WO2024038712A1 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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WO2024038712A1
WO2024038712A1 PCT/JP2023/025525 JP2023025525W WO2024038712A1 WO 2024038712 A1 WO2024038712 A1 WO 2024038712A1 JP 2023025525 W JP2023025525 W JP 2023025525W WO 2024038712 A1 WO2024038712 A1 WO 2024038712A1
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sum
difference
equivalent value
drive source
drive system
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PCT/JP2023/025525
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French (fr)
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悠太郎 岡村
博志 藤本
空由 布施
広志 于
直樹 ▲高▼橋
亮太 ▲高▼橋
俊輔 松尾
亮佑 古賀
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
国立大学法人 東京大学
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method that control a drive source mounted on a vehicle.
  • the behavior of the driving force transmission system is different when the vehicle is traveling straight and when the vehicle is turning. Therefore, it is necessary to construct controls for when the vehicle is traveling straight and controls for when the vehicle is turning, and creating controls for the left and right drive systems, respectively, poses a problem in that the control configuration tends to become complicated. Furthermore, since the running state of the vehicle may be a combination of a straight-ahead state and a turning state, there is a problem in that it is difficult to improve controllability.
  • One of the purposes of the present invention was created in light of the above-mentioned problems, and is to provide a vehicle control device and a vehicle control method that can improve controllability with a simple configuration.
  • this purpose is not limited to this purpose, and it is also possible to achieve effects derived from each configuration shown in "Details for Carrying Out the Invention" that will be described later, which cannot be obtained with conventional techniques. It is positioned as a purpose.
  • the disclosed vehicle control device and vehicle control method can be realized as aspects or specific examples disclosed below, and solve at least part of the above problems.
  • the disclosed vehicle control device includes a left drive system including a left axle and a left wheel to which power from a left drive source is transmitted, and a right drive system including a right axle and right wheels to which power from a right drive source is transmitted.
  • the vehicle control device controls outputs of the left drive source and the right drive source, the vehicle control device controlling outputs of the left drive source and the right drive source, the vehicle control device comprising: a left target speed that is a target speed of the left drive system or the left drive source; A first sum equivalent value corresponding to the sum of the right target speed, which is the target speed of the drive source, and a first difference equivalent value corresponding to the difference between the left target speed and the right target speed.
  • a second sum equivalent corresponding to the sum of the left actual speed that is the actual speed of the left drive system or the left drive source and the right actual speed that is the actual speed of the right drive system or the right drive source; a second calculation unit that calculates a second difference equivalent value corresponding to the difference between the left actual speed and the right actual speed, and the left drive system and the right drive system when the vehicle moves straight.
  • the motion state of the left drive source and the right drive source is modeled, and the left drive system and the right drive system are modeled by applying the first sum equivalent value and the second sum equivalent value.
  • a sum mode feedback model in which a feedback sum instruction torque for causing the actual speed of each of the left drive source and the right drive source to follow the respective target speed;
  • the motion state of the right drive system, the left drive source, and the right drive source is modeled, and by applying the first difference equivalent value and the second difference equivalent value, the respective actual speeds are determined.
  • a difference mode feedback model in which a feedback difference instruction torque is derived for causing the feedback sum instruction torque to follow each of the target speeds, and the feedback sum instruction torque and the feedback difference instruction torque are used to calculate the left drive source and the right drive source. and a control unit that controls the torque of the controller.
  • the disclosed vehicle control method includes a left drive system including a left axle and a left wheel to which power from a left drive source is transmitted, and a right drive system including a right axle and right wheels to which power from a right drive source is transmitted.
  • a vehicle control method for controlling outputs of the left drive source and the right drive source in a vehicle comprising: controlling outputs of the left drive source and the right drive source, the left drive system and the right drive system when the vehicle travels straight; A sum mode feedback model that models the motion state of the drive source, a model that models the motion state of the left drive system and the right drive system, and the left drive source and the right drive source when the vehicle turns.
  • a difference mode feedback model is prepared in which the left target speed is the target speed of the left drive system or the left drive source, the right target speed is the target speed of the right drive system or the right drive source, and A first sum equivalent value corresponding to the sum of the left target speed and the right target speed is calculated, and a first difference equivalent value corresponding to the difference between the left target speed and the right target speed is calculated, A second sum equivalent value corresponding to the sum of the left actual speed and the right actual speed that is the actual speed of the right drive system or the right drive source is calculated, and the left actual speed and the right actual speed are calculated.
  • the left drive system and the right drive system or the A feedback sum instruction torque for making the actual speed of each of the left drive source and the right drive source follow their respective target speeds is obtained, and the first sum equivalent value and the second sum equivalent value are used in the difference mode feedback model.
  • a sum model corresponding to when the vehicle is traveling straight and a difference model corresponding to when the vehicle is turning are separated, and a feedback sum instruction is given based on the first sum equivalent value and the second sum equivalent value.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle to which a vehicle control device is applied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of a vehicle drive system.
  • 3 is a speed diagram of the power distribution mechanism of the vehicle having the structure of FIG. 2.
  • FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the flow of a vehicle control method.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the conversion process of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the inverse conversion/control process of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the second conversion step in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structures of a left drive system and a right drive system of a vehicle.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for considering the behavior of a vehicle when it travels straight.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between torque and speed when the vehicle is traveling straight.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between torque and speed when a vehicle turns. It is a block diagram showing the flow of a vehicle control method concerning a first modification. It is a graph for explaining the difference between motor speed and wheel speed. It is a block diagram showing the flow of a vehicle control method concerning a second modification.
  • the types of vehicles for which the disclosed vehicle control device and vehicle control method are used include, for example, engine vehicles (gasoline vehicles, diesel vehicles), electric vehicles, and hybrid vehicles, and include at least one drive source (internal combustion engine or motor).
  • An automobile that runs by driving left and right wheels (left and right drive wheels) using a plurality of drive sources, preferably a plurality of drive sources.
  • one of the plurality of drive sources is called a left drive source
  • one of the other drive sources is called a right drive source.
  • one of the left and right wheels located on the left side of the vehicle is called a left wheel, and the other is called a right wheel.
  • the disclosed vehicle control device and vehicle control method include a left drive system including a left axle and a left wheel to which power is transmitted from a left drive source, and a right drive system including a right axle and right wheels to which power from a right drive source is transmitted. It can be used to control a vehicle equipped with a drive system.
  • each of the left drive source and the right drive source may or may not be set to correspond to the left-right direction determined with the traveling direction of the vehicle as a reference. Further, the left drive system and the right drive system may operate independently of each other, or may be connected to each other via a transmission mechanism or a power distribution mechanism.
  • the disclosed vehicle control device and vehicle control method can be used to control an in-wheel motor vehicle in which the left and right wheels are each driven by an individual motor, and the vehicle control device and the vehicle control method disclosed herein can be used to control an in-wheel motor vehicle in which each of the left and right wheels is driven by an individual motor, and a torque vector that allows the left and right wheels to transmit driving force and torque to each other. It can also be used to control ring cars.
  • a vehicle control device 10 as an example is mounted on a vehicle 1 shown in FIG.
  • the vehicle 1 includes left and right wheels 5 (wheels) arranged side by side in the vehicle width direction, a power distribution mechanism 3 (differential mechanism) that applies a torque difference between the left and right wheels 5, and a pair of wheels connected to the power distribution mechanism 3.
  • a motor 2 is provided.
  • the alphabetical letters L and R added to the numerical codes represent the arrangement position (on the left or right side of the vehicle 1) of the element corresponding to the code.
  • 5L represents one of the left and right wheels 5 (left wheel) located on the left side of the vehicle 1
  • 5R represents the other (right wheel) located on the right side.
  • the positions of the left and right wheels 5 in the longitudinal direction do not matter, and may be the front wheels or the rear wheels of the vehicle 1.
  • the motor 2 (drive source) has the function of driving at least either the front wheels or the rear wheels of the vehicle 1, and can have the function of driving all four wheels.
  • a left motor 2L left drive source
  • a right motor 2R right drive source
  • the left motor 2L and the right motor 2R operate independently of each other and can individually output driving forces of different magnitudes.
  • These motors 2 are connected to a power distribution mechanism 3 via a pair of deceleration mechanisms provided separately from each other.
  • the vehicle 1 includes a power distribution mechanism 3 that amplifies the torque difference between the pair of motors 2 and distributes it to each of the left and right wheels 5.
  • the power distribution mechanism 3 of this embodiment is a differential mechanism with a yaw control function [AYC (Active Yaw Control) function], and has an axle 4 (left axle 4L, left axis) connected to the left wheel 5L and a right wheel 5R. It is interposed between the axle 4 (right axle 4R, right axle) connected to the axle 4 (right axle 4R, right axle).
  • the yaw control function is a function that actively controls the sharing ratio of the driving force (driving torque) between the left and right wheels 5 to adjust the yaw moment and stabilize the attitude of the vehicle 1.
  • a planetary gear mechanism, a differential gear mechanism, etc. are built inside the power distribution mechanism 3.
  • the vehicle drive device including the pair of motors 2 and the power distribution mechanism 3 is also called a DM-AYC (Dual Motor AYC) device.
  • the power distribution mechanism 3 includes a pair of deceleration mechanisms (the gear train surrounded by a broken line in FIG. 2) that reduce the rotational speed of the motor 2, and a transmission mechanism (the gear train surrounded by a dashed line in FIG. 2). (enclosed gear train).
  • the deceleration mechanism is a mechanism that increases the torque by decelerating the torque (driving force) output from the motor 2.
  • the reduction ratio G of the reduction mechanism is appropriately set according to the output characteristics and performance of the motor 2. If the torque performance of the motor 2 is sufficiently high, the reduction mechanism may be omitted.
  • the transmission mechanism is a mechanism that amplifies the difference in torque transmitted to each of the left and right wheels 5.
  • the transmission mechanism of the power distribution mechanism 3 shown in FIG. 2 includes a pair of planetary gear mechanisms. These planetary gear mechanisms have a structure in which planetary gears provided on each carrier and their rotation axes are connected to each other. Each carrier supports the planetary gear so as to be rotatable on its axis, and also supports the planetary gear so as to revolve around the sun gear. Furthermore, driving forces transmitted from the left and right motors 2 are input to the ring gear and sun gear of one of the planetary gear mechanisms. The driving force transmitted to the left and right wheels 5 is taken out from the sun gear and carrier of the other planetary gear mechanism. Note that the structure of the power distribution mechanism 3 shown in FIG. 2 is only an example for realizing the yaw control function, and other known structures can also be used.
  • JM in FIG. 2 represents motor inertia (moment of inertia of motor 2), and Jw represents wheel inertia (moment of inertia of left and right wheels 5).
  • TLM is the left motor input torque (left command torque)
  • TLM is the left motor input torque after deceleration by the deceleration mechanism
  • ⁇ LM is the left motor angular velocity
  • ⁇ Lm is the deceleration by the deceleration mechanism.
  • T Lin is the left drive side torque
  • T Lds is the left axle torque
  • T LL is the left wheel load side torque
  • ⁇ Lds is the left drive side angular velocity
  • ⁇ LL is the left wheel angular velocity (target speed of left wheel 5L).
  • T RM is the right motor input torque (right command torque)
  • T Rm is the right motor input torque after deceleration by the reduction mechanism
  • ⁇ RM is the right motor angular velocity
  • ⁇ Rm is the value due to the reduction mechanism.
  • T Rin right drive side torque
  • T Rds right axle torque
  • T RL right wheel load side torque
  • ⁇ Rds right drive side angular velocity
  • ⁇ RL right wheel angular velocity (right wheel 5R). target speed).
  • FIG. 3 is a speed diagram of the power distribution mechanism 3.
  • b 1 and b 2 shown in FIGS. 2 and 3 represent torque difference amplification factors (deceleration rate, differential reduction ratio) determined according to the structure of the gear built into the power distribution mechanism 3.
  • the torque difference amplification factor related to power transmission from the left motor 2L to the right wheel 5R is b 1
  • the torque difference amplification factor related to power transmission from the left motor 2L to the left wheel 5L is b 1 +1.
  • the torque difference amplification factor related to power transmission from the right motor 2R to the left wheel 5L is b 2
  • the torque difference amplification factor related to power transmission from the right motor 2R to the right wheel 5R is b 2 +1.
  • each of the pair of motors 2 is electrically connected to a battery 7 via an inverter 6 (6L, 6R).
  • the inverter 6 is a converter (DC-AC inverter) that mutually converts the power (DC power) of the DC circuit on the battery 7 side and the power (AC power) of the AC circuit on the motor 2 side.
  • the battery 7 is, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride secondary battery, and is a secondary battery that can supply a high voltage direct current of several hundred volts.
  • DC power is converted into AC power by the inverter 6 and supplied to the motor 2 .
  • the motor 2 When the motor 2 generates power, the generated power is converted into DC power by the inverter 6 and charged into the battery 7.
  • the operating state of the inverter 6 is controlled by the vehicle control device 10.
  • the vehicle control device 10 is one of the electronic control units (ECU, Electronic Control Unit) installed in the vehicle 1.
  • the vehicle control device 10 includes a left drive system including a left axle 4L and a left wheel 5L to which power is transmitted from a left motor 2L (left drive source), and a right axle to which power is transmitted from a right motor 2R (right drive source).
  • the vehicle 1 equipped with a right drive system including a right wheel 4R and a right wheel 5R the vehicle 1 has a function of controlling the output of each of the left motor 2L and the right motor 2R.
  • the vehicle control device 10 has a built-in processor (central processing unit), memory (main memory), storage device, interface device, etc. (not shown), and these are connected to each other so as to be communicable via an internal bus.
  • the contents of the judgments and controls performed by the vehicle control device 10 are recorded and saved in memory as firmware or application programs, and when the program is executed, the contents of the program are developed in the memory space and executed by the processor.
  • An accelerator opening sensor 14, a brake sensor 15, a steering angle sensor 16, a resolver 17, and a wheel speed sensor 18 are connected to the vehicle control device 10.
  • the accelerator opening sensor 14 is a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) and the speed at which the accelerator pedal is depressed.
  • the brake sensor 15 is a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal (brake pedal stroke) and the speed of depression thereof.
  • the steering angle sensor 16 is a sensor that detects the steering angle of the left and right wheels 5 (actual steering angle or steering angle).
  • the resolver 17 (17L, 17R) is a sensor that detects the speed of the motor 2, and is provided individually for each of the pair of motors 2.
  • the resolver 17 outputs information on the rotation angle of the motor 2 as a two-phase AC voltage.
  • the speed of the motor 2 can be determined from the changes in these AC voltages over time.
  • the wheel speed sensors 18 (18L, 18R) are sensors that detect the speed of the axle 4.
  • the vehicle control device 10 controls the output of the pair of motors 2 (2L, 2R) by controlling the operating state of the inverter 6 (6L, 6R) based on each piece of information detected by the various sensors 14 to 18 described above. Control.
  • other sensors Hall sensor, encoder, etc.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing the flow of control performed by the vehicle control device 10 (output control regarding the motor 2 to which the vehicle control method as an example is applied).
  • a sum model and a difference model are stored in advance in the storage device of the vehicle control device 10. That is, in this vehicle control method, first, a sum model and a difference model are prepared.
  • the sum model is a model that models the motion states of the left drive system and right drive system, as well as the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 is traveling straight.
  • the model is a model of the movement state of the left drive system and the right drive system, as well as the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 turns.
  • the sum model includes a sum mode FF (feedforward) model and a sum mode FB (feedback) model.
  • the vehicle control device 10 of this embodiment uses the sum mode FF model and the sum mode FB model (by executing both step A3 and step A9 in FIG. 4), so that the left drive system when the vehicle 1 is traveling straight is and accurately grasp the movement status of the right drive system. Note that it is also possible to omit the control based on the sum mode FF model (step A3) and to perform only the control based on the sum mode FB model (step A9).
  • the difference model includes a difference mode FF model and a difference mode FB model.
  • the vehicle control device 10 of this embodiment uses the difference mode FF model and the difference mode FB model (by executing both step A4 and step A10 in FIG. 4) to control the left drive system when the vehicle 1 turns. and accurately grasp the movement status of the right drive system. Note that it is also possible to omit the control based on the difference mode FF model (step A4) and perform only the control based on the difference mode FB model (step A10).
  • the sum mode FF model is a model for grasping the FF sum instruction torque (feedforward sum instruction torque) by applying the first sum equivalent value.
  • Control for determining the FF sum instruction torque based on the sum mode FF model is called FF wheel speed control (sum).
  • FF wheel speed control (sum) is feedforward control (open loop control).
  • the sum mode FB model is a model for grasping the FB sum instruction torque (feedback sum instruction torque) by applying the first sum equivalent value and the second sum equivalent value.
  • Control for determining the FB sum instruction torque based on the sum mode FB model is called FB wheel speed control (sum).
  • FB wheel speed control (sum) is feedback control (closed loop control).
  • the first sum equivalent value is the left target speed representing the target speed of the left drive system or left motor 2L among the parameters (representing the behavior of the left drive system) including the input parameters or output parameters of the left drive system, and the left target speed representing the target speed of the left drive system or the left motor 2L, It is a general term for the value corresponding to the sum of the parameters including the input parameters or output parameters of the system (representing the behavior of the right drive system) and the right target speed representing the target speed of the right drive system or the right motor 2R.
  • the first sum equivalent value includes not only a simple sum but also a value obtained by multiplying the sum by a predetermined coefficient, a value half the sum (arithmetic mean value), and the like.
  • the second sum equivalent value is a general term for a value equivalent to the sum of the actual speed of the left drive system or left motor 2L and the actual speed of the right drive system or right motor 2R. Similar to the first sum equivalent value, the second sum equivalent value includes not only a simple sum but also a value obtained by multiplying the sum by a predetermined coefficient, a value half the sum (arithmetic mean value), and the like.
  • the FF sum instruction torque derived from the sum mode FF model means that the actual speed of each of the left drive system and right drive system (or left motor 2L and right motor 2R) follows their respective target speeds when the vehicle 1 is traveling straight. means the torque equivalent to the sum of the torques required to
  • the FB sum instruction torque derived from the sum mode FB model means the torque as a feedback control amount necessary to bring the difference (deviation) between the first sum equivalent value and the second sum equivalent value close to 0. do.
  • the difference mode FF model is a model for grasping the FF difference instruction torque (feedforward difference instruction torque) by applying the first difference equivalent value.
  • Control for determining the FF difference instruction torque based on the difference mode FF model is called FF wheel speed control (difference).
  • FF wheel speed control (difference) is feedforward control (open loop control).
  • the difference mode FB model is a model for grasping the FB difference instruction torque (feedback difference instruction torque) by applying the first difference equivalent value and the second difference equivalent value.
  • Control for determining the FB difference instruction torque based on the difference mode FB model is called FB wheel speed control (difference).
  • FB wheel speed control (difference) is feedback control (closed loop control).
  • the first difference equivalent value is the left target speed that represents the target speed of the left drive system or left motor 2L among the parameters (representing the behavior of the left drive system) including the input parameters or output parameters of the left drive system, and the right drive system.
  • This is a general term for values corresponding to the difference between the right target speed representing the target speed of the right drive system or the right motor 2R among parameters including the input parameters or output parameters (representing the behavior of the right drive system).
  • the first difference equivalent value includes not only a simple difference but also a value obtained by multiplying the difference by a predetermined coefficient, a value half the difference, and the like.
  • the second difference equivalent value is a general term for the value equivalent to the difference between the actual speed of the left drive system or left motor 2L and the actual speed of the right drive system or right motor 2R. Similar to the first difference equivalent value, the second difference equivalent value includes not only a simple difference but also a value obtained by multiplying the difference by a predetermined coefficient, a value half the difference, and the like.
  • the FF difference instruction torque derived from the difference mode FF model means that the actual speed of each of the left drive system and right drive system (or left motor 2L and right motor 2R) follows their respective target speeds when the vehicle 1 turns. means the torque equivalent to the difference in torque required to
  • the FB difference instruction torque derived from the difference mode FB model means the torque as a feedback control amount necessary to bring the difference (deviation) between the first difference equivalent value and the second difference equivalent value close to 0. do.
  • Steps A1 and A2 in FIG. 4 correspond to a step (conversion step) of calculating a first sum equivalent value and a first difference equivalent value based on the left target speed and right target speed.
  • the values of the left target speed and right target speed are calculated using known pre-stage control.
  • the pre-stage control for example, based on the information detected by the various sensors 14 to 18, the left target speed is set according to the driving condition of the vehicle 1 and the driver's intention (intention to accelerate, decelerate, turn, etc.). and the right target speed is calculated.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of steps A1 and A2 (conversion step) in FIG. 4.
  • “Left wheel target angular speed ⁇ LL (or left motor angular speed ⁇ LM )” in FIG. 5 is a specific example of the left target speed
  • “right wheel target angular speed ⁇ RL (or right motor angular speed ⁇ RM )” is the right target This is a specific example of speed.
  • step A1 half of the sum of the target speeds of the left and right wheels 5 is calculated and output as the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL (or sum mode motor angular velocity ⁇ SM ).
  • the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL (or sum mode motor angular velocity ⁇ SM ) output here corresponds to the first sum equivalent value transmitted to steps A3 and A9 in FIG. 4 .
  • step A2 half of the difference between the target speeds of the left and right wheels 5 is calculated and output as a difference mode wheel angular velocity ⁇ DL (or a difference mode motor angular velocity ⁇ DM ).
  • the difference mode wheel angular velocity ⁇ DL (or difference mode motor angular velocity ⁇ DM ) output here corresponds to the first difference equivalent value transmitted to steps A4 and A10 in FIG. 4.
  • Step A3 in FIG. 4 corresponds to a step [FF wheel speed control (sum)] in which the first sum equivalent value is applied to the sum mode FF model to obtain the FF sum instruction torque.
  • step A4 corresponds to a step [FF wheel speed control (difference)] in which the first difference equivalent value is applied to the difference mode FF model to obtain the FF difference instruction torque.
  • step A9 the first sum equivalent value and the second sum equivalent value are applied to the sum mode FB model, and the FB sum instruction is applied to make the deviation between the first sum equivalent value and the second sum equivalent value 0. This corresponds to the process in which torque is obtained [FB wheel speed control (sum)].
  • step A10 the first difference equivalent value and the second difference equivalent value are applied to the difference mode FB model, and the FB difference instruction torque is applied to make the deviation between the first difference equivalent value and the second difference equivalent value 0.
  • step [FB wheel speed control (difference)] in which is obtained.
  • Steps A5 and A6 calculate a left command torque and a right command torque using the sum command torque and the difference command torque, and calculate the torques of the left motor 2L and right motor 2R based on these left command torque and right command torque.
  • the control process inverse conversion/control process
  • FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of steps A5 and A6 (inverse conversion/control process) in FIG. 4.
  • the "sum mode drive side torque T Sin " in FIG. 6 is a specific example of the sum instruction torque
  • the "difference mode drive side torque T Din " is a specific example of the difference instruction torque.
  • step A5 half of the value obtained by subtracting the difference mode drive side torque T Din from the sum mode drive side torque T Sin is calculated and output as the left motor input torque T LM .
  • the left motor input torque TLM outputted here corresponds to the left command torque in FIG.
  • step A6 half of the sum of the sum mode drive side torque T Sin and the difference mode drive side torque T Din is calculated and output as the right motor input torque T RM .
  • the right motor input torque T RM output here corresponds to the right command torque in FIG. 4 .
  • Steps A7 and A8 in FIG. 4 are based on the left actual speed, which is the actual speed of the left drive system (or left motor 2L), and the right actual speed, which is the actual speed of the right drive system (or right motor 2R). This corresponds to a step of calculating a second sum equivalent value and a second difference equivalent value (second conversion step).
  • the values of the left actual speed and the right actual speed are detected, for example, by left and right wheel speed sensors 18L and 18R.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a specific example of steps A7 and A8 (second conversion step) in FIG. 4. In step A7, half of the sum of the left actual speed and the right actual speed is calculated and output as a second sum equivalent value. Further, in step A8, half of the value obtained by subtracting the left actual speed from the right actual speed is calculated and output as a second difference equivalent value.
  • a first calculation section 21, a second calculation section 22, a storage section 23, and a control section 24 are provided inside the vehicle control device 10. These elements are shown by classifying the functions of the vehicle control device 10 for convenience. These elements may be written as independent programs for realizing the functions of each element. Alternatively, a plurality of elements may be combined and written as one composite program.
  • the first calculation unit 21 calculates a first sum equivalent value and a first difference equivalent value.
  • the first sum equivalent value and the first difference equivalent value are calculated based on the left target speed and the corresponding right target speed.
  • the left target speed includes various targets related to driving the left wheel 5L, such as left motor angular velocity ⁇ LM , left motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Lm , left drive side angular velocity ⁇ Lds , left wheel angular velocity ⁇ LL (left wheel target speed), etc. Includes speed.
  • the right target speed includes the right wheel 5R, such as right motor angular velocity ⁇ RM , right motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Rm , right drive side angular velocity ⁇ Rds , right wheel angular velocity ⁇ RL (right wheel target speed), etc. It includes various target speeds related to the drive of.
  • the first sum equivalent value includes, for example, the sum mode motor angular velocity ⁇ SM , the sum mode motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Sm , the sum mode driving side angular velocity ⁇ Sds , the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL, and the like.
  • the first difference equivalent value includes, for example, the difference mode motor angular velocity ⁇ DM , the difference mode motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Dm , the difference mode driving side angular velocity ⁇ Dds , the difference mode wheel angular velocity ⁇ DL , and the like.
  • Each of the sum mode motor angular velocity ⁇ SM and the difference mode motor angular velocity ⁇ DM is calculated based on the left motor angular velocity ⁇ LM and the right motor angular velocity ⁇ RM .
  • each of the sum mode motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Sm and the difference mode motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Dm is calculated based on the left motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Lm and the right motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Rm .
  • the second calculation unit 22 calculates a second sum equivalent value and a second difference equivalent value.
  • the second sum equivalent value and the second difference equivalent value are calculated based on the left actual speed, which is the actual speed of the left drive system or left motor 2L, and the right actual speed, which is the actual speed of the right drive system or right motor 2R.
  • the left actual speed includes various actual values related to driving the left wheel 5L, such as left motor angular velocity ⁇ LM , left motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Lm , left drive side angular velocity ⁇ Lds , left wheel angular velocity ⁇ LL (left wheel actual speed), etc. Includes speed.
  • the right target speed includes the right wheel 5R, such as right motor angular velocity ⁇ RM , right motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Rm , right drive side angular velocity ⁇ Rds , right wheel angular velocity ⁇ RL (right wheel actual speed), etc.
  • right wheel 5R such as right motor angular velocity ⁇ RM , right motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Rm , right drive side angular velocity ⁇ Rds , right wheel angular velocity ⁇ RL (right wheel actual speed), etc.
  • right wheel 5R such as right motor angular velocity ⁇ RM , right motor angular velocity (after deceleration) ⁇ Rm , right drive side angular velocity ⁇ Rds , right wheel angular velocity ⁇ RL (right wheel actual speed), etc.
  • the storage unit 23 stores a sum model (sum model) formed by modeling the motion states of the left drive system and the right drive system, as well as the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 is traveling straight.
  • mode FF model, sum mode FB model the left drive system, right drive system, and the movement state of the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 turns.
  • It stores difference models (difference mode FF model, difference mode FB model).
  • difference mode FF model difference mode FB model
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the structures of the left drive system and right drive system of the vehicle 1.
  • Each of the left axle 4L and the right axle 4R can be similar to a structure in which a spring (axle stiffness K s ) and a damper (axle viscosity D s ) are connected in parallel.
  • J LM is the inertia of the power distribution mechanism 3 side (drive side) with respect to the left axle 4L
  • J Lw is the inertia of the left wheel 5L side (load side) with respect to the left axle 4L
  • J RM is the power distribution mechanism with respect to the right axle 4R.
  • FIG. 8 shows the differential value of the left drive side angular velocity ⁇ Lds (left drive side angular acceleration), the differential value of the left wheel angular velocity ⁇ LL (left wheel angular acceleration), and the differential value of the right drive side angular velocity ⁇ Rds (right drive side angular acceleration).
  • the differential value of the right wheel angular velocity ⁇ RL (right wheel angular acceleration) is also shown.
  • both the sum model and the difference model are two-inertia models, but each may be configured as a multi-inertia model including three or more moments of inertia and spring dampers.
  • the sum model is based on the drive side inertia JSM , a spring damper designed with stiffness Ks and viscosity Ds , and load side inertia (sum mode wheel nominal inertia) JSL. configured.
  • the load-side inertia JSL is calculated based on the vehicle weight M (in terms of wheels). Note that friction may also be taken into account when calculating the drive side inertia JSM and the load side inertia JSL .
  • the equation of motion related to the sum model is shown below.
  • the difference model consists of a drive-side inertia JDM , which is the equivalent inertia when left-right difference occurs (when turning), a spring damper designed with stiffness Ks and viscosity Ds , and a load. It consists of side inertia (differential mode wheel nominal inertia) JDL .
  • the load-side inertia JDL is calculated based on the yaw inertia (wheel equivalent) of the vehicle 1. Note that friction may also be taken into consideration when calculating the drive side inertia JDM and the load side inertia JDL .
  • the equation of motion related to the difference model is shown below.
  • the actual speed of the left drive system and right drive system (or left motor 2L and right motor 2R) when the vehicle 1 is traveling straight can be made to follow the target speed.
  • An FF sum instruction torque corresponding to the sum of required torques is obtained.
  • the FB sum instruction torque is obtained.
  • the sum mode drive side torque T Sin is acquired as the FF sum instruction torque.
  • the FB sum instruction torque is obtained. The sum of the FF sum instruction torque and the FB sum instruction torque becomes the final sum instruction torque.
  • the difference model by applying the first difference equivalent value to the above difference model, the actual speeds of the left drive system and right drive system (or left motor 2L and right motor 2R) when the vehicle 1 turns An FF difference instruction torque corresponding to the difference in torque required to make the FF follow the target speed is obtained. Further, by applying the first difference equivalent value and the second difference equivalent value to the above difference model, the FB difference instruction torque is obtained. For example, as a result of applying the difference mode wheel angular velocity ⁇ DL to the difference mode FF model, the difference mode drive side torque T Din is acquired as the FF difference instruction torque.
  • the FB difference instruction torque is obtained.
  • the sum of the FF difference instruction torque and the FB difference instruction torque becomes the final difference instruction torque.
  • the control unit 24 inputs the first sum equivalent value and the second sum equivalent value calculated by the first calculation unit 21 and the second calculation unit 22 to each of the above two sum models and two difference models stored in the storage unit 23. By applying the sum equivalent value, the first difference equivalent value, and the second difference equivalent value as appropriate, the sum specified torque and the difference specified torque are obtained, and the left motor 2L and the right motor are controlled using the sum specified torque and the difference specified torque. This controls the output of 2R.
  • the control unit 24 controls the inverter so that the sum instruction torque and the difference instruction torque can be obtained by driving the pair of motors 2 (that is, the sum instruction torque and the difference instruction torque can be made compatible). Controls the operating state of 6. Thereby, the movement states of the left drive system and the right drive system can be easily controlled to desired states and with high precision.
  • the sum mode drive side A case will be described in which the torque T Sin and the differential mode driving side torque T Din are acquired.
  • the control unit 24 calculates the torque that each of the pair of motors 2 should output based on the sum mode drive side torque T Sin and the difference mode drive side torque T Din , and controls the pair of inverters 6 so that the torque is obtained.
  • Calculation of the torque of each motor 2 based on the sum mode drive side torque T Sin and the difference mode drive side torque T Din can be realized by performing an operation opposite to the operation of the first sum equivalent value and the first difference equivalent value.
  • the torques of each motor 2 to be calculated be “left motor input torque TLM , right motor input torque TRM ", and the torque when these torques are transmitted to the axle 4 is "left drive side torque T Lin”.
  • right drive side torque T Rin right drive side torque T Rin .
  • the sum of the left drive side torque T Lin and the right drive side torque T Rin matches the sum mode drive side torque T Sin , and the difference between the left drive side torque T Lin and the right drive side torque T Rin is The respective values of the left drive side torque T Lin and the right drive side torque T Rin that match the difference mode drive side torque T Din are calculated. Subsequently, a left motor input torque T LM and a right motor input torque T RM corresponding to the left drive side torque T Lin and right drive side torque T Rin are calculated.
  • each inverter 6 is driven so that the calculated left motor input torque T LM and right motor input torque T RM are obtained.
  • the actual speeds of the motor 2 and the left and right wheels 5 can accurately follow the target speeds, and the controllability of the wheel speeds is improved.
  • the wheel speed is more likely to match the target speed even when a disturbance is input, the wheel speed is less likely to change suddenly even when the frictional resistance of the running road surface or the driving force changes, and slips are less likely to occur. suppressed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for deriving the load-side inertia when the vehicle 1 travels straight.
  • the vehicle body speed when the vehicle 1 is traveling straight is V x
  • the wheel speed (forward speed of the left and right wheels 5 ) is V SL
  • the vehicle weight is M
  • the wheel angular speed (sum mode wheel speed) is ⁇ SL
  • the wheel speed (forward speed of the left and right wheels 5 ) is ⁇ SL .
  • the driving force be F Sx and the wheel dynamic radius be r.
  • ⁇ Sn is the sum mode wheel nominal slip rate (wheel nominal slip rate in the sum model).
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between torque and speed in the sum model.
  • the relationship among the sum mode wheel load side torque T SL , the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL , the sum mode axle torque T Sds , the sum mode drive side torque T Sin , and the sum mode drive side angular velocity ⁇ Sds is shown.
  • JM is motor inertia
  • DM is motor viscosity
  • JL is inertia on the power distribution mechanism 3 side (drive side) with respect to the axle 4
  • DL is load side viscosity.
  • the sum mode drive side angular velocity ⁇ Sds is calculated by subtracting the sum mode axle torque T Sds from the sum mode drive side torque T Sin , and then calculates the sum mode drive side angular velocity ⁇ Sds by subtracting the sum mode axle torque T Sds from the sum mode drive side torque T Sin. ” is calculated by multiplying by The sum mode axle torque T Sds is calculated by multiplying the value obtained by subtracting the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL from the sum mode driving side angular velocity ⁇ Sds by “(K s /s)+D s ”. Further, the sum mode wheel angular velocity ⁇ SL is calculated by multiplying the value obtained by subtracting the sum mode wheel load side torque T SL from the sum mode axle torque T Sds by “1/(J L ⁇ s+D L )”.
  • ⁇ f is the steering angle
  • ay is the lateral acceleration
  • I is the yaw inertia of vehicle 1
  • C f is the front wheel cornering power
  • C r is the rear wheel cornering power
  • l f is the distance between the center of gravity and the front axle
  • l r is the distance between the center of gravity and the rear axle
  • ⁇ is the vehicle body slip angle
  • F Dx is the left and right driving force difference
  • ⁇ D is the slip ratio in the difference model.
  • the difference mode load side transfer function is as follows. (a relational expression including a transfer function representing the input/output characteristics of the two-inertia system related to the difference model) is obtained.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the relationship between torque and speed in the difference model.
  • the relationship among the differential mode wheel load side torque T DL , the differential mode wheel angular velocity ⁇ DL , the differential mode axle torque T Dds , the differential mode drive side torque T Din , and the differential mode drive side angular velocity ⁇ Dds is shown.
  • the difference mode drive side angular velocity ⁇ Dds is calculated by subtracting the difference mode axle torque T Dds from the difference mode drive side torque T Din , plus “1/(1+b 1 +b 2 )”, “G ⁇ 1 ”, and “1/(J It is calculated by multiplying " M ⁇ s+D M )" by "G ⁇ 1 " and "1/(1+b 1 +b 2 )".
  • the differential mode axle torque T Dds is calculated by multiplying the value obtained by subtracting the differential mode wheel angular velocity ⁇ DL from the differential mode driving side angular velocity ⁇ Dds by “(K s /s)+D s ”.
  • the difference mode wheel angular velocity ⁇ DL is calculated by multiplying the value obtained by subtracting the difference mode wheel load side torque T DL from the difference mode axle torque T Dds by “1/(J L ⁇ s+D L )”.
  • the power distribution mechanism 3 may be expressed mathematically as follows using vector expression.
  • the equation of motion (sum/difference) on the drive side is formulated for each of the left and right sides, resulting in the following.
  • Z11 is the reduction ratio applied from the left drive source (left motor 2L) to the left axle (left axle 4L)
  • Z22 is the reduction ratio applied from the right drive source (right motor 2R) to the right axis (right axle 4R).
  • Z c are the reduction ratios applied from the left and right drive sources to the respective opposite shafts.
  • the target wheel speeds in the sum model (sum mode FB model) and the difference model (difference mode FB model) are set as ⁇ SL-ref , ⁇ DL-ref , and the target drive side angular velocities are set as ⁇ Sds-ref , ⁇ Dds- ref
  • the relationship between the target wheel speed and the target driving side speed can be expressed as follows. Using such a formula, FB wheel speed control (sum) and FB wheel speed control (difference) may be implemented.
  • the vehicle control device 10 described above includes a first calculation section 21, a second calculation section 22, a sum mode FB model, a difference mode FB model, and a control section 24.
  • the first calculation unit 21 calculates a first sum equivalent value corresponding to the sum of the left target speed, which is the target speed of the left drive system or left motor 2L, and the right target speed, which is the target speed of the right drive system or right motor 2R.
  • a first difference equivalent value corresponding to the difference between the left target speed and the right target speed is calculated.
  • the second calculation unit 22 also calculates a second sum equivalent that corresponds to the sum of the left actual speed, which is the actual speed of the left drive system or left motor 2L, and the right actual speed, which is the actual speed of the right drive system or right motor 2R. At the same time, a second difference equivalent value corresponding to the difference between the left actual speed and the right actual speed is calculated.
  • the sum mode FB model models the movement states of the left drive system and right drive system, as well as the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 is traveling straight. Furthermore, the difference mode FB model models the motion states of the left drive system and right drive system, as well as the left drive source (left motor 2L) and right drive source (right motor 2R) when the vehicle 1 turns. be.
  • the sum mode FB model and the difference mode FB model are stored in the storage unit 23, for example.
  • the FB sum command torque for making the actual speed of the drive system and motor 2 follow the target speed is derived
  • the difference mode FB model By applying the first difference equivalent value and the second difference equivalent value to , an FB difference instruction torque for making the actual speed of the drive system or motor 2 follow the target speed is derived.
  • the control unit 24 then controls the torques of the left motor 2L and the right motor 2R using the FB sum instruction torque and the FB difference instruction torque.
  • the sum model corresponding to when the vehicle 1 is traveling straight and the difference model corresponding to when turning are separated, and each model has a first sum equivalent value, a second sum equivalent value, a first difference equivalent value, and a second difference equivalent value.
  • both the sum mode FB model and the difference mode FB model can be constructed as a two-inertial frame model.
  • the above sum mode FB model uses the drive-side inertia calculated based on the inertia of the left motor 2L and right motor 2R, and the spring damper designed based on the rigidity and viscosity. and the load-side inertia calculated based on the vehicle weight of the vehicle 1. Further, the input/output characteristics of this two-inertia system can be expressed by a transfer function shown in, for example, [Equation 5], [Equation 16], or [Equation 17]. As a result, the behavior of the drive system when traveling straight in consideration of viscoelasticity can be accurately grasped, and the controllability of the vehicle 1 can be improved.
  • the above difference mode FB model is designed using the drive-side inertia, which is the equivalent inertia when a left-right difference occurs, calculated based on the torque difference amplification factor, as well as rigidity and viscosity, as shown in Figure 9 (B). It can be expressed as a two-inertia system composed of a spring damper that is calculated based on the yaw inertia of the vehicle 1, and a load-side inertia that is calculated based on the yaw inertia of the vehicle 1. Further, the input/output characteristics of this two-inertial system can be expressed by a transfer function shown in, for example, [Equation 8], [Equation 16], or [Equation 17]. As a result, the behavior of the drive system during turning in consideration of viscoelasticity can be accurately grasped, and the controllability of the vehicle 1 can be improved.
  • the vehicle 1 is equipped with a vehicle drive device (DM-AYC device) including a pair of motors 2 and a power distribution mechanism 3, but the concept of the sum model and the difference model can be applied to any vehicle. It is applicable, for example, to a vehicle that does not have the power distribution mechanism 3 or an in-wheel motor vehicle.
  • a left drive system including a left axle and a left wheel to which power is transmitted from a left drive source
  • a right drive system including a right axle and right wheels to which power is transmitted from a right drive source.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the flow of the vehicle control method according to the first modification.
  • the actual speed of the left motor 2L left motor actual speed
  • the actual speed of the right motor 2R are calculated.
  • right motor actual speed is referenced. That is, in the example shown in FIG. 4, the actual speeds of the left and right wheels 5 detected by the wheel speed sensors 18L and 18R are referred to, whereas in the first modified example shown in FIG. The actual speed of motor 2 is referenced.
  • the actual speed of the motor 2 is converted into a wheel speed (actual speed of the left and right wheels 5) in step A11 based on the various gear ratios G, b 1 , b 2 related to the power distribution mechanism 3, and the converted value is converted into a wheel speed (actual speed of the left and right wheels 5). It will be introduced into A7 and A8. In this way, by performing control based on the actual speed of the motor 2, the responsiveness of the actual speed to the target speed of the motor 2 can be improved, and the actual speed of the drive system and motor 2 can be adjusted to the target speed with higher accuracy. It can be followed.
  • FIG. 14 is a graph for explaining the deviation between the motor speed and the wheel speed
  • FIG. 15 is a block diagram showing the flow of the vehicle control method according to the second modification.
  • the behavior of the motor speed and the behavior of the wheel speeds may diverge. In this case, for example, in steps A9 and A10 in FIG. , there is a risk that highly accurate feedback may not be obtained.
  • step A12 shown in FIG. 15 is added, and the target speed of the left and right wheels 5 is calculated using the sum model and difference model that take into account viscoelasticity as shown in FIGS. 9(A) and 9(B).
  • the first sum equivalent value and the first difference equivalent value may be converted into the first sum equivalent value and the first difference equivalent value of the target speed of the motor 2.
  • the “first sum equivalent value and first difference equivalent value of the target speed of the motor 2 (or drive system)" are referred to as "the third sum equivalent value and the third difference equivalent value”.
  • Step A12 corresponds to a step (target motor speed calculation step) of converting the first sum equivalent value and the first difference equivalent value into a third sum equivalent value and a third difference equivalent value.
  • the first calculation unit 21 calculates the first sum equivalent value by calculating the target speed of the left drive source (or left drive system) and the right drive At the same time, convert the first difference equivalent value into the target speed of the left drive source (or left drive system) and the target speed of the right drive source (or This is converted into a third difference equivalent value corresponding to the difference from the target speed of the right drive system).
  • step A12 the first sum equivalent value obtained in step A1 is converted into a third sum equivalent value
  • the first difference equivalent value obtained in step A2 is converted into a third difference equivalent value.
  • the sum mode drive side angular velocity ⁇ Sds as the third sum equivalent value is calculated.
  • the difference mode drive side angular velocity ⁇ Dds as the third difference equivalent value is calculated.
  • step A12 The third sum equivalent value calculated in step A12 is transmitted to step A9.
  • step A9 the FB sum instruction torque for making the deviation between the third sum equivalent value and the second sum equivalent value zero is acquired.
  • step A10 the FB difference instruction torque for making the deviation between the third difference equivalent value and the second difference equivalent value zero is acquired.
  • step A12 target motor speed calculation step
  • step A10 FB wheel speed control (difference)
  • the speeds related to motor 2 can be A feedback control amount can be calculated by comparison, and highly responsive and highly accurate feedback control can be realized. Therefore, it is possible to obtain the command torque that achieves the target speed with a simple configuration, and it is possible to improve controllability.
  • a vehicle comprising a left drive system including a left axle and a left wheel to which power is transmitted from a left drive source, and a right drive system including a right axle and right wheels to which power is transmitted from a right drive source
  • the left drive A vehicle control method for controlling a power source and an output of the right drive source, the method comprising: A sum mode feedback model that models the motion states of the left drive system and the right drive system, as well as the left drive source and the right drive source when the vehicle is traveling straight; and A left drive system, the right drive system, and a difference mode feedback model that models the motion states of the left drive source and the right drive source are prepared, Calculating a first sum equivalent value corresponding to the sum of a left target speed that is a target speed of the left drive system or the left drive source and a right target speed that is the target speed of the right drive system or the right drive source; , calculate a first difference
  • a vehicle control method characterized in that the torques of the left drive source and the right drive source are controlled using the feedback sum instruction torque and the feedback difference instruction torque.
  • the present invention can be used in the manufacturing industry of vehicle control devices, and can also be used in the manufacturing industry of vehicles equipped with vehicle control devices.
  • Vehicle 2 Motor (drive source) 3 Power distribution mechanism 4 Axle 5 Left and right wheels 6 Inverter 7 Battery 10 Vehicle control device 14 Accelerator opening sensor 15 Brake sensor 16 Rudder angle sensor 17 Resolver 18 Wheel speed sensor 21 First calculation section 22 Second calculation section 23 Storage section 24 Control Department

Landscapes

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Abstract

開示の車両制御装置（１０）は、車両の左駆動源（２Ｌ）及び右駆動源（２Ｒ）の出力を制御するものであり、第一算出部（２１）と、第二算出部（２２）と、和モードフィードバックモデルと、差モードフィードバックモデルと、制御部（２４）とを備える。第一算出部（２１）は、左目標速度及び右目標速度の和に相当する第一和相当値と差に相当する第一差相当値とを算出する。第二算出部（２２）は、左実速度及び右実速度の和に相当する第二和相当値と差に相当する第二差相当値とを算出する。制御部（２４）は、フィードバック和指示トルクとフィードバック差指示トルクとを用いて、左駆動源及び右駆動源のトルクを制御する。

Description

車両制御装置及び車両制御方法
　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ＪＭはモータイナーシャ（モータ２の慣性モーメント），Ｊｗ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、ＴＬＭは左モータ入力トルク（左指示トルク），ＴＬｍは減速機構による減速後の左モータ入力トルク，ωＬＭは左モータ角速度，ωＬｍは減速機構による減速後の左モータ角速度，ＴＬｉｎは左駆動側トルク，ＴＬｄｓは左車軸トルク，ＴＬＬは左輪負荷側トルク，ωＬｄｓは左駆動側角速度，ωＬＬ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、ＴＲＭは右モータ入力トルク（右指示トルク），ＴＲｍは減速機構による減速後の右モータ入力トルク，ωＲＭは右モータ角速度，ωＲｍは減速機構による減速後の右モータ角速度，ＴＲｉｎは右駆動側トルク，ＴＲｄｓは右車軸トルク，ＴＲＬは右輪負荷側トルク，ωＲｄｓは右駆動側角速度，ωＲＬ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ｂ１，ｂ２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ｂ１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ｂ１＋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ｂ２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ｂ２＋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ωＬＬ（または、左モータ角速度ωＬＭ）」は左目標速度の具体例であり、「右輪目標角速度ωＲＬ（または、右モータ角速度ωＲＭ）」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ωＳＬ（または、和モードモータ角速度ωＳＭ）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ωＳＬ（または、和モードモータ角速度ωＳＭ）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ωＤＬ（または、差モードモータ角速度ωＤＭ）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ωＤＬ（または、差モードモータ角速度ωＤＭ）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ＴＳｉｎ」は和指示トルクの具体例であり、「差モード駆動側トルクＴＤｉｎ」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ＴＳｉｎから差モード駆動側トルクＴＤｉｎを減じた値の半分が算出され、左モータ入力トルクＴＬＭ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ＴＬＭ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ＴＳｉｎと差モード駆動側トルクＴＤｉｎとの和の半分が算出され、右モータ入力トルクＴＲＭ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ＴＲＭ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ωＬＭ，左モータ角速度（減速後）ωＬｍ，左駆動側角速度ωＬｄｓ，左輪角速度ωＬＬ（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ωＲＭ，右モータ角速度（減速後）ωＲｍ，右駆動側角速度ωＲｄｓ，右輪角速度ωＲＬ（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ωＳＭ，和モードモータ角速度（減速後）ωＳｍ，和モード駆動側角速度ωＳｄｓ，和モード車輪角速度ωＳＬ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ωＤＭ，差モードモータ角速度（減速後）ωＤｍ，差モード駆動側角速度ωＤｄｓ，差モード車輪角速度ωＤＬ等が含まれる。
　和モードモータ角速度ωＳＭ及び差モードモータ角速度ωＤＭの各々は、左モータ角速度ωＬＭ及び右モータ角速度ωＲＭ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）ωＳｍ及び差モードモータ角速度（減速後）ωＤｍの各々は、左モータ角速度（減速後）ωＬｍ及び右モータ角速度（減速後）ωＲｍ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。
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　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ωＬＭ，左モータ角速度（減速後）ωＬｍ，左駆動側角速度ωＬｄｓ，左輪角速度ωＬＬ（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ωＲＭ，右モータ角速度（減速後）ωＲｍ，右駆動側角速度ωＲｄｓ，右輪角速度ωＲＬ（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Ｋｓ）とダンパ（車軸粘性Ｄｓ）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ＪＬＭ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，ＪＬｗは左車軸４Ｌに対する左輪５Ｌ側（負荷側）のイナーシャ，ＪＲＭ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，ＪＲｗ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ωＬｄｓの微分値（左駆動側角加速度），左輪角速度ωＬＬの微分値（左輪角加速度），右駆動側角速度ωＲｄｓの微分値（右駆動側角加速度），右輪角速度ωＲＬ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ＪＳＭと、剛性Ｋｓ及び粘性Ｄｓ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）ＪＳＬとから構成される。駆動側慣性ＪＳＭは、駆動源（左モータ２Ｌ及び右モータ２Ｒ）の慣性ＪＭに基づいて算出され、例えばＪＳＭ＝Ｇ２ＪＭである。また、負荷側慣性ＪＳＬ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ＪＳＭや負荷側慣性ＪＳＬ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　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ＪＤＭと、剛性Ｋｓ及び粘性Ｄｓ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）ＪＤＬとから構成される。駆動側慣性ＪＤＭは、駆動源（左駆動源及び右駆動源）の慣性ＪＭ及び動力分配機構３のトルク差増幅率（ｂ１，ｂ２等）に基づいて算出され、例えばＪＤＭ＝（２ｂ１＋１）２Ｇ２ＪＭである。また、負荷側慣性ＪＤＬ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ＪＤＭ及び負荷側慣性ＪＤＬ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　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ωＳＬが適用された結果として、和モード駆動側トルクＴＳｉｎ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ωＳＬ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ωＤＬが適用された結果として、差モード駆動側トルクＴＤｉｎ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ωＤＬ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ωＳＬ及び差モード車輪角速度ωＤＬ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ＴＳｉｎと差モード駆動側トルクＴＤｉｎ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ＴＳｉｎ及び差モード駆動側トルクＴＤｉｎ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ＴＳｉｎ及び差モード駆動側トルクＴＤｉｎ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ＴＬＭ，右モータ入力トルクＴＲＭ」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ＴＬｉｎ，右駆動側トルクＴＲｉｎ」とおく。次に、左駆動側トルクＴＬｉｎと右駆動側トルクＴＲｉｎとの和が和モード駆動側トルクＴＳｉｎに一致し、かつ、左駆動側トルクＴＬｉｎと右駆動側トルクＴＲｉｎとの差が差モード駆動側トルクＴＤｉｎに一致するような、左駆動側トルクＴＬｉｎ及び右駆動側トルクＴＲｉｎの各々の値を算出する。続いて、それらの左駆動側トルクＴＬｉｎ及び右駆動側トルクＴＲｉｎに対応する左モータ入力トルクＴＬＭ及び右モータ入力トルクＴＲＭを算出する。
　その後、算出された左モータ入力トルクＴＬＭ及び右モータ入力トルクＴＲＭ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Ｖｘ，車輪速（左右輪５の前進速度）をＶＳＬ，車体重量をＭ，車輪角速度（和モード車輪速度）をωＳＬ，左右輪５の駆動力をＦＳｘ，車輪動半径をｒとおく。和モード車輪負荷側トルクＴＳＬ（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ＴＳｄｓ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　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、λＳｎ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　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ＴＳＬ，和モード車輪角速度ωＳＬ，和モード車軸トルクＴＳｄｓ，和モード駆動側トルクＴＳｉｎ，和モード駆動側角速度ωＳｄｓの関係が示されている。図１１中のＪＭはモータイナーシャ，ＤＭはモータ粘性，ＪＬ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，ＤＬは負荷側粘性である。
　和モード駆動側角速度ωＳｄｓは、和モード駆動側トルクＴＳｉｎから和モード車軸トルクＴＳｄｓを減じた値に「Ｇ－１」と「１／（ＪＭ・ｓ＋ＤＭ）」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ＴＳｄｓは、和モード駆動側角速度ωＳｄｓから和モード車輪角速度ωＳＬを減じた値に「（Ｋｓ／ｓ）＋Ｄｓ」を乗じることで算出される。
　また、和モード車輪角速度ωＳＬは、和モード車軸トルクＴＳｄｓから和モード車輪負荷側トルクＴＳＬを減じた値に「１／（ＪＬ・ｓ＋ＤＬ）」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ＶＤｘとおく。また、Ｖｘは車体速，Ｖｒｌｘは左輪基準車輪速，Ｖｒｒｘ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ωＤＬとの関係を考慮すると、以下のような式が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　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δｆは操舵角，ａｙは横加速度，Ｉは車両１のヨーイナーシャ，Ｃｆは前輪コーナリングパワー，Ｃｒは後輪コーナリングパワー，ｌｆは重心－前軸間距離，ｌｒは重心－後軸間距離，βは車体スリップ角，ＦＤｘは左右駆動力差，λＤは差モデルにおけるスリップ率である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　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δｆ及び横加速度ａｙ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　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ＴＤＬ，差モード車輪角速度ωＤＬ，差モード車軸トルクＴＤｄｓ，差モード駆動側トルクＴＤｉｎ，差モード駆動側角速度ωＤｄｓの関係が示されている。
　差モード駆動側角速度ωＤｄｓは、差モード駆動側トルクＴＤｉｎから差モード車軸トルクＴＤｄｓを減じた値に「１／（１＋ｂ１＋ｂ２）」と「Ｇ－１」と「１／（ＪＭ・ｓ＋ＤＭ）」と「Ｇ－１」と「１／（１＋ｂ１＋ｂ２）」とを乗じることで算出される。
　差モード車軸トルクＴＤｄｓは、差モード駆動側角速度ωＤｄｓから差モード車輪角速度ωＤＬを減じた値に「（Ｋｓ／ｓ）＋Ｄｓ」を乗じることで算出される。
　差モード車輪角速度ωＤＬは、差モード車軸トルクＴＤｄｓから差モード車輪負荷側トルクＴＤＬを減じた値に「１／（ＪＬ・ｓ＋ＤＬ）」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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　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Ｚ１１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，Ｚ２２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，Ｚｃ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　ここで、ｂ１＝ｂ２＝ｂとすれば、Ｚ１１－Ｚｃ＝Ｚ２２－Ｚｃ＝｜Ｚ｜，Ｚ１１＋Ｚｃ＝Ｚ２２＋Ｚｃ＝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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　［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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　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、ＪＳＭ＝Ｇ２ＪＭ，ＤＳＭ＝Ｇ２ＤＭ，ＪＤＭ＝Ｇ２（２ｂ＋１）２ＪＭ，ＤＤＭ＝Ｇ２（２ｂ＋１）２ＤＭとして整理すると、以下の伝達関数が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　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ωＳＬ－ｒｅｆ，ωＤＬ－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、Ｋｓ＝∞，Ｄｓ＝０，ＤＳＭ＝０，ＤＳＬ＝０，ＤＤＭ＝０，ＤＤＬ＝０とすればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　［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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　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ωＳＬ－ｒｅｆ，ωＤＬ－ｒｅｆとおき、目標駆動側角速度をωＳｄｓ－ｒｅｆ，ωＤｄｓ－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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
［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，ｂ１，ｂ２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ωＳＬ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ωＳｄｓ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ωＤＬ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ωＤｄｓ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。
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