の旋回モーメントを車両に付与する。

【００２９】また、出力信号設定手段は、例えば右旋回
時のオーバステア状態を（α₂ ×δ）＞（α₁ ×Ψ）と
なるときに判定し、車両を左旋回させるための制御信号
を出力する。そして、駆動力付与手段は、制御信号に応
じて左旋回方向の旋回モーメントを車両に付与する。

【００３０】また、請求項５の発明では、車両の重心垂
直軸回りの慣性モーメントをＩとすると、前記第１の比
例演算手段の比例定数α₁ をα₁ ≧（２／３）×Ｉに予
め設定し、前記第２の比例演算手段の比例定数α₂ をα
₂ ≧（１０／３）×Ｉに予め設定している。

【００３１】上記構成により、第１の比例演算手段は、
慣性モーメントＩに対応して |Ｓ₁|≧（２／３）×Ｉ×
|Ψ| となる第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演
算手段は |Ｓ₂|≧（１０／３）×Ｉ× |δ| となる第２
の演算値Ｓ₂ を出力する。そして、旋回モーメント量算
定手段は、慣性モーメントＩに応じて旋回モーメント量
ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定する。

【００３２】これにより、出力信号設定手段は、慣性モ
ーメントＩに応じた旋回モーメント量Ｍを発生させるよ
うに駆動力付与手段に制御信号を出力し、駆動力付与手
段は、左，右の車輪に互いに異なる駆動力を付与し、車
両の重量、形状等に応じた最適な旋回モーメントを車両
に付与することができ、車両の操舵性、走行性を向上で
きる。

【００３３】また、請求項６の発明では、前記駆動力付
与手段は、推進軸によって回転されるデファレンシャル
ケースの回転力を左，右の車輪軸に伝達する作動装置
と、該作動装置に組み込まれ前記左，右の車輪軸の一方
側と前記デファレンシャルケース側との間に相対的な回
転力を付与する回転源とから構成している。

【００３４】これにより、回転源の回転方向と回転トル
クを制御することによって、左，右の車輪軸に対する駆
動力の配分の割合を積極的に制御することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００３６】ここで、図１ないし図３は本発明の実施例
による車両運動制御装置を前輪駆動車に適用した場合を
例に挙げて示している。

【００３７】まず、本実施例による車両運動制御装置の
駆動力付与手段を図１、図２に基づいて説明する。

【００３８】図において、１は駆動源としてのエンジン
（図示せず）が搭載され自走可能となった車体を示し、
該車体１には左，右の前輪２，３と左，右の後輪４，５
とが設けられ、前輪２，３はステアリング装置６によっ
て操舵される。また、前記車体１には後述の蓄電装置２
４とモータ制御部２５と共に駆動力付与手段を構成する
差動装置７が設けられ、該差動装置７は推進軸８を介し
てエンジンに接続されると共に、車輪軸９，１０を介し
て後輪４，５に接続され、エンジンからの駆動力を後輪
４，５に伝達するものである。

【００３９】ここで、差動装置７は、図２に示すように
差動装置７の本体としてのデファレンシャルハウジング
１１と、該デファレンシャルハウジング１１内に設けら
れデファレンシャルケース１２とから大略構成されてい
る。そして、差動装置７は、推進軸８の回転力を減速小
歯車１３と減速大歯車１４とを介してデファレンシャル
ケース１２に伝達し、デファレンシャルケース１２の回
転力を差動小歯車１５と差動大歯車１６，１７によって
左，右の車輪軸９，１０に等しく配分する。また、差動
装置７は、差動小歯車１５の自転によって車輪軸９，１
０の回転数差を吸収している。このように、差動装置７
は、推進軸８によって回転されるデファレンシャルケー
ス１２の回転力を車輪軸９，１０に伝達している。

【００４０】１８は作動装置７に組み込まれた回転源と
しての電動モータで、該電動モータ１８はデファレンシ
ャルハウジング１１内に設けられ、左側の車輪軸９とデ
ファレンシャルケース１２との間に相対的な回転力を付
与可能な直流モータ等によって構成されている。また、
該電動モータ１８はデファレンシャルケース１２の内側
に嵌合固定された固定子１９と、該固定子１９の内周側
に位置して左側の車輪軸９に嵌合固定された回転子２０
とから構成され、回転子２０は固定子１９に対して正逆
方向に相対回転可能に設けられると共に、駆動電流に応
じてその回転トルクが変化するものである。

【００４１】２１はデファレンシャルハウジング１１内
に設けられ、デファレンシャルケース１２の回転によっ
て発電するジェネレータで、該ジェネレータ２１はデフ
ァレンシャルハウジング１１の内側に嵌合固定された固
定子２２と、該固定子２２の内周側に位置してデファレ
ンシャルケース１２に嵌合固定された回転子２３とから
構成されている。

【００４２】２４はジェネレータ２１に接続され、ジェ
ネレータ２１によって発電された電気エネルギを蓄える
蓄電装置を示し、該蓄電装置２４はモータ制御部２５と
スリップリング２６とを介して電動モータ１８に接続さ
れ、電動モータ１８に対して蓄電装置２４内の電気エネ
ルギを供給する。

【００４３】２５は後述のコントロールユニット２９か
ら出力される制御信号に応じて電動モータ１８を駆動制
御するモータ制御部で、該モータ制御部２５は電動モー
タ１８の正逆回転方向と回転トルクを制御する。

【００４４】２６は電動モータ１８とモータ制御部２５
とを電気的に常時接続するスリップリングを示し、該ス
リップリング２６は互いに摺接する一対のリング部材か
らなり、一方のリング部材はデファレンシャルハウジン
グ１１に設けられ、他方のリング部材はデファレンシャ
ルケース１２に設けられている。そして、スリップリン
グ２６は回転するデファレンシャルケース１２側の電動
モータ１８と外部の定位値に備わる固定側のモータ制御
部２５との間の回路中に介在している。

【００４５】ここで、前記差動装置７の動作について説
明するに、ジェネレータ２１はデファレンシャルケース
１２の回転によって駆動され、発生した電気エネルギは
蓄電装置２４に蓄えられる。モータ制御部２５はコント
ロールユニット２９からの信号をまって電動モータ１８
を駆動制御するものである。

【００４６】そして、電動モータ１８が一方向に回転駆
動され、その外側の固定子１９に対して内側の回転子２
０が左側の車輪軸９を増速させる方向に強制的に回転さ
れた場合、それらの間の相対回転分だけ、左側の車輪軸
９が増速されると共に、右側の車輪軸１０が減速され、
車両には右旋回方向の旋回モーメントが発生することに
なる。また、これらの車輪軸９，１０の増減速の割合、
つまり駆動力の配分の割合は、モータ制御部２５が電動
モータ１８の回転トルクを制御することによって連続的
に調整される。

【００４７】一方、電動モータ１８が他方向に回転駆動
され、その外側の固定子１９に対して内側の回転子２０
が左側の車輪軸９を減速させる方向に強制的に回転され
た場合、それらの間の相対回転分だけ、左側の車輪軸９
が減速されると共に、右側の車輪軸１０が増速され、車
両には左旋回方向の旋回モーメントが発生することにな
る。また、これらの車輪軸９，１０の増減速の割合、つ
まり駆動力の配分の割合は、モータ制御部２５が電動モ
ータ１８の回転トルクを制御することによって連続的に
調整される。

【００４８】このように、コントロールユニット２９が
車両の旋回時等の走行状態に応じてモータ制御部２５を
制御することにより、左，右の車輪軸９，１０に対する
駆動力の配分の割合を積極的に制御し、車両の旋回モー
メントを制御することができ、車両の旋回時等における
走行性を向上させることができる。また、作動装置７に
電動モータ１８を組み込む構成としたから、作動装置７
を小型化、軽量化することができる。さらに、作動装置
７を簡略な構成にできるから、装置全体の低価格化を図
ることができる。

【００４９】次に、本実施例による車両運動制御装置の
駆動力配分手段を図１、図３に基づいて説明する。

【００５０】２７は車両の重心の垂直軸回りの旋回角速
度を検出する旋回角速度センサで、該旋回角速度センサ
２７は、音叉型歪みゲージ等のコリオリ力を検出する角
速度センサ等によって構成され、例えば車両の重心位置
に設けられている。また、旋回角速度センサ２７は、左
旋回方向の旋回角速度ΨをΨ＞０として検出し、右旋回
方向の旋回角速度ΨをΨ＜０として検出すると共に、旋
回角速度Ψに対応した検出信号を出力する。

【００５１】２８は例えばステアリング装置６に設けら
れ、ハンドルの回転角θから車両の舵角δを検出する舵
角検出手段としての舵角センサを示し、該舵角センサ２
８は、フォトトランジスタ等を用いた光学式センサ、ポ
テンションメータ等により構成されている。そして、舵
角センサ２８は、車両の舵角δを例えば回転角θに対す
るステアリングギヤ比Ｎの商（δ＝θ／Ｎ）として検出
する。また、舵角センサ２８は、左旋回方向の舵角δを
δ＞０として検出し、右旋回方向の舵角δをδ＜０とし
て検出すると共に、舵角δに対応した検出信号を出力す
る。

【００５２】２９は旋回角速度センサ２７と舵角センサ
２８と共に駆動力配分手段を構成するコントロールユニ
ットを示し、該コントロールユニット２９は、マイクロ
コンピュータ等からなり、旋回モーメント量演算手段と
しての旋回モーメント量演算回路３０と、出力信号設定
手段としての出力信号設定回路３１とから構成されてい
る。そして、旋回モーメント量演算回路３０の入力側に
は旋回角速度センサ２７、舵角センサ２８が接続され、
出力信号設定回路３１の出力側にはモータ制御部２５が
接続されている。

【００５３】また、旋回モーメント量演算回路３０は、
後述の第１の比例演算回路３２、第２の比例演算回路３
３、旋回モーメント量算定回路３４から構成され、旋回
角速度センサ２７から出力される旋回角速度Ψの検出信
号と舵角センサ２８から出力される舵角δの検出信号と
に比例して車両に付与すべき旋回モーメント量Ｍを算出
している。また、出力信号設定回路３１は、旋回モーメ
ント量演算回路３０による旋回モーメント量Ｍに基づき
モータ制御部２５に出力すべき制御信号を設定してい
る。

【００５４】３２は第１の比例演算手段としての第１の
比例演算回路で、第１の比例演算回路３２は旋回角速度
センサ２７から出力される旋回角速度Ψの検出信号に基
づき旋回角速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ₁ を以下の
数１の式に示す如く算出するものである。

【００５５】

【数１】Ｓ₁ ＝α₁ ×Ψ

【００５６】ここで、比例定数α₁ は、正の値（α₁ ＞
０）の定数であり、例えば車両の重心垂直軸回りの慣性
モーメントＩに対してα₁ ＝（２／３）×Ｉ程度の値に
予め設定されている。また、比例定数α₁ は、慣性モー
メントＩとの間に以下に示す数２の関係がある。

【００５７】

【数２】

【００５８】３３は第２の比例演算手段としての第２の
比例演算回路で、第２の比例演算回路３３は舵角センサ
２８から出力される舵角δの検出信号に基づき舵角δに
対応する第２の演算値Ｓ₂ を以下の数３の式に示す如く
算出するものである。

【００５９】

【数３】Ｓ₂ ＝α₂ ×δ

【００６０】ここで、比例定数α₂ は比例定数α₁ に対
して以下に示す数４の関係がある。

【００６１】

【数４】α₂ ≧５×α₁

【００６２】従って、数２、数４から比例定数α₂ はα
₂ ＝（１０／３）×Ｉ程度の値に予めに設定されてい
る。

【００６３】３４は旋回モーメント量算定手段としての
旋回モーメント量算定回路で、該旋回モーメント量算定
回路３４は、第２の比例演算回路３３による第２の演算
値Ｓ₂ から第１の比例演算回路３２による第１の演算値
Ｓ₁ を減算し、旋回モーメント量Ｍを下記数５の式に示
す如く算出している。

【００６４】

【数５】Ｍ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ ＝α₂ ×δ−α₁ ×Ψ

【００６５】そして、出力信号設定回路３１は、旋回モ
ーメント量Ｍが正の値（Ｍ＞０）のときに左側の車輪軸
９に付与する駆動力を減少させ、右側の車輪軸１０に付
与する駆動力を増加させるための制御信号を出力し、旋
回モーメント量Ｍが負の値（Ｍ＜０）のときに左側の車
輪軸９に付与する駆動力を増加させ、右側の車輪軸１０
に付与する駆動力を減少させるための制御信号を出力す
る。これにより、モータ制御部２５は、電動モータ１８
の正逆回転方向と回転トルクを変化させ、車輪軸９，１
０の駆動力を増減させると共に、車両の旋回モーメント
を制御する。

【００６６】また、出力信号設定回路３１は、旋回モー
メント量Ｍが零（Ｍ＝０）のときには車輪軸９，１０に
対する駆動力の配分を行う必要がないため、モータ制御
部２５からの電流供給を停止するための制御信号を出力
する。これにより、モータ制御部２５は、電動モータ１
８への電流供給を停止する。

【００６７】本実施例による車両運動制御装置は上述の
如き構成を有するもので、次にその作用について図４に
基づいて説明する。

【００６８】図４は４輪の車両を等価的な前後２輪の車
両に置き換えた２輪車モデルを示し、前輪２，３を１個
の前輪３５に置き換えると共に、後輪４，５を１個の後
輪３６に置き換えている。そして、本実施例の車両運動
制御装置によって車両を制御した場合の横方向（Ｙ方
向）に対する車両の運動には、以下の数６に示す関係が
ある。

【００６９】

【数６】但し、ｍ：車両質量Ｖ：車両速度 β ：横滑り角Ｆ₁ ：前輪のコーナリングフォースＦ₂ ：後輪のコーナリングフォース

【００７０】ここで、横滑り角速度（ｄβ／ｄｔ）は車
両の進行方向（車両速度Ｖの方向）と車体１の前後方向
とがなす角度としての横滑り角βに対する角速度であ
る。また、前輪のコーナリングフォースＦ₁ は前輪２，
３の変形が路面の接触面に起こることによって生ずるＹ
方向の力であり、後輪のコーナリングフォースＦ₂ は後
輪４，５の変形が路面の接触面に起こることによって生
ずるＹ方向の力である。また、前輪のコーナリングフォ
ースＦ₁ は前輪の横滑り角β₁ と前輪のコーナリングパ
ワーＣ₁ との間には、下記数７の関係がある。

【００７１】

【数７】Ｆ₁ ＝Ｃ₁ ×β₁

【００７２】また、後輪のコーナリングフォースＦ₂ は
後輪の横滑り角β₂ と後輪のコーナリングパワーＣ₂ と
の間には、下記数８の関係がある。

【００７３】

【数８】Ｆ₂ ＝Ｃ₂ ×β₂

【００７４】ここで、前輪の横滑り角β₁ 、後輪の横滑
り角β₂ は、横滑り角βに対して以下に示す数９の関係
がある。

【００７５】

【数９】但し、ａ：重心点Ｏと各前輪２，３の回転中心Ｏ1 −Ｏ
1 との距離寸法ｂ：重心点Ｏと各後輪４，５の回転中心Ｏ2 −Ｏ2 との
距離寸法

【００７６】また、数７〜数９の式より、数６の式は以
下に示す数１０の式として置き換えることができる。

【００７７】

【数１０】

【００７８】また、車両の重心垂直軸回りの旋回方向
（Ψ方向）に対する車両の運動には、旋回モーメント量
Ｍに対して下記数１１に示す関係がある。

【００７９】

【数１１】

【００８０】数１０、数１１の式に基づき、ラプラス演
算子ｓを用いて書き直すと車両は２次遅れ系で表わすこ
とができ、舵角δに応じて旋回角速度Ψが変化する割合
を示す車両の伝達関数Ｈ_V は、下記数１２の関係があ
る。

【００８１】

【数１２】但し、Ｋ_r ：係数Ｔ_r ：係数 ω₀ ：係数２ζ₀ ω₀ ：係数

【００８２】ここで、数１２中の係数Ｋ_r は舵角δに対
する旋回角速度Ψの利得を示す数値であり、以下の数１
３に示す関係がある。

【００８３】

【数１３】但し、Ｌ：定数Ｋ_S：係数

【００８４】数１３中で、定数Ｌは各前輪２，３の回転
中心Ｏ1 −Ｏ1 と各後輪４，５の回転中心Ｏ2 −Ｏ2 と
の距離寸法であり、係数Ｋ_S は下記数１４の関係があ
る。

【００８５】

【数１４】

【００８６】また、数１２中で、各係数Ｔ_r ，２ζ₀ ω
₀ ，ω₀ はそれぞれ下記数１５の関係がある。

【００８７】

【数１５】

【００８８】また、走行中の横加速度が増して前輪３
５、後輪３６に横滑りが生じるタイヤ限界時（またはタ
イヤ限界時に近づくとき）には、前輪のコーナリングパ
ワーＣ₁ 、後輪のコーナリングパワーＣ₂ は下記数１６
のようになると考えられる。

【００８９】

【数１６】Ｃ₁ ＝Ｃ₂ ＝０

【００９０】このように、前輪のコーナリングパワーＣ
₁ 、後輪のコーナリングパワーＣ₂が零（Ｃ₁ ＝Ｃ₂ ＝
０）になると、このときの車両の伝達関数Ｈ_V は数１２
〜数１６の式により以下の数１７の式として置き換える
ことができ、車両は一次遅れ系として表わすことができ
る。

【００９１】

【数１７】但し、Ｋ_m ：係数Ｔ_m ：時定数

【００９２】このとき、係数Ｋ_m 、時定数Ｔ_m とはそれ
ぞれ数１８、数１９の関係がある。

【００９３】

【数１８】

【００９４】

【数１９】

【００９５】ここで、係数Ｋ_m は舵角δに対する旋回角
速度Ψの利得を示す数値であり、係数Ｋ_m が大きいほど
舵角δに対して旋回角速度Ψの変化が大きくなる。ま
た、時定数Ｔ_m は車両が目標とする旋回角速度の６３％
程度に達するまでに要する時間であり、操舵に応じて旋
回角速度Ψが変化するまでの車両の応答遅れに応じた定
数である。そして、時定数Ｔ_m が大きくなり過ぎると旋
回方向に対する車両の応答が遅くなり、操舵性は悪化す
る。このことから、係数Ｋ_m を大きくし、時定数Ｔ_m を
小さくするように各比例定数α₁ ，α₂ を予め設定する
ことによって、タイヤ限界時においても旋回角速度Ψを
ハンドル操作によって自在に制御可能であることが確認
された。

【００９６】次に、各比例定数α₁ ,α₂ が、車両に及
ぼす作用について説明する。

【００９７】まず、比例定数α₁ に作用について説明す
るに、車両が道路のカーブに進入するときには、運転者
は、図５に示すようにカーブ手前で進行方向（Ｖ1 方
向）に対する道路のずれ寸法ｅを視認し、距離寸法Ｌ1
だけ手前で車両に与える舵角δを判断する。このよう
に、運転者と車両とは、図６に示すように道路のずれ寸
法ｅを減少させるフィードバック制御系を構成する。こ
のとき、運転者がずれ寸法ｅを視認してから舵角δに対
応したハンドル操作を行うまでの運転者の伝達関数Ｈ_S
は、下記数２０の関係がある。

【００９８】

【数２０】但し、Ｇ：運転者の操舵ゲインＴ_S ：運転者の時定数Ｔ_P ：予見時間

【００９９】ここで、運転者の操舵ゲインＧは運転者が
ハンドル操作するときの操作量に応じた定数であり、運
転者の時定数Ｔ_S は運転者がずれ寸法ｅを視認してから
ハンドル操作するまでの応答遅れに応じた定数である。
また、予見時間Ｔ_P は運転者がずれ寸法ｅを視認してか
ら視認した位置を通過するまでに要する時間であり、視
認した位置までの距離寸法Ｌ1 と車両速度Ｖ1 との間に
下記数２１の関係がある。

【０１００】

【数２１】Ｔ_P ＝Ｌ1 ／Ｖ1

【０１０１】また、タイヤ限界時の車両の伝達関数Ｈ_V
は数１７の式に示す関係があるから、運転者と車両とを
含めた全体の伝達関数は、数１７、数２０の式から下記
数２２に示す関係がある。

【０１０２】

【数２２】

【０１０３】ここで、通常の運転者では予見時間Ｔ_P
は、例えば「自動車技術Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１２」第
３５頁に開示されているように、下記数２３となること
が知られている。

【０１０４】

【数２３】０．５秒≦Ｔ_P ≦２．０秒

【０１０５】即ち、予見時間Ｔ_P が２秒のとき（Ｔ_P ＝
２）は運転者が遠方注視しているときの視認性の限界で
あり、予見時間Ｔ_P が０．５秒のとき（Ｔ_P ＝０．５）
は操作量等を適確に判断等するための時間余裕の限界で
ある。

【０１０６】また、運転者の時定数Ｔ_S は０．１秒（Ｔ
_S ＝０．１）程度と小さい値となることが一般に知られ
ているから、運転者の時定数Ｔ_S を零（Ｔ_S ≒０）とす
れば、数２２の式は下記数２４の式として置き換えるこ
とができる。

【０１０７】

【数２４】

【０１０８】これにより、図７に示すように、運転者の
ハンドル操作に応じて旋回角速度Ψの変化するまでの車
両の応答遅れを予見時間Ｔ_P によって補償できる構成と
なっていることが確認できる。即ち、車両の応答遅れが
なく、運転者のハンドル操作に対して車両の旋回角速度
Ψが即座に変化するときには、運転者はカーブに到達す
る２〜０．５秒前までの間に車両の操作量を判断するこ
とによって、車両をカーブのずれ寸法ｅだけ変位させる
ように運転することができるが、車両の応答遅れがあ
り、運転者のハンドル操作に対して車両の旋回角速度Ψ
の変化が遅延する場合には、車両の時定数Ｔ_m に対応し
た時定数Ｔ_m だけ予見時間Ｔ_P が減少することになる。

【０１０９】ここで、本実施例による時定数Ｔ_m は数１
９の式より、比例定数α₁ と慣性モーメントＩとに依存
する定数である。また、比例定数α₁ は慣性モーメント
Ｉとの間に数２の関係があるから、時定数Ｔ_m は１．５
秒以下（Ｔ_m ≦１．５）である。このため、予見時間Ｔ
_P を時間余裕の限界である０．５秒以上（Ｔ_P ≧０．
５）に保つことができ、車両の応答遅れを予見時間Ｔ_P
によって補償することにより、運転者は車両をハンドル
操作できることが確認された。

【０１１０】次に、比例定数α₂ の作用について説明す
るに、比例定数α₂ は、前記数１８に示すようにタイヤ
限界時の舵角δに対する旋回角速度Ψの利得を示す係数
Ｋ_mに関係する定数である。また、数１２、数１７から
わかるように、係数Ｋ_m は、ドライ状態の路面でかつコ
ーナリングフォースＦ₁ （Ｆ₂ ）と横滑り角β₁ （β
₂ ）とがほぼ比例するタイヤ線形域の舵角δに対する旋
回角速度Ψの利得を示す係数Ｋ_r に応じた定数である。
そして、本実施例による係数Ｋ_m は、数１８、数４の関
係から５以上（Ｋ_m ≧５）である。

【０１１１】ここで、係数Ｋ_r は、タイヤ線形域では１
０（Ｋ_r ＝１０）程度であることが知られている。そし
て、係数Ｋ_r が１０に比べて非常に小さい（Ｋ_r ≪１
０）ときには、舵角δに対する旋回角速度Ψの変化が小
さくなり、車両が旋回しにくくなるから、車両の操舵性
は悪化する。しかし、一般に係数Ｋ_r がタイヤ線形域の
半分以上あればハンドル操作による車両の操舵は可能で
あることが知られており、係数Ｋ_m はタイヤ線形域での
係数Ｋ_r の半分以上の値であるから、本実施例では、タ
イヤ限界時においても車両の操舵が可能となることが確
認された。

【０１１２】次に、舵角δに対する旋回角速度Ψの応答
特性について説明する。まず、前輪のコーナリングパワ
ーＣ₁ 、後輪のコーナリングパワーＣ₂ を下記のように
定めドライ路面における前輪のコーナリングパワー
Ｃ₁₀、後輪のコーナリングパワーＣ₂₀に対して数２５の
式を満たすものとする。

【０１１３】

【数２５】Ｃ₁ ＝λ×Ｃ₁₀ Ｃ₂ ＝λ×Ｃ₂₀ 但し、λ：低下係数

【０１１４】ここで、、低下係数λは、零から１の範囲
（０≦λ≦１）の定数であり、低下係数λが小さいとき
ほど、車両は比較的大きな横滑りを生じ易い状態、すな
わちタイヤ限界時に近い状態であることを示している。

【０１１５】従来の車両の応答特性として各比例定数α
₁ ，α₂ を零（α₁ ＝α₂ ＝０）としたときを比較例と
して図８、図９に示す。図８に示す特性線３７，３８，
３９，４０はハンドル操作の周波数に対する車両の旋回
角速度Ψの利得を示し、左，右方向に車両を操舵するた
めのハンドル操作を一定周期で行ったときの車両の進行
方向の変化量に応じるものである。また、周波数が高い
程、急激なハンドル操作をした場合を示し、周波数が低
い程、ゆっくりとハンドル操作をした場合に示してい
る。

【０１１６】そして、特性線３７，３８，３９，４０は
低下係数λが０．００１，０．０１，０．１，１．０に
おける場合をそれぞれ示している。一般の運転者が操舵
するときの高頻度周波数域は１〜１０ｒａｄ／ｓｅｃで
あることが知られているが、タイヤ限界時では、この周
波数領域では利得がほとんどなくなる。つまり、従来の
車両では数１７の式でタイヤ限界時の車両の伝達関数Ｈ
_V は零（Ｈ_V ＝０）となり、舵角δに対して旋回角速度
Ψが変化しないから、タイヤ限界時にはハンドル操作に
よって車両を操舵することができない。

【０１１７】また、図９中の特性線４１，４２，４３，
４４はハンドル操作の周波数に対する車両の位相を示
し、左，右方向に車両を操舵するためのハンドル操作を
一定周期で行ったときの車両の動作遅れに対応するもの
である。特性線４１，４２，４３，４４は低下係数λが
０．００１，０．０１，０．１，１．０における場合を
それぞれ示している。一般の運転者が操舵するときの高
頻度周波数域（１〜１０ｒａｄ／ｓｅｃ）では、位相も
限界まで遅れているから、車両の旋回角速度Ψをハンド
ル操作よって速やかに変化させることができず、ハンド
ル操作に対して車両の進行方向の変化は非常に遅れると
共に、車両の応答性は極めて悪く、実質的に車両の操舵
することは不可能であることが確認された。

【０１１８】一方、本実施例による車両の特性を図１
０、図１１に示す。図１０に示す特性線４５，４６，４
７，４８はハンドル操作の周波数に対する車両の旋回角
速度Ψの利得を示し、低下係数λが０，０．０１，０．
１，１．０における場合をそれぞれ示している。このと
き、１〜１０ｒａｄ／ｓｅｃの周波数領域では、タイヤ
限界時（λ＝０）においても旋回角速度Ψの利得が得ら
れる。このため、車両の旋回角速度Ψはハンドル操作に
応じて変化し、運転者は車両を旋回させることができ
る。

【０１１９】また、図１１中の特性線４９，５０，５
１，５２はハンドル操作の周波数に対する車両の位相を
示し、低下係数λが０，０．０１，０．１，１．０にお
ける場合をそれぞれ示している。このとき、１〜１０ｒ
ａｄ／ｓｅｃの周波数領域では、位相が限界までは達し
ていない（位相の遅れが少ない）から、運転者のハンド
ル操作に追従して速やかに車両を旋回させることがで
き、車両をハンドル操作によって操舵することができ
る。

【０１２０】また、図１０中に特性線４８で示すタイヤ
線形域（λ＝１）での車両の旋回角速度Ψの利得は、図
８中の特性線４０とほぼ同一の特性を示す。また、図１
１中に特性線５２で示すタイヤ線形域（λ＝１）での車
両の位相は、図９中の特性線４４とほぼ同一の特性を示
す。これは、前輪のコーナリングパワーＣ₁ 、後輪のコ
ーナリングパワーＣ₂ が各比例定数α₁ ，α₂ に対して
非常に大きな値（Ｃ₁，Ｃ₂ ≫α₁ ，α₂ ）となるか
ら、数１２〜数１５から分かるように、車両の伝達関数
Ｈ_V は、各比例定数α₁ ，α₂ に依存せず、従来の車両
によるものと本実施例の車両によるものとがほぼ同一と
なる。即ち、前輪３５、後輪３６と路面との間の摩擦力
が大きいタイヤ線形域では、差動装置７による車両の旋
回モーメントはほとんど変化せず、本実施例による車両
も従来の車両と同様のハンドル操作によって操舵するこ
とができる。

【０１２１】かくして、本実施例によれば、旋回角速度
センサ２７と舵角センサ２８とから出力されるそれぞれ
の検出信号に基づき旋回モーメントを制御する構成とし
たから、旋回角速度Ψを減衰させつつ、舵角δに応じた
大きな旋回モーメントを付与することができ、ハンドル
操作に応じた車両の操舵性を常時確保することができる
と共に、車両の走行性を向上できる。

【０１２２】即ち、車両が左旋回するときにアンダステ
アが発生し、図１２に示すように、ハンドル操作によっ
て車両が向うべき操作方向に対して実際の進行方向が右
側にずれるときには、旋回角速度Ψの値が低下する（低
い）ため、第１の比例演算回路３２は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算回
路３３は、第１の演算値Ｓ₁よりも大きい値となる舵角
δに対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＞Ｓ₁ ）を出力す
る。そして、旋回モーメント量算定回路３４は、第１の
演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から正の値の旋回モーメ
ント量Ｍ（Ｍ＞０）を出力する。

【０１２３】これにより、出力信号設定回路３１は、左
旋回時のアンダステア状態にあると判定し、左側の車輪
軸９に付与する駆動力を減少させ、右側の車輪軸１０に
付与する駆動力を増加させるための制御信号を出力す
る。そして、作動装置７は、制御信号に応じて、左側の
後輪４を減速し、右側の後輪５を増速し、左旋回中の車
両に左旋回方向の旋回モーメントを発生させると共に、
操作方向と車両の実際の進行方向とを一致させ、左旋回
時のアンダステアを回避することができる。

【０１２４】また、車両が左旋回するときにオーバステ
アが発生し、図１３に示すように、ハンドル操作によっ
て車両が向うべき操作方向に対して実際の進行方向が左
側にずれるときには、旋回角速度Ψの値が増大する（高
い）ため、第１の比例演算回路３２は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算回
路３３は、第１の演算値Ｓ₁ よりも小さい値となる舵角
δに対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＜Ｓ₁ ）を出力す
る。そして、旋回モーメント量算定回路３４は、第１の
演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から負の値の旋回モーメ
ント量Ｍ（Ｍ＜０）を出力する。

【０１２５】これにより、出力信号設定回路３１は、左
旋回時のオーバステア状態にあると判定し、左側の車輪
軸９に付与する駆動力を増加させ、右側の車輪軸１０に
付与する駆動力を減少させるための制御信号を出力す
る。そして、作動装置７は、制御信号に応じて、左側の
後輪４を増速し、右側の後輪５を減速し、左旋回中の車
両に右旋回方向の旋回モーメントを発生させると共に、
操作方向と車両の実際の進行方向とを一致させ、左旋回
時のオーバステアを回避することができる。

【０１２６】さらに、車両が左旋回するときに比較的大
きな横滑りが発生し、図１４に示すように、操作方向に
対して車両が右側に横滑りするときには、旋回角速度Ψ
の値が舵角δに対して大きい。このため、第１の比例演
算回路３２は、旋回角速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ
₁ を出力し、第２の比例演算回路３３は、第１の演算値
Ｓ₁ よりも大きい値となる舵角δに対応する第２の演
算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＞Ｓ₁）を出力する。そして、旋回モー
メント量算定回路３４は、第１の演算値Ｓ₁ と第２の演
算値Ｓ₂ から正の値の旋回モーメント量Ｍ（Ｍ＞０）を
出力する。

【０１２７】これにより、出力信号設定回路３１は、左
旋回時のアンダステア状態と同様な状態にあると判定
し、左側の車輪軸９に付与する駆動力を減少させ、右側
の車輪軸１０に付与する駆動力を増加させるための制御
信号を出力する。そして、作動装置７は、制御信号に応
じて、左側の後輪４を減速し、右側の後輪５を増速し、
横滑り中の車両に左旋回方向の旋回モーメントを発生さ
せると共に、ハンドル操作によって定められる操作方向
に向けて車両の実際の進行方向を修正することができ
る。このため、例えば運転者がアクセルを戻し、前輪
２，３、後輪４，５の回転数が減少することによって路
面との摩擦力が増加したときには、車両を操作方向に向
けて速やかに回復させることができる。

【０１２８】一方、車両が右旋回するときにアンダステ
アが発生し、図１５に示すように、ハンドル操作によっ
て車両が向うべき操作方向に対して実際の進行方向が左
側にずれるときには、旋回角速度Ψの値が低下する（低
い）ため、第１の比例演算回路３２は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算回
路３３は、第１の演算値Ｓ₁ よりも小さい値となる舵角
δに対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＜Ｓ₁ ）を出力す
る。そして、旋回モーメント量算定回路３４は、第１の
演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から負の値の旋回モーメ
ント量Ｍ（Ｍ＜０）を出力する。

【０１２９】これにより、出力信号設定回路３１は、右
旋回時のアンダステア状態にあると判定し、左側の車輪
軸９に付与する駆動力を増加させ、右側の車輪軸１０に
付与する駆動力を減少させるための制御信号を出力す
る。そして、作動装置７は、制御信号に応じて、左側の
後輪４を増速し、右側の後輪５を減速し、右旋回中の車
両に右旋回方向の旋回モーメントを発生させると共に、
操作方向と車両の実際の進行方向とを一致させ、右旋回
時のアンダステアを回避することができる。

【０１３０】また、車両が右旋回するときにオーバステ
アが発生し、図１６に示すように、ハンドル操作によっ
て車両が向うべき操作方向に対して実際の進行方向が右
側にずれるときには、旋回角速度Ψの値が増大する（高
い）ため、第１の比例演算回路３２は、旋回角速度Ψに
対応する第１の演算値Ｓ₁ を出力し、第２の比例演算回
路３３は、第１の演算値Ｓ₁ よりも大きい値となる舵角
δに対応する第２の演算値Ｓ₂ （Ｓ₂ ＞Ｓ₁ ）を出力す
る。そして、旋回モーメント量算定回路３４は、第１の
演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ₂ から正の値の旋回モーメ
ント量Ｍ（Ｍ＞０）を出力する。

【０１３１】これにより、出力信号設定回路３１は、右
旋回時のオーバステア状態にあると判定し、左側の車輪
軸９に付与する駆動力を減少させ、右側の車輪軸１０に
付与する駆動力を増加させるための制御信号を出力す
る。そして、作動装置７は、制御信号に応じて、左側の
後輪４を減速し、右側の後輪５を増速し、右旋回中の車
両に左旋回方向の旋回モーメントを発生させると共に、
操作方向と車両の実際の進行方向とを一致させ、右旋回
時のオーバステアを回避することができる。

【０１３２】さらに、車両が右旋回するときに横滑りが
発生し、図１７に示すように、操作方向に対して車両が
左側に比較的大きな横滑りをするときには、旋回角速度
Ψの値が舵角δに対して大きいため、第１の比例演算回
路３２は、旋回角速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ₁ を
出力し、第２の比例演算回路３３は、第１の演算値Ｓ₁
よりも小さい値となる舵角δに対応する第２の演算値Ｓ
₂ （Ｓ₂ ＜Ｓ₁ ）を出力する。そして、旋回モーメント
量算定回路３４は、第１の演算値Ｓ₁ と第２の演算値Ｓ
₂ から負の値の旋回モーメント量Ｍ（Ｍ＜０）を出力す
る。

【０１３３】これにより、出力信号設定回路３１は、右
旋回時のアンダステア状態と同様な状態にあると判定
し、左側の車輪軸９に付与する駆動力を増加させ、右側
の車輪軸１０に付与する駆動力を減少させるための制御
信号を出力する。そして、作動装置７は、制御信号に応
じて、左側の後輪４を増速し、右側の後輪５を減速し、
横滑り中の車両に右旋回方向の旋回モーメントを発生さ
せると共に、ハンドル操作によって定められる操作方向
に向けて車両の実際の進行方向を修正することができ
る。このため、例えば運転者がアクセルを戻し、前輪
２，３、後輪４，５の回転数が減少することによって路
面との摩擦力が増加したときには、車両を操作方向に向
けて速やかに回復させることができる。

【０１３４】また、α₂ ≧５×α₁ の関係を満たすよう
に第１の比例演算回路３２の比例定数α₁ 、第２の比例
演算回路３３の比例定数α₂ を予め設定したから、タイ
ヤ限界時の舵角δに対する旋回角速度Ψの利得をタイヤ
線形域の半分以上に保つことができ、車両に横滑りが生
じるタイヤ限界時においても車両を操舵することができ
る。また、旋回モーメント量算定回路３４は、Ｓ₁ ＝α
₁ ×Ψからなる第１の演算値Ｓ₁ とＳ₂ ＝α₂ ×δから
なる第２の演算値Ｓ₂ とに基づき、旋回モーメント量Ｍ
をＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定するから、出力信号設定回
路３１は、旋回モーメント量Ｍの値の正負、即ちα₁ ×
Ψ、α₂ ×δの大小を判別することによってアンダステ
ア状態、オーバステア状態を確実に判定することができ
る。

【０１３５】さらに、第１の比例演算回路３２の比例定
数α₁ を車両の重心垂直軸回りの慣性モーメントＩに対
してα₁ ≧（２／３）×Ｉの関係を満たすように予め設
定したから、車両の応答遅れを１．５秒以下に抑えるこ
とができ、タイヤ限界時においても運転者のハンドル操
作によって速やかに車両を操舵することができる。

【０１３６】また、作動装置７に電動モータ１８を組み
込む構成としたから、装置全体の小型化、軽量化、低価
格化を図りつつ、左，右の車輪軸９，１０に対する駆動
力の配分の割合を積極的に制御することができる。

【０１３７】なお、本実施例では、車両運動制御装置を
後輪駆動車に適用した場合を例に挙げて示したが、本発
明はこれに限らず、前輪駆動車、４輪駆動車に適用して
もよい。

【０１３８】また、本実施例では、回転源として電動モ
ータ１８を適用した場合を例に挙げて説明したが、回転
源として油圧モータを用い、油圧モータによって左の車
輪軸とデファレンシャルケースとの間に相対的な回転力
を付与する構成としてもよい。この場合、駆動力付与手
段は、デファレンシャルケース内に設けられ左の車輪軸
を回転させる油圧モータと、デファレンシャルハウジン
グ内に設けられ油圧配管を介して該油圧モータに圧油を
供給する油圧ポンプと、油圧配管に設けられ油圧モータ
に供給する圧油の方向を切換える切換弁と、該切換弁と
油圧ポンプとの間の油圧配管に設けられ圧油の圧力を調
整する圧力調整弁とから構成される。

【０１３９】そして、駆動力配分手段によって切換弁を
切換制御し、油圧モータの回転方向を切換ることができ
ると共に、駆動力配分手段によって圧力調整弁を制御
し、油圧モータの回転トルクを制御することできる。こ
れにより、駆動力配分手段は、左，右の車輪軸に対する
駆動力の配分の割合を制御し、駆動力付与手段は、一方
の車輪を増速させ、他方の車輪を減速させることによっ
て車両に旋回モーメントを発生させることができる。

【０１４０】さらに、本実施例では、舵角δを検出し、
舵角δの検出信号に基づき旋回モーメント量Ｍを算出す
る構成としたが、ハンドルの回転角θの検出信号に基づ
き旋回モーメント量を算出する構成としてもよく、この
場合、第２の比例演算回路３３の比例定数α₂ はステア
リングギヤ比Ｎに対してα₂ ≧（１０／３）×（Ｉ／
Ｎ）として予め設定してもよい。

【０１４１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、駆動力配分手段を、旋回角速度Ψを検出する旋回
角速度検出手段と、舵角δを検出する舵角検出手段と、
旋回角速度検出手段、舵角検出手段から出力されるそれ
ぞれの検出信号とに基づき旋回モーメント量Ｍを算出す
る旋回モーメント量演算手段と、該旋回モーメント量演
算手段の演算結果に基づき駆動力付与手段に出力すべき
制御信号を設定する出力信号設定手段とから構成したか
ら、旋回角速度Ψを減少させつつ舵角δに応じた旋回モ
ーメント量Ｍを車両に付与し、ハンドル操作に応じた車
両の操舵性を常時確保できると共に、車両の旋回時に生
じるアンダステア、オーバステアを回避し、車両の走行
性を向上させることができる。

【０１４２】また、請求項２の発明によれば、旋回モー
メント量演算手段を、旋回角速度Ψに対応する第１の演
算値Ｓ₁ を算出する第１の比例演算手段と、舵角δに対
応する第２の演算値Ｓ₂ を算出する第２の比例演算手段
と、第１の演算値Ｓ₁ 、第２の演算値Ｓ₂ から旋回モー
メント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定する旋回モーメ
ント量算定手段とから構成したから、旋回モーメント量
算定手段は舵角δに比例して旋回モーメント量Ｍを増加
させ、旋回角速度Ψに比例して旋回モーメント量Ｍを減
少させ、出力信号設定手段と駆動力付与手段とによって
車両に旋回モーメント量Ｍを発生させ、車両の旋回角速
度Ψを減衰させると共に、車両を舵角δに比例して旋回
させることができる。

【０１４３】また、請求項３の発明によれば、前記出力
信号設定手段を、旋回モーメント量ＭがＭ＞０のときに
左側の車輪に付与する駆動力を減少させ、右側の車輪に
付与する駆動力を増加させるための制御信号を出力し、
旋回モーメント量ＭがＭ＜０のときに左側の車輪に付与
する駆動力を増加させ、右側の車輪に付与する駆動力を
減少させるための制御信号を出力する構成としたから、
アンダステア状態、オーバステア状態等を確実に判別
し、車両に左旋回方向、右旋回方向の旋回モーメントを
発生させることができ、過度のアンダステア、オーバス
テアを回避することができる。

【０１４４】また、請求項４の発明によれば、α₂ ≧５
×α₁ の関係を満たすように第１の比例演算手段の比例
定数α₁ 、第２の比例演算手段の比例定数α₂ を予め設
定したから、タイヤ限界時の舵角δに対する旋回角速度
Ψの利得をタイヤ線形域の半分以上に保つことができ、
車両に横滑りが生じるタイヤ限界時においても車両を操
舵することができる。また、旋回モーメント量算定手段
は、Ｓ₁ ＝α₁ ×Ψからなる第１の演算値Ｓ₁ とＳ₂ ＝
α₂ ×δからなる第２の演算値Ｓ₂ とに基づき、旋回モ
ーメント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −Ｓ₁ として算定するから、出
力信号設定手段は、旋回モーメント量Ｍの値の正負、即
ちα₁ ×Ψ、α₂ ×δの大小を判別することによってア
ンダステア状態、オーバステア状態を確実に判定するこ
とができる。

【０１４５】さらに、請求項５の発明によれば、第１の
比例演算手段の比例定数α₁ を車両の重心垂直軸回りの
慣性モーメントＩに対してα₁ ≧（２／３）×Ｉの関係
を満たすと共に、第２の比例演算手段の比例定数α₂ を
α₂ ≧（１０／３）×Ｉの関係を満たすように予め設定
したから、車両の応答遅れを１．５秒以下に抑えること
ができ、タイヤ限界時においても運転者のハンドル操作
によって速やかに車両を操舵することができる。

【０１４６】また、請求項６の発明によれば、駆動力付
与手段を、デファレンシャルケースの回転力を左，右の
車輪軸に伝達する作動装置と、作動装置に組み込まれた
回転源とから構成したから、装置全体の小型化、軽量
化、低価格化を図りつつ、左，右の車輪軸に対する駆動
力の配分の割合を積極的に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による旋回モーメント制御装置
を適用した車両の全体構成を示す模式図である。

【図２】図１中の作動装置を示す断面図である。

【図３】本実施例によるコントロールユニットの構成を
示すブロック図である。

【図４】車両の舵角、旋回角速度、旋回モーメントの関
係を示す説明図である。

【図５】カーブに進入するときの車両と道路のずれ寸法
との関係を示す説明図である。

【図６】運転者を含めた動きを説明する車両の制御ブロ
ック図である。

【図７】運転者の予見時間と車両の応答遅れとの関係を
示す説明図である。

【図８】従来技術についてハンドル操作の周波数と車両
の利得との関係を示す特性線図である。

【図９】従来技術についてハンドル操作の周波数と車両
の位相との関係を示す特性線図である。

【図１０】本実施例についてハンドル操作の周波数と車
両の利得との関係を示す特性線図である。

【図１１】本実施例についてハンドル操作の周波数と車
両の位相との関係を示す特性線図である。

【図１２】左旋回時のアンダステアを回避する動作を示
す説明図である。

【図１３】左旋回時のオーバステアを回避する動作を示
す説明図である。

【図１４】左旋回時の横滑り状態における車両の動作を
示す説明図である。

【図１５】右旋回時のアンダステアを回避する動作を示
す説明図である。

【図１６】右旋回時のオーバステアを回避する動作を示
す説明図である。

【図１７】右旋回時の横滑り状態における車両の動作を
示す説明図である。

【符号の説明】

１車体２，３前輪４，５後輪７差動装置１８電動モータ（回転源）２４蓄電装置２５モータ制御部２７旋回角速度センサ（旋回角速度検出手段）２８舵角センサ（舵角検出手段）２９コントロールユニット３０旋回モーメント量演算回路（旋回モーメント量演
算手段）３１出力信号設定回路（出力信号設定手段）３２第１の比例演算回路（第１の比例演算手段）３３第２の比例演算回路（第２の比例演算手段）３４旋回モーメント量算定回路（旋回モーメント量算
定手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 117:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体に設けられ左，右の車輪に互いに異
なる駆動力を付与する駆動力付与手段と、該駆動力付与
手段を作動させるために制御信号に応じて左，右の車輪
に付与する駆動力を配分する駆動力配分手段とからなる
車両運動制御装置において、前記駆動力配分手段は、前記車両の重心垂直軸回りの旋
回角速度Ψを検出する旋回角速度検出手段と、前記車両
の舵角δを検出する舵角検出手段と、旋回角速度検出手
段から出力される旋回角速度Ψの検出信号と舵角検出手
段から出力される舵角δの検出信号とに比例して車両に
付与すべき旋回モーメント量Ｍを算出する旋回モーメン
ト量演算手段と、該旋回モーメント量演算手段によって
算出された旋回モーメント量Ｍに基づき前記駆動力付与
手段に出力すべき制御信号を設定する出力信号設定手段
とから構成したことを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】前記旋回モーメント量演算手段は、旋回
角速度検出手段から出力される検出信号に基づき旋回角
速度Ψに対応する第１の演算値Ｓ₁ を算出する第１の比
例演算手段と、舵角検出手段から出力される検出信号に
基づき舵角δに対応する第２の演算値Ｓ₂ を算出する第
２の比例演算手段と、該第２の比例演算手段による第２
の演算値Ｓ₂ から前記第１の比例演算手段による第１の
演算値Ｓ₁ を減算し、旋回モーメント量ＭをＭ＝Ｓ₂ −
Ｓ₁ として算定する旋回モーメント量算定手段とから構
成してなる請求項１に記載の車両運動制御装置。
【請求項３】前記出力信号設定手段は、左旋回方向の
舵角δをδ＞０、右旋回方向の舵角δをδ＜０とし、左
旋回方向の旋回角速度ΨをΨ＞０、右旋回方向の旋回角
速度ΨをΨ＜０としたときに、旋回モーメント量ＭがＭ
＞０のときに左側の車輪に付与する駆動力を減少させ、
右側の車輪に付与する駆動力を増加させるための制御信
号を出力し、旋回モーメント量ＭがＭ＜０のときに左側
の車輪に付与する駆動力を増加させ、右側の車輪に付与
する駆動力を減少させるための制御信号を出力してなる
請求項１または２に記載の車両運動制御装置。
【請求項４】前記第１の比例演算手段は第１の演算値
Ｓ₁ をＳ₁ ＝α₁ ×Ψ（但し、α₁ ＞０からなる比例定
数）として演算し、第２の比例演算手段は第２の演算値
Ｓ₂ をＳ₂ ＝α₂ ×δ（但し、α₂ ≧５×α₁ からなる
比例定数）として演算する構成としてなる請求項２また
は３に記載の車両運動制御装置。
【請求項５】車両の重心垂直軸回りの慣性モーメント
をＩとすると、前記第１の比例演算手段の比例定数α₁
をα₁ ≧（２／３）×Ｉに予め設定し、前記第２の比例
演算手段の比例定数α₂ をα₂ ≧（１０／３）×Ｉに予
め設定してなる請求項２または３に記載の車両運動制御
装置。
【請求項６】前記駆動力付与手段は、推進軸によって
回転されるデファレンシャルケースの回転力を左，右の
車輪軸に伝達する作動装置と、該作動装置に組み込まれ
前記左，右の車輪軸の一方側と前記デファレンシャルケ
ース側との間に相対的な回転力を付与する回転源とから
構成してなる請求項１，２，３，４または５に記載の車
両運動制御装置。