JP2019217992A - 車両制御システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機により後輪が駆動される車両を制御する場合であっても、ドライバに与える違和感を抑制しつつ、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる車両制御システム及び方法を提供する。【解決手段】本発明は、原動機(4)により後輪が駆動される車両(1)を制御する方法であって、車両の運転状態に基づいて、原動機が発生すべき基本トルクを設定する基本トルク設定工程と、車両に搭載された操舵装置(7)の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定する増加トルク設定工程と、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、原動機を制御するトルク発生工程と、を有し、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルク設定工程における基本トルクの増加が制限されることを特徴としている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両制御システムに関し、特に、原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システム及び方法に関する。

特許第５１４３１０３号公報（特許文献１）には、車両の運動制御装置が記載されている。この特許文献１記載の車両の運動制御装置においては、車両における操舵に伴って車両に自動的に減速度を与えることにより、限界運転領域における車両の横滑りを防止して、車両の操縦安定性を向上させている。

また、特許第６２０２４７８号公報（特許文献２）には、車両用挙動制御装置が記載されている。この特許文献２記載の車両用挙動制御装置においては、車両の操舵速度に基づいて、車両に目標付加減速度を付加するように、車両の駆動力を低減させている。このように、特許文献２記載の車両用挙動制御装置では、操舵速度に応じて車両の駆動力を低減することにより車両前輪の垂直荷重を増大させ、この結果、ドライバのステアリング操作に対する車両挙動の応答性、リニア感を向上させることに成功している。

特許第５１４３１０３号公報 特許第６２０２４７８号公報

しかしながら、本件発明者が、特許文献１や特許文献２に記載されているような、車両の操舵に伴って車両に減速度を与える制御の、後輪駆動車への適用を試みたところ、特許文献１、２記載の発明において得られている操縦安定性の向上や、車両挙動の応答性、リニア感の向上という効果を得ることはできなかった。

即ち、本件発明者は、車両姿勢制御として、特許文献１、２等に記載されているように、車両のステアリング操作に伴って車両に減速度を与える制御を適用した。しかしながら、このような従来から知られている車両姿勢制御を後輪駆動車に適用した場合には、前輪駆動車において得られていたような車両の応答性やリニア感の向上といった効果を得ることはできなかった。この新たに見出された課題を解決するために本件発明者が鋭意研究を進めた結果、後輪駆動車においては、驚くべきことに、ドライバによる操舵に応じて車両の駆動トルクを増加させることにより、車両応答性やリニア感が向上することが明らかとなった。

一般に、車両に減速度を付与すると、車両の重心に作用する慣性力により、車両にはフロント側が沈むピッチング運動が発生するため、操舵輪である前輪荷重が増加して、ステアリング操作に対する応答性が向上するものと考えられていた。しかしながら、後輪駆動車においては、後輪の駆動トルクを減じて車両に減速度を付与した際、上記の慣性力の他に、後輪からサスペンションを介して車体を後傾させる（リア側を沈ませる）力が瞬間的に発生する。この瞬間的な力は、前輪荷重を低下させるように作用するため、後輪駆動車においては、ドライバによる操舵に応じて車両に減速度を付与しても、期待通りに車両応答性やリニア感を向上させることができなかったものと考えられる。

これとは反対に、後輪駆動車においては、後輪の駆動トルクを増加させることにより、後輪からサスペンションを介して車体を前傾させる（フロント側を沈ませる）力が瞬間的に作用して前輪荷重が増加するため、車両応答性やリニア感が向上するものと考えられる。即ち、後輪駆動車において、後輪の駆動トルクを増加させて加速度を付与すると、車体を後傾させる慣性力と、車体を前傾させる瞬間的な力が発生するが、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感に対しては瞬間的な車体を前傾させる力が支配的に寄与しているものと考えられる。

本件発明者は、車両に搭載された操舵装置の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定することにより、上記の瞬間的な力により前輪荷重が増加し、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感を向上できることを見出した。しかしながら、ドライバが車両を旋回させるべく操舵装置の操舵角を増加させた際に、基本トルクが増加され、車両が加速されると、ドライバに強い違和感を与える虞があるという新たな技術課題が発生した。本件発明はこの新たな技術課題を解決するために為されたものである。
従って、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する場合であっても、ドライバに与える違和感を抑制しつつ、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる車両制御システム及び方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する方法であって、車両の運転状態に基づいて、原動機が発生すべき基本トルクを設定する基本トルク設定工程と、車両に搭載された操舵装置の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定する増加トルク設定工程と、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、原動機を制御するトルク発生工程と、を有し、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルク設定工程における基本トルクの増加が制限されることを特徴としている。
本件発明によれば、上記の新しい技術課題を解決するために、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルク設定工程における基本トルクの増加を制限している。これにより、車両の運転状態に基づいて設定される基本トルクに対する増加トルクの割合を低くすることができるので、制御の介入によりドライバに与える違和感を軽減することができる。このように、本発明によれば、原動機により後輪が駆動される車両の制御において、ドライバに与える違和感を抑制しつつ、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、増加トルク設定工程において、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限が低く設定される。

このように構成された本発明によれば、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限が低く設定される。この結果、基本トルクが低い場合において、原動機が発生するトルクが基本トルクに対して急激に増加するのを防止することができ、ドライバに与える違和感を更に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、増加トルク設定工程において、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの上限値が低く設定される。

このように構成された本発明によれば、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの上限値が低く設定される。この結果、基本トルクが低い場合において、基本トルクが過大に増加されるのを防止することができ、ドライバに与える違和感を更に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、増加トルクとして加算されるトルクを減少させる減少トルク設定工程を有し、減少トルク設定工程において、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、単位時間当たりのトルクの減少率の上限値が低く設定される。

このように構成された本発明においては、基本トルクに対して加算されるトルクが、減少トルク設定工程により減少される。この減少トルク設定工程において、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、単位時間当たりのトルクの減少率の上限値が低く設定される。この結果、基本トルクが低い状態において、増加トルク設定工程において増加されたトルクが急激に減少されるのを防止することができ、トルクの急変によりドライバに与える違和感を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、増加トルク設定工程における増加トルクの設定は、操舵装置の操舵角が所定の閾値以上になった場合に実行され、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、閾値が高く設定される。

このように構成された本発明においては、操舵角が所定の閾値未満の場合には、増加トルクは設定されず、原動機により基本トルクが発生される。上記所定の閾値は、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも高く設定されるので、基本トルクが低い状態では増加トルクが設定されにくく、制御の介入によりドライバに与える違和感を抑制することができる。

また、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システムであって、車両の運転状態を検出する運転状態センサと、車両に搭載された操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、運転状態センサの検出信号及び操舵角センサの検出信号に基づいて原動機を制御する制御器と、を有し、制御器は、運転状態センサの検出信号に基づいて、原動機が発生すべき基本トルクを設定し、操舵角センサにより操舵角の増加が検出されると、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定し、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、原動機を制御するように構成され、制御器は、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、基本トルクの増加を制限するように構成されている。

本発明の車両制御システム及び方法によれば、原動機により後輪が駆動される車両を制御する場合であっても、ドライバに与える違和感を抑制しつつ、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる。

本発明の実施形態による車両制御システムを搭載した車両の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による車両制御システムに備えられたＰＣＭがエンジンを制御するエンジン制御処理のフローチャートである。 本発明の実施形態においてＰＣＭが増加トルクを決定するトルク付加量設定処理のフローチャートである。 本発明の実施形態においてＰＣＭが決定する目標付加加速度と操舵速度との関係を示したマップである。 本発明の実施形態においてＰＣＭが決定する増加トルクの上限値を規定した増加トルク上限値マップである。 本発明の実施形態においてＰＣＭが決定する増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値を規定した増加トルクの増加率上限値マップである。 本発明の実施形態においてＰＣＭが決定する増加トルクの単位時間当たりの減少率を規定した増加トルクの減少率上限値マップである。 本発明の実施形態による車両制御システムの作用の一例を示すタイムチャートである。

次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムを搭載した車両について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両制御システムを搭載した車両の全体構成を示すブロック図である。

図１において、符号１は、本実施形態による車両制御システムを搭載した車両を示す。
車両１の車体前部には操舵輪である左右の前輪２ａが設けられ、車体後部には駆動輪である左右の後輪２ｂが設けられている。これら車両１の前輪２ａ、後輪２ｂは、車体に対してサスペンション３により夫々支持されている。また、車両１の車体前部には、後輪２ｂを駆動する原動機であるエンジン４が搭載されている。本実施形態においては、エンジン４は、ガソリンエンジンであるが、原動機としてディーゼルエンジンなどの内燃エンジンや、電力により駆動されるモータを使用することもできる。また、本実施形態において、車両１は、車体前部に搭載されたエンジン４により、トランスミッション４ａ、プロペラシャフト４ｂ、ディファレンシャルギア４ｃを介して後輪２ｂが駆動される所謂ＦＲ車であるが、車体後部に搭載されたエンジン４により後輪２ｂを駆動する所謂ＲＲ車等、原動機により後輪が駆動される任意の車両に本発明を適用することができる。

また、車両１には、ステアリングホイール６の回転操作に基づいて前輪２ａを操舵する操舵装置７が搭載されている。さらに、車両１は、ステアリングホイール６の回転角度を検出する操舵角センサ８、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出する運転状態センサであるアクセル開度センサ１０、及び、車速を検出する車速センサ１２を有する。これらの各センサは、それぞれの検出値を制御器であるＰＣＭ（Power-train Control Module）１４に出力する。本発明の実施形態による車両制御システムは、これらの操舵角センサ８、アクセル開度センサ１０、車速センサ１２、及びＰＣＭ１４から構成されている。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムの電気的構成を説明する。図２は、本発明の実施形態による車両制御システムの電気的構成を示すブロック図である。

ＰＣＭ１４は、上述したセンサ８〜１２の検出信号の他、エンジン４の運転状態を検出する各種センサが出力した検出信号に基づいて、エンジン４の各部（例えば、スロットルバルブ５ａ、インジェクタ５ｂ、点火プラグ５ｃ、可変動弁機構５ｄ等）に対する制御を行うべく、制御信号を出力するように構成されている。

ＰＣＭ１４は、基本トルク設定部１６と、増加トルク設定部１８と、減少トルク設定部２０と、エンジン制御部２２とを有する。基本トルク設定部１６は、運転状態センサであるアクセル開度センサ１０等の検出信号に基づいて、エンジン４が発生すべき基本トルクを設定するように構成されている。増加トルク設定部１８は、操舵角センサ８により操舵角の増加が検出されると、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定するように構成されている。減少トルク設定部２０は、基本トルクに加算される増加トルクを減少させるように構成されている。エンジン制御部２２は、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、エンジン４を制御するように構成されている。

これらのＰＣＭ１４の各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

なお、図２には図示していないが、アクセル開度センサ１０、車速センサ１２の他、運転状態センサとしてブレーキセンサ、エンジン回転数センサ等を備えていてもよい。また、エンジン制御部２２は、エンジン４に備えられた燃料噴射弁、点火プラグ、吸気スロットル弁、吸気可変動弁機構（以上、図示せず）等を制御してエンジン４が発生するトルクを制御するように構成されている。

次に、図３乃至図８を参照して、車両制御システムが実行する本発明の実施形態による車両制御方法を説明する。
図３は、本発明の実施形態による車両制御システムに備えられたＰＣＭ１４がエンジン４を制御するエンジン制御処理のフローチャートである。

図３のエンジン制御処理は、車両１のイグニッションがオンにされ、車両制御システムに電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。
エンジン制御処理が開始されると、図３に示すように、ステップＳ１において、ＰＣＭ１４は車両１の運転状態に関する各種センサ信号を読み込んで取得する。具体的には、ＰＣＭ１４は、操舵角センサ８が検出した操舵角、アクセル開度センサ１０が検出したアクセル開度、車速センサ１２が検出した車速、車両１の変速機に現在設定されているギヤ段等を含む、上述した各種センサが出力した検出信号を運転状態に関する情報として取得する。

次に、ステップＳ２において、ＰＣＭ１４の基本トルク設定部１６は、ステップＳ１において取得されたアクセルペダルの操作や車速を含む車両１の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、基本トルク設定部１６は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して現在のアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。

次に、ステップＳ３において、基本トルク設定部１６は、ステップＳ２において決定した目標加速度を実現するためのエンジン４の基本トルクを決定する。即ち、基本トルク設定部１６は、基本トルク設定工程として、車両１の運転状態に基づいて原動機であるエンジン４が発生すべき基本トルクを設定する。この場合、基本トルク設定部１６は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジン４が出力可能なトルクの範囲内で、基本トルクを決定する。

一方、ステップＳ２及びＳ３の処理と並行して、ステップＳ４において、増加トルク設定部１８及び減少トルク設定部２０は、ステアリング操作に基づき車両１に加速度を付加するための増加トルクを決定するトルク付加量設定処理を実行する。即ち、ステップＳ４においては、操舵装置７の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように増加トルクを設定する増加トルク設定工程、又は、増加トルクとして加算されるトルクを減少させる減少トルク設定工程が実行される。このトルク付加量設定処理については、図４を参照して後述する。

ステップＳ２及びＳ３の処理及びステップＳ４のトルク付加量設定処理を行った後、ステップＳ５において、ステップＳ３において決定した基本トルクに、ステップＳ４のトルク付加量設定処理において決定した増加トルクを加算することにより、最終目標トルクが決定される。ここで、基本トルクが、アクセルペダルの操作等、ドライバの運転操作に応じて設定されるトルクであるのに対し、増加トルクは、車両１がドライバの意図により近い挙動を示すようにＰＣＭ１４により自動的に付加されるトルクである。

次いで、ステップＳ６において、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において設定した最終目標トルクを実現するためのアクチュエータ制御量を設定する。具体的には、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において設定した最終目標トルクに基づき、最終目標トルクを実現するために必要となる各種状態量を決定し、それらの状態量に基づき、エンジン４の各構成要素を駆動する各アクチュエータの制御量を設定する。この場合、ＰＣＭ１４は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定する。

続いて、ステップＳ７において、ＰＣＭ１４は、ステップＳ６において設定した制御量に基づき各アクチュエータへ制御指令を出力する。
例えば、エンジン４がガソリンエンジンである場合、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において基本トルクに増加トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、点火プラグ５ｃの点火時期を、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角させる。また、点火時期の進角に代えて、あるいはそれと共に、ＰＣＭ１４は、スロットル開度を大きくしたり、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期を進角させたりすることによって、吸入空気量を増加させる。この場合、ＰＣＭ１４は、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を増加させる。

また、エンジン４がディーゼルエンジンである場合、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において基本トルクに増加トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を、基本トルクを発生させるための燃料噴射量よりも増加させる。
ステップＳ７の後、ＰＣＭ１４は、図３に示すフローチャートによる１回のエンジン制御処理を終了する。

次に、図４乃至図８を参照して、図３のステップＳ４において実行されるトルク付加量設定処理を説明する。
図４は、本発明の実施形態においてＰＣＭ１４が増加トルクを決定するトルク付加量設定処理のフローチャートであり、図５は、本発明の実施形態においてＰＣＭ１４が決定する目標付加加速度と操舵速度との関係を示したマップである。図６は増加トルクの上限値を規定した増加トルク上限値マップであり、図７は増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値を規定した増加トルクの増加率上限値マップであり、図８は増加トルクの単位時間当たりの減少率を規定した増加トルクの減少率上限値マップである。

図４に示すトルク付加量設定処理が開始されると、ステップＳ２１において、図３に示すフローチャートのステップＳ１において取得した操舵装置７の操舵角が増加しているか否かがＰＣＭ１４により判断される。即ち、操舵角（の絶対値）は、車両１が直進する状態をゼロとし、ステアリングホイール６が時計回り又は反時計回りに回転されると増加する。なお、本実施形態においては、操舵装置７を構成するステアリングシャフトに設けられた操舵角センサ８により操舵角を検出しているが、前輪２ａ（操舵輪）の角度を検出するセンサ等、任意のセンサにより操舵角を検出することができる。

ステップＳ２１において、操舵角が増加していない（ステアリングホイール６が時計回りにも、反時計回りにも回転していない）と判断された場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、図３に示すメインルーチンに処理が復帰する。即ち、ドライバにより操舵操作が行われていない場合には、増加トルクが設定されることはなく（増加トルク＝０）、図３のステップＳ３において設定された基本トルクが最終目標トルクに決定される。

ステップＳ２１において操舵角が増加していると判断された場合にはステップＳ２２に進み、ステップＳ２２においては、操舵速度が所定値以上か否かが判断される。即ち、ＰＣＭ１４は、図３のステップＳ１において取得した操舵角に基づき操舵速度を算出し、その値が所定の閾値Ｔ_S1以上であるか否かを判断する。操舵速度が所定の閾値Ｔ_S1以上でない場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、図３に示すメインルーチンに処理が復帰する。即ち、操舵速度が極めて小さい場合には、ドライバには操舵を行う意志がないと考えられるため、増加トルク設定部１８による増加トルクの設定は実行されない。これにより、ドライバには操舵を行う意志がない状態で、不要なトルク付加量設定処理が介入するのを防止することができる。

ステップＳ２２において、操舵速度が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ２３に進み、ここでは操舵速度が減少しているか否かが判断される。ドライバがステアリングホイール６を切り込み始めた（Turn-in）場合、まず操舵速度が増加すると共に、操舵角も増加する。次いで、ドライバによるステアリングホイール６の切り込みが保舵に移行する直前に操舵速度は減少し始め、保舵に移行すると操舵角は一定となり、操舵速度はゼロとなる。

ステップＳ２３において操舵速度が減少していないと判断された場合には、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４以下の処理では、増加トルク設定工程として、車両１に加速度を付加するために必要なエンジン４の出力トルクの増加量（増加トルク）が、増加トルク設定部１８により設定される。
まず、ステップＳ２４において、増加トルク設定部１８は、操舵速度に基づき目標付加加速度を取得する。この目標付加加速度は、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するために、ステアリング操作に応じて車両１に付加すべき加速度である。

具体的には、増加トルク設定部１８は、図５のマップに示した目標付加加速度と操舵速度との関係に基づき、ステップＳ２３において算出した操舵速度に対応する目標付加加速度を取得する。
図５における横軸は操舵速度を示し、縦軸は目標付加加速度を示す。図５に示すように、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、対応する目標付加加速度は０である。即ち、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、ＰＣＭ１４は、ステアリング操作に基づき車両１に加速度を付加するための制御を実行しない（増加トルクを設定せずにメインルーチンに復帰する）。

一方、操舵速度が閾値Ｔ_S1を超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する目標付加加速度は、所定の上限値Ｄ_maxに漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど目標付加加速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。この上限値Ｄ_maxは、ステアリング操作に応じて車両１に加速度を付加しても、制御介入があったとドライバが感じない程度の加速度に設定される（例えば０．５ｍ／ｓ²≒０．０５Ｇ）。さらに、操舵速度が閾値Ｔ_S1よりも大きい閾値Ｔ_S2以上の場合には、目標付加加速度は上限値Ｄ_maxに維持される。

なお、本実施形態においては、操舵速度の閾値Ｔ_S1は一定値に設定されているが、変形例として、閾値Ｔ_S1を、図３のステップＳ３において設定された基本トルクに応じて変更するように構成することもできる。この場合、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、閾値Ｔ_S1を高く設定するのが良い。また、別の変形例として、増加トルク（目標付加加速度）の設定は、操舵装置７の操舵角が所定の操舵角閾値以上になった場合に実行され、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、操舵角閾値が高く設定されるように本発明を構成することもできる。

次に、ステップＳ２５においては、ステップＳ２４において取得された目標付加加速度を実現するために必要なトルクの増加量である増加トルクが、増加トルク設定部１８により設定される。

次いで、ステップＳ２６においては、ステップＳ２４において設定された増加トルクが、図３のステップＳ３において設定された基本トルクに応じて補正される。即ち、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクによる基本トルクの増加が制限される。具体的には、ステップＳ２５において設定された増加トルクの値［Ｎｍ］が、図６に示す増加トルク上限値マップに基づいて制限される。このため、ステップＳ２５において設定された増加トルクの値［Ｎｍ］が増加トルクの上限値［Ｎｍ］を超えている場合には、増加トルクの値は増加トルク上限値マップで設定された上限値に修正される。

図６に示すように、増加トルク上限値マップは、各基本トルクの値［Ｎｍ］に対して夫々許容可能な増加トルクの上限値［Ｎｍ］を規定したマップである。本実施形態においては、増加トルク上限値マップは、基本トルクの増大と共に許容される増加トルクの上限値が単調に増加するように設定されている。また、基本トルクの増加量に対する増加トルクの上限値の増加量（図６に示すマップの傾き）は、基本トルクが増加するにつれて小さくなるように設定されている。この図６の増加トルク上限値マップに示すように、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの上限値が低く設定されている。

さらに、ステップＳ２７においては、ステップＳ２５において設定された増加トルクの単位時間当たりの増加率が、図３のステップＳ３において設定された基本トルクに応じて制限される。即ち、ステップＳ２７では、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定される。

具体的には、ステップＳ２５において設定された増加トルクの値［Ｎｍ］と、図４に示すフローチャートが前回実行されたときの増加トルクの値から増加トルクの単位時間当たりの増加率［Ｎｍ／ｓｅｃ］が計算され、この値の上限値が制限される。即ち、図４のフローチャートにおいて今回設定された増加トルクの値と前回設定された増加トルクの値との差、及び増加トルクを前回設定した時点から今回設定した時点までの経過時間（図４のフローチャートの実行時間間隔）から増加トルクの単位時間当たりの増加率が計算される。次いで、この増加率が、図７に示す増加トルクの増加率上限値マップに基づいて制限される。計算された増加トルクの単位時間当たりの増加率［Ｎｍ／ｓｅｃ］が、増加トルクの増加率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を超えている場合には、増加トルクの増加率が上限値を超えないように、増加トルクの値が修正される。

図７に示すように、増加トルクの増加率上限値マップは、各基本トルクの値［Ｎｍ］に対して夫々許容可能な増加トルクの増加率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を規定したマップである。本実施形態においては、増加トルクの増加率上限値マップは、基本トルクの増大と共に許容される増加トルクの増加率の上限値が単調に増加するように設定されている。また、基本トルクの増分に対する増加トルクの増加率の上限値の増分（図７に示すマップの傾き）は、基本トルクが増加するにつれて小さくなるように設定されている。

ステップＳ２７における処理が行われると、図４のフローチャートの１回の処理が終了し、メインルーチンである図３に示すフローチャートのステップＳ５に処理が復帰する。図３のステップＳ５においては、上述したように、トルク付加量設定処理（図４）において決定した増加トルクが基本トルクに加算され、最終目標トルクが決定され、このトルクが発生するようにエンジンが制御される（ステップＳ６、Ｓ７）。

一方、図４に示すフローチャートのステップＳ２３において、操舵速度が減少していると判断された場合には、減少トルク設定工程として、ステップＳ２８以下の処理が実行される。上述したように、ドライバがステアリングホイール６を切り込み始めた（Turn-in）場合、まず操舵速度が増加すると共に、操舵角も増加する。次いで、ほぼ一定の操舵速度で操舵角が増加した後、ステアリングホイール６の切り込みが保舵（操舵速度＝０）に移行する直前に操舵速度は減少し始め、保舵に移行すると操舵角は一定となり、操舵速度はゼロとなる。典型的には、ステップＳ２８以下の処理は、保舵に移行する直前の、操舵速度が減少している状態において実行される。

まず、ステップＳ２８において、減少トルク設定部２０は、操舵速度に基づき目標付加加速度を取得する。このステップＳ２８における処理は、ステップＳ２４における処理と同様に、ステップＳ２２において算出した操舵速度に対応する目標付加加速度が、図５に基づいて取得される。

次に、ステップＳ２９においては、ステップＳ２８において取得された目標付加加速度を実現するために必要なトルクが、減少トルク設定部２０により設定される。ここで、ステップＳ２９において設定されるトルクは、図３のステップＳ５において基本トルクに加算されるトルクであるが、目標付加加速度は操舵速度の増加と共に増加するように設定されるため（図５）、加算されるトルクの値は操舵速度の増加中よりも小さくなる傾向がある。このため、操舵速度の減少中は、増加トルクの値は減少傾向となり、図３のステップＳ５において決定される最終目標トルクも減少傾向となる。

さらに、ステップＳ３０においては、ステップＳ２９において設定されたトルク（増加トルク）の単位時間当たりの減少率が、図３のステップＳ３において設定された基本トルクに応じて制限される。即ち、ステップＳ３０では、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、単位時間当たりのトルクの減少率の上限値が低く設定される。

具体的には、ステップＳ２９において設定された増加トルクの値［Ｎｍ］と、図４に示すフローチャートが前回実行されたときの増加トルクの値から増加トルクの単位時間当たりの減少率［Ｎｍ／ｓｅｃ］の絶対値が計算され、この値の上限値が制限される。即ち、図４のフローチャートにおいて今回設定された増加トルクの値と前回設定された増加トルクの値との差、及び増加トルクを前回設定した時点から今回設定した時点までの経過時間（図４のフローチャートの実行時間間隔）から増加トルクの単位時間当たりの減少率が計算される。次いで、この減少率の絶対値が、図８に示す増加トルクの減少率上限値マップに基づいて制限される。計算された増加トルクの単位時間当たりの減少率（の絶対値）［Ｎｍ／ｓｅｃ］が、増加トルクの減少率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を超えている場合には、増加トルクの減少率が上限値を超えないように、増加トルクの値が修正される。

図８に示すように、増加トルクの減少率上限値マップは、各基本トルクの値［Ｎｍ］に対して夫々許容可能な増加トルクの減少率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を規定したマップである。本実施形態においては、増加トルクの減少率上限値マップは、基本トルクの増大と共に許容される増加トルクの減少率の上限値が単調に増加するように設定されている。また、基本トルクの増分に対する増加トルクの減少率の上限値の増分（図８に示すマップの傾き）は、基本トルクが増加するにつれて小さくなるように設定されている。

ステップＳ３０における処理が行われると、図４のフローチャートの１回の処理が終了し、メインルーチンである図３に示すフローチャートのステップＳ５に処理が復帰する。

次に、図９を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムの作用を説明する。
図９は、本実施形態による車両制御システムの作用の一例を示すタイムチャートであり、上段から順に、操舵装置の操舵角［ｄｅｇ］、操舵速度［ｄｅｇ／ｓｅｃ］、基本トルク［Ｎ・ｍ］、付加加速度［ｍ／ｓｅｃ²］、増加トルク［Ｎ・ｍ］、点火時期を示している。

まず、図９の時刻ｔ₀〜ｔ₁においては、車両１のドライバは操舵を行っておらず、操舵角は０［ｄｅｇ］（中立位置）、操舵速度も０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］となっている。また、時刻ｔ₀〜ｔ₁においては、車両１の運転状態（例えば、アクセルペダルの踏込量）も一定であるため、基本トルク［Ｎ・ｍ］も一定値となっている。この状態では、図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ２１→リターンの処理が繰り返されるので、付加加速度や、増加トルクの設定は行われない（付加加速度＝０、増加トルク＝０）。このため、時刻ｔ₀〜ｔ₁においては、基本トルク（一定値）が最終目標トルク（図３のステップＳ５）として決定される。また、点火プラグ５ｃの点火時期は、基本トルクを発生させるための点火時期に設定される。

次に、図９の時刻ｔ₁において、ドライバが操舵を開始すると、操舵角及び操舵速度（の絶対値）が増加する。操舵速度がＴ_s1以上になると、図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２６→Ｓ２７の処理が繰り返されるので、付加加速度及び増加トルクの設定が行われる。即ち、図４のステップＳ２４において図５に示すマップを使用して付加加速度が設定され、ステップＳ２５において、設定された付加加速度を実現するために必要な増加トルクが計算される。なお、図９に示す例では、時刻ｔ₁〜ｔ₂において、アクセルペダルの踏み込み等の運転操作が行われていないため、基本トルクの値は一定である（時刻ｔ₀〜ｔ₁における値から変化していない）。

これにより、時刻ｔ₁〜ｔ₂においては、付加加速度の増加に伴い、設定される増加トルクの値も増加し、基本トルク（一定値）に増加トルクを加算した最終目標トルクが増加する。基本トルクに増加トルクが加算された最終目標トルクを生成するために、図３のステップＳ６において設定されたアクチュエータ制御量が使用される。具体的には、本実施形態においては、図９の最下段に示すように、点火プラグ５ｃの点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角される。

この増加トルクの加算によるトルクの増加は、操舵速度がＴ_s1に到達した後（図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２４以下の処理が実行されるようになった後）、約５０ｍｓｅｃ以内に立ち上がり始め、約２００〜約２５０ｍｓｅｃ程度で最大値に到達する。この増加トルクに基づく後輪２ｂの駆動トルクの立ち上がりにより、サスペンション３を介して車両１を前傾させる（車両のフロント側を沈み込ませる）力が瞬間的に作用し、操舵輪である前輪２ａの荷重が増加する。この瞬間的に立ち上がる前輪２ａ荷重の増加により、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感が向上する。

一方、増加トルクに基づく後輪２ｂの駆動トルクの増大は、車両１を加速させ、この加速により車両１を後傾させる（車両のリア側を沈み込ませる）力も発生させる。しかしながら、駆動トルクが増大し始めた後、車両１が加速され、この加速が車両１を実質的に後傾させるまでにはある程度のタイムラグがある。このため、車両１の加速に基づく前輪２ａ荷重の低下は、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感には影響が少ない。

なお、図９における増加トルクのタイムチャートは、図４のステップＳ２６、Ｓ２７における補正が実行されていない場合を実線で示している。即ち、ステップＳ２５において設定された増加トルク及びその単位時間当たりの増加率が、図６及び図７に示す上限値を超えていない場合には、ステップＳ２６、Ｓ２７における処理は実行されず、ステップＳ２５において設定された増加トルクが、そのまま基本トルクに加算される。なお、ステップＳ２６、Ｓ２７における補正が実行された場合における作用については後述する。

次いで、図９の時刻ｔ₂において、操舵速度（の絶対値）が一定値となると、操舵角は直線的に増加する。この間においても、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２６→Ｓ２７の処理が繰り返される。なお、図９に示す例では、時刻ｔ₂〜ｔ₃において、アクセルペダルの踏み込み等の運転操作が行われていないため、基本トルクの値は一定である（時刻ｔ₀〜ｔ₁における値から変化していない）。また、時刻ｔ₂〜ｔ₃において、操舵速度（の絶対値）も一定値であるため、増加トルクの値も一定値に設定される。これに伴い、基本トルクを増加トルク分だけ増加させるための点火時期の進角も一定値にされる。

さらに、図９の時刻ｔ₃において、操舵速度が減少し始めると、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２８→Ｓ２９→Ｓ３０の処理が繰り返されるようになる。この状態においては、操舵速度（の絶対値）の減少に伴い、ステップＳ２８において設定される付加加速度の値も減少する。このため、時刻ｔ₃〜ｔ₄においては、ステップＳ２９において設定される増加トルクの値も減少傾向となる。なお、図９に示す例では、時刻ｔ₃〜ｔ₄において、アクセルペダルの踏み込み等の運転操作が行われていないため、基本トルクの値は一定であり、基本トルク（一定値）に増加トルクを加算した最終目標トルクの値は減少傾向となる。これに伴い、基本トルクを増加トルク分だけ増加させるための点火時期の進角も減少傾向となる。

次いで、図９の時刻ｔ₄においてドライバが保舵を開始すると、操舵角は一定値となり、操舵速度（の絶対値）は０となる。このため、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２１→リターンの処理が繰り返されるようになる。操舵速度が０となることにより、付加加速度及び増加トルクの値も０となり、保舵中においては基本トルクの値が最終目標トルクとして決定される。

一方、基本トルクが低い場合には、図４のステップＳ２６及び／又はＳ２７において基本トルクの増加が制限され、或いは、ステップＳ３０において、増加トルクの減少率が制限される。即ち、基本トルクが低い場合には、増加トルクの上限値（図６）、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値（図７）及び増加トルクの単位時間当たりの減少率の上限値（図８）が低い値に設定され、各上限値による制限を受けやすくなる。

図９の増加トルクのタイムチャートにおいて、図４のステップＳ２６における増加トルクの制限が行われた場合を二点鎖線に示している。図９の二点鎖線に示す場合においては、操舵速度の増加が終了する時刻ｔ₂よりも前に増加トルクの値が上限値（図６）に到達し、時刻ｔ₂よりも前に増加トルクの値が一定値となっている。

さらに、図９の増加トルクのタイムチャートにおいて、図４のステップＳ２７における増加トルクの増加率の制限、及びステップＳ３０における増加トルクの減少率の制限が行われた場合を一点鎖線に示す。図９の一点鎖線に示す場合においては、時刻ｔ₁において操舵速度が上昇し始め、増加トルクの値も増加し始めているが、増加トルクの増加率（図９の増加トルクのタイムチャートの傾き）が、上限値（図７）を超えているため、時刻ｔ₁からの増加トルクの立ち上がりが緩やかになっている。さらに、時刻ｔ₃において操舵速度が低下し始め、増加トルクの値も減少し始めているが、増加トルクの減少率（の絶対値）が、上限値（図８）を超えているため、時刻ｔ₃からの増加トルクの減少が緩やかになっている。

なお、図９に示す例において、基本トルクの値は一定値とされているが、ドライバのアクセルペダル等の操作により基本トルクが変化した場合には、その基本トルクの値に応じて増加トルクが制限される。即ち、基本トルクが変化した場合には、その基本トルクの値に応じて図６乃至図８のマップを適用し、増加トルクの上限値、増加トルクの増加率の上限値、及び増加トルクの減少率の上限値を設定して増加トルクが制限される。しかしながら、ドライバによるステアリングホイール６の切り込みから、保舵、切り戻しに至るまでの時間は、一般に比較的短時間（通常は１〜２ｓｅｃ未満）であるため、この間の基本トルクは一定であるとみなすこともできる。この場合には、ドライバがステアリングホイール６の切り込みを開始した時点の基本トルクの値を図６乃至図８のマップに適用して各上限値を設定しても良い。

本発明の実施形態の車両制御方法によれば、車両１に搭載された操舵装置７の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させる（図５）ように、増加トルクが設定されて前輪荷重が増加するので、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感を向上させることができる。また、本発明の実施形態の車両制御方法によれば、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルク設定工程（図４のステップＳ２４〜Ｓ２７）における基本トルクの増加を制限している（図６、図７）。これにより、車両１の運転状態に基づいて設定される基本トルクに対する増加トルクの割合を低くすることができるので、制御の介入によりドライバに与える違和感を軽減することができる。

また、本実施形態の車両制御方法によれば、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限が低く設定される（図７）。この結果、基本トルクが低い場合において、エンジン４が発生するトルクが基本トルクに対して急激に増加するのを防止することができ、ドライバに与える違和感を更に抑制することができる。

また、本実施形態の車両制御方法によれば、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、増加トルクの上限値が低く設定される（図６）。この結果、基本トルクが低い場合において、基本トルクが過大に増加されるのを防止することができ、ドライバに与える違和感を更に抑制することができる。

さらに、本実施形態の車両制御方法によれば、基本トルクに対して加算されるトルクが、減少トルク設定工程（図４のステップＳ２８〜Ｓ３０）により減少される。この減少トルク設定工程において、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、単位時間当たりのトルクの減少率の上限値が低く設定される（図８）。この結果、基本トルクが低い状態において、増加トルク設定工程において増加されたトルクが急激に減少されるのを防止することができ、トルクの急変によりドライバに与える違和感を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、ガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を適用していたが、ディーゼルエンジンや、電動機等、種々の原動機を搭載した車両に本発明を適用することができる。

１ 車両
２ａ 前輪（操舵輪）
２ｂ 後輪（駆動輪）
３ サスペンション
４ エンジン（原動機）
５ａ スロットルバルブ
５ｂ インジェクタ
５ｃ 点火プラグ
５ｄ 可変動弁機構
６ ステアリングホイール
７ 操舵装置
８ 操舵角センサ
１０ アクセル開度センサ（運転状態センサ）
１２ 車速センサ
１４ ＰＣＭ（制御器）
１６ 基本トルク設定部
１８ 増加トルク設定部
２０ 減少トルク設定部
２２ エンジン制御部

Claims (6)

1. 原動機により後輪が駆動される車両を制御する方法であって、
   上記車両の運転状態に基づいて、上記原動機が発生すべき基本トルクを設定する基本トルク設定工程と、
   上記車両に搭載された操舵装置の操舵角の増加に基づいて、上記基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定する増加トルク設定工程と、
   上記基本トルクに上記増加トルクを加算したトルクが発生するように、上記原動機を制御するトルク発生工程と、
   を有し、
   上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、上記増加トルク設定工程における上記基本トルクの増加が制限されることを特徴とする車両制御方法。
2. 上記増加トルク設定工程において、上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、上記増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限が低く設定される請求項１記載の車両制御方法。
3. 上記増加トルク設定工程において、上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、上記増加トルクの上限値が低く設定される請求項１又は２に記載の車両制御方法。
4. さらに、上記増加トルクとして加算されるトルクを減少させる減少トルク設定工程を有し、上記減少トルク設定工程において、上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、単位時間当たりのトルクの減少率の上限値が低く設定される請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御方法。
5. 上記増加トルク設定工程における増加トルクの設定は、上記操舵装置の操舵角が所定の閾値以上になった場合に実行され、上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、上記閾値が高く設定される請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両制御方法。
6. 原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システムであって、
   上記車両の運転状態を検出する運転状態センサと、
   上記車両に搭載された操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、
   上記運転状態センサの検出信号及び上記操舵角センサの検出信号に基づいて上記原動機を制御する制御器と、を有し、
   上記制御器は、
   上記運転状態センサの検出信号に基づいて、上記原動機が発生すべき基本トルクを設定し、
   上記操舵角センサにより操舵角の増加が検出されると、上記基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定し、
   上記基本トルクに上記増加トルクを加算したトルクが発生するように、上記原動機を制御するように構成され、
   上記制御器は、上記基本トルクが低い場合には、上記基本トルクが高い場合よりも、上記基本トルクの増加を制限するように構成されていることを特徴とする車両制御システム。

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