JP7138846B2 - 車両制御システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに関し、特に、原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システム及び方法に関する。

特許第５１４３１０３号公報（特許文献１）には、車両の運動制御装置が記載されている。この特許文献１記載の車両の運動制御装置においては、車両における操舵に伴って車両に自動的に減速度を与えることにより、限界運転領域における車両の横滑りを防止して、車両の操縦安定性を向上させている。

また、特許第６２０２４７８号公報（特許文献２）には、車両用挙動制御装置が記載されている。この特許文献２記載の車両用挙動制御装置においては、車両の操舵速度に基づいて、車両に目標付加減速度を付加するように、車両の駆動力を低減させている。このように、特許文献２記載の車両用挙動制御装置では、操舵速度に応じて車両の駆動力を低減することにより車両前輪の垂直荷重を増大させ、この結果、ドライバのステアリング操作に対する車両挙動の応答性、リニア感を向上させることに成功している。

特許第５１４３１０３号公報 特許第６２０２４７８号公報

しかしながら、本件発明者が、特許文献１や特許文献２に記載されているような、車両の操舵に伴って車両に減速度を与える制御の、後輪駆動車への適用を試みたところ、特許文献１、２記載の発明において得られている操縦安定性の向上や、車両挙動の応答性、リニア感の向上という効果を得ることはできなかった。

即ち、本件発明者は、車両姿勢制御として、特許文献１、２等に記載されているように、車両のステアリング操作に伴って車両に減速度を与える制御を適用した。しかしながら、このような従来から知られている車両姿勢制御を後輪駆動車に適用した場合には、前輪駆動車において得られていたような車両の応答性やリニア感の向上といった効果を得ることはできなかった。この新たに見出された課題を解決するために本件発明者が鋭意研究を進めた結果、後輪駆動車においては、驚くべきことに、ドライバによる操舵に応じて車両の駆動トルクを増加させることにより、車両応答性やリニア感が向上することが明らかとなった。

一般に、車両に減速度を付与すると、車両の重心に作用する慣性力により、車両にはフロント側が沈むピッチング運動が発生するため、操舵輪である前輪荷重が増加して、ステアリング操作に対する応答性が向上するものと考えられていた。しかしながら、後輪駆動車においては、後輪の駆動トルクを減じて車両に減速度を付与した際、上記の慣性力の他に、後輪からサスペンションを介して車体を後傾させる（リア側を沈ませる）力が瞬間的に発生する。この瞬間的な力は、前輪荷重を低下させるように作用するため、後輪駆動車においては、ドライバによる操舵に応じて車両に減速度を付与しても、期待通りに車両応答性やリニア感を向上させることができなかったものと考えられる。

これとは反対に、後輪駆動車においては、後輪の駆動トルクを増加させることにより、後輪からサスペンションを介して車体を前傾させる（フロント側を沈ませる）力が瞬間的に作用して前輪荷重が増加するため、車両応答性やリニア感が向上するものと考えられる。即ち、後輪駆動車において、後輪の駆動トルクを増加させて加速度を付与すると、車体を後傾させる慣性力と、車体を前傾させる瞬間的な力が発生するが、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感に対しては瞬間的な車体を前傾させる力が支配的に寄与しているものと考えられる。

本件発明者は、車両に搭載された操舵装置の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定することにより、上記の瞬間的な力により前輪荷重が増加し、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感を向上できることを見出した。しかしながら、操舵装置の操舵角（の絶対値）が大きい領域において、操舵角が小さい領域と同様に基本トルクを増加させると車両の旋回性が過剰となり、却ってステアリング操作に対するリニア感が損なわれてしまうという新たな技術課題が発生した。本発明は、この新たな技術課題を解決するために為されたものである。
従って、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する場合であっても、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる車両制御システム及び方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する方法であって、車両の運転状態に基づいて、原動機が発生すべき基本トルクを設定する基本トルク設定工程と、車両に搭載された操舵装置の操舵速度の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定する増加トルク設定工程と、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、原動機を制御するトルク発生工程と、を有し、増加トルク設定工程において、操舵装置の操舵角が大きい場合には、操舵装置の操舵角が小さい場合よりも増加トルクが小さく設定されることを特徴としている。

このように構成された本件発明によれば、操舵装置の操舵角が大きい場合には、操舵装置の操舵角が小さい場合よりも増加トルクが小さく設定される。これにより、操舵角が大きい領域においても旋回性が過剰となることがなく、操舵角の大きい状態でも車両応答性やリニア感を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、さらに、操舵装置による操舵輪の切り足し操舵を判定する切り足し判定工程を有し、この切り足し判定工程において切り足し操舵が行われたと判定された場合には、増加トルク設定工程において増加トルクが小さく設定される。

ドライバが操舵を行い、その結果としての車両の旋回が不足している（旋回半径が大きすぎる）と感じると、ドライバは更に同じ方向に操舵を行う。上記のように構成された本発明によれば、このような所謂切り足し操舵が行われた場合に増加トルクが小さく設定されるので、車両の過剰な旋回によりドライバに違和感を与えるのを防止することができる。

本発明において、好ましくは、切り足し判定工程は、操舵装置による操舵角の増加が検出された後、操舵角がほぼ一定に維持され、その後再び操舵角の増加が検出された場合に、切り足し操舵が行われたと判定する。

このように構成された本発明によれば、操舵角の増加が検出された後、ほぼ一定に維持され、その後再び操舵角の増加が検出された場合に、切り足し操舵が行われたと判定されるので、切り足し操舵を確実に判定することができ、ドライバに与える違和感を、より抑制することができる。

本発明において、好ましくは、増加トルク設定工程においては、操舵装置の操舵速度が所定値以上の場合に、増加トルクを設定する。
このように構成された本発明によれば、操舵装置の操舵速度が所定値以上の場合に、増加トルクが設定されるので、ドライバに操舵の意志がない微少な操舵に対して増加トルクが設定され、制御が介入することによりドライバに違和感を与えるのを防止することができる。

本発明において、好ましくは、増加トルク設定工程において、操舵装置の操舵角が大きい場合には、操舵装置の操舵角が小さい場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定される。

このように構成された本発明によれば、操舵角が大きい場合には、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定されるので、増加トルクによる急激なトルク増加を抑制することができ、ドライバに違和感を、より与えにくくすることができる。

また、本発明は、原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システムであって、車両の運転状態を検出する運転状態センサと、車両に搭載された操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、運転状態センサの検出信号及び操舵角センサの検出信号に基づいて原動機を制御する制御器と、を有し、制御器は、運転状態センサの検出信号に基づいて、原動機が発生すべき基本トルクを設定し、操舵角センサにより検出された操舵速度が所定値以上になると、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定し、基本トルクに増加トルクを加算したトルクが発生するように、原動機を制御するように構成され、制御器は、操舵装置の操舵角が大きい場合には、操舵装置の操舵角が小さい場合よりも増加トルクを小さく設定することを特徴としている。

本発明の車両制御システム及び方法によれば、原動機により後輪が駆動される車両を制御する場合であっても、ステアリング操作に対する車両の応答性又はリニア感を向上させることができる。

本発明の第１実施形態による車両制御システムを搭載した車両の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による車両制御システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による車両制御システムに備えられたＰＣＭがエンジンを制御するエンジン制御処理のフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてＰＣＭが増加トルクを決定するトルク付加量設定処理のフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてＰＣＭが決定する目標付加加速度と操舵速度との関係を示したマップである。 本発明の第１実施形態において操舵装置の操舵角に応じて増加トルクに乗じる操舵角係数の値を示す係数マップである。 本発明の第１実施形態において増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値を規定した増加トルクの増加率上限値マップである。 本発明の第１実施形態において目標付加減速度と操舵速度との関係を示したマップである。 本発明の第１実施形態による車両制御システムの作用の一例を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態において操舵装置の操舵角に応じて増加トルクに乗じる第２操舵角係数の値を示す係数マップである。

次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による車両制御システムを搭載した車両について説明する。図１は、本発明の第１実施形態による車両制御システムを搭載した車両の全体構成を示すブロック図である。

図１において、符号１は、本実施形態による車両制御システムを搭載した車両を示す。
車両１の車体前部には操舵輪である左右の前輪２ａが設けられ、車体後部には駆動輪である左右の後輪２ｂが設けられている。これら車両１の前輪２ａ、後輪２ｂは、車体に対してサスペンション３により夫々支持されている。また、車両１の車体前部には、後輪２ｂを駆動する原動機であるエンジン４が搭載されている。本実施形態においては、エンジン４は、ガソリンエンジンであるが、原動機としてディーゼルエンジンなどの内燃エンジンや、電力により駆動されるモータを使用することもできる。また、本実施形態において、車両１は、車体前部に搭載されたエンジン４により、トランスミッション４ａ、プロペラシャフト４ｂ、ディファレンシャルギア４ｃを介して後輪２ｂが駆動される所謂ＦＲ車であるが、車体後部に搭載されたエンジン４により後輪２ｂを駆動する所謂ＲＲ車等、原動機により後輪が駆動される任意の車両に本発明を適用することができる。

また、車両１には、ステアリングホイール６の回転操作に基づいて前輪２ａを操舵する操舵装置７が搭載されている。さらに、車両１は、ステアリングホイール６の回転角度を検出する操舵角センサ８、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出する運転状態センサであるアクセル開度センサ１０、及び、車速を検出する車速センサ１２を有する。これらの各センサは、それぞれの検出値を制御器であるＰＣＭ（Power-train Control Module）１４に出力する。本発明の第１実施形態による車両制御システムは、これらの操舵角センサ８、アクセル開度センサ１０、車速センサ１２、及びＰＣＭ１４から構成されている。

次に、図２を参照して、本発明の第１実施形態による車両制御システムの電気的構成を説明する。図２は、本発明の第１実施形態による車両制御システムの電気的構成を示すブロック図である。

ＰＣＭ１４は、上述したセンサ８～１２の検出信号の他、エンジン４の運転状態を検出する各種センサが出力した検出信号に基づいて、エンジン４の各部（例えば、スロットルバルブ５ａ、インジェクタ５ｂ、点火プラグ５ｃ、可変動弁機構５ｄ等）に対する制御を行うべく、制御信号を出力するように構成されている。

ＰＣＭ１４は、基本トルク設定部１６と、増加トルク設定部１８と、減少トルク設定部２０と、エンジン制御部２２とを有する。基本トルク設定部１６は、運転状態センサであるアクセル開度センサ１０等の検出信号に基づいて、エンジン４が発生すべき基本トルクを設定するように構成されている。増加トルク設定部１８は、操舵角センサ８により操舵角の増加が検出されると、基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定するように構成されている。減少トルク設定部２０は、操舵角センサ８により操舵角の減少が検出されると、基本トルクが低減されるように、低減トルクを設定するように構成されている。エンジン制御部２２は、基本トルクに増加トルクを加算したトルク、又は低減トルクを減算したトルクが発生するように、エンジン４を制御するように構成されている。

これらのＰＣＭ１４の各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

なお、図２には図示していないが、アクセル開度センサ１０、車速センサ１２の他、運転状態センサとしてブレーキセンサ、エンジン回転数センサ等を備えていてもよい。また、エンジン制御部２２は、エンジン４に備えられた燃料噴射弁、点火プラグ、吸気スロットル弁、吸気可変動弁機構（以上、図示せず）等を制御してエンジン４が発生するトルクを制御するように構成されている。

次に、図３乃至図８を参照して、車両制御システムが実行する本発明の第１実施形態による車両制御方法を説明する。
図３は、本発明の第１実施形態による車両制御システムに備えられたＰＣＭ１４がエンジン４を制御するエンジン制御処理のフローチャートである。

図３のエンジン制御処理は、車両１のイグニッションがオンにされ、車両制御システムに電源が投入された場合に起動され、繰り返し実行される。
エンジン制御処理が開始されると、図３に示すように、ステップＳ１において、ＰＣＭ１４は車両１の運転状態に関する各種センサ信号を読み込んで取得する。具体的には、ＰＣＭ１４は、操舵角センサ８が検出した操舵角、アクセル開度センサ１０が検出したアクセル開度、車速センサ１２が検出した車速、車両１の変速機に現在設定されているギヤ段等を含む、上述した各種センサが出力した検出信号を運転状態に関する情報として取得する。

次に、ステップＳ２において、ＰＣＭ１４の基本トルク設定部１６は、ステップＳ１において取得されたアクセルペダルの操作や車速を含む車両１の運転状態に基づき、目標加速度を設定する。具体的には、基本トルク設定部１６は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して現在のアクセル開度に対応する目標加速度を決定する。

次に、ステップＳ３において、基本トルク設定部１６は、ステップＳ２において決定した目標加速度を実現するためのエンジン４の基本トルクを決定する。即ち、基本トルク設定部１６は、基本トルク設定工程として、車両１の運転状態に基づいて原動機であるエンジン４が発生すべき基本トルクを設定する。この場合、基本トルク設定部１６は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジン４が出力可能なトルクの範囲内で、基本トルクを決定する。

一方、ステップＳ２及びＳ３の処理と並行して、ステップＳ４において、増加トルク設定部１８及び減少トルク設定部２０は、ステアリング操作に基づき車両１に加速度又は減速度を付加するためのトルクを決定するトルク付加量設定処理を実行する。即ち、ステップＳ４においては、操舵装置７の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように増加トルクを設定する増加トルク設定工程、又は、操舵装置の操舵角の減少に基づいて、基本トルクが低減されるように、低減トルクを設定する低減トルク設定工程が実行される。このトルク付加量設定処理については、図４を参照して後述する。

ステップＳ２及びＳ３の処理及びステップＳ４のトルク付加量設定処理を行った後、ステップＳ５において、ステップＳ３において決定した基本トルクに、ステップＳ４のトルク付加量設定処理において決定した増加トルク又は低減トルクを加算又は減算することにより、最終目標トルクが決定される。ここで、基本トルクが、アクセルペダルの操作等、ドライバの運転操作に応じて設定されるトルクであるのに対し、増加トルク、低減トルクは、車両１がドライバの意図により近い挙動を示すようにＰＣＭ１４により自動的に付加又は低減されるトルクである。

次いで、ステップＳ６において、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において設定した最終目標トルクを実現するためのアクチュエータ制御量を設定する。具体的には、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において設定した最終目標トルクに基づき、最終目標トルクを実現するために必要となる各種状態量を決定し、それらの状態量に基づき、エンジン４の各構成要素を駆動する各アクチュエータの制御量を設定する。この場合、ＰＣＭ１４は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定する。

続いて、ステップＳ７において、ＰＣＭ１４は、ステップＳ６において設定した制御量に基づき各アクチュエータへ制御指令を出力する。
例えば、エンジン４がガソリンエンジンである場合、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において基本トルクに増加トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、点火プラグ５ｃの点火時期を、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角させる。また、点火時期の進角に代えて、あるいはそれと共に、ＰＣＭ１４は、スロットル開度を大きくしたり、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期を進角させたりすることによって、吸入空気量を増加させる。この場合、ＰＣＭ１４は、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を増加させる。

他方で、ステップＳ５において基本トルクから低減トルクを減算することにより最終目標トルクが設定された場合、ＰＣＭ１４は、点火プラグ５ｃの点火時期を、基本トルクを発生させるための点火時期よりも遅角させる（リタードする）。また、点火時期の遅角に代えて、あるいはそれと共に、ＰＣＭ１４は、スロットル開度を小さくしたり、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期を遅角させたりすることによって、吸入空気量を減少させる。この場合、ＰＣＭ１４は、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を減少させる。

また、エンジン４がディーゼルエンジンである場合、ＰＣＭ１４は、ステップＳ５において基本トルクに増加トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を、基本トルクを発生させるための燃料噴射量よりも増加させる。他方で、ステップＳ５において基本トルクから低減トルクを減算することにより最終目標トルクが設定された場合、ＰＣＭ１４は、インジェクタ５ｂによる燃料噴射量を、基本トルクを発生させるための燃料噴射量よりも減少させる。
ステップＳ７の後、ＰＣＭ１４は、図３に示すフローチャートによる１回のエンジン制御処理を終了する。

次に、図４乃至図８を参照して、図３のステップＳ４において実行されるトルク付加量設定処理を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態においてＰＣＭ１４が増加トルクを決定するトルク付加量設定処理のフローチャートであり、図５は、本発明の第１実施形態においてＰＣＭ１４が決定する目標付加加速度と操舵速度との関係を示したマップである。図６は操舵装置７の操舵角に応じて増加トルクに乗じる操舵角係数の値を示す係数マップである。図７は増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値を規定した増加トルクの増加率上限値マップである。図８は目標付加減速度と操舵速度との関係を示したマップである。

図４に示すトルク付加量設定処理が開始されると、ステップＳ２１において、図３に示すフローチャートのステップＳ１において取得した操舵装置７の操舵角が増加しているか否かがＰＣＭ１４により判断される。即ち、操舵角（の絶対値）は、車両１が直進する状態をゼロとし、ステアリングホイール６が時計回り又は反時計回りに回転されると増加する。なお、本実施形態においては、操舵装置７を構成するステアリングシャフトに設けられた操舵角センサ８により操舵角を検出しているが、前輪２ａ（操舵輪）の角度を検出するセンサ等、任意のセンサにより操舵角を検出することができる。

ステップＳ２１において、操舵角（の絶対値）が増加していないと判断された場合にはステップＳ２２に進み、ここでは、操舵角（の絶対値）が減少しているか否かが判断される。即ち、ステップＳ２２においては、ステアリングホイール６の回転角が操舵角＝０の状態に近づいているか否かが判断される。ステップＳ２２において、操舵角が減少していない場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、図３に示すメインルーチンに処理が復帰する。即ち、ドライバにより操舵操作が行われていない（操舵速度＝０）場合には、増加トルク又は低減トルクが設定されることはなく、図３のステップＳ３において設定された基本トルクが最終目標トルクに決定される。

一方、ステップＳ２１において操舵角が増加していると判断された場合にはステップＳ２３に進み、ステップＳ２３においては、操舵速度が所定値以上か否かが判断される。即ち、ＰＣＭ１４は、図３のステップＳ１において取得した操舵角に基づき操舵速度を算出し、その値が所定の閾値Ｔ_S1以上であるか否かを判断する。操舵速度が所定の閾値Ｔ_S1以上でない場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、図３に示すメインルーチンに処理が復帰する。即ち、操舵速度が極めて小さい場合には、ドライバには操舵を行う意志がないと考えられるため、増加トルク設定部１８による増加トルクの設定は実行されない。これにより、ドライバには操舵を行う意志がない状態で、不要なトルク付加量設定処理が介入するのを防止することができる。

ステップＳ２３において、操舵速度が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ２４に進む。即ち、ドライバがステアリング６を切り込んだ（Turn-in）場合に、ステップＳ２４以下の処理が実行される。ステップＳ２４以下の処理では、増加トルク設定工程として、車両１に加速度を付加するために必要なエンジン４の出力トルクの増加量（増加トルク）が、増加トルク設定部１８により設定される。

まず、ステップＳ２４において、増加トルク設定部１８は、操舵速度に基づき目標付加加速度を取得する。この目標付加加速度は、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するために、ステアリング操作に応じて車両１に付加すべき加速度である。

具体的には、増加トルク設定部１８は、図５のマップに示した目標付加加速度と操舵速度との関係に基づき、ステップＳ２３において算出した操舵速度に対応する目標付加加速度を取得する。
図５における横軸は操舵速度を示し、縦軸は目標付加加速度を示す。図５に示すように、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、対応する目標付加加速度は０である。即ち、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、ＰＣＭ１４は、ステアリング操作に基づき車両１に加速度を付加するための制御を実行しない（増加トルクを設定せずにメインルーチンに復帰する）。

一方、操舵速度が閾値Ｔ_S1を超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する目標付加加速度は、所定の上限値Ｄ_maxに漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど目標付加加速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。この上限値Ｄ_maxは、ステアリング操作に応じて車両１に加速度を付加しても、制御介入があったとドライバが感じない程度の加速度に設定される（例えば０．５ｍ／ｓ²≒０．０５Ｇ）。さらに、操舵速度が閾値Ｔ_S1よりも大きい閾値Ｔ_S2以上の場合には、目標付加減速度は上限値Ｄ_maxに維持される。

なお、本実施形態においては、操舵速度の閾値Ｔ_S1は一定値に設定されているが、変形例として、閾値Ｔ_S1を、図３のステップＳ３において設定された基本トルクに応じて変更するように構成することもできる。この場合、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、閾値Ｔ_S1を高く設定するのが良い。また、別の変形例として、増加トルク（目標付加加速度）の設定は、操舵装置７の操舵角が所定の操舵角閾値以上になった場合に実行され、基本トルクが低い場合には、基本トルクが高い場合よりも、操舵角閾値が高く設定されるように本発明を構成することもできる。

次に、ステップＳ２５においては、ステップＳ２４において取得された目標付加加速度を実現するために必要なトルクの増加量である増加トルクが、増加トルク設定部１８により設定される。

次いで、ステップＳ２６においては、切り足し判定工程として、ステップＳ２１において判断された操舵角の増加が「切り足し」によるものであるか否かが判断される。即ち、操舵速度が所定の閾値Ｔ_S1（図５）を超えた後、一旦、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下に低下して操舵角がほぼ一定に維持され、その後再び操舵速度が閾値Ｔ_S1を超えた場合に、切り足し操舵が行われたと判定される。ステップＳ２６において、切り足し操舵が行われたと判定された場合にはステップＳ２７以下の処理が実行され、切り足し操舵でないと判定された場合にはステップＳ２８の処理が実行される。

ステップＳ２７においては、ステップＳ２５において設定された増加トルクが、操舵装置７の操舵角に応じて補正される。即ち、切り足し操舵が行われ、操舵装置７の操舵角が所定値よりも大きい場合には、操舵装置７の操舵角が小さい場合よりも増加トルクが小さい値に補正される。具体的には、ステップＳ２５において設定された増加トルクが、図６に示す操舵角係数Ｋ１によって補正される。

図６は、操舵装置７の操舵角に応じて増加トルクに乗じる操舵角係数Ｋ１の値を示す係数マップである。図６の横軸は操舵装置７の操舵角を表し、縦軸は操舵角係数Ｋ１の値を実線で表している。図６に示すように、操舵角係数Ｋ１の値は、操舵角＝０においてＫ１＝１であり、操舵角（の絶対値）の値が所定の操舵角θ₂を超えると低下し始め、θ₂よりも（絶対値が）大きい所定の操舵角θ₃を超えると１よりも小さい一定値となる。一方、切り足し操舵が行われておらず、ステップＳ２６でＮＯと判定された場合には、操舵角係数Ｋ１による補正は行われないため、図６の一点鎖線に示すように、全ての操舵角においてＫ１＝１と設定した場合と等価になる。

即ち、操舵角（の絶対値）＝θ₂以下では操舵角係数Ｋ１の値は１であり、ステップＳ２４において設定された付加加速度を実現するために必要な増加トルクがそのまま使用される。これに対し、切り足し操舵が行われ、操舵角＝θ₂を超えると操舵角係数Ｋ１の値が小さくなるので、増加トルクの値は、ステップＳ２４で設定された付加加速度を実現するために必要なトルクよりも小さくなる。

即ち、ある程度操舵角（の絶対値）が大きい領域で、ドライバが切り足し操舵を行った場合に、切り足し操舵ではない場合と同様に増加トルクを加えていると、ドライバには車両１が過剰に旋回しているという印象を与えてしまう場合がある。本実施形態においては、操舵角が大きい領域で、切り足し操舵が行われた場合の操舵角係数Ｋ１の値を小さく設定しておくことにより、車両１の過剰な旋回を防止している。ＰＣＭ１４の増加トルク設定部１８は、決定された操舵角係数Ｋ１を、ステップＳ２５において設定された増加トルクに乗じ、増加トルクの値を補正する。

次に、ステップＳ２８においては、補正後の増加トルクの、単位時間当たりの増加率の上限が操舵装置７の操舵角に応じて制限される。即ち、ステップＳ２８では、操舵角が大きい場合には、操舵角が小さい場合よりも、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定される。

具体的には、操舵角係数Ｋ１による補正後の増加トルクの値［Ｎｍ］と、図４に示すフローチャートが前回実行されたときの補正後の増加トルクの値から増加トルクの単位時間当たりの増加率［Ｎｍ／ｓｅｃ］が計算され、この値の上限値が制限される。即ち、図４のフローチャートにおいて今回設定された補正後の増加トルクの値と前回設定された補正後の増加トルクの値との差、及び増加トルクを前回設定した時点から今回設定した時点までの経過時間（図４のフローチャートの実行時間間隔）から増加トルクの単位時間当たりの増加率が計算される。次いで、この増加率が、図７に示す増加トルクの増加率上限値マップに基づいて制限される。計算された増加トルクの単位時間当たりの増加率［Ｎｍ／ｓｅｃ］が、増加トルクの増加率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を超えている場合には、増加トルクの増加率が上限値を超えないように、（補正後の）増加トルクの値が修正される。

図７に示すように、増加トルクの増加率上限値マップは、各操舵角の値［ｄｅｇ］に対して夫々許容可能な増加トルクの増加率上限値［Ｎｍ／ｓｅｃ］を規定したマップである。本実施形態においては、増加トルクの増加率上限値マップは、操舵角の増大と共に許容される増加トルクの増加率の上限値が単調に減少するように設定されている。また、操舵角の増分に対する増加トルクの増加率の上限値の低下（図７に示すマップの傾き）は、操舵角が増加するにつれて大きくなるように設定されている。これにより、操舵角が大きい領域での増加トルクの急激な増加が規制され、車両１の過剰な旋回を防止している。

ステップＳ２８において、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値を規制した後、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。図４のフローチャートの終了後、処理はメインルーチンである図３に示すフローチャートのステップＳ５に復帰する。図３のステップＳ５においては、上述したように、トルク付加量設定処理（図４）において決定した増加トルクが基本トルクに加算され、最終目標トルクが決定され、このトルクが発生するようにエンジンが制御される（ステップＳ６）。

一方、図４のステップＳ２２において操舵角が減少していると判断された場合には、ステップＳ２９に進み、ステップＳ２９においては、操舵速度が所定値以上か否かが判断される。即ち、ＰＣＭ１４は、操舵速度が所定の閾値Ｔ_S1以上であるか否かを判断する。操舵速度が所定の閾値Ｔ_S1以上でない場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、図３に示すメインルーチンに処理が復帰する。

ステップＳ２９において、操舵速度が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ３０に進む。即ち、ドライバがステアリング６を切り戻した（Turn-out）場合に、ステップＳ３０以下の処理が実行される。ステップＳ３０以下の処理では、低減トルク設定工程として、車両１に減速度を付加するために必要なエンジン４の出力トルクの低減量（低減トルク）が、減少トルク設定部２０により設定される。

まず、ステップＳ３０において、減少トルク設定部２０は、操舵速度に基づき目標付加減速度を取得する。この目標付加減速度は、ステアリング６の切り戻し時において、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するために、ステアリング操作に応じて車両１に付加すべき減速度である。

具体的には、減少トルク設定部２０は、図８に示す付加減速度マップを使用して、ステップＳ２９において算出した操舵速度に対応する目標付加減速度を取得する。
図８における横軸は操舵速度を示し、縦軸は目標付加減速度を示す。図８に示すように、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、対応する目標付加減速度は０である。即ち、操舵速度が閾値Ｔ_S1以下である場合、ＰＣＭ１４は、ステアリング操作に基づき車両１に減速度を付加するための制御を実行しない（低減トルクを設定せずにメインルーチンに復帰する）。

一方、操舵速度が閾値Ｔ_S1を超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する目標付加減速度は、所定の上限値Ｄ_maxに漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど目標付加減速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。この上限値Ｄ_maxは、ステアリング操作に応じて車両１に減速度を付加しても、制御介入があったとドライバが感じない程度の減速度に設定される（例えば０．５ｍ／ｓ²≒０．０５Ｇ）。さらに、操舵速度が閾値Ｔ_S1よりも大きい閾値Ｔ_S2以上の場合には、目標付加減速度は上限値Ｄ_maxに維持される。

次に、ステップＳ３１においては、ステップＳ３０において取得された目標付加減速度を実現するために必要なトルクの低減量である低減トルクが、減少トルク設定部２０により設定され、図４に示すフローチャートの１回の処理が終了する。図４のフローチャートの終了後、処理はメインルーチンである図３に示すフローチャートのステップＳ５に復帰する。図３のステップＳ５においては、トルク付加量設定処理（図４）において決定した低減トルクが基本トルクから減算され、最終目標トルクが決定され、このトルクが発生するようにエンジン４が制御される（ステップＳ６）。この基本トルクから低減トルクを減算したトルクが発生するように、エンジン４を制御する工程は、第２のトルク発生工程として作用する。

次に、図９を参照して、本発明の第１実施形態による車両制御システムの作用を説明する。
図９は、本実施形態による車両制御システムの作用の一例を示すタイムチャートであり、上段から順に、操舵装置の操舵角［ｄｅｇ］、操舵速度［ｄｅｇ／ｓｅｃ］、基本トルク［Ｎ・ｍ］、付加加減速度［ｍ／ｓｅｃ²］、（補正後の）増加／低減トルク［Ｎ・ｍ］、点火時期を示している。

まず、図９の時刻ｔ₁₀～ｔ₁₁においては、車両１のドライバは操舵を行っておらず、操舵角は０［ｄｅｇ］（中立位置）、操舵速度も０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］となっている。また、時刻ｔ₁₀～ｔ₁₁においては、車両１の運転状態（例えば、アクセルペダルの踏込量）も一定であるため、基本トルク［Ｎ・ｍ］も一定値となっている。この状態では、図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→リターンの処理が繰り返されるので、付加加速度や、増加トルク、低減トルクの設定は行われない（付加加速度＝０、増加トルク＝０、低減トルク＝０）。このため、時刻ｔ₁₀～ｔ₁₁においては、基本トルク（一定値）が最終目標トルク（図３のステップＳ５）として決定される。また、点火プラグ５ｃの点火時期は、基本トルクを発生させるための点火時期に設定される。

次に、図９の時刻ｔ₁₁において、ドライバが操舵を開始すると、操舵角及び操舵速度（の絶対値）が増加する。操舵速度がＴ_s1以上になると、図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２６→Ｓ２８→リターンの処理が繰り返されるので、付加加速度及び増加トルクの設定が行われる。しかしながら、時刻ｔ₁₁からの操舵は切り足し操舵ではないので、ステップＳ２７における切り足し時補正は実行されない。また、増加トルクの増加率が上限値を超えていない場合には、ステップＳ２５で設定された増加トルクが、トルク付加量設定処理の結果として出力される。

これにより、時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂においては、設定された付加加速度に対応した増加トルクが設定され、基本トルク（一定値）に増加トルクを加算した最終目標トルクが設定される。また、基本トルクに増加トルクが加算された最終目標トルクを生成するために、図３のステップＳ６において設定されたアクチュエータ制御量が使用される。具体的には、本実施形態においては、図９の最下段に示すように、点火プラグ５ｃの点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角される。

この増加トルクの加算によるトルクの増加は、操舵速度がＴ_s1に到達した後（図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２４以下の処理が実行されるようになった後）、約５０ｍｓｅｃ以内に立ち上がり始め、約２００～約２５０ｍｓｅｃ程度で最大値に到達する。この増加トルクに基づく後輪２ｂの駆動トルクの立ち上がりにより、サスペンション３を介して車両１を前傾させる（車両のフロント側を沈み込ませる）力が瞬間的に作用し、操舵輪である前輪２ａの荷重が増加する。この瞬間的に立ち上がる前輪２ａ荷重の増加により、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感が向上する。

一方、増加トルクに基づく後輪２ｂの駆動トルクの増大は、車両１を加速させ、この加速により車両１を後傾させる（車両のリア側を沈み込ませる）力も発生させる。しかしながら、駆動トルクが増大し始めた後、車両１が加速され、この加速が車両１を実質的に後傾させるまでにはある程度のタイムラグがある。このため、車両１の加速に基づく前輪２ａ荷重の低下は、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感には影響が少ない。

なお、図９に示す例において、時刻ｔ₁₂における操舵角が所定の操舵角θ₂（図６）を超えている場合でも、時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂における操舵は切り足し操舵ではないため、増加トルクの補正が行われることはない。また、図９の例では、時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂において、アクセルペダルの踏み込み等の運転操作が行われていないため、基本トルクの値は一定である（時刻ｔ₁₀～ｔ₁₁における値から変化していない）。

次いで、図９の時刻ｔ₁₂において保舵に移行すると、操舵角がほぼ一定値となる（操舵速度が閾値Ｔ_S1以下になる）。図９の時刻ｔ₁₂～ｔ₁₃においては、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→Ｓ２２→リターンの処理が繰り返される。なお、図９に示す例では、時刻ｔ₁₂～ｔ₁₃において、アクセルペダルの踏み込み等の運転操作が行われていないため、基本トルクの値は一定である（時刻ｔ₁₀～ｔ₁₁における値から変化していない）。このように、時刻ｔ₁₂～ｔ₁₃においては、操舵速度がゼロであるため、付加加速度、増加トルクの値もゼロになる。これに伴い、基本トルクを増加トルク分だけ増加させるための点火時期の進角もゼロにされる。

さらに、図９の時刻ｔ₁₃においてドライバがステアリング６を再び同一の方向（時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂における切り込みと同一の方向）に切り込むと、ＰＣＭ１４は、この操舵を切り足し操舵であると判断する。切り足し操舵が行われると、図４に示すフローチャートでは、ステップＳ２１→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２６→Ｓ２７→Ｓ２８→リターンの処理が繰り返される。これにより、付加加速度及び増加トルクの設定が行われる。しかしながら、ステップＳ２６において切り足し操舵であると判定されると、増加トルクの値はステップＳ２７における切り足し時補正により小さくされる（操舵角が所定の操舵角θ₂（図６）を超えている場合）。このため、図９の時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂における操舵速度と時刻ｔ₁₃～ｔ₁₄における操舵速度が同一であり、図４のステップＳ２４において同一の付加加速度が設定されていても、時刻ｔ₁₃～ｔ₁₄における切り足し操舵では増加トルクが小さな値に補正されている。

また、補正された増加トルクを基本トルクに加算した最終目標トルクを生成するために、図３のステップＳ６において設定されたアクチュエータ制御量が使用される。具体的には、図９の最下段に示すように、点火プラグ５ｃの点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角されるが、増加トルクが小さな値に補正されているため、図９の時刻ｔ₁₃～ｔ₁₄における点火時期の進角は、時刻ｔ₁₁～ｔ₁₂における進角よりも小さくなる。

次いで、図９の時刻ｔ₁₄において保舵に移行すると、操舵速度がゼロであるため、付加加速度、増加トルクの値がゼロにされる。これに伴い、基本トルクを増加トルク分だけ増加させるための点火時期の進角もゼロにされる。
さらに、図９の時刻ｔ₁₅においてドライバがステアリング６の切り戻しを開始すると、操舵角（の絶対値）が減少し始め、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２９→Ｓ３０→Ｓ３１→リターンの処理が繰り返されるようになる。この状態においては、操舵角の減少に伴い、ステップＳ３０において付加減速度が設定される。このため、時刻ｔ₁₅～ｔ₁₆においては、ステップＳ３０において設定された付加減速度を実現するための低減トルクが設定される。また、基本トルクから低減トルクが減算された最終目標トルクを生成するために、図３のステップＳ６において設定されたアクチュエータ制御量が使用される。具体的には、本実施形態においては、図９の最下段に示すように、点火プラグ５ｃの点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも遅角される。

次いで、図９の時刻ｔ₁₆において操舵角が０に戻り保舵される（操舵速度＝０）と、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ２１→Ｓ２２→リターンの処理が繰り返されるようになる。操舵速度が０となることにより、付加加速度及び付加減速度の値も０となり、基本トルクの値が最終目標トルクとして決定される。

なお、図９に示す例において、基本トルクの値は一定値とされているが、ドライバのアクセルペダル等の操作により基本トルクが変化した場合には、その基本トルクに対して増加トルクが加算され、又は低減トルクが減算される。しかしながら、ドライバによるステアリングホイール６の切り込みから、保舵、切り戻しに至るまでの時間は、一般に比較的短時間（通常は１～２ｓｅｃ未満）であるため、この間の基本トルクは一定であるとみなすこともできる。

本発明の第１実施形態の車両制御方法によれば、車両１に搭載された操舵装置７の操舵角の増加に基づいて、基本トルクを増加させるように、増加トルクが設定され、前輪荷重が増加するので、ステアリング操作に対する車両応答性やリニア感を向上させることができる。また、操舵装置７の操舵角が大きい場合には、操舵装置の操舵角が小さい場合よりも増加トルクを小さく設定している（図４のステップＳ２７、図６）。これにより、操舵角が大きい領域においても旋回性が過剰となることがなく、操舵角の大きい状態でも車両応答性やリニア感を向上させることができる。

また、本実施形態の車両制御方法によれば、操舵装置７の操舵速度が所定値以上の場合に、増加トルクが設定されるので（図５）、ドライバに操舵の意志がない微少な操舵に対して増加トルクが設定され、制御が介入することによりドライバに違和感を与えるのを防止することができる。

さらに、本実施形態の車両制御方法によれば、操舵角が大きい場合には、増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定されるので（図７）、増加トルクによる急激なトルク増加を抑制することができ、ドライバに違和感を、より与えにくくすることができる。

また、本実施形態の車両制御方法によれば、切り足し判定工程（図４のステップＳ２６）において、切り足し操舵が行われたと判定された場合に増加トルクが小さく設定される（ステップＳ２７）ので、車両１の過剰な旋回によりドライバに違和感を与えるのを防止することができる。

さらに、本実施形態の車両制御方法によれば、操舵角の増加が検出された（図９の時刻ｔ₁₁）後、ほぼ一定に維持され（時刻ｔ₁₂～ｔ₁₃）、その後再び操舵角の増加が検出された（時刻ｔ₁₃）場合に、切り足し操舵が行われたと判定されるので、切り足し操舵を確実に判定することができ、ドライバに与える違和感を、より抑制することができる。

次に、図１０を参照して、本発明の第２実施形態による車両制御システム及び方法を説明する。
本実施形態の車両制御システム及び方法は、第１実施形態における図４のフローチャートのステップＳ２７において使用される操舵角係数（図６）が、第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。

図１０は、本発明の第２実施形態において、操舵装置７の操舵角に応じて増加トルクに乗じる第２操舵角係数の値を示す係数マップである。

図１０に示すように、第２操舵角係数Ｋ２の値は、操舵角＝０においてＫ２＝１であり、操舵角（の絶対値）の増大と共に直線的に値が小さくなり、所定の操舵角θ₁以上では一定値となる。ＰＣＭ１４の増加トルク設定部１８は、操舵角センサ８によって検出された操舵角に基づいて、図１０に示す操舵角係数マップを使用して第２操舵角係数Ｋ２を決定する。

即ち、操舵角＝０付近では第２操舵角係数Ｋ２の値は約１であり、付加加速度マップ（図５）に基づいて設定された付加加速度を実現するために必要な増加トルクがそのまま使用される。これに対し、操舵角（の絶対値）が大きくなるにつれて第２操舵角係数Ｋ２の値が小さくなるので、増加トルクの値は、設定された付加加速度を実現するために必要なトルクよりも小さくなる。本実施形態においては、操舵角が大きい領域で第２操舵角係数Ｋ２の値を小さくすることにより、車両１の過剰な旋回を防止している。ＰＣＭ１４の増加トルク設定部１８は、決定された第２操舵角係数Ｋ２を、図４のステップＳ２５において設定された増加トルクに乗じ、増加トルクの値を補正する。

本実施形態によれば、切り足し操舵が行われた場合には、操舵角が小さい領域（操舵角θ₁以下）においても第２操舵角係数Ｋ２の値が１以下に設定され、増加トルクの値が小さな値に補正されるので、操舵角が小さい領域においても、車両１の過剰な旋回を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、ガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を適用していたが、ディーゼルエンジンや、電動機等、種々の原動機を搭載した車両に本発明を適用することができる。

１ 車両
２ａ 前輪（操舵輪）
２ｂ 後輪（駆動輪）
３ サスペンション
４ エンジン（原動機）
６ ステアリングホイール
７ 操舵装置
８ 操舵角センサ
１０ アクセル開度センサ（運転状態センサ）
１２ 車速センサ
１４ ＰＣＭ（制御器）
１６ 基本トルク設定部
１８ 増加トルク設定部
２０ 減少トルク設定部
２２ エンジン制御部

Claims (6)

1. 原動機により後輪が駆動される車両を制御する方法であって、
   上記車両の運転状態に基づいて、上記原動機が発生すべき基本トルクを設定する基本トルク設定工程と、
   上記車両に搭載された操舵装置の操舵速度の増加に基づいて、上記基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定する増加トルク設定工程と、
   上記基本トルクに上記増加トルクを加算したトルクが発生するように、上記原動機を制御するトルク発生工程と、
   を有し、
   上記増加トルク設定工程において、上記操舵装置の操舵角が大きい場合には、上記操舵装置の操舵角が小さい場合よりも上記増加トルクが小さく設定されることを特徴とする車両制御方法。
2. さらに、上記操舵装置による操舵輪の切り足し操舵を判定する切り足し判定工程を有し、この切り足し判定工程において切り足し操舵が行われたと判定された場合には、上記増加トルク設定工程において上記増加トルクが小さく設定される請求項１記載の車両制御方法。
3. 上記切り足し判定工程は、上記操舵装置による操舵角の増加が検出された後、操舵角がほぼ一定に維持され、その後再び操舵角の増加が検出された場合に、切り足し操舵が行われたと判定する請求項２記載の車両制御方法。
4. 上記増加トルク設定工程においては、上記操舵装置の操舵速度が所定値以上の場合に、上記増加トルクを設定する請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御方法。
5. 上記増加トルク設定工程において、上記操舵装置の操舵角が大きい場合には、上記操舵装置の操舵角が小さい場合よりも、上記増加トルクの単位時間当たりの増加率の上限値が低く設定される請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両制御方法。
6. 原動機により後輪が駆動される車両を制御する車両制御システムであって、
   上記車両の運転状態を検出する運転状態センサと、
   上記車両に搭載された操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、
   上記運転状態センサの検出信号及び上記操舵角センサの検出信号に基づいて上記原動機を制御する制御器と、を有し、
   上記制御器は、
   上記運転状態センサの検出信号に基づいて、上記原動機が発生すべき基本トルクを設定し、
   上記操舵角センサにより検出された操舵速度が所定値以上になると、上記基本トルクを増加させるように、増加トルクを設定し、
   上記基本トルクに上記増加トルクを加算したトルクが発生するように、上記原動機を制御するように構成され、
   上記制御器は、上記操舵装置の操舵角が大きい場合には、上記操舵装置の操舵角が小さい場合よりも上記増加トルクを小さく設定することを特徴とする車両制御システム。

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