JP2021011133A - 車両の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールモーメントを減少すると共に不要な加減速の発生を抑制することができる車両の旋回制御装置を提供する。【解決手段】車両の旋回制御装置２は、ヨーモーメント指令値を求めヨーモーメント指令値を実現するために各車輪９，３に指令されるトルク指令値を計算するヨーモーメント指令値計算手段１６と、トルク指令値および車輪回転角速度から実トルクを計算する実トルク計算手段１９と、実ヨーモーメントを計算する実ヨーモーメント計算手段２０とを備える。さらに、ヨーモーメント偏差に応じて、左右の前輪における一方の前輪を駆動する駆動源および前記一方の前輪と同じ側の後輪を駆動する駆動源に、互いに対向する向きの制駆動力を指令し、車両のサスペンションを介して車体に上下力を発生させる制駆動力指令手段２１を備えた。【選択図】図３

Description

この発明は、旋回外輪の制駆動力により生じる車体を持ち上げる力によってロールを小さくすることで、旋回内輪の接地性を向上させ所望のヨーモーメントを実現する車両の旋回制御装置に関する。

車両の運転支援装置として、車両に、高速走行に適したモード、通常走行用のモードおよび低μ路走行に適したモードを含む複数の走行モードが備わっており、走行モードに応じて旋回内輪の制動力と旋回外輪の駆動力によってヨーモーメントと減速度を制御する技術が提案されている。

国際公開第２０１８／００３７１７号

特許文献１では、いずれのモードにおいても特に旋回内輪のタイヤ力が飽和し、トルク指令値に対して実際に路面に伝わるトルクが小さくなった場合、所望のヨーモーメントを満足することができない。目標のヨーモーメントを満足するには、旋回外輪の駆動力を大きくする必要があるが、車両は加速してしまう。

これは、挙動安定化制御を導入したことでより顕著になる可能性がある。つまり旋回中にプロー（ＵＳ）状態になった場合、旋回内輪の制動力を強めるのが一般的である。このとき、特許文献１に記載の第２の制御部によって旋回内輪の制動力を強めると、旋回内輪の負担が大きくなり、制御前よりもタイヤ力が飽和し易くなる。このため、トルクの配分を考慮する必要がある。

この発明の目的は、ロールモーメントを減少すると共に不要な加減速の発生を抑制することができる車両の旋回制御装置を提供することである。

この発明の車両の旋回制御装置は、左右の後輪３，３を独立に駆動可能な駆動源４および左右の前輪９，９を独立に制動可能な制動装置ＤＢ、または各車輪９，３の制駆動トルクを独立に制御可能な駆動源４、を有する車両の旋回特性を制御する車両の旋回制御装置であって、
少なくとも車速と操舵角から求められるヨーモーメント指令値を実現するために各車輪９，３に指令されるトルク指令値を計算するヨーモーメント指令値計算手段１６と、
前記トルク指令値および車輪回転角速度から車輪と地面の間に実際に生じている実トルクを計算する実トルク計算手段１９と、
前記実トルクによって前記車両に生じている実ヨーモーメントを計算する実ヨーモーメント計算手段２０と、
前記ヨーモーメント指令値と前記実ヨーモーメントとの偏差であるヨーモーメント偏差に応じて、前記左右の前輪９，９における一方の前輪９を制動する制動装置ＤＢおよび前記一方の前輪９と同じ側の後輪３を駆動する駆動源４に、互いに対向する向きの制駆動力を指令するか、または、前記左右の前輪９，９における一方の前輪９を駆動する駆動源４および前記一方の前輪９と同じ側の後輪３を駆動する駆動源４に、互いに対向する向きの制駆動力を指令し、前記車両のサスペンション２４を介して車体２５に上下力を発生させる制駆動力指令手段２１と、を備えた。

この構成によると、ヨーモーメント指令値計算手段１６は、ヨーモーメント指令値およびトルク指令値を計算する。実トルク計算手段１９は実トルクを計算する。実ヨーモーメント計算手段２０は実ヨーモーメントを計算する。制駆動力指令手段２１は、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントとの偏差であるヨーモーメント偏差に応じて、以下（１）または（２）のように互いに対向する向きの制駆動力を指令する。
（１）一方の前輪９を制動する制動装置ＤＢおよび一方の前輪９と同じ側の後輪３を駆動する駆動源４に、互いに対向する向きの制駆動力を指令する。
（２）一方の前輪９を駆動する駆動源４および一方の前輪９と同じ側の後輪３を駆動する駆動源４に、互いに対向する向きの制駆動力を指令する。

前記のように制駆動力を指令し、車両のサスペンション２４を介して車体２５に上下力を発生させることで、車両の旋回時のロールモーメントを容易に減少させることができる。この場合、制駆動力指令手段２１は、互いに対向する向きの制駆動力を指令することから、不要な加減速の発生を抑制し得る。

前記ヨーモーメント指令値計算手段１６は、
車速と操舵角からヨーモーメント指令値、横加速度目標値、ヨーレート目標値、および前記ヨーモーメント指令値を実現するための第一トルク指令値を求める旋回性向上ヨーモーメント指令部１６ａと、
前記横加速度目標値と横加速度実測値との偏差から路面摩擦係数、前記ヨーレート目標値とヨーレート実測値との偏差と前記路面摩擦係数に応じて前記車両の姿勢を安定化させるための第二トルク指令値、およびこの第二トルク指令値から前記車両に生じるヨーモーメント指令値を求める姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６ｂと、を備え、
前記ヨーモーメント指令値計算手段１６は、前記旋回性向上ヨーモーメント指令部１６ａで求めた第一トルク指令値と、前記姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６ｂで求めた第二トルク指令値とを足したトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを出力すると共に、前記旋回性向上ヨーモーメント指令部１６ａで求めたヨーモーメント指令値と、前記姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６ｂで求めたヨーモーメント指令値とを足したヨーモーメント指令値Ｍ_ｃｏｍを出力してもよい。

前記制駆動力指令手段２１は、前記ヨーモーメント指令値に応じて各車輪９，３に指令するトルク指令値とは別に、各車輪９，３に付加するトルクを計算するトルク付加値計算手段２２を備え、このトルク付加値計算手段２２は、前記ヨーモーメント偏差に応じて、旋回外輪に上方向の上下力である前記車体２５を持ち上げる力が作用するようにトルク付加値を左または右の前後輪９，３で互いに逆方向に付加してもよい。
前記旋回外輪とは、旋回しようとする側とは逆側の車輪を指す。例えば、左旋回の場合の旋回外輪は右前輪および右後輪であり、右旋回の場合の旋回外輪は左前輪および左後輪である。
旋回内輪とは、旋回しようとする側と同じ側の車輪を指す。例えば、左旋回の場合の旋回内輪は左前輪および左後輪であり、右旋回の場合の旋回内輪は右前輪および右後輪である。
この場合、トルク付加値を左または右の前後輪９，３で互いに逆方向に付加することにより、旋回によって生じたロールモーメントを小さくすることで、車両姿勢が安定すると共に、旋回内輪の接地性を向上させ実トルクの損失つまり前後力の低下と横力の低下をそれぞれ抑制することができる。

前記車速と車輪回転角速度から各車輪９，３のスリップ状態を判定するスリップ状態判定手段１８を備え、前記トルク付加値計算手段２２は、前記スリップ状態判定手段１８でスリップ状態であると判定したときに前記トルク付加値を付加してもよい。この場合、車輪９，３のスリップ状態から実トルクが損失していることを監視することができる。

前記スリップ状態判定手段１８は、旋回内輪のうち前記ヨーモーメント指令値を実現するための前記トルク指令値が指令される車輪９，３のスリップ状態を監視してもよい。この場合、ヨーモーメント指令値を実現するためのトルク指令値が完全に地面に伝達されていないことを前記スリップ状態から判定することができる。

前記トルク付加値計算手段２２は、旋回外輪のうち前輪９に負のトルク付加値、後輪３に正のトルク付加値を付加することで、前記車体２５を持ち上げる力を発生させてもよい。この場合、輪荷重に余裕のある旋回外輪に上下力を作用させることで、旋回内輪の接地性を向上させることができる。

前記スリップ状態判定手段１８は、前記車輪９，３のスリップ率が閾値を超えたときにスリップ状態であると判定してもよい。
前記閾値は、設計等によって任意に定める閾値であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な閾値を求めて定められる。
この場合、前記閾値を設けることで、必要なタイミングのときだけ制御を行うことができる。

前記車両は、前記制駆動力によって前記車体２５が持ち上がるサスペンションジオメトリーを備えてもよい。この場合、制駆動力のみで制御可能である。

この発明の車両の旋回制御装置は、左右の後輪を独立に駆動可能な駆動源および左右の前輪を独立に制動可能な制動装置、または各車輪の制駆動トルクを独立に制御可能な駆動源、を有する車両の旋回特性を制御する車両の旋回制御装置であって、少なくとも車速と操舵角から求められるヨーモーメント指令値を実現するために各車輪に指令されるトルク指令値を計算するヨーモーメント指令値計算手段と、前記トルク指令値および車輪回転角速度から車輪と地面の間に実際に生じている実トルクを計算する実トルク計算手段と、前記実トルクによって前記車両に生じている実ヨーモーメントを計算する実ヨーモーメント計算手段と、前記ヨーモーメント指令値と前記実ヨーモーメントとの偏差であるヨーモーメント偏差に応じて、前記左右の前輪における一方の前輪を制動する制動装置および前記一方の前輪と同じ側の後輪を駆動する駆動源に、互いに対向する向きの制駆動力を指令するか、または、前記左右の前輪における一方の前輪を駆動する駆動源および前記一方の前輪と同じ側の後輪を駆動する駆動源に、互いに対向する向きの制駆動力を指令し、前記車両のサスペンションを介して車体に上下力を発生させる制駆動力指令手段と、を備えた。このため、ロールモーメントを減少すると共に不要な加減速の発生を抑制することができる。

この発明の実施形態に係る車両の旋回制御装置の概念構成を示すシステム構成図である。 同車両の駆動源であるインホイールモータ駆動装置の断面図である 同旋回制御装置の一部の具体例を示すブロック図である。 スリップ率とヨーモーメント偏差とトルク付加値との関係を表す図である。 同車両が四輪独立駆動車の場合の左旋回時のトルク配分を示す図である。 ダブルウィッシュボーン方式のサスペンションを備えた車両において、左旋回中の車両を右真横から見たときの前後力と上下力の関係を表した図である。 同サスペンションを備えた車両において、左旋回中の車両を背後から見たときの前後力と上下力の関係を表した図である。 この発明の旋回制御装置を後輪駆動車に搭載した概略構成を示すブロック図である。 同後輪駆動車の場合の左旋回時のトルク配分を示す図である。 制駆動力の伝達方法の違いによる、サスペンション瞬間回転中心角の違いを表す図である。

［第１の実施形態］
この発明の実施形態に係る車両の旋回制御装置を図１ないし図７と共に説明する。
図１は、実施形態に係る車両の旋回制御装置の概念構成を示すシステム構成図である。この実施形態では、旋回制御装置２を搭載した車両として、四輪全てにインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを備えた四輪独立駆動式の車両を例に説明する。この車両は、左右の後輪３，３および左右の前輪９，９が、いずれも駆動源となる電動機４（図２）で独立して駆動される。前後輪９，３を車輪９，３という場合がある。

＜インホイールモータ駆動装置ＩＷＭ＞
図２に示すように、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、車輪用軸受５と、前記電動機４と、この電動機４の回転出力を車輪用軸受５の回転輪となるハブ輪５ａに減速して伝達する減速機６とを備え、ハブ輪５ａに車輪のホイールが取付けられる。電動機４は、例えば、同期モータ等の交流モータであり、ステータ４ａとロータ４ｂとを有する。このインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、車輪回転角速度を検出する車輪回転角速度センサ７を備えている。前記車輪回転角速度は、後述するＥＣＵを介して旋回制御装置に送られる。

＜制御系について＞
図１に示すように、車両には、電気制御ユニット（ＥＣＵ）１、センサ類、旋回制御装置２、インバータトルク指令装置１０およびインバータ装置８が搭載される。インバータ装置８は、各車輪９，３のインホイールモータ駆動装置ＩＷＭに対して複数（この例では４つ）設けられる。ＥＣＵ１は、旋回制御装置２、各インバータ装置８およびセンサ類とコントロール・エリア・ネットワーク（略称ＣＡＮ）等の車内通信網で接続されて通信を行っている。ＥＣＵ１は、例えば、車両全般の統括制御および協調制御を行う機能と、トルク指令値を生成する機能とを有する。前記ＥＣＵは「ＶＣＵ」とも称される。

前記センサ類は、アクセル・ブレーキセンサ１１、車速センサ１２、舵角センサ１３、ヨーレートセンサ１４、および加速度センサ１５を含む。アクセル・ブレーキセンサ１１は、図示外のアクセルペダルおよびブレーキペダルにそれぞれ設けられこれらの運転者による操作量に応じた制駆動力指令を取得する。車速センサ１２は、例えば、全地球測位システム（Global Positioning System：略称ＧＰＳ）等から車速を取得する。舵角センサ１３は、図示外のステアリングハンドル等の操舵角を取得する。ヨーレートセンサ１４は、車両に実際に生じているヨーレートである実ヨーレートを取得する。加速度センサ１５は、車両に実際に生じている加速度を取得する。各センサが出力したセンサ信号はＥＣＵ１に入力され、ＥＣＵ１は、後述する計算手段で必要なセンサ信号を送っている。

旋回制御装置２は、車両の旋回特性を制御する装置であり、例えば、マイクロコンピュータ等のコンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。旋回制御装置２は、ヨーモーメント指令値計算手段１６と、トルク指令値計算手段１７とを備える。ヨーモーメント指令値計算手段１６は、旋回性向上ヨーモーメント指令部１６ａと姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６ｂとを有する。旋回性向上ヨーモーメント指令部１６ａは、前記車速と前記操舵角からヨーモーメント指令値と、横加速度目標値と、ヨーレート目標値と、前記ヨーモーメント指令値を実現する為の第一トルク指令値を求める。姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６ｂは、前記横加速度目標値と横加速度実測値の偏差から路面摩擦係数と、前記ヨーレート目標値とヨーレート実測値との偏差と前記路面摩擦係数に応じて車両姿勢を安定化させる為の第二トルク指令値と、前記第二トルク指令値から車両に生じるヨーモーメント指令値を求める。前記ヨーモーメント指令値計算手段１６は、前記旋回性向上ヨーモーメント指令部１６aと前記姿勢安定化ヨーモーメント指令部１６bのそれぞれで計算したトルク指令値とヨーモーメント指令値を足したもの（トルク指令値Ｔ_ｃｏｍ、Ｍ_ｃｏｍ）を出力する。

＜トルク指令値計算手段１７＞
図３は、トルク指令値計算手段１７の構成図等を表している。トルク指令値計算手段１７は、スリップ状態判定手段１８、実トルク計算手段１９、実ヨーモーメント計算手段２０および制駆動力指令手段２１を備える。制駆動力指令手段２１は、トルク付加値計算手段２２と、最終トルク指令値計算手段２３とを有する。
スリップ状態判定手段１８は、ＥＣＵ１から受け取った車速と、車輪回転角速度を用いて各車輪９，３のスリップ率Ｓ_ｉを計算し、算出したスリップ率Ｓ_ｉが閾値Ｓ_ｔを超えたときに、スリップ状態であると判定する信号をトルク付加値計算手段２２へと出力する。

実トルク計算手段１９は、前記トルク指令値およびＥＣＵ１から受け取った車輪回転角速度を用いて、各車輪９，３に実際に生じている実トルクＴ_ａｃｔを計算する。実トルク計算手段１９において、トルク指令値をＴ_ｃｏｍ、車輪の慣性モーメントをＩ、車輪回転角速度ωの微分値である車輪回転角速度をω_ｄｏｔとした場合、実トルクＴ_ａｃｔを式（１）のように計算する。但し、この計算は各車輪９，３で行う。
Ｔ_ａｃｔ＝Ｔ_ｃｏｍ−Ｉω_ｄｏｔ …式（１）

実ヨーモーメント計算手段２０では、実トルク計算手段１９から受け取った各車輪９，３の実トルクＴ_ａｃｔを用いて、制駆動力によって車両に生じている実際のヨーモーメントである実ヨーモーメントＭ_ａｃｔを計算している。

トルク付加値計算手段２２は、前記ヨーモーメント指令値に応じて各車輪９，３に指令するトルク指令値とは別に、各車輪９，３に付加するトルクを計算する。トルク付加値計算手段２２は、後述するヨーモーメント偏差Ｍ_ｄｅｖに応じて、旋回外輪に上方向の上下力である車体を持ち上げる力が作用するようにトルク付加値を左または右の前後輪９，３で互いに逆方向に付加する。このトルク付加値計算手段２２では、ヨーモーメント指令値計算手段１６から受け取ったヨーモーメント指令値Ｍ_ｃｏｍと、スリップ状態判定手段１８から受け取ったスリップ判定情報（スリップした車輪およびその車輪のスリップ率）と、実ヨーモーメント計算手段２０から受け取った実ヨーモーメントＭ_ａｃｔを用いてトルク付加値を計算する。

例えば、旋回内輪がスリップした場合、スリップ状態であると判定された車輪とは反対側、つまり旋回外輪をトルク付加する制御輪とし、トルク付加値計算手段２２は、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントの偏差Ｍ_ｄｅｖに応じて上記制御輪に付加するトルク付加値を計算する。旋回外輪の前後輪９，３に付加するトルク付加値Ｔ_ａｄｄは、調整ゲインをα_ｔとした場合、式（２）のように求める。式（２）で求めたトルク付加値は、旋回外輪のうち前輪９を負、後輪３を正として付加する。また調整ゲインα_ｔは、サスペンション方式およびサスペンション瞬間回転中心角の大きさ等、車両に応じて調整するゲインである。
Ｔ_ａｄｄ＝±｜α_ｔＭ_ｄｅｖ｜ …式（２）

最終トルク指令値計算手段２３では、ＥＣＵ１から受け取ったアクセル・ブレーキによるトルク指令値Ｔ_ａｂと、ヨーモーメント指令値計算手段１６から受け取ったトルク指令値Ｔ_ｃｏｍと、トルク付加値計算手段２２から受け取ったトルク付加値Ｔ_ａｄｄを用いており、受け取った全てのトルク指令値を足した最終トルク指令値Ｔ´_ｃｏｍをインバータトルク指令装置１０へと出力する。このインバータトルク指令装置１０から各インバータ装置８にインバータトルク指令値が与えられる。各インバータ装置８は、インバータトルク指令値に従って、図示外のバッテリの直流電力を電動機４（図２）の駆動のための交流電力に変換する。

＜スリップ率とヨーモーメント偏差とトルク付加値との関係について＞
図４は、旋回内輪のスリップ率Ｓ_ｉ、ヨーモーメント偏差Ｍ_ｄｅｖ、トルク付加値Ｔ_ａｄｄの関係を表した図であり、トルク付加値計算手段２２（図３）は、前記スリップ率Ｓ_ｉが閾値Ｓ_ｔを超えたときのヨーモーメント偏差Ｍ_ｄｅｖに応じて付加するトルク付加値Ｔ_ａｄｄの大きさを決定する。トルク付加値Ｔ_ａｄｄは、本実施形態においてはスリップ率Ｓ_ｉが閾値Ｓ_ｔを超えた瞬間から指令を開始し、ヨーモーメント偏差Ｍ_ｄｅｖの大きさに応じてトルク付加値を大きくする。

トルク付加値計算手段２２（図３）において、この他のトルクの付加方法として、例えば、ヨーモーメント偏差Ｍ_ｄｅｖに閾値を設けてもよい。この方法では、旋回内輪はスリップしているがヨーモーメント偏差が大きく付いていないときはトルクを付加しないようにできる。また、図４では、旋回外輪のうち後輪に付加する駆動力のみ表記しているが、旋回外輪の前輪には上記駆動力と同じ大きさで且つ逆向きの力である制動力を付加する。

＜トルクの配分例＞
図５は、四輪独立駆動車が左旋回時にプロー状態（ＵＳ）、スピン状態（ＯＳ）になったときのトルクの配分を示したものである。但し、アクセル・ブレーキによるトルク指令値は含まないものとする。以後、図３も適宜参照しつつ説明する。
図５（ａ）に示すプロー状態では、旋回方向と同じ向きにヨーモーメントが発生するようヨーモーメント指令値計算手段１６で計算されたトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを左右輪に配分する。本実施形態では、タイヤ力に余裕のある後輪３，３に対し主にトルク指令値を配分する。左後輪３がスリップした場合、左後輪３の実トルクＴ_ａｃｔがトルク指令値Ｔ_ｃｏｍよりも小さくなり、実ヨーモーメントが減少し車両は加速してしまう。

そこで、トルク付加値計算手段２２は、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントとの偏差に応じて、旋回外輪における右前輪９に制動力、右後輪３に駆動力を与える。前後輪９，３で同じ大きさで逆方向に力を発生させることで、トルク付加値によるヨーモーメントと加減速を生じさせず車体を持ち上げる上下力のみを発生させることができる。この結果、旋回内輪の接地性が向上し左後輪３の実トルクの損失を抑えられ、且つ結果的に左前輪９も接地性が向上するため、横力の低下防止にも繋がる。

図５（ｂ）に示すスピン状態では、旋回方向とは逆向きにヨーモーメントが発生するようヨーモーメント指令値計算手段１６で計算されたトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを左右輪に配分する。本実施形態では、タイヤ力に余裕のある前輪９，９に対し主にトルク指令値を配分する。左前輪９がスリップした場合、左前輪９の実トルクＴ_ａｃｔがトルク指令値Ｔ_ｃｏｍよりも小さくなり、実ヨーモーメントが減少し車両は減速してしまう。

そこで、トルク付加値計算手段２２は、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントとの偏差に応じて、旋回外輪における右前輪９に制動力、右後輪３に駆動力を与える。前後輪９，３で同じ大きさで逆向きに力を発生させることで、トルク付加値によるヨーモーメントと加減速を生じさせず車体を持ち上げる上下力のみを発生させることができる。この結果、旋回内輪の接地性が向上し左前輪９の実トルクの損失を抑えられ、且つ結果的に左後輪３も接地性が向上するため、横力の低下防止に繋がる。

＜左旋回中の車両を右真横から見たときの前後力と上下力の関係＞
図６は、ダブルウィッシュボーン方式のサスペンション２４を備えた車両において、左旋回中の車両を右真横から見たときの前後力と上下力の関係を表した図である。この車両は、旋回外輪に与える制駆動力によって車体２５が持ち上がるサスペンションジオメトリーを備える。サスペンションジオメトリーを備えるサスペンションとして、この例ではダブルウィッシュボーン方式のサスペンション２４が適用される。

トルクを指令することで、タイヤと地面との間に前後力が生じる。このとき、アッパーアーム２４ａとロアアーム２４ｂそれぞれのハードポイントの延長線の交点がサスペンション瞬間回転中心Ｐとなる。このサスペンション瞬間回転中心Ｐを基点にタイヤが揺動しようとするため、サスペンション２４を介して車体２５を持ち上げる上下力が発生する。このサスペンション瞬間回転中心Ｐとタイヤ接地点を結ぶ線と地面との成す角を、前輪はアンチダイブ角θ_ｆ、後輪はアンチスクワット角θ_ｒと呼ぶ。

また、これらアンチダイブ角θ_ｆ、アンチスクワット角θ_ｒによって上下方向に作用する上下力を、本実施形態では前輪９をアンチダイブ力、後輪３をアンチスクワット力と呼ぶ。一般的な車両は、前輪９に負の前後力（制動力）、後輪３に正の前後力（駆動力）を与えると、車体２５を持ち上げる方向に上下力が生じる構造になっており、本実施形態ではこの力を旋回外輪に生じさせることで旋回内輪の接地性を向上させる。

＜左旋回中の車両を背後から見たときの前後力と上下力の関係＞
図７は、ダブルウィッシュボーン方式のサスペンション２４を備えた車両において、左旋回中の車両を背後から見たときの前後力と上下力の関係を表した図である。図６で示したように、前後力が発生したタイヤはサスペンション瞬間回転中心Ｐを基点に揺動し、車体２５には上下力が生じる。これにより、図７に示すように、車体２５にはロールモーメントが生じるため、図７左側の車輪である旋回内輪の接地性が向上する。

＜作用効果＞
以上説明した車両の旋回制御装置によれば、トルク付加値計算手段２２は、ヨーモーメント偏差に応じて、旋回外輪における前輪９に制動力、後輪３に駆動力を与える。前後輪９，３で同じ大きさで逆向きに力を発生させることで、トルク付加値によるヨーモーメントと加減速を生じさせず車体２５を持ち上げる上下力のみを発生させることができる。この結果、旋回内輪の接地性が向上し実トルクの損失を抑えられ、且つ結果的に旋回内輪の接地性が向上するため、横力の低下防止に繋がる。

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

車両の旋回制御装置を搭載可能な車両は、四輪独立駆動式の車両に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、左右の後輪３，３を独立に駆動可能なインホイールモータ駆動装置ＩＷＭと、左右の前輪９，９を独立に制動可能な電動ブレーキ装置（制動装置）ＤＢとを備えた後輪駆動車両に、旋回制御装置２を搭載してもよい。電動ブレーキ装置ＤＢは、電動モータの駆動力により、図示外のブレーキロータと摩擦材とを当接させて摩擦制動力を発生させる摩擦ブレーキ式の装置である。なお、この後輪駆動車両には、左右の後輪３，３を独立に制動可能な電動ブレーキ装置も搭載されているが図示を省略している。

図９は、前記後輪駆動車が左旋回中にプロー状態（ＵＳ）、スピン状態（ＯＳ）になったときのトルクの配分を示したものである。但し、アクセル・ブレーキによるトルク指令値は含まないものとする。
図９（ａ）に示すプロー状態では、旋回方向と同じ向きにヨーモーメントが発生するようヨーモーメント指令値計算手段１６（図３）で計算されたトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを左右輪に配分する。後輪駆動の場合、左後輪３に電動機４（図２）による制動力、右後輪３に駆動力を与える。左後輪３がスリップした場合、左後輪３の実トルクＴ_ａｃｔがトルク指令値Ｔ_ｃｏｍよりも小さくなり、実ヨーモーメントが減少し車両は加速してしまう。

そこで、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントとの偏差に応じて、旋回外輪における右前輪９に電動ブレーキ装置ＤＢ（図８）による制動力、右後輪３に駆動力を与える。前後輪９，３で同じ大きさで逆方向に力を発生させることで、トルク付加値によるヨーモーメントと加減速を生じさせず車体を持ち上げる上下力のみを発生させることができる。この結果、旋回内輪の接地性が向上し左後輪３の実トルクの損失を抑えられ、且つ結果的に左前輪９も接地性が向上するため、横力の低下防止にも繋がる。

図９（ｂ）に示すスピン状態では、旋回方向とは逆向きにヨーモーメントが発生するようヨーモーメント指令値計算手段１６（図３）で計算されたトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを左右輪に配分する。後輪駆動の場合、左後輪３に駆動力、右前輪９に電動ブレーキ装置ＤＢ（図８）による制動力を与える。左後輪３がスリップした場合、左後輪３の実トルクＴ_ａｃｔがトルク指令値Ｔ_ｃｏｍよりも小さくなり、実ヨーモーメントが減少し車両は減速してしまう。

そこで、ヨーモーメント指令値と実ヨーモーメントとの偏差に応じて、旋回外輪における右前輪９に電動ブレーキ装置ＤＢ（図８）による制動力、右後輪３に駆動力を与える。前後輪９，３で同じ大きさで逆方向に力を発生させることで、トルク付加値によるヨーモーメントと加減速を生じさせず車体を持ち上げる上下力のみを発生させることができる。この結果、旋回内輪の接地性が向上し左前輪９の実トルクの損失を抑えられ、且つ結果的に左後輪３も接地性が向上するため、横力の低下防止にも繋がる。

実施形態では、駆動源としてインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを搭載した車両を例に説明したが、駆動源である電動機を車体に設置したモータオンボード式の車両、駆動源である内燃機関を備えた車両でも実施可能である。いずれの車両においても、図示外のディファレンシャル、ドライブシャフト等を介して制駆動力を発生させ得る。
前記電動ブレーキ装置ＤＢに代えて、油圧ブレーキ装置（図示せず）を適用することも可能である。前記油圧ブレーキ装置は、例えば、各車輪９，３にそれぞれ設けられた摩擦ブレーキ式の油圧ブレーキと、各油圧ブレーキに独立に制動力を発生させる図示外のマスタシリンダ等を備える。

図１０は、制駆動力の伝達方法の違いによる、サスペンション瞬間回転中心角の違いを表している。図１０（ａ）は、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭまたは摩擦ブレーキで前後力を発生させる場合のサスペンション瞬間回転中心角を表している。前記インホイールモータ駆動装置ＩＷＭ、前記摩擦ブレーキは、車両のナックルに直接搭載されているため、制駆動力を発生させたときに前記ナックルを介してサスペンション２４に直接上下力が働く。そのため、サスペンション瞬間回転中心Ｐとタイヤ接地面を結んだ線と、地面との成す角がサスペンション瞬間回転中心角θ_Ｔとなる。

図１０（ｂ）は、前記ドライブシャフトを介して前後力を発生させる場合のサスペンション瞬間回転中心角を表している。オンボード車両の場合、駆動源が車体に搭載されるため、制駆動力を発生させたときに前記ドライブシャフトを起点に上下力が働く。そのため、オンボード車両においては、サスペンション瞬間回転中心Ｐとタイヤ中心を結んだ線と、水平線との成す角がサスペンション瞬間回転中心角θ_Ｃとなる。これにより、同じ前後力を与えた場合、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭまたは前記摩擦ブレーキによる前後力で生じた上下力よりも、オンボード車両の上下力が小さくなる（式（３））。
Ｆ_Ｘ・ｔａｎθ_Ｔ＞Ｆ_Ｘ・ｔａｎθ_Ｃ …式（３）

車両に搭載されるサスペンションとして、マルチリンク式サスペンション、ストラット式サスペンション、その他のサスペンションを適用してもよい。
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２…旋回制御装置、３…後輪（車輪）、４…電動機（駆動源）、９…前輪（車輪）、１６…ヨーモーメント指令値計算手段、１６ａ…旋回性向上ヨーモーメント指令部、１６ｂ…姿勢安定化ヨーモーメント指令部、１８…スリップ状態判定手段、１９…実トルク計算手段、２０…実ヨーモーメント計算手段、２１…制駆動力指令手段、２２…トルク付加値計算手段、２４…サスペンション、２５…車体、ＤＢ…電動ブレーキ装置（制動装置）

Claims (8)

1. 左右の後輪を独立に駆動可能な駆動源および左右の前輪を独立に制動可能な制動装置、または各車輪の制駆動トルクを独立に制御可能な駆動源、を有する車両の旋回特性を制御する車両の旋回制御装置であって、
   少なくとも車速と操舵角から求められるヨーモーメント指令値を実現するために各車輪に指令されるトルク指令値を計算するヨーモーメント指令値計算手段と、
   前記トルク指令値および車輪回転角速度から車輪と地面の間に実際に生じている実トルクを計算する実トルク計算手段と、
   前記実トルクによって前記車両に生じている実ヨーモーメントを計算する実ヨーモーメント計算手段と、
   前記ヨーモーメント指令値と前記実ヨーモーメントとの偏差であるヨーモーメント偏差に応じて、前記左右の前輪における一方の前輪を制動する制動装置および前記一方の前輪と同じ側の後輪を駆動する駆動源に、互いに対向する向きの制駆動力を指令するか、または、前記左右の前輪における一方の前輪を駆動する駆動源および前記一方の前輪と同じ側の後輪を駆動する駆動源に、互いに対向する向きの制駆動力を指令し、前記車両のサスペンションを介して車体に上下力を発生させる制駆動力指令手段と、を備えた車両の旋回制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の旋回制御装置において、
   前記ヨーモーメント指令値計算手段は、
   車速と操舵角からヨーモーメント指令値、横加速度目標値、ヨーレート目標値、および前記ヨーモーメント指令値を実現するための第一トルク指令値を求める旋回性向上ヨーモーメント指令部と、
   前記横加速度目標値と横加速度実測値との偏差から路面摩擦係数、前記ヨーレート目標値とヨーレート実測値との偏差と前記路面摩擦係数に応じて前記車両の姿勢を安定化させるための第二トルク指令値、およびこの第二トルク指令値から前記車両に生じるヨーモーメント指令値を求める姿勢安定化ヨーモーメント指令部と、を備え、
   前記ヨーモーメント指令値計算手段は、前記旋回性向上ヨーモーメント指令部で求めた第一トルク指令値と、前記姿勢安定化ヨーモーメント指令部で求めた第二トルク指令値とを足したトルク指令値Ｔ_ｃｏｍを出力すると共に、前記旋回性向上ヨーモーメント指令部で求めたヨーモーメント指令値と、前記姿勢安定化ヨーモーメント指令部で求めたヨーモーメント指令値とを足したヨーモーメント指令値Ｍ_ｃｏｍを出力する車両の旋回制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両の旋回制御装置において、前記制駆動力指令手段は、前記ヨーモーメント指令値に応じて各車輪に指令するトルク指令値とは別に、各車輪に付加するトルクを計算するトルク付加値計算手段を備え、このトルク付加値計算手段は、前記ヨーモーメント偏差に応じて、旋回外輪に上方向の上下力である前記車体を持ち上げる力が作用するようにトルク付加値を左または右の前後輪で互いに逆方向に付加する車両の旋回制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の旋回制御装置において、前記車速と車輪回転角速度から各車輪のスリップ状態を判定するスリップ状態判定手段を備え、前記トルク付加値計算手段は、前記スリップ状態判定手段でスリップ状態であると判定したときに前記トルク付加値を付加する車両の旋回制御装置。
5. 請求項４に記載の車両の旋回制御装置において、前記スリップ状態判定手段は、旋回内輪のうち前記ヨーモーメント指令値を実現するための前記トルク指令値が指令される車輪のスリップ状態を監視する車両の旋回制御装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の車両の旋回制御装置において、前記トルク付加値計算手段は、旋回外輪のうち前輪に負のトルク付加値、後輪に正のトルク付加値を付加することで、前記車体を持ち上げる力を発生させる車両の旋回制御装置。
7. 請求項５に記載の車両の旋回制御装置において、前記スリップ状態判定手段は、前記車輪のスリップ率が閾値を超えたときにスリップ状態であると判定する車両の旋回制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両の旋回制御装置において、前記車両は、前記制駆動力によって前記車体が持ち上がるサスペンションジオメトリーを備える車両の旋回制御装置。

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