(57)【要約】【課題】左右の車輪の駆動力を独立して制御する左右独立駆動式車両につき、実現可能な左右輪の駆動力差の範囲が減少したため等、必要な左右輪の駆動力差を実現することができない場合であっても、目標とするヨー角加速度を達成することを目的とする。【解決手段】まず目標前後方向加速度Ａを達成するために、駆動装置3FL，3FRは目標駆動力合計Ｆａを左右輪2FL，2FRへ出力することを条件とする。次にこの条件下ステップＳ１０では、左右輪2FL，2FR間の駆動力差によって実現可能なヨー角加速度Ｍｍを演算する。ステップＳ１３では目標ヨー角加速度から実現可能ヨー角加速度Ｍｍを差し引いて目標ヨー角加速度までの不足量ΔＭを演算する。ステップＳ１４では不足量ΔＭの発生に必要な転舵角δｍを演算する。ステップＳ１９では現在の実舵角δと必要転舵角δｍとを足し合わせた目標転舵角δ＊となるよう、転舵角制御装置６が左右輪2FL，2FRを転舵する。【選択図】図２
2005193752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵操作に基づき転舵する操舵輪と、少なくとも１対の左右駆動輪を具え、目標前後方向加速度を達成するよう前記左右駆動輪の駆動力和を制御するとともに、目標ヨー角加速度を達成するために必要な前記左右駆動輪の駆動力差を算出する手段とを具え、算出した駆動力差に基づき前記左右駆動輪の駆動力を個々に独立して制御する左右独立駆動方式の車両において、
前記操舵操作とは別個に前記操舵輪の転舵角を制御する車輪転舵手段を具え、
左右駆動輪の駆動力差に基づく駆動力制御が前記目標ヨー角加速度に対して不足する場合には、前記車輪転舵手段の転舵角制御により操舵輪を転舵して前記目標ヨー角加速度を実現するよう構成したことを特徴とする左右独立駆動式車両。
【請求項２】
請求項２に記載の左右独立駆動式車両において、前記左右駆動輪の駆動力が上限値に達したため、前記算出した駆動力差の実現が不能となった場合には、前記車輪転舵手段の転舵角制御により操舵輪を転舵して目標ヨー角加速度を実現するよう構成したことを特徴とする左右独立駆動式車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の左右独立駆動式車両において、前記車輪転舵手段の転舵角制御中に、算出した駆動力差の実現が可能となった場合には、前記車輪転舵手段の転舵角制御から、前記算出した駆動力差に基づく駆動力制御へ移行するよう構成したことを特徴とする左右独立駆動式車両。
【請求項４】
請求項３に記載の左右独立駆動式車両において、前記左右駆動輪の駆動力が上限値から低下したため、前記算出した駆動力差の実現が可能となった場合には、前記車輪転舵手段の転舵角制御から、前記算出した駆動力差に基づく駆動力制御へ移行するよう構成したことを特徴とする左右独立駆動式車両。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の左右独立駆動式車両において、前記左右駆動輪が、前記操舵輪を兼用する構成であることを特徴とする左右独立駆動式車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右の車輪を個々のモータなどの駆動源で独立に駆動する、左右独立駆動式電気自動車などの左右独立駆動式車両につき、目標となるヨー角加速度を実現する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
左右の車輪を駆動モータなどの駆動源で独立に駆動して、左右輪の駆動力の差を制御することにより、車体のヨー角を制御する独立駆動式車両の発明としては従来、例えば特許文献１に記載のごときものが知られている。特許文献１に記載の車輪独立駆動式車両においては、運転者が旋回走行を意図してステアリングホイールに操舵角を入力した場合、入力された操舵角に基づき左右の駆動輪が転舵し、これら転舵角と車速から目標ヨーレイトを算出して、検出したヨーレイトと目標ヨーレイトに差（ヨーレイトノイズ）がある場合には、ヨーレイトノイズを減少させるように左右輪の駆動力差を制御するものである。
【特許文献１】特開平５−９１６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般の車両においては、運転者のアクセルペダル操作量により、車体の前後方向加速度を増減させるのが常套であり、特許文献１に記載の車輪独立駆動式車両においても同様である。
しかし、上記従来のような左右独立駆動式車両にあっては、運転者がアクセルペダルを踏み増すことで目標とする前後方向加速度が増大し、前記駆動モータの出力が上限値に近づいた場合には、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、左右輪の駆動力がそれぞれ増大し上限値に近づくため、左右の駆動モータのうち一方のモータ出力を、上限値を超えて増大側に制御することができなくなる。さらにまた、目標とする前後方向加速度の達成に支障が生じてはならないため、左右輪の駆動力合計を確保しなければならず、左右の駆動モータのうち他方のモータ出力を大きく下げることもできなくなる。この結果、実現可能な左右輪の駆動力差の範囲が減少する。このことは、車体のヨー角の制御可能範囲が小さくなることを意味し、目標とするヨー角加速度に対して不足する場合が生じる。
【０００４】
本発明は、アクセルペダルの踏み増し等により、駆動モータの出力が上限に達したため、あるいはその他の原因により、必要な左右輪の駆動力差を実現することができない場合であっても、目標とするヨー角加速度を達成可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため本発明による車両は、請求項１に記載のごとく、操舵操作に基づき転舵する操舵輪と、少なくとも１対の左右駆動輪を具え、目標前後方向加速度を達成するよう前記左右駆動輪の駆動力和を制御するとともに、目標ヨー角加速度を達成するために必要な前記左右駆動輪の駆動力差を算出する手段とを具え、算出した駆動力差に基づき前記左右駆動輪の駆動力を個々に独立して制御することを基本前提とする。
そしてさらに、前記操舵操作とは別個に前記操舵輪の転舵角を制御する車輪転舵手段を具え、左右駆動輪の駆動力差に基づく駆動力制御が前記目標ヨー角加速度に対して不足する場合には、前記車輪転舵手段の転舵角制御により操舵輪を転舵して前記目標ヨー角加速度を実現するよう構成したことを特徴としたものである。  
【発明の効果】
【０００６】
かかる本発明の構成によれば、運転者がアクセルペダルを踏み増すことで左右輪の駆動モータの出力が上限値に近づいたため、左右輪の駆動力差を制御するだけでは目標ヨー角加速度を実現することができない場合であっても、左右輪の転舵角を増加させて目標ヨー角加速度までの不足分を実現するため、左右輪の駆動力差および左右輪の転舵角の増加に相俟って目標とするヨー角加速度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる左右独立駆動方式の車両を、その駆動系および操舵系と共に示す要部平面図である。
この車両１は、左前輪2FL、右前輪2FR、左後輪2RL、および右後輪2RRの４つの車輪具え、このうち前輪2FL，2FRは、以下に説明する操舵装置により転舵されるものとする。すなわち、運転者の操作により回転するステアリングホイール４はステアリングシャフト５を介して転舵角制御装置６と連結する。転舵角制御装置６は遊星歯車列またはテコ等の可変機構を具え、ステアリングホイール４に入力された操作量と、前輪2FL，2FRの転舵角との比率を変化可能にラックアンドピニオン７へ出力する。
なお、転舵角制御装置６はステアリングシャフト５とラックアンドピニオン７とを機械的に連結せず、ステアリングホイールに入力された操作量をセンサで検出し、この検出値に可変係数を乗じた数値を目標値として、電動モータ等がラックアンドピニオン７を作動するいわゆるステアリングバイワイヤとしてもよい。
【０００８】
ラックアンドピニオン７は左右でそれぞれサイドロッド8FL,8FRを介して前輪2FL，2FRを支持するアクスル部材（図示せず）と連節する。そして、ラックアンドピニオン７の左右方向の動きに応動して前輪2FL，2FRを転舵せしめるものとする。
【０００９】
また、左右前輪2FL，2FRはそれぞれ、個々の駆動源である駆動装置3FL，3FRにより個別に駆動されるものとし、これら駆動装置3FL，3FRを介して前輪2FL，2FRの駆動力を個別に制御可能とする。
駆動装置3FL，3FRは、例えば特開平5-91607に示される左右独立の駆動モータである。あるいは、１つの駆動源から出力された駆動力を左右に分配し、多板クラッチ機構等により左右前輪2FL，2FRの駆動力をそれぞれ可変制御可能にする装置であってもよい。
【００１０】
まず、運転者がアクセルペダル９を踏み込むと、駆動装置3FL，3FRはアクセル操作量に応じた駆動力を前輪2FL，2FRへ出力する。
さらに、運転者がステアリングホイール４を操作すると、ステアリングホイール操作量に応じて目標ヨー角加速度を算出し、駆動装置3FL，3FRは、目標ヨー角加速度を実現するよう前輪2FL，2FR間の駆動力に駆動力差を発生させる。
【００１１】
駆動装置3FL，3FRが左右前輪2FL，2FRの駆動力制御のために定時間隔で実行する制御プログラムを、図２に基づき以下に説明する。
先ずステップＳ１では、アクセルペダル９のアクセル操作量ａを読み込み、次のステップＳ２では、アクセル操作量ａに応じた目標前後方向加速度Ａを達成する左右輪2FL，2FRの目標駆動力合計Ｆａを関数あるいはマップ検索により演算する。
【００１２】
つづくステップＳ３では、ステアリングホイール４に入力されるステアリングホイール操作量ｈを読み込む。
次のステップＳ４では、ステアリングホイール操作量ｈに応じた目標ヨー角加速度Ｍを達成するために必要な左右輪2FL，2FRの目標駆動力差Ｆｈを、関数あるいはマップ検索により演算する。
なお、本実施例においては、目標ヨー角加速度Ｍはステアリングホイール操作量ｈに基づいて定まるものとするが、この他にも例えば、各種センサにより検出した各車輪2FL、2FR、2RL、2RRの車輪速や、車両１のヨーレイトや、車両１の前後方向加速度等や、あるいは、これら各種検出値に基づき算出される数値や、あるいは、ＧＰＳなど外部からの信号を利用して与えられる数値等や、またはこれらの組み合わせに基づいて目標ヨー角加速度Ｍを求めてもよい。
【００１３】
目標駆動力合計Ｆａおよび目標駆動力差Ｆｈを求めたら、これらの値を実現するよう左右輪2FL，2FRの駆動力を制御する。このため次のステップＳ５では、右前輪2FRの目標駆動力Ｆｒの演算を以下の式に基づき行う。
Ｆｒ＝（Ｆａ＋Ｆｈ）／２  （右目標駆動力Ｆｒを増加する場合）・・・・（１）
次のステップＳ６では、駆動装置3FRが出力可能な最大値Ｆｒｍａｘと目標駆動力Ｆｒとを比較し、目標駆動力Ｆｒが最大値Ｆｒｍａｘ以下か否か、すなわち目標駆動力Ｆｒの実現が可能か否かを判断する。実現不可能な場合(No)、後述するステップＳ１０へ進む。
【００１４】
一方、実現可能な場合(Yes)、ステップＳ７へ進み、左前輪2FLの目標駆動力Ｆｌの演算を以下の式に基づき行う。
Ｆｌ＝（Ｆａ−Ｆｈ）／２  （左目標駆動力Ｆｌを減少する場合）・・・・（２）
なお、上記とは逆の場合、つまり右目標駆動力Ｆｒを減少し、左目標駆動力Ｆｌを増加する場合には、式（１）の＋符号を−符号にし、式（２）の−符号を＋符号にする。
次のステップＳ８では、駆動装置3FLが出力可能な最大値Ｆｌｍａｘと目標駆動力Ｆｌとを比較し、目標駆動力Ｆｌが最大値Ｆｌｍａｘ以下か否か、すなわち目標駆動力Ｆｌの実現が可能か否かを判断する。実現不可能な場合(No)、後述するステップＳ１０へ進む。
一方、実現可能な場合(Yes)、ステップＳ９へ進み、駆動装置3FL，3FRが左右前輪2FL，2FRへ目標駆動力ＦｒおよびＦｌを出力する。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１９をスキップして、本制御を終了する。
【００１５】
上記ステップＳ６またはＳ８でNoだった場合、駆動装置3FL，3FRが目標駆動力差Ｆｈを実現することはできず、左右輪2FL，2FRの駆動力差によるヨー角加速度だけでは目標ヨー角加速度Ｍに対して不足するため、ステップＳ１０へ進み、以下に説明する制御により、目標ヨー角加速度Ｍを達成する。
【００１６】
ステップＳ１０においては、先のステップＳ２で算出した目標駆動力合計Ｆａを実現した場合に、同時に実現可能な最大のヨー角加速度Ｍｍを演算する。
この演算のために、第１に、駆動装置3FL，3FRが出力可能な最大駆動力差Ｆｈｍａｘの演算を以下の式（３）または（４）に基づき行う。
右輪2FRの駆動力を増加するヨー角加速度制御を行う場合、
Ｆｈｍａｘ＝２（Ｆｒｍａｘ−Ｆａ／２）                      ・・・・（３）
左輪2FLの駆動力を増加するヨー角加速度制御を行う場合、
Ｆｈｍａｘ＝２（Ｆｌｍａｘ−Ｆａ／２）                      ・・・・（４）
第２に、以下の式に基づき実現可能ヨー角加速度Ｍｍを算出する。
Ｍｍ＝ｋ・Ｆｈｍａｘ                                        ・・・・（５）
ｋは、車両１の特性により定まるヨー慣性モーメント等に基づく数値である。
【００１７】
ステップＳ１１では、右輪2FRの目標駆動力Ｆｒ＊の演算を以下の式に基づき行う。
Ｆｒ＊＝（Ｆａ＋Ｆｈｍａｘ）／２（右目標駆動力Ｆｒ＊を増加する場合）・・（６）
次のステップＳ１２では、左輪2FLの目標駆動力Ｆｌ＊の演算を以下の式に基づき行う。
Ｆｌ＊＝（Ｆａ−Ｆｈｍａｘ）／２（左目標駆動力Ｆｌ＊を減少する場合）・・（７）
なお、上記とは逆の場合、つまり右目標駆動力Ｆｒ＊を減少し、左目標駆動力Ｆｌ＊を増加する場合には、式（６）の＋符号を−符号にし、式（７）の−符号を＋符号にする。
【００１８】
ステップＳ１３では、目標ヨー角加速度Ｍまでの不足量ΔＭを以下の式に基づき演算する。
ΔＭ＝Ｍ−Ｍｍ                                              ・・・・（８）
ステップＳ１４では、不足量ΔＭの発生に必要な転舵角δｍを演算する。
ステップＳ１５では、左右輪2FL，2FRの現在の実舵角δを読み込む。
ステップＳ１６では、上記ステップＳ１４および１５で求めた必要転舵角δｍと実舵角δとを用いて、目標転舵角δ＊を以下の式に基づき演算する。
δ＊＝δ＋δｍ                                              ・・・・（９）
【００１９】
ステップＳ１７では、駆動装置3FRが右前輪2FRへ上記ステップＳ１１で求めた右目標駆動力Ｆｒ＊を出力する。
ステップＳ１８では、駆動装置3FLが左前輪2FLへ上記ステップＳ１２で求めた左目標駆動力Ｆｌ＊を出力する。
ステップＳ１９では、転舵角制御装置６が、ステアリングホイール操作量ｈと前輪2FL，2FRの実舵角δとの比率を変化させることにより、左右輪2FL，2FRを目標転舵角δ＊になるよう転舵する。
【００２０】
以上より、上記ステップＳ１〜９において左右輪2FL，2FRの駆動力差の制御だけではによる目標ヨー角加速度Ｍに対して不足する場合には、続くステップＳ１０〜１９において左右輪2FL，2FRの目標転舵角δ＊を増大させる制御をさらに行って、目標ヨー角加速度Ｍを達成する。
【００２１】
その後、運転者がアクセルペダル９を踏み戻すことにより、アクセル操作量ａが減少した場合には、これに伴って目標前後方向加速度Ａおよび目標駆動力合計Ｆａが減少して、目標駆動力Ｆｒが最大値Ｆｒｍａｘ以下となり、目標駆動力Ｆｌが最大値Ｆｌｍａｘ以下となる。この場合、上記ステップＳ６およびＳ８でYesが選択されてステップＳ９へ進み、駆動装置3FL，3FRが左右前輪2FL，2FRへ目標駆動力ＦｒおよびＦｌを出力する。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１９をスキップして、本制御を終了する。
【００２２】
ところで、上記した本実施例によれば、ステップＳ１〜Ｓ９における通常の制御では、アクセルペダル９に入力されるアクセル操作量ａに応じた目標前後方向加速度Ａを達成するよう、左右輪2FL，2FRの駆動力を目標駆動力合計Ｆａで制御する。また同時に、ステアリングホイール４に入力されるステアリングホイール操作量ｈに応じた目標ヨー角加速度Ｍを達成するよう左右輪2FL，2FR間に目標駆動力差Ｆｈをつけて制御することを基本前提とする。
【００２３】
そして、目標駆動力差Ｆｈをつけて制御することができない場合、例えば目標駆動力合計Ｆａで左右輪2FL，2FRの駆動力を制御する結果、上記の如く右目標駆動力Ｆｒが上限値Ｆｒｍａｘに達し、あるいは左目標駆動力Ｆｌが上限値Ｆｌｍａｘに達したため、左右輪2FL，2FR間に目標駆動力差Ｆｈをつけて制御することができない場合、ステップＳ１０〜１９における制御へ進む。
【００２４】
つまり、ステップＳ１７およびＳ１８において、駆動装置3FL，3FRが、出力可能な最大駆動力差Ｆｈｍａｘを実現するよう、左目標駆動力Ｆｌ＊および右目標駆動力Ｆｒ＊を左右輪2FL，2FRへ出力する。また同時にステップＳ１９において、出力可能駆動力差Ｆｈｍａｘにより達成される実現可能ヨー角加速度Ｍｍと目標ヨー角加速度Ｍとの不足分ΔＭを、左右輪2FL，2FRが必要転舵角δｍだけ切り増しすることにより達成する。
したがって、アクセル操作量ａを大きくした場合等、必要な左右輪の駆動力差Ｆｈを実現することができないために左右輪2FR,2FLの駆動力差に基づく駆動力制御だけでは前記目標ヨー角加速度Ｍに対して不足する場合であっても、目標とするヨー角加速度を達成することができる。
【００２５】
また、上記した本実施例によれば、その後にアクセル操作量ａを小さくした場合等、必要な左右輪の駆動力差Ｆｈの実現が可能になった場合には、ステアリングホイール操作量と、前輪2FL，2FRの転舵角との比率を通常の制御状態に戻して、転舵角をδ＊からδへ戻すとともに、左右輪2FL，2FR間の駆動力に目標駆動力差Ｆｈをつけて制御することで、ステップＳ１０〜Ｓ１９による左右輪2FL，2FRの転舵によるヨー角加速度の制御を終了し、通常の制御に復帰することができる。
【００２６】
なお、本実施例では、前輪2FL，2FRが転舵するとともにこれらの左右駆動力を独立に可変制御する構成としたが、この他にも、図３に示すように転舵輪と駆動輪とを分け、前輪2FL，2FRが転舵し、後輪2RL，2RRの左右駆動力を駆動装置3RR,3RLによって独立に可変制御する構成としても同様の効果を得ることができる。
その他にも、図４に示すように、前輪2FL，2FRが転舵するとともにこれらの左右駆動力を独立に可変制御し、後輪2RL，2RRの左右駆動力を駆動装置3RR,3RLによって独立に可変制御する構成としても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例になる左右独立駆動方式の車両を、その操舵系および駆動系と共に示す要部平面図である。
【図２】同左右独立駆動式車両の駆動装置が実行する制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】他の実施例になる左右独立駆動式車両の要部平面図である。
【図４】更に他の実施例になる左右独立駆動式車両の要部平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  電気自動車（車体）
２FL  左側前方の車輪
２FR  右側前方の車輪
２RL  左側後方の車輪
２RR  右側後方の車輪
３FL  左側前方車輪の駆動装置
３FR  右側前方車輪の駆動装置
４  ステアリングホイール
６  転舵角制御装置
９  アクセルペダル
【図１】
2005193752.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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