WO2023067802A1 - 駆動力制御装置、車両 - Google Patents

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敬晃 宅間
多加志 岡本
敏之 印南
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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 driving force control device and a vehicle.
  • a motor input/output coefficient correction device for a wheel independent drive electric vehicle comprising:
  • Patent Document 1 assumes steering and there is room for improvement.
  • a driving force control device is a driving force control device for a vehicle that includes a driving unit capable of driving left and right wheels independently, wherein torque is generated in each of the left and right wheels.
  • a torque calculation unit that calculates a torque command value
  • a traveling direction calculation unit that calculates a current traveling direction of the vehicle
  • a target travel direction calculation unit that calculates a future target travel direction of the torque calculation unit calculates a calculation command value so as to bring the current travel direction closer to the target travel direction, and calculates the calculation command value It is output to the drive unit as the torque command value.
  • a vehicle includes a drive unit capable of driving left and right wheels separately, and a torque command value that instructs the drive unit to generate torques for the left and right wheels respectively.
  • a driving force control device that outputs a torque
  • the driving force control device includes a torque calculation unit that calculates the torque command value; a traveling direction calculation unit that calculates the current traveling direction of the vehicle; a target travel direction calculation unit that calculates a future target travel direction of the vehicle using at least one of information on the road surface on which the vehicle travels and information on the external world of the vehicle, wherein the torque calculation unit calculates the current travel
  • a calculation command value is calculated so as to bring the direction closer to the target traveling direction, and the calculation command value is output to the drive unit as the torque command value.
  • the driving force of the left and right wheels can be controlled based on information on the road surface and the outside world.
  • Configuration diagram of a vehicle in the first embodiment A diagram showing the definition of an angle Diagram showing the concept of driving force table Diagram showing an example of an override table Hardware configuration diagram of driving force control device Flowchart showing processing of the driving force control device Time chart showing the operation of the driving force control device Configuration diagram of a vehicle in the second embodiment
  • FIG. 1 A first embodiment of the driving force control device will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A first embodiment of the driving force control device will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle C including a driving force control device 10 according to the first embodiment.
  • Vehicle C includes driving force control device 10 , external sensor 21 , internal sensor 22 , GPS receiver 23 , map information storage device 24 , navigation device 25 and drive unit 27 .
  • the driving force control device 10 outputs a torque command value to the driving section 27 .
  • the torque command value is a collection of torque information to be generated in the left wheel and the right wheel of the vehicle C, respectively.
  • the driving force control device 10 includes, as its functions, a current traveling direction calculating section 11 , a target traveling direction calculating section 12 , a variation calculating section 13 , a torque calculating section 14 and an operation acquiring section 15 .
  • a steering torque correspondence table 16 , a driving force table 18 , and an override table 19 are stored in the driving force control device 10 .
  • the driving section 27 includes a driving device 28 and a driving force distribution device 29 .
  • the driving device 28 is a power generation source that generates power for driving the vehicle C. As shown in FIG. Drive device 28 is, for example, an engine or a motor.
  • the driving force distribution device 29 distributes the power generated by the driving device 28 to the left wheel and the right wheel of the vehicle C based on the torque command value output by the driving force control device 10 .
  • the driving force distribution device 29 is, for example, an electronically controllable differential gear.
  • the external sensor 21 is a sensor that senses the exterior of the vehicle C. External sensors 21 are, for example, cameras, laser range finders, LiDAR (light detection and ranging), and the like.
  • the internal sensor 22 is a sensor that senses the interior of the vehicle C. As shown in FIG.
  • the internal sensor 22 is, for example, a yaw rate sensor, a steering angle sensor, a depression amount sensor, and the like.
  • the yaw rate sensor may be a gyro sensor capable of measuring a plurality of attitude angles including the yaw angle of the vehicle C.
  • the steering angle sensor detects the steering angle of the steering wheel by the user.
  • the depression amount sensor detects the amount of depression of the accelerator pedal and the brake pedal by the user.
  • the GPS receiver 23 receives radio waves from multiple satellites that make up the satellite navigation system, and analyzes the signals contained in the radio waves to calculate the position of the vehicle, that is, the latitude and longitude.
  • the GPS receiver 23 outputs the calculated latitude and longitude to the driving force control device 10 .
  • the map information storage device 24 is a non-volatile storage device that stores map information including an area in which the vehicle C travels. Map information includes, for example, the latitude and longitude of nodes that are road edges and intersections, detailed shape information of links that connect nodes, and the like.
  • the detailed shape information of the link includes the number of driving lanes, the distance between the driving lanes, the radius of curvature of the link, auxiliary points indicating multiple latitudes and longitudes on the link, and the like.
  • the navigation device 25 calculates a route to the destination and outputs the route to the driving force control device 10 .
  • the yaw angle of the vehicle C that is, the angle indicating the north, south, east, and west directions is called “vehicle angle ⁇ ".
  • vehicle angle ⁇ is defined, for example, as an angle between the front direction of the vehicle C and the north, and takes a value of 0 degrees or more and less than 360 degrees.
  • the current vehicle angle ⁇ of the vehicle C is called the “current vehicle angle ⁇ n”
  • the future vehicle angle ⁇ of the vehicle C is called the "target vehicle angle ⁇ t”.
  • the operation acquisition unit 15 acquires operation information of the accelerator pedal and the steering wheel by the user. In other words, the operation acquisition unit 15 acquires information (hereinafter referred to as “operation information”) regarding operation inputs for driving the vehicle C by the user.
  • operation information includes at least information about the steering angle.
  • the current traveling direction calculation unit 11 uses the outputs of the external sensor 21 and the internal sensor 22 to calculate the current vehicle angle ⁇ n. For the calculation of the current vehicle angle ⁇ n by the current traveling direction calculator 11, for example, the following methods can be used.
  • the current traveling direction calculator 11 can calculate the current vehicle angle ⁇ n by integrating the output of the yaw rate sensor included in the internal sensor 22 . Further, the current traveling direction calculator 11 can combine the output of the external sensor 21 and the map information stored in the internal sensor 22 to calculate the current vehicle angle ⁇ n by map matching or the like. Furthermore, the current traveling direction calculator 11 can calculate the current vehicle angle ⁇ n using the outputs of the GPS receiver 23 at different times.
  • the target traveling direction calculation unit 12 calculates the target vehicle angle ⁇ t using the outputs of the external sensor 21, the internal sensor 22, the GPS receiver 23, and the like.
  • the calculation of the target vehicle angle ⁇ t by the target traveling direction calculation unit 12 does not use the operation information, especially the steering angle information.
  • a specific method for calculating the target vehicle angle ⁇ t is not particularly limited, it can be calculated as follows, for example. First, based on the shape of the link on which the vehicle C is currently traveling, the current position of the vehicle C, the traveling direction of the vehicle C on the link, and the distance D, the target traveling direction calculation unit 12 calculates the future road of the vehicle C. Identify the location of For example, it is assumed here that vehicle C runs in the middle of the lane.
  • the "moving direction on the link” here is information indicating whether the vehicle is traveling southward or northward on a link extending in the north-south direction, for example.
  • the target traveling direction calculator 12 calculates an appropriate vehicle angle ⁇ of the vehicle C at that position, and sets this as the target vehicle angle ⁇ t.
  • the appropriate own vehicle angle ⁇ is an angle at which the center line of the vehicle C is parallel to the nearest vehicle lane marking that forms the driving lane.
  • FIG. 2 is a diagram showing definitions of angles in the present embodiment.
  • the top is north.
  • Two vehicles C are displayed in FIG. 2, the lower one showing the current position and the upper one showing the future position.
  • the angle formed between the current traveling direction of the vehicle C and the north is the current vehicle angle ⁇ n
  • the angle formed between the future traveling direction of the vehicle C and the north is the target vehicle angle ⁇ t.
  • the change amount calculator 13 calculates the target slip angle ⁇ , which is the difference between the target vehicle angle ⁇ t and the current vehicle angle ⁇ n.
  • the target slip angle ⁇ is defined as a value obtained by subtracting the current vehicle angle ⁇ n from the target vehicle angle ⁇ t.
  • the torque of the left wheel of the vehicle C should be larger than the torque of the right wheel.
  • the torque calculation unit 14 calculates a calculation command value and a user command value, and outputs one of them as a torque command value to the driving unit.
  • the calculation command value is a torque command value calculated using the target direction of travel calculated by the target direction of travel calculator 12 . Considering that the calculation command value is the basis of the output from the torque calculation unit 14, it can be said that the torque calculation unit 14 determines whether or not to override the calculation command value with the user command value. However, the torque calculation unit 14 determines that there is no override when the user does not operate the steering wheel.
  • the calculation command value and the user command value each include right wheel torque command value information and left wheel torque command value information.
  • the torque command value for the right wheel and the torque command value for the left wheel may be indicated as individual numerical values, respectively, or may be indicated by the total value and ratio of both. , the sum of both and the difference between the two.
  • the torque calculation unit 14 refers to the driving force table 18 and the override table 19 to calculate the calculation command value.
  • the torque calculator 14 refers to the steering torque correspondence table 16 to calculate the user command value.
  • the driving force table 18 is a pre-created lookup table that shows the correspondence between the target slip angle ⁇ and the target left-right driving force difference Td.
  • the driving force table 18 is merely described as a lookup table for the sake of convenience. That is, it is not essential that the driving force table 18 is represented in tabular form, and may be represented in other forms, such as mathematical formulas. Therefore, the driving force table 18 can also be called "correspondence information between the angle difference and the torque difference" that indicates the correspondence between the target slip angle ⁇ and the target left-right driving force difference Td.
  • FIG. 3 is a diagram showing the concept of the driving force table 18.
  • FIG. FIG. 3 shows the correspondence between the target slip angle ⁇ and the target left-right driving force difference Td.
  • the driving force table 18 the inclination of the road surface may be further taken into consideration.
  • the correspondence between the target slip angle ⁇ and the target left-right driving force difference Td can be shifted as indicated by the dashed line in FIG. It is shown.
  • the target left-right driving force difference Td corresponding to the target slip angle ⁇ is calculated in advance, for example, so that the yaw angle of the vehicle C changes by the same value as the target slip angle ⁇ after one control period of the driving force control device 10 .
  • the steering torque correspondence table 16 is a pre-created lookup table that shows the correspondence between the steering angle operated by the user and the user command value.
  • the steering torque correspondence table 16 is obtained, for example, by replacing the target slip angle ⁇ on the vertical axis in the driving force table 18 shown in FIG. 3 with the steering angle.
  • the override table 19 is a table that is appropriately created by the torque calculation unit 14, and is a table that is referenced to determine whether or not to override the calculation command value with the user command value.
  • the override table 19 is merely described as a table for convenience. In other words, it is not essential that the override table 19 is expressed in tabular form, but may be expressed in other forms, such as mathematical formulas. Therefore, the override table 19 can also be called "override judgment information".
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the override table 19.
  • FIG. 4 two regions are shown with reference to the calculation command value calculated using the target traveling direction. These two areas are a hatched first area and a non-hatched second area.
  • the first area is a non-overriding area and the second area is an overriding area.
  • the first area is an area surrounded by dashed lines L1 to L4, which will be described later.
  • the calculation command value is a torque command value calculated using the target traveling direction
  • the user command value is a torque command value calculated using user operation information.
  • the right wheel torque command value included in the calculated command value is referred to as a calculated right wheel torque SR
  • the left wheel torque command value included in the calculated command value is referred to as a calculated right wheel torque SL.
  • the right wheel torque command value included in the user command value is referred to as user right wheel torque UR
  • the left wheel torque command value included in the user command value is referred to as user right wheel torque UR
  • the ratio between the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR, more precisely, the absolute value of the calculated left wheel torque SL divided by the calculated right wheel torque SR is called the calculated torque ratio Rs.
  • the ratio between the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR, more precisely, the absolute value of the value obtained by dividing the user left wheel torque UL by the user right wheel torque UR is called the user torque ratio Ru.
  • the area between the dashed line L1 and the dashed line L2 is the area where the absolute value of the difference between the calculated torque ratio Rs and the user torque ratio Ru is smaller than the threshold ⁇ .
  • the area between the dashed line L3 and the dashed line L4 represents the absolute difference between the sum of the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR and the sum of the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR. It is an area whose value is smaller than the threshold value ⁇ .
  • square markers indicate calculation command values.
  • the torque calculation unit 14 uses the calculated command value as the torque command value without overriding because the user command value is included in the first region. Output.
  • the torque calculation unit 14 overrides the user command value because it is included in the second region, and outputs the user command value as the torque command value. do.
  • the left and right wheels are steered based on the user's operation of the steering wheel regardless of the presence or absence of override.
  • FIG. 5 is a hardware configuration diagram of the driving force control device 10.
  • the driving force control device 10 includes a CPU 801 as a central processing unit, a ROM 802 as a read-only storage device, a RAM 803 as a readable/writable storage device, and a communication device 805 .
  • the CPU 801 expands the programs stored in the ROM 802 in the RAM 803 and executes them, thereby performing the various calculations described above.
  • the driving force control device 10 is realized by FPGA (Field Programmable Gate Array), which is a rewritable logic circuit, and ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which is an application-specific integrated circuit, instead of the combination of CPU 801, ROM 802, and RAM 803.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • driving force control device 10 may be realized by a combination of different configurations, for example, a combination of CPU 801, ROM 802, RAM 803 and an FPGA instead of the combination of CPU 801, ROM 802 and RAM 803.
  • FIG. The communication device 805 communicates with other devices mounted on the vehicle C.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the driving force control device 10.
  • the current traveling direction calculator 11 calculates the current vehicle angle ⁇ n.
  • the current vehicle angle ⁇ n may be calculated using the output of the internal sensor 22 or the positional information of the vehicle C output by the GPS receiver 23 .
  • the target travel direction calculator 12 determines the distance D to the target point.
  • the distance D may be, for example, the distance traveled by the vehicle C at the current speed in a predetermined time period, or may be a preset fixed value.
  • the predetermined time may be a preset fixed time, such as one second, or one control period of the driving force control device 10 .
  • the target travel direction calculation unit 12 calculates the target vehicle angle ⁇ t.
  • the target travel direction calculation unit 12 first calculates the future position of the vehicle C on the road based on the shape of the link on which the vehicle C is currently traveling, the current position of the vehicle C, the travel direction of the vehicle C, and the distance D. Identify.
  • the target traveling direction calculator 12 calculates an appropriate vehicle angle ⁇ of the vehicle C at that position, and sets this as the target vehicle angle ⁇ t.
  • the appropriate own vehicle angle ⁇ is an angle at which the center line of the vehicle C is parallel to the nearest lane marking.
  • the change amount calculator 13 calculates the target slip angle ⁇ , which is the difference between the target vehicle angle ⁇ t and the current vehicle angle ⁇ n.
  • the torque calculator 14 calculates the target left-right driving force difference Td according to the target slip angle ⁇ . Specifically, the torque calculator 14 refers to the driving force table 18 and reads the target left-right driving force difference Td corresponding to the target slip angle ⁇ . However, when the torque calculation unit 14 determines that the link on which the vehicle C is traveling has an inclination based on the information stored in the map information storage device 24, the target left/right drive is read according to the degree of inclination. Change the force difference Td.
  • the target left-right driving force difference Td may be an integer value that is positive when the torque of the right wheel is larger than the torque of the left wheel. 3”.
  • the target left-right driving force difference Td may be a combination of a sign specifying the larger one and a numerical value indicating the difference in magnitude.
  • the target left-right driving force difference Td is expressed as "R10" or "L3". be done.
  • the torque calculation unit 14 calculates the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR using the target driving force difference Td calculated in step S305.
  • the total value of the torque command values for the left and right wheels is determined, for example, by the amount of depression of the accelerator pedal by the user and the legal speed of the link on which the vehicle C is traveling. For example, when the target driving force difference Td is "R10" and the total value of the torque command values for the left and right wheels is "50 N ⁇ m", the torque command value for the right wheel is "30 N ⁇ m" and the torque command value for the left wheel is "30 N ⁇ m". A value of "20 N ⁇ m" is calculated.
  • the torque calculator 14 creates an override table 19.
  • the override table 19 is created using the torque command value for the right wheel and the torque command value for the left wheel calculated in step S306.
  • the torque calculation unit 14 identifies the user's steering amount included in the operation information, and refers to the steering torque correspondence table 16 to calculate the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR.
  • the torque calculation unit 14 arranges the user command values calculated in step S308, that is, the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR, in the override table 19 created in step S307.
  • step S310 the torque calculation unit 14 determines whether or not the user command value exists in the override region in the override table 19, that is, the second region.
  • the torque calculation unit 14 proceeds to step S311, and when determining that the user command value does not exist within the override region, proceeds to step S312.
  • step S311 the torque calculator 14 outputs the user command value as the torque command value, and ends the processing shown in FIG.
  • step S312 the torque calculator 14 outputs the calculation command value as the torque command value, and ends the processing shown in FIG.
  • FIG. 7 is a time chart showing the operation of the driving force control device 10.
  • FIG. 7 the later time is indicated toward the right side of the drawing.
  • FIG. 7 shows, from the top, changes over time in the vehicle angle, angular velocity, steering angle, and torque.
  • the steering angle is always zero in the range shown in FIG. That is, the user does not operate the steering wheel.
  • the vehicle C is traveling straight and the current vehicle angle ⁇ n is " ⁇ 0".
  • the target traveling direction calculation unit 12 calculates that the target vehicle angle ⁇ t remains " ⁇ 0" and does not change, and both the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR are set to "T3".
  • the target traveling direction calculation unit 12 calculates the target vehicle angle ⁇ t at time t13 as " ⁇ 1" from the information on the road surface on which the vehicle C is traveling. Then, the torque calculation unit 14 refers to the driving force table 18 to identify the target left-right driving force difference Td corresponding to the target slip angle " ⁇ 1- ⁇ 0", and determines the legal speed of the link on which the vehicle C travels.
  • a calculated left wheel torque SL and a calculated right wheel torque SR are calculated using the sum of the torques calculated. In the example shown in FIG. 7, the calculated left wheel torque SL is calculated as "T4" and the calculated right wheel torque SR is calculated as "T2".
  • the torque calculation unit 14 outputs this torque command value to the driving unit 27, so that the own vehicle angle and the angular velocity of the vehicle C increase little by little.
  • the change amount calculation unit 13 calculates the future target vehicle angle ⁇ t to be " ⁇ 1", that is, the same value calculated at time t11. Since the target slip angle is zero and therefore the target left-right driving force difference Td is zero, the torque calculator 14 sets the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR to "T3". As a result, the angular velocity of the vehicle C becomes zero, and the vehicle angle remains " ⁇ 1". The above is the description of FIG. T1C.
  • the driving force control device 10 is provided in a vehicle C having a drive unit 27 capable of driving left and right wheels independently.
  • the driving force control device 10 includes a torque calculation unit 14 that individually calculates a calculated torque target value, which is torque to be generated in each of the left and right wheels, and a current traveling direction calculation unit 11 that calculates the current traveling direction of the vehicle C. and a target traveling direction calculation unit 12 that calculates a future target traveling direction of the vehicle C using at least one of information on the road surface on which the vehicle C travels and information on the external environment of the vehicle.
  • the torque calculation unit 14 calculates the calculated torque target value so as to bring the current direction of travel closer to the target direction of travel. Therefore, the torque of the left and right wheels can be controlled regardless of the user's manipulation of the steering angle.
  • the driving section 27 includes one driving device 28 and a driving force distribution device 29 capable of distributing the output of the electric motor to the left and right wheels. Therefore, the present invention can be implemented in a vehicle C having one drive device 28 .
  • the torque calculator 14 calculates the calculated torque command value so that the current direction of travel is the target direction of travel. Therefore, the traveling direction of the vehicle C can be matched with the target traveling direction.
  • the driving force control device 10 includes an operation acquisition unit 15 that acquires operation information that is information related to an operation input for the user to drive the vehicle and that includes at least information related to the steering angle. Based on the deviation between the user command value, which is the torque target value based on the operation information, and the calculation command value, which is the torque command value based on the target traveling direction, the torque calculation unit 14 overrides the calculation command value with the user command value. Decide whether or not Therefore, it is possible to realize control of the vehicle C that gives priority to the user's operation.
  • the vehicle C does not have to accept the driving operation by the user. That is, the vehicle C may be a vehicle that only performs automatic driving. In this case, the driving force control device 10 does not need to include the operation acquisition section 15, and the torque calculation section 14 always outputs the calculation command value without judging whether to override. That is, the driving force control device 10 can omit the processing after step S307 in FIG. 6, and outputs the torque command value calculated in step S306.
  • step S303 and S302 in FIG. 6 may be reversed so that the target vehicle angle ⁇ t is estimated after step S301, and then the distance D to the target point is determined.
  • the vehicle angle ⁇ of the vehicle C traveling along the road is greater than or equal to a predetermined angle from the current vehicle angle ⁇ n. Identify the closest position to change.
  • the torque calculator 14 overrides the calculation command value with the user command value in the following two cases. That is, in the first case, the absolute value of the difference between the calculated torque ratio Rs and the user torque ratio Ru is larger than the threshold ⁇ . In the second case, the absolute value of the difference between the sum of the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR and the sum of the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR is greater than the threshold value ⁇ . However, only one case may be overridden, and the difference may be evaluated instead of the ratio.
  • Evaluating the difference instead of the ratio means that the absolute value of the difference between the calculated left wheel torque SL and the calculated right wheel torque SR and the difference between the user left wheel torque UL and the user right wheel torque UR is greater than the threshold value ⁇ . It evaluates whether it is large or not.
  • the torque calculation unit 14 evaluates the difference between the ratio of the right wheel torque and the left wheel torque in the user command value and the ratio of the right wheel torque and the left wheel torque in the calculation command value, and determines the presence or absence of the override. . (6) The torque calculation unit 14 evaluates the difference between the right wheel torque and the left wheel torque in the user command value and the difference between the right wheel torque and the left wheel torque in the calculation command value, and determines the presence or absence of the override. .
  • the target slip angle ⁇ may be easily calculated by using the radius of curvature of the link on which the vehicle C travels and the distance D. For example, if the radius of curvature of the link on which the vehicle C travels is "r" and the distance D calculated in step S302 is "d", the target slip angle ⁇ [deg] is 360*d/(2* ⁇ * r).
  • the torque command value calculated by the torque calculator 14 is a constant value, and is set at that constant value until the calculation is performed again.
  • the torque command value is changed at times t11 and t13, but there is no change at other times. Therefore, the angular velocity changed linearly, and the vehicle angle ⁇ changed quadratically.
  • the torque command value does not have to be a constant value.
  • the torque calculator 14 may control the torque so that the amount of change in the angle of the vehicle over time is constant, that is, the angular velocity is constant.
  • the torque calculator 14 may set the value of the target left-right driving force difference Td by judging only whether the target slip angle ⁇ is positive, zero, or negative, instead of the numerical value of the target slip angle ⁇ itself.
  • the value of the target left-right driving force difference Td is, for example, one of "+D", "0", and "-D”. That is, the torque calculator 14 may simply determine the value of the target left-right driving force difference Td so that the current direction of travel approaches the target direction of travel as much as possible.
  • Embodiment- A second embodiment of the driving force control device will be described with reference to FIG.
  • the same components as those in the first embodiment are assigned the same reference numerals, and differences are mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
  • This embodiment differs from the first embodiment mainly in that the vehicle includes a plurality of driving devices.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a vehicle C1 including the driving force control device 10 according to the second embodiment.
  • the vehicle C1 includes a driving section 27A instead of the driving section 27 in the first embodiment.
  • the drive unit 27A includes a right wheel inverter device 28A, a right wheel electric motor 29A, a left wheel inverter device 28B, and a left wheel electric motor 29B.
  • the drive unit 27A operates based on the torque command value output by the driving force control device 10.
  • Right wheel electric motor 29A and left wheel electric motor 29B are, for example, in-wheel motors.
  • the right wheel inverter device 28A supplies power to the right wheel electric motor 29A based on the torque command value for the right wheel included in the torque command value.
  • the left wheel inverter device 28B supplies power to the left wheel electric motor 29B based on the torque command value for the left wheel included in the torque command value.
  • the configuration of the driving force control device 10 is the same as that of the first embodiment, so the description is omitted. That is, the present embodiment differs from the first embodiment in the configuration for driving the vehicle C1.
  • the drive unit 27A includes a left wheel electric motor 29B that drives the left wheel and a right wheel electric motor 29A that drives the right wheel and is different from the left wheel electric motor 29B. Therefore, the present invention can be implemented in the vehicle C1 including electric motors for driving the left and right wheels.
  • the configuration of the functional blocks is merely an example. Some functional configurations shown as separate functional blocks may be configured integrally, or a configuration represented by one functional block diagram may be divided into two or more functions. Further, a configuration may be adopted in which part of the functions of each functional block is provided in another functional block.
  • the programs are stored in the ROM 802 in each of the embodiments and modifications described above, the programs may be stored in a non-volatile memory (not shown).
  • the driving force control device 10 may include an input/output interface (not shown), and the program may be read from another device via a medium that can be used by the input/output interface and the driving force control device 10 when necessary.
  • the medium refers to, for example, a storage medium that can be attached to and detached from an input/output interface, or a communication medium, that is, a wired, wireless, or optical network, or a carrier wave or digital signal that propagates through the network.
  • part or all of the functions realized by the program may be realized by a hardware circuit or FPGA.

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Abstract

駆動力制御装置は、左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部を備える車両に備えられ、左輪および右輪のそれぞれに生じさせるトルクであるトルク指令値を算出するトルク算出部と、車両の現在進行方向を算出する進行方向算出部と、車両が走行する路面の情報、および車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて車両の将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部と、を備え、トルク算出部は、現在進行方向を目標進行方向へ近づけるように演算指令値を算出し、演算指令値をトルク指令値として駆動部に出力する。

Description

駆動力制御装置、車両
　本発明は、駆動力制御装置、および車両に関する。
　車両の制御において、左右の駆動輪に異なる駆動力を与える、いわゆるトルクベクタリングと呼ばれる技術が知られている。特許文献１には、左右輪を個々の電動モータで独立に駆動し、これら各電動モータの入力指令値を出力目標値から、これら入力指令値および出力目標値間における予定のモータ入出力係数に応じ決定するようにした車輪独立駆動電気自動車において、該車輪独立駆動電気自動車の操舵手段に入力された操舵方向などから車両の目標進行方向を検出する目標進行方向検出手段と、前記車輪独立駆動電気自動車の実進行方向を検出する実進行方向検出手段と、これら手段による検出結果に基づき、実進行方向が目標進行方向に近づくよう前記予定のモータ入出力係数を修正するモータ入出力係数修正手段とを具備して成ることを特徴とする車輪独立駆動電気自動車のモータ入出力係数修正装置が開示されている。
特開２００５－１８４９１１号公報
　特許文献１に記載されている発明では、操舵が前提となっており改善の余地がある。
　本発明の第１の態様による駆動力制御装置は、左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部を備える車両の駆動力制御装置において、前記左輪および前記右輪のそれぞれに生じさせるトルクであるトルク指令値を算出するトルク算出部と、前記車両の現在進行方向を算出する進行方向算出部と、前記車両が走行する路面の情報、および前記車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて前記車両の将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部と、を備え、前記トルク算出部は、前記現在進行方向を前記目標進行方向へ近づけるように演算指令値を算出し、前記演算指令値を前記トルク指令値として前記駆動部に出力する。
　本発明の第２の態様による車両は、左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部と、前記駆動部に対して前記左輪および前記右輪のそれぞれに生じさせるトルクを指示するトルク指令値を出力する駆動力制御装置とを備える車両であって、前記駆動力制御装置は、前記トルク指令値を算出するトルク算出部と、前記車両の現在進行方向を算出する進行方向算出部と、前記車両が走行する路面の情報、および前記車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて前記車両の将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部と、を備え、前記トルク算出部は、前記現在進行方向を前記目標進行方向へ近づけるように演算指令値を算出し、前記演算指令値を前記トルク指令値として前記駆動部に出力する。
　本発明によれば、路面や外界の情報に基づき左右輪の駆動力を制御できる。
第１の実施の形態における車両の構成図 角度の定義を示す図 駆動力テーブルの概念を示す図 オーバーライド表の一例を示す図 駆動力制御装置のハードウエア構成図 駆動力制御装置の処理を示すフローチャート 駆動力制御装置の動作を示すタイムチャート 第２の実施の形態における車両の構成図
―第１の実施の形態―
　以下、図１～図７を参照して、駆動力制御装置の第１の実施の形態を説明する。
　図１は、第１の実施の形態における駆動力制御装置１０を含む車両Ｃの構成図である。車両Ｃは、駆動力制御装置１０と、外部センサ２１と、内部センサ２２と、ＧＰＳ受信機２３と、地図情報格納装置２４と、ナビゲーション装置２５と、駆動部２７と、を備える。以下では、車両Ｃに搭乗して車両Ｃを操作する人間を「ユーザ」と呼ぶ。駆動力制御装置１０は、駆動部２７にトルク指令値を出力する。トルク指令値は、車両Ｃの左側の車輪と右側の車輪のそれぞれに生じさせるトルクの情報をまとめたものである。駆動力制御装置１０はその機能として、現在進行方向算出部１１と、目標進行方向算出部１２と、変化量算出部１３と、トルク算出部１４と、操作取得部１５とを備える。駆動力制御装置１０には、操舵トルク対応表１６と、駆動力テーブル１８と、オーバーライド表１９とが格納される。
　駆動部２７は、駆動装置２８と、駆動力分配装置２９とを備える。駆動装置２８は車両Ｃを駆動する動力を発生する動力発生源である。駆動装置２８はたとえば、エンジンやモータである。駆動力分配装置２９は、駆動力制御装置１０が出力するトルク指令値に基づき、駆動装置２８が発生した動力を車両Ｃの左側の車輪と右側の車輪のそれぞれに振り分ける。駆動力分配装置２９はたとえば、電子制御が可能なディファレンシャルギアである。
　外部センサ２１は、車両Ｃの外部をセンシングするセンサである。外部センサ２１はたとえば、カメラ、レーザーレンジファインダ、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）などである。内部センサ２２は、車両Ｃの内部をセンシングするセンサである。内部センサ２２はたとえば、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、踏込量センサなどである。ヨーレートセンサは、車両Ｃのヨー角を含む複数の姿勢角を測定可能なジャイロセンサでもよい。操舵角センサは、ユーザによるステアリングホイールの操舵角を検出する。踏込量センサは、ユーザによるアクセルペダルおよびブレーキペダルの踏込量を検出する。
　ＧＰＳ受信機２３は、衛星航法システムを構成する複数の衛星から電波を受信し、その電波に含まれる信号を解析することで自車両の位置、すなわち緯度と経度を算出する。ＧＰＳ受信機２３は算出した緯度と経度を駆動力制御装置１０に出力する。地図情報格納装置２４は、車両Ｃが走行する領域を含む地図情報を格納する不揮発性の記憶装置である。地図情報にはたとえば、道路の端部や交差点であるノードの緯度と経度、ノード同士を接続するリンクの詳細な形状の情報などが含まれる。リンクの詳細な形状の情報とは、走行車線数、走行車線の間隔、リンクの曲率半径、リンク上の複数の緯度と経度を示す補助点、などである。ナビゲーション装置２５は、ユーザが目的地を入力すると目的地までの経路を算出し、駆動力制御装置１０に出力する。
　本実施の形態では、車両Ｃのヨー角、すなわち東西南北の向きを示す角度を「自車角度θ」と呼ぶ。自車角度θはたとえば、車両Ｃの正面方向と北とのなす角度として定義され、０度以上で３６０度未満の値をとる。自車角度θであって、現在の車両Ｃの値を特に「現在自車角度θｎ」と呼び、将来あるべき車両Ｃの自車角度θを「目標自車角度θｔ」と呼ぶ。
　操作取得部１５は、ユーザによるアクセルペダルやステアリングホイールの操作情報を取得する。換言すると操作取得部１５は、ユーザが車両Ｃを運転するための操作入力に関する情報（以下、「操作情報」と呼ぶ）を取得する。操作情報には、少なくとも操舵角に関する情報が含まれる。
　現在進行方向算出部１１は、外部センサ２１や内部センサ２２の出力を用いて現在自車角度θｎを算出する。現在進行方向算出部１１による現在自車角度θｎの算出はたとえば次に挙げる複数の手法を用いることができる。現在進行方向算出部１１は、内部センサ２２に含まれるヨーレートセンサの出力を積分することで現在自車角度θｎを算出できる。また現在進行方向算出部１１は、外部センサ２１の出力と内部センサ２２に格納される地図情報とを組み合わせてマップマッチングなどにより現在自車角度θｎを算出できる。さらに現在進行方向算出部１１は、異なる時刻のＧＰＳ受信機２３の出力を用いて現在自車角度θｎを算出できる。
　目標進行方向算出部１２は、外部センサ２１、内部センサ２２、およびＧＰＳ受信機２３の出力などを用いて目標自車角度θｔを算出する。目標進行方向算出部１２による目標自車角度θｔの算出では、操作情報、特に操舵角の情報を用いない。具体的な目標自車角度θｔの算出方法は特に限定されないが、たとえば次のように算出できる。目標進行方向算出部１２はまず、車両Ｃが現在走行しているリンクの形状、車両Ｃの現在の位置、車両Ｃのリンク上の進行方向、および距離Ｄに基づき、車両Ｃの将来の道路上の位置を特定する。たとえばここでは、車両Ｃは走行レーンの中央を走行すると仮定する。またここでいう「リンク上の進行方向」とは、たとえば南北方向に延びるリンクを南方向に走行しているのか、北方向に走行しているのかを示す情報である。次に目標進行方向算出部１２は、その位置における車両Ｃの適切な自車角度θを算出して、これを目標自車角度θｔとする。適切な自車角度θとは、車両Ｃの中心線が走行レーンを形成する直近の車両区画線に対して平行になる角度である。
　図２は、本実施の形態における角度の定義を示す図である。図２において上方が北である。図２には車両Ｃが２つ表示されているが、下方が現在の位置を示し、上方が将来の位置を示す。現在の車両Ｃの進行方向と北とのなす角が現在自車角度θｎであり、将来の車両Ｃの進行方向と北とのなす角が目標自車角度θｔである。
　変化量算出部１３は、目標自車角度θｔと現在自車角度θｎとの差である目標滑り角ωを算出する。たとえば目標滑り角ωは、目標自車角度θｔから現在自車角度θｎを引いた値と定義される。なお、目標滑り角ωが正の値の場合には、車両Ｃの左輪のトルクを右輪のトルクよりも大きくすべきことになる。
　トルク算出部１４は、演算指令値とユーザ指令値とを算出し、そのいずれかをトルク指令値として駆動部に出力する。演算指令値とは、目標進行方向算出部１２が算出する目標進行方向を用いて算出されるトルク指令値である。トルク算出部１４による出力の基本が演算指令値であると考えれば、トルク算出部１４は演算指令値をユーザ指令値でオーバーライドするか否かを決定する、とも言える。ただしトルク算出部１４は、ユーザによるステアリングホイールの操作がない場合には、オーバーライドなしと判断する。
　演算指令値とユーザ指令値のそれぞれには、右輪のトルク指令値の情報と、左輪のトルク指令値の情報とが含まれる。演算指令値とユーザ指令値には、右輪のトルク指令値と左輪のトルク指令値とがそれぞれ個別の数値として示されていてもよいし、両者の合計値と比率で示されてもよいし、両者の合計値と両者の差分で示されてもよい。
　トルク算出部１４は、演算指令値の算出のために駆動力テーブル１８およびオーバーライド表１９を参照する。トルク算出部１４は、ユーザ指令値の算出のために操舵トルク対応表１６を参照する。
　駆動力テーブル１８は、あらかじめ作成されたルックアップテーブルであり、目標滑り角ωと目標左右駆動力差Ｔｄとの対応が示されている。ただし本実施の形態では便宜的に駆動力テーブル１８をルックアップテーブルとして説明しているにすぎない。すなわち、駆動力テーブル１８が表形式で表されることは必須ではなく、他の形式、たとえば数式により表されてもよい。そのため駆動力テーブル１８は、目標滑り角ωと目標左右駆動力差Ｔｄとの対応を示す「角度差とトルク差の対応情報」とも呼べる。
　図３は、駆動力テーブル１８の概念を示す図である。図３では、目標滑り角ωと目標左右駆動力差Ｔｄとの対応を示している。なお駆動力テーブル１８では、路面の傾斜をさらに考慮してもよく、この場合には図３に一点鎖線で示すように目標滑り角ωと目標左右駆動力差Ｔｄとの対応をシフトさせることが示されている。目標滑り角ωに対応する目標左右駆動力差Ｔｄは、たとえば駆動力制御装置１０の１制御周期後に車両Ｃのヨー角が目標滑り角ωと同じ値だけ変化するように、予め算出される。
　操舵トルク対応表１６は、あらかじめ作成されたルックアップテーブルであり、ユーザが操作する操舵角と、ユーザ指令値との対応が示されている。操舵トルク対応表１６はたとえば、図３に示した駆動力テーブル１８における縦軸の目標滑り角ωを操舵角に置き換えたものである。
　オーバーライド表１９は、トルク算出部１４により適宜作成される表であり、演算指令値をユーザ指令値でオーバーライドするか否かを決定するために参照される表である。ただし本実施の形態では、オーバーライド表１９を便宜的に表として説明しているにすぎない。すなわちオーバーライド表１９が表形式で表されることは必須ではなく、他の形式、たとえば数式により表されてもよい。そのためオーバーライド表１９は、「オーバーライドの判断情報」とも呼べる。
　図４は、オーバーライド表１９の一例を示す図である。図４では、目標進行方向を用いて算出される演算指令値を基準として２つの領域が示されている。この２つの領域とは、ハッチングで示される第１領域と、ハッチングされていない第２領域とが示されている。第１領域はオーバーライドをしない領域であり、第２領域はオーバーライドする領域である。第１領域は、後述する破線Ｌ１～Ｌ４により囲まれる領域である。前述のとおり、演算指令値は目標進行方向を用いて算出されるトルク指令値であり、ユーザ指令値はユーザによる操作情報を用いて算出されるトルク指令値である。以下では、演算指令値に含まれる右輪のトルク指令値を演算右輪トルクＳＲ、演算指令値に含まれる左輪のトルク指令値を演算右輪トルクＳＬと呼ぶ。
　ユーザ指令値に含まれる右輪のトルク指令値をユーザ右輪トルクＵＲ、ユーザ指令値に含まれる左輪のトルク指令値をユーザ右輪トルクＵＲと呼ぶ。演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲとの比率、正確には演算左輪トルクＳＬを演算右輪トルクＳＲで除した値の絶対値を演算トルク比率Ｒｓと呼ぶ。ユーザ左輪トルクＵＬとユーザ右輪トルクＵＲとの比率、正確にはユーザ左輪トルクＵＬをユーザ右輪トルクＵＲで除した値の絶対値をユーザトルク比率Ｒｕと呼ぶ。図３において、破線Ｌ１と破線Ｌ２との間の領域は、演算トルク比率Ｒｓとユーザトルク比率Ｒｕとの差の絶対値が閾値α小さい領域である。図４において、破線Ｌ３と破線Ｌ４との間の領域は、演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲとの和と、ユーザ左輪トルクＵＬとユーザ右輪トルクＵＲとの和と、の差の絶対値が閾値βよりも小さい領域である。
　図４において、四角のマーカが演算指令値を示している。ユーザ指令値が星のマーカで示す値（ＵＬ１、ＵＲ１）であった場合には、トルク算出部１４はユーザ指令値が第１領域に含まれるのでオーバーライドせずに演算指令値をトルク指令値として出力する。ユーザ指令値が三角のマーカで示す値（ＵＬ２、ＵＲ２）であった場合には、トルク算出部１４はユーザ指令値が第２領域に含まれるのでオーバーライドしてユーザ指令値をトルク指令値として出力する。なお本実施の形態では、オーバーライドの有無に関わらず、ユーザによるステアリングホイールの操作に基づき左右輪が操舵される。
　図５は、駆動力制御装置１０のハードウエア構成図である。駆動力制御装置１０は、中央演算装置であるＣＰＵ８０１、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ８０２、読み書き可能な記憶装置であるＲＡＭ８０３、および通信装置８０５を備える。ＣＰＵ８０１がＲＯＭ８０２に格納されるプログラムをＲＡＭ８０３に展開して実行することで前述の様々な演算を行う。駆動力制御装置１０は、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、およびＲＡＭ８０３の組み合わせの代わりに書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）や特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）により実現されてもよい。また駆動力制御装置１０は、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、およびＲＡＭ８０３の組み合わせの代わりに、異なる構成の組み合わせ、たとえばＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、ＲＡＭ８０３とＦＰＧＡの組み合わせにより実現されてもよい。通信装置８０５は、車両Ｃに搭載される他の装置との通信を行う。通信装置８０５はたとえば、ＣＡＮ（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．３などの通信規格に対応する。
　図６は、駆動力制御装置１０の処理を示すフローチャートである。ステップＳ３０１では現在進行方向算出部１１は、現在自車角度θｎを算出する。現在自車角度θｎは、内部センサ２２の出力を用いてもよいし、ＧＰＳ受信機２３が出力する車両Ｃの位置情報を用いて算出してもよい。ステップＳ３０２では目標進行方向算出部１２は、目標地点までの距離Ｄを決定する。距離Ｄはたとえば、車両Ｃの現在の速度で所定時間に走行する距離でもよいし、予め設定した固定値でもよい。所定時間は、あらかじめ設定した固定の時間、たとえば１秒でもよいし、駆動力制御装置１０の１制御周期でもよい。
　ステップＳ３０３では目標進行方向算出部１２は、目標自車角度θｔを算出する。目標進行方向算出部１２はまず、車両Ｃが現在走行しているリンクの形状、車両Ｃの現在の位置、車両Ｃの進行方向、および距離Ｄに基づき、車両Ｃの将来の道路上の位置を特定する。次に目標進行方向算出部１２は、その位置における車両Ｃの適切な自車角度θを算出して、これを目標自車角度θｔとする。適切な自車角度θとは、車両Ｃの中心線が直近の車両区画線に対して平行になる角度である。ステップＳ３０４では変化量算出部１３は、目標自車角度θｔと現在自車角度θｎとの差である目標滑り角ωを算出する。
　続くステップＳ３０５ではトルク算出部１４は、目標滑り角ωに応じた目標左右駆動力差Ｔｄを算出する。具体的にはトルク算出部１４は、駆動力テーブル１８を参照し、目標滑り角ωに対応する目標左右駆動力差Ｔｄを読み取る。ただしトルク算出部１４は、地図情報格納装置２４に格納される情報に基づき、車両Ｃが走行しているリンクに傾斜があると判断する場合には、その傾斜の度合いに応じて読み取る目標左右駆動力差Ｔｄを変更する。なお目標左右駆動力差Ｔｄは、左輪のトルクよりも右輪のトルクを大きくする場合を正とする整数値としてもよく、この場合には目標左右駆動力差Ｔｄは、「＋１０」や「－３」として表現される。また目標左右駆動力差Ｔｄは大きい方を特定する符号と大きさの差を示す数値との組合せとしてもよく、この場合には目標左右駆動力差Ｔｄは、「Ｒ１０」や「Ｌ３」として表現される。
　続くステップＳ３０６ではトルク算出部１４は、ステップＳ３０５において算出した目標駆動力差Ｔｄを用いて、演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲを算出する。左輪と右輪のトルク指令値の合計値は、たとえばユーザによるアクセルペダルの踏込量や、車両Ｃが走行しているリンクの法定速度により決定される。たとえば目標駆動力差Ｔｄが「Ｒ１０」であり、左右輪のトルク指令値の合計値が「５０Ｎ・ｍ」の場合には、右輪のトルク指令値が「３０Ｎ・ｍ」、左輪のトルク指令値が「２０Ｎ・ｍ」、と算出される。
　続くステップＳ３０７ではトルク算出部１４は、オーバーライド表１９を作成する。オーバーライド表１９は、ステップＳ３０６において算出された右輪のトルク指令値および左輪のトルク指令値を用いて作成される。続くステップＳ３０８ではトルク算出部１４は、操作情報に含まれるユーザの操舵量を特定し、操舵トルク対応表１６を参照して、ユーザ左輪トルクＵＬとユーザ右輪トルクＵＲを算出する。続くステップＳ３０９ではトルク算出部１４は、ステップＳ３０７において作成したオーバーライド表１９に、ステップＳ３０８において算出したユーザ指令値、すなわちユーザ左輪トルクＵＬおよびユーザ右輪トルクＵＲを配置する。
　続くステップＳ３１０ではトルク算出部１４は、ユーザ指令値がオーバーライド表１９におけるオーバーライド領域、すなわち第２領域に存在するか否かを判断する。トルク算出部１４は、ユーザ指令値がオーバーライド領域に存在すると判断する場合はステップＳ３１１に進み、ユーザ指令値がオーバーライド領域に存在しないと判断する場合はステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１１ではトルク算出部１４は、ユーザ指令値をトルク指令値として出力して図６に示す処理を終了する。ステップＳ３１２ではトルク算出部１４は、演算指令値をトルク指令値として出力して図６に示す処理を終了する。
　図７は、駆動力制御装置１０の動作を示すタイムチャートである。図７において、図示右側ほど後の時間を示す。図７は上から、自車角度、角速度、操舵角、トルク、の時間変化を示す。操舵角は図７に示す範囲では常にゼロである。すなわちユーザはステアリングホイールを操作していない。時刻ｔ１０において、車両Ｃは直進しており現在自車角度θｎは「θ０」である。時刻ｔ１０では目標進行方向算出部１２は目標自車角度θｔを「θ０」のままで変化がないと算出し、演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲはともに「Ｔ３」に設定される。
　時刻ｔ１１において目標進行方向算出部１２は、車両Ｃが走行する路面の情報などから、時刻ｔ１３における目標自車角度θｔを「θ１」と算出する。そしてトルク算出部１４は、目標滑り角である「θ１－θ０」に対応する目標左右駆動力差Ｔｄを駆動力テーブル１８を参照して特定し、車両Ｃが走行するリンクにおける法定速度などから決定されるトルクの総和を用いて演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲとを算出する。図７に示す例では、演算左輪トルクＳＬは「Ｔ４」、演算右輪トルクＳＲは「Ｔ２」と算出された。トルク算出部１４が駆動部２７にこのトルク指令値を出力することで、車両Ｃの自車角度および角速度が少しずつ増加する。
　時刻ｔ１３において変化量算出部１３は、将来における目標自車角度θｔを「θ１」、すなわち時刻ｔ１１に算出した値と同一と算出する。そしてトルク算出部１４は、目標滑り角がゼロなので、目標左右駆動力差Ｔｄがゼロなので、演算左輪トルクＳＬおよび演算右輪トルクＳＲが「Ｔ３」に設定される。これにより車両Ｃの角速度がゼロになり、自車角度は「θ１」のままとなる。以上が図Ｔ１Ｃの説明である。
　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）駆動力制御装置１０は、左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部２７を備える車両Ｃに備えられる。駆動力制御装置１０は、左輪および右輪のそれぞれに生じさせるトルクである演算トルク目標値を個別に算出するトルク算出部１４と、車両Ｃの現在の進行方向を算出する現在進行方向算出部１１と、車両Ｃが走行する路面の情報、および車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて、車両Ｃの将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部１２と、を備える。トルク算出部１４は、現在進行方向を目標進行方向へ近づけるように演算トルク目標値を算出する。そのため、ユーザによる操舵角の操作によらず、左右輪のトルクを制御できる。
（２）駆動部２７は、１つの駆動装置２８と、電動機の出力を左輪および右輪に配分可能な駆動力分配装置２９とを備える。そのため、１つの駆動装置２８を１つ備える車両Ｃにおいて本発明を実施できる。
（３）トルク算出部１４は、現在進行方向が目標進行方向となるように演算トルク指令値を算出する。そのため、車両Ｃの進行方向を目標進行方向に一致させることができる。
（４）駆動力制御装置１０は、ユーザが車両を運転するための操作入力に関する情報であり少なくとも操舵角に関する情報を含む操作情報を取得する操作取得部１５を備える。トルク算出部１４は、操作情報に基づくトルク目標値であるユーザ指令値と、目標進行方向に基づくトルク指令値である演算指令値との乖離に基づき、演算指令値をユーザ指令値でオーバーライドするか否かを決定する。そのため、ユーザ操作を優先した車両Ｃの制御を実現できる。
（変形例１）
　車両Ｃはユーザによる運転操作を受け付けなくてもよい。すなわち車両Ｃは自動運転のみを行う車両であってもよい。この場合には、駆動力制御装置１０は操作取得部１５を備えなくてよく、トルク算出部１４はオーバーライドの判断をすることなく常に演算指令値を出力する。すなわち駆動力制御装置１０は、図６におけるステップＳ３０７以降の処理が省略でき、ステップＳ３０６において算出したトルク指令値を出力する。
（変形例２）
　図６のステップＳ３０３とＳ３０２の順番を入れ替えて、ステップＳ３０１の次に目標自車角度θｔの推定を実行し、その次に目標地点までの距離Ｄの決定を行ってもよい。この場合はたとえば、車両Ｃが現在走行しているリンクの形状および車両Ｃの現在の位置に基づき、道路に沿って走行する車両Ｃの自車角度θが現在自車角度θｎから所定の角度以上変化する最も近い位置を特定する。
（変形例３）
　トルク算出部１４は、上述した第１の実施の形態では、次の２つの場合に演算指令値をユーザ指令値でオーバーライドした。すなわち１つ目の場合は、演算トルク比率Ｒｓとユーザトルク比率Ｒｕとの差の絶対値が閾値αよりも大きい場合である。２つ目の場合は、演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲとの和とユーザ左輪トルクＵＬとユーザ右輪トルクＵＲとの和との差の絶対値が閾値βよりも大きい場合である。しかし、いずれか一方の場合のみオーバーライドしてもよいし、比率の代わりに差を評価してもよい。比率の代わりに差を評価するとは、演算左輪トルクＳＬと演算右輪トルクＳＲとの差と、ユーザ左輪トルクＵＬとユーザ右輪トルクＵＲとの差、との差の絶対値が閾値γよりも大きいか否かを評価するものである。
　本変形例によれば次の作用効果が得られる。
（５）トルク算出部１４は、ユーザ指令値における右輪トルクと左輪トルクとの比率、および演算指令値における右輪トルクと左輪トルクとの比率、の乖離を評価してオーバーライドの有無を決定する。
（６）トルク算出部１４は、ユーザ指令値における右輪トルクと左輪トルクとの差、および演算指令値における右輪トルクと左輪トルクとの差、の乖離を評価してオーバーライドの有無を決定する。
（変形例４）
　車両Ｃが走行するリンクの曲率半径と距離Ｄを用いることで、簡易に目標滑り角ωを算出してもよい。たとえば車両Ｃが走行するリンクの曲率半径を「ｒ」、ステップＳ３０２において算出された距離Ｄを「ｄ」と置く場合に、目標滑り角ω［ｄｅｇ］は、３６０＊ｄ／（２＊π＊ｒ）として算出される。
（変形例５）
　上述した第１の実施の形態では、トルク算出部１４が算出するトルク指令値はある一定値であり、改めて計算がされるまではその一定値のままに設定された。たとえば図７では、時刻ｔ１１および時刻ｔ１３にトルク指令値が変更されるが他の時刻には変化がなかった。そのため、角速度は直線的に変化し、自車角度θは二次関数的に変化した。しかしトルク指令値は一定値でなくてもよく、たとえばトルク算出部１４は自車角度の時間変化量が一定、すなわち角速度が一定となるようにトルクを制御してもよい。
（変形例６）
　トルク算出部１４は、目標滑り角ωの数値そのものではなく、正、ゼロ、負のいずれかであるかだけを判断して、目標左右駆動力差Ｔｄの値を設定してもよい。この場合には目標左右駆動力差Ｔｄの値はたとえば、「＋Ｄ」、「０」、「－Ｄ」のいずれかである。すなわちトルク算出部１４は、現在進行方向が目標進行方向に少しでも近づくように目標左右駆動力差Ｔｄの値を簡易に決定してもよい。
―第２の実施の形態―
　図８を参照して、駆動力制御装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、車両が複数の駆動装置を備える点で、第１の実施の形態と異なる。
　図８は、第２の実施の形態における駆動力制御装置１０を含む車両Ｃ１の構成図である。車両Ｃ１は、第１の実施の形態における駆動部２７の代わりに駆動部２７Ａを備える。駆動部２７Ａは、右輪インバータ装置２８Ａと、右輪電動機２９Ａと、左輪インバータ装置２８Ｂと、左輪電動機２９Ｂと、を備える。駆動部２７Ａは、駆動力制御装置１０が出力するトルク指令値に基づき動作する。右輪電動機２９Ａおよび左輪電動機２９Ｂはたとえば、インホイールモータである。右輪インバータ装置２８Ａは、トルク指令値に含まれる右輪のトルク指令値に基づき右輪電動機２９Ａに電力を供給する。左輪インバータ装置２８Ｂは、トルク指令値に含まれる左輪のトルク指令値に基づき左輪電動機２９Ｂに電力を供給する。
　駆動力制御装置１０の構成は第１の実施の形態と同一なので説明を省略する。すなわち本実施の形態は、車両Ｃ１を駆動する構成が第１の実施の形態と異なる。
　上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（７）駆動部２７Ａは、左輪を駆動する左輪電動機２９Ｂと、右輪を駆動し左輪電動機２９Ｂとは異なる右輪電動機２９Ａとを備える。そのため、左右輪のそれぞれを駆動させる電動機を備える車両Ｃ１において本発明を実施できる。
　上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。
　上述した各実施の形態および変形例において、プログラムはＲＯＭ８０２に格納されるとしたが、プログラムは不図示の不揮発性メモリに格納されていてもよい。また、駆動力制御装置１０が不図示の入出力インタフェースを備え、必要なときに入出力インタフェースと駆動力制御装置１０が利用可能な媒体を介して、他の装置からプログラムが読み込まれてもよい。ここで媒体とは、例えば入出力インタフェースに着脱可能な記憶媒体、または通信媒体、すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号、を指す。また、プログラムにより実現される機能の一部または全部がハードウエア回路やＦＰＧＡにより実現されてもよい。
　上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
１０…駆動力制御装置
１１…現在進行方向算出部
１２…目標進行方向算出部
１４…トルク算出部
１５…操作取得部
２７、２７Ａ…駆動部
２８…駆動装置
２８Ａ…右輪インバータ装置
２８Ｂ…左輪インバータ装置
２９…駆動力分配装置
２９Ａ…右輪電動機
２９Ｂ…左輪電動機

Claims (10)

  1. 　左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部を備える車両の駆動力制御装置において、
    　前記左輪および前記右輪のそれぞれに生じさせるトルクであるトルク指令値を算出するトルク算出部と、
    　前記車両の現在進行方向を算出する進行方向算出部と、
    　前記車両が走行する路面の情報、および前記車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて前記車両の将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部と、を備え、
    　前記トルク算出部は、前記現在進行方向を前記目標進行方向へ近づけるように演算指令値を算出し、前記演算指令値を前記トルク指令値として前記駆動部に出力する、駆動力制御装置。
  2. 　請求項１に記載の駆動力制御装置において、
    　前記駆動部は、少なくとも１つの駆動装置と、前記駆動装置の出力を前記左輪および前記右輪に配分可能な差動装置を備える、駆動力制御装置。
  3. 　請求項１に記載の駆動力制御装置において、
    　前記駆動部は、前記左輪を駆動する左輪電動機と、前記右輪を駆動し前記左輪電動機とは異なる右輪電動機とを備える、駆動力制御装置。
  4. 　請求項１に記載の駆動力制御装置において、
    　前記トルク算出部は、前記現在進行方向が前記目標進行方向となるように前記演算指令値を算出する、駆動力制御装置。
  5. 　請求項１に記載の駆動力制御装置において、
    　ユーザが前記車両を運転するための操作入力に関する情報であり少なくとも操舵角に関する情報を含む操作情報を取得する操作取得部をさらに備え、
    　前記トルク算出部は、前記操作情報に基づく前記トルク指令値であるユーザ指令値と、前記目標進行方向に基づく前記トルク指令値である前記演算指令値との乖離に基づき、前記演算指令値を前記ユーザ指令値でオーバーライドするか否かを決定する、駆動力制御装置。
  6. 　請求項５に記載の駆動力制御装置において、
    　前記トルク算出部は、前記ユーザ指令値における右輪トルクと左輪トルクとの比率、および前記演算指令値における右輪トルクと左輪トルクとの比率、の乖離を評価する、駆動力制御装置。
  7. 　請求項５に記載の駆動力制御装置において、
    　前記トルク算出部は、前記ユーザ指令値における右輪トルクと左輪トルクとの差、および前記演算指令値における右輪トルクと左輪トルクとの差、の乖離を評価する、駆動力制御装置。
  8. 　左輪および右輪を個別に駆動可能な駆動部と、
    　前記駆動部に対して前記左輪および前記右輪のそれぞれに生じさせるトルクを指示するトルク指令値を出力する駆動力制御装置とを備える車両であって、
    　前記駆動力制御装置は、
    　前記トルク指令値を算出するトルク算出部と、
    　前記車両の現在進行方向を算出する進行方向算出部と、
    　前記車両が走行する路面の情報、および前記車両の外界情報のうち少なくとも一方を用いて前記車両の将来の目標進行方向を算出する目標進行方向算出部と、を備え、
    　前記トルク算出部は、前記現在進行方向を前記目標進行方向へ近づけるように演算指令値を算出し、前記演算指令値を前記トルク指令値として前記駆動部に出力する、車両。
  9. 　請求項８に記載の車両において、
    　前記駆動部は、少なくとも１つの駆動装置と、前記駆動装置の出力を前記左輪および前記右輪に配分可能な差動装置を備える、車両。
  10. 　請求項８に記載の車両において、
    　前記駆動部は、前記左輪を駆動する左輪電動機と、前記右輪を駆動し前記左輪電動機とは異なる右輪電動機とを備える、車両。
     
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