JP2020055482A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力損失の発生を抑制することができる車両制御装置を提供すること。【解決手段】車両制御装置は、三つ以上の車輪と、車輪のうち、操舵可能かつ駆動状態と被駆動状態とを切り替え可能な二つ以上の駆動輪と、駆動輪を駆動させる一つ以上の駆動装置と、左右独立して車輪を旋回中心として制動可能な制動装置１５ａ，１５ｂと、制動装置１５ａ，１５ｂを備えた車輪の接地点上に旋回中心Ａを設定し、車輪の旋回経路を算出する制御部２１と、を備え、制御部２１が、駆動輪を三つ以上有する場合、そのうち一つの駆動輪または駆動装置を備えない従動輪を制動装置１５ａ，１５ｂによって制動した状態で旋回を行い、駆動輪を二つ有する場合、従動輪を制動装置１５ａ，１５ｂによって制動した状態で旋回を行い、旋回の際に、駆動輪が、少なくとも一つ以上の駆動状態と、少なくとも一つ以上の被駆動状態とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

特許文献１には、インホイールモータによって車輪ごとに独立して操舵および駆動制御を可能とすることにより、駐車動作時の小回りを向上させた電気自動車が開示されている。また、特許文献２には、後方の片輪を固定し、固定した車輪を旋回中心とすることにより、旋回時の旋回半径を小さくすることができる四輪駆動トラクターが開示されている。

インホイールモータを搭載した車両では、例えば特許文献２と同様に、前後一方の片輪を固定し、固定された車輪を旋回中心として、その他の駆動輪を用いてその場で旋回させることが考えられる。

特開２０１７−０１７８２９号公報 特公平０７−００８６１９号公報

ここで、例えばインホイールモータを搭載した四輪駆動車両では、後輪の片輪を固定し、その他の駆動輪を用いてその場で旋回を行う場合、各々の駆動輪の旋回半径が異なるため、各々別の回転速度、つまり駆動力で旋回を行う。しかしながら、駆動力が変動してしまった場合、当該駆動力が変動した駆動輪にその他の駆動輪が引き摺られ、動力損失が発生する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動力損失の発生を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、三つ以上の車輪と、前記車輪のうち、操舵可能かつ駆動状態と被駆動状態とを切り替え可能な二つ以上の駆動輪と、前記駆動輪を駆動させる一つ以上の駆動装置と、左右独立して前記車輪を旋回中心として制動可能な制動装置と、前記制動装置を備えた前記車輪の接地点上に旋回中心を設定し、前記車輪の旋回経路を算出する制御部と、を備える車両制御装置において、前記制御部は、前記駆動輪を三つ以上有する場合、そのうち一つの前記駆動輪または前記駆動装置を備えない従動輪を前記制動装置によって制動した状態で旋回を行い、前記駆動輪を二つ有する場合、前記従動輪を前記制動装置によって制動した状態で旋回を行い、旋回の際に、前記駆動輪は、少なくとも一つ以上の駆動状態と、少なくとも一つ以上の被駆動状態とを有することを特徴とする。

これにより、本発明に係る車両制御装置は、駆動状態の駆動輪が減少することにより、駆動輪の駆動力が変動した場合でも、引き摺られる駆動輪が減るため、動力損失を抑制することができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、駆動輪にその他の駆動輪が引き摺られることがなくなるため、動力損失の発生を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車両制御装置において、駆動装置および駆動制御装置の構成を模式的に示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係る車両制御装置において、後方の従動輪の接地点上に旋回中心を設定して旋回を行う様子を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る車両制御装置において、固定輪軸上において、トレッド中心に旋回中心を設定して旋回を行う様子を示す図である。

本発明の実施形態に係る車両制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

車両制御装置は、インホイールモータ方式の車両に搭載されるものであり、三つ以上の車輪と、当該車輪のうち、操舵可能かつ駆動状態と被駆動状態とを切り替え可能な二つ以上の駆動輪と、を備えている。車両１は、具体的には図１および図２に示すように、左右の駆動輪１１ａ，１１ｂと、左右の従動輪１２ａ，１２ｂと、左右のアクチュエータ１３ａ，１３ｂと、左右の駆動装置１４ａ，１４ｂと、左右の制動装置１５ａ，１５ｂと、制御部２１と、操舵角制御装置２２と、駆動制御装置２３と、制動制御装置２４と、を備えている。

駆動輪１１ａ，１１ｂは、例えば車両１の前輪である。駆動輪１１ａ，１１ｂには、アクチュエータ１３ａ，１３ｂが設けられている。このアクチュエータ１３ａ，１３ｂは、操舵角制御装置２２と接続されており、当該操舵角制御装置２２により制御される。車両１では、駆動輪１１ａ，１１ｂのそれぞれにアクチュエータ１３ａ，１３ｂが設けられることにより、駆動輪１１ａ，１１ｂを左右独立して操舵することが可能となっている。

また、駆動輪１１ａ，１１ｂには、当該駆動輪１１ａ，１１ｂを駆動させる駆動装置１４ａ，１４ｂが設けられている。駆動装置１４ａ，１４ｂは、例えばブラシレスモータ等により構成され、駆動輪１１ａ，１１ｂのホイール内部に設けられている。また、駆動装置１４ａ，１４ｂは、駆動制御装置２３と接続されており、当該駆動制御装置２３により制御される。車両１では、駆動輪１１ａ，１１ｂのそれぞれに駆動装置１４ａ，１４ｂが設けられることにより、駆動状態と被駆動状態とを左右独立して切り替えることが可能となっている。

従動輪１２ａ，１２ｂは、例えば車両１の後輪である。従動輪１２ａ，１２ｂには、制動装置（ブレーキ装置）１５ａ，１５ｂが設けられている。制動装置１５ａ，１５ｂは、例えばディスクブレーキ等により構成される。また、制動装置１５ａ，１５ｂは、ブレーキアクチュエータからなる制動制御装置２４と接続されており、当該制動制御装置２４により制御される。車両１では、従動輪１２ａ，１２ｂのそれぞれに制動装置１５ａ，１５ｂが設けられることにより、従動輪１２ａ，１２ｂを旋回中心として左右独立して制動することが可能となっている。

制御部２１は、操舵角制御装置２２、駆動制御装置２３および制動制御装置２４を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。制御部２１は、例えばＣＰＵと、各種プログラム等のデータが格納された記憶部と、各種の演算を行う演算部と、を備えている。制御部２１は、本実施形態に係る車両制御装置において、経路算出手段２１１として機能する。

経路算出手段２１１は、駆動輪１１ａ，１１ｂに設けられた駆動装置１４ａ，１４ｂの駆動力を算出し、算出した駆動力を駆動制御装置２３に対して出力する。これを受けて駆動制御装置２３は、駆動装置１４ａ，１４ｂを制御する。また、経路算出手段２１１は、車両１の旋回を行う際に、制動装置を備えた車輪の接地点上に車両１の旋回中心（目標点）を設定し、設定した旋回中心に基づいて各車輪の旋回経路を算出する。

経路算出手段２１１は、例えば図３に示すように車両１を右旋回させる場合、一方の従動輪１２ｂの接地点上に車両１の旋回中心Ａを設定し、当該旋回中心Ａに基づいて駆動輪１１ａ，１１ｂの操舵角を算出する。そして、経路算出手段２１１は、算出した操舵角を操舵角制御装置２２に対して出力する。これを受けて操舵角制御装置２２は、アクチュエータ１３ａ，１３ｂを制御し、車両１を右旋回させる。

なお、車両１の旋回中心Ａは、図３に示すように、旋回時に制動（固定）する従動輪１２ｂの軸である固定輪軸Ｃ上に設定すればよく、従動輪１２ｂの接地点上以外に設定してもよい。経路算出手段２１１は、例えば図４に示すように、固定輪軸Ｃ上において、従動輪１２ａと従動輪１２ｂとの間のトレッド中心に旋回中心Ａを設定してもよい。

制御部２１は、車両１が二つの駆動輪を有する場合、残り二つの従動輪のうちの一方を制動装置によって制動した状態で車両１の旋回を行う。例えば図３に示すように、二つの駆動輪１１ａ，１１ｂを有する車両１を右旋回させる場合、制御部２１は、従動輪１２ｂを制動装置１５ｂによって制動した状態で旋回を行う。一方、車両１を左旋回させる場合、制御部２１は、従動輪１２ａを制動装置１５ａによって制動した状態で旋回を行う。

また、制御部２１は、車両１が三つの駆動輪を有する場合、例えば前輪に加えて後輪の一方が駆動輪である場合、従動輪を制動装置によって制動した状態で車両１の旋回を行う。

ここで、旋回の際に、駆動輪１１ａ，１１ｂは、少なくとも一つ以上の駆動状態と、少なくとも一つ以上の被駆動状態とを有する。すなわち、制御部２１は、車両１の旋回を行う際に、駆動輪１１ａ，１１ｂの少なくとも一つ以上が駆動状態となり、駆動輪１１ａ，１１ｂの少なくとも一つ以上が被駆動状態となるように制御を行う。例えば、図３に示すように、従動輪１２ｂの接地点上に車両１の旋回中心Ａを設定して車両１の右旋回を行う場合、駆動装置１４ａ，１４ｂによって駆動輪１１ａ，１１ｂのいずれか一方を駆動状態とし、駆動輪１１ａ，１１ｂのいずれか他方を被駆動状態とする。

以上説明したような本実施形態に係る車両制御装置によれば、駆動状態の駆動輪が減少することにより、駆動輪の駆動力が変動した場合でも、引き摺られる駆動輪が減る。そのため、本実施形態に係る車両制御装置によれば、動力損失の発生を抑制することができる。また、本実施形態に係る車両制御装置によれば、制動した車輪（図３では従動輪１２ｂ）を支点とした小回りを精度よく実施することができる。

以上、本発明に係る車両制御装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した車両１では、駆動輪１１ａ，１１ｂが前輪であり、従動輪１２ａ，１２ｂが後輪であったが、駆動輪１１ａ，１１ｂが後輪であり、従動輪１２ａ，１２ｂが前輪であってもよい。また、前記した車両１では、四つの車輪のうちの二つが駆動輪１１ａ，１１ｂであったが、四つの車輪のうちの三つ以上が駆動輪であってもよく、車輪は三つでも五つ以上でもよい。

１ 車両
１１ａ，１１ｂ 駆動輪
１２ａ，１２ｂ 従動輪
１３ａ，１３ｂ アクチュエータ
１４ａ，１４ｂ 駆動装置
１５ａ，１５ｂ 制動装置
２１ 制御部
２１１ 経路算出手段
２２ 操舵角制御装置
２３ 駆動制御装置
２４ 制動制御装置
Ｃ 固定輪軸

Claims (1)

1. 三つ以上の車輪と、前記車輪のうち、操舵可能かつ駆動状態と被駆動状態とを切り替え可能な二つ以上の駆動輪と、前記駆動輪を駆動させる一つ以上の駆動装置と、左右独立して前記車輪を旋回中心として制動可能な制動装置と、前記制動装置を備えた前記車輪の接地点上に旋回中心を設定し、前記車輪の旋回経路を算出する制御部と、を備える車両制御装置において、
   前記制御部は、
   前記駆動輪を三つ以上有する場合、そのうち一つの前記駆動輪または前記駆動装置を備えない従動輪を前記制動装置によって制動した状態で旋回を行い、
   前記駆動輪を二つ有する場合、前記従動輪を前記制動装置によって制動した状態で旋回を行い、
   旋回の際に、前記駆動輪は、少なくとも一つ以上の駆動状態と、少なくとも一つ以上の被駆動状態とを有することを特徴とする車両制御装置。

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