JP7211127B2 - 車両の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置に関する。

特許文献１には、アクセル操作状態と前輪スリップ角とに基づいて車両に発生させる減速トルクを算出することとした。具体的には、コーストトルク作用時に旋回状態となると、コーストトルクの絶対値が小さくなるように補正することで、トレース性及び運転性を向上する、車両制御装置及び車両制御方法が開示されている。

国際公開WO2016/152632号

特許文献１に開示された技術は、ステアリング角度に応じて目標前輪スリップ角を算出するものであり、所定の規範モデルを持ち、車速や舵角で旋回特性（＝ステア特性）を変えるというものである。しかし、コーナー入口（以下、「コーナーイン」という。）とコーナー出口（以下、「コーナーアウト」という。）ではドライバ要求やシステム要求による旋回特性が変わる。このため、コーナーインとコーナーアウトで旋回特性を変更する技術の開示がない特許文献１の従来手法では対応できない。

本開示は、上記課題に着目してなされたもので、カーブ走行中、コーナーインとコーナーアウトとの少なくとも一方で規範モデルの旋回特性を変更することで適切な旋回姿勢を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、車両の旋回情報を検出し、旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角の規範モデルとにより、目標車体スリップ角を算出し、目標車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラによる車両の旋回姿勢制御方法を、以下の手順を有する方法としている。車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデルを用意する。車両の旋回情報を検出する。旋回情報により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定する。コーナーインであると判定した場合は、定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性となる目標車体スリップ角を算出するように、定常規範モデルを変更する。コーナーインを判定する際、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、カーブ走行において前記旋回Ｇが増加しているとコーナーインであると判定する。定常規範モデルを変更する際、定常規範モデルをあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の減少補正と前輪コーナリングパワー値の増加補正との少なくとも一方の補正により行う。旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、後輪コーナリングパワー値の減少補正量と前輪コーナリングパワー値の増加補正量との少なくとも一方を大きくする補正を行う。

このように、カーブ走行中、コーナーインであると判定した場合、規範モデルの変更により所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角が算出されることで、カーブ走行中のコーナーインにおいて適切な旋回姿勢を実現することができる。加えて、入力情報を分けることなく、一つの旋回Ｇの情報を取得するだけで、旋回Ｇの増加により精度良くコーナーインを判定することができると共に、旋回Ｇの増加速度に応じた適切なコーナリングパワー値の補正量を算出することができる。

実施例１の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置が適用された電気自動車のシステム構成を示す全体システム構成図である。 姿勢制御ＥＣＵの制御ブロック構成を示す制御ブロック構成図である。 姿勢制御ＥＣＵによる旋回姿勢制御処理の流れを示すフローチャートである。 旋回Ｇ増加（＝コーナーイン判定）と旋回Ｇ減少（＝コーナーアウト判定）での後輪Ｃｐ補正率特性を示す後輪Ｃｐ補正テーブル図である。 左右前輪と左右後輪のタイヤをそれぞれ中央に１つにまとめた自動車の運動モデルを示すモデル模式図である。 前輪実舵角一定自の旋回半径（または旋回半径一定時の前輪実舵角）を縦軸とし車速を横軸としたときオーバーステア特性での限界車速を示すステア特性図である。 カーブ路での旋回走行時においてコーナーインからコーナーアウトに向かうときのステア特性の変化作用を示す作用説明図である。 規範モデルの旋回特性を変更する運動制御を実行する実施例１の車両と規範モデルの旋回特性は定常旋回特性のままで運動制御を実行する比較車両との操舵角特性と車体スリップ角度特性との対比を示す対比特性図である。 実施例２の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置が適用された自動運転車両のシステム構成を示す全体システム構成図である。 自動運転コントローラと車両運動コントローラの制御ブロック構成を示すブロック構成図である。 姿勢制御ＥＣＵの他の制御ブロック構成（構成案１，２，３）を示す制御ブロック構成図である。

以下、本開示による車両の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

実施例１における旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置は、ドライバ操作によって運転走行する前輪駆動のマニュアル運転車両（車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「姿勢制御ＥＣＵの制御ブロック構成」、「旋回姿勢制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置が適用されたマニュアル運転車両Ａ１のシステム構成を示す。図１に基づいて全体システム構成を説明する。

マニュアル運転車両Ａ１は、図１に示すように、駆動輪として左前輪６１Ｌと右前輪６１Ｒを備え、従動輪として左後輪６２Ｌと右後輪６２Ｒを備える前輪駆動車である。駆動輪である左前輪６１Ｌと右前輪６１Ｒへは、モータやエンジンなどによる走行用駆動源６３及び変速機６４からの駆動トルクが左ドライブシャフト６５Ｌと右ドライブシャフト６５Ｒを経由してそれぞれ入力される。

マニュアル運転車両Ａ１の左前輪６１Ｌと右前輪６１Ｒは、図１に示すように、駆動輪であると共にドライバ操作に伴ってタイヤが転舵する転舵輪でもある。左前輪６１Ｌと右前輪６１Ｒへは、ドライバからステアリングホイール６６へ操舵入力があると、ステアリング機構６７を介して左右前輪６１Ｌ，６１Ｒへ転舵トルクが入力される。

左前輪６１Ｌと右前輪６１Ｒには、それぞれＦＬ油圧ブレーキ６８ＬとＦＲ油圧ブレーキ６８Ｒを有する。左後輪６２Ｌと右後輪６２Ｒには、それぞれＲＬ油圧ブレーキ６９ＬとＲＲ油圧ブレーキ６９Ｒを有する。これらの油圧ブレーキ６８Ｌ，６８Ｒ，６９Ｌ，６９Ｒは、各ブレーキ油圧を４輪独立にて制御するブレーキアクチュエータ７０に接続されている。そして、電動オイルポンプやソレノイド減圧弁やソレノイド増圧弁などを有するブレーキアクチュエータ７０の動作制御を行うコントローラとして、図１に示すように、姿勢制御ＥＣＵ７１を備えている。

姿勢制御ＥＣＵ７１は、ＲＬ車輪速センサ７２、ＲＲ車輪速センサ７３、操舵角センサ７４、車体スリップ角センサ７５、等から検出された情報を入力する。ＲＬ車輪速センサ７２は、左後輪車輪速Vrlを検出する。ＲＲ車輪速センサ７３は、右後輪車輪速Vrrを検出する。操舵角センサ７４は、ステアリングホイール６６の中立舵角位置からの操舵角δを検出する。車体スリップ角センサ７５は、ＧＰＳなどにより実車体スリップ角βを検出する。なお、実施例１では、左後輪車輪速Vrlと右後輪車輪速Vrrの平均値による車輪速度を「車速Ｖ」の情報として用いている。

姿勢制御ＥＣＵ７１では、車両重心位置を通る車両前後方向の車体中心線と、車両重心位置を起点として引かれる瞬間的な車両進行方向とがなす角度である車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行う。即ち、カーブ走行でのコーナーであるか否かを判定し、車体スリップ角の規範モデルによる旋回特性を、コーナーイン旋回特性と定常旋回特性とコーナーアウト旋回特性とで変更する。カーブ走行中、旋回特性を変更した規範モデルを用いて目標車体スリップ角β^*を算出し、実車体スリップ角βの情報を取得する。そして、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じた旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ７０へ出力する。

［姿勢制御ＥＣＵの制御ブロック構成］
図２は、姿勢制御ＥＣＵ７１（コントローラ）の制御ブロック構成を示す。以下、図２に基づいて姿勢制御ＥＣＵ７１の制御ブロック構成を説明する。なお、前輪コーナリングパワー値を「前輪Ｃｐ値」といい、後輪コーナリングパワー値を「後輪Ｃｐ値」という。

姿勢制御ＥＣＵ７１は、図２に示すように、旋回Ｇ推定部７１１と、コーナーイン判定部７１２と、コーナーアウト判定部７１３と、ＲｒＣｐ減少補正部７１４と、ＦｒＣｐ減少補正部７１５と、ＲｒＣｐ増加補正部７１６と、を備えている。さらに、目標車体スリップ角算出部７１７と、実車体スリップ角情報取得部７１８と、ブレーキモーメント算出部７１９と、制御指令出力部７２０と、を備えている。

旋回Ｇ推定部７１１は、操舵角δと車速Ｖを入力し、これら入力情報と旋回Ｇの規範モデル１を用い、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である目標旋回Ｇを推定算出する。ここで、「規範モデル１」とは、旋回Ｇの規範モデルとして予め用意されているもので、操舵角δと車速Ｖを代入することで目標旋回Ｇを推定算出する運動方程式であらわされる。

コーナーイン判定部７１２は、旋回Ｇ推定部７１１により推定算出された目標旋回Ｇを入力し、目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|を算出し、目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|が増加する場合（Δ|Ｇｙ|＞０）、カーブ走行でのコーナーイン領域と判定する。

コーナーアウト判定部７１３は、旋回Ｇ推定部７１１により推定算出された目標旋回Ｇを入力し、目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|を算出し、目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|が減少する場合（Δ|Ｇｙ|＜０）、カーブ走行でのコーナーアウト領域と判定する。

ＲｒＣｐ減少補正部７１４は、コーナーイン判定部７１２からのコーナーイン領域判定フラグを入力すると、後述する車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値の減少補正量を算出する。このとき、目標旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、後輪Ｃｐ値の減少補正量を大きな値にする。この後輪Ｃｐ値の減少補正により、コーナーイン判定領域でのコーナーインの旋回特性が、定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性に変更される。

ここで、「旋回内向きの特性」とは、規範モデル２のスタビリティファクタ値が定常値よりも小さい（又は負の方向に増加）方向に変化することであり、オーバーステア寄りの旋回特性となることである。なお、後輪Ｃｐ値の減少補正に代え、或いは、後輪Ｃｐ値の減少補正と共に、前輪Ｃｐ値の増加補正を行っても良く、何れの場合もオーバーステア寄りの旋回特性に変更される。

ＦｒＣｐ減少補正部７１５は、減少補正した後の後輪Ｃｐ値に基づいて限界車速Ｖｃを計算する。そして、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近い、又は、限界車速Ｖｃを超えていると、オーバーステア対策として、計算される限界車速Ｖｃが現在車速Ｖより高くなるように前輪Ｃｐ値の減少補正量を算出する。

ＲｒＣｐ増加補正部７１６は、コーナーアウト判定部７１３からのコーナーアウト領域判定フラグを入力すると、後述する車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値の増加補正量を算出する。このとき、目標旋回Ｇの単位時間当たりの減少量が大きいほど、後輪Ｃｐ値の増加補正量を大きな値にする。この後輪Ｃｐ値の増加補正により、コーナーアウト判定領域でのコーナーアウト特性が、定常旋回特性よりも旋回外向きになるアンダーステア寄りの旋回特性に変更される。

ここで、「旋回外向きの特性」とは、規範モデル２のスタビリティファクタ値が定常値よりも大きい（又は正の方向に増加）方向に変化することであり、アンダーステア寄りの旋回特性となることである。なお、後輪Ｃｐ値の増加補正に代え、或いは、後輪Ｃｐ値の増加補正と共に、前輪Ｃｐ値の減少補正を行っても良く、何れの場合もアンダーステア寄りの旋回特性に変更される。

目標車体スリップ角算出部７１７は、車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した規範モデル２（＝定常規範モデル）を予め用意しておく。そして、コーナーイン判定に基づいてＲｒＣｐ減少補正部７１４から後輪Ｃｐ値の減少補正量が入力されると、規範モデル２による定常旋回特性を、後輪Ｃｐ値の減少補正によってオーバーステア寄りの旋回特性に変更する。一方、コーナーアウト判定に基づいてＲｒＣｐ増加補正部７１６から後輪Ｃｐ値の増加補正量が入力されると、規範モデル２による定常旋回特性を、後輪Ｃｐ値の増加補正によってアンダーステア寄りの旋回特性に変更する。さらに、カーブ走行中、操舵角δと車速Ｖを入力し、これら入力情報と旋回特性を変更した規範モデル２を用いて目標車体スリップ角β^*を算出する。但し、ＲｒＣｐ減少補正部７１４やＦｒＣｐ減少補正部７１５やＲｒＣｐ増加補正部７１６から前輪Ｃｐ値や後輪Ｃｐ値の補正量入力が無い場合は、カーブ走行中、旋回特性変更無しの規範モデル２を用いて目標車体スリップ角β^*を算出する。

実車体スリップ角情報取得部７１８は、車体スリップ角センサ７５からの検出値に基づいて実車体スリップ角βの情報を取得する。車体スリップ角センサ７５では、例えば、ＧＰＳにより自車位置変化による自車の方角が認識されると、重心点を通る車体中心線と車両進行方向（＝自車の方角）とのズレ角度により実車体スリップ角βを検出する。なお、実車体スリップ角βは、車体スリップ角速度β’を積分演算することによって取得しても良い。ここで、車体スリップ角速度β’は、
(車体スリップ角速度β’)＝(ヨーレイトγ)－(横加速度Ｇｙ）/(車速Ｖ)
の式を用いて推定算出する。

ブレーキモーメント算出部７１９は、目標車体スリップ角算出部７１７からの目標車体スリップ角β^*と、実車体スリップ角情報取得部７１８からの実車体スリップ角βとを入力する。そして、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じた車両重心点回りのブレーキモーメントを算出する。

制御指令出力部７２０は、ブレーキモーメント算出部７１９により算出した車両重心点回りのブレーキモーメントを入力する。そして、入力されるブレーキモーメントが得られる旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ７０へ出力する。ここで、旋回姿勢制御指令とは、例えば、右転回する旋回姿勢制御を行う場合は、右前輪６１Ｒと右後輪６２Ｒのみにブレーキモーメントの大きさに応じたブレーキ油圧を供給し、重心点回りの車両右転回挙動を促すブレーキモーメントを与える。

［旋回姿勢制御処理構成］
図３は、姿勢制御ＥＣＵ７１（コントローラ）による旋回姿勢制御処理の流れを示す。以下、旋回姿勢制御処理構成をあらわす図３の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、スタートに続き、車輪速度Ｖ（＝車速Ｖ）を検出する。ステップＳ２では、操舵角δを検出する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での操舵角δの検出に続き、操舵角δと車速Ｖと旋回Ｇの規範モデル１とを用い、目標旋回Ｇを推定算出し、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３での目標旋回Ｇの算出に続き、所定の単位時間で目標旋回Ｇが変化した目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|を算出し、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ４での目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|の算出に続き、変化量Δ|Ｇｙ|が、Δ|Ｇｙ|＞０（増加）であるか否かを判断する。YES（Δ|Ｇｙ|＞０）の場合はステップＳ６へ進み、NO（Δ|Ｇｙ|≦０）の場合はステップＳ１３へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのΔ|Ｇｙ|＞０であるとの判断に続き、オーバーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値を減少補正し、ステップＳ７へ進む。

ここで、後輪Ｃｐ値の減少補正量は、図４の右側特性に示すように、目標旋回Ｇの単位時間当たりの増加側変化量Δ|Ｇｙ|が大きいほど、後輪Ｃｐ値の減少補正率を比例的に小さくする。このとき、強オーバーステアや車両姿勢の急変を予め避けるため、増加側変化量Δ|Ｇｙ|が増加側限界量Δ|+Ｇyo|を超えると、減少補正量をΔ|Ｇｙ|＝０での後輪Ｃｐ補正率から-5％程度までに抑えて補正制限する。

なお、「車体スリップ角の規範モデル２」の一例を、図５に示す２自由度の簡単な車両モデルを用いて説明する。運動方程式は、車両質量をｍ、車速をＶ、車体スリップ角速度をβ’、ヨーレイトをγ、前輪タイヤから発生する横向きの力をＦｆ、後輪タイヤから発生する横向きの力をＦｒとすると、
ｍＶ（β’＋γ）＝Ｆｆ＋Ｆｒ …(1)
の式であらわされる。さらに、前輪タイヤのスリップ角をβｆ、後輪タイヤのスリップ角をβｒとすると、
Ｆｆ＝－２・Ｋｆ・βｆ Ｆｒ＝－２・Ｋｒ・βｒ …(2)
の式であらわされる。この式(2)において、“比例定数Ｋｆ”が“前輪Ｃｐ値”であり、“比例定数Ｋｒ”が“後輪Ｃｐ値”である。
前輪タイヤスリップ角βｆと後輪タイヤスリップ角βｒは、車体スリップ角をβ、車速をＶ、操舵角をδ、重心点から前輪までの距離をlf、重心点から後輪までの距離をlrとすると、
βｆ＝β＋(lf/Ｖ)γ－δ βｒ＝β－(lr/Ｖ)γ …(3)
の式であらわされる。そして、(1)式に(2),(3)の式を代入した運動方程式が、前輪Ｃｐ値（＝Ｋｆ）と後輪Ｃｐ値（＝Ｋｒ）を有し、操舵角δと車速Ｖを代入することで目標車体スリップ角β^*が算出される「車体スリップ角の規範モデル２」になる。

ステップＳ７では、ステップＳ６での後輪Ｃｐ値の減少補正に続き、後輪Ｃｐ値の減少補正後のステア特性（＝旋回特性）を計算し、ステップＳ８へ進む。

ここで、後輪Ｃｐ値の減少補正後のステア特性の計算は、図６に示すように、前輪実舵角と車速Ｖを用い、車速Ｖの上昇に対して旋回半径が一定になる、又は、車速Ｖの上昇に対して前輪実舵角が一定になるニュートラルステア特性（＝ＮＳ特性）を基準とする。なお、前輪実舵角としては、操舵角センサ７４により検出される操舵角δを用いる。

ステップＳ８では、ステップＳ７での後輪Ｃｐ減少補正後のステア特性の計算に続き、計算されたステア特性がオーバーステア特性（ＯＳ特性）であるか否かを判断する。YES（オーバーステア特性である）の場合はステップＳ９へ進み、NO（オーバーステア特性でない）の場合はステップＳ１６へ進む。

ここで、「オーバーステア特性」とは、図６に示すように、車速Ｖの上昇に対して旋回半径が小さくなるステア特性、又は、車速Ｖの上昇に対して前輪実舵角が小さくなるステア特性をいう。

ステップＳ９では、ステップＳ８でのオーバーステア特性であるとの判断に続き、そのときの限界車速Ｖｃを計算し、ステップＳ１０へ進む。

ここで、「限界車速Ｖｃ」とは、図６に示すように、オーバーステア特性の車両において車速Ｖの増加と共に旋回半径が減少するとき、理論上、旋回半径がゼロとなる臨界速度をいう。この限界車速Ｖｃは、図５に示すように、前輪コーナリングパワーCpf、補正後輪コーナリングパワーCpr^*、車両質量ｍ、重心点から前輪までの距離lf、重心点から後輪までの距離lr、前輪と後輪との距離ｌを用いた式により計算される。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での限界車速Ｖｃの計算に続き、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近い、又は、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃを超えているか否かを判断する。YES（車速条件成立）の場合はステップＳ１１へ進み、NO（車速条件不成立）の場合はステップＳ１６へ進む。

ここで、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近いと判断するとき、限界車速閾値（限界車速Ｖｃ－α）を設定することができ、現在車速Ｖが限界車速閾値になると、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近いと判断する。なお、マージンαとしては、例えば、3km/h程度とする。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での車速条件成立であるとの判断に続き、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃ未満となる前輪Ｃｐ値（＝前輪補正Ｃｐ）を算出し、ステップＳ１２へ進む。

ここで、前輪Ｃｐ値は、オーバーステア特性の車両において、限界車速Ｖｃを超えると車両挙動が不安定になるため、現在車速Ｖ、又は、安全マージンを考慮した車速Ｖを限界車速Ｖｃの式に代入した図５に示す前輪補正Ｃｐの式により算出する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での前輪Ｃｐ値の算出に続き、後輪Ｃｐ値が減少補正された規範モデル２の前輪Ｃｐ値を、オーバーステア対策としてステップＳ１１で算出された前輪Ｃｐ値に減少補正し、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ５でのΔ|Ｇｙ|≦０であるとの判断に続き、変化量Δ|Ｇｙ|が、Δ|Ｇｙ|＜０（減少）であるか否かを判断する。YES（Δ|Ｇｙ|＜０）の場合はステップＳ１４へ進み、NO（Δ|Ｇｙ|＝０）の場合はステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのΔ|Ｇｙ|＜０であるとの判断に続き、アンダーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値を増加補正し、ステップＳ１６へ進む。

ここで、後輪Ｃｐ値の増加補正量は、図４の左側特性に示すように、目標旋回Ｇの単位時間当たりの減少側変化量Δ|Ｇｙ|が大きいほど、後輪Ｃｐ値の増加補正率を比例的に大きくする。このとき、強アンダーステアや車両姿勢の急変を予め避けるため、減少側変化量Δ|Ｇｙ|が減少側限界量Δ|-Ｇyo|を超えると、増加補正量をΔ|Ｇｙ|＝０での後輪Ｃｐ補正率から+5％程度までに抑えて補正制限する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１３でのΔ|Ｇｙ|＝０であるとの判断に続き、ニュートラルステア特性を維持するように、車体スリップ角の規範モデル２の前輪Ｃｐ値と後輪Ｃｐ値の補正量をゼロとし、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６では、Ｓ６又はＳ１２又はＳ１４又はＳ１５のＣｐ値の補正処理に続き、補正処理後の規範モデル２を用い、目標車体スリップ角β^*を算出し、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６での目標車体スリップ角β^*の算出に続き、車体スリップ角センサ７５により実車体スリップ角βを検出し、ステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８では、ステップＳ１７での実車体スリップ角βの検出に続き、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントを算出し、ステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１９では、ステップＳ１８でのブレーキモーメントの算出に続き、算出したブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御を実行し、エンドへ進む。

次に、「背景技術と課題解決対策」を説明する。そして、実施例１の「旋回姿勢制御作用」を説明する。

［背景技術と課題解決対策］
旋回姿勢制御を行う背景技術としては、車体スリップ角やヨーレイトなどによる所定の規範モデルを持ち、規範モデルそのものについては旋回特性を変更することなく、車速や操舵角で旋回特性を変えるというものが知られている。

しかし、コーナーへの進入と脱出ではドライバの行きたい方向（＝ステア特性）は変わる。これに対し、背景技術として知られている手法は、コーナーへの進入域とコーナーからの脱出域とで切り分け、ステア特性を変更する構成とはなっていないために対応できない、という課題があった。

このような背景技術に対し、例えば、定常旋回特性を最適化した車体スリップ角の規範モデルに対し、コーナー入口ではより内側に車両を向けるアシストをし、旋回姿勢として旋回回頭性を高めたいという要求がある。一方、コーナー出口では、逆に直進に向け外側に向けるアシストをし、旋回姿勢として旋回安定性を高めたいという要求がある。

そこで、本発明者は、カーブ走行中、コーナー入口側での要求旋回特性とコーナー出口側での要求旋回特性が異なることから、旋回姿勢を規定する車体スリップ角による規範モデルによる旋回特性そのものを変更する点に着目した。即ち、車両の旋回情報（操舵角δ、車速Ｖ）を検出する。旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角βの規範モデル２とにより、目標車体スリップ角β^*を算出し、目標車体スリップ角β^*の情報を用いて旋回姿勢制御を行う姿勢制御ＥＣＵ７１による車両の旋回姿勢制御方法を以下の手順を有する方法としている。車両の旋回情報（目標旋回Ｇ）を検出する。旋回情報（目標旋回Ｇ）により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定する。コーナーインであると判定した場合は、所定のコーナーイン旋回特性（オーバーステア寄り特性）となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル２を変更する。一方、コーナーアウトであると判定した場合は、所定のコーナーアウト旋回特性（アンダーステア寄り特性）となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル２を変更する方法を採用した。よって、課題解決対策による車両の旋回姿勢制御方法では、下記の作用を示すことができる。

・ドライバの操舵角δからの転舵要求に基づいて、目標旋回Ｇが計算できるが、この目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|が増加傾向の場合、コーナー入口と判断できる。
・目標車体スリップ角β^*を計算するための規範モデル２において、後輪Ｃｐ値を下げることで、オーバーステア寄りの旋回特性の目標挙動を算出することができる。
・上記目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|の増加度合いに応じて、後輪Ｃｐ値の下げ量を決定することで、ゆるいカーブの入り口では少しオーバーステア寄り、急なターンインではより強くオーバーステア寄りの目標車体スリップ角β^*を算出できる。
・ただし、高車速域でのコーナー走行するとき、オーバーステア特性にすると旋回挙動を不安定にする場合がある。そこで、補正後の後輪Ｃｐ値で計算される限界車速Ｖｃに現在車速Ｖが近づいたら、前輪Ｃｐを下げる。この結果、限界車速Ｖｃが上がるため、旋回挙動が不安定な状態に陥ることなく内向き姿勢を実現できる。

・目標車体スリップ角β^*を計算するための規範モデル２において、後輪Ｃｐ値を上げることで、アンダーステア寄りの旋回特性の目標挙動を算出することができる。
・ドライバの操舵角δからの転舵要求から、目標旋回Ｇが計算できるが、この目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|が減少傾向の場合、コーナー出口と判断できる。
・上記目標旋回Ｇの変化量Δ|Ｇｙ|の減少度合いに応じて、後輪Ｃｐ値の上げ量を決定することで、ゆるいカーブの出口では少しアンダーステア寄り、急なターンアウトではより強くアンダーステア寄りの目標車体スリップ角β^*を算出できる。

上記のように、カーブ走行中、コーナーインとコーナーアウトとで規範モデル２の旋回特性を変更することで適切な旋回姿勢を実現することができる。特に、実施例１のように、車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した規範モデル２を用意し、コーナーイン特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更し、コーナーアウト特性をアンダーステア寄りの旋回特性に変更する。そして、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差をブレーキモーメント制御で実行する場合には、コーナー走行シーンにおいて、コーナー入口側とコーナー出口側を含むコーナー全領域にて適切な旋回姿勢が実現される。以下、実施例１での旋回姿勢作用を図７に基づいて説明する。

まず、規範モデルの旋回特性を変更しない場合は、図７の破線に示すように、コーナーインでドライバによる切り込み操作が遅れると、旋回軌跡がコーナーの外側に膨らむ軌跡になる。そして、コーナーアウトでドライバによる切り戻し操作が遅れると、旋回軌跡がコーナーの内側に向く軌跡になる。

これに対し、規範モデルの旋回特性を変更する場合は、図７の実線に示すように、コーナーイン判定領域Ｂにおいて、規範モデル２がオーバーステア寄りの旋回特性に変更されることで、狙った旋回軌跡に沿った旋回姿勢になる。つまり、ドライバによる切り込み操作が遅れても、オーバーステア寄りの旋回特性への変更により、旋回軌跡がコーナーの外側に膨らむのが抑えられる。

そして、規範モデルの旋回特性を変更する場合は、図７の実線に示すように、コーナー中間判定領域Ｃにおいて、規範モデル２が定常旋回特性を最適化したモデルに復帰することで、狙った旋回軌跡に沿った旋回姿勢になる。

さらに、規範モデルの旋回特性を変更する場合は、図７の実線に示すように、コーナーアウト判定領域Ｄでアンダーステア寄りの旋回特性に変更されることで、狙った旋回軌跡に沿った旋回姿勢になる。つまり、ドライバによる切り戻し操作が遅れても、アンダーステア寄りの旋回特性への変更により、旋回軌跡がコーナーの内側に向くのが抑えられる。

さらに、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差をブレーキモーメント制御で実行している。このため、コーナー走行中、ドライバ操作による操舵角（Steering angle）の変化幅である操舵量を低減することができる。この点は、図８の矢印Ｅで示す規範モデル２の旋回特性を変更する場合の操舵角特性と図８の矢印Ｆで示す規範モデルの旋回特性を変更しない場合の操舵角特性の対比により裏付けられる。

加えて、コーナー走行中、車体スリップ角（Slip angle）の変化幅である車体スリップ角変化量が低減し、狙った走行軌跡への高い追従性を発揮することができる。この点は、図８の矢印Ｇで示す規範モデル２の旋回特性を変更する場合の車体スリップ角特性と図８の矢印Ｈで示す規範モデルの旋回特性を変更しない場合の車体スリップ角特性の対比により裏付けられる。

［旋回姿勢制御作用］
次に、図３のフローチャートに基づき、旋回姿勢制御処理作用を説明する。
まず、Δ|Ｇｙ|＞０であり、後輪Ｃｐ補正後のステア特性がオーバーステア特性ではないときは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ１６→Ｓ１７→Ｓ１８→Ｓ１９→エンドへと進む流れが繰り返される。

よって、Δ|Ｇｙ|＞０によりコーナーイン判定領域であるときは、Ｓ６において、オーバーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値が減少補正される。次のＳ１６では補正後の規範モデル２により目標車体スリップ角β^*が算出され、Ｓ１７では実車体スリップ角βが検出され、Ｓ１８では目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントが算出される。最後のＳ１８では、算出されたブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御が実行される。

Δ|Ｇｙ|＞０であり、後輪Ｃｐ補正後のステア特性がオーバーステア特性であるが、車速条件が不成立であるときは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０へと進む。そして、Ｓ１０からＳ１６→Ｓ１７→Ｓ１８→Ｓ１９→エンドへと進む流れが繰り返される。

よって、コーナーイン判定領域であり、オーバーステア特性であるが車速条件が不成立であるときは、Ｓ６において、オーバーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値が減少補正される。そして、Ｓ１６では補正後の規範モデル２により目標車体スリップ角β^*が算出され、Ｓ１７では実車体スリップ角βが検出され、Ｓ１８では目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントが算出される。最後のＳ１８では、算出されたブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御が実行される。

一方、Δ|Ｇｙ|＞０であり、後輪Ｃｐ補正後のステア特性がオーバーステア特性であって車速条件が成立するときは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１１→Ｓ１２へと進む。そして、Ｓ１２からＳ１６→Ｓ１７→Ｓ１８→Ｓ１９→エンドへと進む流れが繰り返される。

よって、コーナーイン判定領域であり、オーバーステア特性であって車速条件が成立するときは、Ｓ６において、オーバーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値が減少補正される。加えて、Ｓ１２において、オーバーステア対策として限界車速Ｖｃを上げるように、車体スリップ角の規範モデル２の前輪Ｃｐ値が減少補正される。そして、Ｓ１６では補正後の規範モデル２により目標車体スリップ角β^*が算出され、Ｓ１７では実車体スリップ角βが検出され、Ｓ１８では目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントが算出される。最後のＳ１８では、算出されたブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御が実行される。

Δ|Ｇｙ|＜０であるときは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１６→Ｓ１７→Ｓ１８→Ｓ１９→エンドへと進む流れが繰り返される。

よって、Δ|Ｇｙ|＜０によりコーナーアウト判定領域であるときは、Ｓ１４において、アンダーステア寄りの旋回特性にするように、車体スリップ角の規範モデル２の後輪Ｃｐ値が増加補正される。次のＳ１６では補正後の規範モデル２により目標車体スリップ角β^*が算出され、Ｓ１７では実車体スリップ角βが検出され、Ｓ１８では目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントが算出される。最後のＳ１８では、算出されたブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御が実行される。

Δ|Ｇｙ|＝０であるときは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ１３→Ｓ１５→Ｓ１６→Ｓ１７→Ｓ１８→Ｓ１９→エンドへと進む流れが繰り返される。

よって、Δ|Ｇｙ|＝０によりコーナー中間判定領域であるときは、Ｓ１５において、車体スリップ角の規範モデル２のコーナリングパワーが補正されない。次のＳ１６では補正無しの規範モデル２（定常規範モデル）により目標車体スリップ角β^*が算出され、Ｓ１７では実車体スリップ角βが検出され、Ｓ１８では目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差に応じたブレーキモーメントが算出される。最後のＳ１８では、算出されたブレーキモーメントを得るブレーキモーメント制御が実行される。

このように、実施例１では、コーナーイン旋回特性を、定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性とする。よって、コーナーインでは、規範モデル２に対してより内側に車両を向けるアシストが行われる。このため、コーナー走行シーンにおいて、コーナー入口での旋回姿勢要求に合致した旋回回頭性が実現される。

実施例１では、車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した規範モデル２（定常規範モデル）を用意する。そして、コーナーイン特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更する際、規範モデル２をあらわす運動方程式に有する後輪Ｃｐ値の減少補正により行う。よって、車体スリップ角の規範モデルとして用意された規範モデル２の後輪Ｃｐ値の減少補正を行うだけで、オーバーステア寄りの旋回特性に変更される。このため、複数の規範モデルを用意する必要がなく、用意した１つの規範モデル２のＣｐ値を補正するだけの簡単な構成により、コーナーインの旋回特性がオーバーステア寄りの特性に変更される。

実施例１では、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得する。そして、カーブ走行において旋回Ｇが増加しているとコーナーインであると判定し、旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、後輪Ｃｐ値の減少補正量を大きくする減少補正を行う。よって、旋回Ｇが増加するとコーナーインであると判定されるだけでなく、旋回Ｇの単位時間当たりの増加量（＝旋回Ｇの増加速度）により後輪Ｃｐ値の減少補正量が算出される。このため、コーナーイン判定の入力情報と補正量算出の入力情報を分けることなく、一つの旋回Ｇの情報を取得するだけで、旋回Ｇの増加により精度良くコーナーインが判定されると共に、旋回Ｇの増加速度に応じた適切な後輪Ｃｐ値の減少補正量が算出される。

実施例１では、減少補正した後の後輪Ｃｐ値に基づいて限界車速Ｖｃを計算する。そして、現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近い、又は、限界車速Ｖｃを超えていると、計算される限界車速Ｖｃが現在車速Ｖより高くなるように前輪Ｃｐ値の減少補正を行う。即ち、コーナーインの旋回特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更する場合、高速でのカーブ走行において、車両挙動が不安定な状態に陥るおそれがある。これに対し、後輪Ｃｐ値の減少補正によりコーナーイン特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更したとき、車両挙動が不安定になるのが未然に防止される。

実施例１では、コーナーアウト旋回特性を、定常旋回特性よりも旋回外向きになるアンダーステア寄りの旋回特性にする。よって、コーナーアウトでは、規範モデル２に対してより外側に車両を向けるアシストが行われる。このため、コーナー走行シーンにおいて、コーナー出口での旋回姿勢要求に合致した旋回安定性が実現される。

実施例１では、車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した規範モデル２（定常規範モデル）を用意する。そして、コーナーアウト特性をアンダーステア寄りの旋回特性に変更する際、規範モデル２をあらわす運動方程式に有する後輪Ｃｐ値の増加補正により行う。よって、車体スリップ角の規範モデルとして用意された規範モデル２の後輪Ｃｐ値の増加補正を行うだけで、アンダーステア寄りの旋回特性に変更される。このため、複数の規範モデルを用意する必要がなく、用意した１つの規範モデル２のＣｐ値を補正するだけの簡単な構成により、コーナーアウトの旋回特性がアンダーステア寄りの特性に変更される。

実施例１では、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得する。そして、カーブ走行において旋回Ｇが減少しているとコーナーアウトであると判定し、旋回Ｇの単位時間当たりの減少量が大きいほど、後輪Ｃｐ値の増加補正量を大きくする増加補正を行う。よって、旋回Ｇが減少するとコーナーアウトであると判定されるだけでなく、旋回Ｇの単位時間当たりの減少量（＝旋回Ｇの減少速度）により後輪Ｃｐ値の増加補正量が算出される。このため、コーナーアウト判定の入力情報と補正量算出の入力情報を分けることなく、一つの旋回Ｇの情報を取得するだけで、旋回Ｇの減少により精度良くコーナーアウトが判定されると共に、旋回Ｇの減少速度に応じた適切な後輪Ｃｐ値の増加補正量が算出される。

実施例１では、目標車体スリップ角β^*が算出されると、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じて車両重心点回りのブレーキモーメントを算出する。そして、車両重心点回りのブレーキモーメントを得る旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ７０へ出力する。よって、コーナー走行での車両重心点回りのモーメントが、舵角モーメントより制御応答速度が速いブレーキモーメントにより得られる。このため、規範モデル２の旋回特性の変更に対し、これを反映して応答良く旋回特性が所望の特性に変更される。

実施例１の制御が適用される車両は、ドライバ操舵によりカーブ走行するマニュアル運転車両Ａ１である。このため、コーナー走行シーンにおいて、車両重心点回りのモーメントを得る旋回姿勢がブレーキモーメントにより分担され、ドライバ操作による操舵量が低減される。

以上説明したように、実施例１のマニュアル運転車両Ａ１の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置にあっては、下記に列挙する効果を奏する。

(1) 車両の旋回情報（操舵角δ、車速Ｖ）を検出し、旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角βの規範モデル（規範モデル２）とにより、目標車体スリップ角β^*を算出し、目標車体スリップ角β^*の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）による車両の旋回姿勢制御方法において、
車両の旋回情報（目標旋回Ｇ）を検出し、
旋回情報（目標旋回Ｇ）により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定し、
コーナーインであると判定した場合は、所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル（規範モデル２）を変更する（図２）。
このため、カーブ走行中、コーナーインであると判定した場合、規範モデルの変更により所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*が算出されることで、カーブ走行中のコーナーインにおいて適切な旋回姿勢を実現する車両（マニュアル運転車両Ａ１）の旋回姿勢制御方法を提供することができる。

(2) 所定のコーナーイン旋回特性を、定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性とする（図７）。
このため、コーナー走行シーンにおいて、コーナー入口での旋回姿勢要求に合致した旋回回頭性を実現することができる。

(3) 車体スリップ角βの規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデル（規範モデル２）を用意し、
所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように定常規範モデル（規範モデル２）を変更する際、定常規範モデル（規範モデル２）をあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の減少補正を行う（図３）。
このため、複数の規範モデルを用意する必要がなく、用意した１つの定常規範モデル（規範モデル２）の後輪コーナリングパワー値を補正するだけの簡単な構成により、コーナーイン旋回特性をオーバーステア寄りの特性に変更することができる。

(4) 車体スリップ角βの規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデル（規範モデル２）を用意し、
所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように定常規範モデル（規範モデル２）を変更する際、定常規範モデル（規範モデル２）をあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の減少補正と前輪コーナリングパワー値の増加補正との少なくとも一方の補正により行う（図３）。
このため、複数の規範モデルを用意する必要がなく、用意した１つの定常規範モデル（規範モデル２）の２つのコーナリングパワー値の少なくとも一方を補正するだけの簡単な構成により、コーナーイン旋回特性をオーバーステア寄りの特性に変更することができる。

(5) 旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、
カーブ走行において旋回Ｇが増加しているとコーナーインであると判定し、
旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、後輪コーナリングパワー値の減少補正量を大きくする減少補正を行う（図４）。
このため、入力情報を分けることなく、一つの旋回Ｇの情報を取得するだけで、旋回Ｇの増加により精度良くコーナーインを判定することができると共に、旋回Ｇの増加速度に応じた適切な後輪コーナリングパワー値の減少補正量を算出することができる。

(6) 減少補正した後の後輪コーナリングパワー値に基づいて限界車速Ｖｃを計算し、
現在車速Ｖが限界車速Ｖｃに近い、又は、限界車速Ｖｃを超えていると、前輪コーナリングパワー値の減少補正を行う（図６）。
このため、後輪Ｃｐ値の減少補正によりコーナーイン特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更したとき、車両挙動が不安定になるのを未然に防止することができる。

(7) 車両の旋回情報（操舵角δ、車速Ｖ）を検出し、旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角βの規範モデル（規範モデル２）とにより、目標車体スリップ角β^*を算出し、目標車体スリップ角β^*の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）による車両の旋回姿勢制御方法において、
車両の旋回情報（目標旋回Ｇ）を検出し、
旋回情報（目標旋回Ｇ）により、カーブ走行でのコーナーアウトであるか否かを判定し、
コーナーアウトであると判定した場合は、所定のコーナーアウト旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル（規範モデル２）を変更する（図２）。
このため、カーブ走行中、コーナーアウトであると判定した場合、規範モデルの変更により所定のコーナーアウト旋回特性となる目標車体スリップ角β^*が算出されることで、カーブ走行中のコーナーアウトにおいて適切な旋回姿勢を実現する車両（マニュアル運転車両Ａ１）の旋回姿勢制御方法を提供することができる。

(8) 所定のコーナーアウト旋回特性を、定常旋回特性よりも旋回外向きになるアンダーステア寄りの旋回特性とする（図７）。
このため、コーナー走行シーンにおいて、コーナー出口での旋回姿勢要求に合致した旋回安定性を実現することができる。

(9) 車体スリップ角βの規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデル（規範モデル２）を用意し、
所定のコーナーアウト旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように定常規範モデル（規範モデル２）を変更する際、定常規範モデル（規範モデル２）をあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の増加補正と前輪コーナリングパワー値の減少補正との少なくとも一方の補正により行う（図３）。
このため、複数の規範モデルを用意する必要がなく、用意した１つの定常規範モデル（規範モデル２）の２つのコーナリングパワー値の少なくとも一方を補正するだけの簡単な構成により、コーナーアウト旋回特性をアンダーステア寄りの特性に変更することができる。

(10) 旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、
カーブ走行において前記旋回Ｇが減少しているとコーナーアウトであると判定し、
旋回Ｇの単位時間当たりの減少量が大きいほど、後輪コーナリングパワー値の増加補正量、もしくは、前輪コーナリングパワー値の減少補正量を大きくする補正を行う（図４）。
このため、入力情報を分けることなく、一つの旋回Ｇの情報を取得するだけで、旋回Ｇの増加により精度良くコーナーアウトを判定することができると共に、旋回Ｇの減少速度に応じた適切なコーナリングパワー値の補正量を算出することができる。

(11) 目標車体スリップ角β^*が算出されると、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じて車両重心点回りのブレーキモーメントを算出し、
車両重心点回りのブレーキモーメントを得る旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ７０へ出力する（図３）。
このため、規範モデルの旋回特性の変更に対し、これを反映して応答良く旋回特性を所望の特性に変更することができる。

(12) 車両は、ドライバ操舵によりカーブ走行するマニュアル運転車両Ａ１である（図１）。
このため、コーナー走行シーンにおいて、車両重心点回りのモーメントを得る旋回姿勢がブレーキモーメントにより分担され、ドライバ操作による操舵量を低減することができる。

(13) 車両の旋回情報（操舵角δ、車速Ｖ）を検出し、旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角βの規範モデル（規範モデル２）とにより、目標車体スリップ角β^*を算出し、目標車体スリップ角β^*の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）を備える車両の旋回姿勢制御装置において、
コントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）は、
車両の旋回情報（目標旋回Ｇ）を検出する旋回情報検出部（旋回Ｇ推定部７１１）と、
旋回情報（目標旋回Ｇ）により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定するコーナーイン判定部７１１と、
コーナーインであると判定した場合は、所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル（規範モデル２）を変更する旋回特性変更部（ＲｒＣｐ減少補正部７１４）と、を有する（図２）。
このため、カーブ走行中、コーナーインであると判定した場合、規範モデルの変更により所定のコーナーイン旋回特性となる目標車体スリップ角β^*が算出されることで、カーブ走行中のコーナーインにおいて適切な旋回姿勢を実現する車両（マニュアル運転車両Ａ１）の旋回姿勢制御装置を提供することができる。

(14) 車両の旋回情報（操舵角δ、車速Ｖ）を検出し、旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角βの規範モデル（規範モデル２）とにより、目標車体スリップ角β^*を算出し、目標車体スリップ角β^*の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）を備える車両の旋回姿勢制御装置において、
コントローラ（姿勢制御ＥＣＵ７１）は、
車両の旋回情報（目標旋回Ｇ）を検出する旋回情報検出部（旋回Ｇ推定部７１１）と、
旋回情報（目標旋回Ｇ）により、カーブ走行でのコーナーアウトであるか否かを判定するコーナーアウト判定部７１３と、
コーナーアウトであると判定した場合は、所定のコーナーアウト旋回特性となる目標車体スリップ角β^*を算出するように、規範モデル（規範モデル２）を変更する旋回特性変更部（ＲｒＣｐ増加補正部７１６）と、を有する（図２）。
このため、カーブ走行中、コーナーアウトであると判定した場合、規範モデルの変更により所定のコーナーアウト旋回特性となる目標車体スリップ角β^*が算出されることで、カーブ走行中のコーナーアウトにおいて適切な旋回姿勢を実現する車両（マニュアル運転車両Ａ１）の旋回姿勢制御装置を提供することができる。

実施例２は、本発明の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置を、自動運転車両に適用した例である。

実施例２における旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置は、自動運転モードを選択すると目標軌跡が生成され、生成された目標軌跡に沿って走行するように速度及び舵角による車両運動が制御される自動運転車両（車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「自動運転コントローラの制御ブロック構成」、「車両運動コントローラの制御ブロック構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図９は、実施例２の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置が適用された自動運転車両Ａ２のシステム構成を示す。図９に基づいて全体システム構成を説明する。

自動運転車両Ａ２は、図９に示すように、車載センサ１と、ナビゲーション装置２と、車載制御ユニット３と、アクチュエータ４と、ＨＭＩモジュール５と、を備えている。

車載センサ１は、自車周辺の物体や道路形状等の周辺環境、自車の状態等を認識するために自車に搭載された各種のセンサである。この車載センサ１は、外部センサ１１、ＧＰＳ受信機１２、内部センサ１３を有する。なお、車載センサ１では、複数の異なるセンサを用いて必要な情報を取得するセンサフュージョンを行ってもよい。

外部センサ１１は、自車周辺の環境情報を検出する検出機器である。この外部センサ１１は、カメラ、レーダー（Radar）、ライダー（LIDER:Laser Imaging Detection and Rangin）等から構成される。なお、カメラ、レーダー及びライダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

カメラは、画像データを取得するための撮像機器である。このカメラは、例えば、前方認識カメラ、後方認識カメラ、右方認識カメラ、左方認識カメラ等を組み合わせることにより構成され、撮影した画像や映像の解析を人工知能や画像処理用プロセッサを用いてリアルタイムで行う。これにより、カメラでは、自車走行路上物体・車線・自車走行路外物体（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）・自車走行路（道路白線、道路境界、停止線、横断歩道）・道路標識（制限速度）等を検知できる。なお、単眼カメラでは一般的に対象物までの距離の計測はできないが、複眼カメラを用いて異なる視点から同時に撮影を行うことによって、対象物までの距離を計測することも可能となる。

レーダーは、反射信号を利用して距離データを取得する装置である。ここで、「レーダー」とは、電波を用いたレーダーと、超音波を用いたソナーと、を含む総称であり、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波レーダー、レーザーレンジファインダー等を用いることができる。また、ライダーは、光を利用して距離データを取得する装置である。

レーダーやライダーは、自車の周囲に電波等の信号や光を送信し、対象物で反射された電波等の信号や光を受信することで、反射点である対象物までの距離や方向を検出する。これにより、レーダーやライダーでは、自車走行路上物体・自車走行路外物体（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）等の位置を検知できると共に、各物体までの距離を検知できる。

ＧＰＳ受信機１２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、自車の位置を示す位置データを取得するための装置である。このＧＰＳ受信機１２は、ＧＮＳＳアンテナ１２ａを有し、自車位置の緯度及び経度を検出する。
なお、「ＧＮＳＳ」は「Global Navigation Satellite System:全地球航法衛星システム」の略称であり、「ＧＰＳ」は「Global Positioning System:グローバル・ポジショニング・システム」の略称である。また、ＧＰＳ受信機１２による信号受信が不良のときには、内部センサ１３やオドメーター（車両移動量計測装置）を利用してＧＰＳ受信機１２の機能を補完してもよい。

内部センサ１３は、自車の速度・加速度・姿勢データ等の自車情報を検出する検出機器である。この内部センサ１３は、例えば、６軸慣性センサ（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を有し、自車の移動方向、向き、回転を検出することができる。さらに、内部センサ１３の検出結果に基づいて移動距離や移動速度などを算出できる。６軸慣性センサは、前後、左右、上下の三方向の加速度を検出できる加速度センサと、この三方向の回転の速さを検出できるジャイロセンサを組み合わせることで実現される。なお、内部センサ１３には、車輪速センサやヨーレイトセンサやアクセル操作量センサ、等の必要なセンサを含むことができる。

さらに、この車載センサ１では、不図示の外部データ通信器との間で無線通信を行うことで、必要な情報を外部から取得してもよい。即ち、外部データ通信器が、例えば、他車に搭載されたデータ通信器の場合、自車と他車の間で車車間通信を行う。この車車間通信により、他車が保有する様々な情報から必要な情報を取得することができる。また、外部データ通信器が、例えば、インフラ設備に設けられたデータ通信器の場合、自車とインフラ設備の間でインフラ通信を行う。このインフラ通信により、インフラ設備が保有する様々な情報から必要な情報を取得することができる。この結果、例えば、自動運転コントローラ３１が有する地図データでは不足する情報や変更された情報がある場合に必要な地図データを補うことができる。また、自車が走行を予定している経路上での渋滞情報や走行規制情報等の交通情報を取得することもできる。

ナビゲーション装置２は、地図データや施設情報のデータを内蔵し、目的地までの経路を案内する装置である。このナビゲーション装置２では、目的地が入力されると、自車の現在地（或いは任意に設定された出発地）から目的地までの案内経路が生成される。生成された案内経路の情報は、地図データと合成されてＨＭＩモジュール５のディスプレイパネルに表示される。尚、目的地は、車両の乗員が車内で設定したものを用いてもよく、もしくはユーザーの端末（例えば、携帯電話、スマートフォン）によりユーザーが設定した目的地を、無線通信を介して車両で受信し、受信した目的地を用いてもよい。また案内経路は、車両に備わるコントローラを用いたナビゲーション装置によりで算出してもよく、もしくは車外のコントローラを用いたナビゲーション装置により算出するようにしてもよい。

車載制御ユニット３は、ＣＰＵやメモリを備えており、車載センサ１によって検出された各種の検出情報や、ナビゲーション装置２によって生成された案内経路情報、必要に応じて適宜入力されるドライバ入力情報を統合処理する。そして、この車載制御ユニット３は、階層処理により車両運動を制御するコントローラである。なお、「階層処理」とは、入力情報に対して複数の処理を順に（階層的に）実行して最終的な出力情報を演算することであり、上位階層の処理にて出力された出力値（演算値）が下位階層の処理での入力値となる関係になる。

この車載制御ユニット３は、車両運動を制御するための制御指令値を演算する自動運転コントローラ３１と、車両運動コントローラ３２と、を有している。ここで、第１制御周期（例えば、70msec程度）にて演算を行う自動運転コントローラ３１によって上位階層の処理を行い、第１制御周期よりも短い第２制御周期（例えば、10msec程度）にて演算を行う車両運動コントローラ３２によって下位階層の処理を行う。

自動運転コントローラ３１では、車載センサ１やナビゲーション装置２からの入力情報や高精度地図データ等に基づき、目標車速プロファイルや目標軌跡を多段の階層処理により生成する。ここで、「目標軌跡」とは、自車を自動運転走行させる際の目標となる軌跡であり、例えば、車両が位置する車線の中での走行するための軌跡や、車両周囲の走行可能領域を算出し、走行可能領域の中での走行するための軌跡や、障害物回避のための緊急操舵時の軌跡などを含む。生成された目標車速プロファイル及び目標軌跡の情報は車両運動コントローラ３２に出力される。生成された目標軌跡の情報は、高精度地図データと合成されてＨＭＩモジュール５のディスプレイパネルに表示されるようにしてもよい。

車両運動コントローラ３２では、目標車速プロファイル及び目標軌跡の情報やドライバによる入力情報（以下、「ドライバ入力」という）に基づいて、自車を走行させるための制御指令値を多段の階層処理により演算する。演算された制御指令値はアクチュエータ４に出力される。なお、車両運動コントローラ３２では、ドライバ入力の有無によって走行モードを調停し、調停結果に応じた制御指令値を演算する。例えば、自動運転モードの選択中でドライバ入力が無い場合は、目標軌跡に沿って自車を自動運転走行させる制御指令値を出力する。一方、自動運転走行中にドライバ入力が介入した場合やマニュアル運転モードを選択した場合は、ドライバ入力を目標にして自車を走行させる制御指令値を出力する。

アクチュエータ４は、車両を走行又は停止させるための制御アクチュエータであり、速度制御アクチュエータ４１と、操舵制御アクチュエータ４２と、ブレーキアクチュエータ４３と、を有する。なお、走行とは、車両の加速走行／定速走行／減速走行をいう。

速度制御アクチュエータ４１は、車載制御ユニット３から入力された速度制御指令値に基づいて駆動輪へ出力する駆動トルク又は制動トルクを制御する。速度制御アクチュエータ４１としては、例えば、エンジン車の場合にエンジンを用い、ハイブリッド車の場合にエンジンとモータ／ジェネレータを用い、電気自動車の場合にモータ／ジェネレータを用いる。

操舵制御アクチュエータ４２は、車載制御ユニット３から入力された操舵制御指令値に基づいて操舵輪の転舵角を制御する。なお、操舵制御アクチュエータ４２としては、ステアリングシステムの操舵力伝達系に設けられる操舵モータ等を用いる。

ブレーキアクチュエータ４３は、車載制御ユニット３から入力された停止指令値に基づいて制動トルクを付与すると共に、車載制御ユニット３から入力されたブレーキモーメント指令値に基づいて４輪独立に制動トルクを制御するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ４３としては、例えば、ブレーキ油圧アクチュエータやブレーキモータアクチュエータ等を用いる。

ＨＭＩモジュール５は、車両の乗員（ドライバを含む）と車載制御ユニット３との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩモジュール５は、例えば、ステアリング、アクセル、ブレーキ、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、乗員が入力操作を行うための操作ボタンやタッチパネル等から構成される。

［自動運転コントローラの制御ブロック構成］
自動運転コントローラ３１は、図２に示すように、高精度地図データ記憶部３１１と、自己位置推定部３１２と、周辺環境認識部３１３と、走行環境認識部３１４と、を備えている。そして、目標軌跡を生成する階層処理部として、走行車線演算部３１６と、動作決定部３１７と、走行領域設定部３１８と、目標軌跡生成部３１９と、を備えている。

高精度地図データ記憶部３１１は、車外に存在する静止物体の三次元の位置情報（経度、緯度、高さ）が設定された高精度三次元地図データ（以下、「ＨＤマップ」という）が格納された車載メモリである。静止物体には、例えば、横断歩道、停止線、各種標識、分岐点、道路標示、信号機、電柱、建物、看板、車道やレーンの中心線、区画線、路肩線、道路と道路のつながり等さまざまな要素が含まれる。

自己位置推定部３１２は、入力情報に基づいて自車の現在地（自己位置）を推定する。ここで、自己位置推定部３１２には、車載センサ１からのセンサ情報と、高精度地図データ記憶部３１１からのＨＤマップ情報等が入力される。そして、この自己位置推定部３１２は、例えば、入力されたセンサ情報とＨＤマップ情報とをマッチングして自己位置を推定する。自己位置推定部３１２からは、走行環境認識部３１４へ自己位置情報が出力される。

周辺環境認識部３１３は、入力情報と、自車周辺環境の刻々と変化する動的な情報をデータベース化した動的周辺環境情報（ローカルモデル）とに基づき、自車の周辺環境を認識する。ここで、「動的な情報」とは、例えば、交通規制情報、道路工事情報、広域気象情報等を含む準静的データ、例えば、事故情報、渋滞情報、狭域気象情報等を含む準動的データ、例えば、周辺車両情報、歩行者情報、信号情報等を含む動的データである。これらの動的な情報は階層化され、各データの更新頻度を異ならせている。周辺環境認識部３１３には、車載センサ１からのセンサ情報（自車周辺の環境情報）等が入力される。そして、この周辺環境認識部３１３は、動的周辺環境情報を用い、入力された自車周辺の環境情報を解析し、周辺環境認識情報を演算する。周辺環境認識部３１３からは、走行環境認識部３１４と走行領域設定部３１８へ周辺環境認識情報が出力される。

走行環境認識部３１４は、入力情報と、自車走行環境の刻々と変化する動的な情報をデータベース化した動的走行環境情報（ワールドモデル）とに基づき、自車の走行環境を認識する。ここで、「動的走行環境情報（ワールドモデル）」とは、自車の自己位置を中心として「動的周辺環境情報（ローカルモデル）」よりも環境認識領域を拡大して取得される動的な情報をいう。走行環境認識部３１４には、車載センサ１からのセンサ情報と、ナビゲーション装置２からの案内経路情報と、高精度地図データ記憶部３１１からのＨＤマップ情報と、自己位置推定部３１２からの自己位置情報と、周辺環境認識部３１３からの周辺環境認識情報等が入力される。そして、この走行環境認識部３１４は、動的走行環境情報を用い、推定された自車の現在地を基準とした所定範囲のＨＤマップの上に走行環境認識情報を演算する。走行環境認識部３１４からは、動作決定部３１７へ走行環境認識情報が出力される。

走行車線演算部３１６は、目的地までの案内経路上において、自車が走行すべき走行車線（以下、「目標車線」という）を演算する。ここで、走行車線演算部３１６には、ナビゲーション装置２からの案内経路情報と、高精度地図データ記憶部３１１からのＨＤマップ情報等が入力される。そして、走行車線演算部３１６は、経路案内情報から判断した目的地の方向やＨＤマップから目標車線を演算する。走行車線演算部３１６からは、次の階層の動作決定部３１７へ目標車線情報が出力される。

動作決定部３１７は、目標車線に沿って自動運転により走行する際に自車が遭遇する事象の抽出し、それら事象に対する「自車の動作」を決定する。ここで、「自車の動作」とは、発進、停止、加速、減速、右左折等の目標車線に沿って走行するために必要となる自車の動きである。

動作決定部３１７には、走行環境認識部３１４からの走行環境認識情報と、走行車線演算部３１６からの目標車線情報等が入力される。そして、この動作決定部３１７は、目標車線と自車周辺の走行環境とを照合し、適切な自車の動作を決定する。 走行領域設定部３１８は、目標車線に沿って車両を走行させることができる走行可能領域を設定する。ここで、走行領域設定部３１８には、高精度地図データ記憶部３１１からのＨＤマップ情報と、周辺環境認識部３１３からの周辺環境認識情報と、動作決定部３１７からの自車動作決定情報等が入力される。そして、この走行領域設定部３１８は、自車の動作情報と自車の周辺環境情報とを照合し、自車が走行することが可能な領域を設定する。例えば、自車周辺に障害物等の物体が存在するときには、当該物体との接触を回避するような走行可能領域が設定される。走行領域設定部３１８からは、次の階層の目標軌跡生成部３１９へ走行可能領域情報が出力される。

目標軌跡生成部３１９は、設定された走行可能領域内において目標軌跡を生成する。ここで、目標軌跡生成部３１９には、走行領域設定部３１８からの走行可能領域情報等が入力される。そして、この目標軌跡生成部３１９は、現在の自車の位置から任意に設定される目標位置まで、走行可能領域内を走行することを拘束条件とし、幾何学的な手法により目標軌跡を生成する。なお、目標軌跡生成部３１９は、例えば複合クロソイド曲線を用いて目標軌跡を生成してもよい。また、目標軌跡生成部３１９は、安全、法令順守、走行効率などの基準を満たした走行が可能な目標軌跡を生成してもよい。目標軌跡生成部３１９からは、車両運動コントローラ３２へ目標軌跡情報が出力される。

ここで、目標軌跡生成部３１９は、目標軌跡に対する目標車速プロファイルを生成するようにしてもよい。目標車速プロファイルとは、目標軌跡に沿って走行する時の時系列的な目標車速である。これにより、目標軌跡の曲率に合わせて目標車速プロファイルを生成することができる。例えば、曲率が大きいシーンでは、乗員に大きな車両挙動を与えないために目標車速を低く設定し、曲率が小さいシーンでは、曲率が大きいシーンと比較して目標車速プロファイルを高く設定するようにしてもよい。それに対して、先に目標車速プロファイルを算出し、その後、目標車速プロファイルに合わせて目標軌跡を生成するようにしてもよい。例えば、目標車速が高い場合は、曲率が小さくなるように軌跡を生成し、反対に目標車速が低い場合は、曲率が大きくなるように目標軌跡を生成するようにしてもよい。尚、目標車速プロファイルを生成する際、推定される路面の摩擦係数が低いほど車速の変化勾配（加速勾配、減速勾配）を抑えるパラメータとして路面μ値情報を用いるようにしてもよい。

［車両運動コントローラの制御ブロック構成］
車両運動コントローラ３２は、図２に示すように、入力情報調停部３２１と、姿勢制御判定部３２２と、規範モデル設定部３２３と、挙動制御部３２４と、タイヤ力演算部３２５と、指令演算部３２６と、姿勢制御部３２７と、を備えている。

入力情報調停部３２１は、ドライバ入力の有無によって自動運転コントローラ３１からの入力情報に基づいて制御指令値を演算するのか、ドライバ入力を目標にして制御指令値を演算するのかを調停する。ここで、入力情報調停部３２１には、自動運転コントローラ３１からの目標車速プロファイル及び目標軌跡の情報が入力され、ＨＭＩモジュール５を介してドライバによる操舵角の情報が入力される。入力情報調停部３２１では、車両運動コントローラ３２の処理にて用いる車速及び操舵角の入力情報を以下のように調停する。自動運転モードの選択中でドライバ入力が無い場合は、車速及び操舵角の入力情報として、自動運転コントローラ３１からの目標車速プロファイル及び目標軌跡の情報に基づいて設定される目標車速及び目標舵角の情報を用いる。一方、自動運転走行中にドライバ入力が介入した場合やマニュアル運転モードを選択した場合は、車速及び操舵角の入力情報として、ドライバ入力に基づく実車速及び実操舵角の情報を用いる。

姿勢制御判定部３２２は、ドライバ操舵角による転舵要求、又は、自動運転コントローラ３１からの旋回要求に基づき、ブレーキモーメントによる旋回姿勢制御が必要かどうかを判定する。例えば、ドライバ入力により転舵要求があった場合、例えば、操舵角速度が閾値より小さい転舵要求であると旋回姿勢制御必要無しと判定し、操舵角速度が閾値より大きい転舵要求であると旋回姿勢制御が必要と判定する。自動運転コントローラ３１からの旋回要求があった場合、例えば、旋回半径が大きな目標軌跡の旋回要求であると旋回姿勢制御必要無しと判定する。そして、旋回半径が小さい目標軌跡による旋回要求、Ｓ字目標軌跡による旋回要求、障害物を迂回して回避する旋回要求、などであると旋回姿勢制御が必要と判定する。

姿勢制御判定部３２２において旋回姿勢制御が必要無しと判定されると、通常制御判定フラグを立て、規範モデル設定部３２３以降の処理へ進む。一方、姿勢制御判定部３２２において旋回姿勢制御が必要と判定されると、姿勢制御判定フラグを立て、姿勢制御部３２７の処理へ進む。

規範モデル設定部３２３は、任意に設定可能な運動方程式で表され、自車を走行させるときに生じる車両運動の規範モデルを設定する。即ち、姿勢制御判定部３２２にて通常制御判定フラグが立てられると、入力情報調停部３２１からの車速及び操舵角の情報が入力される。そして、この規範モデル設定部３２３は、入力情報を規範モデルである運動方程式に代入することによって規範モデル値を算出する。ここで、「規範モデル値」とは、例えば、ヨーレイト規範モデルを用いたときの目標ヨーレイトや、横加速度規範モデルを用いたときの目標横加速度、車体スリップ角規範モデルを用いたときの目標車体スリップ角、等をいう。規範モデル設定部３２３からは、挙動制御部３２４へ目標ヨーレイト等の規範モデル値の情報が出力される。

挙動制御部３２４は、規範モデル設定部３２３から規範モデル値の情報を入力し、自車運動の実値を規範モデル値に収束させ、規範モデルの車両挙動に追従させる車速指令値及び舵角指令値を演算する。例えば、規範モデル値が目標ヨーレイトの場合、自車で発生している実ヨーレイトとの偏差を算出し、この偏差を小さくする車速指令値及び舵角指令値を演算する。このとき、この挙動制御部３２４では、主にフィードバック制御系によって演算を行う。そして、挙動制御部３２４からは、タイヤ力演算部３２５へ車速指令値と舵角指令値の情報が出力される。

タイヤ力演算部３２５は、挙動制御部３２４から車速指令値及び舵角指令値を入力すると、車速指令値及び舵角指令値を達成させる各タイヤの最適なタイヤ力（タイヤ縦力とタイヤ横力）を演算する。タイヤ力演算部３２５からは、指令演算部３２６へ各タイヤにおけるタイヤ力情報が出力される。

指令演算部３２６は、タイヤ力演算部３２５から入力されたタイヤ力情報に基づいて、各タイヤに発生させる指令値（速度制御指令値及び操舵制御指令値）を演算する。指令演算部３２６からは、アクチュエータ４へ指令値情報が出力される。

姿勢制御部３２７は、実施例１での姿勢制御ＥＣＵ７１と同じ制御機能を発揮する。即ち、姿勢制御判定部３２２にて姿勢制御判定フラグが立てられると、入力情報調停部３２１からの車速及び操舵角の情報が入力される。そして、カーブ走行でのコーナーであるか否かを判定し、車体スリップ角の規範モデルによる旋回特性を、コーナーイン旋回特性と定常旋回特性とコーナーアウト旋回特性とで変更する。カーブ走行中、旋回特性を変更した規範モデルを用いて目標車体スリップ角β^*を算出し、実車体スリップ角βの情報を取得する。そして、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じたブレーキモーメントを算出し、算出したブレーキモーメントを得る旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ４３へ出力する。

次に、旋回姿勢制御作用を説明する。実施例２では、車両が、自動運転走行する自動運転車両Ａ２である。そして、旋回特性を変更した規範モデルを用いて目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βとの偏差に応じたブレーキモーメントを算出し、算出したブレーキモーメントを得る旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータ４３へ出力する。

即ち、自動運転走行中の場合、マニュアル運転走行中とは異なり、ドライバがステアリング操作やアクセル操作に関与していないため、自動運転走行中は旋回姿勢の変化に対するドライバや乗員の感度が、マニュアル運転走行中よりも敏感になる。よって、自動運転走行中の場合、マニュアル運転走行中よりも高い旋回姿勢応答性や旋回姿勢安定性が要求される。

これに対し、自動運転走行中、コーナー走行シーンにおいて、コーナー入口側では車両挙動がより早く定常旋回状態に安定化し、コーナー出口側では車両挙動の安定性を保つようにブレーキモーメントによる旋回姿勢制御が行われる。このため、コーナー走行シーンにおいて、ドライバや乗員にとって安定した旋回姿勢による旋回特性が実現され、ドライバや乗員にとって違和感を与えることのない快適な自動運転走行が達成される。なお、他の作用については、実施例１と同様の作用を示すので説明を省略する。

以上説明したように、実施例２の自動運転車両Ａ２の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置にあっては、実施例１の(1)～(11),(13)～(14)の効果に加え、下記の効果を奏する。

(15) 車両は、目標軌跡に沿って自動運転走行する自動運転車両Ａ２である（図９）。
このため、コーナー走行シーンにおいて、ドライバや乗員にとって安定した旋回姿勢による旋回特性が実現され、ドライバや乗員にとって違和感を与えることのない快適な自動運転走行を達成することができる。

以上、本開示の車両の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例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。

実施例１，２では、コーナーイン判定部７１２とコーナーアウト判定部７１３を有する例を示した。しかし、図１１の構成案１に示すように、コーナー判定部７２１を有するものであっても良い。この場合、コーナー走行シーンにおいて、コーナーと判定されると、ＲｒＣｐ補正部７２２によりコーナーインからコーナーアウトに向けて規範モデル２の後輪Ｃｐが減少から増加へと変化させる補正とされる。また、図１１の構成案２に示すように、コーナーアウト判定部７１３のみを有するものであっても良い。この場合、ＲｒＣｐ増加補正部７１６によりコーナーアウト判定領域にて規範モデル２の後輪Ｃｐを増加する補正とされる。さらに、図１１の構成案３に示すように、コーナーイン判定部７１２のみを有するものであっても良い。この場合、ＲｒＣｐ減少補正部７１４によりコーナーイン判定領域にて規範モデル２の後輪Ｃｐを減少する補正とされる。なお、オーバーステア対策としてＦｒＣｐ減少補正部７１５を有する。

実施例１，２では、車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した規範モデル２を用意し、コーナーイン特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更し、コーナーアウト特性をアンダーステア寄りの旋回特性に変更する例を示した。しかし、車体スリップ角の規範モデルとしては、例えば、図１１の構成案３の場合、アンダーステア寄りの旋回特性を有するモデルを用意し、コーナーイン判定領域でのみ規範モデルの旋回特性をオーバーステア寄りの旋回特性に変更するだけでも良い。また、車体スリップ角の規範モデルとして、例えば、図１１の構成案２の場合、オーバーステア寄りの旋回特性を有するモデルを用意し、コーナーアウト判定領域でのみ規範モデルの旋回特性をアンダーステア寄りの旋回特性に変更するだけでも良い。何れの場合も変更しない判定領域での旋回特性は、予め用意された規範モデルによる初期設定の旋回特性となり、コーナーインとコーナーアウトとで規範モデルの旋回特性が変更されることになる。

実施例１，２では、車体スリップ角の規範モデルとして、１つの規範モデルを用意し、前輪Ｃｐ値又は後輪Ｃｐ値の補正により旋回特性を変更する例を示した。しかし、車体スリップ角の規範モデルとしては、規範モデルに有するコーナリングパワー値以外の変数を修正する例としても良い。また、車体スリップ角の規範モデルとして、２つの規範モデル（オーバーステア寄りの旋回特性による規範モデル、アンダーステア寄りの旋回特性による規範モデル）、或いは、これに１つの規範モデル（ニュートラルステア特性による規範モデル）を加えた３つの規範モデルを用意しても良い。この場合、コーナーインかコーナーアウトかで用意された複数の規範モデルの中から一つの規範モデルを切り替えにより選択することで、コーナーインとコーナーアウトとで規範モデルの旋回特性が変更されることになる。

実施例１，２では、目標車体スリップ角β^*と実車体スリップ角βの偏差をブレーキモーメント制御で実行する例を示した。しかし、目標車体スリップ角と実車体スリップ角の偏差により重心点回りのモーメントのうち、一部をブレーキモーメント制御で分担し、残りを舵角モーメント制御により分担する例としても良い。また、目標車体スリップ角と実車体スリップ角の偏差により重心点回りのモーメントの大きさが閾値以下であれば、舵角モーメント制御により分担し、閾値を超えるとブレーキモーメント制御により分担する例としても良い。

実施例１では、本開示の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置を、ドライバ操作によるマニュアル運転走行するマニュアル運転車両Ａ１に適用する例を示した。実施例２では、本開示の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置を、目標軌跡に沿って走行するように速度及び舵角による車両運動が制御される自動運転車両Ａ２に適用する例を示した。しかし、本開示の旋回姿勢制御方法及び旋回姿勢制御装置は、マニュアル運転車両や自動運転車両に限らず、自動ブレーキ機能や定速走行制御機能や車線逸脱防止機能等を備える運転支援車両に対しても適用することができる。運転支援車両の場合、車両の周囲の状況を検出するセンサと、車両の周囲の状況に基づいて車両を走行させるための軌跡を算出する走行支援コントローラを備え、算出される車両の軌跡を、旋回姿勢制御における車両の旋回情報とする。

Ａ１ マニュアル運転車両
７０ ブレーキアクチュエータ
７１ 姿勢制御ＥＣＵ（コントローラ）
７１１ 旋回Ｇ推定部
７１２ コーナーイン判定部
７１３ コーナーアウト判定部
７１４ ＲｒＣｐ減少補正部
７１５ ＦｒＣｐ減少補正部
７１６ ＲｒＣｐ増加補正部
７１７ 目標車体スリップ角算出部
７１８ 実車体スリップ角情報取得部
７１９ ブレーキモーメント算出部
７２０ 制御指令出力部
Ａ２ 自動運転車両
３２ 車両運動コントローラ（コントローラ）
３２１ 入力情報調停部
３２２ 姿勢制御判定部
３２３ 規範モデル設定部
３２４ 挙動制御部
３２５ タイヤ力演算部
３２６ 指令演算部
３２７ 旋回姿勢制御部
４３ ブレーキアクチュエータ

Claims (9)

1. 車両の旋回情報を検出し、前記旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角の規範モデルとにより、目標車体スリップ角を算出し、前記目標車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラによる車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデルを用意し、
   車両の旋回情報を検出し、
   前記旋回情報により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定し、
   前記コーナーインであると判定した場合は、前記定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性となる前記目標車体スリップ角を算出するように、前記定常規範モデルを変更し、
   前記コーナーインを判定する際、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、カーブ走行において前記旋回Ｇが増加しているとコーナーインであると判定し、
   前記定常規範モデルを変更する際、前記定常規範モデルをあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の減少補正と前輪コーナリングパワー値の増加補正との少なくとも一方の補正により行い、
   前記旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、前記後輪コーナリングパワー値の減少補正量と前記前輪コーナリングパワー値の増加補正量との少なくとも一方を大きくする補正を行う
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
2. 請求項１に記載された車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、前記後輪コーナリングパワー値の減少補正量を大きくする減少補正を行い、
   前記減少補正した後の前記後輪コーナリングパワー値に基づいて限界車速を計算し、
   現在車速が前記限界車速に近い、又は、前記限界車速を超えていると前記前輪コーナリングパワー値の減少補正を行う
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
3. 車両の旋回情報を検出し、前記旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角の規範モデルとにより、目標車体スリップ角を算出し、前記目標車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラによる車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデルを用意し、
   車両の旋回情報を検出し、
   前記旋回情報により、カーブ走行でのコーナーアウトであるか否かを判定し、
   前記コーナーアウトであると判定した場合は、前記定常旋回特性よりも旋回外向きになるアンダーステア寄りとなる前記目標車体スリップ角を算出するように、前記定常規範モデルを変更し、
   前記コーナーアウトを判定する際、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、カーブ走行において前記旋回Ｇが減少しているとコーナーアウトであると判定し、
   前記定常規範モデルを変更する際、前記定常規範モデルをあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の増加補正と前輪コーナリングパワー値の減少補正との少なくとも一方の補正により行い、
   前記旋回Ｇの単位時間当たりの減少量が大きいほど、前記後輪コーナリングパワー値の増加補正量と前記前輪コーナリングパワー値の減少補正量との少なくとも一方を大きくする補正を行う
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載された車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記目標車体スリップ角が算出されると、前記目標車体スリップ角と前記実車体スリップ角との偏差を無くすように車両重心点回りのブレーキモーメントを算出し、
   前記車両重心点回りのブレーキモーメントを得る旋回姿勢制御指令をブレーキアクチュエータへ出力する
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
5. 請求項４に記載された車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記車両は、ドライバ操舵によりカーブ走行するマニュアル運転車両である
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
6. 請求項４に記載された車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記車両は、目標軌跡に沿って自動運転走行する自動運転車両である
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
7. 請求項１から４までの何れか一項に記載された車両の旋回姿勢制御方法において、
   前記車両の周囲の状況を検出するセンサと、前記車両の周囲の状況に基づいて前記車両を走行させるための軌跡を算出する走行支援コントローラを備え、
   前記車両の軌跡を車両の旋回情報とする
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御方法。
8. 車両の旋回情報を検出し、前記旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角の規範モデルとにより、目標車体スリップ角を算出し、前記目標車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラを備える車両の旋回姿勢制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデルを用意し、前記旋回情報と前記定常規範モデルとにより目標車体スリップ角を算出する目標車体スリップ角算出部と、
   車両の旋回情報を検出する旋回情報検出部と、
   前記旋回情報により、カーブ走行でのコーナーインであるか否かを判定するコーナーイン判定部と、
   コーナーインであると判定した場合は、前記定常旋回特性よりも旋回内向きになるオーバーステア寄りの旋回特性となる前記目標車体スリップ角を算出するように、前記定常規範モデルを変更する旋回特性変更部と、を有し、
   前記コーナーイン判定部は、前記コーナーインを判定する際、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、カーブ走行において前記旋回Ｇが増加しているとコーナーインであると判定し、
   前記旋回特性変更部は、前記定常規範モデルを変更する際、前記定常規範モデルをあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の減少補正と前輪コーナリングパワー値の増加補正との少なくとも一方の補正により行い、
   前記旋回Ｇの単位時間当たりの増加量が大きいほど、前記後輪コーナリングパワー値の減少補正量と前記前輪コーナリングパワー値の増加補正量との少なくとも一方を大きくする補正を行う
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御装置。
9. 車両の旋回情報を検出し、前記旋回情報と、車体中心線と車両進行方向とがなす車体スリップ角の規範モデルとにより、目標車体スリップ角を算出し、前記目標車体スリップ角の情報を用いて旋回姿勢制御を行うコントローラを備える車両の旋回姿勢制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車体スリップ角の規範モデルとして、定常旋回特性を最適化した定常規範モデルを用意し、前記旋回情報と前記定常規範モデルとにより目標車体スリップ角を算出する目標車体スリップ角算出部と、
   車両の旋回情報を検出する旋回情報検出部と、
   前記旋回情報により、カーブ走行でのコーナーアウトであるか否かを判定するコーナーアウト判定部と、
   コーナーアウトであると判定した場合は、前記定常旋回特性よりも旋回外向きになるアンダーステア寄りの旋回特性となる前記目標車体スリップ角を算出するように、前記定常規範モデルを変更する旋回特性変更部と、を有し、
   前記コーナーアウト判定部は、前記コーナーアウトを判定する際、旋回するときに車両前後方向に直交する方向に作用する加速度である旋回Ｇの情報を取得し、カーブ走行において前記旋回Ｇが減少しているとコーナーアウトであると判定し、
   前記旋回特性変更部は、前記定常規範モデルを変更する際、前記定常規範モデルをあらわす運動方程式に有する後輪コーナリングパワー値の増加補正と前輪コーナリングパワー値の減少補正との少なくとも一方の補正により行い、
   前記旋回Ｇの単位時間当たりの減少量が大きいほど、前記後輪コーナリングパワー値の増加補正量と前記前輪コーナリングパワー値の減少補正量との少なくとも一方を大きくする補正を行う
   ことを特徴とする車両の旋回姿勢制御装置。
   

Images