JP2009159682A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力源の効率を改善する機能と、車両の走行安定性を向上させる機能とを、両立することの可能な駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクを発生する駆動力源を有し、車両における要求トルクに基づいて、駆動力源を駆動する際のエネルギー効率の判断結果に基づいて、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルク力の配分比を制御する第１の配分制御と、第１の車輪における接地荷重と第２の車輪における接地荷重との配分比を判断した結果に基づいて、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクの配分比を制御する第２の配分制御とを選択可能な駆動力制御装置において、車両における要求トルクに基づいて、配分比を第１の配分比または第２の配分比に近づける第１トルク制御手段（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に設けられた第１の車輪と第２の車輪、具体的には前輪と後輪とに伝達するトルクの配分、または右車輪と左車輪とに伝達するトルクの配分を制御する、駆動力制御装置に関するものである。

従来、車両には駆動力源が搭載されており、その駆動力源の動力が、前輪および後輪に分配されるか、または右車輪および左車輪に分配される構成となっている。このように、車両の駆動力源から車輪に伝達する動力を制御する、ハイブリッド自動車の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両は四輪駆動車であり、エンジンの動力が遊星歯車機構および無段変速機を経由して前輪に伝達される構成である。また、遊星歯車機構には前輪用モータが動力伝達可能に接続されている。さらに、後輪には後輪用モータが動力伝達可能に接続されている。

そして、アクセル開度および車速に基づいて車両における要求駆動力が求められる。また、車両の走行状態が安定状態であるか否かが判断される。例えば、前輪または後輪のうち、いずれかのスリップが検出されたとき、またはハンドルが所定角度以上操作されたとき、急加速をしているときなどは、不安定な状態として判定される。ここで、車両の走行状態が安定していると判定された場合は、要求駆動力に基づいて、エンジンおよびモータの効率が最も良くなるように、前輪と後輪との間における動力の配分比、具体的にはトルクの配分比が決定される。これに対して、車両の走行状態が不安定であると判定された場合は、前輪および後輪の荷重の配分比に基づいて、前輪および後輪に伝達されるトルクの配分比が決定される。なお、前輪および後輪に動力を伝達する駆動力源が設けられた四輪駆動車において、そのトルクの分配比を制御する技術の一例は、特許文献２にも記載されている。

特開２００４−１３６８２０号公報 特開２００６−３４５６７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、エンジンおよびモータの効率が最も良くなるトルク配分の制御と、前後輪荷重配分に基づくトルク配分の制御との切替をおこなうものであり、各制御における配分トルクをきめ細かく調整するものではなかった。このため、エンジンおよびモータのエネルギー効率を改善する機能と、車両の走行安定性を向上させる機能とを、両立することが難しかった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであって、駆動力源の効率を改善する機能と、車両の走行安定性を向上させる機能とを、両立することの可能な駆動力制御装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両の前後方向または車両の左右方向で異なる位置に配置された第１の車輪および第２の車輪と、この第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクを発生する駆動力源とを有し、前記車両における要求トルクに基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を制御するにあたり、前記駆動力源で動力を発生する際のエネルギー効率を判断し、その判断結果に基づいて第１の配分比を求め、その第１の配分比に基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクの配分比を制御する第１の配分制御と、前記第１の車輪における接地荷重と第２の車輪における接地荷重との配分比を判断し、その判断結果に基づいて第２の配分比を求め、その第２の配分比に基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および第２の車輪に伝達する動力の配分比を制御する第２の配分制御とを選択可能な駆動力制御装置において、前記車両における要求トルクを判断する要求トルク判断手段と、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記要求トルクの判断結果に基づいて、前記第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなう第１トルク制御手段とを有することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１トルク制御手段は、前記要求トルクが増加した場合に、前記第１の車輪または第２の車輪のいずれか一方における現在のトルクに、前記車両が走行する路面の摩擦係数の大きさ、または現在のトルクの大きさから求めたトルクを加算することにより、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなう手段を含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第２の配分比に基づいて制御している際に、前記第２の配分比が選択されてから一定時間が経過した場合は、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第２の配分比から前記第１の配分比に近づける制御をおこなう第２トルク制御手段を有していることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１の車輪または第２の車輪のうち少なくとも一方の車輪がスリップすることが検知された場合は、前記第２の配分制御を選択する第１選択手段を有することを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１の車輪に伝達されるトルクおよび第２の車輪に伝達されるトルクが、前記第２の配分比に対応するトルク以上になった場合は、前記第２の配分制御を選択する第２選択手段を有していることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１の車輪または前記第２の車輪のうち、少なくとも一方の車輪がスリップする条件、または、前記車両の進行方向が変化する条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合は、前記第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクを制御することにより、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第１の配分比と前記第２の配分比との間の配分比に制御する第３トルク制御手段を有していることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、要求トルクの判断結果に基づいて、第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなうことができる。したがって、駆動力源を駆動する際のエネルギー効率の向上と、車両の走行安定性の向上とを両立することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、要求トルクが増加した場合に、第１の車輪または第２の車輪のいずれか一方における現在のトルクに、車両が走行する路面の摩擦係数の大きさ、または現在のトルクの大きさから求めたトルクを加算することにより、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなう。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、第２の配分比に基づいて制御している際に、第２の配分比が選択されてから一定時間が経過した場合は、駆動力源から前記第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、第２の配分比から第１の配分比に近づける制御をおこなう。

請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の車輪または第２の車輪のうち少なくとも一方の車輪がスリップすることが検知された場合は、第２の配分制御を選択する。

請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の車輪に伝達されるトルクおよび第２の車輪に伝達されるトルクが、第２の配分比に対応するトルク以上になった場合は、第２の配分制御を選択する。

請求項６の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の車輪または第２の車輪のうち、少なくとも一方の車輪がスリップする条件、または、車両の進行方向が変化する条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合は、第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクを制御することにより、駆動力源から第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、第１の配分比と第２の配分比との間の配分比に制御する。

この発明においては、駆動力源の動力が第１の車輪および第２の車輪に配分される構成である。第１の車輪および第２の車輪の組み合わせとしては、前輪および後輪、または右車輪および左車輪の組み合わせがある。この発明における駆動力源は、単数または複数のいずれでもよい。駆動力源を複数設ける場合、動力の発生原理が異なる駆動力源が複数設けられていてもよい。さらに、この発明において、第１の車輪に動力を伝達する駆動力源と、第２の車輪に動力を伝達する駆動力源とが同じであってもよいし、異なっていてもよい。この発明における要求トルクの判断には、要求トルクの増加・減少・変化なしが含まれる。また、この発明においては、第１の配分比と第２の配分比との間に、現在の配分比がある場合に、その現在の配分比から第１の配分比または第２の配分比に近づける制御が含まれる。さらに、この発明においては、第１の配分比から第２の配分比に近づける制御、または第２の配分比から第１の配分比に近づける制御が含まれる。

つぎに、この発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例である車両１の構成を示す概略図である。この図２に示された車両は、前輪２および後輪３を有しており、右前輪２Ａおよび左前輪２Ｂおよび右後輪３Ａおよび左後輪３Ｂに対して、駆動力源の動力を伝達することが可能に構成された車両、つまり、四輪駆動車である。この車両１には、駆動力源として電動モータが４台、具体的には、モータ・ジェネレータ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが搭載されている。各モータ・ジェネレータは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する力行制御と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生制御とをおこなうことができる。そして、モータ・ジェネレータ４Ａが右前輪２Ａに動力伝達可能に接続され、モータ・ジェネレータ４Ｂが左前輪２Ｂに動力伝達可能に接続され、モータ・ジェネレータ４Ｃが右後輪３Ａに動力伝達可能に接続され、モータ・ジェネレータ４Ｄが左後輪３Ｂに動力伝達可能に接続されている。各車輪はホイールの外周にタイヤを取り付けて構成されており、各ホイールの内部空間にモータ・ジェネレータがそれぞれ配置されている。つまり、モータ・ジェネレータは、いわゆるインホイール型のモータである。

各モータ・ジェネレータおよび車輪は、車体（図示せず）に対して懸架装置（図示せず）を介して上下動可能に取り付けられており、車体には電力供給装置５が設けられている。電力供給装置５は、各モータ・ジェネレータとの間で電力の授受をおこなうことの可能な装置であり、電力供給装置５には、蓄電装置（図示せず）が含まれる。蓄電装置は、二次電池、具体的にはバッテリまたはキャパシタを用いることができる。蓄電装置とモータ・ジェネレータとの間には、インバータ（図示せず）が設けられている。また、電力供給装置５には、燃料電池が含まれる。燃料電池は、水素と酸素との反応により起電力を発生する発電機である。電力供給装置５からモータ・ジェネレータに電力を供給すると、モータ・ジェネレータが電動機として駆動され、各車輪で駆動力が発生する。これに対して、車両１が惰力走行している場合に、その運動エネルギーを車輪からモータ・ジェネレータに伝達して、モータ・ジェネレータを発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置に充電することも可能である。さらに、右前輪２Ａに制動力を与えるブレーキ６Ａが設けられ、左前輪２Ｂに制動力を与えるブレーキ６Ｂが設けられ、右後輪３Ａに制動力を与えるブレーキ６Ｃが設けられ、左後輪３Ｂに制動力を与えるブレーキ６Ｄが設けられている。これらのブレーキ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、油圧により制動力が制御されるブレーキ、または電磁力により制動力が制御されるブレーキのいずれでもよい。

さらに、車両１に搭載されたモータ・ジェネレータおよびブレーキおよびインバータなどを制御するコントローラとして電子制御装置７が設けられている。この電子制御装置７には、車両１における加速要求を検知する信号、車両１における減速要求を検知する信号、前輪の操舵角を検知する信号、各モータ・ジェネレータの回転数および各車輪の回転数（または回転速度）を検知する信号、道路勾配を検知する信号、蓄電装置の充電量、車両１の前後方向の加速度を検知する信号、車両１の横方向の加速度を検知する信号、ナビゲーションシステム８の信号などが入力される。この具体例では、運転者により踏み込まれるアクセルペダルの踏み込み量、すなわち、アクセル開度が、加速要求を検知する信号である。また、車輪の回転数の変化率に基づいて、車輪がスリップしているか否かを判断可能である。また、各車輪同士の回転数の差に基づいて、車輪がスリップしているか否かを判断することが可能である。前記ナビゲーションシステム８は、車両１の乗員が車両１の現在位置および目的地を入力し、かつ、車両１の現在位置から目的地までの走行経路を検索および決定することのできる装置である。このナビゲーションシステム８を用いると、車両１が走行する道路の状況、天候、交通規則などの情報を得ることができる。さらに、ナビゲーションシステム８の信号により、路面の摩擦係数および凍結状態、あるいは車輪のスリップの発生を予測可能である。さらに、電子制御装置７には、各モータ・ジェネレータの出力、具体的にはトルクおよび回転数を制御するためのデータおよびマップが記憶されている。

そして、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１の走行に必要な要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて、車両１における要求トルクが求められ、要求トルクに基づいて、各モータ・ジェネレータのトルクが制御される。また、モータ・ジェネレータの出力を制御するにあたり、前輪に伝達する動力と、後輪に伝達する動力との配分比率を制御することが可能である。具体的には、エネルギー効率に基づいて、車輪のトルク配分をおこなう制御（以下、「エネルギー効率の制御」と記す）と、各車輪の荷重配分に基づいて、車輪のトルク配分をおこなう制御（以下、「荷重配分の制御」と記す）とを選択可能である。エネルギー効率の制御は、モータ・ジェネレータ自体の効率、および蓄電装置における電力の出入りなどからエネルギーの効率を判断し、そのエネルギー効率が相対的に高く（良好）なるように、前輪に伝達するトルクと、後輪に伝達するトルクとの配分比を制御するモードである。このエネルギー効率の制御に用いられるトルクの配分比は、第１の配分比として電子制御装置７に記憶されている。これに対して、荷重配分の制御は、前輪における接地荷重と、後輪における接地荷重との配分比を判断し、その配分比と一致させるか、あるいはその配分比に予め定められた補正処理を加えて、前輪に伝達するトルクと、後輪に伝達するトルクとの配分比を制御するモードである。荷重配分の制御で用いるトルクの配分比は、第２の配分比として電子制御装置７に記憶されている。

また、エネルギー効率の制御と、荷重配分の制御とを使い分けるための基本的な条件について説明する。この具体例では、車両１の走行状態が安定しているか否かを判断し、車両１の走行状態が安定していると判断された場合は、エネルギー効率の制御が選択される。これに対して、車両１の走行状態が不安定であると判断された場合は、エネルギー効率の制御が選択される。例えば、前輪２または後輪３でスリップが生じている場合は、車両１の走行状態が不安定であると判断され、前輪２または後輪３でスリップが生じていない場合は、車両１の走行状態が安定していると判断される。なお、車輪が実際にスリップしていない場合でも、路面の摩擦係数あるいは路面の凍結をナビゲーションシステム８の信号により判断し、車輪のスリップが予測される場合は、車両１の走行状態が不安定であると判断することも可能である。さらに、前輪２の操舵角が、予め定められた角度内である場合は、車両１の走行状態が安定していると判断される。これに対して、前輪２の操舵角が、予め定められた角度を越えた場合は、車両１の走行状態が不安定であると判断される。さらに、操舵角に基づいて、車両１が直進走行しているか、旋回走行をしているかを判断可能である。さらに、操舵角の変化量に基づいて、旋回走行している車両１の旋回半径の変化量を判断可能である。さらに、アクセル開度が、予め定められた開度内である場合は、車両１の走行状態が安定していると判断される。これに対して、アクセル開度が、予め定められた開度を越えた場合は、車両１の走行状態が不安定であると判断される。そして、スリップの有無、操舵角、アクセル開度のうち、少なくとも１つのパラメータにより、車両１の走行状態が不安定であると判断された場合は、荷重配分の制御が選択される。このように、基本的な条件とは、「車両１の走行状態が安定しているか否かを判断すること」を意味する。

前記電子制御装置７には、エネルギー効率の制御が選択された場合に用いるデータおよびマップが記憶されている。例えば、車両１における要求駆動力に基づいて要求トルクおよび目標回転数を求め、その要求トルクに基づいて各モータ・ジェネレータのトルクを制御し、目標回転数に基づいてモータ・ジェネレータの回転数を制御する。また、各モータ・ジェネレータから前輪２および後輪３に伝達するトルクの配分比を決定するマップが記憶されている。各モータ・ジェネレータのトルクの配分比を決定するにあたり、エネルギー効率が相対的に高くなるように、要求トルクに対応させて、前輪２と後輪３とにおけるトルクの配分比を定めたマップが、電子制御装置７に記憶されている。したがって、エネルギー効率の制御が選択された場合は、このマップを参照して、前輪２および後輪３におけるトルクの配分比を制御することができる。なお、四輪駆動車の前輪２および後輪３を、電動モータにより駆動するにあたり、要求トルクおよびエネルギー効率をパラメータとして用い、エネルギー効率が相対的に高くなるようにする制御は、特開２００６−３４５６７７号公報などにより、既に知られている事項であるため、具体的な算出式およびマップの記載は省略する。

一方、荷重配分の制御が選択された場合について説明する。この荷重配分の制御が選択された場合は、前輪２および後輪３における荷重の配分比に基づいて、前輪２および後輪３に対するトルクの分配比が決定される。前輪２および後輪３における荷重の配分比は、例えば、当該四輪駆動車の重心の高さ、重心から前輪２までの距離、重心から後輪３までの距離、前輪２の車軸と後輪３の車軸との間の距離（ホイールベース）、左右輪の幅（トレッド）、車両１の旋回加速度（横加速度）、車両１の前後方向の加速度などにより求められる。そして、前輪２と後輪３との間における荷重の配分比と一致させるように、前輪２および後輪３におけるトルクの配分比を決定する。なお、上記のパラメータを用いて、前輪２および後輪３の荷重配分比を求め、その荷重の配分比に応じてトルクの配分比を決定する制御は、特開２００６−２１３１３０号等により既に知られているため、具体的な算出式およびマップの記載は省略する。

つぎに、車両１で実行可能な第１の制御例を、図１および図３に基づいて説明する。この第１の制御例は、前輪２に伝達されるトルクと、後輪３に伝達されるトルクとの配分比を制御するものである。図１のフローチャートを行う前提として電子制御装置７に入力される信号が処理され、各種の制御がおこなわれる。例えば、前記の「基本的な条件」に基づいて、エネルギー効率の制御、または荷重配分の制御は荷重配分の制御が選択される。そしてステップＳ１では、荷重配分の制御が選択されているか否かが判断される。この判断は、図１では「荷重配分？」で示されている。このステップＳ１の判断時点で、エネルギ効率の制御が選択されている場合は、ステップＳ１で否定的に判断される。また、この具体例では、後述するように、前輪２のモータ・ジェネレータと、後輪３のモータ・ジェネレータとのトルクの配分比を、第１の配分比と第２の配分比との間に設定することも可能である。したがって、前輪２のモータ・ジェネレータと、後輪３のモータ・ジェネレータとのトルクの配分比が、第１の配分比と第２の配分比との間に設定されている場合も、ステップＳ１で否定的に判断されてステップＳ２に進む。

このステップＳ２では、車輪のスリップ（ホイルスピン）が発生する可能性が大であるか否かが判断される。このステップＳ２では、車輪の回転数の変化量、またはスリップ率、路面の摩擦係数等のうち、少なくとも一つのパラメータを用いる。このステップＳ２で否定的に判断された場合は、車両１における要求トルクが増加したか否かが判断される（ステップＳ３）。前記した要求駆動力に対応させて、車速と要求トルクとアクセル開度との関係を定めたマップ（図示せず）が電子制御装置７に記憶されている。このマップは、車速が上昇することにともない、要求トルクが低下する特性を有する。また、アクセル開度が増加することにともない、要求トルクが増加する特性を有する。ステップＳ３では、このマップを用いることにより、要求トルクが増加したか否かを判断可能である。

このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、前輪２および後輪３のそれぞれについて、前回出力トルクが、荷重配分トルク未満であるか否かが判断される（ステップＳ４）。ここで「前回出力トルク」とは、「前回のルーチン実行時における各モータ・ジェネレータのトルク」であり、「荷重配分トルク」とは、「第２の配分比に基づいて決定される前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルク」である。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ４で肯定的に判断された方の車輪について、前回出力トルクに、要求トルク増加分のトルクを加えて、今回のモータ・ジェネレータの出力トルクを求め（ステップＳ５）、スタートに戻る。

一方、前記ステップＳ４で否定的に判断された場合は、そのステップＳ４で否定的に判断された車輪のトルクを制御するために、前回出力トルクを、今回のモータ・ジェネレータの出力トルクとして用い（ステップＳ６）、スタートに戻る。このように、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の処理をおこなうことにより、前輪２に用いるモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３に用いるモータ・ジェネレータのトルクとの配分比が、荷重配分の制御で用いる第２の配分比に近づけられる。つまり、前輪２のモータ・ジェネレータと、後輪３のモータ・ジェネレータとのトルクの配分比が、第１の配分比と第２の配分比との間に設定される。

これに対して、前記ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ７に進んで荷重配分比の制御が選択され（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。つまり、第２の分配比に応じて求められる前輪２および後輪３のトルク（荷重分配比）に、要求トルクの増加分のトルクをそれぞれ加算して、各モータ・ジェネレータの出力トルクを求める処理がおこなわれる。このステップＳ７の処理により、車輪のスリップを回避でき、車両１の走行安定性が向上する。

一方、ステップＳ１の判断時点で、荷重配分の制御が選択されていた場合はステップＳ１で肯定的に判断される。また、前輪２および後輪３について、共にステップＳ４で否定的に判断され、かつ、ステップＳ６に進んでスタートに戻った場合も、ステップＳ１で肯定的に判断される。このように、ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、要求トルクが増加したか否かが判断される（ステップＳ８）。このステップＳ８の判断は、ステップＳ３の判断と同様にしておこなわれる。このステップＳ８で肯定的に判断された場合はステップＳ７に進む。このように、ステップＳ８を経由してステップＳ７に進んだ場合は、荷重配分の制御が継続される。

これに対して、ステップＳ８の判断を実行中に、要求トルクが一定であるか、または要求トルクが減少した場合は、ステップＳ８で否定的に判断されてステップＳ９に進む。このステップＳ９では、荷重配分の制御が選択された時点から、一定時間が経過したか否かが判断される。このステップＳ９で否定的に判断された場合は、ステップＳ７に進む。このステップＳ９で肯定的に判断された場合、または前記ステップＳ３で否定的に判断された場合は、図３のステップＳ１０に進み、エネルギー効率の制御が選択されているか否か（エネルギー効率配分？）が判断される。このステップＳ１０で否定的に判断されて、ステップＳ１１に進む。このステップＳ１１では、前回出力トルクが、エネルギー効率配分トルク未満であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。

ここで、「前回出力トルク」はステップＳ５で説明した意味と同じである。また、「エネルギー効率配分トルク」とは、第１の配分比に基づいて各車輪に配分されるトルクである。このステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、前回出力トルクに移行トルクを加算して、各モータ・ジェネレータの出力トルクを求め（ステップＳ１２）、スタートに戻る。また、移行トルクの大きさは、路面の摩擦係数、前回出力トルクの大きさなどにより変更される。具体的には、路面の摩擦係数が小さいほど、移行トルクが相対的に低く設定される。また、前回出力トルクが低いほど、移行トルクが相対的に低く設定される。

一方、ステップＳ１１で否定的に判断された場合は、前回出力トルクから移行トルク変化量を減算して、各モータ・ジェネレータの出力トルクを求め（ステップＳ１３）、スタートに戻る。上記のステップＳ１２の処理およびステップＳ１３の処理により、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比が、第２の配分比から第１の配分比に近づけられる。さらに、前記ステップＳ１０で肯定的に判断された場合は、エネルギー効率の制御におけるトルクの配分比（第１の配分比；エネルギー効率配分比）に、要求トルクを乗算して、各モータ・ジェネレータのトルクを求め（ステップＳ１４）、スタートに戻る。

このように、第２の配分比が選択された時点から、一定時間が経過した場合は、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比が、第２の配分比から第１の配分比に近づけられる。したがって、車両１の走行安定性を確保し、かつ、エネルギー効率の低下を抑制できる。なお、ステップＳ９では経過時間を用いて判断しているが、このステップＳ９では、第２の配分比が選択されてからの車両１の走行距離が、一定距離以上になったか否かを判断し、そのステップＳ９で否定的に判断された場合にステップＳ７に進み、そのステップＳ９で肯定的に判断された場合に、ステップＳ１０に進むルーチンを採用してもよい。さらに、図１および図３のフローチャートにおいて、ルーチンの末端に付記された（Ａ）は、（Ａ）が付記されたルーチン同士が接続されることを意味する。

ここで、この具体例に基づいて説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、前輪２および後輪３が、この発明における第１の車輪および第２の車輪に相当し、モータ・ジェネレータ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが、この発明における駆動力源に相当する。また、図１および図３のフローチャートは、請求項１ないし５の発明に対応しており、図１および図３のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エネルギー効率の配分制御が、この発明における第１の配分制御に相当し、荷重配分の制御が、この発明における第２の配分制御に相当する。また、図１のステップＳ３，Ｓ８が、この発明における要求トルク判断手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６、およびステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が、この発明における第１トルク制御手段に相当する。また、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３のルーチンが、第２のトルク制御手段に相当する。また、ステップＳ２，Ｓ７が、この発明の第１選択手段に相当する。また、ステップＳ４，Ｓ６のルーチンが、この発明の第２選択手段に相当する。

つぎに、請求項１ないし５の発明を含むタイムチャートの一例を、図４に基づいて説明する。この図４のタイムチャートは、要求トルクおよび前輪トルクおよび後輪トルクの経時変化を示す。また、この図４では、エネルギー効率の制御に基づく前輪のトルクは、荷重配分の制御に基づく前輪のトルクよりも常時高く、荷重配分の制御に基づく後輪のトルクは、エネルギー効率の制御に基づく後輪のトルクよりも常時高い場合を例示してある。この具体例は、前輪２と後輪３とのトルク配分を制御するものであるから、エネルギー効率の制御に基づく前輪のトルクを、荷重配分の制御に基づく前輪のトルクよりも高くすれば、荷重配分の制御に基づく後輪のトルクは、エネルギー効率の制御に基づく後輪のトルクよりも必然的に高くなる。

まず、時刻ｔ１以前においては、要求トルクが略一定であり、前輪の目標トルクおよび後輪の目標トルクは、エネルギー効率の制御に相当するトルク（第１の配分比に対応するトルク）と一致している。ここで、「目標トルク」とは、車輪のトルクを制御する際の目標値であり、車輪の実際のトルクを目標トルクに近づけるように、モータ・ジェネレータのトルクが制御される。また、時刻ｔ１以前において、前輪の目標トルクは、前輪でホイルスピンが発生するトルクよりも低い。さらに、時刻ｔ１以前において、後輪の目標トルクは、後輪でホイルスピンが発生するトルクよりも低い。

そして、時刻ｔ１で要求トルクが増加すると、エネルギー効率の制御に相当するトルク、および荷重配分の制御に相当するトルク（第２の配分比に相当するトルク）が、前輪および後輪で共に上昇する。また、時刻ｔ１から後輪の目標トルクが上昇し、時刻ｔ２以降、後輪の目標トルクは、荷重配分の制御に相当するトルクと一致した状態で上昇する。これに対して、前輪の目標トルクは略一定に維持されている。そして、時刻ｔ２で、前輪の目標トルクが、荷重配分の制御に相当するトルクと一致し、その時刻ｔ２以降は、前輪の目標トルクは、荷重配分の制御に相当するトルクと一致したまま上昇する。

さらに、前輪において、エネルギー効率の制御に相当するトルクが、時刻ｔ３以降はホイルスピン発生トルクを越えている。時刻ｔ４以降は、要求トルクが略一定であるため、前輪におけるエネルギー効率の制御に相当するトルクおよび荷重配分の制御に相当するトルクは、共に略一定である。また、時刻ｔ４以降、前輪の目標トルクは上昇しているが、時刻ｔ５で前輪の目標トルクがホイルスピントルクまで上昇すると、前輪の目標トルクは、荷重配分の制御に相当するトルクに近づくように低下している。この時刻ｔ５以降も、前輪の目標トルクが上昇するが、前輪の目標トルクがホイルスピンが発生するトルクと一致すると、前輪の目標トルクを、荷重配分の制御に相当するトルクまで低下する制御が繰り返されている。

一方、後輪の目標トルクは時刻ｔ４から低下しており、時刻ｔ５で後輪の目標トルクが、エネルギー効率の制御に相当するトルクに近づくと、後輪の目標トルクが荷重配分の制御に相当するトルクまで上昇している。この時刻ｔ５以降も、後輪の目標トルクが低下し、かつ、エネルギー効率の制御に相当するトルクに近づくと、後輪の目標トルクが荷重配分の制御に相当するトルクまで上昇する制御を繰り返している。

このように、図１および図３のフローチャートにおいては、要求トルクが増加したか、または要求トルクが減少したか、または要求トルクが変化していないかを判断し、その判断結果に基づいて、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比を制御している。具体的には、ステップＳ１からステップＳ８を経由してステップＳ７に進むルーチンで示されるように、荷重配分の制御が選択されている際に、要求トルクが増加した場合は、荷重配分の制御が維持される。また、ステップＳ１からステップＳ８およびステップＳ９を経由してステップＳ７に進むルーチンで示されるように、荷重配分の制御が選択されている際に、要求トルクが減少するか、または変化しない場合は、一定時間が経過していなければ、荷重配分の制御が維持される。さらに、ステップＳ１からステップＳ８およびステップＳ９を経由してステップＳ１２，Ｓ１３に進むルーチンで示されるように、エネルギー効率の配分が選択されていない際には、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比を、第１の配分比に近づける制御がおこなわれる。

これに対して、ステップＳ１からステップＳ３を経由してステップＳ５に進むルーチンでは、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比を、第２の配分比に近づける制御がおこなわれる。したがって、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比を、きめ細かく変更可能であり、車両１の走行安定性とエネルギー効率の向上とを両立できる。

つぎに、車両１で実行可能な第２の制御例を、図５および図６および図７のフローチャートに基づいて説明する。この第２の制御例も、前輪２に伝達されるトルクと、後輪３に伝達されるトルクとの配分比を制御するものである。図５のフローチャートにおいて、図１のフローチャートと同じ処理については、図１と同じステップ番号を付してある。図５のフローチャートでは、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、図６のステップＳ２１に進む。このステップＳ２１の判断は、ステップＳ１１の判断と同じである。このステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、前回出力トルクから余裕量を減算して、モータ・ジェネレータの出力トルクを求める処理をおこない（ステップＳ２２）、スタートに戻る。ここで、「余裕量」とは車輪がスリップしない程度に与えられるトルクである。これに対して、ステップＳ２１で否定的に判断された場合は、前回出力トルクに余裕量を加算して、モータ・ジェネレータの出力トルクを求める処理をおこない（ステップＳ２３）、スタートに戻る。このステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の処理は、前輪２にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３にトルクを伝達するモータ・ジェネレータのトルクとの配分比が、第２の配分比に近づけられることを意味する。

一方、図５のステップＳ８で否定的に判断された場合は、路面の摩擦係数（路面状態）状態または車輪のスリップ率に変化があるか否かが判断される（ステップＳ２４）。このステップＳ２４で否定的に判断された場合は、ステップＳ７に進む。また、ステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、車両１の走行状態に変化があるか否かが判断される（ステップＳ２５）。このステップＳ２５の判断は、車両１の操舵角に基づいて判断される。例えば、車両１が直進走行している状態から、旋回走行に変更される場合に「車両の走行状態に変化あり」と判断される。また、車両１が旋回走行しており、その旋回半径が変化する場合は、「車両の走行状態に変化あり」と判断される。

このステップＳ２５で否定的に判断された場合はステップＳ７に進む。これに対して、ステップＳ２５で肯定的に判断された場合は、図５のステップＳ９に進む。このステップＳ９の判断は、図１のステップＳ９と同じである。このステップＳ９で肯定的に判断された場合は、図７のステップＳ２６に進む。このステップＳ２６の判断は、図３のステップＳ１０と同じである。このステップＳ２６で否定的に判断された場合は、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７の判断は、ステップＳ２４の判断と同じである。ステップＳ２７で肯定的に判断された場合はステップＳ２８に進む。ステップＳ２８の判断は、ステップＳ２５と同じである。ステップＳ２８で肯定的に判断された場合は、バランス配分制御が選択され、かつ、そのバランス配分制御が選択されてから一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ２９）。バランス配分制御とは、前回出力トルクに余裕量を加算して、モータ・ジェネレータの出力トルクを求める制御であり、図６のステップＳ２３と同じ処理である。つまり、前輪２のトルクを生じるモータ・ジェネレータのトルクと、後輪３のトルクを生じるモータ・ジェネレータのトルクとの配分比は、第１の配分比と第２の配分比との間の値に設定される。

ステップＳ２９で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３０の判断がおこなわれる。ステップＳ３０の判断は、図３のステップＳ１１の判断と同じである。このステップＳ３０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３１の処理をおこない、図１のステップＳ１に戻る。ステップＳ３１の処理は、図１のステップＳ６の処理と同じである。また、ステップＳ３０で否定的に判断された場合は、ステップＳ３２の処理をおこない、図５のステップＳ１に戻る。ステップＳ３２の処理は、図３のステップＳ１３の処理と同じである。さらに、ステップＳ２７またはステップＳ２８またはステップＳ２９のいずれかで否定的に判断された場合は、ステップＳ３３の処理をおこない、図５のステップＳ１に戻る。ステップＳ３３の処理は、図１のステップＳ６の処理と同じである。また、ステップＳ２６で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３４の処理をおこない、図５のステップＳ１に戻る。ステップＳ３４の処理は、図３のステップＳ１４の処理と同じである。なお、図５および図６および図７において、ルーチンの末端に示された（Ａ）、（Ｂ）は、（Ａ）が付記されたルーチンの末端同士が接続され、（Ｂ）が付記されたルーチンの末端同士が接続されることを意味する。

この図５および図６および図７のフローチャートにおいて、図１および図３のフローチャートと同じ処理部分については、図１および図３のフローチャートと同じ作用効果を得られる。また、図７のフローチャートにおいては、ステップＳ２９で説明したように、バランス配分制御をおこなうことができる。したがって、車両安定性を向上する制御と、エネルギ効率を高める制御とを両立させることができる。なお、図７のフローチャートにおいては、ステップＳ２７またはステップＳ２８のいずれか一方の判断を省略するルーチンを採用することもできる。また、図７のフローチャートにおいては、ステップＳ２７またはステップＳ２８のいずれか一方で肯定的に判断された場合にステップＳ２９に進み、ステップＳ２７，Ｓ２８で共に否定的に判断された場合に、ステップＳ３３に進むルーチンを採用することもできる。

この図５および図６および図７のフローチャートは、請求項１、請求項６の発明に対応しており、図５および図６および図７に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、図５のステップＳ３，Ｓ８が、この発明における要求トルク判断手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ５、ステップＳ７が、この発明における第１トルク制御手段に相当する。また、ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９のルーチンが、この発明の第３トルク制御手段に相当する。

ここで、請求項１、請求項６に対応するタイムチャートの一例を、図８に基づいて説明する。この図８のタイムチャートは、要求トルクおよび前輪のトルクおよび後輪のトルクの経時変化を示す。また、エネルギー効率の制御に基づく前輪のトルクと、荷重配分の制御に基づく前輪のトルクと高低関係は、図４の場合と同じである。これに対して、荷重配分の制御に基づく後輪のトルクと、エネルギー効率の制御に基づく後輪のトルクとの関係も、図４の場合と同じである。まず、時刻ｔ１以前においては、要求トルクが略一定であり、エネルギー効率の制御に基づいて、前輪の目標トルクおよび後輪の目標トルクが制御されている。また、時刻ｔ１以前において、前輪の目標トルクは、前輪でホイルスピンが発生するトルクよりも低い。さらに、時刻ｔ１以前において、後輪の目標トルクは、後輪でホイルスピンが発生するトルクよりも低い。

そして、時刻ｔ１で要求トルクが増加すると、エネルギー効率の制御に相当するトルク、および荷重配分の制御に相当するトルクが、前輪および後輪で共に上昇する。また、時刻ｔ１から後輪の目標トルクが上昇し、時刻ｔ２以降、後輪の目標トルクは荷重配分の制御に相当するトルクと一致した状態で上昇する。これに対して、時刻ｔ１以降も、前輪の目標トルクは略一定に維持されている。そして、時刻ｔ２で、前輪の目標トルクが、荷重配分の制御に相当するトルクと一致し、その時刻ｔ２以降は、前輪の目標トルクは、荷重配分の制御に相当するトルクと一致されたまま上昇する。

さらに、前輪においてエネルギー効率の制御に相当するトルクが、時刻ｔ３以降はホイルスピン発生トルクを越えている。時刻ｔ４以降は、要求トルクが略一定であるため、前輪におけるエネルギー効率の制御に相当するトルクおよび荷重配分の制御に相当するトルクは、共に略一定である。また、時刻ｔ４以降、前輪の目標トルクは上昇しているが、時刻ｔ５で前輪の目標トルクがホイルスピントルクまで上昇すると、前輪の目標トルクは、エネルギー効率の制御に相当するトルクと、荷重配分の制御に相当するトルクとの間の「中間のトルク」まで低下している。この時刻ｔ５以降は、前輪の目標トルクが中間のトルクに維持されている。一方、後輪の目標トルクは時刻ｔ４から低下しており、時刻ｔ５で後輪の目標トルクが、エネルギー効率の制御に相当するトルクに近づくと、後輪の目標トルクが、エネルギー効率の制御に相当するトルクと、荷重配分の制御に相当するトルクとの間の「中間のトルク」まで上昇している。この時刻ｔ５以降は、後輪の目標トルクが中間のトルクに維持されている。

そして、時刻ｔ６から要求トルクが低下すると、その時刻ｔ６以降は、前輪におけるエネルギー効率の制御に相当するトルクおよび荷重配分の制御に相当するトルクが、共に低下している。また、後輪におけるエネルギー効率の制御に相当するトルクおよび荷重配分の制御に相当するトルクが、共に低下している。ここで、後輪の目標トルクは時刻ｔ６から低下されて、時刻ｔ７以降は、後輪の目標トルクと、エネルギー効率の制御に相当するトルクとが一致されている。これに対して、前輪の目標トルクは時刻ｔ６以降も一定に制御されており、時刻ｔ７で、前輪の目標トルクと、エネルギー効率の制御に相当するトルクとが一致され、その時刻ｔ７以降は、前輪の目標トルクと、エネルギー効率の制御に相当するトルクとが一致されている。なお、図４のタイムチャートで説明した時刻と、図８のタイムチャートで説明した時刻とは、同じ時刻があるが、相互関係はない。

なお、図２に示された車両は、前輪および後輪を、共にモータ・ジェネレータで駆動する電気自動車であるが、この発明は、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータ・ジェネレータで駆動する構成のパワートレーンにも適用可能である。エンジンは燃料を燃焼させた場合に生じる熱エネルギーを、運動エネルギーに変換する動力装置である。このエンジンとしては、内燃機関、具体的には、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることが可能である。また、前輪に対してエンジンおよびモータ・ジェネレータが接続され、後輪にモータ・ジェネレータが接続された車両においても、この発明を実施可能である。さらに、後輪に対してエンジンおよびモータ・ジェネレータが接続され、前輪にモータ・ジェネレータが接続された車両においても、この発明を実施可能である。エンジンを駆動力源として用いる場合、エネルギー効率を考慮したトルク配分制御では、エンジンの燃費に基づいて、前後輪に分配されるトルクの比率が制御される。エンジンの燃費に基づいて、前後輪に伝達されるトルクの配分比を制御する方法は、例えば、特許文献１に記載されている手法を用いることができる。さらに、モータ・ジェネレータと車輪とを動力伝達可能に接続する構成は、インホイールモータに限らず、フロアーの下方にモータ・ジェネレータを配置してもよい。

また、モータ・ジェネレータと車輪との間の動力伝達経路に、変速機が介在された車両にも、この発明を適用可能である。変速機とは、入力回転数と出力回転数とを異ならせることが可能など伝動装置であり、その変速比を変更可能であるか否かは問われない。また、変速機としては、減速機または増速機のいずれでもよい。さらに、左車輪に伝達するトルクの配分比と、右車輪に伝達するトルクの配分比とを制御する場合に、エネルギー効率の制御と荷重配分の制御とを選択的に切り替えることも可能である。さらにまた、物理的に同一の駆動力源の動力を、前輪と後輪とに分配する構成または、前輪および後輪に別々の駆動力源が接続されている構成でもよい。さらにまた、物理的同一の駆動力源から、前輪に伝達するトルクと、後輪に伝達するトルクとの分配比を制御する場合、駆動力源から前輪に至る経路と、駆動力源から後輪に至る経路とに、それぞれクラッチを設けておき、各クラッチのトルク容量を制御すればよい。さらにまた、物理的同一の駆動力源から、右車輪に伝達するトルクと、左車輪に伝達するトルクとの分配比を制御する場合、駆動力源から右車輪に至る経路と、駆動力源から左車輪に至る経路とに、それぞれクラッチを設けておき、各クラッチのトルク容量を制御すればよい。これらのクラッチとしては、油圧によりトルク容量が制御されるクラッチ、または電磁力によりトルク容量が制御されるクラッチなどを用いることができる。

この発明の駆動力制御装置の実行されるフローチャートの概略を示す図である。 この発明の駆動力制御装置に相当する車両の概念図である。 図１のフローチャートに接続されるルーチンを示す図である。 図１および図３のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。 この発明の駆動力制御装置の実行される他のローチャートの概略を示す図である。 図５のフローチャートに接続されるルーチンを示す図である。 図５のフローチャートに接続される他のルーチンを示す図である。 図５および図６および図７のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。

符号の説明

１…車両、 ２…前輪、 ３…後輪、 ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…モータ・ジェネレータ、 ７…電子制御装置。

Claims (6)

1. 車両の前後方向または車両の左右方向で異なる位置に配置された第１の車輪および第２の車輪と、この第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクを発生する駆動力源とを有し、前記車両における要求トルクに基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を制御するにあたり、前記駆動力源で動力を発生する際のエネルギー効率を判断し、その判断結果に基づいて第１の配分比を求め、その第１の配分比に基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および第２の車輪に伝達するトルクの配分比を制御する第１の配分制御と、前記第１の車輪における接地荷重と第２の車輪における接地荷重との配分比を判断し、その判断結果に基づいて第２の配分比を求め、その第２の配分比に基づいて、前記駆動力源から前記第１の車輪および第２の車輪に伝達する動力の配分比を制御する第２の配分制御とを選択可能な駆動力制御装置において、
   前記車両における要求トルクを判断する要求トルク判断手段と、
   前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記要求トルクの判断結果に基づいて、前記第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなう第１トルク制御手段と
   を有することを特徴とする駆動力制御装置。
2. 前記第１トルク制御手段は、前記要求トルクが増加した場合に、前記第１の車輪または第２の車輪のいずれか一方における現在のトルクに、前記車両が走行する路面の摩擦係数の大きさ、または現在のトルクの大きさから求めたトルクを加算することにより、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第１の配分比または第２の配分比のいずれかに近づける制御をおこなう手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
3. 前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第２の配分比に基づいて制御している際に、前記第２の配分比が選択されてから一定時間が経過した場合は、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第２の配分比から前記第１の配分比に近づける制御をおこなう第２トルク制御手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
4. 前記第１の車輪または第２の車輪のうち少なくとも一方の車輪がスリップすることが検知された場合は、前記第２の配分制御を選択する第１選択手段を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
5. 前記第１の車輪に伝達されるトルクおよび第２の車輪に伝達されるトルクが、前記第２の配分比に対応するトルク以上になった場合は、前記第２の配分制御を選択する第２選択手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
6. 前記第１の車輪または前記第２の車輪のうち、少なくとも一方の車輪がスリップする条件、または、前記車両の進行方向が変化する条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合は、前記第１の車輪および第２の車輪に伝達されるトルクを制御することにより、前記駆動力源から前記第１の車輪および前記第２の車輪に伝達されるトルクの配分比を、前記第１の配分比と前記第２の配分比との間の配分比に制御する第３トルク制御手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。

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