(57)【要約】【課題】路面摩擦変化によらず自動加速度制御中の操作性を確保する。【解決手段】操作入力情報には車両に横運動を発生させる横運動操作指標を含み、車両運動情報には、車両に発生する前後加速度および車両横方向の運動を表す横運動指標を含み、横運動操作指標が所定値以下、または横運動指標が所定値以下の領域において、横運動操作指標と横運動指標が比例する略線形関係となる前後加速度最大値を操作性確保限界加速度とし、操作性確保限界加速度を制駆動力制御により車両に発生させる前後加速度の上限値として、制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置。【選択図】  図８
2010228690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲情報と、ドライバによる操作入力情報及び車両運動情報を含む車両情報のうち、前記周囲情報または前記車両情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも各車輪の制動トルクまたは駆動トルクの一方を制御する制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置であって、
前記操作入力情報には車両に横運動を発生させる横運動操作指標を含み、
前記車両運動情報には、車両に発生する前後加速度および車両横方向の運動を表す横運動指標を含み、
前記横運動操作指標が所定値以下、または前記横運動指標が所定値以下の領域において、前記横運動操作指標と前記横運動指標が比例する略線形関係となる前後加速度最大値を操作性確保限界加速度とし、前記操作性確保限界加速度を前記制駆動力制御により車両に発生させる前後加速度の上限値として、前記制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両運動制御装置であって、
前記横運動操作指標は、操舵角の絶対値、もしくは横すべり角の絶対値の一部または全部であり、
前記横運動指標は、車両に発生する横加速度の絶対値、もしくは車両に発生するヨーレートの絶対値の少なくとも一部または全部である車両運動制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両運動制御装置であって、
前記横運動操作指標が所定値および前記横運動指標の所定値は、予め設定される値，ドライバにより入力された値、もしくは前記周囲情報または操作入力情報の少なくとも一方に基づいて設定される値のうち、少なくとも一つの値である車両運動制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の車両運動制御装置であって、
前記前後加速度最大値は、各車輪に発生する制駆動力の制駆動トルク制御入力に対する非線形度合いに基づいて設定される値，推定または検知により自車両が走行している路面で発生可能とされた加速度限界、および前記操作性確保限界加速度に基づいて設定される値である車両運動制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両運動制御装置であって、
発生する前後力の上限値を前記摩擦限界、または発生する加速度の上限値を前記加速度限界としてドライバが制動トルクを入力する第１の制動トルク入力部と、
発生する制動力の上限値を前記操作性確保限界、または発生する加速度の上限値を前記操作性確保限界加速度としてドライバが制動トルクを入力する第２の制動トルク入力部と、を有する車両運動制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の車両運動制御装置であって、
発生する前後力の上限値を前記摩擦限界、または発生する加速度の上限値を前記加速度限界としてドライバが駆動トルクを入力する第１の駆動トルク入力部と、
発生する制動力の上限値を前記操作性確保限界、または発生する加速度の上限値を前記操作性確保限界加速度としてドライバが駆動トルクを入力する第２の駆動トルク入力部とを有する車両運動制御装置。
【請求項７】
車両の周囲情報と、ドライバによる操作入力情報及び車両運動情報を含む車両情報のうち、前記周囲情報または前記車両情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも各車輪の制動トルクまたは駆動トルクの一方を制御する制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置であって、
前記操作入力情報には車輪に横力を発生させる横力操作指標を含み、
前記車両運動情報には、車輪に発生する横力を表す車輪横力指標を含み、
前記横力操作指標が所定値以下、もしくは前記車輪横力指標が所定値以下の領域において、前記横力操作指標と前記車輪横力指標が比例する略線形関係となる前後力最大値を操作性確保限界とし、前記操作性確保限界を、前記制駆動トルク制御により車両に発生させる前後力の上限値として、前記制駆動トルクを行う車両運動制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の車両運動制御装置であって、
前記横力操作指標は、操舵角の絶対値、もしくは車輪横すべり角の絶対値の一部または全部であり、
前記横力指標は、車輪に発生する横力，車両に発生する横加速度の絶対値、もしくは車両に発生するヨーレートの絶対値の一部または全部である車両運動制御装置。
【請求項９】
請求項７記載の車両運動制御装置であって、
前記横力操作指標が所定値および前記横力指標の所定値は、予め設定される値，ドライバにより入力された値、もしくは前記周囲情報または操作入力情報の少なくとも一方に基づいて設定される値のうち、少なくとも一つの値である車両運動制御装置。
【請求項１０】
請求項７記載の車両運動制御装置であって、
前記前後加速度最大値は、各車輪に発生する制駆動力の制駆動トルク制御入力に対する非線形度合いに基づいて設定される値，推定または検知により自車両が走行している路面で発生可能な前後力の摩擦限界、および前記操作性確保限界に基づいて設定される値である車両運動制御装置。
【請求項１１】
請求項７記載の車両運動制御装置であって、
発生する前後力の上限値を前記摩擦限界、または発生する加速度の上限値を前記加速度限界としてドライバが制動トルクを入力する第１の制動トルク入力部と、
発生する制動力の上限値を前記操作性確保限界、または発生する加速度の上限値を前記操作性確保限界加速度としてドライバが制動トルクを入力する第２の制動トルク入力部と、を有する車両運動制御装置。
【請求項１２】
請求項７記載の車両運動制御装置であって、
発生する前後力の上限値を前記摩擦限界、または発生する加速度の上限値を前記加速度限界としてドライバが駆動トルクを入力する第１の駆動トルク入力部と、
発生する制動力の上限値を前記操作性確保限界、または発生する加速度の上限値を前記操作性確保限界加速度としてドライバが駆動トルクを入力する第２の駆動トルク入力部とを有する車両運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動状態を好適になるよう各車輪の制駆動力を制御する車両運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車両前方の障害物やカーブに応じてシフトダウンやブレーキ作動を自動的に行うことで、障害物との衝突回避やカーブ走行に適した速度に減速する装置が知られている（例えば特許文献１，２）。このような装置では、前方の障害物やカーブ曲率等の情報から必要な減速度を演算、実行しており、例えば路面摩擦が低い条件では、自動減速により車輪が過度にスリップする可能性がある。
【０００３】
また、電気自動車やハイブリッド式の電気自動車が回生ブレーキ制御を行う場合、例えば路面摩擦が低い条件では、減速制御により車輪が過度にスリップする可能性がある。特に、後輪に電気モータを備える電気自動車が、前輪よりも後輪の制動力を大きめに制御し、後輪で回生するエネルギー量を増やそうとすると、後輪の車輪が過度にスリップし、車両運動の安定性が損なわれる恐れがある。
【０００４】
このような問題の解決手段として、これまで、車輪が過度にスリップしていると検出された際に自動減速制御を終了する方法や、車輪ロックを防止するアンチロックブレーキシステムにより減速制御を行う方法、また気温やタイヤの磨耗状態，ドライバの健康状態からスリップする危険性を推定し、発生させる減速度を補正する方法が提案されている（例えば特許文献３，４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３６１８７号公報
【特許文献２】特開平１０−２６９４９９号公報
【特許文献３】特開平６−１２２９号公報
【特許文献４】特開２００７−２１６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしスリップにより制御を終了した場合、ドライバは急遽自分で必要な減速度を発生させることとなり、装置に対する快適性が十分であるとはいえない。また自動減速による車輪ロックをアンチロックブレーキシステムにより防止する方法では、アンチロックブレーキシステム介入直前に過スリップが発生するため、自動減速中のドライバビリティが低下する。特にカーブ前減速のように、自動減速中にドライバが操舵する場合、上述のような過スリップはドライバの操舵操作に対する車両の応答性を低下させ、操作性を悪化させる。また特許文献４に記載されたスリップ危険度を推定する方法では、様々な走行シーンに対して精度よく減速制御を行うのに膨大な情報が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、路面摩擦が変化した場合であっても、ドライバビリティを確保した自動加減速を実現する車両運動制御装置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】
【０００８】
本発明は、車両の周囲情報と、ドライバによる操作入力情報及び車両運動情報を含む車両情報のうち、前記周囲情報または前記車両情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも各車輪の制動トルクまたは駆動トルクの一方を制御する制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置であって、操作入力情報には車両に横運動を発生させる横運動操作指標を含み、車両運動情報には、車両に発生する前後加速度および車両横方向の運動を表す横運動指標を含み、横運動操作指標が所定値以下、または横運動指標が所定値以下の領域において、横運動操作指標と横運動指標が比例する略線形関係となる加速度最大値を操作性確保限界加速度とし、操作性確保限界加速度を制駆動力制御により車両に発生させる加速度の上限値として、制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置である。
【０００９】
また本発明は、車両の周囲情報と、ドライバによる操作入力情報及び車両運動情報を含む車両情報のうち、前記周囲情報または前記車両情報の少なくとも一方に基づいて、少なくとも各車輪の制動トルクまたは駆動トルクの一方を制御する制駆動トルク制御を行う車両運動制御装置であって、操作入力情報には車輪に横力を発生させる横力操作指標を含み、車両運動情報には、車輪に発生する横力を表す車輪横力指標を含み、横力操作指標が所定値以下、もしくは車輪横力指標が所定値以下の領域において、横力操作指標と車輪横力指標が比例する略線形関係となる前後力最大値を操作性確保限界とし、操作性確保限界を、制駆動トルク制御により車両に発生させる前後力の上限値として、制駆動トルクを行う車両運動制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、路面摩擦の変化によらずドライバの操作性を確保した自動加減速制御が可能となり、自動加減速制御を実施するシーンの拡張や自動加減速制御時のドライバビリティ向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による車輪に発生する力を示した概念図である。
【図２】本発明の実施形態による車輪スリップ率と横力の関係を示した概念図である。
【図３】本発明の実施形態による車輪スリップ率と前後力絶対値の関係を示した概念図である。
【図４】本発明の実施形態による車輪スリップ率と横すべり角に対する横力変化量の関係を示した概念図である。
【図５】本発明の実施形態による車輪スリップ率と前後力絶対値の関係、および車輪スリップ率と横すべり角に対する横力変化量の関係を示した概念図である。
【図６】本発明の実施形態による横すべり角と横力の時間変化を示した概念図である。
【図７】本発明の実施形態による車輪スリップ率と前後力絶対値の関係、および車輪スリップ率と横すべり角に対する横力変化量の関係を示した概念図である。
【図８】本発明の実施形態による摩擦限界と操舵性確保限界の関係を示した概念図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による車両運動制御手段の構成を示すシステムブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による自動制駆動トルク制御演算の構成を示すシステムブロック図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による車輪スリップ率絶対値とスリップスティフネスの関係を示す概念図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態による車輪スリップ率絶対値とスリップスティフネスの関係を示す概念図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態による車輪スリップ率絶対値とスリップスティフネスの関係、および車輪スリップ率絶対値と制駆動トルク増加量上限値の関係を示す概念図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態による摩擦限界加速度と操舵性確保限界加速度の関係を示した概念図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による車両運動制御手段の構成を示すシステムブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による車両運動制御手段の構成を示すシステムブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による自動制駆動トルク制御演算の構成を示すシステムブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態による車両運動制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（制駆動力制御時の車輪前後力上限値の設定）
実施形態の説明に先立ち、理解が容易になるよう、以下、図１〜図８を用いて、本実施形態における制駆動力制御時の車輪前後力上限値に関して、その概念を説明する。
【００１３】
図１に自車両の車輪に発生する前後力Ｆｗｘ，横力Ｆｗｙおよび車輪に発生可能な力の最大値である摩擦限界値｜Ｆｗｍａｘ｜の関係の概念図を示す。図１に示すように、車輪に発生可能な前後力Ｆｗｘ，横力Ｆｗｙの合力の最大値は、摩擦限界値｜Ｆｗｍａｘ｜を半径とした円形状に近似することができ、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が大きいほど、発生可能な横力絶対値｜Ｆｗｙ｜は減少し、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜の最大値である｜Ｆｗｘｍａｘ｜付近では、発生可能な横力絶対値｜Ｆｗｙ｜はほぼゼロとなる。そのため、例えばカーブ前の自動減速制御により−｜Ｆｗｘｍａｘ｜付近の前後力を発生させて減速している場合、カーブを旋回するのに必要な横力ＦｗｙＲＥＱを発生できない可能性がある。ここで必要な横力ＦｗｙＲＥＱを発生させるために、車輪に発生していた前後力を過度に減少させた場合、車体に発生している加速度絶対値｜Ｇｔｏｔａｌ｜が急減し、ドライバフィーリングが悪化する。また、車輪に発生している合力の大きさのみに着目し、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜を決定した場合（例えば、必要な横力絶対値｜ＦｗｙＲＥＱ｜と前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜の二乗和が、摩擦限界値｜Ｆｗｍａｘ｜の二乗と一致するように発生させる前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜を決定）であっても、車両に横運動を発生させる操作（以下、操舵操作）に対する横力Ｆｗｙの応答性が考慮されていないため、必ずしも操舵操作に対して意図した横加速度を発生できるとは限らない。
【００１４】
本実施形態では、車体に発生している加速度絶対値｜Ｇｔｏｔａｌ｜を急減させることなく、更に操舵操作に対する横力Ｆｗｙの応答性も考慮した制駆動力制御量を決定する。
【００１５】
はじめに、車輪に発生する横力Ｆｙｗの変化に寄与する要因について検討する。車輪に発生する横力Ｆｙｗの時間変化は、車輪スリップ率ｓｗ，車輪横すべり角βｗ，車輪荷重Ｗｗにより変化し、以下の式で与えられる。
【００１６】
【数１】
2010228690.tif 000003
【００１７】
ここでＦｗｙとβｗが略線形関係（∂Ｆｗｙ／∂βｗがほぼ一定）で、また、横すべり角変化に対する車輪荷重Ｗｗの変化（ｄＷｗ／ｄβｗ）が小さい領域を考え、両辺にｄｔ／ｄβｗを積算すると、数１は以下の式に置き換えることができる。なお車輪横すべり角βｗはその方向によって正もしくは負の値で表されるが、ここではその大きさに着目し、絶対値の形で検討を進める。
【００１８】
【数２】
2010228690.tif 000004
【００１９】
上述の数２に示すように、車輪横すべり角絶対値｜βｗ｜に対する横力絶対値｜Ｆｗｙ｜の変化量は車輪スリップ率ｓｗにより変化することがわかる。車輪の前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が非常に小さい場合、すなわち車輪スリップ率ｓｗが非常に小さい領域では、上述の式（２）の第二項（∂Ｆｗｙ／∂ｓｗ・ｄｓｗ／ｄβｗ）がほぼゼロとなり、｜Ｆｗｙ｜は｜βｗ｜のみによって変化する。しかし、車輪の前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜の増加と共に、車輪スリップ率ｓｗが増加すると、上述の式（２）における第二項（∂Ｆｗｙ／∂ｓｗ・ｄｓｗ／ｄβｗ）の影響が無視できなくなる。ここでこの第二項（∂Ｆｗｙ／∂ｓｗ・ｄｓｗ／ｄβｗ）の∂Ｆｗｙ／∂ｓｗと∂ｓｗ／∂βｗについて検討を行う。
【００２０】
車輪スリップ率ｓｗと横力絶対値｜Ｆｙｗ｜の関係を図２（ａ）に示すように二次近似で与えると、∂Ｆｗｙ／∂ｓｗとｓｗの関係は図２（ｂ）に示すように、線形的に単調減少する形で与えられる。これから、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が発生している場合、∂Ｆｗｙ／∂ｓｗは負の値となり、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜の増加につれてその値は減少することがわかる。
【００２１】
次に∂ｓｗ／∂βｗについて検討するにあたり、図３（ａ）に前後力絶対値｜Ｆｘｗ｜を車輪スリップ率ｓｗ、横すべり角絶対値｜βｗ｜の関係の概念図を示す。図３（ａ）に示すように、車輪スリップ率ｓｗと前後力絶対値｜Ｆｘｗ｜は、車輪スリップ率ｓｗの小さい領域では、略線形関係となっているが、前後力最大値｜Ｆｗｘｍａｘ｜となる車輪スリップ率ｓｗ＿ｍａｘ付近では、非線形関係となっている。また横すべり角絶対値｜βｗ｜が｜βｗ０｜から｜βｗ１｜へと増加した場合、同じ前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜に対して、車輪スリップ率ｓｗは増加する傾向を示す。この時の増加量は、前後力絶対値｜Ｆｘｗ｜が大きいほど、大きな値となる。例えば図３（ａ）に示す前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ａ｜，｜Ｆｗｘ＿ｂ｜（｜Ｆｗｘ＿ａ｜＜｜Ｆｗｘ＿ｂ｜）において、横すべり角絶対値｜βｗ｜が｜βｗ０｜から｜βｗ１｜へと増加した場合、｜Ｆｗｘ＿ａ｜を発生させ続ける時の車輪スリップ率変化量｜Δｓｗ＿ａ｜よりも、｜Ｆｗｘ＿ｂ｜を発生させ続ける時の車輪スリップ率変化量｜Δｓｗ＿ｂ｜は大きくなる。このように前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が小さい領域、すなわち車輪スリップ率ｓｗが小さい領域よりも、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が大きい領域、すなわち車輪スリップ率ｓｗが大きい領域では、横すべり角絶対値｜βｗ｜が増加した時の車輪スリップ率変化量Δｓｗが大きい。特に車輪スリップ率ｓｗに対する前後力絶対値｜Ｆｘｗ｜の非線形性が強くなるほど、横すべり角絶対値｜βｗ｜が増加した時の車輪スリップ率変化量Δｓｗは増大する。これより、車輪スリップ率ｓｗに対する∂ｓｗ／∂βｗは、図３（ｂ）のように表される。
【００２２】
以上のことから、上述の式（２）における第二項（∂Ｆｗｙ／∂ｓｗ・ｄｓｗ／ｄβｗ）は、車輪スリップ率ｓｗの増加にともなって負の方向に増加する。そのため、ｄＦｗｙ／ｄβｗは、図４に示すように、車輪スリップ率ｓｗの増加にともない減少し、特に車輪スリップ率ｓｗ＿ｍａｘ付近では、急激に減少する。ｄＦｗｙ／ｄβｗの減少は、車輪横すべり角βｗを増加させた際に発生する横力Ｆｗｙの増加量が小さくなることを意味しており、操舵に対して横加速度応答が低下する一因となる。
【００２３】
例えば図５（ａ）に示すように、前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｃ｜，前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｄ｜を発生させている車輪の横すべり角絶対値｜βｗ｜をゼロから｜βｗ２｜，｜βｗ３｜と増加させた場合、車輪スリップ率は、前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｃ｜の場合はそれぞれｓｗ＿ｃ１，ｓｗ＿ｃ２，ｓｗ＿ｃ３、前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｄ｜の場合はそれぞれｓｗ＿ｄ１，ｓｗ＿ｄ２，ｓｗ＿ｄ３と変化する。この時、ｄＦｗｙ／ｄβｗは、図５（ｂ）に示すように、前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｃ｜ではその減少量が小さいものの、前後力絶対値｜Ｆｗｘ＿ｄ｜の場合では、その減少量が非常に大きい。これは、図６（ａ）に示すように、横すべり角絶対値｜βｗ｜がゼロの時を時間ｔ＝０とし、ｔ＝ｔ２の時に｜βｗ｜＝｜βｗ２｜，ｔ＝ｔ３の時に｜βｗ｜＝｜βｗ３｜と変化させた場合、｜Ｆｗｘ｜＝０，｜Ｆｗｘ｜＝｜Ｆｗｘ＿ｃ｜，｜Ｆｗｘ｜＝｜Ｆｗｘ＿ｄ｜で発生する横力絶対値｜Ｆｙｗ｜はそれぞれ図６（ｂ）のように変化する。このように同じ横すべり角絶対値｜βｗ｜であっても、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜の大きさで、発生する横力絶対値｜Ｆｗｙ｜が大きく異なり、特に車輪スリップ率に対して前後力が非線形的に変化する領域では、前後力がない条件と比較して、発生する横力絶対値｜Ｆｗｙ｜が非常に小さくなる。上述の図５，図６に示した、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜＝｜Ｆｗｘ＿ｄ｜のような条件では、操舵開始直後から操舵変化に対する横加速度の応答が悪化するため、ドライバに強い違和感を与える。更にドライバの過操舵を誘発することで、車両運動を不安定にさせる可能性がある。ここで前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜＝｜Ｆｗｘ＿ｄ｜となっている状態から横すべり角を増加させる際、車輪にかける制駆動トルクを横すべり角の増加に応じて減少させることで、車輪スリップ率の増加を抑制し、発生する横力絶対値｜Ｆｗｙ｜を増加させることができる。しかし車輪スリップ率に対して前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が非線形的に変化する領域では、横すべり角の増加に対して高精度の制駆動トルク制御が必要となり、制駆動トルクを発生させるアクチュエータの性能によっては、意図した横力絶対値｜Ｆｗｙ｜の増加を実現することが困難である。また車輪スリップ率に対して前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が強い非線形性を有する領域では、意図した横力絶対値｜Ｆｗｙ｜の増加を実現するように制駆動トルクを減少させることで、発生していた前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜が過度に減少する可能性がある。この時、横加速度絶対値｜Ｇｙ｜の増加以上に前後加速度絶対値｜Ｇｘ｜が減少し、その結果、車両に発生している加速度合計値｜Ｇｔｏｔａｌ｜が減少することで、乗り心地を悪化させ、更に操舵直後に前後加速度が急減することにより操作性が低下する。
【００２４】
以上のことから、自動加減速時に車両の操作性を確保するには、制駆動トルクを発生させるアクチュエータにより、上述の車輪横すべり角に応じた車輪スリップ率制御が、前後力絶対値｜Ｆｗｘ｜を過度に減少させることなく可能な範囲内に、発生させる前後力を制限することで可能となる。例えば、横すべり角｜βｗ｜が｜βｗ３｜以下の範囲において、車輪横すべり角βｗに対する横力Ｆｗｙの変化量であるｄＦｗｙ／ｄβｗを、ＦｙＢｌｍｔ以上にする場合、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ｄＦｗｙ／ｄβｗ＝ＦｙＢｌｍｔの時の車輪スリップ率ｓｗ＿ｅ３が、横すべり角｜βｗ｜＝｜βｗ３｜の時の車輪スリップ率となるような前後力｜Ｆｗｘ＿ｅ｜を発生させる前後力の上限値とすることで、操舵開始時に前後力を減少させることなく、操舵操作に対する横力の応答性をある一定以上確保することができる。
【００２５】
図８に本実施形態の概念図を示す。本実施形態では、図８に示すように、車両の加減速を自動的に行う制御において、その発生させる力を、従来のように摩擦限界を上限とするのではなく、操作性を考慮した上限値（操作性確保限界）を新たに設けたことを特徴とする。これにより自動加減速中のドライバによる車両操作性を確保すると同時に、従来の摩擦限界を上限とした制御に比べ、摩擦限界付近でのドライバの操作範囲を広げることができる。例えば図８に示すように、自動加減速制御により−｜ＦｗＤ｜という力を発生させている場合、その状態からドライバは更に前後方向の力を発生させるか、横方向の力を発生させるかといった選択が可能となる。なお図８に示した操作性確保限界の設定方法としては、上述の図７に示した方法に限るものではない。例えば各車輪の摩擦限界を高精度に検出もしくは推定可能であれば、ある横力絶対値が発生可能な前後力絶対値の最大値を前後力の操作性確保限界としてもよい。また前後力に対するスリップ率の非線形度合いを検出可能であれば、その非線形度合いがある値以上にならないように設定した前後力を、操作性確保限界としてもよい。また車両に発生する加速度に対して、上述の図８同様に、従来の摩擦限界加速度に加え、操作性確保限界加速度を設定し、各車輪に発生する前後力を制御してもよい。例えばある横加速度絶対値を発生可能な前後加速度絶対値の最大値を操作性確保限界加速度としてもよい。操舵性確保限界の設定方法に関しては、後述の実施形態１にて説明する。
【００２６】
（発明を実施するための実施形態１）
以下、図９〜図１５を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００２７】
最初に、図９を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。
【００２８】
図９は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００２９】
本実施形態の車両運動制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態およびドライバによる操作量を取得する自車両情報検出手段１と、制駆動力アクチュエータ等へ制御指令を与える車両運動制御演算手段２と、車両運動制御演算手段２からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３，自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４，外界情報取得手段５、を備える。
【００３０】
自車両情報検出手段１には、操舵角δ，自車両の車体速度Ｖ，車体前後加速度Ｇｘ，車体横加速度Ｇｙ，車体ヨーレートｒ，車輪速度Ｖｗ，マスタシリンダ圧Ｐｍ，アクセルペダルストローク量などが入力する。ここで、車体速度Ｖの取得手段としては、各車輪の車輪速度情報から推定する手段であっても、外界センサ等を用いて直接車体速を測定する手段であってもよい。ここでドライバの操作量を取得する手段として、操舵トルクやブレーキペダルストローク量を用いてもよい。また自車両の運動状態として、更に前後加速度変化率Ｊｘ，横加速度変化率Ｊｙが入力されてもよい。
【００３１】
車両運動制御演算手段２は、自車両情報検出手段１により得られた操舵角δ，自車両の車体速度Ｖ，車体前後加速度Ｇｘａｃｔ，車体横加速度Ｇｙａｃｔ，車体ヨーレートｒ，車輪速度Ｖｗ［ｗｈｅｅｌ］（ｗｈｅｅｌにはＦＬ（左前輪），ＦＲ（右前輪），ＲＬ（左後輪），ＲＲ（右前輪）がそれぞれ入る），マスタシリンダ圧Ｐｍ，アクセルペダルストローク量から、車両運動制御量を演算し、車輪制駆動トルクアクチュエータ３，ブレーキランプ４、の駆動制御量を演算する。
【００３２】
制駆動力トルクアクチュエータ３は、各車輪に制駆動トルクを発生させるアクチュエータであり、各車輪のブレーキディスクにブレーキパッド、もしくはドラムにシューを押付けることで制動トルクを発生させるブレーキアクチュエータであっても、エンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して各車輪に伝えて駆動トルクを発生させるエンジン駆動アクチュエータであっても、モータトルクを各車輪に伝えて制駆動トルクを発生させる制駆動モータアクチュエータであってもよい。
【００３３】
外界情報取得手段５は、自車両周囲に存在する障害物と、自車両との相対距離，相対速度，相対加速度，障害物幅，自車両進行方向のコース形状，路面状態，車線幅，自車両進路の交通信号機情報等が入力される。ここで外界情報の取得手段として、レーザレーダやミリ波センサ，カメラといった障害物認識手段を用いる方法であっても、車車間通信や路車間通信，ＧＰＳといった通信手段を用いる方法であってもよい。
【００３４】
次に、図１０〜図１４を用いて、本実施形態の車両運動制御演算手段２における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。
【００３５】
図１０は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御演算手段２の制御ブロック図である。
【００３６】
図１０に示すように、車両運動制御演算手段２は、ドライバ要求制駆動トルク演算部６，自動制駆動トルク制御演算部７，目標制駆動トルク演算部８，アクチュエータ駆動指令値演算部９、からなる。
【００３７】
ドライバ要求制駆動トルク演算部６では、ドライバのアクセルペダル操作量やブレーキペダル操作量からドライバが要求している各車輪の制駆動トルクを演算する。例えばエンジンにより発生したエンジントルクを、変速機を介して車両前輪に駆動トルクとして与える車両であれば、アクセルペダルストローク量に応じた駆動トルクを演算する。また油圧により各車輪のブレーキパッドをブレーキディスクに押付けるブレーキアクチュエータを備えた車両であれば、ブレーキペダル操作により発生したマスタシリンダ圧やブレーキペダルストローク量に応じた各車輪のブレーキアクチュエータによる制動トルクを演算する。また制駆動モータアクチュエータにより各車輪に制駆動トルクを発生させる車両であれば、アクセルペダルストローク量に応じたモータによる駆動トルクを演算し、ブレーキペダルストローク量やマスタシリンダ圧に応じたモータによる制動トルクを演算する。
【００３８】
自動制駆動トルク制御演算部７では、自車両情報検出手段１により得られた自車両情報、および外界情報取得手段５により得られた外界情報から、自車両に発生させる制駆動トルクを演算する。図１１に自動制駆動トルク制御演算部７での制御ブロック図を示す。
【００３９】
図１１に示すように、自動制駆動トルク制御演算部７は、目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０，制駆動トルク増加量上限値演算部１１，自動制駆動トルク指令値演算部１２、からなる。
【００４０】
目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０では、自車両情報および外界情報から車両に発生させる加速度、もしくはヨーモーメント、もしくはその両方を演算する。
【００４１】
例えばアクセルオフをトリガーとし、外界情報により得られる自車両進行方向の障害物や、カーブに応じて自車両に必要な減速度を発生させる自動加速度制御では、自車両の速度Ｖ、障害物やカーブまでの距離Ｌｔｇｔ，距離Ｌｔｇｔの位置での目標速度Ｖｔｇｔから、目標加速度Ｇｘｔｇｔ１を以下の式で与える。
【００４２】
【数３】
2010228690.tif 000005
【００４３】
ここで、自車両進行方向のカーブに対して自動加減速制御を行う場合、目標速度Ｖｔｇｔはカーブをある横加速度で旋回可能なカーブ進入速度であり、また自車両進行方向の障害物に対して自動加減速制御を行う場合、目標速度Ｖｔｇｔは障害物との衝突回避可能な速度（例えば障害物に対する自車両の相対速度がゼロ）とする。
【００４４】
また外界情報を用いず、操舵に応じて加減速を行う自動加減速制御では、自車両に発生する横加速度Ｇｙから、目標加速度Ｇｘｔｇｔ２を以下の式で与える。
【００４５】
【数４】
2010228690.tif 000006
【００４６】
【数５】
2010228690.tif 000007
【００４７】
ここで、Ｃｘｙはゲイン、Ｔは時定数であり、予め設定される値である。またｓはラプラス演算子である。ここで横加速度Ｇｙとして、実際に発生した車体横加速度Ｇｙａｃｔではなく、操舵角δから推定した横加速度Ｇｙｓｔｒ、もしくは車両に発生した車体ヨーレートｒから推定した横加速度Ｇｙｙａｗを用いてもよい。
【００４８】
また上述のＧｘｔｇｔ１とＧｘｔｇｔ２を組み合わせた値を目標加速度Ｇｘｔｇｔ３としてもよい。
【００４９】
またヨーモーメント制御としては、例えば、外界情報により得られる自車両の走行車線と自車両の位置関係から、自車両が車線逸脱するのを防止するように自車両にヨーモーメントＭｚを発生させる車線逸脱防止制御であってもよい。
【００５０】
制駆動トルク増加量上限値演算部１１では、自車両情報および外界情報から制駆動トルク増加量上限値を演算する。またこの演算にあたり、外界情報は必ずしも必要ではなく、自車両情報のみで制駆動トルク増加量上限値を演算することが可能であるが、外界情報がある場合、より走行シーンに適した制駆動トルク増加量上限値の設定が可能となる。本実施例１では、外界情報がある場合の演算方法について説明する。
【００５１】
外界情報により自車両に発生させる前後加速度を最大とする必要があると判定された場合、制駆動トルク増加量上限値を車輪制駆動トルクアクチュエータ３で発生可能な制駆動トルク増加量最大値を制駆動トルク増加量上限値とし、その他の場合は、操舵性確保限界に基づいて制駆動トルク増加量上限値を設定する。例えば、外界情報から自車両前方の障害物との衝突回避において、操舵による回避よりも減速による回避が優位であると判定された場合、摩擦限界での減速が可能となるよう制駆動トルク増加量上限値を設定し、逆に操舵による回避が優位である場合や、カーブ前での自動減速、上述の操舵に応じて加減速を行う自動加減速制御では、操舵性確保限界に基づいて制駆動トルク増加量上限値を設定する。
【００５２】
操舵性確保限界に基づく制駆動トルク増加量上限値の設定方法としては、車輪に発生する前後力が操舵性確保限界となる前後力上限値を超えないように、制駆動トルク増加量上限値を設定する。ここで操舵性確保限界となる前後力上限値の推定方法はいくつか考えられるが、本実施例１では、各車輪のスリップ率変化に対する前後力変化（以下、スリップスティフネスＳｓｔｆと呼ぶ）を用いた方法について説明する。
【００５３】
図１２は車輪スリップ率と前後力絶対値、およびスリップスティフネスの関係図である。
【００５４】
図１２（ａ）に示すように、車輪スリップ率と前後力絶対値は車輪スリップ率が小さい場合は略線形関係にあるが、車輪スリップ率が大きくなると前後力絶対値は車輪スリップ率に対して非線形的に変化する。そのため図１２（ａ）に示すように、車輪スリップ率がｓｗ０からｓｗ２まで増加した場合、スリップスティフネスＳｓｔｆは、図１２（ｂ）に示すように変化し、車輪スリップ率が小さい領域ではほぼ一定となっているが、車輪スリップ率の増加につれて減少する。つまりスリップスティフネスＳｓｔｆは車輪スリップ率に対する前後力絶対値の非線形度合いが強くなるほど、その値が減少する。上述の図７に示したように、操舵性の一つの指標となるｄＦｗｙ／ｄβｗは、前後力絶対値の非線形度合いが強くなるほど減少する傾向がある。そのためこの非線形度合いの指標としてスリップスティフネスＳｓｔｆを用い、スリップスティフネスＳｓｔｆが所定値以上になるよう前後力上限値を設定することで、ある所定値以上のｄＦｗｙ／ｄβｗを確保することが可能である。
【００５５】
またスリップスティフネスとして、図１２に示したような各車輪スリップ率での微分値の演算が困難である場合、図１３に示すように、車輪スリップ率がゼロの時はあるスリップスティフネスＳｓｔｆ０を設定し、車輪スリップ率が正の領域では、原点と車輪スリップ率と前後力絶対値のなす点（例えば図１３（ａ）のＰ１，Ｐ２）を結んだ直線の傾きを、スリップスティフネスとしてもよい。
【００５６】
以上により得られたスリップスティフネスがある所定値よりも小さくならないように、各車輪の制駆動トルク増加量上限値を設定する。図１４に制動トルクＴｂｒｋの増加量上限値ΔＴｂｒｋ＿ｍａｘを設定する一例を示す。上述の図１２，図１３で得られたスリップスティフネスＳｓｔｆが、図１４（ａ）に示すある閾値Ｓｓｔｆｌｍｔ０より小さくなった場合、図１４（ｂ）に示す制動トルク増加量上限値ΔＴｂｒｋ＿ｍａｘを、初期値ΔＴｂｒｋ＿ｍａｘ０からＳｓｔｆの減少と共に減少させ、ある所定値Ｓｓｔｆｌｍｔ１からＳｓｔｆｌｍｔ２の間ではその値をゼロとする。ここである所定値Ｓｓｔｆｌｍｔ１からＳｓｔｆｌｍｔ２は、操舵性確保限界を考慮して予め設定される値である。これにより制動トルクが増加し、スリップスティフネスＳｓｔｆが低下し始めると、制動トルクの増加量が減少し、ある所定値Ｓｓｔｆｌｍｔ１より小さくなると、制動トルクの増加量がゼロとなることで、スリップスティフネスＳｓｔｆがＳｓｔｆｌｍｔ２以上となるように制動トルクを制限することができる。またもし更にＳｓｔｆｌｍｔ２よりもＳｓｔｆが減少した場合、制動トルク増加量上限値ΔＴｂｒｋ＿ｍａｘを負の値にすることで、制動トルクを減少させ、スリップスティフネスＳｓｔｆを増加させることができる。ここで制動トルクを一例に説明をしたが、駆動トルクＴｄｒｖの増加量上限値ΔＴｄｒｖ＿ｍａｘであっても同様に設定が可能である。また図１４ではスリップスティフネスＳｓｔｆの減少に対して、制動トルク増加量上限値を線形的に減少させているが、スリップスティフネスＳｓｔｆに対する制動トルク増加量上限値の設定方法は図１４に示した方法に限らず、スリップスティフネスＳｓｔｆがある所定値Ｓｓｔｆｌｍｔ２よりも小さくならないよう制動トルク増加量上限値を設定する方法であればよい。これにより操舵性確保限界を考慮した制駆動トルク増加量上限値が設定できる。
【００５７】
また上述の図１４（ａ）に示したＳｓｔｆｌｍｔ０，Ｓｓｔｆｌｍｔ１，Ｓｓｔｆｌｍｔ２といった値や、図１４（ｂ）に示したスリップスティフネスＳｓｔｆに対する制動トルク増加量上限値は、摩擦限界に応じて異なる値としてもよい。例えば摩擦限界が小さい場合は、摩擦限界が大きい場合と比較し、Ｓｓｔｆｌｍｔ１，Ｓｓｔｆｌｍｔ２を大きな値にしてもよい。この摩擦限界の検出、もしくは推定が必要となるが、摩擦限界の推定方法として、例えばスリップスティフネスＳｓｔｆに対する前後力絶対値から、摩擦限界を推定する方法であってもよい。
【００５８】
ここで上述のスリップスティフネスを演算するにあたり、各車輪に発生している前後力絶対値の検出、もしくは推定が必要となる。
【００５９】
各車輪の前後力を検出する方法として、ホイール部のひずみ等から前後力を検出する方法であっても、車輪軸受け部のひずみ等から検出する方法であってもよい。また前後力の推定方法として、高精度なタイヤモデルを用いて前後力を推定する方法であってもよい。また、複雑なタイヤモデルや、現状高価な前後力を検出するためのセンサ等を追加することなく、現状量産されている車両の構成で容易にスリップスティフネスが演算可能となるよう、前後加速度と各車輪スリップ率からスリップスティフネスの演算を行ってもよい。例えば各車輪スリップ率Ｓｗ［ｗｈｅｅｌ］と車体に発生している前後加速度Ｇｘａｃｔから、車体を一つの車輪と考えたときのスリップスティフネス（以下車体スリップスティフネスＶＳｓｔｆ）を、以下の式で与える。
【００６０】
【数６】
2010228690.tif 000008
【００６１】
ここでＭは車両質量、ｋｗは前後力の荷重依存係数、Ｈは重心高さ、Ｌｗｈｅｅｌｂａｓｅはホイールベース長さであり、予め設定される値である。またＧｘａｃｔは車両進行方向を正とした車体前後加速度，車輪スリップ率Ｓｗ［ｗｈｅｅｌ］は車体速度Ｖおよび各車輪速度Ｖｗ［ｗｈｅｅｌ］から得られる値である。
【００６２】
上記数５により得られた車両スリップスティフネスＶＳｓｔｆを用いても、いくつかの制約条件をつけることで、上述の図１４同様に制駆動トルク上限値の設定が可能である。例えば４輪の制駆動トルクを制御する際、前輪左右輪、および後輪左右輪の制駆動トルクをそれぞれ同値とし、前輪二輪、もしくは後輪二輪の内、上述のＶＳｓｔｆがある所定値より小さくならないよう、より車輪スリップ率が大きい車輪の制駆動トルク増加上限値を設定し、他方の車輪スリップ率が前者の車輪スリップ率より大きくならないよう制駆動トルク増加上限値を設定することで、操舵性確保限界を考慮した制駆動トルク上限値の設定ができる。また摩擦限界についても同様に、車両スリップスティフネスＶＳｓｔｆと車両に発生している加速度絶対値から、摩擦限界の推定が可能である。
【００６３】
自動制駆動トルク指令値演算部１２では、上述の目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０により演算された目標加速度、もしくは目標ヨーモーメント、もしくはその両方と、制駆動トルク増加量上限値演算部１１により演算された制駆動トルク増加量上限値から、自動制駆動トルク指令値を演算する。
【００６４】
上述の目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０により演算された目標加速度、もしくは目標ヨーモーメント、もしくはその両方を発生させるために、ある車輪に発生させる自動制動トルク初期値がＴｂｒｋ＿ｖｒｅｑ０［ｗｈｅｅｌ］であった場合、制駆動トルク増加量上限値演算部１１により演算された制動トルク増加量上限値ΔＴｂｒｋ＿ｍａｘ［ｗｈｅｅｌ］から、自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］は、以下の式で与えられる。
【００６５】
【数７】
2010228690.tif 000009
【００６６】
ここでＴｂｒｋ＿ｖｒｅｑ＿ｚ１［ｗｈｅｅｌ］は、Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］の前回値、ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）はＡとＢの内、小さい方の値を選択する関数である。
【００６７】
例えば目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０により、目標加速度−Ｇｘｔｇｔ１という値が演算され、制駆動トルク増加量上限値演算部１１により制動トルク増加量上限値として、前輪二輪がΔＴｂｒｋ＿ｍａｘｆ、後輪二輪がΔＴｂｒｋ＿ｍａｘｒという値が演算されている場合、前輪の自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑｆ，後輪の自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑｒはそれぞれ以下の式で演算される。
【００６８】
【数８】
2010228690.tif 000010
【００６９】
【数９】
2010228690.tif 000011
【００７０】
ここでＣＦｔｒｑｆは前輪の制動トルク−制動力変換係数、ＣＦｔｒｑｒは後輪の制動トルク−制動力変換係数であり、αＧｆは前後加速度制御時の前後輪の制動力配分比（０≦αＧｆ≦１），Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑｆ＿ｚ１は前輪の制動トルク前回値，Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑｒ＿ｚ１は後輪の制動トルク前回値である。ここでαｆは予め設定される固定値であっても、各車輪の摩擦限界に比例して変化する値であってもよい。
【００７１】
また例えば、目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０により、目標ヨーモーメントとしてＭｚｔｇｔ１という左回りのヨーモーメント値が演算され、制駆動トルク増加量上限値演算部１１により制動トルク増加量上限値として、左前輪がΔＴｂｒｋ＿ｍａｘ［ＦＬ］、左後輪がΔＴｂｒｋ＿ｍａｘ［ＲＬ］という値が演算されている場合、前輪の制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ＦＬ］，後輪の制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ＲＬ］はそれぞれ以下の式で演算される。
【００７２】
【数１０】
2010228690.tif 000012
【００７３】
【数１１】
2010228690.tif 000013
【００７４】
ここでＣＭｔｒｑｆは前輪の制動トルク−ヨーモーメント変換係数，ＣＭｔｒｑｒは後輪の制動トルク−ヨーモーメント変換係数であり、αＭｆはヨーモーメント制御時の前後輪の制動力配分比（０≦αＭｆ≦１）、ここでαＭｆは予め設定される固定値であっても、各車輪の摩擦限界に比例して変化する値であっても、発生させるヨーモーメントに応じて変化させる値であってもよい。
【００７５】
目標制駆動トルク演算部８では、前記ドライバ要求制駆動トルク演算部６により得られたドライバ要求制駆動トルクと、前記自動制駆動トルク制御演算部７により得られた自動制駆動トルク指令値から最終的な目標制駆動トルクを演算する。
【００７６】
目標制駆動トルクは、ドライバ要求制駆動トルクと自動制駆動トルク指令値の加減演算することで与える方法であっても、ドライバ要求制駆動トルクと自動制駆動トルク指令値それぞれにある重み係数をつけた上で、両者を加減演算することで与える方法であってもよい。両者が同一方向（制動もしくは駆動）であれば、どちらか大きい方の値を選択する方法であっても、上述のこれらの方法を組み合わせた方法であってもよい。例えば前記ドライバ要求制駆動トルク演算部６によりドライバ要求駆動トルクＴｄｒｖ＿ｄｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］が演算され、前記自動制駆動トルク制御演算部７により自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］が演算されている場合、最終的な目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］を以下の式で与えてもよい。ここで目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］は正であれば駆動トルク、負であれば制動トルクとなる値である。
【００７７】
【数１２】
2010228690.tif 000014
【００７８】
ここでＷｄはドライバ要求制駆動トルクに対する重み係数、Ｗｖは自動制駆動トルク指令値に対する重み係数である。前記Ｗｄ，Ｗｖは予め設定される値であっても、外界情報等に基づいてその値を変更してもよい。例えば自車両前方の障害物との衝突危険度が非常に高いにも関わらず、ドライバ要求駆動トルクＴｄｒｖ＿ｄｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］がある場合、Ｗｄを非常に小さい値とし、自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］が優先されるようにする。これにより、自車両前方の障害物との衝突危険性が高いにも関わらず、ドライバがアクセルを踏込んでしまった場合であっても、必要な減速を行うことができる。また例えば前記ドライバ要求制駆動トルク演算部６によりドライバ要求制動トルクＴｂｒｋ＿ｄｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］が演算され、前記自動制駆動トルク制御演算部７により自動制動トルク指令値Ｔｂｒｋ＿ｖｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］が演算されている場合、最終的な目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］を以下の式で与えてもよい。
【００７９】
【数１３】
2010228690.tif 000015
【００８０】
これにより、例えば自動減速中にドライバが減速不足を感じた際、Ｔｂｒｋ＿ｄｒｅｑ［ｗｈｅｅｌ］に応じて減速度を増加させることができる。
【００８１】
アクチュエータ駆動指令値演算部９では、目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］に応じて、必要なアクチュエータの駆動制御指令値を演算する。例えば車輪制駆動トルクアクチュエータがモータである場合、目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］を発生させるようモータの駆動指令値を演算する。またこの時目標制駆動トルクＴｗ＿ｔｇｔ［ｗｈｅｅｌ］が負、すなわち制動トルクを発生させる場合、発生させる減速度に応じてブレーキランプを点灯するようにブレーキランプ駆動指令を演算する。例えば発生させる減速度が非常に小さい場合、ブレーキランプは点灯させず、ある所定値以上の減速度を発生させる場合にのみブレーキランプを点灯させるようにしてもよい。
【００８２】
以上のように、本実施形態では、従来の摩擦限界のみを考えた車輪制駆動トルク制御のみではなく、操舵性確保限界を上限値とした制駆動トルク制御を行うことで、車両に発生する加速度絶対値の過度な減少を抑えながら自動制駆動トルク制御中の操舵性を確保することが可能となる。
【００８３】
本実施形態では、スリップスティフネスを用いて制駆動トルク増加量上限値の設定する方法を説明したが、車両に発生可能な摩擦限界を精度よく検出、もしくは推定可能であれば、摩擦限界よりも小さな値となる操作性確保限界を設定し、操作性確保限界に基づいて各車輪の制駆動トルクを設定する方法であってもよい。この方法では、摩擦限界に応じた操作性確保限界を予め設定することで可能となる。
【００８４】
また車両に発生する加速度に基づいて各車輪の制駆動トルクを設定する方法であってもよい。例えば加速度摩擦限界加速度を精度よく検出、もしくは推定可能であれば、図１５に示すように摩擦限界加速度よりも小さな値となる操作性確保限界加速度を設定し、操作性確保限界加速度に基づいて各車輪の制駆動トルクを設定する方法であってもよい。この方法では、摩擦限界加速度に応じた操作性確保限界加速度を予め設定することで可能となる。
【００８５】
（発明を実施するための実施形態２）
以下、図１６，図１７を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００８６】
最初に、図１６を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。
【００８７】
図１６は、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００８８】
本実施形態の車両運動制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態およびドライバによる操作量を取得する自車両情報検出手段１と、制駆動力アクチュエータ等へ制御指令を与える車両運動制御演算手段２′と、車両運動制御演算手段２′からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３，自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４，外界情報取得手段５、を備える。
【００８９】
ここで自車両情報検出手段１，車輪制駆動トルクアクチュエータ３，ブレーキランプ４，外界情報取得手段５、については上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略し、車両運動制御演算手段２′における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。
【００９０】
図１７は、本発明の第２の実施形態による車両運動制御演算手段２′の制御ブロック図である。
【００９１】
図１７に示すように、車両運動制御演算手段２′は、ドライバ要求制駆動トルク演算部６，自動制駆動トルク制御演算部７，目標制駆動トルク演算部８，アクチュエータ駆動指令値演算部９，車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１３，摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部１４からなる。
【００９２】
ここで、ドライバ要求制駆動トルク演算部６，自動制駆動トルク制御演算部７，目標制駆動トルク演算部８，アクチュエータ駆動指令値演算部９は、上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００９３】
車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１３では、自車両情報検出手段１により得られた自車両情報から、車両挙動を安定化させるのに必要なヨーモーメントＭｚｒｅｑ、もしくは車体加速度Ｇｘｒｅｑ、もしくはその両方を演算し、前記ＭｚｒｅｑおよびＧｘｒｅｑに基づいて、目標制駆動トルク演算部８により演算された各車輪の目標制駆動トルクを補正し、車両挙動安定化補正目標制駆動トルクを演算する。
【００９４】
例えば車両に発生しているヨーレートｒ、および発生している横加速度Ｇｙａｃｔ、および操舵角δに基づいて、車両のスピンアウト傾向を検出した場合、スピンアウトを抑制する方向のヨーモーメントを発生させるよう前記目標制駆動トルクを補正する。また同様に車両のドリフトアウト傾向を検出した場合、ドリフトアウトを抑制するヨーモーメント、および減速度を発生させるよう、前記目標制駆動トルクを補正する。
【００９５】
摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部１４では、自車両情報検出手段１により得られた自車両情報から、各車輪のロック傾向やホイールスピン傾向を検出し、車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１０により演算された車両挙動安定化補正目標制駆動トルクを補正し、摩擦限界補正目標制駆動トルクを演算する。
【００９６】
以上のように、制駆動トルク増加量上限値演算部１１により車輪に発生させる前後力絶対値を図８に示した操舵性確保限界以下とする制御に加え、車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１３および摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部１４を行うことで、通常運転時の操作性を確保した制駆動トルク制御に加え、車両の挙動が不安定になった際の安定化制御や摩擦限界での制駆動トルク制御が可能となる。これにより、例えば操舵性確保限界での自動制動トルク制御中にドライバが自動制動トルク以上の制動トルクを発生させようとした場合であっても、車輪ロックを発生させることなく、摩擦限界内での制動トルクを発生させることができる。
【００９７】
（発明を実施するための実施形態３）
以下、図１８〜図２０を用いて、本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【００９８】
最初に、図１８を用いて、本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置の構成について説明する。
【００９９】
図１８は、本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【０１００】
本実施形態の車両運動制御装置は車両に搭載されるものであり、自車両の運動状態およびドライバによる操作量を取得する自車両情報検出手段１と、制駆動力アクチュエータ等へ制御指令を与える車両運動制御演算手段２″と、車両運動制御演算手段２″からの指令を基に、各車輪に制駆動トルクを発生させる車輪制駆動トルクアクチュエータ３，自車両の減速を後方車両へ報知するブレーキランプ４，要求加速度検出手段１２、を備える。
【０１０１】
ここで自車両情報検出手段１，車輪制駆動トルクアクチュエータ３，ブレーキランプ４、については上述の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略し、要求加速度検出手段１２、および車両運動制御演算手段２″における車輪制駆動トルクアクチュエータの制御指令演算方法について説明する。
【０１０２】
要求加速度検出手段１２はドライバによる要求加速度を検出する手段である。例えば、ステアリングホイールにジョイスティックが取り付けられており、前記ジョイスティックの操作量から要求加速度を検出する方法であっても、ステアリングホイールにレバーが取り付けられており、前記レバーの操作量から要求加速度を検出する方法であってもよい。
【０１０３】
図１９は、本発明の第３の実施形態による車両運動制御演算手段２″の制御ブロック図である。
【０１０４】
図１９に示すように、車両運動制御演算手段２″は、ドライバ要求制駆動トルク演算部６，自動制駆動トルク制御演算部７′，目標制駆動トルク演算部８，アクチュエータ駆動指令値演算部９，車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１３，摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部１４からなる。
【０１０５】
ここで、ドライバ要求制駆動トルク演算部６，目標制駆動トルク演算部８，アクチュエータ駆動指令値演算部９，車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部１３，摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部１４は、上述の第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【０１０６】
自動制駆動トルク制御演算部７′では、自車両情報検出手段１により得られた自車両情報および要求加速度検出手段１２により得られた要求加速度から、自動制駆動トルク指令値を演算する。
【０１０７】
図２０に示すように、自動制駆動トルク制御演算部７′は、目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０，制駆動トルク増加量上限値演算部１１，自動制駆動トルク指令値演算部１２、からなる。
【０１０８】
ここで目標加速度・目標ヨーモーメント演算部１０，制駆動トルク増加量上限値演算部１１，自動制駆動トルク指令値演算部１２での演算方法は、上述の第１の実施形態とほぼ同様であるが、上述の第１の実施形態での外界情報に基づいて演算されていた加速度が、要求加速度検出手段１５により得られた要求加速度となることが異なる。
【０１０９】
以上のように、要求加速度検出手段１５により得られた要求加速度を自動制駆動トルク制御演算部７′にて演算し、制駆動トルク制御を行うことで、要求加速度検出手段１５により発生する制駆動トルク上限値を操作性確保限界とした制駆動トルク制御が可能となる。これにより、ドライバが操作性確保限界を上限とした加速度制御を行いたい場合は、要求加速度検出手段１５への操作入力を行い、摩擦限界を上限とした加速度制御を行いたい場合は、ブレーキペダルやアクセルペダルへの操作入力を行うといったドライバ自身による使い分けが可能となる。
【０１１０】
（発明を実施するための実施形態４）
以下、図２１を用いて、本発明の第４の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。
【０１１１】
図２１の構成では、車輪制駆動トルクアクチュエータ３として、ブレーキアクチュエータと制駆動モータアクチュエータの両方を、回生制動エネルギーを蓄える蓄電装置１６を備えている。ブレーキアクチュエータは全ての車輪に備わり、制駆動モータアクチュエータは、後輪に連結されている。制駆動モータアクチュエータによって回生されたエネルギーは蓄電装置１６へ供給される。
【０１１２】
制動時に、車両の運動エネルギーをできる限り蓄電装置１６へ回生するためには、ブレーキアクチュエータを作動させずに、制駆動モータアクチュエータのみで制動する方法がある。しかし、後輪で過度に制動力を発生させると、後輪の車輪が過度にスリップし、後輪の横力が不足し、車両運動の安定性が損なわれる恐れがある。そこで、実施形態１〜３に記載のように、制駆動トルク制御を行うことで、車輪ロックを発生させることなく、操作性確保限界内での制動トルクを発生させることができる。このとき、後輪の横力は十分確保されるため、車両運動の安定性を損なうことなく、車両の運動エネルギーを蓄電装置１６へ回生できる。
【０１１３】
なお、ここでは、後輪の制駆動モータアクチュエータのみで制動する例を述べたが、ブレーキアクチュエータを併用することもできる。また、後輪に制駆動モータアクチュエータを備える例を述べたが、前輪に制駆動モータアクチュエータを備えてもよい。この場合、前輪による過度の回生制動を抑制し、車両の操縦性を確保できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  自車両情報検出手段
２  車両運動制御演算手段
３  車輪制駆動トルクアクチュエータ
４  ブレーキランプ
５  外界情報取得手段
６  ドライバ要求制駆動トルク演算部
７  自動制駆動トルク制御演算部
８  目標制駆動トルク演算部
９  アクチュエータ駆動指令値演算部
１０  目標加速度・目標ヨーモーメント演算部
１１  制駆動トルク増加量上限値演算部
１２  自動制駆動トルク指令値演算部
１３  車両挙動安定化制駆動トルク補正制御演算部
１４  摩擦限界制駆動トルク補正制御演算部
１５  要求加速度検出手段
１６  蓄電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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