(57)【要約】【課題】車両に対する外乱があった場合でも、車両の走行安定性低下を抑制しつつ、予定した車両の旋回性能を発揮すること。【解決手段】走行装置１００は、車両１に搭載されて車両１を走行させる。走行装置１００は、４個の駆動輪を備えており、それぞれの駆動輪の駆動力を独立して変更することができる。各駆動輪の回転速度が、車両１の旋回半径に基づいて決定される目標回転速度となるように、駆動制御装置３０によって、各駆動輪へ付与される動力が調整される。【選択図】        図１−１
2008141875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、
少なくとも２個の前記駆動輪に対しては、独立して駆動力を変更でき、かつ、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両を走行させる際の目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力が付与されることを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記目標回転速度は、前記車両の走行半径に基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記車両の走行半径は、前記車両が備える操舵輪の操舵角、及び前記車両の走行速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の走行装置。
【請求項４】
前記目標回転速度は、それぞれの前記駆動輪に対して設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項５】
前記目標回転速度は、一対の前記駆動輪の回転速度差であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項６】
前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪においては、前記目標回転速度を同一とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項７】
前記目標回転速度は、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪において、最も小さい値に合わせることを特徴とする請求項６に記載の走行装置。
【請求項８】
前記駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な出力を上回る場合には、
前記動力発生手段によって駆動される駆動輪の回転速度を低減するとともに、回転速度を減じた前記駆動輪と同じ低減割合で、他の駆動輪の回転速度を低減することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項９】
前記走行装置は、
前記駆動輪の回転速度の低下に応じて、前記車両の操舵輪の操舵角を変更する、操舵角変更手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の走行装置。
【請求項１０】
前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項１１】
複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、
前記車両を走行させる際に、前記駆動輪が目標とする目標回転速度を演算する目標回転速度算出部と、
前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、
前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、
を含むことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項１２】
前記目標回転速度算出部は、
前記車両の走行半径に基づいて前記目標回転速度を演算することを特徴とする請求項１１に記載の駆動制御装置。
【請求項１３】
前記目標回転速度算出部は、
前記車両が備える操舵輪の操舵角、及び前記車両の走行速度に基づいて前記車両の走行半径を演算することを特徴とする請求項１２に記載の駆動制御装置。
【請求項１４】
前記目標回転速度算出部は、
それぞれの前記駆動輪に対して前記目標回転速度を演算することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項１５】
前記目標回転速度算出部は、
一対の前記駆動輪の回転速度差を前記目標回転速度とすることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項１６】
前記目標回転速度算出部は、
前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪においては、前記目標回転速度を同一とすることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項１７】
前記目標回転速度算出部は、
前記目標回転速度を、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪において、最も小さい値に合わせることを特徴とする請求項１６に記載の駆動制御装置。
【請求項１８】
前記駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な出力を上回る場合には、
前記目標回転速度算出部は、
前記動力発生手段によって駆動される駆動輪の回転速度を低減するとともに、回転速度を減じた前記駆動輪と同じ低減割合で、他の駆動輪の回転速度を低減することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の駆動制御装置。
【請求項１９】
前記駆動輪の回転速度の低下に応じて、前記車両の操舵輪の操舵角を変更する量を演算するとともに、
演算された操舵角となるように前記車両の操舵輪を操舵する操舵角制御部を備えることを特徴とする請求項１８に記載の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できる走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック、バス等といった車両の旋回性能を向上させることは、車両の走行性能の向上にとって重要である。近年においては、車両の旋回中に駆動輪の駆動力を制御することによって、車両の旋回性能を向上させる技術が実用化されている。例えば、特許文献１には、車輪のスリップを検出したときに、スリップの発生した車輪又はスリップの発生した車輪と対になっている車輪のトルクを低減させることにより、ヨーレートセンサやすべり角センサ等を用いることなく、車両の旋回制御を実行する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６６５７２号公報  段落番号０００５、図１、図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、スリップの発生によって車輪のトルクを低減させた場合、他の車輪、例えば、トルクを低減させた車輪と対になっている車輪が通過している路面の摩擦状態によっては、アンダーステアやオーバーステアを発生させるおそれがある。その結果、ドライバビリティに影響を与えたり、車両の操縦安定性に影響を与えたりして、予定した旋回性能を発揮できないおそれがある。
【０００５】
このように、特許文献１に開示された技術は、路面の摩擦状態変化のような車両に対する外乱が発生すると、車両の安定性を低下させるおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両に対する外乱があった場合でも、車両の走行安定性低下を抑制しつつ、車両の旋回性能を確保できる走行装置及び駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、車両の姿勢は駆動輪の回転速度によって決定されることに着目し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る走行装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、少なくとも２個の前記駆動輪に対しては、独立して駆動力を変更でき、かつ、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両を走行させる際の目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力が付与されることを特徴とする。
【０００７】
この走行装置は、駆動輪の実際の回転速度が、車両を走行させる際に駆動輪が目標とする目標回転速度となるように、各駆動輪へ動力を付与する。これによって、車両の駆動輪が通過する路面の状況に依存しないで駆動輪を制御することができるので、車両に対する外乱があった場合でも、車両の走行安定性低下を抑制しつつ、車両の旋回性能を確保することが可能になる。
【０００８】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記目標回転速度は、前記車両の走行半径に基づいて設定することが好ましい。
【０００９】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記車両の走行半径は、前記車両が備える操舵輪の操舵角、及び前記車両の走行速度に基づいて設定することが好ましい。
【００１０】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記目標回転速度は、それぞれの前記駆動輪に対して設定してもよい。このようにすれば、制御の精度がより向上する。
【００１１】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記目標回転速度は、一対の前記駆動輪の回転速度差としてもよい。このようにすれば、制御に用いるパラメータを少なくすることができるので、制御の負荷を軽減できる。
【００１２】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪においては、前記目標回転速度を同一としてもよい。このようにすれば、目標回転速度が共通になるので、制御における演算の負荷を軽減できる。また、いわゆるニュートラルステアとなるように車両の旋回姿勢を制御することになるので、車両の運転者に与える曲がらない違和感や曲がり過ぎる違和感を抑制できる。
【００１３】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記目標回転速度は、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪において、最も小さい値に合わせることが好ましい。このようにすれば、いわゆるニュートラルステアとなるように車両の旋回姿勢を制御することになるので、車両の運転者に与える曲がらない違和感や曲がり過ぎる違和感を抑制できる。
【００１４】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な出力を上回る場合には、前記動力発生手段によって駆動される駆動輪の回転速度を低減するとともに、回転速度を減じた前記駆動輪と同じ低減割合で、他の駆動輪の回転速度を低減するようにしてもよい。これによって、各駆動輪の回転速度が同じ割合で低減され、各駆動輪間における回転速度比を維持できるので、車両の旋回姿勢が乱れることによる旋回性能の悪化を抑制できる。
【００１５】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記走行装置は、前記駆動輪の回転速度の低下に応じて、前記車両の操舵輪の操舵角を変更する、操舵角変更手段を備えてもよい。これによって、駆動輪の回転速度を低減することによる車両の旋回半径の変化を抑制できるので、旋回性の変化を抑えることができる。
【００１６】
次の本発明に係る走行装置のように、前記走行装置において、前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機とすることが好ましい。このようにすれば、駆動輪毎に駆動力を変更可能な走行装置を簡易に構成することができる
【００１７】
次の本発明に係る駆動制御装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、前記車両を走行させる際に、前記駆動輪が目標とする目標回転速度を演算する目標回転速度算出部と、前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
この駆動制御装置は、駆動輪の実際の回転速度が、車両を走行させる際に駆動輪が目標とする目標回転速度となるように、各駆動輪へ付与する動力を決定し、その動力で各駆動輪を駆動する。これによって、車両の駆動輪が通過する路面の状況に依存しないで駆動輪を制御することができるので、車両に対する外乱があった場合でも、車両の走行安定性低下を抑制しつつ、車両の旋回性能を確保することが可能になる。
【００１９】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、前記車両の走行半径に基づいて前記目標回転速度を演算することが好ましい。
【００２０】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、前記車両が備える操舵輪の操舵角、及び前記車両の走行速度に基づいて前記車両の走行半径を演算することが好ましい。
【００２１】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、それぞれの前記駆動輪に対して前記目標回転速度を演算してもよい。このようにすれば、制御の精度がより向上する。
【００２２】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、一対の前記駆動輪の回転速度差を前記目標回転速度としてもよい。このようにすれば、制御に用いるパラメータを少なくすることができるので、制御の負荷を軽減できる。
【００２３】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪においては、前記目標回転速度を同一とするようにしてもよい。このようにすれば、目標回転速度が共通になるので、制御における演算の負荷を軽減できる。また、いわゆるニュートラルステアとなるように車両の旋回姿勢を制御することになるので、車両の運転者に与える曲がらない違和感や曲がり過ぎる違和感を抑制できる。
【００２４】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記目標回転速度算出部は、前記目標回転速度を、前記車両の同一側面側に配置された複数の前記駆動輪において、最も小さい値に合わせることが好ましい。このようにすれば、いわゆるニュートラルステアとなるように車両の旋回姿勢を制御することになるので、車両の運転者に与える曲がらない違和感や曲がり過ぎる違和感を抑制できる。
【００２５】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な出力を上回る場合には、前記目標回転速度算出部は、前記動力発生手段によって駆動される駆動輪の回転速度を低減するとともに、回転速度を減じた前記駆動輪と同じ低減割合で、他の駆動輪の回転速度を低減するようにしてもよい。これによって、各駆動輪の回転速度が同じ割合で低減され、各駆動輪間における回転速度比を維持できるので、車両の旋回姿勢が乱れることによる旋回性能の悪化を抑制できる。
【００２６】
次の本発明に係る駆動制御装置のように、前記駆動制御装置において、前記駆動輪の回転速度の低下に応じて、前記車両の操舵輪の操舵角を変更する量を演算するとともに、演算された操舵角となるように前記車両の操舵輪を操舵する操舵角制御部を備えるようにしてもよい。これによって、駆動輪の回転速度を低減することによる車両の旋回半径の変化を抑制できるので、旋回性の変化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両に対する外乱があった場合でも、車両の走行安定性低下を抑制しつつ、車両の旋回性能を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、電動機を動力発生手段とした、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合を説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪の間で駆動力が変更できるものであればよい。また、動力発生手段は電動機に限られるものではなく、例えば、内燃機関のような熱機関を用いてもよい。
【００２９】
駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、車両の左右一対の駆動輪であってもよく、この場合には、前輪の左右一対の駆動輪、又は後輪の左右一対の駆動輪のうち少なくとも一方で、駆動力を変更可能であればよい。また、左右一対の駆動輪を３組以上備える車両においては、そのうちの少なくとも一組の駆動輪間において駆動力を変更可能であればよい。さらに、左右前輪のうちの一輪と、左右後輪のうちの一輪との間で、駆動力を変更できる構成であってもよい。なお、本発明は、旋回性能を確保するものなので、駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、少なくとも車両の左右一対の駆動輪とすることが好ましい。
【００３０】
（実施形態１）
実施形態１は、車両に搭載される走行装置が備える少なくとも２個の駆動輪は、それぞれの駆動力を独立して変更でき、かつ、前記駆動輪の実際の回転速度を、前記車両を走行させる際に前記駆動輪が目標とする目標回転速度とするように、前記駆動輪に動力が付与される点に特徴がある。ここで、目標回転速度は、例えば、車両の旋回半径や車両の速度、あるいは操舵輪の操舵角といった車両の走行条件に基づいて決定される。
【００３１】
図１−１は、実施形態１に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。ここで、左右の区別は、車両１の前進する方向（図１の矢印Ｘ方向）を基準とする。すなわち、「左」とは、車両１の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両１の前進する方向に向かって右側をいう。また、車両１が前進する方向を前とし、車両１が後進する方向、すなわち前進する方向とは反対の方向を後とする。
【００３２】
図１−１に示す車両１は、電動機を動力発生手段とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒを駆動輪とする。したがって、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒは、車両１の駆動輪となる。この実施形態において、動力発生手段は、左側前輪２ｌを駆動する左前側電動機１０ｌと、右側前輪２ｒを駆動する右前側電動機１０ｒと、左側後輪３ｌを駆動する左後側電動機１１ｌと、右側後輪３ｒを駆動する右後側電動機１１ｒとを含む。そして、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０、及びＥＣＵ５０に組み込まれる駆動制御装置３０が、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの出力を制御することによって、各駆動輪の駆動力が制御される。この実施形態においては、アクセル開度センサ４２によって検出されるアクセル５の開度に基づき、ＥＣＵ５０及び駆動制御装置３０が、走行装置１００の総駆動力Ｆ、及び左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒ各輪の駆動力が制御される。
【００３３】
この走行装置１００において、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒは、それぞれ異なる電動機で駆動される。このように、車両１は、走行装置１００が備える４個の車輪すべてが駆動輪となる。本実施形態において、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒのホイール内に配置される、いわゆるインホイール形式の構成となっている。そして、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、直接左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを駆動する。
【００３４】
なお、電動機と車輪との間に減速機構を設け、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの回転数を減速して、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒに伝達してもよい。一般に、電動機は小型化するとトルクが低下するが、減速機構を設けることによって電動機のトルクを増加させることができる。したがって、減速機構を用いれば、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを小型化することができる。
【００３５】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４０ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ及び右後側レゾルバ４１ｒによって回転角度や回転速度が検出される。左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４０ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ及び右後側レゾルバ４１ｒの出力は、ＥＣＵ５０や駆動制御装置３０に取り込まれて、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの制御に用いられる。
【００３６】
また、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒの回転速度は、それぞれ、左側前輪回転速度センサ４４ｌ、右側前輪回転速度センサ４４ｒ、左側後輪回転速度センサ４５ｌ、右側後輪回転速度センサ４５ｒによって検出される。そして、左側前輪回転速度センサ４４ｌ、右側前輪回転速度センサ４４ｒ、左側後輪回転速度センサ４５ｌ及び右側後輪回転速度センサ４５ｒの出力は、ＥＣＵ５０に取り込まれ、走行装置１００の駆動制御に用いられる。
【００３７】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、インバータ６に接続されている。インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池等の車載電源７が接続されており、車載電源７からの電力は、必要に応じてインバータ６を介して左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒへ供給される。
【００３８】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの出力は、ＥＣＵ５０や駆動制御装置３０からの指令によってインバータ６を制御することで制御される。なお、この実施形態においては、各駆動輪の駆動力をそれぞれ独立に制御するため、１台のインバータで１台の電動機を制御する。このように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを制御するため、インバータ６は、それぞれの電動機に対応した４台のインバータで構成される。
【００３９】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒが走行装置１００の動力発生手段として用いられる場合、車載電源７の電力がインバータ６を介して供給される。また、例えば車両１の減速時には、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって回収したエネルギーを車載電源７に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ＥＣＵ５０がインバータ６を制御することにより実現される。
【００４０】
走行装置１００の左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒは、ハンドル４によって操舵され、車両１の操舵輪としても機能する。左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒは、操舵角センサ４３によって検出される。ハンドル４からの入力は、操舵用減速装置８を介して左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒに伝えられ、これらを操舵する。左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒを操舵することにより、車両１の進行方向を変更する。本実施形態に係る走行装置１００が備える操舵用減速装置８は、コントローラ８Ｃによって制御されるアクチュエータ８Ａによって、減速比を変更することができる。これによって、ハンドル４の操作量が一定の状態で、走行装置１００の操舵輪である左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの操舵角度を変更することもできる。操舵用減速装置８は、例えば、ハンドル４と左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒとの間に設けられる遊星歯車式の減速装置の減速比を変更するように構成される。次に、本実施形態に係る走行装置の他の例を説明する。
【００４１】
図１−２、図１−３は、実施形態１に係る走行装置の他の例を示す概略図である。図１−２に示す車両１ａが搭載する走行装置１００ａは、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒによってそれぞれ駆動される左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒを駆動輪とし、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを従動輪としている。すなわち、走行装置１００ａは、いわゆるＦＦ（Front Wheel Front Drive）方式である。この走行装置１００ａにおいては、少なくとも２個の駆動輪、すなわち、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒによって、一対の左右の駆動輪である左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの駆動力をそれぞれ独立に変更できる。
【００４２】
図１−３に示す車両１ｂが搭載する走行装置１００ｂは、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを駆動輪とする。そして、走行装置１００ｂは、左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒを前輪駆動用電動機１３ｆで駆動し、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを後輪駆動用電動機１３ｒで駆動する。走行装置１００ｂにおいて、前輪駆動用電動機１３ｆの発生する動力は、前輪用差動ギヤ１２ｆを介して左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒに伝達され、後輪駆動用電動機１３ｒの発生する動力は、後輪用差動ギヤ１２ｒを介して左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒに伝達される。そして、走行装置１００ｂを搭載する車両１ｂの旋回時において、内外輪の回転速度差は、前輪用差動ギヤ１２ｆ及び後輪用差動ギヤ１２ｒによって吸収される。
【００４３】
この走行装置１００ｂにおいては、少なくとも２個の駆動輪、すなわち、左側前輪２ｌ又は右側前輪２ｒのいずれか一方と、左側後輪３ｌ又は右側後輪３ｒのいずれか一方との間で、独立に駆動力を変更できる。すなわち、この走行装置１００ｂでは、車両１の前側における駆動輪と、後側における駆動輪との間で、独立して駆動力を変更できる。このような走行装置１００ｂに対しても、本実施形態に係る駆動制御を適用することができる。例えば、旋回方向外側に位置する前後の駆動輪に対して目標とする回転速度を設定し、その回転速度となるように、旋回方向外側に位置する前後の駆動輪の回転速度を制御する。そして、旋回方向内側に位置する前後の駆動輪は、前輪用差動ギヤ１２ｆ及び後輪用差動ギヤ１２ｒによって、車両１ｂの旋回半径に応じた回転速度に調整される。次に、本実施形態に係る駆動制御を説明する。
【００４４】
図２は、実施形態１に係る駆動制御を説明するための模式図である。図３−１〜図３−３は、実施形態１に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。本実施形態に係る駆動制御は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して制御できる走行装置１００において、車両１の運転条件に基づいて、駆動輪が目標とする回転速度を設定し、前記目標とする回転速度となるような動力を前記駆動輪に付与して、前記駆動輪を駆動する。
【００４５】
本実施形態では、車両１の走行姿勢は、車両１が搭載する走行装置１００の各駆動輪の回転速度に依存することに着目し、走行装置１００の駆動輪の目標とする目標回転速度を演算し、駆動輪の実際の回転速度が、演算した目標回転速度になるように、すなわち、駆動輪の実際の回転速度と、演算した目標回転速度との差が０になるように、駆動輪へ付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の旋回性能を確保しつつ、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができる。また、路面の摩擦状態変化のような、車両１に対する外乱が発生しても、車両１の走行安定性低下を抑制しつつ、車両１の旋回性能を確保できる。
【００４６】
図２は、本実施形態に係る車両１が左旋回している状態を示している。図２に示す実線は、車両１の旋回中における車両１の重心Ｇの旋回軌跡である。一点鎖線ｆｏは前外輪２ｏの旋回軌跡であり、一点鎖線ｒｏは後外輪３ｏの旋回軌跡であり、二点鎖線ｆｉは前内輪２ｉの旋回軌跡であり、二点鎖線ｒｉは後内輪３ｉの旋回軌跡である。また、車両１の重心Ｇの旋回半径（以下車両重心旋回半径という）はρ、前外輪２ｏの旋回半径（以下前外輪旋回半径という）はρｆｏ、後外輪３ｏの旋回半径（以下後外輪旋回半径という）はρｒｏ、前内輪２ｉの旋回半径（以下前内輪旋回半径という）はρｆｉ、後内輪３ｉの旋回半径（以下後内輪旋回半径という）はρｒｉである。βは、車両１の重心Ｇ周りにおける車両１のすべり角（以下すべり角という）である。
【００４７】
ここで、図１−１に示す車両１の駆動輪と、図２に示す車両１の駆動輪との関係は、左側前輪２ｌが前外輪２ｏに対応し、左側後輪３ｌが後外輪３ｏに対応し、右側前輪２ｒが前内輪２ｉに対応し、右側後輪３ｒが後内輪３ｉに対応する。この対応関係は、車両１の旋回方向によって内輪と外輪との関係が反対となり、車両１が右旋回する場合には、左側前輪２ｌが前内輪２ｉに対応し、左側後輪３ｌが後内輪３ｉに対応し、右側前輪２ｒが前外輪２ｏに対応し、右側後輪３ｒが後外輪３ｏに対応する。なお、本実施形態において、図１−１に示す左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒは、いずれも車両１の駆動輪なので、前外輪２ｏ、後外輪３ｏ、前内輪２ｉ及び後内輪３ｉは、いずれも車両１の駆動輪である。
【００４８】
図３−１〜図３−３中のＧは車両１の重心、ｈは車両１の重心高さ、Ｄｆは前輪のトレッド幅、Ｄｒは後輪のトレッド幅を表す。また、Ｌは、左側及び右側前輪２ｌ、２ｒの車軸（前輪側車軸）Ｚｆと、左側及び右側後輪３ｌ、３ｒの車軸（後輪側車軸）Ｚｒとの距離（前後車軸軸間距離）、Ｌｆは重心Ｇと前輪側車軸Ｚｆとの水平距離、Ｌｒは重心Ｇと後輪側車軸Ｚｒとの水平距離を表す。
【００４９】
車両重心旋回半径ρは、式（１）で求めることができ、車両１のすべり角βは、式（２）で求めることができる。前外輪旋回半径ρｆｏ、後外輪旋回半径ρｒｏ、前内輪旋回半径ρｆｉ、後内輪旋回半径ρｒｉは、車両重心旋回半径ρ及びすべり角βを用いて、それぞれ式（３）〜式（６）で求めることができる。また、前外輪２ｏの旋回周速度（以下前外輪旋回周速度という）Ｖｆｏ、後外輪３ｏの旋回周速度（以下後外輪旋回周速度という）Ｖｒｏ、前内輪２ｉの旋回周速度（以下前内輪旋回周速度という）Ｖｆｉ、後内輪３ｉの旋回周速度（以下後内輪旋回周速度という）Ｖｒｏは、それぞれ式（７）〜（１０）で求めることができる。そして、前外輪２ｏの旋回角速度（以下前外輪旋回角速度という）ωｆｏ、後外輪３ｏの旋回角速度（以下後外輪旋回角速度という）ωｒｏ、前内輪２ｉの旋回角速度（以下前内輪旋回角速度という）はωｆｉ、後内輪３ｉの旋回角速度（以下後内輪旋回角速度という）ωｒｉは、それぞれ式（１１）〜（１４）で求めることができる。そして、前外輪旋回角速度ωｆｏ、後外輪旋回角速度ωｒｏ、前内輪旋回角速度ωｆｉ、後内輪旋回角速度ωｒｉが、各駆動輪の目標回転速度となる。すなわち、前外輪２ｏの目標回転速度（前外輪目標回転速度）はωｆｏ、後外輪３ｏの目標回転速度（後外輪回転速度）はωｒｏ、前内輪２ｉの目標回転速度（前内輪目標回転速度）はωｆｉ、後内輪３ｉの目標回転速度（後内輪目標回転速度）はωｒｉとなる。
【００５０】
なお、目標回転速度は、一対の駆動輪の回転速度差を用いてもよい。例えば、車両１の前側内外輪回転速度差Δωｆや、後側内外輪回転速度差Δωｒを用いてもよい。ここで、前側内外輪回転速度差Δωｆは、ωｆｏ（前外輪旋回角速度）−ωｆｉ（前内輪旋回角速度）であり、後側内外輪回転速度差Δωｒは、ωｒｏ（後外輪旋回角速度）−ωｒｉ（後内輪旋回角速度）である。このようにすれば、制御に用いるパラメータを少なくすることができるので、制御の負荷を軽減できる。
【００５１】
ここで、Ｖは車両１の速度（必要に応じて車両速度という）であり、例えば、車両１が備える車輪の速度（車輪の周速度）のうち、最も低いものを用いる。また、ｍは車両１の質量、Ｒｆｏは前外輪２ｏの荷重半径、Ｒｒｏは後外輪３ｏの荷重半径、Ｒｆｉは前内輪２ｉの荷重半径、Ｒｒｉは後内輪３ｉの荷重半径である。Ｋｆは車両１の前輪のコーナーリングフォース（横力）、Ｋｒは車両１の後輪のコーナーリングフォースである。コーナーリングフォースは、通常、車両１の前輪及び後輪の荷重でほぼ決定されるとともに、操舵角δに対して変化する。そして、本実施形態において、コーナーリングフォースは、操舵角δに対して線形から弱い非線形で変化する領域が用いられる。
【００５２】
【数１】
2008141875.tif 000003
【００５３】
【数２】
2008141875.tif 000004
【００５４】
【数３】
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【００５５】
【数４】
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【００５６】
【数５】
2008141875.tif 000007
【００５７】
【数６】
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【００５８】
【数７】
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【００５９】
【数８】
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【００６０】
【数９】
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【００６１】
【数１０】
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【００６２】
【数１１】
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【００６３】
【数１２】
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【００６４】
【数１３】
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【００６５】
【数１４】
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【００６６】
上述したように、本実施形態では、車両１の駆動輪の実際の回転速度が、式（１）〜式（１４）に基づいて演算した、前記駆動輪の目標回転速度になるように、各駆動輪へ動力を付与する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができるとともに、車両１の旋回性能も確保できる。その結果、車両１の駆動輪のうち少なくとも一輪がスリップしたりスタックしたりした場合の駆動制御において、車両１の旋回時、跨ぎ路走行時等における車両１の姿勢を、運転者の意図するものとすることができるので、ドライバビリティが向上する。また、車両１の内輪差に応じて前後の内輪へ付与する動力を低減して、前後の内輪の駆動力を減じるため、特に大操舵角の旋回中に車両１の内輪がスリップやスタックした場合に、車両１の旋回軌跡を維持するように駆動力を配分することができる。次に、本実施形態に係る駆動制御を実現するための駆動制御装置について説明する。
【００６７】
図４は、実施形態１に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。図４に示すように、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０に組み込まれて構成されている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力ポート５５及び出力ポート５６と、入力インターフェース５７及び出力インターフェース５８とから構成される。
【００６８】
なお、ＥＣＵ５０とは別個に、この実施形態に係る駆動制御装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、この実施形態に係る駆動制御を実現するにあたっては、ＥＣＵ５０が備える走行装置１００等に対する制御機能を、前記駆動制御装置３０が利用できるように構成してもよい。
【００６９】
駆動制御装置３０は、制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係る駆動制御を実行する部分となる。この実施形態において、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。
【００７０】
駆動制御装置３０の制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、バス５４1、バス５４2、及び入力ポート５５及び出力ポート５６を介して接続される。これにより、駆動制御装置３０を構成する制御条件判定部３１と目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、ＣＰＵ５０ｐが備える駆動制御装置３０と、記憶部５０ｍとは、バス５４3を介して接続される。これによって、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０が有する走行装置１００の運転制御データを取得し、これを利用することができる。また、駆動制御装置３０は、この実施形態に係る駆動制御を、ＥＣＵ５０が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。
【００７１】
入力ポート５５には、入力インターフェース５７が接続されている。入力インターフェース５７には、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４０ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ、右後側レゾルバ４１ｒ、アクセル開度センサ４２、操舵角センサ４３、左側前輪回転速度センサ４４ｌ、右側前輪回転速度センサ４４ｒ、左側後輪回転速度センサ４５ｌ、右側後輪回転速度センサ４５ｒ等の、走行装置１００の駆動制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース５７内のＡ／Ｄコンバータ５７ａやディジタル入力バッファ５７ｄにより、ＣＰＵ５０ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート５５へ送られる。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、走行装置１００の運転制御や、この実施形態に係る駆動制御に必要な情報を取得することができる。
【００７２】
出力ポート５６には、出力インターフェース５８が接続されている。出力インターフェース５８には、本実施形態に係る駆動制御に必要な制御対象が接続されている。この実施形態では、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを制御するためのインバータ６、及びアクチュエータ８Ａを制御するコントローラ８Ｃが、出力インターフェース５８に接続されている。出力インターフェース５８は、制御回路５８1、５８2等を備えており、ＣＰＵ５０ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５０ｐは、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの駆動力を制御することができる。
【００７３】
記憶部５０ｍには、この実施形態に係る駆動制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや制御マップ、あるいはこの実施形態に係る駆動制御に用いるデータ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００７４】
上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムと組み合わせによって、この実施形態に係る駆動制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この駆動制御装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、制御条件判定部３１、目標回転速度演算部３２、出力決定部３３及び出力制御部３４の機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係る駆動制御を説明する。次の説明では、適宜図１−１〜図４を参照されたい。
【００７５】
図５は、実施形態１に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る駆動制御は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０９を含んでおり、ＲＥＴＵＲＮに到達したらＳＴＡＲＴへ戻るようになっている。そして、ＳＴＡＲＴからＲＥＴＵＲＮに到達したら、制御を１回終了したとカウントする。本実施形態に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、車両１が旋回中であるか否かを判定する。
【００７６】
本実施形態に係る駆動制御は、上述したように、車両１の車両重心旋回半径ρ、前外輪旋回半径ρｆｏ、後内輪旋回半径ρｒｉ等に基づいて各駆動輪の目標とする回転速度を求めるので、車両１が非旋回である場合には、本実施形態に係る駆動制御は実行されない。車両１が旋回中であるか否かは、例えば、操舵角センサ４３から取得される車両１の操舵輪の操舵角δの大きさから判定することができる。例えば、判定時における操舵角δ＿ｎが０でない場合、あるいは操舵角δ＿ｎが所定の角度よりも大きい場合には、車両１は旋回中であると判定することができる。
【００７７】
ステップＳ１０１でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中でないと判定した場合、本実施形態に係る駆動制御を実行せずＳＴＡＲＴに戻り、制御条件判定部３１は、車両１の走行状態の監視を継続する。ステップＳ１０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中であると判定した場合、制御条件判定部３１は、ステップＳ１０１の判定時における操舵角δ＿ｎと、前回の判定時における操舵角δ＿ｌとを比較する。
【００７８】
ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌでないと判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径が変化する、過渡状態であると判定できる。この場合、車両１の各駆動輪の回転速度が、上記式（１）〜（１４）を用いて演算した車両１の各駆動輪の目標回転速度となるように、車両１の各駆動輪へ付与する動力を制御する。
【００７９】
車両１の各駆動輪の目標回転速度を演算するにあたり、ステップＳ１０３において、駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、演算に用いる車両１の操舵角δを、ステップＳ１０１の判定時における操舵角δ＿ｎとする。次に、ステップＳ１０４において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から、目標回転速度の演算に必要な情報を取得する。そして、目標回転速度演算部３２は、上記式（１）〜（６）を用いて各駆動輪の旋回半径ρｆｏ、ρｆｉ、ρｒｏ、ρｒｉを演算し、また、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎ（ω＿ｎｆｏ、ω＿ｎｆｉ、ω＿ｎｒｏ、ω＿ｎｒｉ）を演算する。そして、ステップＳ１０５において、目標回転速度演算部３２は、ステップＳ１０４で演算した各駆動輪の旋回半径、及び式（７）〜式（１４）を用いて、各駆動輪の目標回転速度ω（ωｆｏ、ωｆｉ、ωｒｏ、ωｒｉ）を演算する。
【００８０】
次に、ステップＳ１０６において、駆動制御装置３０の出力決定部３３は、ステップＳ１０４で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎと、ステップＳ１０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωとの偏差（以下回転速度偏差という）Δω（＝｜ω＿ｎ−ω｜）を演算する。なお、本実施形態において、回転速度偏差は、ω＿ｎとωとの差の絶対値で表す。そして、ステップＳ１０７において、出力決定部３３は、ステップＳ１０６で演算した、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるように、各駆動輪へ付与する動力を演算する。すなわち、各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では電動機）の出力を演算する。
【００８１】
本実施形態においては、ステップＳ１０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωに基づいて、すなわち、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを、出力決定部３３が演算する。各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉは、各駆動輪の駆動力に比例するので、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉで、前記電動機を駆動すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になる。したがって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉを演算すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような各駆動輪の動力（駆動力）を演算することになる。ステップＳ１０８において、駆動制御装置３０の出力制御部３４は、ステップＳ１０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。これによって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるように各駆動輪へ動力が与えられ、各駆動輪は目標回転速度で駆動される。
【００８２】
ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌであると判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径は変化しない、定常状態であると判定できる。この場合、ステップＳ１０９において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から取得した情報に基づき、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎを演算する。なお、車両１の旋回半径が変化していないため、目標回転速度ωは、前回の判定時における値を用いる。
【００８３】
ステップＳ１０６において、出力決定部３３は、ステップＳ１０９で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎと、前回のステップＳ１０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωとの回転速度偏差Δωを演算する。そして、ステップＳ１０７において、出力決定部３３は、ステップＳ１０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを演算し、ステップＳ１０８において、出力制御部３４は、ステップＳ１０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。
【００８４】
（変形例）
図６は、実施形態１の変形例に係る駆動制御を説明するための模式図である。本変形例に係る駆動制御は、上述した実施形態１に係る駆動制御において、車両１の旋回姿勢がいわゆるニュートラルステアの状態となるように、すなわち、すべり角βが０となるようにする点が異なる。このため、本変形例では、車両１の同一側面側における駆動輪の目標回転速度を同一とする。これによって、車両１の旋回状態をニュートラルステアに近づけるとともに、車両１の運転者に良好な旋回フィーリングを与えることができる。ここで、ニュートラルステアとは、車両１の旋回半径の接線方向に対して、車両１の進行方向が向いている状態で車両１が旋回することをいう。
【００８５】
式（２）に示すように、車両１のすべり角βは、車両１の速度、操舵角δ、車両１の諸元から決定される値なので、通常０はならない。ここで、車両１の同一側面側において、アンダーステアとなる場合はω＿ｆ＞ω＿ｒであり、オーバーステアとなる場合はω＿ｆ＜ω＿ｒとなる。すなわち、アンダーステアとなる場合には、前駆動輪の横力余裕が後駆動輪の横力余裕よりも小さく、オーバーステアとなる場合には、後駆動輪の横力余裕が前駆動輪の横力余裕よりも小さい。なお、ｆは車両１の前輪を意味し、ｒは車両１の後輪を意味する。
【００８６】
そこで、本変形例では、式（１１）〜式（１４）によって求められる、旋回時における角速度を、車両１の同一側面側、すなわち内輪側、あるいは外輪側で同一とする。より具体的には、車両１の同一側面側においては、式（１１）〜式（１４）で求まる目標回転速度ωのうち小さい方を各駆動輪の目標回転速度とする。これによって、車両１の旋回状態をニュートラルステアに近づけることができる。また、各駆動輪の横力余裕を最大限に回復できる方向に目標を設定するため、車両１の安全マージンをより拡大できる。
【００８７】
ここで、通常の車両においては、Ｄｆ／２とＤｒ／２とは、車両１の旋回半径に対して無視できる程度に小さいため、車両１の外輪の旋回半径（外輪旋回半径）ρｏ、及び車両１の内輪の旋回半径（内輪旋回半径）ρｉを求める際には、例えば、Ｄｆ／２とＤｒ／２の平均値Ｄ／２（＝（Ｄｆ＋Ｄｒ）／４）を用いてもよい。この場合、外輪旋回半径ρｏは（ρ＋Ｈ／２）となり、内輪旋回半径ρｉは、（ρ−Ｈ／２）となる。ここで、ρは、式（１）で求められる車両重心旋回半径である。このようにすれば、内輪旋回半径ρｉ等を求める際の演算を簡略化できるため、計算負荷を低減できる。
【００８８】
本実施形態及びその変形例では、ヨーセンサやスリップ角センサ等の車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサを用いないで、車両の旋回制御を実行する例を説明した。しかし、ヨーセンサやスリップ角センサ等の車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサを用いて車両の旋回制御を実行する場合にも、本実施形態及びその変形例を適用することができる。この場合、本実施形態及びその変形例に係る駆動制御は、バックアップ用として用い、例えば、車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサのフェールが検出されたときに、本実施形態及びその変形例に係る駆動制御を用いて車両の旋回制御を実行する。これにより、信頼性が向上する。
【００８９】
以上、本実施形態及びその変形例では、駆動輪の回転速度は、車両が走行しようとしている軌跡を表すことから、車両の姿勢は駆動輪の回転速度によって決定されることに着目した。そして、少なくとも２個の駆動輪の駆動力はそれぞれ独立して変更でき、かつ、前記駆動輪の実際の回転速度が、前記車両を走行させる際に前記駆動輪が目標とする目標回転速度となるように、前記駆動輪に動力が付与される。なお、目標回転速度は、例えば、前記車両の旋回半径や前記車両の速度といった車両の走行条件に基づいて決定される。このように、走行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が目標回転速度となるように制御するので、路面の摩擦状態変化のような外乱が生じても、車両の姿勢変化や挙動変化を最小限に抑制できる。その結果車両の走行安定性低下を抑制しつつ、予定した車両の旋回性能を発揮できる。
【００９０】
各駆動輪の駆動力が目標の駆動力となるような駆動制御では、ヨーセンサやスリップ角センサ等の車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがない場合、目標とする車両の姿勢とするための駆動力を決定することは極めて困難であり、車両に対する外乱が発生した場合には、車両の安定性を低下させてしまうことがある。これは、車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがないため、駆動輪の駆動力を変更した結果、車両の姿勢がどのようになっているかを把握できず、その結果、車両の姿勢が不安定になるからである。
【００９１】
しかし、本実施形態及びその変形例では、各駆動輪の回転速度と車両速度と操舵角とに基づき、走行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が目標回転速度となるように、駆動輪に付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサを用いなくとも、車両の旋回性能を向上できるとともに、外乱に対する安定性を向上できる。このように、本実施形態及びその変形例では、車両へ既に搭載されているセンサ類を利用することができ、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような高価なセンサ類が不要になるので、製造コストを低減できるという利点もある。なお、実施形態１の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。
【００９２】
（実施形態２）
実施形態２は、駆動輪の回転速度が目標回転速度となるように、各駆動輪へ動力を付与する点は実施形態１と同様であるが、駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、当該動力発生手段の限界を超える場合には、当該動力発生手段で発生可能な出力の範囲内で実現可能な回転速度に減じて駆動輪を駆動するとともに、他の駆動輪は、回転速度を減じた駆動輪と同じ低減割合割合で、回転速度を低減する点が異なる。なお、本実施形態に係る駆動制御は、図１−１に示す、実施形態１に係る車両１が備える走行装置１００等に適用することができる。次においては、図１−１に示す車両１、及び車両１が備える走行装置１００を例として説明する。
【００９３】
図７は、実施形態２に係る駆動制御を説明するための模式図である。図８は、動力発生手段の一例である電動機の等出力線を示す模式図である。図７は、車両１の旋回中に、内輪と外輪とが、それぞれ摩擦係数の異なる路面上を通過する状態を示している。車両１の外輪、すなわち前外輪２ｏ及び後外輪３ｏが通過する路面は低摩擦係数路面であり、車両１の内輪、すなわち前内輪２ｉ及び後内輪３ｉが通過する路面よりも摩擦係数が低い。図７に示す状態は、例えば、路面の外側に砂が浮いて低摩擦係数路面を形成しており、車両１の前外輪２ｏ及び後外輪３ｏは前記砂の上を通過するが、前内輪２ｉ及び後内輪３ｉは砂の浮いていない舗装路面上を通過するような状態である。
【００９４】
このような場合、低摩擦係数路面ＳＬ上を通過する車両１の前外輪２ｏ及び後外輪３ｏの目標回転速度ωを実現するためには、低摩擦係数路面ＳＬよりも摩擦係数の高い路面上を通過する車両１の前内輪２ｉ及び後内輪３ｉよりも小さい動力で足りる。一方、低摩擦係数路面ＳＬよりも摩擦係数の高い路面上を通過する車両１の前内輪２ｉ及び後内輪３ｉの目標回転速度ωを実現するためには、低摩擦係数路面ＳＬ上を通過する車両１の前外輪２ｏ及び後外輪３ｏよりも大きな動力が必要である。これは、摩擦係数がより高い路面上を通過する車両１の駆動輪で、車両１の速度を維持するための駆動力と、旋回に必用なモーメントとを発生させる必用があるからである。
【００９５】
ここで、車両１の各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では図１−１に示す走行装置１００が備える電動機）が発生可能な出力には限界があり、式（１１）〜式（１４）で求めた各駆動輪の目標回転速度を実現できるとは限らない。本実施形態では、車両１の前内輪２ｉを駆動する電動機の発生する出力が、当該電動機に要求される出力を上回っている。この場合、本実施形態では、車両１の駆動輪を駆動する電動機が発生可能な出力の範囲内で、車両１の各駆動輪の目標回転速度を同じ割合で低減する。これによって、車両１の速度は減速するが、各駆動輪の回転速度が同じ割合で低減され、各駆動輪間における回転速度比を維持できるので、車両１はそれまでの旋回姿勢を維持したまま、安定して旋回することができる。例えば、車両１をニュートラルステアで旋回させるときには、車両１の駆動輪が異なる摩擦係数の路面を通過する場合であっても、ニュートラルステアを維持できる。
【００９６】
図８に示すように、前内輪２ｉの目標回転速度がωｆｉであるとする。図８に示す実線は、前内輪２ｉを駆動する電動機の等出力線であり、トルクと回転速度とが異なっても、等出力線上であれば前記電動機の発生する出力は等しい。目標回転速度がωｆｉのとき、車両１の質量、速度、操舵角から決定される、前内輪２ｉを駆動するために必要な駆動トルクは、Ｔ＿ｌとなる。しかし、図８に示す等出力線から分かるように、前内輪２ｉを駆動する電動機は、目標回転速度ωｆｉにおいては、駆動トルクＴ＿ｌを発生することはできない。すなわち、前内輪２ｉを駆動する電動機の発生可能な出力を超えてしまっている。
【００９７】
ここで、図８に示す等出力線から、前記駆動トルクＴ＿ｌを発生できる回転速度は、ωｆｉ＿ｃであることが分かる。このため、前内輪２ｉを駆動する電動機が、前記駆動トルクＴ＿ｌを発生できる回転速度は、ωｆｉ＿ｃとなる。本実施形態では、前記駆動トルクＴ＿ｌを発生できる回転速度ωｆｉ＿ｃを、前内輪２ｉを駆動する電動機の目標回転速度（修正目標回転速度という）とする。そして、当初の目標回転速度ωｆｉと、修正目標回転速度ωｆｉ＿ｃとから、目標回転速度補正係数αを求める。ここで、目標回転速度補正係数αは、修正目標回転速度ωｆｉ＿ｃを当初の目標回転速度ωｆｉで除した値であり、α＝ωｆｉ＿ｃ／ωｆｉとなる。この関係から分かるように、α＜１である。
【００９８】
前内輪２ｉの目標回転速度をωｆｉ＿ｃに修正したら、後内輪３ｉの目標回転速度ωｒｉ、前外輪２ｏの目標回転速度ωｆｏ、後外輪３ｏの目標回転速度ωｒｏも、前内輪２ｉの目標回転速度を修正したのと同じ割合で減じる。すなわち、後内輪３ｉの目標回転速度ωｒｉ、前外輪２ｏの目標回転速度ωｆｏ、後外輪３ｏの目標回転速度ωｒｏそれぞれに、上記目標回転速度補正値αを乗じて、後内輪３ｉの修正目標回転速度α×ωｒｉ、前外輪２ｏの修正目標回転速度α×ωｆｏ、後外輪３ｏの修正目標回転速度α×ωｒｏとする。そして、前内輪２ｉの回転速度がωｆｉ＿ｃに、後内輪３ｉの回転速度がα×ωｒｉに、前外輪２ｏの回転速度がα×ωｆｏに、後外輪３ｏの回転速度がα×ωｒｏになるように、それぞれの駆動輪を駆動する電動機が発生する動力を制御する。次に、実施形態２に係る駆動制御の手順例を説明する。
【００９９】
図９は、実施形態２に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。実施形態２に係る駆動制御は、図４に示した実施形態１に係る駆動制御装置３０によって実現できる。実施形態２に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ２０１において、図４に示す駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、図１−１に示す車両１が備える走行装置１００の駆動制御を実行しているか否かを判定する。例えば、車両１の旋回中や低摩擦係数路面ＳＬを車両１が走行している場合には、走行装置１００の駆動制御を実行していると判定する。
【０１００】
ステップＳ２０１でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、走行装置１００の駆動制御を実行していないと判定した場合、本実施形態に係る駆動制御を実行せずＳＴＡＲＴに戻り、制御条件判定部３１は、車両１の走行状態の監視を継続する。
【０１０１】
ステップＳ２０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、車両１が備える走行装置１００の駆動制御を実行していると制御条件判定部３１が判定した場合、ステップＳ２０２において、制御条件判定部３１は、走行装置１００が備える電動機のうち、出力が限界に達しているものがあるか否かを判定する。例えば、図１−１に示す走行装置１００が備える各駆動輪の電動機に対する要求出力Ｗ＿ｄが、前記電動機の最大出力Ｗ＿ｍａｘを超えているものがあるか否かによって判定する。
【０１０２】
ステップＳ２０２でＮｏと判定された場合、すなわち、走行装置１００が備える電動機のうち、出力が限界に達しているものはないと制御条件判定部３１が判定した場合、本実施形態に係る駆動制御を実行せずＳＴＡＲＴに戻り、制御条件判定部３１は、車両１の走行状態の監視を継続する。
【０１０３】
ステップＳ２０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、走行装置１００が備える電動機のうち、出力が限界に達しているものがあると制御条件判定部３１が判定した場合、ステップＳ２０３で、図４に示す駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、上述した手順により、出力が限界に達している電動機が駆動する駆動輪の修正目標回転速度を設定する。すなわち、目標回転速度演算部３２は、電動機の等出力線から、電動機に要求される駆動トルクを発生できる回転速度を、修正目標回転速度として設定する。
【０１０４】
電動機の等出力線は、例えば、図４に示すＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに修正目標回転速度設定マップとして格納しておき、修正目標回転速度を設定する際には、目標回転速度演算部３２が、電動機に要求される駆動トルクを前記修正目標回転速度設定マップに与えて、対応する修正目標回転速度を取得する。ここで、ステップＳ２０２において、要求出力Ｗ＿ｄが、電動機の最大出力Ｗ＿ｍａｘを超えているものが複数あると判定された場合は、要求出力の最も大きい電動機に対して、当該電動機に要求される駆動トルクを発生できる回転速度を修正目標回転速度として設定する。
【０１０５】
次に、ステップＳ２０４において、目標回転速度演算部３２は、当初の目標回転速度と、ステップＳ２０３で設定された修正目標回転速度とから、目標回転速度補正係数αを演算する。そして、ステップＳ２０５において、目標回転速度演算部３２は、演算した目標回転速度補正係数を用いて、他の駆動輪、すなわち、電動機に要求される駆動トルクに基づいて修正目標回転速度を設定した駆動輪以外の駆動輪の修正目標回転速度を演算する。すなわち、現在設定されている他の駆動輪の目標回転速度に、ステップＳ２０４で演算された目標回転速度補正係数を乗じて、他の駆動輪の修正目標回転速度とする。
【０１０６】
次に、ステップＳ２０６において、図４に示す駆動制御装置３０が備える出力決定部３３は、車両１に搭載される走行装置１００が備える各駆動輪の回転速度が、ステップＳ２０３、ステップＳ２０５で設定された修正目標回転速度になるように、前記各駆動輪へ付与する動力を演算する。より具体的には、各駆動輪の実際の回転速度と、ステップＳ２０３、ステップＳ２０５で設定された修正目標回転速度との回転速度偏差が０になるような、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値を演算する。そして、ステップＳ２０７において、図４に示す駆動制御装置３０が備える出力制御部３４は、ステップＳ２０６で演算された各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値で、各駆動輪を駆動する。
【０１０７】
以上、実施形態２では、駆動輪を駆動する動力発生手段に要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な出力を上回る場合には、前記動力発生手段によって駆動される駆動輪の回転速度を低減するとともに、同じ回転速度の低減割合で、他の駆動輪の回転速度を低減する。これによって、例えば、車両の内側における駆動輪と外側における駆動輪との間で、路面の摩擦状態が異なる場合でも、車両は旋回姿勢を維持したまま、安定して旋回することができる。なお、実施形態２の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。
【０１０８】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態２とほぼ同様であるが、駆動輪の動力発生手段に対して要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な最大出力を超える場合には、各駆動輪の回転速度を同じ割合で低減するとともに、車両の操舵角を修正することにより、車両の速度低下に対する車両の旋回半径の変化を抑制する点が異なる。他の構成は、実施形態２と同様である。なお、本実施形態に係る駆動制御は、図１−１に示す、実施形態１に係る車両１が備える走行装置１００等に適用することができる。次においては、図１−１に示す車両１、及び車両１が備える走行装置１００を例として説明する。
【０１０９】
式（１）によって決定される車両重心旋回半径ρは車両速度Ｖの関数であり、車両速度Ｖが変化すると変化することが分かる。アンダーステアの場合、ＬｆＫｆ−ＬｒＫｒ＜０であり、車両速度Ｖの低下にともなって、操舵角δが同一であれば、車両重心旋回半径ρは大きくなる。一方、オーバーステアの場合、ＬｆＫｆ−ＬｒＫｒ＞０であり、車両速度Ｖの低下にともなって、操舵角δが同一であれば、車両重心旋回半径ρは小さくなる。
【０１１０】
上述した実施形態２に係る駆動制御では、各駆動輪の回転速度を同じ割合で低減することにより車両１の姿勢を維持したまま旋回が可能であるが、上述したように、車両１の速度の低下とともに車両重心旋回半径ρが変化する結果、車両１の操舵角δが同一であれば、車両１の旋回半径が変化する。この場合、車両１の旋回半径が変化してしまい、走行装置１００が備える動力発生手段の出力が限界に達しているため、車両１の旋回半径の変化分を修正することができない。
【０１１１】
本実施形態では、これを回避するために、車両１の操舵輪（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒ）の操舵角を変更して、式（１）で決定される車両重心旋回半径ρが、車両１の速度が低下しても変化しないようにして、車両１の旋回半径の変化を抑制する。ここで、車両１の操舵輪の操舵角は、図１−１に示す、車両１が搭載する走行装置１００が備える操舵用減速装置８によって、ハンドル４の操作量を一定としたまま変更することができる。
【０１１２】
車両速度Ｖが低下する前後において車両１の旋回半径を一定にするには、式（１５）によって演算される、車両速度Ｖが低下した後の車両重心旋回半径ρ'と、式（１）によって求めた、車両速度Ｖが低下する前の車両重心旋回半径ρとが等しいとする。そして、ρ'＝ρとした式を、車両速度Ｖが低下した後の操舵角（以下修正操舵角という）δ'について整理した式（１６）によって、修正操舵角δ'を演算し、車両１の操舵角を修正操舵角δ'に制御する。これによって、車両速度Ｖの低下による車両１の旋回半径の変化を抑制することができる。次に、本実施形態に係る駆動制御の手順を説明する。
【０１１３】
【数１５】
2008141875.tif 000017
【０１１４】
【数１６】
2008141875.tif 000018
【０１１５】
図１０は、実施形態３に係る駆動制御を実現する駆動制御装置の構成例を示す説明図である。図１１は、実施形態３に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。まず、実施形態３に係る駆動制御を実現する駆動制御装置３０ａを説明する。この駆動制御装置３０ａは、図４に示す、実施形態１に係る駆動制御装置３０に、車両１の操舵輪の操舵角を制御する、操舵角制御部３５を追加したものであり、他の構成は、実施形態１に係る駆動制御装置３０と同様である。そして、図１０に示す、実施形態３に係る駆動制御装置３０ａも、図４に示す実施形態１に係る駆動制御装置３０と同様に、ＥＣＵ５０内に組み込まれる。
【０１１６】
実施形態３に係る駆動制御のステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、実施形態２に係るステップＳ２０１〜ステップＳ２０６と同様なので、説明を省略する。ステップＳ３０６において、各駆動輪へ付与する動力が演算されたら、図１０に示す駆動制御装置３０ａの操舵角制御部３５は、ステップＳ３０７において、減速後の操舵角、すなわち修正操舵角δ'を演算する。なお、ステップＳ３０６では、本実施形態では、各駆動輪の実際の回転速度と、修正目標回転速度との回転速度偏差が０になるような、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値が演算される。
【０１１７】
ステップＳ３０７においては、式（１６）に、現在の車両速度Ｖと操舵角δと、ステップＳ３０４で演算した目標回転速度補正係数αとが与えられ、修正操舵角δ'が演算される。修正操舵角δ'が演算されたら、ステップＳ３０８において、駆動制御装置３０ａの出力制御部３４は、ステップＳ３０６で演算された各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値で、各駆動輪を駆動する。同時に、ステップＳ３０８において、操舵角制御部３５は、車両１の操舵角を、ステップＳ３０７で演算された修正操舵角δ'に制御する。これによって、車両速度Ｖの減速前後において、車両１の旋回半径の変化を抑制することができる。
【０１１８】
以上、実施形態３では、駆動輪の動力発生手段に対して要求される出力が、前記動力発生手段の発生可能な最大出力を超える場合には、各駆動輪の回転速度を同じ割合で低減するとともに、車両の操舵角を修正する。これによって、車両の速度低下に対する車両の旋回半径の変化を抑制することができるので、ドライバビリティが向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上のように、本発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両の旋回性能を向上させることに有用であり、特に、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できるものに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１−１】実施形態１に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。
【図１−２】実施形態１に係る走行装置の他の例を示す概略図である。
【図１−３】実施形態１に係る走行装置の他の例を示す概略図である。
【図２】実施形態１に係る駆動制御を説明するための模式図である。
【図３−１】実施形態１に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−２】実施形態１に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−３】実施形態１に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図４】実施形態１に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図５】実施形態１に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１の変形例に係る駆動制御を説明するための模式図である。
【図７】実施形態２に係る駆動制御を説明するための模式図である。
【図８】動力発生手段の一例である電動機の等出力線を示す模式図である。
【図９】実施形態２に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態３に係る駆動制御を実現する駆動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図１１】実施形態３に係る駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１ａ、１ｂ  車両
２ｌ  左側前輪
２ｒ  右側前輪
２ｉ  前内輪
２ｏ  前外輪
３ｌ  左側後輪
３ｒ  右側後輪
３ｉ  後内輪
３ｏ  後外輪
４  ハンドル
５  アクセル
６  インバータ
７  車載電源
８  操舵用減速装置
１０ｌ  左前側電動機
１０ｒ  右前側電動機
１１ｌ  左後側電動機
１１ｒ  右後側電動機
３０、３０a  駆動制御装置
３１  制御条件判定部
３２  目標回転速度演算部
３３  出力決定部
３４  出力制御部
３５  操舵角制御部
４０ｌ  左前側レゾルバ
４０ｒ  右前側レゾルバ
４１ｌ  左後側レゾルバ
４１ｒ  右後側レゾルバ
４２  アクセル開度センサ
４３  操舵角センサ
４４ｌ  左側前輪回転速度センサ
４４ｒ  右側前輪回転速度センサ
４５ｌ  左側後輪回転速度センサ
４５ｒ  右側後輪回転速度センサ
５０  ＥＣＵ
１００、１００ａ、１００ｂ  走行装置
【図１−１】
2008141875.tif 000019
【図１−２】
2008141875.tif 000020
【図１−３】
2008141875.tif 000021
【図２】
2008141875.tif 000022
【図３−１】
2008141875.tif 000023
【図３−２】
2008141875.tif 000024
【図３−３】
2008141875.tif 000025
【図４】
2008141875.tif 000026
【図５】
2008141875.tif 000027
【図６】
2008141875.tif 000028
【図７】
2008141875.tif 000029
【図８】
2008141875.tif 000030
【図９】
2008141875.tif 000031
【図１０】
2008141875.tif 000032
【図１１】
2008141875.tif 000033