特許 7635694 車両

(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】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/015 20060101AFI20250218BHJP

【ＦＩ】

B60G17/015 B

B60G17/015 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021166912

(22)【出願日】2021-10-11

(65)【公開番号】P2023057397

(43)【公開日】2023-04-21

【審査請求日】2024-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古田 浩貴

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１３７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００７０２４７５５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／１０６８７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１０８８６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２９８３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０００９１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｇ １７／０１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪を車体から懸架するサスペンションと、
前記車輪に作用する横力、及び前記車体に作用するヨーモーメントの少なくとも一方に変化を生じさせるアクチュエータと、
電子制御ユニットと、
を備える車両であって、
前記電子制御ユニットは、
前記サスペンションのストロークに関するストローク情報と前記車体のロールに関するロール情報の少なくとも一方を取得する取得処理と、
前記ストローク及び前記ロールの少なくとも一方に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される要求制御量を前記アクチュエータに指令する制御処理と、
を実行し、
前記電子制御ユニットは、
前記取得処理において、前記車両の進行方向前方の路面の変位に関連する路面変位関連情報に基づいて、前記ストローク情報を先読みして取得し
前記制御処理において、先読みして取得された前記ストローク情報に基づくフィードフォワード制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする車両。

【請求項2】

前記アクチュエータは、前記車輪に含まれる前輪及び後輪の少なくとも一方である転舵輪の転舵角を制御する転舵アクチュエータを含み、
前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、前記横力及び前記ヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される転舵角を前記要求制御量として算出し、算出した前記要求制御量を前記転舵アクチュエータに指令する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、前記サスペンションがストロークすることに伴う前記車輪の接地点の横移動に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。

【請求項4】

前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、前記車体がロールすることに伴う前記車輪の接地点の横移動に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の車両。

【請求項5】

前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、ロールステアに起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の車両。

【請求項6】

前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、ロールキャンバに起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１つに記載の車両。

【請求項7】

車輪を車体から懸架するサスペンションと、
前記車輪に作用する横力、及び前記車体に作用するヨーモーメントの少なくとも一方に変化を生じさせるアクチュエータと、
電子制御ユニットと、
を備える車両であって、
前記電子制御ユニットは、
前記サスペンションのストロークに関するストローク情報と前記車体のロールに関するロール情報の少なくとも一方を取得する取得処理と、
前記ストローク及び前記ロールの少なくとも一方に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される要求制御量を前記アクチュエータに指令する制御処理と、
を実行し、
前記制御処理において、前記電子制御ユニットは、ロールステアに起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を前記要求制御量として算出する
ことを特徴とする車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、アクティブ式のサスペンション装置と後輪転舵装置とを備える車両の制御装置を開示している。後輪転舵装置は、所定の転舵比特性に基づいて後輪を転舵させる。制御装置は、目標ロール角の変更時に、ステアリング特性が変化されるのを抑制するように転舵比特性を補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０２－１８５８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

サスペンションがストロークしたり車体がロールしたりすると、ストローク及びロールの少なくとも一方に起因して生じる横力が車体に作用する。このような横力が車体に作用すると、車体が横方向及びヨー方向の少なくとも一方に動かされるので、横方向及びヨー方向の少なくとも一方の振動が車体に発生する可能性がある。

【0005】

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サスペンションのストローク及び車体のロールの少なくとも一方に起因する車両の偏向を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る車両は、車輪を車体から懸架するサスペンションと、アクチュエータと、電子制御ユニットと、を備える。アクチュエータは、車輪に作用する横力、及び車体に作用するヨーモーメントの少なくとも一方に変化を生じさせる。電子制御ユニットは、サスペンションのストロークに関するストローク情報と車体のロールに関するロール情報の少なくとも一方を取得する取得処理を実行する。そして、電子制御ユニットは、ストローク及びロールの少なくとも一方に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される要求制御量をアクチュエータに指令する制御処理を実行する。

【0007】

電子制御ユニットは、取得処理において、車両の進行方向前方の路面の変位に関連する路面変位関連情報に基づいて、ストローク情報を先読みして取得し、制御処理において、先読みして取得されたストローク情報に基づくフィードフォワード制御量を要求制御量として算出してもよい。

【0008】

アクチュエータは、車輪に含まれる前輪及び後輪の少なくとも一方である転舵輪の転舵角を制御する転舵アクチュエータを含んでもよい。そして、制御処理において、電子制御ユニットは、横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される転舵角を要求制御量として算出し、算出した要求制御量を転舵アクチュエータに指令してもよい。

【0009】

制御処理において、電子制御ユニットは、サスペンションがストロークすることに伴う車輪の接地点の横移動に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を要求制御量として算出してもよい。

【0010】

制御処理において、電子制御ユニットは、車体がロールすることに伴う車輪の接地点の横移動に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を要求制御量として算出してもよい。

【0011】

制御処理において、電子制御ユニットは、ロールステアに起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を要求制御量として算出してもよい。

【0012】

制御処理において、電子制御ユニットは、ロールキャンバに起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される制御量を要求制御量として算出してもよい。

【発明の効果】

【0013】

本開示に係る車両によれば、アクチュエータの制御により、サスペンションのストローク及び車体のロールの少なくとも一方に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方が低減される。これにより、ストローク及びロールの少なくとも一方に起因する車両の偏向を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施の形態に係る車両の構成の一例を概略的に示す図である。

【図2】実施の形態に係るサスペンションの構成例を示す概念図である。

【図3】プレビュー制御を説明するための概念図である。

【図4】実施の形態に係るステア制御に関する処理を示すフローチャートである。

【図5】サスペンションのストロークＳＴに伴う横力Ｆｙ１の算出手法を説明するための図である。

【図6】ロールに起因する横力Ｆｙ２の算出方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術思想が限定されるものではない。

【0016】

１．車両の構成
図１は、実施の形態に係る車両１の構成の一例を概略的に示す図である。車両１は、車輪２と、車輪２を車体６から懸架するサスペンション３と、を備えている。車輪２は、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲを含んでいる。それら左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲのそれぞれに対してサスペンション３ＦＬ、３ＦＲ、３ＲＬ、及び３ＲＲが設けられている。以下の説明では、特に区別の必要が無い場合、各車輪を車輪２と呼び、各サスペンションをサスペンション３と呼ぶ。

【0017】

図２は、実施の形態に係るサスペンション３の構成例を示す概念図である。サスペンション３は、車両１のばね下構造体４とばね上構造体５との間を連結するように設けられている。ばね下構造体４は、車輪２を含んでいる。ばね上構造体５は、車体６を含んでいる。サスペンション３は、スプリング３Ｓ、ダンパ（ショックアブソーバ）３Ｄ、及びサスペンションアクチュエータ（単に、「アクチュエータ」とも称する）３Ａを含んでいる。スプリング３Ｓ、ダンパ３Ｄ、及びアクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に並列に設けられている。スプリング３Ｓのばね定数はＫである。ダンパ３Ｄの減衰係数はＣである。

【0018】

アクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に上下方向の制御力Ｆｃを作用させることにより、サスペンション３のストロークＳＴを制御する。アクチュエータ３Ａは、例えば、電動式又は油圧式のアクティブアクチュエータ（いわゆる、フルアクティブサスペンションを構成するアクチュエータ）である。あるいは、アクチュエータ３Ａは、例えば、ダンパ３Ｄが発生させる減衰力を可変とするアクチュエータ、又は、アクティブスタビライザ装置のアクチュエータであってもよい。

【0019】

また、車両１は、一例として、ステアバイワイヤ方式の車両である。図１に示すように、車両１の操舵装置は、ステアリングホイール７と、転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒとを備えている。転舵アクチュエータ８Ｆは、前輪２Ｆ（左右前輪２ＦＬ及び２ＦＲ）を転舵する。転舵アクチュエータ８Ｒは、後輪２Ｒ（左右後輪２ＲＬ及び２ＲＲ）を転舵する。

【0020】

より詳細には、転舵アクチュエータ８Ｆは、例えば電動式である。前輪２Ｆ及び転舵アクチュエータ８Ｆは、ステアリングホイール７から機械的に分離されている。転舵アクチュエータ８Ｆの動作は、後述のＥＣＵ１０によって制御され、それにより前輪２Ｆの転舵が行われる。

【0021】

同様に、転舵アクチュエータ８Ｒは、例えば電動式である。後輪２Ｒ及び転舵アクチュエータ８Ｒは、ステアリングホイール７から機械的に分離されている。転舵アクチュエータ８Ｒの動作は、ＥＣＵ１０によって制御され、それにより後輪２Ｒの転舵が行われる。

【0022】

上述のように構成された操舵装置によれば、前輪２Ｆと後輪２Ｒを独立して転舵可能である。したがって、後輪２Ｒを転舵せずに前輪２Ｆだけを転舵することも可能であるし、前輪２Ｆを転舵せずに後輪２Ｒだけを転舵することも可能である。また、前輪２Ｆと後輪２Ｒを同時に転舵することもできる。

【0023】

また、車両１は、図示省略される駆動装置及び制動装置を備えている。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジン、電動機、等が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。

【0024】

さらに、車両１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、車両１に取り付けられたセンサ類１２からセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータ３Ａ、並びに転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒに対して操作信号を出力する。記憶装置には、アクチュエータ３Ａ、並びに転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒを制御するための各種の制御プログラムが記憶されている。プロセッサは、制御プログラムを記憶装置から読み出して実行する。これにより、サスペンションアクチュエータ３Ａを利用したサスペンション制御が実現される。また、転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒを利用したステア制御が実現される。

【0025】

センサ類１２は、例えば、横加速度センサ、ばね上構造体５の上下加速度を検出するばね上加速度センサ、サスペンションストロークセンサ、並びに、各車輪２に設けられた車輪速センサを含む。車輪速センサによれば、車速Ｖを検出できる。また、センサ類１２は、例えば、操舵角センサ、転舵角センサ、ヨーレートセンサ、ロールレートセンサ、等を含んでいる。操舵角センサは、ステアリングホイール７の操舵角θを検出する。転舵角センサは、前輪２Ｆの転舵角δｆ及び後輪２Ｒの転舵角δｒを検出する。さらに、センサ類１２は、車両１の位置及び方位を検出する位置センサを含む。当該位置センサは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を含んでいる。

【0026】

また、車両１は通信装置１４を備える。ＥＣＵ１０は、通信装置１４を介して車両１の外部と通信を行う。

【0027】

２．車両制御
ＥＣＵ１０による車両１の制御は、次のサスペンション制御及びステア制御を含む。

【0028】

２－１．サスペンション制御
本実施形態では、サスペンション制御は、一例として、路面入力に対する乗心地制御を含む。ここでいう乗心地制御は、路面入力に対するばね上構造体５の振動（より詳細には、上下振動）を低減するために実行される。

【0029】

乗心地制御は、例えば、車両前方の路面変位関連情報に基づくプレビュー制御である。図３は、プレビュー制御を説明するための概念図である。車両前方の路面変位関連情報は、例えば、車両１が通信装置１４を介してクラウド上の管理サーバから路面データマップとして取得することができる。この路面データマップは、路面の上下方向の変位Ｚｒ（図２参照）に関連する路面変位関連値を位置と関連付けてマップ化したものである。路面変位関連値としては、上記の路面変位Ｚｒ、路面変位Ｚｒの時間微分値である路面変位速度Ｚｒ’、ばね下変位Ｚｕ、ばね下速度Ｚｕ'、ばね下加速度Ｚｕ''、ばね上変位Ｚｓ、ばね上速度Ｚｓ'、ばね上加速度Ｚｓ''、等が例示される。そして、路面データマップの具体例は、路面変位関連値の一例としてばね下変位Ｚｕ（図２参照）を用いるばね下変位マップである。なお、路面データマップの生成及び更新は、車両１を含む多数の車両から収集した情報に基づいて事前に行われている。なお、車両前方の路面変位関連情報は、路面データマップを利用した取得に代え、例えば、プレビューセンサを利用して取得されてもよい。プレビューセンサは、例えば、車両前方の画像を撮影するカメラである。

【0030】

プレビュー制御において、ＥＣＵ１０は、各車輪２の現在位置Ｐ０を取得する。車両１における車両位置の基準点と各車輪２との間の相対位置関係は既知情報である。その相対位置関係と位置情報で示される車両位置に基づいて、各車輪２の位置を算出することができる。ここでいう位置情報は、例えば、センサ類１２に含まれる位置センサを用いて取得される。

【0031】

ＥＣＵ１０は、プレビュー時間ｔｐ後の車輪２の予測通過位置Ｐｆを算出する。プレビュー時間ｔｐは、例えば、サスペンション３のアクチュエータ３Ａを作動させるまでに必要な計算処理や通信処理に要する時間以上に設定される。プレビュー時間ｔｐは、固定であってもよいし、状況に応じて可変であってもよい。プレビュー距離Ｌｐは、プレビュー時間ｔｐと車速Ｖの積により与えられる。予測通過位置Ｐｆは、現在位置Ｐ０からプレビュー距離Ｌｐだけ前方の位置である。変形例として、ＥＣＵ１０は、車速Ｖと車輪２の舵角に基づいて予想走行ルートを算出し、予想走行ルートに基づいて予測通過位置Ｐｆを算出してもよい。

【0032】

ＥＣＵ１０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕをばね下変位マップから読み出す。そして、ＥＣＵ１０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕに基づいて、サスペンション３のアクチュエータ３Ａの目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。目標制御力Ｆｃ＿ｔは、例えば、次のように算出される。

【0033】

ばね上構造体５（図２参照）に関する運動方程式は、次の式（１）により表される。

【数1】

【0034】

式（１）において、ｍはばね上構造体５の質量であり、Ｚｓはばね上変位であり、Ｃはダンパ３Ｄの減衰係数であり、Ｋはスプリング３Ｓのばね定数であり、Ｆｃはアクチュエータ３Ａが発生させる上下方向の制御力である。仮に、制御力Ｆｃによってばね上構造体５の振動が完全に打ち消される場合（Ｚｓ''＝０，Ｚｓ'＝０，Ｚｓ＝０）、その制御力Ｆｃは次の式（２）により表される。

【数2】

【0035】

少なくとも制振効果をもたらす制御力Ｆｃは、次の式（３）により表される。

【数3】

【0036】

式（３）において、制御ゲインα１は、０より大きく且つ１以下であり、制御ゲインα２も、０より大きく且つ１以下である。式（３）中の微分項を省略した場合、少なくとも制振効果をもたらす制御力Ｆｃは、次の式（４）により表される。

【数4】

【0037】

ＥＣＵ１０は、上記式（３）あるいは式（４）に従って、目標制御力Ｆｃ＿ｔ（すなわち、要求制御量Ｘｐｖ）を算出する。すなわち、ＥＣＵ１０は、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕを式（３）あるいは式（４）に代入して、目標制御力Ｆｃ＿ｔを算出する。

【0038】

ＥＣＵ１０は、車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミングで目標制御力Ｆｃ＿ｔを発生させるようにアクチュエータ３Ａを制御する。車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミングはプレビュー時間ｔｐから分かる。

【0039】

以上に説明されたプレビュー制御によれば、車両１（ばね上構造体５）の振動を効果的に抑制することが可能となる。

【0040】

２－２．ステア制御
２－２－１．ステア制御の基本構成例
ステア制御において、ＥＣＵ１０は、基本転舵角δｂを算出する。基本転舵角δｂは、目標転舵角δ＿ｔの基本値に相当する。より具体的には、ＥＣＵ１０は、前輪２Ｆの目標転舵角δｆ＿ｔの基本値である基本転舵角δｂｆと、後輪２Ｒの目標転舵角δｂ＿ｔの基本値である基本転舵角δｂとを算出する。基本転舵角δｂｆ及びδｂｒの具体的な算出手法は、車両１の運転主体に応じて異なる。

【0041】

運転主体がステアリングホイール７を操作するドライバ（人間）である場合には、基本転舵角δｂｆ及びδｂｒのそれぞれは、基本的には、ステアリングホイール７の操舵角θに基づいて算出される。より詳細には、基本転舵角δｂｆ及びδｂｒのそれぞれは、操舵角θが増加するにつれて増加するように算出される。また、基本転舵角δｂｆ及びδｂｒのそれぞれは、例えば、車速Ｖに基づいて算出されてもよく、より詳細には、車速Ｖが増加するにつれて減少するように算出されてもよい。

【0042】

車両１は、自動運転可能に構成されていてもよい。車両１が自動運転車両である場合、車両１の運転主体は、車両１の自動運転を制御する自動運転システム（ＥＣＵ１０を含む）である。この例では、基本転舵角δｂｆ及びδｂｒのそれぞれは、自動運転システムによって生成される車両１の目標トラジェクトリに基づいて算出される。

【0043】

ＥＣＵ１０は、目標転舵角δｆ＿ｔに基づいて、転舵アクチュエータ８Ｆを制御して前輪２Ｆを転舵する。同様に、ＥＣＵ１０は、目標転舵角δｒ＿ｔに基づいて、転舵アクチュエータ８Ｒを制御して後輪２Ｒを転舵する。

【0044】

２－２－２．横力に基づく転舵角の制御
最終的な目標転舵角δｆ＿ｔは、基本転舵角δｂｆに、下記の課題に鑑みて算出される後述の補正転舵角δｃｆを足し合わせることによって算出される。同様に、最終的な目標転舵角δｒ＿ｔは、基本転舵角δｂｒに、後述の補正転舵角δｃｒを足し合わせることによって算出される。

【0045】

サスペンションがストロークしたり車体がロールしたりすると、サスペンションの幾何的な特性から車輪（タイヤ）の接地点が横移動する（車両横方向に変位する）。この際、車両が前後に動いていると、車両の前後進行速度（車速Ｖ）と、車輪の接地点の横移動速度Ｖｙとによって車輪にスリップ角が生じ、横力（後述の横力Ｆｙ１及びＦｙ２）が発生する。車輪に発生した横力Ｆｙ１及びＦｙ２は車体に作用する。また、車体がロールすると、ロールステア及びロールキャンバのそれぞれに起因する横力Ｆｙ３及びＦｙ４も直接的に発生し、車体に作用する。これらの横力Ｆｙが車体に作用すると、車体が横方向及びヨー方向の少なくとも一方に動かされるので、横方向及びヨー方向の少なくとも一方の振動が車体に発生する可能性がある。その結果、車両の快適性が低下し得る。

【0046】

特に、上述のプレビュー制御のように制御性の高い乗心地制御を実施した場合、横方向及びヨー方向以外の振動が大きく低減されるため、横方向及びヨー方向の振動が相対的に目立つようになる。付け加えると、このような乗心地制御等のサスペンション制御によってサスペンションを積極的にストロークさせた場合、サスペンション制御なしの場合と比較して、サスペンションストロークが大きくなる可能性がある。その結果として、発生する横力Ｆｙが大きくなり、横方向及びヨー方向の振動が大きくなる可能性がある。

【0047】

そこで、本実施形態におけるステア制御のためにＥＣＵ１０によって実行される処理は、次の「取得処理」と「制御処理」とを含んでいる。これらの処理の一例は、次の図４に示すフローチャートを用いて説明される。

【0048】

取得処理は、広く言えば、サスペンション３のストロークＳＴに関するストローク情報と、車体６のロールに関するロール情報の少なくとも一方を取得する処理である。図４に示一例例では、ストローク情報が取得される。

【0049】

制御処理は、広く言えば、ストロークＳＴ及びロールの少なくとも一方に起因して生じる横力及びヨーモーメントの少なくとも一方を低減するために要求される要求制御量をアクチュエータに指令する処理である。図４に示す一例では、サスペンション３がストロークすることに起因して生じる横力Ｆｙ１を低減するために要求される要求制御量を実現するように転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒが制御される。

【0050】

また、サスペンション制御としてプレビュー制御が実行される本実施形態における取得処理では、ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向前方の路面の変位に関連する路面変位関連情報に基づいて、ストローク情報を先読みして取得する。そして、制御処理において、ＥＣＵ１０は、先読みして取得された（換言すると、予測された）ストローク情報に基づくフィードフォワード制御量を要求制御量として算出し、算出したフィードフォワード制御量を転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒに指令する。

【0051】

図４は、実施の形態に係るステア制御に関する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１の走行中に、所定の時間ステップ毎に繰り返し実行される。なお、図４では、ステップＳ１００の処理が上述の「取得処理」の一例に相当し、ステップＳ１０２～Ｓ１０６の処理が上述の「制御処理」の一例に相当する。

【0052】

＜ステップＳ１００＞
ステップＳ１００において、ＥＣＵ１０は、サスペンション３のストローク情報を取得する。具体的には、一例として、ＥＣＵ１０は、プレビュー制御のために事前に取得されている「路面変位関連情報」に基づいて、ストローク情報を先読みして取得する。

【0053】

路面変位関連情報に基づくストローク情報の取得は、例えば、次のように行うことができる。すなわち、プレビュー制御は、予測通過位置Ｐｆにおける路面変位関連値（例えば、ばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒ）に応じた量だけサスペンション３をストロークさせるように実行される。そこで、予測通過位置ＰｆにおけるストロークＳＴは、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒと等価になると仮定されてもよい。そして、予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒが、予測通過位置ＰｆにおけるストロークＳＴの情報として取得されてもよい。あるいは、事前に取得されているばね下変位Ｚｕ等の路面変位関連値から、所定の関係式に従って、ストロークＳＴが推定されてもよい。

【0054】

＜ステップＳ１０２＞
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１００にて取得したストローク情報に基づいて、サスペンション３がストロークすることに伴う車輪２の接地点の横移動に起因して生じる横力Ｆｙ１を車輪２毎に算出する。

【0055】

図５は、サスペンション３のストロークＳＴに伴う横力Ｆｙ１の算出手法を説明するための図である。ここでは、車両１が車速Ｖで直進している場合を想定して説明される。図５の紙面上方向は、車両１の直進方向に対応している。サスペンション３の幾何的な特性により、左側の車輪２のサスペンション３が縮む方向にストロークし、右側の車輪２のサスペンション３が伸びる方向にストロークした場合、左右の車輪２には車両左方向に横力Ｆｙ１が発生する。その結果、車体６が左方向に動くことになる。

【0056】

図５には、右前輪２ＦＲが例示されている。上述のように右前輪２ＦＲのサスペンション３が伸びるストロークした場合、右前輪２ＦＲの接地点が接地点横移動速度Ｖｙ１（＝２Ｈ_ｆ／Ｔ_ｆ×（Ｚｕ_ｆｒ’－Ｚｓ_ｆｒ’））で車両右方向（図５の紙面右方向）に移動するように上記の横移動が発生する。この横移動の発生により、右前輪２ＦＲには、図５に示すように接地点横移動速度Ｖｙ１を車速Ｖで除して得られる値に応じた大きさのスリップ角が発生する。その結果、車両左方向に横力Ｆｙ１_ｆｒが発生する。そして、このような場合に右前輪２ＦＲに発生する横力Ｆｙ１_ｆｒは、次の式（５）により表される。

【数5】

【0057】

式（５）において、Ｃ_ｐｆはコーナンリングパワーであり、車輪（タイヤ）に固有の定数であって事前に求められている。Ｈ_ｆは前輪２Ｆのロールセンタ高さであり、公知の手法により算出できる。Ｔ_ｆは前輪２Ｆのトレッドであり、事前に求められた値である。「Ｚｓ_ｆｒ’－Ｚｕ_ｆｒ’」は右前輪２ＦＲのストローク速度であり、ステップＳ１００にて取得されたストローク情報に基づいて算出される。なお、左前輪２ＦＬの横力Ｆｙ１_ｆｌについても同様に算出できる。また、左右後輪２ＲＬ及び２ＲＲの横力Ｆｙ１_ｒｌ及びＦｙ１_ｒｒについても、コーナンリングパワー、ロールセンタ高さ及びトレッドを後輪２Ｒの値Ｃ_ｐｒ、Ｈ_ｒ、及びＴ_ｒに置き換えつつ同様に算出できる。

【0058】

付け加えると、このように算出される横力Ｆｙ１は、車体６が動いているか（例えば、車体６にロール又はピッチが生じているか）否かに関係なく、純粋にストロークＳＴの発生に起因して生じるものである。

【0059】

＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、横力Ｆｙ１を低減するために要求される前後輪２Ｆ及び２Ｒのそれぞれの補正転舵角δｃｆ及びδｃｒを算出する。これらの補正転舵角δｃｆ及びδｃｒは、それぞれ、次の式（６）及び（７）により表される。なお、横力Ｆｙ１は、図５に示すように車両左方向に作用する時に正の値をとり、補正転舵角δｃｆ及びδｃｒは、車輪２を右に転舵する時に正の値をとるものとする。

【数6】

【0060】

式（６）において、Ｆｙ１_ｆは２つの前輪２Ｆに作用する合計の横力Ｆｙ１であり、すなわち、横力Ｆｙ１_ｆｒと横力Ｆｙ１_ｆｌとの和である。ｌ_ｆは前輪軸と重心との距離であり、事前に求められた値である。ｒはヨーレートであり、例えばヨーレートセンサを用いて取得できる。また、スリップ角βは、例えば、車輪速センサにより計測される車速Ｖと横加速度センサの積分値とを用いて算出できる。

【0061】

また、式（７）において、Ｆｙ１_ｒは２つの後輪２Ｒに作用する合計の横力Ｆｙ１であり、すなわち、横力Ｆｙ１_ｒｒと横力Ｆｙ１_ｒｌとの和である。Ｃ_ｐｒは後輪２Ｒのコーナンリングパワーであり、ｌ_ｒは後輪軸と重心との距離である。これらの値Ｃ_ｐｆ及びｌ_ｒは事前に求められた値である。

【0062】

そのうえで、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０は、補正転舵角δｃｆを上述の基本転舵角δｂｆに足し合わせることにより、最終的な目標転舵角δｆ＿ｔを算出する。次いで、ＥＣＵ１０は、算出した目標転舵角δｆ＿ｔに所定の制御ゲインを乗じることによって前輪２Ｆ用の要求制御量（フィードフォワード制御量）Ｘｆ＿ｆｆを算出する。ステップＳ１０４の処理の一例では、要求制御量Ｘｆ＿ｆｆを算出することにより、横力Ｆｙ１_ｆの低減に必要な要求制御量が取得される。

【0063】

同様に、ＥＣＵ１０は、補正転舵角δｃｒを上述の基本転舵角δｂｒに足し合わせることにより、最終的な目標転舵角δｒ＿ｔを算出する。次いで、ＥＣＵ１０は、算出した目標転舵角δｒ＿ｔに所定の制御ゲインを乗じることによって後輪２Ｒ用の要求制御量（フィードフォワード制御量）Ｘｒ＿ｆｆを算出する。ステップＳ１０４の処理の一例では、要求制御量Ｘｒ＿ｆｆを算出することにより、横力Ｆｙ１_ｒの低減に必要な要求制御量が取得される

【0064】

＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４にて算出した算出したフィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆを前輪２Ｆの転舵アクチュエータ８Ｆに指令する。その結果、前輪２Ｆは、補正転舵角δｃｆを含む目標転舵角δｆ＿ｔを実現するように転舵される。

【0065】

より詳細には、プレビュー制御のための路面変位関連情報（予測通過位置Ｐｆにおけるばね下変位Ｚｕ又は路面変位Ｚｒ）がストローク情報として用いられている。このため、予測通過位置Ｐｆにおけるサスペンション３のストローク情報を予測できるので、予測通過位置Ｐｆにおいて生じる横力Ｆｙ１を低減するために必要なフィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆを事前に算出できる。そこで、ＥＣＵ１０は、車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミングで、このように先読みして取得されたストローク情報に基づくフィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆが実現されるように転舵アクチュエータ８Ｆを制御する。

【0066】

ステップＳ１０６では、同様に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４にて算出したフィードフォワード制御量Ｘｒ＿ｆｆを後輪２Ｒの転舵アクチュエータ８Ｒに指令する。その結果、後輪２Ｒは、補正転舵角δｃｒを含む目標転舵角δｒ＿ｔを実現するように転舵される。より詳細には、ＥＣＵ１０は、車輪２が予測通過位置Ｐｆを通過するタイミングで、先読みして取得されたストローク情報に基づくフィードフォワード制御量Ｘｒ＿ｆｆが実現されるように転舵アクチュエータ８Ｆを制御する。

【0067】

付け加えると、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１０は、フィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆとともに、次のようなフィードバック制御量Ｘｆ＿ｆｂを転舵アクチュエータ８Ｆに指令してもよい。具体的には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４において、目標転舵角δｆ＿ｔと前輪２Ｆの実転舵角δａｆとの差分に基づくフィードバック制御量Ｘｆ＿ｆｂをも算出してもよい。実転舵角δａｆは転舵角センサから得られる。そして、ＥＣＵ１０は、２つの制御量Ｘｆ＿ｆｆ及びＸｆ＿ｆｂの和を要求制御量として算出し、当該要求制御量を転舵アクチュエータ８Ｆに指令してもよい。同様に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４において、目標転舵角δｒ＿ｔと後輪２Ｒの実転舵角δａｒとの差分に基づくフィードバック制御量Ｘｒ＿ｆｂを算出してもよい。実転舵角δａｒは転舵角センサから得られる。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０６において、２つの制御量Ｘｒ＿ｆｆ及びＸｒ＿ｆｂの和（要求制御量）を転舵アクチュエータ８Ｒに指令してもよい。

【0068】

２－３．効果
以上説明した図４に示す処理によれば、サスペンション３がストロークすることに起因して前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのそれぞれに生じる横力Ｆｙ１を低減するように転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒが制御される。例えば、図５に示すように車両左方向に横力Ｆｙ１が生じている例では、横力Ｆｙ１を低減するために車輪２は右方向に転舵される。これにより、サスペンション３がストロークすることに起因する横方向の車体６の振動を抑制でき、車両１の偏向を抑制できる。付け加えると、自動運転の実行中に当該ステア制御が実行される例では、横方向の車体６の振動の低減により、自動運転の追従性を向上できる。

【0069】

また、サスペンション３が実際にストロークしたことを検出した後に、当該ストロークに起因して生じる横力Ｆｙ１を低減するように転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒを制御するという手法では、ステア制御に遅れが生じる。これに対し、図４に示す処理によれば、先読みして取得されたストローク情報に基づくフィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆ及びＸｒ＿ｆｆが要求制御量として算出され、算出されたフィードフォワード制御量Ｘｆ＿ｆｆ及びＸｒ＿ｆｆを実現するように転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒがそれぞれ制御される。これにより、車両１が近い将来に通過する路面位置（予測通過位置Ｐｆ）において生じる横力Ｆｙ１が低減されるように転舵アクチュエータ８Ｆを事前に制御できるようになる。これにより、ステア制御の遅れが解消され、車両１の偏向をより好適に抑制できる。

【0070】

３．ステア制御の変形例
３－１．取得処理及び制御処理の他の例
本開示に係る「取得処理」において取得されるストローク情報は、必ずしも先読みして取得されるものに限られず、任意の手法を用いて取得されてもよい。すなわち、例えば、サスペンション３のストロークＳＴは、ストロークセンサを用いて直接計測されてもよいし、あるいは、オブザーバを利用してばね上加速度から推定されてもよい。そのうえで、プレビュー制御とともに実施されないステア制御の例では、転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒに指令される要求制御量は、このように先読みされずに取得されるストローク情報に基づくフィードバック制御量Ｘｆ＿ｆｂ及びＸｒ＿ｆｂのみであってもよい。付け加えると、上述したステア制御は、ストロークＳＴをアクティブに制御するサスペンション制御が実行されない車両に適用されてもよい。

【0071】

３－２．低減対象の他の横力の算出例
既に説明したように、サスペンション３がストロークすること以外にも、横力Ｆｙは、車体６が純粋にロールすることに起因して発生し、また、ロールステア又はロールキャンバに起因して発生する。

【0072】

３－２－１．ロールに起因する横力Ｆｙ２
図６は、ロールに起因する横力Ｆｙ２の算出方法を説明するための図である。より詳細には、図６（Ａ）は車両１の背面視であり、図６（Ｂ）は車両１の平面視である。

【0073】

サスペンション３がストロークしているか否かに関係なく、車体６が図６（Ａ）に示すように重心周りにロールすることで、接地点横移動速度Ｖｙ２（＝Ｈ_ｇφ’）が生じる。Ｈ_ｇは車両重心高さであり、φ’はロールレートである。このような横移動の発生に伴い、図６（Ｂ）に示すように、各車輪２には、接地点横移動速度Ｖｙ２を車速Ｖで除して得られる値に応じた大きさのスリップ角が発生する。その結果、横力Ｆｙ２が発生する。例えば図６（Ａ）に示すように車両右側が沈み込むようにロールが生じる場合には、横移動は車両左方向に生じ、それに伴い、横力Ｆｙ２が車両右方向に生じる。

【0074】

ロールに起因して左右前輪２ＦＬ及び２ＦＲにそれぞれ発生する横力Ｆｙ２_ｆｌ及びＦｙ２_ｆｒは、次の式（８）により表される。したがって、これらの横力Ｆｙ２_ｆｌ及びＦｙ２_ｆｒの和である前輪２Ｆ合計の横力Ｆｙ２_ｆを算出できる。また、左右後輪２ＲＬ及び２ＲＲにそれぞれ発生する横力Ｆｙ２_ｒｌ及びＦｙ２_ｒｒは、次の式（９）により表される。したがって、これらの横力Ｆｙ２_ｒｌ及びＦｙ２_ｒｒの和である後輪２Ｒ合計の横力Ｆｙ２_ｒも算出できる。

【数7】

【0075】

前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの横力Ｆｙ２_ｆ及びＦｙ２_ｒの算出に用いられるロール情報は、例えば、ロールレートφ’と車両重心高さＨ_ｇである。ロールレートφ’は、例えば、ロールレートセンサにより直接計測されてもよいし、あるいは、横加速度センサにより得られる横加速度に応じた値として算出されるロール角φから算出されてもよい。車両重心高さＨ_ｇは公知の手法を用いて算出できる。

【0076】

３－２－２．ロールステアに起因する横力Ｆｙ３
車体６がロールすることに伴ってサスペンション３がストロークすると、ロールステアが発生する（すなわち、車輪２のトー角が変化する）。その結果、各車輪２にスリップ角が生じ、それに伴い、各車輪２に横力Ｆｙ３が発生する。このようなロールステアに起因して各車輪２に発生する横力Ｆｙ３_ｆｌ、Ｆｙ３_ｆｒ、Ｆｙ３_ｒｌ、及びＦｙ３_ｒｒは、例えば、次の式（１０）～（１３）によりそれぞれ表される。なお、式（１０）～（１３）では、ロールステアは２次成分まで考慮して表されている。

【数8】

【0077】

式（１０）～（１３）において、Ｒ_１ｆ及びＲ_２ｆは、それぞれ、前輪２Ｆのロールステア係数に相当する。Ｒ_１ｒ及びＲ_２ｒは、それぞれ、後輪２Ｒのロールステア係数に相当する。式（１０）～（１３）に示すように、各横力Ｆｙ３は、ストロークＳＴ（＝Ｚｓ－Ｚｕ）の情報に基づいて算出できる。より詳細には、横力Ｆｙ３_ｆｌ及びＦｙ３_ｆｒの和が前輪２Ｆ合計の横力Ｆｙ３_ｆとして算出でき、横力Ｆｙ３_ｒｌ及びＦｙ３_ｒｒの和が後輪２Ｒ合計の横力Ｆｙ３_ｒとして算出できる。

【0078】

３－２－３．ロールキャンバに起因する横力Ｆｙ４
車体６がロールすることに伴ってサスペンション３がストロークすると、ロールキャンバが発生する（車輪２のキャンバ角γが変化する）。その結果、各車輪２に横力Ｆｙ４が発生する。このようなロールキャンバに起因して左右前輪２ＦＬ及び２ＦＲにそれぞれ発生する横力Ｆｙ４_ｆｌ及びＦｙ４_ｆｒは、例えば、次の式（１４）により表される。したがって、これらの横力Ｆｙ４_ｆｌ及びＦｙ４_ｆｒの和である前輪２Ｆ合計の横力Ｆｙ４_ｆを算出できる。同様に、左右後輪２ＲＬ及び２ＲＲにそれぞれ発生する横力Ｆｙ４_ｒｌ及びＦｙ４_ｒｒは、次の式（１５）により表される。したがって、これらの横力Ｆｙ４_ｒｌ及びＦｙ４_ｒｒの和である後輪２Ｒ合計の横力Ｆｙ４_ｒも算出できる。

【数9】

【0079】

式（１４）及び（１５）において、Ｃ_ｓｆ及びＣ_ｓｒは、それぞれ、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのキャンバスティフネスであり、事前に求められている。Ｒ_ｃｆ及びＲ_ｃｒは、それぞれ、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのロールキャンバキャンセル率であり、事前に求められている。前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのそれぞれのキャンバ角γ_ｆ及びγ_ｒは、例えば、サスペンション３のストローク情報に基づいて算出できる。

【0080】

上述した実施の形態に係るステア制御は、サスペンション３がストロークすることに起因して生じる横力Ｆｙ１に代え、ここで説明された横力Ｆｙ２、Ｆｙ３、及びＦｙ４の何れか１つを低減するように実行されてもよい。また、ステア制御による低減対象の横力Ｆｙは、横力Ｆｙ１、Ｆｙ２、Ｆｙ３、及びＦｙ４のうちの何れか２つ以上の値の和であってもよい。

【0081】

３－３．ヨーモーメントＭｚの低減
上述のように発生する横力Ｆｙの向きが前輪２Ｆ側と後輪２Ｒ側で同じで、且つ、発生する横力Ｆｙの大きさが前輪２Ｆ側と後輪２Ｒ側とで異なる場合、車両重心周りのヨーモーメントＭｚが車体６に発生し得る。また、路面状況によっては、横力Ｆｙの向きが前輪２Ｆ側と後輪２Ｒ側で異なる場合があり、この場合にもヨーモーメントＭｚが発生する。前輪２Ｆ合計の横力をＦｙ_ｆと称し、後輪２Ｒ合計の横力をＦｙ_ｒと称すると、このヨーモーメントＭｚは、次の式（１６）により表される。

【数10】

【0082】

前輪２Ｆ及び後輪２Ｒのそれぞれに転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒを備えている車両１であれば、横力Ｆｙ_ｆを低減するように転舵アクチュエータ８Ｆを制御し、且つ、横力Ｆｙ_ｒを低減するように転舵アクチュエータ８Ｒを制御することにより、結果としてヨーモーメントＭｚを低減できる。ただし、転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒを備える車両１においても、ヨーモーメントＭｚを低減するために必要な要求制御量が得られるように、所定の関係式に従って補正転舵角δｃｆ及びδｃｒが算出されてもよい。

【0083】

また、本開示に係る「車両」は、例えば、転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒの何れか一方のみを備えていてもよい。このような車両では、転舵アクチュエータが備えらえている方の車輪（前輪２Ｆ又は後輪２Ｒ）である転舵輪に生じる横力Ｆｙのみが低減されるように、転舵アクチュエータが制御されてもよい。あるいは、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの合計の横力Ｆｙのみ、又はヨーモーメントＭｚのみを低減するように、転舵アクチュエータが制御されてもよい。

【0084】

４．転舵アクチュエータ以外のアクチュエータ
本開示に係る「アクチュエータ」は、上述の転舵アクチュエータ８Ｆ及び８Ｒに限られず、例えば、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの少なくとも一方に備えられ、左右の車輪に駆動力差を付与可能なアクチュエータＡであってもよい。具体的には、アクチュエータＡは、例えば、左右の車輪を個別に駆動可能な電動機（例えば、インホイールモータ（ＩＷＭ））であってもよく、あるいは、アクティブディファレンシャルギア装置であってもよい。そして、このようなアクチュエータＡの制御のために、上記のヨーモーメントＭｚを低減するために必要な駆動力（車両前後力）の差を生じさせられるように要求制御量が算出されてもよい。

【0085】

また、本開示に係る「アクチュエータ」は、例えば、サスペンションジオメトリを能動的に制御するアクチュエータＢであってもよい。具体的には、アクチュエータＢは、例えば、サスペンションアームを伸縮可能に構成されたアクチュエータであってもよい。そして、横力Ｆｙ及びヨーモーメントＭｚの少なくとも一方を低減するために、アクチュエータＢを利用して、例えば、車輪２を直接的に車両横方向に動かしたり、トー角を変化させたり、キャンバ角γを変化させたりしてもよい。

【0086】

また、本開示に係る「アクチュエータ」は、例えば、車両に搭載された空力部品を駆動するアクチュエータＣであってもよい。ここでいう空力部品は、アクチュエータＣによって動作させられることにより、例えば、空気の流れを利用して車体６にヨーモーメントを作用させられるものである。具体的には、空力部品は、例えば、車両後部の左右に独立して設けられた可変式のフラップ又はスポイラであってもよい。そして、ヨーモーメントＭｚを低減させるために、例えば、アクチュエータＣを利用して左右のフラップ（又はスポイラ）の一方を動作させることによって車両の左右で空気抵抗を変化させてもよい。

【符号の説明】

【0087】

１ 車両
２ 車輪
２Ｆ 前輪
２Ｒ 後輪
３ サスペンション
４ ばね下構造体
５ ばね上構造体
６ 車体
７ ステアリングホイール
８Ｆ、８Ｒ 転舵アクチュエータ
１０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１２ センサ類

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】