JP4835198B2

JP4835198B2 - 車両の挙動制御装置

Info

Publication number: JP4835198B2
Application number: JP2006044680A
Authority: JP
Inventors: 欣高出口; 一郎山口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2007223390A

Description

本発明は、車両の挙動制御装置に関する。

従来、ヨー角加速度を用いた車両挙動制御装置としては、車両のヨー角加速度に応じて車両の後輪転舵角を調整することで，旋回時のコース追従性を向上させる制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ヨー角加速度が所定の目標値に一致するように左右輪の駆動力配分を調整することで、路面状態などによらない安定した車両旋回性能を実現している（例えば、特許文献２参照）。さらに、さらに、ヨー角加速度が所定値以上とならないように左右のブレーキ力を調整することで、運転者の不安感を低減するような車両挙動を実現する方法も示されている（例えば，特許文献３参照）。
特開昭６０−１９３７７３号公報特開平１０−８４６０５号公報特開平１−２３７２５２号公報

しかしながら上記従来技術にあっては、いずれも前輪におけるヨー角加速度と後輪におけるヨー角加速度との和に応じて車両挙動を制御するため、前後輪それぞれのヨー角加速度が独自に変化した場合であっても、前輪ヨー角加速度と後輪ヨー角加速度の和が変化しなければ結局同じ制御を行うこととなる。したがって、前後輪独自のヨー角加速度に合わせた高精度な制御を行うことができない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、前輪の状態と後輪の状態とを独立に推定し、前輪の状態推定値及び後輪の状態推定値に基づき、前後輪を独立に制御して車両挙動安定化制御を行う車両の挙動制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両状態を検出する車両状態検出手段と、前輪と後輪の横力和をそれぞれ独立に演算する横力和演算手段と、演算された前記前輪と後輪それぞれの横力和に基づき、前記前輪と後輪のタイヤ作用力を独立に制御する制御手段と、を備え、車両の旋回挙動を制御する車両の挙動制御装置において、
前記車両状態検出手段は、
前記各輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、
前記各輪の制駆動反力を演算する制駆動反力演算手段と、
前記車両上の２箇所の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
前記２箇所の横加速度に基づき、前記車両重心位置における横力を演算する横力演算手段と、
前記２箇所の横加速度に基づき、前記車両重心位置におけるヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段と、
を備え、
前記横力和演算手段は、前記各輪の転舵角、前記各輪の制駆動反力、前記横力、及び前記ヨーモーメントに基づき前記前輪と後輪の横力和を演算し、
前記制御手段は、演算された前記前輪と後輪それぞれの横力和に基づき前輪と後輪それぞれの横すべり角の上限値を求め、前輪と後輪それぞれの転舵角指令値を前記上限値内に設定する。

よって、前輪横力和および後輪横力和を独立に推定することで、前輪と後輪をそれぞれの状態に合わせて独立に制御することが可能となり、より高精度な制御を実現する車両の挙動制御装置を提供できる。

以下、本発明の車両の状態推定及び制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［システム構成］
実施例１につき図１ないし図１０に基づき説明する。図１は、４輪を独立の電気モータで駆動する電気自動車のシステム構成図である。電気自動車は、永久磁石をロータに設けた３相同期モータ３FL、３FR、３RL、３RRを備えており、各モータ３FL〜３RRは減速機４fl、4fr、4rl、4rrを介して各車輪２fl、２fr、２rl、２rrに連結されている。各モータ３FL〜３RR、各減速機４fl〜4rr、各車輪２FL〜２RRの出力特性、減速比、車輪半径はいずれも同一である。

前輪２fl，２frはステアリングホイール１１への操舵力によりステアリングラック１４を介して直接転舵されるとともに、補助転舵用モータ１２（アクチュエータ）によりステアリングラック１４を全体的に車幅方向へ変位させることで補助転舵される。すなわち、前輪２fl、２frの転舵角はステアリングホイール１１による主転舵角と補助転舵用モータ１２による補助転舵角DFとの和となる。補助転舵角DFは、制御回路１３が補助転舵用モータ１２の出力を調整することで、統合コントローラ３０が送信する目標補助転舵角tDF（前輪のタイヤ作用力）と一致するように制御される。

後輪２RL,２RRは、転舵用モータ１６（アクチュエータ）によりステアリングラック１５を全体的に車幅方向へ変位させることで操舵される。転舵角は、制御回路１７が転舵用モータ１６の出力を調整することで、統合コントローラ３０が送信する後輪転舵角指令値tDR（後輪のタイヤ作用力）と一致するように制御される。また、各輪２FL〜２RRの転舵角δは転舵角センサ２１により検出され、統合コントローラ３０へ出力される。

統合コントローラ３０はトルク指令値tTFL(左前輪)，tTFR(右前輪)，tTRL(左後輪)，tTRR(右後輪)を演算する演算装置である。ヨーレイトセンサ８、転舵角センサ２１、ブレーキペダルセンサ２２、アクセルペダルセンサ２３、横加速度センサ２４，２５、前後加速度センサ２６、及び車体すべり角センサ２９からの各検出値に加え、現在のモータ３FL〜３RRの現在回転数と出力トルクが入力される。また、制御回路１３，１７から前輪転舵角の補助転舵角実際値及び後輪転舵角実際値が入力される。

ここで、車体すべり角センサ２９は２つの空間フィルタ式速度検出器（により車両の前後速度と横すべり速度を検出し、その比から車体横すべり角を検出するタイプのセンサであり、後輪軸の左右中央の点（図３の点P）に取り付けられている。

これらの入力値に基づき、統合コントローラ３０は各モータ３FL〜３RRに対するトルク指令値tTFL(左前輪)，tTFR(右前輪)，tTRL(左後輪)，tTRR(右後輪)を演算する。また、前輪転舵角の補助転舵角指令値tDFおよび後輪転舵角指令値tDRを演算し、それぞれ制御回路１３および制御回路１７に出力する。

駆動回路５FL〜５RRは、統合コントローラ３０からのトルク指令値tTFL〜tTRRに基づき、バッテリ６の電力を制御して各モータ３FL〜３RRの力行および回生トルクを制御する。

［前後輪指令値（トルク及び転舵角）演算制御］
前後輪独自の状態に合わせた高精度な制御を行うため、前輪横力和および後輪横力和を推定し、前輪の状態と後輪の状態とを分離して推定する。各輪荷重Wfl〜Wrr、各輪制駆動路面反力Fxfl〜Fxrr、前後輪横力和Fy_f,Fy_rなどを推定し、これらの値に基づき各輪モータトルク指令値tTFL〜tTRRを演算する。これに加え、前後輪横力和Fy_f,Fy_r、前後輪転舵角δf,δrなどから、前後輪２FL〜２RRのすべり角αfl〜αrrを演算し、このすべり角αfl〜αrrに基づく前輪補助転舵角指令値tDFおよび後輪転舵角指令値tDRを演算し、前後輪をそれぞれ独立して制御する。

［前後輪指令値（トルク及び転舵角）演算制御処理］
図２は、統合コントローラ３０で実行されるトルク指令値演算制御処理のメインフローチャートである。以下、ステップごとに説明する。

ステップS201では、各センサ信号、データを取り込む。すなわち、アクセル開度APS、ブレーキ踏力BRK、操舵角STR、横加速度YG1，YG2、前後加速度XG、ヨーレートγの各検出値を取り込み、また各モータ３FL〜３RRの回転数Nfl〜Nrr及びトルク指令値TFL〜TRRの現在値データを取り込んでステップS202へ移行する。なお、横加速度YG１，YG２は２つの横加速度センサ２４，２５の２つの検出値である。

ステップS202では、車速Vを次式で演算し、ステップS203へ移行する。
（数式１）
V = (Nfl/GG*R + Nfr/GG*R + Nrl/GG*R + Nrr/GG*R) /4
ここで、Rは各車輪fl〜rrの半径、GGは減速機４fl〜４rrの減速比である。

ステップS203では、各輪加重、各輪の制駆動路面反力、前左右タイヤの横力和Fy_f、後左右タイヤの横力和Fy_rなどの車両状態を推定し、ステップS204へ移行する。

ステップS204では、アクセル開度APS、ブレーキ踏力BRK、操舵角STR、車速Vなどに基づき各輪２FL〜２RRのモータトルク指令値TFL〜TRRを演算し、駆動回路５FL〜５RRに出力してステップS205へ移行する。

ステップS205では、前後輪横力和Fy_f,Fy_r、前後輪操舵角δfl,δrrなどから、前後輪２FL〜２RRのすべり角αfl〜αrrを演算し、このすべり角αfl〜αrrに基づく前輪補助転舵角指令値tDFおよび後輪転舵角指令値tDRを演算してそれぞれ制御回路１３，１７へ出力し、制御を終了する。

［車両状態推定］
図３は、図２のフローにおけるステップS203での車両状態推定にかかる、各車両挙動パラメータの関係を示す図である。転舵角センサ２１、ブレーキペダルセンサ２２、横加速度センサ２４，２５の検出値である操舵角STR、ブレーキ踏力BRK、横加速度YG１，YG２に基づき、転舵角δ、制駆動路面反力Fx、ヨーモーメントMM及び横力YGを演算し、これに基づき前後輪横力和Fy_f,Fy_rを演算する。

（転舵角の演算）
本願における車両は前輪操舵タイプであるため、後輪転舵角δrl, δrrは補助舵角DRのみとなる。したがって、前輪及び後輪の転舵角−転舵角マップMAP_STRfl及びMAP_STRFから、ステアリングホイール１１への操舵角STRに対応する前輪転舵角δfl、δfrの値を読み込み、以下のように演算する。ここで、DFは前輪補助舵角、DRは後輪補助舵角である。
（数式２）
δfl = MAP_STRF(STR)+前輪補助舵角値DF
δfr = MAP_STRF(STR)+前輪補助舵角値DF
δrl = DR
δrr = DR

（制駆動路面反力の演算）
制駆動路面反力Fxfl〜Fxrrは、モータトルク指令値TFL〜TRRと各輪２FL〜２RRの回転速度変化量から推定する。具体的な推定手法としては、例えば特開平６-９８４１８（数式１１）に開示される方法を用いる。とりわけ機械式ブレーキを用いる場合、ブレーキ踏力BRKの値から前、後輪制動力マップを読み込んで、ブレーキ制動トルクTBL_FBR(BRK)及びTBL_RBR(BRK)とモータトルクTFL〜TRRとの和に基づき、制駆動路面反力Fxfl〜Fxrrを演算する。また、アンチスキッドブレーキングシステム作動時には、システム作動による制動トルク減少分を検出し、上記制動トルクを補正する。

（ヨー角加速度及び横加速度の演算）
図４は、図２のフローにおけるステップS203での車両挙動制御にかかる、横加速度YGと各車両挙動パラメータとの関係を示す図である。横力Fyは車両進行方向左向きを正とする。横加速度センサの取り付け位置を図４の位置とした場合、ヨー角加速度γ'（単位は、rad/s²、反時計回りを正とする）と重心位置の横加速度YG（単位は、m/s²、車両左向きを正とする）は次のように求められる。
（数式３）
γ' = (YG2-YG1)/L2
YG = YG1 + (YG2-YG1)*Lc/L2

（横力及びヨーモーメントの演算）
ヨー角加速度γ'及び横加速度YG値から、車両のヨー慣性設計値I_γ[kgm²]、車両質量設計値M[kg]を用いて、車両に働く横力FyとヨーモーメントMMを次のように演算する。
（数式４）
Fy = M*YG
MM = I_γ*γ'

（前後輪の左右横力和の演算）
図３に示すように、左前輪で発生する横力をFyfl、右前輪で発生する横力をFyfr、左後輪で発生する横力をFyrl、右後輪で発生する横力をFyrrとし、前輪の左右転舵角が等しく(δfl=δfr=δf)と後輪の左右転舵角が等しい(δrl=δrr=δr)とすると、車両に働く横力FyとヨーモーメントMMについて次の関係式が成り立つ。
（数式５）

ここでLf は前輪軸重心点距離[m]、Lr は後輪軸重心点距離[m]、Lt はトレッドベース距離(前後輪同一)[m]であり、それぞれ設計定数である。
上記数式５の第３項の影響は小さいものとして無視し、(Fyfl+Fyfr)および(Fyrl+Fyrr)を次のように求める。
（数式６）

ここでδfとして(δfl+δfr)/2を用い、δrとして(δrl+δrr)/2を用いることとし、(Fyfl+Fyfr)を第１前輪横力和Fy_f、(Fyrl+Fyrr)を第１後輪横力和Fy_rに代入する。
なお、上記数式６の近似式として以下の数式７を用いてもよいし、前輪転舵角δfおよび後輪転舵角δrが十分小さいとして以下の数式８などを用いてもよい。
（数式７）

（数式８）

（各輪荷重の演算）
車両静止状態での前輪荷重Wfと車両静止状態での後輪荷重Wr（単位はいずれもN）を次式で演算する。
（数式９）
Wf = M*Lr/(Lf+Lr)/2*9.8
Wr = M*Lf/(Lf+Lr)/2*9.8
次に、車両前後加速度XG、および、数式５で求めた重心位置の横加速度YGから、前後輪荷重移動量ΔWdと左右輪荷重移動量ΔWcを次のように演算する。
（数式１０）

ここで、hは重心高[m]、Ltはトレッド幅[m]である。そして、これらの値に基づき、以下の式で各輪の輪荷重を演算する。
（数式１１）

この方法以外に、センサを用いて検出した輪荷重値を用いても良い。

［車両状態推定処理］
図５は、図２のステップS203で実行される車両状態推定処理のルーチンである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップS401では、各輪転舵角δfl〜δrrを演算し、ステップS402へ移行する。

ステップS402では、各輪制駆動路面反力Fxfl〜Fxrrを演算し、ステップS403へ移行する。

ステップS403では、ヨーモーメントMM、横力YGを演算し、ステップS404へ移行する。

ステップS404では、第１前後輪横力和Fy_f,Fy_rを演算し、ステップS405へ移行する。

ステップS405では、各輪荷重Wfl〜Wrrを演算し、本ルーチンを終了する。

［モータトルク指令値演算制御］
図２のステップS204におけるモータトルク指令値演算制御では、まず車速-アクセル開度マップMAP_tTD（図６参照）から車両の目標駆動力tTDを読み込む。

次に、次式に基づき各輪２FL〜２RRのモータトルク指令値tTFL〜tTRRを演算する。なお、tUは目標駆動力車速及びステアリング操舵量STRに基づき図７の V- tU マップを読み込むことで決定される。
（数式１２）
左前、後輪 tTFL，tTRL = tTD*R/GG/4-tU*R/GG/4
右前、後輪 tTFR，tTRR = tTD*R/GG/4＋tU*R/GG/4
ここで、GGとは減速機４fl〜４rrにおける減速比である。なお、ヨーレートγや車両横加速度YGが所望の過渡応答となるよう補正を行ってもよく特に限定しない。補正方法については「自動車の運動と制御（山海堂、著者：安部正人）」の第８章などを参照。演算後、各輪２FL〜２RRのモータトルク指令値tTFL〜tTRRをモータ駆動回路へ出力する。

［モータトルク指令値演算制御処理］
図８は、モータトルク指令値演算制御処理ルーチンである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップS601では、目標駆動力tTDを演算し、ステップS602へ移行する。

ステップS602では、各輪２FL〜２RRに対するモータトルク指令値tTFL〜tTRRを演算し、ステップS603へ移行する。

ステップS603では、各輪２FL〜２RRのモータトルク指令値tTFL〜tTRRを出力し、本ルーチンを終了する。

［各輪転舵角制限制御］
車輪の横力は基本的に横すべり角が大きいほど大きくなる特性にあるが、ある横すべり角S以上は、逆に横滑り角が大きくなるほど減少する傾向にある（タイヤを転舵しすぎると車両が曲がりづらくなる）。したがって、本実施例では前後輪すべり角の推定値に応じ、前後輪横力和が減少に転じてしまうタイヤ横滑り角とならないよう、転舵角を制限して路面摩擦係数や車両の状態に応じた制御を行う。

（各輪すべり角の演算）
車体すべり角βに対する各輪２FL〜２RRのすべり角αfl〜αrrを次式で演算する。車体すべり角βと各輪すべり角αfl〜αrrとの関係がおおよそ次の関係にあることは、「自動車の運動と制御（山海堂、著者：安部正人）」の第3章(p.54)に示されている。また、タイヤ回転面の向きに対してタイヤ中央の進行の向きが時計周りの状況を正の向きにとる（図３参照）。
（数式１３）
αfl = (V*β+(Lf+Lr)*γ)/(V-Lt*γ/2) - δfl
αfr = (V*β+(Lf+Lr)*γ)/(V+Lt*γ/2) - δfr
αrl = V*β/(V-Lt*γ/2) - δrl
αrr = V*β/(V+Lt*γ/2) - δrr
演算後、前輪２FL,２FR及び後輪２RL,２RRにおける平均すべり角αf,αrを演算する。
（数式１４）
αf = (αfl+αfr)/2
αr = (αrl+αrr)/2

（各輪すべり角制限値演算）
各輪すべり角の最大制限値αfmax,αrmaxを演算する。演算にあたり、所定時間内の前後輪すべり角αf、αr、前後輪横力和Fy_f,Fy_rを記憶する。例えば、所定時間２秒内に（αf、αr）,（Fy_f,Fy_r）をそれぞれ４００個ずつサンプリングし、αf[1]〜αf[400]、αr[1]〜αr[400]、Fy_f[1]〜Fy_f[400]、Fy_r[1]〜Fy_r[400]として記憶する。

この前輪横力和絶対値 |Fy_f[k]| に対応する前輪すべり角絶対値 |αf[k]| を求め、 |αf[1]| 〜 |αf[400]| のうちこの前輪すべり角絶対値 |αf[k]| よりも値が大きい |αf[m]| (|αf[m]|>|αf[k]|) を全て選択する。該当する |αf[m]| が存在しなければ、αfmax＝1rad（十分大きな値）とする。

後輪すべり角最大制限値αrmaxも、以下の式１７に基づき前輪と同様に求める。
（数式１７）
|Fy_r[k]|-Δ > |Fy_r[n]| かつ |αr[n]| > |αr[k]|
|Fy_r[n]| が存在すれば |αr[n]|min = αrmax
|Fy_r[n]| が存在しなければ αrmax＝1rad

（補助舵角指令値演算）
１．前輪補助舵角指令値tDF
前輪補助舵角指令値tDFは基本的に０とするが、ドライバがステアリングホイール１１を切り増した時に旋回性が低下しない前輪すべり角αfに制限するよう、次式に基づき前輪補助転舵角指令値tDFを演算する。
（数式１８）
tDF = max［-αfmax+｛V*β+(Lf+Lr)*γ｝/V - MAP_STRF(STR) ，
min〔αfmax+｛V*β+(Lf+Lr)*γ｝/V - MAP_STRF(STR)， 0 〕］

２．後輪補助舵角指令値tDR
後輪補助舵角指令値tDRについては、基本的にステアリングホイール１１の操舵による前輪転舵角δfに対し、逆位相かつ比例的に補助舵角指令値tDRを次のように演算する。
（数式１９）
（- K * MAP_STRF(STR)）
前輪同様、ドライバがステアリングを切り増した時に旋回性が低下しない後輪すべり角αrに制限するよう、Kを定数として次のように後輪転舵角指令値tDRを演算する。
（数式２０）
tDR = max[-αrmax+β，min｛αrmax+β，- K*MAP_STRF(STR) ｝]

［各輪転舵角制限制御処理］
図１０は、各輪転舵角制限制御処理ルーチンである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップS501では、車体すべり角βに対する前輪２FL,２FRのすべり角αfl,αfrを演算し、平均前輪すべり角αfを求めてステップS502へ移行する。

ステップS502では、車体すべり角βに対する後輪２RL,２RRのすべり角αrl,αrrを演算し、平均後輪すべり角αrを求めてステップS503へ移行する。

ステップS503では、所定時間内の前後輪すべり角αf、αr、前後輪横力和Fy_f,Fy_rをサンプリングしてステップS504へ移行する。

ステップS504では前輪補助舵角指令値αfmaxを演算し、ステップS505へ移行する。

ステップS505では後輪補助舵角指令値αrmaxを演算し、ステップS506へ移行する。

ステップS506では前後輪補助舵角指令値tDF,tDRを演算し、制御を終了する。

［本願実施例の効果］
（１）本願実施例では、車両状態に基づき、車両各輪２FL〜２RRの横力和Fy_f,Fy_rを演算する横力和演算手段を備えた車両の挙動制御装置において、横力和演算手段は、前輪２FL,２FRと後輪２RL,２RRの横力和Fy_f,Fy_rを独立に演算し、前輪２FL,２FRと後輪２RL,２RRのタイヤ作用力である前輪補助転舵角指令値tDFおよび後輪転舵角指令値tDR
を独立に制御する制御手段を備えることとした。これにより、前輪２FL,２FRと後輪２RL,２RRをそれぞれの状態に応じて独立して制御することが可能となり、より正確な車両挙動制御を行うことができる。

（２）車両状態に基づき、前輪２FL,２FRと後輪２RL,２RRの横力和Fy_f, 和Fy_fをそれぞれ独立に演算し、前輪の横力和Fy_fに基づき前輪のタイヤ作用力を制御し、後輪の横力和Fy_fに基づき後輪のタイヤ作用力を制御することとした。これにより、前後輪でそれぞれ異なる状態をより精度よく把握し、これに基づいて前後輪の独立制御を確実に行うことができる。

（３）各輪２FL〜２RRの転舵角δfl〜δrrを検出する転舵角検出手段と、各輪２FL〜２RRの制駆動反力Fxfl〜Fxrrを演算する制駆動反力演算手段と、車両上の２箇所の横加速度YG1,YG2を検出する横加速度検出手段と、２箇所の横加速度YG1,YG2に基づき、車両重心位置における横力FYを演算する横力演算手段と、２箇所の横加速度YG1,YG2に基づき、車両重心位置におけるヨーモーメントγ'を演算するヨーモーメント演算手段とを備え、横力和演算手段は、各輪転舵角δfl〜δrr、各輪制駆動反力Fxfl〜Fxrr、前記横力FY、及び前記ヨーモーメントγ'に基づき前輪と後輪の横力和Fy_f,Fy_rを演算することとした。

これにより、前後輪で独立してヨーモーメントγ'を演算することが可能となり、前後輪のヨーモーメントγ'の和が変化しない場合であっても、前後輪のヨーモーメントγ'が独自に変化していれば、前後輪の状態を独立して把握することで、車両状態をより正確に把握することができる。

（４）横力和演算手段は、Lfを前輪軸と車両重心点との前後距離、Lrを後輪軸と車両重心点との前後距離、Ltをトレッドベース距離、δfを前輪舵角、δrを後輪舵角として、以下の数式

によって、またはこの数式の近似式によって、横力和Fy_f,Fy_rを演算することとした。これにより、数式を用いて演算することで、横力和Fy_f,Fy_rをより高精度かつ高速度で演算することができる。

（５）タイヤ作用力として各輪の転舵角を用い、制御手段は、前輪２FL,２FR及び／または後輪２RL,２RRの転舵角を制御する補助転舵用モータ１２及び転舵用モータ１６とした。これにより、前後輪のヨーモーメントを独立して制御可能となり、車両挙動制御をより高精度に行うことができる。

（６）制御手段は、前後輪横力和Fy_f,Fy_rが減少しない範囲で、この前後輪横力和Fy_f,Fy_rに応じて前後輪転舵角δfl〜δrrを制御することとした。車輪の横力は基本的に横すべり角が大きいほど大きくなる特性にあるが、ある横すべり角S以上は、逆に横滑り角が大きくなるほど減少する傾向にある（タイヤを転舵しすぎると車両が曲がりづらくなる）。転舵角δfl〜δrrを制限して路面摩擦係数や車両の状態に応じた制御を行うため、前後輪すべり角αfl〜αrrに応じて前後輪横力和Fy_f,Fy_rが減少に転じてしまうことを回避し、車両挙動をより安定させることができる。

（他の実施例）
以上、本発明の操舵装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成についてはこれらに限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り設計の変更や追加等は許容される。

例えば、各輪すべり角αfl〜αrrが発生してから各輪に横力が発生するまでには過渡的な遅れがあるが、以下の式に基づき、タイヤ横滑り角が発生してからタイヤ横力が発生するまでの伝達特性をＴ(s)とした場合に、数式１４を次の式で置き換え、この遅れを補正した上で図１０のフローチャートを実施してもよい。ここでｓは微分演算子である。
（数式２１）
αf = Ｔ(s) * (αfl+αfr)/2
αr = Ｔ(s) * (αrl+αrr)/2

また、本願実施例ではタイヤ作用力として前輪２FL,２FRと後輪２FL,２RRの前輪補助転舵角指令値tDFおよび後輪転舵角指令値tDRを用いたが、タイヤ作用力として前輪２FL,２FRと後輪２FL,２RRの制駆動力Fxf,Fxrを用い、それぞれを独立に制御することで、車両挙動制御を行ってもよい。

４輪を独立の電気モータで駆動する電気自動車のシステム構成図である。トルク指令値演算制御処理のメインフローチャートである。車体すべり角と各車両挙動パラメータの関係を示す図である。横加速度と各車両挙動パラメータとの関係を示す図である。車両挙動制御処理のルーチンである。車速−アクセル開度マップである。車速−転舵角マップである。モータトルク指令値演算制御処理ルーチンである。サンプリングした前輪すべり角絶対値と前輪横力和絶対値の関係を示す図である。各輪転舵角制限制御処理ルーチンである。

符号の説明

３FL〜３RR 車輪
４fl〜４rr 減速機
５FL〜５RR 駆動回路
６バッテリ
８ヨーレイトセンサ
１１ステアリングホイール
１２補助転舵用モータ
１４ステアリングラック
１５ステアリングラック
１６転舵用モータ
１７制御回路
２１転舵角センサ
２２ブレーキペダルセンサ
２３アクセルペダルセンサ
２４，２５横加速度センサ
２６前後加速度センサ
２９車体すべり角センサ
３０統合コントローラ

Claims

車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前輪と後輪の横力和をそれぞれ独立に演算する横力和演算手段と、
演算された前記前輪と後輪それぞれの横力和に基づき、前記前輪と後輪のタイヤ作用力を独立に制御する制御手段と、
を備え、
車両の旋回挙動を制御する車両の挙動制御装置において、
前記車両状態検出手段は、
前記各輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、
前記各輪の制駆動反力を演算する制駆動反力演算手段と、
前記車両上の２箇所の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
前記２箇所の横加速度に基づき、前記車両重心位置における横力を演算する横力演算手段と、
前記２箇所の横加速度に基づき、前記車両重心位置におけるヨーモーメントを演算するヨーモーメント演算手段と、
を備え、
前記横力和演算手段は、前記各輪の転舵角、前記各輪の制駆動反力、前記横力、及び前記ヨーモーメントに基づき前記前輪と後輪の横力和を演算し、
前記制御手段は、演算された前記前輪と後輪それぞれの横力和に基づき前輪と後輪それぞれの横すべり角の上限値を求め、前輪と後輪それぞれの転舵角指令値を前記上限値内に設定することを特徴とする車両の挙動制御装置。
請求項１に記載の車両の挙動制御装置において、
前記車両状態に基づき、前記前輪と後輪の横力和をそれぞれ独立に演算し、前記前輪の横力和に基づき前記前輪のタイヤ作用力を制御し、前記後輪の横力和に基づき前記後輪のタイヤ作用力を制御することを特徴とする車両の挙動制御装置。
請求項１または請求項２に記載の車両の挙動制御装置において、
前記横力和演算手段は、Lfを前輪軸と車両重心点との前後距離、Lrを後輪軸と車両重心点との前後距離、Ltをトレッドベース距離、δfを前輪舵角、δrを後輪舵角として、以下の数式

によって、または該数式の近似式によって、前記横力和を演算することを特徴とする車両の挙動制御装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両の挙動制御装置において、
前記タイヤ作用力は各輪の転舵角であって、
前記前輪及び／または後輪の転舵角を制御するアクチュエータを備えたこと
を特徴とする車両の挙動制御装置。
請求項４に記載の車両の挙動制御装置において、
前記前後輪の横力和が減少しない範囲で、前記前後輪の横力和に応じて前記前後輪転舵角を制御すること
を特徴とする車両の挙動制御装置。