(57)【要約】各種自動操舵がなされるにあたって操舵輪から伝達される操舵反力をドライバの操舵入力に干渉させることなく抑制する。前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段（４００、８００）と、前記少なくとも一方の左右制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段（３００、６００）とを備えた車両（１０）を制御する装置（１００）は、車両状態量の目標値を設定する設定手段と、操舵反力トルク及び前記車両状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差との相対関係に基づいて、前記車両状態量が前記設定された目標値となるように、且つ前記操舵反力トルクが所定の目標値となるように、前記前輪又は後輪の舵角の目標値及び前記前輪又は後輪の制駆動力の目標値を決定する決定手段とを具備する。
2011128999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、
前記少なくとも一方の左右制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
前記車両の目標運動状態を規定する車両状態量の目標値を設定する設定手段と、
操舵装置に連結された操舵輪から該操舵装置に伝達される操舵反力トルク及び前記車両状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差を含む状態制御量との相対関係を規定すべく予め設定された車両運動モデルに基づいて、前記車両状態量が前記設定された目標値となるように且つ前記操舵反力トルクが所定の目標値となるように、前記前輪又は前記後輪の舵角の目標値及び前記左右制駆動力差を規定する前記前輪又は前記後輪の左右制駆動力の目標値を決定する決定手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記前輪又は後輪の舵角及び前記前輪又は後輪の左右制駆動力が前記決定された目標値となるように前記舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御する旨の自動操舵制御を実行する制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
ドライバの操舵入力を検出可能な検出手段を更に具備し、
前記制御手段は、前記自動操舵制御の実行期間において前記操舵入力が検出された場合に前記自動操舵制御を終了する
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記操舵入力とは、基準値以上のドライバ操舵トルク及び基準値以上のドライバ操舵角のうち少なくとも一方である
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記操舵反力トルクの目標値は基準値以下である
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両状態量はヨーレートである
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前記操舵輪のキングピンオフセットに基づいて前記左右制駆動力の目標値を決定する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記車両の運動状態に対応付けられたドライバ意思を特定するドライバ意思特定手段を更に具備し、
前記決定手段は、前記特定されたドライバ意思に応じて前記決定される左右制駆動力の目標値を調整する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記決定手段は、駆動力が制動力に優先するように前記左右制駆動力の目標値を決定する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記路面の状態を特定する路面状態特定手段を更に具備し、
前記決定手段は、前記特定された路面の状態に応じて前記決定される左右制駆動力の目標値を調整する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項１１】
前記制駆動力可変手段は、前記前輪及び後輪の各々について前記左右制駆動力差を変化させることが可能であり、
前記車両の制御装置は、
前記車両がまたぎ制動中であるか否かを判定するまたぎ制動判定手段と
を更に具備し、
前記決定手段は、前記車両が前記またぎ制動中であると判定された場合に、前記操舵反力トルク及び前記車両状態量を基準値以下とすべく予め設定された、前記前輪及び後輪の舵角差並びに前記後輪の左右制駆動力差と前記前輪の左右制駆動力差との関係を規定するまたぎ制動モデルに基づいて、前記またぎ制動中に生じた前記前輪の制駆動力差に対応する前記前輪の舵角、前記後輪の舵角並びに前記後輪の制駆動力の目標値を決定する
ことを特徴とする請求の範囲第１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、例えばＬＫＡ（Lane Keeping Assist：車線維持走行のための操舵補助）等の各種自動運転機能を備えた車両に適用可能な、車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置に類する制御方法として、舵角を制御するモータ１とステアリングトルクを制御するモータ２とを備えた自動操舵装置を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された自動操舵装置の制御方法によれば、自動操舵によって生じる操舵反力を上記モータ２のトルクによって打ち消すことが可能であるとされている。【０００３】
尚、車両のヨーレートが目標ヨーレートとなるように各輪の制駆動力を制御する装置も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６１６９号公報
【特許文献２】特開平３−２９２２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
操舵トルクは、ドライバが意図的に行う操舵操作に対し影響を与える要素である。従って、この種の自動操舵がなされるにあたって生じる操舵反力を操舵トルクによって打ち消した場合、ドライバが自分の意思に基づいてステアリング操作を行うことによって生じる操舵トルクと、この操舵反力打消し用のトルクとが干渉し、ドライバに違和感を与えることがある。【０００６】
即ち、特許文献１の方法には、ドライバに違和感を与えることなく自動操舵によって生じた操舵反力を打ち消すことが困難であるという技術的問題点がある。【０００７】
また、特許文献１の方法によると、操舵反力を相殺するためのアシストトルクが、操舵反力に応じて検出される操舵トルクに基づいて演算される。即ち、操舵反力は、検出可能な程度の操舵トルクとして顕在化した後に推定されることになる。【０００８】
即ち、特許文献１の方法では、操舵反力を実現象としてしか検出できないことに起因して、ドライバが知覚し得る程度の有意な期間にわたって操舵反力は相殺されずに残存してしまうという技術的問題点もある。【０００９】
これらの技術的問題点は、自動操舵を制駆動力によって実現しつつも、操舵反力については何らの記述も示唆もない特許文献２に開示される技術を適用したところで同様に生じ得る。【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、各種自動操舵がなされるにあたって操舵輪から伝達される操舵反力をドライバの操舵入力に干渉させることなく抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、前輪及び後輪のうち少なくとも一方の舵角を、該舵角の変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な舵角可変手段と、前記少なくとも一方の左右制駆動力差を変化させることが可能な制駆動力可変手段とを備えた車両を制御する装置であって、前記車両の目標運動状態を規定する車両状態量の目標値を設定する設定手段と、操舵装置に連結された操舵輪から該操舵装置に伝達される操舵反力トルク及び前記車両状態量と前記舵角及び前記左右制駆動力差を含む状態制御量との相対関係を規定すべく予め設定された車両運動モデルに基づいて、前記車両状態量が前記設定された目標値となるように且つ前記操舵反力トルクが所定の目標値となるように、前記前輪又は前記後輪の舵角の目標値及び前記左右制駆動力差を規定する前記前輪又は前記後輪の左右制駆動力の目標値を決定する決定手段とを具備することを特徴とする。【００１２】
本発明に係る車両は、舵角可変手段及び制駆動力可変手段を備える。【００１３】
舵角可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方の舵角を、これらの変化を促すドライバ操作から独立して変化させることが可能な手段である。このドライバ操作とは、好適には、ステアリングホイル等の各種操舵入力手段の操作を意味する。従って、舵角可変手段によれば、ドライバがステアリングホイルから手を放していても、或いはステアリングを保舵しているのみであっても、上記舵角を所望の値に変化させることが可能である。【００１４】
即ち、舵角可変手段とは、上記操舵入力手段から操舵輪（好適には、前輪）へ至る操舵入力の機械的伝達経路を担う通常の操舵機構とは本質的意味合いにおいて異なるものである。但し、物理構成上の観点から見れば、舵角可変手段の少なくとも一部は、この種の操舵機構と共用或いは共有されていてもよい。舵角可変手段は、好適な一形態としては、ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering：ステアリングギア比可変装置）若しくはＡＲＳ（Active Rear Steering：後輪操舵装置）又はその両方等の各種実践的態様を採り得る。【００１５】
舵角可変手段によれば、舵角の制御対象となる車輪（上記操舵入力手段と機械的に連結された車輪としての操舵輪を含み得る）について、舵角が少なくとも一定の範囲で可変であるから、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。【００１６】
制駆動力可変手段とは、前輪若しくは後輪又はその両方における左右制駆動力差（左右輪の制駆動力の差である）を変化させることが可能な手段である。制駆動力可変手段は、好適な一形態として、例えば、駆動力分配デファレンシャル機構若しくはインホイールモータシステム等を含む各種の駆動力可変装置、又はＡＢＳ（Antilock Braking System）等を含む各種ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御制動装置）等を含む各種の制動力可変装置、或いはその両方等の実践的態様を採り得る。尚、「左右制駆動力差を変化させることが可能」とは、即ち、一義的に「左右輪の制駆動力を相互に独立して変化させることが可能」であることを意味する。【００１７】
制駆動力可変手段が駆動力可変装置である場合、例えば内燃機関等の各種動力源から供給されるトルク（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係を有し得る）が、固定の又は可変な分配比率で前後輪に分配された後、この前後輪各々に分配されたトルクが、更に左右輪に所望の分配比率で分配される。その結果、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御され、左右駆動力差が生じ得る。或いは、例えば機関トルクとは独立した駆動力が左右輪に付与され、左右輪の駆動力の絶対値が増減制御された結果として左右駆動力差が生じ得る。【００１８】
また、制駆動力可変手段が制動力可変装置である場合、左右輪に付与される、好適には摩擦制動力としての制動力が可変とされることにより、付与される制動力の小さい側の車輪について、駆動力を相対的に高くすることと同等の効果を得ることが可能となる。即ち、制動力は、言わば負側の駆動力である。【００１９】
いずれにせよ左右輪で制駆動力差が生じると、車両は、駆動力の相対的に小さい車輪（即ち、制動力の相対的に大きい車輪である）の側（即ち、右側車輪の駆動力（制動力）が小さければ（大きければ）、右側である）へ旋回する。従って、制駆動力可変手段によれば、理論的には車両の進行方向をドライバの操舵入力とは無関係に変化させることが可能となる。【００２０】
本発明に係る車両の制御装置は、このような車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。【００２１】
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、設定手段により、車両の目標運動状態に対応する車両状態量の目標値が設定される。【００２２】
本発明に係る「車両状態量」とは、このような目標運動状態を実現するにあたって実践上有益なる効果を奏し得る車両の状態量であり、好適な一形態としては、車両の旋回挙動を規定し得る状態量である。例えば、この車両状態量は、好適な一形態として、ヨーレート、車体スリップ角（車両の旋回接線方向に対する角度であり、車体の向きと車体の瞬間的な進行方向とのなす角度である）、或いは横加速度等を意味する。【００２３】
設定手段は、例えば、目標走行路に沿って車両を走行させるための参照値となり得る物理量としての位置状態偏差（即ち、維持すべき目標走行路と車両との相対的位置関係を規定する偏差であり、好適な一形態として、目標走行路に対する車両の横位置の偏差やヨー角偏差等を含み得る）に基づいて、或いは更に車速等の走行条件を参照して、車両状態量の目標値を設定する。この際、目標値は、予め然るべき記憶手段に各種のパラメータ値と対応付けられる形でマップ化されて格納されていてもよいし、その都度然るべき演算アルゴリズムや演算式等に従って導かれてもよい。【００２４】
一方、車両状態量を設定手段により設定された目標値に制御することによって車両の旋回挙動を制御し、一種の自動操舵により車両運動を先述した目標運動状態に維持する又は近付ける場合、ステアリングホイル等の操舵入力手段と上述した操舵機構とを含む、操舵輪に対する操舵入力の伝達手段としての操舵装置には、例えば、操舵輪のセルフアライニングトルク等に代表される操舵反力トルクが作用し得る。【００２５】
この操舵反力トルクは、ドライバが操舵入力手段に保舵力を与えていれば、言わばステアリングの「手応え」ともなり得るが、目標運動状態へ向けた車両運動制御は、ドライバの操舵意思から独立して遂行され得る一種の自動操舵であるから（無論、制御自体はドライバの意思で開始される性質のものであってよい）、このような操舵反力トルクは、ドライバに違和感を与え易い。また、この操舵反力トルクは、操舵入力手段を本来の旋回方向とは逆方向に回転させようとする反力トルクであるから、ドライバが保舵力を与えない所謂手放し走行時においては、操舵入力手段が逆旋回方向に切られることによって、車両の運動制御に影響を与え得る。【００２６】
ところで、公知の車両運動方程式によれば、車両状態量の自由度は、独立制御可能な状態制御量の数と等しい。従って、操舵反力トルクに可制御性を付与しつつ車両の旋回挙動に少なくとも一つの自由度を付与する（即ち、車両運動を目標運動状態に制御する）こと（即ち、二自由度の車両運動を実現すること）を目的とする場合、車両の状態制御量は最低でも二個必要となる。【００２７】
ここで、車両が舵角可変手段と制駆動力可変手段とを備える場合、前輪又は後輪の舵角及び前輪又は後輪の左右制駆動力差の組み合わせ（即ち、前輪舵角と前輪左右制駆動力差、前輪舵角と後輪左右制駆動力差、後輪舵角と前輪左右制駆動力差及び後輪舵角と後輪左右制駆動力差の各組み合わせ）を、この種の状態制御量として利用することができる。これらを状態制御量とすることによって、二自由度の車両運動を実現することが可能となるのである。【００２８】
ここで特に、本発明では、これら車両状態量と状態制御量との相対関係が、予め上記運動方程式に基づいて構築された車両運動モデルとして与えられている。この車両運動モデルは、決定手段による舵角及び制駆動力の目標値決定プロセスに好適に使用される。【００２９】
即ち、決定手段は、この車両運動モデルに基づいて、車両状態量が設定された目標値となるように、また操舵反力トルクが所定の目標値となるように、前輪又は後輪の舵角と、前輪又は後輪の制駆動力の目標値を決定する。【００３０】
尚、制駆動力可変手段において左右制駆動力差を作る要素は左右輪の制駆動力であるが、上記運動モデルに基づいて求められた、車両状態量と操舵反力トルクの条件を満たす制駆動力差の解（目標値）に対応する左右輪の制駆動力の解（目標値）は、必ずしも一義的でない。従って、決定手段は、左右輪の制駆動力の目標値を、左右制駆動力差の目標値を満たす範囲で、その時点の車両の走行条件やドライバ意思等に応じた最適解に決定してもよい。【００３１】
本発明に係る車両の制御装置によれば、このように前輪又は後輪の舵角及び前輪又は後輪の制駆動力の目標値が夫々決定されることによって、この決定された目標値が得られるように舵角可変手段及び制駆動力可変手段が制御された場合に、所望の操舵反力を得つつ車両運動を目標運動状態に維持する又は近付けることが可能となるのである。【００３２】
尚、決定手段により舵角の目標値が決定される車輪（前輪又は後輪）が、舵角可変手段の舵角制御対象車輪を意味することは言うまでもない。また、同様に、決定手段により制駆動力の目標値が決定される車輪（前輪又は後輪）が、制駆動力可変手段の制駆動力制御対象車輪を意味することは言うまでもない。【００３３】
本発明に係る車両の制御装置において、操舵反力トルクの目標値は、固定値であっても可変値であってもよく、可変値である場合には、パラメータとの関係がマップ等として規定されていてもよい。或いは、操舵反力トルクの目標値は、予め用意されたアルゴリズム等に基づいて、その都度個別具体的に設定される類の値であってもよい。【００３４】
ここで、所望される操舵反力トルクを得ることができる場合、目標運動状態へ向けた車両運動制御の過程において成り行きで何某かの操舵反力トルクが生じる場合と較べて、ドライバビリティの低下は格段抑制される。何故なら、操舵反力トルクの目標値は、ドライバ側で予見し得る、或いはドライバに違和感を与えないように設定することができるからである。【００３５】
また特に、操舵反力トルクがゼロ相当値（ゼロ値を少なくとも含み、好適には更に予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、ドライバビリティの悪化としてドライバに知覚されない旨が規定された値を包括する概念である）であれば、操舵反力トルクが実質的に相殺され、所謂手放し運転を実現することも可能となる。【００３６】
更に、本発明に係る車両の制御装置は、舵角変化と制駆動力差とによって所望の操舵反力トルクを得ることを可能とするものであるから、所望の操舵反力トルクを得るに際して、例えばＥＰＳ（Electronic-controlled Power Steering）等の電子制御式パワーステアリング装置を必要としない。【００３７】
従って、ドライバの運転操作を支援する操舵負荷軽減装置としてのパワーステアリング装置は、電子制御式パワーステアリング装置と較べて応答性に劣る油圧制御式パワーステアリング装置であっても全く問題がない。油圧制御式に係る相対的に低い応答性は、操舵負荷軽減の目的において顕在化することはなく、コストの低下や電力負荷の軽減等といった実践上の利得のみを好適に享受し得るからである。【００３８】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記前輪又は後輪の舵角及び前記前輪又は後輪の左右制駆動力が前記決定された目標値となるように前記舵角可変手段及び制駆動力可変手段を制御する旨の自動操舵制御を実行する制御手段を更に具備する。【００３９】
この態様によれば、制御手段により自動操舵制御が実行され、前輪又は後輪の舵角及び前輪又は後輪の制駆動力が夫々決定された目標値に制御される。従って、所望の操舵反力トルクを得つつ、目標運動状態を好適に実現することができる。【００４０】
尚、この他の態様では、ドライバの操舵入力を検出可能な検出手段を更に具備し、前記制御手段は、前記自動操舵制御の実行期間において前記操舵入力が検出された場合に前記自動操舵制御を終了してもよい。【００４１】
この態様によれば、自動操舵制御の実行期間においてドライバの操舵入力が検出された場合に、自動操舵制御が終了する。従って、自動操舵制御がドライバの操舵意思に基づく操舵操作を阻害することがなく、ドライバビリティの低下を防止することが可能となる。【００４２】
尚、この際、検出手段は、如何なる原理原則に従って操舵入力を検出してもよい。【００４３】
更に、検出手段を具備する構成においては、前記操舵入力とは、基準値以上のドライバ操舵トルク及び基準値以上のドライバ操舵角のうち少なくとも一方であってもよい。【００４４】
ドライバ操舵トルク及びドライバ操舵角は、その大小が夫々ドライバの操舵意思の強弱を好適に表し得る。従って、この態様によれば、操舵入力の検出精度が好適に確保され得る。【００４５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記操舵反力トルクの目標値は基準値以下である。【００４６】
この態様によれば、車両の運動状態が目標運動状態とされる場合に生じる操舵反力トルクが基準値以下、好適にはゼロ、略ゼロ或いは上述したゼロ相当値となる。従って、操舵反力トルクとドライバ自身の操舵操作との干渉を実践上問題の生じない程度に抑制することができる。また、基準値が十分に小さければ、操舵反力トルクが実質的に相殺される形となるから、手放し走行時に操舵反力トルクが予期せぬ車両挙動の変化を生じさせる懸念も払拭され、好適な手放し運転が実現される。【００４７】
尚、基準値は、予め実験的に、経験的に、理論的に又は人間工学的見地に基づくシミュレーション等によって、ドライバの操舵操作との干渉が、ドライバが違和感を覚えない程度の範囲内に収まるように設定されていてもよい。また、基準値がゼロであれば、操舵反力トルクの目標値はゼロである。【００４８】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両状態量はヨーレートである。
この態様によれば、車両状態量としてヨーレートが採用される。ヨーレートは、車両の旋回挙動を好適に表し得る指標であるから、本発明に係る車両状態量として好適である。【００４９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記決定手段は、前記操舵輪のキングピンオフセットに基づいて前記左右制駆動力の目標値を決定する。【００５０】
操舵輪を介して操舵装置に伝達される操舵反力トルクと、前後輪の左右制駆動力差との関係は、操舵輪の接地中心点と該操舵輪におけるキングピン軸の仮想接地点との距離として好適に規定されるキングピンオフセットに大きく影響される。従って、決定手段が参照する車両運動モデルがこのキングピンオフセットを考慮したものとして構築されることにより、操舵反力トルクの制御性を向上させることが可能となる。【００５１】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記車両の運動状態に対応付けられたドライバ意思を特定するドライバ意思特定手段を更に具備し、前記決定手段は、前記特定されたドライバ意思に応じて前記決定される左右制駆動力の目標値を調整する。【００５２】
この態様によれば、ドライバ意思特定手段によりドライバ意思が特定される。【００５３】
ここで、「ドライバ意思」とは、車両の運動状態に影響を及ぼす意思を意味し、端的には、例えば、加減速に関連する意思を意味する。この場合、ドライバ意思特定手段は、例えば、アクセルペダルの踏下量やブレーキペダルの踏下量等を参照してドライバ意思を特定する。【００５４】
このドライバ意思は、車両の運動状態と相関するため、何ら勘案されない場合、車両状態量を制御するための制御パラメータとしての状態制御量の一部である前輪又は後輪の制駆動力が、このドライバ意思と干渉する可能性がある。端的な一例としては、ドライバが加速（減速）意思を有する状況において、前輪又は後輪の制駆動力の目標値が制動力（駆動力）であると、車両状態量及び操舵反力トルクが目標値に維持されたとしても、ドライバに違和感を与える可能性がある。【００５５】
そこで、本態様において、決定手段は、この特定されたドライバ意思に応じて、決定される制駆動力の目標値を調整する。ここで、「調整」とは、制動力及び駆動力のうち一方を選択すること、並びに実現すべき制駆動力差の範囲内で制駆動力の配分比率を適宜変化させる、好適には最適化すること等を意味する。このような制駆動力の目標値の調整により、ドライバ意思に干渉しない好適な運動状態制御が実現されるのである。【００５６】
尚、補足すると、決定手段は、ドライバが加速意思を有する場合には、制御対象車輪（前輪又は後輪）の制駆動力の合計が駆動力となるように、またドライバが減速意思を有する場合には当該制御対象車輪の制駆動力の合計が制動力となるように、夫々制駆動力の目標値を調整してもよい。【００５７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記決定手段は、駆動力が制動力に優先するように前記左右制駆動力の目標値を決定する。【００５８】
この態様によれば、制駆動力の目標値決定において、駆動力が制動力に優先される。即ち、車両の運動制御上必要とされる前輪又は後輪の左右制駆動力差を駆動力によって実現し得る場合には、基本的に、駆動力の調整によりそれらが実現される。このため、車輪の各々に制動力を付与することに伴う制動部材の磨耗や劣化の進行を遅くすることができ、品質管理上極めて有益である。【００５９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記路面の状態を特定する路面状態特定手段を更に具備し、前記決定手段は、前記特定された路面の状態に応じて前記決定される左右制駆動力の目標値を調整する。【００６０】
この態様によれば、路面状態特定手段により路面状態が特定される。【００６１】
ここで、「路面状態」とは、車両の運動状態に影響を及ぼす路面の状態を意味し、端的には、路面の勾配や路面の摩擦係数等を意味する。この場合、路面状態特定手段は、例えば、公知の各種カーナビゲーションシステムや、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）等各種交通インフラシステムの一部をなす各種路車間通信装置等を介して、これらに関する情報を取得し、路面状態を特定するにあたっての参照値として利用してもよい。【００６２】
この路面状態は、車両の運動状態と相関するため、何ら勘案されない場合、車両状態量を制御するための制御パラメータとしての状態制御量の一部である前輪又は後輪の制駆動力が、この路面状態に影響された車両状態量の変化を助長する可能性がある。端的な一例としては、路面が上り（下り）勾配である状況において、制駆動力の目標値が制動力（駆動力）であると、車両の減速（加速）が誘発される可能性がある。【００６３】
そこで、本態様において、決定手段は、この特定された路面状態に応じて、決定される制駆動力の目標値を調整する。ここで、「調整」とは、制動力及び駆動力のうち一方を選択すること、並びに実現すべき制駆動力差の範囲内で制駆動力の配分比率を適宜変化させる、好適には最適化すること等を意味する。このような制駆動力の目標値の調整により、路面状態による車両状態量の変化を助長しない、別言すれば、当該車両状態量の変化を抑制し得る、好適な運動状態制御が実現されるのである。【００６４】
尚、補足すると、決定手段は、路面が上り勾配である場合には、制御対象車輪（前輪又は後輪）の制駆動力の合計が駆動力となるように、また路面が下り勾配である場合には当該制御対象車輪の制駆動力の合計が制動力となるように、夫々制駆動力の目標値を調整してもよい。或いは、決定手段は、路面の摩擦係数が高い場合には当該制御対象車輪の制駆動力の合計が駆動力となるように、また路面の摩擦係数が低い場合には当該制御対象車輪の制駆動力の合計が制動力となるように、夫々駆動力の目標値を調整してもよい。【００６５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制駆動力可変手段は、前記前輪及び後輪の各々について前記左右制駆動力差を変化させることが可能であり、前記車両の制御装置は、前記車両がまたぎ制動中であるか否かを判定するまたぎ制動判定手段とを更に具備し、前記決定手段は、前記車両が前記またぎ制動中であると判定された場合に、前記操舵反力トルク及び前記車両状態量を基準値以下とすべく予め設定された、前記前輪及び後輪の舵角差並びに前記後輪の左右制駆動力差と前記前輪の左右制駆動力差との関係を規定するまたぎ制動モデルに基づいて、前記またぎ制動中に生じた前記前輪の制駆動力差に対応する前記前輪の舵角、前記後輪の舵角並びに前記後輪の制駆動力の目標値を決定する。【００６６】
この態様によれば、またぎ制動判定手段により、車両において、左右輪が夫々摩擦係数の異なる路面に接地している状態でなされる制動を意味するまたぎ制動がなされているか否かが判定される。またぎ制動時には、主として前輪において、この摩擦係数の影響を受けて左右制駆動力差が生じ、車両に意図しない旋回挙動が発生することがある。【００６７】
ここで、本態様では、このようなまたぎ制動中における車両状態量（例えば、ヨーレート）及び操舵反力トルクを基準値以下（操舵反力トルクに関しては、例えば、上述した基準値と同等値であってもよい）とすべく、予めまたぎ制動モデルが構築されており、決定手段は、このまたぎ制動モデルに基づいて、またぎ制動中に生じた前輪の制駆動力差に応じた、前後輪の舵角差及び後輪の左右制駆動力差を求め、最終的に前後輪の舵角及び後輪の制駆動力の目標値を決定することができる。【００６８】
このため、本態様によれば、車両の運動状態が目標運動状態へ向けて制御される過程でまたぎ制動が生じても、操舵反力トルク及び車両状態量を基準値以下に抑制し（好適な一形態としては、即ち、操舵反力トルクとヨーレートとが共にゼロとされてもよい）、またぎ制動時の予期せぬ車両挙動の変化を防止することが可能となる。【００６９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両においてなされるＬＫＡ制御のフローチャートである。
【図３】駆動力が作用した場合左前車輪の上面視図である。
【図４】左右制駆動力差を与えられた前輪における力の作用状態を例示する模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るまたぎ制動制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下、適宜図面を参照して本発明の車両の制御装置に係る実施形態について説明する。
＜発明の実施形態＞
＜１：第１実施形態＞
＜１-１：実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の基本的な構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００７２】
図１において、車両１０は、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの各車輪を備え、このうち操舵輪である左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲの舵角変化と、左後輪ＦＬ及び右後輪ＦＲの舵角変化によって所望の方向に進行することが可能な構成となっている。
【００７３】
車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、駆動力分配装置３００、ＶＧＲＳアクチュエータ４００、ＥＰＳアクチュエータ５００、ＥＣＢ（Electronic Controlled Braking system：電子制御式制動装置）６００、カーナビゲーション装置７００及びＡＲＳアクチュエータ８００を備える。
【００７４】
ＥＣＵ１００は、夫々不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、車両１０の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＬＫＡ制御を実行可能に構成されている。
【００７５】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「設定手段」、「決定手段」、「制御手段」、「ドライバ意思特定手段」及び「路面状態特定手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００７６】
エンジン２００は、車両１０の動力源である。
【００７７】
尚、本発明に係る車両の動力源は、燃料の燃焼を機械的動力に変換して取り出し得る機関を包括する概念として各種実践的態様を有する内燃機関（エンジン２００もその一例である）に限定されず、モータ等の回転電機であってもよい。或いは、車両は、これらが協調制御される所謂ハイブリッド車両であってもよい。エンジン２００の駆動力出力軸たるクランク軸は、駆動力分配装置の一構成要素たるセンターデファレンシャル装置３１０に接続されている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明の要旨との相関が薄いため、ここではその詳細を割愛する。
【００７８】
駆動力分配装置３００は、エンジン２００から前述のクランク軸を介して伝達されるエンジントルクＴｅを、前輪及び後輪に所定の比率で分配可能に構成されると共に、更に前輪及び後輪の各々において左右輪の駆動力配分を変化させることが可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の一例である。駆動力分配装置３００は、センターデファレンシャル装置３１０（以下、適宜「センターデフ３１０」と略称する）、フロントデファレンシャル装置３２０（以下、適宜「フロントデフ３２０」と略称する）及びリアデファレンシャル装置３３０（以下、適宜「リアデフ３３０」と略称する）を備える。
【００７９】
センターデフ３１０は、エンジン２００から供給されるエンジントルクＴｅを、フロントデフ３２０及びリアデフ３３０に分配するＬＳＤ（Limited Slip Differential：差動制限機能付き差動機構）である。センターデフ３１０は、前後輪に作用する負荷が略一定な条件下では、前後輪に対し分配比５０：５０（一例であり限定されない）でエンジントルクＴｅを分配する。また、前後輪のうち一方の回転速度が他方に対し所定以上高くなると、当該一方に対し差動制限トルクが作用し、当該他方へトルクが移譲される差動制限が行われる構成となっている。即ち、センターデフ３１０は、所謂回転速度感応式（ビスカスカップリング式）の差動機構である。
【００８０】
尚、センターデフ３１０は、このような回転速度感応式に限らず、入力トルクに比例して差動制限作用が大きくなるトルク感応式の差動機構であってもよい。また、遊星歯車機構により差動作用をなし、電磁クラッチの断続制御により差動制限トルクを連続的に変化させ、所定の調整範囲内で所望の分配比率を実現可能な分配比率可変型の差動機構であってもよい。いずれにせよ、センターデフ３１０は、前輪及び後輪に対しエンジントルクＴｅを分配可能な限り、公知非公知を問わず各種の実践的態様を採ってよい。
【００８１】
フロントデフ３２０は、センターデフ３１０によりフロントアクスル（前輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。フロントデフ３２０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、フロントデフ３２０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００８２】
フロントデフ３２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、フロントデフ３２０の駆動制御を介して、所望の前輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｆを生じさせることが可能である。尚、フロントデフ３２０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００８３】
リアデフ３３０は、センターデフ３１０によりプロペラシャフト１１を介してリアアクスル（後輪車軸）側に分配されたエンジントルクＴｅを、更に、左右輪に所定の調整範囲内で設定される所望の分配比率で分配可能な分配比率可変型のＬＳＤである。リアデフ３３０は、リングギア、サンギア及びピニオンキャリアからなる遊星歯車機構と、差動制限トルクを与える電磁クラッチを備え、この遊星歯車機構のリングギアにデフケースが、サンギア及びキャリアに夫々左右の車軸が連結された構成を採る。また、差動制限トルクは、電磁クラッチに対する通電制御により連続的に制御され、リアデフ３３０の物理的電気的構成上定まる所定の調整範囲内で、トルクの分配比率が連続的に可変に制御される構成となっている。
【００８４】
リアデフ３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電磁クラッチへの通電制御もＥＣＵ１００により制御される構成となっている。従って、ＥＣＵ１００は、リアデフ３３０の駆動制御を介して、所望の後輪左右制駆動力差（ここでは、駆動力差である）Ｆｒを生じさせることが可能である。尚、リアデフ３３０の構成は、左右輪に所望の分配比率で駆動力（尚、トルクと駆動力とは一義的な関係にある）を分配可能な限りにおいて、ここに例示されるものに限定されず、公知非公知を問わず各種の態様を有し得る。いずれにせよ、このような左右駆動力配分作用は公知であり、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的からここではその詳細については触れないこととする。
【００８５】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ハウジング、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構（いずれも不図示）等を備えた操舵伝達比可変装置であり、本発明に係る「舵角可変手段」の一例である。
【００８６】
ＶＧＲＳアクチュエータ４００において、ＶＧＲＳモータ、減速機構及びロック機構は、ハウジングに収容されている。このハウジングは、操舵入力手段としてのステアリングホイル１２に連結されたアッパーステアリングシャフト１３の下流側の端部と固定されており、アッパーステアリングシャフト１３と略一体に回転可能に構成されている。
【００８７】
ＶＧＲＳモータは、回転子たるロータ、固定子たるステータ及び駆動力の出力軸たる回転軸を有するＤＣブラシレスモータである。ステータは、ハウジング内部に固定されており、ロータは、ハウジング内部で回転可能に保持されている。回転軸は、ロータと同軸回転可能に固定されており、その下流側の端部が減速機構に連結されている。このステータには、不図示の電気駆動回路から駆動電圧が供給される構成となっている。
【００８８】
減速機構は、差動回転可能な複数の回転要素を有する遊星歯車機構である。この複数の回転要素の一回転要素は、ＶＧＲＳモータの回転軸に連結されており、また、他の回転要素の一は、前述のハウジングに連結されている。そして残余の回転要素が、ロアステアリングシャフト１４に連結されている。
【００８９】
このような構成を有する減速機構によれば、ステアリングホイル１２の操作量に応じたアッパーステアリングシャフト１３の回転速度（即ち、ハウジングの回転速度）と、ＶＧＲＳモータの回転速度（即ち、回転軸の回転速度）とにより、残余の一回転要素に連結されたロアステアリングシャフト１４の回転速度が一義的に決定される。この際、回転要素相互間の差動作用により、ＶＧＲＳモータの回転速度を増減制御することによって、ロアステアリングシャフト１４の回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、ＶＧＲＳモータ及び減速機構の作用により、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とは相対回転可能である。尚、減速機構における各回転要素の構成上、ＶＧＲＳモータの回転速度は、各回転要素相互間のギア比に応じて定まる所定の減速比に従って減速された状態でロアステアリングシャフト１４に伝達される。
【００９０】
このように、車両１０では、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが相対回転可能であることによって、アッパーステアリングシャフト１３の回転量たる操舵角δＭＡと、ロアステアリングシャフト１４の回転量に応じて一義的に定まる（後述するラックアンドピニオン機構のギア比も関係する）操舵輪たる前輪の舵角δｆとの比たる操舵伝達比が、予め定められた範囲で連続的に可変となる。
【００９１】
尚、ロック機構は、ＶＧＲＳモータ側のクラッチ要素とハウジング側のクラッチ要素とを備えたクラッチ機構である。両クラッチ要素が相互に係合した状態においては、アッパーステアリングシャフト１３とＶＧＲＳモータの回転軸との回転速度が一致するため、必然的にロアステアリングシャフト１４との回転速度もこれらと一致する。即ち、アッパーステアリングシャフト１３とロアステアリングシャフト１４とが直結状態となる。但し、ロック機構の詳細については、本発明との相関が薄いためここでは割愛する。
【００９２】
尚、ＶＧＲＳアクチュエータ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作はＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００９３】
車両１０において、ロアステアリングシャフト１４の回転は、ラックアンドピニオン機構に伝達される。ラックアンドピニオン機構は、ロアステアリングシャフト１４の下流側端部に接続された不図示のピニオンギア及び当該ピニオンギアのギア歯と噛合するギア歯が形成されたラックバー１５を含む操舵伝達機構であり、ピニオンギアの回転がラックバー１５の図中左右方向の運動に変換されることにより、ラックバー１５の両端部に連結されたタイロッド及びナックル（符号省略）を介して操舵力が各操舵輪に伝達される構成となっている。即ち、ステアリングホイル１２から各前輪に至る操舵力の伝達機構は、本発明に係る「操舵装置」の一例である。
【００９４】
ＥＰＳアクチュエータ５００は、永久磁石が付設されてなる回転子たる不図示のロータと、当該ロータを取り囲む固定子であるステータとを含むＤＣブラシレスモータとしてのＥＰＳモータを備えた操舵トルク補助装置である。
【００９５】
このＥＰＳモータは、不図示の電気駆動装置を介した当該ステータへの通電によりＥＰＳモータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向にＥＰＳトルクＴｅｐｓを発生可能に構成されている。
【００９６】
一方、ＥＰＳモータの回転軸たるモータ軸には、不図示の減速ギアが固定されており、この減速ギアはまた、ロアステアリングシャフト１４に設けられた減速ギアと直接的に又は間接的に噛合している。このため、本実施形態において、ＥＰＳモータから発せられるＥＰＳトルクＴｅｐｓは、ロアステアリングシャフト１４の回転をアシストするトルクとして機能する。このため、ＥＰＳトルクＴｅｐｓが、ステアリングホイル１２を介してアッパーステアリングシャフト１３に与えられるドライバ操舵トルクＭＴと同一方向に付与された場合には、ドライバの操舵負担は、ＥＰＳトルクＴｅｐｓの分だけ軽減される。
【００９７】
尚、ＥＰＳアクチュエータ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つその動作がＥＣＵ１００により制御されるモータのトルクによってドライバ操舵トルクをアシストする、所謂電子制御式パワーステアリング装置であるが、車両１０に備わるパワーステアリング装置は、油圧駆動装置を介して与えられる油圧駆動力によりドライバの操舵負荷を軽減する、所謂油圧パワーステアリング装置であってもよい。
【００９８】
車両１０には、操舵角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７が備わる。
【００９９】
操舵角センサ１６は、アッパーステアリングシャフト１３の回転量を表す操舵角δＭＡを検出可能に構成された角度センサである。操舵角センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された操舵角δＭＡは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【０１００】
操舵トルクセンサ１７は、ドライバからステアリングホイル１２を介して与えられるドライバ操舵トルクＭＴを検出可能に構成されたセンサである。より具体的に説明すると、アッパーステアリングシャフト１３は、上流部と下流部とに分割されており、図示せぬトーションバーにより相互に連結された構成を有している。係るトーションバーの上流側及び下流側の両端部には、回転位相差検出用のリングが固定されている。このトーションバーは、車両１０のドライバがステアリングホイル１２を操作した際にアッパーステアリングシャフト１３の上流部を介して伝達される操舵トルク（即ち、ドライバ操舵トルクＭＴ）に応じてその回転方向に捩れる構成となっており、係る捩れを生じさせつつ下流部に操舵トルクを伝達可能に構成されている。従って、操舵トルクの伝達に際して、先に述べた回転位相差検出用のリング相互間には回転位相差が発生する。操舵トルクセンサ１７は、係る回転位相差を検出すると共に、係る回転位相差を操舵トルクに換算してドライバ操舵トルクＭＴに対応する電気信号として出力可能に構成されている。操舵トルクセンサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたドライバ操舵トルクＭＴは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【０１０１】
尚、操舵トルクの検出方式は、この種のトーションバー方式に限定されず、他の方式が採用されてもよい。
【０１０２】
ＥＣＢ６００は、車両１０の前後左右各輪に個別に制動力を付与可能に構成された、本発明に係る「制駆動力可変手段」の他の一例たる電子制御式制動装置である。ＥＣＢ６００は、ブレーキアクチュエータ６１０並びに左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲ、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに夫々対応する制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲを備える。
【０１０３】
ブレーキアクチュエータ６１０は、制動装置６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ及び６２０ＲＲに対し、夫々個別に作動油を供給可能に構成された油圧制御用のアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ６１０は、マスタシリンダ、電動オイルポンプ、複数の油圧伝達通路及び当該油圧伝達通路の各々に設置された電磁弁等から構成されており、電磁弁の開閉状態を制御することにより、各制動装置に備わるホイルシリンダに供給される作動油の油圧を制動装置各々について個別に制御可能に構成されている。作動油の油圧は、各制動装置に備わるブレーキパッドの押圧力と一対一の関係にあり、作動油の油圧の高低が、各制動装置における制動力の大小に夫々対応する構成となっている。
【０１０４】
ブレーキアクチュエータ６１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各制動装置から各車輪に付与される制動力は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【０１０５】
車両１０は、車載カメラ１８及び車速センサ１９を備える。
【０１０６】
車載カメラ１８は、車両１０のフロントノーズに設置され、車両１０の前方における所定領域を撮像可能に構成された撮像装置である。車載カメラ１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、撮像された前方領域は、画像データとしてＥＣＵ１００に一定又は不定の周期で送出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、この画像データを解析し、後述するＬＫＡ制御に必要な各種データを取得可能である。
【０１０７】
車速センサ１９は、車両１０の速度たる車速Ｖを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【０１０８】
カーナビゲーション装置７００は、車両１０に設置されたＧＰＳアンテナ及びＶＩＣＳアンテナを介して取得される信号に基づいて、車両１０の位置情報、車両１０の周辺の道路情報（道路種別、道路幅、車線数、制限速度及び道路形状等）、信号機情報、車両１０の周囲に設置された各種施設の情報、渋滞情報及び環境情報等を含む各種ナビゲーション情報を提供可能な装置である。カーナビゲーション装置７００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。
【０１０９】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲの舵角である後輪舵角δｒを、ステアリングホイル１２を介してドライバが与える操舵入力とは独立して変化させることが可能な、本発明に係る「舵角可変手段」の他の一例たる後輪操舵用アクチュエータである。
【０１１０】
ＡＲＳアクチュエータ８００は、ＡＲＳモータと減速ギア機構とを内蔵しており、このＡＲＳモータの駆動回路は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、ＥＣＵ１００は、この駆動回路の制御により、ＡＲＳモータの出力トルクであるＡＲＳトルクＴａｒｓを制御することが可能である。
【０１１１】
一方、減速ギアは、このＡＲＳモータのトルクを、減速を伴ってリアステアロッド２０に伝達可能に構成されている。
【０１１２】
リアステアロッド２０は、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲと、夫々ジョイント部材２１ＲＬ及び２１ＲＲを介して連結されており、ＡＲＳトルクＴａｒｓによりリアステアロッド２０が図示左右一方向に駆動されると、各後輪が一方向に転舵する構成となっている。
【０１１３】
尚、ＡＲＳアクチュエータ８００は、回転運動をストローク運動に変換可能な直動機構を備えていてもよい。この種の直動機構が備わる場合、リアステアロッド２０は、この直動機構の左右方向のストローク運動に応じて後輪の舵角を変化させてもよい。
【０１１４】
尚、後輪操舵装置の実践的態様は、後輪舵角δｒを所定の範囲で可変とし得る限りにおいて、図示ＡＲＳアクチュエータ８００のものに限定されない。
【０１１５】
尚、本実施形態に係る車両１０は、ＶＧＲＳアクチュエータ４００及びＡＲＳアクチュエータ８００により、前後輪の舵角をドライバ側からの操舵入力から独立して制御することができる構成となっているが、このような車両構成は、後述するヨーレートγ及び操舵反力トルクＴの制御を実現するための車両運動モデルのバリエーションを説明し易くするために便宜的に表された、本発明に係る車両が採り得る一構成例に過ぎない。例えば、本発明に係る車両は、車両１０で言えばＶＧＲＳアクチュエータ４００が存在しない、即ち、後輪舵角のみアクティブ制御可能な車両構成であってもよいし、ＡＲＳアクチュエータ８００が存在しない、即ち、前輪舵角のみアクティブ制御可能な車両構成であってもよい。更に言えば、これら前後輪一方の舵角のみアクティブ制御可能な構成の方が、コスト面からも、車両重量の面からも、設置スペースの面からも圧倒的に有利であり、好適には、実践的態様において、車両はこれら一方を搭載する。前後輪一方の舵角がアクティブ制御可能であれば、後述するヨーレートγ及び操舵反力トルクＴの制御は実践上全く問題なく実行され得る。
＜１-２：実施形態の動作＞
＜１-２-１：ＬＫＡ制御の詳細＞
以下、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行されるＬＫＡ制御の詳細について説明する。ここに、図２は、ＬＫＡ制御のフローチャートである。尚、ＬＫＡ（Lane Keeping Assist）制御は、車両１０を目標走行路（本実施形態では、即ち車線（レーン）である）に追従させる制御であり、車両１０において実行される走行支援制御の一つである。また、目標走行路への追従は、即ち、本発明に係る「車両の目標運動状態」の一例である。
【０１１６】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる各種スイッチ類の操作信号、各種フラグ及び上記各種センサに係るセンサ信号等を含む各種信号を読み込む（ステップＳ１０１）と共に、予め車両１０の車室内に設置されたＬＫＡモード発動用の操作ボタンがドライバにより操作される等した結果としてＬＫＡモードが選択されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＬＫＡモードが選択されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【０１１７】
ＬＫＡモードが選択されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車載カメラ１８から送出される画像データに基づいて、ＬＫＡの目標走行路を規定する白線（白色である必要はない）が検出されているか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【０１１８】
白線が検出されていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、仮想の目標走行路を設定することができないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、白線が検出されている場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路に追従させるに際して必要となる各種路面情報を算出する（ステップＳ１０４）。
【０１１９】
ステップＳ１０４においては、公知の手法に基づいて、白線と車両１０との横方向の偏差たる横方向偏差Ｙ及び白線と車両１０とのヨー角偏差φが算出される。
【０１２０】
これら各種路面情報が算出されると、ＥＣＵ１００は、車両１０を目標走行路へ追従させるために必要となる車両状態量の目標値として、目標ヨーレートγｔｇを算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５は、本発明に係る「設定手段」の動作の一例である（特に、状態量としてヨーレートを使用する旨の本願請求の範囲第６項に対応する）。目標ヨーレートγｔｇは、予めＲＯＭ等の然るべき記憶手段に、上記横方向偏差Ｙ及びヨー角偏差φに対応付けられる形でマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において算出された各路面情報に応じて適宜該当する値を選択することにより目標ヨーレートγｔｇを設定する。但し、目標ヨーレートγｔｇの設定態様は、公知非公知を問わず各種態様が適用され得る。
【０１２１】
目標ヨーレートγｔｇが設定されると、ＥＣＵ１００は、目標操舵反力トルクＴｔｇを設定する（ステップＳ１０６）。目標操舵反力トルクＴｔｇは、車両１０を目標走行路に追従させるにあたって操舵輪たる前輪から操舵装置に作用するトルクであり、本発明に係る「操舵反力トルク」の一例である。尚、本実施形態において、目標操舵反力トルクＴｔｇはゼロである（即ち、目標操舵反力トルクが基準値以下である旨の本願請求の範囲第５項に対応する）。操舵反力トルクＴｔｇがゼロであるとは、即ち、車両１０が目標走行路に追従するにあたって、ステアリングホイル１２に保舵トルクを与える必要がないことを意味しており、手放し走行が可能であることを意味する。
【０１２２】
次に、ＥＣＵ１００は、ドライバ意思を判定する（ステップＳ１０７）。
【０１２３】
ここで、本実施形態に係る「ドライバ意思」とは、車両の加減速に関するドライバの意思を意味する。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７において、図１に不図示のアクセル開度センサ及びブレーキペダルセンサのセンサ出力を参照し、これらの値が夫々について設定された基準値以上であるか否かを判別する。
【０１２４】
アクセル開度センサにより検出されるアクセル開度Ｔａが基準値以上である場合、ＥＣＵ１００は、ドライバが加速意思を有するものと判定し、ブレーキペダルセンサにより検出されるブレーキペダル踏下量Ｔｂが基準値以上である場合、ＥＣＵ１００は、ドライバが減速意思を有するものと判定する。また、いずれも基準値未満である場合、ＥＣＵ１００は、ドライバが加速意思も減速意思も有さないものと判定する。
【０１２５】
ドライバ意思の判定結果は、ＲＡＭ等の揮発性メモリに一時的に格納される。尚、ステップＳ１０７は、本発明に係る「ドライバ意思特定手段」の動作の一例である。
【０１２６】
続いて、ＥＣＵ１００は、前後輪各輪の磨耗状態を検出する（ステップＳ１０８）。
【０１２７】
ここで、本実施形態に係る「前後輪各輪の磨耗状態」とは、各輪に対応する制動装置各々のブレーキパッドの磨耗状態を意味する。ブレーキパッドの磨耗状態は、例えば、当該磨耗状態の度合いを検出可能なセンサが各輪に備わる場合には、それら各センサのセンサ出力を参照する形でなされてもよい。或いは、過去の走行履歴として、各輪に付与された制動力の積算値を記憶し、記憶された制動力の積算値に基づいて磨耗状態を推定する形でなされてもよい。磨耗状態の検出結果は、ＲＡＭ等の揮発性メモリに一時的に格納される。
【０１２８】
更に、ＥＣＵ１００は、車両１０の走行路の路面状態を検出する（ステップＳ１０９）。
【０１２９】
ここで、本実施形態に係る「走行路の路面状態」とは、走行路の勾配を意味する。走行路の勾配は、カーナビゲーション装置７００を介して取得することができる。尚、走行路の勾配は、勾配センサ等の検出手段を備えることによっても好適に把握可能である。路面状態の検出結果は、ＲＡＭ等の揮発性メモリに一時的に格納される。
【０１３０】
ステップＳ１０５乃至ステップＳ１０９において、目標舵角及び目標制駆動力算出に必要な要素が求まると、ＥＣＵ１００は、目標走行路への追従に必要な舵角及び制駆動力として夫々目標舵角及び目標制駆動力を決定する（ステップＳ１１０）。尚、ステップＳ１１０は、本発明に係る「決定手段」の動作の一例である。
【０１３１】
尚、目標舵角及び目標制駆動力の詳細な決定方法については後述するが、ＥＣＵ１００は、予めヨーレートγ及び操舵反力トルクＴと、前後輪一方の舵角及び前後輪一方の左右制駆動力差との相対関係を規定すべく設定された車両運動モデルに基づいて、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇとするための前後輪一方の舵角及び前後輪一方の制駆動力の目標値を決定する。即ち、前輪舵角δｆ及び後輪舵角δｒのうち一方と、前輪左右制駆動力差Ｆｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒのうち一方とは、本発明に係る「状態制御量」の一例である。
【０１３２】
目標舵角及び目標制駆動力が求まると、ＥＣＵ１００は、ドライバによるオーバーライド操作の有無を判別する（ステップＳ１１１）。オーバーライド操作とは、ドライバが自身の意思で行う操舵操作であり、即ち、車両運行制御上、最も優先すべき操舵入力の一つである。ＥＣＵ１００は、オーバーライド操作の有無を判別するにあたって、操舵角センサ１６及び操舵トルクセンサ１７のセンサ出力を参照し、操舵角δＭＡが基準値δＭＡｔｈ以上であるか、又はドライバ操舵トルクＭＴが基準値ＭＴｔｈ以上である場合に、オーバーライド操作が発生したものと判別する。
【０１３３】
尚、ステップＳ１１１に係る動作は、本発明に係る「検出手段」の動作の一例である。
【０１３４】
オーバーライド操作が発生した旨の判別がなされた場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡモードを終了する（ステップＳ１１２）。ＬＫＡモードが終了すると、処理は、ステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。尚、ステップＳ１１２の動作は、「操舵入力が検出された場合に自動操舵制御を終了する」旨の本願請求の範囲第３項に対応する。
【０１３５】
一方、オーバーライド操作が発生していない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０で算出された目標舵角及び目標制駆動力が得られるように、ＶＧＲＳアクチュエータ４００又はＡＲＳアクチュエータ８００並びに駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００のうち少なくとも一方を制御する。尚、目標制駆動力が駆動力分配装置３００により実現されるか、ＥＣＢ６００により実現されるか、或いはこれら両方により実現されるかは、ステップＳ１１０において算出される目標制駆動力と、ステップＳ１０７、Ｓ１０８及びＳ１０９に係る各判定或いは検出の結果に応じて変化する（即ち、本願請求の範囲第８項及び第１０項に対応する）。
【０１３６】
制駆動力の制御がなされると、処理は、ステップＳ１０３に戻され、ＬＫＡモードにおける一連の動作が繰り返される。ＬＫＡ制御は以上のように実行される。
＜１-２-２：左右制駆動力差によるヨーモーメントの発生＞
ここで、図３を参照し、車輪に作用する制駆動力とヨーモーメントとの関係について説明する。図３は、駆動力が作用した場合の左前車輪ＦＬの上面視図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３７】
図３において、左前車輪ＦＬの接地点Ｃには駆動力Ｆｄが作用している。一方、キングピン軸（アッパーポールジョイントとロアポールジョイントとを結ぶ仮想の操舵軸線である）の仮想接地点ＫＰが、図示するように接地点Ｃを通る軸線からずれていると（殆どの車両ではそうである）、この軸線と仮想接地点ＫＰとの距離であるキングピンオフセットｋに応じて、左前車輪ＦＬにはヨーモーメントが発生する。ここで、図示位置関係から明らかなように、この場合のヨーモーメントの発生方向は、右旋回方向である。
【０１３８】
ここで、左右輪に駆動力差が生じていない場合、右前輪ＦＲには、左前輪ＦＬに生じたヨ−モーメントと大きさの等しい左旋回方向のヨーモーメントが発生する。従って、左右駆動力差が生じていない場合、車両運動としては直進運動となる。
【０１３９】
ところが、左右輪で駆動力差が生じている場合、駆動力の大きい側の車輪に発生するヨーモーメントの方が大きくなるため、車両１０には、駆動力の小さい車輪の側に旋回するヨーモーメントが発生する。従って、左前輪の駆動力を右前輪に対して大きくすれば右旋回方向の、右前輪の駆動力を左前輪に対して大きくすれば左旋回方向のヨーモーメントが発生する。
【０１４０】
尚、左前輪ＦＬに駆動力が作用すると、左前輪ＦＬは、タイヤ接地点よりも後方側の着力点において左方向にタイヤ横力Ｙｆを生じる。この着力点と仮想接地点ＫＰとの距離ｔは、仮想接地点ＫＰとタイヤ接地点Ｃとの軸線方向距離であるキャスタートレールと、タイヤ接地点Ｃと横力Ｙｆの着力点との距離であるニューマチックトレールとの和を意味する。
【０１４１】
このようなヨーモーメントは、駆動力の代わりに制動力が作用した場合にも同様に生じ得る。制動力は、負の駆動力であり、左右輪に制動力差が生じると、制動力が大きい車輪の側へヨーモーメントが発生する。いずれにせよ、左右輪に制駆動力差を与えることによって、車両１０に旋回挙動を与えることができるのである。ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０では、このような原理を含む公知の車両運動方程式に基づいて構築された、前輪舵角δｆ又は後輪舵角δｒ及び前輪制駆動力差Ｆｆ又は後輪制駆動力差Ｆｒを状態制御量とする車両運動モデルによって、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇとするための状態制御量の値が求められ、最終的に、舵角（尚、舵角については、舵角そのものが状態制御量であるから、運動モデルから算出された値が目標舵角である）及び制駆動力が算出されるのである。
【０１４２】
ここで、図４を参照し、左右輪の制駆動力と車両１０の加減速状態との関係について説明する。ここに、図４は、左右制駆動力差を与えられた前輪における力の作用状態を例示する模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１４３】
図４において、図４（ａ）は、車両１０が定常走行状態（即ち、前輪に作用する前後力Ｆｆｘ（Ｆｆｘ＝Ｆｆｌ＋Ｆｆｒ）がゼロである状態）にある場合を、図４（ｂ）は車両１０が加速状態（即ち、Ｆｆｘ＞０である状態）にある場合を、また図４（ｃ）は車両１０が減速状態（即ち、Ｆｆｘ＜０である状態）にある場合を示している。
【０１４４】
図４（ａ）において、所望の車両挙動を実現するための前輪左右制駆動力差がＦｆ０であるとする。この場合、左前輪制駆動力ＦｆｌをＦｆｌ＝Ｆｆ０／２とし、右前輪制駆動力駆動力ＦｆｒをＦｆｒ＝−Ｆｆ０／２とすると、前輪に作用する前後力Ｆｆｘはゼロとなる。従って、所望の前輪制駆動力差を付与しつつ定常走行状態を維持することができる。
【０１４５】
図４（ｂ）において、左前輪ＦＬに駆動力Ｆｆｌｏが、また右前輪ＦＲに駆動力Ｆｆｒｏが作用しており、且つ所望の車両挙動を実現するための前輪左右制駆動力差がＦｆ０であるとする。
【０１４６】
この場合、左前輪制駆動力ＦｆｌをＦｆｌ＝Ｆｆｌｏ＋Ｆｆ０／２とし、右前輪制駆動力ＦｆｒをＦｆｒ＝Ｆｆｒｏ−Ｆｆ０／２とすると、前輪に作用する前後力ＦｆｘはＦｆｌｏ＋Ｆｆｒｏとなる。従って、所望の前輪制駆動力差を付与しつつ加速状態を維持することができる。
【０１４７】
図４（ｃ）において、左前輪ＦＬに制動力−Ｆｆｌｏが、また右前輪ＦＲに制動力−Ｆｆｒｏが作用しており、且つ所望の車両挙動を実現するための前輪左右制駆動力差がＦｆ０であるとする。
【０１４８】
この場合、左前輪制駆動力ＦｆｌをＦｆｌ＝−Ｆｆｌｏ＋Ｆｆ０／２とし、右前輪制駆動力ＦｆｒをＦｆｒ＝−Ｆｆｒｏ−Ｆｆ０／２とすると、前輪に作用する前後力Ｆｆｘは−（Ｆｆｌｏ＋Ｆｆｒｏ）となる。従って、所望の前輪制駆動力差を付与しつつ減速状態を維持することができる。
＜１-２-３：車両運動モデルに基づいた目標舵角及び目標制駆動力の決定方法＞
次に、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０の動作、即ち、車両運動モデルに基づいた目標舵角及び目標制駆動力の決定について説明する。
【０１４９】
尚、本実施形態において、車両運動モデルは、舵角として前輪舵角δｆを使用するか後輪舵角δｆを使用するか、また制駆動力差として前輪制駆動力差Ｆｆを使用するか後輪制駆動力差Ｆｒを使用するかによって、下記パターンＡからパターンＤまでの４パターン存在し得る。
＜パターンＡ：前輪舵角δｆと前輪左右制駆動力差Ｆｆを状態制御量とする場合＞
始めに、車両運動モデルにおける可制御パラメータとしての状態制御量として前輪舵角δｆと前輪左右制駆動力差Ｆｆを使用したパターンＡについて説明する。
【０１５０】
パターンＡにおける車両運動モデルは、下記（１）式乃至（３）式により表された車両運動方程式をヨーレートγ及び操舵反力トルクＴについて解くことにより、最終的に（４）式として表される。尚、予め下記各式における各参照記号の表す意味を付記しておく。
【０１５１】
ｓ・・・ラプラス演算子
δｆ・・・前輪操舵角
δｒ・・・後輪操舵角
β・・・車体スリップ角
γ・・・ヨーレート
Ｔ・・・操舵反力トルク（本実施形態では、キングピン軸回りのトルク）
Ｓｔ・・・スタビリティファクタ（後述）
Ｍｆ・・・前軸質量
Ｍｒ・・・後軸質量
Ｍ・・・車両質量（Ｍ＝Ｍｆ＋Ｍｒ）
Ｉ・・・ヨーイング慣性モーメント
Ｌ・・・ホイールベース
Ｌｆ・・・車両重心から前軸までの前後方向距離
Ｌｒ・・・車両重心から後軸までの前後方向距離
Ｋｆ・・・前輪コーナリングパワー
Ｋｒ・・・後輪コーナリングパワー
Ｔｆ・・・前軸トレッド
Ｔｒ・・・後軸トレッド
ｔ・・・前後方向トレール量
ｋ・・・キングピンオフセット
Ｙｆ・・・前輪横力
Ｙｒ・・・後輪横力
Ｆｆｌ・・・左前輪駆動力
Ｆｆｒ・・・右前輪駆動力
Ｆｒｌ・・・左後輪駆動力
Ｆｒｒ・・・右後輪駆動力
Ｆｆ・・・前輪左右制駆動力差
Ｆｒ・・・後輪左右制駆動力差
【０１５２】
【数１】
2011128999.tif 000003
【０１５３】
【数２】
2011128999.tif 000004
【０１５４】
【数３】
2011128999.tif 000005
【０１５５】
【数４】
2011128999.tif 000006
ここで、Ａ−1は行列Ａの逆行列であり、行列Ａは、下記（５）式として表される。
【０１５６】
【数５】
2011128999.tif 000007
上記（５）式においてＳｔはスタビリティファクタであり、下記（６）式により規定される。
【０１５７】
【数６】
2011128999.tif 000008
また、上記（５）式においてＡ１１、Ａ１２、Ａ２１及びＡ２２は行列係数であり、夫々下記（７）乃至（１０）式として表される。
【０１５８】
【数７】
2011128999.tif 000009
【０１５９】
【数８】
2011128999.tif 000010
【０１６０】
【数９】
2011128999.tif 000011
【０１６１】
【数１０】
2011128999.tif 000012
上記（４）式は、状態制御量としての前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆにより、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々独立制御した二自由度の運動制御が可能であることを表している。
【０１６２】
即ち、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０において、上記（４）式に代表される車両運動モデルを参照し、目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇを得るための、前輪舵角δｆ及び前輪左右制駆動力差Ｆｆを算出する。得られた前輪舵角δｆは、そのまま前輪舵角の目標値たる目標前輪舵角δｆｔｇとしてステップＳ１１３におけるＶＧＲＳアクチュエータ４００を使用した舵角制御に使用される。
【０１６３】
一方、左前輪制駆動力Ｆｆｌ及び右前輪制駆動力Ｆｆｒは、得られた前輪制駆動力差Ｆｆを満たすよう決定される。ここで、得られた前輪制駆動力差Ｆｆを満たす左前輪制駆動力Ｆｆｌ及び右前輪制駆動力Ｆｆｒは一義的ではないが、前輪制駆動力差Ｆｆを満たす限りにおいて、操舵反力トルクＴを目標操舵反力トルクＴｔｇ（Ｔｔｇ＝０）に抑えつつ所望のヨーレートγ（γ＝γｔｇ）を実現することが可能である。
【０１６４】
但し、本実施形態においては、後述する各パターンを含めて、車両運動モデルに基づいて求められた制駆動力差から最終的に制駆動力を導出するにあたって一定の規則が設けられている。この規則については後述することとする。
【０１６５】
ここで、上記（４）式は、車両１０の周波数応答を考慮しない車両運動モデルであり、車両１０の挙動が定常変化する場合を想定したものである。従って、加減速の度合いが大きい過渡的運動等に対しては、得られる前輪舵角δｆ及び前輪制駆動力差Ｆｆの精度が低下する可能性がある。
【０１６６】
そのような場合を考慮して、本実施形態では、周波数応答を考慮した時定数要素を含む過渡応答用車両運動モデルが予め用意されている。過渡応答用車両運動モデルは、上記（４）式における行列Ａが下記（１１）式により表される。
【０１６７】
【数１１】
2011128999.tif 000013
ここでｄｅｔ（ｘ）は、下記（１２）式により表される。
【０１６８】
【数１２】
2011128999.tif 000014
上記（１２）式において、右辺第１項Ｘ１、右辺第２項Ｘ２及び右辺第３項Ｘ３は、下記（１３）乃至（１５）式により表される。
【０１６９】
【数１３】
2011128999.tif 000015
【０１７０】
【数１４】
2011128999.tif 000016
【０１７１】
【数１５】
2011128999.tif 000017
また、（１１）式における行列係数Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１及びＢ２２は、夫々下記（１６）乃至（１９）式として表される。
【０１７２】
【数１６】
2011128999.tif 000018
【０１７３】
【数１７】
2011128999.tif 000019
【０１７４】
【数１８】
2011128999.tif 000020
【０１７５】
【数１９】
2011128999.tif 000021
このように、過渡応答用車両運動モデルによれば、車両状態量（γ）及び操舵反力トルクＴと状態制御量との相対関係を規定する行列に、ラプラス演算子を含む周波数応答項（時定数項）が適宜含まれる。このため、車速の変化が無視できない過渡領域の車両運動に対しても、車両状態量及び操舵反力トルクＴを所望の値に維持した好適な二自由度の車両運動制御が可能となるのである。
＜パターンＢ：前輪舵角δｆと後輪左右制駆動力差Ｆｒを状態制御量とする場合＞
パターンＢにおける車両運動モデルは、前出の（１）式並びに下記（２０）乃び（２１）式により表された車両運動方程式をヨーレートγ及び操舵反力トルクＴについて解くことにより、最終的に（２２）式として表される。
【０１７６】
【数２０】
2011128999.tif 000022
【０１７７】
【数２１】
2011128999.tif 000023
【０１７８】
【数２２】
2011128999.tif 000024
ここで、Ｃ−1は行列Ｃの逆行列であり、行列Ｃは、下記（２３）式として表される。
【０１７９】
【数２３】
2011128999.tif 000025
また、上記（２３）式においてＣ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２は行列係数であり、夫々下記（２４）乃至（２７）式として表される。
【０１８０】
【数２４】
2011128999.tif 000026
【０１８１】
【数２５】
2011128999.tif 000027
【０１８２】
【数２６】
2011128999.tif 000028
【０１８３】
【数２７】
2011128999.tif 000029
上記（２２）式は、状態制御量としての前輪舵角δｆ及び後輪制駆動力差Ｆｒにより、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々独立制御した二自由度の運動制御が可能であることを表している。
【０１８４】
即ち、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０において、上記（２２）式に代表される車両運動モデルを参照し、目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇを得るための、前輪舵角δｆ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒを算出する。得られた前輪舵角δｆは、そのまま前輪舵角の目標値たる目標前輪舵角δｆｔｇとしてステップＳ１１３におけるＶＧＲＳアクチュエータ４００を使用した舵角制御に使用される。
【０１８５】
一方、左後輪制駆動力Ｆｒｌ及び右後輪制駆動力Ｆｒｒは、得られた後輪制駆動力差Ｆｒを満たすよう決定される。ここで、得られた後輪制駆動力差Ｆｒを満たす左後輪制駆動力Ｆｒｌ及び右後輪制駆動力Ｆｒｒは一義的ではないが、後輪制駆動力差Ｆｒを満たす限りにおいて、操舵反力トルクＴを目標操舵反力トルクＴｔｇ（Ｔｔｇ＝０）に抑えつつ所望のヨーレートγ（γ＝γｔｇ）を実現することが可能である。
＜パターンＣ：後輪舵角δｒと前輪左右制駆動力差Ｆｆを状態制御量とする場合＞
パターンＣにおける車両運動モデルは、前出の下記（１）式及び（３）式並びに下記（２８）式により表された車両運動方程式をヨーレートγ及び操舵反力トルクＴについて解くことにより、最終的に（２９）式として表される。
【０１８６】
【数２８】
2011128999.tif 000030
【０１８７】
【数２９】
2011128999.tif 000031
ここで、Ｄ−1は行列Ｄの逆行列であり、行列Ｄは、下記（３０）式として表される。
【０１８８】
【数３０】
2011128999.tif 000032
また、上記（２９）式においてＤ１１、Ｄ１２、Ｄ２１及びＤ２２は行列係数であり、夫々下記（３１）乃至（３４）式として表される。
【０１８９】
【数３１】
2011128999.tif 000033
【０１９０】
【数３２】
2011128999.tif 000034
【０１９１】
【数３３】
2011128999.tif 000035
【０１９２】
【数３４】
2011128999.tif 000036
上記（２９）式は、状態制御量としての後輪舵角δｒ及び前輪制駆動力差Ｆｆにより、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々独立制御した二自由度の運動制御が可能であることを表している。
【０１９３】
即ち、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０において、上記（２９）式に代表される車両運動モデルを参照し、目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇを得るための、後輪舵角δｒ及び前輪左右制駆動力差Ｆｆを算出する。得られた後輪舵角δｒは、そのまま後輪舵角の目標値たる目標後輪舵角δｒｔｇとしてステップＳ１１３におけるＡＲＳアクチュエータ８００を使用した舵角制御に使用される。
【０１９４】
一方、左前輪制駆動力Ｆｆｌ及び右前輪制駆動力Ｆｆｒは、得られた前輪制駆動力差Ｆｆを満たすよう決定される。ここで、得られた前輪制駆動力差Ｆｆを満たす左前輪制駆動力Ｆｆｌ及び右前輪制駆動力Ｆｆｒは一義的ではないが、前輪制駆動力差Ｆｆを満たす限りにおいて、操舵反力トルクＴを目標操舵反力トルクＴｔｇ（Ｔｔｇ＝０）に抑えつつ所望のヨーレートγ（γ＝γｔｇ）を実現することが可能である。
＜パターンＤ：後輪舵角δｒと後輪左右制駆動力差Ｆｒを状態制御量とする場合＞
パターンＤにおける車両運動モデルは、前出の（１）式及び（２１）式並びに下記（３５）式により表された車両運動方程式をヨーレートγ及び操舵反力トルクＴについて解くことにより、最終的に（３６）式として表される。
【０１９５】
【数３５】
2011128999.tif 000037
【０１９６】
【数３６】
2011128999.tif 000038
ここで、Ｅ−1は行列Ｅの逆行列であり、行列Ｅは、下記（３７）式として表される。
【０１９７】
【数３７】
2011128999.tif 000039
また、上記（３７）式においてＥ１１、Ｅ１２、Ｅ２１及びＥ２２は行列係数であり、夫々下記（３８）乃至（４１）式として表される。
【０１９８】
【数３８】
2011128999.tif 000040
【０１９９】
【数３９】
2011128999.tif 000041
【０２００】
【数４０】
2011128999.tif 000042
【０２０１】
【数４１】
2011128999.tif 000043
上記（３６）式は、状態制御量としての後輪舵角δｒ及び後輪制駆動力差Ｆｒにより、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々独立制御した二自由度の運動制御が可能であることを表している。
【０２０２】
即ち、ＥＣＵ１００は、ＬＫＡ制御におけるステップＳ１１０において、上記（３６）式に代表される車両運動モデルを参照し、目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇを得るための、後輪舵角δｒ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒを算出する。得られた後輪舵角δｒは、そのまま後輪舵角の目標値たる目標後輪舵角δｒｔｇとしてステップＳ１１３におけるＡＲＳアクチュエータ８００を使用した舵角制御に使用される。
【０２０３】
一方、左後輪制駆動力Ｆｒｌ及び右後輪制駆動力Ｆｒｒは、得られた後輪制駆動力差Ｆｒを満たすよう決定される。ここで、得られた後輪制駆動力差Ｆｒを満たす左後輪制駆動力Ｆｒｌ及び右後輪制駆動力Ｆｒｒは一義的ではないが、後輪制駆動力差Ｆｒを満たす限りにおいて、操舵反力トルクＴを目標操舵反力トルクＴｔｇ（Ｔｔｇ＝０）に抑えつつ所望のヨーレートγ（γ＝γｔｇ）を実現することが可能である。
【０２０４】
既に述べたように、上述した各パターンの車両運動モデルに基づいて算出された前輪制駆動力差Ｆｆ又は後輪制駆動力差Ｆｒを実現するための、各輪に作用させるべき制駆動力の値は、一義的ではない。制駆動力差は、駆動力によって与えることも、制動力によって与えることも、或いは駆動力と制動力とによって与えることも可能だからである。
【０２０５】
そこで、ＥＣＵ１００は、算出された制駆動力差を満たす各輪の目標制駆動力を決定するにあたって、下記（ア）〜（エ）の規則を適用する。
（ア）駆動力が制動力に優先する。
（イ）制駆動力の合計値をドライバ意思に即したものとする
（ウ）制動装置の磨耗が生じている場合には駆動力を付与する
（エ）制駆動力の合計値を路面勾配に即したものとする
規則（ア）は、各輪の制動装置６２０の磨耗を促進させないための優先措置である。規則（ア）に係る制駆動力の調整は、本願請求の範囲第９項に対応する動作の一例である。
【０２０６】
規則（イ）は、制駆動力の合計値を、ドライバが加速意思を有する場合には駆動力に、減速意思を有する場合には制動力にするものである。規則（イ）は、図２におけるステップＳ１０７で判定されたドライバ意思に基づいて適用される。尚、規則（イ）に係る制駆動力の調整は、本願請求の範囲第８項に対応する動作の一例である。
【０２０７】
規則（ウ）は、制動装置６２０が磨耗した状態にある車輪に対し、それ以上磨耗を促進させないための優先措置である。規則（ウ）は、図２におけるステップＳ１０８で検出された各輪の磨耗状態に基づいて適用される。
【０２０８】
規則（エ）は、制駆動力の合計値を、走行路が上り勾配であれば駆動力に、下り勾配であれば制動力にするものである。規則（エ）は、図２におけるステップＳ１０９で検出された路面状態に基づいて適用される。尚、規則（エ）に係る制駆動力の調整は、本願請求の範囲第１０項に対応する動作の一例である。
【０２０９】
以上説明したように、本実施形態に係るＬＫＡ制御によれば、車両１０を目標走行路へ追従させるにあたって発生する操舵反力トルクＴが、目標走行路への追従を実現する前後輪一方の舵角制御及び前後輪一方の制駆動力制御により、目標操舵反力トルクＴｔｇにリアルタイムに抑制される。この際、操舵反力トルクＴの抑制は、操舵トルク制御デバイスとしてのＥＰＳアクチュエータ５００、即ちドライバの操舵操作と干渉するデバイスの動作が介在することなく実現される。従って、操舵反力トルクＴの抑制措置が、ドライバの操舵操作と干渉することが無く、ドライバに与える違和感を好適に低減することが可能となるのである。
【０２１０】
また、本実施形態では特に、目標操舵反力トルクＴｔｇが、予めドライバに与える違和感が許容範囲に収まり得る旨のゼロ値であるから、実質的にドライバが保舵トルクを付与することなく目標走行路への追従が実現される。即ち、好適な手放し運転が実現され得る。
【０２１１】
尚、このように、操舵反力トルクの制御に操舵トルク制御デバイスを必要としないことから考えれば、車両に搭載される操舵トルク制御デバイスは、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ５００等に代表される電子制御式パワーステアリング装置である必要はない。即ち、端的には、油圧制御式パワーステアリング装置であってもよい。
＜２：第２実施形態＞
舵角及び制駆動力を状態制御量として用いることにより、車両状態量（ここでは、ヨーレートγ）及び操舵反力トルクを所望の値に制御して二自由度の車両運動制御を実現する旨の本発明に係る技術思想は、外乱が生じた場合にも適用することができる。
【０２１２】
そのような外乱の一種として、またぎ制動がある。またぎ制動とは、左右輪で接地路面の摩擦係数が異なる場合における制動を意味する。またぎ制動を余儀なくされる場合、路面の摩擦係数が相違することに起因して、左右輪には意図せぬ制駆動力差が生じる。このため、何らの対策も講じられることがなければ、左右輪に生じた制駆動力差によって、車両１０に旋回方向のモーメントが生じ、車両運動の制御性が低下する。
【０２１３】
一方、またぎ制動がこのように左右制駆動力差を生じさせることに鑑みれば、またぎ制動中における車両挙動を、本発明の概念を適用して安定たらしめることができる。本実施形態では特に、またぎ制動において前輪の左右制駆動力差Ｆｆが、後輪の左右制駆動力差Ｆｒと較べて大きくなる点に着眼し、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを所望の値とするための、前輪左右制駆動力差Ｆｆと後輪左右制駆動力差Ｆｒ及び前後輪の舵角差δｄ（δｄ＝δｆ−δｒ）との相対関係を車両運動モデル（以下、適宜「またぎ制動用車両運動モデル」と表現する）として与えることにより、またぎ制動時に第１実施形態と同様の二自由度の車両運動制御を実現する。
【０２１４】
このまたぎ制動時における車両挙動安定化は、ＥＣＵ１００により実行されるまたぎ制動制御により実現される。ここで、図５を参照し、またぎ制動制御の詳細について説明する。ここに、図５は、またぎ制動制御のフローチャートである。
【０２１５】
図５において、ＥＣＵ１００は、車両１０がまたぎ制動中であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。またぎ制動中でなければ（ステップＳ２０１：ＮＯ）、処理は実質的にステップＳ２０１で待機状態となる。尚、ステップＳ２０１に係る動作は、本発明に係る「またぎ制動判定手段」の動作の一例である。
【０２１６】
一方、またぎ制動中である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、一時的に後輪左右制駆動力差Ｆｒをゼロに設定する（ステップＳ２０２）。
【０２１７】
次に、ＥＣＵ１００は、またぎ制動により生じた前輪左右駆動力差Ｆｆの値を取得する（ステップＳ２０３）。尚、前輪左右駆動力差Ｆｆの値は、前輪の駆動力分配を司るフロントデフ３２０の駆動状態に基づいて推定される。即ち、またぎ制動時には、摩擦係数の低い路面側の車輪の回転速度が上昇する。この回転速度の上昇は、この車輪に作用するトルクの上昇と一義的であるから、左右制駆動力差を推定することができるのである。
【０２１８】
前輪左右制駆動力差を取得すると、ＥＣＵ１００は、取得した前輪左右制駆動力差Ｆｆからヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々目標ヨーレートγｔｇ（ここではゼロであるとする）及び目標操舵反力トルクＴｔｇ（ここではゼロであるとする）とするための前後輪舵角差δｄ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒを決定する（ステップＳ２０４）。
【０２１９】
ここで、上述したまたぎ制動用車両運動モデルは、このステップＳ２０４において用いられる。尚、またぎ制動用車両運動モデルについては後述する。
【０２２０】
前後輪舵角差δｄ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒを決定すると、ＥＣＵ１００は、決定された前後輪舵角差δｄ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒが得られるように、前輪舵角δｆ又は後輪舵角δｒ或いはその両方及び駆動力分配装置３００及びＥＣＢ６００を制御する（ステップＳ２０５）。
【０２２１】
これらの制御を開始した後は、ＥＣＵ１００は、またぎ制動が終了したか否かを判別し（ステップＳ２０６）、またぎ制動が継続している場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理をステップＳ２０３に戻して一連の処理を繰り返す。
【０２２２】
一方、またぎ制動が終了した場合には（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、またぎ制動時の舵角及び制駆動力の制御を終了し（ステップＳ２０７）、処理をステップＳ２０１に戻して一連の処理を繰り返す。またぎ制動制御は以上のようにして実行される。
【０２２３】
ここで、またぎ制動用車両運動モデルについて説明する。またぎ制動用車両運動モデルは、下記（４２）式として与えられる。
【０２２４】
【数４２】
2011128999.tif 000044
ここで、Ｆ１１及びＦ１２は行列係数であり、夫々下記（４３）式及び（４４）式に示される。
【０２２５】
【数４３】
2011128999.tif 000045
【０２２６】
【数４４】
2011128999.tif 000046
このように、またぎ制動制御においては、またぎ制動により発生した前輪左右制駆動力差Ｆｆに対し、（４２）式に示されるまたぎ制動用車両運動モデルを適用することによって、ヨーレートγ及び操舵反力トルクＴを夫々目標ヨーレートγｔｇ及び目標操舵反力トルクＴｔｇとするための、前後輪舵角差δｄ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒを導くことができる。
【０２２７】
このため、前後輪舵角差δｄ及び後輪左右制駆動力差Ｆｒがこれらまたぎ制動用車両運動モデルにより導かれた値となるように前輪舵角δｆ又は後輪舵角δｒ或いはその両方と、左後輪制駆動力Ｆｒｌ及び右後輪制駆動力Ｆｒｒとを制御することにより、またぎ制動時の車両挙動を安定たらしめることが可能となる。
【０２２８】
尚、またぎ制動は、無論制動現象であるから、またぎ制動用車両運動モデルから導かれた後輪左右制駆動力差Ｆｒは、ＥＣＢ６００を介して各輪に作用する制動力を制御することにより実現されるのが望ましい。
【０２２９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２３０】
本発明は、例えば、車両を目標走行路に追従させる機能を有する車両に利用可能である。
【符号の説明】
【０２３１】
ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、１０…車両、１１…プロペラシャフト、１２…ステアリングホイル、１３…アッパーステアリングシャフト、１４…ロアステアリングシャフト、１５…ラックバー、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…制駆動力分配装置、３１０…センターデファレンシャル機構、３２０…フロントデファレンシャル機構、３３０…リアデファレンシャル機構、４００…ＶＧＲＳアクチュエータ、５００…ＥＰＳアクチュエータ、６００…ＥＣＢ、６１０…ブレーキアクチュエータ、６２０ＦＬ、６２０ＦＲ、６２０ＲＬ、６２０ＲＲ…制動装置、８００…ＡＲＳアクチュエータ。
【図１】
2011128999.tif 000047
【図２】
2011128999.tif 000048
【図３】
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【図４】
2011128999.tif 000050
【図５】
2011128999.tif 000051
【国際調査報告】
2011128999.tif 000052
2011128999.tif 000053