(57)【要約】【課題】菱形車輪配置車両の実用性を向上させる車両運動制御システムを提供する。【解決手段】前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとの少なくとも一方を転舵させる転舵装置を制御するための制御装置が有する制御部を、左輪１４Ｌおよび右輪１４Ｒのいずれか一方に目標とされる駆動力と目標とされる制動力との少なくとも一方を付与できない失陥が駆制動装置に生じた場合に、その失陥に起因して生じる車両のヨーイング（ヨーモ−メントＭyaw）を抑制すべく、転舵輪１２Ｆ，１２Ｒとのうちの１以上のものの転舵量を制御するように構成する。それにより、失陥に起因して生じる車両のヨーイングと逆向きのヨーモーメントを発生させ、その失陥に起因するヨーイングを低減させることが可能とされている。つまり、本車両運動制御システムによれば、上記のような駆制動装置の失陥時においても、車両の直進性を確保することが可能である。【選択図】図５
2011098692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)自身の前方部に配置された単一の前輪と(b)その前輪より後方において自身の左右にそれぞれ配置された左輪および右輪と(c)それら左輪および右輪より後方に配置された単一の後輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
前記前輪と前記後輪との少なくとも一方を転舵させる転舵装置と、
前記車両を駆動するための駆動力および前記車両を制動するための制動力である駆制動力を前記左輪，前記右輪に対してそれぞれ付与する駆制動装置と、
前記車両の制御を司る制御装置と
を備え、
前記制御装置が、
前記転舵装置を制御して前記前輪と後輪との少なくとも一方の転舵量を制御する転舵量制御部を有し、
その転舵量制御部が、
前記左輪および前記右輪のいずれか一方に目標とされる駆動力と目標とされる制動力との少なくとも一方を付与できない失陥が前記駆制動装置に生じた場合に、その失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制すべく、(i)前記前輪と前記後輪との一方が前記転舵装置により転舵可能とされている場合においてはその一方を(ii)前記前輪と前記後輪との両者が前記転舵装置により転舵可能とされている場合においてはそれら両者のうちの少なくとも一方を失陥対処転舵輪として、その１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御する失陥時制御部を含んで構成された車両運動制御システム。
【請求項２】
前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングをちょうど打ち消すように決定し、その失陥対処転舵量に基づいて、前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の目標とされる転舵量を決定するように構成された請求項１に記載の車両運動制御システム。
【請求項３】
前記転舵装置が、前記前輪と前記後輪との両者を転舵させるものとされ、
前記失陥時制御部が
前記前輪と前記後輪との両者を前記失陥対処転舵輪として、それら２つの失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するものとされ、
前記失陥が生じた場合に、前記車両を直進させる際、前記前輪と前記後輪とが互いに逆相となるように、前記２つの失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するように構成された請求項１または請求項２に記載の車両運動制御システム。
【請求項４】
前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記駆制動装置が失陥したことにより前記左輪および前記右輪のいずれか一方に付与できない分に相当する大きさの駆制動力に基づいて決定し、その決定された失陥対処転舵量に基づいて前記失陥対処転舵輪の転舵量を制御するように構成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【請求項５】
前記転舵量制御部が、
前記前輪と後輪との少なくとも一方の前記車両を旋回させるための転舵量である旋回転舵量を、ステアリング操作部材の操作に基づいて決定し、その旋回転舵量に基づいて前記前輪と後輪との少なくとも一方の転舵量を制御するように構成され、
前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量が前記旋回転舵量と前記失陥対処転舵量とを足し合わせた転舵量となるように、その失陥対処転舵輪の転舵量を制御するように構成された請求項４に記載の車両運動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身の前方部に配置された単一の前輪と、それより後方において自身の左右にそれぞれ配置された左輪および右輪とを有する車両の運動を制御するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、下記特許文献１に記載されているように、単一の前輪と、それの後方に設けられた左輪および右輪と、それら左輪および右輪のさらに後方に設けられた単一の後輪とを有する車両、つまり、車輪が菱形状に配置された車両（以下、「菱形車輪配置車両」という場合がある）が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国授権公告号ＣＮ１３０４２３７Ｃ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような菱形車輪配置車両は、車輪の配置が、左右２つの前輪，左右２つの後輪を有する通常の車両とは異なることから、車両運動の制御において特別に配慮することが望ましい。そのような菱形車輪配置車両に関する運動制御には、充分な改良の余地が残されており、何らかの改良を施すことにより、菱形車輪配置車両の実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、菱形車輪配置車両の実用性を向上させるための車両運動制御システム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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の車両運動制御システムは、上記菱形車輪配置車両のための車両運動制御システムであって、前輪と後輪との少なくとも一方を転舵させる転舵装置を制御するための制御装置が有する制御部が、左輪および右輪のいずれか一方に目標とされる駆動力と目標とされる制動力との少なくとも一方を付与できない失陥が駆制動装置に生じた場合に、その失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制すべく、転舵輪とされた１以上のものの転舵量を制御するように構成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両運動制御システムは、転舵輪のうちの少なくとも１つのものを転舵させることで、上記失陥に起因して生じる車両のヨーイングと逆向きのヨーモーメントを発生させ、その失陥に起因するヨーイングを低減させることが可能とされている。つまり、本発明の車両運動制御システムによれば、上記のような失陥時においても、車両の直進性を確保することが可能である。
【発明の態様】
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求の範囲と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、以下の各項に付随する記載，実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
なお、以下の（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項に記載の発明特定事項を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（４）項に記載の発明特定事項を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに（５）項に記載の発明特定事項を付加したものが請求項４に、請求項４に（６）項に記載の発明特定事項を付加したものが請求項５に、それぞれ相当する。
【０００９】
（１）(a)自身の前方部に配置された単一の前輪と(b)その前輪より後方において自身の左右にそれぞれ配置された左輪および右輪と(c)それら左輪および右輪より後方に配置された単一の後輪とを有する車両に搭載され、その車両の運動を制御する車両運動制御システムであって、
前記前輪と前記後輪との少なくとも一方を転舵させる転舵装置と、
前記車両を駆動するための駆動力および前記車両を制動するための制動力である駆制動力を前記左輪，前記右輪に対してそれぞれ付与する駆制動装置と、
前記車両の制御を司る制御装置と
を備え、
前記制御装置が、
前記転舵装置を制御して前記前輪と後輪との少なくとも一方の転舵量を制御する転舵量制御部を有し、
その転舵量制御部が、
前記左輪および前記右輪のいずれか一方に目標とされる駆動力と目標とされる制動力との少なくとも一方を付与できない失陥が前記駆制動装置に生じた場合に、その失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制すべく、(i)前記前輪と前記後輪との一方が前記転舵装置により転舵可能とされている場合においてはその一方を(ii)前記前輪と前記後輪との両者が前記転舵装置により転舵可能とされている場合においてはそれら両者のうちの少なくとも一方を失陥対処転舵輪として、その１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御する失陥時制御部を含んで構成された車両運動制御システム。
【００１０】
本項に記載の車両運動制御システムが対象とする車両は、上述した菱形車輪配置車両であり、さらに、前輪と後輪との少なくとも一方が転舵輪とされ、左輪および右輪が駆動されることと制動されることとの少なくとも一方が可能とされた車両を前提としている。そのような車両において、例えば、左輪および右輪のいずれかに駆動力を正常に付与することができない失陥が生じると、左輪に与える駆動力と右輪に与える駆動力との間に差が生じ、車両にはヨーイング（ヨーモーメント）が生じてしまうことになる。具体的には、右輪に与える駆動力が目標となる駆動力より小さい場合、あるいは、右輪に駆動力を与えることができない場合には、車両には右回りのヨーイングが生じることになる。また、左輪に与える駆動力が目標となる駆動力より小さい場合、あるいは、左輪に駆動力を与えることができない場合には、左回りのヨーモーメントが生じることになる。さらに、上記のような車両において、右輪に制動力を正常に与えられない場合には、車両には左回りのヨーイングが生じ、左輪に制動力を正常に与えられない場合には、右回りのヨーモーメントが生じることになる。
【００１１】
本項に記載の車両運動制御システムは、例えば、上記失陥に起因して生じる車両のヨーイングと逆向きのヨーモーメントを発生させるように、転舵輪のうちの失陥対処転舵輪とされたものを転舵させることで、上記失陥に起因するヨーイングを低減させることが可能とされている。つまり、本項の車両運動制御システムによれば、上記のような失陥時においても、車両の直進性を確保することが可能である。なお、本項に記載の「失陥時制御部」は、前記駆制動装置の失陥による左輪および右輪の一方に付与する駆制動力の不足によって生じるヨーイングを抑制するだけでなく、後に詳しく説明するが、その駆制動力の不足分を補うべく左輪および右輪の他方に付与する駆制動力の大きさを増加させた場合には、その駆制動力を増加させたことにより生じるヨーイングをも抑制するように構成することが可能である。ちなみに、本明細書において「転舵輪」とは、ステアリング操作の操作，制御等によって、任意の転舵量とすることが可能な車輪を意味する。例えば、キャスターのように自由に向きが変わる車輪は、転舵輪ではなく非転舵輪となる。もちろん、向きが固定された車輪も非転舵輪である。
【００１２】
本項に記載のシステムにおいては、転舵輪を転舵させる「転舵装置」は、いわゆるステアバイワイヤ型の装置つまり、駆動源を有してステアリング操作部材と機械的に分離され、そのステアリング操作部材の操作に応じて、駆動源を制御しつつその駆動源の力によって前輪を転舵させるように構成されたものである。そのため、後に詳しく説明するが、失陥対処転舵輪を、失陥に起因するヨーイングを抑制すべく転舵された位置を基準として、ステアリング操作に応じた量だけ転舵させるように制御することで、失陥時においても、通常時と同様のステアリング操作で、車両を旋回運動させることが可能となる。ちなみに、ステアリング操作部材は、ステアリングホイールを始め、ジョイスティック，レバー等、種々の形式のものを採用可能である。
【００１３】
また、本項の態様の「転舵装置」は、前輪と後輪とのいずれかのみを転舵させるものであってもよく、それら前輪と後輪との両者を転舵させるものであってもよい。前輪と後輪との両者を転舵可能に構成されたシステムにおいては、上記「失陥時制御部」は、失陥に起因するヨーイングを抑制すべく、それら前輪と後輪とのいずれか一方のみの転舵量を制御するものであってもよく、前輪と後輪との両者の転舵量を制御するものであってもよい。
【００１４】
本項における「駆制動力」は、車輪を駆動する力と、車輪を制動する力とを総合的若しくは一元的に取り扱うための概念である。ちなみに、車輪を駆動する力，車輪を制動する力は、それぞれ、車両を駆動する力，車両を制動する力と考えることも可能である。したがって、本項における「駆制動装置」は、（Ａ）エンジン，モータ等の駆動源とその駆動源の力を車輪の回転として伝達する伝達機構等を含んで構成される駆動装置と、（Ｂ）液圧ブレーキ装置，電気ブレーキ装置，駆動源がモータである場合におけるそのモータの起電力を利用したブレーキ装置（例えば回生ブレーキ）等の制動装置とを含んで構成される装置と考えることが可能である。なお、本項の態様における駆制動装置は、後に説明するような互いに独立して左輪，右輪に駆制動力を付与可能なものに限られず、左輪，右輪に対して互いに等しい若しくは互いに関連した大きさの駆制動力を付与可能なものであってもよい。
【００１５】
（２）前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングをちょうど打ち消すように決定し、その失陥対処転舵量に基づいて、前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の目標とされる転舵量を決定するように構成された(1)項に記載の車両運動制御システム。
【００１６】
本項に記載のシステムによれば、先に述べたような失陥時においても、車両にはヨーイングが生じないようにすることが可能である。本項に記載の態様は、例えば、失陥に起因して生じるヨーモーメントと同じ大きさで、かつ、それと逆向きのヨーモーメントを生じさせるように、失陥対処転舵輪の転舵を制御する態様とすることが可能である。
【００１７】
（３）前記失陥時制御部が、
前記右輪に対して目標とされる駆動力を付与できない失陥あるいは前記左輪に対して目標とされる制動力を付与できない失陥が前記駆制動装置に生じた場合に、前記車両を直進させる際、その失陥がなければ前記車両が左旋回するように、前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御し、
前記左輪に対して目標とされる駆動力を付与できない失陥あるいは前記右輪に対して目標とされる制動力を付与できない失陥が前記駆制動装置に生じた場合に、前記車両を直進させる際、その失陥がなければ前記車両が右旋回するように、前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するように構成された(1)項または(2)項に記載の車両運動制御システム。
【００１８】
本項に記載の態様は、失陥対処転舵輪の転舵させる方向を具体化した態様であり、その方向に失陥対処転舵輪を転舵させることで、失陥に起因して生じるヨーモーメントと逆向きのヨーモーメントを生じさせ、失陥に起因して生じるヨーイングを抑制することが可能である。
【００１９】
（４）前記転舵装置が、前記前輪と前記後輪との両者を転舵させるものとされ、
前記失陥時制御部が
前記前輪と前記後輪との両者を前記失陥対処転舵輪として、それら２つの失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するものとされ、
前記失陥が生じた場合に、前記車両を直進させる際、前記前輪と前記後輪とが互いに逆相となるように、前記２つの失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２０】
車輪を転舵させた場合、その転舵輪において車両に横力が作用することなるが、本項に記載のシステムにおいては、前輪と後輪とが互いに逆相となるように転舵されるため、前輪において車両に作用する横力と、後輪において作用する横力とが、互いに打ち消し合う向きとなる。つまり、本項の態様によれば、失陥対処転舵輪が１つである場合に比較して車両に生じる横力を低減すること、あるいは、車両に横力が生じないようにすることが可能である。また、本項の態様によれば、比較的大きなヨーモーメントを発生させることができるため、失陥時において比較的大きな駆動力あるいは制動力を発生させる場合であっても、その比較的大きな駆動力あるいは制動力によって生じるヨーモーメントを十分に低減させることが可能となる。換言すれば、失陥対処転舵輪が１つである場合に比較して、前後輪の各々の転舵量を小さくすることが可能である。
【００２１】
（５）前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記駆制動装置が失陥したことにより前記左輪および前記右輪のいずれか一方に付与できない分に相当する大きさの駆制動力に基づいて決定し、その決定された失陥対処転舵量に基づいて前記失陥対処転舵輪の転舵量を制御するように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２２】
本項の態様は、失陥に起因するモーメントの向きと逆向きのヨーモーメントを発生させる向きで、駆制動装置の失陥による左輪および右輪の一方に付与する駆制動力の不足分に応じた転舵量だけ失陥対処転舵輪を転舵させることで、車両の直進性を確保する構成とすることが可能である。失陥に起因するヨーモーメントは、駆制動力の不足分の大きさに比例するものであるため、その不足する駆制動力の大きさに応じた転舵量に基づいて失陥対処転舵輪を転舵させることで、上述した失陥に起因するヨーイングをちょうど打ち消すような態様を、容易に実現できる。
【００２３】
（６）前記転舵量制御部が、
前記前輪と後輪との少なくとも一方の前記車両を旋回させるための転舵量である旋回転舵量を、ステアリング操作部材の操作に基づいて決定し、その旋回転舵量に基づいて前記前輪と後輪との少なくとも一方の転舵量を制御するように構成され、
前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量が前記旋回転舵量と前記失陥対処転舵量とを足し合わせた転舵量となるように、その失陥対処転舵輪の転舵量を制御するように構成された(5)項に記載の車両運動制御システム。
【００２４】
失陥対処転舵輪を、失陥対処転舵量だけ転舵させた転舵位置は、車両を直進させる基準となる転舵位置と考えることが可能である。つまり、その基準となる転舵位置から、ステアリング操作に応じた量だけ転舵させることで、車両を旋回運動させることが可能となる。本項の態様は、そのことに鑑み、失陥対処転舵輪の転舵量を、失陥対処転舵量と、ステアリング操作部材の操作に応じた旋回転舵量とを足し合わせた転舵量となるように制御する態様とされている。本項の態様によれば、駆制動装置の失陥時においても、通常時と同様のステアリング操作で、車両を旋回運動させることが可能となる。
【００２５】
（７）前記駆制動装置が、前記左輪，前記右輪に対して互いに独立して前記駆制動力を付与可能に構成されており、
前記制御装置が、
前記駆制動装置を制御して前記左輪，前記右輪の各々に対して付与する駆制動力を制御する駆制動力制御部を有する(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００２６】
本項の態様は、駆制動装置に限定を加えた態様である。その駆制動装置は、例えば、左輪，右輪の各々に対して専用の駆動源を有して左輪，右輪が独立して駆動されるように構成された駆動装置を含むように構成することが可能である。また、ブレーキバイワイヤ型のブレーキ装置、左輪，右輪の各々に対する専用の駆動源として配備された電磁モータの起電力を利用したブレーキ装置等、左輪，右輪が独立して制動されるように構成されたブレーキ装置を採用可能である。
【００２７】
（８）前記駆制動力制御部が、
ステアリング操作部材の操作に応じた前記車両のヨーイングを実現すべく、前記左輪の駆制動力と前記右輪の駆制動力との差である左右輪駆制動力差を制御する左右輪駆制動力差制御部を有する(7)項に記載の車両運動制御システム。
【００２８】
本項の態様は、左輪の駆制動力と右輪の駆制動力とに差をつけることによって、車両の運動を制御するように構成された態様である。例えば、左輪，右輪のうちの旋回外輪（旋回中心から遠い方の車輪）となるものの駆制動力と、旋回内輪（旋回中心に近い方の車輪）の駆制動力とに差をつけることによっても、車両の向きを変更することができる。つまり、車両旋回における車両のヨーイングを、駆制動力差によって制御することが可能なのである。本項の態様は、そのことに鑑み、ステアリング操作部材の操作に基づいて、車両旋回における車両のヨーイングを、上記駆制動力差を制御することで、車両の旋回運動を制御する態様である。本項の態様によれば、良好な特性の車両旋回運動を実現させることが可能になる。ちなみに、「駆制動力差」は、上述した駆動装置による左右の車輪の駆動力の差であってもよく、上述した制動装置による左右の車輪の制動力の差であってもよい。言い換えれば、車両が加速中若しくは車速が維持される場合には、主に駆動力差となり、車両が減速中には、主に、制動力差となる。
【００２９】
（９）前記駆制動力制御部が、
前記左輪および前記右輪のいずれか一方に目標とされるべき駆動力を付与できない前記制動装置の失陥が生じている場合に、それら左輪および右輪の他方に付与する駆動力を増加させるように構成された(7)項または(8)項に記載の車両運動制御システム。
【００３０】
左輪と右輪とのうちの正常に駆動力を付与可能なものに対して、通常時の制御において左輪と右輪とに分担させていた駆動力のすべてを発生させるように構成することが可能である。そのような構成とすれば、通常時の制御における駆動力とほぼ同じ大きさの駆動力を発生させることができ、失陥時における運転者の操作の違和感を軽減することが可能である。
【００３１】
（１０）前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記駆制動装置が失陥したことにより前記左輪および前記右輪のいずれか一方に付与できない分に相当する駆動力と、前記左輪と右輪との他方に付与する駆動力の増加させた分に相当する駆動力とに基づいて決定し、その決定された失陥対処転舵量に基づいて前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するように構成された(9)項に記載の車両運動制御システム。
【００３２】
左輪と右輪とのうちの正常に駆動力を付与可能なものに対して、付与する駆動力を増加させた場合には、車両に生じるヨーイングは、さらに大きなものとなる。本項の態様は、増加させた分に相当する駆動力をも考慮して失陥対処転舵量を決定するため、その大きなヨーイングを効果的に抑制することが可能となる。
【００３３】
（１１）前記駆制動力制御部が、
前記左輪および前記右輪のいずれか一方に目標とされるべき制動力を付与できない前記制動装置の失陥が生じている場合に、それら左輪および右輪の他方に付与する制動力を増加させるように構成された(7)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の車両運動制御システム。
【００３４】
（１２）前記失陥時制御部が、
前記失陥対処転舵輪の転舵量の一成分であって前記失陥に起因して生じる車両のヨーイングを抑制するための転舵量である失陥対処転舵量を、前記駆制動装置が失陥したことにより前記左輪および前記右輪のいずれか一方に付与できない分に相当する制動力と、前記左輪と右輪との他方に付与する制動力の増加させた分に相当する制動力とに基づいて決定し、その決定された失陥対処転舵量に基づいて前記１以上の失陥対処転舵輪の各々の転舵量を制御するように構成された(11)項に記載の車両運動制御システム。
【００３５】
上記２つの項に記載の態様によれば、左輪および右輪のいずれか一方に目標とされるべき制動力を与えられない失陥が生じている場合において、先に述べた駆動力を与えられない失陥が生じている場合と同様の効果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムが搭載された車両の概略側面図である。
【図２】図１に示す車両およびその車両に搭載されている車両運動制御システムの全体構成を示す概念図である。
【図３】図１に示す車両の左輪（右輪）およびそれに対して設けられた懸架装置，駆動装置，制動装置を示す断面図である。
【図４】図１に示す車両の前輪（後輪）およびそれに対して設けられた転舵装置を示す図である。
【図５】請求可能発明の実施例である車両運動制御システムによって実行される失陥時制御の概念図である。
【図６】図２に示す電子制御ユニットによって実行される車両運動制御プログラムを表すフローチャートである。
【図７】図６の車両運動制御プログラムにおいて実行される加減速制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７の加減速制御サブルーチンにおいて実行される左右輪駆制動力差制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図６の車両運動制御プログラムにおいて実行される転舵制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９の転舵制御サブルーチンにおいて実行される前輪転舵量制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９の転舵制御サブルーチンにおいて実行される後輪転舵量制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図２に示す制御装置としての電子制御ユニットの機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、請求可能発明の代表的な実施形態を、実施例として、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００３８】
≪車両の構成≫
図１に、実施例の車両運動制御システムが搭載された車両を示す。本車両は、菱形車輪配置の車両であり、次世代コミュータとして期待されている。本車両は、車体１０と、それの前方部に設けられた前輪１２Ｆと、その前輪１２Ｆの後方において車体１０の左部，右部にそれぞれ設けられた左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒと、それら左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒの後方に設けられた後輪１２Ｒとを有している。当該車両の平面視を示す図２から解るように、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒは、車幅方向における中央に配設されている。なお、以下の説明において、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒの区別を要しない場合には、車輪１２と総称し、左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒの区別を要しない場合には、車輪１４と総称することとする。前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒ，左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒに関係する構成要素，パラメータ等についても同様とする。
【００３９】
本車両では、後に詳しく説明するが、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒが転舵輪とされており、左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒは転舵輪とはされていない。また、左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒが駆動輪（車両を駆動するために回転駆動される車輪）とされてはいるものの、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒは、駆動輪とはされていない。同様に、左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒが制動輪（車両を制動するために回転が制動される車輪）とされてはいるものの、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒは、制動輪とはされていない。
【００４０】
本車両には、運転者が当該車両を操作するための操作部材として、３つの操作部材が設けられている。その１つが、車両に旋回動作を行わせるためのステアリング操作部材であるステアリングホイール２０であり、もう１つが、車両を加速させるためのアクセル操作部材であるアクセルペダル２２，さらにもう１つが、車両を減速させるためのブレーキ操作部材であるブレーキペダル２４である。ちなみに、本車両は、前進ばかりでなく後退も可能であるが、本明細書が冗長となることを避けるべく、以下の説明では、前進についてのみ説明することとする。
【００４１】
左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒに関して説明すれば、図３から解るように、車輪１４は、ホイール本体３０と、タイヤ３２とから構成されている。ホイール本体３０は、アクスル３４に固定され、そのアクスル３４は、キャリア３６に回転可能に保持されている。キャリア３６は、それぞれがサスペンション装置を構成するサスペンションアームであるロアアーム３８，アッパアーム４０によって、車体に対して揺動可能とされている。ロアアーム３８には、液圧式のショックアブソーバ４２の下端部が取付られている。このショックアブアブソーバ４２の上端部は、ばね支持位置調整装置４４を介して、車体に支持されている。このばね支持位置調整装置４４は、ショックアブソーバ４２の上端部と、車体の支持部との上下方向における間隔を大きくしたり、小さくしたりするためのものであり、電磁モータを有し、その電磁モータの作動を制御することによって、後に説明するサスペンションスプリング４６の上端部の車体に対する支持位置（以下、「ばね支持位置」という場合がある）を調整することが可能とされている。
【００４２】
液圧式のショックアブソーバ４２は、ロアチューブ４８とアッパチューブ５０とを有し、それらが相対移動可能とされていることで、伸縮可能とされている。ロアチューブ４８には、下部リテーナ５２が、アッパチューブ５０には、上部リテーナ５４が、それぞれ固定されており、それら下部リテーナ５２，上部リテーナ５４によって、サスペンションスプリング４６が挟持されている。このような構成により、車輪１４は、回転可能にかつ、弾性的に上下に揺動可能とされているのである。
【００４３】
キャリア３６は、アクスル３４を保持するハブ部５６の外方に短円筒状のコイル保持部５８を有しているこのコイル保持部５８の外周部には、電磁モータを構成する複数のコイル６０が保持されている。一方、ホイール本体３０のリム部には、それの内周面に沿って、複数の磁石６２が配設されている。それら、複数のコイル６０および複数の磁石６２は互いに向かい合っており、それらは、ブラシレスＤＣモータを構成するものとなっている。つまり、車輪１４は、ホイール本体３０の内部に仕込まれたインホイールモータによって回転駆動され、そのインホイールモータは、当該車両における駆動装置６４として機能するものとされている。なお、詳しい説明は省略するが、インホイールモータは、車輪１４の回転によって発電機としても機能する。このモータが起電力によって発生させる電流を回生することで、駆動装置６４は、回生ブレーキ装置としても機能するようにされているのである。
【００４４】
また、アクスル３４には、ブレーキディスク６６が固定されている。一方、キャリア３６には、ブレーキパッドを保持するキャリパ装置６８が固定されている。キャリパ装置６８は、電磁モータの力によってブレーキパッドをブレーキディスク６６に押し付けるようにされている。つまり、本車両では、それらブレーキディスク６６，キャリパ装置６８によって構成されるディスク型の制動装置７０を有しているのである。
【００４５】
次に、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒに関して説明すれば、図４から解るように、車輪１２は、ホイール本体８０と、タイヤ８２とから構成されている。ホイール本体８０は、１対の液圧式のショックアブソーバ８４によって、左右から挟持されている。詳しく言えば、ホイール本体８０のハブ部８６に設けられたアクスル８８が、１対のショックアブソーバ８４の各々の下端部に設けられた軸受部９０によって回転可能に保持されていることで、車輪１２は回転可能とされているのである。
【００４６】
１対のショックアブソーバ８４の各々の上端部は、車幅方向に延びる支持板９２に固定されており、支持板９２は、１対のショックアブソーバ８４の上端部を繋ぐものとなっている。支持板９２には、軸９４が固定的に付設されており、その軸９４が、車体に設けられた軸受部９６に回転可能に保持されている。軸９４は、軸受部９６から上方に延びだしており、その延びだした部分を転舵装置９８が回転させることで、車輪１２は、転舵される。この転舵装置９８は、電磁モータを有し、その電磁モータの作動が制御されることで、車輪１２を任意の転舵角で転舵するように構成されている。なお、転舵装置９８は、車輪１２が左右ともに９０°以上転舵されないようにするためのストッパを有している。
【００４７】
１対のショックアブソーバ８４の各々は、ロアチューブ１００とアッパチューブ１０２とを有し、それらが相対移動可能とされていることで、伸縮可能とされている。ロアチューブ１００には、下部リテーナ１０４が、アッパチューブ１０２には、上部リテーナ１０６が、それぞれ固定されており、それら下部リテーナ１０４，上部リテーナ１０６によって、１対のサスペンションスプリング１０８の各々が挟持されている。このような構成により、車輪１２は、弾性的に上下に揺動可能とされているのである。
【００４８】
≪車両運動制御システムの構成≫
本車両の運動は、図２に全体構成を示す車両運動制御システムによって制御される。このシステムは、当該システムの中核をなす制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略す）１３０を備えている。この、ＥＣＵ１３０は、コンピュータを主体とする装置であり、左輪駆動装置［ＤL］６４Ｌ，右輪駆動装置［ＤR］６４Ｒ，左輪制動装置［ＢL］７０Ｌ，右輪制動装置［ＢR］７０Ｒ，左輪ばね支持位置調整装置［ＨL］４４Ｌ，右輪ばね支持位置調整装置［ＨR］４４Ｒ，前輪転舵装置［ＳF］９８Ｆ，後輪転舵装置［ＳR］９８Ｒを制御することで、当該車両の運動を制御するように構成されている。ちなみに、ＥＣＵ１３０は、それら各装置の電磁モータの作動の制御のためのドライバ回路をも有している。
【００４９】
なお、本車両運動システムは、制御のためのパラメータを取得するデバイスとして、種々のセンサを備えている。具体的には、車両の走行速度（車速）ｖを検出するための車速センサ［ｖ］１３２，ステアリングホイール２０の操作角θを検出するためのステアリングセンサ［θ］１３４，アクセルペダル２２の操作量ａOを検出するためのアクセルセンサ［ａO］１３６，ブレーキペダル２４の操作量ｂOを検出するためのブレーキセンサ［ｂO］１３８，車体に生じている横加速度Ｇｙを検出するための横加速度センサ［Ｇｙ］１４０，車両のヨーレートγを検出するためのヨーレートセンサ［γ］１４２，前輪の転舵量である前輪転舵角δFを検出するための前輪転舵角センサ［δF］１４６Ｆ，後輪の転舵量である後輪転舵角δRを検出するための後輪転舵角センサ［δR］１４６Ｒが、車体に設けられており、それらのセンサがＥＣＵ１３０に繋げられている。なお、横加速度センサ［Ｇｙ］は、車体に実際に生じている横加速度Ｇｙを検出するためのものであるが、車両に実際に生じる横加速度Ｇｙは、互いに反対方向の横加速度Ｇｙであるため、本車両運動システムの制御では、車体に生じている横加速度Ｇｙを、車両に実際に生じている横加速度Ｇｙとして扱って、車両の運動制御を行うようにされている。
【００５０】
≪車両運動制御の内容≫
ａ）加減速制御
本車両の運動の制御のうち、車両を加速させる制御および車両をさせる制御である加減速制御は、以下のように行われる。車両の加速させる場合には、運転者によってアクセルペダル２２が操作されるため、アクセルセンサ１３６によって検出されたアクセルペダル２２の操作量ａO に基づいて、次式（１）に従って、車両に与えられるべき駆動力ＦD，すなわち、左右の車輪１４Ｌ，１４Ｒに与えられる駆動力ＦDが決定される。ＫDは、駆動力ＦDを決定するための駆動力ゲインである。
ＦD＝ＫD・ａO   ・・・（１）
一方で、車両を減速させる場合には、運転者によってブレーキペダル２４が操作されるため、ブレーキセンサ１３８によって検出されたブレーキペダル２４の操作量ｂOに基づいて、次式（２）に従って、車両に与えられるべき制動力ＦB，すなわち、左右の車輪１４Ｌ，１４Ｒに与えられる制動力ＦBが決定される。ＫBは、制動力ＦBを決定するための制動力ゲインである。
ＦB＝ＫB・ｂO   ・・・（２）
なお、上記駆動力ゲインＫD，制動力ゲインＫBは、定数であってもよく、また、何らかのパラメータに基づいて変化するようなものであってもよい。
【００５１】
加減速制御では、上記駆動力ＦDと上記制動力ＦBとを一元化して扱うため、駆制動力Ｆが、次式（３）に従って求められる。
Ｆ＝ＦD−ＦB  ・・・（３）
つまり、Ｆ＞０の場合には、車両に駆動力Ｆを与えるものとし、Ｆ＜０の場合には、車両に制動力Ｆを与えるもとされる。次いで、その駆制動力Ｆを左輪，右輪に分担させるべく、次式（４），（５）に従って、左輪駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRが求められる。
ＦL＝Ｆ／２  ・・・（４）
ＦB＝Ｆ／２  ・・・（５）
【００５２】
上記左輪駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRに基づいて、それら駆制動力ＦL，ＦRがそれぞれ得られるように、駆動装置６４Ｌ，６４Ｒ，制動装置７０Ｌ，７０Ｒが制御される。詳しく説明すれば、ＦL＞０の場合には、左輪駆制動力ＦLに応じた大きさの電流が、バッテリから左輪駆動装置６４Ｌの電磁モータに供給される。一方、ＦL＜０の場合は、以下のようにされる。駆動装置６４は、先に説明したように、回生ブレーキ装置としての機能を有しているため、左輪駆制動力ＦLが回生制動力で賄える場合には、左輪駆制動力ＦLに応じた大きさの電流が左輪駆動装置６４Ｌの電磁モータによって発電されてバッテリに回生されるように、左輪駆動装置６４Ｌが制御される。左輪駆制動力ＦLが回生制動力で賄えない場合には、その時点で最大の回生制動力が得られるように左輪駆動装置６４Ｌが制御され、その最大の回生制動力によっては賄えない分に応じた制動力が得られるように、左輪制動装置７０Ｌの電磁モータにその制動力に応じた大きさの電流が供給される。右輪１４Ｒについては、左輪１４Ｌと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５３】
なお、後に詳しく説明するが、上記左輪駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRは、旋回時制御によって必要とされる左右輪駆制動力差ΔＦに基づく補正が、次式（６），（７）に従ってなされる。
ＦL＝ＦL＋ΔＦ／２  ・・・（６）
ＦR＝ＦR−ΔＦ／２  ・・・（７）
したがって、車両旋回時には、駆動装置６４Ｌ，６４Ｒ，制動装置７０Ｌ，７０Ｒの制御は、補正後の左輪駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRに基づいて行われる。
【００５４】
ｂ）旋回時制御
本車両運動制御では、車両の旋回時には、前輪１２Ｆの転舵角である前輪転舵角δF、、後輪１２Ｒの転舵角である後輪転舵角δRのそれぞれの目標が決定されて、前輪転舵量制御，後輪転舵量制御がなされ、左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒの各々に与えられるべき駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRの差ΔＦが決定されて、左右輪駆制動力差制御がなされる。
【００５５】
i）前輪転舵量制御
前輪１２Ｆの転舵角δFの制御は、ステアリングホイール２０の操作量である操作角θに基づいて行われる。まず、ステアリングセンサ１３４によって検出されている操作角θに基づいて、次式（８）に従って、車両旋回において車両に生じるべき横加速度Ｇｙである目標横加速度Ｇｙ*が決定される。つまり、目標横加速度Ｇｙ*が上記操作角θに応じた大きさに決定される。ちなみに、ＫGは、目標横加速度Ｇｙ*を決定するための横加速度ゲインであり、定数であってもよく、何らかのパラメータによって値が変化するようなものであってもよい。
Ｇｙ*＝ＫG・θ  ・・・（８）
車両に実際に生じている実際の横加速度（実横加速度）Ｇｙは、横加速度センサ１４０の検出値から取得されており。上記目標横加速度Ｇｙ*に対する実横加速度Ｇｙの偏差である横加速度偏差ΔＧｙが、次式（９）に従って認定される。
ΔＧｙ＝Ｇｙ*−Ｇｙ  ・・・（９）
【００５６】
そして、上記横加速度偏差ΔＧｙに基づくフィードバック制御則に従って、前輪転舵角δFの目標となる目標前輪転舵角δF*が決定される。詳しく言えば、ＰＩＤ制御則に基づく次式（１０）に従って、目標前輪転舵角δF*が決定される。
δF*＝ＰF・ΔＧｙ＋ＩF・∫ΔＧｙ・dt＋ＤF・dΔＧｙ／dt  ・・・（１０）
上記式（１０）の右辺第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例項（Ｐ項），積分項（Ｉ項），微分項（Ｄ項）であり、ＰF，ＩF，ＤFは、目標前輪転舵角δF*を決定するための比例ゲイン，積分ゲイン，微分ゲインである。なお、それらゲインＰF，ＩF，ＤFは、いずれも、定数であってもよく、何らかのパラメータによって値が変化するようなものであってもよい。目標前輪転舵角δF*の決定後、前輪転舵角センサ１４６Ｆによって検出されている実際の前輪転舵角δFが、その目標前輪転舵角δF*となるように、前輪転舵装置９８Ｆの有する電磁モータへの供給電流量が決定され、その電流量の電流がその電磁モータに供給される。なお、上記制御方法に代えて、上記式（１０）によって、直接、上記電磁モータへの供給電流量を決定し、その電流量の電流が、電磁モータに供給されるような制御を行うようにしてもよい。
【００５７】
ii）左右輪駆制動力差制御
左輪１４Ｌの駆制動力ＦLと右輪１４Ｒの駆制動力ＦRに駆制動力差ΔＦをつける制御は、ステアリングホイール２０の操作量である操作角θと、車両が走行している速度ｖとに基づいて行われる。まず、ステアリングセンサ１３４によって検出されている操作角θにと、車速センサ１３２によって検出されている車速ｖとに基づいて、次式（１１）に従って、車両旋回において実現すべきヨーレートγである目標ヨーレートγ*が決定される。つまり、目標ヨーレートγ*が上記操作角θを車速ｖで除したものに応じた大きさに決定される。ちなみに、Ｋγは、目標ヨーレートγ*を決定するためのヨーレートゲインであり、定数であってもよく、何らかのパラメータによって値が変化するようなものであってもよい。
γ*＝Ｋγ・θ・ｖ  ・・・（１１）
実際に実現している車両のヨーレート（実ヨーレート）γは、ヨーレートセンサ１４２の検出値から取得されており。上記目標ヨーレートγ*に対する実ヨーレートγの偏差であるヨーレート偏差Δγが、次式（１２）に従って認定される。
Δγ＝γ*−γ  ・・・（１２）
【００５８】
そして、上記ヨーレート偏差Δγに基づくフィードバック制御則に従って、実現すべき左右輪駆制動力差ΔＦが決定される。詳しく言えば、ＰＩＤ制御則に基づく次式（１３）に従って、適切な左右輪駆制動力差ΔＦが決定される。
ΔＦ＝ＰLR・Δγ＋ＩF・∫Δγ・dt＋ＤF・dΔγ／dt  ・・・（１３）
上記式（１３）の右辺第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例項（Ｐ項），積分項（Ｉ項），微分項（Ｄ項）であり、ＰLR，ＩLR，ＤLRは、上記左右輪駆制動力差ΔＦを決定するための比例ゲイン，積分ゲイン，微分ゲインである。なお、それらゲインＰLR，ＩLR，ＤLRは、いずれも、定数であってもよく、何らかのパラメータによって値が変化するようなものであってもよい。左右輪駆制動力差ΔＦの決定後、その左右輪駆制動力差ΔＦに基づいて、先に説明したように、上記左輪駆制動力ＦL，右輪駆制動力ＦRの補正が行われる。
【００５９】
iii）後輪転舵量制御
後輪１２Ｒの転舵角δRの制御は、前輪転舵制御において認定された横加速度偏差ΔＧｙと、左右輪駆制動力差制御において認定されたヨーレート偏差Δγに基づいて行われる。まず、それら横加速度偏差ΔＧｙ，ヨーレート偏差Δγに基づいて、次式（１４）に従って、公転求心加速度偏差ΔＧｏが決定される。
ΔＧｏ＝ΔＧｙ−ｖ・Δγ  ・・・（１４）
この公転求心加速度偏差ΔＧｏは、目標公転求心加速度Ｇｏ*に対する、実際の公転求心加速度（実公転求心加速度）Ｇｏの偏差と等価なものと考えることができる。ちなみに、目標公転求心加速度Ｇｏ*は、次式（１５）で、実公転求心加速度Ｇｏは、次式（１６）で、それぞれ表わされるものである。
Ｇｏ*＝Ｇｙ*−ｖ・γ*  ・・・（１５）
Ｇｏ＝Ｇｙ−ｖ・γ  ・・・（１６）
【００６０】
そして、上記公転求心加速度偏差ΔＧｏに基づくフィードバック制御則に従って、後輪転舵角δRの目標となる目標後輪転舵角δF*が決定される。詳しく言えば、ＰＩＤ制御則に基づく次式（１７）に従って、後輪目標転舵角δR*が決定される。
δR*＝ＰR・ΔＧO＋ＩR・∫ΔＧO・dt＋ＤR・dΔＧO／dt  ・・・（１７）
上記式（１７）の右辺第１項，第２項，第３項は、それぞれ、比例項（Ｐ項），積分項（Ｉ項），微分項（Ｄ項）であり、ＰR，ＩR，ＤRは、目標後輪転舵角δF*を決定するための比例ゲイン，積分ゲイン，微分ゲインである。なお、それらゲインＰR，ＩR，ＤRは、いずれも、定数であってもよく、何らかのパラメータによって値が変化するようなものであってもよい。目標後輪転舵角δR*の決定後、後輪転舵角センサ１４６Ｒによって検出されている実際の後輪転舵角δRが、その目標後輪転舵角δR*となるように、後輪転舵装置９８Ｒの有する電磁モータへの供給電流量が決定され、その電流量の電流がその電磁モータに供給される。なお、上記制御方法に代えて、上記式（１７）によって、直接、上記電磁モータへの供給電流量を決定し、その電流量の電流が、電磁モータに供給されるような制御を行うようにしてもよい。
【００６１】
≪失陥時制御≫
例えば、左輪駆動装置６４Ｌと右輪駆動装置６４Ｒとの一方が失陥した場合には、左輪１４Ｌに与える駆動力と右輪１４Ｒに与える駆動力との間に差が生じ、車両にはヨーイングが生じてしまうことになる。また、左輪制動装置７０Ｌと右輪制動装置７０Ｒとの一方が失陥した場合には、左輪１４Ｌに与える制動力と右輪１４Ｒに与える制動力との間に差が生じ、この場合にも、車両にはヨーイングが生じてしまうことになる。そこで、本車両運動制御システムは、上記のような失陥が生じた場合には、失陥時制御が実行されるようになっている。その失陥時制御は、左輪１４Ｌに対応する装置と右輪１４Ｒに対応する装置のうちの失陥した装置が発生できない駆動力あるいは制動力を、それらのうちの正常な装置に発生させるとともに、そのことにより生じる左右輪の間の駆動力あるいは制動力の差である駆制動力差に起因する車両のヨーイングを打ち消すべく、転舵輪である前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとの転舵を制御するものである。つまり、本システムにおいては、前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとの両者が、失陥対処転舵輪とされている。以下に、その失陥時制御について、詳しく説明する。
【００６２】
例えば、右輪１４Ｒに対応する駆動装置６４Ｒが失陥した場合であって、車両を直進させるように制御する場合を考える。つまり、上記式（３）により求められた車両に付与する駆制動力Ｆ（＝ＦD−ＦB）が正である場合には、失陥時制御は、まず、車両に与える駆動力を、左輪１２Ｌに対応する駆動装置６４Ｌのみで発生させるようになっている。つまり、左輪駆動装置６４Ｌの目標の駆動力となる左輪駆制動力ＦLが、上記車両に与える駆制動力Ｆとされるとともに、右輪駆動装置６４Ｒの目標の駆動力となる右輪駆制動力ＦRが、０とされる。そして、それら駆制動力ＦL，ＦRがそれぞれ得られるように、駆動装置６４Ｌ，６４Ｒが制御される。
【００６３】
上記のように左輪駆動装置６４Ｌのみで車両に駆動力を与えた場合、車両には、図５に示すような右回りのヨーイング（ヨーモーメントＭyaw）が生じることになる。そこで、失陥時制御では、その駆動力差に起因するヨーモーメントＭyawを打ち消すように、前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとを転舵させるべく、前輪転舵装置９８Ｆと後輪転舵装置９８Ｒとが制御されるようになっている。具体的には、それら前後輪１２を転舵させることで、左回りのモーメントを発生させ、上記の駆動力差に起因するヨーモーメントＭyawを打ち消し、車両としてはヨーモーメントが発生していない状態とするのである。つまり、前輪１２Ｆを、前方側が左方を向くように転舵させるとともに、後輪１２Ｒを、前方側が右方を向くように転舵させるのである。
【００６４】
その駆動力差に起因するヨーモーメントＭyawを打ち消すための前輪１２Ｆの転舵角δFOと後輪１２Ｒの転舵角δROとは、以下のように求められる。まず、前輪１２Ｆを転舵角δFOだけ転舵させた場合におけるその前輪１２Ｆにおいて車両に作用する横力をＦｙFとし、後輪１２Ｒを転舵角δROだけ転舵させた場合におけるその後輪１２Ｒにおいて車両に作用する横力をＦｙRとして、車両の重心位置回りのモーメントを考える。そして、前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとにおいて作用する横力に応じたモーメントが、駆動力差Ｆに起因するヨーモーメントで打ち消される。つまり、それらが釣り合うため、次式が成り立つ。
Ｆ・Ｔｒ／２＝ＦｙF・ＬF＋（−ＦｙR）・ＬR  ・・・（１８）
ここで、Ｔｒは、トレッドであり、ＬF，ＬRは、それぞれ、重心位置から前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒまでの距離である。また、車両には、横力が働かない状態であることが望ましい。つまり、前輪１２Ｆにおいて車両に作用する横力ＦｙFと、後輪１２Ｒにおいて車両に作用する横力ＦｙRとは、逆向きで同じ大きさであることが望ましい。したがって、上記式（１８）において、ＦｙR＝−ＦｙFとすれば、その横力ＦｙF，ＦｙRが、次式のように求められるのである。ちなみに、前方に向かう力を正，左方に向かう横力を正としている。
ＦｙF＝Ｆ・Ｔｒ／｛２・（ＬF＋ＬR）｝  ・・・（１９）
ＦｙR＝−Ｆ・Ｔｒ／｛２・（ＬF＋ＬR）｝  ・・・（２０）
そして、それらの横力ＦｙF，ＦｙRは、それぞれ、上記の前輪転舵角δFO，後輪転舵角δROに比例するものであるため、次式に従って、前輪転舵角δFO，後輪転舵角δROが求められるのである。
δFO＝ＫδF・ＦｙF  ・・・（２１）
δRO＝ＫδR・ＦｙR  ・・・（２２）
ここで、ＫδF，ＫδRは、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒに対応して定まる定数である。つまり、左輪駆動装置６４Ｌのみで駆動力Ｆを発生させる場合には、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒを、それぞれ、前輪転舵角δFO，後輪転舵角δROだけ転舵させることで、車両にはヨーモーメントも横力も発生せず、車両は直進することが可能となるのである。なお、それら前輪転舵角δFO，後輪転舵角δROが、失陥対処転舵量である。
【００６５】
また、左輪１４Ｌに対応する駆動装置６４Ｌが失陥した場合であって、上記式（３）により求められた駆制動力Ｆ（＝ＦD−ＦB）が正である場合には、右輪駆動装置６４Ｒのみで車両に駆動力Ｆを与えるように、その右輪駆動装置６４Ｒが制御される。そして、その場合には、駆動力差に起因するモーメントが、左回りのものであるため、そのモーメントを打ち消すべく、前輪１２Ｆを、前方側が右方を向くように転舵させるとともに、後輪１２Ｒを、前方側が左方を向くように転舵させる。
【００６６】
さらに、例えば、右輪１４Ｒに対応する制動装置７０Ｒが失陥した場合であって、上記式（３）により求められた車両に付与する駆制動力Ｆ（＝ＦD−ＦB）が負である場合には、車両に与える制動力を、左輪１２Ｌに対応する制動装置７０Ｌのみで発生させ、左輪１４Ｒに対応する制動装置７０Ｌが失陥した場合には、車両に与える制動力を、右輪１２Ｒに対応する制動装置７０Ｒのみで発生させる。つまり、右輪制動装置７０Ｒが失陥した場合には、制動力差Ｆに起因する左回りのモーメントが生じ、左輪制動装置７０Ｌが失陥した場合には、制動力差Ｆに起因する右回りのモーメントが生じることになる。そして、その制動力差に起因するモーメントを打ち消すべく、前輪１２Ｆ，後輪１２Ｒを、それぞれ、前輪転舵角δFO，後輪転舵角δROだけ転舵させるのである。
【００６７】
ただし、車両の旋回時には、先に述べた左右輪駆動力差制御が実行され、車両のヨーイングが制御されるようになっている。そこで、失陥時制御においても、そのステアリング操作に応じた車両のヨーイングは発生させるようになっている。具体的に言えば、車両の重心位置回りのモーメントを考えた場合に、前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとにおいて作用する横力に応じたモーメントと、左輪１４Ｌあるいは右輪１４Ｒのいずれかに付与することになる駆制動力Ｆに起因するヨーモーメントとの差が、上記のステアリング操作に応じて発生させるべき車両のヨーモーメントとなればよい。つまり、次式が成り立つのである。
Ｆ・Ｔｒ／２−｛ＦｙF・ＬF＋（−ＦｙR）・ＬR｝＝ΔＦ・Ｔｒ／２
・・・（２３）
上記式（２３）において、ＦｙR＝−ＦｙFとすれば、その横力ＦｙF，ＦｙRが、次式のように求められる。
ＦｙF＝（Ｆ−ΔＦ）・Ｔｒ／｛２・（ＬF＋ＬR）｝  ・・・（２４）
ＦｙR＝−（Ｆ−ΔＦ）・Ｔｒ／｛２・（ＬF＋ＬR）｝  ・・・（２５）
そして、先に示した式（２１），式（２２）に従って、前輪失陥対処転舵角δFO（＝ＫδF・ＦｙF），後輪失陥対処転舵角δRO（＝ＫδR・ＦｙR）が求められる。続いて、旋回転舵量である上記式（１０）により得られた目標前輪転舵角δF*（旋回転舵量である）に前輪失陥対処転舵角δFOが加えられ、上記式（１７）により得られた目標後輪転舵角δR*に後輪失陥対処転舵角δROが加えられ、それらが、次式のように補正されるのである。
δF*＝δF*＋δFO  ・・・（２６）
δR*＝δR*＋δRO  ・・・（２７）
上述したような失陥時制御により、先に述べた旋回時制御を、失陥時においも実行可能とされているのである。
【００６８】
≪制御プログラム≫
上述した車両の運動制御は、図６にフローチャートを示す車両運動制御プログラムが、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔（例えば、数msec）をおいてＥＣＵ１３０により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、その制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。
【００６９】
車両運動制御プログラムによる処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である），Ｓ２において、車速センサ１３２により車速ｖが取得されるとともに、ステアリングセンサ１３４によりステアリングホイール２０の操作角θが取得される。そして、Ｓ３において、駆動装置６４および制動装置７０を制御するため処理が行われ、Ｓ４において、転舵装置９８を制御するための処理が行われる。
【００７０】
Ｓ３における処理は、図７にフローチャートを示す加減速制御サブルーチンが実行されることによって行われる。この処理では、まず、Ｓ１１，１２において、アクセルセンサ１３６により取得されたアクセルペダル操作量ａOに基づいて車両に与えられるべき駆動力ＦDが決定されるとともに、Ｓ１３，１４において、ブレーキセンサ１３８により取得されたブレーキペダル操作量ｂOに基づいて車両に与えられるべき制動力ＦBが決定される。そして、Ｓ１５において、それら駆動力ＦDと制動力ＦBとから、車両に与えられるべき駆制動力Ｆ（＝ＦD−ＦB）が決定される。
【００７１】
次いで、Ｓ１６，１７において、左輪駆制動力ＦLと右輪駆制動力ＦRとが、決定される。具体的には、先に述べた旋回時制御の左右輪駆動力差制御が、図８にフローチャートを示す左右輪駆動力差制御サブルーチンが実行されることにより行われる。つまり、その左右輪駆動力差制御サブルーチンにおいて、先に述べたような手法により、車両のヨーレートγに基づいて左右輪駆動力差ΔＦが決定されるのである。次いで、加減速制御サブルーチンのＳ１７において、車両に付与する駆制動力Ｆと左右輪駆制動力差ΔＦとに基づいて左輪駆制動力ＦLと右輪駆制動力ＦRとが決定されるのである。
【００７２】
次いで、Ｓ１８において、上記のように決定された左輪駆制動力ＦLを発生可能か否かが判定されるとともに、Ｓ１９において、右輪駆制動力ＦRを発生可能か否かが判定される。詳しく言えば、左輪駆制動力ＦLあるいは右輪駆制動力ＦRが正で駆動力である場合には、左輪駆動装置６４Ｌあるいは右輪駆動装置６４Ｒが失陥しているか否かが判定され、左輪駆制動力ＦLあるいは右輪駆制動力ＦRが負で制動力である場合には、左輪制動装置７０Ｌあるいは右輪制動装置７０Ｒが失陥しているか否かが判定される。そして、Ｓ１８において、左輪駆制動力ＦLを発生不能であると判定された場合には、Ｓ２０において、左輪駆制動力ＦLが０とされるとともに、右輪駆制動力ＦRがＦとされる。また、Ｓ１９において、右輪駆制動力ＦRを発生不能であると判定された場合には、右輪駆制動力ＦRが０とされるとともに、左輪駆制動力ＦLがＦとされる。そして、左輪駆制動力ＦLあるいは右輪駆制動力ＦRのいずれかを発生できない場合には、失陥制御フラグＦＬのフラグ値が１とされる。一方、左輪駆制動力ＦLおよび右輪駆制動力ＦRのいずれをも発生可能な場合には、Ｓ２３において、失陥制御フラグＦＬのフラグ値が０とされる。
【００７３】
以上のように決定された左輪駆制動力ＦLと右輪駆制動力ＦRとに基づいて、Ｓ２４において、それら駆制動力ＦL，ＦRがそれぞれ得られるように、駆動装置６４Ｌ，６４Ｒ，制動装置７０Ｌ，７０Ｒが制御される。以上で、加減速制御サブルーチンの実行が終了する。
【００７４】
続いて、車両運動制御プログラムのＳ３における処理は、図９にフローチャートを示す転舵制御サブルーチンが実行されることによって行われる。この処理では、まず、Ｓ５１において、失陥制御フラグＦＬのフラグ値が確認される。失陥制御フラグＦＬのフラグ値が０である場合には、Ｓ５６において、駆動装置６４Ｌ，６４Ｒのいずれか、あるいは、２つの制動装置７０Ｌ，７０Ｒのいずれかが失陥した場合に車両を直進させるための転舵角、つまり、先に説明した前輪失陥対処転舵角δFOおよび後輪失陥対処転舵角δROが、０とされ、Ｓ５７において、前輪１２Ｆの転舵の制御が行われるとともに、Ｓ５８において、後輪１２Ｒの転舵の制御が行われる。
【００７５】
前輪１２Ｆの転舵の制御は、図１０にフローチャートを示す前輪転舵量制御サブルーチンが実行されることにより行われる。つまり、その前輪転舵量制御サブルーチンにおいて、先に述べたような手法により、車両の横加速度Ｇｙに基づいて目標前輪転舵角δF*が決定され、実際の前輪転舵角δFが、その目標前輪転舵角δF*となるように、前輪転舵装置９８Ｆの電磁モータへの供給電流が決定され、その電流供給が行われる。また、後輪１２Ｒの転舵の制御は、図１１にフローチャートを示す後輪転舵量制御サブルーチンが実行されることにより行われる。つまり、その後輪転舵量制御サブルーチンにおいて、先に述べたような手法により、車両の公転球心加速度偏差ΔＧOに基づいて目標後輪転舵角δR*が決定され、実際の後輪転舵角δRが、その目標後輪転舵角δR*となるように、後輪転舵装置９８Ｒの電磁モータへの供給電流が決定され、その電流供給が行われる。
【００７６】
なお、上記の目標前輪転舵角δF*および目標後輪転舵角δR*は、２つの駆動装置６４Ｌ，６４Ｒ、２つの制動装置７０Ｌ，７０Ｒに失陥が生じている場合には、補正されるようになっている。具体的には、Ｓ５２〜５５において、２つの駆動装置６４Ｌ，６４Ｒのいずれかのみで駆動力を発生させる場合、あるいは、２つの制動装置７０Ｌ，７０Ｒのいずれかのみで制動力を発生させる場合に生じるヨーモーメントを打ち消すとともに、ステアリング操作に応じた車両のヨーイングを発生させるように、前後輪１２を転舵させるべく、前輪失陥対処転舵角δFOおよび後輪失陥対処転舵角δROが決定される。なお、それら前輪失陥対処転舵角δFOおよび後輪失陥対処転舵角δROは、互いに逆向きで同じ大きさの横力Ｆｙが車両に作用するように決定されるのであり、Ｓ５２において、その横力Ｆｙが、左右輪１４のいずれか一方に発生させる駆動力Ｆと、ステアリング操作に応じた車両のヨーイングを発生させるための左右輪駆動力差ΔＦとに基づいて決定されるようになっている。そして、前輪転舵量制御サブルーチンにおいて、前輪失陥対処転舵角δFOを加えて目標前輪転舵角δF*が決定され、後輪転舵量制御サブルーチンにおいて、後輪失陥対処転舵角δROを加えて目標後輪転舵角δR*が決定される。
【００７７】
以上のように、転舵制御サブルーチンの実行が終了すると、車両運動制御プログラムの１回の実行が終了する。
【００７８】
≪制御装置の機能構成≫
上述したような制御を実行して車両の運動を制御するための制御装置として機能するＥＣＵ１３０は、前述した各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図１２に示すように、ＥＣＵ１３０は、上記転舵制御サブルーチンを実行して前輪１２Ｆの転舵量と、後輪１２Ｒの転舵量とを制御する機能部である転舵量制御部２００と、上記加減速制御サブルーチンを実行して左輪１４Ｌ，右輪１４Ｒの各々に付与する駆制動力を制御する機能部である駆制動力制御部２０２とを有している。その転舵量制御部２００は、駆制動装置の失陥に起因するヨーイングを抑制すべく、失陥対処転舵輪である前後輪１２の転舵量を制御する失陥時制御部２１０を有しており、その失陥時制御部２１０は、転舵制御サブルーチンのＳ５２〜Ｓ５５を実行する部分を含んで構成される。また、駆制動力制御部２０２は、左右輪駆動力差制御サブルーチンを実行して、ステアリング操作に応じた車両のヨーイングを実現すべく左右輪駆制動力差を制御する左右輪駆制動力差制御部２２０を有している。また、駆制動力制御部２０２は、左輪１４Ｌと右輪１４Ｒとのいずれか一方に目標とされるべき駆制動力を付与できない駆制動装置の失陥が生じた場合に、左輪１４Ｌと右輪１４Ｒとの他方に付与する駆制動力を増加させる失陥時制御部２２２を有している。
【００７９】
≪車両運動制御システムの効果≫
菱形車輪配置車両において、左右輪１４の駆動装置６４Ｌ，６４Ｒのいずれか、左右輪１４の制動装置７０Ｌ，７０Ｒのいずれかに失陥が生じた場合には、車両にヨーイングが生じることになるが、本車両運動制御システムによれば、そのヨーイングを打ち消すように、前後輪１２が転舵されるため、車両の直進性が確保されることになる。したがって、本実施例の車両運動制御システム搭載した菱形車輪配置車両は、実用性の高いものとなるのである。
【符号の説明】
【００８０】
１０：車体    １２Ｆ：前輪    １２Ｒ：後輪    １４Ｌ：左輪    １４Ｒ：右輪    ２０：ステアリングホイール（ステアリング操作部材）    ２２：アクセルペダル    ２４：ブレーキペダル    ６４Ｌ：左輪駆動装置    ６４Ｒ：右輪駆動装置    ７０Ｌ：左輪制動装置    ７０Ｒ：右輪制動装置    ９８Ｆ：前輪転舵装置    ９８Ｒ：後輪転舵装置    １３０：電子制御ユニット（ＥＣＵ）    １３２：車速センサ    １３４：ステアリングセンサ    １３６：アクセルセンサ    １３８：ブレーキセンサ    １４０：横加速度センサ    １４２：ヨーレートセンサ    １４６Ｆ：前輪転舵角センサ    １４６Ｒ：後輪転舵角センサ    ２００：転舵量制御部    ２０２：駆制動力制御部    ２１０：失陥時制御部（転舵量制御部）    ２２０：左右輪駆制動力差    ２２２：失陥時制御部（駆制動力制御部）
【００８１】
ｖ：車両走行速度（車速）    θ：ステアリングホイールの操作角    ａO：アクセルペダルの操作量    ｂO：ブレーキペダルの操作量    Ｇｙ：横加速度（実横加速度）    Ｇｙ*：目標横加速度    ΔＧｙ：横加速度偏差    γ：ヨーレート（実ヨーレート）    γ*：目標ヨーレート    Δγ：ヨーレート偏差    Ｇｏ：公転求心加速度（実公転求心加速度）    Ｇｏ*：目標公転求心加速度    ΔＧｏ：公転求心加速度偏差    δF：前輪転舵角    δF*：目標前輪転舵角    δFO：前輪失陥対処転舵角    δR：後輪転舵角    δR*：目標後輪転舵角    δRO：後輪失陥対処転舵角    Ｆ：駆制動力    ＦD：駆動力    ＦB：制動力    ＦL：左輪駆制動力    ＦR：右輪駆制動力    ΔＦ：左右輪駆制動力差    ＦｙF：前輪横力    ＦｙF：後輪横力    Ｔｒ：トレッド    ＬF：重心から前輪までの距離    ＬR：重心から後輪までの距離
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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