JP2015174545A - 車両特性制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵性を向上させることができる車両特性制御装置を提供する。【解決手段】車両特性制御装置は、車両の特性を制御する車両特性制御装置であって、車両のヨーレートを検出する検出部と、車両の操舵角の変化に基づいて車両の目標ヨーレートを算出する算出部と、車両の車体に対して移動可能に配置された可動物体と、車両に設けられ、車体に対して可動物体を移動させる駆動機構と、ヨーレートと目標ヨーレートとが近づくように、駆動機構を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の一側面は、車両特性制御装置に関する。

特許文献１には、検出部から得られたヨーレートと、車両の目標ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差に基づいて車両の運動を制御する運動制御装置が記載されている。この装置は、車両の基準重量について予め設定された基準スタビリティファクタとスタビリティファクタの推定値との大小関係に基づいて目標ヨーレートを修正する。

特開２０１３−１２９３１６号公報 特開２００１−１６３２６１号公報 特開２０１２−１２１３７５号公報 特許第５１０４９９７号公報 特開２００８−１９５３５１号公報 特開２０１０−１５５５６３号公報 特開２０１２−０５６３９４号公報 特開２０１０−２５３９７８号公報 特開２００６−３３５１７１号公報

近年、車両の軽量化に伴い、操舵性の向上が要求されている。このため、特許文献１記載のように目標ヨーレートを修正するヨーレート制御ではなく、新たなアプローチで操舵性を向上させることができる装置が望まれている。

本発明の一側面に係る車両特性制御装置は、車両の特性を制御する車両特性制御装置であって、車両のヨーレートを検出する検出部と、車両の操舵角の変化に基づいて車両の目標ヨーレートを算出する算出部と、車両の車体に対して移動可能に配置された可動物体と、車両に設けられ、車体に対して可動物体を移動させる駆動機構と、ヨーレートと目標ヨーレートとが近づくように、駆動機構を制御する制御部と、を備える。

この車両特性制御装置では、制御部により駆動機構が制御され、車体に対して可動物体が移動する。可動物体が移動した場合には、車両の特性を示す固有振動数及び減衰係数が変化する。すなわち、可動物体を移動させることにより、車両の特性が変更される。このため、ヨーレートと目標ヨーレートとを近づけるように駆動機構が制御されることによって、車両の特性を変更させてヨーレートと目標ヨーレートとを近づけることができる。よって、操舵性を向上させることができる。

一実施形態では、可動物体は、車体のフロア上又はフロア下のフレームに配置されてもよい。このように構成することで、車両の重心をより低い位置とすることができるので、走行時の安定性を向上させることが可能となる。

一実施形態では、可動物体は、少なくとも２つ配置され、少なくとも２つの可動物体は、車両前後方向からみて上下方向に延びる車体の重心軸を挟むように配置され、車両前後方向に沿って移動可能に配置されてもよい。一実施形態では、可動物体は、少なくとも２つ設けられ、少なくとも２つの可動物体は、車幅方向からみて上下方向に延びる車体の重心軸を挟むように配置され、車幅方向に沿って移動可能に配置されてもよい。これらの場合、２つの可動物体が車体に対して移動することにより、ヨーモーメントを発生させることができる。

以上説明したように、本発明の一側面及び種々の実施形態によれば、操舵性を向上させることができる車両特性制御装置が提供される。

第１実施形態に係る車両特性制御装置を備えた車両の構成を示す概要図である。 第１実施形態に係る車両特性制御装置を備えた車両の機能構成を示すブロック図である。 図１に示す車両特性制御装置の動作を示すフローチャートである。 車線変更時における車両制御を説明する図である。 第２実施形態に係る車両特性制御装置を備えた車両の構成を示す概要図である。 可動物体を用いてヨーモーメントを発生させる作用効果を説明する概要図である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

（第１実施形態）
本実施形態に係る車両特性制御装置１は、車両の特性を制御して車両の運動を制御する装置である。車両の特性は、車両の重量又は構成要素の配置位置等によって定まる性質であって、例えば固有振動数及び減衰係数等によって表現される。車両の運動とは、例えば車両のヨー方向、ピッチ方向又はロール方向の動きである。車両特性制御装置１は、例えば車線変更時又は緊急回避時等の車両の運動を制御する。

最初に、一実施形態に係る車両特性制御装置１を図１，２を用いて説明する。図１は、一実施形態に係る車両特性制御装置１を備えた車両２の構成を示す概要図である。図１の（Ａ）は、平面視した構成概要図、図１の（Ｂ）は、側面視した構成概要図である。図２は、一実施形態に係る車両特性制御装置１を備えた車両２の機能構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両２は、ドライブシャフト３（前軸）及びドライブシャフト４（後軸）を備えており、前輪５ａ，５ｂ及び後輪５ｃ，５ｄがそれぞれ取り付けられている。ここで、車両２の車輪５ａ〜５ｄは、転がり抵抗を小さくするために、例えば、従来のタイヤよりも大径かつ細幅のタイヤが用いられる。従来のタイヤとしては、例えばタイヤ幅１７５ｍｍで１５インチのタイヤである。

図１，２に示すように、車両２は、例えば、舵角センサ６、検出部７、ＥＣＵ８、駆動機構９及び可動物体１０を備えている。ＥＣＵ８は、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit））、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、及び入出力インターフェイスなどを備えて構成される。

舵角センサ６は、ハンドル１１の操舵角に応じた信号を出力する。すなわち、舵角センサ６は、運転者によって操舵されたハンドル１１の操作量に応じた信号を出力することができる。舵角センサ６は、検出された操作量又は操舵角に関する信号をＥＣＵ８へ出力する。

検出部７は、車両２の走行情報を検出する。走行情報は、車両２の車速、横加速等の加速度、又は、ヨーレート（旋回方向への回転角の変化速度）等である。検出部７は、車速センサ７０、ヨーレートセンサ７１及び横加速度センサ７２を備えている。車速センサ７０は、車輪速パルスを検出して、車両２の車速を取得するセンサである。ヨーレートセンサ７１は、車両２のヨーレート（旋回方向への回転角の変化速度）を検出するセンサである。ヨーレートセンサ７１は、例えば車体２ａの重心付近に配置される。横加速度センサ７２は、車両２の横加速度を検出するセンサである。横加速度センサ７２は、例えば車体２ａの重心付近に配置される。検出部７は、検出された走行情報をＥＣＵ８へ出力する。また、車速センサ７０は、車速に関する信号をＥＣＵ８へ出力する。なお、走行情報には、少なくとも車速及びヨーレートが含まれていればよい。

ＥＣＵ８は、舵角センサ６及び検出部７の検出結果に基づいて、駆動機構９を制御する信号を出力する。ＥＣＵ８の詳細については後述する。

駆動機構９は、可動物体１０を車体２ａに対して移動させるアクチュエータである。駆動機構９は、例えば図１に示すように、車両前後方向に延びるスライダ９ａと該スライダ９ａに沿って移動する移動部９ｂとを備える。駆動機構９は、車両２のフロア１２下の車体フレームに配置される。上述のように、車輪５ａ〜５ｄとして大径のタイヤが採用された場合には、所定の標準のタイヤが採用された場合と比べて地面からフロア１２までの距離Ｄ１が長くなるため、フロア１２下の空間にスペースを大きく設けることができる。車体フレームとしては、例えば、メインフレーム、車両前後方向に延びるサイドフレーム（サイドメンバ）、又は、車幅方向に延びるクロスフレーム（クロスメンバ）等が用いられる。駆動機構９として、例えば、スライダ９ａに沿って配置されたボールねじにより移動部９ｂを移動させるアクチュエータ、スライダ９ａに沿って設けられたベルトにより移動部９ｂを移動させるアクチュエータ又は電磁石を用いて移動部９ｂを移動させるアクチュエータ等が用いられる。

可動物体１０は、駆動機構９により車体２ａに対して移動可能な物体である。可動物体１０は、例えば駆動機構９の移動部９ｂに取り付けられ、移動部９ｂとともにスライダ９ａに沿って移動可能に構成されている。すなわち、可動物体１０は、車両前後方向に沿って車体２ａに対して移動可能に配置されている。可動物体１０としては、例えば、車両２の重量に対して１０％以上の重量を有する物体が用いられる。可動物体１０としては、例えば、電気自動車のバッテリ又はインバータが用いられる。電気自動車のバッテリは、１００ｋｇ〜２００ｋｇ程度の重さである。

ＥＣＵ８は、例えば、算出部１３及び制御部１４を備えている。算出部１３は、例えば、舵角センサ６及び車速センサ７０により出力された操舵量もしくは操舵角の変化、及び、車速に基づいて、目標ヨーレートを算出する。目標ヨーレートは、車両２の車両制御において目標となるヨーレートであり、例えば車速及び操舵量もしくは操舵角に依存した値となる。算出部１３は、車速及び操舵量もしくは操舵角の変化だけでなく、横加速度の情報に基づいて目標ヨーレートを算出してもよい。この場合、算出部１３は、精度良く目標ヨーレートを算出することができる。算出部１３は、算出した目標ヨーレートを制御部１４へ出力する。

制御部１４は、検出部７によって出力されたヨーレートと、算出部１３によって算出された目標ヨーレートとに基づいて、駆動機構９を制御する信号を出力する。例えば、制御部１４は、ヨーレートと目標ヨーレートとが近づくように駆動機構９の制御量を調整した信号を出力する。例えば、制御部１４は、ヨーレートと目標ヨーレートとの差分が小さくなるように、駆動機構９の制御量を調整した信号を出力する。あるいは、制御部１４は、ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差が小さくなるように、駆動機構９の制御量を調整した信号を出力してもよい。駆動機構９の制御量が調整されることで、移動部９ｂの移動量及び移動方向が調整される。なお、制御部１４は、駆動機構９を制御して移動部９ｂの加速度を調整してもよい。制御部１４は、例えば、ヨーレートと目標ヨーレートとの差分又は偏差が大きいほど、駆動機構９の制御量が大きい信号を出力する。制御部１４が駆動機構９を制御することで、可動物体１０が移動され、車両２の特性が変更される。

以下、可動物体１０の移動が車両２の特性へ影響を与えることを概説する。車両重量をｍ［ｋｇ］、車速をＶ［ｍ／ｓ］、車体スリップ角をβ［ｒａｄ］、前輪コーナリングパワーをＫ_ｆ［Ｎ／ｒａｄ］、後輪コーナリングパワーをＫ_ｒ［Ｎ／ｒａｄ］、実操舵角をδ［ｒａｄ］、車体ヨーレートγ［ｒａｄ］、ホイルベースＬ［ｍ］、前軸３から車両２の重心までの距離をＬ_ｆ［ｍ］、後軸４から重心までの距離をＬ_ｒ［ｍ］、Ｌ＝Ｌ_ｆ＋Ｌ_ｒ、車両２のヨー慣性モーメント係数をＩ［ｋｇ・ｓ^２／ｍ］とすると、車両の水平面内の運動を記述する運動方程式は、以下の式（１），式（２）で表現することができる。

ここで、前輪コーナリングパワー係数をＣ_ｆ［１／ｒａｄ］、後輪コーナリングパワー係数をＣ_ｒ［１／ｒａｄ］、前軸荷重配分比をｄ_ｆ、後軸荷重配分比をｄ_ｒ、重力加速度をｇ［ｋｇ・ｓ^２］、無次元化ヨーモーメント係数をＩ_ｎとし、上記数式（１），（２）をラプラス変換すると、車両２の特性を示す固有振動数ω_ｎと減衰係数ξは、以下の式（３）、式（４）で表現することができる。

なお、無次元化ヨーモーメント係数Ｉ_ｎは、以下の式（５）となる。

まず、従来の車両にあっては、構成要素が車両２のフレーム等に固定配置されている。構成要素とは、例えば、エンジン、トランスミッション、バッテリ、モータ又はインバータ等である。固定配置とは、振動を防止するためにある程度移動が許容された配置も含む概念である。すなわち、従来の車両にあっては、式（３），式（４）に示すとおり、車両の特性を示す固有振動数ω_ｎと減衰係数ξが、車両諸元情報によって定まる値で決定されるため、一定値となる。このため、車両の特性を制御することができない構成となっている。

車両の設計として車体の重量又は無次元化ヨーモーメント係数Ｉ_ｎを小さくした場合、車両重量ｍに対する乗員体重の割合が大きくなる。このため、乗員の数の増加、乗員の着座位置の変化、又は、燃料の変化等は、車両特性に大きな影響を与える。例えば、乗員の数の増加又は乗員の着座位置の変化等は、前軸３から車両２の重心までの距離Ｌ_ｆ及び後軸４から車両２の重心までの距離Ｌ_ｒへ大きな影響を与える。その結果、無次元化ヨーモーメント係数Ｉ_ｎに大きな影響を与えることになる。

一方で、上記内容は、小さな外部入力でも車両特性を変更可能なことを示唆している。本実施形態に係る車両特性制御装置１は、上記点を鑑みて、外部入力によって乗員変化等の影響を打ち消し、さらには、外部入力によって車両特性を向上させる。具体的には、車両特性制御装置１を備える車両２では、可動物体１０が移動可能であるため、前軸荷重配分比ｄ_ｆ及び後軸荷重配分比ｄ_ｒ（並びに前軸３から車両２の重心までの距離Ｌ_ｆ及び後軸４から重心までの距離Ｌ_ｒ）を動的に変更することができる。このため、式（３），式（４）に示すとおり、車両の特性を示す固有振動数ω_ｎ及び減衰係数ξを可変とすることができる。よって、車両２が軽量化された場合であっても、車両２の速応性等の過渡応答を向上させたり、目標ヨーレートに対して適切に追従するように支援を行うことができる。

上述した検出部７、駆動機構９、可動物体１０、算出部１３及び制御部１４を備えて車両特性制御装置１が構成される。

次に、車両特性制御装置１の動作について説明する。図３は車両特性制御装置１の動作を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、例えば車両２の操舵支援開始の信号が車両特性制御装置１へ入力されたタイミングで開示され、所定の間隔で繰り返し実行される。

図３に示すように、最初に、情報取得処理が行われる（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理では、算出部１３が、車速センサ７０及び舵角センサ６によって検出された車両２の車速及び操舵角に関する信号を取得する。なお、Ｓ１０の処理おいて、車速等の他の走行情報を取得してもよい。Ｓ１０の処理が終了すると、目標ヨーレート算出処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理では、算出部１３が、例えばＳ１０の処理で取得された及び車速に関する信号に基づいて、運転者の操舵を反映させた目標ヨーレートを算出する。Ｓ１２の処理が終了すると、ヨーレート取得処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理では、検出部７がヨーレートを取得する。Ｓ１４の処理が終了すると、比較処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理では、制御部１４が、Ｓ１２の処理で算出された目標ヨーレートと、Ｓ１４の処理で取得されたヨーレートとを比較する。制御部１４は、例えば、目標ヨーレートとヨーレートとの偏差が所定値以下であるか否かを判定する。制御部１４は、目標ヨーレートとヨーレートとの偏差が所定値以下である場合には、目標値と制御状態とが一致しており、可動物体１０を移動させる必要がない、と判定する。すなわち、Ｓ１８の処理へ移行し、制御部１４は、駆動機構９への操作入力を行わない。Ｓ１８の処理が終了すると、図３に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ１６の処理において、制御部１４が、例えば目標ヨーレートとヨーレートとの偏差が所定値以下でない場合には、目標値と制御状態とが一致しておらず、可動物体１０を移動させる必要がある、と判断する。この場合、移動量算出処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理では、制御部１４は、可動物体１０の移動量を算出する。制御部１４は、目標ヨーレートとヨーレートとが近づくように、可動物体１０の移動量を算出する。例えば、制御部１４は、目標ヨーレートとヨーレートとの偏差に応じた可動物体１０の移動量を算出する。Ｓ２０の処理が終了すると、操作入力処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理では、制御部１４は、Ｓ２２の処理で算出された可動物体１０の移動量に基づいて、駆動機構９の制御量を算出する。制御部１４は、例えばアクチュエータの制御量と可動物体１０の移動量との対応関係に基づいて、Ｓ２２の処理で算出された可動物体１０の移動量となるように駆動機構９の制御量を算出する。Ｓ２４の処理が終了すると、図３に示す制御処理を終了する。

以上で図３に示す制御処理を終了する。図３に示す制御処理を実行することで、目標ヨーレートとヨーレートとの間に差がある場合に、可動物体１０が移動して車両２の特性が変更される。これにより、ヨーレートを目標ヨーレートに近づける（合わせ込む）ことができる。

図４は、車両２が車線変更をする場面において、可動物体１０がどのように移動するかを説明する概要図である。図４の（Ａ）は、車線変更する車両２を説明する図である。図４の（Ｂ）は、図４の（Ａ）に対応したヨーレートの時間依存性を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸がヨーレートである。点線のグラフは目標ヨーレートを示し、二点鎖線のグラフは可動物体１０を移動させなかった場合のヨーレート（比較例）を示し、実線のグラフは可動物体１０を移動させた場合のヨーレートを示す。図４の（Ｃ）は、図４の（Ａ）に対応したハンドル１１の操作量の時間依存性を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸がハンドル１１の操作量（絶対値）である。図４の（Ｄ）は、図４の（Ａ）に対応した可動物体１０の移動量の時間依存性を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が可動物体１０の移動量（絶対値）である。

図４の（Ａ）に示すように、車両２が車線変更する場合には、図４の（Ｃ）に示すようにハンドル１１の操作量が入力され、舵角センサ６により検知される。このとき車速センサ７０により車速が検知される。これにより、算出部１３によって、図４の（Ｂ）に示すように、ステップ状の目標ヨーレートが算出される。比較例のヨーレートにあっては、ステップ状の目標ヨーレートから大きく剥離したヨーレートとなる。一方、図４の（Ｄ）に示すように、ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差が所定値以下でない場合には、制御部１４により、駆動機構９へ信号が出力され、可動物体１０が車両前後方向へ移動する。図４の（Ｄ）では、可動物体１０が２回移動している例を示している。例えば、最初の操作により可動物体１０が前方へ移動した場合には、次の操作において可動物体１０が後方へ移動する。この可動物体１０の移動により、車両の特性を示す固有振動数ω_ｎ及び減衰係数ξが変更され、図４の（Ｂ）に示すように、目標ヨーレートへ追従したヨーレートとすることができる。

以上、第１実施形態に係る車両特性制御装置１によれば、可動物体１０を移動させることにより、車両２の特性を変更することができる。制御部１４により、ヨーレートと目標ヨーレートとを近づけるように駆動機構９が制御されることによって、車両２の特性を変更させてヨーレートと目標ヨーレートとを近づけることができる。すなわち、車両２の過渡応答（速応性又は目標ヨーレートへの追従性等）を向上させることが可能となる。よって、操舵性を向上させることができる。また、車両の特性を示す固有振動数ωｎ及び減衰係数ξを可変とすることによって、４輪の接地荷重又は重心位置等を積極的に最適化することができる。

また、第１実施形態に係る車両特性制御装置１によれば、可動物体１０が、車両２のフロア１２下のフレームに配置されているため、車両２の重心をより低い位置とすることができる。このため、走行時の安定性を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る車両特性制御装置を備える車両２Ａの構成を示す概要図である。図５に示すように、変形例に係る車両特性制御装置は、車両特性制御装置１と比べて可動物体及び駆動機構をそれぞれ２つ備える点、及び、可動物体と車体フレームとを接続する弾性部材を備える点が相違する。以下では、第２実施形態に係る車両特性制御装置と車両特性制御装置１との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

車両２Ａは、駆動機構９Ａ，９Ｂを備える。駆動機構９Ａは、駆動機構９と同様に構成され、車両前後方向に延びるスライダ９ａと該スライダ９ａに沿って移動する移動部９ｂとを備える。駆動機構９Ｂは、駆動機構９Ａと同様に構成される。駆動機構９Ａ，９Ｂは、車両２のフロア１２下の車体フレームにそれぞれ配置される。ここでは、車体フレームの一例として、車幅方向に延び車両前後方向Ｇ１に互いに離間して配置されたクロスフレーム１４ａ，１４ｂが挙げられる。スライダ９ａは、クロスフレーム１４ａ，１４ｂを橋渡しするように配置される。駆動機構９Ａ，９Ｂは、例えば、車両前後方向Ｇ１からみて車両２Ａの上下方向に延びる車体２ａの重心軸Ｇ２を挟むように配置される。重心軸Ｇ２は、車体２ａの重心を通り、上下方向に延びる軸である。駆動機構９Ａ，９Ｂは、例えば、車両前後方向Ｇ１からみて車体２ａの重心軸Ｇ２に対して対称に配置されていてもよい。また、駆動機構９Ａ，９Ｂは、互いに離間し、かつ車体２ａの重心軸Ｇ２から離間して配置されていてもよい。

車両２Ａは、可動物体１０ａ，１０ｂを備える。可動物体１０ａ，１０ｂは、可動物体１０と同様に構成される。可動物体１０ａ，１０ｂは、それぞれ駆動機構９Ａ，９Ｂの移動部９ｂによって、車両前後方向Ｇ１に移動可能に配置される。すなわち、可動物体１０ａ，１０ｂは、車両前後方向Ｇ１からみて車体２ａの重心軸Ｇ２を挟むようにそれぞれ配置される。可動物体１０ａ，１０ｂは、互いに離間し、かつ車体２ａの重心軸Ｇ２から離間してそれぞれ配置される。駆動機構９Ａ，９Ｂによって、可動物体１０ａ，１０ｂは、車両前後方向に沿って車体２ａに対して移動可能に配置される。

可動物体１０ａとクロスフレーム１４ａとの間には、弾性部材６０ａが設けられている。弾性部材６０ａは、可動物体１０ａとクロスフレーム１４ａとを接続し、可動物体１０ａの車両前後方向への移動に対して反力を発生させる。同様に、可動物体１０ａとクロスフレーム１４ｂとの間には、弾性部材６０ｂが設けられている。弾性部材６０ｂは、可動物体１０ａとクロスフレーム１４ｂとを接続し、可動物体１０ａの車両前後方向への移動に対して反力を発生させる。可動物体１０ｂも、可動物体１０ａと同様に、弾性部材６０ｃ，６０ｄによって、クロスフレーム１４ａ，１４ｂに接続されている。弾性部材６０ｃ，６０ｄは、可動物体１０ｂの車両前後方向への移動に対して反力を発生させる。弾性部材６０ａ〜６０ｄとしては、例えば、バネ部材又はゴム部材等、弾性を有する物体が採用することができる。

車両２Ａ及び車両特性制御装置のその他の構成は、車両２及び車両特性制御装置１と同様である。

図６は、可動物体を用いてヨーモーメントを発生させる作用効果を説明する概要図である。図６では、駆動機構９Ａ，９Ｂは省略している。図６に示すように、例えば、可動物体１０ａを車両前方へ移動させ、可動物体１０ｂを車両後方へ移動させる。このように、車両前後方向Ｇ１からみて重心軸Ｇ２を挟むようにそれぞれ配置された可動物体１０ａ，１０ｂを車両前後方向かつ互いに逆方向へ移動させることにより、移動させる力の反力によってヨーモーメントを発生させることができる。ここで、図６に示すように、可動物体１０ａが車両前方へ移動した瞬間に、可動物体１０ａとクロスフレーム１４ａとの間に配置された弾性部材６０ａに反力が生じ、クロスフレーム１４ａへ車両前方への瞬間的な力Ｆ１が発生する。また、可動物体１０ａが車両前方へ移動した瞬間に、可動物体１０ａとクロスフレーム１４ｂとの間に配置された弾性部材６０ｂに反力が生じ、クロスフレーム１４ｂへ車両前方への瞬間的な力Ｆ２が発生する。同様に、可動物体１０ｂが車両前方へ移動した瞬間に、弾性部材６０ｃ，６０ｄに反力が生じ、クロスフレーム１４ａ，１４ｂへ車両後方への瞬間的な力Ｆ３，力Ｆ４が発生する。瞬間的に発生した力Ｆ１〜Ｆ４によって、反時計回りのヨーモーメントＦが発生する。すなわち、車両２Ａにおいて追加的なヨーレートを発生させることができる。

以上、第２実施形態に係る車両特性制御装置によれば、第１実施形態に係る車両特性制御装置１と同様の効果を奏するとともに、２つの可動物体１０ａ，１０ｂが車体２ａに対して移動することにより、車両２ＡにヨーモーメントＦを発生させることができる。さらに、車両特性制御装置が複数の可動物体１０ａ，１０ｂを備えることにより、第１実施形態に比べて、車両２Ａの重心位置の変動を小さくすることができるとともに車両の特性を示す固有振動数ωｎ及び減衰係数ξの微調整が可能となる。

さらに、第２実施形態に係る車両特性制御装置によれば、弾性部材６０ａ〜６０ｄを備え、弾性部材６０ａ〜６０ｄによって発生した瞬間的な反力を利用し、車両２ＡにヨーモーメントＦ、復元力又は減衰力等を発生させることができる。このように、第２実施形態に係る車両特性制御装置によれば、車両運動を制御するための新規なパラメータを提供することができる。

以上、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。

例えば、上記実施形態では、駆動機構９及び可動物体１０が車両２のフロア１２下の車体フレームに配置されていたが、駆動機構９又は可動物体１０は、フロア１２上に配置されていてもよい。

上記実施形態では、可動物体１０がバッテリ及びインバータであったが、可動物体１０は、乗員が着座するシート、積載荷物、エンジン又はトランスミッション等であってもよい。シートを可動物体１０とする場合には、車両の特性を制御しながら緊急回避時においてシートをより安全な場所へ移動させることも可能である。

上記実施形態では、可動物体１０が車両前後方向へ移動したが、可動物体１０を車幅方向又は車両上下方向へ移動させるように駆動機構９を構成してもよい。この場合、ロール方向又はピッチ方向の車両の運動を制御することができる。

上記実施形態に係る車両特性制御装置１は、乗員センサ等をさらに備えても良い。この場合、制御部１４が、乗員センサの検出結果に基づいて乗員位置を検出し、検出された乗員位置に基づいて可動物体１０を移動させることにより、操舵性をさらに適切に向上させることができる。

上記実施形態に係る車両特性制御装置は、車線変更の運転支援に限定されることはなく、車両の運動を制御する運転支援全般に適用することができる。また、車両特性制御装置は、車両２が４輪操舵の場合には、後輪のステアリングを入力可能に構成し、後輪のステアリングの操舵角も用いて可動物体１０を制御してもよい。さらに、車両特性制御装置は、４輪独立駆動力分配システムと協調して可動物体１０を制御してもよい。

第２実施形態に係る車両特性制御装置は２つの可動物体１０ａ，１０ｂを備えたが、３以上の可動物体１０を備えてもよい。この場合であっても、操舵性を向上することができるとともに、積極的にヨーレートを発生させることが可能となる。

第２実施形態に係る車両特性制御装置は、２つの可動物体１０ａ，１０ｂが車両前後方向へ移動する場合を説明したが、車幅方向に沿って移動する場合であってもよい。すなわち、２つの可動物体１０ａ，１０ｂは、車幅方向からみて車両２Ａの上下方向に延びる車体の重心軸Ｇ２を挟むように配置され、車幅方向に沿って移動可能に配置されていてもよい。この場合であっても、操舵性を向上することができるとともに、積極的にヨーレートを発生させることが可能となる。

１…車両特性制御装置、２…車両、６…舵角センサ、７…検出部、８…ＥＣＵ、９，９Ａ，９Ｂ…駆動機構、１０，１０ａ，１０ｂ…可動物体、１３…算出部、１４…制御部。

Claims (4)

1. 車両の特性を制御する車両特性制御装置であって、
   前記車両のヨーレートを検出する検出部と、
   前記車両の操舵角の変化に基づいて前記車両の目標ヨーレートを算出する算出部と、
   前記車両の車体に対して移動可能に配置された可動物体と、
   前記車両に設けられ、前記車体に対して前記可動物体を移動させる駆動機構と、
   前記ヨーレートと前記目標ヨーレートとが近づくように、前記駆動機構を制御する制御部と、
   を備える車両特性制御装置。
2. 前記可動物体は、前記車体のフロア上又は前記フロア下のフレームに配置される請求項１に記載の車両特性制御装置。
3. 前記可動物体は、少なくとも２つ配置され、
   前記少なくとも２つの可動物体は、車両前後方向からみて上下方向に延びる前記車体の重心軸を挟むように配置され、車両前後方向に沿って移動可能に配置される請求項１又は２に記載の車両特性制御装置。
4. 前記可動物体は、少なくとも２つ設けられ、
   前記少なくとも２つの可動物体は、車幅方向からみて前記車両の上下方向に延びる前記車体の重心軸を挟むように配置され、車幅方向に沿って移動可能に配置される請求項１又は２に記載の車両特性制御装置。

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