JP6640590B2 - 車両制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制振装置に関する。

近年、自動車の四輪のホイール内部にそれぞれモータを組み込んで、四輪各輪を独立して駆動可能な電気自動車が開発されている。

このようなインホイールモータ方式の電気自動車では、前述の通り、四輪に設置されたモータを個別に制御して、四輪の駆動および制動トルクの制御が可能となっている。

ところで、各車輪が路面接地点に作用する駆動力或いは制動力は、各車輪のサスペンションリンクの回転中心と各車輪の路面接地点とを結んだ方向の力として車体に伝達されるため、四輪の駆動および制動トルクを制御すると、車体を上下方向へ駆動できる。

インホイールモータ方式の電気自動車では、モータの搭載によって車輪のマスが増加するため、車輪の振動を抑制するべくサスペンションに組み込まれる懸架ばねのばね定数を大きくするとともにダンパの減衰力を高くする試みが見られる。このように、ばね定数を大きくするとともにダンパの減衰力を高くすると、車両における乗り心地が悪化してしまう。そこで、従来のインホイールモータ方式の電気自動車では、四輪の駆動および制動トルクの制御による車体の上下駆動を利用して車体のバウンス振動を抑制するようになっている（たとえば、特許文献１参照）。このように、モータのトルク制御による車体姿勢制御を用いれば、懸架ばねのばね定数とダンパの減衰力を高くせずに、車体の振動抑制が可能となって、車両における乗り心地の悪化を回避できる。

特開２００６−１０９６４２号公報

従来の電気自動車では、四輪各車輪のモータのトルクを個別に制御して車体の振動を抑制できるが、モータが一つでも失陥してしまうと、車体の振動抑制が困難となって車両における乗り心地が悪化してしまう。

また、モータのトルク制御で車体の振動抑制が可能で理論的には各車輪のサスペンションに組み込まれるダンパの省略が可能ではあるが、モータが一つでも失陥してしまうと、車体の振動を抑制できなくなるので、従来の電気自動車ではダンパの省略が難しい。

本発明は、前記問題を改善するために創案されたものであって、第一の目的は、車両における乗り心地の悪化を抑制できる車両制振装置の提供であり、また、第二の目的は、ダンパが設けられていなくとも車体振動を抑制できる車両制振装置の提供である。

本発明の車両制振装置では、車体の移動方向に基づいて制動装置の制動力の制御を行うので、制動力によって車体の振動を抑制できる。

また、車両制振装置にあっては、車輪がモータによって駆動される車両に適用され、モータが失陥するとコントローラが制動装置の制動力を制御するようになっている。このように車両制振装置を構成すると、モータの失陥を検知すると制動力の制御が実行されるので、モータ失陥による車両の乗心地の悪化を速やかに抑制できる。

さらに、車両制振装置にあっては、車両の進行方向前側の車輪と車体の接近時に進行方向前側の車輪の制動装置に進行方向前側の車輪を制動させ、車両の進行方向後側の車輪と車体の離間時に進行方向後側の車輪の制動装置に進行方向後側の車輪を制動させる。このように車両制振装置を構成すると、車両の走行方向に応じて適切に車体の振動を抑制できる。

本発明の車両制振装置によれば、車両における乗り心地の悪化を抑制でき、また、ダンパが設けられていなくとも車体振動を抑制できる。

本発明の車両制振装置を車両に適用した図である。 本発明の車両制振装置の構成を示した図である。 本発明の車両制振装置を適用した車両の左側側面図である。 車両が前進する際の制動力と車両の動作を説明する図である。 車両が後退する際の制動力と車両の動作を説明する図である。 本発明の車両制振装置が制動力を制御する処理手順を示したフローチャートである。 制御力と車体に作用する力を説明する図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。車両制振装置１は、図１および図２に示すように、車両Ｖにおける車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを制動する制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒと、車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車両Ｖの車体Ｂｏの移動方向を検出する検出部Ｓｅと、検出部Ｓｅで検知した車体Ｂｏの移動方向に基づいて制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの制動力を制御するコントローラＣとを備えて構成されている。

車両制振装置１は、本例では、四輪自動車である車両Ｖに適用されており、車両Ｖの四輪各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを制動する制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力をコントローラＣで制御して、車体Ｂｏの振動を抑制するようになっている。なお、車両制振装置１は、後述するように、制動装置の制動力を利用して各車輪と直上の車体Ｂｏとの相対変位を抑制するので、四輪自動車以外にも適用可能であって、二輪車や三輪車、六輪以上の車輪を有する車両Ｖにも適用可能である。

車両Ｖは、車体Ｂｏと車体ＢｏにサスペンションＳｆｌ，Ｓｆｒ，Ｓｒｌ，Ｓｒｒによって懸架されて前後左右の四箇所に設けられた車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒのホイール内に設けられたモータ（インホイールモータ）Ｍｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒとを備えて構成されている。このように、車両Ｖは、複数の車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを有し、車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒ毎に対応する複数のモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒによって前記各車輪が独立して駆動される。

サスペンションＳｆｌ，Ｓｆｒ，Ｓｒｌ，Ｓｒｒは、車両Ｖの左右で同じ部材で同様に構成されており説明が重複するため、図３に示した車両Ｖの左側のサスペンションＳｆｌ，Ｓｒｌについて詳細に説明し、説明が重複する車両Ｖの右側のサスペンションＳｆｒ，Ｓｒｒについてはその詳しい説明を省略する。

車両Ｖの前側のサスペンションＳｆｌは、基端が車体Ｂｏに上下方向に揺動可能に取付けられたアッパーアーム１１とロアアーム１２と懸架ばね１３とを備えている。そして、アッパーアーム１１とロアアーム１２の先端にはヒンジを介してモータＭｆｌが取り付けられている。より詳しくは、アッパーアーム１１とロアアーム１２は、車体Ｂｏに対して図３中の車体Ｂｏ側で交わる軸線Ｆａ，Ｆｂを中心として上下方向に揺動可能に取り付けられており、車体Ｂｏは、懸架ばね１３によって弾性支持されている。なお、図示はしないが、モータＭｆｌは、車体Ｂｏに対して上下方向に揺動できるように、固定子側がアッパーアーム１１とロアアーム１２の先端に対して、ヒンジで連結されている。そして、車両Ｖの前側の車輪Ｗｆｌは、モータＭｆｌの回転子に連結されており、モータＭｆｌの駆動によって車輪Ｗｆｌを回転駆動できるようになっている。このように、車輪ＷｆｌがサスペンションＳｆｌによって車体Ｂｏに対して懸架されているため、車輪Ｗｆｌは、軸線Ｆａ，Ｆｂの交点Ｏｆを瞬間中心として、交点Ｏｆ周りに上下方向へ揺動できるようになっている。

車両Ｖの後側のサスペンションＳｒｌは、基端が車体Ｂｏに上下方向に揺動可能に取付けられたアッパーアーム２１とロアアーム２２と懸架ばね２３とを備えている。そして、アッパーアーム２１とロアアーム２２の先端にはヒンジを介してモータＭｒｌが取り付けられている。より詳しくは、アッパーアーム２１とロアアーム２２は、車体Ｂｏに対して図３中の車体Ｂｏ側で交わる軸線Ｒａ，Ｒｂを中心として上下方向に揺動可能に取り付けられており、車体Ｂｏは、懸架ばね２３によって弾性支持されている。なお、図示はしないが、モータＭｒｌは、車体Ｂｏに対して上下方向に揺動できるように、固定子側がアッパーアーム２１とロアアーム２２の先端に対して、ヒンジで連結されている。そして、車両Ｖの後側の車輪Ｗｒｌは、モータＭｒｌの回転子に連結されており、モータＭｒｌの駆動によって車輪Ｗｒｌを回転駆動できるようになっている。このように、車輪ＷｒｌがサスペンションＳｒｌによって車体Ｂｏに対して懸架されているため、車輪Ｗｒｌは、軸線Ｒａ，Ｒｂの交点Ｏｒを瞬間中心として、交点Ｏｒ周りに上下方向へ揺動できるようになっている。

制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒ毎に設けられており、コントローラＣからの指令によって各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを制動させる制動力を調節できるようになっている。具体的には、詳しくは図示しないが、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに連結されるモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒ内に設けたブレーキロータと、油圧を利用してブレーキロータにブレーキパッドを押し付けるキャリパーと、キャリパーへ圧油を供給する油圧源とを備えている。そして、コントローラＣは、キャリパーへ送られる油圧を制御して、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが発揮する制動力を制御するようになっている。したがって、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、コントローラＣによって制御されて、各々が独立して制動力を発揮できる。

なお、本例では、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、コントローラＣによる油圧の調節によって制動力が制御されるほか、車両Ｖの運転者の図示しないブレーキペダルの操作量に応じて各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒを制動させる制動力を発揮できる。よって、たとえば、運転者の操作による油圧にコントローラＣの制御による油圧が加算されてキャリパーに供給されるようになっており、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、この油圧に応じて制動力を発揮する。制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、運転者のブレーキペダルの操作によって制動力を発揮するブレーキシステムとは別個独立に設けられてもよい。

ここで、車両Ｖが進行方向が図４に示すように図中左方となる前進している状態を考える。進行方向前側の車輪Ｗｆｌに対して制動装置Ｂｆｌが制動力を発揮する場合、車輪Ｗｆｌの路面Ｔへの接点Ｃｆには制動力Ｆｆが作用する。車輪Ｗｆｌの瞬間中心が軸線Ｆａ，Ｆｂの交点Ｏｆであるので、車体Ｂｏの交点Ｏｆには、車輪Ｗｆｌの接点Ｃｆと交点Ｏｆを結ぶ軸線上において制動力Ｆｆと水平方向において釣り合う力が働くため、車体Ｂｏを上方側へ押し上げる力が作用する。他方、進行方向後側の車輪Ｗｆｒに対して制動装置Ｂｆｒが制動力を発揮する場合、車輪Ｗｆｒの路面Ｔへの接点Ｃｒには制動力Ｆｒが作用する。車輪Ｗｆｒの瞬間中心が軸線Ｒａ，Ｒｂの交点Ｏｒであるので、車体Ｂｏの交点Ｏｒには、車輪Ｗｆｒの接点Ｃｒと交点Ｏｒを結ぶ軸線上において制動力Ｆｒと水平方向において釣り合う力が働くため、車体Ｂｏを下方側へ押し下げる力が作用する。なお、車両Ｖの進行方向が逆に図５に示すように、図中右方向となる場合、先程とは逆に、進行方向前側の車輪Ｗｆｌに対して制動装置Ｂｆｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏを下方側へ押し下げる力が作用する。また、進行方向後側の車輪Ｗｆｒに対して制動装置Ｂｆｒが制動力を発揮すると車体Ｂｏを上方側へ押し上げる力が作用する。つまり、車両Ｖの進行方向に対して進行方向前側の車輪へ制動力を作用させると車体Ｂｏは押し上げられ、車両Ｖの進行方向に対して進行方向後側の車輪へ制動力を作用させると車体Ｂｏは押し下げされるようになる。

つづいて、検出部Ｓｅは、本例では、車体Ｂｏの上下方向加速度を検出するばね上側加速度センサＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３と各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの上下加速度を検出するばね下側加速度センサＧｗ１，Ｇｗ２，Ｇｗ３，Ｇｗ４とで構成される。そして、検出されたこれら上下加速度は、コントローラＣに入力される。コントローラＣは、ばね上側加速度センサＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３で検出した上下加速度から車体Ｂｏの各車輪の直上の四箇所における上下加速度を求め、更に求めた上下加速度を積分して上下速度を求める。なお、車体Ｂｏを剛体と見なせば、車体Ｂｏの同一直線上に並ばない三箇所の上下方向加速度を得れば、車体Ｂｏの任意の位置の上下方向加速度を求められる。よって、同一直線上に並ばないよう車体Ｂｏに配置した三つのばね上側加速度センサＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３で車体Ｂｏの上下方向加速度を得て、車体Ｂｏの各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの直上の四箇所の上下方向加速度を求められる。このように、車体Ｂｏにばね上側加速度センサＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３を設置する場合、三つのばね上側加速度センサの設置で足りる。なお、ばね上加速度センサは、車体Ｂｏの各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの直上の四箇所にそれぞれ設けてもよい。また、コントローラＣは、ばね下側加速度センサＧｗ１，Ｇｗ２，Ｇｗ３，Ｇｗ４で検出した上下加速度から各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの上下加速度を積分して上下速度を求める。さらに、コントローラＣは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの上下速度と直上の車体Ｂｏの上下速度との差（相対速度）から各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識する。

なお、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識すればよいので、検出部Ｓｅは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの直上の車体Ｂｏとの間の相対変位を検出してもよい。なお、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒの直上の車体Ｂｏとの間の相対変位を検出する場合、検出部Ｓｅは、ストロークセンサとすればよい。検出部Ｓｅがストロークセンサである場合、コントローラＣは、相対変位を微分して、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと車体Ｂｏの相対速度を求め、この相対速度から各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識すればよい。なお、検出部Ｓｅが決められたサンプリング周期で変位を検出するので、コントローラＣは、最新の変位と一周期前に取得された変位との差を求めて、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識してもよい。

このように、コントローラＣは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒと車体Ｂｏの相対速度を求め、この相対速度から各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識する。そして、コントローラＣは、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが発揮する制動力を制御する際には、前述のようにして得られた各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向に基づいて前記制動力を制御する。前述したように、車両Ｖの進行方向に対して進行方向前側の車輪へ制動力を作用させると車体Ｂｏは押し上げられ、車両Ｖの進行方向に対して進行方向後側の車輪へ制動力を作用させると車体Ｂｏは押し下げされるようになる。よって、コントローラＣは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向から、制動力によって車体Ｂｏの移動を抑制する方向の力を発揮できる場合に制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒに制動力を発揮させる制御を行う。

具体的には、車両Ｖが図４中で左方へ前進中で、車両Ｖの前側の車輪Ｗｆｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｆｌへ接近する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｆｌの制動力の発揮で車体Ｂｏに上方側へ押し上げる力を作用させ車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌへの接近を抑制し得る。そのため、このような場合、コントローラＣは、制動装置Ｂｆｌに制動力を発揮させて、車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌへの接近を抑制する力を作用させて車体Ｂｏの変位を抑制する。対して、車両Ｖが前進中で、車両Ｖの前側の車輪Ｗｆｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｆｌに対して離間する方向へ移動する場合には、制動装置Ｂｆｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに上方側へ押し上げる力を作用させてしまう。このような場合、制動装置Ｂｆｌに制動力を発揮させると、車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌに対する離間を助長してしまい却って車体Ｂｏの振動を大きくしてしまう。そのため、コントローラＣは、運転者の操作に応じた制動力を除き、制動装置Ｂｆｌに制動力を発揮させない。

また、車両Ｖが前進しており、車両Ｖの後側の車輪Ｗｒｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｒｌへ接近する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｒｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに下方側へ引き下げる力を作用させてしまう。このような場合、制動装置Ｂｒｌに制動力を発揮させると、車体Ｂｏの車輪Ｗｒｌからの接近を助長してしまい却って車体Ｂｏの振動を大きくしてしまう。そのため、コントローラＣは、運転者の操作に応じた制動力を除き、制動装置Ｂｒｌに制動力を発揮させないようにする。対して、車両Ｖが前進しており、車両Ｖの後側の車輪Ｗｒｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｒｌに対して離間する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｒｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに下方側へ引き下げる力を作用させ車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌに対する離間を抑制し得る。そのため、このような場合、コントローラＣは、制動装置Ｂｒｌに制動力を発揮させて、車体Ｂｏの車輪Ｗｒｌに対する離間を抑制する力を作用させて車体Ｂｏの変位を抑制する。

次に、車両Ｖが図５中右方へ後退中で、車両Ｖの前側の車輪Ｗｆｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｆｌへ接近する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｆｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに下方側へ引き下げる力を作用させて車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌへの接近を助長してしまう。そのため、このような場合、コントローラＣは、車体Ｂｏの振動を大きくしないよう、運転者の操作に応じた制動力を除き、制動装置Ｂｆｌに制動力を発揮させない。対して、車両Ｖが後退しており、車両Ｖの前側の車輪Ｗｆｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｆｌに対して離間する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｆｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに下方側へ引き下げる力を作用させて車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌに対する離間を抑制し得る。そのため、このような場合、コントローラＣは、制動装置Ｂｆｌに制動力を発揮させて、車体Ｂｏの車輪Ｗｆｌに対する離間を抑制する力を作用させて車体Ｂｏの変位を抑制する。また、車両Ｖが後退しており、車両Ｖの後側の車輪Ｗｒｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｒｌへ接近する方向へ移動している場合には、制動装置Ｂｒｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに上方側へ押し上げる力を作用させて車体Ｂｏの車輪Ｗｒｌへの接近を抑制し得る。そのため、このような場合、コントローラＣは、制動装置Ｂｒｌに制動力を発揮させて、車体Ｂｏの車輪Ｗｒｌへの接近を抑制する力を作用させて車体Ｂｏの変位を抑制する。対して、車両Ｖが後退中で、車両Ｖの後側の車輪Ｗｒｌの直上の車体Ｂｏが車輪Ｗｒｌに対して離間する方向へ移動する場合、制動装置Ｂｒｌが制動力を発揮すると車体Ｂｏに上方側へ押し上げる力を作用させて車体Ｂｏの車輪Ｗｒｌに対する離間を助長してしまう。そのため、このような場合、コントローラＣは、運転者の操作に応じた制動量を除き、車体Ｂｏの振動を大きくしないよう、制動装置Ｂｒｌに制動力を発揮させない。

つまり、コントローラＣは、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが制動力を利用して、車体Ｂｏの振動を抑制できる場合には、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒに制動力を発揮させる。逆に、コントローラＣは、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが制動力を発揮すると車体Ｂｏの振動を助長させる場合には制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒに制動力を発揮させないようにする。本例では、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、車両Ｖの運転者のブレーキペダル操作の操作量に応じて制動力を発揮する。そのため、コントローラＣの制御による制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが発揮すべき制動力は、車両Ｖの運転者のブレーキペダル操作量に対して発揮すべき制動力に重畳させるようにすればよい。つまり、運転者がブレーキペダルを操作している場合、このブレーキペダルの操作量に応じた制動力にコントローラＣの制御による制動力を加算した制動力を制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒに発揮させるようになっている。なお、運転者のブレーキペダル操作量をコントローラＣで認識して、コントローラＣがブレーキペダル操作量に応じた油圧と車体Ｂｏの振動抑制制御のために必要な油圧を加算した油圧をキャリパーに送るようにしてもよい。

また、車両Ｖの前側と後側の制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが制動力を発揮した際に、車体Ｂｏの振動を抑制するか助長するかは、車両Ｖの進行方向に応じて異なる。そのため、本例では、コントローラＣは、図２に示すように、車両Ｖの進行方向を把握できるよう車両Ｖの速度情報を得るようにしている。具体的には、車両Ｖの速度を検出する速度センサ３０が車両Ｖに設けられており、コントローラＣは、この速度センサ３０から車両Ｖの速度情報を得るようにしている。なお、車両Ｖに搭載されているシステムの制御に当たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が車両Ｖの速度情報をモニタしている場合には、コントローラＣは、ＥＣＵから速度情報を得てもよい。また、コントローラＣは、ＥＣＵに統合されてもよい。

本例では、車両Ｖは、インホイールモータ方式を採用した電気自動車とされている。そのため、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒが正常に動作可能な状況では、車体Ｂｏの振動抑制は、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの駆動力と制動力の制御によって実現できる。よって、コントローラＣによる制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制御は、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒのいずれかが失陥した場合に実行されるようになっている。したがって、本例では、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの失陥を検知する失陥検知部４０を備えている。失陥検知部４０は、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒ内の巻線に流れる電流を検出して、断線や電流供給ができない状態を検知してもよい。また、失陥検知部４０は、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒのトルクを検出し、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒへのトルク指令を取り込み、トルク指令と検出される実トルクを比較してモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの異常を検知してもよい。失陥検知部４０がモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒのいずれかの失陥を検知すると、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの駆動力および制動力による車体Ｂｏの振動抑制が正常に行えない状態となっているので、コントローラＣは、前述の制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制御を実行する。

つづいて、車両制振装置１の処理手順を図６に示したフローチャートの一例に即して説明する。車両制振装置１は、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒが失陥しているか否かを判断する（ステップＳＴ１）。モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒが失陥している場合には、ステップＳＴ２へ移行し、失陥していない場合には、制動力の制御は不要であるので、処理手順を終了する。

次に、ステップＳＴ２では、速度センサ３０からの速度情報と検出部Ｓｅからの上下加速度から、各制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力の発揮により車体Ｂｏの振動を抑制できるかを判断する。コントローラＣは、検出部ＳｅからコントローラＣに入力される上下加速度から各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向を認識でき、車両Ｖの速度情報から進行方向を認識できる。したがって、コントローラＣは、前記上下加速度と前記速度情報に基づいて、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒのうち、制動力の発揮により車体Ｂｏの振動を抑制できる制動装置を認識できる。この判断の結果、各制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力の発揮で車体Ｂｏの振動を抑制できる場合には、ステップＳＴ３へ移行し、抑制できない場合には処理手順を終了する。

さらに、ステップＳＴ３へ移行して、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒのうち、制動力の発揮で車体Ｂｏの振動を抑制できる制振装置がある場合、車両制振装置１は、振動抑制が可能な制動装置における制動力を求める。具体的には、車体Ｂｏの振動を抑制できる制振装置が設置された車輪の直上の車体Ｂｏの上下加速度に基づいて制動力を求める。車体Ｂｏの振動を抑制できる制振装置が設置された車輪の直上の車体Ｂｏの重量に車体Ｂｏに作用する上下加速度を乗じると車体Ｂｏに作用している力が求められる。この力に拮抗する力を車体Ｂｏに作用させれば、車体Ｂｏの変位を抑制できる。前述したところから、図７に示すように、車両Ｖの前進中に、前側の車輪Ｗｆｌに制動力Ｆｆを作用させた場合、車体Ｂｏの交点Ｏｆには、車輪Ｗｆｌの接点Ｃｆと交点Ｏｆを結ぶ軸線上において制動力Ｆｆと水平方向において釣り合う力Ｆｏが働く。この力Ｆｏの上下方向成分の分力ｆｏが車体Ｂｏを押し上げる力となるので、車体Ｂｏに下向きの力が作用して振動しようとする場合、この下向きの力と制動力Ｆｆの発揮によって車体Ｂｏを押し上げる力が釣り合えば、車体Ｂｏの下方への変位を阻止できる。したがって、下向きの力と制動力Ｆｆの発揮によって車体Ｂｏを押し上げる力が釣り合う制動力Ｆｆを求めればよい。車体Ｂｏに作用する上下加速度は、ばね上側加速度センサＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３で検出する上下加速度から求められるので、これを利用すればよい。なお、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒのうちどの制動装置に制動力を発揮させれば車体Ｂｏの振動の抑制が可能であるかを判断するには、前述したように、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの移動方向の情報があればよい。そこで、ばね下側加速度センサＧｗ１，Ｇｗ２，Ｇｗ３，Ｇｗ４を廃して、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒに対する車体Ｂｏの間にそれぞれストロークセンサを設けてもよい。

なお、運転者がブレーキペダルを操作中であって、制動中には、コントローラＣの制御による制動力をブレーキペダル操作による制動力を加算して制動力を大きくしても、運転者に違和感を与えにくい。運転者がブレーキペダルを操作しておらず、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒに、車体Ｂｏに作用する上下方向の力と制動力Ｆｆの発揮によって車体Ｂｏを押し上げる力が釣り合うように制動力を発揮させると、車両Ｖを著しく減速させてしまう場合がある。その場合、たとえば、車体Ｂｏに作用する上下方向の力と制動力Ｆｆの発揮によって車体Ｂｏを押し上げる力が釣り合うような制動力に、０以上１以下のゲインを乗じて制動力を求めるなどとすればよい。ゲインは、車両Ｖの速度に応じて変化するものであってもよい。具体的には、たとえば、低速の場合には、車体Ｂｏを振動させる力も小さいので、ゲインを０として、速度が所定速度以上となると０より大きく１以下の範囲で速度に応じて変化するゲインをマップ化しておき、マップを参照してゲインを求めるようにしてもよい。

制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒが発揮すべき制動力が求まると、ステップＳＴ４へ移行して、コントローラＣは、制動力を指示する指令を生成する。そして、ステップＳＴ５へ移行して、コントローラＣは、制動力を指示する指令を制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒへ出力する。制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒは、指令通りに制動力を出力して、車体Ｂｏの振動を抑制する。車両制振装置１は、前記した一連の処理を繰り返し行って、車体Ｂｏの振動抑制するための制動力の制御を実行する。

このように、車両制振装置１によれば、車体Ｂｏの移動方向に基づいて制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力の制御を行って、車体Ｂｏの振動を抑制する。よって、車両制振装置１によれば、インホイールモータ方式の電気自動車にあってモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒが失陥しても、車体Ｂｏの振動の抑制が可能となって、車両における乗り心地の悪化を抑制できる。また、車両制振装置１によれば、インホイールモータ方式の電気自動車にあってモータが失陥しても、車体Ｂｏの振動の抑制が可能となるので、ダンパの省略も可能となる。換言すれば、車両制振装置１によれば、インホイールモータ方式の電気自動車にあってダンパを廃止しても、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの失陥時に車体Ｂｏの振動の抑制が可能となるので、車両における乗り心地の悪化を抑制できるのである。また、車両制振装置１は、エンジン駆動の車両にも適用でき、車輪と車体との間に介装されるダンパに不具合があっても、車体Ｂｏの振動の抑制が可能となって、車両における乗り心地の悪化を抑制できる。よって、車両制振装置１によれば、インホイールモータ方式の車両だけでなく、種々の車両へ適用でき、制動力を利用して車両における乗り心地の悪化を抑制できる。

また、本例の車両制振装置１にあっては、車輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，ＷｒｒがモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒによって駆動される車両Ｖに適用され、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒが失陥するとコントローラＣが制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力を制御するようになっている。このように車両制振装置１を構成すると、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒの失陥を検知すると制動力の制御が実行されるので、モータ失陥による車両の乗心地の悪化を速やかに抑制できる。

さらに、本例の車両制振装置１にあっては、車両Ｖの進行方向前側の車輪と車体Ｂｏの接近時に進行方向前側の車輪の制動装置に進行方向前側の車輪を制動させ、車両の進行方向後側の車輪と車体の離間時に進行方向後側の車輪の制動装置に進行方向後側の車輪を制動させる。このように車両制振装置を構成すると、車両の走行方向に応じて適切に車体Ｂｏの振動を抑制できる。

なお、前述した例では、車両ＶにおけるモータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒのいずれかの失陥を検知すると、モータの駆動力および制動力による車体Ｂｏの振動抑制制御を中止して、制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒの制動力による車体Ｂｏの振動抑制制御を実行しているが、以下のようにしてもよい。

たとえば、モータＭｆｌ，Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒのうち失陥しているモータに対応している車輪については制動装置による車体Ｂｏの振動抑制制御を実行し、正常なモータについてはモータによる車体Ｂｏの振動抑制制御を実施してもよい。また、一つのモータが失陥した場合、失陥したモータと、失陥した車輪の左右方向の隣の車輪のモータについては車体Ｂｏの振動抑制制御を中止して、制御を中止した車輪対応する制動装置については車体Ｂｏの振動抑制制御を実行するようにしてもよい。つまり、左前輪ＷｆｌのモータＭｆｌが失陥した場合、このモータＭｆｌと、左前輪Ｗｆｌの左右方向隣の車輪である右前輪ＷｆｒのモータＭｆｒの二つのモータについて振動抑制制御を中止し、その代わりに、左右前輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに対応する制動装置Ｂｆｌ，Ｂｆｒの制動力で振動抑制制御を実施し、残りの正常のモータＭｒｌ，Ｍｒｒでは振動抑制制御を継続する。このように、一部のモータに失陥があっても、車体Ｂｏの振動抑制を継続できる見込みがある場合、正常なモータの全部または一部で振動抑制制御を継続し、振動抑制制御を中止したモータに対応する車輪については制動装置で振動抑制制御を行って、モータの失陥による車体Ｂｏの振動抑制効率の低下を抑えるようにしてもよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

１・・・車両制振装置、Ｂｆｌ，Ｂｆｒ，Ｂｒｌ，Ｂｒｒ・・・制動装置、Ｂｏ・・・車体、Ｃ・・・コントローラ、Ｍｆｌ、Ｍｆｒ，Ｍｒｌ，Ｍｒｒ・・・モータ、Ｓｅ・・・検出部、Ｖ・・・車両、Ｗｆｌ，Ｗｆｒ，Ｗｒｌ，Ｗｒｒ・・・車輪

Claims (3)

1. 車両における車輪を制動する制動装置と、
   前記車輪に対する前記車両の車体の移動方向を検出する検出部と、
   前記検出部で検知した前記車体の移動方向に基づいて前記制動装置の前記車輪の制動力を制御するコントローラとを備え、
   前記車輪がモータによって駆動され、
   前記モータが失陥すると、前記コントローラが前記制動装置の前記制動力を制御する
   ことを特徴とする車両制振装置。
2. 車両における車輪を制動する制動装置と、
   前記車輪に対する前記車両の車体の移動方向を検出する検出部と、
   前記検出部で検知した前記車体の移動方向に基づいて前記制動装置の前記車輪の制動力を制御するコントローラとを備え、
   前記車両は、複数の車輪を有し、車輪毎に対応する複数のモータによって前記各車輪が独立して駆動され、
   前記モータが失陥すると、前記コントローラが前記制動装置の前記制動力を制御する
   ことを特徴とする車両制振装置。
3. 前記コントローラは、前記車両の進行方向前側の車輪と前記車体の接近時に前記進行方向前側の車輪の制動装置に前記進行方向前側の車輪を制動させ、前記車両の進行方向後側の車輪と前記車体の離間時に前記進行方向後側の車輪の制動装置に前記進行方向後側の車輪を制動させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両制振装置。

Images