(57)【要約】【課題】  車両旋回時の運転者の乗車感をさらに向上することを目的とする。【解決手段】  車両１の姿勢を総合的に制御する姿勢制御ＥＣＵは、車両が旋回している時に、車両の所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を演算する。そして、現在の走行位置Ｐ１から所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２への方向に回転軸Ｓを設定し、この回転軸Ｓ回りに車体１を回転して、車両姿勢を旋回外側に前のめりとなった状態にする。この姿勢最適化制御により、実際には車両１にピッチが発生しているにも拘らず、運転者に“車両１にピッチがなく、ロールのみが発生している”という自然な感覚を与えることができ、車両１の乗車感を向上することができる。また、姿勢制御ＥＣＵは、走行中の道路が直線である場合には、姿勢最適化制御を禁止してもよい。【選択図】      図３
2006123610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在の走行位置を基点とした所定時間後の走行位置を演算する走行位置推定手段と、
現在の走行位置から前記走行位置推定手段により推定された所定時間後の走行位置への方向に中心軸を設定し、この中心軸回りに車体を回転する姿勢最適化制御を実行する姿勢調節手段と、
を備えたことを特徴とする車両姿勢制御装置。
【請求項２】
前記走行位置推定手段は、
車両の運動状態を検出する運動状態検出手段を有し、
前記運動状態検出手段の検出値に基づき、所定時間後の走行位置を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項３】
前記走行位置推定手段は、
車両の走行経路を取得する走行経路取得手段と、
車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
を有し、
前記走行速度検出手段により検出された走行速度に前記所定時間を乗じて走行距離を求め、さらに、前記走行経路上で現在位置から前記走行距離だけ移動した位置を、所定時間後の走行位置として推定することを特徴とする請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項４】
前記走行経路取得手段は、ナビゲーションシステムの道路情報から車両の走行経路を取得することを特徴とする請求項３に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項５】
前記走行経路取得手段は、
車両の進行方向を撮像して画像データを取得する前方画像取得手段を有し、
前記前方画像取得手段により取得された画像データを処理して、車両の走行経路を演算することを特徴とする請求項３に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項６】
前記走行位置推定手段は、
運転者の目を撮像して画像データを取得する目画像取得手段を有し、
前記目画像取得手段により取得された画像データを処理して運転者の注視先の位置を演算し、この注視先の位置を所定時間後の走行位置と推定することを特徴とする請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項７】
前記走行位置推定手段は、運転者の視界の良否に関する情報に応じて前記所定時間を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項８】
走行中の道路の曲率半径が所定閾値より大きいか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記姿勢調節手段は、前記判定手段により道路の曲率半径が所定閾値より大きいと判定されたときには、姿勢最適化制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項９】
前記判定手段は、ナビゲーションシステムの道路情報に基づき、走行中の道路の曲率半径を求めることを特徴とする請求項８に記載の車両姿勢制御装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、
車両の進行方向を撮像して画像データを取得する前方画像取得手段を有し、
前記前方画像取得手段により取得された画像データを処理して、走行中の道路の曲率半径を求めることを特徴とする請求項８に記載の車両姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両旋回時に車両の姿勢を調節することにより、運転者の乗車感を向上する車両姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の乗車感を向上するために、車両が旋回して走行するときに車両の姿勢を調節する技術がある。例えば、特開２００３−２２０８１４号公報に示すものである。特開２００３−２２０８１４号公報では、車両の旋回時において、車両の前輪側が沈み込むように車両のピッチ角を調節することにより、運転者の乗車感を向上する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２０８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来技術では、車両の旋回時にピッチ角を調節するのみであり、ロール角の調節については考慮されていなかった。また、発明者独自の調査により、車両が旋回する時に、運転者の前方視線回りに車体を回転した状態とすると、実際には車両にピッチが発生しているにも拘らず、運転者に“車両にピッチがなく、ロールのみが発生している”という自然な感覚を強く与える、という結果が得られた。そこで、本発明は、この調査結果を踏まえて、車両旋回時の運転者の乗車感をさらに向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の車両姿勢制御装置は、車両の現在の走行位置を基点とした所定時間後の走行位置を演算する走行位置推定手段と、現在の走行位置から前記走行位置推定手段により推定された所定時間後の走行位置への方向に中心軸を設定し、この中心軸回りに車体を回転する姿勢最適化制御を実行する姿勢調節手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行位置推定手段は、車両の運動状態を検出する運動状態検出手段を有し、前記運動状態検出手段の検出値に基づき、所定時間後の走行位置を演算することを特徴としている。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行位置推定手段は、車両の走行経路を取得する走行経路取得手段と、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、を有し、前記走行速度検出手段により検出された走行速度に前記所定時間を乗じて走行距離を求め、さらに、前記走行経路上で現在位置から前記走行距離だけ移動した位置を、所定時間後の走行位置として推定することを特徴としている。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行経路取得手段は、ナビゲーションシステムの道路情報から車両の走行経路を取得することを特徴としている。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行経路取得手段は、車両の進行方向を撮像して画像データを取得する前方画像取得手段を有し、前記前方画像取得手段により取得された画像データを処理して、車両の走行経路を演算することを特徴としている。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行位置推定手段は、運転者の目を撮像して画像データを取得する目画像取得手段を有し、前記目画像取得手段により取得された画像データを処理して運転者の注視先の位置を演算し、この注視先の位置を所定時間後の走行位置と推定することを特徴としている。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、前記走行位置推定手段は、運転者の視界の良否に関する情報に応じて前記所定時間を変更することを特徴としている。ここで、運転者の視界の良否に関する情報とは、例えば、ヘッドライトのＯＮ／ＯＦＦ信号、フォグランプのＯＮ／ＯＦＦ信号、ワイパーのＯＮ／ＯＦＦ信号などである。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の車両姿勢制御装置において、走行中の道路の曲率半径が所定閾値より大きいか否かを判定する判定手段をさらに備え、前記姿勢調節手段は、前記判定手段により道路の曲率半径が所定閾値より大きいと判定されたときには、姿勢最適化制御を行わないことを特徴としている。
【００１２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の車両姿勢制御装置において、前記判定手段は、ナビゲーションシステムの道路情報に基づき、走行中の道路の曲率半径を求めることを特徴としている。
【００１３】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の車両姿勢制御装置において、前記判定手段は、車両の進行方向を撮像して画像データを取得する前方画像取得手段を有し、前記前方画像取得手段により取得された画像データを処理して、走行中の道路の曲率半径を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の車両姿勢制御装置によれば、車両の現在の走行位置から所定時間後の走行位置への方向に中心軸をとり、この中心軸回りに車体を回転するため、車両旋回時に運転者は車両のピッチをあまり感じることがなく、運転者には“車両にロールのみが発生している”という感覚が与えられる。運転者はこの感覚を自然な乗車感であると感じるため、上記の車両姿勢の最適化制御により車両の乗車感を向上することができる。
【００１５】
請求項２に記載の車両姿勢制御装置によれば、運動状態検出手段によって検出した車両運動状態（例えば、車速、ヨーレート、操舵角など）に基づいて所定時間後の車両走行位置を求める。検出した車両の実際の運動状態に基づいて所定時間後の走行位置を求めるので、より好適な所定時間後の走行位置を設定することができ、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載の車両姿勢制御装置によれば、先ず、走行経路取得手段によって将来の走行経路を求め、さらに走行速度検出手段によって検出した走行速度に基づいて走行経路上のどの位置に所定時間後の車両が位置するかを決定する。このように、走行経路を求めた後に、走行経路上に所定時間後の車両位置を求めることで、所定時間後の車両走行位置を好適に設定することができ、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の車両姿勢制御装置によれば、走行経路取得手段による走行経路の取得時に、ナビゲーションシステムの持つ道路情報を利用する。ナビゲーションシステムは、正確度の高い道路情報を持っているため、これを利用することで好適な走行経路を取得することができる。そして、この走行経路上に所定時間後の車両の走行位置を設定することで、好適な所定時間後の車両走行位置を設定することができ、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の車両姿勢制御装置によれば、前方画像取得手段によって取得した車両進行方向の画像データに基づいて走行経路が取得される。実際に取得した車両進行方向の画像から走行経路を設定するため、より好適に走行経路を設定できる。そして、この走行経路上に所定時間後の車両走行位置を設定することで、好適な所定時間後の車両走行位置を設定することができ、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００１９】
請求項６に記載の車両姿勢制御装置によれば、目画像取得手段によって撮像した運転者の目の画像データに基づいて所定時間後の車両走行位置が取得される。撮像した画像に基づいて実際に運転者の注視している方向・位置を考慮して所定時間後の車両走行位置を設定するため、より好適に所定時間後の車両走行位置を設定でき、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００２０】
請求項７に記載の車両姿勢制御装置によれば、運転者の視界の良否に応じて上述した所定時間を変更する。運転者の視界の良否に応じて運転者が予測する車両挙動は変わる（運転者が予測する所定時間後の車両位置が変わる）ため、運転者の視界の良否に応じて上述した所定時間を変更することで、運転者の予測に応じた所定時間後の車両位置を設定できるようになり、これによって良好な姿勢最適化制御を行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載の車両姿勢制御装置によれば、判定手段が走行中の道路の曲率半径が所定閾値より大きいか否かを判定することで、走行中の道路が直線に近いか否かを判定する。そして、車両が走行する道路の曲率半径が所定閾値より大きく、道路が直線に近いと判定されたときに車両の姿勢最適化制御を行わない。これにより、複数車線の直線に近い道路で車両が車線変更したときに、車両の姿勢最適化制御が行われることがないので、過剰な姿勢調節によって運転者が違和感を持つことを防止することができる。
【００２２】
請求項９に記載の車両姿勢制御装置によれば、判定手段は走行中の道路の曲率半径を求めるために、ナビゲーションシステムの道路情報を利用する。ナビゲーションシステムは、正確度の高い道路情報を持っているため、これを利用することで正確な曲率半径を求めることができる。よって、道路が直線に近いか否かを、より正確に判定することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の車両姿勢制御装置によれば、前方画像取得手段によって取得した車両進行方向の画像データに基づいて、走行中の道路の曲率半径が求められる。実際に取得した車両前方方向の画像から曲率半径を求めるため、より正確な曲率半径を求めることができる。よって、道路が直線に近いか否かを、より正確に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の車両姿勢制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の車両姿勢制御装置を搭載した車両の概略構成図を図１に示す。また、車両姿勢制御装置のブロック図を図２に示す。
【００２５】
図１に示されるように、車両１は、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、右後輪２ＲＲの四つの車輪を持っている。各車輪２ＦＬ〜２ＲＲは、サスペンションアーム４を介して車体３に支持されている。また、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲは、路面からの衝撃を緩和・吸収するためのショックアブソーバ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲに、サスペンションアーム４を介して接続されている。各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの上端は車体３側に接続され、下端は車輪２側に接続されており、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲは垂直に近い角度で配置されている。
【００２６】
各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲは、車輪２ＦＬ〜２ＲＲ側に固定されたシリンダ１０と、車体３側に固定されたピストン１１を備え、シリンダ１０の内部空間をピストン１１が隔てることで上室１２及び下室１３が形成されている。また、ピストン１１には上室１２と下室１３を連通するオリフィスが加工されている。車輪２ＦＬ〜２ＲＲが路面から衝撃を受けた際に、ピストン１１がシリンダ１０内を移動すると、上室１２及び下室１３内に充填された作動油がオリフィスを介して流動し、路面からの衝撃による振動が収束させる。なお、図１では、左前輪２ＦＬに接続されたショックアブソーバ５ＦＬのみを断面図として示しているが、他のショックアブソーバ５ＦＲ〜５ＲＲも内部構成は同じである。
【００２７】
また、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲには配管８を介して圧力制御弁６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲが接続されており、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲはサスペンションストロークを調節するための油圧アクチュエータとして利用されている。この技術は、一般的にアクティブサスペンションと呼ばれている。即ち、各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲがショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの上室１２及び下室１３への作動油の給排を調節することで、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの上端から下端までの長さ（サスペンションストローク）が調節される。詳しくは、各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲが、その内部に配置された電磁弁の開度を調節して、タンク７に蓄えられた高圧の作動油をショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの上室１２に供給し、下室１３の作動油を排出することで、ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲが短縮される。逆に、各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲが、電磁弁の開度を調節して、ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの上室１２の作動油を排出し、下室１３に作動油を供給することで、ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲが伸長される。なお、サスペンションストロークの調節は、空気圧の調節により車高を調節するエアサスペンションにより行ってもよい。
【００２８】
各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲは、車両１の姿勢を総合的に制御する電子コントロールユニット（Electrical Control Unit：以下、姿勢制御ＥＣＵと呼ぶ）２１に接続されている。姿勢制御ＥＣＵ２１は、圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲを制御してサスペンションストロークを調節することにより、車両１を所望の姿勢に制御することを可能としている。即ち、姿勢制御ＥＣＵ２１は、運転者が良好な乗車感を持つ車両姿勢を演算し、さらに、実際の車両姿勢を演算された車両姿勢とするために必要な各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さを演算し、その長さに制御するための指令を各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲに出力する。各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲは、この指令に応じて電磁弁の開度を調節し、ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さを調節する。このように、姿勢制御ＥＣＵ２１、圧力制御弁６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ、ショックアブソーバ５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲ等により、車両１の姿勢を調節するための姿勢調節手段が構成されている。なお、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの側方には、ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さを検出するためのストロークセンサ２２が併設されており、姿勢制御ＥＣＵ２１は、上記の制御に際して各ストロークセンサ２２の検出出力を取り込み、フィードバック制御を行っている。
【００２９】
また、図２に示すように、姿勢制御ＥＣＵ２１には、その他の機器、センサ類も接続されている。特に、車両１の運動状態を検出するために運動状態検出手段が接続されている。具体的には、車両速度の検出のために各車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲごとに設けられた車輪速センサ２３、操舵角を検出するためのハンドル角センサ２４、車両１の横方向の加速度を検出するための横加速度センサ２５、車両１のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ２６が、姿勢制御ＥＣＵ２１に接続されている。なお、ハンドル角センサ２４に代えて、ラックストロークセンサ又はハンドルトルクセンサを用いてもよい。
【００３０】
また、姿勢制御ＥＣＵ２１には、車室内に設けられたスイッチ、例えば、ヘッドライトのオンオフを切り替えるためのヘッドライトスイッチ３６、フォグランプのオンオフを切り替えるためのフォグランプスイッチ３７、及びフロントガラスのワイパーのオンオフを切り替えるためのワイパースイッチ３８が接続されている。各スイッチはそれぞれヘッドライト、フォグランプ、ワイパーがオフにされているときには低電位の信号（ＯＦＦ）を出力し、オンに切り替えられると高電位の信号（ＯＮ）を出力する。
【００３１】
また、姿勢制御ＥＣＵ２１には、目的地までの経路を運転者に示して運転を支援するナビゲーションシステム３１、及びナビゲーションシステム３１と共用されるＧＰＳ（Global Positioning System）位置センサ３２が接続されている。ナビゲーションシステム３１は、道路の経路の情報（所定距離ごとの位置データ群）を含む道路情報を有している。姿勢制御ＥＣＵ２１は、ＧＰＳ位置センサ３２により検出された現在位置を取り込むことが可能であり、さらにその現在位置に対応する道路情報をナビゲーションシステムから取得することが可能である。また、姿勢制御ＥＣＵ２１には、車両１の進行方向を撮像して画像データを取得するＣＣＤカメラ（前方画像取得手段）２７、運転者の顔（特に目付近）を撮像して画像データを取得するＣＣＤカメラ（目画像取得手段）２８が接続されている。
【００３２】
次に、図３を参照して、姿勢制御ＥＣＵ２１の演算機能について説明する。上述したように、姿勢制御ＥＣＵ２１は、運転者が良好な乗車感を持つ車両姿勢とするための姿勢最適化制御を行う。この姿勢最適化機能の概略を説明すると、姿勢制御ＥＣＵ２１は、先ず、予め設定された所定時間Ｔ後の車両１の走行位置Ｐ２を演算する（走行位置推定手段）。ここでは、所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２が、運転者が注視する位置として想定されている。次に、現在の走行位置Ｐ１から所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２への方向に中心軸Ｓを設定して、この中心軸Ｓ回りに車体３が回転された状態となる車両姿勢を演算する（姿勢調節手段）。以下、本実施形態に係る姿勢制御ＥＣＵ２１の姿勢最適化機能及びその変形例について、より詳細に説明する。
【００３３】
一般的に、車両１の運動方程式は、次の数式１で表される。
【数１】
2006123610.tif 000003
【００３４】
上記の運動方程式に基づき、時間Ｔが経過した後の車両１の走行位置Ｐ２（Ｘ，Ｙ）は次の数式２で表される。なお、次の数式２では、車両１の現在の走行位置（重心位置）Ｐ１を原点とし、車両１の車体前後の中心線方向をＸ軸とし、車両１（車体）の水平面内でＸ軸に直行する方向をＹ軸としている。なお、時間Ｔは、予め設定された一定時間でもよいし、状況に応じて変化する時間でもよい。
【数２】
2006123610.tif 000004
【００３５】
姿勢制御ＥＣＵ２１は、上記の数式２に車両１の運動状態の検出値を代入して、一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２（Ｘ，Ｙ）を演算する。なお、この演算に際して、車速Ｖは、車輪速センサ２３の検出値を用いて求めればよい。ヨーレートγは、ヨーレートセンサ２６の検出値を用いればよい。車体スリップ角βは、ヨーレートセンサ２６、横加速度センサ２５及び車輪速センサ２３の検出値を用いて求めればよい。ヨーレートγ、横加速度Ｇ及び車速Ｖに基づいて車体スリップ角βを演算する手法は周知であるため、その詳細な説明は省略する。なお、一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を予め演算した結果をマップ状のデータとして記憶媒体に格納しておき、姿勢制御ＥＣＵ２１が、運動状態の各検出値（車速Ｖ、ヨーレートγ、横加速度Ｇ等）を取り込むと、それらの検出値に対応する走行位置Ｐ２（Ｘ，Ｙ）を記憶媒体から読み出すように構成してもよい。
【００３６】
一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２の演算は、上記の数式２を用いた演算に代えて、他の方法により行ってもよい。例えば、姿勢制御ＥＣＵ２１が、車速Ｖに一定時間Ｔを乗じて、現在から一定時間Ｔ後までの走行予定距離を演算し、車両１がこれから走行する走行経路Ｒにおいて、現在位置Ｐ１から走行予定距離だけ進行した位置を特定し、その位置を一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２と推定すればよい。この演算では、車両１が走行する走行経路Ｒの情報が必要となるが、例えば次の（１）〜（３）の方法により取得すればよい。
【００３７】
以下、走行経路取得手段の例である。（１）上記の数式２の時間Ｔに漸増する値（０→Ｔ）を代入することで走行経路Ｒを演算する。（２）姿勢制御ＥＣＵ２１が、ＧＰＳ位置センサ３２から現在の走行位置Ｐ１の情報を取り込んで、この走行位置Ｐ１に対応する道路情報をナビゲーションシステム３１から取得する。（３）車両１の進行方向を撮像するＣＣＤカメラ２７により取得された画像データを取り込み、この画像データを処理して車両１の走行経路Ｒを演算する。詳細には、走行経路Ｒに沿って道路上に塗られた白線の画素データを画像データから抽出して、各画素データの画素位置から走行経路Ｒを演算する。
【００３８】
また、一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を演算する別の方法として、運転者の注視先の位置を直接的に演算する方法もある。即ち、姿勢制御ＥＣＵ２１が、運転者の顔を撮像するＣＣＤカメラ２８により取得された画像データから、運転者の目の画像データを抽出し、この画像データを処理して運転者の注視先の位置を演算する。この注視先の位置が、一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２として推定される。
【００３９】
姿勢制御ＥＣＵ２１は、上述した何れかの方法で一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を演算すると、車両１の現在の走行位置Ｐ１と一定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を結ぶ直線を演算し、この直線を中心軸Ｓとして設定する。次に、車体１がこの中心軸Ｓ回りに回転して、車体３が旋回時に車両外側に若干前のめりに傾いた車両姿勢となるように、車両１のピッチ角及びロール角の目標値を演算する。さらに、ピッチ角及びロール角の目標値に基づいて、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さの目標値を演算する。そして、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さを目標値とするための指令を各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲに出力する。これにより、各圧力制御弁６ＦＬ〜６ＲＲが指令に応じてショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲを制御し、車両１の姿勢が目標値に適合するように調節される。
【００４０】
なお、上記の目標値の演算に際して、車両１の走行中に前輪２ＦＬ，２ＦＲ側のストロークセンサ２２の検出値から路面外乱（突起又は窪み）が検出された場合には、姿勢制御ＥＣＵ２１は、後輪２ＲＬ，２ＲＲがその路面外乱が検出された位置を通過するタイミングで、路面外乱を吸収する制御を後輪２ＲＬ，２ＲＲ側のショックアブソーバ５ＲＬ，５ＲＲに対して行ってもよい。
【００４１】
上述した姿勢最適化制御の結果、例えば、車両１が左に旋回する場合には、図３に示すように、左前輪２ＦＬ及び右後輪２ＲＲのショックアブソーバ５ＦＬ，５ＲＲの長さが維持されたまま、右前輪２ＦＲのショックアブソーバ５ＦＲが短縮され、左後輪２ＲＬのショックアブソーバ５ＲＬが伸長されて、車体３が若干前のめりで且つ旋回外側に傾いた状態となる。また、車両１が右に旋回する場合にも、右前輪２ＦＲ及び左後輪２ＲＬのショックアブソーバ５ＦＲ，５ＲＬの長さが維持されたまま、左前輪２ＦＬのショックアブソーバ５ＦＬが短縮され、右後輪２ＲＲのショックアブソーバ５ＲＲが伸長されて、車体３が若干前のめりで且つ旋回外側に傾いた状態となる。車両１のこのような姿勢に調節されることで、実際には車両１にピッチが発生しているにも拘らず、運転者は車両１のピッチをあまり感じることがなく、運転者には“ロールのみが発生している”という感覚が与えられる。運転者はこの感覚を自然な乗車感であると感じるため、上記の車両姿勢の最適化制御により車両の乗車感を向上することができる。
【００４２】
なお、上記の姿勢最適化制御では、予め設定された一定時間Ｔが経過した後の車両１の走行位置Ｐ２を、運転者が現在注視する位置であると仮定して演算しているが、これは必ずしも妥当であるとは限らない。例えば、車両１が夜間に走行している場合には、運転者は昼間よりも自らに近い位置を注視する傾向にある。また、車両１が降雨中に走行している場合や、濃霧中に走行している場合にも、運転者は晴天時よりも自らに近い位置を注視する傾向にある。このように運転者の視界が悪い状況下では、視界が良い状況を基準として設定された一定時間Ｔを用いて、一定時間Ｔ後の車両１の走行位置Ｐ２を演算し、回転軸Ｓ回りに車体３を回転すると、その制御による車両姿勢と運転者に良好な乗車感を与える車両姿勢との差が大きくなり、運転者に違和感を与えてしまう。
【００４３】
このような事態を回避するためには、運転者の視界の良否の変化（運転者の注視先の変化）に応じて、演算される走行位置Ｐ２を適宜に変更することが好ましい。具体的には、姿勢制御ＥＣＵ２１が、視界の良否に関する情報を取り込んだときに、視界が良好であることを想定して設定された時間Ｔを、視界が悪いことを想定して設定された時間Ｔ’（Ｔ’＜Ｔ）に変更する。ここで、視界の良否に関する情報とは、例えば、ヘッドライトスイッチ３６のオン信号、フォグランプスイッチ３７のオン信号、ワイパースイッチ３８のオン信号などである。このような処理を行うことにより、運転者の視界が悪化したときの運転者の注視先の変化に合わせて、演算される走行位置Ｐ２が変更される。これにより、車体３の回転軸が運転者の注視方向と一致し、運転者の乗車感が損なわれることがない。
【００４４】
次に、車両走行時における姿勢制御ＥＣＵ２１の姿勢最適化処理について説明する。姿勢制御処理のフローチャートを図４に示す。なお、図４のフローチャートは所定時間毎に繰り返し実行されている。先ず、姿勢制御ＥＣＵ２１は、ハンドル角センサ２４の検出値に基づき、操舵角（又は操舵角の微分値）が予め設定された閾値αより大きいか否かを判定する（Ｓ４０２）。これにより、車両１が旋回状態にあるか否かが判定される。ここで、ステップ４０２が肯定された場合（旋回状態）には、姿勢制御処理を行うためにステップ４０４に進む。一方、ステップ４０２が否定された場合（非旋回状態）には、上記条件が満たされるまでステップ４０２の判定処理が繰り返される。
【００４５】
ステップ４０４では、車両１の所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２を演算する処理を行う。次いで、ロール角及びピッチ角の目標値を演算し、さらに各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さの目標値を演算する（ステップ４０６）。各ストロークセンサ２２の検出値を取り込んで車両姿勢を検出すると（ステップ４０８）、各ショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲの長さを目標値に適合するように制御して、車両姿勢を調節する（ステップ４１０）。これらの処理の詳細は、姿勢制御ＥＣＵ２１の機能説明で既述したとおりである。なお、ステップ４０８では、ストロークセンサ２２による車両姿勢の検出に代えて、ロールレートを検出するためのロールレートセンサ、ピッチレートを検出するためのピッチレートセンサ、上下方向の加速度を検出するための上下加速度センサ、横方向の加速度を検出するための横加速度センサ等を車両１に設け、これらの検出値に基づいて車両姿勢を検出してもよい。
【００４６】
本実施形態では、上述したとおり、車両１の旋回時に、車両１の現在の走行位置Ｐ１から所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２への方向、つまり運転者が注視する方向に回転軸Ｓを設定し、この回転軸Ｓ回りに車体３が旋回外側に若干前のめりになるように回転して、車両１の姿勢を調節している。これにより、車両１が旋回している時に、運転者は車両１のピッチをあまり感じることがなく、運転者には“ロールのみが発生している”という感覚が与えられる。運転者はこの感覚を自然な乗車感であると感じるため、上記の車両姿勢の最適化制御により車両１の乗車感を向上することができる。
【００４７】
次に、複数車線の直線に近い道路において車両１が車線変更をした時に車両１の姿勢調節を禁止するための付加的な処理を、図５のフローチャートを参照して説明する。この処理は、図４のステップ４０２とステップ４０４の間で行われる。ステップ４０２において操舵角が閾値αより大きいと判定された場合には、ステップ５０２に進む。ステップ５０２では、先ず、車両１が現在走行している道路の曲率半径の検出が行われる。曲率半径の検出は、例えば、ＧＰＳ位置センサ３２により検出された現在の走行位置Ｐ１に対応する道路情報をナビゲーションシステム３１から取得し、その道路情報に基づき演算すればよい。また、車両１の進行方向を撮像するＣＣＤセンサ２７が取得した画像データを処理して白線認識を行い、その白線の曲率半径を演算してもよい。
【００４８】
次に、ステップ５０４では、走行中の道路の曲率半径が閾値βより小さいか否かを判定する。この判定により、走行中の道路が直線に近いか否かが判定される。ステップ５０４の判定が否定される場合には、走行中の道路がほぼ直線であるため、ステップ４０２へ戻る。この結果、処理がステップ４０４以降に進むことがないので、車両１の姿勢最適化制御が禁止されることとなる。複数車線の直線に近い道路において車両１が車線変更をするときに、姿勢制御ＥＣＵ２１により姿勢最適化制御が行われると、車両１の過剰なピッチ挙動により、運転者は違和感を持ってしまう。これに対し、上述したように姿勢最適化制御の禁止処理を行えば、運転者が車線変更を行っても車両１の姿勢制御は禁止され、運転者が違和感を持つことを回避することができる。
【００４９】
次に、車両１の姿勢調節を行うための構成（姿勢制御手段）の変形例について説明する。以下に説明する構成は、上述した実施形態のショックアブソーバ５ＦＬ〜５ＲＲに代えて利用することができる。変形例は、車両１に搭載された四輪操舵機構を利用したものであり、前輪２ＦＬ，２ＦＲ又は後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵方向を調節して、車両１のピッチ角を制御可能としている。先ず、ピッチ角が調節される原理について説明する。
【００５０】
図６は、車両１が旋回している時の車体３、内輪２Ｌ、外輪２Ｒ及びサスペンションの関係を示す模式図である。車両１の旋回時には、車両１の重心には遠心力が作用するため、車両１にはロールが発生する。このとき、内輪２Ｌと路面の間には横力Ｆｉが作用し、外輪２Ｒと路面の間には横力Ｆｏが作用する。横力Ｆｉと横力Ｆｏの合力は遠心力とつりあい、車両１の横方向の位置が維持される。また、サスペンションのリンク機構により、内輪２Ｌにはジャッキダウン力Ｆｉｔａｎθｉが作用し、外輪にはジャッキアップ力Ｆｏｔａｎθｏが作用する。これにより、内輪側２Ｌのサスペンションのスプリングが受ける力はジャッキダウン力の分だけ増えるので、スプリングの縮み量は増加し、車体３を沈ませることとなる。逆に、外輪側２Ｒのサスペンションのスプリングが受ける力は、ジャッキアップ力の分だけ減るので、スプリングの縮み量が減少し、車体３を浮かせることとなる。内輪２Ｌ及び外輪２Ｒは全体として、ジャッキアップ力からジャッキダウン力を減算した値の浮力を受ける。この浮力は、ΔＦ＝Ｆｏｔａｎθｏ−Ｆｉｔａｎθｉで表される。上述した図６の力学的関係は、車両１の左右前輪２ＦＬ，２ＦＲ、左右後輪２ＲＬ，２ＲＲについて同様に成立する。よって、車両１は、前輪付近においてΔＦｆ（＝Ｆｆｏｔａｎθｆｏ−Ｆｆｉｔａｎθｆｉ）の浮力を受け、後輪付近においてΔＦｒ（＝Ｆｒｏｔａｎθｒｏ−Ｆｒｉｔａｎθｒｉ）の浮力を受ける。これらの浮力は、車両１の重心に次式のピッチモーメントＭＰを発生させる。
【数３】
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【００５１】
四輪操舵機構を搭載した車両１では、運転者のハンドル操作により前輪２ＦＬ，２ＦＲの操舵方向が調節可能であり、さらに車載されたＥＣＵの制御により後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵方向も調節可能である。後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵方向が調節されると、左後輪２ＲＬ及び右後輪２ＲＲに作用する横力Ｆｉ，Ｆｏが変化し、後輪側の横力分担が変化する。その結果、後輪付近に作用する浮力ΔＦｒが変化する。四輪操舵機構を利用した姿勢制御では、この浮力ΔＦｒの変化を利用して、車両１のピッチ角を制御する。詳しくは、姿勢制御ＥＣＵ２１が、遠心力による車体３のロール角をストロークセンサ２２の検出値に基づき演算すると、このロール角（実測値）に対して車両姿勢を最適化するピッチ角の目標値を演算する。ここで、車両姿勢を最適化するロール角（実測値）とピッチ角（演算値）は、これらの合成により車体３が所定時間Ｔ後の走行位置Ｐ２の方向を回転軸として回転される関係にある。そして、車体３のピッチ角を目標値に制御するために必要な後輪２ＲＬ，２ＲＲの操舵方向を演算し、その指令を四輪操舵機構に与える。四輪操舵機構は、姿勢制御ＥＣＵ２１からの指令に応じて操舵方向を調節し、車両１に所望のピッチモーメントＭＰを発生させ、車両１の姿勢を調整する。この結果、遠心力によるロールと、操舵方向制御によるピッチにより、車両１の姿勢は最適に調節される。なお、操舵角を電気的に検出して、その検出値に応じてモータなどのアクチュエータを駆動して前輪を転舵する、いわゆるステアバイワイヤー機構が採用された場合には、姿勢制御ＥＣＵ２１により、後輪２ＲＬ，２ＲＲだけでなく、前輪２ＦＬ，２ＦＲの転舵方向を調節可能とすることができる。この場合には、前輪２ＦＬ，２ＦＲ及び後輪２ＲＬ，２ＲＲの転舵方向を調節することにより、ピッチ角を制御してもよい。
【００５２】
また、上記の四輪操舵機構に代えて、車両１のピッチ角の制御をブレーキ機構により行ってもよい。このブレーキ機構によるピッチ角制御とは、車両１の走行中に車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲにブレーキ力を付加すると、車両１にピッチモーメントＭＰが発生することを利用したものである。詳しくは、姿勢制御ＥＣＵ２１が、遠心力による車体３のロール角（実測値）をストロークセンサ２２の検出値に基づき演算すると、このロール角に対して車両姿勢を最適化するピッチ角の目標値を演算し、ピッチ角を目標値に制御するために必要なブレーキ力の指令をブレーキ機構に与える。ブレーキ機構は、姿勢制御ＥＣＵ２１からの指令に応じて車輪２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲにブレーキ力を与え、この結果、車両１にピッチモーメントＭＰを発生させ、上述した回転軸回りに車体３を回転させて、車両１の姿勢を調節する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態に係る車両姿勢制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】車両姿勢制御装置の構成ブロック図である。
【図３】車両の姿勢制御を説明するための模式図である。
【図４】車両姿勢制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】車両姿勢制御装置の付加的な処理を示すフローチャートである。
【図６】車両旋回時の力学的関係を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…車両、２ＦＬ，２ＦＲ，２ＲＬ，２ＲＲ…車輪、３…車体、４…サスペンションアーム、５ＦＬ，５ＦＲ，５ＲＬ，５ＲＲ…油圧アクチュエータ、６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ…圧力制御弁、７…タンク、８…配管、１０…シリンダ、１１…ピストン、１２…上室、１３…下室、２１…姿勢制御ＥＣＵ、２２…ストロークセンサ、２３…車輪速センサ、２４…ハンドル角センサ、２５…横加速度センサ、２６…ヨーレートセンサ、２７…ＣＣＤカメラ（車両前方用）、２８…ＣＣＤカメラ（顔用）、３１…ナビゲーションシステム、３２…ＧＰＳ位置センサ、３６…ヘッドライトスイッチ、３７…フォグランプスイッチ、３８…ワイパースイッチ。
【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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