JP5841265B2

JP5841265B2 - 車輪制御装置、車両、車輪制御方法

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Publication number: JP5841265B2
Application number: JP2014539535A
Authority: JP
Inventors: 悦生勝山; 孝雄小林; 豪軌杉浦
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-10-04
Also published as: US20150274033A1; DE112012006974T5; CN104520138B; CN104520138A; JPWO2014054148A1; WO2014054148A1

Description

本発明は、車両に設けられた複数の車輪を制御する技術に関する。

下記特許文献１には、車両の各車輪に組み込まれたモータを制御する技術が開示されている。この技術によれば、車両のピッチレートの変動（車両の姿勢変化）が検出された場合に、前輪又は後輪のうちの一方の車輪の駆動力を低減させるとともに、低減させた駆動力を他方の車輪に付与するピッチ制御が実行される。

特開２００７−１１８８９８号公報

上記特許文献１に開示のピッチ制御は、車両が路面の段差等を通過する際の車両のピッチレートを低減させる可能性を有する一方で、前輪及び後輪のそれぞれを駆動するモータのトルク制御に関し、車両運動の適正化を図るべく各モータのトルク配分を制御する場合に、前輪のモータのトルクと後輪のモータのトルクとで符号が逆になる現象が生じる場合がある。例えば、トルク配分によって、所定のモータに駆動方向（力行方向）のトルクが発生する一方で、別のモータに駆動方向とは反対の制動方方向（回生方向）のトルクが発生する場合がある。このような場合、例えば一方のモータでは基準トルクから配分トルクを低減させる過程でトルクの符号が反転するため、当該モータの電気的損失が減少するフェーズから増加するフェーズに切り替わることが知られている。その結果、トルク配分を制御しない場合に比べてモータ全体での電気的損失が増大して消費電力が増加するおそれがある。そこで、複数の車輪をそれぞれ独立して駆動可能なこの種のモータの設計に際しては、トルク配分の制御に係る消費電力の増加を抑制する技術が要請される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、車両に設けられた複数の車輪をそれぞれ独立して駆動可能な複数のモータを備えた車両において、各モータのトルク配分によって車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制するのに有効な技術を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る車輪制御装置は、車両に設けられた複数の車輪を制御する装置であり、少なくとも制御部を備える。この制御部は、運転者による入力操作に関する第１の情報に応じて複数のモータのそれぞれについて所定の基準トルクを設定する機能を果たす。設定した基準トルクに基づいて該当するモータの制御が可能になる。また、この制御部は、配分トルク制限モードを含む。この配分トルク制限モードでは、車両の運動状態に関する第２の情報に応じて基準トルクに対し第１の配分トルクが加算配分されたトルクで複数のモータのうちの１又は複数の第１モータを制御し、且つ基準トルクに対し第２の配分トルクが減算配分されたトルクで第１モータとは別の１又は複数の第２モータを制御し、且つ第１モータ及び第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向が加算配分及び減算配分の前後で変化しないように第１の配分トルク及び第２の配分トルクが制限される。即ち、制御部は、所定の基準トルクを設定又は演算する手段としての機能、第１の配分トルク及び第２の配分トルクを制限しつつ第１モータ及び第２モータを制御する手段としての機能を果たす。この場合、第１の配分トルク及び第２の配分トルクは同一の大きさであってもよいし、或いは異なる大きさであってもよい。また、複数のモータは、１つの第１モータ及び１つの第２モータのみによって構成されてもよいし、或いは互いに同数である複数の第１モータ及び２つの第２モータによって構成されてもよい。第１の情報及び第２の情報の検出については、それぞれの情報を検出するために車両に設けられた１又は複数のセンサ類を用いるのが好ましい。

上記構成の車輪制御装置によれば、第１モータ及び第２モータのいずれにおいても、トルク配分の前後でトルクの作用方向が駆動方向（力行方向）と制動方向（回生方向）との間で変化するのが防止される。即ち、トルクの符号が変化するのが防止される。例えば第２モータでは、基準トルクから第２の配分トルクを低減させる過程でトルクの符号が反転するのが防止されるため、当該モータの電気的損失が減少するフェーズから増加するフェーズに切り替わることがない。その結果、モータ全体での電気的損失が増大して消費電力が増加するのを抑制することができる。従って、車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能になる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、配分トルク制限モードにおいて、制御部は、第１の配分トルク及び第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが基準トルクの大きさ以下になるように当該配分トルクを制限するのが好ましい。この場合、基準トルクの大きさに応じて配分トルクの大きさを所定範囲内で選択することにより、第１モータ及び第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を確実に阻止することができる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、配分トルク制限モードにおいて、制御部は、第１の配分トルク及び第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが基準トルクの大きさと一致するように当該配分トルクを制限するのが好ましい。この場合、基準トルクの大きさに応じて配分トルクの大きさを簡便に選択することにより、第１モータ及び第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を確実に阻止することができる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、複数のモータは、複数の車輪のうちの互いに対応する左輪及び右輪のいずれか一方に組み込まれた１つの第１モータと、左輪及び右輪の他方に組み込まれた１つの第２モータのみによって構成されるのが好ましい。この場合、制御部は、１つの第１モータに関する第１の配分トルクと、１つの第２モータに関する第２の配分トルクとを同一の大きさに設定するのが好ましい。これにより、トルク配分の前後で少なくとも二輪合計での駆動トルクが変化するのが抑制され、車両の乗員に違和感を与えることのない制御が可能になる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、複数のモータは、複数の車輪としての４つの車輪のうちの２つの車輪にそれぞれ組み込まれた２つの第１モータと、２つの車輪以外の２つの車輪のそれぞれに組み込まれた２つの第２モータのみによって構成されるのが好ましい。この場合、制御部は、２つの第１モータのそれぞれに関する第１の配分トルクと、２つの第２モータのそれぞれに関する第２の配分トルクとを同一の大きさに設定するのが好ましい。これにより、トルク配分の前後で四輪合計での駆動トルクが変化するのが抑制され、車両の乗員に違和感を与えることのない制御が可能になる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、第２の情報は、車両のロール運動又はピッチング運動に関する第１の運動情報と、車両のヨー運動に関する第２の運動情報と、を含むのが好ましい。この場合、制御部は、第１の運動情報に応じて第１の配分トルク及び第２の配分トルクを設定するロール運動制御又はピッチング運動制御と、第２の運動情報に応じて第１の配分トルク及び第２の配分トルクを設定するヨー運動制御と、のうちのいずれかの制御を選択的に実行するとともに、ロール運動制御又はピッチング運動制御の実行の際には配分トルク制限モードを選択する一方で、ヨー運動制御の実行の際には配分トルク制限モードを選択しないのが好ましい。要するに、配分トルクを制限する優先度については、車両の操舵安定性に関与するヨー運動制御よりも、車両の乗員の乗り心地性に関与するピッチング運動制御又はロール運動制御の方が、当該優先度が高くなるように設定される。これにより、車両の乗員の乗り心地性を犠牲にしつつも車両の操舵安定性を極力損なわないように車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能になる。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、配分トルク制限モードにおいて、制御部は、複数のモータにおいて電力消費の低減が不要である場合には、第１の配分トルク及び第２の配分トルクを制限しないのが好ましい。これにより、適宜の要請に応じて配分トルクを制限するか否かを選択することができ、合理的である。

本発明に係る前記の車輪制御装置では、制御部は、複数のモータの駆動源として車両に搭載された蓄電装置につき満充電時における蓄電容量に対する充電残量の比率が所定の閾値を上回っている場合に、複数のモータにおいて電力消費の低減が不要であると判定するのが好ましい。この場合、蓄電装置としてバッテリやキャパシタなどが挙げられる。また、所定の閾値は、予め設定された一定値であってもよいし、或いは車両運動の状態等に応じて設定変更が可能な可変値であってもよい。これにより、蓄電装置側の要請に応じて配分トルクを制限するか否かを選択することができ、合理的である。

本発明に係る車両は、複数の車輪と、これら複数の車輪のそれぞれを独立して駆動可能な複数のモータと、これら複数のモータを制御するモータ制御装置と、を含み、このモータ制御装置が前記の車輪制御装置によって構成されている。これにより、車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能な構成の車両を実現することができる。

本発明に係る車輪制御方法は、車両に設けられた複数の車輪を制御する方法であり、複数の車輪をそれぞれ独立して駆動可能な複数のモータのトルク制御につき、運転者による入力操作に関する第１の情報に応じて前記複数のモータのそれぞれについて所定の基準トルクを設定するステップと、配分トルク制限モードを用いるステップと、含む。この車輪制御方法が、更なる別のステップを包含することもできる。配分トルク制限モードでは、車両の運動状態に関する第２の情報に応じて基準トルクに対し第１の配分トルクが加算配分されたトルクで複数のモータのうちの１又は複数の第１モータを制御し、且つ基準トルクに対し第２の配分トルクが減算配分されたトルクで第１モータとは別の１又は複数の第２モータを制御し、且つ第１モータ及び第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向が加算配分及び減算配分の前後で変化しないように第１の配分トルク及び第２の配分トルクが制限される。これにより、第１モータ及び第２モータのいずれにおいても、トルク配分の前後でトルクの作用方向が駆動方向（力行方向）と制動方向（回生方向）との間で変化するのが防止される。即ち、トルクの符号が変化するのが防止される。その結果、モータ全体での電気的損失が増大して消費電力が増加するのを抑制することができる。従って、車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能になる。

図１は、本発明に係る車両１０の駆動機構の概略構成を示す図である。図２は、図１中の制御ユニット３０の概略構成を示す図である。図３は、モータトルク制御の処理フローを示す図である。図４は、モータのトルクと電気的損失との関係において、図３のモータトルク制御で配分トルク制限モードにある場合を説明する図である。図５は、モータのトルクと電気的損失との関係において、図３のモータトルク制御で配分トルク制限モードにない場合を説明する図である。図６は、図１中の車両１０におけるロール運動制御を説明する図である。図７は、図１中の車両１０におけるピッチング運動制御を説明する図である。図８は、図１中の車両１０におけるヨー運動制御を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態である車両１０について図面を用いて説明する。

車両１０の駆動機構の概略構成については図１が参照される。図１中の矢印Ｆは車両１０の前進方向を示し、矢印Ｒは車両１０の後進方向を示している。また、図１中の矢印Ｄ１は車両１０の左右方向を示し、矢印Ｄ２は車両１０の前後方向を示している。この車両１０は、本発明の「車両」に相当するものであり、車輪としての左右前輪１１，１２及び左右後輪１３，１４を備えている。左右前輪１１，１２は、互いに又はそれぞれ独立してサスペンション機構１５，１６を介して車両１０のバネ上としての車体１０ａに支持されている。また、左右後輪１３，１４は、互いに又はそれぞれ独立してサスペンション機構１７，１８を介して車両１０の車体１０ａに支持されている。

左右前輪１１，１２のホイール内部にはそれぞれ電動のモータ１９，２０が組み込まれており、これらモータ１９，２０はそれぞれ、対応する車輪にトルクを伝達する機能を果たす。同様に、左右後輪１３，１４のホイール内部にはそれぞれモータ２１，２２が組み込まれており、これらモータモータ２１，２２はそれぞれ、対応する車輪にトルクを伝達する機能を果たす。上記のモータ１９〜２２は、所謂、インホイールモータであり、左右前輪１１，１２および左右後輪１３，１４とともに車両１０のバネ下に配置されている。そして、各モータ１９〜２２をそれぞれ独立して制御することにより、左右前輪１１，１２及び左右後輪１３，１４のそれぞれを駆動方向（「力行方向」ともいう）又は制動方向（「回生方向」ともいう）に駆動するための駆動トルクが制御される。

これらモータ１９〜２２はいずれも、例えば交流同期モータとして構成されている。この場合、インバータ２３を介して、駆動源として車両１０に搭載された蓄電装置２４（バッテリやキャパシタなどの）の直流電力が交流電力に変換され、その交流電力が各モータに供給されることにより各モータが駆動されて、左右前輪１１，１２及び左右後輪１３，１４に駆動方向又は制動方向の駆動トルクが付与される。また、これらのモータ１９〜２２を、左右前輪１１，１２及び左右後輪１３，１４の回転エネルギーを利用して回生制御することも可能である。なお、４つのモータ１９〜２２はそれぞれが対応する車輪と直結された構造であってもよいし、或いは対応する車輪との間に減速機が介装された構成であってもよい。

４つの車輪１１〜１４のそれぞれと、対応する４つのモータ１９〜２２のそれぞれとの間には、ブレーキ機構２５，２６，２７，２８がそれぞれ設けられている。ブレーキ機構２５〜２８はいずれも、例えばディスクブレーキやドラムブレーキなどの公知の制動装置として構成される。これらブレーキ機構２５〜２８は、例えばマスタシリンダ（図示省略）からの油圧により、車輪１１〜１４に制動力を生じさせるブレーキキャリパのピストンや、ブレーキシュー（ともに図示省略）などを作動させるブレーキアクチュエータ２９に接続されている。上記インバータ２３及びブレーキアクチュエータ２９はそれぞれ、制御ユニット３０にそれぞれ接続されている。

なお、上記の車両１０では、４つの車輪１１〜１４のそれぞれを４つのモータ１９〜２２のそれぞれによって駆動する構成（即ち、四輪モータ車）以外に、２つの左右前輪１１，１２のそれぞれを２つのモータ１９，２０のそれぞれによって駆動する構成（即ち、前輪駆動の二輪モータ車）や、２つの左右後輪１３，１４のそれぞれを２つのモータ２１，２２のそれぞれによって駆動する構成（即ち、後輪駆動の二輪モータ車）を採用することもできる。

制御ユニット３０には、第１検出センサ３１、第２検出センサ３２及び第３検出センサ３３がそれぞれ接続されおり、これら第１〜第３検出センサ３１〜３３を含む各種センサからの出力信号がこの制御ユニット３０に入力される。第１検出センサ３１は、車両１０の運転のために運転者によって操作された操作状態を検出するための検出センサ（操作状態検出手段）として構成される。第２検出センサ３２は、走行時に車両１０の車体１０ａ（バネ上）に発生した運動状態を検出するための検出センサ（運動状態検出手段）として構成される。第３検出センサ３３は、走行時に車両１０に作用する外乱を検出するための検出センサ（外乱検出手段）として構成される。

第１検出センサ３１として、例えば車両操舵用のステアリングホイール（図示省略）に対する運転者の操作量（操舵角）を検出する操舵角センサや、アクセルペダル（図示省略）に対する運転者による操作量（踏み込み量や、角度、圧力など）を検出するアクセルセンサ、エンジン（図示省略）に設けられてアクセルペダルの操作に応じて作動するスロットルの開度を検出するスロットルセンサ、ブレーキペダル（図示省略）に対する運転者による操作量（踏み込み量や、角度、圧力など）を検出するブレーキセンサ、パーキングブレーキ（図示省略）のオン−オフ状態を検出するパーキングブレーキセンサ、イグニッション（図示省略）のオン−オフ状態を検出するイグニッションセンサ、蓄電装置２４の充電状態を検出する蓄電センサなどが挙げられる。

第２検出センサ３２として、例えば、車体１０ａ（バネ上）の上下方向における上下加速度を検出するバネ上上下加速度センサや、車両１０の車速を検出する車速センサ、車両１０に発生したヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両１０に発生したピッチレートを検出するピッチレートセンサ、車両１０に発生したロールレートを検出するロールレートセンサなどが挙げられる。

第３検出センサ３３として、例えばサスペンション機構１５〜１８のそれぞれのストローク量を検出するストロークセンサや、車輪１１〜１４を含む車両１０のバネ下の上下方向における上下加速度を検出するバネ下上下加速度センサなどが挙げられる。

制御ユニット３０は、第１〜第３検出センサ３１〜３３を含む各種センサからの出力信号に基づいて、インバータ２３にモータ１９〜２２を制御するための制御信号を出力するとともに、ブレーキアクチュエータ２９にブレーキ機構２５〜２８を制御するための制御信号を出力する機能を果たす。その結果、制御ユニット３０は、車両１０の走行状態および車体１０ａの挙動を把握して制御することができる。この制御ユニット３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、各種プログラムを実行するものである。この制御ユニット３０は、車両１０に設けられた４つの車輪１１〜１４を制御する車輪制御装置を構築し、且つ４つのモータ１９〜２２を制御するものであり、本発明の「車輪制御装置」及び「モータ制御装置」を構成する。

具体的には、車両１０の走行状態の制御に関し、制御ユニット３０は、第１検出センサ３１から出力された出力信号に基づいて、例えば運転者がアクセルペダルを操作しているときには、この操作に伴うアクセル操作量に応じた要求駆動トルク（要求駆動力）、即ち車両１０を走行させるためにモータ１９〜２２のそれぞれが発生すべき駆動トルク（駆動力）を演算することができる。また、制御ユニット３０は、第１検出センサ３１から出力された出力信号に基づいて、例えば運転者がブレーキペダルを操作しているときには、この操作に伴うブレーキ操作量に応じた要求制動トルク（要求制動力）、即ち車両１０を減速させるためにモータ１９〜２２及びブレーキ機構２５〜２８が協調して発生すべき要求制動トルク（制動力）を演算することができる。そして、制御ユニット３０は、インバータ２３から入力される信号、具体的には力行制御時にモータ１９〜２２のそれぞれに供給される電力量や電流値を表す信号や、回生制御時にモータ１９〜２２のそれぞれから回生される電力量や電流値を表す信号に基づいて、モータ１９〜２２のそれぞれの出力トルクが所望の要求制動トルク又は要求制動トルクに追従するようにモータ制御する。

制御ユニット３０は、各インホイールモータ１９〜２２のそれぞれが発生するトルクの配分を適切に制御することにより、車両１０を走行させるとともに車体１０ａ（バネ上）に発生した挙動としてのロール運動、ピッチング運動及びヨー運動を制御する。このため、制御ユニット３０は、図２に示すように、入力手段としての入力部４１、車体挙動制御値演算手段としての車体挙動制御指令値演算部４２、駆動力配分演算手段としての駆動力配分演算部４３、トルク演算手段としてのトルク演算部４４および出力部４５を備えている。

入力部４１には、第１検出センサ３１、第２検出センサ３２及び第３検出センサ３３のそれぞれから信号が入力される。そして、入力部４１は、第１検出センサ３１からの入力信号に基づいて、例えば、運転者による操舵ハンドルの操舵角や、アクセルペダルの操作に伴うアクセル操作量およびスロットル開度、ブレーキペダルの操作に伴うブレーキ操作量、イグニッションのオン−オフ状態、蓄電装置２４の充電状態などを取得する。また、入力部４１は、第２検出センサ３２からの入力信号に基づいて、例えば、車両１０の車速や、車体１０ａにおけるロールレート、ピッチレート及びヨーレートなどを取得する。さらに、入力部４１は、第３検出センサ３３からの入力信号に基づいて、例えば、車両１０が走行している路面の凹凸の大きさや車両１０に対する横風の影響の大きさなどを取得する。このように、入力部４１は、取得した各種検出値を車体挙動制御指令値演算部４２に出力する。

車体挙動制御指令値演算部４２は、入力部４１からの前記各種検出値を用いて、車両１０を走行させるための制御指令値として目標前後駆動力を演算するとともに、車体１０ａに発生した挙動を制御するための制御指令値（目標ロールモーメント、目標ピッチモーメント及び目標ヨーモーメント）を演算する機能を果たす。この車体挙動制御指令値演算部４２は、演算した目標前後駆動力、目標ロールモーメント、目標ピッチモーメント及び目標ヨーモーメントを表す各指令値を駆動力配分演算部４３に出力する。

駆動力配分演算部４３は、車体挙動制御指令値演算部４２からの指令値に基づいて、目標前後駆動力、目標ロールモーメント、目標ピッチモーメント及び目標ヨーモーメントを各車輪１１〜１４に配分して発生させる各駆動力を演算する機能を果たす。この駆動力配分演算部４３は、演算した各駆動力をトルク演算部４４に出力する。

トルク演算部４４は、駆動力配分演算部４３によって演算された各駆動力に対応して各モータ１９〜２２が発生すべきトルクを演算する機能を果たす。例えば、このトルク演算部４４では、第１検出センサ３１からの入力信号、例えば運転者による入力操作に関する第１の情報に応じて４つのモータ１９〜２２のそれぞれについて同一の基準トルク（後述の基準トルクＴ_０）が設定される。この場合、この基準トルクの４倍が４つのモータ１９〜２２全体に要求されるトルクに合致する。更に、このトルク演算部４４では、第２検出センサ３２からの入力信号、例えば車両１０の運動状態（ロール運動、ピッチ運動及びヨー運動）に関する第２の情報に応じて基準トルクに配分トルク（後述の配分トルクΔＴ）が配分されたトルクが演算される。そして、トルク演算部４４は、演算したトルクを出力部４５に出力する。この場合、トルク演算部４４は、４つの車輪１１〜１４をそれぞれ独立して駆動可能なモータ１９〜２２のトルク制御を実質的に行う機能を果たすものであり、本発明の「制御部」を構成する。

出力部４５は、トルク演算部４４によって演算されたトルクに対応する駆動信号をインバータ２３に出力する。これにより、インバータ２３は、各モータ１９〜２２に対して供給する駆動電力（駆動電流）を制御して各モータ１９〜２２を駆動させる。これにより、各車輪１１〜１４に駆動トルクが発生する。その結果、車両１０を運転者による操作状態に応じて適切に走行させることができるとともに、車体１０ａにおけるロール運動、ピッチ運動及びヨー運動を適正に制御することができる。

本実施の形態では、特に２つのモータ１９，２０のそれぞれが発生すべきトルクを上記のトルク演算部４４で演算する際に、図３に示すモータトルク制御を用いることを特徴としている。このモータトルク制御は、車両１０の左右方向（図１中の矢印Ｄ１の方向）に関し互いに対応する２つのモータ１９，２０のそれぞれについて適正なトルクを発生させるための制御であり、図３中のステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理を含む。このモータトルク制御は、実質的にトルク演算部４４を含む制御ユニット３０によって実行される。このモータトルク制御が本発明の「車輪制御方法」に包含される。

ステップＳ１０１の処理では、車両１０が走行中であるか否かが判定される。この判定に際しては、第１検出センサ３１や第２検出センサ３２を用いることができる。例えば、第１検出センサ３１としてのパーキングブレーキセンサによってパーキングブレーキがオン状態である場合や、イグニッションセンサによってイグニッションがオン状態である場合に、また第２検出センサ３２としての車速センサによって車速が検出されている場合に、車両１０が走行中であると判定される。車両１０が走行中であると判定された場合（ステップＳ１０１のＹｅｓの場合）には、ステップＳ１０２にすすむ。一方で、車両１０が走行中でないと判定された場合（ステップＳ１０１のＮｏの場合）には、そのまま当該モータトルク制御を終了する。

ステップＳ１０２の処理では、トルク配分処理を実行するか否かが判定される。トルク配分処理を実行する場合（ステップＳ１０２のＹｅｓの場合）には、ステップＳ１０３すすむ一方で、トルク配分処理を実行しない場合（ステップＳ１０２のＮｏの場合）には、ステップＳ１０４にすすむ。

ステップＳ１０３の処理では、トルク配分処理に用いる初期の配分トルクΔＴ（≧０）が演算され、引き続いてステップＳ１０５にすすむ。この配分トルクΔＴは、２つのモータ１９，２０のそれぞれについて所定の基準トルクＴ_０に対してトルク配分を行うために設定される。この場合、初期の配分トルクΔＴは、例えば第１検出センサ３１及び第２検出センサ３２のうちの少なくとも一方によって検出された情報に基づいて設定される。また、この配分トルクΔＴは、２つのモータ１９，２０について同一の値であってもよいし、或いは各モータについて異なる値であってもよい。一方で、この初期の配分トルクΔＴは予め定められた一定値であってもよい。

ステップＳ１０４の処理では、トルク配分処理を実行しないと判定されているため、配分トルクΔＴをゼロに設定した上でステップＳ１０８にすすむ。

ステップＳ１０５の処理では、ステップＳ１０３で演算した配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値（即ち、基準トルクＴ_０の大きさ）と比較される。配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値を上回る場合（ステップＳ１０５のＹｅｓの場合）にはステップＳ１０５にすすむ。一方で、配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値以下である場合（ステップＳ１０５のＮｏの場合）にはステップＳ１０８にすすむ。

ステップＳ１０６の処理では、電力消費を抑えるための電力削減の必要性が判定される。典型的には、例えば第２検出センサ３２としての蓄電センサによって蓄電装置２４のＳＯＣ（state of charge）に関する情報が取得され、取得されたこの情報が電力削減の必要性の判定に用いられる。この場合、蓄電装置２４が本発明の「蓄電装置」に相当する。ここで「ＳＯＣ」とは、充電状態を示す単位で、満充電時における蓄電容量に対する充電残量の比率（パーセント）を示す。取得したＳＯＣが予め設定された所定の閾値を下回っている場合には、充電残量の比率が相対的に低いため電力削減が必要であると判定され、配分トルクΔＴを制限するためのステップＳ１０７にすすむ。一方で、取得したＳＯＣが予め設定された所定の閾値を上回っている場合には、充電残量の比率が相対的に高いため電力削減が不要であると判定され、配分トルクΔＴを制限するためのステップＳ１０７をスキップしてステップＳ１０８にすすむ。即ち、電力消費の低減が不要である場合には、配分トルクΔＴを制限しない。これにより、蓄電装置２４等の適宜の要請に応じて配分トルクを制限するか否かを選択することができ、合理的である。なお、所定の閾値は、予め設定された一定値であってもよいし、或いは車両運動の状態等に応じて設定変更が可能な可変値であってもよい。また、電力削減の必要性を判定しない場合には、ステップＳ１０６を省略することもできる。

ステップＳ１０７の処理では、配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の大きさと一致するように設定される。これにより、配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値を上回る場合には、この配分トルクΔＴの大きさを基準トルクＴ_０の大きさに一致させることで、配分トルクΔＴを制限することができる。即ち、このステップＳ１０７は電力削減が必要である場合に有効な処理である。この場合、基準トルクＴ_０の大きさに応じて配分トルクΔＴの大きさを簡便に選択することにより、モータ１９，２０のそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を確実に阻止することができる。なお、このステップＳ１０７の処理では、配分トルクΔＴの大きさを基準トルクＴ_０の大きさに一致させるように制限する以外に、配分トルクΔＴの大きさを基準トルクＴ_０の大きさを下回るように制限することもできる。即ち、配分トルクΔＴの大きさを基準トルクＴ_０の大きさ以下に制限できればよい。この場合、基準トルクＴ_０の大きさに応じて配分トルクΔＴの大きさを所定範囲内で選択することにより、モータ１９，２０のそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を確実に阻止することができる。

ステップＳ１０８の処理では、左前輪１１のモータ１９のトルクＴ_Ｌを、基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを加算配分することによって再設定し、また右前輪１２のモータ２０のトルクＴ_Ｒを、基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを減算配分することによって再設定する。これにより、左前輪１１のモータ１９については、再設定されたトルクＴ_Ｌに対応する駆動信号がトルク演算部４４から出力部４５を介してインバータ２３に出力され、また右前輪１２のモータ２０については、再設定されたトルクＴ_Ｒに対応する駆動信号がトルク演算部４４から出力部４５を介してインバータ２３に出力される。一方で、左後輪１３のモータ２１及び右後輪１４のモータ２２についてはいずれも、基準トルクＴ_０に対応する駆動信号がトルク演算部４４から出力部４５を介してインバータ２３に出力される。そして、ステップＳ１０８の処理が終了した後に、再びステップＳ１０１に戻る。

上記のステップＳ１０５からステップＳ１０８までの処理によれば、車両１０の運動状態に関する第２の情報に応じて基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴ（第１の配分トルク）を加算配分したトルクでモータ１９（第１モータ）を制御し、且つ基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴ（第２の配分トルク）を減算配分したトルクでモータ１９とは別のモータ２０（第２モータ）を制御し、且つモータ１９，２０のそれぞれについて、トルクの作用方向が加算配分及び減算配分の前後で変化しないように配分トルクが制限される配分トルク制限モードが形成される。この配分トルク制限モードの作用効果については図４及び図５が参照される。

ここで、モータ１９，２０においてはそれぞれ、電流に比例したトルクが発生する一方で、当該モータでの電気的損失は、電流に比例したインバータ損失と、電流の二乗に比例したモータ損失とによって規定されるという特性が知られている。従って、モータのトルク（電流に比例）と電気的損失との関係については、図４及び図５に示す先鋭状の凸部を有する曲線Ｌが参照される。

図４には、図３中のモータトルク制御によって、配分トルクΔＴを当該配分トルクの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値を上回らないように制限した場合の電気的損失が示されている。この場合、左前輪１１のモータ１９では、トルクが基準トルクＴ_０からＴ_ＬへとΔＴ分増加することによって、電気的損失が基準損失Ｐ_０から曲線Ｌ上をＰ_Ｌへと上昇する。一方で、右前輪１２のモータ２０では、トルクが基準トルクＴ_０からＴ_ＲへとΔＴ分減少することによって、電気的損失が基準損失Ｐ_０から曲線Ｌ上をＰ_Ｒへと下降する。その結果、これらのモータ１９，２０全体での電気的損失は基準損失Ｐ_０から最終損失Ｐ_１（Ｐ_ＬとＰ_Ｒの平均値）へとΔＰ分上昇する。

これに対して、図５には、配分トルクΔＴの大きさが基準トルクＴ_０の絶対値を上回る場合の電気的損失が示されている。この場合、左前輪１１のモータ１９では、図４の場合と同様にトルクが基準トルクＴ_０からＴ_ＬへとΔＴ分増加することによって、電気的損失が基準損失Ｐ_０から曲線Ｌ上をＰ_Ｌへと上昇する。しかしながら、右前輪１２のモータ２０では、図４の場合と異なり、トルクが基準トルクＴ_０からＴ_ＲへとΔＴ分減少したときに、トルクの符号が逆になる現象が生じる。この場合、電気的損失が基準損失Ｐ_０から曲線Ｌ上を一旦下降した後にＰ_Ｒへと上昇する。即ち、モータ２０の電気的損失が減少するフェーズから増加するフェーズに切り替わる。その結果、これらのモータ１９，２０全体での電気的損失の上昇分であるΔＰの大きさが図４の場合のΔＰの大きさを上回る。即ち、図５の場合は図４の場合に比べて電気的損失が大きいことになる。

従って、図４及び図５を参照すれば、図３中のモータトルク制御で配分トルクΔＴを制限することによって、モータ１９，２０のいずれにおいても、トルク配分の前後でトルクの作用方向が駆動方向（力行方向）と制動方向（回生方向）との間で変化するのが防止される。即ち、トルクの符号が変化するのが防止される。特にモータ２０では、基準トルクＴ_０かから配分トルクΔＴを低減させる過程でトルクの符号が反転するのが防止されるため、当該モータの電気的損失が減少するフェーズから増加するフェーズに切り替わることがない。その結果、モータ１９，２０全体での電気的損失が増大して消費電力が増加するのを抑制することができる。従って、車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能になる。

また、本実施の形態によれば、モータ１９，２０に関する配分トルクをいずれも同一の大きさの配分トルクΔＴに設定しているため、トルク配分の前後で少なくとも二輪合計での駆動トルクが変化するのが抑制され、車両の乗員に違和感を与えることのない制御が可能になる。なお、その他のモータ２１，２２についてはトルク配分を実施していないため、トルク配分の前後で四輪合計での駆動トルクが変化するのが抑制されるのは勿論である。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

図３のモータトルク制御では、４つのモータ１９〜２２のうち２つの左右前輪１１，１２に係る２つのモータ１９，２０のみについて前述の配分トルク制限モードが実行される場合について記載したが、２つの左右後輪１３，１４に係る２つのモータ２１，２２のみについて配分トルク制限モードが実行される場合や、全ての車輪１１〜１４に係る４つのモータ１９〜２２について配分トルク制限モードが実行される場合に、本発明を適用することもできる。

４つのモータ１９〜２２について配分トルク制限モードが実行される場合には、車両１０の運転運動（典型的にはロール運動、ピッチング運動、ヨー運動）に状態に応じて選択された２つのモータのそれぞれについて基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを加算配分し、且つ残りの２つのモータのそれぞれについて基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを減算配分し、且つ各モータに係る配分トルクΔＴを制限することができる。

車両１０におけるロール運動制御については、例えば、図６が参照されるように、車両１０のロール運動に関する情報（第１の運動情報）に応じて右前輪１２のモータ２０と左後輪１３のモータ２１について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを加算配分し、且つ左前輪１１のモータ１９と右後輪１４のモータ２２について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを減算配分することができる。また、車両１０におけるピッチング運動制御については、例えば、図７が参照されるように、車両１０のピッチング運動に関する情報（第１の運動情報）に応じて左後輪１３のモータ２１と右後輪１４のモータ２２について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを加算配分し、且つ左前輪１１のモータ１９と右前輪１２のモータ２０について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを減算配分することができる。また、車両１０におけるヨー運動制御については、例えば、図８が参照されるように、車両１０のヨー運動に関する情報（第２の運動情報）に応じて右前輪１２のモータ２０と右後輪１４のモータ２２について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを加算配分し、且つ左前輪１１のモータ１９と左後輪１３のモータ２１について基準トルクＴ_０に対し配分トルクΔＴを減算配分することができる。

更に、車両１０の前述の運転運動の状態に応じて、配分トルク制限モードで配分トルクを制限するのに優先度を設けるのが好ましい。例えば、ロール運動制御又はピッチング運動制御の実行の際には配分トルク制限モードを選択する一方で、ヨー運動制御の実行の際には配分トルク制限モードを選択しないのが好ましい。要するに、配分トルクを制限する優先度については、車両１０の操舵安定性に関与するヨー運動制御よりも、車両の乗員の乗り心地性に関与するピッチング運動制御又はロール運動制御の方が、当該優先度が高くなるように設定される。これにより、車両の乗員の乗り心地性を犠牲にしつつも車両１０の操舵安定性を極力損なわないように車両運動を適正に制御しつつ、当該制御に係る消費電力の増加を抑制することが可能になる。

上記の実施形態では、四輪モータ車や二輪モータ車について記載したが、車輪の数や当該車輪を独立して駆動する複数のモータの数については限定されるものではなく、設計の要請等に応じて適宜に変更可能である。この場合、複数のモータの全部又は一部について、配分トルクを制限することができる。

上記の実施形態や種々の変更例の記載に基づいた場合、本発明では以下の各態様（アスペクト）を採り得る。

本発明では、
「請求項１０に記載の車輪制御方法であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさ以下になるように当該配分トルクを制限することで、前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を阻止する、車輪制御方法。」
という態様（態様１）を採り得る。

本発明では、
「態様１に記載の車輪制御方法であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさと一致するように当該配分トルクを制限することで、前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を阻止する、車輪制御方法。」
という態様（態様２）を採り得る。

本発明では、
「請求項１０、態様１から２のうちのいずれかに記載の車輪制御方法であって、
前記複数のモータは、前記複数の車輪のうちの互いに対応する前記左輪及び前記右輪のいずれか一方に組み込まれた１つの前記第１モータと、前記左輪及び前記右輪の他方に組み込まれた１つの前記第２モータのみによって構成され、
１つの前記第１モータに関する前記第１の配分トルクと、１つの前記第２モータに関する前記第２の配分トルクとを同一の大きさに設定する、車輪制御方法。」
という態様（態様３）を採り得る。

本発明では、
「請求項１０、態様１から２のうちのいずれかに記載の車輪制御方法であって、
前記複数のモータは、前記複数の車輪としての４つの車輪のうちの２つの車輪にそれぞれ組み込まれた２つの前記第１モータと、前記２つの車輪以外の２つの車輪のそれぞれに組み込まれた２つの前記第２モータのみによって構成され、
２つの前記第１モータのそれぞれに関する前記第１の配分トルクと、２つの前記第２モータのそれぞれに関する前記第２の配分トルクとを同一の大きさに設定する、車輪制御方法。」
という態様（態様４）を採り得る。

本発明では、
「態様４に記載の車輪制御方法であって、
前記第２の情報は、前記車両のロール運動又はピッチング運動に関する第１の運動情報と、前記車両のヨー運動に関する第２の運動情報と、を含み、
前記第１の運動情報に応じて前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを設定するロール運動制御又はピッチング運動制御と、前記第２の運動情報に応じて前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを設定するヨー運動制御と、のうちのいずれかの制御を選択的に実行するとともに、前記ロール運動制御又は前記ピッチング運動制御の実行の際には前記配分トルク制限モードを選択する一方で、前記ヨー運動制御の実行の際には前記配分トルク制限モードを選択しない、車輪制御方法。」
という態様（態様５）を採り得る。

本発明では、
「請求項１０、態様１から５のうちのいずれかに記載の車輪制御方法であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記複数のモータにおいて電力消費の低減が不要である場合には、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを制限しない、車輪制御方法。」
という態様（態様６）を採り得る。

本発明では、
「態様６に記載の車輪制御方法であって、
前記複数のモータの駆動源として前記車両に搭載された蓄電装置につき満充電時における蓄電容量に対する充電残量の比率が所定の閾値を上回っている場合に、前記複数のモータにおいて電力消費の低減が不要であると判定する、車輪制御方法。」
という態様（態様７）を採り得る。

Claims

車両に設けられた複数の車輪を制御する車輪制御装置であって、
前記複数の車輪をそれぞれ独立して駆動可能な複数のモータのトルク制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、運転者による入力操作に関する第１の情報に応じて前記複数のモータのそれぞれについて所定の基準トルクを設定するとともに、前記車両の運動状態に関する第２の情報に応じて前記基準トルクに対し第１の配分トルクが加算配分されたトルクで前記複数のモータのうちの１又は複数の第１モータを制御し、且つ前記基準トルクに対し第２の配分トルクが減算配分されたトルクで前記第１モータとは別の１又は複数の第２モータを制御し、且つ前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向が前記加算配分及び前記減算配分の前後で変化しないように前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクが制限された配分トルク制限モードを含む、車輪制御装置。
請求項１に記載の車輪制御装置であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記制御部は、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさ以下になるように当該配分トルクを制限することで、前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を阻止する、車輪制御装置。
請求項２に記載の車輪制御装置であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記制御部は、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクの少なくとも一方の配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさを上回る場合に、当該配分トルクの大きさが前記基準トルクの大きさと一致するように当該配分トルクを制限することで、前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向の変化を阻止する、車輪制御装置。
請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車輪制御装置であって、
前記複数のモータは、前記複数の車輪のうちの互いに対応する左輪及び右輪のいずれか一方に組み込まれた１つの前記第１モータと、前記左輪及び前記右輪の他方に組み込まれた１つの前記第２モータのみによって構成され、
前記制御部は、１つの前記第１モータに関する前記第１の配分トルクと、１つの前記第２モータに関する前記第２の配分トルクとを同一の大きさに設定する、車輪制御装置。
請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車輪制御装置であって、
前記複数のモータは、前記複数の車輪としての４つの車輪のうちの２つの車輪にそれぞれ組み込まれた２つの前記第１モータと、前記２つの車輪以外の２つの車輪のそれぞれに組み込まれた２つの前記第２モータのみによって構成され、
前記制御部は、２つの前記第１モータのそれぞれに関する前記第１の配分トルクと、２つの前記第２モータのそれぞれに関する前記第２の配分トルクとを同一の大きさに設定する、車輪制御装置。
請求項５に記載の車輪制御装置であって、
前記第２の情報は、前記車両のロール運動又はピッチング運動に関する第１の運動情報と、前記車両のヨー運動に関する第２の運動情報と、を含み、
前記制御部は、前記第１の運動情報に応じて前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを設定するロール運動制御又はピッチング運動制御と、前記第２の運動情報に応じて前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを設定するヨー運動制御と、のうちのいずれかの制御を選択的に実行するとともに、前記ロール運動制御又は前記ピッチング運動制御の実行の際には前記配分トルク制限モードを選択する一方で、前記ヨー運動制御の実行の際には前記配分トルク制限モードを選択しない、車輪制御装置。
請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車輪制御装置であって、
前記配分トルク制限モードにおいて、前記制御部は、前記複数のモータにおいて電力消費の低減が不要である場合には、前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクを制限しない、車輪制御装置。
請求項７に記載の車輪制御装置であって、
前記制御部は、前記複数のモータの駆動源として前記車両に搭載された蓄電装置につき満充電時における蓄電容量に対する充電残量の比率が所定の閾値を上回っている場合に、前記複数のモータにおいて電力消費の低減が不要であると判定する、車輪制御装置。
複数の車輪と、
前記複数の車輪のそれぞれを独立して駆動可能な複数のモータと、
前記複数のモータを制御するモータ制御装置と、
を含み、
前記モータ制御装置は、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の車輪制御装置によって構成されている車両。
車両に設けられた複数の車輪を制御する車輪制御方法であって、
前記複数の車輪をそれぞれ独立して駆動可能な複数のモータのトルク制御につき、運転者による入力操作に関する第１の情報に応じて前記複数のモータのそれぞれについて所定の基準トルクを設定するステップと、前記車両の運動状態に関する第２の情報に応じて前記基準トルクに対し第１の配分トルクが加算配分されたトルクで前記複数のモータのうちの１又は複数の第１モータを制御し、且つ前記基準トルクに対し第２の配分トルクが減算配分されたトルクで前記第１モータとは別の１又は複数の第２モータを制御し、且つ前記第１モータ及び前記第２モータのそれぞれについて、トルクの作用方向が前記加算配分及び前記減算配分の前後で変化しないように前記第１の配分トルク及び前記第２の配分トルクが制限された配分トルク制限モードを用いるステップと、を含む、車輪制御方法。