駆動力制御装置
【課題】駆動力源からタイヤに伝達されるトルクを振動させる場合に、トルクの伝達経路で衝突音が生じることを抑制する。
【解決手段】車両が走行するにあたり、駆動力源からタイヤに伝達する基準トルクを求め、基準トルクから振動トルクを求め、駆動力源からタイヤに振動トルクを伝達することにより、タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、駆動力源から前輪のタイヤおよび後輪に至る経路に減速機が設けられており、減速機を経由して前輪および後輪のタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段（ステップＳ４）と、振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、振動トルクが駆動側または回生側の一方となるように、前輪に伝達する要求トルクと、後輪に伝達する要求トルクとの分配比を制御するトルク分配比制御手段（ステップＳ５）とを有する。
【解決手段】車両が走行するにあたり、駆動力源からタイヤに伝達する基準トルクを求め、基準トルクから振動トルクを求め、駆動力源からタイヤに振動トルクを伝達することにより、タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、駆動力源から前輪のタイヤおよび後輪に至る経路に減速機が設けられており、減速機を経由して前輪および後輪のタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段（ステップＳ４）と、振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、振動トルクが駆動側または回生側の一方となるように、前輪に伝達する要求トルクと、後輪に伝達する要求トルクとの分配比を制御するトルク分配比制御手段（ステップＳ５）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力源からタイヤに伝達するトルクを制御することにより、タイヤと路面との間の摩擦係数を調整することことの可能な駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に駆動力源が搭載されており、その駆動力源のトルクがタイヤに伝達されて、タイヤと路面との間で駆動力が発生する。ここで、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクが同じであり、かつ、タイヤの回転数が同じであっても、タイヤと路面との間における摩擦係数が変化すると、駆動力も変化する。このように、車両の挙動は、タイヤと路面との間の摩擦係数により変化する。一方、タイヤと路面との間の摩擦係数と、タイヤに伝達されるトルク特性との関係に着目し、タイヤに伝達するトルクを振動させることにより、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に制御する技術が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された車両制御装置では、車両の各車輪を駆動する電動モータが設けられており、必要とされる駆動トルクを得るためのモータトルク指令値にしたがって、電動モータが駆動および制御される。また、通常の制御では、各車輪あるいは電動モータの駆動トルクを検出し、検出された駆動トルクが、モータトルク指令値となるようにフィードバック制御される。さらに、上記の通常の制御に加えて、電動モータの駆動信号に微少振動の信号を重畳することによりタイヤに微少振動を与えて、タイヤの摩擦力を制御することが記載されている。例えば、タイヤに与えるトルクの微少振動の振幅、周波数、位相を制御して、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に調整することにより、車両の走行性能および挙動が安定化するものとされている。
【０００４】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ０２／０００４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の駆動力源からタイヤに至る動力伝達経路には、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置、摩擦伝動装置、トラクション伝動装置などが設けられており、このうち、歯車伝動装置は、回転要素同士の滑りが生じることがないため、動力損失が少ないという利点がある。しかしながら、電動モータからタイヤに至る動力伝達経路に歯車伝動装置が設けられている車両において、特許文献１に記載されているように、電動モータからタイヤに伝達するトルクに微少振動を与える制御をおこなったときに、電動モータのトルクが駆動側と回生側とを交互に行き来するように振動されると、歯車同士の噛み合い部分で、バックラッシに起因する歯当たり音が生じる虞があった。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクを振動させる場合に、駆動力源からタイヤに至る動力伝達経路で衝突音が生じることを抑制できる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、路面に接触するタイヤと、このタイヤに伝達するトルクを発生する駆動力源とを有する車両が走行するにあたり、前記駆動力源から前記タイヤに伝達することが要求されている基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを求め、前記駆動力源から前記タイヤに振動トルクを伝達することにより、前記タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、前記駆動力源からトルクが伝達される前輪のタイヤおよび後輪のタイヤが設けられており、前記駆動力源から前輪のタイヤまたは後輪のタイヤの少なくとも一方に至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、前記振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、前記伝動装置を経由して前記タイヤに伝達される振動トルクが、前記駆動側または回生側の一方となるように、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めるトルク分配比算出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満であるか否かを判断する変化量判断手段を備え、前記トルク分配比算出手段は、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める手段と、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記基準トルクの微分値の絶対値が予め定められた第１所定値を越えており、かつ、前記基準トルクの２階微分値が所定値以下である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、前記基準トルクよりも大きく、かつ、前記基準トルクと前記振動トルクとの差が最大となった時点から、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、駆動力源からタイヤに伝達する基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを生じさせることにより、タイヤと路面との間における摩擦係数を制御することができる。また、駆動力源から伝動装置を経由してタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、伝動装置を経由してタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側または回生側のいずれか一方に設定されるように、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪のタイヤに伝達される後輪用トルクとの分配比を制御する。したがって、伝動装置を経由して振動トルクが伝達されるときに、凹部と凸部との衝突音が生じることを抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合は、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める。これに対して、基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する。したがって、タイヤに振動トルクを伝達すると車体が上下方向に振動することが予測される場合は、タイヤに振動トルクを伝達することが禁止される。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、基準トルクの変化量が相対的に大きい場合でも、その変化勾配が緩やかになろうとしている場合は、タイヤに振動トルクを伝達することが許可される。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、振動トルクを前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪に伝達する後輪用トルクとに分配することも可能である。したがって、他方の車輪に分配される要求トルクが相対的に少ない値から開始されることとなり、駆動力源から他方の車輪にトルクが伝達される経路で、凹部と凸部との噛み合いにより生じる衝撃を相対的に少なくすることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、基準トルクよりも大きく、かつ、基準トルクと振動トルクとの差が最大となった時点から、振動トルクを前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する。したがって、他方の車輪に分配される要求トルクが、零ニュートンメートルから開始することとなり、駆動力源から他方の車輪にトルクが伝達される経路で、凹部と凸部との噛み合いにより生じる衝撃を最小限とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明における駆動力源は、タイヤと動力伝達可能に接続された動力発生装置である。この駆動力源としては、電動モータ、エンジン、油圧モータが挙げられる。電動モータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する回転装置であり、電動モータに供給する電力の電流値を制御することにより、電動モータのトルクを制御可能である。電動モータとしては、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。前記エンジンは、燃料を燃焼させた時の熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、エンジンとしては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンを用いることができる。これらのエンジンは、吸入空気量、燃料噴射量を制御することにより、出力トルクを制御可能である。また、ガソリンエンジンおよびＬＰＧエンジンは、点火時期を制御することにより、出力トルクを制御可能である。油圧モータは、オイルの流体エネルギをロータの運動エネルギに変換する流体機械であり、油圧モータは回転式の油圧モータ、例えば、歯車モータ、ベーンモータ、ねじモータを用いることができる。油圧モータでは、ロータに運動エネルギを与えるオイルの油圧を制御することにより、ロータの出力トルクを制御可能である。
【００１８】
この発明の伝動装置は、凹部と凸部との間に、バックラッシ、つまり、円周方向の隙間もしくはガタが不可避的に形成されている。この発明における伝動装置には、歯車同士の噛み合い力によりトルク伝達をおこなう歯車伝動装置が含まれる。この歯車伝動装置を用いた動力伝達装置としては、入力回転数と出力回転数との比を変更可能な変速機、入力回転数と出力回転数との比を変更できない減速機、駆動力源の動力を前輪と後輪とに分配するトランスファ、左右の車輪に回転数差が生じることを許容するデファレンシャルなどが含まれる。上記変速機には、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機、常時噛み合い式変速機などが含まれる。さらに、この発明の伝動装置には、変速機の出力軸と推進軸との連結部分に設けられるスプライン結合、つまり、内歯と外歯との噛み合いによりトルク伝達をおこなう機構も含まれる。この発明における駆動側は、タイヤの回転を促進するトルクを与える領域であり、回生側は、タイヤの回転を阻害するトルク（制動力）をタイヤに与える領域である。
【００１９】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図２は、車両２の概略構成を示す平面図である。この車両１は４個の車輪、具体的には、右前輪２および左前輪３および右後輪４および左後輪５を有している。各車輪は、ホイール６にタイヤ７を取り付けて構成されるとともに、そのホイール６の内側に電動モータ８を配置した車輪、つまり、インホイールモータ形式の車輪である。この電動モータ８は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行（駆動）機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータである。すなわち、電動モータ８が電動機として動作させることが力行制御であり、電動モータ８を発電機として動作させることが回生制御である。また、電動モータ８からホイール６に至る動力の伝達経路には減速機９が配置されている。この減速機９は、入力回転数よりも出力回転数の方が低回転となる構成であり、減速機９としては、例えば、常時噛み合い式の歯車変速機構を用いることが可能である。
【００２０】
このように、図２に示された車両１は、各車輪のタイヤ７に伝達するトルクを、独立して制御することの可能な四輪駆動車である。この電動モータ８および減速機９および各車輪は、懸架装置を介して車体により支持されている。この懸架装置は、ショックアブソーバ、スプリングなどを有する公知のものである。さら、車体には電源１３が設けられている。この電源１３としては、放電および充電をおこなうことの可能な二次電池、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。さらに、二次電池に加えて、燃料電池を用いることもできる。この電源１３と各電動モータ８とが、インバータ（図示せず）を有する電気回路により接続されている。
【００２１】
また、各車輪に与える制動力を制御する制動装置が設けられている。この制動装置は、ホイール７と一体回転するロータと、このロータを挟み付けるディスクキャリパと、ディスクキャリパを作動させるホイールシリンダ１０と、ホイールシリンダ１０の油圧を制御するアクチュエータ１１とを有している。ホイールシリンダ１０は、各車輪毎に設けられており、アクチュエータ１１は車体に設けられている。さらに、各車輪、特に前輪の操舵角を制御する操舵装置１２が設けられている。この操舵装置１２は、室内に設けられたステアリングホイール、車体の下方に設けられたタイロッド、ステアリングホイールの回転操作をタイロッドの動作力に変換するギヤボックスなどを有する公知の構造である。この操舵装置１２のステアリングホイールが運転者により操作されると、右前輪２および左前輪３の操舵角が変化し、かつ、右後輪４および左後輪５の操舵角が変化する構成である。つまり、車両１は四輪の操舵角を制御可能である。さらに、制動装置および電動モータ８を制御する電子制御装置１４が設けられており、電子制御装置１４には、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、各車輪の操舵角、車両１の重心周りのヨーレート、車速、各車輪の回転数、電動モータ８の回転数およびトルク、各車輪で支持する荷重、各車輪における懸架装置のストロークなどを検出するセンサやスイッチの信号が入力される。この電子制御装置１４からは、電動モータ８の回転数およびトルクを制御する振動、ホイールシリンダ１０の油圧を制御する信号などが出力される。
【００２２】
図２に示す車両１は、走行性能を制御する機能として、アンチロックブレーキシステム、トラクションコントロールシステムなどを備えている。これらのシステムは、タイヤ７の摩擦力を最大に発揮させて車体を安定化させるように、タイヤ７の摩擦力を制御するものであり、例えば、コーナリングフォースが充分大きく、かつ、制動力が大きくなるような目標スリップ率を求め、タイヤ７の実際のスリップ率を目標スリップ率に近づけるように、制動装置のホイールシリンダ１０の油圧制御、電動モータ８の回転数およびトルクの制御などをおこなうことにより、車両１の操舵性能、動力性能、制動性能、旋回性能などを確保しようとするものである。このような制御をおこなうため電子制御装置１４には、タイヤ７のスリップ率と、タイヤ７と路面との間の摩擦係数との関係を表すマップおよびデータが記憶されており、このデータおよびマップに基づいて、ホイールシリンダ１０の油圧、および電動モータ８のトルクおよび回転数が制御される。
【００２３】
一方、タイヤ７のスリップ率と、タイヤ７と路面との間の摩擦係数との対応関係は、路面条件により異なる。また、タイヤ７に伝達するトルクを変動させる、つまり、トルクに振動を与えることで、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが可能であることが知られている。具体的にはタイヤ７に与える電動モータ８のトルクを振動させるときに、その振動の振幅、周波数、位相などを制御することにより、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが知られている。この原理は、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報に記載されている。例えば、タイヤ７に代えてゴムブロックを用いた摩擦モデルは、下記の振動方程式（１）で表すことができる。
【数１】
【００２４】
この振動方程式１において、Ｆｎは、ゴムブロックが路面に接触する垂直方向の荷重であり、μ・Ｆｎは、一定方向に滑るゴムブロックに作用する摩擦力（μは、路面の摩擦係数）であり、ｍは、ゴムブロックの質量、ｋは、ゴムブロックと路面間のバネ定数、ｃは、ゴムブロックの減衰係数、ω0 は、ゴムブロックの共振周波数である。この振動方程式１を解くことにより、ゴムブロックに微少振動を与えないときの摩擦力と、ゴムブロックに微少振動を与えた場合の摩擦力との比μｒｅ１が、次式（２）で求められる。
【数２】
【００２５】
上記の２つの数式から、制御対象となるタイヤ７の前後方向、具体的には回転方向に振動トルクを与えることにより、タイヤ７と路面との間おける摩擦係数を任意に調整できることが分かる。上記の比μｒｅ１は、与える振動トルクの周波数ωに依存し、周波数ωが共振周波数ω0 に近づくほど、比ｒｅ１の値が小さくなる傾向を示す。また、共振周波数ω0 より高い周波数の振動トルクを周波数変調により与えることで、比ｒｅ１の値を相対的に大きくすることも可能である。さらに、タイヤ７の回転方向に振動トルクを付与することで、タイヤ７の前後方向における摩擦係数とスリップ率との関係は、スリップ率が増加することにともない摩擦係数が大きくなる傾向になることが知られており、これは、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報にも記載されている。
【００２６】
この実施例では、実際の摩擦係数が、目標摩擦係数となったか否かを推定するため、電子制御装置１４には、スリップ率と摩擦係数との関係を示すマップおよびデータが記憶されている。そして、タイヤ７のスリップ率を推定するとともに、マップおよびデータから、実際の摩擦係数を推定可能である。なお、各タイヤ７のスリップ率は、各車輪の回転速度を検知するセンサの信号に基づいて推定可能であり、その推定方法は、特開２００２−２７４３５６号公報、特開平６−２５８１９６号公報などに記載されているように周知であるので、具体的な説明を省略する。このように、タイヤに伝達するトルクを振動させることにより、タイヤと路面との間における前後方向の摩擦係数を調整することが可能である。なお、タイヤに振動トルクを与えた場合と与えない場合とを比較すると、前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤの前後方向の摩擦係数が小さくなることが知られている。また、タイヤに振動トルクを与えた場合と与えない場合とを比較すると、前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、タイヤに振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤの左右方向、つまり幅方向の摩擦係数が大きくなることが知られている。これらの原理は、例えば、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報に記載されている。
【００２７】
ところで、図２のパワートレーンでは、電動モータ８からタイヤ７に至る動力伝達経路に減速機９が配置されている。この減速機９は、歯車同士の噛み合い部分にバックラッシが形成されている。このため、電動モータ８からタイヤ７に伝達されるトルクが振動して、電動モータ８のトルクが駆動側と回生側との間を行き来すると、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生する可能性があった。ここで、駆動側とは、電動モータ８が力行制御されることを意味し、回生側とは電動モータ８が回生制御されることを意味する。
【００２８】
（第１制御例）
そこで、この実施例では、電動モータ８からタイヤ７に伝達されるトルクに振動を与えるときに、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生することを抑制するために、図１のフローチャートを実行する。図１のフローチャートは、車両１の走行中に、タイヤ７に伝達するトルクを振動させる例である。まず、車速およびアクセル開度をパラメータとして要求駆動力を求め、その要求駆動力に基づいて、電動モータ８から出力する基準トルクを求める（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理をおこなうため、基準トルクを求めるためのデータおよびマップが、電子制御装置１４に記憶されている。また、車両１は四輪駆動車であるため、前輪および後輪の全てのタイヤ７について、基準トルクが求められる。
【００２９】
また、このステップＳ１では、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比を等分にする制御、または、前輪と後輪との間における支持荷重の分配比に基づいて、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比を決定する制御をおこなうことが可能である。ここでは、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤ７に伝達する後輪用要求トルクとの分配比を等分にする場合を例として、以下の制御を説明する。なお、前記基準トルクとは、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比が等分であるときの要求トルクである。
【００３０】
このステップＳ１についで、各タイヤ７に伝達するトルクの振動を開始する条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２）。例えば、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を調整するために、トルク振動を開始するか否かを、ドライバーの意思により選択するスイッチが設けられていれば、そのスイッチの操作状態に基づいて、ステップＳ２の判断をおこなうことができる。このステップＳ２で否定的に判断された場合は、各タイヤ７に伝達するトルクを振動させることなく、スタートに戻る。
【００３１】
これに対して、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、各車輪のタイヤ７毎に、基準トルクＴ０に基づいて振動トルクのゲイン（振幅）Ｔおよび振動トルクの周波数Ｆを求める（ステップＳ３）。このステップＳ３の処理を図３の波形図により説明する。この図３は基準トルクＴ０と振動トルクとの関係を示す波形図である。図３においては、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。図３のように、基準トルクに所定トルクを加算し、かつ、基準トルクから所定トルクを減算して、基準トルクを境界として上下に変動するトルク、つまり、振動トルクが求められる。このように、振動トルクは、基準トルクを境界として、基準トルクよりも高い位相と、基準トルクよりも低い位相との間を、所定の周期で交互に行き来する。つまり、振動トルクは基準トルクを境界として交番的に変化する。基準トルクＴ０は零Ｎｍとの差で表され、この基準トルクＴ０と振動トルクとの差（最大差）が、ゲイン（振幅）Ｔであり、単位時間あたりにおける振動周期の回数が周波数である。
【００３２】
この振動周期は、基準トルクを開始点として、その基準トルクよりも高くなり、ついで、基準トルクを経由して、基準トルクよりも低くなり、その後、基準トルクに戻るまでの時間である。この実施例では、車速と摩擦係数との対応関係を示すデータおよびマップが電子制御装置１４に記憶されており、車速から目標摩擦係数が求められる。ついで、その目標摩擦係数毎に、ゲインＴおよび周波数を決定したマップおよびデータが、電子制御装置１４に記憶されており、ステップＳ３では、このマップおよびデータを用いて、ゲインＴおよび周波数が求められる。なお、振動トルクは次式により求められる。
振動トルク＝Ｔ０＋Ｔｓｉｎωｔ
ここで、ωはタイヤの角速度であり、ｔは時間である。
【００３３】
このステップＳ３についで、各電動モータ８で振動トルクを発生すると、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断例を、図４および図５の波形図により説明する。図４および図５において、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。この図４の波形図は、４個の車輪の全てについて基準トルクＴ０が駆動側に設定されている例である。この図４の波形図に示すように、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるため、ステップＳ４で肯定的に判断される。一方、図５の波形図は、４個の車輪の全てについて基準トルクＴ０が回生側に設定されている例である。図５の波形図のように、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるため、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００３４】
このようにステップＳ４で肯定的に判断された場合は、前輪のタイヤ７に伝達する要求トルクと、後輪のタイヤ７に伝達する要求トルクとの分配比を変更し（ステップＳ５）、スタートに戻る。このステップＳ５の処理を、図６および図７の波形図により説明する。図６および図７において、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。図６は、図４のように基準トルクが駆動側にある場合に、トルク分配比を変更する例である。この図６では、前輪用要求トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクは回生側に設定されている。また、前輪用要求トルクに対応する振動トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクに対応する振動トルクは回生側に設定されている。例えば、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
後輪用要求トルク＝Ｔ
に設定されている。
【００３５】
図７は、図５のように基準トルクが回生側にある場合について、トルク分配比を変更する例である。この図７では、前輪用要求トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクは回生側に設定されている。また、前輪用要求トルクに対応する振動トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクに対応する振動トルクは回生側に設定されている。例えば、
前輪用要求トルク＝Ｔ
後輪用要求トルク＝−（Ｔ−２Ｔ０）
に設定されている。
【００３６】
このように、ステップＳ１では前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとが均等に設定されていたが、ステップＳ５では不均等になっている。なお、車両１の全体としての駆動力は、ステップＳ１の場合とステップＳ５の場合とが、共に同じになるように、前輪用要求トルクおよび後輪用要求トルクが決定される。一方、ステップＳ４の判断時点で、４個の車輪の基準トルクが全て駆動側にあり、かつ、振動トルクが駆動側にある場合は、ステップＳ４で否定的に判断されてスタートに戻る。また、ステップＳ４の判断時点で、４個の車輪の基準トルクが全て回生側にあり、かつ、振動トルクが回生側にある場合も、ステップＳ４で否定的に判断されてスタートに戻る。つまり、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、ステップＳ３で求められた振動トルクが、各タイヤ７に伝達される。
【００３７】
上記のように図１の制御を実行すれば、各タイヤ７の摩擦係数を調整するために、電動モータ８から振動トルクを出力するときに、減速機９で歯打ち音が生じることを抑制できる。また、ステップＳ１で求めた各基準トルクと、ステップＳ５で求めた各要求トルクとは異なるが、ステップＳ３で用いる振動ゲインと、ステップＳ５で用いる振動ゲインとが同じであるため、ステップＳ３の時点で要求されている車両の走行特性は確保される。また、図６の波形図に示すように、後輪の振動トルクの絶対値の最小部分を、零Ｎｍに可能な限り近くするか、または零Ｎｍに設定することで、後輪の電動モータ８の回生によるエネルギ損失を、最低限にすることができる。一方、図７の波形図に示すように、前輪の振動トルクの絶対値の最小部分を、零Ｎｍに可能な限り近くするか、または零Ｎｍに設定することで、後輪の電動モータ８の回生によるエネルギ損失を、最低限にすることができる。
【００３８】
つぎに、図１の制御の一部を変更する例を説明する。例えば、図４の波形図のように、基準トルクＴ０が駆動側にあり、かつ振動トルクが、駆動側および回生側に跨っていることにより、ステップＳ４で肯定判断された場合に、ステップＳ５では、後輪用要求トルクを駆動側に設定し、かつ、その振動トルクを駆動側のみに設定するとともに、前輪用要求トルクを回生側に設定し、かつ、その振動トルクを回生側のみに設定するように、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとの分配比を変更することも可能である。
【００３９】
また、図５の波形図のように、基準トルクＴ０が回生側にあり、かつ振動トルクが、駆動側および回生側に跨っていることにより、ステップＳ４で肯定判断された場合に、ステップＳ５では、後輪用要求トルクを駆動側に設定し、かつ、その振動トルクを駆動側のみに設定するとともに、前輪用要求トルクを回生側に設定し、かつ、その振動トルクを回生側のみに設定するように、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとの分配比を変更することも可能である。
【００４０】
さらに、図２に示されたパワートレーンでは、電動モータ８から前輪に至る動力伝達経路、および電動モータ８から後輪に至る動力伝達経路の両方に、減速機９が設けられているが、前輪または後輪のうちのいずれか一方では、歯当たりが生じる伝動装置が設けられていない場合は、その振動トルクが駆動側および回生側に跨ったとしても、歯当たりが生じない。このためステップＳ５で前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとの分配比を変更する際に、歯当たりが生じる伝動装置が設けられていない車輪では、振動トルクが回生側および駆動側に跨るような、トルク分配比とすることもできる。また、車体に搭載された電動モータのトルクが、伝動装置を経由して前輪および後輪の両方に伝達される構成の四輪駆動車において、図１の制御を実行することも可能である。
【００４１】
この第１制御例は、請求項１に対応するものであり、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ４が、この発明の判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明のトルク分配比算出手段に相当する。また、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、タイヤ７が、この発明のタイヤに相当し、電動モータ８が、この発明の駆動力源に相当し、減速機９が、この発明の伝動装置に相当する。
【００４２】
（第２制御例）
つぎに、図２の車両で実行可能な第２制御例を説明する。この第２制御例は請求項２および３に対応する。前述の基準トルクの変化例を図８に示す。この図８では、時刻ｔ１以降で基準トルクが駆動側で低下し、時刻ｔ３以降は基準トルクが駆動側から回生側に切り替わっている。その後、基準トルクが回生側で増加し、さらに、時刻ｔ５以降は基準トルクが回生側で減少している。ついで、基本トルクが回生側から駆動側に切り替わり、時刻ｔ６以降は、基準トルクが駆動側で再度減少している。まず、時刻ｔ１から時刻ｔ５の間における前輪用要求トルクの変化を、図９のタイムチャートにより説明する。図８のように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は基準トルクＴ０がＴ以上であり、その基準トルクＴ０から求められる振動トルクが駆動側にあり、零Ｎｍを跨がないため、図９に示すように、
前輪用要求トルク＞Ｔ
になっている。また、図８に示すように基準トルクが駆動側で減少しているため、図９に示す前輪用要求トルクも駆動側で減少している。
【００４３】
そして、図８のように、時刻ｔ２以降で基準トルクＴ０がＴ未満、かつ、零Ｎｍを越える値になると、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが零Ｎｍを跨ぐため、前述のように、前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとの分配比とが変更されて、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
まで上昇される。その後、図８に示す基準トルクＴ０が駆動側で低下するため、図９に示す前輪用要求トルクも駆動側で低下する。そして、図８のように、時刻ｔ３で基準トルクＴ０が駆動側から回生側に切り替わると、振動トルクが零Ｎｍを跨ぐことを防止するために、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ
に固定される。さらに、図８に示すように基準トルクＴ０が回生側で増加しており、時刻ｔ４以降は基準トルクＴ０が−Ｔ以上になり、その基準トルクＴ０から振動トルクを求めても零Ｎｍを跨がないため、図９のように、時刻ｔ４以降は基準トルクＴ０が前輪用要求トルクとなっている。
【００４４】
このように、基準トルクＴ０の変化量が相対的に大きくなると、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ
から
前輪用要求トルク＝−Ｔ
に急激に変化する可能性がある。このように、前輪用要求トルクが急激に変化すると、そのトルク変動が懸架装置を経由して車体に伝達されて車体が上下方向に振動して、乗員が違和感を持つ可能性がある。
【００４５】
このような不具合を未然に防止するため第２制御例では、タイヤに振動トルクを伝達することを禁止する条件および許可する条件を規定している。より具体的には、第２制御例は、前記の第１制御例を禁止する条件および許可する条件を具体的に提供するサブルーチンであり、この第２制御例を図１０のフローチャートにより説明する。図１０のフローチャートがスタートされると、まず、タイヤに振動トルクを伝達する要求があるか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２の判断は、図１のステップＳ２の判断と同じである。このステップＳ２で否定的に判断された場合は、スタートに戻る。これに対して、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、図８に示された基準トルクＴ０が、駆動側で、Ｔ未満であり、かつ、零Ｎｍを越えているか否かが判断される（ステップＳ１１）。
【００４６】
このステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、基準トルクの微分値の絶対値Ｔ０′が予め定められた第１所定値（閾値）α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、基準トルクの変化量が相対的に小さいか否かを判断するステップである。このステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、前述した不具合が生じる可能性がないため、図６に基づいて説明した処理をおこない（ステップＳ１３）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１３では、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
後輪用要求トルク＝−Ｔ
ゲイン＝Ｔ
として各タイヤ７の振動トルクを求める。
【００４７】
一方、前記ステップＳ１２で否定的に判断された場合、つまり、基準トルクＴ０の変化量が相対的に大きい場合は、基準トルクの２階（２回）微分値Ｔ０″が、予め定められた第２所定値（閾値）βを越えているか否かが判断される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４は、基準トルクの変化量の勾配が、相対的に緩やかになろうとしているか、または、現状維持か、さらに、相対的に急激になろうとしているかを判断するステップである。このステップＳ１４で肯定的に判断されるということは、基準トルクの変化勾配が相対的に緩やかになりつつある（なまり始めている）ことになる。そこで、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１３に進む。これに対して、ステップＳ１４で否定的に判断された場合は、基準トルクの変化勾配が現状維持か、あるいは、さらに急激になろうとしていると考えられるため、タイヤ７に振動トルクを伝達する制御を禁止し（ステップＳ１５）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１５に進んだ場合は、図６に基づいて説明した制御が禁止される。
【００４８】
ところで、前記ステップＳ１１で否定的に判断された場合は、図８において基準トルクＴ０が、回生側で零Ｎｍと−Ｔとの間にあるか否かが判断される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で否定的に判断されるということは、例えば、図８の時刻ｔ４ないし時刻ｔ５の基準トルクＴ０であり、その基準トルクに基づいて振動トルクを求めても、その振動トルクが零Ｎｍを跨ぐことはないため、スタートに戻る。これに対して、ステップＳ１６で肯定的に判断された場合は、基準トルクの微分値の絶対値Ｔ０′が、予め定められた第１所定値（閾値）α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１７）。このステップＳ１７の判断の意味は、ステップＳ１２と同じであり、ステップＳ１７の判断は回生側についておこなっている。このステップＳ１７で肯定的に判断された場合は、基準トルクの変化量が相対的に小さいため、図７に基づいて説明した制御を実行してタイヤに振動トルクを伝達し（ステップＳ１８）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１８では、
前輪用要求トルク＝Ｔ
後輪用要求トルク＝−（Ｔ−２Ｔ０）
ゲイン＝Ｔ
として各タイヤ７の振動トルクを求める。
【００４９】
一方、前記ステップＳ１７で否定的に判断されるということは、基準トルク変化量が相対的に大きいため、基準トルクの２階微分値Ｔ０″が、予め定められた第２所定値（閾値）−β未満であるか否かが判断される（ステップＳ１９）。このステップＳ１９で肯定的に判断されるということは、基準トルクの変化勾配が相対的に緩やかになりつつある（なまり始める）ことになる。そこで、ステップＳ１９で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１８に進む。これに対して、ステップＳ１９で否定的に判断された場合は、基準トルクの変化勾配が一層急になるか、または現状維持であると考えられるため、ステップＳ１５に進む。つまり、ステップＳ１９からステップＳ１５に進んだ場合は、図７に基づいて説明した制御が禁止される。
【００５０】
ここで、図８のタイムチャートと図１０のフローチャートとの関係を説明すると、図８の点Ａから点Ｂに至る途中では、ステップＳ１１で肯定的に判断される。また、図の点Ｂから点Ｃの間では、ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１５のルーチンで進む。これに対して、図８の点Ｄでは、基準トルクの変化量が相対的に大きいため、ステップＳ１２で否定的に判断され、タイヤに振動トルクを与えることが禁止される。その後に基準トルクの勾配が緩やかになっているため、例えば領域Ｅでは、ステップＳ１９からステップＳ１８に進む。つまり、タイヤに振動トルクを与える制御が許可、より具体的には再開される。なお、基準トルクが回生側から駆動側に変化する過程で、その変化量が急激であり、かつ、一層急激になる場合の例、および基準トルクが回生側から駆動側に変化する過程で、その変化量が急激であり、かつ、勾配がその後に緩やかになる（なまり始める）場合の例は、特に説明していないが、基本的な原理は、基準トルクが駆動側から回生側に変化する場合と同じである。
【００５１】
また、この第２制御例において、第１所定値αは、基準トルクの変化量が相対的に小さいか否かを判断するための閾値である。これに対して、第２所定値βは、基準トルクの変化勾配が、緩やかになろうとしているのか、さらに急激になろうとしているのか、あるいは、現状維持なのかを判断する閾値である。つまり、第１所定値αと第２所定値βとは、技術的意義が異なり、相対的な大小関係は存在しない。なお、図１０の各判断ステップで用いる所定値は、予め実験またはシミュレーションにより求めて電子制御装置１４に記憶されている。
【００５２】
このように、第２制御例においては、基準トルクの変化量が相対的に大きいか小さいかに基づいて、振動トルクをタイヤに伝達する制御を禁止するか、または許可するかを判断している。さらに具体的には、基準トルクの変化勾配が、緩やかになろうとしているのか、さらに急激になろうとしているのか、あるいは、現状維持なのかを判断し、その判断結果に基づいて、振動トルクをタイヤに伝達する制御を禁止するか、または許可するかを判断している。したがって、第２制御例によれば、タイヤに振動トルクを伝達した場合に、懸架装置を介して車体が振動し、乗員が違和感を持つことを回避できる。ここで、図１０に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１２，Ｓ１６が、この発明の変化量判断手段に相当し、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９が、この発明のトルク分配比算出手段に相当する。
【００５３】
（第３制御例）
つぎに、第１制御例で説明した図１のフローチャートにおいて、ステップＳ５でおこなうことの可能な他の制御例を説明する。例えば、図１１に示すように、前輪に駆動側の振動トルクを与え、後輪に振動トルクを与えていない（零［Ｎｍ］）とともに、その振動トルクが、零ニュートンメートルに近づく過程または、最も零ニュートンメートルに近いときに、図１のステップＳ４で歯当たりが生じると判定されて、ステップＳ５で、前輪に与えられる振動トルクを駆動側で増加し、かつ、後輪に回生側の振動トルクを与えることを想定する。このような制御をおこなうと、後輪用の減速機８の歯車同士の噛み合い部分では、後輪に回生側の振動トルクが与えられた時点で、駆動側の歯車の歯面が被駆動側の歯面に衝突して振動が発生する。このとき、駆動側の歯車の歯面の加速度を考慮すると、歯車同士の衝突により生じる振動は、
Ｔ／Ｉ＝ｄ（ｄθ／ｄｔ）ｄｔ
として求めることが可能である。ここで、Ｔは歯車に加わるトルクであり、Ｉはギヤイナーシャモーメントであり、θはギヤの回転角度である。そして、回生側の振動トルクＸ（Ｎｍ）の絶対値の大きさにより加速度が決まる。つまり、回生側の振動トルクＸ［Ｎｍ］の絶対値の大きさが相対的に大きくなるほど、加速度が相対的に大きくなり、歯車同士の衝突による振動が相対的に大きくなる。
【００５４】
この第３制御例は、前輪および後輪に伝達するトルクの分配比が変更されて、振動トルクを与えられていなかった車輪に、零Ｎｍを越える振動トルクが与えられて、その車輪に連結された変速機の歯車同士が衝突することを抑制することを目的としておこなわれるものである。この第３制御例を図１２のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、便宜上、前輪で駆動側に基準トルクが設定され、後輪のトルクが零［Ｎｍ］に設定されている場合の例を説明する。まず、ステップＳ２の判断がおこなわれる。このステップＳ２の判断は、図１におけるステップＳ２の判断と同じである。
【００５５】
このステップＳ２で否定的に判断された場合はリターンし、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、駆動側で減少する基準トルクＴ０が、所定値Ｔ２未満になったか否かが判断される（ステップＳ２１）。ここで、所定値Ｔ２は、駆動側トルクの値であり、図３および図４で説明したゲインＴと同じ大きさであり、零［Ｎｍ］を基準とする値である。前記のように、振動トルクは基準トルクを境界として交番的に変化するのであるから、基準トルクが、振動トルクのゲインＴと同じ大きさの所定値Ｔ２未満になれば、振動トルクが零［Ｎｍ］以下になることを予測できるため、その所定値Ｔ２をステップＳ２１の判断に用いているのである。
【００５６】
このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、前輪に伝達される振動トルクが駆動側にのみ発生するためリターンする。これに対して、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、そのまま前輪に振動トルクを与えると、その振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来して、前輪に連結された減速機の歯車同士の噛み合い部分で衝突が生じる可能性がある。そこで、振動トルク（Ｔ０＋Ｔｓｉｎωｔ）が、駆動側で零［Ｎｍ］を越えているか否かが判断される（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、所定のタイミングで、振動トルクを、前輪タイヤに伝達する要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する要求トルクとに分配する制御をおこない（ステップＳ２３）、リターンする。このステップＳ２３では、前輪の振動トルクが駆動側にのみ発生し、後輪の振動トルクが回生側でのみ発生するように、トルクの分配比が決定される。また、後輪の振動トルクが、零［Ｎｍ］を開始点として回生側へ向けて徐々に増加するように、前輪に伝達する前輪用要求トルクと、後輪に伝達する後輪用要求トルクとの分配を開始するタイミングを決定する。
【００５７】
このステップＳ２３の処理をより具体的に説明する。前述のように、後輪に回生側のトルクを伝達する開始時点で、零［Ｎｍ］を越える絶対値で回生トルクが与えられると、その後輪に連結された減速機９の歯車同士の噛み合い部分で衝突が生じる。例えば、図１３に示すように、前輪に与えられている基準トルクＴ０が、駆動側で徐々に減少しているとき、前輪に与えられる振動トルクが基準トルクよりも大きく、かつ、振動トルクが、基準トルクＴ０とゲインＴとの和と一致した時刻ｔ１から、振動トルクを図１４に示すように基準トルクＴ０を前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとに分配する制御を開始すると、後輪の振動トルクが零［Ｎｍ］を開始点として回生側で発生する。
【００５８】
ここで、前輪に与えられる振動トルクが、基準トルクＴ０とゲインＴとの和と一致した時点とは、図１３のように、前輪の振動トルクが１回の振動周期で最大（ｓｉｎωＴ＝１）となる瞬間である。言い換えれば、振動トルクと基準トルクとの差が、１回の振動周期で最大となる瞬間である。このように、前輪に伝達する前輪用要求トルクと、後輪に伝達する後輪用要求トルクとに分配を開始するタイミングを決定すると、後輪の減速機の駆動側の歯車が、被駆動側の歯車に衝突する加速度は、零［ｒａｄ／ｓ２ ］となる。したがって、歯車に形成されたバックラッシに起因して、歯車の歯面同士が衝突したとしても、その振動を最小限とすることができる。なお、ステップＳ２３では、振動トルクが零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、振動トルクを、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとに分配する制御を開始することもできる。この場合は、後輪で発生する回生トルクを、相対的に少なくすることができる。
【００５９】
一方、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、振動トルク（出力トルク）を零「Ｎｍ］とする処理をおこなう（ステップＳ２４）。このステップＳ２４の処理を、図１５および図１６のタイムチャートにより説明する。算出される振動トルクが、図１５のように破線で示すように零［Ｎｍ］未満となる範囲では、実際に出力する振動トルクを、図１６に破線で示すように零［Ｎｍ］とする処理をおこなう。このステップＳ２４についで、振動トルクが、駆動側で零［Ｎｍ］を越えるか否かが判断され（ステップＳ２５）、ステップＳ２５で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２３に進む。このステップＳ２５で否定的に判断された場合は、ステップＳ２４に戻る。ここで、図１２のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１およびステップＳ２２およびステップＳ２３が、請求項４および請求項５のトルク分配比算出手段に相当する。ステップＳ２２で説明した所定値Ｔ２が、請求項４の所定値に相当する。なお、第３制御例は、後輪に振動トルクを与え、前輪には振動トルクを与えていないときに、ステップＳ２３に進み、振動トルクを前輪および後輪に分配する制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の駆動力制御装置で実行可能な第１制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の駆動力制御装置の対象となる車両の概念図である。
【図３】この発明でタイヤに伝達される振動トルクを示す波形図である。
【図４】この発明で基準トルクが駆動側にある場合の振動トルク例を示す波形図である。
【図５】この発明で基準トルクが回生側にある場合の振動トルク例を示す波形図である。
【図６】図４の波形図に基づいて、要求トルクおよび振動トルクを変更する例を示す波形図である。
【図７】図５の波形図に基づいて、要求トルクおよび振動トルクを変更する例を示す波形図である。
【図８】車両のタイヤに伝達される基準トルクの経時変化例を示すタイムチャートである。
【図９】前輪用要求トルクの経時変化例を示すタイムチャートである。
【図１０】この発明の駆動力制御装置で実行可能な第２制御例を示すフローチャートである。
【図１１】第３制御例を実行する前の振動トルクを示す第１のタイムチャートである。
【図１２】第３制御例を示すフローチャートである。
【図１３】第３制御例に相当する振動トルクを示す第２のタイムチャートである。
【図１４】第３制御例に相当する振動トルクを示す第３のタイムチャートである。
【図１５】第３制御例に相当する振動トルクを示す第４のタイムチャートである。
【図１６】第３制御例に相当する振動トルクを示す第５のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１…車両、 ７…タイヤ、 ８…電動モータ、 ９…減速機、 １４…電子制御装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駆動力源からタイヤに伝達するトルクを制御することにより、タイヤと路面との間の摩擦係数を調整することことの可能な駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に駆動力源が搭載されており、その駆動力源のトルクがタイヤに伝達されて、タイヤと路面との間で駆動力が発生する。ここで、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクが同じであり、かつ、タイヤの回転数が同じであっても、タイヤと路面との間における摩擦係数が変化すると、駆動力も変化する。このように、車両の挙動は、タイヤと路面との間の摩擦係数により変化する。一方、タイヤと路面との間の摩擦係数と、タイヤに伝達されるトルク特性との関係に着目し、タイヤに伝達するトルクを振動させることにより、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に制御する技術が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された車両制御装置では、車両の各車輪を駆動する電動モータが設けられており、必要とされる駆動トルクを得るためのモータトルク指令値にしたがって、電動モータが駆動および制御される。また、通常の制御では、各車輪あるいは電動モータの駆動トルクを検出し、検出された駆動トルクが、モータトルク指令値となるようにフィードバック制御される。さらに、上記の通常の制御に加えて、電動モータの駆動信号に微少振動の信号を重畳することによりタイヤに微少振動を与えて、タイヤの摩擦力を制御することが記載されている。例えば、タイヤに与えるトルクの微少振動の振幅、周波数、位相を制御して、タイヤと路面との間の摩擦係数を任意に調整することにより、車両の走行性能および挙動が安定化するものとされている。
【０００４】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ０２／０００４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の駆動力源からタイヤに至る動力伝達経路には、歯車伝動装置、巻き掛け伝動装置、摩擦伝動装置、トラクション伝動装置などが設けられており、このうち、歯車伝動装置は、回転要素同士の滑りが生じることがないため、動力損失が少ないという利点がある。しかしながら、電動モータからタイヤに至る動力伝達経路に歯車伝動装置が設けられている車両において、特許文献１に記載されているように、電動モータからタイヤに伝達するトルクに微少振動を与える制御をおこなったときに、電動モータのトルクが駆動側と回生側とを交互に行き来するように振動されると、歯車同士の噛み合い部分で、バックラッシに起因する歯当たり音が生じる虞があった。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力源からタイヤに伝達されるトルクを振動させる場合に、駆動力源からタイヤに至る動力伝達経路で衝突音が生じることを抑制できる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、路面に接触するタイヤと、このタイヤに伝達するトルクを発生する駆動力源とを有する車両が走行するにあたり、前記駆動力源から前記タイヤに伝達することが要求されている基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを求め、前記駆動力源から前記タイヤに振動トルクを伝達することにより、前記タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、前記駆動力源からトルクが伝達される前輪のタイヤおよび後輪のタイヤが設けられており、前記駆動力源から前輪のタイヤまたは後輪のタイヤの少なくとも一方に至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、前記振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、前記伝動装置を経由して前記タイヤに伝達される振動トルクが、前記駆動側または回生側の一方となるように、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めるトルク分配比算出手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満であるか否かを判断する変化量判断手段を備え、前記トルク分配比算出手段は、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める手段と、前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記基準トルクの微分値の絶対値が予め定められた第１所定値を越えており、かつ、前記基準トルクの２階微分値が所定値以下である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１の構成に加えて、前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、前記基準トルクよりも大きく、かつ、前記基準トルクと前記振動トルクとの差が最大となった時点から、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、駆動力源からタイヤに伝達する基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを生じさせることにより、タイヤと路面との間における摩擦係数を制御することができる。また、駆動力源から伝動装置を経由してタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、伝動装置を経由してタイヤに伝達される振動トルクが、駆動側または回生側のいずれか一方に設定されるように、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪のタイヤに伝達される後輪用トルクとの分配比を制御する。したがって、伝動装置を経由して振動トルクが伝達されるときに、凹部と凸部との衝突音が生じることを抑制できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合は、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める。これに対して、基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する。したがって、タイヤに振動トルクを伝達すると車体が上下方向に振動することが予測される場合は、タイヤに振動トルクを伝達することが禁止される。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、基準トルクの変化量が相対的に大きい場合でも、その変化勾配が緩やかになろうとしている場合は、タイヤに振動トルクを伝達することが許可される。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、振動トルクを前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪に伝達する後輪用トルクとに分配することも可能である。したがって、他方の車輪に分配される要求トルクが相対的に少ない値から開始されることとなり、駆動力源から他方の車輪にトルクが伝達される経路で、凹部と凸部との噛み合いにより生じる衝撃を相対的に少なくすることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、基準トルクよりも大きく、かつ、基準トルクと振動トルクとの差が最大となった時点から、振動トルクを前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する。したがって、他方の車輪に分配される要求トルクが、零ニュートンメートルから開始することとなり、駆動力源から他方の車輪にトルクが伝達される経路で、凹部と凸部との噛み合いにより生じる衝撃を最小限とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明における駆動力源は、タイヤと動力伝達可能に接続された動力発生装置である。この駆動力源としては、電動モータ、エンジン、油圧モータが挙げられる。電動モータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する回転装置であり、電動モータに供給する電力の電流値を制御することにより、電動モータのトルクを制御可能である。電動モータとしては、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。前記エンジンは、燃料を燃焼させた時の熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、エンジンとしては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンを用いることができる。これらのエンジンは、吸入空気量、燃料噴射量を制御することにより、出力トルクを制御可能である。また、ガソリンエンジンおよびＬＰＧエンジンは、点火時期を制御することにより、出力トルクを制御可能である。油圧モータは、オイルの流体エネルギをロータの運動エネルギに変換する流体機械であり、油圧モータは回転式の油圧モータ、例えば、歯車モータ、ベーンモータ、ねじモータを用いることができる。油圧モータでは、ロータに運動エネルギを与えるオイルの油圧を制御することにより、ロータの出力トルクを制御可能である。
【００１８】
この発明の伝動装置は、凹部と凸部との間に、バックラッシ、つまり、円周方向の隙間もしくはガタが不可避的に形成されている。この発明における伝動装置には、歯車同士の噛み合い力によりトルク伝達をおこなう歯車伝動装置が含まれる。この歯車伝動装置を用いた動力伝達装置としては、入力回転数と出力回転数との比を変更可能な変速機、入力回転数と出力回転数との比を変更できない減速機、駆動力源の動力を前輪と後輪とに分配するトランスファ、左右の車輪に回転数差が生じることを許容するデファレンシャルなどが含まれる。上記変速機には、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機、常時噛み合い式変速機などが含まれる。さらに、この発明の伝動装置には、変速機の出力軸と推進軸との連結部分に設けられるスプライン結合、つまり、内歯と外歯との噛み合いによりトルク伝達をおこなう機構も含まれる。この発明における駆動側は、タイヤの回転を促進するトルクを与える領域であり、回生側は、タイヤの回転を阻害するトルク（制動力）をタイヤに与える領域である。
【００１９】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図２は、車両２の概略構成を示す平面図である。この車両１は４個の車輪、具体的には、右前輪２および左前輪３および右後輪４および左後輪５を有している。各車輪は、ホイール６にタイヤ７を取り付けて構成されるとともに、そのホイール６の内側に電動モータ８を配置した車輪、つまり、インホイールモータ形式の車輪である。この電動モータ８は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行（駆動）機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータである。すなわち、電動モータ８が電動機として動作させることが力行制御であり、電動モータ８を発電機として動作させることが回生制御である。また、電動モータ８からホイール６に至る動力の伝達経路には減速機９が配置されている。この減速機９は、入力回転数よりも出力回転数の方が低回転となる構成であり、減速機９としては、例えば、常時噛み合い式の歯車変速機構を用いることが可能である。
【００２０】
このように、図２に示された車両１は、各車輪のタイヤ７に伝達するトルクを、独立して制御することの可能な四輪駆動車である。この電動モータ８および減速機９および各車輪は、懸架装置を介して車体により支持されている。この懸架装置は、ショックアブソーバ、スプリングなどを有する公知のものである。さら、車体には電源１３が設けられている。この電源１３としては、放電および充電をおこなうことの可能な二次電池、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。さらに、二次電池に加えて、燃料電池を用いることもできる。この電源１３と各電動モータ８とが、インバータ（図示せず）を有する電気回路により接続されている。
【００２１】
また、各車輪に与える制動力を制御する制動装置が設けられている。この制動装置は、ホイール７と一体回転するロータと、このロータを挟み付けるディスクキャリパと、ディスクキャリパを作動させるホイールシリンダ１０と、ホイールシリンダ１０の油圧を制御するアクチュエータ１１とを有している。ホイールシリンダ１０は、各車輪毎に設けられており、アクチュエータ１１は車体に設けられている。さらに、各車輪、特に前輪の操舵角を制御する操舵装置１２が設けられている。この操舵装置１２は、室内に設けられたステアリングホイール、車体の下方に設けられたタイロッド、ステアリングホイールの回転操作をタイロッドの動作力に変換するギヤボックスなどを有する公知の構造である。この操舵装置１２のステアリングホイールが運転者により操作されると、右前輪２および左前輪３の操舵角が変化し、かつ、右後輪４および左後輪５の操舵角が変化する構成である。つまり、車両１は四輪の操舵角を制御可能である。さらに、制動装置および電動モータ８を制御する電子制御装置１４が設けられており、電子制御装置１４には、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、各車輪の操舵角、車両１の重心周りのヨーレート、車速、各車輪の回転数、電動モータ８の回転数およびトルク、各車輪で支持する荷重、各車輪における懸架装置のストロークなどを検出するセンサやスイッチの信号が入力される。この電子制御装置１４からは、電動モータ８の回転数およびトルクを制御する振動、ホイールシリンダ１０の油圧を制御する信号などが出力される。
【００２２】
図２に示す車両１は、走行性能を制御する機能として、アンチロックブレーキシステム、トラクションコントロールシステムなどを備えている。これらのシステムは、タイヤ７の摩擦力を最大に発揮させて車体を安定化させるように、タイヤ７の摩擦力を制御するものであり、例えば、コーナリングフォースが充分大きく、かつ、制動力が大きくなるような目標スリップ率を求め、タイヤ７の実際のスリップ率を目標スリップ率に近づけるように、制動装置のホイールシリンダ１０の油圧制御、電動モータ８の回転数およびトルクの制御などをおこなうことにより、車両１の操舵性能、動力性能、制動性能、旋回性能などを確保しようとするものである。このような制御をおこなうため電子制御装置１４には、タイヤ７のスリップ率と、タイヤ７と路面との間の摩擦係数との関係を表すマップおよびデータが記憶されており、このデータおよびマップに基づいて、ホイールシリンダ１０の油圧、および電動モータ８のトルクおよび回転数が制御される。
【００２３】
一方、タイヤ７のスリップ率と、タイヤ７と路面との間の摩擦係数との対応関係は、路面条件により異なる。また、タイヤ７に伝達するトルクを変動させる、つまり、トルクに振動を与えることで、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが可能であることが知られている。具体的にはタイヤ７に与える電動モータ８のトルクを振動させるときに、その振動の振幅、周波数、位相などを制御することにより、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を、任意に調整することが知られている。この原理は、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報に記載されている。例えば、タイヤ７に代えてゴムブロックを用いた摩擦モデルは、下記の振動方程式（１）で表すことができる。
【数１】
【００２４】
この振動方程式１において、Ｆｎは、ゴムブロックが路面に接触する垂直方向の荷重であり、μ・Ｆｎは、一定方向に滑るゴムブロックに作用する摩擦力（μは、路面の摩擦係数）であり、ｍは、ゴムブロックの質量、ｋは、ゴムブロックと路面間のバネ定数、ｃは、ゴムブロックの減衰係数、ω0 は、ゴムブロックの共振周波数である。この振動方程式１を解くことにより、ゴムブロックに微少振動を与えないときの摩擦力と、ゴムブロックに微少振動を与えた場合の摩擦力との比μｒｅ１が、次式（２）で求められる。
【数２】
【００２５】
上記の２つの数式から、制御対象となるタイヤ７の前後方向、具体的には回転方向に振動トルクを与えることにより、タイヤ７と路面との間おける摩擦係数を任意に調整できることが分かる。上記の比μｒｅ１は、与える振動トルクの周波数ωに依存し、周波数ωが共振周波数ω0 に近づくほど、比ｒｅ１の値が小さくなる傾向を示す。また、共振周波数ω0 より高い周波数の振動トルクを周波数変調により与えることで、比ｒｅ１の値を相対的に大きくすることも可能である。さらに、タイヤ７の回転方向に振動トルクを付与することで、タイヤ７の前後方向における摩擦係数とスリップ率との関係は、スリップ率が増加することにともない摩擦係数が大きくなる傾向になることが知られており、これは、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報にも記載されている。
【００２６】
この実施例では、実際の摩擦係数が、目標摩擦係数となったか否かを推定するため、電子制御装置１４には、スリップ率と摩擦係数との関係を示すマップおよびデータが記憶されている。そして、タイヤ７のスリップ率を推定するとともに、マップおよびデータから、実際の摩擦係数を推定可能である。なお、各タイヤ７のスリップ率は、各車輪の回転速度を検知するセンサの信号に基づいて推定可能であり、その推定方法は、特開２００２−２７４３５６号公報、特開平６−２５８１９６号公報などに記載されているように周知であるので、具体的な説明を省略する。このように、タイヤに伝達するトルクを振動させることにより、タイヤと路面との間における前後方向の摩擦係数を調整することが可能である。なお、タイヤに振動トルクを与えた場合と与えない場合とを比較すると、前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤの前後方向の摩擦係数が小さくなることが知られている。また、タイヤに振動トルクを与えた場合と与えない場合とを比較すると、前後方向におけるスリップ率が同じであるとすれば、タイヤに振動トルクを与えた場合の方が、振動トルクを与えない場合に比べて、タイヤの左右方向、つまり幅方向の摩擦係数が大きくなることが知られている。これらの原理は、例えば、再公表特許公報ＷＯ−０２／０００４６３号公報に記載されている。
【００２７】
ところで、図２のパワートレーンでは、電動モータ８からタイヤ７に至る動力伝達経路に減速機９が配置されている。この減速機９は、歯車同士の噛み合い部分にバックラッシが形成されている。このため、電動モータ８からタイヤ７に伝達されるトルクが振動して、電動モータ８のトルクが駆動側と回生側との間を行き来すると、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生する可能性があった。ここで、駆動側とは、電動モータ８が力行制御されることを意味し、回生側とは電動モータ８が回生制御されることを意味する。
【００２８】
（第１制御例）
そこで、この実施例では、電動モータ８からタイヤ７に伝達されるトルクに振動を与えるときに、歯車同士の噛み合い部分で歯と歯が衝突して衝撃音が発生することを抑制するために、図１のフローチャートを実行する。図１のフローチャートは、車両１の走行中に、タイヤ７に伝達するトルクを振動させる例である。まず、車速およびアクセル開度をパラメータとして要求駆動力を求め、その要求駆動力に基づいて、電動モータ８から出力する基準トルクを求める（ステップＳ１）。このステップＳ１の処理をおこなうため、基準トルクを求めるためのデータおよびマップが、電子制御装置１４に記憶されている。また、車両１は四輪駆動車であるため、前輪および後輪の全てのタイヤ７について、基準トルクが求められる。
【００２９】
また、このステップＳ１では、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比を等分にする制御、または、前輪と後輪との間における支持荷重の分配比に基づいて、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比を決定する制御をおこなうことが可能である。ここでは、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤ７に伝達する後輪用要求トルクとの分配比を等分にする場合を例として、以下の制御を説明する。なお、前記基準トルクとは、前輪のタイヤ７に伝達する前輪用要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する後輪用要求トルクとの分配比が等分であるときの要求トルクである。
【００３０】
このステップＳ１についで、各タイヤ７に伝達するトルクの振動を開始する条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２）。例えば、タイヤ７と路面との間の摩擦係数を調整するために、トルク振動を開始するか否かを、ドライバーの意思により選択するスイッチが設けられていれば、そのスイッチの操作状態に基づいて、ステップＳ２の判断をおこなうことができる。このステップＳ２で否定的に判断された場合は、各タイヤ７に伝達するトルクを振動させることなく、スタートに戻る。
【００３１】
これに対して、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、各車輪のタイヤ７毎に、基準トルクＴ０に基づいて振動トルクのゲイン（振幅）Ｔおよび振動トルクの周波数Ｆを求める（ステップＳ３）。このステップＳ３の処理を図３の波形図により説明する。この図３は基準トルクＴ０と振動トルクとの関係を示す波形図である。図３においては、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。図３のように、基準トルクに所定トルクを加算し、かつ、基準トルクから所定トルクを減算して、基準トルクを境界として上下に変動するトルク、つまり、振動トルクが求められる。このように、振動トルクは、基準トルクを境界として、基準トルクよりも高い位相と、基準トルクよりも低い位相との間を、所定の周期で交互に行き来する。つまり、振動トルクは基準トルクを境界として交番的に変化する。基準トルクＴ０は零Ｎｍとの差で表され、この基準トルクＴ０と振動トルクとの差（最大差）が、ゲイン（振幅）Ｔであり、単位時間あたりにおける振動周期の回数が周波数である。
【００３２】
この振動周期は、基準トルクを開始点として、その基準トルクよりも高くなり、ついで、基準トルクを経由して、基準トルクよりも低くなり、その後、基準トルクに戻るまでの時間である。この実施例では、車速と摩擦係数との対応関係を示すデータおよびマップが電子制御装置１４に記憶されており、車速から目標摩擦係数が求められる。ついで、その目標摩擦係数毎に、ゲインＴおよび周波数を決定したマップおよびデータが、電子制御装置１４に記憶されており、ステップＳ３では、このマップおよびデータを用いて、ゲインＴおよび周波数が求められる。なお、振動トルクは次式により求められる。
振動トルク＝Ｔ０＋Ｔｓｉｎωｔ
ここで、ωはタイヤの角速度であり、ｔは時間である。
【００３３】
このステップＳ３についで、各電動モータ８で振動トルクを発生すると、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断例を、図４および図５の波形図により説明する。図４および図５において、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。この図４の波形図は、４個の車輪の全てについて基準トルクＴ０が駆動側に設定されている例である。この図４の波形図に示すように、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるため、ステップＳ４で肯定的に判断される。一方、図５の波形図は、４個の車輪の全てについて基準トルクＴ０が回生側に設定されている例である。図５の波形図のように、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来する場合は、各減速機９を構成する歯車同士の噛み合い部分で歯当たりが生じるため、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００３４】
このようにステップＳ４で肯定的に判断された場合は、前輪のタイヤ７に伝達する要求トルクと、後輪のタイヤ７に伝達する要求トルクとの分配比を変更し（ステップＳ５）、スタートに戻る。このステップＳ５の処理を、図６および図７の波形図により説明する。図６および図７において、縦軸がトルクであり、横軸が時間である。図６は、図４のように基準トルクが駆動側にある場合に、トルク分配比を変更する例である。この図６では、前輪用要求トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクは回生側に設定されている。また、前輪用要求トルクに対応する振動トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクに対応する振動トルクは回生側に設定されている。例えば、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
後輪用要求トルク＝Ｔ
に設定されている。
【００３５】
図７は、図５のように基準トルクが回生側にある場合について、トルク分配比を変更する例である。この図７では、前輪用要求トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクは回生側に設定されている。また、前輪用要求トルクに対応する振動トルクは駆動側に設定され、後輪用要求トルクに対応する振動トルクは回生側に設定されている。例えば、
前輪用要求トルク＝Ｔ
後輪用要求トルク＝−（Ｔ−２Ｔ０）
に設定されている。
【００３６】
このように、ステップＳ１では前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとが均等に設定されていたが、ステップＳ５では不均等になっている。なお、車両１の全体としての駆動力は、ステップＳ１の場合とステップＳ５の場合とが、共に同じになるように、前輪用要求トルクおよび後輪用要求トルクが決定される。一方、ステップＳ４の判断時点で、４個の車輪の基準トルクが全て駆動側にあり、かつ、振動トルクが駆動側にある場合は、ステップＳ４で否定的に判断されてスタートに戻る。また、ステップＳ４の判断時点で、４個の車輪の基準トルクが全て回生側にあり、かつ、振動トルクが回生側にある場合も、ステップＳ４で否定的に判断されてスタートに戻る。つまり、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、ステップＳ３で求められた振動トルクが、各タイヤ７に伝達される。
【００３７】
上記のように図１の制御を実行すれば、各タイヤ７の摩擦係数を調整するために、電動モータ８から振動トルクを出力するときに、減速機９で歯打ち音が生じることを抑制できる。また、ステップＳ１で求めた各基準トルクと、ステップＳ５で求めた各要求トルクとは異なるが、ステップＳ３で用いる振動ゲインと、ステップＳ５で用いる振動ゲインとが同じであるため、ステップＳ３の時点で要求されている車両の走行特性は確保される。また、図６の波形図に示すように、後輪の振動トルクの絶対値の最小部分を、零Ｎｍに可能な限り近くするか、または零Ｎｍに設定することで、後輪の電動モータ８の回生によるエネルギ損失を、最低限にすることができる。一方、図７の波形図に示すように、前輪の振動トルクの絶対値の最小部分を、零Ｎｍに可能な限り近くするか、または零Ｎｍに設定することで、後輪の電動モータ８の回生によるエネルギ損失を、最低限にすることができる。
【００３８】
つぎに、図１の制御の一部を変更する例を説明する。例えば、図４の波形図のように、基準トルクＴ０が駆動側にあり、かつ振動トルクが、駆動側および回生側に跨っていることにより、ステップＳ４で肯定判断された場合に、ステップＳ５では、後輪用要求トルクを駆動側に設定し、かつ、その振動トルクを駆動側のみに設定するとともに、前輪用要求トルクを回生側に設定し、かつ、その振動トルクを回生側のみに設定するように、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとの分配比を変更することも可能である。
【００３９】
また、図５の波形図のように、基準トルクＴ０が回生側にあり、かつ振動トルクが、駆動側および回生側に跨っていることにより、ステップＳ４で肯定判断された場合に、ステップＳ５では、後輪用要求トルクを駆動側に設定し、かつ、その振動トルクを駆動側のみに設定するとともに、前輪用要求トルクを回生側に設定し、かつ、その振動トルクを回生側のみに設定するように、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとの分配比を変更することも可能である。
【００４０】
さらに、図２に示されたパワートレーンでは、電動モータ８から前輪に至る動力伝達経路、および電動モータ８から後輪に至る動力伝達経路の両方に、減速機９が設けられているが、前輪または後輪のうちのいずれか一方では、歯当たりが生じる伝動装置が設けられていない場合は、その振動トルクが駆動側および回生側に跨ったとしても、歯当たりが生じない。このためステップＳ５で前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとの分配比を変更する際に、歯当たりが生じる伝動装置が設けられていない車輪では、振動トルクが回生側および駆動側に跨るような、トルク分配比とすることもできる。また、車体に搭載された電動モータのトルクが、伝動装置を経由して前輪および後輪の両方に伝達される構成の四輪駆動車において、図１の制御を実行することも可能である。
【００４１】
この第１制御例は、請求項１に対応するものであり、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ４が、この発明の判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明のトルク分配比算出手段に相当する。また、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、タイヤ７が、この発明のタイヤに相当し、電動モータ８が、この発明の駆動力源に相当し、減速機９が、この発明の伝動装置に相当する。
【００４２】
（第２制御例）
つぎに、図２の車両で実行可能な第２制御例を説明する。この第２制御例は請求項２および３に対応する。前述の基準トルクの変化例を図８に示す。この図８では、時刻ｔ１以降で基準トルクが駆動側で低下し、時刻ｔ３以降は基準トルクが駆動側から回生側に切り替わっている。その後、基準トルクが回生側で増加し、さらに、時刻ｔ５以降は基準トルクが回生側で減少している。ついで、基本トルクが回生側から駆動側に切り替わり、時刻ｔ６以降は、基準トルクが駆動側で再度減少している。まず、時刻ｔ１から時刻ｔ５の間における前輪用要求トルクの変化を、図９のタイムチャートにより説明する。図８のように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は基準トルクＴ０がＴ以上であり、その基準トルクＴ０から求められる振動トルクが駆動側にあり、零Ｎｍを跨がないため、図９に示すように、
前輪用要求トルク＞Ｔ
になっている。また、図８に示すように基準トルクが駆動側で減少しているため、図９に示す前輪用要求トルクも駆動側で減少している。
【００４３】
そして、図８のように、時刻ｔ２以降で基準トルクＴ０がＴ未満、かつ、零Ｎｍを越える値になると、基準トルクＴ０から求められる振動トルクが零Ｎｍを跨ぐため、前述のように、前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとの分配比とが変更されて、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
まで上昇される。その後、図８に示す基準トルクＴ０が駆動側で低下するため、図９に示す前輪用要求トルクも駆動側で低下する。そして、図８のように、時刻ｔ３で基準トルクＴ０が駆動側から回生側に切り替わると、振動トルクが零Ｎｍを跨ぐことを防止するために、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ
に固定される。さらに、図８に示すように基準トルクＴ０が回生側で増加しており、時刻ｔ４以降は基準トルクＴ０が−Ｔ以上になり、その基準トルクＴ０から振動トルクを求めても零Ｎｍを跨がないため、図９のように、時刻ｔ４以降は基準トルクＴ０が前輪用要求トルクとなっている。
【００４４】
このように、基準トルクＴ０の変化量が相対的に大きくなると、図９に示すように、
前輪用要求トルク＝Ｔ
から
前輪用要求トルク＝−Ｔ
に急激に変化する可能性がある。このように、前輪用要求トルクが急激に変化すると、そのトルク変動が懸架装置を経由して車体に伝達されて車体が上下方向に振動して、乗員が違和感を持つ可能性がある。
【００４５】
このような不具合を未然に防止するため第２制御例では、タイヤに振動トルクを伝達することを禁止する条件および許可する条件を規定している。より具体的には、第２制御例は、前記の第１制御例を禁止する条件および許可する条件を具体的に提供するサブルーチンであり、この第２制御例を図１０のフローチャートにより説明する。図１０のフローチャートがスタートされると、まず、タイヤに振動トルクを伝達する要求があるか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２の判断は、図１のステップＳ２の判断と同じである。このステップＳ２で否定的に判断された場合は、スタートに戻る。これに対して、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、図８に示された基準トルクＴ０が、駆動側で、Ｔ未満であり、かつ、零Ｎｍを越えているか否かが判断される（ステップＳ１１）。
【００４６】
このステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、基準トルクの微分値の絶対値Ｔ０′が予め定められた第１所定値（閾値）α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、基準トルクの変化量が相対的に小さいか否かを判断するステップである。このステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、前述した不具合が生じる可能性がないため、図６に基づいて説明した処理をおこない（ステップＳ１３）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１３では、
前輪用要求トルク＝Ｔ＋２Ｔ０
後輪用要求トルク＝−Ｔ
ゲイン＝Ｔ
として各タイヤ７の振動トルクを求める。
【００４７】
一方、前記ステップＳ１２で否定的に判断された場合、つまり、基準トルクＴ０の変化量が相対的に大きい場合は、基準トルクの２階（２回）微分値Ｔ０″が、予め定められた第２所定値（閾値）βを越えているか否かが判断される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４は、基準トルクの変化量の勾配が、相対的に緩やかになろうとしているか、または、現状維持か、さらに、相対的に急激になろうとしているかを判断するステップである。このステップＳ１４で肯定的に判断されるということは、基準トルクの変化勾配が相対的に緩やかになりつつある（なまり始めている）ことになる。そこで、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１３に進む。これに対して、ステップＳ１４で否定的に判断された場合は、基準トルクの変化勾配が現状維持か、あるいは、さらに急激になろうとしていると考えられるため、タイヤ７に振動トルクを伝達する制御を禁止し（ステップＳ１５）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１５に進んだ場合は、図６に基づいて説明した制御が禁止される。
【００４８】
ところで、前記ステップＳ１１で否定的に判断された場合は、図８において基準トルクＴ０が、回生側で零Ｎｍと−Ｔとの間にあるか否かが判断される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で否定的に判断されるということは、例えば、図８の時刻ｔ４ないし時刻ｔ５の基準トルクＴ０であり、その基準トルクに基づいて振動トルクを求めても、その振動トルクが零Ｎｍを跨ぐことはないため、スタートに戻る。これに対して、ステップＳ１６で肯定的に判断された場合は、基準トルクの微分値の絶対値Ｔ０′が、予め定められた第１所定値（閾値）α未満であるか否かが判断される（ステップＳ１７）。このステップＳ１７の判断の意味は、ステップＳ１２と同じであり、ステップＳ１７の判断は回生側についておこなっている。このステップＳ１７で肯定的に判断された場合は、基準トルクの変化量が相対的に小さいため、図７に基づいて説明した制御を実行してタイヤに振動トルクを伝達し（ステップＳ１８）、スタートに戻る。つまり、ステップＳ１８では、
前輪用要求トルク＝Ｔ
後輪用要求トルク＝−（Ｔ−２Ｔ０）
ゲイン＝Ｔ
として各タイヤ７の振動トルクを求める。
【００４９】
一方、前記ステップＳ１７で否定的に判断されるということは、基準トルク変化量が相対的に大きいため、基準トルクの２階微分値Ｔ０″が、予め定められた第２所定値（閾値）−β未満であるか否かが判断される（ステップＳ１９）。このステップＳ１９で肯定的に判断されるということは、基準トルクの変化勾配が相対的に緩やかになりつつある（なまり始める）ことになる。そこで、ステップＳ１９で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１８に進む。これに対して、ステップＳ１９で否定的に判断された場合は、基準トルクの変化勾配が一層急になるか、または現状維持であると考えられるため、ステップＳ１５に進む。つまり、ステップＳ１９からステップＳ１５に進んだ場合は、図７に基づいて説明した制御が禁止される。
【００５０】
ここで、図８のタイムチャートと図１０のフローチャートとの関係を説明すると、図８の点Ａから点Ｂに至る途中では、ステップＳ１１で肯定的に判断される。また、図の点Ｂから点Ｃの間では、ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１５のルーチンで進む。これに対して、図８の点Ｄでは、基準トルクの変化量が相対的に大きいため、ステップＳ１２で否定的に判断され、タイヤに振動トルクを与えることが禁止される。その後に基準トルクの勾配が緩やかになっているため、例えば領域Ｅでは、ステップＳ１９からステップＳ１８に進む。つまり、タイヤに振動トルクを与える制御が許可、より具体的には再開される。なお、基準トルクが回生側から駆動側に変化する過程で、その変化量が急激であり、かつ、一層急激になる場合の例、および基準トルクが回生側から駆動側に変化する過程で、その変化量が急激であり、かつ、勾配がその後に緩やかになる（なまり始める）場合の例は、特に説明していないが、基本的な原理は、基準トルクが駆動側から回生側に変化する場合と同じである。
【００５１】
また、この第２制御例において、第１所定値αは、基準トルクの変化量が相対的に小さいか否かを判断するための閾値である。これに対して、第２所定値βは、基準トルクの変化勾配が、緩やかになろうとしているのか、さらに急激になろうとしているのか、あるいは、現状維持なのかを判断する閾値である。つまり、第１所定値αと第２所定値βとは、技術的意義が異なり、相対的な大小関係は存在しない。なお、図１０の各判断ステップで用いる所定値は、予め実験またはシミュレーションにより求めて電子制御装置１４に記憶されている。
【００５２】
このように、第２制御例においては、基準トルクの変化量が相対的に大きいか小さいかに基づいて、振動トルクをタイヤに伝達する制御を禁止するか、または許可するかを判断している。さらに具体的には、基準トルクの変化勾配が、緩やかになろうとしているのか、さらに急激になろうとしているのか、あるいは、現状維持なのかを判断し、その判断結果に基づいて、振動トルクをタイヤに伝達する制御を禁止するか、または許可するかを判断している。したがって、第２制御例によれば、タイヤに振動トルクを伝達した場合に、懸架装置を介して車体が振動し、乗員が違和感を持つことを回避できる。ここで、図１０に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１２，Ｓ１６が、この発明の変化量判断手段に相当し、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９が、この発明のトルク分配比算出手段に相当する。
【００５３】
（第３制御例）
つぎに、第１制御例で説明した図１のフローチャートにおいて、ステップＳ５でおこなうことの可能な他の制御例を説明する。例えば、図１１に示すように、前輪に駆動側の振動トルクを与え、後輪に振動トルクを与えていない（零［Ｎｍ］）とともに、その振動トルクが、零ニュートンメートルに近づく過程または、最も零ニュートンメートルに近いときに、図１のステップＳ４で歯当たりが生じると判定されて、ステップＳ５で、前輪に与えられる振動トルクを駆動側で増加し、かつ、後輪に回生側の振動トルクを与えることを想定する。このような制御をおこなうと、後輪用の減速機８の歯車同士の噛み合い部分では、後輪に回生側の振動トルクが与えられた時点で、駆動側の歯車の歯面が被駆動側の歯面に衝突して振動が発生する。このとき、駆動側の歯車の歯面の加速度を考慮すると、歯車同士の衝突により生じる振動は、
Ｔ／Ｉ＝ｄ（ｄθ／ｄｔ）ｄｔ
として求めることが可能である。ここで、Ｔは歯車に加わるトルクであり、Ｉはギヤイナーシャモーメントであり、θはギヤの回転角度である。そして、回生側の振動トルクＸ（Ｎｍ）の絶対値の大きさにより加速度が決まる。つまり、回生側の振動トルクＸ［Ｎｍ］の絶対値の大きさが相対的に大きくなるほど、加速度が相対的に大きくなり、歯車同士の衝突による振動が相対的に大きくなる。
【００５４】
この第３制御例は、前輪および後輪に伝達するトルクの分配比が変更されて、振動トルクを与えられていなかった車輪に、零Ｎｍを越える振動トルクが与えられて、その車輪に連結された変速機の歯車同士が衝突することを抑制することを目的としておこなわれるものである。この第３制御例を図１２のフローチャートに基づいて説明する。ここでは、便宜上、前輪で駆動側に基準トルクが設定され、後輪のトルクが零［Ｎｍ］に設定されている場合の例を説明する。まず、ステップＳ２の判断がおこなわれる。このステップＳ２の判断は、図１におけるステップＳ２の判断と同じである。
【００５５】
このステップＳ２で否定的に判断された場合はリターンし、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、駆動側で減少する基準トルクＴ０が、所定値Ｔ２未満になったか否かが判断される（ステップＳ２１）。ここで、所定値Ｔ２は、駆動側トルクの値であり、図３および図４で説明したゲインＴと同じ大きさであり、零［Ｎｍ］を基準とする値である。前記のように、振動トルクは基準トルクを境界として交番的に変化するのであるから、基準トルクが、振動トルクのゲインＴと同じ大きさの所定値Ｔ２未満になれば、振動トルクが零［Ｎｍ］以下になることを予測できるため、その所定値Ｔ２をステップＳ２１の判断に用いているのである。
【００５６】
このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、前輪に伝達される振動トルクが駆動側にのみ発生するためリターンする。これに対して、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、そのまま前輪に振動トルクを与えると、その振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来して、前輪に連結された減速機の歯車同士の噛み合い部分で衝突が生じる可能性がある。そこで、振動トルク（Ｔ０＋Ｔｓｉｎωｔ）が、駆動側で零［Ｎｍ］を越えているか否かが判断される（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、所定のタイミングで、振動トルクを、前輪タイヤに伝達する要求トルクと、後輪のタイヤに伝達する要求トルクとに分配する制御をおこない（ステップＳ２３）、リターンする。このステップＳ２３では、前輪の振動トルクが駆動側にのみ発生し、後輪の振動トルクが回生側でのみ発生するように、トルクの分配比が決定される。また、後輪の振動トルクが、零［Ｎｍ］を開始点として回生側へ向けて徐々に増加するように、前輪に伝達する前輪用要求トルクと、後輪に伝達する後輪用要求トルクとの分配を開始するタイミングを決定する。
【００５７】
このステップＳ２３の処理をより具体的に説明する。前述のように、後輪に回生側のトルクを伝達する開始時点で、零［Ｎｍ］を越える絶対値で回生トルクが与えられると、その後輪に連結された減速機９の歯車同士の噛み合い部分で衝突が生じる。例えば、図１３に示すように、前輪に与えられている基準トルクＴ０が、駆動側で徐々に減少しているとき、前輪に与えられる振動トルクが基準トルクよりも大きく、かつ、振動トルクが、基準トルクＴ０とゲインＴとの和と一致した時刻ｔ１から、振動トルクを図１４に示すように基準トルクＴ０を前輪用要求トルクと後輪用要求トルクとに分配する制御を開始すると、後輪の振動トルクが零［Ｎｍ］を開始点として回生側で発生する。
【００５８】
ここで、前輪に与えられる振動トルクが、基準トルクＴ０とゲインＴとの和と一致した時点とは、図１３のように、前輪の振動トルクが１回の振動周期で最大（ｓｉｎωＴ＝１）となる瞬間である。言い換えれば、振動トルクと基準トルクとの差が、１回の振動周期で最大となる瞬間である。このように、前輪に伝達する前輪用要求トルクと、後輪に伝達する後輪用要求トルクとに分配を開始するタイミングを決定すると、後輪の減速機の駆動側の歯車が、被駆動側の歯車に衝突する加速度は、零［ｒａｄ／ｓ２ ］となる。したがって、歯車に形成されたバックラッシに起因して、歯車の歯面同士が衝突したとしても、その振動を最小限とすることができる。なお、ステップＳ２３では、振動トルクが零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、振動トルクを、前輪用要求トルクと、後輪用要求トルクとに分配する制御を開始することもできる。この場合は、後輪で発生する回生トルクを、相対的に少なくすることができる。
【００５９】
一方、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、振動トルク（出力トルク）を零「Ｎｍ］とする処理をおこなう（ステップＳ２４）。このステップＳ２４の処理を、図１５および図１６のタイムチャートにより説明する。算出される振動トルクが、図１５のように破線で示すように零［Ｎｍ］未満となる範囲では、実際に出力する振動トルクを、図１６に破線で示すように零［Ｎｍ］とする処理をおこなう。このステップＳ２４についで、振動トルクが、駆動側で零［Ｎｍ］を越えるか否かが判断され（ステップＳ２５）、ステップＳ２５で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２３に進む。このステップＳ２５で否定的に判断された場合は、ステップＳ２４に戻る。ここで、図１２のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１およびステップＳ２２およびステップＳ２３が、請求項４および請求項５のトルク分配比算出手段に相当する。ステップＳ２２で説明した所定値Ｔ２が、請求項４の所定値に相当する。なお、第３制御例は、後輪に振動トルクを与え、前輪には振動トルクを与えていないときに、ステップＳ２３に進み、振動トルクを前輪および後輪に分配する制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の駆動力制御装置で実行可能な第１制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の駆動力制御装置の対象となる車両の概念図である。
【図３】この発明でタイヤに伝達される振動トルクを示す波形図である。
【図４】この発明で基準トルクが駆動側にある場合の振動トルク例を示す波形図である。
【図５】この発明で基準トルクが回生側にある場合の振動トルク例を示す波形図である。
【図６】図４の波形図に基づいて、要求トルクおよび振動トルクを変更する例を示す波形図である。
【図７】図５の波形図に基づいて、要求トルクおよび振動トルクを変更する例を示す波形図である。
【図８】車両のタイヤに伝達される基準トルクの経時変化例を示すタイムチャートである。
【図９】前輪用要求トルクの経時変化例を示すタイムチャートである。
【図１０】この発明の駆動力制御装置で実行可能な第２制御例を示すフローチャートである。
【図１１】第３制御例を実行する前の振動トルクを示す第１のタイムチャートである。
【図１２】第３制御例を示すフローチャートである。
【図１３】第３制御例に相当する振動トルクを示す第２のタイムチャートである。
【図１４】第３制御例に相当する振動トルクを示す第３のタイムチャートである。
【図１５】第３制御例に相当する振動トルクを示す第４のタイムチャートである。
【図１６】第３制御例に相当する振動トルクを示す第５のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１…車両、 ７…タイヤ、 ８…電動モータ、 ９…減速機、 １４…電子制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に接触するタイヤと、このタイヤに伝達するトルクを発生する駆動力源とを有する車両が走行するにあたり、前記駆動力源から前記タイヤに伝達することが要求されている基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを求め、前記駆動力源から前記タイヤに振動トルクを伝達することにより、前記タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、
前記駆動力源からトルクが伝達される前輪のタイヤおよび後輪のタイヤが設けられており、前記駆動力源から前輪のタイヤまたは後輪のタイヤの少なくとも一方に至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、前記振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、前記伝動装置を経由して前記タイヤに伝達される振動トルクが、前記駆動側または回生側の一方となるように、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めるトルク分配比算出手段と
を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満であるか否かを判断する変化量判断手段を備え、
前記トルク分配比算出手段は、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める手段と、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記トルク分配比算出手段は、前記基準トルクの微分値の絶対値が予め定められた第１所定値を越えており、かつ、前記基準トルクの２階微分値が所定値以下である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、前記基準トルクよりも大きく、かつ、前記基準トルクと前記振動トルクとの差が最大となった時点から、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項１】
路面に接触するタイヤと、このタイヤに伝達するトルクを発生する駆動力源とを有する車両が走行するにあたり、前記駆動力源から前記タイヤに伝達することが要求されている基準トルクを求め、この基準トルクを境界として交番的に変化する振動トルクを求め、前記駆動力源から前記タイヤに振動トルクを伝達することにより、前記タイヤと路面との間における摩擦係数を制御する駆動力制御装置において、
前記駆動力源からトルクが伝達される前輪のタイヤおよび後輪のタイヤが設けられており、前記駆動力源から前輪のタイヤまたは後輪のタイヤの少なくとも一方に至るトルクの伝達経路に、凹部と凸部との噛み合いによりトルク伝達をおこなう伝動装置が設けられているとともに、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来するか否かを判断する判断手段と、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、前記振動トルクが駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断された場合は、前記伝動装置を経由して前記タイヤに伝達される振動トルクが、前記駆動側または回生側の一方となるように、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めるトルク分配比算出手段と
を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満であるか否かを判断する変化量判断手段を備え、
前記トルク分配比算出手段は、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値未満である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求める手段と、
前記伝動装置を経由して前記前輪のタイヤまたは後輪のタイヤのうちの少なくとも一方に伝達される振動トルクが、駆動側と回生側とを交互に行き来すると判断され、かつ、前記基準トルクの変化量が予め定められた第１所定値を越えている場合は、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記トルク分配比算出手段は、前記基準トルクの微分値の絶対値が予め定められた第１所定値を越えており、かつ、前記基準トルクの２階微分値が所定値以下である場合に、前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと前記後輪に伝達する後輪用トルクとの分配比を求めることを禁止する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、零ニュートンメートルから離れる向きで変化する過程で、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記トルク分配比算出手段は、前記前輪または後輪のいずれか一方で発生する駆動側の振動トルクが、前記基準トルクよりも大きく、かつ、前記基準トルクと前記振動トルクとの差が最大となった時点から、前記振動トルクを前記前輪のタイヤに伝達する前輪用トルクと、前記後輪に伝達する後輪用トルクとに分配する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２６８３３７（Ｐ２００９−２６８３３７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８３４８７（Ｐ２００８−２８３４８７）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【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２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]