JP2007110836A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行状態に応じて車体のロール状態を適切に制御することのできる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】前後輪を車体に支持するサスペンション機構を備えた車両の車体のロール状態に応じて前後輪の制駆動トルクをそれぞれ独立して制御し、車体のロール状態を制御する車両の制御装置において、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（ステップＳ１２，Ｓ１３）と、前記走行状態検手段により検出される前記走行状態に基づいて前記車体のロール状態の制御内容を変更するロール制御変更手段（ステップＳ１４〜Ｓ１６）とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の車輪に付与するトルクを独立して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、車輪のホイールにモータを組み込み、車輪をモータで直接駆動する、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電気自動車の利点として、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、また、各車輪に組み込んだモータを個別に回転制御すること、すなわち各インホイール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、などが挙げられる。

それらの利点のうち、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、左右それぞれの前輪と後輪との間の駆動トルク（もしくは制動トルク）の大きさに差を設けて、車体に上下方向の力を生じさせることによって、旋回時などに生じる車体のロールを抑制する車両駆動力制御装置が、本出願人により提案されている（特願２００４−１２６０４０号参照）。

この提案によるインホイールモータ方式の車両における車体のロールを抑制するロール制御では、車体にロールが生じた際に、車体が沈み込む側の後輪に作用する駆動トルクから前輪に作用する駆動トルクを差し引いた偏差が大きくなるように、前記前後輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを制御することにより、ロール時に車体が沈み込む側に、車体を持ち上げようとする力が発生させ、また、ロール時に車体が浮き上がる側の後輪に作用する駆動トルクから前輪に作用する駆動トルクを差し引いた偏差が小さくなるように前記前後輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを制御することにより、ロール時に車体が浮き上がる側に、車体を押し下げようとする力が発生させて、車体のロールが抑制される。

具体的には、上記のロール制御が行われる車両は、図６に示すように、各車輪１，２，３，４を車体Ｂに支持する各サスペンション（図示せず）の車両側面視における各瞬間回転中心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が、常に車両前後方向における前輪１，２と後輪３，４との間に位置するように構成されている。そして、図６の（ａ）に示すように、車両Ｖｅの進行方向に対して、車両Ｖｅを減速もしくは制動する方向の力Ｆ２tを前輪２の接地点２ａに作用させることのできるトルク（この場合は制動トルク）が前輪２に付与されると、前輪２のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ２には、鉛直方向上向き（図６の（ａ）での上方向）の分力Ｆ２svを有するＦ２sが作用する。言い換えると、車体Ｂには、車輪２のサスペンションを介して車体Ｂを持ち上げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの沈み込みを抑える方向（図６の（ａ）での上方向）の力Ｆ２svが作用する。同様に、車両Ｖｅの進行方向に対して、車両Ｖｅを加速する方向の力Ｆ４tを後輪４の接地点４ａに作用させることのできるトルク（この場合は駆動トルク）が後輪４に付与されると、後輪４のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ４には、鉛直方向上向きの分力Ｆ４svを有するＦ４sが作用する。言い換えると、車体Ｂには、車輪４のサスペンションを介して車体Ｂを持ち上げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの沈み込みを抑える方向の力Ｆ４svが作用する。

また、図６の（ｂ）に示すように、車両Ｖｅの進行方向に対して、車両Ｖｅを加速する方向の力Ｆ１tを前輪１の接地点１ａに作用させることのできるトルク（この場合は駆動トルク）が前輪１に付与されると、前輪１のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ１には、鉛直方向下向き（図６の（ｂ）での下方向）の分力Ｆ１svを有するＦ１sが作用する。言い換えると、車体Ｂには、車輪１のサスペンションを介して車体Ｂを押し下げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの浮き上がりを抑える方向（図６の（ａ）での下方向）の力Ｆ１svが作用する。同様に、車両Ｖｅの進行方向に対して、車両Ｖｅを減速もしくは制動する方向の力Ｆ３tを後輪３の接地点３ａに作用させることのできるトルク（この場合は制動トルク）が後輪３に付与されると、後輪３のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ３には、鉛直方向下向きの分力Ｆ３svを有するＦ３sが作用する。言い換えると、車体Ｂには、車輪３のサスペンションを介して車体Ｂを押し下げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの浮き上がりを抑える方向の力Ｆ３svが作用する。

したがって、上記のように構成された車両の車体Ｂにロールが生じた際に、車体Ｂが沈み込む側の前後輪に、上記の図６の（ａ）に示す状態の駆動トルクもしくは制動トルクを作用させることによって、すなわち、図６の（ａ）に示す側がロール時に車体Ｂが沈み込む側である場合に、前輪２のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ２にＦ２sが作用するように前輪２のインホイルモータを制御すること、もしくは後輪４のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ４にＦ４sが作用するように後輪４のインホイルモータを制御すること、もしくは前輪２のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ２にＦ２sが作用し、後輪４のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ４にＦ４sが作用するように前後輪２，４のインホイルモータをそれぞれ制御すること、言い換えると、後輪４に付与されるトルクから前輪２に付与されるトルクを差し引いた偏差が大きくなるように前後輪２，４のインホイルモータをそれぞれ制御することによって、車体Ｂに車体Ｂを持ち上げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの沈み込みを抑える方向の力Ｆｕ（Ｆ２svもしくはＦ４sv、あるいはＦ２svとＦ４svとの合力）を生じさせることができる。

一方、車体Ｂが浮き上がる側の前後輪に、上記の図６の（ｂ）に示す状態の駆動トルクもしくは制動トルクを作用させることによって、すなわち、図６の（ｂ）に示す側がロール時に車体Ｂが沈み込む側である場合に、前輪１のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ１にＦ１sが作用するように前輪１のインホイルモータを制御すること、もしくは後輪３のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ３にＦ３sが作用するように後輪３のインホイルモータを制御すること、もしくは前輪１のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ１にＦ１sが作用し、後輪３のサスペンションの瞬間回転中心Ｃ３にＦ３sが作用するように前後輪１，３のインホイルモータをそれぞれ制御すること、言い換えると、後輪３に付与されるトルクから前輪１に付与されるトルクを差し引いた偏差が小さくなるように前後輪１，３のインホイルモータをそれぞれ制御することによって、車体Ｂに車体Ｂを押し下げる方向、すなわちロール時の車体Ｂの浮き上がりを抑える方向の力Ｆｄ（Ｆ１svもしくはＦ３sv、あるいはＦ１svとＦ３svとの合力）を生じさせることができる。

上記のように構成されたインホイールモータ方式の車両における制御装置によれば、車体のロール時に車体が沈み込む側に、車体を持ち上げようとする力、すなわちロール時の車体の沈み込みを抑えようとする力を発生させ、また、車体のロール時に車体が浮き上がる側に、車体を押し下げようとする力、すなわちロール時の車体の浮き上がりを抑えようとする力を発生させるように各車輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを制御することによって、車体のロールを抑制することができる。

しかしながら、車両の走行状態は多様に変化するものであり、例えば、高速での急旋回時などの車両に大きな横加速度とロールとが生じている状態や、あるいは、走行している路面状態が、大きな凹凸のある悪路であったり、あるいは降雨や積雪あるいは凍結のために摩擦係数が低下したいわゆる低μ路である状態などにおいては、車両の駆動力や制動力を安定して得ることができない。その結果、上記のようなロール制御を適正に行うことができなくなってしまう場合があった。

また、例えば旋回時の車両の挙動を安定させるために動力源の出力および制動力を増減制御するＶＳＣ（ビークル・スタビリティ・コントロール）装置、あるいは制動時の車輪のロックを防止して車両安定性や操舵性を確保するために制動力を増減制御するＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）装置などが作動する走行安定制御が行われる際に上記のロール制御が実行されると、ロール制御のために各車輪に付与される駆動トルクおよび制動トルクの制御と、車両安定制御のために各車輪に付与される駆動トルクおよび制動トルクの制御とが、互いに干渉したり、相反する制御となったりして、その結果走行安定制御とロール制御とのいずれも適正に制御を行うことができなくなってしまう場合があった。このように、従来の技術において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、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して車体のロール状態を制御する際に、車両の走行状態に応じて車体のロール状態を適切に制御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、少なくとも前後輪を車体に支持するサスペンション機構と、前記前後輪の駆動トルクおよび制動トルクをそれぞれ独立して制御する制駆動トルク制御手段と、前記車体のロール状態を検出するロール検出手段と、前記ロール検出手段により検出される前記ロール状態に応じて前記制駆動トルク制御手段により前記前後輪に駆動トルクもしくは制動トルクを付与し、前記ロール状態を制御するロール制御手段とを備えた車両の制御装置において、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検手段により検出される前記走行状態に基づいて前記ロール制御手段による前記ロール状態の制御内容を変更するロール制御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、前記走行状態検出手段が、少なくとも前記車両の舵角および車速を検出し、それら検出された少なくとも前記舵角および車速に基づいて、前記車両の旋回時に発生する横加速度およびロール角を求める手段を含み、前記ロール制御変更手段が、前記走行状態検出手段により求められた前記横加速度およびロール角に基づいて前記ロール状態の制御内容を変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記走行状態検出手段が、前記車両が走行している路面状態を検出する手段を含み、前記ロール制御変更手段が、前記走行状態検出手段により検出された前記路面状態が所定の状態となった場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記走行状態検出手段が、前記路面の凹凸を検出する手段を含み、前記ロール制御変更手段が、前記走行状態検出手段により検出された前記路面の凹凸が所定の状態より大きい場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記走行状態検出手段が、前記路面の摩擦係数を求める手段を含み、前記ロール制御変更手段が、前記走行状態検出手段により求められた前記路面の摩擦係数が所定値より小さい場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

また、請求項６の発明は、請求項１または２の発明において、前記走行状態検出手段が、乗員の運転操作と独立して前記制駆動トルク制御手段により前記駆動トルクおよび制動トルクを制御する走行安定制御の実行状態を検出する手段を含み、前記ロール制御変更手段が、前記走行状態検出手段により前記走行安定制御が実行されることが検出された場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

そして、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記サスペンション機構が、前記車両の側面視の瞬間回転中心が前記前輪と後輪との間に位置するように構成されていて、前記ロール制御手段が、前記制駆動トルク制御手段により付与する前記前輪と後輪との駆動トルクもしくは制動トルクに差を設けることによって前記ロール状態を制御する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

そしてまた、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明において、前記制駆動トルク制御手段が、前記前後輪にトルクをそれぞれ独立して付与するモータの回転を制御することにより前記駆動トルクおよび制動トルクを制御する手段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、前後輪に付与される駆動トルクもしくは制動トルクがそれぞれ独立して制御され、サスペンション機構を介して車体に上下方向の力が作用させられることによって、車体のロール状態を制御するロール制御が実行される。このとき、車両の走行状態が検出され、その検出された車両の走行状態に基づいてロール制御の制御内容が適宜に変更される。そのため、車両の走行状態に応じた適切な制御内容で車体のロール状態を制御することができる。

また、請求項２の発明によれば、ロール制御が実行される際に、車両の走行状態として、車両の舵角と車速とが検出され、それらの検出された車両の舵角および車速に基づいて推定される車両の横加速度とロール角とが求められる。そして、それら推定された車両の横加速度およびロール角に基づいてロール制御の制御内容が適宜に変更される。そのため、車両の舵角と車速とから求められる車両の横加速度およびロール角の推定値を基に、予め車両の横加速度に対応する車体のロール状態を適宜に設定することができ、車両の走行状態に応じた適切な制御内容で車体のロール状態を制御することができる。

また、請求項３の発明によれば、車両の走行状態として、車両が走行している路面の状態が検出され、その検出された路面状態が、ロール制御を実行するのに適当でない路面状態として予め定められた所定の状態となった場合には、ロール制御が中止される。そのため、ロール制御を実行するのに適当でない状態の路面を走行している際に、不適切なロール制御が実行されてしまうことを回避することができる。

さらに、請求項４の発明によれば、車両の走行状態として、車両が走行している路面の凹凸の状態が検出され、その検出された路面の凹凸が、ロール制御を実行するのに適当でない路面の凹凸状態として予め定められた所定の状態よりも大きい場合には、ロール制御が中止される。そのため、ロール制御を実行するのに適当でない凹凸がある悪路を走行している際に、不適切なロール制御が実行されてしまうことを回避することができる。

さらに、請求項５の発明によれば、車両の走行状態として、車両が走行している路面の摩擦係数が検出もしくは推定されて求められ、その求められた路面の摩擦係数が、ロール制御を実行するのに適当でない路面の摩擦係数として予め定められた所定値よりも小さくなった場合には、ロール制御が中止される。そのため、ロール制御を実行するのに適当でない摩擦係数の低い低μ路を走行している際に、不適切なロール制御が実行されてしまうことを回避することができる。

また、請求項６の発明によれば、車両の走行状態として、例えばＶＳＣ装置やＡＢＳ装置などによる旋回時や制動時の車両の挙動を安定させる走行安定制御の実行状態が検出され、その走行安定制御が実行されることが検出された場合には、ロール制御が中止される。そのため、ロール制御に対して走行安定制御を優先して実行することができ、車両の挙動安定性あるいは安全性を確保することができる。

そして、請求項７の発明によれば、前後輪をそれぞれ車体に支持するサスペンション機構が、その車両側面視の瞬間回転中心が常に車両の前後方向における前輪と後輪との間に位置するように構成され、前輪と後輪とに付与される駆動トルクもしくは制動トルクに差を設けること、すなわち、前輪と後輪とに付与されるトルクの大きさあるいは方向に差を設けること、言い換えると、前輪と後輪とに付与されるトルク（駆動トルクもしくは制動トルク）を互いに相違させることによって、車体に上下方向の力が作用させられる。そのため、前輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクと、後輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクとを、それらの間に少なくとも差を設けて、言い換えるとそれらを互いに相違させて任意の大きさに制御することによって、車体に作用させる上下方向の力を任意に設定することができ、ロール制御を容易に実行することができる。

そしてまた、請求項８の発明によれば、前後輪にそれぞれ付与されるトルクが、各車輪に組み込まれたモータの回転をそれぞれ独立して制御することによって制御される。そのため、ロール制御を容易に実行することができる。

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、この発明を適用した車両の構成および制御系統を図５に示す。この図５に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４を有していて、各車輪１，２，３，４は、サスペンション（図示せず）を介して車両Ｖｅの車体Ｂに支持されている。そして、各車輪１，２，３，４のホイール内部には、それぞれモータ５が組み込まれていている。すなわち、それらの車輪１，２，３，４の各モータ５は、いわゆるインホイールモータであり、各モータ５の回転をそれぞれ独立して制御することにより、各車輪１，２，３，４に付与され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。これらの各モータ５は、例えば交流同期モータであり、インバータ６を介してバッテリ７に接続されている。そしてインバータ６は、各モータ５の回転を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）８に接続されている。

各モータ５の駆動時には、バッテリ７の直流電力がインバータ６によって交流電力に変換され、その交流電力が各モータ５に供給されることにより各モータ５が力行されて、車輪に駆動トルクが付与される。また、各モータ５は車輪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、各モータ５の回生・発電時には、車輪の回転（運動）エネルギが各モータ５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６を介してバッテリ７に充電される。このとき、車輪には回生・発電に基づく制動トルクが付与される。

このように、各車輪１，２，３，４のモータ５、インバータ６、バッテリ７、ＥＣＵ８等によって、各車輪１，２，３，４の駆動トルクおよび制動トルクをそれぞれ独立して制御することができ、したがって、これらの各モータ５、インバータ６、バッテリ７、ＥＣＵ８等が、この発明における制駆動トルク制御手段として機能している。

モータ５が組み込まれた各車輪１，２，３，４をそれぞれ車体Ｂに支持するサスペンションは、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機構であって、それら各種サスペンション機構を適宜に選択して採用することができる。

そして、各車輪１，２，３，４のサスペンションは、いずれも、車両Ｖｅの側面視の各瞬間回転中心が、車両Ｖｅの前後方向における前輪１，２と後輪３，４との間に位置するように構成されている。すなわち、前述の本出願人により先に提案された車両駆動力制御装置と同様に、図６に示すように、車両Ｖｅの側面視の各瞬間回転中心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が、常に車両Ｖｅの前後方向における前輪１と後輪３との間、もしくは前輪２と後輪４との間に位置するように構成されている。そのため、前述したように、各車輪１，２，３，４に、図６に示す状態の駆動トルクもしくは制動トルクが付与されるように各モータ５の回転を制御することによって、車体Ｂに車両Ｖｅの上下方向（図６での上下方向）の力、すなわち車体Ｂを持ち上げる方向、すなわち車体Ｂがロールした際の車体Ｂの沈み込みを抑える方向（図６での上方向）の力Ｆｕ、もしくは、車体Ｂを押し下げる方向、すなわち車体Ｂがロールした際の車体Ｂの浮き上がりを抑える方向（図６での下方向）の力Ｆｄを作用させることができる。

車体Ｂの各車輪１，２，３，４に対応する所定の位置に、各サスペンションのストローク量を検出するストロークセンサ９がそれぞれ設けられている。それらの各ストロークセンサ９は、ＥＣＵ８に接続されていて、そしてそれらの検出結果を基に、ロール量あるいはロール角などの車体Ｂのロール状態を検出することができるように構成されている。したがって、これらの各ストロークセンサ９、ＥＣＵ８等は、この発明におけるロール検出手段として機能している。また、各ストロークセンサ９の検出結果を基に、車両Ｖｅが走行している路面の凹凸などの車両Ｖｅの走行状態を検出もしくは算出することもできる。したがって、これらの各ストロークセンサ９、ＥＣＵ８等は、この発明における走行状態検出手段としても機能している。なお、上記のストロークセンサ９に代えて、例えば、車高センサ（図示せず）を車体Ｂの各車輪１，２，３，４に対応する所定の位置に、あるいは上下加速度センサ（図示せず）を車体Ｂの各車輪１，２，３，４に対応する所定の位置に設けて、各サスペンションのストローク量を検出もしくは算出することによって、車体Ｂのロール状態を検出することも可能である。

また、車体Ｂ各車輪１，２，３，４に対応する所定の位置に、各車輪１，２，３，４のの回転速度を検出する車輪速センサ１０がそれぞれ設けられている。それら各車輪速センサ１０は、ＥＣＵ８に接続されていて、各車輪１，２，３，４の回転速度を検出するとともに、それらの検出結果を基に、車体Ｂの前後方向における速度（車速）、および車体Ｂの前後方向における加速度（前後加速度）、あるいは各車輪１，２，３，４のスリップ状態やロック状態などの車両Ｖｅの走行状態を検出もしくは算出することができるように構成されている。したがって、これらの各車輪速センサ１０、ＥＣＵ８等は、この発明における走行状態検出手段として機能している。なお、上記の車輪速センサ１０に代えて、例えば、各モータ５の回転を制御する制御信号、あるいは各モータ５に供給される電力の電流値などを検出することによって、車体Ｂの車速および車体Ｂの前後加速度等を検出することも可能である。さらに、車体Ｂの前後加速度は、前後加速度センサ（図示せず）を設けることによって検出することも可能である。

そして、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量（踏み込み角度）あるいは踏み込み圧力を検出するブレーキペダルセンサ１１、また、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（踏み込み角度）あるいは踏み込み圧力を検出するアクセルペダルセンサ１２、また、ステアリングホイールの操舵方向および操舵角量を検出する舵角センサ１３がそれぞれ設けられている。これらのブレーキペダルセンサ１１およびアクセルペダルセンサ１２および舵角センサ１３は、それぞれＥＣＵ８に接続されていて、それらの検出結果を基に、車両Ｖｅの走行状態を検出もしくは算出するとともに、それらの検出結果に基づいて、各モータ５、あるいはパワーステアリング用の油圧ポンプ（図示せず）もしくは電動モータ（図示せず）などが適宜に制御されるように構成されている。したがって、これらのブレーキペダルセンサ１１、アクセルペダルセンサ１２、舵角センサ１３、ＥＣＵ８等も、この発明における走行状態検出手段として機能している。

前述したように、この発明は、各車輪１，２，３，４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体Ｂのロール状態を制御する際に、車両Ｖｅの走行状態に応じて車体Ｂのロール状態を適切に制御することを目的としていて、そのために、この発明の制御装置は以下の制御を実行するように構成されている。

図１は、この発明の制御装置によるロール制御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。図１において、先ず、車体Ｂのロール状態に応じて各車輪１，２，３，４に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを制御し、車体Ｂのロール状態を所望する状態に制御するロール制御が実行されるかもしくは実行中か否かが判断される（ステップＳ１１）。ロール制御が実行されないもしくは実行中でないことによって、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御は行われずに、このルーチンを一旦終了する。

一方、ロール制御が実行されるかもしくは実行中であることによって、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進み、各車輪１，２，３，４の各車輪速センサ１０、および舵角センサ１３の検出値から、車両Ｖｅの車速Ｖとステアリングホイールの舵角（操舵方向および操舵角）Ｗとが検出される。つづいて、それら検出された各車輪１，２，３，４の回転速度と車速Ｖと舵角Ｗとに基づいて、車両Ｖｅの旋回時に車体Ｂに作用する遠心力によって発生する車体Ｂの横加速度の推定値（推定横加速度）Ｇh、および旋回時に車体Ｂにロールが生じた際の車体Ｂの水平方向に対する傾き量を示すロール角もしくはロール量の推定値（推定ロール量）Ｒ、および車両Ｖｅが走行している路面の摩擦係数の推定値（推定路面摩擦係数）μがそれぞれ算出される（ステップＳ１３）。

また、それら算出された推定横加速度Ｇh、推定ロール量Ｒ、推定路面摩擦係数μに基づいて、前述の車速Ｖおよび舵角Ｗでの車両Ｖｅの旋回時に、車体Ｂにロールが生じた場合に車体Ｂに作用するモーメント（ロールモーメント）Ｍが演算により、もしくは予め定めたマップに基づいて求められる（ステップＳ１４）。そのマップの一例としては、例えば図２に示すような、横軸を「推定横加速度Ｇh／推定路面摩擦係数μ」とし、縦軸に求めるロールモーメントＭの値を示したマップを挙げることができる。

推定横加速度Ｇh、推定ロール量Ｒ、推定路面摩擦係数μに基づいてロールモーメントＭが求められると、そのロールモーメントＭに対応する車体Ｂのモーメント（例えばロールモーメントＭを打ち消すもしくは抑制するアンチロールモーメント）Ｍ'が求められ、そのアンチロールモーメントＭ'を車体Ｂに作用させるために、各車輪１，２，３，４に付与されるべき駆動トルクもしくは制動トルク（制駆動トルク）Ｔ1がそれぞれ演算により、もしくは予め定めたマップに基づいて求められる（ステップＳ１５）。そのマップの一例としては、例えば図３に示すような、横軸をアンチロールモーメントＭ'とし、縦軸に求める各車輪１，２，３，４に付与されるべき制駆動トルクＴ1の値を示したマップを挙げることができる。

そして、各車輪１，２，３，４に付与されるべき制駆動トルクＴ1が求められると、それらの制駆動トルクＴ1を各車輪１，２，３，４に付与するために各車輪１，２，３，４の各モータ５の回転を制御するための制御指令Ｃo1が出力される（ステップＳ１６）。すなわち、上記の各ステップで求められた、例えば車速Ｖ、舵角Ｗ、推定横加速度Ｇh、推定ロール量Ｒ、推定路面摩擦係数μなどの、車両Ｖｅの走行状態を示す各種のデータに基づいて、例えば上記のアンチロールモーメントＭ'および制駆動トルクＴ1などにより、車体Ｂのロール状態を制御するロール制御の制御内容が設定もしくは変更される。そして、制御指令Ｃo1が出力されると、その後このルーチンを一旦終了する。

図４は、この発明の制御装置によるロール制御の他の制御例を説明するためのフローチャートであって、前述の図１のフローチャートに示す制御例と同様、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。図４において、先ず、車体Ｂのロール状態に応じて各車輪１，２，３，４に付与する駆動トルクもしくは制動トルクを制御し、車体Ｂのロール状態を所望する状態に制御するロール制御が実行されるかもしくは実行中か否かが判断される（ステップＳ２１）。ロール制御が実行されないもしくは実行中でないことによって、このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、以降の制御は行われずに、このルーチンを一旦終了する。

一方、ロール制御が実行されるかもしくは実行中であることによって、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２２へ進み、車体Ｂの各車輪１，２，３，４の各サスペンションのストローク量Ｓtが検出される。つづいて、ステップＳ２２で検出されたストローク量Ｓtに基づいて、車両Ｖｅが走行している路面の凹凸が、悪路を判定するために予め定められた所定の状態よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ２３）。

車両Ｖｅが走行している路面の凹凸が、悪路を判定するために予め定められた所定の状態よりも大きいことによって、このステップＳ２３で肯定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅが走行している路面が凹凸の大きい悪路であると判断された場合は、以降の制御は行われずに、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ロール制御が中止される。

これは、路面の凹凸が大きい悪路では、例えば走行中に車輪が空転したりスリップしたりすることによって、車両Ｖｅの駆動力および制動力を安定して得ることができなくなり、その結果、各車輪１，２，３，４に付与する駆動トルクおよび制動トルクを制御することにより車体Ｂのロール状態を制御するロール制御を適正に実行できない場合がある。そのため、車両Ｖｅが走行している路面が凹凸の大きい悪路であると判断された場合には、ロール制御を中止することにより、ロール制御が不適切に行われてしまうことを回避できる。

一方、車両Ｖｅが走行している路面の凹凸が悪路を判定するために予め定められた所定の状態よりも大きくないことによって、ステップＳ２３で否定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅが走行している路面が凹凸の大きな悪路ではないと判断された場合には、ステップＳ２４へ進み、例えばＶＳＣ装置やＡＢＳ装置などを作動させて、旋回時や制動時の車両Ｖｅの挙動を安定させる走行安定制御が実行されるかもしくは実行中か否かが判断される。走行安定制御が実行されるかもしくは実行中であることによって、このステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、以降の制御は行われずに、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ロール制御が中止される。

これは、ＶＳＣ装置やＡＢＳ装置などが作動させられる走行安定制御が実行されるような場合においては、車両Ｖｅの走行状態もしくは走行中の路面状態が、例えば、高速での急旋回状態であったり、急制動時であったり、あるいは走行路面が摩擦係数が低く車輪がスリップし易い低μ路であったりすることにより、車両Ｖｅの駆動力および制動力を安定して得ることができなくなり、その結果、車体Ｂのロール状態を制御するロール制御を適正に実行できない場合がある。そのため、車両Ｖｅの走行安定制御が実行される場合もしくは実行中である場合には、ロール制御を中止することによって、ロール制御が不適切に行われてしまうことを回避できるとともに、走行中の車両Ｖｅの挙動を安定させるための走行安定制御を優先して実行することができ、車両Ｖｅの挙動安定性あるいは安全性を確保することができる。

また、走行安定制御が実行されないもしくは実行中でないことによって、ステップＳ２４で否定的に判断された場合には、ステップＳ２５へ進み、前述のステップＳ２２で検出された各サスペンションのストローク量Ｓtを低減させるために、各車輪１，２，３，４に付与されるべき制駆動トルクＴ2がそれぞれ求められる。

そして、各車輪１，２，３，４に付与されるべき制駆動トルクＴ2が求められると、それらの制駆動トルクＴ2を各車輪１，２，３，４に付与するために各車輪１，２，３，４の各モータ５の回転を制御するための制御指令Ｃo2が出力される（ステップＳ２６）。すなわち、上記の各ステップで求められた、もしくは判定された、例えば車両Ｖｅが走行している路面の凹凸の大小、あるいは車両Ｖｅが走行している路面状態や車両Ｖｅの走行状態に応じて実行される走行安定制御の実行状態などの、車両Ｖｅの走行状態を示す各種のデータに基づいて、車体Ｂのロール状態を制御するロール制御が中止される。あるいは、上記の制駆動トルクＴ2などにより、ロール制御の制御内容が設定もしくは変更される。そして、制御指令Ｃo2が出力されると、その後このルーチンを一旦終了する。

以上のように、この発明によるロール制御を実行することにより、各車輪１，２，３，４に付与される駆動トルクもしくは制動トルクがそれぞれ独立して制御され、サスペンションを介して車体Ｂの上下方向の力が作用させられることによって、車体Ｂのロール状態を制御するロール制御が実行される。このとき、車両Ｖｅの走行状態が検出され、その検出された走行状態に基づいてロール制御の制御内容が適宜に変更される。

例えば、ロール制御が実行される際に、車両Ｖｅの走行状態として、車両Ｖｅの舵角Ｗと車速Ｖとが検出され、それらの検出された舵角Ｗおよび車速Ｖに基づいて車両Ｖｅの横加速度Ｇhとロール量Ｒとが推定されて求められる。そして、それら推定された横加速度Ｇhおよびロール量Ｒに基づいてロール制御の制御内容が適宜に設定もしくは変更される。そのため、舵角Ｗと車速Ｖとから求められる車両Ｖｅの推定横加速度Ｇhおよび推定ロール量Ｒを基に、予測した車両Ｖｅの推定横加速度Ｇhに対応する車体Ｂのロール状態を、予め適宜に設定することができ、車両Ｖｅの走行状態に応じた適切な制御内容で車体Ｂのロール状態を制御することができる。

また、車両Ｖｅの走行状態として、車両Ｖｅが走行している路面の凹凸の状態が検出され、その検出された路面の凹凸状態が、ロール制御を実行するのに適当でないと判断された場合には、ロール制御が中止される。そのため、車両Ｖｅがロール制御を実行するのに適当でない大きな凹凸がある悪路を走行している際に、不適切なロール制御が実行されてしまうことを回避することができる。

さらに、車両Ｖｅの走行状態として、車両Ｖｅが走行している路面の摩擦係数が検出もしくは推定されて求められ、その求められた路面摩擦係数が、ロール制御を実行するのに適当でないと判断された場合には、ロール制御が中止される。そのため、車両Ｖｅがロール制御を実行するのに適当でない低μ路を走行している際に、不適切なロール制御が実行されてしまうことを回避することができる。

そして、車両Ｖｅの走行状態として、例えばＶＳＣ装置やＡＢＳ装置などによる旋回時や制動時の車両Ｖｅの挙動を安定させる走行安定制御の実行状態が検出され、その走行安定制御が実行されることが検出された場合には、ロール制御が中止される。そのため、ロール制御に対して走行安定制御を優先して実行することができ、車両Ｖｅの挙動安定性あるいは安全性を確保することができる。

ここで、上述した具体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Ｓ１２，Ｓ１３、およびステップＳ２２ないしＳ２４の機能的手段が、この発明の走行状態検出手段に相当する。また、ステップＳ１４ないしＳ１６、およびステップＳ２５，Ｓ２６の機能的手段が、この発明のロール制御変更手段に相当する。

なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、具体例では、各車輪の駆動トルクおよび制動トルクを独立して制御する手段として、各車輪の内部に配置されたモータ、すなわち各車輪のホイール内部に組み込まれたいわゆるインホイールモータの回転を制御することにより前記駆動トルクおよび制動トルクを出力する例を示しているが、この具体例以外に、例えば、各車輪に対応させて車体に設置されたモータの出力をドライブシャフト等を介して各車輪にそれぞれ伝達し、各車輪の駆動トルクを独立して制御する機構であってもよい。また、例えば、モータや内燃機関などの動力源が出力する動力を各車輪毎に可変分配できるような機構（例えばトルクスプリット機構など）を採用することもできる。そして、各車輪の制動トルクを独立して制御する手段として、各車輪毎に設けられた制動装置を乗員による制動操作とは別に自動制御できる機構を採用することも可能である。

また、上記の具体例では、旋回時に生じる車体のロール状態を制御の対象とした例を示しているが、例えば、路面の凹凸や強風（横風）の影響などの他の要因により生じる車体のロール状態を制御の対象とすることもできる。

この発明の制御装置による車体のロール状態を制御するための制御例を説明するためのフローチャートである。 図１のフローチャートに示す制御例において車両の横加速度に基づいてロールモーメントを求めるためのマップである。 図１のフローチャートに示す制御例においてロールモーメントに基づいて各車輪に付与する制駆動トルクを求めるためのマップである。 この発明の制御装置による車体のロール状態を制御するための他の制御例を説明するためのフローチャートである。 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構成の車両におけるサスペンション機構の車両側面視の各瞬間回転中心と、ロール制御時に車両各部に作用する力および挙動と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…モータ（インホイールモータ）、 ６…インバータ、 ７…バッテリ、 ８…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ９…ストロークセンサ、 １０…車輪速センサ、 １１…ブレーキペダルセンサ、 １２…アクセルペダルセンサ、 １３…舵角センサ、 Ｖｅ…車両、 Ｂ…車体。

Claims (8)

1. 少なくとも前後輪を車体に支持するサスペンション機構と、前記前後輪の駆動トルクおよび制動トルクをそれぞれ独立して制御する制駆動トルク制御手段と、前記車体のロール状態を検出するロール検出手段と、前記ロール検出手段により検出される前記ロール状態に応じて前記制駆動トルク制御手段により前記前後輪に駆動トルクもしくは制動トルクを付与し、前記ロール状態を制御するロール制御手段とを備えた車両の制御装置において、 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検手段により検出される前記走行状態に基づいて前記ロール制御手段による前記ロール状態の制御内容を変更するロール制御変更手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記走行状態検出手段は、少なくとも前記車両の舵角および車速を検出し、それら検出された少なくとも前記舵角および車速に基づいて、前記車両の旋回時に発生する横加速度およびロール角を求める手段を含み、
   前記ロール制御変更手段は、前記走行状態検出手段により求められた前記横加速度およびロール角に基づいて前記ロール状態の制御内容を変更する手段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. 前記走行状態検出手段は、前記車両が走行している路面状態を検出する手段を含み、
   前記ロール制御変更手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記路面状態が所定の状態となった場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記走行状態検出手段は、前記路面の凹凸を検出する手段を含み、
   前記ロール制御変更手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記路面の凹凸が所定の状態より大きい場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記走行状態検出手段は、前記路面の摩擦係数を求める手段を含み、
   前記ロール制御変更手段は、前記走行状態検出手段により求められた前記路面の摩擦係数が所定値より小さい場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
6. 前記走行状態検出手段は、乗員の運転操作と独立して前記制駆動トルク制御手段により前記駆動トルクおよび制動トルクを制御する走行安定制御の実行状態を検出する手段を含み、
   前記ロール制御変更手段は、前記走行状態検出手段により前記走行安定制御が実行されることが検出された場合に、前記ロール状態の制御を中止する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
7. 前記サスペンション機構は、前記車両の側面視の瞬間回転中心が前記前輪と後輪との間に位置するように構成されていて、
   前記ロール制御手段は、前記制駆動トルク制御手段により付与する前記前輪と後輪との駆動トルクもしくは制動トルクに差を設けることによって前記ロール状態を制御する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 前記制駆動トルク制御手段は、前記前後輪にトルクをそれぞれ独立して付与するモータの回転を制御することにより前記駆動トルクおよび制動トルクを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車両の制御装置。

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