走行装置
【課題】運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させること。
【解決手段】この走行装置１００は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ、右後側電動機１１ｒにより、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒそれぞれの駆動力を独立して制御することができる。そして、走行装置１００が搭載される車両１のヨー方向における目標モーメント及び前記車両のロール方向における目標モーメントと、各駆動輪の総駆動力と、各駆動輪の駆動反力とに基づいて、車両１の各駆動輪の駆動力が求められる。
【解決手段】この走行装置１００は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ、右後側電動機１１ｒにより、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒそれぞれの駆動力を独立して制御することができる。そして、走行装置１００が搭載される車両１のヨー方向における目標モーメント及び前記車両のロール方向における目標モーメントと、各駆動輪の総駆動力と、各駆動輪の駆動反力とに基づいて、車両１の各駆動輪の駆動力が求められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができる走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック等の車両が旋回する際には、旋回方向外側に向かう旋回慣性力が車両に作用して、車両にロールが発生する。特許文献１には、４輪を独立に駆動できる駆動装置を備え、各駆動輪の駆動力を制御することにより、車両のロールを抑制する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０６１５２号公報
【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は、ロールを抑制する制御のみを行うため、旋回に必要なヨーモーメントが不足したり、旋回に必要なヨーモーメントよりも大きいヨーモーメントが発生したりする等によって、車両のドライバビリティが低下するおそれがある。その結果、運転者の望む性能を十分に発揮できないおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、車両が備える少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができ、かつ、前記車両のヨー方向において要求される目標モーメント又は前記車両のロール方向において要求される目標モーメント又は前記車両のピッチ方向において要求される目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、前記駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて求められた前記左右の駆動輪の駆動力で、前記左右の駆動輪が駆動されることを特徴とする。
【０００６】
この走行装置は、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。
【０００７】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動力差との関係、又は前記車両のロール方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動反力差との関係、又は前記車両のピッチ方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の駆動反力との関係のうち少なくとも二つの関係に基づいて、前記左右の駆動輪の駆動力が求められることを特徴とする。
【０００８】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向の目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする。
【０００９】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする。
【００１０】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメント又は前記車両のロール方向における目標モーメントのうち、少なくとも一方を満たすようにすることを特徴とする。
【００１１】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合において、前記車両のロールを制御するための駆動力を前記左右の駆動輪が発生することによって前記車両に発生するヨーモーメントが、前記車両の限界のヨーモーメントを超えるときには、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすように制御することを特徴とする。
【００１２】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１３】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１４】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両の操舵輪の操舵角と、前記操舵角の速度とに基づいて、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにするか、又は前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにするかを切り替えることを特徴とする。
【００１５】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記操舵角が所定の閾値以内であり、かつ前記操舵角の速度が０でない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１６】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記操舵角が所定の閾値よりも大きいか、又は前記操舵角の速度が０である場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１７】
次の本発明に係る走行装置は、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源は、前記駆動輪に取り付けられる電動機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る走行装置は、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下においては、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合を主として説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、少なくとも一対の左右の駆動輪の間で駆動力が変更できればよい。少なくとも一対の左右の駆動輪の間における駆動力は、少なくとも一対の左右の駆動輪が発生する駆動力を、それぞれ独立に制御してもよいし、少なくとも一対の左右の駆動輪間における駆動力の配分比を制御してもよい。
【００２０】
（実施形態１）
実施形態１は、車両のヨー方向において要求されるモーメント（目標ヨーモーメント）又は車両のロール方向において要求される目標モーメント（目標ロールモーメント）又は車両のピッチ方向において要求される目標モーメント（目標ピッチモーメント）のうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する点に特徴がある。なお、実施形態１では、目標ヨーモーメントと目標ロールモーメントとが両立するように制御する例を説明するが、目標ヨーモーメントと目標ピッチモーメントとの両立や、目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントとの両立を図ってもよい。
【００２１】
図１は、実施形態１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は、実施形態１に係る走行装置が備える前輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。図３は、実施形態１に係る走行装置が備える後輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。この車両１は、電動機のみを動力発生源とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒの駆動力の駆動反力と、車両１の総駆動力と、目標ヨーモーメント又は目標ロールモーメント又は目標ピッチモーメントのうち少なくとも二つとに基づいて、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒの駆動力を決定する動力発生手段と、車両１に取り付けられて左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒを支持する前輪用懸架装置８と、車両１に取り付けられて左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒを支持する後輪用懸架装置９とを含んで構成される。
【００２２】
この実施形態において、動力発生手段は、左側前輪２ｌを駆動する左前側電動機１０ｌと、右側前輪２ｒを駆動する右前側電動機１０ｒと、左側後輪３ｌを駆動する左後側電動機１１ｌと、右側後輪３ｒを駆動する右後側電動機１１ｒとを含む。そして、前輪の駆動力と後輪の駆動力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に組み込まれる車両挙動制御装置３０によって変更される。すなわち、この実施形態においては、車両挙動制御装置３０が、車両１が備える各駆動輪の駆動力を変更する駆動力変更手段としての機能を有する。
【００２３】
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。
【００２４】
この走行装置１００において、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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、すべての車輪が駆動輪となる。すなわち、車両１の駆動輪は、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒである。また、この走行装置１００においては、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒは、それぞれ異なる電動機によって直接駆動される。そして、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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。
【００２５】
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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの回転数を減速して、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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。その結果、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒを小型化することができる。
【００２６】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、ＥＣＵ５０によって制御されて、各駆動輪の駆動力が調整される。この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の開度により走行装置１００の総駆動力Ｆ、及び左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒ各輪の駆動力が制御される。
【００２７】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４１ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ、右後側レゾルバ４１ｒ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４０ｌ、右前側レゾルバ４１ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ及び右後側レゾルバ４１ｒの出力は、ＥＣＵ５０に取り込まれて、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒの制御に用いられる。
【００２８】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、インバータ６に接続されている。インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池等の車載電源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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒ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。なお、この実施形態においては、１台のインバータで１台の電動機を制御する。左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒを制御するため、インバータ６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る。
【００２９】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒ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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって回収したエネルギーを車載電源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。
【００３０】
図２に示すように、左前側電動機１０ｌは、前輪用懸架装置８に取り付けられる。これによって、左前側電動機１０ｌは、前輪用懸架装置８を介して車両１に取り付けられて、前輪用懸架装置８によって車両１に支持される。なお、右前側電動機１０ｒの支持構造も左前側電動機１０ｌの支持構造と同様の構成である（以下同様）。また、図３に示すように、右後側電動機１１ｒは、後輪用懸架装置９に取り付けられる。これによって、右後側電動機１１ｒは、後輪用懸架装置９を介して車両１に取り付けられて、後輪用懸架装置９によって車両１に支持される。なお、左後側電動機１１ｌの支持構造も、右後側電動機１１ｒの支持構造と同様の構成である（以下同様）。次に、図２、図３を用いて、前輪用懸架装置８及び後輪用懸架装置９の構成をより詳細に説明する。
【００３１】
図２に示すように、この実施形態において、前輪用懸架装置８は、いわゆるストラット形式が用いられている。ダンパー２０の一方の端部にはアッパーマウント２０Ｕが設けられ、これを介してダンパー２０が車両本体１Ｂに取り付けられる。ダンパー２０の他方の端部には、電動機固定用ブラケット２０Ｂが設けられている。電動機固定用ブラケット２０Ｂは、左前側電動機１０ｌの本体部に設けられる電動機側ブラケット１０ｌｂに取り付けられて、ダンパー２０と左前側電動機１０ｌとを固定する。ここで、左前側電動機１０ｌの駆動軸（電動機駆動軸）１０ｌｓには、電動機駆動軸１０ｌｓの回転角度を知るための回転角度検出手段として、左前側レゾルバ４０ｌが取り付けられている。左前側レゾルバ４０ｌによって検出された信号を処理することにより、左前側電動機１０ｌの回転速度を知ることができる。
【００３２】
電動機駆動軸１０ｌｓに対して電動機側ブラケット１０ｌｂと対称となる位置には、ピボット部１０ｌｐが設けられている。ピボット部１０ｌｐは、トランスバースリンク（ロワーアーム）２２のピボット受け２８と組み合わされ、ピン結合される。トランスバースリンク２２は、車両取付部２７で車両本体１Ｂに取り付けられている。そして、左前側電動機１０ｌの上下運動（図２中のＹ方向）により、車両取付部２７の揺動軸Ｚｓｆを中心として揺動運動する。ここで、上下方向とは、重力の作用方向と平行な方向である。
【００３３】
電動機駆動軸１０ｌｓには、前輪用ブレーキローター１５及び前輪用ホイール１３が取り付けられる。そして、前輪用ホイール１３にタイヤが取り付けられて、左側前輪２ｌ（図１）となる。路面から左前前輪２ｌへの入力によって、前輪用ホイール１３は上下運動する。前輪用ホイール１３は電動機駆動軸１０ｌｓに取り付けられているので、前輪用ホイール１３の上下運動とともに、左前側電動機１０ｌも上下運動する。左前側電動機１０ｌの上下運動は、前輪用懸架装置８のスプリング２０Ｓ及びダンパー２０で吸収される。
【００３４】
左前側電動機１０ｌとトランスバースリンク２２とは、ピボット部１０ｌｐとピボット受け２８とでピン結合されているので、左前側電動機１０ｌの上下運動とともにトランスバースリンク２２は揺動軸Ｚｓｆを中心として揺動運動できる。また、左前側電動機１０ｌは、ハンドル４の操作によって前輪用ホイール１３及びタイヤとともに操舵されるが、このときピボット部１０ｌｐはピボット受け２８に支持されながら回転する。次に、後輪用懸架装置９について説明する。
【００３５】
図３に示すように、この実施形態において、後輪用懸架装置９は、いわゆるトーションビーム形式が用いられている。右後側電動機１１ｒは、トーションビーム２４と一体に構成されるアーム２５の一端に取り付けられる。右後側電動機１１ｒの取付側とは反対側におけるアーム２５の端部には、車両取付部２６が設けられている。アーム２５は、車両取付部２６を介して車両本体１Ｂに取り付けられる。そして、アーム２５は、車両取付部２６の揺動軸Ｚｓｒを中心として揺動運動する。トーションビーム２４には、スプリング・ダンパー受け２１が設けられている。そして、後輪用懸架装置９のスプリング及びダンパーは、スプリング・ダンパー受け２１と車両本体１Ｂとの間に取り付けられる。なお、この実施形態において、スプリング及びダンパーは、両者が一体となったスプリング／ダンパー構造体２９である。
【００３６】
右後側電動機１１ｒの駆動軸（電動機駆動軸）１１ｒｓには、電動機駆動軸１１ｒｓの回転角度を知るための回転角度検出手段として、右後側レゾルバ４１ｒが取り付けられている。右後側レゾルバ４１ｒによって検出された信号を処理することにより、右後側電動機１１ｒの回転速度を知ることができる。また、電動機駆動軸１１ｒｓには、後輪用ブレーキローター１６及び後輪用ホイール１４が取り付けられる。そして、後輪用ホイール１４にタイヤが取り付けられて、右側後輪３ｒ（図１）となる。
【００３７】
路面から右側後輪３ｒへの入力によって、後輪用ホイール１４は上下運動する。後輪用ホイール１４は電動機駆動軸１１ｒｓに取り付けられているので、後輪用ホイール１４の上下運動とともに、右後側電動機１１ｒも上下運動する。右後側電動機１１ｒの上下運動は、スプリング・ダンパー受け２１を介して後輪用懸架装置９のスプリング／ダンパー構造体２９に伝えられ、ここで吸収される。前輪用及び後輪用懸架装置８、９は上記例に限られず、例えばマルチリンク式、ダブルウィッシュボーン式その他の形式を用いることができる。
【００３８】
この実施形態に係る走行装置１００のように、動力発生手段である左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒが懸架装置に固定されている方式では、各電動機によって生み出される各駆動輪の駆動力の反力（駆動反力）は、ほとんどすべて懸架装置に入力される。このため、各電動機によって生み出される各駆動輪の上下方向における成分は、ほとんど損失なくばね上に作用する駆動反力成分に変換される。次に、この実施形態に係る走行装置の他の例を説明する。
【００３９】
図４は、実施形態１に係る走行装置の変形例を示す説明図である。この走行装置１０１は、内燃機関を動力発生源とし、かつ、前後輪間の駆動力配分、及び前輪間、後輪間の駆動力配分が可能としたものである。車両１ａが備える走行装置１０１は、内燃機関６０を備える。内燃機関６０の出力は、前輪用駆動力配分装置を備えるトランスミッション６１に導かれ、左側前輪駆動軸６５ｌ及び右側前輪駆動軸６５ｒを介して左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒを駆動する。また、内燃機関６０の出力は、前後駆動力配分装置６２を介してプロペラシャフト６３に出力される。プロペラシャフト６３に出力された内燃機関６０の出力は後輪用駆動力配分装置６４に入力され、左側後輪駆動軸６６ｌ及び右側後輪駆動軸６６ｒを介して左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを駆動する。
【００４０】
前輪用駆動力配分装置を備えるトランスミッション６１、前後駆動力配分装置６２及び後輪用駆動力配分装置６４は、ＥＣＵ５０が備える車両挙動制御装置３０によって左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの駆動力の配分比が決定され、内燃機関６０の出力は、その駆動力配分比で各車輪に配分される。この変形例において、動力発生手段は、内燃機関６０と前後駆動力配分装置６２と後輪用駆動力配分装置６４とで構成される。次に、この実施形態に係る車両挙動制御において各輪の駆動力を決定する手法を説明する。
【００４１】
図５−１〜図５−３は、実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。図中のＧは車両１の重心、ｈは車両１の重心高さ、ＯＲｆは前輪用懸架装置の瞬間回転中心、ＯＲｒは後輪用懸架装置の瞬間回転中心、ｈｆｓは前輪用懸架装置の瞬間回転中心高さ、ｈｆｒは後輪用懸架装置の瞬間回転中心高さ、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、左側及び右側前輪２ｌ、２ｒの車軸（前輪側車軸）Ｚｆと、左側及び右側後輪３ｌ、３ｒ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。
【００４２】
なお、瞬間回転中心は、懸架装置の側面視、すなわち、車輪側（左側前輪２ｌや右側後輪３ｒ）から懸架装置（前輪用懸架装置８や後輪用懸架装置９）を見た場合における懸架装置の瞬間回転中心である。これは、車両１の進行方向に対して直交する方向から懸架装置（前輪用懸架装置８や後輪用懸架装置９）を見た場合の瞬間回転中心である。
【００４３】
この実施形態に係る車両１は、車両１の重心高さｈよりも前輪用懸架装置の瞬間回転中心高さｈｆｓ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心高さｈｆｒが低く、また、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒは、前輪側車軸Ｚｆと、後輪側車軸Ｚｒとの間にある。また、この実施形態に係る車両１は、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒが、前輪側車軸Ｚｆと後輪側車軸Ｚｒとの間にある。なお、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒの位置は、上記位置に限定されるものではない。
【００４４】
この実施形態に係る車両挙動制御では、車両１の駆動輪が発生する駆動力を制御することによって、車両１のヨー運動（Ｚ軸周りの運動）、ロール運動（Ｘ軸周りの運動）を制御する。各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒと、ヨー運動を制御するために要求される目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、同じく各輪の駆動力の反力と、ロール運動を制御するために要求される目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、さらに、前後方向における車両１の総駆動力（走行装置１００の総駆動力、以下総駆動力という）Ｆ及び総駆動力Ｆの前後配分比（前後駆動力配分比という）ｉから、数式（１）で示す連立方程式が得られる。
【００４５】
なお、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌと右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒとの差、及び左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌと右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒとの差、すなわち、車両１の左右における駆動輪の駆動力差を用いて表現できる。また、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌの反力と右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒの反力との差、及び左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌの反力と右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒの反力との差、すなわち、車両１の左右における駆動輪の駆動反力差を用いて表現できる。
【００４６】
ここで、駆動力Ｆｆｌは左側前輪２ｌの駆動力（左側前輪駆動力）、駆動力Ｆｆｒは右側前輪２ｒの駆動力（右側前輪駆動力）、駆動力Ｆｒｌは左側後輪３ｌの駆動力（左側後輪駆動力）、駆動力Ｆｒｒは右側後輪３ｒの駆動力（右側後輪駆動力）である。数式（１）で表現される連立方程式を各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについて解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満足する各輪の駆動力を得ることができる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ここで、αflは左側前輪２ｌを支持する前輪用懸架装置８の瞬間回転中心角、αfrは右側前輪２ｒを支持する前輪用懸架装置８の瞬間回転中心角、αrlは左側後輪３ｌを支持する後輪用懸架装置９の瞬間回転中心角、αrrは右側後輪３ｒを支持する後輪用懸架装置９の瞬間回転中心角である。また、Ｆｆｌ×ｔａｎαflは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌの反力（左側前輪駆動反力）、Ｆｆｒ×ｔａｎαfrは、右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒの反力（右側前輪駆動反力）、Ｆｒｌ×ｔａｎαrlは、左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌの反力（左側後輪駆動反力）、Ｆｒｒ×ｔａｎαrrは、右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒの反力（右側後輪駆動反力）を表す。
【００４９】
車両の駆動形式によって、数式（１）は適宜変更される。例えば前輪駆動の走行装置を備える車両や、左右の前輪間のみで駆動力の変更が可能である走行装置を備える車両を対象とする場合、数式（１）中の左側後輪駆動力Ｆｒｌ、右側後輪駆動力Ｆｒｒ、後輪のトレッド幅Ｄｒ、左側後輪駆動反力Ｆｒｌ×ｔａｎαrl、右側後輪駆動反力Ｆｒｒ×ｔａｎαrr、及び前後駆動力配分比ｉを０とする。また、後輪駆動の走行装置を備える車両や、左右の後輪間のみで駆動力の変更が可能である走行装置を備える車両を対象とする場合、数式（１）中の左側前輪駆動力Ｆｆｌ、右側前輪駆動力Ｆｆｒ、前輪のトレッド幅Ｄｆ、左側前輪駆動反力Ｆｆｌ×ｔａｎαfl、右側前輪駆動反力Ｆｆｒ×ｔａｎαfr、及び前後駆動力配分比ｉを０とする。
【００５０】
数式（１）を行列式で表現すると、数式（２）のようになる。ここで、右辺の第１行列をＡとすると、前後駆動力配分比ｉ≠０．５である場合、ｒａｎｋ（Ａ）＝４となって行列Ａは正則となり、数式（１）で示す連立方程式は解くことが可能（可解）であることがわかる。この場合、数式（３）に示すように、数式（２）の両辺に、左側からＡの逆行列Ａ-1を乗ずることで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。
【００５１】
【数２】
【００５２】
【数３】
【００５３】
例えば、前後駆動力配分比ｉ＝０．５である場合、ｒａｎｋ（Ａ）≠４となり、数式（１）で示す連立方程式は解くことができない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒは求めることができない。したがって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうちいずれか一方を満たすように、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを決定する。車両１のロールを制御するための目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める場合には、数式（４）を用いる。また、車両１のヨーを制御するための目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める場合には、数式（５）を用いる。
【００５４】
ここで、数式（４）中のｊは、左右駆動力差前後配分比であり、動的前後荷重配分比に準ずる配分比をいう。この実施形態において、左右駆動力差前後配分比ｊは、車両１の左側における車輪（左側前輪２ｌ及び左側後輪３ｌ）で発生する駆動力（左側駆動力）と、車両１の右側における車輪（右側前輪２ｒ及び右側後輪３ｒ）で発生する駆動力（右側駆動力）との差を、車両１の前輪（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒ）と後輪（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ）とで割り振るための比率となる。例えば、左側駆動力と右側駆動力との駆動力差が１０必要であるときに、前輪で６の駆動力差を、後輪で４の駆動力差を発生させるような場合に、左右駆動力差前後配分比ｊを設定する。
【００５５】
【数４】
【００５６】
【数５】
【００５７】
数式（３）〜数式（５）を用いることによって、車両１に対する目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち少なくとも一方を満足できる各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。そして、前後駆動力配分比ｉや車両１の状態、あるいは運転状況に基づいて、車両のヨー又はロールのうち少なくとも一方を制御する。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を実現するための車両挙動制御装置について説明する。
【００５８】
図６は、実施形態１に係る車両挙動制御装置の構成例を示す説明図である。図６に示すように、車両挙動制御装置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及び出力インターフェース５８とから構成される。
【００５９】
なお、ＥＣＵ５０とは別個に、この実施形態に係る車両挙動制御装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、この実施形態に係る車両挙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、前記車両挙動制御装置３０が利用できるように構成してもよい。
【００６０】
車両挙動制御装置３０は、駆動力演算部３１と、制御判定部３２と、駆動力制御部３３とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係る車両挙動制御を実行する部分となる。この実施形態において、車両挙動制御装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。
【００６１】
車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１と、制御判定部３２と、駆動力制御部３３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、車両挙動制御装置３０を構成する駆動力演算部３１と制御判定部３２と、駆動力制御部３３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が備える車両挙動制御装置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、車両挙動制御装置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、車両挙動制御装置３０は、この実施形態に係る車両挙動制御を、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。
【００６２】
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、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４０ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ、右後側レゾルバ４１ｒ、アクセル開度センサ４２、操舵角センサ４３、車速センサ４４、前後加速度センサ４５、横方向加速度センサ４６、その他の、走行装置１００の運転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、この実施形態に係る車両挙動制御に必要な情報を取得することができる。
【００６３】
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、車両挙動制御に必要な制御対象が接続されている。この実施形態では、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを制御するためのインバータ６が、この実施形態に係る車両挙動制御に必要な制御対象である。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、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの駆動力を制御することができる。
【００６４】
記憶部５０ｍには、この実施形態に係る車両挙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、あるいはこの実施形態に係る車両挙動制御に用いる駆動力配分比の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。
【００６５】
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組み合わせによって、この実施形態に係る車両挙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、この車両挙動制御装置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、駆動力演算部３１、制御判定部３２及び駆動力制御部３３の機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を説明する。次の説明では、適宜図１〜図６を参照されたい。
【００６６】
図７、図８は、実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。この実施形態に係る車両挙動制御を実行するにあたって、車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１は、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び前後駆動力配分比ｉを取得する（ステップＳ１０１）。目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆは数式（６）で示す目標ヨーレートγｒｅｆにヨー慣性モーメントＩｚを乗ずることによって、また、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆは数式（７）で示す目標ロールレートφｒｅｆ'にロール慣性モーメントＩｘを乗ずることによって求めることができる。
【００６７】
数式（６）、数式（７）に示すように、目標ヨーレートγｒｅｆ及び目標ロールレートφｒｅｆ'は、車両１の速度Ｖと車両１の操舵輪（前輪）の操舵角θとを制御パラメータとして取得することによって求めることができる。なお、車両１の速度Ｖは車速センサ４４から、操舵角θは操舵角センサ４３から求めることができる。
【００６８】
ここで、Ｖは車両の速度、Ｋφは車両のロール剛性、ｈｓは車両のロール軸から重心までの高さ、ｇは重力加速度、ｎはステアリングのギヤ比、γはヨーレート、φはロール角、Ｋｆは前輪のコーナーリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナーリングパワー、ｋｈは車両のスタビリティファクター、Ｍｓは車両のばね上質量、θは車両の操舵輪の操舵角、βは車両のスリップ角、Ｉｘはロール慣性モーメント、Ｉｚはヨー慣性モーメント、Ｉｘｚはヨー／ロール慣性モーメントである。
【００６９】
【数６】
【００７０】
【数７】
【００７１】
ここで、目標ロールレートφｒｅｆ'の導出方法を説明する。入力をヨーレートγ、車両１のスリップ角（車体スリップ角）をβとしたときにおけるロール角φの応答φ（Ｓ）は、数式（８）で表すことができる。ここで、Ｇφ（０）は数式（９）で、ξφは数式（１０）で、ωφは数式（１１）で、Ｔφは数式（１２）で表される。
【００７２】
【数８】
【００７３】
【数９】
【００７４】
【数１０】
【００７５】
【数１１】
【００７６】
【数１２】
【００７７】
また、入力を車両１の操舵輪（前輪）の操舵角（以下単に操舵角という）θとしたときにおけるヨーレートγの応答γ（Ｓ）は数式（１３）で、入力を操舵角θとしたときにおける車体スリップ角βの応答β（Ｓ）は数式（１４）で表すことができる。ここで、Ｇγ（０）は数式（１５）で、Ｇβ（０）は数式（１６）で、ξは数式（１７）で、ωは数式（１８）で表される。数式（９）〜数式（１８）を用いて、数式（８）を整理すると、車体スリップ角をβとしたときにおけるロール角φの応答φ（Ｓ）は、数式（１９）のように表される。
【００７８】
【数１３】
【００７９】
【数１４】
【００８０】
【数１５】
【００８１】
【数１６】
【００８２】
【数１７】
【００８３】
【数１８】
【００８４】
【数１９】
【００８５】
数式（１９）より、入力される操舵角θに対するロール角φの応答を知ることができる。ここで、数式（１９）の定常ゲイン部Ｇφ（０）Ｇγ（０）と操舵角θとを乗じたものを、目標ロール角φｒｅｆと定義する。すなわち、目標ロール角φｒｅｆは、数式（２０）で表される。数式（２０）からわかるように、目標ロール角φｒｅｆは、入力される操舵角θに対し、伝達関数によって遅れを考慮しないで求めることができるロール角である。
【００８６】
【数２０】
【００８７】
目標ロールレートは、目標ロール角φｒｅｆを微分したものとする。つまり、数式（２０）の定常ゲイン部Ｇφ（０）Ｇγ（０）を定数として扱い、入力される操舵角θを微分したものが、数式（２１）で表される目標ロールレートφｒｅｆ'である。数式（２１）のＧφ（０）を数式（９）に、Ｇγ（０）を数式（１５）に置き換えると、数式（７）の目標ロールレートφｒｅｆ'である。
【００８８】
【数２１】
【００８９】
車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、駆動力演算部３１が取得した前後駆動力配分比ｉを取得して数式（２）の行列Ａに与え、数式（１）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）＝４である場合に、数式（１）の連立方程式は可解となる。数式（１）の連立方程式は可解である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆとをともに満足させることができる。
【００９０】
この場合、駆動力演算部３１は、車両１の総駆動力Ｆを取得するとともに、数式（３）に、ステップＳ１０１で取得した目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、前後駆動力配分比ｉ及び総駆動力Ｆを与えて、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。車両挙動制御装置３０の駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの出力を決定する。そして、駆動力制御部３３は、決定された出力となるように左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーとロールとを同時に制御して（ステップＳ１０３）、ロールを抑制しつつ運転者が望む旋回性能を確保する。なお、車両１の総駆動力Ｆは、車両１が備える各電動機に供給する電力に基づいて求めることができる。
【００９１】
数式（１）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）≠４である場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆとをともに満足させることはできない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのいずれか一方を満たすように制御する。ここで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす制御をヨー制御（又はヨーの制御）といい、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす制御をロール制御（又はロールの制御）という（以下同様）。
【００９２】
目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのいずれか一方を満たすように制御するにあたり、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たすように制御する。これにより、車両１のロールを抑制する。このとき、車両１のロールを制御するための目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを発生させるために必要な各輪の駆動力によって、車両１に発生するヨーモーメントＭｘｚが車両１として上限のヨーモーメント（ヨーモーメント上限値）Ｍｚ＿ｍａｘを超える場合、車両１はスピンに陥るおそれが極めて高い。このため、Ｍｘｚ＞Ｍｚ＿ｍａｘである場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを優先して満たすことができるようにする。これによって、車両１の挙動の安定化を図る。
【００９３】
式（１）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、駆動力演算部３１は、数式（４）を解いて目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満足できる各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。そして、制御判定部３２は、駆動力演算部３１が求めた各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒによって車両１に発生するヨーモーメントＭｘｚを求め、ヨーモーメント上限値Ｍｚ＿ｍａｘと比較する（ステップＳ１０４）。
【００９４】
Ｍｘｚ＞Ｍｚ＿ｍａｘである場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、車両１はスピンに陥るおそれが極めて高いので、制御判定部３２は、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆではなく、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たすように制御すると判定する。この判定を受けて、駆動力演算部３１は、数式（５）を解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。そして、駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーを制御して（ステップＳ１０５）、車両１がスピンに陥る危険性を回避し、車両１を安定して旋回させる。
【００９５】
Ｍｘｚ≦Ｍｚ＿ｍａｘである場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ロール制御又はヨー制御を選択する（ステップＳ１０６）。この場合、車両１の運転状況を考慮して、ロール制御とするかヨー制御とするかを判定する。次に、図８を用いて、この判定について説明する。車両１の運転状況は、操舵角θの大きさと、操舵の状態とから判定する。このようにすることで、車両１の運転者の意思に沿って、車両１の運動や姿勢を制御することができる。
【００９６】
制御判定部３２は、操舵角センサ４３から操舵角θを取得し、前記操舵角θが中立付近、かつ操舵が過渡状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。操舵角θが中立付近であるか否かは、例えば操舵角θが所定の閾値（例えば±５度程度）以内の値であれば、操舵角θが中立付近であると判定する。また、操舵の状態は、例えば、操舵角θを時間で微分した時間微分値ｄθ／ｄｔが０でない場合（ｄθ／ｄｔ≠０）に、操舵が過渡状態にあると判定する。なお、操舵角の時間微分値ｄθ／ｄｔは、操舵角の速度である。
【００９７】
操舵角θが中立付近、かつ操舵が過渡状態である場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ロール制御を実行する（ステップＳ２０２）。これによって、微小な操舵領域における車両１のロールを抑制することによって、旋回初期に発生するロールや、いわゆるレーンチェンジ時等に発生するロールを抑制して、車両１の挙動を安定させることができる。
【００９８】
操舵角θが中立付近でない場合（すなわち操舵角θが所定の閾値を超えた場合）、又は操舵が過渡状態でない場合（ｄθ／ｄｔ＝０）、すなわち操舵角θが一定値を保っている場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ヨー制御を実行する（ステップＳ２０３）。これによって、操舵角θに対する車両１のヨーゲインを確保して、操舵角θが大きい場合における運転者の車両１を旋回させる意思を反映させることができる。
【００９９】
上記判定によってロール制御とするかヨー制御とするかを切り替えると、不連続的にロール制御又はヨー制御が切り替えられて、ドライバビリティを悪化させたり、車両１の挙動が不安定になったりするおそれがある。このため、この実施形態では、各輪の駆動力に重み係数を乗ずることによって、ロール制御とヨー制御とが連続的に切り替えられるようにする。重み係数Ｙは、ヨー制御の割合を決定するための係数であり、０以上１以下の範囲で変化する。ここで、ロール制御の割合は、重み係数Ｙが決定されれば（１−Ｙ）で求めることができる。
【０１００】
図９は、重み係数Ｙを記述した重み係数マップの一例を示す説明図である。重み係数マップ７０はＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納されており、操舵角θの大きさと操舵の過渡状態（すなわち操舵角θの時間微分値ｄθ／ｄｔ）とに基づいて決定された重み係数Ｙが記述されている。ここで、β0（＝０）＜β1＜β2＜β3＜β4＜β5、β0'（＝０）＜β1'＜β2'＜β3'＜β4'＜β5'であり、重み係数Ｙは、Ｙ1（＝０）＜Ｙ2＜Ｙ3＜Ｙ4（＝１）となっている。すなわち、操舵角θが大きくなるにしたがって、かつｄθ／ｄｔ＝θ'が０に近づくにしたがってヨー制御の割合が多くなるようになっている。
【０１０１】
重み係数Ｙを用いた駆動力は、次のように決定される。例えば左側前輪駆動力Ｆｆｌを決定する場合、目標ロールモーメントを発生させるための駆動力（数式（４）を解くことによって得られた駆動力）をＦｆｌ＿ｒとし、目標ヨーモーメントを発生させるための駆動力（数式（５）を解くことによって得られた駆動力）をＦｆｌ＿ｙとする。
【０１０２】
重み係数Ｙは、を用いて左側前輪駆動力Ｆｆｌを表すと、Ｆｆｌ＝（１−Ｙ）×Ｆｆｌ＿ｒ＋Ｙ×Ｆｆｌ＿ｙとなる。他の駆動輪の駆動力Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについても同様に決定する。このようにすれば、ロール制御とヨー制御とを連続的に切り替えることができるので、ドライバビリティが悪化したり、車両１の挙動が不安定になったりするおそれを低減できる。
【０１０３】
ロール制御とするか、ヨー制御とするかが決定されたら（ステップＳ２０２又はステップＳ２０３）、駆動力演算部３１は、操舵角θ及びその時間微分値θ'（＝ｄθ／ｄｔ）を取得し、これらを重み係数マップ７０に参照する（ステップＳ２０４）。そして、駆動力演算部３１は、前記操舵角θ及びその時間微分値θ'から決定される重み係数Ｙを取得し（ステップＳ２０５）、取得した重み係数Ｙを用いて各輪の駆動力を演算する（ステップＳ２０６）。
【０１０４】
ステップＳ１０６においては、上述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の手順によってロール制御とするか、ヨー制御とするかが決定される。ロール制御とする場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ、ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６で決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、駆動力制御部３３は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する（ステップＳ１０７）。ヨー制御とする場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ、ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６で決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、駆動力制御部３３は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する（ステップＳ１０８）。
【０１０５】
以上、実施形態１では、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。特に、実施形態１のように、目標ヨーモーメントと目標ロールモーメントとを両立できるように制御すると、ロールを抑制しつつ運転者が望む旋回性能を確保できる。なお、実施形態１で開示した構成を備えるものは、実施形態１及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。また、実施形態１の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。
【０１０６】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１と同様であるが、ヨー運動、ロール運動に加え、車両のピッチ運動も制御対象とする点が異なる。実施形態２に係る車両挙動制御の原理的な考え方は実施形態１に係る車両挙動制御と同様である。実施形態２では、実施形態１に係る走行装置１００を搭載した車両１の車両挙動制御を説明する。まず、実施形態２に係る車両挙動制御において各輪の駆動力を決定する手法を説明する。
【０１０７】
この実施形態に係る車両挙動制御では、車両１の駆動輪が発生する駆動力を制御することによって、車両１のヨー（Ｚ軸周りの回転）、ロール（Ｘ軸周りの回転）、及びピッチ運動（Ｙ軸周りの運動）を制御する。ピッチ慣性モーメントをＩｐ、目標ピッチレートをＰ＿ｒｅｆ、前輪荷重（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの荷重）をＷｆ、後輪荷重（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの荷重）をＷｒ、静的前輪荷重（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの静的な荷重）をＷｆ０、静的後輪荷重（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの静的な荷重）をＷｒ０とすると、ピッチングの運動方程式は、数式（２２）〜数式（２４）のように記述することができる。なお、ピッチ慣性モーメントＩｐと目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとの積は、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとなる。
【０１０８】
ここで、Ｆｆ１は前輪駆動反力であり、数式（２５）に示すように、左側前輪駆動反力Ｆｆｌ×ｔａｎαflと右側前輪駆動反力Ｆｆｒ×ｔａｎαfrとの和で表される。また、Ｆｒ１は後輪駆動反力であり、数式（２６）に示すように、左側後輪駆動反力Ｆｒｌ×ｔａｎαrlと右側後輪駆動反力Ｆｒｒ×ｔａｎαrrとの和で表される。そして、数式（２２）〜数式（２４）及び数式（２５）、数式（２６）をまとめて表現すると、数式（２７）のようになる。なお、数式（２７）の左辺に示すＩｐ×Ｐ＿ｒｅｆは、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆである。
【０１０９】
【数２２】
【０１１０】
【数２３】
【０１１１】
【数２４】
【０１１２】
【数２５】
【０１１３】
【数２６】
【０１１４】
【数２７】
【０１１５】
各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒとヨー運動を制御するために要求される目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、同じく各輪の駆動反力とロール運動を制御するために要求される目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、総駆動力Ｆ、さらに各輪の駆動反力の関係で表現できる目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆから、数式（２８）で示す連立方程式が得られる。数式（２８）で表現される連立方程式を、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについて解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆすべてを満足する各輪の駆動力を得ることができる。
【０１１６】
【数２８】
【０１１７】
数式（２８）を行列式で表現すると、数式（２９）のようになる。ここで、右辺の第１行列をＡとすると、ｒａｎｋ（Ａ）＝４の場合に行列Ａは正則となり、数式（２９）で示す連立方程式は解くことが可能（可解）であることがわかる。この場合、数式（３０）に示すように、数式（２９）の両辺に、左側からＡの逆行列Ａ-1を乗ずることで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を説明する。なお、実施形態２に係る車両挙動制御は、実施形態１に係る車両挙動制御装置（図６参照）によって実現できる。次の説明においては、適宜図１〜６を参照されたい。
【０１１８】
【数２９】
【０１１９】
【数３０】
【０１２０】
図１０は、実施形態２に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。この実施形態に係る車両挙動制御を実行するにあたって、車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１は、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆを取得する（ステップＳ３０１）。ここで、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆは、上述したように、ピッチ慣性モーメントＩｐと目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとの積で求めることができ、目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆは数式（３１）によって表される。数式（３１）中のＰ＿ｒｅｆ＿ｔｅｐは、数式（３２）によって表される。なお、数式３１はＳの領域で記述されており、左辺の目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆに付される（Ｓ）は、Ｓの領域で記述していることを示すものである。数式（３１）を時間領域へ変換することにより、時間領域における目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆを得ることができる。
【０１２１】
【数３１】
【０１２２】
【数３２】
【０１２３】
ここで、Ｇｏはピッチ角ゲインであり実験等から求める。また、ＤＦ＿ｒｅｆは、ドライバが要求する駆動力、Ｓはラプラス演算子である。数式（３２）のままでは、微分要素によって速いアクセル踏み込み時においては駆動力が高ゲインとなり、駆動力が急激に増減することによって車両１の前後加速度の変動が大きく、ドライバビリティと車両１の挙動抑制との両立が難しくなる。したがって、数式（３１）のように、一次遅れをプレフィルタとして数式（３２）へ追加して目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとすることにより、ドライバビリティと車両１の挙動抑制との両立を図っている。
【０１２４】
車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、数式（２８）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）＝４である場合に、数式（２８）の連立方程式は可解となる。数式（２８）の連立方程式は可解である場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆと目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆをともに満足させることができる。
【０１２５】
この場合、駆動力演算部３１は、車両１の総駆動力Ｆを取得するとともに、数式（３０）に、ステップＳ３０１で取得した目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆ及び総駆動力Ｆを与えて、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。車両挙動制御装置３０の駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーとロールとピッチとを同時に制御する（ステップＳ３０３）。ここで、ピッチの制御（ピッチ制御）とは、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとなるように、車両１の各輪の駆動力を制御することをいう。
【０１２６】
数式（２８）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）≠４である場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆと目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとをともに満足させることはできない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち、少なくとも一方を満たすようにする制御へ変更される（ステップＳ３０４）。
【０１２７】
目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち、少なくとも一方を満たす制御へ変更されたら（ステップＳ３０４）、駆動力演算部３１は、前後駆動力配分比ｉを取得する（ステップＳ３０５）。そして、車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、駆動力演算部３１が取得した前後駆動力配分比ｉを取得して数式（２９）の行列Ａに与え、数式（２８）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０７〜ステップＳ３１２は、実施形態１におけるステップＳ１０３からステップＳ１０８と同様なので、説明を省略する。
【０１２８】
以上、実施形態２では、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。なお、実施形態２で開示した構成を備えるものは、実施形態１及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のように、本発明に係る走行装置は、少なくとも一対の左右の駆動輪間において、それぞれの駆動力を異ならせることができる走行装置に対して有用であり、特に、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施形態１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】実施形態１に係る走行装置が備える前輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係る走行装置が備える後輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る走行装置の変形例を示す説明図である。
【図５−１】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図５−２】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図５−３】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図６】実施形態１に係る車両挙動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図７】実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】重み係数Ｙを記述した重み係数マップの一例を示す説明図である。
【図１０】実施形態２に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１ａ 車両
１Ｂ 車両本体
２ｌ 左側前輪
２ｒ 右側前輪
３ｌ 左側後輪
３ｒ 右側後輪
４ ハンドル
５ アクセル
６ インバータ
７ 車載電源
８ 前輪用懸架装置
９ 後輪用懸架装置
１０ｌ 左前側電動機
１０ｒ 右前側電動機
１１ｒ 右後側電動機
１１ｌ 左後側電動機
３０ 車両挙動制御装置
３１ 駆動力演算部
３２ 制御判定部
３３ 駆動力制御部
４２ アクセル開度センサ
４３ 操舵角センサ
４４ 車速センサ
４５ 前後加速度センサ
４６ 横方向加速度センサ
６０ 内燃機関
６１ トランスミッション
６２ 駆動力配分装置
６２ 前後駆動力配分装置
６３ プロペラシャフト
６４ 後輪用駆動力配分装置
７０ 重み係数マップ
１００、１０１ 走行装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができる走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック等の車両が旋回する際には、旋回方向外側に向かう旋回慣性力が車両に作用して、車両にロールが発生する。特許文献１には、４輪を独立に駆動できる駆動装置を備え、各駆動輪の駆動力を制御することにより、車両のロールを抑制する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０６１５２号公報
【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は、ロールを抑制する制御のみを行うため、旋回に必要なヨーモーメントが不足したり、旋回に必要なヨーモーメントよりも大きいヨーモーメントが発生したりする等によって、車両のドライバビリティが低下するおそれがある。その結果、運転者の望む性能を十分に発揮できないおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる走行装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、車両が備える少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができ、かつ、前記車両のヨー方向において要求される目標モーメント又は前記車両のロール方向において要求される目標モーメント又は前記車両のピッチ方向において要求される目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、前記駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて求められた前記左右の駆動輪の駆動力で、前記左右の駆動輪が駆動されることを特徴とする。
【０００６】
この走行装置は、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。
【０００７】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動力差との関係、又は前記車両のロール方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動反力差との関係、又は前記車両のピッチ方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の駆動反力との関係のうち少なくとも二つの関係に基づいて、前記左右の駆動輪の駆動力が求められることを特徴とする。
【０００８】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向の目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする。
【０００９】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする。
【００１０】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメント又は前記車両のロール方向における目標モーメントのうち、少なくとも一方を満たすようにすることを特徴とする。
【００１１】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合において、前記車両のロールを制御するための駆動力を前記左右の駆動輪が発生することによって前記車両に発生するヨーモーメントが、前記車両の限界のヨーモーメントを超えるときには、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすように制御することを特徴とする。
【００１２】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１３】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１４】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記車両の操舵輪の操舵角と、前記操舵角の速度とに基づいて、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにするか、又は前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにするかを切り替えることを特徴とする。
【００１５】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記操舵角が所定の閾値以内であり、かつ前記操舵角の速度が０でない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１６】
次の本発明に係る走行装置は、前記本発明に係る走行装置において、前記操舵角が所定の閾値よりも大きいか、又は前記操舵角の速度が０である場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする。
【００１７】
次の本発明に係る走行装置は、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源は、前記駆動輪に取り付けられる電動機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る走行装置は、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下においては、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合を主として説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、少なくとも一対の左右の駆動輪の間で駆動力が変更できればよい。少なくとも一対の左右の駆動輪の間における駆動力は、少なくとも一対の左右の駆動輪が発生する駆動力を、それぞれ独立に制御してもよいし、少なくとも一対の左右の駆動輪間における駆動力の配分比を制御してもよい。
【００２０】
（実施形態１）
実施形態１は、車両のヨー方向において要求されるモーメント（目標ヨーモーメント）又は車両のロール方向において要求される目標モーメント（目標ロールモーメント）又は車両のピッチ方向において要求される目標モーメント（目標ピッチモーメント）のうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する点に特徴がある。なお、実施形態１では、目標ヨーモーメントと目標ロールモーメントとが両立するように制御する例を説明するが、目標ヨーモーメントと目標ピッチモーメントとの両立や、目標ロールモーメントと目標ピッチモーメントとの両立を図ってもよい。
【００２１】
図１は、実施形態１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は、実施形態１に係る走行装置が備える前輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。図３は、実施形態１に係る走行装置が備える後輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。この車両１は、電動機のみを動力発生源とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒの駆動力の駆動反力と、車両１の総駆動力と、目標ヨーモーメント又は目標ロールモーメント又は目標ピッチモーメントのうち少なくとも二つとに基づいて、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒの駆動力を決定する動力発生手段と、車両１に取り付けられて左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒを支持する前輪用懸架装置８と、車両１に取り付けられて左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒを支持する後輪用懸架装置９とを含んで構成される。
【００２２】
この実施形態において、動力発生手段は、左側前輪２ｌを駆動する左前側電動機１０ｌと、右側前輪２ｒを駆動する右前側電動機１０ｒと、左側後輪３ｌを駆動する左後側電動機１１ｌと、右側後輪３ｒを駆動する右後側電動機１１ｒとを含む。そして、前輪の駆動力と後輪の駆動力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に組み込まれる車両挙動制御装置３０によって変更される。すなわち、この実施形態においては、車両挙動制御装置３０が、車両１が備える各駆動輪の駆動力を変更する駆動力変更手段としての機能を有する。
【００２３】
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。
【００２４】
この走行装置１００において、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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、すべての車輪が駆動輪となる。すなわち、車両１の駆動輪は、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒである。また、この走行装置１００においては、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒは、それぞれ異なる電動機によって直接駆動される。そして、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒは、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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。
【００２５】
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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの回転数を減速して、左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ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。その結果、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒを小型化することができる。
【００２６】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、ＥＣＵ５０によって制御されて、各駆動輪の駆動力が調整される。この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の開度により走行装置１００の総駆動力Ｆ、及び左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ、右側後輪３ｒ各輪の駆動力が制御される。
【００２７】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４１ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ、右後側レゾルバ４１ｒ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４０ｌ、右前側レゾルバ４１ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ及び右後側レゾルバ４１ｒの出力は、ＥＣＵ５０に取り込まれて、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒの制御に用いられる。
【００２８】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒは、インバータ６に接続されている。インバータ６には、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池等の車載電源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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒ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。なお、この実施形態においては、１台のインバータで１台の電動機を制御する。左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒを制御するため、インバータ６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る。
【００２９】
左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒ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１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｒ及び右後側電動機１１ｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって回収したエネルギーを車載電源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。
【００３０】
図２に示すように、左前側電動機１０ｌは、前輪用懸架装置８に取り付けられる。これによって、左前側電動機１０ｌは、前輪用懸架装置８を介して車両１に取り付けられて、前輪用懸架装置８によって車両１に支持される。なお、右前側電動機１０ｒの支持構造も左前側電動機１０ｌの支持構造と同様の構成である（以下同様）。また、図３に示すように、右後側電動機１１ｒは、後輪用懸架装置９に取り付けられる。これによって、右後側電動機１１ｒは、後輪用懸架装置９を介して車両１に取り付けられて、後輪用懸架装置９によって車両１に支持される。なお、左後側電動機１１ｌの支持構造も、右後側電動機１１ｒの支持構造と同様の構成である（以下同様）。次に、図２、図３を用いて、前輪用懸架装置８及び後輪用懸架装置９の構成をより詳細に説明する。
【００３１】
図２に示すように、この実施形態において、前輪用懸架装置８は、いわゆるストラット形式が用いられている。ダンパー２０の一方の端部にはアッパーマウント２０Ｕが設けられ、これを介してダンパー２０が車両本体１Ｂに取り付けられる。ダンパー２０の他方の端部には、電動機固定用ブラケット２０Ｂが設けられている。電動機固定用ブラケット２０Ｂは、左前側電動機１０ｌの本体部に設けられる電動機側ブラケット１０ｌｂに取り付けられて、ダンパー２０と左前側電動機１０ｌとを固定する。ここで、左前側電動機１０ｌの駆動軸（電動機駆動軸）１０ｌｓには、電動機駆動軸１０ｌｓの回転角度を知るための回転角度検出手段として、左前側レゾルバ４０ｌが取り付けられている。左前側レゾルバ４０ｌによって検出された信号を処理することにより、左前側電動機１０ｌの回転速度を知ることができる。
【００３２】
電動機駆動軸１０ｌｓに対して電動機側ブラケット１０ｌｂと対称となる位置には、ピボット部１０ｌｐが設けられている。ピボット部１０ｌｐは、トランスバースリンク（ロワーアーム）２２のピボット受け２８と組み合わされ、ピン結合される。トランスバースリンク２２は、車両取付部２７で車両本体１Ｂに取り付けられている。そして、左前側電動機１０ｌの上下運動（図２中のＹ方向）により、車両取付部２７の揺動軸Ｚｓｆを中心として揺動運動する。ここで、上下方向とは、重力の作用方向と平行な方向である。
【００３３】
電動機駆動軸１０ｌｓには、前輪用ブレーキローター１５及び前輪用ホイール１３が取り付けられる。そして、前輪用ホイール１３にタイヤが取り付けられて、左側前輪２ｌ（図１）となる。路面から左前前輪２ｌへの入力によって、前輪用ホイール１３は上下運動する。前輪用ホイール１３は電動機駆動軸１０ｌｓに取り付けられているので、前輪用ホイール１３の上下運動とともに、左前側電動機１０ｌも上下運動する。左前側電動機１０ｌの上下運動は、前輪用懸架装置８のスプリング２０Ｓ及びダンパー２０で吸収される。
【００３４】
左前側電動機１０ｌとトランスバースリンク２２とは、ピボット部１０ｌｐとピボット受け２８とでピン結合されているので、左前側電動機１０ｌの上下運動とともにトランスバースリンク２２は揺動軸Ｚｓｆを中心として揺動運動できる。また、左前側電動機１０ｌは、ハンドル４の操作によって前輪用ホイール１３及びタイヤとともに操舵されるが、このときピボット部１０ｌｐはピボット受け２８に支持されながら回転する。次に、後輪用懸架装置９について説明する。
【００３５】
図３に示すように、この実施形態において、後輪用懸架装置９は、いわゆるトーションビーム形式が用いられている。右後側電動機１１ｒは、トーションビーム２４と一体に構成されるアーム２５の一端に取り付けられる。右後側電動機１１ｒの取付側とは反対側におけるアーム２５の端部には、車両取付部２６が設けられている。アーム２５は、車両取付部２６を介して車両本体１Ｂに取り付けられる。そして、アーム２５は、車両取付部２６の揺動軸Ｚｓｒを中心として揺動運動する。トーションビーム２４には、スプリング・ダンパー受け２１が設けられている。そして、後輪用懸架装置９のスプリング及びダンパーは、スプリング・ダンパー受け２１と車両本体１Ｂとの間に取り付けられる。なお、この実施形態において、スプリング及びダンパーは、両者が一体となったスプリング／ダンパー構造体２９である。
【００３６】
右後側電動機１１ｒの駆動軸（電動機駆動軸）１１ｒｓには、電動機駆動軸１１ｒｓの回転角度を知るための回転角度検出手段として、右後側レゾルバ４１ｒが取り付けられている。右後側レゾルバ４１ｒによって検出された信号を処理することにより、右後側電動機１１ｒの回転速度を知ることができる。また、電動機駆動軸１１ｒｓには、後輪用ブレーキローター１６及び後輪用ホイール１４が取り付けられる。そして、後輪用ホイール１４にタイヤが取り付けられて、右側後輪３ｒ（図１）となる。
【００３７】
路面から右側後輪３ｒへの入力によって、後輪用ホイール１４は上下運動する。後輪用ホイール１４は電動機駆動軸１１ｒｓに取り付けられているので、後輪用ホイール１４の上下運動とともに、右後側電動機１１ｒも上下運動する。右後側電動機１１ｒの上下運動は、スプリング・ダンパー受け２１を介して後輪用懸架装置９のスプリング／ダンパー構造体２９に伝えられ、ここで吸収される。前輪用及び後輪用懸架装置８、９は上記例に限られず、例えばマルチリンク式、ダブルウィッシュボーン式その他の形式を用いることができる。
【００３８】
この実施形態に係る走行装置１００のように、動力発生手段である左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒが懸架装置に固定されている方式では、各電動機によって生み出される各駆動輪の駆動力の反力（駆動反力）は、ほとんどすべて懸架装置に入力される。このため、各電動機によって生み出される各駆動輪の上下方向における成分は、ほとんど損失なくばね上に作用する駆動反力成分に変換される。次に、この実施形態に係る走行装置の他の例を説明する。
【００３９】
図４は、実施形態１に係る走行装置の変形例を示す説明図である。この走行装置１０１は、内燃機関を動力発生源とし、かつ、前後輪間の駆動力配分、及び前輪間、後輪間の駆動力配分が可能としたものである。車両１ａが備える走行装置１０１は、内燃機関６０を備える。内燃機関６０の出力は、前輪用駆動力配分装置を備えるトランスミッション６１に導かれ、左側前輪駆動軸６５ｌ及び右側前輪駆動軸６５ｒを介して左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒを駆動する。また、内燃機関６０の出力は、前後駆動力配分装置６２を介してプロペラシャフト６３に出力される。プロペラシャフト６３に出力された内燃機関６０の出力は後輪用駆動力配分装置６４に入力され、左側後輪駆動軸６６ｌ及び右側後輪駆動軸６６ｒを介して左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒを駆動する。
【００４０】
前輪用駆動力配分装置を備えるトランスミッション６１、前後駆動力配分装置６２及び後輪用駆動力配分装置６４は、ＥＣＵ５０が備える車両挙動制御装置３０によって左側前輪２ｌ、右側前輪２ｒ、左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの駆動力の配分比が決定され、内燃機関６０の出力は、その駆動力配分比で各車輪に配分される。この変形例において、動力発生手段は、内燃機関６０と前後駆動力配分装置６２と後輪用駆動力配分装置６４とで構成される。次に、この実施形態に係る車両挙動制御において各輪の駆動力を決定する手法を説明する。
【００４１】
図５−１〜図５−３は、実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。図中のＧは車両１の重心、ｈは車両１の重心高さ、ＯＲｆは前輪用懸架装置の瞬間回転中心、ＯＲｒは後輪用懸架装置の瞬間回転中心、ｈｆｓは前輪用懸架装置の瞬間回転中心高さ、ｈｆｒは後輪用懸架装置の瞬間回転中心高さ、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、左側及び右側前輪２ｌ、２ｒの車軸（前輪側車軸）Ｚｆと、左側及び右側後輪３ｌ、３ｒ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。
【００４２】
なお、瞬間回転中心は、懸架装置の側面視、すなわち、車輪側（左側前輪２ｌや右側後輪３ｒ）から懸架装置（前輪用懸架装置８や後輪用懸架装置９）を見た場合における懸架装置の瞬間回転中心である。これは、車両１の進行方向に対して直交する方向から懸架装置（前輪用懸架装置８や後輪用懸架装置９）を見た場合の瞬間回転中心である。
【００４３】
この実施形態に係る車両１は、車両１の重心高さｈよりも前輪用懸架装置の瞬間回転中心高さｈｆｓ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心高さｈｆｒが低く、また、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒは、前輪側車軸Ｚｆと、後輪側車軸Ｚｒとの間にある。また、この実施形態に係る車両１は、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒが、前輪側車軸Ｚｆと後輪側車軸Ｚｒとの間にある。なお、前輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｆ及び後輪用懸架装置の瞬間回転中心ＯＲｒの位置は、上記位置に限定されるものではない。
【００４４】
この実施形態に係る車両挙動制御では、車両１の駆動輪が発生する駆動力を制御することによって、車両１のヨー運動（Ｚ軸周りの運動）、ロール運動（Ｘ軸周りの運動）を制御する。各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒと、ヨー運動を制御するために要求される目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、同じく各輪の駆動力の反力と、ロール運動を制御するために要求される目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、さらに、前後方向における車両１の総駆動力（走行装置１００の総駆動力、以下総駆動力という）Ｆ及び総駆動力Ｆの前後配分比（前後駆動力配分比という）ｉから、数式（１）で示す連立方程式が得られる。
【００４５】
なお、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌと右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒとの差、及び左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌと右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒとの差、すなわち、車両１の左右における駆動輪の駆動力差を用いて表現できる。また、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌの反力と右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒの反力との差、及び左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌの反力と右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒの反力との差、すなわち、車両１の左右における駆動輪の駆動反力差を用いて表現できる。
【００４６】
ここで、駆動力Ｆｆｌは左側前輪２ｌの駆動力（左側前輪駆動力）、駆動力Ｆｆｒは右側前輪２ｒの駆動力（右側前輪駆動力）、駆動力Ｆｒｌは左側後輪３ｌの駆動力（左側後輪駆動力）、駆動力Ｆｒｒは右側後輪３ｒの駆動力（右側後輪駆動力）である。数式（１）で表現される連立方程式を各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについて解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満足する各輪の駆動力を得ることができる。
【００４７】
【数１】
【００４８】
ここで、αflは左側前輪２ｌを支持する前輪用懸架装置８の瞬間回転中心角、αfrは右側前輪２ｒを支持する前輪用懸架装置８の瞬間回転中心角、αrlは左側後輪３ｌを支持する後輪用懸架装置９の瞬間回転中心角、αrrは右側後輪３ｒを支持する後輪用懸架装置９の瞬間回転中心角である。また、Ｆｆｌ×ｔａｎαflは、左側前輪２ｌの駆動力Ｆｆｌの反力（左側前輪駆動反力）、Ｆｆｒ×ｔａｎαfrは、右側前輪２ｒの駆動力Ｆｆｒの反力（右側前輪駆動反力）、Ｆｒｌ×ｔａｎαrlは、左側後輪３ｌの駆動力Ｆｒｌの反力（左側後輪駆動反力）、Ｆｒｒ×ｔａｎαrrは、右側後輪３ｒの駆動力Ｆｒｒの反力（右側後輪駆動反力）を表す。
【００４９】
車両の駆動形式によって、数式（１）は適宜変更される。例えば前輪駆動の走行装置を備える車両や、左右の前輪間のみで駆動力の変更が可能である走行装置を備える車両を対象とする場合、数式（１）中の左側後輪駆動力Ｆｒｌ、右側後輪駆動力Ｆｒｒ、後輪のトレッド幅Ｄｒ、左側後輪駆動反力Ｆｒｌ×ｔａｎαrl、右側後輪駆動反力Ｆｒｒ×ｔａｎαrr、及び前後駆動力配分比ｉを０とする。また、後輪駆動の走行装置を備える車両や、左右の後輪間のみで駆動力の変更が可能である走行装置を備える車両を対象とする場合、数式（１）中の左側前輪駆動力Ｆｆｌ、右側前輪駆動力Ｆｆｒ、前輪のトレッド幅Ｄｆ、左側前輪駆動反力Ｆｆｌ×ｔａｎαfl、右側前輪駆動反力Ｆｆｒ×ｔａｎαfr、及び前後駆動力配分比ｉを０とする。
【００５０】
数式（１）を行列式で表現すると、数式（２）のようになる。ここで、右辺の第１行列をＡとすると、前後駆動力配分比ｉ≠０．５である場合、ｒａｎｋ（Ａ）＝４となって行列Ａは正則となり、数式（１）で示す連立方程式は解くことが可能（可解）であることがわかる。この場合、数式（３）に示すように、数式（２）の両辺に、左側からＡの逆行列Ａ-1を乗ずることで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。
【００５１】
【数２】
【００５２】
【数３】
【００５３】
例えば、前後駆動力配分比ｉ＝０．５である場合、ｒａｎｋ（Ａ）≠４となり、数式（１）で示す連立方程式は解くことができない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ及び目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒは求めることができない。したがって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうちいずれか一方を満たすように、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを決定する。車両１のロールを制御するための目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める場合には、数式（４）を用いる。また、車両１のヨーを制御するための目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める場合には、数式（５）を用いる。
【００５４】
ここで、数式（４）中のｊは、左右駆動力差前後配分比であり、動的前後荷重配分比に準ずる配分比をいう。この実施形態において、左右駆動力差前後配分比ｊは、車両１の左側における車輪（左側前輪２ｌ及び左側後輪３ｌ）で発生する駆動力（左側駆動力）と、車両１の右側における車輪（右側前輪２ｒ及び右側後輪３ｒ）で発生する駆動力（右側駆動力）との差を、車両１の前輪（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒ）と後輪（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒ）とで割り振るための比率となる。例えば、左側駆動力と右側駆動力との駆動力差が１０必要であるときに、前輪で６の駆動力差を、後輪で４の駆動力差を発生させるような場合に、左右駆動力差前後配分比ｊを設定する。
【００５５】
【数４】
【００５６】
【数５】
【００５７】
数式（３）〜数式（５）を用いることによって、車両１に対する目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち少なくとも一方を満足できる各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。そして、前後駆動力配分比ｉや車両１の状態、あるいは運転状況に基づいて、車両のヨー又はロールのうち少なくとも一方を制御する。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を実現するための車両挙動制御装置について説明する。
【００５８】
図６は、実施形態１に係る車両挙動制御装置の構成例を示す説明図である。図６に示すように、車両挙動制御装置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及び出力インターフェース５８とから構成される。
【００５９】
なお、ＥＣＵ５０とは別個に、この実施形態に係る車両挙動制御装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、この実施形態に係る車両挙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、前記車両挙動制御装置３０が利用できるように構成してもよい。
【００６０】
車両挙動制御装置３０は、駆動力演算部３１と、制御判定部３２と、駆動力制御部３３とを含んで構成される。これらが、この実施形態に係る車両挙動制御を実行する部分となる。この実施形態において、車両挙動制御装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。
【００６１】
車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１と、制御判定部３２と、駆動力制御部３３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、車両挙動制御装置３０を構成する駆動力演算部３１と制御判定部３２と、駆動力制御部３３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が備える車両挙動制御装置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、車両挙動制御装置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、車両挙動制御装置３０は、この実施形態に係る車両挙動制御を、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。
【００６２】
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、左前側レゾルバ４０ｌ、右前側レゾルバ４０ｒ、左後側レゾルバ４１ｌ、右後側レゾルバ４１ｒ、アクセル開度センサ４２、操舵角センサ４３、車速センサ４４、前後加速度センサ４５、横方向加速度センサ４６、その他の、走行装置１００の運転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、この実施形態に係る車両挙動制御に必要な情報を取得することができる。
【００６３】
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、車両挙動制御に必要な制御対象が接続されている。この実施形態では、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを制御するためのインバータ６が、この実施形態に係る車両挙動制御に必要な制御対象である。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、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの駆動力を制御することができる。
【００６４】
記憶部５０ｍには、この実施形態に係る車両挙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、あるいはこの実施形態に係る車両挙動制御に用いる駆動力配分比の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。
【００６５】
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組み合わせによって、この実施形態に係る車両挙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、この車両挙動制御装置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、駆動力演算部３１、制御判定部３２及び駆動力制御部３３の機能を実現するものであってもよい。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を説明する。次の説明では、適宜図１〜図６を参照されたい。
【００６６】
図７、図８は、実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。この実施形態に係る車両挙動制御を実行するにあたって、車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１は、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び前後駆動力配分比ｉを取得する（ステップＳ１０１）。目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆは数式（６）で示す目標ヨーレートγｒｅｆにヨー慣性モーメントＩｚを乗ずることによって、また、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆは数式（７）で示す目標ロールレートφｒｅｆ'にロール慣性モーメントＩｘを乗ずることによって求めることができる。
【００６７】
数式（６）、数式（７）に示すように、目標ヨーレートγｒｅｆ及び目標ロールレートφｒｅｆ'は、車両１の速度Ｖと車両１の操舵輪（前輪）の操舵角θとを制御パラメータとして取得することによって求めることができる。なお、車両１の速度Ｖは車速センサ４４から、操舵角θは操舵角センサ４３から求めることができる。
【００６８】
ここで、Ｖは車両の速度、Ｋφは車両のロール剛性、ｈｓは車両のロール軸から重心までの高さ、ｇは重力加速度、ｎはステアリングのギヤ比、γはヨーレート、φはロール角、Ｋｆは前輪のコーナーリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナーリングパワー、ｋｈは車両のスタビリティファクター、Ｍｓは車両のばね上質量、θは車両の操舵輪の操舵角、βは車両のスリップ角、Ｉｘはロール慣性モーメント、Ｉｚはヨー慣性モーメント、Ｉｘｚはヨー／ロール慣性モーメントである。
【００６９】
【数６】
【００７０】
【数７】
【００７１】
ここで、目標ロールレートφｒｅｆ'の導出方法を説明する。入力をヨーレートγ、車両１のスリップ角（車体スリップ角）をβとしたときにおけるロール角φの応答φ（Ｓ）は、数式（８）で表すことができる。ここで、Ｇφ（０）は数式（９）で、ξφは数式（１０）で、ωφは数式（１１）で、Ｔφは数式（１２）で表される。
【００７２】
【数８】
【００７３】
【数９】
【００７４】
【数１０】
【００７５】
【数１１】
【００７６】
【数１２】
【００７７】
また、入力を車両１の操舵輪（前輪）の操舵角（以下単に操舵角という）θとしたときにおけるヨーレートγの応答γ（Ｓ）は数式（１３）で、入力を操舵角θとしたときにおける車体スリップ角βの応答β（Ｓ）は数式（１４）で表すことができる。ここで、Ｇγ（０）は数式（１５）で、Ｇβ（０）は数式（１６）で、ξは数式（１７）で、ωは数式（１８）で表される。数式（９）〜数式（１８）を用いて、数式（８）を整理すると、車体スリップ角をβとしたときにおけるロール角φの応答φ（Ｓ）は、数式（１９）のように表される。
【００７８】
【数１３】
【００７９】
【数１４】
【００８０】
【数１５】
【００８１】
【数１６】
【００８２】
【数１７】
【００８３】
【数１８】
【００８４】
【数１９】
【００８５】
数式（１９）より、入力される操舵角θに対するロール角φの応答を知ることができる。ここで、数式（１９）の定常ゲイン部Ｇφ（０）Ｇγ（０）と操舵角θとを乗じたものを、目標ロール角φｒｅｆと定義する。すなわち、目標ロール角φｒｅｆは、数式（２０）で表される。数式（２０）からわかるように、目標ロール角φｒｅｆは、入力される操舵角θに対し、伝達関数によって遅れを考慮しないで求めることができるロール角である。
【００８６】
【数２０】
【００８７】
目標ロールレートは、目標ロール角φｒｅｆを微分したものとする。つまり、数式（２０）の定常ゲイン部Ｇφ（０）Ｇγ（０）を定数として扱い、入力される操舵角θを微分したものが、数式（２１）で表される目標ロールレートφｒｅｆ'である。数式（２１）のＧφ（０）を数式（９）に、Ｇγ（０）を数式（１５）に置き換えると、数式（７）の目標ロールレートφｒｅｆ'である。
【００８８】
【数２１】
【００８９】
車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、駆動力演算部３１が取得した前後駆動力配分比ｉを取得して数式（２）の行列Ａに与え、数式（１）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）＝４である場合に、数式（１）の連立方程式は可解となる。数式（１）の連立方程式は可解である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆとをともに満足させることができる。
【００９０】
この場合、駆動力演算部３１は、車両１の総駆動力Ｆを取得するとともに、数式（３）に、ステップＳ１０１で取得した目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、前後駆動力配分比ｉ及び総駆動力Ｆを与えて、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。車両挙動制御装置３０の駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒの出力を決定する。そして、駆動力制御部３３は、決定された出力となるように左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーとロールとを同時に制御して（ステップＳ１０３）、ロールを抑制しつつ運転者が望む旋回性能を確保する。なお、車両１の総駆動力Ｆは、車両１が備える各電動機に供給する電力に基づいて求めることができる。
【００９１】
数式（１）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）≠４である場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆとをともに満足させることはできない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのいずれか一方を満たすように制御する。ここで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす制御をヨー制御（又はヨーの制御）といい、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たす制御をロール制御（又はロールの制御）という（以下同様）。
【００９２】
目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのいずれか一方を満たすように制御するにあたり、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満たすように制御する。これにより、車両１のロールを抑制する。このとき、車両１のロールを制御するための目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを発生させるために必要な各輪の駆動力によって、車両１に発生するヨーモーメントＭｘｚが車両１として上限のヨーモーメント（ヨーモーメント上限値）Ｍｚ＿ｍａｘを超える場合、車両１はスピンに陥るおそれが極めて高い。このため、Ｍｘｚ＞Ｍｚ＿ｍａｘである場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを優先して満たすことができるようにする。これによって、車両１の挙動の安定化を図る。
【００９３】
式（１）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、駆動力演算部３１は、数式（４）を解いて目標ロールモーメントＭｘｒｅｆを満足できる各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。そして、制御判定部３２は、駆動力演算部３１が求めた各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒによって車両１に発生するヨーモーメントＭｘｚを求め、ヨーモーメント上限値Ｍｚ＿ｍａｘと比較する（ステップＳ１０４）。
【００９４】
Ｍｘｚ＞Ｍｚ＿ｍａｘである場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、車両１はスピンに陥るおそれが極めて高いので、制御判定部３２は、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆではなく、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たすように制御すると判定する。この判定を受けて、駆動力演算部３１は、数式（５）を解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。そして、駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーを制御して（ステップＳ１０５）、車両１がスピンに陥る危険性を回避し、車両１を安定して旋回させる。
【００９５】
Ｍｘｚ≦Ｍｚ＿ｍａｘである場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ロール制御又はヨー制御を選択する（ステップＳ１０６）。この場合、車両１の運転状況を考慮して、ロール制御とするかヨー制御とするかを判定する。次に、図８を用いて、この判定について説明する。車両１の運転状況は、操舵角θの大きさと、操舵の状態とから判定する。このようにすることで、車両１の運転者の意思に沿って、車両１の運動や姿勢を制御することができる。
【００９６】
制御判定部３２は、操舵角センサ４３から操舵角θを取得し、前記操舵角θが中立付近、かつ操舵が過渡状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。操舵角θが中立付近であるか否かは、例えば操舵角θが所定の閾値（例えば±５度程度）以内の値であれば、操舵角θが中立付近であると判定する。また、操舵の状態は、例えば、操舵角θを時間で微分した時間微分値ｄθ／ｄｔが０でない場合（ｄθ／ｄｔ≠０）に、操舵が過渡状態にあると判定する。なお、操舵角の時間微分値ｄθ／ｄｔは、操舵角の速度である。
【００９７】
操舵角θが中立付近、かつ操舵が過渡状態である場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ロール制御を実行する（ステップＳ２０２）。これによって、微小な操舵領域における車両１のロールを抑制することによって、旋回初期に発生するロールや、いわゆるレーンチェンジ時等に発生するロールを抑制して、車両１の挙動を安定させることができる。
【００９８】
操舵角θが中立付近でない場合（すなわち操舵角θが所定の閾値を超えた場合）、又は操舵が過渡状態でない場合（ｄθ／ｄｔ＝０）、すなわち操舵角θが一定値を保っている場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ヨー制御を実行する（ステップＳ２０３）。これによって、操舵角θに対する車両１のヨーゲインを確保して、操舵角θが大きい場合における運転者の車両１を旋回させる意思を反映させることができる。
【００９９】
上記判定によってロール制御とするかヨー制御とするかを切り替えると、不連続的にロール制御又はヨー制御が切り替えられて、ドライバビリティを悪化させたり、車両１の挙動が不安定になったりするおそれがある。このため、この実施形態では、各輪の駆動力に重み係数を乗ずることによって、ロール制御とヨー制御とが連続的に切り替えられるようにする。重み係数Ｙは、ヨー制御の割合を決定するための係数であり、０以上１以下の範囲で変化する。ここで、ロール制御の割合は、重み係数Ｙが決定されれば（１−Ｙ）で求めることができる。
【０１００】
図９は、重み係数Ｙを記述した重み係数マップの一例を示す説明図である。重み係数マップ７０はＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納されており、操舵角θの大きさと操舵の過渡状態（すなわち操舵角θの時間微分値ｄθ／ｄｔ）とに基づいて決定された重み係数Ｙが記述されている。ここで、β0（＝０）＜β1＜β2＜β3＜β4＜β5、β0'（＝０）＜β1'＜β2'＜β3'＜β4'＜β5'であり、重み係数Ｙは、Ｙ1（＝０）＜Ｙ2＜Ｙ3＜Ｙ4（＝１）となっている。すなわち、操舵角θが大きくなるにしたがって、かつｄθ／ｄｔ＝θ'が０に近づくにしたがってヨー制御の割合が多くなるようになっている。
【０１０１】
重み係数Ｙを用いた駆動力は、次のように決定される。例えば左側前輪駆動力Ｆｆｌを決定する場合、目標ロールモーメントを発生させるための駆動力（数式（４）を解くことによって得られた駆動力）をＦｆｌ＿ｒとし、目標ヨーモーメントを発生させるための駆動力（数式（５）を解くことによって得られた駆動力）をＦｆｌ＿ｙとする。
【０１０２】
重み係数Ｙは、を用いて左側前輪駆動力Ｆｆｌを表すと、Ｆｆｌ＝（１−Ｙ）×Ｆｆｌ＿ｒ＋Ｙ×Ｆｆｌ＿ｙとなる。他の駆動輪の駆動力Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについても同様に決定する。このようにすれば、ロール制御とヨー制御とを連続的に切り替えることができるので、ドライバビリティが悪化したり、車両１の挙動が不安定になったりするおそれを低減できる。
【０１０３】
ロール制御とするか、ヨー制御とするかが決定されたら（ステップＳ２０２又はステップＳ２０３）、駆動力演算部３１は、操舵角θ及びその時間微分値θ'（＝ｄθ／ｄｔ）を取得し、これらを重み係数マップ７０に参照する（ステップＳ２０４）。そして、駆動力演算部３１は、前記操舵角θ及びその時間微分値θ'から決定される重み係数Ｙを取得し（ステップＳ２０５）、取得した重み係数Ｙを用いて各輪の駆動力を演算する（ステップＳ２０６）。
【０１０４】
ステップＳ１０６においては、上述したステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の手順によってロール制御とするか、ヨー制御とするかが決定される。ロール制御とする場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ、ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６で決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、駆動力制御部３３は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する（ステップＳ１０７）。ヨー制御とする場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ、ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６で決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、駆動力制御部３３は、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する（ステップＳ１０８）。
【０１０５】
以上、実施形態１では、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。特に、実施形態１のように、目標ヨーモーメントと目標ロールモーメントとを両立できるように制御すると、ロールを抑制しつつ運転者が望む旋回性能を確保できる。なお、実施形態１で開示した構成を備えるものは、実施形態１及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。また、実施形態１の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。
【０１０６】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１と同様であるが、ヨー運動、ロール運動に加え、車両のピッチ運動も制御対象とする点が異なる。実施形態２に係る車両挙動制御の原理的な考え方は実施形態１に係る車両挙動制御と同様である。実施形態２では、実施形態１に係る走行装置１００を搭載した車両１の車両挙動制御を説明する。まず、実施形態２に係る車両挙動制御において各輪の駆動力を決定する手法を説明する。
【０１０７】
この実施形態に係る車両挙動制御では、車両１の駆動輪が発生する駆動力を制御することによって、車両１のヨー（Ｚ軸周りの回転）、ロール（Ｘ軸周りの回転）、及びピッチ運動（Ｙ軸周りの運動）を制御する。ピッチ慣性モーメントをＩｐ、目標ピッチレートをＰ＿ｒｅｆ、前輪荷重（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの荷重）をＷｆ、後輪荷重（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの荷重）をＷｒ、静的前輪荷重（左側前輪２ｌ及び右側前輪２ｒの静的な荷重）をＷｆ０、静的後輪荷重（左側後輪３ｌ及び右側後輪３ｒの静的な荷重）をＷｒ０とすると、ピッチングの運動方程式は、数式（２２）〜数式（２４）のように記述することができる。なお、ピッチ慣性モーメントＩｐと目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとの積は、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとなる。
【０１０８】
ここで、Ｆｆ１は前輪駆動反力であり、数式（２５）に示すように、左側前輪駆動反力Ｆｆｌ×ｔａｎαflと右側前輪駆動反力Ｆｆｒ×ｔａｎαfrとの和で表される。また、Ｆｒ１は後輪駆動反力であり、数式（２６）に示すように、左側後輪駆動反力Ｆｒｌ×ｔａｎαrlと右側後輪駆動反力Ｆｒｒ×ｔａｎαrrとの和で表される。そして、数式（２２）〜数式（２４）及び数式（２５）、数式（２６）をまとめて表現すると、数式（２７）のようになる。なお、数式（２７）の左辺に示すＩｐ×Ｐ＿ｒｅｆは、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆである。
【０１０９】
【数２２】
【０１１０】
【数２３】
【０１１１】
【数２４】
【０１１２】
【数２５】
【０１１３】
【数２６】
【０１１４】
【数２７】
【０１１５】
各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒとヨー運動を制御するために要求される目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、同じく各輪の駆動反力とロール運動を制御するために要求される目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、総駆動力Ｆ、さらに各輪の駆動反力の関係で表現できる目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆから、数式（２８）で示す連立方程式が得られる。数式（２８）で表現される連立方程式を、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒについて解くことによって、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆすべてを満足する各輪の駆動力を得ることができる。
【０１１６】
【数２８】
【０１１７】
数式（２８）を行列式で表現すると、数式（２９）のようになる。ここで、右辺の第１行列をＡとすると、ｒａｎｋ（Ａ）＝４の場合に行列Ａは正則となり、数式（２９）で示す連立方程式は解くことが可能（可解）であることがわかる。この場合、数式（３０）に示すように、数式（２９）の両辺に、左側からＡの逆行列Ａ-1を乗ずることで、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆを満たす各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求めることができる。次に、この実施形態に係る車両挙動制御を説明する。なお、実施形態２に係る車両挙動制御は、実施形態１に係る車両挙動制御装置（図６参照）によって実現できる。次の説明においては、適宜図１〜６を参照されたい。
【０１１８】
【数２９】
【０１１９】
【数３０】
【０１２０】
図１０は、実施形態２に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。この実施形態に係る車両挙動制御を実行するにあたって、車両挙動制御装置３０の駆動力演算部３１は、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ及び目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆを取得する（ステップＳ３０１）。ここで、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆは、上述したように、ピッチ慣性モーメントＩｐと目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとの積で求めることができ、目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆは数式（３１）によって表される。数式（３１）中のＰ＿ｒｅｆ＿ｔｅｐは、数式（３２）によって表される。なお、数式３１はＳの領域で記述されており、左辺の目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆに付される（Ｓ）は、Ｓの領域で記述していることを示すものである。数式（３１）を時間領域へ変換することにより、時間領域における目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆを得ることができる。
【０１２１】
【数３１】
【０１２２】
【数３２】
【０１２３】
ここで、Ｇｏはピッチ角ゲインであり実験等から求める。また、ＤＦ＿ｒｅｆは、ドライバが要求する駆動力、Ｓはラプラス演算子である。数式（３２）のままでは、微分要素によって速いアクセル踏み込み時においては駆動力が高ゲインとなり、駆動力が急激に増減することによって車両１の前後加速度の変動が大きく、ドライバビリティと車両１の挙動抑制との両立が難しくなる。したがって、数式（３１）のように、一次遅れをプレフィルタとして数式（３２）へ追加して目標ピッチレートＰ＿ｒｅｆとすることにより、ドライバビリティと車両１の挙動抑制との両立を図っている。
【０１２４】
車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、数式（２８）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）＝４である場合に、数式（２８）の連立方程式は可解となる。数式（２８）の連立方程式は可解である場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆと目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆをともに満足させることができる。
【０１２５】
この場合、駆動力演算部３１は、車両１の総駆動力Ｆを取得するとともに、数式（３０）に、ステップＳ３０１で取得した目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ、目標ロールモーメントＭｘｒｅｆ、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆ及び総駆動力Ｆを与えて、各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを求める。車両挙動制御装置３０の駆動力制御部３３は、決定された各輪の駆動力Ｆｆｌ、Ｆｆｒ、Ｆｒｌ、Ｆｒｒを車両１の各輪が発生できるように、左前側電動機１０ｌ、右前側電動機１０ｒ、左後側電動機１１ｌ及び右後側電動機１１ｒを駆動する。これによって、車両１のヨーとロールとピッチとを同時に制御する（ステップＳ３０３）。ここで、ピッチの制御（ピッチ制御）とは、目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとなるように、車両１の各輪の駆動力を制御することをいう。
【０１２６】
数式（２８）の連立方程式が可解でない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、すなわち、ｒａｎｋ（Ａ）≠４である場合には、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆと目標ロールモーメントＭｘｒｅｆと目標ピッチモーメントＭｙｒｅｆとをともに満足させることはできない。この場合、目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち、少なくとも一方を満たすようにする制御へ変更される（ステップＳ３０４）。
【０１２７】
目標ヨーモーメントＭｚｒｅｆ又は目標ロールモーメントＭｘｒｅｆのうち、少なくとも一方を満たす制御へ変更されたら（ステップＳ３０４）、駆動力演算部３１は、前後駆動力配分比ｉを取得する（ステップＳ３０５）。そして、車両挙動制御装置３０の制御判定部３２は、駆動力演算部３１が取得した前後駆動力配分比ｉを取得して数式（２９）の行列Ａに与え、数式（２８）の連立方程式が可解であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０７〜ステップＳ３１２は、実施形態１におけるステップＳ１０３からステップＳ１０８と同様なので、説明を省略する。
【０１２８】
以上、実施形態２では、車両のヨー方向における目標モーメント又は車両のロール方向における目標モーメント又は車両のピッチ方向における目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて左右の駆動輪の駆動力を求める。そして、少なくとも２方向における目標モーメントを同時に満たすことができるように、各輪の駆動力を制御する。これによって、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることができる。なお、実施形態２で開示した構成を備えるものは、実施形態１及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のように、本発明に係る走行装置は、少なくとも一対の左右の駆動輪間において、それぞれの駆動力を異ならせることができる走行装置に対して有用であり、特に、運転者の望む性能を確保して、ドライバビリティを向上させることに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施形態１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】実施形態１に係る走行装置が備える前輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。
【図３】実施形態１に係る走行装置が備える後輪用懸架装置の構成例を示す説明図である。
【図４】実施形態１に係る走行装置の変形例を示す説明図である。
【図５−１】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図５−２】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図５−３】実施形態１に係る車両挙動制御を説明するための概念図である。
【図６】実施形態１に係る車両挙動制御装置の構成例を示す説明図である。
【図７】実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態１に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】重み係数Ｙを記述した重み係数マップの一例を示す説明図である。
【図１０】実施形態２に係る車両制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１ａ 車両
１Ｂ 車両本体
２ｌ 左側前輪
２ｒ 右側前輪
３ｌ 左側後輪
３ｒ 右側後輪
４ ハンドル
５ アクセル
６ インバータ
７ 車載電源
８ 前輪用懸架装置
９ 後輪用懸架装置
１０ｌ 左前側電動機
１０ｒ 右前側電動機
１１ｒ 右後側電動機
１１ｌ 左後側電動機
３０ 車両挙動制御装置
３１ 駆動力演算部
３２ 制御判定部
３３ 駆動力制御部
４２ アクセル開度センサ
４３ 操舵角センサ
４４ 車速センサ
４５ 前後加速度センサ
４６ 横方向加速度センサ
６０ 内燃機関
６１ トランスミッション
６２ 駆動力配分装置
６２ 前後駆動力配分装置
６３ プロペラシャフト
６４ 後輪用駆動力配分装置
７０ 重み係数マップ
１００、１０１ 走行装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が備える少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができ、かつ、
前記車両のヨー方向において要求される目標モーメント又は前記車両のロール方向において要求される目標モーメント又は前記車両のピッチ方向において要求される目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、前記駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて求められた前記左右の駆動輪の駆動力で、前記左右の駆動輪が駆動されることを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動力差との関係、又は前記車両のロール方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動反力差との関係、又は前記車両のピッチ方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の駆動反力との関係のうち少なくとも二つの関係に基づいて、前記左右の駆動輪の駆動力が求められ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】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向の目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行装置。
【請求項４】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行装置。
【請求項５】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメント又は前記車両のロール方向における目標モーメントのうち、少なくとも一方を満たすようにすることを特徴とする請求項３に記載の走行装置。
【請求項６】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合において、前記車両のロールを制御するための駆動力を前記左右の駆動輪が発生することによって前記車両に発生するヨーモーメントが、前記車両の限界のヨーモーメントを超えるときには、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすように制御することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項７】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項８】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項９】
前記車両の操舵輪の操舵角と、前記操舵角の速度とに基づいて、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにするか、又は前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにするかを切り替えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項１０】
前記操舵角が所定の閾値以内であり、かつ前記操舵角の速度が０でない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項９に記載の走行装置。
【請求項１１】
前記操舵角が所定の閾値よりも大きいか、又は前記操舵角の速度が０である場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項９に記載の走行装置。
【請求項１２】
前記駆動輪の動力発生源は、前記駆動輪に取り付けられる電動機であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項１】
車両が備える少なくとも一対の左右の駆動輪の間において、それぞれの駆動力を異ならせることができ、かつ、
前記車両のヨー方向において要求される目標モーメント又は前記車両のロール方向において要求される目標モーメント又は前記車両のピッチ方向において要求される目標モーメントのうち少なくとも２方向における目標モーメントと、前記駆動輪の総駆動力と、前記駆動輪の駆動反力とに基づいて求められた前記左右の駆動輪の駆動力で、前記左右の駆動輪が駆動されることを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動力差との関係、又は前記車両のロール方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の間における駆動反力差との関係、又は前記車両のピッチ方向における目標モーメントと前記左右の駆動輪の駆動反力との関係のうち少なくとも二つの関係に基づいて、前記左右の駆動輪の駆動力が求められ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】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向の目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行装置。
【請求項４】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを用いて前記左右の駆動輪の駆動力を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行装置。
【請求項５】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントと、前記車両のピッチ方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメント又は前記車両のロール方向における目標モーメントのうち、少なくとも一方を満たすようにすることを特徴とする請求項３に記載の走行装置。
【請求項６】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合において、前記車両のロールを制御するための駆動力を前記左右の駆動輪が発生することによって前記車両に発生するヨーモーメントが、前記車両の限界のヨーモーメントを超えるときには、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすように制御することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項７】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項８】
前記車両のヨー方向における目標モーメントと、前記車両のロール方向における目標モーメントとを同時に満たすことができない場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項９】
前記車両の操舵輪の操舵角と、前記操舵角の速度とに基づいて、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにするか、又は前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにするかを切り替えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項１０】
前記操舵角が所定の閾値以内であり、かつ前記操舵角の速度が０でない場合には、前記車両のロール方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項９に記載の走行装置。
【請求項１１】
前記操舵角が所定の閾値よりも大きいか、又は前記操舵角の速度が０である場合には、前記車両のヨー方向における目標モーメントを満たすようにすることを特徴とする請求項９に記載の走行装置。
【請求項１２】
前記駆動輪の動力発生源は、前記駆動輪に取り付けられる電動機であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の走行装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−５６３５（Ｐ２００８−５６３５Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７３１５６（Ｐ２００６−１７３１５６）
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【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１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【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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