JP6428497B2

JP6428497B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6428497B2
Application number: JP2015118615A
Authority: JP
Inventors: 井上　豪; 豪井上; 好隆藤田; 亨高島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: JP2017001561A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、旋回状態の車両の制御において、実ヨーレートと推定ヨーレートとの偏差に基づいた制御を行っていた。例えば特許文献１には、ヨーレート操作量に基づいて車両のヨーレート制御を行う車両運動制御方法において、ヨーレートを検出するとともにヨー角加速度推定値に基づいてヨーレートを推定して、ヨーレート操作量と、ヨーレート検出値とヨーレート推定値との偏差であるヨーレート偏差と、このヨーレート偏差の積算値と、に基づいてヨー角加速度を推定し、目標ヨーレートとヨーレート検出値とヨー角加速度推定値とに基づいて、ヨーレートの目標応答を満たすヨーレート操作量を演算する技術が開示されている。

特開２００８−７４１８５号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、次のような問題があった。すなわち、ヨーレート等の旋回状態は、舵角の変化量に対して遅れで変化が生じる。そのため、ヨーレートセンサや横Ｇセンサなどによって検出された実旋回状態を車両の制御に直接利用すると、制御精度の低下に繋がる。これにより、車両の挙動制御の性能が低下してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の挙動を高精度に制御することができる車両制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明による車両制御装置は、車両の速度および車輪の舵角から車両モデル関数を用いて旋回状態量を推定した推定旋回状態量に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、前記車両の実旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、前記車両モデル関数に基づいて演算を行う車両モデル演算部により推定された推定旋回状態量と前記旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量との偏差から、前記車両モデル関数の逆変換関数を利用して、舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する補正量演算手段と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、旋回状態検出手段によって検出した実旋回状態量を、次回以降の推定旋回状態に反映させることができ、間接的に旋回状態検出手段によるフィードバックを行うことができるので、車両の挙動を高精度に制御することが可能となる。また、逆変換関数を利用して舵角の補正値を算出することができるので、推定旋回状態と実旋回状態との乖離の原因にかかわらず、補正を適切に行うことが可能になる。また、実旋回状態量に基づく偏差から、車両モデル関数の逆変換関数を利用して舵角補正量を算出していることにより、実旋回状態量において生じる遅れ要素を解消でき、車両の挙動制御の性能低下を抑制できる。さらに、旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量に基づいて、舵角補正量を逐次算出できるので、制御に使用する車両状態量の値を推定値から計測値に変更する必要がないことにより、推定値から計測値に変更する際における車両の挙動の変動を抑制することができる。

本発明による車両制御装置は、上記の発明において、前記推定旋回状態量が推定ヨーレートおよび推定横加速度であるとともに、前記実旋回状態量が実ヨーレートおよび実横加速度であり、前記補正量演算手段は、前記車両モデル演算部により推定された推定ヨーレートと前記旋回状態検出手段により検出された実ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出したヨーレート起因舵角補正量と、前記車両モデル演算部により算出された推定横加速度と前記旋回状態検出手段により検出された実横加速度との横加速度偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出した横加速度起因舵角補正量と、に基づいて、前記舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する舵角補正量演算部を有することを特徴とする。

この構成によれば、旋回状態検出手段により検出された実ヨーレートおよび実横加速度をともに用いて舵角補正量を算出することができるので、車両がスピン状態にあるなどの理由によって自転運動と公転運動とのバランスが崩れた場合であっても、高い精度で車両を制御することができる。さらに、実横加速度を推定横加速度の補正に用いることができるので、車両の走行状態が四輪ドリフト状態などであっても、推定された車両状態量と車両の挙動における実際の車両状態量との乖離を高精度に補正することができる。

本発明による車両制御装置は、上記の発明において、前記補正量演算手段は、前記車両モデル演算部により算出された推定横加速度と前記旋回状態検出手段により検出された実横加速度との横加速度偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出する横加速度起因舵角補正量を用いることなく、前記車両モデル演算部により推定された推定ヨーレートと前記旋回状態検出手段により検出された実ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出したヨーレート起因舵角補正量に基づいて、前記推定ヨーレートを補正するとともに、前記ヨーレート起因舵角補正量および前記横加速度起因舵角補正量に基づいて、前記推定横加速度を補正することを特徴とする。

この構成によれば、車両が前輪のスリップによるブロー状態、または後輪のスリップによるスピン状態などの、いわゆる自転運動と公転運動とのバランスが崩れた状態であっても、横加速度起因舵角補正量を推定ヨーレートの補正に用いないようにすることができるので、推定ヨーレートと実ヨーレートとの乖離を高精度に補正できる。

本発明による車両制御装置は、上記の発明において、前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて前輪のスリップ角を補正する前輪スリップ角補正量および後輪のスリップ角を補正する後輪スリップ角補正量の少なくとも一方を算出するスリップ角補正部を有し、前記スリップ角補正部により算出された前記前輪スリップ角補正量および前記後輪スリップ角補正量の少なくとも一方に基づいて、前記推定旋回状態量を補正することを特徴とする。

この構成によれば、前輪および後輪の横力の配分を補正できるので、車両の横運動、すなわち公転運動における過渡応答を含めて、過渡領域での補正を高精度に行うことができる。

本発明による車両制御装置は、上記の発明において、前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて補正された推定旋回状態量から、前輪の車軸にかかる横加速度および後輪の車軸にかかる横加速度を推定する前後軸横加速度演算部を有することを特徴とする。

この構成によれば、前輪の車軸にかかる横加速度および後輪の車軸にかかる横加速度を推定することができるので、車両のロール運動をより精度良く制御することができる。

本発明による車両制御装置によれば、旋回状態検出手段によって検出した実旋回状態量を、次回以降の推定旋回状態に反映させることができ、間接的に旋回状態検出手段によるフィードバックを行うことができるので、車両の挙動を高精度に制御することが可能となる。

図１は、第１の実施形態による車両制御装置を備える車両を示す概略図である。図２は、図１に示す車両制御装置の要部構成図である。図３は、第１の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。図４は、車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。図５は、第２の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。図６は、図５における車両モデル演算部の詳細を示すブロック線図である。図７は、第３の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。図８は、第４の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。図９は、従来技術の問題点を説明するための、横加速度の時間変化、ロール制御量の時間変化、およびロール角の時間変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではなく、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易な構成や、実質的に同一の構成が含まれる。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態による車両制御装置を備える車両の構成について説明する。図１は、この第１の実施形態による車両制御装置を備える車両を示す概略図である。

図１に示すように、車両１は、車両制御装置２を備えるとともに、エンジン（図示せず）などの動力源で発生した動力を自動変速機（図示せず）などの動力伝達装置を介して駆動輪に伝達させ、駆動輪において駆動力にすることで、走行可能に構成されている。なお、動力源は、例えばモータなどのエンジン以外のものであっても、エンジンとモータとを用いる、いわゆるハイブリッドエンジンであっても良い。また、駆動形態は、前輪６が駆動輪として用いられる前輪駆動であっても、後輪７が駆動輪として用いられる後輪駆動であっても、前輪６と後輪７とがともに駆動輪として用いられる四輪駆動であっても良い。

前輪６は、操舵輪であることから、操舵装置１０によって操舵が可能に構成されている。操舵装置１０は、運転者が操舵操作子として用いるハンドル１２、ハンドル１２の操舵操作に応じて動作する舵角付与装置１５、および操舵角センサ１６を備える。舵角付与装置１５は、例えば、ラックギヤとピニオンギヤとを備えるラック＆ピニオン機構によって構成される。操舵角検出手段としての操舵角センサ１６は、ハンドル１２の回転角度であるハンドル操舵角ＭＡを絶対角として検出する。操舵角センサ１６が検出するハンドル操舵角ＭＡは、例えば、ハンドル１２の中立位置（例えば、車両１が直進走行する際のハンドル１２の位置、中立位置＝０°）を基準として左回り側が正の値、右回り側が負の値として検出されるが、逆でも良い。操舵角センサ１６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と接続されているとともに、検出した操舵角に応じた検出信号をＥＣＵ５０に出力する。また、前輪６および後輪７を合わせて操舵輪とすることも可能である。この場合、前輪６および後輪７はそれぞれ、車両１の接線方向に対してハンドル操舵角ＭＡに従った所定の比率で舵角をなす。

車両１は、制動装置２０を備える。制動装置２０は、ブレーキペダル２１、ブレーキ倍力装置２２、およびマスタシリンダ２３を有する。さらに、制動装置２０は、ホイールシリンダ３１、ブレーキディスク３２、および油圧経路３３を備え、運転者によるブレーキ操作時にホイールシリンダ３１に作用させるブレーキ液圧を制御するブレーキ油圧制御装置３０を有する。ブレーキ油圧制御装置３０は、各車輪５の近傍に設けられる各ホイールシリンダ３１に対して、それぞれ独立して油圧を制御して、各車輪５の制動力をそれぞれ独立して制御することが可能になっている。

車両１は、車速センサ４１、舵角センサ４２、ヨーレートセンサ４３、および横加速度センサ４４を備える。車速検出手段としての車速センサ４１は、自動変速機などから駆動輪側に出力される動力の回転速度を検出することを介して、車両１の走行時における車速を検出する。舵角検出手段としての舵角センサ４２は、操舵装置１０に設けられ、ハンドル１２を操作することにより変化する車輪５の舵角を検出する。ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ４３は、車両１の走行時におけるヨーレートを検出する。横加速度検出手段としての横加速度センサ４４は、車両１の進行方向に対して直角方向の加速度を検出する。さらに、各車輪５の近傍には車輪速検出手段としての車輪速センサ４５が設けられる。車輪速センサ４５は、車輪５の回転速度である車輪速を検出する。これらの車速センサ４１、舵角センサ４２、ヨーレートセンサ４３、横加速度センサ４４、および車輪速センサ４５は、ＥＣＵ５０に接続される。それぞれのセンサの検出結果は、ＥＣＵ５０に供給される。

図２は、図１に示す車両制御装置２の要部構成図である。車両制御装置２は、旋回状態検出部４０およびＥＣＵ５０を有する。旋回状態検出手段としての旋回状態検出部４０は、上述した実旋回状態量を計測するセンサとして、車速センサ４１、舵角センサ４２、ヨーレートセンサ４３、横加速度センサ４４、および車輪速センサ４５などを有する。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などから構成される処理部６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成される記憶部７０、および入出力部７１を有する。処理部６０、記憶部７０および入出力部７１は互いに接続され、互いに信号を入出力可能に構成されている。ＥＣＵ５０に接続された旋回状態検出部４０は、入出力部７１に接続されている。入出力部７１は、それぞれのセンサ類との間で信号の入出力を行う。なお、ＥＣＵ５０は、エンジン、自動変速機、およびブレーキ油圧制御装置３０などの装置にも接続されている。ＥＣＵ５０に接続されるそれぞれの装置は、入出力部７１に接続されて入出力部７１との間で信号の入出力を行う。また、記憶部７０には、車両１の各制御を行うコンピュータプログラムが格納されている。

ＥＣＵ５０の処理部６０は、走行状態取得部６１、走行制御部６２、挙動制御部６３、走行状態演算部６４、および補正量演算部６５を有する。走行状態取得部６１は、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態を取得する。走行制御部６２は、車両１の走行制御を行う。挙動制御部６３は、車両１の走行時における挙動制御を行う。走行状態演算部６４は、車両１の旋回特性を含む車両１の走行状態を推定する走行状態推定部である。補正量演算手段としての補正量演算部６５は、詳細は後述するが、ハンドル操舵角ＭＡの補正量である舵角補正量ΔＭＡ，ΔＭＡ_Ｙｒ，ΔＭＡ_Ｇｙ、補正後推定ヨーレートＹrstd2、補正後推定横加速度Ｇystd2、または前軸の横加速度（前軸Ｇｙ）や後軸の横加速度（後軸Ｇｙ）などを出力可能に構成されている。

ＥＣＵ５０によって車両１の制御を行う場合、例えば次のように行う。すなわち、まず、車速センサ４１やヨーレートセンサ４３等の検出結果に基づいて、処理部６０が上述したコンピュータプログラムを処理部６０のメモリに読み込んで演算する。その後、演算の結果に応じてブレーキ油圧制御装置３０やエンジンなどを制御して、車両１の運転制御を行う。その際、処理部６０は適宜、演算途中の数値を記憶部７０に格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。

次に、以上のように構成された第１の実施形態による車両制御装置２の動作について説明する。すなわち、車両１の走行時において車両制御装置２は、ブレーキペダル２１に併設されるアクセルペダルへの運転者の入力操作に応じてＥＣＵ５０でエンジン等の動力源を制御し、駆動輪に駆動力を発生させて、所望の走行状態になるように走行制御を行う。また、ブレーキ油圧制御装置３０は、ＥＣＵ５０により制御可能に構成され、ＥＣＵ５０がブレーキ油圧制御装置３０を制御することによって、ブレーキペダル２１の操作状態に関わらず、制動力を発生させることもできる。

また、車両１を旋回させるなど車両１の進行方向を変化させる場合、運転者はハンドル１２を回転させてハンドル操作を行う。ハンドル１２が回転された場合、その回転トルクは、操舵装置１０が有する舵角付与装置１５によって前輪６の向きを変化させる力として伝達される。これにより、前輪６の回転軸の方向が変化し、前輪６の回転方向は車両１の進行方向とは異なる方向になるため、車両１の進行方向が変化して旋回などが行われる。

車両１はハンドル１２が操作されることによって旋回するが、ハンドル１２の操作によって変化する舵角は、操舵装置１０に設けられる舵角センサ４２により検出される。舵角センサ４２で検出した舵角は、ＥＣＵ５０の処理部６０が有する走行状態取得部６１に出力される。

また、車両１が旋回する場合には、車両１には、車両１の鉛直軸周りの回転力であるヨーモーメントが発生する。車両１にヨーモーメントが発生した場合、ヨーレートセンサ４３は、ヨーモーメントが発生して車両１が鉛直軸周りに回転した場合におけるヨー角速度であるヨーレートを検出する。また、車両１が旋回した場合には、車両１には遠心力が発生する。このため、遠心力によって車両１の幅方向の加速度、すなわち横方向の加速度である横加速度（横Ｇ）が発生する。このように車両１の旋回中に発生する横加速度は、横加速度センサ４４により検出される。ヨーレートセンサ４３により検出されたヨーレートや、横加速度センサ４４により検出された横加速度は、走行状態取得部６１に供給される。

そして、ＥＣＵ５０は、車速センサ４１で検出した車速、ヨーレートセンサ４３で検出したヨーレート、および横加速度センサ４４で検出した横加速度などに基づいて走行制御を行う。すなわち、ＥＣＵ５０の処理部６０が有する走行状態取得部６１は、それぞれの車速センサ４１、ヨーレートセンサ４３、および横加速度センサ４４などによって検出した、それぞれの車速、ヨーレート、および横加速度などを取得する。そして、走行状態取得部６１が取得した車両１の走行状態に基づいて、走行状態演算部６４や補正量演算部６５が演算を行って、走行制御部６２によって車両１における各部の制御を行う。

同様に、ＥＣＵ５０は、車両１の旋回時に、車速センサ４１で検出した車速、ヨーレートセンサ４３で検出したヨーレート、および横加速度センサ４４で検出した横加速度などに基づいて、エンジンの出力や各車輪５の制動力などを制御することによって、車両１の挙動を安定化させる挙動制御を行う。この挙動制御においては、走行状態取得部６１で取得した車両１の走行状態に基づいて、ＥＣＵ５０の処理部６０が有する挙動制御部６３、走行状態演算部６４および補正量演算部６５などで挙動を安定化させる制御量を演算し、算出した制御量で走行制御部６２によって各部を制御して、車両１の走行時における挙動制御を行う。このように、車両１の挙動制御を行う場合には、ＥＣＵ５０は、車両１の走行時における挙動の状態を示す状態量を推定する。なお、車両１の、ヨーレートや横加速度などの旋回状態量の推定は、車両１の旋回特性に基づいて行われる。

図３は、上述した挙動制御を行うための舵角補正量、補正後推定ヨーレート、および補正後推定横加速度を算出する補正量演算部６５の構成を示すブロック線図である。図３に示すように、この第１の実施形態において、補正量演算部６５は、第１車両モデル演算部８１１と第２車両モデル演算部８１２とを有する車両モデル演算部８１、車両モデル逆演算部８２、および加減算器６５ａ，６５ｂを有して構成される。

まず、補正量演算部６５による補正量の算出方法について説明するに当たり、理解を容易にするために、車両モデルについて説明する。この第１の実施形態において、車両モデルとしては、例えば線形２輪モデルが用いられる。線形２輪モデルは、例えば以下の（１）式および（２）式で表すことができる。

（１）式および（２）式における前輪６のタイヤスリップ角β_fおよび後輪７のタイヤスリップ角β_rはそれぞれ、以下の（３）式および（４）式で表すことができる。

ここで、図４を参照して数式に用いられる各モデル変数を視覚的に説明する。図４は、車両運動モデルのモデル変数の定義に係る模式図である。

図４において、前後輪の接地点を結ぶ軸線上に便宜的に車両１の重心Ｇ（白黒丸で図示）を表す。車両１の重心と前輪６の車軸との間の距離ｌ_ｆおよび車両１の重心と後輪７の車軸との間の距離ｌ_ｒはそれぞれ、図示の通りであり、ｌ_f＋ｌ_rが前後車軸間距離としてのホイールベースｌである。前後輪の接地点を結ぶ軸線、すなわち車両１の向きを示す車両前後方向接線と、車速Ｖの発生方向、すなわち車両１の速度方向（車速Ｖの矢印方向）とのなす角が車体スリップ角βである。車体スリップ角βは、前後輪の舵角変化により重心Ｇ回りに生じたヨーモーメント（ヨー慣性）によって車両１が旋回することで生じる角度である。また、前輪６において、向きを示す前輪前後方向接線と前輪６の前方側の矢線が示す速度方向とのなす角が前輪のタイヤスリップ角β_fである。同様に後輪７において、向きを示す後輪前後方向接線と後輪７の前方側の矢線が示す速度方向とのなす角が後輪のタイヤスリップ角β_rである。重心Ｇの旋回方向速度がヨーレートγである。操舵輪としての前輪６、または前輪６および後輪７に舵角変化が生じると、前輪６にコーナリングフォースＦ_fが発生し、後輪７にコーナリングフォースＦ_rが発生する。これに伴い、前輪６のコーナリングスティフネス（前輪コーナリングパワー）Ｋ_fおよび後輪７のコーナリングスティフネス（後輪コーナリングパワー）Ｋ_rが発生する。車両１の前後方向接線と前輪６の前後方向接線とのなす角度が、前輪舵角δ_fである。同様に、車両１の前後方向接線と後輪７の前後方向接線とのなす角度が、後輪舵角δ_rである。前輪舵角δ_fおよび後輪舵角δ_rは、例えば以下の（５）式に示すように所定の比率ｋで線形変化し、ハンドル操舵角ＭＡと線形関係であるものとする。なお、ｎは前輪操舵系のギヤレシオである。なお、数式におけるｍは車両１の重量であり、Ｉはヨーモーメントである。

上述した車両モデルを表す（１）式および（２）式に（３）式および（４）式を代入して整理すると、例えば以下の（６）式にまとめることができる。なお、（６）式におけるΔ（ｓ）の定義は以下の（７）式である。

ここで、ｓはラプラス演算子であり、ω_nおよびξ_nはそれぞれ、以下の（８）式および（９）式で定義される。

（８）式および（９）式におけるＫ_hは、以下の（１０）式で定義される。（１０）式におけるＫ_hはスタビリティファクタであって、車両１のヨー運動に関する操舵応答の特性、すなわち車両１の旋回特性を示す。

また、（６）式における他の係数は、以下の（１１）式〜（１７）式で定義される。

さらに、（５）式および（６）式からヨーレートγについてまとめると、例えば以下の（１８）式で表すことができる。

ここで、ｆ_γはヨーレートγに関する車両モデルを表す関数（以下、車両モデル関数）である。

上述した（７）〜（１７）式に示すように、（６）式におけるそれぞれの係数は車両１の諸元と車速Ｖによって決定される。また、ヨーレートγは、ハンドル操舵角ＭＡの線形関数になる。そのため、ヨーレートγは、車速Ｖおよびハンドル操舵角ＭＡに基づいて算出可能である。

図３に示す第１の実施形態による補正量演算部６５は、上述した車両モデルの例に基づいて、補正量を算出する。すなわち、補正量演算部６５には、入出力部７１を通じて、車速センサ４１から車速Ｖが入力されるとともに、操舵角センサ１６からハンドル操舵角ＭＡが入力される。車速Ｖおよびハンドル操舵角ＭＡは、車両モデル演算部８１の第１車両モデル演算部８１１に入力される。第１車両モデル演算部８１１は、車速センサ４１から入力された車速Ｖ、および操舵角センサ１６から入力されたハンドル操舵角ＭＡに基づいて車両モデルの演算を行う。すなわち、第１車両モデル演算部８１１は、入力されたハンドル操舵角ＭＡおよび車速Ｖを用いて、例えば（６）式によって表される車両モデルに基づいた車両モデル演算を行う。

第１車両モデル演算部８１１による車両モデル演算によって、推定旋回状態量としての推定ヨーレートＹrstdが算出される。算出された推定ヨーレートＹrstd（基準ヨーレートともいう）は、加減算器６５ｂに入力される。一方、車両１のヨーレートセンサ４３によって計測された実旋回状態量としての実ヨーレートＹｒが加減算器６５ｂに入力される。加減算器６５ｂにおいて、推定ヨーレートＹrstdから実ヨーレートＹｒが減算されて、ヨーレート偏差ΔＹｒが出力される。

加減算器９５ｂから出力されたヨーレート偏差ΔＹｒは、車両モデル逆演算部８２に入力される。一方、車両モデル逆演算部８２には、車速センサ４１から車速Ｖが入力される。車両モデル逆演算部８２は、ヨーレート偏差ΔＹｒおよび車速Ｖに基づいて、上述した車両モデル関数ｆ_γの逆変換関数ｆ_γ ^-1による演算を行う。本明細書において、逆変換関数ｆ^-1とは、車両モデル関数ｆによって算出された車両状態量から、車両モデル関数ｆに用いられる変数を導出する関数であって、車両モデル関数の逆関数のみならず、逆関数の近似式や、車両モデル関数ｆの近似式に対する逆関数も含む概念である。

車両モデル逆演算部８２は、入力されたヨーレート偏差ΔＹｒおよび車速Ｖに基づいて、逆変換関数ｆ^-1によって舵角補正量ΔＭＡを算出する。すなわち、（１８）式から導出される以下の（１９）式に基づいて、舵角補正量ΔＭＡを算出する。

ここで、（１９）式と逆変換関数ｆ_γ ^-1の線形性から、以下の（２０）式が導出できる。

なお、δ_fstdは現在の前輪舵角、δ_fγは実ヨーレートに基づく前輪舵角である。

車両モデル逆演算部８２は、算出した舵角補正量ΔＭＡを、補正量演算部６５の外部、例えば走行制御部６２や挙動制御部６３に出力する。また、車両モデル逆演算部８２は、算出した舵角補正量ΔＭＡを加減算器６５ａに出力する。加減算器６５ａは、入力されたハンドル操舵角ＭＡから舵角補正量ΔＭＡを減算して、車両モデル演算部８１の第２車両モデル演算部８１２に出力する。

すなわち、第２車両モデル演算部８１２には、ハンドル操舵角ＭＡから舵角補正量ΔＭＡを減算した補正後操舵角（ＭＡ−ΔＭＡ）が入力される。この補正後操舵角（ＭＡ−ΔＭＡ）から以下の（２１）式が導出できる。

この（２１）式にもとづいて、現在の前輪舵角δ_fstdから前輪舵角補正量Δδ_fを減算した角度δ_fcomp（＝δ_fstd−Δδ_f）が第２車両モデル演算部８１２に入力されると、第２車両モデル演算部８１２は、第１車両モデル演算部８１１と同じ車両モデル演算を行う。すなわち、上述した（２１）式と（５）式とに基づいて、以下の（２２）式の車両モデル演算を行う。これによって、補正後推定ヨーレートＹrstd2を演算することができる。

また、詳細は省略するが、横加速度Ｇｙについても上述したヨーレートγの演算と同様の演算を行うことができる。具体的に（１）式および（２）式に基づいて、上述したヨーレートγの導出と同様にして横加速度Ｇｙについての関数を導出すると、車速Ｖおよびハンドル操舵角ＭＡに基づいて例えば以下の（２３）式が導出できる。

ここで、ｆ_Gyは横加速度Ｇｙに関する車両モデル関数、Ｇγは車両１の諸元および車速Ｖに基づいて導出可能な係数、Ｔ_Gyは時定数である。

そして、第２車両モデル演算部８１２が、（２２）式と同様にして、横加速度Ｇｙにおいて線形２輪モデルに基づいた例えば以下の（２４）式に示す演算を行うことによって、補正後の推定旋回状態量としての補正後推定横加速度Ｇystd2を演算できる。なお、第１車両モデル演算部８１１においても、例えば（２３）式に基づいて横加速度Ｇｙに関する車両モデル演算を行うことができる。この場合、第１車両モデル演算部８１１にハンドル操舵角ＭＡおよび車速Ｖが入力されると、第１車両モデル演算部８１１は、推定旋回状態量としての推定横加速度Ｇystdを出力する。

以上のようにして車両モデル演算部８１が算出した、補正後の車両状態量である補正後推定ヨーレートＹrstd2および補正後推定横加速度Ｇystd2は、補正量演算部６５の外部、例えば走行制御部６２や挙動制御部６３に出力される。これにより、補正後推定ヨーレートＹrstd2および補正後推定横加速度Ｇystd2は、車両１に対する走行制御や挙動制御に用いられ、次回以降の推定旋回状態に反映される。このように、旋回状態検出部４０によるフィードバック制御を間接的に行っていることにより、車両１の挙動を高精度に制御可能となる。

以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、車両モデル演算部８１において算出された推定ヨーレートＹrstdに対して、車両モデル逆演算部８２が逆変換関数ｆ^-1を用いて舵角補正量ΔＭＡを算出した後、舵角補正量ΔＭＡを用いて推定ヨーレートＹrstdから補正後推定ヨーレートＹrstd2を導出していることにより、推定した車両状態量と実際の車両状態量との乖離要因に依存することなく、推定した車両状態量の補正を行うことができるので、運動の制御を滑らかに行うことができるとともに、高い精度で補正を行うことができる。また、車両１において検出された実ヨーレートＹｒに基づくヨーレート偏差ΔＹｒを、車両モデル逆演算部８２において逆変換関数ｆ_γ ^-1によって演算していることにより、実ヨーレートＹｒ等の旋回状態量において生じる遅れ要素を解消できる。そして、この遅れ要素が解消された舵角を用いて旋回状態量を推定し、この推定旋回状態量に基づいて車両１の制御を行うことができるので、車両１の挙動制御の性能低下を抑制できる。

また、第１の実施形態によれば、上述した特許文献１などに記載された従来技術に対しても、さらなる効果を有する。図９は、従来技術の問題点を説明するための、横加速度（横Ｇ）、ロール制御量、およびロール角の時間変化を示すグラフである。図９中の横Ｇのグラフに示すように、上述した従来の車両制御装置においては、タイヤの非線形性や路面の摩擦係数の変動などにより、横加速度の推定値に誤差が生じる場合がある。この場合、図９中の制御用横Ｇの実線に示すように、誤差が生じた時点Ｔ₀において制御に用いる横加速度の入力が、推定値（推定横Ｇ）から横Ｇセンサによる計測値（横Ｇセンサ値）に切り替えられる。この切り替えに応じて車両制御装置の動作は変動する。そのため、横Ｇの推定値と横Ｇセンサの計測値との乖離が大きいと、図９中のロール制御量のグラフに示すように、推定値から計測値への切り替え時にロール運動制御量が大きく変化してしまう。これにより、図９中のロール角のグラフに示すように、ロール角も大きく変化するため、車両のロール姿勢も変動して運転者の快適性が低下する。これに対し、上述した第１の実施形態によれば、車両状態量の入力を、推定車両状態量からセンサにより計測された車両状態量の計測値に切り替えることなく、計測値を含めて演算している。そのため、推定車両状態量と実際の車両状態量との間に乖離が生じた場合であっても、車両のロール姿勢の変動を招くことなく推定車両状態量を補正できる。したがって、推定車両状態量と車両１における運転者の快適性の低下を抑制できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による車両制御装置について説明する。この第２の実施形態においては、補正量演算部６５の構成以外は第１の実施形態と同様なので、以下の説明においては、補正量演算部６５の構成について説明する。図５は、第２の実施形態による補正量演算部６５の構成を示すブロック線図であり、図６は、第２の実施形態による第２車両モデル演算部８４２内の一部の構成を示すブロック線図である。

図５に示すように、第２の実施形態による補正量演算部６５は、第１の実施形態と異なり、スリップ角補正部としての前後輪スリップ角補正量演算部８３をさらに有する。また、また、車両モデル演算部８４は、第１車両モデル演算部８４１および第２車両モデル演算部８４２を有する。第１車両モデル演算部８４１は、第１の実施形態における第１車両モデル演算部８１１と同様である。第２車両モデル演算部８４２は第１の実施形態と異なり、図６に示すように、前輪スリップ角演算部８４２ａ、後輪スリップ角演算部８４２ｂ、ヨーレート演算部８４２ｃ、および加減算器８４２ｄ，８４２ｅを有する。

図５に示すように、前後輪スリップ角補正量演算部８３には、車両モデル逆演算部８２がヨーレート偏差ΔＹｒに基づいて、第１の実施形態と同様にして算出した舵角補正量（以下、ヨーレート起因舵角補正量）ΔＭＡ_Ｙｒが入力される。また、前後輪スリップ角補正量演算部８３には、操舵角センサ１６から供給されたハンドル操舵角ＭＡが入力される。

前後輪スリップ角補正量演算部８３は、入力されたヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒおよびハンドル操舵角ＭＡに基づいて、前輪６のタイヤスリップ角β_fの補正量（前輪スリップ角補正量）Δβ_f、および後輪７のタイヤスリップ角β_rの補正量（後輪スリップ角補正量）Δβ_rを算出する。

ここで、タイヤスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rの演算方法の一例として、前後輪スリップ角補正量演算部８３が、車両１の旋回状態に応じて、前輪スリップ角補正量Δβ_fを増減させるとともに、後輪スリップ角補正量Δβ_rを増減させる方法がある。すなわち、車両１の旋回状態がオーバーステア状態であるかアンダーステア状態であるかに応じて、スリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rを増減させて算出する方法を採用することができる。

すなわち、まず、以下の（２５）式が成立することを前提とする。
Δβ_f−Δβ_r＝ΔＭＡ_Ｙｒ…（２５）
そして、車両１の旋回状態がアンダーステア状態であれば、車両１における運転者が所望する進行方向に対して前輪６が先にずれてくるので、前輪スリップ角補正量Δβ_fを大きくする。一方、車両１の旋回状態がオーバーステア状態であれば、車両１における運転者が所望する進行方向に対して後輪７が先にずれてくるので、後輪スリップ角補正量Δβ_rを大きくする。具体的には、以下の（２６）式および（２７）式の演算を行う。
Δβ_f＝Ｋ_f×ΔＭＡ_Ｙｒ…（２６）
Δβ_r＝Ｋ_r×ΔＭＡ_Ｙｒ…（２７）

なお、車両１の旋回状態は、例えば走行状態取得部６１が取得した車両１の走行状態の車両状態量を走行状態演算部６４に供給し、走行状態演算部６４が例えばΔＭＡ_Ｙｒ×sin（ＭＡ）などを用いて判定することが可能である。すなわち、車両１がオーバーステア状態またはアンダーステア状態のいずれの旋回状態であるかを判定する方法としては、従来公知の種々の方法を採用することが可能である。そして、前後輪スリップ角補正量演算部８３は、上述のように算出した前輪スリップ角補正量Δβ_fおよび後輪スリップ角補正量Δβ_rを、車両モデル演算部８４における第２車両モデル演算部８４２に供給する。

図６に示すように、第２車両モデル演算部８４２には、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖ、およびスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rが入力される。第２車両モデル演算部８４２において、前輪スリップ角演算部８４２ａは、例えば以下の（２８）式に示す演算を行うことによって、前輪６のタイヤスリップ角β_fを算出して出力する。なお、（２８）式における演算子、係数および変数についてはそれぞれ、第１の実施形態と同様である。

前輪スリップ角演算部８４２ａが出力した前輪６のタイヤスリップ角β_fは、加減算器８４２ｄに入力される。また、加減算器８４２ｄには、前後輪スリップ角補正量演算部８３が出力した前輪スリップ角補正量Δβ_fが入力される。加減算器８４２ｄは、前輪６のタイヤスリップ角β_fから前輪スリップ角補正量Δβ_fを減算して、ヨーレート演算部８４２ｃに供給する。

一方、後輪スリップ角演算部８４２ｂは、例えば以下の（２９）式に示す演算を行うことによって、後輪７のタイヤスリップ角β_rを算出する。

後輪スリップ角演算部８４２ｂが出力した後輪７のタイヤスリップ角β_rは、加減算器８４２ｅに入力される。また、加減算器８４２ｅには、前後輪スリップ角補正量演算部８３が出力した後輪スリップ角補正量Δβ_rが入力される。加減算器８４２ｅは、後輪７のタイヤスリップ角β_rから後輪スリップ角補正量Δβ_rを減算して、ヨーレート演算部８４２ｃに供給する。

ヨーレート演算部８４２ｃは、加減算器８４２ｄから入力された補正後の前輪６のタイヤスリップ角（β_f−Δβ_f）、および加減算器８４２ｅから入力された補正後の後輪７のタイヤスリップ角（β_r−Δβ_r）に基づいて、例えば以下の（３０）式に基づく演算を行う。これによって、ヨーレート演算部８４２ｃは、補正後の推定旋回状態量としての補正後推定ヨーレートＹrstd2を算出する。

以上のようにして、第２車両モデル演算部８４２は、入力されたハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖおよびタイヤスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rに基づいて、補正後推定ヨーレートＹrstd2を算出して外部に出力する。また、第２車両モデル演算部８４２は、補正後推定ヨーレートＹrstd2の算出と同様の方法に従って、補正後推定横加速度Ｇystd2を算出して外部に出力する。その他の構成は第１の実施形態と同様なので、説明を省略する。

以上説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、車両モデル逆演算部８２が算出したヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒと、走行状態演算部６４が判定した車両１の旋回状態とに応じて、車両モデル演算部８４が車輪５のタイヤスリップ角β_f，β_rを補正していることにより、前輪６および後輪７の横力の配分を補正できるので、車両１の横運動（公転運動）における過渡応答を含めて、過渡領域の補正を高精度に行うことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による車両制御装置について説明する。この第３の実施形態においては、補正量演算部６５の構成以外は第１および第２の実施形態と同様なので、以下の説明においては、補正量演算部６５の構成について説明する。図７は、この第３の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。

図７に示すように、この第３の実施形態における補正量演算部６５は、車両モデル演算部８１、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａ、車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂ、舵角補正量演算部８５、および加減算器６５ａ〜６５ｃを有して構成される。

車両モデル演算部８１は、第１の実施形態における車両モデル演算部８１と同様であり、図７においては単一のブロックとして記載している。車両モデル演算部８１は、第１の実施形態と同様に、推定ヨーレートＹrstdおよび補正後推定ヨーレートＹrstd2を出力する。この第３の実施形態において車両モデル演算部８１はさらに、入力されたハンドル操舵角ＭＡおよび車速Ｖに基づいて、例えば上述した（２３）式に従った車両モデル演算を行って、推定横加速度Ｇystdを出力する。

車両モデル演算部８１から出力された推定ヨーレートＹrstd、および車両１のヨーレートセンサ４３から出力された実ヨーレートＹｒはそれぞれ、加減算器６５ｂに入力される。加減算器６５ｂは、推定ヨーレートＹrstdから実ヨーレートＹｒを減算してヨーレート偏差ΔＹｒを出力する。ヨーレート偏差ΔＹｒは、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａに入力される。

車両モデルヨーレート逆演算部８２ａは、第１の実施形態における車両モデル逆演算部８２と同様であり、ヨーレート偏差ΔＹｒおよび入力された車速Ｖに基づいて、上述した車両モデル関数ｆ_γに対する逆変換関数ｆ_γ ^-1による演算を行う。これにより、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａは、ヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒを算出する。ヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒは、補正量演算部６５の外部に出力されるとともに舵角補正量演算部８５に入力される。

一方、車両モデル演算部８１から出力された推定横加速度Ｇystdは、加減算器６５ｃに入力される。また、車両１の横加速度センサ４４により計測された実旋回状態量としての実横加速度Ｇｙは、加減算器６５ｃに入力される。加減算器６５ｃは、推定横加速度Ｇystdから実横加速度Ｇｙを減算して、横加速度偏差ΔＧｙを出力する。横加速度偏差ΔＧｙは、車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂに入力される。

車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂには、横加速度偏差ΔＧｙおよび車速Ｖが入力される。車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂは、横加速度偏差ΔＧｙおよび車速Ｖに基づいて、車両モデル関数ｆに対する逆変換関数ｆ^-1による演算を行う。これにより、横加速度偏差ΔＧｙに基づいて逆変換関数ｆ^-1により算出された舵角補正量（以下、横加速度起因舵角補正量）ΔＭＡ_Ｇｙが算出される。車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂは、横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙを、補正量演算部６５の外部、例えば走行制御部６２や挙動制御部６３に出力するとともに、舵角補正量演算部８５に出力する。

舵角補正量演算部８５は、入力されたヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒおよび横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙに基づいて、舵角補正量ΔＭＡを導出する。ここで、舵角補正量演算部８５による舵角補正量ΔＭＡの各種の導出方法について説明する。

第１に、舵角補正量ΔＭＡの導出方法の一例として、以下の（３１）式に基づいて導出する方法がある。
｜ΔＭＡ_Ｙｒ｜＞｜ΔＭＡ_Ｇｙ｜の場合、ΔＭＡ＝ΔＭＡ_Ｇｙ
｜ΔＭＡ_Ｙｒ｜≦｜ΔＭＡ_Ｇｙ｜の場合、ΔＭＡ＝ΔＭＡ_Ｙｒ ……（３１）
なお、この（３１）式に基づくΔＭＡの導出は、車両１の旋回状態がアンダーステア状態である場合に採用するのが望ましい。

第２に、舵角補正量ΔＭＡの導出方法の他の例として、以下の（３２）式に基づいて導出する方法がある。
ΔＭＡ＝Ｋ_Yr×ΔＭＡ_Ｙｒ＋Ｋ_Gy×ΔＭＡ_Ｇｙ ……（３２）
なお、Ｋ_Yr、Ｋ_Gyは０以上１以下の重み係数であって、以下の（３３）式が成立する。
Ｋ_Gy＝１−Ｋ_Yr ……（３３）
ここで、Ｋ_Yrは、｜ΔＭＡ_Ｙｒ−ΔＭＡ_Ｇｙ｜を入力とするマップで、｜ΔＭＡ_Ｙｒ−ΔＭＡ_Ｇｙ｜が大きくなるほど小さくする。

第３に、舵角補正量ΔＭＡの導出方法のさらなる他の例として、以下の（３４）式に基づいて導出する方法がある。
｜ΔＭＡ_Ｙｒ−ΔＭＡ_Ｇｙ｜≧Ｔｈの場合、ΔＭＡ＝ΔＭＡ_Ｇｙ
｜ΔＭＡ_Ｙｒ−ΔＭＡ_Ｇｙ｜＜Ｔｈの場合、ΔＭＡ＝ΔＭＡ_Ｙｒ…（３４）
なお、Ｔｈは所定のしきい値である。第３の実施形態におけるその他の構成については、第１および第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

この第３の実施形態によれば、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、さらに横加速度センサ４４により計測された実横加速度Ｇｙを用いて、横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙを算出して、補正後推定横加速度Ｇystd2を算出していることにより、実横加速度Ｇｙを推定横加速度Ｇystdの補正に用いることができるので、車両１の走行状態が四輪ドリフト状態などであっても、推定された車両状態量と車両１の挙動における実際の車両状態量との乖離を高精度に補正することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による車両制御装置について説明する。この第４の実施形態において補正量演算部６５の構成以外については、第１、第２および第３の実施形態と同様なので、以下の説明においては、補正量演算部６５の構成について説明する。図８は、この第４の実施形態による補正量演算部の構成を示すブロック線図である。

図８に示すように、第４の実施形態による補正量演算部６５は、車両モデルヨーレート演算部８１ｆ、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇ、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａ、車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂ、前後輪スリップ角補正量演算部８３、舵角補正量演算部８５、前後軸横Ｇ演算部８６、および加減算器６５ａ〜６５ｃを有して構成される。なお、前後輪スリップ角補正量演算部８３は、第２の実施形態と同様であり、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａ、車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂ、舵角補正量演算部８５および加減算器６５ａ〜６５ｃはそれぞれ、第３の実施形態と同様である。

車両モデルヨーレート演算部８１ｆは、第３の実施形態における車両モデル演算部８１と同様に構成されている。すなわち、車両モデルヨーレート演算部８１ｆから出力された推定ヨーレートＹrstdは、加減算器６５ｂに入力されて実ヨーレートＹｒが減算され、ヨーレート偏差ΔＹｒが算出されて出力される。加減算器６５ｂから出力されたヨーレート偏差ΔＹｒは、車両モデルヨーレート逆演算部８２ａに入力する。車両モデルヨーレート逆演算部８２ａは、ヨーレート偏差ΔＹｒおよび車速Ｖに基づいて、逆変換関数ｆ^-1による演算を行い、ヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒを算出する。車両モデルヨーレート逆演算部８２ａは、ヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒを、補正量演算部６５の外部、加減算器６５ａおよび舵角補正量演算部８５に出力する。

加減算器６５ａは、入力されたハンドル操舵角ＭＡからヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒを減算して、車両モデルヨーレート演算部８１ｆに出力する。車両モデルヨーレート演算部８１ｆは、第１および第３の実施形態と同様に車両モデル演算を行って、補正後推定ヨーレートＹrstd2を出力する。すなわち、この第４の実施形態において補正後推定ヨーレートＹrstd2は、公転運動の車両状態量である横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙを用いることなく、自転運動の車両状態量であるヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒを用いて補正された車両状態量である。算出された補正後推定ヨーレートＹrstd2は、前後軸横Ｇ演算部８６に入力される。

一方、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、第２の実施形態における車両モデル演算部８４と同様に構成されるが、推定ヨーレートＹrstdの代わりに推定横加速度Ｇystdを出力する点が第２の実施形態と異なる。すなわち、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、ヨーレートγを演算する車両モデル演算の代わりに、例えば（２３）式などに基づいた横加速度Ｇｙを演算する車両モデル演算を行う。この場合、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇにハンドル操舵角ＭＡおよび車速Ｖが入力されると、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは推定横加速度Ｇystdを出力する。

車両モデル横Ｇ演算部８１ｇから出力された推定横加速度Ｇystdは、加減算器６５ｃに入力される。また、車両１の横加速度センサ４４により計測された実横加速度Ｇｙが加減算器６５ｃに入力される。加減算器６５ｃにおいて推定横加速度Ｇystdから実横加速度Ｇｙが減算されて横加速度偏差ΔＧｙが出力される。加減算器６５ｃから出力された横加速度偏差ΔＧｙは車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂに入力される。車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂは、第３の実施形態と同様にして横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙを算出する。車両モデル横Ｇ逆演算部８２ｂは、横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙを、補正量演算部６５の外部および舵角補正量演算部８５に出力する。

以上のようにして、舵角補正量演算部８５には、ヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒおよび横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙが入力される。舵角補正量演算部８５は、第３の実施形態と同様にして演算を行って舵角補正量ΔＭＡを算出し、前後輪スリップ角補正量演算部８３に出力する。

舵角補正量ΔＭＡが入力された前後輪スリップ角補正量演算部８３は、第２の実施形態と同様にして演算を行い、前輪スリップ角補正量Δβ_fおよび後輪スリップ角補正量Δβ_rを算出して、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇに出力する。

車両モデル横Ｇ演算部８１ｇには、ハンドル操舵角ＭＡ、車速Ｖ、およびタイヤスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rが入力される。車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、例えば（２８）式に従って前輪６のタイヤスリップ角β_fを算出するとともに、例えば（２９）式に従って、後輪７のタイヤスリップ角β_rを算出する。車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、前輪６のタイヤスリップ角β_fから前輪スリップ角補正量Δβ_fを減算するとともに、後輪７のタイヤスリップ角β_rから後輪スリップ角補正量Δβ_rを減算する。

車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、補正後の前輪６のタイヤスリップ角（β_f−Δβ_f）、および補正後の後輪７のタイヤスリップ角（β_r−Δβ_r）に基づいて、例えば（３０）式と同様の、従来公知の横加速度Ｇｙに関する車両モデル演算を行う。これによって、車両モデル横Ｇ演算部８１ｇは、補正後推定横加速度Ｇystd2を算出して出力する。すなわち、この第４の実施形態において補正後推定横加速度Ｇrstd2は、自転運動の車両状態量であるヨーレート起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｙｒと、公転運動の車両状態量である横加速度起因舵角補正量ΔＭＡ_Ｇｙとを用いて補正された車両状態量である。補正後推定横加速度Ｇystd2は前後軸横Ｇ演算部８６に入力される。

前後軸横加速度演算部としての前後軸横Ｇ演算部８６は、入力された補正後推定ヨーレートＹrstd2および補正後推定横加速度Ｇystd2に基づいて、前輪６の車軸である前軸の横加速度（前軸Ｇｙ）および後輪７の車軸である後軸の横加速度（後軸Ｇｙ）を算出する。ここで、ヨーレートγおよび横加速度Ｇｙに基づいて、前軸Ｇｙおよび後軸Ｇｙを算出する算出方法は、従来公知の方法を採用することができる。

以上説明した第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この第４の実施形態によれば、ヨーレートなどの自転運動に関する状態量を、自転運動に関する状態量を用いつつ公転運動に関する状態量を用いずに補正しているとともに、横加速度などの公転運動に関する状態量を自転運動の車両状態量と公転運動の車両状態量とをともに用いて補正していることにより、車両１が前輪６のスリップによるブロー状態、または後輪７のスリップによるスピン状態などの、いわゆる自転運動と公転運動とのバランスが崩れた状態であっても、推定ヨーレートと実ヨーレートとの乖離を高精度に補正できる。また、車両１の重心位置の横加速度のみならずヨーレートを用いて補正を行っていることにより、前輪６の車軸にかかる横加速度および後輪７の車軸にかかる横加速度を適切に推定することができるので、前後軸横Ｇ演算部８６によって車軸にかかる横加速度に基づく車両１のロール運動の制御を、より精度良く行うことができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた車両モデル、車両モデルの逆演算、および処理部の構成はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる車両モデル、車両モデルの逆演算、および処理部の構成を用いても良い。

また、上述した第１〜第４の実施形態においては、例えば第１および第２の実施形態を組み合わせたり、第２および第３の実施形態を組み合わせたりするように、それぞれの実施形態を互いに組み合わせることも可能である。

上述の実施形態においては、車両モデルとして線形２輪モデルを採用しているが、必ずしも線形２輪モデルに限定されるものではなく、舵角に応じた関数として、車両の旋回挙動を表すことができる車両モデルであれば、種々の車両モデルを採用することが可能である。

また、上述の実施形態においては、種々の演算を単一のＥＣＵ５０で行っているが、必ずしも単一のＥＣＵに限定されるものではなく、複数のＥＣＵに演算を分担させるようにしても良い。すなわち、例えば、車両モデル演算部８１と車両モデル逆演算部８２とを別体のＥＣＵから構成することも、車両モデル演算部８１における基準ヨーレートを演算する部分と補正後のヨーレートを演算する部分とを別体のＥＣＵで構成することも可能である。

また、上述の実施形態において、操舵角検出手段は、操舵角センサ１６に限らず、例えば、モータのロータ軸の回転角を検出する回転角センサ、ギヤ機構のラックストロークまたはピニオン回転角を検出するセンサ（図示せず）などを用いることもできる。この場合、操舵角検出手段は、例えば回転角センサなど、相対角として操舵角を検出するセンサである場合には、ハンドル１２の絶対角を取得可能な機能を別途有する構成が可能である。

また、上述の第２の実施形態においては、タイヤスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rの演算方法として、オーバーステア状態であるかアンダーステア状態であるかに応じて、タイヤスリップ角補正量Δβ_f，Δβ_rの大きさを増減させる方法を採用しているが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。また、上述の第２または第４の実施形態においては、前輪スリップ角補正量Δβ_fと後輪スリップ角補正量Δβ_rとをともに用いて、推定ヨーレートや推定横加速度を補正しているが、前輪スリップ角補正量Δβ_fおよび後輪スリップ角補正量Δβ_rのうちの一方を用いて補正を行っても良い。

１車両
２車両制御装置
１２ハンドル
１６操舵角センサ
４０旋回状態検出部
４１車速センサ
４２舵角センサ
４３ヨーレートセンサ
４４横加速度センサ
６５補正量演算部
８１，８４車両モデル演算部
８２車両モデル逆演算部

Claims

車両の速度および車輪の舵角から車両モデル関数を用いて旋回状態量を推定した推定旋回状態量に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両の実旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、
前記車両モデル関数に基づいて演算を行う車両モデル演算部により推定された推定旋回状態量と前記旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量との偏差から、前記車両モデル関数の逆変換関数を利用して、舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する補正量演算手段と、を備え、
前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて補正された推定旋回状態量から、前輪の車軸にかかる横加速度および後輪の車軸にかかる横加速度を推定する前後軸横加速度演算部を有する
ことを特徴とする車両制御装置。
車両の速度および車輪の舵角から車両モデル関数を用いて旋回状態量を推定した推定旋回状態量に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両の実旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、
前記車両モデル関数に基づいて演算を行う車両モデル演算部により推定された推定旋回状態量と前記旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量との偏差から、前記車両モデル関数の逆変換関数を利用して、舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する補正量演算手段と、を備え、
前記推定旋回状態量が推定ヨーレートおよび推定横加速度であるとともに、前記実旋回状態量が実ヨーレートおよび実横加速度であり、
前記補正量演算手段は、
前記車両モデル演算部により推定された推定ヨーレートと前記旋回状態検出手段により検出された実ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出したヨーレート起因舵角補正量と、
前記車両モデル演算部により算出された推定横加速度と前記旋回状態検出手段により検出された実横加速度との横加速度偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出した横加速度起因舵角補正量と、
に基づいて、前記舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する舵角補正量演算部を有する
ことを特徴とする車両制御装置。
車両の速度および車輪の舵角から車両モデル関数を用いて旋回状態量を推定した推定旋回状態量に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両の実旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、
前記車両モデル関数に基づいて演算を行う車両モデル演算部により推定された推定旋回状態量と前記旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量との偏差から、前記車両モデル関数の逆変換関数を利用して、舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する補正量演算手段と、を備え、
前記補正量演算手段は、
前記車両モデル演算部により算出された推定横加速度と前記旋回状態検出手段により検出された実横加速度との横加速度偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出する横加速度起因舵角補正量を用いることなく、前記車両モデル演算部により推定された推定ヨーレートと前記旋回状態検出手段により検出された実ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて前記補正量演算手段が算出したヨーレート起因舵角補正量に基づいて、前記推定ヨーレートを補正するとともに、前記ヨーレート起因舵角補正量および前記横加速度起因舵角補正量に基づいて、前記推定横加速度を補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
車両の速度および車輪の舵角から車両モデル関数を用いて旋回状態量を推定した推定旋回状態量に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両の実旋回状態量を検出する旋回状態検出手段と、
前記車両モデル関数に基づいて演算を行う車両モデル演算部により推定された推定旋回状態量と前記旋回状態検出手段により検出された実旋回状態量との偏差から、前記車両モデル関数の逆変換関数を利用して、舵角補正量を算出し、前記舵角補正量を用いて前記舵角を補正する補正量演算手段と、を備え、
前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて前輪のスリップ角を補正する前輪スリップ角補正量および後輪のスリップ角を補正する後輪スリップ角補正量の少なくとも一方を算出するスリップ角補正部を有し、前記スリップ角補正部により算出された前記前輪スリップ角補正量および前記後輪スリップ角補正量の少なくとも一方に基づいて、前記推定旋回状態量を補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて前輪のスリップ角を補正する前輪スリップ角補正量および後輪のスリップ角を補正する後輪スリップ角補正量の少なくとも一方を算出するスリップ角補正部を有し、前記スリップ角補正部により算出された前記前輪スリップ角補正量および前記後輪スリップ角補正量の少なくとも一方に基づいて、前記推定旋回状態量を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の車両制御装置。
前記補正量演算手段は、前記舵角補正量に基づいて補正された推定旋回状態量から、前輪の車軸にかかる横加速度および後輪の車軸にかかる横加速度を推定する前後軸横加速度演算部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置。