(57)【要約】【課題】  ピッチング振動エネルギーに起因する車両挙動の悪化を抑制し、安定した車両走行を実現する。【解決手段】  エンジンエネルギーが必要以上に発生しており、ピッチング振動エネルギーが正になるような場合には、モータジェネレータを発電機として用いてピッチング振動エネルギーを除去する。また、エンジンエネルギーが必要とされる量に足りず、ピッチング振動エネルギーが負になるような場合には、モータジェネレータをモータとして用いてエンジンエネルギーを補い、ピッチング振動エネルギーを除去する。【選択図】        図２
2006060936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバによるアクセル操作に対応する物理量に基づき、エンジンが発生させるエンジンパワーを制御すると共に、前記エンジンパワーを調整するエンジン負荷の駆動を制御することで、所望の駆動力を発生させる車両挙動制御システムであって、
車両走行中に発生する車両挙動を不安定にする振動を求める振動検出手段と、
前記振動検出手段によって求められた前記振動に応じて、前記エンジン負荷を駆動し、前記振動を抑制する補正手段と、を備えていることを特徴とする車両挙動制御システム。
【請求項２】
前記振動検出手段は、車体入力トルクを求め、その車体入力トルクから前記振動を推定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両挙動制御システム。
【請求項３】
前記振動検出手段は、車両前輪側および後輪側のサスペンションに支持された車体自体のバネ上の振動を鑑みた車体バネ上振動モデルに基づき、前記車体入力トルクに対応する前記振動を検出するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の車両挙動制御システム。
【請求項４】
前記エンジン負荷が、モータおよび発電機として機能するモータジェネレータである場合において、
前記ドライバによるアクセル操作に対応する物理量に基づき、前記所望の駆動力を発生させるための前記エンジンによる駆動力と前記モータジェネレータによる駆動力との分配が決められ、その決められた分配に応じて前記モータジェネレータを前記モータまたは前記発電機として機能させたり、停止させるようになっており、
前記補正手段は、前記振動検出手段によって求められた前記振動に応じた補正物理量に基づいて、前記モータジェネレータに対する前記駆動力の分配に応じた物理量を補正することにより、前記振動を抑制するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両挙動制御システム。
【請求項５】
前記補正手段は、前記駆動力の分配に基づいて、
前記モータジェネレータが前記モータとして用いられる際に前記振動に応じた補正物理量が負になった場合には、前記モータが発生させる駆動力に相当する物理量から、前記振動に相当する物理量を差し引いた物理量を、前記モータジェネレータの補正後の駆動力の分配に応じた物理量とし、
前記モータジェネレータが前記発電機として用いられる際に前記振動に応じた補正物理量が正になった場合には、前記発電機によって減らされる駆動力に相当する物理量から、前記振動に相当する物理量を差し引いた物理量を、前記モータジェネレータの補正後の駆動力の分配に応じた物理量とするようになっていることを特徴とする請求項４に記載の車両挙動制御システム。
【請求項６】
前記エンジン負荷が、スタータおよびオルタネータである場合において、
前記補正手段は、前記振動に応じた補正物理量が負になった場合には、該振動に応じた物理量を前記オルタネータを駆動するための指令信号として出力し、前記振動に応じた物理量が正になった場合には、該振動に応じた物理量を前記スタータを駆動するための指令信号として出力するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両挙動制御システム。
【請求項７】
前記エンジン負荷が、スタータである場合において、
前記補正手段は、前記振動に応じた物理量が正になった場合には、該振動に応じた物理量を前記スタータを駆動するための指令信号として出力するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両挙動制御システム。
【請求項８】
前記エンジン負荷が、オルタネータである場合において、
前記補正手段は、前記振動に応じた補正物理量が負になった場合には、該振動に応じた物理量を前記オルタネータを駆動するための指令信号として出力するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両挙動制御システム。
【請求項９】
前記振動検出手段は、前記車両挙動を不安定にする振動として、車体のピッチング振動、ロール、上下変位振動、エンジンの上下振動およびスラント角振動の少なくとも１つを検出するようになっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両挙動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行中に発生する振動を抑制する車両挙動制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制動時に、ブレーキ装置によって制動力を発生させるのに加え、オルタネータなどのエンジン負荷をオンさせるようにした回生ブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この回生ブレーキでは、オルタネータなどのエンジン負荷を車両制動時に積極的にオンさせることにより、車両における運動エネルギーを吸収することで、ブレーキ装置による制動を補助している。
【特許文献１】特開平１０−２８５７０６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両走行時には、様々な要因によって車両の挙動が乱される。この要因の一つとして、車両走行に必要なエネルギー以上に運動エネルギー発生させられていたり、逆に必要なエネルギーを満たす運動エネルギーが発生させられていないことが挙げられる。例えば、車体が水平状態を保っているときを安定状態とすると、駆動トルクが大きいために車両の前方が安定状態よりも上方に持ち上がるようなスコートや、制動時に加わる駆動トルク反力によって車両の前方が安定状態よりも下方に沈み込むノースダイブなどは、車両走行に必要なエネルギー以上に運動エネルギーが発生させられているためだと考えられる。
【０００４】
上記従来の回生ブレーキでは、ブレーキ装置による制動力を補助するためにエンジンに負荷を与えるようにしているが、車両の挙動を抑制するために、余剰の運動エネルギーを積極的にエンジン負荷をかけることによって吸収しようとするものは現在存在しない。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされ、必要以上に発生された運動エネルギーを積極的にエンジン負荷をかけることによって吸収したり、必要な運動エネルギーが得られない場合に積極的にエンジン負荷を駆動してエンジンパワーを補うことで、車両走行時に発生する振動を除去する車両挙動制御システムおよび車両挙動制御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】
上記目的を達成すべく、本発明者らは、車両の挙動を乱すエネルギーについて考察した。  図８は、車両の持つ運動エネルギーを示したものである。この図に示されるように、車両の運動エネルギーとして、ピッチング方向回転エネルギー、ロール方向回転エネルギー、ヨー方向回転エネルギー、Ｘ方向（車両進行方向）並進エネルギー、Ｙ方向（車両横方向）並進エネルギー、Ｚ方向（車両上下方向）並進エネルギーが挙げられる。
【０００７】
本発明者らは、車両の挙動が安定であればこれらの運動エネルギーは定常値となり、振動成分を持たないことから、車両の挙動を乱すエネルギーとしてこれらのうちの振動成分について着目した。そして、車両挙動を常に安定状態に近づけるために、この振動エネルギーを常時吸収することで、車両挙動の乱れを効果的に抑制できると考えた。以下、ピッチング振動の吸収を例に説明するが、どの振動成分に対しても同じ議論が成立することは自明である。
【０００８】
ここで、ピッチング振動エネルギーとは、ピッチング方向、すなわち車体の重心を中心と考えたとき車両左右方向軸を中心とした回転振動のエネルギーをいい、このピッチング振動エネルギーの要因としては、駆動（加速）時のスコート、制動（減速）時および操舵（旋回）時のノーズダイブがある。図９は、これら各状態を示した図である。
【０００９】
図９（ａ）のように、駆動（加速）時には、車体側が車輪の回転に追従できず取り残されてしまうために、車両の重心を中心として車両前方側（ノーズ）が浮き上がってしまいスコートが発生する。また、図９（ｂ）のように、制動（減速）時には、車輪に対して制動力が発生させられた際に車体側が慣性により車輪の減速に追従できないために、車両の重心を中心として車両前方側（ノーズ）が沈むノーズダイブが発生する。そして、図９（ｃ）のように、操舵（旋回）時には、コーナリングドラッグが発生することから、それに基づいて車輪が減速し、制動（減速）時と同様にノーズダイブが発生する。
【００１０】
このようなスコート、ノーズダイブといった車両重心を中心とする回転振動がピッチング振動であり、このときの車両は車両の挙動を乱す余分なエネルギーであるピッチング振動エネルギーをもっている。換言すれば、外部から余分に与えられたエネルギーがピッチング振動を誘発し、結果ピッチング振動エネルギーが発生する。このようなピッチング振動エネルギーは、車両走行中、常に発生するものであり、このようなピッチング振動を抑制すれば、車両挙動の乱れを効果的に抑制できると言える。
【００１１】
そこで、請求項１に記載の発明では、ドライバによるアクセル操作に対応する物理量に基づき、エンジンが発生させるエンジンパワーを制御すると共に、エンジンパワーを調整するエンジン負荷の駆動を制御することで、所望の駆動力を発生させる車両挙動制御システムであって、車両走行中に発生する車両挙動を不安定にする振動を求める振動検出手段と、振動検出手段によって求められた振動に応じて、エンジン負荷を駆動し、振動を抑制する補正手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１２】
このように、車両挙動を不安定にする振動に応じてエンジン負荷を駆動し、その振動を抑制するようにすることで、振動に起因する車両挙動の悪化を抑制することが可能となり、安定した車両走行を実現することが可能となる。
【００１３】
例えば、請求項２に示すように、振動検出手段は、車体入力トルクを求め、その車体入力トルクから振動を推定することができる。具体的には、請求項３に示すように、振動検出手段は、車両前輪側および後輪側のサスペンションに支持された車体自体のバネ上の振動を鑑みた車体バネ上振動モデルに基づき、車体入力トルクに対応する振動を検出することができる。
【００１４】
例えば、請求項４に示すように、エンジン負荷が、モータおよび発電機として機能するモータジェネレータである場合には、ドライバによるアクセル操作に対応する物理量に基づき、所望の車軸トルクを発生させるためのエンジンによる車軸トルクとモータジェネレータによる車軸トルクとの分配が決められる。そして、その決められた分配に応じてモータジェネレータをモータまたは発電機として機能させたり、停止させるようになっている。このため、このような形態であれば、補正手段にて、振動検出手段によって求められた振動に応じた物理量を、モータジェネレータに対する駆動力の分配に応じた物理量に補正することにより、振動を抑制することができる。
【００１５】
この場合、請求項５に示すように、補正手段は、車軸トルクの分配に基づいて、モータジェネレータがモータとして用いられる際に振動に応じた補正物理量が負になった場合には、モータが発生させる駆動力に相当する物理量から、振動に相当する物理量を差し引いた物理量を、モータジェネレータの補正後の駆動力の分配に応じた物理量とすることができる。そして、モータジェネレータが発電機として用いられる際に振動に応じた補正物理量が正になった場合には、発電機によって減らされる駆動力に相当する物理量から、振動に相当する物理量を差し引いた物理量を、モータジェネレータの補正後の駆動力の分配に応じた物理量とすることができる。
【００１６】
また、請求項６ないし８に示されるように、エンジン負荷が、スタータおよびオルタネータである場合において、補正手段は、振動に応じた補正物理量が負になった場合には、該振動に応じた物理量をオルタネータを駆動するための指令信号として出力し、振動に応じた物理量が正になった場合には、該振動に応じた物理量をスタータを駆動するための指令信号として出力することができる。
【００１７】
なお、以上説明した車両挙動を不安定にする振動とは、例えば、請求項９に示されるように、車体のピッチング振動、ロール、上下変位振動、エンジンの上下振動およびスラント角振動のいずれかが考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態の車両挙動制御システムについて説明する。本実施形態では、モータジェネレータを搭載した車両、例えばハイブリッド車等に車両挙動制御システムを適用した場合を示す。図１は、本実施形態における車両挙動制御システムの概略構成を示したものである。なお、本実施形態では、車両の駆動形態が後輪駆動のものを想定して説明するが、勿論、前輪駆動の車両でも４輪駆動の車両でも本発明を適用することができる。
【００１９】
本実施形態の車両挙動制御システムは、車両に備えられたエンジン１が発生させる駆動トルクをエンジン負荷となるモータジェネレータ２によって調整することで、車体挙動を不安定にする振動を抑制するものである。ここではピッチング振動を抑制する場合を例に説明する。
【００２０】
図１に示す車両挙動制御システムにおいて、エンジン１およびモータジェネレータ２は、エンジンＥＣＵ３によって制御されるようになっている。図２は、このエンジンＥＣＵ３のブロック構成を概略的に示したものである。
【００２１】
図２に示されるように、エンジンＥＣＵ３は、要求駆動力演算部３ａ、ピッチング制振補正部３ｂ、アクチュエータ指令演算部３ｃを備えて構成されている。
【００２２】
要求駆動力演算部３ａは、ドライバによるアクセル操作に応じた物理量として、アクセルペダル４の操作量に応じた検出信号がペダルストロークセンサ５から出力されると、その検出信号に基づいてアクセルペダル１の操作量を求めると共に、その操作量に応じた要求駆動力となる要求車軸トルクを求めるものである。ここで求められたドライバの要求駆動トルクが車両の加速、減速に使用されるトルク、つまり要求車軸トルクとなるものである。
【００２３】
この要求駆動力演算部３ａでは、エンジン１によって発生させる車軸トルクとモータジェネレータ２によって発生させる車軸トルクとの合算値となる要求車軸トルクを求めると共に、車両の走行状態に応じてエンジン効率がよくなるように、それらの配分を決めるようになっている。この要求車軸トルクの演算等は、ハイブリッド車両におけるエンジン制御分野において周知のものであるため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
そして、要求車軸トルクおよびその配分が演算されると、エンジン１およびモータジェネレータ２によってその配分に応じた車軸トルクを発生させるべく、要求駆動力演算部３ａからエンジン１およびモータジェネレータ２に対して指令信号が出力されるようになっている。
【００２５】
これにより、エンジン１の吸入空気量や燃料噴射量などが調整され、その配分に応じたエネルギーが出力される。そして、このエネルギーがトランスミッション（Ｔ／Ｍ）６および終減速装置７などを介して駆動輪８に回転エネルギーとして伝えられ、駆動輪８にて要求に応じた車軸トルクを発生させるようになっている。
【００２６】
また、このように求められたモータジェネレータ２が発生させる車軸トルクの配分から、モータジェネレータ２をどのように作動させるかが決まることになる。
【００２７】
ここで、モータジェネレータ２について説明する。モータジェネレータ２は、モータとしても発電機としても機能するもので、一般的には、ハイブリッド車両において、車両発進時等のようにエンジン効率が悪い領域ではモータとして機能し、中低速負荷走行時のようにエンジン効率が良い領域では停止し、減速時および制動時のようにアクセルがオフされる時などには発電機として作動するようになっている。
【００２８】
したがって、このようにモータジェネレータ２に対して指令信号が出されると、モータジェネレータ２は、その車軸トルク配分に応じて、モータと発電機のいずれかの作動を行うか、もしくはいずれの作動も行わずに停止状態となる。そして、モータジェネレータ２がモータとして作動する場合には、エンジン１による車軸トルクを増加させる正の車軸トルクを発生させ、発電機として作動する場合には、エンジン１による車軸トルクを減少させる負の車軸トルクを発生させ、停止する場合には、自らは車軸トルクを発生させない状態となる。このため、モータジェネレータ２は、駆動トルク配分が正の車軸トルクを要求するものであった場合にはモータとして機能し、負の車軸トルクを要求するものであった場合には発電機として機能し、要求がなかった場合には停止するように作動させられる。
【００２９】
ピッチング制振補正部３ｂは、上述したように、エンジン１とモータジェネレータ２それぞれが発生させる駆動トルクの配分が求められたのち、モータジェネレータ２に配分された駆動トルクの補正を行うものである。このピッチング制振補正部３ｂが、本発明でいう振動検出手段および補正手段に相当する。
【００３０】
上述したように、ハイブリッド車では、エンジン効率が良くなるようにエンジン１とモータジェネレータ２の駆動トルク配分を求めるようにしているが、これにはピッチング振動エネルギーが含まれている。したがって、ピッチング振動を抑制できるように、モータジェネレータ２の駆動トルクを補正する必要がある。例えば、エンジンエネルギーが必要以上に発生しており、ピッチング振動に応じた補正値（補正物理量）が正になるような場合には、モータジェネレータ２を発電機として用いてピッチング振動を除去する必要がある。また、エンジンエネルギーが必要とされる量に足りず、ピッチング振動に応じた補正値が負になるような場合には、モータジェネレータ２をモータとして用いてエンジンエネルギーを補い、ピッチング振動を除去する必要がある。
【００３１】
このような補正を行うのがピッチング制振補正部３ｂである。具体的には、ピッチング制振補正部３ｂは、吸入空気量センサやモータジェネレータ２の電流センサ等からの検出信号に基づいて車体入力トルクを求め、この車体入力トルクに基づいて発生し得るピッチング振動を求めると共に、そのピッチング振動を抑制すべく、モータジェネレータ２を駆動するための指令信号を出力するものである。
【００３２】
なお、ハイブリッド車では、モータジェネレータ２は、エンジンＥＣＵ３により総合的なエネルギー効率が高くなるようにモータとして用いられたり、発電機として用いられるようになっている。このため、エンジン効率が悪い領域などにおいてモータジェネレータ２がモータとして用いられるような場合に、上記したようにピッチング振動に応じた補正値が正になるような場合には、要求駆動力演算部３ａは、モータとしての出力がそのピッチング振動に応じた補正値の分、差し引かれた値となるような指令信号が出される。逆に、制動時などにおいてモータジェネレータ２を発電機として用いられるような場合に、上記したようにピッチング振動に応じた補正値が負になるような場合には、要求駆動力演算部３ａは、発電機としての出力がそのピッチング振動に応じた補正値の分、差し引かれた値となるような指令信号が出される。
【００３３】
次に、ピッチング制振補正部３ｂの詳細について、図３を参照して説明する。
【００３４】
図３は、ピッチング制振補正部３ｂの制御ブロックを示したものである。この図に示されるように、ピッチング制振補正部３ｂは、吸入空気量センサ９の検出信号等から求められる車体入力トルクからバネ上振動モデルを用いて、ピッチング振動エネルギーを求め、このピッチング振動エネルギーを除去するために必要なトルク、つまり安定化に使用されるトルクを求めるものである。
【００３５】
本実施形態では、バネ上振動モデルを以下のように設定している。図４に示すバネ上振動モデルの模式図を参照して、このバネ上振動モデルについて説明する。
【００３６】
このバネ上振動モデルは、車輪速度がωｗであった場合に、総トルク反力Ｔｒを受けて、バネ上部分に対してピッチング中心周りの振動を発生させるかを想定している。ここでは、車体を水平方向と平行な任意の基準平面からなる平板と見立てて、その平板にサスペンションに支持されてタイヤが備えられ、また、エンジン１などが搭載されているものとして、バネ上振動を想定している。
【００３７】
このバネ上振動モデルにおいて、各定数を次のように設定している。まず、基準平面Ｂに備えられた前輪および後輪それぞれの車輪について、サスペンションのバネ定数がＫｆ、Ｋｒ、サスペンションの減衰係数がＣｆ、Ｃｒ、エンジン１の重量がｍ、エンジンマウントにおけるバネ定数がＫｅ、減衰係数がＣｅとしている。
【００３８】
また、タイヤ半径をｒとし、バネ上における車体質量［ｋｇ］をＭ、エンジン１とＴ／Ｍ６の質量［ｋｇ］をｍ、ホイールベース［ｍ］をＬ、車両重心と前輪軸との間の距離［ｍ］をＬｆ、車両重心と後輪軸との間の距離［ｍ］をＬｒ、車両重心とエンジン１およびＴ／Ｍ中心との間の距離［ｍ］をＬｅ、車体基準線（基準平面の高さ）と車両重心の高さとの間の距離［ｍ］をｈｃとしている。
【００３９】
そして、車体のピッチング慣性モーメント［ｋｇｍ２］をＩｐ、重力加速度［ｍ／ｓ２］をｇとしている。
【００４０】
一方、独立変数については、バネ上における車体の垂直方向変位［ｍ］をｘ、エンジン１およびＴ／Ｍ６の垂直方向の変位をｘｅ、仮想ピッチング中心周りのピッチ角［ｒａｄ］をθｐとしている。
【００４１】
まず、ピッチング中心に対しての仮想ピッチ角がθｐとして表されることから、ピッチング中心からＬｆ離れた前輪軸におけるピッチ中心周りでの変位量はＬｆθｐとなり、ピッチング中心からＬｒ離れた後輪軸におけるピッチ中心周りでの変位量はＬｒθｐとなる。
【００４２】
従って、車体のピッチ中心周りの運動方程式は、数式１のように表される。
【００４３】
（数１）
Ｉｐθｐ’’＝−Ｌｆ｛Ｋｆ（ｘ＋Ｌｆθｐ）＋Ｃｆ（ｘ’＋Ｌｆθｐ’）｝
−Ｌｅ｛Ｋｅ（ｘ＋Ｌｅ）θｐ−ｘｅ）＋Ｃｅ（ｘ’＋Ｌｅθｐ’−ｘｅ’｝
＋Ｌｒ｛Ｋｒ（ｘ−Ｌｒθｐ）＋Ｃｒ（ｘ’−Ｌｒθｐ’）｝
＋ｈｃθｐＭｇ＋（Ｍ＋ｍ）ｖ’ｈｃ＋ΔＴｒ
また、車体上下運動の方程式とエンジン１およびＴ／Ｍ６の上下運動の方程式は、それぞれ数式２、数式３のように表される。
【００４４】
（数２）
Ｍｘ’’＝−Ｋｆ（ｘ＋Ｌｆθｐ）−Ｃｆ（ｘ’＋Ｌｆθｐ’）
−Ｋｅ（ｘ＋Ｌｅθｐ−ｘｅ）−Ｃｅ（ｘ’＋Ｌｅθｐ’−ｘｅ’）
−Ｋｒ（ｘ−Ｌｒθｐ）−Ｃｒ（ｘ’−Ｌｒθｐ’）
（数３）
ｍｘｅ’’＝−Ｋｅ（ｘｅ−ｘ−Ｌｅθｐ）−Ｃｅ（ｘｅ’−ｘ’−Ｌｅθｐ’）
そして、ｘｅ’’、ｘ’’、θｐ’’を数式１〜３から求めると、それぞれ数式４〜６のようになる。
【００４５】
（数４）
ｘｅ’’＝−Ｋｅ／ｍ・ｘｅ−Ｃｅ／ｍ・ｘｅ’＋Ｋｅ／ｍ・ｘ＋Ｃｅ／ｍ・ｘ’
＋ＫｅＬｅ／ｍ・θｐ＋ＣｅＬｅ／ｍ・θｐ’
（数５）
ｘ’’＝Ｋｅ／Ｍ・ｘｅ＋Ｃｅ／Ｍ・ｘｅ’−（Ｋｅ＋Ｋｆ＋Ｋｒ）／Ｍ・ｘ
−（Ｃｅ＋Ｃｆ＋Ｃｒ）／Ｍ・ｘ’−（ＫｆＬｆ＋ＫｅＬｅ−ＫｒＬｒ）／Ｍ・θｐ
−（ＣｆＬｆ＋ＣｅＬｅ−ＣｒＬｒ）／Ｍ・θｐ’
（数６）
θｐ’’＝ＫｅＬｅ／Ｉｐ・ｘｅ＋ＣｅＬｅ／Ｉｐ・ｘｅ’
−（ＫｆＬｆ＋ＫｅＬｅ−ＫｒＬｒ）／Ｉｐ・ｘ
−（ＣｆＬｆ＋ＣｅＬｅ−ＣｒＬｒ）／Ｉｐ・ｘ’
−（ＫｆＬｆ２＋ＫｅＬｅ２＋ＫｒＬｒ２−ｈｃＭｇ）／Ｉｐ・θｐ
−（ＣｆＬｆ２＋ＣｅＬｅ２＋ＣｒＬｒ２）／Ｉｐ・θｐ’
＋（１＋ｈｃ／ｒ）／Ｉｐ・ΔＴｒ
従って、各状態量をそれぞれｘｅ＝ｘ１、ｘｅ’＝ｘ２、ｘ＝ｘ３、ｘ’＝ｘ４、θｐ＝ｘ５、θｐ’＝ｘ６、入力u＝ΔＴｒとし、上記各数式における変数の係数をａ１〜ａ６、ｂ１〜ｂ６、ｃ１〜ｃ６、ｐ１と置くと、上記各式は、以下のように変換される。
【００４６】
（数７）
ｘｅ’’＝ａ１ｘｅ＋ａ２ｘｅ’＋ａ３ｘ＋ａ４ｘ’＋ａ５θｐ＋ａ６θｐ’
＝ａ１ｘ１＋ａ２ｘ２＋ａ３ｘ３＋ａ４ｘ４＋ａ５ｘ５＋ａ６ｘ６
（数８）
ｘ’’＝ｂ１ｘｅ＋ｂ２ｘｅ’＋ｂ３ｘ＋ｂ４ｘ’＋ｂ５θｐ＋ｂ６θｐ’
＝ｂ１ｘ１＋ｂ２ｘ２＋ｂ３ｘ３＋ｂ４ｘ４＋ｂ５ｘ５＋ｂ６ｘ６
（数９）
θｐ’’＝ｃ１ｘｅ＋ｃ２ｘｅ’＋ｃ３ｘ＋ｃ４ｘ’＋ｃ５θｐ＋ｃ６θｐ’＋ｐ１ｕ
＝ｃ１ｘ１＋ｃ２ｘ２＋ｃ３ｘ３＋ｃ４ｘ４＋ｃ５ｘ５＋ｃ６ｘ６＋ｐ１ｕ
ただし、上記数式８〜１０において、ａ１＝−Ｋｅ／ｍ，ａ２＝−Ｃｅ／ｍ，ａ３＝Ｋｅ／ｍ，ａ４＝Ｃｅ／ｍ，ａ５＝ＫｅＬｅ／ｍ，ａ６＝ＣｅＬｅ／ｍ，ｂ１＝Ｋｅ／Ｍ，ｂ２＝Ｃｅ／Ｍ，ｂ３＝−（Ｋｅ＋Ｋｆ＋Ｋｒ）／Ｍ，ｂ４＝−（Ｃｅ＋Ｃｆ＋Ｃｒ）／Ｍ，ｂ５＝−（ＫｆＬｆ＋ＫｅＬｅ−ＫｒＬｒ）／Ｍ，ｂ６＝−（ＣｆＬｆ＋ＣｅＬｅ−ＣｒＬｒ）／Ｍｃ１＝ＫｅＬｅ／Ｉｐ，ｃ２＝ＣｅＬｅ／Ｉｐ，ｃ３＝−（ＫｆＬｆ＋ＫｅＬｅ−ＫｒＬｒ）／Ｉｐ，ｃ４＝−（ＣｆＬｆ＋ＣｅＬｅ−ＣｒＬｒ）／Ｉｐ，ｃ５＝−（ＫｆＬｆ２＋ＫｅＬｅ２＋ＫｒＬｒ２−ｈｃＭｇ）／Ｉｐ，ｃ６＝−（ＣｆＬｆ２＋ＣｅＬｅ２＋ＣｒＬｒ２）／Ｉｐ，ｐ１＝（１＋ｈｃ／ｒ）／Ｉｐである。
【００４７】
また、上記のようにｘ１〜ｘ６を定義したことから、以下の関係も成り立つ。
【００４８】
（数１０）
ｘ’１＝ｘｅ’＝ｘ２
（数１１）
ｘ’２＝ｘｅ’’＝ａ１ｘ１＋ａ２ｘ２＋ａ３ｘ３＋ａ４ｘ４＋ａ５ｘ５＋ａ６ｘ６
（数１２）
ｘ’３＝ｘ’＝ｘ４
（数１３）
ｘ’４＝ｘ’＝ｂ１ｘ１＋ｂ２ｘ２＋ｂ３ｘ３＋ｂ４ｘ４＋ｂ５ｘ５＋ｂ６ｘ６
（数１４）
ｘ’５＝θｐ’＝ｘ６
（数１５）
ｘ’６＝θｐ’’＝ｃ１ｘ１＋ｃ２ｘ２＋ｃ３ｘ３＋ｃ４ｘ４
＋ｃ５ｘ５＋ｃ６ｘ６＋ｐ１ｕ
したがって、数式１０〜１５で示された状態空間表現の状態方程式は、数式１６で表される。
【００４９】
【数１６】
2006060936.tif 000003
この数式１６が、図４中に示されるｘ’＝Ａｘ＋Ｂｕというバネ上振動モデルの状態方程式である。
【００５０】
この状態方程式を用いて、ピッチング振動を抑制するための補正量が算出される。算出にあたっては公知の技術、例えば最適レギュレータの設計手法などを用いて状態フィードバックゲインＫを求めればよいが、詳細は省略する。
【００５１】
そして、このようにしてΔＴｒを求めたのち、それがＫＤｉｆｆ倍され、それが先に要求駆動力演算部３ａによって求められたモータジェネレータ２の配分に相当する車軸トルクから減算されることで、補正後要求駆動力が演算される。すなわち、要求駆動力演算部３ａによって求められたモータジェネレータ２の配分に相当する車軸トルクが加速および減速に使用される車軸トルクとなっており、ピッチング制振補正部３ｂによって求められた車軸トルクがピッチング振動に応じた補正値分に相当する車軸トルクとなっている。このため、加速および減速に使用される車軸トルクから補正値分のトルクを減算することで、ピッチング振動に応じた補正値分が補正された補正後駆動力に相当する補正後要求車軸トルクが求められる。
【００５２】
なお、Ｋは、上述した独立変数や定数などに基づいて設定される設計値であり、ＫＤｉｆｆは終減速装置７におけるギア比によって決まる値である。
【００５３】
そして、アクチュエータ指令演算部３ｃは、ピッチング制振補正部３ｂによって求められた補正後要求車軸トルクを発生させるべく、モータジェネレータ２に対して、その補正後要求車軸トルクに相当する指令信号を出力するものである。この指令信号に基づいてモータジェネレータ２がモータおよび発電機のいずれかとして作動するか、もしくは停止することにより、補正後要求車軸トルクを発生させるようになっている。
【００５４】
以上のような構成において、ＥＣＵ３の各部で上述した演算を行い、エンジン１およびモータジェネレータ２の制御を行った場合の実験結果を図５、図６に示す。図５および図６は、本実施形態の車両挙動制御システムを搭載した車両を高速道路で走らせ、実走行データを得たものであり。図５は、車速とそのときのアクセル開度とをタイミングチャートとして示したものであり、図６は、図５と同タイミングでのモータジェネレータ２による補正分のトルクをタイミングチャートとして示したものである。
【００５５】
車速が変化した場合のアクセル開度の変化が図５のように表されたとすると、モータジェネレータ２による補正分の車軸トルクは、図６のように変化する。そして、この図に示されるように、エンジンエネルギーが必要以上に発生しているためにピッチング振動が発生している場合には、その過剰分のエネルギーを吸収するための車軸トルク、エンジンエネルギーが必要な値を満たしていないためにピッチング振動が発生している場合には、その不足分のエネルギーを補うための車軸トルクが補正分の車軸トルクとなる。
【００５６】
これに応じて、モータジェネレータ２をモータとして用いたり、発電機として用いたりして、エンジンエネルギーを調整すれば、ピッチング振動を除去することができる。これにより、ピッチング振動に起因する車両挙動の悪化を抑制することが可能となり、安定した車両走行を実現することが可能となる。
【００５７】
なお、このようなモータジェネレータ２による補正分の車軸トルクの変動を周波数解析したところ、図７に示される結果が得られた。この図に示されるように、周波数が１Ｈｚ以下となる領域について非常に周波数強度分布が高くなっており、ほとんどが４Ｈｚ以下となっていることが分かる。このため、モータジェネレータ２の周波数応答として必要な領域は、４Ｈｚ以下程度と考えられる。そして、モータジェネレータ２の過渡応答を無視するには、モータジェネレータ２の周波数応答として、その要求される周波数の５〜１０倍の性能があれば十分である。したがって、モータジェネレータ２は、その周波数応答が例えば２０Ｈｚ程度あれば十分に、本実施形態で示した補正分の車軸トルクの調整を行うことが可能である。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の車両挙動制御システムによれば、ピッチング振動を抑制することができる。これにより、ピッチング振動に起因する車両挙動の悪化を抑制することが可能となり、安定した車両走行を実現することが可能となる。
【００５９】
また、このように振動エネルギーを除去することにより、よりエンジンエネルギーを効率の良い値に制御することが可能となり、さらなる燃費の向上を図ることも可能となる。さらに、余剰のエネルギーを用いて発電を行うことが可能となるので、電気エネルギーを効率的に利用することが可能となる。
【００６０】
（他の実施形態）
上記実施形態では、エンジン負荷としてモータジェネレータ２を用い、このモータジェネレータ２をモータと発電機として用いることにより、ピッチング振動に応じた補正物理量が正、負双方の場合に対応できるようにしている。しかしながら、モータジェネレータ２はエンジン負荷の単なる一例であり、他の負荷、例えばスタータやオルタネータを用いることも可能である。そして、これらスタータとオルタネータとを組み合わせれば、ピッチング振動に応じた補正物理量が正、負双方の場合に対応することが可能となる。
【００６１】
また、上記実施形態では、エンジンＥＣＵ３によってモータジェネレータ２の指令信号を求めるようにしているが、エンジンＥＣＵ３以外の部分で行うようにしても良い。この場合、一般的にエンジンＥＣＵ３において要求駆動力が演算されていることから、車両の加速、減速に使用されるトルクに関しては、エンジンＥＣＵ３での演算結果から得るようにすることも可能である。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、駆動力に相当する車軸トルクをエンジン１とモータジェネレータ２とに分配したあとでピッチング振動を抑制するための補正を行うようにしているが、駆動力に対してピッチング振動を抑制するための補正を行った後で、エンジン１とモータジェネレータ２への分配を決めるような形態に対しても、本発明を適用することが可能である。
【００６３】
また、上記実施形態では、ピッチング振動エネルギーを除去するために、駆動力に相当する物理量となる車軸トルクを直接求めるようにしているが、その他の物理量としても良いし、車軸トルクに相当する物理量に換算して、上記した各種演算を行うようにしても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、車両挙動を不安定にする振動としてピッチング振動を例に挙げて説明したが、他の振動エネルギーに対しても同様の方法を適用することが可能である。このような振動として、例えば、ロール、上下変位振動、エンジンの上下振動およびスラント角振動などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態における車両挙動制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す車両挙動制御システムに備えられるエンジンＥＣＵ３のブロック構成を示した図である。
【図３】図２に示すエンジンＥＣＵ３に備えられたピッチング制振補正部３ｂの制御ブロックを示した図である。
【図４】バネ上振動モデルの模式図である。
【図５】図１に示す車両挙動制御システムを搭載した車両を高速道路で走らせた場合の車速とアクセル開度のタイミングチャートである。
【図６】図１に示す車両挙動制御システムを搭載した車両を高速道路で走らせた場合のモータジェネレータ２による補正分のトルクのタイミングチャートである。
【図７】モータジェネレータ２による補正分のトルクの変動を周波数解析したときの周波数分布図である。
【図８】車両の挙動を乱す原因となるエネルギーを模式的に示した図である。
【図９】駆動（加速）時のスコート、制動（減速）時および操舵（旋回）時のノーズダイブの様子を示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…エンジン、２…モータジェネレータ、３…エンジンＥＣＵ、
３ａ…要求駆動力演算部、３ｂ…ピッチング制振補正部、
３ｃ…アクチュエータ指令演算部、４…アクセルペダル、６…Ｔ／Ｍ、
７…終減速装置、８…駆動輪。
【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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