JP2016214020A

JP2016214020A - 四輪駆動車両の駆動力制御装置

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Publication number: JP2016214020A
Application number: JP2015097996A
Authority: JP
Inventors: 悦生勝山; Etsuo Katsuyama; 孝雄小林; Takao Kobayashi; 豪軌杉浦; Toshiki Sugiura
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-05-13
Also published as: US9527510B2; CN106143210A; US20160332626A1; JP6329105B2; CN106143210B

Abstract

【課題】左右前輪及び左右後輪に相互に独立して駆動力が付与される四輪駆動車両において、四輪のタイヤが接地面においてすべることにより消費されるエネルギーの総和が最小になるように、四輪の駆動力を制御する。
【解決手段】左右前輪及び左右後輪に相互に独立して駆動力を付与する駆動力付与装置（インホイールモータ及び摩擦制動装置）を制御することにより四輪に付与される駆動力を制御する駆動力制御装置である。駆動力制御装置は、四輪の位置における車体速度Ｖ_ｊ、四輪の接地荷重Ｆz_ｊ及び運転者の要求駆動力Ｆxを演算しＳ３０〜５０、それらに基づいて四輪のタイヤすべりベクトルを同一にするための四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊを演算しＳ６０、四輪の駆動力がそれぞれ対応する目標駆動力になるように駆動力付与装置を制御するＳ７０。
【選択図】図２

Description

本発明は、四輪駆動車両の左右前輪及び左右後輪に付与される駆動力を制御する駆動力制御装置に係る。

電気自動車のような電動車両においては、左右の駆動輪がそれぞれの電動モータ又は共通の電気モータによって駆動される。左右の駆動輪の駆動力は、それらの和が運転者の要求駆動力になるよう、同一の値に制御され、また必要に応じて各電動モータの出力が相互に独立して制御されることにより、互いに異なる値に制御される。

各駆動輪はタイヤにて路面に接しており、タイヤを介して路面に駆動力を伝達するので、各駆動輪のタイヤ接地面においてエネルギーが消費される。そのため、各駆動輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーを低減することにより、一回のバッテリ充電当たりの電動車両の航続距離を大きくすることができる。

例えば、下記の特許文献１には、左右の駆動輪の駆動力差によるヨーモーメントが、操舵角により決定される車両の定常円旋回にとって最適の値になるように、左右の駆動輪の駆動力を制御するよう構成された電動車両が記載されている。特許文献１に記載された電動車両によれば、左右の駆動輪のコーナリング抵抗を低減することができ、これにより各駆動輪のタイヤが接地面において横方向にすべることにより消費されるエネルギーを低減することができる。

特開２０１１−１８８５６１号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
上記特許文献１に記載された電動車両においては、各駆動輪のタイヤが接地面において前後方向にすべること及び車両の加減速時の前後方向の荷重移動によりタイヤの横力が変化することについては考慮されていない。そのため、車両が一定の車速にて旋回する場合において各駆動輪のタイヤが接地面において横すべりすることにより消費されるエネルギーしか低減することができない。換言すれば、車両が加減速を伴って旋回する場合のように、各駆動輪のタイヤが接地面において前後方向にすべることにより消費されるエネルギーを低減することはできない。

また、上記特許文献１に記載された電動車両においては、非操舵輪の駆動力をも最適化することについては考慮されていない。よって、左右前輪及び左右後輪に駆動力が付与される四輪駆動車両において、各駆動輪のタイヤが接地面においてすべることにより消費されるエネルギーが低減されるよう、四輪の駆動力を最適に制御することはできない。

本発明の主要な課題は、左右前輪及び左右後輪に相互に独立して駆動力が付与される四輪駆動車両において、四輪のタイヤが接地面においてすべることにより消費されるエネルギーの総和が最小になるように、四輪の駆動力を制御することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、それぞれタイヤを有する左右前輪及び左右後輪と、前記四輪に相互に独立して駆動力を付与する駆動力付与装置と、を有する四輪駆動車両に適用され、前記駆動力付与装置を制御することにより前記四輪に付与される駆動力を制御する駆動力制御装置が提供される。

前記駆動力制御装置は、前記四輪の位置における車体速度の情報を取得する装置と、前記四輪の接地荷重の情報を取得する装置と、運転者が前記車両に要求する要求駆動力の情報を取得する装置と、を有し、前記駆動力制御装置は、前記四輪の位置における車体速度、前記四輪の接地荷重及び前記要求駆動力に基づいて、前記四輪のタイヤすべりベクトルを同一にするための前記四輪の目標駆動力を演算し、前記四輪の駆動力がそれぞれ対応する前記目標駆動力になるように前記駆動力付与装置を制御する。

左右前輪及び左右後輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーは、粘着域及びすべり域の両方のタイヤ発生力を含むタイヤ発生力ベクトルとすべり速度ベクトルとの内積が四輪分加算された値として表わされる。後に詳細に説明するように、四輪のタイヤすべりベクトルが同一にされると、換言すれば、四輪のタイヤすべりベクトルの大きさ及び方向が同一にされると、タイヤすべりベクトルの大きさ及び方向に関係なく、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和は最小になる。

上記の構成によれば、四輪の位置における車体速度、四輪の接地荷重及び要求駆動力に基づいて、四輪のタイヤすべりベクトルを同一にするための四輪の目標駆動力が演算される。更に、四輪の駆動力がそれぞれ対応する目標駆動力になるように駆動力付与装置が制御される。よって、四輪のタイヤすべりベクトルを同一にし、タイヤすべりベクトルの大きさ及び方向に関係なく、左右前輪及び左右後輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和が最小になるように、四輪の駆動力を制御することができる。

本発明の一つの態様においては、前記駆動力付与装置は、前記四輪の前記目標駆動力のそれぞれが「対応する車輪の位置における車体速度に対する同対応する車輪の接地荷重の比」に比例し且つ前記四輪の前記目標駆動力の和が前記要求駆動力と一致するように、前記要求駆動力を前記四輪に配分することにより、前記四輪の前記目標駆動力を演算する。

上記の構成によれば、四輪の目標駆動力が四輪の位置における車体速度に対する四輪の接地荷重の比に比例し且つ四輪の目標駆動力の和が要求駆動力と一致するように、運転者の要求駆動力を四輪に配分することにより、四輪の目標駆動力が演算される。よって、後に詳細に説明するように、車両の定速直進時及び定常旋回時のみならず、加減速を伴う走行時にも、四輪のタイヤすべりベクトルを同一にすることができる四輪の目標駆動力を演算することができる。

本発明の一つの態様においては、前記駆動力付与装置は、前記左右前輪及び左右後輪の位置における車体速度をそれぞれＶ_１〜Ｖ_４とし、前記左右前輪及び左右後輪の接地荷重をそれぞれＦ_ｚ１〜Ｆ_ｚ４とし、前記要求駆動力をＦxとして、下記の式

に従って前記左右前輪及び左右後輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１、Ｆ_ｘ２、Ｆ_ｘ３及びＦ_ｘ４を演算する。

上記の構成によれば、左右前輪及び左右後輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１、Ｆ_ｘ２、Ｆ_ｘ３及びＦ_ｘ４は、上記式に従って演算される。よって、後に詳細に説明するように、車両の旋回半径が小さく、左右輪の車輪速度差が大きい状況においても、四輪のタイヤすべりベクトルを同一にするための四輪の目標駆動力を演算することができる。従って、車両の走行状況に関係なく、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和を最小化することができる。

なお、本願において、「駆動力」及び「目標駆動力」は、車両を加速させる方向の値を正として、正の値、即ち狭義の駆動力に限定されず、負の値、即ち車両を減速させる制動力を含む。

インホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明の実施形態にかかる車両の駆動力制御装置を示す概略構成図である。実施形態における車輪の駆動力の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、インホイールモータ式の四輪駆動車に適用された本発明の実施形態にかかる車両の駆動力制御装置１０を示す概略構成図である。

図１に示されているように、駆動力制御装置１０は、操舵輪である左右の前輪１２FL及び１２FRと、非操舵輪である左右の後輪１２RL及び１２RRを有する車両１４に適用されている。図１には詳細に示されていないが、前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３FL及び１３FRを有し、後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ金属製のホイールに装着されたタイヤ１３RL及び１３RRを有している。

前輪１２FL及び１２FRは、それぞれ対応する車輪に組み込まれたインホイールモータ１６FL及び１６FRから相互に独立して駆動力が付与されることにより駆動される。同様に、左右の後輪１２RL及び１２RRは、それぞれ対応する車輪に組み込まれたインホイールモータ１６RL及び１６RRから相互に独立して駆動力が付与されることにより駆動される。インホイールモータ１６FL〜１６RRは制動時にはそれぞれ回生発電機としても機能し、回生制動力を発生する。

インホイールモータ１６FL〜１６RRの駆動力は、アクセル開度センサ１８により検出されるアクセルペダル２０の踏み込み量であるアクセル開度φに基づいて、電子制御装置２２の駆動力制御部により制御される。インホイールモータ１６FL〜１６RRの回生制動力は、電子制御装置２２の制動力制御部により駆動力制御部を介して制御される。

車両１４の通常走行時には、図１には示されていないバッテリに充電された電力が、駆動回路を経てインホイールモータ１６FL〜１６RRへ供給される。車両１４の制動時には、インホイールモータ１６FL〜１６RRによる回生制動により発電された電力が、駆動回路を経てバッテリに充電される。

前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRには、摩擦制動装置２４により相互に独立して摩擦制動力が付与される。前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRの摩擦制動力は、摩擦制動装置２４の油圧回路２６により対応するホイールシリンダ２８FL、２８FR、２８RL、２８RRの制動圧が制御されることによって制御される。図には示されていないが、油圧回路２６はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含んでいる。

各ホイールシリンダの制動圧は、通常時には運転者によるブレーキペダル３０の踏み込みに応じて駆動されるマスタシリンダ３２内の圧力（以下「マスタシリンダ圧力」という）に応じて制御される。更に、各ホイールシリンダの制動圧は、必要に応じてオイルポンプ及び種々の弁装置が電子制御装置２２の制動力制御部によって制御されることにより、運転者によるブレーキペダル３０の踏み込み量に関係なく制御される。

以上の説明から解るように、インホイールモータ１６FL〜１６RRは、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRに狭義の駆動力（正の駆動力）を付与し、摩擦制動装置２４は、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRに制動力（負の駆動力）を付与する。よって、インホイールモータ１６FL〜１６RR及び摩擦制動装置２４は、互いに共働して前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRに相互に独立して駆動力を付与する駆動力付与装置として機能する。

図１には示されていないが、電子制御装置２２は、駆動力制御部及び制動力制御部に加えて、これらの制御部を制御する統合制御部を含んでいる。各制御部は必要に応じて相互に信号の授受を行う。統合制御部は、後に詳細に説明するように、車両の駆動力が運転者の要求駆動力と一致する共に、四輪の接地面における消費エネルギーの総和が最小になるように、インホイールモータ１６FL〜１６RR及び摩擦制動装置２４を制御することによって四輪の駆動力を制御する。

なお、図１には詳細に示されていないが、電子制御装置２２の各制御部は、マイクロコンピュータと駆動回路とよりなっている。各マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。

電子制御装置２２には、アクセル開度センサ１８よりのアクセル開度φを示す信号に加えて、圧力センサ３６よりマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号が入力され、車輪速度センサ３８FL〜３８RRより対応する車輪の車輪速度Ｖwfl、Ｖwfr、Ｖwrl、Ｖwrrを示す信号が入力される。更に、電子制御装置２２には、前後加速度センサ４０及び横加速度センサ４２よりそれぞれ車両１４の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyを示す信号が入力され、ヨーレートセンサ４４より車両１４のヨーレートγを示す信号が入力される。なお、横加速度センサ４２及びヨーレートセンサ４４は、車両の左旋回時の値を正としてそれぞれ横加速度Ｇy及びヨーレートγを検出する。

次に、実施形態において、電子制御装置２２の統合制御部により実行される車輪１２FL〜１２RRの駆動力の制御の概要について説明する。

車輪を駆動するための機械的仕事率は、横力及び前後力を区別することなく、タイヤ発生力とすべり速度との内積にて表されることが知られている。よって、車輪１２FL〜１２RRのタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和Jは、下記の式（１）の通り、粘着域及びすべり域の両方のタイヤ発生力を含むタイヤ発生力ベクトルＦ_vｊとすべり速度ベクトルＶ_vｊとの内積を四輪分加算した値として表される。なお、車輪を駆動するための機械的仕事率は、タイヤ発生力とすべり速度との内積にて表わされることについては、必要ならば、公益社団法人自動車技術会学術講演会前刷集の「旋回時の駆動力配分制御と消費エネルギーに関する研究」（小林孝雄ほか著、２０１３年）を参照されたい。

後に詳細に説明するように、四輪のタイヤすべり速度ベクトルＶ_vｊを同一にすれば、タイヤすべりベクトルの大きさ及び方向に関係なく、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和Jを最小化することができる。

四輪のタイヤすべり速度ベクトルＶ_vｊを同一にするための四輪の駆動力Ｆ_xｊ（＝［Ｆ_ｘ１Ｆ_ｘ２Ｆ_ｘ３Ｆ_ｘ４］^Ｔ）は、下記の式（２）にて表わされる。下記の式（２）は、車両の定速直進時及び定常旋回時に加えて、加減速を伴う走行時にも成立し、更には旋回半径が小さく左右の車輪の車輪速度の差が大きい場合にも成立する。よって、下記の式（２）にて演算される駆動力Ｆ_xｊを四輪の目標駆動力として、四輪の駆動力がそれぞれ対応する目標駆動力になるように制御することにより、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和Jを最小化することができる。

なお、上記式（２）において、Ｆxは運転者の要求駆動力であり、Ｆ_ｚ１〜Ｆ_ｚ４はそれぞれ車輪１２FL〜１２RRの接地荷重であり、Ｖ_１〜Ｖ_４はそれぞれ車輪１２FL〜１２RRの位置における車体速度である。

上記式（２）によれば、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１〜Ｆ_ｘ４のそれぞれが「対応する車輪の位置における車体速度Ｖ_ｊに対する同対応する車輪の接地荷重Ｆ_ｚｊの比」に比例し且つ、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１〜Ｆ_ｘ４の和が要求駆動力Ｆxと一致するように、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１〜Ｆ_ｘ４が演算される。

次に、四輪のタイヤすべり速度ベクトルＶ_vｊを同一にすれば上記消費されるエネルギーの総和Jが最小化されることについて説明する。

四輪のタイヤ接地面における消費エネルギーの総和は、上記式（１）に対応する下記の式（３）の評価関数Ｊにて表わされる。車両の前後力Ｆ_ｘ及び横力Ｆ_ｙは、それぞれ四輪の前後力及び横力の和であるので、下記の式（４）及び（５）が拘束条件である。なお、s_ｊは車輪のスリップ率であり、α_ｊは車輪のスリップ角であり、添え字jの数字１〜４はそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪を表す。Ｋ_ｘｊは車輪のスリップ率s_ｊを車輪の前後力に変換するための係数であり、Ｋ_ｙｊは車輪のスリップ角α_ｊを車輪の横力に変換するための係数である。

上記式（３）の評価関数Ｊを最小化することを考える。簡単のため、車両１４の慣性は定常の走行抵抗に比べて十分に大きいと仮定し、走行抵抗が車両１４の前後加速度に与える影響を無視する。ここで、Moore-Penroseの擬似逆行列を利用した最小ノルム解を得るために、タイヤのすべり状態について下記の式（６）のように定義したベクトルｑ_vに対し、下記の式（７）の通り変数変換を行う。

式（６）及び（７）により、上記式（４）及び（５）の拘束条件を下記の式（８）の通り再定義し、最適化されるべき上記式（３）の評価関数Ｊを下記の式（９）の通り再定義することができる。

上記式（８）の拘束条件を満たしつつ、上記式（９）の評価関数Ｊを最小にするベクトルｐ_vは、下記の式（１０）にて表わされる。

上記式（１０）において、右辺の係数行列の添え字である＋は、擬似逆行列であることを示す。上記式（９）の評価関数Ｊを最小にするベクトルｑ_vは、最終的に下記の式（１１）にて表わされる。なお、擬似逆行列については、必要ならば、「システム制御のためのマトリクス理論」（計測自動制御学会編、児玉慎三及び須田信英著（２００２年））の第３２５頁〜第３４７頁を参照されたい。

以上から、上記式（６）のベクトルｑ_vは下記の式（１２）にて表わされる。

上記式（１２）内のパラメータｄ及びａは、それぞれ下記の式（１３）及び（１４）にて表わされる。なお、Ｃ_ｘは車輪の接地荷重Ｆ_ｚ１〜Ｆ_ｚ４を係数Ｋ_ｘｊに変換するための係数であり、Ｃ_ｙは車輪の接地荷重Ｆ_ｚ１〜Ｆ_ｚ４を係数Ｋ_ｙｊに変換するための係数である。

式（１２）から、最適なタイヤすべり状態としての各車輪のスリップ率ｓ_ｊ及びスリップ角α_ｊは、下記の式（１５）にて表わされる。

上記式（１５）から、各車輪のタイヤすべり状態を最適な状態にするスリップ率ｓ_ｊ及びスリップ角α_ｊは、各車輪の位置における車体速度Ｖ_ｊに依存することが解る。上記式（１５）のスリップ率ｓ_ｊ及びスリップ角α_ｊに車体速度Ｖ_ｊを乗算することにより、上記式（１５）を下記の式（１６）の通り整理することができる．

上記式（１６）の左の行列は、前後すべり速度及び横すべり速度にて構成されたすべり速度ベクトルである。上記式（１６）の右の行列の値は、何れの車輪についても同一の値になっている。従って、四輪のタイヤの接地面において消費されるエネルギーの総和を最小化するためには、四輪のすべり速度ベクトルを同一にすればよいことが解る。

次に、図２に示されたフローチャートを参照して、実施形態における車輪の駆動力の制御について説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、所定の時間毎に繰返し実行される。なお、下記の説明においては、図２に示されたフローチャートによる車輪の駆動力の制御を単に「制御」と指称する。

まず、ステップ１０においては、アクセル開度センサ１８よりのアクセル開度φを示す信号などが読み込まれる。

ステップ２０においては、四輪の車輪速度Ｖwfl、Ｖwfr、Ｖwrl、Ｖwrrに基づいて車両１４の重心位置における車体速度Ｖが演算されると共に、車体速度Ｖが正であるか否かの判別、即ち、車両１４が走行中であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには、制御はステップ３０へ進む。

ステップ３０においては、車体速度Ｖ及びヨーレートセンサ４４により検出された車両１４のヨーレートγなどに基づいて、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRの位置における車体速度Ｖ_ｊが演算される。よって、このステップ３０が四輪の位置における車体速度Ｖ_ｊの情報を取得する装置として機能する。なお、車体速度Ｖ_ｊは車両１４の前進時の値が正である。なお、車輪位置における車体速度の演算については、必要ならば特開２００２‐２１１３７８号公報及び特開平９−８６３６７号公報などを参照されたい。

ステップ４０においては、車両１４の重量Ｗ、車両１４の前後加速度Ｇx及び横加速度Ｇyなどに基づいて、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRの接地荷重Ｆz_ｊが演算される。よって、このステップ４０が四輪の接地荷重Ｆz_ｊの情報を取得する装置として機能する。なお、車両１４の重量Ｗは、予め設定された定数であってもよいが、車両の走行開始時などにおいて推定されてもよい。なお、車輪の接地荷重の演算については、必要ならば特開２００８‐１７９３６５号公報及び特開２００６−１９２９４６号公報などを参照されたい。

ステップ５０においては、アクセル開度センサ１８により検出されたアクセル開度φ及び圧力センサ３６により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmに基づいて、運転者の要求駆動力Ｆxが演算される。マスタシリンダ圧力Ｐmに代えて、ブレーキペダル３０に対する踏力又はブレーキペダル３０のストロークが使用されてもよい。よって、このステップ５０が運転者の要求駆動力Ｆxの情報を取得する装置として機能する。なお、要求駆動力Ｆxは駆動力であるときに正であり、制動力であるときには負である。

ステップ６０においては、車輪１２FL〜１２RRの位置における車体速度Ｖ_ｊ、車輪１２FL〜１２RRの接地荷重Ｆ_ｚｊ及び運転者の要求駆動力Ｆxに基づき、上記式（２）に対応する下記の式（１７）に従って車輪１２FL〜１２RRの目標駆動力Ｆ_ｘｊが演算される。

ステップ７０においては、車輪１２FL〜１２RRの駆動力がそれぞれ対応する目標駆動力Ｆ_ｘｊになるように、インホイールモータ１６FL〜１６RRの出力及び各車輪の制動力が制御される。なお、目標駆動力Ｆ_ｘｊが負の値であり、制動力であるときには、インホイールモータ１６FL〜１６RRによる回生制動力が摩擦制動装置２４による摩擦制動力に優先して発生され、不足分の制動力が摩擦制動力によって補填される。

以上の説明から解るように、ステップ２０において車両１４が走行中であると判別されたときには、ステップ３０〜５０において、それぞれ四輪の位置における車体速度Ｖ_ｊ、四輪の接地荷重Ｆz_ｊ及び運転者の要求駆動力Ｆxが演算される。ステップ６０において、車体速度Ｖ_ｊ、接地荷重Ｆ_ｚｊ及び運転者の要求駆動力Ｆxに基づいて上記式（１７）に従って四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊが演算される。よって、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊのそれぞれが「対応する車輪の位置における車体速度Ｖ_ｊに対する同対応する車輪の接地荷重Ｆ_ｚｊの比Ｆ_ｚｊ／Ｖ_ｊ」に比例し且つ四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊの和が要求駆動力Ｆxと一致するように、要求駆動力が四輪に配分される。更に、ステップ７０において、四輪の駆動力がそれぞれ対応する目標駆動力Ｆ_ｘｊになるように制御される。

上述の実施形態によれば、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊは上記式（２）に対応する上記式（１７）に従って演算される。よって、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊは、上述のように、車両の定速直進時及び定常旋回時のみならず、加減速を伴う走行時にも、更には旋回半径が小さく左右の車輪の車輪速度の差が大きい場合にも、四輪のタイヤすべり速度ベクトルＶ_vｊを同一にする駆動力である。従って、車両の走行状況に関係なく、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和Jを最小化することができ、これにより単位エネルギー当りの車両の航続距離を大きくすることができる。

また、上述の実施形態によれば、四輪の目標駆動力Ｆ_ｘｊは狭義の駆動力に限定されず、負の駆動力、即ち制動力であってもよい。従って、四輪に制動力が付与され、これにより車両が制動される状況においても、四輪のタイヤ接地面において消費されるエネルギーの総和Jを最小化することができる。

以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、運転者の要求駆動力Ｆx及び目標駆動力Ｆ_ｘｊは狭義の駆動力であっても制動力であってもよいが、狭義の駆動力及び制動力の一方であるよう修正されてもよい。また、これに対応して、駆動力付与装置は、前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRに相互に独立して狭義の駆動力及び制動力の一方を付与するようになっていてよい。

また、上述の実施形態においては、インホイールモータ１６FL〜１６RRが前輪１２FL、１２FR及び後輪１２RL、１２RRに相互に独立して駆動力を付与するようになっている。しかし、四輪に駆動力を付与するための電動モータなどの装置は車体に搭載されていてもよく、四輪に駆動力を付与する装置は左右輪に共通の駆動源と駆動源が発生する駆動力を左右輪に可変の配分比にて配分する装置とよりなっていてもよい。

１０…駆動力制御装置、１２FL〜１２RR…車輪、１４…車両、１６FL〜１６RR…インホイールモータ、１８…アクセル開度センサ、２２…電子制御装置、２４…摩擦制動装置、３６…圧力センサ、３８FL〜３８RR…車輪速度センサ、４０…前後加速度センサ、４２…横加速度センサ、４４…ヨーレートセンサ

Claims

それぞれタイヤを有する左右前輪及び左右後輪と、前記四輪に相互に独立して駆動力を付与する駆動力付与装置と、を有する四輪駆動車両に適用され、前記駆動力付与装置を制御することにより前記四輪に付与される駆動力を制御する駆動力制御装置において、
前記駆動力制御装置は、前記四輪の位置における車体速度の情報を取得する装置と、前記四輪の接地荷重の情報を取得する装置と、運転者が前記車両に要求する要求駆動力の情報を取得する装置と、を有し、
前記駆動力制御装置は、前記四輪の位置における車体速度、前記四輪の接地荷重及び前記要求駆動力に基づいて、前記四輪のタイヤすべりベクトルを同一にするための前記四輪の目標駆動力を演算し、前記四輪の駆動力がそれぞれ対応する前記目標駆動力になるように前記駆動力付与装置を制御する、駆動力制御装置。
請求項１に記載の駆動力制御装置において、前記駆動力制御装置は、前記四輪の前記目標駆動力のそれぞれが「対応する車輪の位置における車体速度に対する同対応する車輪の接地荷重の比」に比例し且つ前記四輪の前記目標駆動力の和が前記要求駆動力と一致するように、前記要求駆動力を前記四輪に配分することにより、前記四輪の前記目標駆動力を演算する、駆動力制御装置。
請求項１に記載の駆動力制御装置において、前記駆動力制御装置は、前記左右前輪及び左右後輪の位置における車体速度をそれぞれＶ_１〜Ｖ_４とし、前記左右前輪及び左右後輪の接地荷重をそれぞれＦ_ｚ１〜Ｆ_ｚ４とし、前記要求駆動力をＦxとして、下記の式

に従って前記左右前輪及び左右後輪の目標駆動力Ｆ_ｘ１、Ｆ_ｘ２、Ｆ_ｘ３及びＦ_ｘ４を演算する、駆動力制御装置。