(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を駆動する駆動モータと、
駆動輪の回転状態を検出する回転状態検出手段と、
駆動輪それぞれに入力される前記駆動モータの出力を検出するモータ出力検出手段と、
前記回転状態検出手段によって検出された駆動輪の回転状態と、前記モータ出力検出手段によって検出された駆動モータの出力とに基づいて、一の駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定する駆動力推定手段と、
を備えることを特徴とする電動車両の駆動力推定装置。
【請求項２】
前記駆動力推定手段は、一の駆動輪に入力された前記駆動モータの出力を、該一の駆動輪を回転させる力と、他の車輪を回転させる力と、車両を推進させる力とに配分することにより、各駆動輪における駆動力を推定することを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項３】
前記駆動力推定手段は、
一の駆動輪に入力された前記駆動モータの出力と、該一の駆動輪の前記回転状態とに基づいて、入力された前記駆動モータの出力のうち該一の駆動輪を回転させるための成分以外から、該一の駆動輪における第1の駆動力を推定する各輪駆動力推定手段と、
前記各輪駆動力推定手段によって推定された第1の駆動力に対し、該一の駆動輪と他の駆動輪とが互いを回転させる作用に基づく補正を行う駆動力相互作用調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項４】
前記駆動力相互作用調整手段は、次式に基づいて第１の駆動力を補正することを特徴とする請求項３記載の電動車両の駆動力推定装置。
【数１】
0004725431.tif 000032
【請求項５】
前記駆動力相互作用調整手段は、次式に基づいて第１の駆動力を補正することを特徴とする請求項３記載の電動車両の駆動力推定装置。
【数２】
0004725431.tif 000033
【請求項６】
前記駆動力相互作用調整手段は、次式に基づいて第１の駆動力を補正することを特徴とする請求項３記載の電動車両の駆動力推定装置。
【数３】
0004725431.tif 000034
【請求項７】
前記駆動力相互作用調整手段は、駆動輪が操向輪である場合、その転舵角に基づいて、各駆動輪における駆動力の補正を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項８】
前記駆動力相互作用調整手段は、一の駆動輪が操向輪である場合、非操向輪である他の駆動輪の前記第１の駆動力Ｆd2をＦd2・ｃｏｓ（δ1−β）ｃｏｓβ（ただし、δ1は一の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）と変換した上で、該一の駆動輪と他の駆動輪が互いを回転させる作用に基づく前記補正を行うことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項９】
前記駆動力相互作用調整手段は、一の駆動輪が非操向輪である場合、操向輪である他の駆動輪の前記第１の駆動力Ｆd2をＦd2・ｃｏｓ（δ2−β）ｃｏｓβ（ただし、δ2は他の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）と変換した上で、該一の駆動輪と他の駆動輪が互いを回転させる作用に基づく前記補正を行うことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項１０】
前記駆動力相互作用調整手段は、一の駆動輪が操向輪である場合、操向輪である他の駆動輪の前記第１の駆動力Ｆd2をＦd2・ｃｏｓ（δ1−β）ｃｏｓ（δ2−β）（ただし、δ1は一の駆動輪の転舵角、δ2は他の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）と変換した上で、該一の駆動輪と他の駆動輪が互いを回転させる作用に基づく前記補正を行うことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項１１】
車両に入力された運転操作量を検出する運転操作量検出手段をさらに備え、
前記駆動力推定手段は、前記回転状態検出手段によって検出された駆動輪の回転状態と、前記モータ出力検出手段によって検出された駆動モータの出力と、前記運転操作量検出手段によって検出された運転操作量とに基づいて、駆動輪におけるスリップの発生を検出し、駆動輪においてスリップが発生している場合、一の駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入することなく、一の駆動輪に入力された前記駆動モータの出力を、該一の駆動輪を回転させる力と、車両を推進させる力とに配分することにより、各駆動輪における駆動力を推定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項１２】
前記駆動力推定手段は、車両に備えられた一の駆動輪と他の複数の駆動輪それぞれとの間において、駆動輪が互いを回転させる作用に基づく補正量を算出し、算出した補正量を線形和として結合することにより、各駆動輪における駆動力を推定することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動車両の駆動力推定装置。
【請求項１３】
複数の駆動輪と、
車体に設置されたアクセルペダルと、
前記アクセルペダルの操作量に基づいて、車両の駆動制御を行う駆動制御手段と、
前記駆動制御手段の制御に従って、駆動輪を駆動する駆動モータと、
駆動輪の回転状態を検出する回転状態検出手段と、
駆動輪それぞれに入力される前記駆動モータの出力を検出するモータ出力検出手段と、
前記回転状態検出手段によって検出された駆動輪の回転状態と、前記モータ出力検出手段によって検出された駆動モータの出力とに基づいて、一の駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定する駆動力推定手段と、
を備えることを特徴とする自動車。
【請求項１４】
駆動輪の回転状態および駆動モータの出力に基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用を反映させて各駆動輪における駆動力を推定することを特徴とする電動車両の駆動力推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによって車輪を駆動する電動車両の駆動力推定装置、自動車および電動車両の駆動力推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによって車輪を駆動する電動車両においては、モータの出力トルクを基に、駆動輪における駆動力が推定されている。
例えば、特許文献１に記載された駆動力推定手法においては、「モータの出力トルクは、車輪を回転させる力と、路面に伝達されて車両を推進する力に使われる。」という仮定の下、以下の（１）式によって駆動力を推定する。
なお、以下の式において、Ｆmはモータの出力、Ｍwは駆動輪が回転するための慣性モーメントを質量相当に換算したもの、Ｖwは駆動輪の車輪速、Ｆdは推定駆動力である。
【０００３】
【数１】
0004725431.tif 000002
【０００４】
【非特許文献１】佐渡秀夫、外３名、「路面状態推定とスリップ率制御を用いた電気自動車の高性能トラクションコントロール」、平成１０年電気学会産業応用部門全国大会予稿集、電気学会、平成１０年、ｐ．３２１−３２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータの出力トルクを基に駆動輪における駆動力を推定する従来の手法においては、1つの駆動輪をモデルとして、モータの出力トルクおよびタイヤ回転の慣性モーメントを基に駆動力を推定するものであった。
そのため、１つの車両に複数の駆動輪がある状態では、駆動輪相互が影響を及ぼし合い、正確な駆動力を推定することが困難であった。
本発明の課題は、電動車両における駆動力をより正確に推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明に係る電動車両の駆動力推定装置は、
駆動輪を駆動する駆動モータと、駆動輪の回転状態を検出する回転状態検出手段と、駆動輪それぞれに入力される前記駆動モータの出力を検出するモータ出力検出手段と、前記回転状態検出手段によって検出された駆動輪の回転状態と、前記モータ出力検出手段によって検出された駆動モータの出力とに基づいて、一の駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定する駆動力推定手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る自動車は、
複数の駆動輪と、車体に設置されたアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量に基づいて、車両の駆動制御を行う駆動制御手段と、前記駆動制御手段の制御に従って、駆動輪を駆動する駆動モータと、駆動輪の回転状態を検出する回転状態検出手段と、駆動輪それぞれに入力される前記駆動モータの出力を検出するモータ出力検出手段と、前記回転状態検出手段によって検出された駆動輪の回転状態と、前記モータ出力検出手段によって検出された駆動モータの出力とに基づいて、一の駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定する駆動力推定手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明に係る電動車両の駆動力推定方法は、
駆動輪の回転状態および駆動モータの出力に基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用を反映させて各駆動輪における駆動力を推定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動車両の駆動力推定装置によれば、駆動力推定手段が、駆動輪の回転状態と駆動モータの出力とに基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定するので、駆動輪相互の影響を反映させて駆動力を推定することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【０００９】
また、本発明に係る自動車によれば、アクセルペダルの操作量に応じて駆動制御手段により駆動制御されたときに、駆動力推定手段が、駆動輪の回転状態と駆動モータの出力とに基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定するので、駆動輪相互の影響を反映させて駆動力を推定することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【００１０】
また、本発明に係る電動車両の駆動力推定方法によれば、各駆動輪における駆動力を推定する際に、駆動輪が他の車輪を回転させる作用が反映されるので、駆動輪相互の影響を駆動力の推定時に加味することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明に係る自動車１の構成を示す概略図である。
図１において、自動車１は、左右の駆動輪２ＲＬ，２ＲＲと、左右の駆動輪２ＲＬ，２ＲＲをそれぞれ駆動する駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲと、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲの駆動電流を制御するモータインバータ４ＲＬ，４ＲＲと、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲそれぞれを車体に懸架するサスペンション５ＲＬ，５ＲＲと、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲの駆動力を制御する制御ユニット６と、ステアリングホイール７と、操舵角センサ８と、アクセルペダルセンサ９と、ブレーキペダルセンサ１０と、車両挙動センサ１１と、電源ユニット１２とを備えている。
【００１２】
駆動輪２ＲＬ，２ＲＲは、自動車１のそれぞれ左後輪および右後輪として設置され、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲをそれぞれ内部に一体に備えている。また、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲは、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲによって、互いに独立に駆動される。
駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲは、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの内部に一体的に備えられたモータであり、モータインバータ４ＲＬ，４ＲＲから電流の供給を受けて、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲをそれぞれ駆動する。
【００１３】
モータインバータ４ＲＬ，４ＲＲは、制御ユニット６から入力された駆動力指令値を基に、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの駆動電流を算出し、算出した駆動電流を駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲに出力する。
サスペンション５ＲＬ，５ＲＲは、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲを一体に備える左右の駆動輪２ＲＬ，２ＲＲそれぞれを車体に懸架する。
【００１４】
制御ユニット６は、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲの駆動力を制御するものであり、例えば、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲの動作状態と運転者の運転操作量を基に、ＴＣＳ（Traction Control System）制御を行ったり、路面へ伝達される駆動力を算出したり、左右輪の駆動力差を目標値とするように調節したりする。
ステアリングホイール７は、運転者により車両の進行方向を指示する操舵操作が行われる。
【００１５】
操舵角センサ８は、ステアリングホイール７に対して行われた操舵操作の角度および角速度を検出する。
アクセルペダルセンサ９は、運転者によってアクセルペダルに入力されたアクセル操作量を検出する。
ブレーキペダルセンサ１０は、運転者によってブレーキペダルに入力されたブレーキ操作量を検出する。
車両挙動センサ１１は、自動車１におけるヨーレートあるいは横滑り角等、車両挙動を示す指標値を検出する。
電源ユニット１２は、モータインバータ４ＲＬ，４ＲＲそれぞれが駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲに出力する駆動電流を供給する。
【００１６】
次に、自動車１における制御系統について説明する。
図２は、自動車１における制御系統の機能構成を示すブロック図である。
図２において、自動車１の制御系統は、図１に示す構成のうち、主として各種センサおよび制御ユニット６によって構成され、具体的には、駆動電流検出部１０１ＲＬ，１０１ＲＲと、回転速度検出部１０２ＲＬ，１０２ＲＲと、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲと、駆動力相互作用調整部１０４と、各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲとを備えている。
【００１７】
駆動電流検出部１０１ＲＬ，１０１ＲＲは、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの駆動電流を検出し、検出した駆動電流値を各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにそれぞれ出力する。
回転速度検出部１０２ＲＬ，１０２ＲＲは、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの回転速度を検出し、検出した回転速度を各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにそれぞれ出力する。
【００１８】
各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲは、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれが路面に伝達した駆動力を、後述する駆動力推定方法に従って推定し、推定した駆動力を駆動力相互作用調整部１０４に出力する。
駆動力相互作用調整部１０４は、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲによって推定された駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの駆動力を基に、後述する補正方法に従って、各駆動輪間における駆動力の相互作用を反映させて各駆動輪の駆動力を補正し、補正後の各輪の駆動力を各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲにそれぞれ出力する。
各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲは、駆動力相互作用調整部１０４によって補正された各駆動輪の駆動力を、トラクションコントロール等、後段の処理にそれぞれ出力する。
【００１９】
（駆動力推定方法）
次に、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおける駆動力推定方法について説明する。
ここでは、「モータの出力トルクは、車輪を回転させる力と、路面に伝達されて車両を推進する力に使われる。」という仮定の下、以下の（２）式によって路面に伝達される駆動力を推定する。
【００２０】
【数２】
0004725431.tif 000003
【００２１】
（相互作用に基づく駆動力補正方法）
続いて、駆動力相互作用調整部１０４における駆動輪間の相互作用に基づく駆動力の補正方法について説明する。
本実施形態においては、「モータの出力トルクは、そのモータに取り付けられた駆動輪を回転させる力と、路面に伝達されて車両を推進する力と、他のモータに取り付けられた駆動輪を回転させる力に使われる。」という仮定の下、以下のように駆動力を補正する。
図３は、左右の後輪が駆動輪である場合に、左後輪の駆動モータのみが駆動トルクを出力した場合の駆動力伝達モデルを示す図である。
図３の場合において、上記仮定に基づくと、以下の（３）式が成立する。
【００２２】
【数３】
0004725431.tif 000004
【００２３】
図３に示すモデルでは、右後輪は従動輪であると考えられるので、右後輪の車輪速と車体速はほぼ一致すると想定している。すると、（３）式は、以下の（４）式のように書き換えられる。
【００２４】
【数４】
0004725431.tif 000005
【００２５】
上記（２）式と比較すると、（４）式は以下の（５）式のように表される。
【００２６】
【数５】
0004725431.tif 000006
【００２７】
したがって、（２）式において推定された駆動力ＦdLのうち、ＭwR／（Ｍ＋ＭwR）は右後輪を回転させる力として使われたこととなる。
これは、車体が加速しているため、右後輪の車軸も車体に伴って加速し、その加速度によって発生する力が右後輪と路面の接点から伝わって右後輪を加速させることを示している。
この作用を考慮すると、左右後輪の駆動を表す運動方程式は以下のようになる。
【００２８】
【数６】
0004725431.tif 000007
【００２９】
（６）、（７）式の右辺第１項と第２項の和は、上記（２）式と同形であるため、従来の駆動力オブザーバの考え方による各輪ごとに独立した駆動力推定（即ち、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおける駆動力推定）によって算出することができる。
このように各輪ごとに独立した駆動力推定によって算出した推定駆動力を用いて、駆動輪間の相互作用を考慮した推定駆動力は、以下の（８）、（９）式のように表される。
【００３０】
【数７】
0004725431.tif 000008
【００３１】
このように、駆動力相互作用調整部１０４においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲで推定された駆動力を（８）、（９）式によって補正する。上記駆動力補正方法では、右後輪の車輪速と車体速とがほぼ一致するものと想定したため、（８）、（９）式においては、車輪速、車体速を要素として含まない補正式が得られており、簡単に駆動力推定値の補正値を演算することができる。
なお、（８）、（９）式を整理すると、（１０）式のように表される。
【００３２】
【数８】
0004725431.tif 000009
【００３３】
（動作）
次に、自動車１における駆動力推定の動作について説明する。
図４は、自動車１の制御系統によって実行される駆動力推定処理を示すフローチャートである。
図４において、駆動力推定処理は、自動車１のイグニションオンと共に開始される。
駆動力推定処理が開始されると、駆動電流検出部１０１ＲＬ，１０１ＲＲが駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲの駆動電流値を検出すると共に、回転速度検出部１０２ＲＬ，１０２ＲＲが駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲの回転速度を検出する（ステップＳ１）。
【００３４】
次に、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲが、検出された駆動電流値および回転速度を基に、（２）式に従って駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲが路面に伝達した駆動力を推定する（ステップＳ２）。
次いで、駆動力相互作用調整部１０４が、（８）、（９）式に従って、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲの推定結果を補正する（ステップＳ３）。これにより、駆動輪間の相互作用を考慮して補正された推定駆動力が得られる。
そして、各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲが、左右の各駆動輪における推定駆動力を、それぞれ後段の処理に出力する（ステップＳ４）。
その後、ステップＳ１に戻り、駆動力推定処理が繰り返される。
【００３５】
図５は、図４に示すフローチャートを回路ブロック図形式で表した図である。なお、図５における“ｓ”はラプラス演算子であり、“Ｌ”、“Ｒ”の識別子は駆動輪の左右を表している。
図５に示すように、第１段のブロックでは、図４に示すステップＳ１に相当する処理が行われ、駆動電流検出部１０１ＲＬ，１０１ＲＲによって検出された駆動電流値および回転速度検出部１０２ＲＬ，１０２ＲＲによって検出された回転速度が第２段のブロックに入力される。
【００３６】
第２段のブロックでは、図４に示すステップＳ２に相当する処理が行われ、各駆動モータの駆動電流値がＫ倍されると共に、回転速度の微分値がＭw倍され、Ｋ倍された駆動電流値から、Ｍw倍された回転速度の微分値が減算され、駆動力の推定値が出力される。なお、図５におけるブロック図では、制御の安定性の観点から、この推定値にローパスフィルタをかけた上で第３段のブロックに出力している。
【００３７】
第３段のブロックでは、ローパスフィルタ通過後の左右輪の駆動力推定値から、（１０）式に従って、駆動輪間の相互作用を考慮した補正が行われる。
第４段のブロックでは、左右輪それぞれにおける補正後の駆動力推定値が、後段の処理に出力される。
以上のように、本実施形態に係る自動車１においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲが推定した各駆動輪の駆動力に対し、駆動力相互作用調整部１０４が、１つの駆動輪を駆動する駆動モータの出力のうち、他の駆動輪を回転させる力として使われる分を反映させた補正を行う。
【００３８】
したがって、駆動モータの出力トルクを基に駆動輪における駆動力を推定する際に、駆動輪相互の影響を加味した駆動力を推定することができ、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
ここで、本実施形態において、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲは、駆動輪２ＲＬ，２ＲＲそれぞれの内部に一体的に備えられたモータ（インホイールモータ）であることとして説明したが、各駆動輪における駆動力を独立して制御可能な構成であれば、各駆動輪が駆動モータを備えている構成の他、１つの駆動モータが複数の駆動輪を駆動する構成においても本発明を適用できる。
【００３９】
（応用例１）
上記実施形態においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲによって推定された駆動力に対し、図３に示す駆動力伝達モデルを想定して（８）、（９）式に基づく補正を行ったが、本応用例１においては、図６に示す駆動力伝達モデルを想定して駆動力推定値の補正を行う。
図６は、本応用例１において想定する駆動力伝達モデルを示す図である。
図６に示すモデルでは、左後輪の駆動モータのみがトルクを出力したとき、車体速Ｖは左右の駆動輪の車輪速の平均値であると想定しており、このとき、以下の（１１）式が成立する。
【００４０】
【数９】
0004725431.tif 000010
【００４１】
（１１）式を上記（２）式と比較すると、（１１）式は以下の（１２）式のように表される。
【００４２】
【数１０】
0004725431.tif 000011
【００４３】
したがって、（２）式において推定された駆動力ＦdLのうち、以下の（１３）式の分が右後輪を回転させる力として使われたこととなる。
【００４４】
【数１１】
0004725431.tif 000012
【００４５】
これは、車体が加速しているため、右後輪の車軸も車体に伴って加速し、その加速度によって発生する力が右後輪と路面の接点から伝わって右後輪を加速させることを示している。
この作用を考慮すると、左右後輪の駆動を表す運動方程式は以下のようになる。
【００４６】
【数１２】
0004725431.tif 000013
【００４７】
（１４）、（１５）式の右辺第１項と第２項の和は、上記（２）式と同形であるため、従来の駆動力オブザーバの考え方による各輪ごとに独立した駆動力推定（即ち、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおける駆動力推定）によって算出することができる。
このように各輪ごとに独立した駆動力推定によって算出した推定駆動力を用いて、駆動輪間の相互作用を考慮した推定駆動力は、以下の（１６）、（１７）式のように表される。
【００４８】
【数１３】
0004725431.tif 000014
【００４９】
ここで、記号の定義は上記実施形態と同様である。
このように、本応用例１においては、駆動力相互作用調整部１０４は、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおいて推定された駆動力を（１６）、（１７）式によって補正する。本応用例１における駆動力補正方法では、車体速Ｖを左右後輪の車輪速の平均値と想定したため、（１６）、（１７）式においては、車体速を要素として含まない補正式が得られており、上記実施形態の場合に比べ、比較的簡単かつ、より正確に駆動力推定値の補正値を演算することができる。
なお、（１６）、（１７）式を整理すると、（１８）式のように表される。
【００５０】
【数１４】
0004725431.tif 000015
【００５１】
図７は、図６に示すモデルの動作を回路ブロック図形式で表した図である。
図７において、第３段のブロック以外の部分は、第１実施形態における図５に示す場合と同様である。
第３段のブロックでは、ローパスフィルタ通過後の左右輪の駆動力推定値から、（１８）式に従って、駆動輪間の相互作用を考慮した補正が行われる。
【００５２】
（応用例２）
本応用例２においては、図８に示す駆動力伝達モデルを想定して駆動力推定値の補正を行う。
図８は、本応用例２において想定する駆動力伝達モデルを示す図である。
図８に示すモデルでは、左後輪の駆動モータのみがトルクを出力したとき、車体速Ｖおよび左右後輪の車輪速それぞれを近似することなく補正に反映させており、このとき、以下の（１９）式が成立する。
【００５３】
【数１５】
0004725431.tif 000016
【００５４】
（１９）式を上記（２）式と比較すると、（１９）式は以下の（２０）式のように表される。
【００５５】
【数１６】
0004725431.tif 000017
【００５６】
したがって、（２）式において推定された駆動力ＦdLのうち、以下の（２１）式の分が右後輪を回転させる力として使われたこととなる。
【００５７】
【数１７】
0004725431.tif 000018
【００５８】
これは、車体が加速しているため、右後輪の車軸も車体に伴って加速し、その加速度によって発生する力が右後輪と路面の設定から伝わって右後輪を加速させることを示している。
この作用を考慮すると、左右後輪の駆動を表す運動方程式は以下のようになる。
【００５９】
【数１８】
0004725431.tif 000019
【００６０】
（２２）、（２３）式の右辺第１項と第２項の和は、上記（２）式と同形であるため、従来の駆動力オブザーバの考え方による各輪ごとに独立した駆動力推定（即ち、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおける駆動力推定）によって算出することができる。
このように、各輪ごとに独立した駆動力推定によって算出した推定駆動力を用いて、駆動輪間の相互作用を考慮した推定駆動力は、以下の（２４）、（２５）式のように表される。
【００６１】
【数１９】
0004725431.tif 000020
【００６２】
ここで、記号の定義は上記実施形態と同様である。
このように、本応用例２においては、駆動力相互作用調整部１０４は、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおいて推定された駆動力を（２４）、（２５）式によって補正する。本応用例２における駆動力推定方法では、車体速Ｖおよび左右後輪の車輪速それぞれを近似することなく補正に反映させることとしたため、上記実施形態の場合に比べ、より正確に駆動力推定値の補正値を演算することができる。
なお、（２４）、（２５）式を整理すると、（２６）式のように表される。
【００６３】
【数２０】
0004725431.tif 000021
【００６４】
図９は、図８に示すモデルの動作を回路ブロック図形式で表した図である。
図９において、第３段のブック以外の部分は、第１実施形態における図５に示す場合と同様である。
第３段のブロックでは、ローパスフィルタ通過後の左右輪の駆動力推定値から、（２６）式に従って、駆動輪間の相互作用を考慮した補正が行われる。
【００６５】
なお、上記実施形態においては、駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲが駆動モータを構成し、回転速度検出部１０２ＲＬ，１０２ＲＲが回転状態検出手段を構成し、駆動電流検出部１０１ＲＬ，１０１ＲＲがモータ出力検出手段を構成し、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲおよび駆動力相互作用調整部１０４が駆動力推定手段を構成する。駆動力推定手段において、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲが各輪駆動力推定手段を構成し、駆動力相互作用調整部１０４が駆動力相互作用調整手段を構成する。また、制御ユニット６が駆動制御手段を構成する。
【００６６】
（第１実施形態の効果）
（１）本発明に係る電動車両の駆動力推定装置によれば、駆動力推定手段が、駆動輪の回転状態と駆動モータの出力とに基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定するので、駆動輪相互の影響を反映させて駆動力を推定することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【００６７】
（２）一の駆動輪に入力された前記駆動モータの出力を、その駆動輪を回転させる力と、他の車輪を回転させる力と、車両を推進させる力とに配分して、各輪の駆動力を推定するので、駆動輪相互の作用を加味して、より正確に駆動力を推定することができる。
（３）各輪駆動力推定手段が、一の駆動輪に入力された駆動モータの出力のうち、その駆動輪を回転させる力を除いた出力から、その駆動輪における駆動力の概算値（第１の駆動力）を算出し、駆動力相互作用調整手段が、その概算値のうち、駆動輪相互が互いを回転させる作用を反映させる補正を行うので、駆動輪に働く作用を適確に反映することができ、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【００６８】
（４）駆動力相互作用調整手段が、（１０）式に対応する補正式によって、第１の駆動力を補正するので、簡単に駆動力の補正を行うことができる。
（５）駆動力相互作用調整手段が、（１８）式に対応する補正式によって、第１の駆動力を補正するので、比較的簡単に、かつ、より正確に駆動力の補正を行うことができる。
（６）駆動力相互作用調整手段が、（２６）式に対応する補正式によって、第１の駆動力を補正するので、より正確に駆動力の補正を行うことができる。
【００６９】
（７）本発明に係る自動車によれば、アクセルペダルの操作量に応じて駆動制御手段により駆動制御されたときに、駆動力推定手段が、駆動輪の回転状態と駆動モータの出力とに基づいて、駆動輪が他の車輪を回転させる作用による駆動力成分を算入して各駆動輪における駆動力を推定するので、駆動輪相互の影響を反映させて駆動力を推定することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【００７０】
（８）本発明に係る電動車両の駆動力推定方法によれば、各駆動輪における駆動力を推定する際に、駆動輪が他の車輪を回転させる作用が反映されるので、駆動輪相互の影響を駆動力の推定時に加味することができ、１つの車両に複数の駆動輪がある場合でも、電動車両における駆動力をより正確に推定することができる。
【００７１】
（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。
本実施形態における自動車１の構成は、第１実施形態における図１と同様であるため図１を参照することとし、異なる部分である制御系統の機能構成および駆動力推定処理について説明する。
図１０は、本実施形態の自動車１における制御系統の機能構成を示すブロック図である。
図１０において、運転操作量検出部２０１および駆動力相互作用調整部２０２以外の部分は、図２に示す第１実施形態の場合と同様である。したがって、同様の部分については図２における対応部分の説明を参照することとし、異なる部分である運転操作量検出部２０１および駆動力相互作用調整部２０２についてのみ説明する。
【００７２】
運転操作量検出部２０１は、運転者によって入力された操舵角および操舵角速度、アクセル操作量やブレーキ操作量を検出し、駆動力相互作用調整部２０２に出力する。
駆動力相互作用調整部２０２は、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲによって推定された駆動モータ３ＲＬ，３ＲＲそれぞれの駆動力および運転操作量検出部２０１の検出結果を基に、後述する補正方法に従って、各駆動輪間における駆動力の相互作用を反映させて各駆動輪の駆動力を補正し、補正後の各輪の駆動力を各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲにそれぞれ出力する。
【００７３】
また、駆動力相互作用調整部２０２は、運転操作量検出部２０１によって入力されたアクセル操作量と各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲの出力とに基づいて、駆動輪がスリップ状態にあるか否かを判定し、駆動輪がスリップ状態であると判定された場合には、各駆動輪間における駆動力の相互作用を反映させた各駆動輪の駆動力の補正を行うことなく、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲによる駆動力の推定結果をそのまま各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲに出力する。これは、駆動輪がスリップ状態であるときには、駆動輪間の相互作用が働き難く、実際の駆動力への影響が小さいためであり、また、スリップしている駆動輪の状態を基に駆動力推定値を補正すると、駆動力推定値の精度が低下すると考えられるためである。
【００７４】
（相互作用に基づく駆動力補正方法）
次に、本実施形態における駆動輪間の相互作用に基づく駆動力の補正方法について説明する。
本実施形態においては、駆動輪が操向輪である場合を想定し、駆動輪間の相互作用に基づく駆動力の補正を行う。
図１１は、操向輪の転舵角と車体スリップ角との関係を示す図である。
図１１においては、左右の前輪が操向輪であると共に駆動輪となっており、この場合、左右前輪の一方が出力した駆動力のうち、車両の推進に使われる力は、以下の（２７）式のようになる。
【００７５】
【数２１】
0004725431.tif 000022
【００７６】
一方、（２７）式によって表される力（車両の推進力）のうち、他方の駆動輪の回転方向に作用する力は、以下の（２８）式のように表される。
【００７７】
【数２２】
0004725431.tif 000023
【００７８】
したがって、一方の駆動輪の推定駆動力のうち、他方の駆動輪に作用する力は、以下の（２９）式のようになる。
【００７９】
【数２３】
0004725431.tif 000024
【００８０】
即ち、（２９）式の右辺を一方の駆動輪の推定駆動力として、第１実施形態における（８）、（９）式に適用することにより、駆動輪間の相互作用を考慮して補正された推定駆動力を算出することができる。
このように、駆動力相互作用調整部２０２においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲで推定された駆動力を（２９）式によって変換した後、第１実施形態の（８），（９）式によって補正する。そのため、駆動輪が複数あり、それらの中に操向輪が含まれている場合にも、駆動輪間の相互作用を考慮して駆動力を推定することができる。
【００８１】
（動作）
図１２は、本実施形態における駆動力推定処理を示すフローチャートである。
図１２において、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理は、図４に示す駆動力推定処理のステップＳ１，Ｓ２の処理と同様である。
ステップＳ１０２の後、駆動力相互作用調整部２０２は、運転操作量検出部２０１によって検出された操舵角を基に操向輪の転舵角を取得する（ステップＳ１０３）。
そして、駆動力相互作用調整部２０２は、ステップＳ１０３において取得した転舵角を基に、各駆動輪の相互作用による力を（２９）式に従って算出し、算出した力を（８），（９）式に代入することにより、駆動輪間の相互作用を考慮して補正された推定駆動力を算出する（ステップＳ１０４）。
【００８２】
そして、各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲが、左右の各駆動輪における推定駆動力を、それぞれ後段の処理に出力する（ステップＳ１０５）。
その後、ステップＳ１０１に戻り、駆動力推定処理が繰り返される。
ここで、駆動力相互作用調整部２０２は、駆動輪のスリップ状態を検出している場合には、ステップＳ１０３以降の処理をスキップし、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲによる駆動力の推定結果をそのまま各輪駆動力推定値出力部１０５ＲＬ，１０５ＲＲに出力する。
【００８３】
以上のように、本実施形態に係る自動車１においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲが推定した各駆動輪の駆動力に対し、駆動力相互作用調整部２０２が、操向輪である駆動輪の転舵角による影響を反映させつつ、１つの駆動輪を駆動する駆動モータの出力のうち、他の駆動輪を回転させる力として使われる分を反映させた補正を行う。
【００８４】
したがって、駆動モータの出力トルクを基に駆動輪における駆動力を推定する際に、駆動輪が操向輪である場合にも、駆動輪相互の影響を加味した駆動力を推定することができ、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
また、駆動輪がスリップ状態であるときには、駆動輪間の相互作用に基づく補正を行うことなく駆動力推定値を出力する。
したがって、スリップ状態にある駆動輪の作用を反映することにより、駆動力推定値の精度が低下することを防止できる。
【００８５】
（応用例３）
上記実施形態２において、駆動輪が操向輪である場合に、転舵角による影響を反映させて、駆動輪相互の影響を加味した駆動力を推定する考え方について説明したが、このような考え方を用いると、操向輪および非操向輪それぞれが駆動輪である車両（四輪駆動車等）においても、本発明を適用することができる。
【００８６】
すなわち、（２９）式を応用することにより、操向輪である駆動輪が非操向輪である駆動輪に作用する力、非操向輪である駆動輪が操向輪である駆動輪に作用する力をそれぞれ算出することができる。
具体的には、（２９）式において、δ2＝０とすることで、操向輪である駆動輪が非操向輪である駆動輪に作用する力を算出でき、δ1＝０とすることで、非操向輪である駆動輪が操向輪である駆動輪に作用する力を算出できる。
【００８７】
各駆動輪ごとの他の駆動輪への影響は独立に作用すると考えることができるため、四輪が駆動輪の場合で左前輪の電動モータのみがトルクを出力したとすると、「モータの出力トルクは、そのモータに取り付けられた駆動輪を回転させる力と、路面に伝達されて車両を推進する力と、他のモータに取り付けられた駆動輪を回転させる力に使われる。」という仮定の下、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲが推定した各駆動輪の駆動力は、駆動力相互作用調整部２０２において、以下のように補正できる。
【００８８】
【数２４】
0004725431.tif 000025
【００８９】
このような条件下においては、左前輪以外は従動輪と同じであると考えられるため、他の駆動輪の車輪速と車体速はほぼ一致する。
したがって、（３０）式は以下の（３１）式のように書き換えられる。
【００９０】
【数２５】
0004725431.tif 000026
【００９１】
上記（２）式と比較すると、（３１）式は以下の（３２）式のように表される。
【００９２】
【数２６】
0004725431.tif 000027
【００９３】
したがって、（２）式において推定された駆動力のうち、以下の（３３）〜（３５）式の分がそれぞれの駆動輪を回転させる力として使われたこととなる。
【００９４】
【数２７】
0004725431.tif 000028
【００９５】
これは、車体が加速しているため、左前輪以外の車輪の車軸も車体に伴って加速し、その加速度によって発生する力が他の駆動輪と路面の接点から伝わって車輪を加速させることを示している。
この作用を考慮すると、四輪駆動の場合の運動方程式は以下のようになる。
【００９６】
【数２８】
0004725431.tif 000029
【００９７】
後段の４式における右辺第１項と第２項の和は、上記（２）式と同形であるため、従来の駆動力オブザーバの考え方による各輪ごとに独立した駆動力推定（即ち、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおける駆動力推定）によって算出することができる。
このように各輪ごとに独立した駆動力推定によって算出した推定駆動力を用いて、駆動輪間の相互作用を考慮した推定駆動力は、以下の（３６）〜（３９）式のように表される。
【００９８】
【数２９】
0004725431.tif 000030
【００９９】
（３６）〜（３９）式を整理すると、（４０）式のように表される。
【０１００】
【数３０】
0004725431.tif 000031
【０１０１】
上述した（２９）式を用いて、操向輪である駆動輪が関与する場合における推定駆動力ＦdFL、ＦdFR、ＦdRL、ＦdRRの変換を施し、操向輪である駆動輪から操向輪である駆動輪に作用する力、操向輪である駆動輪から非操向輪である駆動輪に作用する力、非操向輪である駆動輪から操向輪である駆動輪に作用する力を算出する。そして、算出した力を上記（４０）式に適用することにより、駆動輪間の相互作用を考慮して補正された推定駆動力を算出することができる。
【０１０２】
このように、本応用例３においては、駆動力相互作用調整部２０２は、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲにおいて推定された駆動力を（４０）式によって補正する。また、操向輪である駆動輪については、（２９）式の右辺を基に推定駆動力を変換して（４０）式に適用することにより補正を行う。そのため、本応用例３における駆動力推定方法では、駆動モータの出力トルクを基に駆動輪における駆動力を推定する際に、操向輪および非操向輪共に駆動輪である場合にも、駆動輪相互の影響を加味した駆動力を推定することができ、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
【０１０３】
なお、上記実施形態においては、各輪駆動力推定部１０３ＲＬ，１０３ＲＲおよび駆動力相互作用調整部２０２が駆動力推定手段を構成する。駆動力推定手段において、駆動力相互作用調整部２０２が駆動力相互作用調整手段を構成する。また、運転操作量検出部２０１が運転操作量検出手段を構成する。
【０１０４】
（第２実施形態の効果）
（１）操向輪である駆動輪の転舵角の影響を反映して、各駆動輪における駆動力の補正が行われるので、駆動輪が転舵される状況においても、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
（２）非操向輪である駆動輪の駆動力を、Ｆd2・ｃｏｓ（δ1−β）ｃｏｓβ（ただし、δ1は一の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）なる変換式を用いて変換し、操向輪である駆動輪の駆動力を補正するので、非操向輪である駆動輪から操向輪である駆動輪への作用を適確に反映して、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
【０１０５】
（３）操向輪である駆動輪の駆動力を、Ｆd2・ｃｏｓ（δ2−β）ｃｏｓβ（ただし、δ2は他の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）なる変換式を用いて変換し、非操向輪である駆動輪の駆動力を補正するので、操向輪である駆動輪から非操向輪である駆動輪への作用を適確に反映して、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
【０１０６】
（４）操向輪である駆動輪の駆動力を、Ｆd2・ｃｏｓ（δ1−β）ｃｏｓ（δ2−β）（ただし、δ1は一の駆動輪の転舵角、δ2は他の駆動輪の転舵角、βは車両の走行方向に対するスリップ角）なる変換式を用いて変換し、他の操向輪である駆動輪の駆動力を補正するので、操向輪である駆動輪から操向輪である他の駆動輪への作用を適確に反映して、電動車両の駆動力をより正確に推定することができる。
【０１０７】
（５）駆動輪の回転状態および駆動モータの出力に加え、運転操作量検出手段が検出した運転操作量を加味して、駆動輪におけるスリップの発生を検出し、スリップ発生時には、駆動輪相互の作用に基づく補正を行うことなく駆動力の推定を行うので、スリップの発生による推定精度の低下を抑制することができる。
（６）一の駆動輪と他の複数の駆動輪それぞれとの間において算出した補正量を線形和として結合することにより、各駆動輪における駆動力を推定するので、駆動輪が複数備えられている場合に、駆動輪相互の作用を適確に反映して各駆動輪における駆動力を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る自動車１の構成を示す概略図である。
【図２】自動車１における制御系統の機能構成を示すブロック図である。
【図３】左右の後輪が駆動輪である場合に、左後輪の駆動モータのみが駆動トルクを出力した場合の駆動力伝達モデルを示す図である。
【図４】自動車１の制御系統によって実行される駆動力推定処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートを回路ブロック図形式で表した図である。
【図６】応用例１において想定する駆動力伝達モデルを示す図である。
【図７】図６に示すモデルの動作を回路ブロック図形式で表した図である。
【図８】応用例２において想定する駆動力伝達モデルを示す図である。
【図９】図８に示すモデルの動作を回路ブロック図形式で表した図である。
【図１０】第２実施形態の自動車１における制御系統の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】操向輪の転舵角と車体スリップ角との関係を示す図である。
【図１２】第２実施形態における駆動力推定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１  自動車、２ＲＬ，２ＲＲ  駆動輪、３ＲＬ，３ＲＲ  駆動モータ、４ＲＬ，４ＲＲ  モータインバータ、５ＲＬ，５ＲＲ  サスペンション、６  制御ユニット、７  ステアリングホイール、８  操舵角センサ、９  アクセルペダルセンサ、１０  ブレーキペダルセンサ、１１  車両挙動センサ、１２  電源ユニット、１０１ＲＬ，１０１ＲＲ  駆動電流検出部、１０２ＲＬ，１０２ＲＲ  回転速度検出部、１０３ＲＬ，１０３ＲＲ  各輪駆動力推定部、１０４，２０２  駆動力相互作用調整部、１０５ＲＬ，１０５ＲＲ  各輪駆動力推定値出力部、２０１  運転操作量検出部
【図１】
0004725431.tif 000035
【図２】
0004725431.tif 000036
【図３】
0004725431.tif 000037
【図４】
0004725431.tif 000038
【図５】
0004725431.tif 000039
【図６】
0004725431.tif 000040
【図７】
0004725431.tif 000041
【図８】
0004725431.tif 000042
【図９】
0004725431.tif 000043
【図１０】
0004725431.tif 000044
【図１１】
0004725431.tif 000045
【図１２】
0004725431.tif 000046