JP6585444B2 - 車両姿勢制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、旋回走行時の車両挙動の安定化を図る車両姿勢制御装置に関する。
従来、車両姿勢制御装置として、車速や操舵角等の各種車両状態量から目標ヨーレートを求め、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成し、その目標ヨーモーメントを実現するために必要な制駆動力を各輪に加えることにより、安定した車両挙動を確保するものが知られている（例えば、特許文献１）。
しかし、車両の運動目標となる状態量をヨーレートのみとした場合、タイヤのコーナリングパワーが非線形特性となる限界領域では、目標ヨーレートを実現すると車両横滑り角も増大し、車両の挙動が不安定となる場合がある。そのため、特許文献２や特許文献３では、実横加速度を車速で除したヨーレートの値を上限として、車速や操舵角等の各種車両状態量から求めた目標ヨーレートを修正し、横滑り角の過大な増加を抑制している。
また，従来、車両の旋回中にアクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合に、車両のヨーレートが増大するタックイン現象が生じることが知られている。タックイン現象とは、車両減速度による荷重移動とタイヤ接地特性のため、前輪のコーナリングフォースが増加し、その結果、旋回半径が急に小さくなる現象である。また、旋回中にアクセルペダルが踏み込まれた場合には、前輪のコーナリングフォースが減少し、アンダーステアの傾向になることも知られている。いずれも、アクセル操作によって旋回中の車両姿勢が大きく変化するため、車両の安定性が低下したりドライバに違和感を与えたりする恐れがある。
特許第３１８３１２４号公報 特開平9 −２３１６号公報 特許第５０７８４８４号公報
旋回加速走行中にアクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合、特許文献２や３の方法では、車速の低下に伴い実横加速度を車速で除したヨーレートの値が増加し、この値を上限として目標ヨーレートが修正されるため、目標ヨーレートも増加する。よって、タックインによるヨーレートの増加を抑制できない場合がある。
また，旋回走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合、特許文献２や３の方法では、増速に伴い実横加速度を車速で除したヨーレートの値が減少し、この値を上限として目標ヨーレートが修正されるため、目標ヨーレートも減少する。よって、ヨーレートが増加せず、アンダーステアを抑制できない場合がある。
この発明は、上記課題を解消するものであり、旋回走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合やアクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合におけるアンダーステアやタックインを抑制できて車両姿勢が安定化する車両姿勢制御装置を提供することを目的とする。
この発明の車両姿勢制御装置は、車速検出手段で検出された車速と操舵角から規範ヨーレートを求める暫定規範ヨーレート演算手段２５と、センサ１９で検出された実ヨーレートと前記規範ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成する目標ヨーモーメント演算手段２６と、前記目標ヨーモーメントを実現するために必要な制動力または駆動力を各輪に加える制駆動力配分手段２２とを備えた車両姿勢制御装置において、
前記車速検出手段１６で検出された車速の変化が緩やかになるように処理する検出速度処理手段３１と、この車速の変化が緩やかになるように処理された車速で横加速度を除して限界ヨーレートを定める限界ヨーレート演算手段２８と、前記規範ヨーレートが前記限界ヨーレートより大きい場合、限界ヨーレートを用いて規範ヨーレートを修正する規範ヨーレート修正手段２９とを備え、前記目標ヨーモーメント演算手段２６は、前記規範ヨーレート修正手段２９で修正された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成することを特徴とする。
この構成は、車速や操舵角等の各種車両状態量から目標ヨーレートを求め、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成し、その目標ヨーモーメントを実現するために必要な制駆動力を各輪に加える車両姿勢制御装置２４に適用される。この場合に、車速の変化が緩やかになるよう処理された車速で横加速度を除して限界ヨーレートを定める。また、車速と操舵角より演算される規範ヨーレートを限界ヨーレートで修正する。このため、旋回走行時のアクセルペダルの急激な解除に伴うタックインや、旋回走行時のアクセルペダルの踏み込みによるアンダーステアを抑制し車両姿勢を安定化することができる。
この発明において、路面摩擦係数推定値と重力加速度との積を限界横加速度とする限界横加速度演算手段３４を備え、前記限界ヨーレート演算手段２８は前記限界横加速度を前記横加速度として演算に用いる構成であっても良い。
この構成の場合、限界ヨーレートが、路面摩擦係数推定値に基づいてその路面で発生可能な最大ヨーレートに計算されるため、操舵初期や切り返し時の実横加速度の立ち上がり途中（この場合、実横加速度＜限界横加速度となる）において、不必要に規範ヨーレートが小さい値に制限されることがなく、応答性が低下することがない。
限界ヨーレートの演算に単に実横加速度を用いると、操舵初期や切り返し時の実横加速度が十分立ち上がっていないときに、限界ヨーレートが小さくなってしまい，規範ヨーレートが不必要に小さい値(=前記限界ヨーレート) に制限される。その結果、ヨーレートの応答性が低下する場合がある。しかし、上記のように限界横加速度を用いることで、ヨーレートの応答性の低下を回避できる。
この発明において、前記限界ヨーレート演算手段２８は、横加速度センサ１７で検出された横加速度を前記横加速度として演算に用いるようにしても良い。
この構成の場合、路面摩擦係数推定が必要でなく、制御が簡素化できる。特に、ヨーレートを小さく抑える方向では効果がある。なお、ヨーレートを抑え過ぎて応答性を下げてしまう懸念があるが、実用化可能である。
この発明において、前記検出速度処理手段３１に、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、単位時間当りの変化量を制限する勾配制限器を用いるようにしても良い。
このように前記処理に勾配制限器を用いると、容易に増加側と減少側の通過周波数帯域を別々に設定でき、そのため、増加側と減少側とで異なる処理を行う場合に使い易い。
上記のように勾配制限器を用いる場合に、前記検出速度処理手段３１は、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、車速の低下方向の通過周波数帯域が、車速の増加方向の通過周波数帯域より低く設定されていても良い。
このように車速の低下方向の通過周波数帯域が低くされていると、旋回走行時のアクセルオフによる限界ヨーレートの増加を確実に抑えることができ、スピンに至ることを低減できる。
前記のように勾配制限器を用いる場合、前記検出速度処理手段３１は、アクセルペダル１４の単位時間あたりの踏込み変化量に応じて、車速の単位時間あたりの変化量の制限値を変更し、アクセルペダル踏込量の減少率が大きいほど、車速減少側の勾配制限値の大きさを低下させ，アクセルペダル踏込量の増加率が大きいほど、車速増加側の勾配制限値の大きさを低下させるようにしても良い。
この構成の場合、アクセルペダル１４の踏込みや踏込みの急激な解除に伴う車両姿勢の変化を確実に抑制することができ、かつ路面勾配やブレーキ操作による車速変化に対しては前記処理を行なわないので、運転者に違和感を与える恐れがない。
この発明において、制御対象となる車両１が、各車輪２を独立に制動力および駆動力のいずれか一方または両方を制御できる車両であっても良い。
このような各輪独立に制動力または駆動力が制御できる車両であると、この発明の効果がより有効に発揮される。
なお、各輪独立に制動力または駆動力が制御できる車両としては、インホイールモータ方式の四輪駆動車があるが、この他に、例えば、左右輪それぞれに対応させて車体に設置された２つのモータの出力をドライブシャフト等を介して各車輪にそれぞれ伝達し、各車輪の駆動トルクを独立して制御する機構や、各輪に摩擦ブレーキを搭載し、各輪のブレーキ液圧を独立に制御可能な機構を持つ車両であっても良い。
この発明の車両姿勢制御装置は、車速検出手段で検出された車速と操舵角から規範ヨーレートを求める暫定規範ヨーレート演算手段と、センサで検出された実ヨーレートと前記規範ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成する目標ヨーモーメント演算手段と、前記目標ヨーモーメントを実現するために必要な制動力または駆動力を各輪に加える制駆動力配分手段とを備えた車両姿勢制御装置において、前記車速検出手段で検出された車速の変化が緩やかになるように処理する検出速度処理手段と、この車速の変化が緩やかになるように処理された車速で横加速度を除して限界ヨーレートを定める限界ヨーレート演算手段と、前記規範ヨーレートが前記限界ヨーレートより大きい場合、限界ヨーレートを用いて規範ヨーレートを修正する規範ヨーレート修正手段とを備え、前記目標ヨーモーメント演算手段は、前記規範ヨーレート修正手段で修正された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成するため、旋回走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合やアクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合におけるアンダーステアやタックインを抑制できて車両姿勢が安定化する。
この発明の一実施形態に係る車両姿勢制御装置を搭載した電気自動車の概念構成を示すシステム構成図である。 同車両姿勢制御装置の一例の制御ブロック図である。 同車両姿勢制御装置の他の例の制御ブロック図である。 同車両姿勢制御装置におけるアクセルペダル踏込量の変化率と勾配制限値との関係を示すグラフである。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同車両姿勢制御装置を適用した４輪駆動車における右旋回アンダーステア抑制時と右旋回タックイン抑制時における各輪の制駆動力の説明図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同車両姿勢制御装置を適用した４輪インホイールモータ車でのヨーレートの実車試験結果を、車速の勾配制限なしの場合と有りの場合につき示すグラフである。 インホイールモータ駆動装置の一例の概略断面図である。
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この実施形態に係る車両姿勢制御装置２４を車両制御装置１０に搭載した左右輪独立駆動式車両である電気自動車の概念構成を示し、図の上側が車両の前方である。この電気自動車は、車両１の左右の後輪となる車輪２および左右の前輪となる車輪２が、いずれも動力源となる電動のモータ４で独立して駆動される４輪独立駆動の自動車である。前輪となる車輪２は操舵輪とされている。各モータ４は、例えば図７のインホイールモータ駆動装置５を構成するが、車台（図示せず）上に搭載されるオンボード形式であっても良い。
図７において、インホイールモータ駆動装置５は、インホイールモータ（ＩＷＭ）であるモータ４、減速機６、および車輪用軸受７を有し、これらの一部または全体が車輪２内に配置される。モータ４の回転は、減速機６および車輪用軸受７を介して車輪２に伝達される。車輪用軸受７のハブ輪７ａのフランジ部には摩擦ブレーキ装置８を構成するブレーキロータ８ａが固定され、同ブレーキロータ８ａは車輪２と一体に回転する。モータ４は、例えば、ロータ４ａのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。このモータ４は、ハウジング４ｃに固定したステータ４ｂと、回転出力軸９に取り付けたロータ４ａとの間にラジアルギャップを設けたモータである。
図１において、制御系を説明する。車両制御装置１０は、車両１に搭載されたＥＣＵ１１と、前後のモータ４に対して設けられた複数（この例では２つ）のインバータ装置１２とで構成される。ＥＣＵ１１は、その基本的な構成として、統合制御手段２３と、駆動力指令手段２１と、制駆動力配分手段２２とを有する。統合制御手段２３は、自動車全般の統括制御や協調制御を行う制御手段である。駆動力指令手段２１は、アクセルペダル１４等のアクセル操作手段の操作量の検出信号と、ブレーキペダル１５等のブレーキ操作手段の操作量の検出信号とから、車両全体の制駆動力( 制動力および駆動力) の指令、例えばトルク指令を生成する手段である。制駆動力配分手段２２は、駆動力指令手段２１の出力する指令を、ステアリングハンドル等の操舵手段１３の操舵量等に基づく設定規則に従って各モータ４のインバータ装置１２へ個別の制駆動力指令、例えばトルク指令として分配する。
各インバータ装置１２は、バッテリ（図示せず）の直流電力をモータ４の駆動のための交流電力に変換する手段であって、その出力を制御する制御部（図示せず）を有し、上記の分配されたトルク指令等の制駆動力の指令に従って担当のモータ４を制御する。インバータ装置１２は、図示の例では、前後それぞれ２台のモータ４に対して一台ずつ設けているが、前後の各インバータ装置１２は、一台のインバータ装置１２内に左右のモータ４を個別に制御する構成を有している。例えば、各インバータ装置１２は、交流電力に変換するスイッチング素子のゲート回路等のパワー回路部（図示せず）が左右のモータ４に対してそれぞれ別に設けられ、その制御部は時分割等により１台で左右のパワー回路部を制御する構成とされる。前記インバータ装置１２は、上記のように２台設ける代わりに、各モータ４に個別として合計４台設けても良い。
ＥＣＵ１１は、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。ＥＣＵ１１と各インバータ装置１２とは、ＣＡＮ（コントロール・エリア・ネットワーク）等の車内通信網で接続されている。上記の基本構成を有する車両制御装置１０におけるＥＣＵ１１に、車両姿勢制御装置２４が設けられている。また、車両１には、センサ類として、車速検出手段１６、横加速度センサ１７、操舵角センサ１８、およびヨーレートセンサ１９が設けられている。操舵角センサ１８は、ステアリングハンドル等の操舵手段１３の操舵角を検出するセンサ、または転舵装置（図示せず）から操舵角を検出するセンサである。
図２は、車両姿勢制御装置２４の制御ブロック図である。車両姿勢制御装置２４は、概要を説明すると、車速や操舵角等の各種車両状態量から規範ヨーレートを求め、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成し、その目標ヨーモーメントを実現するために必要な制駆動力を各輪に加える。
車両姿勢制御装置２４は、その基本的な構成として、暫定規範ヨーレート演算手段２５、目標ヨーモーメント演算手段２６、および制駆動力配分手段２２を備える。前記制駆動力配分手段２２は、図１では車両姿勢制御装置２４とは別のブロックとして記載している。図２において、前記暫定規範ヨーレート演算手段２５は、車速と操舵角から規範ヨーレートを求める手段である。前記目標ヨーモーメント演算手段２６は、ヨーレートセンサ１９で検出された実ヨーレートと前記規範ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成する手段である。制駆動力配分手段２２は、前記目標ヨーモーメントを実現するために必要な制動力または駆動力を各車輪２のモータ４に加える手段である。
この実施形態の車両姿勢制御装置２４は、上記の基本的な構成において、検出速度処理手段３１、限界ヨーレート演算手段２８、規範ヨーレート修正手段２９、およびアクセル変化速度換算手段（ｄｕ／ｄｔ）３２が設けられている。
検出速度処理手段３１は、車速検出手段１６で検出された車速の変化が緩やかになるよう処理する手段である。検出速度処理手段３１は、この実施形態では勾配制限器を用いているが、ローパスフィルタを用いても良い。前記アクセル変化速度換算手段３２は、アクセルペダル１４（図１参照）の単位時間あたりの踏込み変化量を求める手段である。
前記限界ヨーレート演算手段２８は、検出速度処理手段３１で処理された車速で横加速度を除して限界ヨーレートを定める手段である。この場合に、前記目標ヨーモーメント演算手段２６は、前記規範ヨーレート修正手段２９で修正された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成する。
このような構成を備えることで、計測された横加速度または車速や操舵角等の各種車両状態量から算出される規範横加速度を、車速の変化が緩やかになるよう処理された車速で除して限界ヨーレートを定め，車速と操舵角より演算される目標ヨーレートを限界ヨーレートで修正することにより，旋回走行時のアクセルペダルの急激な解除に伴うタックインや，旋回走行時のアクセルペダルの踏み込みによるアンダーステアを抑制し車両姿勢を安定化することができる。
なお、図２の構成の場合、前記限界ヨーレート演算手段２８は、横加速度センサ１７で検出された横加速度をそのまま前記横加速度として演算に用いるようにしている。
この構成の場合、路面摩擦係数推定が必要でなく、制御が簡素化できる。特に、ヨーレートを小さく抑える方向では効果がある。なお、ヨーレートを抑え過ぎて応答性を下げてしまう懸念があるが、実用化可能である。
上記構成の車両姿勢制御装置２４において、図３に示すように、限界横加速度演算手段３４を設け、この手段３４で路面摩擦係数推定値と重力加速度との積を限界横加速度とし、前記限界ヨーレート演算手段２８は前記限界横加速度を前記横加速度として演算に用いるようにしても良い。前記路面摩擦係数推定値は、路面摩擦係数推定器３３により、操舵角と車速等から求められる。
この構成の場合、限界ヨーレートが、路面摩擦係数推定値に基づいてその路面で発生可能な最大ヨーレートに計算されるため、操舵初期や切り返し時の実横加速度の立ち上がり途中（この場合、実横加速度＜限界横加速度となる）において、不必要に規範ヨーレートが小さい値に制限されることがなく、応答性が低下することがない。
限界ヨーレートの演算に単に実横加速度を用いると、操舵初期や切り返し時の実横加速度が十分立ち上がっていないときに、限界ヨーレートが小さくなってしまい、規範ヨーレートが不必要に小さい値(=前記限界ヨーレート) に制限される。その結果、ヨーレートの応答性が低下する場合がある。しかし、上記のように限界横加速度を用いることで、ヨーレートの応答性の低下を回避できる。
前記検出速度処理手段３１は、この例では、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、単位時間当りの変化量を制限する勾配制限器を用いている。このように前記処理として勾配制限器を用いると、容易に増加側と減少側の通過周波数帯域を別々に設定でき、そのため、増加側と減少側とで異なる処理を行う場合に使い易い。
上記のように前記検出速度処理手段３１に勾配制限器を用いる場合に、前記検出速度処理手段３１は、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、車速の低下方向の通過周波数帯域が、車速の増加方向の通過周波数帯域より低く設定されていても良い。
このように車速の低下方向の通過周波数帯域が低くされていると、旋回走行時のアクセルオフによる限界ヨーレートの増加を確実に抑えることができ、スピンに至ることを低減できる。
また、前記のように検出速度処理手段３１に勾配制限器を用いる場合、この検出速度処理手段３１は、アクセルペダル１４（図１参照）の単位時間あたりの踏込み変化量に応じて、車速の単位時間あたりの変化量の制限値を変更し、アクセルペダル踏込量の減少率が大きいほど、車速減少側の勾配制限値の大きさを低下させ、アクセルペダル踏込量の増加率が大きいほど、車速増加側の勾配制限値の大きさを低下させるようにしても良い。
この構成の場合、アクセルペダル１４の踏込みや踏込みの急激な解除に伴う車両姿勢の変化を確実に抑制することができ、かつ路面勾配やブレーキ操作による車速変化に対しては前記処理を行なわないので、運転者に違和感を与える恐れがない。
上記構成の車両姿勢制御装置２４は、次の手順で演算を実行する。なお、前記車両姿勢制御装置２４の構成の補足説明を併せて行う。
（１）操舵角δｈと車速Ｖより、車両モデル（適宜定められる）に基づき暫定規範ヨーレートγref ＊を定める。
Figure 0006585444
（２）路面摩擦係数推定値μｅｓと重力加速度ｇとの積を限界横加速度αylimitとする。路面摩擦係数は、路面摩擦係数推定器３3により、例えば、車速Ｖ、操舵角δｈ、横加速度αｙ等から推定される。
（３）前記検出速度処理手段３１により、車速を、車速の変化が緩やかになるように処理し、ＶLPF とする。前記処理として単位時間あたりの変化量を制限する勾配制限を用いる場合、車速増加側の勾配制限がアクセルオン時のアンダーステアの抑制、車速減少側の勾配制限がアクセルオフ時のタックインの抑制に寄与する。勾配制限値は、アクセルペダル踏込量の変化率に応じて変更しても良い。アクセルペダル踏込量の減少率が大きいほど、車速減少側の勾配制限値の大きさを低下させ、アクセルペダル踏込量の増加率が大きいほど、車速増加側の勾配制限値の大きさを低下させる。アクセルペダル踏込量の変化率が閾値以下のときは、勾配制限値の大きさは十分大きい値に設定する（図４）。なお、勾配制限値の変化は、制限値の大きさを低下させるときは、速やかに低下させ、上昇させるときは、低下させるときより緩やかにする。
（４）限界横加速度αylimit、または計測された横加速度αｙを車速ＶLPF で除し、限界ヨーレートを定める。
γlimit＝αylimit／ＶLPF ｏｒ γlimit＝αｙ／ＶLPF
（５）暫定規範ヨーレートγref*が限界ヨーレートγlimit より大きい場合：限界ヨーレートの大きさで制限して暫定規範ヨーレートを修正する。
｜γref ｜≦｜γlimit｜
（６）目標ヨーモーメント演算手段２６は、規範ヨーレートと実ヨーレートに偏差Δγに基づいて、目標ヨーモーメントを計算する。ヨーレート、ヨーレート偏差、車速、横加速度等の車両挙動の情報からオーバーステア状態またはアンダーステア状態を判断する。例えば、規範ヨーレートの絶対値より実ヨーレートの絶対値が小さい場合はアンダーステアと判断する。アンダーステア状態の場合は、アクセルペダル踏込量等により決定される制駆動力指令値に加えて、車両内向きの目標ヨーモーメントとなるように、前後内輪に制動力、前後外輪に駆動力を付加する。これにより、内向きのヨーモーメントが発生し、アンダーステア傾向を低減することができる。
図５（Ａ）に、右旋回アンダーステア抑制時に各輪に加えられる制駆動力の例を示す。図中の矢印の長さは力の大小の程度を示す。この場合、右回りのヨーモーメントを発生させている。ここで、アクセルペダル１４（図１参照）への踏み込みが急激に解除された場合、車両内向き（右回り）のヨーレートが増大しようとするが、車両外向きのヨーモーメントを発生させることにより、タックインを抑制する（図５（Ｂ））。
以上により、旋回走行中、アクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合、車速が低下するが、車速の変化が緩やかになるよう処理された車速を用いて限界ヨーレートが算出されるため、車速の低下による限界ヨーレートの増加が抑えられ、この値を上限として規範ヨーレートが修正されるため、規範ヨーレートの増加も抑えられる。よって、ヨーレートの増加が抑制でき、タックインを抑制できる。
また、旋回走行中，アクセルペダルが踏み込まれた場合、車速が増加するが、車速の変化が緩やかになるよう処理された車速を用いて限界ヨーレートが算出されるため、車速の増加による限界ヨーレートの減少が抑えられこの値を上限として規範ヨーレートが修正されるため、規範ヨーレートの減少も抑えられる。よって、ヨーレートの減少が抑えられ、アンダーステアを抑制できる。
アクセルペダル踏込量の減少率が大きいほど、車速減少側の勾配制限値の大きさを低下させ、アクセルペダル踏込量の増加率が大きいほど、車速増加側の勾配制限値の大きさを低下させることにより、アクセルペダルの踏込みや踏込みの急激な解除に伴う車両姿勢の変化を確実に抑制することができ、かつ路面勾配やブレーキ操作による車速変化に対しては、前記処理を行なわないので運転者に違和感を与える恐れがない。
前記処理の車速低下側の通過周波数帯域を、前記処理の車速増加側の通過周波数帯域より低く設定することにより、旋回走行時のアクセルオフによる限界ヨーレートの増加を確実に抑えることができ，スピンに至る危険を低減できる。
以上の作用により、車両姿勢を安定化できる。また、車速の変化が緩やかにする処理では車速に遅れを生じる場合があるが、限界ヨーレート算出における車速のみに前記処理を行っているため、操舵に対する遅れは生じない。また、限界ヨーレートの算出に実横加速度でなく限界横加速度を用いれば、タイヤのコーナリングフォースの特性が線形である常用域での走行時には車速に対する遅れも生じない。
図６に、車速の前記処理（勾配制限）有りと無しの場合の実車試験結果を示す。試験には、図１に示す４輪インホイールモータ車を用いた。定常円旋回中に、アクセルを最大に踏み込み、数秒後にアクセルの踏み込みを解除した。このとき操舵角は一定に保持した。 同図に示すように、車速の前記処理無しでは、アクセルオフ直後にヨーレートが急増し、このとき規範ヨーレートも増加しており、タックインが生じた。一方、車速の前記処理有りでは、アクセルオフ直後のヨーレートの増加が僅かである。規範ヨーレートは増加しておらず、タックインを抑制できた、また、アクセルオン後にはヨーレートが増加し、アンダーステアが抑制され，車両姿勢が安定化した。
以上のように、上記実施形態によると、車速の変化が緩やかになるよう処理された車速を用いて限界ヨーレートが算出されるため、旋回走行中、アクセルペダルが踏み込まれた場合やアクセルペダルへの踏み込みが急激に解除された場合に、規範ヨーレートの変化が抑えられ、アンダーステアやタックインを抑制で、車両姿勢が安定化する。
限界ヨーレート算出における車速のみに前記処理を行っているため，操舵に対する遅れは生じず，また常用域での走行時には車速に対する遅れも生じない。
上記の例では、インホイールモータ方式の四輪駆動車を用いて実施形態を説明したが、各輪独立に制動力または駆動力を制御できる車両、例えば、左右輪それぞれに対応させて車体に設置された２つのモータの出力を、ドライブシャフト等を介して各車輪にそれぞれ伝達し、各車輪の駆動トルクを独立して制御する機構や、各輪に摩擦ブレーキを搭載し、各輪のブレーキ液圧を独立に制御可能な機構でも本制御の適用が可能である。
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本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全ての変更が含まれることが意図される。
１…車両
２…車輪
４…モータ
５…インホイールモータ駆動装置
１０…車両制御装置
１１…ＥＣＵ
１２…インバータ装置
１４…アクセルペダル
１５…ブレーキペダル
１６…車速検出手段
１７…横加速度センサ
１８…操舵角センサ
１９…ヨーレートセンサ
２２…制駆動力配分手段
２４…車両姿勢制御装置
２５…暫定規範ヨーレート演算手段
２６…目標ヨーモーメント演算手段
２８…限界ヨーレート演算手段
２９…規範ヨーレート修正手段
３１…検出速度処理手段
３２…アクセル変化速度換算手段
３３…路面摩擦係数推定手段
３４…限界横加速度演算手段

Claims (7)

  1. 車速検出手段で検出された車速と操舵角から規範ヨーレートを求める暫定規範ヨーレート演算手段と、センサで検出された実ヨーレートと前記規範ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成する目標ヨーモーメント演算手段と、前記目標ヨーモーメントを実現するために必要な制動力または駆動力を各輪に加える制駆動力配分手段とを備えた車両姿勢制御装置において、
    前記車速検出手段で検出された車速の変化が緩やかになるように処理する検出速度処理手段と、この車速の変化が緩やかになるように処理された車速で横加速度を除して限界ヨーレートを定める限界ヨーレート演算手段と、前記規範ヨーレートが前記限界ヨーレートより大きい場合、限界ヨーレートを用いて規範ヨーレートを修正する規範ヨーレート修正手段とを備え、前記目標ヨーモーメント演算手段は、前記規範ヨーレート修正手段で修正された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差に基づいて目標ヨーモーメントを生成することを特徴とする車両姿勢制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、路面摩擦係数推定値と重力加速度との積を限界横加速度とする限界横加速度演算手段を備え、前記限界ヨーレート演算手段は前記限界横加速度を前記横加速度として演算に用いる車両姿勢制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、前記限界ヨーレート演算手段は、横加速度センサで検出された横加速度を前記横加速度として演算に用いる車両姿勢制御装置。
  4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両姿勢制御装置において、前記検出速度処理手段に、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、単位時間当りの変化量を制限する勾配制限器を用いる車両姿勢制御装置。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両姿勢制御装置において、前記検出速度処理手段は、前記車速の変化が緩やかになるようにする処理として、車速の低下方向の通過周波数帯域が、車速の増加方向の通過周波数帯域より低く設定された車両姿勢制御装置。
  6. 請求項４または請求項５に記載の車両姿勢制御装置において、前記検出速度処理手段は、アクセルペダルの単位時間あたりの踏込み変化量に応じて、車速の単位時間あたりの変化量の制限値を変更し、アクセルペダル踏込量の減少率が大きいほど、車速減少側の勾配制限値の大きさを低下させ、アクセルペダル踏込量の増加率が大きいほど、車速増加側の勾配制限値の大きさを低下させる車両姿勢制御装置。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両姿勢制御装置において、制御対象となる車両が、各車輪を独立に制動力および駆動力のいずれか一方または両方を制御できる車両である車両姿勢制御装置。
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