(57)【要約】【課題】  車両が外乱による力を受けているときのヨーモーメント制御において、アクチュエータの温度上昇を抑制することができる車両制御装置を提供すること。【解決手段】  前輪、後輪の少なくとも一方の左右輪に駆動トルク差を発生させて、車両にヨーレイトを発生させるアクチュエータの制御量を、外乱ヨーレイトの変化の周波数が第一所定周波数以下のときには小さな制御量となるようにした。【選択図】  図8
2016107744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪、後輪の少なくとも一方の左右輪に駆動トルク差を発生させて、車両にヨーレイトを発生させるアクチュエータと、
車両外部からの力により車両に発生するヨーレイトである外乱ヨーレイトを抑制するように前記アクチュエータの制御量を演算する制御量演算手段と、
前記外乱ヨーレイトの変化の周波数が第一所定周波数以下のときには、前記制御量演算手段において演算した前記アクチュエータの制御量よりも小さな制御量となるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項1に記載の車両制御装置において、
前記第一所定周波数未満とは、運転者の操舵操作により前記外乱ヨーレイトを抑制することが可能な範囲に設定したことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項1または請求項2に記載の車両制御装置において、
前記制御手段は、前記外乱ヨーレイトの変化の周波数が前記車両のヨー挙動に影響を与えない範囲である第二所定周波数以上のときには、前記制御量演算手段において演算した前記アクチュエータの制御量よりも小さな制御量となるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
【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、
前記制御手段は、車両外部からの力により車両に発生するヨージャークを抑制するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
請求項3または請求項4に記載の車両制御装置において、
前記制御手段は、バンドパスフィルタを用いて前記アクチュエータの制御量を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。この文献には、目標ヨーモーメント（横風を受けたときに車両に作用するヨーモーメントの目標値）と横風ヨーモーメント（横風により車両に作用するヨーモーメント）との差を制御ヨーモーメントとするものが開示されている。この制御ヨーモーメントを発生させるように車両のアクチュエータを制御し、車両が横風を受けているときのヨーモーメントが目標ヨーモーメントとなるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願2010-274746号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献1に記載の技術では、横風を受け続けている間は、アクチュエータを作動させることとなるため、アクチュエータの温度が上昇するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、車両が外乱による力を受けているときのヨーモーメント制御において、アクチュエータの温度上昇を抑制することができる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前輪、後輪の少なくとも一方の左右輪に駆動トルク差を発生させて、車両にヨーレイトを発生させるアクチュエータの制御量を、外乱ヨーレイトの変化の周波数が第一所定周波数以下のときには小さな制御量となるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
よって本発明では、アクチュエータの温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例1の駆動系の構成図である。
【図２】実施例1の駆動力制御部の制御ブロック図である。
【図３】実施例1の左右輪トルク差を制限するトルク差制限値を演算する。
【図４】実施例1の前後輪コーナリングパワー変動量の推定について説明する図である。
【図５】実施例１の加減速DYC制御部について説明する図である。
【図６】実施例1の操舵応答DYC制御部について説明する図である。
【図７】実施例1のアンダーステア抑制DYC制御部について説明する図である。
【図８】実施例1の外乱抑制DYC制御部について説明する図である。
【図９】実施例1の作用について説明する図である。
【図１０】実施例1の作用について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の車両1における制駆動系の構成図である。
［駆動系の構成］
電動車両1は、後輪駆動方式の車両であり、駆動輪である左右後輪2RL,2RRを独立に駆動する左右電動モータ3L,3Rを有する。左右電動モータ3L,3Rは、三相交流モータである。実施例１では、左右電動モータ3L,3Rをばね下側（車輪側）に配置した、いわゆるインホイールモータ方式を採用している。左右インバータ4L,4RはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を各相２組ずつ用いた三相出力インバータである。左右インバータ4L,4Rには、高電圧バッテリ5が接続されている。左右インバータ4L,4Rは、駆動力制御部6からのゲート信号に応じて動作し、左右電動モータ3L,3Rを力行または回生運転させる。
【０００９】
駆動力制御部6は、アクセル開度と左右電動モータ3L,3Rの回転数（モータ回転数）に基づき、あらかじめ設定されたトルクマップを参照して要求モータトルクを演算し、演算された右輪最終トルク指令値及び左輪最終トルク指令値に各輪における左右電動モータ3L,3Rのモータ回転数を乗じて左右電動モータ3L,3Rに供給すべき左右の目標電力を算出する。駆動力制御部6は、左右電動モータ3L,3Rに供給されている実電力（例えば、実電圧と実電流とから求まる。）と対応する目標電力との差分をゼロとするゲート信号を生成し、左右インバータ4L,4Rを駆動する。
【００１０】
［制動系の構成］
電動車両1の各車輪（左前輪2FL,右前輪2FR,左後輪2RL,右後輪2RR）には、ホイルシリンダ7FL,7FR,7RL,7RR（以下、総称してホイルシリンダ7と記載する。）が設けられている。各ホイルシリンダ7は、液圧制御ユニット8から供給されるブレーキ液により、対応する車輪に摩擦制動トルクを付与する。液圧制御ユニット8は、複数の電磁弁やモータポンプを有する。液圧制御ユニット8は、制動力制御部9からの液圧制御指令に基づいて電磁弁の開閉動作やモータポンプの回転数を制御し、各ホイルシリンダ7にブレーキ液を供給する。各ホイルシリンダ7に供給するブレーキ液は、独立して調整可能である。
【００１１】
制動力制御部9は、運転者の制動操作を表すブレーキペダルのストロークを検出するブレーキストロークセンサ10と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ11と、各車輪2FL,2FR,2RL,2RRの車輪速度を検出する車輪速センサ12と、各車輪2FL,2FR,2RL,2RRの車輪速度から車体速度を検出する車速センサ13と、運転者のステアリングホイール操舵操作を表す操舵角を検出する操舵角センサ14と、マスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ15と、を有する。
【００１２】
制動力制御部9は、ブレーキストロークセンサ10によりストロークが検出されると、運転者の制動操作に応じた要求減速度を演算し、要求減速度を達成するための目標制動トルクを求める。制動力制御部9は、目標制動トルクに対して左右電動モータ3L,3Rによる回生制動トルクを優先して出力し、回生制動トルクのみでは不足する場合、その不足分を摩擦制動トルクで補う、いわゆる回生協調制御を行う。制動力制御部9は、モータ回転数（≒車速）や高電圧バッテリ5のバッテリSOCで決まる回生限界トルクを上限として目標回生制動トルクを演算し、駆動力制御部6に出力する。回生協調制御時、駆動力制御部6は、左右電動モータ3L,3Rの回生制動トルクが共に目標回生制動トルクの半分の値となるような左右インバータ4L,4Rのゲート信号をそれぞれ生成し、左右インバータ4L,4Rを駆動する。また、回生協調制御時、制動力制御部9は、目標制動トルクから目標回生制動トルクを減じて目標摩擦制動トルクを演算し、目標摩擦制動トルクが得られるような液圧制御指令を求め、液圧制御ユニット8に出力する。
【００１３】
なお、液圧制御指令を求めるにあたっては、前輪へのブレーキ配分量を所望の値に制御することで、適正な車両挙動を達成する。例えば、目標制動トルクが所定値未満の場合には、目標回生制動トルクを最大値まで発生させ、残りの制動トルクは全て前輪側の目標摩擦制動トルクを設定することとしてもよい。この場合、回生エネルギを最大限回収しつつ、後輪側での摩擦制動トルクと回生制動トルクとの掛け替え制御を実施する必要が無いため、制御が容易であり、運転者に違和感を与えることが無い。一方、目標制動トルクが所定値以上の場合には、理想制動力配分となるように前輪へのブレーキ配分量を決め、後輪側では回生トルクと摩擦制動トルクとの両方を用いて制動してもよい。このように、前輪へのブレーキ配分量は、走行状態や要求制動トルクに応じて適宜変更される。制動力制御部9と駆動力制御部6は、CAN(Controller Area Network)により通信を行っている。
【００１４】
制動力制御部9は、運転者の制動操作に依らず各ホイルシリンダ7のホイルシリンダ液圧を調整するブレーキ制御として、アンチスキッド制御、トラクション制御、横滑り防止制御、車間制御等を行う。アンチスキッド制御では、制動スリップが発生した車輪のホイルシリンダ液圧を減圧してロック傾向を抑制する。具体的には、車速センサ13により検出された車体速度と各輪の車輪速度とが所定の関係となるように増減圧制御を行う。トラクション制御では、駆動スリップが発生した左右後輪2RL,2RRのホイルシリンダ液圧を増圧してホイルスピンを抑制する。横滑り防止制御では、各車輪2FL,2FR,2RL,2RRの制動力を独立に制御し、実際のヨーレイトを目標ヨーレイトに近づけ、車両の横滑りを低減させる。
【００１５】
［駆動力制御部の構成］
図２は実施例１の駆動力制御部6内における制御構成を表す制御ブロック図である。駆動力制御部6は、右輪トルク指令値演算部6aと、左輪トルク指令値演算部6bと、走行状態に応じて車両のヨーモーメントを制御するDYC制御部6cとを有する。DYC制御部6cは、前後輪のコーナリングパワーKf,Krの変動量δKf,δKrを推定する前後輪前後輪コーナリングパワー変動量推定部600を有する。また、車両の走行状態や運転者の操舵状態に基づいてヨーモーメントを付与する各種DYC制御部601〜604を有する。
【００１６】
加減速DYC制御部601では、車両の加減速状態において車両挙動を安定化させるヨーモーメントを付与するための加減速DYCトルク差ΔT1を演算する。操舵応答DYC制御部602では、運転者の操舵に対し、目標とする車両のヨーレイト過渡特性を達成するようにヨーモーメントを付与するための操舵応答DYCトルク差ΔT2を演算する。アンダーステア抑制DYC制御部603では、加減速が無いと仮定した場合における操舵角と車速によって発生する定常ヨーレイトを目標とし、車両の定常ヨーレイトを達成するようにヨーモーメントを付与するためのアンダーステア抑制DYCトルク差ΔT3を演算する。外乱抑制DYC制御部604では、操舵角、車体速度等に基づいて外乱が無い場合のヨーレイトを推定し、ヨーレイトセンサ11により検出された実ヨーレイトとの偏差を解消するようにヨーモーメントを付与するための外乱抑制DYCトルク差ΔT4を演算する。
【００１７】
トルク制限値演算部605では、車速と横加速度に応じて左右輪のトルク差を制限するトルク差制限値を演算する。具体的には、図3に示すような三次元マップにおいて、車体速度Vと横加速度ayに基づきトルク差制限値ΔTmaxを設定する。このようなマップは、例えば実験やシミュレーションにより設定することができる。
【００１８】
DYCモーメント調整部606では、演算された各種トルク差ΔT1，ΔT2，ΔT3，ΔT4のうち、加速要求度合い、各種トルク差の優先度合い、及びトルク制限値に基づいて、達成可能な調整後トルク差を演算する。
【００１９】
右輪最終トルク演算部607aでは、右輪トルク指令値から調整後トルク差を加減算して右輪最終トルク指令値Trightを出力する。左輪最終トルク演算部607bでは、左輪トルク指令値Tleftから調整後トルク差を加減算して左輪最終トルク指令値を出力する。
【００２０】
（前後輪コーナリングパワー変動量推定部の構成）
図4は前後輪コーナリングパワー変動量の推定について説明する図である。図4(a)は前後輪前後輪コーナリングパワー変動量推定部600の制御ブロック図である。図4(b)はコーナリング抵抗演算マップである。図4(c)は荷重移動と前輪コーナリングパワーKfとの関係を表す図である。図4(d)は荷重移動と後輪コーナリングパワーKrとの関係を表す図である。
【００２１】
前後輪前後輪コーナリングパワー変動量推定部600は、走行抵抗推定部600ａと、トルク指令値加算部600bと、ブレーキトルク演算部600cと、タイヤ発生トルク推定部600dと、加速トルク算出部600eと、前後加速度演算部600fと、車両荷重移動量演算部600gと、前後輪コーナリングパワー変動量演算部600hとを有している。
【００２２】
走行抵抗推定部600aは、操舵角と車輪速度及び車体速度に基づいて走行抵抗トルクを推定する。走行抵抗トルクは下記の関係を有する。
（走行抵抗）＝（転がり抵抗）＋（空気抵抗）＋（コーナリング抵抗）
ここで、転がり抵抗は、転がり抵抗係数μと輪荷重Wの積で演算できる。空気抵抗は、車両前面投影面積と空気密度と空気抵抗係数と車体速度の二乗との積の半分として演算できる。コーナリング抵抗は、例えば図4(b)に示すコーナリング抵抗演算マップに基づいて算出する。車体速度が大きい程コーナリング抵抗は大きく、また、操舵角が大きい程コーナリング抵抗は大きい。
【００２３】
トルク指令値加算部600bは、右輪トルク指令値演算部6aで演算された右輪トルク指令値と、左輪トルク指令値演算部6bで演算された左輪トルク指令値とを加算し、トルク指令値の和を算出する。
【００２４】
ブレーキトルク演算部600cは、マスタシリンダ圧センサ15により検出されたマスタシリンダ圧に基づいて摩擦制動トルクであるブレーキトルクを演算する。ブレーキトルクは下記の関係を有する。
（ブレーキトルク）＝（マスタシリンダ圧）×（変換係数）
変換係数とは、マスタシリンダ圧からブレーキトルクへ変換する所定の値である。なお、マスタシリンダ圧の発生からブレーキトルクを発生するまでの応答遅れを考慮することが望ましい。例えば、マスタシリンダ圧を、ブレーキ液の応答遅れを考慮した所定の時定数を有するフィルタによってフィルタリングし、フィルタ値を用いることでブレーキトルクの推定精度を向上できる。
【００２５】
タイヤ発生トルク推定部600dは、トルク指令値の和とブレーキトルクから、タイヤに働くトルクを推定する。タイヤ発生トルクは以下の関係を有する。
（タイヤ発生トルク）＝（トルク指令値の和）−（ブレーキトルク）
【００２６】
加速トルク算出部600eは、タイヤ発生トルクと走行抵抗から、最終的に路面に伝達される加速トルクを算出する。加速トルクは以下の関係を有する。
（加速トルク）＝（タイヤ発生トルク）−（走行抵抗）
【００２７】
前後加速度演算部600fは、加速トルクに基づいて車両の前後加速度を演算する。前後加速度は下記の関係を有する。
（前後加速度）＝（加速トルク）÷（タイヤ動半径）÷（車両重量）
【００２８】
車両荷重移動量演算部600gは、車両前後加速度に基づいて前後輪荷重移動量を演算する。前後荷重移動量は以下の関係を有する。
（前後荷重移動量）＝（車両前後加速度）×（車両重量）×（重心高）×（ホイルベース）
【００２９】
前後輪コーナリングパワー変動量演算部600hでは、前後荷重移動量に基づいて前後輪のコーナリングパワー変動量δKf,δKrを算出する。前輪コーナリングパワー変動量δKfは、図4(c)に示す荷重移動と前輪コーナリングパワーKfとの関係から求めることができる。初期荷重から減速により前輪側に荷重が移動すると、減速時の前輪コーナリングパワーKfは初期の前輪コーナリングパワーKfに対して増大する。この増大分を前輪コーナリングパワー変動量δKfとして算出する。後輪コーナリングパワー変動量δKrは、図4(d)に示す荷重移動と後輪コーナリングパワーKrとの関係から求めることができる。初期荷重から減速により前輪側に荷重が移動すると、減速時の後輪コーナリングパワーKrは初期の後輪コーナリングパワーKrに対して減少する。この減少分を後輪コーナリングパワー変動量δKrとして算出する。
【００３０】
（加減速DYC制御部の構成）
図5は加減速DYC制御部601について説明する図である。図5(a)は加減速DYC制御部601のブロック図である。図5(b)は前輪ブレーキ配分に対する補正ゲインx1の関係を表すゲインマップである。図5(c)は前輪ブレーキ配分に対する補正ゲインx2の関係を表すゲインマップである。
【００３１】
加減速DYC制御部601は、操舵ヨーレイト推定部601aと、加減速ヨーレイト推定部601bと、加減速時操舵ヨーレイト補正量算出部601cと、前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部601dと、モーメント演算部601eと、前輪ブレーキ配分対応補正部601fと、左右駆動力差演算部601gとを有している。
【００３２】
操舵ヨーレイト推定部601aは、以下の関係式に基づいて加減速が無い場合の操舵によって発生するヨーレイト（以下、操舵ヨーレイトr1と記載）を推定する。
m×V(dβ/dt＋r1)＝-2Kf[β+(Lf/V)r1-δf]-2Kr[β-(Lr/V)r1]
IZ(dr1/dt)＝-2Kf[β＋(Lf/V)r1−δf]Lf+2Kr[β-(Lr/V)r1]Lr
ここで、
m：車両重量
V：車体速度
δf：操舵角
β：車体滑り角
r1：操舵ヨーレイト
Lf：車両重心から前輪までの距離
Lr：車両重心から後輪までの距離
IZ：車両回転慣性
である。車体滑り角βは、操舵角δf，車体速度V，ヨーレイトセンサ値等から演算により算出しても良い、別途横加速度センサ等を備えた場合は、各種センサ値に基づいて算出すれば良く、特に限定しない。
【００３３】
加減速ヨーレイト推定部601bは、コーナリングパワー変動量δKf,δKrに基づいて加減速時におけるヨーレイト（以下、加減速ヨーレイトr2と記載）を推定する。なお、加減速時の前後輪コーナリングパワーをKf*，Kr*とすると、下記の関係を有する。
m×V(dβ/dt＋r2)＝-2Kf*[β+(Lf/V) r2-δf]-2Kr[β-(Lr/V)r2]
IZ(dr2/dt)＝-2Kf*[β＋(Lf/V)r2−δf]Lf+2Kr*[β-(Lr/V)r2]Lr
Kf*＝Kf＋δKf
Kr*＝Kr＋δKr
【００３４】
加減速時操舵ヨーレイト補正量算出部601cでは、操舵ヨーレイトr1と加減速ヨーレイトr2との偏差を演算し、ヨーレイト補正量δr*を算出する。
δr*＝r1−r2
【００３５】
前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部601dは、前輪へのブレーキ配分量に応じてヨーレイト補正量δr*を小さく補正し、補正後ヨーレイト補正量δrを算出する。前輪ブレーキ配分が増加すると、前輪の前後方向タイヤ力が増大するため、荷重移動により摩擦円が増大しても前輪コーナリングパワーKfは減少する。そこで図5(b)に示すように、前輪ブレーキ配分が増加するほど補正ゲインx1が減少するように設定した。この補正ゲインx1により、ヨーレイト補正量δr*を小さく補正することで、前輪へのブレーキ配分状態によらず適正な補正量を算出できる。
δr＝δr*×x1
【００３６】
モーメント演算部601eは、補正後ヨーレイト補正量δrと、操舵角δfと、車体速度Vと、前後輪コーナリングパワーKf,Krとに基づいて、補正後ヨーレイト補正量δrを実現する車両モーメントMZを逆演算により算出する。ここで、加減速ヨーレイト推定部601bにおいて使用した関係式に、操舵角δfとして０を、加減速ヨーレイトr2として補正後ヨーレイト補正量δrを代入すると下記の関係式が得られる。なお、下記式からも明らかなように、モーメント演算部601eでは、コーナリングパワー変動量δKf,δKrを考慮した前後輪コーナリングパワーKf*,Kr*を使用するため、前後荷重移動量に応じて変化するコーナリングパワーを考慮した車両モーメントMZ*が算出される。
MZ*＝{[1＋(2ζ/ωn)×s＋(1/ωn2)×s2]/[AG(1＋TG×s)]}δr
AG＝(1/ωn2)×[2(Kf*＋Kr*)/(m×V×IZ)]
TG＝m×V/[2(Kf*＋Kr*)]
ωn＝{[(4l2×Kf*×Kr*)/(m×V2×IZ)]−2(Lf×Kf*−Lr×Kr*)/IZ}1/2
ζ＝{[m(Lf2×Kf*＋Lr2×Kr*)＋IZ(Kf*＋Kr*)]/(m×V×IZ)｝/{(4l2×Kf*×Kr*)/(m×V2×IZ)−2(Lf×Kf*−Lr×Kr*)/IZ}1/2
s：ラプラス演算子
【００３７】
前輪ブレーキ配分対応補正部601fでは、前輪へのブレーキ配分量に応じて車両モーメントMZを大きく補正し、補正後車両モーメントMZ*を算出する。前輪ブレーキ配分が増加すると、後輪側の前後方向タイヤ力が減少し、後輪コーナリングパワーKrは増大する。そこで図5(c)に示すように、補正ゲインx2により前輪ブレーキ配分が増加するほど補正ゲインx2が増加するように設定した。この補正ゲインx2により、車両モーメントMZ*を大きく補正することで、前輪へのブレーキ配分状態によらず適正なヨーモーメントを発生できる。
MZ= MZ*×x2
【００３８】
左右駆動力差演算部601gでは、演算された補正後車両モーメントMZに基づいて加減速DYC左右トルク差ΔT1を演算する。例えば、右旋回方向にモーメントを付与する場合、右輪トルク指令値Trightから1/2(ΔT1)を減算し、左輪トルク指令値Tleftに1/2(ΔT1)を加算する。これにより、全体としてのトルクを変えることなく、右旋回モーメントを付与できる。
【００３９】
（操舵応答DYC制御部の構成）
図6は操舵応答DYC制御部602のブロック図である。操舵応答DYC制御部602は、操舵目標ヨーレイト演算部602aと、操舵ヨーレイト推定部602bと、操舵応答ヨーレイト補正量算出部602cと、前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部602dと、モーメント演算部602eと、前輪ブレーキ配分対応補正部602fと、左右駆動力差演算部602gとを有している。
【００４０】
前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部602d、モーメント演算部602e、前輪ブレーキ配分対応補正部602f、左右駆動力差演算部602gは、実質的に加減速DYC制御部601の前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部601d、モーメント演算部601e、前輪ブレーキ配分対応補正部601f、左右駆動力差演算部601gを同一であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００４１】
操舵目標ヨーレイト演算部602aは、操舵に対して目標とする車両のヨーレイト過渡特性を操舵目標ヨーレイトr3として演算する。例えば、複数の次数を有するローパスフィルタ等で表すこともできる。また、その時定数は運転者の違和感を軽減可能な特性として決定する。
【００４２】
操舵ヨーレイト推定部602bでは、加減速が無い場合の操舵によって発生するヨーレイト（以下、操舵ヨーレイトr1と記載）を推定する。
m×V(dβ/dt＋r1)＝-2Kf[β+(Lf/V)r1-δf]-2Kr[β-(Lr/V)r1]
IZ(dr1/dt)＝-2Kf[β＋(Lf/V)r1−δf]Lf+2Kr[β-(Lr/V)r1]Lr
【００４３】
操舵応答ヨーレイト補正量算出部602cでは、操舵目標ヨーレイトr3と操舵ヨーレイトr1との偏差を演算し、ヨーレイト補正量δr*を算出する。
δr*＝r3−r1
【００４４】
これにより、操舵に対して目標とする車両のヨーレイト過渡特性と実際の操舵ヨーレイトとを一致させるのに必要なヨーレイト補正量δr*が算出できる。このヨーレイト補正量δr*に前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正、モーメントの逆演算、前輪ブレーキ配分対応補正を行い、操舵応答DYC左右トルク差ΔT2を演算する。
【００４５】
（アンダーステア抑制DYC制御部の構成）
図7はアンダーステア抑制DYC制御部603について説明する図である。図7(a)はアンダーステア抑制DYC制御部603の制御ブロック図である。図7(b)は定常ヨーレイトマップである。
【００４６】
アンダーステア抑制DYC制御部603は、定常目標ヨーレイト演算部603aと、定常操舵ヨーレイト推定部603bと、定常操舵ヨーレイト補正量算出部603cと、前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部603dと、モーメント演算部603eと、前輪ブレーキ配分対応補正部603fと、左右駆動力差演算部603gとを有している。
【００４７】
前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部603d、モーメント演算部603e、前輪ブレーキ配分対応補正部603f、左右駆動力差演算部603gは、実質的に加減速DYC制御部601の前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部601d、モーメント演算部601e、前輪ブレーキ配分対応補正部601f、左右駆動力差演算部601gを同一であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００４８】
定常目標ヨーレイト演算部603aでは、以下の関係式に基づいて加減速が無い場合の操舵によって発生するヨーレイト（以下、定常目標ヨーレイトr4と記載する。）を演算する。
m×V×r1＝-2Kf[β+(Lf/V)r1-δf]-2Kr[β-(Lr/V)r4]
2Kf[β+(Lf/V)r4-δf]Lf＝2Kr[β-(Lr/V)r4]Lr
【００４９】
定常操舵ヨーレイト推定部603bでは、横加速度と車体速度とから現在の定常操舵ヨーレイトr5を推定する。主に高横加速度域でのアンダーステア特性を、図7(b)の定常操舵ヨーレイトマップに基づいて推定する。なお、横加速度は、操舵角δfと車体速度Vから推定しても良いし、横加速度センサを別途設けても良く特に限定しない。
【００５０】
定常操舵ヨーレイト補正量算出部603cでは、定常目標ヨーレイトr4と定常操舵ヨーレイトr5との偏差を演算し、ヨーレイト補正量δr*を算出する。
δr*＝r4−r5
これにより、操舵に対して目標とする車両の定常目標ヨーレイトと実際の定常操舵ヨーレイトとを一致させるのに必要なヨーレイト補正量δr*が算出できる。このヨーレイト補正量δr*に前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正、モーメントの逆演算、前輪ブレーキ配分対応補正を行い、アンダーステア抑制DYC左右トルク差ΔT3を演算する。
【００５１】
（外乱抑制DYC制御部の構成）
図8は外乱抑制DYC制御部604について説明する図である。図8(a)は外乱抑制DYC制御部604の制御ブロック図である。図8(b)は帯域制限フィルタを示す図である。
外乱抑制DYC制御部604は、ヨーレイト推定部604aと、外乱抑制ヨーレイト補正量算出部604cと、前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部604dと、モーメント演算部604eと、前輪ブレーキ配分対応補正部604fと、左右駆動力差演算部604gと、帯域制限フィルタ604hとを有している。
【００５２】
前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部604d、モーメント演算部604e、前輪ブレーキ配分対応補正部604f、左右駆動力差演算部604gは、実質的に加減速DYC制御部601の前輪ブレーキ配分対応ヨーレイト補正部601d、モーメント演算部601e、前輪ブレーキ配分対応補正部601f、左右駆動力差演算部601gを同一であるため、異なる点についてのみ説明する。
【００５３】
ヨーレイト推定部604aでは、操舵角δf、車体速度V、コーナリングパワー変動量δKf,δKr、車両モーメントMZから、外乱が無い場合のヨーレイトr6を推定する。
m×V(dβ/dt＋r6)＝-2Kf*[β+(Lf/V) r6-δf]-2Kr*[β-(Lr/V)r6]
IZ(dr6/dt)＝-2Kf*[β＋(Lf/V)r6−δf]Lf+2Kr*[β-(Lr/V)r6]Lr＋MZ(n-1)
Kf*＝Kf＋δKf
Kr*＝Kr＋δKr
ここで、MZ(n-1)は、前回の制御周期において算出された車両モーメントMZである。
【００５４】
外乱抑制ヨーレイト補正量算出部604cでは、推定ヨーレイトr6とヨーレイトセンサ11により検出された実ヨーレイトrとの偏差を演算し、ヨーレイト補正量δr*を算出する。
δr*＝r6−r
【００５５】
帯域制限フィルタ604hは、モーメント演算部604eにより出力される車両モーメントMZ*の変化周波数に応じて、ゲインGを設定し、車両モーメントMZ*にゲインGを乗算した値を新たな車両モーメントMZ*として出力する。
MZ*=G×MZ*
【００５６】
ゲインGは図8(b)に示すように所定周波数（0.5[Hz]程度）以下の帯域（低周波数帯域）では周波数が低いほどゲインGが小さくなるように設定している。また所定周波数（3[Hz]程度以上の帯域（高周波数帯域）では周波数が高いほどゲインGが大きくなるように設定している。帯域制限フィルタ604hは、バンドパスフィルタによってゲインGを乗算した新たな車両モーメントMZ*を実現している。低周波数帯域は、運転者により外乱に対する車両の挙動変化を抑制するように操舵することができる範囲に設定している。高周波帯域は、外乱に対して外乱抑制DYC制御を行っても車両の挙動変化を抑制することができない範囲に設定している。
【００５７】
［作用］
外乱により車両に作用するヨーレイト（以下、外乱ヨーレイト）を抑制するために、駆動力制御部6では左右電動モータ3L,3Rにおいて駆動トルク差を生じさせ、外乱ヨーレイトを打ち消すように車両にヨーモーメントを発生させている。しかし、外乱ヨーレイトが生じている間、常に左右電動モータ3L,3Rにおいて駆動トルク差を生じさせていると、左右電動モータ3L,3Rの負荷が高くなり、温度上昇につながるおそれがあった。
【００５８】
そこで、実施例1では、車両モーメントMZ*の変化周波数に応じてゲインGを設定し、車両モーメントMZ*にゲインGを乗算した値を新たな車両モーメントMZ*とし、この車両モーメントMZ*に基づいて外乱抑制DYCトルク差ΔT4を演算するようにした。つまり実施例1では、外乱抑制DYC制御が効率良く外乱ヨーレイトを抑制できる範囲においてはゲインGを高く設定し、他の範囲においてはゲインGを小さく設定することで、左右電動モータ3L,3Rの負荷を抑制しつつ、車両挙動の安定性を確保しようとしている。
【００５９】
上記のように、ゲインGは車両モーメントMZ*の変化周波数に応じて設定されているが、ゲインGは外乱ヨーレイトの変化周波数に応じて設定されているとも言うことができる。ゲインGが乗算される前の車両モーメントMZ*は、外乱が無い場合のヨーレイトr6とヨーレイトセンサ11により検出された実ヨーレイトrとの偏差に応じて演算されている。この偏差は外乱ヨーレイトを示しており、偏差に基づいて演算された車両モーメントMZ*の変化周波数は、外乱ヨーレイトの変化周波数とほぼ同等である。
【００６０】
（低周波領域の制御量低減の作用）
実施例1では、外乱ヨーレイトの変化周波数が低周波数帯域にあるときには、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくするようにした。低周波数帯域の外乱ヨーレイト変化には、運転者の操舵操作による車両挙動修正で十分対応できる。そのため、外乱ヨーレイト抑制は運転者の操舵操作に委ね、左右電動モータ3L,3Rの負荷を抑制することができる。
【００６１】
図9は外乱ヨーレイトの変化周波数が低周波数帯域において、ゲインGを小さくしたときの状態（低周波数帯域で制御量を小さくした状態）と、ゲインGを小さくしなかったときの状態（低周波数帯域で制御量を小さくしなかった状態）を比較して説明する図である。図9(a)はゲインGの設定マップを示している。図9(b)は外乱抑制DYCトルク差ΔT4を示している。図9(c)は車両に発生するヨーレイトを示している。ここでは、運転者による操舵操作は行われていないものとする。図9において、実線は低周波数帯域で制御量を小さくした状態を示し、点線は低周波数帯域で制御量を小さくしなかった状態を示す。図9(c)の一点鎖線は外乱抑制DYC制御が行われなかったときに車両に発生するヨーレイト（外乱ヨーレイト）を示す。また図9(b)および図9(c)の時間t1において外乱が入力され、外乱ヨーレイトが発生し始める。
【００６２】
図9(c)の一点鎖線に示すように、外乱が入力された直後は外乱ヨーレイトが急上昇する。外乱ヨーレイトの急上昇に対して、運転者の操舵操作だけでは十分に外乱ヨーレイトを抑制することができない。実施例1では、外乱ヨーレイトが急上昇する場面においては、外乱抑制DYCトルク差ΔT4を十分に発生させるようにしている（図9(b)のAで示す部分）。そのため、車両に作用するヨーレイトは比較的抑えられている（図9(c)のBで示す部分）。
【００６３】
外乱入力後、時間が経過すると外力の変化が安定し、外乱ヨーレイトの変化が小さくなる。さらに外乱ヨーレイトの大きさ自体も小さくなる。このような状況においては、運転者の操舵操作でも十分に外乱ヨーレイトを抑制することができる。実施例1では、外乱ヨーレイトの変化が安定している場面においては、外乱抑制DYCトルク差ΔT4の発生が小さくなるようにしている（図9(b)のCで示す部分）。そのため、車両に作用するヨーレイトは、低周波数帯域で制御量を小さくしなかったときに比べて大きくなる（図9(b)のDで示す部分）が、このヨーレイトは運転者の操舵操作により十分抑制できる。
【００６４】
（高周波領域の制御量低減の作用）
実施例1では、外乱ヨーレイトの変化周波数が高周波数帯域にあるときには、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくするようにした。高周波数帯域の外乱ヨーレイト変化に対応して外乱抑制DYC制御を行っても車両挙動の応答性が低い。左右輪トルク差による車両挙動制御を行うときに、車両挙動が追従できる制御周波数は1.6?2[Hz]程度である。この制御周波数を越えると車両の応答性は徐々に低下する。つまり、高い周波数の外乱ヨーレイトに対応して制御しようとしても、実際の車両挙動は制御に追従することができない。そればかりか、高周波領域でフィードバック制御である外乱抑制DYC制御を行うと、車両挙動の振動が増幅するおそれがある。また制御自体が発散するおそれもある。
【００６５】
そのため、外乱抑制DYC制御に対する車両挙動の応答性が低く、また車両挙動の振動や制御の発散のおそれがある高周波領域で、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくすることで、左右電動モータ3L,3Rの負荷を抑制することができる。また、車両挙動の振動の増幅を抑制し、制御系の安定性を確保することができる。
【００６６】
（ヨージャークの抑制の作用）
車両が追従できる制御周波数は1.6?2[Hz]程度であると上記したが、車両モーメントMZ*の変化周波数が3[Hz]程度以上でゲインGが小さくなるように設定した。
【００６７】
図10は左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくする範囲を3[Hz]以上に設定したときの状態と、2[Hz]以上に設定したときの状態とを比較して説明する図である。図10(a)はゲインGの設定マップを示している。図10(b)は外乱抑制DYCトルク差ΔT4を示している。図10(c)は車両に発生するヨーレイトを示している。ここでは、運転者による操舵操作は行われていないものとする。図10(d)はヨージャーク（ヨー方向の各加速度）を示している。図9において、実線は3[Hz]以上の範囲で制御量を小さくしたときの状態を示し、点線は2[Hz]以上の範囲で制御量を小さくしたときの状態を示し、一点鎖線は外乱抑制DYC制御が行われなかったときの状態を示す。また図10(b)、図10(c)および図10(d)の時間t1において外乱が入力され、外乱ヨーレイトが発生し始める。
【００６８】
運転者は、ヨーレイトが変化する初期のヨージャークを感じると急な修正動作を行う傾向がある。実施例1では、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくする範囲を、車両が追従できる制御周波数である1.6?2[Hz]よりも高周波側に設定するようにした。
【００６９】
これにより、図10(b)に示すように外乱が入力された直後の外乱抑制DYCトルク差ΔT4は大きくなるものの、図10(d)に示すようにヨージャークを低減することができる。また、外乱が入力された直後の外乱抑制DYCトルク差ΔT4が大きくなっているため、図10(c)に示すようにヨーレイトを小さくすることができる。しかし、高周波帯域での外乱抑制DYC制御は、車両挙動の振動の増幅や制御の発散のおそれがあるため、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくし始めるときの閾値はヨージャークおよびヨーレイトの抑制と、車両挙動の振動の増幅および制御の発散との兼ね合いを見ながら設定する必要がある。
【００７０】
［効果］
(1) 左右後輪2RL,2RRに駆動トルク差を発生させて、車両にヨーレイトを発生させる左右電動モータ3L,3R（アクチュエータ）と、車両外部からの力により車両に発生するヨーレイトである外乱ヨーレイトを抑制するように左右電動モータ3L,3Rの制御量を演算する外乱抑制DYC制御部604（制御量演算手段）と、外乱ヨーレイトの変化の周波数が第一所定周波数以下のときには、外乱抑制DYC制御部604において演算した左右電動モータ3L,3Rの制御量よりも小さな制御量となるように左右電動モータ3L,3Rを制御する駆動力制御部6（制御手段）と、を設けた。
よって、外乱ヨーレイトの変化の周波数が低い領域では、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくし、左右電動モータ3L,3Rの負荷を低減することができるため、左右電動モータ3L,3Rの発熱を抑制することができる。
【００７１】
(2) 第一所定周波数以下とは、運転者の操舵操作により外乱ヨーレイトを抑制することが可能な範囲に設定した。
よって、外乱ヨーレイトの変化の周波数が低い領域における外乱ヨーレイト抑制は運転者の操舵操作に委ね、左右電動モータ3L,3Rの負荷を低減することができるため、左右電動モータ3L,3Rの発熱を抑制することができる。
【００７２】
(3) 駆動力制御部6は、外乱ヨーレイトの変化の周波数が、その周波数で左右電動モータ3L,3Rを制御したとしても車両のヨー挙動に影響を与えない範囲である第二所定周波数以上のときには、外乱抑制DYC制御部604において演算した左右電動モータ3L,3Rの制御量よりも小さな制御量となるように左右電動モータ3L,3Rを制御するようにした。
よって、高周波領域での左右電動モータ3L,3Rの制御量を低減することにより、車両挙動の振動の増幅を抑制し、制御系の安定性を確保することができる。
【００７３】
(4) 駆動力制御部6は、車両外部からの力により車両に発生するヨージャークを抑制するように左右電動モータ3L,3Rを制御するようにした。
よって、外乱によって運転者が感じるヨージャークを低減することができ、運転者の旧操舵を抑制することができる。
【００７４】
(5) 駆動力制御部6は、バンドパスフィルタを用いて左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
よって、制御演算負荷を抑制することができる。
【００７５】
〔他の実施例〕
以上、本発明は上記実施例の構成に限らず、他の構成であっても構わない。
実施例1では、運転者の操舵操作による車両挙動修正で対応できる外乱ヨーレイトの変化周波数の範囲を0.5[Hz]以下としたが、この範囲は車両の特性や運転者の運転技術によって変化する。実際には実験等により求める必要がある。また、車両挙動が追従できる制御周波数は1.6?2[Hz]程度としたが、この値は車両の特性によって変化する。また、左右電動モータ3L,3Rの制御量を小さくし始める範囲を3[Hz]以上としたが、この範囲はヨージャークおよびヨーレイトの抑制と、車両挙動の振動の増幅および制御の発散との兼ね合いを見ながら設定する必要がある。
【００７６】
実施例１では、左右後輪それぞれにインホイールモータを備えた電動車両について説明したが、前輪それぞれにインホイールモータを備えた構成でもよい。また、電動モータに限らず、左右輪にトルク差を発生可能な構成であればよく、エンジン車両やハイブリッド車両など、他の駆動源を備えた車両でもよい。また、実施例１では加減速DYC制御、操舵応答DYC制御、アンダーステア抑制DYC制御、外乱抑制DYC制御といった複数の制御を並列に処理し、ヨーレイト目標値として、各種目標ヨーレイトと推定ヨーレイトもしくはセンサ検出ヨーレイトとの偏差であるヨーレイト補正量δr*を演算し、これらヨーレイト補正量δr*からヨーモーメントを演算した。これに対し、外乱抑制DYC制御を有していればよく、他の制御は必ずしも全てを備えていなければならないものではない。
【符号の説明】
【００７７】
2RL    左後輪
2RR    右後輪
3L    左電動モータ3L（アクチュエータ）
3R    右電動モータ（アクチュエータ）
6    駆動力制御部6（制御手段）
604    外乱抑制DYC制御部（制御量演算手段）
【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】
2016107744.tif 000009
【図８】
2016107744.tif 000010
【図９】
2016107744.tif 000011
【図１０】
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