JP2024017956A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪毎に且つ早期に、車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定することができる。【解決手段】本発明は、車輪を単輪独立で転舵又は駆動する電動モータ２２１、６１と、少なくとも車両直進中、車輪の転舵角を保持するために又は車輪の駆動力を保持するために、電動モータ２２１、６１に継続して制御電流を供給するコントローラ３Ａ～７Ｄと、を備える車両制御装置であって、コントローラ３Ａ～７Ｄが、電動モータ２２１、６１に供給される実際の又は目標の制御電流の電流値を取得する電流取得部３１、７１と、電流値の単位時間当たりの変化量Ｉｖを演算する変化量演算部３２、７２と、変化量Ｉｖに基づいて、車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する状態判定部３３、７３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車輪が浮いた状態であるか否かを判定する技術は、従来から開発されている。例えば、特開２００９－２６９５９４号公報には、３つの横揺れ状態検出器の検出結果に応じて車輪浮き上がりの有無を判定する技術が開示されている。

特開２００９－２６９５９４号公報

しかしながら、上記技術では、車両に横揺れが発生した後にしか車輪の浮き上がりを推定できないため、車輪の浮き上がりの早期検出の観点で改良の余地がある。車両のばね上の横揺れは、車輪が浮いてから時間が経過した後に発生するため、実際に車輪が浮き上がってからその浮き上がりを検出するまでに時間がかかってしまう。また、上記技術では、車輪毎に、車輪が浮いているか否かを判定することができない。各車輪の状態変化に応じて早期に各車輪の状態を把握できることで、複数の車輪のタイヤ力（例えば前後力と横力）の配分に関し、より状況に応じた設定が可能となる。

本発明の目的は、車輪毎に且つ早期に、車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定することができる車両制御装置を提供することである。

本発明の車両制御装置は、車輪を単輪独立で転舵又は駆動する電動モータと、少なくとも車両直進中、前記車輪の転舵角を保持するために又は前記車輪の駆動力を保持するために、前記電動モータに継続して制御電流を供給するコントローラと、を備える車両制御装置であって、前記コントローラが、前記電動モータに供給される実際の又は目標の前記制御電流の電流値を取得する電流取得部と、前記電流値の単位時間当たりの変化量を演算する変化量演算部と、前記変化量に基づいて、前記車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する状態判定部と、を備える。

本発明によれば、コントローラは、少なくとも車両直進中、電動モータに制御電流（制御電流＞０）を供給し続ける。電動モータが車輪を単輪独立で転舵する転舵モータである場合、車両直進中、電動モータに制御電流が継続的に供給されて転舵角が所定のトー角（例えば所定のトーイン量）で保持される。また、電動モータが車輪に駆動力を付与する駆動モータである場合、車両前進中、電動モータに制御電流が継続的に供給されて直進のための駆動力が保持される。

車輪と路面とが接している場合、車輪を転舵又は駆動するのにある程度大きな力が必要となる。つまり、車輪が浮いていない場合、目標転舵角を保持するにも、又は目標回転数（目標回転速度）を保持するにも、ある程度の制御電流が必要となる。一方、車輪が浮いている場合、車輪と路面との間に力や抵抗は生じず、車輪を転舵又は駆動するのに必要な力は相対的に小さくなる。したがって、車両走行中、車輪と路面とが接している状態と車輪が浮いた状態との間で状態変化が起きると、制御電流の電流値の単位時間当たりの変化量は急激に大きくなる。本発明によれば、この変化量に基づいて車輪が路面から浮いた状態（以下「浮き状態」ともいう）であるか否かが判定される。つまり、車体の挙動が変化する前に、すなわち早いタイミングで、車輪の浮き状態の有無を判定することができる。また、本発明によれば、電動モータが設けられた車輪毎に、浮き状態の有無を判定することができる。

本実施形態の車両制御装置の構成図である。 本実施形態の右前輪の斜視図である。 本実施形態の浮き状態判定処理を説明するための概念図である。 本実施形態の浮き状態判定処理を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の車両制御装置の別例の構成図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の一実施形態である車両制御装置１を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

本実施形態の車両制御装置１は、単輪独立（左右独立）で車輪を転舵する単輪独立転舵システム１０１と、単輪独立（左右独立）で車輪を駆動する単輪独立駆動システム１０２と、を備えている。具体的に、図１に示すように、車両制御装置１は、左転舵装置２Ａと、右転舵装置２Ｂと、左転舵コントローラ３Ａと、右転舵コントローラ３Ｂと、操作装置４と、反力コントローラ５と、左駆動装置６Ａと、右駆動装置６Ｂと、左駆動コントローラ７Ａと、右駆動コントローラ７Ｂと、を備えている。

車両内の通信は、ＣＡＮ（car area network or controllable area network）１００を用いて行われる。図面において、一部の通信線の表示は省略されている。本実施形態において、転舵輪は前輪１１、１２である。左転舵装置２Ａは、左前輪１１を転舵する装置である。右転舵装置２Ｂは、左転舵装置２Ａとは独立して右前輪１２を転舵する装置である。左転舵装置２Ａと右転舵装置２Ｂとは、同じ構成であるため、右転舵装置２Ｂの構成を説明し、左転舵装置２Ａの構成の説明を省略する。

（単輪独立転舵システム）
図２に示すように、右転舵装置２Ｂは、ステアリングナックル２１と、転舵アクチュエータ２２と、タイロッド２３と、を備えている。ステアリングナックル２１は、右前輪１２を回転可能に保持する部材である。ステアリングナックル２１は、後述するインホイールモータユニット６のハウジングとしても機能している。

転舵アクチュエータ２２は、ロアアーム９１の基端部側の部位に設置されている。転舵アクチュエータ２２は、転舵モータ２２１と、減速機２２２と、アクチュエータアーム２２３と、回転角センサ２２４と、を備えている。転舵モータ２２１は、駆動源としての電動モータである。転舵モータ２２１は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。

減速機２２２は、転舵モータ２２１の回転を減速するギヤ装置である。アクチュエータアーム２２３は、減速機２２２を介した転舵モータ２２１の回転により回動するアーム部材である。アクチュエータアーム２２３は、ピットマンアームとして機能する。タイロッド２３は、ステアリングナックル２１に設けられたナックルアーム２１１と転舵アクチュエータ２２のアクチュエータアーム２２３とを接続する部材である。タイロッド２３の一端部はボールジョイント２３１を介してアクチュエータアーム２２３に連結され、タイロッド２３の他端部はボールジョイント２３２を介してナックルアーム２１１に連結されている。

回転角センサ２２４は、転舵モータ２２１の回転角を検出する。転舵モータ２２１の回転角と、右前輪１２の転舵角との間には、特定の関係性がある。このため、各コントローラは、転舵モータ２２１の回転角に基づいて、転舵モータ２２１に対応する車輪の転舵角を演算することができる。転舵角の検出は、回転角センサ２２４によってもよいし、他の転舵角センサによってもよい。左転舵装置２Ａの回転角センサ２２４は左前輪１１の転舵角を検出する左転舵角センサに相当し、右転舵装置２Ｂの回転角センサ２２４は右前輪１２の転舵角を検出する右転舵角センサに相当する。

左転舵コントローラ３Ａ及び右転舵コントローラ３Ｂ（以下「転舵コントローラ３Ａ、３Ｂ」ともいう）は、それぞれ、１つ以上のプロセッサと１つ以上のメモリを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、各種センサから検出結果を取得する。

左転舵コントローラ３Ａは、転舵要求（例えば後述するステアリングセンサ４２の検出結果又は自動運転ＥＣＵからの指令値）に基づいて、左転舵装置２Ａを制御する。右転舵コントローラ３Ｂは、転舵要求に基づいて、右転舵装置２Ｂを制御する。例えば手動運転の場合、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、ステアリングセンサ４２の検出結果と回転角センサ２２４の検出結果に基づいて、目標転舵角を演算し、目標転舵角に基づいて目標制御電流を演算する。

各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、目標制御電流に基づいて、対応する転舵装置（左転舵装置２Ａ又は右転舵装置２Ｂ）の転舵モータ２２１に制御電流を供給する。各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂには、転舵モータ２２１に供給された実際の電流値（以下「実電流値」ともいう）を検出する電流センサ３０が設けられている。

操作装置４は、ステアバイワイヤ型のステアリングシステムにおける一般的な構造を有するものである。図１に示すように、操作装置４は、ステアリングホイール４１と、ステアリングセンサ４２と、反力付与装置４３と、を備えている。ステアリングホイール４１は、運転者により操舵操作される操作部材である。

ステアリングセンサ４２は、ステアリングホイール４１の操作位置又は操作量として、ステアリングホイール４１の回転角である操作角を検出するセンサである。例えば、車両の直進状態においてステアリングホイール４１がとる位置を中立位置とした場合に、その中立位置からの左右方向それぞれへの回転角が、ステアリングホイール４１の操作角である。

反力付与装置４３は、ステアリングホイール４１に反力（操作に対する反力）を付与する装置である。反力付与装置４３は、力源としての電動モータである反力モータ４３１と、反力モータ４３１の力をステアリングホイール４１に伝達するための減速機４３２と、操作トルクセンサ４３３と、を含んでいる。操作トルクセンサ４３３は、図示しないが、ステアリングシャフトに組み込まれたトーションバーの捩じれ量に基づいて、運転者によってステアリングホイール４１に加えられる操作力としての操作トルクを検出する。ステアリングセンサ４２及び／操作トルクセンサ４３３は、ステアリングホイール４１の操作量（操作に関する値）を検出する操作量センサといえる。本実施形態では、説明上、ステアリングセンサ４２の検出結果を、ステアリングホイール４１の操作量とする。

反力コントローラ５は、１つ以上のプロセッサと１つ以上のメモリを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。反力コントローラ５は、ステアリングセンサ４２の検出結果と車速情報とに基づいて、目標反力を演算する。反力コントローラ５は、目標反力に基づいて、反力モータ４３１を制御する。車速は、例えば各車輪１１～１４の車輪速度センサ（図示略）の検出結果に基づいて演算可能である。

本実施形態のサスペンションジオメトリは、転舵輪である前輪１１、１２に車重が加わった状態（例えばバウンド及びリバウンドしていない状態で且つイグニッションがオフの状態）において、各前輪１１、１２の転舵角が所定のトーイン状態になるように構成されている。したがって、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、少なくとも車両直進中、制御対象車輪１１、１２の転舵角を保持するために、転舵モータ２２１に継続して制御電流を供給する。本実施形態において、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、少なくとも車両直進中、トーアウト方向に働くモーメントに対して所定のトーイン状態を保持するために、転舵モータ２２１に継続して制御電流を供給する。

（単輪独立駆動システム）
左駆動装置６Ａ及び右駆動装置６Ｂ（以下「駆動装置６Ａ、６Ｂ」ともいう）は、それぞれインホイールモータユニット６で構成されている。つまり、車両には、駆動装置として、転舵輪である前輪１１、１２に、それぞれインホイールモータユニット６が搭載されている。なお、後述するが、各後輪１３、１４にも、駆動装置として、インホイールモータユニット６が搭載されている。

インホイールモータユニット６は、ハウジングとして機能するステアリングナックル２１と、駆動モータ６１と、減速機６２と、アクスルハブ（図示略）と、を備えている。駆動モータ６１は、制御対象車輪を単輪独立で駆動する電動モータである。駆動モータ６１は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。

駆動モータ６１は、ステアリングナックル２１に内蔵されている。各駆動モータ６１には、制御電流の電流値を検出する電流センサ７０、及びモータの回転角を検出する回転角センサ（図示略）が設けられている。減速機６２は、駆動モータ６１の回転を減速するギヤ装置である。アクスルハブは、車輪のホイールに取り付けられている。インホイールモータユニット６は、車輪のホイールのリムの内側に配置されている。

左駆動コントローラ７Ａ及び右駆動コントローラ７Ｂ（以下「駆動コントローラ７Ａ、７Ｂ」ともいう）は、それぞれ、１つ以上のプロセッサと１つ以上のメモリを備えた電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。駆動コントローラ７Ａ、７Ｂは、互いにＣＡＮ１００を介して通信可能に接続されている。

左駆動コントローラ７Ａは、駆動要求（例えばアクセルペダルの操作量又は自動運転ＥＣＵからの指令値）及び回転角センサの検出結果に基づいて、左駆動装置６Ａの駆動モータ６１の制御目標値、例えば目標回転数（目標回転速度）を設定する。同様に、右駆動コントローラ７Ｂは、駆動要求及び回転角センサの検出結果に基づいて、右駆動装置６Ｂの駆動モータ６１の制御目標値、例えば目標回転数（目標回転速度）を設定する。

各駆動コントローラ７Ａ、７Ｂは、駆動モータ６１の制御目標値に基づいて、目標制御電流を設定し、駆動モータ６１に目標制御電流に対応する制御電流を供給する。各駆動コントローラ７Ａ、７Ｂは、少なくとも車両直進中、制御対象車輪の駆動力を保持するために、駆動モータ６１に継続して制御電流を供給する。

本実施形態では、後輪１３、１４に対しても単輪独立駆動システム１０２が設けられている。つまり、左後輪１３に対して左駆動装置６Ａ同様の左駆動装置６Ｃと左駆動コントローラ７Ａ同様の左駆動コントローラ７Ｃとが設けられ、右後輪１４に対して右駆動装置６Ｂ同様の右駆動装置６Ｄと右駆動コントローラ７Ｂ同様の右駆動コントローラ７Ｄが設けられている。

（浮き状態判定処理）
車両制御装置１は、車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する浮き状態判定処理を実行する。本実施形態では、一例として、浮き状態判定処理を、前輪１１、１２については単輪独立転舵システム１０１が実行し、後輪１３、１４については単輪独立駆動システム１０２が実行する。

（前輪）
前輪１１、１２の浮き状態判定処理に関して、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、電流取得処理、変化量演算処理、及び状態判定処理を実行する。換言すると、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、機能として、電流取得部３１と、変化量演算部３２と、状態判定部３３と、を備えている。

電流取得部３１は、転舵モータ２２１に供給される実際の又は目標の制御電流の電流値の情報を取得する。転舵モータ２２１の実電流値は、電流センサ３０の検出結果に基づいて取得できる。目標制御電流の電流値は、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂで演算されている。本実施形態の電流取得部３１は、浮き状態判定処理で用いる電流値として、実電流値を取得する。

変化量演算部３２は、実電流値の単位時間当たりの変化量Ｉｖを演算する。換言すると、変化量演算部３２は、変化量Ｉｖとして、制御電流の時間微分（Δｉ／Δｔ）を演算する。制御電流の時間微分値は、制御電流の電流値の時間変化の傾きともいえる。

状態判定部３３は、演算された変化量Ｉｖに基づいて、転舵モータ２２１の転舵対象の車輪（左前輪１１又は右前輪１２）である制御対象車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する。例えば図３に示すように、状態判定部３３は、変化量Ｉｖの絶対値が所定の閾値Ｔｈ１を超えた場合、制御対象車輪について、車輪が路面に接した状態（以下「接地状態」ともいう）と車輪が路面から浮いた状態（浮き状態）との間で状態が切り替わったと判定する。

車両が直進している際、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、対応する前輪１１、１２を所定のトーイン状態（直進時の目標転舵角）で保持するために、所定の制御電流を転舵モータ２２１に供給する。トーイン状態の車輪１１、１２には、車両直進中、それぞれトーアウト方向へのモーメントが発生する。このため、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、所定のトーイン状態を保持するために、車両直進中、保持電流としての制御電流を継続的に転舵モータ２２１に供給する必要がある。車両旋回中も直進中と同様に、各転舵モータ２２１に、目標転舵角で保持するために必要な制御電流が継続的に供給される。

車輪が接地状態から浮き状態になると、上記モーメントが消え、所定のトーイン量を保持するために必要な電流値は急激に小さくなる。したがって、この場合、対応する転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、そのままの制御電流では車輪のトーイン量が目標値よりも大きくなるため、制御電流を小さくする。反対に、車輪が浮き状態から接地状態になると、上記モーメントが発生し、所定のトーイン量を保持するために必要な電流値は急激に大きくなる。したがって、この場合、対応する転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、制御電流を大きくする。転舵モータ２２１のトルクは、横力（コーナリング係数×接地荷重×タイヤスリップ角）に依存するため、接地荷重に比例する。浮き状態と接地状態とでは接地荷重が大きく異なるため、状態の変化により転舵モータ２２１で必要な力も変化する。各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、このような制御電流の時間変化をモニターし、車輪の状態を判定する。各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、変化量Ｉｖを監視することで、車輪が浮いた瞬間又は車輪が接地した瞬間を把握することができる。

例えば１度も浮き状態判定処理が実行されていない状態で、イグニッション（キースイッチ）がオンされ車両が直進した場合、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、各前輪１１、１２が接地状態であると仮定して、制御対象の転舵輪を所定のトーイン量で保持しようとし、目標転舵角に対応する制御電流を転舵モータ２２１に供給する。状態判定部３３は、変化量Ｉｖが閾値Ｔｈ１を超えた場合、制御対象車輪が接地状態から浮き状態に変化したと判定する。以後の判定では、前回の判定結果が反映される。

例えば左前輪１１のみが浮き状態に変化した場合、左前輪１１のみが小さい力で転舵されるため、左転舵コントローラ３Ａは、接地状態を想定して出力した制御電流の電流値を急激に小さくする。その後、浮き状態が継続すると、制御電流は小さいままで維持される。左転舵コントローラ３Ａは、制御電流の急激な変化を検出すると、左前輪１１が浮き状態に変化したと判定する。左転舵コントローラ３Ａは、次に閾値Ｔｈ１を超える変化量Ｉｖを検出すると、左前輪１１が浮き状態から接地状態に切り替わったと判定する。なお、右転舵コントローラ３Ｂは、閾値Ｔｈ１を超える変化量Ｉｖを検出しなかった場合、右前輪１２が接地状態から変化していないと判定する。各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂは、転舵モータ２２１に制御電流を継続的に供給している状態であれば、車両旋回中であっても、浮き状態判定処理を実行する。

さらに、状態判定部３３は、電流値の変化の方向、すなわち変化量Ｉｖの正負を考慮して、制御対象車輪の状態を判定してもよい。変化量Ｉｖは、例えば現在の電流値から単位時間前の電流値を引いた値といえ、プラス又はマイナスの値となる。図３に示すように、車輪が接地状態から浮き状態に変化した場合、転舵モータ２２１に必要な力が小さくなるため、制御電流は減る方向に変化する。つまり、状態判定部３３は、変化量Ｉｖの絶対値が閾値Ｔｈ１を超え且つその変化量Ｉｖがマイナスの値である場合、制御対象車輪が浮き状態になったと判定することができる。

反対に、車輪が浮き状態から接地状態に変化した場合、転舵モータ２２１に必要な力が大きくなるため、制御電流は増える方向に変化する。つまり、状態判定部３３は、変化量Ｉｖの絶対値が閾値Ｔｈ１を超え且つその変化量Ｉｖがプラスの値である場合、制御対象車輪が接地状態になったと判定することができる。このように、状態判定部３３は、変化量Ｉｖの絶対値と変化量Ｉｖの正負とに基づいて、制御対象車輪が浮き状態であるか否かを判定してもよい。

（後輪）
後輪１３、１４の浮き状態判定処理は、各駆動コントローラ７Ｃ、７Ｄによって実行される。各駆動コントローラ７Ｃ、７Ｄは、機能として、電流取得部３１に対応する電流取得部７１と、変化量演算部３２に対応する変化量演算部７２と、状態判定部３３に対応する状態判定部７３と、を備えている。電流取得部７１は、駆動モータ６１に供給される実際の又は目標の制御電流の電流値の情報を取得する。駆動モータ６１の実電流値は、電流センサ７０の検出結果に基づいて取得できる。目標制御電流の電流値は、各駆動コントローラ７Ｃ、７Ｄで演算されている。本実施形態の電流取得部７１は、浮き状態判定処理で用いる電流値として、実電流値を取得する。

変化量演算部７２は、変化量演算部３２同様、実電流値の単位時間当たりの変化量Ｉｖを演算する。状態判定部７３は、演算された変化量Ｉｖに基づいて、駆動モータ６１の駆動対象の車輪（左後輪１３又は右後輪１４）である制御対象車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する。状態判定部７３は、変化量Ｉｖの絶対値が所定の閾値Ｔｈ２を超えた場合、制御対象車輪について、接地状態と浮き状態との間で状態が切り替わったと判定する（図３参照）。

車両が走行（直進又は旋回）している際、各駆動コントローラ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは、対応する車輪１１～１４に所定のトルクを付与するために、所定の制御電流を駆動モータ６１に継続的に供給する。車輪が接地状態から浮き状態になると、路面抵抗が消えるため、駆動モータ６１が目標回転速度を保持するために必要な電流値は急激に小さくなる。したがって、この場合、対応する駆動コントローラ７Ａ～７Ｄは、そのままの制御電流では駆動モータ６１の回転数が目標回転数よりも大きくなるため、制御電流を小さくする。

反対に、車輪が浮き状態から接地状態になると、路面抵抗が発生し、目標回転数を保持するために必要な電流値は急激に大きくなる。したがって、この場合、対応する駆動コントローラ７Ａ～７Ｄは、制御電流を大きくする。駆動モータ６１のトルクは、転がり抵抗（抵抗係数×接地荷重）に依存するため、接地荷重に比例する。浮き状態と接地状態とでは接地荷重が大きく異なるため、状態の変化により駆動モータ６１で必要な力も変化する。各駆動コントローラ７Ｃ、７Ｄは、このような制御電流の時間変化をモニターし、車輪の状態を判定する。なお、各駆動コントローラ７Ａ、７Ｂも、制御電流の変化量Ｉｖに基づいて、対応する前輪１１、１２の浮き状態の有無を判定してもよい。また、各駆動コントローラ７Ａ～７Ｄは、変化量Ｉｖの絶対値及び変化量Ｉｖの正負に基づいて、制御対象車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定してもよい。各駆動コントローラ７Ａ～７Ｄは、各転舵コントローラ３Ａ、３Ｂと同様に、浮き状態判定処理を実行することができる。

閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２は、それぞれ、試験やシミュレーションにより、路面外乱と接地状態変化とを切り分けられるように設定されている。また、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２は、それぞれ、例えば、運転者又は自動運転ＥＣＵの意図による制御において、想定される制御電流の最大の変化量Ｉｖ（想定最大変化量）よりも大きい値に設定されている。

（フローチャート）
浮き状態判定処理の流れの一例について、図４を参照して説明する。各コントローラ３Ａ、３Ｂ、７Ｃ、７Ｄ（以下「各コントローラ３Ａ～７Ｄ」とも記載する）は、記憶された制御対象車輪の前回の状態（接地状態又は浮き状態）を現在の状態として設定する（Ｓ１）。前回の情報がない場合、各コントローラ３Ａ～７Ｄは、制御対象車輪の状態を接地状態に設定する。

各コントローラ３Ａ～７Ｄは、対応する電流センサ３０、７０から制御電流の電流値を取得する（Ｓ２）。各コントローラ３Ａ～７Ｄは、制御電流の単位時間当たりの変化量Ｉｖ＝（Δｉ／Δｔ）を演算する（Ｓ３）。各コントローラ３Ａ～７Ｄは、変化量Ｉｖの絶対値が対応する閾値Ｔｈ（閾値Ｔｈ１又は閾値Ｔｈ２）を超えたか否かを判定する（Ｓ４）。変化量Ｉｖの絶対値が閾値Ｔｈ以下である場合（Ｓ４：Ｎｏ）、対応するコントローラ３Ａ～７Ｄは、制御対象車輪の状態に変化がないと判定する（Ｓ５）。

変化量Ｉｖの絶対値が閾値Ｔｈを超えた場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、対応するコントローラ３Ａ～７Ｄは、前回（設定上の現在）の制御対象車輪の状態が接地状態であるか否かを判定する（Ｓ６）。前回の制御対象車輪の状態が接地状態である場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、対応するコントローラ３Ａ～７Ｄは、制御対象車輪の状態を浮き状態に変更する（Ｓ７）。前回の制御対象車輪の状態が浮き状態である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、対応するコントローラ３Ａ～７Ｄは、制御対象車輪の状態を接地状態に変更する（Ｓ８）。

本実施形態によれば、車両走行中、車輪と路面とが接している状態と車輪が浮いた状態との間で状態変化が起きると、制御電流の電流値の単位時間当たりの変化量Ｉｖは大きくなる。本実施形態によれば、この変化量Ｉｖに基づいて車輪が路面から浮いた状態であるか否かが判定される。つまり、車体の挙動が変化する前に、すなわち早いタイミングで、車輪の浮き状態の有無を判定することができる。また、本実施形態によれば、電動モータが設けられた車輪毎に、浮き状態の有無を判定することができる。これにより、状態に応じた適切なタイヤ力（例えば前後力と横力）の配分が可能となる。例えば、浮き状態の車輪にはタイヤ力を配分しない等の制約条件を設定することで、最適な配分が可能となる。本実施形態によれば、瞬間的に車輪が浮いた状態、及び瞬間的に車輪が接地した状態を推定することができる。本実施形態によれば、制御電流の瞬間的な変化から、車輪が浮いた瞬間（例えば時刻）、及び車輪が接地した瞬間（例えば時刻）を推定することができる。

また、浮き状態判定処理に変化量Ｉｖの正負の情報が利用されることで、より精度良く制御対象車輪の状態が浮き状態であるか否かを判定することができる。各コントローラ３Ａ～７Ｄは、例えば、前回の状態から切り替えるのでなく、変化量Ｉｖの正負に応じて、状態を判定することができる。

（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図５に示すように、左後輪１３には、左前輪１１同様に、左転舵装置２Ｃ及び左転舵コントローラ３Ｃが設けられ、右後輪１４には、右前輪１２同様に、右転舵装置２Ｄ及び右転舵コントローラ３Ｄが設けられてもよい。つまり、四輪すべてに対して単輪独立転舵システム１０１（単輪独立型の４ＷＳともいえる）が適用されてもよい。この場合、後輪１３、１４の浮き状態判定処理を、各転舵コントローラ３Ｃ、３Ｄが行ってもよい。

また、本実施形態の例において、各車輪１１～１４の浮き状態判定処理が、各車輪１１～１４に対応する駆動コントローラ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄにより行われてもよい。このように、各車輪１１～１４に対して転舵モータ２２１と駆動モータ６１とが設けられている場合、転舵モータ２２１及び駆動モータ６１の少なくとも一方の制御電流の変化量Ｉｖに基づいて、制御対象車輪の状態が判定されればよい。浮き状態判定処理は、転舵モータ２２１及び駆動モータ６１の少なくとも一方が設けられた車輪に対して実行可能である。したがって、車両は、例えば転舵装置は単輪独立型の４ＷＳで、駆動装置は車輪でなく車体に設けられたドライブシャフト等を用いる装置であってもよい。この場合、各転舵モータ２２１の制御電流の変化量Ｉｖに基づいて各車輪の状態が判定される。また、各車輪にインホイールモータユニット６が設けられ、転舵装置はラックバー等のステアリングロッドを用いる装置であってもよい。この場合、各駆動モータ６１の制御電流の変化量Ｉｖに基づいて各車輪の状態が判定される。このように、本発明は、単輪独立転舵システム１０１のみ又は単輪独立駆動システム１０２のみが搭載された車両にも適用できる。各転舵コントローラ及び各駆動コントローラには、適宜、電流取得部、変化量演算部、及び状態判定部の機能を付加することができる。

駆動モータ６１は、回生制動力を発揮するものでもよい。転舵コントローラ３Ａ、３Ｂによる継続的な制御電流の供給は、例えば、ジャッキアップトルクに起因するものであってもよい。本発明は、自動運転車両にも適用できる。路面は、意味として、舗装路、未舗装路、及び地面を含む。

また、電流取得部３１、７１は、電流センサ３０、７０の検出結果に代えて、自身のコントローラ３Ａ～７Ｄで演算された目標制御電流（目標電流値）の情報を取得してもよい。この場合、変化量演算部３２、７２は、目標制御電流の変化量を演算する。状態判定部３３、７３は、目標制御電流の変化量に基づいて、制御対象車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する。

目標制御電流は、コントローラ３Ａ～７Ｄが対応する電動モータに供給する制御電流の目標値であり、各コントローラ３Ａ～７Ｄで例えば転舵要求又は駆動要求とセンサ検出値（モータ回転角）とに基づいて演算される。コントローラ３Ａ～７Ｄは、目標制御電流に基づいて電動モータに制御電流を供給する。したがって、目標制御電流と電流センサ３０、７０の検出結果とは対応関係にある。つまり、制御電流の電流値の変化量Ｉｖは、目標制御電流の変化量に対応している。このため、状態判定部３３、７３は、目標制御電流の変化量に基づいて、制御対象車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定することができる。

また、本実施形態の構成は以下のように記載することができる。車両制御装置１は、左前輪１１又は左後輪１３（以下「左車輪１１、１３」という）を単輪独立で転舵する電動モータである左転舵モータ２２１と、左車輪１１、１３と対をなす右前輪１２又は右後輪１４（以下「右車輪１２、１４」という）を単輪独立で転舵する電動モータである右転舵モータ２２１と、を備えている。さらに、車両制御装置１は、少なくとも車両直進中、左車輪１１、１３の転舵角を保持するために、左転舵モータ２２１に継続して制御電流を供給する左転舵コントローラ３Ａ（３Ｃ）と、少なくとも車両直進中、右車輪１２、１４の転舵角を保持するために、右転舵モータ２２１に継続して制御電流を供給する右転舵コントローラ３Ｂ（３Ｄ）と、を備えている。左転舵コントローラ３Ａ（３Ｃ）は、左転舵モータ２２１に対して、電流取得部３１、変化量演算部３２、及び状態判定部３３を備えている。右転舵コントローラ３Ｂ（３Ｄ）は、右転舵モータ２２１に対して、電流取得部３１、変化量演算部３２、及び状態判定部３３を備えている。

また、本実施形態の構成は以下のように記載することができる。車両制御装置１は、左車輪１１、１３を単輪独立で駆動する電動モータである左駆動モータ６１と、左車輪１１、１３と対をなす右車輪１２、１４を単輪独立で駆動する電動モータである右駆動モータ６１と、を備えている。さらに、車両制御装置１は、少なくとも車両直進中、左車輪１１、１３の駆動力を保持するために、左駆動モータ６１に継続して制御電流を供給する左駆動コントローラ７Ａ（７Ｃ）と、少なくとも車両直進中、右車輪１２、１４の駆動力を保持するために、右駆動モータ６１に継続して制御電流を供給する右駆動コントローラ７Ｂ（７Ｄ）と、を備えている。左駆動コントローラ７Ａ（７Ｃ）は、左駆動モータ６１に対して、電流取得部７１、変化量演算部７２、及び状態判定部７３を備えている。右駆動コントローラ７Ｂ（７Ｄ）は、右駆動モータ６１に対して、電流取得部７１、変化量演算部７２、及び状態判定部７３を備えている。各コントローラは、少なくとも車両直進中、対応する電動モータに継続的に制御電流を供給する。

１…車両制御装置、２Ａ、２Ｃ…左転舵装置、２Ｂ、２Ｄ…右転舵装置、２２１…転舵モータ（電動モータ、左転舵モータ、右転舵モータ）、３Ａ、３Ｃ…左転舵コントローラ、３Ｂ、３Ｄ…右転舵コントローラ、３０、７０…電流センサ、３１、７１…電流取得部、３２、７２…変化量演算部、３３、７３…状態判定部、６１…駆動モータ（電動モータ、左駆動モータ、右駆動モータ）、７Ａ、７Ｃ…左駆動コントローラ、７Ｂ、７Ｄ…右駆動コントローラ。

Claims (4)

1. 車輪を単輪独立で転舵又は駆動する電動モータと、
   少なくとも車両直進中、前記車輪の転舵角を保持するために又は前記車輪の駆動力を保持するために、前記電動モータに継続して制御電流を供給するコントローラと、
   を備える車両制御装置であって、
   前記コントローラが、
   前記電動モータに供給される実際の又は目標の前記制御電流の電流値を取得する電流取得部と、
   前記電流値の単位時間当たりの変化量を演算する変化量演算部と、
   前記変化量に基づいて、前記車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する状態判定部と、
   を備える、車両制御装置。
2. 前記状態判定部は、前記変化量の絶対値と前記変化量の正負に基づいて、前記車輪が路面から浮いた状態であるか否かを判定する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 左車輪を単輪独立で転舵する前記電動モータである左転舵モータと、
   前記左車輪と対をなす右車輪を単輪独立で転舵する前記電動モータである右転舵モータと、
   少なくとも車両直進中、前記左車輪の転舵角を保持するために、前記左転舵モータに継続して前記制御電流を供給する前記コントローラである左転舵コントローラと、
   少なくとも車両直進中、前記右車輪の転舵角を保持するために、前記右転舵モータに継続して前記制御電流を供給する前記コントローラである右転舵コントローラと、
   を備え、
   前記左転舵コントローラは、前記左転舵モータに対して、前記電流取得部、前記変化量演算部、及び前記状態判定部を備え、
   前記右転舵コントローラは、前記右転舵モータに対して、前記電流取得部、前記変化量演算部、及び前記状態判定部を備える、
   請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 左車輪を単輪独立で駆動する前記電動モータである左駆動モータと、
   前記左車輪と対をなす右車輪を単輪独立で駆動する前記電動モータである右駆動モータと、
   少なくとも車両直進中、前記左車輪の駆動力を保持するために、前記左駆動モータに継続して前記制御電流を供給する前記コントローラである左駆動コントローラと、
   少なくとも車両直進中、前記右車輪の駆動力を保持するために、前記右駆動モータに継続して前記制御電流を供給する前記コントローラである右駆動コントローラと、
   を備え、
   前記左駆動コントローラは、前記左駆動モータに対して、前記電流取得部、前記変化量演算部、及び前記状態判定部を備え、
   前記右駆動コントローラは、前記右駆動モータに対して、前記電流取得部、前記変化量演算部、及び前記状態判定部を備える、
   請求項１又は２に記載の車両制御装置。

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