JP2009173089A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の多様な上下振動（バウンシング）を適切に抑制することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】前後輪を独立して車体に支持するサスペンション機構と、前後輪の制・駆動力を独立して制御可能な制駆動力制御手段（ステップＳ４）と、走行もしくは制動のために前後輪に作用させる制・駆動力とは別に振動抑制駆動力および振動抑制制動力を前後輪に作用させることにより車体の上下振動を抑制する上下振動抑制手段（ステップＳ４）とを備えた車両の制御装置において、車体のばね上変位量とばね上速度とばね上加速度とから車体の上下振動を検出する上下振動検出手段（ステップＳ１，Ｓ２）と、車体のばね上変位量およびばね上速度およびばね上加速度の３つのパラメータに基づいて振動抑制駆動力および振動抑制制動力を算出する振動抑制力算出手段（ステップＳ３）とを備えている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、車輪に付与するトルク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、車輪にモータを組み込んで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は、各車輪に組み込んだ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、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が不要になることにより、車両の室内やトランクルームなどの空間を広く取ることができる点などが挙げられる。その反面、車輪に比較的重量の大きいモータが組み込まれることにより、車両のばね下重量が増加し、それに伴って車両のばね下振動が増大する。そのため、車輪の接地荷重の変動が大きくなり、その結果、車体の上下振動すなわちいわゆる車体のバウンシングが発生して、車両の乗り心地が低下してしまうという課題がある。

車体のバウンシングは、例えば、サスペンションのコイルスプリングのばね定数を大きくしたり、あるいはショックアブソーバの減衰力を強めたりするなどして、サスペンションを硬めに設定することによって抑制することができるが、この場合も、サスペンションが硬くなることにより乗り心地が低下してしまう。

このような課題に対して、特許文献１には、車体のバウンシングに応じて各車輪に作用させるべき駆動力または制動力が計算され、そしてその計算された駆動力または制動力を走行のための駆動力に付加することにより、バウンシング発生時に上昇した車体（サスペンションにより規定される各瞬間回転中心）に下方向の力を作用させ、もしくはバウンシング発生時に下降した車体に上方向の力を作用させて、バウンシングを抑制するとともに、車輪の接地荷重の変動に対しては、各車輪の上下振動を許容するように各車輪に対して上下方向の力を発生させることにより、接地荷重の変動を抑制する制御を実行するように構成されたインホイールモータ方式の車両の制駆動力制御装置が記載されている。

特開２００６−１０９６４２号公報

この特許文献１に記載されている制駆動力制御装置によれば、車体のばね上加速度に基づいて計算された車体の平均ばね上変位と平均ばね上速度とに応じて、具体的には、例えば図６に示すような平均ばね上変位と平均ばね上速度とに応じて変化する制駆動力を示すマップ（制駆動力テーブル）から、バウンシングを抑制するために付加される制駆動力が求められる。そして、その求められた制駆動力が走行のための制駆動力に付加されて、それらの合計の駆動力を発生するようにインホイールモータが制御される。そのため、車体の上下振動を抑制する方向に力を作用させることができ、その結果、サスペンションを硬めに設定することなく乗り心地を維持した上で、車体のバウンシングを抑制して車両の走行安定性の向上を図ることができる、とされている。

この特許文献１に記載されているバウンシングの抑制制御は、上記のように、平均ばね上変位と平均ばね上速度との２つのパラメータのみに基づいて、すなわちそれら平均ばね上変位と平均ばね上速度との２つのパラメータから設定されるマップに基づいて、そのバウンシング抑制制御において付加される制駆動力が求められるようになっている。しかしながら、車体のバウンシングの状態は多様であり、そのため、バウンシングの変位の仕方によっては、上記のようなバウンシング抑制制御を実行してもバウンシングを適切に抑制できない場合があった。

例えば図７に示すように、変位開始時（時刻ｔ0）から時刻ｔ1までの総変位量すなわち平均ばね上変位が互いに等しいケースＩ（平均ばね上速度が時間に対して概ね比例的に上昇する、すなわち平均ばね上加速度が概ね一定となるケース）と、ケースII（平均ばね上速度が時間毎に大小に変化しながら上昇する、すなわち平均ばね上加速度が時間毎に異なるケース）との２通りの変位状態を考える。この場合、時刻ｔ0から時刻ｔ1までの間において各ケースの時間毎の平均ばね上速度を示す線と時間軸Ｔとで囲まれる部分の面積が互いに等しくなる（図ｙでは、ケースＩの線とケースIIの線とで囲まれる斜線部ａおよび斜線部ｂの面積が互いに等しい場合の例を示してある）。このとき、時刻ｔ1で各ケースの線が互いに交差するＰ点に着目すると、各ケースの平均ばね上速度および平均ばね上変位はそれぞれ互いに等しくなっている。したがって、Ｐ点において、上記のように平均ばね上変位と平均ばね上速度との２つのパラメータから設定されるマップに基づいて、そのバウンシング抑制制御において付加される制駆動力ΔＦ’を求めたとすると、ケースＡの場合もケースＢの場合も求められる制駆動力ΔＦ’の値は同じになる。

しかしながら、Ｐ点においては、上記のように各ケースの平均ばね上速度および平均ばね上変位はそれぞれ互いに等しい値になるものの、ケースＩの平均ばね上加速度の値とケースIIの平均ばね上加速度の値とは互いに異なっている。すなわちケースＩの平均ばね上加速度の方がケースIIの平均ばね上加速度よりも大きくなっている。そのため、上記のようにして平均ばね上変位と平均ばね上速度とのみに基づいて求めた制駆動力ΔＦ’によりバウンシング抑制制御を行った場合、仮にケースIIのようなバウンシングに対して適切にそのバウンシングを抑制できたとしても、ケースＩのような平均ばね上加速度が大きいバウンシングに対しては、制駆動力ΔＦ’の大きさが不足して十分なバウンシング抑制効果が得られない可能性がある。あるいは反対に、仮にケースＩのようなバウンシングに対して適切にそのバウンシングを抑制できたとしても、ケースIIのような平均ばね上加速度が小さいバウンシングに対しては、制駆動力ΔＦ’の大きさが過剰になってしまい新たなバウンシングを発生させてしまう可能性がある。

このように、平均ばね上変位と平均ばね上速度との２つのパラメータのみに基づいてバウンシング抑制制御を行うようにした従来の技術においては、多様なバウンシングの状態に対応して適切にバウンシング抑制制御を行う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、車体の多様な上下振動（バウンシング）を適切に抑制することが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、前記前後輪の駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御可能な制駆動力制御手段と、前記車体の上下振動の状態に応じて、走行もしくは制動のために前記前後輪に作用させる駆動力もしくは制動力とは別に振動抑制駆動力および振動抑制制動力を前記前後輪にそれぞれ作用させることにより前記上下振動を抑制する上下振動抑制手段とを備えた車両の制御装置において、前記車体のばね上変位と前記車体のばね上速度と前記車体のばね上加速度とを求め前記上下振動を検出する上下振動検出手段と、前記上下振動検出手段により、抑制すべき前記上下振動が検出された場合に、該上下振動検出手段により求められた前記ばね上変位および前記ばね上速度および前記ばね上加速度の３つのパラメータに基づいて前記振動抑制駆動力および前記振動抑制制動力を算出する振動抑制力算出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、前記振動抑制力算出手段が、前記３つのパラメータに基づいて予め設定されたマップから前記振動抑制駆動力および振動抑制制動力を求め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、前記上下振動抑制手段が、互いに大きさが等しい前記振動抑制駆動力と前記振動抑制制動力とを、それぞれ、前記前輪と前記後輪とに、もしくは前記後輪と前記前輪とに振り分けて作用させ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４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記上下振動検出手段が、前記ばね上変位および前記ばね上速度および前記ばね上加速度がいずれもそれぞれ予め設定された閾値よりも大きい場合に前記抑制すべき上下振動であると判断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５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記制駆動力制御手段が、前記前後輪の少なくともいずれか一方に駆動トルクもしくは制動トルクを付与する電動機の回転を制御することにより前記振動抑制駆動力および前記振動抑制制動力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、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記電動機が、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。

したがって、請求項１の発明によれば、車体のばね上変位と車体のばね上速度と車体のばね上加速度とが求められ、それらばね上変位およびばね上速度およびばね上加速度の３つのパラメータに基づいて車体の上下振動が検出される。そして抑制すべき車体の上下振動が検出された場合には、上記のばね上変位およびばね上速度およびばね上加速度の３つのパラメータに基づいて車体の上下振動を抑制するために前後輪へ作用させる振動抑制駆動力および振動抑制制動力が求められる。そのため、車体の上下振動の状態に即して、その上下振動を抑制するための振動抑制駆動力および振動抑制制動力を適切に求めることができ、それら適切な値の振動抑制駆動力と振動抑制制動力とを前後輪に作用させることによって車体の上下振動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、車体のばね上変位およびばね上速度およびばね上加速度の３つのパラメータに基づいて、車体の上下振動を抑制するための振動抑制駆動力と振動抑制制動力とを求めるためのマップが予め設定される。そして、そのマップに基づいて振動抑制駆動力および振動抑制制動力が求められる。そのため、車体の上下振動を抑制する制御を実行する際の振動抑制駆動力および振動抑制制動力を容易にかつ適切に求めることができる。

また、請求項３の発明によれば、車体の上下振動を抑制する制御を実行する際に、前後輪に作用させられる振動抑制駆動力および振動抑制制動力が、その力の大きさが互いに等しくなるように設定される。そしてそれら振動抑制駆動力と振動抑制制動力とが、車体の上下振動に応じて、前輪と後輪とに、もしくは後輪と前輪とに作用させられる。したがって、それら振動抑制駆動力と振動抑制制動力とが前後輪に同時に作用させられても、車両を駆動（もしくは制動）する方向においてはそれらの力は互いに打ち消し合うことになり、車両の駆動（もしくは制動）状態には影響しない。そのため、走行中の車両の乗員に違和感を与えたり、ドライバビリティを損ねたりすることなく、車体の上下振動を適切に抑制制御することができる。

また、請求項４の発明によれば、車体のばね上変位と車体のばね上速度と車体のばね上加速度とに基づいて検出される車体の上下振動が、それら車体のばね上変位および車体のばね上速度および車体のばね上加速度の全てが、車体の上下振動の程度を判断するためにそれぞれに予め定められた閾値を超えた場合に、その振動が抑制すべき車体の上下振動であると判断される。そのため、車体の上下振動の状態を適切に判断することができる。

また、請求項５の発明によれば、前輪もしくは後輪の少なくともいずれか一方に駆動トルクもしくは制動トルクを付与する電動機が設けられ、その電動機の回転を制御することにより、振動抑制駆動力もしくは振動抑制制動力が前後輪の少なくともいずれか一方に作用させられる。そのため、車体の上下振動を抑制する制御の際の振動抑制駆動力もしくは振動抑制制動力を、前後輪へ容易に作用させることができ、車体の上下振動を容易に抑制制御することができる。

そして、請求項６の発明によれば、前輪もしくは後輪の少なくともいずれか一方に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、車体の上下振動を抑制する制御の際の振動抑制駆動力もしくは振動抑制制動力を、前後輪へより容易に作用させることができ、車体の上下振動をより容易に抑制制御することができる。

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６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５，６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。

この車両Ｖｅの駆動力源として、先ず、後輪３，４を駆動する駆動力源７が設けられている。具体的には、駆動力源７の出力側に、駆動力源７の出力トルクを変速する変速機８が配置され、その変速機８の出力側に、出力軸９およびデファレンシャル１０ならびに左右の駆動軸１１，１２を介して左右の後輪３，４が連結されている。

駆動力源７としては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができる。電動機としては、例えば電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有するモータ・ジェネレータを用いることが可能である。この実施例では、駆動力源７として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関であって、例えば電子制御式のスロットルバルブ（図示せず）を備え出力を電気的に自動制御可能なエンジン（Ｅ／Ｇ）７を用いた場合について説明する。

変速機８としては、手動変速機、あるいは自動変速機、あるいは無段変速機などの各種の変速機を用いることが可能である。この実施例では、変速機８として、設定される変速比を電気的に自動制御可能な自動変速機（Ａ／Ｔ）８を用いた場合について説明する。

また、エンジン７の出力すなわち駆動力を後輪３，４にそれぞれ伝達する駆動軸１１，１２には、それぞれ制動装置１３が設けられている。この制動装置１３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、駆動軸１１，１２に制動力を作用させるブレーキシュー（図示せず）あるいはブレーキキャリパのピストン（図示せず）などを動作させるブレーキアクチュエータ１４に接続されている。

上記のエンジン７および自動変速機８ならびにブレーキアクチュエータ１４は、それらエンジン７の出力、あるいは自動変速機８の変速比、あるいはブレーキアクチュエータ１４の動作状態などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１５にそれぞれ接続されている。そして、エンジン７の出力は、例えば運転者によるアクセル操作（すなわち要求駆動力）に基づいて制御されるとともに、そのアクセル操作とは別に自動制御されることも可能になっている。また自動変速機８の変速比は、例えば車速と要求駆動力とに基づいて、あるいは運転者によるシフト操作に連動して制御されるとともに、それらによる制御とは別に自動制御されることも可能になっている。そしてブレーキアクチュエータ１４の動作状態は、例えば運転者によるブレーキ操作に連動して制御されるとともに、そのブレーキ操作とは別に自動制御されることも可能になっている。

したがって、電子制御装置１５によってエンジン７の出力を制御することにより、もしくはエンジン７の出力と自動変速機８の変速比とを制御することにより、例えば要求駆動力に基づいて後輪３，４に作用させる駆動力、すなわち車両Ｖｅを走行させる駆動力に対して、更に別の駆動力を後輪３，４に作用させることができる。言い換えると、要求駆動力に基づいて走行のために駆動軸１１，１２に付与する駆動トルクとは別の駆動トルクを駆動軸１１，１２に付与することができる。

また、電子制御装置１５によってブレーキアクチュエータ１４の動作状態を制御すること、具体的には、制動装置１３を動作させて駆動軸１１，１２に制動力を作用させるようにブレーキアクチュエータ１４を制御することにより、もしくはブレーキアクチュエータ１４の動作状態と自動変速機８の変速比とを制御することにより、例えばブレーキ操作と連動して後輪３，４に作用させる制動力とは別の制動力を後輪３，４に作用させることができる。言い換えると、ブレーキ操作と連動して駆動軸１１，１２に付与される制動トルクとは別の制動トルクを駆動軸１１，１２に付与することができる。

一方、前輪１，２のホイール内部には、それぞれ電動機１６が組み込まれていている。すなわち、それら前輪１，２の電動機１６は、いわゆるインホイールモータ１６であり、前輪１，２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１６の回転を独立して制御することにより、前輪１，２に作用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。各インホイールモータ１６は、例えば交流同期モータであり、インバータ１７を介してバッテリ１８に接続されている。そしてインバータ１７は、各インホイールモータ１６の回転を制御する前述の電子制御装置１５に接続されている。

各インホイールモータ１６の駆動時には、バッテリ１８の直流電力がインバータ１７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１６に供給されることにより各インホイールモータ１６が力行されて、前輪１，２に駆動トルクが付与される。また、各インホイールモータ１６は前輪１，２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１６の回生・発電時には、前輪１，２の回転（運動）エネルギが各インホイールモータ１６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１７を介してバッテリ１８に充電される。このとき、前輪１，２には回生・発電に基づく制動トルクが付与される。

したがって、電子制御装置１５によって各インホイールモータ１６の回転状態を制御すること、すなわち各インホイールモータ１６の力行・回生状態を制御することにより、例えば要求駆動力に基づいて前輪１，２に作用させる駆動力、すなわち車両Ｖｅを走行させる駆動力に対して、更に別の駆動力を前輪１，２に作用させることができる。言い換えると、要求駆動力に基づいて走行のために前輪１，２に付与する駆動トルクとは別の駆動トルクを前輪１，２に付与することができる。もしくは、例えば運転者のブレーキ操作に基づいて前輪１，２に作用させる制動力、すなわち車両Ｖｅを制動させる制動力に対して、更に別の制動力を前輪１，２に作用させることができる。言い換えると、要求される制動力に基づいて制動のために前輪１，２に付与される制動トルクとは別の制動トルクを前輪１，２に付与することができる。

このように、上記のエンジン７、自動変速機８、制動装置１３、ブレーキアクチュエータ１４、各インホイールモータ１６、インバータ１７、バッテリ１８、そして電子制御装置１５等により、この発明における制駆動力制御手段が構成されている。

また、上記のエンジン７、自動変速機８、制動装置１３、ブレーキアクチュエータ１４、各インホイールモータ１６、インバータ１７、バッテリ１８、そして電子制御装置１５等による制駆動力制御手段は、前述のように、走行もしくは制動のために各車輪１，２，３，４に作用させる駆動力もしくは制動力に対して、更に別の駆動力もしくは制動力を各車輪１，２，３，４に作用させることができ、例えば、走行もしくは制動のための駆動力もしくは制動力とは別に、車体Ｂｏに発生した上下振動を抑制するための駆動力もしくは制動力を、各車輪１，２，３，４に作用させることができる。

具体的には、図２に示すように、車体Ｂｏに上下振動が発生した場合、車体Ｂｏにその車体Ｂｏを上方に移動させる力Ｆupが作用する際に、前輪１，２に駆動力ΔＦdを作用させ、同時に、後輪３，４に、駆動力ΔＦdと大きさが等しい制動力ΔＦbを作用させることにより、各サスペンション機構５，６の瞬間回転中心５ａ，６ａに、それぞれ下向きの力ｆdownを作用させることができる（図２の（ａ）に示す状態）。その結果、力Ｆupと力ｆdownとを相殺させて、車体Ｂｏの上方への移動を防止もしくは抑制することができる。同様に、車体Ｂｏにその車体Ｂｏを下方に移動させる力Ｆdownが作用する際に、前輪１，２に制動力ΔＦbを作用させ、同時に、後輪３，４に、制動力ΔＦbと大きさが等しい駆動力ΔＦdを作用させることにより、各サスペンション機構５，６の瞬間回転中心５ａ，６ａに、それぞれ上向きの力ｆupを作用させることができる（図２の（ｂ）に示す状態）。その結果、力Ｆdownと力ｆupとを相殺させて、車体Ｂｏの下方への移動を防止もしくは抑制することができる。

すなわち、車体Ｂｏに上下振動が発生した場合に、各サスペンション機構５，６の瞬間回転中心５ａ，６ａに、力ｆdownと力ｆupとを交互に、具体的には、車体Ｂｏの上下振動の位相と逆位相となるように作用させることにより、車体Ｂｏの上下振動を防止もしくは抑制することができる。したがって、上記のエンジン７、自動変速機８、制動装置１３、ブレーキアクチュエータ１４、各インホイールモータ１６、インバータ１７、バッテリ１８、そして電子制御装置１５等により、この発明における上下振動抑制手段が構成されている。

車体Ｂｏの所定の位置に、例えば車体Ｂｏの重心位置の近傍に、あるいは各車輪１，２，３，４をそれぞれ支持している部分の近傍に、その部分の車体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１９が設けられている。そしてこの上下加速度センサ１９は、電子制御装置１５に接続されていて、この上下加速度センサ１９で検出されたばね上変位加速度Ａを積分することによって、車体Ｂｏの上下方向におけるばね上変位速度Ｖが算出され、さらにばね上変位速度Ｖを積分することによって、車体Ｂｏの上下方向におけるばね上変位量Ｘが算出されるようになっている。そして、それらの検出もしくは算出結果を基に、車体Ｂｏに発生した上下振動、すなわち車体Ｂｏのバウンシング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、これら上下加速度センサ１９、電子制御装置１５等が、この発明における上下振動検出手段として機能している。なお、上記の上下加速度センサ１９に代えて、例えば、車高センサ（図示せず）を車体Ｂｏの所定の位置に、あるいはストロークセンサ（図示せず）を各車輪１，２，３，４の各サスペンション５，６と車体Ｂｏとの間に設けて、車体Ｂｏの上下方向の変位や各サスペンション５，６のストローク量を検出することによって、車体Ｂｏの上下振動（バウンシング）を検出することも可能である。

そして、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２０、また、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２１が設けられている。これらのアクセルペダルセンサ２０およびブレーキペダルセンサ２１は、電子制御装置１５に接続されていて、それらの検出結果に基づいて、エンジン７の出力、自動変速機８の変速比、ブレーキアクチュエータ１４の動作状態、各インホイールモータ１６の力行・回生状態等が適宜に制御されるように構成されている。

なお、この発明で対象とする車両Ｖｅは、少なくとも前輪１，２と後輪３，４とが、それぞれ独立してそれぞれのサスペンション機構５，６により車体Ｂｏに支持されていて、それら前輪１，２と後輪３，４とに、それぞれ独立して駆動力および制動力を作用させることができる構成であればよい。すなわち、例えば図３に示すように、前輪１，２にインホイールモータ１６がそれぞれ設けられるとともに、後輪３，４にインホイールモータ２２がそれぞれ設けられた四輪駆動車の構成であってもよい。

前述したように、この発明は、車体の上下振動（バウンシング）を、その多様な振動の状態に対応して適切に抑制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４は、この発明の制御装置によるバウンシング抑制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４において、先ず、車両Ｖｅの車体の上下方向における平均ばね上変位加速度Ａave、および車体の上下方向における平均ばね上変位速度Ｖave、および車体の上下方向における平均ばね上変位量Ｘaveが求められる（ステップＳ１）。

具体的には、例えば車体Ｂｏの各車輪１，２，３，４をそれぞれ支持している部分に設置された前述の上下加速度センサ１９により、前輪１を支持している部分におけるばね上変位加速度Ａ1、前輪２を支持している部分におけるばね上変位加速度Ａ2、後輪３を支持している部分におけるばね上変位加速度Ａ3、後輪４を支持している部分におけるばね上変位加速度Ａ4がそれぞれ検出される。そしてそれらばね上変位加速度Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4から、平均ばね上変位加速度Ａaveが算出される。すなわち平均ばね上変位加速度Ａaveは、
Ａave＝ΣＡi／４ ；（i＝１〜４）
として求められる。

また、上下加速度センサ１９により検出された各ばね上変位加速度Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4をそれぞれ積分することによって、前輪１を支持している部分におけるばね上変位速度Ｖ1、前輪２を支持している部分におけるばね上変位速度Ｖ2、後輪３を支持している部分におけるばね上変位速度Ｖ3、後輪４を支持している部分におけるばね上変位速度Ｖ4がそれぞれ算出される。そしてそれらばね上変位速度Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4から、平均ばね上変位速度Ｖaveが算出される。すなわち平均ばね上変位速度Ｖaveは、
Ｖave＝ΣＶi／４ ；（i＝１〜４）
として求められる。

そして、上記のようにして算出されたた各ばね上変位速度Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4をそれぞれ積分することによって、前輪１を支持している部分におけるばね上変位量Ｘ1、前輪２を支持している部分におけるばね上変位量Ｘ2、後輪３を支持している部分におけるばね上変位量Ｘ3、後輪４を支持している部分におけるばね上変位量Ｘ4がそれぞれ算出される。そしてそれらばね上変位量Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3，Ｘ4から、平均ばね上変位量Ｘaveが算出される。すなわち平均ばね上変位量Ｘaveは、
Ｘave＝ΣＸi／４ ；（i＝１〜４）
として求められる。

つぎに、上記のステップＳ１で求められた平均ばね上変位量Ｘave、および平均ばね上変位速度Ｖave、および平均ばね上変位加速度Ａaveに基づいて、車体Ｂｏに抑制する必要があるバウンシングが発生しているか否かが判断される。具体的には、車体Ｂｏに抑制する必要があるバウンシングが発生しているか否かを判断するための閾値としてそれぞれ予め設定された所定値Ｘ0，Ｖ0，Ａ0と、上記の平均ばね上変位量Ｘave，平均ばね上変位速度Ｖave，平均ばね上変位加速度Ａaveとがそれぞれ比較されて、平均ばね上変位量Ｘaveの絶対値が所定値Ｘ0よりも大きく、かつ平均ばね上変位速度Ｖaveの絶対値が所定値Ｖ0よりも大きく、かつ平均ばね上変位加速度Ａaveの絶対値が所定値Ａ0よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ２）。すなわち、
|Ｘave|＞Ｘ0 かつ ｜Ｖave｜＞Ｖ0 かつ ｜Ａave｜＞Ａ0
の判断条件が成立するか否かが判断される。

したがって、「｜Ｘave｜＞Ｘ0，かつ｜Ｖave｜＞Ｖ0，かつ｜Ａave｜＞Ａ0」の判断条件が成立しない場合、すなわち車体Ｂｏに抑制する必要があるバウンシングが発生していないと判断された場合は、それ以降のバウンシング抑制制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、「｜Ｘave｜＞Ｘ0，かつ｜Ｖave｜＞Ｖ0，かつ｜Ａave｜＞Ａ0」の判断条件が成立した場合、すなわち車体Ｂｏに抑制する必要があるバウンシングが発生していると判断された場合には、ステップＳ３へ進み、上記のステップＳ１で求められた平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveと平均ばね上変位加速度Ａaveとに基づいて、その際に発生しているバウンシングを抑制するために前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ作用させる制駆動力（駆動力もしくは制動力）ΔＦが求められる。すなわち、この制駆動力ΔＦが、この発明における振動抑制駆動力もしくは振動抑制制動力に相当している。

例えば、図５に示すようなマップＭから、平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveと平均ばね上変位加速度Ａaveとの値に対応する制駆動力ΔＦが求められる。ここで、マップＭは、平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveと平均ばね上変位加速度Ａaveとの３つの物理量をパラメータとするいわゆる３次元マップであって、車両Ｖｅの動力性能特性や制動性能特性等の設計上もしくは理論上求まるデータや、実験的あるいは経験的に求めたデータなどを基に予め設定されたマップである。なお、この図５に示すマップＭでは、このバウンシング抑制制御の際に求める制駆動力ΔＦのうち、前輪１，２に作用させる制駆動力ΔＦを実線で示し、後輪３，４に作用させる制駆動力ΔＦを破線で示してある。

また、図５に示すマップＭでは、このバウンシング抑制制御のために求められる制駆動力ΔＦが正の値の場合は、制駆動力ΔＦが車両Ｖｅを走行させる方向に作用する力すなわち駆動力であり、制駆動力ΔＦが負の値の場合は、制駆動力ΔＦが車両Ｖｅを制動させる方向に作用する力すなわち制動力であることを示している。

さらに、上記の前輪１，２に作用させる制駆動力ΔＦ（実線）と後輪３，４に作用させる制駆動力ΔＦ（破線）とは、互いに力の大きさが等しく、力の向きが逆方向になっていて、また平均ばね上変位加速度Ａaveの絶対値が大きいほど制駆動力ΔＦの絶対値も大きくなっている。すなわち、このマップＭから制駆動力ΔＦが求められた場合、例えば、前輪１，２に作用させる制駆動力ΔＦが駆動力ΔＦdであった場合は、後輪３，４に作用させる制駆動力ΔＦは、力の大きさが駆動力ΔＦdと等しい制動力ΔＦbとなる。あるいは、前輪１，２に作用させる制駆動力ΔＦが制動力ΔＦbであった場合は、後輪３，４に作用させる制駆動力ΔＦは、力の大きさが制動力ΔＦbと等しい駆動力ΔＦdとなる。

そして、このバウンシング抑制制御の制駆動力ΔＦは、平均ばね上変位量Ｘaveが正の値である場合（ここでは、前述の図２の（ａ）に示すように車体Ｂｏが上方に移動する変位の方向を正とし、図２の（ｂ）に示すように車体Ｂｏが下方に移動する変位の方向を負とする）に、前輪１，２に対して駆動力ΔＦd（すなわち振動抑制駆動力ΔＦd）を作用させ、後輪３，４に対しては制動力ΔＦb（すなわち振動抑制制動力ΔＦb）を作用させるように、一方、平均ばね上変位量Ｘaveが負の値である場合には、前輪１，２に対して制動力ΔＦb（振動抑制制動力ΔＦb）を作用させ、後輪３，４に対しては駆動力ΔＦd（振動抑制駆動力ΔＦd）を作用させるようになっている。

すなわち、前述の図２に示すように、車体Ｂｏに上下振動が発生し、車体Ｂｏにその車体Ｂｏを上方に移動させる力Ｆupが作用する場合は、前輪１，２に駆動力ΔＦdが作用させられ、同時に、後輪３，４に制動力ΔＦbが作用させられる。一方、車体Ｂｏにその車体Ｂｏを下方に移動させる力Ｆdownが作用する場合は、前輪１，２に制動力ΔＦbが作用させられ、同時に、後輪３，４に駆動力ΔＦdが作用させられる。したがって、前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ制駆動力ΔＦを同時に作用させて、車体Ｂｏの各サスペンション機構５，６の瞬間回転中心５ａ，６ａに繰り返し作用させる上向きの力ｆupもしくは下向きの力ｆdownの周期の位相が、常に車体Ｂｏの上下振動の位相と逆位相になる。そのため、車体Ｂｏがバウンシングする際に車体Ｂｏに作用する上下方向の力Ｆup，Ｆdownと、前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ制駆動力ΔＦを同時に作用させることにより車体Ｂｏの瞬間回転中心５ａ，６ａに作用させる上下方向の力ｆdown，ｆupとをそれぞれ相殺させることができ、その結果、車体Ｂｏに発生した上下振動すなわち車体Ｂｏのバウンシングを防止もしくは抑制することができる。

具体的に、上記のマップＭにより平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveと平均ばね上変位加速度Ａaveとの値に対応する制駆動力ΔＦを求めるには、先ず、ステップＳ１で算出された平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveとから、図５に示すマップＭにおけるａ点が求められる。すなわち、仮に、平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveとの２つのパラメータに基づいて求めたバウンシング抑制制御のための制駆動力を仮制駆動力ΔＦ’とし、その値を示す軸をΔＦ’軸とすると、平均ばね上変位量Ｘaveと、その平均ばね上変位量Ｘaveの値を示すＸave軸とそのＸave軸に直交させた上記のΔＦ’軸とからなる「Ｘave−ΔＦ’」平面上に示した平均ばね上変位速度Ｖaveとから、マップＭの「Ｘave−ΔＦ’」平面上におけるａ点を求めることができる。

次いで、上記のａ点の値と平均ばね上変位加速度Ａaveとから、図５に示すマップＭにおけるｂ点が求められる。すなわち、このバウンシング抑制制御のために求める制駆動力ΔＦの値を示す軸をΔＦ軸とすると、上記のａ点の値と、上記の「Ｘave−ΔＦ’」平面とその「Ｘave−ΔＦ’」平面に直交させたΔＦ軸とからなる３次元空間に示した平均ばね上変位加速度Ａaveとから、マップＭの「Ｘave−ΔＦ’」平面とΔＦ軸とからなる３次元空間におけるｂ点を求めることができる。

そして、上記のようにして求められたｂ点のΔＦ軸成分の値、すなわち図５に示すマップＭにおけるｃ点の値を読み取ることにより、このバウンシング抑制制御のための制駆動力ΔＦが求められる。

ステップＳ３で制駆動力ΔＦが求められると、アクセルペダルセンサ２０およびブレーキペダルセンサ２１の検出信号に基づいて前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ作用させられる制駆動力Ｆf0，Ｆr0、すなわち車両Ｖｅを走行もしくは制動するために前輪１，２に作用させられる制駆動力Ｆf0および後輪３，４に作用させられる制駆動力Ｆr0と、それらのＦf0，Ｆr0とは別に上記のようにして求められた制駆動力ΔＦとを合成したトータル制駆動力Ｆf，Ｆrが、前輪１，２および後輪３，４に対してそれぞれ作用させられる。すなわち、前輪１，２に対してトータル制駆動力Ｆfが、また後輪３，４に対してトータル制駆動力Ｆrがそれぞれ作用させられる。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、この発明によるバウンシング抑制制御によれば、車体Ｂｏの平均ばね上変位量Ｘaveと平均ばね上変位速度Ｖaveと平均ばね上変位加速度Ａaveとが求められ、それら平均ばね上変位量Ｘaveおよび平均ばね上変位速度Ｖaveおよび平均ばね上変位加速度Ａaveの３つのパラメータに基づいて、車体Ｂｏに発生した上下振動すなわち車体Ｂｏのバウンシングが検出される。そしてその検出された車体Ｂｏのバウンシングの程度が、それら平均ばね上変位量Ｘaveおよび平均ばね上変位速度Ｖaveおよび平均ばね上変位加速度Ａaveの３つのパラメータに基づいて、抑制する必要があるバウンシングであるか否かが判断される。そのため、車体Ｂｏのバウンシングの状態を適切に判断することができる。

そして、車体Ｂｏのバウンシングが抑制すべき状態であると判断された場合には、上記の平均ばね上変位量Ｘaveおよび平均ばね上変位速度Ｖaveおよび平均ばね上変位加速度Ａaveの３つのパラメータに基づいて、車体Ｂｏのバウンシングを抑制するために前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ作用させる制駆動力ΔＦ（すなわち振動抑制駆動力ΔＦdもしくは振動抑制制動力ΔＦb）が求められる。そのため、車体Ｂｏのバウンシングの状態に即して、そのバウンシングを抑制するための制駆動力ΔＦを適切に求めることができ、それら適切な値の制駆動力ΔＦを前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ作用させることによって車体Ｂｏのバウンシングを適切に抑制することができる。

また、上記の制駆動力ΔＦを求めるために、上記の平均ばね上変位量Ｘaveおよび平均ばね上変位速度Ｖaveおよび平均ばね上変位加速度Ａaveの３つのパラメータに基づいて予め設定されたマップＭが用いられる。そのため、車体Ｂｏのバウンシング抑制制御を実行する際の制駆動力ΔＦを容易にかつ適切に求めることができる。

さらに、車体Ｂｏのバウンシング抑制制御を実行する際に前輪１，２および後輪３，４にそれぞれ作用させる制駆動力ΔＦ、すなわち振動抑制駆動力ΔＦdおよび振動抑制制動力ΔＦbが、その力の大きさが互いに等しくなるように設定される。そしてそれら振動抑制駆動力ΔＦdと振動抑制制動力ΔＦbとが、車体Ｂｏのバウンシングの振動状態に応じて、前輪１，２と後輪３，４とに、もしくは後輪３，４と前輪１，２とに作用させられる。したがって、それら振動抑制駆動力ΔＦdと振動抑制制動力ΔＦbとを前輪１，２および後輪３，４に振り分けて同時に作用させても、車両Ｖｅを駆動（もしくは制動）する方向においてはそれらの力は互いに打ち消し合うことになり、車両Ｖｅの駆動（もしくは制動）状態には影響しない。そのため、走行中の車両Ｖｅの乗員に違和感を与えたり、ドライバビリティを損ねたりすることなく、車体Ｂｏのバウンシングを適切に抑制することができる。

そして、前輪１，２もしくは後輪３，４の少なくともいずれか一方に駆動トルクもしくは制動トルクを付与する電動機１６、具体的にはインホイールモータ１６（もしくはインホイールモータ１６，２２）が設けられ、そのインホイールモータ１６（もしくはインホイールモータ１６，２２）の回転を制御することにより、振動抑制駆動力ΔＦdもしくは振動抑制制動力ΔＦbが前輪１，２もしくは後輪３，４の少なくともいずれか一方に作用させられる。そのため、車体Ｂｏのバウンシングを抑制する制御の際の振動抑制駆動力ΔＦdもしくは振動抑制制動力ΔＦbを、前輪１，２もしくは後輪３，４へ容易に作用させることができ、その結果、車体Ｂｏのバウンシングを容易に抑制することができる。

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Ｓ４の機能的手段が、この発明の制駆動力制御手段および上下振動抑制手段に相当する。また、ステップＳ１，Ｓ２の機能的手段が、この発明の上下振動検出手段に相当し、ステップＳ３の機能的手段が、この発明の振動抑制力算出手段に相当する。

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、各車輪の駆動力および制動力を独立して制御する手段として、前輪の内部に配置さ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輪に作用させる駆動力および制動力を出力し、後輪に連結されたモータや内燃機関などの駆動力源の出力と後輪に設けられた制動装置の動作状態とを制御することにより各車輪に作用させる駆動力および制動力を出力する例、あるいは、前後輪の内部に配置されたインホイールモータの回転を制御することにより各車輪に作用させる駆動力および制動力を出力する例を示しているが、これらの具体例以外に、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、各車輪の駆動力および制動力を独立して制御する機構であってもよい。また、各車輪の駆動を独立して制御する手段として、例えばモータや内燃機関などの駆動力源が出力する駆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）を採用し、各車輪の制動力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。

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いて、バウンシング抑制制御時に車両各部に作用する力および車体の挙動を説明するための模式図である。 この発明の制御装置を適用可能な車両の他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による車体のバウンシング抑制制御の制御例を説明するためのフローチャートである。 図４のフローチャートに示す制御例において、振動抑制駆動力および振動抑制制動力を算出する際に用いられるマップの一例を説明するための模式図である。 従来技術によるバウンシング抑制制御の制御例において用いられるマップの一例を説明するための模式図である。 従来技術によるバウンシング抑制制御を実行した際の課題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…サスペンション機構、 ７…駆動力源（エンジン）、 １３…制動装置、 １４…ブレーキアクチュエータ、 １５…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １６，２２…電動機（インホイールモータ）、 １７…インバータ、 １８…バッテリ、 １９…上下加速度センサ、 Ｂｏ…車体、 Ｖｅ…車両。

Claims (6)

1. 少なくとも前後輪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、前記前後輪の駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御可能な制駆動力制御手段と、前記車体の上下振動の状態に応じて、走行もしくは制動のために前記前後輪に作用させる駆動力もしくは制動力とは別に振動抑制駆動力および振動抑制制動力を前記前後輪にそれぞれ作用させることにより前記上下振動を抑制する上下振動抑制手段とを備えた車両の制御装置において、
   前記車体のばね上変位と前記車体のばね上速度と前記車体のばね上加速度とを求め前記上下振動を検出する上下振動検出手段と、
   前記上下振動検出手段により、抑制すべき前記上下振動が検出された場合に、該上下振動検出手段により求められた前記ばね上変位および前記ばね上速度および前記ばね上加速度の３つのパラメータに基づいて前記振動抑制駆動力および前記振動抑制制動力を算出する振動抑制力算出手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記振動抑制力算出手段は、前記３つのパラメータに基づいて予め設定されたマップから前記振動抑制駆動力および振動抑制制動力を求め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. 前記上下振動抑制手段は、互いに大きさが等しい前記振動抑制駆動力と前記振動抑制制動力とを、それぞれ、前記前輪と前記後輪とに、もしくは前記後輪と前記前輪とに振り分けて作用させ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. 前記上下振動検出手段は、前記ばね上変位および前記ばね上速度および前記ばね上加速度がいずれもそれぞれ予め設定された閾値よりも大きい場合に前記抑制すべき上下振動であると判断する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記制駆動力制御手段は、前記前後輪の少なくともいずれか一方に駆動トルクもしくは制動トルクを付与する電動機の回転を制御することにより前記振動抑制駆動力および前記振動抑制制動力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４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 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るインホイールモータを含むことを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。

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