JP2013256254A - 左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一輪がロックしても、ロック前と同等の走行速度と旋回性を維持した走行が可能な左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置を提供する。
【解決手段】 前輪１または後輪２を左右独立駆動できて、かつ各輪１，２を全て転舵できる車両に適用される。ロック検出手段２５とロック時対応制御手段２６とを設ける。ロック検出手段２５は、いずれかの駆動輪１がロックしたことを検出する。ロック時対応制御手段２６は、ロックが検出された場合に、ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪１の左右反対側の駆動輪１に発生させる制御、駆動輪１の横すべり角を零にする制御、および車両のヨーモーメントが零になるように従動輪２の転舵角を調整する制御を行う。四輪独立駆動、四輪独立転舵可能な車両の場合は、ロックした駆動輪の左右反対側、対角側、前後反対側いずれかの車輪１，２に駆動力を発生させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置などを搭載した左右独立駆動車の一輪がロックした場合の車両運動制御を行う左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置に関する。

左右独立駆動車の駆動系の一つが異常になり正常な駆動力を発生できなくなった場合の車両制御手法として、次に挙げる手段が提案されている。
（１）左右車輪の一方のモータが異常になり適正に駆動力を発生できなくなると、左右反対側の車輪のモータを所定の方法にて停止させ、車両の挙動変化を抑制し車両の走行安定性を向上させる。（特許文献１）
（２）四輪独立駆動車の一輪のモータが異常になった場合、左右反対側の車輪のモータ制駆動力をそれに近付ける。その制御の度合いは前輪（操舵輪）＞後輪とする。（特許文献２）
（３）八輪独立駆動車の一輪のモータが異常になった場合に、異常モードに応じて次のような対策を講じる。（非特許文献１）
a ）フリーになった場合：異常モータの左右反対側のモータをフリーにする。
b ）ロックした場合：異常モータの左右反対側のモータで回生制動力を発生させる。

特開平８−１６８１１２号公報 特許第４４１２４７６号公報

河上清源ら、「インホイールモータを用いた全輪駆動車におけるモータ失陥時の操縦安定性に関する評価」、日本機械学會論文集C 編、72-719（2006）、2123-2129

上記従来の（１）の左右車輪の一方のモータが適正に駆動力を発生できなくなると、左右反対側の車輪のモータを停止させる方法では、モータ等のロック（固着失陥）に対応することができない。
上記（２），（３）の、一輪のモータがロックして急制動が生じた場合に、ロックした車輪の左右反対側にある車輪のモータ制動力をロックによる制動力に近付ける制御を行う方法では、次の問題がある。図９（Ａ）はモータ正常時の旋回中の動作を示すが、同図（Ｂ）のように旋回中にモータのロックが発生すると、ロックした車輪１（×印を付した車輪）の横力と制動力の合力が摩擦円の限界に達して、必要な横力が得られず、ロック前の旋回性が失われる可能性、つまり旋回半径が変わる可能性がある。
同図において、実線の直線の矢印は横力を、破線の直線の矢印は制駆動力を、円弧状の曲線の矢印はヨーモーメントをそれぞれ示す。同図に示すように、制動力の発生より横力が減少し、ヨーモーメントが発生する。そのため、ロック前の旋回性が失われる可能性がある。

この発明の目的は、一輪がロックしても、ロック前と同等、またはロック前に近い走行速度と旋回性を維持した走行が可能な左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置を提供することである。

この発明の第１の左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置は、少なくとも前輪１または後輪２を左右独立駆動できて、かつ各輪１，２を全て転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、
いずれか一輪の駆動輪１がロックしたことを検出するロック検出手段２５と、
このロック検出手段２５でロックが検出された場合に、
(1) ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪１の左右反対側の駆動輪１に発生させる制御、
(2) 駆動輪１の横すべり角を零にする制御、および
(3) 車両のヨーモーメントが零になるように従動輪２の転舵角を調整する制御、
を行うロック時対応制御手段２６と、
を設けたことを特徴とする。
なお、左右輪は独立転舵でなくても良い。
上記(1) 〜(3) の制御は、この順に行っても、また他の順で行っても良い。
上記(1) のロックした駆動輪１の左右反対側の駆動輪１に発生させる駆動力は、例えば、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力とする。

この構成によると、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力をロックした駆動輪１の左右反対側の駆動輪１に発生させると、駆動輪左右の制動力と駆動力はキャンセルされるため、一定速を維持できる。
上記(2) の駆動輪１の横すべり角を零にする制御により、駆動輪１に加わる横力が零になる。ここで、横力を零とするのは、上記(3) の従動輪２の転舵角を制御するにあたり、車両のヨーモーメントの計算を簡単にするためである。
上記(3) の車両のヨーモーメントが零になるように従動輪２の転舵角を調整する制御により、車両の旋回性をロック前と同じとすることができる。定常円旋回中では車両のヨーモーメントは零であるため、ロック後もヨーモーメントを零にするよう従動輪２の転舵角を制御する。
このように、上記(1)(2)(3) の制御を行うことで、一輪がロックしても、ロック前と同等、またはロック前に近い走行速度と旋回性を維持した走行が可能となる。このため、車両を道路上の通行の邪魔にならない場所へ移動させて停車する場合や、最寄りの修理工場へ行く場合等の走行が、安全に操作性良く行える。

この発明の第２の左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置は、四輪１，２全てを独立駆動できて、かつ四輪１，２を独立に転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、
いずれか一輪の駆動輪１，２がロックしたことを検出するロック検出手段２５と、
このロック検出手段２５でロックが検出された場合に、
(1) ロックによって発生した制動力により低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪１，２の左右反対側、対角側、前後反対側のいずれかの駆動輪１，２に発生させる制御、
(2) これらロックした車輪１，２および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる車輪である二輪の横すべり角を零にする制御、および
(3) 車両のヨーモーメントが零になるように残りの二輪１，２の転舵角を調整する制御を行う、
ロック時対応制御手段２６と、
を設けても良い。

四輪１，２全てを独立駆動できて、かつ四輪１，２を独立に転舵できる車両の場合は、前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させる制御は、ロックした駆動輪１，２の左右反対側の車輪１，２に限らず、ロックした駆動輪１，２の対角側、または前後反対側いずれかの駆動輪１，２に発生させる制御に拡張できる。
この場合も、上記(1) のロックした駆動輪１，２の左右反対側の駆動輪１，２に発生させる駆動力は、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力とする。

この発明において、前記駆動輪の駆動源は電動式のモータ６であっても良い。前記駆動輪の駆動源６は、ガソリンエンジン等の内燃機関であっても良いが、電動モータ６であると、前記ロック時対応制御手段で制御を行うときに、応答性良く、かつ適切な駆動力に制御することができる。

この発明において、前記ロック時対応制御手段２６が行う前記(2) の駆動輪の横すべり角を零にする制御は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪を転舵させる転舵装置４，４Ａの転舵機能を、転舵自由状態にする制御としても良い。
前記(2) の駆動輪の横すべり角を零にする制御は、能動的に横すべり角を制御しても良いが、簡易的には駆動輪の転舵機能をフリーにすればよい。このようにすれば、セルフアライニングトルクにより駆動輪の横すべりが零となるよう自然と制御される。

この発明において、前記ロック時対応制御手段２６が行う前記(2) の駆動輪の横すべり角を零にする制御は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪を転舵させ転舵装置４に、これら二輪の駆動輪の転舵角を、ロック前の角度で保持させる制御であっても良い。
このように、駆動輪の転舵角をロック前の角度で固定してしまってもよいのは、ロックによって生じる制動力だけでタイヤの摩擦円限界に達している可能性が高いため、駆動輪の転舵角をどのように操作しても横力は発生しないと考えても良いからである。

この発明において、前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪に発生する制動力を、前記駆動輪のハブに取り付けられた荷重センサ９によって検知し、この荷重センサにより検知した制動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させるようにしても良い。
ハブに取り付けられた荷重センサによると、ロックした駆動輪に発生する制動力を精度良く検出でき、このため、低下した駆動力を補う駆動力を発生させる制御が精度良く行える。

上記の例はロックした駆動輪の制動力を荷重センサ９によって検知するが、駆動力低下を補う駆動力を発生させる駆動輪の駆動力を荷重センサ９で検出し、この荷重センサ９により検知した駆動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させるようにしても良い。荷重センサ９によると、指令値で判断する場合と異なり、実際に駆動輪に発生している駆動力が検出できるため、低下した駆動力を補う制御がより精度良く行える。

この発明において、前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪の横力を、これら駆動輪のハブに取り付けられた荷重センサ９で検知し、この検知された横力を用いて前記車両のヨーモーメントが零になるように転舵角の制御を行うようにしても良い。
ロックした駆動輪、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪の横力を荷重センサ９で検知すれば、車両のヨーモーメントが零になるように転舵角の制御を行うために必要な横力が精度良く検出でき、ヨーモーメントを零にする制御を精度良く行える。

この発明において、前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させた駆動輪以外の車輪の横力を、この車輪のハブに設けられた荷重センサ９で検知し、この荷重センサ９で検知した車輪の横力を用いて、前記車両のヨーモーメントが零になるように車輪の転舵角を調整する制御とを行うようにしても良い。
車輪の転舵角を調整する制御で車両のヨーモーメントが零になるように制御できるが、その場合に、ロックした駆動輪、および低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪以外の車輪の横力を荷重センサ９で検知すると、転舵角を調整する制御を精度良く行うことができる。

この発明の第１の左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置は、少なくとも前輪または後輪を左右独立駆動できて、かつ各輪を全て転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、いずれか一輪の駆動輪がロックしたことを検出するロック検出手段と、このロック検出手段でロックが検出された場合に、ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪の左右反対側の駆動輪に発生させる制御、駆動輪の横すべり角を零にする制御、および車両のヨーモーメントが零になるように従動輪の転舵角を調整する制御を行うロック時対応制御手段とを設けたため、左右独立駆動車において、一輪がロックしても、ロック前と同等、またはロック前に近い走行速度と旋回性を維持した走行が行える。

この発明の第２の左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置は、四輪全てを独立駆動できて、かつ四輪を独立に転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、いずれか一輪の駆動輪がロックしたことを検出するロック検出手段と、このロック検出手段でロックが検出された場合に、前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪の左右反対側、対角側、前後反対側のいずれかの駆動輪に発生させる制御、これらロックした車輪および低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させる車輪である二輪の横すべり角を零にする制御、および車両のヨーモーメントが零になるように残りの二輪の転舵角を調整する制御を行うロック時対応制御手段と、を設けたため、四輪独立駆動の車両において、一輪がロックしても、ロック前と同等、またはロック前に近い走行速度と旋回性を維持した走行が行える。

この発明の一実施形態に係る左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置を適用した車両の概念構成を示す説明図である。 同一輪ロック時制御装置のロック時対応制御手段の説明図である。 同一輪ロック時制御装置の制御による動作例の説明図である。 この発明の他の実施形態に係る左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置を適用した車両の概念構成を示す説明図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置を適用した車両の概念構成を示す説明図である。 同一輪ロック時制御装置のロック時対応制御手段の説明図である。 同車両におけるインホイールモータ駆動装置の一例の正面図である。 （Ａ）はその荷重センサの取付状態を示す側面図、（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ同荷重センサにおける部位別センサの平面図および断面図である。 従来例の説明図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この一輪ロック時制御装置を適用する左右独立駆動車は、車体３の左右の前輪となる車輪１が、それぞれ電動式のモータ６により互いに独立して駆動される駆動輪とされ、左右の後輪となる車輪２が従動輪とされた電気自動車である。モータ６は、後に具体例を図７と共に説明するインホイールモータ駆動装置５を構成する。前後の車輪１，２は、いずれも摩擦式のブレーキ装置を備える。

前後の車輪１，２は、いずれも、転舵機構４によって転舵される転舵輪である。ただし、左右の前輪となる車輪１，１間や、左右の後輪となる車輪２，２間で独立転舵の必要はなく、この例では、左右の前輪となる車輪１，１の転舵、および左右の後輪となる車輪２，２の転舵は、連動して行われる。各転舵機構４は、転舵操作手段であるステアリングホイール１０と機械的に連結されていないステアバイワイヤ形式である。この転舵機構４は、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する操舵角センサ１１の検出値に基づき、各転舵機構４のモータ４ａを駆動して転舵軸４ｂを軸方向移動させ、両側の前輪となる車輪１，１、または後輪となる車輪２，２を共に転舵させる構成である。転舵機構４による各車輪１，２の転舵角は、基本的には操舵角センサ１１の検出値に基づく角度とされるが、制御によって別の角度に変更可能である。

制御系を説明すると、車両全体の統合制御，協調制御を行うＥＣＵ（電気制御ユニット）２１と、インバータ装置２２とを備える。ＥＣＵ２１は、マイクロコンピュータ等のコンピュータと、これに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路で構成される。インバータ装置２２は、バッテリ（図示せず）の直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換するインバータ（図示せず）、およびＥＣＵ２１からの駆動指令を基に前記インバータの出力を制御する制御手段（図示せず）からなる。

ＥＣＵ２１は、基本制御手段２３と、転舵制御手段２４とを有し、これらに加えて、この実施形態の特徴となるロック検出手段２５とロック時対応制御手段２６とが設けられている。基本制御手段２３は、アクセルペダル等のアクセル操作手段２７の踏み込み量に従って左右のモータ６を駆動する駆動力を演算し、これらモータ６を駆動する駆動指令をインバータ装置２２に出力する機能を備える。基本制御手段２３は、この他に、ブレーキ操作手段２８の踏み込み量を基本として、各摩擦式のブレーキ装置に分担させる制動力および回生制動を行う制動力を演算し、各ブレーキ装置へ制動指令を与える機能、およびインバータ装置２３に回生制動指令を与える機能、並びに車両全体の一般的な協調制御，統合制御を行う機能を備える。

ロック検出手段２５は、いずれか一輪の駆動輪、この例では前輪となる車輪１，１のいずれかがロックしたことを検出する手段である。ロック検出手段２５は、例えば、車輪１のハブに設けられた荷重センサ９により駆動力を検出し、左右輪１，１の駆動力差により車輪１，１がロック状態か否かを判定する。具体的には、左右輪１，１の駆動力差が、定められた基準の駆動力差よりも大きい場合は、駆動力の小さい方の車輪１がロックしていると判定する。ロック検出手段２５は、荷重センサ９による判定に限らず、前記モータ６で駆動される各車輪１，１の回転速度を検出する回転検出器１８（図７）から回転速度を検出し、左右輪１，１の回転速度の差により車輪１，１のいずれかがロック状態か否かを判定するものであっても良い。

ロック時対応制御手段２６は、ロック検出手段２５でロックが検出された場合に、ロックに対応した定められた制御を行う手段である。この定められた制御として、次のステップ(1) 〜(3) の制御をこの順に行う。
(1) ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪１の左右反対側の駆動輪１に発生させる制御。
(2) 駆動輪１の横すべり角を零にする制御。
(3) 車両のヨーモーメントが零になるように従動輪２の転舵角を調整する制御。

ロック時対応制御手段２６は、図２のように駆動力発生手段２６ａ、横すべり角零制御手段２６ｂ、およびヨーモーメント零制御手段２６ｃを有し、これらの手段２６ａ〜２６ｃが、それぞれ上記ステップ(1) 〜(3) の制御を行う。

上記ステップ(1) は、車両の走行速度をロック前と同じとするための制御である。図３（Ａ）に×印でロックした駆動輪を示すように、左前輪となる車輪１がロックした場合は、右前輪となる車輪１に駆動力を発生させる。同図（Ｂ）のように右前輪となる車輪１がロックした場合は、左前輪となる車輪１に駆動力を発生させる。このステップ(1) の制御により、ロックによって低下した車両の駆動力を補えて、できるだけロック前の速度を維持することができる。

駆動力をどの程度にするかは、例えば、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力とする。
上記駆動力を、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力とした場合は、駆動輪１，１の制動力Ｆｂ（図３）と駆動力Ｆｆはキャンセルされるため、一定速を維持できる。

上記ステップ(2) の制御により、駆動輪である前輪１，１に加わる横力は零になる。ここで、横力を零とするのはステップ(3) で従動輪である後輪２，２の転舵角を制御するにあたり、車両のヨーモーメントの計算を簡単にするためである。

上記ステップ(3) は、車両の旋回性をロック前と同じとするための制御である。定常円旋回中では車両のヨーモーメントは零であるため、ロック後もヨーモーメントを零にするよう従動輪（後輪となる車輪２，２）の転舵角を制御する。具体的には、次式で計算される横力が得られるように従動輪（後輪である車輪２，２）の転舵角を制御する。

ｌｒは車両重心点と後車軸間との距離、ｄｆは前輪トレッド、Ｆｘはロックした駆動輪に生じる制動力（もしくはロックした駆動輪の左右反対側駆動輪に発生させた駆動力）を指す。

ステップ(2) において、能動的に駆動輪（前輪である車輪１，１）の横すべり角を制御しても良いが、簡易的には駆動輪（前輪である車輪１，１）の転舵機能をフリーにすればよい。このようにすれば、セルフアライニングトルクにより駆動輪（前輪である車輪１，１）の横すべりが零となるよう自然と制御される。

ステップ(2) の制御は、駆動輪（前輪である車輪１，１）の転舵角をロック前の角度で固定してしまってもよい。ロックによって生じる制動力だけでタイヤの摩擦円限界に達している可能性が高いため、駆動輪（前輪である車輪１，１）の転舵角をどのように操作しても横力は発生しないと考えても良いからである。

タイヤ力（路面接地点における荷重）を直接検知できる荷重センサ９を備えていれば、上記のステップ(1) 〜(3) の制御はより容易に実行できる。例えば、ハブに取り付けた荷重センサ９により、ステップ(1) では駆動輪（前輪である車輪１，１）の制駆動力、ステップ(2) では駆動輪（前輪である車輪１，１）の横力、ステップ(3) では従動輪（後輪である車輪２，２）の横力を検知すればよい。

荷重センサ９を用いる制御は、整理すると次のＡ〜Ｄのいずれか一つの制御、またはいずれか複数の組み合わせの制御である。
Ａ．前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）に発生する制動力を、前記駆動輪（前輪である車輪１，１）のハブに取り付けられた荷重センサ９によって検知し、この荷重センサ９により検知した制動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる。
ハブに取り付けられた荷重センサ９によると、ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）に発生する制動力を精度良く検出でき、このため、低下した駆動力を補う駆動力を発生させる制御が精度良く行える。

Ｂ．前記ロック時対応制御手段２６は、駆動力低下を補う駆動力を発生させる駆動輪（前輪である車輪１，１）の駆動力を荷重センサ９で検出し、この荷重センサ９により検知した駆動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる。
荷重センサ９によると、指令値で検出する場合と異なり、実際に駆動輪に発生している駆動力が検出できるため、低下した駆動力を補う制御がより精度良く行える。

Ｃ．前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪（前輪である車輪１，１）の横力を、これら駆動輪（前輪である車輪１，１）のハブに取り付けられた荷重センサ９で検知し、この検知された横力を用いて前記車両のヨーモーメントが零になるように、転舵装置４に指令を与えて転舵角の制御を行う。具体的には、ロック時対応制御手段２６から転舵制御手段２４に指令を与えて、転舵装置４の転舵角の制御を行う。
ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）、および低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪（前輪である車輪１，１）の横力を荷重センサ９で検知すれば、車両のヨーモーメントが零になるように転舵角の制御を行うために必要な横力が精度良く検出でき、ヨーモーメントを零にする制御を精度良く行える。

Ｄ．前記ロック時対応制御手段２６は、前記ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪（前輪である車輪１，１）以外の車輪（後輪である車輪２，２）の横力を、この車輪２，２のハブに設けられた荷重センサ９で検知し、この荷重センサ９で検知した車輪の横力を用いて、前記車両のヨーモーメントが零になるように車輪（後輪である車輪２，２）の転舵角を調整する制御を行う。
車輪の転舵角を調整する制御で車両のヨーモーメントが零になるように制御できるが、その場合に、ロックした駆動輪（前輪である車輪１，１）、および低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪（前輪である車輪１，１）以外の車輪（後輪である車輪２，２）の横力を荷重センサ９で検知すると、転舵角を調整する制御を精度良く行うことができる。

なお、上記実施形態は前輪駆動の場合につき説明したが、この発明は、後輪駆動の場合も上記と同様に適用することができる。
また、図４に示すような４輪駆動の車両についても、この発明は上記と同様に適用することができる。同図の実施形態は、後輪となる車輪２，２が、インホイールモータ駆動装置５のモータ６で駆動される駆動輪とされている点で第１の実施形態と異なるが、その他は第１の実施形態と同じである。ロック検出手段２５によりロックを検出する車輪は、駆動輪である４輪全てであるが、ロック時対応制御手段２６で駆動力を制御する駆動輪は、ロックした駆動輪に対して左右反対側の駆動輪であり、例えば後輪となる車輪２，２のうち、左側の車輪２にロックが生じると、後輪となる右側の車輪２の駆動を制御する。転舵機構４は、第１の実施形態と同じであり、前輪と後輪の両方に設けられているが、左右独立転舵ではない。

図５，図６は、この発明のさらに他の実施形態を示し、請求項２に対応する。この実施形態を適用する車輪は、四輪全てを独立駆動できて、かつ四輪を独立に転舵できる車両である。なお、この実施形態において、特に説明する事項の他は、第１の実施形態と同様である。

同図の車両は、各車輪１，２の走行駆動機構となるインホイールモータ駆動装置５が、それぞれサスペンション（図示せず）を介して、上下方向の支軸１９回りに回転自在なように、車体３に設置されている。転舵機構４Ａは、電動モータ等からなる転舵用駆動源４Ａａと、この転舵用駆動源４Ａａの回転を前記一体化された走行駆動機構５に伝達する伝達機構４Ａｂとでなる。伝達機構４Ａｂは、例えばギヤ列からなる。伝達機構４Ａｂは、この他にギヤとボールねじやラック・ピニオン機構等の回転・直線運動変換手段との組み合わせであっても良い。

この四輪全てを独立駆動できて、かつ四輪を独立に転舵できる車両では、一輪ロック時制御装置のロック時対応制御手段２６は、第１の実施形態に対して制御の形態を次のように拡張できる。ロック検出手段２５は、四輪全ての検出を行う他は、第１の実施形態と同様である。

この実施形態では、ロック時対応制御手段２６は、ロック検出手段２５でロックが検出された場合に、次のステップ(1) 〜(3) の制御を行う。
(1) ロックによって発生した制動力により低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪である車輪１，２の左右反対側、対角側、前後反対側いずれかの駆動輪である車輪１，２に発生させる制御。
なお、左右反対側、対角側、および前後反対側のいずれの駆動輪に、低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させるようにしても良いが、左右反対側、対角側、および前後反対側のいずれかに定めておく。
(2) これらロックした車輪１，２および制動力に相当する大きさの駆動力を発生させる車輪１，２の横すべり角を零にする制御。
(3) 車両のヨーモーメントが零になるように残りの二輪１，２の転舵角を、転舵装置４に指令して調整する制御。具体的には、ロック時対応制御手段２６から転舵制御手段２４に指令を与えて、転舵装置４の転舵角の制御を行う。

図６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれこの実施形態の動作例を示す。同図（Ａ）の例では、図中に×印で示すように、左前側の駆動輪である車輪１がロックした場合に、この例では、ロック時対応制御手段２６は、前後反対側となる車輪（左後輪）２に駆動力を発生させている。
図６（Ｂ）の例では、左前側の駆動輪である車輪１がロックした場合に、ロック時対応制御手段２６は、対角側車輪となる車輪（右後輪）２に駆動力を発生させている。 図６（Ａ），（Ｂ）のいずれの例も、発生させる駆動力の大きさは、第１の実施形態と同様である。

このようにロックした車輪１の前後反対側や対角側の車輪２に駆動力を発生させても、左右反対側の車輪１に駆動力を発生させた場合と同様に、一輪がロックしても、ロック前と同じ走行速度と旋回性を維持した走行が行える。

図７は、上記各実施形態を適用した車両に用いるインホイールモータ駆動装置５の一例を示す。このインホイールモータ駆動装置５は、車輪用軸受７と、前記モータ６と、この駆動モータ６の回転出力を前記車輪用軸受７の内輪７ａに減速して伝達する減速機８とを、互いに同軸心上一体に組み立てて構成される。減速機８には、サイクロイド減速機等の高減速比の形式が採られている。車輪用軸受７は、ハブを兼ねる回転輪である内輪７ａと固定輪である外輪７ｂとの間に、複列の転動体７ｃを介在させてある。内輪７ａの一端のフランジ部に車輪１，２がブレーギディスク３１ａと共に取付けられる。ブレーギディスク３１ａは、ブレーキキャリパ３１ｂおよびその駆動源（図示せず）と共に前記ブレーキ装置３１を構成する。この車輪用軸受７に、回転検出器１８と荷重センサ９とが設けられている。回転検出器１８は、外輪７ｂと内輪７ａとの相対回転を検出する。

荷重センサ９は、図８（Ａ）に示すように、固定輪である外輪７ｂの円周方向複数箇所（図示の例では上下左右の４箇所）に設けられた部位別センサ９ａと、これら部位別センサ９ａの検出値から、タイヤの路面接地点における直交３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）の荷重を演算する信号処理ユニット９ｂとで構成される。Ｘ軸方向は車両の前後方向であり、Ｘ軸方向の荷重は駆動力である。Ｙ軸方向は車両幅方向であり、Ｙ軸方向の荷重は横力である。Ｚ軸方向は上下方向であり、Ｚ軸方向荷重はタイヤに加わる上下方向荷重である。

各部位別センサ９ａは、この例では、図８（Ｂ），（Ｃ）に示すように、外輪７ｂにボルト３２で固定された歪み発生部材３３と、この歪み発生部材３３に貼り付けられてこの歪み発生部材３３の歪みを検出する歪みセンサ３４とでなる。歪み発生部材３３は、部分的に剛性が低くなる低剛性部３３ａを有し、この低剛性部３３ａに歪みセンサ３４が貼り付けられている。そのため、外輪７ｂの歪みが歪み発生部材３３の低剛性部３３ａに拡大して転写され、外輪７ｂに作用する荷重が精度良く検出される。各部位別センサ９ａは、外輪７ｂに直接に貼り付けられた歪みセンサであっても良い。

なお、上記各実施形態では、各駆動輪の走行駆動源となるモータ６は、インホイールモータ駆動装置５を構成するものとしたが、モータ６は、左右の車輪を独立駆動できるものであれば良く、車体３に設置されてドライブシャフトや等速ジョイント等を介して車輪に回転伝達するものであっても良い。また、この発明は、左右の車輪を独立駆動できる車両であれば適用でき、電気自動車に限らず、エンジン車や、モータとエンジンを併用したハイブリッド車にも適用することができる。

１，２…車輪
３…車体
４…転舵機構
５…インホイールモータ駆動装置
６…モータ
８…減速機
９…荷重センサ
１８…回転検出器
１０…ステアリングホイール
１１…操舵角センサ
２１…ＥＣＵ
２２…インバータ装置
２５…ロック検出手段
２６…ロック時対応制御手段
２６ａ…駆動力発生手段
２６ｂ…横すべり角零制御手段
２６ｃ…ヨーモーメント零制御手段

Claims (10)

1. 少なくとも前輪または後輪を左右独立駆動できて、かつ各輪を全て転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、
   いずれか一輪の駆動輪がロックしたことを検出するロック検出手段と、
   このロック検出手段でロックが検出された場合に、ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪の左右反対側の駆動輪に発生させる制御、駆動輪の横すべり角を零にする制御、および車両のヨーモーメントが零になるように従動輪の転舵角を調整する制御を行うロック時対応制御手段と、
   を設けたことを特徴とする左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
2. 四輪全てを独立駆動できて、かつ四輪を独立に転舵できる車両に装備される一輪ロック時制御装置であって、
   いずれか一輪の駆動輪がロックしたことを検出するロック検出手段と、
   このロック検出手段でロックが検出された場合に、ロックによって発生した制動力により低下した車両の駆動力を補う駆動力を、ロックした駆動輪の左右反対側、対角側、前後反対側のいずれかの駆動輪に発生させる制御、これらロックした車輪および前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させる車輪である二輪の横すべり角を零にする制御、および車両のヨーモーメントが零になるように残りの二輪の転舵角を調整する制御を行うロック時対応制御手段と、を設けたことを特徴とする左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記駆動輪の駆動源が電動式のモータである左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３いずれか１項において、前記ロック検出手段でロックが検出された場合に、ロックによって低下した車両の駆動力を補う駆動力は、ロックによって発生した制動力と同等の大きさの駆動力である左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段が行う前記駆動輪の横すべり角を零にする制御は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させた駆動輪を転舵させる転舵装置の転舵機能を、転舵自由状態にする制御である左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段が行う前記駆動輪の横すべり角を零にする制御は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させた駆動輪を転舵させる転舵装置に、これら二輪の駆動輪の転舵角を、ロック前の角度で保持させる制御である左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段は、前記ロックした駆動輪に発生する制動力を、前記駆動輪のハブに取り付けられた荷重センサによって検知し、この荷重センサにより検知した制動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段は、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪のハブに取り付けられた荷重センサにより前記駆動力を検出し、この荷重センサにより検知した駆動力に応じて、前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる制御を行う左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した駆動力を補う駆動力を発生させる駆動輪の横力を、これら駆動輪のハブに取り付けられた荷重センサで検知し、この検知された横力を用いて前記車両のヨーモーメントが零になるように転舵角の制御を行う左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記ロック時対応制御手段は、前記ロックした駆動輪、および前記低下した車両の駆動力を補う駆動力を発生させた駆動輪以外の車輪の横力を、この車輪のハブに設けられた荷重センサで検知し、この荷重センサで検知した車輪の横力を用いて、前記車両のヨーモーメントが零になるように車輪の転舵角を調整する制御とを行う左右独立駆動車の一輪ロック時制御装置。

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