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(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】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】操舵制御装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20241022BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20241022BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20241022BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D101:00
B62D113:00
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020124635
(22)【出願日】2020-07-21
(65)【公開番号】P2022021178
(43)【公開日】2022-02-02
【審査請求日】2023-03-08
(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】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】上田 祐輔
【審査官】神田 泰貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－０９６２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０８１６００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２７９０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０６２３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２６２９２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３００４８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０９０８４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ６／００ － ６／１０
Ｂ６０Ｗ １０／００ － ６０／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両（１０）の操舵を行う操舵部（２０）を制御する操舵制御装置であって、前記車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
前記車両のタイヤに作用するタイヤ作用力として前後方向の力であるタイヤ前後力を検出するタイヤ作用力検出部（１１２）と、
前記車速と左右の前記タイヤ前後力の差分とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
前記目標操舵量となるように前記操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える操舵制御装置。
【請求項2】
車両（１０）の操舵を行う操舵部（２０）を制御する操舵制御装置であって、前記車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
前記車両のタイヤに作用するタイヤ作用力としてタイヤの横方向に作用するタイヤ横力を検出するタイヤ作用力検出部（１１３）と、
前記車速と各タイヤにおけるタイヤ横力の合力とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
前記目標操舵量となるように前記操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える操舵制御装置。
【請求項3】
前記タイヤ作用力検出部は、前記タイヤに関連する部位におけるひずみ量から前記タイヤ作用力を推定する請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項4】
前記タイヤ作用力検出部は、前記ひずみ量を前記タイヤに関連する部位における変位を用いて推定する請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項5】
前記操舵量制御部は、前記車速に応じて、前記操舵部の制御の可否を判断する請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の直進安定性を図る操舵制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の操舵制御装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の操舵制御装置（車両用操舵装置）では、μスプリット路における急制動の開始時における操舵角に基づいて目標ヨーレートを設定し、ヨーレート検出手段によって検出される実ヨーレートが上記の目標ヨーレートに導かれるように、舵取り機構駆動用のアクチュエータが制御されるようになっている。
【0003】
また、特許文献２の操舵制御装置（横安定制御装置）では、横外乱が発生すると、ドライバの操舵角を算出し、この操舵角と車両情報を用いてターゲットとすべきターゲット回転角速度を計算する。そして、車両の回転角速度がターゲット回転角速度になるようにして、横外乱によって発生する回転モーメントが減衰するようにしている（直進安定性の向上）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第３６７３４５５号公報
【文献】特許第５１４５１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１、２では、いずれも回転角速度（ヨーレート）に基づいた制御（フィードバック制御）としているため、車両の進行方向に変化が発生してから制御することとなり、原理的に、目標軌跡からのオフセットやふらつきの発生が避けられない。例えば、μスプリット路や横外乱を受けるような道路で、走行中にヨーレートが発生して、そのヨーレートを抑えるように制御しても、またヨーレートが発生するといった繰り返しとなる。
【0006】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、オフセットやふらつきの発生を抑制可能な操舵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】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【0008】
第１の開示では、車両（１０）の操舵を行う操舵部（２０）を制御する操舵制御装置であって、
車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
車両のタイヤに作用するタイヤ作用力として前後方向の力であるタイヤ前後力を検出するタイヤ作用力検出部（１１２）と、
車速と左右のタイヤ前後力の差分とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
目標操舵量となるように操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える。
第２の開示では、車両（１０）の操舵を行う操舵部（２０）を制御する操舵制御装置であって、
車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
車両のタイヤに作用するタイヤ作用力としてタイヤの横方向に作用するタイヤ横力を検出するタイヤ作用力検出部（１１３）と、
車速と各タイヤにおけるタイヤ横力の合力とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
目標操舵量となるように操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える。
車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
車両のタイヤに作用するタイヤ作用力として前後方向の力であるタイヤ前後力を検出するタイヤ作用力検出部（１１２）と、
車速と左右のタイヤ前後力の差分とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
目標操舵量となるように操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える。
第２の開示では、車両（１０）の操舵を行う操舵部（２０）を制御する操舵制御装置であって、
車両の走行時の車速を検出する車速検出部（１１１）と、
車両のタイヤに作用するタイヤ作用力としてタイヤの横方向に作用するタイヤ横力を検出するタイヤ作用力検出部（１１３）と、
車速と各タイヤにおけるタイヤ横力の合力とによって発生するヨーレートと、操舵によって発生するヨーレートとの和がゼロになる場合の目標操舵量を決定する目標操舵量演算部（１２２）と、
目標操舵量となるように操舵部を制御する操舵量制御部（１３１）と、を備える。
【0009】
本開発者らは、車両（１０）のタイヤに作用するタイヤ作用力から、発生し得るヨーレートを予測できることを見出した。本開示では、車速とタイヤ作用力とから、合力を演算して、この合力によって発生するヨーレートを予測する。そして、操舵量制御部（１３１）は、このヨーレートを打ち消すための目標操舵量を演算して（設けて）、操舵部（２０）を制御する。つまり、予測されるヨーレートに対する操舵量のフィードフォワード制御が可能となり、車両（１０）のオフセットやふらつきの発生を抑制することができる。
【0012】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態における操舵制御装置を示すブロック図である。
【図2】μスプリット路を走行する車両を示す説明図である。
【図3】前後力差分、および車速に対するヨーレートを示すグラフである。
【図4】操舵角、および車速に対するヨーレートを示すグラフである。
【図5】前後力による発生ヨーレートを打ち消すための操舵量制御によって、オフセットやふらつきのない走行を行うことを説明する説明図である。
【図6】検出部、演算部、および制御部が行う制御内容を示すフローチャートである。
【図7】従来制御、および本制御における車両の挙動を示すグラフである。
【図8】第１実施形態での操舵量制御によるオフセット量を示す説明図である。
【図9】第２実施形態における操舵制御装置を示すブロック図である。
【図10】横断勾配を走行する車両を示す説明図である。
【図11】横力による発生ヨーレートを打ち消すための操舵量制御によって、オフセットやふらつきのない走行を行うことを説明する説明図である。
【図12】検出部、演算部、および制御部が行う制御内容を示すフローチャートである。
【図13】第２実施形態での操舵量制御によるオフセット量を示す説明図である。
【図14】第３実施形態における警告装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【0015】
（第１実施形態）
本実施形態の操舵制御装置１００Ａについて、図１～図８を用いて説明する。図１、図２に示すように、操舵制御装置１００Ａは、車両１０に搭載されて、車両１０の操舵を行う操舵部２０を制御することで、例えば、μスプリット路のような左右のタイヤにおける摩擦係数が異なる走行路を走行する際の直進性を向上させる。図２では、μスプリット路として、車両１０の左側タイヤが高μ路、右側タイヤが低μ路となる例を示している。高μ路は、例えば通常のアスファルト路が想定され、低μ路は、例えば凍結路が想定される。
本実施形態の操舵制御装置１００Ａについて、図１～図８を用いて説明する。図１、図２に示すように、操舵制御装置１００Ａは、車両１０に搭載されて、車両１０の操舵を行う操舵部２０を制御することで、例えば、μスプリット路のような左右のタイヤにおける摩擦係数が異なる走行路を走行する際の直進性を向上させる。図２では、μスプリット路として、車両１０の左側タイヤが高μ路、右側タイヤが低μ路となる例を示している。高μ路は、例えば通常のアスファルト路が想定され、低μ路は、例えば凍結路が想定される。
【0016】
車両１０における操舵部２０は、前輪側における左右のタイヤ間に設けられた操舵軸が、後述する制御部１３０に設けられた操舵アクチュエータによって、軸方向に移動されることで、左右のタイヤの向きを変更して、タイヤの操舵を行う。尚、操舵軸には、ステアリングホイールが接続されており、通常走行時においては、ドライバのステアリングホイールの操作によって、タイヤの操舵が行われる。
【0017】
図１に示すように、操舵制御装置１００Ａは、検出部１１０、演算部１２０、および制御部１３０等を備えている。
【0018】
検出部１１０は、車速およびタイヤ前後力を検出する部位であり、車速検出部１１１、およびタイヤ前後力検出部１１２等を有している。
【0019】
車速検出部１１１は、走行時の車両１０の車速を検出するセンサであり、検出した車速信号を演算部１２０の合力演算部１２１（タイヤ前後力差分演算部１２１ａ）に出力する。
【0020】
タイヤ前後力検出部１１２は、本開示のタイヤ作用力検出部に対応しており、各タイヤに作用するタイヤ作用力を検出するセンサである。本実施形態では、例えば、μスプリット路を走行する場合を例にして説明しており、ここでは、タイヤ作用は、前後方向の力（以下、前後力（図５（ａ））となる。
【0021】
タイヤ前後力検出部１１２は、車両１０の各タイヤに関連する所定部位（タイヤ周辺の部位）に装着されて、走行時における所定部位のひずみ量でもって、各タイヤに作用する力、つまりタイヤ前後力を検出するようになっている。所定部位は、例えば、サスペンションにおけるサスペンションメンバーとロアアームとの接合部等とすることができる。タイヤ前後力検出部１１２は、上記接合部に発生する変位量を用いて上記ひずみ量を推定するようにしてもよい。タイヤ前後力検出部１１２は、ひずみ量（あるいは変位量）のデータ、つまり各タイヤに発生する前後力のデータを演算部１２０の合力演算部１２１（タイヤ前後力差分演算部１２１ａ）に出力する。
【0022】
演算部１２０は、左右におけるタイヤ前後力の差分によるヨーレート、および目標操舵量を演算する部位であり、合力演算部１２１としてのタイヤ前後力差分演算部１２１ａ、および目標操舵量演算部１２２等を有している。
【0023】
タイヤ前後力差分演算部１２１ａは、各タイヤにおける前後力のデータ（ひずみ量、あるいは変位量）を用いて左右のタイヤにおける前後力の差分を演算する。前後力の差分を演算するにあたっては、少なくとも左右１つずつのタイヤにおける前後力の差分を演算する。例えば、車両１０が４輪車の場合、駆動される側の左右タイヤ（２つ）における前後力の差分を演算するようにしてもよいし、あるいは、すべてのタイヤ（４つ）における前後力を用いて、左右の差分を演算するようにしてもよい。
【0024】
そして、タイヤ前後力差分演算部１２１ａは、車速値（車速信号）と、前後力の差分とを用いて、車両１０に発生し得るヨーレート（γＦ）、つまり車両１０の重心点を通る鉛直軸周りの回転角速度（図５（ａ））を演算（予測）する。タイヤ前後力差分演算部１２１ａは、算出したヨーレートを目標操舵量演算部１２２へ出力する。
【0025】
目標操舵量演算部１２２は、タイヤ前後力の差分によって発生し得るヨーレート（γδ）を打ち消すための目標操舵量（δ）を演算する（詳細後述）。目標操舵量演算部１２２は、算出した目標操舵量を制御部１３０の操舵量制御部１３１に出力する。
【0026】
尚、目標操舵量演算部１２２は、ドライバによって、現在操作されているステアリングホイールによる操舵量を基にして、目標操舵量（δ）を演算する。
【0027】
制御部１３０は、操舵部２０を制御する部位であり、操舵量制御部１３１、および操舵アクチュエータ等を有している。
【0028】
操舵量制御部１３１は、目標操舵量演算部１２２で算出された目標操舵量を実現するために必要なトルクを算出して、この必要トルクで操舵アクチュエータを作動させることで、操舵部２０を制御する。
【0029】
【0030】
本開発者らは、図３に示すように、μスプリット路において、左右のタイヤにおける前後力の差分を検出することで、発生するヨーレートを予測できることを見出した。
【0031】
即ち、図３に示すように、ヨーレートをγＦ、前後力の差分をΔＦ、車速に伴う補正値をＧＦ（ＧＦは車速の関数）としたとき
【0032】
（数１）
γＦ＝ＧＦ・ΔＦ
として表すことができる。
γＦ＝ＧＦ・ΔＦ
として表すことができる。
【0033】
一方、図４に示すように、通常の操舵によっても当然ながらヨーレートが発生する。このときのヨーレートをγδ、操舵角をδ、車速に伴う補正値をＧδ（Ｇδは車速の関数）としたとき
【0034】
（数２）
γδ＝Ｇδ・δ
として表すことができる。
γδ＝Ｇδ・δ
として表すことができる。
【0035】
したがって、図５に示すように、タイヤ前後力の差分によって発生するヨーレートγＦと、操舵によって発生するヨーレートγδとの和がゼロになれば、車両１０は、μスプリット路のような左右で摩擦係数の異なる走行路であっても、直進できることになる。よって
【0036】
（数３）
γＦ＋γδ＝ＧＦ・ΔＦ＋Ｇδ・δ＝０
として、直進するために必要な操舵角（目標操舵量）は
γＦ＋γδ＝ＧＦ・ΔＦ＋Ｇδ・δ＝０
として、直進するために必要な操舵角（目標操舵量）は
【0037】
（数４）
δ＝－（ＧＦ／Ｇδ）・ΔＦ
となる。
δ＝－（ＧＦ／Ｇδ）・ΔＦ
となる。
【0038】
本実施形態では、前後力の差分ΔＦに基づいてフィードフォワード的に操舵制御する。図６は、操舵制御装置１００Ａが実行する制御フローチャートを示している。
【0039】
まず、図６のステップＳ１００で、検出部１１０において、車速検出部１１１は、車両１０の車速を取得し、また、ステップＳ１１０で、タイヤ前後力検出部１１２は、各タイヤの前後力を取得する。
【0040】
次に、ステップＳ１２０で、演算部１２０において、タイヤ前後力差分演算部１２１ａは、各タイヤの前後力から左右のタイヤにおける前後力の差分ΔＦを演算する。
【0041】
次に、ステップＳ１３０で、演算部１２０において、目標操舵量演算部１２２は、前後力の差分ΔＦと、各補正値ＧＦ、Ｇδとを用いて目標操舵量δ（数式４）を演算する。
【0042】
そして、ステップＳ１４０で、制御部１３０において、操舵量制御部１３１は、目標操舵量δが得られるように操舵アクチュエータを作動させて操舵部２０を制御する。尚、操舵量制御部１３１は、車両１０の車速に応じて、操舵部２０の制御の可否を判断する。例えば、停車中では、ヨーレートが発生しないことから、操舵部２０の制御を禁止する。
【0043】
本実施形態を採用しない場合のμスプリット路の走行においては、図７に示すように、車速が増加するにつれて（図７（ａ））、高μ路側と低μ路側とで、左右のタイヤにおける前後力の差分ΔＦが発生して（図７（ｂ）、（ｃ））、それに伴って操舵角、ヨーレートが発生する（図７（ｄ）、（ｅ））。そして、車速に応じて、ヨーレートに伴う横オフセット（直進方向に対する左右のずれ）が発生する（図７（ｆ））。
【0044】
本実施形態では、車速とタイヤ前後力（タイヤ作用力）とから、左右タイヤの前後力の差分ΔＦ（合力）を演算して、この前後力の差分ΔＦによって発生するヨーレートを予測する。そして、操舵量制御部１３１は、このヨーレートを打ち消すための目標操舵量δを演算して（設けて）、操舵部２０を制御する。つまり、予測されるヨーレートに対する操舵量のフィードフォワード制御が可能となり、車両１０のオフセットやふらつきの発生を抑制することができる（図７（ｆ））。
【0045】
図８に示すように、机上でのシミュレーション結果では、本実施例は、従来に対して、最大オフセットの低減ができた。
【0046】
また、タイヤ前後力検出部１１２は、タイヤに作用する前後力を、車両１０のタイヤに関連する所定部位でのひずみ量（あるいは変位量）を用いて把握するようにしている。これは、前後力と所定部位のひずみ量（変位量）との間に相関性があることを活用したものであり、簡易的な方法でタイヤ前後力を検出することができる。
【0047】
また、目標操舵量演算部１２２は、現在操舵されている操舵量を基にして、目標操舵量δを演算するようにしており、これにより、例えば、旋回中であると、このときの操舵量をもとに前後力に対応する目標操舵量δが加味されて、精度の高い制御が可能となる。
【0048】
また、操舵量制御部１３１は、車速に応じて、操舵部２０の制御の可否を判断する。例えば、車両１０が停車しているときであれば、ヨーレートは発生しないため、不要な制御動作をなくすことができる。
【0049】
（第２実施形態）
第２実施形態の操舵制御装置１００Ｂを図９～図１３に示す。第２実施形態は、例えば、横断勾配のある走行路を走行する際の直進性を向上させる。図１０では、横断勾配のある路面の上下方向の高さ位置として、車両１０の左側がより高い位置となり、右側がより低い位置となる横断勾配を示している。
第２実施形態の操舵制御装置１００Ｂを図９～図１３に示す。第２実施形態は、例えば、横断勾配のある走行路を走行する際の直進性を向上させる。図１０では、横断勾配のある路面の上下方向の高さ位置として、車両１０の左側がより高い位置となり、右側がより低い位置となる横断勾配を示している。
【0050】
第１実施形態に対して、操舵制御装置１００Ｂでは、図９に示すように、タイヤ前後力検出部１１２に代えて、タイヤ横力検出部１１３が設けられている。また、合力演算部１２１として、タイヤ前後力差分演算部１２１ａに代えて、タイヤ合力演算部１２１ｂが設けられている。
【0051】
タイヤ横力検出部１１３は、本開示のタイヤ作用力検出部に対応しており、例えば、車両１０が横断勾配を走行する場合、あるいは旋回する場合、あるいは横風を受ける場合等に、タイヤの横方向に作用するタイヤ横力を検出する。タイヤ横力検出部１１３は、検出したタイヤ横力のデータをタイヤ合力演算部１２１ｂに出力する。タイヤ横力は、例えば、横断勾配のある走行路においては、路面位置が低い側から高い側に向けて作用する（図１１（ａ））。
【0052】
尚、タイヤ横力検出部１１３は、上記第１実施形態のタイヤ前後力検出部１１２と同様に、タイヤに関連する車両１０の所定部位のひずみ量、あるいは変位量から把握する。
【0053】
タイヤ合力演算部１２１ｂは、車速値（車速信号）と、各タイヤにおける横力のデータ（ひずみ量、変位量）とを用いて各タイヤにおける横力の合力を演算する。そして、タイヤ合力演算部１２１ｂは、横力の合力を用いて、車両１０に発生し得るヨーレート（γＦ）、（図１１（ａ））を演算（予測）する。タイヤ合力演算部１２１ｂは、算出したヨーレートを目標操舵量演算部１２２へ出力する。
【0054】
目標操舵量演算部１２２は、タイヤ横力の合力によって発生し得るヨーレートを打ち消すための目標操舵量（δｔ）を演算する（詳細後述）。目標操舵量演算部１２２は、算出した目標操舵量を制御部１３０の操舵量制御部１３１に出力する。
【0055】
本実施形態では、以下のようにして、横断勾配のある走行路において、各タイヤにおける横力（横力の合力）を検出することで、発生するヨーレートを予測し、更に、ヨーレートをもとに目標操舵量δｔを演算する。
【0056】
即ち、左前輪の横力をＦｆｌ、右前輪の横力をＦｆｒ、左後輪の横力をＦｒｌ、右後輪の横力をＦｒｒ、前輪の横力をＦｆ、後輪の横力をＦｒとしたとき
【0057】
（数５）
Ｆｆ＝Ｆｆｌ＋Ｆｆｒ
Ｆｆ＝Ｆｆｌ＋Ｆｆｒ
【0058】
（数６）
Ｆｒ＝Ｆｒｌ＋Ｆｒｒ
である。
Ｆｒ＝Ｆｒｌ＋Ｆｒｒ
である。
【0059】
また、車両１０の重心から前輪車軸までの距離をｌｆ、車両１０の重心から後輪車軸までの距離をｌｒ、車速に伴う補正値をＧＦとしたときに、横力の合力によって発生するヨーレートγは
【0060】
（数７）
γＦ＝ＧＦ（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）
である。
γＦ＝ＧＦ（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）
である。
【0061】
一方、通常の操舵によっても当然ながらヨーレートが発生する。このときのヨーレートをγδ、操舵角をδ、車速に伴う補正値をＧδとしたとき
【0062】
（数８）
γδ＝Ｇδ・δ
として表すことができる。
γδ＝Ｇδ・δ
として表すことができる。
【0063】
したがって、図１１に示すように、タイヤ横力の合力によって発生するヨーレートγＦと、操舵によって発生するヨーレートγδとの和がゼロになれば、車両１０は、横断勾配路のような横力を受ける走行路であっても、直進できることになる。よって
【0064】
（数９）
γＦ＋γδ＝ＧＦ（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）＋Ｇδ・δ＝０
として、直進するために必要な操舵角（目標操舵量δｔ）は
γＦ＋γδ＝ＧＦ（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）＋Ｇδ・δ＝０
として、直進するために必要な操舵角（目標操舵量δｔ）は
【0065】
（数１０）
δｔ＝－（ＧＦ／Ｇδ）・（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）
となる。
δｔ＝－（ＧＦ／Ｇδ）・（ｌｆ・Ｆｆ－ｌｒ・Ｆｒ）
となる。
【0066】
本実施形態では、横力（横力の合力）に基づいてフィードフォワード的に操舵制御する。図１２は、操舵制御装置１００Ｂが実行する制御フローチャートを示している。
【0067】
まず、図１２のステップＳ１００で、検出部１１０において、車速検出部１１１は、車両１０の車速を取得し、また、ステップＳ１１１で、タイヤ横力検出部１１３は、各タイヤの横力を取得する。
【0068】
次に、ステップＳ１２１で、演算部１２０において、タイヤ合力演算部１２１ｂは、各タイヤの横力から横力の合力を演算する。
【0069】
次に、ステップＳ１３０で、演算部１２０において、目標操舵量演算部１２２は、横力の合力と、各補正値ＧＦ、Ｇδとを用いて目標操舵量δｔ（数式１０）を演算する。
【0070】
そして、ステップＳ１４０で、制御部１３０において、操舵量制御部１３１は、目標操舵量δｔが得られるように操舵アクチュエータを作動させて操舵部２０を制御する。尚、操舵量制御部１３１は、車両１０の車速に応じて、操舵部２０の制御の可否を判断する。例えば、停車中では、ヨーレートが発生しないことから、操舵部２０の制御を禁止する。
【0071】
本実施形態では、車速とタイヤ横力（タイヤ作用力）とから、タイヤの横力（横力の合力）を演算して、この横力の合力によって発生するヨーレートを予測する。そして、操舵量制御部１３１は、このヨーレートを打ち消すための目標操舵量δｔを演算して（設けて）、操舵部２０を制御する。つまり、予測されるヨーレートに対する操舵量のフィードフォワード制御が可能となり、車両１０のオフセットやふらつきの発生を抑制することができる。
【0072】
図１３に示すように、机上でのシミュレーション結果では、本実施例は、従来に対して、最大オフセットの低減ができた。
【0073】
また、タイヤ横力検出部１１３は、タイヤに作用する横力を、車両１０のタイヤに関連する所定部位でのひずみ量（あるいは変位量）を用いて把握するようにしている。これは、横力と所定部位のひずみ量（変位量）との間に相関性があることを活用したものであり、簡易的な方法でタイヤ横力を検出することができる。
【0074】
（第３実施形態）
第３実施形態の警告装置１０１を図１４に示す。警告装置１０１は、警告部１４０によって、車両１０の操舵に関する警告をドライバ（乗員）に対して行う。警告装置１０１は、検出部１１０としての車速検出部１１１、タイヤ作用力検出部、演算部１２０としての合力演算部１２１、ヨーレート予測演算部１２３等を備えている。
第３実施形態の警告装置１０１を図１４に示す。警告装置１０１は、警告部１４０によって、車両１０の操舵に関する警告をドライバ（乗員）に対して行う。警告装置１０１は、検出部１１０としての車速検出部１１１、タイヤ作用力検出部、演算部１２０としての合力演算部１２１、ヨーレート予測演算部１２３等を備えている。
【0075】
車速検出部１１１については、上記第１実施形態と同じである。タイヤ作用力検出部は、例えば、上記第１実施形態で説明したタイヤ前後力検出部１１２、あるいは上記第２実施形態で説明したタイヤ横力検出部１１３である。合力演算部１２１は、タイヤに作用する合力（タイヤ作用力）を検出する。合力演算部１２１は、上記第１実施形態のタイヤ前後力差分演算部１２１ａ、あるいは上記第２実施形態のタイヤ合力演算部１２１ｂとすることができ、例えば、タイヤ前後力の差分ΔＦ、あるいは横合力等のタイヤに作用する合力を演算する。
【0076】
ヨーレート予測演算部１２３は、上記第１、第２実施形態のように、タイヤに作用する合力から車両１０に発生するヨーレートを予測する。そして、予測したヨーレートが予め定めた所定値を超えると、警告部１４０を作動させる。警告部１４０は、例えば、音声や画像等によって、ドライバに操舵に関する警告を行う。操舵に関する警告というのは、例えば、ヨーレートの発生に伴って、直進走行路に対する車両１０のふらつきやオフセット走行の可能性を注意するものである。
【0077】
これにより、ドライバに対して、車両１０のタイヤに作用する作用力から、ヨーレートの大きさに応じて操舵に関する警告を行うので、安全性を向上させることができる。
【0078】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、タイヤ作用力を検出するためのタイヤ前後力検出部１１２、あるいはタイヤ横力検出部１１３は、各タイヤに関連する所定部位（タイヤ周辺の部位）として、例えば、サスペンションメンバーとロアアームとの接合部に装着されるものとした。しかしながら、これに限定されることなく、他の部位でも対応可能である。タイヤ前後力検出部１１２、あるいはタイヤ横力検出部１１３は、例えば、タイヤのトレッド部、あるいはタイヤのサイドウォール部、あるいはタイヤのホイール車軸部、あるいはタイヤのアクスルハブ部等に装着されるようにしてもよい。
上記各実施形態では、タイヤ作用力を検出するためのタイヤ前後力検出部１１２、あるいはタイヤ横力検出部１１３は、各タイヤに関連する所定部位（タイヤ周辺の部位）として、例えば、サスペンションメンバーとロアアームとの接合部に装着されるものとした。しかしながら、これに限定されることなく、他の部位でも対応可能である。タイヤ前後力検出部１１２、あるいはタイヤ横力検出部１１３は、例えば、タイヤのトレッド部、あるいはタイヤのサイドウォール部、あるいはタイヤのホイール車軸部、あるいはタイヤのアクスルハブ部等に装着されるようにしてもよい。
【0079】
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【0080】
本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ、およびメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。
【0081】
あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア理論回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。
【0082】
もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーと、一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合せにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。
【0083】
また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【0084】
ここで、本実施形態に記載されるフローチャート、あるいはフローチャートの処理は、複数のセクション（あるいはステップと言及される）から構成され、各セクションは、たとえば、Ｓ１１０と表現される。更に、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。また、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。
【符号の説明】
【0085】
１０ 車両
２０ 操舵部
１００Ａ、１００Ｂ 操舵制御装置
１０１ 警告装置
１１１ 車速検出部
１１２ タイヤ前後力検出部（タイヤ作用力検出部）
１１３ タイヤ横力検出部（タイヤ作用力検出部）
１２１ 合力演算部
１２２ 目標操舵量演算部
１２３ ヨーレート予測演算部
１３１ 操舵量制御部
１４０ 警告部
２０ 操舵部
１００Ａ、１００Ｂ 操舵制御装置
１０１ 警告装置
１１１ 車速検出部
１１２ タイヤ前後力検出部（タイヤ作用力検出部）
１１３ タイヤ横力検出部（タイヤ作用力検出部）
１２１ 合力演算部
１２２ 目標操舵量演算部
１２３ ヨーレート予測演算部
１３１ 操舵量制御部
１４０ 警告部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
