(57)【要約】【課題】複数のモータにより左右の車輪を独立に回転駆動する車両について、車両の進行状態とステアリングの操舵状態とを一致させて、運転者の操舵負荷を軽減することができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵ１１は、車両１が直進状態にあるか否かを判定し、直進状態にあると判定した場合には、左側の車輪３ａ，３ｃと右側の車輪３ｂ，３ｄとの間に回転数差（車輪速差）を設定し、車両の進行状態とステアリング４の操舵状態とを一致させるべく、各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータにより左右の車輪を独立に回転駆動する車両の制御装置であって、
前記各車輪の作動を制御する制御手段と、
前記車両の直進状態を判定する直進状態判定手段と、
ステアリングの操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記直進状態判定手段による直進判定があった場合、操舵状態検出手段が検出した操舵状態に基づき前記各車輪の作動を制御し、車両の走行状態にステアリングの操舵状態を一致させること、を特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記直進状態判定手段による直進判定があった場合、前記操舵状態検出手段が検出した操舵状態に基づき前記左右の車輪の回転数差を設定する回転数差設定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記回転数差設定手段によって設定された回転数差に基づき前記各モータの作動を制御し、車両の走行状態にステアリングの操舵状態を一致させること、
を特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記操舵状態検出手段が、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサであり、
前記回転数差設定手段は、前記車両の直進状態における操舵トルクの積算値を演算する積算値演算手段を備え、
前記操舵トルクの積算値に基づいて前記回転数差を設定すること、
を特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ駆動により走行する電気自動車の開発が進められている。例えば、特許文献１には、車輪（ホイール内）にモータを内蔵する所謂インホイールモータ型の駆動装置が開示されている。そして、このような駆動方式を採用することにより、例えば、従来の車両にみられるような駆動伝達系（ドライブシャフト等）を廃して広い車室空間を確保する等、様々なメリットを享受することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７９４８４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、モータ出力には個体差が存在するため、上記インホイールモータ方式のように複数のモータを用いて左右の車輪を独立に回転駆動する構成では、そのモータ出力差に基づき車両が旋回しようとする挙動を示すことで、その進行方向に偏り（偏向）が生ずる可能性がある。また、車両の右側と左側とで路面の摩擦係数が著しく異なる路面（以下、「μスプリット路」とする。）においては、その摩擦係数の差に基づいて車両に偏向が生ずる可能性がある。そして、特に長時間に亘る直進走行時には、その修正操舵を運転者が負担に感じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、複数のモータにより左右の車輪を独立に回転駆動する車両について、車両の進行状態とステアリングの操舵状態とを一致させて、運転者の操舵負荷を軽減することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のモータにより左右の車輪を独立に回転駆動する車両の制御装置であって、前記各車輪の作動を制御する制御手段と、前記車両の直進状態を判定する直進状態判定手段と、ステアリングの操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記直進状態判定手段による直進判定があった場合、操舵状態検出手段が検出した操舵状態に基づき前記各車輪の作動を制御し、車両の走行状態にステアリングの操舵状態を一致させること、を要旨とする。
【０００７】
請求項１の発明は、車両の直進走行時には、車両の進行状態にステアリングの操舵状態を一致させるように各車輪が制御されるので、左右の車輪を駆動するモータ出力に個体差が存在する場合やμスプリット路を走行する場合であっても修正操舵が不要になる。これにより、請求項１の発明は、運転者の負担を効果的に軽減させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記直進状態判定手段による直進判定があった場合、前記操舵状態検出手段が検出した操舵状態に基づき前記左右の車輪の回転数差を設定する回転数差設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転数差設定手段によって設定された回転数差に基づき前記各モータの作動を制御し、車両の走行状態にステアリングの操舵状態を一致させること、を要旨とする。
【０００９】
左右の車輪に回転数差がある場合、車両には、その回転数が大きい（車輪速が速い）側を外輪として旋回しようとする挙動が発生する。これを利用して、修正操舵が行われない場合において車両が旋回しようとする側の車輪速が、反対側の車輪速よりも速くなるように回転数差を設定することで、その修正操舵を誘引する車両の挙動を打ち消すことができる。その結果、車両の進行状態とステアリングの操舵状態とが一致するように各車輪を制御することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記操舵状態検出手段が、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサであり、前記回転数差設定手段は、前記車両の直進状態における操舵トルクの積算値を演算する積算値演算手段を備え、前記操舵トルクの積算値に基づいて前記回転数差を設定すること、を要旨とする。
【００１１】
車両が直進状態にある場合に検出される操舵トルクは、運転者による修正操舵の発生と、その修正操舵が行われない場合に発生する車両の挙動を打ち消して直進状態を維持するために必要な操舵負荷の大きさとを示している。本発明によれば、小さな操舵トルクが連続するような、車両の進行状態とステアリングの操舵状態との調整が効きにくい場合であっても、操舵トルクの積算値を用いることで車両の進行状態とステアリングの操舵状態との調整を確実に行うことができる。また、操舵トルクに瞬間的な変化が生ずる場合であっても、検出された操舵トルクが積算され平均化されるため、その影響を受けずに車両の進行状態とステアリングの操舵状態と適切に一致させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のモータにより左右の車輪を独立に回転駆動する車両について、車両の進行状態とステアリングの操舵状態とを一致させて、運転者の操舵負荷を軽減することが可能な車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用される車両の概略構成図。
【図２】進行状態／操舵状態一致制御の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、４つの車輪３ａ〜３ｄを備えた四輪車である。また、車両１は、ステアリング４の回転角（操舵角）に基づいて、その転舵輪である前輪３ｆｌ，３ｆｒに舵角（転舵角）を発生させる周知のステアリング装置５を備えている。即ち、一端にステアリング４が固定されたステアリングシャフト６は、ラック＆ピニオン機構７を介してラック軸８と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト６の回転は、ラック＆ピニオン機構７によりラック軸８の軸方向移動に変換される。そして、その軸方向移動がタイロッド９を介してナックル（図示略）に伝達されることにより、操舵角に応じた転舵角が発生するようになっている。
【００１５】
また、車両１は、複数（４つ）のモータ１０ａ〜１０ｄにより各車輪３ａ〜３ｄを独立に回転駆動する電気自動車として構成されている。具体的には、各モータ１０ａ〜１０ｄは、図示しない減速機とともに各車輪３ａ〜３ｄに内蔵されている。そして、各モータ１０ａ〜１０ｄは、車両１の制御装置であるＥＣＵ１１によって、その作動が制御されている。
【００１６】
詳述すると、制御手段としてのＥＣＵ１１は、各モータ１０ａ〜１０ｄに対して、それぞれ独立に駆動電力を供給する機能を有している。また、ＥＣＵ１１には、アクセルペダル１３の操作量を示すアクセル開度ＲＡが入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ１１は、アクセル開度ＲＡの値が大きいほど、より大きな電流量が各モータ１０ａ〜１０ｄに通電されるように電流制御を実行する。
【００１７】
また、ＥＣＵ１１には、ヨーレイトセンサ１４により検出される車両１のヨーレイトＹＲが入力されるようになっており、直進状態判定手段としてのＥＣＵ１１は、このヨーレイトＹＲに基づいて、車両１が直進状態にあるか否かを判定する（直進判定）。そして、直進状態にあると判定した場合には、左側の車輪３ａ，３ｃと右側の車輪３ｂ，３ｄとの間に回転数差（車輪速差）を設定し、車両の進行状態とステアリング４の操舵状態とを一致させるべく、各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する。
【００１８】
さらに詳述すると、ＥＣＵ１１には、ステアリングシャフト６に設けられた操舵状態検出手段としてのトルクセンサ１５により検出される操舵トルクτが入力される。そして、ＥＣＵ１１は、上記直進判定により車両１が直進状態にあると判定された場合、所定周期で操舵トルクτの積算値（操舵トルク積算値τint）を演算する。尚、積算値演算手段としてのＥＣＵ１１は、前回周期において演算された操舵トルク積算値の前回値τint_bに、今回周期において検出された操舵トルクτの値を加算することにより、その操舵トルク積算値τintの演算を実行する。
【００１９】
また、ＥＣＵ１１には、各車輪３ａ〜３ｄに設けられた車輪速センサ１６ａ〜１６ｄにより検出される各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLが入力されるようになっており、ＥＣＵ１１は、これら各車輪速の平均値（車輪速平均値ＷＳ_av）を演算する。そして、回転数差設定手段としてのＥＣＵ１１は、上記操舵トルク積算値τint及び車輪速平均値ＷＳ_avに基づいて、前輪３ｆｌ，３ｆｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_F、及び後輪３ｒｌ，３ｒｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_Rを演算する。
【００２０】
ここで、左側の車輪３ａ，３ｃと右側の車輪３ｂ，３ｄとの間に回転数差を設定することで、車両１には、その回転数が大きい（車輪速が速い）側を外輪として旋回しようとする挙動が発生する。そして、これを利用し、修正操舵が行われない場合において車両１が旋回しようとする側の車輪速が、反対側の車輪速よりも速くなるように回転数差を設定することで、車両の進行状態とステアリング４の操舵状態とを一致させることができる。
【００２１】
例えば、修正操舵なしでは車両１が左側に旋回しようとする場合には、左側の車輪速ＷＳ_FL，ＷＳ_RLが右側の車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_RRよりも速くなるように、前輪３ｆｌ，３ｆｒ及び後輪３ｒｌ，３ｒｒに左右の回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを設定することで、その修正操舵を誘引する車両の挙動を打ち消すことができる。
【００２２】
ここで、車両１が直進状態にある場合における操舵トルクτは、修正操舵の発生と、その修正操舵が行われない場合に発生する車両１の挙動を抑えて直進状態を維持するために必要な操舵負荷の大きさとを示している。
【００２３】
この点に着目し、ＥＣＵ１１は、操舵トルク積算値τint（の絶対値）が大きいほど、設定すべき各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rとして、より大きな値を演算する。また、これら回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rは、車輪速に依存する。このため、ＥＣＵ１１は、車輪速平均値ＷＳ_avが大きいほど、より大きな値を有した各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを演算する。尚、本実施形態のＥＣＵ１１では、これら各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rと操舵トルク積算値τint及び車輪速平均値ＷＳ_avとの関係は、マップの形態で図示しない記憶領域に保持されている。そして、ＥＣＵ１１は、上記検出される各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLに、その設定した回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを反映させるべく、各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する。
【００２４】
具体的には、ＥＣＵ１１は、上記のように設定した各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLに反映させるために、各モータ１０ａ〜１０ｄに対する電力供給を調整する。
【００２５】
例えば、操舵トルク積算値τintが、修正操舵なしでは車両１が左側に旋回しようとする状態を示す場合、ＥＣＵ１１は、右の前輪３ｆｒ及び後輪３ｒｒを駆動するモータ１０ｂ，１０ｄの通電電流量に対して、左の前輪３ｆｌ及び後輪３ｒｌを駆動するモータ１０ａ，１０ｃの通電電流量が多くなるように、各モータ１０ａ〜１０ｄに対する電力供給を調整する。
【００２６】
尚、本実施形態のＥＣＵ１１は、車両直進時、所定周期毎に、所定値ずつ各モータ１０ａ〜１０ｄの通電電流量を変化させる。そして、検出される各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLに上記各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rが反映されるまで、その電力供給調整を継続する。
【００２７】
次に、進行状態／操舵状態一致制御の処理手順について説明する。
図２のフローチャートに示すように、ＥＣＵ１１は、先ず、その進行状態／操舵状態一致制御に用いる車両状態量として、操舵トルクτ、ヨーレイトＹＲ、及び各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLを取得する（ステップ１０１）。次に、ＥＣＵ１１は、ヨーレイトＹＲに基づいて車両１が直進状態にあるか否かを判定し（ステップ１０２）、直進状態にあると判定した場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）には、続いて操舵トルク積算値τintの演算（ステップ１０４）及び車輪速平均値ＷＳ_avの演算（ステップ１０５）を実行する。そして、ＥＣＵ１１は、これら操舵トルク積算値τint及び車輪速平均値ＷＳ_avに基づいて、前輪３ｆｌ，３ｆｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_F、及び後輪３ｒｌ，３ｒｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_Rを演算する（ステップ１０６）。
【００２８】
次に、ＥＣＵ１１は、検出される各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLが、その設定された回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを反映するものとなっているか否かを判定する（ステップ１０７）。そして、回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rが反映されていない場合（ステップ１０７：ＮＯ）には、その減速すべき車輪を駆動するモータの通電電流量に対し、増速すべき車輪を駆動するモータの通電電流量が大きくなるように、各モータ１０ａ〜１０ｄに対する電力供給を調整する（ステップ１０８）。
【００２９】
尚、ステップ１０７において、各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLが、その設定された回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを反映するものとなっている場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）には、ＥＣＵ１１は、ステップ１０８の処理を実行しない。
【００３０】
また、ＥＣＵ１１は、上記ステップ１０３において、車両１が直進状態にないと判定した場合（ステップ１０３：ＮＯ）には、上記ステップ１０４〜ステップ１０８の処理を実行しない。そして、操舵トルク積算値τintをリセットすべく、その記憶領域（図示略）に保持する前回値τint_bをクリアする（τint_b＝０、ステップ１０９）。
【００３１】
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ１１は、車両１が直進状態にあるか否かを判定し、直進状態にあると判定した場合には、左側の車輪３ａ，３ｃと右側の車輪３ｂ，３ｄとの間に回転数差（車輪速差）を設定し、車両の進行状態とステアリング４の操舵状態とを一致させるべく、各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する。
【００３２】
左側の車輪３ａ，３ｃと右側の車輪３ｂ，３ｄとの間に回転数差がある場合、車両１には、その回転数が大きい側を外輪として旋回しようとする挙動が発生する。これを利用して、修正操舵が行われない場合において車両が旋回しようとする側の車輪速が、反対側の車輪速よりも速くなるように回転数差を設定することで、その修正操舵を誘引する車両１の挙動を打ち消すことができる。その結果、車両１の進行状態とステアリング４の操舵状態とが一致するように各車輪を制御することができる。
【００３３】
（２）ＥＣＵ１１は、車両１が直進状態にあると判定された場合、所定周期で操舵トルク積算値τintを演算する。そして、この操舵トルク積算値τintに基づいて、前輪３ｆｌ，３ｆｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_F、及び後輪３ｒｌ，３ｒｒに設定すべき左右の回転数差ΔＷＳ_Rを演算する。
【００３４】
車両１が直進状態にある場合に検出される操舵トルクτは、修正操舵の発生と、その修正操舵が行われない場合に発生する車両の挙動を抑えて直進状態を維持するために必要な操舵負荷の大きさとを示している。そして、操舵トルク積算値τintは、検出される操舵トルクτの値が略ゼロとなった場合に略一定となる。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、効果的に、車両１の進行状態とステアリング４の操舵状態とが一致するように各車輪を制御することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、車両１は、４つのモータ１０ａ〜１０ｄにより各車輪３ａ〜３ｄを独立に回転駆動することとした。しかし、これに限らず、前輪又は後輪の何れか一方のみを駆動輪とする車両について、その左右の駆動輪に回転数差を設定すべく各モータを制御する構成としてもよい。また、上記実施形態における車両１と同様の四輪駆動車であっても、前輪３ｆｌ，３ｆｒのみについて左右の回転数差ΔＷＳ_Fを設定すべくモータ１０ａ，１０ｂの作動を制御する。又は、後輪３ｒｌ，３ｒｒのみについて左右の回転数差ΔＷＳ_Rを設定すべくモータ１０ｃ，１０ｄの作動を制御する構成であってもよい。
【００３６】
・更に、左右の車輪を独立に回転駆動する複数のモータを備え、車輪毎に各モータの作動を制御することが可能な構成であれば、車輪数、駆動輪数、及びモータ数は、必ずしも上記実施形態の構成に限るものではない。例えば、三輪車や六輪車、或いは二輪車等、車輪数が四輪以外の車両に適用してもよい。また、各駆動輪をそれぞれ複数のモータで回転駆動するものであってもよい。そして、各モータの型式もインホイールモータ型に限らない。
【００３７】
・上記実施形態では、ＥＣＵ１１は、ヨーレイトＹＲに基づいて、車両１の直進判定を実行することとした。しかし、これに限らず、例えば、操舵角や操舵トルクτ等、ヨーレイトＹＲ以外の車両状態量に基づいて直進判定を行う構成としてもよい。また、これらを任意に組合せることにより直進判定を行う構成としてもよい。
【００３８】
・上記実施形態では、ＥＣＵ１１は、操舵トルク積算値τintに基づいて、各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rを演算することとした。しかし、これに限らず、操舵トルクτに基づいて、その回転数差設定演算を実行する構成であってもよい。また、運転者のステアリング操作（操作量）を推定可能な状態量であれば、例えば、操舵角や操舵角積算値等、その他の状態量を用いて回転数差設定演算を実行する構成であってもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、ＥＣＵ１１は、アクセル開度ＲＡに基づき電流制御を実行することにより各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する。そして、進行状態／操舵状態一致制御の実行時には、検出される各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLに上記各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rが反映されるまで、各モータ１０ａ〜１０ｄの通電電流量を変化させることとした。しかし、これに限らず、本発明は、各車輪３ａ〜３ｄについて速度制御（回転速度制御）を実行することにより各モータ１０ａ〜１０ｄの作動を制御する構成に適用してもよい。そして、この場合には、設定された各回転数差ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_Rとなるように、直接的に各車輪速ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RLを制御すればよい。
【００４０】
・上記実施形態では、ＥＣＵ１１は、車両直進時、所定周期毎に、所定値ずつ各モータ１０ａ〜１０ｄの通電電流量を変化させることとした。しかし、これに限らず、操舵トルク積算値τintに基づいて、通電電流量を変化させる構成であってもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、各モータ１０ａ〜１０ｄの回転を電流制御することにより各車輪３ａ〜３ｄの作動が制御されたが、本発明は、このような態様に限定されるわけではない。例えば、液圧ブレーキ装置や電磁ブレーキ装置等の制動装置を制御することにより各車輪の作動を制御してもよい。
【００４２】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（イ）前記直進状態判定手段は、ヨーレイトに基づいて前記車両の直進状態を判定すること、を特徴とする車両の制御装置。これにより、精度良く車両の直進状態を判定することができる。
【００４３】
（ロ）車両の前輪及び後輪について、それぞれ左右の回転数差を設定すること、を特徴とする車両の制御装置。これにより、効果的に、車両１の偏向を抑えて操舵負荷を軽減することができる。
【００４４】
（ハ）前記各モータはインホイールモータであること、を特徴とする車両の制御装置。
【符号の説明】
【００４５】
１…車両、３ａ〜３ｄ…車輪、３ｆｌ，３ｆｒ…前輪、３ｒｌ，３ｒｒ…後輪、４…ステアリング、１０ａ〜１０ｄ…モータ、１１…ＥＣＵ、１３…アクセルペダル、１４…ヨーレイトセンサ、１５…トルクセンサ、１６ａ〜１６ｄ…車輪速センサ、ＲＡ…アクセル開度、ＹＲ…ヨーレイト、τ…操舵トルク、τint…操舵トルク積算値、ＷＳ_FR，ＷＳ_FL，ＷＳ_RR，ＷＳ_RL…車輪速、ＷＳ_av…車輪速平均値、ΔＷＳ_F，ΔＷＳ_R…回転数差。
【図１】
2013013197.tif 000003
【図２】
2013013197.tif 000004