JP4650483B2

JP4650483B2 - 車両走行制御装置

Info

Publication number: JP4650483B2
Application number: JP2007321222A
Authority: JP
Inventors: 勝之森; 護沢田; 平樹松本; 岳士佐田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: US8510007B2; CN101457698A; EP2070798A2; EP2070798B1; US20090157246A1; EP2070798A3; EP2070798A8; JP2009143318A; CN101457698B

Description

本発明は、前輪用の駆動装置と後輪用の駆動装置を各別に独立に備える四輪駆動車に搭載されて有益な車両走行制御装置に関する。

公知のように、例えば車両の加速時や減速時あるいは旋回時において、様々な振動が車両に生じる。具体的には、例えば車両の運転者がアクセルペダルを踏み込むことなどで車両に対し走行指令を与えると、車体のピッチング運動や上下運動あるいはタイヤの振動など、走行指令に沿った走行運動の他に無駄な運動も車両に生じてしまう。

従来、そうした無駄な運動が発生することを抑制するべく、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この文献に記載の技術では、エンジンエネルギーが必要以上に発生しており、ピッチング振動エネルギーが正になるような場合には、モータジェネレータを発電機として用いてピッチング振動エネルギーを除去する。すなわち、無駄な運動を抑制する。また、エンジンエネルギーが必要とされる量に足りず、ピッチング振動エネルギーが負になるような場合には、モータジェネレータをモータとして用い、エンジンエネルギーを補い、ピッチング振動エネルギーを除去する。これにより、ピッチング振動エネルギーに起因する車両挙動の悪化を抑制し、安定した車両走行の実現を図っている。

また従来、次のような車両走行制御装置も知られている。すなわち、車両走行制御装置は、内燃機関を通じて前輪用の出力軸にトルクを発生させることで前輪を駆動するとともに、モータジェネレータを通じて後輪用の出力軸にトルクを発生させることで後輪を駆動する電気式四輪駆動車に搭載されている。そして車両走行制御装置は、タイヤと路面との摩擦係数が低いいわゆる低μ路において、例えば「３０ｋｍ／時以下」の低速度域で発進する際に、モータジェネレータを通じて後輪用の出力軸にトルクを発生させる。このように駆動力を後輪に発生させることで、車両の発進を補助する機能を実現している。
特開２００６−６０９３６号公報

ところで、上記無駄な運動（特に上下方向への車体振動）が車両に発生することに起因して、あるいは、他にも様々な要因によりタイヤに作用する荷重に振動が生じると、次のような課題が生じる。

すなわち、タイヤを介して路面に伝達することのできる力は、一般に、タイヤと路面との間に生じる摩擦力の大きさが最大であり、そうした摩擦力の大きさは、タイヤに作用する荷重と摩擦係数との積で定められる。そのため、タイヤに作用する荷重に振動が生じると、タイヤと路面との間に生じる摩擦力にも振動が生じ、タイヤを介して路面に伝達する最大の力は変動する。したがって、タイヤに作用する荷重に振動が生じてさえいなければタイヤを介して路面に全て伝達することのできる力も、タイヤに作用する荷重に振動が生じているために、そうした力の一部が路面に伝達されない状況が生じる。そうした状況にあっては、たとえ内燃機関等の駆動装置を通じて出力軸に対し運転者の要求通りに忠実にトルクを発生することができたところで、そうした出力がタイヤを介して路面に正しく伝達されず、車両の加速度に乱れが生じてしまうことがある。このように、上記無駄な運動は車両の加速度の乱れを引き起こすことがあり、ひいては、当該車両の運転者の意図にかなう車両走行を実現することが難しくなってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、前輪用及び後輪用の駆動装置を各別に独立に備える四輪駆動車の車両走行制御に当たり、車両の各部に生じる振動を制御し、ひいては、当該車両の運転者の意図にかなう車両走行の実現を図ることができる車両走行制御装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１車輪対に接続された第１出力軸にトルクを生成する内燃機関を含んで構成される第１駆動装置と、第２車輪対に接続された第２出力軸に対しトルクを生成するモータを含んで構成され第１駆動装置とは独立した第２駆動装置と、車両の各部の状態を検出する車両状態検出手段とを備える四輪駆動車に搭載されて、当該車両の走行を制御する車両走行制御装置として、前記車両の運転者の要求に基づいて、第１駆動装置への基本要求トルクである第１基本要求トルク及び第２駆動装置への基本要求トルクである第２基本要求トルクをそれぞれ算出する基本要求トルク算出部と、前記車両状態検出手段によって検出される車両の各部の状態に基づいて前記車両の各部の振動状態を推定するとともに、前記車両のタイヤに作用する上下方向振動のうちの低周波域の振動を増減するための、第１基本要求トルクに対する第１補正トルク、及び、前記車両のタイヤに作用する上下方向振動のうちの高周波域の振動を増減するための、第２基本要求トルクに対する第２補正トルクをそれぞれ算出する補正トルク算出部と、第１及び第２駆動装置がそれぞれ出力すべき第１及び第２基本要求トルクに対して第１及び第２補正トルクによる補正がそれぞれ行われるように前記内燃機関及び前記モータをそれぞれ制御する第１及び第２制御部とを備えることとした。

車両走行制御装置としてのこのような構成では、第１補正トルクによって補正された第１基本要求トルクが第１出力軸に生成される。ここで、第１基本要求トルクは、当該車両の運転者の要求に基づき算出されたトルク（ＤＣ成分）であり、第１補正トルクは、車両の各部の振動のうち低周波域の振動を増減するためのトルク（ＡＣ成分）である。そして、こうした第１補正トルクによって補正された第１基本要求トルクが、内燃機関を含む第１駆動装置を通じて第１出力軸に生成される。したがって、運転者の要求に応じつつ、車両のピッチング運動やバウンシング運動等、低周波域の振動を増減（制御）することができるようになる。

一方、車両走行制御装置としての上記構成では、第２補正トルクによって補正された第２基本要求トルクが第２出力軸に生成される。ここで、第２基本要求トルクは、当該車両の運転者の要求に基づき算出されたトルク（ＤＣ成分）であり、第２補正トルクは、車両の各部の振動のうち高周波域の固有振動を増減するためのトルク（ＡＣ成分）である。そして、こうした第２補正トルクによって補正された第２基本要求トルクが、モータを含む第２駆動装置を通じて第２出力軸に生成される。したがって、運転者の要求に応じつつ、タイヤ振動等の高周波域の振動を増減（制御）することができるようになる。

このように、低周波域の振動が制御されているだけでなく、高周波域の振動も制御されているため、タイヤに作用する荷重に生じる振動も制御されることになる。そのため、タイヤの路面への接地状態を制御することができるようになり、タイヤを介して路面に伝達する最大の力を制御することができるようになる。したがって、車両の加速度を制御することができ、ひいては、当該車両の運転者の意図にかなう車両走行の実現を図ることができるようになる。

こうした第１及び第２補正トルクの算出については、上記請求項１に記載の構成において、例えば請求項２に記載の発明のように、前記補正トルク算出部は、当該車両の各部の振動のうちの低周波域における振動がモデル化された低周波域モデルに基づいて第１補正トルクを算出し、当該車両の各部の振動のうちの高周波域における振動がモデル化された高周波域モデルに基づいて第２補正トルクを算出することが望ましい。これにより、第１補正トルク及び第２補正トルクを適切に算出することができるようになる。

具体的には、例えば請求項３に記載の発明のように、前記低周波域モデルとして、乗員を収容する車体の振動がモデル化されたばね上モデルを採用するとよい。この場合、例えば請求項４に記載の発明のように、前記第１駆動装置は、前輪対である第１車輪対に接続された第１出力軸に対してトルクを付与し、車体の振動を増減するものであり、前記補正トルク算出部は、当該車両が旋回するとき、前輪対のうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる一方、前輪対のうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる第１補正トルクを算出するとよい。これにより、当該車両の旋回性を制御することができるようになる。

また、例えば請求項５に記載の発明のように、前記高周波域モデルとして、車体を支えるシャーシフレーム及びこのシャーシフレームに連結されるタイヤがモデル化されたばね下及びタイヤモデルを採用するとよい。この場合、例えば請求項６に記載の発明のように、前記第２駆動装置は、後輪対である第２車輪対に接続された第２出力軸に対してトルクを付与し、車体を支えるシャーシフレーム及びこのシャーシフレームに連結されるタイヤの振動を増減するものであり、前記補正トルク算出部は、当該車両が旋回するとき、後輪対のうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる一方、後輪対のうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる第２補正トルクを算出するとよい。これによっても、当該車両の旋回性を制御することができるようになる。

また、上記請求項１〜６のいずれかに記載の構成において、例えば請求項７に記載の発明のように、前記四輪駆動車は、前記モータに接続されてこのモータに電力を供給する蓄電手段と、第１出力軸のトルクを用いることで発電して前記蓄電手段を充電するとともに前記内燃機関よりも応答周波数の高い発電機とを備えることが望ましい。これにより、第１基本要求トルクに対する第１補正トルクによる補正が容易となる。

さらに、上記請求項７に記載の構成において、例えば請求項８に記載の発明では、当該車両走行制御装置は、前記蓄電手段の蓄電量及び前記発電機の発電効率に基づいて、前記蓄電量が所定の基準量を維持するための電気量を発電するに際し前記発電機が必要とする必要トルクを第３基本要求トルクとして算出する発電機要求トルク算出部をさらに備え、第１制御部は、第１基本要求トルクに対して第３基本要求トルクによる補正が行われるように前記内燃機関を制御することとした。これにより、蓄電手段の蓄電量を基準量以上に維持することができるようになる。

こうした請求項８に記載の構成において、例えば請求項９に記載の発明のように、前記発電機要求トルク算出部は、前記内燃機関が第１基本要求トルク以上に第１出力軸に生成することのできる余裕トルクを算出するとともに、この余裕トルク及び前記必要トルクのうちの小さい方を第３基本要求トルクとすることとすれば、第１出力軸に生成されるトルクのうち、少なくとも余裕トルクを用いて発電することができ、蓄電手段に蓄電することができるようになる。

なお、上記請求項９に記載の構成において、例えば請求項１０に記載の発明では、第１制御部は、前記蓄電手段の蓄電量が基準量を下回ったとき、第１基本要求トルクに対する第１補正トルクによる補正に優先して、第１基本要求トルクに対する第３基本トルクによる補正を行うこととした。これにより、蓄電手段の蓄電量を迅速に回復することができるようになる。

以下、本発明に係る車両走行制御装置の一実施の形態について、図１〜図８を参照しつつ説明する。なお、図１は、本実施の形態の車両走行制御装置が搭載される車両の構成例を示す模式図であり、はじめに、こうした車両について説明する。

車両１００は、図１に示すように、四輪駆動式の車両として構成されており、基本的に、バッテリー（蓄電手段）１１１、内燃機関１２１（第１駆動装置）、オルタネータ（第１駆動装置（発電機））１２２、モータジェネレータ（モータ）１３１、及び車両状態検出手段（図１では図示略）等々を備える。

ここで、バッテリー１１１は、図示しない各種車載機器に接続されており、これら各種車載機器が駆動するための電力を供給する。また、バッテリー１１１は、後述するオルタネータ（発電機）１２２に接続されており、このオルタネータ１２２が発電する電力（電気エネルギー）を蓄電する。さらにバッテリー１１１は、これも後述するデバイスドライバ１２４を介してモータジェネレータ（モータ）１３１に接続されており、モータジェネレータ１３１がモータとして機能するとき、当該バッテリー１１１に蓄電していた電力を供給する一方、モータジェネレータ１３１が発電機として機能するとき、モータジェネレータ１３１が発電する電力を当該バッテリー１１１に蓄電する。なお、本実施の形態では、蓄電手段としてバッテリーを採用しているが、これに限らず、他に例えば大容量キャパシタ等を採用してもよい。

また、火花点火式内燃機関１２１（以下、単に内燃機関と記載）は、例えば前輪対（第１車輪対）１０１Ｌ及び１０１Ｒに図示しないトランスアクスル及び車軸等を介して接続されたこれも図示しない第１出力軸に対しトルクを生成し、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒを回転させる駆動力を生成する。ここで、内燃機関１２１（特に吸気系）は、その応答周波数がおよそ「５Ｈｚ以下」であり、低周波域のトルクを第１出力軸に生成する。なお、こうした内燃機関１２１については公知であるため、ここでの詳しい説明を割愛する。

また、オルタネータ１２２は、基本的には、公知の構成を有しており、例えばベルト１２３（伝達手段）を介して内燃機関１２１の第１出力軸に連結され、この第１出力軸のトルクを用いることで発電し、この発電した電力にてバッテリー１１１を充電する。ただし、本実施の形態のオルタネータ１２２は、例えば当該オルタネータ１２２を構成するコイルのインピーダンスが低減するように巻き線の長さや太さが設定されており、第１出力軸のトルクを利用して発電することのできるトルクの周波数が通常のオルタネータよりも向上している（例えば「１０Ｈｚ以上」）。すなわち、オルタネータ２２の応答周波数帯は、内燃機関１２１の応答周波数帯よりも高く設定されている。このように、第１駆動装置は、内燃機関１２１及びオルタネータ１２２を含んで構成されている。

一方、モータジェネレータ１３１は、デバイスドライバ１２４を介してバッテリー１１１に接続されており、このバッテリー１１１から電力の供給を受けて、例えば後輪対（第２車輪対）１０２Ｌ及び１０２Ｒに変速ディファレンシャル機構１３２を介して接続された図示しない第２出力軸に対しトルクを生成し、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒを回転させる駆動力を生成する。ここで、モータジェネレータ１３１は、その応答周波数が例えば「１０Ｈｚ以上」と内燃機関１２１よりも高く設定されており、高周波域のトルクを第２出力軸に生成している。ちなみに、モータジェネレータ１３１は、上記変速ディファレンシャル機構１３２を介して後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒの各車輪に対し同一のトルクを付与している。なお、モータジェネレータ１３１は、バッテリー１１１からの電力の供給を受けて第２出力軸に対しトルクを生成するモータとしての機能だけでなく、第２出力軸のトルクを用いて発電しバッテリー１１１を充電する発電機としての機能も有する。そしてモータジェネレータ１３１をモータ及び発電機のいずれとして機能させるかについては、後述の車両走行制御装置１によって決定され、この車両走行制御装置１による指令を受けたデバイスドライバ１２４によって制御される。なお、こうしたモータジェネレータ１３１についても公知であるため、ここでの詳しい説明を割愛する。このように、第２駆動装置は、モータジェネレータ１３１を含んで構成されている。

また、車両１００は、当該車両１００の各部の状態を検出する車両状態検出手段として、例えば当該車両１００の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサや、内燃機関１２１の回転数を検出する回転数センサ、図示しないステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ等々、各種センサを備えている（いずれも図示略）。アクセルストロークセンサは、車両走行制御装置１に接続され、検出したアクセルの踏み込み量を車両走行制御装置１に対して出力する。同様に、回転数センサは、車両走行制御装置１に接続されており、車両走行制御装置１に対して検出した回転数を出力している。また同様に、操舵角センサも、車両走行制御装置１に接続されており、車両走行制御装置１に対して検出したステアリングホイールの操舵角を出力している。さらに、その他の各種センサも、車両走行制御装置１に接続されており、車両走行制御装置１に対して各種センサ出力値を出力する。

次に、このようにして構成される車両に搭載される車両走行制御装置１について説明する。

車両走行制御装置１は、図２に示すように、図示しないアクセルストロークセンサを通じて検出されるアクセルペダルの踏み込み量（すなわちアクセル開度）に基づいて、上記第１駆動装置への基本要求トルクである第１基本要求トルクＴｆ１（ＤＣ成分）及び上記第２駆動装置への基本要求トルクである第２基本要求トルクＴｆ２（ＤＣ成分）をそれぞれ算出する基本要求トルク算出部２１を備えている。

ちなみに、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど、当該車両１００の運転者は、第１駆動装置及び第２駆動装置に対して大きな出力軸トルクを発生することを要求しているため、第１基本要求トルクＴｆ１及び第２基本要求トルクＴｆ２は、それぞれ大きな値となる。一方、アクセルペダルの踏み込み量が小さいほど、当該車両１００の運転者は、第１駆動装置及び第２駆動装置に対してそれほど大きな出力軸トルクを発生することを要求していないため、第１基本要求トルクＴｆ１及び第２基本要求トルクＴｆ２は、それぞれそれほど大きな値とならない。

ただし、基本要求トルク算出部２１は、検出した車両の状態に基づいて、内燃機関１２１が第１出力軸に生成することのできるトルクの最大値Ｔ１ｍａｘ及び最小値Ｔ１ｍｉｎも算出している。そして基本要求トルク算出部２１は、上記踏み込み量に基づき算出した第１基本要求トルクＴｆ１が最大値Ｔ１ｍａｘを上回るとき、第１基本要求トルクＴｆ１の値を最大値Ｔ１ｍａｘとする一方、上記第１基本要求トルクＴｆ１が最小値Ｔ１ｍｉｎを下回るとき、第１基本要求トルクＴｆ１の値を最小値Ｔ１ｍｉｎとする。すなわち、上記踏み込み量に基づき算出した第１基本要求トルクＴｆ１の大きさは、その時点における最大値Ｔ１ｍａｘと最小値Ｔ１ｍｉｎとの間になるように制限されている。これにより、第１基本要求トルクＴｆ１として、適正な値を算出することができる。

同様に、基本要求トルク算出部２１は、第２基本要求トルクＴｆ２の最大値Ｔ２ｍａｘ及び最小値Ｔ２ｍｉｎを適宜の記憶保持手段（図示略）にそれぞれ記憶保持している。そして基本要求トルク算出部２１は、上記踏み込み量に基づき算出した第２基本要求トルクＴｆ２が最大値Ｔ２ｍａｘを上回るとき、第２基本要求トルクＴｆ２の値を最大値Ｔ２ｍａｘとする一方、上記第２基本要求トルクＴｆ２が最小値Ｔ２ｍｉｎを下回るとき、第２基本要求トルクＴｆ２の値を最小値Ｔ２ｍｉｎとする。すなわち、上記踏み込み量に基づき算出した第２基本要求トルクＴｆ２の大きさは、その時点における最大値Ｔ２ｍａｘと最小値Ｔ２ｍｉｎとの間になるように制限されている。これにより、第２基本要求トルクＴｆ２として、適正な値を算出することができる。

ところで、車両１００の各部には、例えば当該車両１００の急加減速や路面の凹凸等、種々の要因によって振動が生じる。そして車両１００に振動が発生することに起因して、あるいは、他にも様々な要因により、タイヤに作用する荷重に振動が生じると、次のような課題が生じる。

すなわち、タイヤを介して路面に伝達することのできる力は、一般に、タイヤと路面との間に生じる摩擦力の大きさが最大であり、そうした摩擦力の大きさは、タイヤに作用する荷重と摩擦係数との積で定められる。そのため、タイヤに作用する荷重に振動が生じると、タイヤと路面との間に生じる摩擦力にも振動が生じ、タイヤを介して路面に伝達する最大の力は変動する。したがって、タイヤに作用する荷重に振動が生じてさえいなければタイヤを介して路面に全て伝達することのできる力も、タイヤに作用する荷重に振動が生じているために、そうした力の一部が路面に伝達されない状況が生じる。そうした状況にあっては、たとえ第１駆動装置や第２駆動装置を通じて第１及び第２出力軸に対し当該車両１００の運転者の要求通りに、第１基本要求トルクＴｆ１及び第２基本要求トルクＴｆ２を忠実に発生することができたところで、そうした出力がタイヤを介して路面に正しく伝達されず、車両１００の加速度に乱れが生じてしまうことがある。このように、車両１００の各部に生じる振動は、車両１００の加速度の乱れを引き起こすことがあり、ひいては、当該車両１００の運転者の意図にかなう車両走行を実現することが難しくなってしまう。

そこで、本実施の形態では、車両走行制御装置１は、上記各種センサを通じて検出される車両１００の各部の状態に基づき車両１００の各部の振動状態を推定するとともに、車両１００の各部の振動のうちの低周波域の振動を低減するための、上記第１基本要求トルクＴｆ１に対する第１補正トルクＴｃ１（ＡＣ成分）、及び、車両１００の各部の振動のうちの高周波域の振動を低減するための、第２基本要求トルクＴｆ２に対する第２補正トルクＴｃ２（ＡＣ成分）をそれぞれ算出する補正トルク算出部３１を備える。

補正トルク算出部３１の内部構成を図３に示す。この図３に示されるように、補正トルク算出部３１は、当該車両１００の各部の挙動のうちの低周波域における挙動をモデル化した低周波域モデルに基づいて上記第１補正トルクＴｃ１を算出する低周波振動制御部３１１と、当該車両１００の各部の挙動のうちの高周波域における挙動をモデル化した高周波域モデルに基づいて上記第２補正トルクＴｃ２を算出する高周波振動制御部３１２とを有して構成されている。詳しくは、本実施の形態では、低周波域モデルとして、乗員を収容する車体の振動がモデル化された、いわゆるばね上モデルが採用されている一方、高周波域モデルとして、車体を支えるシャーシフレーム及びこのシャーシフレームに連結されるタイヤがモデル化された、いわゆるばね下及びタイヤモデルが採用されている。

すなわち、本実施の形態では、車両１００全体をモデル化した車両モデルに対して制御系が設計されているわけではなく、車両１００全体をより小規模なモデルに分割したばね上モデル並びにばね下及びタイヤモデルに対して制御系がそれぞれ設計されている。したがって、補正トルク算出部３１を構成する低周波振動制御部３１１には、上記各種センサ等によって検出される車両１００の各部の振動状態に関する情報、及び、後述する第１要求トルクＴｒ１が入力され、補正トルク算出部３１を構成する高周波振動制御部３１２には、上記各種センサ等によって検出される車両１００の各部の振動状態に関する情報、及び、後述する第２要求トルクＴｒ２が入力されている。すなわち、低周波振動を抑制するに適した第１駆動装置にて生成されるトルクは、ばね上モデルへの主入力とされる一方、低周波振動を抑制するに適していない第２駆動装置にて生成されるトルクはばね上モデルへの外乱入力としてみなされた上で、制御系は例えば公知の最適レギュレータにて設計されている。同様に、高周波振動を抑制するに適した第２駆動装置にて生成されるトルクは、ばね下及びタイヤモデルへの主入力とされる一方、高周波振動を抑制するに適していない第１駆動装置にて生成されるトルクは、ばね下及びタイヤモデルへの外乱入力としてみなされた上で、制御系は例えば公知の最適レギュレータにて設計されている。なお、本実施の形態では、ばね上モデル並びにばね下及びタイヤモデル各々に対して例えば最適レギュレータを採用して制御系を設計したがこれに限らない。他にも、モデルベースの制御系設計手法であれば、採用することができる。

ところで、特に当該車両１００の旋回時においては、例えば車両のロール運動等に起因して、対角輪のタイヤに作用する荷重に振動が生じやすいため、運転者の意図にかなう車両走行を実現することが難しくなる。

その点、補正トルク算出部３１は、上記内部構成を通じて、当該車両１００が旋回するとき、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる一方、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる上記第２補正トルクＴｃ２を算出している。さらに、補正トルク算出部３１は、当該車両１００が旋回するとき、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる一方、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる上記第１補正トルクＴｃ１を算出している。

通常、モータジェネレータ１３１は、例えば変速ディファレンシャル機構１３２を介して後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒにトルクを付与するため、振幅あるいは位相の異なるトルクを各車輪（左右輪）に独立して付与することはできず、同一の振幅及び同一の位相にてトルクを左右輪に付与することになる。しかしながら、車両１００の走行中においては振幅及び位相の異なる振動が左右輪に生じることが多いものの、左右輪の固有振動数は略同一であることから、同一の振幅及び位相にて、さらに、固有振動数と略同一の振動数にてトルクを左右輪に付与することによって、左右輪のうちの一方の振動を減衰させるとともに他方の振動を増幅させたり、逆に、左右輪のうちの一方の固有振動を増幅させるとともに他方の振動を減衰させることが可能である（共振を利用）。換言すれば、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒに接続された第２出力軸に対して同一のトルクを付与し、各車輪の振動を個別に増減することができる。なお、ここではモータジェネレータ１３１（第２駆動装置）について説明したが、内燃機関１２１及びオルタネータ１２２によって構成される第１駆動装置についても同様であり、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒに接続された第１出力軸に対して同一のトルクを付与し、各車輪の振動を個別に増減することができる。

そして、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動を増大させる一方、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動を減少させるため、反旋回方向側のタイヤの方が旋回方向側のタイヤよりも安定して路面に接地するようになる。また、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動は減少させる一方、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動は増大させるため、旋回方向側のタイヤの方が反旋回方向側のタイヤよりも安定して路面に接地するようになる。したがって、当該車両１００に発生するヨーモーメントを車両の旋回方向へ増大させることができるようになり、その結果、車両の旋回性能を向上することができるようになる。

なお、車両走行制御装置１は、先の図２に示すように、上記第１基本要求トルクＴｆ１に対して第１補正トルクＴｃ１による補正が行われるように内燃機関１２１及びオルタネータ１２２をそれぞれ制御する内燃機関制御部（第１制御部）２２及びオルタネータ制御部１３、並びに、上記第２基本要求トルクＴｆ２第２補正トルクＴｃ２による補正が行われるようにモータジェネレータ１３１を制御するモータジェネレータ制御部（第２制御部）３２を有している。

一方、車両１００は、図１に示すように、また、既述したように、オルタネータ１２２を備えており、このオルタネータ１２２は、内燃機関１２１によって第１出力軸に生成されるトルクの一部を用いて発電し、バッテリー１１１の蓄電量を少なくとも基準量Ｅｔｈ［Ｊ］に維持する。そしてバッテリー１１１に蓄電された電気エネルギーが図示しない各種車載機器に供給される。そのため、当該車両１００の各部に発生する振動を上述したように抑制しようとするあまり、バッテリー１１１の蓄電量について何ら考慮されないと、各種車載機器の動作が不安定になってしまうこともある。

そこで、本実施の形態では、車両走行制御装置１は、図２に示すように、各種車載機器の動作が不安定になることを回避すべく、バッテリー状態推定部１１及びオルタネータ要求トルク算出部１２を備える。

詳しくは、バッテリー状態推定部１１は、上記バッテリー１１１の図示しない電極に配設した同じく図示しない電流センサ及び電圧センサがその前段に接続されており、上記オルタネータ要求トルク算出部１２がその後段に接続されている。バッテリー状態推定部１１は、バッテリー１１１に蓄電されている電気エネルギーの電流値及び電圧値を上記電流センサ及び電圧センサを通じてそれぞれ取り込み、蓄電されている電力量の推定値Ｅｂａｔ［Ｊ］を算出する。そして、バッテリー状態推定部１１は、現在蓄電されている電力量の推定値Ｅｂａｔの、上記基準量Ｅｔｈへの不足電力量である要求電力量Ｅｒ［Ｊ］を算出し、こうして算出した要求電力量Ｅｒをオルタネータ要求トルク算出部１２へ出力する。すなわち、バッテリー状態推定部１１は、バッテリー１１１に蓄電されている電力量の推定値Ｅｂａｔを算出し、この推定値Ｅｂａｔが基準量Ｅｔｈを上回るとき、要求電力量Ｅｒを零に設定する一方、推定値Ｅｂａｔが基準量Ｅｔｈ以下であるとき、「Ｐｒ＝Ｆ（Ｅｔｈ−Ｅｂａｔ）」を算出し、これを要求電力Ｐｒ［Ｗ］として設定する。なお、基準量Ｅｔｈから推定値Ｅｂａｔを差し引いた差分を電力の次元に変換する関数Ｆ（ｘ）は任意の関数である（ｘは引数）。

オルタネータ要求トルク算出部１２は、前段に接続された上記バッテリー状態推定部１１から上記要求電力Ｐｒを取り込み、同じく前段に接続されたオルタネータ１２２から単位時間当たりの回転数を取り込んで発電効率Ｅａを算出するとともに、上記要求電力Ｐｒを発電するに際しオルタネータ１２２が必要とするトルクである必要トルクＴａ１を発電効率Ｅａを考慮した上で算出する。一方、オルタネータ要求トルク算出部１２は、前段に接続された上記各種センサから内燃機関１２１の状態についての情報を取り込み、取り込んだ時点における当該内燃機関１２１が第１出力軸に生成することのできる最大トルクＴｍａｘを算出する。このとき、オルタネータ要求トルク算出部１２は、上記基本要求トルク算出部２１から上記第１基本要求トルクＴｆ１を取り込んでおり、算出した上記最大トルクＴｍａｘからこの第１基本要求トルクＴｆ１を差し引いて余裕トルクＴａ２を算出する。そして、オルタネータ要求トルク算出部１２は、上記必要トルクＴａ１と上記発電余裕トルクＴａ２のうちのいずれか小さい方を第３基本要求トルクＴｆ３として後段に接続されたオルタネータ制御部１３及び内燃機関制御部２２にそれぞれ出力する。

また、車両制御装置１は、図２に示すように、オルタネータ１２２が上記第１出力軸から上記第３基本要求トルクＴｆ３分のトルクを用いて発電するように、オルタネータ１２２を制御するオルタネータ制御部１３を有している。

以上のように構成された車両走行制御装置１によって実行される車両制御処理について、図４〜図７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここで、図４は、車両走行制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図５〜図７は、第１〜第３基本要求トルク算出処理の処理手順の一例をそれぞれ示すフローチャートである。

図４に示されるように、車両走行制御処理が開始されると、車両走行制御装置１（正確には基本要求トルク算出部２１）は、まず、ステップＳ１０の処理として、第１基本要求トルク算出処理を実行する。

詳しくは、図５に示されるように、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ２１の処理として、アクセルストロークセンサによって検出されるアクセルペダルの踏み込み量（すなわちアクセル開度）を読み込むとともに、車両１００の運転者が要求する第１駆動装置への第１基本要求トルクＴｆ１を算出する。

第１基本要求トルクＴｆ１を算出すると、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ２２の処理として、各種センサ等によって検出される車両状態を読み込むとともに、読み込んだ時点における内燃機関１２１が第１出力軸に生成することのできるトルクの最大値Ｔ１ｍａｘ及び最小値Ｔ１ｍｉｎをそれぞれ算出する。

こうして最大値Ｔ１ｍａｘ及び最小値Ｔ１ｍｉｎをそれぞれ算出すると、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ２３の判断処理として、ステップＳ２１の処理にて算出した第１基本要求トルクＴｆ１がステップＳ２２の処理にて算出した最大値Ｔ１ｍａｘよりも大きいか否かを判断する。ここで、第１基本要求トルクＴｆ１の方が最大値Ｔ１ｍａｘよりも大きいと判断されるとき（ステップＳ２３の判断処理において「Ｙｅｓ」）、第１基本要求トルクＴｆ１を第１出力軸に生成することは不可能であるため、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ２４の処理として、第１基本要求トルクＴｆ１を最大値Ｔ１ｍａｘに設定する。

このようにして、第１基本要求トルクＴｆ１を最大値Ｔ１ｍａｘに設定すると、あるいは、先のステップＳ２３の判断処理において、第１基本要求トルクＴｆ１の方が最大値Ｔ１ｍａｘ以下であると判断される（先のステップＳ２３の処理で「Ｎｏ」）と、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ２５の判断処理を実行する。すなわち、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ２５の判断処理において、先のステップＳ２２の処理にて算出した最小値Ｔ１ｍｉｎの方が第１基本要求トルクＴｆ１よりも大きいか否かを判断する。

ここで、先のステップＳ２３の判断処理において「Ｙｅｓ」と判断されていた場合にあっては、基本要求トルク算出部２１は、当然のことながら、第１基本要求トルクＴｆ１の方が最小値Ｔ１ｍｉｎよりも大きい、すなわち、最小値Ｔ１ｍｉｎは第１基本トルクＴ１以下であると判断するため（ステップＳ２５の判断処理において「Ｎｏ」）、第１基本要求トルクＴｆ１について何ら処理することなく、図４に示すステップＳ１１の処理へそのまま移行する。

一方、最小値Ｔ１ｍｉｎの方が第１基本要求トルクＴｆ１よりも大きいと判断されるとき（ステップＳ２５の判断処理において「Ｙｅｓ」）、内燃機関１２１は少なくとも最小値Ｔ１ｍｉｎだけ第１出力軸に生成してしまうため、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ２６の処理として、第１基本要求トルクＴｆ１を最小値Ｔ１ｍｉｎに設定した上で、図４に示すステップＳ１１の処理へ移行する。

以上のようにして、第１基本要求トルクＴｆ１の大きさは、その時点における最大値Ｔ１ｍａｘと最小値Ｔ１ｍｉｎとの間になるように制限される。そして、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ１０の処理（図４参照）を実行し終えると、続くステップＳ１１として、図６に示す第２基本要求トルク算出処理を実行する。

詳しくは、図６に示されるように、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ３１の処理として、アクセルストロークセンサによって検出されるアクセルペダルの踏み込み量（すなわちアクセル開度）を読み込むとともに、車両１００の運転者が要求する第２駆動装置への第２基本要求トルクＴｆ２を算出する。

第２基本要求トルクＴｆ２を算出すると、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ３２の処理として、モータジェネレータ１３１を通じて第２出力軸に生成することのできる最大値Ｔ２ｍａｘ及び最小値Ｔ２ｍｉｎをそれぞれ記憶保持手段から読み出す。

そして最大値Ｔ２ｍａｘ及び最小値Ｔ２ｍｉｎをそれぞれ読み出すと、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ３３の判断処理として、ステップＳ３１の処理にて算出した第２基本要求トルクＴｆ２がステップＳ３２の処理にて読み出した最大値Ｔ２ｍａｘよりも大きいか否かを判断する。ここで、第２基本要求トルクＴｆ２の方が最大値Ｔ２ｍａｘよりも大きいと判断されるとき（ステップＳ３３の判断処理において「Ｙｅｓ」）、第２基本要求トルクＴｆ２を第２出力軸に生成することは不可能であるため、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ３４の処理として、第２基本要求トルクＴｆ２を最大値Ｔ２ｍａｘに設定する。

このようにして、第２基本要求トルクＴｆ２を最大値Ｔ２ｍａｘに設定すると、あるいは、先のステップＳ３３の判断処理において、第２基本要求トルクＴｆ２の方が最大値Ｔ２ｍａｘ以下であると判断される（先のステップＳ３３の処理で「Ｎｏ」）と、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ３５の判断処理を実行する。すなわち、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ３５の判断処理において、先のステップＳ３２の処理にて算出した最小値Ｔ２ｍｉｎの方が第２基本要求トルクＴｆ２よりも大きいか否かを判断する。

ここで、先のステップＳ３３の判断処理において「Ｙｅｓ」と判断されていた場合にあっては、基本要求トルク算出部２１は、当然のことながら、第２基本要求トルクＴｆ２の方が最小値Ｔ２ｍｉｎよりも大きい、すなわち、最小値Ｔ２ｍｉｎは第２基本トルクＴ２以下であると判断するため（ステップＳ３５の判断処理において「Ｎｏ」）、第２基本要求トルクＴｆ２について何ら処理することなく、図４に示すステップＳ１２の処理へそのまま移行する。

一方、最小値Ｔ２ｍｉｎの方が第２基本要求トルクＴｆ２よりも大きいと判断されるとき（ステップＳ３５の判断処理において「Ｙｅｓ」）、モータジェネレータ１３１は少なくとも最小値Ｔ２ｍｉｎだけ第２出力軸に生成してしまうため、基本要求トルク算出部２１は、続くステップＳ３６の処理として、第２基本要求トルクＴｆ２を最小値Ｔ２ｍｉｎに設定した上で、図４に示すステップＳ１２の処理へ移行する。

以上のようにして、第２基本要求トルクＴｆ２の大きさは、その時点における最大値Ｔ２ｍａｘと最小値Ｔ２ｍｉｎとの間になるように制限される。そして、基本要求トルク算出部２１は、ステップＳ１１の処理（図４参照）を実行し終えると、続くステップＳ１２として、図７に示す第３基本要求トルク算出処理を実行する。

詳しくは、図７に示されるように、バッテリー状態推定部１１は、まず、ステップ４１の処理として、バッテリー１１１に蓄電されている電気エネルギーの電流値及び電圧値を上記電流センサ及び電圧センサを通じてそれぞれ取り込み、蓄電されている電力量の推定値Ｅｂａｔを算出する。電力量の推定値Ｅｂａｔを算出すると、バッテリー状態推定部１１は、次に、ステップＳ４２〜Ｓ４４の処理を通じて、算出した推定値Ｅｂａｔの上記基準量Ｅｔｈへの不足電力量及び上記関数Ｆ（ｘ）に基づき、要求電力Ｐｒを算出する。

すなわち、バッテリー状態推定部１１は、ステップＳ４２の判断処理として、先のステップＳ４１の処理にて算出した推定値Ｅｂａｔが記憶保持手段に記憶保持されている基準量Ｅｔｈよりも大きいか否かを判定する。ここで、推定値Ｅｂａｔが基準量Ｅｔｈよりも大きいと判断されるとき（ステップＳ４２の判断処理において「Ｙｅｓ」）、バッテリー１１１の充電量は十分であるため、バッテリー状態推定部１１は、続くステップＳ４３の処理として、要求電力Ｐｒを零に設定する。一方、推定値Ｅｂａｔが基準量Ｅｔｈ以下であると判断されるとき（ステップＳ４２の判断処理において「Ｎｏ」）、バッテリー１１１を充電する必要があるため、バッテリー状態推定部１１は、続くステップＳ４４の処理として、要求電力Ｐｒを「Ｐｒ＝Ｆ（Ｅｔｈ−Ｅｂａｔ）」にて算出する。そしてバッテリー状態推定部１１は、後段に接続されたオルタネータ要求トルク算出部１２（図２参照）に対し、要求電力Ｐｒを出力する。

以上のようにして、要求電力Ｐｒを算出すると、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５１の処理として、前段に接続されたオルタネータ１２２から単位時間当たりの回転数を取り込み、発電効率Ｅａを算出する。そして、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５２の処理として、先のステップＳ４１〜Ｓ４４の処理を通じて算出された要求電力Ｐｒを発電するに際し、オルタネータ１２２が必要とするトルクである必要トルクＴａ１を、先のステップＳ５１の処理において算出した発電効率Ｅａを考慮した上で算出（換算）する。

一方、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５３の処理として、前段に接続された上記各種センサから内燃機関１２１の状態についての情報を取り込み、取り込んだ時点における当該内燃機関１２１が第１出力軸に生成することのできる最大トルクＴｍａｘを算出する。そして、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５４の処理として、先のステップＳ５３の処理にて算出した最大トルクＴｍａｘから、先のステップＳ２１の処理にて算出した第１基本要求トルクＴｆ１を差し引くことで、余裕トルクＴａ２を算出する。

そして、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５５の判断処理として、先のステップＳ５２の処理にて算出した必要トルクＴａ１の方が先のステップＳ５４の処理にて算出した余裕トルクＴａ２よりも大きいか否かを判断する。ここで、必要トルクＴａ１が余裕トルクＴａ２よりも大きいと判断されるとき（ステップＳ５５の判断処理において「Ｙｅｓ」）、オルタネータ要求トルク算出部１２は、ステップＳ５６の処理として、第３基本要求トルクＴｆ３を余裕トルクＴａ２に設定する。一方、必要トルクＴａが余裕トルクＴａ２以下であると判断されるとき（ステップＳ５５の判断処理において「Ｎｏ」）、オルタネータ要求トルク算出部１２は、続くステップＳ５７の処理として、第３基本要求トルクＴｆ３を必要トルクＴａ１に設定する。

以上のようにして、第３基本要求トルクＴｆ３が算出されると、車両走行制御装置１（正確には補正トルク算出部３１）は、続くステップＳ１３の処理（図４参照）として、第１及び第２補正トルクＴｃ１及びＴｃ２をそれぞれ算出する。具体的には、先の図３に示したように、補正トルク算出部３１は、上記各種センサを通じて検出される車両１００の各部の状態を取り込むとともに、車両１００の各部の振動状態を推定する。そして、補正トルク算出部３１は、車両１００の各部の振動のうちの低周波域の振動を増減するための、上記第１基本要求トルクＴｆ１に対する第１補正トルクＴｃ１、及び、車両１００の各部の振動のうちの高周波域の振動を増減するための、第２基本要求トルクＴｆ２に対する第２補正トルクＴｃ２を、低周波域モデル及び高周波域モデルに基づきそれぞれ算出する。

そして、車両走行制御装置１は、続くステップＳ１４の処理として、第１補正トルクＴｃ１及び第３基本要求トルクＴｆ３によって第１基本要求トルクＴｆ１を補正する。具体的には、図２に示すように、車両走行制御装置１は、第１基本要求トルクＴｆ１に対し、第３基本要求トルクＴｆ３を加算補正するとともに、第１補正トルクＴｃ１を減算補正することで、第１要求トルクＴｒ１を算出する。一方、車両走行制御装置１は、続くステップＳ１５の処理として、第２補正トルクＴｃ２によって第２基本要求トルクＴｆ２を補正する。具体的には、図２に示すように、車両走行制御装置１は、第２基本要求トルクＴｆ２に対し、第２補正トルクＴｃ２を減算補正することで、第２要求トルクＴｒ２を算出する。

こうして第１要求トルクＴｒ１及び第２要求トルクＴｒ２並びに第３基本要求トルクＴｆ３が算出されると、車両走行制御装置１（正確には、内燃機関制御部２２及びモータジェネレータ制御部３２並びにオルタネータ制御部１３）は、続くステップＳ１６〜Ｓ１８の処理として、内燃機関１２１及びモータジェネレータ１３１並びにオルタネータ１２２を通じて、第１出力軸及び第２出力軸に対して、上記各トルクが実現されることになる。

車両走行制御装置としてのこのような構成では、第１補正トルクＴｃ１によって補正された第１基本要求トルクＴｆ１が第１出力軸に生成される。ここで、第１基本要求トルクＴｆ１は、当該車両１００の運転者の要求に基づき算出されたトルクであり、第１補正トルクＴｃ１は、車両１００の各部の振動のうち低周波域の振動を低減するためのトルクである。そして、こうした第１補正トルクＴｃ１によって補正された第１基本要求トルクＴｆ１が、内燃機関１２１を含む第１駆動装置を通じて第１出力軸に生成される。したがって、運転者の要求に応じつつ、車両１００のピッチング運動やバウンシング運動等、低周波域の振動の発生を抑制することができるようになる。

一方、車両走行制御装置としての上記構成では、第２補正トルクＴｃ２によって補正された第２基本要求トルクＴｆ２が第２出力軸に生成される。ここで、第２基本要求トルクＴｆ２は、当該車両１００の運転者の要求に基づき算出されたトルクであり、第２補正トルクＴｃ２は、車両１００の各部の振動のうち高周波域の振動を低減するためのトルクである。そして、こうした第２補正トルクＴｃ２によって補正された第２基本要求トルクＴｆ２が、モータジェネレータ１３１を含む第２駆動装置を通じて第２出力軸に生成される。したがって、運転者の要求に応じつつ、タイヤ振動等の高周波域の振動の発生を抑制することができるようになる。

このように、低周波域の振動が車両１００に発生することを抑制することができるだけでなく、高周波域の振動が車両１００に発生することも抑制することができるため、タイヤに作用する荷重に振動が生じにくくなる。そのため、タイヤは安定して路面に接地するようになり、タイヤを介して路面に伝達する最大の力に変動は生じにくくなる。したがって、課題の欄に記載したような、車両１００の加速度に乱れが生じるようなことが抑制され、ひいては、当該車両の運転者の意図にかなう車両走行の実現を図ることができるようになる。

また、補正トルク算出部３１は、当該車両１００が旋回するとき、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる一方、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる上記第２補正トルクＴｃ２を算出しているとともに、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる一方、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる上記第１補正トルクＴｃ１を算出していることは、既述した通りである。

そのため、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動を増大させる一方、後輪対１０２Ｌ及び１０２Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動を減少させるため、反旋回方向側のタイヤの方が旋回方向側のタイヤよりも安定して路面に接地するようになる。また、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動は減少させる一方、前輪対１０１Ｌ及び１０１Ｒのうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させ、タイヤに作用する荷重に生じる振動は増大させるため、旋回方向側のタイヤの方が反旋回方向側のタイヤよりも安定して路面に接地するようになる。したがって、当該車両１００に発生するヨーモーメントを車両の旋回方向へ増大させることができるようになり、その結果、車両の旋回性能を向上することができるようになる。

以下、図８を参照しつつ、本実施の形態の車両走行制御装置を搭載する車両の運動態様の一例について説明する。なお、図８は、本実施の形態の車両走行制御装置によって走行制御される四輪駆動車について、その運動態様の一例を平面方向から模式的に示した図である。

この図８に示すように、車両１００の走行中にあっては、タイヤ４０１及び４０２並びに４０３及び４０４に、第１及び第２駆動装置を通じて制御可能な駆動力の前後方向成分４３１及び４３２並びに４３３及び４３４がそれぞれ発生し、駆動力の横方向成分４２１及び４２２並びに４２３及び４２４がそれぞれ発生する。なお、駆動力の横方向成分は、各車輪のキャンバ角及びトー角に起因して生じる。

そして、車両１００が例えば左旋回すると、タイヤ４０１及び４０２並びにタイヤ４０３及び４０４が路面に与える横方向の力は、駆動力の横方向成分４２１及び４２２並びに４２３及び４２４と、車速及び旋回半径で定まる遠心力４１１及び４１２並びに４１３及び４１４との各合力となる。そして、路面とタイヤとの間に作用する摩擦力によってこの各合力が支えられることになるが、各合力のうち摩擦力にて支え切れない力に起因して、タイヤは路面を滑ることになる。

ここで、基本補正トルク算出部３１は、車両１００が左旋回しているため、タイヤ４０３及び４０４のうちの旋回方向側のタイヤであるタイヤ４０３に生じる振動を増大させる一方、タイヤ４０３及び４０４のうちの反旋回方向側のタイヤであるタイヤ４０４に生じる振動を減少させる第２補正トルクＴｃ２を算出する。さらに、基本補正トルク算出部３１は、車両１００が左旋回しているため、タイヤ４０１及び４０２のうちの旋回方向側のタイヤであるタイヤ４０１に生じる振動を減少させる一方、タイヤ４０１及び４０２のうちの反旋回方向側のタイヤであるタイヤ４０２に生じる振動を増大させる第１補正トルクＴｃ１を算出する。これにより、タイヤ４０４の荷重が路面に確実に伝わるようになり、駆動力の横方向成分４２４及び遠心力４１４を支えるだけの摩擦力を確保し、タイヤ４０４の横方向への滑りを押さえ込むことができる。一方、タイヤ４０３の荷重は路面にそれほど伝わらなくなるため、駆動力の横方向成分４２３及び遠心力４１３を支える摩擦力は低下し、タイヤ４０３の横方向への滑りが増大する。同様に、タイヤ４０１の荷重が路面にしっかり伝わるようになり、駆動力の横方向成分４２１及び遠心力４１１を支えるだけの摩擦力を確保し、タイヤ４０１の横方向への滑りを押さえ込むことができる。一方、タイヤ４０２の荷重は路面にそれほど伝わらなくなるため、駆動力の横方向成分４２２及び遠心力４１２を支える摩擦力は低下し、タイヤ４０２の横方向への滑りが増大する。その結果、当該車両１００に発生するヨーモーメントを車両１００の旋回方向である左方へ増大させることができるようになる。すなわち、車両１００の旋回性能を向上させることができるようになる。

なお、本発明に係る車両走行制御装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々に変形して実施することが可能である。すなわち、上記実施の形態を適宜変更した例えば次の形態として実施することもできる。

上記実施の形態では、先の図４中ステップＳ１４の処理として示すように、第１補正トルクＴｃ１及び第３基本要求トルクＴｆ３によって第１基本要求トルクＴｆ１を補正していたがこれに限らない。他に例えば、図９中のステップＳ１４１の判断処理として示すように、車両走行制御装置１は、第３基本要求トルクＴｆ３によって第１基本要求トルクＴｆ１を補正するに先立ち、まず、要求電力Ｐｒ（ステップＳ４２〜Ｓ４４参照）が零よりも大きいか否かを判断する。ここで要求電力Ｐｒが零より大きい判断されるとき（ステップＳ１４１の処理で「Ｙｅｓ」）とは、バッテリー１１１の蓄電量の推定値Ｅｂａｔが基準量Ｅｔｈ以下であることを意味し、蓄電量の一刻も早い回復が必要な状況であることを意味する。そのため、車両走行制御装置１は、続くステップＳ１４２の処理として、第３基本要求トルクＴｆ３によってのみ第１基本要求トルクＴｆ１を補正することとしてもよい。換言すれば、低周波域の振動を抑制するための第１補正トルクＴｃ１による第１基本要求トルクＴｆ１の補正に優先して、蓄電量の回復を図るための第３基本要求トルクＴｆ３による第１基本要求トルクＴｆ１の補正を実行することとしてもよい。一方、要求電力Ｐｒが零であるとき（ステップＳ１４１の処理「Ｎｏ」）であるとき、バッテリー１１１は十分に充電されていることを意味するため、車両走行制御装置１は、先のステップＳ１４の処理と同様の処理であるステップＳ１４３の処理を実行することとしてもよい。また、こうした充電量確保のための補正処理も、図９に示した処理に限らない。要は、振動抑制のための補正に優先して、充電量確保のための補正を実行すればよい。

上記実施の形態（変形例を含む）では、必要トルクＴａ１及び余裕トルクＴａ２のうち小さい方を第３基本要求トルクＴｆ３とし、第１基本要求トルクＴｆ１に加算補正していたが、こうした加算補正を割愛することとしてもよい。これによっても、所期の目的を達成することはできる。

上記実施の形態（変形例を含む）では、内燃機関１２１を含んで構成される第１駆動装置によって前輪対にトルクを付与し、モータジェネレータ１３１を含んで構成される第２駆動装置によって後輪対にトルクを付与する構成としたため、補正トルク算出部３１は、当該車両１００が旋回するとき、後輪のタイヤ４０３及び４０４のうちの反旋回方向側のタイヤに生じる振動を減少させる一方、後輪のタイヤ４０３及び４０４のうちの旋回方向側のタイヤに生じる振動を増大させる第２補正トルクＴｃ２を算出する。さらに、前輪のタイヤ４０１及び４０２のうちの旋回方向側のタイヤに生じる振動を減少させる一方、前輪のタイヤ４０１及び４０２のうちの反旋回方向側のタイヤに生じる振動を増大させる第１補正トルクＴｃ１を算出することで、当該車両１００に発生するヨーモーメントを車両の旋回方向へ増大させていたが、これに限らない。逆に、内燃機関１２１を含んで構成される第１駆動装置によって後輪対にトルクを付与し、モータジェネレータ１３１を含んで構成される第２駆動装置によって前輪対にトルクを付与する構成とした場合には、補正トルク算出部は、次のような第１及び第２補正トルクを算出することになる。すなわち、補正トルク算出部は、当該車両１００が旋回するとき、前輪のタイヤ４０１及び４０２のうちの旋回方向側のタイヤに生じる振動を減少させる一方、前輪のタイヤ４０１及び４０２のうちの反旋回方向側のタイヤに生じる振動を増大させる第２補正トルクＴｃ２を算出する。さらに、後輪のタイヤ４０３及び４０４のうちの旋回方向側のタイヤに生じる振動を増大させる一方、後輪のタイヤ４０２及び４０３のうちの旋回方向側のタイヤに生じる振動を減少させる第１補正トルクＴｃ１を算出することで、当該車両１００に発生するヨーモーメントを車両の旋回方向へ増大させることとしてもよい。これによっても、上記実施の形態に準じた作用効果を得ることができるようになる。なお、こうした車両の旋回性能の向上を図るための第１補正トルクＴｃ１及び第２補正トルクＴｃ２を双方とも算出しなくともよい。第１補正トルクＴｃ１及び第２補正トルクＴｃ２の少なくとも一方を算出することによっても、車両の旋回性能の向上を図ることはできる。またそもそも、車両１００の旋回時にヨーモーメントの増大を図る必要がないのであれば、こうした第１補正トルクＴｃ１及び第２補正トルクＴｃ２を算出しなくともよい。これによっても、所期の目的を達成することはできる。

上記実施の形態（変形例を含む）では、第１車輪対を駆動する第１駆動装置として内燃機関及びオルタネータを採用するとともに、第２車輪対を駆動する第２駆動装置としてモータジェネレータを採用していたが、これに限らない。他に例えば、第１車輪対を駆動する第１駆動装置として内燃機関及びモータジェネレータを採用するとともに、第２車輪対を駆動する第２駆動装置とてモータジェネレータを採用することとしてもよい。また、こうした第１駆動装置の構成要素及び第２駆動装置の構成要素の組み合わせを逆にしてもよい。

本発明の車両走行制御装置に係る一実施の形態が搭載される四輪駆動車について、その全体構成を示すブロック図。同実施の形態の車両走行制御装置の全体構成を示す模式図。同実施の形態の車両走行制御装置について、補正トルク算出部の構成を示すブロック図。同実施の形態の車両走行制御装置によって実行される車両走行制御処理について、その処理手順の一例を示すフローチャート。同実施の形態の車両走行制御装置によって実行される第１基本要求トルク算出処理について、その処理手順の一例を示すフローチャート。同実施の形態の車両走行制御装置によって実行される第２基本要求トルク算出処理について、その処理手順の一例を示すフローチャート。同実施の形態の車両走行制御装置によって実行される第３基本要求トルク算出処理について、その処理手順の一例を示すフローチャート。同実施の形態の車両走行制御装置によって走行制御される四輪駆動車について、その運動態様の一例を平面方向から模式的に示す図。同実施の形態の車両走行制御装置にて実行される車両走行制御処理の変形例を示すフローチャート。

符号の説明

１…車両走行制御装置、１１…バッテリー状態推定部、１２…オルタネータ要求トルク算出部、１３…オルタネータ制御部、２１…基本要求トルク算出部、２２…内燃機関制御部、３１…補正トルク算出部、３１１…低周波振動制御部、３１２…高周波振動制御部、３２…モータジェネレータ制御部、１００…四輪駆動車（車両）、１０１Ｌ、１０１Ｒ…前輪対（第１車輪対）、１０２Ｌ、１０２Ｒ…後輪対（第２車輪対）、１１１…バッテリー（蓄電手段）、１２１…内燃機関（第１駆動装置）、１２２…オルタネータ（発電機、第１駆動装置）、１２３…プーリー、１２４…デバイスドライバ、１３０…モータジェネレータ（第２駆動装置）。

Claims

第１車輪対に接続された第１出力軸にトルクを生成する内燃機関を含んで構成される第１駆動装置と、第２車輪対に接続された第２出力軸に対しトルクを生成するモータを含んで構成され第１駆動装置とは独立した第２駆動装置と、車両の各部の状態を検出する車両状態検出手段とを備える四輪駆動車に搭載されて、当該車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、
前記車両の運転者の要求に基づいて、第１駆動装置への基本要求トルクである第１基本要求トルク及び第２駆動装置への基本要求トルクである第２基本要求トルクをそれぞれ算出する基本要求トルク算出部と、
前記車両状態検出手段によって検出される車両の各部の状態に基づいて前記車両の各部の振動状態を推定するとともに、前記車両のタイヤに作用する上下方向振動のうちの低周波域の振動を増減するための、第１基本要求トルクに対する第１補正トルク、及び、前記車両のタイヤに作用する上下方向振動のうちの高周波域の振動を増減するための、第２基本要求トルクに対する第２補正トルクをそれぞれ算出する補正トルク算出部と、
第１及び第２駆動装置がそれぞれ出力すべき第１及び第２基本要求トルクに対して第１及び第２補正トルクによる補正がそれぞれ行われるように前記内燃機関及び前記モータをそれぞれ制御する第１及び第２制御部とを備えることを特徴とする車両走行制御装置。
前記補正トルク算出部は、当該車両の各部の振動のうちの低周波域における振動がモデル化された低周波域モデルに基づいて第１補正トルクを算出し、当該車両の各部の振動のうちの高周波域における振動がモデル化された高周波域モデルに基づいて第２補正トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
前記低周波域モデルは、乗員を収容する車体の振動がモデル化されたばね上モデルであることを特徴とする請求項２に記載の車両走行制御装置。
前記第１駆動装置は、前輪対である第１車輪対に接続された第１出力軸に対してトルクを付与し、車体の振動を増減するものであり、
前記補正トルク算出部は、当該車両が旋回するとき、前輪対のうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる一方、前輪対のうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる第１補正トルクを算出することで、当該車両の旋回性を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両走行制御装置。
前記高周波域モデルは、車体を支えるシャーシフレーム及びこのシャーシフレームに連結されるタイヤがモデル化されたばね下及びタイヤモデルであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の車両走行制御装置。
前記第２駆動装置は、後輪対である第２車輪対に接続された第２出力軸に対してトルクを付与し、車体を支えるシャーシフレーム及びこのシャーシフレームに連結されるタイヤの振動を増減するものであり、
前記補正トルク算出部は、当該車両が旋回するとき、後輪対のうちの旋回方向側の車輪に生じる振動を増大させる一方、後輪対のうちの反旋回方向側の車輪に生じる振動を減少させる第２補正トルクを算出することで、当該車両の旋回性を制御することを特徴とする請求項５に記載の車両走行制御装置。
前記四輪駆動車は、前記モータに接続されてこのモータに電力を供給する蓄電手段と、第１出力軸のトルクを用いることで発電して前記蓄電手段を充電するとともに前記内燃機関よりも応答周波数の高い発電機とを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両走行制御装置。
当該車両走行制御装置は、前記蓄電手段の蓄電量及び前記発電機の発電効率に基づいて、前記蓄電量が所定の基準量を維持するための電気量を発電するに際し前記発電機が必要とする必要トルクを第３基本要求トルクとして算出する発電機要求トルク算出部をさらに備え、
第１制御部は、第１基本要求トルクに対して第３基本要求トルクによる補正が行われるように前記内燃機関を制御することを特徴とする請求項７に記載の車両走行制御装置。
前記発電機要求トルク算出部は、前記内燃機関が第１基本要求トルク以上に第１出力軸に生成することのできる余裕トルクを算出するとともに、この余裕トルク及び前記必要トルクのうちの小さい方を第３基本要求トルクとすることを特徴とする請求項８に記載の車両走行制御装置。
第１制御部は、前記蓄電手段の蓄電量が基準量を下回ったとき、第１基本要求トルクに対する第１補正トルクによる補正に優先して、第１基本要求トルクに対する第３基本トルクによる補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の車両走行制御装置。