(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前輪及び後輪の少なくとも一方に独立して駆動力又は制動力を発生させる動力発生機構と、車両のバネ下に配置された前記前輪及び後輪をそれぞれ車両のバネ上に配置された車体に連結するサスペンション機構と、前記車体に発生した挙動に応じて少なくとも前記動力発生機構によって前記前輪及び後輪の少なくとも一方に発生させる駆動力又は制動力を制御する制御手段とを備えた車両挙動制御装置であって、
前記前輪及び後輪をそれぞれ前記車体に連結する前記サスペンション機構のうちの少なくとも一つは、車両の上下方向にて上下力を発生する上下力発生手段を有していて前記車体に対して前記上下力を能動的に付与するものであり、
前記制御手段が、
運転者による車両を走行させるための操作状態を検出する操作状態検出手段と、
車両走行時における前記車体に発生した運動状態を検出する運動状態検出手段と、
少なくとも前記操作状態検出手段によって検出された前記操作状態及び前記運動状態検出手段によって検出された前記運動状態を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された前記操作状態及び前記運動状態に基づいて、車両を走行させるための目標前後駆動力を演算するとともに、前記車体の挙動を制御するための複数の目標運動状態量を演算する車体挙動制御値演算手段と、
前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力及び前記複数の目標運動状態量を実現するように、前記動力発生機構が前記前輪及び後輪の少なくとも一方に発生させる駆動力又は制動力と、前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力とを演算する駆動力及び上下力演算手段と、
前記駆動力及び上下力演算手段によって演算された前記駆動力又は制動力を表す信号を前記動力発生機構に出力するとともに前記上下力を表す信号を前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段に出力する出力手段とを備えており、
前記動力発生機構が車両の左右前輪及び左右後輪のうちの一方である駆動輪にそれぞれ設けられ、前記上下力発生手段を有する前記サスペンション機構が前記左右前輪及び前記左右後輪のうちの他方である従動輪にそれぞれ設けられており、
前記車体挙動制御値演算手段が、車両を走行させるための前記目標前後駆動力を演算するとともに、前記複数の目標運動状態量として、前記車体に発生したロール挙動を制御する目標ロールモーメント、前記車体に発生したピッチ挙動を制御する目標ピッチモーメント及び前記車体に発生したヨー挙動を制御する目標ヨーモーメント、又は、前記目標ロールモーメント、前記目標ヨーモーメント及び前記車体に発生した上下振動を伴うヒーブ挙動を制御する目標ヒーブ力を、前記各挙動を同時に制御するように演算し、
前記駆動力及び上下力演算手段が、前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力を実現するとともに、前記目標ロールモーメント、前記目標ピッチモーメント及び前記目標ヨーモーメント、又は、前記目標ロールモーメント、前記目標ヨーモーメント及び前記目標ヒーブ力を実現するように、前記動力発生機構が前記駆動輪に発生させる駆動力又は制動力と、前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力とを演算することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両挙動制御装置において、
前記駆動力及び上下力演算手段は、
車両における車輪及び前記サスペンション機構の配置に基づき、前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力及び前記複数の目標運動状態量を実現するように幾何学的に決定される配分を用いて、前記動力発生機構による駆動力又は制動力を演算するとともに前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力を演算することを特徴とする車両挙動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した車両挙動制御装置において、
前記動力発生機構は、車両の車輪に組み付けられる電動機を有しており、
前記制御手段が、更に、
前記駆動力及び上下力演算手段によって演算された前記駆動力又は前記制動力に対応して前記電動機が発生するトルクを演算するトルク演算手段を備え、
前記トルク演算手段によって演算された前記トルクを前記出力手段に出力することを特徴とする車両挙動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車体に発生した挙動に応じて車両の車輪で発生させる駆動力又は制動力を制御する車両挙動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車の一形態として、車輪のホイール内部もしくはその近傍に電動機（モータ）を配置し、この電動機により車輪を直接駆動する、所謂、インホイールモータ方式の車両が開発されている。このインホイールモータ方式の車両においては、各車輪に設けた電動機を個別に回転制御する、すなわち、各電動機を個別に力行制御又は回生制御することにより、各車輪に付与する駆動トルクまたは制動トルクを個別に制御して、車両の駆動力および制動力を走行状態に応じて適宜制御することができる。
【０００３】
そして、このように各車輪に付与する駆動トルクまたは制動トルクを個別に制御できることを利用して、車体の挙動変化を抑制する制御装置が提案されている。例えば、下記特許文献１には、路面の段差等を通過するときに発生するピッチ挙動に伴う車両の上下方向の振動（ピッチレート）を抑制するとともにヨー方向のヨー挙動を安定させるために、各駆動輪に異なる制駆動力を付与して、車両の重心回りに生じるピッチモーメントおよびヨーモーメントの発生を制御する車両の制駆動力制御装置が示されている。又、下記特許文献２には、各駆動輪の制駆動力を独立的に制御して、車体に発生するロール挙動を制御する車両の制駆動力制御装置が示されている。更に、下記特許文献３には、各車輪の制駆動力を個別に制御して、車体に発生するバウンシング挙動を制御する車両の制駆動力制御装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８８９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２５３７３号公報
【特許文献３】特開２００６−１０９６４２号公報
【発明の概要】
【０００５】
ところで、上記従来の各制御装置においては、車両の全輪（４輪）にインホイールモータを設けておき、各車輪（すなわち、駆動輪）の駆動力や制動力を個別に（独立して）制御することにより、サスペンション機構によって発生するサスペンション反力を利用して車体（バネ上）に発生する挙動を制御するようになっている。しかしながら、車両に要求される性能や許容される製造コストによっては、例えば、左右前輪又は左右後輪の２輪のみにインホイールモータが設けられる車両のように、必ずしも、４輪にインホイールモータが設けられるわけではない。このため、このような全輪（４輪）にインホイールモータを備えていない車両に対しては、上記従来の各制御装置を適用して、車体の挙動制御を実行することができない。又、一般に、インホイールモータ方式の車両においては、モータ駆動により発生するサスペンション反力の車両上下方向成分（鉛直方向成分）が大きく、車体（車両）の挙動変化を生じ易いと言われている。従って、特に、全輪（４輪）にインホイールモータが設けられない車両においては、車体（車両）の挙動変化を効果的に制御する必要がある。
【０００６】
又、車両の全輪（４輪）にインホイールモータを備えた車両において、今、この車両が旋回状態にあり、車体にロール挙動が発生した状況を想定してみる。このロール挙動が発生した状況では、例えば、上記特許文献２に示された従来の制御装置によれば、車両の旋回内側輪（前後輪）と旋回外側輪（前後輪）の駆動力又は制動力を個別に（独立して）制御することにより、左右方向にて上下逆向きの上下力を車体に作用させることができ、ロール挙動を他の挙動から独立して制御することが可能である。
【０００７】
ところが、車体に発生する上下方向の挙動であるピッチ挙動とバウンシング挙動（ヒーブ挙動）は、ともに上下方向の振動を伴う挙動であって連成するため、互いに独立して制御することが難しい。このことを具体的に示すと、一般に、車両のサスペンション機構は、乗り心地や制動姿勢等の観点から前輪側と後輪側とで特性（例えば、サスペンション機構における瞬間回転中心位置等）が異なるように設けられており、車輪側にて発生しサスペンション機構を介して車体に作用する（伝達する）上下力の大きさが異なる場合がある。このため、例えば、上記特許文献１，３に示された従来の制御装置のように一方の挙動（ヒーブ挙動又はピッチ挙動）を制御すると、上述したサスペンション機構の特性の違い起因して車体に作用する上下力の大きさが前輪側と後輪側とで異なる（不均一となる）ため、他方の挙動（ピッチ挙動又はヒーブ挙動）に影響を与えてその発生を促進してしまう可能性がある。その結果、車体に対して意図しないピッチ挙動又はヒーブ挙動が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的の一つは、車両の車体に発生した挙動に応じて、車両の車輪で発生させる駆動力又は制動力と車体に作用させる上下力とを統合して制御する車両挙動制御装置を提供することにある。
【０００９】
係る目的を達成するための本発明による車両挙動制御装置は、動力発生機構と、サスペンション機構と、制御手段とを備える。
【００１０】
前記動力発生機構は、車両の前輪及び後輪の少なくとも一方に独立して駆動力又は制動力を発生させる。前記サスペンション機構は、車両のバネ下に配置された前記前輪及び後輪をそれぞれ車両のバネ上に配置された車体に連結する。前記制御手段は、前記車体に発生した挙動に応じて少なくとも前記動力発生機構によって前記前輪及び後輪の少なくとも一方に発生させる駆動力又は制動力を制御する。
【００１１】
本発明による車両挙動制御装置の特徴の一つは、前記前輪及び後輪をそれぞれ前記車体に連結する前記サスペンション機構のうちの少なくとも一つは、車両の上下方向にて上下力を発生する上下力発生手段を有していて前記車体に対して前記上下力を能動的に付与するものであり、前記制御手段が、操作状態検出手段と、運動状態検出手段と、入力手段と、車体挙動制御値演算手段と、駆動力及び上下力演算手段と、出力手段とを備えることにある。この場合、前記動力発生機構が車両の車輪に組み付けられる電動機を有していれば、前記制御手段は、更に、トルク演算手段を備えることができる。
【００１２】
前記操作状態検出手段は、運転者による車両を走行させるための操作状態を検出する。ここで、検出する操作状態としては、操舵ハンドルに対する運転者の操作量や、アクセルペダルに対する運転者による操作量、ブレーキペダルに対する運転者による操作量等を挙げることができる。前記運動状態検出手段は、車両走行時における前記車体に発生した運動状態を検出する。ここで、検出する運動状態としては、バネ上に配置される車体の上下方向における上下加速度や、車体の左右方向における横加速度、車体（車両）の車速、或いは、車体に発生したピッチレート、車体に発生したロールレート、車体（車両）に発生したヨーレート等を挙げることができる。
【００１３】
前記入力手段は、少なくとも前記操作状態検出手段によって検出された前記操作状態及び前記運動状態検出手段によって検出された前記運動状態を入力する。ここで、上述した操作状態及び運動状態の他に、サスペンション機構のストローク量や、車両の車輪を含むバネ下の上下方向における上下加速度等を入力することができる。
【００１４】
前記車体挙動制御値演算手段は、前記入力手段によって入力された前記操作状態及び前記運動状態に基づいて、車両を走行させるための目標前後駆動力を演算するとともに、前記車体の挙動を制御するための複数の目標運動状態量を演算する。ここで、車体の挙動を制御するための複数の目標運動状態量としては、車体に発生したロール挙動を制御する目標ロールモーメント、車体に発生したピッチ挙動を制御する目標ピッチモーメント、車体（車両）に発生したヨー挙動を制御する目標ヨーモーメント、車体に発生した上下振動を伴うヒーブ挙動を制御する目標ヒーブ力を挙げることができる。
【００１５】
前記駆動力及び上下力演算手段は、前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力及び前記複数の目標運動状態量を実現するように、前記動力発生機構が前記前輪及び後輪の少なくとも一方に発生させる駆動力又は制動力と、前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力とを演算する。この場合、車両における車輪及び前記サスペンション機構の配置に基づき、前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力及び前記複数の目標運動状態量を実現するように幾何学的に決定される配分を用いて、前記動力発生機構による駆動力又は制動力を演算するとともに前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力を演算することができる。
【００１６】
前記トルク演算手段は、前記駆動力及び上下力演算手段によって演算された前記駆動力又は前記制動力に対応して前記電動機が発生するトルクを演算して前記出力手段に出力する。
【００１７】
前記出力手段は、前記駆動力及び上下力演算手段によって演算された前記駆動力又は制動力を表す信号を前記動力発生機構に出力するとともに前記上下力を表す信号を前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段に出力する。ここで、前記出力手段は、前記トルク演算手段によって演算されたトルクを表す信号を前記電動機に出力するとともに前記駆動力及び上下力演算手段によって演算された前記上下力を表す信号を前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段に出力することができる。これにより、動力発生機構（電動機）とサスペンション機構の有する上下力発生手段とを統合して制御することが可能となり、車両を適切に走行させることができるとともに、車体におけるロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動、ヨー挙動等を同時に制御することができる。
【００１８】
又、本発明による車両挙動制御装置の他の特徴の一つは、具体的に、前記動力発生機構が車両の左右前輪及び左右後輪のうちの一方である駆動輪にそれぞれ設けられ、前記上下力発生手段を有する前記サスペンション機構が前記左右前輪及び前記左右後輪のうちの他方である従動輪にそれぞれ設けられており、前記車体挙動制御値演算手段が、車両を走行させるための前記目標前後駆動力を演算するとともに、前記複数の目標運動状態量として、前記目標ロールモーメント、前記目標ピッチモーメント及び前記目標ヨーモーメント、又は、前記目標ロールモーメント、前記目標ヨーモーメント及び前記目標ヒーブ力を演算し、前記駆動力及び上下力演算手段が、前記車体挙動制御値演算手段によって演算された前記目標前後駆動力を実現するとともに、前記目標ロールモーメント、前記目標ピッチモーメント及び前記目標ヨーモーメント、又は、前記目標ロールモーメント、前記目標ヨーモーメント及び前記目標ヒーブ力を実現するように、前記動力発生機構が前記駆動輪に発生させる駆動力又は制動力と、前記サスペンション機構の有する前記上下力発生手段が前記車体に付与する上下力とを演算することにもある。
【００１９】
これによれば、車両における左右前輪又は左右後輪の２輪にのみ動力発生機構（電動機）が設けられている状況であっても、駆動輪（２輪）に設けられている動力発生機構と従動輪（２輪）に設けられているサスペンション機構の有する上下力発生手段とを統合して制御することによって、車両を適切に走行させることができるとともに、車体におけるロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動、又は、ロール挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動を同時に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、車両挙動制御装置を適用可能な車両の構成を概略的に示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、図１の電子制御ユニットにて実行される挙動制御のコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。
【図３】挙動制御対象となるロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動を説明するための図である。
【図４】図１の車両において駆動輪に駆動力が発生して前後方向の駆動力差が生じた際に車体に入力される力及び従動輪に設けられたアクチュエータを有するサスペンション機構が車体に入力する力を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係り、車両挙動制御装置を適用可能な車両の構成を概略的に示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係り、図５の電子制御ユニットにて実行される挙動制御のコンピュータプログラム処理を機能的に表す機能ブロック図である。
【図７】図５の車両において前後方向の駆動力差が生じた際に車体に入力される力及びアクチュエータを有するサスペンション機構が車体に入力する力を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る車両挙動制御装置が搭載される車両Ｖｅの構成を概略的に示している。
【００２４】
車両Ｖｅは、左右前輪１１，１２及び左右後輪１３，１４を備えている。左右前輪１１，１２は、互いに又はそれぞれ独立してサスペンション機構１５，１６を介して車両Ｖｅのバネ上としての車体Ｂｏに支持されている。又、左右後輪１３，１４は、互いに又はそれぞれ独立してサスペンション機構１７，１８を介して車両Ｖｅの車体Ｂｏに支持されている。
【００２５】
そして、この第１実施形態においては、左右前輪１１，１２側におけるサスペンション機構１５，１６又は左右後輪１３，１４側におけるサスペンション機構１７，１８のいずれか一方側のサスペンション機構が、車両Ｖｅの上下方向にて上下力を発生する上下力発生手段を有していて、上下力制御可能なサスペンション、所謂、アクティブサスペンションとして構成される。尚、以下の説明においては、後述するように従動輪となる左右前輪１１，１２におけるサスペンション機構１５，１６がアクティブサスペンションであり、駆動輪となる左右後輪１３，１４におけるサスペンション機構１７，１８がショックアブソーバを有する通常のサスペンションである場合を例示して説明する。従って、左右前輪１１，１２が駆動輪である場合にはサスペンション機構１５，１６が通常のサスペンションとなり、左右後輪１３，１４が従動輪である場合にはサスペンション機構１７，１８がアクティブサスペンションとなる。
【００２６】
サスペンション機構１５，１６は、図１に概略的に示すように、サスペンションスプリング１５ａ，１６ａと、上下力発生手段としてのアクチュエータ１５ｂ、１６ｂとを備えている。サスペンションスプリング１５ａ，１６ａは、路面から左右前輪１１，１２を介して車体Ｂｏに伝達される振動を吸収するものであり、例えば、金属製のコイルスプリングや空気スプリング等が採用される。アクチュエータ１５ｂ，１６ｂは、その詳細な図示を省略するが、駆動源である電動モータと、この電動モータの回転運動を直線運動に変換するボールネジとボールナットからなるボールネジ機構とを有するものである。これにより、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂは、電動モータがボールネジ機構を構成するボールネジを回転させると、ボールネジに螺着されたボールネジナットによってボールネジが軸方向に移動することにより、伸縮する。従って、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂを備えたサスペンション機構１５，１６においては、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂが伸縮することにより、車体Ｂｏに上下力を入力することができる。尚、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂについては、上述したように電気的に作動が制御されて車体Ｂｏに上下力を入力するものに限定されるものではなく、例えば、油圧により作動して車体Ｂｏに上下力を入力するもの等、いかなるものであってもよい。
【００２７】
サスペンション機構１７，１８、詳しくは、上記アクティブサスペンションとして構成されない側のサスペンション機構１７，１８は、図１に概略的に示すように、通常のショックアブソーバを備えた周知のサスペンションであり、例えば、ストラット型サスペンションや、ウィッシュボーン型サスペンション等の公知のサスペンションを採用することができる。尚、本発明においては、周知のサスペンションの構造に関しては直接関連するものではないため、その説明を省略する。
【００２８】
この第１本実施形態においては、図１に示すように、駆動輪である左右後輪１３，１４のホイール内部に電動機１９，２０が組み込まれていて、例えば、図示を省略する減速機等を介して左右後輪１３，１４に動力伝達可能に連結される。すなわち、電動機１９，２０は、所謂、インホイールモータ１９，２０であり、左右後輪１３，１４とともに車両Ｖｅのバネ下に配置されている。そして、各インホイールモータ１９，２０の回転をそれぞれ独立して制御することにより、左右後輪１３，１４に発生させる駆動力又は制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。尚、以下の説明において、駆動輪として左右前輪１１，１２に電動機を設ける場合には、電動機２１，２２（インホイールモータ２１，２２）が設けられるものとする。
【００２９】
これらの各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）は、例えば、交流同期モータにより構成されていて、インバータ２３を介して、バッテリやキャパシタ等の蓄電装置２４の直流電力が交流電力に変換され、その交流電力が各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）に供給されることにより駆動（すなわち力行）されて、左右後輪１３，１４（及び後述する左右前輪１１，１２）に駆動トルクが付与される。又、各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）は、左右後輪１３，１４（及び後述する左右前輪１１，１２）の回転エネルギーを利用して回生制御することも可能である。すなわち、各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）の回生・発電時には、左右後輪１３，１４（及び後述する左右前輪１１，１２）の回転（運動）エネルギーが各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）によって電気エネルギーに変換され、その際に生じる電力がインバータ２３を介して蓄電装置２４に蓄電される。このとき、左右後輪１３，１４（及び後述する左右前輪１１，１２）には、回生・発電力に基づく制動トルクが付与される。従って、各インホイールモータ１９，２０（及び後述する各インホイールモータ２１，２２）、インバータ２３及び蓄電装置２４は本発明の動力発生機構を構成する。
【００３０】
又、各車輪１１〜１４には、それぞれ、ブレーキ機構２５，２６，２７，２８が設けられている。各ブレーキ機構２５〜２８は、例えば、ディスクブレーキやドラムブレーキ等の公知の制動装置である。そして、これらのブレーキ機構２５〜２８は、例えば、図示を省略するマスタシリンダから圧送される油圧により、各車輪１１〜１４に制動力を生じさせるブレーキキャリパのピストンやブレーキシュー（共に図示省略）等を作動させるブレーキアクチュエータ２９に接続されている。
【００３１】
サスペンション機構１５，１６のアクチュエータ１５ｂ，１６ｂ、インバータ２３及びブレーキアクチュエータ２９は、サスペンション機構１５，１６（より詳しくは、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂ）の上下力、各インホイールモータ１９〜２２の回転状態、及び、ブレーキ機構２５〜２８の動作状態等を制御する電子制御ユニット３０にそれぞれ接続されている。従って、電子制御ユニット３０は本発明の制御手段を構成する。
【００３２】
電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、各種プログラムを実行するものである。このため、電子制御ユニット３０には、運転者による車両Ｖｅを走行させるための操作状態を検出する操作状態検出手段としての操作状態検出センサ３１と、走行している車両Ｖｅの車体Ｂｏ（バネ上）に発生した運動状態を検出する運動状態検出手段としての運動状態検出センサ３２、走行している車両Ｖｅに作用する外乱を検出する外乱検出センサ３３を含む各種センサからの各信号及びインバータ２３からの信号が入力されるようになっている。
【００３３】
ここで、操作状態検出センサ３１は、例えば、図示を省略する操舵ハンドルに対する運転者の操作量（操舵角）を検出する操舵角センサや、図示を省略するアクセルペダルに対する運転者による操作量（踏み込み量や、角度、圧力等）を検出するアクセルセンサ、図示を省略するブレーキペダルに対する運転者による操作量（踏み込み量や、角度、圧力等）を検出するブレーキセンサ等から構成される。又、運動状態検出センサ３２は、例えば車体Ｂｏ（バネ上）の上下方向における上下加速度を検出するバネ上上下加速度センサや、車体Ｂｏの左右方向における横加速度を検出する横加速度センサ、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の車速を検出する車速センサ、或いは、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）に発生したピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）に発生したロールレートを検出するロールレートセンサ、車両Ｖｅに発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ等から構成される。更に、外乱検出センサ３３は、例えば、各サスペンション機構１５〜１８のストローク量を検出するストロークセンサや、各車輪１１〜１４を含む車両Ｖｅのバネ下の上下方向における上下加速度を検出するバネ下上下加速度センサ等から構成される。
【００３４】
このように、電子制御ユニット３０に対して上記各センサ３１〜３３及びインバータ２３が接続されて各信号が入力されることにより、電子制御ユニット３０は車両Ｖｅの走行状態及び車体Ｂｏの挙動を把握して制御することができる。
【００３５】
具体的に車両Ｖｅの走行状態の制御から説明すると、電子制御ユニット３０は、操作状態検出センサ３１から入力される信号に基づいて、例えば、運転者がアクセルペダルを操作しているときには、この操作に伴うアクセル操作量に応じた要求駆動力、すなわち、車両Ｖｅを走行させるために各インホイールモータ１９，２０によって駆動輪である左右後輪１３，１４が発生すべき駆動力を演算することができる。又、電子制御ユニット３０は、操作状態検出センサ３１から入力される信号に基づいて、例えば、運転者がブレーキペダルを操作しているときには、この操作に伴うブレーキ操作量に応じた要求制動力、すなわち、車両Ｖｅを減速させるために各インホイールモータ１９，２０及びブレーキ機構２５〜２８が協調して各車輪１１〜１４が発生すべき制動力を演算することができる。そして、電子制御ユニット３０は、インバータ２３から入力される信号、具体的には、力行制御時に各インホイールモータ１９，２０に供給される電力量や電流値を表す信号や、回生制御時に各インホイールモータ１９，２０から回生される電力量や電流値を表す信号に基づいて、要求駆動力に対応する出力トルク（モータトルク）を各インホイールモータ１９，２０に発生させ、要求制動力に対応する出力トルク（モータトルク）を各インホイールモータ１９，２０に発生させる。
【００３６】
これにより、電子制御ユニット３０は、インバータ２３を介して各インホイールモータ１９，２０の回転をそれぞれ力行制御又は回生制御する信号やブレーキアクチュエータ２９を介して各ブレーキ機構２５〜２８の動作をそれぞれ制御する信号を出力することができる。従って、電子制御ユニット３０は、少なくとも、操作状態検出センサ３１から入力される信号に基づいて車両Ｖｅに要求される要求駆動力及び要求制動力を求め、その要求駆動力及び要求制動力を発生させるように各インホイールモータ１９，２０の力行・回生状態、及び、ブレーキアクチュエータ２９すなわちブレーキ機構２５〜２８の動作をそれぞれ制御する信号を出力することにより、車両Ｖｅの走行状態を制御することができる。尚、左右前輪１１，１２が駆動輪であり、インホイールモータ２１，２２が設けられる場合も、電子制御ユニット３０はインバータ２３を介して上述したインホイールモータ１９，２０を全く同様に制御する。
【００３７】
一方で、電子制御ユニット３０は、操作状態検出センサ３１、運動状態検出センサ３２及び外乱検出センサ３３から入力される信号に基づいて、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の挙動を制御することができる。以下、この車体Ｂｏの挙動制御を詳細に説明する。
【００３８】
電子制御ユニット３０は、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の挙動を制御するとき、各サスペンション機構１５，１６の各アクチュエータ１５ｂ，１６ｂのそれぞれが発生する上下力、及び、各インホイールモータ１９，２０のそれぞれが発生する駆動力（又は制動力）を統合して制御する。そして、この統合制御により、この第１実施形態においては、電子制御ユニット３０は、車両Ｖｅを走行させるとともに車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）に発生した挙動としてのロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動を制御する。このため、電子制御ユニット３０は、図２に示すように、入力手段としての入力部４１、車体挙動制御値演算手段としての車体挙動制御指令値演算部４２、駆動力及び上下力演算手段としての駆動力及び上下力演算部４３、トルク演算手段としてのモータトルク指令値演算部４４及び出力手段としての出力部４５を備えている。
【００３９】
入力部４１においては、操作状態検出センサ３１、運動状態検出センサ３２及び外乱検出センサ３３のそれぞれから信号を入力する。そして、入力部４１は、操作状態検出センサ３１から入力した信号に基づいて、例えば、運転者による操舵ハンドルの操舵角や、アクセルペダルの操作に伴うアクセル操作量、ブレーキペダルの操作に伴うブレーキ操作量等を取得する。又、入力部４１は、運動状態検出センサ３２から入力した信号に基づいて、例えば、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の車速や、車体Ｂｏにおけるロールレート、ピッチレート及び車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）におけるヨーレート等を取得する。更に、入力部４１は、外乱検出センサ３３から入力した信号に基づいて、例えば、車両Ｖｅが走行している路面の凹凸の大きさや車両Ｖｅに対する横風の影響の大きさ等を取得する。このように、各種検出値を取得すると、入力部４１は、取得した各種検出値を車体挙動制御指令値演算部４２に出力する。
【００４０】
車体挙動制御指令値演算部４２においては、入力部４１から入力した前記各種検出値を用いて、車両Ｖｅを走行させるための制御指令値として目標前後駆動力Fxを演算する。又、車体挙動制御指令値演算部４２は、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）に発生した挙動を制御するための制御指令値すなわち複数の目標運動状態量として、図３に示すように、車両Ｖｅの重心Ｃｇを通る前後方向軸（ロール軸）回りの目標ロールモーメントMx、車両Ｖｅの重心Ｃｇを通る左右方向軸（ピッチ軸）回りの目標ピッチモーメントMy及び車両Ｖｅの重心Ｃｇを通る鉛直方向軸（ヨー軸）回りの目標ヨーモーメントMzを演算する。尚、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzの演算については、公知の演算手法を採用することができるため、その詳細な説明を省略するが、以下に簡単に説明しておく。
【００４１】
まず、各インホイールモータ１９，２０が発生し車両Ｖｅを走行させるための目標前後駆動力Fxについては、車体挙動制御指令値演算部４２が、例えば、入力部４１から入力したアクセル操作量、ブレーキ操作量及び車速等の各検出値を用いて、これらの各検出値と予め定めた所定の関係にある目標前後駆動力Fxを演算する。車体Ｂｏに発生したロール挙動を制御するための目標ロールモーメントMxについては、車体挙動制御指令値演算部４２が、例えば、入力部４１から入力した操舵角、車速、ロールレート、路面の凹凸の大きさ及び横風の影響の大きさ等の各検出値を用いて、これらの各検出値と予め定めた所定の関係にある目標ロールモーメントMxを演算する。車体Ｂｏに発生したピッチ挙動を制御するための目標ピッチモーメントMyについては、車体挙動制御指令値演算部４２が、例えば、入力部４１から入力したアクセル操作量、ブレーキ操作量、車速及び路面の凹凸の大きさ等の各検出値を用いて、これらの各検出値と予め定めた所定の関係にある目標ピッチモーメントMyを演算する。車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）に発生したヨー挙動を制御するための目標ヨーモーメントMzについては、車体挙動制御指令値演算部４２が、例えば、入力部４１から入力した操舵角、車速、ヨーレート及び横風の影響の大きさ等の各検出値を用いて、これらの各検出値と予め定めた所定の関係にある目標ヨーモーメントMzを演算する。
【００４２】
このように、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを演算すると、車体挙動制御指令値演算部４２は、演算した目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを表す各指令値を駆動力及び上下力演算部４３に出力する。
【００４３】
駆動力及び上下力演算部４３においては、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された指令値によって表される目標前後駆動力Fxを左右後輪１３，１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。又、駆動力及び上下力演算部４３においては、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された各指令値によって表される目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを車両Ｖｅの重心Ｃｇ位置にて発生させるために左右前輪１１，１２におけるサスペンション機構１５，１６（より詳しくは、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂ）に配分して発生させる各上下力及び左右後輪１３，１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。すなわち、駆動力及び上下力演算部４３は、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを用いた下記式１に従って、図３に概略的に示すように、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂが発生する左前上下力Fzfl、右前輪１２におけるサスペンション機構１６のアクチュエータ１６ｂが発生する右前上下力Fzfr、左後輪１３におけるインホイールモータ１９が発生する左後駆動力Fxrl及び右後輪１４におけるインホイールモータ２０が発生する右後駆動力Fxrrを演算する。
【数１】
0005862273.tif 000002
【００４４】
ここで、前記式１について、図１及び図４を用いて具体的に説明する。今、図４に概略的に示すように、車両Ｖｅの各車輪１１〜１４及びサスペンション機構１５〜１８の幾何学的な配置として、ホイールベースLに対して車両Ｖｅに重心Ｃｇと左右前輪１１，１２の車軸との間の距離をLf、車両Ｖｅの重心Ｃｇと左右後輪１３，１４の車軸との間の距離をLrとし、又、図１に示したように、左右前輪１１，１２のトレッド幅をｔf、左右後輪１３，１４のトレッド幅をｔrとする。又、このような幾何学的な配置を有する車両Ｖｅにおいて、この第１実施形態においては、駆動輪である左右後輪１３，１４におけるサスペンション機構１７，１８の瞬間回転中心Ｃｒと左右後輪１３，１４の接地点とを結ぶ線と水平線との間の角度をθr（以下、瞬間回転角θrと称呼する。）とする。
【００４５】
この場合、従動輪である左右前輪１１，１２と駆動輪である左右後輪１３，１４との間に前後方向における駆動力差ΔF、すなわち、駆動輪である左右後輪１３，１４にて左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrが発生した場合、左右後輪１３，１４におけるサスペンション機構１７，１８においては、図４に示すように、発生した駆動力差ΔFの分力すなわちサスペンション機構１７，１８の反力として上下方向（鉛直方向）に作用する上下力（＝ΔF×ｔａｎθr）を発生させることができる。尚、図４においては、駆動輪である左右後輪１３，１４が駆動力を発生して駆動力差ΔFを生じさせる状況を示すが、左右後輪１３，１４が制動力を発生して駆動力差ΔFを生じさせる状況が存在することは言うまでもない。一方、左右前輪１１，１２におけるサスペンション機構１５，１６においては、図４に示すように、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂがそれぞれ車両Ｖｅの上下方向（鉛直方向）に作用する上下力（＝左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfr）を発生させることができる。
【００４６】
従って、これら車体Ｂｏに入力される上下力を車両Ｖｅの重心Ｃｇ回りに作用させて挙動を制御する場合、幾何学的に決定される車両Ｖｅの各車輪１１〜１４及びサスペンション機構１５〜１８の配置、車両Ｖｅの重心Ｃｇ回りにおける力やモーメントの釣り合いを考慮した前記式１に従うことにより、サスペンション機構１５，１６が発生する左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrと、インホイールモータ１９，２０が設けられた駆動輪である左右後輪１３，１４が発生する左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrとを決定することができる。
【００４７】
そして、前記式１に従って決定される左前上下力Fzfl、右前上下力Fzfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrをそれぞれ発生させることにより、車体Ｂｏに対して車両Ｖｅの重心Ｃｇ回りに前記演算された目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを発生させることができる。従って、前記式１に基づいて左前輪１１における左前上下力Fzfl、右前輪１２における右前上下力Fzfr、左後輪１３における左後駆動力Fxrl及び右後輪１４における右後駆動力Fxrrを演算することにより、前記演算された目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを同時に重心Ｃｇ回りに発生させて車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の挙動を制御することができる。このように、前記式１に従って左前上下力Fzfl、右前上下力Fzfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrを演算すると、駆動力及び上下力演算部４３は、左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrを出力部４５に出力する一方で、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrをモータトルク指令値演算部４４に出力する。
【００４８】
再び、図２に戻り、モータトルク指令値演算部４４においては、駆動力及び上下力演算部４３によって演算された左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrに対応して各インホイールモータ１９，２０が発生すべきモータトルクを演算する。すなわち、モータトルク指令値演算部４４は、図４に示すように、駆動力及び上下力演算部４３から供給された左後駆動力Fxrlに対して左後輪１３のタイヤ半径R（又は図示しない減速機のギア比）を乗算し、インホイールモータ１９が発生するモータトルクTrlを演算する。又、同様にして、モータトルク指令値演算部４４は、駆動力及び上下力演算部４３から供給された右後駆動力Fxrrに対して右後輪１４のタイヤ半径R（又は図示しない減速機のギア比）を乗算し、インホイールモータ２０が発生するモータトルクTrrを演算する。そして、モータトルク指令値演算部４４は、演算したモータトルクTrl及びモータトルクTrrを出力部４５に出力する。
【００４９】
出力部４５においては、駆動力及び上下力演算部４３によって演算された左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrと、モータトルク指令値演算部４４によって演算されたモータトルクTrl及びモータトルクTrrを取得する。そして、出力部４５は、左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrに対応する駆動信号を図示省略の駆動回路を介してサスペンション機構１５，１６のアクチュエータ１５ｂ，１６ｂに出力し、モータトルクTrl及びモータトルクTrrに対応する駆動信号をインバータ２３に出力する。これにより、サスペンション機構１５，１６のアクチュエータ１５ｂ，１６ｂとインホイールモータ１９，２０とは統合制御され、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂは左前上下力Fzflを発生して車体Ｂｏに入力し、右前輪１２におけるサスペンション機構１６のアクチュエータ１６ｂは左前上下力Fzfrを発生して車体Ｂｏに入力する。又、インバータ２３は、インホイールモータ１９にモータトルクTrlを発生させるとともに、インホイールモータ２０にモータトルクTrrを発生させる。これにより、左後輪１３が左後駆動力Fxrlを発生することによってサスペンション機構１７は反力としての上下力（＝Fxrl×ｔａｎθr）を車体Ｂｏに入力し、右後輪１４が右後駆動力Fxrrを発生することによってサスペンション機構１８は反力としての上下力（＝Fxrr×ｔａｎθr）を車体Ｂｏに入力する。
【００５０】
その結果、車両Ｖｅを運転者による操作状態に応じて適切に走行させることができるとともに、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）における挙動、すなわち、ロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動を同時に制御することができる。
【００５１】
以上の説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、車両Ｖｅにおける駆動輪である左右後輪１３，１４の２輪にのみインホイールモータ１９，２０が設けられている状況であっても、インホイールモータ１９，２０と従動輪である左右前輪１１，１２に設けられたサスペンション機構１５，１６の有するアクチュエータ１５ｂ，１６ｂとを統合して制御することによって、車両Ｖｅを適切に走行させることができるとともに、車体Ｂｏにおけるロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動を同時に制御することができる。
【００５２】
ｂ．第１実施形態の変形例
上記第１実施形態においては、ロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動が車両Ｖｅ（車体Ｂｏ）に発生する制御対象挙動であるとして実施した。この場合、ピッチ挙動は、車両Ｖｅの左右方向に延在するピッチ軸回りに、車体Ｂｏの前部側（左右前輪１１，１２側）と後部側（左右後輪１３，１４側）とがそれぞれ逆位相的に上下振動することによって発生する挙動である。ここで、車体Ｂｏに発生する上下振動を伴う挙動として、図３に示すように、車両Ｖｅの重心Ｃｇ位置が上下方向に振動する、すなわち、車体Ｂｏの前部側（左右前輪１１，１２側）と後部側（左右後輪１３，１４側）とが同位相的に上下振動するヒーブ挙動が存在する。従って、上記第１実施形態のように構成した車両Ｖｅにおいては、ピッチ挙動に代えて、上下方向の振動という意味では同種のヒーブ挙動をロール挙動及びヨー挙動と同時に制御することが可能である。以下、この第１実施形態の変形例を詳細に説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
この変形例においても、車両Ｖｅは、左右後輪１３，１４側にのみインホイールモータ１９，２０が設けられ、左右前輪１１，１２側のサスペンション機構１５，１６にのみアクチュエータ１５ｂ，１６ｂが設けられる。すなわち、車両Ｖｅにおいては、左右後輪１３，１４が駆動輪であり、従動輪である左右前輪１１，１２側のサスペンション機構１５，１６がアクティブサスペンションである。そして、この変形例における電子制御ユニット３０も、上記第１実施形態と同様に、図２に示したように、入力部４１、車体挙動制御指令値演算部４２、駆動力及び上下力演算部４３、モータトルク指令値演算部４４及び出力部４５を備えている。ただし、この変形例においては、車体挙動制御指令値演算部４２が、車両Ｖｅを走行させるための目標前後駆動力Fx、ロール挙動を制御するための目標ロールモーメントMx及びヨー挙動を制御するための目標ヨーモーメントMzを演算することに加えて、車両Ｖｅの重心Ｃｇ位置における上下振動、言い換えれば、車体Ｂｏ（バネ上）に発生した上下振動を伴うヒーブ挙動を制御（抑制）するための目標ヒーブ力Fzを演算する点で若干異なる。
【００５４】
この変形例における車体挙動制御指令値演算部４２は、例えば、入力部４１から入力した車体Ｂｏに発生した上下加速度と車体Ｂｏの質量とを用いて上下振動を抑制する目標ヒーブ力Fzを演算する。そして、この変形例における車体挙動制御指令値演算部４２は、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを演算すると、これら目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを表す各指令値を駆動力及び上下力演算部４３に出力する。
【００５５】
この変形例における駆動力及び上下力演算部４３は、上記第１実施形態と同様に、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された指令値によって表される目標前後駆動力Fxを左右後輪１３，１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。一方、この変形例における駆動力及び上下力演算部４３は、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された各指令値によって表される目標ロールモーメントMx、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを車両Ｖｅの重心Ｃｇ位置にて発生させるために左右前輪１１，１２におけるサスペンション機構１５，１６（より詳しくは、アクチュエータ１５ｂ，１６ｂ）に配分して発生させる各上下力及び左右後輪１３，１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。すなわち、この変形例における駆動力及び上下力演算部４３は、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを用いた下記式２に従って、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂが発生する左前上下力Fzfl、右前輪１２におけるサスペンション機構１６のアクチュエータ１６ｂが発生する右前上下力Fzfr、左後輪１３におけるインホイールモータ１９が発生する左後駆動力Fxrl及び右後輪１４におけるインホイールモータ２０が発生する右後駆動力Fxrrを演算する。
【００５６】
【数２】
0005862273.tif 000003
【００５７】
この変形例においては、前記式２に従って決定される左前上下力Fzfl、右前上下力Fzfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrをそれぞれ発生させることにより、車体Ｂｏに対して車両Ｖｅの重心Ｃｇ回りに前記演算された目標ロールモーメントMx、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを同時に発生させて車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の挙動を制御することができる。そして、このように、前記式２に従って演算された左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrは、上記第１実施形態と同様に、出力部４５に出力され、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrは、上記第１実施形態と同様にして、モータトルク演算部４４によって各インホイールモータ１９，２０が発生すべきモータトルクTrl， Trrに変換演算されて出力部４５に出力される。
【００５８】
出力部４５は、上記第１実施形態と同様に、左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrに対応する駆動信号を図示省略の駆動回路を介してサスペンション機構１５，１６のアクチュエータ１５ｂ，１６ｂに出力し、モータトルクTrl及びモータトルクTrrに対応する駆動信号をインバータ２３に出力する。これにより、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂは左前上下力Fzflを発生して車体Ｂｏに入力し、右前輪１２におけるサスペンション機構１６のアクチュエータ１６ｂは左前上下力Fzfrを発生して車体Ｂｏに入力する。一方、インバータ２３は、インホイールモータ１９にモータトルクTrlを発生させるとともに、インホイールモータ２０にモータトルクTrrを発生させる。これにより、左後輪１３が左後駆動力Fxrlを発生することによってサスペンション機構１７は反力としての上下力（＝Fxrl×ｔａｎθr）を車体Ｂｏに入力し、右後輪１４が右後駆動力Fxrrを発生することによってサスペンション機構１８は反力としての上下力（＝Fxrr×ｔａｎθr）を車体Ｂｏに入力する。
【００５９】
その結果、この変形例においては、車両Ｖｅを運転者による操作状態に応じて適切に走行させることができるとともに、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）における挙動、すなわち、ロール挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動を同時に制御することができる。
【００６０】
ｃ．第２実施形態
上記第１実施形態及びその変形例においては、車両Ｖｅの各車輪１１〜１４について、左右後輪１３，１４側にのみインホイールモータ１９，２０を設けるようにし、又、左右前輪１１，１２側におけるサスペンション機構１５，１６がアクチュエータ１５ｂ，１６ｂを有するアクティブサスペンションであるとして実施した。そして、上記第１実施形態においては車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の制御対象挙動がロール挙動、ピッチ挙動及びヨー挙動であるとし、又、変形例においては制御対象挙動がロール挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動であるとして、これら３つの挙動を同時に抑制するようにサスペンション機構１５，１６のアクチュエータ１５ｂ，１６ｂ及びインホイールモータ１９，２０を統合制御するように実施した。
【００６１】
ところで、上述したように、ピッチ挙動とヒーブ挙動とは、ともに車体Ｂｏにおける上下振動を伴う挙動であるため、例えば、左右前輪１１，１２側のサスペンション機構１５，１６における特性と左右後輪１３，１４側のサスペンション機構１７，１８における特性とが異なることに起因して互いに連成し、ピッチ挙動及びヒーブ挙動のうちの一方（例えば、ピッチ挙動）を制御すると他方（例えば、ヒーブ挙動）が発生し易くなる。従って、これらピッチ挙動とヒーブ挙動とは、同時にかつ独立して制御されることが望ましい。すなわち、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の制御対象挙動として、ロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動の４つの挙動を同時に独立して制御することが望ましく、この場合には、各車輪１１〜１４にインホイールモータ１９〜２２を設けるとともに、サスペンション機構１５〜１８のうちの少なくとも一つのサスペンション機構をアクティブサスペンションとすることで良好に制御することが可能となる。以下、この第２実施形態を詳細に説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６２】
この第２実施形態における車両Ｖｅは、図５に示すように、左右後輪１３，１４にインホイールモータ１９，２０が設けられることに加えて、左右前輪１１，１２にインホイールモータ２１，２２が設けられている。すなわち、この第２実施形態においては、各車輪１１〜１４が駆動輪となる。又、この第２実施形態においては、必要最小限の構成として、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のみがアクチュエータ１５ｂを備えたアクティブサスペンションとして構成されている。その他の構成については、図５に示すように、サスペンション機構１６が通常のショックアブソーバを備えた周知のサスペンションとされること以外、上記第１実施形態と全く同一である。尚、この第２実施形態においては、サスペンション機構１５がアクティブサスペンションであるとして実施するが、他のサスペンション機構１６、サスペンション機構１７又はサスペンション機構１８のいずれかがアクティブサスペンションであるとして実施可能であることは言うまでもない。又、この第２実施形態においては、サスペンション機構１５のみがアクティブサスペンションであるとして実施するが、サスペンション機構１５〜１８のうちの複数のサスペンション機構がアクティブサスペンションであるとして実施することも可能である。
【００６３】
そして、この第２実施形態においては、電子制御ユニット３０は、各車輪１１〜１４に設けられたインホイールモータ１９〜２２のそれぞれが発生する駆動力（又は制動力）と、サスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂが発生する上下力とを統合して制御することにより、車両Ｖｅを走行させるとともに車体Ｂｏ（バネ上）に発生した挙動としてのロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動を同時に制御する。このため、この第２実施形態における電子制御ユニット３０も、図６に示すように、入力部４１、車体挙動制御指令値演算部４２、駆動力及び上下力演算部４３、トルク演算手段としてのモータトルク指令値演算部４４及び出力部４５を備えている。
【００６４】
ただし、この第２実施形態においては、車体挙動制御指令値演算部４２が、車両Ｖｅを走行させるための目標前後駆動力Fx、ロール挙動を制御するための目標ロールモーメントMx、ピッチ挙動を制御するための目標ピッチモーメントMy、ヨー挙動を制御するための目標ヨーモーメントMz及びヒーブ挙動を制御するための目標ヒーブ力Fzを演算する点で若干異なる。又、この第２実施形態においては、図６に示すように、出力部４５が、各車輪１１〜１４に設けられたインホイールモータ１９〜２２のそれぞれに後述するモータトルクTfl，Tfr，Trl，Trrを出力するとともに、サスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂに左前上下力Fzflに対応する駆動信号を出力する点で若干異なる。
【００６５】
車体挙動制御指令値演算部４２は、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様にして、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy及び目標ヨーモーメントMzを演算する。又、車体挙動制御指令値演算部４２は、この第２実施形態においても、上記第１実施形態の変形例と同様に、目標ヒーブ力Fzを演算する。
【００６６】
そして、この第２実施形態においては、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを演算すると、車体挙動制御指令値演算部４２は、演算した目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを表す各指令値を駆動力及び上下力演算部４３に出力する。
【００６７】
この第２実施形態における駆動力及び上下力演算部４３は、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された指令値によって表される目標前後駆動力Fxを各車輪１１〜１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。又、この第２実施形態における駆動力及び上下力演算部４３は、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された各指令値によって表される目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを車両Ｖｅの重心位置にて発生させるために各車輪１１〜１４に配分して発生させる各駆動力を演算する。更に、この第２実施形態における駆動力及び上下力演算部４３は、車体挙動制御指令値演算部４２から出力された各指令値によって表される目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを車両Ｖｅの重心位置にて発生させるために左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂが発生する上下力を演算する。すなわち、この第２実施形態における駆動力及び上下力演算部４３は、目標前後駆動力Fx、目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを用いた下記式３に従って、左前輪１１におけるインホイールモータ２１が発生する左前駆動力Fxfl、右前輪１２におけるインホイールモータ２２が発生する右前駆動力Fxfr、左後輪１３におけるインホイールモータ１９が発生する左後駆動力Fxrl及び右後輪１４におけるインホイールモータ２０が発生する右後駆動力Fxrrを演算するとともに、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂが発生する左前上下力Fzflを演算する。
【００６８】
【数３】
0005862273.tif 000004
ただし、前記式３中におけるθfは、図７に示すように、左右前輪１１のサスペンション機構１５，１６（特に、サスペンション機構１６）の瞬間回転中心Ｃｆと左右前輪１１，１２の接地点とを結ぶ線と水平線との間の角度を表す。尚、以下の説明においては、この角度θfを瞬間回転角θfと称呼する。
【００６９】
そして、この第２実施形態においては、例えば、図７に示すように、左右前輪１１，１２側の左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfrと左右後輪１３，１４側の左後駆動力Fxrl、右後駆動力Fxrrとの間に前後方向における駆動力差ΔFが生じた場合、発生した駆動力差ΔFの分力としてサスペンション機構１５〜１８の反力である上下方向（鉛直方向）に作用する上下力（＝ΔF×ｔａｎθf及びΔF×ｔａｎθr）を発生させることができる。更に、左前輪１１におけるサスペンション機構１５においては、図７に示すように、アクチュエータ１５ｂが車両Ｖｅの上下方向に作用する上下力（＝左前上下力Fzfl）を発生させることができる。従って、前記式３に従って決定される左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrをそれぞれ発生させるとともに、左前上下力Fzflを発生させることにより、車体Ｂｏに対して車両Ｖｅの重心Ｃｇ回りに前記演算された目標ロールモーメントMx、目標ピッチモーメントMy、目標ヨーモーメントMz及び目標ヒーブ力Fzを同時に発生させることができ、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）の挙動をを制御することができる。
【００７０】
尚、図７においては、例えば、左右前輪１１，１２側がそれぞれ発生する駆動力Fxfl，Fxfrに比して左右後輪１３，１４側がそれぞれ発生する駆動力Fxrl，Fxrrが大きい場合を示しており、その結果、左右前輪１１，１２側に発生する駆動力差ΔFが相対的に車両Ｖｅの後方に作用する制動力として発生し、左右後輪１３，１４側に発生する駆動力差ΔFが相対的に車両Ｖｅの前方に作用する駆動力として発生する状況を示している。従って、逆に、左右後輪１３，１４側がそれぞれ発生する駆動力Fxrl，Fxrrに比して左右前輪１１，１２側がそれぞれ発生する駆動力Fxfl，Fxfrが大きい場合には、左右前輪１１，１２側に発生する駆動力差ΔFが相対的に車両Ｖｅの前方に作用する駆動力として発生し、左右後輪１３，１４側に発生する駆動力差ΔFが相対的に車両Ｖｅの後方に作用する制動力として発生することは言うまでもない。
【００７１】
そして、第２実施形態においては、駆動力及び上下力演算部４３は、前記式３に従って演算された左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrをモータトルク演算部４４に出力する一方で、左前上下力Fzflを出力部４５に出力する。
【００７２】
第２実施形態におけるモータトルク指令値演算部４４は、駆動力及び上下力演算部４３によって演算された左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrに対応して各インホイールモータ１９〜２２が発生すべきモータトルクを演算する。すなわち、モータトルク指令値演算部４４は、左右後輪１３，１４にて発生する左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrについては、上記第１実施形態と同様にして、モータトルクTrl及びモータトルクTrrを演算する。そして、モータトルク指令値演算部４４は、図７に示すように、駆動力及び上下力演算部４３から供給された左前駆動力Fxflに対して左前輪１１のタイヤ半径R（又は図示しない減速機のギア比）を乗算し、インホイールモータ２１が発生するモータトルクTflを演算する。又、同様にして、モータトルク指令値演算部４４は、駆動力及び上下力演算部４３から供給された右前駆動力Fxfrに対して右前輪１２のタイヤ半径R（又は図示しない減速機のギア比）を乗算し、インホイールモータ２２が発生するモータトルクTfrを演算する。そして、モータトルク指令値演算部４４は、演算したモータトルクTfl，Tfr，Trl，Trrを出力部４５に出力する。
【００７３】
第２実施形態における出力部４５は、駆動力及び上下力演算部４３によって演算された左前上下力Fzflと、モータトルク指令値演算部４４によって演算されたモータトルクTfl，Tfr，Trl，Trrを取得する。そして、出力部４５は、サスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂ及び各インホイールモータ１９〜２２を統合制御するために、左前上下力Fzflに対応する駆動信号を図示省略の駆動回路を介してサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂに出力し、モータトルクTfl，Tfr，Trl，Trrに対応する駆動信号をインバータ２３に出力する。これにより、左前輪１１におけるサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂは左前上下力Fzflを発生して車体Ｂｏに入力する。又、インバータ２３は、上記第１実施形態と同様に、インホイールモータ１９にモータトルクTrlを発生させインホイールモータ２０にモータトルクTrrを発生させるとともに、インホイールモータ２１にモータトルクTflを発生させインホイールモータ２２にモータトルクTFrを発生させる。これにより、各車輪１１〜１４にてそれぞれ左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrが発生し、各サスペンション機構１５〜１８はそれぞれ反力としての上下力を車体Ｂｏに入力する。
【００７４】
その結果、車両Ｖｅを運転者による操作状態に応じて適切に走行させることができるとともに、車体Ｂｏ（車両Ｖｅ）における挙動、すなわち、ロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動を同時に制御することができる。
【００７５】
以上の説明からも理解できるように、上記第２実施形態によれば、車両Ｖｅにおける左右前輪１１，１２にインホイールモータ２１，２２が設けられ、左右後輪１３，１４にインホイールモータ１９，２０が設けられて、更に、左前輪１１におけるサスペンション機構１５がアクチュエータ１５ａを有することにより、インホイールモータ１９〜２２とサスペンション機構１５のアクチュエータ１５ｂとを統合して制御することによって、ロール挙動及びヨー挙動に加えて互いに連成するピッチ挙動とヒーブ挙動とを同時にかつ独立して制御することができる。従って、車両Ｖｅを適切に走行させることができるとともに、車体Ｂｏにおけるロール挙動、ピッチ挙動、ヒーブ挙動及びヨー挙動の４つの挙動を同時に制御することができる。
【００７６】
本発明の実施にあたっては、上記各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７７】
例えば、上記第１実施形態及びその変形例においては、駆動輪である左右後輪１３，１４に動力発生機構であるインホイールモータ１９，２０を設け、上記第２実施形態においては、駆動輪である各車輪１１〜１４のそれぞれに動力発生機構であるインホイールモータ１９〜２２を設けるように実施した。この場合、各車輪１１〜１４のうち、駆動輪を構成する車輪のそれぞれにおいて、独立的に駆動力を発生させることが可能であれば、それぞれの駆動輪に動力発生機構を組み込むことに限定することなく如何なる構成を採用してもよい。
【００７８】
具体的には、動力発生機構が各車輪１１〜１４のうちの駆動輪を回転可能に支持するそれぞれの車軸（バネ下部材）に対して所定の回転力を独立的に付与することにより、駆動輪に駆動力を発生させる構成を採用することが可能である。ただし、このように変更した構成を採用する場合には、上記各実施形態及び変形例にて説明した瞬間回転角θf，θrは、駆動輪を支持する車軸の中心点及び各サスペンション機構１５〜１８の瞬間回転中心Ｃｆ、Ｃｒを結ぶ線分と水平線とによってなされる角度となる。そして、この瞬間回転角θf及び瞬間回転角θrを用いた前記式１〜式３に従って左前上下力Fzfl及び右前上下力Fzfrを演算し、又、左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrl及び右後駆動力Fxrrを演算することにより、上記各実施形態及び変形例と同様の効果が得られる。
【００７９】
又、上記第２実施形態においては、駆動力及び上下力配分演算部４３が演算した左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrlおよび右後駆動力Fxrrをそれぞれ独立して制御するように実施した。この場合、車両Ｖｅの前後方向運動に影響を与えない、言い換えれば、車両Ｖｅに加減速度を生じさせないように、左右前輪１１，１２側と左右後輪１３，１４側とで発生させる駆動力（又は制動力）を互いに逆方向であり、かつ、その絶対値を同一として実施することも可能である。これにより、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、前後方向における無用な駆動力差が生じることを抑制することができて車両Ｖｅを走行させるために必要な前後駆動力Fxが低減することを効果的に防止することができる。
【００８０】
更に、上記第２実施形態においては、駆動力及び上下力配分演算部４３が左前駆動力Fxfl、右前駆動力Fxfr、左後駆動力Fxrlおよび右後駆動力Fxrrをそれぞれ演算するように実施した。この場合、例えば、駆動力及び上下力配分演算部４３が、左右前輪１１，１２が協働して発生させる前輪側の駆動力と左右後輪１３，１４が協働して発生させる後輪側の駆動力をそれぞれ演算するように実施することも可能である。これによっても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１１，１２…前輪、１３，１４…後輪、１５，１６，１７，１８…サスペンション機構、１９，２０，２１，２２…電動機（インホイールモータ）、２３…インバータ、２４…蓄電装置、２５，２６，２７，２８…ブレーキ機構、２９…ブレーキアクチュエータ、３０…電子制御ユニット、３１…操作状態検出センサ、３２…運動状態検出センサ、３３…外乱検出センサ、４１…入力部、４２…車体挙動制御指令値演算部、４３…駆動力配分演算部、４４…モータトルク指令値演算部、４５…出力部、Ｖｅ…車両、Ｂｏ…車体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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