走行装置及び駆動制御装置
【課題】車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御して、ドライバビリティの低下を抑制すること。
【解決手段】走行装置１００は、車両１に搭載されて車両１を走行させる。走行装置１００は、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒすべてが駆動輪となり、それぞれの駆動輪の駆動力を独立して変更することができる。そして、車両１の発進時においては、それぞれの駆動輪の回転速度が、車両１が備える操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）の操舵角から得られる旋回半径と、車両１に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、それぞれの駆動輪へ動力が付与される。
【解決手段】走行装置１００は、車両１に搭載されて車両１を走行させる。走行装置１００は、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒすべてが駆動輪となり、それぞれの駆動輪の駆動力を独立して変更することができる。そして、車両１の発進時においては、それぞれの駆動輪の回転速度が、車両１が備える操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）の操舵角から得られる旋回半径と、車両１に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、それぞれの駆動輪へ動力が付与される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できる走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック、バス等といった車両の旋回性能を向上させることは、車両の走行性能の向上にとって重要である。近年においては、車両の旋回中に駆動輪の駆動力を制御することによって、車両の旋回性能を向上させる技術が実用化されている。例えば、特許文献１には、車輪のスリップを検出したときに、スリップの発生した車輪又はスリップの発生した車輪と対になっている車輪のトルクを低減させることにより、ヨーレートセンサやすべり角センサ等を用いることなく、車両の旋回制御を実行する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６６５７２号公報 段落番号０００５、図１、図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、スリップの発生によって車輪のトルクを低減させた場合、他の車輪、例えば、トルクを低減させた車輪と対になっている車輪が通過している路面の摩擦状態によっては、アンダーステアやオーバーステアを発生させるおそれがある。その結果、ドライバビリティに影響を与えたり、車両の操縦安定性に影響を与えたりして、予定した旋回性能を発揮できないおそれがある。
【０００５】
このように、特許文献１に開示された技術は、路面の摩擦状態変化のような車両に対する外乱が発生すると、車両の安定性を低下させるおそれがある。これを解決するため、車両が備える駆動輪の回転速度を、例えば、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度になるように駆動輪の駆動力を制御する手法が考えられる。しかし、この手法によると、車両の発進時においては車両の速度が０であるため、目標回転速度を設定することができず、駆動輪を適切に制御できないおそれがある。その結果、車両を発進させることができなかったり、車両の挙動が不安定になったりして、ドライバビリティの低下を招くおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御して、ドライバビリティの低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る走行装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、少なくとも２個の前記駆動輪に対しては独立して駆動力を変更でき、かつ、前記車両の発進時には、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力を付与することを特徴とする。
【０００８】
この走行装置は、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、車両に対する要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力が付与される。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【０００９】
本発明において、前記目標回転速度は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めることが好ましい。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る走行装置において、前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることが好ましい。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る走行装置において、前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機であることが好ましい。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る駆動制御装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、前記車両が発進する際には、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて、独立して駆動力を変更できる前記駆動輪の目標とする目標回転速度を求める目標回転速度演算部と、前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
この駆動制御装置は、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力を付与する。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【００１４】
本発明において、前記目標回転速度演算部は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて、前記目標回転速度を求めることが好ましい。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る駆動制御装置において、前記目標回転速度演算部は、前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御して、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、電動機を動力発生手段とした、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合を説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪の間で駆動力が変更できるものであればよい。また、動力発生手段は電動機に限られるものではなく、例えば、内燃機関のような熱機関を用いてもよい。
【００１８】
駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、車両の左右一対の駆動輪であってもよく、この場合には、前輪の左右一対の駆動輪、又は後輪の左右一対の駆動輪のうち少なくとも一方で、駆動力を変更可能であればよい。また、左右一対の駆動輪を３組以上備える車両においては、そのうちの少なくとも一組の駆動輪間において駆動力を変更可能であればよい。さらに、左右前輪のうちの一輪と、左右後輪のうちの一輪との間で、駆動力を変更できる構成であってもよい。なお、本発明は、主として操舵輪に操舵角が与えられた状態で車両が発進する場合の制御なので、駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、少なくとも車両の左右一対の駆動輪とすることが好ましい。
【００１９】
本実施形態は、車両に搭載される走行装置が備える少なくとも２個の駆動輪は、それぞれの駆動力を独立して変更でき、かつ、車両の発進時においては、駆動力を変更可能な駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から得られる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動力を変更可能な駆動輪へ動力が付与される点に特徴がある。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。ここで、左右の区別は、車両１の前進する方向（図１の矢印Ｘ方向）を基準とする。すなわち、「左」とは、車両１の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両１の前進する方向に向かって右側をいう。また、車両１が前進する方向を前とし、車両１が後進する方向、すなわち前進する方向とは反対の方向を後とする。
【００２１】
図１に示す車両１は、電動機を動力発生手段とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒを駆動輪とする。したがって、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒは、車両１の駆動輪となる。本実施形態において、動力発生手段は、左側前輪２ｆｌを駆動する左前側電動機１０ｆｌと、右側前輪２ｆｒを駆動する右前側電動機１０ｆｒと、左側後輪２ｒｌを駆動する左後側電動機１０ｒｌと、右側後輪２ｒｒを駆動する右後側電動機１０ｒｒとを含む。そして、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０、及びＥＣＵ５０に組み込まれる駆動制御装置３０が、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの出力を制御することによって、各駆動輪の駆動力が制御される。本実施形態においては、アクセル開度センサ４２によって検出されるアクセル５の開度に基づき、ＥＣＵ５０及び駆動制御装置３０が、走行装置１００の総駆動力Ｆ、及び左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒ各輪の駆動力が制御される。
【００２２】
この走行装置１００において、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒは、それぞれ異なる電動機で駆動される。このように、車両１は、走行装置１００が備える４個の車輪すべてが駆動輪となる。本実施形態において、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒのホイール内に配置される、いわゆるインホイール形式の構成となっている。そして、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、直接左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒを駆動する。
【００２３】
なお、電動機と車輪との間に減速機構を設け、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの回転数を減速して、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒに伝達してもよい。一般に、電動機は小型化するとトルクが低下するが、減速機構を設けることによって電動機のトルクを増加させることができる。したがって、減速機構を用いれば、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒを小型化することができる。
【００２４】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ及び右後側レゾルバ４０ｒｒによって回転角度や回転速度が検出される。左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ及び右後側レゾルバ４０ｒｒの出力は、ＥＣＵ５０や駆動制御装置３０に取り込まれて、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの制御に用いられる。
【００２５】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、インバータ６に接続されている。インバータ６は、左前側電動機１０ｆｌを駆動する左前側電動機用インバータ６ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒを駆動する右前側電動機用インバータ６ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌを駆動する左後側電動機用インバータ６ｒｌ、及び右後側電動機１０ｒｒを駆動する右後側電動機用インバータ６ｒｒで構成される。このように、本実施形態においては、それぞれの電動機に対応した４台のインバータで構成されており、１台のインバータで１台の電動機を制御する。
【００２６】
インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池、あるいは燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）等の車載電源７が接続されており、必要に応じてインバータ６を介して左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒへ供給される。これらの出力は、ＥＣＵ５０からの指令によってインバータ６を制御することで制御される。
【００２７】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒが走行装置１００の動力発生源として用いられる場合、車載電源７の電力がインバータ６を介して供給される。また、例えば車両１の減速時には、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換して回収し、車載電源７に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ＥＣＵ５０がインバータ６を制御することにより実現される。なお、本実施形態に係るスリップ抑制制御を実行する際にも、必要に応じて左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回生発電を実行する。
【００２８】
以下においては、説明の便宜上、必要に応じて、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒを区別せず駆動輪２という。また、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒは、必要に応じて電動機１０といい、左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒは、必要に応じてレゾルバ４０という。
【００２９】
走行装置１００の左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒは、ハンドル４によって操舵され、車両１の操舵輪としても機能する。左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒは、操舵角センサ４３によって検出される。ハンドル４からの入力は、操舵用減速装置８を介して左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒに伝えられ、これらを操舵する。左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒを操舵することにより、車両１の進行方向を変更する。本実施形態に係る走行装置１００が備える操舵用減速装置８は、コントローラ８Ｃによって制御されるアクチュエータ８Ａによって、減速比を変更することができる。これによって、ハンドル４の操作量が一定の状態で、走行装置１００の操舵輪である左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒの操舵角度を変更することもできる。操舵用減速装置８は、例えば、ハンドル４と左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒとの間に設けられる遊星歯車式の減速装置の減速比を変更するように構成される。次に、本実施形態に係る駆動制御を説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る駆動制御を説明するための模式図である。図３−１〜図３−３は、本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。本実施形態に係る駆動制御は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して制御できる走行装置１００において、車両１の運転条件に基づいて、駆動輪が目標とする回転速度を設定し、前記目標とする回転速度となるような動力を前記駆動輪に付与して、前記駆動輪を駆動する。
【００３１】
本実施形態では、車両１の走行姿勢は、車両１が搭載する走行装置１００の各駆動輪の回転速度に依存することに着目し、走行装置１００の駆動輪の目標とする目標回転速度を演算し、駆動輪の実際の回転速度が、演算した目標回転速度になるように、すなわち、駆動輪の実際の回転速度と、演算した目標回転速度との差が０になるように、駆動輪へ付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の旋回性能を確保しつつ、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができる。また、路面の摩擦状態変化のような、車両１に対する外乱が発生しても、車両１の走行安定性低下を抑制しつつ、車両１の旋回性能を確保できる。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る車両１が左旋回している状態を示している。図２に示す実線は、車両１の旋回中における車両１の重心Ｇの旋回軌跡である。一点鎖線ｆｏは前外輪２ｆｏの旋回軌跡であり、一点鎖線ｒｏは後外輪２ｒｏの旋回軌跡であり、二点鎖線ｆｉは前内輪２ｆｉの旋回軌跡であり、二点鎖線ｒｉは後内輪２ｒｉの旋回軌跡である。また、車両１の重心Ｇの旋回半径（以下車両重心旋回半径という）はρ、前外輪２ｆｏの旋回半径（以下前外輪旋回半径という）はρｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回半径（以下後外輪旋回半径という）はρｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回半径（以下前内輪旋回半径という）はρｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回半径（以下後内輪旋回半径という）はρｒｉである。βは、車両１の重心Ｇ周りにおける車両１のすべり角（以下すべり角という）である。
【００３３】
ここで、図１に示す車両１の駆動輪と、図２に示す車両１の駆動輪との関係は、左側前輪２ｆｌが前外輪２ｆｏに対応し、左側後輪２ｒｌが後外輪２ｒｏに対応し、右側前輪２ｆｒが前内輪２ｆｉに対応し、右側後輪２ｒｒが後内輪２ｒｉに対応する。この対応関係は、車両１の旋回方向によって内輪と外輪との関係が反対となり、車両１が右旋回する場合には、左側前輪２ｆｌが前内輪２ｆｉに対応し、左側後輪２ｒｌが後内輪２ｒｉに対応し、右側前輪２ｆｒが前外輪２ｆｏに対応し、右側後輪２ｒｒが後外輪２ｒｏに対応する。なお、本実施形態において、図１に示す左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒは、いずれも車両１の駆動輪なので、前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ及び後内輪２ｒｉは、いずれも車両１の駆動輪である。
【００３４】
図３−１〜図３−３中のＧは車両１の重心、ｈは車両１の重心高さ、Ｄｆは前輪のトレッド幅、Ｄｒは後輪のトレッド幅を表す。また、Ｌは、左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒの車軸（前輪側車軸）Ｚｆと、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒの車軸（後輪側車軸）Ｚｒとの距離（前後車軸軸間距離）、Ｌｆは重心Ｇと前輪側車軸Ｚｆとの水平距離、Ｌｒは重心Ｇと後輪側車軸Ｚｒとの水平距離を表す。
【００３５】
車両１が走行している場合の車両重心旋回半径ρは、式（１）で求めることができ、車両１が走行している場合のすべり角βは、式（２）で求めることができる。前外輪旋回半径ρｆｏ、後外輪旋回半径ρｒｏ、前内輪旋回半径ρｆｉ、後内輪旋回半径ρｒｉは、車両重心旋回半径ρ及びすべり角βを用いて、それぞれ式（３）〜式（６）で求めることができる。また、前外輪２ｆｏの旋回周速度（以下前外輪旋回周速度という）Ｖｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回周速度（以下後外輪旋回周速度という）Ｖｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回周速度（以下前内輪旋回周速度という）Ｖｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回周速度（以下後内輪旋回周速度という）Ｖｒｉは、それぞれ式（７）〜（１０）で求めることができる。そして、前外輪２ｆｏの旋回角速度（以下前外輪旋回角速度という）ωｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回角速度（以下後外輪旋回角速度という）ωｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回角速度（以下前内輪旋回角速度という）ωｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回角速度（以下後内輪旋回角速度という）ωｒｉは、それぞれ式（１１）〜（１４）で求めることができる。
【００３６】
このようにして得られた前外輪旋回角速度ωｆｏ、後外輪旋回角速度ωｒｏ、前内輪旋回角速度ωｆｉ、後内輪旋回角速度ωｒｉが、各駆動輪の目標回転速度となる。すなわち、前外輪２ｆｏの目標回転速度（前外輪目標回転速度）はωｆｏ、後外輪２ｒｏの目標回転速度（後外輪目標回転速度）はωｒｏ、前内輪２ｆｉの目標回転速度（前内輪目標回転速度）はωｆｉ、後内輪２ｒｉの目標回転速度（後内輪目標回転速度）はωｒｉとなる。
【００３７】
ここで、Ｖは車両１の速度（必要に応じて車両速度という）であり、例えば、車両１が備える駆動輪の速度（車輪の周速度）のうち、最も低いものに基づいて求める。また、ｍは車両１の質量、Ｒｆｏは前外輪２ｆｏの半径、Ｒｒｏは後外輪２ｒｏの半径、Ｒｆｉは前内輪２ｆｉの半径、Ｒｒｉは後内輪２ｒｉの半径である。Ｋｆは車両１の前輪のコーナーリングフォース（横力）、Ｋｒは車両１の後輪のコーナーリングフォースである。コーナーリングフォースは、通常、車両１の前輪及び後輪の荷重でほぼ決定されるとともに、操舵角δに対して変化する。そして、本実施形態において、コーナーリングフォースは、操舵角δに対して線形から弱い非線形で変化する領域が用いられる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
【数３】
【００４１】
【数４】
【００４２】
【数５】
【００４３】
【数６】
【００４４】
【数７】
【００４５】
【数８】
【００４６】
【数９】
【００４７】
【数１０】
【００４８】
【数１１】
【００４９】
【数１２】
【００５０】
【数１３】
【００５１】
【数１４】
【００５２】
上述したように、本実施形態では、車両１の駆動輪の実際の回転速度が、式（１）〜式（１４）に基づいて演算した、前記駆動輪の目標回転速度になるように、各駆動輪へ動力を付与する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができるとともに、車両１の旋回性能も確保できる。その結果、車両１の駆動輪のうち少なくとも一輪がスリップしたりスタックしたりした場合の駆動制御において、車両１の旋回時、跨ぎ路走行時等における車両１の姿勢を、運転者の意図するものとすることができるので、ドライバビリティが向上する。また、車両１の内輪差に応じて前後の内輪へ付与する動力を低減して、前後の内輪の駆動力を減じるため、特に大操舵角の旋回中に車両１の内輪がスリップやスタックした場合に、車両１の旋回軌跡を維持するように駆動力を配分することができる。
【００５３】
式（７）〜式（１０）から分かるように、車両１が停止している場合、前外輪旋回周速度Ｖｆｏ、後外輪旋回周速度Ｖｒｏ、前内輪旋回周速度Ｖｆｉ、後内輪旋回周速度Ｖｒｏはいずれも０になる。したがって、これらを用いて得られる前外輪目標回転速度ωｆｏ、後外輪目標回転速度ωｒｏ、前内輪目標回転速度ωｆｉ、後内輪目標回転速度ωｒｉも０となる。このため、車両１の発進時においては、目標回転速度を設定できず、車両１が発進できないおそれがある。また、目標回転速度を設定できない結果、車両１の発進時に措いては駆動制御が発散し、車両１の挙動を不安定にするおそれもある。
【００５４】
そこで、本実施形態では、車両１の運転者が車両１に要求する加速度を推定し、この加速度から求めた、所定の時間が経過した後における車両１の速度に基づいて、前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ及び後内輪２ｒｉの目標とする回転速度を求める。次に、この手法を説明する。
【００５５】
まず、車両１の発進時に車両１の運転者が要求する加速度、すなわち、車両１の発進時において車両１に要求される加速度（以下発進時要求車両加速度）ａｄを求める。発進時要求車両加速度ａｄは、車両１の発進時において車両１に要求される総駆動力（発進時要求総駆動力）Ｆｄから求めることができる。車両１の発進時において、前外輪２ｆｏを駆動する電動機、後外輪２ｒｏを駆動する電動機、前内輪２ｆｉを駆動する電動機、後内輪２ｒｉを駆動する電動機それぞれに要求されるトルクを、順にＴｄ＿ｆｏ（前外輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｒｏ（後外輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｆｉ（前内輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｒｉ（後内輪電動機トルク）とする。
【００５６】
図４は、車両の発進時において車両が搭載する電動機に要求されるトルクを求めるための電動機トルクマップの一例を示す模式図である。前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉは、例えば、図１に示すアクセル５の開度（アクセル開度）θの関数で与えられ、ＥＣＵ５０へ実装される場合には、図４に示す電動機トルクマップ６０に形に記述される。
【００５７】
ここで、図４に示す電動機トルクマップ６０は、車両１の発進時において各電動機に要求されるトルク（発進時要求トルク）Ｔｄが記述されている。電動機トルクマップ６０に示すように、アクセル開度θが増加するにしたがって、発進時要求トルクＴｄ、すなわち、前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉは増加する。
【００５８】
なお、本実施形態においては、車両１が備える電動機はすべて同一の仕様であり、説明の便宜上、電動機トルクマップ６０は、それぞれの電動機に対して共通とする。なお、例えば、車両１が備える電動機の仕様が異なる場合、電動機の仕様に応じて異なる電動機トルクマップを用意してもよい。また、車両１の加速時には、後輪上の荷重が増加し前輪上の荷重が減少するので、前輪のスリップを抑制するために、同じアクセル開度θにおいては、前輪を駆動する電動機よりも後輪を駆動する電動機の発進時要求トルクを大きくしてもよい。このように、電動機トルクマップ６０は、車両１が備える電動機の仕様や車両１の仕様によって、適宜変更することが好ましい。
【００５９】
車両１が備える各駆動輪に要求される駆動力は、発進時要求トルクＴｄ、すなわち、前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉを用いて、式（１５）〜式（１８）で求めることができる。ここで、Ｆｄ＿ｆｏは前外輪２ｆｏに要求される駆動力（前外輪要求駆動力）、Ｆｄ＿ｒｏは後外輪２ｒｏに要求される駆動力（後外輪要求駆動力）、Ｆｄ＿ｆｉは前内輪２ｆｉに要求される駆動力（前内輪駆動力）、Ｆｄ＿ｒｉは後内輪２ｒｉに要求される駆動力（後内輪駆動力）である。ここで、ＧＲは電動機と駆動輪との間の減速比であり、電動機の出力軸と駆動輪とが直結されている場合、ＧＲ＝１である。
【００６０】
【数１５】
【００６１】
【数１６】
【００６２】
【数１７】
【００６３】
【数１８】
【００６４】
発進時要求総駆動力Ｆｄは、式（１９）で求めることができる。また、加速度は力を質量で除することにより求めることができるので、発進時要求車両加速度ａｄは、式（２０）で求めることができる。ここで、ｍは車両１の質量である。発進時要求車両加速度ａｄを用いると、車両１が発進してから所定時間Δｔ（秒）が経過した後における車両１の速度Ｖｅｘｐを予測することができる。速度Ｖｅｘｐは、車両１が発進してから所定時間Δｔ（秒）が経過した後において、車両１の運転者が期待する車両１の速度である。速度Ｖｅｘｐを期待車両速度という。期待車両速度Ｖｅｘｐは、式（２１）で求めることができる。ここで、Ｖ０は、車両１の初速であり、車両１の発進時においてＶ０＝０である。期待車両速度Ｖｅｘｐは、車両１の運転者が要求する発進時要求車両加速度ａｄに基づいて求められるので、運転者の意思を反映したものとなっており、ドライバビリティの低下を効果的に抑制できる。
【００６５】
【数１９】
【００６６】
【数２０】
【００６７】
【数２１】
【００６８】
本実施形態では、上記手法で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐと、車両１が備える各駆動輪２の車両１の発進時における旋回半径と、車両１が停止している場合における車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓとを用いて、車両１の発進時における車両１の駆動輪、すなわち前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ、後内輪２ｒｉの目標とする回転速度（発進時目標回転速度）を求める。
【００６９】
車両１が停止している場合の車両重心旋回半径（停止時車両重心旋回半径）ρｓは、式（２２）で求めることができ、車両１が停止している場合のすべり角（停止時すべり角）βｓは、式（２３）で求めることができる。式（２２）、式（２３）から分かるように、車両１の停止時においては、停止時車両重心旋回半径ρｓ及び停止時すべり角βｓは、車両１が備える車輪の幾何学的な位置関係から求めることができる。また、車両１の発進時における前外輪旋回半径（発進時前外輪旋回半径）ρｆｏ＿ｓ、後外輪旋回半径（発進時後外輪旋回半径）ρｒｏ＿ｓ、前内輪旋回半径（発進時前内輪旋回半径）ρｆｉ＿ｓ、後内輪旋回半径（発進時後内輪旋回半径）ρｒｉ＿ｓは、それぞれ式（２４）〜式（２７）で求めることができる。
【００７０】
【数２２】
【００７１】
【数２３】
【００７２】
【数２４】
【００７３】
【数２５】
【００７４】
【数２６】
【００７５】
【数２７】
【００７６】
車両１の発進時における車両１の駆動輪、すなわち前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ、後内輪２ｒｉの目標とする周速度（発進時目標周速度）Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓは、期待車両速度Ｖｅｘｐを用いて、式（２８）〜式（３１）で求めることができる。ここで、Ｖｆｏ＿ｓは前外輪発進時目標周速度、Ｖｒｏ＿ｓは後外輪発進時目標周速度、Ｖｆｉ＿ｓは前内輪発進時目標周速度、Ｖｒｏ＿ｓは後内輪発進時目標周速度である。
【００７７】
【数２８】
【００７８】
【数２９】
【００７９】
【数３０】
【００８０】
【数３１】
【００８１】
ここで、期待車両速度Ｖｅｘｐを求める上記式（２１）中の所定時間Δｔは、予め設定されるが、式（２１）から分かるように、所定時間Δｔの大きさによって期待車両速度Ｖｅｘｐも変化する。これによって、発進時目標周速度も変化して、車両１の発進時に各駆動力が発生する駆動力も変化することになる。すなわち、車両１の発進時においては、所定時間Δｔの設定によって、駆動輪の駆動力を変化させることができる。所定時間Δｔは、例えば、車両１の質量や、路面状態に応じて変更することができる。例えば、車両１の質量が大きい場合には所定時間Δｔを大きく設定して、確実に車両１を加速させるようにする。また、所定時間Δｔは、車両１の発進時における駆動制御の全期間にわたって一定としてもよいし、変更してもよい。
【００８２】
式（２８）〜式（３１）から求めた前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓを旋回角速度に変換することにより、車両１が備える各駆動輪の発進時目標回転速度を、式（３２）〜式（３５）に示すように求めることができる。ここで、ωｆｏ＿ｓは前外輪２ｆｏの発進時目標回転速度（前外輪発進時目標回転速度）、ωｒｏ＿ｓは後外輪２ｒｏの発進時目標回転速度（後外輪発進時目標回転速度）、ωｆｉ＿ｓは前内輪２ｆｉの発進時目標回転速度（前内輪発進時目標回転速度）、ωｒｉ＿ｓは後内輪２ｒｉの発進時目標回転速度（後内輪発進時目標回転速度）である。
【００８３】
【数３２】
【００８４】
【数３３】
【００８５】
【数３４】
【００８６】
【数３５】
【００８７】
上述した手法は、車両１の発進時に操舵角δが与えられている場合に用いるが、操舵角δが与えられていない場合、すなわち、車両１が直進状態で発進する場合は、次のようにして車両１が備える各駆動輪の発進時目標回転速度を求める。まず、前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｉ＿ｓを、式（２１）で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐとする。すなわち、Ｖｆｏ＿ｓ＝Ｖｒｏ＿ｓ＝Ｖｆｉ＿ｓ＝Ｖｒｉ＿ｓ＝Ｖｅｘｐとする。そして、これらを用いて、式（３２）〜式（３５）から、前外輪発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標回転速度ωｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標回転速度ωｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標回転速度ωｒｉ＿ｓを求める。なお、車両１が備える駆動輪の半径がそれぞれＲで等しい場合、ωｆｏ＿ｓ＝ωｒｏ＝ωｆｉ＝ωｒｉ＝Ｖｅｘｐ／Ｒとなる。これによって、車両１が直進状態で発進する場合でも、適切に車両１の駆動輪の駆動力を制御することができる。次に、本実施形態に係る駆動制御を実現するための駆動制御装置について説明する。
【００８８】
図５は、本実施形態に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。図５に示すように、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０に組み込まれて構成されている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力ポート５５及び出力ポート５６と、入力インターフェース５７と、出力インターフェース５８とから構成される。
【００８９】
なお、ＥＣＵ５０とは別個に、本実施形態に係る駆動制御装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、本実施形態に係る駆動制御を実現するにあたっては、ＥＣＵ５０が備える走行装置１００等に対する制御機能を、前記駆動制御装置３０が利用できるように構成してもよい。
【００９０】
駆動制御装置３０は、制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とを含んで構成される。これらが、本実施形態に係る駆動制御を実行する部分となる。本実施形態において、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。
【００９１】
駆動制御装置３０の制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、バス５４１、バス５４２、及び入力ポート５５及び出力ポート５６を介して接続される。これにより、駆動制御装置３０を構成する制御条件判定部３１と目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、ＣＰＵ５０ｐが備える駆動制御装置３０と、記憶部５０ｍとは、バス５４３を介して接続される。これによって、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０が有する走行装置１００の運転制御データを取得し、これを利用することができる。また、駆動制御装置３０は、本実施形態に係る駆動制御を、ＥＣＵ５０が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。
【００９２】
入力ポート５５には、入力インターフェース５７が接続されている。入力インターフェース５７には、レゾルバ４０、すなわち左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒ、アクセル開度センサ４２、操舵角センサ４３、等の、走行装置１００の駆動制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース５７内のＡ／Ｄコンバータ５７ａやディジタル入力バッファ５７ｄにより、ＣＰＵ５０ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート５５へ送られる。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、走行装置１００の運転制御や、本実施形態に係る駆動制御に必要な情報を取得することができる。
【００９３】
出力ポート５６には、出力インターフェース５８が接続されている。出力インターフェース５８には、本実施形態に係る駆動制御に必要な制御対象が接続されている。本実施形態ではインバータ６、すなわち、左前側電動機用インバータ６ｆｌ、右前側電動機用インバータ６ｆｒ、左後側電動機用インバータ６ｒｌ、右後側電動機用インバータ６ｒｒが、出力インターフェース５８に接続されている。出力インターフェース５８は、制御回路５８１、５８２等を備えており、ＣＰＵ５０ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５０ｐは、インバータ６を介して左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの動力（トルクや回転数）を制御することができる。
【００９４】
記憶部５０ｍには、本実施形態に係る駆動制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや制御マップ、あるいは本実施形態に係る駆動制御に用いるデータ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００９５】
上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施形態に係る駆動制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この駆動制御装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、制御条件判定部３１、目標回転速度演算部３２、出力決定部３３及び出力制御部３４の機能を実現するものであってもよい。次に、本実施形態に係る駆動制御を説明する。
【００９６】
図６は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る駆動制御は、上述した駆動制御装置３０によって実現できる。本実施形態に係る駆動制御には、車両の発進時における駆動制御と、車両の走行時における制御とがある。まず、車両の発進時における駆動制御を説明する。
【００９７】
（車両の発進時における駆動制御）
本実施形態に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、車両１が停止している場合の車両重心旋回半径ρｓやすべり角βｓを求めるための演算に用いる操舵角（以下、演算用操舵角という）δの初期値を０に設定し、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍへ格納する。
【００９８】
ステップＳ１０２において、制御条件判定部３１は、現時点における車両１の速度（車両速度）Ｖが０であるか否かを判定する。車両速度Ｖは、図１に示す車両１が備える左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回転情報から求めた左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒの回転速度に基づいて求める。例えば、左側前輪２ｆｌの回転速度、右側前輪２ｆｒの回転速度、左側後輪２ｒｌの回転速度、右側後輪２ｒｒの回転速度を平均して車両速度Ｖとしたり、左側前輪２ｆｌの回転速度、右側前輪２ｆｒの回転速度、左側後輪２ｒｌの回転速度、右側後輪２ｒｒの回転速度のうち最も小さいものを車両速度Ｖとしたりする。なお、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回転情報は、図１に示す車両１が備えるそれぞれの左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒから得る。
【００９９】
ステップＳ１０２においてＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≠０であると判定した場合、車両１は停止していないと判定できる。この場合、ステップＳ１１３へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における車両速度Ｖと、制御終了車両速度Ｖ＿ｃとを比較する。ここで、制御終了車両速度Ｖ＿ｃは、車両１が発進状態から走行状態に移行したか否かを判定するための車両速度であり、車両の発進時における駆動制御から車両の走行時における駆動制御へ切り替えるタイミングを判定するためのものである。
【０１００】
ステップＳ１１３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＞Ｖ＿ｃであると判定した場合は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御を終了する。そして、駆動制御装置３０は、車両の走行時における駆動制御を実行する。車両の走行時における駆動制御については後述する。ステップＳ１１３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≦Ｖ＿ｃであると判定した場合は、車両１はまだ発進状態にあると見なして、ステップＳ１０３以降の手順を実行することにより、車両の発進時における駆動制御を継続する。
【０１０１】
ステップＳ１０２においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＝０であると判定した場合、車両１は停止していると判定できる。この場合、ステップＳ１０３に進み、制御条件判定部３１は、現時点における操舵角（以下、実操舵角という）δｎを取得し、δｎが０であるか否かを判定する。
【０１０２】
ステップＳ１０３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がδｎ≠０であると判定した場合、車両１が停止しており、かつ車両１の操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）が操舵されていると判断できる。この場合、ステップＳ１０４へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における演算用操舵角δと実操舵角δｎとを比較する。
【０１０３】
ステップＳ１０４でＮｏと判定された場合、すなわち、δ≠δｎである場合には、現時点における実操舵角δｎが現時点における最新の演算用操舵角δとは異なり、この演算用操舵角δを用いると、駆動制御の精度が低下するおそれがある。したがって、ステップＳ１０５において、制御条件判定部３１は、演算用操舵角δを、現時点における実操舵角δｎに更新し、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍへ格納する。そして、以後の駆動制御においては、更新された最新の演算用操舵角δを用いる。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０６において、駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、ステップＳ１０５で更新された演算用操舵角δを用いて、車両１が停止している場合の車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓを求める。ここで、前記車両重心旋回半径ρｓは式（２２）で求めることができ、前記すべり角βｓは、式（２３）で求めることができる。
【０１０５】
車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓを求めたら、ステップＳ１０７において、目標回転速度演算部３２は期待車両速度Ｖｅｘｐ（式（２１））を求め、ステップＳ１０８で各駆動輪の発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓ（式（２８）〜式（３１））を求める。次に、ステップＳ１０９において、目標回転速度演算部３２は、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求める（式（３２）〜式（３５））。
【０１０６】
次に、ステップＳ１１０において、駆動制御装置３０の出力決定部３３は、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌを取得して、ステップＳ１０９で演算された各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓとの偏差（以下発進時回転速度偏差という）Δωｋｌ＿ｓ（＝｜ω＿ｎｋｌ−ωｋｌ＿ｓ｜）を演算する。ここで、ｋ、ｌは添字であって、ｋは車両１の前側における駆動輪を意味するｆ又は車両１の後側における駆動輪を意味するｒとなり、ｌは車両１の旋回方向外側における駆動輪を意味するｏ又は車両１の旋回方向内側における駆動輪を意味するｉとなる（以下同様）。なお、本実施形態において、回転速度偏差は、ω＿ｎｋｌとωｋｌ＿ｓとの差の絶対値で表す。また、発進時なので、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌは０（ｒａｄ／秒）になる。
【０１０７】
そして、ステップＳ１１１において、出力決定部３３は、ステップＳ１１０で演算した、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるように、各駆動輪へ付与する動力を演算する。すなわち、各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では電動機）の出力（トルク）を演算する。本実施形態においては、ステップＳ１１０で演算した各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓに基づき、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを、出力決定部３３が演算する。
【０１０８】
各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉは、各駆動輪の駆動力（トルク）に比例するので、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような駆動電流値Ｉで前記電動機を駆動すれば、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になる。したがって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉを演算すれば、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような各駆動輪の動力（駆動力）を演算することになる。ステップＳ１１２において、駆動制御装置３０の出力制御部３４は、ステップＳ１１１において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。これによって、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるように各駆動輪へ動力が与えられ、各駆動輪は、ｔ秒後に発進時目標回転速度となるように駆動される。
【０１０９】
次に、ステップＳ１１３へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における車両速度Ｖを求め、この車両速度Ｖと、制御終了車両速度Ｖ＿ｃとを比較する。ステップＳ１１３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＞Ｖ＿ｃであると判定した場合は本実施形態に係る駆動制御のうち車両の発進時における駆動制御を終了し、駆動制御装置３０は、後述する車両の走行時における駆動制御を実行する。ステップＳ１１３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≦Ｖ＿ｃであると判定した場合は、車両１はまだ発進状態にあると見なしてステップＳ１０３以降の手順を実行することにより、車両の発進時における駆動制御を継続する。
【０１１０】
次に、ステップＳ１０３に戻って説明する。ステップＳ１０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がδｎ＝０であると判定した場合、車両１が停止しており、かつ車両１の操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）は操舵されておらず、車両１の操舵輪は直進状態であると判断できる。この場合、式（２８）〜式（３１）から求める各駆動輪の発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓを用いて、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求めることはできない。
【０１１１】
この場合、ステップＳ１１４において、目標回転速度演算部３２は期待車両速度Ｖｅｘｐ（式（２１））を求める。そして、ステップＳ１１５において、目標回転速度演算部３２は、前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｉ＿ｓを、ステップＳ１１４で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐとする。すなわち、Ｖｆｏ＿ｓ＝Ｖｒｏ＿ｓ＝Ｖｆｉ＿ｓ＝Ｖｒｉ＿ｓ＝Ｖｅｘｐとする。そして、ステップＳ１０９に進み、目標回転速度演算部３２は、ステップＳ１０８で設定した各駆動輪の発進時目標周速度を用いて、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求める。
【０１１２】
次に、ステップＳ１０４に戻って説明する。ステップＳ１０４でＹｅｓと判定された場合、すなわち、δ＝δｎである場合には、現時点における実操舵角δｎが現時点における最新の演算用操舵角δと同じ値である。したがって、ステップＳ１０９で求める各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓは、前回の値と変化はないので、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、出力決定部３３は、前回の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを用いて発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓを演算し、ステップＳ１１１以降の手順を実行する。
【０１１３】
このように、上述した車両の発進時における駆動制御では、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から得られる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力を付与する。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。次に、車両の走行時における駆動制御を説明する。
【０１１４】
（車両の走行時における駆動制御）
図７は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の走行時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る走行時における駆動制御は、車両が備える駆動輪の回転速度は、車両が走行しようとしている軌跡を表すことから、車両の姿勢は駆動輪の回転速度によって決定されることに着目して完成されたものである。
【０１１５】
本実施形態に係る走行時における駆動制御は、上述した駆動制御装置３０によって実現できる。本実施形態に係る走行時における駆動制御は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９を含んでおり、ＲＥＴＵＲＮに到達したらＳＴＡＲＴへ戻るようになっている。そして、ＳＴＡＲＴからＲＥＴＵＲＮに到達したら、制御を１回終了したとカウントする。本実施形態に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ２０１において、駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、図１に示す車両１が旋回中であるか否かを判定する。
【０１１６】
本実施形態に係る駆動制御は、上述したように、車両１の車両重心旋回半径ρ、前外輪旋回半径ρｆｏ、後内輪旋回半径ρｒｉ等に基づいて各駆動輪の目標とする回転速度を求めるので、車両１が非旋回である場合には、本実施形態に係る駆動制御は実行されない。車両１が旋回中であるか否かは、例えば、操舵角センサ４３から取得される車両１の操舵輪の操舵角δの大きさから判定することができる。例えば、判定時における操舵角δ＿ｎが０でない場合、あるいは操舵角δ＿ｎが所定の角度よりも大きい場合には、車両１は旋回中であると判定することができる。
【０１１７】
ステップＳ２０１でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中でないと判定した場合、本実施形態に係る駆動制御を実行せずＳＴＡＲＴに戻り、制御条件判定部３１は、車両１の走行状態の監視を継続する。ステップＳ２０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中であると判定した場合、制御条件判定部３１は、ステップＳ２０１の判定時における操舵角δ＿ｎと、前回の判定時における操舵角δ＿ｌとを比較する。
【０１１８】
ステップＳ２０２でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌでないと判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径が変化する、過渡状態であると判定できる。この場合、車両１の各駆動輪の回転速度が、上記式（１）〜（１４）を用いて演算した車両１の各駆動輪の目標回転速度となるように、車両１の各駆動輪へ付与する動力を制御する。
【０１１９】
車両１の各駆動輪の目標回転速度を演算するにあたり、ステップＳ２０３において、駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、演算に用いる車両１の操舵角δを、ステップＳ２０１の判定時における操舵角δ＿ｎとする。次に、ステップＳ２０４において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から、目標回転速度の演算に必要な情報を取得する。そして、目標回転速度演算部３２は、上記式（１）〜（６）を用いて各駆動輪の旋回半径ρｆｏ、ρｆｉ、ρｒｏ、ρｒｉを演算し、また、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎ（ω＿ｎｆｏ、ω＿ｎｆｉ、ω＿ｎｒｏ、ω＿ｎｒｉ）を演算する。そして、ステップＳ２０５において、目標回転速度演算部３２は、ステップＳ２０４で演算した各駆動輪の旋回半径、及び式（７）〜式（１４）を用いて、各駆動輪の目標回転速度ω（ωｆｏ、ωｆｉ、ωｒｏ、ωｒｉ）を演算する。
【０１２０】
次に、ステップＳ２０６において、駆動制御装置３０の出力決定部３３は、ステップＳ２０４で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌと、ステップＳ２０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωｋｌとの偏差（以下回転速度偏差という）Δωｋｌ（＝｜ω＿ｎｋｌ−ωｋｌ｜）を演算する。なお、本実施形態において、回転速度偏差は、ω＿ｎｋｌとωｋｌとの差の絶対値で表す。そして、ステップＳ２０７において、出力決定部３３は、ステップＳ２０６で演算した、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるように、各駆動輪へ付与する動力を演算する。すなわち、各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では電動機）の出力を演算する。
【０１２１】
本実施形態においては、ステップＳ２０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌに基づき、出力決定部３３は、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを演算する。各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉは、各駆動輪の駆動力に比例するので、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような駆動電流値Ｉで、前記電動機を駆動すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になる。したがって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉを演算すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪の動力（駆動力）を演算することになる。
【０１２２】
ステップＳ２０８において、駆動制御装置３０の出力制御部３４は、ステップＳ２０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。これによって、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるように各駆動輪へ動力が与えられ、各駆動輪は目標回転速度で駆動される。
【０１２３】
ステップＳ２０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌであると判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径は変化しない、定常状態であると判定できる。この場合、ステップＳ２０９において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から取得した情報に基づき、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌを演算する。なお、車両１の旋回半径が変化していないため、目標回転速度ωは、前回の判定時における値を用いる。
【０１２４】
次に、ステップＳ２０６において、出力決定部３３は、ステップＳ２０９で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌと、前回のステップＳ２０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωｋｌとの回転速度偏差Δωｋｌを演算する。そして、ステップＳ２０７において、出力決定部３３は、ステップＳ２０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを演算し、ステップＳ２０８において、出力制御部３４は、ステップＳ２０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。
【０１２５】
上述した車両の走行時における駆動制御では、駆動輪の実際の回転速度が、例えば、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度となるように、駆動輪に動力が付与される。このように、走行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が目標回転速度となるように制御するので、路面の摩擦状態変化のような外乱が生じても、車両の姿勢変化や挙動変化を最小限に抑制できる。その結果車両の走行安定性低下を抑制しつつ、予定した車両の旋回性能を発揮できる。
【０１２６】
各駆動輪の駆動力が目標の駆動力となるような駆動制御では、ヨーセンサやスリップ角センサ等の車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがない場合、目標とする車両の姿勢とするための駆動力を決定することは極めて困難であり、車両に対する外乱が発生した場合には、車両の安定性を低下させてしまうことがある。これは、車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがないため、駆動輪の駆動力を変更した結果、車両の姿勢がどのようになっているかを把握できず、その結果、車両の姿勢が不安定になるからである。
【０１２７】
しかし、上述した車両の走行時における駆動制御では、行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度となるように、駆動輪に付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサを用いなくとも、車両の旋回性能を向上できるとともに、外乱に対する安定性を向上できる。このように、上述した車両の走行時における駆動制御では、車両へ既に搭載されているセンサ類を利用することができ、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような高価なセンサ類が不要になるので、製造コストを低減できるという利点もある。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御することに有用であり、特に、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できるものに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施形態に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る駆動制御を説明するための模式図である。
【図３−１】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−２】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−３】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図４】車両の発進時において車両が搭載する電動機に要求されるトルクを求めるための電動機トルクマップの一例を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の走行時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 車両
２ 駆動輪
２ｆｌ 左側前輪
２ｆｒ 右側前輪
２ｒｌ 左側後輪
２ｒｒ 右側後輪
２ｆｏ 前外輪
２ｆｉ 前内輪
２ｒｏ 後外輪
２ｒｉ 後内輪
４ ハンドル
５ アクセル
６ インバータ
７ 車載電源
１０ｆｌ 左前側電動機
１０ｆｒ 右前側電動機
１０ｒｌ 左後側電動機
１０ｒｒ 右後側電動機
３０ 駆動制御装置
３１ 制御条件判定部
３２ 目標回転速度演算部
３３ 出力決定部
３４ 出力制御部
４０ｆｌ 左前側レゾルバ
４０ｆｒ 右前側レゾルバ
４０ｒｌ 左後側レゾルバ
４０ｒｒ 右後側レゾルバ
４２ アクセル開度センサ
４３ 操舵角センサ
５０ ＥＣＵ
５０ｍ 記憶部
５０ｐ ＣＰＵ
６０ 電動機トルクマップ
１００ 走行装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できる走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック、バス等といった車両の旋回性能を向上させることは、車両の走行性能の向上にとって重要である。近年においては、車両の旋回中に駆動輪の駆動力を制御することによって、車両の旋回性能を向上させる技術が実用化されている。例えば、特許文献１には、車輪のスリップを検出したときに、スリップの発生した車輪又はスリップの発生した車輪と対になっている車輪のトルクを低減させることにより、ヨーレートセンサやすべり角センサ等を用いることなく、車両の旋回制御を実行する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６６５７２号公報 段落番号０００５、図１、図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、スリップの発生によって車輪のトルクを低減させた場合、他の車輪、例えば、トルクを低減させた車輪と対になっている車輪が通過している路面の摩擦状態によっては、アンダーステアやオーバーステアを発生させるおそれがある。その結果、ドライバビリティに影響を与えたり、車両の操縦安定性に影響を与えたりして、予定した旋回性能を発揮できないおそれがある。
【０００５】
このように、特許文献１に開示された技術は、路面の摩擦状態変化のような車両に対する外乱が発生すると、車両の安定性を低下させるおそれがある。これを解決するため、車両が備える駆動輪の回転速度を、例えば、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度になるように駆動輪の駆動力を制御する手法が考えられる。しかし、この手法によると、車両の発進時においては車両の速度が０であるため、目標回転速度を設定することができず、駆動輪を適切に制御できないおそれがある。その結果、車両を発進させることができなかったり、車両の挙動が不安定になったりして、ドライバビリティの低下を招くおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御して、ドライバビリティの低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る走行装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、少なくとも２個の前記駆動輪に対しては独立して駆動力を変更でき、かつ、前記車両の発進時には、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力を付与することを特徴とする。
【０００８】
この走行装置は、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、車両に対する要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力が付与される。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【０００９】
本発明において、前記目標回転速度は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めることが好ましい。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る走行装置において、前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることが好ましい。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る走行装置において、前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機であることが好ましい。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る駆動制御装置は、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、前記車両が発進する際には、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて、独立して駆動力を変更できる前記駆動輪の目標とする目標回転速度を求める目標回転速度演算部と、前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
この駆動制御装置は、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力を付与する。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【００１４】
本発明において、前記目標回転速度演算部は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて、前記目標回転速度を求めることが好ましい。
【００１５】
本発明の望ましい態様としては、前記本発明に係る駆動制御装置において、前記目標回転速度演算部は、前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御して、ドライバビリティの低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下においては、電動機を動力発生手段とした、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合を説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪の間で駆動力が変更できるものであればよい。また、動力発生手段は電動機に限られるものではなく、例えば、内燃機関のような熱機関を用いてもよい。
【００１８】
駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、車両の左右一対の駆動輪であってもよく、この場合には、前輪の左右一対の駆動輪、又は後輪の左右一対の駆動輪のうち少なくとも一方で、駆動力を変更可能であればよい。また、左右一対の駆動輪を３組以上備える車両においては、そのうちの少なくとも一組の駆動輪間において駆動力を変更可能であればよい。さらに、左右前輪のうちの一輪と、左右後輪のうちの一輪との間で、駆動力を変更できる構成であってもよい。なお、本発明は、主として操舵輪に操舵角が与えられた状態で車両が発進する場合の制御なので、駆動力を変更できる少なくとも２個の駆動輪は、少なくとも車両の左右一対の駆動輪とすることが好ましい。
【００１９】
本実施形態は、車両に搭載される走行装置が備える少なくとも２個の駆動輪は、それぞれの駆動力を独立して変更でき、かつ、車両の発進時においては、駆動力を変更可能な駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から得られる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動力を変更可能な駆動輪へ動力が付与される点に特徴がある。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。ここで、左右の区別は、車両１の前進する方向（図１の矢印Ｘ方向）を基準とする。すなわち、「左」とは、車両１の前進する方向に向かって左側をいい、「右」とは、車両１の前進する方向に向かって右側をいう。また、車両１が前進する方向を前とし、車両１が後進する方向、すなわち前進する方向とは反対の方向を後とする。
【００２１】
図１に示す車両１は、電動機を動力発生手段とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒを駆動輪とする。したがって、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒは、車両１の駆動輪となる。本実施形態において、動力発生手段は、左側前輪２ｆｌを駆動する左前側電動機１０ｆｌと、右側前輪２ｆｒを駆動する右前側電動機１０ｆｒと、左側後輪２ｒｌを駆動する左後側電動機１０ｒｌと、右側後輪２ｒｒを駆動する右後側電動機１０ｒｒとを含む。そして、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０、及びＥＣＵ５０に組み込まれる駆動制御装置３０が、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの出力を制御することによって、各駆動輪の駆動力が制御される。本実施形態においては、アクセル開度センサ４２によって検出されるアクセル５の開度に基づき、ＥＣＵ５０及び駆動制御装置３０が、走行装置１００の総駆動力Ｆ、及び左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒ各輪の駆動力が制御される。
【００２２】
この走行装置１００において、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒは、それぞれ異なる電動機で駆動される。このように、車両１は、走行装置１００が備える４個の車輪すべてが駆動輪となる。本実施形態において、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒのホイール内に配置される、いわゆるインホイール形式の構成となっている。そして、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、直接左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒを駆動する。
【００２３】
なお、電動機と車輪との間に減速機構を設け、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの回転数を減速して、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒに伝達してもよい。一般に、電動機は小型化するとトルクが低下するが、減速機構を設けることによって電動機のトルクを増加させることができる。したがって、減速機構を用いれば、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒを小型化することができる。
【００２４】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ及び右後側レゾルバ４０ｒｒによって回転角度や回転速度が検出される。左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ及び右後側レゾルバ４０ｒｒの出力は、ＥＣＵ５０や駆動制御装置３０に取り込まれて、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの制御に用いられる。
【００２５】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒは、インバータ６に接続されている。インバータ６は、左前側電動機１０ｆｌを駆動する左前側電動機用インバータ６ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒを駆動する右前側電動機用インバータ６ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌを駆動する左後側電動機用インバータ６ｒｌ、及び右後側電動機１０ｒｒを駆動する右後側電動機用インバータ６ｒｒで構成される。このように、本実施形態においては、それぞれの電動機に対応した４台のインバータで構成されており、１台のインバータで１台の電動機を制御する。
【００２６】
インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池、あるいは燃料電池（ＦＣ：Fuel Cell）等の車載電源７が接続されており、必要に応じてインバータ６を介して左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒへ供給される。これらの出力は、ＥＣＵ５０からの指令によってインバータ６を制御することで制御される。
【００２７】
左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒが走行装置１００の動力発生源として用いられる場合、車載電源７の電力がインバータ６を介して供給される。また、例えば車両１の減速時には、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換して回収し、車載電源７に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ＥＣＵ５０がインバータ６を制御することにより実現される。なお、本実施形態に係るスリップ抑制制御を実行する際にも、必要に応じて左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回生発電を実行する。
【００２８】
以下においては、説明の便宜上、必要に応じて、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒを区別せず駆動輪２という。また、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒは、必要に応じて電動機１０といい、左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒは、必要に応じてレゾルバ４０という。
【００２９】
走行装置１００の左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒは、ハンドル４によって操舵され、車両１の操舵輪としても機能する。左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒは、操舵角センサ４３によって検出される。ハンドル４からの入力は、操舵用減速装置８を介して左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒに伝えられ、これらを操舵する。左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒを操舵することにより、車両１の進行方向を変更する。本実施形態に係る走行装置１００が備える操舵用減速装置８は、コントローラ８Ｃによって制御されるアクチュエータ８Ａによって、減速比を変更することができる。これによって、ハンドル４の操作量が一定の状態で、走行装置１００の操舵輪である左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒの操舵角度を変更することもできる。操舵用減速装置８は、例えば、ハンドル４と左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒとの間に設けられる遊星歯車式の減速装置の減速比を変更するように構成される。次に、本実施形態に係る駆動制御を説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る駆動制御を説明するための模式図である。図３−１〜図３−３は、本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。本実施形態に係る駆動制御は、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して制御できる走行装置１００において、車両１の運転条件に基づいて、駆動輪が目標とする回転速度を設定し、前記目標とする回転速度となるような動力を前記駆動輪に付与して、前記駆動輪を駆動する。
【００３１】
本実施形態では、車両１の走行姿勢は、車両１が搭載する走行装置１００の各駆動輪の回転速度に依存することに着目し、走行装置１００の駆動輪の目標とする目標回転速度を演算し、駆動輪の実際の回転速度が、演算した目標回転速度になるように、すなわち、駆動輪の実際の回転速度と、演算した目標回転速度との差が０になるように、駆動輪へ付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の旋回性能を確保しつつ、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができる。また、路面の摩擦状態変化のような、車両１に対する外乱が発生しても、車両１の走行安定性低下を抑制しつつ、車両１の旋回性能を確保できる。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る車両１が左旋回している状態を示している。図２に示す実線は、車両１の旋回中における車両１の重心Ｇの旋回軌跡である。一点鎖線ｆｏは前外輪２ｆｏの旋回軌跡であり、一点鎖線ｒｏは後外輪２ｒｏの旋回軌跡であり、二点鎖線ｆｉは前内輪２ｆｉの旋回軌跡であり、二点鎖線ｒｉは後内輪２ｒｉの旋回軌跡である。また、車両１の重心Ｇの旋回半径（以下車両重心旋回半径という）はρ、前外輪２ｆｏの旋回半径（以下前外輪旋回半径という）はρｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回半径（以下後外輪旋回半径という）はρｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回半径（以下前内輪旋回半径という）はρｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回半径（以下後内輪旋回半径という）はρｒｉである。βは、車両１の重心Ｇ周りにおける車両１のすべり角（以下すべり角という）である。
【００３３】
ここで、図１に示す車両１の駆動輪と、図２に示す車両１の駆動輪との関係は、左側前輪２ｆｌが前外輪２ｆｏに対応し、左側後輪２ｒｌが後外輪２ｒｏに対応し、右側前輪２ｆｒが前内輪２ｆｉに対応し、右側後輪２ｒｒが後内輪２ｒｉに対応する。この対応関係は、車両１の旋回方向によって内輪と外輪との関係が反対となり、車両１が右旋回する場合には、左側前輪２ｆｌが前内輪２ｆｉに対応し、左側後輪２ｒｌが後内輪２ｒｉに対応し、右側前輪２ｆｒが前外輪２ｆｏに対応し、右側後輪２ｒｒが後外輪２ｒｏに対応する。なお、本実施形態において、図１に示す左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒは、いずれも車両１の駆動輪なので、前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ及び後内輪２ｒｉは、いずれも車両１の駆動輪である。
【００３４】
図３−１〜図３−３中のＧは車両１の重心、ｈは車両１の重心高さ、Ｄｆは前輪のトレッド幅、Ｄｒは後輪のトレッド幅を表す。また、Ｌは、左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒの車軸（前輪側車軸）Ｚｆと、左側後輪２ｒｌ及び右側後輪２ｒｒの車軸（後輪側車軸）Ｚｒとの距離（前後車軸軸間距離）、Ｌｆは重心Ｇと前輪側車軸Ｚｆとの水平距離、Ｌｒは重心Ｇと後輪側車軸Ｚｒとの水平距離を表す。
【００３５】
車両１が走行している場合の車両重心旋回半径ρは、式（１）で求めることができ、車両１が走行している場合のすべり角βは、式（２）で求めることができる。前外輪旋回半径ρｆｏ、後外輪旋回半径ρｒｏ、前内輪旋回半径ρｆｉ、後内輪旋回半径ρｒｉは、車両重心旋回半径ρ及びすべり角βを用いて、それぞれ式（３）〜式（６）で求めることができる。また、前外輪２ｆｏの旋回周速度（以下前外輪旋回周速度という）Ｖｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回周速度（以下後外輪旋回周速度という）Ｖｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回周速度（以下前内輪旋回周速度という）Ｖｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回周速度（以下後内輪旋回周速度という）Ｖｒｉは、それぞれ式（７）〜（１０）で求めることができる。そして、前外輪２ｆｏの旋回角速度（以下前外輪旋回角速度という）ωｆｏ、後外輪２ｒｏの旋回角速度（以下後外輪旋回角速度という）ωｒｏ、前内輪２ｆｉの旋回角速度（以下前内輪旋回角速度という）ωｆｉ、後内輪２ｒｉの旋回角速度（以下後内輪旋回角速度という）ωｒｉは、それぞれ式（１１）〜（１４）で求めることができる。
【００３６】
このようにして得られた前外輪旋回角速度ωｆｏ、後外輪旋回角速度ωｒｏ、前内輪旋回角速度ωｆｉ、後内輪旋回角速度ωｒｉが、各駆動輪の目標回転速度となる。すなわち、前外輪２ｆｏの目標回転速度（前外輪目標回転速度）はωｆｏ、後外輪２ｒｏの目標回転速度（後外輪目標回転速度）はωｒｏ、前内輪２ｆｉの目標回転速度（前内輪目標回転速度）はωｆｉ、後内輪２ｒｉの目標回転速度（後内輪目標回転速度）はωｒｉとなる。
【００３７】
ここで、Ｖは車両１の速度（必要に応じて車両速度という）であり、例えば、車両１が備える駆動輪の速度（車輪の周速度）のうち、最も低いものに基づいて求める。また、ｍは車両１の質量、Ｒｆｏは前外輪２ｆｏの半径、Ｒｒｏは後外輪２ｒｏの半径、Ｒｆｉは前内輪２ｆｉの半径、Ｒｒｉは後内輪２ｒｉの半径である。Ｋｆは車両１の前輪のコーナーリングフォース（横力）、Ｋｒは車両１の後輪のコーナーリングフォースである。コーナーリングフォースは、通常、車両１の前輪及び後輪の荷重でほぼ決定されるとともに、操舵角δに対して変化する。そして、本実施形態において、コーナーリングフォースは、操舵角δに対して線形から弱い非線形で変化する領域が用いられる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
【数３】
【００４１】
【数４】
【００４２】
【数５】
【００４３】
【数６】
【００４４】
【数７】
【００４５】
【数８】
【００４６】
【数９】
【００４７】
【数１０】
【００４８】
【数１１】
【００４９】
【数１２】
【００５０】
【数１３】
【００５１】
【数１４】
【００５２】
上述したように、本実施形態では、車両１の駆動輪の実際の回転速度が、式（１）〜式（１４）に基づいて演算した、前記駆動輪の目標回転速度になるように、各駆動輪へ動力を付与する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等を用いなくとも、車両１の走行姿勢変化を抑制して、安定して車両を走行させることができるとともに、車両１の旋回性能も確保できる。その結果、車両１の駆動輪のうち少なくとも一輪がスリップしたりスタックしたりした場合の駆動制御において、車両１の旋回時、跨ぎ路走行時等における車両１の姿勢を、運転者の意図するものとすることができるので、ドライバビリティが向上する。また、車両１の内輪差に応じて前後の内輪へ付与する動力を低減して、前後の内輪の駆動力を減じるため、特に大操舵角の旋回中に車両１の内輪がスリップやスタックした場合に、車両１の旋回軌跡を維持するように駆動力を配分することができる。
【００５３】
式（７）〜式（１０）から分かるように、車両１が停止している場合、前外輪旋回周速度Ｖｆｏ、後外輪旋回周速度Ｖｒｏ、前内輪旋回周速度Ｖｆｉ、後内輪旋回周速度Ｖｒｏはいずれも０になる。したがって、これらを用いて得られる前外輪目標回転速度ωｆｏ、後外輪目標回転速度ωｒｏ、前内輪目標回転速度ωｆｉ、後内輪目標回転速度ωｒｉも０となる。このため、車両１の発進時においては、目標回転速度を設定できず、車両１が発進できないおそれがある。また、目標回転速度を設定できない結果、車両１の発進時に措いては駆動制御が発散し、車両１の挙動を不安定にするおそれもある。
【００５４】
そこで、本実施形態では、車両１の運転者が車両１に要求する加速度を推定し、この加速度から求めた、所定の時間が経過した後における車両１の速度に基づいて、前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ及び後内輪２ｒｉの目標とする回転速度を求める。次に、この手法を説明する。
【００５５】
まず、車両１の発進時に車両１の運転者が要求する加速度、すなわち、車両１の発進時において車両１に要求される加速度（以下発進時要求車両加速度）ａｄを求める。発進時要求車両加速度ａｄは、車両１の発進時において車両１に要求される総駆動力（発進時要求総駆動力）Ｆｄから求めることができる。車両１の発進時において、前外輪２ｆｏを駆動する電動機、後外輪２ｒｏを駆動する電動機、前内輪２ｆｉを駆動する電動機、後内輪２ｒｉを駆動する電動機それぞれに要求されるトルクを、順にＴｄ＿ｆｏ（前外輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｒｏ（後外輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｆｉ（前内輪電動機トルク）、Ｔｄ＿ｒｉ（後内輪電動機トルク）とする。
【００５６】
図４は、車両の発進時において車両が搭載する電動機に要求されるトルクを求めるための電動機トルクマップの一例を示す模式図である。前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉは、例えば、図１に示すアクセル５の開度（アクセル開度）θの関数で与えられ、ＥＣＵ５０へ実装される場合には、図４に示す電動機トルクマップ６０に形に記述される。
【００５７】
ここで、図４に示す電動機トルクマップ６０は、車両１の発進時において各電動機に要求されるトルク（発進時要求トルク）Ｔｄが記述されている。電動機トルクマップ６０に示すように、アクセル開度θが増加するにしたがって、発進時要求トルクＴｄ、すなわち、前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉは増加する。
【００５８】
なお、本実施形態においては、車両１が備える電動機はすべて同一の仕様であり、説明の便宜上、電動機トルクマップ６０は、それぞれの電動機に対して共通とする。なお、例えば、車両１が備える電動機の仕様が異なる場合、電動機の仕様に応じて異なる電動機トルクマップを用意してもよい。また、車両１の加速時には、後輪上の荷重が増加し前輪上の荷重が減少するので、前輪のスリップを抑制するために、同じアクセル開度θにおいては、前輪を駆動する電動機よりも後輪を駆動する電動機の発進時要求トルクを大きくしてもよい。このように、電動機トルクマップ６０は、車両１が備える電動機の仕様や車両１の仕様によって、適宜変更することが好ましい。
【００５９】
車両１が備える各駆動輪に要求される駆動力は、発進時要求トルクＴｄ、すなわち、前外輪電動機トルクＴｄ＿ｆｏ、後外輪電動機トルクＴｄ＿ｒｏ、前内輪電動機トルクＴｄ＿ｆｉ、後内輪電動機トルクＴｄ＿ｒｉを用いて、式（１５）〜式（１８）で求めることができる。ここで、Ｆｄ＿ｆｏは前外輪２ｆｏに要求される駆動力（前外輪要求駆動力）、Ｆｄ＿ｒｏは後外輪２ｒｏに要求される駆動力（後外輪要求駆動力）、Ｆｄ＿ｆｉは前内輪２ｆｉに要求される駆動力（前内輪駆動力）、Ｆｄ＿ｒｉは後内輪２ｒｉに要求される駆動力（後内輪駆動力）である。ここで、ＧＲは電動機と駆動輪との間の減速比であり、電動機の出力軸と駆動輪とが直結されている場合、ＧＲ＝１である。
【００６０】
【数１５】
【００６１】
【数１６】
【００６２】
【数１７】
【００６３】
【数１８】
【００６４】
発進時要求総駆動力Ｆｄは、式（１９）で求めることができる。また、加速度は力を質量で除することにより求めることができるので、発進時要求車両加速度ａｄは、式（２０）で求めることができる。ここで、ｍは車両１の質量である。発進時要求車両加速度ａｄを用いると、車両１が発進してから所定時間Δｔ（秒）が経過した後における車両１の速度Ｖｅｘｐを予測することができる。速度Ｖｅｘｐは、車両１が発進してから所定時間Δｔ（秒）が経過した後において、車両１の運転者が期待する車両１の速度である。速度Ｖｅｘｐを期待車両速度という。期待車両速度Ｖｅｘｐは、式（２１）で求めることができる。ここで、Ｖ０は、車両１の初速であり、車両１の発進時においてＶ０＝０である。期待車両速度Ｖｅｘｐは、車両１の運転者が要求する発進時要求車両加速度ａｄに基づいて求められるので、運転者の意思を反映したものとなっており、ドライバビリティの低下を効果的に抑制できる。
【００６５】
【数１９】
【００６６】
【数２０】
【００６７】
【数２１】
【００６８】
本実施形態では、上記手法で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐと、車両１が備える各駆動輪２の車両１の発進時における旋回半径と、車両１が停止している場合における車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓとを用いて、車両１の発進時における車両１の駆動輪、すなわち前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ、後内輪２ｒｉの目標とする回転速度（発進時目標回転速度）を求める。
【００６９】
車両１が停止している場合の車両重心旋回半径（停止時車両重心旋回半径）ρｓは、式（２２）で求めることができ、車両１が停止している場合のすべり角（停止時すべり角）βｓは、式（２３）で求めることができる。式（２２）、式（２３）から分かるように、車両１の停止時においては、停止時車両重心旋回半径ρｓ及び停止時すべり角βｓは、車両１が備える車輪の幾何学的な位置関係から求めることができる。また、車両１の発進時における前外輪旋回半径（発進時前外輪旋回半径）ρｆｏ＿ｓ、後外輪旋回半径（発進時後外輪旋回半径）ρｒｏ＿ｓ、前内輪旋回半径（発進時前内輪旋回半径）ρｆｉ＿ｓ、後内輪旋回半径（発進時後内輪旋回半径）ρｒｉ＿ｓは、それぞれ式（２４）〜式（２７）で求めることができる。
【００７０】
【数２２】
【００７１】
【数２３】
【００７２】
【数２４】
【００７３】
【数２５】
【００７４】
【数２６】
【００７５】
【数２７】
【００７６】
車両１の発進時における車両１の駆動輪、すなわち前外輪２ｆｏ、後外輪２ｒｏ、前内輪２ｆｉ、後内輪２ｒｉの目標とする周速度（発進時目標周速度）Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓは、期待車両速度Ｖｅｘｐを用いて、式（２８）〜式（３１）で求めることができる。ここで、Ｖｆｏ＿ｓは前外輪発進時目標周速度、Ｖｒｏ＿ｓは後外輪発進時目標周速度、Ｖｆｉ＿ｓは前内輪発進時目標周速度、Ｖｒｏ＿ｓは後内輪発進時目標周速度である。
【００７７】
【数２８】
【００７８】
【数２９】
【００７９】
【数３０】
【００８０】
【数３１】
【００８１】
ここで、期待車両速度Ｖｅｘｐを求める上記式（２１）中の所定時間Δｔは、予め設定されるが、式（２１）から分かるように、所定時間Δｔの大きさによって期待車両速度Ｖｅｘｐも変化する。これによって、発進時目標周速度も変化して、車両１の発進時に各駆動力が発生する駆動力も変化することになる。すなわち、車両１の発進時においては、所定時間Δｔの設定によって、駆動輪の駆動力を変化させることができる。所定時間Δｔは、例えば、車両１の質量や、路面状態に応じて変更することができる。例えば、車両１の質量が大きい場合には所定時間Δｔを大きく設定して、確実に車両１を加速させるようにする。また、所定時間Δｔは、車両１の発進時における駆動制御の全期間にわたって一定としてもよいし、変更してもよい。
【００８２】
式（２８）〜式（３１）から求めた前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓを旋回角速度に変換することにより、車両１が備える各駆動輪の発進時目標回転速度を、式（３２）〜式（３５）に示すように求めることができる。ここで、ωｆｏ＿ｓは前外輪２ｆｏの発進時目標回転速度（前外輪発進時目標回転速度）、ωｒｏ＿ｓは後外輪２ｒｏの発進時目標回転速度（後外輪発進時目標回転速度）、ωｆｉ＿ｓは前内輪２ｆｉの発進時目標回転速度（前内輪発進時目標回転速度）、ωｒｉ＿ｓは後内輪２ｒｉの発進時目標回転速度（後内輪発進時目標回転速度）である。
【００８３】
【数３２】
【００８４】
【数３３】
【００８５】
【数３４】
【００８６】
【数３５】
【００８７】
上述した手法は、車両１の発進時に操舵角δが与えられている場合に用いるが、操舵角δが与えられていない場合、すなわち、車両１が直進状態で発進する場合は、次のようにして車両１が備える各駆動輪の発進時目標回転速度を求める。まず、前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｉ＿ｓを、式（２１）で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐとする。すなわち、Ｖｆｏ＿ｓ＝Ｖｒｏ＿ｓ＝Ｖｆｉ＿ｓ＝Ｖｒｉ＿ｓ＝Ｖｅｘｐとする。そして、これらを用いて、式（３２）〜式（３５）から、前外輪発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標回転速度ωｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標回転速度ωｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標回転速度ωｒｉ＿ｓを求める。なお、車両１が備える駆動輪の半径がそれぞれＲで等しい場合、ωｆｏ＿ｓ＝ωｒｏ＝ωｆｉ＝ωｒｉ＝Ｖｅｘｐ／Ｒとなる。これによって、車両１が直進状態で発進する場合でも、適切に車両１の駆動輪の駆動力を制御することができる。次に、本実施形態に係る駆動制御を実現するための駆動制御装置について説明する。
【００８８】
図５は、本実施形態に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。図５に示すように、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０に組み込まれて構成されている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力ポート５５及び出力ポート５６と、入力インターフェース５７と、出力インターフェース５８とから構成される。
【００８９】
なお、ＥＣＵ５０とは別個に、本実施形態に係る駆動制御装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、本実施形態に係る駆動制御を実現するにあたっては、ＥＣＵ５０が備える走行装置１００等に対する制御機能を、前記駆動制御装置３０が利用できるように構成してもよい。
【００９０】
駆動制御装置３０は、制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とを含んで構成される。これらが、本実施形態に係る駆動制御を実行する部分となる。本実施形態において、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。
【００９１】
駆動制御装置３０の制御条件判定部３１と、目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、バス５４１、バス５４２、及び入力ポート５５及び出力ポート５６を介して接続される。これにより、駆動制御装置３０を構成する制御条件判定部３１と目標回転速度演算部３２と、出力決定部３３と、出力制御部３４とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、ＣＰＵ５０ｐが備える駆動制御装置３０と、記憶部５０ｍとは、バス５４３を介して接続される。これによって、駆動制御装置３０は、ＥＣＵ５０が有する走行装置１００の運転制御データを取得し、これを利用することができる。また、駆動制御装置３０は、本実施形態に係る駆動制御を、ＥＣＵ５０が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。
【００９２】
入力ポート５５には、入力インターフェース５７が接続されている。入力インターフェース５７には、レゾルバ４０、すなわち左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒ、アクセル開度センサ４２、操舵角センサ４３、等の、走行装置１００の駆動制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これらのセンサ類から出力される信号は、入力インターフェース５７内のＡ／Ｄコンバータ５７ａやディジタル入力バッファ５７ｄにより、ＣＰＵ５０ｐが利用できる信号に変換されて入力ポート５５へ送られる。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、走行装置１００の運転制御や、本実施形態に係る駆動制御に必要な情報を取得することができる。
【００９３】
出力ポート５６には、出力インターフェース５８が接続されている。出力インターフェース５８には、本実施形態に係る駆動制御に必要な制御対象が接続されている。本実施形態ではインバータ６、すなわち、左前側電動機用インバータ６ｆｌ、右前側電動機用インバータ６ｆｒ、左後側電動機用インバータ６ｒｌ、右後側電動機用インバータ６ｒｒが、出力インターフェース５８に接続されている。出力インターフェース５８は、制御回路５８１、５８２等を備えており、ＣＰＵ５０ｐで演算された制御信号に基づき、前記制御対象を動作させる。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５０ｐは、インバータ６を介して左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ及び右後側電動機１０ｒｒの動力（トルクや回転数）を制御することができる。
【００９４】
記憶部５０ｍには、本実施形態に係る駆動制御の処理手順を含むコンピュータプログラムや制御マップ、あるいは本実施形態に係る駆動制御に用いるデータ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００９５】
上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施形態に係る駆動制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この駆動制御装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、制御条件判定部３１、目標回転速度演算部３２、出力決定部３３及び出力制御部３４の機能を実現するものであってもよい。次に、本実施形態に係る駆動制御を説明する。
【００９６】
図６は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る駆動制御は、上述した駆動制御装置３０によって実現できる。本実施形態に係る駆動制御には、車両の発進時における駆動制御と、車両の走行時における制御とがある。まず、車両の発進時における駆動制御を説明する。
【００９７】
（車両の発進時における駆動制御）
本実施形態に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、車両１が停止している場合の車両重心旋回半径ρｓやすべり角βｓを求めるための演算に用いる操舵角（以下、演算用操舵角という）δの初期値を０に設定し、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍへ格納する。
【００９８】
ステップＳ１０２において、制御条件判定部３１は、現時点における車両１の速度（車両速度）Ｖが０であるか否かを判定する。車両速度Ｖは、図１に示す車両１が備える左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回転情報から求めた左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒの回転速度に基づいて求める。例えば、左側前輪２ｆｌの回転速度、右側前輪２ｆｒの回転速度、左側後輪２ｒｌの回転速度、右側後輪２ｒｒの回転速度を平均して車両速度Ｖとしたり、左側前輪２ｆｌの回転速度、右側前輪２ｆｒの回転速度、左側後輪２ｒｌの回転速度、右側後輪２ｒｒの回転速度のうち最も小さいものを車両速度Ｖとしたりする。なお、左前側電動機１０ｆｌ、右前側電動機１０ｆｒ、左後側電動機１０ｒｌ、右後側電動機１０ｒｒの回転情報は、図１に示す車両１が備えるそれぞれの左前側レゾルバ４０ｆｌ、右前側レゾルバ４０ｆｒ、左後側レゾルバ４０ｒｌ、右後側レゾルバ４０ｒｒから得る。
【００９９】
ステップＳ１０２においてＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≠０であると判定した場合、車両１は停止していないと判定できる。この場合、ステップＳ１１３へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における車両速度Ｖと、制御終了車両速度Ｖ＿ｃとを比較する。ここで、制御終了車両速度Ｖ＿ｃは、車両１が発進状態から走行状態に移行したか否かを判定するための車両速度であり、車両の発進時における駆動制御から車両の走行時における駆動制御へ切り替えるタイミングを判定するためのものである。
【０１００】
ステップＳ１１３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＞Ｖ＿ｃであると判定した場合は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御を終了する。そして、駆動制御装置３０は、車両の走行時における駆動制御を実行する。車両の走行時における駆動制御については後述する。ステップＳ１１３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≦Ｖ＿ｃであると判定した場合は、車両１はまだ発進状態にあると見なして、ステップＳ１０３以降の手順を実行することにより、車両の発進時における駆動制御を継続する。
【０１０１】
ステップＳ１０２においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＝０であると判定した場合、車両１は停止していると判定できる。この場合、ステップＳ１０３に進み、制御条件判定部３１は、現時点における操舵角（以下、実操舵角という）δｎを取得し、δｎが０であるか否かを判定する。
【０１０２】
ステップＳ１０３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がδｎ≠０であると判定した場合、車両１が停止しており、かつ車両１の操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）が操舵されていると判断できる。この場合、ステップＳ１０４へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における演算用操舵角δと実操舵角δｎとを比較する。
【０１０３】
ステップＳ１０４でＮｏと判定された場合、すなわち、δ≠δｎである場合には、現時点における実操舵角δｎが現時点における最新の演算用操舵角δとは異なり、この演算用操舵角δを用いると、駆動制御の精度が低下するおそれがある。したがって、ステップＳ１０５において、制御条件判定部３１は、演算用操舵角δを、現時点における実操舵角δｎに更新し、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍへ格納する。そして、以後の駆動制御においては、更新された最新の演算用操舵角δを用いる。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０６において、駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、ステップＳ１０５で更新された演算用操舵角δを用いて、車両１が停止している場合の車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓを求める。ここで、前記車両重心旋回半径ρｓは式（２２）で求めることができ、前記すべり角βｓは、式（２３）で求めることができる。
【０１０５】
車両重心旋回半径ρｓ及びすべり角βｓを求めたら、ステップＳ１０７において、目標回転速度演算部３２は期待車両速度Ｖｅｘｐ（式（２１））を求め、ステップＳ１０８で各駆動輪の発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓ（式（２８）〜式（３１））を求める。次に、ステップＳ１０９において、目標回転速度演算部３２は、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求める（式（３２）〜式（３５））。
【０１０６】
次に、ステップＳ１１０において、駆動制御装置３０の出力決定部３３は、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌを取得して、ステップＳ１０９で演算された各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓとの偏差（以下発進時回転速度偏差という）Δωｋｌ＿ｓ（＝｜ω＿ｎｋｌ−ωｋｌ＿ｓ｜）を演算する。ここで、ｋ、ｌは添字であって、ｋは車両１の前側における駆動輪を意味するｆ又は車両１の後側における駆動輪を意味するｒとなり、ｌは車両１の旋回方向外側における駆動輪を意味するｏ又は車両１の旋回方向内側における駆動輪を意味するｉとなる（以下同様）。なお、本実施形態において、回転速度偏差は、ω＿ｎｋｌとωｋｌ＿ｓとの差の絶対値で表す。また、発進時なので、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌは０（ｒａｄ／秒）になる。
【０１０７】
そして、ステップＳ１１１において、出力決定部３３は、ステップＳ１１０で演算した、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるように、各駆動輪へ付与する動力を演算する。すなわち、各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では電動機）の出力（トルク）を演算する。本実施形態においては、ステップＳ１１０で演算した各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓに基づき、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを、出力決定部３３が演算する。
【０１０８】
各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉは、各駆動輪の駆動力（トルク）に比例するので、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような駆動電流値Ｉで前記電動機を駆動すれば、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になる。したがって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉを演算すれば、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるような各駆動輪の動力（駆動力）を演算することになる。ステップＳ１１２において、駆動制御装置３０の出力制御部３４は、ステップＳ１１１において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。これによって、各駆動輪の発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓが０になるように各駆動輪へ動力が与えられ、各駆動輪は、ｔ秒後に発進時目標回転速度となるように駆動される。
【０１０９】
次に、ステップＳ１１３へ進み、制御条件判定部３１は、現時点における車両速度Ｖを求め、この車両速度Ｖと、制御終了車両速度Ｖ＿ｃとを比較する。ステップＳ１１３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ＞Ｖ＿ｃであると判定した場合は本実施形態に係る駆動制御のうち車両の発進時における駆動制御を終了し、駆動制御装置３０は、後述する車両の走行時における駆動制御を実行する。ステップＳ１１３でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がＶ≦Ｖ＿ｃであると判定した場合は、車両１はまだ発進状態にあると見なしてステップＳ１０３以降の手順を実行することにより、車両の発進時における駆動制御を継続する。
【０１１０】
次に、ステップＳ１０３に戻って説明する。ステップＳ１０３でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１がδｎ＝０であると判定した場合、車両１が停止しており、かつ車両１の操舵輪（左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒ）は操舵されておらず、車両１の操舵輪は直進状態であると判断できる。この場合、式（２８）〜式（３１）から求める各駆動輪の発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、Ｖｒｏ＿ｓ、Ｖｆｉ＿ｓ、Ｖｒｉ＿ｓを用いて、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求めることはできない。
【０１１１】
この場合、ステップＳ１１４において、目標回転速度演算部３２は期待車両速度Ｖｅｘｐ（式（２１））を求める。そして、ステップＳ１１５において、目標回転速度演算部３２は、前外輪発進時目標周速度Ｖｆｏ＿ｓ、後外輪発進時目標周速度Ｖｒｏ＿ｓ、前内輪発進時目標周速度Ｖｆｉ＿ｓ、後内輪発進時目標周速度Ｖｒｉ＿ｓを、ステップＳ１１４で求めた期待車両速度Ｖｅｘｐとする。すなわち、Ｖｆｏ＿ｓ＝Ｖｒｏ＿ｓ＝Ｖｆｉ＿ｓ＝Ｖｒｉ＿ｓ＝Ｖｅｘｐとする。そして、ステップＳ１０９に進み、目標回転速度演算部３２は、ステップＳ１０８で設定した各駆動輪の発進時目標周速度を用いて、各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを求める。
【０１１２】
次に、ステップＳ１０４に戻って説明する。ステップＳ１０４でＹｅｓと判定された場合、すなわち、δ＝δｎである場合には、現時点における実操舵角δｎが現時点における最新の演算用操舵角δと同じ値である。したがって、ステップＳ１０９で求める各駆動輪の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓは、前回の値と変化はないので、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、出力決定部３３は、前回の発進時目標回転速度ωｆｏ＿ｓ、ωｒｏ＿ｓ、ωｆｉ＿ｓ、ωｒｉ＿ｓを用いて発進時回転速度偏差Δωｋｌ＿ｓを演算し、ステップＳ１１１以降の手順を実行する。
【０１１３】
このように、上述した車両の発進時における駆動制御では、車両の発進時においては、駆動輪の回転速度が、車両が備える操舵輪の操舵角から得られる旋回半径と、車両に対する要求加速度と、に基づいて求められる目標回転速度となるように、駆動輪へ動力を付与する。これによって、車両が実際に走行していなくても、駆動輪の目標回転速度を設定することができるので、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御する場合において、車両が発進する場合に駆動輪を適切に制御することができる。その結果、車両を発進させ、また、車両の挙動を適切に制御することができるので、ドライバビリティの低下を抑制できる。次に、車両の走行時における駆動制御を説明する。
【０１１４】
（車両の走行時における駆動制御）
図７は、本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の走行時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る走行時における駆動制御は、車両が備える駆動輪の回転速度は、車両が走行しようとしている軌跡を表すことから、車両の姿勢は駆動輪の回転速度によって決定されることに着目して完成されたものである。
【０１１５】
本実施形態に係る走行時における駆動制御は、上述した駆動制御装置３０によって実現できる。本実施形態に係る走行時における駆動制御は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９を含んでおり、ＲＥＴＵＲＮに到達したらＳＴＡＲＴへ戻るようになっている。そして、ＳＴＡＲＴからＲＥＴＵＲＮに到達したら、制御を１回終了したとカウントする。本実施形態に係る駆動制御を実行するにあたり、ステップＳ２０１において、駆動制御装置３０の制御条件判定部３１は、図１に示す車両１が旋回中であるか否かを判定する。
【０１１６】
本実施形態に係る駆動制御は、上述したように、車両１の車両重心旋回半径ρ、前外輪旋回半径ρｆｏ、後内輪旋回半径ρｒｉ等に基づいて各駆動輪の目標とする回転速度を求めるので、車両１が非旋回である場合には、本実施形態に係る駆動制御は実行されない。車両１が旋回中であるか否かは、例えば、操舵角センサ４３から取得される車両１の操舵輪の操舵角δの大きさから判定することができる。例えば、判定時における操舵角δ＿ｎが０でない場合、あるいは操舵角δ＿ｎが所定の角度よりも大きい場合には、車両１は旋回中であると判定することができる。
【０１１７】
ステップＳ２０１でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中でないと判定した場合、本実施形態に係る駆動制御を実行せずＳＴＡＲＴに戻り、制御条件判定部３１は、車両１の走行状態の監視を継続する。ステップＳ２０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、車両１は旋回中であると判定した場合、制御条件判定部３１は、ステップＳ２０１の判定時における操舵角δ＿ｎと、前回の判定時における操舵角δ＿ｌとを比較する。
【０１１８】
ステップＳ２０２でＮｏと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌでないと判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径が変化する、過渡状態であると判定できる。この場合、車両１の各駆動輪の回転速度が、上記式（１）〜（１４）を用いて演算した車両１の各駆動輪の目標回転速度となるように、車両１の各駆動輪へ付与する動力を制御する。
【０１１９】
車両１の各駆動輪の目標回転速度を演算するにあたり、ステップＳ２０３において、駆動制御装置３０の目標回転速度演算部３２は、演算に用いる車両１の操舵角δを、ステップＳ２０１の判定時における操舵角δ＿ｎとする。次に、ステップＳ２０４において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から、目標回転速度の演算に必要な情報を取得する。そして、目標回転速度演算部３２は、上記式（１）〜（６）を用いて各駆動輪の旋回半径ρｆｏ、ρｆｉ、ρｒｏ、ρｒｉを演算し、また、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎ（ω＿ｎｆｏ、ω＿ｎｆｉ、ω＿ｎｒｏ、ω＿ｎｒｉ）を演算する。そして、ステップＳ２０５において、目標回転速度演算部３２は、ステップＳ２０４で演算した各駆動輪の旋回半径、及び式（７）〜式（１４）を用いて、各駆動輪の目標回転速度ω（ωｆｏ、ωｆｉ、ωｒｏ、ωｒｉ）を演算する。
【０１２０】
次に、ステップＳ２０６において、駆動制御装置３０の出力決定部３３は、ステップＳ２０４で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌと、ステップＳ２０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωｋｌとの偏差（以下回転速度偏差という）Δωｋｌ（＝｜ω＿ｎｋｌ−ωｋｌ｜）を演算する。なお、本実施形態において、回転速度偏差は、ω＿ｎｋｌとωｋｌとの差の絶対値で表す。そして、ステップＳ２０７において、出力決定部３３は、ステップＳ２０６で演算した、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるように、各駆動輪へ付与する動力を演算する。すなわち、各駆動輪を駆動する動力発生手段（本実施形態では電動機）の出力を演算する。
【０１２１】
本実施形態においては、ステップＳ２０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌに基づき、出力決定部３３は、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを演算する。各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉは、各駆動輪の駆動力に比例するので、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような駆動電流値Ｉで、前記電動機を駆動すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になる。したがって、各駆動輪の回転速度偏差Δωが０になるような駆動電流値Ｉを演算すれば、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪の動力（駆動力）を演算することになる。
【０１２２】
ステップＳ２０８において、駆動制御装置３０の出力制御部３４は、ステップＳ２０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。これによって、各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるように各駆動輪へ動力が与えられ、各駆動輪は目標回転速度で駆動される。
【０１２３】
ステップＳ２０２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、制御条件判定部３１が、δ＿ｎ＝δ＿ｌであると判定した場合、車両１は旋回中であり、かつ、車両１の旋回半径は変化しない、定常状態であると判定できる。この場合、ステップＳ２０９において、目標回転速度演算部３２は、車両１のセンサ類から取得した情報に基づき、各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌを演算する。なお、車両１の旋回半径が変化していないため、目標回転速度ωは、前回の判定時における値を用いる。
【０１２４】
次に、ステップＳ２０６において、出力決定部３３は、ステップＳ２０９で演算された各駆動輪の実際の回転速度ω＿ｎｋｌと、前回のステップＳ２０５で演算された各駆動輪の目標回転速度ωｋｌとの回転速度偏差Δωｋｌを演算する。そして、ステップＳ２０７において、出力決定部３３は、ステップＳ２０６で演算した各駆動輪の回転速度偏差Δωｋｌが０になるような各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉを演算し、ステップＳ２０８において、出力制御部３４は、ステップＳ２０７において演算された、各駆動輪を駆動する電動機の駆動電流値Ｉで、各駆動輪を駆動する。
【０１２５】
上述した車両の走行時における駆動制御では、駆動輪の実際の回転速度が、例えば、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度となるように、駆動輪に動力が付与される。このように、走行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が目標回転速度となるように制御するので、路面の摩擦状態変化のような外乱が生じても、車両の姿勢変化や挙動変化を最小限に抑制できる。その結果車両の走行安定性低下を抑制しつつ、予定した車両の旋回性能を発揮できる。
【０１２６】
各駆動輪の駆動力が目標の駆動力となるような駆動制御では、ヨーセンサやスリップ角センサ等の車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがない場合、目標とする車両の姿勢とするための駆動力を決定することは極めて困難であり、車両に対する外乱が発生した場合には、車両の安定性を低下させてしまうことがある。これは、車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサがないため、駆動輪の駆動力を変更した結果、車両の姿勢がどのようになっているかを把握できず、その結果、車両の姿勢が不安定になるからである。
【０１２７】
しかし、上述した車両の走行時における駆動制御では、行時における車両の姿勢や挙動に影響の大きい駆動輪の回転速度が、車両の走行半径と車両の速度とに基づいて設定した目標回転速度となるように、駆動輪に付与する動力をフィードバック制御する。これによって、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような車両の走行姿勢や走行状態を検出するセンサを用いなくとも、車両の旋回性能を向上できるとともに、外乱に対する安定性を向上できる。このように、上述した車両の走行時における駆動制御では、車両へ既に搭載されているセンサ類を利用することができ、ヨーセンサやスリップ角センサ等のような高価なセンサ類が不要になるので、製造コストを低減できるという利点もある。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明に係る走行装置及び駆動制御装置は、車両が備える駆動輪の回転速度を設定した目標回転速度になるように制御することに有用であり、特に、少なくとも２個の駆動輪の駆動力を独立して変更できるものに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施形態に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る駆動制御を説明するための模式図である。
【図３−１】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−２】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図３−３】本実施形態に係る車両が備える各車輪の関係を説明するための模式図である。
【図４】車両の発進時において車両が搭載する電動機に要求されるトルクを求めるための電動機トルクマップの一例を示す模式図である。
【図５】本実施形態に係る駆動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の発進時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る駆動制御のうち、車両の走行時における駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 車両
２ 駆動輪
２ｆｌ 左側前輪
２ｆｒ 右側前輪
２ｒｌ 左側後輪
２ｒｒ 右側後輪
２ｆｏ 前外輪
２ｆｉ 前内輪
２ｒｏ 後外輪
２ｒｉ 後内輪
４ ハンドル
５ アクセル
６ インバータ
７ 車載電源
１０ｆｌ 左前側電動機
１０ｆｒ 右前側電動機
１０ｒｌ 左後側電動機
１０ｒｒ 右後側電動機
３０ 駆動制御装置
３１ 制御条件判定部
３２ 目標回転速度演算部
３３ 出力決定部
３４ 出力制御部
４０ｆｌ 左前側レゾルバ
４０ｆｒ 右前側レゾルバ
４０ｒｌ 左後側レゾルバ
４０ｒｒ 右後側レゾルバ
４２ アクセル開度センサ
４３ 操舵角センサ
５０ ＥＣＵ
５０ｍ 記憶部
５０ｐ ＣＰＵ
６０ 電動機トルクマップ
１００ 走行装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、
少なくとも２個の前記駆動輪に対しては独立して駆動力を変更でき、かつ、前記車両の発進時には、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力を付与することを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記目標回転速度は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項４】
前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項５】
複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、
前記車両が発進する際には、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて、独立して駆動力を変更できる前記駆動輪の目標とする目標回転速度を求める目標回転速度演算部と、
前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、
前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、
を含むことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項６】
前記目標回転速度演算部は、
前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて、前記目標回転速度を求めることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記目標回転速度演算部は、
前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
【請求項１】
複数の駆動輪を備えるとともに、車両に搭載されて前記車両を走行させるものであり、
少なくとも２個の前記駆動輪に対しては独立して駆動力を変更でき、かつ、前記車両の発進時には、駆動力を変更可能な前記駆動輪の回転速度が、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて求められる目標回転速度となるように、前記駆動輪へ動力を付与することを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記目標回転速度は、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項４】
前記駆動輪の動力発生手段は、それぞれの前記駆動輪に対して設けられ、それぞれの前記駆動輪を個別に駆動する電動機であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項５】
複数の駆動輪を備えるとともに、少なくとも２個の駆動輪は独立して駆動力を変更でき、かつ車両に搭載されて前記車両を走行させる走行装置の制御に用いるものであり、
前記車両が発進する際には、前記車両が備える操舵輪の操舵角から求められる旋回半径と、前記車両に要求される要求加速度とに基づいて、独立して駆動力を変更できる前記駆動輪の目標とする目標回転速度を求める目標回転速度演算部と、
前記駆動輪の回転速度が、前記目標回転速度となるように、前記駆動輪へ付与する動力を決定する出力決定部と、
前記出力決定部により決定された動力で、前記駆動輪を駆動する出力制御部と、
を含むことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項６】
前記目標回転速度演算部は、
前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて、前記目標回転速度を求めることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記目標回転速度演算部は、
前記車両が直進状態で発進する場合、前記要求加速度から予測される、所定時間経過後における前記車両の速度に基づいて求めた回転速度を、すべての前記駆動輪の目標回転速度とすることを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２９０５３５（Ｐ２００８−２９０５３５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３６８８０（Ｐ２００７−１３６８８０）
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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