(57)【要約】【課題】  タイヤ横力を減少する際に、運転者へ与える違和感を抑制することができる駆動制御装置を提供すること。【解決手段】  車輪に付与する駆動トルクを周期的に増減させる横力低下トルクを付与するようにした。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪に駆動トルクを付与する駆動トルク付与手段と、
前記車輪に付与する駆動トルクを周期的に増減させる横力低下トルクを付与するように前記駆動トルク付与手段を制御する駆動トルク制御手段と、
を設けたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク制御手段は、前記横力低下トルクの時間平均を0（零）とするように設定したとことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク制御手段は、前記横力低下トルクの周波数を、前記タイヤから車体に伝達する振動伝達特性が減衰特性となる周波数としたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク制御手段は、前記横力低下トルクの周波数を、前記駆動トルク付与手段から前記タイヤへのトルク伝達特性が共振特性となる周波数に設定したことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク付与手段は、前輪と後輪に独立して駆動トルクを付与する手段であって、
前記駆動トルク制御手段は、車両のヨーレートの絶対値を大きくするときには、前記後輪に横力低下トルクを付与し、車両のヨーレートの絶対値を小さくするときには、前記前輪に前記横力低下トルクを付与するように前記駆動トルク付与手段を制御することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク付与手段は、複数輪に独立して駆動トルクを付与する手段であって、
前記駆動トルク制御手段は、輪荷重が大きい車輪に前記横力低下トルクを付与するように前記駆動トルク付与手段を制御することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク付与手段はモータであることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の駆動力制御装置において、
前記駆動トルク付与手段は、複数輪のタイヤに独立して駆動トルクを付与する手段であって、
前記駆動トルク制御手段は、第１の輪に付与した前記横力低下トルクの位相と、第２の輪に付与した前記横力低下トルクの位相とを反転させたことを特徴とする駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力を制御する駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、ステアリング角速度が所定値よりも大きい場合には、車両の後輪にブレーキ力を作用させて、後輪の横力を減少させ、車両を急旋回させているものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９―２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、後輪にブレーキ力を作用させているため、運転者の意図に反して減速させることとなり、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、タイヤ横力を減少する際に、運転者へ与える違和感を抑制することができる駆動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明においては、車輪に付与する駆動トルクを周期的に増減させる横力低下トルクを付与してタイヤ横力を低下させるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
よって、運転者へ与える違和感を抑制しつつ、車両旋回挙動を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の駆動力制御装置を搭載した車両の全体システム図である。
【図２】実施例１の駆動トルク演算部の制御ブロック図である。
【図３】実施例１の横力補正演算部の制御の処理の流れを示すフローチャートである
【図４】実施例１のスリップ率に対するタイヤ横力とタイヤ前後力を示すグラフである。
【図５】実施例１のタイヤ摩擦円を示す図である。
【図６】実施例１の横力低下トルクに対するタイヤ前後力とタイヤ横力を示す摩擦円である。
【図７】実施例１のタイヤ前後力とタイヤ横力のタイムチャートである。
【図８】実施例２のタイヤから車体への振動伝達特性を示すグラフである。
【図９】実施例２のモータからタイヤへのトルク伝達特性を示すグラフである。
【図１０】実施例３の横力低下トルクの波形とモータのエネルギ出力を示す図である。
【図１１】実施例３の横力低下トルクの波形とモータのエネルギ出力を示す図である。
【図１２】実施例４の輪荷重の大小に応じたタイヤスリップ率とタイヤ横力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
実施例１の駆動力制御装置１の構成について説明する。
【００１０】
〔全体システム構成〕
図１は、実施例１の駆動力制御装置１を搭載した車両２の全体システム図である。車両２は、左前輪３FL、右前輪３FR、左後輪３RL、右後輪３RRを有する四輪車両であって、各車輪３に左前輪モータ４FL、右前輪モータ４FR、左後輪モータ４RL、右後輪モータ４RRが設けられている。各車輪３には左前輪タイヤ１５FL、右前輪タイヤ１５FR、左後輪タイヤ１５RL、右後輪タイヤ１５RRが装着されている。各モータ（駆動トルク付与手段）４には、このモータ４を制御する左前輪モータ制御部５FL、右前輪モータ制御部５FR、左後輪モータ制御部５RL、右後輪モータ制御部５RRが設けられている。各車輪３は各モータ制御部５によって独立して制御されるものであって、モータ制御部５は、駆動トルク演算部（駆動トルク付与手段）１４から出力される指令駆動トルクに応じて、バッテリ１３からモータ４に供給する電流を制御している。またモータ制御部５はモータ４の電流をモニタしており、このモニタ電流からモータ４の回転数やトルクを検出して、駆動トルク演算部１４に出力する。
【００１１】
各車輪３には、左前輪車輪速度センサ６FL、右前輪車輪速度センサ６FR、左後輪車輪速度センサ６RL、右後輪車輪速度センサ６RRが設けられている。この車輪速度センサ６は各車輪３の車輪速度Vwを検出し、駆動トルク演算部１４に出力する。車両２には車体速度センサ７が設けられており、この車体速度センサ７は車体速度Vvを検出して駆動トルク演算部１４に出力する。またヨーレートセンサ８が設けられており、このヨーレートセンサ８は車両のヨーレートγを検出して、駆動トルク演算部１４に出力する。
【００１２】
運転者が操舵を行うステアリングホイール１２には操舵角度センサ１１が設けられており、この操舵角度センサ１１はステアリングホイール１２の操舵角度θを検出して、駆動トルク演算部１４に出力する。また運転者が操作を行うアクセルペダル１０にはアクセルペダル開度センサ９が設けられており、このアクセルペダル開度センサ９はアクセルペダル１０のアクセルペダル開度APOを検出して、駆動トルク演算部１４に出力する。
【００１３】
〔駆動トルク演算部の構成〕
図２は駆動トルク演算部１４の制御ブロック図である。駆動トルク演算部１４は、トルク指令値Tbを演算するトルク指令値演算部１４ａと、横力低下トルクTcを演算する横力補正演算部とを有している。
【００１４】
トルク指令値演算部１４ａは、アクセルペダル開度APO、車体速度Vv、車輪速度Vw、駆動トルク検出値Taを入力してトルク指令値Tbを演算し、加算部１４ｃに出力する。このトルク指令値Tbは、主に車両の前後方向の加速度を制御するトルクであって、通常走行時に車輪３に付与するトルクとなる。
【００１５】
横力補正演算部１４ｂは、車体速度Vv、車輪速度Vw、操舵角度θ、ヨーレートγを入力して横力低下トルクTcを演算し、加算部１４ｃに出力する。この横力低下トルクTcは、主に車両挙動を制御するトルクであって、旋回時等にトルク指令値Tbに対する補正値としてのトルクである。
【００１６】
〔横力補正演算部の処理〕
図３は横力補正演算部１４ｂの制御の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１では、操舵角度θを入力してステップＳ２へ移行する。ステップＳ２では、ステップＳ１で入力した操舵角度θから運転者が急旋回をしているか否かを判定し、急旋回しているときにはステップＳ３へ移行し、急旋回していないときには処理を終了する。ステップＳ３では、車輪速度Vw、車体速度Vvを入力してステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、操舵角度θ、車輪速度Vw、車体速度Vvから目標ヨーレートγ*を演算してステップＳ５へ移行する。ステップＳ５では、ヨーレート（実ヨーレート）γを検出してステップＳ６へ移行する。
【００１７】
ステップＳ６では、タイヤ横力Fyの低下量を演算して、ステップＳ７へ移行する。実施例１の駆動力制御装置１では、タイヤ横力Fyを制御して車両２のヨーレートγを補正している。実ヨーレートγの絶対値が目標ヨーレートγ*の絶対値よりも小さいとき、すなわちアンダーステア状態のときには、後輪３Rのタイヤ横力Fyを低下させることにより車両２のヨーレートγを大きくする。一方、実ヨーレートγの絶対値が目標ヨーレートγ*の絶対値よりも大きいとき、すなわちオーバステアのときには、前輪３Fのタイヤ横力Fyを低下させることにより車両２のヨーレートγを小さくする。
【００１８】
ステップＳ７では、タイヤ横力Fyを低下させるための横力低下トルクTcを演算してステップＳ８へ移行する。横力低下トルクTcは周期的に増減するトルクとして設定している。この横力低下トルクTcを周期的に増減するトルクとして設定する点については、後で詳述する。
図４は、タイヤスリップ率λに対するタイヤ横力Fyとタイヤ前後力Fxを示すグラフであり、図５はタイヤ摩擦円を示す図である。図５のタイヤ摩擦円は、タイヤ前後力Fxが飽和する以前のタイヤスリップ率λの範囲において、タイヤ横力Fyとタイヤ前後力Fxとの関係を示したものである。
【００１９】
図５に示すように、タイヤ前後力FxがFx1からFx2に増加するとタイヤ横力FyはFy1からFy2に減少する。同じように、タイヤ前後力Fxを減少させると、タイヤ横力Fyは減少する。タイヤ前後力Fxは車輪３に付与する駆動トルクに応じて変化する。すなわち、タイヤ横力Fyを減少させるためには、車輪３に付与する駆動トルクを増加または減少させれば良い。実施例１の駆動力制御装置１では、増加または減少させる分を横力低下トルクTcとして付与している。
ステップ８では、横力低下トルクを出力して処理を終了する。
【００２０】
〔横力補正演算部の処理動作〕
運転者が急旋回を行っているときには、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→ENDと移行する。ステップＳ７において横力低下トルクTcを演算し、ステップＳ８で演算された横力低下トルクTcを出力して処理を終了する。
【００２１】
運転者が急旋回を行っていないときには、ステップＳ１→ステップＳ２→ENDと移行する。運転者が急旋回を行っていないときには、横力低下トルクTcを出力することなく処理を終了する。
【００２２】
〔作用〕
タイヤ横力Fyを低下させるには、図５を用いて説明したように駆動トルクを増加または減少させれば良い。しかし駆動トルクを増加または減少させると、運転者の意図と関係なく加速や減速をしてしまうため、運転者に違和感を与えるおそれがあった。
【００２３】
そこで実施例１の駆動力制御装置１では、タイヤ横力Fyを低下させる指令が出力されたときに、タイヤに付与する駆動トルクを周期的に増減させる横力低下トルクTcを付与するようにした。
また実施例１の駆動力制御装置１では、横力低下トルクTcの時間平均を0（零）とするようにした。
【００２４】
図６は、周期的に増減させた横力低下トルクTcに対するタイヤ前後力Fxとタイヤ横力Fyを示す摩擦円である。図７は、図６のように横力低下トルクTcを付与したときのタイヤ前後力Fxとタイヤ横力Fyのタイムチャートである。
駆動トルクを周期的に増減させて、摩擦円上のタイヤ駆動点を点Oから点A（点B）の間で周期的に移動させる。このとき、タイヤ前後力FxはFxOを挟んでFxAからFxBの間で増減することとなり、タイヤ横力FyはFyOからFyA(FyB)の間で増減することとなる。このとき図７のタイムチャートで示すように、タイヤ前後力Fxの時間平均は0（零）となり、タイヤ横力Fyの時間平均は当初のタイヤ横力FyOよりも小さくすることが可能となる。
【００２５】
また実施例１の駆動力制御装置１では、実ヨーレートγの絶対値が目標ヨーレートγ*の絶対値よりも小さいときには後輪３Rに横力低下トルクTcを付与し、実ヨーレートγの絶対値が目標ヨーレートγ*の絶対値よりも大きいとき前輪３Fに横力低下トルクTcを付与するようにした。すなわち、アンダーステアのときには後輪３Rのタイヤ横力Fyを低下させることにより、ヨーレートγの絶対値を大きくすることが可能となり、オーバステアのときには前輪３Fのタイヤ横力Fyを低下させることにより、ヨーレートγの絶対値を小さくすることが可能となる。
【００２６】
また実施例１の駆動力制御装置１では、横力低下トルクTcをモータ４により付与することとした。これにより、駆動トルクを増減させることにより横力低下トルクTcを付与することが可能となる。
【００２７】
〔効果〕
実施例１の駆動力制御装置１の効果を以下に列記する。
【００２８】
（１）車輪に駆動トルクを付与するモータ４と、タイヤ横力Fyを低下させるときに、車輪３に付与する駆動トルクを周期的に増減させる横力低下トルクTcを付与するようにモータを制御する駆動トルク演算部１４とを設けた。
よって、タイヤ前後力Fxの時間平均値の増加または減少を抑制しつつ、タイヤ横力Fyを減少させることが可能となり、車両前後挙動変化を抑制しつつ、車両旋回挙動を変化させることができる。
【００２９】
（２）駆動トルク演算部１４は、横力低下トルクTcの時間平均を0（零）とするように設定した。
よって、タイヤ前後力Fxの時間平均を0（零）としつつ、タイヤ横力Fyを減少させることが可能となり、車両前後挙動を変化させずに車両旋回挙動を変化させることができる。
【００３０】
（３）モータ４は、前輪３Fと後輪３Rに独立して駆動トルクを付与することが可能であって、駆動トルク演算部１４は、車両のヨーレートγの絶対値を大きくするときには、後輪３Rに横力低下トルクTcを付与し、車両のヨーレートγの絶対値を小さくするときには、前輪３Fに横力低下トルクTcを付与するようにモータ４を制御するようにした。
よって、横力低下トルクTcにより車両旋回挙動を制御することができる。
【００３１】
（４）車輪３に駆動トルクを付与する手段として、モータ４を用いた。
よって、簡単に高応答で駆動トルク増減をさせることにより横力低下トルクTcを付与することが可能となり、タイヤ横力Fyを減少させることにより車両旋回挙動を制御することができる。
【００３２】
［実施例２］
次に実施例２の駆動力制御装置１について説明する。実施例２では、横力低下トルクTcの周波数を、タイヤ１５から車体に振動が伝達する振動伝達特性、モータ４からタイヤ１５にトルクが伝達するトルク伝達特性に応じて設定するようにした。
【００３３】
〔横力補正演算部の処理〕
図８は、タイヤ１５から車体への振動伝達特性を示すグラフである。この振動伝達特性は事前に測定しても良いし、車体に重力センサを設置して、トルク指令値Tbと車輪３の車輪速度Vwからオンラインでモデル化しても良い。図６に示すように、振動伝達特性は、周波数が10[Hz]付近を越えると周波数が大きくなるほど減衰特性を示す。図９は、モータ４からタイヤ１５へのトルク伝達特性を示すグラフである。図９に示すように30[Hz]付近で共振特性を示す。振動減衰特性やトルク伝達特性は、タイヤ１５や車両の構造によって変化する。振動伝達特性が減衰特性を示す周波数を以上とし、モータ４が出力可能な周波数をf2以下とすると、横力低下トルクTcの周波数fは、タイヤ共振周波数f3に応じて選択して設定する。すなわち、f3<f1のときにはf=f1に設定し、またf1<f3<f2のときにはf=f3に設定し、またf2<f3のときにはf=f２に設定する。
【００３４】
〔作用〕
実施例２の駆動力制御装置１では、横力低下トルクTcの周波数fを、タイヤ１５から車体に伝達する振動伝達特性が減衰特性となる周波数とした。そのため、横力低下トルクTcを周期的に増減させても、車体に伝達する振動を抑制することが可能となる。
【００３５】
また実施例２の駆動力制御装置１では、横力低下トルクTcの周波数fを、モータ４からタイヤ１５へのトルク伝達特性が共振特性となる周波数に設定した。そのため、モータ４が発生させるトルクを小さくすることが可能となる。
【００３６】
〔効果〕
実施例２の駆動力制御装置１の効果について、以下に列記する。
【００３７】
（５）駆動トルク演算部１４は、横力低下トルクTcの周波数fを、タイヤ１５から車体に伝達する振動伝達特性が減衰特性となる周波数とした。
よって、横力低下トルクTcを周期的に増減させても、車体に伝達する振動を抑制することが可能となり、運転者へ与える違和感を抑制することができる。
【００３８】
（６）駆動トルク演算部１４は、横力低下トルクTcの周波数fを、モータ４からタイヤ１５へのトルク伝達特性が共振特性となる周波数に設定した。
よって、モータ４が発生させるトルクを小さくすることが可能となり、モータ４の消費エネルギを小さくすることができる。
【００３９】
［実施例３］
次に実施例３の駆動力制御装置１について説明する。実施例３では、右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪３Ｌに付与する横力低下トルクTcの位相とを反転させるようにした。
【００４０】
〔横力補正演算部の処理〕
右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相を反転（逆位相）とする。
【００４１】
〔作用〕
図１０、図１１は、横力低下トルクTcの波形と、モータ４が横力低下トルクTcを出力する際に必要とするエネルギ出力を示す図である。図１０は、右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相を反転させたときを示す。また図１１は、右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相を同相としたときを示す。
【００４２】
図１１に示すように、右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相とが同相である場合には、右輪モータ４Rと左輪モータ４Lのエネルギ出力が重ね合わさるため、大きなエネルギ出力となる。一方、図１０に示すように、右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相とが逆位相である場合には、右輪モータ４Rと左輪モータ４Lのエネルギ出力が打ち消すためエネルギ出力は0（零）となる。そのため、右輪モータ４Rが右輪３Rに付与する横力低下トルクTcの位相と、左輪モータ４Lが左輪３Lに付与する横力低下トルクTcの位相とを逆位相とすることで、モータ４のエネルギ出力を小さくすることが可能となる。
【００４３】
特にバッテリ１３の出力制限がかかっているときであっても、横力低下トルクTcを付与することによりモータ４において電力を消費しないため、横力低下トルクTcをバッテリ１３の状況に関わらず付与することができる。
【００４４】
〔効果〕
実施例３の駆動力制御装置１の効果について、以下に列記する。
【００４５】
（７）駆動トルク演算部１４は、第１の輪３に付与した横力低下トルクTcの位相と、第２の輪３に付与した横力低下トルクTcの位相とを反転させるようにした。
よって、第１の輪３に付与するモータ４のエネルギ出力を小さくすることができる。特にバッテリ１３の出力制限がかかっているときであっても、横力低下トルクTcを付与することによりモータ４において電力を消費しないため、横力低下トルクTcをバッテリ１３の状況に関わらず付与することができる。
【００４６】
［実施例４］
次に実施例４の駆動力制御装置１について説明する。実施例４では、横力低下トルクTcを付与すべき車輪３が複数あるときには、輪荷重Wgが大きい車輪３に横力低下トルクTcを付与するようにした。
【００４７】
〔横力補正演算部の処理〕
横力低下トルクTcを、輪荷重Wgが大きい車輪３に付与するようにした。
【００４８】
〔作用〕
図１２は、輪荷重Wgの大小に応じたタイヤスリップ率λとタイヤ横力Fyとの関係を示すグラフである。図１２に示すように、輪荷重Wgが大きいほうがタイヤ横力Fyの変化の傾きが大きい。例えば、タイヤスリップ率λ1におけるタイヤ横力Fyから、ΔFyだけタイヤ横力Fyを低下させようとすると、輪荷重Wgが大きいタイヤ１５ではタイヤスリップ率λ2まで増加させれば良いが、輪荷重Wgが小さいタイヤ１５ではタイヤスリップ率λ3(λ2<λ3)まで増加させなければ成らない。タイヤスリップ率λはタイヤ前後力Fxに応じて増加する値であり、タイヤ前後力Fxはモータ４から車輪３に付与される駆動トルクによって増加する値である。すなわち、輪荷重Wgが大きい車輪３に横力低下トルクTcを付与することにより、小さな横力低下トルクTcであってもタイヤ横力Fyの低下量を大きくすることが可能となる。
【００４９】
〔効果〕
実施例４の駆動力制御装置１の効果について、以下に列記する。
【００５０】
（８）モータ４は、複数輪に独立して駆動トルクを付与する手段であって、駆動トルク演算部１４は、輪荷重が大きい車輪３に横力低下トルクTcを付与するようにモータ４を制御するようにした。
よって、輪荷重Wgが大きい車輪３に横力低下トルクTcを付与することにより、小さな横力低下トルクTcであってもタイヤ横力Fyの低下量を大きくすることが可能となり、モータ４における消費エネルギを抑制することができる。
【００５１】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１ないし実施例４に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１ないし実施例４に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５２】
実施例１ないし実施例４では、急旋回時の車両挙動制御を車輪に横力低下トルクを付与することで行っていたが、車線逸脱防止制御を行う際に車輪に横力低下トルクを付与して車線走行を維持するようにしても良い。
【００５３】
また実施例１ないし実施例４では、横力低下トルクの時間平均が0（零）となるように制御していたが、横力低下トルクの時間平均が0（零）とならなくとも、振動させることによりタイヤ前後力の増減量は抑制しつつ、タイヤ横力の減少を実現することができる。
【００５４】
また実施例１ないし実施例４では、モータにより横力低下トルクを付与するようにしたが、エンジンとブレーキを組み合わせて横力低下トルクを付与するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１    駆動力制御装置
３    車輪
４    モータ（駆動トルク付与手段）
１４    駆動トルク演算部（駆動トルク制御手段）
１４ａ    トルク指令値演算部
１４ｂ    横力補正演算部
１５    タイヤ
【図１】
2010239719.tif 000003
【図２】
2010239719.tif 000004
【図３】
2010239719.tif 000005
【図４】
2010239719.tif 000006
【図５】
2010239719.tif 000007
【図６】
2010239719.tif 000008
【図７】
2010239719.tif 000009
【図８】
2010239719.tif 000010
【図９】
2010239719.tif 000011
【図１０】
2010239719.tif 000012
【図１１】
2010239719.tif 000013
【図１２】
2010239719.tif 000014