(57)【要約】【課題】車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの目標値との誤差を小さく或いは０にする各輪の駆動力配分のフィードバック制御量を求める。【解決手段】コントローラ８は、駆動輪１〜４それぞれの駆動力配分のフィードフォワード成分を設定し、車両の車両挙動を表す車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの内、少なくとも一つ以上を検出または推定し、検出または推定される車両挙動の中から、少なくとも一つ以上の車両挙動について目標値を設定する。そして、目標値を設定された車両挙動について、その目標値と検出または推定された値との誤差を求め、求められた誤差から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値を設定し、補正量目標値を実現する駆動輪１〜４それぞれの駆動力配分のフィードバック制御量を求め、駆動力配分のフィードフォワード成分と駆動力配分のフィードバック制御量との和を駆動輪１〜４それぞれの駆動力配分の目標値として演算する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４輪を夫々独立に駆動する車両の駆動力配分装置において、
各輪の駆動力配分のフィードフォワード成分を設定するフィードフォワード駆動力配分設定手段と、
前記車両の車両挙動を表す車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの内、少なくとも一つ以上を検出または推定する車両挙動判断手段と、
前記車両挙動判断手段によって検出または推定される車両挙動の中から、少なくとも一つ以上の車両挙動について前記車両の運転状態に基づき目標値を設定する車両挙動目標値設定手段と、
前記車両挙動目標値設定手段によって目標値を設定された車両挙動について、その目標値と前記車両挙動判断手段によって検出または推定された値との誤差を求める車両挙動誤差演算手段と、
前記車両挙動誤差演算手段によって求められた誤差から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値を設定する車両挙動補正量目標値設定手段と、
前記車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値を実現する各輪の駆動力配分のフィードバック制御量を求めるフィードバック制御量演算手段と、
前記駆動力配分のフィードフォワード成分と、前記駆動力配分のフィードバック制御量との和を各輪の駆動力配分の目標値として演算する目標駆動力配分演算手段と、
前記駆動力配分の目標値に従って各輪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】
前記駆動力配分の目標値によって実現する車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントを推定する車両挙動推定手段と、
前記車両挙動目標値設定手段によって目標値を設定された車両挙動について、前記車両挙動の目標値に前記車両挙動誤差演算手段によって求められた誤差を加算した値と、前記車両挙動推定手段によって推定された値との誤差を求める車両挙動誤差再演算手段と、
前記車両挙動誤差再演算手段によって求められた誤差から車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの修正量目標値を前記車両挙動補正量目標値設定手段によって設定する手段と、
前記車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの修正量目標値を実現する各輪の駆動力配分の修正量を求める駆動力配分修正量演算手段と、
を備え、前記駆動力配分の目標値と前記駆動力配分の修正量との和を前記駆動力配分の目標値に設定する処理を更に行う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】
前記フィードバック制御量演算手段は、各輪の駆動力変化に対する車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度に基づいて、駆動力配分のフィードバック制御量を求め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】
前記フィードバック制御量演算手段は、各輪における駆動力変化に対するタイヤ横力の感度を求めるタイヤ横力感度検出手段を備え、前記タイヤ横力の感度に基づいて駆動力配分のフィードバック制御量を求め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】
前記フィードバック制御量演算手段は、前記駆動力配分のフィードバック制御量の複数の集合の中から、各輪のフィードバック制御量がより小さくなる駆動力配分のフィードバック制御量を選択することを特徴とする請求項３または４に記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記フィードバック制御量演算手段は、前記補正量目標値より小さな微小制御量を実現する各輪の駆動力配分の微小制御量を演算する処理を、前記駆動力配分の微小制御量それぞれの和が前記補正量目標値に漸近あるいは一致するまで繰り返し行い、繰り返し求めた前記駆動力配分の微小制御量それぞれの和を前記駆動力配分のフィードバック制御量とすることを特徴とする請求項３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】
前記車両挙動目標値設定手段は、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの目標値を設定し、
前記フィードフォワード駆動力配分設定手段は、前記フィードフォワード成分によって実現する車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントを推定し、前記目標値と前記フィードフォワード成分によって実現する車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントとの誤差を演算し、
前記車両挙動補正量目標値設定手段は、前記車両挙動誤差演算手段によって求められた誤差と前記フィードフォワード駆動力配分設定手段によって求められた誤差から、前記車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値を設定す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】
各輪の駆動力配分の目標値と同じ車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントを実現する前記４輪の駆動力配分の集合を求める駆動力配分集合演算手段を備え、
前記駆動力配分の集合の中の複数の駆動力配分の中から各輪の駆動力配分の目標値を再設定す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右輪を独立に制駆動できる４輪独立駆動車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。
【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】
【０００３】
上記従来技術では、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】
この一例を図１と図２を用いて説明する。図１では前輪舵角を左方向に切りながら、前輪左右輪の駆動力Ｆｘ1、Ｆｘ2（単位：Ｎ）とその駆動力差Ｆｘ2−Ｆｘ1で左方向に定常旋回している状態を表しており、各輪のタイヤ横力Ｆｙ1、Ｆｙ2、Ｆｙ3、Ｆｙ4（単位：Ｎ）は車両進行方向左向きに発生している。
【０００５】
図１において、車両前後方向力Ｆｘと車両横方向力Ｆｙには目標値との誤差がなく、車両重心位置に加わるヨーモーメントＭの目標値Ｍ**（単位：Ｎ）との間に誤差ΔＭ＝Ｍ**−Ｍがあった場合、従来技術ではこのヨーモーメント誤差ΔＭを打ち消すために、例えば、図２のように式(１)で表される駆動力Ｆｂ3、Ｆｂ4（単位：Ｎ）を後輪左右輪で発生させる。Ｌｔは後輪のトレッド長さ（単位：ｍ）である。
【０００６】
【数１】
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【０００７】
しかし、制駆動力が増加するとタイヤ横力は減少するので、図２のように後輪左右輪のタイヤ横力Ｆｙ3、Ｆｙ4はそれぞれ減少するが、前輪のタイヤ横力は変化していないので、車両横方向力が減少してしまう。また、図２の場合、後輪のタイヤ横力だけが減少するので、車両重心位置に加わるヨーモーメントＭも変化してしまう。車両横方向力の減少、ヨーモーメントＭの変化は操縦安定性の低下の原因となりうる。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの目標値との誤差を小さく或いは０にする各輪の駆動力配分のフィードバック制御量を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る駆動力配分装置は、各輪の駆動力配分のフィードフォワード成分を設定し、車両の車両挙動を表す車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの内、少なくとも一つ以上を検出または推定し、検出または推定される車両挙動の中から、少なくとも一つ以上の車両挙動について目標値を設定する。そして、目標値を設定された車両挙動について、その目標値と検出または推定された値との誤差を求め、求められた誤差から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値を設定し、補正量目標値を実現する各輪の駆動力配分のフィードバック制御量を求める。そして、駆動力配分のフィードフォワード成分と駆動力配分のフィードバック制御量との和を各輪の駆動力配分の目標値として演算し、この駆動力配分の目標値に基づき各輪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、例えば、図２のようにヨーモーメントにのみ目標値との誤差があるような場合でも、車両前後方向力、車両横方向力を変化させずにヨーモーメント誤差を小さく或いは０にすることができ、操縦安定性が低下するのを回避することができる。
【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３は左前輪１、右前輪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）、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。
【００１５】
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Ｆｙ1（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。
【００１６】
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’を考える。すると図４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(２)、式(３)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。
【００１７】
【数２】
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【００１８】
【数３】
2007190941.tif 000005
【００１９】
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(４)、式(５)により表される。
【００２０】
【数４】
2007190941.tif 000006
【００２１】
【数５】
2007190941.tif 000007
【００２２】
ここで更に、駆動力とタイヤ横力の関係は図５に示す関係にある。図５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５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５に示すようにΔＦｘi及びΔＦｙiが微小の時の式(６)の値である。
【００２３】
【数６】
2007190941.tif 000008
【００２４】
すると、ΔＦｘi及びΔＦｙiが微小で、この式(６)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(７)、式(８)により表される。
【００２５】
【数７】
2007190941.tif 000009
【００２６】
【数８】
2007190941.tif 000010
【００２７】
ここで、図３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、タイヤ力の総和の車両横方向成分Ｆｙ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(９)〜式(１１)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。
【００２８】
【数９】
2007190941.tif 000011
【００２９】
【数１０】
2007190941.tif 000012
【００３０】
【数１１】
2007190941.tif 000013
【００３１】
従って、各輪の制駆動力がそれぞれΔＦｘiだけ変化したときのＦｘ、Ｆｙ、Ｍの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭは式(６)、式(７)のｐi、ｑiを用いて、式(１２)〜(１４)により表される。
【００３２】
【数１２】
2007190941.tif 000014
【００３３】
【数１３】
2007190941.tif 000015
【００３４】
【数１４】
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【００３５】
式(１２)〜(１４)をまとめると式(１５)により表すことができる。
【００３６】
【数１５】
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【００３７】
ΔＦｘ1を既知と仮定してΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4について解くと、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4は式(１６)により表される。
【００３８】
【数１６】
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【００３９】
ただし、
【００４０】
【数１７】
2007190941.tif 000019
【００４１】
【数１８】
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【００４２】
【数１９】
2007190941.tif 000021
【００４３】
【数２０】
2007190941.tif 000022
【００４４】
従って、式(１６)より、Ｄ1≠０の場合には、現在の動作点周りでＦｘ、Ｆｙ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＦｙ、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(２１)により求めることができる。
【００４５】
【数２１】
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【００４６】
同様にして、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4の何れか一つを既知と仮定して式(１５)を解くと、Ｄ2≠０、Ｄ3≠０、Ｄ4≠０それぞれの場合に現在の動作点周りでＦｘ、Ｆｙ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＦｙ、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ΔＦｘ4を既知として式(１５)を解くと、式(２２)となる。
【００４７】
【数２２】
2007190941.tif 000024
【００４８】
従って、式(２１)や式(２２)においてΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭをＦｘ、Ｆｙ、Ｍの目標値との誤差、ΔＦｘiを各輪のフィードバック制御量Ｆｘbiとすれば、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍの目標値との誤差を補正するフィードバック制御量Ｆｘbiが求まる。これが本発明の骨子である。
【００４９】
図６、図７は、従来技術との比較の一例を示しており、共に図１の定常旋回している状態において、突風（横風）により車体を旋回内側に回頭させるようなヨーモーメントが時刻Ａから時刻Ｂまでステップ的に加わった場合を想定して行ったシミュレーション結果である。
【００５０】
図６は、従来技術を用いて後輪の左右駆動力差のみでヨーモーメントの変化を抑えるように、図７は、本発明に従い、式(２１)或いは式(２２)を用いて車両挙動（車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメント）の変化を抑えるようにフィードバック制御量を求めたときの結果である。なお、図６、図７は共に上から順にヨーレート、横方向力、各輪の駆動力、各輪のタイヤ横力の時刻歴応答を表しており、図６と図７の各軸の単位と範囲は同じである。
【００５１】
図６の従来技術による場合、後輪において左右駆動力差を出力した時のタイヤ横力変化を考慮していないために、車両横方向力だけでなくヨーレートにも大きな変化が出てしまっている。これに対し、図７の本発明を適用した場合は、その誤差が大きく縮小していることが分かる。
【００５２】
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。
【００５３】
第１の発明（請求項１に記載の発明）では、まず、対象となる４輪独立駆動車は車両前後方向力Ｆｘ、車両横方向力Ｆｙ、ヨーモーメントＭの中から少なくとも一つ以上の車両挙動を検出する。そして、この検出した車両挙動について目標値を設定し、その目標値との誤差を元にＦｘ、Ｆｙ、Ｍの補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを設定し、このｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを補正する各輪のフィードバック制御量Ｆｘbiを求める構成とした。これにより、補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭに車両挙動Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍそれぞれの目標値との誤差を設定すれば、これら車両挙動の誤差を共に小さく或いは０にする各輪の駆動力配分のフィードバック制御量を求めることができ、操縦安定性を向上させることができるという効果が期待できる。
【００５４】
また、車両挙動Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ全てを検出或いは推定することができない車両において、例えば、検出或いは推定できない車両挙動を変化させることなく、検出或いは推定できる車両挙動を目標値に漸近或いは一致させることができるという効果が期待できる。このような効果を得るためには、例えば、検出できる車両挙動についてはその目標値との誤差を補正量目標値に、検出できない車両挙動については０を補正量目標値にそれぞれ設定すれば良い。
【００５５】
第２の発明（請求項２に記載の発明）によれば、第１の発明において一度求めたフィードバック制御量Ｆｘbi（ｉ=１〜４）とフィードフォワード成分Ｆｘfi（ｉ=１〜４）との和Ｆｘfi＋Ｆｘbiで実現する車両挙動と目標車両挙動との誤差から補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭをもう一度設定し、このｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを補償する処理を更に行う構成とした。これにより、図７に示すように車両挙動の目標値との誤差をより小さくする駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘbiを求めることができ、操縦安定性をさらに向上させることができるという効果が期待できる。
【００５６】
第３の発明（請求項３に記載の発明）によれば、第１、第２の発明において駆動力変化に対する車両前後方向力、車両横方向力、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フィードバック制御量Ｆｘbiを求める構成とした。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フィードバック制御量Ｆｘbiを求めることができ、操縦安定性の向上と制御装置の演算負荷低減が期待できる。
【００５７】
第４の発明（請求項４に記載の発明）によれば、第１から第３において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フィードバック制御量Ｆｘbiを求める構成とした。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フィードバック制御量Ｆｘbiを求めることができ、操縦安定性の向上と制御装置の演算負荷低減が期待できる。
【００５８】
第５の発明（請求項５に記載の発明）によれば、第３、第４の発明において駆動力配分のフィードバック制御量の複数の集合の中から、各輪のフィードバック制御量が小さくなるものを選択する構成とした。駆動力配分のフィードバック制御量の組み合わせが複数求まるということは、式(２１)や式(２２)に任意定数χが含まれることから明らかである。そして、式(２１)や式(２２)の導出において各輪の制駆動力Ｆｘiの変化ΔＦｘiが充分小さいという仮定から、第５の発明を適用することによってより高精度に駆動力配分のフィードバック制御量を求めることができ、操縦安定性の向上が期待できる。
【００５９】
第６の発明（請求項６に記載の発明）によれば、第３から第５の発明において補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭより小さな補正量ｄｄＦｘ、ｄｄＦｙ、ｄｄＭに対してフィードバック制御量ｄＦｘbiを繰り返し求める構成とした。これにより、現在の動作点周りにおいて、一度に演算されるフィードバック制御量を小さくできるので、式(２１)や式(２２)の導出において各輪の制駆動力Ｆｘiの変化ΔＦｘiが充分小さいという仮定から明らかなように、より正確に駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘbiを求めることができ、操縦安定性の向上と制御装置の演算負荷低減が期待できる。
【００６０】
第７の発明（請求項７に記載の発明）によれば、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘf1、Ｆｘf2、Ｆｘf3、Ｆｘf4によって実現する車両挙動Ｆｘ##、Ｆｙ##、Ｍ##を推定し、このＦｘ##、Ｆｙ##、Ｍ##と目標車両挙動Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**との誤差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭからと、車両挙動誤差演算手段によって求められた誤差とから車両挙動の補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを設定して、フィードバック制御量Ｆｘbiを求める構成とした。これにより、駆動力配分のフィードフォワード成分によって実現する車両挙動と目標車両挙動との誤差も考慮したフィードバック制御量Ｆｘbi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。
【００６１】
第８の発明（請求項８に記載の発明）によれば、駆動力配分の目標値Ｆｘ1**、Ｆｘ2**、Ｆｘ3**、Ｆｘ4**と同じ車両挙動を実現する駆動力配分の集合を求め、この集合の中から駆動力配分を選択する構成とした。これにより、同じ車両挙動を実現する駆動力配分集合の中で、各輪の出力可能な駆動力の範囲を満たす駆動力配分を選ぶことができる。
【００６２】
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。
【００６３】
図８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。図８に示す電動車両は、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１１によって左前輪１を、モータ１２によって右前輪２を、モータ１３によって左後輪３を、モータ１４によって右後輪４をそれぞれ独立に駆動することができる。
【００６４】
モータ１１〜１４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３１〜３４はモータ１〜４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１〜４に供給する。各車輪の速度は車輪速センサ１１〜１４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。
【００６５】
各車輪１〜４の回転半径はＲで全て等しく、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。また更に、輪荷重と横滑り角と路面摩擦係数が４輪で等しい場合には、駆動力とタイヤ横力との関係は４輪で同一となる、即ち４輪とも同じタイヤ特性を有している。
【００６６】
車両の前後方向加速度と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。
【００６７】
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１５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。
【００６８】
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。
【００６９】
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モータ１〜４にトルク配分を行う等の制御を行う。
【００７０】
次にコントローラ８の制御内容について説明する。
【００７１】
図９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３〜８の発明に対応する。
【００７２】
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(２３)により求める。
【００７３】
【数２３】
2007190941.tif 000025
【００７４】
また、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で検出する。
【００７５】
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、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
ステップＳ２０では、車両に加わっている車両前後方向力Ｆｘ、車両横方向力Ｆｙ、ヨーモーメントＭを推定する。
【００７９】
まず、車両前後方向力Ｆｘであるが、これはステップＳ１０で求めた前後方向加速度αxに車両の質量ｍ（単位：ｋｇ）を乗じて、Ｆｘ＝ｍαxとして求める。Ｆｘを求める際、車速に応じた空気抵抗や転がり抵抗等の走行抵抗を考慮すると尚良い。
【００８０】
次に、車両横方向力Ｆｙは、ステップＳ１０で求めた横方向加速度αyに車両の質量ｍ（単位：ｋｇ）を乗じて、Ｆｙ＝ｍαyとして求める。
【００８１】
最後にヨーモーメントＭは、ステップＳ１０で求めたヨーレートγを時間微分したヨー角加速度γ’に車両のヨー慣性モーメントＩ（単位：ｋｇ・ｍ2）を乗じて、Ｍ＝Ｉγ’として求める。
【００８２】
なお、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍの符号はそれぞれαx、αy、γと同じとする。
【００８３】
ステップＳ３０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。
【００８４】
また、ステップＳ３０においては各輪１〜４の輪荷重Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3、Ｗ4（単位：Ｎ）を式(２４)〜式(２７)により求める。
【００８５】
【数２４】
2007190941.tif 000026
【００８６】
【数２５】
2007190941.tif 000027
【００８７】
【数２６】
2007190941.tif 000028
【００８８】
【数２７】
2007190941.tif 000029
【００８９】
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＋Ｌｒ）、ｍは車両の質量（単位：ｋｇ）、ｇは重力加速度（単位：ｍ／ｓ2）である。
【００９０】
更に、ステップＳ３０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、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を推定する。
【００９１】
ステップＳ４０では、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰ及びＢＰと、ステアリング５の回転角θと、車両速度Ｖ（運転状態）から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**を設定する。
【００９２】
また、ステップＳ４０では更に、この車両挙動の動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**を、横風等の外乱や車重等の変化がない場合に実現する各輪の駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘf1、Ｆｘf2、Ｆｘf3、Ｆｘf4を求める。
【００９３】
Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**及びＦｘf1、Ｆｘf2、Ｆｘf3、Ｆｘf4の求め方は、図１０のフローチャートを用いて後述する。なお、第７の発明を適用する場合、ステップＳ４０では、図１０のフローチャートにおいてステップＳ１０７０で求められる駆動力配分の基本値Ｆｘi##を、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiに設定する。
【００９４】
ステップＳ５０では、ステップＳ２０で推定したＦｘ、Ｆｙ、Ｍと、ステップＳ４０で設定した車両挙動の動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを式(２８)〜式(３０)により設定する。
【００９５】
【数２８】
2007190941.tif 000030
【００９６】
【数２９】
2007190941.tif 000031
【００９７】
【数３０】
2007190941.tif 000032
【００９８】
なお、第７の発明を適用する場合、ステップＳ５０では図１０のフローチャートにおいてステップＳ１０９０で求められる誤差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭを用いて車両挙動の補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを式(３１)〜式(３３)により設定する。
【００９９】
【数３１】
2007190941.tif 000033
【０１００】
【数３２】
2007190941.tif 000034
【０１０１】
【数３３】
2007190941.tif 000035
【０１０２】
ステップＳ６０では、ステップＳ５０で求めたｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現する、各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4を、ステップＳ４０で求めたＦｘfiとステップＳ２０で推定した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１１ａ、図１１ｂのように設定される。
【０１０３】
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補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭと各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘbi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。
【０１０４】
なお、図１１ａ、図１１ｂのようなマップの形で持たせる場合には、図１１ａ、１１ｂ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たせておく。また、この時、各輪の輪荷重Ｗi、各輪の舵角δi、各輪の路面摩擦係数μi等についてもその取り得る組合せ全てに対して、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭとＦｘbi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となお良い。
【０１０５】
また、ステップＳ６０において、第３の発明を適用する場合には図１２あるいは図１３に示すフローチャートに従って、第４の発明を適用する場合には図１３に示すフローチャートに従って、第６の発明を適用する場合には図１４に示すフローチャートに従って、Ｆｘbiをそれぞれ求める。図１２〜図１４に示すフローチャートによるＦｘbiの求め方については後述する。
【０１０６】
ステップＳ７０では、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiと、フィードバック制御量Ｆｘbiとの和を各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘi**＝Ｆｘfi＋Ｆｘbiとする。
【０１０７】
なお、第８の発明を適用する場合、ステップＳ７０において、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の目標値Ｆｘ1**、Ｆｘ2**、Ｆｘ3**、Ｆｘ4**と同じ車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントを実現する４輪の駆動力配分の集合を求め、この駆動力配分の集合の中の複数の駆動力配分の中から各輪の出力可能な駆動力の範囲を満たす駆動力配分を選択し、これを４輪の駆動力配分の目標値Ｆｘ1**、Ｆｘ2**、Ｆｘ3**、Ｆｘ4**を再設定する。
【０１０８】
ステップＳ８０では、Ｆｘi**に各輪の半径Ｒを乗じた値を、各輪のモータ１１〜１４が出力するように制御を行う。
【０１０９】
次に、第２〜第８の発明に基づいてトルク配分制御を行う場合について説明する。このトルク配分制御は上記したトルク配分に代えて行われるものである。
【０１１０】
第２〜第８の発明に基づいてトルク配分制御を行う場合は、図９のフローチャートのステップＳ５０からステップＳ７０までを図１５のフローチャートに置き換えればよい。
【０１１１】
この図１５のフローチャートについて説明すると、まず、ステップＳ１００では、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiによって実現する車両前後方向力ｅＦｘ、車両横方向力ｅＦｙ、ヨーモーメントｅＭを式(３４)〜式(３６)により推定する。
【０１１２】
【数３４】
2007190941.tif 000036
【０１１３】
【数３５】
2007190941.tif 000037
【０１１４】
【数３６】
2007190941.tif 000038
【０１１５】
ただし、
【０１１６】
【数３７】
2007190941.tif 000039
【０１１７】
なお、Ｆｙfiは、現在の走行状態でＦｘfi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、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiに基づいて、後述する図１３のフローチャートのステップＳ７００で用いる駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップから設定する。
【０１１８】
ステップＳ１１０では、図９のフローチャートのステップＳ２０で推定したＦｘ、Ｆｙ、Ｍと、ステップＳ４０で設定した車両挙動の動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**から、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントの補正量目標値ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを式(３８)〜式(４０)により設定する。
【０１１９】
【数３８】
2007190941.tif 000040
【０１２０】
【数３９】
2007190941.tif 000041
【０１２１】
【数４０】
2007190941.tif 000042
【０１２２】
ただし、図１５のフローチャートにおいてはこのｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭそれぞれに０より大きく１以下の補正量収束係数φx、φy、φmを乗じて、式(４１)〜式(４３)により設定しても良い。
【０１２３】
【数４１】
2007190941.tif 000043
【０１２４】
【数４２】
2007190941.tif 000044
【０１２５】
【数４３】
2007190941.tif 000045
【０１２６】
ステップＳ１３０では、ｄＦｘ、ｄＦｙの絶対値が共に１０[Ｎ]以下で、且つｄＭの絶対値が１０[Ｎｍ]以下ならばステップＳ１４０に進み、各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘi**をＦｘi**＝Ｆｘfiとして図１５のフローチャートを終了し、図９のステップＳ８０に進む。
【０１２７】
ステップＳ１５０では、図９のフローチャートのステップＳ６０と同じ処理を行い、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現する各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4を求める。
【０１２８】
ただし、ステップＳ１５０において、第４の発明を適用し図１３に示すフローチャートに従ってＦｘbiを求める場合、後述する図１３のフローチャートのステップＳ７１０において求めたＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4が全て０となりステップＳ８００においてＦｘb1＝Ｆｘb2＝Ｆｘb3＝Ｆｘb4＝０となった場合、Ｆｘi**＝Ｆｘfiとして直ちに図１５のフローチャートを抜けて図９のステップＳ８０に進む。
【０１２９】
ステップＳ１６０では駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiを式(４４)により更新し、ステップＳ１００に進む。
【０１３０】
【数４４】
2007190941.tif 000046
【０１３１】
次に、図９のフローチャートのステップＳ６０において、第３の発明に基づいて各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘbiを求める図１２のフローチャートについて以降説明する。
【０１３２】
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、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度Ｋix（単位：なし）、Ｋiy（単位：なし）、ＫiM（単位：ｒａｄ・ｍ））（例えば、左前輪１の駆動力変化に対する車両前後方向力の感度はＫ1x、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、Ｆｘfi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１６のように設定される（図１６には左前輪１のマップのみを例として掲載）。
【０１３３】
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、車両横方向力、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。
【０１３４】
ステップＳ５１０では、各輪の駆動力変化に対する車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度をベクトルで表した、［Ｋix  Ｋiy  ＫiM］が互いに１次独立である３つの車輪の組み合わせを選ぶ。選び方は次のようにして行う。
【０１３５】
まず、左前輪１以外の残り３輪のベクトルを縦に並べた式(４５)の行列Ｋ1を考え、この行列Ｋ1の行列式ｄｅｔ｜Ｋ1｜が０でないならば、車輪の組み合わせを左前輪１以外の残り３輪とし、フラグｆｌｇに１を設定する。
【０１３６】
【数４５】
2007190941.tif 000047
【０１３７】
もしｄｅｔ｜Ｋ1｜が０ならば、今度は右前輪２以外の残り３輪のベクトルを縦に並べた行列Ｋ2を式(４５)と同様に考え、行列式ｄｅｔ｜Ｋ2｜が０でないならば、車輪の組み合わせを右前輪２以外の残り３輪とし、フラグｆｌｇに２を設定する。もしｄｅｔ｜Ｋ2｜も０ならば、今度は左後輪３以外の残り３輪のベクトルを縦に並べた行列Ｋ3を式(４５)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左後輪３以外の残り３輪とし、フラグｆｌｇに３を設定する。もしｄｅｔ｜Ｋ3｜も０ならば、今度は右後輪３以外の残り３輪のベクトルを縦に並べた行列Ｋ4を式(４５)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左後輪４以外の残り３輪とし、フラグｆｌｇに４を設定する。行列式ｄｅｔ｜Ｋ4｜も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。
【０１３８】
ステップＳ５２０ではフラグｆｌｇが０ならばステップＳ５４０に進み、Ｆｘb1＝Ｆｘb2＝Ｆｘb3＝Ｆｘb4＝０とする。そうでなければステップＳ５３０に進む。
【０１３９】
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Ｆｘbiを求め、フローチャートを終了する。Ｆｘbiは、例えば、フラグｆｌｇが１の場合は式(４６)により求める。即ち、ステップＳ５１０で選択された［Ｋix  Ｋiy  ＫiM］が互いに１次独立である３つの車輪の駆動力補正量を、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭにＫiの逆行列を乗じることで求め、選択されなかった左前輪１の駆動力補正量を０とする。フラグｆｌｇが２〜４の場合も同様である。
【０１４０】
【数４６】
2007190941.tif 000048
【０１４１】
次に図９のフローチャートのステップＳ６０において、第３或いは第４の発明に基づいてｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現するＦｘbiを求める図１３のフローチャートについて以降説明する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
駆動力Ｆｘf1＋ｄＦｘ1に対応するタイヤ横力Ｆｙf1＋ｄＦｙ1を各輪の現在の横すべり角β1、各輪の輪荷重Ｗi、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を参照して求め、図５のように式(４７)によりｋ1を求める。各輪ともこのタイヤ特性マップは共通であり、図１７のように設定される。
【０１４４】
なお、ｄＦｘ1（単位：Ｎ、ｄＦｘ1＞０）は、本車両の左前輪が取り得る輪荷重と比較して十分微小な値とし、本実施形態では１０[Ｎ]とする（他の車輪のｄＦｘiも同じ１０「Ｎ」とする）。即ち、Ｆｘf1が微小なｄＦｘ1だけ変化した時のＦｙf1の変化量ｄＦｙ1を求める事によって、駆動力をＦｘf1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(４７)によって求まる。
【０１４５】
【数４７】
2007190941.tif 000049
【０１４６】
車輪２〜４についても同様にしてｋ2〜ｋ4を求める。
【０１４７】
ステップＳ７１０では、このｋiと各輪の舵角δiを用いて式(４８)〜式(５１)で表される、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4を求める。
【０１４８】
【数４８】
2007190941.tif 000050
【０１４９】
【数４９】
2007190941.tif 000051
【０１５０】
【数５０】
2007190941.tif 000052
【０１５１】
【数５１】
2007190941.tif 000053
【０１５２】
ただし、
【０１５３】
【数５２】
2007190941.tif 000054
【０１５４】
ステップＳ７２０では、Ｄ1≠０であればステップＳ７３０に進み、式(２１)に相当する式(５３)を用いてｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現する、各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4を求める。そうでなければステップＳ７４０に進む。
【０１５５】
【数５３】
2007190941.tif 000055
【０１５６】
式(５３)の任意定数χは、ここでは０が設定される。
【０１５７】
なお、ステップＳ７２０において第５の発明を適用する場合には、例えば、式(５３)の任意定数χを、Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4の２乗和が最小となる式(５４)により設定する。
【０１５８】
【数５４】
2007190941.tif 000056
【０１５９】
また、ステップＳ７２０において第５の発明を適用する場合、Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4の４乗和が最小となるχを、またはＦｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4の最小値と最大値との差が最も小さくなるχを選択しても良い。
【０１６０】
ステップＳ７４０では、Ｄ4≠０であればステップＳ７５０に進み、式(２２)に相当する式(５５)を用いてｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現する各輪駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4を求める。そうでなければステップＳ７６０に進む。
【０１６１】
なお、式(５５)中の任意定数χはステップＳ７３０と同様に０とする。そして、第５の技術を適用する場合、例えば、ステップＳ７３０同様、Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4の２乗和を最小にするχを式(５６)により設定する。
【０１６２】
【数５５】
2007190941.tif 000057
【０１６３】
【数５６】
2007190941.tif 000058
【０１６４】
ステップＳ７６０では、Ｄ2≠０であればステップＳ７７０に進み、式(１５)をＦｘb2を既知として解いた式から、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現するＦｘbiを求める。なお、式(５３)及び式(５５)中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、S７５０同様に設定する。Ｄ2＝０ならばステップＳ７８０に進む。
【０１６５】
ステップＳ７８０では、Ｄ３≠０であればステップＳ７９０に進み、式(１５)をＦｘb3を既知として解いた式から、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現するＦｘbiを求める。なお、式(５３)及び式(５５)中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、S７５０同様に設定する。Ｄ3＝０ならばステップＳ８００に進み、Ｆｘb1＝Ｆｘb2＝Ｆｘb3＝Ｆｘb4＝０とする。
【０１６６】
次に図９のフローチャートのステップＳ６０において、第６の発明に基づいてｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現するＦｘbiを求める図１４のフローチャートについて説明する。
【０１６７】
ステップＳ８０５では駆動力配分のフィードフォワード成分記録変数ＦＦｘfiに、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiを設定する。また、演算回数カウンタＣｎに０を設定する。
【０１６８】
ステップＳ８１０では、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭをそれぞれ１０で割った値をｄｄＦｘ、ｄｄＦｙ、ｄｄＭとする。
【０１６９】
なお、ここではｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭをそれぞれ１０で割ったが、割る数はこれに限定されない。１０以上の数で割ればＦｘbiの演算精度は高くなるが、演算時間は長くなるので、コントローラ８の演算性能が許す限りこの割る数を大きくする。
【０１７０】
ステップＳ８２０では、ｄｄＦｘ、ｄｄＦｙ、ｄｄＭを実現する各輪の制御量ｄＦｘb1、ｄＦｘb2、ｄＦｘb3、ｄＦｘb4を、第３の発明を適用する場合には図１２或いは図１３に示すフローチャートに従って、第４の発明を適用する場合には図１３に示すフローチャートに従って求める。
【０１７１】
ステップＳ８３０では、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiを、Ｆｘfi←Ｆｘfi＋ｄＦｘbiと更新し、演算回数カウンタＣｎに１を加える。
【０１７２】
ステップＳ８４０では演算回数カウンタＣｎが１０以上ならばステップＳ８５０に進み、駆動力配分のフィードバック制御量Ｆｘbiを、Ｆｘbi＝Ｆｘfi−ＦＦｘfiとする。
【０１７３】
ステップＳ８６０では、駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfiにフィードフォワード成分記録変数ＦＦｘfiを再設定する。
【０１７４】
次に、図９のフローチャートのステップＳ４０において、車両前後方向力、車両横方向力、ヨーモーメントそれぞれの動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**と、この車両挙動の動的目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**を、横風等の外乱や車重等の変化がない場合に実現する各輪の駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘf1、Ｆxf2、Ｆxf3、Ｆxf4を求める図１０のフローチャートについて説明する。
【０１７５】
まず、ステップＳ１０３０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とブレーキペダル７の踏込量ＡＰ及びＢＰと車両速度Ｖに基づいて式(５７)により求める。
【０１７６】
【数５７】
2007190941.tif 000059
【０１７７】
式(５７)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。
【０１７８】
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１８及び図１９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。
【０１７９】
ステップＳ１０４０では、車両横方向力の静的目標値Ｆｙ*を、ステップＳ１０３０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に基づいて目標車両横方力マップを参照して設定する。また、ヨーレートの静的目標値γ*を、Ｆｘ*とθとＶに基づいて目標ヨーレートマップを参照して設定する。
【０１８０】
この目標車両横方力マップ及び目標ヨーレートマップは、例えば、それぞれ図２０、図２１のように設定されるマップであり、これら２つのマップの設定方法は後述するステップＳ１０５０にて説明する。
【０１８１】
ステップＳ１０５０では、駆動力配分の静的な目標値Ｆｘ1*、Ｆｘ2*、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。この静的駆動力配分マップは、例えば、図２２ａ、図２２ｂのように設定される。
【０１８２】
ここで、この静的駆動力配分マップと、ステップＳ１０４０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以降述べる。
【０１８３】
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(５８)〜式(６１)により定義する。なお、本実施形態ではη及びΔηは常に０.６（前輪への配分を６割）とする。
【０１８４】
【数５８】
2007190941.tif 000060
【０１８５】
【数５９】
2007190941.tif 000061
【０１８６】
【数６０】
2007190941.tif 000062
【０１８７】
【数６１】
2007190941.tif 000063
【０１８８】
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、目標車両横方力マップ、目標ヨーレートマップを作成する。
【０１８９】
まず、選択された、Ｆｘall、ΔＦｘallから各輪の駆動力配分Ｆｘiを式(６２)〜式（６５）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（ステアリングギア比は１／１６）とする。
【０１９０】
【数６２】
2007190941.tif 000064
【０１９１】
【数６３】
2007190941.tif 000065
【０１９２】
【数６４】
2007190941.tif 000066
【０１９３】
【数６５】
2007190941.tif 000067
【０１９４】
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）で図８の車両を走行させ、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）になった時の車両横方向力Ｆｙとヨーレート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。
【０１９５】
そして最後に、静的駆動力配分マップ、目標車両横方力マップ、目標ヨーレートマップのＶ、θ、Ｆｘ*、Ｆｙ*、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*、Ｆｙ*、γ*、Ｆｘi*とし、静的駆動力配分マップ、目標車両横方力マップ、目標ヨーレートマップを設定していく。
【０１９６】
ステップＳ１０６０では、車両前後方向力の動的目標値Ｆｘ**、車両横方向力の動的目標値Ｆｙ**、ヨーレートの動的目標値γ**を、各輪の駆動力配分で実現可能な範囲で車両の操縦性が好適となるように静的な目標値Ｆｘ*、Ｆｙ*、γ*に対してなまし処理（時間的な遅れ要素）を施して求める。ここではＦｘ*については２次遅れの伝達関数を用いて、Ｆｙ*、γ*については相応の伝達関数を用いてＦｘ**、Ｆｙ**、γ**を得る。なお、特にＦｙ**、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時間的な遅れ要素を入れる。
【０１９７】
そして更にステップＳ１０６０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。
【０１９８】
ステップＳ１０７０では、ステップＳ１０５０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**、Ｆｙ**、γ**を概ね実現する駆動力配分の基本値Ｆｘ1##、Ｆｘ2##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##を式(６６)〜式(６９)により求める。
【０１９９】
【数６６】
2007190941.tif 000068
【０２００】
【数６７】
2007190941.tif 000069
【０２０１】
【数６８】
2007190941.tif 000070
【０２０２】
【数６９】
2007190941.tif 000071
【０２０３】
ただし、ステップＳ１０５０に示した通りη＝Δη＝０．６で、Ｆｘall##はステップＳ１０６０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。
【０２０４】
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(７０)から求める。
【０２０５】
【数７０】
2007190941.tif 000072
【０２０６】
ただし、
【０２０７】
【数７１】
2007190941.tif 000073
【０２０８】
ただし、式(７０)において、ｆｒ（ｓ）はステップＳ１０６０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。
【０２０９】
ステップＳ１０８０では、駆動力配分の基本値Ｆｘ1##、Ｆｘ2##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##によって実現する、車両前後方向力Ｆｘ##、車両横方向力Ｆｙ##、ヨーモーメントＭ##を式(７２)〜式(７４)により求める。
【０２１０】
【数７２】
2007190941.tif 000074
【０２１１】
【数７３】
2007190941.tif 000075
【０２１２】
【数７４】
2007190941.tif 000076
【０２１３】
ただし、
【０２１４】
【数７５】
2007190941.tif 000077
【０２１５】
なお、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、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiに基づいて、図１３のフローチャートのステップＳ７００で用いた駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップからＦｙi##を設定する。
【０２１６】
ステップＳ１０９０では、Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**とＦｘ##、Ｆｙ##、Ｍ##との誤差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭを式(７６)〜式(７８)により求める。
【０２１７】
【数７６】
2007190941.tif 000078
【０２１８】
【数７７】
2007190941.tif 000079
【０２１９】
【数７８】
2007190941.tif 000080
【０２２０】
ステップＳ１１００ではこの誤差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭを補正するΔＦｘ1、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を、ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭとＦｘi##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図９のフローチャートのステップＳ６０で用いた図１１ａ、図１１ｂのマップと同一のもので、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭをΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭと置き換え、Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4をΔＦｘ1、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4と置き換えて用いる。
【０２２１】
また、ステップＳ１１００において、ΔＦｘ1、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4を図１２または図１３に示すフローチャートに従って求めるとなお良い。この場合も各フローチャートにおいてｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭをΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭと置き換え、Ｆｘb1、Ｆｘb2、Ｆｘb3、Ｆｘb4をΔＦｘ1、ΔＦｘ2、ΔＦｘ3、ΔＦｘ4と置き換えて用いる。
【０２２２】
ステップＳ１１１０では、ΔＦｘiとＦｘi##との和を各輪の駆動力配分のフィードフォワード成分Ｆｘfi＝Ｆｘi##＋ΔＦｘiとする。
【０２２３】
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８に示した車両とは異なり、車両挙動Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ全てを補正する必要のない、或いは推定することができない車両にも適用することができる。例えば、車両横方向力Ｆｙを推定できないような車両に適用する場合、図９のフローチャートのステップＳ５０において、ヨーモーメントＭの変化から車両横方向力Ｆｙの変化を推定して車両横方向力の補正量目標値ｄＦｙを設定すれば良い。
【０２２４】
また、本発明は、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を制御できる車両等、ステアバイワイヤ機構を装備した車両にも適用可能である。このような車両に適用する場合は、例えば、ｄＦｘ、ｄＦｙ、ｄＭを実現するＦｘbi、及びｄｄＦｘ、ｄｄＦｙ、ｄｄＭを実現する制御量ｄＦｘbiを図１３のフローチャートで求めるようにし、この図１３のフローチャートで用いる舵角情報に、各輪の舵角制御指令値を用いるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】左右駆動力差によって旋回する車両に加わるタイヤ力を表す図である。
【図２】従来技術によるヨーモーメントの補正方法を表す図である。
【図３】４輪独立駆動車における各輪の駆動力、タイヤ横力、舵角等を表した図である。
【図４】ある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表した図である。
【図５】制駆動力とタイヤ横力との関係を表す図である。
【図６】従来例による駆動力制御のシミュレーション結果の一例を表す図である。
【図７】本発明による駆動力制御のシミュレーション結果の一例を表す図である。
【図８】４輪を独立に駆動するモータを備えた電動車両の構成を示す図である。
【図９】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を示す図である。
【図１０】駆動力配分のフィードフォワード成分を求めるフローチャートを示す図である。
【図１１ａ】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１１ｂ】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１２】駆動力配分のフィードバック制御量を求めるフローチャートを示す図である。
【図１３】駆動力配分のフィードバック制御量を求めるフローチャートを示す図である。
【図１４】駆動力配分のフィードバック制御量を求めるフローチャートを示す図である。
【図１５】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を示す図である。
【図１６】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１７】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表す図である。
【図１８】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表すマップである。
【図１９】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表すマップである。
【図２０】ステアリング回転角と車速と車両前後方向力に応じた車両横方向力の静的な目標値を表すマップである。
【図２１】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表すマップである。
【図２２ａ】各輪の駆動力配分の静的な目標値を表すマップである。
【図２２ｂ】同じく各輪の駆動力配分の静的な目標値を表すマップである。
【符号の説明】
【０２２６】
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３】
2007190941.tif 000081
【図４】
2007190941.tif 000082
【図６】
2007190941.tif 000083
【図７】
2007190941.tif 000084
【図８】
2007190941.tif 000085
【図９】
2007190941.tif 000086
【図１０】
2007190941.tif 000087
【図１２】
2007190941.tif 000088
【図１３】
2007190941.tif 000089
【図１４】
2007190941.tif 000090
【図１５】
2007190941.tif 000091
【図１７】
2007190941.tif 000092
【図１８】
2007190941.tif 000093
【図１９】
2007190941.tif 000094
【図１】
2007190941.tif 000095
【図２】
2007190941.tif 000096
【図５】
2007190941.tif 000097
【図１１ａ】
2007190941.tif 000098
【図１１ｂ】
2007190941.tif 000099
【図１６】
2007190941.tif 000100
【図２０】
2007190941.tif 000101
【図２１】
2007190941.tif 000102
【図２２ａ】
2007190941.tif 000103
【図２２ｂ】
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