WO2005102762A1 - 車両の姿勢制御装置 - Google Patents

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WO2005102762A1
WO2005102762A1 PCT/JP2005/006212 JP2005006212W WO2005102762A1 WO 2005102762 A1 WO2005102762 A1 WO 2005102762A1 JP 2005006212 W JP2005006212 W JP 2005006212W WO 2005102762 A1 WO2005102762 A1 WO 2005102762A1
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vehicle
roll
vehicle body
drive torque
control device
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PCT/JP2005/006212
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Inventor
Mizuho Sugiyama
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle attitude control device that suppresses the roll of a vehicle. Background technology
  • the present invention has been made to address the above problems, and the object of the present invention is to individually control the drive torque generated by an actuator corresponding to four wheels represented by an electric motor. It is an object of the present invention to provide a vehicle attitude control device capable of improving the riding position at the time of turning by suppressing the turning of the wheel.
  • the feature of the present invention is characterized in that it comprises four actuators for independently driving four wheels suspended on a vehicle body by a suspension device, and the drive torque generated by the four actuators is A posture control device of a vehicle capable of controlling the traveling posture of a vehicle individually by controlling, the roll detection means for detecting a mouth of the vehicle, and the four types according to the detected roll of the vehicle.
  • the drive torque generated by the actuator is differentiated to force the vehicle against the roll in the opposite direction.
  • driving torque control means for operating the motor.
  • the driving torque control means causes the front and rear wheels of the vehicle on the side where the vehicle body is raised by the roll of the vehicle to generate forces in opposite directions in the front and rear direction of the vehicle.
  • the driving torque generated by the corresponding one of the front and rear wheels on the rising side is made different, or the front and rear wheels on the side where the vehicle body is lowered by the roll of the vehicle.
  • the driving torque generated by the corresponding one of the front and rear wheels on the lowered side is differentiated. It is good to do.
  • the roll detection means detects, for example, a roll angle of a vehicle body
  • the drive torque control means uses, for example, the four rotational curves by using the detected roll angle of the vehicle body.
  • drive control means is provided to drive and control the four actuators according to the calculated drive torque.
  • the roll detection means calculates, for example, a lateral acceleration sensor that detects a lateral acceleration in the lateral direction of the vehicle, and a roll angle calculation that calculates a roll angle of the vehicle body according to the detected lateral acceleration. It is good to have a means.
  • a force can be applied to the vehicle body in the direction opposite to the roll. That is, since the four wheels are suspended on the vehicle body by the suspension device, the force in the longitudinal direction of the vehicle generated between the front and rear wheels can be suspended if the drive torque generated by the four actuators is different. It can act on the vehicle body via the device. As a result, the roll of the vehicle is suppressed, and the ride comfort at the time of roll can be improved.
  • FIG. 1 shows a vehicle provided with a vehicle attitude control device according to an embodiment of the present invention, It is the schematic side view which saw the front and rear right wheel side suspension apparatus from the inner side.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electric control device of the vehicle attitude control device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart of a program executed by the controller of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the change characteristics of the roll angle with respect to the lateral acceleration.
  • FIG. 5 is a graph showing the change characteristic of the drive torque change with respect to the roll angle.
  • 6A to 6D are schematic diagrams for explaining attitude control at the time of rolling the vehicle to the right.
  • FIGS. 7A to 7D are schematic views for explaining attitude control when the vehicle rolls in the left direction.
  • Fig. 1 is a schematic side view of the front and rear right wheels of the vehicle as viewed from the inside.
  • the front, rear, left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, and Wrr of the vehicle are suspended on the car body B D by suspension devices Sfl, Sri, Sfr, and Srr, respectively (see Fig. 2). Since the suspension devices Sfl, Sri, Sfr and Srr are similarly configured on the left and right sides of the vehicle, only the suspension devices Sfr and Srr located on the right side of the vehicle will be specifically described and located on the left side of the vehicle The detailed description of the suspension devices Sfl and Sri to be performed is omitted.
  • the front suspension device Sfr comprises an upper arm 1 1 and a lower arm 1 2.
  • the upper arm 11 is rotatably mounted on the vehicle body BD at its inner ends 11 1 a and 1 1 b so as to be rotatable about its longitudinal axis and supports the right front wheel Wfr at its outer end 11 c. It is rotatably attached to 13.
  • the lower arm 12 is rotatably mounted on the vehicle body BD at the inner ends 12a and 12b around the axis substantially in the longitudinal direction of the vehicle, and is rotatably mounted on the carrier 13 at the outer end 12c. There is.
  • the axis of the inner end 1 1 a, 1 lb of the upper arm 1 1 and the axis of the inner end 1 2 a, 1 2 b of the lower arm 12 are above and behind the ground point Q of the right front wheel Wfr.
  • the intersection point O is the moment center of the right front wheel Wfr with respect to the vehicle body BD.
  • a force to the vehicle front acts on the contact point Q of the right front wheel Wfr
  • a line connecting the intersection point O and the contact point Q to the intersection point O The force corresponding to the forward force acts in the ⁇ Q direction.
  • a force to the rear of the vehicle acts on the contact point Q of the right front wheel Wfr
  • a force corresponding to the force to the rear acts on the intersection point 0 in the direction of the line segment Q.
  • the rear suspension system Srr is equipped with upper arms 14, 15 and lower arms 16.
  • the upper arms 14 and 15 are rotatably attached to the vehicle body BD at the inner ends 14 a and 15 a respectively about the vehicle front-rear direction axial line, and the right rear wheel Wrr at the outer ends 14 b and 15 b. It is rotatably assembled to the carrier 17 to be supported.
  • the lower arm 16 is rotatably attached to the vehicle body BD at the inner end 16 a so as to be rotatable about an axis in the longitudinal direction of the vehicle, and is rotatably attached to the carrier 17 at the outer end 16 b.
  • the axis connecting the inner ends 14a and 15a of the upper arms 14 and 15 and the axis of the inner end 16a of the lower arm 16 are intersection points P located above and to the front of the vehicle with respect to the grounding point R of the right rear wheel Wrr. It crosses by.
  • the point of intersection P is the moment center of the right rear wheel Wrr with respect to the vehicle body BD.
  • a force to the vehicle rear acts on the contact point R of the right rear wheel Wrr
  • the point of intersection P and the contact point A force corresponding to the backward force acts in the direction of the line segment PR connecting R.
  • a force in the forward direction of the vehicle acts on the contact point R of the right rear wheel Wrr
  • a force according to the forward force in the direction of the line segment RP acts on the intersection point P.
  • the rotary shafts of the electric motors 21, 22, 23, 24 fixed to the wheel side members are integrally assembled to the front, rear, left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, Wrr of the vehicle. ing.
  • the electric motors 21, 22, 23, 24 have built-in reduction gears, and drive the front and rear left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, Wrr independently by their rotation. Electric motors 21, 22, 23, 24 play the role of acting.
  • the electric control device is provided with a lateral acceleration sensor 31.
  • the lateral acceleration sensor 31 detects lateral acceleration Gy of the vehicle in the left and right direction, and is connected to the controller 32.
  • This lateral acceleration sensor 31 The lateral acceleration Gy detected by this means that positive indicates that the vehicle is accelerating to the right, and negative indicates that the vehicle is accelerating to the left.
  • the lateral acceleration Gy may be calculated using the motion state of another vehicle. For example, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed and a steering angle sensor for detecting the steering wheel steering angle may be provided, and the lateral acceleration Gy may be calculated from the detected vehicle speed and steering angle.
  • the controller 32 is composed of a microcomputer having CPU, ROM, RAM, etc. as its main components.
  • the controller 32 controls the operation of the electric motors 21, 22, 23, 24 by executing the roll suppression control program of FIG.
  • drive circuits 33, 34, 35, and 36 are also connected to the controller 32, respectively.
  • the controller 32 and the drive circuits 33, 34, 35, 36 are supplied with power from the battery 37.
  • the drive circuits 33, 34, 35, 36 according to the magnitude of the drive torque generated by the electric motors 21, 22, 23, 24, the drive current supplied to the same electric motors 21, 22, 23, 24
  • Current sensors 33a, 34a, 35a, 36a for detecting the current are respectively connected.
  • the drive circuits 33, 34, 35, 36 are controlled by the controller 32 according to the instruction from the controller 32.
  • the torques of the electric motors 21, 22, 23, 24 are obtained by cooperation with the current sensors 33a, 34a, 35a, 36a. Control to drive front and rear left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, Wrr. In this case, when no rolling occurs on the vehicle, the drive torques generated by the motor motors 21, 22, 23, 24 have substantially the same magnitude. 23, 24 are torque controlled.
  • torque sensors may be provided to detect the driving torque for the front and rear left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, Wrr.
  • the controller 32 repeatedly executes the mouth reduction control program of FIG. 3 every predetermined short time.
  • the execution of this program is started in step S10, and in step S12, a detection signal representing the lateral acceleration Gy is input from the lateral acceleration sensor 31.
  • step S14 based on the lateral acceleration Gy input in step S12 Based on the roll angle table provided in the controller 32, the roll angle RA and the roll direction of the vehicle body BD are calculated. As shown in FIG.
  • this mouth angle table has a roll angle RA that increases proportionally as the lateral acceleration Gy increases from “0” to a predetermined positive value, and the lateral acceleration Gy
  • the roll angle RA which decreases proportionally as it decreases from 0 ”to a predetermined negative value, is stored.
  • the roll direction of the car body BD indicates that the roll angle RA is positive to roll to the right of the car body BD, and the roll angle RA indicates roll to the left of the car body BD.
  • step S16 when the vehicle is traveling straight on a flat road surface, no roll is generated on the vehicle, so it is judged as "No" in step S16, and this is determined in step S28. End program execution.
  • the controller 32 cooperates with the drive circuits 3 3, 3 4, 3 5 and 3 6 to drive the electric motors 21, 2 2, 2 3 and 2 4. It controls the drive torque and rotationally drives the front and rear left and right wheels Wf l, Wrl, Wfr and Wrr.
  • step S22 the roll angle RA of the vehicle body BD becomes positive, so "No” is determined in step S16, "Y es" is determined in step S18, and step S20 is performed. And execute the process of step S22.
  • step S20 referring to the drive torque change table provided in the controller 32, using the roll angle RA and the roll direction of the vehicle body BD calculated in step S14, the front and rear left wheels Wfl, The drive torque change amount ⁇ Tr for changing the drive torque generated by the motorized motors 2 1, 2 2 corresponding to Wrl is calculated.
  • this drive torque change table stores a drive torque change amount ⁇ that gradually increases as the absolute value I RA I of the roll angle RA increases.
  • the drive torque generated by the electric motor 21 corresponding to the left front wheel W is increased by the drive torque change amount ⁇ so as to correspond to the left rear wheel Wr l
  • the drive torque generated by the motorized motor 22 is changed by the drive torque ⁇ ⁇ Decrease by wrinkles.
  • step S22 a drive torque change amount ⁇ for changing the drive torque generated by the electric motors 23, 24 corresponding to the front and rear right wheels Wfr, Wrr is calculated.
  • the drive torque generated by the electric motor 23 corresponding to the right front wheel Wfr is reduced by the drive torque change amount ⁇ , and the electric motor corresponding to the right rear wheel Wrr.
  • the drive torque generated by the motor 24 is increased by the drive torque change ⁇ T r.
  • the force AF generated on the front and rear left and right wheels Wfl, Wrl, Wfr, and Wrr is “0” in total as viewed from the entire vehicle, so that acceleration in the front and rear direction is never generated with respect to the vehicle. Also, since the ⁇ F is generated in opposite directions to each other in the front, rear, left, and right of the vehicle, a yawing moment does not occur on the vehicle.
  • step S28 the execution of this program is ended in step S28.
  • the process of steps S20 and S22 is repeatedly executed, so that the right turn of the vehicle body BD is suppressed and the rider at the time of the same roll is controlled. The comfort can be improved.
  • step S24 as in the case of step S20, the drive torque changing table is referred to, and the roll angle RA and the roll direction of the vehicle body BD calculated in step S14 are used to Calculate the change in drive torque ⁇ ⁇ ⁇ according to the absolute value I RA I of the roll angle RA. Then, the drive torque generated by the electric motor 23 corresponding to the right front wheel Wfr is increased by the drive torque change amount ATr, and the drive torque generated by the electric motor 24 corresponding to the right rear wheel W rr is calculated as the drive torque change amount ⁇ Decrease by Tr.
  • step S26 the drive torque generated by the electric motor 21 corresponding to the left front wheel Wfl is reduced by the calculated drive torque change ⁇ and generated by the electric motor 22 corresponding to the left rear wheel Wrl.
  • the drive torque is increased by the same drive torque change ⁇ .
  • the front and rear right wheels Wfr and Wrr at the inside of the turn have the same magnitude in the front and rear direction of the vehicle according to the increase and decrease of the driving torque change ⁇ and the opposite directions are different. Occur. Also, in the front and rear left wheels Wfl and Wrl outside the turning, forces AF having the same size in the front and rear direction of the vehicle are generated in the front and rear direction of the vehicle according to the increase and decrease of the drive torque change amount ⁇ .
  • step S26 the execution of this program is ended in step S28. If the vehicle continues to turn to the right, the process of steps S 24 and S 26 is performed. By being repeatedly executed, the roll in the left direction of the vehicle body BD is suppressed, and the riding comfort at the time of rolling can be improved.
  • steps S 24 and S 26 are performed as in the case where the vehicle starts turning to the right.
  • a downward force is generated at each instant center defined by the suspension devices Sfr and Srr on the right side as shown in FIG. 7C.
  • an upward force is generated at each instant center defined by the suspension devices Sfl and Sri on the left side. As a result, the roll in the left direction of the vehicle body BD is suppressed.
  • the lateral acceleration sensor 31 and the lateral acceleration Gy detected by the lateral acceleration sensor 31 are used to calculate the roll angle RA of the vehicle body BD in steps S12 and S14.
  • a roll detection means was configured by the processing.
  • the lateral acceleration sensor 31 for example, it is possible to provide a roll angle detection sensor for detecting the roll angle RA of the vehicle body BD, and to make this roll angle detection sensor function as a roll detection means.
  • the rolling torque of the vehicle is suppressed by increasing or decreasing the driving torque by the driving torque change amount ⁇ .
  • the drive torque generated by the electric motor corresponding to only the front and rear wheels of at least one of front and rear left wheels Wfl and Wrl and front and rear right wheels Wfr and Wrr may be increased or decreased by the drive torque change ⁇ , respectively.
  • one of the processes of step S 20 and step S 22 is omitted, and one of the processes of step S 24 and step S 26 is performed.
  • One process may be omitted.
  • each moment center defined by the front suspension devices Sil and Sir is positioned above and behind the vehicle from the ground contact point, and is defined by the rear suspension devices Sri and Srr. It has been described that each instant center is located above and to the front of the vehicle than the contact point. However, the position of the instantaneous center is not limited to this.
  • the instantaneous centers defined by the front suspension devices Sfl and Sfr are located below and in front of the vehicle with respect to the contact point, and also the rear suspension devices Srl , Srr when each instantaneous center is located below and behind the contact point from the vehicle (first modification), and each instantaneous center defined by the suspension devices Sfl, Sfr on the front side is from the contact point
  • first modification when each instantaneous center is located below and behind the contact point from the vehicle
  • each instantaneous center defined by the suspension devices Sfl, Sfr on the front side is from the contact point
  • the suspension devices Sfl and Sfr define the center of each moment below and behind the contact point on the vehicle, and the suspension devices Srl and Srr on the rear side.
  • Any modification of the case (third modification) of the instant center defined is positioned below and in front of the vehicle than the grounding point also can be implemented.
  • the drive torque generated by the electric motor corresponding to the front wheel on which the vehicle body BD is raised (the rear wheel on which the vehicle body BD is lowered) is Drive torque change according to roll angle RA of vehicle body BD
  • the vehicle body BD is increased by increasing the drive torque generated by the electric motor corresponding to the rear wheel on the side where the vehicle body BD is raised (the front wheel on which the vehicle body BD is lowered) by A downward force (an upward force at each momentary center defined by the suspension system on the side where the vehicle body BD is lowered) can be generated at each momentary center defined by the raised suspension system.
  • the electric motor corresponding to the front wheel on which the vehicle body BD is raised (the rear wheel on which the vehicle body BD is lowered)
  • the driving torque generated by the motor is reduced by the driving torque change amount ⁇ according to the roll angle RA of the vehicle body BD, and the electric motor corresponding to the rear wheel on which the vehicle body BD is raised (the front wheel on which the vehicle body BD is lowered)
  • the drive torque change amount ⁇ By increasing the generated drive torque by the drive torque change amount ⁇ , the downward force at each moment center defined by the suspension device on the side where the vehicle body BD has risen (by the suspension device on the side where the vehicle body is lowered) An upward force) can be generated at the center of each specified moment.

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Abstract

車両の姿勢制御装置は、前後左右輪Wfl,Wrl,Wfr,Wrrをそれぞれ懸架するサスペンション装置Sfl,Srl,Sfr,Srr、4輪を個別に駆動する電動モータ21～24、横方向加速度センサ31およびコントローラ32を備える。コントローラ32は、検出された横方向加速度を用いて車体BDのロール角およびロール方向を計算する。また、コントローラ32は、計算されたロール角およびロール方向に応じて電動モータ21～24によって発生される駆動トルクを駆動トルク変更分だけ増減する。電動モータ21～24による駆動トルクに対する駆動トルク変更分の増減により、車両のロール時に上昇した側の車体(上昇した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心)に下方向の力を発生させ、下降した側の車体(下降した側のサスペンション装置により規定される各瞬間中心)に上方向の力を発生させる。

Description

車両の姿勢制御装置 技 術 分 野
本発明は、 車両のロールを抑制する車両の姿勢制御装置に関する。 背 景 技 術
明
従来から、 例えば、 特開 2 0 0 2— 3 0 1 9 3 9号公報に記載されているよう に、 4輪をそれぞれ独立に駆動する 4つの電動モータ （ァクチユエ一夕） を備え た車両は知られている。 この車両においては書、 4つの電動モータによって発生さ れる駆動トルクを個別に制御することにより車両の旋回性能を向上させることが できる。
しかし、 上記した車両においては、 車両のロールについては何ら考慮されてい ない。 したがって、 車両のロールを抑制するためには、 コイルスプリングのばね 定数を大きくしたり、 ァブソーバの減衰力を高く設定する必要があり、 ロール時 における乗り心地が悪くなるという問題がある。 発 明 の 開 示
本発明は、 上記問題に対処するためになされたものであり、 その目的は、 電動 モータに代表される 4輪に対応したァクチユエ一夕によって発生される駆動トル クを個別に制御することにより車両の口ールを抑制して口ール時における乗り心 地を向上させることが可能な車両の姿勢制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、 本発明の特徴は、 サスペンション装置によって車体 に懸架された 4輪をそれぞれ独立に駆動する 4つのァクチユエ一夕を備え、 前記 4つのァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクを個別に制御して車両の走 行姿勢を制御可能な車両の姿勢制御装置であって、 車両の口一ルを検出するロー ル検出手段と、 前記検出された車両のロールに応じて前記 4つのァクチユエ一夕 によって発生される駆動トルクに差をつけ、 車体に対してロールと反対方向に力 を作用させる駆動トルク制御手段とを設けたことにある。
この場合、 前記駆動トルク制御手段は、 例えば、 車両のロールによって車体が 上昇した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、 上昇し た側の車体に下方向の力を発生させるように前記上昇した側の前後輪に対応した ァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクに差をつけ、 または車両のロール によって車体が下降した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生 させて、 下降した側の車体に上方向の力を発生させるように前記下降した側の前 後輪に対応したァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクに差をつけるよう にするとよい。
また、 前記ロール検出手段は、 例えば、 車体のロール角を検出するものであり、 かつ、 前記駆動トルク制御手段は、 例えば、 前記検出された車体のロール角を用 いて前記 4つのァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクを変更するための 変更分を計算する変更分計算手段と、 前記計算された変更分を用いて前記 4つの ァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクを計算する駆動トルク計算手段と、 前記計算された駆動トルクに応じて前記 4つのァクチユエ一夕を駆動制御する駆 動制御手段とを備えたものにするとよい。 この場合には、 前記ロール検出手段は、 例えば、 車両左右方向の横方向加速度を検出する横方向加速度センサと、 前記検 出された横方向加速度に応じて車体のロール角を計算するロール角計算手段とを 備えたものにするとよい。
ロール検出手段によって検出された車両のロールに応じて、 4つのァクチユエ 一夕によって発生される駆動トルクに差をつければ、 車体に対してロールと反対 方向に力を作用させることができる。 すなわち、 4輪はサスペンション装置によ つて車体に懸架されているので、 4つのァクチユエ一夕によって発生される駆動 トルクに差をつければ、 前後輪間に発生する車両の前後方向の力をサスペンショ ン装置を介して車体に作用させることができる。 これにより、 車両のロールが抑 制されてロール時における乗り心地を向上させることができる。 図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1は、 本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置を備えた車両において、 前後右輪側サスぺンシヨン装置を内側からみた概略側面図である。
図 2は、 図 1に示した車両の姿勢制御装置の電気制御装置のブロック図である。 図 3は、 図 2のコントローラにより実行されるプログラムのフローチヤ一トで ある。
図 4は、 横方向加速度に対するロール角の変化特性を示すグラフである。
図 5は、 ロール角に対する駆動トルク変更分の変化特性を示すグラフである。 図 6 A〜図 6 Dは、 車両の右方向へのロール時における姿勢制御を説明するた めの概略図である。
図 7 A〜図 Ί Dは、 車両の左方向へのロール時における姿勢制御を説明するた めの概略図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。 図 1は車両の前後 右輪を内側からみた概略側面図である。
車両の前後左右輪 Wfl, Wrl, Wfr, Wrr は、 それぞれサスペンション装置 Sfl, Sri, S fr, Srr によって車体 B Dに懸架されている （図 2参照） 。 サ スペンション装置 Sfl， Sri, Sfr, Srr は、 車両の左右で同様に構成されて いるので、 車両の右側に位置するサスペンション装置 Sfr， Srr についてのみ 具体的に説明して、 車両の左側に位置するサスペンション装置 Sfl， Sri の詳 しい説明を省略する。
前側のサスペンション装置 Sfr は、 アツパアーム 1 1およびロアアーム 1 2 を備えている。 アツパアーム 1 1は、 内側端 1 1 a， 1 1 bにて車体 BDに赂車 両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、 外側端 1 1 cにて 右前輪 Wfr を支持するキャリア 1 3に回動可能に組み付けられている。 ロアァ ーム 12は、 内側端 12 a， 12 bにて車体 B Dに略車両前後方向の軸線回りに 回動可能に組み付けられるとともに、 外側端 12 cにてキャリア 13に回動可能 に組み付けられている。
アツパアーム 1 1の内側端 1 1 a, 1 l bの軸線と、 ロアアーム 12の内側端 1 2 a, 1 2 bの軸線とは、 右前輪 Wfr の接地点 Qよりも車両の上方および後 方に位置する交点 Oで交わる。 交点 Oは、 車体 BDに対する右前輪 Wfr の瞬間 中心であり、 例えば、 右前輪 Wfr の接地点 Qに車両前方への力が作用したとき は、 交点〇には交点 Oと接地点 Qを結ぶ線分〇Q方向に前方への力に応じた力が 作用する。 これに対して、 右前輪 Wfr の接地点 Qに車両後方への力が作用した ときは、 交点 0には線分 Q〇方向に後方への力に応じた力が作用する。
後側のサスペンション装置 Srr は、 アツパアーム 14， 1 5およびロアァー ム 16を備えている。 アツパアーム 14， 15は、 それぞれ内側端 14 a， 15 aにて車体 B Dに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるととも に、 外側端 14b, 15 bにて右後輪 Wrr を支持するキャリア 17に回動可能 に組み付けられている。 ロアアーム 16は、 内側端 16 aにて車体 BDに略車両 前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、 外側端 16 bにてキ ャリア 17に回動可能に組み付けられている。
アツパアーム 14， 15の内側端 14 a， 15 aを結ぶ軸線と、 ロアアーム 1 6の内側端 16 aの軸線とは、 右後輪 Wrr の接地点 Rよりも車両の上方および 前方に位置する交点 Pで交わる。 交点 Pは、 車体 BDに対する右後輪 Wrr の瞬 間中心であり、 例えば、 右後輪 Wrr の接地点 Rに車両後方への力が作用したと きは、 交点 Pには交点 Pと接地点 Rを結ぶ線分 PR方向に後方への力に応じた力 が作用する。 これに対して、 右後輪 Wrr の接地点 Rに車両前方への力が作用し たときは、 交点 Pには線分 RP方向に前方への力に応じた力が作用する。
車両の前後左右輪 Wfl, Wrl, Wfr, Wrr には、 図 2に示すように、 図示し ない車輪側部材に固定された電動モータ 21， 22, 23， 24の回転軸が一体 的に組み付けられている。 電動モータ 21， 22, 23， 24は、 減速機を内蔵 しており、 それらの回転により前後左右輪 Wfl, Wrl, Wfr, Wrr をそれぞれ 独立に駆動する。 電動モー夕 21， 22, 23, 24は、 ァクチユエ一夕として の役割を果たしている。
次に、 電動モータ 21， 22, 23， 24の駆動トルクを制御する電気制御装 置について説明する。 この電気制御装置は、 横方向加速度センサ 31を備えてい る。 横方向加速度センサ 31は、 車両の左右方向の横方向加速度 Gy を検出する ものであり、 コントローラ 32に接続されている。 この横方向加速度センサ 31 によって検出された横方向加速度 Gy は、 正により車両に対して右方向への加速 度が発生していることを表し、 負により車両に対して左方向への加速度が発生し ていることを表す。 なお、 横方向加速度センサ 31に代えて、 他の車両の運動状 態を用いて横方向加速度 Gy を計算するようにしてもよい。 例えば、 車速を検出 する車速センサおよびハンドル操舵角を検出する操舵角センサを設け、 検出され た車速および操舵角から横方向加速度 Gyを計算するようにしてもよい。
コント口一ラ 32は、 CPU、 ROM, RAMなどを主要構成部品とするマイ クロコンピュータにより構成されている。 このコントローラ 32は、 図 3のロー ル抑制制御プログラムを実行することにより、 電動モ一タ 21, 22, 23， 2 4の作動を制御する。 このコントローラ 32には、 横方向加速度センサ 31に加 えて、 駆動回路 33， 34， 35， 36もそれぞれ接続されている。 これらのコ ントローラ 32および駆動回路 33， 34， 35 , 36にはバッテリ 37から電 力が供給されるようになつている。
駆動回路 33， 34, 35， 36には、 電動モータ 21， 22, 23， 24に より発生される駆動トルクの大きさに応じて同電動モータ 21， 22， 23， 2 4に流される駆動電流を検出するための電流センサ 33 a， 34 a, 35 a, 3 6 aがそれぞれ接続されている。 駆動回路 33， 34， 35, 36は、 コント口 —ラ 32の指示により、 電流センサ 33 a， 34 a, 35 a, 36 aとの協働に より電動モータ 21, 22， 23， 24をトルク制御して前後左右輪 Wfl， Wrl, Wfr, Wrr を駆動する。 この場合、 車両にロールが発生していないときは、 電 動モ一タ 21， 22， 23， 24により発生される駆動トルクがほぼ同じ大きさ となるように、 同電動モー夕 21， 22， 23， 24がトルク制御される。 なお、 電流センサ 33 a， 34 a, 35 a, 36 aに代えて、 前後左右輪 Wfl， Wrl, Wfr, Wrrに対する駆動トルクを検出するトルクセンサを設けてもよい。
次に、 上記のように構成した第 1実施形態の動作を説明する。 コントローラ 3 2は、 所定の短時間ごとに図 3の口ール抑制制御プログラムを繰り返し実行して いる。 このプログラムの実行はステップ S 10にて開始され、 ステップ S 12に て、 横方向加速度センサ 31から横方向加速度 Gyを表す検出信号を入力する。 次に、 ステップ S 14にて、 ステップ S 12で入力した横方向加速度 Gy に基 づいて、 コントローラ 3 2内に設けられたロール角テーブルを参照して、 車体 B Dのロール角 RAおよびロール方向を計算する。 この口一ル角テ一ブルは、 図 4 に示すように、 横方向加速度 Gyが「0」から正の所定値へ増加するにつれて比例 的に増加するロール角 RAと、 横方向加速度 Gyが「 0」から負の所定値へ減少する につれて比例的に減少するロール角 RA とを記憶している。 ただし、 車体 B Dの ロール方向は、 ロール角 RA の正により車体 B Dの右方向へロールしていること を表し、 ロール角 RA の負により車体 B Dの左方向へロールしていることを表す。 前記ステップ S 1 4の処理後、 ステップ S 1 6にてロール角 RAが「0」である か否かを判定する。 いま、 車両が平らな路面を直進走行している場合には、 車両 にロールが発生していないので、 ステップ S 1 6にて「N o」と判定して、 ステツ プ S 2 8にてこのプログラムの実行を終了する。 なお、 この状態では、 図示しな いプログラムの実行により、 コントローラ 3 2は駆動回路 3 3 , 3 4， 3 5 , 3 6との協働により電動モータ 2 1， 2 2 , 2 3 , 2 4の駆動トルクを制御し、 前 後左右輪 Wf l， Wrl, Wfr, Wrrを回転駆動している。
次に、 車両が直進走行している状態から左方向に旋回し始める場合について説 明する。 この場合には、 車両の左方向への旋回に伴い車両に対する右方向への横 方向加速度 Gy が徐々に大きくなり、 図 6 Aに示すように、 車体 B Dが右方向へ ロールし始める。 これにより、 車体 B Dのロール角 RAが正となるので、 ステツ プ S 1 6にて「N o」と判定し、 ステップ S 1 8にて「Y e s」と判定して、 ステツ プ S 2 0およびステップ S 2 2の処理を実行する。
ステップ S 2 0においては、 コントローラ 3 2内に設けられた駆動トルク変更 テーブルを参照し、 ステップ S 1 4で計算した車体 B Dのロール角 RAおよび口 ール方向を用いて、 前後左輪 Wf l， Wrl に対応した電動モ一夕 2 1， 2 2によ つて発生される駆動トルクを変更するための駆動トルク変更分 Δ Tr を計算する。 この駆動トルク変更テーブルは、 図 5に示すように、 ロール角 RA の絶対値 I RA Iの増加に従って徐々に増加する駆動トルク変更分 Δ Τ Γ を記憶している。 前記 駆動トルク変更分 Δ Τ Γの計算後、 左前輪 W に対応した電動モータ 2 1によつ て発生される駆動トルクを駆動トルク変更分 Δ Τ Γだけ増加させ、 左後輪 Wr lに 対応した電動モ一夕 2 2によって発生される駆動トルクを駆動トルク変更分 Δ Τ Γだけ減少させる。
ステップ S 22においては、 前後右輪 Wfr, Wrr に対応した電動モータ 23， 24によって発生される駆動トルクを変更するための駆動トルク変更分 ΔΤΓ を 計算する。 この場合、 車体 BDのロール角 RAに応じて、 右前輪 Wfrに対応した 電動モ一夕 2 3によって発生される駆動トルクを駆動トルク変更分 ΔΤΓ だけ減 少させ、 右後輪 Wrr に対応した電動モータ 24によって発生される駆動トルク を駆動トルク変更分 Δ T rだけ増加させる。
したがって、 旋回内側の前後左輪 Wfl， Wrl には、 図 6 Bに示すように、 駆 動トルク変更分 ΔΤΓ の増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで 互いに逆方向の力 が発生する。 また、 旋回外側の前後右輪 Wfr, Wrr にも、 駆動トルク変更分 ΔΤΓ の増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じ で互いに逆方向の力 が発生する。
これにより、 旋回内側すなわち車両のロールによって車体 B Dが上昇した左側 には、 図 6 Cに示すように、 左側のサスペンション装置 Sfl， Sri により規定 される各瞬間中心に下方向の力が発生する。 また、 旋回外側すなわち車両のロー ルによって車体 BDが下降した右側には、 図 6 Dに示すように、 右側のサスペン シヨン装置 Sfr， Srr により規定される各瞬間中心に上方向の力が発生する。 その結果、 車体 BDの右方向へのロールが抑制されることになる。 この場合、 前 後左右輪 Wfl, Wrl, Wfr, Wrr に発生する力 AFは、 車両全体として見れば その和が「0」であるので、 車両に対して前後方向の加速度が発生することはなく、 また前記 Δ Fは車両の前後左右で互いに逆方向に発生するので、 車両に対してョ —イングモーメントが生じることもない。
ステップ S 22の処理後、 ステップ S 28にてこのプログラムの実行を終了す る。 車両の左旋回が続いている場合には、 上記ステップ S 20， 22の処理が繰 り返し実行されることにより、 車体 BDの右方向への口ールが抑制されて同ロー ル時における乗り心地を向上させることができる。
次に、 車両が直進走行している状態から右方向に旋回し始める場合について説 明する。 この場合には、 車両の右方向への旋回に伴い車両に対する左方向への横 方向加速度 Gy が徐々に大きくなり、 図 7Aに示すように、 車体 BDが左方向へ ロールし始める。 これにより、 車体 BDのロール角 RAが負となるので、 ステツ プ S 16, 18にてともに「No」と判定して、 ステップ S 24およびステップ S 26の処理を実行する。
ステップ S 24においては、 前記ステップ S 20の場合と同様に、 駆動トルク 変更テ一ブルを参照し、 ステップ S 14で計算した車体 BDのロール角 RAおよ びロール方向を用いて、 車体 BDのロール角 RA の絶対値 I RA Iに応じた駆動ト ルク変更分 ΔΤΓを計算する。 そして、 右前輪 Wfrに対応した電動モータ 23に よって発生される駆動トルクを駆動トルク変更分 ATr だけ増加させ、 右後輪 W rr に対応した電動モータ 24によって発生される駆動トルクを駆動トルク変更 分厶 Trだけ減少させる。
ステップ S 26においては、 左前輪 Wfl に対応した電動モ一タ 21によって 発生される駆動トルクを前記計算した駆動トルク変更分 ΔΤΓ だけ減少させ、 左 後輪 Wrl に対応した電動モータ 22によって発生される駆動トルクを同駆動ト ルク変更分 ΔΤΓだけ増加させる。
したがって、 旋回内側の前後右輪 Wfr， Wrr には、 図 7 Bに示すように、 駆 動トルク変更分 ΔΤΓ の増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで 互いに逆方向の力 が発生する。 また、 旋回外側の前後左輪 Wfl, Wrl にも、 駆動トルク変更分 ΔΤΓ の増減に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じ で互いに逆方向の力 AFが発生する。
これにより、 旋回内側すなわち車両のロールによって車体 BDが上昇した右側 においては、 図 7 Cに示すように、 右側のサスペンション装置 S fr, Srr によ り規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。 また、 旋回外側すなわち車両 のロールによって車体 BDが下降した左側においては、 図 7Dに示すように、 左 側のサスペンション装置 Sfl， Sri により規定される各瞬間中心に上方向の力 が発生する。 その結果、 車体 BDの左方向へのロールが抑制されることになる。 また、 この場合にも、 車両に対して前後方向の加速度およびョーイングモーメン トが発生することはない。
ステップ S 26の処理後、 ステップ S 28にてこのプログラムの実行を終了す る。 車両の右旋回が続いている場合には、 上記ステップ S 24, S 26の処理が 繰り返し実行されることにより、 車体 BDの左方向へのロールが抑制されてロー ル時における乗り心地を向上させることができる。
次に、 車両が旋回状態にはないが、 前後左輪 Wfl， Wrl が、 例えば路面上の 障害物に乗り上げることにより、 '図 6 Aに示すように車体 BDが右方向にロール し始めた場合には、 上記した車両が左方向に旋回し始めたときと同様に、 ステツ プ S 20, S 22の処理が実行される。. これにより、 車両のロールによって車体 BDが上昇した左側においては、 図 6 Cに示すように、 左側のサスペンション装 置 Sfl， Sri により規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。 また、 車 両のロールによって車体 B Dが下降した右側においては、 図 6 Dに示すように、 右側のサスペンション装置 Sfr， Srr により規定される各瞬間中心に上方向の 力が発生する。 その結果、 車体 BDの右方向へのロールが抑制される。
同様に、 車両が旋回状態にはないが、 前後右輪 Wfr, Wrr が、 例えば路面上 の障害物に乗り上げることにより、 図 7 Aに示すように車体 B Dが左方向に口一 ルし始めた場合には、 上記した車両が右方向に旋回し始めたときと同様に、 ステ ップ S 24， S 26の処理が実行される。 これにより、 車両のロールによって車 体 BDが上昇した右側においては、 図 7 Cに示すように、 右側のサスペンション 装置 Sfr， Srr により規定される各瞬間中心に下方向の力が発生する。 また、 車両のロールによって車体 BDが下降した左側においては、 図 7 Dに示すように、 左側のサスペンション装置 Sfl, Sri により規定される各瞬間中心に上方向の 力が発生する。 その結果、 車体 BDの左方向へのロールが抑制される。
以上、 本発明の一実施形態について説明したが、 本発明の実施にあたっては、 上記実施形態に限定されるものではなく、 本発明の目的を逸脱しない限りにおい て種々の変更が可能である。
例えば、 上記実施形態においては、 横方向加速度センサ 31と、 この横方向加 速度センサ 31により検出された横方向加速度 Gy を用いて車体 BDのロール角 RA を計算するステップ S 12およびステップ S 14の処理とによってロール検 出手段が構成されていた。 しかし、 横方向加速度センサ 31に代えて、 例えば、 車体 BDのロール角 RA を検出するロール角検出センサを設け、 このロール角検 出センサをロール検出手段として機能させることも可能である。 また、 上記実施形態においては、 車両のロール時に前後左輪 Wfl, Wrl に対 応した電動モータ 21， 22によって発生される駆動トルクおよび前後右輪 Wfr, Wrr に対応した電動モータ 23， 24によって発生される駆動トルクを駆動ト ルク変更分 ΔΤΓ だけそれぞれ増減させるようにして、 車両のロールを抑制する ようにした。 しかし、 前後左輪 Wfl， Wrl および前後右輪 Wfr, Wrr のうちの 少なくとも片側の前後輪のみに対応する電動モータによって発生される駆動トル クを駆動トルク変更分 ΔΤΓ だけそれぞれ増減させるようにしてもよい。 具体的 には、 図 3に示したプログラムのうち、 ステップ S 20およびステップ S 22の 処理のうちのいずれか一方の処理を省略し、 ステップ S 24およびステップ S 2 6の処理のうちのいずれか一方の処理を省略すればよい。
また、 上記実施形態においては、 前側のサスペンション装置 Sil， Sir によ り規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および後方に位置するととも に、 後側のサスペンション装置 Sri, Srr により規定される各瞬間中心が接地 点よりも車両の上方および前方に位置する場合について説明した。 しかし、 瞬間 中心の位置はこれに限らず、 例えば前側のサスペンション装置 Sfl， Sfr によ り規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方および前方に位置するととも に後側のサスペンション装置 Srl， Srr により規定される各瞬間中心が接地点 よりも車両の下方および後方に位置する場合 （第 1変形例） と、 前側のサスペン シヨン装置 Sfl, Sfr により規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方 および前方に位置するとともに後側のサスペンション装置 Srl， Srr により規 定される各瞬間中心が接地点よりも車両の上方および後方に位置する場合 （第 2 変形例） と、 前側のサスペンション装置 Sfl, Sfr により規定される各瞬間中 心が接地点よりも車両の下方および後方に位置するとともに後側のサスペンショ ン装置 Srl， Srr により規定される各瞬間中心が接地点よりも車両の下方およ び前方に位置する場合 （第 3変形例） とのうちのいずれの変形例によっても実施 することが可能である。
この場合、 第 1変形例においては、 上記した実施形態と同様に、 車体 BDが上 昇した側の前輪 （車体 BDが下降した側の後輪） に対応した電動モータによって 発生される駆動トルクを車体 BDのロール角 RAに応じて駆動トルク変更分 ATr だけ増加させ、 車体 BDが上昇した側の後輪 （車体 BDが下降した側の前輪） に に対応した電動モータによって発生される駆動トルクを駆動トルク変更分 ΔΤΓ だけ減少させることにより、 車体 B Dが上昇した側のサスペンション装置により 規定される各瞬間中心に下方向の力 （車体 BDが下降した側のサスペンション装 置により規定される各瞬間中心に上方向の力） を発生させることができる。
ただし、 第 2および第 3変形例においては、 上記実施形態および第 1変形例と は逆に、 車体 BDが上昇した側の前輪 （車体 BDが下降した側の後輪） に対応し た電動モータによって発生される駆動トルクを車体 BDのロール角 RA に応じて 駆動トルク変更分 ΔΤΓ だけ減少させ、 車体 BDが上昇した側の後輪 （車体 BD が下降した側の前輪） に対応した電動モータによって発生される駆動トルクを駆 動トルク変更分 ΔΤΓ だけ増加させることにより、 車体 BDが上昇した側のサス ペンション装置により規定される各瞬間中心に下方向の力 （車体が下降した側の サスペンション装置により規定される各瞬間中心に上方向の力） を発生させるこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . サスペンション装置によって車体に懸架された 4輪をそれぞれ独立に駆動す る 4つのァクチユエ一夕を備え、 前記 4つのァクチユエ一夕によって発生される 駆動トルクを個別に制御して車両の走行姿勢を制御可能な車両の姿勢制御装置で あって、
車両のロールを検出するロール検出手段と、
前記検出された車両のロールに応じて前記 4つのァクチユエ一夕によって発生 される駆動トルクに差をつけ、 車体に対してロールと反対方向に力を作用させる 駆動トルク制御手段とを設けたことを特徴とする車両の姿勢制御装置。
2 . 請求項 1に記載した車両の姿勢制御装置において、
前記駆動トルク制御手段は、 車両のロールによって車体が上昇した側の前後輪 に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、 上昇した側の車体に下方向 の力を発生させるように前記上昇した側の前後輪に対応したァクチユエ一夕によ つて発生される駆動トルクに差をつけ、 または車両のロールによって車体が下降 した側の前後輪に車両の前後方向に互いに逆方向の力を発生させて、 下降した側 の車体に上方向の力を発生させるように前記下降した側の前後輪に対応したァク チユエ一夕によって発生される駆動トルクに差をつける車両の姿勢制御装置。
3 . 請求項 1に記載した車両の姿勢制御装置において、
前記ロール検出手段は、 車体のロール角を検出するものであり、 かつ、 前記駆動トルク制御手段は、 前記検出された車体の口ール角を用いて前記 4つ のァクチユエ一夕によって発生される駆動トルクを変更するための変更分を計算 する変更分計算手段と、 前記計算された変更分を用いて前記 4つのァクチユエ一 夕によって発生される駆動トルクを計算する駆動トルク計算手段と、 前記計算さ れた駆動トルクに応じて前記 4つのァクチユエ一夕を駆動制御する駆動制御手段 とを備えたものである車両の姿勢制御装置。
4 . 請求項 3に記載した車両の姿勢制御装置において、
前記ロール検出手段は、 車両左右方向の横方向加速度を検出する横方向加速度 センサと、 前記検出された横方向加速度に応じて車体のロール角を計算するロー ル角計算手段とを備えたものである車両の姿勢制御装置。
5 . 請求項 3に記載した車両の姿勢制御装置において、
前記駆動トルクを変更するための変更分は、 前記検出された車体のロール角の 増加に従って増加するものである車両の姿勢制御装置。
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