JP4821454B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御装置に係り、更に詳細には操舵輪と車体との間に作用する上下力を増減可能な車両の走行制御装置に係る。

自動車等の車両の走行制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、ステアリング系に操舵アシスト装置が設けられた車輌に適用され、車両の走行中に運転者の意図しない車両の旋回が検出されたときには、操舵アシスト装置により運転者の意図しない車両の旋回を阻止する方向の操舵アシストを行うよう構成された走行制御装置が既に知られている。
特開２００４−９０８７８号公報

上述の如き操舵アシストによる従来の走行制御装置によれば、車両が横方向に傾斜した走行路を走行する際に、車両に横力が作用することに起因して車両が運転者の意図しない方向（下り方向）へ移動しょうとする場合に、運転者が車両の意図しない移動を抑制するために上り方向へ転舵し保舵するに必要な操舵トルクを低減することはできるが、走行路の傾斜に起因する車体の傾斜を低減することはできない。

また上述の如き操舵アシストによる従来の走行制御装置に於いては、運転者の意図しない横方向への車両の移動を抑制する方向の操舵アシストを行うための操舵アシスト装置が必須であり、また運転者の意図しない横方向への車両の移動が発生しその移動が検出されない限り車両の不必要な横方向への移動を抑制する操舵アシストが行われないため、運転者の意図しない横方向への車両の移動を未然に効果的に抑制することができないという問題がある。

また一般に、操舵アシストにより運転者の操舵フィーリングを最適化しようとすると、ステアリング系の摩擦を考慮する必要がある。しかしステアリング系の摩擦特性はステアリング系の経時変化によって変化すると共に、路面の凹凸やタイヤのノンユニフォーミティに起因して操舵輪側より入力される高周波の外乱によっても変化するため、運転者の意図しない横方向への車両の移動を抑制するために必要な操舵トルク（転舵トルク及び保舵トルク）の低減を安定的に達成することは困難である。

本発明は、操舵アシストによる従来の走行制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操舵輪と車体との間に作用する上下力を増減させることによって車高を変化させると共にキングピン軸周りのモーメントを発生させ、該モーメントによって運転者の意図しない横方向への車両の移動（偏向）を抑制する方向へ操舵輪を転舵させることにより、車両が横方向に傾斜した走行路を走行する場合に於ける車体の傾斜を低減すると共に、運転者の意図しない横方向への車両の移動を抑制し、操舵輪の転舵に必要な操舵トルクを低減することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち操舵輪である左右の前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段と、前記上下力可変手段を制御する制御手段とを有する車両の走行制御装置に於いて、前記上下力可変手段は前記前輪のキングピン軸に対しねじれの位置関係をなす作用線に沿って可変力を作用させることにより前記上下力を増減し、前記前輪と前記車体とを離間させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーイン方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生すると共に、前記前輪と前記車体とを接近させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーアウト方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生するよう構成され、前記制御手段は車速及び車両のヨーレートに基づく車両の推定横加速度と車両の実際の横加速度との偏差若しくは車両の実際のヨーレートと車速及び車両の横加速度に基づく車両の推定ヨーレートとの偏差に基づいて路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定し、路面の横方向の傾斜の下り側に於いて前記前輪と前記車体とを離間させると共に路面の横方向の傾斜の上り側に於いて前記前輪と前記車体とを接近させるよう、前記横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて前記上下力可変手段による前記可変力を制御することにより、路面の横方向の傾斜に起因する前記車体の横方向の傾斜及び車両の偏向を低減することを特徴とする車両の走行制御装置、又は請求項２の構成、即ち操舵輪である左右の前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段と、前記上下力可変手段を制御する制御手段とを有する車両の走行制御装置に於いて、車輌は後輪舵角可変手段を有し、前記上下力可変手段は前記前輪のキングピン軸に対しねじれの位置関係をなす作用線に沿って可変力を作用させることにより前記上下力を増減し、前記前輪と前記車体とを離間させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーイン方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生すると共に、前記前輪と前記車体とを接近させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーアウト方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生するよう構成され、前記制御手段は路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定し、路面の横方向の傾斜の下り側に於いて前記前輪と前記車体とを離間させると共に路面の横方向の傾斜の上り側に於いて前記前輪と前記車体とを接近させるよう、前記横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて前記上下力可変手段による前記可変力を制御することにより、路面の横方向の傾斜に起因する前記車体の横方向の傾斜及び車両の偏向を低減すると共に、前記横方向の傾斜の大きさが大きいときには前記横方向の傾斜の大きさが小さいときに比して後輪の転舵量の大きさが大きくなるよう、前記後輪舵角可変手段の制御により前記可変力の制御に伴う前記前輪の転舵方向とは左右逆方向へ後輪を転舵することを特徴とする車両の走行制御装置によって達成される。

一般に、車両が横方向に傾斜した走行路を走行する場合には、車両には路面傾斜の下り方向の横力が作用するため、車体が路面傾斜の下り方向に傾斜すると共に車両は路面傾斜の下り方向に移動しようとする。そのため車体の傾斜を低減するためには、路面傾斜の下り側の車高を増大させ若しくは路面傾斜の上り側の車高を減少させる必要がある。また車両の不必要な横方向への移動を抑制するためには、操舵輪である前輪を路面傾斜の上り方向へ転舵する必要があり、従って路面傾斜の下り側の前輪をトーイン方向へ転舵し路面傾斜の上り側の前輪をトーアウト方向へ転舵する必要がある。

上記請求項１及び２の構成によれば、路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向が推定され、路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて上下力可変手段により可変力が制御されることにより、路面の横方向の傾斜に起因する車体の横方向の傾斜及び車両の偏向が低減される。即ち路面傾斜の下り側に於いては前輪と車体とを離間させる方向に可変力が作用せしめられることによって車高が増大されると共に前輪をトーイン方向へ転舵する方向のキングピン軸周りのモーメントが発生される。逆に路面傾斜の上り側に於いては前輪と車体とを接近させる方向に可変力が作用せしめられることによって車高が低減されると共に前輪をトーアウト方向へ転舵する方向のキングピン軸周りのモーメントが発生される。従って車体の傾斜を確実に低減することができると共に、左右の前輪を路面傾斜の上り方向へ転舵して運転者の意図しない路面傾斜の下り方向への車両の偏向を確実に抑制することができ、また車両の偏向を抑制するために前輪を路面傾斜の上り方向へ転舵するに必要な操舵トルクを確実に低減することができる。

特に上記請求項１の構成によれば、操舵アシスト装置は必須ではないので、車両に操舵アシスト装置が搭載されているか否かに拘わらず、車体の傾斜を確実に低減することができると共に、運転者の意図しない横方向への車両の偏向を抑制するために必要な操舵トルクを確実に低減することができる。また路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向が推定され、路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて上下力可変手段により可変力が制御されることにより、路面の横方向の傾斜に起因する車体の横方向の傾斜及び車両の偏向が低減されるので、運転者の意図しない横方向への車両の偏向の検出は不要である。従って運転者の意図しない横方向への車両の偏向の検出が必須である場合に比して、運転者の意図しない横方向への車両の偏向を未然に且つ効果的に抑制することができる。
上述の請求項１の構成の場合には、可変力の制御により前輪が路面傾斜の上り方向へ転舵されるので、その前輪の転舵に伴い車両が路面傾斜の上り方向へ旋回する方向へステアリングホイールが不必要に回転されることが避けられず、この点は上述の特許文献１に記載された走行制御装置の場合も同様である。
上記請求項２の構成によれば、可変力の制御に伴う前輪の転舵方向とは左右逆方向へ後輪が転舵されるので、後輪により運転者の意図しない横方向への車両の偏向を抑制する横力を発生させることができる。従って運転者が可変力の制御による前輪の転舵に伴うステアリングホイールの不必要な回転をキャンセルするよう、即ちステアリングホイールの回転位置が運転者が希望する車両の進行方向と一致するようステアリングホイールを回転操作しても、運転者の意図しない横方向への車両の偏向を確実に抑制することができる。よって運転者が車両の進行方向とステアリングホイールの回転位置との不一致に起因して感じる違和感を確実に低減することができる。
また上記請求項２の構成によれば、路面の横方向の傾斜の大きさが大きいときには路面の横方向の傾斜の大きさが小さいときに比して後輪の転舵量の大きさが大きくなるよう、可変力の制御に伴う前輪の転舵方向とは左右逆方向へ後輪が転舵される。従って後輪の転舵量が上下力可変手段の制御量や可変力の増減変化量に基づいて制御される場合に比して、後輪の転舵量の制御を簡便に行うことができる。また路面の横方向の傾斜の大きさに応じて後輪の転舵量の大きさが可変設定されない場合に比して、路面の横方向の傾斜に起因する車輌の横方向の偏向に対処する操舵に必要な操舵力を低減することができ、また車両の進行方向とステアリングホイールの回転位置とのずれを低減し、これによりこのずれに起因して感じる違和感を一層確実に低減することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記上下力可変手段は前記前輪の位置に於いて前記車体のロールを抑制する力を前記可変力として発生するアクティブスタビライザ装置であるよう構成される（請求項３の構成）。

上記請求項３の構成によれば、上下力可変手段は前輪の位置に於いて車体のロールを抑制する力を可変力として発生するアクティブスタビライザ装置であるので、アクティブスタビライザ装置を制御することにより路面傾斜の下り側に於いては前輪と車体とを離間させる方向に可変力を作用させて上下力を増大させると共に、路面傾斜の上り側に於いては前輪と車体とを接近させる方向に可変力を作用させて上下力を低減することができ、これにより車体の傾斜を確実に低減することができると共に、左右の前輪を路面傾斜の上り方向へ転舵して運転者の意図しない横方向への車両の移動を確実に抑制し、前輪の転舵に必要な操舵トルクを確実に低減することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記上下力可変手段は前記前輪とそれより上方の車体部分との間に配設され前記前輪の車体支持荷重を増減する力を前記可変力として発生するアクティブサスペンション装置であるよう構成される（請求項４の構成）。

上記請求項４の構成によれば、上下力可変手段は前輪とそれより上方の車体部分との間に配設され前輪の車体支持荷重を増減する力を可変力として発生するアクティブサスペンション装置であるので、路面傾斜の下り側に於いては前輪と車体とを離間させる方向に可変力を作用させて上下力を増大させると共に、路面傾斜の上り側に於いては前輪と車体とを接近させる方向に可変力を作用させて上下力を低減するよう左右のアクティブサスペンション装置を個別に制御することができ、これにより車体の傾斜を確実に低減することができると共に、左右の前輪を路面傾斜の上り方向へ転舵して運転者の意図しない横方向への車両の移動を確実に抑制し、前輪の転舵に必要な操舵トルクを確実に低減することができる。

また本発明によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記上下力可変手段は前記前輪の位置に於いて前記車体のロールを抑制する力を前記可変力として発生するアクティブスタビライザ装置と、前記前輪とそれより上方の車体部分との間に配設され前記前輪の車体支持荷重を増減する力を前記可変力として発生するアクティブサスペンション装置とを含んでいるよう構成される（請求項５の構成）。

上記請求項５の構成によれば、上下力可変手段はアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とを含んでいるので、アクティブスタビライザ装置及びアクティブサスペンション装置の両者を制御することにより路面傾斜の下り側に於いては前輪と車体とを離間させる方向に可変力を作用させて上下力を増大させると共に、路面傾斜の上り側に於いては前輪と車体とを接近させる方向に可変力を作用させて上下力を低減することができ、これにより車体の傾斜を確実に低減することができると共に、運転者の意図しない横方向への車両の移動を確実に抑制し、それに必要な操舵トルクを確実に低減することができ、また上下力可変手段としてアクティブスタビライザ装置及びアクティブサスペンション装置の一方しか設けられていない場合に比して、アクティブスタビライザ装置及びアクティブサスペンション装置の可変力の増減負荷を低減することができる。

〔課題解決手段の好ましい態様〕
図１９に示されている如く、一般に、前輪１００は車輪支持部材１０２により回転軸線１０４の周りに回転可能に支持され、車輪支持部材１０２がキングピン軸１０６の周りに枢動することにより前輪１００は転舵される。車輪支持部材１０２は図１９には示されていないサスペンションアームを介して車体１０８より懸架され、車輪支持部材１０２又はこれに連結された部材と車体１０８との間にサスペンションスプリング１１０が弾装されている。

上下力可変手段１１２が上端にて車体１０８に対し力を及ぼし、下端にて前輪１００と共にキングピン軸１０６の周りに枢動可能な部材（例えば車輪支持部材１０２）に対し力を及ぼし、これにより作用線１１４に沿って可変力Ｆを発生するとする。可変力Ｆはサスペンションスプリング１１０のばね力と共働して車体１０８の重量を支持するので、可変力Ｆが変化すると前輪１００と車体１０８との上下方向の距離、即ち前輪１００の位置に於ける車高が増減する。

車両が横方向に傾斜した走行路を走行する場合に於ける車体１０８の傾斜を低減するためには、可変力Ｆが路面傾斜の下り側に於いては前輪１００と車体１０８とを離間させる方向の力として発生されることにより車高が増大され、路面傾斜の上り側に於いては前輪１００と車体１０８とを接近させる方向の力として発生されることにより車高が低減されればよい。

また作用線１１４はキングピン軸１０６に対しねじれの関係をなすので、可変力Ｆはキングピン軸１０６の周りのモーメントＭを発生し、該モーメントＭは前輪１００と共にキングピン軸１０６の周りに枢動可能な部材を枢動させようとする作用をなす。作用線１１４とキングピン軸１０６とのなす角度をαkとし、作用線１１４とキングピン軸１０６との間の最短距離をＬminとすると、モーメントＭは下記の式１にて表される。
Ｍ＝Ｆ・sinαk・Ｌmin …（１）

角度αkが小さい値であるときには、sinαkはαkと等しいとみなしてよいので、上記式１を下記の式２の通り変形することができ、よって角度αkと最短距離Ｌminとの積を可変力Ｆのモーメントアーム長と定義すれば、モーメントＭは下記の式２の通り可変力Ｆとモーメントアーム長との積となる。
Ｍ＝Ｆ・αk・Ｌmin …（２）

またキングピン軸１０６の周りの前輪１００のトートン方向Ｄの回転で見て、上下力可変手段１１２の車体側がトートン方向の回転の進み側に位置し、上下力可変手段１１２の車輪側がトートン方向の回転の遅れ側に位置すれば、可変力Ｆが前輪１００と車体１０８とを離間させる方向の力（圧縮応力）であるときのモーメントＭはトーイン方向のモーメントになり、逆に可変力Ｆが前輪１００と車体１０８とを接近させる方向の力（引張り応力）であるときのモーメントＭはトーアウト方向のモーメントになり、よって運転者の意図しない下り方向への車両の移動を抑制することができると共にその移動の抑制に必要な操舵トルクを低減することができる。

尚、上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置である場合の如く、可変力Ｆが引張り応力であるときに前輪１００と車体１０８とを離間させる方向の力となり、可変力Ｆが圧縮応力であるときに前輪１００と車体１０８とを接近させる方向の力となるよう上下力可変手段が構成される場合には、上下力可変手段の車体側がトートン方向の回転の進み側に位置し、上下力可変手段の車輪側がトートン方向の回転の遅れ側に位置すれば、可変力Ｆが前輪と車体とを離間させる方向の力（引張り応力）であるときのモーメントＭはトーイン方向のモーメントになり、逆に可変力Ｆが前輪と車体とを接近させる方向の力（圧縮応力）であるときのモーメントＭはトーアウト方向のモーメントになる。

従って本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の何れかの構成に於いて、上下力可変手段は前輪と共にキングピン軸の周りに枢動可能な部材と車体との間にて作用線に沿う力を発生することにより可変力を作用させるよう構成される（好ましい態様１）。

また本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の何れか又は上記好ましい態様１の構成に於いて、上下力可変手段は前輪と車体とを離間させる方向の力として圧縮応力を発生すると共に前輪と車体とを接近させる方向の力として引張り応力を発生するよう構成され、キングピン軸の周りの前輪のトートン方向の回転で見て、上下力可変手段の作用線の車体側はその車輪側に対し回転方向遅れ側に位置するよう構成される（好ましい態様２）。

また本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の何れか又は上記好ましい態様１の構成に於いて、上下力可変手段は前輪と車体とを離間させる方向の力として引張り応力を発生すると共に前輪と車体とを接近させる方向の力として圧縮応力を発生するよう構成され、キングピン軸の周りの前輪のトートン方向の回転で見て、上下力可変手段の作用線の車体側はその車輪側に対し回転方向進み側に位置するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２乃至５の何れか又は上記好ましい態様１乃至３の何れかの構成に於いて、制御手段は車速及び車両のヨーレートに基づく車両の推定横加速度と車両の実際の横加速度との偏差に基づいて路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２乃至５の何れか又は上記好ましい態様１乃至３の何れかの構成に於いて、制御手段は車両の実際のヨーレートと車速及び車両の横加速度に基づく車両の推定ヨーレートとの偏差に基づいて路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３又は５又は上記好ましい態様１乃至５の何れかの構成に於いて、アクティブスタビライザ装置は二分割のスタビライザと該スタビライザのトーションバーを相対回転させるアクチュエータと、一端にて各スタビライザの先端に枢着され、他端にて前輪と共にキングピン軸の周りに枢動可能な部材に枢着され一対の連結部材とを有し、連結部材の一端及び他端の枢着部が作用線を郭定しているよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様６の構成に於いて、連結部材の一端はその他端に対し下方に位置し、キングピン軸の周りの前輪のトートン方向の回転で見て、連結部材の一端はその他端に対し回転方向進み側に位置するよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４又は５又は上記好ましい態様１乃至５の何れかの構成に於いて、アクティブサスペンション装置は上端にて車体に枢着され下端にて前輪と共にキングピン軸の周りに枢動可能な部材に連結された軸力発生装置を有し、軸力発生装置が作用線を郭定しているよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様８の構成に於いて、軸力発生装置の上端はその下端に対し上方に位置し、キングピン軸の周りの前輪のトートン方向の回転で見て、軸力発生装置の上端はその下端に対し回転方向遅れ側に位置するよう構成される（好ましい態様９）。

また図２０に示されている如く、路面１１６の横方向の傾斜角（路面カント）をβとし、路面１１６の横方向の傾斜に起因する車体１０８の傾斜角をβsとし、図２０には示されていない上下力可変手段の可変力による左前輪１００L及び右前輪１００Rに於ける対地車高変化量をＤiとする。また車両の重心と前輪車軸及び後輪車軸との間の車両前後方向の距離をそれぞれＬf及びＬrとし、前輪及び後輪の接地荷重をそれぞれＷf及びＷrとし、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーをそれぞれＣf及びＣrとし、操舵輪である前輪のキャスタートレール及びニューマチックトレールをそれぞれＬcp及びＬpとし、車両のトレッドを２Ｌwとする。

また図２１に示されている如く、後輪１１８の舵角（トー角）の制御が可能であるとして後輪の舵角をθwrとし、上下力可変手段の可変力による前輪のキングピン軸周りのモーメントをＭkpとする。更に車体のスリップ角をαとし、前輪の実舵角をθwfとし、前輪のキングピン軸周りの保舵トルク（運転者の保舵トルクとステアリングギヤ比との積）をＭtとすると、車両の前後軸周り、車両の上下軸周り、キングピン軸周りのモーメントの釣り合いより下記の式３乃至５が成立し、また車両の前後軸周りの変位の関係から下記の式６が成立する。

また図２２に示されている如く、上下力可変手段として前輪側にアクティブスタビライザ装置１２０とアクティブサスペンション装置１２２が設けられ、前輪のサスペンションスプリングと後輪のサスペンションスプリングと後輪のスタビライザとよりなる等価なばね１２４のばね定数をＫcとし、前輪のストロークに対するばね定数に換算した場合のアクティブスタビライザ装置１２０のばね定数をＫsとし、前輪のストロークに換算した場合のアクティブスタビライザ装置１２０及びアクティブサスペンション装置１２２の制御量をそれぞれＤs、Ｄiとし、車体１０８と前輪１００とを離間させる方向を正としてアクティブサスペンション装置１２２が発生する可変力をＦaとする。

また図には示されていないが、アクティブスタビライザ装置１２０が発生する可変力の作用線と前輪のキングピン軸とのなす角度αsと、アクティブスタビライザ装置１２０が発生する可変力の作用線とキングピン軸との間の最短距離Ｌsとの積αsＬsをアクティブスタビライザ装置１２０が発生する可変力によるキングピン軸周りのモーメントのアーム長εsとし、アクティブサスペンション装置１２２が発生する可変力の作用線と前輪のキングピン軸とのなす角度αaと、アクティブサスペンション装置１２２が発生する可変力の作用線とキングピン軸との間の最短距離Ｌaとの積αaＬaをアクティブサスペンション装置１２２が発生する可変力によるキングピン軸周りのモーメントのアーム長εaとすると、車両の上下方向の力の釣り合い及びキングピン軸周りのモーメントの釣り合いよりそれぞれ下記の式７及び８が成立する。

尚角度αs及びαaはそれぞれ対応する作用線を最短距離の線に沿ってキングピン軸まで並行移動させたときの作用線とキングピン軸との交差角である。またモーメントのアーム長εs及びεaは前輪のバウンド、リバウンドに応じて変化するが、その変化量は一般に小さいので、モーメントのアーム長εs及びεaは前輪がバウンド、リバウンド方向の中立位置にあるときの値とする。
（１）上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置のみよりなり、後輪の舵角が制御されない場合

上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置のみよりなり、後輪の舵角が制御されない場合には、上記式１乃至６に於いて後輪の舵角θwr及びアクティブサスペンション装置が発生する上下力Ｆaがそれぞれ０であるので、車体の傾斜角βsを０にすると共に保舵トルクＭtを０にするためには、上記式３乃至６より下記の式９及び１０が成立すればよく、また上記式７及び８より下記の式１１及び１２が成立すればよいことが解る。

上記式９乃至１２より下記の式１３及び１４が成立し、よってアクティブスタビライザ装置１２０が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが下記の式１３にて表される値に設定され、アクティブスタビライザ装置の制御量Ｄsが下記の式１４にて表される値に制御されれば、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止することができると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０にすることができる。

（２）上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とよりなり、後輪の舵角が制御されない場合

上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とよりなり、後輪の舵角が制御されない場合には、上記式３乃至８に於いて後輪の舵角θwrが０であるので、車体の傾斜角βsを０にすると共に保舵トルクＭtを０にするためには、上記式３乃至６より下記の式１５及び１６が成立すればよく、また上記式７及び８より下記の式１７が成立すればよいことが解る。

上記式１５乃至１７より下記の式１８が成立し、よってアクティブスタビライザ装置の制御量Ｄs及びアクティブサスペンション装置が発生する可変力Ｆaが下記の式１８にて表される値に制御されれば、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止することができると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０にすることができる。

（３）上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とよりなり、後輪の舵角が制御される場合

上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とよりなり、後輪の舵角が制御される場合に於いて、車体の傾斜角βs及び保舵トルクＭtを０にすると共に車両の走行方向と操舵角θとのずれを０にするためには、上記式３乃至６及びβs＝Ｍt＝θ＝０より下記の式１９及び上記式１５、１６が成立し、また上記式７及び８より上記式１７が成立すればよいことが解る。

上記式１３乃至１５より下記の式１６が成立し、よってアクティブスタビライザ装置の制御量Ｄs及びアクティブサスペンション装置が発生する可変力Ｆaが下記の式１８にて表される値に制御されれば、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止することができると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０にすることができ、また後輪の舵角θwrが上記式１９にて表される値に制御されれば、車両の走行方向と操舵角θとのずれをなくすことができる。
（４）上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置のみよりなり、後輪の舵角が制御される場合

上下力可変手段がアクティブスタビライザ装置のみよりなり、後輪の舵角が制御される場合には、上記式１７に於いてアクティブサスペンション装置が発生する可変力Ｆaが０であるので、アクティブスタビライザ装置の制御量Ｄsが下記の式２０にて表される値に制御されれば、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止することができると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０にすることができ、また後輪の舵角θwrが上記式１９にて表される値に制御されれば、車両の走行方向と操舵角θとのずれをなくすことができる。

従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、上下力可変手段はアクティブスタビライザ装置であり、後輪舵角可変手段は設けられておらず、路面の横方向の傾斜角をβとし、前輪のサスペンションスプリングと後輪のサスペンションスプリングと後輪のスタビライザとよりなる等価なばねのばね定数をＫcとし、前輪のストロークに対するばね定数に換算した場合のアクティブスタビライザ装置のばね定数をＫsとし、車両のトレッドを２Ｌwとして、アクティブスタビライザ装置は前輪のストロークに換算した場合のアクティブスタビライザ装置の制御量Ｄsが上記１４にて表される値になるよう制御されるよう構成される（好ましい態様１０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１０の構成に於いて、前輪の接地荷重をＷfとし、前輪のキャスタートレール及びニューマチックトレールをそれぞれＬcp及びＬpとして、アクティブスタビライザ装置が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが上記１３にて表される値であるよう、前輪のキングピン軸に対するアクティブサスペンション装置が発生する可変力の作用線の関係が設定されているよう構成される（好ましい態様１１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、上下力可変手段はアクティブスタビライザ装置とアクティブサスペンション装置とを含み、後輪舵角可変手段は設けられておらず、路面の横方向の傾斜角をβとし、前輪のサスペンションスプリングと後輪のサスペンションスプリングと後輪のスタビライザとよりなる等価なばねのばね定数をＫcとし、前輪のストロークに対するばね定数に換算した場合のアクティブスタビライザ装置のばね定数をＫsとし、車両のトレッドを２Ｌwとし、前輪の接地荷重をＷfとし、前輪のキャスタートレール及びニューマチックトレールをそれぞれＬcp及びＬpとし、アクティブスタビライザ装置が発生する可変力によるモーメントのアーム長をεsとし、アクティブサスペンション装置が発生する可変力によるモーメントのアーム長をεaとして、アクティブスタビライザ装置及びアクティブサスペンション装置は前輪のストロークに換算した場合のアクティブスタビライザ装置の制御量Ｄsが上記１８にて表される値になり且つアクティブサスペンション装置が発生する可変力Ｆaが上記１８にて表される値になるよう制御されるよう構成される（好ましい態様１２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、路面の横方向の傾斜角をβとし、前輪及び後輪の正規化コーナリングパワーをそれぞれＣf及びＣrとして、後輪舵角可変手段は後輪の舵角θwrが上記１９にて表される値になるよう制御されるよう構成される（好ましい態様１３）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。
［第一の実施例］

図１は本発明による車両の走行制御装置の第一の実施例を示す概略構成図、図２及び図３はそれぞれ右前輪について第一の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的側面図及び解図的背面図である。

図１に於いて、第一の実施例の走行制御装置１０は車両１２に搭載されている。車両１２は操舵輪である右前輪１４FR及び左前輪１４FLと、非操舵輪である右後輪１４RR及び左後輪１４RLとを有している。図１に示されている如く、左右の前輪１４FL及び１４FRは運転者によるステアリングホイール１６の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のステアリング装置１８によりラックバー２０及びタイロッド２２L及び２２Rを介して転舵される。

走行制御装置１０は左右の前輪１４FL及び１４FRの間に配設されたアクティブスタビライザ装置２４を含み、左右の後輪１４RL及び１４RRの間には通常のスタビライザ２６が配設されている。アクティブスタビライザ装置２４はアンチロールモーメントを増減するロール剛性可変手段として機能すると共に、必要に応じて左右の前輪１４FL及び１４FRと車体２８との間に作用する上下方向の可変力（スタビライザ力）を左右逆相にて発生することにより前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段として機能する。

図示の第一の実施例に於いては、図２及び図３に示されている如く、前輪１４FL及び１４FRはストラット式のサスペンション３０により懸架されている。サスペンション３０は右前輪１４FRを回転軸線３２の周りに回転可能に支持する車輪支持部材３４を含み、車輪支持部材３４の上端にはストラット３６の下端が剛固に連結されている。ストラット３６はショックアブソーバ３８とコイルスプリング４０とを含む周知の構成を有し、上端にてゴムブッシュを含むアッパサポート４２により車体２８に連結されている。

車輪支持部材３４の下端にはボールジョイント４４によりサスペンションアーム４６の外端が枢着されている。図示の実施例に於いては、サスペンションアーム４６はＡ型アームであり、二つの内端はゴムブッシュを含むジョイント４８及び５０により車体２８に連結されている。アッパサポート４２の中心Ｐ及びボールジョイント４４の中心Ｑはキングピン軸５２を郭定しており、キングピン軸５２は右前輪１４FRの路面５４との接地点Ｒよりも車両前方側に位置する交点Ｓに於いて路面５４と交差している。

車輪支持部材３４には車両後方へ延在するナックルアーム５６が一体的に設けられており、ナックルアーム５６の先端にはボールジョイント５８によりステアリング装置１８のタイロッド２２R（２２L）の外端が連結されている。タイロッド２２R（２２L）の内端はボールジョイント６０によりラックバー２０の先端に連結されている。周知の如く、運転者によりステアリングホイール１６が回転操作されると、ラックバー２０及びタイロッド２２L、２２Rが車両横方向へ移動され、ナックルアーム５６がキングピン軸５２の周りに枢動することにより前輪１４FL及び１４FRがキングピン軸５２の周りに回転し、前輪の舵角が変化する。

アクティブスタビライザ装置２４は車輌の横方向に延在する軸線に沿って互いに同軸に整合して延在する一対のトーションバー部分２４TL及び２４TRと、それぞれトーションバー部分２４TL及び２４TRの外端に一体に接続され車両前方へ延在する一対のアーム部２４AL及び２４ARとを有している。トーションバー部分２４TL及び２４TRはそれぞれ図には示されていないブラケットを介して車体２８により自らの軸線の周りに回転可能に支持されている。

アーム部２４AL及び２４ARの先端にはそれぞれボールジョイント６２により連結リンク６４の下端が枢着され、連結リンク６４の上端はそれぞれボールジョイント６６によりストラット３６のショックアブソーバ３８のシリンダに枢着されている。ボールジョイント６２の中心及びボールジョイント６６の中心はアクティブスタビライザ装置１６が発生する可変力（スタビライザ力）の作用線６８を郭定している。周知の如く、ショックアブソーバ３８は油圧式であるので、車輪のバウンド及びリバウンドの速度に応じた減衰力を発生する。

図２乃至図４に示されている如く、作用線６８はキングピン軸５２に対し「ねじれ」の位置関係、即ち平行でもなく交差もしない位置関係をなしている。ボールジョイント６２はキングピン軸５２の周りの右前輪１４FRのトーイン方向の回転について見てボールジョイント６６よりも回転方向進み側に位置し、これにより作用線６８の下方部は作用線６８の上方部よりも上記回転方向進み側に位置している。

従って図４（Ｂ）に示されている如く、アクティブスタビライザ装置２４による可変力Ｆxが作用線６８に沿って右前輪１４FRと車体２８とを離間させる方向に、即ち下向きに作用すると、右前輪１４FRをトーイン方向へ転舵するキングピン軸５２の周りのモーメントＭxinが発生する。逆に図４（Ｃ）に示されている如く、可変力Ｆxが作用線６８に沿って右前輪１４FRと車体２８とを近付ける方向に、即ち上向きに作用すると、右前輪１４FRをトーアウト方向へ転舵するキングピン軸５２の周りのモーメントＭxoutが発生する。特に図示の実施例に於いては、作用線６８及びキングピン軸５２はアクティブスタビライザ装置２４が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが前述の式１３にて表される値になるような位置関係に設定されている。尚左前輪１４FLの側も右前輪１４FRの側と同様に構成されている。

アクティブスタビライザ装置２４はトーションバー部分２４TL及び２４TRの間にアクチュエータ７０を有している。アクチュエータ７０は電動機及び減速機構を内蔵し、必要に応じて一対のトーションバー部分２４TL及び２４TRを相対的に回転駆動することにより、左右前輪の位置に於いて車輌に付与されるアンチロールモーメントを増減し、前輪側の車輌のロール剛性を可変すると共に、作用線６８に沿って左右の前輪１４FL及び１４FRと車体２８との間に作用する可変力を増減する。

後輪側のスタビライザ２６は車輌の横方向に延在する一つのトーションバー部分２６Tと、それぞれトーションバー部分２６Tの両端に一体に接続され車両後方へ延在する一対のアーム部２６AL及び２６ARとを有し、アーム部２６AL及び２６ARの先端にてそれぞれ左右の後輪１４RL及び１４RRの車輪支持部材又はサスペンション部材に連結されている。トーションバー部分２６Tは図には示されていないブラケットを介して車体２８により自らの軸線の周りに回転可能に支持されているが、アクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０に対応するアクチュエータは設けられていない。

アクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０は電子制御装置７４によって電動機に対する駆動電流Ｉxが制御されることにより制御される。尚図１には詳細に示されていないが、電子制御装置７４は、互いに接続されたＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム及びマップ（ルックアップテーブル）等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納されたデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ、及びＡＤコンバータを含むインターフェース等からなるマイクロコンピュータである。

電子制御装置７４には横加速度センサ７６により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す信号、ヨーレートセンサ７８により検出された車両のヨーレートγを示す信号、車速センサ８０により検出された車速Ｖを示す信号、操舵角センサ８２により検出された操舵角θを示す信号、回転角度センサ８４により検出されたアクチュエータ７０の実際の回転角度φを示す信号が入力される。尚横加速度センサ７６、ヨーレートセンサ７８、操舵角センサ８２はそれぞれ車輌の左旋回時又は左旋回方向への操舵の場合を正として横加速度Ｇy、ヨーレートγ、操舵角θを検出し、回転角度センサ８４は車輌の左旋回時の車体のロールを低減する方向を正としてアクチュエータ７０の回転角度を検出する。

電子制御装置７４は図５に示されたフローチャートに従って路面の横方向の傾斜角βを推定し、路面の横方向の傾斜角βの大きさが小さいときには、アクティブスタビライザ装置２４の制御による車両のロール剛性の制御を行い、路面の横方向の傾斜角βの大きさが大きいときには、アクティブスタビライザ装置２４により発生される可変力を制御することにより、路面傾斜に起因する下り方向への車体の傾斜を０にし、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止すると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０に低減する。

次に図５に示されたフローチャートを参照して第一の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置により発生される可変力の制御ルーチンについて説明する。尚図４に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ５１０に於いては横加速度センサ７６により検出された車輌の横加速度Ｇyを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ５２０に於いては車両のヨーレートγ及び車速Ｖに基づき図６に示されたグラフに対応するマップより又は車両のヨーレートγと車速Ｖとの積として車両の推定横加速度Ｇyhが演算され、ステップ５３０に於いてはgを重力加速度として下記の式２１に従って路面の横方向の傾斜角βが演算される。
β＝（Ｇyh−Ｇy）／g ……（２１）

ステップ５４０に於いては路面の横方向の傾斜角βの絶対値が基準値βo（正の定数）以上であるか否かの判別、即ち路面の横方向の傾斜に基づく可変力の制御が必要であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ５８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ５５０へ進む。

ステップ５５０に於いてはアクティブスタビライザ装置２４の通常制御、即ち旋回時等に於ける車体のロールを抑制するための車両のロール剛性の制御が行われる。尚アクティブスタビライザ装置２４による車両のロール剛性の制御は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて行われてよい。

例えば少なくとも車輌の横加速度Ｇyに基づき車輌に作用するロールモーメントが推定され、ロールモーメントの大きさが基準値以上であるときには、ロールモーメントを打ち消す方向のアンチロールモーメントが増大するよう車輌の目標アンチロールモーメントＭatが演算される。そして目標アンチロールモーメントＭatに基づきアクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０の目標回転角度φtが演算され、アクチュエータ７０の回転角度φが目標回転角度φtになるよう制御され、これにより旋回時等に於ける車体のロールが低減される。

ステップ５８０に於いては路面の横方向の傾斜角βに基づき上述の式１４に従って制御量Ｄsが演算されると共に、制御量Ｄsに基づいてアクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０の目標回転角度φtが演算され、ステップ６００に於いてはアクチュエータ７０の回転角度φが目標回転角度φtになるようアクティブスタビライザ装置２４が制御される。

かくして第一の実施例によれば、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体２８の傾斜角βsを０にして車体を水平状態に維持することができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止して車両を運転者の意図する方向へ走行させることができ、更には運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止するに必要な運転者の操舵トルクを０に低減することができる。

例えば図１６に示されている如く、例えば車輌１２が右下がりに傾斜した路面１１６を走行する場合には、車体１２に作用する重力の路面１１６に平行な成分、即ち下り方向の横力Ｆsに起因して車体は右側へ傾斜するので、右前輪１４FRはリバウンドし左前輪１４FLはバウンドした状態になる。第一の実施例によれば、上述の如く路面の傾斜角βに応じてアクティブスタビライザ装置２４が制御されることにより、右前輪１４FRと車体２８とを離間させる可変力が付与されると共に、左前輪１４FLと車体２８とを接近させる可変力が付与されるので、図１６に於いて破線にて示されている如く、車体２８の傾斜を低減し車体を水平状態に維持することができる。

また図１７に示されている如く、例えば車輌１２が右下がりに傾斜した路面１１８を走行する場合には、車輌１２には路面１１８の下り方向の横力Ｆsが作用するので、ステアリングホイール１６及び前輪１４FL、１４FRが車輌の直進位置にあっても、車輌１２は図１７（Ａ）に於いて仮想線の矢印にて示されている如く前進しながら路面１１６の下り方向、即ち右方向へ移動する。

第一の実施例によれば、上述の如くアクティブスタビライザ装置２４により右前輪１４FRと車体２８とを離間させる可変力が付与され、その可変力により右前輪１４FRをトーイン方向へ転舵するモーメントが発生され、またアクティブスタビライザ装置２４により左前輪１４FLと車体２８とを接近させる可変力が付与され、その可変力により左前輪１４FLをトーアウト方向へ転舵するモーメントが発生される。

従って図１７（Ｂ）に示されている如く、右前輪１４FR及び左前輪１４FLは左旋回方向へ転舵され、重力による路面１１６の下り方向の横力Ｆsに対抗する路面１１６の上り方向の横力Ｆfが左右の前輪によって発生されるので、車輌１２が路面１１６の下り方向へ移動することを防止し、路面１１８の長手方向に沿って車輌１２を直進走行させることができ、また運転者が右前輪１４FR及び左前輪１４FLを左旋回方向へ転舵するようステアリングホイール１６を操舵し保舵する必要もない。

尚この場合右前輪１４FR及び左前輪１４FLの転舵に伴ってステアリングホイール１６が図１７（Ｂ）に示されている如く左旋回方向へ自動的に回転されるので、運転者は路面１１６に横方向の傾斜があるにも拘らず車体２８が水平状態を維持し車輌１２が直進するのは、アクティブスタビライザ装置２４の制御によるものであることを認識することができる。

特に第一の実施例によれば、作用線６８及びキングピン軸５２はアクティブスタビライザ装置２４が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが前述の式１３にて表される値になるような位置関係に設定されているので、車輌が横方向に傾斜した路面を走行する際に於ける車体２８の傾斜角βsを正確に０にして車体を完全に水平の状態に維持することができ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止すると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを確実に０に低減することができる。尚このことは後述の第四の実施例についても同様である。

また第一の実施例によれば、左右の前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段はアクティブスタビライザ装置２４のみであるので、上下力可変手段として電磁ショックアブソーバも使用される後述の第二及び第三の実施例の場合に比して、走行制御装置の構造及び制御を簡単なものにすることができる。
［第二の実施例］

図７は本発明による車両の走行制御装置の第二の実施例を示す概略構成図、図８及び図９はそれぞれ右前輪について第二の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的側面図及び解図的背面図である。尚図７乃至図９に於いて図１乃至図３に示された部材と同一の部材には図１乃至図３に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この第二の実施例に於いては、サスペンション３０は第一の実施例に於ける油圧式ショックアブソーバ３８の代わりに軸力発生手段としての電磁式ショックアブソーバ８８を有している。図には示されていないが、電磁式ショックアブソーバ８８は電動機と減速機構と回転-直線運動変換機構とを含み、電動機の回転トルクが回転-直線運動変換機構によってショックアブソーバ８８の軸線９０に沿う軸力に変換され、これにより軸線９０に沿って右前輪１４FR及び左前輪１４FLと車体２８との間に作用する可変力を増減し、これによりサスペンション３０等と共働して前輪１４FR及び１４FLとそれより上方の車体部分との間に配設され前輪の車体支持荷重を増減する可変力を作用線としての軸線９０に沿って発生するアクティブサスペンション装置として機能する。

図８乃至図１０に示されている如く、軸線９０はキングピン軸５２に対し車両の前方側に位置し且つキングピン軸５２に対し「ねじれ」の位置関係をなしている。軸線９０は交点Ｔにて前輪の回転軸線３２と交差し、アッパサポート４２の中心Ｕはキングピン軸５２の周りの右前輪１４FRのトーイン方向の回転について見て交点Ｔよりも回転方向遅れ側に位置し、これにより軸線９０の上方部は軸線９０の下方部よりも上記回転方向遅れ側に位置している。尚軸線９０は前輪の回転軸線３２と交差していなくてもよい。

従って図１０（Ｂ）に示されている如く、ショックアブソーバ８８による可変力Ｆyが軸線９０に沿って右前輪１４FRと車体２８とを離間させる方向に、即ち上向きに作用すると、右前輪１４FRをトーイン方向へ転舵するキングピン軸５２の周りのモーメントＭyinが発生する。逆に図１０（Ｃ）に示されている如く、可変力Ｆyが軸線９０に沿って右前輪１４FRと車体２８とを近付ける方向に、即ち下向きに作用すると、右前輪１４FRをトーアウト方向へ転舵するキングピン軸５２の周りのモーメントＭyoutが発生する。

尚第二の実施例に於いても、アクティブスタビライザ装置２４は上述の第一の実施例の場合と同様の構造にて車輌に搭載されているが、作用線６８及びキングピン軸５２はアクティブスタビライザ装置２４が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが前述の式１３にて表される値以外の値になるような位置関係に設定されている。また左前輪１４FLの側も右前輪１４FRの側と同様に構成されている。

電磁式ショックアブソーバ８８は電動機に対する駆動電流Ｉyl、Ｉyrが電子制御装置７４によって制御されることにより制御され、ショックアブソーバ８８が発生する可変力は、車輌の通常の走行時には車輌の良好な乗り心地性を確保しつつ車体の上下振動を良好に減衰させると共に、旋回時や加減速時に於ける車体の姿勢変化を低減するよう制御され、車輌が横方向に傾斜した路面を走行する場合には、路面の横方向の傾斜角βに応じて後に詳細に説明する如く制御される。

電子制御装置７４は図１１に示されたフローチャートに従って路面の横方向の傾斜角βを推定し、路面の横方向の傾斜角βの大きさが小さいときには、アクティブスタビライザ装置２４の制御による車両のロール剛性の制御を行うと共に、ショックアブソーバ８８について車輌の通常の走行時の制御を行う。これに対し電子制御装置７４は路面の横方向の傾斜角βの大きさが大きいときには、傾斜角βに応じてアクティブスタビライザ装置２４により発生される可変力及びショックアブソーバ８８により発生される可変力を制御することにより、路面傾斜に起因する下り方向への車体の傾斜を０にし、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止すると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０に低減する。

次に図１１に示されたフローチャートを参照して第二の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８により発生される可変力の制御ルーチンについて説明する。

この第二の実施例に於いては、ステップ１１１０乃至１１５０はそれぞれ上述の第一の実施例のステップ５１０乃至５５０と同様に実行され、ステップ１１５０の次に実行されるステップ１１６０に於いては、ショックアブソーバ８８の通常走行時の制御が行われる。尚ショックアブソーバ８８の通常走行時の制御は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて行われてよい。

またステップ１１４０に於いて肯定判別が行われたときには、ステップ１１８０に於いて上記式１８に従ってアクティブスタビライザ装置の制御量Ｄs及びアクティブサスペンション装置が発生する可変力Ｆaが演算されると共に、制御量Ｄsに基づいてアクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０の目標回転角度φtが演算され、可変力Ｆaが電磁式ショックアブソーバ８８の目標可変力Ｆatに設定される。

またステップ１２００に於いてはアクチュエータ７０の回転角度φが目標回転角度φtになるようアクティブスタビライザ装置２４が制御され、ステップ１２１０に於いては電磁式ショックアブソーバ８８の可変力が目標可変力Ｆatになるようアクティブサスペンション装置が制御され、これにより車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsが０にされ、また路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動が防止されると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクが０に低減される。

かくして第二の実施例によれば、上述の第一の実施例と同様、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止して車両を運転者の意図する方向へ走行させることができ、更には運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止するに必要な運転者の操舵トルクを０に低減することができる。

特に第二の実施例によれば、上下力可変手段としてアクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８が設けられているので、上述の第一の実施例の場合の如く一つの上下力可変手段しか設けられていない場合に比して、各上下力可変手段の可変力発生負担を軽減し、それらを低出力のものにすることができ、このことは後述の第三の実施例についても同様である。
［第三の実施例］

図１２は本発明による車両の走行制御装置の第三の実施例を示す概略構成図である。尚図１２に於いて図７に示された部材と同一の部材には図７に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この第三の実施例に於いては、上述の第二の実施例と同様、前輪側にはアクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８が上述の第二の実施例と同様の構造にて設けられており、作用線６８及び軸線９０はキングピン軸５２に対し上述の第二の実施例の場合と同一の関係をなしている。

またこの第三の実施例に於いては、後輪側には左右の前輪１４FL及び１４FRの操舵とは独立に左右の後輪１４RL及び１４RRを操舵する後輪舵角可変手段としての後輪操舵装置９４が設けられている。後輪操舵装置９４はタイロッド９８L及び９８Rを介して左右の後輪１４RL及び１４RRを転舵する油圧式又は電動式のアクチュエータ９６を含み、アクチュエータ９６は電子制御装置７４により制御電流Ｉzが制御されることによって制御される。

次に図１３に示されたフローチャートを参照して第三の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８により発生される可変力の制御及び後輪操舵装置９４による後輪の舵角制御のルーチンについて説明する。

この第三の実施例に於いては、ステップ１３１０乃至１３６０はそれぞれ上述の第二の実施例のステップ１１１０乃至１１６０と同様に実行され、ステップ１３６０の次に実行されるステップ１３７０に於いては、後輪操舵装置９４の通常走行時の後輪舵角制御が行われる。尚後輪操舵装置９４の通常走行時の制御は本発明の要旨をなすものではなく、当技術分野に於いて公知の任意の要領にて行われてよい。

またステップ１３８０は上述の第二の実施例のステップ１１８０と同様に実行され、ステップ１３８０の次に実行されるステップ１３８０に於いては、路面の横方向の傾斜角βに基づき上記式１９に従って後輪の舵角θwrが演算されると共に、後輪の舵角θwrが左右の後輪１４RL及び１４RRの目標舵角θwrtに設定される。

またステップ１４００乃至１４１０はそれぞれ上述の第二の実施例のステップ１２００乃至１２１０と同様に実行され、これにより車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsが０にされ、路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動が防止されると共に、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクが０に低減され、ステップ１４１０の次に実行されるステップ１４２０に於いては、ステアリングホイール１６により推定される車両の進行方向が車両の実際の進行方向に一致するよう、右後輪１４RR及び左後輪１４RLの舵角が目標舵角θwrtになるよう制御される。

かくして第三の実施例によれば、上述の第一及び第二の実施例と同様、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止し、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０に低減することができるだけでなく、ステアリングホイール１６の回転位置より推定される車両の進行方向を車両の実際の進行方向に一致させることができ、これによりステアリングホイール１６の回転位置より推定される車両の進行方向が車両の実際の進行方向と一致しないことに起因して運転者が違和感を覚えることを確実に防止することができる。

例えば図１７（Ｂ）に示されている如く、上述の第一及び第二の実施例の場合には、右前輪１４FR及び左前輪１４FLの転舵に伴ってステアリングホイール１６が左旋回方向へ自動的に回転されるので、車両は直進しているにも拘わらずステアリングホイール１６は車両の左旋回位置にあり、このことが運転者にとって違和感になる虞れがある。

これに対し第三の実施例によれば、図１８に示されている如く、アクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８による可変力の制御に伴う前輪の転舵方向とは左右逆方向へ後輪１４RL、１４RRが転舵されるので、路面の傾斜に起因して車両に作用する横力Ｆsに対抗して路面傾斜の上り方向へ車両を旋回させようとする横力Ｆrを後輪により発生させることができ、これにより運転者の意図しない横方向への車両の移動を抑制することができ、従って運転者が可変力の制御による前輪の転舵に伴うステアリングホイール１６の不必要な回転をキャンセルするよう、即ちステアリングホイール１６の回転位置が運転者が希望する車両の進行方向と一致するようステアリングホイールを回転操作し、前輪１４FR及び１４FLが車両の直進位置へ転舵されても、運転者の意図しない横方向への車両の移動を確実に防止することができると共に、運転者が車両の進行方向とステアリングホイールの回転位置との不一致に起因して違和感を感じることを確実に防止することができる。

特に第三の実施例によれば、後輪の舵角θwrが路面の横方向の傾斜角βに基づいて上記式１９に従って演算されると共に、後輪の舵角θwrが左右の後輪１４RL及び１４RRの目標舵角θwrtに設定されるので、後輪の舵角制御量が上下力可変手段の制御量や可変力の増減変化量に基づいて制御される場合に比して、後輪の舵角の制御を簡便に行うことができ、このことは後述の第四の実施例についても同様である。

尚電磁式ショックアブソーバ８８の車体側の枢点Ｕがキングピン軸５２を郭定する点Ｐと同一である場合には、電磁式ショックアブソーバ８８の作用線である軸線９０はキングピン軸５２と点Ｐにて交差するので、軸線９０はキングピン軸５２に対しねじれの位置関係になく、電磁式ショックアブソーバ８８はキングピン軸５２周りのモーメントを発生することができないが、車体と前輪との間の距離を変化させることはできるので、キングピン軸５２周りのモーメントを発生することができるアクティブスタビライザ装置２４の如き他の上下力可変手段が設けられている限り、電磁式ショックアブソーバ８８の車体側の枢点Ｕがキングピン軸５２を郭定する点Ｐと同一であってもよい。
［第四の実施例］

図１４は本発明による車両の走行制御装置の第四の実施例を示す概略構成図である。尚図１４に於いて図１及び図１２に示された部材と同一の部材には図１及び図１２に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この第四の実施例に於いては、前輪側にはアクティブスタビライザ装置２４が上述の第一の実施例と同様の構造にて設けられており、作用線６８はキングピン軸５２に対し上述の第一の実施例の場合と同一の関係をなしている。また後輪側には左右の前輪１４FL及び１４FRの操舵とは独立に左右の後輪１４RL及び１４RRを操舵する後輪操舵装置９４が上述の第三の実施例と同様の構造にて設けられている。

次に図１５に示されたフローチャートを参照して第四の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置２４により発生される可変力の制御及び後輪の舵角制御のルーチンについて説明する。

この第四の実施例に於いては、ステップ１５１０乃至１５５０、１６００はそれぞれ上述の第一の実施例のステップ５１０乃至５５０、６００と同様に実行され、ステップ１５７０、１５９０、１６２０はそれぞれ上述の第三の実施例のステップ１３７０、１３９０、１４２０と同様に実行される。また上述の第一の実施例のステップ５８０に対応するステップ１５８０に於いては、路面の横方向の傾斜角βに基づき上述の式２０に従って制御量Ｄsが演算されると共に、制御量Ｄsに基づいてアクティブスタビライザ装置２４のアクチュエータ７０の目標回転角度φtが演算される。

かくして第四の実施例によれば、上述の第三の実施例と同様、車両が横方向に傾斜した路面を走行する際の車体の傾斜角βsを０にすることができ、路面傾斜に起因する運転者の意図しない下り方向への車両の移動を防止し、その移動防止に必要な運転者の操舵トルクを０に低減することができ、更にはステアリングホイール１６の回転位置より推定される車両の進行方向を車両の実際の進行方向に一致させことができ、これにより運転者が車両の進行方向とステアリングホイールの回転位置との不一致に起因して違和感を感じることを確実に防止することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施例に於いては、アクティブスタビライザ装置２４のトーションバー部分２４TL及び２４TRが前輪の回転軸線３２に対し車両の前方側に位置し、アーム部２４AL及び２４ARが前輪の回転軸線３２に対し車両の後方側に位置しているが、連結リンク６４の下端（車体側端部）がキングピン軸５２の周りの前輪のトーイン方向の回転について見て連結リンク６４の上端（車輪側端部）に対し回転方向進み側に位置している限り、アクティブスタビライザ装置２４は車両に対し任意の態様にて組み込まれていてよい。

また上述の第一及び第四の実施例に於いては、作用線６８及びキングピン軸５２はアクティブスタビライザ装置２４が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsが前述の式１３にて表される値になるような位置関係に設定されているが、上下力可変手段が前輪のキングピン軸に対しねじれの位置関係をなす作用線に沿って可変力を作用させることにより上下力を増減し、前輪と車体とを離間させる方向に可変力を作用させることにより前輪をトーイン方向へ転舵する方向のキングピン軸周りのモーメントを発生するよう構成されている限り、車体の傾斜を確実に低減することができると共に、運転者の意図しない路面傾斜の下り方向への車両の移動を確実に抑制することができ、また車両の移動を抑制するに必要な操舵トルクを確実に低減することができる。従ってアクティブスタビライザ装置２４が発生する可変力によるモーメントのアーム長εsは前述の式１３にて表される値以外の値であってもよい。

また上述の第二及び第三の実施例に於いては、電磁式ショックアブソーバ８８の下端は車輪支持部材３４に剛固に連結されているが、電磁式ショックアブソーバ８８の下端は前輪と共にキングピン軸５２の周りに枢動する任意の部材に枢着されてもよく、その場合には電磁式ショックアブソーバ８８が発生する可変力の作用線は車体２８に対する上端の枢着部の中心（Ｕ）と電磁式ショックアブソーバ８８の下端の枢着部の中心とにより郭定され、キングピン軸５２の周りの前輪のトーイン方向の回転について見て、上端の枢着部の中心は下端の枢着部の中心に対し回転方向遅れ側に設定される。

また上述の各実施例に於いては、車両のヨーレートγ及び車速Ｖに基づき車両の推定横加速度Ｇyhが演算され、gを重力加速度として上記式２１に従って路面の横方向の傾斜角βが演算されるようになっているが、車両のヨーレートγ及び車速Ｖに基づく車両の推定横加速度Ｇyhと車両の実際の横加速度Ｇyとの偏差に基づいて路面の横方向の傾斜角が推定されるよう修正されてもよく、また路面の横方向の傾斜角βは当技術分野に於いて公知の他の任意の要領にて演算又は検出されてもよい。

更に上述の第二及び第三の実施例に於いては、上下力可変手段としてアクティブスタビライザ装置２４及び電磁式ショックアブソーバ８８が設けられているが、これらの実施例に於いてアクティブスタビライザ装置２４が省略されてもよい。また上述の各実施例に於ける上下力可変手段はアクティブスタビライザ装置２４若しくは電磁式ショックアブソーバ８８であるが、所定の作用線に沿って可変力を発生し得るものである限り、当技術分野に於いて公知の任意の手段であってよい。

本発明による車両の走行制御装置の第一の実施例を示す概略構成図である。 右前輪について第一の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的側面図である。 右前輪について第一の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的背面図である。 キングピン軸に沿って上方より見た場合のアクティブスタビライザ装置による可変力の作用軸とキングピン軸との関係を示す説明図である。 第一の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置により発生される可変力の制御ルーチンを示すフローチャートである。 車両のヨーレートγ及び車速Ｖと車両の推定横加速度Ｇyhとの間の関係示すグラフである。 本発明による車両の走行制御装置の第二の実施例を示す概略構成図である。 右前輪について第二の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的側面図である。 右前輪について第二の実施例の要部をスケルトン図として示す解図的背面図である。 キングピン軸に沿って上方より見た場合の電磁式ショックアブソーバの軸線とキングピン軸との関係を示す説明図である。 第二の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置及び電磁式ショックアブソーバにより発生される可変力の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の走行制御装置の第三の実施例を示す概略構成図である。 第三の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置及び電磁式ショックアブソーバにより発生される可変力の制御及び後輪の舵角制御のルーチンを示すフローチャートである。 本発明による車両の走行制御装置の第四の実施例を示す概略構成図である。 第四の実施例に於けるアクティブスタビライザ装置により発生される可変力の制御及び後輪の舵角制御のルーチンを示すフローチャートである。 車輌が右下がりに傾斜した路面を走行する場合に於ける車体姿勢について第一の実施例の作動を示す説明図である。 車輌が右下がりに傾斜した路面を走行する場合に於ける車両の走行方向について第一の実施例の作動を示す説明図である。 車輌が右下がりに傾斜した路面を走行する場合に於ける車両の走行方向とステアリングホイールの回転位置との関係について第三の実施例の作動を示す説明図である。 一方の前輪についてキングピン軸と上下力可変手段の作用線との関係の概略を示す説明図である。 車輌が右下がりに傾斜した路面を走行する場合に於ける車体の姿勢変化を示す説明図である。 車輌が右下がりに傾斜した路面を走行する場合に於ける車両の前後方向及び進行方向に対する前輪及び後輪の方向を示す説明図である。 上下力可変手段としてアクティブスタビライザ装置及び電磁式ショックアブソーバが設けられた車両を示す模式図である。

符号の説明

１０…走行制御装置、１２…車両、１８…ステアリング装置、２４…アクティブスタビライザ装置、２８…車体、３０…サスペンション、３８…ショックアブソーバ、４６…サスペンションアーム、５２…キングピン軸、６４…連結リンク、６８…作用線、７０…アクチュエータ、７４…電子制御装置、７６…横加速度センサ、７８…ヨーレートセンサ、８０…車速センサ、８２…操舵角センサ、８４…回転角度センサ、８８…電磁式ショックアブソーバ、９４…後輪操舵装置、９６…アクチュエータ

Claims (5)

1. 操舵輪である左右の前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段と、前記上下力可変手段を制御する制御手段とを有する車両の走行制御装置に於いて、前記上下力可変手段は前記前輪のキングピン軸に対しねじれの位置関係をなす作用線に沿って可変力を作用させることにより前記上下力を増減し、前記前輪と前記車体とを離間させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーイン方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生すると共に、前記前輪と前記車体とを接近させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーアウト方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生するよう構成され、前記制御手段は車速及び車両のヨーレートに基づく車両の推定横加速度と車両の実際の横加速度との偏差若しくは車両の実際のヨーレートと車速及び車両の横加速度に基づく車両の推定ヨーレートとの偏差に基づいて路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定し、路面の横方向の傾斜の下り側に於いて前記前輪と前記車体とを離間させると共に路面の横方向の傾斜の上り側に於いて前記前輪と前記車体とを接近させるよう、前記横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて前記上下力可変手段による前記可変力を制御することにより、路面の横方向の傾斜に起因する前記車体の横方向の傾斜及び車両の偏向を低減することを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 操舵輪である左右の前輪と車体との間に作用する上下力を増減する上下力可変手段と、前記上下力可変手段を制御する制御手段とを有する車両の走行制御装置に於いて、車輌は後輪舵角可変手段を有し、前記上下力可変手段は前記前輪のキングピン軸に対しねじれの位置関係をなす作用線に沿って可変力を作用させることにより前記上下力を増減し、前記前輪と前記車体とを離間させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーイン方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生すると共に、前記前輪と前記車体とを接近させる方向に前記可変力を作用させることにより前記前輪をトーアウト方向へ転舵する方向の前記キングピン軸周りのモーメントを発生するよう構成され、前記制御手段は路面の横方向の傾斜の大きさ及び方向を推定し、路面の横方向の傾斜の下り側に於いて前記前輪と前記車体とを離間させると共に路面の横方向の傾斜の上り側に於いて前記前輪と前記車体とを接近させるよう、前記横方向の傾斜の大きさ及び方向に基づいて前記上下力可変手段による前記可変力を制御することにより、路面の横方向の傾斜に起因する前記車体の横方向の傾斜及び車両の偏向を低減すると共に、前記横方向の傾斜の大きさが大きいときには前記横方向の傾斜の大きさが小さいときに比して後輪の転舵量の大きさが大きくなるよう、前記後輪舵角可変手段の制御により前記可変力の制御に伴う前記前輪の転舵方向とは左右逆方向へ後輪を転舵することを特徴とする車両の走行制御装置。
3. 前記上下力可変手段は前記前輪の位置に於いて前記車体のロールを抑制する力を前記可変力として発生するアクティブスタビライザ装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。
4. 前記上下力可変手段は前記前輪とそれより上方の車体部分との間に配設され前記前輪の車体支持荷重を増減する力を前記可変力として発生するアクティブサスペンション装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。
5. 前記上下力可変手段は前記前輪の位置に於いて前記車体のロールを抑制する力を前記可変力として発生するアクティブスタビライザ装置と、前記前輪とそれより上方の車体部分との間に配設され前記前輪の車体支持荷重を増減する力を前記可変力として発生するアクティブサスペンション装置とを含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。

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