(57)【要約】【課題】車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる車両制御装置等を提供する。【解決手段】車体に発生するヨー情報を検出し、リニアアクチュエータ２を制御してホイルベースを変更させるコントローラ１とを備え、コントローラ１は、ヨー情報から車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両が急激に変化した際のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させる。【選択図】図１
2010264940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に発生するヨー情報を検出するヨー情報検出手段と、
前記ヨー情報検出手段によって検出されたヨー情報に基づいて車両挙動を判定する車両挙動判定手段と、
車両の前輪軸と後輪軸との距離を示すホイルベースを可変とする駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記ホイルベースを変更させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両挙動が急激に変化したと判定した場合のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記ヨー情報算出手段は、車両に発生するヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出するものであり、
前記ヨー情報算出手段は、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が小さいほど、前記ホイルベースを増加させることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値以下である場合に、当該ヨー情報算出手段により更新されているヨー固有振動数が前記所定の第１閾値となるまでホイルベースを増加させ、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値よりも大きい場合に、前記ホイルベースを最短状態に維持させること
を特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第２閾値以下である場合には、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値よりも大きい場合であっても、前記ホイルベースを最短状態よりも増加させることを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記ホイルベースを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載され、
車速を検出する車速センサを備え、
前記車速センサにより車両の減速を検出した時に前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、前記制御手段は、車両の後輪荷重が所定の第３閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項７】
操舵角を検出する操舵角センサを更に備え、
前記制御手段は、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上且つ前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上の場合に、前記操舵量の増加に応じてホイルベースを減少させ、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上ではない場合又は前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上ではない場合に、前記ホイルベースを最長状態に維持させること
を特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項８】
車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定された場合のヨー情報に基づいてホイルベースを増加させることを特徴とするホイルベースの変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイルベースを変更するための車両制御装置及びホイルベースの変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行状態に合わせてホイルベースを変更する技術が、下記の特許文献１などにて知られている。この特許文献１には、車体フレームに対して後車軸を前後移動自在に支持し、この後車軸を前後移動させるアクチュエータを設けることが記載されている。そして、高速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を後方移動させる。一方、低速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を前方移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１０６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両に急激な挙動変化があった場合には、ホイルベースが不足して、操縦安定感が低下する問題がある。しかし、上述した技術では、当該操縦安定感の低下に対してホイルベースを可変とさせることはできない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる車両制御装置及びホイルベースの変更方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体に発生するヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定したときのヨー情報に基づいてホイルベースを増加させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両挙動が急激に変化した時にヨー方向における情報に基づいてホイルベースを増加させるので、操縦安定感の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置を搭載した車両の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置の機能的な一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースと前後重量配分比との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置において、（ａ）はホイルベースが最短であるときの状態を示し、（ｂ）はホイルベースが最大であるときの状態を示す。
【図５】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースとヨー慣性モーメントとの関係を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態として示す車両制御装置において、（ａ）は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、（ｂ）は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態として示す車両制御装置において、（ａ）は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、（ｂ）は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態として示す車両制御装置において、（ａ）はヨー固有振動数の時間的な変化、（ｂ）はヨー固有振動数の時間微分値の時間的な変化、（ｃ）はホイルベースの時間的な変化を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態として示す車両制御装置において、（ａ）は減速Ｇとホイルベースとの関係を示し、（ｂ）は減速Ｇと後輪荷重との関係を示す。
【図１２】本発明の第４実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態として示す車両制御装置における、操舵角とホイルベースとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態として示す車両制御装置は、図１に示す車両に適用される。この車両制御装置は、コントローラ１、リニアアクチュエータ２、車体部３、前輪４Ｆ、後輪４Ｒを含む。また、リニアアクチュエータ２は、車両のホイルベースを可変する構成としてのピストンロッド１１、後輪サスペンションメンバ１２に接続されている。
【００１１】
リニアアクチュエータ２のピストンチューブ側を車体部３に固定し、ピストンロッド１１側を後輪サスペンションメンバ１２に固定している。これにより、リニアアクチュエータ２の動作によって前輪４Ｆと後輪４Ｒの距離を可変とする構成となっている。また、後輪サスペンションメンバ１２には、後輪４Ｒに駆動力を与える後輪駆動用モータ１３が近接して配設されている。
【００１２】
リニアアクチュエータ２は、コントローラ１の制御に従って、後輪４Ｒを車両前後方向に駆動させる（駆動手段）。ホイルベースの最短時には、リニアアクチュエータ２においてピストンロッド１１を収容するピストンチューブ（車体部３に固定）と、後輪サスペンションメンバ１２との距離が短くされる。一方、ホイルベースの延長時には、車体部３に固定されたリニアアクチュエータ２のピストンチューブが、ピストンロッド１１を介して後輪サスペンションメンバ１２と離間する。これにより、前輪４Ｆと後輪４Ｒとの距離であるホイルベースは可変となる。
【００１３】
これにより、リニアアクチュエータ２は、車両の前輪４Ｆの軸と後輪４Ｒの軸との距離を示すホイルベースＬを可変とする。なお、この実施形態としては、ホイルベースＬを可変とする構成として、後輪サスペンションメンバを可動させるリニアアクチュエータ２を用いている。しかし、ホイルベースＬを可変とする構成としては、その他のホイルベース可変手段を有する車両であっても、以下に説明するホイルベース制御を適用できることは言うまでもない。
【００１４】
コントローラ１は、リニアアクチュエータ２を駆動して、ホイルベースＬを変更させる制御手段として機能する。このコントローラ１には、少なくとも車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサが接続される。そして、コントローラ１は、車速又は操舵角のいずれか一方に基づいて車両挙動を判定する。また、コントローラ１は、車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報を算出する。このヨー情報は、ヨー方向における固有振動数（ヨー固有振動数）が挙げられる。このヨー固有振動数は、その値が低いほど、車両に急激な挙動が発生したことを表すこととなる。
【００１５】
なお、車両において、急加速や急ブレーキ時に前後方向に感じる回転運動がピッチ方向であり、急ハンドル時に左右方向に感じる回転運動がロール方向であり、ヨー方向は、ピッチ方向及びロール方向と直角方向の回転（車を上空から見たときの地面内の回転運動）を指す。
【００１６】
コントローラ１は、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー固有振動数に基づいてホイルベースＬを増加させる。具体的には、コントローラ１には、操舵角センサ２１、アクセル開度センサ２２、ブレーキ開度センサ２３、車輪速センサ２４、車両前後／横加速度センサ２５が接続されている。これらのセンサにより検出された信号に基づいて、コントローラ１は、ホイルベースＬを制御する。
【００１７】
このような車両制御装置は、図２に示すような機能的な構成を含む。車両制御装置は、主として車両走行状態検出部３１、ヨー固有振動数算出部３２、目標ホイルベース算出部３３を備える。ヨー固有振動数算出部３２及び目標ホイルベース算出部３３は、コントローラ１により実現される。コントローラ１は、実際にはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等にて構成されているが、当該ＣＰＵがＲＯＭに格納されたホイルベースＬの制御用のプログラムに従って処理をすることによって実現できる機能をブロックとして説明する。
【００１８】
車両走行状態検出部３１は、主としてヨー固有振動数を算出するために必要な車両走行状態を検出する。このために、車両走行状態検出部３１は、車両前後／横加速度センサ２５に相当する車両前後／横加速度センサ４１、ホイルベース値センサ４２、車輪速センサ２４に相当する車輪速センサ４３を有する。
【００１９】
ヨー固有振動数算出部３２は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２、各輪荷重算出部５３、正規化コーナリングパワー算出部５４、正規化ヨー慣性モーメント算出部５５、車体速度算出部５６、ヨー固有振動数算出部５７を有する。
【００２０】
ヨー固有振動数算出部３２は、車両走行状態検出部３１により取得した車両前後／横加速度、ホイルベースＬ、車輪速を用い、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させる。このヨー固有振動数は、目標ホイルベース算出部３３によりホイルベースＬの目標値を算出するために用いられ、実際に目標ホイルベース算出部３３がホイルベースＬを可変させるために用いられる。
【００２１】
前後重量配分比及びヨー慣性モーメントは、ホイルベースＬが変化することにより変わりうる要素である。このため、ヨー固有振動数算出部３２は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２を用意しておく。
【００２２】
ホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１は、予め車両について演算されたホイルベースＬと前後重量配分比との関係を記述したマップデータである。このホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１は、図３に示すように、ホイルベースＬが増加すると前後重量配分比が増加していくことを記述している。図４（ａ）に示すように、ホイルベースＬが最短状態である場合、車両１００には、前輪４Ｆと後輪４Ｒとで同等の重量配分（重量配分比：ＲＬ）となっている。ホイルベースＬが増加してホイルベースＬが最大となると、図４（ｂ）のように、前輪４Ｆに対して大きな重量が加えられて、相対的に後輪４Ｒに対して加えられる重量が減少する。このようにホイルベースＬが最大となった場合の前後重量配分比ＲＨは、ホイルベースＬが最短時のＲＬよりも、大きくなる。
【００２３】
これにより、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１は、ホイルベース値センサ４２から現在のホイルベースＬが供給されたことに応じて、現在の車両の前後重量配分比の値を取得する。このようなホイルベースＬと前後重量配分比の関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。なお、本実施形態においては、前後重量配分比をホイルベースＬの値のみから算出する構成としている。しかし、ホイルベースＬに基づいて取得した前後重量配分比を、例えば他のセンサデータ（輪荷重、サスペンションストローク）を参照して、補正してもよい。これにより、より正確な車両の前後重量配分比を取得することができる。
【００２４】
ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２は、ホイルベースＬとヨー慣性モーメントとの関係を記述したマップデータである。このホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２は、図５に示すように、ホイルベースＬが増加するとヨー慣性モーメントが増加していくことを記述している。車両１００のホイルベースＬが最短状態である場合、ヨー慣性モーメントは最低値のＭＬとなる。ホイルベースＬが増加してホイルベースＬが最大となると、ヨー慣性モーメントは最大値のＭＨとなる。
【００２５】
これにより、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２は、ホイルベース値センサ４２から現在のホイルベースＬが供給されたことに応じて、現在の車両のヨー慣性モーメントを取得する。このようなホイルベースＬとヨー慣性モーメントの関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。
【００２６】
各輪荷重算出部５３は、車両における輪荷重移動量の値と、静止時輪荷重の値とから、各前輪４Ｆ、後輪４Ｒの荷重を算出する。輪荷重移動量の値は、車両前後／横加速度センサ４１から供給された車両前後加速度及び横加速度加速度を用いた所定の演算式に従って求められる。静止時輪荷重の値は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１により取得された静止時の前後重量配分比から求められる。
【００２７】
各輪荷重算出部５３は、例えば、以下のような式１〜式４に従って、前左輪、前右輪、後左輪、後右輪の荷重を演算する。
【数１】
2010264940.tif 000003
【００２８】
上記式１〜式４において、ｋは前輪の重量分担比（０＜ｋ＜１）、Ｗｔｏｔａｌは車両重量、Ａｘは前後加速度による輪荷重移動の比例定数、Ａｙｆは横加速度による前輪荷重移動の比例定数、Ａｙｒは横加速度による後輪荷重移動の比例定数、ａｘは前後加速度、ａｙは前後加速度である。
【００２９】
正規化ヨー慣性モーメント算出部５５は、正規化ヨー慣性モーメントＩｎの値を、下記の式５に従って演算する。
【数２】
2010264940.tif 000004
【００３０】
上記式５において、ｍは車両質量、Ｉはホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２から取得したヨー慣性モーメント、Ｌはホイルベース値センサ４２から取得したホイルベース、ｋはホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１から取得した前輪の重量分担比である。
【００３１】
車体速度算出部５６は、車輪速センサ４３から取得した車輪速度から、車体速度を算出する。
【００３２】
正規化コーナリングパワー算出部５４は、各輪荷重算出部５３により算出された各輪の荷重の値から、各輪の正規化コーナリングパワーを算出する。正規化コーナリングパワー算出部５４は、下記の式６で示される等価コーナリングパワーＫを、輪荷重Ｗの２次関数で近似して扱う。式７に示すように、等価コーナリングパワーＫを輪荷重Ｗで除した正規化コーナリングパワーＣの値を、各輪ごとに求める。
【数３】
2010264940.tif 000005
【００３３】
ここで、上記式におけるσはＣＰ増幅率であり、サスペンション特性等に依存する値である。Ｃ０は正規化コーナリングパワー初期値であり、タイヤ性能に依存する値である。εは荷重変動率であり、輪荷重増加に伴う性能低下分、タイヤ性能に依存する値である。本実施形態では、上記式６，７に基づいてコーナリングパワーを算出している。しかし、正規化コーナリングパワー算出部５４は、別途に路面摩擦係数や駆動力推定値やタイヤスリップ角推定値などから、タイヤモデルを用いてコーナリングパワーを逐次算出してもよい。
【００３４】
ヨー固有振動数算出部５７は、正規化コーナリングパワー算出部５４により算出された正規化コーナリングパワーの値、正規化ヨー慣性モーメント算出部５５により算出された正規化ヨー慣性モーメントの値、車体速度算出部５６により算出された車体速度の値に基づいて、下記式８に従ってヨー固有振動数ωｎの値を算出する。
【数４】
2010264940.tif 000006
【００３５】
上記式８において、Ｃｆは前輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Ｃｒは後輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Ｖは車体速度であり、Ｌはホイルベースであり、Ｉｎは正規化ヨー慣性モーメントである。
【００３６】
このように、ヨー固有振動数算出部３２は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ５１及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ５２を用意しておく。これにより、ヨー固有振動数算出部３２は、ヨー固有振動数を、車両ごとの、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比、ヨー方向における慣性モーメントの変化を考慮して求めることができる。そして、ヨー固有振動数算出部３２は、少なくとも車体速度Ｖ、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、前後重量配分比（静止時）、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新することができる。
【００３７】
目標ホイルベース算出部３３は、車速及び／又は操舵角に基づいて、車両に急激な挙動が発生したことを判定する。この車両挙動に急激な変化が発生した場合、ヨー固有振動数が図６（ｂ）のように小さい値となる。これに対し、目標ホイルベース算出部３３は、図６（ａ）に示すようにホイルベースＬを増加させるように制御する。具体的には、ヨー固有振動数ωの値に応じて、下記の式９，式１０，式１１のようにホイルベースＬが変化する。
【数５】
2010264940.tif 000007
【００３８】
上記式９〜式１１において、Ｌ０はホイルベースＬの初期値（最短値）、Ｖ０は低速域においてホイルベースＬを増加させないことを規定する閾値、Ａは車両ごとに設定される比例定数、ωｎ０はホイルベースがＬ０且つ車速がＶ０の時のヨー固有振動数である。
【００３９】
式９のように車体速度Ｖが所定値Ｖ０以下である場合、目標ホイルベース算出部３３は、ホイルベースＬを、最短距離のホイルベースＬ０とする。式１０のようにヨー固有振動数ωｎが中間値である場合、目標ホイルベース算出部３３は、ホイルベースＬを最短距離のホイルベースＬ０に対して増加させる。これにより、図６（ａ）のように、車両不安定化要因が高くなるほどホイルベースＬを増加させる。そして、車両不安定化要因が図６中の点線で示す所定値ＴＨまで高くなり式１１のようにヨー固有振動数ωｎが所定値以上となると、目標ホイルベース算出部３３は、ホイルベースＬを最長距離のＬｍａｘまで増加させる。これにより、図６（ｂ）に示すように車両不安化要因が高くなってヨー固有振動数が減少するほど、ホイルベースＬを長くすることができる。すなわち、車両制御装置によれば、急激な車両挙動時にヨー固有振動数が低くなっても、ホイルベースＬを増加させる。これにより、図６（ｂ）中の点線で示すようなホイルベースＬを一定とする比較例に対して、本実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数の減少を抑制できる。これにより、車両制御装置は、常に操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００４０】
以上のように、第１実施形態に係る車両制御装置によれば、目標ホイルベース算出部３３により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー方向における情報に基づいてホイルベースＬを増加させる。これにより、車両制御装置によれば、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる。すなわち、この車両制御装置によれば、減速時や急旋回時、或いは低μ路走行時などのように、車両挙動が急激に変化する場合に、ホイルベースＬが不足して操縦安定性が低下するのを防止することができる。
【００４１】
また、第１実施形態の車両制御装置によれば、ヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出する。そして、車両制御装置は、当該ヨー固有振動数を、車両ごとの静止時にホイルベースを変化させた時における、前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重及びヨー方向における慣性モーメントの変化、車速、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、車両静止時の前後重量配分比、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新させる。このような車両制御装置によれば、ホイルベースＬが可変することにより変わりうる要素である前後重量配分比、ヨー慣性モーメントなどを考慮して、逐次車両の安定判別を正確に行うことが可能である。したがって、この車両制御装置によれば、車両の安定性をより向上させることが可能となる。
【００４２】
更に、第１実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数が小さいほど、ホイルベースＬを増加させるので、ヨー固有振動数の減少量を抑制することができる。また、車両制御装置は、ヨー固有振動数を更新することにより、常に固有振動数の減少量を抑制することができる。これにより、車両制御装置は、ホイルベースＬが最短である時の車両状態と比較して、ヨー固有振動数が減少するようなホイルベースＬを長くすることが必要なときに操縦安定性を向上させることができる。
【００４３】
［第２実施形態］
つぎに、本発明の第２実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部３２により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値以下である場合に、目標ホイルベース算出部３３により、当該ヨー固有振動数算出部３２により更新されているヨー固有振動数が前記所定の閾値となるまでホイルベースＬを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部３２により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値よりも大きい場合に、目標ホイルベース算出部３３により、ホイルベースＬを最短状態に維持させる。
【００４５】
また、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部３２により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第２閾値以下である場合には、ヨー固有振動数算出部３２により更新されたヨー固有振動数が所定の第１閾値よりも大きい場合であっても、目標ホイルベース算出部３３により、ホイルベースＬを最短状態よりも増加させる。
【００４６】
このような車両制御装置は、例えば図７に示す処理を行うことにより、ホイルベースＬを制御する。
【００４７】
車両制御装置は、車両が走行している場合において、図７に示す処理を所定時間ごとに行う。
【００４８】
先ずコントローラ１は、ステップＳ１において、車両の車速及び操舵角を検出する。
【００４９】
次のステップＳ２において、コントローラ１は、ステップＳ１にて取得した車速及び操舵角を参照して、車両に急激な挙動の変化が発生したか否かを判定する。車両に急激な挙動変化が発生したと判定した場合にはステップＳ３に処理を進め、車両に急激な挙動変化が発生していない場合には処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ３において、コントローラ１は、ヨー固有振動数算出部３２により、ヨー固有振動数を算出する。
【００５１】
次のステップＳ４において、コントローラ１は、ステップＳ３にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以下か否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合にはステップＳ９に処理を進め、ヨー固有振動数が所定の閾値以下ではない場合にはステップＳ５に処理を進める。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合には、車両の挙動が不安定ということである。
【００５２】
ステップＳ９において、コントローラ１は、目標ホイルベース算出部３３によりリニアアクチュエータ２を制御して、ヨー固有振動数算出部３２にて更新されているヨー固有振動数を参照して、ホイルベースＬを増加させる。目標ホイルベース算出部３３は、ヨー固有振動数算出部３２により更新されているヨー固有振動数が所定の閾値となるまでホイルベースＬを増加させて処理を終了する。
【００５３】
ステップＳ５において、コントローラ１は、目標ホイルベース算出部３３により、ステップＳ３にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値を算出する。
【００５４】
次のステップＳ６において、コントローラ１は、目標ホイルベース算出部３３により、ステップＳ５にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値であるか否かを判定する。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値である場合にはステップＳ７に処理を進め、そうではない場合にはステップＳ８に処理を進める。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値となることは、車両が今後に不安定になることが見込まれることを示す。逆に、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値ではない場合には、今後において不安定にはならずに安定していることを示す。
【００５５】
ステップＳ８において、コントローラ１は、目標ホイルベース算出部３３によりリニアアクチュエータ２を制御して、ホイルベースＬを初期の最短値の状態で維持して、処理を終了する。
【００５６】
ステップＳ７において、コントローラ１は、目標ホイルベース算出部３３によりリニアアクチュエータ２を制御して、ヨー固有振動数の時間微分値を参照して、ホイルベースＬを増加させる。目標ホイルベース算出部３３は、ヨー固有振動数算出部３２により更新されているヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値となるまでホイルベースＬを増加させて処理を終了する。
【００５７】
以上のように、車両制御装置は、図８（ｂ）に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１より高く、車速の上昇、減速Ｇの上昇、操舵角の急激な変化などを含む車両不安定化要因が所定の閾値ＴＨ２より低い場合には、図８（ａ）に示すように、ホイルベースＬを制御しない領域となる。この場合、ホイルベースＬは、最短値のホイルベースＬ０となる。このような動作は、図７におけるステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６，ステップＳ８の処理により実現される。
【００５８】
一方、車両制御装置は、図８（ｂ）に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１より低く、車両不安定化要因が所定の閾値ＴＨ２より高い場合には、図８（ａ）のようにホイルベースＬを増加させる。このとき、ホイルベースＬは、ヨー固有振動数を一定とするように増加される。このような動作は、このような動作は、図７におけるステップＳ１，ステップＳ２，ステップＳ４，ステップＳ９の処理により実現される。
【００５９】
これに対し、ホイルベースＬを一定とした比較例を、図８（ａ）、（ｂ）中の点線で示す。この場合、ホイルベースＬが一定であるので、ヨー固有振動数が低下して、車両が不安定になる。
【００６０】
また、図９（ａ）に示すようにヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１となる時刻ｔ２の前の時刻ｔ２にて、図９（ｂ）に示すようにヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値ＴＨ３以下となったとする。この場合、車両制御装置は、図７におけるステップＳ６にて、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値ＴＨ３以下となったことを判定できる。この判定に対応して、車両制御装置は、図７のステップＳ７の処理を行うことにより、図９（ｃ）のようにホイルベースＬを増加させることができる。
【００６１】
これにより、車両制御装置は、図９中の実線で示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１以下となっていない時刻ｔ１であっても、ホイルベースＬの増加を開始できる。これにより、ヨー固有振動数の減少が抑制され、ヨー固有振動数の時間微分値が上昇する。その後の時刻ｔ２にて、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１以下となると、当該ヨー固有振動数を維持するようなホイルベースＬとする。
【００６２】
これに対して、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）中の点線により、ヨー固有振動数の時間微分値を用いない時のヨー固有振動数、ヨー固有振動数の時間微分値、ホイルベースＬの変化を示す。この場合には、時刻ｔ２にてヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１以下となったことを判定した場合に、ホイルベースＬを増加させる。この場合、ヨー固有振動数がオーバーシュートして、所定の閾値ＴＨ１よりも大きく低下してしまう。
【００６３】
したがって、ヨー固有振動数の時間微分値を用いてホイルベースＬを制御することにより、より車両の安定性を向上させることができる。
【００６４】
以上説明したように、第２実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第１閾値ＴＨ１以下である場合に、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１となるまでホイルベースＬを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第１閾値ＴＨ１よりも大きい場合に、ホイルベースＬを最短状態に維持させる。
【００６５】
これにより、車両制御装置によれば、車両が不安定なときだけホイルベースＬを長くするので、ホイルベースＬが短い小型車両の持つ日常的な小回り性や駐車などの取り回しの良さといったメリットと、ホイルベースＬが長い車両のもつ緊急時の不安定状況下での操縦安定性の高さというメリットとを両立させることが可能となる。
【００６６】
また、この車両制御装置によれば、ホイルベースＬを増加させる制御を実施している範囲内では、略一定のヨー固有振動数を維持することが可能となるので、ヨー運動の特性変化の少ない安定した走行が可能となる。
【００６７】
更に、車両制御装置は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の第２閾値ＴＨ３以下である場合には、ヨー固有振動数が所定の第１閾値ＴＨ１よりも大きい場合であっても、ホイルベースＬを最短状態よりも増加させる。これにより、この車両制御装置によれば、車両の安定性が急に失われつつある場面で、ヨー固有振動数が閾値ＴＨ１以下になることを未然に防止できる。また、車両制御装置によれば、リニアアクチュエータ２の性能に依存するホイルベース可変速度を極端に増加させることなく、過渡的な車両状態遷移に対応して車両の安定性を確保することが可能となる。
【００６８】
［第３実施形態］
つぎに、本発明の第３実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００６９】
第３実施形態として示す車両制御装置は、ホイルベースＬを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載される。車両制御装置は、車両が減速した時に車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限するものである。
【００７０】
このような車両制御装置は、図１０に示すような動作を行う。
【００７１】
コントローラ１は、急激な車両挙動が発生していなく、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１以下ではなく、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値ＴＨ３以下の負値ではない場合には（ステップＳ１〜Ｓ６）、ステップＳ１４にて、ホイルベースＬを最短値にて維持する。
【００７２】
ステップＳ６にてヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値ＴＨ３以下の負値である場合には、ステップＳ１１に処理を進める。ステップＳ１１において、コントローラ１は、後輪荷重値を参照する。この後輪荷重値は、ヨー固有振動数算出部３２にてヨー固有振動数を算出した際に取得した値である。次のステップＳ１２において、コントローラ１は、ステップＳ１１にて参照した後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップＳ１３に処理を進め、そうでない場合にはステップＳ１８に処理を進める。
【００７３】
ステップＳ１３において、コントローラ１は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値ＴＨ３となるまで、ホイルベースＬを増加させる。一方、ステップＳ１８において、コントローラ１は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースＬの増加させる幅を制限する。
【００７４】
また、ステップＳ４にてヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１以下であると判定した場合には、ステップＳ１５及びステップＳ１６の処理を行う。このステップＳ１５は、ステップＳ１１と同様に後輪荷重値を参照する。ステップＳ１６は、ステップＳ１２と同様に後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップＳ１７に処理を進め、そうでない場合にはステップＳ１８に処理を進める。
【００７５】
ステップＳ１７において、コントローラ１は、ヨー固有振動数が所定の閾値ＴＨ１となるまで、ホイルベースＬを増加させる。一方、ステップＳ１８において、コントローラ１は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースＬの増加させる幅を制限する。
【００７６】
このような処理を行う車両制御装置は、図１１（ａ）に示すように減速時の重力Ｇが増加すると、図１１（ｂ）に示すように後輪荷重値が低下する。そして、減速時の重力Ｇが高いほど、前輪荷重値が高くなるために後輪荷重値は低下する。減速時の重力ＧがＧ１より低い場合、車両制御装置は、ホイルベースＬを最短値のＬ０に維持する。この動作は、図１０のステップＳ１４にて実現される。
【００７７】
減速時の重力ＧがＧ１より高くなる場合、車両制御装置は、ステップＳ２にて急激な車両挙動が発生したと判定して、ホイルベースＬを増加させる。この動作は、図１０におけるステップＳ１３，ステップＳ１７により実現される。
【００７８】
また、減速時の重力ＧがＧ２より高くなる場合、車両制御装置は、ステップＳ１２，ステップＳ１６にて後輪荷重値が所定の閾値ＴＨ４以下となったと判定する。この場合、車両制御装置は、ホイルベースＬを増加させる動作を制限して、図１１（ｂ）のように喩え減速時の重力Ｇが更に高くなっても、図１１（ａ）のようにホイルベースＬを一定に維持する。この動作は、図１０におけるステップＳ１８により実現される。
【００７９】
これに対し、第２実施形態として示した車両制御装置は、図１１中の点線で示すように減速時の重力Ｇが高くなって車両挙動が不安定になるほどヨー固有振動数が増加することに対して、ホイルベースＬを増加させている。このようにホイルベースＬを増加させると、減速による前後方向における荷重移動と、ホイルベースＬの延長による重量配分が前寄りとなることとが重なり、後輪荷重が過少となる可能性がある。車両において後輪荷重が過小となると、実際には後輪がロックして車両が不安定になる可能性がある。
【００８０】
これに対し、第３実施形態として示した車両制御装置によれば、後輪荷重値が所定の閾値ＴＨ４以上ではない場合には、後輪荷重が不足すると判定して、後輪荷重が過少となるのを防ぎ、急減速時においても車両の安定性を確保する。
【００８１】
以上説明したように、第３実施形態として示す車両制御装置によれば、ホイルベースＬを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載されても、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限できる。したがって、この車両制御装置によれば、減速による前後方向の荷重移動により後輪荷重が過少となるのを防ぐことができ、急減速時においても車両の安定性を確保することが可能となる。
【００８２】
［第４実施形態］
つぎに、本発明の第４実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００８３】
第４実施形態として示す車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースＬを減少させる。また、この車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースＬを最長状態に維持させる。
【００８４】
このような車両制御装置は、図１２に示すような処理を行う。車両制御装置は、ステップＳ２の後のステップＳ２１において、操舵角を検出する。なお、この操舵角は、ステップＳ１にて検出した値を用いても良いことは勿論である。
【００８５】
次のステップＳ２２において、車両制御装置は、ステップＳ２１にて検出した操舵角の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合にはステップＳ２３に処理を進め、そうでない場合にはステップＳ２６に処理を進める。
【００８６】
ステップＳ２６において、車両制御装置は、ホイルベースＬを設定可能な最長の状態に維持する。
【００８７】
ステップＳ２３において、車両制御装置は、ヨー固有振動数を算出する。
【００８８】
次のステップＳ２４において、車両制御装置は、ステップＳ２３にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以上である場合にはステップＳ２５に処理を進め、そうでない場合には、ステップＳ２６に処理を進める。
【００８９】
ステップＳ２５において、車両制御装置は、操舵角の増加に応じてホイルベースＬを減少させる。一方、ステップＳ２６において、車両制御装置は、ホイルベースＬを設定可能な最長の状態に維持する。
【００９０】
このような車両制御装置は、図１３に示すように、操舵角の絶対値が所定の閾値θ０以上となると、当該操舵角の絶対値に応じてホイルベースＬを減少させる。そして、操舵角の絶対値が最大値θｍａｘとなった場合には、ホイルベースＬを最短値のＬ０にする。
【００９１】
これにより、車両制御装置は、幾何学的に小回り走行が要求される大転舵時であり、かつ、ヨー固有振動数によって車両が安定であると判定される場合にのみ、ホイルベースＬを短くし、それ以外の場合はホイルベースＬを最長状態のＬｍａｘに維持する。
【００９２】
以上説明したように、第４実施形態として示す車両制御装置によれば、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースＬを減少させることができる。また、車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースＬを最長状態に維持させることができる。
【００９３】
これにより、車両制御装置によれば、幾何学的に小回り走行が必要で、かつ車両が安定なときだけホイルベースＬを短くするので、通常はホイルベースＬの長い車両が有する操縦安定性の高さを享受しつつ、必要なときだけホイルベースＬを短くして小回り性や取り回しの良さを確保することが可能になる。
【００９４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９５】
１  コントローラ
２  リニアアクチュエータ
３  車体部
４Ｆ  前輪
４Ｒ  後輪
１１  ピストンロッド
１２  後輪サスペンションメンバ
１３  後輪駆動用モータ
２１  操舵角センサ
２２  アクセル開度センサ
２３  ブレーキ開度センサ
２４  車輪速センサ
２５  車両前後／横加速度センサ
３１  車両走行状態検出部
３２  ヨー固有振動数算出部
３３  目標ホイルベース算出部
４１  車両前後／横加速度センサ
４２  ホイルベース値センサ
４３  車輪速センサ
５１  前後重量配分比対応マップ
５２  ヨー慣性モーメント対応マップ
５３  輪荷重算出部
５４  正規化コーナリングパワー算出部
５５  正規化ヨー慣性モーメント算出部
５６  車体速度算出部
５７  ヨー固有振動数算出部
【図１】
2010264940.tif 000008
【図２】
2010264940.tif 000009
【図３】
2010264940.tif 000010
【図４】
2010264940.tif 000011
【図５】
2010264940.tif 000012
【図６】
2010264940.tif 000013
【図７】
2010264940.tif 000014
【図８】
2010264940.tif 000015
【図９】
2010264940.tif 000016
【図１０】
2010264940.tif 000017
【図１１】
2010264940.tif 000018
【図１２】
2010264940.tif 000019
【図１３】
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