JP6296016B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、左右の後輪がそれぞれ対応する電動機により駆動される電動車両に係る。

電気自動車のような電動車両の一つとして、各駆動輪がそれぞれ対応する電動機によって駆動される電動車両がよく知られている。この種の電動車両においては、電動車両の通常の走行時には、運転者の駆動操作量に基づいて各電動機の目標駆動トルクが演算され、電動機の実際の駆動トルクがそれぞれ対応する目標駆動トルクになるように、各電動機の出力がフィードバック制御される。

上記種類の電動車両においては、各駆動輪の制駆動力を相互に独立して制御可能である。よって、電動車両の走行状況によっては必要に応じて、駆動輪の制駆動力が運転者の制駆動操作とは無関係に制御される。例えば、下記の特許文献１には、旋回時における車両の操舵特性がニュートラルステア特性になるように車輪の制駆動力配分比を演算し、制駆動力配分比に基づいて各車輪の制駆動力を制御する電動車両が記載されている。

特開２０１５−２３７５３号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
周知のように、車両が直進状態から旋回状態へ又は旋回状態から直進状態へ移行するような過渡旋回時には、操舵輪である前輪が転舵され、前輪により旋回横力が発生されることにより、車体が回頭する。しかし、後輪はそれまでの移動状況を継続しようとするため、後輪のサスペンションのゴムブッシュなどの弾性変形によるコンプライアンスにより、後輪は車体に対しヨー運動し、一時的に前輪とは逆方向へ転舵された状態になる。その後後輪は、ゴムブッシュなどの弾性変形により発生される力による復元モーメントにより、後輪の前後方向が車両の前後方向に沿う通常位置に戻されるよう、車体に対しヨー方向に変位する。

上記現象は、車速が高く前輪の舵角の変化速度が高く後輪のサスペンションのコンプライアンスが高いほど顕著である。また、上記現象は、サスペンションアームの内端が車体に弾性的に連結された車両の場合よりも、サスペンションメンバが車体に弾性的に連結され、サスペンションアームの内端がサスペンションメンバに弾性的に連結された車両の場合に顕著である。更に、上記現象は、車両の旋回時に限られず、例えば車両がトンネルから出たときに横風を受けて車体が偏向するような状況においても生じる。上記現象が顕著に生じる場合には、車体の回頭に伴って後輪の切れ角が変化することに起因する操縦安定性の低下が避けられない。

なお、上記公開公報に記載された電動車両においては、車輪の制駆動力配分比は、旋回時における車両の操舵特性がニュートラルステア特性になるようにするために必要な配分比として演算される。よって、上記公開公報に記載された電動車両においても、上記現象により車体の回頭に伴って後輪の切れ角が変化することに起因する操縦安定性の低下を抑制することはできない。

本発明の主要な課題は、左右の後輪がそれぞれ対応する電動機により駆動される電動車両において、車体の回頭に伴って後輪の切れ角が変化することに起因する操縦安定性の低下が低減されるように左右の後輪の駆動力を制御することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、車体に対し車両前後方向に変位することを弾性的に許容するサスペンションにより車体から懸架され、それぞれ対応する電動機により相互に独立に駆動可能な左右の後輪と、左右の後輪の目標駆動力を演算し、目標駆動力に基づいて左右の後輪の駆動力を制御する制御装置とを有する電動車両が提供される。

電動車両は、電動車両の走行中に車体に対する左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に関連する値を取得する取得装置を有し、制御装置は、相対変位量の差に関連する値の大きさが小さくなるように、相対変位量の差に関連する値に基づいて左右の後輪の目標駆動力を修正する。

上記の構成によれば、相対変位量の差に関連する値の大きさが小さくなるように、左右の後輪の目標駆動力が相対変位量の差に関連する値に基づいて修正される。よって、車体が回頭し、後輪が遅れて回頭方向へヨー運動する状況において、車体に対し車両の進行方向遅れ側の後輪が車体に対し車両の進行方向進み側へ移動し、車体に対し車両の進行方向進み側の後輪が車体に対し車両の進行方向遅れ側へ移動するように、左右の後輪の駆動力が制御される。従って、左右の後輪の目標駆動力が修正されない場合に比して、車体に対する左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差が低減されるので、車体の回頭に伴って生じる後輪の切れ角の変化及びこれに起因する操縦安定性の低下を低減することができる。更に、後輪のサスペンションのコンプライアンスを低くする必要がないので、車両の良好な乗り心地性を確保しつつ、後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を低減することができる。

〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、取得装置は、左右の後輪に対応して車両横方向に隔置された位置において車体の前後加速度を検出する装置と、左右の後輪の前後加速度を検出する装置とを含み、制御装置は、左後輪に対応する車体の前後加速度と、左後輪の前後加速度との左側の前後加速度差と、右後輪に対応する車体の前後加速度と、右後輪の前後加速度との右側の前後加速度差とに基づいて、左側の前後加速度差と右側の前後加速度差との差を相対変位量の差に関連する値として演算する。

上記態様によれば、車体と左後輪との間の左側の前後加速度差と、車体と右後輪との間の右側の前後加速度差との差、即ち前後加速度差の左右差が相対変位量の差に関連する値として演算される。前後加速度差の左右差は、左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差の変化加速度であり、相対変位量の差の変化加速度は相対変位量の差及び相対変位量の差の変化速度よりも位相が進んでいる。よって、この態様によれば、相対変位量の差又は相対変位量の差の変化速度が求められる場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

本発明の他の一つの態様においては、取得装置は、左右の後輪に対応して車両横方向に隔置された位置において車体の前後速度を検出する装置と、左右の後輪の前後速度を検出する装置とを含み、制御装置は、左後輪に対応する車体の前後速度と、左後輪の前後速度との左側の前後速度差と、右後輪に対応する車体の前後速度と、右後輪の前後速度との右側の前後速度差とに基づいて、左側の前後速度差と右側の前後速度差との差を相対変位量の差に関連する値として演算する。

上記態様によれば、車体と左後輪との間の左側の前後速度差と、車体と右後輪との間の右側の前後速度差との差、即ち前後速度差の左右差が相対変位量の差に関連する値として演算される。前後速度差の左右差は、左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差の変化速度であり、相対変位量の差の変化速度は相対変位量の差よりも位相が進んでいる。よって、この態様によれば、相対変位量の差が求められる場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、サスペンションは、車体に弾性部材を介して連結されたサスペンションメンバと、左右の後輪とサスペンションメンバとを連結する左右のサスペンションアームとを含み、取得装置は、車体に対するサスペンションメンバのヨーレートを検出する装置を含み、制御装置は、車体に対するサスペンションメンバのヨーレートを相対変位量の差に関連する値とする。

上記態様によれば、車体に対するサスペンションメンバのヨーレートが検出され、車体に対するサスペンションメンバのヨーレートが相対変位量の差に関連する値とされる。車体に対するサスペンションメンバのヨーレートは、左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差の変化速度に対応する値であるので、相対変位量の差よりも位相が進んでいる。よって、この態様によれば、相対変位量の差が求められる場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、サスペンションは、車体に弾性材を介して連結されたサスペンションメンバと、左右の後輪とサスペンションメンバとを連結する左右のサスペンションアームとを含む。

サスペンションが車体に弾性材を介して連結されたサスペンションメンバを含んでいる場合には、車体が回頭し、後輪が遅れて回頭方向へヨー運動する状況において、サスペンションメンバも車体に対し遅れて回頭方向へヨー運動する。よって、サスペンションにサスペンションメンバが含まれていない場合に比して、車体の回頭に伴って後輪の切れ角が変化し易い。

しかし、上記態様によれば、車体に対する左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差
差に関連する値の大きさが小さくなるように、左右の後輪の目標駆動力が修正されるので、車体に対するサスペンションメンバのヨー運動の量をも低減することができる。よって、車体とサスペンションメンバとの間に介装される弾性材のばね定数を過剰に高くすることなく、換言すれば、後輪から車体への良好な振動遮断性能を確保しつつ、車体の回頭に伴って生じる後輪の切れ角の変化及びこれに起因する操縦安定性の低下を低減することができる。

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の第一の実施形態にかかる電動車両を示す概略構成図である。 第一の実施形態における車輪の駆動トルクの制御ルーチンを示すフローチャートである。 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の第二の実施形態にかかる電動車両１０を示す概略構成図である。 第二の実施形態における車輪の駆動トルクの制御ルーチンを示すフローチャートである。 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の第三の実施形態にかかる電動車両を示す概略構成図である。 第三の実施形態における車輪の駆動トルクの制御ルーチンを示すフローチャートである。 車両の過渡旋回時における車体に対する後輪のヨー方向の変位を示す説明図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

［第一の実施形態］
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の第一の実施形態にかかる電動車両１０を示す概略構成図である。電動車両１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRとを有している。車輪１２FL〜１２RRはそれぞれ車輪支持部材１４FL〜１４RRにより各車輪の回転軸線周りに回転可能に支持されている。左右の前輪１２FL及び１２FRは運転者によるステアリングホイール１６の操舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１８によりタイロッド２０L及び２０Rを介して転舵される。

後輪１２RL及び１２RRは、それぞれサスペンションアーム２２RL及び２２RRを含む後輪サスペンション２３RL及び２３RRにより懸架されている。サスペンションアーム２２RL及び２２RRは、それぞれ外端にてボールジョイントのようなジョイント２４RL及び２４RRにより車輪支持部材１４RL及び１４RRに揺動可能に連結され、内端にてゴムブッシュ装置２６RL及び２６RRによりサスペンションメンバ２８に揺動可能に連結されている。サスペンションメンバ２８は、前後左右に隔置された四か所において、弾性部材であるゴムブッシュを含むゴムブッシュ装置３０により車両１０の車体３２に連結されている。なお、図１においては、サスペンションアーム２２RL及び２２RRなどは一つずつしか図示されていないが、サスペンション２３RL及び２３RRの各部材は複数設けられていてよい。

後輪サスペンション２３RL及び２３RRは、サスペンションアーム２２RL及び２２RRの揺動により、後輪１２RL及び１２RRがバウンド、リバウンドすることを許容する。更に、後輪サスペンション２３RL及び２３RRは、サスペンションメンバ２８と共働して、後輪１２RL及び１２RRが車体３２に対し車両前後方向及び横方向へ変位することを弾性的に許容する。なお、前輪１２FL及び１２FRも後輪１２RL及び１２RRと同様のサスペンション構造により懸架されていてよい。

車輪１２FL〜１２RRは駆動輪であり、それぞれ対応する車輪支持部材１４FL〜１４RRに組み込まれたインホイールモータ３４FL〜３４RRから相互に独立して駆動力が付与されることにより駆動される。図１には示されていないが、車輪１２FL〜１２RRは、制動装置によって摩擦制動力が付与されることにより制動される。図１には詳細に示されていないが、インホイールモータ３４FL〜３４RRは、駆動トルク及び回転速度を制御可能な三相ブラシレス交流電動機である。インホイールモータ３４FL〜３４RRは、制動時には回生発電機として機能することにより、回生制動力を発生するようになっていてよい。

後輪１２RL及び１２RRに同相の制駆動力が作用すると、サスペンションメンバ２８には前後力が作用するので、サスペンションメンバ２８は車体３２に対し前後方向に変位し、後輪１２RL及び１２RRも車体３２に対し互いに同相にて前後方向に変位する。これに対し、後輪１２RL及び１２RRに互いに逆相の制駆動力が作用すると、サスペンションメンバ２８には垂直軸周りのモーメントが作用する。

よって、左右の一対のゴムブッシュ装置３０の中心間の中点を通る前後方向の直線７０と、前後の一対のゴムブッシュ装置３０の中心間の中点を通る車両横方向の直線７２との交点をＣとすると、サスペンションメンバ２８は実質的に交点Ｃの周りに車体３２に対しヨー運動する。これにより、後輪１２RL及び１２RRの一方は車体３２に対し車両前方へ、即ち車両の進行方向進み側へ変位し、後輪１２RL及び１２RRの他方は車体３２に対し車両後方へ、即ち車両の進行方向遅れ側へ変位する。

電動車両１０の走行中には、インホイールモータ３４FL〜３４RRの駆動力は、アクセル開度センサ４０により検出されるアクセル開度Ａccに基づいて、電子制御装置４２によって制御される。アクセル開度Ａccは、アクセルペダル４４の踏み込み量、即ち運転者の駆動操作量を示す。インホイールモータ３４FL〜３４RRの回生制動力は、図１には示されていない制動用電子制御装置により電子制御装置４２を介して制御される。

なお、図には詳細に示されていないが、電子制御装置４２及び制動用電子制御装置は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでおり、相互に必要な情報の授受を行う。各マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、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を有している。

電子制御装置４２には、アクセル開度センサ４０よりのアクセル開度Ａccを示す信号が入力され、車速センサ４６よりの車速Ｖを示す信号が入力される。インホイールモータ３４FL〜３４RRには、それぞれトルクセンサ４８FL〜４８RRが内蔵されている。電子制御装置４２には、トルクセンサ４８FL〜４８Rより、それぞれ対応するインホイールモータ３４FL〜３４RRの駆動トルクＴi（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）を示す信号が入力される。

車輪支持部材１４RL及び１４RRには、それぞれ後輪１２RL及び１２RRの前後加速度Ｇwrl及びＧwrrを検出する前後加速度センサ５０RL及び５０RRが設けられている。車体３２には、それぞれ後輪１２RL及び１２RRに対応して車両横方向に隔置された位置における車体３２の前後加速度Ｇbl及びＧbrを検出する前後加速度センサ５２L及び５２Rが設けられている。前後加速度センサ５０RL、５０RR及び前後加速度センサ５２L、５２Rは、それぞれ車両の加速方向を正として対応する前後加速度を検出する。前後加速度センサ５０RL及び５０RRにより検出された前後加速度Ｇwrl及びＧwrrを示す信号及び前後加速度センサ５２L及び５２Rにより検出された前後加速度Ｇbl及びＧbrを示す信号も、電子制御装置４２に入力される。

電子制御装置４２は、図２に示されたフローチャートに従って、アクセル開度Ａccに基づいて各車輪の目標駆動トルクＴti（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）を演算し、実際の駆動トルクＴiが目標駆動トルクＴtiになるようにインホイールモータ３４FL〜３４RRをフィードバック制御する。電子制御装置４２は、前後加速度Ｇwrl、Ｇwrr及び前後加速度Ｇbrl、Ｇbrrに基づいて、下記の式（１）に従って、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの前後加速度の差である左右差ΔＧを、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算する。
ΔＧ＝（Ｇbl−Ｇwrl）−（Ｇbr−Ｇwrr） …（１）

なお、上記式（１）において、前後加速度の差Ｇbl−Ｇwrlは、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値であり、前後加速度の差Ｇbr−Ｇwrrは、車体３２に対する右後輪１２RRの車両前後方向の相対変位量に関連する値である。よって、前後加速度センサ５０RL、５０RR及び前後加速度センサ５２L、５２Rは、電子制御装置４２と共働して、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値を取得する取得装置として機能する。

更に、電子制御装置４２は、前後加速度の差の左右差ΔＧの大きさが基準値ΔＧ0（正の定数）よりも大きいときには、前後加速度の差の左右差ΔＧの大きさが小さくなるように、後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtiを修正する。

次に、図２に示されたフローチャートを参照して、第一の実施形態における車輪の駆動トルクの制御について説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、所定の時間毎に繰返し実行される。図２に示されたフローチャートによる制御の以下の説明においては、図２に示されたフローチャートによる制御を単に制御と指称する。これらのことは、後述の図４及び図６に示されたフローチャートによる制御についても同様である。

まず、ステップ１０においては、例えば車速Ｖが基準値（正の定数）よりも高いか否かの判別により、電動車両１０が走行中であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには制御はステップ２０へ進む。

ステップ２０においては、例えばアクセル開度Ａccが基準値（正の定数）よりも大きいか否かの判別により、電動車両１０が駆動中であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには制御はステップ３０へ進む。

ステップ３０においては、トラクション制御のように車両の走行性能を向上させる目的で車輪の制駆動力が制御される他の制御の実行中であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ４０において当該他の制御の実行が許容され、否定判別が行われたときには制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０においては、アクセル開度Ａcc及び前後輪の駆動力配分比に基づいて、各車輪の目標駆動トルクＴtiが演算される。例えば、アクセル開度Ａccに基づく車両全体の目標駆動トルクＴtallとし、前輪の駆動力配分比をＲf（０よりも大きく１よりも小さい値）とする。左右前輪の目標駆動トルクＴtfl及びＴtfrは何れもＴtallＲf／２に演算され、左右後輪の目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrは何れもＴtall（１−Ｒf）／２に演算される。

ステップ６０においては、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に対応する値と、車体３２に対する右後輪１２RRの車両前後方向の相対変位量に対応する値との差として、上記式（１）に従って、前後加速度の差の左右差ΔＧが演算される。

ステップ７０においては、前後加速度の差の左右差ΔＧの絶対値が基準値ΔＧ0よりも大きいか否かの判別、即ち後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrの修正が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ３００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ８０へ進む。

ステップ８０においては、上記ステップ５０において演算された後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクをそれぞれＴtrlb及びＴtrrbとし、予め設定された係数をＫg（正の定数）として、下記の式（２）及び（３）に従って、目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される。
Ｔtrl＝Ｔtrlb＋ＫgΔＧ …（２）
Ｔtrr＝Ｔtrrb−ＫgΔＧ …（３）

ステップ３００においては、各車輪の駆動トルクＴiがトルクセンサ４８FL〜４８Rによって検出され、各車輪の駆動トルクＴiがそれぞれ目標駆動トルクＴtiになるように、インホイールモータ３４FL〜３４RRの出力がフィードバック制御される。

以上の説明から解るように、電動車両１０が駆動にて走行中であり（ステップ１０及び２０）、且つ他の制御が行われていないときには（ステップ３０）、ステップ５０〜３００が実行される。即ち、ステップ５０において、アクセル開度Ａcc及び前後輪の駆動力配分比に基づいて、各車輪の目標駆動トルクＴtiが演算され、ステップ６０において、前後加速度の差の左右差ΔＧが演算される。

前後加速度の差の左右差ΔＧの絶対値が基準値ΔＧ0よりも大きいときには、ステップ７０において肯定判別が行われ、ステップ８０において、目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが上記式（２）及び（３）に従って修正される。更に、ステップ３００において、各車輪の駆動トルクＴiがそれぞれ目標駆動トルクＴtiになるように、インホイールモータ３４FL〜３４RRの出力がフィードバック制御される。これにより、車体３２に対し車両の進行方向遅れ側の後輪が車体３２に対し車両の進行方向進み側へ移動し、車体３２に対し車両の進行方向進み側の後輪が車体３２に対し車両の進行方向遅れ側へ移動する。

図７は、電動車両１０が直進状態から旋回状態へ変化する際の車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの位置の変化を示しており、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ直進状態、過渡旋回状態、定常旋回状態を示している。なお、図７（Ｂ）において、実線及び破線はそれぞれ第一の実施形態の場合及び本発明の制御が行われない従来の車両の場合における後輪１２RL及び１２RRの位置の変化を示している。

従来の車両の場合には、電動車両１０が直進状態から旋回状態へ移行し、車体３２が回頭しても、後輪１２RL及び１２RRはそれまでの移動状況を継続しようとする。そのため、図７（Ｂ）において破線にて示されているように、後輪サスペンションのゴムブッシュ２６RL、２６RR及び３０などの弾性変形によるコンプライアンスにより、サスペンションメンバ２８は実質的に交点Ｃの周りに車体３２に対し旋回方向とは逆の方向へヨー運動する。その結果、後輪１２RL及び１２RRは一時的に前輪とは逆方向へ転舵された状態になる。

電動車両１０が図７（Ｃ）に示された定常旋回状態へ移行する際には、ゴムブッシュなどの弾性変形により発生される力による復元モーメントにより、サスペンションメンバ２８は実質的に交点Ｃの周りに車体３２に対し旋回方向へヨー運動せしめられる。その結果、後輪１２RL及び１２RRはそれらの前後方向が車両１０の前後方向に沿うよう、車体３２に対し旋回方向へヨー運動する。

電動車両１０の過渡旋回時における後輪１２RL及び１２RRの上記ヨー運動に起因する切れ角の変化は、サスペンションのコンプライアンスが高いほど顕著である。よって、従来の車両においては、良好な乗り心地性を確保すべくサスペンションのコンプライアンスが高く設定されると、過渡旋回時における後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下が避けられない。

これに対し、第一の実施形態によれば、過渡旋回時には目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正されることにより、車体３２に対し車両の進行方向遅れ側の後輪１２RLが車体３２に対し車両の進行方向進み側へ移動され、車体３２に対し車両の進行方向進み側の後輪１２RRが車体３２に対し車両の進行方向遅れ側へ移動される。よって、図７（Ｂ）において実線にて示されているように、車体３２に対するサスペンションメンバ２８及び後輪１２RL、１２RRのヨー運動の量を低減することができる。

なお、電動車両１０が定常旋回状態から直進状態へ移行する際には、サスペンションメンバ２８は実質的に交点Ｃの周りに車体３２に対し旋回方向、即ち直進状態へ移行するとは逆の方向へヨー運動する。この場合にも目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正されることにより、車体３２に対し車両の進行方向遅れ側の後輪１２RLが車体３２に対し車両の進行方向進み側へ移動され、車体３２に対し車両の進行方向進み側の後輪１２RRが車体３２に対し車両の進行方向遅れ側へ移動される。よって、車体３２に対するサスペンションメンバ２８及び後輪１２RL、１２RRのヨー運動の量を低減することができる。

従って、第一の実施形態によれば、車両の良好な乗り心地性を確保すべくサスペンションのコンプライアンスが高く設定されていても、直進状態と旋回状態との間の移行の態様に関係なく、過渡旋回時における後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を低減することができる。

特に、第一の実施形態によれば、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの前後加速度の差の左右差ΔＧが、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算される。前後加速度の差の左右差ΔＧは、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差の変化加速度であり、相対変位量の差の変化加速度は相対変位量の差及び相対変位量の差の変化速度よりも位相が進んでいる。よって、第一の実施形態によれば、相対変位量の差の変化速度が求められる後述の第二及び第三の実施形態の場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を効果的に低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

なお、第一の実施形態においては、それぞれ後輪１２RL及び１２RRに対応して車両横方向に隔置された位置における車体３２の前後加速度Ｇbl及びＧbrは、前後加速度センサ５２L及び５２Rにより検出されるようになっている。しかし、前後加速度Ｇbl及びＧbrは、車両１０の重心における前後加速度Ｇb、車両１０の重心の周りのヨーレートＹrb及び車両１０のトレッドに基づいて推定されてもよい。

［第二の実施形態］
図３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の第二の実施形態にかかる電動車両１０を示す概略構成図である。なお、図３において、図１に示された部材と同一の部材には、図１において付された符号と同一の符号が付されている。このことは後述の図５についても同様である。

第二の実施形態においては、左右の後輪１２RL及び１２RRには、それぞれ対応する車輪の回転速度、即ち車輪速度Ｖwrl及びＶwrrを検出する車輪速度センサ５４RL及び５４RRが設けられている。車輪速度センサ５４RL及び５４RRは、車両の前進時の車輪速度を正として車輪速度Ｖwrl及びＶwrrを検出する。車体３２には、それぞれ後輪１２RL及び１２RRに対応して車両横方向に隔置された位置における車体３２の車体速度Ｖbl及びＶbrを検出する車体速度センサ５６L及び５６Rが設けられている。車体速度センサ５６L及び５６Rは、車両の前進時の車体速度を正として車体速度Ｖbl及びＶbrを検出する。車輪速度センサ５４RL及び５４RRにより検出された車輪速度Ｖwrl及びＶwrrを示す信号及び車体速度センサ５６L及び５６Rにより検出された車体速度Ｖbl及びＶbrを示す信号は、電子制御装置４２に入力される。

なお、車体速度センサ５６L及び５６Rは、例えば光学的に対地車速を検出することにより車体速度Ｖbl及びＶbrを検出するようになっていてよい。或いは、車体速度センサ５６L及び５６Rは、第一の実施形態における前後加速度センサ５２L及び５２Rにより検出された前後加速度Ｇbrl及びＧbrrの積分値を、車体速度Ｖbl及びＶbrとして出力するようになっていてよい。

電子制御装置４２は、図４に示されたフローチャートに従って、アクセル開度Ａccに基づいて各車輪の目標駆動トルクＴtiを演算し、実際の駆動トルクＴiが目標駆動トルクＴtiになるようにインホイールモータ３４FL〜３４RRをフィードバック制御する。電子制御装置４２は、車輪速度Ｖwrl、Ｖwrr及び車体速度Ｖbl、Ｖbrに基づいて、下記の式（４）に従って、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの前後速度の差の左右差ΔＶを、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算する。
ΔＶ＝（Ｖbl−Ｖwrl）−（Ｖbr−Ｖwrr） …（４）

なお、上記式（４）において、前後速度の差Ｖbl−Ｖwrlは、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値であり、前後速度の差Ｖbr−Ｖwrrは、車体３２に対する右後輪１２RRの車両前後方向の相対変位量に関連する値である。よって、車輪速度センサ５４RL、５４RR及び車体速度センサ５６L、５６Rは、電子制御装置４２と共働して、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値を取得する取得装置として機能する。

更に、電子制御装置４２は、前後速度の差の左右差ΔＶの大きさが基準値ΔＶ0（正の定数）よりも大きいときには、前後加速度の差ΔＶの大きさが小さくなるように、後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtiを修正する。

次に、図４に示されたフローチャートを参照して、第二の実施形態における車輪の駆動トルクの制御について説明する。なお、図４において、図２に示されたステップと同一のステップには、図２にお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。このことは後述の図６についても同様である。

第二の実施形態においては、ステップ１０〜５０及びステップ３００はそれぞれ第一の実施形態におけるステップ１０〜５０及びステップ３００と同様に実行され、ステップ５０が完了すると、制御はステップ１６０へ進む。

ステップ１６０においては、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値と、車体３２に対する右後輪１２RRの車両前後方向の相対変位量に関連する値との差として、上記式（４）に従って、前後速度の差の左右差ΔＶが演算される。

ステップ１７０においては、前後速度の差の左右差ΔＶの絶対値が基準値ΔＶ0よりも大きいか否かの判別、即ち後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrの修正が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ３００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ１８０へ進む。

ステップ１８０においては、上記ステップ５０において演算された後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクをそれぞれＴtrlb及びＴtrrbとし、予め設定された係数をＫv（正の定数）として、下記の式（５）及び（６）に従って、目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される。
Ｔtrl＝Ｔtrlb＋ＫvΔＶ …（５）
Ｔtrr＝Ｔtrrb−ＫvΔＶ …（６）

第二の実施形態によれば、ステップ１６０において、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対速度（Ｖbl−Ｖwrl）と、車体３２に対する右後輪１２RRの車両前後方向の相対速度（Ｖbr−Ｖwrr）との差として、前後速度の差の左右差ΔＶが演算される。更に、過渡旋回時には前後速度の差の左右差ΔＶに基づいて目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正されることにより、車体３２に対し車両の進行方向遅れ側の後輪が車体３２に対し車両の進行方向進み側へ移動され、車体３２に対し車両の進行方向進み側の後輪が車体３２に対し車両の進行方向遅れ側へ移動される。

よって、第一の実施形態の場合と同様に、車体３２に対するサスペンションメンバ２８及び後輪１２RL、１２RRのヨー運動の量を低減することができる。従って、車両の良好な乗り心地性を確保すべくサスペンションのコンプライアンスが高く設定されていても、過渡旋回時における後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を低減することができる。

特に、第二の実施形態によれば、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの前後速度の差の左右差ΔＶが、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算される。前後速度の差の左右差ΔＧは、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差の変化速度であり、相対変位量の差の変化速度は相対変位量の差よりも位相が進んでいる。よって、車体３２に対する左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に基づいて目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を効果的に低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

なお、第二の実施形態においては、それぞれ後輪１２RL及び１２RRに対応して車両横方向に隔置された位置における車体３２の車体速度Ｖbl及びＶbrは、車体速度センサ５６L及び５６Rにより検出されるようになっている。しかし、車体速度Ｖbl及びＶbrは、車両１０の重心における前後速度Ｖb、車両１０の重心の周りのヨーレートＹrb及び車両１０のトレッドに基づいて推定されてもよい。

［第三の実施形態］
図５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の第三の実施形態にかかる電動車両１０を示す概略構成図である。

第三の実施形態においては、サスペンションメンバ２８には、交点Ｃの周りのサスペンションメンバ２８のヨーレートＹrsを検出するヨーレートセンサ５８が設けられている。車体３２には、交点Ｃの周りの車体３２のヨーレートＹrbを検出するヨーレートセンサ６０が設けられている。ヨーレートセンサ５８及び６０は、時計回り方向のヨーレートを正としてそれぞれヨーレートＹrs及びＹrbを検出する。それぞれヨーレートセンサ５８及び６０により検出されたヨーレートＹrs及びＹrbを示す信号は、電子制御装置４２に入力される。

電子制御装置４２は、図６に示されたフローチャートに従って、アクセル開度Ａccに基づいて各車輪の目標駆動トルクＴtiを演算し、実際の駆動トルクＴiが目標駆動トルクＴtiになるようにインホイールモータ３４FL〜３４RRをフィードバック制御する。電子制御装置４２は、ヨーレートＹrs及びＹrbに基づいて、ヨーレートＹrsとヨーレートＹrbとの差ΔＹr（＝Ｙrs−Ｙrb）、即ち車体３２に対するサスペンションメンバ２８のヨーレートを、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算する。よって、ヨーレートセンサ５８及び６０は、電子制御装置４２と共働して、車体３２に対する左後輪１２RLの前後方向の相対変位量に関連する値を取得する取得装置として機能する。

更に、電子制御装置４２は、ヨーレートの差ΔＹrの大きさが基準値ΔＹr0（正の定数）よりも大きいときには、ヨーレートの差ΔＹrの大きさが小さくなるように、後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtiを修正する。

次に、図６に示されたフローチャートを参照して、第三の実施形態における車輪の駆動トルクの制御について説明する。

第三の実施形態においても、ステップ１０〜５０及びステップ３００はそれぞれ第一の実施形態におけるステップ１０〜５０及びステップ３００と同様に実行される。ステップ５０が完了すると、制御はステップ２６０へ進む。

ステップ２６０においては、車体３２に対する後輪１２RL及び１２RRの相対変位量の差に関連する値として、サスペンションメンバ２８のヨーレートＹrsと車体３２のヨーレートＹrbとの差ΔＹrが演算される。

ステップ２７０においては、ヨーレートの差ΔＹrの絶対値が基準値ΔＹr0よりも大きいか否かの判別、即ち後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrの修正が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ３００へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ２８０へ進む。

ステップ２８０においては、上記ステップ５０において演算された後輪１２RL及び１２RRの目標駆動トルクをそれぞれＴtrlb及びＴtrrbとし、予め設定された係数をＫv（正の定数）として、下記の式（７）及び（８）に従って、目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される。
Ｔtrl＝Ｔtrlb＋ＫyΔＹr …（７）
Ｔtrr＝Ｔtrrb−ＫyΔＹr …（８）

第三の実施形態によれば、ステップ２６０において、サスペンションメンバ２８のヨーレートＹrsと車体３２のヨーレートＹrbとの差ΔＹrが演算される。更に、過渡旋回時にはヨーレートの差ΔＹrに基づいて目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正されることにより、車体３２に対し車両の進行方向遅れ側の後輪１２RLが車体３２に対し車両の進行方向進み側へ移動され、車体３２に対し車両の進行方向進み側の後輪１２RRが車体３２に対し車両の進行方向遅れ側へ移動される。

よって、第一及び第二の実施形態の場合と同様に、車体３２に対するサスペンションメンバ２８及び後輪１２RL、１２RRのヨー運動の量を低減することができる。従って、車両の良好な乗り心地性を確保すべくサスペンションのコンプライアンスが高く設定されていても、過渡旋回時における後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を低減することができる。

特に、第三の実施形態によれば、サスペンションメンバ２８のヨーレートＹrsと車体３２のヨーレートＹrbとの差ΔＹrが、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として演算される。ヨーレートの差ΔＹrは、後輪１２RL及び１２RRの車両前後方向の相対変位量の差の変化速度に対応する値であり、相対変位量の差の変化速度は相対変位量の差よりも位相が進んでいる。よって、第二の実施形態の場合と同様に、車体３２に対する左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に基づいて目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される場合に比して、後輪の切れ角の変化の低減が遅れる虞を効果的に低減し、これにより後輪の切れ角の変化に起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

なお、第三の実施形態においては、交点Ｃの周りの車体３２のヨーレートＹrbは、ヨーレートセンサ６０により検出されるようになっている。しかし、車体３２のヨーレートＹrbは、車両１０の重心におけるヨーレートＹr及び車両１０の重心と後輪の車軸との間の車両前後方向の距離に基づいて推定されてもよい。

更に、上述の第一乃至第三の実施形態によれば、車両が旋回状態にあるか否かは判定されず、それぞれステップ７０、１７０及び２７０において肯定判別が行われると、ステップ８０、１８０及び２８０において目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正される。よって、例えば電動車両１０がトンネルから出たときに横風を受けて車体が偏向するような状況においても、車体３２の回頭に伴って後輪１２RL及び１２RRの切れ角が変化することに起因する操縦安定性の低下を効果的に低減することができる。

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態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形態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、上述の各実施形態においては、電動車両１０はサスペンションメンバ２８を含み、サスペンションアーム２２RL及び２２RRは、内端にてゴムブッシュ装置２６FL及び２６FRによりサスペンションメンバ２８に揺動可能に連結されている。しかし、第一及び第二の実施形態は、サスペンションメンバを含まず、後輪のサスペンションアームの内端がゴムブッシュ装置２６RL及び２６RRにより車体３２に揺動可能に連結された車両に適用されてもよい。

また、上述の各実施形態においては、左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に関連する値は、車体３２に対する後輪の前後加速度の差の左右差ΔＧ又は前後速度の差の左右差ΔＶ、又はサスペンションメンバ２８及び車体３２のヨーレートの差ΔＹrである。しかし、交点Ｃの周りの車体３２に対するサスペンションメンバ２８の回転変位量Δθが、左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に関連する値として回転変位量センサにより検出されてもよい。更に、その場合には、予め設定された係数をＫs（正の定数）として、下記の式（９）及び（１０）に従って、目標駆動トルクＴtrl及びＴtrrが修正されてもよい。
Ｔtrl＝Ｔtrlb＋ＫsΔθ …（９）
Ｔtrr＝Ｔtrrb−ＫsΔθ …（１０）

また、上述の各実施形態においては、インホイールモータ３４FL〜３４RRがそれぞれ対応する車輪１２FL〜１２RRに相互に独立して駆動力を付与するようになっている。しかし、本発明は、前二輪が従動輪又は他の駆動手段により駆動される駆動輪である車両に適用されてもよい。

また、上述の各実施形態においては、車輪１２FL〜１２RRに駆動力を付与する駆動用電動機はインホイールモータ３４FL〜３４RRであるが、駆動用電動機はサスペンションアームに搭載されていてもよく、また車体に搭載されたオンボードモータであってもよい。

１０…電動車両、１２FL〜１２RR…車輪、１４FL〜１４RR…車輪支持部材、２３RL，２３RR…後輪サスペンション、２６RL，２６RR…ゴムブッシュ装置、２８…サスペンションメンバ、３０…ゴムブッシュ装置、３４FL〜３４RR…インホイールモータ、４２…電子制御装置、５０RL，５０RR，５２L、５２R…前後加速度センサ、５４RL，５４RR…車輪速度センサ、５６L，５６R…車体速度センサ、５８，６０…ヨーレートセンサ

Claims (5)

1. 車体に対し車両前後方向に変位することを弾性的に許容するサスペンションにより前記車体から懸架され、それぞれ対応する電動機により相互に独立に駆動可能な左右の後輪と、前記左右の後輪の目標駆動力を演算し、前記目標駆動力に基づいて前記左右の後輪の駆動力を制御する制御装置とを有する電動車両において、
   前記電動車両は、前記電動車両の走行中に前記車体に対する前記左右の後輪の車両前後方向の相対変位量の差に関連する値を取得する取得装置を有し、
   前記制御装置は、前記相対変位量の差に関連する値の大きさが小さくなるように、前記相対変位量の差に関連する値に基づいて前記左右の後輪の目標駆動力を修正する電動車両。
2. 請求項１に記載の電動車両において、
   前記取得装置は、前記左右の後輪に対応して車両横方向に隔置された位置において前記車体の前後加速度を検出する装置と、前記左右の後輪の前後加速度を検出する装置とを含み、
   前記制御装置は、前記左後輪に対応する前記車体の前後加速度と、前記左後輪の前後加速度との左側の前後加速度差と、前記右後輪に対応する前記車体の前後加速度と、前記右後輪の前後加速度との右側の前後加速度差とに基づいて、前記左側の前後加速度差と前記右側の前後加速度差との差を前記相対変位量の差に関連する値として演算する電動車両。
3. 請求項１に記載の電動車両において、
   前記取得装置は、前記左右の後輪に対応して車両横方向に隔置された位置において前記車体の前後速度を検出する装置と、前記左右の後輪の前後速度を検出する装置とを含み、
   前記制御装置は、前記左後輪に対応する前記車体の前後速度と、前記左後輪の前後速度との左側の前後速度差と、前記右後輪に対応する前記車体の前後速度と、前記右後輪の前後速度との右側の前後速度差とに基づいて、前記左側の前後速度差と前記右側の前後速度差との差を前記相対変位量の差に関連する値として演算する電動車両。
4. 請求項１に記載の電動車両において、
   前記サスペンションは、前記車体に弾性部材を介して連結されたサスペンションメンバと、前記左右の後輪と前記サスペンションメンバとを連結する左右のサスペンションアームとを含み、
   前記取得装置は、前記車体に対する前記サスペンションメンバのヨーレートを検出する装置を含み、
   前記制御装置は、前記車体に対する前記サスペンションメンバのヨーレートを前記相対変位量の差に関連する値とする電動車両。
5. 請求項２又は３に記載の電動車両において、
   前記サスペンションは、前記車体に弾性材を介して連結されたサスペンションメンバと、前記左右の後輪と前記サスペンションメンバとを連結する左右のサスペンションアームとを含む電動車両。
   
   

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