JP4661138B2

JP4661138B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP4661138B2
Application number: JP2004258788A
Authority: JP
Inventors: 欣高出口; 一郎山口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: US20060048976A1; US7565937B2; JP2006074974A

Description

本発明は、電気モータを駆動源とし、前輪タイヤの転舵機構を持たない簡便な構成の電動車両の技術分野に属する。

自動車の運動性能を高めるものとして、４輪自動車の各車軸周りに独立して駆動する駆動モータを設けるとともに、各車輪の転舵量をそれぞれ調整可能に構成した電気自動車が知られている。この従来技術は、各輪の転舵角を独立に調整することで、小回り動作、斜め移動やその場旋回などの動作を実現するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１０３４６７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、４輪自動車の各車輪の転舵量を調整する為の装置が必要であり、その装置のために車両コストが高くなり、安価に実現することが困難であるという課題がある。また、４輪全てを１８０度以上転舵できるようなタイヤの転舵スペースや転舵装置の搭載スペースを確保する必要があるため、車両の室内空間が狭くなる、デザイン自由度が小さいなどの課題もある。

本発明はこのような課題を鑑み、運転者の操作に応じた小回り動作、斜め移動やその場旋回などの動作を、安価かつ省スペースで実現できる電動車両を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明では、
電気モータにより左右輪にそれぞれ駆動力を発生させる後輪と、
車体の重心位置が前記後輪寄りとされ、前記後輪と比較して車体横方向に小さな力しか発生せず、車体の向きに追従して回転する前輪と、
車両の駆動力目標値を検出する駆動力目標値検出手段と、
車体の滑り角目標値を検出する滑り角目標値検出手段と、
車両のヨーレート目標値を検出するヨーレート目標値検出手段と、
前記滑り角目標値と前記ヨーレート目標値とに基づき前記後輪の転舵を制御する後輪転舵制御手段と、
前記駆動力目標値に基づき前記後輪の左右駆動力和を調整し、少なくとも前記ヨーレート目標値に基づき前記後輪の左右駆動力差を調整するモータ出力調整手段と、を備え、
前記後輪転舵制御手段による前記後輪の転舵制御と、前記モータ出力調整手段による前記後輪の左右駆動力差の調整とにより、前記滑り角目標値に応じた車体の滑り角を発生させるとともに、前記ヨーレート目標値に応じた車両のヨーレートを発生させることを特徴とする。

よって、本発明の電動車両にあっては、後輪の左右駆動力差と後輪の転舵のみで、車両の旋回挙動と旋回姿勢の両者を調整できるため、運転者の操作に応じた小回り動作、斜め移動やその場旋回などの動作を、安価にかつ省スペースで実現できる。

以下、本発明の電動車両を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の電動車両を示す全体システム図である。実施例１の電動車両は、図１に示すように、駆動力発生源としての電気モータ３RL，３RRを備えており、各々の電気モータ３RL，３RRの回転軸は、減速機４RL，４RRを介して、電動車両の後輪２RL，２RRに連結されている。ここで、２つの電気モータ３RL，３RRの出力特性、および２つの減速機４RL、４RRの減速比、および左右の２つの後輪２RL，２RRの半径はいずれも同じである。

前記電気モータ３RL，３RRは、いずれも永久磁石をロータに埋め込んだ三相同期モータである。リチウムイオンバッテリ６との電力授受を制御する駆動回路５RL，５RRが、それらの電気モータ３RL，３RRの力行および回生トルクを、統合コントローラ（モータ出力演算手段）３０から受信するトルク指令値tTRL(左後輪)，tTRR(右後輪)とそれぞれ一致するように調整する。ただし、トルク指令値通り出力すると後輪２RL，２RRが空転してしまう状況では、駆動回路５RL、RRに対応する後輪２RL，２RRが空転しないよう、各後輪２RL，２RRごとにトルクを制限して出力する。そして、駆動回路５RL，５RRは、各々のモータ回転軸に取り付けられた図外の回転位置センサにより検出したモータ回転速度をそれぞれ統合コントローラ３０へ送信する。

ここで、後輪２RL，２RRが空転しないように各輪のモータトルクを制限して出力する方法としては、例えば、特開平６−９８４１８号公報に開示されているように、車輪が路面から受ける反力を推定し、その推定値に基づき各輪のモータトルクを調整する方法、文献『Lateral Motion Stabilization with Feedback Controlled Wheels』（坂井ら6th International Symposium on Advanced Vehicle Control,2002）に開示されているように、モータトルクに対する車輪回転速度特性を表すモデルを使用し、そのモデルが出力する車輪回転速度と実回転速度との差に応じてモータトルクを各輪独立に調整する方法、あるいは、各輪のスリップ率が所定範囲内に収まるようにモータのトルクを各輪独立に調整する方法、などが知られているが、いずれか方式を用いれば良いので、ここでは説明を省略する。

前輪４２FL，４２FRは、前輪４２FL，４２FRの転舵回転軸４１FL，４１FRに備え付けられている。キャスター構造による左右前輪４２FL，４２FRのうち一輪の前輪４２を図２に示す。前輪４２の転舵回転軸４１は、前輪４２の中空支持部４５の内側にあり、ベアリングを介して４５に対して回転運動する。要素４４，４３および前輪４２は、いずれも転舵回転軸４１を中心として一体で回転するように支持されている。

ここで、回転軸４１の中心を延長したときの地表面との交点Ｐと、タイヤの回転中心点４３の直下点Ｑとは、距離がζ（>０）となるよう構成しており、車両走行時には走行抵抗により、前輪４２の転舵回転軸４１の進む向きとタイヤの向きＡとが一致するようにタイヤが自然に転舵する、いわゆるキャスターの構造としている。前輪４２の中空支持部４５には、中空支持部４５が車両の前後左右方向に変形しにくいよう、車体前後方向と車体横方向にそれぞれ図外の支持軸があり車体と連結されている。また、中空支持部４５には、上下方向に対して図外のバネおよびダンパーが備えられており、前輪４２が路面から受ける上下方向の力を車体に伝えにくくしている。

また、前輪４２には、部位４４に図外の油圧システムによる摩擦ブレーキが備え付けられており、運転者によるブレーキペダル２２の踏み込みに応じてブレーキ系の油圧が上昇し、油圧の上昇に応じて部位４４に固定されたブレーキパッドが、前輪４２と共に回転するディスクを挟み込むことで前輪４２を制動させる。

前記後輪２RL，２RRにも図外の摩擦ブレーキが備え付けられており、前輪４２と同様に、運転者によるブレーキペダル２２の踏み込みに応じて後輪２RL，２RRを制動させる。さらに、後輪２RLにはリンク５１RLが接続されており、転舵用モータ５２RLにより、このリンク５１RLを車両左右方向に移動させることで、後輪２RLを転舵させる。転舵用モータ５２RLには、モータ駆動回路５３RLが接続されており、モータ駆動回路５３RLは左後輪に取り付けられた実舵角センサからの舵角検出値と統合コントローラ３０から受信する左後輪舵角目標値tδrｌに基づいて、左後輪実転舵角が左後輪舵角目標値tδrｌに一致するように転舵用モータ５２RLのトルクを調整する。

同様に、後輪２RRにはリンク５１RRが接続されており、転舵用モータ５２RRにより、このリンク５１RRを車両左右方向に移動させることで、後輪２RRを転舵させる。転舵用モータ５２RRには、モータ駆動回路５３RRが接続されており、モータ駆動回路５３RRは右後輪に取り付けられた実舵角センサからの舵角検出値と統合コントローラ３０から受信する右後輪舵角目標値tδrrに基づいて、右後輪実転舵角が右後輪舵角目標値tδrrに一致するように転舵用モータ５２RRのトルクを調整する。

なお、図１の電動車両の前後重心位置は、後輪寄りになるように後輪２RL，２RRの前後位置に、電気モータ３RL，３RRやバッテリなどが配置されている。例えば、前輪４５FL，４５FRと後輪２RL，２RRの輪荷重比が、２：８となるように前後重心位置を設計しておく。

前記統合コントローラ３０には、アクセルペダルセンサ（駆動力目標値検出手段）２３によって検出するアクセル開度信号と、ブレーキペダルセンサ２２によって検出するブレーキ踏力信号と、左右に変位させることができるステアリングホイール１１の支持点に取り付けられた変位角センサ（滑り角目標値検出手段）２６によって検出するステアリングホイール１１の変位角信号と、ステアリングホイール１１の回転軸に取り付けられた操舵角センサ（ヨーレート目標値検出手段）２１によって検出するステアリングホイール１１の回転角信号と、車両重心位置に取り付けられた加速度センサ２４によって検出する車体横加速度（車幅方向の加速度）および前後加速度信号と、ヨーレートセンサ８によって検出するヨーレート信号と、運転者によって操作されるシフトレバー２５の状態信号と、左右前輪４２FL，４２FRの転舵回転軸４３FL，４３FRにそれぞれ取り付けられた前輪回転センサ４９，５０によって左右それぞれ検出する前輪回転速度信号が入力される。

前記シフトレバー２５のシフト位置としては、車両停止時のみ選択可能でパーキング時に使用する位置「Ｐ」、通常前進走行時に使用する位置「Ｄ」、通常後退走行時に使用する位置「Ｒ」、モードＡでの前進走行時に使用する位置「Ａ」、モードＡでの後退走行時に使用する位置「ＡＲ」、モードＢでの旋回時に使用する位置「Ｂ」がある。ここで、前記モードＡは、旋回内輪の後輪近傍を旋回中心として、車両を回転させる運転モードであり、前記モードＢは、左右後輪の間の点を旋回中心として車両を回転させる運転モードである。

これらのシフト位置は、シフトレバー２５の操作により運転者が選択する。前記統合コントローラ３０は、これらの信号に基づいて後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRRを演算し、各モータ３RL，３RRの駆動回路５RL，５RRに送信する。ここで、後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRRは、いずれも単位はNmで、車両を前向きに加速させる向きを正とする。また、前記統合コントローラ３０は、後輪舵角目標値tδrl，tδrrも演算し、モータ駆動回路５３RL，５３RRにそれぞれ送信する。後輪舵角目標値tδrl，tδrrは、単位はradで左に転舵する向きを正とする。

次に、作用を説明する。
［モード選択制御処理］
図３は実施例１の統合コントローラ３０にて実行されるモード選択制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、統合コントローラ３０は、マイクロコンピュータのほかにRAM/ROMなどの周辺部品を備えており、図３のフローチャートを一定時間毎、例えば5ms毎に実行する。

ステップS401では、各センサ信号や、駆動回路５RL，５RRからの受信信号をRAM変数に格納し、ステップS402へ移行する。具体的には、アクセル開度信号を変数APS（単位は%で、全開時を100%とする。）に格納し、ブレーキ踏力信号を変数BRK（単位はPa）に格納し、ステアリングホイール１１の変位角信号を変数Win（単位はradで、左を正とする）に格納し、ステアリングホイール１１の回転角信号を変数δ（単位はradで、反時計回りを正とする。）に格納し、車体横加速度信号を変数YG（図１の左旋回時の向きを正にとる）に格納し、車体ヨーレート信号を変数γ（図１の左旋回時の向きを正にとる）に格納し、シフトレバー信号を変数SFTに格納する。また、左前輪回転センサ４９からの回転速度信号は変数NFLに、右前輪回転センサ５０からの回転速度信号を変数NFR（いずれも単位はrad/sで、車両が前進する向きを正とする。）に格納する。さらに、駆動回路５RL，５RRから受信する信号についても、それぞれのモータの回転速度を変数NRL，NRR（いずれも単位はrad/sで、車両が前進する向きを正とする。）に格納する。

ステップS402では、車両の速度Ｖ（単位はm/sで、車両が前進する向きを正とする）を次式で演算し、ステップS403へ移行する（車速検出手段）。
Ｖ＝(NFL*Rf+NFR*Rf+NRL/GG*Rr+NRR/GG*Rr)*R/4
ここで、Rfは前輪の半径、Rrは後輪の半径、GGは後輪の減速機の減速比である。

ステップS403では、シフトレバー位置がパーキング時に使用する位置「Ｐ」であるか否かを判定する。シフト位置が「Ｐ」である場合にはステップS404へ移行し、そうでない場合にはステップS410へ移行する。

ステップS404では、tTRL、tTRR、tδrｌおよびtδrｒを全てゼロとし、本ルーチンを終了する。

ステップS410では、シフトレバー位置が「Ｄ」もしくは「Ａ」もしくは「Ｂ」であるか否かを判定し、シフトレバー位置が「Ｄ」もしくは「Ａ」もしくは「Ｂ」である場合、ステップS411へ移行し、そうでない場合にはステップS420へ移行する。

ステップS411では、シフトレバー位置が「Ｂ」であり、かつ、車速Ｖが第２車速しきい値Vb(例えば、1m/s)未満であるか否かを判定し、Yesである場合、ステップS412へ移行し、後述のモードＢ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。そうでない場合にはステップS413へ移行する。

ステップS413では、シフトレバー位置が「Ａ」であり、かつ車速Ｖが第１車速しきい値Va(例えば、3m/s)未満であるか否かを判定し、Yesである場合、ステップS414へ移行し、後述のモードＡ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。そうでない場合にはステップS415へ移行し、後述のモードＤ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。

ステップS410からステップS420へ移行した場合は、ステップS420にて、シフトレバー位置が「ＡＲ」であり、かつ、車速Ｖの絶対値|Ｖ|が所定値Var(例えば、2m/s)未満であるか否かを判定し、Yesである場合、ステップS421へ移行し、後述のモードＡＲ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。そうでない場合にはステップS422へ移行し後述のモードＲ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。

［モード選択制御作用］
シフトレバー２５のシフト位置として車両停止時のみ選択可能でパーキング時に使用する「Ｐ」位置が選択されたときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS404へと進む流れとなり、ステップS404では、後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRR、後輪舵角目標値tδrｌ，tδrｒは、tTRL＝tTRR＝tδrｌ＝tδrｒ＝０として本ルーチンを終了する。

シフトレバー２５のシフト位置として、「Ｄ」または「Ａ」または「Ｂ」の位置が選択されたときであって、「Ａ」位置選択条件と「Ｂ」位置選択条件の何れも成立しないときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS410→ステップS411→ステップS413→ステップS415へと進む流れとなり、ステップS415では、通常前進走行時に使用するモードＤ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。

シフトレバー２５のシフト位置として、「Ｄ」または「Ａ」または「Ｂ」の位置が選択されたときであって、「Ａ」位置選択で、かつ、Ｖ<VaというＡ位置選択条件が成立するときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS410→ステップS411→ステップS413→ステップS414へと進む流れとなり、ステップS414では、極低速前進走行時に使用するモードＡ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。
すなわち、「Ａ」位置選択であっても、車速Ｖが第１設定しきい値Va以上のときは、ステップS415へと進み、モードＤ時の演算ルーチンを実行するというように、モードＡへの移行が禁止される。このため、車両進行中に急に運転モードＡに移行することによる車両挙動不安定化を抑制できる。

シフトレバー２５のシフト位置として、「Ｄ」または「Ａ」または「Ｂ」の位置が選択されたときであって、「Ｂ」位置選択で、かつ、Ｖ<VbというＢ位置選択条件が成立するときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS410→ステップS411→ステップS412へと進む流れとなり、ステップS412では、極低速旋回時に使用するモードＢ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。
すなわち、「Ｂ」位置選択であっても、車速Ｖが第２設定しきい値Vb以上のときは、ステップS413→ステップS415へと進み、モードＤ時の演算ルーチンを実行するというように、モードＢへの移行が禁止される。このため、車両進行中に急に運転モードＢに移行することによる車両挙動不安定化を抑制できる。

シフトレバー２５のシフト位置としてモードＡでの後退走行時に使用する「ＡＲ」位置が選択されたときであって、車速絶対値|Ｖ|が所定値Var未満というＡＲ位置選択条件が成立するときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS410→ステップS420→ステップS421へと進む流れとなり、ステップS421では、後退走行時に使用するモードＡＲ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。
すなわち、「ＡＲ」位置選択であっても、車速絶対値|Ｖ|が所定値Var以上のときは、ステップS420→ステップS422へと進み、モードＲ時の演算ルーチンを実行するというように、モードＡＲへの移行が禁止される。このため、後退走行時に急に運転モードＡＲに移行することによる車両挙動不安定化を抑制できる。

シフトレバー２５のシフト位置として通常後退走行時に使用する「Ｒ」位置が選択されたときは、図３のフローチャートにおいて、ステップS401→ステップS402→ステップS403→ステップS410→ステップS420→ステップS422へと進む流れとなり、ステップS422では、通常後退走行時に使用するモードＲ時の演算ルーチンを実行し、本ルーチンを終了する。

［規範モデル応答を実現するコントローラの設計原理および演算形態について］
さて次にステップS415のモードＤ時の演算ルーチン（図５）、ステップS414のモードＡ時の演算ルーチン（図９）、ステップS412のモードＢ時の演算ルーチン（図１５）、ステップS422のモードＲ時の演算ルーチン（図１７）、ステップS421のモードＡＲ時の演算ルーチン（図１９）において、後左輪モータ３RLへのトルク指令値tTRL、後右輪モータ３RRへのトルク指令値tTRR、後輪舵角目標値tδrl，tδrrを演算する方法について、順次説明するが、各演算ルーチンでの演算処理を説明する前に、まず、モードＤにおけるその演算原理および実現方法について説明する。

「自動車の運動と制御」（山海堂）には、前後輪を操舵する車両挙動の運動方程式が示されている。例えば、p194には前輪舵角δf[rad]と後輪舵角δr[rad]（後輪左右の舵角は同一とする）を操作量とし、車両のヨーレートγ[rad/s]および車体重心位置の車体滑り角β[rad]を状態量としたときの運動方程式が示されている。この運動方程式は、車速Ｖ[m/s]は一定(dＶ＝0)かつＶ≠0かつ滑り角(β[rad])は微小(|β|<<1、sinβ≒β、cosβ≒1)などの前提で導出している。

本運動方程式の考え方は、本発明の実施例１の電動車両にも拡張して適用できる。すなわち、右輪の駆動力をu[N]、左輪の駆動力を-u[N]とする操作量を付加し、後輪の舵角を左右同一値δr[rad]とし、前輪を図２のキャスター形式とすることによる作用として、前輪で発生する横力がほぼゼロとして、運動方程式を次のように導出することができる。
（式１）

ここで、Lrは後輪軸と重心との距離[m]、Ltは後輪のトレッドベース距離/2[m]、mは車重[kg]、Iγはヨー慣性モーメント[Nmss]である。また、Krは後輪タイヤコーナリングスティッフネス[N/rad] であり、後輪ステアリング剛性の影響によるステアリング角に対するコーナリングパワーの低下分も加味した値である。Ｖは車速[m/s]であり、γはヨーレート[rad/s]、βは車体重心位置の車体滑り角[rad]である。
「自動車の運動と制御」（山海堂）p52に記されているように横力Ｙ[N]とヨーレートγ[rad/s]と滑り角β[rad]は次の関係にある。
Ｙ＝mＶ(dβ/dt＋γ) …(A2)

これらの運動方程式は、微分演算子sを用いて次の形に書き換えられる。
β＝{Ｑ₁₂(s)/Ｑden(s)}・δr＋{Ｑ₁₃(s)/Ｑden(s)}・ｕ
γ＝{Ｑ₂₂(s)/Ｑden(s)}・δr＋{Ｑ₂₃(s)/Ｑden(s)}・ｕ
Ｙ＝{Ｑ₃₂(s)/Ｑden(s)}・δr＋{Ｑ₃₃(s)/Ｑden(s)}・ｕ …(A3)
そして、Ｑ₁₂(s)、Ｑ₁₃(s)、Ｑ₂₂(s)、Ｑ₂₃(s)、Ｑ₃₂(s)、Ｑ₃₃(s)、Ｑden(s)は、いずれも車速Ｖの関数になっており、次の式で表される。
Ｑ₁₂(s)＝2VKr(I_γs＋mVLr)
Ｑ₁₃(s)＝-2Lt(mV²−2LrKr)
Ｑ₂₂(s)＝-2mV²KrLrs
Ｑ₂₃(s)＝2VLt(mVs＋2Kr)
Ｑ₃₂(s)＝2mV²KrI_γs²
Ｑ₃₃(s)＝4mVLtKr(Lrs＋V)
Ｑden(s)＝mV²I_γs²＋2VKr(mLr²＋I_γ)s＋2mV²LrKr … (A4)

「自動車の運動と制御」（山海堂）p203-p207には、ステアリング操作量δに対する、車両のヨーレートγおよび滑り角βの応答が望ましい伝達特性（規範モデル）となるように、前輪舵角の指令値δf^*と後輪舵角の指令値δr^*を生成するコントローラの導出方法も示されている。この方法に従えば、本発明の実施例１において、ステアリング操作量δに対するヨーレートγおよび滑り角βの応答が望ましい伝達特性（規範モデル）となるように、かつステアリング変位角Winに対するヨーレートγおよび滑り角βの応答が望ましい伝達特性（規範モデル）となるように左右輪の駆動力差の指令値u^*と後輪舵角の指令値δr^*を演算するコントローラ（図４(a)中のP1(s)とP2(s)とP3(s)とP4(s)）を以下のように導くことができる。

いま、ステアリング操作量δに対するヨーレートγの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_γδ、ステアリング操作量δに対する滑り角βの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_βδ、ステアリング変位角Winに対するヨーレートγの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_γw、ステアリング変位角Winに対する滑り角βの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_βwとおき、例えば次の特性とする。
Ｇ_γδ＝m₂／(s²＋2wns＋wn²)
Ｇ_βδ＝0
Ｇ_γｗ＝0
Ｇ_βw＝m₁／(s²＋2wns＋wn²) …(A5)

つまり、ステアリング操作量δに対するヨーレートγの望ましい応答を滑らかな２次応答特性(例えば、wn=4π，m₂=wn²/4)とし、ステアリング変位角Winに対する滑り角βの望ましい応答を滑らかな２次応答特性(例えば、wn=4π，m₁=wn²)となるように設定する。そして、滑り角βはステアリング操作量δの影響を受けず、ヨーレートγはステアリング変位角Winの影響を受けないように設定する。
ところで、図４(a)において、ステアリング操作量δおよびステアリング変位角Winとヨーレートγおよび滑り角βとの関係は、次の関係にある。ここで、1/Td(s)は、後輪操舵系のサーボ遅れである。
β＝（{Ｑ₁₃(s)/Ｑden(s)}p1(s)＋{Ｑ₁₂(s)/Ｑden(s)}・{p2(s)/Td(s)}）δ＋
（{Ｑ₁₃(s)/Ｑden(s)}p3(s)＋{Ｑ₁₂(s)/Ｑden(s)}・{p4(s)/Td(s)}）Win
γ＝（{Ｑ₂₃(s)/Ｑden(s)}p1(s)＋{Ｑ₂₂(s)/Ｑden(s)}・{p2(s)/Td(s)}）δ ＋
（{Ｑ₂₃(s)/Ｑden(s)}p3(s)＋{Ｑ₂₂(s)/Ｑden(s)}・{p4(s)/Td(s)}）Win…(A6)
したがって、この伝達特性を、それぞれ望ましい伝達特性Ｇ_βw，Ｇ_γδ，Ｇ_βδ，Ｇ_γｗと一致させるという条件から、式(A7)が導かれ、
Ｇ_βw＝m₁／(s²＋2wns＋wn²)＝
{Ｑ₁₃(s)/Ｑden(s)}p3(s)＋{Ｑ₁₂(s)/Ｑden(s)}・{p4(s)/Td(s)}
Ｇ_βδ＝０＝{Ｑ₁₃(s)/Ｑden(s)}p1(s)＋{Ｑ₁₂(s)/Ｑden(s)}・{p2(s)/Td(s)}
Ｇ_γδ＝m₂／(s²＋2wns＋wn²)
＝{Ｑ₂₃(s)/Ｑden(s)}p1(s)＋{Ｑ₂₂(s)/Ｑden(s)}・{p2(s)/Td(s)}
Ｇ_γｗ＝０＝{Ｑ₂₃(s)/Ｑden(s)}p3(s)＋{Ｑ₂₂(s)/Ｑden(s)}・{p4(s)/Td(s)} …(A7)

この連立方程式を解き、式(A4)の関係式を用いることで、コントローラP1(s)とP2(s)とP3(s)とP4(s)は式(A8)のように導出できる。ここで後輪操舵のサーボ遅れについては、時定数τ(例えば、τ=0.1[s])の一次遅れとし、つまり、Td＝τs+1としている。
p1(s)＝{m₂/(2Lt)}{(I_γs+mVLr)/(s²＋2wns＋wn²)}
p2(s)＝{m₂(mV²-2LrKr)/(2VKr)}{(τs+1)/(s²＋2wns＋wn²)}
p3(s)＝{m₁mVLr/(2*Lt)}{s/(s²＋2wns＋wn²)}
p4(s)＝{m₁(mVs+2Kr)/(2Kr)}{(τs+1)/(s²＋2wns＋wn²)} …(A8)

以上のように、実施例１の電動車両では、ステアリング操作量δおよびステアリング変位角Winに対する、ヨーレートγおよび滑り角βの応答がそれぞれ望ましい伝達特性（規範モデル）となるように、左右輪の駆動力差の指令値u^*と後輪舵角の指令値δr^*を演算するコントローラ（図４(a)中のP1(s)とP2(s)とP3(s)とP4(s)）を導くことができる。

さて次に、式(A8)のコントローラP1(s)とP2(s)とP3(s)とP4(s)の実現方法について説明する。P1(s)とP2(s)とP3(s)とP4(s)は次の(A9)式で書き直せるため、(A9)式の実現方法を説明する。b0，b1，b2は車速Ｖなどの関数である。
yx＝(b2s²+b1s＋b0)/(s²＋2wns＋wn²) …(A9)
式(A9)は図４(b)のように書き換えることができる。よって、所定時間ごとに（例えば、5ms毎に）、まず、図４(b)中の積分演算を例えばオイラー近似で行うことで、X2，X1を更新し、次に、b0，b1，b2を車速Ｖに応じて逐次更新した上で、最後にX2，X1，b0，b1，b2，uxから出力yｘを時々刻々と演算することで実現できる。

［モードＤ時の演算ルーチン］
図３中のステップS415のモードＤ時の演算ルーチンでは、図５のフローチャートを実行する。

ステップS501では、車両の目標駆動力tTDを演算する。演算は、予めROMに格納してあるマップMAP_tTD(Ｖ，APS)を表引きすることで行う。マップMAP_tTD(Ｖ，APS)は、車速Ｖとアクセル開度APSを軸とした特性データであり、例えば図６のように設定しておく。

ステップS502では，ステアリング変位角Winに対する車体の滑り角の定常値m₁を演算する。例えば、m₁=wn²(wnは、例えば4π)の固定値とする。あるいは、車速Ｖやステアリング操作量δに応じた特性を実現する為に、予めROMに格納してあるマップMAP_m1(Ｖ、δ)を表引きした値にステアリング変位角Winを乗ずるなどの方法を用いても良い。

ステップS503〜S512では、ステアリングホイール回転角δおよびステアリング変位角Winおよび車速Ｖに応じて、後輪左右モータに発生させる駆動力差分の目標トルクtU[Nm]および後輪操舵指令値tδrｌ，ｔδｒｒを演算する。演算は、上記設計原理を踏まえ、ステアリング操作量δに対するヨーレートγおよび滑り角βの応答が望ましい伝達特性（規範モデル）となるように、かつ、ステアリング変位角Winに対するヨーレートγおよび滑り角βの応答が望ましい伝達特性（規範モデル）となるように演算する。ステアリング操作量δに対するヨーレートγの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_γδ、ステアリング操作量δに対する滑り角βの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_βδ、ステアリング変位角Winに対するヨーレートγの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_γw、ステアリング変位角Winに対する滑り角βの望ましい伝達特性（規範モデル）をＧ_βwは，式(A5)に示す特性として説明する。

ステップS503では、ステップS420で演算した車速Ｖを用い、式（A8）一段目の式について、式(A9)のb0，b1，b2に対応する値を次のように演算する。
b2＝0
b1＝(m₂Ir)/(2Lt)
b0＝(V*m₂*m*Lr)/(2Lt) …(B1)
ここでm₂は、ステアリングホイール回転角δに対するヨーレートの定常値が、例えば、δ/4となるように、
m₂＝wn²/4
としておく。mおよびIrおよびLrおよびLtは車両設計値を用いる。

ステップS504では、前回のステップS504を実行した時のX2，X1を用い、図４(b)の積分演算をオイラー近似することでX2，X1を更新する。図４(b)中のuxはステアリングホイール回転角δであり、出力yxは変数yx1に代入する。演算する際には図４(b)中のX2，X1としては、ステップS504で使用する変数として、変数X2a、X1aを用いることとする。図４(b)のX2，X1を更新した後は、それらの値とステップS503で求めたb0、b1，b2に応じ、図４(b)に示す関係式から出力yxを演算しyx1に代入する。

ステップS505では、ステップS420で演算した車速Ｖを用い、式（A8）二段目の式について、式(A9)のb0，b1，b2に対応する値を次のように演算する。なお０割を防止する意味で車速Ｖについては最小値をＶmin(例えば、1m/s)に制限して演算を行う。
b2＝0
b1＝m₂(mV²-2LrKr)τ/(2VKr)
b0＝m₂(mV²-2LrKr)/(2VKr) …(B2)
mおよびLrおよびKrは車両設計値を用いる。またτは、後輪操舵系のサーボ遅れに合わせて例えば0.1程度に設定する。

ステップS506では、前回のステップS506を実行した時のX2，X1を用い、図４(b)の積分演算をオイラー近似することでX2，X1を更新する。図４(b)中のuxはステアリングホイール回転角δであり、出力yxは変数yx2に代入する。演算する際には図４(b)中のX2，X1としては、ステップS506で使用する変数として、変数X2b、X1bを用いることとする。図４(b)のX2，X1を更新した後は、それらの値とステップS505で求めたb0、b1，b2に応じ、図４(b)に示す関係式から出力yxを演算しyx2に代入する。

ステップS507では、ステップS420で演算した車速ＶおよびステップS502で演算したm₁を用い、式（A8）三段目の式について、式(A9)のb0，b1，b2に対応する値を次のように演算する。
b2＝0
b1＝m₁mVLｒ/(2Lt)
b0＝0 …(B1')
mおよびLrおよびLtは車両設計値を用いる。

ステップS508では、前回のステップS508を実行した時のX2，X1を用い、図４(b)の積分演算をオイラー近似することでX2，X1を更新する。図４(b)中のuxはステアリング変位角Winであり、出力yxは変数yx3に代入する。演算する際には図４(b)中のX2，X1としては、ステップS508で使用する変数として、変数X2c、X1cを用いることとする。図４(b)のX2，X1を更新した後は、それらの値とステップS507で求めたb0，b1，b2に応じ、図４(b)に示す関係式から出力yxを演算しyx3に代入する。このようにb0=0とすることで，ステアリング変位角Winに対して左右駆動力差操作を定常的に行わない作用を実現できる（p3(s)の定常ゲインが０であるということと同じ）。

ステップS509では、ステップS420で演算した車速ＶおよびステップS502で演算したm₁を用い、式（A8）四段目の式について、式(A9)のb0，b1，b2に対応する値を次のように演算する。
b2＝Vm₁mτ/(2Kr)
b1＝(m₁mV+2*m₁τKr)/2
b0＝m₁ …(B2')
mおよびKrは車両設計値を用いる。またτは、前述と同一値に設定する。

ステップS510では、前回のステップS510を実行した時のX2，X1を用い、図４(b)の積分演算をオイラー近似することでX2，X1を更新する。図４(b)中のuxはステアリング変位角Winであり、出力yxは変数yx4に代入する。演算する際には図４(b)中のX2，X1としては、ステップS510で使用する変数として、変数X2d、X1dを用いることとする。図４(b)のX2，X1を更新した後は、それらの値とステップS509で求めたb0、b1，b2に応じ、図４(b)に示す関係式から出力yxを演算しyx4に代入する。

ステップS511では，ステップS506で演算したyx2値とステップS510で演算したyx4値との和として、後輪操舵指令値tδrｌ，tδrrを演算する（後輪転舵制御手段に相当）。
tδrｌ = tδrr = yx2 + yx4

ステップS512では、ステップS504で演算したyx1値とステップS508で演算したyx3値との和として、目標左右駆動力差tUを演算する（モータ出力調整手段に相当）。
tU = yx1 + yx3

ステップS513では、目標駆動力tTDと目標左右駆動力差tUから、後輪へのトルク指令値tTRL，tTRRを次式で演算する。
tTRL＝tTD*Rr/GG/2-tU*Rr/GG
tTRR＝tTD*Rr/GG/2+tU*Rr/GG …(B3)
ステップS513の演算後、本ルーチンを終了する。

以上の車両挙動シミュレーション例を図７に示す。図７(a)は時系列波形であり、図７(b)は0.5秒ごとの車両軌跡（上空から見た図）である。車重は1670kgである。減速機の減速比は４としている。車速60km/hで走行中に、時刻t=1[s]（点B）にてステアリングホイール１１をステップ的に操舵し、時刻t=3[s]（点Ｓ）から時刻t=7[s]（点Ｆ）の間にステアリングホイール１１を0[度]から-0.5[度/秒]の速度で-2[度]まで右に変位させ、点Ｆ以降は-2[度]に固定した時の結果例である。ステアリングホイール操舵後に（点Ｂ以降で）ヨーレートが発生し、車両が旋回をはじめることを確認できる。また、時刻t=3[s]（点Ｓ）まではステアリングの操舵量に依らず車体滑り角は0に保たれていることや、時刻t=3[s]（点Ｓ）から時刻t=7[s]（点Ｆ）の間にステアリングホイール１１を右に操作するのに合わせて、車体滑り角が変化している（このときヨーレートは一定を保っている）ことも確認できる。つまり、ヨーレートはステアリングの左右変位量に依らず、ステアリングの操舵量にのみ応じて発生し、車体滑り角は、ステアリングの操舵量に依らず、ステアリングの左右変位量にのみ応じて発生していることを確認できる。

図８には、別の車両挙動シミュレーション結果例を示す。車速60km/hの直進走行からステアリングホイール１１を回転させずにステアリングホイール１１を左に変位させたときの結果例である。図８(a)は時系列波形であり、図８(b)は0.5秒ごとの車両軌跡（上空から見た図）である。

時刻t=1[s]（点Ｓ）にてステアリングホイール１１を左に変位させはじめ、時刻t=2[s]〜5[s]の間は変位量を3[度]に固定し、時刻t=5[s]から変位量を減らしはじめ、時刻t=6[s]（点Ｆ）にて変位量を0[度]にする運転条件の結果である。図８(b)では、車両の向きを変えずに左に移動できていることを実現できている。また図８(a)からは、左右駆動力差を左への移動開始時と移動終了時にのみ過渡的に発生させており、中間の状態（時刻が略t=2.5[s]〜5[s]の間）においては、左右駆動力差を発生させていないことを確認できる。

また、ステアリングホイール１１の左変位量を増加させる状態（時刻が略t=1[s]〜2[s]の間）においては、後輪操舵量を左に増加させるのに合わせて、車両のヨーモーメントを０とするように後輪の左右駆動力差を発生させ、ヨーレートを変化させないように調整していることも確認できる。

そして、ステアリングホイール１１の左変位量を減少させる状態（時刻が略t=5[s]〜6[s]の間）においては、後輪操舵量を右に戻すのに合わせて、車両のヨーモーメントを０とするように後輪の左右駆動力差を発生させ、ヨーレートを変化させないように調整していることも確認できる。

［モードＡ時の演算ルーチン］
図３中のステップS414のモードＡ時の演算ルーチンでは、図９のフローチャートを実行する。

ステップS801では、後輪軸の中心位置の目標速度tVを演算する。例えば、アクセル演算APSが０のときtV=0となり、APSが100%のときにtV=3[m/s]となるように比例的に割り当てる。

ステップS802では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の旋回半径の逆数値の目標値tρを演算する。目標値tρは左旋回時、つまり左に車両の旋回中心があるときには正の値とし、右旋回時、つまり右に車両の旋回中心があるときには負の値とするものとし、ステアリングホイール回転角δに応じて、例えば、図１１のような特性にしておく。ここで、例えばタイヤの幅の半分の長さをWt、後輪のトレッドベース距離の半分の長さをLtとしたときに、目標値tρが-1/(Lt+Wt)と1/(Lt+Wt)との間の範囲となるように設定する。

ステップS803では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の目標滑り角βc（車体の向きに対する点Ｐの進む向きの角度であり、反時計回りを正にとったもの、単位は[rad]）を演算する。演算は、予めtρおよびステアリング変位角Winに応じて図１２のように関係付けしておいたテーブルをROM内に持たせておき、そのテーブルを参照して演算する。

ステップS804では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の目標速度tVおよび後輪軸の中心位置の旋回半径の逆数値の目標値tρと目標滑り角βcから、左後輪モータおよび右後輪モータの目標回転速度tNRL，tNRRを次式で演算する。その際、次の関係に着目する。すなわち、ステップS802で求めたtρとステップS803で求めた目標滑り角βcを実現するように車両が旋回するとき、車両の回転中心は図１０の点Ｑとなり、したがって、点Ｐの移動速度がtVであるときに、左後輪の移動速度はtV*R1/R0（R1は左後輪と点Ｑとの距離，R０は点Ｐと点Ｑとの距離）、右後輪の移動速度はtV*R2/R0（R2は右後輪と点Ｑとの距離）となる関係にある。この関係を利用し、左後輪モータおよび右後輪モータの目標回転速度tNRL，tNRRを次式で演算する。
tNRL＝tV/Rr*GG*sqrt(1-2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²)
tNRR＝tV/Rr*GG*sqrt(1＋2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²) …(C1)
ここでR1/R0，R2/R0の値は，図１０に示す幾何学的関係から次のように導出できることを利用している。
R1/R0 = sqrt(1-2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²)
R2/R0 = sqrt(1＋2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²) *sqrtは平方根関数を意味する。

ステップS805では、左後輪モータの回転速度NRLが左後輪モータの目標回転速度tNRLに近づくようにフィードバック制御する。例えば、次式のように比例制御を行い、左後輪モータへのトルク指令値tTRLを演算する。Kp1は比例ゲインである。
tTRL＝Kp1*(tNRL-NRL)

ステップS806では、右後輪モータの回転速度NRRが右後輪モータの目標回転速度tNRRに近づくようにフィードバック制御する。例えば、次式のように比例制御を行い、右後輪モータへのトルク指令値tTRRを演算する。Kp1はステップS805と同じ比例ゲインである。
tTRR＝Kp1*(tNRR-NRR)

ステップS807では、後輪操舵指令値tδrｌおよびtδrｒを演算する。ステップS802で求めたtρとステップS803で求めた目標滑り角βcに応じた車両の回転中心（図１０の点Ｑ）を基準として、後輪操舵指令値tδrｌおよびtδrｒを演算する。左後輪転舵角tδrｌは、回転中心点Ｑと左後輪中心を結んだ線がタイヤの転がる向きと垂直をなすように図中Ａの値を次式で演算し、
tδrｌ＝tan^-1{ sin(βc) / ( cos(βc)-tρLt ) }
右後輪転舵角tδrrは，回転中心点Ｑと右後輪中心を結んだ線がタイヤの転がる向きと垂直をなすように図中Ｂの値を次式で演算する。
tδrr＝tan^-1{ sin(βc) / ( cos(βc)+tρLt ) }
ステップS807の演算後、本ルーチンを終了する。

以上の演算を行うことにより、図１３(a)に示すように、旋回内輪の後輪近傍（但し、タイヤ幅を除外）を旋回中心として車両を小回り旋回する動作ができるようになる。また後輪の左右転舵量を、旋回半径と旋回姿勢により決まる回転中心と後輪とを結んだ直線がタイヤの向きと垂直となるように調整するようにしたため、車両の回転半径によらず、タイヤがスムーズに転がることができるようになった。したがって、走行のための動力が小さくて済む。また、走行時のタイヤのゆがみによる路面からのノイズも小さくできる上、タイヤの磨り減りも抑えられる。この効果は、後述のＡＲモード走行時も同じように達成できる。

図１４には、車速1km/hで小回り旋回するシミュレーション結果例を示す。
図１４(a)は，ステアリングを左右に変位させず、ステアリングを反時計回りに操舵しているときの定常旋回シミュレーション結果である。図１４(b)は、ステアリングを右に変位させるとともに、ステアリングを反時計回りに操舵しているときの定常旋回シミュレーション結果である。

ステアリングの操舵量は図１４(a)，図１４(b)ともに同じ量である。両結果を比較すると、図１４(b)の車両挙動は、図１４(a)の車両挙動に対して車両後端が外に張り出す姿勢で旋回している様子を確認でき、このことは、運転者がステアリングの変位量で車両の旋回姿勢を調整できることを示している。

［モードＢ時の演算ルーチン］
図３中のステップS412のモードＢ時の演算ルーチンでは、図１５のフローチャートを実行する。

ステップS1101では、旋回動作を行うか否かを判定する。アクセル演算APSが0のときは、f_MB=0とし旋回動作を行わず、それ以外の時にはf_MB=1とし旋回動作を行うように判定する。

ステップS1102では、左後輪モータの目標回転速度tNRLおよび右後輪モータの目標回転速度tNRRをステアリングホイール回転角δに応じて演算する。このときtNRLとtNRRとは符号が逆になるように（左右輪が逆に回転するように）設定し、特にステアリングホイール回転角δの絶対値が最大のときには、tNRLの絶対値とtNRRの絶対値とが一致するようにすると良い。こうすることで、ステアリングホイール回転角δの絶対値が最大のときに、車両の旋回中心を後輪軸の中心位置近傍で実現することができる。また、ステアリングホイール回転角δが０と最大値との間は、tNRL，tNRRの値が単調に変化するように設定すると、ステアリングホイール回転角δを切り増すにつれて車両の旋回中心が後輪軸の中心位置近傍に近寄ってくる連続的な動きを実現できる（図１６）。

ステップS1104では、左後輪へのトルク指令値tTRLを次式のように演算する。なお、Kp2は比例ゲインである。
tTRL＝Kp2*(RAT*tNRL-NRL)
ここでRATは、初期値が0とし、f_MB=1のときに所定の速度で１に一致させるように増やし（例えば、5msで0.005ずつ１に近づける）、f_MB=0のときに所定の速度で０に一致させるように減らす（例えば、5msで0.005ずつ０に近づける）操作を行った変数である。こうすることによって、f_MB=0のときとf_MB=1のときの切替え時において、車両挙動を連続的に変化させる。

ステップS1105では、右後輪へのトルク指令値tTRRを次式のように演算する。Kp2は、ステップS1104と同じ比例ゲインである。
tTRR＝Kp2*(RAT*tNRR-NRR)
ここでRATは、ステップS1104と同一の値を使用する。

ステップS1106では、後輪操舵指令値tδrｌおよびtδrｒを演算する。演算は、例えばtδrｌ=tδrｒ=0とする。他にも、ステアリングホイール回転角δに応じて関連付けしておいたテーブルをROM内に持たせておき、そのテーブルを参照して演算する方法などでも良い。ステップS1106の演算後、本ルーチンを終了する。

以上の演算を行うことにより、図１３(b)に示すように、後輪左右輪の間の点を旋回中心として車両を回転させる小回り旋回を行うことができ、車両をモードＡよりさらに小回り動作させることができるようになる。

［モードＲ時の演算ルーチン］
図３中のステップS422のモードＲ時の演算ルーチンでは、図１７のフローチャートを実行する。

ステップS1301では、車両の目標駆動力tTDを演算する。演算は、予めROMに格納してあるマップMAP_tTDR(Ｖ，APS)を表引きすることで行う。マップMAP_tTDR(Ｖ，APS)は、車速Ｖとアクセル開度APSを軸とした特性データであり、例えば、図１８のように設定しておく。

ステップS1302では、目標左右駆動力差tUを演算する（モータ出力調整手段に相当）。目標左右駆動力差tUは、ステアリングホイール回転角δに比例するように次式で演算する。
tU＝KK*δ
KKはステアリングを左に切っているときに、車両上空から見て、車両が時計回りに回転するよう負の値としておく。

ステップS1303では、目標駆動力tTDと目標左右駆動力差tUから、後輪へのトルク指令値tTRL、tTRRを次式で演算する。
tTRL＝tTD*Rr/GG/2−tU*Rr/GG
tTRR＝tTD*Rr/GG/2＋tU*Rr/GG

ステップS1304では、後輪操舵指令値tδrｌおよびtδrｒを演算する（後輪転舵制御手段に相当）。演算は、例えばtδrｌ＝tδrｒ=0とする。他にも、ステアリングホイール回転角δに応じて関連付けしておいたテーブルをROM内に持たせておき、そのテーブルを参照して演算する方法などでも良い。ステップS1304の演算後、本ルーチンを終了する。
以上の演算を行うことにより、車両を後退させることができる。

［モードＡＲ時の演算ルーチン］
図３中のステップS421のモードＡＲ時の演算ルーチンでは、図１９のフローチャートを実行する。

ステップS1501では、後輪軸の中心位置の目標速度tVを演算する。例えばアクセル演算APSが0のときtV=0となり、APSが100%のときにtV=-3[m/s]となるように比例的に割り当てる。

ステップS1502では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の旋回半径の逆数値の目標値tρを演算する。演算方法はステップS802と同じ方法である。

ステップS1503では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の目標滑り角βc（車体の向きに対する点Ｐの進む向きの角度であり、反時計回りを正にとったもの、単位は[rad]）を演算する．演算は，ステップS803と同じ方法である。

ステップS1504では、後輪軸の中心位置（図１０の点Ｐ）の目標速度tVおよび後輪軸の中心位置の旋回半径の逆数値の目標値tρと目標滑り角βcから、左後輪モータおよび右後輪モータの目標回転速度tNRL，tNRRを次式で演算する。演算方法は、ステップS804と同じであるため、説明を省略する。
tNRL＝tV/Rr*GG*sqrt(1-2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²)
tNRR＝tV/Rr*GG*sqrt(1＋2tρLt cos(βc)+ tρ²Lt²) …(D1)

ステップS1505では、左後輪モータの回転速度NRLが左後輪モータの目標回転速度tNRLに近づくようにフィードバック制御する。例えば、次式のように比例制御を行い、左後輪モータへのトルク指令値tTRLを演算する。Kp3は比例ゲインである。
tTRL＝Kp3*(tNRL-NRL)

ステップS1506では、右後輪モータの回転速度NRRが右後輪モータの目標回転速度tNRRに近づくようにフィードバック制御する。例えば、次式のように比例制御を行い、右後輪モータへのトルク指令値tTRRを演算する。Kp3はステップS1505と同じ比例ゲインである。
tTRR＝Kp3*(tNRR-NRR)

ステップS1507では、後輪操舵指令値tδrｌおよびtδrｒを演算する。演算方法は、ステップS807と同じである。
ステップS1507の演算後、本ルーチンを終了する。
以上の演算を行うことにより、車両を後退させながら小回りさせることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電動車両にあっては、下記の効果を得ることができる。

(1) 電気モータ３RL，３RRにより左右輪にそれぞれ駆動力を発生させる後輪２RL，２RRと、車体の重心位置が後輪寄りとされ、後輪と比較して車体横方向に小さな力しか発生せず、車体の向きに追従して回転する前輪４２FL，４２FRと、車両の駆動力目標値を検出するアクセルペダルセンサ２３と、車両の滑り角目標値を検出する滑り角目標値検出手段と、車両のヨーレート目標値を検出するヨーレート目標値検出手段と、滑り角目標値とヨーレート目標値とに基づき後輪の転舵を制御する後輪転舵制御手段と、駆動力目標値に基づき後輪の左右駆動力和を調整し、少なくともヨーレート目標値に基づき後輪の左右駆動力差を調整するモータ出力調整手段と、を備え、後輪転舵制御手段による後輪の転舵制御と、モータ出力調整手段による後輪の左右駆動力差の調整とにより、滑り角目標値に応じた車体の滑り角を発生させるとともに、ヨーレート目標値に応じた車両のヨーレートを発生させることとした。これにより、運転者は、モードＤ、モードＡ、モードＡＲにおいて、車両のヨーレートと旋回姿勢を独立に調整することができる。したがって、車両のヨーレートとは独立して、走行道路の形状や運転者の気分に応じて車両の姿勢を調整することができるようになった。

(2) モータ出力調整手段は、滑り角目標値に基づき後輪の左右駆動力差を調整し、滑り角目標値の変化に応じて、後輪の左右駆動力差を過渡的に発生させるため、例えば、高速走行でのステップ操舵時等、過渡時における応答性が高まることで、操舵に対する車体の追従遅れを低減でき、運転者の望む車両姿勢が得られる。また、定常時には滑り角目標値に対し後輪左右駆動力差を発生させないため、応答特性が過敏となり、車両挙動が乱れるのを防止できる。

(3) モータ出力調整手段は、ヨーレート目標値が略ゼロであり、かつ滑り角目標値が略ゼロでない状況を検出した場合には、後輪の転舵量に応じて、後輪の転舵による車両ヨーモーメントを打ち消す量だけ後輪の左右駆動力差を発生させるため、図８に示したように、車両の向きを変えずに車線変更を行う等の動作を実現できる。

(4) ヨーレート目標値検出手段を、ステアリングホイール１１の操舵角センサ２１とし、姿勢目標値検出手段は、ステアリングホイール１１に備えられた変位角センサ２６とした。すなわち、両手でステアリングホイール１１を回転させヨーレート調整を行うと同時に、ステアリングホイール１１を左右に傾けて旋回姿勢を調整できるため、運転者の操舵負担を低く抑えることができる。

(5) 後輪転舵制御手段は、少なくとも車両の回転半径が小さいときには、後輪軸の中心位置の車体滑り角および回転半径により決まる回転中心と後輪とを結んだ直線がタイヤの向きと略垂直となるように、後輪の左右転舵量をそれぞれ補正する。具体的には、図１０に示したように、モードＡおよびモードＡＲでは、後輪の転舵量を左右独立に調整し、旋回中心と後輪とを結ぶ線に対してタイヤの向きが垂直をなすようにそれぞれ転舵量を決定する。よって、タイヤの向きと進む向きとを一致させることができ、車両の走行抵抗が小さく抑えられ、効率的に車両を旋回させることが可能となる。同時に、タイヤの歪みも抑えられるため、タイヤの磨耗およびタイヤからの音も抑制できる。

（他の実施例）
以上、本発明の電動車両を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、車体の滑り角目標値をステアリングの横変位量で検出する方式を記載したが、ステアリングの上下変位量や、ステアリングの押し引き変位量などで検出する方式でも良いし、ステアリングホイール１１に備え付けられたスイッチで検出する方式としても良い。ステアリングの操舵と同時に操作を行えるように、ステアリングホイール１１自体の動きやステアリングホイール１１に備え付けられたセンサにより検出する方式が望ましいが、それに限定されるものではない。例えば、図１のシフトレバー２５の近辺にスイッチを設け、スイッチ操作により車両の姿勢を旋回内向きに補正するようにしても良い。

駆動システムとしては、図１に示す形態に限られるものではなく、例えば、後輪の駆動形態としては、図２０に示すようなものでも良い。図２０は、後輪をクラッチモータ６０（モータのインナーおよびアウターがいずれも回転支持されており、モータにトルクを発生させることで減速機63R，63Lを介して左右輪に逆のトルクを付加することができるモータであり、特開平４−３３２９２７号公報などに開示されている。）により後輪左右輪に駆動力差をつけるとともに、駆動用モータ６１でデファレンシャルギア６２を介して車両に制駆動力を発生させる形態である。このように後輪の左右輪トルクを独立に調整できる形態であれば良い。

また、前輪の形態も車体横向きの力を発生しにくいものであればよく、キャスター式である必要は必ずしも無い。例えば、前輪は全く転舵せず、前輪のタイヤを図２１に示すように、転動面方向の回転軸（軸Ｚ）を有する円筒形状のゴム回転体を、路面への接地部分に多数配列したものとしても良い。

また、前輪の形態は、電気モータで転舵角を調整できる、いわゆるステアバイワイヤーシステムとしても良い。その場合には、車体の動きに追従して転舵角を調整するようにすればよい。

実施例１では、左右後輪を独立の電気モータで駆動する駆動システムを備えた電動車両を示したが、上記のように、後輪の左右輪トルクを独立に調整できる駆動システムを搭載した電動車両にも適用することができる。

実施例１の電動車両を示す全体システム図である。実施例１の電動車両に適用された前輪を示す側面図および平面図である。実施例１の統合コントローラにて実行されるモード選択制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の統合コントローラでのモードＤ時における演算方法を説明する図である。実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。実施例１でのモードＤ時の演算ルーチンにて使用する目標駆動力tTDのROMデータ特性図である。実施例１でのモードＤ時の旋回挙動シミュレーション例を示す図である。実施例１でのモードＤ時の旋回挙動シミュレーション例を示す図である。実施例１でのモードＡ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。実施例１でのモードＡ時の演算方法を説明する図である。実施例１でのモードＡおよびモードＡＲ時の演算ルーチンにて使用する旋回半径の逆数値目標値tρのROMデータ特性図である。実施例１でのモードＡ時の演算ルーチンにて使用する目標滑り角βcのROMデータ特性図である。実施例１での旋回挙動例を示す図である。実施例１でのモードＡ時の旋回挙動シミュレーション例を示す図である。実施例１でのモードＢ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。実施例１でのモードＢ時の演算ルーチンにて使用するモータの目標回転速度tNRL，tNRRのROMデータ特性図である。実施例１でのモードＲ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。実施例１でのモードＲ時の演算ルーチンにて使用する目標駆動力tTDのROMデータ特性図である。実施例１でのモードＡＲ時の演算ルーチンを示すフローチャートである。駆動システムの他の実施例を示す図である。前輪の他の実施例を示す図である。

符号の説明

２RL，２RR 後輪
３RL，３RR 電気モータ
８ヨーレートセンサ
１１ステアリングホイール
２１操舵角センサ
２２ブレーキペダルセンサ
２３アクセルペダルセンサ
２４加速度センサ
２５シフトレバー
３０統合コントローラ
４１FL，４１FR 転舵回転軸
４２FL，４２FR 前輪
４５FL，４５FR 中空支持部材
４９，５０前輪の回転センサ
５１RL，５１RR リンク
５２RL，５２RR 転舵用モータ
５３RL，５３RR モータ駆動回路

Claims

電気モータにより左右輪にそれぞれ駆動力を発生させる後輪と、
車体の重心位置が前記後輪寄りとされ、前記後輪と比較して車体横方向に小さな力しか発生せず、車体の向きに追従して回転する前輪と、
車両の駆動力目標値を検出する駆動力目標値検出手段と、
車体の滑り角目標値を検出する滑り角目標値検出手段と、
車両のヨーレート目標値を検出するヨーレート目標値検出手段と、
前記滑り角目標値と前記ヨーレート目標値とに基づき前記後輪の転舵を制御する後輪転舵制御手段と、
前記駆動力目標値に基づき前記後輪の左右駆動力和を調整し、少なくとも前記ヨーレート目標値に基づき前記後輪の左右駆動力差を調整するモータ出力調整手段と、を備え、
前記後輪転舵制御手段による前記後輪の転舵制御と、前記モータ出力調整手段による前記後輪の左右駆動力差の調整とにより、前記滑り角目標値に応じた車体の滑り角を発生させるとともに、前記ヨーレート目標値に応じた車両のヨーレートを発生させることを特徴とする電動車両。
請求項１に記載の電動車両において、
前記モータ出力調整手段は、前記滑り角目標値に基づき前記後輪の左右駆動力差を調整し、
前記滑り角目標値の変化に応じて、前記後輪の左右駆動力差を過渡的に発生させることを特徴とする電動車両。
請求項１または請求項２に記載の電動車両において、
前記モータ出力調整手段は、前記ヨーレート目標値が略ゼロであり、かつ前記滑り角目標値が略ゼロでない状況を検出した場合には、前記後輪の転舵量に応じて、前記後輪の転舵による車両ヨーモーメントを打ち消す量だけ前記後輪の左右駆動力差を発生させることを特徴とする電動車両。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動車両において、
前記ヨーレート目標値検出手段は、ステアリングホイールの回転角を検出する手段であり、
前記滑り角目標値検出手段は、前記ステアリングホイールの横方向もしくは上下方向もしくは前後方向の変位量を検出する手段、または前記ステアリングホイールに備えられたスイッチであることを特徴とする電動車両。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電動車両において、
前記後輪転舵制御手段は、少なくとも車両の回転半径が小さいときには、後輪軸の中心位置の車体滑り角および前記回転半径により決まる回転中心と前記後輪とを結んだ直線がタイヤの向きと略垂直となるように、前記後輪の左右転舵量をそれぞれ補正することを特徴とする電動車両。