(57)【要約】【課題】横風を受けている場合に、その横風により生じるヨーモーメントを所望の大きさに制御することにより、車両の実挙動を目標挙動に近づける。【解決手段】車両が横風を受けている場合に、ヨーモーメントを横力で割った値である比率ｘの目標比率ｘ*を、実際の車両の挙動が目標挙動となる大きさに決定する。横風は、車両の形状で決まる着力点に作用するため、横風の強さに基づけば横風によって車両に作用する横風ヨーモーメントを取得することができる。そして、アクチュエータが、横風の強さと目標比率ｘ*とを掛けた値である目標ヨーモーメントから横風ヨーモーメントを引いた値である制御ヨーモーメントが付与されるように制御される。その結果、車両の実挙動を目標挙動に近づけることができる。【選択図】図６
2010274746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータを制御することにより車両のヨーモーメントを制御する車両制御装置であって、
ヨーモーメントを横力で割ることによって得られる比率の目標値である目標比率を取得する目標比率取得部と、
その目標比率取得部によって取得された前記目標比率に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、前記車両が横力を受けた場合の前記車両の実際の挙動である実挙動を運転者が要求する目標挙動に近づけるアクチュエータ制御部と
を含むことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記目標比率取得部が、前記目標比率を、前記車両が横力を受けた場合に、前記実挙動が前記目標挙動となる大きさに決定する挙動対応目標比率決定部を含む請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記目標比率取得部が、前記目標比率を、前記車両が横力を受けた場合の、前記車両のヨーレイトと横加速度との少なくとも一方の変化である応答が、前記アクチュエータの制御が行われない場合より小さくなる大きさに決定する応答対応目標比率決定部を含む請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ制御部が、(a)前記車両が受ける横力としての横風の強さを検出する横風検出部と、(b)前記アクチュエータによって前記車両に加えられるべきヨーモーメントである制御ヨーモーメントを、前記目標比率から横風着力点と車両の重心との間の距離を引いた値に、前記横風検出部によって検出された横風の強さを掛けた値として決定する制御ヨーモーメント決定部とを含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記横風検出部が、(a)前記車両の複数の車輪の各々に対応して設けられ、車輪と路面との間に実際に作用する横方向の力を検出するタイヤ横力検出部と、(b)前記車両の質量と横加速度との積である横方向の慣性力を取得する車両横方向慣性力取得部と、(c)その車両横方向慣性力取得部によって取得された横方向の慣性力から、前記タイヤ横力検出部によって検出された前記複数の車輪の各々に作用するタイヤ横力の和を引いた値を前記横風の強さとする横風演算部とを含む請求項４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記アクチュエータが、前記車両の右側部分に加えられる前後方向力である右側前後方向力と左側部分に加えられる前後方向力である左側前後方向力との差を制御可能なものであり、前記アクチュエータ制御部が、前記アクチュエータを制御することにより、前記右側前後方向力と左側部分前後方向力との差を制御する手段を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記アクチュエータが、前記車両の右側部分の空力特性である右側空力特性と左側部分の空力特性である左側空力特性との差を制御可能なものであり、前記アクチュエータ制御部が、前記アクチュエータを制御することにより、前記右側空力特性と前記左側空力特性との差を制御する手段を含む請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の実際の挙動が目標挙動となるようにアクチュエータを制御する車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、旋回走行中に、左側輪、右側輪のホイールインモータの制御により車両に生じるロールモーメントを抑制する車両制御装置が記載されている。特許文献１に記載の車両制御装置において、ホイールインモータの制御により左側輪、右側輪に加えられた駆動力や制動力は、サスペンションを介して車体に上下方向力として作用する。そのため、このホイールインモータの制御により車体に加えられる上下方向力と旋回時に生じるロールにより車体に加えられる上下方向力とが逆向きになるように、ホイールインモータが制御される。
特許文献２には、操舵補助力、操舵輪の舵角の制御と、ロール剛性の前後配分比、左右輪の制駆動力差の制御とを組み合わせて行われる車両制御装置が記載されている。特許文献２に記載の車両制御装置においては、ＣＣＤカメラにより検出された白線のデータに基づいて、白線に沿って走行させるための目標修正舵角と、目標ヨーモーメントとが求められる。(a)実質的に直進走行しており、かつ、目標ヨーモーメントの絶対値が設定値より小さい場合には、実際の転舵トルクが目標転舵トルクとなるようにパワーステアリング装置の補助操舵力が制御されるが、(b)目標ヨーモーメントの絶対値が設定値以上である場合には、実際の転舵トルクが目標転舵トルクとなるようにパワーステアリング装置の補助操舵力が制御されるとともに、左右制動力差が目標制動力差となるように左右制動力制御装置が制御される。また、(c)旋回走行状態にあり、良路である場合には、実際のロール剛性配分が目標ロール剛性配分に近づくようにアクティブスタビライザ装置が制御される。
特許文献３には、車両の右側と左側とで、空力特性を異ならせることにより、車両のヨーモーメントを制御する車両制御装置が記載されている。特許文献３に記載の車両制御装置においては、フロントバンパの左側部分と右側部分とが、それぞれ、突出位置と退避位置とに切り替え可能とされており、それにより、左側部分と、右側部分との空力特性が変更され、車両のヨーモーメントが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３１２１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１６０９９８号公報
【特許文献３】特開２００８−６２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、横力を受けた場合に、アクチュエータを制御することにより、車両の実際の挙動を目標挙動に近づけることである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００５】
請求項１に車両制御装置は、アクチュエータを制御することにより車両のヨーモーメントを制御する車両制御装置であって、(a)ヨーモーメントを横力で割ることによって得られる比率の目標値である目標比率を取得する目標比率取得部と、(b)その目標比率取得部によって取得された前記目標比率に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、前記車両が横力を受けている場合の、その車両の実際の挙動である実挙動を運転者が要求する目標挙動とするアクチュエータ制御部とを含むものとされる。
車両が横力を受けている場合に、ヨーモーメントを横力で割ることによって得られる比率に基づいてアクチュエータを制御すれば、車両の実際の挙動を良好に運転者の要求する目標挙動に近づけることができる。
例えば、目標比率を、車両の実挙動が目標挙動となる大きさに決定し、その目標比率に基づいてアクチュエータを制御した場合に、そのアクチュエータによる制御ヨーモーメントと、横力による横力ヨーモーメントとが車両に加えられることによって、目標挙動が実現されるようにすることができる。
具体的に、横力が横風である場合において、横風が車両の重心から目標比率だけ隔たった点に作用したと仮定した場合に、車両の挙動が目標挙動となる大きさに決定することができる。一方、横風は車両の形状等で決まる横力着力点に等価的に作用し、車両に横風ヨーモーメントを付与する。したがって、この横風が目標比率で決まる点に作用したと仮定した場合の目標ヨーモーメントから実際の横風ヨーモーメントを引いたヨーモーメントがアクチュエータによって加えられるようにすれば、横力を受けた場合の車両の実際の挙動を目標挙動とすることができる。
このように、目標比率に基づけば、フィードフォワード制御により、車両の挙動を目標挙動に近づけることが可能となるのであり、フィードバック制御を行う必要性が低くなる。
目標比率は、横力が作用する点と車両の重心（ヨーモーメントの中心点）との間の距離に対応するが、距離は、車両自体から外れた大きさとすることもできる。
【特許請求可能な発明】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組を、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
(１)アクチュエータを制御することにより車両のヨーモーメントを制御する車両制御装置であって、
ヨーモーメントを横力で割ることによって得られる比率の目標値である目標比率を取得する目標比率取得部と、
その目標比率取得部によって取得された前記目標比率に基づいて前記アクチュエータを制御することにより、前記車両が横力を受けている場合の、前記車両の実際の挙動である実挙動を運転者の要求する目標挙動とするアクチュエータ制御部と
を含むことを特徴とする車両制御装置。
(２)前記アクチュエータ制御部が、前記目標比率を、前記車両が横力を受けた場合に、前記実挙動が前記目標挙動となる大きさに決定する挙動対応目標比率決定部を含む(1)項に記載の車両制御装置。
(３)前記アクチュエータ制御部が、前記目標比率を、前記車両が横力を受けた場合の、前記車両のヨーレイトと横加速度との少なくとも一方の変化である応答が、前記アクチュエータの制御が行われない場合より小さくなる大きさに決定する応答対応目標比率決定部を含む(1)項または(2)項に記載の車両制御装置。
目標挙動は、運転者が要求する目標平面挙動、目標ロール挙動、目標操舵特性が得られる挙動等とすることができる。
例えば、車両が横力を受けている場合に、目標挙動を、「ステアリングホイールの操舵修正を行わなくても車両が直進する（ヨーレイトの定常値が０である）挙動」、「ステアリングホイールの操舵量（０または０以外の大きさ）を一定に保持した場合のヨーレイトや横加速度の収まりがよくなる（ダンピングが最良となる）挙動」、「ステアリングホイールの操舵量を一定に保持した場合であってもロール角が０となる挙動」、「ステアリングホイールの操舵量を一定に保持した場合であってもロール角の収まりがよくなる挙動」、「ステアリングホイールから手を離しても、ロール角の収まりがよくなる挙動」、「ステアリングホイールから手を離しても車両が直進する（ヨーレイトの定常値が０である）挙動」、「ステアリングホイールの操舵量を一定に保持した場合に操舵トルクが０となる挙動」、「ステアリングホイールの操舵量が一定に保持した場合に操舵トルクの収まりがよくなる挙動」、「ステアリングホイールから手を離しても車両に作用する横加速度が０となる挙動」、「ステアリングホイールから手を離しても横加速度の収まりがよくなる挙動」等とすることができる。
収まりがよい、あるいは、ダンピングが最良になる挙動とは、例えば、定常値を１とした場合の過渡応答時の変化量が最も小さくなる挙動とすることができる。
(４)前記アクチュエータ制御部が、前記目標比率を、車両のモデルに基づいて決定するモデル対応目標比率決定部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
モデルは２自由度のモデルあるいは３自由度のモデルとすることができ、モデルに基づいて、目標比率について運動方程式を作成して解けば、目標比率を取得することができる。
(５)前記アクチュエータ制御部が、(a)前記車両が受ける横力としての横風の強さを検出する横風検出部と、(b)前記アクチュエータによって前記車両に加えられるヨーモーメントである制御ヨーモーメントを、前記目標比率ｘから着力点と車両の重心との間の距離ｙを引いた値（ｘ−ｙ）に、前記横風検出部によって検出された横風の強さＦｗを掛けた値｛Ｆｗ・（ｘ−ｙ）｝として決定する制御ヨーモーメント決定部とを含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
横風は車両の側面全体に作用するが、等価的に車両に作用する点を着力点と称し、車両の形状等により予め決まる。着力点は車両の重心から離れた点であるため、横風が着力点に作用することによってヨーモーメントが生じる。
(６)前記アクチュエータ制御部が、(a)前記車両が受ける横風の強さを検出する横風検出部と、(b)前記アクチュエータによって前記車両に加えられるヨーモーメントである制御ヨーモーメントＭdを、前記目標比率と前記横風検出部によって検出された横風の強さを掛けることによって得られる目標ヨーモーメントＭrefから前記横風に起因して前記車両に実際に加えられる横風ヨーモーメントＭwを引いた値（Ｍd＝Ｍref−Ｍw）として決定する制御ヨーモーメント決定部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
横風の強さに、目標比率から着力点と重心との間の距離を引いた値を掛けたヨーモーメントがアクチュエータによって加えられるようにすれば、車両の挙動を目標挙動とすることができる。
このように、目標比率が取得されれば、アクチュエータによる制御ヨーモーメントを決定する際の演算を容易にすることができるのであり、アクチュエータの制御を容易にすることができる。
(７)前記横風検出部が、(a)前記車両の複数の車輪の各々に対応して設けられ、車輪と路面との間に実際に作用する横方向の力を検出するタイヤ横力検出部と、(b)前記車両の質量と横加速度との積である横方向の慣性力を取得する車両横方向慣性力取得部と、(c)その車両横方向慣性力取得部によって取得された横方向の慣性力から、前記タイヤ横力検出部によって検出された前記複数の車輪の各々に作用するタイヤ横力の和を引いた値を前記横風の強さとする横風演算部とを含む(5)項または(6)項に記載の車両制御装置。
タイヤ横力と車両横方向慣性力とに基づけば、横風の強さを取得することができる。タイヤ横力は、例えば、車輪に設けられた作用力センサによって検出することができる。作用力センサは、路面から作用する力を受ける部材（例えば、タイヤ、ホイールのスポーク、車軸等）の歪みを検出するものとすることができ、これら部材の歪みに基づいてタイヤ横力を取得することができる。
(８)前記アクチュエータが、前記車両の右側部分に加えられる前後方向力である右側前後方向力と左側部分に加えられる前後方向力である左側前後方向力との差を制御可能なものであり、前記アクチュエータ制御部が、前記アクチュエータを制御することにより、前記右側前後方向力と前記左側前後方向力との差を制御する手段を含む(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
(９)前記アクチュエータが、前記車両の前輪側と後輪側との少なくとも一方の側の右側駆動輪と左側駆動輪とにそれぞれ設けられた駆動用モータであり、前記アクチュエータ制御部が、前記右側駆動輪に設けられた駆動用モータと前記左側駆動輪に設けられた駆動用モータとをそれぞれ制御する駆動用モータ制御部を含む(8)項に記載の車両制御装置。
例えば、アクチュエータは、(a)左右駆動輪に設けられた駆動用モータとすることができる。左右駆動輪に加えられる駆動力または回生制動力を制御することによって、左右駆動輪の駆動力差（制動力差）を制御して、ヨーモーメントを制御することができる。アクチュエータは、(b)左右輪に設けられた摩擦ブレーキとすることができる。左右輪に加えられるブレーキ力を制御することによって左右制動力差を制御することができる。アクチュエータは、(c)左右駆動輪と駆動源との間に設けられた駆動力配分機構（差動制限装置）とすることができる。左右駆動輪に配分される駆動力の比率を制御すれば、左右駆動輪の駆動力差を制御することができる。
(１０)前記アクチュエータが、前記車両の右側部分の空力特性である右側空力特性と左側部分の空力特性である左側空力特性との差を制御可能なものであり、前記アクチュエータ制御部が、前記アクチュエータを制御することにより、前記右側空力特性と前記左側空力特性との差を制御する手段を含む(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
アクチュエータは、例えば、車両のフロントバンパの右側部分と左側部分とに設けられ、右側部分の形状と左側部分の形状とをそれぞれ変更させるものとすることができる。車両の右側空力特性と左側空力特性と差を制御することにより車両に作用するヨーモーメントを制御することができる。
(１１)前記アクチュエータが、前記車両の後輪を転舵させる後輪転舵機構と、その後輪転舵機構を制御することにより前記車両に加えられるヨーモーメントを制御する手段とを含む(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の車両制御装置。
例えば、後輪を前輪と同相に転舵させれば、車両のヨーモーメントを小さくすることができ、逆相に転舵させれば、車両のヨーモーメントを大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例である車両制御装置が搭載された車両全体を概念的に示す図である。
【図２】上記車両制御装置の記憶部に記憶されたアクチュエータ制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３】上記車両が横風を受けた場合に、車両に作用する力を示す図（モデル）である。
【図４】上記車両に搭載され、車両制御装置によって制御される対象のアクチュエータを示す図である。
【図５】上記車両の平面運動を示す図（モデル）である。
【図６】目標挙動を運転者が要求する目標平面運動とした場合に、上記車両制御装置において取得された目標比率を表す図である。
【図７】上記車両制御装置によるアクチュエータの制御態様を模式的に示す図である。
【図８】ヨーレイトの横風に対する伝達関数を表すボード線図である。
【図９】上記伝達関数において、時定数と比率ｘとの関係を示す図である。
【図１０】上記ヨーレイトの横風に対する応答を表す図である。
【図１１】横加速度の横風に対する伝達関数において、時定数と比率ｘとの関係を示す図である。
【図１２】上記横加速度の横風に対する応答を表す図である。
【図１３】上記車両のロール挙動を示す図（モデル）である。
【図１４】目標挙動を目標ロール挙動とした場合に、上記車両制御装置において取得された目標比率を表す図である。
【図１５】上記車両のステアリングホイールの操舵角度を０で固定した場合のロール角の横風に対する応答を示す図である。
【図１６】上記車両のステアリングホイールから手を離した場合のロール角の横風に対する応答を示す図である。
【図１７】上記車両の操舵特性を示す図（モデル）である。
【図１８】操舵特性を目標特性とした場合に、上記車両制御装置において取得された目標比率を表す図である。
【図１９】操舵トルクの横風に対する伝達関数を表すボード線図である。
【図２０】上記伝達関数において、時定数と比率ｘとの関係を示す図である。
【図２１】操舵トルクの横風に対する応答を示す図である。
【図２２】上記アクチュエータとしての空力特性変更装置が搭載された車両を示す図である。
【図２３】上記空力特性変更装置の構造を概念的に示す図である。
【図２４】上記車両の空力特性を示す図である。
【図２５】上記車両制御装置の記憶部に記憶されたアクチュエータの作動量とヨーモーメント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、図面に基づいて本発明の一実施形態である車両制御装置について説明する。車両制御装置は、図１に示すように、車両１０に設けられたアクチュエータ１２を制御するものである。車両制御装置は、コンピュータを主体とするアクチュエータＥＣＵ１４等から構成され、実行部１６，記憶部１８，入出力部２０を含み、入出力部２０には、車両１０に作用する横加速度を検出する横Ｇセンサ３０，車両１０に作用するヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ３２，車両１０に作用するロールレイトを検出するロールレイトセンサ３４，車両１０の走行速度を検出する車速センサ３６，車両１０の前後左右の各車輪４１〜４３に設けられ、車輪４１〜４４のタイヤが路面から受ける横力（コーナリングフォース）をそれぞれ検出するタイヤ横力センサ４６，左右前輪４１，４２の舵角を検出する前輪舵角センサ４８等が接続されるとともに、アクチュエータ１２が接続されている。
タイヤ横力センサ４６は、車輪４１〜４４のタイヤ、ホイールのスポーク、車軸等に設けられた歪みセンサを含む。歪みセンサは、車輪に作用する横方向の力を検出可能な姿勢で設けられる。歪みセンサによる検出値に基づいてタイヤと路面との間の作用する横方向力が検出される。
アクチュエータ１２は、車両１０が横風を受けている場合に、車両１０の実際の挙動である実挙動が目標挙動に近づくように制御される。
【００１０】
アクチュエータ１２は、図２のフローチャートで表されるアクチュエータ制御プログラムの実行に従って制御される。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、車両１０が受ける横風の強さＦｗを求める。
図３に示すように、車両１０において、横方向に作用する力について、以下の式(1)が成立する。
ｍ・Ｇｙ＝ＣＦf＋ＣＦr＋Ｆw・・・(1)
車両１０には、前輪４１，４２、左右後輪４３，４４と路面との間に横方向の力（コーナリングフォースＣＦ）が作用するとともに横風が作用し、慣性力｛車両質量ｍと横加速度Ｇｙとの積（ｍ・Ｇｙ）｝と釣り合う。そして、各輪のタイヤに作用する横方向の力は、タイヤ横力センサ４６によって検出することができ、車両に作用する横加速度Ｇｙは、横Ｇセンサ３０により検出することができる。したがって、式(1)に検出値Ｇｙ、ＣＦf、ＣＦrを代入すれば、横風の強さＦｗを求めることができる。
なお、車両１０のモデルを、図３に示す２自由度のモデルとすれば、左右前輪４１，４２を１つの前輪とみなし、左右後輪４３，４４を１つの後輪とみなすことができる。
【００１１】
Ｓ２において、車両１０が横風を受けている場合の車両１０の実際の挙動が「目標挙動」となるための目標比率ｘ*が求められる。比率ｘは、ヨーモーメントを横力（横風の強さ）で割った値であり、車両１０の重心Ｇからの距離で表される。目標比率ｘ*は、仮に、横風が重心から目標比率ｘ*離れた位置に作用すれば、目標挙動を実現できる大きさである。このことから、車両に要求されるヨーモーメント（以下、目標ヨーモーメントＭrefと称する）は、横風の強さＦｗと目標比率ｘ*とを掛けた大きさとして取得することができる。
「目標挙動」は、例えば、「横風を受けても、操舵角を０で固定した状態で直進する」、「横風を受けても、操舵角を０で固定した状態でヨーレイトのダンピングが最良となる挙動」等が該当する。「目標挙動」は、例えば、予め定められた挙動としたり、運転者の図示しないスイッチの操作等により選択された挙動としたりすることができる。
Ｓ３において、横風により車両が受けるヨーモーメントＭｗ（以下、横風ヨーモーメントと称する）を求める。
横風ヨーモーメントＭｗは、車両１０が横風を受ける場合のその横風着力点と重心Ｇとの間の距離ｄｗと、横風の強さＦｗとの積で表われる。この横風着力点と重心との間の距離ｄｗは、車両１０の形状等で決まる値であり、既知である。
Ｍｗ＝Ｆｗ・ｄｗ
Ｓ４において、アクチュエータ１２により車両に加えられるヨーモーメント（以下、制御ヨーモーメントと称する）が、目標ヨーモーメントＭrefから横風ヨーモーメントＭｗを引いた制御ヨーモーメントＭｄとして、取得される。
Ｍｄ＝Ｍref−Ｍｗ
制御ヨーモーメントＭｄがアクチュエータ１２によって車両に加えられれば、車両１０には目標ヨーモーメントＭrefが加えられることになるのであり、目標挙動が実現される。
なお、目標ヨーモーメントＭrefを、式
Ｍref＝Ｆｗ・ｘ*
で表して、比率ｘ*を求めるようにすることができる。このようにすれば、アクチュエータ１２によって出力されるヨーモーメントＭｄは、式
Ｍｄ＝Ｆｗ・（ｘ*−ｄｗ）
に従って求めることが可能となる。すなわち、横風の強さＦｗと、比率ｘ*から距離ｄｗを引いた値（ｘ*−ｄｗ）との積として制御ヨーモーメントを取得できるのである。
Ｓ５において、車両に制御ヨーモーメントＭｄが加えられるようにアクチュエータ１２が制御される。
このように、本実施例においては、フィードフォワード制御が行われるのであり、フィードバック制御が行われることがない。換言すれば、目標比率ｘ*を設定すればよく、フィードバック制御を行わなくても、車両の挙動を目標挙動とすることができる。
【００１２】
アクチュエータ１２は、図４に示すように、(a)駆動輪としての左右後輪４３，４４に設けられたホイールインモータ６０，６２と、ホイールインモータ６０，６２と電源（例えば、蓄電装置）６３との間に設けられ、ホイールインモータ６０，６２への供給電流を制御可能なインバータを備えた駆動回路６４，６６とを含む駆動力差制御アクチュエータ６８としたり、(b)車両の駆動源７０と左右駆動輪４３，４４との間に設けられた差動制限装置７２と、差動制限装置７２の液圧を制御する液圧制御機構７４とを含む駆動力分配アクチュエータ７６としたり、(c)前輪側と後輪側との少なくとも一方の左側輪と右側輪とに設けられた摩擦ブレーキ８０，８２と、摩擦ブレーキ８０，８２のブレーキ力をそれぞれ制御可能な押付力制御機構８４，８６とを含む制動力差制御アクチュエータ８８としたり、(d)フロントバンパの右側部分と左側部分とにそれぞれ設けられた空力特性変更装置９０，９２を含む空力特性差制御アクチュエータ９４としたりすることができる。
(a)の場合において、ホイールインモータ６０，６２の駆動力がそれぞれ制御されることにより、左右後輪４３，４４の駆動力差が制御され、制御ヨーモーメントが制御される。
(b)の場合において、差動制限装置７６の制御により左右駆動輪４３，４４に分配される駆動力比が制御され、制御ヨーモーメントが制御される。
(c)の場合において、摩擦ブレーキ８０，８２のブレーキ力をそれぞれ制御することにより、左右制動力差が制御され制御ヨーモーメントが制御される。
(d)の場合において、空力特性変更装置９０，９２の制御により、左右の空力特性の差が制御され、制御ヨーモーメントが制御される。
以下の各実施例において、「目標挙動」、「目標比率ｘ*」について説明する。また、実施例１〜実施例３においては、アクチュエータが駆動力差制御アクチュエータ６８である場合について説明し、実施例４においては、空力特性差制御アクチュエータ９４である場合について説明する。
【実施例１】
【００１３】
【表１】
2010274746.tif 000003
【００１４】
＝車両が横風を受けた場合の車両の平面運動について＝
図５に示すように２自由度のモデルを想定した場合、表１に示すように、車両における横方向の力の釣り合いについて式(2)が成立し、モーメントの釣り合いについて式(3)が成立する。式(2)は、上記式(1)と同様の式であるが、式(2)は、式(1)において、前輪コーナリングフォースＣＦf、後輪コーナリングフォースＣＦrをそれぞれ、正規化した前輪、後輪コーナリングパワーＣf、Ｃr、車両の走行速度Ｖ、車両重心点の横すべり角β等を用いて表した式である。
具体的には、前輪コーナリングフォースＣＦf、後輪コーナリングフォースＣＦrは、それぞれ、前輪コーナリングパワー（正規化していない値）Ｋf、Ｋr、前輪、後輪の横すべり角αf、αrとした場合に、式
ＣＦf＝Ｋf・αf
ＣＦr＝Ｋr・αr
で表すことができる。
上式において、前輪、後輪のコーナリングパワーＫf，Ｋrを車両質量ｍに対して正規化した値Ｃf、Ｃrを用いて、前輪車軸、後輪車輪と重心との間の距離Ｌf、Ｌr｛（Ｌf＋Ｌr）はホイールベースＬとなる｝とした場合、
ＣＦf＝Ｃf・αf・ｍｇＬr／Ｌ
ＣＦr＝Ｃr・αr・ｍｇＬf／Ｌ
で表すことができる。
上式において、前輪、後輪の横すべり角αf、αrは、それぞれ、前輪舵角δf、後輪舵角δrおよび前輪、後輪のそれぞれの位置における車体横すべり角βf、βrとした場合に、式
αf＝δf−βf
αr＝δr−βr
で表すことができる。また、前輪、後輪のそれぞれの位置における車体横すべり角βf、βrは、それぞれ、車両の重心Ｇにおける横すべり角β、ヨーレイトγとした場合に、
βf＝β＋Ｌf・γ／Ｖ
βr＝β−Ｌr・γ／Ｖ
で表すことができる。以上のことから、前輪、後輪コーナリングフォースＣＦf，Ｃｆrは、
ＣＦf＝Ｃf・｛δf−（β＋Ｌf・γ／Ｖ）｝・ｍｇＬr／Ｌ
ＣＦf＝Ｃr・｛δr−（β−Ｌr・γ／Ｖ）｝・ｍｇＬf／Ｌ
で表すことができる。ここで、前輪、後輪舵角δf，δrを０とすると、
ＣＦf＝−Ｃf・（β＋Ｌf・γ／Ｖ）・ｍｇＬr／Ｌ
ＣＦr＝−Ｃr・（β−Ｌr・γ／Ｖ）・ｍｇＬf／Ｌ
となる。これを式(1)に代入すれば、表１に示す(2)式が得られる。
【００１５】
一方、車両１０の重心Ｇの周りのヨーモーメントの釣り合いについて式
Ｉｚ・γ′＝ＣＦf・Ｌf−ＣＦr・Ｌｒ＋Ｆｗ・ｄｗ・・・(3a)
が成立する。「′」は微分値であることを表す。ヨーモーメントを求める場合の重心Ｇからの距離を車両の前方へ向かって正の値としたため、後輪コーナリングフォースＣＦrによるヨーモーメントを表す項に（−）が付されるのである。Ｉｚは、車両のヨー慣性モーメントである。
(3a)式において、前輪、後輪のコーナリングフォースＣＦf，ＣＦrに上述の値を代入して、ｄｗをｘとすると、表１に示す(3)式が得られる。
以下、車両の実挙動が、「目標挙動」となるようにｘの値が求め、制御モーメントＭｄを求める場合について具体的に説明する。
【００１６】
(2)式、(3)式をラプラス変換して、整理すれば、横風Ｆｗに対するヨーレイトγ、横すべり角βの伝達関数の式(4)が得られる。式(4)において、行列式ｄｅｔは式(5)で表すことができる。また、式(4)において、ＬNSPはニュートラルステアポイントの重心Ｇからの距離であり、
ＬNSP＝（Ｃf−Ｃr）ＬfＬr／（ＣfＬr＋ＣrＬf）
で表される。ニュートラルステアポイントとは、直進状態にある車両に、何らかの原因で、重心スリップ角βが生じた場合、それによる進行方向のずれをなくすためのモーメントが生じるが、このモーメントを生じさせる横力の着力点をいう。ニュートラルステアポイントは、車両の重心Ｇより後輪側にあるのが普通である。
ＩNZは、車両のヨー慣性モーメントＩZを下式に示すように正規化した値（車両質量ｍとＬfＬrとで正規化した値）である。
ＩNZ＝Ｉz／（ｍＬfＬr）
【００１７】
１．「目標挙動」を、操舵部材としてのステアリングホイールの操舵角を０で固定した状態で、ヨーレイトの定常値が０となる挙動とした場合、すなわち、車両１０が横風が受けているにも係わらずステアリングホイールの操舵を修正しなくても、車両が直進する挙動とした場合
(4)式、(5)式から、横風を受けた場合のヨーレイトの応答は、式(6)で表すことができる。
γ(s)／Ｆｗ(s)＝−｛（ＣfＬr＋ＣrＬf）（ｘ−ＬNSP）ｇ／Ｌ＋Ｖｘｓ｝／（ｄｅｔ・ｍＬfＬr）・・・(6)
なお、式(6)においてｄｅｔがｓの二次式で表されるため、分母（ｄｅｔ・ｍＬfＬr）は、特性方程式を用いて、
ＶＩNZｍＬfＬr（ｓ2＋２ζ・ωｎ・ｓ＋ωｎ2）
で表すことができる。
上述の式(6)に、定常状態においてヨーレイトが０となるための条件（ｓ＝０においてγ＝０となる）を代入すれば、
ｘ＝ＬNSP・・・(7)
が得られる。
すなわち、目標比率ｘ*がＬNSPとして取得される（ｘ*＝ＬNSP）。
なお、実施例１において取得された目標比率ｘ*は図６にまとめて示す。
【００１８】
また、制御モーメントＭｄは、
Ｍｄ＝Ｆｗ（ｘ*−ｄｗ）
として求めることができる。
駆動力差制御アクチュエータ６８によって制御モーメントＭｄが付与されるのであるが、車両１０には制御ヨーモーメントＭｄと横風ヨーモーメントＭｗとが加えられて、目標ヨーモーメントＭrefが加えられることになる。横風Ｆｗを受けている場合であっても、ステアリングホイールの操舵角を０に固定した状態で、車両１０を直進させることが可能となる。
制御ヨーモーメントＭｄが、例えば、図７に示すように、左方向のモーメントである場合に、左右駆動輪４３，４４の駆動力差ＦM、車両１０のトレッドｂとした場合に、式
Ｍｄ＝ＦM・ｂ
ＦM＝Ｍｄ／ｂ
が成立する。左後輪４３に駆動力（ＦML＝−Ｍｄ／ｂ）が付与され、右後輪４４に駆動力（ＦMR＝Ｍｄ／ｂ）が付与されれば、制御ヨーモーメントＭｄが付与されることになる。換言すれば、左駆動輪４３，右駆動輪４４の各々のヨーモーメント制御用の目標値は、それぞれ、−Ｍｄ／ｂ、Ｍｄ／ｂとされる。
一方、車両１０の駆動用の目標値はアクセル開度、車速等に基づいて決まり、左駆動輪４３，右駆動輪４４について、それぞれ、ＦDL、ＦDRとされる。
したがって、左右駆動輪４３，４４のホイールインモータ６０，６２によって出力される最終的な駆動力の目標値（目標駆動力）は、それぞれ、
ＦRref＝ＦDR＋ＦMR＝ＦDR＋Ｍｄ／ｂ
ＦLref＝ＦDL＋ＦML＝ＦDL−Ｍｄ／ｂ
となる。
ホイールインモータ６０，６２に接続されたインバータ６４，６６に、左右駆動輪４３，４４の目標駆動力ＦRref，ＦLrefがそれぞれ出力される。ホイールインモータ６０，６２は、それぞれ、インバータ６４，６６により、目標駆動力ＦRref，ＦLrefが得られるように制御される。
【００１９】
２．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角を０で固定した状態でヨーレイトのダンピングが最良となる挙動とした場合（ヨーレイトの共振周波数のゲインが最も小さくなる挙動とした場合）
式(6)は、伝達関数を使うと、
γ(s)／Ｆｗ(s)＝Ｇ(0)（１＋Ｔｓ）／｛１＋２（ζ／ωｎ）・ｓ＋ｓ2／ωｎ2｝・・・(7)
で表される。
この伝達関数のボード線図は、図８(a)、(b)に示す２つのボード線図（模式的に概略を示した）を合わせたものとなるが、図８(c) の［１］の場合と［２］の場合とを比較すると明らかなように、１／Ｔの値が、共振周波数ωｎより大きい場合に、ゲインを小さくできることがわかる。実際のボード線図に基づいて検討すると、１／Ｔが大きくなるほど共振周波数ωｎの場合のゲインを小さくすることができるのであり、１／Ｔが無限大、すなわち、Ｔ＝０（γの時定数が０）の場合に、ダンピングが最良となる。また、ヨーレイトγの時定数と比率ｘとの間には、図９に示す関係が成立することから、時定数が０の場合に比率ｘが０となることがわかる。目標比率ｘ*が０とされるのである。
制御モーメントＭｄは、
Ｍｄ＝Ｆｗ・（０−ｄｗ）
とされ、上述の場合と同様に、左後輪４３，右後輪４４の各々について目標駆動力ＦRref，ＦLrefが取得され、目標駆動力が得られるようにインバータ６４，６６によりホイールインモータ６０，６２が制御される。
【００２０】
なお、図１０(a)、(b)には、シミュレーションによって得られた、横力（横風）が比率ｘの点に入力された場合のヨーレイトγのステップ応答を示す。
図１０(a)は、ヨーレイトの時間に対する変化（応答）を示し、図１０(b) は初期値を０，定常値を１とした場合の応答（以下、定常値で正規化した応答と称する）を示す。比率ｘが０（重心点）である場合に、ヨーレイトの定常値の値が小さく、かつ、ヨーレイトの定常値に達するまでの変化（過渡応答特性）が最も緩やかであることがわかる。また、図１０(a)から、比率ｘがＬNSPの場合に、ヨーレイトの定常値が０となることが明らかである。
このように、シミュレーションの結果に基づいて目標比率ｘ*を取得することもできる（ｘ*＝０）。
【００２１】
【表２】
2010274746.tif 000004
【００２２】
３．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角が０で固定されている状態で、横加速度Ｇｙの定常値が０となる挙動とした場合
横加速度Ｇｙは、式
Ｇｙ＝Ｖ・（γ＋β′）
で表すことができるため、横加速度の横風入力に対する伝達関数は、式
Ｇｙ(s)／Ｆｗ(s)＝Ｖ・｛γ(s)／Ｆｗ(s)＋β(s)′／Ｆｗ(s)｝
＝Ｖ・｛γ(s)／Ｆｗ(s)＋β(s)・ｓ／Ｆｗ(s)｝
で表すことができる。具体的に、上式に、式(4)、(5)を代入すると、表２に示す式(8a)が得られる。
式(8a)において、ｓ＝０、Ｇｙ(s)＝０を代入すると、表２の式(9)が得られ、(9)式をｘについて解くと、
ｘ＝ＬNSP
が得られる。目標比率ｘ*がＬNSPとして取得されるのである。
【００２３】
４．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角が０で固定されている状態で横加速度Ｇｙのダンピングが最良となる挙動とした場合
横加速度の横風入力に対する伝達関数は、表２の式(8b)に示すように、定数と２次遅れ系との和で表すことができる。そして、横加速度Ｇｙの横風に対するダンピングが最良になるのは、式(8b)において二次遅れ系の時定数が０である場合である。二次遅れ系の時定数ＴGyは、表２の式(10)で表すことができ、(10)式において時定数ＴGyを０として比率ｘについて解くと、
ｘ＝ＩNZ（ＣfＬr＋ＣrＬf）／（Ｃr−Ｃf）・・・(11)
が得られる。
目標比率ｘ*がＩNZ（ＣfＬr＋ＣrＬf）／（Ｃr−Ｃf）として取得されるのである。
【００２４】
このことは、図１１（時定数ＴGyと比率ｘとの関係を示す）からも明らかである。この値は、図６に示すように、車両１０の重心Ｇから前輪車軸よりさらに前方までの距離（車両１０から外れた点までの距離）となる。
また、図１２に、シミュレーションによって得られた、横風がそれぞれ比率ｘの位置に作用した場合の、横加速度Ｇｙの応答（ステップ応答）を示す。
図１２(a)は横加速度の変化を示し、図１２(b)は初期値を０とした場合の横加速度の変化量を示し、図１２(c)は定常値で正規化した横加速度の応答を示す。
図１２(a)から、比率ｘがＬNSPである場合に、定常値が０となることがわかる。
図１２(a)、(b)、(c)において、ｘ＝３．５３８（ダンピングbest）で表される距離が、式(11)により得られた値ｘ*であり、図１２(a)、(b)、(c)から、比率ｘがダンピングbestとした場合に、横加速度の定常値で正規化した場合の過渡特性が最も良好に（変化量が最も小さく）なることがわかる。
【実施例２】
【００２５】
【表３】
2010274746.tif 000005
【００２６】
＝車両が横風を受けた場合の車両のロール挙動について＝
車両１０が横風を受けた場合の横方向の力の釣り合い、重心周りのヨーモーメントの釣り合いについては、表３に示すように、上述の式(2)、(3)と同様の式(20)、(21)が成立する。
ｍＶ（γ＋β′）＝ＣＦf＋ＣＦr＋Ｆｗ・・・(20)
Ｉｚ・γ′＝ＣＦf・Ｌｆ−ＣＦr・Ｌｒ＋Ｆｗ・ｘ・・・(21)
ただし、コーナリングフォースＣＦf，ＣＦrは、それぞれ、式
ＣＦf＝−ｍｇＬrＣf（β＋Ｌfγ／Ｖ＋ｈfφ′／Ｖ）／Ｌ・・・(22)
ＣＦr＝−ｍｇＬfＣr（β−Ｌrγ／Ｖ＋ｈrφ′／Ｖ）／Ｌ・・・(23)
で表される。φはロール角（φ′はロールレイト）であり、ｈf、ｈrは前輪車軸、後輪車軸におけるロールセンタと重心との間の距離であり、ｈfφ′／Ｖ、ｈrφ′／Ｖは、それぞれ、ロール挙動に起因してタイヤに加えられる横力である。
また、重心周りのロールモーメントの釣り合いについて、式
Ｉxφ″＋Ｃxφ′＋Ｋxφ＝ｍｇｈφ−ｈf・ＣＦf−ｈr・ＣＦr＋Ｆｗ・ｈw・・・(24)
が成立する。
(24)式において、「″」は２階微分値を表す。また、添え字ｘは、ロールセンタ周り（瞬間的なロール回転中心）に対する物理量であることを表し、Ｉxは車両のロール慣性モーメントであり、Ｃxはロール減衰であり、Ｋxはロール剛性である。ｈｗは、横風着力点と重心との間の高さの差である。
なお、ロール角φは、ロールセンタ周りの角度であるが、車体は剛体であるため、重心周りのロール角φと同じであるとみなすことができる。また、コーナリングフォースＣＦf、ＣＦrは、路面とタイヤとの間に作用する力であるが、サスペンションを介して車体に作用するのであり、ロール時にはロールセンタに作用する。車両重量ｍｇについても同様に、ロール時には車体のロールセンタに作用すると考えることができる。このように、ロール時には、重心、コーナリングフォースがロールセンタに作用すると考えることができるため、重心周りのロールモーメントを取得する際に、重心とロールセンタとの間の高さの差が用いられるのである。
さらに、(20)式、(21)式、(24)式をラプラス変換して求められる横風Ｆｗに対する伝達関数は、表３の(25)式となる。
【００２７】
１．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角を０として固定した状態で、ロール角の定常値が０となる挙動とした場合
図１３に示すように、ロールセンタ周りのロールモーメントの釣り合いを考えると、式
Ｉxφ″＋Ｃｘφ′＋Ｋxφ＝ｍｇｈφ＋mＶγｈ−Ｆｗ・ｈｗ′・・・(26)
が得られる。ｍＶγは、車両１０に作用する遠心力である。ｈｗ′は、ロールセンタから横風着力点までの高さであり、ｈφは、重心とロールセンタとの間の幅方向の距離の近似値である。
また、(26)式において、定常状態における釣り合いを考えると｛ロール角の微分値、２回微分値を０とする（φ″＝０、φ′＝０）｝、ロールセンタ周りのロールモーメントの釣り合いの式
Ｋxφ＝ｍｇｈφ＋mＶγｈ−Ｆｗ・ｈｗ′・・・(27)
が得られ、この(27)式をロール角φについて解くと、式
φ＝（ｍＶγｈ−Ｆｗｈｗ′）／（Ｋx−ｍｇｈ）・・・(28)
が得られる。
一方、ロール角φの定常値が０であることから、表３の式(25)の[γ(s)／Ｆｗ(s)｝においてｓ＝０とした場合のヨーレイトγを求めると、式
γ＝Ｖ・（ＣfＬr＋ＣrＬf）・（ｘ−ＬNSP）・Ｆｗ／｛（１＋ＫhＶ2）ＣfＣrＬfＬrＬｍｇ｝・・・(29）
が得られる（式(4)、(5)から求めることができる）。ここで、Ｋhは、
Ｋh＝（Ｃr−Ｃf）／（ＣfＣrＬｇ）
で表される値である。
(29)式を(28)式に代入すると、
φ＝［Ｖ2ｈ（ＣfＬr＋ＣrＬf）・（ｘ−ＬNSP）／｛（１＋ＫhＶ2）ＣfＣrＬfＬrＬｇ｝−ｈｗ′］Ｆｗ／（Ｋx−ｍｇｈ）・・・(30)
が得られる。
(30)式においてφ＝０として、比率ｘについて解けば、
ｘ＝ＬNSP＋ｇＬＣfＣrＬfＬrｈｗ′（１＋ＫhＶ2）／｛ｈＶ2（ＣfＬr＋ＣrＬf）｝・・・(31)
が得られる。このように、目標比率ｘ*を求めることができる。
(31)式に示すように目標比率ｘ*は、車両の走行速度Ｖで決まる値であるが、図１４に示すように、重心から大きく離れていない値となる。
また、実施例１における場合と同様に、制御モーメントＭｄを、式
Ｍｄ＝Ｆｗ（ｘ*−ｄｗ）
に従って取得することができ、制御モーメントＭｄが得られるように、駆動力差制御アクチュエータ６８が制御される。
【００２８】
２．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角を０で固定した状態でロール角のダンピングを最良にする挙動とした場合（ロール角のゲインを最も小さくできる挙動とした場合）
シミュレーションにより得られた、ロール角φのステップ応答を図１５に示す。図１５(b)には、定常値で正規化したロール角φの応答を示す。図１５(b)から、比率ｘが重心から前輪車軸までの間の距離Ｌｆ近傍の値の場合に、過渡的な変化を最も穏やか（変化量が最も小さい）になり、ダンピングを最良にできることがわかる。この結果から、目標比率ｘ*は、（ｘ*＝Ｌｆ）として取得される。
【００２９】
３．「目標挙動」を、ステアリングホイールから手を離した状態（ステアリングホイールに操舵力が加えられていない状態）で、ロール角のダンピングを最良にする挙動とした場合
図１６(a)、(b)に、シミュレーションで得られたロール角φのステップ応答を示す。図１６(b)は、定常値で正規化したロール角の応答を示す。図１６(b) から比率ｘが０．５ｍ（重心から前方へ０．５ｍ）である場合に、過渡的な変化が最も緩やかとなり、ロール角のダンピングが最良になることがわかる。このことから、目標比率ｘ*が、
ｘ*＝０．５
として取得される。
なお、これら２．３．の場合においては、シミュレーションの結果に基づいて目標比率ｘ*が決定されたが、目標比率ｘ*は、車両の諸元、車速で決まるため、車両、車速が変われば、変わる値である。したがって、例えば、車両毎（車種で同じ場合には車種毎）に、車速と目標比率ｘ*との関係を予め取得して、テーブル化して記憶させておけば、目標比率ｘ*を取得することができる。テーブルを利用して目標比率が決定されるようにすれば、演算によって取得される場合（例えば、演算式が複雑である場合）より、容易に取得できることもある。
【実施例３】
【００３０】
【表４】
2010274746.tif 000006
【００３１】
＝車両が横風を受けた場合の操舵特性について＝
実施例１において、式(2)、(3)を取得する際に、前輪舵角δｆ、後輪舵角δｒを０としたが、実施例３においては、後輪舵角δｒが０で、前輪舵角δｆが０でない場合（δｆ＝δ）について考える。それにより、表４に示すように式(2)、(3)に対応する式(32)、(33)が得られる。なお、以下の式において、前輪舵角δｆを単にδとする。
一方、前輪のキングピン軸周りのモーメントを考えると、式
Ｉｓδ″＝Ｔｓ−Ｃｓδ′＋ＣＦf・ξ・・・(34)
ＣＦf＝−ｍｇＬrＣf／Ｌ・（β＋Ｌfγ／Ｖ−δ）
が成立する。
【００３２】
上式において、図１７に示すように、Ｉｓはキングピン軸周りの慣性モーメントであり、Ｔｓはキングピン軸周りに加えられるトルクであり、Ｃｓはキングピン軸周りの減衰係数であり、ξはキャスタトレールｒτとニューマチックトレールｅとの和である。キャスタトレールｒτとは、キングピン軸と車輪の回転中心を通る鉛直線とがそれぞれ路面と交差する点の間の、車両の前後方向の距離をいい、ニューマチックトレールｅとは、セルフアライニングトルク（旋回中に直進状態に戻ろうとしてタイヤに路面から作用する）が作用する点の車輪の中心からの距離である。このことから、コーナリングフォースＣＦfによりキングピン軸周りに作用するトルク（路面からタイヤに加えられる復元トルク）Ｔｍは、ＣＦf・ξとなる（Ｔｍ＝ＣＦf・ξ）ことがわかる。
一方、キングピン軸周りにステアリング機構から加えられるトルク（運転者によって加えられるトルクに起因するため操舵トルクと称する）Ｔｓと、路面から加えられる復元トルクＴｍとの和（Ｔｓ＋Ｔｍ）と、キングピン軸周りに加えられるトルク（Ｉｓδ″＋Ｃｓδ′）とは同じである。このことから、(34)式が得られる。
また、式(32)、(33)、(34)についてラプラス変換して、整理すると、ステップ応答の式(35)が得られる。
【００３３】
１番目に、目標挙動を、ステアリングホイールの操舵角が０である場合の種々の挙動とした場合について考える。
ステアリングホイールの操舵角が０である場合には前輪舵角δが０となるため、式(32)、(33)において、前輪舵角δを０とすることができる。これらをラプラス変換して得られた伝達関数の式は、実施例１における式(4)、(5)と同じ式となる。
また、(34)式において前輪舵角δを０として、ラプラス変換すると、伝達関数の式、
Ｔｓ(s)／Ｆｗ(s)＝ｍｇＬrＣf（β(s)＋Ｌfγ(s)／Ｖ）ξ／（Ｆｗ(s)・Ｌ）・・・(36)
が得られる。この(36)式に、(4)式を代入すると、表４に示す(37)式が得られる。
【００３４】
１−i．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角を０で固定した状態で、操舵トルクＴｓの定常値が０となる挙動とした場合
(37)式に、操舵トルクの定常値が０となる条件（ｓ＝０、Ｔｓ＝０）を代入すると、式
ｇＣr（１＋ｘ／Ｌr）／ｍＶ−ｘＶ／ｍＬfＬr＝０・・・(39)
が得られる。この式を比率ｘについて解けば、
ｘ＝ｇＣrＬfＬr／（Ｖ2−ｇＣrＬf）
が得られる。目標比率ｘ*を、
ｘ*＝ｇＣrＬfＬr／（Ｖ2−ｇＣrＬf）
として取得することができるのである。
図１８に示すように、比率ｘ*は走行速度Ｖで決まる値となるが、重心と前輪車軸までの間の距離Ｌfに近い値になると考えられる。
１−ii．「目標挙動」を、ステアリングホイールの操舵角を０として固定した状態で、操舵トルクＴｓのダンピングが最良となる挙動とした場合
横風入力に対する操舵トルクの伝達関数を求めると、式
Ｔｓ(s)／Ｆｗ(s)＝Ｇ(0)（１＋Ｔｓ）／（１＋２ξ／ωｎ・ｓ＋ｓ2／ωｎ2）
が得られ、ボード線図を描くと、図１９に示すようになる。実施例１における場合（図８に示す場合）と同様となり、操舵トルクの時定数が０（Ｔ＝０）の場合に、操舵トルクのダンピングが最もよくなることがわかる。
一方、時定数ＴTSは、(37)式から、式
ＴTS＝−（ＩNZ＋ｘ／Ｌr）／｛ｇＣr（１＋ｘ／Ｌr）／Ｖ−ｘＶ／（ＬfＬr）｝
で表すことができ、この式において、時定数ＴTSを０として、比率ｘについて解けば、
ｘ＝−ＩNZＬr
が得られ、目標比率ｘ*を、（−ＩNZＬr）として取得することができる。
一方、操舵トルクの時定数ＴTSと比率ｘとの間の関係は、図２０に示すことができ、この図から、時定数ＴTSが０の場合の比率ｘを取得することができる（ｘ＝−ＩNZＬr）。
なお、図２１(a)、(b)には、シミュレーションで得られた操舵トルクのステップ応答を示す。図２１(a)は、時間に対する操舵トルクの応答を示し、図２１(b) は定常値で正規化した場合の操舵トルクの応答を示す。比率ｘが−ＩNZＬrである場合（図２１(a)、(b)においてダンピングベストと記載）に、操舵トルクの過渡的な変化が最も緩やかであることがわかる。このように、演算により取得しても、シミュレーションにより取得しても同じ結果が得られる。
【００３５】
２番目に目標挙動を、ステアリングホイールの操舵角を修正後固定した場合の種々の挙動とする場合について考える。
ステアリングホイールの操舵角を修正後一定に保った場合には、前輪舵角δは一定の値（定数）となるため、式(32)、(33)を、ラプラス変換して得られたステップ応答の式は、表４に示す式(38)のようになる。しかし、式(38)の右辺第２項Ｚは定数項であるため、過渡応答には影響がない。
２−i．「目標挙動」を、ヨーレイトの定常値が０となるようにステアリングホイールの操舵を修正して、その角度を保持した状態で、操舵トルクの定常値が０となる挙動とした場合
操舵トルクの定常値が０である場合には前輪コーナリングフォースが０となる（ＣＦf＝０）。そのため、式
ｍｇＬrＣf（β＋Ｌfγ／Ｖ−δ）／Ｌ＝０・・・(40)
が成立する。
また、(32)、(33)式において、前輪コーナリングフォースを０，定常時ヨーレイトを０（ヨーレイトの微分値、２階微分値が０）とした場合には、式
０＝−ｍｇＬfＣr（β−Ｌrγ／Ｖ）＋Ｆ・・・(41)
０＝ｍｇＬfＣr（β−Ｌrγ／Ｖ）Ｌr＋Ｆｘ・・・(42)
が成立する。なお、(32)式における｛ｍＶ（γ＋β′）｝はｍγ′となるため、０である。
(41)式、(42)式から、比率ｘを、−Ｌr（ｘ*＝−Ｌr）として取得することができる。
２−ii．「目標挙動」を、ヨーレイトの定常値が０となるようにステアリングホイールの操舵を修正して、その角度を保持した状態で、操舵トルクのダンピングが最良とする挙動とした場合
ステアリングホイールの操舵角を修正した後固定した場合の応答は、操舵角が０で固定した場合の応答と、ステアイングホイールの操舵角が０でない場合の応答との重ね合わせであるため、２−iiの場合と、上述の１−iiの場合とで、運動特性方程式は同じになる。したがって、この場合の目標比率ｘ*は、１−iiの場合と同じ（−ＩNZＬr）となるのである。
【００３６】
【表５】
2010274746.tif 000007
【００３７】
３番目に目標挙動を、ステアリングホイールから手を離した場合（フリーコントロール）の種々の挙動とする場合について考える。
ステアリングホイールから手を離せば、キングピン軸周りのトルクも０となるため、(34)式に、Ｔｓ＝０，Ｉｓδ″＝０、Ｃｓδ′＝０を代入すると、式
ｍｇＬrＣf（β＋Ｌfγ／Ｖ−δ）／Ｌ・ξ＝０・・・(43)
が得られ、この式から、前輪コーナリングフォース｛ｍｇＬrＣf（β＋Ｌfγ／Ｖ−δ）／Ｌ｝が０となることがわかる。
また、式(35)において、前輪のコーナリングフォースＣＦf，前輪コーナリングパワーＣfを０とすれば、表５の式(44)が得られる。
【００３８】
３−i．「目標挙動」を、ステアリングホイールから手を離した場合に、ヨーレイトの定常値が０でなる挙動とした場合（ステアリングホイールから手を離しても車両が直進する場合）
式(44)において、ヨーレイトの定常値が０である場合の条件（ｓ＝０、γ＝０）を代入すれば、式
−ｇＣrＬf（ｘ＋Ｌr）／ｍＬfＬrＬ＝０・・・(45)
が得られ、(45)式から、比率ｘ＝−Ｌrが得られる。目標比率ｘ*を（−Ｌr）として取得することができる。
３−ii．「目標挙動」を、ステアリングホイールから手を離した場合に、横加速度Ｇｙの定常値が０となる挙動とした場合
横風に対する横加速度の伝達関数を求めると、表５に示す式(46) が得られる。
式(46)において、ｓ＝０、Ｇｙ＝０を代入すると、
ｇＣrＬf（ｘ＋Ｌr）／ＬfＬrＬ＝０
が得られる。この式から、比率ｘは−Ｌr、すなわち、ｘ*＝−Ｌrが得られる。
３−iii．「目標挙動」がステアリングホイールから手を離した場合に、横加速度Ｇｙのダンピングが最良となる挙動とした場合
伝達関数は、表５の(47)式に示すように、（定数＋２次遅れ系）で表される。実施例１における場合と同様に、横風に対するダンピングが最良となるのは、時定数が０の場合であり、それにより、式
（ＩNZＣrＬf−Ｃrｘ）＝０
が得られ、この式から
ｘ＝ＩNZＬf
が得られる。
【実施例４】
【００３９】
本実施例においては、実施例１において、アクチュエータを空力特性変更装置９０，９２とした、その他の事項については同じであるため、説明を省略する。
空力特性変更装置９０，９２は、図２２(a)、(b)に示すように、フロントバンパ２００の右サイド部２０２と左サイド部２０４とを収納位置と突出可能とに切り替えるものである。空力特性変更装置９０，９２は、互いに構造が同じであるため、空力特性変更装置９０について説明し、空力特性変更装置９２についての説明を省略する。
右サイド部２０２は、図２３に示すように、フロントバンパ２００の本体部に、前部のピン２１２に回動可能に保持された前プレート２１４と、後部のピン２１６に回動可能に保持された後プレート２１８とを備え、前プレート２１４をピン２１２の周りに突出位置と収納位置とに回動させる前プレート用アクチュエータ２２０と、後プレート２１８をピン２１６の周りに突出位置と収納位置とに回動させる後プレート用アクチュエータ２２２とを含む。前プレート用アクチュエータ２２０は、前プレート２１４の裏面（車体の内側の面）に回動可能に設けられた駆動ロッド２３０と、駆動ロッド２３０を、車体に対して相対移動させる駆動源としての電動モータ２３２と、電動モータ２３２の回転を直線移動に変換して、前記駆動ロッド２３０を移動させる運動変換機構２３４とを含む。運動変換機構２３４は、駆動ロッド２３０に設けられたラックと、電動モータ２３２の出力軸に設けられたピニオンとを含む。後プレート用アクチュエータ２２２は、前プレート用アクチュエータ２２０と構造が同じものであるため、説明を省略する。
【００４０】
右サイド部２０２，左サイド部２０４は、それぞれ、収納位置より突出位置にある方が空気抵抗が小さくなることが知られている。車両１０においては図２４(a)に示すように、側方を流れる空気流が側面から剥離することにより空気抵抗が大きくなるが、図２４(b)に示すように空気流が側面に沿うことにより空気抵抗が小さくなる。そのため、図２４(a)に示すように、右サイド部２０２，左サイド部２０４が収納位置にある方が突出位置にあるより、空気抵抗係数が大きくなるのである。
また、後プレート２１８が突出位置にあり、前プレート２１６が収納位置にある場合には、空気抵抗を大きくすることができる。本実施例においては、後プレート２１８を突出位置として前プレート２１６を収納位置とした場合の開口部が、図示しないアクチュエータによって図２２(b)に示すようにプレート２４０によって閉塞されるようにされている。プレート２４０は、上部の開口部を塞ぐものとしたり、前部の開口部を塞ぐものとしても、上部および前部の両方の開口部を塞ぐものとしてもよい。
【００４１】
本実施例においては、空力特性変更装置９０，９２による突出量の差と、車両に生じるヨーモーメント（向きおよび大きさ）との関係が、シミュレーションあるいは風洞実験等により予め求められて記憶されている。
その一例を図２５に示す。例えば、空力特性変更装置９０，９２によって、車両１０に右方向のヨーモーメントを付与する場合、右バンパ部２０２を空気抵抗が大きい状態として、左バンパ部２０４を空気抵抗が小さい状態とする。そのため、右バンパ部２０２は収納位置と、後プレート２１８のみが突出する位置とのいずれかとされ、左バンパ部２０４が収納位置と突出位置との間で、その突出量が制御される。左バンパ部２０４が収納位置にある場合（空気抵抗が大きい場合）は、突出位置にある場合（空気抵抗が小さい場合）より、左側部分と右側部分との間の空気抵抗の差が小さくなるため、車両１０に生じるヨーモーメントは小さくなる。また、右バンパ部２０２が収納位置にある場合と後プレート２１８のみが突出する位置にある場合とでは、左バンパ部２０４の突出量が同じ場合に、右バンパ部２０２において後ろプレート２１８のみが突出位置にある方が、左右の空力特性の差が大きくなり、大きなヨーモーメントが付与される。そのことを概念的に示したのが、(a)右バンパ部２０２が収納位置にある場合の左バンパ部２０４の突出量と生じるヨーモーメントとの間の関係を示すテーブル、(b)右バンパ部２０２において後プレート２１８のみが突出位置にある場合の左バンパ部２０４の突出量と生じるヨーモーメントとの間の関係を示すテーブルである。
左方向のヨーモーメントを付与する場合には、左右が逆になる点を除き、同様である。
【００４２】
上述のように、目標比率ｘ*、横風の強さＦｗが取得され、アクチュエータ９０，９２によって出力されるべき制御ヨーモーメントＭｄが求められた場合には、その制御ヨーモーメントＭｄが実現されるように、上述のテーブルに基づいて空力特性変更装置９０，９２が制御される。
なお、空力特性変更装置９０，９２の制御は、実施例２〜４の場合にも同様に適用することができる。
【００４３】
その他、アクチュエータとして、左右後輪４３，４４の転舵角度を制御することによって車両にヨーモーメントを付与する後輪転舵装置とすることができる。
以上複数の実施例について説明したが、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：車両  １２：アクチュエータ  １４：アクチュエータＥＣＵ  ３０：横加速度センサ  ３２：ヨーレイトセンサ  ３４：ロールレイトセンサ  ３６：車速センサ  ３８：車速センサ  ４１、４２：前輪  ４３，４４：後輪  ４６：タイヤ横力センサ  ４８：前輪舵角センサ  ６０，６２：ホイールインモータ  ６４，６６：インバータ  ６８：駆動力差制御アクチュエータ  ９０．９２：空力特性変更装置  ９４：空力特性差制御アクチュエータ  ２０２：右側バンパ部  ２０４：左側バンパ部  ２１４：前プレート  ２１９：後プレート  ２２２：駆動アクチュエータ
【図１】
2010274746.tif 000008
【図２】
2010274746.tif 000009
【図３】
2010274746.tif 000010
【図４】
2010274746.tif 000011
【図５】
2010274746.tif 000012
【図６】
2010274746.tif 000013
【図７】
2010274746.tif 000014
【図８】
2010274746.tif 000015
【図９】
2010274746.tif 000016
【図１０】
2010274746.tif 000017
【図１１】
2010274746.tif 000018
【図１２】
2010274746.tif 000019
【図１３】
2010274746.tif 000020
【図１４】
2010274746.tif 000021
【図１５】
2010274746.tif 000022
【図１６】
2010274746.tif 000023
【図１７】
2010274746.tif 000024
【図１８】
2010274746.tif 000025
【図１９】
2010274746.tif 000026
【図２０】
2010274746.tif 000027
【図２１】
2010274746.tif 000028
【図２２】
2010274746.tif 000029
【図２３】
2010274746.tif 000030
【図２４】
2010274746.tif 000031
【図２５】
2010274746.tif 000032