JP4946319B2 - 車両の駆動力配分装置 - Google Patents

Description

本発明は、前輪と左後輪と右後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは左前輪と右前輪と後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは四輪を夫々独立に駆動する車両の駆動力配分装置に関するものである。

従来からエンジンの出力を油圧クラッチ等を用いた駆動力配分機構により、前後輪または左右輪の駆動力をそれぞれ任意に配分できる車両の駆動力配分装置が提案されている（特許文献１参照）。

これは、駆動力配分機構に異常が発生した場合には、安全のためエンジントルクを低減、或いは、停止する必要がある。しかし、エンジンが大きなトルクを発生した状態での旋回中においては、エンジントルクを突然低減させてしまうと車両挙動変化が大きくなり、ドライバーの運転性を損ねる恐れがあることを考慮して、駆動力配分機構に異常が生じた場合、時間的な遅れ等を入れて緩やかにエンジントルクを低減することによって、車両挙動変化を小さくし、車両挙動変化を小さくすることによってドライバーの運転性を向上させる手法を提案している。
特開平８−２３０４９９号公報

ところで、四輪独立駆動車が輪荷重配分に応じた駆動力配分を行いながら左方向に急旋回している状態において、例えば、左前輪が突然にスリップや故障等により駆動力が出せなくなった場合に、上記従来技術を用いて、残り３輪の駆動力は緩やかに減少させた場合、左前輪の駆動力が出せなくなった直後には、前後力，横力，ヨーモーメントに急激な変化が発生し、ドライバーの運転性を損ねることが懸念される。

また、残り３輪の駆動力はその駆動力を緩やかに減少させるのみであり、前後力，横力，ヨーモーメントといった車両挙動をある目標値となるように制御しているわけではないため、残り３輪の駆動力を減少させる過渡状態において、これらの車両挙動が振動的になってドライバーの運転性を損ねることが懸念される。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、車両挙動の変化を最小限に抑制しつつ各輪の駆動力制限状態に応じた新たな目標車両挙動へ遷移させるに好適な車両の駆動力配分装置を提供することを目的とする。

本発明は、前輪と左後輪と右後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは左前輪と右前輪と後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは四輪を夫々独立に駆動する車両の駆動力配分装置において、前後方向力と横方向力とヨーモーメントの内の少なくとも２つ以上の車両挙動について目標値を設定する目標車両挙動設定手段と、前記各輪の駆動力制限値を検出或いは推定する駆動力制限検出手段と、前記各輪の駆動力制限値に基づいて、前記目標車両挙動設定手段によって設定された車両挙動目標値を変更する必要があることを判定する車両挙動目標値変更要否判定手段と、前記車両挙動目標値変更要否判定手段によって前記車両挙動目標値を変更すべき状態にあると判定された場合に、前記目標車両挙動設定手段において目標値を設定した車両挙動について新たな目標値を設定する車両挙動目標値再設定手段と、前記車両挙動目標値再設定手段において新たな目標値を設定した車両挙動の内少なくとも２つ以上の車両挙動について、当該車両が実現可能な組合せの複数の集合を、前記各輪の駆動力制限値に基づいて求める実現可能車両挙動演算手段と、前記実現可能車両挙動演算手段において当該車両が実現可能として求めた実現可能な車両挙動の組合せの複数の集合の中から、当該車両の車両挙動の現在値と前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値との間で、当該車両挙動の現在値との差を評価する評価関数を最小とする車両挙動を選択する目標車両挙動選択手段と、前記目標車両挙動選択手段により選択された車両挙動を実現する駆動力配分を求める駆動力配分決定手段と、を備えることを特徴とする。

したがって、本発明では、各輪の駆動力制限値を検出或いは推定し、各輪の駆動力制限値に基づいて、目標車両挙動設定手段によって設定された車両挙動目標値を変更する必要があると判定した場合には、車両挙動について新たな目標値を設定すると共に、新たな目標値を設定した車両挙動について、当該車両が実現可能な組合せの複数の集合を、前記各輪の駆動力制限値に基づいて求め、当該車両が実現可能として求めた実現可能な車両挙動の組合せの複数の集合の中から、当該車両の車両挙動の現在値と前記再設定された車両挙動目標値との間で、当該車両挙動の現在値との差を評価する評価関数を最小とする車両挙動を選択し、選択された車両挙動を実現する駆動力配分を求めるようにしているため、車両挙動の変化を最小限に抑えながら新たな目標車両挙動に遷移させることができ、駆動力制限が発生した直後の車両挙動変化の抑制や、車両挙動が振動的になることを防止できる効果が期待でき、ドライバーの運転性を向上させることができる。

以下、本発明の車両の駆動力配分装置の実施の形態を説明する。

図１は、本実施形態の車両の駆動力配分装置を適用した電動車両の機械的構成の一例を示す概略構成図である。図１に示す電動車両は、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１１によって左前輪１を、モータ１２によって右前輪２を、モータ１３によって左後輪３を、モータ１４によって右後輪４をそれぞれ独立に駆動する。

前記モータ１１〜１４は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転および回生運転ができる交流機であり、バッテリ９はニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池である。インバータ３１〜３４はモータ１〜４で発電された交流電流を直流電流に変換しバッテリ９に充電する、あるいはバッテリ９が放電した直流電流を交流電流に変換しモータ１〜４に供給する。各車輪の速度は車輪速センサ１１〜１４によって検出され、検出された各車輪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、各モータと各車輪間は減速比１、即ち、直接連結されている。また更に、輪荷重と横滑り角と路面摩擦係数が４輪で等しい場合には、駆動力とタイヤ横力との関係は４輪で同一となる、即ち、４輪とも同じタイヤ特性を有する。

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、車両のヨーレートはヨーレートセンサ１０１によってそれぞれ検出され、検出された車両の横方向加速度とヨーレートはコントローラ８に送信される。

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１５を介して機械的に調整される。なお、前輪１，２の舵角変化量はステアリング５の操舵角変化量に対して１／１６になるように設定されている。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、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量はアクセルストロークセンサ２６およびブレーキストロークセンサ２７によってそれぞれ検出され、コントローラ８に送信される。

コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路およびインバータ回路等からなり、車輪速センサ２１〜２４、ステアリング角センサ２５、アクセルストロークセンサ２６、ブレーキストロークセンサ２７、加速度センサ１００，ヨーレートセンサ１０１等で検出した信号を受信し、これらの信号を基にモータ１〜４にトルク配分を行う等の制御を行う。

また、コントローラ８はバッテリ９，インバータ３１〜３４，モータ１１〜１４には電圧／電流センサが設けられており、コントローラ８の指令値通りに各デバイスが稼働しているか常時監視できる監視システムを有している。

図２に示すフローチャートは、請求項１〜３に対応した、図１の電動車両において、コントローラ８で実行するモータ１〜４へのトルク配分制御を示すものである。コントローラ８で実行される制御内容について、以下に説明する。

先ず、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（単位：ｒａｄ／ｓ）をそれぞれ検出し、各輪１〜４の半径Ｒを乗じて各輪の速度Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4（単位：ｍ／ｓ）を得ると共に、車速Ｖ（単位：ｍ／ｓ）を下記の式（１）、
Ｖ=（Ｖ1＋Ｖ2＋Ｖ3＋Ｖ4）÷４ ・・・（１）
の通り求める。

また、アクセルストロークセンサ２６およびブレーキストロークセンサ２７によってアクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰ（単位：％）およびＢＰ（単位：％）をそれぞれ検出し、ステアリング角センサ２５によってステアリング５の回転角θ（単位：ｒａｄ）を検出し、車両の前後方向加速度αx（単位：ｍ／ｓ²）と横方向加速度αy（単位：ｍ／ｓ²）を加速度センサ１００で検出し、ヨーレートγ（単位：ｒａｄ／ｓ）をヨーレートセンサ１０１で検出し、各車輪１〜４の舵角δ1，δ2，δ3，δ4を舵角センサ４１〜４４で検出する。

前記車速Ｖおよび各輪の速度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、車両の前後方向加速度αxは車両が前方に加速する方向を正とし、横方向加速度αyは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回中心に向かう方向を正とし、ヨーレート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。

尚、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１〜４の舵角δを求めるようにする。本実施例では前輪１，２の舵角δ1，δ2をδ1＝δ2＝θ/16とし、後輪３，４の舵角δ3，δ4をδ3＝δ4＝０とする。このような場合には、コンプライアンスステアやロールステア等、サスペンションの影響を考慮して各輪の舵角を補正できるようにすると尚よい。

ステップＳ２０では、各輪１〜４の路面摩擦係数μ1，μ2，μ3，μ4（単位：なし）を推定する。推定方法は、例えば、特開平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Ｓ２００における左右前輪１，２，左後輪３，右後輪４の駆動力配分の指令値Ｆx_i ^***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（単位：ｒａｄ／ｓ），車両横すべり角β（単位：ｒａｄ），各輪の輪荷重Ｗi（i=１〜４）（単位：Ｎ），各輪の横すべり角β_i（単位：ｒａｄ）をそれぞれ演算する。演算方法は後述する図３のフローチャートに従って行う。尚、各輪１〜４の横すべり角β_iの符号は、車輪１〜４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。

次に、このステップＳ３０において、ヨーレートγ（単位：ｒａｄ／ｓ），車両横すべり角β（単位：ｒａｄ），各輪１〜４の輪荷重Ｗi（単位：Ｎ），各輪１〜４の横すべり角β_i（単位：ｒａｄ）をそれぞれ演算する図３のフローチャートについて、以下に説明する。

ステップＳ３１では、駆動力配分の目標値Ｆx_i ^***が出力された時の、車両前後方向力Ｆx，車両横方向力Ｆy，ヨーモーメントＭを下記の式（２）〜式（４）、
Ｆｘ＝Ｆｘ₁ ^**'＋Ｆｘ₂ ^**'＋Ｆｘ₃ ^**'＋Ｆｘ₄ ^**' ・・・（２）
Ｆｙ＝Ｆｙ₁ ^**'＋Ｆｙ₂ ^**'＋Ｆｙ₃ ^**'＋Ｆｙ₄ ^**' ・・・（３）
Ｍ＝[(Ｆｘ₂ ^**'＋Ｆｘ₄ ^**')−(Ｆｘ₁ ^**'＋Ｆｘ₃ ^**')]×Lt/2
＋[(Ｆｙ₁ ^**'＋Ｆｙ₂ ^**')×Lf−(Ｆｙ₃ ^**'＋Ｆｙ₄ ^**')×Lr] ・・・（４）
ただし、Ｆｘ_i ^**'＝Ｆｘ_i ^***'ｃｏｓδ_i−Ｆｙ_i ^***'ｓｉｎδ_i，
Ｆｙ_i ^**'＝Ｆｘ_i ^***'ｓｉｎδ_i＋Ｆｙ_i ^***'ｃｏｓδ_i
の通り求める。

なお、Ｆy_i ^**は、各輪の駆動力配分の動的目標値Ｆx_i ^**が各輪に加わった時に発生するタイヤ横力で、１演算周期前に求めた各輪１〜４の横すべり角β_iと輪荷重Ｗi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、例えば、図４の通り設定される。

また、ステップＳ３１では、車両前後方向力Ｆx，車両横方向力Ｆyをそれぞれ車両の質量で除し、車両の前後方向加速度αx（単位：ｍ／ｓ²）と横方向加速度αy（単位：ｍ／ｓ²）を求める。この時空気抵抗等を考えてαx，αyを求めると尚良い。

ステップＳ３２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。尚、ヨーレートγの初期値は「０」とする。

ステップＳ３３では、車両の横すべり角の時間微分値β^'を、下記の式（５）、
β^'＝［（Ｆｙcosβ(k-1)−Ｆｘsinβ(k-1)）／ｍＶ］−γ ・・・（５）
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。
の通り求めると共に、この車両の横すべり角の時間微分値β^'を積分して車両の横すべり角βを求める。尚、車両の横すべり角βの初期値は「０」とする。

ステップＳ３４では、各輪の輪荷重Ｗi（単位：Ｎ）を式（６）〜式（９）、
Ｗ₁＝(ｍｇＬｒ／２Ｌｌ)−(ｍｈαｘ／２Ｌｌ)−(ｍｈαｙ／Ｌｔ) ・・・（６）
Ｗ₂＝(ｍｇＬｒ／２Ｌｌ)−(ｍｈαｘ／２Ｌｌ)＋(ｍｈαｙ／Ｌｔ) ・・・（７）
Ｗ₃＝(ｍｇＬｆ／２Ｌｌ)＋(ｍｈαｘ／２Ｌｌ)−(ｍｈαｙ／Ｌｔ) ・・・（８）
Ｗ₄＝(ｍｇＬｆ／２Ｌｌ)＋(ｍｈαｘ／２Ｌｌ)＋(ｍｈαｙ／Ｌｔ) ・・・（９）
ただし、gは重力加速度（単位：ｍ／ｓ²）である
の通り求める。

ステップＳ３５では、各輪１〜４の横すべり角β_i（単位：ｒａｄ）を式（１０）〜式（１３）、
β₁＝tan^-1[(Ｖsinβ＋γ×Lf)／(Ｖcosβ−0.5×γ×Lt)]−δ₁ ・・・（１０）
β₂＝tan^-1[(Ｖsinβ＋γ×Lf)／(Ｖcosβ−0.5×γ×Lt)]−δ₂ ・・・（１１）
β₃＝tan^-1[(Ｖsinβ−γ×Lr)／(Ｖcosβ−0.5×γ×Lt)]−δ₃ ・・・（１２）
β₄＝tan^-1[(Ｖsinβ−γ×Lr)／(Ｖcosβ＋0.5×γ×Lt)]−δ₄ ・・・（１３）
の通り求める。

ステップＳ４０では、車両前後方向力、横すべり角、ヨーレートの静的目標値を、それぞれ１１通り設定する。本実施例ではこの車両前後方向力、横すべり角、ヨーレートの静的目標値はそれぞれＦx^*(j)（単位：Ｎ），β^*(j)（単位：ｒａｄ），γ^*(j)（単位：ｒａｄ／ｓ）（j＝１〜11）と標記する。

各静的目標値Ｆx^*(j)，β^*(j)，γ^*(j)は、同じアクセルペダル６とブレーキペダル７とステアリング５の操作量ＡＰ・ＢＰと車両速度Ｖにおいて、各輪駆動力にそれぞれ制約条件を設けて、この制約条件下で実現可能な車両前後方向力、横すべり角、ヨーレートの静的目標値である。本実施例では、図５の表の通り、１１のパターンの制約条件を考えており、図５の表の一番左の列が、パターン番号j＝１〜11を表している。

尚、図５において、Ｐmax（単位：ｋＷ）はバッテリ９が常温で充放電可能な最大電力の絶対値である。またＰmax_iは各輪モータ１１〜１４の温度が常温となっている時の最大出力（単位：Ｗ）である。

一例として本実施例における、図５のパターン番号j＝１における車両前後方向力、横すべり角、ヨーレートの静的目標値の設定方法を以降述べる。

まず、車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*(1)を、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰおよびＢＰと車両速度Ｖに基づいて、下記の式（１４）、
Ｆｘ^*(1)＝Ｆａ_x ^*(1)＋Ｆｂ_x ^*(1) ・・・（１４）
の通り求める。

式（１４）中の目標駆動力Ｆa_x ^*(1)は、アクセルペダル６の踏込量ＡＰおよび車速Ｖに基づいて目標駆動力マップを参照したものであり、また目標制動力Ｆb_x ^*(1)は、ブレーキペダル７の踏込量ＢＰに基づいて目標制動力マップを参照した値である。尚、目標駆動力マップおよび目標制動力マップは、例えば、それぞれ図６および図７のように、設定される。また、車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*(1)，目標駆動力Ｆa_x ^*(1)，目標制動力Ｆb_x ^*(1)は、何れも車両を前方に加速させる向きを正とする。尚、車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*(1)以外の車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*(2)〜Ｆx^*(11)を設定する目標駆動力マップおよび目標制動力マップは、それぞれ別個に設定されており、図５の各車輪の出力の制約条件下で実現可能な値が設定される。

次に、車両の横すべり角の静的目標値β^*(1)を、車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*(1)とステアリング５の回転角θと車両速度Ｖに基づいて目標車両横すべり角マップを参照して設定する。また、ヨーレートの静的目標値γ^*(1)を、車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*とステアリング５の回転角θと車速Ｖに基づいて目標ヨーレートマップを参照して設定する。この目標車両車両横すべり角マップおよび目標ヨーレートマップは、例えば、それぞれ図８および図９のように設定されるマップであり、これら２つのマップの設定方法は後述するステップＳ６０にてまとめて説明する。尚、車両の横すべり角の静的目標値β^*(1)とγ^*(1)以外の車両の横すべり角の静的目標値β^*(2)〜β^*(11)およびヨーレートの静的目標値γ^*(2)〜γ^*(11)を設定する目標車両車両横すべり角マップおよび目標ヨーレートマップはそれぞれ別個に設定されており、各車輪１〜４の出力の制約条件下で実現可能な値が設定される。

ステップＳ５０では、車両前後方向力の動的目標値Ｆx^**(j)，車両横すべり角の動的目標値β^**(j)，ヨーレートの動的目標値γ^**(j)を、各輪１〜４の駆動力配分で実現可能な範囲でドライバーの操縦性が好適となるように各静的目標値Ｆx^*(j)，β^*(j)，γ^*(j)にそれぞれ時間的な遅れ要素を入れて求める。

本実施形態では、相応の伝達関数を用いて車両前後方向力,車両横すべり角,ヨーレートの各動的目標値Ｆx^**(j)，β^**(j)，γ^**(j)を得る。特に車両横すべり角の動的目標値β^**およびヨーレートの動的目標値γ^**の応答は走行条件毎に異なる、実現可能な時間的遅れ要素を入れる。

また、ステップＳ５０では、ヨーモーメント，車両横すべり角，車両横方向力についても、その動的目標値Ｍ^**(j)，βy^**(j)，Ｆy^**(j)を求める。ヨーモーメントの動的目標値Ｍ^**(j)は、ヨーレートの動的目標値γ^**(j)に車両のヨー慣性モーメントＩを乗じて求める。車両横すべり角の動的目標値βy^**(j)を時間微分したβ^'y^**(j)については、車両横すべり角の動的目標値β^**(j)を求める時に用いた時間的な遅れ要素の伝達関数に微分要素を乗じた伝達関数を車両横すべり角の静的目標値β^*(j)に入れて求める。横方向力の動的目標値Ｆy^**(j)は、下記の式（１５）、
Ｆｙ^**(j)＝［ｍＶ(γ^**(j)＋β’^**(j))＋Ｆｘ^**(j)sin(β^**(j))］
／cos(β^**(j)) ・・・（１５）
の通り求める。

ステップＳ６０では、駆動力配分の静的な目標値Ｆx^* ₁(J)，Ｆx^* ₂(J)，Ｆx^* ₃(J)，Ｆx^* ₄(J)を、ステアリング５の回転角θ，車両速度Ｖ，車両前後方向力Ｆx^*(J)から静的駆動力配分マップを参照して設定する。駆動力配分の静的な目標値Ｆx^* _i(1)（ｉ＝１〜４）を設定する静的駆動力配分マップは、例えば、図１０（Ａ）〜（Ｂ）のように設定される。尚、駆動力配分の静的な目標値Ｆx^* _i(1)以外の駆動力配分の静的な目標値Ｆx^* _i(2)〜Ｆx^* _i(11)を設定する静的駆動力配分マップはそれぞれ別個に設定されており、各車輪１〜４の出力の制約条件下で実現可能な値が設定される。

この静的駆動力配分マップと、ステップＳ４０で用いた目標車両横すべり角マップおよび目標ヨーレートマップの求め方の例について、以下に説明する。

尚、この各マップを得る方法の説明では簡便のため符号ｊを除いて説明する。

４輪の駆動力和Ｆx _all（単位：Ｎ），左右輪駆動力差ΔＦx _all（単位：Ｎ），前輪駆動力配分η（単位：なし），左右輪駆動力差の前輪配分Δη（単位：なし）を下記の式（１６）〜式（１９）、
Ｆx _all＝Ｆｘ₁＋Ｆｘ₂＋Ｆｘ₃＋Ｆｘ₄ ・・・（１６）
ΔＦx _all＝（Ｆｘ₂＋Ｆｘ₄）−（Ｆｘ₁＋Ｆｘ₃） ・・・（１７）
η＝（Ｆｘ₁＋Ｆｘ₂）／Ｆx _all ・・・（１８）
Δη＝（Ｆｘ₂−Ｆｘ₁）／ΔＦx _all ・・・（１９）
の通り定義する。尚、本実施例では、前輪駆動力配分ηおよび左右輪駆動力差の前輪配分Δηは常に０.６（前輪への配分を６割）とする。

そして、図５の各車輪１〜４の出力の制約条件下で取り得る駆動力和Ｆx _all，左右輪駆動力差ΔＦx _all，ステアリング５の角度θ，車両前後方向力の静的目標値Ｆx^*の４つのパラメータの組合せ全てに対して、次のようなシミュレーション或いは実験を行い、静的駆動力配分マップ，目標車両横方力マップ，目標ヨーレートマップを作成する。

まず最初に、選択された、駆動力和Ｆx _all，左右輪駆動力差ΔＦx _allから各輪の駆動力配分Ｆx_iを下記の式（２０）〜式（２３）、
Ｆｘ₁＝Ｆx _all×（η／2）−ΔＦx _all×（Δη／2） ・・・（２０）
Ｆｘ₂＝Ｆx _all×（η／2）＋ΔＦx _all×（Δη／2） ・・・（２１）
Ｆｘ₃＝Ｆx _all×[(１−η)／2]−ΔＦx _all×((１−Δη)／2) ・・・（２２）
Ｆｘ₄＝Ｆx _all×[(１−η)／2]＋ΔＦx _all×((１−Δη)／2) ・・・（２３）
の通り求め、選択されたステアリング５の角度θ^'から前輪１,２の舵角をδ1＝δ2＝θ^'/16（ステアリングギヤ比は1/16）とする。

次に、この設定された駆動力配分Ｆx_iと前輪舵角δ1，δ2（後輪３,４の舵角δ3，δ4は「０」）で図１の車両を走行させ、且つ車両前後方向力「-Ｆx^*」を車両重心位置において車両前後方向に加える。そして、十分時間が経過し車速Ｖ'が一定（定常状態）になった時の車両横すべり角βとヨーレートγを求める。尚、この実験或いはシミュレーションを行う場合には空気抵抗や転がり抵抗等の走行抵抗要素を除外するようにして行うと共に、シミュレーション上で実施する場合には各輪の駆動力とタイヤ横力等の非線形性を十分考慮した車両モデルを用いて行う。

そして最後に、静的駆動力配分マップ，目標車両横すべり角マップ，目標ヨーレートマップの車両速度Ｖ，ステアリング回転角θ，前後方向力Ｆx^*，横すべり角β^*，ヨーレートγ^*，駆動力配分Ｆx^* _iをそれぞれ今シミュレーションを行った時のＶ'，θ，Ｆx^*，β，γ，Ｆx_iとし、静的駆動力配分マップ，目標車両横方力マップ，目標ヨーレートマップを設定していく。これらのマップは、図５の各パターン毎に求める。

ステップＳ７０では、車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**(j)，Ｆy^**(j)，Ｍ^**(j)をそれぞれ実現する各輪の駆動力配分Ｆx^* _i(j)を各ｊ毎に求める。求め方は、先願技術（特願２００６−５７１３号、平成１８年１月１３日出願の実施例）に記載の方法を用い求める。

この先願技術では、まず車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**(j)，Ｆy^**(j)，Ｍ^**(j)を概ね実現する各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^##を、線形近似した車両モデルの逆モデルを用いて求める。そして、この各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^##によって実現する車両挙動（前後方向力Ｆx^##，車両横方向力Ｆy^##，ヨーモーメントＭ^##）を推定し、推定した車両挙動（Ｆx^##，Ｆy^##，Ｍ^##）と、前記車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメントの動的目標値（Ｆx^**(j)，Ｆy^**(j)，Ｍ^**(j)）との誤差を補償する駆動力補正量を求め、この駆動力補正量と各輪の駆動力配分Ｆx_i ^##との和を取ることによって各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^**(J)を最終的に導出する。

また、横方向力とヨーモーメントが互いに強い従属関係にあることから、例えば、横方向力の動的目標値Ｆy^**(j)を考えず、車両前後方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**(j)，Ｍ^**(j)を実現する各輪１〜４の駆動力配分を求め、各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^**(J)としても良い。この方法は、他の先願技術（特願２００６−０３１００９号、平成１８年２月８日出願）に記載されており、例えば、上記の各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^**(J)導出において、推定した車両横方向力Ｆy^##と車両横方向力の動的目標値Ｆy^**(j)の誤差を常に「０」とおいて、各輪１〜４の駆動力配分Ｆx_i ^**(J)を導出する。

この車両横方向力とヨーモーメントとの従属関係について、以下に説明する。

車両のヨーレートγと、求心加速度Ｙgとの間には、下記の式（２４）、
Ｙg＝Ｖ×（γ＋β’） ・・・（２４）
の関係がある。尚、式（２４）におけるβ^'は車両の横すべり角βの時間微分値である。

上記式（２４）から明らかなように、ヨーレートγと求心加速度Ｙgとの間の自由度はこの車両の横すべり角βの時間微分値β^'のみであり、ヨーレートγと求心加速度Ｙgは互いに強い従属関係にあることが分かる。

そして、ヨーレートγはヨーモーメントＭを時間積分した値を車両のヨー慣性モーメントＩで除した値であり、求心加速度Ｙg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とほぼ等しいことから、車両横方向力とヨーモーメントには強い従属関係があるということが分かる。

ステップＳ８０では、各輪１〜４の駆動力の制約条件を求め、各輪駆動力制約条件フラグｆｓを設定する。このｆｓは、図５のパターン番号に対応しており、本実施例では次の通り設定される。

まず、バッテリ９の蓄電量Ｂsoc（単位：Ｗｈ）から使用可能最大電力マップを参照して、現在の使用可能最大電力Ｐ（単位：Ｗ）を求める。この使用可能最大電力マップは、バッテリ９が過放電となって劣化しないよう、蓄電量に応じて放電可能な最大電力の絶対値を定めたもので、例えば、図１１のように設定される。その上で電力制限フラグｆｓｂに、Ｐ＝Ｐmaxであれば「ｆｓｂ＝０」を、Ｐmax＞Ｐ≧０．７５Ｐmaxであれば「ｆｓｂ＝１」を、０．７５Ｐmax＞Ｐ≧０．５Ｐmaxであれば「ｆｓｂ＝２」を、０．５Ｐmax＞Ｐ≧０．２５Ｐmaxであれば「ｆｓｂ＝３」を、０．２５Ｐmax＞Ｐであれば「ｆｓｂ＝４」を設定する。また、バッテリ９に異常が発生して電力の放電できない状態であることをコントローラ８が検出した場合、電力制限フラグｆｓｂには使用可能最大電力Ｐの値にかかわらず「ｆｓｂ＝０」が設定される。

次に、各輪モータ１１〜１４が過熱して破損しないようにする各輪モータ１１〜１４の最大出力Ｐt max_i(i=１〜４) （単位：Ｗ）を求める。この各輪モータ１１〜１４の最大出力Ｐt max_iは、各輪のモータの温度Ｔi(i=１〜４)からモータ最大出力温度依存特性マップを参照して求める。このモータ最大出力温度依存特性マップは図１２のように設定される。

そして、各輪モータ１１〜１４が常温で出力可能な最大出力Ｐmax_i（単位：Ｗ）に対するＰt max_iの割合ξ_iを、下記の式（２５）、
ξ_i＝［（Ｐt max_i）／（Ｐmax_i）］×100 ・・・（２５）
の通り各輪毎に求める。

その上で、モータ過熱判定フラグｆｓｒに、全ての車輪モータ１１〜１４の最大出力割合ξ_iが１００％の時は「ｆｓｒ＝０」を設定する。また、左前輪１以外の車輪モータ１２〜１４の最大出力割合ξ_iが１００％で、左前輪１の割合ξ₁のみが５０％以上１００％未満の場合にはモータ過熱判定フラグｆｓｒに「ｆｓｒ＝１０」を設定する。同様に、右前輪２、左後輪３、右後輪４それぞれについても、当該車輪２〜４の車輪モータ１２〜１４の最大出力割合ξ_iが５０％以上１００％未満で、残りの車輪の割合ξ_iが１００％の場合にはそれぞれモータ過熱判定フラグｆｓｒに「ｆｓｒ＝２０，３０，４０」を設定する。上記以外の場合には、モータ過熱判定フラグｆｓｒに「ｆｓｒ＝５０」を設定する。

次に、各輪のモータ１１〜１４、およびインバータ３１〜３４に異常が発生していないかコントローラ８の監視システムを用いてチェックを行い、異常がないと判断された場合には、駆動機構故障判定フラグｆｓｍに「ｆｓｍ＝０」を設定する。後輪３，４の何れか１輪或いは左右後輪３，４のモータ１３，１４或いはインバータ３３〜３４に異常が発生したと判断された場合には、駆動機構故障判定フラグｆｓｍに「ｆｓｍ＝１００」を設定する。前輪１，２の何れか１輪或いは左右前輪のモータ１１，１２或いはインバータ３１，３２に異常が発生したと判断された場合には、駆動機構故障判定フラグｆｓｍに「ｆｓｍ＝２００」を設定する。前輪１，２および後輪３，４共に何れか１輪以上でモータ１１〜１４或いはインバータ３１〜３４に異常が発生したと判断された場合には、駆動機構故障判定フラグｆｓｍに「ｆｓｍ＝３００」を設定する。

そして、これらのフラグｆｓｂ，ｆｓｒ，ｆｓｍから図１３の表を参照して、各輪駆動力制約条件フラグｆｓを設定する。尚、この各輪駆動力制約条件フラグｆｓは、初期状態では「ｆｓ＝１」が設定されている。

本実施例では、各輪で出力可能な駆動力制限のパターンを図５や図１３の表に示す１１パターンで分類しているが、この分類を更に細かくすることによって、各輪で出力可能な駆動力に制限が加わった場合の車両性能を高めることができる。

上記分類を細かくする方法としては、例えば、使用可能最大電力が０．８Ｐmaxや０．３Ｐmax等の場合についても設定すればよい。また、例えば、ステップＳ２０で求めた各輪１〜４の路面摩擦係数μ1，μ2，μ3，μ4の平均値を現在の路面摩擦係数μrとし、各路面摩擦係数において、車両挙動目標値を設定しても良い。また更に、使用可能電力が０．５Ｐmaxで、且つ前輪１，２の何れか１輪或いは左右輪のモータ１１，１２或いはインバータ３１，３２に異常が発生したと判断された場合のように、複数の制約条件が存在する場合における車両挙動目標値を設定すると尚良い。

ステップＳ９０では、１周期前の各輪駆動力制約条件フラグｆｓと、現在の各輪駆動力制約条件フラグｆｓとが異なるならば、状態遷移フラグｆｋに「ｆｋ＝１」を設定する。尚、この状態遷移フラグｆｋは、初期状態では「０」が設定されている。

本実施例において、後述する請求項３の技術を用いる場合、このステップＳ９０において、１周期前の各輪駆動力制約条件フラグｆｓと、現在の各輪駆動力制約条件フラグｆｓとが異なるならば、基準各輪駆動力制約条件フラグｆｓoldに、この１周期前の各輪駆動力制約条件フラグｆｓを設定する。

ステップＳ１００では、ステップＳ７０で求めた、車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメントの動的目標値、Ｆx^**(j)，Ｆy^**(j)，Ｍ^**(j)）をそれぞれ実現する各輪１〜４の駆動力配分の動的目標値Ｆx_i ^**(j)の中から、各輪駆動力制約条件フラグj＝ｆｓとなる各輪１〜４の駆動力配分の動的目標値Ｆx_i ^**(j)を選択し、この駆動力配分の動的目標値Ｆx_i ^**(ｆｓ)を駆動力配分の指令値Ｆx_i ^***とする。

また、各輪駆動力制約条件フラグj＝ｆｓとなる車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**(j)，Ｆy^**(j)，Ｍ^**(j)を現在の車両挙動（車両前後方向力，車両横方向力，ヨーモーメント）の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**に設定する。

ステップＳ１１０では、状態遷移フラグｆｋが「１」ならばステップＳ１２０に進む。状態遷移フラグｆｋが「０」ならば後述するステップＳ２００に進む。

ステップＳ１２０では、電力の供給は無限という仮定の元で各輪１〜４が路面に伝達可能な駆動力の上限Ｆmax_i（単位：Ｎ）、および下限Ｆmin_i（単位：Ｎ）を求める。路面に伝達可能な駆動力の上限Ｆmax_iおよび下限Ｆmin_iの本実施例での求め方を、以下に説明する。

各輪１〜４において、モータ１１〜１４が過熱して破損しないようにする各輪１〜４の駆動力の上限Ｆd max_i（単位：Ｎ）および下限Ｆd min_i（単位：Ｎ）を求める。この各輪１〜４の駆動力の上限，下限Ｆd max_i，Ｆd min_iは、ステップＳ８０で求めた各輪モータ１１〜１４の最大出力Ｐｔmax_iから、下記の式（２６）および式（２７）、
Ｆd max_i＝Ｐt max_i÷ω_i ・・・（２６）
Ｆd min_i＝−Ｐt max_i÷ω_i ・・・（２７）
の通り求める。

ここで、各輪のメカブレーキによる制動力とモータ１１〜１４の駆動力を協調制御できる車両であれば、各輪１〜４の駆動力の下限Ｆd min_iに、各輪１〜４のメカブレーキの最大制動力を加算する。

またスリップ或いは車輪ロックを起こさない各輪１〜４の駆動力の上限Ｆs max_i（単位：Ｎ）と下限Ｆs min_i（単位：Ｎ）を、ステップＳ２０で推定した各輪１〜４の路面摩擦係数μ_iに各輪の輪荷重Ｗiを乗じて下記の式（２８）、
Ｆs max_i＝−Ｆs min_i＝μ_iＷ_i ・・・（２８）
の通り求める。

そして、各輪１〜４のモータ温度に依存する駆動力の上限Ｆd max_iと路面状態に依存する駆動力の上限Ｆs max_iとを比較して小さい方の値を各輪１〜４の駆動力の上限Ｆmax_iに設定し、同様に各輪１〜４のモータ温度に依存する駆動力の下限Ｆd min_iと路面状態に依存する駆動力の下限Ｆs min_iとを比較して大きい方の値を各輪１〜４の駆動力の下限Ｆmin_iに設定する。ただし、各輪１〜４の駆動力の上限Ｆmax_iは駆動力の最大値なので必ず「０」以上、各輪１〜４の駆動力の下限Ｆmin_iは制動力の最大値なので必ず「０」以下となるように制限を設ける。

ステップＳ１３０では、現在の各輪駆動力の制約下で実現可能な前後方向力、横方向力、ヨーモーメントの複数の組合せの集合を求める。本実施例での求め方について、以下に述べる。

まず、各輪１〜４毎にステップＳ１２０で求めた駆動力の上限値Ｆmax_iと下限値Ｆmin_iの間で１０等分する。この１０等分して得られた中間駆動力をＦt_i(k)（k＝１〜１０）とする。尚、中間駆動力Ｆt_i(k)は、「k」が小さい方が駆動力の下限Ｆmin_iに近く、例えば、中間駆動力Ｆt₁(1)＝Ｆmin₁（駆動力の下限）であり、中間駆動力Ｆt₁(10)＝Ｆmax₁（駆動力の上限）である。

尚、本実施形態において、請求項２の技術を用いる場合、中間駆動力Ｆt_i(k)を求めた後、次の処理を行い、各輪の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せを選別する。

まず、１周期前のステップＳ２００において、各輪モータ１１〜１４の各輪１〜４の駆動力配分指令値の和ＦＸ（＝Ｆx₁ ^***＋Ｆx₂ ^***＋Ｆx₃ ^***＋Ｆx₄ ^***）を求め、この各輪１〜４の駆動力和ＦＸに対し、閾値ＦＸth（単位：N）を加算または減じたＦＸ＋ＦＸthとＦＸ−ＦＸthを求める。

そして、各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せ全てに対し、その各輪１〜４の駆動力和がＦＸ＋ＦＸthとＦＸ−ＦＸthの範囲にある各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せのみを抽出し、以降の処理に進む。尚、この閾値ＦＸthには本実施例では２００[Ｎ]が設定される。

このように各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せを予め選別することによって以降の処理にかかる演算負荷を大きく低減できる場合がある。尚、ドライバーのアクセル操作の変化に伴う要求駆動力の変化に対応するため、閾値ＦＸthではなく例えば係数ＦＸp（０＜p＜１，単位：なし）を考え、（１＋ｐ）ＦＸと（１−ｐ）ＦＸの範囲にある各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せを抽出するような処理としても良い。

そして、各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せ全てに対し（１０の４乗で１００００通り）、各輪１〜４の駆動力配分をそれぞれの組合せとした時の消費電力Ｐoutを、下記の式（２９）に従って求める。

式（２９）中のＰloss_i（単位：W）は各輪１〜４のモータ駆動時のロスであり、各輪１〜４毎に、その車輪１〜４の駆動力配分Ｆx_iと各輪１〜４の速度Ｖiから図１４のマップを参照して求める。図１４のマップは各輪モータ１１〜１４駆動時の電気的，機械的なロスを駆動力と車輪速毎に予め求めておいたマップである。

尚、この消費電力Ｐoutを求める際には、電力を使用する他の車載機器（エアコン，カーオーディオ，ヘッドライト等），エンジン補機，モータ冷却装置等の消費電力を上乗せすると尚よい。

そして、ステップＳ８０で求めた現在使用可能な最大電力Ｐ以下となる各輪の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せのみを抽出し、Ｆsamp_i(l)とする。

尚、Ｆsamp_i(l)の(l)は抽出した最大電力Ｐ以下となる各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の組合せの数と等しく、その数は各輪１〜４の中間駆動力Ｆt₁(k)，Ｆt₂(k)，Ｆt₃(k)，Ｆt₄(k)の全ての組合せである１００００以下である。

最後に、全てのＦsamp_i(l)について、駆動力配分を各Ｆsamp_i(l)とした時の前後方向力Ｆx(l)、横方向力Ｆy(l)、ヨーモーメントＭ(l)を求める。求め方は、図３のフローチャートにおいて駆動力配分の目標値Ｆx_i ^**をこの各Ｆsamp_i(l)に置き換えて求める。

ステップＳ１４０では、現在の目標車両挙動を、ステップＳ１３０で求めた前後方向力Ｆx(l)、横方向力Ｆy(l)、ヨーモーメントＭ(l)の組合せの中から再設定する。再設定方法について以降述べる。

まず、現在の車両挙動（前後方向力，横方向力，ヨーモーメント、Ｆx，Ｆy，Ｍ）のを図３のフローチャートに基づき推定値する。具体的には、図３のフローチャートのステップＳ３１において、式（２）〜式（４）を用いて求める。

そして、この推定された車両挙動（前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx，Ｆy，Ｍ（夫々現在値））と、ステップＳ１００で求めた前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの暫定目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**（夫々目標値）との間にあり、且つ下記の式（３０）、
Ｊ＝Ｑｘ（Ｆｘ(l)−Ｆｘ）²
＋Ｑｙ（Ｆｙ(l)−Ｆｙ）²
＋Ｑｍ（Ｍ(l)−Ｍ）² ，(ｌ=1,2.・・) ・・・（３０）
の評価関数Jを最小化する前後方向力Ｆx(l)、横方向力Ｆy(l)、ヨーモーメントＭ(l)の組合せを抽出する。

具体的には、まず各(l)における前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)について、それぞれ推定された車両挙動（前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx，Ｆy，Ｍ（夫々現在値））と前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの暫定目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**（夫々目標値）との間にある組合せを抽出する。

そして、この抽出された組合せについてのみ、上記した式（３０）による評価を行い、評価関数Ｊを最小化する前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを抽出し、この時の(l)をｆａに設定する。

上記式（３０）のＱｘ，Ｑｙ，Ｑｍは各挙動に対する重みであり、本実施例では全て１.０が設定される。この重みＱｘ，Ｑｙ，Ｑｍの値は、ドライバーにとって好適となるように、例えば、直進中は前後方向重みＱｘを横方向重みＱｙに対して大きくしたり、旋回中は逆に前後方向重みＱｘに対して横方向重みＱｙを大きくする等、走行条件に応じて変化させると尚よい。

ここで、横方向力とヨーモーメントは互いに強い従属関係にあるので、下記の式（３１）、
Ｊ＝Ｑｘ(Ｆｘ(l)−Ｆｘ)²＋Ｑｍ(Ｍ(l)−Ｍ)² ，(ｌ＝1,2,・・) ・・・（３１）
の評価関数を最小化する前後方向力とヨーモーメントの組合せＦx（fa），Ｍ（fa）を抽出してもよい。

また、各輪１〜４の駆動力に制限が加わるようなシーンでは、横方向の運動のみを考え、下記の式（３２）、
Ｊ＝Ｑｙ(Ｆｙ(l)−Ｆｙ)²＋Ｑｍ(Ｍ(l)−Ｍ)² ,(ｌ＝1,2,・・) ・・・（３２）
の評価関数を最小化する横方向力とヨーモーメントの組合せＦy（fa），Ｍ（fa）を抽出してもよい。

また、前記ステップＳ７０で述べたように、前後方向力とヨーモーメントの動的目標値のみ考え、横方向力の動的目標値Ｆy^**(j)を設定しないようにした場合には、上記式（３１）の評価関数を用いて前後方向力とヨーモーメントの組合せＦx（fa），Ｍ（fa）を抽出するようにする。

ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で選択された前後方向力Ｆx（fa）、横方向力Ｆy（fa）、ヨーモーメントＭ（fa）の組合せを実現するＦsamp_i（fa）を駆動力配分の指令値Ｆx_i ^***に再設定する。

ステップＳ１６０では、ステップＳ１００で設定された前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの新たな目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**と、ステップＳ１４０で選択された前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せ（Ｆx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)）との誤差の２乗和Ｇ（下記の式（３３）、
Ｇ＝(Ｆｘ(fa)−Ｆｘ^**)²＋(Ｆｙ(fa)−Ｆｙ^**)²＋(Ｍ(fa)−Ｍ^**)² ・・・（３３）
により求める）が１０以下ならば、新たに設定された車両挙動目標値に到達したとして、状態遷移フラグｆｋに０を設定する。

尚、ステップＳ７０において、例えば、横方向力の新たな目標値Ｆy^**が設定されないような場合には、下記の式（３４）、
Ｇ'＝(Ｆｘ(fa)−Ｆｘ^**)²＋(Ｍ(fa)−Ｍ^**)² ・・・（３４）
の２乗和Ｇ'が１０以下ならば、新たに設定された車両挙動目標値に到達したとして、状態遷移フラグｆｋに０を設定するようにする。

ステップＳ２００では、前記ステップＳ１５０で再設定した駆動力配分の指令値Ｆx_i ^***を各輪の半径Ｒで除した値を、各輪１〜４のモータ１１〜１４が出力するように制御を行う。

以上の構成になる車両の駆動力配分装置における動作の概略について、以下に説明する。

一例として、図１５に示すような、四輪独立駆動車が輪荷重配分で駆動力配分を行いながら左方向に急旋回している状態において、突然、左前輪１がスリップや故障などで駆動力が出せなくなった場合について考える。

比較例として、特開平８−２３０４９９号公報に示された従来技術を用いて、各輪１〜４の駆動力を「０」に移行させた場合の、各輪１〜４の駆動力変化と車両挙動変化の一例を図１６のタイムチャートで示す。図１６のタイムチャートは、上から順に、この四輪独立駆動車の左前輪１，右前輪２，左後輪３，右後輪４の駆動力と、前後力，横力，ヨーモーメントの時系列変化を表した図で、時刻（ｔ１）で突然左前輪１が駆動力を出せなくなったことを想定している。

比較例では、図１６に示す通り、残り３輪２〜４の駆動力は緩やかに減少するだけなので、左前輪１の駆動力が出せなくなった時点ｔ１直後には、前後力，横力，ヨーモーメントに図１６の（Ｂ）のような急激な変化が発生し、ドライバーの運転性を損ねてしまう虞がある。

また、残り３輪２〜４の駆動力は前後力，横力，ヨーモーメントといった車両挙動をある目標値となるよう制御しているわけではないため、図１６の（Ｃ）のように、残り３輪の駆動力を減少させる過渡状態において、これらの車両挙動が振動的に変化してドライバーの運転性を損ねる場合がある。

本実施形態においては、前後輪のうち少なくとも一方で左右輪を独立に駆動できる車両、例えば、前輪１，２と左後輪３と右後輪４を夫々独立に駆動する車両、或いは左前輪１と右前輪２と後輪３，４を夫々独立に駆動する車両、或いは四輪１〜４を夫々独立に駆動する車両において、何れか１輪以上で要求された駆動力を出せない場合における各輪１〜４の駆動力再配分技術を提案している。

即ち、まず、各輪１〜４の駆動力制限値を検出或いは推定する駆動力制限検出手段（ステップＳ８０）と、前記各輪１〜４の駆動力制限値に基づいて、前記目標車両挙動設定手段（ステップＳ１００）によって設定された車両挙動目標値を変更する必要があることを判定する車両挙動目標値変更要否判定手段（ステップＳ９０）とにより、何れか１輪以上で要求された駆動力を出せない場合を判定する。

そして、車両挙動目標値変更要否判定手段（ステップＳ９０）によって前記車両挙動目標値を変更すべき状態にあると判定された場合に、目標車両挙動設定手段において目標値を設定した車両挙動について新たな目標値を設定する車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）を備えることにより、この駆動力が出せなくなった状態での目標車両挙動（前後力，横力，ヨーモーメント）を新たに設定する。

例えば、四輪独立駆動車において、後輪の何れか１輪、或いは左右後輪３，４で駆動力を出せなくなった場合には、この車両を前輪１，２のみを駆動する前輪駆動車として考えて、予めオフラインで設計した目標車両挙動をこの新たな目標車両挙動とする。

次に、前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）において新たな目標値を設定した車両挙動の内少なくとも２つ以上の車両挙動について、当該車両が実現可能な組合せの複数の集合を、前記各輪の駆動力制限値に基づいて求める実現可能車両挙動演算手段（ステップＳ１３０）により、各輪の駆動力制限内で実現可能な車両挙動の組合せを全て求める。

これは原理的には、各輪１〜４の駆動力制限内で取りうる駆動力配分の組合せ全てを抽出し、車両の数式モデル等を用い、この抽出したそれぞれの駆動力配分によって実現する駆動力配分を求めることによって得られる。

次に、前記実現可能車両挙動演算手段（ステップＳ１３０）において当該車両が実現可能として求めた実現可能な車両挙動の組合せの複数の集合の中から、当該車両の車両挙動の現在値と前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって再設定された車両挙動目標値との間で、当該車両挙動の現在値との差を評価する評価関数を最小とする車両挙動を選択する目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）により、この複数の車両挙動の組合せの集合の中から現在の車両挙動と新たに設定された目標車両挙動との間で、現在の車両挙動に最も近い車両挙動の組み合わせを選択する。この最も近い車両挙動とは、現在の前後方向力，横方向力，ヨーモーメントとの差を評価する評価関数等を考え、この評価関数を最小化するような車両挙動を選択する。

そして、前記目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）により選択された車両挙動を実現する駆動力配分を求める駆動力配分決定手段（ステップＳ１５０）により、この選択された車両挙動の組合せを実現する駆動力配分は既知であるので、この駆動力配分となるよう各輪の駆動トルクを制御する（ステップＳ２００）。

尚、各輪１〜４の駆動力制限内で実現可能な車両挙動の集合の演算方法、および選択された車両挙動を実現する駆動力配分の求め方の例については、既に説明した通りである。

したがって、本実施形態の車両の駆動力配分装置においては、比較例と同様に時刻（ｔ１）で突然左前輪が駆動力を出せなくなった場合に、各輪１〜４の駆動力が「０」となるように車両挙動目標値を設定した結果の一例を、図１７のタイムチャートに示す。図１７タイムチャートは、上から順に図１６と同じデータを表している。図１７の領域（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、左前輪１で駆動力が出せないという制約下において、実現可能な前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの範囲である。

このように本実施形態では、駆動力の再配分をすることにより、車両挙動の変化を最小限に抑えながら新たな目標車両挙動に遷移するので、比較例である図１６の（Ｂ）のような駆動力を出せなくなった直後の車両挙動変化の抑制や、図１６の（Ｃ）のように車両挙動が振動的になることを防止できる効果が期待でき、ドライバーの運転性を向上させることができる。これは請求項１の効果である。

また、本実施形態において、ステップＳ１３０に記載した、一周期前の制御周期における各輪の駆動力和とほぼ等しい駆動力和となる駆動力配分についてのみ、実現する車両挙動を求める構成（請求項２）の方法、即ち、実現可能車両挙動演算手段（ステップＳ１３０）として、前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）において新たな目標値を設定した車両挙動について、各輪１〜４の駆動力の和が一周期前の制御周期において前記駆動力配分決定手段（ステップＳ１５０）によって求められた各輪の駆動力の和から所定の範囲内にある駆動力配分に対してのみ、当該車両が実現可能な値の組合せの複数の集合を求めてもよい。

これは、各輪１〜４の舵角を微小とした場合、各輪１〜４の駆動力和は前後方向力とほぼ等しくなる。従って、前後方向力を含む車両挙動の変化を緩やかにする駆動力配分は、一周期前の制御周期における各輪１〜４の駆動力和と駆動力和がほぼ等しい駆動力配分の中にあることを利用している。

このような構成とすることによって、各輪１〜４の駆動力制限内で取り得る全ての駆動力配分によって実現する車両挙動を求める必要がなくなり、演算負荷を大幅に低減できるので、演算装置のコストダウンが期待できる。

本実施形態において、下記の記載する請求項３の技術を用いる場合について説明する。この請求項３の技術では、前記ステップＳ１４０において、以下に説明する方法により、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せ（Ｆx（fa），Ｆy（fa），Ｍ（fa））を設定する。

まず、図２のフローチャートによる制御の一周期前のステップＳ１００において求めた、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの現在の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**を１ステップ前車両挙動目標値Ｆx old^**，Ｆy old^**，Ｍold^**に設定する。

また、同じく制御の一周期前において、ステップＳ９０で求めた基準各輪駆動力制約条件フラグｆｓoldから、ｊ＝ｆｓoldとなる車両挙動基準目標値Ｆx^**（ｆｓold)，Ｆy^**（ｆｓold)，Ｍ^**（ｆｓold)を１ステップ前車両挙動基準目標値Ｆx base old^**，Ｆy base old^**，Ｍbase old^**に設定する。

また、同じく制御の一周期前において、このステップＳ１４０で推定した車両挙動Ｆx，Ｆy，Ｍを１ステップ前車両挙動Ｆx old，Ｆy old，Ｍoldに設定する。

また、現在の制御周期においても、ステップＳ９０で求めたｆｓoldから、ｊ＝ｆｓoldとなる前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**（ｆｓold)，Ｆy^**（ｆｓold)，Ｍ^**（ｆｓold)を求め、車両挙動基準目標値Ｆx base^**，Ｆy base^**，Ｍbase^**に設定する。

次に、最遅内分比車両挙動応答Ｆx ns，Ｆy ns，Ｍnsを、下記の式（３５）〜式（３７）、
Ｆx ns＝Ｆx base^**＋（Ｆx^**−Ｆx base^**）
×[(Ｆx base old^**−Ｆx old)／(Ｆx base old^**−Ｆx old^**)]・・・（３５）
Ｆy ns＝Ｆy base^**＋（Ｆy^**−Ｆy base^**）
×[(Ｆy base old^**−Ｆy old)／(Ｆy base old^**−Ｆy old^**)]・・・（３６）
Ｍns＝Ｍbase^**＋（Ｍ^**−Ｍbase^**）
×[(Ｍbase old^**−Ｍold)／(Ｍbase old^**−Ｍold^**)] ・・・（３７）
の通り求める。

そして、ステップＳ１３０で求めた評価関数Ｊを最小化する前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せについて、それぞれ最遅内分比車両挙動応答Ｆx ns，Ｆy ns，Ｍnsと前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの現在の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある組合せを抽出する。

そして、この抽出された組合せについてのみ、前記した式（３０）による評価を行い、評価関数Ｊを最小化する前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを選択し、この時の(ｌ)をｆａに設定し、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx（fa），Ｆy（fa），Ｍ（fa）を設定する。

また、最遅内分比車両挙動応答と車両挙動（Ｆx nsとＦx，Ｆy nsとＦy，ＭnsとＭ）について、それぞれ現在の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との差が小さい方の値と現在の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを抽出した上で、式（３０）による評価を行うと尚よい。

また、横方向力や前後方向力の動的目標値を評価しない、或いは設定しない場合には、前記した式（３１）や式（３２）による評価を行い、車両挙動の組合せを抽出するようにしてもよい。

以上をまとめると、目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）として、一周期前の制御周期において前記目標車両挙動設定手段（ステップＳ１００）によって設定された車両挙動目標値（１ステップ前車両挙動基準目標値)Ｆx base old^**と同じく一周期前の制御周期において前記目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）によって選択された車両挙動（１ステップ前車両挙動)Ｆx oldとの差（Ａ）と、同じく一周期前の制御周期において前記目標車両挙動選択手段（ステップＳ１００）によって選択された車両挙動（１ステップ前車両挙動目標値)Ｆx old^**と同じく一周期前の制御周期において前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって決定された車両挙動目標値（１ステップ前車両挙動基準目標値)Ｆx base old^**との差（Ｂ）とを求め、前記車両挙動差（Ａ）と前記車両挙動差（Ｂ）との比を求める車両挙動内分比演算手段[(Ｆx base old^**−Ｆx old)／(Ｆx base old^**−Ｆx old^**)]と、前記目標車両挙動設定手段（ステップＳ１００）によって設定された車両挙動目標値（車両挙動基準目標値)Ｆx base^**と前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって決定された車両挙動目標値Ｆx^**との間で、前記車両挙動内分比演算手段で求めた内分比となる車両挙動Ｆx nsを求める車両挙動内分値設定手段［Ｆx base^**＋（Ｆx^**−Ｆx base^**）×[(Ｆx base old^**−Ｆx old)／(Ｆx base old^**−Ｆx old^**)]］と、を備え、前記車両挙動内分値設定手段によって設定された車両挙動Ｆx nsと前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値Ｆx^**との間で、且つ前記車両挙動内分値設定手段によって設定された車両挙動Ｆx nsとの誤差を評価する評価関数を最小とする車両挙動の組合せを選択するようにしている。

この請求項３による方法では、各輪１〜４で問題なく要求駆動力が出せる場合における車両挙動目標値と、何れか１輪以上で要求された駆動力を出せない場合の車両挙動目標値との間で、その内分比が一周期前の制御周期と比較して変化しない、或いは何れか1輪以上で要求された駆動力を出せない場合の車両挙動目標値に近づく車両挙動となるように駆動力配分を制御する構成としている。

このような構成とすることによって、車両挙動の変化を期待して行ったドライバーの操作に対する車両挙動の応答が、ドライバーにとってより好適となることが期待できる。

また、本実施形態において、下記に記載する請求項４の技術を用いる場合について説明する。この請求項４の技術では、前記ステップＳ１４０において、時間閾値Ｔw（単位：sｅｃ）以下で、車両挙動がステップＳ１００で設定した前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**に到達するように、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)を選択する。その方法について以下に述べる。

まず、推定された車両挙動Ｆx，Ｆy，Ｍと、この車両挙動の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**の差を取り、最遅車両挙動応答Ｆx s，Ｆy s，Ｍsを下記の式（３８）〜式（４０）、
Ｆｘ s＝Ｆｘ＋（Ｆｘ^**−Ｆｘ）×（Ｔｆｋ／Ｔｗ） ・・・（３８）
Ｆｙ s＝Ｆｙ＋（Ｆｙ^**−Ｆｙ）×（Ｔｆｋ／Ｔｗ） ・・・（３９）
Ｍs＝Ｍ＋（Ｍ^**−Ｍ）×（Ｔｆｋ／Ｔｗ） ・・・（４０）
の通り求める。

尚、式（３８）〜式（４０）のＴｆｋ（単位：ｓｅｃ）は、状態遷移フラグｆｋが「０」から「１」に変化した瞬間からの時間であり、コントローラ８内蔵のタイマーでカウントされる。時間Ｔｆｋは状態遷移フラグｆｋが「０」の場合には常に「０」が代入される。

本実施例では、時間Ｔwに１.０[ｓｅｃ]が設定されるが、急旋回時や路面摩擦係数が低い路面を走行している場合には、この時間Ｔwをもっと長くするようにすると尚よい。

また、最遅車両挙動応答Ｆx s，Ｆy s，Ｍsを、上記した式（３８）〜式（４０）の通り求めず、車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**に時間的な遅れをかけて到達するようにしてもよい。

そして、ステップＳ１３０で求めた前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せについて、それぞれ最遅車両挙動応答Ｆx s，Ｆy s，Ｍsと車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある組合せを抽出する。そして、この抽出された組合せについてのみ、前記した式（３０）による評価を行い、評価関数Ｊを最小化するＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを選択し、この時の(l)をfaに設定し、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)を設定する。

また、最遅車両挙動応答と推定された車両挙動（Ｆx sとＦx，Ｒy sとＦy，ＭsとＭ）について、それぞれ車両挙動の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との差が小さい方の値と車両挙動の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを抽出した上で、前記した式（３０）による評価を行うと尚よい。

また、横方向力や前後方向力の動的目標値を評価しない、或いは、設定しない場合には、前記した式（３１）や式（３２）による評価を行い、車両挙動の組合せを抽出するようにしてもよい。

以上を要約すれば、目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）として、前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって再設定された車両挙動への到達する最も遅い車両挙動（Ｆx s，Ｆy s，Ｍs）の応答速度を設定する最遅車両挙動応答設定手段（式３８〜４０）を備え、前記最遅車両挙動応答設定手段によって設定された車両挙動（Ｆx s，Ｆy s，Ｍs）と、前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって再設定された車両挙動目標値（Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**）との間から当該車両挙動の現在値との誤差を評価する評価関数を最小とする車両挙動の組合せを選択するようにしている。

この請求項４による方法では、現在の車両挙動と新たに設定された目標車両挙動との間の複数の車両挙動の組合せの集合を、ある時間閾値よりも早く新たに設定された目標車両挙動に到達する複数の車両挙動の組合せのみに制限し、この制限された複数の車両挙動の組合せの中で現在の車両挙動に最も近い車両挙動の組合せを選択する構成としている。

このような構成とすることによって、新たに設定された目標車両挙動に、任意に設定されたある時間閾値以内で到達することができる。これは新たに設定される目標車両挙動への遷移時間をドライバー等が予め予想できるため、ドライバーの運転性向上が期待できる。

また、本実施形態において、下記に記載する請求項５の技術を用いる場合について説明する。この請求項５の技術では、前記ステップＳ１４０において、以下に説明する方法により、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)を設定する。

まず、モータ１１〜１４の温度Ｔiの時間変化dＴi（単位：ｄｅｇ／ｓ）を求め、何れか１輪以上でこの温度Ｔｉの時間的変化dＴiが温度変化閾値dＴth、或いは、温度Ｔiが温度閾値Ｔthを超えた場合、推定された車両挙動Ｆx，Ｆy，Ｍと、この車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**の差を取り、制限変化時最遅車両挙動応答Ｆx ss，Ｆy ss，Ｍssを、下記の式（４１）〜式（４３）、
Ｆｘss＝Ｆｘ＋（Ｆｘ^**−Ｆｘ）×（Ｔem／Ｔm） ・・・（４１）
Ｆｙss＝Ｆｙ＋（Ｆｙ^**−Ｆｙ）×（Ｔem／Ｔm） ・・・（４２）
Ｍss＝Ｍ＋（Ｍ^**−Ｍ）×（Ｔem／Ｔm） ・・・（４３）
の通り求める。

尚、式（４１）〜式（４３）のＴm（単位：ｓｅｃ）は、本実施例では０.１[ｓｅｃ]が設定される。また、Ｔmは状態遷移フラグｆｋが０の場合には常に０が代入される。また経過Ｔem（単位：ｓｅｃ）は、温度の時間的変化dＴiが温度変化閾値dＴth、或いは、温度Ｔiが温度閾値Ｔthを超えた瞬間からの時間であり、コントローラ８内蔵のタイマーでカウントされる。

本実施例では、Ｔmに０.１[ｓｅｃ]が設定されるが、温度Ｔiが高くなる、或いは、その時間変化dＴiが大きくなる場合には、Ｔmを短くするように設定すると尚よい。

また、制限変化時最遅車両挙動応答Ｆx ss，Ｆy ss，Ｍssを式（４１）〜式（４３）の通り求めず、車両挙動の目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**に時間的な遅れをかけて到達するようにしてもよい。

そして、ステップＳ１３０で求めた前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せに対して、それぞれ制限変化時最遅車両挙動応答Ｆx ss，Ｆy ss，Ｍssと車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある組合せを抽出する。そして、この抽出された組合せについてのみ、前記した式（３０）による評価を行い、評価関数Ｊを最小化する前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを選択し、この時の(ｌ)をFaに設定し、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せ（Ｆx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)）を設定する。

また、制限変化時最遅車両挙動応答と推定した車両挙動（Ｆx ssとＦｘ，Ｆy ssとＦy，ＭssとＭ）について、それぞれ車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との差が小さい方の値と車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを抽出した上で、前記した式（３０）による評価を行うと尚よい。

また、横方向力や前後方向力の動的目標値を評価しない、或いは設定しない場合には、前記した式（３１）や式（３２）による評価を行い、車両挙動の組合せを抽出するようにしてもよい。

以上を要約すると、前記目標車両挙動選択手段（ステップＳ１４０）は、各輪１〜４の駆動力制限値の変化を予測する駆動力制限値変化予測手段（式４１〜４３）を備え、
前記駆動力制限値変化予測手段によって当該各輪１〜４の駆動力制限値がより小さくなり駆動力配分の自由度が減少傾向にあると判断された場合には、当該各輪１〜４の駆動力制限値の変化量に応じて、前記車両挙動目標値再設定手段（ステップＳ１００）によって再設定された車両挙動へ到達する最も遅い車両挙動の応答速度を設定する制限変化時最遅車両挙動応答（Ｆx ss，Ｆy ss，Ｍss）と、前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値（Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**）との間から、前記実現可能車両挙動演算手段（ステップＳ１３０）による当該車両が実現可能な値の組合せの複数の集合を求めるようにしている。

この請求項５による方法では、各輪１〜４の駆動力制限が現在よりも更に厳しくなることを予測する機能を備え、駆動力制限が厳しくなると予測される場合には、現在の車両挙動と新たに設定された目標車両挙動との間で、請求項１よりも速やかに新たに設定された目標車両挙動に到達する車両挙動となるように制御する構成としている。

このような構成とすることによって、車両挙動の変化を最小限に抑えながら新たな目標車両挙動に遷移すると、一部の車輪の駆動力配分が大きくなりモータ等の駆動源が過熱して更に駆動力制限が厳しくなって、結果的に車両挙動変化が大きくなってしまうことを防止でき、ドライバーの運転性向上が期待できる。

また、ステップＳ１４０において、請求項３と請求項４と請求項５の技術の内２つ、或いは３つを同時に使用すると尚よい。例えば、請求項３と請求項４と請求項５の技術を３つ同時に用いる場合、最遅内分比車両挙動応答と最遅車両挙動応答と制限変化時最遅車両挙動応答と推定した車両挙動（Ｆx nsとＦx sとＦx ssとＦx，Ｆy nsとＦy sとＦy ssとＦy，ＭnsとＭsとＭssとＭ）について、それぞれ車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との差が小さい方の値を選択し、選択した各前後力，横力，ヨーモーメントと車両挙動の動的目標値Ｆx^**，Ｆy^**，Ｍ^**との間にある前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを抽出し、この抽出された組合せについてのみ、前記した式（３０）による評価を行い、評価関数Ｊを最小化する前後方向力，横方向力，ヨーモーメントＦx(l)，Ｆy(l)，Ｍ(l)の組合せを求め、この時の（ｌ)をFaに設定し、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx(fa)，Ｆy(fa)，Ｍ(fa)を設定する。

尚、この場合も、横方向力や前後方向力の動的目標値を評価しない、或いは、設定しない場合には、前記した式（３１）や式（３２）による評価を行い、車両挙動の組合せを抽出するようにしてもよい。

また、本実施形態において、下記に記載する請求項６の技術を用いる場合について説明する。この請求項６の技術では、前記した式（３０）の評価関数を下記の式（４４）、
Ｊ＝Ｑｘ（Ｆｘ(l)−Ｆｘ）²＋Ｑｙ（Ｆｙ(l)−Ｆｙ）²＋Ｑｍ（Ｍ(l)−Ｍ）²
＋ｄＱｘ［（ｄＦｘ(l)／ｄｔ）−（ｄＦｘ／ｄｔ）］²
＋ｄＱｙ［（ｄＦｙ(l)／ｄｔ）−（ｄＦｙ／ｄｔ）］²
＋ｄＱｍ［（ｓＭ(l)／ｄｔ）−（ｄＭ／ｄｔ）］² ・・・（４４）
に置き換える。

上記式（４４）のｄＱｘ，ｄＱｙ，ｄＱｍも重みであり、本実施例では全て１.０が設定される。この重みＱｘ，Ｑｙ，Ｑｍ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ＱｘをＱｙに対して大きくしたり、旋回中は逆にＱｘに対してＱｙを大きくする等、走行条件に応じて変化させると尚よい。

また、上記式（４４）のdＦx(l)/dt，dＦy(l)/dt，dＭ(l)/dt，dＦx/dt，dＦy/dt，dＭ/dtは、下記の式（４５）〜式（５０）、
ｄＦx(l)/dt＝（Ｆｘ(l)−Ｆｘ）／Ｔsamp ・・・（４５）
ｄＦy(l)/dt＝（Ｆｙ(l)−Ｆｙ）／Ｔsamp ・・・（４６）
dＭ(l)/dt＝（Ｍ(l)−Ｍ）／Ｔsamp ・・・（４７）
dＦx/dt＝（Ｆｘ−Ｆｘold）／Ｔsamp ・・・（４８）
dＦy/dt＝（Ｆｙ−Ｆｙold）／Ｔsamp ・・・（４９）
dＭ/dt＝（Ｍ−Ｍold）／Ｔsamp ・・・（５０）
の通り求める。

尚、上記式（４５）〜式（５０）中のＴsampは、図２のフローチャートによる制御周期（単位：ｓｅｃ）であり、本実施例では０.０１[ｓｅｃ]が設定される。

即ちこれら式（４５）〜式（５０）の値は、前後力，横力，ヨーモーメントの時間微分値であり、前記式（４４）の評価関数を用いることにより、各車両挙動の時間微分変化を最小化し、ドライバーの運転性を向上させる、前後方向力，横方向力，ヨーモーメントの組合せＦx（fa），Ｆy（fa），Ｍ（fa）を設定することができる。

尚、この場合も、横方向力や前後方向力の動的目標値を評価しない、或いは設定しない場合には、下記した式（５１）や式（５２）、
Ｊ＝Ｑｘ（Ｆｘ(l)−Ｆｘ）²＋Ｑｍ（Ｍ(l)−Ｍ）²
＋ｄＱｘ［（ｄＦｘ(l)／ｄｔ）−（ｄＦｘ／ｄｔ）］²
＋ｄＱｍ［（ｄＭ(l)／ｄｔ）−（ｄＭ／ｄｔ）］² ・・・（５１）
Ｊ＝Ｑｙ（Ｆｙ(l)−Ｆｙ）²＋Ｑｍ（Ｍ(l)−Ｍ）²
＋ｄＱｙ［（ｄＦｙ(l)／ｄｔ）−（ｄＦｙ／ｄｔ）］²
＋ｄＱｍ［（ｄＭ(l)／ｄｔ）−（ｄＭ／ｄｔ）］² ・・・（５２）
による評価を行い、車両挙動の組合せを抽出するようにしてもよい。

この請求項６による方法では、車両挙動の時間差分の変化が小さくなるような構成としている。このような構成とすることによって、車両挙動変化の連続性が向上し、ライバーの運転性向上が期待できる。

以上説明した本実施形態における車両の駆動力配分装置の技術は、図１８に示すような、後輪３，４のみを左右独立に駆動する車両にも適用可能である。図１８に示す電動車両は、前輪１，２に対して、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とを駆動力源として備え、変速機１３、デファレンシャル１４を介して駆動力を左前輪１、右前輪２に伝達する。また、エンジン１０とモータ１２の間にはクラッチ１１を備え、エンジン１０の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た走行も可能とする。また、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することができる。尚、デファレンシャル１４は、左右輪１，２の回転数に差異が生じた場合に、一般のオープンデファレンシャル機構では、図１９（Ａ）に示すように、左右輪１，２への駆動力配分が同じであるのに対し、図１９（Ｂ）に示すように、回転速度が低い側の左右輪１または２側への駆動力配分を高くするような特性を有するビスカスデファレンシャル機構である。したがって、左側への旋回時には旋回内輪である左前輪１への駆動力配分が増加され、右側への旋回時には旋回内輪である右前輪２への駆動力配分が増加される。

このような車両に適用する場合には、前輪左右輪１，２の駆動力配分が図１９（Ｂ）の通りになっている前提で、ステップＳ３０の車両挙動推定や、ステップＳ４０〜Ｓ６０の車両挙動や駆動力配分の静的目標値導出を行う。

また、ステップＳ４０における図５の各輪駆動力の制約条件については、エンジン１０による発電が可能である点や、エンジン１０やトランスミッション１３が故障した場合等について考慮すると良い。

また、ステップＳ７０における車両挙動や駆動力配分の動的目標値については、例えば、先願技術（特願２００６−８４０３号、平成１８年１月１７日出願）を用いて求める。

また、本実施形態における車両の駆動力配分装置の技術は、図２０に示すように、エンジン５２により駆動されて発電するジェネレータ５１を備えて、ジェネレータ５１により得られる電力および／またはバッテリ９よりの電力により駆動されるモータ１１〜１４を各車輪１〜４毎に備え、四輪を独立に駆動できるハイブリッド車両にも適用可能である。この場合には、ステップＳ４０における図５の各輪駆動力の制約条件について、エンジン５２による発電が可能である点を考慮すれば良い。

また、本実施形態における車両の駆動力配分装置の技術は、図１や図１８や図２０に示す車両だけでなく、後輪３，４を前輪１，２とは違う角度で転舵できる車両や、ステアリング５の操舵量θと独立して各輪１〜４の舵角δ_iを制御できる車両等、ステアバイワイヤを装備した車両にも適用可能である。この場合には現在の操舵量をステップＳ１０における舵角δ_iに反映させればよい。

本発明の一実施形態を示す車両の駆動力配分装置を４輪を独立に駆動するモータを備えた電動車両に適用した概略構成図。 コントローラにより実行されるトルク配分制御のフローチャート。 コントローラにより実行される図２（Ａ）に続くトルク配分制御のフローチャート。 車両の各種状態量を演算するフローチャート。 制駆動力とタイヤ横力との関係を示す特性図。 車両挙動と駆動力配分を求める時の、各輪駆動力の制約条件を示す表。 アクセルペダルの踏み込み量と車体速に応じた車両前後方向力の静的な目標値を表すマップ。 ブレーキペダルの踏み込み量に応じた車両前後方向力の静的な目標値を表すマップ。 ステアリング角と車速と車両前後方向力に応じた車両横方向力の静的な目標値を表すマップ。 ステアリング回転角と車速と車両前後方向力に応じたヨーレートの静的な目標値を表すマップ。 各輪の駆動力配分の静的な目標値の一例を表すマップ（１）。 各輪の駆動力配分の静的な目標値の一例を表すマップ（２）。 バッテリの蓄電量と使用可能最大電力との関係を表す特性図。 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表すマップ。 車両の目標車両挙動と目標駆動力配分を決定するテーブル。 駆動力と車輪の速度に対するモータのロスを表すマップ。 四輪独立駆動車の機械的構成の一例を示す概略構成図。 従来技術を比較例とする制御結果の一例を示すタイムチャート。 本実施形態による制御結果の一例を示すタイムチャート。 車両の駆動力配分装置の他の実施例としての後輪を左右独立に駆動するモータを備えた電動車両の構成を示す概略構成図。 デファレンシャルにおける駆動力伝達特性（Ａ）、（Ｂ）を示す特性図。 車両の駆動力配分装置の更に他の実施例としての４輪を独立に駆動するモータを備えた電動車両の構成を示す概略構成図。

符号の説明

１〜４ 車輪
５ ステアリング
６ アクセルペダル
７ ブレーキペダル
８ コントローラ
９ バッテリ
１１〜１４ モータ
１５ ステアリングギヤ
１６ ステアリングアクチュエータ
２１〜２４ 車輪速センサ
２５ ステアリング角センサ
２６ アクセルストロークセンサ
２７ ブレーキストロークセンサ
３１〜３４ インバータ
４１〜４４ 舵角センサ
５１ ジェネレータ
５２ エンジン
５３ コンバータ
１００ 加速度センサ
１０１ ヨーレートセンサ

Claims (6)

1. 前輪と左後輪と右後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは左前輪と右前輪と後輪を夫々独立に駆動する車両、或いは四輪を夫々独立に駆動する車両の駆動力配分装置において、
   前後方向力と横方向力とヨーモーメントの内の少なくとも２つ以上の車両挙動について目標値を設定する目標車両挙動設定手段と、
   前記各輪の駆動力制限値を検出或いは推定する駆動力制限検出手段と、
   前記各輪の駆動力制限値に基づいて、前記目標車両挙動設定手段によって設定された車両挙動目標値を変更する必要があることを判定する車両挙動目標値変更要否判定手段と、
   前記車両挙動目標値変更要否判定手段によって前記車両挙動目標値を変更すべき状態にあると判定された場合に、前記目標車両挙動設定手段において目標値を設定した車両挙動について新たな目標値を設定する車両挙動目標値再設定手段と、
   前記車両挙動目標値再設定手段において新たな目標値を設定した車両挙動の内少なくとも２つ以上の車両挙動について、当該車両が実現可能な組合せの複数の集合を、前記各輪の駆動力制限値に基づいて求める実現可能車両挙動演算手段と、
   前記実現可能車両挙動演算手段において当該車両が実現可能として求めた実現可能な車両挙動の組合せの複数の集合の中から、当該車両の車両挙動の現在値と前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値との間で、当該車両挙動の現在値との差を評価する評価関数を最小とする車両挙動を選択する目標車両挙動選択手段と、
   前記目標車両挙動選択手段により選択された車両挙動を実現する駆動力配分を求め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装置。
2. 前記実現可能車両挙動演算手段は、前記車両挙動目標値再設定手段において新たな目標値を設定した車両挙動について、各輪の駆動力の和が一周期前の制御周期において前記駆動力配分決定手段によって求められた各輪の駆動力の和から所定の範囲内にある駆動力配分に対してのみ、当該車両が実現可能な値の組合せの複数の集合を求め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装置。
3. 前記目標車両挙動選択手段は、一周期前の制御周期において前記目標車両挙動設定手段によって設定された車両挙動目標値と同じく一周期前の制御周期において前記目標車両挙動選択手段によって選択された車両挙動との差（Ａ）と、同じく一周期前の制御周期において前記目標車両挙動選択手段によって選択された車両挙動と同じく一周期前の制御周期において前記車両挙動目標値再設定手段によって決定された車両挙動目標値との差（Ｂ）とを求め、前記車両挙動差（Ａ）と前記車両挙動差（Ｂ）との比を求める車両挙動内分比演算手段と、
   前記目標車両挙動設定手段によって設定された車両挙動目標値と前記車両挙動目標値再設定手段によって決定された車両挙動目標値との間で、前記車両挙動内分比演算手段で求めた内分比となる車両挙動を求める車両挙動内分値設定手段と、を備え、
   前記車両挙動内分値設定手段によって設定された車両挙動と前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値との間で、且つ前記車両挙動内分値設定手段によって設定された車両挙動との誤差を評価する評価関数を最小とする車両挙動の組合せを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の駆動力配分装置。
4. 前記目標車両挙動選択手段は、前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動への到達する最も遅い車両挙動の応答速度を設定する最遅車両挙動応答設定手段を備え、
   前記最遅車両挙動応答設定手段によって設定された車両挙動と、前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値との間から当該車両挙動の現在値との誤差を評価する評価関数を最小とする車両挙動の組合せを選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の車両の駆動力配分装置。
5. 前記目標車両挙動選択手段は、各輪の駆動力制限値の変化を予測する駆動力制限値変化予測手段を備え、
   前記駆動力制限値変化予測手段によって当該各輪の駆動力制限値がより小さくなり駆動力配分の自由度が減少傾向にあると判断された場合には、当該各輪の駆動力制限値の変化量に応じて、前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動へ到達する最も遅い車両挙動の応答速度を設定する制限変化時最遅車両挙動応答と、前記車両挙動目標値再設定手段によって再設定された車両挙動目標値との間から、前記実現可能車両挙動演算手段による当該車両が実現可能な値の組合せの複数の集合を求め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装置。
6. 前記目標車両挙動選択手段は、一周期前の車両挙動変化と現在の車両挙動変化との差を評価に組み込んだ評価関数を最小とする車両挙動の組合せを選択することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の車両の駆動力配分装置。