JP4622686B2 - 左右独立駆動車両 - Google Patents

Description

本発明は、主として左右の駆動力差によって旋回挙動を実現する左右独立駆動車用に関する。

従来の左右独立駆動車両では、左右後輪を回転キャスターとし、左右前輪にそれぞれモータを設け、前輪の左右駆動力差によって車両にヨーモーメントを発生させることで、車両を旋回させている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭４８−４４９１４号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、後輪が回転キャスターであるため、路面の凸凹によりキャスターの回転角が乱れ、車両挙動に影響を与えるという問題があった。また、前輪の駆動力差のみにより旋回挙動を実現するため、たとえば前輪が鉄のマンホールを通過する状況のように、前輪位置の路面摩擦係数が突然変化した場合には、十分な路面反力を受けることができず、車両の旋回挙動が乱れる可能性があるという問題があった。

本発明は、上記従来技術が抱える問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、路面凸凹や路面摩擦係数の変化に対してロバストな車両挙動を実現できる左右独立駆動車両を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の左右独立駆動車両では、
左右の車両にそれぞれ配置され、モータで車両の制駆動力を独立に調整する駆動輪と、
運転者からの旋回要求に応じた駆動力差指令値を算出する駆動力差指令値算出手段と、
前記駆動力差指令値を前記左右の駆動輪の駆動力差のみで実現可能な駆動力差の下限値と上限値との間で制限した駆動力差旋回しきい値を算出する駆動力差旋回しきい値算出手段と、
前記駆動力差旋回しきい値に基づいて前記左右の駆動輪に駆動力差を発生させる駆動力制御手段と、
前記駆動輪と別に設けられた転舵輪と、
前記転舵輪の横力がゼロのときの前記駆動力差旋回しきい値に対する車体重心位置の車体横滑り角の伝達特性と、前記車体重心位置の車体横滑り角と転舵輪左右中央位置の車体横滑り角との関係と、に基づいて、前記駆動力差旋回しきい値で実現する転舵輪左右中央位置の目標車体横滑り角を算出する目標車体横滑り角算出手段と、
前記駆動力差指令値と前記駆動力差旋回しきい値との差に応じた値を前記転舵輪左右中央位置の目標車体横滑り角に加算して前記転舵輪の転舵角目標値を算出する転舵角目標値算出手段と、
前記転舵輪の転舵角を前記転舵角目標値に一致させる転舵角調整手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、回転キャスターに代えて転舵可能な転舵輪を設け、この転舵輪の転舵角を、転舵輪位置での目標車体横滑り角に一致させるように転舵させるため、路面凸凹があっても転舵角が乱れず、車両挙動に影響を与えることがなくなる。また、路面摩擦係数の変化などにより駆動輪に十分な左右駆動力差を発生できない場合においても、それによる車両挙動の乱れを抑えるように転舵輪にタイヤ横力が発生するため、路面摩擦係数の変化に対してロバストな車両挙動を実現できる。

以下、本発明の左右独立駆動車両を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。図１は、実施例１の左右独立駆動車両の構成を示す構成図である。実施例１の車両は、図１に示すように、駆動力発生源としての電気モータ３RL,３RRを備えており、各々の電気モータ３RL,３RRの回転軸は、減速機４RL,４RRを介して、電動車両の後輪（駆動輪）２RL,２RRに連結されている。ここで、２つの電気モータ３RL,３RRの出力特性、２つの減速機４RL,４RRの減速比、および左右の２つの後輪２RL,２RRの半径は、いずれも同じである。

前記電気モータ３RL,３RRは、いずれも永久磁石をロータに埋め込んだ三相同期モータである。リチウムイオンバッテリ６との電力授受を制御する駆動回路５RL,５RR（駆動力制御手段）が、それらの電気モータ３RL,３RRの力行および回生トルクを、統合コントローラ３０から受信するトルク指令値tTRL(左後輪)、 tTRR(右後輪)とそれぞれ一致するように調整する。

統合コントローラ３０は、ステアリングハンドル１１の回転角度などに応じて前輪（転舵輪）２FL,２FRの転舵角指令値tDFを演算し（演算方法は後述）、モータ１２のトルクを調整するモータコントローラ（転舵角調整手段）１３に送信する。モータコントローラ１３は、前輪２FL,２FRの転舵角が、転舵角指令値tDFと一致するようにモータ１２のトルクを調整し、操舵機構１４を駆動する。このように、ステアリングハンドル１１と操舵機構１４とを電子的に接続することで、ステアリングハンドル１１の操作量（操舵角）と前輪２FL,２FRの転舵量（転舵角）とを自在に関係付けることができるシステムは、詳細には、特開２００３−１９９７５号公報などに開示されている構成で実現できる。
前後輪２FL,２FR,２RL,２RRには、図外のディスクブレーキが備え付けられており、ブレーキペダルの踏み込みに応じて、各輪を制動させる。

統合コントローラ３０には、アクセルペダルセンサ２３によって検出するアクセル開度信号と、ブレーキペダルセンサ２２によって検出するブレーキ踏力信号と、ステアリングハンドル１１の回転軸に取り付けられた操舵角センサ２１によって検出するステアリングハンドル１１の回転角信号と、ヨーレートセンサ８によって検出するヨーレート信号と、運転者によって操作されるシフトレバー２５の状態信号と、各輪のサスペンションに備え付けられた輪荷重センサ９によって検出する各輪の輪荷重信号と、各輪の回転軸に備え付けられた回転角速度センサ７によって検出する各輪の回転角速度と、加速度センサ２４によって検出する車両の加速度と、が入力される。ここで、前記シフトレバー２５のシフト位置としては、車両停止時のみ選択可能でパーキング時に使用する位置「Ｐ」、通常前進走行時に使用する位置「Ｄ」がある。これらのシフト位置は、シフトレバー２５の操作により運転者が選択する。

統合コントローラ３０は、入力されるこれらの信号に基づいて後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRRをそれぞれ演算し、各モータ３RL,３RRの駆動回路５RL,５RRに送信する。また、前輪２FL,２FRの転舵角指令値tDFも演算し、モータコントローラ１３に送信する。

ここで、後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRRは、いずれも単位はNmで、車両を前向きに加速させる向きを正とする。また、前輪の転舵角指令値tDFは、単位はradで左に転舵する向きを正とする。

次に、作用を説明する。
統合コントローラ３０で実行される演算処理について説明する。
［モード選択制御処理］
図２は、実施例１の統合コントローラ３０にて実行されるモード選択制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、統合コントローラ３０は、マイクロコンピュータのほかにRAM/ROMなどの周辺部品を備えており、図２のフローチャートを一定時間毎、例えば5ms毎に実行する。

ステップS201では、各センサ信号をRAM変数に格納する。具体的には、アクセル開度信号を変数APS（単位は%で、全開時を100%とする。）に格納し、ブレーキ踏力信号を変数BRK（単位はPa）に格納し、ステアリングハンドル１１の回転角信号を変数δ（単位はradで、反時計回りを正とする。）に格納し、車体ヨーレート信号を変数γ（図１の左旋回時の向きを正にとる）に格納し、シフトレバー信号を変数SFTに格納する。回転角速度センサ７からの回転速度信号は、変数NFL(左前輪回転速度)，NFR(右前輪回転速度)，NRL(左後輪回転速度)，NRR(右後輪回転速度)に格納する。回転角速度については、単位はrad/sで、車両が前進する向きを正とする。

ステップS202では、車両の速度V（単位はm/sで、車両が前進する向きを正とする）を、下記の式(1)で演算し、ステップS203へ移行する。
V＝(NFL*Rf+ NFR*Rf+ NRL*Rr+ NRR*Rr)／４ …(1)
ここで、Rfは前輪の半径、Rrは後輪の半径である。

ステップS203では、シフトレバー位置が「Ｄ」であるか否かを判定し、「Ｄ」である場合には、ステップS210へ移行し、後述のモードＤ時の演算ルーチンを実行して本ルーチンを終了する。

シフトレバー位置が「Ｄ」で無い場合には、ステップS204へ移行し、ステップS204では、tTRL＝tTRR＝tDF＝０とし、ステップS205へ移行する。

ステップS205では、輪荷重センサ９からの各輪輪荷重信号を、変数WFL(左前輪輪荷重)，WFR(右前輪輪荷重)，WRL(左後輪輪荷重)，WRR(右後輪輪荷重)に格納する。それぞれ単位はNとする。

［モードＤ時の演算ルーチン］
次に、図２のステップS210で実行されるモードＤ時の演算処理の流れを、図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップS301では、車両の目標駆動力（要求駆動力）tTD（単位はN）を演算する。演算は、あらかじめROMに格納してあるマップMAP_tTD(V,APS)を表引きすることで行なう。マップMAP_tTD(V,APS)は、車速Vとアクセル開度APSとを軸とした特性データであり、例えば、図４に示すように、高車速時には小さく、かつアクセル開度APSが大きいほど大きくなるように設定しておく。

ステップS302では、運転者からの旋回要求値として車両の横加速度目標値tYG（単位は、m/s²であり、左旋回時の横加速度の向きを正にとる）を演算する。ステアリングハンドル１１の操舵角δおよび車速Vに応じて、あらかじめROMに格納してあるマップMAP_tYG(V,δ)を表引きすることで行なう。マップMAP_tYG(V,δ)は、車速Vと操舵角δを軸とした特性データであり、例えば、図５のように設定しておく。

ステップS303では、重心位置と後輪軸との車両前後距離Lr[m]、および車両の質量M[kg]を、下記の式(2)，(3)から演算する（重心位置推定手段、質量推定手段に相当）。ここでWB[m]は車両のホイールベース長である。
Lr = (WFL+WFR)/(WFL+WFR+WRL+WRR) * WB …(2)
M = (WFL+WFR+WRL+WRR) / 9.8 …(3)

ステップS304では、左右後輪２RL,２RRの駆動力差指令値の暫定値tU0（単位はNであり、右輪駆動力を+tU0補正し、左駆動力を-tU0補正することに対応）を演算する（駆動力差指令値算出手段）。前輪２FL,２FRに横力を発生しないタイヤ（例えば回転キャスター）を用いた場合、同じ旋回横加速度を実現するためには、Lrが長いほど大きな左右駆動力差をつける必要があること、また、車両の質量Mが大きいほど左右駆動力差をつける必要があることを考慮し、下記の式(4)で演算を行なう。
tU0=M*Lr/Lt*tYG（式：Ｘ１）…(4)
ここで、Lt[m]は後輪のトレッド長である。

ステップS305では、路面摩擦係数μを演算する（路面摩擦係数推定手段に相当）。路面摩擦係数を求める方法としては、特開平６−２５８１９６号公報に開示されている方法を用いる。左右前輪２FL,２FRの振動加速度Ｇを加速度センサ２４により検出し、その結果に基づいて加速度Ｇのパワースペクトル密度PSDを算出し、そのPSD値のうち、路面摩擦係数が一方向に変化するのに対してPSD値も一方向に変化する関係が成立する周波数範囲内におけるものに基づき、路面摩擦係数μを検出する。

ステップS306では、右後輪２RRで出し得る駆動力の最大値FRR_MAXおよび最小値FRR_MINを、下記の式(5)，(6)で演算する。
FRR_MAX = min(TBL_FM(V)、μ* WRR ) …(5)
FRR_MIN = -FRR_MAX …(6)
ここで、テーブルTBL_FMは、後輪駆動モータ３RL,３RRの回転速度―トルク特性に応じて定まる最大駆動力特性であり、例えば、図６のように、車速Vを入力として表引きするテーブルである。μ* WRRは、右後輪２RRが路面から受けることができる駆動反力の最大値の意味合いをもつ。

同様に、ステップS307では、左後輪２RLで出し得る駆動力の最大値FRL_MAXおよび最小値FRL_MINを、下記の式(7)，(8)で演算する。
FRL_MAX = min(TBL_FM(V)、μ* WRL ) …(7)
FRL_MIN = -FRL_MAX …(8)

ステップS308では、ステップS306，S307で演算したFRR_MAX,FRR_MIN,FRL_MAX,FRL_MINを考慮し、車両の目標駆動力tTDを実現するという前提の上で、出し得る左右後輪２RL,２RRの駆動力差指令値の最大値tU_MAXおよび最小値tU_MINを、下記の式(9)，(10)から演算する。tU_MAXおよびtU_MINが、旋回限界値に相当する。
tU_MIN＝max(-FRL_MAX+tTD/2,FRR_MIN-TD/2)…(9)
tU_MAX＝min(-FRL_MIN+tTD/2,FRR_MAX-TD/2)…(10)
そして、ステップS304で算出した左右後輪２RL,２RRの駆動力差指令値の暫定値tU0が、最大値tU_MAXおよび最小値tU_MINの間に制限されるように、下記の式(11)から左右後輪２RL,２RRの駆動力差指令値（駆動力差旋回しきい値）tU（単位はN）を演算する（駆動力差旋回しきい値算出手段）。
tU=min(max(tU,tU_MIN),tU_MAX)…(11)

このように演算したtUは、下記の式(12)，(13)を満たし、したがって左右後輪２RL,２RRのみで出力可能な左右駆動力差に制限される。
FRR_MIN≦tTD/2+tU≦FRR_MAX …(11)
FRL_MIN≦tTD/2-tU≦FRL_MAX …(12)

ステップS309では、左右駆動力差tUで実現しきれない横加速度量cpstYGを転舵で補償する横加速度として、下記の式(13)で演算する。
cpstYG = (tU0-tU)/M/Lr*Lt …(13)

ステップS310では、前輪として横力を発生しないタイヤ（例えば回転キャスター）を用いた場合に、左右駆動力差tUで実現する前輪左右中央位置における目標車体横滑り角βaを演算する（目標車体横滑り角算出手段に相当）。

［目標車体横滑り角演算ロジック］
目標車体横滑り角βaの具体的演算方法を示す前に、まずその演算原理について説明する。「自動車の運動と制御」（山海堂）には、前輪舵角δf[rad]を操作量とし、車両のヨーレートγ[rad/s]および車体重心位置の車体滑り角β[rad]を状態量としたときの運動方程式が示されている。この運動方程式は、車速V[m/s]は一定(dV＝0)かつV≠0かつ滑り角(β[rad])は微少(|β|<<1、sinβ≒β、cosβ≒1)などの前提で導出している。

本運動方程式は、実施例１の車両にも拡張して適用できる。すなわち、右後輪２RRの駆動力tU [N]、左後輪２RLの駆動力- tU [N] を操作量とし、前輪２FL,２FRをキャスター形式とすることによる作用として、前輪２FL,２FRで発生する横力がほぼ０とすると、左右後輪２RL,２RRの駆動力差tUに対する、車体重心位置の車体滑り角β[rad]の伝達特性は、微分演算子sを用いて、下記の式(14)のように導出することができる。
β＝{-Lt(mV²−2LrKr)}/{mV²I_γs²＋2VKr(mLr²＋I_γ)s＋2mV²LrKr}・tU …(14)
ここで、Lrは後輪軸と重心との前後距離[m]、Ltは後輪のトレッドベース距離[m]、mは車重[kg]、I_γはヨー慣性モーメント[Nmss]である。また、Krは後輪タイヤコーナリングスティッフネス[N/rad] であり、後輪ステアリング剛性の影響によるステアリング角に対するコーナリングパワーの低下分も加味した値である。Vは車速[m/s]である。

そして、車体重心位置の車体滑り角β[rad]と前輪左右中央位置における滑り角βaとの間には、下記の式(15)の関係がある。
βa = β + Lf/V*γ …(15)
Lfは前輪軸と重心との前後距離[m]である。

以上の関係式を用い、前輪として横力を発生しないタイヤ（例えば回転キャスター）を用いた場合の、前輪左右中央位置における目標車体横滑り角βaを下記の式(16)から演算する。
βa = {-Lt(mV²−2LrKr)}/{mV²I_γs²＋2VKr(mLr²＋I_γ)s＋2mV²LrKr}・tU
+ Lf/V*γ …(16)

ステップS311では、左右駆動力差tUで実現できない旋回横加速度量を実現するための転舵角目標値tDFを演算する（転舵角目標値算出手段）。tDFは、図８に示すテーブルTBL_TDF(cpstYG)の表引き値を用いて、下記の式(17)から演算する。
tDF=βa+TBL_TDF(cpstYG)…(17)

ステップS312では、左右後輪２RL,２RRのモータトルク指令値tTRL(左後輪)、tTRR(右後輪)を、下記の式(18)，(19)を用いて演算し、駆動回路５RL,５RRにそれぞれ送信する（駆動力制御手段に相当）。
tTRL = (tTD/2 - tU)*Rr/GG …(18)
tTRR = (tTD/2 + tU)*Rr/GG …(19)
ここでGGは、減速機４RL,４RRの減速比である。

ステップS313では、前輪舵角指令値tDFをモータコントローラ１３に送信し、本ルーチンを終了する。

［キャスター付き左右独立駆動車両の特長］
主として左右の駆動力差によって旋回挙動を実現する車両としては、例えば、図９の形態のものが考えられる。前輪４２FL,４２FRは、左右ともに回転キャスターであり、車両横向きに力を発生させない。後輪２RL,２RRは、左右それぞれにモータ３RL,３RRで駆動できるようになっており、左右の駆動力差によって車両にヨーモーメントを発生させ、主にそのモーメントで車両を旋回させるというものである。

図９の車両は、前輪操舵機構により旋回を実現する従来の車両に対し、優れた特性をもつ。その一つは、旋回時において、より車両旋回方向内側に車両姿勢が保たれることである。すなわち、同じ旋回横加速度で旋回する場合、前輪４５FL,４５FRが回転キャスターで後輪２RL,２RRの左右駆動力差で旋回する車両（図１０(a)）の車体滑り角βは、前輪操舵機構により旋回を実現する従来の車両（図１０(b)）の車体滑り角β'よりも旋回内向きに大きく保たれる。したがって、旋回時に、より前方視認性が良く、またドリフトフィーリングを実現でき運転の楽しさを演出できる等の特長を有する（特長１）。

さらに、前輪操舵機構により旋回を実現する従来の車両（図１０(b)）では、高速走行における操舵過渡時に車体滑り角β'がアンダーシュートを起こすことが知られているが、前輪が回転キャスターで後輪の左右駆動力差で旋回する車両（図１０(a)）では、どんな車速においても車体滑り角βがアンダーシュートせず、車両がより自然に挙動するという特長も有する（特長２）。

［キャスター付き左右独立駆動車両の問題点］
しかしながら、上記従来技術にあっては、前輪が回転キャスターであるため、路面の凸凹によりキャスターの回転角が乱れ、車両挙動に影響を与えるという課題があった。また、後輪の駆動力差のみにより旋回挙動を実現するため、たとえば後輪が鉄のマンホールを通過する状況のように、後輪位置の路面摩擦係数が突然変化した場合には、十分な路面反力を受けることができなくなり、車両の旋回挙動が乱れる可能性がある。
さらに、前輪で車両横力を発生させることができないため、車両が実現できる旋回横加速度の限界値が小さく、大きな旋回力を実現できないという課題があった。

［旋回要求値に応じた前輪転舵角制御作用］
これに対し、実施例１の左右独立駆動車両では、図１に示した構成を用い、図３に示した演算ルーチンを実行することで、以下のような作用効果を奏する。

1) 旋回要求値が小さく、tU=tU0である場合には、転舵により補償する横加速度量cpstYGは０となり、したがって、前輪舵角δfは、前輪として横力を発生しないタイヤ（例えば回転キャスター）を用いた車両の挙動における前輪左右中央位置の目標車体横滑り角βaに一致する。よって、基本的に前輪２FL,２FRではタイヤ横力を発生せず、上述した特長１，２の車両挙動を実現できる。ただし、路面摩擦係数μの変化などの影響で、左右駆動力差のみで実現しようとする車両挙動が実現できない場合には、その挙動乱れを抑える向きに前輪横力が発生し、車両挙動の乱れを抑制する効果がある。

2) 旋回要求値が大きく、左右駆動力差で旋回要求値を実現できない場合にはtU<tU0となり、tU0とtUとの差に応じて前輪２FL,２FRが目標車体横滑り角βaに対して転舵し、前輪２FL,２FRで横力を発生するように作用するため、大きな旋回要求値を実現できるようになる。

3) 特に、左右駆動力差を発生できる限界まで、cpstYGを０として前輪２FL,２FRで横力を発生させないようにしているため、できる限り多くの機会で特長１，２の車両挙動を実現できる。

4) 左右駆動力差の限界値は、モータ３RL,３RRの回転速度−最大トルク特性のほか、路面摩擦係数μ、前後重心位置（Lf,Lr）、車両質量M、制駆動力（-tTD）に応じて求めている。まず、式(4)にて、車両質量Mが多いほど、また、前後重心位置Ltが前寄りにあるほど、左右後輪２RL,２RRの駆動力差指令値の暫定値tU0を大きな値として演算するようにしている。本演算により、左右駆動力差の暫定値tU0が大きいほど、より小さな横加速度目標値tYGで制限値（式(9)，式(10)）に制限されることになるので、より小さい横加速度目標値から前輪２FL,２FRの転舵補正量TBL_TDF(cpstYG)が０でない値をもつ作用を実現している。また、路面摩擦係数μが小さいほど、左右駆動力差の暫定値tU0がより狭い範囲に制限される作用を、式(9)，式(10)で実現している。さらに、要求駆動力tTDが大きいほど、式(9)，式(10)における最大値制限の制約を受け易くなり、要求駆動力tTDが負に大きいほど、式(9)，式(10)最小値制限の制約を受け易くなる作用を実現している。これらの作用により、路面摩擦経係数μが小さいほど、要求駆動力tTDが大きいほど、要求駆動力tTDが負に大きいほど（制動力が大きいほど）、より小さい横加速度目標値から前輪２FL,２FRの転舵補正量TBL_TDF(cpstYG)が０でない値をもつ作用を実現している。

次に、効果を説明する。
実施例１の左右独立駆動車両にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 車両の左右にそれぞれ配置され、モータ３RL,３RRで車両の制駆動力を独立に調整する後輪２RL,２RRと、運転者からの旋回要求（横加速度目標値tYG）に応じた駆動力差指令値の暫定値tU0を算出する駆動力差指令値算出手段（ステップS304）と、駆動力差指令値の暫定値tU0を後輪２RL,２RRの駆動力差のみで実現可能な駆動力差の最小値tU_MINと最大値tU_MAXとの間で制限した駆動力差旋回しきい値tUを算出する駆動力差旋回しきい値算出手段（ステップS308）と、駆動力差旋回しきい値tUに基づいて後輪２RL,２RRに駆動力差を発生させる駆動回路５RL,５RRと、後輪２RL,２RRと別に設けられた前輪２FL,２FRと、前輪２FL,２FRの横力がゼロのときの駆動力差旋回しきい値tUに対する車体重心位置の車体横滑り角βの伝達特性と、車体重心位置の車体横滑り角βと後輪左右中央位置の車体横滑り角βaとの関係と、に基づいて、駆動力差旋回しきい値tUで実現する後輪左右中央位置の目標車体横滑り角βaを算出する目標車体横滑り角算出手段（ステップS310）と、駆動力差指令値の暫定tU0と駆動力差旋回しきい値tUとの差に応じた値TBL_TDF(cpstYG)を転舵輪左右中央位置の目標車体横滑り角βaに加算して前輪２FL,２FRの転舵角目標値tDFを算出する転舵角目標値算出手段（ステップS311）と、前輪２FL,２FRの転舵角を転舵角目標値tDFに一致させるモータコントローラ１３と、を備える。よって、路面凹凸があっても前輪２FL,２FRの転舵角δfが乱れず、車両挙動に影響を与えない。また、路面摩擦係数μの変化などにより後輪２RL,２RRに十分な左右駆動力差を発生できない場合においても、それによる車両挙動の乱れを抑えるように前輪２FL,２FRにタイヤ横力が発生するため、路面摩擦係数μの変化に対してロバストな車両挙動を実現できる。また、左右駆動力差をつけられる限界まで、転舵により補償する横加速度量cpstYGを０として前輪２FL,２FRで横力を発生させないようにしているため、前輪２FL,２FRをキャスター特性とした場合の旋回挙動の特長を最大限保ちつつ、大きな旋回力が必要とされる場合には、その旋回力を実現できる。さらに、左右駆動力差のみにより実現できない旋回横加速度が要求された場合でも、前輪２FL,２FRの転舵角により旋回力を向上させることができる。

(2) 駆動力差旋回しきい値算出手段は、要求駆動力tTDが大きいほど、駆動力差旋回しきい値tUをより小さな値とするため、要求駆動力tTDの大きさにかかわらず、かつ、駆動力に影響を与えることなく、要求駆動力tTDを旋回要求値に応じた旋回力が得られ、駆動力変化に対してロバストな車両挙動を実現できる。

(3) 駆動力差旋回しきい値算出手段は、要求制動力（-tTDの絶対値）が大きいほど、駆動力差旋回しきい値tUをより小さな値とするため、要求制動力にかかわらず、かつ、制動力に影響を与えることなく、旋回要求値に応じた旋回力が得られ、制動力変化に対してロバストな車両挙動を実現できる。

(4) 路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段（ステップS305）を備え、駆動力差旋回しきい値算出手段は、推定した路面摩擦係数μが小さいほど、駆動力差旋回しきい値 tUをより小さな値とするため、路面摩擦係数μの値にかかわらず、旋回要求値に応じた旋回力が得られ、路面摩擦係数μの変化に対してロバストな車両挙動を実現できる。

(5) 車両の前後重心位置を推定する重心位置推定手段（ステップS303）を備え、駆動力差指令値算出手段は、推定した重心位置が車両前寄りにあるほど、すなわち、重心位置と後輪軸との車両前後距離Lrが長いほど、旋回要求に応じた駆動力差指令値の暫定値tU0をより大きな値とする。よって、旋回要求に応じた駆動力差指令値の暫定値tU0が駆動力差旋回しきい値tU以下の場合には、重心位置にかかわらず、前輪２FL,２FRをキャスター特性とした場合の旋回挙動の特長が得られる。

(6) 車両の質量Mを推定する質量推定手段（ステップS303）を備え、駆動力差指令値算出手段は、推定した質量Mが大きいほど、旋回要求に応じた駆動力差指令値の暫定値tU0をより大きな値とする。よって、旋回要求に応じた駆動力差指令値の暫定値tU0が駆動力差旋回しきい値tU以下の場合には、車両の質量Mにかかわらず、前輪２FL,２FRをキャスター特性とした場合の旋回挙動の特長が得られる。

図１１は、実施例２の左右独立駆動車両を示す図である。実施例２の左右独立駆動車両は、実施例１と同様、左右後輪２RL,２RRをモータ３RL,３RRにて独立に駆動するが、前輪２Fを一輪だけ設けた点で実施例１と異なり、前輪２Fの舵角を図外のモータにより転舵することができる。
上記実施例２の構成に対し、実施例１に示した制御ロジックを適用することで、実施例１と同様の作用効果が得られる。

図１２は、実施例３の左右独立駆動車両を示す図である。実施例３の左右独立駆動車両は、車輪がひし形に配置されたものであり、前輪２Fおよび後輪２Rを図外のモータにより転舵することができる。他の２輪２CL,２CRは、モータ３CL,３CRにて独立に駆動する。

次に、作用を説明する。
実施例３では、図３のステップS310にて、後輪２Rの位置の目標車体横滑り角βa2を、下記の式(20)で演算する。
βa2= {-Lt(mV²−2LrKr)}/{mV²I_γs²＋2VKr(mLr²＋I_γ)s＋2mV²LrKr}・tU
・ Lrb/V*γ …(20)
ここでLrbは、重心位置と後輪２Rとの前後距離である。

そして、下記の式(21)で求めた後輪舵角指令値tDRを、後輪転舵用のモータコントローラに送信し、モータコントローラで後輪舵角をtDRに一致させるようにすればよい。
tDR =βa2 + TBL_TDF(cpstYG) …(21)
このとき、前輪２Fおよび後輪２Rの転舵により横力を発生するため、その分を考慮してテーブルTBL_TDF(cpstYG)の特性を決めておく。

実施例３にあっては、上記の制御ロジックにより前輪２Fと後輪２Rの転舵角を制御することで、実施例１と同様の作用効果が得られる。

（他の実施例）
以上、本発明の左右独立駆動車両を、実施例１〜３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜３に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない設計変更や追加等も、本発明に含まれる。

実施例１の左右独立駆動車両の構成を示す構成図である。 実施例１の統合コントローラ３０にて実行されるモード選択制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。 実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンにて使用する目標駆動力tTDのROMデータ特性図である。 実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンにて使用する横加速度目標値tYGのROMデータ特性図である。 実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンにて使用する、モータにて実現できる最大駆動力のROMデータ特性図である。 左右駆動力差と車体滑り角βとの関係について説明する図である。 実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンにて使用する目標前輪舵角指令値tDFのROMデータ特性図である。 回転キャスターを用いた従来技術の構成を説明する図である。 回転キャスターを用いた従来技術の特長を説明する図である。 実施例２の左右独立駆動車両の構成を示す構成図である。 実施例３の左右独立駆動車両の構成を示す構成図である。

符号の説明

２RL,２RR 後輪
３RL,３RR 電気モータ
４RL,４RR 減速機
５RL,５RR 駆動回路
６ リチウムイオンバッテリ
７ 回転角速度センサ
８ ヨーレートセンサ
９ 輪荷重センサ
１１ ステアリングハンドル
１２ モータ
１３ モータコントローラ
１４ 操舵機構
２１ 操舵角センサ
２２ ブレーキペダルセンサ
２３ アクセルペダルセンサ
２４ 加速度センサ
２５ シフトレバー
３０ 統合コントローラ

Claims (6)

1. 左右の車両にそれぞれ配置され、モータで車両の制駆動力を独立に調整する駆動輪と、
   運転者からの旋回要求に応じた駆動力差指令値を算出する駆動力差指令値算出手段と、
   前記駆動力差指令値を前記左右の駆動輪の駆動力差のみで実現可能な駆動力差の下限値と上限値との間で制限した駆動力差旋回しきい値を算出する駆動力差旋回しきい値算出手段と、
   前記駆動力差旋回しきい値に基づいて前記左右の駆動輪に駆動力差を発生させる駆動力制御手段と、
   前記駆動輪と別に設けられた転舵輪と、
   前記転舵輪の横力がゼロのときの前記駆動力差旋回しきい値に対する車体重心位置の車体横滑り角の伝達特性と、前記車体重心位置の車体横滑り角と転舵輪左右中央位置の車体横滑り角との関係と、に基づいて、前記駆動力差旋回しきい値で実現する転舵輪左右中央位置の目標車体横滑り角を算出する目標車体横滑り角算出手段と、
   前記駆動力差指令値と前記駆動力差旋回しきい値との差に応じた値を前記転舵輪左右中央位置の目標車体横滑り角に加算して前記転舵輪の転舵角目標値を算出する転舵角目標値算出手段と、
   前記転舵輪の転舵角を前記転舵角目標値に一致させる転舵角調整手段と、
   を備えることを特徴とする左右独立駆動車両。
2. 請求項１に記載の左右独立駆動車両において、
   前記駆動力差旋回しきい値算出手段は、要求駆動力が大きいほど、前記駆動力差旋回しきい値をより小さな値とすることを特徴とする左右独立駆動車両。
3. 請求項１または請求項２に記載の左右独立駆動車両において、
   前記駆動力差旋回しきい値算出手段は、要求制動力が大きいほど、前記駆動力差旋回しきい値をより小さな値とすることを特徴とする、左右独立駆動車両。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の左右独立駆動車両において、
   路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を備え、
   前記駆動力差旋回しきい値算出手段は、推定した路面摩擦係数が小さいほど、前記駆動力差旋回しきい値をより小さな値とすることを特徴とする左右独立駆動車両。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の左右独立駆動車両において、
   車両の前後重心位置を推定する重心位置推定手段を備え、
   前記駆動力差指令値算出手段は、推定した重心位置が車両前寄りにあるほど、前記駆動力差指令値をより大きな値とすることを特徴とする左右独立駆動車両。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の左右独立駆動車両において、
   車両の質量を推定する質量推定手段を備え、
   前記駆動力差指令値算出手段は、推定した質量が大きいほど、前記駆動力差指令値をより大きな値とすることを特徴とする左右独立駆動車両。

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