JP4471103B2 - 車両の制駆動力制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪に対する制駆動力を変更制御する車両の制駆動力制御装置に関する。
従来から、例えば下記特許文献１に記載されているように、各駆動輪にモータを組み込み、操舵角センサにより検出された舵角に対する車体のヨーレイトの応答が目標応答と一致するように、各駆動輪の駆動力を個別に制御して、車体の回転運動、横運動、すべりなどを各駆動輪の駆動制御に反映させることにより、ヨーイング運動の性能を向上させるようにしたインホイールモータ型の車両は知られている。
特開平１０−２１０６０４号公報
しかし、上記従来技術においては、車体の上下振動すなわち車体のバウンシングについては十分に考慮されていない。車体のバウンシングは、一般にコイルスプリングのばね定数を大きくしたり、アブソーバの減衰力を高く設定するなどサスペンションを硬めに設定することにより抑制されるが、この場合には乗り心地が悪くなるという問題がある。
また、上記従来技術においては、車輪の接地荷重変動についても十分に考慮されていない。車輪の接地荷重変動についても、上記と同様、サスペンションを硬めに設定することにより抑制されるが、この場合にも乗り心地が悪くなるという問題がある。
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、サスペンションを硬めに設定することなく乗り心地を維持した上で、車体、車輪など車両の部品の上下振動に応じて車輪の駆動力を制御することにより、車体のバウンシングを抑制して車両の走行安定性を図ることが可能であり、また車輪の接地荷重変動を抑制して車両の走行安定性を図ることが可能な車両の制駆動力制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車体にサスペンションを介して懸架された車輪と、車体の上下振動を検出する車体上下振動検出手段と、前記検出された車体の上下振動に応じて、前輪に車両の前方に力を発生させるとともに後輪に車両の後方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって上昇した車体に下方向の力を発生させ、または前輪に車両の後方に力を発生させるとともに後輪に車両の前方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって下降した車体に上方向の力を発生させ、車体の上下振動を抑制する制駆動力制御手段とを車両の制駆動力制御装置が備えていることにある。
車体上下振動検出手段によって検出された車体の上下振動に応じて、前輪に車両の前方に力を発生させるとともに後輪に車両の後方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって上昇した車体に下方向の力を発生させ、または前輪に車両の後方に力を発生させるとともに後輪に車両の前方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって下降した車体に上方向の力を発生させれば、車体の上下振動を抑制する方向に力を作用させることができる。すなわち、車輪はサスペンションを介して車体に懸架されているので、前記前後輪の駆動力の差により、前後輪間に発生する車両の前後方向の力をサスペンションを介して車体に作用させることができる。これにより、サスペンションを硬めに設定することなく乗り心地を維持した上で、車体のバウンシングを抑制して車両の走行安定性を図ることができる。
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、車両の左側部分を示す概略側面図である。
車両の左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrは、サスペンションＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrによって車体ＢＤにそれぞれ懸架されている（図２参照）。サスペンションＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrは、車両の左右で同様に構成されているので、車両の左側に位置するサスペンションＳfl，Ｓrlについてのみ具体的に説明して、車両の右側に位置するサスペンションＳfr，Ｓrrの詳しい説明を省略する。
前側のサスペンションＳflは、アッパアーム１１およびロアアーム１２を備えている。アッパアーム１１は、その内側端１１ａ，１１ｂにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、その外側端１１ｃにて左前輪Ｗflを支持するキャリア１３に回動可能に組み付けられている。ロアアーム１２は、その内側端１２ａ，１２ｂにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、その外側端１２ｃにてキャリア１３に回動可能に組み付けられている。
アッパアーム１１の内側端１１ａ，１１ｂの軸線と、ロアアーム１２の内側端１２ａ，１２ｂの軸線とは、左前輪Ｗflの接地面Ｑよりも車両の上方および後方に位置する交点Ｏで交わる。交点Ｏは、車体ＢＤに対する左前輪Ｗflの瞬間中心であり、例えば、左前輪Ｗflの接地面Ｑに車両前方への力が作用したときは、交点Ｏには交点Ｏと接地面Ｑを結ぶ線分ＯＱ方向に前方への力に応じた力が作用する。これに対して、左前輪Ｗflの接地面Ｑに車両後方への力が作用したときは、交点Ｏには線分ＱＯ方向に後方への力に応じた力が作用する。
後側のサスペンションＳrlは、アッパアーム１４，１５およびロアアーム１６を備えている。アッパアーム１４，１５は、それぞれ内側端１４ａ，１５ａにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、外側端１４ｂ，１５ｂにて左後輪Ｗrlを支持するキャリア１７に回動可能に組み付けられている。ロアアーム１６は、その内側端１６ａにて車体ＢＤに略車両前後方向の軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、その外側端１６ｂにてキャリア１７に回動可能に組み付けられている。
アッパアーム１４，１５の内側端１４ａ，１５ａを結ぶ軸線と、ロアアーム１６の内側端１６ａの軸線とは、左後輪Ｗrlの接地面Ｒよりも車両の上方および前方に位置する交点Ｐで交わる。交点Ｐは、車体ＢＤに対する左後輪Ｗrlの瞬間中心であり、例えば、左後輪Ｗrlの接地面Ｒに車両後方への力が作用したときは、交点Ｐには交点Ｐと接地面Ｒを結ぶ線分ＰＲ方向に後方への力に応じた力が作用する。これに対して、左後輪Ｗrlの接地面Ｒに車両前方への力が作用したときは、交点Ｐには線分ＲＰ方向に前方への力に応じた力が作用する。
車両の左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrには、図２に示すように、図示しないホイールに組み込まれた電動モータ２１〜２４の回転軸がそれぞれ一体的に組み付けられている。電動モータ（インホイールモータ）２１〜２４は、減速機を内蔵しており、それらの回転により左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrをそれぞれ独立に駆動する。
次に、電動モータ２１〜２４の制駆動力を制御する電気制御装置について説明する。この電気制御装置は、ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄを備えている。ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄは、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの位置に対応した車体ＢＤにそれぞれ組み付けられていて、車体ＢＤの絶対空間に対する上下方向のばね上加速度Ｇi(i=1〜4)をそれぞれ検出する。ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄは、それぞれ積分器３２ａ〜３２ｄ，３３ａ〜３３ｄを介してコントローラ３４に接続されている。
積分器３２ａ〜３２ｄは、前記ばね上加速度Ｇi(i=1〜4)を表す検出信号をそれぞれ積分することにより、同ばね上加速度Ｇi(i=1〜4)を、車体ＢＤの上下方向の絶対速度を表すばね上速度Ｖi(i=1〜4)に変換する。積分器３３ａ〜３３ｄは、前記ばね上速度Ｖi(i=1〜4)を表す検出信号をそれぞれ積分することにより、同ばね上速度Ｖi(i=1〜4)を、車体ＢＤの上下方向の絶対変位を表すばね上変位Ｘi(i=1〜4)に変換する。これらのばね上加速度Ｇi(i=1〜4)、ばね上速度Ｖi(i=1〜4)およびばね上変位Ｘi(i=1〜4)は、ともに上方向が正で表されるとともに、下方向が負で表される。ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄ、積分器３２ａ〜３２ｄおよび積分器３３ａ〜３３ｄは、車体上下振動検出手段としての役割を果たす。
コントローラ３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど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。このコントローラ３４は、図３のバウンシング抑制制御プログラムを実行することにより、電動モータ２１〜２４の作動を制御する。このコントローラ３４には、ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄに加えて、アクセルセンサ３５ａ、ブレーキセンサ３５ｂおよび駆動回路３６〜３９もそれぞれ接続されている。アクセルセンサ３５ａは、アクセルペダルの踏み込み量を検出して、同踏み込み量を表す検出信号を出力する。ブレーキセンサ３５ｂは、ブレーキペダルの踏み込み量を検出して、同踏み込み量を表す検出信号を出力する。
駆動回路３６〜３９には、バッテリ４１から電力が供給されるようになっていて、電動モータ２１〜２４に流れる電流を検出する電流センサ３６ａ〜３９ａがそれぞれ接続されている。駆動回路３６〜３９は、コントローラ３４の指示により、電流センサ３６ａ〜３９ａとの協働により電動モータ２１〜２４を制御して左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrを制駆動する。この場合、コントローラ３４は、車体ＢＤに上下振動が発生していないときは、アクセルセンサ３５ａまたはブレーキセンサ３５ｂからの踏み込み量を表す検出信号に応じて、駆動回路３６〜３９を介して電動モータ２１〜２４の回転を制御して、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrを同じ駆動力または制動力で制駆動するようになっている。なお、電流センサ３６ａ〜３９ａに代えて、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに対する制駆動トルクを検出するトルクセンサを設けてもよい。
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作を説明する。コントローラ３４は、所定の短時間毎に図３のバウンシング抑制制御プログラムを繰り返し実行している。このプログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１１にて、積分器３３ａ〜３３ｄからばね上変位Ｘi(i=1〜4)を表す検出値を入力し、積分器３２ａ〜３２ｄからばね上速度Ｖi(i=1〜4)を表す検出値を入力した後、ステップＳ１２以降の処理を実行する。
ステップＳ１２においては、ステップＳ１１で入力したばね上変位Ｘi(i=1〜4)に基づいて、平均ばね上変位Ｘave（＝ΣＸi/4(i=1〜4)）を計算し、ばね上速度Ｖi(i=1〜4)に基づいて、平均ばね上速度Ｖave（＝ΣＶi/4(i=1〜4)）を計算する。ステップＳ１２の処理後、ステップＳ１３にて、平均ばね上変位の絶対値｜Ｘave｜が所定値Ｘ0以上であり、かつ平均ばね上速度の絶対値｜Ｖave｜が所定値Ｖ0以上であるか否かを判定する。このステップＳ１３の判定は、車体ＢＤがバウンシング状態にあることを検出するものである。
まず、車両が平らな路面を直進走行している場合について説明すると、コントローラ３４はステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１４の処理を実行する。ステップＳ１４においては、アクセルセンサ３５ａまたはブレーキセンサ３５ｂからの検出信号に応じて、コントローラ３４は駆動回路３６〜３９との協働により電動モータ２１〜２４の回転を制御し、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrを回転駆動する。ステップＳ１４の処理後、ステップＳ１７にてこのバウンシング抑制制御プログラムの実行を一旦終了する。
次に、車両がうねりのある路面を走行していて、車体ＢＤにバウンシングが発生した場合すなわち車体ＢＤが２Ｈz程度の低周波域で上下振動している場合について説明する。この場合、コントローラ３４は、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」すなわち車体ＢＤにバウンシングが発生していると判定して、ステップＳ１５以降の処理を実行する。
ステップＳ１５においては、コントローラ３４のＲＯＭ内に設けられている制駆動力テーブルを参照して、平均ばね上変位Ｘaveおよび平均ばね上速度Ｖaveに応じて変化する制駆動力ΔＦを計算する。この制駆動力テーブルは、図４にて実線で示すように、複数の代表的な平均ばね上速度値ごとに、平均ばね上変位Ｘaveの増加に従って非線形増加する左右前輪Ｗfl，Ｗfrにおける複数の制駆動力ΔＦと、図４にて破線で示すように、複数の代表的な平均ばね上速度値ごとに、平均ばね上変位Ｘaveの増加に従って非線形減少する左右後輪Ｗrl，Ｗrrにおける複数の制駆動力ΔＦとを記憶している。
ただし、これらの制駆動力ΔＦは、正により車輪に対して車両前方へ駆動力ΔＦを付加することを表し、負により車輪に対して車両後方へ制動力ΔＦを付加することを表す。そして、これらの制駆動力ΔＦは、同一の平均ばね上変位Ｘaveに対して、左右前輪Ｗfl，Ｗfrと左右後輪Ｗrl，Ｗrrとでその大きさは同じであるが、車両の前後方向に互いに逆方向に付加される。また、これらの制駆動力ΔＦは、平均ばね上速度が高いほど、大きくなるように設定されている。
ステップＳ１６においては、走行時の駆動力に前記制駆動力ΔＦを付加したトータル駆動力に応じて、電動モータ２１〜２４を駆動制御する。具体的には、車体ＢＤが上昇した場合には、平均ばね上変位Ｘaveが正になるので、平均ばね上速度Ｖaveに応じて、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加されるとともに、左右後輪Ｗrl，Ｗrrに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加される（図４参照）。したがって、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrには、図５（Ａ）に示すように、制駆動力ΔＦの付加に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生することになる。
これにより、車体ＢＤのバウンシングによって上昇した車体ＢＤには、左右前輪Ｗfl，Ｗfr側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心Ｏに下方向の力が発生するとともに、左右後輪Ｗrl，Ｗrr側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心Ｐに下方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの上動が抑制されることになる。この場合、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに発生する力ΔＦは、車両全体として見ればその和が「０」であるので、車両に対して前後方向の加速度が発生することはなく、また前記ΔＦは車両の前後で互いに逆方向に発生するので、車両に対してヨーイングモーメントが生じることもない。
一方、車体ＢＤが下降した場合には、平均ばね上変位Ｘaveが負になるので、平均ばね上速度Ｖaveに応じて、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加されるとともに、左右後輪Ｗrl，Ｗrrに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加される（図４参照）。したがって、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrには、図５（Ｂ）に示すように、制駆動力ΔＦの付加に応じてそれぞれ車両の前後方向に大きさが同じで互いに逆方向の力ΔＦが発生することになる。
これにより、車体ＢＤのバウンシングによって下降した車体ＢＤには、左右前輪Ｗfl，Ｗfr側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心Ｏに上方向の力が発生するとともに、左右後輪Ｗrl，Ｗrr側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心Ｐに上方向の力が発生する。その結果、車体ＢＤの下動が抑制されることになる。この場合においても、上記車体ＢＤが上動した場合と同様、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに発生する力ΔＦは、車両全体として見ればその和が「０」であるので、車両に対して前後方向の加速度が発生することはなく、また前記ΔＦは車両の前後で互いに逆方向に発生するので、車両に対してヨーイングモーメントが生じることもない。
前記ステップＳ１６の処理後、ステップＳ１７にてこのバウンシング抑制制御プログラムの実行を一旦終了する。車体ＢＤのバウンシングが続いている場合には、上記ステップＳ１５，１６の処理が繰り返し実行される。これにより、図示を省略するコイルスプリング、ショックアブソーバなどのサスペンションを硬めに設定する必要がないので、乗り心地を維持した上で、車体のバウンシングが抑制されて車両の走行安定性が図られる。
なお、上記第１実施形態においては、平均ばね上変位Ｘaveに応じて変化する制駆動力ΔＦを記憶した制駆動力テーブルを用いて、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに付加する制駆動力ΔＦを計算するようにした。この場合、制駆動力ΔＦは、平均ばね上変位Ｘaveを目標位置へ変位させるために必要な大きさに設定されていた。ここで、上記第１実施形態においては、目標位置が、車両が水平な状態にありばね下部材ＬＡに対する車体ＢＤの相対変位が「０」である位置、例えば、平らな路面上にある車両の発進時における車高に設定されていた。しかし、このように目標位置を設定する場合に限らず、例えば図２に破線で示すように、ばね下部材ＬＡに対する車体ＢＤのストロークを検出するストロークセンサなどの車高センサ４２を設け、この車高センサ４２により検出されたストローク量を考慮して、目標位置を決定するようにしてもよい。これによっても、路面の変位に応じた車体ＢＤのバウンシングの抑制が可能である。また、ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄにより検出されたばね上加速度を用いて、ばね上速度およびばね上変位を計算する場合に限らず、ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄに加えてまたは代えて、例えば、車高センサ４２により検出されたストローク量を用いて、車体ＢＤのバウンシングを判定するようにしてもよい。
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態に係る車両の制駆動力制御装置は、ばね上加速度センサ３１ａ〜３１ｄに代えて、図２に破線で示すように、ばね下加速度センサ４３ａ〜４３ｄを備えている。ばね下加速度センサ４３ａ〜４３ｄは、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの位置に対応したロアアーム１２，１２，１６，１６にそれぞれ組み付けられていて、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの絶対空間に対する上下方向のばね下加速度Ｇli(i=1〜4)をそれぞれ検出する。このばね下加速度Ｇli(i=1〜4)は、上方向が正で表されるとともに、下方向が負で表される。ばね下加速度センサ４３ａ〜４３ｄは、車輪上下振動検出手段としての役割を果たす。また、この第２実施形態に係るコントローラ３４は、上記図３のバウンシング抑制制御プログラムに代えて、図６の接地荷重変動抑制制御プログラムを記憶していて同プログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行する。他の部分に関しては、上記第１実施形態と同じである。
以下、この第２実施形態の動作を説明する。コントローラ３４は、所定の短時間毎に図６の接地荷重変動抑制制御プログラムを繰り返し実行している。このプログラムは、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrr毎にそれぞれ独立して実行されている。
この接地荷重変動抑制制御プログラムの実行はステップＳ２０にて開始され、ステップＳ２１にて、ばね下加速度センサ４３ａ〜４３ｄｃからばね下加速度Ｇli(i=1〜4)を表す検出値をそれぞれ入力した後、ステップＳ２２以降の処理を実行する。
ステップＳ２２においては、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)をそれぞれバンドパスフィルタ処理することにより、ばね下共振帯域のばね下加速度Ｇli(i=1〜4)を導出する。次に、ステップＳ２３において、前記導出したばね下共振帯域におけるばね下加速度Ｇli(i=1〜4)の絶対値が所定の閾値以上であるか否かをそれぞれ判定する。いま、車両が平らな路面を直進走行している場合について説明すると、この場合には左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの何れについても振動が発生していないので、ステップＳ２３にてそれぞれ「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２４の処理を実行する。
ステップＳ２４においては、上記第１実施形態に係るステップＳ１４の処理と同様、アクセルセンサ３５ａまたはブレーキセンサ３５ｂからの検出信号に応じて、コントローラ３４は駆動回路３６〜３９との協働により電動モータ２１〜２４の回転を制御し、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrを回転駆動する。ステップＳ２４の処理後、ステップＳ２７にてこの接地荷重変動抑制制御プログラムの実行を一旦終了する。
次に、車両が細かな凹凸の多い路面を走行していて、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrが１０数Ｈz程度の高周波域でそれぞれ上下振動している場合について説明する。この場合、コントローラ３４は、ステップＳ２３にてそれぞれ「Ｙｅｓ」すなわち左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrが共振していると判定して、ステップＳ２５以降の処理を実行する。
ステップＳ２５においては、コントローラ３４のＲＯＭ内に設けられている制駆動力テーブルを参照して、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)に応じて変化する制駆動力ΔＦを計算する。この制駆動力テーブルは、図７にて実線で示すように、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)の増加に従って非線形増加する左右前輪Ｗfl，Ｗfrにおける制駆動力ΔＦと、図７にて破線で示すように、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)の増加に従って非線形減少する左右後輪Ｗrl，Ｗrrにおける制駆動力ΔＦとを記憶している。ただし、これらの制駆動力ΔＦは、正により車輪に対して車両前方へ駆動力ΔＦを付加することを表し、負により車輪に対して車両後方へ制動力ΔＦを付加することを表す。
ステップＳ２６においては、走行時の駆動力に前記制駆動力ΔＦを付加したトータル駆動力に応じて、電動モータ２１〜２４をそれぞれ駆動制御する。具体的には、左前輪Ｗflが、路面の凸所に乗り上げてその凸所から衝撃を受けたことにより、左前輪Ｗflに正のばね下加速度Ｇl1が発生して左前輪Ｗflが上昇したときは、ばね下加速度Ｇl1に応じて、左前輪Ｗflに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加される（図７参照）。右前輪Ｗfrについても、左前輪Ｗflの場合と同様、ばね下加速度Ｇl2に応じて、右前輪Ｗfrに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加される。
一方、左後輪Ｗrlが、路面の凸所に乗り上げてその凸所から衝撃を受けたことにより、左後輪Ｗrlに正のばね下加速度Ｇl3が発生して左後輪Ｗrlが上昇したときは、ばね下加速度Ｇl3に応じて、左後輪Ｗrlに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加される（図７参照）。右後輪Ｗrrについても、左後輪Ｗrlの場合と同様、ばね下加速度Ｇl4に応じて、右後輪Ｗrrに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加される。
各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrが、路面の凸所に乗り上げて各凸所から衝撃を受けたときは、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrにおける接地荷重がそれぞれ高くなっている。したがって、この場合に、図８（Ａ）に示すように、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に駆動力ΔＦが付加されると、同駆動力ΔＦに応じて、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に対して上方向の力ΔＦuが発生する。
すなわち、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に付加された駆動力ΔＦは、サスペンションＳfl（Ｓfr）により規定される瞬間中心Ｏ方向でサスペンションＳfl（Ｓfr）に作用する下方向の力と、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地面に作用する上方向の力ΔＦuとの分力を発生させる。この左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地面に作用する上方向の力ΔＦuによって、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）が押し上げられるため、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）は路面の凸所に追従しながら上動できるようになる。これにより、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地荷重が低減されて、その接地性が向上されることになる。
また、図８（Ｂ）に示すように、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）に制動力ΔＦが付加されると、上記左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の場合と同様、制動力ΔＦの分力として、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地面に作用する上方向の力ΔＦuが発生する。この左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地面に作用する上方向の力ΔＦuによって、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）が押し上げられるため、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）は路面の凸所に追従しながら上動できるようになる。これにより、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地荷重が低減されて、その接地性が向上されることになる。
次に、左前輪Ｗflが、路面の凸所から凹所上に位置することにより、左前輪Ｗflに負のばね下加速度Ｇl1が発生して左前輪Ｗflが下降したときは、ばね下加速度Ｇl1に応じて、左前輪Ｗflに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加される（図７参照）。右前輪Ｗfrについても、左前輪Ｗflの場合と同様、ばね下加速度Ｇl2に応じて、右前輪Ｗfrに対する走行時の駆動力に制動力ΔＦが付加される。
一方、左後輪Ｗrlが、路面の凸所から凹所上に位置することにより、左後輪Ｗrlに負のばね下加速度Ｇl3が発生して左後輪Ｗrlが下降したときは、ばね下加速度Ｇl3に応じて、左後輪Ｗrlに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加される（図７参照）。右後輪Ｗrrについても、左後輪Ｗrlの場合と同様、ばね下加速度Ｇl4に応じて、右後輪Ｗrrに対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦが付加される。
各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrが、路面の凹所上に位置したときは、路面との接地面積が小さくなって、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrにおける接地荷重がそれぞれ低くなっている。したがって、この場合に、図８（Ｃ）に示すように、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に制動力ΔＦが付加されると、同制動力ΔＦに応じて、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に下方向の力ΔＦdが発生する。
すなわち、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）に付加された制動力ΔＦは、サスペンションＳfl（Ｓfr）により規定される瞬間中心Ｏ方向でサスペンションＳfl（Ｓfr）に作用する上方向の力と、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地面に作用する下方向の力ΔＦdとの分力を発生させる。この左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地面に作用する下方向の力ΔＦdによって、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）が引き下げられるため、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）は路面の凹所に追従しながら下動できるようになる。これにより、左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の接地荷重が増大されて、その接地性が向上されることになる。
また、図８（Ｄ）に示すように、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）に駆動力ΔＦが付加されると、上記左前輪Ｗfl（右前輪Ｗfr）の場合と同様、駆動力ΔＦの分力として、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地面に作用する下方向の力ΔＦdが発生する。この左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地面に作用する下方向の力ΔＦdによって、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）が引き下げられるため、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）は路面の凹所に追従しながら下動できるようになる。これにより、左後輪Ｗrl（右後輪Ｗrr）の接地荷重が増大されて、その接地性が向上されることになる。
そして、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrがそれぞれ上下振動を繰り返していれば、上記ステップＳ２５およびステップＳ２６の処理がそれぞれ繰り返し実行され、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)の正負に応じて、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrr毎に駆動力ΔＦまたは制動力ΔＦがそれぞれ付加されることになる。これにより、図９に示すように、インホイールモータを備えて制駆動力制御した車両は、制駆動力制御しないインホイールモータ車両のみならず、インホイールモータを備えていないコンベンショナルな車両に比して、接地荷重の変動が抑制されることになる。
上記第２実施形態によれば、図示を省略するコイルスプリング、ショックアブソーバなどのサスペンションを硬めに設定する必要がないので、乗り心地を維持した上で、接地荷重の変動が抑制されて車両の走行安定性が図られる。また、接地荷重の変動を抑制するために、例えば、電動モータをダンパを介して各車輪に組み込まなくて済むので、構造が複雑にならないという効果も得られる。
なお、上記第２実施形態においては、ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)に応じて変化する制駆動力ΔＦを記憶した制駆動力テーブルを用いて、左右前後輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrに付加すべき制駆動力ΔＦを計算するようにした。ばね下加速度Ｇli(i=1〜4)は、制御タイミング上、早期に検出できるので、各車輪Ｗfl，Ｗfr，Ｗrl，Ｗrrの上下振動に対して、各車輪に制駆動力ΔＦを付加する制駆動時との時間遅れを小さくすることができた。しかし、上記のようにばね下加速度Ｇli(i=1〜4)に基づいて制駆動力ΔＦを計算する場合に限らず、これに加えてまたは代えて、ばね下速度および／またはばね下変位を検出するようにして、制駆動力ΔＦを計算してもよい。
以上、本発明の第１および第２実施形態、およびそれらの変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、上記第１および第２実施形態、およびそれらの変形例では、コントローラ３４が、バウンシング抑制制御プログラムと接地荷重変動抑制制御プログラムとをそれぞれ独立して記憶している制駆動力制御装置について説明した。しかし、コントローラ３４が、バウンシング抑制制御プログラムおよび接地荷重変動抑制制御プログラムを共に記憶していて、車体ＢＤの共振帯域においては、上記第１実施形態のようにバウンシング抑制制御プログラムを実行し、車輪の共振帯域においては、上記第２実施形態のように接地荷重変動抑制制御プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記第１および第２実施形態、およびそれらの変形例では、前側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の上方および後方に位置するとともに、後側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の上方および前方に位置する場合について説明した。しかし、瞬間中心の位置はこれに限らず、例えば前側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の下方および前方に位置するとともに後側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の下方および後方に位置する場合（第１変形例）と、前側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の上方および前方に位置するとともに後側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の上方および後方に位置する場合（第２変形例）と、前側のサスペンションＳfl，Ｓfrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の下方および後方に位置するとともに後側のサスペンションＳrl，Ｓrrにより規定される各瞬間中心が接地面よりも車両の下方および前方に位置する場合（第３変形例）とのうちのいずれの変形例によっても実施することが可能である。
この場合、第１変形例においては、上記第１実施形態と同様に、車体ＢＤが上昇した場合には、前輪に対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加し、後輪に対する走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各サスペンションにより規定される各瞬間中心に下方向の力を発生させることができる。また、車体ＢＤが下降した場合には、前輪に対する走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加し、後輪に対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各サスペンションにより規定される各瞬間中心に上方向の力を発生させることができる。
これに対して、第２および第３変形例においては、上記第１実施形態とは逆に、車体ＢＤが上昇した場合には、前輪に対する走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加し、後輪に対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各サスペンションにより規定される各瞬間中心に下方向の力を発生させることができる。また、車体ＢＤが下降した場合には、前輪に対する走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加し、後輪に対する走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各サスペンションにより規定される各瞬間中心に上方向の力を発生させることができる。
一方、上記第１変形例においては、上記第２実施形態と同様に、車輪に正のばね下加速度が発生して同車輪が上昇したときは、ばね下加速度に応じて、前輪については、走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各前輪に対してそれぞれ押し上げ力ΔＦuを作用させることができ、後輪については、走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各後輪に対してそれぞれ押し上げ力ΔＦuを作用させることができる。また、車輪に負のばね下加速度が発生してばね下部材ＬＡが下降したときは、ばね下加速度に応じて、前輪については、走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各前輪に対してそれぞれ引き下げ力ΔＦdを作用させることができ、後輪については、走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各後輪に対してそれぞれ引き下げ力ΔＦdを作用させることができる。
これに対して、上記第２および第３変形例においては、上記第２実施形態とは逆に、車輪に正のばね下加速度が発生して同車輪が上昇したときは、ばね下加速度に応じて、前輪については、走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各前輪に対してそれぞれ押し上げ力ΔＦuを作用させることができ、後輪については、走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各後輪に対してそれぞれ押し上げ力ΔＦuを作用させることができる。また、車輪に負のばね下加速度が発生して同車輪が下降したときは、ばね下加速度に応じて、前輪については、走行時の駆動力に駆動力ΔＦを付加することにより、各前輪に対してそれぞれ引き下げ力ΔＦdを作用させることができ、後輪については、走行時の駆動力に制動力ΔＦを付加することにより、各後輪に対してそれぞれ引き下げ力ΔＦdを作用させることができる。
本発明の第１および第２実施形態、およびそれらの変形例に係る制駆動力制御装置を有する車両の左側部分を示す概略側面図である。 上記実施形態に係る制駆動力制御装置の電気制御装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係り、図２のコントローラにより実行されるバウンシング抑制制御プログラムのフローチャートである。 平均ばね上変位に対する制駆動力の変化特性を示すグラフである。 （Ａ）は、車体の上動時における制駆動力制御を説明するための概略図であり、（Ｂ）は、車体の下動時における制駆動力制御を説明するための概略図である。 本発明の第２実施形態に係り、図２のコントローラにより実行される接地荷重変動抑制制御プログラムのフローチャートである。 ばね下加速度に対する制駆動力の変化特性を示すグラフである。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ車輪の上動時における前輪および後輪側の制駆動力制御を説明するための概略図であり、（Ｃ）および（Ｄ）は、それぞれ車輪の下動時における前輪および後輪側の制駆動力制御を説明するための概略図である。 路面からの上下入力周波数に対する接地荷重変動抑制の効果を、コンベンショナルな車両および接地荷重変動を抑制制御しない車両と比較して示したグラフである。
符号の説明
ＢＤ…車体、Ｓfl，Ｓrl，Ｓfr，Ｓrr…サスペンション、Ｗfl…左前輪、Ｗfr…右前輪、Ｗrl…左後輪、Ｗrr…右後輪、２１〜２４…電動モータ、３１ａ〜３１ｄ…ばね上加速度センサ、３４…コントローラ、３６〜３９…駆動回路、４３ａ〜４３ｄ…ばね下加速度センサ

Claims (1)

  1. 車体にサスペンションを介して懸架された車輪と、
    車体の上下振動を検出する車体上下振動検出手段と、
    前記検出された車体の上下振動に応じて、前輪に車両の前方に力を発生させるとともに後輪に車両の後方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって上昇した車体に下方向の力を発生させ、または前輪に車両の後方に力を発生させるとともに後輪に車両の前方に力を発生させるように前後輪の駆動力に差をつけることによって下降した車体に上方向の力を発生させ、車体の上下振動を抑制する制駆動力制御手段とを備えたことを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
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