WO2023210533A1

WO2023210533A1 - 車両の制御装置

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Publication number: WO2023210533A1
Application number: PCT/JP2023/015963
Authority: WO
Inventors: 寛生阿部; 亮蜂須賀; 俊輔松尾
Original assignee: 三菱自動車工業株式会社
Priority date: 2022-04-28
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2023-11-02

Abstract

車両（１）の車体速（Ｖ）を検出する車体速検出手段（２１）と、車両（１）のヨーレイト（ｒ）を検出するヨーレイト検出手段（２２）と、車両（１）の横加速度（Ａ_y）を検出する横加速度検出手段（２３）とが設けられた車両（１）の制御装置（１０）であって、横加速度（Ａ_y）と車体速（Ｖ）及びヨーレイト（ｒ）の積とのずれを表す第一入力値（Ｃ₁）、及び、当該ずれの時間変化量を表す第二入力値（Ｃ₂）を算出する算出部（１１）と、第一入力値（Ｃ₁）及び第二入力値（Ｃ₂）に基づいて、車両（１）のスピン挙動を表す指標としてのスピン度合い（ｋ_s）を推定する推定部（１２）と、スピン度合い（ｋ_s）に基づいて車両（１）のアクチュエータ又は報知装置（９）を制御する制御部（１３）と、を備える。

Description

車両の制御装置

　本件は、車両のスピン挙動を表す指標を推定して車両を制御する車両の制御装置に関する。

　従来、車両運動制御の一つとして、車両のスピン挙動の抑制が実施されている。スピン挙動とは、車両旋回時に、なんらかの原因で後輪のグリップ力が低下して後輪が横すべりすることにより、車体が大幅に内向きに回ってしまう挙動である。このようなスピン挙動の発生を推定する技術やスピン挙動を抑制する技術が知られている。例えば特許文献１には、車体スリップ角と、車体スリップ角の微分値と、車体スリップ角の２階微分値とから算出される制御量に基づいて車両のスピンを抑制する挙動制御装置が開示されている。

特開２０１１－００６０２９号公報

　上記の特許文献１の装置では、車速と横加速度とヨーレイトとをセンサで検出し、車体スリップ角の微分値を算出し、この微分値を積分して車体スリップ角を算出するとともに、この微分値をさらに微分して車体スリップ角の２階微分値を算出している。しかしながら、積分値は一般的に積分誤差が大きいため、スピン挙動の有無やその程度に関する判定や、スピン挙動の抑制制御に際し、積分を用いずに実施できることが好ましい。

　本件の車両の制御装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、積分を用いることなくスピン挙動を定量化して、車両の制御性を高めることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

　開示の車両の制御装置は、以下に開示する態様又は適用例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
　開示の車両の制御装置は、車両の車体速を検出する車体速検出手段と、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段とが設けられた前記車両に適用される。前記制御装置は、前記横加速度と前記車体速及び前記ヨーレイトの積とのずれを表す第一入力値、及び、前記ずれの時間変化量を表す第二入力値を算出する算出部と、前記第一入力値及び前記第二入力値に基づいて、前記車両のスピン挙動を表す指標としてのスピン度合いを推定する推定部と、前記スピン度合いに基づいて前記車両のアクチュエータ又は報知装置を制御する制御部と、を備える。

　開示の車両の制御装置によれば、積分を用いることなく、スピン挙動を表す指標としてのスピン度合いを推定するため、スピン挙動を定量化でき、これに基づいて車両のアクチュエータや報知装置を制御することから、車両の制御性を高めることができる。

実施形態に係る制御装置が適用された車両の構成を説明する図である。車両の線形二輪モデルを説明するための図である。スピン挙動を説明するための時系列波形の例である。図１の制御装置で実施される処理を示すブロック図である。図５（ａ）は第一マップの例であり、図５（ｂ）は第二マップの例である。第一制御部で実施される処理を示すブロック図である。図１の制御装置で実施されるフローチャート例である。

　図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。各実施形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。以下の説明では、車両の前進方向を前方（車両前方）とし、前方を基準に左右を定める。

［１．装置構成］
　本実施形態の制御装置１０は、図１に例示する車両１に適用され、少なくとも車両１のスピン挙動を定量化して、定量化した値に基づき制御する機能を持つ。制御装置１０は、車両１に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ，Electronic Control Unit）の一つである。制御装置１０には、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサ（マイクロプロセッサ）やＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），不揮発メモリ等が実装される。

　プロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する演算処理装置である。また、ＲＯＭ，ＲＡＭ及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。制御装置１０で実施される推定や制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されて、プロセッサによって実行される。

　車両１は、例えばエンジンや電動モータといった駆動源３を備えた、エンジン車や電動車両（ＥＶ；Electric Vehicle，ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle，ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）や燃料電池車両（ＦＣＶ；Fuel Cell Vehicle）である。車両１の左右の前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び左右の後輪２ＲＬ，２ＲＲには、ブレーキ装置４が設けられ、四輪のそれぞれが独立してブレーキ制御される。また、車両１には、ドライバの操舵操作をアシストするパワーステアリング装置５と、前輪２Ｆ（２ＦＬ，２ＦＲ）の転舵量（前輪舵角）をアクティブに制御可能なＡＦＳ６（Active Front Steering）と、後輪２Ｒ（２ＲＬ，２ＲＲ）の転舵量（後輪舵角）をアクティブに制御可能なＡＲＳ７（Active Rear Steering）とが設けられる。さらに、本実施形態の車両１には、アクティブサスペンション８と、ドライバに表示や音声でアナウンスする報知装置９が設けられる。

　これらの装置３～９は、図示しない車載制御装置により個別制御される。例えば、駆動源３を制御する制御装置（エンジンＥＣＵやモータＥＣＵ），ブレーキ装置４を制御するブレーキＥＣＵ，パワーステアリング装置５を制御するＥＣＵ，ＡＦＳ６及びＡＲＳ７を制御するＥＣＵ，アクティブサスペンション８を制御するＥＣＵ，報知装置９を制御するＥＣＵが車両１には搭載される。本実施形態では、制御装置１０が装置３～９を制御する場合には、これら各種ＥＣＵに指令を送出し、各種ＥＣＵが対応する装置３～７を制御する。装置３～９のうち、エネルギーを機械的な変位や応力に変換する役割を果たす装置３～８は「アクチュエータ」と呼んでも差し支えない。なお、共通のＥＣＵに複数の装置３～９を制御する機能を持たせてもよい。

　車両１には、車両１の各種情報を取得するためのセンサが設けられる。図１に示す例では、車速センサ２１と、ヨーレイトセンサ２２と、横加速度センサ２３とが設けられ、各センサ２１～２３が制御装置１０に接続されている。車速センサ２１（車体速検出手段）は、車両１の車体速Ｖを検出するセンサであり、ヨーレイトセンサ２２（ヨーレイト検出手段）は、車両１の重心Ｇを通る鉛直軸回りの回転角速度をヨーレイトｒとして検出するセンサである。本実施形態では、図１中に太矢印で示すように、車体速Ｖは、重心Ｇから前方に向かう方向が正の方向とされ、ヨーレイトｒは、車両１を上からみたときに重心Ｇの反時計回りが正の方向とされる。

　横加速度センサ２３（横加速度検出手段）は、車両１の重心Ｇにおける、横加速度Ａ_yを検出するセンサである。本実施形態では、図１中に太矢印で示すように、横加速度Ａ_yは、重心Ｇから左向きが正の方向とされる。各センサ２１～２３で検出された情報は、制御装置１０に送出される。なお、車体速Ｖを検出する手段は車速センサ２１に限られず、例えば、各車輪２の角速度を検出する車輪速センサを設け、車輪速センサの検出値から車体速Ｖを算出してもよい。

　同様に、ヨーレイトｒを検出する手段，横加速度Ａ_yを検出する手段は、ヨーレイトセンサ２２，横加速度センサ２３に限られない。例えば、舵角や車体速Ｖに基づいて横加速度Ａ_yを推定したり、当該推定した値や横加速度センサ２３で検出した値を別のセンサ値に基づき補正したりすることで横加速度Ａ_yを検出してもよい。同様に、ヨーレイトセンサ２２で検出した値を、別のセンサ値に基づき補正することでヨーレイトｒを検出してもよい。このような場合には、推定部や補正部（制御装置の機能要素）が各検出手段となりうる。なお、これらのセンサ２１～２３の他、車両１には、例えば、アクセル開度センサ，ブレーキセンサ，操舵角センサといった汎用のセンサが設けられる。

［２．制御概要］
　本実施形態の制御装置１０は、各種センサ２１～２３で検出された情報を用いて、車両１のスピン挙動（重心スリップ角βの大きさ）を表す指標である「スピン度合いｋ_s」を推定し、これに応じてアクチュエータ又は報知装置９を制御する。本実施形態のスピン度合いｋ_sは、最小値を０，最大値を１とした一次元量として設定される。

　本実施形態のスピン度合いｋ_sは、スピンしていない状態（すなわち、正常な走行状態）で０となり、完全にスピンしている状態（重心スリップ角βが所定の上限値以上である場合）で１となり、０以上１以下の数値となる。スピン度合いｋ_sは、車両１の走行中に常に、後述する二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂に基づいて推定される。

　ここで、車両１のスピン挙動について、図２に示すモデルを用いて考える。図２は、車両１を一つの剛体とみなし、運動の自由度を減らして線形化した車両１の数理モデル（線形二輪モデル）でモデル化したものである。図２では、車両１を、前輪２Ｆと後輪２Ｒとを一輪ずつ備えた剛体とみなし、車速一定としたときの横方向及びヨー方向の平面運動のみを考慮する。また、車輪２で発生するコーナリングフォースは、横滑り角に比例すると仮定する。

　車両１のスピン挙動の有無にかかわらず、車両１では下記の式１に示すように、車体速Ｖに重心スリップ角β（車体スリップ角とも呼ばれる）の微分値を乗じた値（左辺）と、横加速度Ａ_yから車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積を減じた値（右辺）とがほぼ等しくなることが知られている。

　しかし、後輪２Ｒの横すべりが発生すると、重心スリップ角βが著しく増減し、重心スリップ角βの大きさ（絶対値）が著しく増加する。これが「スピン」と呼ばれる挙動であり、重心スリップ角βの増減は式１の左辺の増減も伴う。このとき、式１の右辺から、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとがずれることがわかる。なお、この状態では、図３に示すように、横加速度Ａ_yの時系列波形（図中実線）と、車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒの時系列波形（図中破線）とがかい離する。これら二つの時系列波形のかい離（すなわちＡ_yとＶｒとのずれ）は、後輪２Ｒが横滑りしやすい、すなわち、後輪コーナリングパワーＫ_rが小さいことに起因している。

　上記のずれについて、図２のモデルを用いて整理する。図２のモデルにおいて、横加速度Ａ_yを入力とした車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒの伝達関数Ｇ(s)を求めると、下記の式２に示すように、定常ゲインを１とする、分子一次、分母二次の式になる。なお、式２中のａ₁，ｂ₁，ｂ₂は係数であり、ｓはラプラス演算子である。

　上記の式２の第二式から第三式が導出される過程について説明する。図２の二輪モデルにおける運動方程式は下記の式３で表現される。なお、ｍは車両質量，Ｉはヨー慣性モーメント，Ｋ_fは前輪コーナリングパワー，β_fは前輪スリップ角（前輪２Ｆの横すべり角），β_rは後輪スリップ角（後輪２Ｒの横すべり角），Ｌ_fは前車軸と重心Ｇとの前後方向の距離，Ｌ_ｒは後車軸と重心Ｇとの前後方向の距離である。

　ここで、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのスリップ角β_f，β_rは、下記の式４で表現される。なお、δは車両１の操舵角である。

　上記の式４において、車体速Ｖを一定であると仮定すると、上記の式３は重心スリップ角β及びヨーレイトｒについて線形となる。この仮定のもと、上記の式２の伝達関数Ｇ(s)を計算すると、下記の式５となり、上記の式２の第三式（下記の式５の第四式）における各係数ａ₁，ｂ₁，ｂ₂の内容が判明する。なお、Ｌはホイールベース（前後車軸の距離）である。

　上記の式５から明らかなように、係数ａ₁及びｂ₂には後輪コーナリングパワーＫ_rが含まれる。また、これらの係数ａ₁及びｂ₂に含まれるｍ，Ｌ_f，Ｉ，Ｌは、予め決まっている車両諸元値であることから、後輪コーナリングパワーＫ_rのみが走行中に変動しうるパラメータである。すなわち、後輪コーナリングパワーＫ_rが変化すると、伝達関数Ｇ(s)が変化し、それによって横加速度Ａ_yと積Ｖｒとがかい離する。つまり、走行中の伝達関数Ｇ(s)の変化は、後輪２Ｒの横すべりやすさを示す後輪コーナリングパワーＫ_rの増減を意味している。したがって、伝達関数Ｇ(s)の変化がわかれば、重心スリップ角βを求めずとも、スピン挙動の原因である後輪２Ｒの横すべりそのものを評価して、スピン挙動の発生を判定できる。

　本制御装置１０では、伝達関数Ｇ(s)の変化を、時系列波形のずれ（かい離量）から評価する。ここでいう「ずれ」は、図３に示すような、横加速度Ａ_yの時系列波形（図中実線）と、車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒの時系列波形（図中破線）との差でもよいし、比でもよいし、あるいは、差及び比を併用してもよい。少なくとも、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとが、現時点でどの程度かい離しているのかが重要である。
　本実施形態では、横加速度Ａ_yから車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒを減じた値（Ａ_y－Ｖｒ）を横加速度Ａ_yで補正した（具体的には除した）値を第一入力値Ｃ₁とする。

　上記の式５から分かる通り、時系列波形のかい離は、後輪コーナリングパワーＫ_rの変化だけでなく、入力信号となる横加速度Ａ_yの振幅に比例して大小する。本制御装置１０では、時系列波形のかい離（すなわちＡ_yとＶｒとのずれ）から、伝達関数Ｇ(s)の入力値の振幅（入力振幅）の影響を排除するため、値（Ａ_y－Ｖｒ）を横加速度Ａ_yで補正した（除した）値を第一入力値Ｃ₁とすることにより、時系列波形から、伝達関数Ｇ(s)の変化、つまり、後輪コーナリングパワーＫ_rの変化を簡易的に評価している。

　加えて、本制御装置１０では、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとのずれ（時系列波形のかい離量）の時間変化量により、現時点でのずれが増えていくのか減っていくのかを評価する。本実施形態では、第一入力値Ｃ₁の１階微分値（第一入力値Ｃ₁の時間変化率）を第二入力値Ｃ₂とし、二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂を使う。具体的には、第一入力値Ｃ₁とその時間変化率である第二入力値Ｃ₂とを合わせて評価することで、時系列波形から、伝達関数の変化、すなわち後輪コーナリングパワーＫ_rの変化を簡易的かつ精度よく評価している。

　制御装置１０では、二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂に基づいて、スピン度合いｋ_sを推定する。本実施形態の制御装置１０は、この推定において、図４に示すように、第一入力値Ｃ₁を求め、第一入力値Ｃ₁を微分して第二入力値Ｃ₂を求め、各入力値Ｃ₁，Ｃ₂から各評価値Ｅ₁，Ｅ₂を求める。そして、これら二つの評価値Ｅ₁，Ｅ₂を使ってスピン度合いｋ_sを推定する。これにより、応答性（伝達関数）の変化を評価することで、後輪コーナリングパワーＫ_rの変化、すなわちスピン挙動（後輪２Ｒの横すべり度合い）を評価でき、定量化したスピン挙動の指標（スピン度合いｋ_s）を用いた制御が可能となる。

　各評価値Ｅ₁，Ｅ₂は、第一入力値Ｃ₁及び第二入力値Ｃ₂のそれぞれから、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとのずれを評価する指標であり、本実施形態では、最小値を０，最大値を１とした一次元量として設定される。第一評価値Ｅ₁は、第一入力値Ｃ₁が０のときに０となり、第一入力値Ｃ₁の絶対値が大きいほど１に近づくとともに所定値以上で１となるように設定される。第二評価値Ｅ₂も同様であり、第二入力値Ｃ₂が０のときに０となり、第二入力値Ｃ₂の絶対値が大きいほど１に近づくとともに所定値以上で１となるように設定される。第一入力値Ｃ₁及び第一評価値Ｅ₁の関係と、第二入力値Ｃ₂及び第二評価値Ｅ₂の関係とは、例えばマップ，表，数式等の形式で、予め制御装置１０のメモリや記憶装置に記憶されている。

　スピン度合いｋ_sは、二つの評価値Ｅ₁，Ｅ₂に基づき算出（推定）される。ここでは、図４に示すように、二つの評価値Ｅ₁，Ｅ₂の和と１とでミニマム取りされた値（１でクリップした値）として算出される。これは、本実施形態のスピン度合いｋ_sの最大値が１として設定されているからである。このように算出（推定）されたスピン度合いｋ_sに応じてアクチュエータや報知装置９が制御される。

［３．制御構成］
　制御装置１０は、スピン度合いｋ_sを推定するとともに各制御を実施するための機能要素として、算出部１１，推定部１２及び制御部１３（第一制御部１３Ａ及び第二制御部１３Ｂ）を備える。これらの要素は、制御装置１０の機能を便宜的に分類して示したものである。これらの要素は、独立したプログラムとして各々を記述することができるとともに、複数の要素を合体させた複合プログラムとして記述することもできる。各要素に相当するプログラムは、制御装置１０のメモリや記憶装置に記憶され、プロセッサで実行される。

　算出部１１は、上記の二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂を算出するものである。本実施形態の第一入力値Ｃ₁は、下記の式６で示すように、横加速度センサ２３で検出された横加速度Ａ_yから、車速センサ２１で検出された車体速Ｖ及びヨーレイトセンサ２２で検出されたヨーレイトｒの積（＝Ｖｒ）を減じた値を横加速度Ａ_yで除した値である。なお、第一入力値Ｃ₁の他の例としては、例えば、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとの偏差や比率，横加速度Ａ_yに対して補正係数を乗じた値などが挙げられる。

　また、本実施形態の第二入力値Ｃ₂は、下記の式７で示すように、第一入力値Ｃ₁の１階微分値である。なお、第二入力値Ｃ₂は、ずれの変化率（増減の程度）を定量化する値であるため、例えば、下記の式８で与えられてもよい。

　推定部１２は、二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂に基づいてスピン度合いｋ_sを推定するものである。本実施形態の推定部１２は、第一入力値Ｃ₁から第一評価値Ｅ₁を求めるとともに、第二入力値Ｃ₂から第二評価値Ｅ₂を求め、第一入力値Ｃ₁と第一評価値Ｅ₁との関係を規定した第一マップ、及び、第二入力値Ｃ₂と第二評価値Ｅ₂との関係を規定した第二マップを使用して、スピン度合いｋ_sを推定する。第一マップ及び第二マップは、予め制御装置１０のメモリや記憶装置に記憶されている。

　図５（ａ）は第一マップの例であり、図５（ｂ）は第二マップの例である。各マップは、横軸に入力値Ｃ₁，Ｃ₂，縦軸に評価値Ｅ₁，Ｅ₂をとったグラフとして設定されている。図５（ａ）及び（ｂ）に示すマップは、上記の通り、入力値Ｃ₁，Ｃ₂が０のときに評価値Ｅ₁，Ｅ₂が０となり、入力値Ｃ₁，Ｃ₂の絶対値が大きくなるほど評価値Ｅ₁，Ｅ₂が曲線的かつ急峻に上昇し、所定の絶対値以上で評価値Ｅ₁，Ｅ₂が１となるように設定されている。なお、二つのマップは、最小値及び最大値が同一であれば、その特性（入力値に対する評価値の変化の仕方）は同一でなくてもよい。

　推定部１２は、第一評価値Ｅ₁と第二評価値Ｅ₂との和が１以下であれば、その値（Ｅ₁＋Ｅ₂）をスピン度合いｋ_sとして推定し、その値（Ｅ₁＋Ｅ₂）が１を超えていれば、スピン度合いｋ_sが１であると推定する。

　制御部１３は、推定部１２で推定されたスピン度合いｋ_sに基づいて、車両１のアクチュエータ又は報知装置９を制御するものである。ここで制御されるアクチュエータは、上記の駆動源３，ブレーキ装置４，パワーステアリング装置５，ＡＦＳ６，ＡＲＳ７，アクティブサスペンション８の少なくとも一つであり、全てであってもよい。なお、制御部１３が、スピン度合いｋ_sに基づいて後輪２Ｒの横すべり状態を判定する機能を併せ持っていてもよい。この場合、例えば制御部１３は、スピン度合いｋ_sが０であれば横すべりしていない状態（すなわち正常な走行状態）であると判定し、スピン度合いｋ_sが０でなければ横すべりが生じていると判定し、スピン度合いｋ_sが大きいほど横すべりの程度が大きい（より滑っている）と判定することができる。

　制御部１３は、スピン度合いｋ_sが大きいほど、車両１の挙動を安定させるようにアクチュエータを制御する。反対に、制御部１３は、スピン度合いｋ_sが０である場合（スピン挙動が生じていない正常な走行状態である場合）には、車両１に要求される要求トルク，運転者によるペダル操作，車体速Ｖなどに応じてアクチュエータを制御する。このときの制御を通常制御と呼ぶ。通常制御は、制御装置１０が実施してもよいし、他の車載制御装置が実施してもよい。通常制御を実施するか否かの判定は、例えば制御部１３がスピン度合いｋ_sによって判断可能である。ここでは、他の車載制御装置が通常制御を実施するものとする。

　本実施形態の制御部１３は、スピン度合いｋ_sに応じて、車両１の駆動力及び制動力の少なくとも一方の制御量を調整する第一制御部１３Ａを含む。第一制御部１３Ａは、駆動力の制御量を調整する場合、駆動源３の制御装置に指令を送出し、駆動源３の出力（駆動力）を制御する。なお、車両１が動力伝達装置を備えている場合には、動力伝達装置を制御して駆動力を調整してもよい。また、第一制御部１３Ａは、制動力の制御量を調整する場合、ブレーキ装置４の制御装置に指令を送出し、ブレーキ装置４の出力（制動力）を制御する。ブレーキ装置４であれば、各車輪２を個別に制御可能であることから、より細やかな調整が可能となる。なお、駆動源３を制御することで制動力の制御量を調整することも可能である。

　本実施形態の第一制御部１３Ａは、通常制御が実施される場合には、通常制御の実施を阻害しないよう、制御量を調整する。
　一方、通常制御が実施されない場合には、第一制御部１３Ａは、上記の通常制御から、各車輪２への制御量の配分が予め設定されたスピン対応制御に切り替える。スピン対応制御とは、スピン挙動が発生したときに、このスピン挙動を抑制するための制御であり、例えば予め設定された制駆動力配分に近づけるように制御して、各車輪２に付与して前後左右のトルク移動を制限する。スピン対応制御においても、車両１の駆動力及び制動力の総和は車両１に要求される要求トルクや運転者のペダル操作等に応じて決めている。なお、配分自体は必ずしも固定値ではなく、車両の走行状態に応じて変更されてもよい。

　ただし、本実施形態の第一制御部１３Ａは、スピン度合いｋ_sに応じて通常制御が寄与する割合とスピン対応制御が寄与する割合とを変更し、上記の制御量を調整する。具体的には、第一制御部１３Ａは、１からスピン度合いｋ_sを減じた値（１－ｋ_s）をスピン判定値（横すべりの程度）として求め、図６に示すように、要求指示トルクを算出し、要求指示トルクから各車輪２の制御量を求める。

　第一制御部１３Ａは、通常制御での要求トルクからスピン対応制御での要求トルクを減じた値に、スピン判定値を乗じ、この積と、スピン対応制御での要求トルクとを加算した値を要求指示トルクとして算出する。この演算によれば、スピン判定値が１（すなわちｋ_s＝０）の場合は、通常制御での配分で、要求トルクがそのまま要求指示トルクとして算出され、スピン判定値が０（すなわちｋ_s＝１）の場合は、スピン対応制御での配分で要求トルクが配分されて、要求指示トルクとして算出される。そして、スピン判定値が０～１の場合は、その数値に応じて、通常制御での要求トルクとスピン対応制御での要求トルクとが所定割合で加算された値が要求指示トルクとして算出される。つまり、スピン判定値の低下（スピン度合いｋ_sの増大）に応じてスピン対応制御に収斂させることで、安定した動作が実現される。

　本実施形態の制御部１３は、スピン度合いｋ_sに応じて、車両１の操舵アシストトルク及び各車輪２の転舵量並びにアクティブサスペンション８の少なくとも何れか一つの制御量を調整する第二制御部１３Ｂを含む。第二制御部１３Ｂは、操舵アシストトルクを制御する場合、パワーステアリング装置５の制御装置に指令を送出し、パワーステアリング装置５の出力（操舵アシストトルク）を制御する。また、第二制御部１３Ｂは、転舵量を制御する場合、ＡＦＳ６及びＡＲＳ７の制御装置に指令を送出し、ＡＦＳ６及びＡＲＳ７の出力（前輪舵角，後輪舵角）を制御する。また、第二制御部１３Ｂは、アクティブサスペンション８を制御する場合、アクティブサスペンション８の制御装置に指令を送出し、油圧，空気圧，電動モータ等のエネルギー源を制御する。

　車両１の操舵アシストトルク，各車輪２の転舵量，アクティブサスペンション８はいずれも、駆動力及び制動力と同様、スピン挙動が生じていない正常な走行時（すなわち、通常制御時）には、運転者によるステアリング操作や車体速Ｖなどに応じて制御される。本実施形態の第二制御部１３Ｂは、通常制御が実施される場合には、その実施を阻害しない。

　一方、通常制御が実施されない場合には、第二制御部１３Ｂは、例えば、上記の第一制御部１３Ａと同様、通常制御から、第二スピン対応制御に切り替える。第二スピン対応制御とは、上記のスピン対応制御と同様、スピン挙動が発生したときに、このスピン挙動を抑制しつつ操舵性を確保するための制御である。なお、第二スピン対応制御についても、上記のスピン対応制御と同様に、スピン判定値を用いて、通常制御と第二スピン対応制御との寄与度を調整してもよい。

　第一制御部１３Ａによる制御と、第二制御部１３Ｂによる制御との組み合わせは任意である。例えば、第一制御部１３Ａにより駆動力及び制動力が共に制御され、第二制御部１３Ｂにより操舵アシストトルク及び転舵量並びにアクティブサスペンション８が全て制御される構成としてもよいし、第一制御部１３Ａにより制動力だけが制御され、第二制御部１３Ｂにより操舵アシストトルクだけが制御される構成であってもよい。あるいは、第一制御部１３Ａにより駆動力及び制動力が共に制御され、第二制御部１３Ｂによる制御は行われない構成としてもよい。このように、二つ以上の制御を併用することで、制御の自由度が増し、より精密な車両運動制御が可能となる。

　また、制御部１３は、上記のアクチュエータの制御に代えて又は加えて、スピン度合いｋ_sに応じて報知装置９を制御してよい。例えば、制御部１３は、スピン度合いｋ_sが所定値以上になったらドライバにスピン挙動が発生した旨を音声や表示によりアナウンスしてもよいし、スピン挙動を抑制する制御を実施していることをアナウンスしてもよい。

［４．フローチャート］
　図７に、上述した制御装置１０において実施されるフローチャート例を示す。このフローチャートは、例えば、車両１の主電源がオンの場合に所定の演算周期で実施される。まず、ステップＳ１において、各種センサ２１～２３の情報が取得される。ステップＳ２では、算出部１１により第一入力値Ｃ₁及び第二入力値Ｃ₂が算出される。次いで、推定部１２により、第一評価値Ｅ₁及び第二評価値Ｅ₂が求められ（ステップＳ３）、これら二つの評価値Ｅ₁，Ｅ₂からスピン度合いｋ_sが推定される（ステップＳ４）。続くステップＳ５では、制御部１３（第一制御部１３Ａや第二制御部１３Ｂ）により、スピン度合いｋ_sに基づいて、各種の制御が実施され（ステップＳ５）、このフローチャートをリターンする。

［５．作用，効果］
　上述した制御装置１０では、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとのずれを表す第一入力値Ｃ₁と、当該ずれの時間変化量を表す第二入力値Ｃ₂とを算出し、これら二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂に基づいてスピン度合いｋ_sを推定する。

　このように、二つの時系列波形のかい離（すなわちＡ_yとＶｒとのずれ）と、このかい離の増減傾向とを示す二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂に基づいて、スピン度合いｋ_sを推定するため、時系列波形から、伝達関数の変化、すなわち後輪コーナリングパワーＫ_rの変化を簡易的かつ精度よく評価できる。また、積分を用いない当該推定手法によりスピン挙動を定量化でき、スピン挙動の指標（スピン度合いｋ_s）に基づいて車両のアクチュエータや報知装置９を制御することから、車両の制御性を高めることができる。

　特に、上記の実施形態では、第一入力値Ｃ₁が横加速度Ａ_yから車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒを減じた値を横加速度Ａ_yで除した値として算出され、第二入力値Ｃ₂が第一入力値Ｃ₁の１階微分値として算出されるため、伝達関数Ｇ(s)の入力値の振幅（入力振幅）の影響を排除できる。これにより、応答性（伝達関数）の変化、つまり、後輪コーナリングパワーＫ_rの変化の評価精度を高めることができる。

　上記の推定部１２は、第一入力値Ｃ₁及び第二入力値Ｃ₂のそれぞれからずれを評価する第一評価値Ｅ₁及び第二評価値Ｅ₂をそれぞれ求め、予め記憶された第一マップ及び第二マップに第一評価値Ｅ₁及び第二評価値Ｅ₂を適用して、スピン度合いｋ_sを推定する。このため、複雑な演算等が不要であり、制御構成を簡素化できる。さらに、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとのかい離の大きさを第一マップで把握でき、横加速度Ａ_yと車体速Ｖ及びヨーレイトｒの積Ｖｒとのかい離の時間変化率（速度）を第二マップで把握できることから、スピン度合いｋ_sの推定精度を高めることができる。

　上述した制御装置１０では、スピン度合いｋ_sに応じて、車両１の駆動力及び制動力の少なくとも一方の制御量が調整される。このように、定量化したスピン度合いｋ_sに応じて制御することで、スピンの程度（グリップの低下）に合わせて駆動力及び制動力の少なくとも一方の制御量を増やしたり減らしたり調整する（例えば、グリップが低いときには前後左右のトルク移動を抑制する）ことができる。これにより、スピン挙動の抑制に寄与でき、例えば狙いの挙動を実現することができる。

　上記の第一制御部１３Ａによれば、スピン挙動が発生している場合に、通常制御からスピン対応制御に切り替えるため、各車輪２への制御量の配分が予め設定されたものとなり、スピン挙動の抑制を図ることができる。

　さらに、上記の第一制御部１３Ａでは、通常制御とスピン対応制御とを単に切り替えるのではなく、スピン度合いｋ_sに応じて、通常制御が寄与する割合とスピン対応制御が寄与する割合とを変更して制御量を調整する。これにより、例えば、スピン度合いｋ_sが増大するほど、スピン対応制御に収斂させることができ、安定した動作を実現できる。

　また、上述した制御装置１０では、スピン度合いｋ_sに応じて、車両１の操舵アシストトルク，各車輪２の転舵量，アクティブサスペンション８の少なくとも何れか一つの制御量が調整される。このように、定量化したスピン度合いｋ_sを推定し、スピンの程度（グリップの低下）に合わせて、操舵アシストトルク及び転舵量の少なくとも一方の制御量を増やしたり減らしたり調整することで操縦性を確保できるようになる。また、アクティブサスペンション８の制御量（油圧や空気圧）を調整することでも、車輪２の接地状態を制御できる。これらにより、スピン挙動の抑制に寄与でき、例えば狙いの挙動を実現することができる。

［６．その他］
　上述した制御装置１０の構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、上記の制御装置１０には、制御部１３に、第一制御部１３Ａ及び第二制御部１３Ｂの二つが設けられているが、これらの機能を分けなくてもよい。また、上記の六つの制御対象（駆動力，制動力，操舵アシストトルク，転舵量，アクティブサスペンション８，報知装置９）は、単独で制御してもよいし、併用したり組合せたりしてもよい。また、スピン対応制御の内容は上記のものに限られず、スピン挙動を抑制できる制御であればよい。

　上記の推定部１２は、第一マップ及び第二マップを使用して評価値Ｅ₁，Ｅ₂を求めているが、評価値Ｅ₁，Ｅ₂の求め方もマップを用いた手法に限られない。なお、マップを用いる場合であっても、マップの特定は図５（ａ）及び（ｂ）に図示したものに限られない。また、評価値Ｅ₁，Ｅ₂を求めず、二つの入力値Ｃ₁，Ｃ₂から直接的にスピン度合いｋ_sを推定してもよい。

　また、制御装置１０が適用される車両１の構成も一例であって、上述したものに限られない。例えば、車両１に横滑り防止装置（ＡＳＣ；Active Stability Control）が備えられている場合、上記の制御装置１０で判定された横すべり状態に応じて、ＡＳＣを作動させてもよい。また、上記の車両１からＡＦＳ６及びＡＲＳ７を省略してもよいし、車輪２ごとに駆動源３（例えばインホイールモータ）が設けられていてもよい。

　１　車両
　２　車輪
　２ＦＬ　左前輪（前輪，車輪）
　２ＦＲ　右前輪（前輪，車輪）
　２ＲＬ　左後輪（後輪，車輪）
　２ＲＲ　右後輪（後輪，車輪）
　３　駆動源（アクチュエータ）
　４　ブレーキ装置（アクチュエータ）
　５　パワーステアリング装置（アクチュエータ）
　６　ＡＦＳ（アクチュエータ）
　７　ＡＲＳ（アクチュエータ）
　８　アクティブサスペンション（アクチュエータ）
　９　報知装置
　１０　制御装置
　１１　算出部
　１２　推定部
　１３　制御部
　１３Ａ　第一制御部
　１３Ｂ　第二制御部
　２１　車速センサ（車体速検出手段）
　２２　ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
　２３　横加速度センサ（横加速度検出手段）
　Ａ_y　横加速度
　ａ₁，ｂ₁，ｂ₂　係数
　Ｃ₁　第一入力値
　Ｃ₂　第二入力値
　Ｅ₁　第一評価値
　Ｅ₂　第二評価値
　Ｇ　重心
　Ｇ(s)　伝達関数
　Ｉ　ヨー慣性モーメント
　ｋ_s　スリップ度合い
　Ｋ_f　前輪コーナリングパワー
　Ｋ_r　後輪コーナリングパワー
　Ｌ　ホイールベース（前後車軸の距離）
　Ｌ_f　前車軸と重心との前後方向の距離
　Ｌ_ｒ　後車軸と重心との前後方向の距離
　ｍ　車両質量
　ｒ　ヨーレイト
　Ｖ　車体速
　β　重心スリップ角
　δ　操舵角

Claims

　車両の車体速を検出する車体速検出手段と、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段とが設けられた前記車両の制御装置において、
　前記横加速度と前記車体速及び前記ヨーレイトの積とのずれを表す第一入力値、及び、前記ずれの時間変化量を表す第二入力値を算出する算出部と、
　前記第一入力値及び前記第二入力値に基づいて、前記車両のスピン挙動を表す指標としてのスピン度合いを推定する推定部と、
　前記スピン度合いに基づいて前記車両のアクチュエータ又は報知装置を制御する制御部と、を備えた
ことを特徴とする、車両の制御装置。
　前記推定部は、前記第一入力値及び前記第二入力値のそれぞれから前記ずれを評価する第一評価値及び第二評価値をそれぞれ求め、前記第一入力値と前記第一評価値との関係を規定した第一マップ、及び、前記第二入力値と前記第二評価値との関係を規定した第二マップを使用して、前記スピン度合いを推定する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両の制御装置。
　前記制御部には、前記スピン度合いに応じて、前記車両の駆動力及び制動力の少なくとも一方の制御量を調整する第一制御部が含まれる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の制御装置。
　前記第一制御部は、前記スピン度合いから前記スピン挙動が発生していると判定した場合、前記スピン挙動が発生していないときに実施される通常制御から、前記車両の各車輪への前記制御量の配分が予め設定されたスピン対応制御に切り替える
ことを特徴とする、請求項３記載の車両の制御装置。
　前記第一制御部は、前記スピン度合いに応じて前記通常制御が寄与する割合と前記スピン対応制御が寄与する割合とを変更し、前記制御量を調整する
ことを特徴とする、請求項４記載の車両の制御装置。
　前記制御部には、前記スピン度合いに応じて、前記車両の操舵アシストトルク及び前記車両の各車輪の転舵量並びにアクティブサスペンションの少なくとも何れか一つの制御量を調整する第二制御部が含まれる
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
　前記制御部には、前記スピン度合いに応じて、前記車両の操舵アシストトルク及び前記車両の各車輪の転舵量並びにアクティブサスペンションの少なくとも何れか一つの制御量を調整する第二制御部が含まれる
ことを特徴とする、請求項５に記載の車両の制御装置。
　前記第一入力値は、前記横加速度から前記積を減じた値を前記横加速度で除した値であり、
　前記第二入力値は、前記第一入力値の１階微分値である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の制御装置。