JP2009273275A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のドライバビリティを低下させることなく、バウンシングおよびピッチングを適切に抑制することのできる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車体のピッチングもしくはバウンシングの状態に応じて、それらピッチングもしくはバウンシングを抑制するために算出される駆動力配分比に基づいて駆動力発生機構により前後輪に駆動力もしくは制動力を発生させる車両の制御装置において、駆動力配分比に基づいて前後輪のいずれか一方に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍となる場合に、駆動力発生機構とは別のブレーキ機構を制御して一方の車輪に所定の制動力を発生させるとともに、その所定の制動力を打ち消す駆動力を、当初の０近傍の駆動力もしくは制動力に加えて、駆動力発生機構を制御して一方の車輪に発生させる駆動力変更手段（ステップＳ５〜Ｓ７）を設けた。
【選択図】図３

Description

この発明は、車両に要求される総駆動力に対して前輪で発生させる駆動力もしくは制動力と後輪で発生させる駆動力もしくは制動力との配分比を制御することにより車両の挙動を制御する車両の制御装置に関するものである。

近年、電気自動車の一形態として、車輪のホイール内部もしくはその近傍にモータを配置し、そのモータにより車輪を直接駆動する、いわゆるインホイールモータ方式の車両が開発されている。このインホイールモータ方式の車両の利点として、各車輪（駆動輪）毎に設けたモータを個別に回転制御すること、すなわち各モータを個別に力行制御もしくは回生制御することにより、各駆動輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを個別に制御して、車両の駆動力および制動力を走行状態に応じて適宜に制御することができる点、また、従来のエンジンやトランスミッションなどのドライブトレーンを排除することにより、車両の室内やトランクルームなどの空間を広くできる点などが挙げられる。

そのうち、各車輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを個別に制御できる点を利用して、バウンシングやピッチングなどの車両の挙動変化を抑制するようにした走行装置に関する発明が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された走行装置は、懸架装置のばね上における荷重変化を抑制する条件で、前輪用懸架装置のばね上における荷重と前輪用懸架装置のばね上に作用する前輪の駆動反力と車両の総駆動力との関係、および、後輪用懸架装置のばね上における荷重と後輪用懸架装置のばね上に作用する後輪の駆動反力と車両の総駆動力との関係から、前輪と後輪との間における駆動力の配分比を求め、その配分比に基づいて前輪および後輪を駆動するように構成されている。

また、この特許文献１に記載された走行装置は、車両のバウンシングを抑制する駆動力の配分比とピッチングを抑制する駆動力の配分比とを、懸架装置のばね上における荷重変化に応じて切り替えるように構成されていて、そして、その配分比を、懸架装置の瞬間回転中心位置の変化を考慮して補正するようになっている。

特開２００７−１６１０３２号公報

上記のように、特許文献１に記載されている走行装置によれば、車両の挙動を制御する際の前輪と後輪とに対する駆動力の配分比が、バウンシングを抑制する場合とピッチングを抑制する場合とで変更されて選択的に設定される。また、その駆動力の配分比は、懸架装置の瞬間回転中心位置の変化、すなわち懸架装置の瞬間回転中心角の変化を考慮して補正されて変更される。

したがって、特許文献１に記載されている走行装置では、走行中に、車両の走行状態や車両の挙動が変動することにより、バウンシングもしくはピッチングを抑制するための駆動力の配分比も変化し、前後輪のいずれか一方に対する駆動力の配分比が０（零）近傍の値、言い換えると、前後輪のいずれか一方で発生させる駆動力が０近傍の値になる場合がある。その場合は、その一方の駆動輪で発生させる駆動力が０を境に正負に繰り返し変化する可能性がある。すなわち、一方の駆動輪では駆動力と制動力とを交互に繰り返し発生させることになる可能性がある。例えば、駆動輪がインホイールモータなどの電動機で駆動される構成の場合は、電動機は力行状態での回転制御と回生状態での回転制御とが交互に繰り返し実行されることになり、制御のハンチングが生じてしまう可能性がある。

このように、前後輪に対する駆動力の配分比を制御してバウンシングやピッチングなどの車両挙動の変動を抑制する際に、一方の駆動輪に対する駆動力の配分比が０近傍の値になると、制御のハンチングが発生して駆動輪で駆動と制動が繰り返されることにより、乗員にショックや違和感を与えてしまったり、あるいは動力源と駆動輪との間の伝動歯車でがたつき音が発生するなどして、車両のドライバビリティが低下してしまう。そのため、ドライバビリティを低下させることなく、前後輪に対する駆動力の配分比を制御してバウンシングやピッチングなどの車両挙動の変動を適切に抑制するためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両のドライバビリティを低下させることなく、バウンシングやピッチングなどの車両挙動の変動を適切に抑制することのできる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも前輪と後輪とをそれぞれ独立して車体に支持するサスペンション機構と、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して駆動力もしくは制動力を発生させる駆動力発生機構と、前記車体のピッチングもしくはバウンシングの状態に応じて、該ピッチングもしくはバウンシングを抑制するために、車両に要求される総駆動力に対して前記前輪に発生させる駆動力もしくは制動力と前記後輪に発生させる駆動力もしくは制動力との比率である駆動力配分比を算出する駆動力配分比算出手段とを備え、前記駆動力配分比に基づいて前記駆動力発生機構を制御して前記前後輪に駆動力もしくは制動力を発生させる車両の制御装置において、前記駆動力発生機構より前記前後輪に発生させる制動力とは別に、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して制動力を発生させるブレーキ機構と、前記駆動力配分比に基づいて前記前後輪のいずれか一方に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍の値であることを検出する駆動力検出手段と、前記駆動力検出手段により前記一方の車輪に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍の値であることが検出された場合に、前記ブレーキ機構を制御して前記一方の車輪に所定の制動力を発生させるとともに、該所定の制動力と大きさが等しいもしくはほぼ等しい駆動力を、前記０近傍の駆動力もしくは制動力に加えて、前記駆動力発生機構を制御して前記一方の車輪に発生させる駆動力変更手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記駆動力発生機構は、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ動力伝達可能に連結された電動機の回転を制御することにより、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して駆動トルクもしくは制動トルクを付与する機構を含むことを特徴とする制御装置である。

そして、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記電動機は、前記前後輪と共に前記サスペンション機構を介して前記車体に支持され、かつ前記前後輪のホイールにそれぞれ内蔵されるインホイールモータを含むことを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、ピッチングやバウンシングなどの車両挙動の変動を抑制するために、前後輪においてそれぞれ独立して発生させる駆動力もしくは制動力の前後の駆動力配分比、言い換えると、走行のために車両に要求される総駆動力を前輪と後輪とで分担して発生させる際の（もしくは分担率、分配率）として駆動力配分比が求められる。そして、その前後の駆動力配分比に基づいて、前後輪で駆動力もしくは制動力を発生させることにより、車両のピッチングもしくはバウンシングが抑制される。

上記の駆動力配分比は、車両の走行状態やピッチングもしくはバウンシングの状態に応じて随時変動するため、前後輪いずれか一方の駆動力配分比が０（零）近傍の値になると、その一方の駆動力配分比が０を挟んで正負の値に随時変動することになる。すなわち、前後輪いずれか一方の駆動力配分比が０近傍の値になると、その一方の車輪で発生させる駆動力もしくは制動力も０近傍の値となり、その一方の車輪では０を挟んで駆動力と制動力とが交互に繰り返し発生させられることになる。そこで、請求項１の発明では、前後輪いずれか一方の駆動力配分比が０近傍の値になり、その一方の車輪に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍の値になると、その一方の車輪に所定の制動力を生じさせるための制動トルクが、駆動力発生機構とは別の制動装置であるブレーキ機構により付与される。そして併せて、その一方の車輪に前記の所定の制動力とほぼ同じ大きさの駆動力を生じさせるための駆動トルクが、駆動力発生機構により付与される。

したがって、駆動力配分比が０近傍の値となる一方の車輪では、駆動力配分比に基づいて算出された当初の０近傍の駆動力もしくは制動力に、ブレーキ機構による所定の制動力と大きさがほぼ等しい駆動力分、言い換えると、ブレーキ機構による所定の制動力を相殺する駆動力分が付加された駆動力を発生させることになる。その結果、駆動力配分比が０近傍の値となった一方の車輪では、０近傍ではない所定の大きさの駆動力を発生させることになり、駆動力と制動力とが０を境に交互に繰り返し発生させられる事態、すなわち駆動力を制御する際の制御のハンチングが回避される。そのため、制御のハンチングによるショックや違和感あるいはがたつき音などの発生を回避もしくは抑制することができ、車両のドライバビリティを低下させることなく、ピッチングおよびバウンシングを適切に抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、前後輪にそれぞれ独立して動力伝達可能な電動機が設けられる。そのため、その電動機の回転を制御することにより、すなわちその電動機を力行制御もしくは回生制御することにより、前後輪にそれぞれ駆動トルクもしくは制動トルクを付与し、その駆動トルクもしくは制動トルクに応じた駆動力もしくは制動力を前後輪にそれぞれ発生させることができる。その結果、車両の駆動力もしくは制動力を容易に前後輪でそれぞれ独立して発生させることができる。

そして、請求項３の発明によれば、前後輪にそれぞれ独立して駆動トルクもしくは制動トルクを付与する電動機として、インホイールモータが搭載される。そのため、車両の駆動力もしくは制動力を一層容易に前後輪でそれぞれ独立して発生させることができる。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明で対象とする車両の構成および制御系統を図１に示す。この図１に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４を有している。そして、前輪１，２は、互いにもしくはそれぞれ独立してサスペンション機構５，６を介して車両Ｖｅの車体Ｂｏに支持されていて、後輪３，４は、互いにもしくはそれぞれ独立してサスペンション機構７，８を介して車両Ｖｅの車体Ｂｏに支持されている。

各サスペンション機構５，〜８は、例えば、ショックアブソーバを内蔵したストラットおよびコイルスプリングおよびサスペンションアームなどから構成されるストラット形サスペンションや、コイルスプリングおよびショックアブソーバおよび上下のサスペンションアームなどから構成されるウィッシュボーン形サスペンションなどの公知のサスペンションであって、それら各種サスペンションが適宜に選択されて設置されている。

前輪１，２のホイール内部には電動機９，１０が、また後輪３，４のホイール内部には電動機１１，１２が、それぞれ組み込まれていて、それぞれ前輪１，２および後輪３，４に動力伝達可能に連結されている。すなわち、それら前輪１，２の電動機９，１０および後輪３，４の電動機１１，１２は、いわゆるインホイールモータ９，〜１２であり、前輪１，２および後輪３，４と共に車両Ｖｅのばね下に配置されている。そして、各インホイールモータ９，〜１２の回転をそれぞれ独立して制御することにより、前輪１，２および後輪３，４に発生させる駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。

これらの各インホイールモータ９，〜１２は、例えば交流同期モータにより構成されていて、インバータ１３を介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置１４に接続されている。したがって、各インホイールモータ９，〜１２の駆動時には、蓄電装置１４の直流電力がインバータ１３によって交流電力に変換され、その交流電力が各インホイールモータ９，〜１２に供給されることにより各インホイールモータ９，〜１２が力行されて、前輪１，２および後輪３，４に駆動トルクが付与される。また、各インホイールモータ９，〜１２は前輪１，２および後輪３，４の回転エネルギを利用して回生制御することも可能である。すなわち、各インホイールモータ９，〜１２の回生・発電時には、前輪１，２および後輪３，４の回転（運動）エネルギが各インホイールモータ９，〜１２によって電気エネルギに変換され、その際に生じる電力がインバータ１３を介して蓄電装置１４に蓄電される。このとき、前輪１，２および後輪３，４には回生・発電力に基づく制動トルクが付与される。

また、各車輪１，〜４と、それらに対応する各インホイールモータ９，〜１２との間には、それぞれ、ブレーキ機構１５，１６，１７，１８が設けられている。各ブレーキ機構１５，〜１８は、例えば、ディスクブレーキあるいはドラムブレーキなどの公知の制動装置であって、それら各種の制動装置が適宜に選択されて設置されている。そして、これらのブレーキ機構１５，〜１８は、例えば、マスタシリンダ（図示せず）から圧送される油圧により、各車輪１，〜４に制動力を生じさせるブレーキキャリパのピストン（図示せず）あるいはブレーキシュー（図示せず）などを動作させるブレーキアクチュエータ１９に接続されている。

上記のインバータ１３およびブレーキアクチュエータ１９は、各インホイールモータ９，〜１２の回転状態、あるいはブレーキアクチュエータ１９の動作状態などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２０にそれぞれ接続されている。

この電子制御装置２０には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量（もしくは角度、圧力）などから運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ２１、ブレーキペダルの踏み込み量（もしくは角度、圧力）などから運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ２２、車体Ｂｏの上下方向におけるばね上変位加速度を検出する上下加速度センサ２３、各サスペンション機構５，〜８のストローク量を検出するストロークセンサ２４、あるいは、車速センサ、各駆動輪１，２，３，４の回転数センサ、蓄電装置１４の充電量を検知するセンサ（いずれも図示せず）などの各種センサ類からの信号、およびインバータ１３からの信号が入力されるように構成されている。

このうち、アクセルセンサ２１およびブレーキセンサ２２から入力される信号に基づいて、運転者のアクセル操作量およびブレーキ操作量に応じた要求駆動力もしくは要求制動力、すなわち車両Ｖｅを走行もしくは制動させるための総駆動力が演算されて求められる。また、インバータ１３から入力される信号に基づいて、各インホイールモータ９，〜１２の出力トルク（モータトルク）がそれぞれ演算されて求められる。例えば、インバータ１３からの入力信号により、各インホイールモータ９，〜１２が力行制御されていることを検出した場合に、その際に各インホイールモータ９，〜１２へ供給される電力量あるいは電流値を検出し、それに基づいて各インホイールモータ９，〜１２のモータトルクをそれぞれ算出することができる。また、上下加速度センサ２３およびストロークセンサ２４から入力される信号に基づいて、車体Ｂｏに発生したバウンシングおよびピッチングを検出することができる。

これに対して、電子制御装置２０からは、インバータ１３を介して各インホイールモータ９，〜１２の回転をそれぞれ制御する信号、ブレーキアクチュエータ１９を介して各ブレーキ機構１５，〜１８の動作をそれぞれ制御する信号が出力されるように構成されている。

したがって、上記のアクセルセンサ２１およびブレーキセンサ２２からの信号に基づいて車両Ｖｅに要求される総駆動力が求められ、その総駆動力を発生させるように、各インホイールモータ９，〜１２の力行・回生状態、およびブレーキアクチュエータ１９すなわち各ブレーキ機構１５，〜１８の動作状態が制御されるようになっている。

また、上記の上下加速度センサ２３あるいはストロークセンサ２４からの信号に基づいて車両Ｖｅのバウンシングおよびピッチングが検出され、そのバウンシングもしくはピッチングの状態に応じて、具体的には、車両Ｖｅに発生したバウンシングもしくはピッチングを抑制するように、車両Ｖｅに要求される総駆動力に対して前輪１，２で発生させる駆動力（もしくは制動力）と、後輪３，４で発生させる駆動力（もしくは制動力）との比率である駆動力配分比が求められる。そして、その駆動力配分比に基づいて、各インホイールモータ９，〜１２の力行・回生状態、および各ブレーキ機構１５，〜１８の動作状態が制御されるようになっている。

前述したように、各インホイールモータ９，〜１２の力行・回生状態および各ブレーキ機構１５，〜１８の動作状態を制御する際に設定される駆動力配分比は、車両Ｖｅの走行状態やバウンシングもしくはピッチングの状態に応じて随時変動する。具体的には、例えば図２に示すような、各サスペンション機構５，〜８の車両Ｖｅの側面視における各瞬間回転中心Ｃf，Ｃrの位置が変動することにより駆動力配分比の値も変化する。したがって、駆動力配分比は車両Ｖｅの走行中は常に変化していて、前輪１，２と後輪３，４とのいずれか一方に対する駆動力配分比が０（零）もしくは０（零）近傍の値となる場合がある。駆動力配分比が０もしくは０近傍の値になると、その一方の車輪１，２（もしくは３，４）では、０を挟んで駆動力と制動力とが交互に繰り返し発生させられることになり、その結果、乗員にショックや違和感を与えてしまい、車両Ｖｅのドライバビリティが低下してしまう可能性がある。そこで、この発明の車両Ｖｅの制御装置は、ドライバビリティを低下させることなく、バウンシングおよびピッチングを適切に抑制することができるように、以下の制御を実行するように構成されている。

図３は、その制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。また、この制御例は、車両Ｖｅにピッチングもしくはバウンシングが発生した際に、そのピッチングもしくはバウンシングを抑制する制御を対象としている。すなわち、前述の上下加速度センサ２３あるいはストロークセンサ２４により車両Ｖｅのピッチングもしくはバウンシングが検出され、その検出されたピッチングもしくはバウンシングが、車両Ｖｅのドライバビリティに影響する可能性があり、抑制する必要があると判断された場合にこの制御が実行される。

図３において、先ず、従来のピッチング抑制制御もしくはバウンシング抑制制御により、前輪１，２に発生させる駆動力と、後輪３，４に発生させる駆動力とが算出される（ステップＳ１）。これは、前述したように、先ず、運転者のアクセル操作およびブレーキ操作に基づいて、車両Ｖｅを走行もしくは制動させるための総駆動力が求められ、その総駆動力を前輪１，２と後輪３，４とで分担して発生させる際に、車両Ｖｅに発生したピッチングもしくはバウンシングを抑制するように、前輪１，２と後輪３，４とで駆動力を分担する比率すなわち前輪１，２と後輪３，４との駆動力配分比が求められる。そして、その駆動力配分比に基づいて、前輪１，２に発生させる駆動力と、後輪３，４に発生させる駆動力とが求められる。

このうち、ピッチング抑制制御の際に各車輪１，〜４で発生させる駆動力の算出方法を説明すると、例えば、前述の図２に示すように、車両ＶｅのホイールベースＬに対して車両Ｖｅの前後方向（図２の左右方向）における車両Ｖｅの重心Ｃgと前輪１，２の車軸との間の距離をＬf、ホイールベースＬに対して車両Ｖｅの重心Ｃgと後輪３，４の車軸との間の距離をＬr、前輪１，２のサスペンション機構５，６の瞬間回転角をθf、後輪３，４のサスペンション機構７，８の瞬間回転角をθrとし、車両Ｖｅの総駆動力（すなわち要求駆動力）Ｆに対して前輪１，２で発生させる駆動力をＦf、総駆動力Ｆに対して後輪３，４で発生させる駆動力をＦr、前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfの車両Ｖｅの高さ方向（図２の上下方向）の分力をＦf1、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrの車両Ｖｅの高さ方向の分力をＦr1、前輪１，２の車軸に作用するばね上フロント荷重をＷf、後輪３，４の車軸に作用するばね上リア荷重をＷr、前輪１，２の車軸に作用するばね上フロント側静荷重をＷf0、後輪３，４の車軸に作用するばね上リア側静荷重をＷr0、車両Ｖｅの重心Ｃgの高さ（すなわち車両Ｖｅの高さ方向における重心Ｃgの位置）をｈ、車体Ｂｏのピッチング方向における角加速度をＰ"、そして車体Ｂｏのピッチング方向における慣性モーメントをＩpとすると、以下の（１）ないし（３）式の関係が成立する。
Ｉp×Ｐ"＝Ｗr×Ｌr−Ｗf×Ｌf ・・・・・（１）
Ｗf＝Ｗf0−ｈ×Ｆ／Ｌ＋Ｆf1 ・・・・・（２）
Ｗr＝Ｗr0＋ｈ×Ｆ／Ｌ−Ｆr1 ・・・・・（３）
ここで、車体Ｂｏのピッチング方向における角加速度Ｐ"が０となるように、すなわち、「Ｗr×Ｌr−Ｗf×Ｌf＝０」として、駆動力Ｆfと駆動力Ｆrとの関係について解くと、
Ｆr＝｛（ｈ−Ｌf×tanθf）／（Ｌr×tanθr−ｈ）｝×Ｆf ・・・・（４）
で表される関係が成立する。

上記のようにして得られた（４）式の関係を、前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfを横軸に、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrを縦軸に取った直交座標上に示すと、図４において直線ｌ1により表すことができる。そして、この直線ｌ1と、図４の直交座標上で車両Ｖｅの総駆動力Ｆ（＝Ｆf＋Ｆr）を表した直線ｌ0との交点Ａから、車両Ｖｅに発生したピッチングを抑制するための駆動力配分比が求められ、その駆動力配分比に基づいて、ピッチングを抑制するために前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfと後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrとが求められる。すなわち、図４の直交座標における交点Ａの横軸成分が駆動力Ｆf、縦軸成分が駆動力Ｆrとしてそれぞれ求められる。

一方、バウンシング抑制制御の際に各車輪１，〜４で発生させる駆動力の算出方法を説明すると、上記のように、車両ＶｅのホイールベースをＬ、前輪１，２のサスペンション機構５，６の瞬間回転角をθf、後輪３，４のサスペンション機構７，８の瞬間回転角をθrとし、車両Ｖｅの総駆動力（要求駆動力）Ｆに対して前輪１，２で発生させる駆動力をＦf、総駆動力Ｆに対して後輪３，４で発生させる駆動力をＦr、前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfの車両Ｖｅの高さ方向の分力をＦf1、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrの車両Ｖｅの高さ方向の分力をＦr1、前輪１，２の車軸に作用するばね上フロント荷重をＷf、後輪３，４の車軸に作用するばね上リア荷重をＷr、前輪１，２の車軸に作用するばね上フロント側静荷重をＷf0、後輪３，４の車軸に作用するばね上リア側静荷重をＷr0、車両Ｖｅの重心Ｃgの高さをｈとすると、以下の（５）ないし（８）式の関係が成立する。
Ｗf＝Ｗf0−ｈ×Ｆ／Ｌ＋Ｆf1 ・・・・・（５）
Ｗr＝Ｗr0＋ｈ×Ｆ／Ｌ−Ｆr1 ・・・・・（６）
Ｆf1＝Ｆf×tanθf ・・・・・（７）
Ｆr1＝Ｆr×tanθr ・・・・・（８）
ここで、車体Ｂｏのバウンシング方向における荷重変動が０となるように、すなわち、「Ｗf＋Ｗr＝Ｗf0＋Ｗr0」として、駆動力Ｆfと駆動力Ｆrとの関係について解くと、
Ｆr＝（tanθf／tanθr）×Ｆf ・・・・・（９）
で表される関係が成立する。

上記のようにして得られた（９）式の関係を、前述の図４の直交座標上に示すと、図４において直線ｌ2により表すことができる。そして、この直線ｌ2と、図４の直交座標上で車両Ｖｅの総駆動力Ｆ（＝Ｆf＋Ｆr）を表した直線ｌ0との交点Ｂから、車両Ｖｅに発生したバウンシングを抑制するための駆動力配分比が求められ、その駆動力配分比に基づいて、バウンシングを抑制するために前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfと後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrとが求められる。すなわち、図４の直交座標における交点Ｂの横軸成分が駆動力Ｆf、縦軸成分が駆動力Ｆrとしてそれぞれ求められる。

図３のフローチャートに戻り、ステップＳ１で、上記のようにして、従来のピッチング抑制制御もしくはバウンシング抑制制御において前輪１，２に発生させる駆動力Ｆfと、後輪３，４に発生させる駆動力Ｆrとが求められると、それら駆動力Ｆf，Ｆrを各車輪１，〜４で発生させるために各インホイールモータ９，〜１２により出力されるモータトルクＴm0が算出される（ステップＳ２）。具体的には、前輪１，２で駆動力Ｆfを発生させるためのインホイールモータ９，１０のモータトルクＴm0fと、後輪３，４で駆動力Ｆrを発生させるためのインホイールモータ１１，１２のモータトルクＴm0rとが演算されて求められる。

続いて、ステップＳ１で求められた各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれか一方が、０（零）近傍の値であるか否かが判断される（ステップＳ３）。すなわち、各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれか一方が、制御のハンチングが生じる可能性がある０付近の領域内の値であるか否かが判断される。具体的には、各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれか一方の値が、制御のハンチングが生じる可能性がある０付近の領域として予め設定した「閾値“−α”から閾値“α”」の範囲内であるか否か、すなわち「−α＜駆動力Ｆf（もしくはＦr）＜α」が成立するか否かが判断される。言い換えると、駆動力Ｆfの絶対値と駆動力Ｆrの絶対値とのいずれか一方が、制御のハンチングが生じる可能性があることを判定するための閾値として予め設定した所定値α未満であるか否かが判断される。

各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれの値も「閾値“−α”から閾値“α”」の範囲内ではないことにより、言い換えると、駆動力Ｆfの絶対値および駆動力Ｆrの絶対値のいずれも所定値α未満であることにより、このステップＳ３で否定的に判断された場合は、制御のハンチングが生じる可能性はないと判断できるため、ステップＳ４へ進み、従来のピッチング抑制制御もしくはバウンシング抑制制御と同様に、ステップＳ１で算出されたモータトルクＴm0（すなわちＴm0f，Ｔm0r）を出力するように、各インホイールモータ９，〜１２の回転が制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれか一方の値が「閾値“−α”から閾値“α”」の範囲内であることにより、言い換えると、駆動力Ｆfの絶対値と駆動力Ｆrの絶対値との少なくともいずれか一方が所定値α以上であることにより、ステップＳ３で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進み、各車輪１，〜４に所定の制動力を発生させるために、各ブレーキ機構１５，〜１８を制動状態に動作させて各車輪１，〜４に作用させる制動トルクであるブレーキトルクＴbが算出される。

具体的には、前輪１，２で所定の制動力を発生させるためのブレーキ機構１５，１６によるブレーキトルクＴbf、もしくは、後輪３，４で所定の制動力を発生させるためのブレーキ機構１７，１８によるブレーキトルクＴbrが演算されて求められる。例えば、前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfの値が０近傍の値（「閾値“−α”から閾値“α”」の範囲内）である場合は、ブレーキトルクＴbfが求められ、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrの値が０近傍の値である場合は、ブレーキトルクＴbrが求められる。なお、所定の制動力は、いずれか一方の駆動力Ｆf（もしくはＦr）が、０近傍の値となった際に、例えば上記の閾値αよりも２倍程度大きな値となるように設定される。

上記のステップＳ５でブレーキトルクＴb（ＴbfもしくはＴbr）が算出されると、そのブレーキトルクＴbに相当するトルクを前述のステップＳ２で算出されたモータトルクＴm0に加算したモータートルクＴm1が算出される（ステップＳ６）。すなわち、モータトルクＴm0にブレーキトルクＴbと大きさが等しく方向が逆のトルク（すなわちブレーキトルクＴbと相殺されるトルク）を加算することにより、モータートルクＴm1が求められる。具体的には、前輪１，２で発生させる駆動力Ｆfの値が０近傍の値である場合は、その駆動力Ｆfを前輪１，２に発生させるためのインホイールモータ９，１０のモータトルクＴm0fに対して、ブレーキトルクＴbfと大きさが等しく方向が逆のトルクが加算されてモータートルクＴm1fが求められ、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrの値が０近傍の値である場合は、その駆動力Ｆrを後輪３，４に発生させるためのインホイールモータ１１，１２のモータトルクＴm0rに対して、ブレーキトルクＴbrと大きさが等しく方向が逆のトルクが加算されてモータートルクＴm1rが求められる。

前述したように、ピッチングもしくはバウンシングを抑制するための駆動力配分比の一方が０近傍の値になる、すなわち各駆動力Ｆf，Ｆrのいずれか一方が０近傍の値になると、駆動力ＦfもしくはＦrの値が０を挟んで正負に変化する場合がある。例えば、後輪３，４で発生させる駆動力Ｆrが０近傍の値になると、その駆動力Ｆrの値が０よりも正の方向にわずかに大きい状態（図４の（ａ）に示す状態）と、駆動力Ｆrの値が０（零）よりも負の方向にわずかに小さい状態（図４の（ｂ）に示す状態）との間で変化が繰り返される場合がある。その結果、インホイールモータ１１，１２（もしくは９，１０）の回転制御においてハンチングが生じてしまう可能性があった。

そこで、上記のように、駆動力Ｆr（もしくは駆動力Ｆf）が０近傍の値となった側の後輪３，４（もしくは前輪１，２）に、ブレーキ機構１７，１８（もしくはブレーキ機構１５，１６）により制動トルク（すなわちブレーキトルクＴm）を作用させるとともに、その制動トルクＴmを打ち消す駆動トルク（すなわちモータトルクＴm1）を併せて作用させることにより、後輪３，４（もしくは前輪１，２）で発生させる駆動力Ｆr（もしくは駆動力Ｆf）が０近傍ではない正方向の値（すなわち駆動力）にされる（図５に示す状態）。

そのため、車両Ｖｅの走行中に、各サスペンション機構５，〜８の瞬間回転中心Ｃf，Ｃrの位置が変動して、ピッチング（もしくはバウンシング）を抑制するための駆動力配分比の後輪３，４側（もしくは前輪１，２側）が０（零）近傍の値になる、すなわち駆動力Ｆr（もしくは駆動力Ｆf）が０近傍の値になり、後輪３，４側（もしくは前輪１，２側）駆動力配分比の値が０を挟んで正負に変化する場合、例えば、後輪３，４側の駆動力配分比の値が０よりも正の方向にわずかに大きい状態（図５の（ａ）に示す状態）と、後輪３，４側の駆動力配分比の値が０よりも負の方向にわずかに小さい状態（図５の（ｂ）に示す状態）との間で変化が繰り返される場合であっても、実際にインホイールモータ１１，１２で出力するモータトルクＴm1は、０近傍ではない正方向の値となるため、そのインホイールモータ１１，１２の回転制御においてハンチングが生じてしまう事態が回避される。

上記のようにしてブレーキトルクＴbおよびモータートルクＴm1が算出されると、それらブレーキトルクＴb（ＴbfもしくはＴbr）、およびモータトルクＴm1（Ｔm1fもしくはＴm1r）を出力するように、ブレーキ機構１５，１６（もしくは１７，１８）の動作状態、およびインホイールモータ９，１０（もしくは１１，１２）の回転が制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

以上のように、この発明による車両Ｖｅのピッチングもしくはバウンシングの抑制制御によれば、ピッチングもしくはバウンシングを抑制するために算出された前輪１，２と後輪３，４とに対する駆動力配分比のいずれか一方が０近傍の値になると、その一方の車輪１，２（もしくは３，４）に、所定の制動力を生じさせるための制動トルクが、インホイールモータ９，１０（もしくは１１，１２）とは別の制動装置であるブレーキ機構１５，１６（もしくは１７，１８）により付与される。そして併せて、その一方の車輪１，２（もしくは３，４）に前記の所定の制動力とほぼ同じ大きさの駆動力を生じさせるための駆動トルクが、インホイールモータ９，１０（もしくは１１，１２）により付与される。

したがって、駆動力配分比が０近傍の値となった一方の車輪１，２（もしくは３，４）では、その駆動力配分比に基づいて算出された当初の０近傍の駆動力もしくは制動力に、ブレーキ機構１５，１６（もしくは１７，１８）による所定の制動力と大きさがほぼ等しい駆動力分、言い換えると、ブレーキ機構１５，１６（もしくは１７，１８）による所定の制動力を相殺する駆動力分が付加された駆動力を発生させることになる。その結果、駆動力配分比が０近傍の値となった一方の車輪１，２（もしくは３，４）では、０近傍ではない所定の大きさの駆動力を発生させることになり、駆動力と制動力とが０を境に交互に繰り返し発生させられるような制御のハンチングが回避される。そのため、制御のハンチングによるショックや違和感あるいはがたつき音などの発生を回避もしくは抑制することができ、車両Ｖｅのドライバビリティを低下させることなく、ピッチングおよびバウンシングを適切に抑制することができる。

ここで、上記のフローチャートに示す制御例と、この発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ１の機能的手段が、この発明の駆動力配分比算出手段に相当する。また、ステップＳ３の機能的手段が、この発明の駆動力検出手段に相当し、ステップＳ５ないしＳ７の機能的手段が、この発明の駆動力変更手段に相当する。

なお、上述した具体例では、各車輪１，〜４毎にそれぞれ各インホイールモータ９，〜１２が設置されている構成例を示していて、各インホイールモータ９，〜１２は、全て独立して回転制御される構成であっても良いが、この発明では、少なくとも前輪１，２と後輪３，４とに発生させる駆動力もしくは制動力を独立して制御できる構成、すなわち少なくともインホイールモータ９，１０とインホイールモータ１１，１２とを独立して回転制御できる構成であればよい。また、インホイールモータは、前輪１，２のいずれか一方と後輪３，４のいずれか一方との少なくとも前後１輪ずつに設置される構成であってもよい。

さらに、少なくとも前輪１，２と後輪３，４とに発生させる駆動力もしくは制動力を独立して制御できる構成、すなわちこの発明における駆動力発生機構は、上述した具体例のように各車輪１，〜４毎にそれぞれ各インホイールモータ９，〜１２を設置した構成に限定されるものではなく、例えば、前輪１，２と後輪３，４とに、それぞれ動力伝達可能に連結された２基の電動機（モーター・ジェネレータ）により、前輪１，２と後輪３，４とに発生させる駆動力もしくは制動力を独立して制御する構成であってもよい。

この発明の制御装置を適用可能な車両の構成および制御系統を模式的に示す概念図である。 この発明の制御装置を適用可能な車両を側面から視た図であって、車両の重心やサスペンション機構の瞬間回転中心等の位置関係を説明するための模式図である。 この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。 ピッチングおよびバウンシングを抑制する制御を実行する際に、従来の前後輪の駆動力配分比の算出方法を説明するための模式図である。 ピッチングおよびバウンシングを抑制する制御を実行する際に、この発明の制御装置による前後輪の駆動力配分比の算出方法を説明するための模式図である。

符号の説明

１，２…前輪、 ３，４…後輪、 ５，６，７，８…サスペンション機構、 ９，１０，１１，１２…インホイールモータ（電動機）、 １５，１６，１７，１８…ブレーキ機構、 ２０…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２３…上下加速度センサ、 ２４…ストロークセンサ、 Ｂｏ…車体、 Ｖｅ…車両。

Claims (3)

1. 少なくとも前輪と後輪とをそれぞれ独立して車体に支持するサスペンション機構と、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して駆動力もしくは制動力を発生させる駆動力発生機構と、前記車体のピッチングもしくはバウンシングの状態に応じて、該ピッチングもしくはバウンシングを抑制するために、車両に要求される総駆動力に対して前記前輪に発生させる駆動力もしくは制動力と前記後輪に発生させる駆動力もしくは制動力との比率である駆動力配分比を算出する駆動力配分比算出手段とを備え、前記駆動力配分比に基づいて前記駆動力発生機構を制御して前記前後輪に駆動力もしくは制動力を発生させる車両の制御装置において、
   前記駆動力発生機構より前記前後輪に発生させる制動力とは別に、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して制動力を発生させるブレーキ機構と、
   前記駆動力配分比に基づいて前記前後輪のいずれか一方に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍の値であることを検出する駆動力検出手段と、
   前記駆動力検出手段により前記一方の車輪に発生させる駆動力もしくは制動力が０近傍の値であることが検出された場合に、前記ブレーキ機構を制御して前記一方の車輪に所定の制動力を発生させるとともに、該所定の制動力と大きさが等しいもしくはほぼ等しい駆動力を、前記０近傍の駆動力もしくは制動力に加えて、前記駆動力発生機構を制御して前記一方の車輪に発生させる駆動力変更手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記駆動力発生機構は、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ動力伝達可能に連結された電動機の回転を制御することにより、少なくとも前記前輪と前記後輪とにそれぞれ独立して駆動トルクもしくは制動トルクを付与する機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記電動機は、前記前後輪と共に前記サスペンション機構を介して前記車体に支持され、かつ前記前後輪のホイールにそれぞれ内蔵されるインホイールモータを含むことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。

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