JP2009033888A - 複数駆動源の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の駆動源の出力限界の範囲内で「運転者の運転操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」を可能な限り満足させることができる複数駆動源の駆動制御装置を提供する。
【解決手段】前側左右輪が１つのモータ２１で駆動され、後側左右輪が左右輪独立の２つのモータ３１Ｌ，３１Ｒにより駆動される車両１０で各モータの駆動力を調整する。駆動制御装置４０の調整システム１２０は、３つのモータの出力値をＸ，Ｙ，Ｚとし、３次元空間でのデータマップ内で、要求車両トルク（Ｔreq）の取り得る値を「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」で定義される平面で表すと共に要求左右輪トルク差分（Ｎreq）の取り得る値を「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」の平面で表し、２つの平面が交わる線上で、３つのモータの各々の出力限界値を超えない範囲内で、３つのモータの出力トルクを調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数駆動源の駆動制御装置に関し、特に、３つの駆動用モータ等とこれらを統合して制御するＥＣＵを備えた車両において「運転者の運転操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」の２つの要求を可能な限り満たす解を求めるようにした複数駆動源の駆動制御装置に関する。

近年、複数の駆動源を備える自動車等の車両において、複数の駆動源の各々から出力される駆動力を車両の走行状態に応じて調整する駆動制御装置が開発されている。例えば、特許文献１に記載される電動車両では、四輪自動車において４つの車輪の各々が個別のモータで駆動される構成を有している。この電動車両では、４つの車輪の各々に加わる荷重と、運転者の運転操作によるアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏み込み量とに基づいて、４つのモータの各々に対する駆動力指令値を計算して設定する。
特開２００３−３３３７０７公報

一般的に、モータ（電動機）のごとき駆動源には出力限界が存在する。そのため、その出力限界の範囲内で駆動力指令値を決定する必要がある。ところが、特許文献１に記載された電動車両での各モータの駆動力指令値を計算する手法では、４つのモータの各々の出力限界を考慮していない。そのため、荷重が特定の１つの車輪に大きくかかる場合等には、当該車輪のモータに対してその出力限界を超える駆動力指令値が与えられることがある。その結果、モータに対して大きな負担を与える結果となる。このような観点から、複数のモータの各々の出力限界内でその駆動が制御されることが望まれる。

また特許文献１に記載された電動車両では、４つの車輪のいずれか１つの車輪にスリップ状態が検出される場合には、スリップが検出された車輪を駆動するモータに対する駆動力指令値だけを低下させるようにしている。しかし、この制御で、左右の車輪のうちの一方のみの駆動力が下がった場合には旋回力が発生し、運転者の操舵操作に対して違和感を与えるおそれも生じる。

本発明の目的は、上記の課題を解決することにあり、例えば３つまたはこれに類似する複数の駆動用モータ（電動機）等の駆動源と、これらを統合して制御するＥＣＵとを備えた車両において、各モータ等の出力限界の範囲で、「運転者の運転操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」という２つの要求を可能な限り満足するような各モータ等の出力トルクの組合せ解を算出し、算出された候補解の中から最終的な解を求め、あるいは組合せ解が存在しないときには特定な方針に従う調整で得られる要求に近い妥当解を求め、これにより最終的に最適な駆動力指令値を与えることができる複数駆動源の駆動制御装置を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、例えば３つまたはこれに類似する複数の駆動用モータ（電動機）等の駆動源と、これらを統合して制御するＥＣＵとを備えた車両において、左右２輪の一方の車輪にスリップ状態が検出される場合に、スリップが検出された車輪を駆動するモータに対する駆動力指令値だけを低下させることなく、複数の車輪の駆動力指令値を最適に与え、旋回力が発生させず、運転者の操舵操作に対して良好な操舵感が与えることができる複数駆動源の駆動制御装置を提供することにある。

本発明に係る複数駆動源の駆動制御装置は、上記の目的を達成するため、以下のように構成される。

第１の複数駆動源の駆動制御装置（請求項１に対応）は、前提構成として、前側左右輪と後側左右輪のうちの一方が１つの駆動源により駆動され、他方が左右輪独立の２つの駆動源により駆動されるように構成された車両において、３つの駆動源の各々に対して駆動力指令値を与えて駆動力を調整するように構成されている。かかる駆動制御装置は、さらに、前側左右輪と後側左右輪の各々の車輪速を検出する車輪速検出手段と、車輪速検出手段により検出された車輪速に係る信号に基づき要求車両トルクを演算する要求車両トルク演算手段と、操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、舵角検出手段により検出された舵角に係る信号に基づき、左右輪の各々が独立で駆動力制御される当該左右輪に対して要求される要求トルク差分を演算する要求左右輪トルク差分演算手段と、出力トルク調整手段とを備える。当該出力トルク調整手段では、３つの駆動源の出力値をＸ，Ｙ，Ｚとし、要求車両トルク（Ｔreq）を「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」と定義すると共に要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」と定義するとき、原則的に、３つの駆動源の各々の出力限界値を超えない範囲内で、要求車両トルク（Ｔreq）および要求左右輪トルク差分（Ｎreq）の両方の定義を満たす出力値Ｘ，Ｙ，Ｚが存在するように、要求車両トルク（Ｔreq）および要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整する。

上記の駆動制御装置の構成では、原則的に、複数の駆動源（電動モータ等）の出力限界の範囲内で、アクセルペダルの操作に基づいて運転者が要求する車両の総トルク要求と、操舵操作等に基づく旋回制御に応じる左右トルク差要求という２つの要求とを、Ｘ，Ｙ，Ｚから成る制御解（候補解）が存在する３次元領域（３次元マップ）を利用して可能限り満足するような各駆動源の出力する駆動トルクの組合せ解を算出し、算出された候補解から最終的な解を求める。ただし、制御解（候補解）が存在する３次元領域に含まれる組合せ解が存在しない場合には、適切に決定される或る特定な方針に従って上記の２つの要求を調整（調停）することによって要求に近い妥当な解を算出する。これにより、３つの駆動源の出力限界値やスリップ対応に合わせて出力値を調整することが可能となる。

第２の複数駆動源の駆動制御装置（請求項２に対応）は、前述した前提構成を有する駆動制御装置であって、さらに、前述した車輪速検出手段、要求車両トルク演算手段、舵角検出手段、要求左右輪トルク差分演算手段と、出力トルク調整手段とを備える。当該出力トルク調整手段では、３つの駆動源の出力値をＸ，Ｙ，Ｚとし、これらの出力値をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応するように表した３次元空間の中で、各駆動源の取り得る出力トルクの範囲内で規定されたデータマップを形成し、要求車両トルク（Ｔreq）に対して出力値Ｘ，Ｙ，Ｚの取り得る値を「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」で定義される平面で表すと共に、要求左右輪トルク差分（Ｎreq）に対して出力値のＹ，Ｚの取り得る値を「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」で定義される平面で表し、要求車両トルク（Ｔreq）および要求左右輪トルク差分（Ｎreq）の両方の定義を満たす出力値Ｘ，Ｙ，Ｚが、データマップ内で存在するように設定するために、要求車両トルク（Ｔreq）に係る平面と要求左右輪トルク差分（Ｎreq）に係る平面との交線が、データマップと交わる、あるいは接するように、要求車両トルク（Ｔreq）および要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整する。

上記の駆動制御装置の構成では、複数の駆動源の出力限界の範囲内で、アクセルペダルの操作に基づいて運転者が要求する車両の総トルク要求と、操舵操作等に基づく旋回制御に応じる左右トルク差要求という２つの要求とを、Ｘ，Ｙ，Ｚから成る制御解（候補解）が存在する３次元領域（３次元マップ）を利用して可能限り満足するような各駆動源の出力する駆動トルクの組合せ解を算出し、算出された候補解から最終的な解を求める。これにより、３つの駆動源の出力限界値やスリップ対応に合わせて出力値を調整することが可能となる。

第３の複数駆動源の駆動制御装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、出力トルク調整手段は、調整後の要求車両トルクと、調整後の要求左右輪トルク差分との両方の定義を満たす３つの駆動源の出力値Ｘ，Ｙ，Ｚの中から、各駆動源を駆動するための出力値Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを選出する際に、車両の走行状態に応じて任意に設定することができる車両の駆動力の前後配分比に基づいて出力値Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを一意に設定することを特徴とする。

第４の複数駆動源の駆動制御装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、出力トルク調整手段は、車両の作動状態を制御する他の制御装置からトルク要求が入力されたとき、当該トルク要求に基づき要求車両トルク（Ｔreq）および要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整するまたは補正することを特徴とする。

本発明によれば、次の効果を奏する。
例えば３つの電動モータ等の駆動源を備えた車両であり、前側左右輪と後側左右輪のうちの一方が１つの駆動源により駆動され、他方が左右輪独立の２つの駆動源により駆動されるように構成された車両で、３つの駆動源の各々に対して駆動力指令値を与えて駆動力を調整する駆動制御装置において、３つの駆動源の各々の出力限界値を超えない範囲内または範囲に接する範囲で３つの駆動源の出力トルクを調整するようにしたため、各駆動モータの出力限界の範囲内で「運転者の運転操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」という２つの要求を、可能な限り満足するような各モータ等の出力トルクの組合せ解を算出し、算出された候補解の中から最終的な解を求めて最適な駆動力指令値を与えることができる。さらに制御解（候補解）が存在する３次元領域に含まれる組合せ解が存在しない場合には、適切に決定される或る特定な方針に従って上記の２つの要求を調整（調停）することによって当該要求に近い妥当な解を算出するようにし、これによって望ましい最適な駆動力指令値を与えることができる。
以上によって、３つの駆動源の出力限界値やスリップ対応に合わせて出力値を調整することができる。
また本願発明によれば、ＡＢＳ等の外部制御装置からのトルク要求に対しても同様の制御を行うことができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る複数駆動源の駆動制御装置を装備した車両（四輪乗用自動車）の模式的平面図を示し、図２は当該駆動制御装置の全体構成の回路ブロック図を示す。

図１に示した車両１０において、図中上側部分が車体前側（前進方向）であり、図中下側部分が車体後側である。車両１０は、左右の前輪（前側左右輪）１１Ｌ，１１Ｒと左右の後輪（後側左右輪）１２Ｌ，１２Ｒとを備えている。また車両１０は、左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒを駆動する前輪駆動系２０と、左右の後輪１２Ｌ，１２Ｒを駆動する後輪駆動系３０と、前輪駆動系２０および後輪駆動系３０を駆動制御する駆動制御装置４０を備えている。

前輪駆動系２０は、前輪駆動用モータ２１と、前輪駆動用モータ２１が出力する駆動トルクを車軸２２を介して左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達する前側のギヤ機構（ディファレンシャルギヤ）２３とから構成される。後輪駆動系３０は、左側後輪１２Ｌを駆動するためのモータ３１Ｌと、右側後輪１２Ｒを駆動するためのモータ３１Ｒと、モータ３１Ｌが出力する駆動トルクを左側後輪１２Ｌに伝達する左側後輪用ギヤ機構３２Ｌと、モータ３１Ｒが出力する駆動トルクを右側後輪１２Ｒに伝達する右側後輪用ギヤ機構３２Ｒとから構成される。

車両１０に搭載された上記３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々は電動機（電気モータ）であり、それぞれ対応する車輪を回転駆動する駆動源である。図１に示された構成では、前輪駆動系２０では左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒは１台の共通のモータ２１によって回転駆動されるように構成され、後輪駆動系３０では左右の後輪１２Ｌ，１２Ｒは各々独立して設けられた対応するもモータ３１Ｌ，３１Ｒによって回転駆動されるように構成されている。

なお上記の前輪駆動系２０の構成と後輪駆動系３０の構成は反対にすることもできる。すなわち、前輪駆動系２０を後輪駆動系３０のごとく２つのモータを利用して構成するようにし、後輪駆動系３０を前輪駆動系２０のごとく１つのモータを利用して構成するようにすることもできる。

以下の説明では、前輪駆動用モータ２１のことを「前モータ２１」と記し、左側後輪用モータ３１Ｌのことを「左後モータ３１Ｌ」と記し、右側後輪用モータ３１Ｒのことを「右後モータ３１Ｒ」と記す。

上記の前輪駆動系２０と後輪駆動系３０の駆動を制御する駆動制御装置４０は、本実施形態の場合には、センタ制御部４１と、前輪制御部４２と、左後輪制御部４３Ｌと、右後輪制御部４３Ｒとから構成されている。これらの制御部４１，４２，４３Ｌ，４３ＲはそれぞれＥＣＵで形成されている。３つの制御部４１，４２，４３Ｌ，４３Ｒによって、図２に示されるような各種の機能ブロックを有する制御システムが実現される。なお駆動制御装置４０は、必ずしも３つの制御部で構成する必要はなく、１つまたは任意の個数で構成することができる。

前輪制御部４２と前モータ２１との間にはドライブ回路４４、左後輪制御部４３Ｌと左後モータ３１Ｌとの間にはドライブ回路４５Ｌ、右後輪制御部４３Ｒと右後モータ３１Ｒの間にはドライブ回路４５Ｒがそれぞれ設けられている。これらのドライブ回路４４，４５Ｌ，４５Ｒはそれぞれ駆動指令信号を受けてモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒを個別に駆動制御する。ドライブ回路４４，４５Ｌ，４５Ｒは、駆動指令信号に応じてバッテリ４６から各モータ２１，３１Ｌ，３１Ｒへ駆動電流を供給する。

駆動制御装置４０を構成するセンタ制御部４１、前輪制御部４２、左後輪制御部４３Ｌ、右後輪制御部４３Ｒは、以下に説明するように、前モータ２１の出力する駆動トルクを「Ｘ」とし、左後モータ３１Ｌの出力する駆動トルクを「Ｙ」とし、右後モータ３１Ｒの出力する駆動トルクを「Ｚ」とし、これらのＸ，Ｙ，Ｚの３軸で定義される３次元座標系での制御手法を導入し、各モータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの出力限界の範囲内で、「運転者のアクセルペダル操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」という２つの要求を、可能な限り満足するような各モータの出力駆動トルクの組合せ解を数学的に算出し、算出された候補解の中から最終的な解を求めて最適な駆動力指令値を与える処理を行う。ただし、解が存在しない場合には、２つの要求を或る基準（ルール）または方針に従って調整（調停）することにより、要求に近い妥当な解を算出する。さらに候補解が３次元で直線を表し、前後分配比の式が平面であることを利用して最終的な解を算出する。

次に、上記の図１および図２〜図６を参照して、駆動制御装置４０に基づく複数駆動源（モータ２１，３１Ｌ，３１Ｒ）の駆動制御の原理（考え方）を説明する。

図３に、前モータ２１の出力する駆動トルクＸ、左後モータ３１Ｌの出力する駆動トルクＹ、右後モータ３１Ｒの出力する駆動トルクＺを模式的に示す。図３では、前輪駆動系２０における左右の前輪１１Ｌ，１１Ｒと前モータ２１と車軸２２が示され、後輪駆動系３０における左側後輪１２Ｌおよび左後モータ３１Ｌと右側後輪１２Ｒおよび右後モータ３１Ｒとが示されている。駆動トルクＸは前モータ２１に関連づけて示され、駆動トルクＹは左後モータ３１Ｌに関連づけて示され、駆動トルクＺは右後モータ３１Ｒに関連づけて示されている。図３において、駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚはそれぞれベクトル的に図示されており、矢印の方向はトルクの発生方向であり、車両前方に向かっているときには正の場合であって「駆動」を意味し、車両後方に向かっているときには負の場合であって「制動」を意味する。また矢印の長さが駆動トルクの大きさを示している。なお上記の駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚは減速比も含んだ後の各モータの出力トルクである。

図３の矢印で示された駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚの関係では、駆動トルクＹ，Ｚの間の大小関係でＹ＜Ｚの関係にある。このことは、右後モータ３１Ｒの駆動トルクＺが左後モータ３１Ｌの駆動トルクＹよりも大きいことを意味する。このとき、旋回外輪である左後モータ３１Ｌは回転速度が大きくなって駆動トルクが小さくなっているので、前進中の車両１０は右側に旋回する走行制御状態になっている。左側に旋回する走行制御状態ではＹとＺの大小関係は反対になる。また左右の駆動トルクＹ，Ｚが等しいときには、車両１０は前方直進状態にある

また上記の３つの駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚについては、図４に示すごとく、出力できるトルク範囲に関して制限を設けている。図４において縦軸はトルクの大きさを示している。駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚは、プラス側およびマイナス側で同じ大きさのトルク出力限界値＋Ｔ１と−Ｔ１が設定される。＋Ｔ１は上限を制限する限界値であり、−Ｔ１は下限を制限する限界値である。トルク出力限界値＋Ｔ１，−Ｔ１は、モータ単体の出力限界に依存する物理的に出力可能な限界値である。またトルク出力限界値＋Ｔ１，−Ｔ１は、固定値ではなく、モータ回転数（回転速度）または車輪速によって影響を受ける。一般的に、モータ回転数が高くなると、出力トルク限界値は下がる。そのため、車速が上がると、各モータの出力できる駆動トルクの限界値は下がってくる。このようにして、出力可能なトルク範囲Ｒが設定される。

上記のごとく、前モータ２１の出力する駆動トルクを「Ｘ」、左後モータ３１Ｌの出力する駆動トルクを「Ｙ」、右後モータ３１Ｒの出力する駆動トルクを「Ｚ」とすることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸で定義される３次元座標系２０１を図５に示す。図５に示した直交３次元座標系２０１では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれで、原点Ｏ（０，０，０）を中心に例えば−１５００〜＋１５００［Ｎｍ］の範囲が設定されている。この３次元座標系２０１において、一例として直方体領域２０２が仮想的に設定されている。直方体領域２０２は、上記のごとく３つの駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚを決定するにあたっては各々の軸で上限限界値（Lim_H）と下限限界値（Lim_L）が設定されているので、制御解（駆動指令値Ｘ，Ｙ，Ｚの組合せ）が存在し得る解領域を示している。

なお上記の直方体領域２０２は、各モータの上下限の限界値で定められる制御解（候補解）の存在する領域であるので、上下限の限界値は各モータの回転数（回転速度）または車輪速に応じて変化するので、その領域が変わり得るという特性を有している。また制御解の存在領域（候補解の存在空間）は必ずしも直方体に限らない。１個のモータの上限限界値（Lim_H）と下限限界値（Lim_L）が同じ値であれば、直方体は長方形になるし、２個のモータがそうであれば直線になるし、３個のモータがそうであれば点となる。

駆動制御装置４０に基づく３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々を駆動制御するための制御解（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の求める考え方は次の通りである。

ここで、図２を参照して、制御変数として「Ｔreq」と「Ｎreq」を定義すると共に、駆動制御装置４０の内部構成を説明する。複数駆動源（モータ２１，３１Ｌ，３１Ｒ）の駆動制御の原理（考え方）を踏まえて図２に示した制御全体の機能ブロックの構成と各部の動作を説明する。

制御変数「Ｔreq」は、要求車両トルクであり、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒから出力されることを要求される総トルク（以下では「要求車両トルク」とも記す）を意味している。駆動制御装置４０の入力側におけるＴreqは、図２に示すごとく「Ｔreq０」として、運転者によるアクセルペダル（図１および図２で符号１０１で示す）の操作量信号（アクセル開度センサ１０２ａの出力信号）と、３つの車輪速センサ（図１および図２で符号１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで示す）の各々で検出される車輪速信号とに基づいて、要求車両トルク演算部１０３から出力される。上記の「Ｔreq０」は、正確には、「運転者の操作または車両の挙動に伴い指令値として出力される前進方向の要求車両総トルクである」と定義される。

なお車輪速センサとしては、対応する駆動用モータの回転数（回転速度）に係る信号を用いることもできる。

制御変数「Ｎreq」は、要求左右輪トルク差分であり、左右輪独立で駆動力が制御される左右の後輪１２Ｌ，１２Ｒに関する要求トルク差分（以下では「要求左右輪トルク差分」とも記す）を意味している。駆動制御装置４０の入力側におけるＮreqは、図２に示すごとく「Ｎreq０」として、左右配分部１０４から出力される。当該の「Ｎreq０」は、正確には、「運転者の操作または車両の挙動に伴い指令値として出力される要求左右輪トルク差分」と定義される。

なお、左右配分部１０４の入力側には、舵角センサ１０５から出力される舵角信号と、車速推定部１０６から出力される推定車速信号と、ヨーレートセンサ１０７から出力されるヨーレート信号が入力されている。さらに車速推定部１０６は、車輪速センサ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから出力される車輪速信号と、縦Ｇセンサ１０８から出力される縦Ｇ信号と、横Ｇセンサ１０９から出力される横Ｇ信号とに基づいて車速推定を行う。なお図１において、舵角センサ１０５、ヨーレートセンサ１０７、縦Ｇセンサ１０８、横Ｇセンサ１０９の図示は省略されている。

また要求車両トルク演算部１０３の入力側には、モータ単体出力トルク限界マップ保存部１１０が設けられる。モータ単体出力トルク限界マップ保存部１１０は、３次元座標系における各モータの上下限の限界値で決まる制御解許容領域のデータマップを保存している。モータ単体出力トルク限界マップ部１１０は、車輪速センサ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから出力される車輪速信号が入力される。モータ単体出力トルク限界マップ部１１０では、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々について個別の限界値データがマップ形式で保存されている。モータ単体出力トルク限界マップ保存部１１０は、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々について、対応する車輪速度信号に応じた上限限界値（Lim_H）と下限限界値（Lim_L）を出力する。各モータについての上限限界値（Lim_H）はモータギヤ比変換部１１１を通して、さらに各モータについての下限限界値（Lim_L）はモータギヤ比変換部１１２を通して、それぞれ要求車両トルク演算部１０３に入力される。従って、上記の要求車両トルク演算部１０３には、前述したアクセルペダル信号および車輪速信号と共に、各モータの上限限界値（Lim_H）および下限限界値（Lim_L）が入力される。

なお、上限限界値（Lim_H）は結合子１１３を通して、また下限限界値（Lim_L）は結合子１１４を通して、後段に位置する調整システム１２０内の入力段リミッタ１２１、調整部１２２、候補解算出部１２３のそれぞれに入力される。
また調整システム１２０と調整部１２２については、後述するように、制御解（解候補）が存在しない場合において、他の基準（ルール）または方針で２つの要求（要求車両トルク「Ｔreq」、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」）を調停することにより適宜に現実解を探索するので、それぞれ、「調停システム１２０」と「調停部１２２」ということもできる。

入力段リミッタ１２１には、他に、要求車両トルク演算部１０３から出力される入力側の要求車両トルク「Ｔreq０」と、左右配分部１０４から出力される入力側の要求左右輪トルク差分「Ｎreq０」とが入力される。また入力段リミッタ部１２１は、中間値である要求車両トルク「Ｔreq１」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq１」を出力し、調整部１２２に与える。要求車両トルク「Ｔreq１」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq１」は、調整部（調停部）１２２の入力である。この場合において、要求車両トルク「Ｔreq１」は、厳密には、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々の出力限界値の範囲内であると共に、外部の制御システムから要求される出力限界値の範囲内となるように制限された要求車両トルクである。また要求左右輪トルク差分「Ｎreq１」は、厳密には、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々の出力限界値の範囲内であると共に、外部の制御システムから要求される出力限界値の範囲内となるように制限された要求左右輪トルク成分である。

調整部１２２は、入力された値（Ｔreq１，Ｎreq１，Lim_H，Lim_L）を用いて出力側の要求車両トルク「Ｔreq２」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq２」を出力し、候補解算出部１２３と後段の選択部１２４とに与える。ここで「Ｔreq２」は調停後の車両総トルクであり、「Ｎreq２」は調停後の左右輪トルク成分である。候補解算出部１２３は、入力された値（Ｔreq２，Ｎreq２，Lim_H，Lim_L）を用いて第１の解座標「Point１」と第２の解座標「Point２」を出力し、選択部１２４に与える。ここで、「Point１」はＴreq２とＮreq２の交線とＸＹＺの直方体とが交わる交線の一端を意味し、「Point２」はＴreq２とＮreq２の交線とＸＹＺの直方体とが交わる交線の他端を意味している。

選択部１２４には、上記の出力側の要求車両トルク「Ｔreq２」および要求左右輪トルク差分「Ｎreq２」と、第１の解座標「Point１」および第２の解座標「Point２」とが入力され、これらの入力値に基づき、前モータ２１の動作を制御する駆動指令値「Ｔ_f」と、左後モータ３１Ｌの動作を制御する駆動指令値「Ｔ_rl」、右後モータ３１Ｒの動作を制御する駆動指令値「Ｔ_rr」が生成され、出力される。これらの３つの駆動指令値「Ｔ_f」，「Ｔ_rl」，「Ｔ_rr」が、直方体領域２０２を考慮して決定された前述の制御解（駆動指令値Ｘ，Ｙ，Ｚの組合せ）に対応している。これらの駆動指令値「Ｔ_f」，「Ｔ_rl」，「Ｔ_rr」は、それぞれ、ギヤ比変換部１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃを介して、前モータ２１の駆動トルク１２６ａ、左後モータ３１Ｌの駆動トルク１２６ｂ、右後モータ３１Ｒの駆動トルク１２６ｃになる。

さらに図２においては、別途に、外部要求トルク「ＯＴreq」が、外部要求トルク発生部１２７から出力される。外部要求トルク発生部１２７は、外部のＴＣＳ制御装置やＡＢＳ制御装置等からデータを受けて外部要求トルク「ＯＴreq」を生成する。外部要求トルク「ＯＴreq」は入力段リミッタ１２１に入力されている。

駆動制御装置４０の上記の内部構成に基づいて、「運転者の運転操作（アクセルペダル操作）に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」という２つの要求を、可能な限り満足するような各モータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの出力駆動トルクの組合せ解を算出し、算出された候補解の中から最終的な解を求めて最適な駆動力指令値を生成する。

駆動制御装置４０の調整システム１２０では、原則的な制御用基本演算として、図５で示した直方体領域２０２の中で要求車両トルク「Ｔreq」および要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の両方を満足する解を見つけることが実行される。

前述した制御解（駆動指令値Ｘ，Ｙ，Ｚの組合せ）の満たすべき条件は次の通りである。要求車両トルク「Ｔreq」については「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」という条件である。この条件は、図５に示した３次元座標系２０１において、点（０，０，Ｔreq）を通り、法線ベクトル［＝（１，１，１）］の平面を意味している。また要求左右輪トルク差分「Ｎreq」については「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」という条件である。ただし、この場合においてＮreqは反時計方向回りの向きを正としている。この条件は、図５に示した３次元座標系２０１において、点（０，０，Ｎreq）を通り、法線ベクトル［＝（０，−１，１）］の平面を意味している。この平面はＸ軸に平行な平面である。

要求車両トルク「Ｔreq」の満たす条件、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の満たす条件は、いずれも、平面で示される。換言すれば、上記の制御解（解候補）は２つの平面の交線の中で上記の直方体領域２０２を通過する線分の部分に含まれる点となる。

図６に制御解（解候補）のイメージを示す。図６において、３次元座標系２０１での線２１１は、要求車両トルク「Ｔreq」の平面と、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の平面との交線を示している。この線２１１と前述の直方体領域２０２とが交わる部分（交点Ａ１とＡ２の間の太い破線２１１Ａで示す）に含まれる点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が制御解（解候補）となる。直方体領域２０２を示す枠体の内部でＸ，Ｙ，Ｚを決めれば、要求車両トルク「Ｔreq」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の両方を満たす解となる。このように制御解（解候補）は、３次元座標系２０１において線分または点で表現されることになる。

なお、要求車両トルク「Ｔreq」のとり得る値、または要求左右輪トルク差分「Ｎreq」のとり得る値に応じて、２つの平面の交線が直方体領域２０２を必ずしも通過するとは限らない。このような場合には解が存在しないことになる。そこでこのような場合には、要求車両トルク「Ｔreq」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」を他の基準（ルール）または方針で調整または調停することにより適宜に現実解を探索する。調整（調停）システム１２０の調整部（調停部）１２２には、上記の場合を考慮して、以下に説明するように、別途に、最適な現実解を求めるための調整または調停のアルゴリズムが用意されている。以下では、「調停アルゴリズム」という用語を用いて説明する。

次に、図７〜図１２に示したフローチャートを参照して調停アルゴリズムを説明する。図７は、調停アルゴリズムの基本的な処理フローを示すフローチャートである。図８は、図７に示したルーチンステップＳ２３の内容を示すフローチャートである。図９〜図１２は、それぞれ、図８に示した偏向（１）〜（４）毎の処理内容を示すフローチャートである。

上記の調停アルゴリズムでは、要求車両トルク「Ｔreq」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の２つの要求を調停する。特に、本実施形態の調停アルゴリズムでは、要求車両トルク「Ｔreq」を優先して調停を行うことにより現実解を探索する。さらに要求車両トルク「Ｔreq」を優先する調停方法では、「偏向あり」の場合と「偏向なし」の場合とに分けて処理が異なる。要求車両トルク「Ｔreq」を優先する理由、および「偏向」については、以下に説明される。

図７〜図１２の処理内容を説明する前に、当該処理内容の基本となる要求車両トルク「Ｔreq」を優先する理由と「偏向」について説明する。

［要求車両トルク「Ｔreq」を優先する理由］
前述した通り、要求車両トルク「Ｔreq」または要求左右輪トルク差分「Ｎreq」のとり得る値に応じて、２つの平面の交線が直方体領域２０２を通過しない場合には解が存在せず、この場合には何らの基準（ルール）に基づく調停アルゴリズムにより要求車両トルク「Ｔreq」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の現実解を探索しなければならない。

上記の場合において、現実解を探索する場合の第１の例を図１３と図１４に基づいて説明する。図１３は、図５に示した３次元座標系２０１で、直方体領域２０２に関してＸ_max平面で切ったときのＹ−Ｚ平面図（面２０２−１）を示す。図１４は、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各々の走行状態に応じた出力トルク値のとり得る状態を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の３通りで示している。（Ａ）では、３つのモータ２１，３１Ｌ，３１Ｒの各駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚに関する走行状態における最大出力トルク状態を３つの円で示している。駆動トルクＸ，Ｙ，Ｚに係る３つの円の大きさが、とり得る最大出力トルクの大きさをイメージしている。（Ｂ）はアクセルを全開した状態（各モータのトルクを最大した状態）での駆動トルクのイメージを示している。３つの円の中に図示された矢印は、トルクの大きさと方向を示している。トルクの大きさは、円の半径に対応している。（Ｃ）は、操舵に基づく舵角が最大（Max）の状態をとるときのイメージを示している。このときには、駆動トルクＹと駆動トルクＺは向きが反対になっており、右後モータ３１Ｒの駆動トルクＺは制動状態になっている。また前モータ２１の駆動トルクＸについては駆動であるか制動であるかは任意になっている。

図１３において、直方体領域２０２に関する１つの矩形面２０２−１に対して、要求車両トルク「Ｔreq」の平面と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の平面とが作る交線（２１１）が交わらないを示している。３つの直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃは要求車両トルク「Ｔreq」の平面に含まれる直線であり、直線３０２は要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の平面に含まれる直線である。３つの交点３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃは、それぞれ、直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃと直線３０２とが直交する交点であり、上記の交線２１１に含まれる点である。交点３０３ａ等は矩形面２０２−１から離れた位置に存している。

図１３において、要求車両トルク「Ｔreq」の平面は、法線ベクトル（１，１，１）で、Ｙ−Ｚ平面に垂直な平面でないので、実線で描いた直線３０１ａ以外に点線直線３０１ｂと一点鎖線直線３０１ｃを併せて示し、３線で描いている。点線直線３０１ｂはＸ＝０の平面との交線であり、一点鎖線直線３０１ｃはＸ＝Ｘ_MINの平面との交線を表している。また実線直線３０１ａと点線直線３０１ｂの間の距離はＸ_MAXに依存して決まる。点線直線３０１ｂと一点鎖線直線３０１ｃの間の距離はＸ_MINに依存して決まる。３つの直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの間で示した矢印３０１は要求車両トルク「Ｔreq」の平面の下げ勾配を示している。なお、交点３０４は最大要求車両トルク（最大Ｔreq）を示し、交点３０５は最小要求左右輪トルク差分（最小Ｎreq）を示している。

図１３に示した関係は、車両１０の走行状態で考えると、図１４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示された状態にある。すなわち、右旋回中であって左側後輪１２Ｌの出力限界が小さくなっており（図１４の（Ａ））、運転者はアクセルペダル１０１を踏み込んでアクセルを全開とし（図１４の（Ｂ））、かつ操向輪（前輪）の舵角を右いっぱいに切った状態である（図１４の（Ｃ））。

図１３に示した関係の場合にどのように調停するかを検討する。

第１の考え方は、図１５に示すように、要求車両トルク「Ｔreq」を固定した状態で、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に係る直線３０２を、交点３０３ａが直方体領域２０２との間で交わるまで、すなわち矩形面２０２−１に交わるまで、移動させる（矢印３１１）。図１５の（Ｂ）の図示例では、交点３０３ａが矩形面２０２−１の角部に接触した状態になるまで直線３０２を移動させている。この場合には、図１５の（Ａ）に示した車両の走行イメージで明らかなように、車両１０は勝手に左に曲がろうとする動作が生じる。従って右旋回を行いたいにも拘わらず、うまく右旋回をできない。

第２の考え方は、図１６に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」を固定した状態で、要求車両トルク「Ｔreq」に係る直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを、交点３０３ａが直方体領域２０２との間で交わるまで、すなわち矩形面２０２−１に交わるまで、移動させる（矢印３１２）。図１６の（Ｂ）の図示例では、交点３０３ａが矩形面２０２−１の角部に接触した状態になるまで直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを移動させている。この場合には、図１６の（Ａ）に示した車両の走行イメージで明らかなように、車両１０では右側後輪１２ＲのトルクＺで制動状態が生じる。従って右旋回は可能であるが、車両１０にブレーキが掛かり、前進走行は制限を受ける。

図１５と図１６の例を併せて考慮すると、現実的には図１７に示すような妥協策が選択される。この妥協策では、図１７の（Ｂ）に示されるように、要求車両トルク「Ｔreq」に係る直線３０１ａを矢印３１３のごとく移動させ、かつ要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に係る直線３０２を矢印３１４のごとく移動させ、交点３０３ａが矩形面２０２−１に交わるようにする。この場合には、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はＮreq＝０まで譲歩される。すなわち、図１７の（Ａ）に示すように、左右後輪のトルク差をなくすと共に総トルクを下げるようにする。この場合、後輪による旋回アシストはなくなり、ハンドル操舵のみで旋回させる。こうして、要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことが望ましいことが分かる。

図１８〜図２０を参照して現実解を探索する場合の第２の例を説明する。図１８は上記図１３に対応し、図１９は上記図１４に対応し、図２０は上記図１７に対応している。図１８〜図２０で、図１３や図１４等で説明された要素と実質的に同一の内容には同一の符号を付している。

第２の例における車両１０の走行状態に関して、図１８に示した関係は、図１９の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示された状態にあり、右旋回中であって左側後輪１２Ｌの出力限界が小さくなっており（図１９の（Ａ））、運転者はアクセルペダル１０１を踏み込まずアクセルをオフとし（図１９の（Ｂ）、回生ブレーキのイメージ）、かつ操向輪（前輪）の舵角を左いっぱいに切った状態である（図１９の（Ｃ））。

第２の例における現実解の探索の仕方は、図２０に示す通り、要求車両トルク「Ｔreq」に係る直線３０１ａを矢印３１５のごとく移動させ、かつ要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に係る直線３０２を矢印３１６のごとく移動させ、交点３０３ｃが矩形面２０２−１に交わるようにする。この場合には、運転者からの要求が回生ブレーキであるので、回生ブレーキを緩めると共に、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はＮreq＝０まで譲歩する。こうして、要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことが望ましい。

［「偏向」およびその有無について、および各場合の調停の仕方］
次に、図２１〜図２３を参照して、要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことを前提とした場合における「偏向」およびその有無について説明する。図２１と図２２は「偏向あり」の場合を示し、図２３は「偏向無し」の場合を示す。

図２１と図２２において図中に示し矩形領域（長方形領域）は前述した矩形面２０２−１である。矩形面２０２−１は、図２１に示すごとく前述した通りの縦長の矩形の場合も、また図２２に示すごとく横長の矩形の場合もあり得る。ここで、図２１および図２２における矩形（長方形）における角部の斜線の４つの三角領域３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄのそれぞれが「偏向」を意味する。また矢印３２２Ａは（１）Ｎプラス側偏向領域を示し、矢印３２２Ｂは（２）Ｎマイナス側偏向領域を示し、矢印３２２Ｃは（３）Ｎマイナス側偏向領域を示し、矢印３２２ＤはＮプラス側偏向領域を示している。なお図２１と図２２で、直線３２３はＮreq＝０の直線を示している。図２１と図２２では、要求車両トルク「Ｔreq」を優先して調停を行う例を示しているので、（１）〜（４）の偏向領域に係る偏向パターンに基づいて要求車両トルク「Ｔreq」に係る直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを移動させ、調停を行うことができる。「偏向あり」の場合の偏向パターン（１）〜（４）の調停の仕方は、それぞれ、後で、図２４〜図２７を参照して説明される。

「偏向無し」の場合の図２３では、前述の横長の矩形面２０２−１に対して、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」がＮmaxよりも大きい場合には、矢印３３１に示すようにＮmaxで切ることにする。また要求左右輪トルク差分「Ｎreq」がＮminよりも小さい場合には、矢印３３２示すようにＮminで切ることにする。Ｎmaxを通る要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の直線とＮminを通る要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の直線の間で、要求車両トルク「Ｔreq」に係る直線３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを移動させ、その交点が矩形面２０２−１に接触する状態で現実解を探索する。この場合には、現実解の探索の上で、矩形面２０２−１の偏向３２１Ｃ，３２１Ｄとの関係は存在しない。

次に、「偏向あり」の場合における上記４つの偏向パターン（１）〜（４）での調停の仕方（内容）を説明する。

図２４は、偏向パターン（１）における調停を示す。図２４の（Ａ）では、ベース図が示され、当該ベース図では、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関して最大値Ｎmaxと最小値Ｎminを通る２つの直線３０２に基づいて、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の３つの領域に分けられる。

図２４の（Ｂ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存するときには、要求車両トルク「Ｔreq」はそのままにして、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」をＮmaxまで下げる。

図２４の（Ｃ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存してＮreq≧０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はそのままとする。

図２４の（Ｄ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存してＮreq＜０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」＝０と接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」は０とする。

図２５は、偏向パターン（２）における調停を示す。図２５の（Ａ）では、ベース図が示され、当該ベース図では、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関して最大値Ｎmaxと最小値Ｎminを通る２つの直線３０２に基づいて、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の３つの領域に分けられる。

図２５の（Ｂ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存してＮreq≧０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」は要求左右輪トルク差分「Ｎreq」＝０と接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」は０とする。

図２５の（Ｃ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存してＮreq＜０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はそのままとする。

図２５の（Ｄ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存するときには、要求車両トルク「Ｔreq」をそのままにして、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」をＮminまで下げる。

図２６は、偏向パターン（３）における調停を示す。図２６の（Ａ）では、ベース図が示され、当該ベース図では、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関して最大値Ｎmaxと最小値Ｎminを通る２つの直線３０２に基づいて、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の３つの領域に分けられる。

図２６の（Ｂ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存してＮreq≧０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」は要求左右輪トルク差分「Ｎreq」＝０と接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」は０とする。

図２６の（Ｃ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存してＮreq＜０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に接触するまで下げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はそのままとする。

図２６の（Ｄ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存するときには、要求車両トルク「Ｔreq」をそのままにして、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」をＮminまで下げる。

図２７は、偏向パターン（４）における調停を示す。図２７の（Ａ）では、ベース図が示され、当該ベース図では、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関して最大値Ｎmaxと最小値Ｎminを通る２つの直線３０２に基づいて、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域の３つの領域に分けられる。

図２７の（Ｂ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＡ領域に存するときには、要求車両トルク「Ｔreq」はそのままにして、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」をＮmaxまで下げる。

図２７の（Ｃ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存してＮreq≧０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に接触するまで上げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」はそのままとする。

図２７の（Ｄ）に示すように、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関する直線がＣ領域に存してＮreq＜０であるときには、要求車両トルク「Ｔreq」を要求左右輪トルク差分「Ｎreq」＝０と接触するまで上げ、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」は０とする。

以上に基づいて、要求車両トルク「Ｔreq」を優先する理由、要求車両トルク「Ｔreq」を優先する場合における「偏向」の有無とそれぞれの場合の調停の仕方が明確にされた。前述した図７のフローチャートの処理フローは、前述した各場合の調停を実行するように構成されている。

次に、上記の各調停の内容を実行するように構成された調停アルゴリズムに基づく図７〜図１２に示した処理の内容を説明する。

最初のステップＳ１１では、前述の通り、要求車両トルク「Ｔreq１」と要求左右輪トルク差分「Ｎreq１」が読み込まれ、さらに次のステップＳ１２では、要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関するＮmaxとＮminとが取得するルーチン処理が実行される。その後のステップＳ１３では、前述した３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃを判定するルーチン処理が実行される。次の判定ステップＳ１４では、ステップＳ１３で判定された領域がＢであるか否かを判定する。領域Ｂであると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、入力であるＴreq１をそのまま出力Ｔreq２（調停後トルク要求）とするステップＳ１５と、入力であるＮreq１をそのまま出力Ｎreq２（調停後左右トルク差要求）とするステップＳ１６が実行される。ステップＳ１５，Ｓ１６が実行すると、処理が終了する。

判定ステップＳ１４で領域Ｂ以外の場合には、偏向判定のルーチンステップＳ１７に移行する。偏向判定のステップＳ１７では、前述した偏向の有無が判定される。次の判定ステップＳ１８で「偏向無し」か否かが判定される。判定ステップＳ１８で偏向無しと判定された場合（ＹＥＳの場合）には前述した図２３で説明された調停が実行される。すなわち、出力Ｔreq２に関しては入力Ｔreq１を用いることとし（ステップＳ１９）、さらに出力Ｎreq２については、Ｎreq１が０以上か否かを判定し（ステップＳ２０）、Ｎreq１が０以上のときにはＮmaxを出力Ｎreq２とし（ステップＳ２１）、Ｎreq１が０よりも小さいときにはＮminを出力Ｎreq２とする（ステップＳ２２）。

上記の判定ステップＳ１８において「偏向あり」と判定された場合（ＮＯの場合）には、前述した偏向（１）〜（４）の場合のそれぞれ毎の処理が実行される（ルーチン処理ステップＳ２３）。ステップＳ２３の具体的な処理フローは図８に示される。

図８において、偏向（１）〜（４）毎の処理（ステップＳ３０）に入ると、次に、偏向（１）〜（４）のうちのいずれであるかが判定される（判定ステップＳ３１〜Ｓ３３）。偏向（１）であると判定された場合には偏向（１）の処理（ステップＳ３４）が実行される。偏向（１）の処理（ステップＳ３４）の具体的内容は図９に示される。偏向（２）であると判定された場合には偏向（２）の処理（ステップＳ３５）が実行される。偏向（２）の処理（ステップＳ３５）の具体的内容は図１０に示される。偏向（３）であると判定された場合には偏向（３）の処理（ステップＳ３６）が実行される。偏向（３）の処理（ステップＳ３６）の具体的内容は図１１に示される。偏向（４）であると判定された場合には偏向（４）の処理（ステップＳ３７）が実行される。偏向（４）の処理（ステップＳ３７）の具体的内容は図１２に示される。

図９に示す偏向（１）の処理（ステップＳ３４）の具体的内容は、上記図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明した調停内容である。偏向（１）の処理（ステップＳ３４）の具体的内容では、判定ステップＳ４１で領域Ａであるか否かが判定される。領域Ａであると判定された場合には、出力Ｔreq２に入力Ｔreq１をそのまま代入し（ステップＳ４２）、かつ出力Ｎreq２にＮmaxを代入する（ステップＳ４３）。この処理内容は上記図２４の（Ｂ）に示した調停内容に対応している。判定ステップＳ４１で領域Ａでないと判定された場合（ＮＯの場合）には、判定ステップＳ４４でＮreq１が０以上（≧０）であるか否かが判定される。Ｎreq１が０以上である場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１−（Ｎmin−Ｎreq１）」を代入し（ステップＳ４５）、かつ出力Ｎreq２に入力Ｎreq１をそのまま代入する（ステップＳ４６）。この処理内容は上記図２４の（Ｃ）に示した調停内容に対応している。Ｎreq１が０より小さい場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１−（Ｎmin−０）」を代入し（ステップＳ４７）、かつ出力Ｎreq２に０を代入する（ステップＳ４８）。この処理内容は上記図２４の（Ｄ）に示した調停内容に対応している。

図１０に示す偏向（２）の処理（ステップＳ３５）の具体的内容は、上記図２５の（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明した調停内容である。偏向（２）の処理（ステップＳ３５）の具体的内容では、判定ステップＳ５１で領域Ａであるか否かが判定される。領域Ａであると判定された場合には、次に判定ステップＳ５２でＮreq１が０以上（≧０）であるか否かが判定される。Ｎreq１が０以上である場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１＋（０−Ｎmax）」を代入し（ステップＳ５３）、かつ出力Ｎreq２に０を代入する（ステップＳ５４）。この処理内容は上記図２５の（Ｂ）に示した調停内容に対応している。Ｎreq１が０より小さい場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１＋（Ｎreq１−Ｎmax）」を代入し（ステップＳ５５）、かつ出力Ｎreq２に入力Ｎreq１をそのまま代入する（ステップＳ５６）。この処理内容は上記図２５の（Ｃ）に示した調停内容に対応している。また判定ステップＳ５１において領域Ａでないと判定された場合（ＮＯの場合）には、出力Ｔreq２に入力Ｔreq１をそのまま代入し（ステップＳ５７）、かつ出力Ｎreq２にＮminを代入する（ステップＳ５８）。この処理内容は上記図２５の（Ｄ）に示した調停内容に対応している。

図１１に示す偏向（３）の処理（ステップＳ３６）の具体的内容は、上記図２６の（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明した調停内容である。偏向（３）の処理（ステップＳ３６）の具体的内容では、判定ステップＳ６１で領域Ａであるか否かが判定される。領域Ａであると判定された場合には、次に判定ステップＳ６２でＮreq１が０以上（≧０）であるか否かが判定される。Ｎreq１が０以上である場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１−（０−Ｎmax）」を代入し（ステップＳ６３）、かつ出力Ｎreq２に０を代入する（ステップＳ６４）。この処理内容は上記図２６の（Ｂ）に示した調停内容に対応している。Ｎreq１が０より小さい場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１−（Ｎreq１−Ｎmax）」を代入し（ステップＳ６５）、かつ出力Ｎreq２に入力Ｎreq１をそのまま代入する（ステップＳ６６）。この処理内容は上記図２６の（Ｃ）に示した調停内容に対応している。また判定ステップＳ６１において領域Ａでないと判定された場合（ＮＯの場合）には、出力Ｔreq２に入力Ｔreq１をそのまま代入し（ステップＳ６７）、かつ出力Ｎreq２にＮminを代入する（ステップＳ６８）。この処理内容は上記図２６の（Ｄ）に示した調停内容に対応している。

図１２に示す偏向（４）の処理（ステップＳ３７）の具体的内容は、上記図２７の（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明した調停内容である。偏向（４）の処理（ステップＳ３７）の具体的内容では、判定ステップＳ７１で領域Ａであるか否かが判定される。領域Ａであると判定された場合には、出力Ｔreq２に入力Ｔreq１をそのまま代入し（ステップＳ７２）、かつ出力Ｎreq２にＮmaxを代入する（ステップＳ７３）。この処理内容は上記図２７の（Ｂ）に示した調停内容に対応している。判定ステップＳ７１で領域Ａでないと判定された場合（ＮＯの場合）には、判定ステップＳ７４でＮreq１が０以上（≧０）であるか否かが判定される。Ｎreq１が０以上である場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１＋（Ｎmin−Ｎreq１）」を代入し（ステップＳ７５）、かつ出力Ｎreq２に入力Ｎreq１をそのまま代入する（ステップＳ７６）。この処理内容は上記図２７の（Ｃ）に示した調停内容に対応している。Ｎreq１が０より小さい場合には、出力Ｔreq２に「Ｔreq１＋（Ｎmin−０）」を代入し（ステップＳ７７）、かつ出力Ｎreq２に０を代入する（ステップＳ７８）。この処理内容は上記図２７の（Ｄ）に示した調停内容に対応している。

以上の調停アルゴリズムに基づいて、調整（調停）システム１２０の調整部（調停部）１２２において、要求車両トルク「Ｔreq」および要求左右輪トルク差分「Ｎreq」に関してＴreq２とＮreq２が生成され、調整部１２２から出力される。出力Ｔreq２とＮreq２は、候補解算出部１２３と選択部１２４に供給される。

現実解を探索する場合の前述の実施形態では、図１３に示したごとく、直方体領域２０２で決まる長方形の矩形面２０２−１（Ｘ_max平面で切ったときのＹ−Ｚ平面図）に基づく調停アルゴリズムを説明した。他方、上記の調停アルゴリズムに対して、左後モータ３１Ｌの出力する駆動トルクＹと、右後モータ３１Ｒの出力する駆動トルクＺとを、前モータ２１の出力する駆動トルクＸに比較して小さい値に選択すること（Ｙ，Ｚのローセレクト）も可能である。この場合には、前述の矩形面２０２−１が長方形でなくなる。例えば、駆動トルクＹと駆動トルクＺとがプラスで等しく、かつ駆動トルクＸよりも小さい場合、車両は直進状態にあるが、このときには矩形面２０２−１に相当するＹ−Ｚ平面は正方形になる。車両の旋回状態ではＹ−Ｚ平面は必然的に長方形になる。Ｙ，Ｚのローセレクトの場合には、長方形の上記矩形面２０２−１に比較して本来的に使える領域を敢えて使わないという調停アルゴリズムになるということを意味する。Ｙ，Ｚのローセレクトに比較して、前述した矩形面２０２−１を利用する調停アルゴリズムはより有効な調停を行うことができる。

調整部（調停部）１２２から出力されたＴreq２とＮreq２の組合せに関しては、図６に示すごとく、要求車両トルク「Ｔreq」の平面と要求左右輪トルク差分「Ｎreq」の平面の交線２１１が少なくとも直方体領域２０２を貫くことが保証されている。図２に示した候補解算出部１２３では、直線２１１が直方体領域２０２を貫いた際の両端座標、すなわち前述の交点Ａ１，Ａ２の座標を求めることが、候補解算出の役割となる。なお交線２１１の方程式は「（Ｘ−Ｔreq２−Ｎreq２）／（−２）＝Ｙ＋Ｎreq２＝Ｚ」で表される。

また出力Ｔreq２，Ｎreq２と解座標Ｐoint１，Ｐoint２が入力される選択部１２４に関しては、例えば「目標ｋ選択」が実行される。図２で示した装置構成について追加的に説明すると、選択部１２４には目標フロント配分比生成器１２８で生成される目標フロント配分比（目標値ｋref）が入力されている。前後のモータの配分比は、フロント側配分比をｋとすると、当該ｋを用いて「（１−ｋ）×Ｘ＝ｋ×（Ｙ＋Ｚ）」の式で与えられる。フロント側配分比ｋは、例えばＦｒ−Ｒｒが１００：０の場合には１、Ｆｒ−Ｒｒが０：１００の場合には０である。この式は、ＸＹＺの３次元座標係で原点（０，０，０）を通り、法線ベクトル＝（ｋ−１，ｋ，ｋ）の平面を表している。

上記において、調整システム１２０が出力する解の組合せの両端のｋの値を調べることで、目標であるｋの値（目標値ｋref）を満たすことが可能であるか否かを判定することができる。すなわち、候補解が直線、ｋの式が平面であるので両端を調べるだけでよい。

図２８を参照して説明すれば、線分３４１が候補解の存在を示す線分であり、矢印線３４２がｋ値を示している。線分３４１の両端に位置する点３４１ａ，３４１ｂがそれぞれｋ１とｋ２に対応している。両端のｋの値ｋ１，ｋ２（ｋ１≦ｋ２）を算出し、（１）目標値ｋrefがｋ１≦ｋref≦ｋ２の場合には最終ｋ＝ｋref、（２）目標値ｋrefがｋref＜ｋ１の場合には最終ｋ＝ｋ１、（３）目標値ｋrefがｋref＞ｋ２の場合には最終ｋ＝ｋ２、とする。

最終ｋが決定した後に、以下の演算式に基づいて、前モータ２１、左後モータ３１Ｌ、右後モータ３１Ｒの各出力トルクを決定する。
前モータ２１の出力トルク＝Ｔreq２×（最終ｋ）
左後モータ３１Ｌの出力トルク＝Ｔreq２×（１−最終ｋ）−Ｎreq２／２
右後モータ３１Ｒの出力トルク＝Ｔreq２×（１−最終ｋ）＋Ｎreq２／２

また上記の駆動制御装置４０において、調整システム１２０は、車両の作動状態を制御する他の制御装置（外部のＴＣＳ制御装置やＡＢＳ制御装置等）からのデータを受けて外部要求トルク発生部１２７で生成された外部要求トルク「ＯＴreq」が入力されたとき、当該トルク要求を満たすように３つの駆動源の各々の出力トルクを調整する。

上記の実施形態の説明では駆動源として電気モータの例を説明したが、これに限定されない。原動機に対して一般的に適用することができる。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、四輪電気自動車等で複数の車輪が３つの駆動源で駆動される場合に利用され、「運転者の運転操作に基づく車両の総トルク要求」と「操舵操作等を基にした旋回制御に応じる左右トルク差要求」という２つの要求を可能な限り満足するに出力トルクの組合せ解を算出するのに利用される。

本発明に係る複数駆動源の駆動制御装置を装備した車両（四輪乗用車）の模式的平面図である。 本発明の本実施形態に係る駆動制御装置の全体構成の回路ブロック図である。 前モータの出力する駆動トルク（Ｘ）、左後モータの出力する駆動トルク（Ｙ）、右後モータの出力する駆動トルク（Ｚ）を図解するための模式図である。 駆動トルク（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のトルク可能範囲を図解する模式図である ３つのモータの出力する駆動トルクを「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」の３軸で定義される３次元座標系を示す図である。 ＸＹＺの３軸座標系における制御解（解候補）の存在する領域を示す図である。 現実解を求めるための調停アルゴリズムの基本的な処理フローを示すフローチャートである。 図７に示した偏向（１）〜（４）毎の処理に係るルーチンステップの内容を示すフローチャートである。 偏向（１）の場合の処理内容を示すフローチャートである。 偏向（２）の場合の処理内容を示すフローチャートである。 偏向（３）の場合の処理内容を示すフローチャートである。 偏向（４）の場合の処理内容を示すフローチャートである。 現実解を探索する場合の第１の例を示し、図５に示した３次元座標系で、直方体領域に関してＸ_max平面で切ったときのＹ−Ｚ平面図を示す図である。 ３つのモータの各々の走行状態に応じた出力トルク値のとり得る状態を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の３通りで示す図である。 調停の第１の考え方に関する車両イメージ（Ａ）とＹ−Ｚ平面図（Ｂ）を示す図である。 調停の第２の考え方に関する車両イメージ（Ａ）とＹ−Ｚ平面図（Ｂ）を示す図である。 図１５に示した第１の考え方と図１６に示した第２の考え方を併せて成る現実的な妥協策に関する車両イメージ（Ａ）とＹ−Ｚ平面図（Ｂ）を示す図である。 現実解を探索する場合の第２の例を示し、上記図１３に対応する図である。 現実解を探索する場合の第２の例を示し、上記図１４に対応する図である。 現実解を探索する場合の第２の例を示し、上記図１７に対応する図である。 要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことを前提とした場合における「偏向」に関して、「偏向あり」の第１の場合を示す図である。 要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことを前提とした場合における「偏向」に関して、「偏向あり」の第２の場合を示す図である。 要求車両トルク「Ｔreq」を優先した調停を行うことを前提とした場合における「偏向」に関して、「偏向無し」の場合を示す図である。 偏向パターン（１）の場合の調停アルゴリズムを説明するための図である。 偏向パターン（２）の場合の調停アルゴリズムを説明するための図である。 偏向パターン（３）の場合の調停アルゴリズムを説明するための図である。 偏向パターン（４）の場合の調停アルゴリズムを説明するための図である。 前後のモータの配分比を決めるフロント側配分比ｋの求め方を説明するための図である。

符号の説明

１０ 車両
１１Ｌ，１１Ｒ 前輪
１２Ｌ，１２Ｒ 後輪
２０ 前輪駆動系
２１ 前輪駆動用モータ
３０ 後輪駆動系
３１Ｌ，３１Ｒ 後輪駆動用モータ
４０ 駆動制御装置
１０３ 要求車両トルク演算部
１０４ 左右配分部
１１０ モータ単体出力トルク限界マップ保存部
１２０ 調整システム
１２２ 調整部（調停部）
１２３ 候補解算出部
１２４ 選択部

Claims (4)

1. 前側左右輪と後側左右輪のうちの一方が１つの駆動源により駆動され、他方が左右輪独立の２つの駆動源により駆動されるように構成された車両で前記３つの駆動源の各々に対して駆動力指令値を与えて駆動力を調整する複数駆動源の駆動制御装置において、
   前記前側左右輪と前記後側左右輪の各々の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
   前記車輪速検出手段により検出された車輪速に係る信号に基づき要求車両トルクを演算する要求車両トルク演算手段と、
   操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、
   前記舵角検出手段により検出された舵角に係る信号に基づき、左右輪の各々が独立で駆動力制御される前記左右輪に対して要求される要求トルク差分を演算する要求左右輪トルク差分演算手段と、
   前記３つの駆動源の出力値をＸ，Ｙ，Ｚとしたとき、前記要求車両トルク（Ｔreq）を「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」と定義すると共に前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」と定義し、
   前記３つの駆動源の各々の出力限界値を超えない範囲内で、前記要求車両トルク（Ｔreq）および前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）の両方の定義を満たす出力値Ｘ，Ｙ，Ｚが存在するように、前記要求車両トルク（Ｔreq）および前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整する出力トルク調整手段と、
   を備えることを特徴とする複数駆動源の駆動制御装置。
2. 前側左右輪と後側左右輪のうちの一方が１つの駆動源により駆動され、他方が左右輪独立の２つの駆動源により駆動されるように構成された車両で前記３つの駆動源の各々に対して駆動力指令値を与えて駆動力を調整する複数駆動源の駆動制御装置において、
   前記前側左右輪と前記後側左右輪の各々の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
   前記車輪速検出手段により検出された車輪速に係る信号に基づき要求車両トルクを演算する要求車両トルク演算手段と、
   操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、
   前記舵角検出手段により検出された舵角に係る信号に基づき、左右輪の各々が独立で駆動力制御される前記左右輪に対して要求される要求トルク差分を演算する要求左右輪トルク差分演算手段と、
   前記３つの駆動源の出力値をＸ，Ｙ，Ｚとし、これらの出力値をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応するように表した３次元空間の中で、各駆動源の取り得る出力トルクの範囲内で規定されたデータマップを形成し、
   前記要求車両トルク（Ｔreq）に対して出力値Ｘ，Ｙ，Ｚの取り得る値を「Ｔreq＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ」で定義される平面で表すと共に、前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）に対して出力値のＹ，Ｚの取り得る値を「Ｎreq＝Ｚ−Ｙ」で定義される平面で表し、
   前記要求車両トルク（Ｔreq）および前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）の両方の定義を満たす出力値Ｘ，Ｙ，Ｚが、前記データマップ内で存在するように設定するために、
   前記要求車両トルク（Ｔreq）に係る平面と前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）に係る平面との交線が、前記データマップと交わるあるいは接するように、前記要求車両トルク（Ｔreq）および前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整する出力トルク調整手段と、
   を備えることを特徴とする複数駆動源の駆動制御装置。
3. 前記出力トルク調整手段は、前記調整後の前記要求車両トルクと、前記調整後の前記要求左右輪トルク差分との両方の定義を満たす前記３つの駆動源の出力値Ｘ，Ｙ，Ｚの中から、各駆動源を駆動するための出力値Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを選出する際に、車両の走行状態に応じて任意に設定することができる車両の駆動力の前後配分比に基づいて前記出力値Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを一意に設定することを特徴とする請求項１または２記載の複数駆動源の駆動制御装置。
4. 前記出力トルク調整手段は、前記車両の作動状態を制御する他の制御装置からトルク要求が入力されたとき、当該トルク要求に基づき前記要求車両トルク（Ｔreq）および前記要求左右輪トルク差分（Ｎreq）を調整するまたは補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複数駆動源の駆動制御装置。

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