JP2017171225A - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両挙動制御を適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させ、また、車両挙動に応じて過剰に指示することなく、全走行場面における走行安定性の向上を図る。【解決手段】オブザーバから得られるヨーレートと実ヨーレートとの偏差を算出し、偏差の絶対値をローパスフィルタ処理した値Ｅunsignedと偏差をローパスフィルタ処理した値Ｅsignedとの差に基づき第１の外乱補償値Ｄunsignedを算出し、また｜Ｅsigned｜を算出し、｜Ｅsigned｜と第１の外乱補償値Ｄunsignedとの差と上記偏差の旋回方向に基づき第２の外乱補償値Ｄsignedを算出し、この第２の外乱補償値Ｄsignedから車体すべり角速度の許容値を超えた過剰な不安定挙動成分を減算し補正する。第１の外乱補償値Ｄunsignedは前後駆動力配分制御装置に、第２の外乱補償値Ｄsignedは操舵制御装置に出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヨー方向の車両挙動を制御する車両挙動制御装置に関する。

近年、車両においては、走行安定性や安全性を向上するためにヨー方向の車両挙動を制御する様々な車両挙動制御が開発され搭載されるようになっている。例えば、特開平８−３４３６０号公報（以下、特許文献１）では、操舵角に対応した規範ヨーレート応答モデルを一次遅れの式に基づいて予め設定し、該規範ヨーレート応答モデルと実ヨーレートとの偏差に基づいて決定される反力成分を電動機に与える操舵トルク指令値に含ませることにより、横風などの外乱が加わった際に発生する車両挙動を抑制する方向の操舵トルクを発生する車両用操舵装置の技術が開示されている。また、特開２０１５−２２４００５号公報（以下、特許文献２）では、主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を４輪駆動時に副駆動輪へ伝達する動力伝達経路を断接する断接機構と、断接機構と副駆動輪の左右両輪との間の各動力伝達経路に各々設けられた第１のクラッチ及び第２のクラッチとを備える４輪駆動車両において、クラッチ制御部は、４輪駆動車両の直進安定性に関わる走行状態が所定の外乱を受けた状態となった場合に或いは所定の外乱を受けると予測される状態となった場合に、２輪駆動時クラッチ係合制御を実行する４輪駆動車両の技術が開示されている。

特開平８−３４３６０号公報 特開２０１５−２２４００５号公報

ところで、車両に入力される外乱の入力特性は様々なのに対して、上述の特許文献１に開示される車両用操舵装置や上述の特許文献２に開示される４輪駆動車両のような各種車両挙動制御装置による補償制御が対応できる車両挙動については、その機能やアクチュエータの応答性による制約があり、一つの補償制御では十分な効果を得られないだけでなく、想定以上の高周波入力等によって制御動作が不安定になってしまう虞もある。例えば、上述の特許文献１に開示されるような操舵系の制御は、旋回挙動に方向性のある低周波外乱の補償には効果的だが、高周波の外乱のランダム入力には有効に対応することができないという課題がある。このような高周波の外乱のランダム入力に対しては上述の特許文献２に開示されるような４輪駆動への切替は有効な対応となるが、このような４輪駆動制御では、進路維持のような旋回挙動の定量的な制御は路面μ等による非線形性が強くて難しい等の問題がある。また、上述の特許文献１に開示されるような規範モデルのヨーレート応答に実車挙動を合わせ込む追従制御では、タイヤのグリップ限界において無理な舵角切り増し動作が生じ、車両挙動の安定性を、逆に損ねてしまう場合もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両に搭載される複数の車両挙動制御を適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させ、また、車両挙動に応じて過剰に指示することなく、全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる車両挙動制御装置を提供することを目的としている。

本発明の車両挙動制御装置の一態様は、車両の運動モデルから得られる車両のパラメータと実際に得られる車両のパラメータとの偏差を算出し、該偏差の絶対値をローパスフィルタ処理した値と上記偏差をローパスフィルタ処理した値との差に基づいて第１の外乱補償値を算出する第１の外乱補償値算出手段と、上記偏差をローパスフィルタ処理した値の絶対値を算出し、該絶対値と上記第１の外乱補償値との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第２の外乱補償値を算出する第２の外乱補償値算出手段と、上記第２の外乱補償値算出手段で算出した上記第２の外乱補償値から、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値を減算して上記第２の外乱補償値を補正する第２の外乱補償値補正手段と、上記補正した第２の外乱補償値により外乱を補償して車両挙動制御を実行する制御手段とを備えた。

本発明による車両挙動制御装置によれば、車両に搭載される複数の車両挙動制御を適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させ、また、車両挙動に応じて過剰に指示することなく、全走行場面における走行安定性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両の駆動系と操舵系の概略構成説明図である。 本発明の実施の一形態に係る制御ユニットの機能ブロック説明図である。 本発明の実施の一形態に係るオブザーバの構成の説明図である。 本発明の実施の一形態に係る制御ユニットで実行される外乱補償制御のフローチャートである。 本発明の実施の一形態に係る第２の外乱補償値の補正の説明図で、図５（ａ）は車体すべり角速度のタイムチャート、図５（ｂ）は補正した第２の外乱補償値のタイムチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力はエンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てトランスファ３に伝達される。

更に、このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、トランスファ３、及び、前輪終減速装置１１は、ケース１２内に一体的に配設されている。

また、後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに伝達されるとともに、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。一方、前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに伝達されるとともに、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。

トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート１５ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート１５ｂとが交互に配列されて要部が構成された湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ）１５と、このトランスファクラッチ１５に締結力（トランスファクラッチトルク）ＴAWDを可変に付与してトルク伝達容量を可変制御するためのトランスファピストン１６とを有して構成されている。従って、本車両では、トランスファクラッチ１５のトランスファクラッチトルクＴAWDを制御することで、トルク配分比が前軸側と後軸側とで、例えば、１００：０から５０：５０の間で変更できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース（ＦＦベース）の４輪駆動車となっている。

トランスファピストン１６の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するクラッチ駆動部４１ａにより与えられる。このクラッチ駆動部４１ａを駆動させる制御信号（ソレノイドバルブに対するトランスファクラッチトルクＴAWDに応じた出力信号）は、前後駆動力配分制御装置４１から出力される。

前後駆動力配分制御装置４１は、トランスファクラッチトルクＴAWDを、例えば以下のように、周知の４輪駆動制御で設定する。

まず、以下の（１）式により、トルク感応トルクＴｔを算出する。

Ｔｔ＝Ａｉ・Ｔｏ …（１）
ここで、Ａｉは変速段毎に予め設定しておいた後輪の駆動力配分率で、Ｔｏはトランスミッション出力トルクで、例えば、以下の（２）式により算出できる。

Ｔｏ＝Ｔｅ・ｔ・ｉ …（２）
ここで、ｔはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比ｅとトルクコンバータのトルク比ｔとのマップを参照することにより求められる。また、ｉはトランスミッションの変速比である。

そして、演算したトルク感応トルクＴｔを、操舵角δや車速Ｖで所定に補正して最終的なトルク感応トルクＴｔを算出する。

また、例えば、以下の（３）式により、差回転感応トルクＴｓを算出する。

Ｔｓ＝Ｋts・MAX（（ΔＮ−ΔＮ０），０） …（３）
ここで、Ｋtsは、トランスミッション出力トルクＴｏによって予め設定した比例係数であり、トランスミッション出力トルクＴｏが大きいほど大きい値に設定され、差回転を減少させるようになっている。また、ΔＮは前軸の実際の回転速と後軸の実際の回転速との差（実差回転）で、ΔＮ０は車速Ｖに応じて設定する許容差回転である。更に、MAX（（ΔＮ−ΔＮ０），０）は、「（ΔＮ−ΔＮ０）」と「０」の大きい方を選択するMAX関数である。

更に、車両モデルに基づいて目標ヨーレート（ｄΨｔ／ｄｔ）を算出し、該目標ヨーレート（ｄΨｔ／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）とを比較し、その値が一致するように増減すべきヨーレートフィードバックトルクＴｙを演算する。

そして、以下の（４）式により、トランスファクラッチトルクＴAWDを算出する。

ＴAWD＝Ｔｔ＋Ｔｓ＋Ｔｙ …（４）
一方、符号２０は、車両の操舵系を示し、この操舵系２０は、ステアリングホイール２１から、ステアリングシャフト２１ａが延出されており、ステアリングシャフト２１ａの前端は、ユニバーサルジョイント２２ａ及びジョイント軸２２ｂから成るジョイント部２２を介してステアリングギヤボックス２４から突出されたピニオン軸２５と連結されている。

ステアリングギヤボックス２４からは、左前輪１４flに向けてタイロッド２６flが延出される一方、右前輪１４frに向けてタイロッド２６frが延出されている。タイロッド２６fl、２６frのタイロッドエンドは、ナックルアーム２７fl、２７frを介して、それぞれの側の車輪１４fl、１４frを回転自在に支持するアクスルハウジング２８fl、２８frと連結されている。

また、操舵系２０には、周知のラックアシスト型等の電動パワーステアリング機構２９が設けられている。この電動パワーステアリング機構２９のパワーステアリング用電動モータは、モータ駆動部４２ａにより駆動され、パワーステアリング用モータ駆動部４２ａは、操舵制御装置４２からの信号に基づいて制御される。

操舵制御装置４２は、ドライバの操舵角や操舵トルクに応じたアシストトルクの発生（パワーステアリング機能）を行う。また、操舵制御装置４２は、目標コースの車線曲率等の車線形状、目標コースと自車進行路の車幅方向のズレ量、目標コースに対する自車進行路のヨー角偏差等を検出し、これらの値を基に、フィードフォワード制御、およびフィードバック制御を行って、目標操舵角Ａsteerや目標操舵トルクＴsteerを算出し、設定した目標コースに沿って走行するレーンキープ制御、および車線からの逸脱を防止する逸脱防止制御を実行する。

そして、制御ユニット４０は、前述の前後駆動力配分制御装置４１で補償すべき外乱と操舵制御装置４２で補償すべき外乱を算出し、それぞれの制御装置４１、４２に協調して分配する。

すなわち、制御ユニット４０は制御手段として設けられており、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、操舵角センサ３２から操舵角δが入力され、ヨーレートセンサ３３から実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）が入力され、横加速度センサ３４から横加速度Ｇｙｓが入力される。そして、制御ユニット４０は、入力信号を基に、車両の運動モデル（オブザーバ）から得られるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差を算出し、該偏差の絶対値をローパスフィルタ処理した値Ｅunsignedと偏差をローパスフィルタ処理した値Ｅsignedとの差に基づいて第１の外乱補償値Ｄunsignedを算出する。また、偏差をローパスフィルタ処理した値Ｅsignedの絶対値を算出し（｜Ｅsigned｜を算出し）、｜Ｅsigned｜と第１の外乱補償値Ｄunsignedとの差と上記偏差の旋回方向に基づいて第２の外乱補償値Ｄsignedを算出し、更に、この第２の外乱補償値Ｄsignedから、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値（車体すべり角速度の許容値（ｄβｃ／ｄｔ））を減算して補正する。そして、第１の外乱補償値Ｄunsignedを、第１の車両挙動制御手段としての前後駆動力配分制御装置４１に出力して前後駆動力配分制御装置４１により補償し、第２の外乱補償値Ｄsignedを第２の車両挙動制御手段としての操舵制御装置４２に出力して操舵制御装置４２により補償させる。

このため、制御ユニット４０は、図２に示すように、オブザーバ４０ａ、不感帯処理部４０ｂ、第１の外乱補償値算出部４０ｃ、第２の外乱補償値算出部４０ｄ、第２の外乱補償値補正部４０ｅから主要に構成されている。

オブザーバ４０ａは、入力される操舵角δに対して出力される車両挙動（車両のヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）、車体すべり角βovs）を推定する２輪モデルで構成されており、本実施の形態のオブザーバ４０ａからは、特に、車両の運動モデル（オブザーバ）から得られるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差が、不感帯処理部４０ｂに対して出力される。このオブザーバ４０ａの構成について、図３を基に、以下、説明する。

すなわち、車両横方向の並進運動に関する運動方程式は、前後輪のコーナリングフォース（１輪）をＣｆ，Ｃｒ、車体質量をＭ、横加速度をＧｙとすると、
２・Ｃｆ＋２・Ｃｒ＝Ｍ・Ｇｙ …（５）
となる。

一方、重心点まわりの回転運動に関する運動方程式は、重心から前後輪軸までの距離をＬｆ，Ｌｒ、車体のヨー慣性モーメントをＩｚ、ヨー角加速度を（ｄ^２Ψ／ｄｔ^２）として、以下の（６）式で示される。

２・Ｃｆ・Ｌｆ−２・Ｃｒ・Ｌｒ＝Ｉｚ・（ｄ^２Ψ／ｄｔ^２） …（６）
また、車体すべり角をβ、車体すべり角速度を（ｄβ／ｄｔ）とすると、横加速度Ｇｙは、
Ｇｙ＝Ｖ・（（ｄβ／ｄｔ）＋（ｄΨ／ｄｔ）） …（７）
で表される。ここで、（ｄΨ／ｄｔ）はヨーレートである。

従って、上記（５）式は、以下の（８）式となる。

２・Ｃｆ＋２・Ｃｒ＝Ｍ・Ｖ・（（ｄβ／ｄｔ）＋（ｄΨ／ｄｔ））
…（８）
コーナリングフォースはタイヤの横すべり角に対して１次遅れに近い応答をするが、この応答遅れを無視し、更に、サスペンションの特性をタイヤ特性に取り込んだ等価コーナリングパワを用いて線形化すると以下となる。

Ｃｆ＝Ｋｆ・αｆ …（９）
Ｃｒ＝Ｋｒ・αｒ …（１０）
ここで、Ｋｆ，Ｋｒは前後輪の等価コーナリングパワ、αｆ，αｒは前後輪の横すべり角である。

等価コーナリングパワＫｆ，Ｋｒの中でロールやサスペンションの影響は考慮されているので、この等価コーナリングパワＫｆ，Ｋｒを用いて、前後輪の横すべり角αｆ，αｒは、前後輪舵角をδｆ、ステアリングギヤ比をｎ、ハンドル角をθＨとして以下のように簡略化できる。

αｆ＝δｆ−（β＋Ｌｆ・（ｄΨ／ｄｔ）／Ｖ）
＝（θＨ／ｎ）−（β＋Ｌｆ・（ｄΨ／ｄｔ）／Ｖ） …（１１）
αｒ＝−（β−Ｌｒ・（ｄΨ／ｄｔ）／Ｖ） …（１２）
以上の運動方程式をまとめると、以下の（１３）式で示す状態方程式が得られ、図３のオブザーバ４０ａの構成で表現される。このオブザーバ４０ａにより、入力される操舵角δに対して生じる車両挙動（ヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）、車体すべり角βovs）が推定され、オブザーバ４０ａで得られるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差が、不感帯処理部４０ｂに対して出力される。

不感帯処理部４０ｂは、オブザーバ４０ａからオブザーバ４０ａで得られるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差が入力され、その絶対値｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜が、予め実験、計算等により設定しておいた値Ｄｄと比較される。そして、その偏差の絶対値｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜が、予め実験、計算等により設定しておいた値Ｄｄ以上の場合には、外乱を含むと判定され、その偏差（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ））が、外乱を含む値として抽出され、第１の外乱補償値算出部４０ｃと第２の外乱補償値算出部４０ｄに出力される。

第１の外乱補償値算出部４０ｃは、不感帯処理部４０ｂから不感帯処理された偏差（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ））の値が入力されると、以下の（１４）式により、該偏差の絶対値をローパスフィルタ処理して、符号無し偏差のローパスフィルタ処理値（第１のローパスフィルタ処理値）Ｅunsignedを算出する。

Ｅunsigned＝ＬＰＦ｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜ …（１４）
また、偏差（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ））を、そのままローパスフィルタ処理して、符号付き偏差のローパスフィルタ処理値（第２のローパスフィルタ処理値）Ｅsignedを算出する（１５式）。

Ｅsigned＝ＬＰＦ（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）） …（１５）
尚、上述の第１のローパスフィルタ処理値Ｅunsigned、及び、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedを算出するローパスフィルタは、操舵制御のアクチュエータが追従できない高周波成分以上の周波数入力をカットオフする特性に、予め、実験、計算等により設定しておく。

そして、第１のローパスフィルタ処理値Ｅunsignedから第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedを減算して、以下の（１６）式により、第１の外乱補償値Ｄunsignedを算出し、前後駆動力配分制御装置４１に出力する。

Ｄunsigned＝Ｅunsigned−Ｅsigned …（１６）
このように、第１の外乱補償値算出部４０ｃは、第１の外乱補償値算出手段として設けられている。

一方、第２の外乱補償値算出部４０ｄは、不感帯処理部４０ｂから不感帯処理された偏差（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ））の値が入力され、第１の外乱補償値算出部４０ｃから第１の外乱補償値Ｄunsignedが入力される。そして、前述の（１５）式により、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedを算出し、以下の（１７）式により、旋回方向性のある第２の外乱補償値Ｄsignedを算出し、第２の外乱補償値補正部４０ｅに出力する。
Ｄsigned＝SIGN（Ｅsigned）・MAX（｜Ｅsigned｜−Ｄunsigned，０）…（１７）
ここで、SIGN（Ｅsigned）は、Ｅsignedの符号関数であり、Ｄsignedが、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedの旋回方向に設定されることを示す。また、MAX（｜Ｅsigned｜−Ｄunsigned，０）は、「｜Ｅsigned｜−Ｄunsigned」と「０」の大きな値の方を設定させる関数である。すなわち、第２の外乱補償値Ｄsignedは、「０」以上の、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedの旋回方向の値となる。このように、第２の外乱補償値算出部４０ｄは、第２の外乱補償値算出手段として設けられている。

すなわち、第１の外乱補償値Ｄunsignedは、（１６）式からも明らかなように、ヨー挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる外乱成分となっている。これに対し、第２の外乱補償値Ｄsignedは、（１７）式からも明らかなように、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedの旋回方向が考慮されて、該旋回方向に生じる方向性のある、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedから第１の外乱補償値Ｄunsignedを減算した残りの、比較的、低周波な外乱成分となっている。この外乱は、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる外乱である。

第２の外乱補償値補正部４０ｅは、第２の外乱補償値算出部４０ｄから第２の外乱補償値Ｄsignedが入力され、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、ヨーレートセンサ３３から実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）が入力され、横加速度センサ３４から横加速度Ｇｙｓが入力される。そして、第２の外乱補償値補正部４０ｅは、例えば、以下の（１８）式に示すように、第２の外乱補償値Ｄsignedから、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値（車体すべり角速度の許容値（ｄβｃ／ｄｔ））を超えた過剰な車体すべり角速度成分を減算して補正する。こうして、第２の外乱補償値補正部４０ｅで補正された第２の外乱補償値Ｄsignedは、操舵制御装置４２に出力され、過剰な舵角切り増し指示が防止され、車両の走行安定性が維持されるようになっている。

Ｄsigned＝Ｄsigned−SIGN（Ｄsigned）
・MAX（｜Ｄsigned｜−（ｄβｃ／ｄｔ），０）…（１８）
ここで、（ｄβｃ／ｄｔ）は、予め実験、計算等により設定される車両の不安定挙動の許容値、すなわち、車体すべり角速度の許容値であり、例えば、前述の（７）式の関係（車速Ｖ、実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）、横加速度Ｇｙｓの関係）を有して設定される。

次に、上述の車両挙動制御の作用について、図４のフローチャートで説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要パラメータを取得する。具体的には、車速センサ３１で車速Ｖを検出し、操舵角センサ３２で操舵角δを検出し、ヨーレートセンサ３３で実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）を検出し、横加速度センサ３４で横加速度Ｇｙｓを検出し、オブザーバ４０ａでヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）を算出し、該ヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差（（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ））を算出する。

次いで、Ｓ１０２に進み、不感帯処理部４０ｂは、オブザーバ４０ａによるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差の絶対値と予め実験、計算等により設定しておいた値Ｄｄとを比較する。

この比較の結果、｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜≧Ｄｄの場合は、偏差には外乱が含まれていると判定してＳ１０３に進み、｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜＜Ｄｄの場合は、偏差には外乱は含まれていないと判定してプログラムを抜ける。尚、この場合、前後駆動力配分制御装置４１による４輪駆動制御、及び、操舵制御装置４２による操舵制御は、特に制御ユニット４０による外乱補償を受けることなく、通常通り実行されることになる。

Ｓ１０２で、｜（ｄΨｓ／ｄｔ）−（ｄΨovs／ｄｔ）｜≧Ｄｄと判定されてＳ１０３に進むと、第１の外乱補償値算出部４０ｃは、前述の（１４）式により、第１のローパスフィルタ処理値Ｅunsignedを算出する。

次いで、Ｓ１０４に進み、第１の外乱補償値算出部４０ｃと第２の外乱補償値算出部４０ｄは、前述の（１５）式により、第２のローパスフィルタ処理値Ｅsignedを算出する。

次に、Ｓ１０５に進んで、第１の外乱補償値算出部４０ｃは、前述の（１６）式により、第１の外乱補償値Ｄunsignedを算出する。

次いで、Ｓ１０６に進み、第２の外乱補償値算出部４０ｄは、前述の（１７）式により、第２の外乱補償値Ｄsignedを算出する。

次に、Ｓ１０７に進み、第１の外乱補償値算出部４０ｃは、第１の外乱補償値Ｄunsignedが、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ｄucよりも高い（Ｄunsigned＞Ｄuc）か否か判定する。

この判定の結果、Ｄunsigned＞Ｄucの場合は、第１の外乱補償値Ｄunsignedには外乱が含まれていると判定して、Ｓ１０８に進み、第１の外乱補償値算出部４０ｃは、第１の外乱補償値Ｄunsignedを前後駆動力配分制御装置４１に出力して、第１の外乱補償値Ｄunsignedに相当する制御量を、制御量（トランスファクラッチトルク）ＴAWDから補正させる。

具体的には、前後駆動力配分制御装置４１は、例えば以下の（１９）式で示すように、通常の制御量（トランスファクラッチトルク）ＴAWDに対して第１の外乱補償値Ｄunsignedに、予め実験、計算等により設定しておいたゲインＫｕを乗算した値を加算し、補正して出力し、路面の凹凸等で生じる、比較的、高周波の外乱が車両の直進安定性を阻害することを防止するのである。

ＴAWD＝ＴAWD＋Ｋｕ・Ｄunsigned …（１９）
そして、Ｓ１０８で、前後駆動力配分制御装置４１により第１の外乱補償値Ｄunsignedを補償して制御を実行させた後、或いは、Ｓ１０７で、Ｄunsigned≦Ｄucと判定されて第１の外乱補償値Ｄunsignedには外乱が含まれていないと判定された後は、Ｓ１０９に進み、第２の外乱補償値算出部４０ｄは、第２の外乱補償値Ｄsignedが、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ｄscよりも高い（Ｄsigned＞Ｄsc）か否か判定する。

この判定の結果、Ｄsigned＞Ｄscの場合は、第２の外乱補償値Ｄsignedには外乱が含まれていると判定して、Ｓ１１０に進み、第２の外乱補償値算出部４０ｄは、第２の外乱補償値Ｄsignedを第２の外乱補償値補正部４０ｅに出力して、タイヤのグリップ限界において無理な舵角切り増し指示が行われないように、前述の（１８）式により補正させる。

その後、Ｓ１１１に進み、第２の外乱補償値補正部４０ｅは、補正した第２の外乱補償値Ｄsignedを操舵制御装置４２に出力して、補正した第２の外乱補償値Ｄsignedに相当する制御量を、制御量（目標操舵角Ａsteerや目標操舵トルクＴsteer）から補正させる。

具体的には、操舵制御装置４２が目標操舵角Ａsteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置４２は、例えば以下の（２０）式で示すように、通常の制御量（目標操舵角）Ａsteerから、第２の外乱補償値Ｄsignedに（ｎ／Ｇγ）を乗算した値を減算し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。

Ａsteer＝Ａsteer−（ｎ／Ｇγ）・Ｄsigned …（２０）
ここで、ｎはステアリングギヤ比、Ｇγは操舵角に対するヨーレートゲインで、例えば、以下の（２１）式により算出できる。
Ｇγ＝（１／（１−（ｍ／（２・ｌ^２））・（（Ｌｆ・Ｋｆ−Ｌｒ・Ｋｒ）
／（Ｋｆ・Ｋｒ））・Ｖ^２）・（Ｖ／ｌ）
＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２）・（Ｖ／ｌ） …（２１）
ここで、ｌはホイールベース、Ａは車両固有のスタビリティファクタである。

また、操舵制御装置４２が目標操舵トルクＴsteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置４２は、例えば以下の（２２）式で示すように、通常の制御量（目標操舵トルク）Ｔsteerに対して第２の外乱補償値Ｄsignedに、予め実験、計算等により設定しておいたゲインＫｓを乗算した値を加算し、補正して出力し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し（外乱方向の操舵力を重くし）、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。

Ｔsteer＝Ｔsteer＋Ｋｓ・Ｄsigned …（２２）
そして、上述のＳ１１１で操舵制御補正を実行させた後、或いは、前述のＳ１０９でＤsigned≦Ｄｓcと判定されて第２の外乱補償値Ｄsignedには外乱が含まれていないと判定された後は、そのままプログラムを抜ける。

このように、本発明の実施の形態によれば、車両の運動モデル（オブザーバ）から得られるヨーレート（ｄΨovs／ｄｔ）と実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ）との偏差を算出し、該偏差の絶対値をローパスフィルタ処理した値Ｅunsignedと偏差をローパスフィルタ処理した値Ｅsignedとの差に基づいて第１の外乱補償値Ｄunsignedを算出する。また、偏差をローパスフィルタ処理した値Ｅsignedの絶対値を算出し（｜Ｅsigned｜を算出し）、｜Ｅsigned｜と第１の外乱補償値Ｄunsignedとの差と上記偏差の旋回方向に基づいて第２の外乱補償値Ｄsignedを算出する。更に、この第２の外乱補償値Ｄsignedから、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値（車体すべり角速度の許容値（ｄβｃ／ｄｔ））を減算して補正する。そして、第１の外乱補償値Ｄunsignedを、前後駆動力配分制御装置４１に出力して前後駆動力配分制御装置４１により補償し、第２の外乱補償値Ｄsignedを、操舵制御装置４２に出力して操舵制御装置４２により補償させる。このため、同じ車両パラメータ（実際のヨーレート（ｄΨｓ／ｄｔ））から、操舵制御で補償するのに適した路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる比較的低周波な外乱と、前後駆動力配分制御により補償するのに適した車両挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる比較的高周波な外乱を分けて抽出して、それぞれの制御で補償するようになっているので、各車両挙動制御の作動を切り替えることなく適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる。そして、たとえ操舵制御装置４２で、第２の外乱補償値Ｄsignedによって外乱を補償する場合であっても、第２の外乱補償値Ｄsignedは、タイヤのグリップ限界において無理な舵角切り増し指示を行わないように補正された値となっているので、操舵制御装置４２により、車両の走行安定性が維持されて外乱が適切に補正される。

次に、図５により本発明の実施の形態による第２の外乱補償値Ｄsignedの効果について説明する。車両挙動が、図５（ａ）に示すような、車体すべり角速度（ｄβ／ｄｔ）の場合、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、車体すべり角速度の絶対値｜ｄβ／ｄｔ｜は、βｋよりも大きくなり、車両の不安定挙動が大きくなる。このような状況下で、第２の外乱補償値Ｄsignedを用いて操舵制御の指示値を増大してしまうと、タイヤのグリップ限界において無理な舵角切り増し動作が生じ、車両挙動の安定性を、逆に損ねてしまう虞がある。このため、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、第２の外乱補償値Ｄsignedから、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値（車体すべり角速度の許容値（ｄβｃ／ｄｔ））を超えた過剰な車体すべり角速度成分を減少させ、タイヤのグリップ限界に対する過剰な舵角切り増し指示を防止し、車両の走行安定性を維持させるようになっている。

その後、図５（ａ）の時刻ｔ２〜ｔ３で示すように、車体すべり角速度の絶対値｜ｄβ／ｄｔ｜が小さくなった場合には、図５（ｂ）の時刻ｔ２〜ｔ３で示すように、カウンタステア等による車両挙動の指示は維持させ、車両の走行安定性の向上を図る。

次いで、図５（ａ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示すように、再び、車体すべり角速度の絶対値｜ｄβ／ｄｔ｜が、βｋよりも大きくなり、車両の不安定挙動が大きくなると、図５（ｂ）の時刻ｔ３〜ｔ４で示すように、第２の外乱補償値Ｄsignedから、車体すべり角速度の許容値（ｄβｃ／ｄｔ）を超えた過剰な車体すべり角速度成分を減少させ、タイヤのグリップ限界に対する過剰な舵角切り増し指示を防止し、車両の走行安定性を維持させるようになっている。

尚、本発明の実施の形態では、第１の外乱補償値Ｄunsignedを前後駆動力配分制御装置４１に出力して補償するように構成しているが、左右輪間の差動制限機構のロック制御や左右独立駆動クラッチの締結制御、左右輪独立駆動モータの差回転制御に対しても本発明が適用でき、上述した効果と同様の効果が得られることは言うまでもない。

１ エンジン
２ 自動変速装置
３ トランスファ
１４fl、１４fr、１４rl、１４rr 車輪
１５ トランスファクラッチ
２０ 操舵系
２１ ステアリングホイール
２９ 電動パワーステアリング機構
３１ 車速センサ
３２ 操舵角センサ
３３ ヨーレートセンサ
３４ 横加速度センサ
４０ 制御ユニット（制御手段）
４０ａ オブザーバ（車両の運動モデル）
４０ｂ 不感帯処理部
４０ｃ 第１の外乱補償値算出部（第１の外乱補償値算出手段）
４０ｄ 第２の外乱補償値算出部（第２の外乱補償値算出手段）
４０ｅ 第２の外乱補償値補正部（第２の外乱補償値補正手段）
４１ 前後駆動力配分制御装置（第１の車両挙動制御手段）
４１ａ クラッチ駆動部
４２ 操舵制御装置（第２の車両挙動制御手段）
４２ａ モータ駆動部

Claims (6)

1. 車両の運動モデルから得られる車両のパラメータと実際に得られる車両のパラメータとの偏差を算出し、該偏差の絶対値をローパスフィルタ処理した値と上記偏差をローパスフィルタ処理した値との差に基づいて第１の外乱補償値を算出する第１の外乱補償値算出手段と、
   上記偏差をローパスフィルタ処理した値の絶対値を算出し、該絶対値と上記第１の外乱補償値との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第２の外乱補償値を算出する第２の外乱補償値算出手段と、
   上記第２の外乱補償値算出手段で算出した上記第２の外乱補償値から、車両の不安定挙動に応じて予め設定する車両の不安定挙動の許容値を超えた過剰な車両の不安定挙動成分を減算して上記第２の外乱補償値を補正する第２の外乱補償値補正手段と、
   上記補正した第２の外乱補償値により外乱を補償して車両挙動制御を実行する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 上記予め設定する車両の不安定挙動の許容値は、車体すべり角速度の許容値であることを特徴とする請求項１記載の車両挙動制御装置。
3. 上記制御手段は、上記第１の外乱補償値による外乱は、ヨー方向の車両挙動を制御する第１の車両挙動制御手段により補償させ、上記補正した第２の外乱補償値による外乱は、上記第１の車両挙動制御手段とは異なるヨー方向の車両挙動を制御する第２の車両挙動制御手段により補償させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両挙動制御装置。
4. 上記第１の車両挙動制御手段は、前軸と後軸との駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御手段であることを特徴とする請求項３記載の車両挙動制御装置。
5. 上記第２の車両挙動制御手段は、操舵量を可変制御する操舵制御手段であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両挙動制御装置。
6. 上記偏差を算出する車両のパラメータは、車両のヨーレートであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の車両挙動制御装置。

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