JP2007112207A - 車両の制駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ショックアブソーバの異音の発生を抑制しつつ、減衰力特性の変化の遅れを補うこと。
【解決手段】路面５０からの上下力Ｆｚに応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力Ｆｚ１を設定可能なショックアブソーバと、サスペンション装置４０を介して車体ＢＤに懸架される車輪１０と、車輪１０に制駆動力を付与するインホイールモータ２０と、ショックアブソーバに発生している実際の減衰力Ｆｚ２を検出するためのセンサ６０と、設定される目標減衰力Ｆｚ１および実際の減衰力Ｆｚ２を演算するサスペンション制御用ＥＣＵ７０と、両減衰力Ｆｚ１，Ｆｚ２の差ΔＦｚを演算し、これにアーム３０の長さＬを乗じてインホイールモータ２０のトルク指令値Ｔ（＝ΔＦｚ×Ｌ）を演算し、制駆動力を制御するモータ制御用ＥＣＵ８０とを備えた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両の制駆動力制御装置に関し、更に詳しくは、ショックアブソーバの異音の発生を抑制しつつ、減衰力特性の変化の遅れを補うことができる車両の制駆動力制御装置に関する。

従来、路面からの入力に応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力を設定可能なショックアブソーバと、サスペンション装置を介して車体に懸架される複数の車輪と、これらの車輪にそれぞれ異なる制駆動力を付与するインホイールモータ（モータ手段）と、このインホイールモータの制駆動力を制御するモータ制御手段とを備えた車両の制駆動力制御装置が種々提供されている。

また、上記ショックアブソーバとして、たとえば特許文献１に係る減衰力調整式油圧緩衝器が公知である。すなわち、このショックアブソーバは、２つのシリンダ室を主油液通路およびバイパス通路で連通させ、シリンダ内のピストンの摺動によって前記主油液通路およびバイパス通路内に生じる油液の流通を制御して減衰力を発生させ、前記バイパス通路の通路面積を調整することによって減衰力特性を調整するものである。

そして、このショックアブソーバは、前記バイパス通路中に設けられたガイドと、該ガイド内を２室に画成するように該ガイド内に摺動可能に嵌装されこの摺動により前記バイパス通路の通路面積を調整するシャッタと、該シャッタを前記バイパス通路を開く方向に付勢するバネ手段と、前記ガイド内の２室をそれぞれ前記シリンダ内の２室に連通させる２つの連通路と、該連通路の少なくとも一方に設けられたオリフィスとからなるシャッタ機構を備え、更に前記バイパス通路中に設けられ、該バイパス通路の通路面積を前記シリンダ外部より調整可能とする減衰力調整機構を備えている。

特開平６−４２５７０号公報

しかしながら、従来の車両の制駆動力制御装置は、ショックアブソーバのオリフィスを切り替える際の異音の発生を抑制するために、当該切り替え速度が所定速度以上とならないように緩慢に制御しているため、図４に示すように、ショックアブソーバに設定された目標減衰力Ｆｚ１（細い実線）に対して、ショックアブソーバに実際に発生している減衰力Ｆｚ２（太い実線）は過渡的に遅れが生じてしまう。ここで、図４は、実際の減衰力制御が目標減衰力に対して過渡的に遅れている様子を示すグラフである。

この結果、車両が段差等を通過した時に当該車両に発生するピッチ挙動を十分に抑制することができないため、ピッチレートの変動によって乗員が不快感（加減速の違和感）を感じてしまうという課題があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ショックアブソーバからの異音の発生を抑制しつつ、減衰力特性の変化の遅れを補うことができる車両の制駆動力制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両の制駆動力制御装置は、路面からの入力に応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力を設定可能なショックアブソーバと、サスペンション装置を介して車体に懸架される複数の車輪と、前記車輪にそれぞれ異なる制駆動力を付与するモータ手段と、前記モータ手段の制駆動力を制御するモータ制御手段とを備えた車両の制駆動力制御装置において、前記ショックアブソーバに発生している実際の減衰力を推定または検出する減衰力検出手段と、前記ショックアブソーバに設定された前記目標減衰力と、前記減衰力検出手段によって推定または検出された前記実際の減衰力との差を演算する減衰力差演算手段と、前記減衰力差演算手段によって演算された減衰力差に基づいて前記モータ手段のトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算手段と、を備え、前記モータトルク指令値演算手段によって演算された前記トルク指令値に基づいて前記モータ制御手段により前記モータ手段の制駆動力を制御することを特徴とするものである。

したがって、この発明によれば、ショックアブソーバの異音の発生を抑制するために減衰力を緩慢に制御した場合であっても、その制御時に生じる目標減衰力と実際の減衰力との差を、モータ手段の制駆動力の反力として与えられる上下力によって補うことができる。この結果、ショックアブソーバの異音の発生を抑制することができるとともに、減衰力特性の変化の遅れを補うことができるので、車両姿勢の変動による乗員の不快感を抑制することができる。

この発明に係る車両の制駆動力制御装置によれば、ショックアブソーバの異音の発生を抑制しつつ、減衰力特性の変化の遅れを補うことができる。

以下に、この発明に係る車両の制駆動力制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

車両はそれぞれ独立に駆動可能な４つの車輪を備えている。これらの車輪の構成は同様であるので、このうちの１つの車輪を例にして図１に基づいて説明する。ここで、図１は、この発明の実施例に係る車両の制駆動力制御装置を示すブロック図であり、車輪およびその近傍の構成を単純化して示したものである。

図１に示すように、車輪１０のホイール（図示せず）には、電動モータであるインホイールモータ（モータ手段）２０が組み込まれている。このインホイールモータ２０は、図示しない減速機を内蔵し、アーム３０を含むサスペンション装置４０を介して上下動自在に車体ＢＤに連結されている。なお、図１中に示した符号Ｌは、アーム３０の長さを示している。また、符号Ｆｚは、サスペンション装置４０に作用する上下力を示している。

また、車両は、路面５０からの上下力（入力）Ｆｚに応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力Ｆｚ１を設定可能に構成された図示しないショックアブソーバを備えている。このショックアブソーバとしては、たとえば上述した特許文献１に係る油圧式の制振手段を用いることができる。

また、センサ（減衰力検出手段）６０は、上記ショックアブソーバに発生している実際の減衰力Ｆｚ２を求めるために、サスペンション装置４０のたとえば上下方向のストローク速度を検出するように構成され、後述するサスペンション制御用ＥＣＵ７０に接続されている。

なお、このセンサ６０には、車輪１０の上下方向の加速度を検出するセンサや車高を検出するセンサ等を用いることにより、上記ショックアブソーバに発生している実際の減衰力Ｆｚ２を推定してもよい。

また、サスペンション制御用ＥＣＵ７０は、路面５０からのサスペンション装置４０への入力に応じて上記ショックアブソーバに目標減衰力Ｆｚ１を演算して設定するとともに、上記センサ６０によって検出されたストローク速度に基づいて上記ショックアブソーバに実際に発生している減衰力（実際の減衰力）Ｆｚ２を演算するものである。

モータ制御用ＥＣＵ８０は、インホイールモータ２０の制駆動力を制御するモータ制御手段である。また、モータ制御用ＥＣＵ８０は、上記目標減衰力Ｆｚ１と、上記実際に発生している減衰力Ｆｚ２との減衰力差ΔＦｚを演算する減衰力差演算手段として機能するとともに、この減衰力差ΔＦｚに基づいてインホイールモータ２０のトルク指令値Ｔを演算するモータトルク指令値演算手段として機能するものである。そして、モータ制御用ＥＣＵ８０は、このトルク指令値Ｔに基づいてインホイールモータ２０の制駆動力を制御する制駆動力制御装置として機能する。

上記サスペンション制御用ＥＣＵ７０とモータ制御用ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を主要構成部品とするマイクロコンピュータにより構成されている。そして、これらのＥＣＵ７０，８０は、後述する制御プログラムを実行することにより、インホイールモータ２０の制駆動力を制御する。これらサスペンション制御用ＥＣＵ７０とモータ制御用ＥＣＵ８０とは、１つのＥＣＵに統合して構成されていてもよい。

なお、車輪１０には、車輪速を検出するための図示しない車輪速センサを備えている。この車輪速センサは、上記モータ制御用ＥＣＵ８０に接続されている。また、上記モータ制御用ＥＣＵ８０には、センサ６０に加えて、図示しないアクセルセンサやブレーキセンサが接続されているとともに、インホイールモータ２０をそれぞれ駆動するための図示しない駆動回路が接続されている。

この駆動回路には、図示しないバッテリから電力が供給されるようになっており、各インホイールモータ２０に流れる電流を検出する図示しない電流センサがそれぞれ接続されている。また、この駆動回路は、モータ制御用ＥＣＵ８０の指示によって上記電流センサとの協働によりインホイールモータ２０を制御して車輪１０を制駆動する。

つぎに本実施例に係る特徴的な制御動作について図１および図３を参照しつつ図２に基づいて説明する。インホイールモータ２０の通常の制御は、公知の方法にて実施されるため、説明を省略する。

ここで、図２は、制御方法を示すフローチャート、図３は、インホイールモータの制駆動力を示すグラフであり、図４に示した目標減衰力Ｆｚ１と実際に発生している減衰力Ｆｚ２との減衰力差ΔＦｚに対応させて図示したものである。

先ず、サスペンション制御用ＥＣＵ７０は、路面５０からのサスペンション装置４０への入力に応じてショックアブソーバに設定すべき目標減衰力Ｆｚ１を演算し（ステップＳ１０）、当該演算値をショックアブソーバに設定する。

つぎに、サスペンション制御用ＥＣＵ７０は、センサ６０によって検出されたストローク速度に基づいて上記ショックアブソーバに実際に発生している減衰力Ｆｚ２を演算する（ステップＳ１１）。

このとき、上述した図４で示したように、ショックアブソーバに実際に発生している減衰力Ｆｚ２は、目標減衰力Ｆｚ１に対して所定量遅れて追従している。

そこで、モータ制御用ＥＣＵ８０は、先ず上記ステップＳ１０で演算された目標減衰力Ｆｚ１と、上記ステップＳ１１で演算された減衰力Ｆｚ２との減衰力差ΔＦｚ（＝Ｆｚ１−Ｆｚ２）を演算する（ステップＳ１２）。

つぎに、モータ制御用ＥＣＵ８０は、上記減衰力差ΔＦｚに、アーム３０の長さＬを乗じてモータトルク指令値Ｔ（＝ΔＦｚ×Ｌ）を演算する（ステップＳ１３）。この演算されたモータトルク指令値Ｔを図示したものが、図３のグラフである。

そして、モータ制御用ＥＣＵ８０は、上記ステップＳ１３で求めたモータトルク指令値Ｔに基づいて図３に示すようにインホイールモータ２０を制御する（ステップＳ１４）。

これにより、ショックアブソーバの異音の発生を抑制するために、実際に発生する減衰力Ｆｚ２を緩慢に制御した場合であっても、その制御時に生じる目標減衰力Ｆｚ１と実際に発生している減衰力Ｆｚ２との減衰力差ΔＦｚを、インホイールモータ２０の制駆動力の反力として与えられる上下力によって補うことができる。

以上のように、この実施例に係る車両の制駆動力制御装置によれば、ショックアブソーバの異音の発生を抑制することができるとともに、減衰力特性の変化の遅れを補うことができるので、車両姿勢の変動による乗員の不快感を抑制することができる。

なお、上記実施例において、車両の旋回時に車輪１０のタイヤがグリップ限界に達したと推定される場合には、インホイールモータ２０へのモータトルク指令値Ｔ（異音対策制御分）を出力しないように制御することができる。このグリップ度合いは、たとえば特許文献２に開示されたグリップ度検出手段にて検出することができる。

特開２００３−３４１５４２号公報

また、上記タイヤと路面５０の摩擦係数が所定の値よりも小さいと判定した場合には、インホイールモータ２０へのモータトルク指令値Ｔ（異音対策制御分）を出力しないように制御することができる。

また、検出した車輪１０の速度や車輪１０の減速度等に基づいてタイヤと路面５０との間の摩擦状態を演算し、その摩擦係数が所定のピーク値を超える虞がある時にインホイールモータ２０の制動力を低減させることにより、タイヤロックを抑制するＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）制御装置が公知である。

このようなＡＢＳ制御時には、該制御を優先させるために、インホイールモータ２０へのモータトルク指令値Ｔ（異音対策制御分）を出力しないように制御する。

また、車両の旋回挙動が不安定となった場合には、車両の制動力あるいはインホイールモータ２０の出力を制御してその車両の旋回挙動を安定化させる旋回挙動安定化制御装置が公知である。このような装置は、たとえばＶＳＣ （Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムあるいはＶＳＣ制御装置とも称される。

このＶＳＣ制御は、車両状態がオーバーステア傾向またはアンダーステア傾向にあると判定された場合は、インホイールモータ２０の出力を低下させるとともに、前輪または後輪あるいはその一部に制動力を与えてオーバーステア抑制モーメントまたはアンダーステア抑制モーメントを発生させ、車両の旋回挙動を安定させる制御を行うものである。

このようなＶＳＣ制御時には、該制御を優先させるために、インホイールモータ２０へのモータトルク指令値Ｔ（異音対策制御分）を出力しないように制御する。

また、上記実施例においては、ショックアブソーバとして、特許文献１に係る油圧式の制振手段を用いるものとして説明したが、路面５０からの入力に応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力Ｆｚ１を設定可能であれば、これに限定されず、空気バネ式あるいはその他の制振手段を用いてもよく、上記と同様の効果を期待できる。

以上のように、この発明に係る車両の制駆動力制御装置は、インホイールモータを備えた車両に有用であり、特に、ショックアブソーバの異音の発生を抑制しつつ、減衰力特性の変化の遅れを補うことを目指す車両に適している。

この発明の実施例に係る車両の制駆動力制御装置を示すブロック図である。 制御方法を示すフローチャートである。 インホイールモータの制駆動力を示すグラフである。 実際の減衰力制御が目標減衰力に対して過渡的に遅れている様子を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車輪
２０ インホイールモータ（モータ手段）
３０ アーム
４０ サスペンション装置
５０ 路面
６０ センサ（減衰力検出手段）
７０ サスペンション制御用ＥＣＵ
８０ モータ制御用ＥＣＵ（モータ制御手段、減衰力差演算手段、モータトルク指令値演算手段、制駆動力制御装置）
ＢＤ 車体
Ｆｚ 上下力
Ｆｚ１ 目標減衰力
Ｆｚ２ 実際に発生している減衰力（実際の減衰力）
ΔＦｚ 減衰力差
Ｔ モータトルク指令値
Ｌ アームの長さ

Claims (1)

1. 路面からの入力に応じて複数の減衰力特性を選択的に切り替えることにより目標減衰力を設定可能なショックアブソーバと、
   サスペンション装置を介して車体に懸架される複数の車輪と、
   前記車輪にそれぞれ異なる制駆動力を付与するモータ手段と、
   前記モータ手段の制駆動力を制御するモータ制御手段と、
   を備えた車両の制駆動力制御装置において、
   前記ショックアブソーバに発生している実際の減衰力を推定または検出する減衰力検出手段と、
   前記ショックアブソーバに設定された前記目標減衰力と、前記減衰力検出手段によって推定または検出された前記実際の減衰力との差を演算する減衰力差演算手段と、
   前記減衰力差演算手段によって演算された減衰力差に基づいて前記モータ手段のトルク指令値を演算するモータトルク指令値演算手段と、
   を備え、
   前記モータトルク指令値演算手段によって演算された前記トルク指令値に基づいて前記モータ制御手段により前記モータ手段の制駆動力を制御することを特徴とする車両の制駆動力制御装置。

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