KR101083946B1 - 차량 구동 장치 - Google Patents

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아끼히로 호소까와
요오스께 스즈끼
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다다히로 오시우미
겐스께 요시즈에
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

차량 구동 장치(100)는 우전방측 전동기(10r), 좌전방측 전동기(10l), 우후방측 전동기(11r) 및 좌후방측 전동기(11l)를 각각 이용해 우측 전방 구동 휠(2r), 좌측 전방 구동 휠(2l), 우측 후방 구동 휠(3r) 및 좌측 후방 구동 휠(3l)의 구동력을 독립적으로 제어한다. 차량 구동 장치(100)에 탑재되는 차량(1)의 구동 휠의 구동력은 차량(1)의 요 및 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트와, 구동 휠에 대한 전체 구동과, 구동 휠에서의 구동 반력에 기초로 하여 결정된다. 따라서, 운전자에 의해 요구되는 성능이 달성될 수 있으며, 그에 따라 운전성이 향상된다.
차량 구동 장치, 우전방측 전동기, 좌전방측 전동기, 우후방측 전동기, 좌후방측 전동기

Description

차량 구동 장치 {VEHICLE DRIVE APPARATUS}
본 발명은 적어도 한 쌍의 좌우륜에 상이한 구동력을 제공할 수 있는 차량 구동 제어 장치에 관한 것이다.
승용차 및 트랙과 같은 차량이 곡선부를 선회할 때, 선회 방향 외측을 향하는 선회 관성력이 차량에 작용하여, 차량에 롤이 발생한다. 일본특허공개공보 제2005-306152호에는, 차량의 4륜을 독립으로 구동하여, 각 구동륜의 구동력을 제어함으로써, 차량의 롤을 억제하는 구동 장치가 개시되어 있다.
그러나, 이 공보에 개시되어 있는 구동 장치에 의해 수행되는 제어는 차량의 롤을 억제할 뿐이기 때문에, 차량의 요(yaw) 모멘트는 차량이 적절하게 선회하기 위해 요구되는 수준보다 작아질 수도 있고 또는 그 수준을 초과할 수도 있고, 이는 차량의 운전성(drivability)을 저하시킬 수 있다. 즉, 이 경우, 운전자에 의해 요구되는 성능은 충분하게 달성될 수 없다.
위의 관점에서, 본 발명은 운전자에 의해 요구되는 성능을 달성하고 그에 따라 차량의 운전성을 향상시키는 차량 구동 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제1 태양은 적어도 한 쌍의 좌우 구동륜에 상이한 구동력을 각각 제공할 수 있는 차량용 차량 구동 장치에 관한 것이다. 이 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트, 차량의 롤 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트 중 적어도 2개와, 구동륜의 전체 구동력과, 구동륜에서의 구동 반력에 기초하여 결정되는 구동력에 의해 좌우 구동륜을 구동한다.
전술한 바와 같이, 이 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트, 차량의 롤 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향에 있어서 요구되는 목표 모멘트 중 적어도 2개와, 구동륜의 전체 구동력과, 구동륜에서의 구동 반력에 기초하여 좌우 구동륜의 구동력을 결정한다. 그 후, 차량 구동 장치는 목표 요 모멘트, 목표 롤 모멘트 및 목표 피치 모멘트 중 적어도 2개를 달성하도록 각 구동륜에서의 구동력을 제어한다. 따라서, 본 발명의 제1 태양에 따른 차량 구동 장치는 운전자에 의해 요구되는 성능을 달성하고, 그에 따라 차량의 운전성을 향상시킨다.
전술한 차량 구동 장치는, 좌우 구동륜에 대한 구동력이, 차량의 요 방향에서의 목표 모멘트와 좌우 구동륜의 구동력 사이의 차와의 관계와, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트와 좌우 구동륜에서의 구동 반력 사이의 차와의 관계와, 차량의 피치 방향의 목표 모멘트와 좌우 구동륜에서의 구동 반력 사이의 관계 중 적어도 2개에 기초하여 결정되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 좌우의 구동륜에 대한 구동력이, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트, 및 차량의 피치 방향에 있어서의 목표 모멘트를 사용해서 결정되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 좌우 구동륜의 구동력이, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트와, 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 사용해서 결정되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트, 및 차량의 피치 방향에 있어서의 목표 모멘트를 동시에 달성할 수 없는 경우에, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트 중 적어도 한쪽이 달성되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 동시에 달성할 수 없을 경우에, 차량의 롤을 제어하기 위하여 좌우 구동륜이 발생하는 구동력에 대응하여 발생하는 것으로 예측된 차량의 요 모멘트가 차량의 한계 요 모멘트를 초과하면, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트가 달성되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 동시에 달성할 수 없는 경우에, 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트가 달성되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 동시에 달성할 수 없는 경우에, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트가 달성되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트를 달성할 것인지 또는 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 달성할 것인지는 차량의 조향가능한 바퀴의 조향각과 상기 조향각의 속도에 기초하여 결정되도록 할 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 조향각이 소정의 임계치(threshold)이거나 그보다 작으며 조향각의 속도가 0(제로)이 아닐 경우에, 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트를 달성하도록 결정될 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 조향각이 소정의 임계치보다도 크거나 또는 조향각의 속도가 0(제로)일 경우에, 요 방향에 있어서의 목표 모멘트를 달성하도록 결정될 수 있다.
전술한 차량 구동 장치는, 전동기가 구동륜에 제공되어 구동륜에 대해서 구동력을 발생시키도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 차량 구동 장치는 운전자에 의해 요구되는 성능을 달성하고, 그에 따라 차량의 운전성을 향상시킨다.
본 발명의 특징, 장점, 그리고 기술적 및 산업적 중요성은 첨부도면과 연계하여 고려했을 때 하기의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도1은 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치를 구비하는 차량의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도2는 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치에 포함된 전륜용 현가 장치(suspension assembly)의 예시 구조를 도시하는 설명도이다.
도3은 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치에 포함된 후륜용 현가 장치의 예시 구조를 도시하는 설명도이다.
도4는 제1 예시 실시예의 변형예를 도시하는 설명도이다.
도5A는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어(vehicle dynamics control)를 설명하기 위한 개념도이다.
도5B는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 설명하기 위한 개념도이다.
도5C는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 설명하기 위한 개념도이다.
도6은 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어 장치의 예시 구성을 도시하는 설명도이다.
도7은 제1 예시 실시예의 차량 제어 순서를 도시하는 흐름도이다.
도8은 제1 예시 실시예의 차량 제어 순서를 도시하는 흐름도이다.
도9는 가중 계수(Y)의 값을 기재한 가중 계수 맵의 일 예를 나타내는 차트이다.
도10은 제2 예시 실시예의 차량 제어 순서를 도시하는 흐름도이다.
후속 설명과 첨부 도면에서, 예시 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 후속 예시 실시예에서, 본 발명은 전동기 차량에 주로 적용된다. 그러나, 본 발명의 적용 대상이 전동기 차량으로 한정되는 것은 아니고, 적어도 한쌍의 좌우 구동륜에 상이한 구동력이 제공될 수 있는 모든 차량일 수도 있다. 우측 구동륜을 위한 구동력 및 좌측 구동륜을 위한 구동력은 각각의 구동력을 독립적 으로 제어함으로써 또는 좌우 구동륜 사이의 구동력의 배분비를 제어함으로써 제어될 수 있다.
우선, 본 발명의 제1 예시 실시예에 따른 차량 구동 제어 장치를 설명한다. 차량 구동 제어 장치는 다음의 구성을 특징으로 한다. 우선, 좌우측 구동륜에 대한 구동력은 구동륜에 대한 전체 구동력과, 구동륜의 구동 반력과, 차량의 요 방향에서 요구되는 차량의 목표 모멘트(목표 요 모멘트), 차량의 롤 방향에서 요구되는 차량의 목표 모멘트(목표 롤 모멘트) 및 차량의 피치 방향에서 요구되는 차량의 목표 모멘트(목표 피치 모멘트) 중 적어도 2개에 기초하여 결정된다. 이어서, 개별 구동륜에서의 구동력은 목표 요 모멘트, 목표 롤 모멘트 및 목표 피치 모멘트 중 적어도 2개를 동시에 달성하도록 제어된다. 3개의 목표 모멘트 중 적어도 2개의 선택에 관하여, 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어는 목표 요 모멘트와 목표 롤 모멘트를 동시에 달성하도록 수행된다. 다르게는, 차량 거동 제어는 목표 롤 제어 및 목표 피치 제어를 동시에 달성하도록 수행될 수도 있다.
도1은 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치를 포함하는 차량의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도2는 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치에 포함된 전륜 현가 장치의 예시 구조를 도시하는 설명도이다. 도3은 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치에 포함되는 후륜 현가 장치의 예시 구조를 도시하는 설명도이다. 차량(1)은 구동력을 발생시키기 위하여 전동기만을 사용하는 차량 구동 장치(100)를 갖는다. 차량 구동 장치(100)는, 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l), 우측 후륜(3r)의 구동력의 구동 반력과, 차량(1)의 전체 구동력과, 목표 요 모멘트, 목 표 롤 모멘트 및 목표 피치 모멘트 중 적어도 두개에 기초하여 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l), 우측 후륜(3r)의 구동력을 결정한다. 차량 구동 장치(100)는 차량(1)에 설치되고 좌측 전륜(2l) 및 우측 전륜(2r)을 지지하는 전륜 현가 장치(8)와, 차량(1)에 설치되고 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)을 지지하는 후륜 현가 장치(9)를 갖는다.
제1 예시 실시예에서, 좌측 전륜(2l)을 구동하는 좌전방측 전동기(10l), 우측 전륜(2r)을 구동하는 우전방측 전동기(10r)와, 좌측 후륜(3l)을 구동하는 좌후방측 전동기(11l)와, 우측 후륜(3r)을 구동하는 우후방측 전동기(11r)가 구동력 발생 장치이다. 전륜의 구동력과 후륜의 구동력은 ECU(Electronic Control Unit)(50)에 포함되는 차량 거동 제어 장치(30)에 의해 별도 제어된다. 제1 예시 실시예에서, 차량 거동 제어 장치(30)는 차량(1)의 각 구동륜에 대한 구동력을 변경하는 구동력 변경 장치로서 기능한다.
본 명세서에서 "좌측" 및 "우측"은 차량(1)이 전진하는 방향(도1에서 화살표(X)에 의해서 지시된 방향)에 대하여 정의된다. 보다 구체적으로, "좌측" 및 "우측"은 전진 방향으로 배향된 차량으로부터 볼 때 좌측 및 우측을 나타낸다. 마찬가지로, "전방"은 차량이 전진하는 측을 나타내고, "후방"은 차량(1)이 후진하는 측, 전 차량(1)이 전진하는 방향과 반대측을 나타낸다.
차량 구동 장치에서, 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)은 별도의 전동기에 의해서 구동된다. 즉, 차량(1)의 모든 바퀴가 구동륜이다. 다시 말해, 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후 륜(3r)은 차량(1)의 구동륜이다. 차량 구동 장치(100)에서, 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)은 4개의 전동기, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)에 의해 직접 구동된다. 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)는 인휠 모터(in-wheel motor)이고, 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)의 휠 몸체 내에 배치된다.
각 휠과 각 전동기 사이에는 감속 기구가 제공되어, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)의 회전을 감속된 속도에서 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)에 각각 전달한다. 일반적으로, 소형 전동기일수록 낮은 토크를 제공한다. 그러나, 감속 기구를 이용하여 전동기 토크가 증가될 수 있기 때문에, 감속 기구의 사용은 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)의 소형화를 가능하게 한다.
ECU(50)는 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)를 제어하여, 필요에 따라 각 구동륜의 구동력을 조정한다. 제1 예시 실시예에서, 차량 구동 장치(100)의 전체 구동력(F) 및 개별 구동륜(2l, 2r, 3l, 3r)에서의 구동력은 액셀러레이터 조작량 센서(42)에 의해 검출되는 액셀러레이터 페달(5)의 조작량에 기초하여 제어된다.
좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우 후방측 전동기(11r)의 회전 각도 및 회전 속도는 좌전방측 리졸버(40l), 우전방측 리졸버(41r), 좌후방측 리졸버(41l), 우후방측 리졸버(41r)에 의해 각각 검출된다. 좌전방측 리졸버(40l), 우전방측 리졸버(41r), 좌후방측 리졸버(41l) 및 우후방측 리졸버(41r)의 출력은 ECU(50)에 제공되어, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)의 제어에 사용된다.
좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)는 인버터 유닛(6)에 접속된다. 인버터 유닛(6)은 예를 들어 니켈-수소 전지 또는 납축전지에 의해 구성된 차량내 전원(7)에 접속된다. 전력은 필요에 따라 차량내 전원(7)으로부터 인버터 유닛(6)을 통해서 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)에 공급된다. 이들 전력 출력은 ECU(50)로부터 출력된 지령에 따라 작동하는 인버터 유닛(6)에 의해서 제어된다. 제1 예시 실시예에서, 1대의 전동기에 대해 1대의 인버터가 제공된다. 즉, 인버터 유닛(6)은 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)에 대해 제공된 4대의 인버터로 구성된다.
좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)가 차량(1)을 추진하기 위한 구동력을 발생하기 위하여 작용하고 있으면, 차량내 전원(7)으로부터 개별 전동기(10l, 10r, 11l, 11r)에 전력이 공급된다. 한편, 차량(1)이 감속하고 있으면, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11r) 및 우후방측 전동기(11r)가 발전기로서 작동하여 전력의 재생을 수행하고, 재생된 전력은 차량내 전원(7)에 저장된다. 전력 재생을 수행할 때, ECU(50)는 브레이크 신호 및 액셀러레이터 오프 신호와 갖는 주어진 신호에 기초하여 인버터 유닛(6)을 제어한다.
도2를 참조하면, 좌전방측 전동기(10l)는 전륜 현가 장치(8)에 부착된다. 즉, 좌전방측 전동기(10l)는 전륜용 현가 장치(8)를 통해서 차량(1)에 부착된다. 다시 말해, 차량(1)은 전륜 현가 장치(8)에 통해 좌전방측 전동기(10l)를 지지한다. 우전방측 전동기(10r)를 지지하기 위한 구조도 좌전방측 전동기(10l)를 위한 것과 동일하다. 한편, 도3을 참조하면 우후방측 전동기(11r)는 후륜 현가 장치(9)에 부착된다. 즉, 우후방측 전동기(11r)는 후륜 현가 장치(9)를 통해서 차량(1)에 부착된다. 다시 말해, 차량(1)은 후륜 현가 장치(9)를 통해 우후방측 전동기(11r)를 지지한다. 좌후방측 전동기(11l)의 지지 구조는 우후방측 전동기(11r)의 지지 구조와 동일하다. 다음으로, 도2 및 도3을 이용하여, 전륜 현가 장치(8) 및 후륜 현가 장치(9)의 구조를 보다 상세하게 설명한다.
도2를 참조하면, 제1 예시 실시예의 전륜 현가 장치(8)는 소위 스트럿 서스펜션 구성을 갖는다. 댐퍼(20)의 일 단부에는 상부 마운트(20U)가 제공되고, 댐버(20)는 이 상부 마운트(20U)를 통해 차체(1B)에 부착된다. 댐퍼(20)의 타단부에는 전동기 보유 브래킷(20B)이 제공된다. 전동기 보유 브래킷(20B)은 좌전방측 전동기(10l)의 본체의 일부로 형성되는 전동기측 브래킷(10lb)에 부착되어, 댐퍼(20) 및 좌전방측 전동기(10l)가 서로 고정된다. 좌전방측 리졸버(40l)는 좌전방측 전동기(10l)의 구동축(전동기 구동축)(10ls)에 배치된다. 좌전방측 리졸버(40l)는 전동기 구동축(10ls)의 회전 각도를 검출하기 위한 회전 각도 검출 장치로서 기능한다. 좌전방측 전동기(10l)의 회전 속도는 좌전방측 리졸버(40l)에 의해 검출된 신호를 처리함으로써 결정될 수 있다.
전동기 구동축(10ls)에 대하여 전동기측 브래킷(10lb)과 대칭 위치에 피봇부(10lp)가 제공된다. 피봇부(10lp)는 트랜스버스 링크(로워 아암)(22)의 피봇 수용부(28)에 맞춰져서 핀을 이용하여 결합된다. 트랜스버스 링크(22)는 부착부(27)를 통해 차체(1B)에 부착된다. 좌전방측 전동기(10l)가 수직 방향(도2에서 화살표(Y)에 의해서 나타낸 방향)으로 상하 운동함에 따라, 트랜스버스 링크(22)는 부착부(27)에서 피봇축(Zsf)을 중심으로 피봇된다.
전동기 구동축(10ls)에는 전륜 브레이크 로터(15) 및 전륜 몸체(13)가 설치된다. 전륜 몸체(13)에 타이어가 부착되어, 좌측 전륜(2l)(도1)이 형성된다. 전륜 몸체(13)가 노면으로부터 좌측 전륜(2l)으로의 입력에 의해서 상하 운동한다. 전륜 몸체(13)가 전동기 구동축(10ls)에 고정되어 있기 때문에, 전륜 몸체(13)가 상하 운동함에 따라 좌전방측 전동기(10l)도 상하 운동한다. 좌전방측 전동기(10l)의 이러한 상하 운동은 전륜 현가 장치(8)의 스프링(20S) 및 댐퍼(20)에 의해 흡수된다.
좌전방측 전동기(10l) 및 트랜스버스 링크(22)가 피봇부(10lp) 및 피봇 수용부(28) 사이의 핀 결합에 의해 서로 고정되어 있기 때문에, 좌전방측 전동기(10l)가 상하 운동함에 따라 트랜스버스 링크(22)는 피봇축(Zsf)을 중심으로 피봇한다. 또한, 조향 휠(4)이 작동됨에 따라, 좌전방측 전동기(10l)는 전륜 몸체(13) 및 타 이어와 함께 조향된다. 이때, 피봇부(10lp)는 피봇 수용부(28) 상에서 회전한다. 다음으로, 후륜 현가 장치(9)에 대해서 설명한다.
도3을 참조하면, 제1 예시 실시예의 후륜 현가 장치(9)는 소위 토션 빔 서스펜션 구성을 갖는다. 우후방측 전동기(11r)는 토션 빔(24)의 일부로 형성되는 아암(25)의 일단부에 부착된다. 아암(25)의 타단부에, 즉 우후방측 전동기(11r)가 부착되는 단부의 대향 단부에는 부착부(26)가 제공된다. 아암(25)은 차량 부착부(26)를 거쳐 차체(1B)에 부착된다. 아암(25)은 차량 부착부(26)에서 피봇축(Zsr)을 중심으로 피봇한다. 토션 빔(24)은 스프링-댐퍼 수용부(21)를 갖는다. 후륜 현가 장치(9)의 스프링 및 댐퍼는 스프링-댐퍼 수용부(21)와 차체(1B) 사이에 제공된다. 제1 예시 실시예에서, 후륜 현가 장치(9)의 스프링 및 댐퍼는 스프링-댐퍼 조립체(29)로서 일체로 제공된다.
우후방측 전동기(11r)의 구동축(전동기 구동축)(11rs)에는 우후방측 리졸버(41r)가 배치된다. 우후방측 리졸버(41r)는 전동기 구동축(11rs)의 회전 각도를 검출하기 위한 회전 각도 검출 장치로서 기능한다. 우후방측 리졸버(41r)에 의해 검출된 신호를 처리함으로써 우후방측 전동기(11r)의 회전 속도가 결정될 수 있다. 전동기 구동축(11rs)에 후륜용 브레이크 로터(16) 및 후륜 몸체(14)가 설치된다. 후륜 몸체(14)에는 타이어가 부착되고, 그에 의해서 우측 후륜(3r)(도1)이 형성된다.
후륜 몸체(14)는 노면으로부터 우측 후륜(3r)으로의 입력에 의해 상하 운동한다. 후륜 몸체(14)는 전동기 구동축(11rs)에 설치되기 때문에, 후륜 몸체(14)가 상하 운동함에 따라, 우후방측 전동기(11r)도 또한 상하 운동한다. 우후방측 전동기(11r)의 이러한 상하 운동은 스프링-댐퍼 수용부(21)를 통해서 후륜 현가 장치(9)의 스프링-댐퍼 조립체(29)에 전달되고 스프링-댐퍼 조립체(29)에 의해서 흡수된다. 전륜 현가 장치(8) 및 후륜 현가 장치(9)는 상술된 서스펜션 구성으로 제한되지 않고, 멀티링크 서스펜션 구성 및 더블 위시본 서스펜션 구성과 같은 다른 서스펜션 구성을 선택적으로 포함할 수 있다.
동력 발생 수단인 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)가 개별 현가 장치에 고정되는 차량 구동 장치(100)의 전술된 구성에서, 각 구동륜에서 전동기에 의해서 발생되는 구동력에 대한 반력(이하, "구동 반력")이 거의 모두 현가 장치에 입력된다. 이와 같이, 전동기에 의해 발생된 각 구동륜의 수직 성분은, 거의 손실없이, 차량의 스프링에 작용하는 구동 반력 성분으로 변환된다. 다음으로, 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치의 다른 예에 대해 설명한다.
도4는 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치의 변형예를 도시하는 설명도이다. 이 구동 장치(101)는 차량을 추진하기 위한 구동력을 발생시키기 위해 내연 기관(60)을 사용한다. 차량 구동 장치(101)는 가각 전륜측과 후륜측 사이, 전륜들 사이, 후륜들 사이의 구동력의 배분을 변경할 수 있다. 내연 기관(60)의 출력은 전륜 구동력 배분 장치를 갖는 변속기(61)에 전달되고, 이어서 좌측 전륜 구동축(65l) 및 우측 전륜 구동축(65r)을 통해 좌측 전륜(2l) 및 우측 전륜(2r)에 전달된다. 내연 기관(60)의 출력은 또한 전후 구동력 배분 장치(62)를 통해 프로펠러 샤프트(63)에 출력된다. 그 후, 내연 기관(60)의 출력은 프로펠러 샤프트(63)로부터 좌측 후륜 구동축(66l) 및 우측 후륜 구동축(66r)을 통해서 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)에 전달된다.
ECU(50)의 차량 거동 제어 장치(30)는 좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r), 좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)으로의 구동력의 배분비를 결정하고, 내연 기관(60)의 출력은 결정된 비율로 전륜 구동력 배분 장치를 갖는 변속기(61), 전후 구동력 배분 장치(62) 및 후륜 구동력 배분 장치(64)로 배분된다. 이 변형예에서, 내연 기관(60), 전후 구동력 배분 장치(62) 및 후륜 구동력 배분 장치(64)는 함께 구동력 발생 장치로서 역할을 한다. 다음으로, 이 예시 실시예의 차량 거동 제어가 각 구동륜에 대한 구동력을 결정하기 위하여 실시되는 방법을 설명한다.
도5A 내지 도5C는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 설명하기 위한 개념도이다. 도5A 내지 도5C에서, "G" 차량(1)의 무게 중심을 나타내고, "h"는 차량(1)의 무게 중심의 높이를 나타내고, "ORf"는 전륜 현가 장치의 순간 회전 중심을 나타내고, "ORr"는 후륜 현가 장치의 순간 회전 중심을 나타내고, "hfs"는 전륜 현가 장치의 순간 회전 중심의 높이를 나타내고, "hfr"는 후륜 현가 장치의 순간 회전 중심의 높이, "Df"는 전륜 사이의 휠 트랙을 나타내고, 그리고 "Dr"은 후륜의 휠 트랙을 나타낸다. 또한, "L"은 좌측 전륜(2l) 및 우측 전륜(2r)의 차축(Zf)(전륜측 차축)과, 좌측 후륜(3l)과 우측 후륜(3r) 사이의 차축(후륜측 차축)(Zr) 사이의 거리(전후 차축 거리)를 나타내고, "Lf"는 무게 중심(G)과 차축(Zf) 사이의 수평거리를 나타내고, "Lr"는 무게 중심(G)과 차축(Zr) 사이의 수평 거리를 나타낸 다.
"순간 회전 중심"은 각 현가 장치의 측면에서 보았을 때, 즉 차륜측[좌측 전륜(2l), 우측 후륜(3r)]에서 보았을 때, 각 현가 장치[전륜 현가 장치(8), 후륜 현가 장치(9)]의 순간 회전 중심을 나타낸다. 다시 말해, 이는 차량(1)이 주행하는 방향에 직각인 방향에서 보았을 때 각 현가 장치[전륜 현가 장치(8), 후륜 현가 장치(9)]의 순간 회전 중심이다.
제1 예시 실시예의 차량(1)에서, 전륜용 현가 장치의 순간 회전 중심 높이(hfs) 및 후륜용 현가 장치의 순간 회전 중심 높이(hfr)가 차량(1)의 무게 중심 높이(h)보다도 낮으며, 전륜용 현가 장치의 순간 회전 중심(ORf) 및 후륜용 현가 장치의 순간 회전 중심(ORr)은 차축(Zf)과 차축(Zr) 사이에 위치한다. 여기서, 전륜용 현가 장치의 순간 회전 중심(ORf)의 위치 및 후륜용 현가 장치의 순간 회전 중심(ORr)의 위치는 전술한 위치에 한정되는 것은 아니다.
제1 예시 실시예의 차량 거동 제어에 있어서, 차량(1)의 차량(1)의 요 운동(Z축 주위의 운동) 및 롤 운동(X축 주위의 운동)은 각각의 구동륜에 있어서의 구동력을 제어함으로써 제어된다. 수학식 1의 연립 방정식은 각각의 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr), 요 운동을 제어하기 위해서 요구되는 목표 요 모멘트(Mzref), 각각의 구동륜에서 구동력에 대한 반력, 롤 운동을 제어하기 위해서 요구되는 목표 롤 모멘트(Mxref), 전후 방향에 있어서의 차량(1)의 전체 구동력[차량 구동 장치(100)의 전체 구동력, 이하 "전체 구동력(F)"이라고 함](F), 및 전륜측과 후륜측 사이에서 전체 구동력(F)의 배분비["전후 구동력 배분비(i)"라고 함](i)로 부터 얻어진다.
목표 요 모멘트(Mzref)는, 좌측 전륜(2l)의 구동력(Ffl)과 우측 전륜(2r)의 구동력(Ffr) 사이의 차, 및 좌측 후륜(3l)의 구동력(Frl)과 우측 후륜(3r)의 구동력(Frr) 사이의 차, 즉, 차량(1)의 좌측 구동륜의 구동력과 차량(1)의 우측 구동륜의 구동력 사이의 차를 이용해서 표현될 수 있다. 마찬가지로, 목표 롤 모멘트(Mxref)는, 좌측 전륜(2l)의 구동력(Ffl)에 대한 반력과 우측 전륜(2r)의 구동력(Ffr)에 대한 반력 사이의 차, 및 좌측 후륜(3l)의 구동력(Frl)에 대한 반력과 우측 후륜(3r)의 구동력(Frr)에 대한 반력 사이의 차, 즉, 차량(1)의 좌측 구동륜의 구동 반력과 차량(1)의 우측 구동륜의 구동 반력 사이의 차를 이용해서 표현될 수 있다.
구동력(Ffl)은 좌측 전륜(2l)의 구동력(좌측 전륜 구동력)이고, 구동력(Ffr)은 우측 전륜(2r)의 구동력(우측 전륜 구동력)이며, 구동력(Frl)은 좌측 후륜(3l)의 구동력(좌측 후륜 구동력)이고, 구동력(Frr)은 우측 후륜(3r)의 구동력(우측 후륜 구동력)이다. 수학식 1의 연립 방정식을 푸는 것에 의해, 목표 요 모멘트(Mzref) 및 목표 롤 모멘트(Mxref)를 만족하는 각 구동륜에서 요구되는 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정한다.
Figure 112008087285215-pct00001
위의 수학식에 있어서, "αfl"은 좌측 전륜(2l)을 지지하는 전륜용 현가 장치(8)의 순간 회전 중심각을 나타내고, "αfr"은 우측 전륜(2r)을 지지하는 전륜용 현가 장치(8)의 순간 회전 중심각을 나타내며, "αrl"은 좌측 후륜(3l)을 지지하는 후륜용 현가 장치(9)의 순간 회전 중심각을 나타내고, "αrr"은 우측 후륜(3r)을 지지하는 후륜용 현가 장치(9)의 순간 회전 중심각을 나타낸다. "Ffl×tanαfl"은 좌측 전륜(2l)의 구동력(Ffl)에 대한 반력(좌측 전륜 구동 반력)을 나타내고, "Ffr×tanαfr"은 우측 전륜(2r)의 구동력(Ffr)에 대한 반력(우측 전륜 구동 반력)을 나타내며, "Frl×tanαrl"은 좌측 후륜(3l)의 구동력(Frl)에 대한 반력(좌측 후륜 구동 반력)을 나타내고, "Frr×tanαrr"은 우측 후륜(3r)의 구동력(Frr)에 대한 반력(우측 후륜 구동 반력)을 나타낸다.
수학식 1은 차량 구동 시스템의 형태에 따라 수정된다. 예를 들어, 전륜 구동 장치(front-wheel drive apparatus)를 갖는 차량 또는 좌측 전륜과 우측 전륜 사이에서만 구동력의 분배를 변경할 수 있는 구동 장치를 갖는 차량의 경우, 수학식 1에서, 좌측 후륜 구동력(Frl), 우측 후륜 구동력(Frr), 후륜의 트랙(Dr), 좌측 후륜 구동 반력(Frl×tanαrl), 우측 후륜 구동 반력(Frr×tanαrr), 및 전후 구동력 배분비(i)는 모두 0(제로)으로 된다. 반면에, 후륜 구동 장치(rear-wheel drive apparatus)를 갖는 차량 또는 좌측 후륜과 우측 후륜 사이에서만 구동력의 분배를 변경할 수 있는 구동 장치를 갖는 차량의 경우, 수학식 1에서, 좌측 전륜 구동력(Ffl), 우측 전륜 구동력(Ffr), 전륜의 트랙(Df), 좌측 전륜 구동 반력(Ffl×tanαfl), 우측 전륜 구동 반력(Ffr×tanαfr), 및 전후 구동력 배분비(i)는 모두 0(제로)으로 된다.
수학식 1의 연립 방정식을 행렬식으로 표현하면, 수학식 2가 얻어진다. 수학식 2의 우변의 제1 행렬이 "A"라고 했을 때, 전후 구동력 배분비(i)≠0.5일 경우, rank(A)는 4이다. 이는 행렬(A)이 정칙(regular)이고, 따라서 수학식 1의 연립 방정식이 풀릴 수 있다는 것을 나타낸다. 이 경우, 수학식 3으로 도시한 바와 같이, 수학식 2의 양변에, 좌측에서부터 A의 역행열인 A-1을 곱하므로써, 목표 요 모멘트(Mzref) 및 목표 롤 모멘트(Mxref)를 구하는 데 필요한 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)이 결정된다.
Figure 112008087285215-pct00002
Figure 112008087285215-pct00003
예를 들어, 전후 구동력 배분비(i)=0.5일 경우, rank(A)≠4가 참(true)이고, 따라서 수학식 1의 연립 방정식은 풀 수 없다. 따라서 이러한 경우, 목표 요 모멘트(Mzref) 및 목표 롤 모멘트(Mxref)를 구하는 데 필요한 각각의 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정할 수 없다. 따라서, 각 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)은 목표 요 모멘트(Mzref)와 목표 롤 모멘트(Mxref) 중 어느 한쪽을 충족시키도록 결정된다. 수학식 4는 목표 롤 모멘트(Mxref)를 구하는 데 필요한 각 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정하는 데 사용된다. 수학식 5는 목표 요 모멘트(Mzref)를 구하는 데 필요한 각 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정하는 데 사용된다.
여기서, 수학식 4 중의 "j"는 좌우 구동력차 전후 배분비이며, 차량(1)의 전륜측과 후륜측 사이의 동적 하중 배분비(dynamic load allocation ratios)들 중 하나이다. 특히, 좌우 구동력차 전후 배분비(j)는, 좌측에 있어서의 차륜[좌측 전륜(2l), 좌측 후륜(3l)]의 구동력과, 우측에 있어서의 차륜[우측 전륜(2r), 우측 후륜(3r)]의 구동력 사이의 목표 차가 전륜[좌측 전륜(2l), 우측 전륜(2r)]으로 및 후륜[좌측 후륜(3l), 우측 후륜(3r)]으로 할당되는 비율이다. 예를 들어, 좌측 차륜의 구동력과 우측 차륜의 구동력 사이의 목표 차가 10일 경우, 좌우 구동력차 전후 배분비(j)는 전륜에 대해 6으로 할당하고 후륜에 대해 4로 할당하도록 설정된다.
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이와 같이, 수학식 3 내지 수학식 5를 이용함으로써, 목표 요 모멘트(Mzref)와 목표 롤 모멘트(Mxref) 중 적어도 한쪽을 만족시키는 데 필요한 각 구동륜의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정할 수 있다. 그 후, 차량의 요 운동과 롤 운동 중 적어도 한쪽은 전후 구동력 배분비(i), 및 차량(1)의 상태 또는 운전 조건을 기초로 하여 제어된다. 다음으로, 제1 예시 실시예의 전술한 차량 거동 제어를 실현하는 차량 거동 제어 장치(30)에 대해서 설명한다.
도6은 제1 예시 실시예에서 차량 거동 제어 장치(30)의 예시적인 구성을 도시하는 설명도이다. 도6에 도시한 바와 같이, 차량 거동 제어 장치(30)는 ECU(50)에 합체된다. ECU(50)는 CPU(중앙 처리 장치)(50p), 데이터 기억부(50m), 입력 포트(55), 출력 포트(56), 입력 인터페이스(57), 및 출력 인터페이스(58)를 포함한다.
차량 거동 제어 장치(30)는 ECU(50)와는 별개로 제공될 수 있다. 이 경우, 예를 들면 차량 거동 제어 장치(30)가 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 실행하기 위해 차량 구동 장치(100) 등을 제어하는 ECU(50)의 기능을 활용할 수 있도록, 차량 거동 제어 장치(30)가 ECU(50)에 접속된다.
차량 거동 제어 장치(30)는 구동력 연산부(31), 제어 판정부(32), 및 구동력 제어부(33)를 포함한다. 이러한 부분들은 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 실행하는 부분들이다. 제1 예시 실시예에 있어서, 차량 거동 제어 장치(30)는 ECU(50)의 CPU(50p) 중 일부로서 구성된다.
차량 거동 제어 장치(30)의 구동력 연산부(31), 제어 판정부(32), 구동력 제어부(33)는 버스(541), 버스(542), 입력 포트(55) 및 출력 포트(56)를 통해서 서로 접속된다. 따라서, 차량 거동 제어 장치(30)의 구동력 연산부(31), 제어 판정부(32) 및 구동력 제어부(33) 사이에서, 각종 제어 데이터가 서로 주고 받아질 수 있으며, 명령이 한쪽에서 다른쪽으로 제공된다. CPU(50p)를 구비하는 차량 거동 제어 장치(30)와, 데이터 기억부(50m)는 버스(543)를 통해서 서로 접속된다. 따라서, 차량 거동 제어 장치(30)는 ECU(50)로부터 차량 구동 장치(100)의 운전 제어 데이터를 취득할 수 있으며, 취득된 데이터를 이용할 수 있다. 또한, 차량 거동 제어 장치(30)는, 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어가 ECU(50)에 의해 실행되는 운전 제어 루틴에 인터럽트(interrupt)로서 실행될 수 있도록 할 수 있다.
입력 포트(55)에는 입력 인터페이스(57)가 접속된다. 각종 센서 및 검지 장치가 입력 인터페이스(57)에 접속되고, 이러한 입력 인터페이스(57)는 좌전방측 리 졸버(40l), 우전방측 리졸버(40r), 좌후방측 리졸버(41l), 우후방측 리졸버(41r), 액셀러레이터 조작량 센서(42), 조향각 센서(43), 차속 센서(44), 종방향 가속도 센서(longitudinal acceleration sensor)(45), 횡방향 가속도 센서(46), 및 차량 구동 장치(100)의 운전을 제어하는 데 필요한 정보를 취득하는 각종 센서를 포함한다. 이들 센서 및 검지 장치의 출력(outputs)은 A/D 컨버터(57a) 및 디지털 입력 버퍼(57d)에 의해 CPU(50p)가 처리할 수 있는 신호로 변환되고, 그 후 변환된 신호는 입력 포트(55)에 보내어진다. 그에 따라, CPU(50p)는 차량 구동 장치(100)의 운전 제어 및 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어에 필요한 정보를 취득한다.
출력 인터페이스(58)는 출력 포트(56)에 접속된다. 차량 거동 제어를 위한 제어 대상이 출력 인터페이스(58)에 접속된다. 제1 예시 실시예에 있어서, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 제어하는 인버터 유닛(6)이 차량 거동 제어를 위한 제어 대상이다. 출력 인터페이스(58)는 제어 회로(581, 582)를 구비하고 있으며, 제어 대상은 CPU(50p)에 의해 연산된 제어 신호에 따라서 작동한다. 이러한 구성에 의해, ECU(50)의 CPU(50p)는, 전술한 센서 및 검지 장치로부터 출력된 신호에 기초하여, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)의 구동력을 제어한다.
데이터 기억부(50m)는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어의 처리를 위한 지시를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 제어 맵, 및 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어에 사용되는 구동력 배분비에 관한 데이터를 저장한다. 데이터 기억부(50m)는 예를 들면 휘발성 메모리[예를 들면, RAM(Random Access Memory)], 비휘발성 메모리(예를 들면, 플래시 메모리), 또는 이들의 조합에 의해 구성될 수 있다.
전술한 컴퓨터 프로그램은 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어의 제어 처리를 제공하도록 CPU(50p)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램과 조합해 사용되는 컴퓨터 프로그램일 수 있다. 또한, 구동력 연산부(31), 제어 판정부(32) 및 구동력 제어부(33)는 상기 컴퓨터 프로그램 대신에 차량 거동 제어 장치(30)에 있어서 하드웨어 섹션 또는 부품으로 제공될 수 있다. 이어서, 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 설명한다. 하기의 설명에서, 필요에 따라 도1 내지 도6을 참조한다.
도7 및 도8은 제1 예시 실시예의 차량 제어 순서를 도시하는 흐름도이다. 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어를 실행하면, 차량 거동 제어 장치(30)는 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 전후 구동력 배분비(i)를 취득한다(스텝 S101). 목표 요 모멘트(Mzref)는 수학식 6의 목표 요 레이트(target yaw rate)(γref)에 요 관성 모멘트(Iz)를 곱하므로써 구해지고, 목표 롤 모멘트(Mxref)는 수학식 7의 목표 롤 레이트(φref')에 롤 관성 모멘트(Ix)를 곱하므로써 구해진다.
수학식 6 및 수학식 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 목표 요 레이트(γref) 및 목표 롤 레이트(φref')는 차량(1)의 차속(vehicle speed)(V)과 차량(1)의 조향륜(전륜)의 조향각(θ)을 제어 파라미터로서 이용하므로서 구해질 수 있다. 차량(1)의 차속(V)은 차속 센서(44)로부터 구해지고, 조향각(θ)은 조향각 센서(43) 로부터 구해진다.
수학식 6 및 수학식 7에서, "V"는 차량의 속도를 나타내고, "Kφ"는 차량의 롤 강성을 나타내며, "hs"는 차량의 롤 축으로부터 차량의 무게 중심까지의 거리를 나타내며, "g"는 중력 가속도를 나타내고, "n"은 스티어링의 기어비를 나타내며, "γ"는 요 레이트를 나타내고, "φ"는 롤 각을 나타내며, "Kf"는 전륜의 코너링 파워를 나타내고, "Kr"은 후륜의 코너링 파워를 나타내며, "kh"는 차량의 안정성(stability) 팩터를 나타내고, "Ms"는 차량의 스프렁 상질량(sprung mass)을 나타내며, "θ"는 차량의 조향륜의 조향각을 나타내고, "Ixz"는 요/롤 관성 모멘트를 나타낸다.
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이어서, 목표 롤 레이트(φref')를 구하는 방법을 설명한다. 요 레이트(γ)와 차량(1)의 슬립 각["차체 슬립 각(β)"이라 함](β)이 입력이었을 때, 롤 각(φ)의 응답[φ(S)]은 수학식 8로 표현된다. "Gφ(0)"은 수학식 9로 표현되고, "ξφ"는 수학식 10으로 표현되며, "ωφ"는 수학식 11로 표현되고, "Tφ"는 수학식 12로 표현된다.
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조향가능한 바퀴(전륜)의 조향각[단순히 "조향각(θ)"이라고 함](θ)이 입력이었을 때, 요 레이트(γ)의 응답(γ(S))은 수학식 13으로 표시되고, 차체 슬립 각(β)의 응답(β(S))은 수학식 14로 표시된다. "Gγ(0)"는 수학식 15로 표시되고, "Gβ(0)"은 수학식 16으로 표시되며, "ξ"은 수학식 17로 표시되고, "ω"는 수학식 18로 표시된다. 수학식 9 내지 수학식 18을 이용하여 수학식 8을 정리하면, 톨 각(φ)의 응답(φ(S))은 수학식 19로 표시된다.
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입력 조향각(θ)에 대한 롤 각(φ)의 응답이 수학식 19에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 목표 롤 각(φref)은 정상 상태 게인(steady-state gain)[Gφ(0)Gγ(0)]에 조향각(θ)을 곱해서 얻어진 값으로 정의된다. 즉, 목표 롤 각(φref)은 수학식 20으로 표시된다. 수학식 20으로부터 알 수 있듯이, 목표 롤 각(φref)은 지연을 고려하지 않고 입력 조향각(θ)에 대한 전달 함수에 의해 구해질 수 있다.
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목표 롤 레이트는 목표 롤 각(φref)을 미분함으로써 구해진다. 즉, 수학식 21에 있어서의 목표 롤 레이트(φref')는 정상 상태 게인[Gφ(0) 및 Gγ(0)]을 상수로서 이용해 입력 조향각(θ)을 미분함으로써 구해진다. 그 후, 수학식 21의 "Gφ(0)"을 수학식 9로 치환하고 수학식 21의 "Gγ(0)"을 수학식 15로 치환하면, 수학식 7의 목표 롤 레이트(φref')가 된다.
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차량 거동 제어 장치(30)의 제어 판정부(32)는 구동력 연산부(31)에 의해 결정된 전후구동력 배분비(i)를 취득해서 수학식 2의 행렬 A에 부여하고, 수학식 1의 연립 방정식을 풀 수 있는지 여부를 판정한다(스텝 S102). 즉, rank(A) = 4일 경우에, 수학식 1의 연립 방정식을 풀 수 있다. 수학식 1의 연립 방정식이 풀릴 수 있는 경우(스텝 S102: 예), 목표 요 모멘트(Mzref)와 목표 롤 모멘트(Mxref)의 양 자 모두를 달성할 수 있다.
이 경우, 구동력 연산부(31)는 차량(1)의 총구동력(F)을 취득하고, 수학식 3에, 스텝(S101)에서 취득한 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref), 전후구동력 배분비(i) 및 총구동력(F)를 부여하고, 각 바퀴의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)를 구한다. 그 다음에, 차량 거동 제어 장치(30)의 구동력 제어부(33)는 결정된 각 바퀴의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)이 차량(1)의 각 바퀴에 발생할 수 있도록, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)의 출력을 결정한다. 그리고, 구동력 제어부(33)는 결정된 출력을 생성하도록 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 구동한다. 이에 의해, 차량(1)의 요와 롤을 동시에 제어해서(스텝 S103), 차량(1)의 롤을 억제하면서 운전자가 요구하는 선회성능을 확보한다. 또한, 차량(1)의 총구동력(F)은 차량(1)의 각 전동기에 공급하는 전력에 기초로 해서 정해질 수 있음에 유의해야 한다.
한편, 수학식 1의 연립 방정식을 풀 수 없는 경우(스텝 S102: 아니오), 즉, rank(A)≠4일 경우에는, 목표 요 모멘트(Mzref)와 목표 롤 모멘트(Mxref)를 함께 달성시킬 수는 없다. 따라서, 이 경우에는 목표 요 모멘트(Mzref) 또는 목표 롤 모멘트(Mxref)의 어느 한쪽을 달성하도록 제어된다. 여기서, 목표 요 모멘트(Mzref)를 달성하는 제어를 "요 제어"라고 하고, 목표 롤 모멘트(Mxref)를 달성는 제어를 "롤 제어"라고 한다.
본 예시 실시예에서, 목표 요 모멘트(Mzref) 또는 목표 롤 모멘트(Mxref)의 양쪽 모두를 달성할 수 없는 경우, 목표 롤 모멘트(Mxref)를 달성하도록 제어하여 차량(1)의 롤을 억제한다. 이때, 차량(1)의 롤을 제어하기 위한 목표 롤 모멘트(Mxref)를 달성하기 위해서 각 구동 바퀴에 생성된 구동력에 의해 차량(1)에 발생하는 요 모멘트가 상한의 요 모멘트(요 모멘트 상한값)(Mz_max)보다 큰 경우, 차량(1)은 스핀에 빠질 우려가 매우 높다. 이를 해결하기 위해, Mxz > Mz_max일 경우에는, 차량(1)의 거동을 안정화하기 위해 목표 요 모멘트(Mzref)를 우선해서 만족시키도록 한다.
수학식 1의 연립 방정식을 풀 수 없는 경우(스텝 S102: 아니오), 구동력 연산부(31)는 수학식 4를 풀어서 목표 롤 모멘트(Mxref)를 만족할 수 있는 각 바퀴의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)를 구한다. 그리고, 제어 판정부(32)는 구동력 연산부(31)가 구한 각 바퀴의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)에 의해 차량(1)에 발생하는 요 모멘트(Mxz)를 구하고, 요 모멘트 상한값(Mz_max)와 비교한다(스텝 S104).
Mxz>Mz_max일 경우(스텝 S104: 예), 차량(1)은 스핀에 빠질 우려가 매우 높다. 따라서, 제어 판정부(32)는 목표 롤 모멘트(Mxref)가 아닌 목표 요 모멘트(Mzref)를 달성시키기 위해 제어하도록 판정한다. 이러한 판정에 응답하여, 구동력 연산부(31)는 수학식 5를 푸는 것에 의해 목표 요 모멘트(Mzref)를 달성하는 데 필요한 각 바퀴의 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)를 구한다. 그리고, 구동력 제어부(33)는 결정된 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)이 차량(1)의 각 바퀴에서 발생되도록, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 구동한다. 따라서, 차량(1)의 요를 제어해서(스텝 S105), 차 량(1)이 스핀에 빠지는 위험성을 회피하고, 차량(1)을 안정된 방식으로 선회시킬 수 있게 한다.
반면에, Mxz≤Mz_max일 경우(스텝 S104: 아니오), 롤 제어 또는 요 제어를 수행할지 여부(스텝 S106)가 결정된다. 이 경우, 차량(1)의 운전 상황을 고려하여 판정한다. 다음에, 도8을 참조하여 더 구체적으로 설명된다. 차량(1)의 구동 상황은 조향각(θ)과 조향 작동의 상태로부터 판정한다. 이것은 차량(1)의 운전자의 의도에 따라, 차량(1)의 운동이나 자세를 제어할 수 있게 한다.
제어 판정부(32)는 조향각 센서(43)로부터 조향각(θ)을 취득하고, 상기 조향각(θ)이 중립 부근인지 여부와 조향 작동이 수행되는지 여부를 판정한다(스텝 S201). 조향각(θ)이 중립 부근 인지 여부는, 예를 들어 조향각(θ)이 소정의 임계치(예를 들어 ±5도 정도) 이내의 값이면, 조향각(θ)이 중립 부근이라고 판정한다. 조향의 상태에 대한 판정에 관해서는, 예를 들어, 조향각(θ)을 시간에 대해 미분한 시간 미분값(dθ/dt)가 0이 아닐 경우(dθ/dt≠0)에, 조향이 수행되도록 판정된다. 또한, 조향각의 시간 미분값(dθ/dt)는 조향각의 속도를 나타낸다.
조향각(θ)이 중립 부근이고 조향이 수행되는 상태일 경우(스텝 S201: 예), 롤 제어가 실행된다(스텝 S202). 이에 의해, 미소한 조향 영역에서의 차량(1)의 롤을 억제함으로써, 선회 초기에 발생하는 롤이나 소위 래인 체인지(lane change)시 등에 발생하는 롤을 억제하고, 차량(1)의 거동을 안정되게 한다.
조향각(θ)이 중립 부근이 아닐 경우[즉, 조향각(θ)이 소정의 임계치를 초과했을 경우], 또는 조향이 실행되고 있지 않을 경우(dθ/dt=0)[즉, 조향각(θ)이 일정하게 유지되고 있을 경우](스텝 S201: 아니오), 요 제어를 실행한다(스텝 S203). 이에 의해, 조향각(θ)에 관한 바람직한 요 게인을 확보한다. 이에 의해, 큰 조향각(θ)으로 운전자가 조향 휠을 조향할 때의 운전자의 의도를 반영하는 방식으로 차량(1)이 선회된다.
전술한 판정에 의해 롤 제어 및 요 제어 사이에서 제어가 절환되는 경우, 불연속적으로 롤 제어 및 요 제어 사이에서 제어가 절환되면, 차량(1)의 운전성을 악화시키거나, 차량(1)의 거동을 불안정하게 한다. 이를 위해, 본 실시예에서는, 각 바퀴의 구동력에 가중 계수를 곱해서 롤 제어와 요 제어 사이에서 제어가 연속적으로 절환되도록 한다. 가중 계수(Y)는 요 제어의 비율을 결정하기 위한 계수이며, 0 내지 1의 범위에서 변화된다. 가중 계수(Y)가 결정되면, 롤 제어의 비율은 (1-Y)로 구할 수 있다.
도9는 가중 계수(Y)의 값을 기술한 가중 계수 맵의 일례를 나타내는 설명도이다. 가중 계수 맵(70)은 ECU(50)의 데이터 기억부(50m)에 저장된다. 조향각(θ)과 조향의 과도 상태[즉, 조향각(θ)의 시간 미분값(dθ/dt)]를 기초로 해서 결정된 가중 계수(Y)가 기술되어 있다. 여기서, B0(=0) <B1 < B2 < B3 < B4 < B5, 및 Bo'(=0) < B1' < B2' < B3' <B4' <B5'이며, 가중 계수(Y)는 Y1(=0) < Y2 < Y3 < Y4(=1)이 다. 즉, 조향각(θ)이 커지고 dθ/dt=θ가 0에 근접함에 따라 요 제어의 비율이 커지게 된다.
가중 계수(Y)를 사용한 각 구동 휠의 구동력은 다음의 방식으로 결정된다. 예를 들어 좌측전륜 구동력(Ffl)을 결정할 경우, 목표 롤 모멘트를 발생시키기 위한 구동력(수학식 4를 풀어서 얻어진 구동력)을 "Ffl_r"로 나타내고, 목표 요 모멘트를 발생시키기 위해 필요한 구동력(수학식 5를 풀어서 얻어진 구동력)을 "Ffl_y"로 나타낸다.
가중 계수(Y)를 사용하여 상기 구동력(Ffl)을 표현한는 경우, Ffl=(1-Y)×Ffl_r + Y×Ffl_y가 얻어진다. 다른 구동륜에 대한 구동력(Ffr, Flr, Frr)을 결정할 때에도 동일하게 적용된다. 이와 같이, 상기 제어는 롤 제어와 요(yaw) 제어 사이에서 연속적으로 절환될 수 있어, 운전성의 악화 가능성 및 차량(1) 거동의 불안정성의 우려를 감소시킨다.
롤 제어를 수행할 지 또는 요 제어를 수행할 지가 결정된 후(스텝 202 또는 스텝 203), 구동력 연산부(31)는 조향각(θ) 및 그 시간 미분값[θ'(=dθ/dt)]을 취득하여 가중 계수 맵(70)에 적용시킨다.(스텝 204). 이후, 구동력 연산부(31)는 조향각(θ) 및 그 시간 미분값(θ')에 대응하는 가중 계수(Y)의 값을 취득하여(스텝 205) 가중 계수(Y)를 사용해서 각 구동륜의 구동력을 연산한다(스텝 206).
스텝(106)에서, 상술한 스텝 201 내지 스텝 206에서의 프로세스를 통해 롤 제어를 수행할 지 또는 요 제어를 수행할 지가 결정된다. 롤 제어가 수행되는 경우(스텝 106: 예, 스텝 201: 예), 스텝 204 내지 206에서 결정된 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)이 차량(1)의 각 구동륜에서 발생되도록, 구동력 제어부(33)는 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 구동한다.(스텝 107) 이와 달리, 요 제어가 수행되는 경우(스텝 106: 아니오, 스텝 201:아니오), 스텝 204 내지 206에서 결정된 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)이 차량(1)의 각 구동륜에서 발생되도록, 구동력 제어부(33)는 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 구동한다(스텝 108).
상기 설명한 바와 같이, 제1 예시 실시예에서, 좌우의 구동륜에 대한 구동력은 구동륜에 대한 전체 구동력과, 구동륜의 구동 반력과, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트 또는 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트 또는 차량의 피치 방향에 있어서의 목표 모멘트 중 2개 이상을 기초로 하여 결정된다. 이후, 각 구동륜에 대한 구동력은 목표 요 모멘트, 목표 롤 모멘트 및 목표 피치 모멘트 중 2개 이상을 만족시키도록 제어된다. 이렇게 함으로써, 운전자가 바라는 성능이 확보될 수 있어, 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 설명한 제1 예시 실시예와 같이 목표 요 모멘트와 목표 롤 모멘트를 동시에 만족시키도록 제어가 수행되는 경우, 운전자가 바라는 선회 성능이 차량의 롤을 억제하면서 확보될 수 있다. 여기서, 제1 예시 실시예 및 그 변형예에서 채용된 것과 동일한 구조를 갖는 임의의 장치는 제1 예시 실시예 및 그 변형예에서와 동일하거나 유사한 이점 및 효과를 제공할 수 있다는 점을 알아야 한다. 또한, 적절하다면, 제1 예시 실시예의 구성은 이하의 실시예에 있어서도 적용할 수 있다.
제2 예시 실시예는 차량의 피치 운동이 요 운동 및 롤 운동과 함께 제어된다는 점을 제외하고는 제1 예시 실시예와 동일하다. 제2 예시 실시예의 차량 거동 제어 원리는 제1 예시 실시예의 차량 거동 제어와 동일하다. 따라서, 제2 예시 실 시예의 차량 거동 제어는 제1 예시 실시예의 차량 구동 장치(100)를 탑재한 차량(1)에서 수행되는 제어로서 설명된다. 우선, 제2 예시 실시예의 차량 거동 제어에서의 각 구동륜의 구동력을 결정하는 방법을 설명한다.
제2 예시 실시예의 차량 거동 제어에서, 차량(1)의 요 운동(Z축 주위의 운동), 롤 운동(X축 주위의 운동) 및 피치 운동(Y축 주위의 운동)은 차량(1)의 각 구동륜에 대한 구동력을 제어함으로써 제어되다. 피치 관성 모멘트를 "Ip"로 나타내고, 목표 피치 레이트를 "P_ref"로 나타내고, 전륜 하중[좌측전륜(2l) 및 우측전륜(2r)의 하중]을 "Wf"로 나타내고, 후륜 하중[좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)의 하중]을 "Wr"로 나타내고, 정적 전륜 하중[좌측전륜(2l) 및 우측전륜(2r)의 정적인 하중]을 "Wf0"로 나타내고, 정적 후륜 하중[좌측 후륜(3l) 및 우측 후륜(3r)의 정적인 하중]을 "Wr0"로 나타낼 때, 차량의 피칭에 대한 운동 방정식은 예로써, 수학식 22 내지 수학식 24와 같이 기술할 수 있다. 피치 관성 모멘트(Ip)와 목표 피치 레이트(P_ref)의 곱은 목표 피치 모멘트(Myref)임을 알아야 한다.
이러한 방정식에서, "Ffl"은 전륜 구동 반력을 나타내고, 좌측 전륜 구동 반력(Ffl×tanαfl)과 우측 전륜 구동 반력(Ffr×tanαfr)의 합이다. 마찬가지로, "Frl"은 후륜 구동 반력을 나타내며, 좌측 후륜 구동 반력(Frl×tanαrl)과 우측 후륜 구동 반력(Frr×tanαrr)의 합이다. 수학식 22 내지 수학식 24를 하나의 방정식으로 다시 공식화하면, 수학식 27이 얻어진다. 수학식 27의 좌변의 "Ip×P_ref"는 목표 피치 모멘트(Myref)를 나타낸다.
Figure 112008087285215-pct00022
Figure 112008087285215-pct00023
Figure 112008087285215-pct00024
Figure 112008087285215-pct00025
Figure 112008087285215-pct00026
Figure 112008087285215-pct00027
수학식 28의 연립 방정식은 각 구동륜의 구동력 및 차량의 요 운동을 제어하는 데 필요한 목표 요 모멘트(Mzref)와, 각 구동륜의 구동 반력 및 차량의 롤 운동을 제어하는 데 필요한 목표 롤 모멘트(Mxref)와, 총구동력(F)과, 각 구동륜의 구동 반력들 사이의 관계로 표현될 수 있는 목표 피치 모멘트(Myref)로부터 얻어진다. 즉, 수학식 28의 연립 방정식을 푸는 것에 의해 목표 롤 모멘트(Mxref), 목표 피치 모멘트(Myref) 및 목표 롤 모멘트(Mxref) 전부를 만족시키는 데 필요한 각 구 동륜에 대한 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정한다.
Figure 112008087285215-pct00028
수학식 29는 수학식 28을 행렬 형식으로 표현한 것이다. 수학식 29의 우변의 제1 행렬을 "A"라고 할 때, rank(A)가 4이면 행렬 A는 정칙이 되어 수학식 29의 연립 방정식은 풀 수 있게 된다. 이러한 경우에, 수학식 30에 도시된 바와 같이, 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref)를 달성하는 데 요구되는 구동력(Ffl, Ffr, Frl 및 Frr)는 수학식 29의 양 변에, 좌측으로부터 A의 역행렬인 A-1을 곱함으로써 결정될 수 있다. 다음으로, 제2 실시예의 차량 거동 제어가 설명된다. 제2 실시예의 차량 거동 제어는 제1 실시예의 차량 거동 제어 장치에 의해 행해질 수 있다는 점을 주목하자(도6 참조). 따라서, 다음의 설명에 있어서는 필요에 따라 도1 내지 도6을 참조한다.
Figure 112008087285215-pct00029
Figure 112008087285215-pct00030
도10은 제2 실시예에서의 차량 제어의 순서를 도시하는 흐름도이다. 제2 실시예에 관한 차량 거동 제어를 실행할 때, 차량 거동 제어 장치(30)는 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref)를 취득한다(스텝 S301). 목표 피치 모멘트(Myref)는 상술한 바와 같이, 피치 관성 모멘트(Ip)와 목표 피치 레이트(P_ref)의 곱으로부터 구할 수 있고, 목표 피치 레이트(P_ref)는 수학식 31에 의해 표현된다. 수학식 31 중의 "P_ref_tmp"은 수학식 32에 의해 표현된다. 수학식 31은 S의 영역에서 기술된다. 좌변의 목표 피치 레이트(P_ref)에 첨부된(S)는, 수학식 31이 S의 영역에서 기술하고 있는 것을 나타낸다. 이에 따라, 수학식 31을 시간 영역으로 변환함으로써, 시간 영역에 있어서의 목표 피치 레이트(P_ref)를 얻을 수 있다.
Figure 112008087285215-pct00031
Figure 112008087285215-pct00032
상기 수학식에서 "Go"는 실험적으로 구해지는 피치 각 게인을 나타내고, "DF_ref"는, 드라이버가 요구하는 구동력, S는 라플라스 연산자(Laplace operator)를 나타낸다. 수학식 32는 미분 요소로 인해 급격하게 밟혀지는 액셀러레이터 페달에 응답하여 고게인의 구동력을 제공하고, 이는 차량(1)의 종방향 가속도의 변동이 크게 하고, 소정의 운전성을 달성하면서 차량(1)의 거동 억제를 어렵게 한다. 따라서, 수학식 31을 얻는 데 1차 지연 요소가 프리 필터로서 수학식 32에 추가되고, 목표 피치 레이트(P_ref)가 수학식 31에 의해 얻어짐으로써 소정의 운전성을 달성하면서 차량(1)의 거동 제어가 억제될 수 있다.
차량 거동 제어 장치(30)의 제어 판정부(32)는, 수학식 28의 연립 방정식의 해가 얻어질 수 있는지를 판정한다(스텝 S302). 즉, rank(A)=4인 경우에, 수학식 28의 연립 방정식은 해가 얻어질 수 있다. 수학식 28의 연립 방정식의 해가 얻어질 수 있는 경우(스텝 S302:예), 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref)를 함께 만족시킬 수 있다.
이 경우, 구동력 연산부(31)는, 차량(1)의 총 구동력(F)를 취득하고, 스텝S301에서 취득한 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref), 목표 피치 모멘트(Myref) 및 총 구동력(F)를 수학식 30에 부여함으로써 각각의 구동륜에 대한 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 결정한다. 이후, 차량 거동 제어 장치(30)의 구동력 제어부(33)는, 결정된 구동력(Ffl, Ffr, Frl, Frr)을 차량(1)의 각각의 구동륜에서 발생하도록, 좌전방측 전동기(10l), 우전방측 전동기(10r), 좌후방측 전동기(11l) 및 우후방측 전동기(11r)를 구동한다. 이에 의해, 차량(1)의 요(yawing)와 롤링(rolling)이 동시에 제어된다(스텝 S303). 여기서, "피치의 제어(피치 제어)"란 목표 피치 모멘트(Myref)를 달성하도록 차량(1)의 각각의 구동륜의 구동력을 제어하는 것을 말한다.
반면에, 수학식 28의 연립 방정식의 해가 얻어질 수 없는 경우(스텝 S302:아니오), 즉, rank(A)≠4인 경우에는, 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref)를 동시에 달성할 수 없다. 이 경우, 목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref) 중 적어도 하나를 달성하도록 제어가 변경된다(스텝 S304).
목표 요 모멘트(Mzref), 목표 롤 모멘트(Mxref) 및 목표 피치 모멘트(Myref) 중 적어도 하나를 달성하도록 제어가 변경된 후(스텝 S304), 구동력 연산부(31)는 전후 구동력 배분비(i)를 결정한다(스텝 S305). 이후, 차량 거동 제어 장치(30)의 제어 판정부(32)는, 구동력 연산부(31)로부터 전후 구동력 배분비(i)를 취득하고(스텝 S305), 이를 수학식 29의 행렬 A에 부여하여 수학식 28의 연립 방정식의 해를 얻을 수 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S306). 스텝 S307 내지 스텝 S312는, 스텝 S103으로부터 스텝 S108까지와 동일하므로 설명을 생략한다.
이상과 같이, 제2 실시예에서는, 차량의 요 방향에 있어서의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향에 있어서의 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향에 있어서의 목표 모멘트 중 적어도 2개의 목표 모멘트와, 구동륜의 총 구동력과, 이 구동륜의 구동 반력에 기초하여 좌우의 구동륜의 구동력을 구하고, 각각의 구동륜의 구동력은 차량의 목표 요 모멘트, 목표 롤 모멘트 및 목표 피치 모멘트 중 적어도 2개를 동시에 달성하도록 제어된다. 이에 의해, 운전자가 원하는 성능이 달성될 수 있어 운전성 이 향상될 수 있다. 또한, 제2 실시예에서 채용된 것과 동일한 구조를 갖는 임의의 장치는 제2 실시예에서 얻어진 것과 동일한 작용 효과를 제공한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 차량 구동 장치는, 적어도 한 쌍의 좌우의 구동륜에 있어서 상이한 구동력을 제공하는 파워트레인을 갖는 차량의 운전성을 효과적으로 향상시킨다.

Claims (24)

  1. 적어도 한 쌍의 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 각각 상이한 구동력을 제공할 수 있는 차량을 위한 차량 구동 장치에 있어서,
    상기 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)은, 차량의 요(yaw) 방향에서 요구되는 목표 모멘트와 구동륜들의 구동력과의 관계, 차량의 롤 방향에서 요구되는 목표 모멘트와 구동륜에서의 구동 반력과의 관계, 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 전체 구동력, 그리고 전체 구동력의 전후 분포 비율에 기초하여 결정된 구동력에 의해서 구동되어,
    차량의 요 방향에서 요구되는 목표 모멘트와 차량의 롤 방향에서 요구되는 목표 모멘트 모두를 만족시키는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력이, 좌측 구동륜(2l; 3l)의 구동력과 우측 구동륜(2r; 3r)의 구동력 사이의 차와 차량의 요 방향에서의 목표 모멘트 사이의 관계와, 좌측 구동륜(2l; 3l)에서의 구동 반력과 우측 구동륜(2r; 3r)에서의 구동 반력 사이의 차와 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 사이의 관계와, 차량의 피치 방향의 목표 모멘트와 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에서의 구동 반력 사이의 관계 중 적어도 2개에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력이, 차량의 요 방향의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향의 목표 모멘트를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 요 방향의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 중 적어도 하나가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  5. 제2항에 있어서, 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력이, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 롤을 제어하기 위하여 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)이 발생하는 구동력에 대응하여 발생하는 것으로 예측된 차량의 요 모멘트가 차량의 한계 요 모멘트를 초과하면, 차량의 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 또는 차량의 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되었는 지의 여부는 차량의 조향가능한 차륜의 조향각 및 조향각의 속도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서, 조향각이 소정의 임계치이거나 그보다 작으며 조향각의 속도가 0이 아니면, 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  11. 제9항에 있어서, 조향각이 소정의 임계치보다 크거나 또는 조향각의 속도가 0이면, 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  12. 제1항에 있어서, 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력이, 차량의 요 방향의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향의 목표 모멘트를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 및 차량의 피치 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 요 방향의 목표 모멘트와 차량의 롤 방향의 목표 모멘트 중 적어도 하나가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  14. 제1항에 있어서, 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력이, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 롤을 제어하기 위하여 좌우 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)이 발생하는 구동력에 대응하여 발생하는 것으로 예측된 차량의 요 모멘트가 차량의 한계 요 모멘트를 초과하면, 차량의 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  16. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  17. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 및 차량의 롤 방향의 목표 모멘트를 동시에 달성하는 것이 불가능할 때, 차량의 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  18. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 요 방향의 목표 모멘트 또는 차량의 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되었는 지의 여부는 차량의 조향가능한 차륜의 조향각 및 조향각의 속도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  19. 제18항에 있어서, 조향각이 소정의 임계치이거나 그보다 작으며 조향각의 속도가 0이 아니면, 롤 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  20. 제18항에 있어서, 조향각이 소정의 임계치보다 크거나 또는 조향각의 속도가 0이면, 요 방향의 목표 모멘트가 달성되는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
  21. 제1항 내지 제5항 또는 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 전동기(10l, 10r; 11l, 11r)가 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 제공되어 구동륜(2l, 2r; 3l, 3r)에 대한 구동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량 구동 장치.
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