(57)【要約】【課題】  ４輪の駆動トルクを個別に制御して車両のロールを抑制する。【解決手段】  姿勢制御装置は、前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrをそれぞれ懸架するサスペンション装置Ｓfl，Ｓrl，Ｓfr，Ｓrr、４輪を個別に駆動する電動モータ２１〜２４、横方向加速度センサ３１およびコントローラ３２を備える。コントローラ３２は、検出された横方向加速度に基づいて車体ＢＤのロール角およびロール方向を計算する。また、コントローラ３２は、計算されたロール角およびロール方向に応じて４輪に対する駆動トルクを駆動トルク変更分だけ増減する。各前後輪に対する駆動トルク変更分の増減により、車両のロール時に上昇した側の車体（上昇した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心）に下方向の力を発生させ、下降した側の車体（下降した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心）に上方向の力を発生させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンション装置によって車体に懸架された４輪の駆動トルクを個別に制御して車両の走行姿勢を制御可能な車両の姿勢制御装置であって、
車両のロールを検出するロール検出手段と、
前記検出された車両のロールに応じて前後輪の駆動トルクに差をつけ、車体に対してロールと反対方向に力を作用させる駆動トルク制御手段とを設けたことを特徴とする車両の姿勢制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両の姿勢制御装置において、
前記駆動トルク制御手段は、車両のロールによって車体が上昇した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、上昇した側の車体に下方向の力を発生させるように前記上昇した側の前後輪の駆動トルクに差をつけ、または車両のロールによって車体が下降した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、下降した側の車体に上方向の力を発生させるように前記下降した側の前後輪の駆動トルクに差をつける車両の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のロールを抑制する車両の姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に記載されているように、４輪の駆動トルクを個別に制御可能な車両は知られている。この車両においては、４輪の駆動トルクを個別に制御することにより車両の旋回性能を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００２−３０１９３９号公報
【０００３】
しかし、上記した車両においては、車両のロールについては何ら考慮されていない。したがって、車両のロールを抑制するためには、コイルスプリングのばね定数を大きくしたり、アブソーバの減衰力を高く設定する必要があり、ロール時における乗り心地が悪くなるという問題がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、４輪の駆動トルクを個別に制御することにより車両のロールを抑制してロール時における乗り心地を向上させることが可能な車両の姿勢制御装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、サスペンション装置によって車体に懸架された４輪の駆動トルクを個別に制御して車両の走行姿勢を制御可能な車両の姿勢制御装置であって、車両のロールを検出するロール検出手段と、前記検出された車両のロールに応じて前後輪の駆動トルクに差をつけ、車体に対してロールと反対方向に力を作用させる駆動トルク制御手段とを設けたことにある。この場合、前記駆動トルク制御手段は、車両のロールによって車体が上昇した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、上昇した側の車体に下方向の力を発生させるように前記上昇した側の前後輪の駆動トルクに差をつけ、または車両のロールによって車体が下降した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、下降した側の車体に上方向の力を発生させるように前記下降した側の前後輪の駆動トルクに差をつけるようにするとよい。
【０００６】
ロール検出手段によって検出された車両のロールに応じて、前後輪の駆動トルクに差をつければ、車体に対してロールと反対方向に力を作用させることができる。すなわち、４輪はサスペンション装置によって車体に懸架されているので、前後輪の駆動トルクに差をつければ、前後輪間に発生する車両の前後方向の力をサスペンション装置を介して車体に作用させることができる。これにより、車両のロールが抑制されてロール時における乗り心地を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は車両の左側部分を示す概略側面図である。
【０００８】
車両の前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrは、それぞれサスペンション装置Ｓfl，Ｓrl，Ｓfr，Ｓrrによって車体ＢＤに懸架されている（図２参照）。サスペンション装置Ｓfl，Ｓrl，Ｓfr，Ｓrrは、車両の左右で同様に構成されているので、車両の左側に位置するサスペンション装置Ｓfl，Ｓrlについてのみ具体的に説明して、車両の右側に位置するサスペンション装置Ｓfr，Ｓrrの詳しい説明を省略する。
【０００９】
前側のサスペンション装置Ｓflは、アッパアーム１１およびロアアーム１２を備えている。アッパアーム１１は、内側端１１ａ，１１ｂにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、外側端１１ｃにて左前輪Ｗflを支持するキャリア１３に回動可能に組み付けられている。ロアアーム１２は、内側端１２ａ，１２ｂにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、外側端１２ｃにてキャリア１３に回動可能に組み付けられている。
【００１０】
アッパアーム１１の内側端１１ａ，１１ｂの軸線と、ロアアーム１２の内側端１２ａ，１２ｂの軸線とは、左前輪Ｗflの接地点Ｑよりも車両の上方および後方に位置する交点Ｏで交わる。交点Ｏは、車体ＢＤに対する左前輪Ｗflの瞬間中心であり、例えば、左前輪Ｗflの接地点Ｑに車両前方への力が作用したときは、交点Ｏには交点Ｏと接地点Ｑを結ぶ線分ＯＱ方向に前方への力に応じた力が作用する。これに対して、左前輪Ｗflの接地点Ｑに車両後方への力が作用したときは、交点Ｏには線分ＱＯ方向に後方への力に応じた力が作用する。
【００１１】
後側のサスペンション装置Ｓrlは、アッパアーム１４，１５およびロアアーム１６を備えている。アッパアーム１４，１５は、それぞれ内側端１４ａ，１５ａにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、外側端１４ｂ，１５ｂにて左後輪Ｗrlを支持するキャリア１７に回動可能に組み付けられている。ロアアーム１６は、内側端１６ａにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、外側端１６ｂにてキャリア１７に回動可能に組み付けられている。
【００１２】
アッパアーム１４，１５の内側端１４ａ，１５ａを結ぶ軸線と、ロアアーム１６の内側端１６ａの軸線とは、左後輪Ｗrlの接地点Ｒよりも車両の上方および前方に位置する交点Ｐで交わる。交点Ｐは、車体ＢＤに対する左後輪Ｗrlの瞬間中心であり、例えば、左後輪Ｗrlの接地点Ｒに車両後方への力が作用したときは、交点Ｐには交点Ｐと接地点Ｒを結ぶ線分ＰＲ方向に後方への力に応じた力が作用する。これに対して、左後輪Ｗrlの接地点Ｒに車両前方への力が作用したときは、交点Ｐには線分ＲＰ方向に前方への力に応じた力が作用する。
【００１３】
車両の前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrには、図２に示すように、図示しない車輪側部材に固定された電動モータ２１，２２，２３，２４の回転軸が一体的に組み付けられている。電動モータ２１，２２，２３，２４は、減速機を内蔵しており、それらの回転により前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrをそれぞれ独立に駆動する。
【００１４】
次に、電動モータ２１，２２，２３，２４の駆動トルクを制御する電気制御装置について説明する。この電気制御装置は、横方向加速度センサ３１を備えている。横方向加速度センサ３１は、車両の左右方向の横方向加速度Gyを検出するものであり、コントローラ３２に接続されている。この横方向加速度センサ３１によって検出された横方向加速度Gyは、正により車両に対して右方向への加速度が発生していることを表し、負により車両に対して左方向への加速度が発生していることを表す。なお、横方向加速度センサ３１に代えて、他の車両の運動状態を用いて横方向加速度Gyを計算するようにしてもよい。例えば、車速を検出する車速センサおよびハンドル操舵角を検出する操舵角センサを設け、検出された車速および操舵角から横方向加速度Gyを計算するようにしてもよい。
【００１５】
コントローラ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータにより構成されている。このコントローラ３２は、図３のロール抑制制御プログラムを実行することにより、電動モータ２１，２２，２３，２４の作動を制御する。このコントローラ３２には、横方向加速度センサ３１に加えて、駆動回路３３，３４，３５，３６もそれぞれ接続されている。これらのコントローラ３２および駆動回路３３，３４，３５，３６にはバッテリ３７から電力が供給されるようになっている。
【００１６】
駆動回路３３，３４，３５，３６には、電動モータ２１，２２，２３，２４に流れる電流を検出する電流センサ３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａがそれぞれ接続されている。駆動回路３３，３４，３５，３６は、コントローラ３２の指示により、電流センサ３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａとの協働により電動モータ２１，２２，２３，２４をトルク制御して前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrを駆動する。この場合、車両にロールが発生していないときは、前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrを同じ駆動トルクで駆動するようになっている。なお、電流センサ３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａに代えて、前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrに対する駆動トルクを検出するトルクセンサを設けてもよい。
【００１７】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。コントローラ３２は、所定の短時間ごとに図３のロール抑制制御プログラムを繰り返し実行している。このプログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１２にて、横方向加速度センサ３１から横方向加速度Gyを表す検出信号を入力する。
【００１８】
次に、ステップＳ１４にて、ステップＳ１２で入力した横方向加速度Gyに基づいて、コントローラ３２内に設けられたロール角テーブルを参照して、車体ＢＤのロール角RAおよびロール方向を計算する。このロール角テーブルは、図４に示すように、横方向加速度Gyが「０」から正の所定値へ増加するにつれて比例的に増加するロール角RAと、横方向加速度Gyが「０」から負の所定値へ減少するにつれて比例的に減少するロール角RAとを記憶している。ただし、車体ＢＤのロール方向は、ロール角RAの正により車体ＢＤの右方向へロールしていることを表し、ロール角RAの負により車体ＢＤの左方向へロールしていることを表す。
【００１９】
前記ステップＳ１４の処理後、ステップＳ１６にてロール角RAが「０」であるか否かを判定する。いま、車両が平らな路面を直進走行している場合には、車両にロールが発生していないので、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２８にてこのプログラムの実行を終了する。なお、この状態では、図示しないプログラムの実行により、コントローラ３２は駆動回路３３，３４，３５，３６との協働により電動モータ２１，２２，２３，２４の回転を制御し、前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrに回転駆動している。
【００２０】
次に、車両が直進走行している状態から左方向に旋回し始める場合について説明する。この場合には、車両の左方向への旋回に伴い車両に対する右方向への横方向加速度Gyが徐々に大きくなり、図６（Ａ）に示すように、車体ＢＤが右方向へロールし始める。これにより、車体ＢＤのロール角RAが正となるので、ステップＳ１６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２０およびステップＳ２２の処理を実行する。
【００２１】
ステップＳ２０においては、コントローラ３２内に設けられた駆動トルク変更テーブルを参照し、車体ＢＤのロール角RAに応じた前後左輪Ｗfl，Ｗrlの駆動トルク変更分ΔＴrを計算して、前後左輪Ｗfl，Ｗrlの駆動トルクを前記計算した駆動トルク変更分ΔＴrだけ変更する。この駆動トルク変更テーブルは、図５に示すように、ロール角RAの絶対値｜RA｜の増加に従って徐々に増加する駆動トルク変更分ΔＴrを記憶している。前記駆動トルク変更分ΔＴrの計算後、左前輪Ｗflに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させ、左後輪Ｗrlに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させる。
【００２２】
ステップＳ２２においては、前後右輪Ｗfr，Ｗrrに対する駆動トルクを前記計算した駆動トルク変更分ΔＴrだけ変更する。この場合、車体ＢＤのロール角RAに応じて、右前輪Ｗfrに対する駆動トルクを同駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させ、右後輪Ｗrrに対する駆動トルクを同駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させる。
【００２３】
したがって、旋回内側の前後左輪Ｗfl，Ｗrlには、図６（Ｂ）に示すように、駆動トルク変更分ΔＴrの増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生する。また、旋回外側の前後右輪Ｗfr，Ｗrrにも、駆動トルク変更分ΔＴrの増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生する。
【００２４】
これにより、旋回内側すなわち車両のロールによって車体ＢＤが上昇した左側には、図６（Ｃ）に示すように、左側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓrlにより規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。また、旋回外側すなわち車両のロールによって車体ＢＤが下降した右側には、図６（Ｄ）に示すように、右側のサスペンション装置Ｓfr，Ｓrrにより規定される各瞬間中心に上方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの右方向へのロールが抑制されることになる。この場合、前後左右輪Ｗfl，Ｗrl，Ｗfr，Ｗrrに発生する力ΔＦは、車両全体として見ればその和が「０」であるので、車両に対して前後方向の加速度が発生することはなく、また前記ΔＦは車両の前後左右で互いに逆方向に発生するので、車両に対してヨーイングモーメントが生じることもない。
【００２５】
ステップＳ２２の処理後、ステップＳ２８にてこのプログラムの実行を終了する。車両の左旋回が続いている場合には、上記ステップＳ２０，２２の処理が繰り返し実行されることにより、車体ＢＤの右方向へのロールが抑制されて同ロール時における乗り心地を向上させることができる。
【００２６】
次に、車両が直進走行している状態から右方向に旋回し始める場合について説明する。この場合には、車両の右方向への旋回に伴い車両に対する左方向への横方向加速度Gyが徐々に大きくなり、図７（Ａ）に示すように、車体ＢＤが左方向へロールし始める。これにより、車体ＢＤのロール角RAが負となるので、ステップＳ１６，１８にてともに「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２４およびステップＳ２６の処理を実行する。
【００２７】
ステップＳ２４においては、前記ステップＳ２０の場合と同様に、駆動トルク変更テーブルを参照し、車体ＢＤのロール角RAの絶対値｜RA｜に応じた駆動トルク変更分ΔＴrを計算する。そして、右前輪Ｗfrに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させ、右後輪Ｗrrに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させる。
【００２８】
ステップＳ２６においては、左前輪Ｗflに対する駆動トルクを前記計算した駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させ、左後輪Ｗrlに対する駆動トルクを同駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させる。
【００２９】
したがって、旋回内側の前後右輪Ｗfr，Ｗrrには、図７（Ｂ）に示すように、駆動トルク変更分ΔＴrの増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生する。また、旋回外側の前後左輪Ｗfl，Ｗrlにも、駆動トルク変更分ΔＴrの増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生する。
【００３０】
これにより、旋回内側すなわち車両のロールによって車体ＢＤが上昇した右側においては、図７（Ｃ）に示すように、右側のサスペンション装置Ｓfr，Ｓrrにより規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。また、旋回外側すなわち車両のロールによって車体ＢＤが下降した左側においては、図７（Ｄ）に示すように、左側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓrlにより規定される各瞬間中心に上方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの左方向へのロールが抑制されることになる。また、この場合にも、車両に対して前後方向の加速度およびヨーイングモーメントが発生することはない。
【００３１】
ステップＳ２６の処理後、ステップＳ２８にてこのプログラムの実行を終了する。車両の右旋回が続いている場合には、上記ステップＳ２４，Ｓ２６の処理が繰り返し実行されることにより、車体ＢＤの左方向へのロールが抑制されてロール時における乗り心地を向上させることができる。
【００３２】
次に、車両が旋回状態にはないが、前後左輪Ｗfl，Ｗrlが、例えば路面上の障害物に乗り上げることにより、図６（Ａ）に示すように車体ＢＤが右方向にロールし始めた場合には、上記した車両が左方向に旋回し始めたときと同様に、ステップＳ２０，Ｓ２２の処理が実行される。これにより、車両のロールによって車体ＢＤが上昇した左側においては、図６（Ｃ）に示すように、左側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓrlにより規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。また、車両のロールによって車体ＢＤが下降した右側においては、図６（Ｄ）に示すように、右側のサスペンション装置Ｓfr，Ｓrrにより規定される各瞬間中心に上方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの右方向へのロールが抑制される。
【００３３】
同様に、車両が旋回状態にはないが、前後右輪Ｗfr，Ｗrrが、例えば路面上の障害物に乗り上げることにより、図７（Ａ）に示すように車体ＢＤが左方向にロールし始めた場合には、上記した車両が右方向に旋回し始めたときと同様に、ステップＳ２４，Ｓ２６の処理が実行される。これにより、車両のロールによって車体ＢＤが上昇した右側においては、図７（Ｃ）に示すように、右側のサスペンション装置Ｓfr，Ｓrrにより規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。また、車両のロールによって車体ＢＤが下降した左側においては、図７（Ｄ）に示すように、左側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓrlにより規定される各瞬間中心に上方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの左方向へのロールが抑制される。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態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。
【００３５】
例えば、上記実施形態においては、車両のロール時に前後左輪Ｗfl，Ｗrlおよび前後右輪Ｗfr，Ｗrrに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけそれぞれ増減させるようにして、車両のロールを抑制するようにした。しかし、前後左輪Ｗfl，Ｗrlおよび前後右輪Ｗfr，Ｗrrのうちの少なくとも片側の前後輪のみに対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけそれぞれ増減させるようにしてもよい。具体的には、図３に示したプログラムのうち、ステップＳ２０およびステップＳ２２の処理のうちのいずれか一方の処理を省略し、ステップＳ２４およびステップＳ２６の処理のうちのいずれか一方の処理を省略すればよい。
【００３６】
また、上記実施形態においては、前側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および後方に位置するとともに、後側のサスペンション装置Ｓrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および前方に位置する場合について説明した。しかし、瞬間中心の位置はこれに限らず、例えば前側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方および前方に位置するとともに後側のサスペンション装置Ｓrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方および後方に位置する場合（第１変形例）と、前側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および前方に位置するとともに後側のサスペンション装置Ｓrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および後方に位置する場合（第２変形例）と、前側のサスペンション装置Ｓfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方および後方に位置するとともに後側のサスペンション装置Ｓrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方および前方に位置する場合（第３変形例）とのうちのいずれの変形例によっても実施することが可能である。
【００３７】
この場合、第１変形例においては、上記した実施形態と同様に、車体ＢＤが上昇した側の前輪（車体ＢＤが下降した側の後輪）に対する駆動トルクを車体ＢＤのロール角RAに応じて駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させ、車体ＢＤが上昇した側の後輪（車体ＢＤが下降した側の前輪）に対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させることにより、車体ＢＤが上昇した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心に下方向の力（車体ＢＤが下降した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心に上方向の力）を発生させることができる。
【００３８】
ただし、第２および第３変形例においては、上記実施形態および第１変形例とは逆に、車体ＢＤが上昇した側の前輪（車体ＢＤが下降した側の後輪）に対する駆動トルクを車体ＢＤのロール角RAに応じて駆動トルク変更分ΔＴrだけ減少させ、車体ＢＤが上昇した側の後輪（車体ＢＤが下降した側の前輪）に対する駆動トルクを駆動トルク変更分ΔＴrだけ増加させることにより、車体ＢＤが上昇した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心に下方向の力（車体が下降した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心に上方向の力）を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る姿勢制御装置を有する車両の左側部分を示す概略側面図である。
【図２】上記実施形態に係る姿勢制御装置の電気制御装置のブロック図である。
【図３】図２のコントローラにより実行されるプログラムのフローチャートである。
【図４】横方向加速度に対するロール角の変化特性を示すグラフである。
【図５】ロール角に対する駆動トルク変更分の変化特性を示すグラフである。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、車両の右方向へのロール時における姿勢制御を説明するための概略図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、車両の左方向へのロール時における姿勢制御を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
ＢＤ…車体、Ｓfl，Ｓrl，Ｓfr，Ｓrr…サスペンション装置、Ｗfl…左前輪、Ｗrl…左後輪、Ｗfr…右前輪、Ｗrr…右後輪、２１，２２，２３，２４…電動モータ、３１…横方向加速度センサ、３２…コントローラ、３３，３４，３５，３６…駆動回路
【図１】
2005306152.tif 000003
【図２】
2005306152.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005306152.tif 000007
【図６】
2005306152.tif 000008
【図７】
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