(57)【要約】【課題】制御時の車両性能に応じて車両を制御することができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】車両の制御装置は、制駆動力調整部２６０と、車両状態と車両性能とに基づいて車両にヨーモーメントを付加するよう制駆動力調整部２６０を制御するＥＣＵ２３とを備える。ＥＣＵ２３は、理論車両モデルに基づいて車両運動状態を推定する推定精度の異なる少なくとも２つの推定器２１０，２２０を有し、車両運動状態の検出値γｓと、各推定器によって推定される車両運動状態の各推定値γ１，γ２と、に基づいて車両性能の変化を求め、求めた車両性能の変化に基づいて制駆動力調整部２６０に対する制御量を変更する。【選択図】図２
2014148262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪の制動力および駆動力の少なくとも一方を調整する制駆動力調整手段と、
車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段によって検出される車両状態と、予め設定された車両性能とに基づいて、前記車両にヨーモーメントを付加するよう前記制駆動力調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、理論車両モデルに基づいて車両運動状態を推定する推定精度の異なる少なくとも２つの推定器を有し、前記車両状態検出手段によって検出される前記車両運動状態の検出値と、前記少なくとも２つの推定器によって推定される前記車両運動状態の各推定値と、に基づいて前記車両性能の変化を求め、求めた車両性能の変化に基づいて前記制駆動力調整手段に対する制御量を変更することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記制駆動力調整手段は、前記車両の左右輪間および前後輪間の少なくとも一方に駆動力差を発生させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両状態検出手段は、前記車両状態として、少なくとも舵角、ヨーレートおよび各車輪の回転速度のいずれかを検出し、
前記制御手段は、ヨーレートまたは前輪および後輪の少なくとも一方の左右回転速度差の検出値と、その推定値と、に基づいて前記車両性能の変化を求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記車両性能の変化として、車両のドリフト限界値の変化の方向または変化の大きさを求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記制駆動力調整手段に対する制御量として、車両状態に対応して予め定められた前記車両に付加されるヨーモーメントの極性および大きさの少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両状態に基づいて駆動輪毎に駆動力や制動力を調整して車両にヨーモーメントを付加する車両運動制御を実行する車両の制御装置が提案されている。かかる車両の制御装置においては、車両運動制御は、ヨーレートや車両横すべり角等の車両状態量を推定する推定器（以下、「オブザーバ」ともいう。）を用いて行われるようになっている。
【０００３】
このような車両の制御装置としては、横加速度センサ、車速センサおよびヨーレートセンサの各出力信号を用いて車両の横すべり角を推定する推定装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９６２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような従来の車両の制御装置は、基本的に設計段階で想定した車両性能、すなわち、ノミナル性能を基準にして車両運動制御を行うようになっている。しかしながら、車両性能は、部品交換等のチューニングや経年により変動し得る。
【０００６】
従来の車両の制御装置は、高精度な推定器を用いた場合、車両性能の変化を有効に検出できないため、部品交換等や経年により変動し得る車両性能に応じて制御量を補正することができない。
【０００７】
このため、従来の車両の制御装置は、制御した結果にばらつきを生じさせてしまうため、制御時の車両性能に応じて車両を制御することができない、といった課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、制御時の車両性能に応じて車両を制御することができる車両の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】
【０００９】
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）車両の各車輪の制動力および駆動力の少なくとも一方を調整する制駆動力調整手段と、車両状態を検出する車両状態検出手段と、前記車両状態検出手段によって検出される車両状態と、予め設定された車両性能とに基づいて、前記車両にヨーモーメントを付加するよう前記制駆動力調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、理論車両モデルに基づいて車両運動状態を推定する推定精度の異なる少なくとも２つの推定器を有し、前記車両状態検出手段によって検出される前記車両運動状態の検出値と、前記少なくとも２つの推定器によって推定される前記車両運動状態の各推定値と、に基づいて前記車両性能の変化を求め、求めた車両性能の変化に基づいて前記制駆動力調整手段に対する制御量を変更するように構成されている。
【００１０】
この構成により、本発明に係る車両の制御装置は、車両運動状態に対する各推定値と検出値との間に誤差が生じるので、それぞれの誤差の変化の大きさと変化の方向を判断することで、車両性能の変化を求めることができる。
【００１１】
したがって、本発明に係る車両の制御装置は、求めた車両性能の変化に基づいて、制駆動力調整手段に対する制御量を変更するため、制御時の車両性能に応じて車両を制御することができる。
【００１２】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記制駆動力調整手段は、前記車両の左右輪間および前後輪間の少なくとも一方に駆動力差を発生させるようにしてもよい。
【００１３】
この構成により、本発明に係る車両の制御装置は、制駆動力調整手段が左右輪間または前後輪間に駆動力差を発生させるので、ヨーレートを調整することができる。
【００１４】
また、上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記車両状態検出手段は、前記車両状態として、少なくとも舵角、ヨーレートおよび各車輪の回転速度のいずれかを検出し、前記制御手段は、ヨーレートまたは前輪および後輪の少なくとも一方の左右回転速度差の検出値と、その推定値と、に基づいて前記車両性能の変化を求めるようにしてもよい。
【００１５】
この構成により、本発明に係る車両の制御装置は、ヨーレートまたは前輪および後輪の少なくとも一方の左右回転速度差の検出値と、その推定値と、に基づいて車両性能の変化を求めることができる。
【００１６】
また、上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（４）前記制御手段は、前記車両性能の変化として、車両のドリフト限界値の変化の方向または変化の大きさを求めるようにしてもよい。
【００１７】
この構成により、本発明に係る車両の制御装置は、車両性能の変化として、車両のドリフト限界値の変化の方向または変化の大きさを求めることができる。
【００１８】
また、上記（１）〜（４）に記載の車両の制御装置において、（５）前記制御手段は、前記制駆動力調整手段に対する制御量として、車両状態に対応して予め定められた前記車両に付加されるヨーモーメントの極性および大きさの少なくとも一方を変更するようにしてもよい。
【００１９】
この構成により、本発明に係る車両の制御装置は、制駆動力調整手段に対する制御量として、車両状態に対応して予め定められた車両に付加されるヨーモーメントの極性および大きさの少なくとも一方を変更することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、制御時の車両性能に応じて車両を制御することができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の構成を一部模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両が２次元平面内で車両運動を行う場合の座標系を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵによる車両性能限界値算出を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵが車両性能限界値算出を行う際の、時間に対するヨーレート、誤差絶対値積分値および誤差符号の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵによって算出された車両性能限界値を用いて車両運動制御を行う場合の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。本実施の形態においては、本発明に係る車両の制御装置を、フロントエンジン・フロントドライブベースの所謂、ＦＦベースの四輪駆動車両に適用した場合について説明する。
【００２３】
まず、構成について説明する。
【００２４】
図１に示すように、四輪駆動車両１は、駆動力を発生する内燃機関としてのエンジン１０と、変速機１１およびフロントディファレンシャル装置（以下、単に「フロントデフ」という。）１２を含んで構成されるトランスアクスル１３と、トランスファ装置１４と、左右の前輪１５Ｌ，１５Ｒと、左右のドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒと、プロペラシャフト１７と、電子制御カップリング１８と、リアディファレンシャル装置（以下、単に「リアデフ」という。）１９と、左右の後輪２０Ｌ、２０Ｒと、左右のドライブシャフト２１Ｌ、２１Ｒと、リアデフ１９を含んで構成される電子制御ディファレンシャル装置（以下、単に「電子制御デフ」という。）２２と、ＥＣＵ (Electronic Control Unit) ２３とを備えている。
【００２５】
なお、本実施の形態において、エンジン１０は、ガソリンを燃料とする直列４気筒のエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。また、本実施の形態においては、駆動力を発生する手段がエンジン１０の場合について説明するが、これに限らず、モータによって構成されていてもよい。
【００２６】
また、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンに代えて、軽油等の炭化水素系の燃料であってもよく、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００２７】
変速機１１は、エンジン１０とフロントデフ１２との間に設けられており、エンジン１０の回転を変速してフロントデフ１２に出力するようになっている。変速機１１は、トルクコンバータ３０と、複数の前進用変速段および後進段を形成するギヤユニット３１と、出力軸３２とを備えている。
【００２８】
また、出力軸３２の一端には、出力ギヤ３３が一体回転可能に取り付けられている。なお、本実施の形態において、変速機１１は、自動変速機として説明するが、本発明においては、無段変速機等によって構成されてもよい。
【００２９】
フロントデフ１２は、デフケース４０を備えており、デフケース４０は、図示しない軸受を介してトランスアクスル１３のハウジング１３ａに回転自在に支持されている。デフケース４０の外周部には、出力ギヤ３３と噛み合うリングギヤ４１が設けられており、デフケース４０内には、互いに向かい合うように一対のデフピニオンギヤ４２が取り付けられている。
【００３０】
一対のデフピニオンギヤ４２は、デフケース４０と共に公転可能であり、かつデフケース４０に対して自転可能である。一対のデフピニオンギヤ４２には、一対のサイドギヤ４３が噛み合っている。一対のサイドギヤ４３は、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒを介して左右の前輪１５Ｌ、１５Ｒにそれぞれ連結されている。
【００３１】
このように、フロントデフ１２は、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒに接続されており、エンジン１０から変速機１１を介して出力された駆動力を左右の前輪１５Ｌ，１５Ｒに分配して伝達することにより、エンジン１０からの駆動力による左右の前輪１５Ｌ，１５Ｒ間の回転速度差を許容するようになっている。
【００３２】
また、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒには、前輪１５Ｌ、１５Ｒがそれぞれ連結されており、前輪１５Ｌ、１５Ｒは、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒを中心に回転するようになっている。
【００３３】
トランスファ装置１４は、フロントデフ１２の回転軸方向に位置するように設けられている。また、フロントデフ１２の回転軸方向は、デフケース４０およびドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒの回転軸方向と同一方向である。
【００３４】
デフケース４０の端部には、トランスファ装置１４内に突出した円筒状のボス４０ａが形成されている。トランスファ装置１４は、ベベルギヤ５０と、出力ピニオン５１とを備えている。
【００３５】
プロペラシャフト１７は、トランスファ装置１４と電子制御カップリング１８との間に設けられており、プロペラシャフト１７の先端部は、トランスファ装置１４の出力ピニオン５１に接続されている。電子制御カップリング１８は、その先端部でプロペラシャフト１７に連結され、その後端部でリアデフ１９に連結されている。
【００３６】
電子制御カップリング１８は、ＥＣＵ２３から出力される制御電流に応じて作動することにより、エンジン１０から発生されたトルクを前輪１５Ｌ，１５Ｒおよび後輪２０Ｌ，２０Ｒで１００：０から５０：５０までの範囲で無段階に配分するようになっている。
【００３７】
このように、電子制御カップリング１８は、前輪１５Ｌ，１５Ｒと後輪２０Ｌ，２０Ｒとの間で駆動力の配分を調整するようになっている。したがって、この電子制御カップリング１８は、本発明における制駆動力調整手段を構成する。
【００３８】
リアデフ１９は、デフケース６０を備えており、デフケース６０の外周には電子制御カップリング１８のドライブピニオンギヤ１８ａと噛み合うリングギヤ６１が設けられている。デフケース６０内には、互いに向かい合うように一対のデフピニオンギヤ６２が取り付けられている。
【００３９】
一対のデフピニオンギヤ６２は、デフケース６０と共に公転自在で、かつデフケース６０に対して自転自在となっている。一対のデフピニオンギヤ６２には、一対のサイドギヤ６３が噛み合わされており、一対のサイドギヤ６３は、ドライブシャフト２１Ｌ，２１Ｒを介して後輪２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ連結されている。
【００４０】
電子制御デフ２２は、リアデフ１９を内蔵し、ドライブシャフト２１Ｌ，２１Ｒ間を連結するよう介装されている。この電子制御デフ２２は、左右の後輪２０Ｌ，２０Ｒ間に回転速度差を与えるための左右トルク移動機構を備えている。
【００４１】
この左右トルク移動機構は、右クラッチ８１、左クラッチ８２、増速ギヤ８３および減速ギヤ８４を有している。また、右クラッチ８１および左クラッチ８２は、ＥＣＵ２３からの駆動信号が入力されるアクチュエータ８５によって作動するようになっている。
【００４２】
図示の例では、増速ギヤ８３によって速くされたデフケースの回転が右クラッチ８１の内側のディスク、減速ギヤ８４によって遅くされた回転が左クラッチ８２の内側のディスクに伝えられている。右クラッチ８１および左クラッチ８２の外側のディスクは、右後輪２０Ｒに接続されている。
【００４３】
したがって、減速されている左クラッチ８２を作動させれば、右後輪２０Ｒの回転の方が速いために、左後輪２０Ｌのトルクが増大する。逆に、増速されている右クラッチ８１を作動させれば、右クラッチ８１を介してトルクが伝達され、右後輪２０Ｒのトルクが増大する。
【００４４】
このように、電子制御デフ２２は、左後輪２０Ｌと右後輪２０Ｒとの間でトルクの配分を調整するようになっている。したがって、この電子制御デフ２２は、本発明における制駆動力調整手段を構成する。
【００４５】
ＥＣＵ２３は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートとを備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００４６】
ＥＣＵ２３のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＥＣＵ２３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ２３のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＥＣＵ２３として機能する。
【００４７】
四輪駆動車両１は、さらに、各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ機械的な制動力を働かせる制動装置７０ＦＬ，７０ＦＲ，７０ＲＬ，７０ＲＲを備えている。
【００４８】
各制動装置７０ＦＬ，７０ＦＲ，７０ＲＬ，７０ＲＲは、各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒに設けられたディスクロータをブレーキパッドで挟み込むことにより制動力を発生するディスクブレーキによって構成されている。なお、各制動装置７０ＦＬ，７０ＦＲ，７０ＲＬ，７０ＲＲは、ドラムブレーキによって構成されていてもよい。
【００４９】
四輪駆動車両１は、各制動装置７０ＦＬ，７０ＦＲ，７０ＲＬ，７０ＲＲに制動力を発生させるための油圧をそれぞれ供給する油圧配管７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲと、ブレーキペダル７２と、ブレーキペダル７２の操作量に応じて油圧を変化させるマスターシリンダ７３と、変換された油圧を調節して各油圧配管７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ内に伝えるブレーキアクチュエータ７４とを備えている。
【００５０】
ブレーキアクチュエータ７４は、各油圧配管７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ内の油圧を個別に調節することができるようになっており、各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒに対して互いに独立した制動力を発生させることができるようになっている。
【００５１】
このように、ブレーキアクチュエータ７４は、各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒに発生させる制動力を調整するようになっている。したがって、このブレーキアクチュエータ７４は、本発明における制駆動力調整手段を構成する。
【００５２】
四輪駆動車両１は、さらに、ブレーキペダルポジションセンサ７５、４個の車輪速センサ１０１ＦＬ，１０１ＦＲ，１０１ＲＬ，１０１ＲＲ、舵角センサ１０２、ヨーレートセンサ１０３、および加速度センサ１０４を備えている。
【００５３】
ブレーキペダルポジションセンサ７５は、ブレーキペダル７２に対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを検出し、検出された踏力に応じたブレーキ信号をＥＣＵ２３に出力するようになっている。ＥＣＵ２３は、このブレーキ信号を受けて、ブレーキアクチュエータ７４に対し制動力調整を行うよう制御するようになっている。
【００５４】
各車輪速センサ１０１ＦＬ，１０１ＦＲ，１０１ＲＬ，１０１ＲＲは、それぞれ対応するドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒ，２１Ｌ，２１Ｒの回転速度を検出し、検出された各回転速度に応じた車輪速信号をＥＣＵ２３に出力するようになっている。
【００５５】
このように、各車輪速センサ１０１ＦＬ，１０１ＦＲ，１０１ＲＬ，１０１ＲＲは、四輪駆動車両１の挙動の一つである回転速度、すなわち、車両状態を検出するので、本発明における車両状態手段を構成する。
【００５６】
また、ＥＣＵ２３は、各車輪速センサ１０１ＦＬ，１０１ＦＲ，１０１ＲＬ，１０１ＲＲから取得した車輪速信号のうち、例えば、後輪側の車輪速センサ１０１ＲＬ，１０１ＲＲから取得した各車輪速信号の平均値を算出して、四輪駆動車両１の車速Ｖとするようになっている。
【００５７】
舵角センサ１０２は、運転者によって操作される図示しないステアリングホイールの操舵角δ'を検出し、検出された操舵角δ'の大きさに応じた信号をＥＣＵ２３に出力するようになっている。そして、ＥＣＵ２３は、操舵角δ'とステアリングギヤ比により舵角δを算出するようになっている。
【００５８】
この舵角センサ１０２は、その舵角信号に、例えば、ステアリングホイールを反時計方向に操作した場合には正（＋）の符号を、時計方向に操作した場合には負（−）の符号をそれぞれ付与して出力するようになっている。この舵角センサ１０２は、四輪駆動車両１の挙動の一つである舵角δ、すなわち、車両状態を検出するので、本発明における車両状態検出手段を構成する。
【００５９】
ヨーレートセンサ１０３は、ステアリングホイールの操作によって四輪駆動車両１を左側または右側に旋回させる際の時間当たりの旋回角（ヨーレートγ）を検出し、検出されたヨーレートの大きさに応じた信号をＥＣＵ２３に出力するようになっている。
【００６０】
ヨーレートセンサ１０３は、そのヨーレート信号に、例えば、ステアリングホイールを反時計方向に操作した場合には正（＋）の符号を、時計方向に操作した場合には負（−）の符号をそれぞれ付与して出力するようになっている。このヨーレートセンサ１０３は、四輪駆動車両１の挙動の一つであるヨーレートγ、すなわち、車両状態を検出するので、本発明における車両状態検出手段を構成する。
【００６１】
加速度センサ１０４は、図示しないアクセルペダルの操作によって四輪駆動車両１の走行速度を加速または減速する際の加速度を検出し、検出された加速度に応じた信号をＥＣＵ２３に出力するようになっている。
【００６２】
また、ＥＣＵ２３には、図示はしないが、一般的な車両に備えられているセンサと同様のセンサ類、例えば、エンジン回転数センサ、吸入空気量センサ、吸入空気温度センサ、スロットルセンサ、タービン回転数センサ、シフトポジションセンサ、アクセルポジションセンサ等が接続されている。
【００６３】
本実施の形態において、ＥＣＵ２３は、アクチュエータ８５を介して電子制御デフ２２を制御するようになっている。具体的には、ＥＣＵ２３は、アクチュエータ８５を介して電子制御デフ２２内のクラッチ８１および左クラッチ８２の締結力を制御するようになっている。
【００６４】
本実施の形態において、ＥＣＵ２３は、電子制御カップリング１８、電子制御デフ２２およびブレーキアクチュエータ７４に対し、各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒに発生させる駆動力または制動力を調整するよう制御するようになっている。また、ＥＣＵ２３は、電子制御デフ２２およびブレーキアクチュエータ７４に対し、四輪駆動車両１にヨーモーメントを付加するよう制御するようになっている。
【００６５】
具体的には、ＥＣＵ２３は、舵角センサ１０２から舵角δの信号を受信したときに、電子制御デフ２２およびブレーキアクチュエータ７４の少なくとも一方を制御して、駆動力および制動力の少なくとも一方を調整させることで、舵角δの大きさおよび符号に応じたヨーモーメントを四輪駆動車両１に付加するよう制御するようになっている。つまり、四輪駆動車両１は、ダイレクトヨーコントロール（ＤＹＣ）システムを搭載している。
【００６６】
本実施の形態において、ＥＣＵ２３は、車両状態（この場合、舵角δ、ヨーレートγ、および各車輪１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒの回転速度）と、予め設定された車両性能（ノミナル性能）とに基づいて、ＤＹＣの車両運動制御を行うようになっている。
【００６７】
前述したように、従来の車両の制御装置は、車両のノミナル性能を基準にしてＤＹＣの車両運動制御を行っているため、部品交換による車両性能の向上や経年による車両性能の低下といった事象に応じて車両運動制御を補正することができない。
【００６８】
このため、例えば、車両性能が向上して旋回性能が上がっている場合でも、ノミナル性能を基準にしているが故に、車両に付加するヨーモーメントの大きさおよび極性が適切でない場合がある。その場合、制御時の車両性能に応じた車両運動制御を実現することができない。
【００６９】
そこで、本実施の形態に係る車両の制御装置を構成するＥＣＵ２３は、制御時の車両性能に応じてＤＹＣの車両運動制御を補正できるようにするために、車両性能限界値を算出するようになっている。
【００７０】
図２に示すように、ＥＣＵ２３は、第１の推定器２１０、第２の推定器２２０、車両性能限界値算出部２３０、データベース２４０、および制御補正量算出部２５０を有している。参照番号２００で指示される部分は制御対象である。
【００７１】
上述したように、ＥＣＵ２３は、ＤＹＣの車両運動制御を行うようになっている。このため、ＥＣＵ２３は、四輪駆動車両１が旋回中であるという第１の前提条件が成立した場合に、旋回性能の上下動である車両性能限界値を算出するようになっている。ここでいう旋回中とは、舵角センサ１０２で検出される舵角δの大きさ（絶対値）が所定の範囲内（例えば、δ１[deg]以上かつδ２[deg]以下）にある状態をいう。
【００７２】
また、ＥＣＵ２３は、路面摩擦係数（以下「路面μ」という。）の変化に起因する、旋回性能以外の車両性能の変化と区別するため、路面μが比較的高い摩擦係数（高μ）であるという第２の前提条件が成立した場合に、旋回性能の上下動である車両性能限界値を算出するようになっている。この路面μが高μであるか否かは、加速度センサ１０４で検出される加速度の大きさ（絶対値）と車速Ｖとに基づいて判断することができる。
【００７３】
ＥＣＵ２３は、第１および第２の前提条件が成立している場合に車両性能限界値を算出するようになっているが、その前処理として、車両状態量（この場合、ヨーレート）を推定するようになっている。
【００７４】
第１の推定器２１０および第２の推定器２２０は、ヨーレートを推定するために、制御対象２００と同一次元の２つのオブザーバとして構成されている。
【００７５】
このようなオブザーバは、例えば、図３に示すような２次元平面内で車両運動を行う場合の座標系を設定することによって構築することができる。この座標系を設定すると、車両２輪モデルと呼ばれる以下のような運動方程式（１）〜（４）を得ることができる。
【００７６】
【数１】
2014148262.tif 000003
・・・（１）
【００７７】
【数２】
2014148262.tif 000004
・・・（２）
【００７８】
【数３】
2014148262.tif 000005
・・・（３）
【００７９】
【数４】
2014148262.tif 000006
・・・（４）
【００８０】
ここで、ｘ'は車体の姿勢方向であるｘ方向の位置の時間微分値、β'は車体横すべり角βの時間微分値、γ'はヨーレートγの時間微分値、δは舵角を表している。また、Ａはシステム行列、Ｂは駆動行列、Ｃは観測行列であり、それぞれ以下のように表される。
【００８１】
【数５】
2014148262.tif 000007
【００８２】
【数６】
2014148262.tif 000008
【００８３】
【数７】
2014148262.tif 000009
【００８４】
ここで、ｍは四輪駆動車両１の慣性質量、Ｖは車速、Ｉは車体のｚ軸まわりの慣性モーメント、Ｋｆは前輪がすべり角α＝０近傍で単位すべり角あたりどれだけの横力を発生できるかを示すコーナリングパワー、Ｋｒは後輪がすべり角α＝０近傍で単位すべり角あたりどれだけの横力を発生できるかを示すコーナリングパワー、ｌｆは車体重心から前車軸までの距離、ｌｒは車体重心から後車軸までの距離を表している。
【００８５】
車体横すべり角βは、図３に示すように、車体の姿勢方向であるｘ方向と車体速度ベクトルＶの方向とのなす角度であり、図示の例では左方向を正、右方向を負にとっている。また、すべり角αは、車輪速度と車輪回転面とのなす角度であり、車体横すべり角βと車体速度Ｖおよびヨーレートγから計算される。上記の式（１）における入力は、前輪実舵角δｆとヨーモーメント力であるが、ヨーモーメント力は制駆動力配分によって生成され、これがＤＹＣにおける制御入力となる。
【００８６】
第１の推定器２１０および第２の推定器２２０は、推定精度が異なるように設定されている。本実施の形態においては、第１の推定器２１０は、第２の推定器２２０より推定精度が高くなるようオブザーバゲインＬ１が大きく設定されており、第２の推定器２２０は、第１の推定器２１０より推定精度が低くなるようオブザーバゲインＬ２が小さく設定されている。
【００８７】
このように、ＥＣＵ２３は、第１の推定器２１０と第２の推定器２２０の推定能力に差をもたせることで、後述するように車両性能に影響する車両パラメータの変動を検出するようになっている。
【００８８】
車両性能限界値算出部２３０は、制御対象２００の出力であるヨーレートセンサ値γｓと、第１の推定器２１０の出力であるヨーレート推定値γ１と、第２の推定器２２０の出力であるヨーレート推定値γ２とから、車両性能限界値を算出するようになっている。算出される車両性能限界値は、車両性能限界値の変化の大きさを表す絶対値｜ｖｈｌｉｍ｜に、変化の方向を表す符号±が付与されたものである。
【００８９】
車両性能限界値算出部２３０は、車両性能限界値の絶対値｜ｖｈｌｉｍ｜を算出するようになっている。
【００９０】
ここで、車両性能限界値算出部２３０は、ヨーレートセンサ値γｓとヨーレート推定値γ１の誤差絶対値｜γｓ−γ１｜、および、ヨーレートセンサ値γｓとヨーレート推定値γ２の誤差絶対値｜γｓ−γ２｜を求め、所定時間Ｔｓ積分するようになっている。積分して得られた各誤差絶対値は、それぞれ誤差絶対値積分値ｅｒｒ１、ｅｒｒ２とする。
【００９１】
各誤差絶対値を積分する所定時間Ｔｓは、前述の第１の前提条件が成立している期間、すなわち、四輪駆動車両１が旋回中に舵角センサ１０２で検出される舵角δがδ１[deg]以上かつδ２[deg]以下の範囲内にある期間（図５に示す時間Ｔ１からＴ２までの期間）に対応する。
【００９２】
車両性能限界値算出部２３０は、ヨーレート推定値γ１に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ１と、ヨーレート推定値γ２に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ２との比を算出するようになっている。この算出は、図５に示すＴ２の時点で行うようになっている。算出された比は、Ｒｅｒｒ（＝ｅｒｒ１／ｅｒｒ２）とする。
【００９３】
上述したように、第２の推定器２２０は第１の推定器２１０と比べて推定精度が低いので、ヨーレート推定値γ２に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ２は、ヨーレート推定値γ１に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ１より値が大きくなる傾向にある。この傾向が顕著になると、誤差絶対値積分値の比Ｒｅｒｒ（＝ｅｒｒ１／ｅｒｒ２）は、０に近づく。
【００９４】
車両性能限界値算出部２３０は、一つの指標としてこの傾向が顕著になっている状態のとき、車両性能の変動が大きいものと判断するようになっている。
【００９５】
一方、第１の推定器２１０は第２の推定器２２０と比べて推定精度が高いので、ヨーレート推定値γ１に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ１は、ヨーレート推定値γ２に対応する誤差絶対値積分値ｅｒｒ２より値が小さくなる傾向にある。この傾向が顕著になると、誤差絶対値積分値の比Ｒｅｒｒ（＝ｅｒｒ１／ｅｒｒ２）は、１に近づく。
【００９６】
車両性能限界値算出部２３０は、一つの指標としてこの傾向が顕著になっている状態のとき、車両性能の変動がないものと、あるいは、あっても小さいものと判断するようになっている。
【００９７】
すなわち、車両性能限界値算出部２３０は、Ｒｅｒｒ＝０を｜ｖｈｌｉｍ｜＝１とし、Ｒｅｒｒ＝１を｜ｖｈｌｉｍ｜＝０とすることで、誤差絶対値積分値の比Ｒｅｒｒを車両性能限界値の絶対値｜ｖｈｌｉｍ｜に変換するようになっている。
【００９８】
車両性能限界値算出部２３０は、車両性能限界値の絶対値｜ｖｈｌｉｍ｜に付与する符号±を算出するようになっている。
【００９９】
上述したように、第２の推定器２２０は、推定精度が低い故にヨーレートセンサ値γｓの変化に対しヨーレート推定値γ２が遅れる傾向にある（図５参照）。
【０１００】
車両性能限界値算出部２３０は、この特性を利用して、ヨーレートセンサ値γｓとヨーレート推定値γ２の大小関係から、車両性能限界値の変化の方向を表す符号±を算出するようになっている。
【０１０１】
具体的には、車両性能限界値算出部２３０は、積算を開始した時点Ｔ１（図５参照）から所定時間Ｔｓが経過するまでの期間において、以下の条件（ａ），（ｂ）が成立したときは車両性能をアップさせる方向の符号＋を、以下の条件（ｃ），（ｄ）が成立したときは車両性能をダウンさせる方向の符号−を、車両性能限界値の絶対値｜ｖｈｌｉｍ｜に付与するようになっている。
【０１０２】
（ａ）γｓが正（＋）の場合で、γｓ＞γ２の関係が、例えば５０％以上成立
（ｂ）γｓが負（−）の場合で、γｓ＜γ２の関係が、例えば５０％以上成立
（ｃ）γｓが正（＋）の場合で、γｓ＜γ２の関係が、例えば５０％以上成立
（ｄ）γｓが負（−）の場合で、γｓ＞γ２の関係が、例えば５０％以上成立
【０１０３】
算出された車両性能限界値±｜ｖｈｌｉｍ｜のデータは、図２に示すように、適当なデータベース２４０（例えば、ＥＣＵ２３のＲＯＭ）にいったん保存される。その際、データベース２４０内に前回のデータがあるときは、更新される。
【０１０４】
保存および更新された車両性能限界値±｜ｖｈｌｉｍ｜のデータは、図２に示すように、制御補正量算出部２５０が利用するようになっている。
【０１０５】
この制御補正量算出部２５０は、舵角δ、ヨーレートセンサ値γｓおよびヨーレート推定値γ１のデータと、更新後の車両性能限界値±｜ｖｈｌｉｍ｜のデータとに基づいて、制駆動力調整部２６０に対する制御量が車両性能をアップまたはダウンする方向の制御量となるような制御補正量を算出するようになっている。
【０１０６】
なお、制駆動力調整部２６０は、制駆動力調整手段を構成し、本実施の形態においては、電子制御デフ２２またはブレーキアクチュエータ７４によって構成される。
【０１０７】
以上のように構成されたＥＣＵ２３による車両性能限界値算出処理について、図４を参照して説明する。以下に説明する処理は、予めＥＣＵ２３のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現され、ＥＣＵ１０のＣＰＵによって所定の時間間隔で実行される。
【０１０８】
図４に示すように、まず、ＥＣＵ２３は、四輪駆動車両１の旋回中に、舵角センサ１０２で検出された舵角δの大きさ（絶対値）がδ１以上かつδ２以下にあるか否かを判断する（ステップＳ１）。ＥＣＵ２３は、舵角δがδ１以上かつδ２以下にないと判断した場合には（ステップＳ１でＮＯ）、本処理を終了する。
【０１０９】
一方、ＥＣＵ２３は、舵角δがδ１以上かつδ２以下にあると判断した場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に移行し、加速度センサ１０４で検出された加速度の大きさ（絶対値）と車速Ｖとに基づいて、路面摩擦係数μが比較的高い摩擦係数μｈ以上であるか否かを判断する。ＥＣＵ２３は、路面μがμｈ以上でないと判断した場合には（ステップＳ２でＮＯ）、本処理を終了する。
【０１１０】
一方、ＥＣＵ２３は、路面μがμｈ以上であると判断した場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移行し、第１の推定器２１０および第２の推定器２２０を用いて、それぞれヨーレートの推定値γ１およびγ２を算出する。
【０１１１】
次に、ＥＣＵ２３は、ヨーレートセンサ１０３から取得したヨーレートのセンサ値γｓと、算出したヨーレートの推定値γ１，γ２とから、車両性能限界値を算出する（ステップＳ４）。
【０１１２】
次に、ＥＣＵ２３は、算出した車両性能限界値の絶対値および符号に基づいて、その車両性能限界値を更新し、メモリ（図２のデータベース２４０）に保存する。この後、本処理は終了する。
【０１１３】
上述したように、データベース２４０に保存された車両性能限界値のデータは、四輪駆動車両１が旋回中に利用されるようになっている。すなわち、ＥＣＵ２３の制御補正量算出部２５０は、この車両性能限界値のデータを用いて、舵角δ、ヨーレートセンサ値γｓおよびヨーレート推定値γ１に基づいて制御すべき制駆動力調整部２６０（具体的には、電子制御デフ２２またはブレーキアクチュエータ７４）に対する制御量を補正するようになっている。
【０１１４】
図６は、その補正された制御量を用いて車両運動制御を行う場合の適用例を示したもので、ヨーレートフィードバック制御に適用する場合の例を示している。
【０１１５】
図６に示す例では、目標ヨーレート算出に使用するスタビリティファクタを、車両性能限界値によって、アンダーステア傾向またはオーバーステア傾向となるよう変化させている。
【０１１６】
適用例は、図６に示す例に限定されない。例えば、ドライバー操作量を入力としたフィードフォワード制御や、タイヤ摩擦円限界値の算出等に本実施の形態に係る車両の制御装置を適用することも可能である。
【０１１７】
以上説明したように、本実施の形態に係る車両の制御装置は、車両状態量としてのヨーレートに対するヨーレートセンサ値γｓと、推定精度の異なる２つのヨーレート推定値γ１，γ２とのそれぞれ異なる誤差が生じることを利用している（図５参照）。
【０１１８】
そして、本実施の形態に係る車両の制御装置は、それぞれの誤差の変化の大きさと変化の方向を判断して、車両性能限界値を算出するようにしているので、この車両性能限界値から車両性能の変化を求めることができる。
【０１１９】
したがって、本実施の形態に係る車両の制御装置は、求めた車両性能の変化に基づいて
、電子制御デフ２２、ブレーキアクチュエータ７４または電子制御カップリング１８に対する制御量（例えば、制御電流、油圧調整用の駆動信号等）を変更するため、制御時の車両性能に応じて四輪駆動車両１を制御することができる。
【０１２０】
また、本実施の形態に係る車両の制御装置は、算出した車両性能限界値から車両性能の変化を求めることができるので、ノミナルの車両性能に対し、現状の車両性能が向上したのか、低下したのかを判断することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係る車両の制御装置は、車両性能の変動を定量的に算出して制御補正に利用することにより、例えば、車両性能が向上した場合に、ノミナル車両性能では限界値を超えたと判断して旋回をアシストする方向とは反対方向の旋回抑制方向に車両を制御する、といった車両性能に反した制御を回避することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態に係る車両の制御装置は、車両性能の変動を定量的に算出して制御補正に利用することにより、車両性能が低下した場合に、ノミナル車両性能では限界値を超えていないと判断して車両をより旋回させようと制御する、といった動作を防止することができる。
【０１２３】
このように、本実施の形態に係る車両の制御装置は、車両性能の変化を検出し、その変化を車両運動制御のための制御補正量に反映させることで、制御時の車両性能に応じて四輪駆動車両１を制御することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態においては、ＦＦ形式の四輪駆動車両に本発明に係る車両の制御装置を適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明に係る車両の制御装置は、フロントエンジン・リアドライブ形式の所謂、ＦＲ形式の四輪駆動車両や、ＦＦ車両、ＦＲ車両にも適用することができる。
【０１２５】
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、車両特性の変化を把握することができ、その時の車両性能に見合った車両運動制御を運転者に提供することができるという効果を有するものであり、各駆動輪への駆動力配分を変えて車体にヨーモーメント力を発生し車両運動を制御するヨーコントロールシステムを搭載した車両の制御装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…四輪駆動車両、１０…エンジン、１１…変速機、１２…フロントディファレンシャル装置、１５Ｌ，１５Ｒ，２０Ｌ，２０Ｒ…車輪（左前輪、右前輪、左後輪、右後輪）、１８…電子制御カップリング（制駆動力調整手段）、１９…リアディファレンシャル装置、２２…電子制御ディファレンシャル装置（制駆動力調整手段）、２３…ＥＣＵ（制御手段）、７４…ブレーキアクチュエータ（制駆動力調整手段）、８５…アクチュエータ、１０１ＦＬ，１０１ＦＲ，１０１ＲＬ，１０１ＲＲ…車輪速センサ、１０２…舵角センサ（車両状態検出手段）、１０３…ヨーレートセンサ（車両状態検出手段）、１０４…加速度センサ
【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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