(57)【要約】【課題】慣性制御装置及び方法において、例えば車両等の移動体の挙動をより適切且つ簡便に制御することを可能とする。【解決手段】移動体の慣性制御装置（１）は、進行方向を基準にして移動体（１００）の前方に位置する前方部に設けられ、進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第１横加速度を検知する第１検知手段（ＳＦ）と、進行方向を基準にして移動体の後方に位置すると共に前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第２横加速度を検知する第２検知手段（ＳＲ）と、後方部に力を付与する力付与手段（１０Ｒ、２１Ｒ、１０Ｌ、２１Ｌなど）と、検知された第１横加速度と検知された第２横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部に付与するように力付与手段を制御する制御手段（８等）とを備える。【選択図】図１
2011116271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第１横加速度を検知する第１検知手段と、
前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第２横加速度を検知する第２検知手段と、
前記後方部に力を付与する力付与手段と、
前記検知された第１横加速度と前記検知された第２横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように前記力付与手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする移動体の慣性制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１横加速度が検知された後、所定時間以内に前記所定力を付与するように前記力付与手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項３】
前記第１検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第１測定手段と、
前記第２検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第２測定手段と、
前記力付与手段として、リアクションホイール手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項４】
前記リアクションホイール手段は、
前記移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる一対の回転体と、
前記移動体に固定されており、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させる回転手段と、
前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させるように、前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、（i）前記移動体が旋回している場合、前記所定力を付与する度合いを低減し、（ii）前記移動体が旋回していない場合、前記所定力を付与する度合いを高くすることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項６】
前記移動体の運転者がハンドルを前記移動体の高さ方向の下方向に向かって押す押圧に応じて、前記移動体の速度を推定する速度推定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記移動体が旋回していない場合、前記推定された速度が大きくなるに従って、前記所定力を付与する度合いを高くするように前記力付与手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項７】
前記移動体の重心位置と前記第１検知手段の位置とを結ぶ直線と、前記重心位置と前記第２検知手段の位置とを結ぶ直線とがなす角度が９０度以上となるように、前記第１検知手段の位置及び前記第２検知手段の位置が設定されていることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の移動体の慣性制御装置。
【請求項８】
進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第１横加速度を検知する第１検知工程と、
前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第２横加速度を検知する第２検知工程と、
前記検知された第１横加速度と前記検知された第２横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように力付与手段を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする移動体の慣性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の挙動を制御する車両挙動制御装置等の移動体の慣性制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の移動体の慣性制御装置として、例えば特許文献１等では、車両の後方部の横加速度から、車両の前方部の横加速度を推定し、この推定に基づいて車両の挙動制御を行う技術が開示されている。
【０００３】
また、この種の移動体の慣性制御装置として、例えば特許文献２等では、車両モデルから、応答の位相状態や制御デバイスの応答遅れ等の状態量を算出し、運転者による能動的な操作に対する出力の位相状態を調整する技術が開示されている。
【０００４】
また、この種の移動体の慣性制御装置として、特許文献３等には、四輪駆動の操舵性の精度を向上させるために、車両の前方部及び後方部において、横加速度センサを夫々設け、前方部の横加速度と後方部の横加速度とに基づき、後輪の操舵角の量を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−０８４５０８号公報
【特許文献２】特開２００８−００７００１号公報
【特許文献３】特開平５−３０５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１等に開示されている技術では、車両の前方部の横加速度及び車両の後方部の横加速度のうちいずれか一方からいずれか他方を、実験モデルに基づいて推定し、実験モデル以外の状況に対応していない。このため、例えば車両本体の構造的なよじれ等に起因した振動や風圧等の外界環境に起因した振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。
【０００７】
また、上述した特許文献２等に開示されている技術では、人的操作の入力に対する出力の関係から人的操作の補正を行うのみであり、車両に発生する人的操作に直接的には起因しない、例えば車両本体の構造的なよじれ等に起因した振動や風圧等の外界環境に起因した振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。
【０００８】
また、上述した特許文献３等に開示されている技術では、車両本体の構造的なよじれ等に起因した、運転者にとって不快な振動が発生するのを防止することができないという技術的な問題点が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、例えば車両等の移動体の挙動をより適切且つ簡便に制御することが可能な移動体の慣性制御装置及び方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る移動体の慣性制御装置は、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第１横加速度を検知する第１検知手段と、前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第２横加速度を検知する第２検知手段と、前記後方部に力を付与する力付与手段と、前記検知された第１横加速度と前記検知された第２横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように前記力付与手段を制御する制御手段とを備える。
【００１１】
本発明に係る移動体の慣性制御装置によれば、例えば重力センサー等によって構成される第１検知手段によって、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第１横加速度が検知される。本発明に係る「検知」とは、典型的には、横加速度を示す何らかの物理量やパラメータの所定範囲を、直接的又は間接的に「検知」「選択」等することを意味する。更に、横加速度を示す何らかの物理量やパラメータを、直接的又は間接的に「検出」「測定」「計測」等することを含んでいてもよい。
【００１２】
例えば重力センサー等によって構成される第２検知手段によって、進行方向を基準にして移動体の後方に位置すると共に前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第２横加速度が検知される。ここに、本発明に係る前方部は、例えば車両の前輪側に位置する移動体の一部を意味し、本発明に係る後方部は、例えば車両の後輪側に位置する移動体の他の一部を意味する。本願発明者らによる研究によれば、典型的には、移動体の前方部及び後方部のうち一方は、例えば車両の構造上の弾性係数などの移動体の構造上の弾性に基づいて、前方部及び後方部のうち他方につられて横方向に横揺れする。加えて、移動体の前方部及び後方部のうちいずれか一方は、この一方の側に設けられたタイヤやサスペンションが接地地面から受ける反発力に基づく横方向の力を、ホイールベースを介して、前方部及び後方部のうちいずれか他方に対して及ぼし、横揺れを起こさせる。
【００１３】
例えば２重反転型ジャイロ等によって構成される力付与手段によって、後方部に力が付与される。ここに、本発明に係る「力」とは、例えばロールモーメント等の移動体の一部に作用する力を意味する。
【００１４】
例えばプロセッサやメモリ等によって構成される制御手段の制御下で、力付与手段によって、検知された第１横加速度と検知された第２横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部に付与される。ここに、本発明に係る「検知された第１横加速度と検知された第２横加速度との差」とは、検知された第１横加速度の大きさと、検知された第２横加速度の大きさとの、力の向きを考慮した大きさの差分を意味してよいし、或いは、第１横加速度が検知された第１タイミングと、第２横加速度が検知された第２タイミングとの時間差を意味してよい。
【００１５】
ここに、本発明に係る所定力とは、所定タイミングで、所定の方向に所定の大きさで後方部に与えられる、前方部と後方部との力の位相差を低減する力を意味してよい。また、本発明に係る力の位相差とは、典型的には、前方部で発生する付帯振動の力と、後方部で発生する付帯振動の力との位相差を意味してよい。尚、付帯振動の際に発生する力を、以下、適宜「付帯振動の力」と称す。本願発明者らによる研究によれば、この付帯振動は、移動体における構造上の弾性に基づく振動と、運転者による移動体の操舵に起因して移動体が接地地面から反力として受ける横力に基づく振動とが合成されることによって発生することが判明している。尚、本発明に係る「前方部と後方部との力の位相差を低減する」とは、力の位相差の大きさを低減させることを意味すると共に、前方部と後方部との力の位相差の大きさを大きくしない、即ち、変化させないことを含む趣旨である。
【００１６】
以上の結果、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する（運転者にとって不快な）移動体の振動を効果的に低減することが可能である。典型的には、例えばブッシュを含めたボディーの捩れなどに起因した付帯振動を効果的に低減することが可能である。
【００１７】
本発明に係る移動体の慣性制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記第１横加速度が検知された後、所定時間以内に前記所定力を付与するように前記力付与手段を制御する。
【００１８】
ここに、本発明に係る所定時間とは、第１横加速度が検知された後、前方部につられて後方部が横方向に横揺れを開始するまでの時間間隔を意味してよい。この所定時間は、例えば移動体の構造上の弾性係数や移動体が接地地面から受ける反発係数などの各種の定量的な条件に基づいて、後方部での横揺れをより効果的に打ち消すように、理論的、実験的、経験的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義してよい。
【００１９】
この態様によれば、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、運転者にとって不快な移動体の振動を迅速且つより効果的に低減することが可能である。
【００２０】
典型的には、運転者が移動体を操舵する時、前方部で横揺れを検知した第１タイミングより時間的に遅い第２タイミングにおいて後方部に横揺れの力がかかる。このため、前方部で横揺れを検知した後、所定時間以内に後方部での横揺れを小さくする所定力を、後方部での横揺れを打ち消す方向に付与する。より典型的には、前方部で横揺れを検知した後、上述の第２タイミングより時間的に早いタイミングで後方部での横揺れを大きくしない所定力を、後方部での横揺れを相殺する方向に微量でも付与する。
【００２１】
以上の結果、前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動を迅速且つより効果的に低減することが可能である。
【００２２】
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記第１検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第１測定手段と、前記第２検知手段として、前記横方向の加速度を測定する第２測定手段と、前記力付与手段として、リアクションホイール手段とを備える。
【００２３】
ここに、本発明に係るリアクションホイール手段とは、例えば２重反転型ジャイロ等ジャイロモーメントを利用して後方部において力を付与可能な手段を意味する。
【００２４】
この態様によれば、リアクションホイール手段によって、後方部に所定力を、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。
【００２５】
上述したリアクションホイール手段に係る態様では、前記リアクションホイール手段は、前記移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる一対の回転体と、前記移動体に固定されており、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させる回転手段と、前記一対の回転体の回転状態を夫々変化させるように、前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えるように構成してよい。
【００２６】
このように構成すれば、一対の回転体は、移動体において、回転可能に支持され且つ回転軸が延びる方向に沿って互いに向かい合いように配置されると共に、回転方向が互いに異なる。これにより、一対の回転体において、回転に伴う回転運動エネルギの差を互いに打ち消し可能である。言い換えると、一対の回転体のうちの一方の回転体の回転運動エネルギと、一対の回転体のうちの他方の回転体の回転運動エネルギとの差を、一対の回転体の各々が相互に影響しあうことによって無くす方向に変化可能である。典型的には、一対の回転体の回転方向は異なっていることに加えて、一対の回転体の回転速度又は回転加速度が概ね等しいことが好ましい。尚、回転運動エネルギとは、運動エネルギ量に加えて、力の作用する方向又はジャイロ効果が発生する方向を含む概念を意味してよい。
【００２７】
本発明に係る「回転軸が延びる方向」は、移動体における、高さ方向、幅方向、及び長さ方向等の３次元方向のうちいずれの方向であってもよい。典型的には、例えば、移動体が右方向又は左方向に旋回する場合に、移動体にロール方向の慣性力、即ち、所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の長さ方向でよい。また、移動体にピッチ方向の所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の幅方向でよい。また、移動体にヨー方向の所定力を発生させる場合、回転軸が延びる方向は、移動体の高さ方向でよい。
【００２８】
回転手段は、移動体に固定されており、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる。ここに、本発明に係る「移動体に固定されており」とは、移動体に対して何らかの力を伝達可能なように、移動体に支持されていることを意味してよい。典型的には、例えば車体ボデー、アブソーバ、ばね等の弾性力を介して、移動体に対して力を伝達可能なように支持されていることを意味してよい。また、本発明に係る「回転手段」とは、例えば電動機や電動発電機等の回転体を回転させる回転力を付与する手段を意味する。典型的には、ギヤ等の変速手段を介して、一つの回転手段によって一対の回転体の回転状態を夫々変化させてよい。或いは、典型的には、独立制御又は個別制御を行うことが可能な一対の回転手段、即ち、２個の回転手段によって一対の回転体の回転状態を夫々変化させてよい。また、本発明に係る「回転状態」とは、回転体における、例えば回転速度、回転加速度、回転力又は回転トルク等の回転する物体の性質や状態を示す物理量を意味する。また、本発明に係る「一対の回転体の回転状態を夫々変化させる」とは、一対の回転体のうち一方の回転体の回転状態を変化させることに加えて又は代えて、一対の回転体のうち他方の回転体の回転状態を変化させることを意味してよい。典型的には、一方の回転体の回転速度を独立制御又は個別制御で減速させることに加えて又は代えて、他方の回転体の回転速度を独立制御又は個別制御で増速させることを意味してよい。
【００２９】
制御手段の制御下で、回転手段は、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる。これにより、回転状態を維持しようとする一対の回転体から、例えばロールモーメント等の一対の回転体の回転軸が延びる方向を軸とする所定力を、回転手段が固定された移動体において発生させることができる。言い換えると、一対の回転体の回転運動エネルギの増減に起因した反動力を移動体において発生させることができる。典型的には、回転手段として、一対の回転体の回転状態を夫々変化させる、例えば一対の電動発電機等の一対の回転手段を用いた場合、これらの一対の回転手段のうちの一方の回転手段において電磁ブレーキを掛けるなどして制動力を付与し、右回転している一対の回転体のうちの一方の回転体の回転速度を減速した場合、一方の回転手段が固定された移動体は、一方の回転体が慣性に従って右回転し続けようする慣性力につられて右方向に回転しようとする。これにより、一方の回転手段に電磁ブレーキが掛けられることにより、移動体において右ロールモーメント、即ち、所定力を発生させることができる。他方、概ね同様にして、一対の回転手段のうちの他方の回転手段においてバッテリ駆動されるなどして回転力を付与し、一方の回転体とは逆回転である左回転している一対の回転体のうちの他方の回転体の回転速度を増速した場合、他方の回転手段が固定された移動体は、左回転の回転速度が増速している他方の回転体から反動力を受けて、言い換えると、左回転する他方の回転体に蹴飛ばされて右方向に回転しようとする。これにより、他方の回転手段によって他方の回転体の回転速度が増速されることによって、移動体において右ロールモーメント、即ち、所定力を発生させることができる。尚、このようにして、回転状態を維持しようとする一対の回転体に起因して発生する、例えばロールモーメント等の一対の回転体の回転軸が延びる方向を軸とする慣性力を、以下、適宜、「リアクションホイールの原理に基づいた慣性力」と称す。
【００３０】
この結果、移動体において、上述した、例えばロールモーメント等のリアクションホイールの原理に基づいた所定力を後方部に、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。特に、ＣＭＧと異なり、リアクションホイールの原理に基づいた慣性力（言い換えると、ジャイロモーメント）が発生する方向が一方向であるため、簡便な構成及び簡便な制御手法によって、所定力を後方部に、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。
【００３１】
以上の結果、回転制御手段の制御下で、一対の回転体の回転状態を夫々変化させることで、後方部に所定力を、より高い応答性を実現しつつ、より高精度に付与することが可能である。
【００３２】
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記制御手段は、（i）前記移動体が旋回している場合、前記所定力を付与する度合いを低減し、（ii）前記移動体が旋回していない場合（例えば直進走行の場合）、前記所定力を付与する度合いを高くする。
【００３３】
この態様によれば、典型的には、移動体が旋回している場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転数（又は回転速度）を所定値に固定することにより所定力を付与する度合いを低減してよい。他方、移動体が旋回していない場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転数を移動体の速度に応じて変化させることにより所定力を付与する度合いを高くしてよい。
【００３４】
この結果、移動体の旋回を原因として発生する移動体の振動以外の、例えば横風や凸凹道路等の外界環境を原因として発生する前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動をより効果的に低減することが可能である。
【００３５】
上述した制御手段に係る態様では、前記移動体の運転者がハンドルを前記移動体の高さ方向の下方向に向かって押す押圧に応じて、前記移動体の速度を推定する速度推定手段を更に備え、前記制御手段は、前記移動体が旋回していない場合（例えば直進走行の場合）、前記推定された速度が大きくなるに従って、前記所定力を付与する度合いを高くするように前記力付与手段を制御するように構成してよい。
【００３６】
このように構成すれば、速度推定手段は、典型的には、移動体の運転者がハンドルを移動体の高さ方向の下向きに向かって押す押圧が大きくなるに従って、移動体の速度は大きくなると推定し、押圧が小さくなるに従って、移動体の速度は小さくなると推定してよい。
【００３７】
この結果、例えば横風や凸凹道路等の外界環境を原因として発生する前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、例えば運転者にとって不快な移動体の振動を、推定された移動体の速度に応じて、より効果的に低減することが可能である。
【００３８】
本発明に係る移動体の慣性制御装置の他の態様では、前記移動体の重心位置と前記第１検知手段の位置とを結ぶ直線と、前記重心位置と前記第２検知手段の位置とを結ぶ直線とがなす角度が９０度以上となるように、前記第１検知手段の位置及び前記第２検知手段の位置が設定されている。
【００３９】
この態様によれば、典型的には、移動体の前方部及び後方部は、移動体の重心位置を中心にして回転運動又はねじれによる振動を行う。このため、重心位置と第１検知手段の位置とを結ぶ直線と、重心位置と第２検知手段の位置とを結ぶ直線とがなす角度が９０度以上であることにより、前方部においてより大きな横揺れを検知できると共に、後方部においてより大きな横揺れを検知することができ、ひいては、前方部と後方部とにおいてより大きな横揺れの差を検知することができる。これにより、検知された第１横加速度と検知された第２横加速度との差に応じて、前方部と後方部との力の位相差を低減する所定力を後方部により適切且つ効果的に付与することができる。
【００４０】
上記課題を解決するために、本発明に係る移動体の慣性制御方法は、進行方向を基準にして移動体の前方に位置する前方部に設けられ、前記進行方向を基準にして横方向に発生する前記前方部の第１横加速度を検知する第１検知工程と、前記進行方向を基準にして前記移動体の後方に位置すると共に前記前方部につられて前記横方向に横揺れする後方部に設けられ、前記横方向に発生する前記後方部の第２横加速度を検知する第２検知工程と、前記検知された第１横加速度と前記検知された第２横加速度との差に応じて、前記前方部と前記後方部との力の位相差を低減する所定力を前記後方部に付与するように力付与手段を制御する制御工程とを備える。
【００４１】
本発明に係る移動体の慣性制御方法によれば、上述した本発明に係る移動体の慣性制御装置が有する各種利益を享受することが可能となる。
【００４２】
尚、上述した本発明に係る移動体の慣性制御装置が有する各種態様に対応して、本発明に係る移動体の慣性制御方法も各種態様を採ることが可能である。
【００４３】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る車両挙動制御装置を搭載した車両の基本構成を概念的に示した外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車両挙動制御装置の制御装置に入出力される各種の制御信号の流れに着目した車両挙動制御装置の一部の詳細構成を図式的に示したブロック図である。
【図３】本実施形態に係る車両挙動制御装置を統括制御する制御装置による挙動制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る車両に固定された電動発電機において、リアクションホイールの原理に基づいて、右及び左ロールモーメントが発生する原理を図式的に示した模式図（図４（ａ）及び図４（ｂ））である。
【図５】本実施形態に係る２つの回転体の回転速度の平均値に関する所定値と、車速との相関関係を定量的及び定性的に示したグラフである。
【図６】本実施形態に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図（図６（ａ））並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ（図６（ｂ））である。
【図７】比較例に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図（図７（ａ））並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ（図７（ｂ））である。
【図８】第２及び第３の実施形態に係る車両挙動制御装置の構成の一部を概念的に夫々示した外観斜視図（図８（ａ）及び図８（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
（第１の実施形態）
（基本構成）
先ず、図１を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の基本構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る車両挙動制御装置を搭載した車両の基本構成を概念的に示した外観斜視図である。尚、本実施形態では、車両挙動制御装置１が車両１００の回転方向、即ち、ヨー方向、ロール方向、ピッチ方向のうち、ロール方向における挙動の制御を行う場合について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
図１に示されるように、本実施形態に係る車両挙動制御装置１は、車両１００に搭載されている。この車両１００は、左右の前輪１０１Ｒ、１０１Ｌが駆動軸（ドライブシャフト）１０３に回転自在に連結されており、左右の後輪１０２Ｒ、１０２Ｌが駆動軸１０４に回転自在に連結されている。駆動軸１０３、１０４の少なくともいずれか一方には、図示しない内燃機関や電動機などの駆動源からの駆動力が伝達される。従って、駆動源からの駆動力は、駆動軸１０３、１０４の少なくともいずれか一方を介して左右の前輪１０１Ｒ、１０１Ｌあるいは左右の後輪１０２Ｒ、１０２Ｌに伝達され、路面で伝達される。これにより、車両１００は、車長方向に前進或いは後進することができる。また、車両１００は、左右の前輪１０１Ｒ、１０１Ｌの操舵を行う操舵装置１０５が搭載されている。操舵装置１０５は、運転者がステアリングホイール１０５ａを回転操作することで、ステアリングホイール１０５ａの回転操作に連動して左右の前輪１０１Ｒ、１０１Ｌの操舵を行うものである。本実施形態に係る車両挙動制御装置１は、車両１００の挙動に対応して、リアクションホイールの原理に基づいて、右方向又は左方向のロールモーメントを発生させる。この詳細原理については、後述される。
【００４７】
車両挙動制御装置１は、２重反転型ジャイロ（以下、適宜「ジャイロ」と称す）２と、車速センサ４と、操舵角センサ５ａと、押圧センサ５ｂと、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌと、電動発電機センサ７Ｒ及び７Ｌと、制御装置８と、電動発電機ドライバ（以下、適宜「ドライバ」と称す）９Ｒ及び９Ｌと、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを夫々回転させる電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌと、バッテリ１１と、横加速度センサーＳＦ及びＳＲと、を備えて構成されている。
【００４８】
ジャイロ２は、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌからの回転力が伝達される回転体２１Ｒ及び２１Ｌと、車両１００に対して回転可能に支持された、当該回転体２１Ｒ及び２１Ｌにおける図示しない回転軸とを備えて構成されている。尚、回転体２１Ｒ及び２１Ｌは、図示しないケーシングにより覆われてよい。
【００４９】
電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌは、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを回転させる。電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌは、車両１００に固定されており、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを介して、回転体２１Ｒ及び２１Ｌを夫々回転させる。尚、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおける回転軸１３Ｒ及び１３Ｌと、回転体２１Ｒ及び２１Ｌにおける回転軸とは所定のギヤ比で回転力を伝達可能に接続されていてよい。或いは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおける回転軸１３Ｒ及び１３Ｌと、回転体２１Ｒ及び２１Ｌにおける回転軸とは直接的に回転力を伝達可能に固定されてよい。特に、電動発電機１０Ｒは、回転軸１３Ｒを右回転させる（言い換えると、右ロール方向に回転させる）ことにより、回転体２１Ｒを右回転させる（言い換えると、右ロール方向に回転させる）。他方、電動発電機１０Ｌは、回転軸１３Ｌを左回転させる（言い換えると、左ロール方向に回転させる）ことにより、回転体２１Ｌを左回転させる（言い換えると、左ロール方向に回転させる）。
【００５０】
電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌは、ドライバ９Ｒ及び９Ｌを介して、制御装置８に夫々接続されており、制御装置８により駆動制御が行われる。特に、制御装置８による電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの駆動制御には、（ｉ）ドライバ９Ｒ及び９Ｌによりバッテリ１１から電力が供給されることで回転体２１Ｒ及び２１Ｌを回転するモータ（即ち、電動機）として動作する回転駆動制御と、（ｉｉ）ドライバ９Ｒ及び９Ｌにより回転体２１Ｒ及び２１Ｌに回転方向と反対方向の制動力を与える、言い換えると、電磁ブレーキ（所謂、回生ブレーキ）を掛けることで発電するジェネレータ（即ち、発電機）として動作する発電駆動制御がある。つまり、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌは、モータジェネレータであり、本発明に係る回転手段の一具体例である。特に、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌは、後述される増速と電磁ブレーキによる制動とを迅速に行えることが、車両１００における、より適切な挙動制御を実現する観点で好ましい。
【００５１】
回転体２１Ｒは、上述した車長方向に沿って延びる（或いは、このことに加えて、車両１００が走行する地面に対向するように延びる）回転軸１３Ｒにより右ロール方向に回転可能なように支持されている。また、回転体２１Ｌは、上述した車長方向に沿って延びる（或いは、このことに加えて、車両１００が走行する地面に対向するように延びる）回転軸１３Ｌにより左ロール方向に回転可能なように支持されている。尚、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの半径及び質量は、車両１００に要求されるロールモーメントの大きさに応じて予め設定されてよい。また、上述したように回転軸１３Ｒ及び１３Ｌは、基本的に車長方向に平行に配置されているので、回転体２１Ｒ及び２１Ｌは、基本的にロール方向に回転することができる。
【００５２】
特に、これらの回転体２１Ｒ及び２１Ｌは、車両１００の進行方向を基準にして後方部に設けられる。これにより、車両１００の前方部につられて車両１００の後方部において発生する横方向の横揺れを低減するための後述されるロールモーメントを効果的に発生させることが可能である。
【００５３】
車速センサ４は、車両１００の車速を検出する。車速センサ４は、制御装置８に接続されており、検出された車両１００の車速Ｖが制御装置８に出力される。ここで、車速センサ４は、例えば駆動軸１０３に対向して配置され、駆動軸１０３の軸周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。また、車速センサ４は、各車輪に設けられた車輪速度センサであって良い。この場合は、制御装置８が、各車輪に設けられた車速センサ４である車輪速度センサからの各車輪の速度に関する信号に基づいて、車両１００の車速Ｖを算出する。
【００５４】
操舵角センサ５ａは、車両１００における、操舵量を検出する。操舵角センサ５ａは、本実施形態では、車両１００の操舵量として、操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度のうち少なくても一の値を検出する。操舵角センサ５ａは、制御装置８に接続されており、検出された車両１００の操舵量である車両１００の操舵角θが制御装置８に出力される。ここで、操舵角センサ５ａは、例えば操舵装置１０５のステアリングアーム１０５ａに対向して配置され、ステアリングアームの軸周り（即ち、回転方向）の変位量を光学的又は力学的に検出してよい。
【００５５】
押圧センサ５ｂは、車両の運転者が操舵するハンドルのステアリングアームの軸（即ち、回転軸）が伸びる方向に沿って、車両の運転者が、車両の高さ方向の下方向に向かって押す押圧を測定し、測定された押圧に応じて、車両の速度を推定する。押圧センサ５ｂは、本発明に係る速度推定手段の一例を構成している。
【００５６】
横加速度センサーＳＦは、車両１００の進行方向を基準にして車両１００の前方に位置する前方部に設けられ、車両１００の進行方向を基準にして横方向に発生する前方部の第１横加速度を測定する。尚、本実施形態では、車両１００に対して、車両１００の進行方向を基準にして左方向に作用する横加速度の方向を、第１横加速度における正の方向として定義する。尚、本発明に係る第１検知手段の一例が横加速度センサーＳＦによって構成されてよい。
【００５７】
横加速度センサーＳＲは、車両１００の進行方向を基準にして車両１００の後方に位置すると共に車両１００の前方部につられて横方向に横揺れする後方部に設けられ、横方向に発生する後方部の第２横加速度を測定する。尚、本実施形態では、車両１００に対して、車両１００の進行方向を基準にして左方向に作用する横加速度の方向を、第２横加速度における正の方向として定義する。尚、本発明に係る第２検知手段の一例が横加速度センサーＳＲによって構成されてよい。
【００５８】
特に、図１に示されるように、（i）車両１００の重心ＰＧの位置と、横加速度センサーＳＦの位置とを結ぶ直線と、（ii）重心ＰＧの位置と、横加速度センサーＳＲの位置とを結ぶ直線とがなす角度が９０度以上となるように、横加速度センサーＳＦの位置及び横加速度センサーＳＲの位置が設定される。これにより、車両１００の前方部においてより大きな横揺れを検知できると共に、車両１００の後方部においてより大きな横揺れを検知することができ、ひいては、前方部と後方部とにおいてより大きな横揺れの差を検知することができる。何故ならば、車両１００の前方部及び後方部は、車両１００の重心ＰＧの位置を中心にして回転運動又はねじれによる振動を行うためである。
【００５９】
以上の結果、測定された第１横加速度と第２横加速度とに応じて、前方部及び後方部における付帯振動を低減するロールモーメントを車両の後方部により適切且つ効果的に付与することができる。
【００６０】
尚、車両の進行方向を基準にして、車両の重心ＰＧの位置より前側の車両部分によって、本発明に係る「前方部」の一例が構成され、車両の進行方向を基準にして、車両の重心ＰＧの位置より後ろ側の車両部分によって、本発明に係る「後方部」の一例が構成されている。
【００６１】
回転体センサ６Ｒ及び６Ｌは、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度を検出する。回転体センサ６Ｒ及び６Ｌは、制御装置８に接続されており、検出された回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度が制御装置８に出力される。ここで、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌは、例えば回転体２１Ｒ及び２１Ｌにおける回転軸に対向して配置され、この回転軸の周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。
【００６２】
電動発電機センサ７Ｒ及び７Ｌは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転速度（言い換えると、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転軸１３Ｒ及び１３Ｌの単位時間当たりの回転数）を検出する。電動発電機センサ７Ｒ及び７Ｌは、制御装置８に接続されており、検出された電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転速度が制御装置８に夫々出力される。ここで、電動発電機センサ７Ｒ及び７Ｌは、例えば回転軸１３Ｒ及び１３Ｌに対向して配置され、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌの周りの変位量を光学的又は力学的に検出する。
【００６３】
（詳細構成）
次に、図２を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の詳細構成について説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る車両挙動制御装置の制御装置に入出力される各種の制御信号の流れに着目した車両挙動制御装置の一部の詳細構成を図式的に示したブロック図である。
【００６４】
制御装置８は、車両挙動制御装置１を制御するものであり、特に、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転速度を制御すると共に、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを介して、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度を制御する。具体的には、図２に示されるように、制御装置８は、車両挙動制御装置１が搭載された車両１００の各所に取り付けられたセンサから、各種の入力信号が入力される。入力信号としては、例えば、車速センサ４により検出された車両１００の車速、押圧センサ５ｂにより推定された車両１００の車速、操舵角センサ５ａにより検出された車両１００の操舵量としての、操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌにより検出された回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度、電動発電機センサ７Ｒ及び７Ｌにより検出された電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転速度、横加速度センサーＳＦ及びＳＲによって測定された、第１横加速度及び第２横加速度などに関する信号がある。
【００６５】
制御装置８は、これら入力信号と、記憶部８５に格納されている電磁ブレーキを掛ける時間（所謂、ブレーキ時間）と車速と操舵量との相関関係を示した制御マップ、又は、電動発電機の回転速度と車速と操舵量（又は舵角量）との相関関係を示した制御マップに基づいて、各種の出力信号を出力する。尚、これらの制御マップの詳細については後述される。出力信号としては、例えば、ドライバ９Ｒ及び９Ｌを介した電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの駆動制御を行う駆動制御信号などがある。この制御装置８によって、本発明に係る制御手段の一例が構成されている。
【００６６】
また、制御装置８は、上記の入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部（即ち、Ｉ／Ｏ部：Input Output部）８１と、処理部８２と、上述した制御マップなどの各種マップなどを格納する記憶部８５とにより構成されている。処理部８２は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。処理部８２は、少なくとも電動発電機回転制御部８３Ｒ及び８３Ｌと、電動発電機回転速度算出部８４Ｒ及び８４Ｌとを有している。処理部８２は、車両挙動制御装置１による車両挙動制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、車両挙動制御装置１による車両挙動制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部８５は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、或いはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み出しに加えて書き込みが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００６７】
電動発電機回転速度算出部８４Ｒ及び８４Ｌは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転速度を夫々算出する。電動発電機回転速度算出部８４Ｒ及び８４Ｌは、検出された車両１００の車速、操舵量、制御マップに基づいて、右操舵又は左操舵された場合に、電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間、電磁ブレーキによる電動発電機の回転速度の目標値、又は、増速による電動発電機の回転速度の目標値を、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌ毎に夫々算出する。特に、これらの値は、車速及び操舵量に加えて、車両１００において発生するロールモーメントの大小も更に考慮して、実験的、理論的、経験的、又はシミュレーション等に基づいて、個別具体的に決定してよい。
【００６８】
電動発電機回転制御部８３Ｒ及び８３Ｌは、上記の電動発電機回転速度算出部８４Ｒ及び８４Ｌにより算出された回転速度に基づいて、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌを夫々駆動制御する。具体的には、電動発電機回転制御部８３Ｒは、ドライバ９Ｒを介して、算出された回転速度と電動発電機センサ７Ｒより検出された現在の回転速度とに基づいて、電動発電機１０Ｒの回転駆動制御又は発電駆動制御のうちいずれか一方を行う。概ね同様にして、電動発電機回転制御部８３Ｌは、ドライバ９Ｌを介して、算出された回転速度と電動発電機センサ７Ｌにより検出された現在の回転速度とに基づいて、電動発電機１０Ｌの回転駆動制御又は発電駆動制御のうちいずれか一方を行う。
【００６９】
ドライバ９Ｒ及び９Ｌは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの駆動を行う。ドライバ９Ｒ及び９Ｌは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌと、制御装置８と、バッテリ１１とに接続されている、ドライバ９Ｒ及び９Ｌは、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌとバッテリ１１との接続状態を制御装置８の駆動制御により切り替えるものである。ドライバ９Ｒ及び９Ｌは、制御装置８により電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転駆動制御が行われる場合は、バッテリ１１から電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌへ電力を供給することで、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌに回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを回転させ、モータとして動作する。他方で、ドライバ９Ｒ及び９Ｌは、制御装置８により電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの発電駆動制御が行われる場合は、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転軸１３Ｒ及び１３Ｌに回転方向と反対方向の制動力を与える（言い換えると、電磁ブレーキ（所謂、回生ブレーキ）を掛ける）ことで発電させ、発電した電力をバッテリ１１に蓄電し、ジェネレータとして動作する。尚、本実施形態に係る車両挙動制御装置１では、回転体２１Ｒ及び２１Ｌに制動力を付与する手段として電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌを用いたがこれに限定されるものではなく、油圧ブレーキなどのブレーキ装置であっても良い。
【００７０】
バッテリ１１は、車両１００に搭載されるものである。バッテリ１１は、車両１００に駆動源として電動機が搭載されている場合に、電動機に電力を供給するバッテリであっても良い。
【００７１】
（動作原理）
次に、図３から図５を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の動作原理について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る車両挙動制御装置を統括制御する制御装置による挙動制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、この挙動制御処理は、例えば数μ秒乃至数十μ秒等の所定周期で繰り返し行われる。図４は、本実施形態に係る車両に固定された電動発電機において、リアクションホイールの原理に基づいて、右及び左ロールモーメントが発生する原理を図式的に示した模式図（図４（ａ）及び図４（ｂ））である。図５は、本実施形態に係る２つの回転体の回転速度の平均値に関する所定値と、車速との相関関係を定量的及び定性的に示したグラフである。
【００７２】
尚、本実施形態に係る挙動制御処理は、図１に示されるように、車両挙動制御装置１による挙動制御の一例として、車両１００が、例えば風圧や路面形状等の外界環境に応じて発生した、左方向の横加速度や、左方向のロールモーメントを打ち消すためにこの左方向の横加速度や、左方向のロールモーメントと反対方向（即ち、時計回り）に、リアクションホイールに基づいた右方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明する。概ね同様にして、車両挙動制御装置１による挙動制御の一例として、車両１００が、例えば風圧や路面形状等の外界環境に応じて発生した、右方向の横加速度や、右方向のロールモーメントを打ち消すためにこの右方向の横加速度や、右方向のロールモーメントと反対方向（即ち、時計回り）に、リアクションホイールに基づいた左方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明する。ここに、本実施形態に係る「リアクションホイールに基づいたロールモーメント」とは、回転状態を維持しようとする回転体２１Ｒ及び２１Ｌに起因して発生する、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転軸が延びる方向を軸とする慣性力を意味してよい。尚、この本実施形態に係る「リアクションホイールに基づいたロールモーメント」によって、本発明に係る「所定力」の一具体例が構成されている。
【００７３】
先ず、図３に示されるように、制御装置８は、車両１００のイグニションスイッチ（ＩＧ）が運転者によって「Ｏｎ」されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、車両１００のイグニションスイッチが運転者によって「Ｏｎ」されたと判定される場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置８は、車速Ｖ、操舵角θを取得し、記憶部８５に格納する（ステップＳ１０２）。ここでは、制御装置８は、車速センサ４により検出された車速Ｖ及び操舵角センサ５により検出された操舵角θを取得する。
【００７４】
次に、制御装置８は、回転体２１Ｒ及び２１Ｌによって構成されるジャイロ２を回転駆動する（ステップＳ１０３）。即ち、制御装置８の処理部８２に含まれる電動発電機回転制御部８３Ｒ及び８３Ｌの制御下で、電動発電機ドライバ９Ｒ及び９Ｌにバッテリ１１の電力が供給され、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌが回転駆動されると共に、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌの回転力が、回転軸１３Ｒ及び１３Ｌを介して、ジャイロ２を構成する回転体２１Ｒ及び２１Ｌに伝達され、回転体２１Ｒ及び２１Ｌが回転駆動する。
【００７５】
次に、制御装置８によって、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度の平均値が所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。ここに、本実施形態に係る所定値とは、車両１００の走行に何らかの影響を殆ど又は完全に与えない回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度を意味してよい。典型的には、この所定値は、車両１００の速度等の走行状態に応じて、可変の値でもよい。
【００７６】
このステップＳ１０４の判定の結果、制御装置８によって、全ての回転体、即ち、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度が所定値以上であると判定される場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、更に、制御装置８によって、制御履歴フラグが「Ｏｆｆ」であるか否か、言い換えると、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始していない、即ち、停止している最中であるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。ここで、制御履歴フラグが「Ｏｆｆ」であると判定される場合、言い換えると、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始していない、即ち、停止している最中であると判定される場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、更に、制御装置８によって、測定された第１横加速度の絶対値が、閾値Ａ１以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０６）。ここに、本実施形態に係る第１横加速度は、直接的には、車両１００の前方部における横加速度を意味するが、間接的には、車両１００の前方部及び後方部が付帯振動する際の力の大きさを意味する。何故ならば、車両１００の後方部は、車両１００の前方部につられて、例えば数マイクロ秒、数十マイクロ秒程度の微小時間だけ経過後に横方向に横揺れするためである。また、本実施形態に係る閾値Ａ１とは、典型的には、風圧などの車両の外界環境から車両へ付与される加速度のうち、車両１００の挙動に影響を与える可能性のある加速度を、理論的、経験的、実験的、シミュレーション等によって、個別具体的に設定してよい。より具体的には、第１横加速度の測定の際には、ＬＰＦ（Low Pass Filter）によって高周波ノイズは除去してある。
【００７７】
ここで、制御装置８によって、第１横加速度の絶対値が、閾値Ａ１以上であると判定される場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御装置８によって、時間間隔Ｔ１の計測が開始される（ステップＳ１０７）。典型的には、カウンタ変数によって、クロック信号の検出回数が計測されることによって、時間間隔Ｔ１の計測が行われる。
【００７８】
次に、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２未満であり、且つ、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３未満であるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ここに、本実施形態に係る第２横加速度は、直接的には、車両１００の後方部における横加速度を意味するが、間接的には、車両１００の前方部から後方部へ伝達される横方向の力と、車両１００が接地している地面から車両１００が受ける反力とを合成した力を意味する。また、本実施形態に係る閾値Ａ２とは、典型的には、車両１００が右旋回又は左旋回している際に発生する車両１００の後方部における加速度を意味してよい。また、本実施形態に係る閾値Ａ３とは、典型的には、車両１００の後方部が、車両１００の前方部につられて横方向に横揺れするまでの時間間隔を意味してよい。
【００７９】
ここで、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２未満であり、且つ、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３未満であると判定される場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、更に、制御装置８によって、第１横加速度が正の値であるか否かが判定される（ステップＳ１０９）。
【００８０】
（右ロールモーメントを発生させる場合）
ここで、制御装置８によって、第１横加速度が正の値であると判定される場合、言い換えると、車両１００に対して、車両１００の進行方向を基準にして左方向に横加速度が作用していると判定される場合、更に言い換えると、例えば、上述した図１において、車両１００が接地路面から車両１００が左旋回する方向に力を受けていると判定される場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、制御装置８によって、電動発電機１０Ｒ（言い換えると、右モータ）において、目標減速率で減速するように、例えば電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間が設定されると共に、電動発電機１０Ｌ（言い換えると、左モータ）において、目標増速率で増速するようにドライバ９Ｌの駆動条件が設定される（ステップＳ１１０）。これにより、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われた場合、リアクションホイールの原理により、車両１００の後方部において、右方向のロールモーメントが発生する。尚、目標減速率は、単位時間当たりの電動発電機の回転速度の減速量の目標値を意味し、目標増速率は、単位時間当たりの電動発電機の回転速度の増速量の目標値を意味する。
【００８１】
具体的には、このリアクションホイールの原理においては、図４（ａ）に示されるように、電動発電機１０Ｒが、右回転している回転軸１３Ｒに電磁ブレーキを掛け減速した場合、電動発電機１０Ｒが固定された車両１００は、回転体２１Ｒ及び回転軸１３Ｒが慣性に従って右回転しようする慣性力につられて右ロール方向に回転しようとする。これにより、電動発電機１０Ｒに電磁ブレーキが掛けられ、電動発電機１０Ｒを減速させることにより、車両１００の後方部に右ロールモーメントを発生させることができる。
【００８２】
他方、このリアクションホイールの原理においては、概ね同様にして、図４（ｂ）に示されるように、電動発電機１０Ｌが、左回転している回転軸１３Ｌを増速した場合、電動発電機１０Ｌが固定された車両１００は、回転体２１Ｌ及び回転軸１３Ｌにおいて増速された左回転力から反動力を受けて、言い換えると、左回転が増速している回転体２１Ｌ及び回転軸１３Ｌに蹴飛ばされて右ロール方向に回転しようとする。これにより、電動発電機１０Ｌが増速されることによって、車両１００の後方部に右ロールモーメントを発生させることができる。
【００８３】
（左ロールモーメントを発生させる場合）
他方、上述したステップＳ１０９の判定の結果、第１横加速度が正の値であると判定されなく、負の値であると判定される場合、言い換えると、上述した図１において、車両１００に対して、車両１００の進行方向を基準にして右方向に横加速度が作用していると判定される場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、制御装置８によって、電動発電機１０Ｒ（言い換えると、右モータ）において、目標増速率で増速するようにドライバ９Ｒの駆動条件が設定されると共に、電動発電機１０Ｌ（言い換えると、左モータ）において、目標減速率で減速するように、例えば電磁ブレーキを掛けるブレーキ時間が設定される（ステップＳ１１１）。これにより、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われた場合、上述したリアクションホイールの原理により、車両１００の後方部において、左方向のロールモーメントが発生する。
【００８４】
次に、制御装置８によって、本実施形態に係るリアクションホイールに基づいたロールモーメントを発生させる挙動制御処理を開始したか否かを示す制御履歴フラグが「Ｏｎ」にされる（ステップＳ１１２）。
【００８５】
次に、回転体２１Ｒの回転速度と、回転体２１Ｌの回転速度との平均値が、上述した所定値以上となるように、制御装置８によって、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われる（ステップＳ１１３）。
【００８６】
次に、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ４未満であるか否かが判定される（ステップＳ１１４）。ここに、本実施形態に係る閾値Ａ４とは、典型的には、風圧などの車両の外界環境から車両へ力が殆ど又は完全に付与されていなく、且つ、車両が直進走行をしている際に、車両１００の後方部において発生する加速度の最大値を意味してよい。この閾値Ａ４は、理論的、経験的、実験的、シミュレーション等によって、個別具体的に設定してよい。
【００８７】
次に、制御装置８によって、本実施形態に係る挙動制御処理を開始したか否かを示す制御履歴フラグが「Ｏｆｆ」にされ、本実施形態に係る挙動制御処理が停止されたと把握されると共に、制御装置８によって、時間間隔Ｔ１の計測が停止される（ステップＳ１１５）。典型的には、カウンタ変数に格納されていた、クロック信号の検出回数がリセットされることによって、時間間隔Ｔ１の計測が停止される。
【００８８】
他方、上述したステップＳ１０５の判定の結果、制御履歴フラグが「Ｏｆｆ」であると判定されない場合、言い換えると、制御履歴フラグが「Ｏｎ」である判定される場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、或いは、上述したステップＳ１０６の判定の結果、制御装置８によって、第１横加速度の絶対値が、閾値Ａ１以上であると判定されない場合、言い換えると、第１横加速度の絶対値が、閾値Ａ１未満であると判定される場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、上述した回転体２１Ｒの回転速度と、回転体２１Ｌの回転速度との平均値が、上述した所定値以上となるように、制御装置８によって、電動発電機１０Ｒ及び１０Ｌにおいて、回転駆動又は電磁ブレーキによる制動が行われる（ステップＳ１１３）。
【００８９】
（付帯振動に応じた挙動制御）
他方、上述したステップＳ１０８の判定の結果、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２以上である、又は、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３以上であると判定される場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、更に、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２以上であり、且つ、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３以上であるか否かが判定される（ステップＳ１１７）。ここで、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２以上であり、且つ、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３以上であると判定される場合（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、制御装置８によって、上述した回転体２１Ｒの回転速度と、回転体２１Ｌの回転速度との平均値に関する所定値が、初期規定値に固定される（ステップＳ１１８）。ここに、本実施形態に係る初期規定値とは、図５に示されるように、車両の走行速度が、例えば毎時十数キロメートルなどの速度Ｖ１である時点において、付帯振動を最も効果的に低減することができる回転体２１Ｒ、２１Ｌの回転速度を意味する。
【００９０】
典型的には、この場合、車両は、右方向又は左方向に旋回している最中である可能性が高い、或いは、前輪及び後輪ともにスリップしている可能性が高いので、付帯振動に応じた直進方向の挙動制御は、殆ど又は完全に行われない、或いは、消極的若しくは抑制的に行われる。典型的には、車両が右方向又は左方向に旋回している場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転速度を所定値に固定することにより本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施する度合いを低減してよい。
【００９１】
他方、上述したステップＳ１１７の判定の結果、制御装置８によって、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２以上であり、且つ、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３以上であると判定されない場合、言い換えると、第２横加速度の絶対値が、閾値Ａ２以上でない状態、又は、時間間隔Ｔ１が、閾値Ａ３以上でない状態である場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、制御装置８によって、上述した回転体２１Ｒの回転速度と、回転体２１Ｌの回転速度との平均値に関する所定値が、車両の走行速度に応じて設定される（ステップＳ１１９）。この場合、車両は、概ね直進方向に走行している可能性が高いので、付帯振動に応じた直進方向の挙動制御が、積極的に行われる。典型的には、車両が旋回していない場合、例えば上述のリアクションホイールの回転体の回転速度を車両の速度に応じて変化させることにより、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施する度合いを高くしてよい。
【００９２】
より典型的には、回転体２１Ｒの回転速度と、回転体２１Ｌの回転速度との平均値に関する所定値については、車両が概ね直進方向に走行している場合、操舵角が小さい場合と略等価なので、この操舵角が小さい場合に準拠して決定すればよい。この所定値の最大値は、車速に応じて決定すればよい。他方、この所定値の最小値についても、車速に応じて決定すればよいが、車速に応じて小さくし過ぎると、一対の回転体が同じ回転速度になるのに、時間が掛かってしまう。このため、本実施形態に係る挙動制御の応答性に応じて、最小値を規定することが好ましい。
【００９３】
次に、上述したステップＳ１１８及びステップＳ１１９に続いて、上述したように、再度、制御装置８によって、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度の平均値が所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。
【００９４】
（終了判定）
次に、制御装置８は、車両１００のイグニションスイッチが運転者によって「Ｏｆｆ」されたか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ここで、車両１００のイグニションスイッチが運転者によって「Ｏｆｆ」されたと判定される場合（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、上述した一連の挙動制御処理は終了する。
【００９５】
他方、ステップＳ１１６の判定の結果、車両１００のイグニションスイッチが運転者によって「Ｏｆｆ」されたと判定されない場合（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、上述したように、再度、制御装置８によって、回転体センサ６Ｒ及び６Ｌによって検出された回転速度に基づいて、全ての回転体、即ち、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの回転速度が所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。
【００９６】
以上の結果、車両１００の前方部及び後方部における付帯振動に起因して発生する、運転者にとって不快な車両１００の振動を、測定された第１横加速度及び第２横加速度に応じて、効果的に低減することが可能である。典型的には、例えばブッシュを含めた車両ボディーの捩れ、所謂、付帯振動を効果的に低減することが可能である。
【００９７】
特に上述したように、本実施形態では、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施するか否かを、測定された第１横加速度及び第２横加速度に応じて明確に判定した後で、挙動制御を適切に実施することができる。これにより、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を、本実施形態に係る挙動制御と異なる他の種類の操舵制御と制御矛盾を起こすことを殆ど又は完全になくしつつ、他の種類の操舵制御と相性が良くさせつつ、簡便且つ適切に実施することができるので、実践上、大変有益である。
【００９８】
加えて、特に、本実施形態では、上述したステップＳ１０６及びステップＳ１０８において、測定された第１横加速度及び第２横加速度を夫々閾値と比較している。しかしながら、本実施形態では、測定された第１横加速度の絶対値と、測定された第２横加速度の絶対値との差を閾値と比較することによって、本実施形態に係る付帯振動に応じた挙動制御を実施するか否かを判定してよい。
【００９９】
（本実施形態の作用と効果との検討）
次に、図６及び図７を参照して、本実施形態に係る車両挙動制御装置の作用と効果について検討する。ここに、図６は、本実施形態に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図（図６（ａ））並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ（図６（ｂ））である。図７は、比較例に係る車両が右旋回する場合に、前方部及び後方部で発生するロールモーメント及び付帯振動の力を模式的に示した外観斜視図（図７（ａ））並びに前方部での付帯振動の力と後方部での付帯振動の力との位相差を示したグラフ（図７（ｂ））である。
【０１００】
一般的には、図７（ａ）の比較例に示されるように、車両１００が進行方向に対して右旋回する場合、車両の前方部で発生する付帯振動の力Ｆｒより微小時間だけ遅れて、後方部においても付帯振動の力Ｒｒが前方部と概ね同様にして発生してしまったり、図７（ｂ）の比較例のグラフに示されるように、前方部で発生する付帯振動の力Ｆｒと後方部で発生する付帯振動の力Ｒｒとの位相差が大きくなってしまう。このため、前方部と後方部とにおいて、運転者にとって不快な車両の振動が生じる可能性が高くなってしまう。
【０１０１】
これに対して、本実施形態によれば、図６（ａ）に示すように、前方部において付帯振動の力Ｆｒが発生した後に、後方部において付帯振動の力Ｒｒが発生する前に予め、例えば右方向のロールモーメント等の所定力を発生させる。これにより、図６（ｂ）のグラフに示されるように、後方部で発生する付帯振動の力Ｒｒを効果的に低減することが可能であると共に、前方部で発生する付帯振動の力Ｆｒと後方部で発生する付帯振動の力Ｒｒとの位相差を効果的に低減することが可能である。
【０１０２】
以上の結果、車両１００の前方部及び後方部において発生する、運転者にとって不快な車両１００の付帯振動を、効果的に低減することが可能である。
【０１０３】
（第２及び第３の実施形態）
次に、図８を参照して、第２及び第３の実施形態に係る車両挙動制御装置の基本構成について説明する。ここに、図８は、第２及び第３の実施形態に係る車両挙動制御装置の構成の一部を概念的に夫々示した外観斜視図（図８（ａ）及び図８（ｂ））である。尚、第２及び第３の実施形態においては、上述した実施形態と概ね同様の構成には、同一の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【０１０４】
図８（ａ）に示されるように、第２の実施形態に係る車両挙動制御装置においては、上述した実施形態に係る回転体２１Ｒは、車両１００の車幅方向に沿って延びる（或いは、このことに加えて、車両１００が走行する地面に対向するように延びる）回転軸１３Ｒにより一のピッチ方向に回転可能なように支持されている。
【０１０５】
概ね同様にして、回転体２１Ｌは、車両１００の車幅方向に沿って延びる（或いは、このことに加えて、車両１００が走行する地面に対向するように延びる）回転軸１３Ｌにより他のピッチ方向に回転可能なように支持されている。
【０１０６】
図８（ｂ）に示されるように、第３の実施形態に係る車両挙動制御装置においては、上述した実施形態に係る回転体２１Ｒは、車両１００の車高方向に沿って延びる回転軸１３Ｒにより一のヨー方向に回転可能なように支持されている。
【０１０７】
概ね同様にして、回転体２１Ｌは、車両１００の車高方向に沿って延びる回転軸１３Ｌにより他のヨー方向に回転可能なように支持されている。
【０１０８】
この結果、第２及び第３実施形態によれば、回転体２１Ｒ及び２１Ｌの配置の自由度をより大きくさせることができる。以上の結果、挙動制御をより効果的に実現できる位置に、回転体２１Ｒ及び２１Ｌを配置することが可能である。
【０１０９】
尚、上述した本実施形態に係る車両挙動制御装置１による挙動制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述したように、本実施形態に係る挙動制御処理は、図１に示されるように、車両挙動制御装置１による挙動制御の一例として、車両１００が、付帯振動に応じて、左旋回する方向に左方向のロールモーメントを受けてしまう場合に、この左方向のロールモーメントを打ち消すために、右方向のロールモーメントを発生させる挙動制御処理について説明した。しかしながら、この場合の挙動制御処理として、車両１００が、付帯振動に応じて受ける、左旋回する方向に左方向のロールモーメントと同一方向（即ち、反時計回り）に、リアクションホイールに基づいた左方向のロールモーメントを発生させてよい。この場合、車両１００が左旋回する方向に左方向に積極的にロールモーメントを発生させるので、左前輪１０１Ｌ及び左後輪１０２Ｌの接地圧を増加することができ、旋回性を向上させることができる。
【０１１０】
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移動体の慣性制御装置及び方法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】
【０１１１】
本発明は、例えば車両の挙動を制御する車両挙動制御装置等の移動体の慣性制御装置、及び、当該慣性制御装置における慣性制御方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  車両挙動制御装置
２  ２重反転型ジャイロ（ジャイロ）
４  車速センサ
５ａ  操舵角センサ
５ｂ  押圧センサ
６Ｒ及び６Ｌ  回転体センサ
７Ｒ及び７Ｌ  電動発電機センサ
８  制御装置
９Ｒ及び９Ｌ  電動発電機ドライバ（ドライバ）
１０Ｒ及び１０Ｌ  電動発電機
１１  バッテリ
１３Ｒ、１３Ｌ  回転軸
２１Ｒ、２１Ｌ  回転体
８１  入出力部（即ち、Ｉ／Ｏ部：Input Output部）
８２  処理部
８３Ｒ及び８３Ｌ  電動発電機回転制御部
８４Ｒ及び８４Ｌ  電動発電機回転速度算出部
８５  記憶部
１００  車両
１０１Ｒ、１０１Ｌ  前輪
１０３  駆動軸（ドライブシャフト）
１０２Ｒ、１０２Ｌ  後輪
１０４  駆動軸
１０５  操舵装置
１０５ａ  ステアリングホイール
ＳＦ、ＳＲ  横加速度センサー。
【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８】
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【図６】
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【図７】
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