JP4929944B2

JP4929944B2 - 車両の駆動力配分制御装置

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Publication number: JP4929944B2
Application number: JP2006254108A
Authority: JP
Inventors: 一郎山口; 欣高出口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: US20080071451A1; US9132731B2; JP2008074191A

Description

本発明は、車両の駆動力配分制御装置に関するものである。

後輪は左右独立に駆動され前輪は左右輪がデフ等で連結されて駆動される車両と、前輪は左右独立に駆動され後輪は左右輪がデフ等で連結されて駆動される車両と、４輪が独立に駆動される車両において、何れか１輪がスリップ或いはロックする傾向が検出された場合、車体に新たなヨーモーメント変化が起きないよう各輪の駆動力を補正する技術が特許文献１に開示されている。

この技術では、何れか１輪においてスリップ或いはロックする傾向が検出されると、この車輪の駆動力を０にした上で、各輪の駆動力和と左右駆動力差が維持されるように駆動力の再配分を行う。

このような技術を用いて駆動力再配分を行うと、何れか１輪以上の駆動輪において路面に伝達できる駆動力に制限がかかった場合、各輪の駆動力によって発生する前後力と、各輪の駆動力によって発生する重心周りのヨーモーメントを、駆動力を補正する前後で同じ値に保つことができ、車両の運動性能の低下を防ぐことができる。
特開平１０−２９５００４号公報

旋回中は各輪に横滑り角がついてタイヤ横力が発生する。ここで、駆動力とタイヤ横力とは非線形な関係を有するので、駆動力の変化に伴ってタイヤ横力が非線形に変化する。従って、従来技術を用いて駆動力を補正すると、駆動力によって発生する前後力とヨーモーメントは維持されるが、駆動力を補正した車輪のタイヤ横力の変化によって、タイヤ横力によって発生する車両の横力と車両重心周りのヨーモーメントとの間で再現性のない変化が発生する場合がある。これにより、ドライバーの運転性を損なうおそれがある。

本発明は、何れか１輪以上の駆動輪において路面に伝達できる駆動力に制限がかかった場合であっても、前後力と横力とヨーモーメントとの関係に再現性を持たせながら、前後力と横力とヨーモーメントをそれぞれ変化させるように駆動力再配分を行うことを目的とする。

本発明は、前輪及び後輪のうち一方の左右両輪と他方の左輪及び他方の右輪をそれぞれ独立に駆動する車両又は四輪をそれぞれ独立に駆動する車両の駆動力配分制御装置において、各輪の駆動力配分の目標値を設定する駆動力配分目標値設定手段と、各輪の駆動力の制限値を演算する駆動力制限値演算手段と、駆動力配分の目標値が駆動力の制限値を超える場合に駆動力配分目標値とは異なる駆動力配分の目標値を設定する補正駆動力配分目標値設定手段と、駆動力配分もしくは補正駆動力配分に基づいて各輪への駆動力配分を制御する駆動力制御手段とを備え、補正駆動力配分目標値設定手段は駆動力配分の目標値によって生じる車両挙動に対し駆動力配分の補正によっても車両挙動の変化が抑制できるような車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比の目標を設定する車両挙動目標設定手段と、該駆動力配分の補正によるタイヤ横力変化によっても車両挙動目標を実現する各輪の駆動力配分の集合を演算する駆動力配分集合演算手段と、駆動力配分集合の中から各輪の駆動力が駆動力の制限値を超えない駆動力配分を決定する駆動力配分決定手段とを備える。

本発明によれば、駆動力配分の目標値によって生じる車両の前後力，横力，ヨーモーメントそれぞれを、車両挙動の変化がドライバーの違和感を低減するような比率で変化させる各輪の駆動力配分集合を求め、この駆動力配分集合の中から各輪の駆動力が駆動力の制限値を超えない駆動力配分となるように各輪への駆動力配分を制御するので、車輪のスリップやモータの過熱などによって各輪の駆動力が変化した場合又は変化させる必要がある場合に、ドライバーの運転性を向上させることができる。

あるいは、例えば車両の横すべり角やヨーレート、或いは横力とヨーモーメント（ヨーレート）の乱れが問題となる旋回中には、これらの変化を低減するような比率で車両の前後力，横力，ヨーモーメントを変化させる。また前後力やヨーモーメントの乱れが問題となるような直進中や緩やかな旋回中では、これらの変化を低減するような比率で車両の前後力，横力，ヨーモーメントを変化させることによって、ドライバーの運転性を向上させることができる。

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。まず初めに本発明の前提となる理論について説明する。ここでは、前輪と左後輪と右後輪をそれぞれ独立に駆動できる車両を例にとって説明する。

図１は前輪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。

δ₁、δ₂、δ₃、δ₄は各車輪１〜４それぞれの舵角、Ｆｘ₁、Ｆｘ₂、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄（単位：ｒａｄ）は各車輪１〜４の駆動力（単位：Ｎ）である。Ｆｘ₁、Ｆｘ₂はデフを介して前輪駆動力Ｆｘｆが配分される。図２は左右輪への駆動力配分特性の例を示す。図２（ａ）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の場合を示す。図２（ｂ）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の場合を示しており、高回転側から低回転側へ駆動力が配分され、駆動力ＦｘｆとＦｘ₁、Ｆｘ₂との関係は以下の（１）、（２）式のように表すことができる。

ここで、ｅは前輪駆動力Ｆｘｆのうち、左前輪に配分される駆動力の比を示す。

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をＬｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ（単位：ｍ）とする。

舵角δ_i（ｉ＝１〜４）及びＭは車両を鉛直上方から見た場合に時計回りを正とし、δ_i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、Ｆｘ_iはδ_i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Ｆｙ_i（単位：Ｎ）はδ_i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。

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Ｆｘ_i ^'及び車両横方向成分Ｆｙ_i ^'を考える。図３に示すように各輪の舵角をδ_i（ｉ＝１〜４）だけ切った場合におけるＦｘ_i ^'とＦｙ_i ^'は以下の（３）、（４）式の通り表される。ただし、Ｆｘ_i ^'は車両を前方に加速する方向を、Ｆｙ_i ^'は車両を左方向に加速させる方向をそれぞれ正とする。

従って、各車輪の駆動力がΔＦｘ_iだけ変化したときのタイヤ横力変化量をΔＦｙ_iとすると、各車輪の駆動力がΔＦｘ_iだけ変化したときのＦｘ_i ^'、Ｆｙ_i ^'の変化量ΔＦｘ_i ^'、ΔＦｙ_i ^'は以下の（５）、（６）式の通り表される。

ここでさらに、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Ｆｘ_iとタイヤ横力Ｆｙ_iにおける、駆動力変化ΔＦｘ_iに対するタイヤ横力の感度をｋ_i（ｉ＝１〜４）とおく。即ち、ｋ_iは図４に示すようにΔＦｘ_i及びΔＦｙ_iが微小の時の式（７）の値である。

するとΔＦｘ_i及びΔＦｙ_iが微小で、この式（７）の近似が十分成り立つとすると、ΔＦｙ_i＝ｋ_iΔＦｘ_iとおけるので、各輪の駆動力Ｆｘ_iが十分微小なΔＦｘ_iだけ変化した時のＦｘ_i ^'、Ｆｙ_i ^'の変化量ΔＦｘ_i ^'、ΔＦｙ_i ^'は式（８）及び式（９）の通り表される。

また、ΔＦｘ₁ ^'、ΔＦｘ₂ ^'、ΔＦｙ₁ ^'、ΔＦｙ₂ ^'は、式（１）、（２）を用いて次のように表せる。

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）〜（１６）の通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。

従って、各輪の制駆動力Ｆｘ_iがそれぞれΔＦｘ_iだけ変化したときのＦｘ、Ｆｙ、Ｍの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＭは式（８）及び式（９）のｐ_i、ｑ_iを用いて、式（１７）〜（１９）の通り表される。

ここで、前後力と横力とヨーモーメント変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭを式（２０）の比とするには式（２１）となればよい。

従って前後力と横力とヨーモーメント変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭを式（２０）の比とするΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は、式（２１）に式（１７）〜（１９）を代入して式（２２）〜（２５）と求められる。ただし、式（２０）におけるＲ_x，Ｒ_y，Ｒ_mは定数である。

ただし、

従って、例えばヨーモーメント変化量ΔＭの比であるＲ_mをＲ_x，Ｒ_yに比べて十分小さく設定して、式（２２）に基づいて各輪の駆動力配分を微小に変化させても、ヨーモーメントはほとんど変化しない。

また、横力とヨーモーメントを変化させない、即ち、横力とヨーモーメントの変化量ΔＦｙ、ΔＭを０とするΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は、式（２２）〜（２５）においてＲ_y，Ｒ_mを０とした式（２６）〜（２９）の通りになる。

ただし、

この式（２６）の比で各輪の駆動力配分を十分微小に変化させても、横力とヨーモーメントは変化しない。従って、駆動力制限がかからなかったときの駆動力配分を（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（０））として、この駆動力配分に対し、何れか１輪の駆動力を十分微小な値だけ変化させ、各輪の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋ_iから残り２輪の駆動力補正量を式（２６）から導出し、現在と同じ横力とヨーモーメントを実現する別の駆動力配分を求める。この処理を繰り返すことによって、要求された車両挙動を実現する駆動力配分の集合を求めることができる。

この方法に従って求めた駆動力配分の集合の例を図５に示す。図５の一番上の図は前輪を左方向に転舵し、走行抵抗に釣り合う駆動力を輪荷重比で駆動力配分を行うことによって左方向に定速旋回している走行状態での横力とヨーモーメントを実現する駆動力配分の集合を上記の方法に従って求めた結果である。また、図５の下三つの図は一番上の図の各駆動力配分によって実現する前後力、横力、ヨーモーメントを表している。

図５は、前輪の駆動力を横軸に取り、図５（ａ）ではこの前輪の駆動力に対する各輪の駆動力配分を、図５（ｂ）では前後力を、図５（ｃ）では横力を、図５（ｄ）ではヨーモーメントを、それぞれ縦軸に取って表している。なお、図５において、輪荷重比で定速旋回していた時の駆動力配分は、（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（０））であり、その時の前後力、横力、ヨーモーメントは（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）＝（Ｆｘ（０）、Ｆｙ（０）、Ｍ（０））である。

図５では、この駆動力配分（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（０））から、各輪の駆動力を式（２６）に従って微小に変化させながら求めている。従って、前輪の駆動力がＦｘｆ＝Ｆｘｆ（０）の場合、同じ横力とヨーモーメントを実現する駆動力配分は、（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（０））と（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（１）、Ｆｘ₄（１））の２つの駆動力配分のみであり、例えば（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（１））といった駆動力配分では同じ横力とヨーモーメントを実現することはできない。

この図５が示す通り、式（２６）の比で各輪の駆動力配分を十分微小に変化させながら求めた駆動力配分は、すべて実現する横力とヨーモーメントにほとんど変化がない。

この同じ横力とヨーモーメントを実現する駆動力再配分の集合の中から、各輪の駆動力制限を満たす駆動力配分を選択するロジックを用い、図１の車両が定常旋回中に前輪の駆動力が時刻Ｔ以降ステップ的に０しか出せなくなった場合のシミュレーションを行うと以下のようになる。

シミュレーションを行った制御ロジックの構成概要を図６に示す。図６のロジックでは、駆動力配分の目標値Ｆｘ_f ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**と前後、横、ヨーモーメントの目標値Ｆｘ^**、Ｆｙ^**、Ｍ^**がドライバーのアクセル操作量とハンドル操作量と車速の３つから図６（Ａ）のブロックで決定し、図６（Ｂ）のブロックでＦｘ_f ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって実現する横力、ヨーモーメントを実現する駆動力配分の集合を求め、前輪の駆動力が０になる時刻Ｔ以降は図６（Ｃ）のブロックで前輪の駆動力が０となる駆動力配分を選択する。なお、図６（Ａ）のブロックで決定されるＦｘ_f ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**とＦｘ^**、Ｆｙ^**、Ｍ^**は対応している、すなわちＦｘ_f ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する前後力、横力、ヨーモーメントがＦｘ^**、Ｆｙ^**、Ｍ^**となっている。

図６のロジックによるシミュレーション結果を図７に示す。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、前輪１、２、左後輪３、右後輪４それぞれの駆動力Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄を縦軸にとってそれぞれ表しており、左後輪の駆動力を０として、他の駆動力を任意の駆動力とした場合を表し、図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は前後力、横力、ヨーモーメントの目標値Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍとの誤差の絶対値を縦軸にとって表している。

図７において、破線は従来技術（特開平１０−２９５００４）による場合、実線は本発明による場合である。図７の結果から、本発明は従来技術と比較して横力、ヨーモーメントの目標値に対する再現性が高いことがわかる。

また、同様にして前後力とヨーモーメントを変化させない、即ち、前後力とヨーモーメントの変化量ΔＦｙ、ΔＭを０とするΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は、式（２２）〜（２５）においてＲ_x，Ｒ_mを０とした式（３０）〜（３３）の通りになる。

ただし、

図５と同様にして、この式（３０）に従って求めた駆動力配分の集合の例を図８に示す。図８（ａ）は前輪を左方向に転舵し、走行抵抗に釣り合う駆動力を輪荷重比で駆動力配分を行うことによって左方向に定速旋回している走行状態での横力とヨーモーメントを実現する駆動力配分の集合を式（３０）に従って求めた結果である。また、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図８（ａ）の各駆動力配分によって実現する前後力、横力、ヨーモーメントを表している。図８各図の縦軸、横軸の取り方は図５と同じである。なお、図８において、輪荷重比で定速旋回していた時の駆動力配分は、（Ｆｘ_f、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄）＝（Ｆｘ_f（０）、Ｆｘ₃（０）、Ｆｘ₄（０））であり、その時の前後力、横力、ヨーモーメントは（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）＝（Ｆｘ（０）、Ｆｙ（０）、Ｍ（０））である。

この図８が示す通り、式（３０）の比で各輪の駆動力配分を十分微小に変化させながら求めた駆動力配分は、すべて実現する前後力とヨーモーメントにほとんど変化がない。

この同じ前後力とヨーモーメントを実現する駆動力再配分の集合の中から、各輪の駆動力制限を満たす駆動力配分を選択するロジックを用い、図１の車両が定常旋回中に左後輪の駆動力がステップ的に０しか出せなくなった場合のシミュレーションを行うと以下のようになる。

シミュレーションを行った制御ロジックの構成概要を図９に示す。図９（Ａ）のブロックは図６（Ａ）のブロックと同じ処理を行う。図９（Ｂ）のブロックではＦｘ_f ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって実現する前後力、ヨーモーメントを実現する駆動力配分の集合を求める。（Ｃ）のブロックでは左後輪３の駆動力が０になる時刻Ｔ以降は（Ｂ）のブロックで求めた駆動力配分の中で左後輪３の駆動力が０となる駆動力配分が選択される。

図９のロジックによるシミュレーション結果を図１０に示す。図１０の縦軸、横軸の取り方は図７と同じであり、図１０の結果から、本発明は従来技術と比較して前後力、ヨーモーメントの目標値に対する再現性が高いことがわかる。

また、更に前後力と横力とヨーモーメント変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭの比を、式（３４）つまり、ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０とした場合のΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は、式（２２）〜（２５）から式（３５）〜（３８）の通りになる。ただし、式（３４）におけるβは検出、或いは推定した車両の横すべり角（単位：rad）である。本実施例では後述する図１９のフローチャートに従って推定した値を用いる。

ただし、

前後力と横力とヨーモーメントの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭが式（３４）の比となるように制御すると、車両の求心加速度α（単位：m/s²）とヨーレートγ（単位：rad/s）と横すべり角β（単位：rad）の変化を抑えることができる。

その理由について図２２を用いて以降説明する。

まず、車両の求心加速度αとヨーレートγの変化を抑制できる理由を説明する。車両の前後力Ｆｘ，横力Ｆｙと、車両の求心加速度α、横すべり角β、は図２２の通りの関係にあるので、車両の質量をｍ（単位：kg）、車速をＶ（単位：m/s）とおくと、Ｆｘ，Ｆｙ，Ｍとα，γは式（３９）〜（４１）の関係にある。

従って、前後力と横力とヨーモーメントをΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭだけ変化させた時の、車速Ｖの微分値Ｖ’と求心加速度αとヨーレートの微分値γ’の変化量をそれぞれΔＶ’、Δα、Δγ’とおくと、変化後の前後力と横力とヨーモーメントＦｘ＋ΔＦｘ、Ｆｙ＋ΔＦｙ，Ｍ＋ΔＭは式（４２）〜（４４）の通り表される。

式（４２）〜（４４）と式（３９）〜（４１）それぞれの差を取ることによって前後力と横力とヨーモーメントの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭは式（４５）〜（４７）の通り表される。

前後力と横力とヨーモーメントの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭの比は式（３４）の通りなので、ｋを任意定数としてΔＦｘ＝ｋ×ｃｏｓβとすると、ΔＦｙ＝ｋ×ｓｉｎβ，ΔＭ＝０と表される。これを式（４５）〜（４７）に代入すると式（４８）〜（５０）の通りになる。

式（４８）と式（４９）からΔＶ’を消去してΔαを求めると０になる。従って、ΔＦｘ，ΔＦｙ，ΔＭの比が式（３４）の通りであれば求心加速度αの変化量Δαを０に、また、式（５０）からヨーレートの微分値の変化量Δγ’も０にでき、車両の求心加速度αとヨーレートの変化を抑えることができることがわかる。

次にΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭが式（３４）の比となるようにすると、車両の横すべり角βの変化を抑制できる理由を説明する。車両の横すべり角βは、車速Ｖの車体前後方向成分ｖ_x（単位：m/s）と横方向成分ｖ_y（単位：m/s）との成す角であり、式（５１）の通り表される。

車両の横すべり角βの時間微分β’は、Ｆ_x＝ｍｖ'_x、Ｆ_y＝ｍｖ'_y、ｖ_x＝Ｖｃｏｓβ、ｖ_y＝Ｖｓｉｎβという関係があるので、式（５２）の通り表すことができる。

前後力と横力とヨーモーメントをΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭだけ変化させた時のβ’の変化量をΔβ’とおくと、変化後の前後力Ｆｘ＋ΔＦｘと横力Ｆｙ＋ΔＦｙを用いて、β’＋Δβ’は式（５３）の通り表される。

従って、車両の横すべり角の微分値の変化量Δβ’は式（５３）の右辺から式（５２）の右辺を引くことによって式（５４）の通り求められる。

従って、式（５４）の右辺からΔＦｘとΔＦｙの比が式（３４）の通りであれば車両の横すべり角の微分値の変化量Δβ’の変化も０とでき、車両の求心加速度αとヨーレートγと同じく、横すべり角βについてもその変化を抑えることができることがわかる。

以上が本発明の骨子であり、これを踏まえて本発明を車両に適用した場合の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１１は、本実施形態における車両の駆動力配分制御装置を示すシステム構成概略図である。車両は、前輪１、２の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、エンジン１０及びモータ１２の駆動力は、変速機１３、デファレンシャル１４を介して左前輪１、右前輪２へ伝達される。エンジン１０とモータ１２との間にはクラッチ１１が設けられ、エンジン停止時にはクラッチ１１を開放してモータ１２のみを駆動力源として走行することができる。

また、後輪の駆動力源として左後輪３にモータ１５、右後輪４にモータ１６を備え、それぞれ独立に駆動される。モータ１５及びモータ１６はそれぞれバッテリ９から供給される電力によって駆動される。なお、デファレンシャル１４は本実施形態では図２（ｂ）に示す特性を有するビスカスデフである。

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又はリチウムイオン電池などである。インバータ１７〜１９は回生時にモータ１２、１５、１６で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ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てモータ１２、１５、１６に供給する。

各車輪１〜４の速度は各車輪付近に設けられる車輪速センサ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。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１５、１６と各車輪間は減速比１、即ち直接連結されている。

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によって検出され、車両のヨーレートはヨーレートセンサ１０１によって検出され、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。

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ことで決定される。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。

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によって検出され、アクセルペダル６及びブレーキペダル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。

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等で検出された信号を受信し、これらの信号に基づいて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。

次に図１２のフローチャートを参照しながらコントローラ８で行う制御について説明する。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を演算する。また、各輪の速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４に基づいて以下の（５５）式に従って車速Ｖを演算する。

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及びＢＰ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を検出し、加速度センサ１００で車両の前後方向加速度α_xと横方向加速度α_yを検出し、ヨーレートセンサ１０１でヨーレートγを検出し、舵角センサ４１〜４４で各車輪１〜４の舵角δ₁、δ₂、δ₃、δ₄を検出する。

また、ビスカスデフで連結された前輪左右輪の、左輪駆動力配分比ｅを、図２（ｂ）のように設定されたビスカスデフマップを参照して求め、変速機１３の変速比ωを検出する。

車速Ｖ及び車輪の速度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、α_xは車両が前方に加速する方向を正とし、α_y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。

なお、舵角センサ４１〜４４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δ_iを求める。本実施形態では前輪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。この場合、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の舵角を補正するようにすると良い。

ステップＳ２０では、各輪１〜４の路面摩擦係数μ₁、μ₂、μ₃、μ₄を推定する。推定方法は、例えば前輪においては特開平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。

ステップＳ３０では、後述するステップＳ１３０における前輪、左後輪、右前輪の駆動力配分の指令値Ｆｘ_f ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***と、ステップＳ１０で求めた車速Ｖから車両の状態量である、ヨーレートγ、車両横すべり角β、各輪の輪荷重Ｗ_i、各輪の横すべり角β_iをそれぞれ演算する。演算方法は後述する図１９のフローチャートに従って行う。

なお、β_i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。

ステップＳ４０では車両前後方向力の静的目標値Ｆ_x ^*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と車速Ｖに基づいて以下の（５６）式に従って演算する。

Ｆａ_x ^*はアクセルペダル６の踏込量ＡＰ及び車速Ｖに基づいて例えば図１３に示す目標駆動力マップを参照して設定される。またＦｂ_x ^*はブレーキペダル７の踏込量ＢＰに基づいて例えば図１４に示す目標制動力マップを参照して設定される。なお、Ｆ_x ^*、Ｆａ_x ^*、Ｆｂ_x ^*は何れも車両を前方に加速させる向きを正とする。

ステップＳ５０では、θ、Ｖ、Ｆ_x ^*に基づいて前輪１、２、左後輪３、右後輪４の静的な駆動力配分目標値Ｆｘｆ^*、Ｆｘ₃ ^*、Ｆｘ₄ ^*を、例えば図１５に示す静的駆動力配分マップを参照して設定する。

図１５の静的駆動力配分マップは、ステアリングの回転角θと車速ＶにおいてＦｘｆ^*、Ｆｘ₃ ^*、Ｆｘ₄ ^*によって発生する前後力がＦ_x ^*と等しくなっており、後輪左右輪の駆動力Ｆｘ₃ ^*、Ｆｘ₄ ^*はドライバーにとって好適となるように車両の横力とヨーモーメントを発生するように設定する。

ステップＳ６０（駆動力配分目標値設定手段）では、ステップＳ５０で設定した駆動力配分の静的な目標値Ｆｘｆ^*、Ｆｘ₃ ^*、Ｆｘ₄ ^*に時間的な遅れを加えて、前輪１、２、左後輪３、右後輪４の駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を設定する。

この時間的な遅れはドライバーにとって好適となるように設定され、本実施形態では時定数０.２[Ｓ]の１次遅れが用いられる。

ステップＳ７０（駆動力制限値演算手段）では、前輪１、２、左後輪３、右前輪４の出力可能な駆動力の上限Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及び下限Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minを求める。Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minは以下に示すように車輪のスリップ及びロックを防止するように設定する方法と、モータの過熱を防止するように設定する方法とによって求められる。

車輪のスリップ及びロックを防止するように設定する方法について説明する。後輪３〜４ではスリップ或いは車輪ロックを起こさない各輪の駆動力の上限下限を、ステップＳ２０で推定した各輪の路面摩擦係数μ_iに各輪の輪荷重Ｗ_iを乗じてＦｘ_3max＝−Ｆｘ_3min＝μ₃Ｗ₃、Ｆｘ_4max＝−Ｆｘ_4min＝μ₄Ｗ₄と求める。前輪１、２については、ステップＳ１０で求めた左輪駆動力配分比ｅから、前輪左右輪が共にスリップ或いは車輪ロックをしない前輪駆動力の上下限値を式（５７）のように求める。

また各輪がスリップやロック状態に陥った場合には、例えば特開平６−１１７２８５号公報に記載されているように、駆動輪速と目標駆動輪速、或いは駆動輪のスリップ量と目標スリップ量との偏差に応じたフィードバック制御により、スリップやロックを速やかに収束させる各輪の駆動力を求め、この駆動力を上限Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max或いは下限Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minに設定するとなお良い。

次にモータの過熱を防止するように設定する方法について説明する。モータ１２、１５、１６が過熱し、破損しないようにする各輪の駆動力の上限及び下限を求め、この上下限値をそれぞれＦｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minに設定する。具体的な求め方としては、モータ温度とモータ過熱を抑えることができる最大出力Ｐｔｍａｘとの関係を求めたマップをあらかじめ設定しておき、各モータ１２、１５、１６の温度に基づいて演算される最大出力Ｐｔｍａｘを用いて例えば式（５８）の通り求める。

また、前輪については、前輪モータの回転速度ω_fから式（５９）の通り求める。

現在のモータ温度とモータ過熱を抑えることができる最大出力Ｐｔｍａｘとの関係を求めたマップは例えば図１６のように設定される。

また更に、上記２つの方法で求められたＦｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minについて、上限値についてはセレクトローを、下限値についてはセレクトハイを取ることによって、スリップ或いは車輪ロックを起こさず且つモータの過熱を防ぐ駆動力上下限値を求めるとなお良い。

また、各モータ、エンジン、変速機等の故障を検出した場合、駆動力が出せなくなった車輪の上下限値には０を設定する等の処理を行うとなお良い。

また、各輪のメカブレーキによる制動力とモータの駆動力を協調制御できる車両であれば、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minに、各輪のメカブレーキの最大制動力を加算するとなお良い。

ステップＳ８０では、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**がステップＳ７０で求めた各輪の駆動力の上下限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まっている、即ち以下の式（６０）〜式（６２）の関係をすべて満足する場合には、ステップＳ１２０へ進んでＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***に設定して後述するステップＳ１３０に進む。前述の関係を満足しない場合にはステップＳ９０に進む。

また、バッテリ９の入出力可能電力やモータ１２で発電している電力から各輪モータが使用可能な電力を推定し、更に駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を出力したときに必要とされる電力をインバータ等の損失も考慮して推定し、このＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**が出力可能かどうかも判断すると良い。この場合には、Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**が式（６０）〜式（６２）の関係をすべて満足し、且つＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を出力したときに必要とされる電力が各輪モータの使用可能な電力を下回っていれば、ステップＳ１２０でＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***に設定して後述するステップＳ１３０に進む。そうでない場合にはステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０（車両挙動目標設定手段及び駆動力配分集合演算手段）では、第一の駆動力の配分集合である車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合、及び第二の駆動力の配分集合である車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合、さらに第二の駆動力の配分集合を車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分に換えて車両の前後力Ｆｘと横力ＦｙとヨーモーメントＭの変化量ΔＦｘ，ΔＦｙ，ΔＭがΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０となるような駆動力配分の集合を求める。

本実施形態では、後述するステップＳ１１０で車両挙動を比較する為に複数種類の車両挙動目標に対して駆動力配分の集合を求めている。

（第一の駆動力の配分集合）
ステップＳ６０で求められた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）（ｊ＝１、２、・・・）を求める。

Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）の求め方について以降述べる。

まず、現在の動作点において横力とヨーモーメントを変化させない微小な各輪の駆動力変化量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求め、駆動力配分の動的目標値ΔＦｘｆ^**、ΔＦｘ₃ ^**、ΔＦｘ₄ ^**にそれぞれこのΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を加算してＦｘ_xｆ（１）、Ｆｘ_x3（１）、Ｆｘ_x4（１）とする。なお、現在の動作点とは、現在の左輪駆動力配分比ｅと、各輪の輪荷重Ｗ_iと、各輪の横すべり角β_iと、各輪の路面摩擦係数μ_iと、駆動力配分Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を指す。

さらに、現在の左輪駆動力配分比ｅと、各輪の輪荷重Ｗ_iと、各輪の横すべり角β_iと、各輪の路面摩擦係数μ_iと、Ｆｘ_xｆ（１）、Ｆｘ_x3（１）、Ｆｘ_x4（１）に基づいて新たにΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求め、Ｆｘ_xｆ（１）、Ｆｘ_x3（１）、Ｆｘ_x4（１）に新しく求めたΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を加算してＦｘ_xｆ（２）、Ｆｘ_x3（２）、Ｆｘ_x4（２）を求める。この処理を繰り返すことによってＦｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）を求める。

また、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は現在の動作点において、例えばΔＦｘｆを増加させるΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の組み合わせと、ΔＦｘｆを減少させるΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の組み合わせがある場合がある。このような場合については、両方の組み合わせについて駆動力配分を求め、集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）を求めるようにするとなお良い。

ここで、現在の動作点におけるΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の求め方は次の通り行う。

各輪の駆動力変化に対する横力、ヨーモーメントそれぞれの感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4M（Ｋ_fyは前輪１、２の駆動力変化に対する車両横方向力の感度、Ｋ_fyは左後輪３の駆動力変化に対する車両横方向力の感度、Ｋ_fyは右後輪４の駆動力変化に対する車両横方向力の感度、Ｋ_fMは前輪１、２の駆動力変化に対するヨーモーメントの感度、Ｋ_3Mは左後輪３の駆動力変化に対するヨーモーメントの感度、Ｋ_4Mは右後輪４の駆動力変化に対するヨーモーメントの感度）を、現在の各輪の駆動力と、横すべり角から車両挙動感度マップを参照して求める（タイヤ横力感度演算手段）。この車両挙動感度マップは例えば図１７のように設定される。（図１７には右後輪４のマップのみを例として掲載）。

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輪の駆動力を微少な値だけ変化させたときの車両の前後力、横力、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。なお、この車両挙動感度マップは、本車両が取り得る各輪の輪荷重や路面摩擦係数や左輪駆動力配分比の組み合わせに対しても求めておくとなお良い。

そして、この感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4Mから式（６３）を満たすΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を、例えばΔＦｘｆに微小な値を代入して求める。この時、各感度の組み合わせによっては解が見つからない場合（ΔＦｘｆを定数として置いたときに式（６３）のランクが２から１に落ちてしまう）があるので、そのような場合にはΔＦｘ₃、或いはΔＦｘ₄に微小な値を代入して、式（６３）を満たすΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求める。

また、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の内の一つに微小な値を代入し、式（３０）の比となるようにΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求めてもよい。

（第二の駆動力の配分集合）
ステップＳ６０で求められた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）（ｋ＝１、２、・・・）を求める。

Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）の求め方について以降述べる。

まず、現在の動作点において前後力とヨーモーメントを変化させない微小な各輪の駆動力変化量ΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求め、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**にそれぞれこのΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を加算してＦｘ_yｆ（１）、Ｆｘ_y3（１）、Ｆｘ_y4（１）とする。

さらに、現在の左輪駆動力配分比ｅと、各輪の輪荷重Ｗ_iと、各輪の横すべり角β_iと、各輪の路面摩擦係数μ_iと、Ｆｘ_yｆ（１）、Ｆｘ_y3（１）、Ｆｘ_y4（１）に基づいて新たにΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求め、Ｆｘ_yｆ（１）、Ｆｘ_y3（１）、Ｆｘ_y4（１）に新しく求めたΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を加算してＦｘ_yｆ（２）、Ｆｘ_y3（２）、Ｆｘ_y4（２）を求める。この処理を繰り返すことによってＦｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）を求める。

また、ΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’は現在の動作点において、例えばΔＦｘｆ’を増加させるΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’の組み合わせと、ΔＦｘｆ’を減少させるΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’の組み合わせがある場合がある。このような場合については、両方の組み合わせについて駆動力配分を求め、集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）を求めるようにするとなお良い。

現在の動作点におけるΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’の求め方は次の通り行う。

前述の感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4Mから式（６４）を満たすΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を、例えばΔＦｘｆ’に微小な値を代入して求める。この時、各感度の組み合わせによっては式（６４）と同様解が見つからない場合があるので、そのような場合にはΔＦｘ₃’、或いはΔＦｘ₄’に微小な値を代入して、式（６４）を満たすΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求める。

また、ΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’の内の一つに微小な値を代入し、式（３０）の比となるようにΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求めてもよい。

また、前述の車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合に変えて、ステップＳ６０で求められた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の前後力Ｆｘと横力ＦｙとヨーモーメントＭの変化量ΔＦｘ，ΔＦｙ，ΔＭが式（３４）の比、つまりΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０となるような駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）（ｋ＝１、２、・・・）を求める。

まず、現在の動作点においてΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０を変化させない微小な各輪の駆動力変化量ΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求め、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**にそれぞれこのΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を加算してＦｘ_yｆ（１）、Ｆｘ_y3（１）、Ｆｘ_y4（１）とする。

前述の感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4Mから式（６５）を満たすΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を、例えばΔＦｘｆ’に微小な値を代入して求める。この時、各感度の組み合わせによっては式（６３）や式（６４）と同様解が見つからない場合があるので、そのような場合にはΔＦｘ₃’、或いはΔＦｘ₄’に微小な値を代入して、式（６５）を満たすΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求める。

また、ΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’の内の一つに微小な値を代入し、式（３５）の比となるようにΔＦｘｆ’、ΔＦｘ₃ ^'、ΔＦｘ₄’を求めてもよい。

ステップＳ１００（駆動力配分決定手段）では、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）の中から、ステップＳ９０で求めた各輪の駆動力の上下限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分を抽出し、その駆動力配分をＦｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）（ｊ≧ｌ、ｌ＝１、２、・・・）とする。

駆動力配分を抽出する方法であるが、まず前輪において、Ｆｘｆ_min≦Ｆｘ_xｆ（ｊ）≦Ｆｘｆ_maxを満たすｊを全て抽出する。次に左後輪３において、前輪１、２の制限を満たすｊにおいてＦｘ_3min≦Ｆｘ_x3（ｊ）≦Ｆｘ_3maxを満たすｊを更に抽出する。この作業を更に右後輪４でも行い、最終的に実現可能な駆動力配分を得る。

また、集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）の中に各輪の駆動力の上下限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分が存在しない場合にはフラグｆｌｇ_xに０を設定し、存在する場合にはフラグｆｌｇ_xに１を設定する。

なお、この時ステップＳ８０と同様に、各駆動力配分Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）を出力したときに必要とされる電力をインバータ等の損失も考慮して推定し、各駆動力配分Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）を出力したときの電力が各モータの使用可能な電力を下回る駆動力配分のみを抽出するようにするとなお良い。

さらに、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現もしくは車両の前後力Ｆｘと横力ＦｙとヨーモーメントＭの変化量ΔＦｘ，ΔＦｙ，ΔＭがΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）（ｋ＝１、２、・・・）からもＦｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分を抽出し、Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）（ｋ≧ｎ、ｎ＝１、２、・・・）とする。

また、集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）（ｋ＝１、２、・・・）の中に各輪の駆動力の上下限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max及びＦｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分が存在しない場合にはフラグｆｌｇ_yに０を設定し、存在する場合にはフラグｆｌｇ_yに１を設定する。

なお、この時もステップＳ８０と同様に、各駆動力配分Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）を出力したときに必要とされる電力をインバータ等の損失も考慮して推定し、各駆動力配分Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）を出力したときの電力が各モータの使用可能な電力を下回る駆動力配分のみを抽出するようにするとなお良い。

ステップＳ１１０（車両挙動目標設定手段及び駆動力配分決定手段）では、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合の中から、駆動力配分指令値を選択する。

第一の方法として、ｆｌｇ_xが１の場合にはステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択し、この駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。このように駆動力配分を選択することによって、各輪の駆動力の連続性が向上し、各輪のモータや変速機等への負担を軽減でき、車両寿命の向上や運転性の向上が狙うことができる。

また、スリップ状態に陥っている車輪がある場合、スリップ状態に陥っている車輪の駆動力が、この車輪のスリップを収束させる駆動力の上限値となっている駆動力配分を選択するようにするとなお良い。この上限値は、ステップＳ７０と同じく例えば特開平６−１１７２８５号公報に記載されているように、駆動輪速と目標駆動輪速、或いは駆動輪のスリップ量と目標スリップ量との偏差に応じたフィードバック制御により求める。このようにすることによって、例えば更に路面摩擦係数が増加した場合にも、スリップしていた車輪の駆動力を速やかに回復させることができ、運転性を向上させることができる。これは、ロックしている車輪が存在している場合も、同様にするとなお良い。

ただし、ｆｌｇ_xが０の場合には各輪の駆動力制限を満たす駆動力配分がないので、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***には、λＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。この定数λは、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を全て各輪の駆動力の上下限値の範囲に収めるように、Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**の絶対値を同じ割合で減少させる正の定数の中で、最大の値が設定される。

第二の方法として、ステップＳ１１０において、以下の方法で駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***を選択してもよい。

まずｆｌｇ_xが１の場合には、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）それぞれの駆動力配分と、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力を後述する方法に従って求める（前後力差推定手段）。そして、例えば集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。ただし、ｆｌｇ_xが０の場合にはＦｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

また更に、Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する前後力に対して前後力が減少するような駆動力配分の集合が存在する場合には、この集合の中でＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするとなお良い。これは、車速を落とし、ドライバーが危険回避等の行動を取りやすくなるためである。

ここで、駆動力配分によって実現する、前後力、横力、ヨーモーメントの求め方について説明する。駆動力配分Ｆｘｆ、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄が与えられたとき、このＦｘｆ、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄で実現する前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、ヨーモーメントＭは以下の式（６６）〜式（６８）の通り求める。

ただし、Ｆｘ_i’＝Ｆｘ_iｃｏｓδ_i−Ｆｙ_iｓｉｎδ_i、Ｆｙ_i’＝Ｆｘ_iｓｉｎδ_i＋Ｆｙ_iｃｏｓδ_i、Ｆｘ₁＝ｅＦｘｆ、Ｆｘ₂＝（１−ｅ）Ｆｘｆ
なお、Ｆｙ_iは、現在の車両状態で、Ｆｘ_iが各輪に加わった時に発生するタイヤ横力で、ステップＳ３０で求めた各輪の横すべり角β_iと輪荷重Ｗ_i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から設定する。各輪ともこのタイヤ特性マップは共通であり、図１８のように設定される。

第三の方法として、ステップＳ１１０において、上記の２つの駆動力配分を選択する方法において、ｆｌｇ_xが０の場合に以下の処理を行う。

ｆｌｇ_xが０で、ｆｌｇ_yが１の場合には、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択し、この駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。

ｆｌｇ_xが０で、更にｆｌｇ_yも０の場合には、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

第四の方法として、ステップＳ１１０において、以下の方法で駆動力配分を選択する。

ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）それぞれの駆動力配分で実現する前後力Ｆｘ_x（ｌ）、及び横力Ｆｙ_x（ｌ）を前述の式（６６）及び式（６７）と同様にして求める。同様にして、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）それぞれの駆動力配分についても実現する前後力Ｆｘ_y（ｎ）、及び横力Ｆｙ_y（ｎ）を求める。

次に、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力Ｆｘ^**及び横力Ｆｙ^**を同じく前述の式（６６）及び式（６７）と同様にして求める。

そして、以下の式（６９）及び式（７０）で表される評価関数Ｊ（前後力横力差推定手段）を最小化する、前後力と横力を実現する駆動力配分をＦｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）及びＦｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の集合の中から選ぶ。

なお、式（６９）のＱ_x、Ｑ_yは重みであり、本実施形態ではそれぞれ０.１、１.０が設定される。この重みＱ_x、Ｑ_yはドライバーにとって好適となるように、例えば直進中はＱ_xをＱ_yに対して大きくし、旋回中は逆にＱ_xをＱ_yに対して大きくする等、走行条件に応じて変化させるとなお良い。

また、更に式（６９）及び式（７０）で表される評価関数Ｊにおいて、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和等を評価できるようにすると、各輪の駆動力の連続性を向上させることができ、なお良い。

ただし、ｆｌｇ_xが０で、更にｆｌｇ_yも０の場合には、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

ステップＳ１３０（駆動力配分制御手段）では、駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***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、変速機１３の変速比、クラッチ１１の締結／開放を制御する。

次に図１２のフローチャートのステップＳ３０において、ヨーレートγ、車両横すべり角β、各輪の輪荷重Ｗ_i、各輪の横すべり角β_iをそれぞれ演算する図１９のフローチャートについて以降説明する。

ステップＳ１０００では、駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***が出力された時の、車両前後方向力Ｆ_x、車両横方向力Ｆ_y、ヨーモーメントＭを式（６６）〜式（６８）と同様にして求める。

また、車両前後方向力Ｆ_x、車両横方向力Ｆ_yをそれぞれ車両の質量で除し、車両の前後方向加速度α_xと横方向加速度α_yを求める。この時、空気抵抗等を考えてα_x、α_yを求めるとなお良い。

ステップＳ１０１０では、ヨーモーメントＭを車両のヨー慣性モーメントＩで除した値を積分してヨーレートγを求める。なお、ヨーレートγの初期値は０とする。

ステップＳ１０２０では、車両の横すべり角の時間微分値β’を式（７１）の通り求めると共に、このβ’を積分して車両の横すべり角βを求める。なお、車両の横すべり角βの初期値は０とする。

ただし、β（ｋ−１）は１演算周期前の車両の横すべり角βである。

ステップＳ１０３０では、各輪の輪荷重Ｗ_iを式（７２）〜式（７５）の通り求める。

ただし、ｇは重力加速度である。

ステップＳ１０４０では、各輪の横すべり角β_iを式（７６）〜式（７９）の通り求める。

以上のように本実施形態では、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって生じる車両の横力Ｆｙ及びヨーモーメントＭを実現する各輪の駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）を求め、この駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）の中から各輪の駆動力が駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minを超えない駆動力配分を駆動力指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***として各輪への駆動力配分を制御するので、特に車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭの乱れが問題となる旋回中に、車輪１〜４のスリップやモータ１２、１５、１６の過熱などによって各輪の駆動力が変化した場合又は変化させる必要がある場合に、横力Ｆｙ及びヨーモーメントＭの変化を抑制することができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

また、各輪の駆動力が駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minを超えない駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、駆動力配分の目標値との差の二乗和が最小となる駆動力配分を駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***として設定するので、各輪の駆動力を制御する際の駆動力の連続性が向上し、各輪のモータ１２、１５、１６や変速機１３などへの負担を軽減でき、車両の耐久性や運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするので、車両の前後力Ｆｘの変化を抑制してドライバーの運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）から駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）を求めておき、ｆｌｇ_xが０で、ｆｌｇ_yが１の場合には、駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択して駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするので、各輪の駆動力制限を満たす横力ＦｙとヨーモーメントＭとを実現する駆動力配分がなくても、駆動力の再配分を行うことができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）、Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）それぞれの駆動力配分で実現する前後力Ｆｘ_x（ｌ）、Ｆｘ_y（ｎ）及び横力Ｆｙ_x（ｌ）、Ｆｙ_y（ｎ）と、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の前後力Ｆｘ^**及び横力Ｆｙ^**と、の差を評価関数Ｊを用いて演算し、評価関数が最小となる前後力Ｆｘ及び横力Ｆｙを実現する駆動力配分を駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするので、横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分において前後力Ｆｘの変化量が十分小さい場合には横力ＦｙとヨーモーメントＭを維持する駆動力配分を、前後力ＦｘとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分において横力Ｆｙの変化量が十分小さい場合には前後力ＦｘとヨーモーメントＭを維持する駆動力配分を選択でき、ドライバーの運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって生じる車両の横力Ｆｙ及びヨーモーメントＭを実現する各輪の駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）をタイヤ横力及びヨーモーメントの感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4Mに基づいて演算するので、駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）をより精度良く求めることができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では車両の構成は第１実施形態と同一であり、制御内容が一部異なる。なお、第１実施形態と同一の部分については適宜説明を省略する。

図２０は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。ステップＳ１０〜Ｓ１００は第１実施形態と同一である。

ステップＳ５００（車両挙動目標設定手段及び駆動力配分決定手段）では、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合の中から、駆動力配分指令値を選択する。

第一の方法として、ｆｌｇ_yが１の場合にはステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択し、この駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。このように駆動力配分を選択することによって、各輪の駆動力の連続性が向上し、各輪のモータや変速機等への負担を軽減でき、車両寿命の向上や運転性の向上が狙うことができる。

ただし、ｆｌｇ_yが０の場合には各輪の駆動力制限を満たす駆動力配分がないので、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***には、λＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。この定数λは、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を全て各輪の駆動力の上下限値の範囲に収めるように、Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**の絶対値を同じ割合で減少させる正の定数の中で、最大の値が設定される。

第二の方法として、ステップＳ５００において、以下の方法で駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***を選択してもよい。

まずｆｌｇ_yが１の場合には、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）それぞれの駆動力配分と、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の横力を後述する方法に従って求める（横力差推定手段）。そして、例えば集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の横力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。ただし、ｆｌｇ_yが０の場合にはＦｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

また更に、Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する横力より小さい横力を実現する駆動力配分の集合が存在する場合には、この集合の中でＦｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の横力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするとなお良い。これは、車速を落とし、ドライバーが危険回避等の行動を取りやすくなるためである。

ここで、駆動力配分によって実現する、前後力、横力、ヨーモーメントの求め方について説明する。駆動力配分Ｆｘｆ、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄が与えられたとき、このＦｘｆ、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄で実現する前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、ヨーモーメントＭは前述の式（６６）〜式（６８）の通り求める。

またステップＳ５００において、上記の２つの駆動力配分を選択する方法において、ｆｌｇ_yが０の場合に以下の処理を行う。

ｆｌｇ_yが０で、ｆｌｇ_xが１の場合には、ステップＳ１００で求めた駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、ステップＳ６０で求めた駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択し、この駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とする。

ｆｌｇ_yが０で、更にｆｌｇ_xも０の場合には、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

第三の方法として、ステップＳ５００において、以下の方法で駆動力配分を選択する。

そして、前述の式（６９）及び式（７０）で表される評価関数Ｊ（前後力横力差推定手段）を最小化する、前後力と横力を実現する駆動力配分をＦｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）及びＦｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の集合の中から選ぶ。

ただし、ｆｌｇ_yが０で、更にｆｌｇ_xも０の場合には、Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***にλＦｘｆ^**、λＦｘ₃ ^**、λＦｘ₄ ^**を設定する。

ステップＳ１３０では、駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***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、変速機１３の変速比、クラッチ１１の締結／開放を制御する。

以上のように本実施形態では、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって生じる車両の前後力Ｆｘ及びヨーモーメントＭを実現する各輪の駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）を求め、この駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）の中から各輪の駆動力が駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minを超えない駆動力配分を駆動力指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***として各輪への駆動力配分を制御するので、車輪１〜４のスリップやモータ１２、１５、１６の過熱などによって各輪の駆動力が変化した場合又は変化させる必要がある場合に、前後力Ｆｘ及びヨーモーメントＭの変化を抑制することができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

またここで、車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭには強い従属関係が有り、何れか一方の応答が定まればもう一方の応答もほぼ定まる。これは車両のヨーレートγと、求心加速度αとの関係式である以下の式（８０）から説明できる。なお、式（８０）におけるＶは車速、β’は車両の横滑り角βの時間微分値である。

式（８０）から明らかなように、ヨーレートγと求心加速度αとの間の自由度はこのβ’のみであり、ヨーレートγと求心加速度αは互いに強い従属関係にある。そして、ヨーレートγはヨーモーメントを時間積分した値を車両のヨー慣性モーメントで除した値であり、求心加速度αは車両の横すべり角βが充分小さい時には車両横方向力Ｆｙとほぼ等しいことから、車両横方向力ＦｙとヨーモーメントＭには強い従属関係があるということが分かる。

よって、β’が大きくなる急旋回やレーンチェンジ等の走行シーン以外では、各輪に駆動力制限がかかった場合において前後力Ｆｘ、横力Ｆｙ、ヨーモーメントＭの変化を抑制することができドライバーの運転性を高めることができる。

さらに、各輪の駆動力が駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minを超えない駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、駆動力配分の目標値との差の二乗和が最小となる駆動力配分を駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***として設定するので、各輪の駆動力を制御する際の駆動力の連続性が向上し、各輪のモータ１２、１５、１６や変速機１３などへの負担を軽減でき、車両の耐久性や運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｎ）、Ｆｘ_y3（ｎ）、Ｆｘ_y4（ｎ）の中で、動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**で実現する車両の横力との誤差が最も小さい駆動力配分を駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするので、車両の横力Ｆｙの変化を抑制してドライバーの運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現する駆動力配分の集合Ｆｘ_xｆ（ｊ）、Ｆｘ_x3（ｊ）、Ｆｘ_x4（ｊ）から駆動力の制限値Ｆｘｆ_max、Ｆｘ_3max、Ｆｘ_4max、Ｆｘｆ_min、Ｆｘ_3min、Ｆｘ_4minの範囲に収まる駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）を求めておき、ｆｌｇ_yが０で、ｆｌｇ_xが１の場合には、駆動力配分集合Ｆｘ_xｆ（ｌ）、Ｆｘ_x3（ｌ）、Ｆｘ_x4（ｌ）の中で、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**との誤差の二乗和が最も小さい駆動力配分を選択して駆動力配分の指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***とするので、各輪の駆動力制限を満たす前後力ＦｘとヨーモーメントＭとを実現する駆動力配分がなくても、駆動力の再配分を行うことができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

さらに、駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって生じる車両の前後力Ｆｘ及びヨーモーメントＭを実現する各輪の駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）をタイヤ横力及びヨーモーメントの感度Ｋ_fy、Ｋ_3y、Ｋ_4y、Ｋ_fM、Ｋ_3M、Ｋ_4Mに基づいて演算するので、駆動力配分集合Ｆｘ_yｆ（ｋ）、Ｆｘ_y3（ｋ）、Ｆｘ_y4（ｋ）をより精度良く求めることができ、ドライバーの運転性を向上させることができる。

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。

例えば、横力ＦｙとヨーモーメントＭ、前後力ＦｘとヨーモーメントＭ、ΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０を実現する駆動力集合の一種類のみ演算する手段としても良い。

また、第１実施形態では各輪の駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の横力ＦｙとヨーモーメントＭを実現するように駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***を決定しており、第２実施形態では各輪の駆動力配分の動的目標値Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**によって発生する車両の前後力ＦｘとヨーモーメントＭもしくは車両の前後力Ｆｘと横力ＦｙとヨーモーメントＭの変化量ΔＦｘ，ΔＦｙ，ΔＭがΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０実現を実現するように駆動力配分指令値Ｆｘｆ^***、Ｆｘ₃ ^***、Ｆｘ₄ ^***を決定している。すなわち、第１実施形態では横力ＦｙとヨーモーメントＭを優先しており、第２実施形態では前後力ＦｘとヨーモーメントＭをもしくはΔＦｘ、ΔＦｙ，ΔＭ＝cosβ：sinβ：０実現優先しているが、これらを切り換え可能に制御しても良い（駆動力配分集合切替設定手段）。

この場合、例えばステアリングの操作速度を検出して、操作速度が速い場合は前後力ＦｘとヨーモーメントＭを優先し、操作速度が遅い場合には横力ＦｙとヨーモーメントＭを優先するように制御する。また、いずれを優先するかをドライバーが選択できるスイッチなどによって上記制御を切り換えてもよい。

また、第１実施形態では前輪１、２と左後輪３と右後輪４をそれぞれ独立に駆動できる車両を例にとって説明したが、左前輪１、右前輪２、及び後輪３、４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３、４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。また、図２１に示すようにモータ５１によって左前輪１を、モータ５２によって右前輪２を、モータ５３によって左後輪３を、モータ５４によって右後輪４をそれぞれ独立に駆動する車両においても適用可能である。

車両における各輪の駆動力、タイヤ横力、舵角などを示す模式図である。左右輪への駆動力配分特性を示すマップである。タイヤに作用する力を示す模式図である駆動力、タイヤ横力及び滑り角の関係を示すマップである。各輪の駆動力配分、車両の前後力、横力及びヨーモーメントの関係を示すマップである。駆動力配分を選択するロジックを示すブロック図である。図６のロジックでシミュレーションを行った場合の各輪の駆動力配分、車両の前後力、横力及びヨーモーメントの変化を示すタイムチャートである。各輪の駆動力配分、車両の前後力、横力及びヨーモーメントの関係を示すマップである。駆動力配分を選択するロジックを示すブロック図である。図９のロジックでシミュレーションを行った場合の各輪の駆動力配分、車両の前後力、横力及びヨーモーメントの変化を示すタイムチャートである。本実施形態における車両の駆動力配分制御装置を示すシステム構成概略図である。第１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。車速、アクセルペダル踏み込み量及び目標駆動力の関係を示すマップである。車速、アクセルペダル踏み込み量及び目標制動力の関係を示すマップである。車速、ステアリング回転角及び静的駆動力配分の関係を示すマップである。モータ温度とモータ過熱を抑えることができる最大出力との関係を示すテーブルである。右後輪の駆動力と車両挙動の感度との関係を示すマップである。駆動力、タイヤ横力、輪荷重及び横滑り角の関係を示すマップである。ヨーレート、車両の横滑り角、輪荷重及び各輪の横滑り角を演算する方法について示すフローチャートである。第２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。本実施形態における他の車両の駆動力配分制御装置を示すシステム構成概略図である。車両における車両のすべり角などを示す模式図である。

符号の説明

１左前輪
２右前輪
３左後輪
４右後輪
８コントローラ
１２モータ
１５モータ
１６モータ

Claims

前輪及び後輪のうち一方の左右両輪と他方の左輪及び他方の右輪をそれぞれ独立に駆動する車両又は四輪をそれぞれ独立に駆動する車両の駆動力配分制御装置において、
各輪の駆動力配分の目標値を設定する駆動力配分目標値設定手段と、
各輪の駆動力の制限値を演算する駆動力制限値演算手段と、
前記駆動力配分の目標値が前記駆動力の制限値を超える場合に前記駆動力配分目標値とは異なる駆動力配分の目標値を設定する補正駆動力配分目標値設定手段と、
前記駆動力配分もしくは補正駆動力配分に基づいて前記各輪への駆動力配分を制御する駆動力制御手段とを備え、
前記補正駆動力配分目標値設定手段は、
前記駆動力配分の目標値によって生じる車両挙動に対し駆動力配分の補正によっても車両挙動の変化が抑制できるような車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比の目標を設定する車両挙動目標設定手段と、
該駆動力配分の補正によるタイヤ横力変化によっても該車両挙動の変化量の比の目標を実現する各輪の駆動力配分の集合を演算する駆動力配分集合演算手段と、
前記駆動力配分集合の中から前記各輪の駆動力が前記駆動力の制限値を超えない駆動力配分を決定する駆動力配分決定手段と
を備えることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
前記車両挙動目標設定手段は、前記駆動力配分の目標値によって生じる車両のヨーモーメントと横力の変化を抑制するような車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比を設定す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。
前記車両挙動目標設定手段は、前記駆動力配分の目標値によって生じる車両のヨーモーメントと前後力の変化を抑制するような車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比を設定す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。
前記車両挙動目標設定手段は、前記駆動力配分の目標値によって生じる車両のヨーモーメントと横滑り角の変化を抑制するような車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比を設定す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。
前記車両挙動目標設定手段は、前記駆動力配分の目標値によって生じる車両のヨーモーメントの変化を抑制し、前後力と横力の変化量の比がcosβ：sinβ（但し、βは車両の横すべり角）となるように、車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比の目標を設定す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。
前記補正駆動力配分目標値設定手段は、前記車両挙動目標設定手段により設定された車両挙動変化量の比の目標値を実現する各輪の駆動力配分の集合が無い場合、前記車両挙動目標設定手段により設定された車両挙動の変化量の比の目標値を変更し、
前記駆動力配分集合演算手段は、該変更された車両挙動の変化量の比の目標値を実現する各輪の駆動力配分の集合を演算し、
前記駆動力配分決定手段は、該駆動力配分の集合の中から各輪の駆動力が前記駆動力の制限値を超えない駆動力配分を決定することを特徴とする請求項１から５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。
前記車両挙動目標設定手段は、車両の運転状態から車両の前後力と横力とヨーモーメントの変化量の比の目標を設定することを特徴とする請求項１から６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。
前記駆動力配分決定手段は、前記駆動力配分集合の中から前記各輪の駆動力が前記駆動力の制限値を超えることなく、かつ前記駆動力配分の目標値との差である駆動力差が最小となる各輪の駆動力配分を決定することを特徴とする請求項１から７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。
前記駆動力配分集合演算手段は、前記各輪の駆動力変化に対する前記各輪の横力感度を演算するタイヤ横力感度演算手段をさらに備え、
前記駆動力変化に対するタイヤ横力変化によっても前記車両挙動目標を実現する駆動力配分の集合をタイヤ横力の感度に基づいて演算することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の駆動力配分制御装置。