(57)【要約】【課題】燃費良化と車両安定化をより適切に両立させ、車両の安定化をも含めた最善の駆動力配分を実現する。【解決手段】車両の旋回安定性または直進安定性を考慮した第一前後輪駆動力配分比を算出する第一前後輪駆動力配分比算出部２０２と、料消費量を考慮した第二前後輪駆動力配分比を算出する第二前後輪駆動力配分比算出部２０３と、前記第一前後輪駆動力配分比と前記第二前後輪駆動力配分比との間の特定値を最終前後輪駆動力配分比として算出する最終前後輪駆動力配分比算出部２０４とを設け、前記最終値前後輪駆動力配分比のに基づいて、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を設定する。【選択図】図２
2008222065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪と後輪の駆動力を独立に制御可能な車両において、該車両全体の目標駆動力に対して、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を決定する駆動力配分制御装置であって、
車両の旋回安定性又は直進安定性を考慮した第一前後輪駆動力配分比を算出する第一前後輪駆動力配分比算出手段と、
燃料消費量を考慮した第二前後輪駆動力配分比を算出する第二前後輪駆動力配分比算出手段と、
前記第一前後輪駆動力配分比算出手段によって算出された第一前後輪駆動力配分比と前記第二前後輪駆動力配分比算出手段によって算出された第二前後輪駆動力配分比との間の特定値を最終前後輪駆動力配分比として算出する最終前後輪駆動力配分比算出手段とを有し、
前記最終値前後輪駆動力配分比に基づいて、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を設定することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
【請求項２】
前記車両の旋回安定性または直進安定性を判断する車両安定性指標を有し、前記最終前後輪駆動力配分比算出手段は、前記車両安定性指標が高い安定性を示すに従って前記最終前後輪駆動力配分比を前記第二前後輪駆動力配分比へ近づけ、前記車両安定性指標が低い安定性を示すに従って前記最終前後輪駆動力配分比を前記第一前後輪駆動力配分比へ近づけることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項３】
前輪の左右輪、後輪の左右輪または前後輪両方の左右輪の駆動力をそれぞれ異なる駆動力に制御可能な車両において、前記前後輪駆動力配分比、操舵量、速度に応じた左右輪の目標駆動力を予め設定しておき、前記左右輪目標駆動力を考慮して前記第一前後輪駆動力配分比と前記第二前後輪駆動力配分比を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項４】
前後輪駆動力配分比に応じて予め設定しておく前記左右輪目標駆動力として、車両が所定のヨーレートとなるためのヨーモーメントを生成するように目標駆動力を左右輪に配分することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項５】
前記第一前後輪駆動力配分比算出手段は、車両安定性指標を、ある前後輪駆動力配分比のときに四輪それぞれのタイヤに掛かっている力に応じて算出し、その指標に基づいて第一前後輪駆動力配分比を算出することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項６】
前記第二前後輪駆動力配分比算出手段は、車両の燃料消費量の指標を、車両の動力構成、もしくは動力構成とエネルギ蓄積媒体の両方の効率に応じて算出し、その指標に基づいて第二前後輪駆動力配分比を算出することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪間で駆動力を配分できる車両における駆動力配分制御装置に係り、特に、左右輪で独立に駆動力を配分できる車両における、その左右輪を含めた駆動力配分を制御する車両の駆動力配分制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前輪と後輪の駆動力を独立に制御可能で、前後輪間で駆動力を配分できる自動車等の車両として、例えば、前輪を内燃機関（エンジン）で駆動し、後輪を電動機（モータ）で駆動するものがある。この車両では、エンジン出力軸とモータ出力軸には、機械的な接合はなく、それぞれが独立してトルクを出力することができる。
【０００３】
また、前左右輪を一つのエンジンで駆動し、後左右輪をそれぞれ個別のモータがトルクを出力するような車両があるが、該車両では、前後輪駆動力配分比を決定する他に、左右輪での駆動力配分比を決定することにより、車両にヨーモーメントを適宜に発生させることができる。
【０００４】
このような車両における駆動力配分制御として、車両状態量に応じて前輪軸駆動・後輪軸駆動・四輪駆動などの走行モードを切り替えるものもある。このような駆動力配分制御装置として、前後輪駆動力配分比を最も燃料消費の少ない配分にするように、エンジンとモータなどの異動力源の駆動力を配分し、走行状態または走行条件によって車両運動が安定する範囲内で、燃料消費量を極力抑えるようにするものがある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５３３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の従来技術では、運転者の要求駆動力を前後輪に配分するとき、前後輪どちらかの車輪の最大摩擦力を超えてしまうような前輪駆動力配分率を除いた範囲内で、最も燃料消費量が少なくなる配分比しか計算していない。このため、車輪はスリップしないものの、車両が最も安定する配分比そのものを計算していないため、外乱に弱い場合がある。また車両が不安定化すると判断する情報が一つであり、必ずしも車両の安定化をも含めた最善の駆動力配分になっているとはいえない。
【０００７】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、燃料消費量を抑える前後輪駆動力配分比と車両を安定させる前後輪駆動力配分比のトレードオフ的な関係を解消し、燃費良化と車両安定化をより適切に両立させ、車両の安定化をも含めた最善の駆動力配分を実現する車両の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明による車両の駆動力配分制御装置は、前輪と後輪の駆動力を独立に制御可能な車両において、該車両の全体の目標駆動力に対して、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を決定する駆動力配分制御装置であって、前記車両の旋回安定性または直進安定性を考慮した第一前後輪駆動力配分比を算出する第一前後輪駆動力配分比算出手段と、燃料消費量を考慮した第二前後輪駆動力配分比を算出する第二前後輪駆動力配分比算出手段と、前記第一前後輪駆動力配分比算出手段によって算出された第一前後輪駆動力配分比と前記第二前後輪駆動力配分比算出手段によって算出された第二前後輪駆動力配分比との間の特定値を最終前後輪駆動力配分比として算出する最終前後輪駆動力配分比算出手段とを有し、前記最終値前後輪駆動力配分比に基づいて、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を設定することを特徴としている。
【０００９】
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、好ましくは、前記車両の旋回安定性または直進安定性を判断する車両安定性指標を有し、最終前後輪駆動力配分比算出手段は、前記車両安定性指標が高い安定性を示すに従って前記最終前後輪駆動力配分比を前記第二前後輪駆動力配分比へ近づけ、前記車両安定性指標が低い安定性を示すに従って前記最終前後輪駆動力配分比を前記第一前後輪駆動力配分比へ近づけることを特徴としている。
【００１０】
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、更に、前輪の左右輪、後輪の左右輪または前後輪両方の左右輪の駆動力をそれぞれ異なる駆動力に制御可能な車両において、前記前後輪駆動力配分比、操舵量、速度に応じた左右輪の目標駆動力を予め設定しておき、前記左右輪目標駆動力を考慮して前記第一前後輪駆動力配分比と前記第二前後輪駆動力配分比を決定することを特徴としている。
【００１１】
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、好ましくは、前後輪駆動力配分比に応じて予め設定しておく前記左右輪目標駆動力として、車両が所定のヨーレートとなるためのヨーモーメントを生成するように目標駆動力を左右輪に配分することを特徴としている。
【００１２】
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、好ましくは、前記第一前後輪駆動力配分比算出手段が、車両安定性指標をある前後輪駆動力配分比のときに四輪それぞれのタイヤに掛かっている力に応じて算出し、その指標に基づいて第一前後輪駆動力配分比を算出することを特徴としている。
【００１３】
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、好ましくは、前記第二前後輪駆動力配分比算出手段が、車両の燃料消費量の指標を、車両の動力構成、もしくは動力構成とエネルギ蓄積媒体の両方の効率に応じて算出し、その指標に基づいて第二前後輪駆動力配分比を算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による車両の駆動力配分制御装置によれば、車両が不安定な状態では車両が安定する第一前後輪駆動力配分比を出力し、車両が安定して走行し続けられる状態では燃料消費量を抑える第二前後輪駆動力配分比を出力し、車両状態量が両者の間にある場合は、車両状態量に応じて前後輪駆動力配分比の最終値を出力することができる。
【００１５】
これにより、車両の状態に応じた適切な駆動力配分を行うことができ、燃料消費量を抑える前後輪駆動力配分比と車両を安定させる前後輪駆動力配分比のトレードオフ的な関係を解消し、燃費良化と車両安定化をより適切に両立させ、スピンやドリフトアウトをする前に車両を安定させる前後輪駆動力配分にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の車両の駆動力配分制御装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明による駆動力配分制御装置を適用する車両の標準的な構成の一つの実施形態を示している。該車両は、左右の前輪（タイヤ）１、２の駆動源としてエンジン（内燃機関）１０５とフロントモータ（電動機）１０４を有し、左右の後輪（タイヤ）３、４の駆動源としてリアモータ（電動機）１０９を有する。
【００１７】
エンジン１０５は、直噴型内燃機関等、燃料消費を抑えられる良燃費型のものを採用することができる。フロントモータ１０４、リアモータ１０９は、力行と回生が可能な電動モータで、三相同期モータや三相誘導モータなどを採用する。
【００１８】
エンジン１０５の出力軸は、クラッチ１１１ｂを介して動力分割機構１１２にトルク伝達関係で接続されている。フロントモータ１０４の出力軸はクラッチ１１１ａを介して動力分割機構１１２にトルク伝達関係で接続されている。動力分割機構１１２は、フロントモータ１０４の出力トルクとエンジン１０５の出力トルクとを足し合わせてトルクコンバータ１０３へ動力を伝達する。
【００１９】
この機構では、クラッチ１１１ａを締結、クラッチ１１１ｂを非締結状態にすることで、車両はフロントモータ１０４の動力のみの走行することができる。また、クラッチ１１１ａを非締結、クラッチ１１１ｂを締結状態にすれば、車両はエンジン１０５の動力のみで走行することができる。また、動力分割機構１１２によって、前輪１、２に出力すべきトルクをフロントモータ１０４とエンジン１０５とで分け持つことにより、両者の動力を効率よく用いることができる。
【００２０】
トルクコンバータ１０３の出力トルクは、トランスミッション（自動変速機）１０２に伝達され、これにより、ディファレンシャル１０１を介して前輪軸１００ａに伝達される。これにより、左右の前輪１、２が回転駆動される。
【００２１】
リアモータ１０９には後輪軸１００ｂが駆動連結されており、リアモータ１０９の出力トルクによって後輪３、４が回転駆動される。
【００２２】
フロントモータ１０４とリアモータ１０９とを作動させる電力の電源は、バッテリ１０７である。バッテリ１０７は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が使用されるが、バッテリ以外に、コンデンサなど、可逆的にエネルギを入出力できるものであればよい。
【００２３】
バッテリ１０７には、フロントモータ１０４用のインバータ１０６と、リアモータ１０９用のインバータ１０８が接続されている。インバータ１０６、１０８は、バッテリ１０７から出力される直流電流を交流に変換し、フロントモータ１０４、リアモータ１０９で生成された交流電流を直流へ変換する機能を持っている。
【００２４】
フロントモータ１０４とリアモータ１０９とが力行動作する場合には、バッテリ１０７に蓄えられた直流電流が、それぞれインバータ１０６、１０８によって交流電流に変換され、交流電流がフロントモータ１０４、リアモータ１０９に供給される。ここで、バッテリ１０７の直流電流は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどによって昇圧されてインバータ１０６、１０８に送る構成も考えられる。
【００２５】
フロントモータ１０４、リアモータ１０９が回生動作する場合には、それぞれのモータ１０４、１０９で生成された交流電流がインバータ１０６、１０８によって直流電流に変換され、その直流電流がバッテリ１０７に蓄えられる。
【００２６】
コントローラ１１０は、車両に搭載された各コンポーネントを統括するマイクロコンピュータによるＥＣＵである。コントローラ１１０は、バッテリ１０７に蓄えられた電力量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：バッテリ残量）、エンジン１０５から出力されるトルク、バッテリ１０７に流れる電流値、前輪１、２、後輪３、４の回転速度、図示されていないアクセルペダル、ブレーキペダルの踏込量、車両の前後方向の加速度および横方向の加速度、車両のヨーレートといったセンサ値と、トランスミッション１０２の変速比を取り込み、これらの値を基にして各駆動源を作動させる指令値を出力する。
【００２７】
ここで、便宜的に、駆動力配分の配分刻み番号iを導入する。iは前輪駆動力配分率αを適当な間隔で刻む際のそれぞれの前輪駆動力配分率αに付与した番号であり、ドライバ要求駆動力をｎ等分した場合、αiは、下式（１）のように定義できる。
αi  ＝  １／ｎ・i                                          …（１）
αi（α０、…αi、…αｎ）
【００２８】
前後輪駆動力配分比は、式（２）により表される。
前輪駆動力配分率：後輪駆動力配分率  ＝  αi：（１−αi）        …（２）
【００２９】
図１に示すように、前後輪間で駆動力配分ができる車両に対しては、前輪駆動力配分率αを決定すれば、各駆動源へのトルク指令値を決定することができる。本実施形態では、前輪駆動力配分率αを算出し、これをもとに各駆動源のトルク指令値（目標駆動力）を設定する。
【００３０】
図２は、コントローラ１１０によって具現される駆動力配分制御装置の一つの実施形態を示している。本実施形態の駆動力配分制御装置は、ドライバ要求駆動力算出部２００と、最大摩擦力対応の前後輪駆動力配分比算出部２０１と、車両安定性重視の第一前後輪駆動力配分比算出部２０２と、燃費重視の第二前後輪駆動力配分比算出部２０３と、最終前後輪駆動力配分比算出部２０４とを有する。
【００３１】
ドライバ要求駆動力算出部２００は、モータ出力マップとエンジン出力マップから現車両速度Ｖにおいて出力できる車両の最大トルクを１００として、アクセル踏込量Ａｐ（０〜１００）からドライバ要求駆動力（トルク）Ｔｒｅｑを算出する。現車両速度Ｖは各輪の回転速度の平均値として算出する。
【００３２】
現車両速度Ｖにおけるフロントモータ１０４の最大出力トルクをＴｍｆｍａｘ、リアモータ１０９の最大出力トルクをＴｍｒｍａｘ、エンジン１０５の最大出力トルクをＴｅｎｍａｘとすると、ドライバ要求トルクＴｒｅｑは、下式（３）により算出できる。
Ｔｒｅｑ  ＝  （Ｔｍｆｍａｘ＋Ｔｍｒｍａｘ＋Ｔｅｎｍａｘ）Ａｐ  …（３）
【００３３】
前後輪駆動力配分比算出部２０１は、最大摩擦力を超えない前後輪駆動力配分比（本実施形態では前輪駆動力配分率）を算出する。
【００３４】
前後輪駆動力配分比算出部２０１では、車両に搭載した加速度センサより現車両前後方向加速度ａｘ、現車両横方向加速度ａｙを入力し、ドライバ要求トルクＴｒｅｑから、車両速度による走行抵抗Ｆｒｅｓを考慮し、タイヤ半径をＲｔ、車両重量をＷとして、下式（４）のように、路面摩擦係数μを定義する。
μ  ＝  １−（Ｔｒｅｑ／Ｒｔ−Ｆｒｅｓ）／Ｗ／ｇ−ａｘ−ａｙ    …（４）
但し、ｇ：重力加速度
【００３５】
ここで、ドライバ要求駆動力Ｔｒｅｑをｎ当分し、前輪１、２の最大摩擦力を超えないときの前輪駆動力配分率αをαｍａｘ（i＝ｍａｘ）とし、後輪３、４の最大摩擦力を超えない前輪駆動力配分率αをαｍｉｎ（i＝ｍｉｎ）とする（αｍｉｎ、…αi、…α＿ｍａｘ）。
このときの刻み幅ｎは、十分精度ある範囲で、適宜変えてもよい。
【００３６】
αｍａｘとαｍｉｎは、前輪荷重をＷｆ、後輪荷重をＷｒとすると、以下の式（５）〜（８）のように定義できる。
（Ｔｒｅｑ／Ｒｔ≦μＷｆの時）
αｍａｘ  ＝  １                                              …（５）
（Ｔｒｅｑ／Ｒｔ＞μＷｆの時）
αｍａｘ  ＝  μＷｆ／Ｔｒｅｑ                                …（６）
（Ｔｒｅｑ／Ｒｔ≦μＷｒの時）
αｍｉｎ  ＝  １                                              …（７）
（Ｔｒｅｑ／Ｒｔ＞μＷｒの時）
αｍｉｎ  ＝  μＷｒ／Ｔｒｅｑ                                …（８）
【００３７】
従って、最大摩擦力を超えない前後輪駆動力配分比を算出する前後輪駆動力配分比算出部２０１は、前輪駆動力配分率αとして、αｍａｘとαｍｉｎの二つの値を出力する。
【００３８】
次に、第一前後輪駆動力配分比算出部２０２について説明する。第一前後輪駆動力配分比算出部２０２は、車両が安定する駆動力配分比として、タイヤ四輪で発生している力が均一に使われているかを判断するために四輪の標準偏差を算出し、偏差が最も小さい時の前後輪駆動力配分比を用いる。
【００３９】
第一前後輪駆動力配分比算出部２０２の制御フローを、図３に示すフローチャートを参照手段説明する。
【００４０】
まず、車両の加速度センサから車両に現在掛かっている前後加速度ａｘと左右加速度ａｙを入力する（ステップＳ３０１）。この加速度により車両は前後左右に振られ、各輪の荷重が輪間で移動する。
【００４１】
次に、このことに基づいて各輪の荷重移動量を算出する（ステップＳ３０２）。各輪の初期輪荷重をＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、車両トレッドをｔ、車両重心高さをｈ、重力加速度をｇとすると、荷重移動後の各輪の輪荷重Ｗ１ｔ、Ｗ２ｔ、Ｗ３ｔ、Ｗ４ｔは、定常状態では、以下の式（９）〜（１２）により表される。
【００４２】
なお、輪荷重Ｗの添字１〜４は、図１における車輪番号に対応し、Ｗ１は右側前輪荷重、Ｗ２は左側前輪荷重、Ｗ３は右側後輪荷重、Ｗ４は左側前輪荷重である。
Ｗ１ｔ  ＝  Ｗ１−Ｗ／ｇ・ａｘ・ｈ／Ｌ＋Ｗ／ｇ・ａｙ・ｈ／ｔ      …（９）
Ｗ２ｔ  ＝  Ｗ２−Ｗ／ｇ・ａｘ・ｈ／Ｌ−Ｗ／ｇ・ａｙ・ｈ／ｔ      …（１０）
Ｗ３ｔ  ＝  Ｗ３＋Ｗ／ｇ・ａｘ・ｈ／Ｌ＋Ｗ／ｇ・ａｙ・ｈ／ｔ      …（１１）
Ｗ４ｔ  ＝  Ｗ４＋Ｗ／ｇ・ａｘ・ｈ／Ｌ−Ｗ／ｇ・ａｙ・ｈ／ｔ      …（１２）
【００４３】
次に、各輪（１、２、３、４）の最大摩擦力Ｆｆｍａｘ１、Ｆｆｍａｘ２、Ｆｆｍａｘ３、Ｆｆｍａｘ４を算出する（ステップＳ３０３）。式（４）によって路面摩擦係数μを算出しているので、これに基づいて各輪の最大摩擦力Ｆｆｍａｘｊ（ｊ＝１、２、３、４）を算出することができる。
【００４４】
次に、現在タイヤからでている力が、摩擦力のどのくらいを占めているかの摩擦力使用率を算出する（ステップＳ３０４）。
【００４５】
ここで、摩擦力使用率の算出方法について、図４、図５を参照して説明する。
図４は、車両に掛かる前後方向加速度、横方向加速度によって各輪（１、２、３、４）の荷重が変化し、各輪（１、２、３、４）が発生できる最大摩擦力Ｆｆｍａｘ１、Ｆｆｍａｘ２、Ｆｆｍａｘ３、Ｆｆｍａｘ４の大きさが異なることを示している。
【００４６】
図５に示されているように、一般に、各タイヤで発生する駆動力Ｆｘｊと横力Ｆｙｊの合力Ｆｒｊは、最大摩擦力Ｆｆｍａｘｊの範囲内に抑えられる。車両の重心Ｇに掛かる横力Ｆｙｇは、式（１３）により求められる。
Ｆｙｇ  ＝  １／（１＋Ａ・Ｖ２  ）・Ｖ２  ／Ｌ・Ｗ／ｇ          …（１３）
但し、Ｖは車両速度、Ａはスタビリティファクタと呼ばれる車両固有の定数であり、車両速度に応じた値である。
【００４７】
また、車両の重心Ｇに掛かる前後力Ｆｘｇは、走行抵抗Ｗｒｅｓを加味し、ドライバ要求タイヤ軸トルクＴｒｅｑｆから、下式（１４）によって推定される。
Ｆｘｇ  ＝  Ｗ／ｇ・Ｔｒｅｑｆ・Ｒｔ＋Ｗｒｅｓ                  …（１４）
【００４８】
次に、それぞれの配分刻み番号iで、前輪１、２への駆動力Ｆｘ１、Ｆｘ２と、後輪３、４への駆動力Ｆｘ３、Ｆｘ４を算出する。つまり、四輪の駆動力は、式（１５）〜（１８）のように定義される。
Ｆｘ１  ＝  Ｆｘ・αｉ／２                                      …（１５）
Ｆｘ２  ＝  Ｆｘ・αｉ／２                                      …（１６）
Ｆｘ３  ＝  Ｆｘ・（１−αｉ）／２                              …（１７）
Ｆｘ４  ＝  Ｆｘ・（１−αｉ）／２                              …（１８）
【００４９】
車両の重心Ｇに掛かる横力Ｆｙｇは、各車輪へ荷重配分比と同じように掛かるため、各輪（ｊ＝１〜４）に掛かる横力Ｆｙｊは、下式（１９）により定義できる。
Ｆｙｊ  ＝  Ｆｙｊ・Ｗｊ／Ｗ                                    …（１９）
【００５０】
従って、前輪駆動力配分率αi（i：配分刻み番号、ｍｉｎ≦i≦ｍａｘ）の時の各輪の摩擦力使用率Ｕｊ（ｊ＝１〜４）は、下式（２０）によって求められる。
Ｕｊ  ＝  √（Ｆｘｊ２  ＋Ｆｙｊ２  ）／μ・Ｗｊ                …（２０）
但し、０≦Ｕｊ≦１
【００５１】
次に、最大摩擦力を超えない最小の前輪駆動力配分率αｍｉｎ〜最大摩擦力を超えない最大の前輪駆動力配分率αｍａｘにおける摩擦力使用率の標準偏差Ａｄｉｓiを算出する（ステップＳ３０５）。各輪の摩擦力使用率Ｕｊが算出されたので、まず、配分刻み番号iにおける各輪の摩擦力使用率Ｕｊの平均値Ａiを下式（２１）によって求める。
Ａｉ  ＝  ΣＵｊ／４                                            …（２１）
但し、ｊ＝１〜４
【００５２】
続いて、（式）２２によって摩擦力使用率の標準偏差Ａｄｉｓiを求める。
Ａｄｉｓｉ  ＝  √（１／４・Σ（Ｕｊ−Ａｉ）２  ）              …（２２）
但し、ｊ＝１〜４
【００５３】
これによって、ある前後輪駆動力配分比の時の標準偏差が最も小さいものＭｉｎ（Ａｄｉｓｉ）が、最も各輪の摩擦力を均一に使っていることを示す。
【００５４】
次に、車両の安定性指標として摩擦力使用率の標準偏差を用い、それが最小値Ｍｉｎ（Ａｄｉｓｉ）になる前輪駆動力配分率αｄを求める。従って、第一前後輪駆動力配分比算出部２０２が出力する前輪駆動力配分率αｄは、αｄ＝αｉで、ｉはＭｉｎ（Ａｄｉｓｉ）における配分番号となり、これを第一前輪駆動力配分率αｄとして出力する（ステップＳ３０６）。
【００５５】
このときの第一後輪駆動力配分率は（１−αｄ）であり、第一前後輪駆動力配分比は、αｄ：（１−αｄ）である。
【００５６】
つまり、第一前後輪駆動力配分比算出部２０２は、車両安定性指標を、ある前後輪駆動力配分比のときに四輪それぞれのタイヤに掛かっている力に応じて算出し、その指標に基づいて第一前後輪駆動力配分比を出力するものであり、具体的には、車両が安定する駆動力配分比として、タイヤ四輪で発生している力が均一に使われているかを判断するために四輪の標準偏差を算出し、偏差が最も小さい時の前後輪駆動力配分比を用いる。
【００５７】
上述したように、本実施形態では、タイヤの摩擦力使用率の標準偏差を算出し、最も偏差が少ない配分比としたが、これに限らず、車両の安定性を示す物理量は、タイヤ速度と車両速度との比を表すスリップ率でも構わない。また、旋回安定性、旋回安定性においては、第一前後輪駆動力配分比としてそのときの車両前後輪荷重配分比を採用してもよい。
【００５８】
例えば、図６のように、車両の安定性を考慮した何らかの指標に基づき、その指標において、最もよい評価を得られる（i）を検索し、そのときの前輪駆動力配分率αiを第一前輪駆動力配分率αｄとしてもよい。
【００５９】
つまり、第一前後輪駆動力配分比算出部２０２は、車両安定性指標を、ある前後輪駆動力配分比のときに四輪それぞれのタイヤに掛かっている力に応じて算出し、その指標に基づいて第一前後輪駆動力配分比（第一前輪駆動力配分率αｄ）を算出する。
【００６０】
次に、第二前後輪駆動力配分比算出部２０３について説明する。第二前後輪駆動力配分比算出部２０３は、燃費重視の前後輪駆動力配分比として、燃料消費量を軽減するための前後輪駆動力配分比を算出する。
【００６１】
第二前後輪駆動力配分比算出部２０３の制御フローを、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
まず、前輪駆動力配分率αの範囲αｍｉｎとαｍａｘを前後輪駆動力配分比算出部２０１より入力する（ステップＳ４０１）。
【００６３】
次に、ある前輪駆動力配分率αi（i：配分刻み番号、ｍｉｎ≦i≦ｍａｘ）におけるリアモータ負担トルクＴｒｍを下式（２３）により算出し、後輪負担トルクＴｒｍと、図８に示されているようなリアモータ１０９の出力特性に基づいてリアモータ電流要求量Ａｒｍを算出する（ステップＳ４０２）。
Ｔｒｍ  ＝  Ｔｒｅｑ・（１−αi）                              …（２３）
【００６４】
次に、バッテリ充放電要求量よりフロントモータ要求発電量を算出する（ステップＳ４０３）。ここでは、バッテリ充電残量ＳＯＣから、バッテリ１０７が要求する発電量Ｃｒｅｑを、図９に示されているようなマップにより算出する。このマップではバッテリ充電残量ＳＯＣが少なければ少ないほど充電要求量を増加し、バッテリ充電残量ＳＯＣが多ければ多いほどバッテリ１０７から放電される。
【００６５】
発電量Ｃｒｅｑは、本実施形態では、フロントモータ１０４による発電によって得られる。ここで、例えば、バッテリ充電残量ＳＯＣが５０％を切る場合には、フロントモータ１０４に発電要求をするため、フロントモータ１０４は発電（回生）を行い、逆にバッテリ充電残量ＳＯＣが５０％を上回る場合には、フロントモータ１０４は力行をする。
【００６６】
次に、フロントモータ１０４の力行トルク、発電トルクの算出方法について説明する。例として、バッテリ充電残量ＳＯＣが５０％以下になっている状態で、発電要求が出たものとし、そのトルクの大きさをＴｐｒｅｑとする。フロントモータ１０４が負担するトルクＴｆｍは次式（２４）によって算出する。
Ｔｆｍ  ＝  Ｔｒｅｑ・αi                                      …（２４）
【００６７】
次に、エンジン最適燃費線を参照してフロントモータ１０４とエンジン１０５のトルク配分量を算出する（ステップＳ４０４）。ここでは、図１０に示すようなエンジントルクマップにおいて最適燃費線Ｓを算出しておき、あるエンジン回転数Ｎｅｎｇの時の最適燃費線Ｓに従ったエンジントルクをＴｅｎｏｐｔとし、下記の各状態に応じて発電要求トルクＴｐｒｅｐを算出する。
【００６８】
（Ｔｆｍ＜ＴｅｎｏｐｔかつＴｆｍ＋Ｔｐｒｅｑ≧Ｔｅｎｏｐｔの時）
Ｔｐｒｅｐ  ＝  Ｔｆｍ−Ｔｅｎｏｐｔ                            …（２５）
これにより発電量が抑制される。
【００６９】
（Ｔｆｍ＜ＴｅｎｏｐｔかつＴｆｍ＋Ｔｐｒｅｑ＜Ｔｅｎｏｐｔの時）
Ｔｐｒｅｐ  ＝  Ｔｅｎｏｐｔ−Ｔｆｍ                            …（２６）
【００７０】
また、発電要求トルクＴｐｒｅｐが負（放電要求）の場合でも、同様の手順を踏むことによって、バッテリ充電残量ＳＯＣを５０％付近に保ち、さらにエンジン効率が最も良い点で動作することができる。
【００７１】
次に、実際にどの程度のエネルギを消費したか（燃料消費量と電力消費量）を算出する（ステップＳ４０５）。エンジン１０５は、そのときの要求トルクと回転数から、エンジン１０５が実際に消費したエネルギ量Ｃｏｎｓｅｎｇを計算することができる。これは、予め、実験などによってエンジン１０５の出力特性を求め、そのときの燃料消費量特性としてマップ化したものを用いる。
【００７２】
一方、フロントモータ１０４で消費もしくは生産したエネルギはバッテリ１０７に流れる電流値とバッテリ電圧から換算し、電力消費量（生産量）Ｃｏｎｓｍｏとして求めることができる。これらを基に、あるiにおける総エネルギ消費量Ｃｏｎｓｓｕｍは、下式（２７）により表される。
Ｃｏｎｓｓｕｍ（ｉ）  ＝  Ｃｏｎｓｅｎｇ＋Ｃｏｎｓｍｏ          …（２７）
【００７３】
このとき、図１１に示されているように、燃料消費量が少なくなる（i）を算出し（ステップＳ４０６）、そのときの前輪駆動力配分率αiを第二前輪駆動力配分率αｆとして出力する（ステップＳ４７０）。
【００７４】
このときの第二後輪駆動力配分率は（１−αｆ）であり、第二前後輪駆動力配分比は、αｆ：（１−αｆ）である。
【００７５】
上述したように、本実施形態では、バッテリ発電要求量を５０％付近に保つように、フロントモータ１０４のトルクを算出し、エンジン１０５の最適燃費線に合わせるようにフロントモータ１０４とエンジン１０５の駆動力配分を行い、燃料消費量と電力消費量の和が最も少なくなる前輪駆動力配分率を第二前輪駆動力配分率αｆとした。
【００７６】
つまり、第二前後輪駆動力配分比算出部２０３は、車両の燃料消費量の指標を、車両の動力構成、もしくは動力構成とエネルギ蓄積媒体の両方の効率に応じて算出し、その指標に基づいて第二前後輪駆動力配分比（第二前輪駆動力配分率αｆ）を算出する。
【００７７】
このときのフロントモータ１０４とエンジン１０５のトルク配分比は、バッテリ充放電要求量とエンジン最適燃費効率線に基づいて配分する方法のように、エネルギ使用に関する指標を設け、図１１に示されているように、その指標に従って前後輪駆動力配分比を決定する。なお、第二前後輪駆動力配分比によって燃料消費量を軽減する制御方法は、公知例を含め様々なものがある。
【００７８】
第一前後駆動力配分比、第二前後駆動力配分比ともに、前後輪駆動力配分比としてみなせる出力をすれば実現できるため、第一前後駆動力配分比および第二前後駆動力配分比は本実施形態に限るものではない。
【００７９】
次に、最終前後輪駆動力配分比算出部２０４について説明する。最終前後輪駆動力配分比算出部２０４は、第一前後輪駆動力配分比算出部２０２が算出した第一前輪駆動力配分率αｄと、第二前後輪駆動力配分比算出部２０３が算出した第二前輪駆動力配分率αｆと、車両状態量を入力し、最終前輪駆動力配分率αｍを出力する。
【００８０】
車両状態量の入力は、車両の運動状態の指標に用いるための必要な情報量を行列として入力する。本実施形態では、ヨーレートを入力する。ヨーレートと、操舵角、車両速度から求める規範ヨーレートとの偏差量Δを算出し、偏差量Δに応じて評価量（重み）Ｅｖを、図１２に示すようなマップを用いて設定し、下式（２８）に従って最終前輪駆動力配分率αｍを演算し、出力する。
αｍ  ＝  αｆ・Ｅｖ＋αｄ（１−Ｅｖ）                          …（２８）
【００８１】
この場合、規範ヨーレートからの偏差量Δが少なければ、評価量Ｅｖは１に近づき、結果として、最終前後輪駆動力配分比算出部２０４は、最終前輪駆動力配分率αｍとして第二前輪駆動力配分率αｆを出力する。これに対し、ヨーレート偏差量Δが増大し、評価量ＥＶが０になった場合には、最終前後輪駆動力配分比算出部２０４は、最終前輪駆動力配分率αｍとして第一前輪駆動力配分率αｄを出力する。
【００８２】
０＜Ｅｖ１＜ならば、式（２８）に従って第一前輪駆動力配分率αｄと第二前輪駆動力配分率αｆの中間の値を最終前輪駆動力配分率αｍとして出力する。つまり、第一前輪駆動力配分率αｄと第二前輪駆動力配分率αｆの第一前後輪駆動力配分比αｄと第二前後輪駆動力配分比αｆの中間の値αｍ（端点も含む）を車両状態量という指標に従って出力する。
【００８３】
つまり、最終前後輪駆動力配分比算出部２０４は、車両の旋回安定性または直進安定性を判断する車両安定性指標が高い安定性を示すに従って最終前後輪駆動力配分比（最終前輪駆動力配分率αｍ）を第二前後輪駆動力配分比（第二前輪駆動力配分率αｆ）へ近づけ、車両安定性指標が低い安定性を示すに従って最終前後輪駆動力配分比（最終前輪駆動力配分率αｍ）を第一前後輪駆動力配分比（第一前輪駆動力配分率αｄ）へ近づける。
【００８４】
そして、最終値前後輪駆動力配分率αｍに基づいて、前輪の目標駆動力と後輪の目標駆動力を設定する。
【００８５】
これにより、車両の状態に応じた適切な駆動力配分を行うことができ、燃料消費量を抑える前後輪駆動力配分比と車両を安定させる前後輪駆動力配分比のトレードオフ的な関係を解消し、燃費良化と車両安定化をより適切に両立させ、スピンやドリフトアウトするような不適切な車両状態になる以前に、車両を未安定させる前後輪駆動力配分にすることができる。
【００８６】
図１３は、本発明による駆動力配分制御装置を適用する車両（後輪独立駆動車両）の実施形態を示している。なお、図１３において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００８７】
この実施形態では、左右の後輪３、４が、個別のリヤモータ１０９Ｒ、リヤモータ１０９Ｌによって個々に独立して駆動される構成になっている。リヤモータ１０９Ｒ、リヤモータ１０９Ｌは、各モータ毎のインバータ１０８Ｒ、１０８Ｌより個別に電力供給され、個別に独立制御される。
【００８８】
なお、ここで、諸インバータ１０６、１０８Ｒ、１０８Ｌは、コンバータを介してバッテリ１０７と接続してもよい。
【００８９】
このような車両では、前後輪間の駆動力配分比と、後輪の左右輪間の駆動力配分比も決定しなければならないため、図１で示した車両の駆動構成よりも、目標駆動力の決定の自由度が一つ増える。
【００９０】
そこで、前後輪の駆動力配分比に対して左右輪で出力すべきトルクの大きさを、操舵角、車両速度に応じて設定しておく。前後輪駆動力配分比を変化させることができる車両において、その配分比を旋回中に変化させると、車両に発生するヨーレートが変化するため、ドライバは、前後輪駆動力配分比が変化する度に適切に操舵する必要があり、ドライバ負担となる。
【００９１】
このことに対し、本実施形態の後輪独立駆動車両では、左右輪の駆動力配分差で、車両重心周りにヨーモーメントを生成することによって所定のヨーレートへ補償することができる。
【００９２】
図１４に示されているように、ある前輪駆動力配分率αの時の操舵角および車両速度に応じて、車両の重心に生成すべきヨーモーメントΔＴの大きさを算出しておく。そして、左右輪に同じ大きさで向きが逆になるように駆動力を生成することで、ヨーモーメントΔＴを出力する。なお、図１３において、ΔＴｍａｘはαｍａｘにおける重心に生成すべきヨーモーメントの大きさ、ΔＴｍｉｎはαｍｉｎにおける重心に生成すべきヨーモーメントの大きさである。
【００９３】
このようにして、後輪駆動力配分率に対して左右輪で出力すべき駆動力の大きさを規定すれば、前後輪駆動力配分比によって二つの指標（直進・旋回  安定性、燃料消費量）を実施例１と同様の手順で評価することができる。
【００９４】
このときの所定のヨーレートは操舵角、車両速度、および車両諸元によって決まる旋回軌道を通るときのヨーレートにしてもよい。もしくは旋回中の各輪の摩擦力を平均化するような駆動力を左右輪へ配分してもよい。
【００９５】
つまり、前後輪駆動力配分比、操舵量、速度に応じた左右輪の目標駆動力を予め設定しておき、左右輪目標駆動力を考慮して第一前後輪駆動力配分比と第二前後輪駆動力配分比を決定する。そして、前後輪駆動力配分比に応じて予め設定しておく左右輪目標駆動力として、車両が所定のヨーレートとなるためのヨーモーメントを生成するように目標駆動力を左右輪に配分する。
【００９６】
なお、左右輪の独立駆動は、後輪に限られることはなく、前輪であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明による駆動力配分制御装置を適用する車両の標準的な構成の一つの実施形態を示す構成図。
【図２】本発明による駆動力配分制御装置の一つの実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明による駆動力配分制御装置の第一前後輪駆動力配分比算出部の制御フローを示すフローチャート。
【図４】旋回中の各輪におけるタイヤにかかる力、最大摩擦力を示す説明図。
【図５】タイヤにかかる力と最大摩擦力の関係を示す説明図。
【図６】第一前後輪駆動力配分比および第二前後輪駆動力配分比の算出において、それぞれで評価すべき指標に対して最適値となる（ｉ）を検索する概念図。
【図７】本発明による駆動力配分制御装置の第二前後輪駆動力配分比算出部の制御フローを示すフローチャート。
【図８】リアモータの出力特性を示すグラフ。
【図９】バッテリの充放電要求特性を示すグラフ。
【図１０】エンジンの最適燃費線とフロントモータ負担トルク、前輪負担トルクの関係例を示すグラフ。
【図１１】燃料消費量と電力消費量の和が最も小さくなる（i）の検索する概念図。
【図１２】第一前後輪駆動力配分比と第二前後輪駆動力配分比との間の値を車両状態量に応じて算出するための評価マップ。
【図１３】本発明による駆動力配分制御装置を適用する車両の標準的な構成の他の実施形態を示す構成図。
【図１４】前後輪駆動力配分比に対する左右輪で出力すべきヨーモーメント量の規定マップ。
【符号の説明】
【００９８】
１１、１２  前輪
１３、１４  後輪
１０１  ディファレンシャル
１０２  トランスミッション
１０３  トルクコンバータ
１０４  フロントモータ
１０５  エンジン
１０６  インバータ
１０７  バッテリ
１０８  インバータ
１０９、１０９Ｒ、１０９Ｌ  リアモータ
１１０  コントローラ
１１１ａ、１１１ｂ  クラッチ
２００  ドライバ要求駆動力算出部
２０１  前後輪駆動力配分比算出部
２０２  第一前後輪駆動力配分比算出部
２０３  第二前後輪駆動力配分比算出部
２０４  最終前後輪駆動力配分比算出部
【図１】
2008222065.tif 000003
【図２】
2008222065.tif 000004
【図３】
2008222065.tif 000005
【図４】
2008222065.tif 000006
【図５】
2008222065.tif 000007
【図６】
2008222065.tif 000008
【図７】
2008222065.tif 000009
【図８】
2008222065.tif 000010
【図９】
2008222065.tif 000011
【図１０】
2008222065.tif 000012
【図１１】
2008222065.tif 000013
【図１２】
2008222065.tif 000014
【図１３】
2008222065.tif 000015
【図１４】
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