JP7788708B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本件は、車両に搭載される駆動源を制御する車両制御装置及び車両制御方法に関する。

従来、複数の駆動源を備えた車両において、駆動力伝達系の挙動がモデル化された車両モデルを用いて、駆動力伝達系の振動を抑制しながら各々の駆動源の作動状態を制御する手法が知られている（特許文献１参照）。

特開2019-103249号公報

駆動力伝達系の挙動は、車両の直進時と旋回時とで相違する。そのため、車両の直進時に対応する制御と旋回時に対応する制御とを構築する必要があり、左右それぞれの駆動系についての制御を構築すると、制御構成が複雑になりやすいという課題がある。また、車両の走行状態は、直進状態と旋回状態とが混合した複合状態になることがあるため、制御性を向上させにくいという課題がある。

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、簡素な構成で制御性を改善できるようにした車両制御装置及び車両制御方法を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。

開示の車両制御装置及び車両制御方法は、以下に開示する態様または具体例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
開示の車両制御装置は、左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両において、前記左駆動源及び前記右駆動源の出力を制御する車両制御装置であって、前記左駆動系または前記左駆動源の目標速度である左目標速度と前記右駆動系または前記右駆動源の目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、前記左目標速度と前記右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出する第一算出部と、前記左駆動系または前記左駆動源の実速度である左実速度と前記右駆動系または前記右駆動源の実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、前記左実速度と前記右実速度との差に相当する第二差相当値を算出する第二算出部と、前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一和相当値及び前記第二和相当値を適用することで前記左駆動系及び前記右駆動系または前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるためのフィードバック和指示トルクが導出される和モードフィードバックモデルと、前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一差相当値及び前記第二差相当値を適用することで前記各々の実速度を前記各々の目標速度に追従させるためのフィードバック差指示トルクが導出される差モードフィードバックモデルと、前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する制御部とを備える。

開示の車両制御方法は、左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両において、前記左駆動源及び前記右駆動源の出力を制御する車両制御方法であって、前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである和モードフィードバックモデルと、前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである差モードフィードバックモデルとを用意し、前記左駆動系または前記左駆動源の目標速度である左目標速度と前記右駆動系または前記右駆動源の目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、前記左目標速度と前記右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出し、前記左駆動系または前記左駆動源の実速度である左実速度と前記右駆動系または前記右駆動源の実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、前記左実速度と前記右実速度との差に相当する第二差相当値を算出し、前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記和モードフィードバックモデルに適用することで、前記左駆動系及び前記右駆動系または前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるためのフィードバック和指示トルクを取得し、前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記差モードフィードバックモデルに適用することで、前記各々の実速度を前記各々の目標速度に追従させるためのフィードバック差指示トルクを取得し、前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する。

開示の車両制御装置及び車両制御方法によれば、車両の直進時に対応する和モデルと旋回時に対応する差モデルとを分離し、第一和相当値及び第二和相当値に基づいてフィードバック和指示トルクを把握するとともに、第一差相当値及び第二差相当値に基づいてフィードバック差指示トルクを把握することで、簡素な構成で目標速度が実現される指示トルクを求めることができる。したがって、直進時と旋回時とで異なる特性を持つ駆動系において、駆動系の状態（挙動）を精度よく把握しつつ制御できるとともに、簡素な構成で制御性を改善でき、あらゆる走行状態に対応する駆動力制御が可能となる。

車両制御装置が適用された車両のブロック図である。 車両の駆動系の構造の一例を示す骨子図である。 図２の構造を持つ車両の動力分配機構の速度線図である。 車両制御方法の流れを示すブロック図である。 図４の変換工程の一例を示すブロック図である。 図４の逆変換・制御工程の一例を示すブロック図である。 図４の第二変換工程の一例を示すブロック図である。 車両の左駆動系及び右駆動系の構造を模式化した模式図である。 （Ａ）は和モデルの模式図、（Ｂ）は差モデルの模式図である。 車両の直進時の挙動を考慮するための模式図である。 車両の直進時におけるトルク及び速度の関係を示す模式図である。 車両の旋回時におけるトルク及び速度の関係を示す模式図である。 第一変形例に係る車両制御方法の流れを示すブロック図である。 モータ速度と車輪速とのずれを説明するためのグラフである。 第二変形例に係る車両制御方法の流れを示すブロック図である。

開示の車両制御装置及び車両制御方法が使用される車両の種類は、例えばエンジン車両（ガソリン自動車，ディーゼル自動車）や電気自動車やハイブリッド自動車であり、少なくとも一つ以上の駆動源（内燃機関やモータ）を用いて左右輪（左右駆動輪）を駆動することで走行する自動車であって、好ましくは複数の駆動源を用いて左右輪（左右駆動輪）を駆動することで走行する自動車である。ここで、複数の駆動源の一つを左駆動源と呼び、他の駆動源の一つを右駆動源と呼ぶ。また、左右輪のうち車両の左側に位置する一方を左輪と呼び、他方を右輪と呼ぶ。開示の車両制御装置及び車両制御方法は、左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と、右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両の制御に使用可能である。

左駆動源，右駆動源の各々のレイアウトは、その車両の進行方向を基準として定められる左右方向に対応するように設定してもよいし、そうでなくてもよい。また、左駆動系及び右駆動系は、互いに独立して作動するものであってもよいし、変速機構や動力分配機構を介して互いに接続されたものであってもよい。開示の車両制御装置及び車両制御方法は、左右輪の各々が個別のモータで駆動されるインホイールモータ車の制御に活用可能であるとともに、左右輪が互いに駆動力やトルクを伝達可能なトルクベクタリング車の制御にも活用可能である。

［１．構成］
実施例としての車両制御装置１０は、図１に示す車両１に搭載される。車両１は、車幅方向に並んで配置される左右輪５（車輪）と、左右輪５にトルク差を付与する動力分配機構３（差動機構）と、動力分配機構３に接続される一対のモータ２とを具備する。実施例の図中において数字符号に付加されるアルファベットのＬ，Ｒは、当該符号にかかる要素の配設位置（車両１の左側や右側にあること）を表す。例えば、５Ｌは左右輪５のうち車両１の左側に位置する一方（左輪）を表し、５Ｒは右側に位置する他方（右輪）を表す。左右輪５の前後方向の位置は不問であり、車両１の前輪であっても後輪であってもよい。

モータ２（駆動源）は、車両１の前輪または後輪の少なくともいずれかを駆動する機能を持つものであり、四輪すべてを駆動する機能を持ちうる。一対のモータ２のうち、左側に配置される一方が左モータ２Ｌ（左駆動源）であり、右側に配置される他方が右モータ２Ｒ（右駆動源）である。左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒは、互いに独立して作動し、互いに異なる大きさの駆動力を個別に出力しうる。これらのモータ２は、互いに別設された一対の減速機構を介して動力分配機構３に接続される。

車両１は、一対のモータ２のトルク差を増幅して左右輪５の各々に分配する動力分配機構３を備える。本実施例の動力分配機構３は、ヨーコントロール機能〔ＡＹＣ（Active Yaw Control）機能〕を持ったディファレンシャル機構であり、左輪５Ｌに連結される車軸４（左車軸４Ｌ，左軸）と右輪５Ｒに連結される車軸４（右車軸４Ｒ，右軸）との間に介装される。ヨーコントロール機能とは、左右輪５の駆動力（駆動トルク）の分担割合を積極的に制御することでヨーモーメントを調節し、車両１の姿勢を安定させる機能である。動力分配機構３の内部には、遊星歯車機構や差動歯車機構等が内蔵される。なお、一対のモータ２と動力分配機構３とを含む車両駆動装置は、ＤＭ－ＡＹＣ（Dual Motor AYC）装置とも呼ばれる。

図２に示すように、動力分配機構３は、モータ２の回転速度を減速する一対の減速機構（図２中にて破線で囲んだギヤ列）や変速機構（図２中にて一点鎖線で囲んだギヤ列）を含む。減速機構は、モータ２から出力されるトルク（駆動力）を減速することでトルクを増大させる機構である。減速機構の減速比Ｇは、モータ２の出力特性や性能に応じて適宜設定される。モータ２のトルク性能が十分に高い場合には、減速機構を省略してもよい。また、変速機構は、左右輪５の各々に伝達されるトルク差を増幅させる機構である。

図２に示す動力分配機構３の変速機構は、一対の遊星歯車機構を含む。これらの遊星歯車機構は、各々のキャリアに設けられるプラネタリギヤ及びその自転軸同士が連結された構造を持つ。各キャリアは、プラネタリギヤを自転可能に支持するとともに、プラネタリギヤをサンギヤの周囲で公転させるように支持している。また、一方の遊星歯車機構のリングギヤ及びサンギヤには、左右それぞれのモータ２から伝達される駆動力が入力される。左右輪５に伝達される駆動力は、他方の遊星歯車機構のサンギヤ及びキャリアから取り出される。なお、図２に示す動力分配機構３の構造は、ヨーコントロール機能を実現するための一例に過ぎず、他の公知構造を援用することも可能である。

なお、図２中のＪ_Ｍはモータイナーシャ（モータ２の慣性モーメント），Ｊ_ｗは車輪イナーシャ（左右輪５の慣性モーメント）を表す。また、左駆動系のパラメータに関して、Ｔ_ＬＭは左モータ入力トルク（左指示トルク），Ｔ_Ｌｍは減速機構による減速後の左モータ入力トルク，ω_ＬＭは左モータ角速度，ω_Ｌｍは減速機構による減速後の左モータ角速度，Ｔ_Ｌｉｎは左駆動側トルク，Ｔ_Ｌｄｓは左車軸トルク，Ｔ_ＬＬは左輪負荷側トルク，ω_Ｌｄｓは左駆動側角速度，ω_ＬＬは左輪角速度（左輪５Ｌの目標速度）である。同様に、右駆動系のパラメータに関して、Ｔ_ＲＭは右モータ入力トルク（右指示トルク），Ｔ_{Ｒ ｍ}は減速機構による減速後の右モータ入力トルク，ω_ＲＭは右モータ角速度，ω_Ｒｍは減速機構による減速後の右モータ角速度，Ｔ_Ｒｉｎは右駆動側トルク，Ｔ_Ｒｄｓは右車軸トルク，Ｔ_ＲＬは右輪負荷側トルク，ω_Ｒｄｓは右駆動側角速度，ω_ＲＬは右輪角速度（右輪５Ｒの目標速度）である。

図３は、動力分配機構３の速度線図である。図２及び図３中に示すｂ_１，ｂ_２は、動力分配機構３に内蔵されるギヤの構造に応じて決定されるトルク差増幅率（減速率，差動減速比）を表す。左モータ２Ｌから右輪５Ｒへの動力伝達に係るトルク差増幅率はｂ_１であり、左モータ２Ｌから左輪５Ｌへの動力伝達に係るトルク差増幅率はｂ_１＋１である。また、右モータ２Ｒから左輪５Ｌへの動力伝達に係るトルク差増幅率はｂ_２であり、右モータ２Ｒから右輪５Ｒへの動力伝達に係るトルク差増幅率はｂ_２＋１である。

図１に示すように、一対のモータ２の各々は、インバータ６（６Ｌ，６Ｒ）を介してバッテリ７に電気的に接続される。インバータ６は、バッテリ７側の直流回路の電力（直流電力）とモータ２側の交流回路の電力（交流電力）とを相互に変換する変換器（ＤＣ－ＡＣインバータ）である。また、バッテリ７は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池であり、数百ボルトの高電圧直流電流を供給しうる二次電池である。モータ２の力行時には、直流電力がインバータ６で交流電力に変換されてモータ２に供給される。モータ２の発電時には、発電電力がインバータ６で直流電力に変換されてバッテリ７に充電される。インバータ６の作動状態は、車両制御装置１０によって制御される。

車両制御装置１０は、車両１に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ，Electronic Control
Unit）の一つである。車両制御装置１０は、左モータ２Ｌ（左駆動源）からの動力が伝
達される左車軸４Ｌ及び左輪５Ｌを含む左駆動系と右モータ２Ｒ（右駆動源）からの動力が伝達される右車軸４Ｒ及び右輪５Ｒを含む右駆動系とを備えた車両１において、左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒの各々についての出力を制御する機能を持つ。

車両制御装置１０には、図示しないプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置等が内蔵され、内部バスを介してこれらが互いに通信可能に接続される。車両制御装置１０で実施される判定や制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存され、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

車両制御装置１０には、アクセル開度センサ１４，ブレーキセンサ１５，舵角センサ１６，レゾルバ１７，車輪速センサ１８が接続される。アクセル開度センサ１４はアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）やその踏み込み速度を検出するセンサである。ブレーキセンサ１５は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキペダルストローク）やその踏み込み速度を検出するセンサである。舵角センサ１６は、左右輪５の舵角（実舵角またはステアリングの操舵角）を検出するセンサである。

レゾルバ１７（１７Ｌ，１７Ｒ）は、モータ２の速度を検出するセンサであり、一対のモータ２の各々に個別に設けられる。レゾルバ１７は、モータ２の回転角度の情報を二相の交流電圧として出力する。これらの交流電圧の経時変化から、モータ２の速度が把握される。また、車輪速センサ１８（１８Ｌ，１８Ｒ）は、車軸４の速度を検出するセンサである。車両制御装置１０は、上記の各種センサ１４～１８で検出された各情報に基づいてインバータ６（６Ｌ，６Ｒ）の作動状態を制御することで、一対のモータ２（２Ｌ，２Ｒ）の出力を制御する。なお、レゾルバ１７の代わりに、内部構造や動作原理が異なる他のセンサ（ホールセンサ，エンコーダ等）を用いてもよい。

［２．車両制御装置］
図４は、車両制御装置１０で実施される制御（実施例としての車両制御方法が適用される、モータ２に関する出力制御）の流れを示す模式的なブロック図である。車両制御装置１０の記憶装置には、あらかじめ和モデルと差モデルとを記憶させてある。すなわち、本車両制御方法においては、まず、和モデルと差モデルとが用意される。和モデルとは、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化したものであり、差モデルとは、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化したものである。

和モデルには、和モードＦＦ（フィードフォワード）モデルと和モードＦＢ（フィードバック）モデルとが含まれる。本実施例の車両制御装置１０は、和モードＦＦモデル及び和モードＦＢモデルを併用する（図４中のステップＡ３とステップＡ９とをともに実行する）ことで、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系の運動状態を精度よく把握する。なお、和モードＦＦモデルに基づく制御（ステップＡ３）を省略し、和モードＦＢモデルに基づく制御（ステップＡ９）のみを実施することも可能である。

同様に、差モデルには、差モードＦＦモデルと差モードＦＢモデルとが含まれる。本実施例の車両制御装置１０は、差モードＦＦモデル及び差モードＦＢモデルを併用する（図４中のステップＡ４とステップＡ１０とをともに実行する）ことで、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系の運動状態を精度よく把握する。なお、差モードＦＦモデルに基づく制御（ステップＡ４）を省略し、差モードＦＢモデルに基づく制御（ステップＡ１０）のみを実施することも可能である。

和モードＦＦモデルとは、第一和相当値を適用することでＦＦ和指示トルク（フィードフォワード和指示トルク）を把握するためのモデルである。和モードＦＦモデルに基づいてＦＦ和指示トルクを求める制御のことをＦＦ車輪速制御（和）と呼ぶ。ＦＦ車輪速制御（和）は、フィードフォワード制御（オープンループ制御）である。これに対し、和モードＦＢモデルとは、第一和相当値及び第二和相当値を適用することでＦＢ和指示トルク（フィードバック和指示トルク）を把握するためのモデルである。和モードＦＢモデルに基づいてＦＢ和指示トルクを求める制御のことをＦＢ車輪速制御（和）と呼ぶ。ＦＢ車輪速制御（和）は、フィードバック制御（クローズドループ制御）である。

第一和相当値とは、左駆動系の入力パラメータまたは出力パラメータを含む（左駆動系の挙動を表す）パラメータのうち左駆動系または左モータ２Ｌの目標速度を表す左目標速度と、右駆動系の入力パラメータまたは出力パラメータを含む（右駆動系の挙動を表す）パラメータのうち右駆動系または右モータ２Ｒの目標速度を表す右目標速度との和に相当する値の総称である。第一和相当値には、単なる和だけでなく、和に所定の係数を乗じた値や和の半分の値（算術平均値）等が含まれる。また、第二和相当値とは、左駆動系または左モータ２Ｌの実速度と、右駆動系または右モータ２Ｒの実速度と、の和に相当する値の総称である。第一和相当値と同様に、第二和相当値には、単なる和だけでなく、和に所定の係数を乗じた値や和の半分の値（算術平均値）等が含まれる。

和モードＦＦモデルから導出されるＦＦ和指示トルクとは、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系（または左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるのに必要なトルクの和に相当するトルクを意味する。また、和モードＦＢモデルから導出されるＦＢ和指示トルクとは、第一和相当値と第二和相当値との差（偏差）を０に近づけるのに必要なフィードバック制御量としてのトルクを意味する。

差モードＦＦモデルとは、第一差相当値を適用することでＦＦ差指示トルク（フィードフォワード差指示トルク）を把握するためのモデルである。差モードＦＦモデルに基づいてＦＦ差指示トルクを求める制御のことをＦＦ車輪速制御（差）と呼ぶ。ＦＦ車輪速制御（差）は、フィードフォワード制御（オープンループ制御）である。これに対し、差モードＦＢモデルとは、第一差相当値及び第二差相当値を適用することでＦＢ差指示トルク（フィードバック差指示トルク）を把握するためのモデルである。差モードＦＢモデルに基づいてＦＢ差指示トルクを求める制御のことをＦＢ車輪速制御（差）と呼ぶ。ＦＢ車輪速制御（差）は、フィードバック制御（クローズドループ制御）である。

第一差相当値とは、左駆動系の入力パラメータまたは出力パラメータを含む（左駆動系の挙動を表す）パラメータのうち左駆動系または左モータ２Ｌの目標速度を表す左目標速度と右駆動系の入力パラメータまたは出力パラメータを含む（右駆動系の挙動を表す）パラメータのうち右駆動系または右モータ２Ｒの目標速度を表す右目標速度との差に相当する値の総称である。第一差相当値には、単なる差だけでなく、差に所定の係数を乗じた値や差の半分の値等が含まれる。また、第二差相当値とは、左駆動系または左モータ２Ｌの実速度と、右駆動系または右モータ２Ｒの実速度と、の差に相当する値の総称である。第一差相当値と同様に、第二差相当値には、単なる差だけでなく、差に所定の係数を乗じた値や差の半分の値等が含まれる。

差モードＦＦモデルから導出されるＦＦ差指示トルクとは、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系（または左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるのに必要なトルクの差に相当するトルクを意味する。また、差モードＦＢモデルから導出されるＦＢ差指示トルクとは、第一差相当値と第二差相当値との差（偏差）を０に近づけるのに必要なフィードバック制御量としてのトルクを意味する。

図４中のステップＡ１，Ａ２は、左目標速度及び右目標速度に基づいて、第一和相当値及び第一差相当値を算出する工程（変換工程）に相当する。左目標速度，右目標速度の各々の値は、公知の前段制御で算出される。前段制御では、例えば各種センサ１４～１８で検出された各情報に基づいて、車両１の走行状態や運転者の意図（加速意思，減速意思，旋回意思等）に応じた大きさの左目標速度及び右目標速度が算出される。

図５は、図４中のステップＡ１，Ａ２（変換工程）の具体例を示すブロック図である。図５中の「左輪目標角速度ω_ＬＬ（または、左モータ角速度ω_ＬＭ）」は左目標速度の具体例であり、「右輪目標角速度ω_ＲＬ（または、右モータ角速度ω_ＲＭ）」は右目標速度の具体例である。ステップＡ１では、左右輪５の目標速度についての和の半分が算出され、和モード車輪角速度ω_ＳＬ（または、和モードモータ角速度ω_ＳＭ）として出力される。ここで出力される和モード車輪角速度ω_ＳＬ（または、和モードモータ角速度ω_ＳＭ）が、図４中のステップＡ３及びＡ９に伝達される第一和相当値に対応する。また、ステップＡ２では、左右輪５の目標速度についての差の半分が算出され、差モード車輪角速度ω_ＤＬ（または、差モードモータ角速度ω_ＤＭ）として出力される。ここで出力される差モード車輪角速度ω_ＤＬ（または、差モードモータ角速度ω_ＤＭ）が、図４中のステップＡ４及びＡ１０に伝達される第一差相当値に対応する。

図４中のステップＡ３は、和モードＦＦモデルに第一和相当値が適用されて、ＦＦ和指示トルクが取得される工程〔ＦＦ車輪速制御（和）〕に相当する。また、ステップＡ４は、差モードＦＦモデルに第一差相当値が適用されて、ＦＦ差指示トルクが取得される工程〔ＦＦ車輪速制御（差）〕に相当する。同様に、ステップＡ９は、和モードＦＢモデルに第一和相当値及び第二和相当値が適用されて、第一和相当値及び第二和相当値のずれを０にするためのＦＢ和指示トルクが取得される工程〔ＦＢ車輪速制御（和）〕に相当する。また、ステップＡ１０は、差モードＦＢモデルに第一差相当値及び第二差相当値が適用されて、第一差相当値及び第二差相当値のずれを０にするためのＦＢ差指示トルクが取得される工程〔ＦＢ車輪速制御（差）〕に相当する。

その後、ＦＦ和指示トルクとＦＢ和指示トルクとを合算したものが最終的な和指示トルクとしてステップＡ５，Ａ６に伝達され、ＦＦ差指示トルクとＦＢ差指示トルクとを合算したものが最終的な差指示トルクとしてステップＡ５，Ａ６に伝達される。
ステップＡ５，Ａ６は、和指示トルク及び差指示トルクを用いて左指示トルク及び右指示トルクを算出するとともに、これらの左指示トルク及び右指示トルクに基づいて左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒのトルクを制御する工程（逆変換・制御工程）に相当する。

図６は、図４中のステップＡ５，Ａ６（逆変換・制御工程）の具体例を示すブロック図である。図６中の「和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎ」は和指示トルクの具体例であり、「差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎ」は差指示トルクの具体例である。ステップＡ５では、和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎから差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎを減じた値の半分が算出され、左モータ入力トルクＴ_ＬＭとして出力される。ここで出力される左モータ入力トルクＴ_ＬＭが、図４中の左指示トルクに対応する。また、ステップＡ６では、和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎと差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎとの和の半分が算出され、右モータ入力トルクＴ_ＲＭとして出力される。ここで出力される右モータ入力トルクＴ_ＲＭが、図４中の右指示トルクに対応する。

図４中のステップＡ７，Ａ８は、左駆動系（または左モータ２Ｌ）の実速度である左実速度と右駆動系（または右モータ２Ｒ）の実速度である右実速度とに基づいて、第二和相当値及び第二差相当値を算出する工程（第二変換工程）に相当する。左実速度及び右実速度の各々の値は、例えば左右の車輪速センサ１８Ｌ，１８Ｒで検出される。
図７は、図４中のステップＡ７，Ａ８（第二変換工程）の具体例を示すブロック図である。ステップＡ７では、左実速度と右実速度との和の半分が算出され、第二和相当値として出力される。また、ステップＡ８では、右実速度から左実速度を減じた値の半分が算出され、第二差相当値として出力される。

続いて、上記の制御を実施するための具体的な構成を説明する。図１に示すように、車両制御装置１０の内部には、第一算出部２１と第二算出部２２と記憶部２３と制御部２４とが設けられる。これらの要素は、車両制御装置１０の機能を便宜的に分類して示したものである。これらの要素は、各要素の機能を実現するための独立したプログラムとして記述してもよい。あるいは、複数の要素を合体させて一つの複合プログラムとして記述してもよい。

第一算出部２１は、第一和相当値と第一差相当値とを算出するものである。第一和相当値及び第一差相当値は、左目標速度とこれに対応する右目標速度とに基づいて算出される。左目標速度には、例えば左モータ角速度ω_ＬＭ，左モータ角速度（減速後）ω_Ｌｍ，左駆動側角速度ω_Ｌｄｓ，左輪角速度ω_ＬＬ（左輪目標速度）等といった、左輪５Ｌの駆動に係る各種目標速度が含まれる。同様に、右目標速度には、例えば右モータ角速度ω_ＲＭ，右モータ角速度（減速後）ω_Ｒｍ，右駆動側角速度ω_Ｒｄｓ，右輪角速度ω_ＲＬ（右輪目標速度）等といった、右輪５Ｒの駆動に係る各種目標速度が含まれる。

第一和相当値には例えば、和モードモータ角速度ω_ＳＭ，和モードモータ角速度（減速後）ω_Ｓｍ，和モード駆動側角速度ω_Ｓｄｓ，和モード車輪角速度ω_ＳＬ等が含まれる。同様に、第一差相当値には例えば、差モードモータ角速度ω_ＤＭ，差モードモータ角速度（減速後）ω_Ｄｍ，差モード駆動側角速度ω_Ｄｄｓ，差モード車輪角速度ω_ＤＬ等が含まれる。

和モードモータ角速度ω_ＳＭ及び差モードモータ角速度ω_ＤＭの各々は、左モータ角速度ω_ＬＭ及び右モータ角速度ω_ＲＭに基づいて算出される。また、和モードモータ角速度（減速後）ω_Ｓｍ及び差モードモータ角速度（減速後）ω_Ｄｍの各々は、左モータ角速度（減速後）ω_Ｌｍ及び右モータ角速度（減速後）ω_Ｒｍに基づいて算出される。以下に、左目標速度及び右目標速度の和の半分を第一和相当値とし、左目標速度及び右目標速度の差の半分を第一差相当値とする場合の算出式を例示する。

第二算出部２２は、第二和相当値と第二差相当値とを算出するものである。第二和相当値及び第二差相当値は、左駆動系または左モータ２Ｌの実速度である左実速度と右駆動系または右モータ２Ｒの実速度である右実速度とに基づいて算出される。左実速度には、例えば左モータ角速度ω_ＬＭ，左モータ角速度（減速後）ω_Ｌｍ，左駆動側角速度ω_Ｌｄｓ，左輪角速度ω_ＬＬ（左輪実速度）等といった、左輪５Ｌの駆動に係る各種実速度が含まれる。同様に、右目標速度には、例えば右モータ角速度ω_ＲＭ，右モータ角速度（減速後）ω_Ｒｍ，右駆動側角速度ω_Ｒｄｓ，右輪角速度ω_ＲＬ（右輪実速度）等といった、右輪５Ｒの駆動に係る各種実速度が含まれる。なお、上記の［数１］に示す算出式は、左実速度及び右実速度の和の半分を第二和相当値とし、左実速度及び右実速度の差の半分を第二差相当値とする場合の算出式として利用可能である。

記憶部２３は、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化してなる和モデル（和モードＦＦモデル，和モードＦＢモデル）と、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化してなる差モデル（差モードＦＦモデル，差モードＦＢモデル）とを記憶するものである。ここで、和モデル及び差モデルを説明する前に、車両１の左駆動系及び右駆動系の模式的な構造を説明する。

図８は、車両１の左駆動系及び右駆動系の構造を模式化した模式図である。左車軸４Ｌ及び右車軸４Ｒのそれぞれは、ばね（車軸剛性Ｋ_ｓ）とダンパ（車軸粘性Ｄ_ｓ）とを並列に接続した構造物に準えることができる。図８中のＪ_ＬＭは左車軸４Ｌに対する動力分配機構３側（駆動側）のイナーシャ，Ｊ_Ｌｗは左車軸４Ｌに対する左輪５Ｌ側（負荷側）のイナーシャ，Ｊ_ＲＭは右車軸４Ｒに対する動力分配機構３側（駆動側）のイナーシャ，Ｊ_Ｒｗは右車軸４Ｒに対する右輪５Ｒ側（負荷側）のイナーシャである。また、図８には、左駆動側角速度ω_Ｌｄｓの微分値（左駆動側角加速度），左輪角速度ω_ＬＬの微分値（左輪角加速度），右駆動側角速度ω_Ｒｄｓの微分値（右駆動側角加速度），右輪角速度ω_{Ｒ Ｌ}の微分値（右輪角加速度）が併せて示されている。

上記の模式図に基づき、和モデルの構成は図９（Ａ）に示すような構成としてモデル化され、差モデルの構成は図９（Ｂ）に示すような構成としてモデル化される。和モデルは、車両１の直進に係る車軸４及び左右輪５に対する制振制御やスリップ制御に利用することが好適であり、差モデルは、車両１の旋回に係る車軸４及び左右輪５に対する制振制御やスリップ制御に利用することが好適である。なお、本実施例ではこれらの和モデル及び差モデルがともに２慣性系モデルであるが、各々を３つ以上の慣性モーメントやばねダンパからなる多慣性系モデルとして構成してもよい。

図９（Ａ）に示すように、和モデルは、駆動側慣性Ｊ_ＳＭと、剛性Ｋ_ｓ及び粘性Ｄ_ｓで設計されるばねダンパと、負荷側慣性（和モード車輪ノミナルイナーシャ）Ｊ_ＳＬとから構成される。駆動側慣性Ｊ_ＳＭは、駆動源（左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の慣性Ｊ_Ｍに基づいて算出され、例えばＪ_ＳＭ＝Ｇ^２Ｊ_Ｍである。また、負荷側慣性Ｊ_ＳＬは、車体重量Ｍ（車輪換算）に基づいて算出される。なお、駆動側慣性Ｊ_ＳＭや負荷側慣性Ｊ_ＳＬの算出に際し、フリクションも考慮してもよい。和モデルに係る運動方程式を以下に示す。

図９（Ｂ）に示すように、差モデルは、左右差発生時（旋回時）の等価慣性である駆動側慣性Ｊ_ＤＭと、剛性Ｋ_ｓ及び粘性Ｄ_ｓで設計されるばねダンパと、負荷側慣性（差モード車輪ノミナルイナーシャ）Ｊ_ＤＬとから構成される。駆動側慣性Ｊ_ＤＭは、駆動源（左駆動源及び右駆動源）の慣性Ｊ_Ｍ及び動力分配機構３のトルク差増幅率（ｂ_１，ｂ_２等）に基づいて算出され、例えばＪ_ＤＭ＝（２ｂ_１＋１）^２Ｇ^２Ｊ_Ｍである。また、負荷側慣性Ｊ_ＤＬは、車両１のヨー慣性（車輪換算）に基づいて算出される。なお、駆動側慣性Ｊ_ＤＭ及び負荷側慣性Ｊ_ＤＬの算出に際し、フリクションも考慮してもよい。差モデルに係る運動方程式を以下に示す。

上記の和モデルに第一和相当値を適用することで、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系（または左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の実速度を目標速度に追従させるのに必要なトルクの和に相当するＦＦ和指示トルクが取得される。また、上記の和モデルに第一和相当値及び第二和相当値を適用することで、ＦＢ和指示トルクが取得される。例えば、和モードＦＦモデルに和モード車輪角速度ω_ＳＬが適用された結果として、和モード駆動側トルクＴ_ＳｉｎがＦＦ和指示トルクとして取得される。また、和モードＦＢモデルに和モード車輪角速度ω_ＳＬ及び第二和相当値が適用された結果として、ＦＢ和指示トルクが取得される。ＦＦ和指示トルクとＦＢ和指示トルクとを合算したものが、最終的な和指示トルクとなる。

差モデルについても同様であり、上記の差モデルに第一差相当値を適用することで、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系（または左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の実速度を目標速度に追従させるのに必要なトルクの差に相当するＦＦ差指示トルクが取得される。また、上記の差モデルに第一差相当値及び第二差相当値を適用することで、ＦＢ差指示トルクが取得される。例えば、差モードＦＦモデルに差モード車輪角速度ω_ＤＬが適用された結果として、差モード駆動側トルクＴ_ＤｉｎがＦＦ差指示トルクとして取得される。また、差モードＦＢモデルに差モード車輪角速度ω_ＤＬ及び第二差相当値が適用された結果として、ＦＢ差指示トルクが取得される。ＦＦ差指示トルクとＦＢ差指示トルクとを合算したものが、最終的な差指示トルクとなる。

制御部２４は、記憶部２３に記憶された上記の２つの和モデル及び２つの差モデルのそれぞれに、第一算出部２１，第二算出部２２で算出された第一和相当値，第二和相当値，第一差相当値，第二差相当値を適宜適用することで、和指示トルク及び差指示トルクを取得し、和指示トルクと差指示トルクとを用いて左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒの出力を制御するものである。制御部２４は、一対のモータ２を駆動することで和指示トルクと差指示トルクとが得られる状態になるように（すなわち、和指示トルクと差指示トルクとを両立させうるように）、インバータ６の作動状態を制御する。これにより、左駆動系及び右駆動系の運動状態が所望の状態になるように、かつ、精度よく制御されやすくなる。

ここで、左右輪５の目標角速度（目標車輪速）に基づいて算出された和モード車輪角速度ω_ＳＬ及び差モード車輪角速度ω_ＤＬ等が和モデル及び差モデルに適用された結果、和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎと差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎとが取得された場合について説明する。制御部２４は、和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎ及び差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎに基づいて一対のモータ２の各々が出力すべきトルクを算出し、そのトルクが得られるように一対のインバータ６を駆動する。

和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎ及び差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎに基づく各モータ２のトルクの算出は、第一和相当値及び第一差相当値の演算と逆の演算を施すことで実現可能である。例えば、算出すべき各モータ２のトルクを「左モータ入力トルクＴ_ＬＭ，右モータ入力トルクＴ_ＲＭ」とおき、それらのトルクが車軸４に伝達されたときのトルクを「左駆動側トルクＴ_Ｌｉｎ，右駆動側トルクＴ_Ｒｉｎ」とおく。次に、左駆動側トルクＴ_{Ｌ ｉｎ}と右駆動側トルクＴ_Ｒｉｎとの和が和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎに一致し、かつ、左駆動側トルクＴ_Ｌｉｎと右駆動側トルクＴ_Ｒｉｎとの差が差モード駆動側トルクＴ_{Ｄｉ ｎ}に一致するような、左駆動側トルクＴ_Ｌｉｎ及び右駆動側トルクＴ_Ｒｉｎの各々の値を算出する。続いて、それらの左駆動側トルクＴ_Ｌｉｎ及び右駆動側トルクＴ_Ｒｉｎに対応する左モータ入力トルクＴ_ＬＭ及び右モータ入力トルクＴ_ＲＭを算出する。

その後、算出された左モータ入力トルクＴ_ＬＭ及び右モータ入力トルクＴ_ＲＭが得られるように各々のインバータ６を駆動する。このような制御により、モータ２及び左右輪５の実速度が目標速度に対して精度よく追従するようになり、車輪速の制御性が向上する。また、外乱入力時であっても車輪速が目標速度に一致しやすくなることから、走行路面の摩擦抵抗や駆動力が変化した場合であっても車輪速が急変しにくくなり、スリップの発生が抑制される。

［３．和モデル及び差モデルの具体例］
［Ａ．負荷側の伝達関数（和モデル）］
図１０は、車両１の直進時における負荷側イナーシャを導出するための模式図である。ここで、車両１の直進時の車体速をＶ_ｘ，車輪速（左右輪５の前進速度）をＶ_ＳＬ，車体重量をＭ，車輪角速度（和モード車輪速度）をω_ＳＬ，左右輪５の駆動力をＦ_Ｓｘ，車輪動半径をｒとおく。和モード車輪負荷側トルクＴ_ＳＬ（路面からの反力や駆動力に対応するトルク）が駆動側トルクである和モード車軸トルクＴ_Ｓｄｓで決定されると仮定して線形化すれば、以下のような式が成り立つ。

上記の式に基づき、和モード負荷側の伝達関数（和モデルに係る２慣性系の入出力特性を表す伝達関数を含む関係式）が得られる。なお、λ_Ｓｎは和モード車輪ノミナルスリップ率（和モデルにおける車輪ノミナルスリップ率）である。

図１１は、和モデルにおけるトルク及び速度の関係を示す模式図である。ここでは、和モード車輪負荷側トルクＴ_ＳＬ，和モード車輪角速度ω_ＳＬ，和モード車軸トルクＴ_{Ｓｄ ｓ}，和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎ，和モード駆動側角速度ω_Ｓｄｓの関係が示されている。図１１中のＪ_Ｍはモータイナーシャ，Ｄ_Ｍはモータ粘性，Ｊ_Ｌは車軸４に対する動力分配機構３側（駆動側）のイナーシャ，Ｄ_Ｌは負荷側粘性である。

和モード駆動側角速度ω_Ｓｄｓは、和モード駆動側トルクＴ_Ｓｉｎから和モード車軸トルクＴ_Ｓｄｓを減じた値に「Ｇ^－１」と「１／（Ｊ_Ｍ・ｓ＋Ｄ_Ｍ）」と「Ｇ^－１」とを乗じることで算出される。
和モード車軸トルクＴ_Ｓｄｓは、和モード駆動側角速度ω_Ｓｄｓから和モード車輪角速度ω_ＳＬを減じた値に「（Ｋ_ｓ／ｓ）＋Ｄ_ｓ」を乗じることで算出される。
また、和モード車輪角速度ω_ＳＬは、和モード車軸トルクＴ_Ｓｄｓから和モード車輪負荷側トルクＴ_ＳＬを減じた値に「１／（Ｊ_Ｌ・ｓ＋Ｄ_Ｌ）」を乗じることで算出される。

［Ｂ．負荷側の伝達関数（差モデル）］
車両１の旋回時のヨーレイトをγ，トレッドをｄ，左右車輪速差をＶ_Ｄｘとおく。また、Ｖ_ｘは車体速，Ｖ_ｒｌｘは左輪基準車輪速，Ｖ_ｒｒｘは右輪基準車輪速である。
操舵角をゼロと仮定して、ヨーレイトγと差モード車輪角速度ω_ＤＬとの関係を考慮すると、以下のような式が成り立つ。

また、差モード駆動側，ヨー運動，横運動の運動方程式は、以下のように立式される。式中のδ_ｆは操舵角，ａ_ｙは横加速度，Ｉは車両１のヨーイナーシャ，Ｃ_ｆは前輪コーナリングパワー，Ｃ_ｒは後輪コーナリングパワー，ｌ_ｆは重心－前軸間距離，ｌ_ｒは重心－後軸間距離，βは車体スリップ角，Ｆ_Ｄｘは左右駆動力差，λ_Ｄは差モデルにおけるスリップ率である。

ここで、車両１の直進状態から旋回状態への過渡期の状態をモデル化するために、操舵角δ_ｆ及び横加速度ａ_ｙをゼロと仮定すると、以下のような差モード負荷側の伝達関数（差モデルに係る２慣性系の入出力特性を表す伝達関数を含む関係式）が得られる。

図１２は、差モデルにおけるトルク及び速度の関係を示す模式図である。ここでは、差モード車輪負荷側トルクＴ_ＤＬ，差モード車輪角速度ω_ＤＬ，差モード車軸トルクＴ_{Ｄｄ ｓ}，差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎ，差モード駆動側角速度ω_Ｄｄｓの関係が示されている。
差モード駆動側角速度ω_Ｄｄｓは、差モード駆動側トルクＴ_Ｄｉｎから差モード車軸トルクＴ_Ｄｄｓを減じた値に「１／（１＋ｂ_１＋ｂ_２）」と「Ｇ^－１」と「１／（Ｊ_Ｍ・ｓ＋Ｄ_Ｍ）」と「Ｇ^－１」と「１／（１＋ｂ_１＋ｂ_２）」とを乗じることで算出される。

差モード車軸トルクＴ_Ｄｄｓは、差モード駆動側角速度ω_Ｄｄｓから差モード車輪角速度ω_ＤＬを減じた値に「（Ｋ_ｓ／ｓ）＋Ｄ_ｓ」を乗じることで算出される。
差モード車輪角速度ω_ＤＬは、差モード車軸トルクＴ_Ｄｄｓから差モード車輪負荷側トルクＴ_ＤＬを減じた値に「１／（Ｊ_Ｌ・ｓ＋Ｄ_Ｌ）」を乗じることで算出される。

［Ｃ．駆動側の運動方程式（和・差モデル）］
上記の和モデル及び差モデルの導出に関して、動力分配機構３は、ベクトル表現を用いて以下のように数式化してもよい。

上記の数式を用いて、駆動側の運動方程式（和・差）を左右それぞれで立式すると、以下の通りとなる。式中のＺ_１１は左駆動源（左モータ２Ｌ）から左軸（左車軸４Ｌ）にかかる減速比，Ｚ_２２は右駆動源（右モータ２Ｒ）から右軸（右車軸４Ｒ）にかかる減速比，Ｚ_ｃは左右駆動源からそれぞれの反対側の軸にかかる減速比である。

上記の数式の両辺に和・差モードへ変換するための行列を作用させると、以下の式が得られる。

ここで、ｂ_１＝ｂ_２＝ｂとすれば、Ｚ_１１－Ｚ_ｃ＝Ｚ_２２－Ｚ_ｃ＝｜Ｚ｜，Ｚ_１１＋Ｚ_ｃ＝Ｚ_２２＋Ｚ_ｃ＝１となることから、以下のように数式を変形でき、和・差モードに対応するモータ２の運動方程式を得ることができる。こうして、駆動側の運動方程式を和・差モードの各々に分解することで、両者が非干渉化される。

［Ｄ．車輪及び車軸の運動方程式（和・差モデル）］
駆動側の運動方程式の導出と同様に、左右輪５（負荷側）と車軸４についての運動方程式は、以下のように数式化してもよい。

ここで、左右輪５（負荷側）の運動方程式を車軸４の運動方程式へ代入し、Ｊ_ＳＭ＝Ｇ^２Ｊ_Ｍ，Ｄ_ＳＭ＝Ｇ^２Ｄ_Ｍ，Ｊ_ＤＭ＝Ｇ^２（２ｂ＋１）^２Ｊ_Ｍ，Ｄ_ＤＭ＝Ｇ^２（２ｂ＋１）^２Ｄ_Ｍとして整理すると、以下の伝達関数が得られる。

また、和モデル（和モードＦＦモデル）及び差モデル（差モードＦＦモデル）における目標車輪速をω_{ＳＬ－ｒｅｆ}，ω_{ＤＬ－ｒｅｆ}とすれば、上記の伝達関数の逆数を２次のローパスフィルタでプロパー化することで、目標速度に対する車軸入力トルクを算出可能な以下の式が得られる。このような式を利用して、ＦＦ車輪速制御（和）及びＦＦ車輪速制御（差）を実施してもよい。なお、以下の式を図４に示す形式で実装する場合には、Ｋ_ｓ＝∞，Ｄ_ｓ＝０，Ｄ_ＳＭ＝０，Ｄ_ＳＬ＝０，Ｄ_ＤＭ＝０，Ｄ_ＤＬ＝０とすればよい。

［Ｅ．目標速度の計算式］
モータ２の目標速度の算定に際し、車軸４の運動方程式と左右輪５（負荷側）の運動方程式とを連立させることで得られる以下のような運動方程式を利用してもよい。

ここで、和モデル（和モードＦＢモデル）及び差モデル（差モードＦＢモデル）における目標車輪速をω_{ＳＬ－ｒｅｆ}，ω_{ＤＬ－ｒｅｆ}とおき、目標駆動側角速度をω_{Ｓｄｓ－ ｒｅｆ}，ω_{Ｄｄｓ－ｒｅｆ}とおけば、目標車輪速と目標駆動側速度との関係は、以下のように表現できる。このような式を利用して、ＦＢ車輪速制御（和）及びＦＢ車輪速制御（差）を実施してもよい。

［４．効果］
（１）上記の車両制御装置１０は、第一算出部２１と第二算出部２２と和モードＦＢモデルと差モードＦＢモデルと制御部２４とを備える。
第一算出部２１は、左駆動系または左モータ２Ｌの目標速度である左目標速度と右駆動系または右モータ２Ｒの目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、左目標速度と右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出する。また、第二算出部２２は、左駆動系または左モータ２Ｌの実速度である左実速度と右駆動系または右モータ２Ｒの実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、左実速度と右実速度との差に相当する第二差相当値を算出する。

和モードＦＢモデルは、車両１の直進時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化したものである。また、差モードＦＢモデルは、車両１の旋回時における左駆動系及び右駆動系、並びに、左駆動源（左モータ２Ｌ）及び右駆動源（右モータ２Ｒ）の運動状態をモデル化したものである。和モードＦＢモデル及び差モードＦＢモデルは、例えば記憶部２３に記憶される。和モードＦＢモデルに第一和相当値及び第二和相当値を適用することで、駆動系やモータ２の実速度を目標速度に追従させるためのＦＢ和指示トルクが導出され、差モードＦＢモデルに第一差相当値及び第二差相当値を適用することで、駆動系やモータ２の実速度を目標速度に追従させるためのＦＢ差指示トルクが導出される。そして制御部２４は、ＦＢ和指示トルクとＦＢ差指示トルクとを用いて、左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒのトルクを制御する。

このように、車両１の直進時に対応する和モデルと旋回時に対応する差モデルとを分離し、各モデルに第一和相当値及び第二和相当値，第一差相当値及び第二差相当値を適用してＦＢ和指示トルク，ＦＢ差指示トルクを導出することで、簡素な構成で駆動系やモータ２の目標速度が実現される指示トルクを求めることができ、その指示トルクが得られるように左右のモータ２の出力を制御できる。したがって、駆動系やモータ２の実速度を精度よく目標速度に追従させることができる。

また、直進時と旋回時とで異なる特性を持つ駆動系において、駆動系の状態（挙動）を精度よく把握しつつ制御できるとともに、簡素な構成で制御性（例えば、制御精度や制御応答速度）を改善でき、あらゆる走行状態に対応する駆動力制御が可能となる。また、車両１の直進時の応答特性と旋回時の応答特性とを左右のモータ２の出力に反映させることができ、所望の運動状態を容易に実現できる。

（２）上記の実施例では、和モードＦＢモデル及び差モードＦＢモデルがともに２慣性系モデルで構築されうる。このような構成により、簡素な構成で、車両１の直進時，旋回時における左右駆動系の運動状態を精度よく把握できる。また、直進と旋回とで異なる特性に対して、それぞれで粘弾性を考慮した制御が可能となる。したがって、車両１の制御性を改善できる。

（３）上記の和モードＦＢモデルは、図９（Ａ）に示すように、左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒの慣性に基づいて算出される駆動側慣性と、剛性及び粘性で設計されるばねダンパと、車両１の車体重量に基づいて算出される負荷側慣性とから構成された２慣性系で表現可能である。また、この２慣性系の入出力特性は、例えば［数５］，［数１６］，［数１７］等に示される伝達関数で表現しうる。これにより、粘弾性を考慮した直進時の駆動系の挙動を精度よく把握でき、車両１の制御性を改善できる。

（４）上記の差モードＦＢモデルは、図９（Ｂ）に示すように、トルク差増幅率に基づいて算出される左右差発生時の等価慣性である駆動側慣性と、剛性及び粘性で設計されるばねダンパと、車両１のヨー慣性に基づいて算出される負荷側慣性とから構成された２慣性系で表現可能である。また、この２慣性系の入出力特性は、例えば［数８］，［数１６］，［数１７］等に示される伝達関数で表現しうる。これにより、粘弾性を考慮した旋回時の駆動系の挙動を精度よく把握でき、車両１の制御性を改善できる。

［５．その他］
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は必要に応じて取捨選択でき、あるいは、適宜組み合わせることができる。例えば、上記の実施例では、一対のモータ２を駆動源として搭載した車両１を例示したが、モータ２の代わりに内燃機関を適用してもよく、駆動源の具体的な種類は不問である。

また、上記の実施例では、一対のモータ２と動力分配機構３とを含む車両駆動装置（ＤＭ－ＡＹＣ装置）を備えた車両１を例示したが、和モデル及び差モデルの考え方はあらゆる車両に適用可能であり、例えば動力分配機構３を持たない車両やインホイールモータ車両にも適用可能である。少なくとも、左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両であれば、上記の実施例と同様の制御を実施することができ、上記の実施例と同様の作用，効果を獲得できる。

図１３は、第一変形例に係る車両制御方法の流れを示すブロック図である。ここでは、和モードＦＦモデル及び和モードＦＢモデルに適用される第二和相当値及び第二差相当値の算出に際し、左モータ２Ｌの実速度（左モータ実速度）及び右モータ２Ｒの実速度（右モータ実速度）が参照される。すなわち、図４に示す例では車輪速センサ１８Ｌ，１８Ｒで検出された左右輪５の実速度が参照されていたのに対し、図１３に示す第一変形例ではレゾルバ１７Ｌ，１７Ｒで検出されたモータ２の実速度が参照される。

モータ２の実速度は、ステップＡ１１において、動力分配機構３に係る各種ギヤ比Ｇ，ｂ_１，ｂ_２に基づいて車輪速（左右輪５の実速度）に換算され、換算後の値がステップＡ７，Ａ８へと導入される。このように、モータ２の実速度に基づく制御を実施することで、モータ２における目標速度に対する実速度の応答性を改善でき、駆動系やモータ２の実速度をより高精度に目標速度へと追従させることができる。

図１４は、モータ速度と車輪速とのずれを説明するためのグラフであり、図１５は、第二変形例に係る車両制御方法の流れを示すブロック図である。車両１の駆動系においては、図１４に示すように、モータ速度の挙動と車輪速の挙動とが乖離することがある。この場合、例えば図４のステップＡ９，Ａ１０において、左右輪５の目標車輪速に由来する第一和相当値とモータ２の実速度に由来する第二和相当値とを単純に比較しただけでは、精度の高いフィードバックが得られないおそれがある。

そこで、図１５に示すステップＡ１２を追加し、図９（Ａ），（Ｂ）に示すような粘弾性が考慮された和モデル及び差モデルを用いて、左右輪５の目標速度から算出された第一和相当値及び第一差相当値をモータ２の目標速度の第一和相当値及び第一差相当値へと変換してもよい。ここで、「モータ２（または駆動系）の目標速度の第一和相当値，第一差相当値」のことを「第三和相当値，第三差相当値」とおく。ステップＡ１２は、第一和相当値及び第一差相当値を第三和相当値，第三差相当値に変換する工程（目標モータ速度算出工程）に相当する。

なお、ステップＡ１２の演算が第一算出部２１で処理されるものと仮定すれば、第一算出部２１は、第一和相当値を左駆動源（または左駆動系）の目標速度と右駆動源（または右駆動系）の目標速度との和に相当する第三和相当値に変換するとともに、第一差相当値を左駆動源（または左駆動系）の目標速度と右駆動源（または右駆動系）の目標速度との差に相当する第三差相当値に変換する。

ステップＡ１２では、ステップＡ１で得られる第一和相当値が第三和相当値に変換されるとともに、ステップＡ２で得られる第一差相当値が第三差相当値に変換される。例えば、第一和相当値としての和モード車輪角速度ω_ＳＬが和モデルに適用された結果として、第三和相当値としての和モード駆動側角速度ω_Ｓｄｓが算出される。また、第一差相当値としての差モード車輪角速度ω_ＤＬが差モデルに適用された結果として、第三差相当値としての差モード駆動側角速度ω_Ｄｄｓが算出される。

ステップＡ１２で算出された第三和相当値は、ステップＡ９に伝達される。ステップＡ９では、第三和相当値及び第二和相当値のずれを０にするためのＦＢ和指示トルクが取得されることになる。同様に、ステップＡ１２で算出された第三差相当値は、ステップＡ１０に伝達される。ステップＡ１０では、第三差相当値及び第二差相当値のずれを０にするためのＦＢ差指示トルクが取得されることになる。

このように、ステップＡ９〔ＦＢ車輪速制御（和）〕及びステップＡ１０〔ＦＢ車輪速制御（差）〕に先立ってステップＡ１２（目標モータ速度算出工程）を設けることで、モータ２に関する速度同士の比較によるフィードバック制御量を算出することができ、高応答で高精度なフィードバック制御を実現することができる。したがって、簡素な構成で目標速度が実現される指示トルクを求めることができ、制御性を改善できる。

［６．付記］
上記の実施例や変形例に関して、以下の付記を開示する。
［付記１］
左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両において、前記左駆動源及び前記右駆動源の出力を制御する車両制御方法であって、
前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである和モードフィードバックモデルと、前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである差モードフィードバックモデルとを用意し、
前記左駆動系または前記左駆動源の目標速度である左目標速度と前記右駆動系または前記右駆動源の目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、前記左目標速度と前記右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出し、
前記左駆動系または前記左駆動源の実速度である左実速度と前記右駆動系または前記右駆動源の実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、前記左実速度と前記右実速度との差に相当する第二差相当値を算出し、
前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記和モードフィードバックモデルに適用することで、前記左駆動系及び前記右駆動系または前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるためのフィードバック和指示トルクを取得し、
前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記差モードフィードバックモデルに適用することで、前記各々の実速度を前記各々の目標速度に追従させるためのフィードバック差指示トルクを取得し、
前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する
ことを特徴とする、車両制御方法。

［付記２］
前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度に基づいて前記第二和相当値及び前記第二差相当値を算出する
ことを特徴とする、付記１記載の車両制御方法。

［付記３］
前記第一和相当値を前記左駆動源または前記左駆動系の目標速度と前記右駆動源または前記右駆動系の目標速度との和に相当する第三和相当値に変換するとともに、前記第一差相当値を前記左駆動源または前記左駆動系の目標速度と前記右駆動源または前記右駆動系の目標速度との差に相当する第三差相当値に変換し、
前記第二和相当値及び前記第二差相当値が前記第三和相当値及び前記第三差相当値に追従するようにフィードバック制御を実施する
ことを特徴とする、付記１または２記載の車両制御方法。

［付記４］
前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一和相当値を適用することで前記実速度を前記目標速度に追従させるためのフィードフォワード和指示トルクが導出される和モードフィードフォワードモデルと、
前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一差相当値を適用することで前記実速度を前記目標速度に追従させるためのフィードフォワード差指示トルクが導出される差モードフィードフォワードモデルとを用意し、
前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクと前記フィードフォワード和指示トルクと前記フィードフォワード差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する
ことを特徴とする、付記１～３のいずれか一項に記載の車両制御方法。

本件は、車両制御装置の製造産業に利用可能であり、車両制御装置を搭載する車両の製造産業にも利用可能である。

１ 車両
２ モータ（駆動源）
３ 動力分配機構
４ 車軸
５ 左右輪
６ インバータ
７ バッテリ
１０ 車両制御装置
１４ アクセル開度センサ
１５ ブレーキセンサ
１６ 舵角センサ
１７ レゾルバ
１８ 車輪速センサ
２１ 第一算出部
２２ 第二算出部
２３ 記憶部
２４ 制御部

Claims (6)

1. 左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両において、前記左駆動源及び前記右駆動源の出力を制御する車両制御装置であって、
   前記左駆動系または前記左駆動源の目標速度である左目標速度と前記右駆動系または前記右駆動源の目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、前記左目標速度と前記右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出する第一算出部と、
   前記左駆動系または前記左駆動源の実速度である左実速度と前記右駆動系または前記右駆動源の実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、前記左実速度と前記右実速度との差に相当する第二差相当値を算出する第二算出部と、
   前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一和相当値及び前記第二和相当値を適用することで前記左駆動系及び前記右駆動系または前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるためのフィードバック和指示トルクが導出される和モードフィードバックモデルと、
   前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一差相当値及び前記第二差相当値を適用することで前記各々の実速度を前記各々の目標速度に追従させるためのフィードバック差指示トルクが導出される差モードフィードバックモデルと、
   前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する制御部と
   を備えることを特徴とする、車両制御装置。
2. 前記第二算出部が、前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の前記実速度に基づいて前記第二和相当値及び前記第二差相当値を算出する
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記第一算出部が、前記第一和相当値を前記左駆動源または前記左駆動系の目標速度と前記右駆動源または前記右駆動系の目標速度との和に相当する第三和相当値に変換するとともに、前記第一差相当値を前記左駆動源または前記左駆動系の目標速度と前記右駆動源または前記右駆動系の目標速度との差に相当する第三差相当値に変換し、
   前記制御部が、前記第二和相当値及び前記第二差相当値が前記第三和相当値及び前記第三差相当値に追従するようにフィードバック制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両制御装置。
4. 前記第一算出部が、前記左駆動源の目標速度と前記右駆動源の目標速度との和に相当する第三和相当値に前記第一和相当値を変換するとともに、前記左駆動源の目標速度と前記右駆動源の目標速度との差に相当する第三差相当値に前記第一差相当値を変換し、
   前記制御部が、前記第二和相当値及び前記第二差相当値が前記第三和相当値及び前記第三差相当値に追従するようにフィードバック制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項２記載の車両制御装置。
5. 前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一和相当値を適用することで前記実速度を前記目標速度に追従させるためのフィードフォワード和指示トルクが導出される和モードフィードフォワードモデルと、
   前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものであって前記第一差相当値を適用することで前記実速度を前記目標速度に追従させるためのフィードフォワード差指示トルクが導出される差モードフィードフォワードモデルとを備え、
   前記制御部が、前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクと前記フィードフォワード和指示トルクと前記フィードフォワード差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する
   ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 左駆動源からの動力が伝達される左車軸及び左輪を含む左駆動系と右駆動源からの動力が伝達される右車軸及び右輪を含む右駆動系とを備えた車両において、前記左駆動源及び前記右駆動源の出力を制御する車両制御方法であって、
   前記車両の直進時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである和モードフィードバックモデルと、前記車両の旋回時における前記左駆動系及び前記右駆動系、並びに、前記左駆動源及び前記右駆動源の運動状態をモデル化したものである差モードフィードバックモデルとを用意し、
   前記左駆動系または前記左駆動源の目標速度である左目標速度と前記右駆動系または前記右駆動源の目標速度である右目標速度との和に相当する第一和相当値を算出するとともに、前記左目標速度と前記右目標速度との差に相当する第一差相当値を算出し、
   前記左駆動系または前記左駆動源の実速度である左実速度と前記右駆動系または前記右駆動源の実速度である右実速度との和に相当する第二和相当値を算出するとともに、前記左実速度と前記右実速度との差に相当する第二差相当値を算出し、
   前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記和モードフィードバックモデルに適用することで、前記左駆動系及び前記右駆動系または前記左駆動源及び前記右駆動源の各々の実速度を各々の目標速度に追従させるためのフィードバック和指示トルクを取得し、
   前記第一和相当値及び前記第二和相当値を前記差モードフィードバックモデルに適用することで、前記各々の実速度を前記各々の目標速度に追従させるためのフィードバック差指示トルクを取得し、
   前記フィードバック和指示トルクと前記フィードバック差指示トルクとを用いて、前記左駆動源及び前記右駆動源のトルクを制御する
   ことを特徴とする、車両制御方法。