(57)【要約】【課題】構成を複雑化することなく運転者の運転操作性を向上させることができる車両の姿勢制御装置を提供する。【解決手段】この姿勢制御装置４は、車速、操舵角および定められた条件に従って与えられた後輪舵角指令値に基づいて、車両の基準ヨーレートを演算する基準ヨーレート演算手段１４と、車速、操舵角および後輪舵角指令値に基づいて、目標ピッチ角または目標ピッチ角速度を設定する目標ピッチ運動設定手段１５とを備える。さらに後輪の舵角を制御し、後輪に発生する横力によって後輪サスペンションを介して車体に作用する垂直方向の力を用いてピッチ運動を生じさせることで、車両に生じるヨーレートが基準ヨーレートに略一致し、且つ、車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度が目標ピッチ角または目標ピッチ角速度と略一致するように、後輪舵角指令値を補正し後輪舵角制御装置に出力する後輪舵角指令値補正手段１６を備えた。【選択図】図７
2020117040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を検出する車速検出手段、前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段、および後輪の舵角を調整可能な後輪舵角制御装置を備えた車両の姿勢を制御する姿勢制御装置であって、
前記車速検出手段で検出された車速、前記操舵角検出手段で検出された操舵角、および定められた条件に従って与えられた後輪舵角指令値に基づいて、前記車両の基準ヨーレートを演算する基準ヨーレート演算手段と、
前記車速、前記操舵角、および前記後輪舵角指令値に基づいて、目標ピッチ運動となる目標ピッチ角または目標ピッチ角速度を設定する目標ピッチ運動設定手段と、
前記後輪の舵角を制御し、前記後輪に発生する横力によって前記後輪のサスペンションを介して車体に作用する垂直方向の力を用いてピッチ運動を生じさせることで、前記車両に生じるヨーレートが前記基準ヨーレートに略一致し、且つ、前記車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度が前記目標ピッチ角または前記目標ピッチ角速度と略一致するように、前記後輪舵角指令値を補正し前記後輪舵角制御装置に出力する後輪舵角指令値補正手段と、
を備えた車両の姿勢制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の姿勢制御装置において、前記車両は、前記前輪と前記後輪の舵角が等しい場合に、タイヤが発生する横力によって前記車体に作用する垂直方向の力につき、前記前輪よりも前記後輪の方が大きくなる前記サスペンションを有する車両の姿勢制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の姿勢制御装置において、前記前輪のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しい車両の姿勢制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両の姿勢制御装置において、前記後輪舵角指令値補正手段は、前記後輪のサスペンションを介して、少なくとも前記車体の後輪側を持ち上げることで前記車両に前下がり方向のピッチ運動を生じさせるように前記後輪舵角指令値を補正する車両の姿勢制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両の姿勢制御装置において、前記後輪舵角制御装置は、左右の前記後輪の舵角を独立に制御可能であり、前記後輪舵角指令値補正手段による後輪舵角指令値の補正量が左右で異なる車両の姿勢制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両の姿勢制御装置において、前記後輪舵角指令値補正手段は、旋回外輪よりも旋回内輪の後輪舵角指令値の補正量が大きい車両の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、運転者等の操舵に応じてピッチ運動を制御することで、運転者の運転操作性を向上させる車両の姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車速と操舵角から計算した横加加速度に応じて前下がりのピッチ運動となる目標ピッチ角を算出し、目標ピッチ角となるようにショックアブソーバーの減衰力、もしくはエアサスペンションの圧力を調整するサスペンション制御装置が示されている（特許文献１）。
また旋回中の車体の浮き上がりを抑制するため、前輪の左右のトー角を制御し、車体の横方向に入力される力が左右で等しくなるようにトー角を調整する車体挙動制御装置が示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３１７９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８７４３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】田中利緒、鈴木雄大、小坂秀一、程偉鵬、山門誠、狩野芳郎、安部正人著、「車体運動がG−Vectoring制御に及ぼす影響」、自動車技術会、２０１７年春季大会学術講演会予稿集ＣＤ、２０１７５１６３、PP８８８−８９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、ショックアブソーバーの減衰力を調整する場合、車体に生じるピッチ運動もしくはロール運動を受動的に制御するため、車体を持ち上げることは困難であり、制御可能な運動に制限がある。またエアサスペンションを使用する場合、能動的な運動は可能であるが応答性が低いため、応答遅れが生じる虞がある。
【０００６】
特許文献２では、前輪において、旋回初期に外輪のトー角に対して内輪のトー角の転舵角を大きくする、もしくは位相を早くすることで車体の前輪側にジャッキダウン力を発生させることにより良好なロール感を得ている。しかし、前輪に通常の転舵装置に加えて左右のタイロッドの長さを伸縮させるトー角調整手段を組合わせる必要があり、複雑な構成のため、コストおよび車載性が問題となる虞がある。
【０００７】
この発明の目的は、構成を複雑化することなく運転者の運転操作性を向上させることができる車両の姿勢制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の車両の姿勢制御装置４は、車両の速度を検出する車速検出手段５、前輪７の操舵角を検出する操舵角検出手段６、および後輪８の舵角を調整可能な後輪舵角制御装置２を備えた車両の姿勢を制御する姿勢制御装置であって、
前記車速検出手段５で検出された車速、前記操舵角検出手段６で検出された操舵角、および定められた条件に従って与えられた後輪舵角指令値に基づいて、前記車両の基準ヨーレートを演算する基準ヨーレート演算手段１４と、
前記車速、前記操舵角、および前記後輪舵角指令値に基づいて、目標ピッチ運動となる目標ピッチ角または目標ピッチ角速度を設定する目標ピッチ運動設定手段１５と、
前記後輪８の舵角を制御し、前記後輪８に発生する横力によって前記後輪８のサスペンション１０を介して車体に作用する垂直方向の力を用いてピッチ運動を生じさせることで、前記車両に生じるヨーレートが前記基準ヨーレートに略一致し、且つ、前記車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度が前記目標ピッチ角または前記目標ピッチ角速度と略一致するように、前記後輪舵角指令値を補正し前記後輪舵角制御装置に出力する後輪舵角指令値補正手段１６と、
を備える。
前記定められた条件は、設計等によって任意に定める条件であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な条件を求めて定められる。
ヨーレートが基準ヨーレートの±数％（例えば５％）、以内に収まる場合に、ヨーレートが基準ヨーレートに略一致すると判断される。前記±数％は、例えば、シミュレーションまたは実車実験の結果を基に設定される。また前記「ヨーレートが前記基準ヨーレートに略一致」における「略一致」は、ヨーレートが基準ヨーレートに完全に一致することを含む。
ピッチ角が目標ピッチ角の±数％（例えば５％）以内、またはピッチ角速度が目標ピッチ角速度の±数％（例えば５％）以内に収まる場合に、ピッチ角またはピッチ角速度が目標ピッチ角または目標ピッチ角速度と略一致すると判断される。前記各±数％は、例えば、シミュレーションまたは実車実験の結果を基に設定される。また前記「略一致」は、ピッチ角またはピッチ角速度が目標ピッチ角または目標ピッチ角速度と完全に一致することを含む。
【０００９】
この構成によると、後輪舵角制御装置２により後輪８の舵角を調整することで、旋回時にピッチ運動を生じさせる。例えば、旋回時に後輪舵角を適切に調整することで車体後輪側を持ち上げまたは持ち下げて車体に前下がり方向または前上がり方向のピッチ運動を生じさせる。このピッチ運動と旋回により発生するロール運動の連成したダイアゴナルな、つまり斜めの姿勢変化によって運転者に余裕を持った操舵を実現させ、これにより運転者の運転操作性を向上させることができる。この場合において、後輪舵角指令値補正手段１６は、車両に生じるヨーレートが基準ヨーレートに略一致し、車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度がいずれかの目標値と略一致するように、後輪舵角指令値を補正する。したがって、構成を複雑化することなくピッチ運動を効率良く制御して、運転者の運転操作性を向上させることができる。
【００１０】
前記車両は、前記前輪７と前記後輪８の舵角が等しい場合に、タイヤが発生する横力によって前記車体に作用する垂直方向の力につき、前記前輪７よりも前記後輪８の方が大きくなる前記サスペンション１０を有していてもよい。この場合、前輪７のロールセンターよりも後輪８のロールセンターの位置を高くすることとなり、後輪８の舵角を制御することでピッチ運動を効率よく制御することができる。
【００１１】
前記前輪７のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しくてもよい。
前輪７のジャッキアップ角γｆが設定された角度以下（例えば、数度以下）のとき、前輪７のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しいとされる。前記数度は、例えば、シミュレーションまたは実車実験の結果を基に設定される。
前輪７のジャッキアップ角が小さい程、旋回時に生じる前輪７のジャッキアップ力が小さいため、ピッチ運動を制御する際の外乱が小さくなる。
この構成によれば、前輪７のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しいため、前輪７のジャッキアップ角を零度に近づけることができ、よってピッチ運動を制御する際の外乱を小さくすることができる。したがって、旋回時における車両の姿勢安定性を高めることが可能となる。
【００１２】
前記後輪舵角指令値補正手段１６は、前記後輪８のサスペンション１０を介して、少なくとも前記車体の後輪側を持ち上げることで前記車両に前下がり方向のピッチ運動を生じさせるように前記後輪舵角指令値を補正してもよい。この場合、構成を複雑化することなくピッチ運動を効率良く制御して、運転者の運転操作性を向上させることができる。
【００１３】
前記後輪舵角制御装置２は、左右の前記後輪８，８の舵角を独立に制御可能であり、前記後輪舵角指令値補正手段１６による後輪舵角指令値の補正量が左右で異なっていてもよい。
前記補正量が左右で異なる場合に、前記後輪舵角指令値補正手段１６は、旋回外輪よりも旋回内輪の後輪舵角指令値の補正量が大きくてもよい。
【００１４】
旋回による横加速度の発生によって荷重移動が生じ、タイヤの接地荷重は旋回内輪より旋回外輪の方が大きくなる。これにより舵角を変化させたときの横力変化量および横力によって車体に生じる上下力の変化が大きくなる。車両の平面運動において、後輪舵角指令値の補正前後における車両運動をおおよそ等しくするためには、後輪８，８で生じる横力の和を前記補正前後でおおよそ等しくする必要がある。
この構成によれば、旋回外輪よりも旋回内輪の後輪舵角指令値の補正量を大きくし、補正によって左右輪８，８で変化する横力の大ききをおおよそ等しくすることで、後輪舵角指令値の補正前後における車両運動をおおよそ等しくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の車両の姿勢制御装置は、車両の速度を検出する車速検出手段、前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段、および後輪の舵角を調整可能な後輪舵角制御装置を備えた車両の姿勢を制御する姿勢制御装置であって、前記車速検出手段で検出された車速、前記操舵角検出手段で検出された操舵角、および定められた条件に従って与えられた後輪舵角指令値に基づいて、前記車両の基準ヨーレートを演算する基準ヨーレート演算手段と、前記車速、前記操舵角、および前記後輪舵角指令値に基づいて、目標ピッチ運動となる目標ピッチ角または目標ピッチ角速度を設定する目標ピッチ運動設定手段と、前記後輪の舵角を制御し、前記後輪に発生する横力によって前記後輪のサスペンションを介して車体に作用する垂直方向の力を用いてピッチ運動を生じさせることで、前記車両に生じるヨーレートが前記基準ヨーレートに略一致し、且つ、前記車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度が前記目標ピッチ角または前記目標ピッチ角速度と略一致するように、前記後輪舵角指令値を補正し前記後輪舵角制御装置に出力する後輪舵角指令値補正手段と、を備えた。このため、構成を複雑化することなく運転者の運転操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る姿勢制御装置を備えた車両の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同車両のＸ-Ｙ平面上の運動を説明する図である。
【図３】各輪に作用する前後力によって生じるピッチモーメントを説明する図である。
【図４】各輪に作用する横力によって生じるピッチモーメントを説明する図である。
【図５】前後輪の各ロールセンターの位置関係を説明する斜視図である。
【図６】同車両の制御系のブロック図である。
【図７】同車両の姿勢制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図８】同姿勢制御装置の制御動作時の操舵角、ピッチ角、後輪舵角を示す図である。
【図９】図８の例において、後輪転舵制御方法を適用した場合における後輪舵角指令値を補正する例を示す図である。
【図１０】図８の例において、前下がりとなるピッチ運動のみを適用した場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜車両の概略構成＞
この発明の実施形態に係る車両の姿勢制御装置を図１ないし図１０と共に説明する。
図１は、実施形態に係る姿勢制御装置を備えた車両の概念構成を示すブロック図である。この車両は、前輪舵角制御装置１、後輪舵角制御装置２、ＥＣＵ３、姿勢制御装置４、車速検出手段としての車速センサ５、および操舵角検出手段としての操舵角センサ６を備える。なおこの車両の走行用駆動源（図示せず）として、例えば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関、または電動モータ、または両者を組み合わせたハイブリッド型の駆動源等が適用される。車両は、前輪駆動車、後輪駆動車、四輪駆動車のいずれであってもよい。
【００１８】
前輪舵角制御装置１は、運転者のハンドル操作に応じて前輪７の舵角を制御する装置である。この前輪舵角制御装置１は、例えば、操舵角センサ６で検出した操舵角δｈ、車速センサ５で検出した車速Ｖ、および図示しない操舵トルクセンサで検出した運転者の操舵トルク等に基づいて、運転者の操舵トルクをアシストするように図示外の電気モータのトルクまたは油圧を調節し、前輪７の舵角を制御する。
姿勢制御装置４は、ＥＣＵ３を介して入力される車速および操舵角に基づいて、左右の後輪舵角指令値を演算し、後輪舵角制御装置２に出力する。後輪舵角制御装置２は、姿勢制御装置４が出力する後輪舵角指令値に従い、後輪８の舵角を左右独立に制御し得る。
【００１９】
＜Ｘ-Ｙ平面上の運動について＞
図２に示すように、本実施形態では、Ｘ-Ｙ平面上を走行する車両モデルとして、いわゆる二輪車モデルを四輪に拡張したモデルで説明する。走行中の各輪７，８には、エンジンまたは電動モータ等による駆動力、および摩擦ブレーキまたは電動モータの回生ブレーキ等の制動力によって前後力Ｘｉが生じ、各輪７，８の向きと各輪位置での車両の進行方向とが成す角度に応じた横力Ｙｉが生じる。なお、添え字ｉは、ｆｌ：左前輪、ｆｒ：右前輪、ｒｌ：左後輪、ｒｒ：右後輪のいずれかを示す。
【００２０】
前後力Ｘｉおよび横力Ｙｉによって生じるＸ-Ｙ平面上の運動は、式（１）〜式（３）のようになる。
【数１】
2020117040.tif 000003
各記号は以下のとおりである。
ｍ：車両重量、Ｖ：車速、β：横滑り角、ｒ：ヨーレート、ｄｆ：前輪トレッド、ｄｒ：後輪トレッド、ｌｆ：前輪車軸から車両重心までの距離、ｌｒ：後輪車軸から車両重心までの距離、Ｉｚ：ｚ軸周りの慣性モーメント
【００２１】
＜ピッチ運動について＞
次にピッチ運動について考える。ロール運動を無視すれば、前後力Ｘｉおよび横力Ｙｉによって生じるピッチ運動横力は、式（４）〜式（６）で示される。図３におけるＰＧは重心位置である。タイヤの前後力Ｘｉは、いわゆる制駆動力であり、図示しないエンジンまたは電動モータ等によってタイヤに発生する駆動力、および図示しない摩擦ブレーキまたは電動モータによる回生ブレーキ等によってタイヤに発生する制動力である。
【００２２】
【数２】
2020117040.tif 000004
各記号は以下のとおりである。
Ｉｐ：ピッチ運動の慣性モーメント、φ：ピッチ角、Ｃｐ：ピッチ運動の減衰係数、
Ｋｐ：ピッチ運動のばね係数、ｈｇ：重心高さ、Mpx：前後力Xiによって生じるピッチモーメント、
θｆ：アンチダイブ角、θｒ：アンチスカッフ角
γｆ：前輪のジャッキアップ角（もしくはジャッキダウン角）
γｒ：後輪のジャッキアップ角（もしくはジャッキダウン角）
【００２３】
＜前後力によって生じるピッチモーメントについて＞
Ｍｐｘについて、図３を用いて説明する。Ｍｐｘは前後力Ｘｉによって生じるピッチモーメントであり、式（５）で示される。図３は、例としてダブルウィッシュボーン形式のサスペンション９，１０を有する車両であり、摩擦ブレーキおよびインホイールモータ等の制駆動力が直接サスペンション機構に作用する場合について図示している。
【００２４】
前輪７について考えると、前輪サスペンション９におけるアッパーアーム９ａとロアアーム９ｂのそれぞれの延長線の交点Ｐ４ｆが、前輪サスペンション９の瞬間回転中心となる。この瞬間回転中心Ｐ４ｆと車輪接地点Ｐ２ｆとの成す角がアンチダイブ角θｆとなる。
後輪８についても同様に、後輪サスペンション１０の瞬間回転中心Ｐ４ｒと車輪接地点Ｐ２ｒとの成す角であるアンチスカッフ角θｒが求まる。
【００２５】
説明を簡単にするために、左右の前輪７，７でアンチダイブ角θｆが等しく、且つ左右の後輪８，８でアンチスカッフ角θｒが等しいとすると、左右の前輪７，７に前後力Ｘｆｌ，Ｘｆｒを与えれば、前輪サスペンション９を介して車体には−（Ｘｆｌ＋Ｘｆｒ）・ｔａｎθｆの上下力が作用する。後輪８も同様に、左右の後輪８，８に前後力Ｘｒｌ，Ｘｒｒを与えれば、後輪サスペンション１０を介して車体には−（Ｘｒｌ＋Ｘｒｒ）・ｔａｎθｒの上下力が作用する。これらの上下力によってピッチモーメントＭｐｘが車両重心ＰＧ周りに発生する。他のサスペンション形式においてもアンチダイブ角θｆおよびアンチスカッフ角θｒが存在するため、同様に前後力ＸｉによってピッチモーメントＭｐｘが生じる。
【００２６】
＜横力によって生じるピッチモーメントについて＞
Ｍｐｙについて、図４を用いて説明する。Ｍｐｙは横力Ｙｉによって生じるピッチモーメントであり、式（６）で示される。図４は図３と同様に、例としてダブルウィッシュボーン形式のサスペンションを有する車両を図示している。図４は後輪８を車両後方から示した図である。左右それぞれのアッパーアーム１０ａとロアアーム１０ｂのそれぞれの延長線の交点ＰｌｒｌおよびＰｌｒｒと、後輪８の接地点Ｐ２ｒｌおよびＰ２ｒｒを通る直線の交点Ｐ３ｒが後輪８のロールセンターになる。このロールセンターＰ３ｒと車輪接地点Ｐ２ｒｌおよびＰ２ｒｒとの成す角がジャッキアップ角γｒとなる。
【００２７】
図４は左旋回中の模式図であり、左輪８の横力Ｙｒｌによってサスペンション１０を介して車体に作用する車体を持ち下げる垂直力（いわゆるジャッキダウン力）が発生し、同様に右輪８の横力Ｙｒｒによってサスペンション１０を介して車体に作用する車体を持ち上げる垂直力（いわゆるジャッキアップ力）が発生している。これら後輪における左右輪８，８の横力によって車体に生じる上下力の合力が、車体後輪側を持ち上げる、もしくは持ち下げる力となる。前輪についても同様に考えることができる。他のサスペンション形式においてもジャッキアップ角γｒが存在するため、同様に横力ＹｉによってピッチモーメントＭｐｙが生じる。
【００２８】
ここで横力Ｙｉは、前輪舵角および後輪舵角を用いて式（７）〜式（１０）で示される。
【数３】
2020117040.tif 000005
【００２９】
式（７）〜式（１０）のＫｉはタイヤのコーナリングパワーである。コーナリングパワーは一般的にタイヤの垂直荷重に依存し、ある一定の範囲において、定性的には垂直荷重が大きくなるほどコーナリングパワーは大きくなる。そのため、図４において車両が左旋回している場合、旋回外輪である右輪８の垂直荷重が大きくなる。後輪８の左右輪舵角がゼロであれば、右輪８のジャッキアップ力（上方への力）の方が左輪のジャッキダウン力（下方への力）よりも大きくなるため、車体後輪側には車体を持ち上げる力が生じる。ここで仮に、右後輪８の舵角をδｒｒ＞０とすれば右後輪８の横力Ｙｒｒがさらに大きくなり、車体後輪側には車体を持ち上げる力が増すため、後輪舵角を制御することで車両のピッチ運動を制御することができる。
【００３０】
ただし、横力Ｙｉを変化させると、式（２）および式（３）で示されるように、車両の横運動とヨー運動も変化するため、横運動もしくはヨー運動を考慮しながら、車両のピッチ運動を制御する方が好ましい。
両式において後輪の横力は左右輪の和として作用するため、後輪における左右輪の和が変化しないように、左右の後輪舵角（トー角）を調整することで、ピッチ運動に加えてヨー運動および横運動を制御できるため、後輪舵角制御装置２（図１）は、左右輪の舵角を独立して制御できることが望ましい。この場合、左右後輪の横力の差でピッチ運動を制御し、左右後輪の横力の和で車両の横運動とヨー運動を制御することができる。
【００３１】
＜前後輪の各ロールセンターの位置関係について＞
前輪７のロールセンターＰ３ｆと後輪８のロールセンターＰ３ｒの位置関係について図５に示す。この実施形態では、後輪舵角を制御することで効果的にピッチ運動を制御するため、前輪７のロールセンターＰ３ｆよりも後輪８のロールセンターＰ３ｒが高い方が好ましい。ロールセンターが高い方がジャッキアップ角は大きくなり、横力Ｙｉによって生じる上下力を大きくすることができる。つまり、同じ横力によって車体に作用する垂直力（ジャッキアップ力もしくはジャッキダウン力）が前輪７よりも後輪８の方が大きくなるように設計された車両であれば、後輪８の舵角を制御することでピッチ運動を効率よく制御することができる。
【００３２】
また、前輪７のジャッキアップ角γｆが小さいほど、旋回時に生じる前輪７のジャッキアップ力が小さいため、ピッチ運動を制御する際の外乱が小さくなる。したがって、前輪７のジャッキアップ角γｆは好ましくはゼロ度に近い方がよい。換言すれば、前輪７のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しい方がよい。前輪７のジャッキアップ角γｆが設定された角度以下（例えば、数度以下）のとき、前輪７のロールセンター位置の高さが地上位置と略等しいとされる。
【００３３】
また図５では、ロールセンター位置が前後輪７，８とも地面よりも上方に位置している。これは、車両の重心位置とロールセンターが近い方が、車両のロール運動を小さくすることができ、旋回時における車両の姿勢安定性を高められる。なお、図４におけるジャッキアップ角γｆは、旋回時などにおいてサスペンション１０が動くことでロールセンターＰ３ｒが移動し変化する。そのため、図５における前輪７のロールセンターＰ３ｆと後輪８のロールセンターＰ３ｒの位置関係は、水平面上に停車している時の位置関係を基準とする。
【００３４】
＜本実施形態における制御ブロック図＞
図６に示すように、車速センサ５で検出した車速と、操舵角センサ６で検出した操舵角と、アクセルペダルセンサ１１で検出した運転者のアクセル操作量と、ブレーキペダルセンサ１２で検出した運転者のブレーキ操作量がＥＣＵ３に入力される。本図６の例では、ＥＣＵ３は、制駆動力指令値演算器３ａと後輪舵角指令値演算器３ｂとを備える。制駆動力指令値演算器３ａは、アクセル操作量とブレーキ操作量に基づいて制駆動力指令値を演算する。制駆動力指令値演算器３ａで演算された制駆動力指令値は、後述する制駆動力制御装置１３および姿勢制御装置４にＥＣＵ３から出力される。
【００３５】
制駆動力制御装置１３は、入力された制駆動力指令値に従い、図示しない制駆動力出力手段（例えば内燃機関、電動モータ、摩擦ブレーキ等）を制御する。後輪舵角指令値演算器３ｂは、定められた条件として、低速時には前輪と逆相、高速時には前輪と同相に左右の後輪を同じ角度で転舵するいわゆる後輪舵角制御方法により、前記車速および前記操舵角に基づいて、後輪舵角指令値を演算する。前輪舵角および車速と後輪舵角との関係は、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により定められマップ等に記憶される。前記低速時および前記高速時の各車速はそれぞれ任意に定められる。但し、高速時は低速時よりも車速が大きい。本実施形態において、後輪舵角制御方法を適用しない場合は、右後輪の舵角δｒｒおよび左後輪の舵角δｒｌをゼロとして考えればよい。これら車速、操舵角、および後輪舵角指令値は、ＥＣＵ３から姿勢制御装置４に出力される。
【００３６】
姿勢制御装置４は、入力された車速、操舵角、制駆動力指令値および後輪舵角指令値に基づき、基準とするヨー運動および目標とするピッチ運動となるように後輪舵角指令値を補正し、この補正後の後輪舵角指令値である補正後後輪舵角指令値を後輪舵角制御装置２に出力する。後輪舵角制御装置２は、後輪の舵角が補正後後輪舵角指令値となるように、図示外の後輪転舵アクチュエータを駆動する。この後輪転舵アクチュエータは、例えば、電気モータまたは油圧等により駆動される。
【００３７】
＜姿勢制御装置の詳細＞
図７は、姿勢制御装置４の詳細を示すブロック図である。
姿勢制御装置４は、基準ヨーレート演算手段１４と、目標ピッチ運動設定手段１５と、後輪舵角指令値補正手段１６とを備える。基準ヨーレート演算手段１４では、後輪舵角指令値を補正する際の基準となる基準ヨーレートを、姿勢制御装置４に入力された車速、操舵角、後輪舵角指令値、および制駆動力指令値から式（２）および式（３）により演算する。
【００３８】
目標ピッチ運動設定手段１５では、入力された車速、操舵角、後輪舵角指令値、および制駆動力指令値から、後輪舵角指令値を補正する際の目標となるピッチ運動として、目標ピッチ角または目標ピッチ角速度を設定する。これらの目標値は、シミュレーションまたは実車実験の結果を基に定めた値としても良いし、例えば、非特許文献１に示されているように、操舵によって生じる横加加速度（もしくは操舵角速度としても良い）に応じたピッチ運動として式（１２）のように設定しても良い。非特許文献１では、横加加速度に応じた減速度（制動力）を発生することでピッチ運動を発生させている。式（１２）により目標ピッチ角が求められる。なお目標ピッチ角速度は、式（１２）を微分することで求められる。
【００３９】
【数４】
2020117040.tif 000006
ここで、Ｃｘｙは制御ゲイン，Ｇｙは車両横方向の加速度，Ｇ´ｙは車両横加速度の一階微分値である横加加速度である。
【００４０】
後輪舵角指令値補正手段１６は、後輪の舵角を制御し、後輪に発生する横力によって後輪サスペンションを介して車体に作用する垂直方向の力を用いてピッチ運動を生じさせることで、車両に生じるヨーレートが基準ヨーレートに略一致し、且つ、車両の生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度が前記目標ピッチ角または前記目標ピッチ角速度と略一致するように、後輪舵角指令値を補正する。
【００４１】
具体的には、後輪舵角指令値補正手段１６では、式（２）〜式（６）に基づいて、基準ヨーレートおよび目標ピッチ運動（目標ピッチ角または目標ピッチ角速度）となるように後輪舵角指令値を補正し、補正後後輪舵角指令値として出力する。後輪舵角指令値補正手段１６では、これらの処理手順に対応するように、少なくとも車速、操舵角、制駆動力指令値を入力変数とした補正後後輪舵角指令値の出力値をマップデータとして用意しておいてもよい。この場合、後輪舵角指令値補正手段１６に基準ヨーレート演算手段１４と目標ピッチ運動設定手段１５の処理が含まれる。また図６に示すＥＣＵ３に備えた後輪舵角指令値演算器３ｂの内容を姿勢制御装置４に取り込んでも良いし、さらにはマップデータに含めても良い。
【００４２】
図８は、前記姿勢制御装置４（図７）の制御動作時の操舵角、ピッチ角、後輪舵角を示す図である。操舵角は反時計回りであるＣＣＷを正、横加速度は左方向を正、ピッチ角は前下がり方向を正、後輪舵角はＣＣＷを正としている。レーンチェンジ動作における操舵角入力を例とし、後輪舵角はピッチ制御のみの動作としており、補正前の後輪舵角指令値は左右の後輪共にゼロである。レーンチェンジ動作初期（旋回初期）では、操舵角を正方向（ＣＣＷ）に大きくするに従って横加速度の大きさが正側（左）に増加する。その時に、後輪舵角指令値補正手段１６（図７）は、ピッチ角が正（前下がり）となるように、左右の後輪の後輪舵角指令値を補正し、車体の後輪側を持ち上げる。
【００４３】
このとき、後輪舵角指令値の補正量は、左右の後輪で同じとしても良いが、望ましくは旋回内輪よりも旋回外輪の補正量を小さくした方が良い。旋回による横加速度の発生によって荷重移動が生じ、タイヤの接地荷重が旋回内輪である左輪より、旋回外輪である右輪の方が大きくなり、舵角を変化させた時の横力変化量および横力によって車体に生じる上下力の変化が大きくなるためである。
【００４４】
式（２）および式（３）で示される車両の平面運動において、後輪舵角指令値の補正前後における車両運動をおおよそ等しくするためには、後輪で生じる横力の和を略等しくする必要がある。旋回外輪の補正量を小さく、換言すれば旋回外輪よりも旋回内輪の後輪舵角指令値の補正量を大きくし、補正によって左右の後輪で変化する横力の大きさを略等しくすることで、後輪舵角指令値の補正前後における車両運動をおおよそ等しくすることができる。
【００４５】
次に操舵角を減少させる場面では、横加速度の大きさが減少するため、ピッチ角が負（前上がり）となるように、左右の後輪の後輪舵角指令値を補正し、車体の後輪側を持ち下げる。操舵角を負方向（ＣＷ）に大きくする場面でも同様の動作となる。後輪舵角指令値を補正し運転者の操舵に合わせてピッチ運動を発生させることで、車両の運転操作性が向上する。
【００４６】
図９は、図８の例において、低速時には前輪と逆相、高速時には前輪と同相に左右の後輪を同じ角度で転舵するいわゆる後輪転舵制御方法を適用した場合の、後輪舵角指令値を補正する場合の例である。図９では、補正前の後輪舵角指令値が、高速走行時に前輪の操舵角と同位相かつ左右の後輪で同じ大きさで転舵している場合である。
【００４７】
図１０は、図８の例において、前下がりとなるピッチ運動のみを適用した場合である。後輪舵角指令値補正手段１６（図７）は、後輪のサスペンションを介して、車体の後輪側を持ち上げることで車両に前下がり方向のピッチ運動を生じさせる。この場合、車体の前輪側を支点にピッチ運動が生じるため、運転者の身体にはシートに押し付けられるような力が発生して身体がシートと密着することから、運転者は安心感が得られる。一方で車体の後輪側を持ち下げてピッチ運動を発生させた場合、運転者の身体にはシートから引き離そうとする力が発生し、運転者の安心感が低下するおそれがある。このため、後輪舵角指令値補正手段１６（図７）は、車体の後輪側を持ち上げることで車両に前下がり方向のピッチ運動のみ発生するように後輪舵角を補正する方が良い。
【００４８】
＜作用効果＞
以上説明した車両の姿勢制御装置４によれば、後輪舵角制御装置２により後輪８，８の舵角を調整することで、旋回時に車体後輪側を持ち上げまたは持ち下げて車体に前下がり方向または前上がり方向のピッチ運動を生じさせる。特に旋回初期において、車体後輪側を上方に持ち上げる力を発生させることで、車体に前下がり方向のピッチ運動を発生させる。このピッチ運動と旋回により発生するロール運動の連成したダイアゴナルなつまり斜めの姿勢変化によって運転者に余裕を持った操舵を実現させ、これにより運転者の運転操作性を向上させることができる。この場合において、後輪舵角指令値補正手段１６は、車両に生じるヨーレートが基準ヨーレートに略一致し、車両に生じるピッチ運動のピッチ角またはピッチ角速度がいずれかの目標値と略一致するように、後輪舵角指令値を補正する。したがって、構成を複雑化することなくピッチ運動を効率良く制御して、運転者の運転操作性を向上させることができる。
【００４９】
車両は、各駆動輪にインホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車であってもよい。インホイールモータ駆動装置においては、二軸平行式の減速機、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。
車両は、車体に設けた複数の電動モータで左右の車輪を独立して駆動するモータオンボード形式としてもよい。
【００５０】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示され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。この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】
【００５１】
２…後輪舵角制御装置、４…姿勢制御装置、５…車速センサ（車速検出手段）、６…操舵角センサ（操舵角検出手段）、７…前輪、８…後輪、９，１０…サスペンション、１４…基準ヨーレート演算手段、１５…目標ピッチ運動設定手段、１６…後輪舵角指令値補正手段
【図１】
2020117040.tif 000007
【図２】
2020117040.tif 000008
【図３】
2020117040.tif 000009
【図４】
2020117040.tif 000010
【図５】
2020117040.tif 000011
【図６】
2020117040.tif 000012
【図７】
2020117040.tif 000013
【図８】
2020117040.tif 000014
【図９】
2020117040.tif 000015
【図１０】
2020117040.tif 000016