特許 7498097 車両走行制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-03

(45)【発行日】2024-06-11

(54)【発明の名称】車両走行制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/00 20060101AFI20240604BHJP

   B60W 10/04 20060101ALI20240604BHJP

   B60W 10/184 20120101ALI20240604BHJP

   B60W 10/20 20060101ALI20240604BHJP

   B60W 40/076 20120101ALI20240604BHJP

   B62D 7/15 20060101ALI20240604BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20240604BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 148

B60W10/04

B60W10/184

B60W10/20

B60W40/076

B62D7/15 A

B62D6/00

B62D5/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020200246

(22)【出願日】2020-12-02

(65)【公開番号】P2022088025

(43)【公開日】2022-06-14

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】立入 泉樹

(72)【発明者】

【氏名】竹▲崎▼ 朗

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄大

【審査官】平井 功

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／２０３５７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－１０３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０７７７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｂ６２Ｄ ７／００－ ７／２２

Ｂ６２Ｄ ５／００－ ５／３２

Ｂ６２Ｄ ６／００－ ６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三輪以上のタイヤ（９１－９４）が独立して転舵可能な独立転舵車両（１００）において車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、車両の重心を計測する重心計測装置（３０）を備えた車両に搭載され、
車両を前後左右に自由に並行移動させる進行方向制御部（１５）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角制御部（１７）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に移動方向に制駆動する制駆動力制御部（１８）と、を備え、
前記進行方向制御部は、車両の進行方向、及び、車両特性記憶装置（２０）から取得した車両特性及び前記重心計測装置から取得した車両の重心に基づいて、各タイヤを、車両の進行方向前方に位置する疑似前輪部と、車両の進行方向後方に位置する疑似後輪部とに分類し、
加速時、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定し、
制動時、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定する車両走行制御装置。

【請求項2】

三輪以上のタイヤ（９１－９４）が独立して転舵可能な独立転舵車両（１００）において車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、車両の進行方向の加速度を計測する一つ以上の加速度計測装置（４０）を備えた車両に搭載され、
車両を前後左右に自由に並行移動させる進行方向制御部（１５）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角制御部（１７）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に移動方向に制駆動する制駆動力制御部（１８）と、を備え、
前記進行方向制御部は、車両の進行方向、及び、車両特性記憶装置（２０）から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを、車両の進行方向前方に位置する疑似前輪部と、車両の進行方向後方に位置する疑似後輪部とに分類し、
加速時、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定し、
制動時、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定し、
車両の進行方向、及び、前記加速度計測装置から取得した加速度に応じて、前記疑似前輪部及び前記疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する車両走行制御装置。

【請求項3】

三輪以上のタイヤ（９１－９４）が独立して転舵可能な独立転舵車両（１００）において車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、車両中心線に対する進行方向の車体角度、又は、車両のロールもしくはピッチ角度を計測する一つ以上の車体角度計測装置（５０）を備えた車両に搭載され、
車両を前後左右に自由に並行移動させる進行方向制御部（１５）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角制御部（１７）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に移動方向に制駆動する制駆動力制御部（１８）と、を備え、
前記進行方向制御部は、車両の進行方向、及び、車両特性記憶装置（２０）から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを、車両の進行方向前方に位置する疑似前輪部と、車両の進行方向後方に位置する疑似後輪部とに分類し、
加速時、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定し、
制動時、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定し、
車両の進行方向、及び、前記車体角度計測装置から取得した車体角度、又は、ロールもしくはピッチ角度に応じて、前記疑似前輪部及び前記疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する車両走行制御装置。

【請求項4】

三輪以上のタイヤ（９１－９４）が独立して転舵可能な独立転舵車両（１００）において車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、道路勾配を計測する道路勾配計測装置（６０）を備えた車両に搭載され、
車両を前後左右に自由に並行移動させる進行方向制御部（１５）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に転舵させる転舵角制御部（１７）と、
前記進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に移動方向に制駆動する制駆動力制御部（１８）と、を備え、
前記進行方向制御部は、車両の進行方向、及び、車両特性記憶装置（２０）から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを、車両の進行方向前方に位置する疑似前輪部と、車両の進行方向後方に位置する疑似後輪部とに分類し、
加速時、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定し、
制動時、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定し、
前記道路勾配計測装置から取得した道路勾配に応じて、前記疑似前輪部及び前記疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する車両走行制御装置。

【請求項5】

前記進行方向制御部は、
加速時、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力に、進行方向に応じた０より大きく１より小さい駆動力調整係数を乗じた駆動力を、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与え、
制動時、前記疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力に、進行方向に応じた０より大きく１より小さい制動力調整係数を乗じた制動力を、前記疑似前輪部と判断されたタイヤに与える請求項１～４のいずれか一項に記載の車両走行制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両走行制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、各車輪が独立して転舵可能な独立転舵車両において、各タイヤを９０°又はそれ以外の角度で転舵させて、横移動や斜め移動を可能にした独立転舵車両が知られている。通常の車両では不可能な横移動や斜め移動が可能となることで、縦列駐車を容易に行うことができたり、狭路での駐車や移動ができるようになったりする。

【0003】

例えば特許文献１には、横移動や斜め移動が可能な独立転舵車両について、転舵装置の転舵の状況に応じて出力の制御を行う制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５９９２２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的な車両ではホイールベースに対しトレッド幅が短い。そのため横移動時には、進行方向における車輪の前後間隔であるトレッド幅が左右間隔であるホイールベースよりも短くなる。そこで、横移動時に直進時と同じように制駆動を行うと、リフトアップする、すなわち車体が浮き上がる可能性が高まる。また走行路に勾配がある場合、その影響は大きくなる。発明者らは、これらの問題を四輪車両の走行挙動シミュレーションから見出した。しかし特許文献１には、横移動時のリフトアップに関して何ら言及されていない。

【0006】

本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、独立転舵車両の進行方向に応じて加速時及び制動時のリフトアップを適切に防ぐ車両走行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】

【0007】

本発明による車両走行制御装置は、三輪以上のタイヤ（９１－９４）が独立して転舵可能な独立転舵車両（１００）において車両の走行を制御する。第１の態様の車両走行制御装置は、車両の重心を計測する重心計測装置（３０）を備えた車両に搭載される。第２の態様の車両走行制御装置は、車両の進行方向の加速度を計測する一つ以上の加速度計測装置（４０）を備えた車両に搭載される。第３の態様の車両走行制御装置は、車両中心線に対する進行方向の車体角度、又は、車両のロールもしくはピッチ角度を計測する一つ以上の車体角度計測装置（５０）を備えた車両に搭載される。第４の態様の車両走行制御装置は、道路勾配を計測する道路勾配計測装置（６０）を備えた車両に搭載される。各態様の車両走行制御装置は、進行方向制御部（１５）と、転舵角制御部（１７）と、制駆動力制御部（１８）と、を備える。

【0008】

進行方向制御部は、車両を前後左右に自由に並行移動させる。転舵角制御部は、進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に転舵させる。制駆動力制御部は、進行方向制御部からの指示に応じて、各タイヤを個別に移動方向に制駆動する。

【0009】

進行方向制御部は、車両の進行方向、及び、車両特性記憶装置（２０）から取得した車両特性に基づいて、各タイヤを、車両の進行方向前方に位置する疑似前輪部と、車両の進行方向後方に位置する疑似後輪部とに分類する。第１の態様では、進行方向制御部は、さらに重心計測装置から取得した車両の重心に基づいて、各タイヤを疑似前輪部と疑似後輪部とに分類する。

【0010】

進行方向制御部は、加速時、疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定する。また、制動時、疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定する。第２、第３、第４の態様では、それぞれ進行方向制御部は、加速度計測装置、車体角度計測装置、道路勾配計測装置から取得した情報に応じて、疑似前輪部及び疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する。

【0011】

加速時、疑似後輪部の駆動トルクは疑似前輪部のリフトアップの要因となるが、疑似前輪部の駆動トルクはリフトアップに直接影響しないため、疑似前輪部の駆動力を疑似後輪部の駆動力よりも大きく設定することで、リフトアップを防ぐことができる。また、制動時、疑似前輪部の制動トルクは疑似後輪部のリフトアップの要因となるが、疑似後輪部の制動トルクはリフトアップに直接影響しないため、疑似後輪部の制動力を疑似前輪部の制動力よりも大きく設定することで、リフトアップを防ぐことができる。よって、本発明の車両走行制御装置は、独立転舵車両の進行方向に応じて加速時及び制動時のリフトアップを適切に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態による車両走行制御装置のブロック図。

【図2】（ａ）ホイールベース及びトレッド幅を示す図、（ｂ）横移動中の制駆動力によるリフトアップを説明する図。

【図3】加速時の荷重移動とリフトアップ条件を説明する図。

【図4】制動時の荷重移動とリフトアップ条件を説明する図。

【図5】斜め移動時の疑似前輪部と疑似後輪部との分類を説明する図。

【図6】輪加重と重心との関係を示す図。

【図7】加速時における疑似前輪部及び疑似後輪部の駆動力の関係を示す図。

【図8】制動時における疑似前輪部及び疑似後輪部の制動力の関係を示す図。

【図9】進行方向の加速度を説明する図。

【図10】車両のロール又はピッチ角度を説明する図。

【図11】道路勾配がある場合における加速時の荷重移動とリフトアップ条件を説明する図。

【図12】本実施形態による制駆動力制御のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態による車両走行制御装置を図面に基づいて説明する。本実施形態の車両走行制御装置は、各タイヤが独立して転舵可能な独立転舵車両において車両の走行を制御する。

【0014】

従来、一般的な車両は左右対のタイヤがリンクを介して機械的に結合されており、ステアリングの操舵によってタイヤが転舵する。今後、ステアリングと左右対タイヤのリンクとが機械的に分離したステアバイワイヤや、各タイヤが独立して転舵可能な独立転舵車両に発展していくと考えられる。ステアバイワイヤでは、左右対のタイヤが連動して同相にしか動かないのに対し、独立転舵車両では各タイヤが自由に転舵可能である。

【0015】

例えば四輪の独立転舵車両では、四輪を全て９０°転舵させることで横移動が可能になる。また、四輪を全て９０°以外の角度（例えば４５°）転舵させることで斜め移動が可能になる。これにより、狭い駐車スペースでも縦列駐車等を容易に行うことができる。

【0016】

（一実施形態）
図１を参照し、一実施形態による車両走行制御装置１０の構成を説明する。図１に示す四輪の独立転舵車両１００は、四つのタイヤ９１－９４が全て独立に転舵可能である。各タイヤ９１－９４は、制駆動力を発生させるインホイールモータ（図中「ＩＷＭ」）と、ブレーキ機能とが備わっている。前列左タイヤ９１には「ＦＬ」、前列右タイヤ９２には「ＦＲ」、後列左タイヤ９３には「ＲＬ」、後列右タイヤ９４には「ＲＲ」と記す。

【0017】

車両走行制御装置１０は、進行方向制御部１５、転舵角制御部１７及び制駆動力制御部１８を備える。進行方向制御部１５は、車両１００を前後左右に自由に並行移動させる。転舵角制御部１７は、進行方向制御部１５からの指示に応じて、各タイヤ９１－９４を個別に転舵させる。制駆動力制御部１８は、進行方向制御部１５からの指示に応じて、各タイヤ９１－９４を個別に移動方向に制駆動する。

【0018】

例えば横移動時には進行方向制御部１５より、必要な転舵角及び制駆動力がそれぞれ転舵角制御部１７及び制駆動力制御部１８に指示される。転舵角制御部１７は、指示された転舵角に従って、各タイヤ９１－９４に適切な転舵角を与える。制駆動力制御部１８は、指示された制駆動力に従って、各タイヤ９１－９４に適切な制駆動力を与える。

【0019】

進行方向制御部１５は、車両１００が備える各種装置から車両走行制御に必要な情報を取得する。車両特性記憶装置２０は、ホイールベース及びトレッド幅等の車両特性を記憶している。重心計測装置３０は、車両の重心を計測する。進行方向制御部１５は、車両の進行方向、重心、ホイールベース及びトレッド幅の車両特性に基づいて、各タイヤ９１－９４を、後述の「疑似前輪部」と「疑似後輪部」とに分類する。

【0020】

加速度計測装置４０は、車両の進行方向の加速度を計測する。車体角度計測装置５０は、車両中心線に対する進行方向の車体角度、又は、車両のロールもしくはピッチ角度を計測する。道路勾配計測装置６０は、道路勾配を計測する。進行方向制御部１５は、各装置から取得した加速度、車体角度、道路勾配等に応じて、疑似前輪部及び疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する。その詳細については後述する。

【0021】

次に図２を参照し、車両１００の横移動時における課題について説明する。転舵角は、反時計回りを正として表す。横移動するとき、進行方向制御部１５は、前後列の左タイヤ９１、９３を９０°転舵させ、前後列の右タイヤ９２、９４を－９０°転舵させる。このように各タイヤは±９０°の範囲で転舵可能である。

【0022】

ここで、斜め移動の場合も含め、転舵角の表示について注記する。進行方向指示値に対し±９０°の範囲で表される転舵角は単にタイヤの向きを表し、転舵方向を規定するものではない。例えば０°から反時計回りに４５°に至る場合と、時計回りに－９０°を超えて－１３５°に至る場合とでは転舵過程は異なるが、転舵後のタイヤの向きとしては同じになるため、転舵角は同じ４５°として表示される。

【0023】

図２（ａ）に示すように、一般的な車両ではホイールベースに対しトレッド幅が短い。そのため、図２（ｂ）に示すように、横移動時に駆動力によって加速、又は、制動力によって減速したとき、リフトアップする、すなわち車体が浮き上がる可能性が高まる。以下、停車状態からの発進時、及び走行中の車速上昇時を含み、「加速時」と記す。また、走行中の車速低下時、及び、停車する時を含み「制動時」と記す。

【0024】

本明細書では、車両の進行方向前方に位置するタイヤを「疑似前輪部」と定義し、車両の進行方向後方に位置するタイヤを「疑似後輪部」と定義する。図２（ｂ）に示すように車両正面から視て左方向に横移動する場合、ＦＲタイヤ９２及びＲＲタイヤ９４が疑似前輪部となり、ＦＬタイヤ９１及びＲＬタイヤ９３が疑似後輪部となる。逆に車両正面から視て右方向に横移動する場合、ＦＬタイヤ９１及びＲＬタイヤ９３が疑似前輪部となり、ＦＲタイヤ９２及びＲＲタイヤ９４が疑似後輪部となる。

【0025】

横移動中に加速すると、疑似前輪部をリフトアップさせるようにモーメントが加わる。また、横移動時に制動すると、疑似後輪部をリフトアップさせるようにモーメントが加わる。これについて、図３、図４を参照して説明する。図３、図４に共通に、Ｌは疑似前輪部と疑似後輪部との距離、ｈは重心高さ、ｍは車両重量、αは加速度、ｍα（＝ｍ×α）は慣性力、ｒはタイヤ半径を表す。加速度αは加速度計測装置４０から取得される。

【0026】

図３に、横移動中の加速時に作用する力を示す。Ｆｔは疑似後輪部の駆動力、Ｗｆは疑似前輪部の重量を表す。このとき［１］加速時慣性による荷重移動ΔＷａ、及び、［２］疑似後輪部の駆動反力による荷重移動ΔＷｔ、の二種類の荷重移動が発生する。加速時慣性による荷重移動ΔＷａは、重心に働く慣性力のモーメントより式（１）で表される。
ΔＷａ×Ｌ＝ｍαｈ
ΔＷａ＝ｍαｈ／Ｌ ・・・（１）

【0027】

疑似後輪部の駆動反力による荷重移動ΔＷｔは、疑似後輪部から出力される駆動トルクτｔ（＝Ｆｔ×ｒ）により式（２）で表される。
ΔＷｔ×Ｌ＝Ｆｔ×ｒ
ΔＷｔ＝Ｆｔ×ｒ／Ｌ＝τｔ／Ｌ ・・・（２）

【0028】

「ΔＷａ＋ΔＷｔ＞Ｗｆ」のとき、疑似前輪部がリフトアップする。ここで、疑似前輪部の駆動トルクは、式（２）と同じ理屈で疑似後輪部を浮き上がらせる働きをするが、リフトアップには直接影響しない。

【0029】

図４に、横移動中の制動時に作用する力を示す。Ｆｃは疑似前輪部の制動力、Ｗｒは疑似後輪部の重量を表す。このとき［１］制動時慣性による荷重移動ΔＷｃ、及び、［２］疑似前輪部の制動反力による荷重移動ΔＷｂ、の二種類の荷重移動が発生する。制動時慣性による荷重移動ΔＷｃは、重心に働く慣性力のモーメントより式（３）で表される。
ΔＷｃ×Ｌ＝ｍαｈ
ΔＷｃ＝ｍαｈ／Ｌ ・・・（３）

【0030】

疑似前輪部の制動反力による荷重移動ΔＷｂは、疑似前輪部から出力される制動トルクτｃ（＝Ｆｃ×ｒ）により式（４）で表される。
ΔＷｂ×Ｌ＝Ｆｃ×ｒ
ΔＷｂ＝Ｆｃ×ｒ／Ｌ＝τｃ／Ｌ ・・・（４）

【0031】

「ΔＷｃ＋ΔＷｂ＞Ｗｒ」のとき、疑似後輪部がリフトアップする。ここで、疑似後輪部の制動トルクは疑似前輪部を浮き上がらせる働きをするが、リフトアップには直接影響しない。

【0032】

以上より、横移動中の加速時及び制動時にタイヤがリフトアップする条件が示される。したがって、加速時には疑似後輪部の駆動を控え、主に疑似前輪部を駆動することでリフトアップを防ぐことができる。また、制動時には疑似前輪部の制動を控え、主に疑似後輪部を制動することでリフトアップを防ぐことができる。

【0033】

つまり、進行方向制御部１５は、加速時、疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定する。また、制動時、疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定する。このとき進行方向制御部１５は、疑似前輪部の二つのタイヤ、又は、疑似後輪部の二つのタイヤに、それぞれ異なる制駆動力を与えてもよい。

【0034】

次に図５、図６を参照し、斜め移動の場合の疑似前輪部と疑似後輪部との分類について説明する。各タイヤが９０°転舵される横移動の場合には疑似前輪部と疑似後輪部とが単純に分類されるのに対し、９０°以外の角度で転舵される斜め移動の場合には分類の基準を決める必要がある。図５～図９の説明では、各タイヤについて「９１－９４」の符号を用いず、「ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ」の記号のみで表す。また、図中の下付文字を明細書中では通常文字で記載する。

【0035】

図５に示すように、進行方向に対する車両の重心と各タイヤの中心との位置関係に注目する。重心を通り進行方向と直交する法線を引き、この進行方向法線より前方に位置するタイヤを疑似前輪部とし、進行方向法線より後方に位置するタイヤを疑似後輪部とする。進行方向制御部１５は、車両の進行方向、重心計測装置３０から取得した重心、並びに、車両特性記憶装置２０から取得したホイールベース及びトレッド幅の車両特性に基づいて、各タイヤを疑似前輪部と疑似後輪部とに分類する。

【0036】

また、重心を通り進行方向に引いた線と車両中心線とのなす角度を車体角度θとする。車体角度θは、例えば車両中心線から反時計回りに正、時計回りに負の値で定義される。進行方向制御部１５は、車体角度計測装置５０が計測した車体角度θを取得し、車体角度の絶対値｜θ｜を閾値θｔｈと比較する。車体角度の絶対値｜θ｜が閾値θｔｈ以下の場合、直進時と同様の制御でもよい。一方、車体角度の絶対値｜θ｜が閾値θｔｈより大きい場合、進行方向制御部１５は、横移動時と同様に、加速時には主に疑似前輪部を駆動し、制動時には主に疑似後輪部を制動することで、リフトアップを防ぐことができる。

【0037】

重心計測装置３０は、予め車両特性から水平面方向の重心位置を導出してもよい。或いは図６に示すように、重心計測装置３０は、各タイヤの輪荷重ＷＦＲ、ＷＦＬ、ＷＲＲ、ＷＲＬに基づき、前後方向の重心位置Ｌｆ、Ｌｒ、及び、車幅方向の重心位置Ｔｌ、Ｔｒを算出して重心を推定してもよい。各タイヤの輪荷重はセンサで検出されてもよく、サスペンションのストロークセンサとばね定数から算出されてもよい。

【0038】

輪荷重ＷＦＲ、ＷＦＬ、ＷＲＲ、ＷＲＬと重心位置Ｌｆ、Ｌｒ、Ｔｌ、Ｔｒとの関係は、式（５）～（８）で表される。
（ＷＦＲ＋ＷＦＬ）Ｌｆ＝（ＷＲＲ＋ＷＲＬ）Ｌｒ ・・・（５）
Ｌｆ＋Ｌｒ＝Ｌ ・・・（６）
（ＷＦＲ＋ＷＲＲ）Ｔｒ＝（ＷＦＬ＋ＷＲＬ）Ｔｌ ・・・（７）
Ｔｒ＋Ｔｌ＝Ｔ ・・・（８）

【0039】

次に図７、図８を参照し、横移動又は斜め移動中の加速時及び制動時における疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力の関係について説明する。駆動力の記号ＦｔＸＸ、制動力の記号ＦｃＸＸ、駆動力調整係数の記号ＧｔＸＸ、及び、制動力調整係数の記号ＧｃＸＸにおける「ＸＸ」は、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲのいずれかを示す。駆動力調整係数ＧｔＸＸ及び制動力調整係数ＧｃＸＸは、進行方向に応じて０より大きく１より小さい値に設定されている。「ＸＸ」の部分を図中では下付文字で記載し、明細書中では通常文字で記載する。

【0040】

図７に示す加速時において、二つの疑似後輪部の駆動力ＦｔＦＲ、ＦｔＲＲは等しく設定される。疑似後輪部の駆動力ＦｔＦＲ、ＦｔＲＲは、疑似前輪部の駆動力ＦｔＦＬ、ＦｔＲＬにそれぞれ駆動力調整係数ＧｔＦＬ、ＧｔＲＬを乗じた値に設定される。リフトアップの防止を優先するとき、駆動力調整係数ＧｔＦＬ、ＧｔＲＬは０に近い値に設定される。加速性能を向上させたいとき、駆動力調整係数ＧｔＦＬ、ＧｔＲＬを大きくする程、疑似後輪部が出力する駆動トルクは大きくなる。

【0041】

図８に示す制動時において、二つの疑似前輪部の制動力ＦｃＦＬ、ＦｃＲＬは等しく設定される。疑似前輪部の制動力ＦｃＦＬ、ＦｃＲＬは、疑似後輪部の制動力ＦｃＦＲ、ＦｃＲＲにそれぞれ制動力調整係数ＧｃＦＲ、ＧｃＲＲを乗じた値に設定される。リフトアップの防止を優先するとき、制動力調整係数ＧｃＦＲ、ＧｃＲＲは０に近い値に設定される。制動性能を向上させたいとき、制動力調整係数ＧｃＦＲ、ＧｃＲＲを大きくする程、疑似前輪部が出力する制動トルクは大きくなる。

【0042】

次に図９を参照し、加速度計測装置４０が計測した加速度に基づく制駆動力の調整について説明する。加速度計測装置４０は、加速度センサにより加速度を検出してもよいし、各タイヤの出力トルクや制駆動力から加速度を算出してもよい。進行方向制御部１５は、例えば車両中心線方向の加速度αｘ、及び、車両中心線直交方向の加速度αｙを取得し、車体角度θに基づき、式（９）を用いて進行方向の加速度αθを算出する。
αθ＝αｘｃｏｓθ＋αｙｓｉｎθ ・・・（９）

【0043】

進行方向制御部１５は、加速時に正の加速度αθが閾値αｔｈより大きいとき、又は、制動時に負の加速度の絶対値｜αθ｜が閾値αｔｈを超えたとき、疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力を調整してリフトアップを防ぐ制御を行うようにしてもよい。一方、加速度の絶対値｜αθ｜が閾値αｔｈ以下のときは、リフトアップする可能性が無いとみなし、直進時と同様の制駆動力を設定してもよい。

【0044】

また、図１０に示すように、車体角度計測装置５０は、車両のロールもしくはピッチ角度δを計測する角度センサを含んでもよい。そして進行方向制御部１５は、ロールもしくはピッチ角度の絶対値｜δ｜（或いは角速度の絶対値）が閾値を超えたとき、疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力を調整してリフトアップを防ぐ制御を行うようにしてもよい。ロールもしくはピッチ角度δは、ジャイロセンサの角速度を積分して推定されてもよい。或いは、疑似前輪部及び疑似後輪部のサスペンションストロークＳＦ、ＳＲに基づき、式（１０）を用いて算出されてもよい。
δ＝ｔａｎ^-1（（ＳＦ＋ＳＲ）／Ｌ） ・・・（１０）

【0045】

次に図１１を参照し、道路勾配計測装置６０が計測した道路勾配ψｓに基づく制駆動力の調整について説明する。なお、ψｓの添え字「ｓ」は「スロープ」に由来する。道路勾配計測装置６０は、停車時の各タイヤのストロークをセンサにより検出して道路勾配ψｓを算出してもよいし、地図データから推定してもよい。図１１には、道路勾配ψｓ＞０の場合の横移動中の加速時に作用する力を、図３に対応する方式で示す。ここで、道路勾配ψｓが０の状態を基準状態という。

【0046】

図３と共通する記号については説明を省略する。ただし、Ｌ、ｈは、基準状態での仮想路面ｘｙ＿０における疑似前輪部と疑似後輪部との距離、及び、重心高さを表す。図３の記号の他に、Ｌｆ、Ｌｒは、基準状態で仮想路面ｘｙ＿０に投影された重心位置から疑似前輪部及び疑似後輪部までの距離を表す。ｂ０は、基準状態での疑似後輪部の接地点Ｐｒから重心までの距離を表す。ψｇは、基準状態での疑似後輪部の接地点Ｐｒから重心までの仰角を表す。ｈ１は、道路勾配ψｓの路面上に位置する車両の重心の仮想路面ｘｙ＿０からの高さを表す。

【0047】

横移動中の加速時、［１］加速時慣性による荷重移動ΔＷａ、及び、［２］疑似後輪部の駆動反力による荷重移動ΔＷｔ、の二種類の荷重移動が図３と同様に発生する。加速時慣性による荷重移動ΔＷａは、式（１１）で表される。
ΔＷａ×Ｌ＝ｍαｈ１ｃｏｓψｓ
ｈ１＝ｂ０ｓｉｎ（ψｓ＋ψｇ）
ｂ０＝ｈ／ｓｉｎψｇ
ΔＷａ＝（ｍαｈ／Ｌ）×｛ｓｉｎ（ψｓ＋ψｇ）ｃｏｓψｓ／ｓｉｎψｇ｝
・・・（１１）

【0048】

疑似後輪部の駆動反力による荷重移動ΔＷｔは、図３と同様に式（２）で表される。
ΔＷｔ×Ｌ＝Ｆｔ×ｒ
ΔＷｔ＝Ｆｔ×ｒ／Ｌ＝τ／Ｌ ・・・（２）

【0049】

「ΔＷａ＋ΔＷｔ＞Ｗｆｃｏｓψｓ」のとき、疑似前輪部がリフトアップする。このように道路勾配ψｓ＞０の場合、リフトアップ条件は、道路勾配ψｓ、及び、疑似後輪部の接地点Ｐｒからの重心仰角ψｇによって変化する。したがって、進行方向制御部１５は、道路勾配ψｓ及び車両特性に応じて、駆動力及び制動力の調整係数ＧｔＸＸ、ＧｃＸＸを切り替えたり、加速度の閾値αｔｈや車両角度の閾値θｔｈを変化させたりしてもよい。

【0050】

図１２のフローチャートに、本実施形態による制駆動力制御のルーチンを示す。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。Ｓ０１で進行方向制御部１５は、進行方向を決定する。Ｓ０２で転舵角制御部１７は、進行方向に応じて各タイヤ９１－９４を転舵させる。Ｓ０３では重心計測装置３０が車両の重心を計測する。Ｓ０４で進行方向制御部１５は、進行方向、重心、ホイールベース及びトレッド幅の車両特性に基づいて、各タイヤ９１－９４を疑似前輪部と疑似後輪部とに分類する。

【0051】

Ｓ１１～Ｓ１７は、加速時の駆動力制御に関する処理である。Ｓ１１で進行方向制御部１５は、疑似前輪部と判断されたタイヤに駆動力を出力する。Ｓ１２で進行方向制御部１５は、疑似後輪部と判断されたタイヤに、進行方向に応じた駆動力調整係数を乗じて駆動力を出力する。

【0052】

Ｓ１３では、加速度計測装置４０が進行方向の加速度αθを計測し、車体角度計測装置５０が車両中心線に対する進行方向の車体角度θを計測し、道路勾配計測装置６０が道路勾配ψｓを計測する。Ｓ１４では、正の加速度αθが閾値αｔｈより大きいか、又は、車体角度の絶対値｜θ｜が閾値θｔｈより大きいか判断される。Ｓ１４でＹＥＳの場合、Ｓ１５で進行方向制御部１５は、出力した駆動力を調整する。Ｓ１４でＮＯの場合、Ｓ１５がスキップされる。Ｓ１６で進行方向制御部１５は、さらに道路勾配ψｓに応じて駆動力を調整する。

【0053】

Ｓ１７では、車速、アクセル信号、ブレーキ信号等に基づき、今後、車両が減速又は停車しようとしているか判断される。Ｓ１７でＮＯの場合、Ｓ１１の前に戻り、駆動力制御が継続される。Ｓ１７でＹＥＳの場合、Ｓ２１に移行する。

【0054】

Ｓ２１～Ｓ２７は、制動時の制動力制御に関する処理である。Ｓ２１で進行方向制御部１５は、疑似後輪部と判断されたタイヤに制動力を出力する。Ｓ２２で進行方向制御部１５は、疑似前輪部と判断されたタイヤに、進行方向に応じた制動力調整係数を乗じて制動力を出力する。

【0055】

Ｓ２３では、加速度計測装置４０が進行方向の加速度αθを計測し、車体角度計測装置５０が車両中心線に対する進行方向の車体角度θを計測し、道路勾配計測装置６０が道路勾配ψｓを計測する。Ｓ２４では、負の加速度の絶対値｜αθ｜が閾値αｔｈより大きいか、又は、車体角度の絶対値｜θ｜が閾値θｔｈより大きいか判断される。Ｓ２４でＹＥＳの場合、Ｓ２５で進行方向制御部１５は、出力した制動力を調整する。Ｓ２４でＮＯの場合、Ｓ２５がスキップされる。Ｓ２６で進行方向制御部１５は、さらに道路勾配ψｓに応じて駆動力を調整する。

【0056】

Ｓ２７では車両が停車したか判断され、ＹＥＳの場合、処理を終了する。Ｓ２６でＮＯの場合、Ｓ１７の判断が再度行われる。なお、Ｓ１３、Ｓ２３でロールもしくはピッチ角度δがさらに計測され、Ｓ１４、Ｓ２４で閾値と比較されてもよい。

【0057】

（本実施形態の効果）
（１）車両走行制御装置１０の進行方向制御部１５は、車両の進行方向及び車両特性に基づいて、各タイヤを疑似前輪部と疑似後輪部とに分類する。そして進行方向制御部１５は、加速時、疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力を疑似後輪部と判断されたタイヤに与える駆動力よりも大きく設定する。また進行方向制御部１５は、制動時、疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力を疑似前輪部と判断されたタイヤに与える制動力よりも大きく設定する。

【0058】

加速時、疑似後輪部の駆動トルクは疑似前輪部のリフトアップの要因となるが、疑似前輪部の駆動トルクはリフトアップに直接影響しないため、疑似前輪部の駆動力を疑似後輪部の駆動力よりも大きく設定することで、リフトアップを防ぐことができる。また、制動時、疑似前輪部の制動トルクは疑似後輪部のリフトアップの要因となるが、疑似後輪部の制動トルクはリフトアップに直接影響しないため、疑似後輪部の制動力を疑似前輪部の制動力よりも大きく設定することで、リフトアップを防ぐことができる。よって、車両走行制御装置１０は、独立転舵車両１００の進行方向に応じて加速時及び制動時のリフトアップを適切に防ぐことができる。

【0059】

なお、特許第６７３０８９０号公報には、自動二輪車の加速時のウィリーを抑制するため、ウィリー開始を判定したとき駆動源の出力を制限する技術が記載されている。この技術では出力制限により加速度が低下するという問題がある。それに対し本実施形態では、車両の進行方向に応じて分類された疑似前輪部及び疑似前輪部について、加速時の駆動力、及び、制動時の制動力を制御することで、リフトアップを抑制することができる。

【0060】

（２）進行方向制御部１５は、重心計測装置３０から取得した車両の重心に基づき、各タイヤを疑似前輪部と疑似後輪部とに分類する。特に斜め移動の場合、進行方向制御部１５が正しい重心位置を把握することで、疑似前輪部と疑似後輪部とを正しく分類することができる。

【0061】

（３）進行方向制御部１５は、加速時、疑似前輪部と判断されたタイヤに与える駆動力に、進行方向に応じた０より大きく１より小さい駆動力調整係数を乗じた駆動力を、疑似後輪部と判断されたタイヤに与える。これにより、発進や加速のための駆動力の確保と、リフトアップの防止とを適切に両立することができる。

【0062】

また、進行方向制御部１５は、制動時、疑似後輪部と判断されたタイヤに与える制動力に、進行方向に応じた０より大きく１より小さい制動力調整係数を乗じた制動力を、疑似前輪部と判断されたタイヤに与える。これにより、停止や減速のための制動力の確保と、リフトアップの防止とを適切に両立することができる。

【0063】

（４）進行方向制御部１５は、車両の進行方向、及び、加速度計測装置４０から取得した加速度αに応じて、疑似前輪部及び疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する。進行方向制御部１５は、加速度αに基づき慣性力ｍαを正しく把握することができる。また、慣性力ｍαによる影響を考慮し、加速度の絶対値｜α｜が閾値αｔｈを超えた場合に疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力を制御することで、より適切にリフトアップを防ぐことができる。

【0064】

（５）進行方向制御部１５は、車両の進行方向、及び、車体角度計測装置５０から取得した車体角度θ、又は、ロールもしくはピッチ角度δに応じて、疑似前輪部及び疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する。進行方向制御部１５は、車体角度の絶対値｜θ｜、又は、ロールもしくはピッチ角度の絶対値｜δ｜がそれぞれの閾値を超えた場合に疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力を制御することで、より適切にリフトアップを防ぐことができる。

【0065】

（６）進行方向制御部１５は、道路勾配計測装置６０から取得した道路勾配ψｓに応じて、疑似前輪部及び疑似後輪部と判断された各タイヤに与える駆動力及び制動力を調整する。道路勾配ψｓによって、駆動力又は制動力が同じでもリフトアップのしやすさが変わる。道路勾配ψｓを予め考慮して駆動力及び制動力を変化させることで、より適切にリフトアップを防ぐことができる。

【0066】

（その他の実施形態）
（ａ）本発明の車両走行制御装置１０により制御される独立転舵車両は、四輪車両に限らず、三輪以上のタイヤが独立して転舵可能な車両であればよい。例えば三輪の独立転舵車両の場合、各タイヤは、一つの疑似前輪部と二つの疑似後輪部、又は、二つの疑似前輪部と一つの疑似後輪部に分類される。

【0067】

（ｂ）例えば加速度計測装置４０は、車両に一つに限らず複数設けられてもよい。その場合、進行方向制御部１５は、複数のうち選択された一つの計測装置から加速度を取得してもよく、複数の計測装置から取得した複数の加速度データから平均値等を演算してもよい。車体角度計測装置５０等についても同様である。

【0068】

（ｃ）車両走行制御装置１０が搭載される車両は、図１に示す車両特性記憶装置２０、重心計測装置３０、加速度計測装置４０、車体角度計測装置５０、道路勾配計測装置６０のうち一部を備えていてもよい。車両走行制御装置１０は、車両が備える装置から取得可能な情報の範囲で、上記実施形態に準じて疑似前輪部及び疑似後輪部の制駆動力を制御すればよい。

【0069】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0070】

１０・・・車両走行制御装置、
１５・・・進行方向制御部、
１７・・・転舵角制御部、
１８・・・制駆動力制御部、
２０・・・車両特性記憶装置、
９１－９４・・・タイヤ、
１００・・・独立転舵車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】