JP2023151394A - 車両制御方法及び車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の加減速に伴う荷重重心位置の移動によって旋回時に乗員に与える違和感を抑制する。【解決手段】車両制御方法では、車両に発生する加減速度を推定し（Ｓ１）、推定した加減速度に基づいて荷重重心位置の車両前後方向における移動量を算出し（Ｓ３）、算出した移動量に基づいて車両前後方向における荷重重心位置を推定し（Ｓ４）、目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトを設定し（Ｓ２）、目標ヨーレイトと荷重重心位置とに基づいて、車両のヨー回転中心が推定した荷重重心位置となるように目標車体スリップ角を設定し（Ｓ５）、目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトと目標車体スリップ角とを実現する目標転舵角となるように前輪及び後輪を転舵する（Ｓ６～Ｓ８）。【選択図】図７

Description

本発明は、車両制御方法及び車両制御装置に関する。

特許文献１には、４輪独立操舵車両において車両の旋回中心を、各駆動輪の位置４カ所、隣接する駆動輪間の中心位置４カ所、及び、車両領域の重心位置１カ所、の合計９カ所のうちのいずれかに任意に設定する技術が提案されている。

特開２００７－２２３５６４号公報

車両が旋回する際に、剛体としての車両には、車輪にかかる各荷重が釣り合う点（すなわち、前輪及び後輪にかかる荷重全体の重心位置）に横力が向心力として作用すると考えられる。
以下の説明において、車輪にかかる各荷重が釣り合う点を「荷重重心位置」と表記することがある。また、車両の重心（すなわち車両の各部分にはたらく重力の合力の作用点）の位置を「静的重心位置」と表記することがある。以下の説明では、車両前後方向における荷重重心位置及び静的重心位置について説明する。

車両が静止している場合や等速運動をしている場合には、車両前後方向における荷重重心位置と静的重心位置は略一致している。一方で、車両が加速している場合には荷重重心位置は静的重心位置よりも後方に移動し、車両が減速している場合には荷重重心位置は静的重心位置よりも前方に移動する。
このため、例えば車両旋回時のヨー回転の回転中心（以下「ヨーセンタ」と表記することがある）を固定すると、車両に向心力が作用する位置（すなわち荷重重心位置）がヨーセンタの位置からずれることになる。

このように、車両に向心力が作用する位置とヨー回転の回転中心の位置とがずれると、向心力によって車両が旋回する旋回運動（公転）とヨーセンタを中心とするヨー回転運動（自転）とが相関しない感覚が生じて、乗員に違和感を与えることがある。例えば、減速しながら旋回する場合には、向心力が作用する位置よりもヨーセンタが後方に位置するため、車体後部が滑っているような感覚が生じ、反対に加速しながら旋回する場合には、車体前部が滑っているような感覚が生じることがある。
本発明は、車両の加減速に伴う荷重重心位置の移動によって旋回時に乗員に与える違和感を抑制することを目的とする。

本発明の一態様の車両制御方法では、車両に発生する加減速度を推定し、推定した加減速度に基づいて、前輪及び後輪にかかる荷重全体の重心位置である荷重重心位置の車両前後方向における移動量を算出し、算出した移動量に基づいて、加減速時の車両前後方向における荷重重心位置を推定し、ステアリングホイールの操舵角又は車両の目標走行軌道に基づいて目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトを設定し、目標ヨーレイトと推定した荷重重心位置とに基づいて、車両のヨー回転中心が推定した荷重重心位置となるように目標車体スリップ角を設定し、目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトと目標車体スリップ角とを実現する前輪と後輪の目標転舵角を算出し、前輪及び後輪の転舵角が目標転舵角となるように前輪及び後輪を転舵する。

本発明によれば、車両の加減速に伴う荷重重心位置の移動によって旋回時に乗員に与える違和感を抑制できる。

実施形態の車両制御装置を搭載する車両の概略構成の一例を示す図である。 荷重重心位置の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は加速時及び減速時の荷重重心位置の模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は実施形態の車両制御方法を説明する模式図である。 図１の車両運動コントローラの機能構成の一例のブロック図である。 車両前後方向における荷重重心位置の推定方法の一例の説明図である。 実施形態の車両制御方法の一例のフローチャートである。

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、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
図１は、実施形態の車両制御装置を搭載する車両の概略構成の一例を示す図である。車両１は、前輪２Ｆ（左前輪２ＦＬ及び右前輪２ＦＲ）及び後輪（左後輪２ＲＬ及び右後輪２ＲＲ）をそれぞれ転舵することができる四輪操舵車両である。車両制御装置１０は、前輪２Ｆの前輪転舵角δＦと後輪２Ｒの後輪転舵角δＲと、車両１の駆動力及び制動力を制御する。
車両１は、操舵角、駆動力又は制動力の少なくとも１つを自動的に制御する自動運転制御を行う機能を有する車両であってもよい。車両１の自動運転制御は、乗員（例えば運転者）が関与せずに車両１を自動で運転する自律走行制御であってよい。また車両１の自動運転制御は、操舵角、駆動力又は制動力を部分的に自動制御することによって運転者による車両１の運転を支援する運転支援制御であってよい。例えば運転支援制御には、定速走行制御、車線維持制御、合流支援制御、自動車線変更機能、自動ブレーキ、先行車追従制御が含まれる。
車両１は、自動運転制御を行う機能を持たない車両であってもよい。

車両制御装置１０は、測位装置１１と、地図データベース（地図ＤＢ）１２と、外界センサ１３と、車両センサ１４と、車両運動コントローラ１５と、駆動源コントローラ１６と、ブレーキコントローラ１７と、前輪転舵コントローラ１８と、後輪転舵コントローラ１９と、運転制御コントローラ２０と、駆動力源２１と、液圧アクチュエータ２２と、前輪転舵アクチュエータ２３と、後輪転舵アクチュエータ２４とを備える。
測位装置１１は、車両１の現在位置を測定する。測位装置１１は、例えば全地球型測位システム（ＧＮＳＳ）受信機を備えてよい。ＧＮＳＳ受信機は、例えば地球測位システム（ＧＰＳ）受信機等であり、航法衛星から電波を受信して車両１の現在位置を測定する。

地図ＤＢ１２は、地図データが記憶されている。地図ＤＢ１２に記憶されている地図データは、自動運転用の地図情報として好適な高精度地図データであってもよい。高精度地図データは、ナビゲーション用の地図データよりも高い精度を有するデータであり、車線単位の情報を含んでいる。地図ＤＢ１２に記憶されている地図データは、ナビゲーション用の地図データであってもよい。ナビゲーション用の地図データは、道路単位の情報を含んでいる。

外界センサ１３は、車両１の周囲の周囲環境についての様々な情報（周囲環境情報）を検出する。例えば外界センサ１３は、車両１の周囲の物体を検出する。外界センサ１３は、車両１の周囲に存在する物体、車両１と物体との相対位置、車両１と物体との距離、物体が存在する方向等の車両１の周囲環境を検出する。外界センサ１３は、検出した周囲環境の情報を周囲環境情報として運転制御コントローラ２０に出力する。
外界センサ１３は、例えばフルＨＤ解像度のカラーカメラのような単眼のカメラを備えてよい。カメラは、車両１の周囲環境の認識対象を含む画像を撮像し、その撮像画像を周囲環境情報として運転制御コントローラ２０へ出力する。また、外界センサ１３は、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）やレーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）のレーザレーダなどの測距装置を備えてよい。測距装置は、例えば、自車両周囲に存在する物体との相対距離と方向により定まる相対位置を検出する。測距装置は、検出した測距データを周囲環境情報として運転制御コントローラ２０へ出力する。

車両センサ１４は、車両１から得られる様々な情報（車両情報）を検出する。車両センサ１４には、例えば、車両１の走行速度（車速）Ｖを検出する車速センサ、車両１が備える各タイヤの回転速度を検出する車輪速センサ、車両１の３軸方向の加速度（減速度を含む）を検出する３軸加速度センサ（Ｇセンサ）、ステアリングホイールの操舵角θｓを検出する操舵角センサ、車両１に生じる角速度を検出するジャイロセンサ、ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ、車両１のアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量Ａｃを検出するアクセルセンサと、運転者によるブレーキペダルの操作量であるブレーキ操作量Ｂｒを検出するブレーキセンサが含まれる。車両センサ１４は、検出した車両情報を車両運動コントローラ１５と、運転制御コントローラ２０へ出力する。

車両運動コントローラ１５は、車両１の前輪転舵角δＦと、後輪転舵角δＲと、駆動力と、制動力とを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。駆動源コントローラ１６は、車両運動コントローラ１５から出力される制御信号により指示された目標駆動トルクＴｄｔを駆動力源２１に発生させるＥＣＵである。駆動力源２１は、例えば駆動用モータ及び内燃機関（エンジン）の一方又は両方を備えてもよい。

ブレーキコントローラ１７は、車両運動コントローラ１５から出力される制御信号により指示された目標液圧Ｐｔを、マスターシリンダと各車輪のブレーキキャリパとの間に介装された液圧アクチュエータ２２に発生させるＥＣＵである。
前輪転舵コントローラ１８と後輪転舵コントローラ１９は、前輪２Ｆの転舵角δＦと後輪の転舵角δＲが、車両運動コントローラ１５から出力される制御信号により指示された目標前輪転舵角δＦｔ及び目標後輪転舵角δＲｔとなるように、前輪転舵アクチュエータ２３及び後輪転舵アクチュエータ２４を駆動するＥＣＵである。
運転制御コントローラ２０は、乗員が関与せずに車両１を自動で運転する自律走行制御や操舵角、駆動力又は制動力を部分的に自動制御することによって運転者による車両１の運転を支援する運転支援制御を行うＥＣＵである。

車両運動コントローラ１５、駆動源コントローラ１６、ブレーキコントローラ１７、前輪転舵コントローラ１８、後輪転舵コントローラ１９、運転制御コントローラ２０は、それぞれプロセッサ１５ａ～２０ａと、記憶装置１５ｂ～２０ｂ等の周辺部品とを含む。
プロセッサ１５ａ～２０ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置１５ｂ～２０ｂは、半導体記憶装置や、磁気記憶装置、光学記憶装置等を備えてよい。記憶装置１５ｂ～２０ｂは、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。

以下に説明する車両運動コントローラ１５、駆動源コントローラ１６、ブレーキコントローラ１７、前輪転舵コントローラ１８、後輪転舵コントローラ１９、運転制御コントローラ２０の機能は、例えばプロセッサ１５ａ～２０ａが、記憶装置１５ｂ～２０ｂに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
なお、車両運動コントローラ１５、駆動源コントローラ１６、ブレーキコントローラ１７、前輪転舵コントローラ１８、後輪転舵コントローラ１９、運転制御コントローラ２０を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。例えば、車両運動コントローラ１５、駆動源コントローラ１６、ブレーキコントローラ１７、前輪転舵コントローラ１８、後輪転舵コントローラ１９、運転制御コントローラ２０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等）を有していてもよい。
なお、車両１が自律走行機能や運転支援機能のない車両である場合には、測位装置１１、地図ＤＢ１２、外界センサ１３、運転制御コントローラ２０を省略してもよい。

次に、車両運動コントローラ１５による制御について説明する。上述のとおり、旋回する車両１には向心力（横力）が作用する。車両１を１つの剛体と見ると、この向心力は車輪にかかる各荷重が釣り合う荷重重心位置（すなわち、前輪及び後輪にかかる荷重全体の重心位置）に作用すると考えられる。
図２を参照して荷重重心位置について説明する。いま、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、右後輪２ＲＲの位置が、それぞれ（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）であり、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、右後輪２ＲＲにかかる荷重が、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４である。

車輪２ＦＬ、２ＦＲ、２ＲＬ、２ＲＲにかかる荷重全体の重心位置である荷重重心位置ＰＬＧの位置（ｘＧ，ｙＧ）は、次式（１）、（２）により定義できる。
ｘＧ＝（Ｌ１×ｘ１＋Ｌ２×ｘ２＋Ｌ３×ｘ３＋Ｌ４×ｘ４）／（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４） … （１）
ｙＧ＝（Ｌ１×ｙ１＋Ｌ２×ｙ２＋Ｌ３×ｙ３＋Ｌ４×ｙ４）／（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４） … （２）

車両１が静止している場合や等速運動をしている場合には、車両前後方向における荷重重心位置ＰＬＧは、車両の静的重心位置ＰＧ（すなわち車両の各部分にはたらく重力の合力の作用点）と略一致している。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ加速時及び減速時の荷重重心位置ＰＬＧの模式図である。車両１が加速している場合には荷重重心位置ＰＬＧは静的重心位置ＰＧよりも後方に移動し、車両１が減速している場合には荷重重心位置ＰＬＧは静的重心位置ＰＧよりも前方に移動する。
このため、例えば車両旋回時のヨー回転の回転中心であるヨーセンタＰｙｃの位置を固定するとヨーセンタＰｙｃの位置が、車両１に向心力（横力Ｆｙ）が作用する位置（荷重重心位置ＰＬＧ）からずれる。例えば図４（ａ）の例では、ヨーセンタＰｙｃの位置が静的重心位置ＰＧに設定されているため、ヨーセンタＰｙｃの位置が、車両１に向心力が作用する荷重重心位置ＰＬＧからずれている。

このように、ヨーセンタＰｙｃの位置が、向心力が作用する位置ＰＬＧからずれると、向心力によって車両が旋回する旋回運動（公転）とヨー回転運動（自転）とが相関しない感覚が生じて、乗員に違和感を与えることがある。例えば、減速しながら旋回する場合には、向心力が作用する位置ＰＬＧよりもヨーセンタＰｙｃが後方に位置するため、車体後部が滑っているような感覚が生じることがある。反対に加速しながら旋回する場合には車体前部が滑っているような感覚が生じることがある。

そこで車両運動コントローラ１５は、車両１の旋回時に、図４（ｂ）に示すように車両前後方向におけるヨーセンタＰｙｃの位置と荷重重心位置ＰＬＧとを一致させる。
具体的には、車両１に発生する加減速度ａｘを推定し、推定した加減速度ａｘに基づいて、車両前後方向における荷重重心位置ＰＬＧの移動量ｌｗを算出し、移動量ｌｗに基づいて加減速時の車両前後方向における荷重重心位置ＰＬＧを推定する。また、ステアリングホイールの操舵角θｓ又は車両１の目標走行軌道に基づいて、目標横力Ｆｙｔ、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔを設定する。

車両運動コントローラ１５は、目標ヨーレイトγｔと荷重重心位置ＰＬＧとに基づいて、ヨーセンタＰｙｃの位置が推定した荷重重心位置ＰＬＧとなるように目標車体スリップ角βｔを設定する。そして、目標横力Ｆｙｔ、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔと目標車体スリップ角βｔとを実現する目標前輪転舵角δＦｔと目標後輪転舵角δＲｔを算出する。前輪転舵コントローラ１８及び後輪転舵コントローラ１９は、前輪転舵角δＦと後輪転舵角δＲが目標転舵角δＦｔ、δＲｔとなるように前輪２Ｆ及び後輪２Ｒを転舵する。
これにより、車両１のヨー回転運動（自転）のヨーセンタＰｙｃの位置を、車両１の旋回運動（公転）の向心力が作用する位置に一致させることができる。この結果、旋回運動（公転）とヨー回転運動（自転）とが相関しない感覚による違和感を抑制できる。

図５は、図１の車両運動コントローラ１５の機能構成の一例のブロック図である。車両運動コントローラ１５は、目標加減速度算出部３０と、旋回目標値設定部３１と、トルク変換部３２と、液圧変換部３３と、移動量算出部３４と、荷重重心位置推定部３５と、車体スリップ角推定部３６と、転舵角算出部３７を備える。
目標加減速度算出部３０は、アクセルペダルのアクセル操作量Ａｃとブレーキペダルブレーキ操作量Ｂｒとに基づいて車両１に発生させる目標加減速度ａｘを算出する。目標加減速度ａｘは将来、車両１に発生させる加減速度の目標値であり、車両１の加減速度の推定値である。目標加減速度算出部３０は、目標加減速度ａｘに応じて目標駆動力Ｆｄｔと目標制動力Ｆｂｔを算出する。
目標加減速度算出部３０は、目標加減速度ａｘを移動量算出部３４へ出力し、目標駆動力Ｆｄｔと目標制動力Ｆｂｔをそれぞれトルク変換部３２と液圧変換部３３に出力する。

旋回目標値設定部３１は、ステアリングホイールの操舵角θｓと車両運動モデルとに基づいて、目標横力Ｆｙｔ、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔを設定する。旋回目標値設定部３１は、目標ヨーレイトγｔを車体スリップ角推定部３６と転舵角算出部３７へ出力し、目標横力Ｆｙｔ及び目標ヨーモーメントＭｚｔを転舵角算出部３７へ出力する。
なお、アクセル操作量Ａｃ、ブレーキ操作量Ｂｒ及び操舵角θｓは、運転者によって操作されたアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量及びステアリングホイールの操舵角であってもよい。アクセル操作量Ａｃ、ブレーキ操作量Ｂｒ及び操舵角θｓは、運転制御コントローラ２０による自律走行制御や運転支援制御によって操作されたアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量及びステアリングホイールの操舵角であってもよい。

例えば自律走行制御を実行する場合、ナビゲーションシステム等によって現在位置から目的地までの予定走行経路が設定されると、運転制御コントローラ２０は、地図ＤＢ１２に記憶されている地図データと、外界センサ１３が出力する周囲環境情報と、車両センサ１４が出力する車両情報に基づいて、車両１を走行させる目標走行軌道と、目標走行軌道を走行する車両１の目標車速プロファイルを生成する。
また例えば運転支援制御を行う場合、運転制御コントローラ２０は、外界センサ１３が出力する周囲環境情報と、車両センサ１４が出力する車両情報に基づいて、車両１を走行させる目標走行軌道や、目標車速プロファイルの少なくとも１つを生成する。例えば、合流支援制御や自動車線変更機能では、目標走行軌道と目標車速プロファイルの両方を生成してよい。車線維持制御では目標走行軌道を生成してよい。定速走行制御、先行車追従制御、自動ブレーキでは目標車速プロファイルを生成してよい。

運転制御コントローラ２０は、目標走行軌道及び／又は目標車速プロファイルに従って車両１を走行させる操舵角θｓ、アクセル操作量Ａｃ及びブレーキ操作量Ｂｒを算出し、これらの操作量に基づいてステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダルを操作してよい。
また、自律走行制御を実行する場合、運転制御コントローラ２０は、アクセル操作量Ａｃ及びブレーキ操作量Ｂｒに代えて目標加減速度ａｘを算出してもよい。この場合、運転制御コントローラ２０から移動量算出部３４へ目標加減速度ａｘを直接出力してもよい。

また、運転制御コントローラ２０は、目標横力Ｆｙｔ、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔなどの旋回目標値を算出してもよい。
例えば、運転制御コントローラ２０は、目標車速プロファイルに従う車速で目標走行軌道上を車両１が走行するための目標横力Ｆｙｔを算出してよい。旋回目標値設定部３１は、目標横力Ｆｙｔに基づいて、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔを設定してよい。

トルク変換部３２は、目標加減速度算出部３０が算出した目標駆動力Ｆｄｔを目標駆動トルクＴｄｔへ変換し、目標駆動トルクＴｄｔを指示する制御信号を駆動源コントローラ１６に出力する。
液圧変換部３３は、目標加減速度算出部３０が算出した目標制動力Ｆｂｔを液圧アクチュエータ２２の目標液圧Ｐｔへ変換し、目標液圧Ｐｔを指示する制御信号をブレーキコントローラ１７に出力する。

移動量算出部３４は、目標加減速度ａｘに基づいて、加減速時における車両前後方向における荷重重心位置ＰＬＧの移動量ｌｗを算出する。図６は、車両前後方向における荷重重心位置の推定方法の一例の説明図である。図６においてｌはホイールベース長であり、ｌＲは車両１の静的重心位置ＰＧから後輪軸までの長さであり、ｌＦは静的重心位置ＰＧから前輪軸までの長さである。
移動量算出部３４は、次式（３）及び（４）により前輪２Ｆにかかる荷重である前輪荷重Ｗｆと後輪２Ｒにかかる荷重である後輪荷重Ｗｒを算出する。

上式（３）、（４）においてｍは車両１の車両質量であり、ｇは重力加速度であり、κは予め設計値又は実験値として求めた前後荷重移動係数である。
移動量算出部３４は、前輪荷重Ｗｆと後輪荷重Ｗｒの比率から荷重重心位置ＰＬＧの移動量ｌｗを算出する。例えば移動量算出部３４は、次式（５）により移動量ｌｗを算出してよい。移動量ｌｗの符号は、荷重重心位置ＰＬＧが静的重心位置ＰＧよりも前方の場合に正（プラス）となり、荷重重心位置ＰＬＧが静的重心位置ＰＧよりも前方の場合に負（マイナス）となる。

図５を参照する。荷重重心位置推定部３５は、車両前後方向に静的重心位置ＰＧを移動量ｌｗだけ移動させることにより、荷重重心位置ＰＬＧを推定する。荷重重心位置推定部３５は、ヨーセンタＰｙｃの位置の目標値である目標ヨーセンタＰｙｃｔの位置を、推定した荷重重心位置ＰＬＧに設定する。
荷重重心位置推定部３５は、車両前後方向における静的重心位置ＰＧからの目標ヨーセンタＰｙｃｔの偏差ｌｙｃｔを車体スリップ角推定部３６に出力する。偏差ｌｙｃｔは符号は、目標ヨーセンタＰｙｃｔが静的重心位置ＰＧよりも前方の場合に正（プラス）となり、目標ヨーセンタＰｙｃｔが静的重心位置ＰＧよりも前方の場合に負（マイナス）となるように設定する。荷重重心位置推定部３５は、移動量ｌｗを偏差ｌｙｃｔとして出力してよい。
このとき、目標ヨーセンタＰｙｃｔの位置の範囲に制限を設けるように、荷重重心位置推定部３５の出力値を制限するリミッタを設けてもよい。また、目標ヨーセンタＰｙｃｔの位置の変化速度を制限するように、荷重重心位置推定部３５の出力値の変化速度を制限するレートリミッタを設けてもよい。

車体スリップ角推定部３６は、荷重重心位置推定部３５から出力される偏差ｌｙｃｔと目標ヨーレイトγｔと車速Ｖに基づいて、次式（６）により目標車体スリップ角βｔを算出する。

車体スリップ角推定部３６は、算出した目標車体スリップ角βｔを転舵角算出部３７へ出力する。

転舵角算出部３７は、目標横力Ｆｙｔと目標ヨーモーメントＭｚｔに基づいて次式（７）及び（８）により前輪２Ｆの目標車輪スリップ角βＦｔと、後輪２Ｒの目標車輪スリップ角βＲｔを算出する。

上式（７）、（８）において、Ｃｆは前輪２Ｆの１輪当たりのコーナリングスティフネスであり、Ｃｒは後輪２Ｒの１輪当たりのコーナリングスティフネスである。

転舵角算出部３７は、車速Ｖと、目標ヨーレイトγｔと、目標車体スリップ角βｔと、目標車輪スリップ角βＦｔ、βＲｔに基づいて、次式（９）及び（１０）により目標前輪転舵角δＦｔ及び目標後輪転舵角δＲｔを算出する。

転舵角算出部３７は、目標前輪転舵角δＦｔを指示する制御信号を前輪転舵コントローラ１８へ出力し、目標後輪転舵角δＲｔを指示する制御信号を後輪転舵コントローラ１９へ出力する。

（動作）
図７は、実施形態の車両制御方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１において目標加減速度算出部３０は、アクセルペダルのアクセル操作量Ａｃとブレーキペダルのブレーキ操作量Ｂｒとに基づいて目標加減速度ａｘを算出する。
ステップＳ２において旋回目標値設定部３１は、目標横力Ｆｙｔ、目標ヨーモーメントＭｚｔ及び目標ヨーレイトγｔを設定する。
ステップＳ３において移動量算出部３４は、加減速時における車両前後方向における荷重重心位置ＰＬＧの移動量ｌｗを算出する。

ステップＳ４において荷重重心位置推定部３５は、目標ヨーセンタＰｙｃｔの位置を荷重重心位置ＰＬＧに設定する。
ステップＳ５において車体スリップ角推定部３６は、目標車体スリップ角βｔを算出する。
ステップＳ６において転舵角算出部３７は、前輪２Ｆの目標車輪スリップ角βＦｔと、後輪２Ｒの目標車輪スリップ角βＲｔを算出する。

ステップＳ７において転舵角算出部３７は、目標前輪転舵角δＦｔ及び目標後輪転舵角δＲｔを算出する。
ステップＳ８において前輪転舵コントローラ１８及び後輪転舵コントローラ１９は、前輪転舵角δＦと後輪転舵角δＲが目標転舵角δＦｔ、δＲｔとなるように前輪２Ｆ及び後輪２Ｒを転舵する。その後に処理は終了する。

（実施形態の効果）
（１）車両運動コントローラ１５は、車両１に発生する加減速度を推定し、推定した加減速度に基づいて、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒにかかる荷重全体の重心位置である荷重重心位置の車両前後方向における移動量を算出し、算出した移動量に基づいて、加減速時の車両前後方向における荷重重心位置を推定し、ステアリングホイールの操舵角又は車両１の目標走行軌道に基づいて目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトを設定し、目標ヨーレイトと推定した荷重重心位置とに基づいて、車両１のヨー回転中心が推定した荷重重心位置となるように目標車体スリップ角を設定し、目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトと目標車体スリップ角とを実現する前輪２Ｆと後輪２Ｒの目標転舵角を算出する。
前輪転舵コントローラ１８及び後輪転舵コントローラ１９は、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの転舵角が目標転舵角となるように前輪２Ｆ及び後輪２Ｒを転舵する。
これにより、車両１のヨー回転運動（自転）のヨー回転中心の位置を、車両１の旋回運動（公転）の向心力が作用する位置に一致させることができる。この結果、旋回運動（公転）とヨー回転運動（自転）とが相関しない感覚による違和感を抑制できる。

（２）車両センサ１４は、車両１のアクセルペダル又はブレーキペダルの操作量を検出してよい。車両運動コントローラ１５は、検出したアクセルペダル又はブレーキペダルの操作量に基づいて車両１に発生する加減速度を推定してよい。
コントローラが、目標駆動トルク、目標液圧、目標転舵角を出力してから実際に車両１に車両挙動が生成されるまでには、車両ダイナミクスや演算時間や通信時間による遅延時間が発生する。このため、加速度センサやサスペンションのストローク量から実際の車両挙動を検出して荷重重心位置ＰＬＧを算出すると、目標ヨーセンタＰｙｃｔの設定が加減速よりも遅れることにより、車両に向心力が作用する位置とヨー回転の回転中心の位置とがずれるおそれがある。
アクセルペダル又はブレーキペダルの操作量から推定した加減速度に基づいて荷重重心位置ＰＬＧを算出することにより、目標ヨーセンタＰｙｃｔの設定の遅延を抑制することができる。

（３）車両運動コントローラ１５は、推定した車両１の前後加減速度および予め同定した前後荷重移動係数に基づいて前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの荷重を算出してよい。前輪２Ｆの荷重と後輪２Ｒの荷重の比率から荷重重心位置の移動量を算出してよい。
これにより、加減速時に移動する荷重重心位置の位置を推定できる。
（４）車両１を自動で運転する自律走行制御又は操舵角を自動的に制御する運転支援制御によって目標走行軌道を設定してよい。
これにより、自律走行制御又は運転支援制御により車両１が旋回する場合においても、車両の加減速に伴う荷重重心位置の移動によって旋回時に乗員に与える違和感を抑制できる。

１…車両、２Ｆ…前輪、２Ｒ…後輪、１０…車両制御装置、１１…測位装置、１０…車両制御装置、１１…測位装置、１２…地図データベース、１３…外界センサ、１４…車両センサ、１５…車両運動コントローラ、１６…駆動源コントローラ、１７…ブレーキコントローラ、１８…前輪転舵コントローラ、１９…後輪転舵コントローラ、２０…運転制御コントローラ、２１…駆動力源、２２…液圧アクチュエータ、２３…前輪転舵アクチュエータ、２４…後輪転舵アクチュエータ、３０…目標加減速度算出部、３１…旋回目標値設定部、３２…トルク変換部、３３…液圧変換部、３４…移動量算出部、３５…荷重重心位置推定部、３６…車体スリップ角推定部、３７…転舵角算出部

Claims (5)

1. 車両に発生する加減速度を推定し、
   推定した前記加減速度に基づいて、前輪及び後輪にかかる荷重全体の重心位置である荷重重心位置の車両前後方向における移動量を算出し、
   算出した前記移動量に基づいて、加減速時の車両前後方向における前記荷重重心位置を推定し、
   ステアリングホイールの操舵角又は前記車両の目標走行軌道に基づいて目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトを設定し、
   前記目標ヨーレイトと推定した前記荷重重心位置とに基づいて、前記車両のヨー回転中心が前記推定した荷重重心位置となるように目標車体スリップ角を設定し、
   前記目標横力、前記目標ヨーモーメント及び前記目標ヨーレイトと前記目標車体スリップ角とを実現する前記前輪と前記後輪の目標転舵角を算出し、
   前記前輪及び前記後輪の転舵角が前記目標転舵角となるように前記前輪及び前記後輪を転舵する、
   ことを特徴とする車両制御方法。
2. 前記車両のアクセルペダル又はブレーキペダルの操作量を検出し、
   検出した操作量に基づいて前記車両に発生する加減速度を推定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御方法。
3. 推定した車両の前後加減速度および予め同定した前後荷重移動係数に基づいて前記前輪及び前記後輪の荷重を算出し、
   前記前輪の荷重と前記後輪の荷重の比率から前記荷重重心位置の移動量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御方法。
4. 前記車両を自動で運転する自律走行制御又は操舵角を自動的に制御する運転支援制御によって前記目標走行軌道を設定することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の車両制御方法。
5. 車両に発生する加減速度を推定し、推定した前記加減速度に基づいて、前輪及び後輪にかかる荷重全体の重心位置である荷重重心位置の車両前後方向における移動量を算出し、算出した前記移動量に基づいて、加減速時の車両前後方向における前記荷重重心位置を推定し、ステアリングホイールの操舵角又は前記車両の目標走行軌道に基づいて目標横力、目標ヨーモーメント及び目標ヨーレイトを設定し、前記目標ヨーレイトと推定した前記荷重重心位置とに基づいて、前記車両のヨー回転中心が前記推定した荷重重心位置となるように目標車体スリップ角を設定し、前記目標横力、前記目標ヨーモーメント及び前記目標ヨーレイトと前記目標車体スリップ角とを実現する前記前輪と前記後輪の目標転舵角を算出するコントローラと、
   前記前輪及び前記後輪の転舵角が前記目標転舵角となるように前記前輪及び前記後輪を転舵する転舵アクチュエータと、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。

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