차량

차량

본 발명은 좌우 구동륜의 구동력을 조정할 수 있는 차량에 관한 것이다.

일본 특허공개 평10-016599호 공보(이하 「JP 10-016599 A」라고 한다.)에서는, 핸들각 센서(48B)에서 검출한 핸들 각도(또는 조타각)에 기초하여 핸들각 속도 dθh(또는 조타각 속도 dθh)를 산출하고, 핸들각 속도 dθh에 기초하여 조타 과도 응답 제어(steering transient response control)가 행해진다(도 6, 단락 [0149]~[0154]). 조타 과도 응답 제어에서는, 선회 시에 차량에 가해지는 횡가속도에 기초한 토크 이동 제어(단락 [0117])를, 조타각 속도 dθh에 따라서 가능하게 한다(단락 [0150]). 환언하면, JP 10-016599 A에서는, 조타각 속도 dθh에 기초하여 좌우륜 사이의 동력 전달을 제어한다(단락 [0001] 참조).

상기한 것과 같이, JP 10-016599 A에서는, 조타각 속도 dθh에 기초하여 좌우륜 사이의 동력 전달을 제어한다. 그러나, JP 10-016599 A의 기술에서는, 좌우륜 사이의 동력 전달 제어(또는 좌우륜의 구동력차)의 제어에 관해서 개선의 여지가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 선회 시에 있어서의 좌우륜의 구동력차를 적합하게 제어하여 차량의 자세 제어 또는 조작 성능을 개선할 수 있는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량은,

차량의 좌측 차륜의 구동력인 좌측 구동력과, 상기 차량의 우측 차륜의 구동력인 우측 구동력을 제어함으로써 상기 좌측 구동력과 상기 우측 구동력의 차이인 좌우 구동력차를 제어하도록 구성된 구동 장치와,

상기 구동 장치를 제어하도록 구성된 구동 제어 장치와,

조타륜에 기계적으로 접속되고 상기 조타륜을 포함하는 조타계에 조타력 또는 조타 부가력을 부여하도록 구성된 회전 전기 기계를 구비하는 것으로서,

상기 차량은, 상기 회전 전기 기계의 회전 속도를 취득하도록 구성된 회전 속도 취득 유닛을 더 구비하고,

상기 구동 제어 장치는, 상기 회전 속도에 기초하여 상기 구동 장치에 의한 상기 좌우 구동력차를 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서 말하는 「구동력」은, 구동륜의 토크[N·m] 외에, 구동륜의 토크로부터 산출 가능한 구동륜의 구동력[N]도 포함하는 의미로 이용하고 있다. 또한, 「좌측 구동력과 우측 구동력의 차이」는, 좌측 구동력과 우측 구동력의 차의 의미 및 좌측 구동력과 우측 구동력의 비의 의미 양쪽을 포함한다. 또한, 「회전 속도를 취득」에 있어서의 「취득」은 검출, 산출, 추정 및 예측의 어느 것이나 포함한다.

본 발명에 따르면, 조타륜의 조타에 더하여, 좌우 구동력차를 이용하여 차량의 요 모멘트(yaw moment)를 제어한다. 또한, 좌우 구동력차는, 차량의 조타계에 조타력 또는 조타 부가력을 부여하는 회전 전기 기계의 회전 속도에 기초하여 제어한다. 이 때문에, 좌우 구동력차를 회전 전기 기계의 회전 속도에 연동시켜 설정할 수 있게 함으로써, 차량의 요 모멘트를 적절히 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 조타 상태로서 회전 전기 기계의 회전 속도를 이용하여 좌우 구동력차를 제어한다. 일반적으로, 회전 전기 기계의 회전 속도를 취득하는 회전 속도 취득 유닛(특히 그 검출 소자)은, 조타각 취득 유닛보다 조타륜 측에 있다. 환언하면, 조타각 취득 유닛은, 회전 속도 취득 유닛과 비교하여, 조타륜으로부터 떨어진 위치에서 검출을 행한다. 또 환언하면, 조타각 취득 유닛은, 핸들과 조타륜을 연결하는 조타 토크의 전달 경로(조타력 전달 경로)에 있어서 조타륜으로부터의 거리가 회전 속도 취득 유닛보다 멀다.

아울러 일반적으로, 핸들 근방에 설치되는 조타각 취득 유닛(특히 그 검출 소자)의 부착은, 회전 전기 기계를 제어하기 위해서 엄격하게 되는 회전 속도 취득 유닛의 부착 정도의 정밀도가 요구되지 않는다. 이 점에서도, 조타각 취득 유닛은 회전 속도 취득 유닛보다 오차를 포함하기 쉽게 될 가능성이 있다.

이상으로부터, 조타륜에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 조타각 취득 유닛은, 위상 지연이 생겨, 회전 속도 취득 유닛보다 오차를 포함하기 쉽게 된다. 반대로, 조타륜에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 회전 속도 취득 유닛은, 조타각 취득 유닛보다도 위상 지연 및 오차를 포함하기 어렵게 된다. 따라서, 조타각 속도를 이용하는 경우와 비교하여, 높은 응답성 및 높은 정밀도로 좌우 구동력차를 제어하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 차량의 자세 제어 또는 조작 성능을 개선하는 것이 가능하게 된다.

상기 조타계는, 상기 차량의 조타 주체의 조타량을 취득하는 조타량 취득 유닛을 갖더라도 좋다. 상기 회전 전기 기계는, 조타력 전달 경로 상에서, 상기 조타량 취득 유닛보다 상기 조타륜 부근에 배치되고, 상기 조타력 또는 상기 조타 부가력은 상기 조타량에 기초하여 구해지더라도 좋다. 상기한 바에 따르면, 조타량 취득 유닛보다 조타륜에 가까운 회전 전기 기계의 회전 속도에 기초하여 좌우 구동력차를 제어하게 된다. 따라서, 조타 속도에 기초하여 좌우 구동력차를 제어하는 경우와 비교하여, 높은 응답성 또한 높은 정밀도로 좌우 구동력차를 제어할 수 있게 된다.

상기 구동 장치는, 상기 좌측 차륜에 기계적으로 접속되는 좌측 회전 전기 기계와, 상기 우측 차륜에 기계적으로 접속되는 우측 회전 전기 기계를 포함하여도 좋다. 이에 따라, 좌우 구동력차 및 이에 따른 차량의 요 모멘트를 신속하면서 또한 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 구동 제어 장치는, 상기 회전 속도에 더하여, 상기 조타량과 상기 차량의 차륜 속도에 기초하여 상기 구동 장치에 의한 상기 좌우 구동력차를 제어하여도 좋다. 이에 따라, 좌우 구동력차 및 이에 따른 차량의 요 모멘트를 보다 적절히 제어할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 차량은,

차량의 좌측 차륜에 기계적으로 접속되는 좌측 회전 전기 기계의 토크인 좌측 토크와, 상기 차량의 우측 차륜에 기계적으로 접속되는 우측 회전 전기 기계의 토크인 우측 토크를 제어함으로써, 상기 좌측 차륜의 토크와 상기 우측 차륜의 토크를 제어하도록 구성된 구동 장치와,

상기 구동 장치를 제어하도록 구성된 구동 제어 장치와,

조타륜에 기계적으로 접속되고 상기 조타륜을 포함하는 조타계에 조타력 또는 조타 부가력을 부여하도록 구성된 회전 전기 기계를 구비하는 것으로서,

상기 차량은, 상기 회전 전기 기계의 회전 속도를 취득하도록 구성된 회전 속도 취득 유닛을 더 구비하고,

상기 구동 제어 장치는, 상기 회전 속도에 기초하여 상기 좌측 토크 및 상기 우측 토크를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 조타륜의 조타에 더하여, 좌측 토크 및 우측 토크를 이용하여 차량의 요 모멘트를 제어한다. 또한, 좌측 토크 및 우측 토크는, 차량의 조타계에 조타력 또는 조타 부가력을 부여하는 회전 전기 기계의 회전 속도에 기초하여 제어한다. 이 때문에, 좌측 토크 및 우측 토크를 회전 전기 기계의 회전 속도에 연동시켜 설정할 수 있게 함으로써, 차량의 요 모멘트를 적절히 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 구동 제어 장치는, 상기 회전 속도에 더하여, 상기 조타량과 상기 차량의 차륜 속도에 기초하여 상기 구동 장치에 의한 상기 좌측 토크 및 상기 우측 토크를 제어하여도 좋다. 이에 따라, 좌측 토크 및 우측 토크, 그리고 이들에 따른 차량의 요 모멘트를 보다 적절히 제어하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 일부의 개략 구성도이다.
도 2는 상기 실시형태의 상기 차량의 구동계의 일부를 도시한 블록도이다.
도 3은 좌우 후륜 중 외륜에 관한 피드 포워드 제어용 토크의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 상기 실시형태에 있어서의 EPS 모터 속도 피드 포워드(FF) 제어의 흐름도이다.
도 5는 조타각 센서가 검출한 조타각의 시간 미분치로서의 조타각 속도와, 리졸버가 검출한 전기각에 기초한 EPS 모터 속도의 출력예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 변형예에 따른 차량 일부의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2 변형예에 따른 차량 일부의 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3 변형예에 따른 차량 일부의 개략 구성도이다.

I. 일 실시형태

<A.구성>

[A-1. 차량(10)의 전체 구성]

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량(10)의 일부의 개략 구성도이다. 도 1에 도시한 것과 같이, 차량(10)은 구동계(12)와 전동 파워 스티어링 장치(14)(이하 「EPS 장치(14)」라고 한다.)를 갖는다.

[A-2. 구동계(12)]

(A-2-1. 구동계(12)의 전체 구성)

도 2는 본 실시형태의 차량(10)의 구동계(12)의 일부를 도시하는 블록도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이, 구동계(12)는, 차량(10)의 앞쪽에 직렬 배치된 엔진(20) 및 제1 주행 모터(22)와, 차량(10)의 뒤쪽에 배치된 제2 주행 모터(24) 및 제3 주행 모터(26)와, 고전압 배터리(28)(이하 「배터리(28)」라고도 한다.)와, 제1~제3 인버터(30, 32, 34)와, 구동계 센서군(36)(도 2)과, 구동 전자 제어 장치(38)(이하 「구동 ECU(38)」라고 한다.)를 포함한다.

이하에서는, 제1 주행 모터(22)를 「제1 모터(22)」 또는 「전방 모터(22)」라고도 한다. 또한 이하에서는, 제2 주행 모터(24)를 「제2 모터(24)」 또는 「좌측 모터(24)」라고도 한다. 또한 이하에서는, 제3 주행 모터(26)를 「제3 모터(26)」 또는 「우측 모터(26)」라고도 한다.

(A-2-2. 엔진(20) 및 제1~제3 모터(22, 24, 26))

엔진(20) 및 제1 모터(22)는, 트랜스미션(40)을 통해 좌측 전륜(42a) 및 우측 전륜(42b)(이하 「전륜(42)」이라고 총칭한다.)에 구동력(이하 「전륜 구동력 Ff」이라고 한다.)을 전달한다. 엔진(20) 및 제1 모터(22)는, 전륜 구동 장치(44)를 구성한다. 예컨대, 차량(10)이 저부하일 때에 제1 모터(22)에 의해서만 구동을 하고, 중부하일 때에 엔진(20)에 의해서만 구동을 하고, 고부하일 때에 엔진(20) 및 제1 모터(22)에 의한 구동을 한다.

제2 모터(24)는, 그 출력축이 좌측 후륜(46a)의 회전축에 접속되어 있어, 좌측 후륜(46a)에 구동력을 전달한다. 제3 모터(26)는, 그 출력축이 우측 후륜(46b)의 회전축에 접속되어 있어, 우측 후륜(46b)에 구동력을 전달한다. 제2 모터(24) 및 제3 모터(26)는 후륜 구동 장치(48)를 구성한다. 전륜 구동 장치(44)와 후륜 구동 장치(48)는, 기계적으로 비접속으로 되어, 별개 독립적으로 설치된다. 이하에서는, 좌측 후륜(46a) 및 우측 후륜(46b)을 합쳐서 후륜(46)이라고 총칭한다. 또한, 후륜 구동 장치(48)로부터 후륜(46)에 전달되는 구동력을 후륜 구동력 Fr이라고 한다.

엔진(20)은, 예컨대 6기통형 엔진이지만, 2기통, 4기통 또는 8기통형 등 그 밖의 엔진이라도 좋다. 또한, 엔진(20)은 가솔린 엔지에 한하지 않고, 디젤 엔진, 공기 엔진 등의 엔진으로 할 수 있다.

제1~제3 모터(22, 24, 26)는, 예컨대, 3상 교류 브러시리스 타입이지만, 3상 교류 브러시 타입, 단상 교류식, 직류식 등 그 밖의 모터라도 좋다. 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 사양은 같더라도 다른 것이라도 좋다. 본 실시형태의 제1~제3 모터(22, 24, 26)는 모두 정회전(차량(10)을 전진시키는 회전) 방향의 토크 발생 및 역회전(차량(10)을 후진시키는 회전) 방향의 토크 발생이 가능하다.

(A-2-3. 고전압 배터리(28) 및 제1~제3 인버터(30, 32, 34))

고전압 배터리(28)는, 제1~제3 인버터(30, 32, 34)를 통해 제1~제3 모터(22, 24, 26)에 전력을 공급함과 더불어, 제1~제3 모터(22, 24, 26)로부터의 회생 전력 Preg을 충전한다.

배터리(28)는, 복수의 배터리 셀을 포함하는 축전 장치(에너지 스토리지)이며, 예컨대, 리튬 이온 이차전지, 니켈 수소 이차전지 등을 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는 리튬 이온 이차전지를 이용하고 있다. 배터리(28)에 더하여 또는 배터리(28) 대신에 별도의 축전 장치(커패시터 등)을 이용하는 것도 가능하다. 또, 배터리(28)와 제1~제3 인버터(30, 32, 34)의 사이에 도시하지 않는 DC/DC 컨버터를 설치하여, 배터리(28)의 출력 전압 또는 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 출력 전압을 승압 또는 강압하여도 좋다.

제1~제3 인버터(30, 32, 34)는, 3상 풀브릿지형의 구성으로 되어, 직류/교류 변환을 행한다. 즉, 제1~제3 인버터(30, 32, 34)는, 직류를 3상의 교류로 변환하여 제1~제3 모터(22, 24, 26)에 공급한다. 또한, 제1~제3 인버터(30, 32, 34)는, 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 회생 동작에 따른 교류/직류 변환 후의 직류를 배터리(28)에 공급한다.

(A-2-4. 구동계 센서군(36))

도 2에 도시한 것과 같이, 구동계 센서군(36)에는, 차속 센서(50)와, 조타각 센서(52)와, 횡가속도 센서(54)(이하 「횡G 센서(54)」라고 한다.)와, 차륜 속도 센서(56)와, 요 레이트 센서(58)가 포함된다.

차속 센서(50)는 차량(10)의 차속 V[km/h]을 검출한다. 조타각 센서(52)는 핸들(60)(조타 입력 장치)의 조타각 θst[도]을 검출한다. 횡G 센서(54)는 차량(10)(차체)에 걸리는 횡가속도 Glat[m/s ² ]를 검출한다. 차륜 속도 센서(56)는 각 차륜(42a, 42b, 46a, 46b)의 회전 속도(이하 「차륜 속도 Vwfl, Vwfr, Vwrl, Vwrr」라고 하고, 「차륜 속도 Vw」라고 총칭한다.)[m/s]를 검출한다. 요 레이트 센서(58)는 차량(10)(차체)에 관련한 요 레이트 Yr(도/s)를 검출한다.

(A-2-5. 구동 ECU(38))

구동 ECU(38)는, 엔진(20) 및 제1~제3 인버터(30, 32, 34)를 제어함으로써, 엔진(20) 및 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 출력을 제어한다. 구동 ECU(38)는 입출력부, 연산부 및 기억부(모두 도시하지 않음)를 갖는다. 또한, 구동 ECU(38)는 복수의 ECU를 조합시킨 것이라도 좋다. 예컨대, 엔진(20) 및 제1~제3 모터(22, 24, 26) 각각에 대응하여 설치한 복수의 ECU와, 엔진(20) 및 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 구동 상태를 관리하는 ECU에 의해 구동 ECU(38)를 구성하여도 좋다. 구동 ECU(38)의 상세한 것에 관해서는 후술한다.

[A-3. EPS 장치(14)]

EPS 장치(14)는, 운전자에 의한 핸들(60)의 조작을 보조하는 조타 어시스트 제어를 행한다. 도 1에 도시한 것과 같이, EPS 장치(14)는, 전동 파워 스티어링 모터(70)(이하 「EPS 모터(70)」라고도 한다.)와, 리졸버(72)와, 조타 토크 센서(74)와, 전동 파워 스티어링 전자 제어 장치(76)(이하 「EPS ECU(76)」라고 한다.)를 갖는다. EPS 장치(14)의 구성으로서는, 예컨대 미국 특허출원공개 제2013/0190986호 공보(이하 「US 2013/0190986 A1」라고 한다.)(예컨대 동 공보의 도 2)에 기재된 것을 이용할 수 있다.

EPS 모터(70)는, 3상 교류 브러시리스 타입이며, 웜 기어 및 웜휠 기어(모두 도시하지 않음)를 통해 스티어링축(62)에 연결되어 있다. 조타 어시스트 제어에 있어서, EPS 모터(70)는, EPS ECU(76)로부터의 지령에 따라서 스티어링축(62)에 구동력(조타 부가력 Fad)을 부여한다. 여기서의 조타 부가력 Fad은 운전자에 의한 핸들(60)의 회전 방향과 동일한 어시스트력이다. 혹은, 조타 부가력 Fad은 운전자에 의한 핸들(60)의 회전 방향과 반대의 반력으로 하여도 좋다.

본 실시형태의 EPS 모터(70)는, 조타각 센서(52)보다도 전륜(42a, 42b) 측에 배치되어 있다. 예컨대, US 2013/0190986 A1의 도 2에 있어서의 조타각 센서(92)와 EPS 모터(60)의 위치 관계와 마찬가지다.

리졸버(72)(회전 속도 취득 유닛의 일부)는, EPS 모터(70)의 도시하지 않는 출력축 또는 바깥 로터의 회전 각도인 전기각 θe[deg]을 검출한다. 조타 토크 센서(74)는, 운전자로부터 핸들(60)에 입력되는 토크 Tst(이하 「조타 토크 Tst」)[N·m]를 검출한다.

EPS ECU(76)(회전 속도 취득 유닛의 일부)는, 조타 토크 Tst, 요 레이트 Yr 등에 기초하여 EPS 모터(70)를 제어함으로써, 스티어링축(62)에 있어서의 조타 부가력 Fad을 제어한다. EPS ECU(76)는 입출력부, 연산부 및 기억부(모두 도시하지 않음)를 갖는다. 본 실시형태의 EPS ECU(76)는, 리졸버(72)로부터의 전기각 θe의 시간 미분치인 EPS 모터 속도 ω[rad/sec]를 산출한다. EPS ECU(76)는, 산출한 EPS 모터 속도 ω를, 통신선(78)을 통해 구동 ECU(38)에 출력한다.

[A-4. 구동 ECU(38)]

(A-4-1. 구동 ECU(38)의 전체 구성(기능 블록))

상기한 것과 같이, 도 2는 본 실시형태의 차량(10)의 구동계(12)의 일부를 도시하는 블록도이며, 구동 ECU(38)의 기능 블록이 도시되어 있다. 도 3은 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 관한 피드 포워드 제어용 토크의 일례를 도시한 도면이다. 구동 ECU(38)에서는, 도 2에 도시하는 각 블록의 기능을 프로그램 처리한다. 단, 필요에 따라서, 구동 ECU(38)의 일부를 아날로그 회로 또는 디지털 회로로 치환하여도 좋다.

도 2에 도시한 것과 같이, 구동 ECU(38)는, 조타각 비례 피드 포워드 제어부(100)(이하 「타각 비례 FF 제어부(100)」 또는 「FF 제어부(100)」라고 한다.)와, EPS 모터 속도 피드 포워드 제어부(102)(이하 「EPS 모터 속도 FF 제어부(102)」 또는 「FF 제어부(102)」라고 한다.)와, 제1 가산기(104)와, 제2 가산기(106)와, 로우패스 필터(108)와, 피드백 제어부(110)(이하 「FB 제어부(110)」라고 한다.)와, 제1 감산기(112)와, 제2 감산기(114)를 갖는다.

(A-4-2. 조타각 비례 FF 제어부(100))

타각 비례 FF 제어부(100)는, 조타각 비례 피드 포워드 제어(이하 「타각 비례 FF 제어」라고 한다.)를 실행한다. 조타각 비례 FF 제어에서는, 조타각 θst 및 횡가속도 Glat에 대응하여 구동륜(여기서는 후륜(46a, 46b))의 토크(구동력)를 제어한다.

구체적으로는, FF 제어부(100)는, 좌측 후륜(46a)용의 조타각 비례 토크 Tff1l를 산출하여 제1 가산기(104)에 출력하고, 우측 후륜(46b)용의 조타각 비례 토크 Tff1r를 산출하여 제2 가산기(106)에 출력한다. 이하에서는, 조타각 비례 토크 Tff1l, Tff1r를 「타각 비례 토크 Tff1」 또는 「토크 Tff1」라고 총칭한다. 도 3에는, 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 대한 토크 Tff1의 일례가 도시되어 있다.

FF 제어부(100)에서는, 미국 특허출원공개 제2005/0217921호 공보(이하 「US 2005/0217921 A1」라고 한다.)의 피드 포워드 제어부(US 2005/0217921 A1의 도 5의 84)와 같은 구성 및 처리에 의해 토크 Tff1를 산출한다.

즉, FF 제어부(100)는, 엔진(20)의 토크(엔진 토크 Teng)와, 제1~제3 모터(22, 24, 26)의 토크(제1~제3 모터 토크 Tmot1, Tmot2, Tmot3)에 기초하여 후륜(46a, 46b)용의 차륜 구동력 F을 산출한다.

또한, FF 제어부(100)는, 차속 센서(50)로부터의 차속 V과 조타각 센서(52)로부터의 조타각 θst에 기초하여 횡가속도 Glat의 추정치(추정 횡가속도 Glat_e)를 산출한다. FF 제어부(100)는, 횡G 센서(54)로부터의 횡가속도 Glat(실측치)와 추정 횡가속도 Glat_e를 가산한 횡가속도 Glat의 보정치(보정 횡가속도 Glat_c)를 산출한다.

그리고, FF 제어부(100)는, 보정 횡가속도 Glat_c에 기초하여, 좌우 후륜(46a, 46b)의 어느 쪽이 외륜인지를 판단한다. 또한, FF 제어부(100)는, 보정 횡가속도 Glat_c에 기초하여 전후 배분비 및 좌우 배분비를 산출한다. FF 제어부(100)는, 판단한 외륜, 그리고 산출된 전후 배분비 및 좌우 배분비에 기초하여 후륜(46a, 46b)에 관한 외륜/내륜 토크 배분비를 산출한다.

이어서, FF 제어부(100)는, 후륜(46a, 46b)용의 차륜 구동력 F에 대하여 외륜/내륜 토크 배분비에 기초한 비율을 승산하여 조타각 비례 토크 Tff1l, Tff1r를 산출한다.

(A-4-3. EPS 모터 속도 FF 제어부(102))

EPS 모터 속도 FF 제어부(102)는, EPS 모터 속도 피드 포워드 제어(이하 「EPS 모터 속도 FF 제어」 또는 「모터 속도 FF 제어」라고 한다.)를 실행한다. 모터 속도 FF 제어에서는, EPS ECU(76)로부터의 EPS 모터 속도 ω에 대응하여 구동륜(여기서는 후륜(46a, 46b))의 토크(구동력)를 제어한다.

구체적으로는, FF 제어부(102)는, 좌측 후륜(46a)용의 EPS 모터 속도 토크 Tff2l를 산출하여 제1 가산기(104)에 출력하고, 우측 후륜(46b)용의 EPS 모터 속도 토크 Tff2r를 산출하여 제2 가산기(106)에 출력한다. 이하에서는, EPS 모터 속도 토크 Tff2l, Tff2r를 「EPS 모터 속도 토크 Tff2」 또는 「토크 Tff2」라고 총칭한다. 도 3에는 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 대한 토크 Tff2의 일례가 도시되어 있다.

FF 제어부(102)는 주로 EPS 모터 속도 ω에 기초하여 토크 Tff2를 산출한다. 토크 Tff2는, EPS 모터 속도 ω에 따른 좌우 후륜(46a, 46b)의 토크차 ΔT[N·m]를 설정하기 위한 토크이다. 토크차 ΔT(이하 「좌우 토크차 ΔT」라고도 한다.)는, 좌우 후륜(46a, 46b) 각각의 토크(여기서는 목표치)의 차이다. EPS 모터 속도 FF 제어의 상세한 것은 도 4의 흐름도를 참조하여 후술한다.

(A-4-4.제1 가산기(104) 및 제2 가산기(106))

제1 가산기(104)는, FF 제어부(100)로부터의 토크 Tff1l와 FF 제어부(102)로부터의 토크 Tff2l의 합(이하 「피드 포워드 합계 토크 Tff_total_l」 또는 「FF 합계 토크 Tff_total_l」라고 한다.)을 산출한다.

제2 가산기(106)는, FF 제어부(100)로부터의 토크 Tff1r와 FF 제어부(102)로부터의 토크 Tff2r의 합(이하 「피드 포워드 합계 토크 Tff_total_r」 또는 「FF 합계 토크 Tff_total_r」라고 한다.)을 산출한다.

이하에서는, FF 합계 토크 Tff_total_l, Tff_total_r를 「FF 합계 토크 Tff_total」 또는 「토크 Tff_total」라고 총칭한다. 도 3에는 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 대한 토크 Tff_total의 일례가 도시되어 있다.

(A-4-5. 로우패스 필터(108))

로우패스 필터(108)는, 좌측 후륜(46a)용의 FF 합계 토크 Tff_total_l 중 저주파수 성분만을 통과시켜 제1 감산기(112)에 출력한다. 또한, 로우패스 필터(108)는, 우측 후륜(46b)용의 FF 합계 토크 Tff_total_r 중 저주파수 성분만을 통과시켜 제2 감산기(114)에 출력한다. 이에 따라, FF 합계 토크 Tff_total의 급격한 변화를 피할 수 있게 된다. 그 결과, FF 합계 토크 Tff_total의 급격한 증가에 대한 운전자의 위화감을 피할 수 있게 된다.

(A-4-6. FB 제어부(110))

FB 제어부(110)는 피드백 제어(이하 「FB 제어」라고 한다.)를 실행한다. FB 제어에서는, 차량(10)의 선회 시에 차량(10)의 슬립각이 과대하게 되는 것을 피하도록 구동륜의 토크(구동력)를 제어한다.

구체적으로는, FB 제어부(110)는, 좌측 후륜(46a)용의 피드백 토크 Tfbl(이하 「FB 토크 Tfbl」라고 한다.)를 산출하여 제1 감산기(112)에 출력하고, 우측 후륜(46b)용의 피드백 토크 Tfbr(이하 「FB 토크 Tfbr」라고 한다.)를 산출하여 제2 감산기(114)에 출력한다. 이하에서는, FB 토크 Tfbl, Tfbr를 「FB 토크 Tfb」 또는 「토크 Tfb」라고 총칭한다.

FB 제어부(110)에서는, US 2005/0217921 A1의 피드백 제어부(US 2005/0217921 A1의 도 5의 86)와 같은 구성 및 처리에 의해 토크 Tfb를 산출한다.

즉, FB 제어부(110)는, 차속 센서(50)에서 검출한 차속 V, 조타각 센서(52)에서 검출한 조타각 θst, 횡G 센서(54)에서 검출한 횡가속도 Glat 및 요 레이트 센서(58)에서 검출한 요 레이트 Yr에 기초하여, 차량(10)의 슬립각을 산출한다. 또한, FB 제어부(110)는, 차속 센서(50)에서 검출한 차속 V 및 횡G 센서(54)에서 검출한 횡가속도 Glat에 기초하여 슬립각 임계치를 산출한다.

FB 제어부(110)는, 상기 슬립각과 상기 슬립각 임계치의 차에 기초하여, 후륜 토크의 저감량 그리고 외륜 토크의 저감량 및 내륜 토크의 증가량의 적어도 하나를 산출하도록 FB 토크 Tfbl, Tfbr를 산출한다. 즉, FB 제어부(110)는, 차량(10)의 슬립각이 소정치보다도 클 때는 차량(10)이 불안정 상태에 있다고 판단한다. 그리고, FB 제어부(110)는, 이 불안정 상태를 해소하기 위해서, 후륜 배분 토크의 저감, 외륜 배분 토크의 저감 및 내륜 배분 토크의 증가의 적어도 하나를 실현하도록 FB 토크 Tfbl, Tfbr를 산출한다.

(A-4-7. 제1 감산기(112) 및 제2 감산기(114))

제1 감산기(112)는, 로우패스 필터(108)로부터의 FF 합계 토크 Tff_total_l와 FB 제어부(110)로부터의 FB 토크 Tfbl의 차(이하 「합계 토크 Ttotal_l」 또는 「토크 Ttotal_l」라고 한다.)를 산출한다. 제2 감산기(114)는, 로우패스 필터(108)로부터의 FF 합계 토크 Tff_total_r와 FB 제어부(110)로부터의 FB 토크 Tfbr의 차(이하 「합계 토크 Ttotal_r」 또는 「토크 Ttotal_r」라고 한다.)를 산출한다. 합계 토크 Ttotal_l에 의해 제2 모터 토크 Tmot2(좌측 모터 토크)가, 합계 토크 Ttotal_r에 의해 제3 모터 토크 Tmot3(우측 모터 토크)가 제어된다. 이하에서는, 합계 토크 Ttotal_l, Ttotal_r를 「합계 토크 Ttotal」 또는 「토크 Ttotal」라고 총칭한다.

[A-5. 구동 ECU(38)의 출력(토크 Tff1, Tff2, Tff_total)]

도 3에는, 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 관한 조타각 비례 토크 Tff1, EPS 모터 속도 토크 Tff2 및 FF 합계 토크 Tff_total의 일례가 도시되어 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 것과 같이, 핸들(60)이 조작되면, 조타각 비례 토크 Tff1 및 EPS 모터 속도 토크 Tff2가 증가한다. 이 때, 조타각 비례 토크 Tff1는, 비교적 기립이 느리다. 이 때문에, 조타각 비례 토크 Tff1보다도 기립이 빠른 EPS 모터 속도 토크 Tff2를 가함으로써, FF 합계 토크 Tff_total 전체적인 기립을 빠르게 하는 것이 가능하게 된다.

<B. EPS 모터 속도 FF 제어>

[B-1. EPS 모터 속도 FF 제어의 흐름]

도 4는 본 실시형태에 있어서의 EPS 모터 속도 FF 제어의 흐름도이다. 단계 S1에 있어서, EPS 모터 속도 FF 제어부(102)는, EPS ECU(76)로부터 EPS 모터 속도 ω를, 조타각 센서(52)로부터 조타각 θst을, 차륜 속도 센서(56)로부터 차륜 속도 Vw를, 횡G 센서(54)로부터 횡가속도 Glat를 취득한다.

단계 S2에 있어서, FF 제어부(102)는, 조타각 θst과 차륜 속도 Vw의 조합에 기초하여 맵을 선택한다. 여기서의 맵은, EPS 모터 속도 ω와 EPS 모터 속도 토크 Tff2의 관계를 규정한 맵이다. 본 실시형태에서는, 조타각 θst과 차륜 속도 Vw의 조합마다의 복수의 상기 맵을 구동 ECU(38)의 기억부(도시하지 않음)에 기억해 둔다. 또, 여기서의 차륜 속도 Vw는, 좌우의 구동력 배분비를 변경할 수 있는 차륜(여기서는, 후륜(46a, 46b))에 관한 것으로, 예컨대, 차륜 속도 Vwrl, Vwrr의 평균치를 이용할 수 있다. 혹은, 차륜 속도 Vwrl, Vwrr 중 큰 쪽 또는 작은 쪽의 값을 이용하여도 좋다. 또한, 후술하는 것과 같이, 맵의 이용 이외의 방법을 이용할 수도 있다.

각 맵에서는, EPS 모터 속도 ω가 같은 값일 때, 좌우 후륜(46a, 46b)의 차륜 속도 Vw가 낮은 경우보다도 차륜 속도 Vw가 높은 경우의 EPS 모터 속도 토크 Tff2가 작아지도록 EPS 모터 속도 ω와 EPS 모터 속도 토크 Tff2의 관계가 규정된다. 또한, 각 맵에서는, EPS 모터 속도 ω가 같은 값일 때, 조타각 θst이 큰 경우보다도 조타각 θst이 작은 경우의 EPS 모터 속도 토크 Tff2가 작아지도록 EPS 모터 속도 ω와 EPS 모터 속도 토크 Tff2의 관계가 규정된다.

단계 S3에 있어서, FF 제어부(102)는, 단계 S2에서 선택한 맵에 있어서, 단계 S1에서 취득한 EPS 모터 속도 ω에 대응하는 EPS 모터 속도 토크 Tff2를 선택한다.

단계 S4에 있어서, FF 제어부(102)는, 단계 S1에서 취득한 횡가속도 Glat에 기초하여 차량(10)의 선회 방향을 특정한다.

이어지는 단계 S5에 있어서, FF 제어부(102)는, 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 대하여 EPS 모터 속도 토크 Tff2를 적용하고, 내륜에 대하여 EPS 모터 속도 토크 Tff2에 마이너스를 곱한 값 -Tff2를 적용한다. 즉, FF 제어부(102)는, 외륜에 관해서는 제1 가산기(104) 또는 제2 가산기(106)에 대하여 EPS 모터 속도 토크 Tff2를 출력하고, 내륜에 관해서는 제1 가산기(104) 또는 제2 가산기(106)에 대하여 EPS 모터 속도 토크 Tff2에 마이너스를 곱한 값 -Tff2를 출력한다.

[B-2. EPS 모터 속도 FF 제어의 유무에 의한 비교]

도 5는 조타각 센서(52)가 검출한 조타각 θst의 시간 미분치로서의 조타각 속도 Vθst와, 리졸버(72)가 검출한 전기각 θe에 기초한 EPS 모터 속도 ω의 출력예를 도시하는 도면이다. 도 5의 예에서는, 조타각 속도 Vθst 및 EPS 모터 속도 ω 각각에 로우패스 필터를 적용한 파형이 도시되어 있다.

도 5로부터 알 수 있는 것과 같이, EPS 모터 속도 ω 쪽이 조타각 속도 Vθst보다도 응답성이 높으면서 또한 조금씩의 변동(또는 노이즈)이 적다. 이것은 예컨대 다음이 요인이다.

즉, 상기한 것과 같이, 본 실시형태에서는, EPS 모터(70)용의 리졸버(72)는, 조타각 센서(52)보다도 전륜(42a, 42b)(구동륜) 측에 있다. 환언하면, 조타각 센서(52)는, 리졸버(72)와 비교하여, 전륜(42a, 42b)에서 떨어진 위치에서 검출을 한다. 또 환언하면, 조타각 센서(52)는, 핸들(60)과 전륜(42a, 42b)을 연결하는 조타 토크 Tst의 전달 경로(조타력 전달 경로)에 있어서 전륜(42a, 42b)으로부터의 거리가 리졸버(72)보다도 멀다.

이 때문에, 전륜(42a, 42b)에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 조타각 센서(52)는, 위상 지연이 생겨, 리졸버(72)보다도 오차를 포함하기 쉽게 된다. 반대로, 전륜(42a, 42b)에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 리졸버(72)는, 조타각 센서(52)보다도 위상 지연 및 오차를 포함하기 어렵게 된다. 한편, 여기에 말하는 위상 지연은, 예컨대, 조타력 전달 경로에 있어서의 축(스티어링축(62) 등)의 비틀어짐, 연결 기구(랙 앤드 피니언 기구 등)에 있어서의 헐거움 등에 기인하여 발생한다.

아울러 일반적으로, 핸들(60) 근방에 설치되는 조타각 센서(52)의 부착은, EPS 모터(70)를 제어하기 위해서 엄격하게 되는 리졸버(72) 부착 정도의 정밀도가 요구되지 않는다. 이 점에서도, 조타각 센서(52)는, 리졸버(72)보다도 오차(도 5에 있어서의 조금씩의 진동)를 포함하기 쉽게 될 가능성이 있다.

이상과 같이, EPS 모터 속도 ω 쪽이 조타각 속도 Vθst보다도 응답성이 높으며 또한 조금씩의 변동(또는 노이즈)가 적다. 이 때문에, 비교예로서의 조타각 미분 피드백 제어(이하 「타각 미분 FF 제어」라고 한다.)와 비교하면, 본 실시형태의 EPS 모터 속도 FF 제어 쪽이, 토크 Tff2의 산출을 높은 응답성 또한 높은 정밀도로 행하는 것이 가능하게 된다. 여기서의 조타각 미분 FF 제어는, 도 4의 흐름도에 있어서, 조타각 θst의 시간 미분치인 조타각 속도 Vθst를, EPS 모터 속도 ω 대신에 이용하여 토크 Tff2를 산출하는 것이다.

<C. 조타 어시스트 제어>

상기한 것과 같이, 조타 어시스트 제어는, EPS 장치(14)(EPS ECU(76))에 의해 행해지는 것으로, 운전자의 조타를 어시스트하기 위한 조타 부가력 Fad을 제어한다. 조타 부가력 Fad은 토크로서 나타내어지며, 운전자의 조타 토크 Tst와 동일한 방향이다

EPS ECU(76)는, 조타 토크 Tst, 요 레이트 Yr 등에 기초하여 EPS 모터(70)의 목표 기준 전류 Iref를 산출한다. 목표 기준 전류 Iref는, 운전자의 조타를 어시스트하기 위한 모터 전류 Im의 기준치이며, 기본적으로는, 조타 토크 Tst의 절대치가 커짐에 따라 절대치가 증가한다. 또, 목표 기준 전류 Iref를 산출함에 있어서는, 소위 관성 제어, 댐퍼 제어 등을 이용하여도 좋다. EPS ECU(76)는, 모터 전류 Im를 목표 모터 전류 Imtar에 일치시키도록 EPS 모터(70)의 출력을 변화시킨다.

<D. 본 실시형태의 효과>

이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 전륜(42a, 42b)(조타륜)의 조타에 더하여, 토크차 ΔT(좌우 구동력차)에 관한 토크 Tff2를 이용하여 차량(10)의 요 모멘트를 제어한다(도 2 및 도 4). 또한, 토크차 ΔT는, 차량(10)의 스티어링축(62)에 조타 부가력 Fad을 부여하는 EPS 모터(70)의 EPS 모터 속도 ω(회전 전기 기계의 회전 속도)에 기초하여 제어한다(도 2, 도 4). 이 때문에, 토크차 ΔT를 EPS 모터 속도 ω에 연동시켜 설정할 수 있게 함으로써, 차량(10)의 요 모멘트를 적절히 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 조타 상태로서 EPS 모터 속도 ω(회전 전기 기계의 회전 속도)를 이용하여, 토크차 ΔT(좌우 구동력차)에 관한 토크 Tff2를 제어한다(도 2, 도 4).

리졸버(72)(회전 속도 취득 유닛의 검출 소자)는, 조타각 센서(52)(타각 취득 유닛)보다도 전륜(42a, 42b)(조타륜) 측에 있다. 환언하면, 조타각 센서(52)는, 리졸버(72)와 비교하여, 전륜(42a, 42b)에서 떨어진 위치에서 검출을 행한다. 또 환언하면, 조타각 센서(52)는, 핸들(60)과 전륜(42a, 42b)을 잇는 조타 토크 Tst의 전달 경로(조타력 전달 경로)에 있어서 전륜(42a, 42b)으로부터의 거리가 리졸버(72)보다도 멀다.

아울러 일반적으로, 핸들(60) 근방에 설치되는 조타각 센서(52)의 부착은, EPS 모터(70)를 제어하기 위해서 엄격하게 되는 리졸버(72) 부착 정도의 정밀도가 요구되지 않는다. 이 점에서도, 조타각 센서(52)는, 리졸버(72)보다도 오차(도 5에 있어서의 조금씩의 진동)을 포함하기 쉽게 될 가능성이 있다.

이상으로부터, 전륜(42a, 42b)에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 조타각 센서(52)는, 위상 지연이 생겨, 리졸버(72)보다도 오차를 포함하기 쉽게 된다. 반대로, 전륜(42a, 42b)에 있어서의 실제 조타각과의 관계에서는, 리졸버(72)는, 조타각 센서(52)보다도 위상 지연 및 오차를 포함하기 어렵게 된다. 따라서, 조타각 속도 Vθst를 이용하는 경우와 비교하여, 높은 응답성 및 높은 정밀도로 토크차 ΔT를 제어하는 것이 가능하게 된다(도 5 참조). 따라서, 차량(10)의 자세 제어 또는 조작 성능을 개선하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태에 있어서의 조타계는, 차량(10)의 조타각 θst(운전자(조타 주체)의 조타량)을 취득하는 조타각 센서(52)(조타량 취득 유닛)를 갖는다(도 2). 또한, EPS 모터(70)는, 조타 토크 Tst의 전달 경로(조타력 전달 경로) 상에서, 조타각 센서(52)보다도 전륜(42a, 42b)(조타륜) 부근에 배치된다. EPS ECU(76)에 의한 조타 어시스트 제어에서는, 조타 부가력 Fad은 조타각 θst(조타량)에 기초하여 구해진다.

상기한 바에 따르면, 조타각 센서(52)보다도 전륜(42a, 42b)에 가까운 리졸버(72)가 검출한 전기각 θe으로부터 산출한 EPS 모터 속도 ω(회전 속도)에 기초하여, 토크차 ΔT(좌우 구동력차)에 관한 토크 Tff2를 제어하게 된다. 따라서, 조타각 센서(52)가 검출한 조타각 θst으로부터 산출한 조타각 속도 Vθst에 기초하여 토크 Tff2를 제어하는 경우와 비교하여, 높은 응답성 또한 높은 정밀도로 토크차 ΔT를 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태에 있어서, 후륜 구동 장치(48)(구동 장치)는, 좌측 후륜(46a)에 기계적으로 접속되는 좌측 모터(24)(좌측 회전 전기 기계)와, 우측 후륜(46b)에 기계적으로 접속되는 우측 모터(26)(우측 회전 전기 기계)를 포함한다(도 1). 이에 따라, 예컨대, 후술하는 제2 변형예(도 7) 및 제3 변형예(도 8)와 비교하여, 좌우 토크차 ΔT(좌우 구동력차) 및 이에 따른 차량(10)의 요 모멘트를 신속하면서 또한 치밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태에 있어서, 구동 ECU(38)(구동 제어 장치)는, EPS 모터 속도 ω(회전 속도)에 더하여, 조타각 θst(조타량)과 차륜 속도 Vw에 기초하여 좌우 토크차 ΔT(좌우 구동력차)를 제어한다(도 4의 S2, S3). 이에 따라, 토크차 ΔT 및 이에 따른 차량(10)의 요 모멘트를 보다 적절히 제어하는 것이 가능하게 된다.

II. 변형예

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한하지 않으며, 본 명세서의 기재 내용에 기초하여 다양한 구성을 채용할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 이하의 구성을 채용할 수 있다.

<A. 차량(10)(적용 대상)>

상기 실시형태에서는 자동사륜차인 차량(10)에 관해서 설명했다(도 1). 그러나, 예컨대, EPS 모터 속도 ω에 기초하여 좌측 후륜(46a)(좌측 구동륜) 및 우측 후륜(46b)(우측 구동륜)의 토크차 ΔT(좌우 구동력차)를 조정한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 자동삼륜차 및 자동육륜차의 어느 것이라도 좋다.

상기 실시형태에서는, 차량(10)은, 하나의 엔진(20) 및 3개의 주행 모터(22, 24, 26)를 구동원(원동기)으로서 가졌지만(도 1), 구동원은 이 조합에 한하지 않는다. 예컨대, 차량(10)은, 전륜(42)용의 하나 또는 복수의 주행 모터와, 후륜(46)용의 하나 또는 복수의 주행 모터를 구동원으로서 갖더라도 좋다. 예컨대, 전륜(42)용 또는 후륜(46)용으로 하나의 주행 모터만을 이용할 수 있다. 이 경우, 차동 장치를 이용하여 좌우륜에 구동력을 분배하면 된다. 또한, 모든 차륜 각각에 개별 주행 모터(소위 인휠 모터를 포함한다.)를 할당하는 구성도 가능하다.

상기 실시형태에서는, 엔진(20) 및 제1 모터(22)를 갖는 전륜 구동 장치(44)에 의해 전륜(42)을 구동하고, 제2 및 제3 모터(24, 26)를 갖는 후륜 구동 장치(48)에 의해 후륜(46)을 구동했다(도 1). 그러나, 예컨대, EPS 모터 속도 ω에 기초하여 좌측 차륜및 우측 차륜의 토크차 ΔT(동력차)를 조정한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 토크차 ΔT(동력차)를 조정하는 대상이 좌우 후륜(46a, 46b)이었지만, 차량(10)의 구성에 따라서는 전륜(42a, 42b)의 토크차 ΔT를 조정하는 것도 가능하다.

[A-1. 제1 변형예]

도 6은 본 발명의 제1 변형예에 따른 차량(10A)의 일부의 개략 구성도이다. 차량(10A)의 구동계(12a)에서는, 상기 실시형태에 따른 차량(10)의 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 구성이 반대로 되어 있다. 즉, 차량(10A)의 전륜 구동 장치(44a)는, 차량(10A)의 앞쪽에 배치된 제2 및 제3 주행 모터(24a, 26a)를 갖춘다. 또한, 차량(10A)의 후륜 구동 장치(48a)는, 차량(10A)의 뒤쪽에 직렬 배치된 엔진(20a) 및 제1 주행 모터(22a)를 갖춘다. 또, 도 6에서는 EPS 장치(14)의 도시를 생략하고 있다(후술하는 도 7 및 도 8도 마찬가지이다.).

[A-2. 제2 변형예]

도 7은 본 발명의 제2 변형예에 따른 차량(10B)의 일부의 개략 구성도이다. 차량(10B)의 구동계(12b)에서는, 엔진(20)으로부터의 구동력(이하 「구동력 Feng」이라고 한다.)을 전륜(42a, 42b) 및 후륜(46a, 46b)에 전달한다. 이에 따라, 전륜(42a, 42b)(주구동륜)에 더하여 후륜(46a, 46b)(부구동륜)을 구동륜으로 한다. 또, 상기 실시형태(도 1)와 마찬가지로 엔진(20)에 모터(22)가 접속되어도 좋다.

차량(10B)은, 트랜스퍼 클러치(150)와, 프로펠러 샤프트(152)와, 디퍼렌셜 기어(154)와, 디퍼렌셜 기어 출력축(156a, 156b)(이하 「출력축(156a, 156b)」이라고도 한다.)과, 제1 클러치(158)와, 좌측 출력축(160)과, 제2 클러치(162)와, 우측 출력축(164)을 갖는다.

트랜스퍼 클러치(150)는, 프로펠러 샤프트(152)를 통해 후륜(46a, 46b)에 배분되는 엔진(20)으로부터의 구동력 Feng을, 구동 ECU(38)로부터의 지령에 기초하여 조정한다. 디퍼렌셜 기어(154)는, 프로펠러 샤프트(152)를 통해 전달된 후륜(46a, 46b)으로의 구동력 Feng을 좌우의 출력축(156a, 156b)에 균등 배분한다.

제1 클러치(158)는, 구동 ECU(38)로부터의 지령에 기초하여 체결 정도를 조정하여 출력축(156a)으로부터의 구동력을, 좌측 후륜(46a)에 연결 고정된 좌측 출력축(160)에 전달한다. 제2 클러치(162)는, 구동 ECU(38)로부터의 지령에 기초하여 체결 정도를 조정하여 출력축(156b)으로부터의 구동력을, 우측 후륜(46b)에 연결 고정된 우측 출력축(164)에 전달한다.

상기와 같은 구성에 의해, 차량(10B)에서는, 후륜(46a, 46b)의 구동력(토크)를 개별로 조정할 수 있다.

제2 변형예에 따른 차량(10B)에서는, 엔진(20)(원동기)와 좌측 후륜(46a)(좌측 구동륜)은 제1 클러치(158)(제1 동력 전달 기구)를 통해 접속된다. 또한, 엔진(20)과 우측 후륜(46b)(우측 구동륜)은 제2 클러치(162)(제2 동력 전달 기구)를 통해 접속된다. 제1 클러치(158) 및 제2 클러치(162)는, 접속 상태와 차단 상태의 단순한 전환뿐만 아니라, 미끄러짐 정도를 조정하여 접속 상태 또는 차단 상태를 복수 단계로 전환하는 것이 가능하다.

또한, 구동 ECU(38)(제어부)는, EPS 모터(70)의 EPS 모터 속도 ω에 기초하여, 제1 클러치(158) 및 제2 클러치(162)를 제어하여, 좌측 후륜(46a) 및 우측 후륜(46b)의 토크차 ΔT를 조정한다.

또한, 제1 클러치(158)는, 엔진(20)과 좌측 후륜(46a)의 사이에서 동력을 전달하는 접속 상태와, 엔진(20)과 좌측 후륜(46a)의 사이에서 동력을 차단하는 차단 상태를 전환할 수 있다. 마찬가지로, 제2 클러치(162)는, 엔진(20)과 우측 후륜(46b)의 사이에서 동력을 전달하는 접속 상태와, 엔진(20)과 우측 후륜(46b)의 사이에서 동력을 차단하는 차단 상태를 전환할 수 있다. 더욱이, 구동 ECU(38)는, EPS 모터 속도 ω에 기초하여, 제1 클러치(158) 및 제2 클러치(162)의 접속 상태와 차단 상태를 전환함으로써, 좌측 후륜(46a)과 우측 후륜(46b)의 토크차 ΔT를 조정한다.

상기한 바에 따르면, 구동 ECU(38)는, 제1 클러치(158) 및 제2 클러치(162)의 단접(斷接)에 의해서 좌우 후륜(46a, 46b)의 토크차 ΔT를 조정한다. 이에 따라, 제1 클러치(158) 및 제2 클러치(162)의 접속 및 차단에 의해서 좌우 후륜(46a, 46b)의 토크차 ΔT를 조정하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 토크차 ΔT를 높은 응답성으로 발생시킬 수 있게 된다.

[A-3. 제3 변형예]

도 8은 본 발명의 제3 변형예에 따른 차량(10C)의 일부의 개략 구성도이다. 제2 변형예에 따른 차량(10B)의 구동계(12b)와 마찬가지로, 차량(10C)의 구동계(12c)에서는, 엔진(20)으로부터의 구동력(구동력 Feng)을 전륜(42a, 42b) 및 후륜(46a, 46b)에 전달한다. 이에 따라, 전륜(42a, 42b)(주구동륜)에 더하여, 후륜(46a, 46b)(부구동륜)을 구동륜으로 한다. 차량(10B)과 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태(도 1)와 마찬가지로, 엔진(20)에 모터(22)가 접속되어도 좋다.

차량(10C)은, 트랜스퍼 클러치(150), 프로펠러 샤프트(152), 디퍼렌셜 기어(154), 디퍼렌셜 기어 출력축(156a, 156b)(출력축(156a, 156b)), 좌측 출력축(160) 및 우측 출력축(164)에 더하여, 제1 재배분 기구(170) 및 제2 재배분 기구(172)를 갖는다.

제1 재배분 기구(170)는, 차량(10C)의 좌회전 시에 있어서, 디퍼렌셜 기어(154)로부터 좌측 후륜(46a)용으로 배분 또는 분기된 구동력의 일부 또는 전부를 우측 후륜(46b)에 전달한다. 제1 재배분 기구(170)는, 좌측 선회 클러치, 좌측 후륜(46a)용 선 기어, 3연 피니언 기어 및 우측 후륜(46b)용 선 기어(모두 도시하지 않음)를 구비한다.

제2 재배분 기구(172)는, 차량(10C)의 우회전 시에 있어서, 디퍼렌셜 기어(154)로부터 우측 후륜(46b)용으로 배분 또는 분기된 구동력의 일부 또는 전부를 좌측 후륜(46a)에 전달한다. 제2 재배분 기구(172)는, 우측 선회 클러치, 우측 후륜(46b)용 선 기어, 3연 피니언 기어 및 좌측 후륜(46a)용 선 기어(모두 도시하지 않음)를 구비한다.

또, 제1 재배분 기구(170)의 좌측 선회 클러치 및 제2 재배분 기구(172)의 우측 선회 클러치는, 접속 상태와 차단 상태의 단순한 전환뿐만 아니라, 미끄러짐 정도를 조정하여 접속 상태 또는 차단 상태를 복수 단계로 전환하는 것이 가능하다.

상기와 같은 구성에 의해, 차량(10C)에서는, 후륜(46a, 46b)의 구동력을 개별로 조정할 수 있다.

<B. 제1~제3 주행 모터(22, 24, 26)>

상기 실시형태에서는, 제1~제3 주행 모터(22, 24, 26)를 3상 교류 브러시리스 타입으로 했지만, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 제1~제3 주행 모터(22, 24, 26)를 3상 교류 브러시 타입, 단상 교류식 또는 직류식으로 하여도 좋다.

상기 실시형태에서는, 제1~제3 주행 모터(22, 24, 26)는, 고전압 배터리(28)로부터 전력이 공급되었지만, 이에 더하여, 연료 전지로부터 전력이 공급되어도 좋다.

<C. EPS 장치(14)>

[C-1. EPS 장치(14)의 전체 구성]

상기 실시형태의 EPS 장치(14)는, EPS 모터(70)가 스티어링축(62)에 조타 부가력 Fad을 전달하는 구성(소위 칼럼 어시스트식 EPS 장치)였다(도 1). 그러나, 조타 부가력 Fad을 발생하는 것이라면, EPS 장치(14)의 구성은 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 피니언 어시스트식 EPS 장치, 듀얼 피니언 어시스트식 EPS 장치, 랙 어시스트식 EPS 장치 및 전동 유압 파워 스티어링 장치 중 어느 것이라도 좋다. 또, 전동 유압 파워 스티어링 장치에서는, 전동 펌프로 유압을 만들고, 그 유압으로 조타 부가력 Fad을 생성한다.

상기 실시형태에서는, 운전자에 의한 조타 토크 Tst를 그대로 전륜(42a, 42b)에 전달하는 구성(이하, 「직접 전달 방식」이라고도 한다.)이었지만, 스티어 바이 와이어 타입의 EPS 장치에도 적용 가능하다. 스티어 바이 와이어 타입의 EPS 장치의 경우, 운전자의 조타 토크 Tst는, 조타륜(전륜(42a, 42b))에 전달되지 않고, EPS 장치가 조타력 자체를 생성한다. 환언하면, 스티어 바이 와이어 타입의 EPS 장치에서는, 조타 부가력 Fad 대신에, 조타력(조타 토크 Tst) 자체를 차량(10)의 조타계에 부여한다.

[C-2. EPS 모터(70)]

상기 실시형태에서는, EPS 모터(70)를 3상 교류 브러시리스 타입으로 했지만, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 모터(70)를 3상 교류 브러시 타입, 단상 교류식 또는 직류식으로 하여도 좋다.

<D. 토크 제어>

[D-1. 전체 구성]

상기 실시형태에서는, 조타각 비례 FF 제어, EPS 모터 속도 FF 제어 및 FB 제어 각각을 행했다(도 2 참조). 그러나, 예컨대, EPS 모터 속도 FF 제어에 주목하면, 조타각 비례 FF 제어 및 FB 제어의 한쪽 또는 양쪽을 생략하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서는, 차량(10)에 탑승한 운전자(조타 주체)에 의한 액셀 페달의 조작에 기초하여 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크를 제어하는 것을 상정하고 있었다. 그러나, 예컨대, 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크를 제어한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 차량(10)에 있어서 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크를 자동적으로 제어하는 구성(소위 자동 운전을 하는 구성)에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 여기서 말하는 자동 운전은, 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크에 한하지 않고, 조타에 관해서도 자동으로 행하는 것이라도 좋다. 또한, 운전자가 차량(10)의 외부로부터 원격 조작하는 구성에도 본 발명을 적용할 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 구동 ECU(38)는, 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크 자체를 연산 대상으로 하는 제어를 행했다(도 2). 그러나, 예컨대, 전륜 구동 장치(44) 및 후륜 구동 장치(48)의 토크(구동 동력량)를 제어한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 구동 ECU(38)는, 토크 대신에, 토크와 환산 가능한 출력 또는 구동력을 연산 대상으로 하는 제어를 행하는 것도 가능하다.

[D-2. EPS 모터 속도 FF 제어]

상기 실시형태에서는, 조타각 θst 및 차륜 속도 Vw에 기초한 맵과 EPS 모터 속도 ω를 EPS 모터 속도 토크 Tff2의 산출(선택)에 이용했다(도 4의 S2, S3). 그러나, 예컨대, 토크 Tff2의 이용에 주목하면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, EPS 모터 속도 ω와 토크 Tff2의 관계를 규정한 단일의 맵을 설치해 두고서, 이 단일의 맵을 이용하여 토크 Tff2를 선택 또는 산출하여도 좋다. 환언하면, 도 4에 있어서, 단계 S2를 생략하고 단계 S3을 남기는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서는, 좌우 후륜(46a, 46b) 중 외륜에 대하여 토크 Tff2를 더하고, 내륜으로부터 토크 Tff2를 뺐다(환언하면 -Tff2를 더했다). 그러나, 예컨대, 조타각 θst에 더하여, EPS 모터 속도 ω에 기초하여 좌측 후륜(46a)(좌측 구동륜) 및 우측 후륜(46b)(우측 구동륜)의 토크차 ΔT(동력차)를 조정한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 외륜에 대하여 토크 Tff2를 더하기만 하는 구성 또는 내륜으로부터 토크 Tff2를 빼기만 하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서는, EPS 모터 속도 ω가 빠른 경우, 토크차 ΔT를 크게 했다(도 4의 S3). 그러나, 반대로, EPS 모터 속도 ω가 빠른 경우, 토크차 ΔT를 작게 하는 것도 가능하다. 이에 따라, 예컨대, 눈길 등에 있어서 급히 전타(轉舵)한 경우의 차량(10)의 슬립을 방지하기 쉽게 된다.

[D-3. EPS 모터 속도 ω]

상기 실시형태에서는, 리졸버(72)가 검출한 전기각 θe으로부터 직접적으로 EPS 모터 속도 ω[rad/sec]를 산출했다. 그러나, 예컨대, EPS 모터(70)의 회전 속도를 이용한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 전기각 θe으로부터 EPS 모터(70)의 기계각을 구하여, 기계각으로부터 EPS 모터 속도 ω를 산출하여도 좋다.

[D-4. 기타]

상기 실시형태에서는, EPS 모터 속도 ω에 따라서 토크 Tff2를 변화시키는 EPS 모터 속도 FF 제어를 그대로 이용했다(도 4). 그러나, 예컨대, 모터 속도 ω에 기초하여 토크 Tff2(좌우 토크차 ΔT를 규정하는 토크)를 설정한다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, EPS 모터 속도 ω에 기초하여 산출한 토크 Tff2를, EPS 모터 속도 ω의 시간 미분치(모터 가속도)에 따라서 보정하게 하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서는, EPS 모터 속도 FF 제어에 있어서, EPS 모터 속도 ω에 따라서 좌우 후륜(46a, 46b)의 토크차 ΔT를 변화시켰다(도 4의 S3). 그러나, 예컨대, EPS 모터 속도 ω에 따라서 좌우 후륜(46a, 46b)의 토크를 변화시킨다는 관점에서라면, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 토크차 ΔT의 조정에 더하여 또는 이 대신에, EPS 모터 속도 ω에 따라서 FF 합계 토크 Tff_total(예컨대, 토크 Tff2)를 증가 또는 감소시키는 것도 가능하다. 예컨대, EPS 모터 속도 ω가 증가한 경우, FF 합계 토크 Tff_total를 증가시킬 수 있다.

상기 실시형태의 후륜 구동 장치(48)(구동 장치)는, 좌측 구동력과 우측 구동력의 차이인 좌우 구동력차로서의 좌우 토크차 ΔT를 제어할 수 있었지만, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 후륜 구동 장치(48)는, 좌우 구동력차에 더하여, 좌측 구동력과 우측 구동력의 합인 좌우 구동력의 합을 제어할 수 있는 것으로 할 수도 있다.

10, 10A, 10B, 10C: 차량, 24, 24a: 좌측 모터(좌측 회전 전기 기계), 26, 26a: 우측 모터(우측 회전 전기 기계), 38: 구동 ECU(구동 제어 장치), 42a: 좌측 전륜(조타륜), 42b: 우측 전륜(조타륜), 44, 44a: 전륜 구동 장치(구동 장치), 46a: 좌측 후륜, 46b: 우측 후륜, 48, 48a: 후륜 구동 장치(구동 장치), 52: 조타각 센서(조타량 취득 유닛), 70: EPS 모터(회전 전기 기계), 72: 리졸버(회전 속도 취득 유닛의 일부), 76: EPS ECU(회전 속도 취득 유닛의 일부), Fad: 조타 부가력, Tmot2: 제2 모터 토크(좌측 모터 토크), Tmot3: 제3 모터 토크(우측 모터 토크), Vw: 차륜 속도, ΔT: 좌우 토크차(좌우 구동력차), θst: 조타각(조타량), ω: EPS 모터 속도(회전 속도)