(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右輪に対し、互いに逆向きの略等しいトルクを発生させるヨーモーメント発生機構と、
車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、
この車両挙動検出手段に含まれ、車両に生じている実ヨーモーメントを検出する実ヨーモーメント検出手段と、
運転者の運転操作を検出する運転操作検出手段と、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された前記運転操作に基づいて、目標ヨーモーメントを求める目標ヨーモーメント演算手段と、
この目標ヨーモーメント演算手段により演算された目標ヨーモーメントと前記実ヨーモーメント検出手段により検出された実ヨーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントを出力させるべく前記ヨーモーメント発生機構を作動させる作動指令手段と、
を備え、
車両固有のステア特性がアンダステア特性に設定された車両に適用される車両のヨー運動制御装置であって、
前記目標ヨーモーメント演算手段は、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動に基づいて、車両スリップ角を演算する車両スリップ角演算部と、
この車両スリップ角演算部により演算された車両スリップ角、前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された運転操作に基づいて、前後輪のスリップ角を演算する車輪スリップ角演算部と、
車輪スリップ角に対する横力の実際の特性を実タイヤ特性としたとき、車輪スリップ角が大きくなるほど実タイヤ特性よりも横力が大きくなるように予め設定された目標タイヤ特性に基づいて、前記車輪スリップ角演算部により演算された前後輪のスリップ角から前後輪の目標横力を得る目標横力演算部と、
この目標横力演算部により演算された前後輪の目標横力を実現する目標ヨーモーメントを演算する目標ヨーモーメント演算部と、
を備え、
前記車両固有のアンダステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるよう、前記目標タイヤ特性における車輪スリップ角に対する前輪の目標横力を、同じ車輪スリップ角に対する後輪の目標横力よりも大きな値に設定したことを特徴とする車両のヨー運動制御装置。
【請求項２】
左右輪に対し、互いに逆向きの略等しいトルクを発生させるヨーモーメント発生機構と、
車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、
この車両挙動検出手段に含まれ、車両に生じている実ヨーモーメントを検出する実ヨーモーメント検出手段と、
運転者の運転操作を検出する運転操作検出手段と、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された前記運転操作に基づいて、目標ヨーモーメントを求める目標ヨーモーメント演算手段と、
この目標ヨーモーメント演算手段により演算された目標ヨーモーメントと前記実ヨーモーメント検出手段により検出された実ヨーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントを出力させるべく前記ヨーモーメント発生機構を作動させる作動指令手段と、
を備え、
車両固有のステア特性がオーバステア特性に設定された車両に適用される車両のヨー運動制御装置であって、
前記目標ヨーモーメント演算手段は、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動に基づいて、車両スリップ角を演算する車両スリップ角演算部と、
この車両スリップ角演算部により演算された車両スリップ角、前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された運転操作に基づいて、前後輪のスリップ角を演算する車輪スリップ角演算部と、
車輪スリップ角に対する横力の実際の特性を実タイヤ特性としたとき、車輪スリップ角が大きくなるほど実タイヤ特性よりも横力が大きくなるように予め設定された目標タイヤ特性に基づいて、前記車輪スリップ角演算部により演算された前後輪のスリップ角から前後輪の目標横力を得る目標横力演算部と、
この目標横力演算部により演算された前後輪の目標横力を実現する目標ヨーモーメントを演算する目標ヨーモーメント演算部と、
を備え、
前記車両固有のオーバステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるよう、前記目標タイヤ特性における車輪スリップ角に対する後輪の目標横力を、同じ車輪スリップ角に対する前輪の目標横力よりも大きな値に設定したことを特徴とする車両のヨー運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の左右輪に対し、互いに逆向きの略等しいトルクを発生させるヨーモーメント発生機構を用いて、車両にヨーモーメントを発生させ、操舵時における車両のヨー運動量を最適制御する車両のヨー運動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のステアリング特性を、定常円旋回などの時に弱アンダ特性となるように設定するのが一般的である。すなわち、ステアリング特性としては、理想はニュートラルステア特性であるが、例えば、後輪駆動車にあっては駆動トルクが大きくなるとオーバステア特性が強くなり、オーバステア特性が強くなると車両がスピンする傾向が強くなるため、駆動トルクが大きくなってもオーバステア特性が強くならないようにすべく弱アンダ特性に設定している。
【０００３】
なお、所定の半径Ｒ０で旋回するように操舵した状態で、実際の旋回半径Ｒが、Ｒ>Ｒ０となる特性がアンダステア特性、Ｒ＝Ｒ０となる特性がニュートラル特性、Ｒ<Ｒ０となる特性がオーバステア特性である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、車両は、速度、駆動力、制動力などに応じてステアリング特性が変化するものであり、車両のステアリング特性を常にニュートラル特性とするのが難しい。例えば、低速旋回時のように車輪がまだグリップ域にあるときにニュートラル特性を得ることができるようにステアリング特性を設定した場合、加速旋回のように車輪が限界域に近付くと、ニュートラル特性を得ることが難しくなる。このように、車輪のグリップ域から限界域に至る全域に亘ってニュートラル特性に設定することができなかった。
【０００５】
しかし、車輪の限界域において、ニュートラル特性を得ることができた場合、車両が限界状態にあっても、非常にコントロール性に優れることになり、高いスポーツ走行性能や緊急回避性能を得ることが可能となる。
【０００６】
本発明は、あらゆる走行状態において車両前後の横滑り角がほぼ等しく推移する完全ニュートラルステア特性を得ることを可能として、革新的な限界コントロール性能を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、
左右輪に対し、互いに逆向きの略等しいトルクを発生させるヨーモーメント発生機構と、
車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、
この車両挙動検出手段に含まれ、車両に生じている実ヨーモーメントを検出する実ヨーモーメント検出手段と、
運転者の運転操作を検出する運転操作検出手段と、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された前記運転操作に基づいて、目標ヨーモーメントを求める目標ヨーモーメント演算手段と、
この目標ヨーモーメント演算手段により演算された目標ヨーモーメントと前記実ヨーモーメント検出手段により検出された実ヨーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメントを出力させるべく前記ヨーモーメント発生機構を作動させる作動指令手段と、
を備え、
車両固有のステア特性がアンダステア特性に設定された車両に適用される車両のヨー運動制御装置であって、
前記目標ヨーモーメント演算手段は、
前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動に基づいて、車両スリップ角を演算する車両スリップ角演算部と、
この車両スリップ角演算部により演算された車両スリップ角、前記車両挙動検出手段により検出された車両挙動および前記運転操作検出手段により検出された運転操作に基づいて、前後輪のスリップ角を演算する車輪スリップ角演算部と、
車輪スリップ角に対する横力の実際の特性を実タイヤ特性としたとき、車輪スリップ角が大きくなるほど実タイヤ特性よりも横力が大きくなるように予め設定された目標タイヤ特性に基づいて、前記車輪スリップ角演算部により演算された前後輪のスリップ角から前後輪の目標横力を得る目標横力演算部と、
この目標横力演算部により演算された前後輪の目標横力を実現する目標ヨーモーメントを演算する目標ヨーモーメント演算部と、
を備え、
前記車両固有のアンダステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるよう、前記目標タイヤ特性における車輪スリップ角に対する前輪の目標横力を、同じ車輪スリップ角に対する後輪の目標横力よりも大きな値に設定したことを特徴とする手段とした。
【０００８】
【発明の作用および効果】
旋回時など車両にヨーモーメントが発生する走行状態にあっては、実ヨーモーメント検出手段が、車両に実際に発生しているヨーモーメントを検出する。
一方、目標ヨーモーメント演算手段は、現在の車両挙動において必要なヨーモーメントである目標ヨーモーメントを演算する。
【０００９】
そして、作動指令手段は、得られた目標ヨーモーメントと実ヨーモーメントとの差分に相当する量のヨーモーメント（ヨーモーメントの不足分）を発生させるべくヨーモーメント発生機構に作動指令を出力する。
【００１０】
このヨー運動制御において、本発明では、目標ヨーモーメントを演算するにあたり、目標ヨーモーメント演算手段は、車両スリップ角演算部により車両挙動に基づいて車両スリップ角を演算し、車輪スリップ角演算部により車両スリップ角、車両挙動および運転操作に基づいて前後輪のスリップ角を演算する。続いて、目標横力演算部により車輪スリップ角に対する横力の実際の特性を実タイヤ特性としたとき、車輪スリップ角が大きくなるほど実タイヤ特性よりも横力が大きくなるように予め設定された目標タイヤ特性に基づいて前後輪のスリップ角から前後輪の目標横力を求め、目標ヨーモーメント演算部により、前後輪の目標横力から目標ヨーモーメントを求める。
【００１１】
ここで、請求項１に記載の発明では、車両固有のアンダステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるよう、目標タイヤ特性における車輪スリップ角に対する前輪の目標横力を、同じ車輪スリップ角に対する後輪の目標横力よりも大きな値に設定している。すなわち、前後で目標横力特性を一致させた場合、予め設定された車両のステアリング特性がアンダステア特性であると、車輪のグリップ域から限界域に至る全域に亘ってアンダステア特性に制御することになる。
【００１２】
そこで、車両固有のアンダステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるように前後輪の目標タイヤ特性を異ならせて、前輪と後輪とで車輪スリップ角に対する目標横力を異ならせることにより、車両のステアリング特性を予め設定された車両固有のアンダステア特性からニュートラルステア特性とするために必要な横力の前後の差分を加えた設定することが可能となる。
これにより、車輪のグリップ域から限界域に至る全域に亘ってニュートラル特性を得ることが可能となる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、車両固有のオーバステア特性を打ち消してニュートラルステア特性が得られるよう、目標タイヤ特性における車輪スリップ角に対する後輪の目標横力を、同じ車輪スリップ角に対する前輪の目標横力よりも大きな値に設定している。
【００１４】
よって、車両のステアリング特性を予め設定された車両固有のオーバステア特性からニュートラルステア特性とするために必要な横力の前後の差分を加えた設定することが可能となる。
これにより、車輪のグリップ域から限界域に至る全域に亘ってニュートラル特性を得ることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、実施の形態を説明する前に、本発明で用いる限界ヨーモーメントＣＹＭについて説明する。
【００１６】
図１に示すように、各輪の制駆動力と荷重が与えられた場合に、この条件のもとで横滑り角が増大して横力が最大値をとる状態を考える。このときのタイヤ発生力（大きさは摩擦円半径に等しい）による車両重心点回りのヨーモーメントを限界ヨーモーメントＣＹＭとする。
【００１７】
この限界ヨーモーメントＣＹＭがマイナスの値なら最終的に復元モーメントのマージンをもっていることを意味する。後輪駆動車が定常旋回あるいは加速旋回する場合には、限界ヨーモーメントＣＹＭは、次式になる。
ＣＹＭ＝Ｌｆ（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｌｒ（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）
＋Ｌｔ（−Ｆｘ３＋Ｆｘ４）／２
【００１８】
ここで、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、各輪荷重における最大タイヤ発生力、Ｆｘ３，Ｆｘ４は後輪の駆動力、Ｆｙ３，Ｆｙ４は後輪最大横力で、これらは以下の関係にある。
Ｆｙ３＝（Ｆ３２−Ｆｘ３２）１／２、Ｆｙ４＝（Ｆ４２−Ｆｘ４２）１／２
なお、Ｌｆは車両重心と前輪車軸との距離、Ｌｒは車両重心と後輪車軸との距離、Ｌｔは左右後輪の距離である。
【００１９】
次に、本実施の形態のヨーモーメント制御に関し、前輪の舵角δ、ヨーレイト△ψ、コーナリングパワーＣ、横力Ｆなどの関係について説明する。
図２は一般的に用いられる車両の２輪モデルで、図において、ＦＷは前輪、ＲＷは後輪、ＷＰは車両の重心、δは前輪舵角、△ψはヨーレイト、△△Ｙは横加速度、βはスリップ角、Ｃ１は前輪コーナリングパワー（２輪分）、Ｃ２は後輪コーナリングパワー（２輪分）、ｍは車両質量、Ｉは車両慣性モーメント、Ｌはホイールベース、Ｖは車速を示している。
【００２０】
この図のように車速Ｖで進んでいる車両のヨーレイト△ψと、スリップ角βとの運動方程式は、下記の式（１１）および（１２）に示すとおりである。
ｍＶ（△β＋△ψ）
＝−Ｃ１（β＋ａ△ψ／ｖ−δ）−Ｃ２（β−ｂ△ψ／Ｖ） ...（１１）
Ｉ△△ψ＝
−ａＣ１（β＋ａ△ψ／Ｖ−δ）＋ｂＣ２（β−ｂ△ψ／Ｖ） ...（１２）
【００２１】
図３は、舵角δに対するヨーレイト△ψとスリップ角βの応答の形を示しているもので、これを舵角入力０として簡略化したものが図４である。
【００２２】
次に、図５は、実施の形態の車両のヨー運動制御装置の構成および作動説明図で、図において２１はヨーモーメント発生機構である。その詳細については、後述する。２２は車両挙動に応じた目標ヨーモーメントＭＭを求める目標ヨーモーメント演算手段、２３は車両に生じている実ヨーモーメントＭを検出する実ヨーモーメント検出手段である。このように、本実施の形態は、実ヨーモーメント検出手段２３において検出した車両に生じている実ヨーモーメントＭと、目標ヨーモーメント演算手段２２が演算した目標ヨーモーメントＭＭとを比較して、両者の差（ＭＭ−Ｍ）をヨーモーメント発生機構２１により出力させるように構成されている。この図において、目標ヨーモーメント演算手段２２の出力と実ヨーモーメント検出手段２３との差分を求め、その差分をヨーモーメント発生機構２１に出力している部分が、特許請求の範囲の作動指令手段に相当する。
【００２３】
ここで、ヨーモーメント発生機構２１の一例としての動力配分装置について説明する。図６は、動力配分装置を示す断面図であって、図において１はハウジングである。このハウジング１は、入力側に位置する段付筒状の入力ハウジング部２と、出力側に位置してこの入力ハウジング部２と一体に設けられ、それぞれ左方向および右方向に延びた段付筒状の出力ハウジング部３とから成り、この出力ハウジング部３は、中央に位置した筒状の胴部３Ａと、この胴部３Ａの左右両側に設けられた段付筒状のカバー部３Ｂ，３Ｃとを備えている。
【００２４】
また、出力ハウジング部３には、胴部３Ａの内側に位置してカバー部３Ｃとの間に、段付筒部３Ｄが設けられ、カバー部３Ｃと段付筒部３Ｄとの間には、後述の油圧モータ１８が回転可能に配設されている。そして、段付筒部３Ｄは、カバー部３Ｃの側からカバー部３Ｂの側に向けて軸方向に延びてその先端側は、後述の入力歯車４Ａとの干渉を避けるように形成されている。
【００２５】
図において４は推進軸であり、この推進軸４は、ハウジング１の入力ハウジング部２の内部に回転可能に設けられ、車両に搭載された図外のエンジンにより回転される。また、推進軸４には、出力ハウジング部３の胴部３Ａの内部に延びる先端側に入力歯車４Ａが設けられ、この入力歯車４Ａは、後述のリング歯車７に噛合されている。
【００２６】
図において５は差動機構であり、カバー部３Ｂの側に位置して出力ハウジング部３の内部に回転可能に設けられている。この差動機構５は、遊星歯車機構Ｇにより構成され、その外殻を成すディファレンシャルケース６の外周側には入力歯車４Ａに噛合された前記リング歯車７がボルトなどにより固定されている。
【００２７】
そして、ディファレンシャルケース６は、推進軸４により入力歯車４Ａおよびリング歯車７を介して回転駆動され、このとき駆動力は後述のサンギヤ１３とキャリア８とにより左右の車輪軸１６，１７に分配して伝達される。
【００２８】
ここで、差動機構５は、ディファレンシャルケース６の内周に全周に亘って形成された前記遊星歯車機構Ｇのリングギヤ６Ａと、ディファレンシャルケース６内に相対回転可能に設けられた遊星歯車機構Ｇのキャリア８と、このキャリア８に回転可能に支持されてリングギヤ６Ａに噛合された複数の第１プラネタリギヤ１０と、これら第１プラネタリギヤ１０に噛合されてキャリア８に回転可能に支持された第２プラネタリギヤ１２と、これら第２プラネタリギヤ１２に噛合されてキャリア８に対して相対回転可能なサンギヤ１３とを備え、このサンギヤ１３は、車輪軸１６と一体回転するようにスプライン結合されている。したがって、ディファレンシャルケース６の回転は、第１・第２プラネタリギヤ１０，１２を介してサンギヤ１３に同方向の回転として伝達される。
【００２９】
そして、車両の直進走行時には、ディファレンシャルケース６の回転力が遊星歯車機構Ｇのサンギヤ１３とキャリア８に均等に分配され、左右の車輪軸１６，１７は同一の回転数で回転する。
【００３０】
また、車両の旋回時には、図外の車輪が路面から受ける反力などにより車輪軸１６，１７の一方が他方よりも速く回転するように、サンギヤ１３とキャリア８には、ディファレンシャルケース６側の回転力が互いに異なる回転比をもって伝達される。これにより、旋回内側となる車輪は相対的に低い回転数となり、旋回外側の車輪は相対的に高い回転数となって、車両のコーナリング性能などを高める差動機能を発揮する。
【００３１】
次に、差動機構５と車輪軸１６，１７との関係について説明を加えると、サンギヤ１３は、スプライン結合部を介して車輪軸１６に結合され、車輪軸１６は、サンギヤ１３と一体的に回転する。さらに、車輪軸１６は、出力ハウジング部３内に挿入されたスプライン軸部１６Ａを有し、このスプライン軸部１６Ａは、シリンダブロック２５に回り止め状態で連結されている。
【００３２】
一方、キャリア８は、スリーブ１４を介して、前記車輪軸１６およびシリンダブロック２５を包むように形成されたモータケース１９と結合されている。
前記油圧モータ１８は、出力ハウジング部３の内部において、差動機構５と左右方向に横並びで併設されている。この油圧モータ１８は、例えばラジアルピストン式の油圧モータで、モータケース１９、シリンダブロック２５，ピストン２７および通路ブロック３２を備え、シリンダブロック２５に形成されたシリンダ２６に対して油圧ポンプ４０から圧油を給排してピストン２７に駆動力を与えることにより、モータケース１９とシリンダブロック２５との間に相対的な回転力を与え、左右の車輪軸１６，１７に相対的な回転力を付与するものである。
【００３３】
また、油圧ポンプ４０から油圧モータ１８に給排する圧油は、方向制御弁４２により方向が切り替えられ、この方向制御弁４２の切替位置に基づいて左右の車輪軸１６，１７の相対回転方向を切り替えることができるとともに、圧油の給排を停止可能に構成されている。
また、油圧ポンプ４０の吐出圧は、圧力可変式のリリーフ弁４３により可変に制御され、これにより油圧モータ１８の駆動力を任意に変更することができる。
【００３４】
次に、目標ヨーモーメント演算手段２２について詳述する。
図７は目標ヨーモーメント演算手段２２の説明図であり、目標ヨーモーメント演算手段２２は、各輪制駆動力演算部２２ａと、各輪荷重演算部２２ｂと、各輪スリップ角演算部２２ｄと目標横力演算部２２ｇと、目標ヨーモーメント演算部２２ｉとを備え、車両挙動検出手段としての後述のセンサなどの入力手段に接続されている。これら入力手段としては、通常ＯＦＦで運転者が制動操作を行った時にＯＮとなるブレーキスイッチ２３１と、車両の前後方向加速度（以下、前後Ｇという）を検出する前後Ｇセンサ２３２と、車両の横方向加速度（以下、横Ｇという）を検出する横Ｇセンサ２３３と、運転者の操舵角度を検出する操舵角センサ２３４と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ２３５と、車速を検出する車速センサ２３６と、車両のスリップ角βを検出するスリップ角検出手段２３７とが設けられている。
【００３５】
前記各輪制駆動力演算部２２ａは、４輪の各輪に作用する制動力および駆動力である制駆動力Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（ただし、Ｔ１は前左輪の制駆動力、Ｔ２は前右輪の制駆動力、Ｔ３は後左輪の制駆動力、Ｔ４は後右輪の制駆動力）を求めるもので、ブレーキスイッチ２３１がＯＮである時には、その時の前後Ｇに相当する制動力が前後で所定の割合で４輪に働いているとし、ブレーキスイッチ２３１がＯＦＦである時には、その時の前後Ｇに相当する駆動力が駆動輪である後輪に働いているとして、各輪の制駆動力を求めるよう構成されている。
【００３６】
具体的には、ブレーキスイッチ２３１からの信号をＢｓｉｇ、前後Ｇを△△Ｘ、車両重量をｍとした場合に、下記の式に基づいて求める。
Ｂｓｉｇ＝０（ブレーキＯＦＦ）のとき、
Ｔ１＝Ｔ２＝０
Ｔ３＝Ｔ４＝ｍ△△Ｘ／２
Ｂｓｉｇ＝１（ブレーキＯＮ）のとき、
Ｔ１＝Ｔ２＝ｍ△△Ｘ・（０．７／２）
Ｔ３＝Ｔ４＝ｍ△△Ｘ・（０．３／２）
【００３７】
各輪荷重演算部２２ｂは、前後Ｇ△△Ｘおよび横Ｇ△△Ｙに応じて、各輪荷重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４（ただし、Ｗ１は前左輪の輪荷重、Ｗ２は前右輪の輪荷重、Ｗ３は後左輪の輪荷重、Ｗ４は後右輪の輪荷重）を下記の式に基づいて演算するものである。なお、Ｌはホイールベース、ａは前車軸から重心点までの距離、ｂは後車軸から重心点までの距離、ｈは重心高である。
Ｗ１＝ｍ（ｂ／２Ｌ）−０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）−０．６ｍ△△Ｙｈ／ｔ
Ｗ２＝ｍ（ｂ／２Ｌ）−０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）＋０．６ｍ△△Ｙｈ／ｔ
Ｗ３＝ｍ（ａ／２Ｌ）＋０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）−０．４ｍ△△Ｙｈ／ｔ
Ｗ４＝ｍ（ａ／２Ｌ）＋０．５ｍ△△Ｘ（ｈ／Ｌ）＋０．４ｍ△△Ｙｈ／ｔ
【００３８】
各輪スリップ角演算部２２ｄは、車両重心点のスリップ角βに基づいて、舵角δ、ヨーレイトψ、車速Ｖを用いて、前輪スリップ角βｆおよび後輪スリップ角βｒを求める演算（下記式）を行うものである。
βｆ＝β−（△ψ／Ｖ）Ｌｆ＋δ
βｒ＝β＋（△ψ／Ｖ）Ｌｒ
なお、スリップ角検出手段２３７は、ヨーレイト△ψと横Ｇ△△Ｙと車速Ｖに基づいて車両スリップ角βを推定する手段である。
【００３９】
この推定方法を説明すると、まず、次式（２１）によりコーナリングパワー推定値ＰＣ２を演算する。
ＰＣ２ ＝（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△
Ｙ］＋ｆ（△△Ｙ） ...（２１）
（ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイールベース、Ｉは車両慣性モーメント、右辺第１項は車両の二輪モデルから解析的に求められる後輪のコーナリングパワー、第二項のｆ（△△Ｙ）は横Ｇによる補正項である）
【００４０】
そして、前記後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ２ とヨーレイト信号△ψを用いて、車両の二輪モデルから解析的に求められるヨーレイトとスリップ角の関係式である次式（２２）でスリップ角（推定値）βを演算する。
β＝−Ｋｂｒ［（Ｔｂ ｓ＋１）／（Ｔｒ ｓ＋１）］△ψ ...（１２）
［ここで、Ｋｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ２ ））Ｖ２ ）（ｂ／Ｖ）、
Ｔｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ２ −ｍａＶ２ ）、Ｔｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ２ ）］Ｖである］。なお、前記補正項ｆ（△△Ｙ）を、次式（２３）に示す、｜△△Ｙ｜の一次式とすることも可能である。
ｆ（△△Ｙ）＝Ｃ＊２｜△△Ｙ｜／９．８ ...（２３）
（Ｃ＊２は後輪タイヤのサイドフォースとスリップ角図上でサイドフォースがほぼ飽和する点と原点を結ぶ直線の傾き）
【００４１】
あるいは、ヨーレイト△ψの代わりに横Ｇ△△Ｙを用いて、同じく車両の二輪モデルから解析的に求められる横Ｇとスリップ角βの関係式である次式（２４）を用いてスリップ角（推定値）βを演算することもできる。
β＝−Ｋｂｇ［（Ｔｂ ｓ＋１）／（Ｔｇ２ｓ２ ＋Ｔｇ１ｓ＋１）］△△Ｙ ...（２４）
［ここで、Ｋｂｇ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ２ ））Ｖ２ ）（ｂ／Ｖ２ ）、
Ｔｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ２ −ｍａＶ２ ）、Ｔｇ２＝［Ｉ／（ＬＰＣ２ ）］、
Ｔｇ１＝ｂ／Ｖである］
【００４２】
また、上記（２１）に替えて、次式（３１）により後輪のコーナリングパワー推定値ＰＣ２ を演算するとともに、上記式（２２）に替えて次式（３２）によりスリップ角βを演算することもできる。
ＰＣ２ ＝［（Ｖ／Ｌ）（ｍａ△△Ｙ−Ｉ△ψｓ）ｓ］／［△ψ（ｂｓ＋Ｖ）−△△Ｙ］ ...（３１）
（ここで、ｓはラプラス演算子、ｍは車両質量、ａは車両重心位置から前輪車軸までの前後方向距離、ｂは車両重心位置から後輪車軸までの前後方向距離、Ｌはホイールベース、Ｉは車両慣性モーメント、である）
β＝−Ｋｂｒ［（Ｔｂ ｓ＋１）／（Ｔｒ ｓ＋１）］△ψ ...（３２）
［ここで、Ｋｂｒ＝（１−（ｍａ／（ＬｂＰＣ２ ））Ｖ２ ）（ｂ／Ｖ）、
Ｔｂ ＝ＩＶ／（ＬｂＰＣ２ −ｍａＶ２ ）、Ｔｒ ＝［ｍａ／（ＬＰＣ２ ）］
Ｖである］
【００４３】
前記目標横力演算部２２ｇは、図８に示す目標タイヤ特性マップに基づいて各輪荷重Ｗ１〜Ｗ４と各輪スリップ角βｆ，βｒとにより、各輪に働く目標横力Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｙ３，Ｆｙ４を求めるものである。この図８には前輪目標タイヤ特性Ｆｒおよび後輪目標タイヤ特性Ｒｒが記載されている。
【００４４】
これらは、前後輪のスリップ角βｆ，βｒに対する前輪目標横力Ａ（＝Ｆｙ１＋Ｆｙ２）および後輪目標横力Ｂ（＝Ｆｙ３＋Ｆｙ４）を示しており、これらはそれぞれ理想的なタイヤ特性に設定されている。すなわち、図８に示す実際のタイヤ特性は、スリップ角βｆ，βｒが大きくなると横力Ｆがある程度以上得られなくなって頭打ち状態となる特性であるのに対して、この理想的に設定された各目標タイヤ特性Ｆｒ，Ｒｒは、スリップ角βｆ，βｒが大きくなるにつれて横力Ｆが大きくなるように、つまり高いコーナリングフォースが得られるように設定されている。
【００４５】
さらに、本実施の形態にあっては、同じスリップ角では、前輪目標タイヤ特性Ｆｒは後輪目標タイヤ特性Ｒｒよりも横力Ｆが高くなる設定となっている。すなわち、本実施の形態の装置を搭載した車両のステアリング特性は、予め弱アンダステア特性に設定されている。この弱アンダステア特性では、旋回時には、前輪のスリップ角βｆが後輪のスリップ角βｒよりも大きくなる設定となっている。このため、旋回時に、ステアリング特性をニュートラル特性とするには、車両にオーバステア方向のモーメントを与える必要がある。そのためには、前輪の横力Ｆｙ１，Ｆｙ２を後輪の横力Ｆｙ３，Ｆｙ４よりも大きくする必要がある。
【００４６】
よって、同じスリップ角（βｆ＝βｆ）では前輪目標横力Ａが後輪目標横力Ｂよりも大きくなる特性に設定されている。なお、実タイヤ特性は、４輪とも同じとしている。
前記目標ヨーモーメント演算部２２ｉは、各目標横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４に基づいて、下記式により目標ヨーモーメントＭＭを演算するよう構成されている。
ＭＭ＝（Ｆｙ１＋Ｆｙ２）ａ−（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）ｂ
【００４７】
次に、前記実ヨーモーメント検出手段２３について説明する。この車両ヨーモーメント検出手段２３は、図９に示すように、各輪制駆動力演算部２２ａと、各輪荷重演算部２２ｂと、各輪スリップ角演算部２２ｄと、横力低減率演算部２３ｅと、第１横力演算部２３ｆと、第２横力演算部２３ｈと、実ヨーモーメント演算部２３ｉとを備えている。ここで、各輪制駆動力演算部２２ａと各輪荷重演算部２２ｂと各輪スリップ角演算部２２ｄとについては、上述した目標ヨーモーメント演算手段２２で説明したものと同じものであるので説明を省略する。
【００４８】
前記横力低減率演算部２２ｅは、前記各輪制動力演算部２２ａが演算した各輪の制駆動力Ｔ１〜Ｔ４および各輪荷重演算部２２ｂが演算した各輪荷重Ｗ１〜Ｗ４に基づき、下記式により各輪の横力低減率ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４（ただし、ｋ１は前左輪横力低減率、ｋ２は前右輪横力低減率、ｋ３は後左輪横力低減率、ｋ４は後右輪横力低減率）を演算するものである。すなわち、制駆動力Ｔが大きくなると横力Ｆｙが減るものであり、この制駆動力Ｔに応じた横力Ｆｙの低減率を演算する。
ｋ１＝（Ｗ１２ −Ｔ１２ ）１／２／Ｗ１
ｋ２＝（Ｗ２２ −Ｔ２２ ）１／２／Ｗ２
ｋ３＝（Ｗ３２ −Ｔ３２ ）１／２／Ｗ３
ｋ４＝（Ｗ４２ −Ｔ４２ ）１／２／Ｗ４
【００４９】
前記第１横力演算部２３ｆは、荷重移動を考慮した横力Ｆを求めるもので、輪荷重Ｗとスリップ角βｆ，βｒにより各輪に働く横力Ｆを図８に示すマップに基づいて求める。なお、輪荷重Ｗが任意の時、マップデータ間で補完された値が求まるよう構成する。
【００５０】
前記第２横力演算部２３ｈは、各輪の横力低減率ｋならびに荷重移動を考慮した横力Ｆとから各輪の横力Ｆｙ１，Ｆｙ２，Ｆｙ３，Ｆｙ４（ただし、Ｆｙ１は前左輪横力、Ｆｙ２は前右輪横力、Ｆｙ３は後左輪横力、Ｆｙ４は後右輪横力）を下記式により求める。
Ｆｙ１＝ｋ１・Ｆ１
Ｆｙ２＝ｋ２・Ｆ２
Ｆｙ３＝ｋ３・Ｆ３
Ｆｙ４＝ｋ４・Ｆ４
【００５１】
前記実ヨーモーメント演算部２３ｉは、各輪に働く横力Ｆｙ１〜Ｆｙ４から車両に生じている実ヨーモーメントＭを下記式により演算するものである。
Ｍ＝（Ｆｙ１＋Ｆｙ２）ａ−（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）ｂ
【００５２】
本実施の形態にあっては、目標ヨーモーメントＭＭと実ヨーモーメントＭとの差に基づいてヨーモーメント発生機構２１に対して制御出力を行うにあたり、図１０のフローチャートに示す制御切替を実行している。
【００５３】
すなわち、ステップ１１１において、前輪のスリップ角βｆに基づいて前輪目標横力Ａを求める一方、ステップ１１２において、後輪のスリップ角βｒに基づいて後輪目標横力Ｂを求める。
【００５４】
ステップ１１３では、前輪目標横力Ａと後輪目標横力Ｂとを比較し、Ａ>Ｂであればステップ１１４に進んでオーバステア制御、すなわちヨーモーメント発生機構２１によりオーバステア方向のヨーモーメントを発生させる制御を実行し、Ａ>Ｂでなければステップ１１５に進んでアンダステア制御、すなわちヨーモーメント発生機構２１によりアンダステア方向のヨーモーメントを発生させる制御を実行する。
【００５５】
以上説明してきたように、本実施の形態にあっては、元々車両のステアリング特性がアンダステア特性に設定された車両に搭載されたヨー運動制御装置において、必要なヨーモーメントを演算するにあたり、元々の車両特性であるアンダステア特性を打ち消してニュートラルステア特性に制御するよう、前輪目標タイヤ特性Ｆｒを後輪目標タイヤ特性Ｒｒよりも横力が大きくなる設定にしたため、車輪のグリップ域から限界域に至る全域に亘ってニュートラルステア特性に制御することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施の形態では、弱アンダステア特性の車両に適用して、前輪目標タイヤ特性Ｆｒは、後輪目標タイヤ特性Ｒｒに対してスリップ角に対する横力が大きくなる設定としたが、車両のステアリング特性がオーバステア特性に設定されている車両に適用した場合には、後輪目標タイヤ特性Ｒｒを前輪目標タイヤ特性Ｆｒよりもスリップ角に対する横力が大きくなる設定とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における車両の限界ヨーモーメントＣＹＭの説明図である。
【図２】２輪モデル図である。
【図３】前輪操舵角δとスリップ角βとヨーレイト△ψとの関係を示す運動方程式のモデル図である。
【図４】上記運動方程式を簡略化したモデル図である。
【図５】実施の形態を示す説明図である。
【図６】実施の形態のヨーモーメント発生機構の一例としての動力配分装置を示す全体図である。
【図７】実施の形態の目標ヨーモーメント演算手段を示すブロック図である。
【図８】実施の形態の目標横力を求めるマップを示す特性図である。
【図９】実施の形態の実ヨーモーメント検出手段を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態におけるヨーモーメント発生機構に対する制御切替を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２１    ヨーモーメント発生機構
２２    目標ヨーモーメント演算手段
２２ｇ目標横力演算部（目標横力演算手段）
２３    実ヨーモーメント検出手段
【図１】
0003971224.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003971224.tif 000004
【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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