JP2009280095A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実際の走行において適切にホイールベース長を調整する。
【解決手段】車両制御装置１のＥＣＵ２は、車速センサ３、横加速度センサ４及び角速度センサ５から構成される走行状態検出センサ３０から車両の走行状態を取得し、操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７及びブレーキ踏力センサ８から構成される操作状態検出センサ４０から運転者による操作状態及びこの操作状態の変化量を取得する。そして、ＥＣＵ２は、これらの走行状態、操作状態及び操作状態の変化量に基づいて、このサスペンションアクチュエータ１１を制御して、車両のホイールベース長を変更する。これにより、ホイールベース長を、運転者の意思によって変動する車両の運動状態にも対応させて変更することができるため、実際の走行において適切にホイールベース長を調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールベース長が可変する車両の車両制御装置に関する。

従来、車両の車速及び操舵角に基づいて、ホイールベース長を変更する車両制御装置が知られている。例えば、特許文献１には、車両の速度と操舵方向とに応じてホイールベース長を変更する車両制御装置が記載されている。更に、特許文献２には、車両の速度に応じてホイールベース・ジオメトリを変更するとともに、直進走行している場合は、トー角が変更しないようにパワーステアリング装置を制御し、旋回走行している場合は、内外輪の回転差を考慮して左右前輪のトー角を制御する車両制御装置が記載されている。
特開平０３−１８６４１１号公報 特開２００７−０２２２８８号公報

しかしながら、特許文献２に記載の車両制御装置では、ホイールベースを調整するためのトー角の補正量は、車速のみに基づいて算出している。すなわち、特許文献２に記載の車両制御装置では、車両の実際の走行状態や運転者による操作状態に関わらず、同じ車速であればトー角の補正量が一定となる。このため、実際の車両の走行状態や運転者による操作状態に対しては、適正なホイールベース長の制御を行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は、実際の走行において適切にホイールベース長を調整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、ホイールベース長が可変する車両の車両制御装置であって、車両の走行状態を取得する走行状態取得手段と、運転者による車両の操作状態の変化量を取得する操作状態取得手段と、走行状態取得手段により取得された走行状態と操作状態取得手段により取得された操作状態の変化量とに基づいて、ホイールベース長を変更するホイールベース長変更手段と、を有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、車両の走行状態だけでなく運転者による車両の操作状態の変化量にも基づいて車両のホイールベース長を変更することで、運転者の意思によって変動する車両の運動状態にも対応させてホイールベース長を変更することができるため、実際の走行において適切にホイールベース長を調整することができる。

この場合、ホイールベース長変更手段は、走行状態取得手段により取得された走行状態に基づいてホイールベース長を変更し、操作状態取得手段により取得された操作状態の変化量に基づいて補正されたホイールベース長を補正することが好ましい。この車両制御装置によれば、車両のホイールベース長を、車両の走行状態に応じたホイールベース長に調整することができ、しかも、運転者の操作状態の変化量に応じてホイールベース長を補正することができるため、実際の走行においてより適切にホイールベース長を調整することができる。

また、ホイールベース長変更手段は、操作状態の変化量が大きいほど、ホイールベース長を短くすることが好ましい。この車両制御装置によれば、運転者が急操作を行うと、操作状態の変化量が大きくなってホイールベース長が短くなるため、運転者による操作の応答性が向上し、急な操作により車両の挙動を迅速に変化させたいという運転者の意思を適切に反映させることができる。

また、ホイールベース長変更手段は、車両が旋回していると、車両の内輪及び外輪の旋回半径を算出し、各旋回半径に基づいて内輪のホイールベース長及び外輪のホイールベース長を変更することが好ましい。

車両が旋回すると、車両重心の横加速度は旋回の中心方向を向いているが、車両の車輪位置においては、必ずしも旋回の中心方向の力を受けているとは限らない。つまり、車両の旋回中心は、必ずしも、前輪車軸の延長線上及び後輪車軸の延長線上に存在するとは限らない。しかも、車両が旋回すると、車両の内輪の旋回半径と外輪の旋回半径とは異なる。そこで、この車両制御装置によれば、内輪の旋回半径と外輪の旋回半径とを算出し、この各旋回半径に基づいて、それぞれ内輪のホイールベース長と外輪のホイールベース長とを独立して変更するため、前輪車軸及び後輪車軸と旋回中心とのずれを小さくすることができ、車輪への負担を軽減することができる。

また、ホイールベース長の変更により変化するホイールアライメント情報を取得するホイールアライメント情報取得手段と、車両の操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与する操舵アシストトルク付与手段と、を更に有し、操舵アシストトルク付与手段は、ホイールアライメント情報取得手段により取得されたホイールアライメント情報に基づいて、操舵角と操舵トルク特性との関係を示す操舵特性を算出し、操舵特性に基づいて、車両の操舵力伝達系に付与する操舵アシストトルクを算出することが好ましい。

この車両制御装置によれば、ホイールベース長の変更により変化するホイールアライメント情報が取得されると、このホイールアライメント情報に基づいて操舵特性が算出され、この操舵特性に基づいて操舵アシストトルクが算出される。このため、ホイールベース長の変更により操舵特性に変化が生じたとしても、ホイールアライメント情報に基づいて算出される操舵特性に応じた操舵アシストトルクが操舵力伝達系に付与されるため、操舵特性の変化を小さくすることができる。これにより、ホイールアライメント長を変更した場合に運転者に与える操舵の違和感を抑制することができる。

また、操舵アシストトルク付与手段は、ホイールアライメント情報に基づいて算出された操舵特性と所定の基準操舵特性との差分に基づいて、操舵アシストトルクを算出することが好ましい。この車両制御装置によれば、ホイールアライメント情報に基づいて算出された操舵特性と所定の基準操舵特性との差分に基づいて、操舵アシストトルクが算出されるため、ホイールベース長が変更されたとしても、操舵特性の変化をより小さくすることができる。

また、走行状態取得手段は、車両の車速、横加速度及び角速度の少なくとも一つを取得し、操作状態取得手段は、操舵角、スロットル操作量及びブレーキ操作量の少なくとも一つを取得することが好ましい。この車両制御装置によれば、車速、横加速度及び角速度の少なくとも一つが車両の走行状態として取得され、また、操舵角、スロットル操作量及びブレーキ操作量の少なくとも一つが運転者による車両の操作状態として取得されるため、実際の走行に対してより適切にホイールベース長を調整することができる。

本発明によれば、実際の走行において適切にホイールベース長を調整することができる。

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には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２が設けられている。ＥＣＵ２は、車両のホイールアライメント長を変更するとともに、車両の操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。

ＥＣＵ２には、車速センサ３、横加速度センサ４、角速度センサ５、操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７、ブレーキ踏力センサ８、ホイールアライメント情報取得部９、サスペンションアクチュエータ１１、パワーステアリング装置１２が、接続されている。

車速センサ３は、車両の走行速度（車速）を検出するセンサである。車速センサ３は、車両の４輪にそれぞれ設けられた車輪速センサによって構成され、各車輪速センサで検出された各車輪速を検出することで、車速を検出する。そして、車速センサ３は、検出した車速をＥＣＵ２に送信する。

横加速度センサ４は、車両の左右方向に作用している横加速度を検出するセンサである。そして、横加速度センサ４は、検出した車両の横加速度をＥＣＵ２に送信する。

角速度センサ５は、車両の角速度を検出するセンサであり、ジャイロスコープにより構成される。そして、横加速度センサ４は、検出した車両の角速度をＥＣＵ２に送信する。

このように、車速センサ３、横加速度センサ４及び角速度センサ５は、車両の走行状態を検出するため、走行状態検出センサ３０として機能する。

操舵角センサ６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。また、操舵角センサ６は、検出した操舵角を時間で微分することで、操舵角の変化量を算出する。なお、運転者により急な操舵が行われると、操舵角の変化量が大きくなる。そして、操舵角センサ６は、検出したステアリングの操舵角及び操舵角の変化量をＥＣＵ２に送信する。

スロットルポジションセンサ７は、運転者がアクセルペダルの踏み込むことにより開閉されるスロットルの開度を検出するセンサである。すなわち、スロットル開度を検出することで、運転者によるアクセルペダルの踏込み量を検出することができる。また、スロットルポジションセンサ７は、検出したスロットル開度を時間で微分することで、スロットル開度の変化量を算出する。なお、運転者により急なアクセル操作が行われると、スロットル開度の変化量が大きくなる。そして、スロットルポジションセンサ７は、検出したスロットル開度及びスロットル開度の変化量をＥＣＵ２に送信する。

ブレーキ踏力センサ８は、運転者によるブレーキペダルの踏力、すなわち、運転者によるブレーキペダルの踏込み量を検出するセンサである。また、ブレーキ踏力センサ８は、検出したブレーキペダルの踏込み量を時間で微分することで、ブレーキペダルの踏込み量の変化量を算出する。なお、運転者により急なブレーキ操作が行われると、ブレーキペダルの踏込み量の変化量が大きくなる。そして、ブレーキ踏力センサ８は、検出したブレーキの踏込み量及び踏込み量の変化量をＥＣＵ２に送信する。

このように、操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７及びブレーキ踏力センサ８は、運転者による車両の操作状態及び操作状態の変化量を検出するため、操作状態検出センサ４０として機能する。

ホイールアライメント情報取得部９は、車両のホイールアライメント情報を検出するセンサである。ホイールアライメント情報には、ホイールベース長、トー角、キャスタ角などの情報であって、ホイールベース長が変更されることにより変化するホイールアライメントの情報が含まれている。そして、ホイールアライメント情報取得部９は、検出したホイールアライメント情報をＥＣＵ２に送信する。

サスペンションアクチュエータ１１は、車両のホイールベース長を変更するアクチュエータである。サスペンションアクチュエータ１１は、例えば、特許文献１に示されるように、テンションロッドやロアアームなどを車両の前後方向に移動させるアクチュエータや、可変長テンションロッドや可動式ロアアームを駆動するアクチュエータなどで構成される。そして、サスペンションアクチュエータ１１は、これらのアクチュエータを駆動制御することで、車両のホイールベース長を変更する。

パワーステアリング装置１２は、車両の操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与するものである。パワーステアリング装置１２は、油圧ＰＳ（Power Steering：パワーステアリング）、ＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ギア比可変ステアリング）、ステアバイワイヤシステムなどで構成される。そして、パワーステアリング装置１２は、油圧ＰＳの油圧特性、ＥＰＳ、ＶＧＲＳ、ステアバイワイヤシステムを駆動制御することで、操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与する。

そして、ＥＣＵ２は、走行状態検出センサ３０である車速センサ３、横加速度センサ４及び角速度センサ５から送信される走行状態と、操作状態検出センサ４０である操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７及びブレーキ踏力センサ８から送信される操作状態及び操作状態の変化量と、ホイールアライメント情報取得部９から送信されるホイールアライメント情報とを取得する。このため、ＥＣＵ２は、走行状態取得部２１、操作状態取得部２２、ホイールアライメント情報取得部２３として機能する。また、ＥＣＵ２は、この走行状態、操作状態及び操作状態の変化量に基づいて、サスペンションアクチュエータ１１を制御し、車両のホイールベース長を変更する。このため、ＥＣＵ２は、ホイールベース長変更部２４として機能する。そして、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を変更すると、パワーステアリング装置１２を制御して、操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与する。このため、ＥＣＵ２は、操舵アシストトルク付与部２５として機能する。

次に、図２〜５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２は、ＥＣＵの処理動作を示すフローチャート、図３は、図２に示すホイールベース長変更処理動作を示すフローチャート、図４は、図２に示す旋回時のホイールベース長変更処理動作を示すフローチャート、図５は、図２に示す操舵アシストトルク付与処理動作を示すフローチャートである。

まず、車両が走行を開始すると、ＥＣＵ２は、走行状態検出センサ３０から送信される走行状態の情報と、操作状態検出センサ４０から送信される操作状態及び操作状態の変化量と、ホイールアライメント情報取得部９から送信されるホイールアライメント情報を取得する。このとき、車両のホイールベース長は、初期状態として、予め定められている所定の基準ホイールベース長となっている。

そして、図２に示すように、ＥＣＵ２は、車両が通常走行を行っていると（ステップＳ１）、ＥＣＵ２は、運転者の操作は定常であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、運転者の操作が定常であるか否かは、走行状態検出センサ３０から送信された走行状態と、操作状態検出センサ４０から送信された操作状態及び操作状態の変化量とに基づいて判断され、走行状態、操作状態及び操作状態の変化量が所定値よりも小さい場合は、運転者の操作が定常であると判定する。

ステップＳ２において、運転者の操作が定常ではないと判定されると（ステップＳ２：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、後述するホイールベース長変更処理を行う（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において、運転者の操作が定常であると判定されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、後述する旋回時のホイールベース長変更処理を行う（ステップＳ４）。

その後、ＥＣＵ２は、後述する操舵アシストトルク付与処理を行う（ステップＳ５）。そして、ＥＣＵ２は、一旦処理を終了し、イグニションがＯＦＦにされるまで、上記処理を繰り返す。

次に、図３を参照して、ホイールベース長変更処理（ステップＳ３）について説明する。

まず、ＥＣＵ２は、車速が所定の速度Ｖ_０以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。なお、ステップＳ３１では、車速センサ３から送信された車速に基づいて判断する。

ステップＳ３１において、車速が速度Ｖ_０以上ではないと判定すると（ステップＳ３１：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最短に変更して（ステップＳ３２）、ホイールベース長変更処理を終了する。このように、低速走行時はホイールベース長を短くすることで、車両の操作応答性を向上させて、車両の取り回しを向上させることができる。

なお、ホイールベース長の変更は、ＥＣＵ２がサスペンションアクチュエータ１１に制御信号を送信することで行われる。すなわち、ＥＣＵ２は、ホイールベース長が最短となるように、サスペンションアクチュエータ１１に対して制御信号を送信する。そして、サスペンションアクチュエータ１１が、ＥＣＵ２から送信された制御信号に基づいて、ホイールベース長が最短となるように各種のアクチュエータを駆動することで、ホイールベース長が変更される。なお、以下に説明するホイールベース長の変更は、ステップＳ３２と同様に、ＥＣＵ２がサスペンションアクチュエータ１１に制御信号を送信することで行われる。

一方、ステップＳ３１において、車速が速度Ｖ_０以上であると判定すると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長に変更する（ステップＳ３３）。

次に、ＥＣＵ２は、運転者が操作量を大きくしているか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４において、運転者が操作量を大きくしているか否かは、操作状態検出センサ４０から送信される各操作状態の変化量と所定値との比較に基づいて判定され、何れかの操作状態の変化量が所定値よりも大きい場合は、運転者が操作量を大きくしていると判定する。なお、運転者が操作量を大きくしているか否かは、操舵角と操舵速度の関係に基づいて判断してもよい。この場合、操舵速度は、操舵角の変化量に基づいて算出することができる。

ステップＳ３４において、運転者が操作量を大きくしていないと判定すると（ステップＳ３４：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長のまま維持して、ホイールベース長変更処理を終了する。このように、中〜高速走行時において、操作量の変化が小さいときは、ホイールベース長を長くしておくことで、車両の安定性を向上させることができる。

一方、ステップＳ３４において、運転者が操作量を大きくしていると判定すると（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、車両の挙動に余裕があるか否かを判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５において、車両の挙動に余裕があるか否かは、走行状態検出センサ３０から送信される各走行状態と所定値との比較で判定され、何れかの走行状態が所定値よりも大きい場合は、車両の挙動に余裕がないと判定される。なお、車両の挙動に余裕があるか否かは、走行状態などからスリップ角などの車両の運動状態を算出し、この運動状態に基づいて判断してもよい。

ステップＳ３５において、車両の挙動に余裕がないと判定されると（ステップＳ３５：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長のまま維持して、ホイールベース長変更処理を終了する。このように、車両を急に曲げるなど、運転者の操作量が大きくなることで、車両の挙動に余裕がなくなったときは、車両が安定した状態で走行することができないと判断できるため、ホイールベース長を長くしておくことで、車両の安定性を向上させることができる。

一方、ステップＳ３５において、車両の挙動に余裕があると判定されると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、運転者の操作は急操作であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６において、運転者の操作が急操作であるか否かは、操作状態検出センサ４０から送信される各操作状態の変化量と所定値との比較に基づいて判定され、何れかの操作状態の変化量が所定値よりも大きい場合は、運転者が操作量を大きくしていると判定する。

ステップＳ３６において、運転者の操作が急操作であると判定すると（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長のまま維持して、ホイールベース長変更処理を終了する。このように、ステップ操作などの急激な操作が行われたときは、車両が安定した状態で走行することができないと判断できるため、車両の安全性確保のため、ホイールベース長を長くしておくことで、急な操作に対して過敏な応答を防止することができる。

一方、ステップＳ３６において、運転者の操作が急操作ではないと判定すると（ステップＳ３６：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を短く変更して（ステップＳ３７）、ホイールベース長変更処理を終了する。すなわち、ＥＣＵ２は、ステップＳ３３において最長に変更したホイールベース長を、短く修正する。このように、車両を大きく曲げるなど、運転者の操作量が大きい場合であって、車両の挙動に余裕があり、急操作が行われていない場合は、車両が安定した状態で走行することができると判断できるため、ホイールベース長を短くすることで、車両の操作応答性を向上させ、運転者の意思をより適切に反映させることができる。なお、ステップＳ３７では、運転者の操作に応じてホイールベース長を段階的に短くしてもよく、運転者の操作が急操作であるほどホイールベース長を短くしてもよい。

このように、ホイールベース長変更処理では、車両を動かしたいという運転者の意思が表れたときに、車両が安全に走行できると判断する場合は、ホイールベース長を短くして、操作応答性を向上させ、反対に、車両を動かしたいという運転者の意思が表れたときに、車両が安全に走行できないと判断する場合は、ホイールベース長を長くして、車両の安定性向上を図る。

次に、図４を参照して、旋回時のホイールベース長変更処理（ステップＳ４）について説明する。

まず、ＥＣＵ２は、車速が所定の速度Ｖ_０以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

ステップＳ４１において、車速が速度Ｖ_０以上ではないと判定すると（ステップＳ４１：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最短に変更して（ステップＳ４２）、旋回時のホイールベース長変更処理を終了する。このように、低速走行時はホイールベース長を短くすることで、車両の操作応答性を向上させて、車両の取り回しを向上させることができる。

一方、ステップＳ４１において、車速が速度Ｖ_０以上であると判定すると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長に変更する（ステップＳ４３）。

次に、ＥＣＵ２は、車両が旋回しているか否かを判定する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４において、車両が旋回しているか否かは、走行状態検出センサ３０から送信される各走行状態や、操作状態検出センサ４０から送信される各操作状態及び各操作状態の変化量などから、車両の旋回状態を算出することにより行われる。

ステップＳ４４において、車両が旋回していないと判定すると（ステップＳ４４：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ホイールベース長を最長のまま維持して、旋回時のホイールベース長変更処理を終了する。このように、車両が直進走行している場合は、ホイールベース長を長くしておくことで、車両の直進性を向上させることができる。

一方、ステップＳ４４において、車両が旋回していると判定すると（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、横加速度の周波数を解析する（ステップＳ４５）。なお、ステップＳ４５では、横加速度センサ４から送信された横加速度に基づいて周波数を解析する。

そして、ＥＣＵ２は、横加速度の周波数が所定の周波数Ｆ_０以下であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。所定の周波数Ｆ_０は、車両が定常旋回しているか否かを判断するための閾値となる。

ステップＳ４６において、横加速度の周波数が所定の周波数Ｆ_０以下ではないと判定すると（ステップＳ４６：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、車両が定常旋回していないと判断し、ホイールベース長を最長のまま維持して、旋回時のホイールベース長変更処理を終了する。このように、車両が定常旋回しておらず、旋回状態が動的に変化している場合は、ホイールベース長を長くしておくことで、車両の安定性を向上させることができる。

一方、ステップＳ４６において、横加速度の周波数が所定の周波数Ｆ_０であると判定すると（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２は、車両が定常旋回していると判断し、内輪の旋回半径と、外輪の旋回半径とを算出する（ステップＳ４７）。すなわち、ＥＣＵ２は、左右の車輪のトレッド分を考慮して、内輪の旋回半径と外輪の旋回半径とを算出する。

そして、ＥＣＵ２は、ステップＳ４６において算出した各旋回半径に基づいて、内輪のホイールベース長と外輪のホイールベース長とを独立して変更する（ステップＳ４８）。すなわち、ＥＣＵ２は、内輪が旋回する円弧の長さと、外輪が旋回する円弧の長さとから、それぞれ必要なホイールベース長を算出する。そして、サスペンションアクチュエータ１１に対して、内輪のホイールベース長と外輪のホイールベース長とが、それぞれ算出したホイールベース長となるように、制御信号を送信する。

次に、図５を参照して、操舵アシストトルク付与処理（ステップＳ５）について説明する。

まず、ＥＣＵ２は、ホイールベース長が変化したか否かを判定する（ステップＳ５１）。なお、ＥＣＵ２は、ステップＳ３又はステップＳ４においてホイールベース長を変更させた場合に、ホイールベース長が変化したと判定する。

ステップＳ５１において、ホイールベース長が変化していないと判定すると（ステップＳ５１：ＮＯ）、ＥＣＵ２は、ステップＳ５８に進み、通常の操舵アシストトルクを操舵力伝達系に付与する（ステップＳ５８）。

一方、ホイールベース長が変化したと判定すると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）。ＥＣＵ２は、ホイールアライメント情報取得部９から取得したホイールアライメント情報に基づいて、ホイールベース長の変化量を算出し（ステップＳ５２）、イニシャルトーの変化量を算出し（ステップＳ５３）、キャスタ角の変化量を算出する（ステップＳ５４）。なお、ステップＳ５２において、ホイールベース長の変化量は、基準ホイールベース長の状態のときのホイールベース長に対する、ステップＳ３又はステップＳ４においてホイールベース長が変更された状態のときのホイールベース長の変化量となる。また、ステップＳ５３において、イニシャルトーの変化量は、基準ホイールベース長の状態のときのイニシャルトーに対する、ステップＳ３又はステップＳ４においてホイールベース長が変更された状態のときのイニシャルトーの変化量となる。また、ステップＳ５４において、キャスタ角の変化量は、基準ホイールベース長の状態のときのキャスタ角に対する、ステップＳ３又はステップＳ４においてホイールベース長が変更された状態のときのキャスタ角の変化量となる。

次に、ＥＣＵ２は、現在のホイールベース長における操舵特性を予測する（ステップＳ５５）。操舵特性は、操舵角と操舵トルクとの関係で示される。そして、操舵特性の予測は、ホイールアライメント情報、又は、ステップＳ５２〜Ｓ５４において算出したホイールベース長の変化量、イニシャルトーの変化量及びキャスタ角の変化量に基づいて予測する。図６は、操舵特性を示した図である。図６において、線Ａ１は、ホイールベース長が基準ホイールベース長であるときの基準操舵特性を示しており、線Ａ２は、ステップＳ５５において予測した操舵特性を示している。そして、線Ａ１と線Ａ２とを比較すると、線Ａ２は、線Ａ１に対して、操舵角が大きいときの操舵トルクが小さくなっている。

次に、ＥＣＵ２は、基準操舵特性と予測操舵特性との差分を算出する（ステップＳＳ５６）。図７は、基準操舵特性と予測操舵特性との差分を示す図である。図７において、線Ｂは、図６に示す線Ａ１と線Ａ２との差分を示している。そして、ステップＳ５７で算出される差分は、ホイールベース長が基準ホイールベース長から変更されたときに生ずる操舵特性の変化を示している。

そして、ＥＣＵ２は、ステップＳ５６で算出した操舵特性の差分に基づいて、パワーステアリングアシスト特性を変更する（ステップＳ５７）。すなわち、ＥＣＵ２は、基準操舵特性と予測操舵特性との差分が埋まるように、パワーアシスト特性を変更する。パワーアシスト特性は、操舵トルクとＰＳ（パワーステアリング）アシストトルクとの関係で示される。図８は、パワーステアリングアシスト特性を示している。図８において、線Ｃ１は、現在のホイールベース長におけるパワーステアリングアシスト特性（図６の線Ａ２参照）を示しており、線Ｃ２は、ステップＳ５７により変更されたパワーステアリングアシスト特性を示している。図６及び図７に示す場合では、ホイールベース長を変更することで、操舵角が大きいときの操舵トルクが小さくなっている。そこで、基準操舵特性と予測操舵特性との差分が埋まるように、ＰＳアシストトルク小さくして、パワーステアリングアシスト特性を線Ｃ１から線Ｃ２に変更する。

そして、ＥＣＵ２は、パワーステアリングアシスト特性に基づいて、操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与する（ステップＳ５８）。すなわち、ＥＣＵ２は、パワーステアリングアシスト特性に基づいて、操舵トルクに対するＰＳアシストトルクを求め、このＰＳアシストトルクを操舵アシストトルクとして操舵力伝達系に付与する。そして、ＥＣＵ２は、ステップＳ５７においてパワーステアリングアシスト特性を変更した場合、この変更したパワーステアリングアシスト特性に基づいて、ＰＳアシストトルクを求め、操舵力伝達系に、操舵アシストトルクを付与する。

このように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、車両の走行状態だけでなく運転者による車両の操作状態の変化量にも基づいて車両のホイールベース長を変更することで、運転者の意思によって変動する車両の運動状態にも対応させてホイールベース長を変更することができるため、実際の走行において適切にホイールベース長を調整することができる。

そして、車両のホイールベース長を、車両の走行状態に応じたホイールベース長に調整することができ、しかも、運転者の操作状態の変化量に応じてホイールベース長を変更することができるため、実際の走行においてより適切にホイールベース長を調整することができる。

また、運転者が急操作を行うと、操作状態の変化量が大きくなってホイールベース長が短くなるため、運転者による操作の応答性が向上し、急な操作により車両の挙動を迅速に変化させたいという運転者の意思を適切に反映させることができる。

ところで、車両が旋回すると、車両重心の横加速度は旋回の中心方向を向いているが、車両の車輪位置においては、必ずしも旋回の中心方向の力を受けているとは限らない。つまり、車両の旋回中心は、必ずしも、前輪車軸の延長線上及び後輪車軸の延長線上に存在するとは限らない。しかも、車両が旋回すると、車両の内輪の旋回半径と外輪の旋回半径とは異なる。そこで、この車両制御装置１によれば、内輪の旋回半径と外輪の旋回半径とを算出し、この各旋回半径に基づいて、それぞれ内輪のホイールベース長と外輪のホイールベース長とを独立して変更するため、前輪車軸及び後輪車軸と旋回中心とのずれを小さくすることができ、車輪への負担を軽減することができる。

また、この車両制御装置１では、ホイールベース長の変更により変化するホイールアライメント情報が取得されると、このホイールアライメント情報に基づいて操舵特性が算出され、この操舵特性に基づいて操舵アシストトルクが算出される。このため、ホイールベース長の変更により操舵特性に変化が生じたとしても、ホイールアライメント情報に基づいて算出される操舵特性に応じた操舵アシストトルクが操舵力伝達系に付与されるため、操舵特性の変化を小さくすることができる。これにより、ホイールアライメント長を変更した場合に運転者に与える操舵の違和感を抑制することができる。

この場合、ホイールアライメント情報に基づいて算出された操舵特性と所定の基準操舵特性との差分に基づいて、操舵アシストトルクが算出されるため、ホイールベース長が変更されたとしても、操舵特性の変化をより小さくすることができる。

また、車速、横加速度及び角速度の少なくとも一つが車両の走行状態として取得され、また、操舵角、スロットル操作量及びブレーキ操作量の少なくとも一つが運転者による車両の操作状態として取得されるため、実際の走行に対してより適切にホイールベース長を調整することができる。

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、上記実施形態では、車両の走行状態として、車速、横加速度及び角速度を例とし、また、運転者による車両の操作状態として、操舵角、スロットル開度及びブレーキの踏込み量を例として説明したが、他の情報を用いてもよい。

また、上記実施形態では、ホイールベース長変更処理（ステップＳ３）、旋回時のホイールベース長変更処理（ステップＳ４）及び操舵アシストトルク付与処理（ステップＳ５）を一連の流れとして説明したが、それぞれ独立した処理としてもよい。

また、操舵アシストトルク付与処理では、予め、各ホイールアライメント情報に応じた操舵特性のマップ、予測操舵特性に応じたパワーステアリングアシスト特性の変更マップを保持しておいてもよい。この場合、ＥＣＵ２における処理量が減るため、迅速に処理を行うことができる。

また、上記実施形態では、運転者による操作状態の変化量は、操作状態検出センサ４０である操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７及びブレーキ踏力センサ８において算出するものとして説明したが、操舵角センサ６、スロットルポジションセンサ７及びブレーキ踏力センサ８では、単に操作状態を検出するのみとし、ＥＣＵ２において、各操作状態を微分することで各操作状態の変化量を算出するようにしてもよい。また、上記実施形態では、各操作状態の変化量を、各操作状態を微分することで算出したが、他の手法により算出してもよい。

実施形態に係る車両制御装置を示した図である。 ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。 図２に示すホイールベース長変更処理動作を示すフローチャートである。 図２に示す旋回時のホイールベース長変更処理動作を示すフローチャートである。 図２に示す操舵アシストトルク付与処理動作を示すフローチャートである。 操舵特性を示した図である。 基準操舵特性と予測操舵特性との差分を示す図である。 パワーステアリングアシスト特性を示している。

符号の説明

１…車両制御装置、２…ＥＣＵ、２１…走行状態取得部、２２…操作状態取得部、２３…ホイールアライメント情報取得部、２４…ホイールベース長変更部、２５…操舵アシストトルク付与部、３…車速センサ、４…横加速度センサ、５…角速度センサ、６…操舵角センサ、７…スロットルポジションセンサ、８…ブレーキ踏力センサ、９…ホイールアライメント情報取得部、１１…サスペンションアクチュエータ、１２…パワーステアリング装置、３０…走行状態検出センサ、４０…操作状態検出センサ。

Claims (7)

1. ホイールベース長が可変する車両の車両制御装置であって、
   前記車両の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
   運転者による前記車両の操作状態の変化量を取得する操作状態取得手段と、
   前記走行状態取得手段により取得された前記走行状態と前記操作状態取得手段により取得された前記操作状態の変化量とに基づいて、前記ホイールベース長を変更するホイールベース長変更手段と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記ホイールベース長変更手段は、前記走行状態取得手段により取得された前記走行状態に基づいて前記ホイールベース長を変更し、前記操作状態取得手段により取得された前記操作状態の変化量に基づいて前記補正されたホイールベース長を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記ホイールベース長変更手段は、前記操作状態の変化量が大きいほど、前記ホイールベース長を短く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. 前記ホイールベース長変更手段は、前記車両が旋回していると、前記車両の内輪及び外輪の旋回半径を算出し、前記各旋回半径に基づいて前記内輪のホイールベース長及び前記外輪のホイールベース長を変更することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記ホイールベース長の変更により変化するホイールアライメント情報を取得するホイールアライメント情報取得手段と、
   前記車両の操舵力伝達系に操舵アシストトルクを付与する操舵アシストトルク付与手段と、
   を更に有し、
   前記操舵アシストトルク付与手段は、前記ホイールアライメント情報取得手段により取得された前記ホイールアライメント情報に基づいて、操舵角と操舵トルク特性との関係を示す操舵特性を算出し、前記操舵特性に基づいて、前記車両の操舵力伝達系に付与する操舵アシストトルクを算出することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記操舵アシストトルク付与手段は、前記ホイールアライメント情報に基づいて算出された前記操舵特性と所定の基準操舵特性との差分に基づいて、前記操舵アシストトルクを算出することを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記走行状態取得手段は、前記車両の車速、横加速度及び角速度の少なくとも一つを取得し、
   前記操作状態取得手段は、操舵角、スロットル操作量及びブレーキ操作量の少なくとも一つを取得することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の車両制御装置。