JP2006264628A - 車輌の制駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輌の制駆動力に対する車輌のピッチング応答の遅れに着目し、ピッチング応答の遅れに起因する車輌のピッチングを抑制することにより、加減速時に於ける車輌のピッチングを効果的に低減する。
【解決手段】運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆが演算され（Ｓ２０）、運転者要求目標制駆動力Ｆ、サスペンションのばね定数、サスペンションの減衰係数に基づいて車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算され（Ｓ４０）、補正後の目標制駆動力Ｆt(t)に基づいて車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが演算され（Ｓ５０）、目標駆動トルクＴmに基づいて各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが演算され（Ｓ８０）、目標制駆動トルクＴwxti基づいて各車輪の制駆動トルクが制御される（Ｓ９０〜１５０）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輌の制駆動力制御装置に係り、更に詳細には車輌のピッチングを低減する車輌の制駆動力制御装置に係る。

自動車等の制駆動力制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、制動時に於ける車輌のピッチングの発生を予測し、ピッチングの発生の虞れがあるときにはアンチスキッド制御のゲインを増大させることにより車輌のピッチングを抑制するよう構成された制駆動力制御装置が従来より知られている。かかる制駆動力制御装置によれば、制動時に於ける車輌のピッチングを低減することができる。
特開平８−５８５５５号公報

しかし上述の如き従来の制駆動力制御装置に於いては、制動時に於ける車輌のピッチングについてしか検討されていないため、制動時に於ける車輌のピッチングを低減することはできるが、加速時に於ける車輌のピッチングを低減することができないという問題がある。

本発明は、制動時に於ける車輌のピッチングの発生を予測し、制動時に於ける車輌のピッチングを低減するよう構成された従来の制駆動力制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌の制駆動力に対する車輌のピッチング応答の遅れに着目し、ピッチング応答の遅れに起因する車輌のピッチングを抑制することにより、加減速時に於ける車輌のピッチングを効果的に低減することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち制駆動力発生手段と、運転者の制駆動操作量を検出する手段と、運転者の制駆動操作量に基づき前記制駆動力発生手段の制駆動量を制御する制御手段とを有する車輌の制駆動力制御装置に於いて、前記制御手段は運転者の制駆動操作量に基づき車輌の運転者要求目標制駆動力を演算する手段と、車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され前記車輌の運転者要求目標制駆動力より車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力への伝達関数を記憶する手段とを有し、前記車輌の運転者要求目標制駆動力及び前記伝達関数に基づき車輌の補正後の目標制駆動力を演算し、前記補正後の目標制駆動力に基づき前記制駆動力発生手段の最終目標制駆動力を演算し、前記制駆動力発生手段の制駆動量が前記最終目標制駆動量になるよう前記制駆動力発生手段を制御することを特徴とする車輌の制駆動力制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記伝達関数はサスペンションのばね定数及びサスペンションの減衰係数に基づく位相進み補償を達成するよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記制御手段は前記制駆動力発生手段と車輪との間の制駆動力伝達系の捩れ振動を考慮して前記制駆動力発生手段の最終目標制駆動量を演算するよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記伝達関数は車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され車輌の制駆動力を入力とし車輌のピッチ角を出力とする車輌モデルと、前記車輌の運転者要求目標制駆動力に基づく車輌の目標ピッチ角とに基づいて設定されているよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記運転者の制駆動操作量を検出する手段は運転者の駆動操作量を検出し、前記制駆動力発生手段は駆動力発生手段を含み、前記制御手段は少なくとも前記駆動力発生手段の駆動量を制御するよう構成される（請求項５の構成）。

上記請求項１の構成によれば、制御手段は運転者の制駆動操作量に基づき車輌の運転者要求目標制駆動力を演算する手段と、車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され車輌の運転者要求目標制駆動力より車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力への伝達関数を記憶する手段とを有し、車輌の運転者要求目標制駆動力及び伝達関数に基づき車輌の補正後の目標制駆動力が演算され、補正後の目標制駆動力に基づき制駆動力発生手段の最終目標制駆動量が演算され、制駆動力発生手段の制駆動量が最終目標制駆動量になるよう制駆動力発生手段が制御されるので、運転者の制駆動操作量に応じて車輌の制駆動力を制御することができると共に、車輌の制駆動力に起因する車輌のピッチングを効果的に防止することができる。

また上記請求項２の構成によれば、伝達関数はサスペンションのばね定数及びサスペンションの減衰係数に基づく位相進み補償を達成するので、サスペンションのばね定数及びサスペンションの減衰係数に起因して車輌の制駆動力に対する車輌のピッチ角の応答遅れを効果的に補償し、車輌の制駆動力に起因する車輌のピッチングを効果的に防止することができる。

また上記請求項３の構成によれば、制駆動力発生手段と車輪との間の制駆動力伝達系の捩れ振動を考慮して制駆動力発生手段の最終目標制駆動量が演算されるので、制駆動力発生手段が車輪より離れた位置に設けられ、制駆動力発生手段と車輪との間の制駆動力伝達系の捩れ振動に起因する位相ずれが比較的大きい場合にも、車輌の制駆動力に起因する車輌のピッチングを効果的に防止することができる。

また上記請求項４の構成によれば、伝達関数は車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され車輌の制駆動力を入力とし車輌のピッチ角を出力とする車輌モデルと、車輌の運転者要求目標制駆動力に基づく車輌の目標ピッチ角とに基づいて設定されているので、車輌の運転者要求目標制駆動力に基づいて車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力を確実に演算することができる。

また上記請求項５の構成によれば、運転者の制駆動操作量を検出する手段は運転者の駆動操作量を検出し、制駆動力発生手段は駆動力発生手段を含み、制御手段は駆動力発生手段の駆動量を制御するので、車輌の駆動力に起因する車輌のピッチングを効果的に防止することができる。

〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、制駆動力発生手段は各車輪に相互に独立に駆動力を付与する駆動力付与手段と各車輪に相互に独立に制動力を付与する制動力付与手段とを有するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、駆動力付与手段は車輌のばね下に搭載され、車輪に直接駆動力を付与し、制動力付与手段は車輪に直接制動力を付与するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、駆動力付与手段は車輌のばね上に搭載され、駆動力伝達系を介して車輪に駆動力を付与し、制動力付与手段は車輪に直接制動力を付与するよう構成される（好ましい態様３）。

図５に示されている如く、前輪及び後輪よりなる車輌の二輪モデルに於いて、前輪１００f及び後輪１００rの接地荷重をそれぞれＷf、Ｗrとし、車輌の重心Ｏの高さをＨとし、車輌の重心Ｏと前輪１００f及び後輪１００rの接地点Ｐf、Ｐrとの間の車輌前後方向の距離をそれぞれＬf、Ｌrとし、車輌の重心Ｏと接地点Ｐf、Ｐrとを結ぶ線分が路面１０２となす角度をそれぞれθf、θrとし、車輌のピッチ方向の慣性モーメントをＩとし、車輌のピッチ角θ（前下がり方向が正）の二階微分値をθ″とすると、車輌の重心Ｏの周りのモーメントの釣り合いに基づくピッチ方向の運動方程式は下記の式１により表わされ、よって下記の式２が成立する。
Ｗf・cosθf・Ｌf／cosθf−Ｗr・cosθr・Ｌr／cosθr＝Ｉ・θ″ …（１）
Ｗf・Ｌf−Ｗr・Ｌr＝Ｉ・θ″ …（２）

接地荷重Ｗf、Ｗrは前輪１００f及び後輪１００rの静的接地荷重Ｗfo、Ｗroと、車輌の制駆動力Ｆ（駆動方向が正）、図５に示されていないサスペンションのばね力、図５に示されていないサスペンションの減衰力による荷重変動分との和である。従って距離Ｌf及びＬrの和、即ち車輌のホイールベースをＬとし、前輪及び後輪のサスペンションのばね定数をそれぞれＫf、Ｋrとし、前輪及び後輪のサスペンションの減衰係数をそれぞれＣf、Ｃrとすると、接地荷重Ｗf、Ｗrはそれぞれ下記の式３及び４により表わされる。尚下記の式３及び４に於ける（Ｌf・tanθ）′、（Ｌr・tanθ）′はそれぞれＬf・tanθ、Ｌr・tanθの微分値である。
Ｗf＝Ｗfo−Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋf・Ｌf・tanθ＋Ｃf（Ｌf・tanθ）′ …（３）
Ｗr＝Ｗro＋Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋr・Ｌr・tanθ＋Ｃr（Ｌr・tanθ）′ …（４）

上記式３及び４を上記式２に代入すると、下記の式５が成立する。
Ｌf｛Ｗfo−Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋf・Ｌf・tanθ＋Ｃf（Ｌf・tanθ）′｝
−Ｌr｛Ｗro＋Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋr・Ｌr・tanθ＋Ｃr（Ｌr・tanθ）′｝
＝Ｉ・θ″ …（５）

一般に、Ｌf・Ｗfo−Ｌr・Ｗro＝０であり、tanθ≒θが成立するので、θ′をθの微分値として、上記式５を下記の式６に変形することができる。
Ｌf｛−Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋf・Ｌf・θ＋Ｃf・Ｌf・θ′｝
−Ｌr｛Ｆ・Ｈ／Ｌ＋Ｋr・Ｌr・θ＋Ｃr・Ｌr・θ′｝＝Ｉ・θ″ …（６）

上記式６を整理すると、下記の式７となる。
Ｆ・Ｈ（Ｌf＋Ｌr）／Ｌ
＝Ｉ・θ″＋（Ｃr・Ｌr²−Ｃf・Ｌf²）＋（Ｋr・Ｌr²−Ｋf・Ｌf²） …（７）

ここでラプラス演算子をＳとして上記式７をラプラス変換すると、下記の式８となり、従って下記の式９が得られる。
−ＨＦ(S)＝ＩＳ²θ(S)＋（Ｃr・Ｌr²−Ｃf・Ｌf²）Ｓθ(S)
＋（Ｋr・Ｌr²−Ｋf・Ｌf²）θ(S) …（８）

ここで車輌のピッチゲインＧ_θ、減衰比ξ、固有振動数ωnをそれぞれ下記の式１０〜１２の通り置き換えると、車輌の制駆動力Ｆ(S)より車輌のピッチ角θ(S)への伝達関数として下記の式１３が得られる。

上記式１３は車輌のピッチ角θ(S)が車輌の制駆動力Ｆ(S)に対し二次の遅れ系であることを示しており、従って車輌の制駆動力の制御により車輌のピッチ振動を排除するためには、サスペンションのばね定数及び減衰係数に起因する二次の遅れを相殺すればよい。よって運転者の制駆動操作量より求まる車輌の運転者要求制駆動力をＦ(S)とし、車輌のピッチ角の変動（ピッチ振動）を排除するための車輌の目標制駆動力をＦt(S)とすると、下記の式１４を満たす車輌の目標制駆動力Ｆt(S)を求めれば、これがサスペンションのばね定数及び減衰係数に基づく位相進みの補償を達成する車輌の目標制駆動力、即ち車輌のピッチ振動を生じさせないための車輌の補正後の目標制駆動力となる。

上記式１４を車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(S)について解くと、下記の式１５が得られる。

上記式１５を時間応答にて表記すると、下記の式１６の通りになる。

従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様２の構成に於いて、伝達関数は上記式１５又は１６にて表わされる関数であるよう構成される（好ましい態様４）。

また上記式１５の車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(S)は各車輪の接地点に於ける目標制駆動力の総和であり、制駆動力が制駆動力発生手段より制駆動力伝達系を経て車輪へ伝達される場合には、制駆動力伝達系の捩れが考慮されなければならない。

制駆動力伝達系の慣性モーメント、減衰係数、ばね定数をそれぞれＩd、Ｃd、Ｋdとし、制駆動力発生手段が発生する制駆動トルクをＴmとし、車輪の有効径をＲとし、車輪の回転角をθtとすると、制駆動力伝達系の運動方程式として下記の式１７が成立し、よって下記の式１８が成立する。

上記式１８及び１７を制駆動力発生手段が発生する制駆動トルクＴmについて解くと、それぞれ下記の式１９及び２０が得られる。

従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様３の構成に於いて、伝達関数は上記式１５又は１６にて表わされる関数であり、車輌の補正後の目標制駆動力は車輌の運転者要求目標制駆動力が駆動力であるときには上記式１５及び１９又は上記式１６及び２０に従って演算され、車輌の運転者要求目標制駆動力が制動力であるときには上記式１５又は１６に従って演算されるよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１乃至５の構成に於いて、駆動力付与手段は電動機を含むよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、位相進み補償はサスペンションのばね定数及びサスペンションの減衰係数に起因する車輌の制駆動力に対する車輌のピッチ角の応答遅れを補償する位相進み補償であるよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３の構成に於いて、制御手段は車輌の補正後の目標制駆動力及び制駆動力伝達系の捩れの運動方程式に基づいて制駆動力発生手段の最終目標制駆動力を演算するよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、車輌の補正後の目標制駆動力は車輌のピッチ角を車輌の運転者要求目標制駆動力に基づく車輌の目標ピッチ角にするための車輌の制駆動力であるよう構成される（好ましい態様９）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。

図１はインホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による車輌の制駆動力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ操舵輪である左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ非操舵輪である左右の後輪を示している。左右の前輪１０FL及び１０FRにはそれぞれインホイールモータである電動発電機１２FL及び１２FRが組み込まれており、左右の前輪１０FL及び１０FRは電動発電機１２FL及び１２FRにより直接駆動される。電動発電機１２FL及び１２FRは制動時にはそれぞれ左右前輪の回生発電機としても機能し、左右の前輪１０FL及び１０FRに直接回生制動力を付与する。

同様に、左右の後輪１０RL及び１０RRにはそれぞれインホイールモータである電動発電機１２RL及び１２RRが組み込まれており、左右の前輪１０RL及び１０RRは電動発電機１２RL及び１２RRにより直接駆動される。電動発電機１２RL及び１２RRは制動時にはそれぞれ左右後輪の発電機としても機能し、左右の後輪１０RL及び１０RRに直接回生制動力を付与する。

電動発電機１２FL〜１２RRの駆動力はアクセル開度センサ１４により検出されるアクセルペダル１５の踏み込み量としてのアクセル開度φに基づき駆動力制御用電子制御装置１６により制御される。電動発電機１２FL〜１２RRの回生制動力も駆動力制御用電子制御装置１６により制御される。

尚図１には詳細に示されていないが、駆動力制御用電子制御装置１６はマイクロコンピュータと駆動回路とよりなり、マイクロコンピュータは例えばＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。また通常走行時には図１には示されていないバッテリに充電された電力が駆動回路を経て各電動発電機１２FL〜１２RRへ供給され、車輌の減速制動時には各電動発電機１２FL〜１２RRによる回生制動により発電された電力が駆動回路を経てバッテリに充電される。

左右の前輪１０FL、１０FR及び左右の後輪１０RL、１０RRの摩擦制動力は摩擦制動装置１８の油圧回路２０により対応するホイールシリンダ２２FL、２２FR、２２RL、２２RRの制動圧が制御されることによって制御される。図には示されていないが、油圧回路２０はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧力は通常時には運転者によるブレーキペダル２４の踏み込み量及びブレーキペダル２４の踏み込みに応じて駆動されるマスタシリンダ２６の圧力に応じて制御され、また必要に応じてオイルポンプや種々の弁装置が制動力制御用電子制御装置２８によって制御されることにより、運転者によるブレーキペダル２４の踏み込み量に関係なく制御される。

尚図１には詳細に示されていないが、制動力制御用電子制御装置２８もマイクロコンピュータと駆動回路とよりなり、マイクロコンピュータは例えばＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものであってよい。

駆動力制御用電子制御装置１６にはアクセル開度センサ１４よりアクセル開度φを示す信号が入力され、制動力制御用電子制御装置２８には圧力センサ３０よりマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号が入力されると共に、圧力センサ３２FL〜３２RRより対応する車輪の制動圧（ホイールシリンダ圧力）Ｐbi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を示す信号が入力される。駆動力制御用電子制御装置１６及び制動力制御用電子制御装置２８は必要に応じて相互に信号の授受を行う。

駆動力制御用電子制御装置１６は、運転者の加減速操作量であるアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆを演算する。そして駆動力制御用電子制御装置１６は、車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆを上記式１６の目標制駆動力Ｆ(t)として、上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)を演算し、車輪の有効径Ｒと補正後の目標制駆動力Ｆt(t)との積として車輌全体の目標制駆動トルクＴmを演算する。

また駆動力制御用電子制御装置１６は各車輪の制駆動トルクＴwxiの後輪配分比をＫr（０＜Ｋr＜１の定数）として、下記の式２１〜２４を満たす値、即ち下記の式２１及び２２に従って各車輪の目標制駆動トルクＴwxti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算する。
Ｔwxfl＝Ｔwxfr＝（１−Ｋr）Ｔm／２ …（２１）
Ｔwxrl＝Ｔwxrr＝ＫrＴm／２ …（２２）

更に駆動力制御用電子制御装置１６は、各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが正の値であり駆動トルクであるときには、各車輪の目標摩擦制動トルクＴwbti及び目標回生制動トルクＴwrti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を０に設定し、目標摩擦制動トルクＴwbtiを示す信号を制動力制御用電子制御装置２８へ出力すると共に、各車輪の目標駆動トルクＴwdti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を目標制駆動トルクＴwxtiに設定し、目標駆動トルクＴwdtiに基づき図には示されていないマップ又は関数により電動発電機１２FL〜１２RRに対する目標駆動電流Ｉti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、目標駆動電流Ｉtiに基づき各電動発電機１２FL〜１２RRに通電される駆動電流を制御することにより各車輪の制駆動トルクＴwxiが目標制駆動トルクＴwxtiになるよう各車輪の駆動力を制御する。

これに対し各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが負の値であり制動トルクである場合に於いて、目標制駆動トルクＴwxtiの大きさが各車輪の最大回生制動トルクＴwrmaxの大きさ以下であるときには、駆動力制御用電子制御装置１６は、各車輪の目標駆動トルクＴwdti及び目標摩擦制動トルクＴwbtiを０に設定し、目標回生制動トルクＴwrtiを目標制駆動トルクＴwxtiに設定し、回生制動力が目標回生制動トルクＴwrtiになるよう各電動発電機１２FL〜１２RRを制御する。

また各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが負の値であり制動トルクである場合に於いて、目標制駆動トルクＴwxtiの大きさが各車輪の最大回生制動トルクＴwrmaxの大きさよりも大きいときには、駆動力制御用電子制御装置１６は、各車輪の目標駆動トルクＴwdtiを０に設定し、各車輪の目標回生制動トルクＴwrtiを最大回生制動トルクＴwxrimax（ｉ＝fl、fr、rl、rr）に設定し、回生制動力が最大回生制動トルクＴwxrimaxになるよう各電動発電機１２FL〜１２RRを制御して回生制動力を制御すると共に、目標制駆動トルクＴwxtiと最大回生制動トルクＴwxrimaxとの差に相当する制動トルクを各車輪の目標摩擦制動トルクＴwbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）として演算し、各車輪の目標摩擦制動トルクＴwbtiを示す信号を制動力制御用電子制御装置２８へ出力する。

制動力制御用電子制御装置２８は、駆動力制御用電子制御装置１６より入力される各車輪の目標摩擦制動トルクＴwbtiに基づき各車輪の目標制動圧Ｐbti（ｉ＝fl、fr、rl、rr）を演算し、各車輪の制動圧Ｐbiが目標制動圧Ｐbtiになるよう油圧回路２０を制御することにより、各車輪の摩擦制動トルクＴwbi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が各車輪の目標摩擦制動トルクＴwbtiになるよう制御する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施例１に於いて駆動力制御用電子制御装置１６により達成される制駆動力制御について説明する。尚図３に示されたフローチャートによる制御は駆動力制御用電子制御装置１６が起動されることにより開始され、図には示されていないイグニッションスイッチがオフに切り換えられるまで所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いてはアクセル開度センサ１４により検出されたアクセル開度φを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いてはアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆが演算され、しかる後ステップ４０へ進む。

ステップ４０に於いては車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆを上記式１６の目標制駆動力Ｆ(t)として、上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算され、ステップ５０に於いては車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが車輪の有効径Ｒと補正後の車輌の目標制駆動力Ｆt(t)との積として演算され、ステップ８０に於いては上記式２５及び２６を満たす値として各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが演算される。

ステップ９０〜１３０は例えば左前輪（ｉ＝fl）、右前輪（ｉ＝fr）、左後輪（ｉ＝rl）、右後輪（ｉ＝rr）の順に各車輪について実行され、ステップ９０に於いては当該車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが正の値、即ち駆動トルクであるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１００に於いて当該車輪の目標駆動トルクＴwdtiが目標制駆動トルクＴwxtiに設定されると共に、当該車輪の目標摩擦制動トルクＴwbti及び目標回生制動トルクＴwrtiが０に設定される。

ステップ１１０に於いては当該車輪の目標制駆動トルクＴwxti（負の値であり、制動トルクである）が最大回生制動トルクＴwrmaxよりも小さいか否かの判別、即ち目標制駆動トルクＴwxtiの大きさが各車輪の最大回生制動トルクＴwrmaxの大きさよりも大きいか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ１２０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１３０へ進む。

ステップ１２０に於いては当該車輪の目標駆動トルクＴwdti及び目標摩擦制動トルクＴwbtiが０に設定されると共に、当該車輪の目標回生制動トルクＴwrtiが目標制駆動トルクＴwxtiに設定され、ステップ１３０に於いては当該車輪の目標駆動トルクＴwdtiが０に設定され、目標摩擦制動トルクＴwbtiがＦwxti−Ｆwrmaxに設定され、目標回生制動トルクＴwrtiがＦwrmaxに設定される。

ステップ１４０に於いては目標摩擦制動トルクＴwbtiを示す信号が制動力制御用電子制御装置２８へ出力され、これにより制動力制御用電子制御装置２８により各車輪の摩擦制動トルクＴwbtiが目標摩擦制動トルクＴwbtiになるよう制御される。

ステップ１５０に於いては各車輪の駆動トルクＴwdi又は回生制動トルクＴwriがそれぞれ目標駆動トルクＴwdti又は目標回生制動トルクＴwrtiになるよう、各電動発電機１２FL〜１２RRが制御される。

かくして図示の実施例１によれば、ステップ２０に於いて運転者の制駆動操作量に基づいて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆが演算され、ステップ４０に於いて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆに基づいて車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算され、ステップ５０に於いて補正後の目標制駆動力Ｆt(t)に基づいて車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが演算され、ステップ８０に於いて目標駆動トルクＴmに基づいて各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが演算される。

そして目標制駆動トルクＴwxtiが正の値であり駆動トルクであるときには、ステップ９０に於いて肯定判別が行われ、ステップ１００に於いて車輪の目標駆動トルクＴwdtiが目標制駆動トルクＴwxtiに設定されると共に、車輪の目標摩擦制動トルクＴwbti及び目標回生制動トルクＴwrtiが０に設定される。

また目標制駆動トルクＴwxtiが負の値であり制動トルクであるときには、ステップ９０に於いて否定判別が行われ、ステップ１１０〜１３０に於いて回生制動トルクができるだけ高くなるよう、車輪の目標摩擦制動トルクＴwbti及び目標回生制動トルクＴwrtiが演算され、ステップ１４０及び１５０に於いて各車輪の摩擦制動トルクＴwbtiが目標摩擦制動トルクＴwbtiになるよう制御されると共に、各車輪の駆動トルクＴwdi又は回生制動トルクＴwriがそれぞれ目標駆動トルクＴwdti又は目標回生制動トルクＴwrtiになるよう制御される。

従って図示の実施例１によれば、車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆに基づいて車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算され、補正後の目標制駆動力Ｆt(t)に基づいて各車輪の制駆動力が制御されるので、運転者の制駆動操作量に応じて車輌の制駆動力を制御することができるだけでなく、サスペンションのばね定数及び減衰係数に起因して車輌の制駆動力に対し車輌のピッチ挙動が遅れることにより生じる車輌のピッチングを確実に防止することができる。

尚図示の実施例１に於いては、駆動力発生源である電動発電機１２FL〜１２RRは回生制動力も発生可能なインホイールモータであるが、各駆動力発生源は対応する車輪に直接駆動力を付与し得る限り、電動機以外の駆動力発生源であってもよい。

また図示の実施例１に於いては、ステップ４０に於いて上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆtが演算されるようになっているが、補正後の目標制駆動力Ｆtは上記式１５に従って演算されてもよい。

図３は車体に搭載された各電動発電機が制駆動力伝達系を介して各車輪に駆動力及び回生制動力を付与するよう構成された四輪駆動車に適用された本発明による車輌の制駆動力制御装置の実施例２を示す概略構成図である。尚図３に於いて図１に示された部材と同一の部材には図１に於いて付された符号と同一の符号が付されている。

この実施例２に於いては、電動発電機１２FL〜１２RRは車体に搭載され、電動発電機１２FL〜１２RRの出力軸は両端に図には示されていないユニバーサルジョイントを有する駆動軸３４FL〜３４RRを介してそれぞれ車輪１０FL〜１０RRの回転軸に連結され、これにより電動発電機１２FL〜１２RRの駆動力及び回生制動力は制駆動力伝達系としての駆動軸３４FL〜３４RRを介してそれぞれ車輪１０FL〜１０RRへ伝達される。

またこの実施例２に於いては、各車輪に設けられた車輪速度センサ３６FL〜３６RRにより車輪１０FL〜１０RRの車輪速度Ｖwi（ｉ＝fl、fr、rl、rr）が検出され、車輪速度Ｖwiを示す信号も駆動力制御用電子制御装置１６へ入力される。駆動力制御用電子制御装置１６は、車輪速度Ｖwiに基づき各車輪の平均車輪速度Ｖwaを演算し、平均車輪速度Ｖwaを車輪速度（Ｓθt(S)、dθt／dt）とし、平均車輪速度Ｖwaに基づき車輪の回転加速度（Ｓ²θt(S)、d²θt／dt²）及び回転角度（θt(S)、θt）を演算する。

更にこの実施例２に於いては、駆動力制御用電子制御装置１６は、運転者の加減速操作量であるアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆを演算し、運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であり且つ回生制動力や電動発電機の慣性制動力の如き負の駆動力が作用していないときには、上述の実施例１の場合と同様の要領にて車輌全体の目標制駆動トルクＴmを演算し、目標制駆動トルクＴmに基づいて上述の実施例１の場合と同様の要領にて各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiを演算する。

これに対し駆動力制御用電子制御装置１６は、運転者要求目標制駆動力Ｆが正の値であるとき、又は運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であり且つ回生制動力や電動発電機の慣性制動力の如き負の駆動力が作用しているときには、車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆを上記式１６の目標制駆動力Ｆ(t)として、上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)を演算し、補正後の目標制駆動力Ｆt(t)に基づき上記式２０に従って車輌全体の目標制駆動トルクＴmを演算し、目標制駆動トルクＴmに基づいて上述の実施例１の場合と同様の要領にて各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiを演算する。

尚この実施例２に於ける目標制駆動トルクＴwxtiに基づく各車輪目標駆動トルクＴwdti、目標回生制動トルクＴwrti、目標摩擦制動トルクＴwbtiの演算要領及びこれらに基づく各車輪の制駆動力の制御の要領は上述の実施例１の場合と同様である。

次に図４に示されたフローチャートを参照して実施例２に於ける制駆動力制御ルーチンについて説明する。尚図４に於いて図２に示されたステップと同一のステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。また図４に示されたフローチャートによる制御も駆動力制御用電子制御装置１６が起動されることにより開始され、図には示されていないイグニッションスイッチがオフに切り換えられるまで所定の時間毎に繰返し実行される。

この実施例２に於いては、ステップ１０、２０、４０、５０及びステップ８０〜１５０は上述の実施例１の場合と同様に実行され、ステップ２０が完了するとステップ３０へ進み、ステップ３０に於いては運転者要求目標制駆動力Ｆが正の値、即ち駆動力であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ６０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ３５へ進む。

ステップ３５に於いては車輪に回生制動力や電動発電機の慣性制動力の如き負の駆動力が作用しているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ６０へ進み、否定判別が行われたときには上述の実施例１の場合と同様の要領にてステップ４０及び５０が実行された後ステップ８０へ進む。

ステップ６０に於いてはステップ４０の場合と同様の要領にて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆに基づき上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算され、ステップ７０に於いては上記式２０に従って車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが演算され、しかる後ステップ８０へ進む。

かくして図示の実施例２によれば、運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であり且つ車輪に負の駆動力が作用していないときには、上述の実施例１の場合と同様の要領にて車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆに基づき車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算されると共に、車輪の有効径Ｒと補正後の目標制駆動力Ｆt(t)との積として車輌全体の目標制駆動トルクＴmが演算されるが、運転者要求目標制駆動力Ｆが正の値であり駆動力であるとき、又は運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であり且つ車輪に負の駆動力が作用しているときには、車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆに基づき車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算されると共に、ステップ７０に於いては制駆動力伝達系の捩れ振動を補償する値として車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが演算される。

従って図示の実施例２によれば、電動発電機１２FL〜１２RRにより制駆動力伝達系を介して車輪に制駆動力が付与される車輌に於いて、上述の実施例１の場合と同様、運転者の制駆動操作量に応じて車輌の制駆動力を制御し、サスペンションのばね定数及び減衰係数に起因して車輌の制駆動力に対し車輌のピッチ挙動が遅れることにより生じる車輌のピッチングを確実に防止することができるだけでなく、車輪に駆動力が付与される状況に於いて、制駆動力伝達系の捩れ振動に起因する車輌のピッチングをも確実に防止することができる。

特に図示の実施例２によれば、運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であっても車輪に負の駆動力が作用しているときには、ステップ６０及び７０が実行されるので、運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であるときには車輪に負の駆動力が作用しているか否かに関係なくステップ４０及び５０が実行される場合に比して、車輪に負の駆動力が付与される状況に於いて、制駆動力伝達系の捩れ振動に起因する車輌のピッチングを確実に防止することができる。

尚目標回生制動トルクＴwrtiが０ではないときには電動発電機１２FL〜１２RRにより制駆動力伝達系を介して車輪に制動トルクが付与されるが、一般に最大回生制動トルクは最大摩擦制動トルクよりも小さく、電動発電機１２FL〜１２RRにより制駆動力伝達系を介して車輪に回生制動トルクが付与される状況に於いて制駆動力伝達系の捩れ振動に起因して発生する車輌のピッチングは軽微であるので、運転者要求目標制駆動力Ｆが負の値であるときには車輪に負の駆動力が作用しているか否かに関係なくステップ４０及び５０が実行されるよう修正されてもよい。

また図示の実施例１及び２によれば、各車輪の駆動源は各車輪に対応して設けられた電動発電機１２FL〜１２RRであり、各車輪の目標制駆動トルクＴwxtiが負の値であり制動トルクである場合には、電動発電機１２FL〜１２RRによる回生制動トルクが使用されるので、車輌の制動減速時に車輌の運動エネルギーを電気エネルギーとして有効に回収することができる。

また図示の実施例１及び２によれば、運転者の制駆動操作量であるアクセル開度φ及びマスタシリンダ圧力Ｐmに基づき車輌の運転者要求目標制駆動力Ｆが演算され、運転者要求目標制駆動力Ｆが駆動力である場合及び制動力である場合の何れの場合にも、上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算されるので、運転者の制駆動操作量が駆動操作量である場合及び制動操作量である場合の何れの場合にも、車輌のピッチングを効果的に防止することができる。

尚図示の実施例２に於いては、駆動力発生源である電動発電機１２FL〜１２RRは回生制動力も発生可能であり車体に搭載された電動発電機であるが、各駆動力発生源は制駆動力伝達系を介して対応する車輪に付与し得る限り、電動機以外の駆動力発生源であってもよい。

またこの実施例２に於ける駆動力発生源は左右前輪間にて駆動力配分の制御が可能に左右前輪を駆動する前輪用駆動力発生源と、左右後輪間にて駆動力配分の制御が可能に左右後輪を駆動する後輪輪用駆動力発生源とよりなっていてもよく、この場合の駆動力発生源は内燃機関やハイブリッドシステムの如く当技術分野に於いて公知の任意の駆動手段であってよい。

また駆動力発生源が左右輪間にて共通の駆動力発生源である場合には、補正後の車輌の目標制駆動力Ｆt(t)及び制駆動トルクの前後配分比Ｋrに基づいて左右前輪の合計の目標制駆動力Ｆtf及び左右後輪の合計の目標制駆動力Ｆtrが演算され、下記の式２３及び２４又は下記の式２５及び２６に基づいて前輪用駆動力発生源の目標制駆動トルクＴmf及び後輪輪用駆動力発生源の目標制駆動トルクＴmrが演算されてもよい。

尚上記式２３〜２６に於いて、Ｉdf及びＩdrはそれぞれ前輪及び後輪の制駆動力伝達系の慣性モーメントであり、Ｃdf及びＣdrはそれぞれ前輪及び後輪のサスペンションの減衰係数であり、Ｋdf及びＫdrはそれぞれ前輪及び後輪のサスペンションのばね定数であり、θtf及びθtrはそれぞれ前輪及び後輪の回転角である。

また図示の実施例に於いては、ステップ４０及び６０に於いて上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆtが演算され、ステップ７０に於いて上記式２０に従って車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmが演算されるようになっているが、補正後の目標制駆動力Ｆtは上記式１５に従って演算されてもよく、車輌全体の車輪の目標駆動トルクＴmは上記式１９に従って演算されてもよい。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施例１及び２に於いては、ステップ８０〜１３０に於いては制駆動トルクについて制御量が演算されるようになっているが、制駆動力について制御量が演算されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては、運転者要求目標制駆動力Ｆが駆動力及び制動力の何れの場合にも、上記式１６に従って車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力Ｆt(t)が演算されるようになっているが、運転者の制駆動操作量が駆動操作量である場合又は制動操作量である場合にのみ、車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力が演算されるよう修正されてもよい。

これらの場合、上述の実施例１に於いては、ステップ９０、ステップ１１０〜１４０が省略され、上述の実施例２に於いては、ステップ３０〜５０、ステップ９０、ステップ１１０〜１４０が省略され、制駆動力は駆動力についてのみ演算され制御される。

また上述の実施例２に於いては、ステップ３０に於いて運転者要求目標制駆動力Ｆが正の値、即ち駆動力であるか否かの判別が行われ、ステップ３５に於いて車輪に回生制動力や電動発電機の慣性制動力の如き負の駆動力が作用しているか否かの判別が行われるようになっているが、これらの判別は車輪に駆動源としての電動発電機の正又は負の駆動力が作用しているか否かの判別に置き換えられ、否定判別が行われたときにはステップ４０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ６０へ進むよう修正されてもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては、制動力は液圧制御式の制動装置により各車輪に付与されるようになっているが、制動力は液圧制御式の制動装置よりも高応答の電磁駆動式の制動装置により各車輪に付与されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては、電動発電機１２FL〜１２RRにより必要に応じて回生制動力が発生されるようになっているが、駆動源が電動発電機であっても回生制動が行われず、制動力が摩擦制動のみにより発生されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例１及び２に於いては、各車輪の制駆動力Ｆwxiの後輪配分比Ｋrは一定であるが、後輪配分比Ｋrは例えば前後輪の接地荷重に応じて可変設定されるよう修正されてもよい。

ホイールインモータ式の四輪駆動車に適用された本発明による制駆動力制御装置の実施例１を示す概略構成図である。 実施例１に於いて駆動力制御用電子制御装置により達成される制駆動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 車体に搭載された各電動発電機が制駆動力伝達系を介して各車輪に駆動力及び回生制動力を付与するよう構成された四輪駆動車に適用された本発明による車輌の制駆動力制御装置の実施例２を示す概略構成図である。 実施例２に於いて駆動力制御用電子制御装置により達成される制駆動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 車輌の二輪モデルを示す説明図である。

符号の説明

１２FL〜１２RR 電動発電機
１４ アクセル開度センサ
１５ アクセルペダル
１６ 駆動力制御用電子制御装置
１８ 摩擦制動装置
２４ ブレーキペダル
２８ 制動力制御用電子制御装置
３０、３２FL〜３２RR 圧力センサ
３４FL〜３４RR 駆動軸
３６FL〜３６RR 車輪速度センサ

Claims (5)

1. 制駆動力発生手段と、運転者の制駆動操作量を検出する手段と、運転者の制駆動操作量に基づき前記制駆動力発生手段の制駆動量を制御する制御手段とを有する車輌の制駆動力制御装置に於いて、前記制御手段は運転者の制駆動操作量に基づき車輌の運転者要求目標制駆動力を演算する手段と、車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され前記車輌の運転者要求目標制駆動力より車輌のピッチングを防止するための車輌の補正後の目標制駆動力への伝達関数を記憶する手段とを有し、前記車輌の運転者要求目標制駆動力及び前記伝達関数に基づき車輌の補正後の目標制駆動力を演算し、前記補正後の目標制駆動力に基づき前記制駆動力発生手段の最終目標制駆動力を演算し、前記制駆動力発生手段の制駆動量が前記最終目標制駆動量になるよう前記制駆動力発生手段を制御することを特徴とする車輌の制駆動力制御装置。
2. 前記伝達関数はサスペンションのばね定数及びサスペンションの減衰係数に基づく位相進み補償を達成することを特徴とする請求項１に記載の車輌の制駆動力制御装置。
3. 前記制御手段は前記制駆動力発生手段と車輪との間の制駆動力伝達系の捩れ振動を考慮して前記制駆動力発生手段の最終目標制駆動力を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌の制駆動力制御装置。
4. 前記伝達関数は車輌のピッチング方向の運動方程式に基づき設定され車輌の制駆動力を入力とし車輌のピッチ角を出力とする車輌モデルと、前記車輌の運転者要求目標制駆動力に基づく車輌の目標ピッチ角とに基づいて設定されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の車輌の制駆動力制御装置。
5. 前記運転者の制駆動操作量を検出する手段は運転者の駆動操作量を検出し、前記制駆動力発生手段は駆動力発生手段を含み、前記制御手段は少なくとも前記駆動力発生手段の駆動量を制御することを特徴とする請求項１乃至４に記載の車輌の制駆動力制御装置。
   

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