(57)【要約】【課題】前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両において目標車両挙動を実現する。【解決手段】コントローラ８は、車両の車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を決定し、前輪１、２、左後輪３、右後輪４それぞれの駆動力配分の基本値を設定し、駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを演算し、車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差を演算する。そして、誤差を小さくする各輪の駆動力配分の補正量を演算し、前輪１、２、左後輪３、右後輪４それぞれの駆動力配分の目標値をそれぞれ駆動力配分の基本値と駆動力配分の補正量との和に設定し、駆動力配分の目標値に従って前輪１、２、左後輪３、右後輪４それぞれの駆動力を独立に制御する。【選択図】図６
2007190942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両の駆動力配分装置において、
前記車両の運転状態に基づき前記車両の車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を決定する目標車両挙動決定手段と、
前記車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を概ね実現する前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の基本値を設定する駆動力配分基本値設定手段と、
前記駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを演算する車両挙動演算手段と、
前記車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と前記駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差をそれぞれ演算する車両挙動誤差演算手段と、
前記誤差を小さくする各輪の駆動力配分の補正量を演算する駆動力配分補正量演算手段と、
前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の目標値をそれぞれ前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和に設定する目標駆動力配分決定手段と、
前記駆動力配分の目標値に従って前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力を独立に制御する駆動力制御手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを前記車両挙動演算手段によって求める手段と、
前記車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と、前記前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和によって実現する値との誤差を第２の誤差として前記車両挙動誤差演算手段によって求める手段と、
前記第２の誤差を小さくする各輪の駆動力配分の補正量を駆動力配分の第２の補正量として前記駆動力配分補正量演算手段によって求める手段と、
前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量の和に前記第２の補正量を加えた値を前記駆動力配分の目標値に設定する車両挙動誤差補償手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
左前輪、右前輪の回転速度差に応じた左右前輪への駆動力配分特性を求める前輪左右駆動力配分特性演算手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記駆動力配分補正量演算手段は、前記駆動力配分の目標値を与えた際の前輪、左後輪、右後輪において生じる駆動力配分誤差を演算する駆動力配分誤差演算手段を有し、前記駆動力配分誤差を小さくするように各輪の駆動力配分の補正量を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記車両は前もしくは後輪の両輪の駆動源としてエンジンを、他方の両輪の駆動源として各々独立して駆動可能なモータとを備え、
前記駆動力配分補正量演算手段は、前記エンジンを駆動源とする両輪の駆動力配分の補正量の絶対値を小さくするように各輪の駆動力配分の補正量を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記駆動力配分補正量演算手段は、各輪の駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度を演算する車両挙動変化感度演算手段を備え、前記車両挙動変化感度演算手段によって求められた感度に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項７】
前記駆動力配分補正量演算手段は、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力変化に対するタイヤ横力の感度を推定するタイヤ横力感度推定手段を備え、前記推定されたタイヤ横力感度に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項８】
左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの舵角を検出する舵角検出手段を備え、
前記車両挙動演算手段は、前記検出した舵角に基づいて前記駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを求め、
前記駆動力配分補正量演算手段は、前記検出した舵角に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項９】
左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの輪荷重を推定或いは検出する輪荷重判断手段を備え、
前記車両挙動演算手段は、前記推定或いは検出した軸荷重に基づいて前記駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを求め、
前記駆動力配分補正量演算手段は、前記推定或いは検出した軸荷重に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【請求項１０】
左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を備え、
前記車両挙動演算手段は、前記推定した路面摩擦係数に基づいて前記駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを求め、
前記駆動力配分補正量演算手段は、前記推定した路面摩擦係数に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両の駆動力配分制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
４輪独立駆動車において、横風等の外乱や車重変化により運転者の操作等に応じて決定される目標ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとの間に誤差がある場合、この誤差を小さくするように左右輪の駆動力差をつける技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１記載の技術によれば、ヨーモーメントの目標値と実際の値との誤差を小さくすることができる。しかしながら、駆動力差を発生させた車輪のタイヤ横力の変化により、車両横方向力やヨーモーメントが変化してしまい、操縦安定性が低下する場合がある。
【０００４】
そこで、出願人は、４輪独立駆動車において、各輪の駆動力とタイヤ横力との非線形な関係を考慮しながら、車両前後方向加速度、車両横加速度、ヨー角加速度の目標値を実現する４輪の駆動力配分をフィードフォワードで求める手法を提案している。
【特許文献１】特開平５−２２１３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記手法では、予め運転者の操作量に応じて求めた静的な駆動力配分をベースとした車両挙動を求め、その車両挙動と目標車両挙動との誤差を小さくするよう駆動力配分を補正し、駆動力配分の目標値を求めている。
【０００６】
しかしながら、上記手法は４輪独立駆動車を対象としており、左前輪と右前輪が機械的に拘束されていて左前輪と右前輪とを独立に駆動することができない車両には適用することができない。
【０００７】
また、駆動力配分を補正する際には、駆動力配分の目標値と実際にアクチュエータで駆動力を発生する際に生じる駆動力誤差については考慮しておらず、目標とする車両挙動を実現する際の精度を向上する余地があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両において目標車両挙動を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る４輪独立駆動車の駆動力配分装置は、運転状態に基づき車両の車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を決定し、これを概ね実現する前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の基本値を設定し、駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントを演算し、車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差を演算する。そして、この誤差を小さくする各輪の駆動力配分の補正量を演算し、前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の目標値をそれぞれ駆動力配分の基本値と駆動力配分の補正量との和に設定し、駆動力配分の目標値に従って前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力を独立に制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動することができる車両において、フィードフォワードで精度良く目標とする車両挙動を実現することができ、車両の操縦性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、本発明の理論的背景及び本発明の効果について説明する。そして、その後で、本発明を電動車両に適用した実施形態について説明する。
【００１３】
１．本発明の理論的背景
図１は、左前輪１及び右前輪２が機械的に拘束されており、かつ、前輪１、２、左後輪３、右後輪４をそれぞれ独立に駆動できる車両において、各輪の駆動力とタイヤ横力と舵角、そして車両に働く前後方向、横方向、重心周りのヨーモーメントを表した図である。
【００１４】
δ1、δ2、δ3、δ4は各車輪１〜４それぞれの舵角（単位：ｒａｄ）、Ｆｘ1、Ｆｘ2、Ｆｘ3、Ｆｘ4は各車輪１〜４の駆動力（単位：Ｎ）である。Ｆｘ1、Ｆｘ2にはデフを介して前輪駆動力Ｆｘｆが配分される。
【００１５】
図２ａ、図２ｂは左右輪への駆動力配分特性の例を表す。図２ａは、左右輪の回転速度差によらず常に左右均等に駆動力を配分するオープンデフである。図２ｂは、左右輪の回転速度差に応じて駆動力配分を変更する差動制限装置付きデフ、例えば、ビスカスデフであり、高回転側から低回転側へ駆動力が配分される。
【００１６】
前輪駆動力ＦｘｆとＦｘ1、Ｆｘ2との関係は次のように表すことができる。
【００１７】
【数１】
2007190942.tif 000003
【００１８】
【数２】
2007190942.tif 000004
【００１９】
ここで、ｅは前輪駆動力と左前輪に配分される駆動力の比を示し、デフの種類に応じて図２ａ、図２ｂに示す駆動力伝達特性を参照して求めることができる。
【００２０】
図１において、Ｆｙ1、Ｆｙ2、Ｆｙ3、Ｆｙ4は各車輪１〜４のタイヤ横力（単位：Ｎ）である。また、Ｆｘはタイヤ力の総和の車両前後方向成分（単位：Ｎ）、Ｆｙはタイヤ力の総和の車両横方向成分（単位：Ｎ）、Ｍは各輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントの総和（単位：Ｎｍ）である。また、Ｌｆは車両重心軸から前輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｒは車両重心軸から後輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｔは前後輪のトレッド長さ（単位：ｍ）である。また、ホイールベースの長さＬｌ（単位：ｍ）はＬｆとＬｒの和である。
【００２１】
舵角δi(ｉ=１〜４)およびＭは車両を鉛直上方から見た場合に時計回りを正とし、δiは各車輪の回転方向が車両前後方向と一致している状態を０とする。また、Ｆｘiはδiが全て０の時に車両を前方に加速させる方向を正とし、タイヤ横力Ｆｙi（単位：Ｎ）はδiが全て０の時に車両を左方向に加速させる方向を正とする。
【００２２】
ここで、まず各車輪で発生する駆動力とタイヤ横力の合力（タイヤ力）の車両前後方向成分Ｆｘi’及び車両横方向成分Ｆｙi’について考える。
【００２３】
図３のように各輪の舵角をδi(ｉ=１〜４)だけ切った場合におけるＦｘi’とＦｙi’は式(３)、式(４)により表される。ただし、Ｆｘi’は車両を前方に加速する方向を、Ｆｙi’は車両を左方向に加速させる方向をそれぞれ正とする。
【００２４】
【数３】
2007190942.tif 000005
【００２５】
【数４】
2007190942.tif 000006
【００２６】
従って、各車輪の駆動力がΔＦｘiだけ変化したときのタイヤ横力変化量をΔＦｙiとすると、各車輪の駆動力がΔＦｘiだけ変化したときのＦｘi’、Ｆｙi’の変化量ΔＦｘi’、ΔＦｙi’は、式(５)、式(６)により表される。
【００２７】
【数５】
2007190942.tif 000007
【００２８】
【数６】
2007190942.tif 000008
【００２９】
ここで更に、駆動力とタイヤ横力の関係は図４に示す関係にある。図４は輪荷重と路面摩擦係数に変化が無いとした時の駆動力とタイヤ横力の関係を表した図で、駆動力を横軸に、タイヤ横力を縦軸にとっている。この図４の関係を利用して、各輪の現在の駆動力Ｆｘiとタイヤ横力Ｆｙiにおける、駆動力変化ΔＦｘiに対するタイヤ横力の感度をｋi(ｉ=１〜４)とおく。即ち、ｋiは、図４に示すようにΔＦｘi及びΔＦｙiが微小の時の式(７)の値である。
【００３０】
【数７】
2007190942.tif 000009
【００３１】
ΔＦｘi及びΔＦｙiが微小でこの式(７)の近似が十分成り立つとすると、ΔＦｙi＝ｋiΔＦｘiとおけるので、各輪の駆動力Ｆｘiが十分微小なΔＦｘiだけ変化した時のＦｘi’、Ｆｙi’の変化量ΔＦｘi’、ΔＦｙi’は式(８)、式(９)により表される。
【００３２】
【数８】
2007190942.tif 000010
【００３３】
【数９】
2007190942.tif 000011
【００３４】
また、ΔＦｘ1’、ΔＦｘ2’、ΔＦｙ1’、ΔＦｙ2’は、式(１)、(２)を用いて次のように表せる。
【００３５】
【数１０】
2007190942.tif 000012
【００３６】
【数１１】
2007190942.tif 000013
【００３７】
【数１２】
2007190942.tif 000014
【００３８】
【数１３】
2007190942.tif 000015
【００３９】
ここで、図１の状態において、タイヤ力の総和の車両前後方向成分Ｆｘと、各輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントの総和Ｍは、式(１４)、式(１５)により表すことができる。ただし、Ｍは図１の通り車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。
【００４０】
【数１４】
2007190942.tif 000016
【００４１】
【数１５】
2007190942.tif 000017
【００４２】
従って、各輪の制駆動力ＦｘiがそれぞれΔＦｘiだけ変化したときのＦｘ、Ｍの変化量ΔＦｘ、ΔＭは式(８)及び式(９)のｐi、ｑiを用いて、式(１６)、(１７)により表される。
【００４３】
【数１６】
2007190942.tif 000018
【００４４】
【数１７】
2007190942.tif 000019
【００４５】
式(１６)、(１７)をまとめると式(１８)により表すことができる。
【００４６】
【数１８】
2007190942.tif 000020
【００４７】
ΔＦｘｆを既知と仮定してΔＦｘ3、ΔＦｘ4について解くと、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4は式(１９)により表される。
【００４８】
【数１９】
2007190942.tif 000021
【００４９】
ただし、
【００５０】
【数２０】
2007190942.tif 000022
【００５１】
【数２１】
2007190942.tif 000023
【００５２】
【数２２】
2007190942.tif 000024
【００５３】
従って式(１９)より、Ｄ1≠０の場合には、現在の動作点周りでＦｘ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＭだけ変化させる各輪の駆動力変化量ΔＦｘiは、χを任意定数として式(２３)により求めることができる。
【００５４】
【数２３】
2007190942.tif 000025
【００５５】
同様にしてΔＦｘ3、ΔＦｘ4の何れか一つを既知と仮定して式(１８)を解くと、Ｄ3≠０、Ｄ4≠０それぞれの場合に現在の動作点周りでＦｘ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＭだけ変化させる各輪の駆動力変化量ΔＦｘiを求める式が得られる。例としてΔＦｘ3を既知として式(１８)を解くと、式(２４)となる。
【００５６】
【数２４】
2007190942.tif 000026
【００５７】
次に、この式(２３)や式(２４)を用い、各輪の駆動力Ｆｘiとタイヤ横力Ｆｙiとの非線形な関係を考慮しながら、車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現する駆動力配分Ｆｘiをフィードフォワードで求める手法について図５を用いて説明する。
【００５８】
まず、運転者のアクセルペダルやステアリング等の操作（運転状態）からＦｘ**、Ｍ**を生成する（図５の上２段の図の破線）。
【００５９】
次に、このＦｘ**、Ｍ**を概ね実現する駆動力配分の基本値Ｆｘi##を演算する（図５の下３段の図の破線）。
【００６０】
Ｆｘ**、Ｍ**を演算する方法として、例えば車両を線形近似したモデルに対しモデルフォロイング制御（「ビークル制御」第３章３．２節、著者：金井喜美雄、越智徳昌、川邊武俊、発行所：槇書店）等を適用して設定する。
【００６１】
そして、Ｆｘi##で実現される車両前後方向力Ｆｘ##、車両横方向力Ｆｙ##、ヨーモーメントＭ##を、各輪の駆動力とタイヤ横力との非線形な関係を考慮した車両モデルを用いて求める（図５の上２段の図の実線）。
【００６２】
そしてＦｘ**、Ｍ**とＦｘ##、Ｍ##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを補償する駆動力配分補正量ΔＦｘiを式(２３)または式(２４)を使って求める。最後に、Ｆｘi**＝Ｆｘi##＋ΔＦｘi（図５の下３段の実線）としてＦｘ**、Ｍ**を実現する駆動力配分Ｆｘi**を求めることができる。これが本発明の骨子である。
【００６３】
２．本発明の効果
上記本発明の理論的背景及び効果の一例を踏まえ、本発明の効果について整理すると次の通りである。
【００６４】
第１の発明（請求項１に記載の発明）によれば、各輪の駆動力配分の基本値Ｆｘi##を設定し、この基本値Ｆｘi##で実現するＦｘ##、Ｍ##と、目標とするＦｘ**、Ｍ**との誤差ΔＦｘ、ΔＭを小さくする各輪の駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求め、駆動力配分指令値Ｆｘi**をＦｘi**＝Ｆｘi##＋ΔＦｘiとする。これにより、フィードフォワードで精度良く目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現する各輪の駆動力配分指令値Ｆｘi**を得ることができ、操縦性向上が期待できる。
【００６５】
第２の発明（請求項２に記載の発明）によれば、Ｆｘi##＋ΔＦｘiで実現する車両挙動Ｆｘ##、Ｍ##とＦｘ**、Ｍ**との誤差を補償する処理を更に行う。これにより、より精度良く目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現する駆動力配分指令値Ｆｘi**を得ることができ、操縦性向上が期待できる。
【００６６】
第３の発明（請求項３に記載の発明）によれば、前輪に備えられた差動装置の駆動力伝達特性を考慮に入れ、駆動力配分を決定する。これにより、精度良く目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現する各輪の駆動力配分指令値Ｆｘi**を得ることができ、操縦性向上が期待できる。
【００６７】
第４の発明（請求項４に記載の発明）によれば、駆動力補正量を与えた際に発生する前輪、左後輪、右後輪の駆動力配分誤差に基づき、誤差を小さくするように各輪の駆動力配分補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を演算する。これにより、より精度良く目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現することができ、更なる操縦性向上が期待できる。
【００６８】
第５の発明（請求項５に記載の発明）によれば、駆動力補正量を与える際に、エンジンを駆動源とする両輪の駆動力の駆動力配分補正量ΔＦｘｆの絶対値を小さくするように駆動力配分補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を演算する。これにより、応答性の低いエンジンを駆動源とする両輪の補正量を小さくして応答性高く目標値Ｆｘ**、Ｍ**を実現することができ、更なる操縦性向上が期待できる。
【００６９】
第６の発明（請求項６に記載の発明）によれば、駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度を求め、この感度に基づいて駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求める。これにより、現在の動作点周りにおいて、より簡便に駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求めることができ、制御装置の演算負荷低減が期待できる。
【００７０】
第７の発明（請求項７に記載の発明）によれば、各輪の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋiに基づいて駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求める。これにより、現在の動作点周りにおいて、より正確且つ簡便に駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求めることができ、更なる操縦性向上と、制御装置の演算負荷低減が期待できる。
【００７１】
第８の発明（請求項８に記載の発明）によれば、各輪の舵角δiに基づき、駆動力配分の基本値Ｆｘi##によって実現する車両挙動Ｆｘ##、Ｍ##及び駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求める。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及びタイヤ力の車両横方向成分は各輪の舵角によって変化するため、より正確にΔＦｘiを求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
【００７２】
第９の発明（請求項９に記載の発明）によれば、各輪の輪荷重Ｗiに基づいて、駆動力配分の基本値Ｆｘi##によって実現する車両挙動Ｆｘ##、Ｍ##及び駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求める。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及び車両横方向の運動に主たる影響を及ぼすタイヤ横力は輪荷重によって変化するため、より正確にΔＦｘiを求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
【００７３】
第１０の発明（請求項１０に記載の発明）によれば、各輪の路面摩擦係数μiに基づいて、駆動力配分の基本値Ｆｘi##によって実現する車両挙動Ｆｘ##、Ｍ##及び駆動力配分の補正量ΔＦｘiを求める構成とした。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及び車両横方向の運動に主たる影響を及ぼすタイヤ横力は路面摩擦係数によって変化するため、より正確にΔＦｘiを求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
３．本発明の実施形態
次に、本発明を電動車両に適用した場合について説明する。
【００７４】
図６は、本発明を適用した電動車両の機械的構成の一例を示すブロック図である。車両は、前輪側に、駆動力源として、エンジン１０と、バッテリ９から供給される電力により駆動されるモータ１２とを備えており、変速機１３、デファレンシャル１４を介して駆動力が左前輪１、右前輪２に伝達される。また、エンジン１０とモータ１２の間にはクラッチ１１を備え、エンジン停止時にはクラッチ１１を解放しモータ１２のみを駆動力源として走行することもできる。
【００７５】
一方、後輪側においては、左後輪３にモータ１５、右後輪４にモータ１６がそれぞれ接続されており、モータ１５、１６はそれぞれ左後輪３、右後輪４を独立に駆動することができる。
【００７６】
モータ１２、１５、１６は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転及び回生運転ができる交流機であり、バッテリ９はニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池である。インバータ１７〜１９はモータ１２、１５、１６で発電された交流電流を直流電流に変換しバッテリ９に充電する、或いはバッテリ９が放電した直流電流を交流電流に変換しモータ１２、１５、１６に供給する。各車輪の速度は車輪速センサ２１〜２４によって検出され、検出された各車輪の回転速度はコントローラ８に送信される。
【００７７】
各車輪１〜４の回転半径はＲで全て等しく、後輪に備えた各モータと各車輪間は減速比１、即ち直接連結されている。
【００７８】
車両の横方向加速度は車両重心位置に取り付けられた加速度センサ１００によって、車両のヨーレートはヨーレートセンサ１０１によってそれぞれ検出され、検出された車両の横方向加速度とヨーレートはコントローラ８に送信される。
【００７９】
前輪１、２の舵角は、運転者によるステアリング５の操舵がステアリングギヤ２０を介して機械的に調整される。なお、前輪１、２の舵角変化量はステアリング５の操舵角変化量に対して１／１６になるように設定されている。各車輪１〜４の舵角は舵角センサ４１〜４４によって検出され、検出された各車輪の舵角はコントローラ８に送信される。
【００８０】
運転者によるステアリング５の回転角はステアリング角センサ２５によって、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量はアクセルストロークセンサ２６及びブレーキストロークセンサ２７によってそれぞれ検出され、コントローラ８に送信される。
【００８１】
コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、車輪速センサ２１〜２４、ステアリング角センサ２５、アクセルストロークセンサ２６、ブレーキストロークセンサ２７、加速度センサ１００、ヨーレートセンサ１０１等で検出した信号を受信し、これらの信号を基にアクチュエータ操作指令値を作成し、目標とする駆動力配分を実現するよう制御を行う。
【００８２】
次にコントローラ８の制御内容について説明する。
【００８３】
図７のフローチャートは、コントローラ８で実行するモータ１〜４へのトルク配分制御を示しており、第１の発明および第４〜第１０の発明に対応する。
【００８４】
これによると、まず、ステップＳ１０では、車輪速センサ２１〜２４で各輪１〜４の回転速度ω１、ω２、ω３、ω４（単位：ｒａｄ／ｓ）をそれぞれ検出し、各輪の半径Ｒを乗じて各輪の速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４（単位：ｍ／ｓ）を得ると共に、車速Ｖ（単位：ｍ／ｓ）を式(２５)により求める。
【００８５】
【数２５】
2007190942.tif 000027
【００８６】
また、アクセルストロークセンサ２６及びブレーキストロークセンサ２７によってアクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰ（単位：％）及びＢＰ（単位：％）をそれぞれ検出し、ステアリング角センサ２５によってステアリング５の回転角θ（単位：ｒａｄ）を検出し、車両の前後方向加速度αx（単位：ｍ／ｓ2）と横方向加速度αy（単位：ｍ／ｓ2）を加速度センサ１００で検出し、ヨーレートγ（単位：ｒａｄ／ｓ）をヨーレートセンサ１０１で検出し、各車輪１〜４の舵角δ1、δ2、δ3、δ4を舵角センサ４１〜４４で検出する。
【００８７】
Ｖ及びＶ１〜Ｖ４は車両前進方向を正とし、ステアリング５の回転角θは反時計回りを正とし、αxは車両が前方に加速する方向を正とし、αyは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回中心に向かう方向を正とし、γは車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。
【００８８】
なお、舵角センサを持たない車両では、ステアリング５の回転角θから各輪の舵角を求めるようにする。例えば、本実施形態の構成の電動車両では、前輪１、２の舵角δ1、δ2をδ1＝δ2＝θ／１６とし、後輪３、４の舵角δ3、δ4をδ3＝δ4＝０とする。このような場合には、コンプライアンスステアやロールステア等、サスペンションの影響を考慮して各輪の舵角を補正できるようにすると尚良い。
【００８９】
ステップＳ２０では、各輪１〜４の横すべり角β1、β2、β3、β4（単位：ｒａｄ）を推定する。推定方法は、例えば、特開平１０-３２９６８９号公報に記載された方法を用い、ステップＳ１０〜Ｓ２０で検出或いは推定した横方向加速度αy、ヨーレートγ、車速Ｖ、各輪舵角δiとステアリング５の回転角θから車体横すべり角βとβiを推定する。なお、βiの符号は、車輪の前後方向から車輪速度の方向までの角度が鉛直上方から見て反時計回りになっている場合を正とする。
【００９０】
また、ステップＳ２０においては各輪１〜４の輪荷重Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3、Ｗ4（単位：Ｎ）を式(２６)〜式(２９)により求める。
【００９１】
【数２６】
2007190942.tif 000028
【００９２】
【数２７】
2007190942.tif 000029
【００９３】
【数２８】
2007190942.tif 000030
【００９４】
【数２９】
2007190942.tif 000031
【００９５】
ただし、Ｌｆは車両重心位置から前輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｒはヨー回転方向の車両重心位置から後輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｔは前後輪のトレッド長さ（単位：ｍ）、Ｌｌはホイールベース長さ（単位：ｍ）でＬｌ＝（Ｌｆ＋Ｌｔ）、ｍは車両の質量（単位：ｋｇ）、ｇは重力加速度（単位：ｍ／ｓ2）である。
【００９６】
更に、ステップＳ２０においては各輪１〜４の路面摩擦係数μ1、μ2、μ3、μ4（単位：なし）を推定する。推定方法は、例えば、前輪１、２においては例えば特開平１１-７８８４３号公報記載のように、タイヤと路面との間の摩擦係数の勾配である路面摩擦係数勾配を推定することができる技術や、特開平１０-１１４２６３号公報記載のように、路面摩擦係数勾配と等価的に扱うことのできる物理量として、スリップ速度に対する制動トルクの勾配や駆動トルクの勾配に基づいて推定する技術を用いる。後輪３、４においては、特開平６-９８４１８号公報に記載された方法を用い、各輪が路面から受ける反力を推定し、この路面反力とステップＳ４０で求めた各輪の輪荷重Ｗiからμiからを推定する。
【００９７】
ステップＳ３０では車両前後方向力の静的目標値Ｆｘ*を、アクセルペダル６の踏込量ＡＰ、ブレーキペダル７の踏込量ＢＰ及び車両速度Ｖ（運転状態）に基づいて式(３０)により求める。
【００９８】
【数３０】
2007190942.tif 000032
【００９９】
式(３０)中のＦａx*はアクセルペダル６の踏込量ＡＰ及び車速Ｖに基づいて目標駆動力マップを参照して得られる値であり、また、Ｆｂx*はブレーキペダル７の踏込量ＢＰに基づいて目標制動力マップを参照して得られる値である。
【０１００】
なお、目標駆動力マップ及び目標制動力マップは、例えば、それぞれ図８及び図９のように設定される。また、Ｆｘ*、Ｆａx*、Ｆｂx*何れも車両を前方に加速させる向きを正とする。
【０１０１】
ステップＳ４０では、ステップＳ３０で設定したＦｘ*とステアリング５の回転角θと車両速度Ｖに基づいてヨーレートの静的目標値γ*を、目標ヨーレートマップを参照して設定する。
【０１０２】
この目標ヨーレートマップは例えばそれぞれ図１０のように設定されるマップであり、マップの設定方法は後述するステップＳ５０にて説明する。
【０１０３】
ステップＳ５０では、駆動力配分の静的な目標値Ｆｘｆ*、Ｆｘ3*、Ｆｘ4*を、θ、Ｖ、Ｆｘ*に基づいて静的駆動力配分マップを参照して設定する。静的駆動力配分マップは、例えば図１１ａ、図１１ｂのように設定され、目標値Ｆｘｆ*は静的駆動力配分マップを参照して得られるＦｘ1*とＦｘ2*の和となる。
【０１０４】
ここで、この静的駆動力配分マップと、ステップＳ４０で用いた目標車両横方力マップ及び目標ヨーレートマップの求め方について説明する。
【０１０５】
４輪の駆動力和Ｆｘall（単位：Ｎ）、左右輪駆動力差ΔＦｘall（単位：Ｎ）、前輪駆動力配分η（単位：なし）、左右輪駆動力差の前輪配分Δη（単位：なし）を式(３１)〜式(３４)により定義する。なお、ここではη及びΔηは常に０.６（前輪への配分を６割）とする。
【０１０６】
【数３１】
2007190942.tif 000033
【０１０７】
【数３２】
2007190942.tif 000034
【０１０８】
【数３３】
2007190942.tif 000035
【０１０９】
【数３４】
2007190942.tif 000036
【０１１０】
ここで、Ｆｘ1、Ｆｘ2は、前輪に備わったデファレンシャルによる左右輪への駆動力配分特性（図２ａ、図２ｂ）を考慮した式(１)、(２)から求まる値を用いればよい。
【０１１１】
そして、本車両が取り得るＦｘall、ΔＦｘall、ステアリング５の回転角θ、車両前後方向力の静的目標値Ｆｘ*の４つのパラメータの組合せ全てに対して次のようなシミュレーション或いは実験を行い、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップを作成する。
【０１１２】
まず、選択された、Ｆｘall、ΔＦｘallから各輪の駆動力配分Ｆｘiを式(３５)〜式（３８）により求め、選択されたθ’から前輪１、２の舵角をδ1＝δ2＝θ’／１６（ステアリングギヤ比は１／１６）とする。
【０１１３】
【数３５】
2007190942.tif 000037
【０１１４】
【数３６】
2007190942.tif 000038
【０１１５】
【数３７】
2007190942.tif 000039
【０１１６】
【数３８】
2007190942.tif 000040
【０１１７】
次に、この設定された駆動力配分Ｆｘiと前輪舵角δ1、δ2（後輪３、４の舵角δ3、δ4は０）で車両を走行させ、且つ−Ｆｘ*を車両重心位置において車両前後方向に加える。そして、十分時間が経過し車速Ｖ’が一定（定常状態）になった時のヨーレートγを求める。なお、この実験或いはシミュレーションを行う場合には空気抵抗や転がり抵抗等の走行抵抗要素を除外するようにして行うと共に、シミュレーション上で実施する場合には各輪の駆動力とタイヤ横力等の非線形性を十分考慮した車両モデルを用いて行う。
【０１１８】
そして最後に、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップのＶ、θ、Ｆｘ*、γ*、Ｆｘi*をそれぞれ今シミュレーションを行った時のＶ’、θ、Ｆｘ*、γ、Ｆｘiとし、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップを設定していく。
【０１１９】
ステップＳ６０では、車両前後方向力の動的目標値Ｆｘ**、ヨーレートの動的目標値γ**を得るため、各輪の駆動力配分で実現可能な範囲で運転者の操縦性が好適となるように静的な目標値Ｆｘ*、γ*に対してなまし処理を施す。本実施例ではＦｘ*については２次遅れの伝達関数を用いて、γ*については１次遅れの伝達関数を用いてそれぞれなまし処理を施すことによってＦｘ**、γ**を得る。なお、特にγ**の応答は各輪のタイヤ力によって実現可能なものになるようになます。
【０１２０】
そして更にステップＳ６０においては、求められたγ**を微分し、車両のヨー慣性モーメントＩ（単位：kg・ｍ2）を乗じることによってヨーモーメントの動的目標値Ｍ**を得る。
【０１２１】
ステップＳ７０では、ステップＳ５０で設定した駆動力配分の静的な目標値Ｆｘi*を基に、車両挙動の動的目標値Ｆｘ**、γ**を概ね実現する駆動力配分の基本値Ｆｘｆ##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##を式(３９)〜式(４１)により求める。
【０１２２】
【数３９】
2007190942.tif 000041
【０１２３】
【数４０】
2007190942.tif 000042
【０１２４】
【数４１】
2007190942.tif 000043
【０１２５】
ただし、ステップＳ５０に示した通り、η＝Δη＝０．６で、Ｆｘall##はステップＳ６０でＦｘ*に対してなまし処理を施してＦｘ**とした時と同じなまし処理をＦｘi*の和Ｆｘ1*＋Ｆｘ2*＋Ｆｘ3*＋Ｆｘ4*に施した値である。
【０１２６】
また、ΔＦｘall##は、車両を線形近似した線形２輪モデル（「自動車の運動と制御」第３章３.２.１節、(著)安部正人、(出版)山海堂）に左右輪駆動力差ΔＦｘall##が加わった場合を考え、この線形２輪モデルのヨーレートの応答がγ**となるように設計したモデルフォロイング制御系（「ビークル制御」第３章３．２節、著者：金井喜美雄、越智徳昌、川邊武俊、発行所：槇書店）を用い、且つ定常状態で駆動力配分の静的な目標値Ｆｘi*との間で偏差を生じないように補正した式(４２)から求める。
【０１２７】
【数４２】
2007190942.tif 000044
【０１２８】
式(４２)において、ｆｒ（ｓ）はステップＳ６０でγ*に対してなまし処理を施してγ**とした時のなまし処理の伝達関数であり、Ｋｆ、Ｋｒ（単位：Ｎ／ｒａｄ）は前輪及び後輪の横滑り角が十分小さい時の単位横滑り角あたりのコーナーリングフォースである。
【０１２９】
ステップＳ８０では、駆動力配分の基本値Ｆｘｆ##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##によって実現する車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を式(４３)、式(４４)により求める。
【０１３０】
【数４３】
2007190942.tif 000045
【０１３１】
【数４４】
2007190942.tif 000046
【０１３２】
Ｆｘ1##、Ｆｘ2##はＦｘｆ##から式（１）、（２）により求めることができる。また、Ｆｙ1##、Ｆｙ2##、Ｆｙ3##、Ｆｙ4##は、現在の車両状態で、Ｆｘ1##、Ｆｘ2##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##が各輪に加わった時に発生するタイヤ横力で、各輪の現在の横すべり角βiに基づいて駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ａ）から設定する。各輪ともこのタイヤ特性マップ（Ａ）は共通であり、図１２のように設定される。この時、第９の発明を適用する場合にはステップＳ２０で求めた各輪の輪荷重Ｗiに、また、第１０の発明を適用する場合には、同じくステップＳ２０で求めた各輪の路面摩擦係数μiに基づいて、駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ｂ）からＦｙi##を設定する。各輪ともこのタイヤ特性マップ（Ｂ）は共通であり、図１３のように設定される。
【０１３３】
更に、第８の発明を適用する場合には、式(４３)、式(４４)において、Ｆｘi##、Ｆｙi##を式(４５)、式(４６)により各輪の舵角分回転変換した値を用いてＦｘ##、Ｍ##を推定する。
【０１３４】
【数４５】
2007190942.tif 000047
【０１３５】
【数４６】
2007190942.tif 000048
【０１３６】
ステップＳ９０では、Ｆｘ**、Ｍ**とＦｘ##、Ｍ##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを式(４７)、式(４８)により求める。
【０１３７】
【数４７】
2007190942.tif 000049
【０１３８】
【数４８】
2007190942.tif 000050
【０１３９】
ステップＳ１００ではこの誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を、ΔＦｘ、ΔＭとβiから駆動力補正量マップを参照して求める。この駆動力補正量マップは各輪が取り得る駆動力と横すべり角毎に、例えば、図１４ａ、図１４ｂのように設定される。ΔＦｘｆはマップを参照して得られるΔＦｘ1とΔＦｘ2の和として求めることができる。
【０１４０】
この駆動力補正量マップは、本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組合せを抽出し、夫々の組合せにおいて車両挙動の変化量ΔＦｘ、ΔＭと各輪の駆動力変化量ΔＦｘiとの関係を予め実験或いはシミュレーションで求めておいたものである。なお、シミュレーション上で求める場合には、設定された各輪の駆動力と横すべり角に基づいてステップＳ８０で用いたタイヤ特性マップ（Ａ）を参照して各輪のタイヤ横力を求め、式(４７)、式(４８)を用いて各輪の駆動力が変化する前後の車両挙動（車両前後方向力、ヨーモーメント）変化を求める。
【０１４１】
従って、図１４ａ、図１４ｂのようなマップの形で持たせる場合には、図１４ａ、図１４ｂのようなマップを本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組合せに対して持つ必要がある。
【０１４２】
また、この時、第８の発明を適用する場合には各輪の舵角δiの取り得る組合せ全てに対しても、第９の発明を適用する場合には各輪の輪荷重Ｗiの取り得る組合せ全てに対しても、第１０の発明を適用する場合には各輪の路面摩擦係数μiの取り得る組合せ全てに対しても、それぞれ車両挙動の変化量ΔＦｘ、ΔＭと各輪の駆動力変化量ΔＦｘiとの関係を予め実験或いはシミュレーションで求めておくと共にマップ化して持たせておく。
【０１４３】
また、ステップＳ１００において第６の発明を適用する場合には図１５に示すフローチャートに従って、第７の発明を適用する場合には、図１６に示すフローチャートに従ってΔＦｘiをそれぞれ求める。図１５、図１６に示すフローチャートによるΔＦｘiの求め方については後述する。
【０１４４】
ステップＳ１１０では、ΔＦｘiとＦｘi##との和を各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘi**＝Ｆｘi##＋ΔＦｘiとする。
【０１４５】
ステップＳ１２０では、Ｆｘi**を実現するようにエンジン１０、モータ１２、モータ１５、モータ１６の出力トルク、また、Ｇｔ［］は変速機１３の変速比及びクラッチ１１の締結／解放を制御する。
【０１４６】
次に、図６の車両において、第２の発明に基づいて駆動力配分制御を行う方法について説明する。
【０１４７】
第２の発明に基づく場合、図７のフローチャートにおいてステップＳ８０からステップＳ１１０までを図１７のフローチャートに置き換えればよい。この図１７のフローチャートについて説明する。
【０１４８】
ステップＳ２００では、図７のフローチャートのステップＳ８０と同じ処理を行い、Ｆｘｆ##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##によって実現する、車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を推定する。
【０１４９】
ステップＳ２１０では、図７のフローチャートのステップＳ９０と同じ処理を行い、車両前後方向力の動的目標値Ｆｘ**、ヨーレートの動的目標値γ**とＦｘ##、Ｍ##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを求める。
【０１５０】
ステップＳ２２０では、ΔＦｘ、ΔＭの絶対値が共に１０[Ｎ]以下ならばステップＳ２５０に進み、各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘi**をＦｘi**＝Ｆｘi##として図１７のフローチャートを終了し、図７のステップＳ１２０に進む。そうでなければステップＳ２３０に進む。
【０１５１】
ステップＳ２３０では、図７のフローチャートのステップＳ１００と同じ処理を行い、ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を求める。
【０１５２】
ただし、ステップＳ２３０において、第６の発明を適用し図１５に示すフローチャートに従ってΔＦｘiを求める場合、後述する図１６のフローチャートのステップＳ７１０において求めたＤ1、Ｄ3、Ｄ4、が全て０となりステップＳ８００においてΔＦｘｆ＝ΔＦｘ3＝ΔＦｘ4＝０となった時には直ちに図１７のフローチャートを抜けて図７のステップＳ１２０に進む。
【０１５３】
なお、ステップＳ２３０においては、車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭに１より小さい係数η（０＜η＜１）を乗じた値ηΔＦｘ、ηΔＭを０とするようなΔＦｘiを求めるようにしても良い。
【０１５４】
ステップＳ２４０では、駆動力配分の基本値Ｆｘi##を、Ｆｘi##←Ｆｘi##＋ΔＦｘiとし、ステップＳ２００に進む。
【０１５５】
次に、図７のフローチャートのステップＳ１００において、第６の発明に基づいて車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘiを求める図１５のフローチャートについて説明する。
【０１５６】
まず、ステップＳ５００では、各輪の駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度Ｋix（単位：なし）、ＫiM（単位：ｒａｄ・ｍ））（例えば前輪の駆動力変化に対する車両前後方向力の感度はＫfx、右後輪４の駆動力変化に対するヨーモーメントの感度はＫ4M）を、Ｆｘi##とβiから車両挙動感度マップを参照して求める。この車両挙動感度マップは例えば図１８のように設定される（図１８には前輪のマップのみを例として掲載する。）。
【０１５７】
この車両挙動感度マップは本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組み合せを抽出し、夫々の組み合せにおいて、何れか１輪の駆動力を１[Ｎ]変化させたときの車両前後方向力、ヨーモーメントの変化量を求め、マップ化したものである。
【０１５８】
ステップＳ５１０では、前輪、左後輪３、右後輪４の駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度をベクトルで表した［Ｋix  ＫiM］が互いに１次独立である組み合わせを選ぶ。選び方は次のようにして行う。
【０１５９】
まず、前輪以外の後輪３、４のベクトルを縦に並べた式(４９)の行列Ｋfを考え、この行列Ｋfの行列式ｄｅｔ｜Ｋf｜が０でないならば、車輪の組み合わせを後輪３、４とし、フラグｆｌｇに１を設定する。
【０１６０】
【数４９】
2007190942.tif 000051
【０１６１】
もしｄｅｔ｜Ｋf｜が０ならば、今度は前輪、右後輪４のベクトルを縦に並べた行列Ｋ3を式(４９)と同様に考え、行列式ｄｅｔ｜Ｋ3｜が０でないならば、車輪の組み合わせを前輪、右後輪４とし、フラグｆｌｇに３を設定する。ｄｅｔ｜Ｋ3｜も０ならば、今度は前輪、左後輪３のベクトルを縦に並べた行列Ｋ4を式(４９)と同様に考え、行列式ｄｅｔ｜Ｋ4｜が０でないならば、車輪の組み合わせを前輪、左後輪３とし、フラグｆｌｇに４を設定する。ｄｅｔ｜Ｋ4｜が０であり、ｄｅｔ｜Ｋi｜が全て０の場合は、組み合わせ無しとしてフラグｆｌｇに０を設定する。
【０１６２】
ステップＳ５２０ではフラグｆｌｇが０ならばステップＳ５４０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ3＝ΔＦｘ4＝０とする。そうでなければステップＳ５３０に進む。
【０１６３】
ステップＳ５３０では、ステップＳ５１０で求めたフラグｆｌｇに応じた演算方法でΔＦｘiを求め、フローチャートを終了する。ΔＦｘiの求め方は、例えば、フラグｆｌｇが１の場合は式(５０)によりΔＦｘ3、ΔＦｘ4を求める。即ち、ΔＦｘ、ΔＭにＫfの逆行列を乗じることで求め、選択されなかった前輪の駆動力補正量ΔＦｘｆを０とする。フラグｆｌｇが３、４の場合も同様の演算を行う。
【０１６４】
【数５０】
2007190942.tif 000052
【０１６５】
次に、図７のフローチャートのステップＳ１００において、第７の発明に基づいて車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘiを求める図１６のフローチャートについて説明する。
【０１６６】
ステップＳ７００では、各輪の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋiを求める。ｋiの求め方を左前輪１の場合を例にとって説明する。
【０１６７】
駆動力Ｆｘ1##＋ｄＦｘ1に対応するタイヤ横力Ｆｙ1##＋ｄＦｙ1をステップＳ８０で用いた各輪の現在の横すべり角β1に基づいて駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ａ）を参照して求め、図４のように式(５１)に従ってｋ1を求める。
【０１６８】
なお、ｄＦｘ1（単位：Ｎ、ｄＦｘ1＞０）は、本車両の左前輪１が取り得る輪荷重と比較して十分微小な値とし、ここでは１０[Ｎ]とする（他の車輪のｄＦｘiも同じ１０［Ｎ］とする）。即ち、Ｆｘ1##が微小なｄＦｘ1だけ変化した時のＦｙ1##の変化量ｄＦｙ1を求める事によって、駆動力をＦｘ1##とした時の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋ1が式(５１)によって求まる。
【０１６９】
【数５１】
2007190942.tif 000053
【０１７０】
車輪２〜４についても同様にしてｋ2〜ｋ4を求める。
【０１７１】
またこの時、第９の発明を適用する場合には各輪の輪荷重Ｗiに、第１０の発明を適用する場合には各輪の路面摩擦係数μiに基づいて、駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ｂ）を用いｄＦｙ1、ｋ1を求める。
【０１７２】
ステップＳ７１０では、このｋiから各輪の舵角δiを０として、式(５２)〜式(５４)で表される、Ｄ1、Ｄ3、Ｄ4を求める。なお、第８の発明を適用する場合には、ｋiと各輪の舵角δiを用いて式(５２)〜式(５４)で表されるＤ1、Ｄ3、Ｄ4を求める。
【０１７３】
【数５２】
2007190942.tif 000054
【０１７４】
【数５３】
2007190942.tif 000055
【０１７５】
【数５４】
2007190942.tif 000056
【０１７６】
ただし、
【０１７７】
【数５５】
2007190942.tif 000057
【０１７８】
ステップＳ７２０では、Ｄ1≠０であればステップＳ７３０に進み、舵角δiを０とした式(２３)を用いてΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を求める。そうでなければステップＳ７４０に進む。
【０１７９】
なお、第６の発明を適用する場合には式(５６)において各輪の舵角δiを用いて求める。
【０１８０】
【数５６】
2007190942.tif 000058
【０１８１】
なお、式(５６)の任意定数χは、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4の２乗和が最小となるように式(５７)により設定される。
【０１８２】
【数５７】
2007190942.tif 000059
【０１８３】
ステップＳ７４０では、Ｄ3≠０であればステップＳ７５０に進み、舵角δiを０とした式(５８)を用いてΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘiを求める。そうでなければステップＳ７６０に進む。なお、式(５８)中の任意定数χはステップＳ７３０と同様にΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4の２乗和が最小となるように式(５９)により設定される。
【０１８４】
また、第６の発明を適用する場合には式(５８)において各輪の舵角δiを用いて求める。
【０１８５】
【数５８】
2007190942.tif 000060
【０１８６】
【数５９】
2007190942.tif 000061
【０１８７】
ステップＳ７６０では、Ｄ4≠０であればステップＳ７７０に進み、式(１９)をΔＦｘ4を既知として解いた式から、ΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘiを求める。ただし、舵角δiは０とする。なお、式(２３)及び式(２４)中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、Ｓ７５０同様ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4の２乗和が最小となるように設定する。Ｄ4＝０ならばステップＳ７８０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ3＝ΔＦｘ4＝０とする。
【０１８８】
また、第８の発明を適用する場合には、各輪の舵角δiを用いて求める。
【０１８９】
第４の発明を適用する場合には、ステップＳ７２０〜Ｓ７７０において各アクチュエータ（エンジン１０、モータ１２、１５、１６）の制御精度に伴い発生する駆動力配分誤差を小さくよう任意定数χを設定し、目標車両挙動を精度良く実現する。
【０１９０】
次に、駆動力配分誤差を小さくする任意定数χの設定する処理について図１９を用いながら説明する。
【０１９１】
ステップＳ４００では、Ｓ７０において求めた駆動力配分の基本値Ｆｘｆ##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##を読み込む。ステップＳ４１０において任意定数χの初期値χ０を設定し、ステップＳ４２０では演算ループ回数ｉの初期値（＝１）を設定する。
【０１９２】
ステップＳ４３０では、演算ループ回数ｉが設定した最大ループ回数ｍ以下であるか否かを判定する。
【０１９３】
最大ループ回数ｍ以下である場合には、ステップＳ４４０において設定したχにおける駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を演算する。ここで駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4の演算には式(２３)及び式(２４)を用いる。
【０１９４】
ステップＳ４５０では、駆動力配分の基本値Ｆｘｆ##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##と駆動力補正量を加算して目標駆動力配分Ｆｘｆ**、Ｆｘ3**、Ｆｘ4**を求め、ステップＳ４６０において、目標駆動力配分Ｆｘｆ**、Ｆｘ3**、Ｆｘ4**を実現する際に発生する駆動力配分誤差を求める。
【０１９５】
図６に示す車両において、各アクチュエータで発生するトルクと前輪、後輪で発生する駆動力の関係は、式(６０)〜(６２)のようになる。
【０１９６】
【数６０】
2007190942.tif 000062
【０１９７】
【数６１】
2007190942.tif 000063
【０１９８】
【数６２】
2007190942.tif 000064
【０１９９】
ここで、Ｆｘｆ〜[Ｎ]は前輪１、２で発生する駆動力、Ｆｘ3〜[Ｎ]、Ｆｘ4〜[Ｎ]は各々左後輪３、右後輪４で発生する駆動力を示す。Ｔe[Ｎｍ]はエンジン１０の出力トルク、Ｔmgf[Ｎｍ]はモータ１２の出力トルク、Ｔmg3[Ｎｍ]はモータ１５の出力トルク、Ｔmg4[Ｎｍ]はモータ１６の出力トルクであり、また、Ｇｔ［］は変速機１３の変速比、Ｇｆｆ［］はデファレンシャル１４のギヤ比、Ｇｆｒ［］は後輪に備えた各モータと各車輪間に備わった減速機のギヤ比（この実施形態では１）を示す。
【０２００】
また、各アクチュエータのトルク制御精度から駆動力配分を実現した際に生じる配分誤差ｅＦall[Ｎ]は式(６３)のように表すことができる。
【０２０１】
【数６３】
2007190942.tif 000065
【０２０２】
ここで、ｅＴe[Ｎｍ]はエンジン１０のトルク制御誤差、ｅＴmgf[Ｎｍ]、ｅＴmg3[Ｎｍ]、ｅＴmg4[Ｎｍ]はそれぞれモータ１２、モータ１５、モータ１６のトルク制御誤差であり、発生トルクに応じて生じるアクチュエータのトルク制御誤差を予め実験等により求めた値を用いればよい。
【０２０３】
ステップＳ４７０では、駆動力配分誤差ｅＦallの最小値を記憶し、ステップＳ４８０では任意定数χ、演算ループ回数ｉを更新し、ステップＳ４３０の判定を満足するまで演算を繰り返す。
【０２０４】
最終的には、最小となる駆動力配分誤差ｅＦallminを実現するχを用いて駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を設定する。
【０２０５】
図２０は任意定数χとＦｘｆ〜、Ｆｘ3〜、Ｆｘ4〜及び、ｅＦallとの関係の一例を示す。式(２３)、(２４)からもわかるように任意定数χを変更すると、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4が変化する。図２０の上段の図はχを変更した際の目標車両挙動を実現する駆動力配分Ｆｘｆ〜、Ｆｘ3〜、Ｆｘ4〜を示す。下段の図は上段の図の駆動力配分を目標値とした際の駆動力配分誤差を示し、χ＝χ０において誤差が最小となっている。このように駆動力配分誤差ｅＦallを最小とする任意定数χを設定することにより、目標車両挙動を精度良く実現することができる。
【０２０６】
また、第５の発明を適用する場合には、ステップＳ７２０〜Ｓ７７０において各アクチュエータ（エンジン１０、モータ１２、１５、１６）の応答精度に伴い発生する駆動力配分誤差が小さくよう任意定数χを設定し、目標車両挙動を精度良く実現する。
【０２０７】
この場合、ステップＳ７２０、Ｓ７４０、Ｓ７６０において任意定数χは、評価関数ＪをΔＦｘeの２乗とおき、評価関数Ｊが最小となるように設定される。
【０２０８】
任意定数χの求め方について説明すると、ステップＳ７２０では、式（５６）を用いて評価関数Ｊを式（６４）のように表し、評価関数Ｊを最小とするｄＪ／ｄχ＝０を満たす任意定数χを式（６５）により得る。
【０２０９】
【数６４】
2007190942.tif 000066
【０２１０】
【数６５】
2007190942.tif 000067
【０２１１】
この場合、式（５６）においてＥ1＝０より、χ＝０となり、各輪の駆動力補正量は次式（６６）のようになる。
【０２１２】
【数６６】
2007190942.tif 000068
【０２１３】
ステップＳ７４０では、任意定数χを次式（６７）により得る。
【０２１４】
【数６７】
2007190942.tif 000069
【０２１５】
式（６７）のχを式（５８）に代入すると、各輪の駆動力補正量は式（６８）のようになる。
【０２１６】
【数６８】
2007190942.tif 000070
【０２１７】
ステップＳ７６０では、Ｄ４≠０であればステップＳ７７０に進み、式（６８）をΔＦｘ4を既知として解いた式から、ΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘiを求める。ただし舵角δiは０とする。なお、式（５６）及び式（５８）中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、Ｓ７５０と同様にΔＦｘｆの２乗が最小となるように設定する。Ｄ4＝０ならばステップＳ７８０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ3＝ΔＦｘ4＝０とする。
【０２１８】
さらに、応答性を向上させるために、ステップＳ８０においては、以下に説明するように、駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を求める際、エンジン１０やトルクコンバータ１１、変速機の応答遅れ要素を考慮するようにする。
【０２１９】
前輪駆動力推定値ｅＦｘｆは式（６９）のように表すことができる。ｅＴｅはエンジン１０のトルク推定値であり、スロットル開度や点火時期、気筒数等から推定する。また、ＲＴＯtcvはトルクコンバータ１１の入力トルクと出力トルクの比、Ｇｔは変速機１２の変速比、Ｇｆｆはデファレンシャルギヤ１３のギヤ比である。
【０２２０】
【数６９】
2007190942.tif 000071
【０２２１】
前輪駆動力推定値ｅＦｘｆは、デファレンシャルギヤによって左右輪へ配分されるので、式（４３）、（４４）により車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を算出するにあたっては、式（４３）、（４４）中のＦｘ1##、Ｆｘ2##をそれぞれ次のように置き換える。
【０２２２】
【数７０】
2007190942.tif 000072
【０２２３】
さらに、後輪左右輪の駆動力推定値ｅＦｘ3、ｅＦｘ4はそれぞれ次のように表すことができる。ｅＴmg3、ｅＴmg4はそれぞれモータ１５、モータ１６のトルク推定値であり、各モータに備わったインバータ１８、１９から各モータへ供給した電流値から推定する。Ｇｆｒはモータとタイヤの間に備わった減速機の減速比である。なお、ここではモータ１５、１６の遅れを考慮していないが遅れを考慮し、さらに推定精度を高めるようにしても良い。
【０２２４】
【数７１】
2007190942.tif 000073
【０２２５】
そして、式（４３）、（４４）により車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を算出するにあたっては、式（４３）、（４４）中のＦｘ3##、Ｆｘ4##をそれぞれ次のように置き換える。
【０２２６】
【数７２】
2007190942.tif 000074
【０２２７】
以上の置換えを行うことにより、車両前後方向力Ｆｘ##、ヨーモーメントＭ##を高い精度で求めることができる。
【０２２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は図６に示す車両だけでなく、後輪を前輪とは違う角度で転舵できる車両や、ステアリング５の回転角θと独立して各輪の舵角δiを制御できる車両等、ステアバイワイヤを装備した車両にも適用可能である。また、左前輪、右前輪、及び後輪を独立に駆動することが可能な車両においても、デファレンシャルによる後輪の左右駆動力配分特性を考慮することで適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】本発明の実施形態車両における各輪の駆動力、タイヤ横力、舵角等を示す図である。
【図２ａ】オープンデフの駆動力伝達特性を示す図である。
【図２ｂ】ビスカスデフの駆動力伝達特性を示す図である。
【図３】１輪における駆動力とタイヤ横力とその合力であるタイヤ力を示す図である。
【図４】制駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。
【図５】車両挙動と駆動力配分の関係を示す図である。
【図６】電動車両の構成を示す図である。
【図７】一実施の形態におけるトルク配分制御のフローチャートである。
【図８】アクセルペダルの踏み込み量と車速に応じた車両前後方向力の静的な目標値を示すマップである。
【図９】ブレーキペダルの踏み込み量に応じた車両前後方向力の静的な目標値を示すマップである。
【図１０】ステアリング回転角と車速と車両前後方向力に応じたヨーレートの静的な目標値を示すマップである。
【図１１ａ】各輪の駆動力配分の静的な目標値を示すマップである。
【図１１ｂ】同じく各輪の駆動力配分の静的な目標値を示すマップである。
【図１２】横すべり角に対応して変化する駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。
【図１３】横すべり角と輪荷重と路面摩擦係数に対応して変化する駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。
【図１４ａ】車両挙動を変化させる各輪の駆動力変化量を記録したマップである。
【図１４ｂ】同じく車両挙動を変化させる各輪の駆動力変化量を記録したマップである。
【図１５】車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。
【図１６】車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。
【図１７】車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。
【図１８】各輪の駆動力変化に対する車両挙動の感度のマップである。
【図１９】任意定数χの求め方のフローチャートである。
【図２０】駆動力配分誤差を最小とする任意定数χを示す図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１〜４：車輪
５：ステアリング
６：アクセルペダル
７：ブレーキペダル
８：コントローラ
９：バッテリ
１１〜１４：モータ
１５：ステアリングギヤ
２１〜２４：車輪速センサ
２５：ステアリング角センサ
２６：アクセルストロークセンサ
２７：ブレーキストロークセンサ
３１〜３４：インバータ
４１〜４４：舵角センサ
１００：加速度センサ
１０１：ヨーレートセンサ
【図１】
2007190942.tif 000075
【図２ａ】
2007190942.tif 000076
【図２ｂ】
2007190942.tif 000077
【図３】
2007190942.tif 000078
【図５】
2007190942.tif 000079
【図６】
2007190942.tif 000080
【図７】
2007190942.tif 000081
【図８】
2007190942.tif 000082
【図９】
2007190942.tif 000083
【図１５】
2007190942.tif 000084
【図１６】
2007190942.tif 000085
【図１７】
2007190942.tif 000086
【図１８】
2007190942.tif 000087
【図１９】
2007190942.tif 000088
【図２０】
2007190942.tif 000089
【図４】
2007190942.tif 000090
【図１０】
2007190942.tif 000091
【図１１ａ】
2007190942.tif 000092
【図１１ｂ】
2007190942.tif 000093
【図１２】
2007190942.tif 000094
【図１３】
2007190942.tif 000095
【図１４ａ】
2007190942.tif 000096
【図１４ｂ】
2007190942.tif 000097