(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた複数の車輪を支持する支持機構を制御して、前記車両の傾きを調整可能な駆動源と、
前記車両の左右方向の加速度の実測値、前記車両の左右方向の加速度の指令値、前記車両の傾きを制御するモータで駆動する回転軸の回転角の位置変化の実測値、または前記回転角の位置変化の指令値が、第１の閾値以上変化した場合に、前記車両の姿勢を安定させるためのトルク制御に必要な前記駆動源の第１のトルクから、前記車両の姿勢を安定させるための位置制御で目標とされた前記傾きにするために算出された、前記駆動源の第２のトルクに、切り替える切替制御部と、
前記切替制御部により前記第１のトルクから前記第２のトルクに切り替えられた場合に、前記第１のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値から、前記第２のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値になるまで、所定時間ごとに電流値を変化させる制御を繰り返す制御部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
車両に設けられた複数の車輪を支持する支持機構を制御して、前記車両の傾きを調整可能な駆動源を制御する車両制御用のコンピュータに対して、
前記車両の左右方向の加速度の実測値、前記車両の左右方向の加速度の指令値、前記車両の傾きを制御するモータで駆動する回転軸の回転角の位置変化の実測値、または前記回転角の位置変化の指令値が、第１の閾値以上変化した場合に、前記車両の姿勢を安定させるためのトルク制御に必要な前記駆動源の第１のトルクから、前記車両の姿勢を安定させるための位置制御で目標とされた前記傾きにするために算出された、前記駆動源の第２のトルクに、切り替える切替制御ステップと、
前記切替制御ステップにより前記第１のトルクから前記第２のトルクに切り替えられた場合に、前記第１のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値から、前記第２のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値になるまで、所定時間ごとに電流値を変化させる制御を繰り返す制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両制御装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に設けられた車輪の上下方向の位置を調整することで、車両の傾きを制御する技術が知られている。従来技術としては、車両の転倒しやすさを定量的に評価して、車両の転倒を抑止するように、車体に対する車輪の高さを、モータを用いて調整する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、車両が走行している環境に応じて車両の傾きやすさは刻一刻と変化する。このような状況において、車両の姿勢の安定化制御を行う際に、乗員の乗り心地が損なわれる場合もあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定化制御と、乗員の乗り心地と、を両立させる車両制御装置、及びプログラムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の車両制御装置は、車両に設けられた複数の車輪を支持する支持機構を制御して、前記車両の傾きを調整可能な駆動源と、前記車両の左右方向の加速度の実測値、前記車両の左右方向の加速度の指令値、前記車両の傾きを制御するモータで駆動する回転軸の回転角の位置変化の実測値、または前記回転角の位置変化の指令値が、第１の閾値以上変化した場合に、前記車両の姿勢を安定させるためのトルク制御に必要な前記駆動源の第１のトルクから、前記車両の姿勢を安定させるための位置制御で目標とされた前記傾きにするために算出された、前記駆動源の第２のトルクに、切り替える切替制御部と、前記切替制御部により前記第１のトルクから前記第２のトルクに切り替えられた場合に、前記第１のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値から、前記第２のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値になるまで、所定時間ごとに電流値を変化させる制御を繰り返す制御部と、を備える。当該構成により一例として、急峻なトルクの変化を抑止できるため、乗員の乗り心地の向上という効果を奏する。
【０００７】
また、当該構成により一例として、急峻なトルクの変化を抑止できるため、乗員の乗り心地の向上という効果を奏する。
【０００８】
また、実施形態の車両制御装置において、車両に設けられた複数の車輪を支持する支持機構を制御して、前記車両の傾きを調整可能な駆動源を制御する車両制御用のコンピュータに対して、前記車両の左右方向の加速度の実測値、前記車両の左右方向の加速度の指令値、前記車両の傾きを制御するモータで駆動する回転軸の回転角の位置変化の実測値、または前記回転角の位置変化の指令値が、第１の閾値以上変化した場合に、前記車両の姿勢を安定させるためのトルク制御に必要な前記駆動源の第１のトルクから、前記車両の姿勢を安定させるための位置制御で目標とされた前記傾きにするために算出された、前記駆動源の第２のトルクに、切り替える切替制御ステップと、前記切替制御部により前記第１のトルクから前記第２のトルクに切り替えられた場合に、前記第１のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値から、前記第２のトルクで駆動させるために前記駆動源に出力する電流値になるまで、所定時間ごとに電流値を変化させる制御を繰り返す制御ステップと、を実行させる。当該構成により一例として、急峻なトルクの変化を抑止できるため、乗員の乗り心地の向上という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態の一人乗り用の３輪の電気自動車の正面図を示した図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の一人乗り用の３輪の電気自動車の側面図を示した図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の車両の内部構造の例を示した模式図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の車両が傾斜面上に存在する場合を例示した図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の車両の左右方向（Ｙ軸方向）の傾きを制御する構成例を示した図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の第１駆動ＥＣＵの構成例を示したブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の切替部の構成例を示したブロック図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の指令側切替判定部における、第１スイッチング回路の処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施形態のスルーレート側切替判定部における、第２スイッチング回路の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の第１のスイッチング回路より切り替えられた後に切替部から出力されるｑ軸電流指令値の遷移を示した図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態の配分部の構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態のトルク配分比率算出部による、車両の運動状態から導き出されるトルク配分比率を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施形態では、車両制御装置が搭載された３輪の電気自動車の例について説明する。しかしながら、以下に示す実施形態は、車両制御装置の搭載先を３輪の電気自動車に制限するものではなく、どのような車両に搭載しても良い。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の一人乗り用の３輪の電気自動車の正面図を示した図であり、図２は、第１の実施形態の一人乗り用の３輪の電気自動車（以下、車両１０と称す）の側面図を示した図である。
【００１２】
車両１０は、車体１１と、支持部２１により支持される右前輪２０と、支持部２４により支持される左前輪２３と、支持部２７により支持される後輪２６と、を有している。
【００１３】
車体１１は、支持部２１、２４、２７により支持される。また、車体１１は、乗員Ｍ１が着座するためのシートが設けられている。シートに着座した乗員Ｍ１は、アームレスト１２に設けられた操作装置１３を用いて車両１０を操作する。
【００１４】
操作装置１３は、例えば、操作ボタンや操縦レバー、車両１０の状態を乗員Ｍ１に通知するための表示デバイスから構成されている。操作装置１３が操作されることで、車両１０は、スタートアップ（電源投入）、シャットダウン（電源切断）や、走行・停止その他の動作を行う。
【００１５】
図３は、車両１０の内部構造の例を示した模式図である。図３に示されるように、車体１１の内部には、ギアボックス３１と、ロッド２２、２５、３２と、車両制御装置４０と、が収納されている。そして、ギアボックス３１及び車両制御装置４０は、車体１１の内部に固定されている。
【００１６】
ギアボックス３１は、車両制御装置４０から回転軸４１を介して伝達されたトルクに応じて、Ｘ軸に平行な軸回りにロッド３２を回転させる。ロッド３２は、ロッド２２、２５を回転可能に接続されている。また、ロッド２２は、支持部２１に固定されている。ロッド２５は、支持部２４に固定されている。ロッド２２、２５は、その軸が基準Ｄｖと平行になるように、移動が規制されている。基準線Ｄｖは、車体１１の上下方向を示す線とする。右前輪２０及び左前輪２３の車体１１に対する高さは、回転軸４１の回転軸に応じて変化する。
【００１７】
車両制御装置４０は、車両１０の姿勢を制御する。本実施形態の車両制御装置４０は、Ｙ−Ｚ平面において、重力に基づいて車両１０に生じる加速度ベクトルＡｖと当該車両１０の上下方向の基準線Ｄｖとのなす傾斜角θｙが‘０’度になるように、回転軸４１を回転させる。
【００１８】
図４は、車両１０が傾斜面上に存在する場合を例示した図である。図４に示されるように、車両１０が傾斜面上に存在する場合、車両制御装置４０が、傾斜角θｙが‘０’になるように、換言すれば車両１０の上下方向が重力方向と一致するように、回転軸４１を回転させることで、傾斜面によらず、車両１０の姿勢を安定させることができる。
【００１９】
図３に戻り、車両１０の姿勢を安定させるための構成について説明する。車両制御装置４０は、モータ設置部４２と、規制ユニット４３と、第１モータ電気角センサ４４Ａと、第２モータ電気角センサ４４Ｂと、加速度センサ４５と、ジャイロセンサ４６と、回転軸角度センサ４７と、第１統合ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）５０Ａと、第２統合ＥＣＵ５０Ｂと、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａと、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂと、を備える。
【００２０】
モータ設置部４２には、第１モータ４２Ａと、第２モータ４２Ｂと、が設けられている。第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、例えば三相ブラシレスモータとする。第１モータ４２Ａは、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａから供給される電力に従って駆動し、第２モータ４２Ｂは、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂから供給される電力に従って駆動する。
【００２１】
そして、第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、（図示しない）ギアを介して、回転軸４１と接続されている。そして、第１モータ４２Ａから出力されるトルク、及び第２モータ４２Ｂから出力されるトルクが（図示しない）ギアを介して、回転軸４１に伝達されることで、回転軸４１が回転する。
【００２２】
第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、回転軸４１からギアボックス３１、ロッド２２、２５、３２、支持部２１、２４を介して接続されている右前輪２０及び左前輪２３の上下方向の位置を制御可能とする。つまり、第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、車両１０に設けられた複数の車輪（右前輪２０及び左前輪２３）を支持する支持機構（ロッド２２、２５、３２）を制御して、車両１０の傾きを調整可能とする。このように、第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、車両１０の傾きを制御可能とする。これにより、第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂは、車両１０の転倒を防止するための一部構成として機能する。
【００２３】
本実施形態では、モータ設置部４２に、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂが設けられたことで、第１モータ４２Ａ又は第２モータ４２Ｂのうちいずれか一方に故障が生じた場合であっても、故障していない他方のモータの駆動で回転軸４１を回転させ、車両１０の姿勢制御を可能としている。
【００２４】
本実施形態においては、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂに故障が生じていない場合には、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂから出力されるトルクが均等になるように、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂが制御を行う。これにより、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂから生じる発熱等を抑え、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂの長寿命化を実現できる。
【００２５】
第１モータ電気角センサ４４Ａは、第１モータ４２Ａに取り付けられているセンサであって、例えば、３個のホール素子を含んで構成される。第１モータ電気角センサ４４Ａは、第１モータ４２Ａの回転角を示すホール信号を、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａに送信する。
【００２６】
第２モータ電気角センサ４４Ｂは、第２モータ４２Ｂに取り付けられているセンサであって、例えば、３個のホール素子を含んで構成される。第２モータ電気角センサ４４Ｂは、第２モータ４２Ｂの回転角を示すホール信号を、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂに送信する。
【００２７】
ホール信号は、第１モータ４２Ａ又は第２モータ４２Ｂについて、０〜３６０度の範囲で計測可能な信号とする。そして、第１モータ４２Ａ又は第２モータ４２Ｂの回転角と、回転軸４１の回転角と、の間に比例関係が存在する。このため、本実施形態のホール信号で示される（第１モータ４２Ａ又は第２モータ４２Ｂの）回転角の変化量から、回転軸４１の回転角の変化量を、精度良く検出できる。
【００２８】
加速度センサ４５は、例えば静電容量型の３軸加速度センサであって、重力加速度や車両１０の加減速等によって生じる加速度を検出する。例えば、車両１０が停止している場合に、加速度センサ４５は、基準線Ｄｖに対する重力加速度の方向を検出する。そして、加速度センサ４５は、検出の結果を示す加速度信号を、第１統合ＥＣＵ５１Ａ及び第２統合ＥＣＵ５１Ｂに送信する。
【００２９】
ジャイロセンサ４６は、例えば、振動式のジャイロスコープとする。ジャイロセンサ４６は、車両１０の角速度を検出し、当該検出の結果を示す角速度信号を、第１統合ＥＣＵ５１Ａ及び第２統合ＥＣＵ５１Ｂに送信する。
【００３０】
回転軸角度センサ４７は、回転軸４１の回転角を計測するためのセンサとする。本実施形態の回転軸角度センサ４７が計測する回転軸４１の回転角は、加速度ベクトルＡｖと当該車両１０の上下方向の基準線Ｄｖとのなす傾斜角θｙと一致する。つまり、回転軸４１の回転角が‘０’度の場合に、水平な平面上に設けられた車両１０の重心の位置が車両１０の中心にくる。また、本実施形態では、回転軸角度センサ４７により計測された回転角を、絶対回転角と称す。
【００３１】
本実施形態の第１統合ＥＣＵ５０Ａ、第２統合ＥＣＵ５０Ｂ、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａは、及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂは、（図示しない）プロセッサ、不揮発性メモリ、及びＲＡＭ等を備えた構成とし、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行する。
【００３２】
第１統合ＥＣＵ５０Ａ、及び第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、車両１０全体を制御する構成とする。本実施形態にかかる第１統合ＥＣＵ５０Ａは、加速度センサ４５からの加速度信号、及びジャイロセンサ４６からの角速度信号に基づいて、第１モータ４２Ａを駆動させる指令を第１駆動系ＥＣＵ５１Ａに行う。なお、図３では簡易にするために省略されているが、第１統合ＥＣＵ５０Ａは、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂに対して第２モータ４２Ｂを駆動させる指令も可能とする。
【００３３】
同様に、第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、加速度センサ４５からの加速度信号、及びジャイロセンサ４６からの角速度信号に基づいて、第２モータ４２Ｂを駆動させる指令を第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂに行う。また、第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａに対して第１モータ４２Ａを駆動させる指令も可能とする。
【００３４】
第１駆動系ＥＣＵ５１Ａは、第１統合ＥＣＵ５０Ａ又は第２統合ＥＣＵ５０Ｂからの指令、回転軸角度センサ４７による絶対回転角、及び第１モータ電気角センサ４４Ａによる回転角に基づいて、第１モータ４２Ａの駆動を制御する。
【００３５】
第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂは、第１統合ＥＣＵ５０Ａ又は第２統合ＥＣＵ５０Ｂからの指令、回転軸角度センサ４７による絶対回転角、及び第２モータ電気角センサ４４Ｂによる回転角に基づいて、第２モータ４２Ｂの駆動を制御する。なお、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂは、回転軸角度センサ４７による絶対回転角を、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａから受信する。
【００３６】
規制ユニット４３は、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂから送信される信号に従って、回転軸４１を規制する。規制ユニット４３は、所定の規制信号を受信した場合に、回転軸４１と一体となって回転するギアに部材を係合させることで、回転軸４１の回転を抑止させる。また、規制ユニット４３は、回転軸を抑止させた後、所定の解除信号を受信した場合に、部材をギアから離間させることで、回転軸４１の回転の抑止を解除する。なお、回転軸４１の回転を抑止する手法は、ギアに部材を係合させる手法に制限するものではなく、様々な手法を適用して良い。例えば、規制ユニット４３は、いわゆるシフトロック装置やギアロック装置と同様の機構を有しても良い。
【００３７】
図５は、本実施形態の車両の左右方向（Ｙ軸方向）の傾きを制御する構成例を示した図である。図５に示される第１統合ＥＣＵ５０Ａ、第２統合ＥＣＵ５０Ｂ、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ、及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂは、ＩＧ信号（イグニッション信号）に従って、起動制御が行われる。
【００３８】
第１統合ＥＣＵ５０Ａ、第２統合ＥＣＵ５０Ｂ、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ、及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂの間は、第１ｃａｎ（Controller  Area  Network）、及び第２ｃａｎで接続されている。第１ｃａｎ、及び第２ｃａｎは、耐ノイズ性を考慮されて設計された、相互接続された機器間で情報を送受信するためのネットワークとする。
【００３９】
これにより、第１統合ＥＣＵ５０Ａ、及び第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ、及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂのいずれに対してもデータの送受信と指令とを行うことができる。
【００４０】
そして、第１統合ＥＣＵ５０Ａ、及び第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、ジャイロセンサ４６及び加速度センサ４５からの信号や、操作装置１３からの操作情報に基づいて、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ、及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂのうち少なくとも１つに対して、車両１０の姿勢を安定させるための指令を行う。本実施形態では、２種類の指令を用いる。
【００４１】
２種類の指令のうち一方は、リーントルク指令である。リーントルク指令は、車両１０のリーン（左右方向）のトルク制御に必要なトルク値で第１モータ４２Ａ（又は第２モータ４２Ｂ）を駆動させるように、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ（又は第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂ）に出力する指令とする。
【００４２】
具体的には、第１統合ＥＣＵ５０Ａ（又は第２統合ＥＣＵ５０Ｂ）は、ジャイロセンサ４６や加速度センサ４５から送信される信号等に応じて、第１モータ４２Ａのトルクと負荷トルクとが平衡するようにリーンのトルク制御を行うための、第１モータ４２Ａ（又は第２モータ４２Ｂ）のトルク値を算出し、当該トルク値になるようリーントルク指令として、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ（又は第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂ）に出力する。リーントルク指令は、路面に対する即応性が高いため、悪路走行や、段差の乗り上げ下げ等に用いられ、車両１０の姿勢の制御の際に、乗員の乗り心地を向上させる。
【００４３】
２種類の指令のうち他方は、リーン位置指令である。リーン位置指令は、車両１０の位置制御で目標とする回転軸４１の回転角（回転軸４１の位置）にさせるために、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ（又は第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂ）に出力する指令とする。
【００４４】
具体的には、第１統合ＥＣＵ５０Ａ（又は第２統合ＥＣＵ５０Ｂ）は、車両１０の姿勢が安定する回転軸４１の目標回転角（換言すれば、車両１０の重心の位置が車両１０の中心にくるような車両１０の傾き）を算出し、当該目標回転角になるようにリーン位置命令として、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ（又は第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂ）に出力する。リーン位置指令は、リーントルク指令と比べて位置応答性が高く、車両１０の姿勢を安定させるために適切な車輪２０、２３の高さに基づく制御が行われるため、車両運転に対して車両姿勢が急変した場合に素早く、右前輪２０又は左前輪２３を伸ばして姿勢の安定性を向上させる。また、リーン位置指令は、一系統フェールした場合の位置追従性も高い。
【００４５】
本実施形態の第１統合ＥＣＵ５０Ａ、及び第２統合ＥＣＵ５０Ｂは、リーン位置指令と、リーントルク指令と、を同時に出力する。
【００４６】
第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂは、車両１０の運動状態に応じて、リーン位置指令及びリーントルク指令のうち、いずれか一方の指令を選択し、当該指令に応じたモータ制御を行う。
【００４７】
また、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａは、回転軸角度センサ４７により計測された絶対回転角と、第１モータ電気角センサ４４Ａにより検出された回転角と、により、回転軸４１の詳細な回転角を算出し、当該回転角に基づいて、第１モータ４２Ａの制御を行う。
【００４８】
同様に、第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂも、回転軸角度センサ４７により計測された絶対回転角と、第２モータ電気角センサ４４Ｂにより検出された回転角と、により、回転軸４１の詳細な回転角を算出し、当該回転角に基づいて、第２モータ４２Ｂの制御を行う。なお、回転軸角度センサ４７により計測された絶対回転角は、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａから取得する。
【００４９】
そして、第１モータ４２Ａ、及び第２モータ４２Ｂによる駆動トルクは、ギア５０１を介して、回転軸４１に伝達される。
【００５０】
次に、第１駆動ＥＣＵ５１Ａについて説明する。図６は、第１駆動ＥＣＵ５１Ａの構成例を示したブロック図である。図６に示されるように、第１駆動ＥＣＵ５１Ａは、（図示しない）プロセッサで、不揮発性メモリに格納されているプログラムを実行することで、位置Ｐ制御部６０１と、速度ＰＩ制御部６０２と、ｑ軸電流変換部６０３と、切替部６０４と、電流ＰＩ制御部６０５と、変調部６０６と、ＰＷＭ出力部６０７と、を実現する。なお、第２駆動ＥＣＵ５１Ｂは、第１駆動ＥＣＵ５１Ａと同様の構成を備えているものとして説明を省略する。
【００５１】
本実施形態では、位置Ｐ制御部６０１に、リーン位置指令で目標とされる目標回転角が入力され、ｑ軸電流変換部６０３に、リーントルク指令に基づくトルク値が入力される。
【００５２】
位置Ｐ制御部６０１は、回転軸角度センサ４７からの絶対回転角と、第１モータ電気角センサ４４Ａからの回転角と、から現在の回転軸４１の回転角を導出できる。そして、位置Ｐ制御は、現在の回転角４１の回転角と、リーン位置指令に基づく目標回転角と、から回転角制御量を算出する。回転角制御量は、現在の回転角から目標回転角になるために必要な回転角とする。そして、位置Ｐ制御は、算出された回転角制御量に対して、Ｐ制御を行うことで、目標となる回転軸４１の回転速度を導出する。
【００５３】
速度ＰＩ制御部６０２は、位置Ｐ制御部６０１により導出された回転速度に対して、ＰＩ制御を行うことで、第１モータ４２Ａを駆動させるためのｑ軸電流指令値を算出する。
【００５４】
一方、ｑ軸電流変換部６０３は、リーントルク指令に基づくトルク値から、第１モータ４２Ａを駆動させるためのｑ軸電流指令値を算出する。
【００５５】
切替部６０４は、車両１０の状態に応じて、速度ＰＩ制御部６０２から入力されるｑ軸電流指令値、及びｑ軸電流変換部６０３から入力されるｑ軸電流指令値のうち、いずれか１つを電流ＰＩ制御部６０５に出力する。
【００５６】
図７は、切替部６０４の構成例を示したブロック図である。図７に示されるように、切替部６０４は、第１スイッチング回路７０１と、スルーレート制御部７０２と、第２スイッチング回路７０３と、切替制御部７０４と、で構成されている。
【００５７】
第１スイッチング回路７０１は、切替制御部７０４からの制御に従って、速度ＰＩ制御部６０２から入力される（リーン位置指令側の）ｑ軸電流指令値と、ｑ軸電流変換部６０３から入力される（リーントルク指令側の）ｑ軸電流指令値と、の切り替えを行い、いずれかのｑ軸電流指令値Iqrefoを出力するスイッチング回路とする。
【００５８】
スルーレート制御部７０２は、第１スイッチング回路７０１によって、一方のｑ軸電流指令値から、他方のｑ軸電流指令値に切り替えられた際に、切替前のｑ軸電流指令値から、切替後のｑ軸電流指令値になるまで、単位時間毎にｑ軸電流指令値を変化（増加、又は減少）させる制御を繰り返す。
【００５９】
従来のように、スルーレート制御部７０２がない場合、リーントルク指令に基づくｑ軸電流指令値から、リーン位置指令に基づくｑ軸電流指令値に切り替えられた場合に、切り替えられたｑ軸電流指令値に従うことで、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂの出力トルクが急峻に変化する。このため乗員の乗り心地は低下していた。
【００６０】
そこで、本実施形態の切替部６０４には、スルーレート制御部７０２を設けて、切替前の（例えばリーントルク指令側の）ｑ軸電流指令値から、切替後の（例えばリーン位置指令側の）ｑ軸電流指令値に近づくように、単位時間毎に電流値を変化（増加、又は減少）させる制御を繰り返すこととした。換言すれば、車両制御装置４０のスルーレート制御部７０２が、リーントルク指令で示されるトルクから、リーン位置指令で示される回転角にするために算出されたトルクになるまで、少しずつトルク値を変化させることで、第１モータ４２Ａの出力トルクの急峻な変化を抑止できる。
【００６１】
第２スイッチング回路７０３は、切替制御部７０４からの制御に従って、第１スイッチング回路７０１から出力されるｑ軸電流指令値を、スルーレート制御部７０２を介すか否かの切り替えを行った後、ｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）として電流ＰＩ制御部６０５に出力する。
【００６２】
切替制御部７０４は、指令側切替判定部７１１と、スルーレート側切替判定部７１２と、を備える。
【００６３】
指令側切替判定部７１１は、車両の状態に基づいて、リーン位置指令側及びリーントルク指令側のうち、どちらのｑ軸電流指令値を用いるかを判定し、切り替える制御を行う。本実施形態は、車両の状態（例えば車体速度、実ヨーレート等）から導出された、車両１０の運動状態に基づいた切り替え制御を行うものとする。
【００６４】
本実施形態の指令側切替判定部７１１は、車両１０の車両運動状態に基づいて、リーン位置指令側のｑ軸電流指令値及びリーントルク指令側のｑ軸電流指令値のうち、どちらを用いるのかを判断する。車両運動状態Ｃは、下記の式（１）から導出されるものとする。
【００６５】
Ｃ＝ｍａｘ（｜ｖ×γ｜，｜ｖ×γ＊（θ）｜，ｋ１×ｖ×dpact／dt，ｋ１×ｖ×dpref／dt）…（１）
【００６６】
式（１）において、車体速度ｖ、実ヨーレートγ、目標ヨーレートγ＊（θ）、操舵角θ、定数ｋ１、回転軸４１の回転角pact、回転角４１の回転角制御量prefとする。なお、定数ｋ１は実施される車両等に応じて定められる。
【００６７】
｜ｖ×γ｜は、車両１０のｙ軸方向の加速度Ｇｙの実測値とする。｜ｖ×γ＊（θ）｜＝ｖ＊θ／（（１＋Ｋｈ＊ｖ＊ｖ）＊Ｎ＊Ｌ）は、車両１０のｙ軸方向の加速度Ｇｙの指令値とする。ｋ１×ｖ×dpact／dtは、回転角４１の位置（回転角）変化の実測値とする。ｋ１×ｖ×dpref／dtは、回転角４１の位置（回転角）変化の指令値とする。なお、スタビリティファクタＫｈ、ステアリングギア比Ｎ、ホイールベースＬとする。
【００６８】
つまり、本実施形態では、車両１０のｙ軸方向の加速度Ｇｙの実測値、車両１０のｙ軸方向の加速度Ｇｙの指令値、回転角４１の位置（回転角）変化の実測値、及び回転角４１の位置（回転角）変化の指令値のうち最も大きい値が、車両運動状態Ｃとして設定される。
【００６９】
そして、指令側切替判定部７１１は、車両運動状態Ｃが、予め定められた閾値Ｋtより大きいか否かを判断する。そして、指令側切替判定部７１１は、判断結果に基づいて、必要に応じて、第１スイッチング回路７０１の切り替え制御を行う。なお、予め定められた閾値Ｋtは実際の態様に応じて適切な値が設定されるものとして、説明を省略する。
【００７０】
本実施形態では、車両運動状態Ｃが、予め定められた閾値Ｋtより大きくなった場合に、判定部指令側切替判定部７１１は、リーン位置指令側のｑ軸電流指令値を用いるように、第１スイッチング回路７０１を切り替える。第１スイッチング回路７０１の切替と同時に、スルーレート側切替判定部７１２が、２スイッチング回路７０３をスルーレート制御部７０２が設けられている側に切り替える。これにより、ｑ軸電流指令値が切り替えられた際に、必ずスルーレート制御部７０２によるｑ軸電流値の調整が行われる。これにより、トルク値が徐々に変化することになる。
【００７１】
これにより、本実施形態では、通常のリーントルク指令で、乗り心地及び段差等の路面応答性の早い制御を行うことを実現すると共に、左右方向（ｙ軸方向）の車両の運動が急激な場合にはリーン位置指令に切り替えることで、フェールが発生しても動作のカバレッジを実現できる。その切り替えの際にトルク値の急峻な変化を抑止できる。
【００７２】
その後、スルーレート側切替判定部７１２は、スルーレート制御部７０２側から出力されるｑ軸電流指令値と、スルーレート制御部７０２が設けられてない側から出力されるｑ軸電流指令値と、の差が予め定められた閾値Ｋptより小さくなった場合に、スルーレート制御部７０２が設けられてない側に第２スイッチング回路７０３を切り替える。
【００７３】
図６に戻り、電流ＰＩ制御部６０５は、ｑ軸電流指令値（ｄ軸電流指令値＝０となる）に対して、ＰＩ制御を行う。
【００７４】
変調部６０６は、ＰＩ制御が行われた後のｑ軸電流指令値（ｄ軸電流指令値）に基づいて、パルス幅変調を行う。
【００７５】
ＰＷＭ出力部６０７は、変調部６０６によりパルス幅変調が行われた後のＰＷＭ信号を、第１モータ電気角センサ４４Ａに対して出力する。
【００７６】
本実施形態の車両１０は、上述した構成を備えることで、車両の運動状態に応じた制御が行われる。そして、上述した構成により、使用する指令を切り替えた際に、トルクが急峻に変化することの回避を実現した。
【００７７】
次に、本実施形態にかかる指令側切替判定部７１１における、第１スイッチング回路７０１の処理について説明する。図８は、本実施形態にかかる指令側切替判定部７１１における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、指令側切替判定部７１１は、第１スイッチング回路７０１を制御して、リーントルク指令側のｑ軸電流指令値が流れるように設定する（ステップＳ８０１）。
【００７９】
次に、指令側切替判定部７１１は、各種センサーや統合ＥＣＵ（第１統合ＥＣＵ５０Ａ、又は第２統合ＥＣＵ５０Ｂ）等から入力される各種信号に基づいて、車両１０の車両運動状態Ｃを算出する（ステップＳ８０２）。
【００８０】
そして、指令側切替判定部７１１は、算出された車両運動状態Ｃが、予め定められた閾値Ｋtより大きいか否かを判定する（ステップＳ８０３）。なお、Ｋtは実施態様に応じて適切な値が設定されるものとする。
【００８１】
そして、指令側切替判定部７１１は、車両運動状態Ｃが閾値Ｋtより大きいと判定した場合（ステップＳ８０３：Ｙｅｓ）、第１スイッチング回路７０１を制御して、リーン位置指令側のｑ軸電流指令値が流れるように設定する（ステップＳ８０４）。その後、所定の時間経過した後に再びステップＳ８０２から処理を行う。
【００８２】
一方、指令側切替判定部７１１は、車両運動状態Ｃが閾値Ｋtより以下と判定した場合（ステップＳ８０３：Ｎｏ）、第１スイッチング回路７０１を制御して、リーントルク指令側のｑ軸電流指令値が流れるように設定する（ステップＳ８０５）。なお、すでにリーントルク指令側のｑ軸電流指令値が流れるように設定されていた場合、特に処理は行わない。その後所定の時間経過した後に再びステップＳ８０２から処理を行う。
【００８３】
上述した処理手順により、本実施形態は、車両１０の運動状態に応じて、リーントルク指令側のｑ軸電流指令値と、リーン位置指令側のｑ軸電流指令値と、を切り替えることができる。
【００８４】
次に、本実施形態にかかるスルーレート側切替判定部７１２における、第２スイッチング回路７０３の処理について説明する。図９は、本実施形態にかかるスルーレート側切替判定部７１２における上述した処理の手順を示すフローチャートである。切り替えられた後のｑ軸電流指令値Iqrefoとする。
【００８５】
まず、スルーレート側切替判定部７１２は、第１スイッチング回路７０１により、リーン位置指令と、リーントルク指令と、が切り替えられたか否かを判定する（ステップＳ９０１）。
【００８６】
スルーレート側切替判定部７１２は、切り替えられたと判定した場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、第２スイッチング回路７０３を制御して、スルーレート制御部７０２が設けられた側に切り替える（ステップＳ９０２）。その後、スルーレート側切替判定部７１２は、切替フラグに“ＯＮ”を設定する（ステップＳ９０３）。その後、ステップＳ９０５に移動する。
【００８７】
一方、スルーレート側切替判定部７１２は、切り替えられなかったと判定した場合（ステップＳ９０１：Ｎｏ）、切替フラグが“ＯＮ”である（切替フラグ＝＝“ＯＮ”）か否かを判定する（ステップＳ９０４）。切替フラグが“ＯＮ”でない場合に（ステップＳ９０４：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、切替フラグが“ＯＮ”である場合に（ステップＳ９０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ９０５に移動する。なお、切替フラグが設定されていない場合は“ＯＦＦ”とみなす。
【００８８】
次に、スルーレート側切替判定部７１２は、｜ｑ軸電流指令値Iqrefon−Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1｜が閾値Ｋｐｔより小さいか否かを判定する（ステップＳ９０５）。Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1は、切替部６０４から前回出力されたｑ軸電流指令値とする。なお、変数ｎは今回の演算値、変数ｎ−１は前回の演算値とする。また、Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1は、スルーレート制御部７０２内の（図示しない）記憶部に記憶されているものとする。
【００８９】
スルーレート側切替判定部７１２が、｜ｑ軸電流指令値Iqrefon−Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1｜が閾値Ｋｐｔ以上と判定した場合（ステップＳ９０５：Ｎｏ）、スルーレート制御部７０２は、sign(ｑ軸電流指令値Iqrefon−Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1)から変数Ｋsptの符号を導出する（ステップＳ９０８）。変数Ｋsptは、切替部６０４から出力するｑ軸電流指令値を徐々に変化させるための幅を示したパラメータとし、実施態様に応じて適切な値が設定される。
【００９０】
その後、スルーレート制御部７０２は、Ｔｒｅｆ（iq  ref）n＝Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1＋変数Ｋsptを演算する（ステップＳ９０９）。なお、ステップＳ９０９の変数Ｋsptは、ステップＳ９０８で導出された符号が設定されている。当該演算で、前回出力したｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1に、変数Ｋsptを加算して、今回出力するｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）nを算出する。
【００９１】
そして、スルーレート制御部７０２は、ｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）nを出力する（ステップＳ９１０）。
【００９２】
一方、スルーレート側切替判定部７１２が、ステップＳ９０５において、｜ｑ軸電流指令値Iqrefon−Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1｜が閾値Ｋｐｔより小さいと判定した場合（ステップＳ９０５：Ｙｅｓ）、スルーレート側切替判定部７１２が、切替フラグに“ＯＦＦ”を設定する（ステップＳ９０６）。その後、スルーレート側切替判定部７１２が、第２スイッチング回路７０３を制御して、スルーレート制御部７０２がない側に切り替える（ステップＳ９０７）。
【００９３】
つまり、前回出力されたｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1がｑ軸電流指令値Iqrefonに近づいたため、スルーレート制御部７０２を用いた処理は不要になったものとして、スルーレート制御部７０２を介さない経路に切り替え、処理を終了させる。
【００９４】
本実施形態では、図９で示される処理を、予め定められた単位時間毎に繰り返して行うことで、出力されるｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1が、切り替えられた後のｑ軸電流指令値Iqrefoに徐々に近づいていく。これにより、ｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）n-1は、図１０に示されるような遷移を示すことになる。
【００９５】
図１０は、第１のスイッチング回路７０１により切り替えられた後に切替部６０４から出力されるｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）の遷移を示した図である。ｑ軸電流指令値Ｔｒｅｆ（iq  ref）は、図１０に示されるような遷移を示すことで、指令が切り替えられた際に、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂのトルクが徐々に変化する。
【００９６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、リーントルク指令とリーン位置指令とを切り替えた後、スルーレート制御部７０２を用いて、第１モータ４２Ａ及び第２モータ４２Ｂのトルクを徐々に変化する例について説明した。しかしながら、車両１０の運動状態が大きくなった場合に、リーントルク指令からリーン位置指令を用いるように制御する手法に制限するものではない。そこで、第２の実施形態では、リーントルク指令で示されるトルクと、リーン位置指令で示される回転角から算出されるトルクと、を車両１０の運動状態に従って配分する例について説明する。
【００９７】
第２の実施形態においては、第１駆動系ＥＣＵ５１Ａ及び第２駆動系ＥＣＵ５１Ｂに設けられている切替部６０４の代わりに配分部１０００が設けられている。なお、他の構成については第１の実施形態と同様として説明を省略する。
【００９８】
図１１は、配分部１０００の構成例を示したブロック図である。図１１に示されるように、配分部１０００は、トルク配分比率算出部１００１と、第１乗算部１００２と、第２乗算部１００３と、演算部１００４と、加算部１００５と、で構成されている。
【００９９】
トルク配分比率算出部１００１は、第１の実施形態と同様に車両１０の運動状態を算出する。その後、トルク配分比率算出部１００１は、算出した車両１０の運動状態に従って、トルク配分比率Ｋｒを算出する。トルク配分比率Ｋｒは、リーントルク指令に基づいたトルクを用いる比率とし、０〜１の範囲内の値をとる。
【０１００】
図１２は、トルク配分比率算出部１００１よる、車両１０の運動状態から導き出されるトルク配分比率Ｋｒを示した図である。図１２に示されるように、車両１０の運動状態の増加に従って、トルク配分比率Ｋｒが‘１’から‘０’まで一次関数のように減少していく。このように、車両１０の運動状態が増加するに従って、リーントルク指令に基づいたトルクの比率を下げる一方、リーン位置指令に基づいたトルクの比率を高めていく。
【０１０１】
第２乗算部１００３は、トルク配分比率算出部１００１により算出されたトルク配分比率Ｋｒに、リーントルク指令のｑ軸電流指令値を乗算する。
【０１０２】
演算部１００４は、‘１’からトルク配分比率Ｋｒを減算する。
【０１０３】
第１乗算部１００２は、演算部１００４により算出された‘１−Ｋｒ’に、リーン位置指令のｑ軸電流指令値を乗算する。
【０１０４】
そして、加算部１００５が、第１乗算部１００２で乗算された値と、第２乗算部１００３で乗算された値と、を加算して、加算結果をｑ軸電流指令値としてモータ（第１モータ４２Ａ又は第２モータ４２Ｂ）に出力する。
【０１０５】
本実施形態では、上述した構成を備えて、リーントルク指令に基づいたトルクと、リーン位置指令に基づいたトルクと、を配分することで、車両１０の運動状態に応じたトルク制御を実現できる。
【０１０６】
上述した実施形態では、車両１０の運動状態に基づいて、リーントルク指令に基づいたトルクと、リーン位置指令に基づいたトルクと、をスムーズに切り替えることができる。これにより、車両１０の安定化制御と、乗員の乗り心地と、を両立できる。
【０１０７】
［付記］
車両に設けられた複数の車輪を支持する支持機構を制御して、前記車両の傾きを調整可能な駆動源と、
前記車両の姿勢を安定させるためのトルク制御に必要な前記駆動源の第１のトルクと、前記車両の姿勢を安定させるための位置制御で目標とされた前記傾きにするために算出された、前記駆動源の第２のトルクと、を前記車両の運動状態に基づいて配分する配分制御部と、
を備える車両制御装置。
【０１０８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…車両、１１…車体、１２…アームレスト、１３…操作装置、２０…右前輪、２１…支持部、２２…ロッド、２３…左前輪、２４…支持部、２５…ロッド、２６…後輪、２７…支持部、３１…ギアボックス、３２…ロッド、４０…車両制御装置、４１…回転軸、４２…モータ設置部、４２Ａ…第１モータ、４２Ｂ…第２モータ、４３…規制ユニット、４４Ａ…第１モータ電気角センサ、４４Ｂ…第２モータ電気角センサ、４５…加速度センサ、４６…ジャイロセンサ、４７…回転軸角度センサ、５０Ａ…第１統合ＥＣＵ、５０Ｂ…第２統合ＥＣＵ、５１Ａ…第１駆動ＥＣＵ、５１Ｂ…第２駆動ＥＣＵ、５０１…ギア、６０１…位置Ｐ制御部、６０２…速度ＰＩ制御部、６０３…ｑ軸電流変換部、６０４…切替部、６０５…電流ＰＩ制御部、６０６…変調部、６０７…ＰＷＭ出力部、７０１…第１スイッチング回路、７０２…スルーレート制御部、７０３…第２スイッチング回路、７０４…切替制御部、７１１…指令側切替判定部、７１２…スルーレート側切替判定部、１０００…配分部、１００１…トルク配分比率算出部、１００２…第１乗算部、１００３…第２乗算部、１００４…演算部、１００５…加算部。
【図１】
0006408311.tif 000002
【図２】
0006408311.tif 000003
【図３】
0006408311.tif 000004
【図４】
0006408311.tif 000005
【図５】
0006408311.tif 000006
【図６】
0006408311.tif 000007
【図７】
0006408311.tif 000008
【図８】
0006408311.tif 000009
【図９】
0006408311.tif 000010
【図１０】
0006408311.tif 000011
【図１１】
0006408311.tif 000012
【図１２】
0006408311.tif 000013