JP7194376B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングの操作に応じて車両運動を制御する車両の制御装置に関する。

従来から、ドライバがステアリングを操作したときに、種々の目的を達成すべく、車両に発生するヨーレートや横加速度などの車両運動を制御するようにした技術が提案されている。例えば、特許文献１には、操舵角速度に基づき車両に付与する駆動力又は制動力を制御することで、ステアリングの切り込み時のステアリング反力の違和感を低減する技術が開示されている。なお、上記のステアリングは、ステアリングホイールを意味している。本明細書では、ステアリングホイールのことを適宜「ステアリング」と略称する。

特開２０１７－１９００１３号公報

ところで、本発明者らが行った研究によれば、車両を旋回させるべくドライバがステアリングを切り込んだときに、車両に発生する横加速度の変化に起因して、ドライバによる操舵が不安定になる場合があることがわかった。これについて、図１６を参照して具体的に説明する。

図１６は、ステアリングが切り込み操作されたときに車両に発生する横加速度の一例を示している。図１６では、横軸は時間を示し、縦軸は横加速度を示している。また、符号１０１は、ステアリングが切り込み操作されたときに車両に発生すべき目標横加速度を示し、符号１０２は、ステアリングが切り込み操作されたときに車両に実際に発生した横加速度（実横加速度）を示している。まず、ドライバがステアリングの切り込み操作を開始した直後に、この切り込み操作の開始からやや遅れて、実横加速度１０２が急激に立ち上がる（符号１０４参照）。これは、切り込み操作の開始直後には、操舵角加速度（操舵角の変化速度（操舵角速度）の変化率）が大きく上昇するからである。このように実横加速度１０２が急激に立ち上がると、ドライバが驚いて、ステアリングの切り込み操作を一旦停止させることで、実横加速度１０２の上昇が止まる（符号１０５参照）。この後、ドライバがステアリングの追加の切り込み操作（切り足し）を行うことで、実横加速度１０２が再び大きく上昇する（符号１０６参照）。このとき、実横加速度１０２が目標横加速度１０１をオーバーシュートする。そして、この後も、目標横加速度１０１に対する実横加速度１０２のオーバーシュートとアンダーシュートとが交互に繰り返し発生し、不安定な操舵が継続することとなる（符号１０７参照）。

車両旋回時においてドライバによるステアリング操作とそれに応じた車両挙動との一体感をドライバに与えるためには、上記したような不安定な操舵の発生を抑制することが望ましい。そのためには、ドライバのステアリング操作に対して期待通りの横加速度を車両に発生させるように、車両運動を制御することが望ましいと考えられる。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ステアリングが切り込み操作されたときの車両横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制するように、車両運動を適切に制御することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両の制御装置であって、車両を旋回させるために操作されるステアリングと、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、を備え、ステアリングの操作に応じて車両の操舵輪を転舵させる操舵装置と、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角加速度を設定する設定手段と、ステアリングが切り込み操作されたときに車両運動を制御する車両運動制御手段と、を有し、車両運動制御手段は、操舵角加速度が大きいほど、車両の横加速度の上昇を大きく抑制するように車両運動を制御する、ことを特徴とする。

上述したように、ステアリング（ステアリングホイール）の切り込み操作の開始直後には、操舵角加速度が大きく上昇する。したがって、本発明では、ステアリングが切り込み操作されたときに、この操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制するための制御を行う。これにより、特にステアリングの切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりを抑制することができる。よって、ステアリングの切り込み操作時における横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制することができる。例えば、ドライバが切り込み操作の開始直後における急峻な横加速度発生に驚いて、ステアリングの操作速度が低下してしまうこと（操舵の停止など）を適切に抑制することができる。
なお、「ステアリングが切り込み操作されたとき」とは、所定の操舵角以上の操作がステアリングに対してなされたときを意味する。換言すると、いわゆる修正舵ではない操舵（旋回のための操舵）がなされたときを意味する。

また、本発明において、好ましくは、設定手段は、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、車両運動制御手段は、操舵角加速度が大きいほど、車両の横加速度の上昇を大きく抑制する一方で、操舵角速度が大きいほど、車両の横加速度を大きく上昇させる。
このように構成された本発明によれば、操舵角速度に基づき車両の横加速度の上昇を増大するための制御を更に行うので、ドライバによるステアリングの切り込み操作に対する車両の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保することができる。

また、本発明において、好ましくは、設定手段は、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、操舵装置は、ステアリングの操作と独立して操舵輪の車輪角を変更可能に構成され、車両運動制御手段は、操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度に基づき、ステアリングの操作と独立して車輪角を変更するよう操舵装置を制御することにより、操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制する。
このように構成された本発明によれば、ステアリングの操作と独立して車輪角を適宜変更するよう操舵装置を制御することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制を適切に実現することができる。

また、本発明において、好ましくは、車両運動制御手段は、操舵角加速度に基づき車両のヨーモーメントを制御することにより、操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制する。
このように構成された本発明によれば、車両に付与するヨーモーメントを制御することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制を適切に実現することができる。

好適な例では、車両運動制御手段は、車両に付与する制動力及び駆動力の少なくともいずれか一方を制御することにより、ヨーモーメントを制御するのがよい。

また、好適な例では、左右の車輪に異なる制動力を付与可能なブレーキ装置を更に備え、設定手段は、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、車両運動制御手段は、操舵角加速度に基づき車両の旋回外輪に付与する制動力を増加させるようブレーキ装置を制御すると共に、操舵角速度に基づき車両の旋回内輪に付与する制動力を増加させるようブレーキ装置を制御することにより、ヨーモーメントを制御するのがよい。

他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、車両の制御装置であって、車両を旋回させるために操作されるステアリングと、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、を備え、ステアリングの操作に応じて操舵輪を転舵させる操舵装置と、操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角加速度を設定する設定手段と、ステアリングが切り込み操作されたときに車両運動を制御する車両運動制御手段と、を有し、車両運動制御手段は、操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制するように車両運動を制御し、それにより、ステアリングの切り込み操作に応じて上昇する車両の横加速度に起因してドライバによるステアリングの操作速度が低下するのを抑制する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、ステアリングの切り込み操作時における横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制することができる。

また、本発明において、好ましくは、車両は、車両前後方向に位置調整が可能な運転席を有し、運転席の車両前後位置は、車両の重心位置よりも車両前後方向において前側に設定されており、車両運動制御手段は、運転席の車両前後位置と車両の重心位置との距離が大きいほど、車両の横加速度の上昇をより強く抑制する。
運転席の車両前後位置と車両の重心位置との距離に応じて、ドライバの横加速度に対する感度が変わる。具体的には、当該距離が大きい場合にはドライバが横加速度を感じやすくなり、当該距離が小さい場合にはドライバが横加速度を感じにくくなる。したがって、本発明によれば、このような距離によって変わるドライバの横加速度に対する感度に応じて、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を適切に変化させることができる。

また、本発明において、好ましくは、運転席以外の着座状態を検出する着座センサを更に有し、車両運動制御手段は、着座センサによって検出された着座状態に基づき、車両の重心位置を変更する。
このように構成された本発明によれば、車室内の乗員（ドライバ以外）の着座状態を加味することで、車両の重心位置を正確に求めることができる。

また、本発明において、好ましくは、着座センサは、車両の助手席及び後席の着座状態を検出する。
このように構成された本発明によれば、着座センサを用いて、車室内の乗員の着座状態を適切に判断することができる。

また、本発明において、好ましくは、車両の燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量センサを更に有し、車両運動制御手段は、燃料残量センサによって検出された燃料残量に基づき、車両の重心位置を変更する。
このように構成された本発明によれば、燃料タンク内の燃料残量を加味することで、車両の重心位置を正確に求めることができる。

また、本発明において、好ましくは、車両が牽引状態にあるか否かを判定する牽引状態判定手段を更に有し、車両運動制御手段は、牽引状態判定手段による判定結果に基づき、車両の重心位置を変更する。
このように構成された本発明によれば、車両の牽引状態を加味することで、車両の重心位置を正確に求めることができる。

また、本発明において、好ましくは、車両は、車両前後方向に位置調整が可能な運転席を有し、車両運動制御手段は、位置調整された運転席の車両前後位置が前側にいくほど、車両の横加速度の上昇をより強く抑制する。
このように構成された本発明によっても、運転席の車両前後位置によって変わるドライバの横加速度に対する感度に応じて（運転席位置が前側の場合にはドライバが横加速度を感じやすくなり、運転席位置が後ろ側の場合にはドライバが横加速度を感じにくくなる）、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を適切に変化させることができる。

本発明の車両の制御装置によれば、ステアリングが切り込み操作されたときの車両横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制することができる。

本発明の実施形態による車両の制御装置が適用された車両の概略構成図である。 本発明の実施形態による車両の制御装置が備える操舵装置の概略構成図である。 本発明の実施形態による車両の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 ステアリングが切り込み操作されたときの操舵角と操舵角速度と操舵角加速度との関係についての説明図である。 本発明の実施形態による運転席位置に応じた車両運動制御についての説明図である。 本発明の第１実施形態による車両運動制御処理のフローチャートである。 本発明の第１実施形態による第１及び第２車輪角のマップである。 本発明の第１実施形態に係る車両運動制御を実行した場合の各種パラメータの時間変化を示すタイムチャートである。 図８を拡大して表したタイムチャートである。 本発明の第１実施形態に係る車両運動制御を実行した場合に発生する横加速度についての概略図である。 本発明の第２実施形態による車両運動制御処理のフローチャートである。 本発明の第２実施形態による第１及び第２ヨーモーメントのマップである。 本発明の第２実施形態に係る車両運動制御を実行した場合の各種パラメータの時間変化を示すタイムチャートである。 図１３を拡大して表したタイムチャートである。 本発明の第２実施形態の変形例による制動力のマップである。 ステアリングが切り込み操作されたときに車両に発生する横加速度についての説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両の制御装置を説明する。

＜装置構成＞
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態による車両の制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の制御装置が適用された車両の概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態による車両の制御装置が備える操舵装置の概略構成図であり、図３は、本発明の実施形態による車両の制御装置の電気的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の制御装置を搭載した車両を示す。車両１には、前輪２を駆動する機能（つまり電動機としての機能）と、前輪２により駆動されて回生発電を行う機能（つまり発電機としての機能）と、を有するモータジェネレータ４が搭載されている。モータジェネレータ４は、減速機５を介して前輪２との間で力が伝達され、また、インバータ３を介してコントローラ１４により制御される。更に、モータジェネレータ４は、バッテリ２５に接続されており、駆動力を発生するときにはバッテリ２５から電力が供給され、回生したときにはバッテリ２５に電力を供給してバッテリ２５を充電する。

また、車両１は、各車輪に設けられたブレーキ装置（制動装置）１９のブレーキキャリパにブレーキ液圧を供給するブレーキ制御システム２０を備えている。ブレーキ制御システム２０は、各車輪に設けられたブレーキ装置１９において制動力を発生させるために必要なブレーキ液圧を生成する液圧ポンプ２１と、各車輪のブレーキ装置１９への液圧供給ラインに設けられた、液圧ポンプ２１から各車輪のブレーキ装置１９へ供給される液圧を制御するためのバルブユニット２２（具体的にはソレノイド弁）と、液圧ポンプ２１から各車輪のブレーキ装置１９へ供給される液圧を検出する液圧センサ２４と、を備えている。液圧センサ２４は、例えば各バルブユニット２２とその下流側の液圧供給ラインとの接続部に配置され、各バルブユニット２２の下流側の液圧を検出し、検出値をコントローラ１４に出力する。

ブレーキ制御システム２０は、コントローラ１４から入力された制動力指令値や液圧センサ２４の検出値に基づき、各車輪のホイールシリンダやブレーキキャリパのそれぞれに独立して供給する液圧を算出し、それらの液圧に応じて液圧ポンプ２１の回転数やバルブユニット２２の開度を制御する。

また、車両１は、ドライバによるステアリングホイール（ステアリング）１１の操作に応じて、操舵輪（転舵輪）としての前輪２を転舵させる操舵装置６を備えている。図２に示すように、操舵装置６は、ステアリングホイール１１の回転を伝達するための機構と、ステアリングホイール１１の回転に応じて前輪２を転舵するための機構とが、機械的に分離されたステアバイワイヤ式に構成されている。

具体的には、操舵装置６は、ドライバによって操作されるステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１と共に回転するステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２に設けられ、トルク（典型的には反力トルク）を発生して当該トルクをステアリングシャフト１２に付加する電動モータ１３と、ステアリングシャフト１２の操舵角（回転角）を検出する操舵角センサ８と、ステアリングホイール１１を介してドライバにより付与された操舵トルクを検出するトルクセンサ１５と、を備える。また、操舵装置６は、前輪２を転舵するためのトルクを発生する電磁操舵モータ１６と、この電磁操舵モータ１６のトルクによって動作するラックシャフト１７と、このラックシャフト１７の動作によって前輪２を転舵させるタイロッド１８と、を備える。

次に、図３に示すように、コントローラ１４には、上述した操舵角センサ８の他に、車両１に発生する加速度を検出する加速度センサ３１と、少なくとも運転席以外の座席、具体的には助手席及び後席の着座状態を検出する着座センサ３２と、車両１の後部に設けられた燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量センサ３３と、車両１の牽引状態を検出するトーイングセンサ３４と、から検出信号が入力される。着座センサ３２は、助手席及び後席のそれぞれに設けられる。助手席に設けられた着座センサ３２は、乗員が助手席に着座しているときにオン信号を出力し、後席に設けられた着座センサ３２は、乗員が後席に座っているときにオン信号を出力する。トーイングセンサ３４は、車両１が牽引状態にあるときにオン信号を出力する。

本実施形態によるコントローラ１４は、上述したような各種センサが出力した検出信号に基づいて、モータジェネレータ４、操舵装置６及びブレーキ制御システム２０などに対する制御を行う。具体的には、コントローラ１４は、車両１を駆動するときには、車両１に付与すべき駆動力（駆動トルク）をモータジェネレータ４から発生させるように、インバータ３に対して制御信号を出力する。他方で、コントローラ１４は、車両１を制動させるときには、車両１に付与すべき制動力をモータジェネレータ４から発生させるように（つまりモータジェネレータ４が回生して当該制動力を発生するように）、インバータ３に対して制御信号を出力する。また、コントローラ１４は、車両１を制動させるときに、このようにモータジェネレータ４を回生させる代わりに又はモータジェネレータ４を回生させると共に、ブレーキ装置１９から制動力を発生させるように、ブレーキ制御システム２０に対して制御信号を出力してもよい。この場合、コントローラ１４は、ブレーキ制御システム２０の液圧ポンプ２１及びバルブユニット２２を制御することで、ブレーキ装置１９により所望の制動力を発生させるようにする。

更に、コントローラ１４は、操舵角センサ８によって検出された操舵角に基づき、ステアリングホイール１１の回転に応じて前輪２を転舵させるように、電磁操舵モータ１６を制御する。基本的には、前輪２の車輪角は、ステアリングホイール１１の操舵角に対応する角度に設定されるが、ステアバイワイヤ式の操舵装置６では、前輪２の車輪角をステアリングホイール１１の操舵角と独立して電磁操舵モータ１６によって変更できるようになっている。また、コントローラ１４は、路面状態をドライバに伝えるためのトルクを電動モータ１３によってステアリングホイール１１に付与すべく、トルクセンサ１５によって検出された操舵トルクなどに基づき、電動モータ１３によるトルクを制御する。

このようなコントローラ１４は、１つ以上のプロセッサ、当該プロセッサ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。詳細は後述するが、コントローラ１４は、本発明における車両の制御装置に相当する。また、コントローラ１４は、本発明における設定手段及び車両運動制御手段として機能する。

なお、図１では、モータジェネレータ４により駆動される車両１（電気自動車（ＥＶ車両）に相当する）を示したが、本発明は、ＥＶ車両への適用に限定はされず、エンジンにより駆動される一般的な車両や、エンジン及びモータジェネレータにより駆動される車両（ハイブリッド車両（ＨＥＶ車両））にも適用可能である。

また、図２では、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２の回転角（操舵角センサ８により検出される角度）を操舵角として用いる例を示したが、ステアリングシャフト１２の回転角の代わりに又はステアリングシャフト１２の回転角と共に、操舵系における各種状態量（電動モータ１３又は電磁操舵モータ１６の回転角やラックシャフト１７の変位等）を操舵角として用いてもよい。

また、図３に示した例では、トーイングセンサ３４が本発明における牽引状態判定手段として機能するが、他の例では、トーイングセンサ３４を用いずに、コントローラ１４が牽引状態を判定してもよい。具体的には、コントローラ１４は、アクセル開度などに応じて決まる目標加速度と、加速度センサ３１によって検出された実際の加速度との差に基づき、車両１が牽引状態であるか否かを判定してもよい。この場合、コントローラ１４が本発明における牽引状態判定手段として機能する。

＜車両運動制御＞
次に、本発明の実施形態による車両運動制御について説明する。最初に、本実施形態による車両運動制御の概要について簡単に説明する。本実施形態では、コントローラ１４は、図１６を参照して説明したように、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときの車両１の横加速度（典型的には、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がり）に起因する不安定な操舵を抑制すべく、車両運動を制御する。

ここで、図４を参照して、ステアリングホイール１１の切り込み操作時における、操舵角と、操舵角速度（操舵角の変化速度）と、操舵角加速度（操舵角の変化速度（操舵角速度）の変化率）と、の関係について説明する。図４において、符号６１は操舵角を示し、符号６２は操舵角速度を示し、符号６３は操舵角加速度を示している。図４に示すように、ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始時には、操舵角加速度が大きく立ち上がる、換言すると操舵角加速度がステップ状に立ち上がる。その結果、図１６にて説明したように、切り込み操作の開始直後において横加速度の急激な立ち上がりが生じるものと考えられる。

したがって、本実施形態では、コントローラ１４は、操舵角加速度に基づき横加速度の上昇を抑制する制御を行う、つまり横加速度の上昇度合を低減する制御を行う。こうすることで、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりを抑制して、切り込み操作時の操舵を安定化させるようにする。特に、ドライバが急峻な横加速度発生に驚いて、ステアリングホイール１１の操作速度が低下してしまうこと（操舵の停止など）を抑制するようにする。

更に、本実施形態では、コントローラ１４は、上記のように操舵角加速度に関しては横加速度の上昇を抑制するよう制御を行うが、操舵角速度に関しては、当該操舵角速度に基づき横加速度の上昇を増大するよう制御を行う。このように操舵角速度に基づき横加速度の上昇を増大することで、ドライバの切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保するようにする。

更に、本実施形態では、コントローラ１４は、上記したように操舵角加速度に基づき横加速度の上昇を抑制する場合において、運転席の車両前後位置（以下では単に「運転席位置」と呼ぶ。）が前側にあるときには、そうでないときよりも、横加速度の上昇をより強く抑制するようにする。こうするのは、運転席位置が前側にあるときには、運転席が車両重心位置から離れる傾向にあるので、ドライバが横加速度を感じやすくなるからである。そういった観点より、本実施形態では、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離を求め、この距離に応じて、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を変える。

図５は、本発明の実施形態による運転席位置に応じた車両運動制御の内容についての説明図である。図５において、符号ＤＳは運転席を示し、符号Ｇは車両重心を示し、符号Ｐ１は運転席位置を示し、符号Ｐ２は車両重心位置を示している。図５に示すように、車両１においては、運転席位置Ｐ１が車両重心位置Ｐ２よりも前後方向において前側に設定されている。本実施形態では、コントローラ１４は、運転席位置Ｐ１と車両重心位置Ｐ２との距離Ｄ１が比較的大きいときには、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を大きくする。言い換えると、コントローラ１４は、運転席位置Ｐ１と車両重心位置Ｐ２との距離Ｄ１が比較的小さいときには、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を小さくする。これにより、運転席位置Ｐ１と車両重心位置Ｐ２との距離Ｄ１によって変わるドライバの横加速度に対する感度に応じて、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を適切に変化させることができる。

また、本実施形態では、コントローラ１４は、図５に示すように、運転席ＤＳ以外（具体的には助手席ＦＰＳ及び後席ＲＰＳ）の着座状態と、燃料タンクＦＴ内の燃料残量と、車両１の牽引状態（つまり車両１が被牽引車１ｘを牽引しているか否か）とに基づき、上述した車両重心位置Ｐ２を求める。こうするのは、助手席ＦＰＳ及び後席ＲＰＳにおける乗員の有無、燃料タンクＦＴ内の燃料残量の程度、及び被牽引車１ｘの有無に応じて、車両１の重心位置Ｐ２が前後方向において変動するからである。

以下では、上記したような操舵角加速度及び操舵角速度に基づく横加速度の制御を実現するために実行される、具体的な車両運動制御の実施形態（第１及び第２実施形態）について説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る車両運動制御について説明する。第１実施形態では、コントローラ１４は、ドライバによるステアリングホイール１１の操作と独立して前輪２の車輪角を変更するよう操舵装置６を制御することにより、操舵角加速度及び操舵角速度に基づく横加速度の制御を実現するようにする。具体的には、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときに、操舵角加速度に応じた車輪角（以下では「第１車輪角」と呼ぶ。）を設定すると共に、操舵角速度に応じた車輪角（以下では「第２車輪角」と呼ぶ。）を設定し、これら第１及び第２車輪角とステアリングホイール１１の実際の操舵角とに基づき、前輪２に適用する目標車輪角を設定する。

詳しくは、コントローラ１４は、操舵角加速度に基づき横加速度の上昇を抑制すべく、操舵角に対応する車輪角（ステアリングホイール１１の切り込み操作に対応する車輪角）を操舵角加速度に基づき低下させるように、つまり車輪角を切り込み方向と逆側へと戻すように、第１車輪角を設定する。一方で、コントローラ１４は、操舵角速度に基づき横加速度の上昇を増大すべく、操舵角に対応する車輪角を操舵角速度に基づき増大させるように、つまり車輪角を切り込み方向側により進めるように、第２車輪角を設定する。そして、コントローラ１４は、操舵角に対応する車輪角（正値）に対して、第１車輪角（負値）と第２車輪角（正値）とを加算することで、目標車輪角を設定する。すなわち、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１が切り込まれた結果の操舵角に対応する車輪角を、第１車輪角だけ切り込み方向の逆側へと戻すと共に、第２車輪角だけ切り込み方向側に進めるようにする。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施形態による車両運動制御について具体的に説明する。図６は、本発明の第１実施形態による車両運動制御処理のフローチャートであり、図７は、本発明の第１実施形態による第１及び第２車輪角のマップである。

図６の車両運動制御処理は、車両１のイグニッションがオンにされ、コントローラ１４に電源が投入された場合に起動され、所定周期（例えば５０ｍｓ）で繰り返し実行される。
この車両運動制御処理が開始されると、まず、ステップＳ１１において、コントローラ１４は、車両１の運転状態に関する各種センサ情報を取得する。ここでは特に、コントローラ１４は、操舵角センサ８が検出した操舵角を取得する。その他にも、コントローラ１４は、着座センサ３２、燃料残量センサ３３及びトーイングセンサ３４などから検出信号を取得する。

次いで、ステップＳ１２において、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１が切り込み操作中であるか否かを判定する。具体的には、コントローラ１４は、ステップＳ１１で取得した操舵角（絶対値）が増大中である場合、ステアリングホイール１１が切り込み操作中であると判断する。このようなステップＳ１２の判定の結果、ステアリングホイール１１が切り込み操作中であると判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、コントローラ１４はステップＳ１３に進み、ステアリングホイール１１が切り込み操作中でないと判定された場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、車両運動制御処理は終了する。

次いで、ステップＳ１３において、コントローラ１４は、ステップＳ１１で取得した操舵角から操舵角速度及び操舵角加速度を求める。１つの例では、コントローラ１４は、操舵角の単位時間当たりの変化量を求め（換言すると操舵角を微分する）、当該変化量を操舵角速度として設定し、また、この操舵角速度の単位時間当たりの変化量を求め（換言すると操舵角速度を微分する）、当該変化量を操舵角加速度として設定する。

次いで、ステップＳ１４において、コントローラ１４は、運転席位置を求める。１つの例では、運転席がモータによって位置調整可能に構成されている場合には（つまり運転席が電動シートである場合）、コントローラ１４は、このモータに供給した制御信号に基づき運転席位置を求める。他の例では、運転席がモータによって位置調整可能に構成されていない場合には、運転席位置を検出可能な位置センサを運転席に設けて、コントローラ１４は、この位置センサの検出信号に基づき運転席位置を求める。

次いで、ステップＳ１５において、コントローラ１４は、車両重心位置を求める。具体的には、コントローラ１４は、まず、車両諸元などに応じた基準となる車両重心位置（以下では「基準重心位置」と呼ぶ。）を取得する。この基準重心位置は、事前に求められてメモリに記憶されており、コントローラ１４は、このメモリから基準重心位置を読み出す。そして、コントローラ１４は、乗員の着座状態と燃料タンクＦＴ内の燃料残量と車両１の牽引状態とに基づき、この基準重心位置を補正する。具体的には、コントローラ１４は、以下のような手順にて基準重心位置を補正する。
まず、コントローラ１４は、着座センサ３２によって検出された車両１内の乗員の着座状態に応じて、基準重心位置を補正する。例えば、コントローラ１４は、乗員が助手席ＦＰＳに着座している場合には、乗員が助手席ＦＰＳに着座していない場合よりも、基準重心位置を前側に補正し、また、乗員が後席ＲＰＳに着座している場合には、乗員が後席ＲＰＳに着座していない場合よりも、基準重心位置を後ろ側に補正する。また、コントローラ１４は、燃料残量センサ３３によって検出された燃料タンクＦＴ内の燃料残量に応じて、基準重心位置を補正する。具体的には、コントローラ１４は、燃料残量が多いほど、車両１の後部側の重量が大きくなるので、基準重心位置を後ろ側に補正する。また、コントローラ１４は、トーイングセンサ３４によって検出された車両１の牽引状態に応じて、基準重心位置を補正する。具体的には、コントローラ１４は、車両１が被牽引車１ｘを牽引している場合には、車両１が被牽引車１ｘを牽引していない場合よりも、基準重心位置を後ろ側に補正する。

次いで、ステップＳ１６において、コントローラ１４は、ステップＳ１１で取得した操舵角と、ステップＳ１３で求めた操舵角速度及び操舵角加速度とに基づき、前輪２に適用する目標車輪角を設定する。具体的には、コントローラ１４は、操舵角加速度に基づき第１車輪角を設定すると共に、操舵角速度に基づき第２車輪角を設定し、これら第１及び第２車輪角と操舵角とに基づき目標車輪角を設定する。この場合、コントローラ１４は、ステップＳ１４で求めた運転席位置とステップＳ１５で求めた車両重心位置との距離に基づき、操舵角加速度に応じた第１車輪角を補正すると共に、操舵角速度に応じた第２車輪角を補正して、こうして補正した第１及び第２車輪角から目標車輪角を設定する。

詳しくは、コントローラ１４は、図７のマップを用いて、操舵角加速度に基づき第１車輪角を設定すると共に、操舵角速度に基づき第２車輪角を設定する。図７（ａ）中の実線は、操舵角加速度（横軸）に応じて設定すべき第１車輪角（縦軸）を規定したマップを示している。このマップは、操舵角加速度が所定値以上であるときに（操舵角加速度が所定値未満では第１車輪角は０）、操舵角加速度が大きくなるほど、第１車輪角が切り戻し側（負の方向）の大きな角度に設定されるよう規定されている。こうすることで、特に、ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後における、操舵角加速度の上昇に応じた横加速度の急激な立ち上がりを抑制するようにしている。

また、コントローラ１４は、このように操舵角加速度に基づき設定した第１車輪角を、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、第１車輪角を切り戻し側の角度へと補正する（図７（ａ）中の破線参照）。当該距離が大きい場合には、ドライバが横加速度を感じやすくなるので、第１車輪角を切り戻し側に補正することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を大きくする。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、第１車輪角を切り込み側の角度へと補正する（図７（ａ）中の一点鎖線参照）。当該距離が小さい場合には、ドライバが横加速度を感じにくくなるので、第１車輪角を切り込み側に補正することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を小さくする。

一方、図７（ｂ）中の実線は、操舵角速度（横軸）に応じて設定すべき第２車輪角（縦軸）を規定したマップを示している。このマップは、操舵角速度が所定値以上であるときに（操舵角速度が所定値未満では第２車輪角は０）、操舵角速度が大きくなるほど、第２車輪角が切り込み側（正の方向）の大きな角度に設定されるよう規定されている。こうすることで、ドライバの切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保するようにしている。換言すると、上記したような操舵角加速度に基づく横加速度上昇の抑制（特に横加速度上昇の過度な抑制）に起因する応答性悪化を抑制するようにしている。

また、コントローラ１４は、このように操舵角速度に基づき設定した第２車輪角を、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、第２車輪角を切り戻し側の角度へと補正する（図７（ｂ）中の破線参照）。こうするのは、当該距離が大きい場合には、ドライバが横加速度を感じやすいため、上記したような横加速度に関する応答性悪化が生じにくいので、第２車輪角を切り戻し側へと補正する。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、第２車輪角を切り込み側の角度へと補正する（図７（ｂ）中の一点鎖線参照）。こうするのは、当該距離が小さい場合には、ドライバが横加速度を感じにくいため、上記したような横加速度に関する応答性悪化が生じやすいので、第２車輪角を切り込み側へと補正する。

なお、図７（ａ）のマップにおける操舵角加速度に応じた第１車輪角の変化率（絶対値）は、図７（ｂ）のマップにおける操舵角速度に応じた第２車輪角の変化率（絶対値）よりも小さくするのがよい。これは、操舵角加速度に基づく横加速度上昇の抑制が過度となり、ドライバに違和感を与えることを防ぐためである。
また、操舵角加速度及び操舵角速度に応じて第１及び第２車輪角のそれぞれを線形に変化させることに限定はされない。例えば、操舵角加速度及び操舵角速度に応じて第１及び第２車輪角のそれぞれを二次関数的に又は指数関数的に変化させてもよい。

図６に戻ると、コントローラ１４は、ステップＳ１６において、上記のように設定された第１車輪角（負値）と第２車輪角（正値）とを、操舵角に対応する車輪角（正値）に対して加算することで、前輪２に適用する目標車輪角を設定する。絶対値において第１車輪角が第２車輪角よりも大きい場合には、操舵角に対応する車輪角よりも小さな角度が目標車輪角として設定され、これに対して、絶対値において第１車輪角が第２車輪角よりも小さい場合には、操舵角に対応する車輪角よりも大きな角度が目標車輪角として設定される。
なお、例えば車速などに応じて、ステアリングホイール１１の操舵角に対して設定すべき前輪２の車輪角が対応付けられたマップが事前に規定されており、コントローラ１４は、そのようなマップを参照して、操舵角に対応する車輪角として、操舵角センサ８により検出された操舵角に応じた車輪角を設定する。

次いで、ステップＳ１７において、コントローラ１４は、前輪２の実際の車輪角がステップＳ１６で設定した目標車輪角となるように、操舵装置６の電磁操舵モータ１６の指令値（制御信号）を設定する。そして、コントローラ１４は、この指令値を電磁操舵モータ１６に出力する。このステップＳ１７の後、コントローラ１４は、車両運動制御処理を終了する。

次に、図８及び図９を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両運動制御による作用について説明する。図８及び図９は、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときに第１実施形態に係る車両運動制御を実行した場合の各種パラメータの時間変化を示すタイムチャートの一例である。

図８（ａ）において、グラフＧ１１は、操舵角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ１２は、操舵角速度（ｄｅｇ／ｓ）を示し、グラフＧ１３は、操舵角加速度（ｄｅｇ／ｓ²）を示している。図８（ｂ）において、グラフＧ１４は、グラフＧ１２の操舵角速度に基づき設定された第２車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ１５は、グラフＧ１３の操舵角加速度に基づき設定された第１車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ１６は、グラフＧ１４及びＧ１５の第２車輪角及び第１車輪角とグラフＧ１１の操舵角に対応する車輪角とに基づき設定された、第１実施形態による目標車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ１７は、グラフＧ１１の操舵角に対応する車輪角（ｄｅｇ）そのものを示している。図８（ｃ）において、グラフＧ１４ａは、図８（ｂ）のグラフＧ１４を縦方向に拡大して表した第２車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ１５ａは、図８（ｂ）のグラフＧ１５を縦方向に拡大して表した第１車輪角（ｄｅｇ）を示している。図８（ｄ）において、グラフＧ１８は、グラフＧ１６の目標車輪角を適用したときに車両１に発生した横加速度（ｇ）を示し、グラフＧ１９は、グラフＧ１７の車輪角を適用したときに車両１に発生した横加速度（ｇ）を示している。つまり、グラフＧ１８は、第１実施形態に係る車両運動制御を行った場合に発生した横加速度を示し、グラフＧ１９は、第１実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合に発生した横加速度を示している。

他方で、図９は、図８中の符号Ａ１で示す期間（０～０．４秒）を抽出して、この期間のみを拡大（主に横方向に拡大）して表した図を示している。具体的には、図９（ａ）において、グラフＧ２１は、グラフＧ１１を拡大して表した操舵角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ２２は、グラフＧ１２を拡大して表した操舵角速度（ｄｅｇ／ｓ）を示し、グラフＧ２３は、グラフＧ１３を拡大して表した操舵角加速度（ｄｅｇ／ｓ²）を示している。図９（ｂ）において、グラフＧ２４は、グラフＧ１４を拡大して表した第２車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ２５は、グラフＧ１５を拡大して表した第１車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ２６は、グラフＧ１６を拡大して表した目標車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ２７は、グラフＧ１７を拡大して表した操舵角に対応する車輪角（ｄｅｇ）を示している。図９（ｃ）において、グラフＧ２４ａは、グラフＧ１４ａを拡大して表した第２車輪角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ２５ａは、グラフＧ１５ａを拡大して表した第１車輪角（ｄｅｇ）を示している。図９（ｄ）において、グラフＧ２８は、グラフＧ１８を拡大して表した横加速度（ｇ）を示し、グラフＧ２９は、グラフＧ１９を拡大して表した横加速度（ｇ）を示している。

ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後において、グラフＧ１３、Ｇ２３に示すように、操舵角加速度が大きく上昇する。このときに、第１実施形態では、コントローラ１４は、グラフＧ２５ａに示すように、操舵角加速度の上昇に応じて第１車輪角を設定する。具体的には、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１の切り戻し方向側に比較的大きな角度を有する第１車輪角を設定する。一方で、切り込み操作の開始直後においては、グラフＧ２２に示すように、操舵角速度はそれほど大きく上昇しないので、コントローラ１４は、グラフＧ２４ａに示すように、第２車輪角をほぼ０に設定する。このような第１及び第２車輪角により、切り込み操作の開始直後においては、当該第１及び第２車輪角を適用した目標車輪角（グラフＧ２６）が、操舵角に対応する車輪角（グラフＧ２７）よりも小さくなる。その結果、第１実施形態によれば、グラフＧ２８に示すように、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりが抑制される。この場合、図９（ｄ）の破線領域Ｒ２１に示すように、第１実施形態に係る車両運動制御を行った場合の横加速度（グラフＧ２８）は、第１実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合の横加速度（グラフＧ２９）よりも小さくなる。

そして、切り込み操作の開始からある程度の時間が経過すると、コントローラ１４は、グラフＧ２４ａに示すように、操舵角速度の上昇に応じて第２車輪角を大きくする。一方で、コントローラ１４は、グラフＧ２５ａに示すように、操舵角加速度の低下に伴って第１車輪角（絶対値）を小さくする、より具体的には第１車輪角を０に近付ける。このような第１及び第２車輪角により、切り込み操作の開始からある程度の時間が経過すると、当該第１及び第２車輪角を適用した目標車輪角（グラフＧ２６）が、操舵角に対応する車輪角（グラフＧ２７）よりも大きくなる。その結果、図９（ｄ）の破線領域Ｒ２２に示すように、第１実施形態に係る車両運動制御を行った場合の横加速度（グラフＧ２８）が、第１実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合の横加速度（グラフＧ２９）よりも大きくなる。よって、ドライバの操舵に応じた横加速度の応答性が確保される。この場合、ドライバの操舵に応じたヨーレートの応答性も確保される。

次に、図１０は、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときに第１実施形態に係る車両運動制御を実行した場合に発生する横加速度についての概略図である。図１０では、横軸は時間を示し、縦軸は横加速度を示している。なお、図１６と同一の符号を付した要素は（特に符号１０１、１０２）、図１６と同一の意味を有するものとして、その説明を省略する。

図１０において、符号１１０は、操舵角加速度に応じた第１車輪角（図７（ａ）参照）のみから設定した目標車輪角を適用した場合に、車両１に実際に発生した横加速度（実横加速度）を示している。この実横加速度１１０によれば、本実施形態に係る車両運動制御を実行していない実横加速度１０２と比較して、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりが抑制されていることがわかる。また、この後においても、実横加速度１１０では、実横加速度１０２と比較して、目標横加速度１０１に対するオーバーシュート及びアンダーシュートが改善されていることがわかる。

他方で、図１０において、符号１１２は、操舵角加速度に応じた第１車輪角（図７（ａ）参照）及び操舵角速度に応じた第２車輪角（図７（ｂ）参照）の両方から設定した目標車輪角を適用した場合に、車両１に実際に発生した横加速度（実横加速度）を示している。この実横加速度１１２によれば、上記した実横加速度１１０と比較して、切り込み操作の開始直後における横加速度の立ち上がりがある程度許容され、その結果、実横加速度１１２が目標横加速度１０１に近付いていることがわかる。また、この後においても、目標横加速度１０１に非常に近い実横加速度１１２が実現できていることがわかる。具体的には、目標横加速度１０１に対するオーバーシュート及びアンダーシュートが大幅に改善されていることがわかる。

以上述べたように、第１実施形態によれば、操舵角加速度に基づき第１車輪角を設定して、この第１車輪角を目標車輪角に適用するので、操舵角に対応する車輪角を操舵角加速度に基づき低下させて、ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりを適切に抑制することができる。これにより、ステアリングホイール１１の切り込み操作時における横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制することができる。特に、ドライバが切り込み操作の開始直後における急峻な横加速度発生に驚いて、ステアリングホイール１１の操作速度が低下してしまうこと（操舵の停止など）を適切に抑制することができる。

また、第１実施形態によれば、操舵角速度に基づき第２車輪角を設定して、この第２車輪角を目標車輪角に適用するので、操舵角に対応する車輪角を操舵角速度に基づき増大させて、ドライバのステアリングホイール１１の切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保することができる。特に、上記した第１車輪角による横加速度上昇の抑制に起因する応答性悪化を抑制することができる。

また、第１実施形態によれば、運転席位置と車両重心位置との距離が大きいときには、そうでないときよりも、横加速度の上昇をより強く抑制するようにする。これにより、運転席位置と車両重心位置との距離によって変わるドライバの横加速度に対する感度に応じて、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を適切に変化させることができる。また、第１実施形態によれば、車室内の乗員の着座状態や燃料タンク内の燃料残量や車両の牽引状態に基づき車両重心位置を変更するので、横加速度の上昇の抑制度合を変化させるに当たって正確な車両重心位置を適用することができる。

なお、上記した第１実施形態では、本発明をステアバイワイヤ式の操舵装置６に適用する例を示したが、本発明は、ステアバイワイヤ式の操舵装置６以外にも、ステアリング１１の操作と独立して前輪２（操舵輪）の車輪角を変更可能に構成された種々の操舵装置に対して適用可能である。

また、第１実施形態に係る車両運動制御を、切り込み側及び切り戻し側の両方について実施することに限定はされず、切り込み側についてのみ車両運動制御を実施してもよい。例えば、図８（ａ）に示したように、ステアリングホイール１１の切り込み操作開始から１．８秒程度経過すると、操舵角加速度が０未満になるが（つまり切り戻し側の値となる）、そのような切り戻し側の操舵角加速度を車両運動制御に用いなくてもよい。具体的には、操舵角加速度が０未満になった場合には、第１車輪角を０に設定すればよい。操舵角速度についても同様である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る車両運動制御について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同様の制御及び処理については、その説明を適宜省略する。よって、ここで特に説明しない制御及び処理については第１実施形態と同様であるものとする。

第２実施形態では、コントローラ１４は、第１実施形態のように車輪角を変更するよう操舵装置６を制御する代わりに、車両１に付与するヨーモーメントを制御することにより、操舵角加速度及び操舵角速度に基づく横加速度の制御を実現するようにする。具体的には、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときに、操舵角加速度に応じたヨーモーメント（以下では「第１ヨーモーメント」と呼ぶ。）を設定すると共に、操舵角速度に応じたヨーモーメント（以下では「第２ヨーモーメント」と呼ぶ。）を設定し、これら第１及び第２ヨーモーメントに基づき、車両１に付与すべき目標ヨーモーメントを設定する。

詳しくは、コントローラ１４は、操舵角加速度に基づき横加速度の上昇を抑制すべく、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向への車両の旋回運動を抑えるように第１ヨーモーメントを設定する、つまり切り込み操作に応じた方向と逆方向の第１ヨーモーメントを設定する。一方で、コントローラ１４は、操舵角速度に基づき横加速度の上昇を増大すべく、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向への車両の旋回運動を進めるように第２ヨーモーメントを設定する、つまり切り込み操作に応じた方向の第２ヨーモーメントを設定する。そして、コントローラ１４は、第１ヨーモーメント（負値）と第２ヨーモーメント（正値）とを加算することで、目標ヨーモーメントを設定する。

更に、コントローラ１４は、上記のように設定された目標ヨーモーメントを、車両１に付与する制動力（ブレーキ装置１９による制動力）を制御することにより実現するようにする。典型的には、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた旋回方向と逆方向の目標ヨーモーメントを実現する場合には（つまり操舵角加速度に基づき横加速度の上昇を抑制すべき場合）、操舵角加速度に基づき車両１の旋回外輪に付与する制動力を増加させるように、ブレーキ制御システム２０を介してブレーキ装置１９を制御する。一方で、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた旋回方向の目標ヨーモーメントを実現する場合には（つまり操舵角速度に基づき横加速度の上昇を増大すべき場合）、操舵角速度に基づき車両１の旋回内輪に付与する制動力を増加させるように、ブレーキ制御システム２０を介してブレーキ装置１９を制御する。

次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の第２実施形態による車両運動制御について具体的に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態による車両運動制御処理のフローチャートであり、図１２は、本発明の第２実施形態による第１及び第２ヨーモーメントのマップである。

図１１の車両運動制御処理において、ステップＳ２１～Ｓ２５の処理は、それぞれ、図６の車両運動制御処理のステップＳ１１～Ｓ１５の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２６以降の処理について説明する。

ステップＳ２６において、コントローラ１４は、ステップＳ２１で取得した操舵角と、ステップＳ２３で求めた操舵角速度及び操舵角加速度とに基づき、車両１に付与すべき目標ヨーモーメントを設定する。具体的には、コントローラ１４は、操舵角加速度に基づき第１ヨーモーメントを設定すると共に、操舵角速度に基づき第２ヨーモーメントを設定し、これら第１及び第２ヨーモーメントに基づき目標ヨーモーメントを設定する。この場合、コントローラ１４は、ステップＳ２４で求めた運転席位置とステップＳ２５で求めた車両重心位置との距離に基づき、操舵角加速度に応じた第１ヨーモーメントを補正すると共に、操舵角速度に応じた第２ヨーモーメントを補正し、こうして補正した第１及び第２ヨーモーメントから目標ヨーモーメントを設定する。

詳しくは、コントローラ１４は、図１２のマップを用いて、操舵角加速度に基づき第１ヨーモーメントを設定すると共に、操舵角速度に基づき第２ヨーモーメントを設定する。図１２（ａ）中の実線は、操舵角加速度（横軸）に応じて設定すべき第１ヨーモーメント（縦軸）を規定したマップを示している。このマップは、操舵角加速度が所定値以上であるときに（操舵角加速度が所定値未満では第１ヨーモーメントは０）、操舵角加速度が大きくなるほど、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向と逆方向側（切り戻し側）に第１ヨーモーメントが大きくなるように規定されている。こうすることで、特に、ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後における、操舵角加速度の上昇に応じた横加速度の急激な立ち上がりを抑制するようにしている。

また、コントローラ１４は、このように操舵角加速度に基づき設定した第１ヨーモーメントを、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、第１ヨーモーメントを切り戻し側のヨーモーメントへと補正する（図１２（ａ）中の破線参照）。当該距離が大きい場合には、ドライバが横加速度を感じやすくなるので、第１ヨーモーメントを切り戻し側へと補正することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を大きくする。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、第１ヨーモーメントを切り込み側のヨーモーメントへと補正する（図１２（ａ）中の一点鎖線参照）。当該距離が小さい場合には、ドライバが横加速度を感じにくくなるので、第１ヨーモーメントを切り込み側へと補正することで、操舵角加速度に基づく横加速度の上昇の抑制度合を小さくする。

一方、図１２（ｂ）中の実線は、操舵角速度（横軸）に応じて設定すべき第２ヨーモーメント（縦軸）を規定したマップを示している。このマップは、操舵角速度が所定値以上であるときに（操舵角速度が所定値未満では第２ヨーモーメントは０）、操舵角速度が大きくなるほど、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向側（切り込み側）に第２ヨーモーメントが大きくなるように規定されている。こうすることで、ドライバの切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保するようにしている。換言すると、上記したような操舵角加速度に基づく横加速度上昇の抑制（特に横加速度上昇の過度な抑制）に起因する応答性悪化を抑制するようにしている。

また、コントローラ１４は、このように操舵角速度に基づき設定した第２ヨーモーメントを、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、第２ヨーモーメントを切り戻し側のヨーモーメントへと補正する（図１２（ｂ）中の破線参照）。こうするのは、当該距離が大きい場合には、ドライバが横加速度を感じやすいため、上記したような横加速度に関する応答性悪化が生じにくいので、第２ヨーモーメントを切り戻し側へと補正する。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、第２ヨーモーメントを切り込み側のヨーモーメントへと補正する（図１２（ｂ）中の一点鎖線参照）。こうするのは、当該距離が小さい場合には、ドライバが横加速度を感じにくいため、上記したような横加速度に関する応答性悪化が生じやすいので、第２ヨーモーメントを切り込み側へと補正する。

なお、図１２（ａ）のマップにおける操舵角加速度に応じた第１ヨーモーメントの変化率（絶対値）は、図１２（ｂ）のマップにおける操舵角速度に応じた第２ヨーモーメントの変化率（絶対値）よりも小さくするのがよい。これは、操舵角加速度に基づく横加速度上昇の抑制が過度となり、ドライバに違和感を与えることを防ぐためである。
また、操舵角加速度及び操舵角速度に応じて第１及び第２ヨーモーメントのそれぞれを線形に変化させることに限定はされない。例えば、操舵角加速度及び操舵角速度に応じて第１及び第２ヨーモーメントのそれぞれを二次関数的に又は指数関数的に変化させてもよい。

図１１に戻ると、コントローラ１４は、ステップＳ２６において、上記のように設定された第１ヨーモーメント（負値）と第２ヨーモーメント（正値）とを加算することで、車両１に付与する目標ヨーモーメントを設定する。絶対値において第１ヨーモーメントが第２ヨーモーメントよりも大きい場合には、切り込み操作に応じた方向と逆方向側（切り戻し側）の目標ヨーモーメントが設定され、これに対して、絶対値において第１ヨーモーメントが第２ヨーモーメントよりも小さい場合には、切り込み操作に応じた方向側（切り込み側）の目標ヨーモーメントが設定される。

次いで、ステップＳ２７において、コントローラ１４は、ステップＳ２６において設定された目標ヨーモーメントを車両１に付与するように、ブレーキ制御システム２０を介してブレーキ装置１９を制御する。典型的には、コントローラ１４は、目標ヨーモーメントが負値である場合には（つまり当該モーメントの方向が切り込み操作に応じた方向と逆方向側（切り戻し側）である場合）、車両１の旋回外輪に制動力を付与するようにブレーキ装置１９を制御する一方で、目標ヨーモーメントが正値である場合には（つまり当該モーメントの方向が切り込み操作に応じた方向側（切り込み側）である場合）、車両１の旋回内輪に制動力を付与するようにブレーキ装置１９を制御する。

より具体的には、コントローラ１４は、ヨーモーメント指令値と液圧ポンプ２１の回転数との関係を規定したマップを予め記憶しており、このマップを参照することにより、ステップＳ２６において設定された目標ヨーモーメントに対応する回転数で液圧ポンプ２１を作動させる（例えば、液圧ポンプ２１への供給電力を上昇させることにより、制動力指令値に対応する回転数まで液圧ポンプ２１の回転数を上昇させる）。また、コントローラ１４は、例えば、ヨーモーメント指令値とバルブユニット２２の開度との関係を規定したマップを予め記憶しており、このマップを参照することにより、目標ヨーモーメントに対応する開度となるようにバルブユニット２２を個々に制御し（例えば、ソレノイド弁への供給電力を上昇させることにより、制動力指令値に対応する開度までソレノイド弁の開度を増大させる）、各車輪の制動力を調整する。以上のステップＳ２７の後、コントローラ１４は、車両運動制御処理を終了する。

次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第２実施形態に係る車両運動制御による作用について説明する。図１３及び図１４は、ステアリングホイール１１が切り込み操作されたときに第２実施形態に係る車両運動制御を実行した場合の各種パラメータの時間変化を示すタイムチャートの一例である。

図１３（ａ）において、グラフＧ３１は、操舵角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ３２は、操舵角速度（ｄｅｇ／ｓ）を示し、グラフＧ３３は、操舵角加速度（ｄｅｇ／ｓ²）を示している。図１３（ｂ）において、グラフＧ３４は、グラフＧ３２の操舵角速度に基づき設定された第２ヨーモーメント（Ｎｍ）を示し、グラフＧ３５は、グラフＧ３３の操舵角加速度に基づき設定された第１ヨーモーメント（Ｎｍ）を示し、グラフＧ３６は、グラフＧ３４及びＧ３５の第２ヨーモーメント及び第１ヨーモーメントに基づき設定された、第２実施形態による目標ヨーモーメント（Ｎｍ）を示している。図１３（ｃ）において、グラフＧ３７は、グラフＧ３６の目標ヨーモーメントを適用したときに車両１に発生した横加速度（ｇ）を示し、つまり第２実施形態に係る車両運動制御を行った場合に発生した横加速度を示し、グラフＧ３８は、第２実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合に発生した横加速度を示している。

他方で、図１４は、図１３中の符号Ａ２で示す期間（０～０．４秒）を抽出して、この期間のみを拡大（主に横方向に拡大）して表した図を示している。具体的には、図１４（ａ）において、グラフＧ４１は、グラフＧ３１を拡大して表した操舵角（ｄｅｇ）を示し、グラフＧ４２は、グラフＧ３２を拡大して表した操舵角速度（ｄｅｇ／ｓ）を示し、グラフＧ４３は、グラフＧ３３を拡大して表した操舵角加速度（ｄｅｇ／ｓ²）を示している。図１４（ｂ）において、グラフＧ４４は、グラフＧ３４を拡大して表した第２ヨーモーメント（Ｎｍ）を示し、グラフＧ４５は、グラフＧ３５を拡大して表した第１ヨーモーメント（Ｎｍ）を示し、グラフＧ４６は、グラフＧ３６を拡大して表した目標ヨーモーメント（Ｎｍ）を示している。図１４（ｃ）において、グラフＧ４７は、グラフＧ３７を拡大して表した横加速度（ｇ）を示し、グラフＧ４８は、グラフＧ３８を拡大して表した横加速度（ｇ）を示している。

ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後において、グラフＧ３３、Ｇ４３に示すように、操舵角加速度が大きく上昇する。このときに、第２実施形態では、コントローラ１４は、グラフＧ４５に示すように、操舵角加速度の上昇に応じて第１ヨーモーメントを設定する。具体的には、コントローラ１４は、ステアリングホイール１１の切り戻し方向側に比較的大きな値を有する第１ヨーモーメントを設定する。一方で、切り込み操作の開始直後においては、グラフＧ４２に示すように、操舵角速度はそれほど大きく上昇しないので、コントローラ１４は、グラフＧ４４に示すように、第２ヨーモーメントをほぼ０に設定する。このような第１及び第２ヨーモーメントにより、切り込み操作の開始直後においては、第１ヨーモーメントがそのまま目標ヨーモーメントに設定される（グラフＧ４６）。その結果、第２実施形態によれば、グラフＧ４７に示すように、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりが抑制される。この場合、図１４（ｃ）の破線領域Ｒ４１に示すように、第２実施形態に係る車両運動制御を行った場合の横加速度（グラフＧ４７）は、第２実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合の横加速度（グラフＧ４８）よりも小さくなる。

そして、切り込み操作の開始からある程度の時間が経過すると、コントローラ１４は、グラフＧ４４に示すように、操舵角速度の上昇に応じて第２ヨーモーメントを大きくする。一方で、コントローラ１４は、グラフＧ４５に示すように、操舵角加速度の低下に伴って第１ヨーモーメント（絶対値）を小さくする、より具体的には第１ヨーモーメントを０に近付ける。このような第１及び第２ヨーモーメントにより、切り込み操作の開始からある程度の時間が経過すると、目標ヨーモーメントが第２ヨーモーメントに応じて大きくなっていく（グラフＧ４６）。その結果、図１４（ｃ）の破線領域Ｒ４２に示すように、第２実施形態に係る車両運動制御を行った場合の横加速度（グラフＧ４７）が、第２実施形態に係る車両運動制御を行わなかった場合の横加速度（グラフＧ４８）よりも大きくなる。よって、ドライバの操舵に応じた横加速度の応答性が確保される。この場合、ドライバの操舵に応じたヨーレートの応答性も確保される。

以上述べたように、第２実施形態によれば、操舵角加速度に基づき第１ヨーモーメントを設定して、この第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに適用するので、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向と逆方向側（切り戻し側）に付与するヨーモーメントを操舵角加速度に基づき大きくして、切り込み操作の開始直後における横加速度の急激な立ち上がりを適切に抑制することができる。これにより、ステアリングホイール１１の切り込み操作時における横加速度の変化に起因する不安定な操舵を抑制することができる。特に、ドライバが切り込み操作の開始直後における急峻な横加速度発生に驚いて、ステアリングホイール１１の操作速度が低下してしまうこと（操舵の停止など）を適切に抑制することができる。

また、第２実施形態によれば、操舵角速度に基づき第２ヨーモーメントを設定して、この第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントに適用するので、ステアリングホイール１１の切り込み操作に応じた方向側（切り込み側）に付与するヨーモーメントを操舵角速度に基づき大きくして、ドライバの切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保することができる。特に、上記した第１ヨーモーメントによる横加速度上昇の抑制に起因する応答性悪化を抑制することができる。

以下では、第２実施形態の変形例について説明する。

上記した第２実施形態に係る車両運動制御を、切り込み側及び切り戻し側の両方について実施することに限定はされず、切り込み側についてのみ車両運動制御を実施してもよい。例えば、図１３（ａ）に示したように、ステアリングホイール１１の切り込み操作開始から１．８秒程度経過すると、操舵角加速度が０未満になるが（つまり切り戻し側の値となる）、そのような切り戻し側の操舵角加速度を車両運動制御に用いなくてもよい。具体的には、操舵角加速度が０未満になった場合には、第１ヨーモーメントを０に設定すればよい。操舵角速度についても同様である。

また、上記した第２実施形態では、操舵角加速度及び操舵角速度に基づき目標ヨーモーメントを設定し、この目標ヨーモーメントを実現するように車両１に付与する制動力を制御していたが、他の例では、目標ヨーモーメントを設定せずに、操舵角加速度及び操舵角速度に基づき車両１に付与すべき制動力を直接設定して、制動力を制御してもよい。この例では、操舵角加速度に基づき車両１の旋回外輪に付与すべき制動力を設定すると共に、操舵角速度に基づき車両１の旋回内輪に付与すべき制動力を設定すればよい。すなわち、操舵角加速度に基づいて車両１の旋回外輪に制動力を付与することで、切り込み操作に応じた旋回方向と逆方向のヨーモーメントを付加すればよく、また、操舵角速度に基づいて車両１の旋回内輪に制動力を付与することで、切り込み操作に応じた旋回方向のヨーモーメントを付加すればよい。

図１５は、本発明の第２実施形態の変形例による制動力のマップである。図１５（ａ）中の実線は、操舵角加速度（横軸）に応じて設定すべき旋回外輪側制動力（縦軸）、つまり車両１の旋回外輪に付与すべき制動力を規定したマップを示している。このマップは、操舵角加速度が所定値以上であるときに（操舵角加速度が所定値未満では旋回外輪側制動力は０）、操舵角加速度が大きくなるほど、旋回外輪側制動力（絶対値）が大きくなるように規定されている。こうすることで、特に、ステアリングホイール１１の切り込み操作の開始直後における、操舵角加速度の上昇に応じた横加速度の急激な立ち上がりを抑制するようにしている。また、コントローラ１４は、このように操舵角加速度に応じた旋回外輪側制動力を、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、旋回外輪側制動力（絶対値）を大きくする補正を行う（図１５（ａ）中の破線参照）。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、旋回外輪側制動力（絶対値）を小さくする補正を行う（図１５（ａ）中の一点鎖線参照）。

一方、図１５（ｂ）中の実線は、操舵角速度（横軸）に応じて設定すべき旋回内輪側制動力（縦軸）、つまり車両１の旋回内輪に付与すべき制動力を規定したマップを示している。このマップは、操舵角速度が所定値以上であるときに（操舵角速度が所定値未満では旋回内輪側制動力は０）、操舵角速度が大きくなるほど、旋回内輪側制動力（絶対値）が大きくなるように規定されている。こうすることで、ドライバの切り込み操作に対する車両１の応答性（旋回時におけるヨーレートや横加速度の応答性）を確保するようにしている。換言すると、上記したような操舵角加速度に基づく横加速度上昇の抑制（特に横加速度上昇の過度な抑制）に起因する応答性悪化を抑制するようにしている。また、コントローラ１４は、このように操舵角速度に応じた旋回内輪側制動力を、運転席位置と車両重心位置との距離に基づき補正する。具体的には、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が大きい場合には、旋回内輪側制動力（絶対値）を小さくする補正を行う（図１５（ｂ）中の破線参照）。他方で、コントローラ１４は、運転席位置と車両重心位置との距離が小さい場合には、旋回内輪側制動力（絶対値）を大きくする補正を行う（図１５（ｂ）中の一点鎖線参照）。

また、上記した第２実施形態では、目標ヨーモーメントを実現すべく、ブレーキ装置１９により車両１に制動力を付与していたが、他の例では、ブレーキ装置１９により制動力を付与する代わりに又はブレーキ装置１９により制動力すると共に、モータジェネレータ４の回生発電により車両１に制動力を付与することで、目標ヨーモーメントを実現してもよい。この場合、モータジェネレータ４の回生発電により各輪に付与する制動力を変化させればよい。

また、上記した第２実施形態では、車両１に付与する制動力を制御することで目標ヨーモーメントを実現するようにしていたが、他の例では、制動力を制御する代わりに又は制動力を制御すると共に、車両１に付与する駆動力を制御することで目標ヨーモーメントを実現してもよい。１つの例では、左右輪に付与する駆動力を変えることで、目標ヨーモーメントを実現してもよい。別の例では、左右輪の一方に駆動力を付与し、左右輪の他方に制動力を付与することで、目標ヨーモーメントを実現してもよい。この例では、切り込み操作に応じた旋回方向と逆方向のヨーモーメントを車両１に付加する場合には、旋回外輪に制動力を付与する一方で、旋回内輪に駆動力を付与すればよく、また、切り込み操作に応じた旋回方向のヨーモーメントを車両１に付加する場合には、旋回外輪に駆動力を付与する一方で、旋回内輪に制動力を付与すればよい。

また、上記した第２実施形態は、第１実施形態と組み合わせて実施してもよい。すなわち、操舵角加速度及び操舵角速度に基づき車両１の横加速度を制御すべく、車輪角を変更するための操舵装置６の制御と、車両１に付与するヨーモーメントの制御（車両１に付与する制動力及び／駆動力の制御）の両方を実施してもよい。

１ 車両
２ 前輪
３ インバータ
４ モータジェネレータ
６ 操舵装置
８ 操舵角センサ
１１ ステアリングホイール
１４ コントローラ
１６ 電磁操舵モータ
１９ ブレーキ装置
２０ ブレーキ制御システム

Claims (13)

1. 車両の制御装置であって、
   車両を旋回させるために操作されるステアリングと、前記ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、を備え、前記ステアリングの操作に応じて車両の操舵輪を転舵させる操舵装置と、
   前記操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角加速度を設定する設定手段と、
   前記ステアリングが切り込み操作されたときに車両運動を制御する車両運動制御手段と、
   を有し、
   前記車両運動制御手段は、前記操舵角加速度が大きいほど、車両の横加速度の上昇を大きく抑制するように前記車両運動を制御する、ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記設定手段は、前記操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、
   前記車両運動制御手段は、前記操舵角加速度が大きいほど、車両の横加速度の上昇を大きく抑制する一方で、前記操舵角速度が大きいほど、車両の横加速度を大きく上昇させる、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記設定手段は、前記操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、
   前記操舵装置は、前記ステアリングの操作と独立して前記操舵輪の車輪角を変更可能に構成され、
   前記車両運動制御手段は、前記操舵角、前記操舵角速度及び前記操舵角加速度に基づき、前記ステアリングの操作と独立して前記車輪角を変更するよう前記操舵装置を制御することにより、前記操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制する、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記車両運動制御手段は、前記操舵角加速度に基づき車両のヨーモーメントを制御することにより、前記操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制する、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
5. 前記車両運動制御手段は、車両に付与する制動力及び駆動力の少なくともいずれか一方を制御することにより、前記ヨーモーメントを制御する、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 左右の車輪に異なる制動力を付与可能なブレーキ装置を更に備え、
   前記設定手段は、前記操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角速度を更に設定し、
   前記車両運動制御手段は、前記操舵角加速度に基づき車両の旋回外輪に付与する制動力を増加させるよう前記ブレーキ装置を制御すると共に、前記操舵角速度に基づき車両の旋回内輪に付与する制動力を増加させるよう前記ブレーキ装置を制御することにより、前記ヨーモーメントを制御する、請求項４又は５に記載の車両の制御装置。
7. 車両の制御装置であって、
   車両を旋回させるために操作されるステアリングと、前記ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサと、を備え、前記ステアリングの操作に応じて操舵輪を転舵させる操舵装置と、
   前記操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて操舵角加速度を設定する設定手段と、
   前記ステアリングが切り込み操作されたときに車両運動を制御する車両運動制御手段と、
   を有し、
   前記車両運動制御手段は、前記操舵角加速度に基づき車両の横加速度の上昇を抑制するように前記車両運動を制御し、それにより、前記ステアリングの切り込み操作に応じて上昇する車両の横加速度に起因してドライバによる前記ステアリングの操作速度が低下するのを抑制する、ことを特徴とする車両の制御装置。
8. 前記車両は、車両前後方向に位置調整が可能な運転席を有し、
   前記運転席の車両前後位置は、前記車両の重心位置よりも車両前後方向において前側に設定されており、
   前記車両運動制御手段は、前記運転席の車両前後位置と前記車両の重心位置との距離が大きいほど、前記車両の横加速度の上昇をより強く抑制する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
9. 前記運転席以外の着座状態を検出する着座センサを更に有し、
   前記車両運動制御手段は、前記着座センサによって検出された着座状態に基づき、前記車両の重心位置を変更する、請求項８に記載の車両の制御装置。
10. 前記着座センサは、前記車両の助手席及び後席の着座状態を検出する、請求項９に記載の車両の制御装置。
11. 前記車両の燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量センサを更に有し、
    前記車両運動制御手段は、前記燃料残量センサによって検出された燃料残量に基づき、前記車両の重心位置を変更する、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
12. 前記車両が牽引状態にあるか否かを判定する牽引状態判定手段を更に有し、
    前記車両運動制御手段は、前記牽引状態判定手段による判定結果に基づき、前記車両の重心位置を変更する、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
13. 前記車両は、車両前後方向に位置調整が可能な運転席を有し、
    前記車両運動制御手段は、位置調整された前記運転席の車両前後位置が前側にいくほど、前記車両の横加速度の上昇をより強く抑制する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

Images