(57)【要約】【課題】タイヤの状態をできるだけ反映した各車輪の制御を実現すること。【解決手段】コントローラ５０が、各車輪の接地荷重ＦＺ  からコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒを求めるのに用いる、ＲＯＭ５２に記憶させたタイヤ空気圧毎の相関データ（テーブル）を、タイヤ空気圧の変化に応じて使い分ける。タイヤ空気圧は、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲに対応する空気圧センサ６０で検出する。このようにして求めたコーナリングスティフネスを用いて、各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する際の制御パラメータを求めることで、制御内容がタイヤ空気圧の状態に応じた正確なものとなる。【選択図】図１
2009149247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められる制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する車両制御装置であって、
前記各車輪のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧に応じて、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記ドライビングスティフネス又は前記ドライビングパワーの値を変更する変更手段とを備えており、
前記変更手段による変更後の前記各車輪の前記ドライビングスティフネス又は前記ドライビングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められた前記制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する、
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
車両の各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められる制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する車両制御装置であって、
前記各車輪のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出手段と、
前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧に応じて、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を変更する変更手段とを備えており、
前記変更手段による変更後の前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められた前記制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する、
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
前記各車輪の前記タイヤ空気圧の複数に区分された各区分領域毎の、互いに内容が異なる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値が、それぞれ記憶された記憶手段をさらに備えており、前記変更手段は、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を、前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧が属する前記区分領域に対応して前記記憶手段に記憶された、前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値に変更することを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各車輪の駆動や制動を独立して制御する電気自動車等の車両に係り、特に、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーやコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーに関連する制御パラメータを用いて、各車輪の駆動や制動を独立して制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の挙動制御に関して、左右の車輪の駆動力または制動力の差を用いて直接ヨーモーメントを発生させる、いわゆる直接ヨーモーメント制御（ＤＹＣ）が知られている（例えば、特許文献１）。一般的なＤＹＣでは、各車輪の駆動力を制御する場合、各車輪の接地荷重（Ｆｚｉ）に応じて、駆動力を発生する内燃機関の出力が制御される。
【０００３】
上述したＤＹＣでは、各車輪の前後力（ドライビングフォース）を各車輪のスリップ率で微分した各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーや、各車輪の横力（コーナリングフォース）を各車輪のスリップ角で微分したコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーが、制御パラメータの値を求めるのに用いられる。
【０００４】
各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーやコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーには、専ら固定値が用いられている。
【特許文献１】特開２００３−１５９９６６号公報（第４−９頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーやコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーという、タイヤにまつわるパラメータは、タイヤの状態を顕著に表すものである。したがって、タイヤの状態をできるだけ反映した各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーやコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーを、制御パラメータの値を求めるのに用いることが望ましい。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーやコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーに関連する制御パラメータを用いて、各車輪の駆動や制動を独立して制御する際に、タイヤの状態をできるだけ反映した各車輪の制御を実現することができる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載した本発明の車両制御装置は、車両の各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められる制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する車両制御装置であって、前記各車輪のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出手段と、前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧に応じて、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記ドライビングスティフネス又は前記ドライビングパワーの値を変更する変更手段とを備えており、前記変更手段による変更後の前記各車輪の前記ドライビングスティフネス又は前記ドライビングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められた前記制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載した本発明の車両制御装置によれば、制御パラメータの値を求めるのに用いられる、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値が、空気圧検出手段により検出された各車輪のタイヤ空気圧に応じて、変更手段により変更される。
【０００９】
したがって、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値が各車輪のタイヤ空気圧に応じて変化すると、それを用いて求められる各車輪毎の制御パラメータの値も、各車輪のタイヤ空気圧に応じて変化することになる。
【００１０】
このため、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値から求められる各車輪毎の制御パラメータを用いて各車輪の駆動や制動を独立して制御する際に、タイヤ空気圧の経時変化の状態をできるだけ反映した各車輪の制御を実現することができる。
【００１１】
また、上述した課題を解決するため、請求項２に記載した本発明の車両制御装置は、車両の各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められる制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御する車両制御装置であって、前記各車輪のタイヤ空気圧を検出する空気圧検出手段と、前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧に応じて、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を変更する変更手段とを備えており、前記変更手段による変更後の前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を用いて前記各車輪毎に値が求められた前記制御パラメータにより、前記各車輪の駆動および制動のうち少なくとも一方をそれぞれ独立して制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した本発明の車両制御装置によれば、制御パラメータの値を求めるのに用いられる、各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値が、空気圧検出手段により検出された各車輪のタイヤ空気圧に応じて、変更手段により変更される。
【００１３】
したがって、各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値が各車輪のタイヤ空気圧に応じて変化すると、それを用いて求められる各車輪毎の制御パラメータの値も、各車輪のタイヤ空気圧に応じて変化することになる。
【００１４】
このため、各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値から求められる各車輪毎の制御パラメータを用いて各車輪の駆動や制動を独立して制御する際に、タイヤ空気圧の経時変化の状態をできるだけ反映した各車輪の制御を実現することができる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載した本発明の車両制御装置は、請求項１又は２に記載した本発明の車両制御装置において、前記各車輪の前記タイヤ空気圧の複数に区分された各区分領域毎の、互いに内容が異なる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値が、それぞれ記憶された記憶手段をさらに備えており、前記変更手段は、前記各車輪の前記制御パラメータの値を求めるのに用いる前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値を、前記空気圧検出手段により検出された前記各車輪の前記タイヤ空気圧が属する前記区分領域に対応して前記記憶手段に記憶された、前記各車輪の前記コーナリングスティフネス又は前記コーナリングパワーの値に変更することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載した本発明の車両制御装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の車両制御装置において、記憶手段に区分領域毎に記憶された各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値のうち、空気圧検出手段により検出された各車輪のタイヤ空気圧が属する区分領域に対応した、各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値が、制御パラメータを求める際に用いられることになる。
【００１７】
したがって、空気圧検出手段により検出された各車輪のタイヤ空気圧に応じて各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値を変更する演算等を変更手段が行う必要を無くし、各車輪のタイヤ空気圧に応じた制御パラメータによる各車輪の制御を軽便な構成乃至処理によって実行できるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両制御装置によれば、各車輪のドライビングスティフネス又はドライビングパワーの値や、各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値が、各車輪のタイヤ空気圧に応じて変化するのに応じて、それらの値を用いて求められる各車輪毎の制御パラメータの値が変化するようにして、タイヤ空気圧の経時変化の状態をできるだけ反映した各車輪の制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の車両制御装置が適用される、本発明の背景としての電気自動車の駆動システムの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２０】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
（電気自動四輪車の全体概略構成）
図４は、本発明の車両制御装置が適用される電気自動四輪車１０の一例の概略斜視図である。電気自動四輪車１０は、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの内側に電気モータ、いわゆるインホイールモータをそれぞれ備える。つまり、電気自動四輪車１０は、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）を別個独立したインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって駆動する。
【００２２】
また、電気自動四輪車１０は、本発明の一実施形態としての車両制御装置１００を備える。車両制御装置１００は、左右の車輪の駆動力または制動力（以下、駆動力と制動力とを総称して「制駆動力」又は「前後力」と呼ぶことがある。）の差を用いて直接ヨーモーメントを発生させる、いわゆる直接ヨーモーメント制御（ＤＹＣ）によって、電気自動四輪車１０の挙動を制御する。車両制御装置１００には、電気自動四輪車１０の各種状態（例えば、操舵角）を検出するセンサ部１１０が接続される。
【００２３】
この例では、車両制御装置１００と、センサ部１１０と、各車輪の内側に備えられたインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって、電気自動四輪車の駆動システムが構成される。
【００２４】
（電気自動四輪車の駆動システムの機能ブロック構成）
図７は、本発明の車両制御装置を実施するのに適した図４の電気自動四輪車の駆動システムの機能ブロック構成図である。上述したように、車両制御装置１００と、各車輪の内側に備えられたインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって、電気自動四輪車の駆動システムが構成される。
【００２５】
車両制御装置１００は、フィードフォワードモーメント演算部１２１、目標ヨーモーメント演算部１２３、ヨーモーメント演算部１２５、ＰＩＤコントローラ１２７、駆動力演算部１２９、及び電気モータ制御部１３１によって構成される。
【００２６】
この例では、目標ヨーモーメント演算部１２３が、目標モデルとして二輪モデルを用いている。また、駆動力演算部１２９における駆動力の演算では、いわゆる「最適制御」が取り入れられている。
【００２７】
具体的には、駆動力演算部１２９は、所定の評価関数を最小にするように補正量δＫ  を決定する。また、本実施形態では、車両ヨーモーメント（Ｍ）、車両横力（ＦＹ  ）、車両前後力（ＦＸ  ）、タイヤスリップ率（Ｋ）及びタイヤ稼働率（η）の配分誤差が用いられる。なお、車両制御装置１００による駆動力の制御の詳細については、後述する。
【００２８】
センサ部１１０は、操舵角センサ１１１、車両センサ１１３、ヨーレートセンサ１１５及び加速度センサ１１７によって構成される。
【００２９】
操舵角センサ１１１は、電気自動四輪車１０の前輪、具体的には、車輪２０ＦＬ及び車輪２０ＦＲの操舵角を検出する。この操舵角は、ハンドル角を検知しこれをステアリングギヤ比で割って演算により検出することもできる。車両センサ１１３は、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）の回転数に基づいて、それぞれの車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの回転速度を検出し、かつ、それに基づいて、電気自動四輪車１０（図８参照）の車速Ｖを検出する。
【００３０】
ヨーレートセンサ１１５は、電気自動四輪車１０（図８参照）におけるヨーレートを検出する。加速度センサ１１７は、電気自動四輪車１０に生じている前後方向（図８のｘ方向）の加速度（加速度ａＸ  ）、及び横方向（図８のｙ方向）の加速度（加速度ａＹ  ）を検出する。
【００３１】
次に、車両制御装置１００を構成する各機能ブロックについて、図７を参照して説明する。
【００３２】
（１）フィードフォワードモーメント演算部１２１
フィードフォワードモーメント演算部１２１は、フィードフォワード補償ヨーモーメントＭＦＦを演算する。具体的には、フィードフォワードモーメント演算部１２１は、センサ部１１０から出力された操舵角δ及び車速Ｖに基づいて、フィードフォワード補償ヨーモーメントＭＦＦを演算する。
【００３３】
まず、フィードフォワードモーメント演算部１２１における具体的な演算方法の説明に先立って、電気自動四輪車１０のヨーレートγについて説明する。電気自動四輪車１０では、ヨーレートγは、（１式）のように表すことができる。
【数１】
2009149247.tif 000003
【００３４】
また、図８は、電気自動四輪車１０を３方向（ｘ方向、ｙ方向、及び回転方向）に自由度を有する四輪モデルとして模式的に示している（つまり、ローリングは考慮していない）。図８に示すように、（１式）におけるδは実操舵角である。この例では、ハンドル角を検知しこれをステアリングギヤ比で割って演算により検出した実操舵角を用いている。また、ｌ（ｌｆ＋ｌｒ）はホイールベースである。ここで、ｌｆ（前）及びｌｒ（後）は、電気自動四輪車１０の重心点ＣＧによるホイールベースｌの内分比である。また、ｍは車両質量、ｋｆは前輪のコーナリングスティフネス、ｋｒは後輪のコーナリングスティフネスである。
【００３５】
この例では、車両制御装置１００は、ＤＹＣを用い、電気自動四輪車１０のステアリング特性がニュートラルステアとなるように各車輪の制駆動力（前後力）を制御する。（１式）より、ニュートラルステア時のヨーレートγＮＳは、（２式）のように表すことができる。
【数２】
2009149247.tif 000004
【００３６】
ここで、Δγは、電気自動四輪車１０のステアリング特性をニュートラルステアにするために必要なヨーレートの増減量である。次に、電気自動四輪車１０のスタビリティファクターＫ、及び車両制御装置１００（ＤＹＣ）への入力に対するヨーレートγ（０）は、（３式）のように表すことができる。
【数３】
2009149247.tif 000005
【００３７】
また、（２式）及び（３式）より、電気自動四輪車１０のステアリング特性をニュートラルステアにするために必要なフィードフォワード補償ヨーモーメントＭＦＦは、（４式）のように表すことができる。
【数４】
2009149247.tif 000006
【００３８】
ここで、Ｇｆｆ（Ｖ）は、フィードフォワードゲインである。
【００３９】
（２）目標ヨーモーメント演算部１２３
図７に示す目標ヨーモーメント演算部１２３は、目標ヨーモーメントＭｄ  を演算する。具体的には、目標ヨーモーメント演算部１２３は、センサ部１１０から出力された操舵角δ及び車速Ｖに基づいて、目標ヨーモーメントＭｄ  を演算する。目標ヨーモーメントＭｄ  は、（５式）及び（５’式）のように表すことができる。
【数５】
2009149247.tif 000007
【数６】
2009149247.tif 000008
【００４０】
ここで、横力Ｙｆは、前輪（車輪２０ＦＬ及び車輪２０ＦＲ）に生じる横力（コーナリングフォース）である。また、横力Ｙｒは、後輪（車輪２０ＲＬ及び車輪２０ＲＲ）に生じる横力（コーナリングフォース）である。また、ヨーレートγＮＳ、ニュートラルステア時のすべり角βＮＳ、及び操舵角δとの関係は、（６式）のように表すことができる。
【数７】
2009149247.tif 000009
【００４１】
よって、（５’式）は、（７式）のように変形することができる。
【数８】
2009149247.tif 000010
【００４２】
ここで、Ｇｄ（Ｖ）は、目標ヨーモーメントゲインである。さらに、この例では、ｋｆ=ｌｒ/ｌｆ・ｋｒを代入している。
【００４３】
（３）ヨーモーメント演算部１２５及びＰＩＤコントローラ１２７
ヨーモーメント演算部１２５は、電気自動四輪車１０の挙動を制御するために用いられる電気自動四輪車１０のヨーモーメントを演算する。具体的には、ヨーモーメント演算部１２５は、センサ部１１０から出力された操舵角δ、車速Ｖ、ヨーレートγ、加速度ａＸ  及び加速度ａＹ  に基づいて、電気自動四輪車１０のヨーモーメントを演算する。
【００４４】
また、ＰＩＤコントローラ１２７は、目標ヨーモーメント演算部１２３によって演算された目標ヨーモーメントＭｄ  及びヨーモーメント演算部１２５によって演算されたヨーモーメントをフィードバックさせるコントローラである。
【００４５】
ＰＩＤコントローラ１２７（フィードバック補償器）は、目標ヨーモーメント演算部１２３において用いられる目標モデルとの誤差がなくなるようにヨーモーメントをフィードバックさせる。具体的には、ＰＩＤコントローラ１２７は、（８式）に基づいて動作する。
【数９】
2009149247.tif 000011
【００４６】
ここで、ＭＦＢは、フィードバックヨーモーメント、Ｍは、制御対象である電気自動四輪車１０に生じているヨーモーメントである。また、ＫＰ  は比例ゲイン、ＫＩ  は積分ゲイン、ＫＤ  は微分ゲインである。さらに、（９式）が成立する。
【数１０】
2009149247.tif 000012
【００４７】
ＭＥ  は、ヨーモーメント誤差である。この例では、ヨーモーメント誤差ＭＥ  を、電気自動四輪車１０がニュートラルステアとなるために制御すべきヨーモーメントＭＤＹＣ  とする。
【００４８】
また、図８に示すように、電気自動四輪車１０を３方向（ｘ方向、ｙ方向、及び回転方向）に自由度を有する四輪モデルとした場合、（１０式）が成立する。
【数１１】
2009149247.tif 000013
【００４９】
Ｆｘｆｌ  ，Ｆｘｆｒ  ，Ｆｘｒｌ  及びＦｘｒｒ  は、各車輪の前後力（前後力Ｆｘｉ）である。Ｆｙｆｌ  ，Ｆｙｆｒ  ，Ｆｙｒｌ  及びＦｙｒｒ  は、各車輪の横力（横力Ｆｙｉ）である。Ｉは、電気自動四輪車１０のヨー方向の慣性モーメントである。ｄは、電気自動四輪車１０のトレッド幅である。また、ｕ，νは、ｘ，ｙ方向（図８参照）の速度成分である。
【００５０】
次に、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲを構成する空気入りタイヤの摩擦円は、（１１式）のように表すことができる。
【数１２】
2009149247.tif 000014
【００５１】
ここで、ｒ（摩擦円半径）またはａ，ｂ（摩擦楕円の幅及び高さ）が分かれば、各車輪の前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉを演算することができる。さらに、垂直方向も考慮すると、接地荷重ＦＺ  は、（１２式）のように表すことができる。
【数１３】
2009149247.tif 000015
【００５２】
（１１式）及び（１２式）から、（１）各車輪のｒまたはａ，ｂ、（２）各車輪の前後力初期値ＦＸＯｉ  ，横力初期値ＦＹＯｉ  、（３）各車輪の傾き係数α（摩擦係数μ対スリップ率λ特性を示す曲線の傾きに応じて定まる係数）が分かれば、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉを演算することができる。
【００５３】
なお、この例では、上述した各車輪の前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉを求めるため、マジックフォーミュラ（ＭＦ）に基づくデータをタイヤデータＴＤとして使用する。
【００５４】
次に、電気自動四輪車１０の走行に伴う垂直荷重（Ｗｘ，Ｗｙ）の変化について考える。図９は、電気自動四輪車１０の加減速に伴う車両前後方向の垂直荷重が変化する様子を説明する説明図である。図１０は、電気自動四輪車１０のコーナリングに伴う車幅方向の垂直荷重が変化する様子を説明する説明図である。
【００５５】
電気自動四輪車１０の加減速時における垂直荷重の変化は、（１３式）のように表すことができる。
【数１４】
2009149247.tif 000016
【００５６】
また、電気自動四輪車１０のコーナリング時における垂直荷重の変化は、（１４式）のように表すことができる。
【数１５】
2009149247.tif 000017
【００５７】
ここで、Ｈは、路面から重心点ＣＧまでの高さである。よって、前後方向の加速度ａＸ  及び横方向の加速度ａＹ  を測定すれば、（１４’式）によって、各車輪の垂直荷重、つまり、接地荷重ＦＺ  を求めることができる。
【数１６】
2009149247.tif 000018
【００５８】
ここで、ＦＺ０ｉ  は各車輪の１Ｇ（静的）状態における垂直荷重である。次に、前後力Ｆｘｉについて考えると、電気自動四輪車１０は、電気モータ（インホイールモータ）を用いるため、前後力Ｆｘｉは、一般式で（１５式）のように表すことができる。
【数１７】
2009149247.tif 000019
【００５９】
ここで、ＫＭ  はトルク定数、ｉは電流値である。また、動特性を考慮し、電気モータを一次遅れ系とすると、（１５’式）のように表すことができる。
【数１８】
2009149247.tif 000020
【００６０】
ここで、τは時定数、Ｆｘ０は静トルクである。
【００６１】
なお、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ（具体的には、空気入りタイヤ）が転動する路面の摩擦係数μは、（１７式）に基づいて推定される。また、摩擦係数μの前後方向成分、即ち、前後方向の摩擦係数μｘ  や、摩擦係数μの横方向成分、即ち、横方向の摩擦係数μｙ  は、（１７’式）、（１７’’式）、（１７’’’式）によって推定される。
【数１９】
2009149247.tif 000021
【００６２】
ここで、Ｆμは路面と空気入りタイヤとの摩擦力である。（１７式）に示すように、前後力Ｆｘ  及び接地荷重ＦＺ  が分かれば、前後方向の摩擦係数μｘ  が推定できる。横方向の摩擦係数μｙ  は、タイヤデータから演算される各車輪の実横力Ｆｙｉを使用して、（１７’’式）から演算できる。よって、摩擦係数μは、（１７’’’式）から推定できる。つまり、加速については、電気モータ（インホイールモータ）のトルクを用いて検出できる。また、減速については、電気自動四輪車１０の制動装置の油圧に基づいて演算した減速トルクを用いて検出できる。なお、この例では、摩擦係数μを固定値とした。
【００６３】
（４）駆動力演算部１２９
図７に示す駆動力演算部１２９は、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによる制駆動力（前後力）を演算する。具体的には、駆動力演算部１２９は、所定の評価関数を最適制御することによって、制駆動力を演算する。
【００６４】
この例では、駆動力演算部１２９は、上述したように、最適制御のために評価関数Ｌを用いる。評価関数Ｌは、（１８式）のように表すことができる。
【数２０】
2009149247.tif 000022
【００６５】
また、各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  は、（１９式）のように表すことができる。
【数２１】
2009149247.tif 000023
【００６６】
この例では、タイヤ稼働率ηを左右の前後２輪で平均化した。そのため、制御においては、左右それぞれの前後輪のタイヤ稼働率ηｆｌ、ηｆｒ、ηｒｌ、ηｒｒをそれぞれ演算し、前２輪及び後２輪の各タイヤ稼働率の平均値と、各車輪のタイヤ稼働率ηｆｌ、ηｆｒ、ηｒｌ、ηｒｒとから、各車輪のタイヤ稼働率誤差ηｅｆｌ  、ηｅｆｒ  、ηｅｒｌ  、ηｅｒｒ  を、（１９’式）のように定義した。
【数２２】
2009149247.tif 000024
【００６７】
ここで、評価関数Ｌを最小にすることを考える。ここで、評価関数Ｌを表す（１８式）の右辺におけるＥは目標車両前後・横力、ヨーモーメント、及び、タイヤ稼働率と、配分した各車輪のタイヤから生じさせる実前後・横力、ヨーモーメント、及び、タイヤ稼働率との配分誤差であり、従来の制御と比較して、ヨーモーメント以外に実車両前後・横力を目標車両前後・横力に追従させ、さらに、タイヤ稼働率を左右の２輪で平均化するように制御することに特徴がある。この配分誤差Ｅは、（２０式）のように表すことができる。
【数２３】
2009149247.tif 000025
【００６８】
ここで、（２０式）におけるＦ＊Ｘは目標車両前後力、Ｆ＊Ｙは目標車両横力、Ｍ＊Ｚは目標ヨーモーメントである。また、Ｆ＾Ｘは各車輪に配分して生じさせている実前後力ＦＸｉの総和である車両の実前後力、Ｆ＾Ｙは各車輪に生じさせている実横力ＦＹｉの総和である車両の実横力、Ｍ＾Ｚは車両の実ヨーモーメントである。さらに、ＦｅＸは車両の前後力の配分誤差、ＦｅＹは車両の横力の配分誤差、ＭｅＺは車両のヨーモーメントの配分誤差である。なお、（１８式）における補正量δＫ  はスリップ率Ｋの補正量である。この補正量δＫ  は、各車輪のスリップ率補正量δＫｆｌ  、δＫｆｒ  、δＫｒｌ  、δＫｒｒ  の床関数によって、（２１式）のように表すことができる。
【数２４】
2009149247.tif 000026
【００６９】
また、ＷＥ  、ＷδＫは、配分誤差Ｅ及びスリップ率補正量δＫ  に対する重み関数であり、それぞれ（２２式）、（２３式）のように表すことができる。
【数２５】
2009149247.tif 000027
【数２６】
2009149247.tif 000028
【００７０】
さらに、各車輪に配分したタイヤ稼働率ηｉ  （ηｆｌ，ηｆｒ，ηｒｌ，ηｒｒ）、車両の前後力ＦＸ  、横力ＦＹ  及びヨーモーメントＭＺ  は、各車輪に生じさせている実前後力ＦＸｉ（ＦＸｆｌ  ，ＦＸｆｒ  ，ＦＸｒｌ  ，ＦＸｒｒ  ）、実横力ＦＹｉ（ＦＹｆｌ  ，ＦＹｆｒ  ，ＦＹｒｌ  ，ＦＹｒｒ  ）、実ヨーモーメントＭ＾Ｚ、及び、実タイヤ稼働率η＾ｉ（η＾ｆｌ  ，η＾ｆｒ  ，η＾ｒｌ  ，η＾ｒｒ  ）と、（２４式）に示すヤコビアンＪとによって、（２５式）のように表すことができる。
【数２７】
2009149247.tif 000029
【数２８】
2009149247.tif 000030
【００７１】
ここで、Ｍｄｙｃ  は、車両制御によるヨーモーメントである。以上から、評価関数Ｌを最小にするためのスリップ率補正量δＫ  は、（２６式）を満たすことにより与えられる。
【数２９】
2009149247.tif 000031
【００７２】
よって、スリップ率補正量δＫ  は、（２７式）のように表すことができる。
【数３０】
2009149247.tif 000032
【００７３】
ここで、（２７式）中のΔＥ  は、各車輪のタイヤ稼働率の配分誤差ηｅｆｌ  ，ηｅｆｒ  ，ηｅｒｌ  ，ηｅｒｒ  と、車両の前後力の配分誤差ＦｅＸ、車両の横力の配分誤差ＦｅＹ、車両のヨーモーメントの配分誤差ＭｅＺとの床関数によって、（２８式）のように表すことができる。
【数３１】
2009149247.tif 000033
【００７４】
駆動力演算部１２９は、（２７式）及び（２８式）を用いた演算結果に基づいて、車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲに配分する制駆動力を決定する。具体的には、駆動力演算部１２９は、（２７式）及び（２８式）により算出される、各車輪についての評価関数Ｌを最小にするためのスリップ率Ｋｉ  の補正量δＫ  から、各車輪のタイヤデータＴＤに基づいて、各車輪の制御すべき制御前後力Ｆｘｉ’（駆動力）を算出し、トルク指令値として出力する。なお、Ｆ＊Ｙ及びＦＹｅは、用いなくても構わない。
【００７５】
つまり、駆動力演算部１２９は、各車輪のスリップ率Ｋｉ  、及び各車輪に生じる前後力Ｆｘｉと横力Ｆｙｉとの関係を示すタイヤデータＴＤに基づいて、各車輪に生じさせている実前後力ＦＸｉの総和である車両の実前後力Ｆ＾Ｘと、各車輪に生じさせている実横力ＦＹｉの総和である車両の実横力Ｆ＾Ｙとを演算する。なお、駆動力演算部１２９は、車輪の回転速度と、電気自動四輪車１０の車速Ｖとに基づいて、各車輪のスリップ率Ｋｉ  を演算する。
【００７６】
さらに、駆動力演算部１２９は、電気自動四輪車１０の操舵角δ及び車速Ｖに基づいて、電気自動四輪車１０がニュートラルステアとなる電気自動四輪車１０の目標車両前後力Ｆ＊Ｘと目標車両横力Ｆ＊Ｙとを演算する。
【００７７】
また、駆動力演算部１２９は、演算した車両の実前後力Ｆ＾Ｘと目標車両前後力Ｆ＊Ｘとの前後力誤差ＦｅＸ、演算した車両の実横力Ｆ＾Ｙと目標車両横力Ｆ＊Ｙとの横力誤差ＦｅＹ、車両の実ヨーモーメントＭ＾Ｚと目標ヨーモーメントＭ＊Ｚとの誤差ＭｅＺ、及び、各車輪に生じている実前後力Ｆ＾Ｘと実横力Ｆ＾Ｙに対する各車輪の接地荷重ＦＺｉに基づいて定められる各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  を用いて、各車輪に対して制御すべき制御前後力ＦＸｉ’（各車輪の駆動力）を演算する。
【００７８】
電気モータ制御部１３１は、駆動力演算部１２９によって演算された各車輪の制御前後力ＦＸｉ’（駆動力）に基づいて、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲに供給する電流値ｉを制御する。
【００７９】
（電気自動四輪車の駆動システムの動作概要）
次に、上述した車両制御装置１００の動作概要について説明する。図１１は、車両制御装置１００による制駆動力（前後力）の制御動作フローである。
【００８０】
図１１に示すように、ステップＳ１００において、車両制御装置１００は、各車輪（車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ）に生じさせている実前後力ＦＸｉの総和である車両の実前後力Ｆ＾Ｘと、各車輪に生じさせている実横力ＦＹｉの総和である車両の実横力Ｆ＾Ｙとを演算する。具体的には、車両制御装置１００は、各車輪のスリップ率Ｋｉ  と、各車輪に生じる前後力Ｆｘｉと横力Ｆｙｉとの関係を示すタイヤデータＴＤとに基づいて、各車輪に生じさせている実前後力ＦＸｉ及びその総和である車両の実前後力Ｆ＾Ｘと、各車輪に生じさせている実横力ＦＹｉ及びその総和である車両の実横力Ｆ＾Ｙとを演算する。
【００８１】
ステップＳ２００において、車両制御装置１００は、電気自動四輪車１０がニュートラルステアとなる電気自動四輪車１０の目標車両前後力Ｆ＊Ｘと目標車両横力Ｆ＊Ｙとを演算する。具体的には、車両制御装置１００は、上述した（１０式）や（２７式）及び（２８式）を用いて、電気自動四輪車１０がニュートラルステアとなる目標車両前後力Ｆ＊Ｘと目標車両横力Ｆ＊Ｙとを演算する。
【００８２】
ステップＳ３００において、車両制御装置１００は、ステップＳ１００において演算した車両の実前後力Ｆ＾Ｘ及び実横力Ｆ＾Ｙと、ステップＳ２００において演算した目標車両前後力Ｆ＊Ｘ及び目標車両横力Ｆ＊Ｙと、各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  とを用いて、各車輪に対して制御すべき制御前後力Ｆｘｉ’（各車輪の駆動力）を演算する。
【００８３】
具体的には、車両制御装置１００は、車両の実前後力Ｆ＾Ｘ、実横力Ｆ＾Ｙ、実ヨーモーメントＭ＾Ｚと、目標車両前後力Ｆ＊Ｘ、目標車両横力Ｆ＊Ｙ、目標ヨーモーメントＭ＊Ｚとの配分誤差ＦｅＸｉ  、ＦｅＹ、ＭｅＺ、及び、各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  を用い、上述した（２７式）及び（２８式）などを用いて、各車輪についての評価関数Ｌを最小にするためのスリップ率Ｋｉ  の補正量δＫ  を求める。さらに、求めたスリップ率Ｋｉ  の補正量δＫ  と各車輪のタイヤデータＴＤとに基づいて、各車輪の制御すべき制御前後力Ｆｘｉ’（駆動力）を算出する。
【００８４】
ステップＳ４００において、車両制御装置１００は、演算した各車輪の制御すべき制御前後力Ｆｘｉ’（駆動力）に基づいて、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲに供給する電流値ｉを制御する。
【００８５】
（電気自動四輪車の駆動システムの作用・効果）
以上説明した電気自動四輪車の駆動システムにおける車両制御装置１００によれば、各車輪の実前後力ＦＸｉの総和である車両の実前後力Ｆ＾Ｘ、各車輪の実横力ＦＹｉの総和である車両の実横力Ｆ＾Ｙ、実ヨーモーメントＭ＾Ｚと、目標車両前後力Ｆ＊Ｘ、目標車両横力Ｆ＊Ｙ、目標ヨーモーメントＭ＊Ｚとの配分誤差ＦｅＸｉ  、ＦｅＹ、ＭｅＺ、及び、各車輪の実前後力ＦＸｉと実横力ＦＹｉに対する各車輪の接地荷重ＦＺｉに基づいて定められる各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  を用いて、各車輪に対して制御すべき制御前後力ＦＸｉ’（各車輪の駆動力）が演算される。
【００８６】
各車輪のタイヤ稼働率ηｉ  は、各車輪の実前後力ＦＸｉ  と各車輪の実横力ＦＹｉ  との合力によって求めることができる摩擦円に基づいて定められる。つまり、このような車両制御装置１００によれば、車輪（空気入りタイヤ）のグリップ力を考慮した現実的な車両制御を実現することができる。従来の車両制御装置では、タイヤ稼働率ηｉ  は何ら考慮されずに制御すべき制御前後力ＦＸｉ’が決定されるため、実際には摩擦円の外になるような制御前後力ＦＸｉ’が決定され、有効な車両制御が実行できないといった問題があった。
【００８７】
すなわち、このような車両制御装置１００によれば、各車輪を別個独立したインホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲによって駆動する電気自動四輪車１０において、各車輪の稼動状態に応じた最適な駆動力を制御することができる。
【００８８】
また、車両制御装置１００によれば、車輪（空気入りタイヤ）が有しているグリップ力などの性能を十分に引き出しつつ、空気入りタイヤの摩耗限界までの寿命を延ばすことができる。つまり、車両制御装置１００によれば、摩擦円の外になるような制御前後力ＦＸｉ’が決定されることがないため、車輪（空気入りタイヤ）のスリップ量が抑制されるのである。
【００８９】
（車両制御装置の詳細構成）
続いて、以上に説明した車両制御装置１００についての、本発明の一実施形態としての構成や動作等について詳説する。先に、図７の機能ブロック図にて説明したように、車両制御装置１００は、フィードフォワードモーメント演算部１２１、目標ヨーモーメント演算部１２３、ヨーモーメント演算部１２５、ＰＩＤコントローラ１２７、駆動力演算部１２９、及び電気モータ制御部１３１によって構成されている。
【００９０】
そして、本実施形態では、車両制御装置１００が、図１のブロック図に示すコントローラ５０によって物理的に構成されている。このコントローラ５０には、図７の駆動システムにおける操舵角センサ１１１、車速センサ１１３、ヨーレートセンサ１１５、及び、加速度センサ１１７を有するセンサ部１１０が接続されている。また、コントローラ５０には、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧をタイヤ内部でそれぞれ検出する空気圧センサ６０（空気圧検出手段に相当）が、無線によって接続されている。コントローラ５０は、これらのセンサから入力される信号を処理する。
【００９１】
前記コントローラ５０は、予め設定されたプログラムにしたがって演算処理やデータの入出力等を実行するコンピュータ装置である。このコントローラ５０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、入出力インターフェース等のハードウェア構成を備えたマイクロコンピュータによって構成することができる。
【００９２】
これらハードウェア構成のうち、ＲＡＭ５３は、作業領域として使用される。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１に実行させるプログラムを記憶する他、以下の値又はデータを記憶している。
【００９３】
ＲＯＭ５２は、第１に、車輪の接地荷重ＦＺ  の値から前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を求めるのに使用する、両者の相関関係をタイヤ空気圧Ｔｐ別に定義する相関データを記憶している。この相関データは、車輪の接地荷重ＦＺ  の値とコーナリングスティフネスｋｙの値とを対応付けたテーブル（マップ）によって構成することができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、タイヤ空気圧Ｔｐの取り得る値の幅の全体を複数の区分に分割し、それぞれの空気圧区分の特性に合わせて内容を異ならせた各区分別のテーブル（マップ）を、ＲＯＭ５２に記憶させている。以下、各区分別のテーブルの内容を説明する上で、その背景となる、コーナリングスティフネスＫｙと接地荷重ＦＺ  との相関関係について、図２のグラフを参照して説明する。
【００９５】
図２はコーナリングスティフネスＫｙと接地荷重ＦＺ  との相関関係を示すグラフであり、タイヤ空気圧Ｔｐの値が２．４ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合と、タイヤ空気圧Ｔｐの値が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合と、タイヤ空気圧Ｔｐの値が１．７ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合との、３つのタイヤ空気圧Ｔｐの状態における、コーナリングスティフネスＫｙと接地荷重ＦＺ  との相関関係を示している。
【００９６】
図２にあるように、タイヤ空気圧Ｔｐが変化すると、各車輪の接地荷重ＦＺ  に対応するコーナリングスティフネスＫｙの値が変動する。したがって、本実施形態では、接地荷重ＦＺ  の値からコーナリングスティフネスＫｙの値を求めるために、タイヤ空気圧Ｔｐの予想し得る変動範囲（例えば、設定空気圧の±２０％の範囲）を、求めるコーナリングスティフネスＫｙの分解能に応じた数に区分し、各区分のタイヤ空気圧ＴｐにおけるコーナリングスティフネスＫｙの値と接地荷重ＦＺ  の値とを関連付けた、区分毎の複数のテーブルを、ＲＯＭ５２に記憶させている。これらのテーブルの内容は、例えば実験やシミュレーションによって得たデータに基づいて決定することができる。
【００９７】
このような内容でＲＯＭ５２に記憶された各テーブルは、図６のフローチャートを用いて後述する車両制御装置の動作において、接地荷重ＦＺ  の値からコーナリングスティフネスＫｙを求める際に、現在のタイヤ空気圧Ｔｐに応じたテーブルを選択した上で使用される。
【００９８】
ＣＰＵ５１は、図６のフローチャートを用いて後述するように、現在のタイヤ空気圧に対応するＲＯＭ５２のテーブルと、車輪の接地荷重ＦＺ  の値とから、前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を求める。
【００９９】
このようにして求めた前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値は、例えば図７のフィードフォワードモーメント演算部１２１によって使用される。詳しくは、先に説明したように、フィードフォワードモーメント演算部１２１が、電気自動四輪車１０のステアリング特性をニュートラルステアにするために必要なフィードフォワード補償ヨーモーメントＭＦＦを、（４式）によって求める際に使用される。
【０１００】
ここで、ＲＯＭ５２に記憶したテーブルを用いてタイヤ空気圧Ｔｐに応じた前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を求めて使用する理由について説明する。
【０１０１】
各車輪の横力Ｆｙ  をスリップ角（すべり角）βによって微分したコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒは、タイヤ空気圧が増減すると変化する。これは、タイヤのグリップ力が変化することに起因する。
【０１０２】
具体的には、図２のグラフに示すように、接地荷重ＦＺ  の値が同じであっても、タイヤ空気圧が低空気圧領域にある場合と、中空気圧領域にある場合と、高空気圧領域にある場合とでは、コーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値が異なる。
【０１０３】
したがって、例えばＤＹＣによって車両がニュートラルステア状態となるように各車輪の駆動を制御する場合に、コーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を固定値としたのでは、タイヤ空気圧に経年変化が生じた場合に適切な制御パラメータの目標値を求められなくなり、車両の挙動をニュートラルステア状態に収斂させることができなくなる。
【０１０４】
そこで、各車輪の横力Ｆｙ  の最新値をスリップ角βの最新値で微分する演算を周期的に常時行うことで、各車輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒを周期的に最新値に更新することが考えられる。
【０１０５】
しかし、微分演算は、各車輪の横力Ｆｙ  とスリップ角βとの単位時間当たりの変化量を求める演算であることから、横力Ｆｙ  やスリップ角βの最新値を取得しても、それから単位時間が経過しないと、それらを用いたコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を得ることができない。
【０１０６】
このため、ＤＹＣに用いるコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を最新の微分演算値に更新する時点では、各車輪の横力Ｆｙ  やスリップ角βが単位時間分さらに変化していることになる。よって、コーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒを微分演算により最新値に更新しても、結局はＤＹＣに制御遅れが生じてしまうので、制御の迅速性の面からして十分な対策とは言い難い。
【０１０７】
そこで、本実施形態の車両制御装置１００では、車輪の接地荷重ＦＺ  の値と前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値とを、タイヤ空気圧Ｔｐ毎に関連付けた、複数の相関データ（テーブル）を、コントローラ５０のＲＯＭ５２に記憶し、タイヤ空気圧Ｔｐに応じた相関データ（テーブル）を用いて車輪の接地荷重ＦＺ  の値から求めた前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を、制御に使用するようにしている。
【０１０８】
なお、上述したタイヤ空気圧Ｔｐ毎の相関データは、車輪の接地荷重ＦＺ  の値と前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値とを対応付けたテーブル（マップ）の他、両者の関係を示す換算式の形で、ＲＯＭ５２に記憶することもできる。これらテーブル（マップ）や換算式による非線形特性は、実験やシミュレーションによって生成することができる。
【０１０９】
ＲＯＭ５２は、第２に、車両制御装置１００のヨーモーメント演算部１２５が、電気自動四輪車１０の加減速時における垂直荷重の変化やコーナリング時における垂直荷重の変化を、先に説明した（１３式）や（１４式）を用いて求める際に使用する、路面から重心点ＣＧまでの高さＨの値を記憶している。
【０１１０】
ＲＯＭ５２は、第３に、車両制御装置１００の目標ヨーモーメント演算部１２３が目標ヨーモーメントＭｄ  を、先に説明した（５式）や（５’式）を用いて演算する際に使用する、ホイールベースｌ、電気自動四輪車１０の重心点ＣＧによるホイールベースｌの内分比ｌｆ（前）及びｌｒ（後）の各値を記憶している。
【０１１１】
ＲＯＭ５２は、第４に、車両制御装置１００のヨーモーメント演算部１２５や駆動力演算部１２９が、各車輪の前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉ等の各種の値を求める際に用いる、マジックフォーミュラ（ＭＦ）に基づくデータをタイヤデータＴＤを記憶している。
【０１１２】
以上の説明からも明らかなように、ＲＯＭ５２は、各車輪のタイヤ空気圧の複数に区分された各区分領域毎の、互いに内容が異なる各車輪のコーナリングスティフネス又はコーナリングパワーの値が、それぞれ記憶された記憶手段を構成している。
【０１１３】
コントローラ５０のＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムをＲＡＭ５３に展開して逐次実行することにより、コントローラ５０の果たすべき機能を実現している。
【０１１４】
以上のような構成を有する本実施形態の車両制御装置１００は、コントローラ５０のＣＰＵ５１がＲＯＭ５２に格納されたプログラムにしたがって処理を実行することで、図５及び図６のフローチャートに示すような動作を行う。
【０１１５】
まず、車両制御装置１００は基本的に、図５に示す動作を周期的に繰り返して実行する。すなわち、センサ部１１０の操舵角センサ１１１、車速センサ１１３、ヨーレートセンサ１１５、及び、加速度センサ１１７のそれぞれの出力と、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲに対応する各空気圧センサ６０のそれぞれの出力とを取り込む動作（ステップＳ１）と、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒの最新値を演算、更新する動作と（ステップＳ３）、図１１を参照して説明した電気自動四輪車１０のＤＹＣを行う動作（ステップＳ５）とを、繰り返して実行する。
【０１１６】
次に、ステップＳ３において実行する、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒの最新値を演算、更新する動作の詳細について、図６を参照して説明する。
【０１１７】
まず、ステップＳ１でセンサ部１１０から取り込んだ各センサ１１１，１１３，１１５，１１７の出力から、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの接地荷重ＦＺ  を演算する動作を行う（ステップＳ３１）。この接地荷重ＦＺ  の演算は、図７のヨーモーメント演算部１２５と同じく、加速度センサ１１７によって検出される電気自動四輪車１０の前後方向（図８のｘ方向）の加速度（加速度ａＸ  ）、及び横方向（図８のｙ方向）の加速度（加速度ａＹ  ）と、ＲＯＭ５２に記憶された、電気自動四輪車１０の路面から重心点ＣＧまでの高さＨの値、及び、電気自動四輪車１０の重心点ＣＧによるホイールベースｌの内分比ｌｆ（前）及びｌｒ（後）の値とから演算することができる。
【０１１８】
ステップＳ３１における各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの接地荷重ＦＺ  の演算に続いて、各空気圧センサ６０から取り込んだ各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧と、ステップＳ３１で演算した各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲの接地荷重ＦＺ  とから、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒを演算する動作を行う（ステップＳ３３）。
【０１１９】
詳しくは、各空気圧センサ６０から取り込んだ各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧を、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲについての現在のタイヤ空気圧として設定する。そして、設定したタイヤ空気圧に対応するＲＯＭ５２のテーブルを使用して、車輪の接地荷重ＦＺ  の値から前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を求める。
【０１２０】
なお、各空気圧センサ６０から取り込んだ各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧を、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲについての現在のタイヤ空気圧として設定する動作は、各空気圧センサ６０から取り込んだ各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧を、例えばＲＡＭ５３等の記憶手段に一時記憶する動作を伴うものであっても良いし、伴わないものであっても良い。
【０１２１】
反対に、ＲＡＭ５３等の記憶手段への一時記憶を伴わず、単に、前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値を求める際に用いる、車輪の接地荷重ＦＺ  の値と前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値との相関関係を定義する非線形特性を、ＲＯＭ５２に記憶された低圧区分、中圧区分、及び、高圧区分の３つの非線形特性のうちのいずれか決定するために、各空気圧センサ６０から取り込んだ各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧を参照することを、現在のタイヤ空気圧として設定することとしてもよい。
【０１２２】
したがって、図５のステップＳ５に示す電気自動四輪車１０のＤＹＣを行う動作では、例えば、先に説明した（２式）によってニュートラルステア時のヨーレートγＮＳを求める際等に、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒとして、図６のステップＳ３３において演算したコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒを用いることになる。
【０１２３】
このように本実施形態の車両制御装置１００によれば、電気自動四輪車１０のＤＹＣを行う際の制御パラメータ（各車輪の制御すべき制御前後力Ｆｘｉ’（駆動力）、あるいは、これに基づいた、インホイールモータ３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲに供給する電流値ｉ）を求めるのに用いる、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒを、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧の変化に応じた値とする構成とした。
【０１２４】
このため、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧の状態が変化（経時変化）するのに応じて、その状態を反映した制御パラメータを、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒから求めて、電気自動四輪車１０のＤＹＣ等の制御を正確に行えるようにすることができる。
【０１２５】
なお、本実施形態においては、横力に関連する各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒの、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧の変化に応じた値を求める場合を例にとって説明した。しかし、例えばＡＢＳ（アンチロックブレーキングシステム）のように、前後力を制御パラメータとする場面においては、前後力に関連する各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのドライビングスティフネスの、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧の変化に応じた値を求めるようにしてもよい。
【０１２６】
その場合には、コントローラ５０のＲＯＭ５２に、車輪の接地荷重ＦＺ  の値と前輪や後輪のコーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの値との相関関係をタイヤ空気圧Ｔｐの区分毎に定義する相関データ（テーブル）に代えて、車輪の接地荷重ＦＺ  の値と前輪や後輪のドライビングスティフネスの値との相関関係をタイヤ空気圧Ｔｐの区分毎に定義する相関データ（テーブル）を、記憶させることになる。
【０１２７】
具体的には、タイヤ空気圧Ｔｐの取り得る値の幅の全体を複数の区分に分割し、それぞれの空気圧区分の特性に合わせて内容を異ならせた各区分別のテーブル（マップ）を、ＲＯＭ５２に記憶させている。以下、各区分別のテーブルの内容を説明する上で、その背景となる、ドライビングスティフネスと接地荷重ＦＺ  との相関関係について、図３のグラフを参照して説明する。
【０１２８】
図３はドライビングスティフネスと接地荷重ＦＺ  との相関関係を示すグラフであり、タイヤ空気圧Ｔｐの値が２．４ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合と、タイヤ空気圧Ｔｐの値が２．０ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合と、タイヤ空気圧Ｔｐの値が１．７ｋｇｆ／ｃｍ２  である場合との、３つのタイヤ空気圧Ｔｐの状態における、ドライビングスティフネスと接地荷重ＦＺ  との相関関係を示している。
【０１２９】
図３にあるように、タイヤ空気圧Ｔｐが変化すると、各車輪の接地荷重ＦＺ  に対応するドライビングスティフネスの値が変動する。したがって、本実施形態では、接地荷重ＦＺ  の値からコーナリングスティフネスＫｙの値を求めるために、タイヤ空気圧Ｔｐの予想し得る変動範囲（例えば、設定空気圧の±２０％の範囲）を、求めるドライビングスティフネスの分解能に応じた数に区分し、各区分のタイヤ空気圧Ｔｐにおけるドライビングスティフネスの値と接地荷重ＦＺ  の値とを関連付けた、区分毎の複数のテーブルを、ＲＯＭ５２に記憶させている。これらのテーブルの内容は、例えば実験やシミュレーションによって得たデータに基づいて決定することができる。
【０１３０】
このような内容でＲＯＭ５２に記憶された各テーブルは、コントローラ５０のＣＰＵ５１が接地荷重ＦＺ  の値からコーナリングスティフネスＫｙを求める際に、現在のタイヤ空気圧Ｔｐに応じたテーブルを選択した上で使用される。
【０１３１】
ここで、ＲＯＭ５２に記憶したテーブルを用いてタイヤ空気圧Ｔｐに応じたドライビングスティフネスの値を求めて使用する理由について説明する。各車輪の前後力ＦＸ  をスリップ率Ｋｉ  によって微分したドライビングスティフネスは、コーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒと同様に、タイヤ空気圧が増減すると変化する。これは、タイヤのグリップ力が変化することに起因する。
【０１３２】
具体的には、図３のグラフのように、接地荷重ＦＺ  の値が同じであっても、タイヤ空気圧が低空気圧領域にある場合と、中空気圧領域にある場合と、高空気圧領域にある場合とでは、ドライビングスティフネスの値が異なる。
【０１３３】
したがって、コーナリングスティフネスｋｆ、ｋｒの場合と同様の理由から、車輪の接地荷重ＦＺ  の値とドライビングスティフネスの値とを、タイヤ空気圧Ｔｐ毎に関連付けた、複数の相関データ（テーブル）を、コントローラ５０のＲＯＭ５２に記憶し、タイヤ空気圧Ｔｐに応じた相関データ（テーブル）を用いて車輪の接地荷重ＦＺ  の値から求めたドライビングスティフネスの値を、制御に使用するようにしている。
【０１３４】
なお、上述したタイヤ空気圧Ｔｐ毎の相関データは、車輪の接地荷重ＦＺ  の値とドライビングスティフネスの値とを対応付けたテーブル（マップ）の他、両者の関係を示す換算式の形で、ＲＯＭ５２に記憶することもできる。これらテーブル（マップ）や換算式による相関データは、実験やシミュレーションによって生成することができる。
【０１３５】
このように構成した場合には、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのタイヤ空気圧の状態が変化（経時変化）するのに応じて、その状態を反映した制御パラメータを、各車輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲのドライビングティフネスから求めて、電気自動四輪車１０のＡＢＳ等の制御を正確に行えるようにすることができる。
【０１３６】
なお、ＲＯＭ５２に記憶する、車輪の接地荷重ＦＺ  の値との相関関係を定義する相関データの対象となるパラメータは、ドライビングスティフネスやコーナリングスティフネスではなく、ドライビングパワーやコーナリングパワーであっても良い。
【０１３７】
また、ドライビングスティフネスやコーナリングスティフネス、あるいは、ドライビングパワーやコーナリングパワーの値を、接地荷重ＦＺ  の値以外の値から求めることができるのであれば、その値と、ドライビングスティフネスやコーナリングスティフネスの値、あるいは、ドライビングパワーやコーナリングパワーの値との相関関係を定義する相関データを、タイヤ空気圧の区分毎に、テーブル（マップ）、又は、両者の関係を示す換算式の形で、ＲＯＭ５２に記憶することもできる。
【０１３８】
なお、コントローラ５０がコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒやコーナリングパワー、あるいは、ドライビングスティフネスやドライビングパワーを演算する際に用いるためにＲＯＭ５２に記憶させる相関データの、タイヤ摩擦量の区分に応じた数は、必要とするコーナリングスティフネスｋｆ，ｋｒやコーナリングパワー、あるいは、ドライビングスティフネスやドライビングパワーに応じて、任意に設定することができる。
【０１３９】
（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１４０】
例えば、本発明の適用対象として上述した車両制御装置１００で用いたタイヤ稼働率ηｉ  は、各車輪の前後力Ｆｘｉ及び横力Ｆｙｉの合計と、各車輪の接地荷重との比としてもよい。
【０１４１】
また、上述した実施形態では、マジックフォーミュラによるタイヤデータＴＤが用いられていたが、タイヤデータＴＤは、タイヤモデル（例えば、ブラッシュモデル）に基づいたものでもよい。或いは、タイヤデータＴＤは、実験値に基づいたものでもよい。
【０１４２】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。例えば、本実施形態では四輪の電気自動車を例に取って説明したが、本発明は例えば六輪等、四輪以外の車輪を有する自動車にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】タイヤ空気圧によって異なるコーナリングスティフネスと接地荷重との相関関係を示す特性のグラフである。
【図３】タイヤ空気圧によって異なるドライビングスティフネスと接地荷重との相関関係を示す特性のグラフである。
【図４】図１の車両制御装置が適用される電気自動四輪車の一例の概略斜視図である。
【図５】図１の車両制御装置が行う動作の要部の流れを説明するフローチャートである。
【図６】図５に示す各車輪のコーナリングスティフネスの最新値を演算、更新する動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の車両制御装置を実施するのに適した図４の電気自動四輪車の駆動システムの機能ブロック構成図である。
【図８】図４の電気自動四輪車を３方向（ｘ方向、ｙ方向、及び回転方向）に自由度を有する四輪モデルとして模式的に示した図である。
【図９】図４の電気自動四輪車の加減速に伴う車両前後方向の垂直荷重が変化する様子を説明する説明図である。
【図１０】図４の電気自動四輪車のコーナリングに伴う車幅方向の垂直荷重が変化する様子を説明する説明図である。
【図１１】図７の車両制御装置による制駆動力（前後力）の制御動作フローである。
【符号の説明】
【０１４４】
１０…電気自動四輪車、２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲ…車輪、３０ＦＬ，３０ＦＲ，３０ＲＬ，３０ＲＲ…インホイールモータ、５０…コントローラ、５１…中央処理装置（ＣＰＵ）、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、６０…空気圧センサ、１００…車両制御装置、１１０…センサ部、１１１…操舵角センサ、１１３…車速センサ、１１５…ヨーレートセンサ、１１７…加速度センサ、１２１…フィードフォワードモーメント演算部、１２３…目標ヨーモーメント演算部、１２５…ヨーモーメント演算部、１２７…ＰＩＤコントローラ、１２９…駆動力演算部、１３１…電気モータ制御部、ａＸ  ，ａＹ  …加速度、ＣＧ…重心点、Ｃｐ…コーナリングパワー、ｄ…トレッド幅、Ｆｘｉ…電気自動四輪車の前後力、Ｆｙｉ…電気自動四輪車の横力、ＦＺ  …接地荷重、Ｈ…車両重心点路面高さ、Ｋｉ  …スリップ率、Ｋｙ（ｋｆ，ｋｒ）…コーナリングスティフネス、ｌ…ホイールベース、ｌｆ…ホイールベース内分比（前）、ｌｒ…ホイールベース内分比（後）、ＴＤ…タイヤデータ、Ｔｐ…タイヤ空気圧、Ｖ…車速、β…スリップ角（すべり角）、γ…ヨーレート、δ…操舵角、μ…路面摩擦係数
【図１】
2009149247.tif 000034
【図２】
2009149247.tif 000035
【図３】
2009149247.tif 000036
【図４】
2009149247.tif 000037
【図５】
2009149247.tif 000038
【図６】
2009149247.tif 000039
【図７】
2009149247.tif 000040
【図８】
2009149247.tif 000041
【図９】
2009149247.tif 000042
【図１０】
2009149247.tif 000043
【図１１】
2009149247.tif 000044