(57)【要約】【課題】ピッチモーメントの制御により、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性を向上させる。【解決手段】４輪独立駆動車に適用される。この車両制御装置１は、前輪８と後輪９にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪８または後輪９の前後力がサスペンション機構４１を介して車両２のばね上に上下力として作用するように、インホイールモータ等の前後力発生手段３を制御する。車両制御装置１は、前輪８または後輪９の前後力の値を用いて、車両２の前後加速度と車両２のばね上に生じるピッチモーメントとを制御する手段３１を備える。また、横加加速度計算器４０より算出した車両２の横加加速度に基づいて、前後力発生手段３を制御することにより前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両２のばね上に生じさせる手段３２を設けてもよい。【選択図】図４
2019069647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段と、車両のばね下に配置された各輪をそれぞれ前記車両のばね上に配置された車体に連結するサスペンション機構とを備え、前記車両の前輪のアンチダイブ角もしくは後輪のアンチスクワット角のどちらか一方の角度がおおよそ零であり、他方の角度が前記一方の角度よりも大きい車両に装備されて、
前輪と後輪にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪もしくは後輪の前後力が前記がサスペンション機構を介して車両のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段を制御する車両の車両制御装置であって、
前記前輪または後輪の前後力の値を用いて、前記車両の前後加速度と車両のばね上に生じるピッチモーメントとを制御する前後加速度・ピッチモーメント制御手段を備える、ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
車両の少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段と、車両のばね下に配置された各輪をそれぞれ車両のばね上に配置された車体に連結するサスペンション機構とを備える車両に装備されて、
前輪と後輪にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪もしくは後輪の前後力が前記サスペンション機構を介して車両のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段を制御する車両の車両制御装置であって、
横加加速度計算手段より算出した車両の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段を制御することにより前輪または後輪の前後力でピッチモーメントを車両のばね上に生じさせるピッチモーメント制御手段を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両制御装置において、横加加速度計算手段より算出した車両の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段を制御することにより前輪または後輪の前後力でピッチモーメントを車両のばね上に生じさせるピッチモーメント制御手段を有する車両制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、車両の速度および横加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント計算器を有する車両制御装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両制御装置において、車両の前後加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント計算器を有する車両制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段または前記ピッチモーメント制御手段は、車両前下がり向きとなるピッチモーメントを生じさせる車両制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両制御装置において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段または前記ピッチモーメント制御手段は、車両前下がり向きとなるピッチモーメントに加えて、車両が前上がり向きとなるピッチモーメントをさらに生じさせる車両制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段または前記ピッチモーメント制御手段がピッチモーメントを発生させるために前後力発生手段で発生させる前輪と後輪の前後力が、大きさが同じで向きが逆である車両制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段または前記ピッチモーメント制御手段は、アクセル操舵手段またはブレーキ操舵手段の指令により定まる前後力とは別に、ピッチモーメントを発生させるために前記前後力発生手段で発生させる前後力の和が、車両の横加加速度に制御ゲインを乗じた値に基づいた値とする車両制御装置。
【請求項１０】
請求項９項に記載の車両制御装置において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段は、前記制御ゲインを車両の前後加速度に基づいて決定する車両制御装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前輪および後輪のいずれか一方または両方の前後力発生手段がインホイールモータ駆動装置である車両制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車両制御装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前後輪の前後力により生じる上下力によってピッチ運動等を制御することで、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性を向上させる車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、横方向の加加速度（横加加速度）情報を用いて、車両の前後方向の加減速（前後加速度）を制御することが記載されている。
特許文献２には、横加速度と横加加速度の符号が一致した時に、前下がりのピッチ運動が発生するようにショックアブソーバーの減衰力、もしくはエアサスペンションの圧力を制御することが記載されている。
特許文献３には、制駆動力による上下力が発生するサスペンションジオメトリの車両において、制駆動力を制御して目標ロールモーメント、目標ピッチモーメント、目標ヨーモーメントを実現することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５７０６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−３１７９５号公報
【特許文献３】特許第５２１２６６３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】田中利緒、鈴木雄大、小坂秀一、程偉鵬、山門誠、狩野芳郎、安部正人著、「車体運動がG-Vectoring 制御に及ぼす影響」、自動車技術会、２０１７年春季大会学術講演会講演予稿集ＣＤ、２０１７５１６３、PP８８８- ８９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、サスペンションジオメトリ（アンチダイブ角、アンチスクワット角）を考慮しておらず、車両に前後加速度を発生させた際に、ドライバーが不快に感じるピッチ運動が生じる可能性がある。
特許文献２に記載の技術では、ショックアブソーバーの減衰力を調整する場合、前後加速度が発生してから制御する必要がある為、応答が遅れる可能性がある（受動的）。さらに、エアサスペンションを使用する場合、能動的に使用しても応答性が早いアクチュエータではない為、応答が遅れる可能性がある。応答性を高めようとする場合、サスペンション部に新たなアクチュエータを搭載する必要がある。
特許文献３に記載の技術では、目標ピッチモーメントの制御指針が不明確な為、制御タイミングによっては不要なピッチモーメントを発生させてしまう可能性がある。
【０００６】
この発明は、上記課題を解消するものであり、その目的は、ピッチモーメントの制御により、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明における第１の車両制御装置１は、車両２の少なくとも前輪８と後輪９にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段（３），２０と、車両のばね下に配置された各輪をそれぞれ前記車両２のばね上に配置された車体２Ａに連結するサスペンション機構４１とを備え、前記車両の前輪８のアンチダイブ角θｆもしくは後輪９のアンチスクワット角θｒのどちらか一方の角度がおおよそ零であり、他方の角度が前記一方の角度よりも大きい車両に装備されて、
前輪８と後輪９にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪８もしくは後輪９の前後力が前記がサスペンション機構４１を介して車両２のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段（３），２０を制御する車両２の車両制御装置１であって、
前記前輪８または後輪９の前後力の値を用いて、前記車両２の前後加速度と車両２のばね上に生じるピッチモーメントとを制御する前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、前輪８のアンチダイブ角θｆが零であれば、前輪８の前後力による上下力は発生せず、車両には前後加速度力のみを作用させることができる。後輪９のアンチスクワット角θrが零でない場合は、後輪９の前後力Frにアンチスクワット角tanθrを乗算した大きさの上下力が働き、車両のピッチ回転中心周りに働くピッチモーメントの制御が可能となる。さらに後輪９の前後力に応じて前輪８の前後力を調節することで車両に生じる前後加速度の制御が可能となる。これにより、ドライバーまたは自動運転/運転支援装置の操作安定性が向上する。
なお、前記自動運転／運転支援装置を備えた車両の場合の操作安定性は、アクセルやブレーキ指令値に相当する指令を生成する制御手段についての制御の安定性、容易性である。
また、前記「おおよそ零」は、５度以下であり、好ましくは、３度以下、より好ましくは２度以下、または１度以下である。
【０００９】
この発明の第２の車両制御装置１は、車両２の前輪８と後輪９にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段（３），２０と、車両２のばね下に配置された各輪をそれぞれ車両２のばね上に配置された車体２Ａに連結するサスペンション機構４１とを備える車両に装備されて、
前輪８と後輪９にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪８もしくは後輪９の前後力が前記サスペンション機構４１を介して車両２のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段（３），２０を制御する車両の車両制御装置１であって、
横加加速度計算手段４０より算出した車両２の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段（３），２０を制御することにより前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両のばね上に生じさせるピッチモーメント制御手段３２を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、車両２の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段（３），２０を制御することにより前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両２のばね上に生じさせるため、旋回時における車両姿勢が安定し、スムーズで乗り心地が良くなる。
この構成の車両制御装置１は、例えば４輪独立駆動車、特に４輪にインホイールモータ駆動装置３を備える自動車等において、横加加速度の発生に応じて前後輪９の前後力をそれぞれ逆向きに発生させて車両２のピッチ運動を適切に制御することで、ドライバーに違和感を与える事なくスムーズに運転することが可能になる。
【００１１】
従来は、旋回時に発生する横加加速度に応じて微小な前後加速度（減速）を発生させる事で、フロントに荷重が移動して旋回性が向上しドライバーは余裕を持って操舵していると考えられていた。
しかし、非特許文献１によれば、旋回時に同じ前後加速度が生じていても、前後加速度で生じるピッチ運動の向きによって、ドライバーが余裕をもって操舵できるかどうかが異なることが示されている。減速時に生じるピッチ運動が前下がりとなる場合は、ピッチ運動と旋回により発生するロール運動の連成したダイアゴナルな姿勢変化（いわゆるダイアゴナルロール）がドライバーの操舵に良い影響（余裕を持った操舵ができる）を与えている可能性がある事が分かった。逆に減速時に生じるピッチ運動が前上がりとなる場合はドライバーによって結果が分かれることが分かった。
また、その後、後輪９のアンチスクワット角θｒが前輪８のアンチダイブ角θｆよりも大きく、４輪にインホイールモータ駆動装置を備える車両において、次の事項が分かった。すなわち、横加加速度に応じた前後加速度の指令をキャンセルするように前後輪８，９の前後力を逆向きに同じ力で発生させて、前上がりもしくは前下がりのピッチ運動が操舵特性にどのような影響を与えるのか評価した結果、前輪８のアンチダイブ角がおおよそ零で前輪８のアンチダイブ角よりも後輪９のアンチスクワット角の方が大きい車両において、前後力によって車両の前後加速度を発生させることなく車両に前下がりのピッチを発生させられることが分かった。また旋回時に減速させることなく前下がりのピッチ運動をさせるだけでも、ドライバーの操舵に良い影響（余裕を持った操舵ができる）を与えている事が分かった。
【００１２】
この結果、前後加速度は変化していないにも関わらず、横加加速度に応じて前下がりのピッチ運動をさせるとドライバーは操舵余裕が生まれ、前上がりのピッチ運動をさせるとドライバーは操舵に余裕が無くなる事が分かった。つまり、減速による前輪８への荷重移動によって旋回性が向上することで、ドライバーは余裕をもって操舵できるようになったのではなく、旋回時に横加加速度に応じた前下がりピッチ運動が生じることが重要だということである。
そこで、この発明の第２の車両制御装置１では、前後力発生手段（３），２０を制御することにより、前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両のばね上に生じさせることで、旋回時等に横加加速度に応じた前下がりピッチ運動を制御するようにしており、これより運転操作性を向上させている。
【００１３】
この発明の車両制御装置１は、前記第１の車両制御装置１と第２の車両制御装置１の構成を併せ持つ構成であってもよい。
すなわち、この発明の第１の車両制御装置１において、横加加速度計算手段４０より算出した車両２の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段（３），２０を制御することにより前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両２のばね上に生じさせるピッチモーメント制御手段３２を備えていても良い。
この場合に、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１が、前記ピッチモーメント制御手段３２を有していてもよい。
【００１４】
この構成の場合、第１の車両制御装置１による操作安定性の向上の作用と、第２の車両制御装置１による操作安定性の向上の作用との両方が得られ、より一層、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の操作安定性が向上する。
【００１５】
この発明の車両制御装置１において、車両の速度および横加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント計算器３７を有していてもよい。
このような構成の目標ピッチモーメント計算器３７を有していると、車両２の実前後加速度に応じて適切に制御ゲインが調整される事で、勾配路においても適切なピッチ運動が得られる。
【００１６】
この発明の車両制御装置１において、車両の前後加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する目標ピッチモーメント計算器３７を有していてもよい。
この目標ピッチモーメント計算器３７を有すると、車両の実前後加速度に応じて適切に制御ゲインが調整される事で、勾配路においても適切なピッチ運動を得られる。
【００１７】
この発明の車両制御装置１において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１または前記ピッチモーメント制御手段３２は、車両前下がり向きとなるピッチモーメントを生じさせる構成であってもよい。
舵角を切り増す時にだけ前下がりにする事で、車両前下がり向きとなるピッチモーメントを生じさせることになり、ドライバーの操舵性がより一層向上する。
【００１８】
この構成の場合に、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１または前記ピッチモーメント制御手段３２は、車両前下がり向きとなるピッチモーメントに加えて、車両２が前上がり向きとなるピッチモーメントをさらに生じさせるようにしてもよい。
舵角を切り戻す時は前下がりになったピッチ角を操舵に合わせて戻す事で、ドライバーの操舵性がより一層向上する。
【００１９】
この発明の車両制御装置１において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１または前記ピッチモーメント制御手段３２がピッチモーメントを発生させるために前後力発生手段（３），２０で発生させる前輪８と後輪９の前後力が、大きさが同じで向きが逆であってもよい。
前輪８と後輪９のトータルの前後力が零であれば、前後加速度は発生せずにピッチ運動だけを制御することがきる。
【００２０】
この発明の車両制御装置１において、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１または前記ピッチモーメント制御手段３２は、アクセル操舵手段またはブレーキ操舵手段の指令により定まる前後力とは別に、ピッチモーメントを発生させるために前後力発生手段（３），２０で発生させる前後力の和が、車両２の横加加速度に制御ゲインを乗じた値に基づいた値とするように構成してもよい。
旋回開始時に減速させる事で安全な車速にでき、かつ減速によって生じる前下がりのピッチモーメントも発生する為、前後力で発生させるピッチモーメントを小さくする事が出来る。また、旋回走行から直進走行に戻る際に加速させることで、減速した車速を戻す事ができ、かつ加速によって生じる前上がり方向のピッチモーメントも発生する為、前後力で発生させるピッチモーメントを小さくする事が出来る。
【００２１】
この構成の場合に、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１または前記ピッチモーメント制御手段３２は、前記制御ゲインを、車両２の前後加速度に基づいて決定するように構成してもよい。
この場合、例えば、旋回開始時において上り勾配では前後加速度は零、下り勾配では平坦路よりも前後加速度を大きくできる。
【００２２】
この発明の車両制御装置１において、前輪８ないしは後輪９の前後力発生手段（３），２０がインホイールモータ駆動装置３であってもよい。
前後力発生手段（３），２０がインホイールモータ駆動装置３である場合、サスペンション機構における前後力の作用点がタイヤと路面とが接するタイヤ接地点になるため、アンチダイブ角θｆまたはアンチスクワット角θｒが大きくなり、制御性が上がる。また独立かつ制駆動力によるピッチ制御が容易となる。
【００２３】
この発明の車両２は、この発明の車両制御装置１を備える。
この車両２によると、この発明の車両制御装置１により、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性が向上する。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の第１の車両制御装置は、車両の少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段と、車両のばね下に配置された各輪をそれぞれ前記車両のばね上に配置された車体に連結するサスペンション機構とを備え、前記車両の前輪のアンチダイブ角もしくは後輪のアンチスクワット角のどちらか一方の角度がおおよそ零であり、他方の角度が前記一方の角度よりも大きい車両に装備されて、少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪もしくは後輪の前後力が前記がサスペンション機構を介して車両のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段を制御する車両の車両制御装置であって、前記前輪または後輪の前後力の値を用いて、前記車両の前後加速度と車両のばね上に生じるピッチモーメントとを制御する前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段を備えるため、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性が向上する。
【００２５】
この発明の第２の車両制御装置は、車両の少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立して駆動力または制動力となる前後力を発生させる前後力発生手段と、車両のばね下に配置された各輪をそれぞれ車両のばね上に配置された車体に連結するサスペンション機構とを備える車両に装備されて、少なくとも前輪と後輪にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪もしくは後輪の前後力が前記サスペンション機構を介して車両のばね上に上下力として作用するように前記前後力発生手段を制御する車両の車両制御装置であって、横加加速度計算手段より算出した車両の横加加速度に基づいて、前記前後力発生手段を制御することにより前輪または後輪の前後力でピッチモーメントを車両のばね上に生じさせるピッチモーメント制御手段を備えるため、ドライバーまたは自動運転／運転支援装置の運転操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両制御装置が装備された車両の一例の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同車両制御装置で装備される車両の他の例の概念構成を示すブロック図である。
【図３】同車両制御装置で装備される車両のさらに他の例の概念構成を示すブロック図である。
【図４】同車両制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図５】インホイールモータ車を横から見たアンチダイブ角とアッチスクワット角の説明図である。
【図６】エンジン車のアンチダイブ角とアッチスクワット角を示す説明図である。
【図７】インホイールモータ車を横から見た実施形態の場合のアンチダイブ角とアッチスクワット角の説明図である。
【図８】インホイールモータ車を横から見たアンチダイブ角およびアッチスクワット角と駆動力および制動力の関係例の説明図である。
【図９】サイン操舵中に発生する横加速度および横加加速度と、それに応じて発生する指令前後力の波形例を示す説明図である。
【図１０】サイン操舵中に発生する横加速度および横加加速度と、それに応じて発生する指令前後力の波形の他の例を示す説明図である。
【図１１】インホイールモータ駆動装置の一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、４輪に前後力発生手段としてインホイールモータ駆動装置（「ＩＷＭ」と略称する場合がある）３を搭載した車両２の概略図である。
【００２８】
インホイールモータ駆動装置３は、例えば図１１に示すように、車輪用軸受５と、電動機４と、この電動機４の回転出力を車輪用軸受５の回転輪となるハブ輪５ａに減速して伝達する減速機６とを備え、前記ハブ輪５ａに車輪のホイールが取付けられる。電動機４は、例えば同期モータ等の交流モータであり、ステータ４ａとロータ４ｂとを有する。インホイールモータ駆動装置３は、車輪回転速度センサ７を備えている。
【００２９】
図５に示すように、車両２の前輪８および後輪９は、サスペンション機構４１を介して車両２の車体２Ａに設置されており、前輪８のアンチダイブ角θｆ、もしくは後輪９のアンチスクワット角θｒのどちらか一方の角度がおおよそ零であり、他方の角度が前記一方の角度よりも大きく設定されている。この実施形態では、前輪８のアンチダイブ角θｆが、図７のようにおおよそ零とされている。ここで言う「おおよそ零」は、例えば５度以下であり、４度以下、３度以下、２度以下、または１度以下であってもよい。サスペンション機構４１は、この例では独立懸架方式であるダブルウィッシュボーン型であり、アッパーアーム４２、ロアアーム４３、および両アーム４２，４３間に介在したスプリング４４を有している。サスペンション機構４１に関しては、図１〜図３のいずれの例も同様である。
また、本発明はダブルウィッシュボーン形式の車両に限ったものではない。前輪８のアンチダイブ角θｆもしくは後輪９のアンチスクワット角θｆが零よりも大きく、前後力がサスペンション機構４１を介して上下力として作用するならば、例えば、ストラット形式、トレーリングアーム形式、マルチリンク形式、トーションビーム形式等のサスペンション形式でもよい。
【００３０】
図１において、車両２にはＥＣＵ１０と実施形態に係る車両制御装置１が搭載され、アクセル・ブレーキセンサ１１、車速センサ１２、舵角センサ１３、およびジャイロセンサ１４が備わっている。これらのセンサ１１〜１４はＥＣＵ１０と通信されており、ＥＣＵ１０から、必要な情報が車両制御装置１に出力され、この車両制御装置１の内部で計算された前後力の指令値が、前後の車輪８，９のインホイールモータ駆動装置３の駆動をそれぞれ行うインバータ装置１５，１５に送られる。アクセル・ブレーキセンサ１１は、アクセルペダル等のアクセル操作装置（図示せず）に設けられたアクセルセンサと、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段（図示せず）に設けられたブレーキセンサとを総称して示す。
【００３１】
ＥＣＵ１０は、車両２の全体の統括制御や協調制御を行う電気制御ユニットであり、「ＶＣＵ」とも称される。インバータ装置１５は、バッテリー（図示せず）の直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータの制御を行う制御部（いずれも図示せず）を有し、入力された前記前後力の指令値に従ってインホイールモータ駆動装置３の前記電動機４（図１１参照）を制御する。インバータ装置１５の前記制御部は、例えば位相制御等の効率化やその他の制御機能を有している。インバータ装置１５は、図示の例では、左右の前輪８，８に対して１台、また左右の後輪９，９に対して１台設けられているが、前記前後力の指令値は４輪の個々に対する個別の指令値であり、各インバータ装置１５は左右輪を個別に制御可能に構成されている。インバータ装置１５は、左右輪に対して個別に設けられていてもよい。
【００３２】
図２は、４輪駆動車（ガソリン車等）の構成例を表しており、ガソリンまたはディーゼルのエンジン１６を搭載し、エンジン１６の回転出力は、ドライブャフト１７ａ等で構成される伝達機構１７を介して左右の前輪８，８および左右の後輪９，９に伝達される。これら各輪８，８，９，９には、摩擦ブレーキからなるブレーキ装置１８が設けられている。エンジン１６は、エンジン制御装置１７により制御される。各輪のブレーキ装置８は、ブレーキ制御装置２２により個別に制御可能である。車両２は、アクセル・ブレーキセンサ１１、舵角センサ１３、車速センサ１２、およびジャイロセンサ１４を搭載している。これらのセンサ１１〜１４は、車両２に搭載されたＥＣＵ１０と通信しており、ＥＣＵ１０から必要な情報を車両制御装置１へと出力する。車両制御装置１は、内部で計算された前後力の指令値となるエンジン出力とブレーキトルクを、エンジン制御装置２１とブレーキ制御装置２２とに指令する。
この実施形態の場合、エンジン１６および４輪のブレーキ装置１８により、前後力発生手段２０が構成される。図２の例は、特に説明した事項の他は、図１の例と同様である。
【００３３】
図３は、後輪駆動車（ガソリン車）の構成例を表しており、フロントにガソリンまたはディーゼルのエンジン１６を搭載し、エンジン１６の回転出力は伝達機構１７Ａを介して左右の後輪９，９に伝達される。摩擦ブレーキからなるブレーキ装置１８は、４輪全てに設けられている。エンジン１６は、エンジン制御装置２１により制御される。各輪のブレーキ装置８は、ブレーキ制御装置２２により個別に制御可能である。車両２は、アクセル・ブレーキセンサ１１、車速センサ１２、舵角センサ１３、ジャイロセンサ１４を搭載している。これらセンサ１１〜１４は、車両２に搭載されたＥＣＵ１０と通信しており、ＥＣＵ１０から必要な情報を車両制御装置１へと出力する。車両制御装置１は、内部で計算されたエンジン出力とブレーキトルクを、エンジン制御装置２１とブレーキ制御装置２２とに指令する。図３の例は、特に説明した事項の他は、図１の例と同様である。
【００３４】
これより、この実施形態の車両制御装置１は、図１の４輪駆動車（インホイールモータ車）を前提に説明する。
図４は、この実施例に係る車両制御装置１を備えた車両２のシステム構成図である。車両２は、図１と共に説明したように、左右の前輪８，８と、左右の後輪９，９の４輪に、それぞれ前後力発生手段となるインホイールモータ駆動装置３を備えている。
車両制御装置１は、前輪８と後輪９にそれぞれ独立した前後力を発生させ、前輪８もしくは後輪９の前後力がサスペンション機構４１（図５参照）を介して車両２のばね上に上下力として作用するように、前後力発生手段であるインホイールモータ駆動装置３の電動機４を制御する装置である。
【００３５】
この車両制御装置１は、前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１と、ピッチモーメント制御手段３２とを備える。前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１は、前記前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１の一部として設けられていてもよい。
【００３６】
前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１は、前輪８または後輪９の前後力の値を用いて、車両２の前後加速度と車両２のばね上に生じるピッチモーメントとを制御する。前記前輪８または後輪９の前後力の値は、例えばインホイールモータ駆動装置３の電動機４を流れる電流を検出する電流センサ（図示せず）の検出値から得る。
前後加速度・ピッチモーメント制御手段３１は、加算前後加速度制御ゲイン計算部３４およびピッチモーメント制御ゲイン計算部３５を有する制御ゲイン計算器３３と、目標前後加速度計算器３６と、目標ピッチモーメント計算器３７と、前後力指令値計算器３８とで構成される。
【００３７】
ピッチモーメント制御手段３２は、横加加速度計算手段４０により算出した車両２の横加加速度に基づいて、前後力発生手段であるインホイールモータ駆動装置３を制御することにより、前輪８または後輪９の前後力でピッチモーメントを車両２のばね上に生じさせる。ピッチモーメント制御手段３２は、前記制御ゲイン計算器３３のピッチモーメント制御ゲイン計算部３４と、目標ピッチモーメント計算器３７により構成される。
【００３８】
この車両制御装置１は、上記の他に、加算前後加速度禁止判定器３９を備えている。
以下、各部を具体的に説明する。
【００３９】
センサ系１９より、アクセル・ブレーキセンサ１１の出力を基にして定まる要求前後加速度を、車速センサ１２から車両２の車速を、舵角センサ１３からステアリングの操舵角を、ジャイロセンサ１４から前後加速度と横加速度を、車両２に搭載されたＥＣＵ１０へそれぞれ出力する。これらの情報が入力されたＥＣＵ１０は、車両制御装置１へ各値を出力する。
【００４０】
加算前後加速度禁止判定器３９は、ジャイロセンサ１４で検知した実際に車両２に生じている前後加速度（実前後加速度）から、例えば運転者の操作による急加速または急減速の状況や、急斜面を走行していると推定される状況等の設定状況にあるか否かを、定められた規則に従って判定し、車両制御装置１の制御による前後加速度を零にする前後加速度禁止信号（ゲインを零にする）を出力する。
制御ゲイン計算器３３の加算前後加速度制御ゲイン計算部３４は、入力された車速および横加速度を用いて、定められた規則に従い目標加算前後加速度の制御ゲインを決める。
また、加算前後加速度制御ゲイン計算部３４は、前記前後加速度禁止信号が入力された場合は、前後加速度に関する制御ゲインを零にする。
制御ゲイン計算器３３のピッチモーメント制御ゲイン計算部３５は、入力された車速および横加速度を用いて、定められた規則に従いピッチモーメントの制御ゲインを決める。
横加加速度計算手段４０は、入力された車速と舵角から横加速度を算出してその値を時間微分することで横加加速度を計算する。この計算では、例えば平面２自由度モデルを使用する。
目標加算前後加速度計算器３６は、入力された制御ゲインと横加加速度と横加速度から、制御により加算する目標加算前後加速度を、定められた規則に従い計算する。
目標ピッチモーメント計算器３７は、入力された制御ゲインと横加加速度と横加速度から前後力がサスペンション機構４１（図５参照）を介すことによって車両２に与える目標ピッチモーメントを、定められた規則によって計算する。目標ピッチモーメント計算器３７は、例えば、車両２の速度および横加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両２の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する。
目標ピッチモーメント計算器３７は、車両２の前後加速度に基づいて決定される制御ゲインを車両２の横加加速度に乗算することでピッチモーメントを算出する構成であってもよい。
なお、前記各手段の「定められた規則」は、特に説明するものの他は、設計により、例えばマップや関数等で適宜定められる規則である。
【００４１】
前後力指令値計算器３８は、入力された目標加算前後加速度と目標ピッチモーメントと要求前後加速度から、定められた規則に従って各輪の前後力を計算する。計算された前後力指令値は、前後輪８，９のインバータ装置１５，１５に指令する。インバータ装置１５，１５は、電流を制御することでインホイールモータ駆動装置３の電動機４が出力する前後力が前後力指令値に等しくなるように電動機４を駆動する。
【００４２】
ここで、横加加速度計算手段４０では、車速と舵角から算出した横加速度の時間微分から横加加速度を求める方法以外にも、下記の２つの方法のいずれかで算出してもよい。
(1) ジャイロセンサ１４から出力された実横加速度を時間微分して求める。
(2) ジャイロセンサ１４から出力された実ヨーレートの時間微分を車速で除して算出した横加速度を時間微分して求める。
加算前後加速度禁止判定器３９は、ジャイロセンサ１４が検知した前後加速度の代わりに、運転者のアクセルペダルやブレーキペダルの操作を表す要求前後加速度を用いることで急加速や急減速の状況にあるか否かを判断してもよい。またジャイロセンサ１４が検知した実前後加速度と車両制御装置が発生させようとしている前後加速度の情報を用いることで路面の勾配推定の推定、つまり急斜面を走行していると推定される状況にあるか否かを判定してもよい。
【００４３】
前後加速度とピッチ運動の両方を同時に制御する場合、制御ゲイン計算器３３は、前後加速度によっても車両２にピッチ運動が生じることを考慮した制御ゲインとすることが望ましい。加えて、ピッチ運動が過大にならないように、目標ピッチモーメント計算手段３７において目標ピッチモーメントに制限を加えても良い。
制御ゲイン計算器３３の加算前後加速度制御ゲイン計算部３４において、ジャイロセンサ１４から出力された実前後加速度に応じて、例えば、大きな減速度が発生している場合には加算前後加速度が小さくなるように、制御ゲインを調整してもよい。
【００４４】
なお、目標加算前後加速度を常に零にしておく場合は、条件設定部（図示せず）および制御ゲイン計算器３３に含まれる前後加速度制御ゲイン計算部３４を無くしても良い。
【００４５】
図５〜図７は、サスペンション４１が独立懸架方式であるダブルウィッシュボーンの車両２を真横から見た図であり、本図を用いてアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒの定義を説明する。
図５は、４輪にインホイールモータ駆動装置３を搭載した車両２であり、前後それぞれのアッパーアーム４２とロアアーム４３の延長線の交点Ｐｆ，Ｐｒからタイヤ接地点Ｔｆ，Ｔｒを結んだ線に対する地面Ｓとの成す角がアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒになる。
【００４６】
図６は、ドライブシャフト１７ａを使用した車両（例えば、図２の４輪駆動のガソリン車）で、前後それぞれのアッパーアーム４２とロアアーム４３の延長線の交点Ｐｆ，Ｐｒからタイヤ回転中心Ｏｆ，Ｏｒを結んだ線に対する水平面Ｓとの成す角がアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒになる。
【００４７】
ここで、インホイールモータ車と、エンジン車のアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒの定義が違う理由に関して説明する。インホイールモータ駆動装置３は、それ自体が駆動力源となっており、制駆動力を発生させた時のタイヤ反力がインホイールモータ駆動装置３を通じてサスペンション４１に直接伝わる。その為、タイヤ接地点Ｔｆ，Ｔｒの中心と水平面Ｓの成す角がアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒとなる。
【００４８】
これに対して、エンジン車は、駆動力がドライブシャフト１７ａを介してタイヤに伝わり、駆動力を発生させた時のタイヤ反力がタイヤ回転中心Ｏｆ，Ｏｒに前後方向の力として作用する。その為、タイヤ回転中心Ｏｆ，Ｏｒと水平面ｓの成す角がアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒとなる。
ただし、摩擦ブレーキからなるブレーキ装置１８（アウトボード）に関しては、制動時のタイヤ反力はブレーキキャリパ―（図示せず）を通じてサスペンション４１に直接伝わる為、インホイールモータ駆動装置３の場合と同様のアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒの定義となる。同じ大きさの前後力をタイヤに発生させた場合、アンチダイブ角θｆやアンチクスワット角θｒが大きいほど、サスペンション４１を介して車体２Ａに作用する上下方向の力は大きくなるため、エンジン車よりもインホイールモータ車の方がピッチ運動を制御し易い。
【００４９】
また、図５、図６のように、前後輪８，９にアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒが付いている状態で制駆動力を与えると、車体２が上下方向に運動（ヒーブ力が発生）してしまう。その為、図７のように、前輪８のアンチダイブ角θｆをおおよそ零とすることで、上下方向の運動の発生を抑制しつつピッチモーメントを発生させる事が出来る。この実施例では、図７の状態の車両２を前提に説明する。
【００５０】
図８は、図７で示した車両２に対して前輪８に制動力、後輪９に駆動力を与えた時の姿勢変化を表した図である。前輪８の制動力：−F と後輪９の駆動力：F の絶対値が同じでかつアンチダイブ角θｆがおおよそ零（５度以下）でアンチスクワット角θｒが零よりも大きい場合、（または、アンチダイブ角θｆよりもアンチスクワット角θｒの方が大きい場合）、後輪８に発生する上下力により車体２Ａは前下がり方向にピッチし、前輪８の制動力と後輪９の駆動力の大きさが等しいため、車両２には前後加速度が発生しない。もし、前輪８の制動力と後輪９の駆動力の大きさが異なる場合には、車体２は前下がり方向にピッチし、車両２には前後加速度が生じる。すなわち、後輪９の前後力によってピッチ運動を制御するとともに、前輪８の前後力を調節する事で車両に発生する前後加速度も自由に制御することが可能となる。
【００５１】
図７で示したアンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒを有する車両２において、前下がりピッチを発生させるには、図１に示した４輪駆動車（インホイールモータ車）の他に、図２に示した４輪駆動車（ガソリン車）もしくは図３に示した後輪駆動（ガソリン車）などの後輪９を駆動する駆動源を搭載した車両であれば実現可能である。
ただし、この発明の車両制御装置は、上記に挙げた駆動方式に限ったものではなく、全ての駆動方式で実現可能である。例えば、後輪９のアンチスクワット角θｒがおおよそ零で、前輪８のアンチダイブ角θｆが後輪９のアンチスクワット角θｒよりも大きいサスペンションジオメトリの車両２で、前輪８に駆動源を搭載している（例えば、一般のフロントにエンジンを搭載した前輪駆動車）場合、前輪８に駆動力、後輪９に制動力を与えることで、前下がりのピッチ運動を発生させるとともに、車両２の前後加速度も制御できる。このように、サスペンションジオメトリに合わせて車両２の駆動方式を選ぶ事で、どの駆動方式でも前下がりのピッチ運動を発生させる事が出来る。また４輪駆動車（インホイールモータ車、ガソリン車含む）であれば、前輪後輪８，９共に制動力も駆動力も発生できるため、アンチダイブ角θｆとアンチスクワット角θｒの両方がゼロでないならば、どのようなサスペンションジオメトリでも前下がりおよび前上がりの両方向のピッチ運動と前後加速度の制御ができる。
【００５２】
図９と図１０は、サイン操舵中に発生する横加速度および横加加速度と、それに応じて発生する指令前後力の波形を表している。図９に示すように、横加速度と横加加速度の符号が一致した時は、ピッチが前下がりとなるように前後力を指令し、不一致の時はピッチが前上がりになるように前後力を指令する。ただし、図１０のように、横加速度の符号と横加加速度の符号が一致した時のみ前後力を指令するようにしてもよい。
【００５３】
次に示す式（１）は、図４に示した横加加速度計算手段４０内で使用される、操舵に対する横加速度を求める伝達関数である。この式を微分する事で横加加速度が求まる。
【数１】
2019069647.tif 000003
【００５４】
式（１）に使用されている各項は下記のようになる。
【数２】
2019069647.tif 000004
【００５５】
式（２），（３）は、この実施形態で用いる基本式となる。式（２）は、非特許文献１で示されているG-Vectoring 制御で前後加速度を指令する式である。式（３）は、式（２）で示した前後加速度を求める式からピッチモーメントＭpitchを求める式に置き換えた式である。
【００５６】
【数３】
2019069647.tif 000005
【００５７】
式（２）と式（３）に使用されている各項は下記のようになる。
【数４】
2019069647.tif 000006
【００５８】
前輪８と後輪９に与える前後力の大きさが同じで向きが逆の場合について、前後力指令値の計算例を示す。次の式（４）は、車両２を真横から見た時に、前後輪８，９に前後力を与えた時に重心周りに発生するピッチモーメントを示している。
【００５９】
【数５】
2019069647.tif 000007
【００６０】
ここで、式（３）の左辺と式（４）の左辺を等しいとおけば（式（５））、前後輪８，９の前後力で式（３）のピッチモーメントを発生させることができる。式（５）から、各輪に指令する前後力を求める式に整理すると、式（６）のようになる。
式（４）から式（６）に使用されている各項は下記のようになる。
Ｆは、１輪あたりの指令前後力である。
その他の項は、先に述べた通りである。
【００６１】
また、前輪８と後輪９に与える前後力が異なる場合について、前後力指令値の計算例を示す。車両２に作用する前後力の総和によって生じる前後加速度は式（７）の関係式となる。これと同様に、前後輪の前後力で生じるピッチモーメントが式（３）を満たすとすれば、式（８）の関係式となる。よって、式（７）と式（８）の連立方程式を解くことで前輪８と後輪９の前後力が算出できる。算出した前後力を前後輪８，９に発生させることで、車両２の前後加速度とピッチ運動の両方を横加加速度に応
じた大きさに制御できるとともに、各ゲインを変更することで独立かつ任意に制御することができる。
【００６２】
【数６】
2019069647.tif 000008
【００６３】
式（７）（８）に使用されている各項は下記のようになる。
【数７】
2019069647.tif 000009
【００６４】
この構成の車両制御装置１によると、上記のように、横加加速度に応じて前下がりのピッチを発生させる事で、ドライバーの操舵安定性を向上させる事ができる。
例えば４輪独立駆動車（インホイールモータ車）において、横加加速度の発生に応じて前後輪８，９の前後力をそれぞれ逆向きに発生させて車両２のピッチ運動を適切に制御することで、ドライバーに違和感を与える事なくスムーズに運転することが可能になる。
【００６５】
これまで、旋回時に発生する横加加速度に応じて微小な前後加速度（減速）を発生させる事で、フロントに荷重が移動して旋回性が向上しドライバーは余裕を持って操舵していると考えられていた。
しかし、非特許文献(1) にも示されているが、前述のように、旋回時に同じ前後加速度が生じていても、前後加速度で生じるピッチ運動の向きによって、ドライバーが余裕をもって操舵できるかどうかが異なる。減速時に生じるピッチ運動が前下がりとなる場合は、ピッチ運動と旋回により発生するロール運動の連成したダイアゴナルな姿勢変化（いわゆるダイアゴナルロール）が、ドライバーの操舵に良い影響（余裕を持った操舵ができる）を与えている事が分かった。逆に、減速時に生じるピッチ運動が前上がりとなる場合は、ドライバーによって結果が分かれることが分かった。この実施形態は、このような知見により裏付けされる。
【００６６】
なお、前記自動運転／運転支援装置は、車両２の周辺状況や車両自体の情報をセンサ類により認識し、設定事項に応じてアクセルおよびブレーキの指令を生成する手段であるが、この車両制御装置１を備えることで、前記アクセルおよびブレーキの指令値に相当する指令を生成する手段についての制御の安定性、容易性が得られる。
【００６７】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両制御装置、２…車両、２Ａ…車体、３…インホイールモータ駆動装置（前後力発生手段）、４…電動機、８…前輪、９…後輪、１０…ＥＣＵ、１１…アクセル・ブレーキセンサ、１２…車速センサ、１３…舵角センサ、１４…ジャイロセンサ、１５…インバータ装置、１７ａ…ドライブシャフト、１８…ブレーキ装置、２０…前後力発生手段、２１…エンジン、３１…前後加速度・ピッチモーメント制御手段、３２…ピッチモーメント制御手段、３３…制御ゲイン計算器、３４…加算前後加速度制御ゲイン計算部、３５…ピッチモーメント制御ゲイン計算部、３６…目標前後加速度計算器、３７…目標ピッチモーメント計算器、３８…前後力指令値計算器、４２…アッパーアーム、４３…ロアアーム、
４１…サスペンション機構、θｆ…アンチダイブ角、θｒ…アンチスクワット角
【図１】
2019069647.tif 000010
【図２】
2019069647.tif 000011
【図３】
2019069647.tif 000012
【図４】
2019069647.tif 000013
【図５】
2019069647.tif 000014
【図６】
2019069647.tif 000015
【図７】
2019069647.tif 000016
【図８】
2019069647.tif 000017
【図９】
2019069647.tif 000018
【図１０】
2019069647.tif 000019
【図１１】
2019069647.tif 000020