(57)【要約】      （修正有）【課題】制御パラメータを自在に調整できて、路面状況等に応じた制御パラメータとすることができ、またヨーモーメント・コントロールにおけるヨーモーメントの立ち上がりが速く、車両応答性や直進安定性を向上させることができる操舵補助システムを提供する。【解決手段】車両１にヨー運動を発生させるヨー運動発生装置１００と、車両１の状況に応じ操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー運動を前記車両に発生させるように前記ヨー運動発生装置１００を制御する制御装置１１１とを備える。前記制御装置１１１は、減衰率補正パラメータλが固有振動数補正パラメータαの逆数１／αとされて前記固有振動数補正パラメータαのみが制御パラメータとして設定されている。ヨー運動発生装置１００は、例えば、左右輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する電動発電機１０２である。【選択図】図１
2020131991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両にヨー運動を発生させるヨー運動発生装置と、前記車両の状況に応じ操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー運動を前記車両に発生させるように前記ヨー運動発生装置を制御する制御装置とを備え、前記車両のステアリング装置による操舵の補助を行う操舵補助システムであって、
前記制御装置は、減衰率補正パラメータが固有振動数補正パラメータの逆数とされて前記固有振動数補正パラメータのみが制御パラメータとして設定されている操舵補助システム。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵補助システムにおいて、
前記ヨー運動発生装置が、左右輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する電動発電機であり、
前記制御装置が、直流電源と前記電動発電機の間に設けられトルク指令を受けてこのトルク指令に対応する電流または電圧を前記電動発電機に与える電力変換回路と、少なくとも前記車両の速度と前記ステアリング装置の操舵角を受けて目標トルクを演算してトルク指令として出力する制御器とを有し、この制御器が出力する前記目標トルクで前記電動発電機を制御するダイレクト・ヨーモーメント・コントロールによって前記ヨー角速度を車両に発生させる操舵補助システム。
【請求項３】
請求項２に記載の操舵補助システムおいて、前記電動発電機が、前記車両の車輪用軸受と一体化された電動発電機付き車輪用軸受として搭載され、この電動発電機付き車輪用軸受の全体が、ブレーキロータにおけるブレーキキャリパが押し付けられる部分となる外周部よりも内側で、かつ前記車輪用軸受のハブフランジと前記電動発電機付き車輪用軸受の車体取り付け面との間に位置する操舵補助システム。
【請求項４】
請求項２に記載の操舵補助システムにおいて、前記電動発電機が、前記車両の主駆動源を担わない補助駆動源である操舵補助システム。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の操舵補助システムにおいて、前記制御器は、次の制御式に従って前記ダイレクト・ヨーモーメント・コントロールにおける目標となるヨーモーメントＭｚ（ｓ）を求める操舵補助システム。
【数１】
2020131991.tif 000021
【数２】
2020131991.tif 000022
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の操舵補助システムにおいて、前記車両の横加速度を検出する横加速度検出器を備え、前記車両の速度、車両の横加速度、前記ステアリング装置の操舵角に基づいて路面摩擦係数を推定し、前記固有振動数補正パラメータを変更する機能を前記制御装置が有する操舵補助システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、緊急回避等の急峻な操舵時に、ヨーモーメント・コントロールにより車両応答性または直進安定性を向上させる操舵補助システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
緊急回避等の急峻な操舵時に、車両応答性や直進安定性が不足することがある。その対策として、左右の駆動力配分を変更することでヨーモーメントを制御するダイレクト・ヨーモーメント・コントロール（以下、「ＤＹＣ」と略記する）がある。
例えば特許文献１に、車両の速度、操舵角等から目標とするヨー角速度を決定し、各車輪の駆動力差によりこれを実現する車両の旋回駆動装置が提案されている。
特許文献２は、駆動アシストに係る技術であるが、一般的な車輪用軸受、ブレーキ、足回りフレーム部品等の大きな構成変更や設計変更が不要で、走行用の主駆動源と併用して駆動アシストによる走行性能、制動性能、燃料消費量等を向上させる補助動力装置付き車輪用軸受装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６３３３９１７号公報
【特許文献２】特開２０１８−５２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、主駆動源を兼ねた駆動源によって、目標とするヨー角速度を実現するためのヨーモーメントを発生している。しかし、ＤＹＣを行うにつき、後に述べる課題がある。
特許文献２は、走行用の主駆動源と併用する駆動アシスト用の補助動力装置の発明であり、この補助動力装置を用い、その制御に特許文献１のＤＹＣに係る技術を適用することが考えられる。しかし、その場合、電動発電機のトルクが不足して、目標とするヨーモーメントを発生できない場合がある。また電動発電機のトルクが小さくなるように制御パラメータを調整すると、操縦性や安定性を向上させる効果が小さくなる。
【０００５】
＜特許文献１等に示された従来のＤＹＣの課題＞
特許文献１等に示された従来のＤＹＣでは、目標とするヨー角速度を、固有振動数補正パラメータαと、減衰率補正パラメータλを用いた数式によって決定する。なお、車両は、固有振動数ωｎが等価的にα倍になったような車両応答を示す。また、減衰率ζが等価的に1/λ倍になったような車両応答を示す。
従来のＤＹＣは、前記固有振動数補正パラメータαと、減衰率補正パラメータλとがそれぞれ独立して設定されたヨーモーメント演算式に従い、操舵の角速度および角加速度に依存してヨーモーメントを発生する。しかし、操舵角の角速度の立ち上がりは角加速度の立ち上がりよりも遅いため、ヨーモーメントの立ち上りも遅くなり、応答性や直進安定性の改善効果が小さくなる。また、改善効果を大きくするように固有振動数補正パラメータαまたは減衰率補正パラメータλを調整すると、前記ヨーモーメント演算式における操舵角速度に依存する項によりヨーモーメントが大きくなり、ＤＹＣを行う駆動装置に要求されるトルクも大きくなる。
そのため、特に、ＤＹＣ用の駆動装置が主駆動源を担わず出力が小さい場合は、要求されるトルクに対してＤＹＣ用の駆動装置のトルクが不足し、目標とするヨーモーメントを実現できない場合がある。
【０００６】
この発明の目的は、制御パラメータを自在に調整できて、路面状況等に応じた制御パラメータとすることができ、またヨーモーメント・コントロールにおけるヨーモーメントの立ち上がりが速く、車両応答性や直進安定性を向上させることができる操舵補助システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の操舵補助システムは、車両１にヨー運動を発生させるヨー運動発生装置１００と、前記車両１の状況に応じ操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー運動を前記車両１に発生させるように前記ヨー運動発生装置１００を制御する制御装置１１１とを備え、前記車両１のステアリング装置１０７による操舵の補助を行う操舵補助システムであって、
前記制御装置１１１は、減衰率補正パラメータλが固有振動数補正パラメータαの逆数１/αとされて前記固有振動数補正パラメータαのみが制御パラメータとして設定されている。
【０００８】
なお、前記ヨー運動発生装置１００は、例えば、左右輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する電動発電機１０２を用いることができるが、車両にヨー運動を制御可能に発生させることができる装置であれば、どのような装置であってもよい。
前記固有振動数補正パラメータαは、固有振動数ωn が等価的にα倍になるような車両応答を示すことを表す制御パラメータである。
前記減衰率補正パラメータλは、減衰率ζが等価的に1/λ倍になるような車両応答を示すことを表す制御パラメータである。
【０００９】
この構成によると、制御装置１１１はヨー運動発生装置１００に操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー角速度を車両に発生させるが、減衰率補正パラメータλを固有振動数補正パラメータαの逆数１/αとするため、減衰率補正パラメータλと固有振動数補正パラメータαとの関係の調整を行う必要がなく、前記二次の伝達関数における分母の二次の係数に含まれる制御パラメータとなる固有振動数補正パラメータαのみを自由に調整できる。
そのため、例えば、アスファルト路等の路面摩擦係数が高い路面や、速度が遅い場合は、車両１がスピンを生じ難いため、α＞１として操舵応答性を向上させ、逆に、凍結路や圧雪路等の路面摩擦係数が低い路面や、速度が速い場合は、車両がスピンを生じ易いため、α＜１として直進安定性を向上させることができる。
また、減衰率補正パラメータλを固有振動数補正パラメータαの逆数１/αとすることで、制御式に含まれる減衰項が零となって発生するヨーモーメントが小さくなり、ヨー運動発生装置１００の電力消費量が低減する。
【００１０】
なお、上記のように、減衰率補正パラメータαが固有振動数補正パラメータλの逆数１/αとされて前記固有振動数補正パラメータαのみが制御パラメータとして設定されることで、次式によって目標とするヨー角速度γｔ(s)を決定することになる。この式は、発明を実施するための形態の説明欄では、式（１１）として示している。
【数１】
2020131991.tif 000003
【００１１】
【数２】
2020131991.tif 000004
【００１２】
この発明の操舵補助システムにおいて、
前記ヨー運動発生装置１００が、左右輪で独立して駆動トルクおよび回生トルクを発生する電動発電機１０２であり、
前記制御装置１１１が、直流電源１０６と前記電動発電機１０２の間に設けられトルク指令を受けてこのトルク指令に対応する電流または電圧を前記電動発電機１０２に与える電力変換回路１０５と、少なくとも前記車両１の速度と前記ステアリング装置１０７の操舵角を受けて目標トルクを演算してトルク指令として出力する制御器１１０とを有し、この制御器１１０が出力する前記目標トルクでＤＹＣによって前記電動発電機１０２を駆動し前記ヨー角速度を車両１に発生させるようにしてもよい。
この構成の場合、ヨー運動発生装置１００となる左右輪の電動発電機１０２の電力消費量が低減する。
なお、前記電動発電機１０２は、走行の主駆動源を担う電動発電機であっても、また操舵補助に専用に用いられる電動発電機であってもよい。主駆動源を担う電動発電機である場合、前輪かまたは後輪の２輪を駆動する電動発電機であっても、４輪をそれぞれ駆動源する電動発電機であってもよい。
【００１３】
このようにＤＹＣを行う構成の場合に、前記電動発電機１０２が、前記車両１の車輪用軸受２と一体化された電動発電機付き車輪用軸受１０として搭載され、この電動発電機付き車輪用軸受１０の全体が、ブレーキロータ１２におけるブレーキキャリパ１６が押し付けられる部分となる外周部１２ａよりも内側で、かつ前記車輪用軸受２のハブフランジ７と前記電動発電機付き車輪用軸受１０の車体取り付け面１０ａとの間に位置するようにしてもよい。
このような車輪１０１内に収まる程度の小さな電動発電機付き車輪用軸受１０を設ける場合、一般的な構成の車両において、車輪回りの大きな設計変更を行うことなく、主走行駆動源に追加して走行アシスト用の電動発電機１０２を設けることができる。その反面、このような小さな電動発電機１０２をＤＹＣに利用する場合、前述のように、従来のＤＹＣの技術では電動発電機１０２のトルクが不足して、目標とするヨーモーメントを発生できない場合がある。また電動発電機１０２のトルクが小さくなるように制御パラメータを調整すると、操縦性や安定性を向上させる効果が小さくなる。
しかし、この発明の構成によると、電力消費量を抑制しつつ、主駆動源よりも出力が小さい電動発電機１０２であっても、緊急回避等の急峻な操舵時に、ＤＹＣにより車両応答性または直進安定性を向上させることができる。
【００１４】
前記電動発電機１０２が、前記電動発電機付き車輪用軸受１０における電動発電機に限らず、前記車両１の主駆動源を担わない補助駆動源である場合も、従来のＤＹＣの技術では電動発電機１０２のトルクが不足して、目標とするヨーモーメントを発生できない場合がある。また電動発電機１０２のトルクが小さくなるように制御パラメータを調整すると、操縦性や安定性を向上させる効果が小さくなる。
しかし、この発明の構成によると、電力消費量を抑制しつつ、主駆動源よりも出力が小さい電動発電機１０２であっても、緊急回避等の急峻な操舵時に、ＤＹＣにより車両応答性または直進安定性を向上させることができる。
【００１５】
この発明において、前記制御器１１０を備える場合に、前記制御器１１０は、次の制御式に従って前記ダイレクト・ヨーモーメント・コントロールにおける目標となるヨーモーメントＭｚ（ｓ）を求めるようにしてもよい。
【数３】
2020131991.tif 000005
【００１６】
減衰率補正パラメータλが固有振動数補正パラメータαの逆数１/αとされて前記固有振動数補正パラメータαのみが制御パラメータとして設定された場合の目標ヨーモーメントＭｚ（ｓ）の制御は、上記の式によって実現できる。
【００１７】
この発明において、前記車両１の横加速度を検出する横加速度検出器１０９を備え、前記車両１の速度、車両１の横加速度、前記ステアリング装置１０８の操舵角に基づいて路面摩擦係数を推定し、前記固有振動数補正パラメータαを変更する機能を前記制御装置１１１が有していてもよい。
この発明の操舵補助システムは、上記のように固有振動数補正パラメータαを自由に変更可能であり、路面摩擦係数を推定し、前記固有振動数補正パラメータαを自動で変更することで、この発明における固有振動数補正パラメータαの自由な変更の作用を効果的に発揮させ、路面状況に応じたヨーモーメント制御が行える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の操舵補助システムは、車両にヨー運動を発生させるヨー運動発生装置と、前記車両の状況に応じ操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー運動を前記車両に発生させるように前記ヨー運動発生装置を制御する制御装置とを備え、前記車両のステアリング装置による操舵の補助を行う操舵補助システムであって、前記制御装置は、減衰率補正パラメータが固有振動数補正パラメータの逆数とされて前記固有振動数補正パラメータのみが制御パラメータとして設定されているため、制御パラメータを自在に調整できて、路面状況等に応じた制御パラメータとすることができ、またヨーモーメント・コントロールにおけるヨーモーメントの立ち上がりが速く、車両応答性や直進安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る操舵補助システムの概念構成を示すブロック図である。
【図２】同操舵補助システムを適用する車両の一例の概念構成を示す平面模式図である。
【図３】同車両の電動発電機付き車輪用軸受の一例の断面図である。
【図４】同実施形態に係る操舵補助システムで発生するヨーモーメントと従来のＤＹＣで発生するヨーモーメンを対比して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を図１〜図４と共に説明する。図１に、この実施形態に係る操舵補助システムの概念構成を示す。
電動発電機１０２は、車両１の少なくとも前後一方の左右の車輪１０１に対してそれぞれ設置される。電動発電機１０２は、同期電動機、誘導電動機、直流電動機等、電気エネルギーと回転エネルギーを相互に変換できればよく、変速機構を備えてもよい。電動発電機１０２は、車輪１０１の車輪用軸受２（図３参照）と一体に設置されている。この実施形態においては、電動発電機１０２は、ヨー運動発生装置１００を構成する手段であって、ＤＹＣによる目標とするヨーモーメントを発生させるトルクを出力するだけであり、主駆動源として用いる場合と比べて小型化が可能である。このため電動発電機１０２は、車輪１０１のタイヤホイール内に容易に収容できる大きさおよび構造とされ、既存の車両に取り付ける場合でも大きな改造は必要ない。
電動発電機１０２には、この電動発電機１０２の操舵角を検出する角度検出器１０３が設けられている。角度検出器１０３は、レゾルバ、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ、ホールセンサ、ＭＲセンサのいずれかを使用してもよい。
【００２１】
ステアリング装置１０７は、ハンドル（図示せず）の操舵角に応じて車両の左右の操舵輪を操舵する装置である。操舵輪は、前記電動発電機１０２が設けられた車輪１０１であっても、他の車輪であってもよいが、この例では前輪とされる。ステアリング装置１０７に対して、その回転角度である操舵角を検出する角度検出器１０８が設けられている。この角度検出器１０８は、前記ハンドルの回転角度を検出するものであっても、また車輪１０１の車体に対する角度を検出するものであってもよい。
【００２２】
直流電源１０６は、電力変換回路１０５を介して電動発電機１０２に接続される。直流電源１０６は、繰り返し充放電が可能な二次電池やコンデンサを使用してもよい。直流電源１０６は、電動発電機１０２に専用の電源であっても、車両１の全体に用いられる共用の電源であってもよい。電力変換回路１０５は、直流電源１０６の電力を電動発電機１０２に応じた形式の電力に変換して電動発電機１０２に供給する装置である。電力変換回路１０５は、電動発電機１０２が３相交流電動発電機であれば、直流と３相交流を相互に変換するインバータとされる。
【００２３】
速度演算器１０４は、２つの電動発電機１０２の操舵角を角度検出器１０３より取得し、電動発電機１０２の回転速度および車両１の走行速度を演算する。横加速度検出器１０９は車両１の実横加速度を検出する。
【００２４】
制御器１１０は、車両１の走行速度およびステアリング装置１０７の操舵角に基づいてＤＹＣによる目標とするヨーモーメントを算出し、この目標とするヨーモーメントを発生させるために電動発電機１０２で必要なトルクを算出し、電力変換回路１０５にトルク指令値を与えて左右の電動発電機１０２の駆動トルクまたは回生トルクを個々に制御する。
制御器１１０は、操舵角とヨー角速度との関係が二次の伝達関数で表されるヨー運動を車両１に発生させるように前記左右の電動発電機１０２を制御する構成とされ、その場合に、減衰率補正パラメータλが固有振動数補正パラメータαの逆数１/αとされて前記固有振動数補正パラメータαのみが制御パラメータとして設定される。
【００２５】
制御器１１０は、具体的には、次式に従って前記ＤＹＣにおける目標となるヨーモーメントＭｚ（ｓ）を求める。次式は、後述の式（１２）であり、その成り立ちについては、後に説明する。また、制御器１１０は、このように求めた目標となるヨーモーメントＭｚ（ｓ）から、後述の式（９）（１０）を用い、目標となる左右の電動発電機１０２のトルクＴＬ，ＴＲに変換して制御を行う。
【００２６】
【数４】
2020131991.tif 000006
【００２７】
【数５】
2020131991.tif 000007
【００２８】
また制御器１１０は、車両の速度、車両の横加速度、ステアリング装置１０７の操舵角に基づいて路面摩擦係数を推定し、制御パラメータである固有振動数補正パラメータαを路面摩擦係数に応じて変更する制御パラメータ変更部１１０ａを有している。
【００２９】
図２に、電動発電機１０２の車両１内の搭載箇所を示す。主駆動源であるエンジン２０１は、駆動輪２０４とクラッチ２０２およびトランスミッション２０３を介して機械的に接続されており、駆動輪２０４と機械的に非連結である従動輪となる前記車輪１０１に、電動発電機１０２を搭載している。なお、電動発電機１０２は、エンジン２０１と連結された駆動輪２０４に搭載されてもよい。また、主駆動源であるエンジン２０１は、前輪と後輪のどちらを駆動してもよく、四輪を駆動してもよい。さらに主駆動源は、電動発電機１０２とは別の電動発電機でもよいし、エンジンと電動発電機を組み合わせたハイブリッドでもよい。
【００３０】
図３に、車輪１０１に搭載された電動発電機１０２を構成する電動発電機付き車輪用軸受装置１０の断面図を示す。この電動発電機付き車輪用軸受装置１０は、車輪用軸受２と電動発電機１０２とで構成される。車輪用軸受２は、固定輪である外輪４と、この外輪４に複列の転動体６を介して回転自在に支持された内輪５とでなり、内輪５は外輪４から軸方向に突出した箇所にハブフランジ７を有している。外輪４は、ハブフランジ７とは反対側の端部である車体取り付け面４ａで、ナックル等の足回りフレーム部品８にボルト９で取付けられ、車体の重量を支持する。前記ハブフランジ７の外輪４と反対側の側面には、車輪１０のリム１１とブレーキロータ１２とが重なった状態で、ハブボルト１３により取付けられている。ブレーキロータ１２は、ブレーキキャリパ１６とでブレーキ１７を構成する。前記リム１１の外周にタイヤ１４が取付けられている。
【００３１】
電動発電機付き車輪用軸受１０は、その全体が、ブレーキロータ１２におけるブレーキキャリパ１６が押し付けられる部分となる外周部１２ａよりも内側で、かつ前記車輪用軸受２のハブフランジ７と前記電動発電機付き車輪用軸受１０の車体取り付け面１０ａとの間に位置する。
【００３２】
以下では、制御器１１０（図１）において、電動発電機１０２のトルクを算出する方法の例について述べる。
なお、次に示す各式（１）〜（１２）のうち、制御器１１０が実際に有している式は、式（９）、（１０）、（１２）の３つであり、他の各式は原理の説明のための式である。式（１１）は、式（１２）を導出する過程の一部であり、原理の説明に当たる。
【００３３】
＜操舵角およびヨーモーメントに対するヨー角速度の応答＞
車両１に固定した座標系について、前後輪ともに左右のタイヤ特性および横すべり角が等しいとみなして平面２自由度モデルを用いて車両運動を記述すると、車両１の横方向の運動および車両重心点を通る鉛直軸回りのヨーイング運動は、反時計回りを正としてそれぞれ式（１）、式（２）で表される。
【００３４】
【数６】
2020131991.tif 000008
【００３５】
【数７】
2020131991.tif 000009
【００３６】
式（１）および式（２）をラプラス変換して整理すると、操舵角およびヨーモーメントに対するヨー角速度は式（３）で表される。
【００３７】
【数８】
2020131991.tif 000010
【００３８】
【数９】
2020131991.tif 000011
【００３９】
式（３）より、操舵角により発生するヨー角速度γδ(s)およびヨーモーメントにより発生するヨー角速度γＭ(s)はそれぞれ式（４）、式（５）で表される。
【００４０】
【数１０】
2020131991.tif 000012
【００４１】
＜目標とするヨー角速度および要求ヨーモーメント、電動発電機のトルクの算出＞
ＤＹＣでは一般的に、目標とするヨー角速度γt(s)を任意に決定し、操舵角により発生するヨー角速度γδ (s)との差分を、ヨーモーメントにより発生するヨー角速度γＭ(s)で補うことで、ヨー角速度の応答を制御する。よって、γＭ(s)は式（６)となる。
【００４２】
【数１１】
2020131991.tif 000013
【００４３】
従来（特許文献１）のＤＹＣでは、目標とするヨー角速度γt(s)を式（７）のように決定する。
【００４４】
【数１２】
2020131991.tif 000014
【００４５】
ここで、αは固有振動数補正パラメータであり、固有振動数ωｎが等価的にα倍になったような車両応答を示す。同様に、λは減衰率補正パラメータであり、減衰率ζが等価的に１/λ倍になったような車両応答を示す。
従来のＤＹＣで必要なヨーモーメントＭｚ(s)は、式（４）、式（５）、式（６）、式（７）より、式（８）となる。
【００４６】
【数１３】
2020131991.tif 000015
【００４７】
前後輪のうち電動発電機１０２が搭載された側のトレッドをＤ、電動発電機１０２が搭載されたタイヤ２０５の動的有効半径をＲとすると、左右の電動発電機１０２のトルクＴＬ，ＴＲは、それぞれ式（９）、式（１０）で表される。ただし、ＴＬ，ＴＲは車両を前進させる方向（駆動）が正である。
【００４８】
【数１４】
2020131991.tif 000016
【００４９】
従来のＤＹＣは、式（８）より操舵の角速度および角加速度に依存してヨーモーメントを発生する。操舵角速度の立ち上がりは角加速度の立ち上がりよりも遅いため、ヨーモーメントの立ち上りも遅くなり、応答性や直進安定性の改善効果が小さくなる。また、改善効果を大きくするようにαまたはλを調整すると、式（８）の操舵角速度に依存する項によりヨーモーメントが大きくなり、電動発電機１０２に要求されるトルクも大きくなる。そのため、電動発電機１０２が主駆動源を担わず出力が小さい場合は、要求されるトルクに対して電動発電機１０２のトルクが不足し、目標とするヨーモーメントを実現できない場合がある。この実施形態のＤＹＣ（以下「本ＤＹＣ」と称す）では、こを解決するために、式（７）においてλ＝１/αとし、目標とするヨー角速度γｔ(s)を式（１１）のように決定する。
【００５０】
【数１５】
2020131991.tif 000017
【００５１】
式（１１）より、本ＤＹＣでは、目標とするヨー角速度γｔ(s)と操舵角δ(s)の関係は、二次の伝達関数
【００５２】
【数１６】
2020131991.tif 000018
【００５３】
で表され、伝達関数分母の二次の係数に含まれる制御パラメータαのみを自在に調整できる。
本ＤＹＣで必要なヨーモーメントは、式（８）においてλ＝１/αとすると、式（１２）となる。
【００５４】
【数１７】
2020131991.tif 000019
【００５５】
【数１８】
2020131991.tif 000020
【００５６】
例えば、アスファルト路等の路面摩擦係数が高い路面や、速度が遅い場合は、車両がスピンしにくいため、α＞１として操舵応答性を向上させる。逆に、凍結路や圧雪路等の路面摩擦係数が低い路面や、速度が速い場合は、車両がスピンしやすいため、α＜１として直進安定性を向上させる。
【００５７】
＜従来のＤＹＣ（特許文献１）と本ＤＹＣの比較＞
図４に、式（８）および式（１２）において、緊急回避を想定して急峻な操舵を行った時のヨーモーメントを示す。曲線ａは本ＤＹＣのヨーモーメント、曲線ｂは従来のＤＹＣのヨーモーメント、曲線ｃは操舵角の変化を示す。従来のＤＹＣと比較して、本ＤＹＣは必要なヨーモーメントが小さい。よって電動発電機１０２のトルクも小さくなり、電力消費量は低減される。また、ヨーモーメントの立ち上がり（曲線ａのａ１部）が速いため、ヨー角速度の立ち上がりも速くなり、急峻な操舵時に応答性や直進安定性が向上する。
【００５８】
本ＤＹＣは、従来のＤＹＣと比較して電動発電機１０２に必要なトルクが小さいため、電動発電機１０２を小さくすることができ、特許文献２のような主駆動源を担わない電動発電機にも適用できる。
なお、この実施形態では、目標とするヨー角速度を実現するために、左右輪で独立して搭載された電動発電機１０２の駆動力差によりヨーモーメントを発生しているが、前輪の操舵角制御により実現してもよいし、後輪の操舵角制御により実現してもよく、左右輪の駆動力差、前輪の操舵角制御、後輪の操舵角制御等を組み合わせて実現してもよい。
【００５９】
以上のように、この操舵補助システムは、電力消費量を抑制しつつ、緊急回避等の急峻な操舵時に、車両応答性または直進安定性を向上させることがＤＹＣによりできる。そのため、ヨー運動発生装置１００として、前記構成の電動発電機付き車輪用軸受１０を構成する電動発電機１０２を用いることができ、一般的な車輪用軸受およびブレーキの構成を大きく変えることなく、簡素でかつコンパクトな構成で、リム１１の内径側の空間を効果的に活用して車輪１０１内に全体を収めることができ、足回りフレーム部品８の大きな設計変更も不要で、走行用の主駆動源であるエンジン２０１と併用して駆動アシストによる走行性能、制動性能、燃料消費量等の車両性能を向上させることができる。
【００６０】
以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１…車両、２…車輪用軸受、４…外輪、５…内輪、７…ハブフランジ、８…足回りフレーム部品、１０…電動発電機付き車輪用軸受、１１…リム、１２…ブレーキロータ、１２ａ…外周部、１３…ハブボルト、１４…タイヤ、１５…ブレーキキャリパ、１００…ヨー運動発生装置、１０１…車輪、１０２…電動発電機、１０３…角度検出器、１０４…速度演算器、１０５…電力変換回路、１０６…直流電源、１０７…ステアリング装置、１０８…角度検出器、１０９…横加速度検出器、１１０…制御器、１１１…制御装置、２０１…エンジン（主駆動）、２０２…クラッチ、２０３…トランスミッション
２０４…駆動輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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