JP2019182104A

JP2019182104A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2019182104A
Application number: JP2018073420A
Authority: JP
Inventors: 仁穂積; Hitoshi Hozumi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-10-24

Abstract

【課題】複数のアクチュエータ制御量と、車体に発生する力及びモーメントとの係数行列が正則でない場合でも、実際の力及びモーメントが、算出された制御目標値に一致するように各アクチュエータを制御可能な制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置は、車体の前後方向の力Ｆx、横方向の力Ｆy、上下方向の力Ｆz、ロールモーメントＭx、ピッチモーメントＭy及びヨーモーメントＭzの制御目標値を演算する。更に、これら制御目標値の列ベクトルｙｔと、サスペンション装置の配置を含む車両の諸元により決定される所定の係数行列Ｃと各車輪に作用する前後駆動力及び横力を表す目標値の列ベクトルｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、の差分の２乗和と、列ベクトルｕｔの２乗和と、の和が最小になるように、列ベクトルｕｔを演算により決定し、これに基づいて制動用アクチュエータ、駆動用アクチュエータ及び転舵用アクチュエータを駆動させる。【選択図】図５

Description

本発明は、各車輪に作用する制駆動力及び横力を車輪毎に制御することにより、車両の複数の挙動（ロール、ピッチ及びヨー等）を同時に制御することが可能な車両の制御装置に関する。

従来から、車両の車輪内部又はその近傍に配置した電動機により車輪を直接駆動する、所謂インホイールモータ方式の車両が開発されている。インホイールモータ方式の車両においては、各駆動輪に付与される駆動トルク及び制動トルクが駆動輪毎に制御される。このことを利用して、車両走行時の挙動を制御する車両の制御装置が知られている。このような車両の制御装置の一つ（以下、「従来装置」と称呼される。）は、検出される前後加速度、ロール及びピッチの変化等に基づいて、車体に発生する前後力、ロールモーメント、ピッチモーメント及びヨーモーメントに対するそれぞれの制御目標値を演算する。更に、従来装置は、実際に車体に発生する前後力、ロールモーメント、ピッチモーメント及びヨーモーメントを上記４つの制御目標値に一致させるような各車輪（四輪）の制駆動力目標値を算出し、実際の制駆動力が、各車輪の制駆動力目標値に一致するように各車輪の制駆動力を制御する（例えば、特許文献１を参照。）。

特許文献１によれば、各車輪における制駆動力（Ｆ_fl、Ｆ_fr、Ｆ_rl及びＦ_rr）と制御目標値（前後力Ｆ_x 、ロールモーメントＭ_x 、ピッチモーメントＭ_y 及びヨーモーメントＭ_z ）との関係は、下記の（１）式に示したように４行４列の係数行列を用いて表すことができる。よって、各車輪における制駆動力目標値は、係数行列の逆行列を用いて制御目標値を分配した値として算出される。このようにして、従来装置は、実際に車体に発生する前後力、ロールモーメント、ピッチモーメント及びヨーモーメントを制御目標値に一致させるような各車輪の制駆動力（即ち、制駆動力目標値）を算出する。

特開２０１２−８６７１２号公報（図２）

しかし、例えば、従来装置による上記手法を適用して車輪に横力を発生させる操舵系アクチュエータ（操舵装置）に対する入力も考慮した制御を行うことを考えると、この制御にて扱うアクチュエータ制御量の数は、各駆動輪に対応するインホイールモータ及び制動装置の制御量に操舵系アクチュエータの制御量を加えた５つとなる。この場合、取り扱うべき係数行列は４行５列の行列となる。しかし、この係数行列は正方行列ではない（正則でない）ので、逆行列が求められない。従って、各駆動輪及び操舵系アクチュエータの制御量は求められない。つまり、従来装置の手法は、入力数と出力数が等しい制御系であり且つ係数行列が正則である場合にのみ適用されるので汎用的ではなかった。

本発明は上記課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、複数のアクチュエータ制御量（車輪に作用する複数の力）と、車体に発生する複数の「力及びモーメント」と、の関係を規定する係数行列が正則でない場合であっても、車体に発生する複数の「力及びモーメント」を制御目標値にそれぞれ一致させるような各車輪に作用する力の目標値を算出し、実際の複数の「力及びモーメント」が、算出された制御目標値に一致するように各アクチュエータを制御可能な車両の制御装置を提供することにある。

そこで、本発明の車両の制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、左前輪（ＷＦＬ）、右前輪（ＷＦＲ）、左後輪（ＷＲＬ）及び右後輪（ＷＲＲ）を含む複数の車輪と、前記複数の車輪のそれぞれに制動力を付与する制動用アクチュエータ（４０）と、前記複数の車輪のそれぞれに制動力及び駆動力を付与する駆動用アクチュエータ（３１）と、前記左前輪及び前記右前輪の「前輪の組」、並びに、前記左後輪及び前記右後輪の「後輪の組」のうちの少なくとも何れか一方の組の車輪を転舵する転舵用アクチュエータ（５０、６０）と、ばね上部材とばね下部材との間に前記複数の車輪のそれぞれに対応して配設される複数のサスペンション装置（２０）と、を備えた車両（１０）に適用される。

本発明装置は、操作量検出センサ（８１）と、運動状態量検出センサ（８２）と、外乱量検出センサ（８３）と、制御部（７０）と、を備える。
前記操作量検出センサは、運転者のアクセル操作、ブレーキ操作及びステアリング操作のそれぞれの運転操作量を検出する。
前記運動状態量検出センサは、前記車両の、前後加速度、横加速度、上下加速度、ロールレート、ピッチレート及びヨーレートを含む運動状態量を検出する。
前記外乱量検出センサは、前記複数のサスペンション装置に路面から入力される外乱を表す外乱量を検出する。

前記制御部は、前記検出された運転操作量、前記検出された運動状態量及び前記検出された外乱量に基づいて、前記車両に作用する前後方向の力（Ｆ_x ）、前記車両に作用する横方向の力（Ｆ_y ）、前記車両の車体に作用する上下方向の力（Ｆ_z ）、前記車体のロールモーメント（Ｍ_x ）、前記車体のピッチモーメント（Ｍ_y ）及び前記車体のヨーモーメント（Ｍ_z ）、を含む車両運動決定因子のそれぞれの制御目標値（Ｆ_x'、Ｆ_y'、Ｆ_z'、Ｍ_x'、Ｍ_y'、Ｍ_z'）を演算する（ステップ５２０）。前記制御部は、実際の前記車両運動決定因子のそれぞれが前記演算された制御目標値の対応するそれぞれに一致するように、前記制御用アクチュエータ、前記駆動用アクチュエータ及び前記転舵用アクチュエータを駆動させる。

更に、前記制御部は、前記車両運動決定因子を表すベクトル（ｙ）が、前記サスペンション装置の前記車両における配置を含む前記車両の諸元により決定される所定の係数行列（Ｃ）と前記複数の車輪が路面に対して発生する力を表す力ベクトル（ｕ）との積（Ｃ・ｕ）により表されるとの関係を用いて、前記演算された制御目標値（ｙｔ）に対する前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）を求めるように構成される。

しかし、前述したように、所定の係数行列が正則でない場合、係数行列の逆行列を求めることができないので、従来装置の手法は適用できない。

そこで、前記制御部は、
前記係数行列（Ｃ）と前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）との積（Ｃ・ｕｔ）と、前記車両運動決定因子の制御目標値（ｙｔ）と、の差分の２乗和（(Ｃ・ｕｔ−ｙｔ)^T(Ｃ・ｕｔ−ｙｔ)）と、前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）の２乗和（ｕｔ^T・ｕｔ）と、の和が最小となるように、前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）を演算により決定し（ステップ５３０）、前記決定した力ベクトルの目標値（ｕｔ）に基づいて前記制動用アクチュエータ、前記駆動用アクチュエータ及び前記転舵用アクチュエータを駆動させる（ステップ５４０）ように構成される。

発明者の検討によれば、係数行列Ｃと力ベクトルの目標値ｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、運動決定因子の制御目標値ｙｔと、の差分の２乗和(Ｃ・ｕｔ−ｙｔ)^T(Ｃ・ｕｔ−ｙｔ) を最小にし、且つ力ベクトルの目標値ｕｔの２乗和ｕｔ^T・ｕｔを最小にする力ベクトルの目標値ｕｔは、(Ｃ^TＣ＋Ｉ)^-1Ｃ^T・ｙｔと表すことができる。ここで、Ｉは単位行列である。仮に、係数行列Ｃが正則でないとしても、行列Ｃ^TＣの各固有値は０以上である。更に、単位行列Ｉの固有値は全て１であるから、行列(Ｃ^TＣ＋Ｉ) の各固有値は１以上の値（正の値）となる。従って、行列(Ｃ^TＣ＋Ｉ)の行列式 det(Ｃ^TＣ＋Ｉ)は必ず正の値となるので、行列(Ｃ^TＣ＋Ｉ)の逆行列は常に存在し、各アクチュエータ制御量が算出される。

よって、本発明装置によれば、係数行列Ｃが正則でない場合であっても、実際の車両運動決定因子のそれぞれが、演算された制御目標値ｙｔの対応するそれぞれに一致するように、制動用アクチュエータ、駆動用アクチュエータ及び転舵用アクチュエータを駆動させることができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の制動制御装置が適用される車両の概略構成図である。図２は、図１に示した車両の斜視図であり、車体の重心に作用する力及びモーメントについての説明図である。図３は、アクチュエータの駆動により各車輪に作用する前後方向の力と上下力との関係を説明するための図であり、図３（Ａ）は、駆動装置の駆動力が作用している場合、図３（Ｂ）は、制動装置の制動力が作用している場合の図である。図４は、アクチュエータの駆動により各車輪に作用する左右方向の力と上下力との関係を説明するための図であり、図４（Ａ）は前輪側、図４（Ｂ）は後輪側を説明するための図である。図５は、図１に示したＥＣＵのＣＰＵが実行する「車体挙動制御ルーチン」を示したフローチャートである。図６は、前輪とサスペンション装置の配置を説明するための図である。

（構成）
本発明の実施形態に係る車両の制御装置（以下、「本制御装置」とも称呼される。）は、図１に示したように、車両１０に適用される。車両１０は、サスペンション装置２０、駆動装置３０、制動装置４０、第１転舵装置５０、第２転舵装置６０、ＥＣＵ７０及び車輪Ｗ（ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ及びＷＲＲ）等を備えている。

以下、車輪毎に設けられる要素については、その符号の末尾に、左前輪を表す添字ＦＬ又はfl、右前輪を表す添字ＦＲ又はfr、左後輪を表す添字ＲＬ又はrl及び右後輪を表す添字ＲＲ又はrrをそれぞれ付す。但し、車輪毎に設けられる要素について車輪位置を特定しない場合、それらの添字は省略される。

サスペンション装置２０（２０ＦＬ、２０ＦＲ、２０ＲＬ及び２０ＲＲ）は、その一端が車体１１に連結され、他端にて車輪Ｗを懸架している。一方、車輪Ｗは、図示しない車輪支持部材により車体１１に対して回転可能に支持されている。この車輪支持部材は、サスペンション装置２０の図示しないサスペンションアームにより車体１１に対して主として上下方向に変位可能に車体１１に連結されている。サスペンション装置２０は、ショックアブソーバ２１及びサスペンションスプリング２２等を含んでいる。

ショックアブソーバ２１（２１ＦＬ、２１ＦＲ、２１ＲＬ及び２１ＲＲ）は、上端にて車体１１に連結され、下端にて車輪支持部材又はサスペンションアームに連結されている。サスペンションスプリング２２（２２ＦＬ、２２ＦＲ、２２ＲＬ及び２２ＲＲ）は、その一端がショックアブソーバ２１のロッドに固定され、その他端がショックアブソーバ２１のシリンダに固定されている。サスペンションスプリング２２は、路面の上下変位及び車輪Ｗが路面から受けた衝撃をばね上（車体１１）に伝達され難くする。ショックアブソーバ２１は、ばね上部材である車体１１及びばね下部材である車輪Ｗが上下に相対変位することによる振動を減衰させる減衰力を発生する。

駆動装置３０は、インホイールモータ３１（３１ＦＬ、３１ＦＲ、３１ＲＬ及び３１ＲＲ）、蓄電池３２及びインバータ３３及びアクセルペダル３４等を含んでいる。インホイールモータ３１ＦＬ、３１ＦＲ、３１ＲＬ及び３１ＲＲは、左前輪ＷＦＬ、右前輪ＷＦＲ、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲの内部にそれぞれ組み込まれている。インホイールモータ３１ＦＬ、３１ＦＲ、３１ＲＬ及び３１ＲＲの出力軸は、左前輪ＷＦＬ、右前輪ＷＦＲ、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲに動力伝達可能となるようにそれぞれ連結されている。インホイールモータ３１は、交流同期モータにより構成される。

蓄電池３２は、充放電が可能な二次電池（例えば、リチウムイオン電池）である。

インバータ３３は蓄電池３２と電気的に接続されている。インバータ３３は、蓄電池３２から供給される直流電力を交流電力に変換して各インホイールモータ３１に供給する。これにより、各インホイールモータ３１は駆動（即ち、力行）され、各車輪に駆動トルクが付与される。一方、各インホイールモータ３１が発電機として作動するとき、各車輪の回転（運動）エネルギーが各インホイールモータ３１によって電気エネルギーに変換される。インバータ３３は、各インホイールモータ３１から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池３２に供給することができる。これにより、蓄電池３２が充電される。このとき、各車輪には、回生力に基づく制動トルクが付与される。このように、インホイールモータ３１は、車輪Ｗのそれぞれに個別に駆動力を付与する駆動用アクチュエータであり、且つ、車輪Ｗのそれぞれに個別に制動力（回生制動力）を付与する制動用アクチュエータであるとも言える。

制動装置４０は、ブレーキペダル４１、マスタシリンダ４２、油圧回路４３及びホイールシリンダ４４等を含んでいる。

車輪Ｗの制動力は、制動装置４０の油圧回路４３により、車輪Ｗに対応するホイールシリンダ４４に供給される作動油の圧（油圧、以下、「制動圧」とも称呼される。）が制御されることによって制御される。即ち、左前輪ＷＦＬ、右前輪ＷＦＲ、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲの制動力は、ホイールシリンダ４４ＦＬ、４４ＦＲ、４４ＲＬ及び４４ＲＲのそれぞれの制動圧が制御されることによって制御される。油圧回路４３は図示しないリザーバ、オイルポンプ及び種々の弁装置等を含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。

ホイールシリンダ４４の制動圧は、運転者によるブレーキペダル４１の踏込み操作に応じて変化するマスタシリンダ４２の圧力（以下、「マスタシリンダ圧」とも称呼される。）Ｐｍに基づいてＥＣＵ７０により制御される。ホイールシリンダ４４ＦＬ、４４ＦＲ、４４ＲＬ及び４４ＲＲの制動圧は、更に、互いに独立して個別に制御され得る。

油圧回路４３は、図示しない「保持弁及び減圧弁」を各ホイールシリンダ４４に対応して備える周知の油圧回路である。油圧回路４３は、ホイールシリンダ４４ＦＬ、４４ＦＲ、４４ＲＬ及び４４ＲＲの制動圧を、更に、互いに独立して個別に調整することができる。保持弁及び減圧弁は、連通位置及び遮断位置の何れか一方を択一的に選択する周知の二位置電磁弁である。保持弁は、マスタシリンダ４２と各ホイールシリンダ４４との間に介装されている。減圧弁は図示しないリザーバと各ホイールシリンダ４４との間に介装されている。このように、制動装置４０は、各車輪のそれぞれに個別に制動力を付与する制動用アクチュエータであると言える。

第１転舵装置５０は、ステアリングホイール５１、ステアリングシャフト５２、ギヤ比可変アクチュエータ５３、中間シャフト５４、ラックシャフト５５及びラック・アンド・ピニオン機構５６、及びパワーステアリング装置５７等を備えている。ステアリングホイール５１とステアリングシャフト５２とは一体回転可能に連結されている。ステアリングシャフト５２はギヤ比可変アクチュエータ５３を介して中間シャフト５４に連結されている。中間シャフト５４とラックシャフト５５とは、周知のラック・アンド・ピニオン機構５６により連結されている。ラックシャフト５５の両端には、ナックルアーム５８Ｌ及び５８Ｒを介して左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲがそれぞれ接続されている。

ステアリングホイール５１が運転者により操作されると、ラック・アンド・ピニオン機構５６によりステアリングシャフト５２（中間シャフト５４）の回転運動がラックシャフト５５の軸方向の直線運動に変換され、これにより左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲが転舵される。

ギヤ比可変アクチュエータ５３は、図示しない減速機構及び電動機を含む。ギヤ比可変アクチュエータ５３は、ステアリングホイール５１の操舵角θｔに対する前輪の転舵角の比を電動機を用いて変更することができる。

パワーステアリング装置５７は、電動機（パワーステアリングモータ）を備え、ＥＣＵ７０からの指令値に基づいて運転者によるステアリング操作をアシストするための駆動力を発生し、その駆動力によってラックシャフト５５をその軸方向に駆動する。更に、パワーステアリング装置５７は、ＥＣＵ７０からの指令値に基づいて、目標とする横力を発生させるような舵角を前輪に与えるようにラックシャフト５５を駆動する。このように構成された第１転舵装置５０は、左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲを転舵する転舵用アクチュエータであると言える。第１転舵装置５０は、以下、「第１転舵用アクチュエータ５０」とも称呼される。

第２転舵装置６０は、転舵力発生機構６１、タイロッド６２及びナックルアーム６３等を備える。転舵力発生機構６１は、図示しない「電動機であるアクチュエータ」及び歯車群を含み、アクチュエータの駆動力を転舵力（軸力）に変換する。転舵力発生機構６１は、この転舵力をタイロッド６２及び左右のナックルアーム６３Ｌ及び６３Ｒを介して左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲにそれぞれ伝達することにより、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲを転舵させる。転舵力発生機構６１は、ＥＣＵ７０からの指令値に基づいて、後輪の転舵方向を前輪の転舵方向に対して同方向又は逆方向に変更することができる。

以下、後輪が前輪の転舵方向と同方向に転舵されている状態は「同位相」と称呼され、後輪が前輪の転舵方向と逆方向に転舵されている状態は「逆位相」と称呼される。前輪と後輪とが同位相である場合、旋回時に車両１０に発生するヨーモーメントは大きくされ、前輪と後輪とが逆位相である場合、ヨーモーメントは小さくされる。このような第２転舵装置６０は、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲを転舵する転舵用アクチュエータであると言える。第２転舵装置６０は、以下、「第２転舵用アクチュエータ」とも称呼される。

ＥＣＵ７０は、操作量検出センサ８１、運動状態量検出センサ８２及び外乱量検出センサ８３等と電気的に接続され、これらセンサからの出力信号を受信するようになっている。ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（又は不揮発性メモリ）及びインタフェースＩ／Ｆ等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより後述する各種機能を実現する。

操作量検出センサ８１は、車両１０の運転者によるステアリングホイール５１の操作量（操舵角）θｔを検出する操舵角センサ、運転者によるアクセルペダル３４の操作量（アクセルペダル踏み込み量）Ａｐを検出するアクセルセンサ、運転者によるブレーキペダル４１の操作量（ブレーキペダル踏み込み量）Ｂｐを検出するブレーキセンサ及びマスタシリンダ圧Ｐｍを検出するマスタシリンダ圧センサ等を含んでいる。従って、操作量検出センサ８１は、操舵角θｔを表す出力信号、アクセルペダル踏み込み量Ａｐを表す出力信号、ブレーキペダル踏み込み量Ｂｐを表す出力信号及びマスタシリンダ圧Ｐｍを表す出力信号を発生するようになっている。

運動状態量検出センサ８２は、車体１１（ばね上）の上下方向の加速度（上下加速度）Ｇ_z を検出するばね上の上下加速度センサ、車体１１の左右方向の加速度（横加速度）Ｇ_y を検出する横加速度センサ、車体１１の前後方向の加速度（加減速度）Ｇ_x を検出する加減速度センサ、車体１１に発生するヨーレートＹｒを検出するヨーレートセンサ、車体１１に発生するピッチレートＰｒを検出するピッチレートセンサ、車体１１に発生するロールレートＲｒを検出するロールレートセンサ及び各車輪の回転速度ＮＰを検出する車輪速度センサ等を含んでいる。

従って、運動状態量検出センサ８２は、上下加速度Ｇ_z を表す出力信号、横加速度Ｇ_y を表す出力信号、前後加速度（加減速度）Ｇ_x を表す出力信号、ヨーレートＹｒを表す出力信号、ピッチレートＰｒを表す出力信号、ロールレートＲｒを表す出力信号及び各車輪の各車輪の回転速度ＮＰを表す出力信号を発生するようになっている。

外乱量検出センサ８３は、各サスペンション装置２０のストローク量（外乱量の一つ）Ｓｔを検出する図示しないストロークセンサ、及び、各車輪を含む車両１０のばね下部材の上下方向の加速度（外乱の大きさを示す外乱量の一つである上下加速度）を検出する図示しない「ばね下の上下加速度センサ」等を含んでいる。従って、外乱量検出センサ８３は、各サスペンション装置２０のストローク量Ｓｔを表す出力信号及びばね下の上下加速度を表す出力信号を発生するようになっている。ばね下の上下加速度は、主として路面の凹凸の大きさと相関している。なお、ストロークセンサが出力するストローク量Ｓｔは、サスペンション装置２０が基準長（基準位置）から伸びるときに正の値になり、基準長から縮むときに負の値となる。

（作動）
次に、前述した各アクチュエータを作動させることにより、車体１１（ばね上部材）の挙動を制御する方法について、図２乃至図４を参照しながら説明する。以下、左前輪ＷＦＬに発生させる制駆動力（制動力又は駆動力）は「左前輪前後駆動力Ｆ_xfl 」と称呼される。右前輪ＷＦＲに発生させる制駆動力は「右前輪前後駆動力Ｆ_xfr 」と称呼される。左後輪ＷＲＬに発生させる制駆動力は「左後輪前後駆動力Ｆ_xrl 」と称呼される。右後輪ＷＲＲに発生させる制駆動力は「右後輪前後駆動力Ｆ_xrr 」と称呼される。第１転舵用アクチュエータ５０を作動させることにより左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲに発生させる横力は、「前輪横力Ｆ_yf」と称呼される。第２転舵用アクチュエータ６０を作動させることにより左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲに発生させる横力は、「後輪横力Ｆ_yr」と称呼される。上記の各車輪に作用する６つの力は、以下、「車輪作用力」とも称呼される。

インホイールモータ３１のそれぞれが発生する制駆動力及び制動装置４０が発生する制動力（左前輪前後駆動力Ｆ_xfl 、右前輪前後駆動力Ｆ_xfr 、左後輪前後駆動力Ｆ_xrl 及び右後輪前後駆動力Ｆ_xrr ）、第１転舵用アクチュエータ５０及び第２転舵用アクチュエータ６０がそれぞれ発生する横力（前輪横力Ｆ_yf及び後輪横力Ｆ_yr）によって各車輪は路面に対する力を発生する。各車輪が路面に対して発生する力によって車両１０の挙動を変化させることができる。従って、各車輪が路面に対して発生する力（車輪作用力）は、車両１０の前後方向の力Ｆ_x 、横方向の力Ｆ_y 、上下方向の力Ｆ_z 、ロールモーメントＭ_x 、ピッチモーメントＭ_y 及びヨーモーメントＭ_z に配分することができる。上記の６つの「力及びモーメント」は、以下、「車両運動決定因子」とも称呼される。

図２に示したように、前後方向の力Ｆ_x （以下、「前後力Ｆ_x 」と称呼する。）は、車体１１の前後方向と平行な軸（ｘ軸）に沿った力である。横方向の力Ｆ_y （以下、「横力Ｆ_y 」と称呼する。）は、車体１１の横方向と平行な軸（ｙ軸）に沿った力である。上下方向の力Ｆ_z （以下、「上下力Ｆ_z 」と称呼する。）は、車体１１の上下方向と平行な軸（ｚ軸）に沿った力である。ロールモーメントＭ_x はｘ軸を回転軸とするモーメントである。ピッチモーメントＭ_y はｙ軸を回転軸とするモーメントである。ヨーモーメントＭ_z はｚ軸を回転軸とするモーメントである。なお、車両１０（車体１１）の前方、左方及び上方がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の正の方向にそれぞれなるように座標が設定されている。

次に、車両運動決定因子（前後力Ｆ_x 、横力Ｆ_y 、上下力Ｆ_z 、ロールモーメントＭ_x 、ピッチモーメントＭ_y 及びヨーモーメントＭ_z ）と、車輪作用力（各アクチュエータを作動させることにより各車輪に発生させる力（Ｆ_xfl、Ｆ_xfr、Ｆ_xrl、Ｆ_xrr、Ｆ_yf及びＦ_yr））と、の関係について説明する。

前後力Ｆ_x は、各車輪に発生する制駆動力の前後方向成分の総和である。従って、前後力Ｆ_x は、下記の（２）式にて表される。

横力Ｆ_y は、前輪（左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲ）及び後輪（左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲ）に発生する横力の総和である。従って、横力Ｆ_y は、下記の（３）式にて表される。

上下力Ｆ_z は、サスペンション装置２０の車両１０における幾何学的な配置により発生する力の総和である。ところで、インホイールモータ３１は、サスペンション装置２０（ばね下部材）に取り付けられるので、インホイールモータ３１の駆動による路面反力は各車輪の接地点に作用する。図３（Ａ）に示したように、水平面ＧＬ上を走行している車両１０のサスペンション装置２０ＦＬ及び２０ＲＬの瞬間回転中心をそれぞれＣ_xf及びＣ_xrと表すと、左前輪ＷＦＬに前後方向の駆動力Ｆ_xfl が生じているとき、接地点Ｐ_xfと瞬間回転中心Ｃ_xfとを結ぶ仮想リンクの方向に沿って駆動力Ｆ_xflとつり合う力（−Ｆ_xfl／cosθ_f）が作用する。この仮想リンク方向の力の上下方向（ｚ軸方向）の成分−Ｆ_xfl・tanθ_f が上下力としてサスペンション装置２０ＦＬに作用する。同様に、左後輪ＷＲＬに前後方向の駆動力Ｆ_xrl が生じているとき、接地点Ｐ_xrと瞬間回転中心Ｃ_xrとを結ぶ仮想リンクの方向に沿って駆動力とつり合う力（Ｆ_xrl／cosθ_r）が作用する。この仮想リンク方向の力のｚ軸方向の成分Ｆ_xrl・tanθ_r が上下力としてサスペンション装置２０ＲＬに作用する。説明は省略するが、右前輪ＷＦＲ及び右後輪ＷＲＲについても左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲと同様の力が作用する。

一方、ホイールシリンダ４４は、サスペンション装置２０（ばね下部材）に取り付けられるので、ホイールシリンダ４４の制動による路面反力はインホイールモータ３１の路面反力と同様に各車輪の接地点に作用する。図３（Ｂ）に示したように、左前輪ＷＦＬに制動力Ｆ_xfl が生じているとき、仮想リンク方向には、制動力Ｆ_xfl とつり合う力（−Ｆ_xfl／cosθ_f）が作用する。この仮想リンク方向の力のｚ軸方向の成分−Ｆ_xfl・tanθ_f が上下力としてサスペンション装置２０ＦＬに作用する。同様に、左後輪ＷＲＬに制動力Ｆ_xrl が生じているとき、仮想リンク方向には、制動力Ｆ_xrl とつり合う力（Ｆ_xrl／cosθr）が作用する。この仮想リンク方向の力のｚ軸方向の成分Ｆ_xrl・tanθr が上下力としてサスペンション装置２０ＲＬに作用する。説明は省略するが、右前輪ＷＦＲ及び右後輪ＷＲＲについても左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲと同様の力が作用する。以上より、上下力Ｆ_z は、下記の（４）式にて表される。

ロールモーメントＭ_x は、車両諸元及びサスペンション装置２０の車両１０における幾何学的な配置により発生する力であり、下記の（５）式にて表される。

図４の（Ａ）及び／又は（Ｂ）に示したように、Ｔ_f は前輪のトレッド幅（左前輪ＷＦＬの横方向の中心と右前輪ＷＦＲの横方向の中心との距離）である。Ｔ_r は後輪のトレッド幅（左後輪ＷＲＬの横方向の中心と右後輪ＷＲＲの横方向の中心との距離）である。Ｈは重心Ｃ_g の路面からの高さである。φ_f は接地点Ｐ_yfrと瞬間回転中心Ｃ_yfとを結ぶ直線と路面（水平面）ＧＬとのなす角（アンチロール角）である。φ_r は接地点Ｐ_yrrと瞬間回転中心Ｃ_yrとを結ぶ直線と路面（水平面）ＧＬとのなす角（アンチロール角）である。図４（Ａ）において、右前輪ＷＦＲに対応するアンチロール角のみ示したが、左前輪ＷＦＬに対応するアンチロール角も同様にφ_f である。図４（Ｂ）において、右後輪ＷＲＲに対応するアンチロール角のみ示したが、左後輪ＷＲＬに対応するアンチロール角も同様にφ_r である。なお、図４（Ａ）中のＦ_yfl 及びＦ_yfr は前輪横力Ｆ_yfを左右に配分した力であり、従って、これらの和は前輪横力Ｆ_yfに等しい。同様に、図４（Ｂ）中のＦ_yrl 及びＦ_yrr は後輪横力Ｆ_yrを左右に配分した力であり、従ってこれらの和は後輪横力Ｆ_yrに等しい。なお、図４（Ａ）に示した２３ＦＬ及び２３ＦＲ、並びに図４（Ｂ）に示した２３ＲＬ
及び２３ＲＲは、サスペンション装置２０のロアアームである。図４に示した点Ｃｃはロールセンターである。

ピッチモーメントＭ_y は、車両諸元及びサスペンション装置２０の車両１０における幾何学的な配置により発生する力であり、下記の（６）式にて表される。Ｌ_f は、図３（Ａ）に示したように、重心Ｃ_g と左前輪ＷＦＬとのｘ軸方向の距離であり、Ｌ_r は重心Ｃ_g と左後輪ＷＲＬとのｘ軸方向の距離である。

ヨーモーメントＭ_z は、車両諸元及びサスペンション装置２０の車両１０における幾何学的な配置により発生する力であり、下記の（７）式にて表される。

次に、車両運動決定因子及び車輪作用力をそれぞれ列ベクトルｙ及びｕにて表すと、列ベクトルｙ及びｕは、下記（８）式及び（９）式にて表される。列ベクトルｕは、以下、「力ベクトル」とも称呼される。

上記（２）乃至（７）式より得られる係数行列をＣと表すと、列ベクトルｙと列ベクトルｕとの関係は、下記の（１０）式にて表される。ここで、係数行列Ｃは（１１）式にて表される。

次に、車両運動決定因子の制御目標値の列ベクトルを下記の（１２）式のように列ベクトルｙｔと表し、車輪作用力の目標値（力ベクトルｕの目標値）を下記の（１３）式のようにｕｔと表すと、制御目標値ｙｔ、車輪作用力の目標値ｕｔ及び係数行列Ｃの間には下記の（１４）式に示す関係が成立する。

ここで、係数行列Ｃの逆行列Ｃ^-1が存在すれば、上記（１４）式から「ｕｔ＝Ｃ^-1・ｙｔ」の関係が成立する。よって、制御目標値ｙｔは車輪作用力の目標値ｕｔに分配され得る。ところが、後述するように、本例の係数行列Ｃは正則ではないので、逆行列Ｃ^-1を求めることができない。

より具体的に述べると、上記（１１）式から理解されるように、係数行列Ｃは６行６列の正方行列ではあるが、例えば、係数行列Ｃの１行目、３行目及び５行目は一次従属の関係にある。従って、係数行列Ｃは正則ではない。つまり、（１４）式に基づく式「ｕｔ＝Ｃ^-1・ｙｔ」から力ベクトルの目標値ｕｔを算出することはできない。そこで、本制御装置（ＥＣＵ７０）は、以下の手法を用いて、車輪作用力の目標値ｕｔを算出する。

制御目標値ｙｔと、係数行列Ｃと車輪作用力の目標値ｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、について、下記の（１５）式に示す評価関数Ｊを適用する。

上記（１５）式を展開すると、下記の（１６）式が得られる。

（１６）式から理解されるように、上記（１５）式の右辺第１項は、係数行列Ｃと力ベクトルの目標値ｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、制御目標値ｙｔと、の差分（即ち、誤差）の２乗和を表している。上記（１５）式の右辺第２項は、力ベクトルの目標値ｕｔの２乗和を表している。

上記（１５）式に示した評価関数Ｊを最小とする車輪作用力の目標値ｕｔは、下記の（１７）式にて表される。

（１７）式における行列（Ｃ^TＣ＋Ｉ）の逆行列は演算可能である。その理由は以下の通りである。括弧内の行列Ｃ^TＣは係数行列Ｃとその転置行列Ｃ^Tとの積であるので、その各固有値は必ず０以上となる。更に、単位行列Ｉの固有値は全て１である。従って、行列（Ｃ^TＣ＋Ｉ）の各固有値は１以上の値（正の値）となる。一般に、行列式は固有値の積に等しいので、ある行列Ｄの固有値が全て正の値であれば、その行列式 det(Ｄ)は、必ず正の値となる。従って、このような行列Ｄの逆行列は常に存在する。以上のことから、行列（Ｃ^TＣ＋Ｉ）の逆行列は常に存在すると言える。従って、（１７）式に基づけば、係数行列Ｃが正則ではない場合であっても、車輪作用力の目標値ｕｔを算出することができる。そこで、ＥＣＵ７０は、（１７）式に基づいて車輪作用力の目標値ｕｔを決定する。

上記（１５）及び（１６）式から理解されるように、評価関数Ｊを最小とすることは、係数行列Ｃと車輪作用力の目標値ｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、制御目標値ｙｔと、の誤差の２乗和を最小とし、且つ車輪作用力の目標値ｕｔの２乗和を最小とするような解を求めることを意味する。言い換えると、係数行列Ｃの逆行列が求められないということは、（１４）式にて表される連立方程式の解が一意に定まらないということである。そこで、本制御装置は、誤差の２乗和を最小とする評価に車輪作用力の目標値ｕｔの２乗和を最小とするという評価を加えた上記評価関数Ｊを導入することにより、複数存在し得る「車輪作用力の目標値ｕｔ」の解のうち、車輪作用力の目標値ｕｔの各力（Ｆ_xfl'、Ｆ_xfr'、Ｆ_xrl'、Ｆ_xrr'、Ｆ_yf'、Ｆ_yr'）がそれぞれ最小となる組合せを求めることができる。つまり、本制御装置は、車輪作用力の目標値ｕｔの各力の誤差を最小とする車輪作用力のうち各力がそれぞれ最小となる組み合わせを算出する。この手法は、エネルギー消費の観点からも合理的であると言える。

前述した制御目標値ｙｔ（Ｆ_x'、Ｆ_y'、Ｆ_z'、Ｍ_x'、Ｍ_y'及びＭ_z'）は、次のように演算される。ＥＣＵ７０は、操作量検出センサ８１の出力信号、運動状態量検出センサ８２の出力信号及び外乱量検出センサ８３の出力信号に基づいて、実際の「操作量、運動状態量及び外乱量」をそれぞれ取得する（後述のステップ５１０に対応）。更に、ＥＣＵ７０は、取得された実際の「操作量、運動状態量及び外乱量」に基づいて、車両運動決定因子のそれぞれに対応する制御目標値ｙｔ（目標前後力Ｆ_x'、目標横力Ｆ_y'、目標上下力Ｆ_z'、目標ロールモーメントＭ_x'、目標ピッチモーメントＭ_y'及び目標ヨーモーメントＭ_z'）を演算する（後述のステップ５２０に対応）。これら制御目標値ｙｔの演算方法については、周知の演算手法を採用することができるので、その詳細な説明は省略し、概要だけ説明する。

目標前後力Ｆ_x'：ＥＣＵ７０は、アクセルペダル踏み込み量Ａｐ、ブレーキペダル踏み込み量Ｂｐ及び車体速度Ｖｘ等の各種検出値と、目標前後力Ｆ_x'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標前後力Ｆ_x'を演算する。なお、このルックアップテーブル及び以下に述べるルックアップテーブルは予め定められ、ＥＣＵ７０内のＲＯＭに格納されている。

目標横力Ｆ_y'：ＥＣＵ７０は、操舵角θｔ、車体速度Ｖｘ及び路面の凹凸の大きさ等の各種検出値と、目標横力Ｆ_y'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標横力Ｆ_y'を演算する。

目標上下力Ｆ_z'：ＥＣＵ７０は、車体速度Ｖｘ及び路面の大きさ等の各種検出値と、目標上下力Ｆ_z'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標上下力Ｆ_z'を演算する。

目標ロールモーメントＭ_x'：ＥＣＵ７０は、操舵角θｔ、車体速度Ｖｘ、ロールレートＲｒ及び路面の凹凸の大きさ等の各種検出値と、目標ロールモーメントＭ_x'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標ロールモーメントＭ_x'を演算する。

目標ピッチモーメントＭ_y'：ＥＣＵ７０は、アクセルペダル踏み込み量Ａｐ、ブレーキペダル踏み込み量Ｂｐ、車体速度Ｖｘ、ピッチレートＰｒ及び路面の凹凸の大きさ等の各種検出値と、目標ピッチモーメントＭ_y'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標ピッチモーメントＭ_y'を演算する。

目標ヨーモーメントＭ_z'：ＥＣＵ７０は、操舵角θｔ、車体速度Ｖｘ及びヨーレートＹｒ等の各種検出値と、目標ヨーモーメントＭ_z'と、の関係を規定したルックアップテーブルに、実際に検出された各種検出値を適用することにより目標ヨーモーメントＭ_z'を演算する。

次いで、ＥＣＵ７０は、目標前後力Ｆ_x'、目標横力Ｆ_y'、目標上下力Ｆ_z'、目標ロールモーメントＭ_x'、目標ピッチモーメントＭ_y'及び目標ヨーモーメントＭ_z'を以下の手法を用いて各車輪の運動を制御するアクチュエータ（インホイールモータ３１、制動装置４０、第１転舵用アクチュエータ５０及び第２転舵用アクチュエータ６０）が発生する力（各車輪の前後駆動力及び横力）に配分する（後述のステップ５３０を参照。）。

（具体的作動）
以下、本制御装置の実際の作動について説明する。ＥＣＵ７０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」とも称呼される。）は、一定時間が経過する毎に、図５にフローチャートにより示した車体挙動制御ルーチンを実行するようになっている。

ＣＰＵは所定のタイミングにてステップ５００から処理を開始して以下に説明するステップ５１０乃至５４０を順に進んで、ステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５１０：ＣＰＵは、操作量検出センサ８１、運動状態量検出センサ８２及び外乱量検出センサ８３により検出された検出値に基づいて、各操作量、各運動状態量及び外乱量を取得する。

ステップ５２０：ＣＰＵは、取得された各操作量、各運動状態量及び外乱量に基づいて、制御目標値ｙｔ（Ｆ_x'、Ｆ_y'、Ｆ_z'、Ｍ_x'、Ｍ_y'及びＭ_z'）を前述したようにルックアップテーブル等を用いて演算する。

ステップ５３０：ＣＰＵは、前述の（１５）式に示した評価関数Ｊを最小にする車輪作用力の目標値ｕｔを演算する。つまり、ＣＰＵは、前述の（１７）式に、演算された制御目標値ｙｔ（Ｆ_x'、Ｆ_y'、Ｆ_z'、Ｍ_x'、Ｍ_y'及びＭ_z'）を適用して車輪作用力の目標値ｕｔ（前後駆動力Ｆ_xfl'、Ｆ_xfr'、Ｆ_xrl'、及びＦ_xrr'、並びに横力Ｆ_yf'及びＦ_yr'）を演算する。

ステップ５４０：ＣＰＵは、算出された車輪作用力の目標値ｕｔ（前後駆動力Ｆ_xfl'、Ｆ_xfr'、Ｆ_xrl'及びＦ_xrr'並びに横力Ｆ_yf'及びＦ_yr'）に基づいて、以下のように各アクチュエータを制御する。

（１）前後駆動力に基づく制御
ＣＰＵは、算出されたそれぞれの目標前後駆動力Ｆ_xfl'、Ｆ_xfr'、Ｆ_xrl'及びＦ_xrr'を、インホイールモータ３１を駆動するための目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrr に変換する。この変換は、例えば、各車輪の半径を目標前後駆動力に乗じることにより行われる。次いで、ＣＰＵは、目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrr に従って、インホイールモータ３１が目標トルクを発生するように生成した制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）をインバータ３３に出力する。これにより、インバータ３３のスイッチング素子の作動デューティ比が制御され、目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrrに対応した電流がインホイールモータ３１に流れ、各車輪に制駆動力が発生する。

目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrrが駆動トルクを表している場合、インホイールモータ３１が力行制御され、インバータ３３からインホイールモータ３１に電流が流れる。一方、目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrrが制動トルクを表している場合、インホイールモータ３１が回生制御され、インホイールモータ３１からインバータ３３を介して蓄電池３２に電流が流れる。目標モータトルクＴ_xfl、Ｔ_xfr、Ｔ_xrl及びＴ_xrrが制動トルクを表している場合において、制動トルクが回生制御によって発生し得る最大トルクを超えている場合、ＣＰＵは、インホイールモータ３１による制動に加え、制動用アクチュエータ４０による摩擦制動力を発生させる。

より具体的に述べると、ＣＰＵは、各インホイールモータ３１にて実際に発生させた回生制動力を取得し、算出された目標制動力と実際に発生させた回生制動力との差分を、要求摩擦制動力として算出する。ＣＰＵは、この要求摩擦制動力に基づいて、制動用アクチュエータ４０を制御する。ＣＰＵは要求摩擦制動力を発生させるために必要な目標制動圧を決定する。ＣＰＵは液圧センサにより検出される各車輪に対応するホイールシリンダ４４の圧力が目標制動圧に追従するように保持弁及び減圧弁を制御する。

（２）横力に基づく制御
ＣＰＵは、算出されたそれぞれの目標横力Ｆ_yf及びＦ_yrを第１転舵用アクチュエータ５０及び第２転舵用アクチュエータ６０を制御するための目標操舵角θft及びθrtに変換する。目標操舵角θft及びθrtへの変換は、目標横力Ｆ_yf及びＦ_yrをそれぞれ前輪のコーナリングパワーＣｆ及び後輪のコーナリングパワーＣｒで除することにより行われる。

より具体的に述べると、コーナリングパワーは、ヨーレートＹｒが一定であるとき、車輪のスリップ角が比較的小さい領域においては、一定と見做すことができる。従って、ヨーレートＹｒと前輪コーナリングパワーＣｆとの関係を規定したルックアップテーブルに実際のヨーレートＹｒを適用することにより前輪コーナリングパワーＣｆを算出することができる。同様に、ヨーレートＹｒと後輪コーナリングパワーＣｒとの関係を規定したルックアップテーブルに実際のヨーレートＹｒを適用することにより後輪コーナリングパワーＣｒを算出することができる。

ＣＰＵは、このようにして算出された前輪の目標操舵角θftとラックシャフト５５の位置との関係を規定したルックアップテーブルに、算出された前輪の目標操舵角θftを適用することにより、ラックシャフト５５の位置を算出する。ＣＰＵは、第１転舵用アクチュエータ５０を制御して、ラックシャフト５５の位置を、算出されたラックシャフトの位置に移動させる。

更に、ＣＰＵは、算出された後輪の目標操舵角θrtとタイロッド６２の位置との関係を規定したルックアップテーブルに、算出された後輪の目標操舵角θrtを適用することにより、タイロッド６２の位置を算出する。ＣＰＵは、第２転舵用アクチュエータ６０を制御して、タイロッド６２の位置を、算出されたタイロッドの位置に移動させる。

このようにして、６つのアクチュエータをそれぞれ制御することにより、各車輪に前後駆動力及び／又は横力を発生させ、車両に作用する前後力Ｆ_x 、車両に作用する横力Ｆ_y 、車体に作用する上下力Ｆ_z 、車体のロールモーメントＭ_x 、車体のピッチモーメントＭ_y 及び車体のヨーモーメントＭ_z を同時に制御することができる。

以上、説明したように、本制御装置は、検出された運転操作量（アクセル操作量、ブレーキ操作量及びステアリング操作量）、検出された運動状態量及び検出された外乱量に基づいて、車両１０に作用する前後方向の力Ｆ_x 、車両１０に作用する横方向の力Ｆ_y 、車体１１に作用する上下方向の力Ｆ_z 、車体１１のロールモーメントＭ_x 、車体１１のピッチモーメントＭ_y 及び車体１１のヨーモーメントＭ_z 、を含む、車両運動決定因子のそれぞれの制御目標値を演算する。本制御装置は、実際の車両運動決定因子のそれぞれが演算された制御目標値の対応するそれぞれに一致するように、制動用アクチュエータ４０、駆動用アクチュエータ３１及び転舵用アクチュエータ５０、６０を駆動させる。

更に、本制御装置は、車両運動決定因子を表すベクトルｙが、サスペンション装置２０の車両１０における配置を含む車両１０の諸元により決定される所定の係数行列Ｃと複数の車輪ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ及びＷＲＲが路面に対して発生する力を表す力ベクトルｕとの積Ｃ・ｕにより表されるとの関係を用いて、演算された制御目標値ｙｔに対する力ベクトルの目標値ｕｔを求めるように構成される。

このとき、本制御装置は、係数行列Ｃと力ベクトルの目標値ｕｔとの積Ｃ・ｕｔと、車両運動決定因子の制御目標値ｙｔと、の差分の２乗和と、力ベクトルの目標値ｕｔの２乗和と、の和が最小になるように、力ベクトルの目標値ｕｔを演算により決定し、決定した力ベクトルの目標値ｕｔに基づいて制動用アクチュエータ４０、駆動用アクチュエータ３１及び転舵用アクチュエータ５０、６０を駆動させるように構成される。

従って、本制御装置によれば、係数行列が逆行列を計算できない行列であっても、各アクチュエータの制御量を算出することができる。つまり、本制御装置によれば、制御対象の数と制御すべきアクチュエータの数とが一致していなくてもよいので、拡張性の高い制御装置を実現することができる。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記実施形態における重心位置６分力に、操舵力を加えた制御について以下に説明する。例えば、パワーステアリング装置５７が故障すると、操舵のためのアシスト力が消失する。そのため、運転者の操舵力が変化し、運転者のステアリング操作に影響を及ぼす可能性がある。そこで、重心位置６分力に加え、図６に示したように、操舵輪（本例では前輪）のキングピン軸回りのモーメントＭ_s を制御対象として設定する。キングピン軸周りのモーメントＭ_s は下記の（１８）式にて与えられる。

ここで、Ｌ_kpは前輪（左前輪ＷＦＬ）の接地点Ｐ_f からのキングピンオフセット（図６（Ｂ）を参照。）、Ｌ_t はトレール（図６（Ａ）を参照。）である。従って、この場合の係数行列をＣ’と表すと、車両運動決定因子と力ベクトルｕとの関係は下記の（１９）式にて表される。

係数行列Ｃ’は下記の（２０）式にて表される。

このように、係数行列Ｃ’は７行６列となるが、本制御装置の採用した手法によれば、各アクチュエータ制御量ｕを算出することができる。

上記実施形態において、評価関数Ｊ又はＪ₂ は、入力数（アクチュエータ数）が６、出力数（制御目標数）が６の制御系及び入力数が６、出力数が７の制御系に場合について説明したが、入力数が４、出力数が４であり且つ係数行列Ｃの逆行列が算出可能な制御系に用いられてもよい。この場合、制御目標は、例えば、前後方向の力Ｆ_x'、ロールモーメントＭ_x'、ピッチモーメントＭ_y'及びヨーモーメントＭ_z'の４つである。

上記実施形態において、インホイールモータ３１は、左前輪ＷＦＬ、右前輪ＷＦＲ、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲに備えられていたが、本制御装置の適用される車両は、インホイールモータ３１が左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲ、又は左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲの何れか２輪に備えられる二輪駆動車両であってもよい。

上記実施形態において、制御量（アクチュエータ数）は６つであったが、各車輪にそれぞれ対応するサスペンション装置がアクティブサスペンション装置により構成されている場合、アクティブサスペンション装置による上下方向の制御量をこの車体挙動制御に適用して、合計１０個のアクチュエータの制御量を制御してもよい。

１０…車両、１１…車体、２０…サスペンション装置、３０…駆動装置（駆動用アクチュエータ）、３１…インホイールモータ、４０…制動装置（制動用アクチュエータ）、４３…油圧回路、４４…ホイールシリンダ、５０…第１転舵装置（第１転舵用アクチュエータ）、６０…第２転舵装置（第２転舵用アクチュエータ）、７０…電子制御装置（ＥＣＵ）、８１…操作量検出センサ、８２…運動状態量検出センサ、８３…外乱量検出センサ、ＷＦＬ…左前輪、ＷＦＲ…右前輪、ＷＲＬ…左後輪、ＷＲＲ…右後輪。

Claims

左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を含む複数の車輪と、
前記複数の車輪のそれぞれに制動力を付与する制動用アクチュエータと、
前記複数の車輪のそれぞれに制動力及び駆動力を付与する駆動用アクチュエータと、
前記左前輪及び前記右前輪の前輪の組、並びに、前記左後輪及び前記右後輪の後輪の組、のうちの少なくとも何れか一方の組の車輪を転舵する転舵用アクチュエータと、
ばね上部材とばね下部材との間に前記複数の車輪のそれぞれに対応して配設される複数のサスペンション装置と、
を備えた車両に適用され、
運転者のアクセル操作、ブレーキ操作及びステアリング操作のそれぞれの運転操作量を検出する操作量検出センサと、
前記車両の、前後加速度、横加速度、上下加速度、ロールレート、ピッチレート及びヨーレートを含む運動状態量を検出する運動状態量検出センサと、
前記複数のサスペンション装置に路面から入力される外乱を表す外乱量を検出する外乱量検出センサと、
前記検出された運転操作量、前記検出された運動状態量及び前記検出された外乱量に基づいて、前記車両に作用する前後方向の力、前記車両に作用する横方向の力、前記車両の車体に作用する上下方向の力、前記車体のロールモーメント、前記車体のピッチモーメント及び前記車体のヨーモーメント、を含む車両運動決定因子のそれぞれの制御目標値を演算し、
実際の前記車両運動決定因子のそれぞれが前記演算された制御目標値の対応するそれぞれに一致するように、前記制動用アクチュエータ、前記駆動用アクチュエータ及び前記転舵用アクチュエータを駆動させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記車両運動決定因子を表すベクトル（ｙ）が、前記サスペンション装置の前記車両における配置を含む前記車両の諸元により決定される所定の係数行列（Ｃ）と前記複数の車輪が路面に対して発生する力を表す力ベクトル（ｕ）との積（Ｃ・ｕ）により表されるとの関係を用いて、前記演算された制御目標値（ｙｔ）に対する前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）を求めるように構成された、
車両の制御装置において、
前記制御部は、
前記係数行列（Ｃ）と前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）との積（Ｃ・ｕｔ）と、前記車両運動決定因子の制御目標値（ｙｔ）と、の差分の２乗和と、前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）の２乗和と、の和が最小になるように、前記力ベクトルの目標値（ｕｔ）を演算により決定し、前記決定した力ベクトルの目標値（ｕｔ）に基づいて前記制動用アクチュエータ、前記駆動用アクチュエータ及び前記転舵用アクチュエータを駆動させるように構成された、制御装置。