(57)【要約】【課題】  車両に発生するヨーモーメントを抑制し、車両の操縦安定性の向上を図ることができる車両運動制御装置を提供する。【解決手段】  車両運動制御装置１の取得部２６は、車両の操縦安定性の低下の原因であるキングピン軸モーメントを取得する。また、算出部２７は、キングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメント発生させるような後輪の舵角量を算出する。さらに、後輪舵角制御部３１は、この舵角量に基づいて後輪の操舵機構を制御する。これにより、車両に発生するキングピン軸モーメントを抑制することができるので、車両の操縦安定性の向上を図ることが可能となる。【選択図】  図１
2009132181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の前輪及び後輪を備える車両の前輪のキングピン軸回りに発生するモーメントであるキングピン軸モーメントを取得する取得手段と、
前記キングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出する算出手段と、
前記制御量に基づいて車両の車両運動制御を行う制御手段と
を有することを特徴とする車両運動制御装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前輪における駆動力の左右差である前輪駆動力左右差、前輪における荷重の左右差である前輪荷重左右差、前輪を駆動するドライブシャフト傾角の左右差である前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪のタイヤに発生する横力の左右差である前輪タイヤ横力左右差のうちの少なくとも一つに基づき、前記キングピン軸モーメントを取得することを特徴とする請求項１記載の車両運動制御装置。
【請求項３】
前記取得手段は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく前輪駆動力左右差及びディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく前輪駆動力左右差のうちの小さい方を前記前輪駆動力左右差として、前記キングピン軸モーメントを取得することを特徴とする請求項２記載の車両運動制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記制御量として前記車両の後輪の舵角量を算出し、
前記制御手段は、前記舵角量に基づき前記後輪の操舵制御を行うこと
を特徴とする請求項１〜３いずれか一項記載の車両運動制御装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記制御量として前記車両の後輪の駆動力量を算出し、
前記制御手段は、前記駆動力量に基づき前記後輪の駆動制御を行うこと
を特徴とする請求項１〜３いずれか一項記載の車両運動制御装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記制御量として前記車両の後輪の制動力量を算出し、
前記制御手段は、前記制動力量に基づき前記後輪の制動制御を行うこと
を特徴とする請求項１〜３いずれか一項記載の車両運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動トルクの左右差によって発生する車両の操縦安定性の低下を解消する車両運動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に発生するヨーモーメントは、車両の操縦安定性の低下を招くことから、車両に発生するヨーモーメントを低減して、車両の操縦安定性の向上を図るために車両を制御する装置が知られている。このような装置として、特許文献１及び特許文献２に記載される制御装置がある。特許文献１に記載される制御装置は、非操舵輪の駆動力を制御する制駆動力制御手段を備えている。この制駆動力制御手段は、操舵輪の駆動力の差に応じて発生するヨーイングモーメントを打ち消すように非操舵輪の駆動力を制御するので、車両全体のヨーイングが抑制される。従って、車両の操舵安定性の向上が図られる。また、特許文献２に記載される制御装置は、車輪に入力される車両前後方向への力によって発生するヨーモーメントを検出し、この発生したヨーモーメントを打ち消すようなモーメントを発生させるのに必要な車輪の操舵角を算出し、算出した操舵角に基づき後輪の操舵制御を行う。この操舵制御により発生したヨーモーメントが低減されるので、車両の操縦安定性の向上が図られる。
【特許文献１】特開２００６−１５８１４９号公報
【特許文献２】特開平７−８１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術は、操舵輪に与える駆動力及び車輪に入力される前後力によって発生したヨーモーメントを打ち消すようなモーメントを発生させることにより、操縦安定性の向上を図っている。しかしながら、車両にヨーモーメントを発生させる要因は、操舵輪に与える駆動力及び車輪に入力される前後力には限られない。従って、上記特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術は、車両の操縦安定性の向上を図る上では十分なものではなく、改良の余地を残している。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、車両に発生するヨーモーメントを抑制し、車両の操縦安定性の向上を図ることができる車両運動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、左右の前輪及び後輪を備える車両の前輪のキングピン軸回りに発生するモーメントであるキングピン軸モーメントを取得する取得手段と、キングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出する算出手段と、制御量に基づいて車両の車両運動制御を行う制御手段とを有することを特徴とする車両運動制御装置である。
【０００６】
車両の前輪の駆動トルクの左右差等に起因して、キングピン軸回りに発生するモーメントであるキングピン軸モーメントは、前輪にスリップ角を発生させ、さらに、車両にヨーモーメントを生じさせる。このようにキングピン軸モーメントによって発生したヨーモーメントは、車両の操縦安定性の低下を招く。
【０００７】
本発明に係る車両運動制御装置においては、車両の操縦安定性の低下の原因であるキングピン軸モーメントを打ち消すような反キングピン軸モーメントを算出し、この反キングピン軸モーメントを発生させるように車両の走行制御を行うようにしている。このため、車両に発生したキングピン軸モーメントを抑制することができる。従って、車両の操縦安定性の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
ここで、取得手段は、前輪における駆動力の左右差である前輪駆動力左右差、前輪における荷重の左右差である前輪荷重左右差、前輪を駆動するドライブシャフト傾角の左右差である前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪のタイヤに発生する横力の左右差である前輪タイヤ横力左右差のうちの少なくとも一つに基づき、キングピン軸モーメントを取得する態様とすることができる。
【０００９】
このような態様においては、キングピン軸モーメントの発生要因となる事象である前輪駆動力左右差、前輪荷重左右差、前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪タイヤ横力左右差のうちの少なくとも一つに基づいて、キングピン軸モーメントを取得している。このように取得したキングピン軸モーメントに基づいて、反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出するので、車両の操縦安定性を向上させる走行制御を高精度で行うことができる。
【００１０】
さらに、取得手段は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく前輪駆動力左右差及びディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく前輪駆動力左右差のうちの小さい方を前輪駆動力左右差として、キングピン軸モーメントを取得する態様とすることができる。
【００１１】
車両の前輪駆動力左右差は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく前輪駆動力左右差とディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく前輪駆動力左右差とのうちの小さい方に支配される。従って、このような態様においては、車両の前輪駆動力左右差の発生要因として、ドライブシャフト剛性の左右差とディファレンシャルギアのトルクバイアス比とのうちの適切な事象に基づいてキングピン軸モーメントを取得することができる。
【００１２】
ここで、算出手段は、制御量として車両の後輪の舵角量を算出し、制御手段は、舵角量に基づき後輪の操舵制御を行う態様とすることができる。
【００１３】
このような態様においては、反キングピン軸モーメントの発生に必要な後輪の横力を算出し、さらに、この横力の発生に必要な後輪の舵角量を算出する。この舵角量に基づき後輪の舵角を操舵制御することにより、反キングピン軸モーメントを発生させ、キングピン軸モーメントを打ち消すことができるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、算出手段は、制御量として車両の後輪の駆動力量を算出し、制御手段は、駆動力量に基づき後輪の駆動制御を行う態様とすることができる。
【００１５】
このような態様においては、反キングピン軸モーメントの発生に必要な後輪の駆動力量を算出する。この駆動力量に基づき後輪を駆動制御することにより、反キングピン軸モーメントを発生させ、キングピン軸モーメントを打ち消すことができるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００１６】
さらに、算出手段は、制御量として車両の後輪の制動力量を算出し、制御手段は、制動力量に基づき後輪の制動制御を行う態様とすることができる。
【００１７】
このような態様においては、反キングピン軸モーメントの発生に必要な後輪の制動力量を算出する。この制動力量に基づき後輪を制動制御することにより、反キングピン軸モーメントを発生させ、キングピン軸モーメントを打ち消すことができるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る車両運動制御装置によれば、車両に発生するヨーモーメントを抑制し、車両の操縦安定性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両運動制御装置の第１の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。図１に示すように、車両運動制御装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２と、各種センサ２０〜２５と後輪舵角制御部３１とを備えている。ＥＣＵ２は、取得部２６と算出部２７とを備えている。また、車両運動制御装置１は、各種センサとして、アクセル開度センサ２０、前後加速度センサ２１、車輪速センサ２２、ドライブシャフト傾角センサ２３、接地荷重センサ２４及びタイヤ半径センサ２５を備えている。
【００２１】
アクセル開度センサ２０は、車両の運転者によって操作されるアクセルの開度をアクセル開度情報として検出する。また、アクセル開度センサ２０は、検出したアクセル開度情報をＥＣＵ２に送出する。
【００２２】
前後加速度センサ２１は、車両の前後加速度を前後加速度情報として検出する。また、前後加速度センサ２１は、検出した前後加速度情報をＥＣＵ２に送出する。
【００２３】
車輪速センサ２２は、車輪の単位時間あたりの回転数を車輪速情報として検出する。また、車輪速センサ２２は、検出した車輪速情報をＥＣＵ２に送出する。この車輪速センサ２２は、前後左右の車輪それぞれに備えられている。
【００２４】
ドライブシャフト傾角センサ２３は、屈曲部を有する等速ジョイントを介して接続されているドライブシャフトの屈曲部における傾角を、ドライブシャフト傾角情報として検出する。ドライブシャフト傾角センサ２３は、検出したドライブシャフト傾角情報をＥＣＵ２に送出する。
【００２５】
接地荷重センサ２４は、車両が備える左右前輪のタイヤの地面に対する接地荷重を接地荷重情報として検出する。また、接地荷重センサ２４は、検出した接地荷重情報をＥＣＵ２に送出する。
【００２６】
タイヤ半径センサ２５は、車両が備える左右前輪のタイヤの半径をタイヤ半径情報として検出する。また、タイヤ半径センサ２５は、検出したタイヤ半径情報をＥＣＵ２に送出する。
【００２７】
取得部２６は、各種センサ２０〜２５から送出された情報に基づいて、キングピン軸モーメントを取得する。このキングピン軸モーメントの取得については、後に詳述する。なお、取得部２６は、キングピン軸モーメントの取得に先立って、アクセル開度センサ２０から取得したアクセル開度情報に基づいて、ディファレンシャルギアへの入力トルクを取得する。例えば、アクセル開度情報とディファレンシャルギアへの入力トルクとの関係を対応付けたマップデータをＥＣＵ２が備える記憶部（図示せず）に記憶させておき、このマップデータを参照することにより、ディファレンシャルギアへの入力トルクを得るような態様とすることができる。また、取得部２６は、取得したキングピン軸モーメントＭｋｐを算出部２７に送出する。
【００２８】
算出部２７は、取得部２６が送出したキングピン軸モーメントＭｋｐを取得する。また、算出部２７は、キングピン軸モーメントＭｋｐを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出する。さらに、算出部２７は、算出した制御量を、後輪舵角制御部３１に送出する。ここで算出する制御量は、後輪舵角制御部３１に後輪の操舵機構（図示せず）の制御を行わせるためのものであり、具体的には、操舵機構に与える舵角量である。
【００２９】
後輪舵角制御部３１は、算出部２７から送出された制御量を取得する。また、後輪舵角制御部３１は、取得した制御量に基づいて、後輪の操舵機構を舵角制御する。
【００３０】
図２は、第１の実施形態に係る車両運動制御装置１が実行する処理手順を示したフローチャートである。
【００３１】
まず、ステップＳ１０において、ＥＣＵ２は、車輪速センサ２２から送出された車輪速情報に基づき車両速度を算出し、算出した車両速度が所定の閾値未満であるか否かを判定する。キングピン軸モーメントに起因する車両の操縦安定性の低下は、車両速度が低い時に発生しやすいので、本実施形態では、車両速度が閾値未満の時に車両運動が制御される。車両速度が閾値未満である場合にはステップＳ１１に進み、車両速度が閾値未満でない場合には処理を終了する。この閾値は、例えば、２０ｋｍ／ｈと設定することができる。
【００３２】
また、ステップＳ１１において、ＥＣＵ２は、アクセル開度センサ２０から送出されたアクセル開度情報に基づきエンジントルク値を取得し、このエンジントルク値の単位時間あたりの変化量（以下、「エンジントルク勾配」という）を取得する。そして、ＥＣＵ２は、このエンジントルク勾配が所定の閾値より大きいか否かを判定する。キングピン軸モーメントに起因する車両の操縦安定性の低下は、エンジントルクを急激に変化させ、車両を急加速又は急減速させた時に発生しやすいので、本実施形態では、エンジントルク勾配が閾値より大きい時に車両運動が制御される。エンジントルク勾配が閾値より大きい場合にはステップＳ１２に進み、エンジントルク勾配が閾値より大きくない場合には処理を終了する。
【００３３】
さらに、ステップＳ１２において、ＥＣＵ２は、前後加速度センサ２１から送出された前後加速度情報を取得し、取得した前後加速度情報に含まれる前後加速度が所定の閾値より大きいか否かを判定する。キングピン軸モーメントに起因する車両の操縦安定性の低下は、車両の前後加速度を急激に変化させた時に発生しやすいので、本実施形態では、前後加速度が閾値より大きい時に車両運動が制御される。前後加速度が閾値より大きい場合にはステップＳ１３に進み、前後加速度が閾値より大きくない場合には処理を終了する。
【００３４】
続くステップＳ１３において、ＥＣＵ２の取得部２６は、各種センサ２０〜２５から送出された情報に基づいて、キングピン軸モーメントを取得する。以下に、このキングピン軸モーメントの取得について詳細に説明する。
【００３５】
キングピン軸モーメントの発生原因としては、主に、前輪における駆動力の左右差である前輪駆動力左右差、前輪における荷重の左右差である前輪荷重左右差、前輪を駆動するドライブシャフト傾角の左右差である前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪のタイヤに発生する横力の左右差である前輪タイヤ横力左右差の４つがある。以下、それぞれについて説明する。
【００３６】
［前輪駆動力左右差により発生するキングピン軸モーメント］
まず、前輪駆動力左右差により生じる第１キングピン軸モーメントＭｋｐ１について説明する。車両の前輪駆動力左右差は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく駆動力左右差と、ディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく駆動力左右差のうちの小さい方に支配される。
【００３７】
このうちの、ドライブシャフト剛性の左右差により生じる前輪駆動力左右差について、図３を参照して説明する。エンジンで発生したトルクは、ディファレンシャルギア４１に入力される。ディファレンシャルギア４１に入力されたトルクは、左ドライブシャフト４２及び右ドライブシャフト４３を介してそれぞれ左前輪４４及び右前輪４５に伝達される。ここで、ディファレンシャルギア４１への入力トルクをＴｐ、左ドライブシャフト４２のねじり剛性をｋｌ、右ドライブシャフト４３のねじり剛性をｋｒとすると、前輪駆動力左右差は、左前輪４４への左前輪伝達トルクＴｌと右前輪４５への右前輪伝達トルクＴｒとの差（Ｔｌ−Ｔｒ）として表すことができ、下記式（１）のように表される。
【数１】
2009132181.tif 000003
【００３８】
ここで、ドライブシャフト剛性の左右差による駆動力の左右移動係数（以下、「シャフト剛性左右移動係数」という）ｒｓを下記式（２）のように定義する。
【数２】
2009132181.tif 000004
【００３９】
一方、ディファレンシャルギア４１の摩擦により生じる前輪駆動力左右差は、トルクバイアス比（ＴＢＲ）を用いて下記式（３）で表される。
【数３】
2009132181.tif 000005
【００４０】
トルクバイアス比は、左右前輪に分配されるトルクの左右比である。このトルクバイアス比は、ディファレンシャルギア４１内部の歯車の摩擦や製造ばらつき等により生じる。ここで、ディファレンシャルギア４１のトルクバイアス比に基づく駆動力の左右移動係数（以下、「デフ摩擦左右移動係数」という）ｒｄを下記式（４）のように定義する。
【数４】
2009132181.tif 000006
【００４１】
ところで、ディファレンシャルギア４１に摩擦等がなく、ディファレンシャルギア４１が左右で完全に差動すると仮定した場合には、ドライブシャフト剛性の左右差が存在してもディファレンシャルギア４１に入力されたトルクは左右に同等に分配される。棒をねじり、トルクを伝達するときには棒の剛性によらずトルクは摩擦、減衰がない限り同等となるということである。
【００４２】
しかしながら、実際のディファレンシャルギア４１においては、内部の歯車の摩擦等が存在する。この摩擦等が大きく、トルクバイアス比が大きい場合には、ディファレンシャルギア４１の完全な差動は妨げられる。ディファレンシャルギア４１における歯車の摩擦等が大きくなると、ディファレンシャルギア４１の差動が妨げられる範囲において左右ドライブシャフトのねじれ角が同一となり、ドライブシャフト剛性左右差による駆動力の左右差が大きくなる。
【００４３】
その一方で、ディファレンシャルギア４１における内部の歯車の摩擦等が存在した場合でも、この摩擦等が小さく、トルクバイアス比が小さい場合には、ディファレンシャルギア４１の差動を妨げない程度のものである場合もある。具体的に、ディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく駆動力左右差がドライブシャフト剛性の左右差に基づく駆動力左右差がよりも小さい場合である。この場合には、ディファレンシャルギア４１の完全な差動は妨げられることはなくなり、ドライブシャフト剛性の左右差が存在してもディファレンシャルギア４１に入力されたトルクは左右に同等または同等に近い状態に分配される。
【００４４】
従って、車両の前輪の駆動力左右差は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく駆動力左右差とディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく駆動力左右差とのうちの小さい方に支配されることになる。上記式（１）及び式（３）から、車両の前輪の駆動力左右差は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく駆動力左右差とディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく駆動力左右差の大小はシャフト剛性左右移動係数ｒｓとデフ摩擦左右移動係数ｒｄとの大小によって求められる。
【００４５】
ここで、左右前輪における駆動力の関係を図４に示す。図４に示すように、領域Ｆとして示す左前輪伝達トルクＴｌと右前輪伝達トルクＴｒとの差が小さい範囲では、車両の前輪の駆動力左右差は、ディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく駆動力左右差に支配される。また、領域Ｆを除いた範囲では、車両の前輪の駆動力左右差は、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく駆動力左右差に支配される。
【００４６】
従って、前輪駆動力左右差（Ｔｌ−Ｔｒ）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満のときには上記式（１）により表され、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でないときには、上記式（３）により表される。このような前輪駆動量左右差により生じる第１キングピン軸モーメントＭｋｐ１は、タイヤ半径Ｒ及びキングピンオフセットＫｏｇを用いて、下記式（５）により表される。
【数５】
2009132181.tif 000007
【００４７】
なお、キングピンオフセットとは、前面から見た車輪の中心点とキングピン軸との距離である。
【００４８】
［前輪荷重左右差により発生するキングピン軸モーメント］
次に、前輪荷重左右差により生じる第２キングピン軸モーメントＭｋｐ２について説明する。前輪のタイヤ摩擦係数μは、下記式（６）により表される。
【数６】
2009132181.tif 000008
【００４９】
ここで、μ０はタイヤ摩擦係数初期値を表し、αはタイヤ摩擦係数μの荷重係数を表し、Ｗは前輪接地荷重を表し、Ｗ０はタイヤ摩擦係数がμ０を示す時の接地荷重を表している。接地荷重により左前輪に発生する左前輪前後力Ｆｘｌ及び右前輪に発生する右前輪前後力Ｆｘｒは、それぞれ下記式（７）及び式（８）により表される。
【数７】
2009132181.tif 000009
【００５０】
ここで、μｌは左前輪タイヤ摩擦係数を表し、Ｗｌは左前輪接地荷重を表し、μｒは右前輪タイヤ摩擦係数を表し、Ｗｒは右前輪接地荷重を表している。なお、左前輪タイヤ摩擦係数μｌは、上記式（６）の前輪接地荷重Ｗに左前輪接地荷重Ｗｌを代入することにより得ることができる。また、右前輪タイヤ摩擦係数μｒは、上記式（６）の前輪接地荷重Ｗに右前輪接地荷重Ｗｒを代入することにより得ることができる。前輪荷重左右差により生じる第２キングピン軸モーメントＭｋｐ２は、式（７）及び式（８）を用いることにより、下記式（９）により表される。
【数８】
2009132181.tif 000010
【００５１】
［前輪ドライブシャフト傾角左右差により発生するキングピン軸モーメント］
続いて、前輪ドライブシャフト傾角左右差により生じる第３キングピン軸モーメントＭｋｐ３について、図５を参照して説明する。ディファレンシャルギアにより伝達されたトルクＴｐを左右の前輪に伝達するドライブシャフト５１は、等速ジョイント５２により一定の傾角θを有する構造となっている。このようなドライブシャフト５１にトルクＴｐが入力されると、左右それぞれのキングピン軸回りに２次偶力によるモーメントが発生する。左前輪ドライブシャフトの傾角をθＬ、右前輪ドライブシャフトの傾角をθＲとすると、左前輪２次偶力モーメントＭ２Ｌ及び右前輪２次偶力モーメントＭ２Ｒは、それぞれ下記式（１０）及び式（１１）により表される。
【数９】
2009132181.tif 000011
【００５２】
前輪ドライブシャフト傾角左右差により生じる第３キングピン軸モーメントＭｋｐ３は、左前輪２次偶力モーメントＭ２Ｌと右前輪２次偶力モーメントＭ２Ｒとの差で表されるので、下記式（１２）により表される。
【数１０】
2009132181.tif 000012
【００５３】
［前輪タイヤ横力左右差により発生するキングピン軸モーメント］
次に、前輪タイヤ横力左右差により生じる第４キングピン軸モーメントＭｋｐ４について、図６を参照して説明する。タイヤに駆動力Ｆｘが入力されると、タイヤには横力Ｆｙが発生する。この駆動力Ｆｘに対する横力Ｆｙの比をκとする。左前輪のタイヤに入力される駆動力とタイヤに発生する横力との比を左前輪縦横力比κｌ、右前輪のタイヤに入力される駆動力とタイヤに発生する横力との比を右前輪縦横力比κｒとすると、前輪タイヤ横力左右差により生じる第４キングピン軸モーメントＭｋｐ４は、下記式（１３）により表される。
【数１１】
2009132181.tif 000013
【００５４】
ここで、Ｃｏｇはキャスタトレールを表し、Ｒｌ及びＲｒはそれぞれ左前輪タイヤ半径及び右前輪タイヤ半径を表している。なお、キャスタトレールとは、側面から見た車輪の接地点と、キングピン中心線と路面の交点との距離である。
【００５５】
キングピン軸モーメントＭｋｐは、第１キングピン軸モーメントＭｋｐ１、第２キングピン軸モーメントＭｋｐ２、第３キングピン軸モーメントＭｋｐ３及び第４キングピン軸モーメントＭｋｐ４の総和により表される。従って、キングピン軸モーメントＭｋｐは、式（５）、式（９）、式（１２）及び式（１３）を用いることにより、下記式（１４）、式（１５）及び式（１６）により表される。
【数１２】
2009132181.tif 000014
【００５６】
式（１５）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓを用いて表されるシャフト剛性キングピン軸モーメントＭｋｐｒｓを示す。また、式（１６）は、デフ摩擦左右移動係数ｒｄを用いて表されるデフ摩擦キングピン軸モーメントＭｋｐｒｄを示す。
【００５７】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ２は、キングピン軸モーメントＭｋｐを取得する過程において得られるシャフト剛性左右移動係数ｒｓとデフ摩擦左右移動係数ｒｄとを対比し、大小関係を判定する。前輪駆動力左右差により生じるキングピン軸モーメントは、ドライブシャフト剛性の左右差に基づく前輪駆動力左右差及びディファレンシャルギアのトルクバイアス比に基づく前輪駆動力左右差のうちの小さい方に依存するので、上記の判定が行われる。シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満である場合にはステップＳ１５に進み、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でない場合にはステップＳ１７に進む。
【００５８】
ここで、ステップＳ１４の判定の結果を受けて、車両運動制御装置１が行う制御について、図７を参照して説明する。
【００５９】
上記説明したようなキングピン軸モーメントＭｋｐが発生すると、前輪にスリップ角δが発生する。このとき、下記式（１７）の関係が成立する。
【数１３】
2009132181.tif 000015
【００６０】
ここで、Ｋｆはタイヤ正規化コーナリングパワーを表し、Ｗｆは前輪の接地荷重を表す。前輪にスリップ角δが発生したときに前輪に発生する前輪横力ＣＦｆは、下記式（１８）で表される。
【数１４】
2009132181.tif 000016
【００６１】
上記式（１７）と式（１８）とを用いて、下記式（１９）に示す関係が導かれる。
【数１５】
2009132181.tif 000017
【００６２】
ここで、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧは、後輪横力ＣＦｒ、車両の重心点から前輪軸までの距離である重心前輪軸間距離ｌｆおよび車両の重心点から後輪軸までの距離である重心後輪軸間距離をｌｒ用いると、下記式（２０）で表される。
【数１６】
2009132181.tif 000018
【００６３】
上記式（２０）において、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧがゼロになるように後輪横力ＣＦｒを発生させると、車両のヨーモーメントは打ち消される。従って、上記式（１４）、式（１９）及び式（２０）から導かれる下記式（２１）、式（２２）及び式（２３）を満たすような後輪横力ＣＦｒを発生させると、車両のヨーモーメントを打ち消すことができる。
【数１７】
2009132181.tif 000019
【００６４】
ここで、式（２２）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満である場合のシャフト剛性キングピン軸モーメントＭｋｐｒｓを用いて表される第１後輪横力ＣＦｒｒｓを示す。一方、式（２３）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でない場合のデフ摩擦キングピン軸モーメントＭｋｐｒｄを用いて表される第２後輪横力ＣＦｒｒｄを示す。
【００６５】
ステップＳ１４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満であると判断された後、ステップＳ１５において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪横力ＣＦｒとして上記式（２２）に示す第１後輪横力ＣＦｒｒｓを算出する。
【００６６】
続いて、ステップＳ１６において、ＥＣＵ２の算出部２７は、算出した第１後輪横力ＣＦｒｒｓを発生するような後輪の舵角量を算出する。また、算出部２７は、算出した後輪の舵角量を後輪舵角制御部３１に送出する。
【００６７】
一方、ステップＳ１４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でないと判断された後、ステップＳ１７において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪横力ＣＦｒとして上記式（２３）に示す第２後輪横力ＣＦｒｒｄを算出する。
【００６８】
続いて、ステップＳ１８において、ＥＣＵ２の算出部２７は、算出した第２後輪横力ＣＦｒｒｄを発生するような後輪の舵角量を算出する。また、算出部２７は、算出した後輪の舵角量を後輪舵角制御部３１に送出する。
【００６９】
ステップＳ１９において、後輪舵角制御部３１は、ＥＣＵ２から送出された後輪の舵角量を取得する。そして、後輪舵角制御部３１は、取得した後輪の舵角量に基づいて、後輪の操舵機構を制御する。
【００７０】
こうして、車両運動制御装置１は、車両の操縦安定性を向上させるための処理を終了する。
【００７１】
以上のように、第１の実施形態においては、車両運動制御装置１は、キングピン軸モーメントの発生要因となる事象である前輪駆動力左右差、前輪荷重左右差、前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪タイヤ横力左右差に基づきキングピン軸モーメントを取得し、このように取得したキングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるような後輪の操舵角を算出し、さらに、算出された後輪の操舵角に基づき、後輪の舵角を操舵制御している。このため、車両に発生したキングピン軸モーメントが抑制されるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。第２の実施形態に係るブロック構成は、後輪駆動力制御部３２を有すること及び後輪舵角制御部３１を有していないことを除き、第１の実施形態と共通である。
【００７３】
算出部２７は、取得部２６が送出したキングピン軸モーメントＭｋｐを取得する。また、算出部２７は、キングピン軸モーメントＭｋｐを打ち消すような反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出する。さらに、算出部２７は、算出した制御量を、後輪駆動力制御部３２に送出する。ここで算出する制御量は、後輪駆動力制御部３２に後輪の駆動力の制御を行わせるためのものであり、具体的には、後輪の駆動機構（図示せず）に与える駆動力量である。
【００７４】
後輪駆動力制御部３２は、算出部２７から送出された制御量を取得する。また、後輪駆動力制御部３２は、取得した制御量に基づいて、後輪の駆動機構を制御する。
【００７５】
図９は、第２の実施形態に係る車両運動制御装置１が実行する処理手順を示したフローチャートである。
【００７６】
ステップＳ２０〜Ｓ２４の処理は、図２に示す第１の実施形態に係る処理手順のステップＳ１０〜Ｓ１４の処理と共通である。ここで、ステップＳ２４の判定の結果を受けて、車両運動制御装置１が行う制御について、図１０を参照して説明する。
【００７７】
第１の実施形態において説明したキングピン軸モーメントＭｋｐが発生すると、前輪には式（１９）に示す前輪横力ＣＦｆが発生する。ここで、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧは、車両の重心点から前輪軸までの距離である重心前輪軸間距離ｌｆ、後輪ハーフトレッドＴ及び後輪駆動力Ｆｔｒを用いて、下記式（２４）で表される。
【数１８】
2009132181.tif 000020
【００７８】
上記式（２４）において、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧがゼロになるように後輪駆動力Ｆｔｒを発生させると、車両のヨーモーメントは打ち消される。従って、上記式（１９）と式（２４）とから導かれる下記式（２５）、式（２６）及び式（２７）を満たすような後輪駆動力Ｆｔｒを発生させると、車両のヨーモーメントを打ち消すことができる。
【数１９】
2009132181.tif 000021
【００７９】
ここで、式（２６）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満である場合のシャフト剛性キングピン軸モーメントＭｋｐｒｓを用いて表される第１後輪駆動力Ｆｔｒｒｓを示す。一方、式（２７）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でない場合のデフ摩擦キングピン軸モーメントＭｋｐｒｄを用いて表される第２後輪駆動力Ｆｔｒｒｄを示す。
【００８０】
ステップＳ２４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満であると判断された後、ステップＳ２５において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪駆動力Ｆｔｒとして上記式（２６）に示す第１後輪駆動力Ｆｔｒｒｓを算出する。また、同算出部２７は、算出した第１後輪駆動力Ｆｔｒｒｓを後輪駆動力制御部３２に送出する。
【００８１】
一方、ステップＳ２４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でないと判断された後、ステップＳ２６において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪駆動力Ｆｔｒとして上記式（２７）に示す第２後輪駆動力Ｆｔｒｒｄを算出する。また、同算出部２７は、算出した第２後輪駆動力Ｆｔｒｒｄを後輪駆動力制御部３２に送出する。
【００８２】
ステップＳ２７において、後輪駆動力制御部３２は、ＥＣＵ２から送出された後輪の駆動力を取得する。そして、後輪駆動力制御部３２は、取得した後輪の駆動力に基づいて、後輪の駆動機構を制御する。
【００８３】
こうして、車両運動制御装置１は、車両の操縦安定性を向上させるための処理を終了する。
【００８４】
以上のように、第２の実施形態においては、車両運動制御装置１は、キングピン軸モーメントの発生要因となる事象である前輪駆動力左右差、前輪荷重左右差、前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪タイヤ横力左右差に基づきキングピン軸モーメントを取得し、このように取得したキングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるような後輪の駆動力を算出し、後輪の駆動力を制御している。このため、車両に発生したキングピン軸モーメントが抑制されるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。第３の実施形態に係るブロック構成は、後輪制動力制御部３３を有すること及び後輪舵角制御部３１を有していないことを除き、第１の実施形態と共通である。
【００８６】
算出部２７は、取得部２６が送出したキングピン軸モーメントＭｋｐを取得する。また、算出部２７は、キングピン軸モーメントＭｋｐを打ち消すような反キングピン軸モーメントを発生させるための制御量を算出する。さらに、算出部２７は、算出した制御量を、後輪制動力制御部３３に送出する。ここで算出する制御量は、後輪制動力制御部３３に後輪の制動力の制御を行わせるためのものであり、具体的には、後輪の制動機構（図示せず）に与える制動力量である。
【００８７】
後輪制動力制御部３３は、算出部２７から送出された制御量を取得する。また、後輪制動力制御部３３は、取得した制御量に基づいて、後輪の制動機構を制御する。
【００８８】
図１２は、第３の実施形態に係る車両運動制御装置１が実行する処理手順を示したフローチャートである。
【００８９】
ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理は、図２に示す第１の実施形態に係る処理手順のステップＳ１０〜Ｓ１４の処理と共通である。ここで、ステップＳ３４の判定の結果を受けて、車両運動制御装置１が行う制御について、図１３を参照して説明する。
【００９０】
第１の実施形態において説明したキングピン軸モーメントＭｋｐが発生すると、前輪には式（１９）に示す前輪横力ＣＦｆが発生する。ここで、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧは、車両の重心点から前輪軸までの距離である重心前輪軸間距離ｌｆ、後輪ハーフトレッドＴ及び後輪制動力Ｆｂｒを用いて、下記式（２８）で表される。
【数２０】
2009132181.tif 000022
【００９１】
上記式（２８）において、車両の重心点回りのヨーモーメントＭＧがゼロになるように後輪制動力Ｆｂｒを発生させると、車両のヨーモーメントは打ち消される。従って、上記式（１９）と式（２８）とから導かれる下記式（２９）、式（３０）及び式（３１）を満たすような後輪制動力Ｆｂｒを発生させると、車両のヨーモーメントを打ち消すことができる。
【数２１】
2009132181.tif 000023
【００９２】
ここで、式（３０）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満である場合のシャフト剛性キングピン軸モーメントＭｋｐｒｓを用いて表される第１後輪制動力Ｆｂｒｒｓを示す。一方、式（３１）は、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でない場合のデフ摩擦キングピン軸モーメントＭｋｐｒｄを用いて表される第２後輪制動力Ｆｂｒｒｄを示す。
【００９３】
ステップＳ３４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満であると判断された後、ステップＳ３５において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪制動力Ｆｂｒとして上記式（３０）に示す第１後輪制動力Ｆｂｒｒｓを算出する。また、同算出部２７は、算出した第１後輪制動力Ｆｂｒｒｓを後輪制動力制御部３３に送出する。
【００９４】
一方、ステップＳ３４において、シャフト剛性左右移動係数ｒｓがデフ摩擦左右移動係数ｒｄ未満でないと判断された後、ステップＳ３６において、ＥＣＵ２の算出部２７は、後輪制動力Ｆｂｒとして上記式（３１）に示す第２後輪制動力Ｆｂｒｒｄを算出する。また、同算出部２７は、算出した第２後輪制動力Ｆｂｒｒｄを後輪制動力制御部３３に送出する。
【００９５】
ステップＳ３７において、後輪制動力制御部３３は、ＥＣＵ２から送出された後輪の制動力を取得する。そして、後輪制動力制御部３３は、取得した後輪の制動力に基づいて、後輪の制動機構を制御する。
【００９６】
こうして、車両運動制御装置１は、車両の操縦安定性を向上させるための処理を終了する。
【００９７】
以上のように、第３の実施形態においては、車両運動制御装置１は、キングピン軸モーメントの発生要因となる事象である前輪駆動力左右差、前輪荷重左右差、前輪ドライブシャフト傾角左右差及び前輪タイヤ横力左右差に基づきキングピン軸モーメントを取得し、このように取得したキングピン軸モーメントを打ち消す反キングピン軸モーメントを発生させるような後輪の制動力を算出し、後輪の制動力を制御している。このため、車両に発生したキングピン軸モーメントが抑制されるので、車両の操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００９８】
なお、第１〜第３の実施形態において、キングピン軸モーメントＭｋｐは、第１キングピン軸モーメントＭｋｐ１、第２キングピン軸モーメントＭｋｐ２、第３キングピン軸モーメントＭｋｐ３及び第４キングピン軸モーメントＭｋｐ４の４種類のキングピン軸モーメントの総和により表される態様としたが、この態様には限られない。例えば、キングピン軸モーメントＭｋｐは、４種類のキングピン軸モーメントのうちのいずれか１種類又は２〜３種類のキングピン軸モーメントにより表される態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両運動制御装置の処理手順を示したフローチャートである。
【図３】ドライブシャフト剛性の左右差により生じる前輪駆動力左右差を示した図である。
【図４】ディファレンシャルギアの摩擦により生じる伝達トルクの左右差を示した図である。
【図５】前輪ドライブシャフト傾角左右差により生じるキングピン軸モーメントを示した図である。
【図６】前輪タイヤ横力左右差により生じるキングピン軸モーメントを示した図である。
【図７】第１の実施形態に係る車両運動制御に関して、前輪に発生する横力と後輪の舵角制御により生じる横力を示した図である。
【図８】第２の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。
【図９】第２の実施形態に係る車両運動制御装置の処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る車両運動制御に関して、前輪に発生する横力と後輪の駆動力制御により生じる力を示した図である。
【図１１】第３の実施形態に係る車両運動制御装置を示すブロック構成図である。
【図１２】第３の実施形態に係る車両運動制御装置の処理手順を示したフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る車両運動制御に関して、前輪に発生する横力と後輪の制動力制御により生じる力を示した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…車両運動制御装置、２…ＥＣＵ、２０…アクセル開度センサ、２１…前後加速度センサ、２２…車輪速センサ、２３…ドライブシャフト傾角センサ、２４…接地荷重センサ、２５…タイヤ半径センサ、２６…取得部、２７…算出部、３１…後輪舵角制御部、３２…後輪駆動力制御部、３３…後輪制動力制御部。
【図１】
2009132181.tif 000024
【図２】
2009132181.tif 000025
【図３】
2009132181.tif 000026
【図４】
2009132181.tif 000027
【図５】
2009132181.tif 000028
【図６】
2009132181.tif 000029
【図７】
2009132181.tif 000030
【図８】
2009132181.tif 000031
【図９】
2009132181.tif 000032
【図１０】
2009132181.tif 000033
【図１１】
2009132181.tif 000034
【図１２】
2009132181.tif 000035
【図１３】
2009132181.tif 000036