(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輪のうち、少なくとも一方の左右輪を独立して制動及び駆動可能に設けられるモータを備える車両の駆動力配分制御装置において、
車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する駆動力配分演算手段と、
前記駆動力配分演算手段によって演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段と、
各輪の少なくともすべり角及び舵角に基づいて、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを演算する最大ヨーモーメント演算手段と、を備え、
前記駆動力配分演算手段は、前記各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する、
ことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
【請求項２】
前輪及び後輪のうち、少なくとも一方の左右輪を独立して制動及び駆動可能に設けられるモータを備える車両の駆動力配分制御装置において、
車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する駆動力配分演算手段と、
前記駆動力配分演算手段によって演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段と、
各輪のすべり角、輪荷重、路面摩擦係数及び舵角に基づいて、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを演算する最大ヨーモーメント演算手段と、を備え、
前記駆動力配分演算手段は、前記各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する、
ことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
【請求項３】
前記各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両で発生可能な最大ヨーレートを演算する最大ヨーレート演算手段と、
ステアリングの回転角及び車速に基づいて前記最大ヨーレートを超えない範囲内で目標ヨーレートを演算する目標ヨーレート演算手段とを備え、
前記駆動力配分演算手段は、前記目標ヨーレートを発生可能な各輪の駆動力配分を演算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】
アクセルペダル及びブレーキペダルの操作量並びに車速に基づいて車両の目標制駆動力を演算する目標制駆動力演算手段と、
前記駆動力配分演算手段によって演算された各輪の駆動力配分の和が、前記目標制駆動力と等しくなるように、各輪の駆動力配分を補正する駆動力配分補正手段とを備え、
前記駆動力配分制御手段は、前記駆動力配分補正手段によって補正された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項５】
前記駆動力配分補正手段は、前記駆動力配分演算手段によって演算された各輪の駆動力配分の和が、前記目標制駆動力よりも小さいとき、車両の旋回方向内側にある内輪の駆動力を不足分だけ増大させることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項６】
前記駆動力配分補正手段は、前記駆動力配分演算手段によって演算された各輪の駆動力配分の和が、前記目標制駆動力よりも小さいとき、車両の旋回方向内側にある内輪の前輪及び後輪のうち、制駆動力の変化に対するヨーモーメントの変化がより小さい方の駆動力を不足分だけ増大させることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項７】
前記駆動力配分補正手段は、前記駆動力配分演算手段によって演算された各輪の駆動力配分の和が、前記目標制駆動力よりも大きいとき、車両の旋回方向外側にある外輪の駆動力を過剰分だけ低下させることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項８】
前記駆動力配分補正手段は、前記駆動力配分演算手段によって演算された各輪の駆動力配分の和が、前記目標制駆動力よりも大きいとき、車両の旋回方向外側にある外輪の前輪及び後輪のうち、制駆動力の変化に対するヨーモーメントの変化がより小さい方の駆動力を過剰分だけ低下させることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力配分制御装置。
【請求項９】
前記最大ヨーモーメント演算手段は、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを前記モータの出力可能な範囲内で演算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１０】
前記モータへの供給電力を蓄電する蓄電装置を備え、
前記最大ヨーモーメント演算手段は、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを前記蓄電装置の入出力可能な電力の範囲内で演算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１１】
前輪及び後輪のうち、少なくとも一方の左右輪を独立して制動及び駆動可能に設けられるモータを備える車両の駆動力配分制御方法において、
車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算することと、
演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御することと、
各輪の少なくともすべり角及び舵角に基づいて、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを演算することと、を備え、
前記各輪の駆動力配分を演算することは、前記各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する、
ことを特徴とする車両の駆動力配分制御方法。
【請求項１２】
前輪及び後輪のうち、少なくとも一方の左右輪を独立して制動及び駆動可能に設けられるモータを備える車両の駆動力配分制御方法において、
車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算することと、
演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御することと、
各輪のすべり角、輪荷重、路面摩擦係数及び舵角に基づいて、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを演算することと、を備え、
前記各輪の駆動力配分を演算することは、前記各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算する、
ことを特徴とする車両の駆動力配分制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にモータによって左右独立に駆動可能な車両の駆動力配分制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の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、目標のヨーレート応答を実現する４輪の駆動力配分をフィードフォワードで制御する技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３１５６６１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、駆動源を左右独立に備えた車両において、左右の駆動力配分を制御することでヨーレートの応答を目標値に制御している。
【０００４】
しかし、車両の走行状態や路面状態によっては駆動力が想定通りに路面に伝えられない場合があり、このような場合にはヨーレートの応答を目標値に制御できなくなり、車両挙動が不安定になる可能性がある。
【０００５】
本発明は、車両状態や路面状態に基づいて、車両で実現可能な最大ヨーモーメント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】
【０００６】
本発明は、前輪及び後輪のうち、少なくとも一方の左右輪を独立して制動及び駆動可能に設けられるモータを備える車両の駆動力配分制御装置において、車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算し、演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御する。さらに、各輪の少なくともすべり角及び舵角に基づいて、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントを演算し、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントに基づいて車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分が演算される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両のヨーモーメントが最大となる各輪の駆動力配分を演算し、演算された駆動力配分となるように各輪の駆動力配分を制御するので、車両で発生可能な最大のヨーモーメントを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
従来から、タイヤ摩擦円の範囲内でタイヤの前後力と横力の合力が最大となるように制御する技術が知られているが、ヨーモーメントに関してはタイヤの前後力と横力の合力が最大になる点において、必ずしもヨーモーメントが最大になるとは限らない。
【０００９】
この点について図２１、２２を用いて説明する。図２１は、ある路面摩擦係数μと輪荷重Ｗにおいて、タイヤ前後力Ｆｘに対するタイヤ横力Ｆｙの関係をすべり角βごとに表した図である。また、図の点線は各すべり角βにおいて、タイヤ前後力Ｆｘと横力Ｆｙとの合力が最大となる点をプロットした線であり、この線図を摩擦円と定義する。
【００１０】
図２２は図２１と同一の路面摩擦係数μ及び輪荷重Ｗにおいて、タイヤ前後力Ｆｘに対するタイヤ横力Ｆｙを考慮してタイヤが発生するヨーモーメントの関係を表した図である。
【００１１】
図２１ですべり角がβiの時にタイヤの前後力Ｆｘと横力Ｆｙの合力が最大になる点は図中のＡ点になるが、図２２では、すべり角がβiの時に発生するモーメントが最大になる点はＡ点ではなく、Ｂ点となる。
【００１２】
これにより、タイヤの前後力Ｆｘと横力Ｆｙの合力が最大となるように制御するだけでは、最大ヨーモーメントを実現することができないという問題があった。
【００１３】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の車両の駆動力配分制御装置におけるシステム構成概略図である。車両は、バッテリ９（蓄電装置）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。
【００１５】
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および回生運転ができる交流電動機であり、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１６〜１９はそれぞれモータ１１〜１４で発電された交流電流を直流電流に変換しバッテリ９に充電するとともに、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１１〜１４に供給する。各車輪１〜４の速度はそれぞれ車輪速センサ２１〜２４によって検出され、検出された各車輪１〜４の回転速度はコントローラ８に送信される。
【００１６】
各車輪１〜４の回転半径はＲで全て等しく、各モータ１１〜１４と各車輪間は減速比Ｇの減速装置を介して連結されている。
【００１７】
車両の前後方向加速度および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。
【００１８】
前輪１、２の舵角は、運転者によるステアリング５の操舵によってステアリングギヤ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。また、ステアリング操舵角変化量と独立して制御できるステアバイワイヤを装備して、各輪１〜４の舵角を調整する構成でもよい。
【００１９】
各車輪１〜４の舵角は舵角センサ３１〜３４によって検出され、検出された各車輪１〜４の舵角はコントローラ８に送信される。
【００２０】
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およ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。
【００２１】
コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路およ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１１〜１４に対して目標とする駆動力配分を実現するトルク配分制御を行う。
【００２２】
次にコントローラ８で行う制御について図２を参照しながら説明する。図２は、図１の電動車両においてコントローラ８で実行するモータ１１〜１４へのトルク配分制御を示すフローチャートである。制御演算処理は、微少時間（例えば１０ｍｓ）毎に繰り返し演算される。
【００２３】
ステップＳ１００では、アクセル開度と車速とステアリング角から、目標車両挙動として車両の動的目標駆動力Ｆx**、動的目標横方向力Ｆy**、動的目標ヨーレートγ**を演算する。
【００２４】
ステップＳ２００では、路面摩擦係数μと輪荷重Ｗと車輪滑り角βから、制駆動力に応じて各輪１〜４が発生する最大ヨーレートγmaxを算出する。
【００２５】
ステップＳ３００では、ステップＳ１００で演算した動的目標ヨーレートγ**とステップＳ２００で演算した最大ヨーレートγmaxとを比較し、動的目標ヨーレートγ**が最大ヨーレートγmax以下ならば、ステップＳ８００の処理に進む。動的目標ヨーレートγ**が最大ヨーレートγmaxより大きい場合はステップＳ４００の処理に進む。
【００２６】
ステップＳ４００では、ステップＳ１００で演算した動的目標ヨーレートγ**をステップＳ２００で演算した最大ヨーレートγmaxに制限する。
【００２７】
ステップＳ５００では、後述するステップＳ２０３において演算される各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allとステップＳ１００で演算した車両の動的目標駆動力Ｆｘ**とを比較し、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**以下ならば、ステップＳ６００の処理に進む。各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**より大きい場合は、ステップＳ７００の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ６００（駆動力配分補正手段）では、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**を実現するように、かつ最大ヨーレートγmaxの変化量が最小になるように内輪の制動力を減少させる方向に補正する。
【００２９】
ステップＳ７００（駆動力配分補正手段）では、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**を実現するように、かつ最大ヨーレートγmaxの変化量が最小になるように外輪の駆動力を減少させる方向に補正する。
【００３０】
ステップＳ８００では、ステップＳ１００で演算した動的目標ヨーレートγ**を実現する各輪１〜４の駆動力配分を演算する。
【００３１】
ステップＳ９００（駆動力配分制御手段）では、ステップＳ８００において演算された駆動力配分又はステップＳ６００、Ｓ７００において補正された駆動力配分に基づいて各輪の駆動力配分を制御する。
【００３２】
次に、ステップＳ１００の処理について図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３３】
ステップＳ１０１では、車輪速センサ２１〜２４で各輪１〜４の回転速度ω１、ω２、ω３、ω４をそれぞれ検出し、各輪１〜４の半径Ｒを乗じて各輪１〜４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（１）の通り求める。
【００３４】
【数１】
0005104102.tif 000002
【００３５】
また、アクセルストロークセンサ２６およ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：％）および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３１〜３４で検出する。ＶおよびＶ1〜Ｖ4は車両前進方向を正とし、ステアリングの回転角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。
【００３６】
なお、舵角センサ３１〜３４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１〜４の舵角を求めるようにする。本実施例では前輪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１〜４の舵角を補正できるようにすると尚良い。
【００３７】
ステップＳ１０２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号に記載された方法を用い、ステップＳ１０１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１〜４舵角δiとステアリング角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。
【００３８】
ステップＳ１０３では、各輪１〜４の輪荷重Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3、Ｗ4（単位：Ｎ）を式（２）〜式（５）の通り求める。
【００３９】
【数２】
0005104102.tif 000003
【００４０】
【数３】
0005104102.tif 000004
【００４１】
【数４】
0005104102.tif 000005
【００４２】
【数５】
0005104102.tif 000006
【００４３】
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）、ｈは車両重心の高さ（単位：ｍ）、ｍは車両の質量（単位：ｋｇ）、ｇは重力加速度（単位：ｍ／Ｓ2）である。
【００４４】
ステップＳ１０４では、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に記載された方法を用い、各輪１〜４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Ｓ１０３で求めた各輪１〜４の輪荷重Ｗiからμiを推定する。
【００４５】
ステップＳ１０５では、車両の制駆動力の静的目標値Ｆx*を、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰおよびＢＰと車両速度Ｖに基づいて式（６）の通り求める。
【００４６】
【数６】
0005104102.tif 000007
【００４７】
式（６）中のＦａx*はアクセルペダル６の踏込量ＡＰおよび車速Ｖに基づいて目標駆動力マップを参照したものであり、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た値である。なお、目標駆動力マップおよび目標制動力マップは例えばそれぞれ図４および図５のように設定される。また、Ｆx*、Ｆａx*、Ｆｂx*は何れも車両を前方に加速させる向きを正とする。
【００４８】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５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に基づいて車両横方向力の静的目標値Ｆy*を目標車両横方向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、目標ヨーレートマップを参照して設定する。さらに、各輪１〜４の駆動力配分の静的目標値Ｆxi*を目標駆動力配分マップを参照して演算する。
【００４９】
この目標車両横方向力マップ、目標ヨーレートマップ及び目標駆動力配分マップは、例えばそれぞれ図６、図７および図８のように設定されるマップであり、以下のように設定される。なお、本実施例では車両の制駆動力を輪荷重比に応じて各輪１〜４に配分した時の車両横方向の静的目標値Ｆy*、静的ヨーレート目標値γ*、静的駆動力配分目標値Ｆxi*について説明する。
【００５０】
まず、ステアリング５の角度をθ’，車両の制駆動力をＦｘ’とし、Ｆｘ’を輪荷重比に応じて各輪１〜４に配分してシミュレーション或いは実験によって車両を走行させる。次に、走行時の車両横方向力Ｆｙによる輪荷重Ｗの変化に応じて各輪１〜４に配分する駆動力を収束演算する。十分時間が経過して車速Ｖ’が一定（定常状態）になったときの各輪１〜４の駆動力Ｆxi’と車両横方向力Ｆy’とヨーレートγ’を求める。
【００５１】
最後に、シミュレーション或いは実験を行った時のθ’、Ｖ’、Ｆx’に対応したＦxi’、Ｆy’、γ’を目標駆動力配分マップ、目標車両横方向マップ、目標ヨーレートマップに設定していく。
【００５２】
ステップＳ１０７（目標ヨーレート演算手段、目標制駆動力演算手段）では、車両の制駆動力の静的目標Ｆx*，車両横方向力の静的目標値Ｆy*，ヨーレートの静的目標値γ*に対し、過渡の応答速度が任意の値になるように、車両の制駆動力の動的目標駆動力Ｆx**，車両横方向力の動的目標横力Ｆy**，ヨーレートの動的目標ヨーレートγ**を設定する。設定方法は例えば、静的目標値に対し1次遅れの伝達関数を用いて、動的目標値を設定する方法などが挙げられる。
【００５３】
次に、ステップＳ２００の処理について図９のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
ステップＳ２０１では、ステップ１０２、１０３、１０４で推定及び演算した各輪１〜４の横すべり角βi輪荷重Ｗｉ、路面摩擦係数μiを読み込む。
【００５５】
ステップＳ２０２（最大ヨーモーメント演算手段）ではステップＳ２０１で読み込んだ各輪１〜４の横すべり角βi輪荷重Ｗｉ、路面摩擦係数μiを基に各輪１〜４で発生する最大ヨーモーメントγmaxを演算する。
【００５６】
演算方法は、タイヤの横すべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiに基づき、タイヤの制駆動力に応じて各輪１〜４で発生するモーメントの特性を予め演算した図１０に示すマップを基に演算する。
【００５７】
ここで、図１０の特性マップの演算方法について説明する。まず各輪１〜４の横すべり角βi、各輪１〜４の輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiに基づいて、図１１のように設定される駆動力Ｆｘとタイヤ横力Ｆｙとの関係を表すタイヤ特性マップから、あるＦｘiの大きさの制駆動力を出力した場合のタイヤで発生する横力Ｆｙiを、Ｆｘiが最小の値から最大の値まで各輪１〜４ごとにそれぞれ演算する。
【００５８】
各タイヤでＦｘiおよびＦｙiが出力された場合に、それぞれのタイヤが発生するモーメントを以下の式（７）〜（１０）を用いて演算する。なお、図１２に示すように、式（７）〜（１０）中のＬｆは車両重心位置から前輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｒは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）である。また、本実施例において操舵可能な前輪のモーメント演算には、図１３および式（１１）、（１２）の通り、舵角分を回転変化させた値を用いてモーメントを演算している。モーメントは半時計周りを正として演算する。
【００５９】
【数７】
0005104102.tif 000008
【００６０】
【数８】
0005104102.tif 000009
【００６１】
【数９】
0005104102.tif 000010
【００６２】
【数１０】
0005104102.tif 000011
【００６３】
【数１１】
0005104102.tif 000012
【００６４】
【数１２】
0005104102.tif 000013
【００６５】
式（７）〜式（１０）のＦｘiに対するＭiをそれぞれ演算した結果の一例が図１０に示す特性マップであり、各輪１〜４の横すべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiにおける最大モーメントを新たにマップにしておくことで、各輪１〜４の最大モーメントＭimaxが算出される。
【００６６】
すなわち、例えば、図１０で各輪１〜４の横すべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiにおけるモーメント特性がそれぞれ図中の太線で示される場合には、その特性においてモーメントが最大になる点、つまり図のＡ点におけるモーメントの値が出力されるマップを予め作成しておくことで最大モーメントが算出される。ただし、図１０でモーメントが最大となる点は、タイヤがスリップを起こさない範囲で最大となる点であり、スリップ率の絶対値がある閾値以下（閾値は例えば０．１５に設定）の駆動力で実現するヨーモーメントの範囲内で最大の値をマップに設定していくことが好ましい。
【００６７】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で用いた図１０のＡ点に対応する制駆動力を予めマップにしておくことで、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力Ｆｘimaxを算出する。
【００６８】
ステップＳ２０４（最大ヨーレート演算手段）では、ステップＳ２０２で算出した各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxの和、すなわち、車両で実現可能な最大ヨーモーメントＭmaxを演算する。さらに、演算したＭmaxを車両のヨー慣性モーメントＩで除した値を積分して車両で実現可能な最大ヨーレートγmaxを求める。なお、ヨーレートγmaxの初期値は０とする。
【００６９】
次に、ステップＳ６００の処理について説明する。
【００７０】
各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**以下の場合は、各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allを増加するように補正する必要がある。ここで図１０を参照すると、各輪１〜４で最大ヨーモーメントＭimaxを実現する制駆動力（図中のＡ点）を太線に沿って横軸の右方向に補正することで、各輪１〜４の駆動力の和Ｆmax_allは増加する。
【００７１】
ここで、外輪の駆動力を右方向に補正するとステップＳ２０２で説明したスリップ率が閾値を超えてしまうため、補正をするのは内輪のみとする。
【００７２】
補正の演算処理について図１４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７３】
ステップＳ６０１では、動的目標駆動力Ｆｘ**から各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allを減算し、制動力補正量ΔＦｘを算出する。
【００７４】
ステップＳ６０２では、演算回数ｌｏｏｐをリセットする。ここで、前輪と後輪の駆動力を繰り返し補正する演算は、所定回数Ｎだけ行われ、所定回数Ｎはコントローラ８で制御演算している１サンプリング中に実行可能な値に設定される。例えば、コントローラ８で制御演算している１サンプリングが１０［ｍｓ］であり、補正演算部を２[ｍｓ]とした場合、所定回数Ｎは５以下に設定される。
【００７５】
ステップＳ６０３では、ステップＳ６０１で演算した補正量ΔＦｘを、所定回数Ｎで除した補正量ΔＦｘ’だけ内輪の前輪、後輪の制動力をそれぞれ補正した場合における、前輪、後輪の制動力変化に対するヨーモーメント変化の感度ｋi（ｉ＝１、３）を求める。
【００７６】
ここで感度ｋi（ｉ＝１、３）について図１５を用いて説明する。図１５は図１０に示す内輪のＡ点において前輪と後輪の制動力をそれぞれ微小なΔＦｘだけ補正した時のそれぞれのモーメント変化量ΔＭ１、ΔＭ３を示した図である。感度ｋi（ｉ＝１、３）は、内輪の制動力変化ΔＦｘに対するモーメント変化ΔＭ１、ΔＭ３の傾きを示している。感度ｋiは図１０に示す特性から駆動力ごとにモーメント変化量をマップ化しておき、現時点のＦｘ1とＦｘ3に基づいてΔＭ１およびΔＭ３をマップから求め、ΔＦｘ’で除して求める。
【００７７】
ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３において演算した感度ｋiの内、ｋiが小さい方の内輪の制動力をΔＦｘ’だけ補正する。ｋiが小さい方の内輪の制動力をΔＦｘだけ補正することで、制動力を補正することによる最大モーメントの変化量を最小限にすることができる。
【００７８】
ステップＳ６０５では、演算回数ｌｏｏｐが所定回数Ｎか否かを判定し、所定回数ＮでなければステップＳ６０６へ進んで演算回数に１を加算し、再度ステップＳ６０３からの演算を繰り返す。演算回数ｌｏｏｐが所定回数Ｎであれば演算を終了し、ステップＳ６０４で補正した各輪１〜４の制動力を出力する。
【００７９】
また、上記補正の演算処理について、前輪及び後輪のうち一方のみを補正してもよい。これについて図１６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８０】
ステップＳ６１１では、動的目標駆動力Ｆｘ**から各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allを減算し、制動力補正量ΔＦｘを算出する。
【００８１】
ステップＳ６１２では、前輪、後輪の制動力を制動力補正量ΔＦｘだけそれぞれ補正した場合の感度ｋiを求める。感度ｋiの演算手法としては、ステップＳ２０２において説明した、各輪１〜４が発生する最大ヨーモーメントＭimaxを算出するマップを作成する際に、制動力をそれぞれ微小なΔＦｘだけ補正した時の制駆動力変化量に対するモーメント変化量の傾きを感度ｋiとして予めマップに設定しておき、各輪１〜４のすべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiから各輪１〜４の感度ｋiを算出する方法を用いる。
【００８２】
ステップＳ６１３では、演算した感度ｋiが小さい方の内輪の制動力をΔＦｘだけ補正する。
【００８３】
上述の図１６の補正演算方法は図１４の補正演算方法に比べ、最大モーメントＭimaxの変化量を最小値にする制動力補正値ΔＦｘの精度が低下するが、繰り返し演算する必要が無く、さらに各輪１〜４のすべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiから各輪１〜４の感度ｋiを求めるマップの方が図１０に示すマップよりもデータ量が少ないため、演算負荷を低減することができる。
【００８４】
次に、ステップＳ７００の処理について説明する。
【００８５】
各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allが動的目標駆動力Ｆｘ**より大きい場合は、各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allを減少させるように補正する必要がある。図１０を参照すると、各輪１〜４で最大ヨーモーメントＭimaxを実現する制駆動力（図中のＡ点）を太線に沿って横軸の左方向に補正することで、各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allは減少する。
【００８６】
ここで、内輪の制動力を左方向に補正するとステップＳ２０２で説明したスリップ率が閾値を超えてしまうため、補正をするのは外輪のみとする。
【００８７】
補正の演算処理について図１７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８８】
ステップＳ７０１では、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allから動的目標駆動力Ｆｘ**を減算し、駆動力補正量ΔＦｘを算出する。
【００８９】
ステップＳ７０２では、演算回数ｌｏｏｐをリセットする。ここで、前輪と後輪の駆動力を繰り返し補正する演算は、所定回数Ｎだけ行われ、所定回数Ｎはコントローラ８で制御演算している１サンプリング中に実行可能な値に設定される。例えば、コントローラ８で制御演算している１サンプリングが１０［ｍｓ］であり、補正演算部を２[ｍｓ]とした場合、所定回数Ｎは５以下に設定される。
【００９０】
ステップＳ７０３では、ステップＳ７０１で演算した補正量ΔＦｘを、所定回数Ｎで除した補正量ΔＦｘ’だけ外輪の前輪、後輪の駆動力をそれぞれ補正した場合における、前輪、後輪の駆動力変化に対するヨーモーメント変化の感度ｋi（ｉ＝２、４）を求める。
【００９１】
ここで感度ｋi（ｉ＝２、４）について図１８を用いて説明する。図１８は図１０に示す外輪のＡ点において前輪と後輪の駆動力をそれぞれ微小なΔＦｘだけ補正した時のそれぞれのモーメント変化量ΔＭ２、ΔＭ４を示した図である。感度ｋi（ｉ＝２、４）は、外輪の駆動力変化ΔＦｘに対するモーメント変化ΔＭ２、ΔＭ４の傾きを示している。感度ｋiは図１０に示す特性から駆動力ごとにモーメント変化量をマップ化しておき、現時点のＦｘ2とＦｘ4に基づいてΔＭ２およびΔＭ４をマップから求め、ΔＦｘ’で除して求める。
【００９２】
ステップＳ７０４では、ステップＳ７０３において演算した感度ｋiの内、ｋiが小さい方の外輪の制動力をΔＦｘ’だけ補正する。ｋiが小さい方の外輪の制動力をΔＦｘだけ補正することで、駆動力を補正することによる最大モーメントの変化量を最小限にすることができる。
【００９３】
ステップＳ７０５では、演算回数ｌｏｏｐが所定回数Ｎか否かを判定し、所定回数Ｎでなければ再度ステップＳ７０３からの演算を繰り返す。演算回数ｌｏｏｐが所定回数Ｎであれば演算を終了し、ステップＳ７０４で補正した各輪１〜４の駆動力を出力する。
【００９４】
また、上記補正の演算処理について、前輪及び後輪のうち一方のみを補正してもよい。これについて図１９のフローチャートを参照しながら説明する。
【００９５】
ステップＳ７１１では、各輪１〜４の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪１〜４の制駆動力の和Ｆmax_allから動的目標駆動力Ｆｘ**を減算し、駆動力補正量ΔＦｘを算出する。
【００９６】
ステップＳ７１２では、前輪、後輪の駆動力を駆動力補正量ΔＦｘだけそれぞれ補正した場合の感度ｋiを求める。感度ｋiの演算手法としては、ステップＳ２０２において説明した、各輪１〜４が発生する最大ヨーモーメントＭimaxを算出するマップを作成する際に、制動力をそれぞれ微小なΔＦｘだけ補正した時の制駆動力変化量に対するモーメント変化量の傾きを感度ｋiとして予めマップに設定しておき、各輪１〜４のすべり角βi、輪荷重Ｗi、路面摩擦係数μiから各輪１〜４の感度ｋiを算出する方法を用いる。
【００９７】
ステップＳ７１３では、演算した感度ｋiが小さい方の外輪の駆動力をΔＦｘだけ補正する。
【００９８】
次に、ステップＳ８００の処理について説明する。
【００９９】
ステップＳ８００では、ステップＳ１００で演算した動的ヨーレート目標値γ**を実現する各輪１〜４の駆動力配分を演算する。演算方法は例えば特開２００６−３１５６６１公報に記載された方法を用いる。以下に演算の概略を説明する。
【０１００】
ステップＳ１００で演算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##を演算する。演算には、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、著者：安部正人、発行所：山海堂参照）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（「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：槇書店参照）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て演算する。
【０１０１】
演算した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（１３）〜式（１５）の通り求める。
【０１０２】
【数１３】
0005104102.tif 000014
【０１０３】
【数１４】
0005104102.tif 000015
【０１０４】
【数１５】
0005104102.tif 000016
【０１０５】
なお、Ｆｙ1##、Ｆｙ2##、Ｆｙ3##、Ｆｙ4##は、現在の車両状態で、Ｆｘ1##、Ｆｘ2##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##が各輪１〜４に加わった時に発生するタイヤ横力で、図１１の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演算する。
【０１０６】
次に、車両挙動の目標値Ｆｘ**、Ｆｙ**、Ｍ**とＦｘ##、Ｆｙ##、Ｍ##との差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭを式（１６）〜式（１８）の通り求める。
【０１０７】
【数１６】
0005104102.tif 000017
【０１０８】
【数１７】
0005104102.tif 000018
【０１０９】
【数１８】
0005104102.tif 000019
【０１１０】
ここで式（１８）のＭ**は、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演算したヨーモーメントの動的目標値である。
【０１１１】
車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭを補正するΔＦｘiを各輪１〜４の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋi’から演算し、駆動力配分の基本値Ｆｘ1##、Ｆｘ2##、Ｆｘ3##、Ｆｘ4##に各輪１〜４の駆動力補正量ΔＦｘiを加算することで動的ヨーレート目標値を実現する各輪１〜４の駆動力配分を演算する。
【０１１２】
以上のように本実施形態では、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントＭimaxを演算し、この最大ヨーモーメントＭimaxに基づいて車両のヨーモーメントＭが最大となる各輪の駆動力配分Ｆｘiを演算し、演算された駆動力配分Ｆｘiとなるように各輪の駆動力配分Ｆｘiを制御するので、車両で発生可能な最大のヨーモーメントＭmaxを実現することができる。
【０１１３】
また、目標ヨーレートγが最大ヨーレートγmaxを超える場合には、目標ヨーレートγを最大ヨーレートγmaxに制限することにより、目標ヨーレートγは最大ヨーレートγmaxを超えない範囲内で演算されるので、車両の挙動が安定する範囲で最大のヨーレート応答を実現することができる。
【０１１４】
さらに、演算された各輪の駆動力配分Ｆｘiの和Ｆmax_allが目標制駆動力Ｆｘ**と等しくなるように、各輪の駆動力配分Ｆｘiを補正するので、運転者の要求する駆動力を満たしつつ、車両の挙動が安定する範囲で最大のヨーレートを実現することができる。
【０１１５】
さらに、演算された各輪の駆動力配分Ｆｘiの和Ｆmax_allが目標駆動力Ｆｘ**よりも小さいとき、内輪の駆動力を不足分だけ増大させる、すなわち内輪の制動力を低下させるので、外輪の駆動力を増大させることで外輪のスリップ率が閾値を超えることを防止しながら、運転者の要求する目標駆動力Ｆｘ**を満たすことができる。
【０１１６】
さらに、内輪の制動力を低下させるとき、内輪の前輪及び後輪のうち、制駆動力の変化に対するヨーモーメントの変化の度合いである感度ｋiがより小さい方の制動力を低下させるので、制動力を補正することによるヨーモーメントの低下を最小限に抑えることができ、より確実に車両で発生可能な最大のヨーモーメントＭmaxを実現することができる。
【０１１７】
さらに、演算された各輪の駆動力配分Ｆｘiの和Ｆmax_allが目標駆動力Ｆｘ**よりも大きいとき、外輪の駆動力を過剰分だけ低下させるので、内輪の制動力を増大させることで内輪のスリップ率が閾値を超えることを防止しながら、運転者の要求する目標駆動力を満たすことができる。
【０１１８】
さらに、外輪の駆動力を低下させるとき、外輪の前輪及び後輪のうち、制駆動力の変化に対するヨーモーメントの変化の度合いである感度ｋiがより小さい方の駆動力を低下させるので、駆動力を補正する際のヨーモーメントの低下を最小限に抑えることができ、車両で発生可能な最大のヨーモーメントＭmaxをより確実に実現することができる。
【０１１９】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【０１２０】
例えば、車両にカメラまたはレーダーを搭載してもよく、自車周囲の障害物情報に基づいて障害物を回避するように車両の向きを急激に変化させるヨーモーメント要求があった場合には、各輪の最大ヨーモーメントＭimaxを実現する各輪の制駆動力を駆動力配分指令値とすることで、車両が安定する範囲で最大ヨーモーメントＭmaxを実現することができる。
【０１２１】
また、ステップＳ２０２で説明した最大ヨーモーメントＭimaxを演算する際に、図２０に示すようにモータ１１〜１４で出力可能な制駆動力の範囲、及び蓄電装置９の入出力可能な電力の範囲内で演算するようにしてもよい。これにより、各輪で発生可能な最大ヨーモーメントＭimaxをモータ出力の変化や蓄電装置９の入出力変化に応じて演算することができ、車両で発生可能な最大のヨーモーメントＭmaxをより確実に実現することができる。
【０１２２】
さらに、車両は本実施形態に示した車両に限らず、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の操舵量θと独立して各輪の舵角δiを制御できるステアバイワイヤを装備した車両であっても本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本実施形態における車両の駆動力配分制御装置の構成を示すシステム構成概略図である。
【図２】本実施形態における車両の駆動力配分制御装置の制御を示すフローチャートである。
【図３】目標車両挙動の演算制御を示すフローチャートである。
【図４】目標駆動力マップである。
【図５】目標制動力マップである。
【図６】目標車両横方向マップである。
【図７】目標ヨーレートマップである。
【図８】目標駆動力配分マップである。
【図９】最大ヨーレートの演算制御を示すフローチャートである。
【図１０】各輪の制駆動力と発生するヨーモーメントとの関係を示すマップである。
【図１１】駆動力とタイヤ横力の関係を示す模式図である。
【図１２】各輪の駆動力、タイヤ横力及び舵角の関係を示す模式図である。
【図１３】舵角変化に対するタイヤ前後力及び横力の変化を示す模式図である。
【図１４】制動力補正演算制御を示すフローチャートである。
【図１５】制動力補正量とヨーモーメントの変化量との関係を示す模式図である。
【図１６】制動力補正演算制御を示すフローチャートである。
【図１７】駆動力補正演算制御を示すフローチャートである。
【図１８】駆動力補正量とヨーモーメントの変化量との関係を示す模式図である。
【図１９】駆動力補正演算制御を示すフローチャートである。
【図２０】モータ出力制限又は蓄電装置入出力制限を考慮した場合の各輪の制駆動力と発生するヨーモーメントとの関係を示すマップである。
【図２１】タイヤの前後力、横力及び滑り角の関係を示すマップである。
【図２２】タイヤの前後力、モーメント及び滑り角の関係を示すマップである。
【符号の説明】
【０１２４】
１  左前輪
２  右前輪
３  左後輪
４  右後輪
８  コントローラ
９  バッテリ
１１  モータ
１２  モータ
１３  モータ
１４  モータ
【図１】
0005104102.tif 000020
【図２】
0005104102.tif 000021
【図３】
0005104102.tif 000022
【図４】
0005104102.tif 000023
【図５】
0005104102.tif 000024
【図６】
0005104102.tif 000025
【図７】
0005104102.tif 000026
【図８】
0005104102.tif 000027
【図９】
0005104102.tif 000028
【図１０】
0005104102.tif 000029
【図１１】
0005104102.tif 000030
【図１２】
0005104102.tif 000031
【図１３】
0005104102.tif 000032
【図１４】
0005104102.tif 000033
【図１６】
0005104102.tif 000034
【図１７】
0005104102.tif 000035
【図１９】
0005104102.tif 000036
【図１５】
0005104102.tif 000037
【図１８】
0005104102.tif 000038
【図２０】
0005104102.tif 000039
【図２１】
0005104102.tif 000040
【図２２】
0005104102.tif 000041