JP4876617B2

JP4876617B2 - 車両挙動制御装置

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Publication number: JP4876617B2
Application number: JP2006041095A
Authority: JP
Inventors: 新一郎城; 欣高出口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP2007216877A; US20090118907A1; CN101384462B; CN101384462A; US7996129B2; WO2007093973A1; EP1989093B1; EP1989093A1

Description

本発明は、車両挙動制御装置の技術分野に属する。

従来、車両の旋回性能を向上させ、障害物等の緊急回避性能等を向上させる技術として、４輪操舵機構を用いて緊急回避時に最大限回避能力を発揮するように４輪の転舵角を制御する４輪操舵装置が知られている。また、左右輪の駆動力差を用いて旋回中のヨーレート制御を行う駆動制御装置も知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平５−２３８４０３号公報特開平１０−２１０６０４号公報

しかしながら、上記従来技術を含む一般的な車両では、車両の旋回特性を安定にするため、アンダーステア特性から弱オーバーステア特性に設定されているので、例えば後方重心化などよる強いオーバーステア特性の車両に比べヨー運動性能が低い。すなわち、旋回性能や回避性能に改善の余地がある。

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、車両の旋回特性および直進性の安定化を図りつつ、強いオーバーステア特性により高い旋回性能を得ることができる車両挙動制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の車両挙動制御装置では、
車両に旋回力を与える旋回力付与手段と、
車両運動が不安定となる安定限界速度以上の不安定速度域では、車両の旋回特性および直進性を安定化させる方向へ前記旋回力付与手段の操作量を制御する車両安定化制御を行う安定化制御手段と、
を備え、
前記安定化制御手段は、前記安定限界速度を境界とする安定限界速度以下の安定速度域と前記不安定速度域とで、ステアリング操作量に基づく旋回指令値に応じて前記旋回力付与手段の操作量の正負が逆となる車両安定化制御を行うことを特徴とする。
ここで、「安定限界速度」とは、この車速以上で車両の横方向運動特性が不安定となる速度を言う。

本発明にあっては、不安定速度域において、車両の旋回特性および直進性を安定化させる方向へ旋回力付与手段の操作量が制御される。すなわち、車両の限界速度以下に不安定速度域を有するような、強いオーバーステア特性とした車両のヨー運動性能の高さを利用し、旋回時の荷重変化に応じて外輪と内輪のタイヤ横力の差が発生し、この横力が舵角によって車体縦方向に作用することで生じる旋回方向と逆向きのヨーモーメントをより小さな力で打ち消すことが可能となり、緊急回避時等で早い旋回を要求される場面では、従来以上に高いヨー運動を発生させる一方、早い旋回が要求されない通常の安定な旋回もしくは直進安定性が要求される場面では、安定化制御により従来同様に所望の定常旋回特性を得ようとするものである。
この結果、車両の旋回特性および直進性の安定化を図りつつ、従来以上の高い旋回性能を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両挙動制御装置を適用した車両の構成図であり、この車両は、左右後輪をそれぞれ別々の電気モータで独立に駆動可能な電気自動車である。

図１に示すように、車両１は、駆動力発生源として電気モータ（車両に旋回力を与える旋回力付与手段であり、以下、モータと略記する。）３RL,３RRを備えており、各々のモータの回転軸は、減速機4RL,4RRを介して後輪２RL,２RRに連結されている。２つのモータの出力特性、２つの減速機の減速比および２つの車輪の半径は、いずれも同一に設定されている。

モータ３RL,３RRは、いずれも永久磁石をロータに埋め込んだ三相同期モータである。駆動回路５RL,５RRは、モータ３RL,３RRとリチウムイオンバッテリ６との電力授受を制御し、モータ３RL,３RRの力行および回生トルクを、統合コントローラ３０から受信するトルク指令値tTRL(左後輪),tTRR(右後輪)とそれぞれ一致するように調整する。この駆動回路5RL,5RRは、モータ３RL,３RRの出力トルクと、モータ回転軸に取り付けられた回転位置センサ（不図示）により検出したモータ回転速度を各々統合コントローラ３０へ送信する。

前輪2FL,2FRは、運転者が操作するステアリングホイール１１の回転運動によりステアリングギヤ１４を介して機械的に主操舵される他に、補助操舵用モータ１２によりステアリングギヤ１４を全体的に車幅方向（左右）へ変位させることで補助操舵される。すなわち、前輪2FL,2FRの舵角は、ステアリングホイール１１による主舵角と補助操舵用モータ１２による補助舵角との和となる。前輪舵角は、制御回路１３が補助操舵用モータ１２の出力を調整することで、統合コントローラ３０が送信する目標前輪舵角tDFと一致するように制御される。

後輪2RL,2RRは、操舵用モータ１６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。舵角は、制御回路１７が操舵用モータ１６の出力を調整することで、統合コントローラ３０が送信する目標後輪舵角tDRと一致するように制御される。

統合コントローラ３０には、アクセルペダルセンサ２３によって検出するアクセル開度信号APOと、ステアリングホイール１１の回転軸に取り付けられた操舵角センサ２１によって検出するステアリングホイールの回転角信号STRと、ヨーレートセンサ８によって検出するヨーレート信号γとが入力される。

実施例１の車両１は、強いオーバーステア特性を有し、車両の限界速度以下に安定限界速度を有するように、車両パラメータ（車重m、前輪コーナリングパワーK_f、後輪コーナリングパワーK_r、ホイールベース長L、重心点から前輪軸までの距離L_f、重心点から前輪軸までの距離L_r、後輪トレッド幅L_t）を設定している。ここで、安定限界速度V_cとは、この車速以上で車両の横方向運動特性が不安定となる車速であり、「自動車の運動と制御」（安部正人著、山海堂）に記載された線形解析を前提とすると、下記の式(1)で表される。

V_cは、車速を徐々に高めたとき、車両運動を記述する状態方程式の固有値の実部が負から正になる車速である。式(1)から、L_f・K_f-L_r・K_rが負ならば、V_cは存在せず、車速によらず制御なしの車両の特性は安定となる。一方、L_f・K_f-L_r・K_rが正ならば、V_cが存在し、V_c以上の車速では制御なしの車両の特性は不安定となる。
ただし、V_cは、式(1)に示される値に固定ではなく、車両の旋回状態に応じて線形領域を越えた場合や、線形解析で未考慮の特性により変化する。

不安定な車両では、制御なしでは直進することすら難しい。そして、ステップ状に一定の後輪左右駆動力差入力を与えたときのヨーレート定常値は、図２に示すように、安定限界速度に近いほど大きくなり、安定限界速度以上では無限大となり、ヨーレートγの発散が止まらないことを示す。この特性は、図示しないが、前輪舵角DF、後輪舵角DRを入力とした場合でも同様であり、ヨーレートγのみではなく横力や車体横すべり角に対しても同様の特性となる。また、式(1)と図２に示すように、重心位置の車両パラメータは同じとすると、重心位置が後方になるほど（L_fが大きく、L_rが小さくなるほど）安定限界速度は低くなる。

したがって、例えば後方寄りの重心の車両とすることで、このヨーレートの高さを利用して旋回性能の高い車両を実現することができ、操作量も小さく済ますことができる。ただし、早い旋回を必要としない場面において、不安定な車両で所望の旋回を行うために、以下の統合コントローラ３０で実行する車両安定化制御により、不安定車速域での車両運動特性を安定化する。

［車両安定化制御処理］
図３は、統合コントローラ３０で演算される車両安定化制御処理の流れを示すフローチャートである。統合コントローラ３０は、マイクロコンピュータのほかにRAM/ROMなどの周辺部品を備えており、図３のフローチャートを一定時間毎、例えば5ms毎に実行する。

まずステップS100では、センサ信号や、駆動回路5RL,5RRからの受信信号をRAM変数に格納し、ステップS101へ移行する。具体的には、アクセル開度信号を変数APS（単位は%。全開時を100%とする）に格納し、ステアリングホイール１１の回転角信号を変数STR（単位はradで、反時計回りを正とする。）に格納し、車体ヨーレート信号を変数γ（図１の左旋回時の向きを正にとる）に格納する。また、駆動回路5RL,5RRから受信する信号についても、モータ3RL,3RRの出力トルクをそれぞれ変数TRL,TRR（いずれも単位はNmで、車両を加速させる向きを正とする。）に格納し、それぞれのモータの回転速度を変数NRL,NRR（いずれも単位はrad/sで、車両が前進する向きを正とする。）に格納する。

ステップS101では、車両の速度V（単位はm/sで、車両が前進する向きを正とする。）を、下記の式(2)を用いて演算し、ステップS102へ移行する。
V = (NRL + NRR) ×R / GG / 2 …(2)
ここで、Rは車輪の半径、GGは減速機の減速比である。

ステップS102では、統合コントローラ３０の車両安定化制御演算ブロック（図４）で実行される車両安定化制御演算処理（図５）を実行し、リターンへ移行する。

［車両安定化制御演算処理］
図５は、車両安定化制御演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（安定化制御手段）。

ステップS200では、目標ヨーレート演算部100において、ステアリングホイール１１の回転角信号STRと車速Vとから、図６に示すマップにしたがい、目標ヨーレートtγを演算し、ステップS201へ移行する。図６は、ステア角STRと車速Vとに応じた目標ヨーレートtγの設定マップであり、目標ヨーレートtγは、ステア角STRが大きいほど、または車速Vが高いほど大きな値となるように設定される。

ステップS201では、F/F指令部101において、ステップs200で求めた目標ヨーレートtγを実現するフィードフォワード指令値uFFを演算し、ステップS202へ移行する。
例えば、uFFを、操作量uからヨーレートγへの伝達関数Q(s,V)を用いて、目標ヨーレートtγからヨーレートγが、ある応答の伝達関数D(s,V)で表される応答となるように、下記の式(3)を用いて演算する。

ここで、sはラプラス演算子である。uFFを操作量uと仮定すると、目標ヨーレートtγからヨーレートγへの伝達関数は、下記の式(4)で表される。

よって、目標ヨーレートtγからヨーレートγが、伝達関数D(s,V)で表される応答となる。車両の動きの説明で後述するが、この車両の特性Q(s)を用いた式(3)により、安定車速域と不安定車速域とで符合の異なる定常旋回時の操作量や、目標ヨーレート変化時における安定車速域と不安定車速域とでの同じ方向への操作量変化が自動的に演算される。

ステップS202では、F/B指令部102において、ヨーレート安定化のためと、フィードフォワードだけでは対応できないモデル誤差による目標ヨーレートtγに対するヨーレートγのずれを補償するために、目標ヨーレートtγとヨーレート検出値γとの偏差に応じて、この偏差を補償するようにフィードバック指令値uFBを演算し、ステップS203へ移行する。

例えば、制御則として、下記の式(5)に示すようにPI補償器を用いる。

ここで、kPは比例ゲイン、kIは積分ゲインである。

ステップS203では、ステップS201で求めたフィードフォワード指令値uFFと、ステップS202で求めたフィードバック指令値uFBとの和を、操作量u（旋回指令値）として出力し、リターンへ移行する。

次に、作用を説明する。
［車両安定化制御作用］
以下、車両の左旋回時を例に、不安定車速域で走行したときの従来車両と実施例１車両との操作および車両挙動の違いを説明する。なお、ここでは、操作量を後輪左右駆動力差として説明するが、操作量は前輪舵角もしくは後輪舵角でもよい。

左旋回の開始から終了までのヨーレートγと操作量（後輪左右駆動力差）の時刻歴を図７と図８に示す。図７には、実施例１車両（安定限界速度V_c以上では、制御なしでは不安定な車両）において、安定限界速度V_c以下の車速の場合を破線で、安定限界速度V_c以上の車速の場合を実線で示す。図８には、実施例１車両において安定限界速度V_c以上の車速の場合に、車両限界速度以下にV_cが存在しない従来の車両（制御なしでも安定な車両）を破線で、実施例１車両を実線で示す。

図７と図８から、ヨーレートγが立ち上がる旋回開始時(A)では、制御なしでも安定な車両状態（従来の車両と、車速がV_cよりも低い実施例１車両）と、制御なしでは不安定な車両状態（車速がV_cよりも高い実施例１車両）とでは、操作の方向と符合が同じ操作量となることがわかる。

次に、ヨーレートγが一定で定常に旋回している時間帯(B)では、制御なしでも安定な車両状態と制御なしでは不安定な車両状態とでは符合が異なる操作量となる。

最後に、ヨーレートγがゼロに戻る旋回終了(C)では、制御なしでも安定な車両状態と制御なしでは不安定な車両状態とでは、操作量変化の方向は同じで、符合の異なる操作量となる。また、制御なしでも安定な車両状態では操作量を単調に減少させるのに対して、制御なしでは不安定な車両状態では、一旦操作量の絶対値を大きくした後でゼロまで減少させる。

次に、制御なしでも安定な車両状態と制御なしでは不安定な車両状態とで操作の異なる理由について説明する。

すべり角の小さい領域では、横方向の車両の特性は、前輪舵角DFと後輪舵角DRと後輪左右駆動力差uYとを入力とし、車体横すべり角βとヨーレートγを状態量として下記の式(6)で表される。

ここで、a11(V),a12(V),b11(V),b12(V)は、車両パラメータと車速Vで決まる係数、a21,a22,b21,b22,b23は、車両パラメータで決まる定数である。また、b21,b22,b23は車両パラメータや車速によらず符合が決まる。よって、dγ/dtを変化させるときの操作の方向は、車両パラメータや車速によらず同じである。したがって、旋回開始時(A)と旋回終了時(C)では、制御なしでも安定な車両状態と制御なしでは不安定な車両状態とでは、操作量変化の方向は同じとなる。

図９に、実施例１車両の後輪左右駆動力差からヨーレートγへの定常ゲインを示す。図９において、V_cは安定限界速度であり、V_cを境に安定領域（安定速度域）と不安定領域（不安定速度域）とで定常ゲインの符合が反転する。したがって、V_c以上の車速で同じ符合のヨーレートγを発生しながら定常旋回するためには、図７と図８の定常旋回中(B)に示すように、符合の異なる操作量となる。

また、図９に示すように、安定限界速度V_c付近では、定常ゲインの絶対値が非常に大きく、同じヨーレートγを発生させるための操作量は小さいことを示している。このV_cを境に定常ゲインの符合が変わることと、安定限界速度V_c付近で定常ゲインが非常に大きくなることは、前輪舵角と後輪舵角に対しても同様である。

したがって、不安定な車両にすることで、ヨーレートへの大きな定常ゲインを使えるようになり、同じ動作量で早い旋回が可能となる。さらに、同じ旋回性能を実現するための操作量が従来の安定な車両（アンダーステア特性の車両）に比べて小さくて済むため、アクチュエータの小型化による原価の低減や、燃費の向上も期待できる。

以上説明したように、実施例１の車両挙動制御装置にあっては、緊急回避時等で早い旋回を要求される場面では、ヨー運動性能の高さを利用して、小さな力でヨーレートγを発生させることが可能になり、旋回性能を向上させることができる。

一方、早い旋回が要求されない通常の安定な旋回もしくは直進が要求される場面では、図５のフローチャートに示した車両安定化制御により、従来のアンダーステア特性の車両と同様に、所望の定常旋回特性を得ることができる。

図１０に、安定な車両と、V_c以上で不安定な車両において、同じ車速の元で、最も横方向に早く移動するように、前輪舵角と後輪舵角と後輪左右駆動力差を制御した場合の結果を示す。点線で示した車両が安定な車両、実線で示した車両が不安定な車両である。破線で示す基準線に、車体の縁が触れなくなるのが、不安定な車両のほうが早い。すなわち、実施例１の車両安定化制御作用により、安定限界速度V_c以上の車速でも安定に走行できるため、強いオーバーステア特性による高いヨー運動性能を利用して、従来の車両以上の旋回性能や緊急回避性能を実現できる。
この差が出る１つの理由を、図１１を用いて説明する。図１１に示す車両は、太矢印が示すように図の下から上へ左旋回しながら走行している。左旋回時には、荷重変化により車両左側の内輪より、車両右側の外輪の荷重が大きくなる。この荷重変化により、タイヤの発生する横力は、内輪の横力Yfl,Yfrより外輪の横力Yfr,Yrrの方が大きくなる。したがって、舵角による車体縦方向の分力は、内輪の縦方向分力Yfld,Yfrdより外輪の縦方向分力Yfrd,Yrrdの方が大きくなる。よって、内輪の縦方向分力Yfld,Yfrdの和Yldと外輪の縦方向分力Yfrd,Yrrdの和Yrdとの縦力差により、旋回方向とは逆向きのヨーモーメントMdが発生する。ヨー運動性能の高い不安定な車両のほうが、この旋回の抵抗となるヨーモーメントを打ち消すための力が小さいために、打ち消すときに犠牲となる横力も小さくなり、その結果、安定な車両に比べて横移動性能が向上する。

実施例１の車両挙動制御装置において、安定化制御手段は、安定限界速度V_cを境界とする安定速度域と不安定速度域とで、ステアリング操作量STRに基づく操作量uに応じて正負が逆となる安定化操作を行う。
図９に示したように、車両の後輪左右駆動力差からヨーレートγへの定常ゲインは、安定限界速度V_cを境界として符号が反転するため、V_c以上の車速で同じ符合のヨーレートγを発生しながら定常旋回するためには、符合の異なる操作量とする必要がある。
これに対し、安定限界速度V_cを境にして、特に定常旋回状態で正負が逆となる安定化操作を行うことで、不安定な車両特有の操作により、車両の旋回特性を安定化することが可能になる。

実施例１の車両挙動制御装置において、安定化制御手段は、車速が安定速度限界V_c以上でステアリング操作量STRが変化した場合、一旦安定速度域と同方向の操作を行い、旋回中は、安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持する。
すなわち、定常旋回中において、制御なしでも安定な車両状態と同一のヨーレートγを発生させるためには、符号の異なる操作量とする必要があるため、安定速度限界V_c以上でステアリング操作量STRが変化した場合には、一旦安定速度域と同方向の操作を行い、旋回中は、安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持することで、安定な旋回を行いながら、所望の旋回量の変化を実現することができる。

実施例１の車両挙動制御装置において、安定化制御手段は、旋回開始時には、一旦安定速度域と同符合かつ同方向の操作を行い、旋回開始後に、安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持する。
すなわち、ヨーレートγが立ち上がる旋回開始時において、制御なしでも安定な車両状態と同一のヨーレートγを発生させるためには、同符号の操作量が必要であるため、旋回開始時には一旦安定速度域と同符合かつ同方向の操作を行い、旋回開始後に安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持することで、安定な直進から安定な旋回へと所望の旋回開始を実現することができる。

実施例１の車両挙動制御装置において、安定化制御手段は、旋回を終了させる際、一旦安定速度域と逆符号かつ同方向に操作量を増加させる操作を行い、旋回終了時に、操作量をゼロ付近に戻す。
すなわち、ヨーレートγがゼロに戻る旋回終了時において、制御なしでも安定な車両状態と同一のヨーレートγを発生させるためには、一旦安定速度域と逆符号かつ同方向の操作量を発生させる必要があるため、旋回を終了させる際には、一旦安定速度域と逆符合かつ同方向に操作量を増加させる操作を行い、旋回終了時に、操作量をゼロ付近に戻すことで、安定な旋回から安定な直進へと所望の旋回終了を実現することができる。

実施例１の車両挙動制御装置において、旋回力発生手段は、後輪左右駆動力差を発生させる手段とする。
すなわち、前後輪の転舵に対し、同じ車両特有の操作量でありながら、タイヤの横力に対して発生の早い縦力を実現可能な後輪左右駆動力差を用いて旋回力を付与することで、安定余裕が増し、より確実に車両を安定化することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両挙動制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 車両に旋回力を与えるモータ３RL,３RRと、車両運動が不安定となる安定限界速度V_c以上の不安定速度域では、車両の旋回特性および直進性を安定化させる方向へモータ３RL,３RRの操作量を制御する安定化制御手段（図５）と、を備えるため、車両の旋回特性および直進性の安定化を図りつつ、前後輪の転舵角や制駆動力差等、旋回力付与手段の操作量の限界に制限されない高い旋回性能を得ることができる。

(2) 安定化制御手段は、安定限界速度V_cを境界とする安定限界以下の安定速度域と不安定速度域とで、ステアリング操作量STRに基づく操作量uに応じて正負が逆となる安定化操作を行うため、不安定な車両特有の操作により、車両の旋回特性を安定化することが可能になる。

(3) 安定化制御手段は、車速が安定速度限界V_c以上でステアリング操作量STRが変化した場合、一旦安定速度域と同方向の操作を行い、旋回中は、安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持するため、安定な旋回を行いながら、所望の旋回量の変化を実現することができる。

(4) 安定化制御手段は、旋回開始時には、一旦安定速度域と同符合かつ同方向の操作を行い、旋回開始後に、安定速度域とは正負が逆となる操作量で旋回状態を維持するため、安定な直進から安定な旋回へ、所望の旋回開始を実現することができる。

(5) 安定化制御手段は、旋回を終了させる際、一旦安定速度域と逆符号かつ同方向に操作量を増加させる操作を行い、旋回終了時に、操作量をゼロ付近に戻すため、安定な旋回から安定な直進へ、所望の旋回終了を実現することができる。

(6) 旋回力発生手段は、後輪左右駆動力差を発生させる２つのモータ３RL,３RRとしたため、前後輪を転舵する場合と比較して安定余裕が増し、より確実に車両を安定化することができる。

実施例２として、安定化操作量として、前輪舵角DFと後輪左右駆動力差uYとを用いた場合の例を示す。なお、構成については、実施例１と同様であるため、図示ならびに説明を省略する。実施例２では、モータ３RL,３RRと補助操舵用モータ１２とにより、車両に旋回力を与える旋回力付与手段が構成される。

［車両安定化演算制御処理］
図１２は、統合コントローラ３０の車両安定化制御演算ブロック（図１３）で実行される車両安定化制御演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（安定化制御手段）。

ステップS400では、目標ヨーレート演算部300において、ステアリングホイール１１の回転角信号STRと車速Vとから、図６に示したマップにしたがい、目標ヨーレートtγを演算し、ステップS401へ移行する。

ステップS401では、第１F/F指令部301において、ステップS400で求めた目標ヨーレートtγを実現するフィードフォワード指令値のうち、前輪舵角で操作する分を演算し、ステップS402へ移行する。前輪舵角を操作量として、実施例１に示した図５のステップS201と同じように演算した操作量を、k倍して第１のフィードフォワード操作量u1を演算し、このu1を前輪舵角指令tUFとする。このkが、フィードフォワード指令値のうち、前輪舵角に配分する分を示し、０で0%、１で100%である。

ステップS402では、第２F/F指令部302において、目標ヨーレートtγを実現するフィードフォワード指令値のうち、後輪左右駆動力差で操作する分を演算し、ステップS403へ移行する。後輪左右駆動力差を操作量として、実施例１に示した図５のステップS201と同じように演算した操作量を、(1-k)倍して第２のフィードフォワード操作量uFFを演算する。

ステップS403では、目標ヨーレートtγとヨーレート検出値γとの偏差に応じて、この偏差を補償するようにフィードバック指令値uFBを、実施例１に示した図５のステップS202と同じように演算し、ステップS404へ移行する。

ステップS404では、ステップS402で求めた第２のフィードフォワード操作量uFFと、ステップS403で求めたフィードバック操作量uFBとの和を、後輪左右駆動力差操作量uYとして出力し、リターンへ移行する。

次に、作用を説明する。
［車両安定化制御作用］
実施例１と同様に、左旋回の開始から終了までのヨーレートと前輪舵角と後輪左右駆動力差の時刻歴を図１４に示す。図１４には、実施例２車両において、安定限界速度V_c以下の車速の場合を破線で、安定限界速度V_c以上の車速の場合を実線で示す。ここでは、フィードフォワード指令値の配分kは0.5とした。

図１４から、前輪舵角は、実施例１の操作量と同様に、ヨーレート変化時には、安定限界速度V_c以下の車速の場合と安定限界速度V_c以上の車速の場合とで同方向の操作量変化となり、ヨーレート一定の旋回定常時には、安定限界速度V_c以下の車速の場合と安定限界速度V_c以上の車速の場合とでは、操作量の符合が異なる。

実施例２の車両挙動制御装置において、旋回力発生手段を複数設け、安定化制御手段（図１２）は、複数の旋回力発生手段の操作量をそれぞれ制御する。
すなわち、安定化操作を前輪舵角と後輪左右駆動力差という２つの異なる操作量を用いて実現することにより、実施例１と比較して、操作量の負担を分散することができ、アクチュエータ（モータ）の小型化による原価低減を図ることができる。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両挙動制御装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下の効果が得られる。

(7) 旋回力発生手段を複数設け、安定化制御手段（図１２）は、複数の旋回力発生手段の操作量をそれぞれ制御するため、実施例１と比較して、操作量の負担を分散することができ、アクチュエータ（モータ）の小型化による原価低減を図ることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

実施例１，２では、安定化する物理量をヨーレートとして述べてきたが、ヨーレートに限定されるものではなく、車両の旋回状態を示し、不安定時に発散傾向を示す物理量であればよく、例えば横力やヨーモーメントや横加速度等でもよい。

また、実施例１，２では、操作量として後輪左右駆動力差を主に考え、前輪舵角もしくは後輪舵角でもよいと述べたが、この他にも、前輪左右駆動力差、前後輪駆動力差や左右独立操舵等、車両の旋回状態を示す物理量（ヨーモーメント）を操作できる操作量であればよい。そして、安定化操作量として１つの操作量のみを選択する必要はなく、システムの特性に応じて、２つ以上の操作量を組み合わせてもよい。

フィードフォワード指令値uFFの演算方法は、実施例１，２に示した方法に限定されるものではなく、例えば、目標ヨーレートとその変化量と車速に応じて、あらかじめ設定したマップ等で演算してもよい。また、フィードバック指令値uFBの演算方法についても、H∞制御理論やスライディングモード制御則等でもよい。

実施例１，２では、本発明の車両挙動制御装置を電気自動車に適用した例を示したが、本発明は、ガソリン車やハイブリッド車両等、任意の車両に適用可能であり、実施例１，２と同様の効果を得ることができる。

実施例１の車両挙動制御装置を適用した車両の構成図である。車速と重量配分の変化に応じた一定操作量に対するヨーレート定常値の変化である。実施例１の統合コントローラ３０で演算される車両安定化制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の車両安定化制御演算ブロックを示す図である。実施例１の車両安定化制御演算処理の流れを示すフローチャートである。実施例１のステアリング操作量と車速に応じた目標ヨーレートマップである。実施例１の車両安定化制御作用を示す左旋回シミュレーション結果である。実施例１の車両安定化制御作用を示す左旋回シミュレーション結果である。実施例１車両の後輪左右駆動力差からヨーレートγへの定常ゲインを示す図である。実施例１の緊急回避シミュレーション結果である。実施例１の効果説明図である。実施例２の統合コントローラ３０で実行される車両安定化制御演算処理の流れを示すフローチャートである。実施例２の車両安定化制御演算ブロックを示す図である。実施例２の車両安定化制御作用を示す左旋回シミュレーション結果である。

符号の説明

１車両
２FL,２FR 前輪
２RL,２RR 後輪
３RL,３RR 電気モータ
４RL,４RR 減速機
５RL,５RR 駆動回路
８ヨーレートセンサ
１１ステアリングホイール
１２補助操舵用モータ
１３制御回路
１４ステアリングギヤ
１５ステアリングラック
１６操舵用モータ
１７制御回路
２１操舵角センサ
２３アクセルペダルセンサ
３０統合コントローラ

Claims

車両に旋回力を与える旋回力付与手段と、
車両運動が不安定となる安定限界速度以上の不安定速度域では、車両の旋回特性および直進性を安定化させる方向へ前記旋回力付与手段の操作量を制御する車両安定化制御を行う安定化制御手段と、
を備え、
前記安定化制御手段は、前記安定限界速度を境界とする安定限界速度以下の安定速度域と前記不安定速度域とで、ステアリング操作量に基づく旋回指令値に応じて前記旋回力付与手段の操作量の正負が逆となる車両安定化制御を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
請求項１に記載の車両挙動制御装置において、
前記安定化制御手段は、車速が前記安定速度限界以上でステアリング操作量が変化した場合、一旦前記安定速度域と同方向に前記旋回力付与手段の操作量を増加させ、旋回中は、前記安定速度域とは正負が逆となる前記旋回力付与手段の操作量で旋回状態を維持する車両安定化制御を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
請求項１または２に記載の車両挙動制御装置において、
前記安定化制御手段は、前記不安定速度域における旋回開始時には、一旦前記安定速度域と同符合かつ同方向に前記旋回力付与手段の操作量を増加させ、旋回開始後に、前記安定速度域とは正負が逆となる前記旋回力付与手段の操作量で旋回状態を維持する車両安定化制御を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置において、
前記安定化制御手段は、前記不安定速度域において旋回を終了させる際、一旦前記安定速度域と逆符号かつ同方向に前記旋回力付与手段の操作量を増加させ、旋回終了時に、前記旋回力付与手段の操作量をゼロ付近に戻す車両安定化制御を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置において、
前記旋回力発生手段は、後輪左右駆動力差を発生させる手段とすることを特徴とする車両挙動制御装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両挙動制御装置において、
前記旋回力発生手段を複数設け、
前記安定化制御手段は、前記複数の旋回力発生手段の操作量をそれぞれ制御することを特徴とする車両挙動制御装置。