JP4958808B2 - 複数駆動源の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の駆動源により前後左右の４箇所の車輪が駆動される車両で、前記複数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力制御装置に関する。

特許文献１及び特許文献２には、車両の前後方向及び左右方向の駆動要求がなされた場合に、旋回時に必要とされる左右方向の駆動力を満たすように駆動力を決定してモータを制御する車両の制御装置が提案されている。

これらの装置では、２つの要求値、すなわち左右後輪のトルク合計値及び左右後輪のトルク差に基づく制御を行っており、車両前後方向の要求駆動トルクは、車両の左右輪のそれぞれを独立に駆動する左右の駆動ユニットに要求されるトルクの和で求められている。

また、車両左右方向の旋回要求トルクは、左の駆動ユニットに要求されるトルクと、右の駆動ユニットに要求されるトルクとの差分で求められる。このようにして求められた車両前後方向の要求駆動トルクと車両左右方向の要求駆動トルクとを満たすように、左右の駆動ユニットのトルクを決定している。

特開２００５−７３４５７号公報 特開２００５−７３４５８号公報

ところで、特許文献１の装置では、左右の駆動ユニットのトルク配分をする手段については開示されているものの、車両の前後輪に対する駆動トルクの配分については考慮されていない。したがって、特許文献１の装置では、複数駆動源を用いて前後輪の駆動力配分と左右輪の駆動力配分とを共に行う場合には適用できない。

このことについてさらに説明する。例えば、図２０に示すように、対象とする車両９００は左右前輪をエンジン９０２で駆動するとともに、ドライブシャフト及びディファレンシャルギア９０４を介して右後輪９０６及び左後輪９０８を駆動するものとする。以下、車両は図面の右方向が前方（矢印Ｆｒで示す。以下同様である。）とする。右後輪９０６及び左後輪９０８は図示しない制御装置の作用下に、ディファレンシャルギア９０４によるトルク分配が可能である。このように４輪を駆動することができ、前輪か後輪の少なくとも一方の組で、左右輪に対してトルク分配ができる車両では旋回性能が向上するが４輪に対してどのようにトルク分配をするかによって車両の挙動が変化する。

車両の挙動を規定するためには、例えば、前方への駆動トルク、左右方向への旋回トルク及び前輪と後輪のトルク配分比率の３つの要素により規定することができる。旋回トルクは、右輪のトルクと左輪のトルクとの差分で求められる。

従来の車両９００では、例えば駆動トルクが１００Ｎｍ、旋回トルクが６０Ｎｍ、前後比率が０．４であるとすると、先ず前輪のトルクを１００×０．４＝４０Ｎｍとして求め、右前輪及び左前輪は同じトルクを発生することから、それぞれ４０÷２＝２０Ｎｍを発生する。後輪は、合計で、１００−４０＝６０Ｎｍを発生することになる。次に、旋回トルクは６０Ｎｍであることから、図２０の仮想線で示すように右後輪が６０Ｎｍを発生し、左後輪が０Ｎｍとすればよい。しかしながら、ディファレンシャルギア９０４の制限等により右後輪が４０Ｎｍしか発生し得ない場合には、残余の２０Ｎｍは左後輪に分配され、車両９００全体としての合計の駆動トルクは１００Ｎｍが維持できるが、旋回トルクは４０−２０＝２０Ｎｍとなってしまい、目標の６０Ｎｍを発生し得ない。

また、図１に示すように、車両１０は、左右の前輪１２を前モータ１４で駆動し、左の後輪１６Ｌをモータ１８Ｌで駆動するとともに、右の後輪１６Ｒをモータ１８Ｒで駆動するものとする。モータ１８Ｌ及び１８Ｒは、例えばインホイールモータである。各モータと車輪との間には減速機や操舵機が介在していてもよい。駆動力制御装置２０と各モータとの間には、図示しないモータドライバ（インバータ等）が設けられている。この車両１０は、前記の車両９００と同様に、４輪を駆動することができるとともに、後輪については左右輪に対してトルク分配をすることができる。前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒは、駆動力制御装置２０によって駆動制御されている。

この車両１０を、前記と同じ条件で駆動させる場合、前輪についてはそれぞれ４０÷２＝２０Ｎｍを発生し、後輪は、１００−４０＝６０Ｎｍを発生することになる。次に、旋回トルクは６０Ｎｍであることから、図１の仮想線で示すように右後輪が６０Ｎｍを発生し、左後輪が０Ｎｍとすればよい。しかしながら、モータ１８Ｒは高回転になると発生するトルクが減少することが一般的であり、例えば右後輪が４０Ｎｍしか発生し得ないとする。そうすると、目標の旋回トルクは６０Ｎｍであることから、左の後輪１６Ｌのモータ１８Ｌは、４０−６０＝−２０Ｎｍとなり、逆向きのトルクを発生すればよいことが分かる。

しかしながら、この場合には前に向かう全トルクが２０＋２０＋４０−２０＝６０Ｎｍとなり、目標の１００Ｎｍよりも相当に低くなってしまう。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、前後、左右で独立に駆動源が設けられた場合においても、乗員による操作や状態が変化した場合に、できるだけそれらに応じた駆動力を出力することのできる複数駆動源の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る複数駆動源の駆動力制御装置は、以下の特徴を有する。

（１） 複数の駆動源により前後左右の４箇所の車輪が駆動される車両で、前記複数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力制御装置において、乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される車両の前後方向の駆動力である要求車両駆動力を演算する要求車両駆動力演算手段と、乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される車両の旋回方向の駆動力である要求旋回駆動力を演算する要求旋回駆動力演算手段と、乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される前記要求車両駆動力を前後輪に配分するのに必要な配分比である要求前後配分比を演算する要求前後配分比演算手段と、前記複数の駆動源の各々が出力可能な駆動力範囲内で、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比をそれぞれ満足するように、前記複数の駆動源の駆動力指令値を調整する駆動力調整手段とを備え、前記駆動力調整手段は、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比を同時に満足できるかを判定し、同時に満足できない場合には、乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比のうち優先させるべき要求値を選択して、該選択に応じた調整を行うことを特徴とする。

これにより、前後独立の駆動源が設けられた車両で、乗員による操作や状態が変化した場合に、できるだけそれらに応じた駆動力を出力することができる。なお、本願における駆動力制御装置は、物理的に１つのユニットに構成されている必要はなく、複数のユニットから構成されるものであって、実質的には駆動力制御システムであってもよい。４箇所の車輪とは、４輪構成に限らず、前後左右の４箇所に少なくとも１輪以上（例えば、２輪ずつ）設けられた形式を示す。

（２） 前記要求車両駆動力と前記要求旋回駆動力と前記要求前後配分比とを同時に満足できない場合、前記要求車両駆動力及び前記要求旋回駆動力を優先的に維持し、前記要求前後配分比については変更を許容することを特徴とする。

これにより、３つの要求値（つまり要求車両駆動力、要求旋回駆動力及び要求前後配分比）のうち、要求前後配分比の変化は乗員にとって最も違和感が少ないため、３つの要求値を全て満足できない場合には、前記要求車両駆動力と前記要求旋回駆動力を優先させることで、乗員に違和感の少ない駆動力制御を行うことができる。

（３） 前記車両は、前側左右輪と後側左右輪のうち一方の組が１つの共通駆動源により駆動され、他方の組が２つの個別駆動源により駆動されるように構成され、前記駆動力調整手段は、２つの前記個別駆動源の駆動力の二輪合計値である二輪合計駆動力をＸ軸、２つの前記個別駆動源の駆動力の差分である差分駆動力をＹ軸とする仮想の座標平面上で、２つの前記個別駆動源のうち右輪の駆動源のその時点の最大駆動力及び最小駆動力を表す直線と、２つの前記個別駆動源のうち左輪の駆動源のその時点の最大駆動力及び最小駆動力を表す直線を設定し、これらの４つの直線に囲まれて形成される四角形により前記駆動力範囲が表され、該四角形の範囲内で前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比が成立するように前記共通駆動源及び前記個別駆動源に入力される駆動力指令値を調整することを特徴とする。

このような四角形を設定することにより、簡便且つ正確に３つの要求値を満たす値を求めることができる。なお、四角形の範囲内とは、該四角形の枠線上を含む。

（４） 前記座標平面上で、前記二輪合計値の取り得る基準範囲は、前記要求車両駆動力と前記共通駆動源の取り得る駆動力範囲との差分により求められ、前記二輪合計値の基準値は、前記Ｙ軸と平行な第１直線で設定され、前記要求旋回駆動力の基準値は、前記Ｘ軸と平行な第２直線で設定され、前記駆動力調整手段は、前記二輪合計値の取り得る基準範囲内で、前記二輪合計駆動力と前記差分駆動力との値が、前記第１直線と前記第２直線との交点の値となるように複数の前記共通駆動源及び前記個別駆動源の駆動力を調整することを特徴とする。

このような処理により、左右輪の駆動力の合計値と駆動力の差分とを求めることができるため、調整すべき各駆動輪の駆動力を求めることができる。

（５） 前記交点が、前記四角形の範囲内に収まらない場合は、前記二輪合計値の基準値と前記要求旋回駆動力のうちいずれか一方を優先させるべき値として選択し、該選択に応じて前記二輪合計値の取り得る基準範囲外で、且つ前記四角形の範囲内となるように調整を行うことを特徴とする。

これにより、可及的に要求に近い車両挙動を得ることができる。

（６） 車両状態の制御手段から得られる前記個別駆動源に対する駆動力制限に基づいて前記駆動力範囲を調整することを特徴とする。

これにより、ＶＳＡ、ＡＢＳ及びＴＣＳ等の車両状態の制御手段から駆動力制限指令が入力された場合においても、それらの制限を満足する駆動力をとるように駆動力制御装置が駆動力調整を行うことができる。したがって、駆動力制御装置から一度駆動力指令を出した後に、他の手段により駆動力を制限する必要はなく、駆動力制御装置で一括して車両全体の駆動力制御を行うことができ、効率的である。また、所定の車輪に対して駆動制限がかかった場合においても、３つの要求を満足するように他の車輪で補償させることができる。

本発明に係る複数駆動源の駆動力制御装置によれば、前後独立の駆動源が設けられた車両で、乗員による操作や状態が変化した場合に、できるだけそれらに応じた駆動力を出力することができる。

以下、本発明に係る複数駆動源の駆動力制御装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１９を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る駆動力制御装置２０は、車両１０に搭載されているものとする。つまり、車両１０は、上記の通り、左右の前輪１２を共通の前モータ（共通駆動源）１４で駆動し、右の後輪１６Ｒをモータ（個別駆動源）１８Ｒで駆動し、左の後輪１６Ｌをモータ（個別駆動源）１８Ｌで駆動する。もちろん本実施の形態に係る駆動力制御装置２０の制御内容は上記の説明とは異なり、以下に説明する制御を行う。以下、前輪１２Ｌ、前輪１２Ｒ、後輪１６Ｌ及び後輪１６Ｒは、必要に応じて車輪とも呼ぶ。

各モータ（駆動源）と車輪との間には減速機や操舵機が介在していてもよい。駆動力制御装置２０と各モータとの間には、図示しないモータドライバ（インバータ等）が設けられている。前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒに対する電力供給源は、リチウムイオン電池等のバッテリ、エンジンに接続された発電機、又は燃料電池等が挙げられる。

駆動力制御装置２０は、４輪構成に限らず、前後左右の４箇所に少なくとも１輪以上（例えば、２輪ずつ）設けられた形式の車両に適用可能である。

駆動力制御装置２０は、外部制御装置２２と接続されている。外部制御装置２２は、ＶＳＡ（vehicle stability assist）、ＡＢＳ（anti-lock brake system）及びＴＣＳ（traction control system）等の車両状態の制御手段であり、前輪１２、後輪１６Ｒ及び１６Ｌについての各トルク制限に関する情報を駆動力制御装置２０に供給する。

ＶＳＡは、ＡＢＳ及びＴＣＳを含み得るシステムであり、さらに車両１０の横すべり抑制制御等を加えた車両安定化制御システムである。ＡＢＳは、急ブレーキ時等で、タイヤがロックして路面上をスリップする場合に、自動的にポンピングブレーキを行い、車輪のロックを防止するシステムである。ＴＣＳは、急発進等で起こる駆動輪のタイヤスピンをコンピュータが検知し、トルクを制御することでタイヤと路面とのグリップを回復してスピンを防ぐシステムである。

また、外部制御装置２２では、走行路面のμ値の判断を行い、スプリットμ路面を走行していると判断するときには該情報を駆動力制御装置２０に供給する。ここで、スプリットμ路面とは、車両の右側車輪と左側車輪で路面の滑り易さが異なる状況の路面の事である。例えば、右側車輪が水たまりで左側車輪が乾いたアスファルト上にあればこれはスプリットμ路面に相当する。極端な場合としては、片側が氷で反対側がアスファルトの場合もあり得る。このような場合、左右輪で同じ駆動力を発生させると、路面μの高い側の車輪はしっかりグリップしているものの路面μの低い側の車輪が滑り出すということが起こり得る。この場合、結果的に車両にヨーモーメントが働く事になり、運転者の意図とは関係なく車は曲がろうとする。駆動力制御装置２０と外部制御装置２２は、一部又は全部が共通であってもよい。

駆動力制御装置２０では、先ず、車両１０を前方へ駆動するための要求車両駆動トルク（要求車両駆動力）Ｔｒｅｑ０と、車両１０を左右へ旋回させるための要求旋回トルク（要求旋回駆動力）Ｎｒｅｑ０と、左右の前輪１２と左右の後輪へのトルクの目標配分比である要求前後配分比Ｋ０とを微小時間毎に決定し、諸条件によって前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒに対する実際のトルク配分を調整・設定する。

駆動力制御装置２０の説明に先立ち、記号の定義、前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒの特性、駆動力制御装置２０の制御において用いられる後輪トルク四角形３０について説明する。

駆動力制御装置２０の制御において用いる記号を次のように定義する。すなわち、
前モータ１４及び左右の前輪１２で発生するトルクをＴｆ、
左の後輪１６Ｌ及びモータ１８Ｌで発生するトルクをＴｒｌ、
右の後輪１６Ｒ及びモータ１８Ｒで発生するトルクをＴｒｒ、
アクセルペダル等から算出される車両１０全体としての総トルク要求を要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０、
Ｔｒｅｑ０を駆動力制御装置２０において調整した後の調整後総トルク要求をＴｒｅｑ、
アクセルペダルやハンドル等から算出される車両１０を旋回させる旋回要求を要求旋回トルクＮｒｅｑ０、
Ｎｒｅｑ０を駆動力制御装置２０において調定した後の調定後旋回要求（差分駆動力）をＮｒｅｑ、
アクセルペダル、ハンドル及びその他の条件から算出されるトルクの要求前後配分比をＫ０、
Ｋ０を駆動力制御装置２０において調定した後の値を調定後要求前後配分比をＫ、
後輪１６Ｒ及び後輪１６Ｌ（モータ１８Ｌ及び１８Ｒ）で発生させるべき後輪合計モータトルク要求（二輪合計駆動力）をＴｒ＿ｒｅｑ０、
Ｔｒ＿ｒｅｑ０を駆動力制御装置２０において調整した後の調整後後輪合計モータトルク要求（二輪合計駆動力）をＴｒ＿ｒｅｑ、
とする。また、それぞれの最大値には添え字ｍａｘを付し、最小値（マイナス値）には添え字ｍｉｎを付して表す。

調整後総トルク要求Ｔｒｅｑは、Ｔｒｅｑ＝Ｔｆ＋Ｔｒｒ＋Ｔｒｌとして求められる。

調整後旋回要求Ｎｒｅｑは、Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌとして求められる。

後輪合計モータトルクＴｒ＿ｒｅｑは、Ｔｒ＿ｒｅｑ＝Ｔｒｒ＋Ｔｒｌとして求められる。

図２に示すように、駆動力制御装置２０は、総トルク要求演算部（要求車両駆動力演算手段）１００と、前後配分要求演算部（要求前後配分比演算手段）１０２と、旋回要求演算部（要求旋回駆動力演算手段）１０４と、駆動力調整部（駆動力調整手段）１０６と、各モータトルク演算部１０８と、トルク四角形作成部１１０とを有する。トルク四角形作成部１１０は、後述する図４に規定されるモータ特性を記録したマップ１１０ａを有する。

総トルク要求演算部１００は、乗員による操作、あるいは車両１０の状態（例えば、アクセルペダル開度及びモータ回転数等）に応じて、要求される車両１０の前後方向の駆動力である要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０を求めて出力する。要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０は、車両１０の全体としての前後方向のトルク要求であり、前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒの合計要求トルクとなる。

前後配分要求演算部１０２は、乗員による操作、あるいは車両１０の状態（例えば、前後加速度や車速等）に応じて、要求される前記要求車両駆動力を前後輪に配分するのに必要な配分比である前後配分要求値Ｋ０を演算して出力する。前後配分要求値Ｋ０は、例えばモータの効率を考慮した配分方法や、前後加速度に応じた配分方法等が一般的である。効率考慮の配分方法では、３つあるモータのうちその時点で最も効率の良いモー夕を主に使用するように前後配分を設定し、車全体のエネルギ効率が向上する。前後加速度に応じた配分方法は、加重分担の大きい方により多くのトルクを配分するという手法であり、例えば、停止状態からの急発進等では荷重移動で後輪に荷重がのることから、後輪に対する配分を大きくする。

要求前後配分比Ｋ０及び調定後前後配分要求Ｋは、それぞれ０〜１の比として表され、１のとき前輪１２がＴｒｅｑ０又はＴｒｅｑの１００％を分担し、０のとき後輪１６Ｌ及び１６Ｒが１００％を分担する。

旋回要求演算部１０４は、乗員による操作、あるいは車両の状態（例えば、横方向加速度、ヨーレイト、ハンドル舵角及び車速等）に応じて、要求される車両１０の旋回方向の駆動力である要求旋回トルクＮｒｅｑ０を演算して出力する。アクセルペダル開度、モータ回転数、車速等は図示しない所定のセンサによって検出され、又は所定の演算手段によって求められる。

なお、車両１０の状態とは広義であり、車速、加減速、横Ｇ等の走行状態の他、外気温や車両１０における他の機器（例えば、エアコンディショナ）のエネルギ消費状況等を含み得る。

Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０及びＫ０は、駆動力制御装置２０以外の１以上の制御装置で設定して、該駆動力制御装置２０に供給されるようにしてもよい。駆動力制御装置２０は、物理的に１つのユニットに構成されている必要はなく、複数のユニットから構成されていてもよく、実質的には駆動力制御システムであってもよい。

トルク四角形作成部１１０は、外部制御装置２２から得られる情報に基づいて後輪トルク四角形３０を作成して駆動力調整部１０６に供給する。

駆動力調整部１０６は、後輪トルク四角形３０等を用い、Ｔｒｅｑ０、Ｋ０及びＮｒｅｑ０の実現性、妥当性について検討し、調整、調定を行い、Ｔｒｅｑ、Ｔｒ＿ｒｅｑ及びＮｒｅｑを求める。

各モータトルク演算部１０８では、Ｔｒｅｑ、Ｔｒ＿ｒｅｑ及びＮｒｅｑに基づいて各モータのトルクＴｆ、Ｔｒｒ及びＴｒｌを求める。

外部制御装置２２は、ＡＢＳ／ＴＣＳ１１２、ＶＳＡ１１４、エネルギマネジメントシステム１１６（バッテリシステム等）、路面μ推定部１１８を含み、後輪トルク四角形３０を作成するのに必要な情報をトルク四角形作成部１１０に供給する。便宜上、ＡＢＳ／ＴＣＳ１１２、ＶＳＡ１１４、エネルギマネジメントシステム１１６及び路面μ推定部１１８を１つの外部制御装置２２として表しているが、これらのシステムは分離していても構わないことはもちろんである。

図３に示すように、駆動力調整部１０６は、後輪合計トルク演算部１２０と、ロジック部１２２とを有する。後輪合計トルク演算部１２０は、要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０及び要求前後配分比Ｋ０に基づいて後輪合計要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０を求める。ロジック部１２２は、後輪トルク四角形３０を用い、Ｔｒｅｑ０、Ｔｒ＿ｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０の調定を行い、Ｔｒｅｑ、Ｔｒ＿ｒｅｑ及びＮｒｅｑを求める。

図４に示すように、モータ１８Ｌ、１８Ｒの特性は、回転数Ｎに対して発揮可能な最大トルク値は決まっており、それ以上のトルクはバッテリ電源や温度特性等種々の理由により発揮できないように設定されている。回転数Ｎに対して正負で同じ大きさのトルク(トルク＝０の線に対して上下対称のトルク曲線)を出力することが可能である。低回転時には一定且つ最大のトルクを発揮でき、それ以上の領域では略反比例的にトルクが減少する。このようなトルク特性は一般的なモータの特性であることは容易に理解されよう。前モータ１４も同様の特性である。前モータ１４は最大で±２５０Ｎｍ、後ろのモータ１８Ｌ及び１８Ｒはそれぞれ最大で±１２０Ｎｍのトルクを発生し得るものとする。したがって、後ろのモータ１８Ｌ及び１８Ｒの合計最大トルクは±２４０Ｎｍである。これらのモータ特性は、マップ化してトルク四角形作成部１１０に記録されている（図２参照）。

次に、後輪トルク四角形３０について説明する。後輪トルク四角形３０は、制御上用いられる仮想の座標上に設定され、後輪のモータ１８Ｌ及び１８Ｒで発生させるトルクについて表すものであり、図５に示すように、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑを横軸（Ｘ軸）、要求旋回トルクＮｒｅｑを縦軸（Ｙ軸）にとって表す。

後輪トルクＴｒ＿ｒｅｑは、車両全体としての前方への駆動トルクＴｒｅｑから前輪１２において分担するトルクＴｆを差し引いたトルクである。Ｘ軸の後輪トルクＴｒ＿ｒｅｑは、図５の右方向が前方へ向かうトルクで、左方向が後方へ向かうトルクである。Ｙ軸の旋回トルクＮｒｅｑは、図５の上方が左旋回トルクであり、下方が右旋回トルクである。

Ｘ軸の後輪駆動トルクＴｒ＿ｒｅｑは、右のモータ１８Ｒで発生するトルクＴｒｒと左のモータ１８Ｌで発生するトルクＴｒｌを加算した値であり、次の（１）式が成り立つ。
Ｔｒ＿ｒｅｑ＝Ｔｒｒ＋Ｔｒｌ …（１）

例えば、前方向への後輪車両駆動トルクＴｒ＿ｒｅｑの最大値は、モータ１８Ｒのプラスの最大トルク１２０Ｎｍとモータ１８Ｌのプラスの最大トルク１２０Ｎｍを加算して、１２０＋１２０＝２４０Ｎｍとなる。これを図５における点Ｐ１で示す。逆に後方への後輪駆動トルクＴｒ＿ｒｅｑの最大値を点Ｐ２で示す。

Ｙ軸の旋回トルクＮｒｅｑは、右のモータ１８Ｒで発生するトルクＴｒｒから左のモータ１８Ｌで発生するトルクＴｒｌを減算した値であり、次の（２）式が成り立つ。
Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌ …（２）

例えば、左方向への旋回トルクＮｒｅｑの最大値は、モータ１８Ｒのプラスの最大トルク１２０Ｎｍからモータ１８Ｌのマイナスの最大トルク−１２０Ｎｍを減算して、１２０−（−１２０）＝２４０Ｎｍとなる。これを図５における点Ｐ３で示す。逆に右方向への旋回トルクＮｒｅｑの最大値を点Ｐ４で示す。

また、Ｘ−Ｙ座標上の所定の動作点に対しては、Ｔｒｒ及びＴｒｌが一意に求まる。すなわち、前記の（１）式及び（２）式から次の（３）式及び（４）式が導き出せる。
Ｔｒｒ＝１／２（Ｔｒ＿ｒｅｑ＋Ｎｒｅｑ） …（３）
Ｔｒｌ＝１／２（Ｔｒ＿ｒｅｑ−Ｎｒｅｑ） …（４）

モータ１８Ｌの発生するプラスの最大トルクが大きくなると、直線３２ｃは座標上におけるいわゆる第４象限の領域を斜め４５°に移動することになり、この方向を矢印Ｌ（＋）で示す。モータ１８Ｌの発生するマイナスの最大トルクが大きくなると、逆に直線３２ｄが矢印Ｌ（−）の方向に移動する。矢印Ｌ（＋）及び矢印Ｌ（−）で規定される直線は、モータ１８Ｌの発生するトルクＴｒｌ軸に相当する。

同様に、モータ１８Ｒの発生するプラスの最大トルクが大きくなると、直線３２ａは座標上におけるいわゆる第１象限の領域を斜め４５°に移動することになり、この方向を矢印Ｒ（＋）で示す。モータ１８Ｒの発生するマイナスの最大トルクが大きくなると、逆に直線３２ｂが矢印Ｒ（−）の方向に移動する。矢印Ｒ（＋）及び矢印Ｒ（−）で規定される直線は、モータ１８Ｒの発生するトルクＴｒｒ軸に相当する。

後輪トルク四角形３０の表現形式は、設計条件に基づいて変更可能であり、例えば、矢印Ｒ（＋）、Ｒ（−）、Ｌ（＋）、Ｌ（−）で規定される座標で表してもよい。後輪トルク四角形３０を表す座標は、必ずしも直交座標でなくてもよい。

図６では、後輪トルク四角形３０の点Ｐ１〜点Ｐ４において、車両１０のモータ１８Ｒ、モータ１８Ｌが発生するトルクをベクトルでそれぞれ模式的に示している。Ｘ軸に関しては、プラス値が大きくなるほど車両１０を前へ押し出す力が大きくなり、マイナス値が大きくなるほど後ろへ押し出す力が大きくなる。Ｙ軸に関しては、プラス値が大きくなるほど車両１０を左へ旋回させる力が大きくなり、マイナス値が大きくなるほど右へ旋回させる力が大きくなる。

図５に戻り、後輪トルク四角形３０は、４つの直線３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄで囲まれる四角形であり、この後輪トルク四角形３０の範囲内（枠線上を含む）が後輪のモータ１８Ｌ及び１８Ｒによって協調的に出力することのできるトルクである。

４つの直線３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは４５°の傾きを維持しながら（つまり、直角の四角形を維持して、正方形又は長方形になる。）諸条件によりシフトする。諸条件とは、上記の通り、各モータの回転数、バッテリ電源、温度特性に基づく条件である。

図５に示す状態の後輪トルク四角形３０は、モータ１８Ｌ及び１８Ｒがプラス及びマイナス方向に最大トルク（±１２０Ｎｍ）を発揮できる状態であり、換言すれば最大の面積の状態を示している。

直線３２ａは、点Ｐ１と点Ｐ３とを通り、モータ１８Ｒがプラス方向で最大の１２０Ｎｍを発生する範囲を示し、他方のモータ１８Ｌが発生するトルクに応じて点Ｐ１から点Ｐ３を移動することになる。例えば、モータ１８Ｌのトルクが０であるときには点Ｐ１と点Ｐ３との中点Ｐ５をとることになる。中点Ｐ５は、モータ１８Ｒの発生する１２０ＮｍのトルクがそのままＸ方向、つまり車両駆動トルクになるとともに、Ｙ方向、つまり左方向への旋回トルクとなる点である。

直線３２ｂは、点Ｐ２と点Ｐ４とを通る直線であり、モータ１８Ｒがマイナス方向で最大（換言すれば最小駆動力）の−１２０Ｎｍを発生する範囲を示し、他方のモータ１８Ｌが発生するトルクに応じて点Ｐ２から点Ｐ４を移動することになる。

同様に、直線３２ｃは、点Ｐ１と点Ｐ４とを通る直線であり、モータ１８Ｌがプラス方向で最大の１２０Ｎｍを発生する範囲を示し、直線３２ｄは、点Ｐ２と点Ｐ３とを通る直線であり、モータ１８Ｌがマイナス方向で最大（換言すれば最小駆動力）の−１２０Ｎｍを発生する範囲を示す。

参考に、各直線３２ａ〜３２ｄがシフトした直線３３ａ〜３３ｄを併記する。直線３３ａはモータ１８Ｒが６０Ｎｍのトルクを発生させる範囲を示し、直線３３ｂはモータ１８Ｒが−６０Ｎｍのトルクを発生させる範囲を示し、直線３３ｃはモータ１８Ｌが６０Ｎｍのトルクを発生させる範囲を示し、直線３３ｄはモータ１８Ｌが−６０Ｎｍのトルクを発生させる範囲を示す。したがって、各モータ１８Ｌ、１８Ｒが±６０Ｎｍのトルクしか発生し得ない場合には、後輪トルク四角形３０は、直線３３ａ〜３３ｄで囲まれる範囲に縮小することになる。

また、外部制御装置２２からのトルク制限指令によっても後輪トルク四角形３０は狭められる。ＴＣＳ機能により左のモータ１８Ｌのプラス方向のトルクが制限される場合には、図７に示すように、直線３２ｃが原点方向に近づいて直線３４ｃに移る。このとき、モータ１８Ｌのプラスのトルクは幅５０ａで示される値に制限される。また、ＡＢＳ機能により左のモータ１８Ｌのマイナス方向のトルクが制限される場合には、図７に示すように、直線３２ｄが原点方向に近づいて直線３４ｄに移る。このとき、モータ１８Ｌのマイナスのトルクは幅５０ｂで示される値に制限される。元の直線３２ｃ及び３２ｄが他の要因により原点の近くまで移動していて、幅５０ａ及び５０ｂが直線３２ｃ及び３２ｄよりも原点から遠い箇所となっている場合には、外部制御装置２２による実質的なトルク制限はなされないことはもちろんである。

換言すれば、モータ特性による現在の回転数の最大トルク値（図４から取得される。）と外部制御装置２２からの最大トルク値の全ての中から最小値を選択して四角形の２辺を作成すればよい。

右のモータ１８Ｒについても、外部制御装置２２からのトルク制限指令があった場合には、同様に直線３２ａ及び３２ｂが原点方向に移動をする。

上述したように、モータ１８Ｌ及び１８Ｒは回転数等に応じて発揮可能な最大トルクが決まっていることから、動作要求を無制限に実現できる訳ではなく、後輪トルク四角形３０の範囲内の動作点にしか対応ができないのである。また、後輪トルク四角形３０は、直交座標系では必然的に４５°傾斜の線による四角形となる。

このような後輪トルク四角形３０を仮想の座標平面上に設定することにより、簡便且つ正確に３つの要求値（Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０、Ｋ０）を満たす値を求めることができ、又は同時に全てを満たすことができない場合には、適切な動作点へ調定することができる。

次に、後輪トルク四角形３０の領域内における動作点について説明する。

今、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０が１２０Ｎｍであるとする。該要求を図８の座標上に示すと縦方向の直線１３０となる。直線１３０は後輪トルク四角形３０と交わっていることから、動作点を直線１３０上で且つ後輪トルク四角形３０の範囲内に設定すれば、モータ１８Ｌ及び１８Ｒは要求の出力を発生させることができる。この要求を維持しながら、例えば、旋回力を０にしたければ点１３２ａを動作点とし、左方向への旋回トルクを最大限に発生させたければ点１３２ｂを動作点とすればよい。

要求旋回トルクＮｒｅｑが１８０Ｎｍであるとすると、該要求は横方向の直線１３４となる。直線１３０と直線１３４の交点１３２ｄは、後輪トルク四角形３０の範囲外にある。この場合、動作点を後輪トルク四角形３０の範囲内のいずれかの箇所から選択しなければならず、基本的には交点１３２ｄの近傍の点が望ましい。例えば、点１３２ｂを選択すると要求旋回トルクＮｒｅｑ０が満たされず、点１３２ｃを選択すると後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０が満たされないことになる。これは、モータトルクの限界や外部制御装置２２からのトルク制限に起因して後輪トルク四角形３０の面積が不十分なためである。このような場合には、後輪トルク四角形３０の範囲内からいずれの点を選択するのかが重要である。この選択の処理（調定）については後述する。

次に、図９に基づき、後輪トルク四角形３０の頂点座標Ｐ１〜Ｐ４の求め方について説明する。後輪トルク四角形３０の頂点座標Ｐ１〜Ｐ４は、所定の選択点が該後輪トルク四角形３０の範囲内にあるか否かを判断することに用いられる。

頂点座標Ｐ１〜Ｐ４が図９に示すように配置されているとする。頂点座標Ｐ１〜Ｐ４は（Ｘ、Ｙ）＝（Ｔｒ＿ｒｅｑ、Ｎｒｅｑ）で表される。Ｔｒ＿ｒｅｑ＝Ｔｒｒ＋Ｔｒｌであり、Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌであることから、頂点座標Ｐ１〜Ｐ４は、
Ｐ１（Ｔｒｒ＿ｍａｘ＋Ｔｒｌ＿ｍａｘ、Ｔｒｒ＿ｍａｘ−Ｔｒｌ＿ｍａｘ）、
Ｐ２（Ｔｒｒ＿ｍｉｎ＋Ｔｒｌ＿ｍｉｎ、Ｔｒｒ＿ｍｉｎ−Ｔｒｌ＿ｍｉｎ）、
Ｐ３（Ｔｒｒ＿ｍａｘ＋Ｔｒｌ＿ｍｉｎ、Ｔｒｒ＿ｍａｘ−Ｔｒｌ＿ｍｉｎ）、
Ｐ４（Ｔｒｒ＿ｍｉｎ＋Ｔｒｌ＿ｍａｘ、Ｔｒｒ＿ｍｉｎ−Ｔｒｌ＿ｍａｘ）、
と表される。

後輪トルク四角形３０の演算をする時点では各モータの発生可能な最大、最小トルクは既知であるので、４つの頂点座標Ｐ１〜Ｐ４は上式によって求められる。

次に、各要求線と後輪トルク四角形３０との交点座標の求め方について説明する。２つの要求線（Ｔｒ＿ｒｅｑ０とＮｒｅｑ０）と後輪トルク四角形３０の交点座標は、２つの要求を同時に満足できるかどうかの判定や２つの要求の調停に必要な情報であるので、ここで演算方法を説明する。

先ず、図１０に基づいて、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０の線１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃと後輪トルク四角形３０の交点１４０ｐ〜１４０ｕについて説明する。上下２つの交点のうちＮｒｅｑ０が大きい方の交点（図１０では１４０ｐ、１４０ｒ、１４０ｔ）をＮｒｅｑ０＿ｈｉと呼び、小さい方の交点（図１０では１４０ｑ、１４０ｓ、１４０ｕ）をＮｒｅｑ０＿ｌｏと呼ぶ。

Ｎｒｅｑ０＿ｈｉを求める演算式は、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０の線１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃが点Ｐ３よりも右側にあるか左側にあるか（交点が辺Ｐ１〜Ｐ３上か、辺Ｐ２〜Ｐ３上か）で異なるため、先ずは点Ｐ３と後輪要求トルク線の位置を点Ｐ３座標のＴｒ＿ｒｅｑを用いて判定し、その後それぞれの演算式を適用する。これらの演算式は前記の（１）式及び（２）式から導出できる。

同様にＮｒｅｑ０＿ｌｏを求める演算式も、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０の線１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃと点Ｐ４座標を用いて使用する演算式を下表に示す２つの中から選択すればよい。

次に、図１１に基づいて、要求旋回トルクＮｒｅｑ０の線１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃと後輪トルク四角形３０の交点１４４ｉ〜１４４ｎについて説明する。左右２つの交点のうちＴｒ＿ｒｅｑ０が大きい方の交点（図１１では１４４ｉ、１４４ｋ、１４４ｍ）をＴｒ＿ｒｅｑ０＿ｈｉと呼び小さい方の交点（図１１では１４４ｊ、１４４ｌ、１４４ｎ）をＴｒ＿ｒｅｑ０＿ｌｏと呼ぶ。

Ｔｒ＿ｒｅｑ０＿ｈｉを求める演算式は、要求旋回トルクＮｒｅｑ０の線１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃが点Ｐ１よりも上側にあるか下側にあるか（交点が辺Ｐ１〜Ｐ３上か、辺Ｐ１〜Ｐ４上か）で異なるため先ずは点Ｐ１と旋回要求トルク線の位置を点Ｐ１座標のＮｒｅｑ０を用いて判定し、その後それぞれの演算式を適用する。これらの演算式は前記の（１）式及び（２）式から導出できる。

同様にＴｒ＿ｒｅｑ０＿ｌｏを求める演算式も、要求旋回トルクＮｒｅｑ０の線１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃと点Ｐ２座標を用いて使用する演算式を下表に示す２つの中から選択すればよい。

図１０に基づいて説明すると、Ｔｒ＿ｒｅｑ０が既知であり、Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌの定義式を利用してＮｒｅｑを求める。Ｔｒｒは、交点１４０ｐはＴｒｒ＝Ｔｒｒ＿ｍａｘとなる。Ｔｒｌは、Ｔｒ＿ｒｅｑ０＝Ｔｒｒ＋Ｔｒｌの定義式を利用して、Ｔｒｌ＝Ｔｒ＿ｒｅｑ０−Ｔｒｒ＝Ｔｒ＿ｒｅｑ０−Ｔｒｒ＿ｍａｘとなる。つまり、交点１４０ｐのＮｒｅｑは、Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌ＝Ｔｒｒ＿ｍａｘ−（Ｔｒ＿ｒｅｑ０−Ｔｒｒ＿ｍａｘ）＝２Ｔｒｒ＿ｍａｘ−Ｔｒ＿ｒｅｑ０となる。同様に図１０における他のＮｒｅｑも求まる。同様の計算方法で図１１においても全てのＴｒ＿ｒｅｑが求まる。

次に、図１２に基づいて、後輪要求トルクＴｒ＿ｒｅｑ０の線と要求旋回トルクＮｒｅｑ０の線の交点が後輪トルク四角形３０の領域内にあるかどうかの判定方法について説明する。後輪要求トルク線１５０ａと後輪トルク四角形３０の交点は点１５２ｐ（Ｔｒ＿ｒｅｑ０＿ｈｉ）と点１５２ｑ（Ｔｒ＿ｒｅｑ０＿ｌｏ）である。動作点は後輪トルク四角形３０の領域内にある必要があるので、旋回要求トルク線が点１５２ｐより下で点１５２ｑよりも上にあれば、後輪要求トルク線と旋回要求トルク線は領域内に交点（例えば、旋回要求トルク線１５０ｂに対応した点１５２ｘ）を有する。旋回要求トルク線が点１５２ｐより上もしくは点１５２ｑより下にある場合は、交点は領域外にあることになる（例えば旋回要求トルク線１５０ｃに対応した点１５２ｙ）。

次に、駆動力制御装置２０において行う制御内容について図１３を参照しながら説明する。駆動力制御装置２０では、先ずアクセルペダル、ハンドル、車速、加速度、各モータの回転数、バッテリ電圧、バッテリ温度等を検出し、これらのパラメータに基づいて、３つの走行要求条件を設定する。すなわち、要求駆動車両トルクＴｒｅｑ０、要求旋回トルクＮｒｅｑ０、及び要求前後配分比Ｋ０のパラメータである。

第１例として、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍ、Ｎｒｅｑ０＝６０Ｎｍ、Ｋ０＝０．６であるとする。

先ず、第１の状態として、バッテリが十分に充電されていて、外部制御装置２２からのトルク制限がなく、且つ低速（各モータが低回転）で走行している状態について説明する。この場合、各前モータ１４、モータ１８Ｌ、１８Ｒは、順に最大トルク±２５０Ｎｍ、±１２０Ｎｍ、±１２０Ｎｍを発生し得る。

図１３のステップＳ１において、駆動力制御装置２０のトルク四角形作成部１１０では、その時点の各モータ１８Ｌ、１８Ｒが発生し得るトルク（この場合、±１２０Ｎｍ）を演算して、図１４に示すように、後輪トルク四角形３０を設定する。この場合の後輪トルク四角形３０は、図５の直線３２ａ〜３２ｄで囲まれる範囲と同じであり、最大面積となる。また、前モータ１４についても発生し得る最大トルク（この場合、±２５０Ｎｍ）を演算しておく。

ステップＳ２において、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍの条件に基づいて、該Ｔｒｅｑ０を実現するためにＴｒ＿ｒｅｑが取り得る範囲（二輪合計値の取り得る基準範囲）４０について設定する。つまり、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍであり、その時点でＴｆ＝２５０Ｎｍを発生し得ることから、Ｔｒ＿ｒｅｑが発生しなければならない最小値は、３００−２５０＝５０Ｎｍである。これを直線４２で示す。また、前モータ１４の回転数やＫ０の値によってはＴｆが小さいトルク（例えば０Ｎｍ）しか発生し得ない場合もあることから、その不足分をＴｒ＿ｒｅｑで補償する必要がある。Ｔｒ＿ｒｅｑで補償し得る最大トルクは、この時点では２４０Ｎｍ（＝１２０＋１２０）である。これを直線４４で示す。直線４２と直線４４との間がＴｒ＿ｒｅｑの取り得る範囲４０である。

ステップＳ３において、Ｎｒｅｑ０＝６０Ｎｍの条件を後輪トルク四角形３０上に設定する。Ｎｒｅｑ０は直線（第２直線）４６で示される。

ステップＳ４において、Ｋ０＝０．６の条件に基づいて、Ｔｒ＿ｒｅｑ０の値を設定する。Ｋ０＝０．６であるから、前輪のＴｆ＝３００×Ｋ０＝３００×０．６＝１８０Ｎｍである。これは、その時点の前モータ１４が発生し得るトルク（１８０Ｎｍ＜２５０Ｎｍ）であることから、前輪のＴｆは１８０Ｎｍで仮確定し、後輪のＴｒ＿ｒｅｑ０は、Ｔｒ＿ｒｅｑ０＝３００−１８０＝１２０Ｎｍとなり、これを後輪トルク四角形３０上に設定する。Ｔｒ＿ｒｅｑ０は、直線（第１直線）４８で示される。したがって、直線４６と直線４８との交点Ｑ１が望ましいポイントである。

ところで、何らかの要因によって直線４８で示されるＴｒ＿ｒｅｑ０を実現できなくても、ステップＳ３で設定した範囲４０の領域内であれば、前モータ１４とトルクを融通しあう（Ｋ０を変更する）ことにより、全体としてのＴｒｅｑ０を維持できる。つまり、Ｔｒ＿ｒｅｑ０又はその他のパラメータを固定的なものとせずに柔軟に扱うことにより制御の自由度が向上する。

ステップＳ５において、仮に設定された交点Ｑ１の実現性及び妥当性について検討を行う。つまり、当初の３つの要求値（Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０、Ｋ０）を満足するかを検討し、該条件を満たす場合にはステップＳ７へ移り、条件が満たされない場合にはステップＳ６の調定処理へ移る。

直線４８は範囲４０に含まれており、しかも交点Ｑ１はその時点の後輪トルク四角形３０の範囲内にあることから、実現性及び妥当性があり、該交点Ｑ１に基づいて各モータへのトルク出力をすることに決定する。ここで、Ｔｆ＝Ｔｒｅｑ−（Ｔｒｒ＋Ｔｒｌ）＝２５０Ｎｍが先ず確定し、ステップＳ７へ移る。

他方、交点Ｑ１が後輪トルク四角形３０の範囲内にある場合でも、例えば、Ｔｆ＿ｍａｘ＝±２５０Ｎｍ、Ｔｒｒ＿ｍａｘ＝Ｔｒｌ＿ｍａｘ＝±１２０Ｎｍの条件のときに、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍ、Ｎｒｅｑ０＝６０Ｎｍ、Ｋ０＝１とした場合には、交点Ｑ１に相当する点（Ｔｒ＿ｒｅｑ＝０Ｎｍ、Ｎｒｅｑ０＝６０Ｎｍ）は後輪トルク四角形３０内に存在するが、範囲４０（５０Ｎｍ〜２４０Ｎｍ）の外に存在することとなり、該交点Ｑ１はＫ０の要求値が満たされない。このような場合にはステップＳ６へ移る。

ステップＳ７において、各モータトルク演算部１０８（図２参照）により、交点Ｑ１（１２０、６０）からＴｒｒ及びＴｒｌを求める。ここで、Ｔｒ＿ｒｅｑ＝Ｔｒｒ＋Ｔｒｌ＝１２０Ｎｍ、Ｎｒｅｑ＝Ｔｒｒ−Ｔｒｌ＝６０Ｎｍであることから、連立方程式を解けば、Ｔｒｒ＝１／２×（Ｔｒ＿ｒｅｑ＋Ｎｒｅｑ）＝９０Ｎｍ、Ｔｒｌ＝１／２×（Ｔｒ＿ｒｅｑ−Ｎｒｅｑ）＝３０Ｎｍが得られる。

このようにして求められた、Ｔｆ＝１８０Ｎｍ、Ｔｒｒ＝９０Ｎｍ、及びＴｒｌ＝３０Ｎｍとなるように各モータのドライバに指令出力し、図１３に示す今回の処理を終了する。

次に、第２の状態として、各前モータ１４、モータ１８Ｌ及び１８Ｒが、順に最大トルク±２００Ｎｍ、±６０Ｎｍ、±６０Ｎｍを発生し得る場合について説明する。これらのトルク制限は、例えば、バッテリの充電状態による制限、外部制御装置２２からの指令による制限又はある程度高速（各モータが高回転）で走行していて、モータ自体の能力としてトルクを発生し得ない状態等が挙げられる。

駆動力制御装置２０では、その時点の各モータ１８Ｌ、１８Ｒが発生し得るトルク（この場合、±６０Ｎｍ）を演算して、図１５に示すように、後輪トルク四角形３０を設定する。この場合の後輪トルク四角形３０は、図５の直線３３ａ〜３３ｄで囲まれる範囲と同じであり、図１４に示す状態よりも相当に小さくなっている。また、前モータ１４についても発生し得る最大トルク（この場合、±２００Ｎｍ）を演算しておく。

次に、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍの条件に基づいて、該Ｔｒｅｑ０を実現するためにＴｒ＿ｒｅｑの取り得る範囲４０について設定する。つまり、Ｔｒｅｑ０＝３００Ｎｍであり、その時点でＴｆ＝２００Ｎｍを発生し得ることから、Ｔｒ＿ｒｅｑが発生しなければならない最小値は、３００−２００＝１００Ｎｍである。これを直線４２で示す。また、Ｔｒ＿ｒｅｑで補償し得る最大トルクは、この時点では１２０Ｎｍ（＝６０＋６０）である。これを直線４４で示す。直線４２と直線４４との間がＴｒ＿ｒｅｑの取り得る範囲４０である。

次に、Ｎｒｅｑ０＝６０Ｎｍの条件を後輪トルク四角形３０上に設定する。これはＸ軸に平行な直線４６で設定される。

次に、Ｋ０＝０．６の条件に基づいて、Ｔｒ＿ｒｅｑ０の値を設定する。Ｋ０＝０．６であるから、前輪のＴｆ＝３００×Ｋ０＝３００×０．６＝１８０Ｎｍである。これは、その時点の前モータ１４が発生し得るトルク（１８０Ｎｍ＜２００Ｎｍ）であることから、前輪のＴｆは１８０Ｎｍで仮確定し、後輪のＴｒ＿ｒｅｑ０は、Ｔｒ＿ｒｅｑ０＝３００−１８０＝１２０Ｎｍとなり、これを後輪トルク四角形３０上に設定する。このようにＴｒ＿ｒｅｑ０の基準値は、Ｙ軸と平行な直線４８（図１５では直線４４と重なる。）で設定される。したがって、直線４６と直線４８との交点Ｑ２が望ましいポイントである。

次いで、仮に設定された交点Ｑ２の実現性及び妥当性について検討を行う（前記のステップＳ５）。直線４８は範囲４０に含まれているが、交点Ｑ２はその時点の後輪トルク四角形３０の範囲外にあることから実現性がない。この場合、３つの要求Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０、及びＫ０のうち１つ以上は満たされないことになり、交点Ｑ２を後輪トルク四角形３０の範囲内のいずれかの動作点で代用させる必要が生じるのである。本願ではこの処理を調定と呼び、ステップＳ６の処理を行う。調定では、基本的には後輪トルク四角形３０の範囲のうちできるだけ交点Ｑ２に近い箇所を選定することが望ましいが、諸条件に応じてその選択手順が異なる。

以下、前記ステップＳ６における調定の手順について図１６〜図１９を参照しながら説明する。調定については第１調定から第５調定があり、順番に判断をする。

図１６のステップＳ１０１の第１調定では、３つの要求のうちＴｒｅｑ０及びＮｒｅｑ０を優先し、トルクの要求前後配分比Ｋ０についてはある程度の変更を許容する。これは、Ｔｒｅｑ０及びＮｒｅｑ０は、車両１０の挙動に比較的直接反映されて乗員にとっても知覚しやすいのに対して、要求前後配分比Ｋ０は車両１０の挙動に影響が少なく、乗員にとっても知覚されにくいからである。要求前後配分比Ｋ０を変更しても、例えばモータ効率が多少低下するだけで乗員にとってはほとんど知覚されない。もっとも、Ｋ０についても変更量が小さくなるように考慮する。第１調定について図１７を参照して説明する。

図１７に示すように、交点Ｑ２は、Ｔｒ＿ｒｅｑ０を示す直線４８とＮｒｅｑ０を示す直線４６との交点である。範囲４０は、前記の通りＴｒｅｑ０（前輪も含めた総トルク）を実現し得る範囲である。直線４６はＮｒｅｑ０を示すことから、該直線４６が後輪トルク四角形３０と交わる範囲５２は、Ｎｒｅｑ０を実現し得る範囲である。そうすると、範囲４０と範囲５２との重なる範囲５４は、Ｔｒ＿ｒｅｑ０及びＮｒｅｑ０の双方を満足できる範囲であることが分かる。したがって、直線４６上で、範囲５４に含まれる領域のいずれかを選択すればよいのだが、交点Ｑ２に最も近い点Ｒ１を選択する。これにより、Ｔｒ＿ｒｅｑ０及びＮｒｅｑ０を満足するとともに、Ｋ０についての変更量も小さくすることができる。

このように後輪については点Ｒ１が選択点として確定し（ステップＳ１０２）、該点Ｒ１に基づいてモータ１８Ｌ、１８ＲのトルクＴｒｒ及びＴｒｌを求める。また、前輪のＴｆについては、Ｔｆ＝Ｔｒｅｑ−Ｔｒ＿ｒｅｑ＝Ｔｒｅｑ−（Ｔｒｒ＋Ｔｒｌ）として求める。なお、以下の調定においても、後輪トルク四角形３０上で確定した選択点に基づいてＴｆ、Ｔｒｒ及びＴｒｌを求める手順は同様である。

一方、Ｔｒｅｑ０を実現し得るのが範囲（二輪合計値の取り得る基準範囲）４０’のように狭く、点Ｒ１が該範囲４０’の領域内に含まれない場合があり得る。このような場合には、例えば、Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０及びＫ０のうち何れか１つを優先し、他の２つについてはある程度変更を許容する必要が生じる。この場合、例えば、Ｎｒｅｑ０を優先すると点Ｒ１を選択し、Ｔｒｅｑ０を優先すると点Ｒ２を選択し、Ｋ０及びＴｒ＿ｒｅｑ０を優先すると点Ｒ３を選択することになる。このような場合には、次の第２調定による判断を行う。

ステップＳ１０３の第２調定では、外部制御装置２２から供給される情報を確認し、スプリットμ路面の走行中であるか否かを判断する。スプリットμ路面の走行中であるときには、例外処理として、該路面から可及的速やかに抜けてトラクションを確保するために要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０を満足するように設定をする。このとき、旋回要求のＮｒｅｑ０についての変更は許容する。図１７においては、例えば点Ｒ２を選択する（ステップＳ１０４）。スプリットμ路面においては、Ｔｒｅｑ０を優先するので範囲４０’の範囲内であればいずれの点でもよいが、Ｔｒｅｑ０が維持できる範囲内で且つＮｒｅｑ０に近い動作点を選択することとする。つまり、Ｔｒｅｑ０が維持される範囲で、運転者の要求であるＮｒｅｑ０についてもなるべく満たすような設定とする。

スプリットμ路面の走行中でないときには、次の第３調定による判断を行う。

なお、第１調定及び第２調定までは、要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０を確実に維持することになるが、設計条件によっては、Ｎｒｅｑ０又はＫ０を維持させるようにしてもよい。

ステップＳ１０５の第３調定では、Ｔｒｅｑ０、Ｎｒｅｑ０及びＫ０のうちＴｒｅｑ０を優先し、Ｎｒｅｑ０及びＫ０についてはある程度変更を許容する。これは、Ｔｒｅｑ０は車両１０の前後方向の加減速に関わり、乗員が最も知覚しやすく、しかも要求の程度が高いことが多いからである。これに対して、Ｎｒｅｑ０は旋回要求であり、Ｔｒｅｑ０に比較すれば要求の度合いが低いことが多い。また、車両１０は後輪１６Ｒと後輪１６Ｌでトルク差を設けて旋回性能を向上させる機能を有しているが、そのような機能のない他の車両では操舵により前輪１２又は後輪１６Ｒ、１６Ｌの向きを変えて旋回をさせているのである。

つまり、後輪１６Ｒ及び後輪１６Ｌにトルク差を設けることは、車両１０の旋回にとって必ずしも必須の要件ではないのであり、Ｎｒｅｑ０に対する変更は許容される。Ｋ０については、前記の通りＴｒｅｑ０及びＮｒｅｑ０と比較して重要度が低いので変更が許容される。もっとも、Ｎｒｅｑ０及びＫ０についても変更量が小さくなるように考慮する。

第３調定では、図１７における点Ｒ２を選択する。点Ｒ２は範囲４０’の領域内であることからＴｒｅｑ０を実現し得る。また、点Ｒ２は、直線３３ａ上で、且つ範囲４０’に含まれる領域でＹ軸（つまり、Ｎｒｅｑ）が最も大きい点であってＮｒｅｑ０に相当近く、該Ｎｒｅｑ０に対する変更量が小さい。さらに、点Ｒ２は直線４８にもある程度近く、Ｋ０についての変更量も小さくすることができる。

つまり、第３調定では、点Ｒ１を選択すると旋回性能（直線４６、Ｎｒｅｑ０）は満足するが、加減速（範囲４０’、Ｔｒｅｑ０）が満たされず、点Ｒ３を選択すると加減速は満足するが旋回性能が満たされないため、そのバランスのとれた点Ｒ２を選択している。

第３調定では、基本的には上記の通り点Ｒ２を選択するが、その後、調定の基礎となる交点Ｑ２と点Ｒ２とを比較し、Ｙ座標に関して交点Ｑ２よりも点Ｒ２の方が０（つまりＸ軸）に近いことを確認する（ステップＳ１０６）。つまり、｜Ｎｒｅｑ０｜≧｜Ｎｒｅｑ｜であればよく、この場合ステップＳ１０８へ移る。一方、外部制御装置２２の作用下にモータ１８Ｌのプラス方向のトルクが制限されて、図１８に示すように、直線３２ｃが直線３４ｃに移り、後輪トルク四角形３０が長方形となる場合で、Ｎｒｅｑ０が比較的小さいとき、交点Ｑ２と点Ｒ２とを比較すると｜Ｎｒｅｑ０｜＜｜Ｎｒｅｑ｜となることがある。このようなときには、次の第４調定による判断をする。

ステップＳ１０７の第４調定では、図１８において旋回要求であるＮｒｅｑ０を優先して点Ｒ１を選択する。第３調定による点Ｒ２をそのまま選択してしまうと、旋回要求であるＮｒｅｑ０よりも大きい旋回力が発生してしまうことになり妥当でない。点Ｒ３を選択すると、要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０を満足するが、点Ｒ２よりもさらに大きい旋回力が発生してしまい、妥当でない。そこで、Ｎｒｅｑ０を維持できる点Ｒ１を選択点として選ぶ。点Ｒ１は、直線４６上であることからＮｒｅｑ０が要求以上とならないように制限される範囲であり、しかも後輪トルク四角形３０内では最も点Ｑ２に近い箇所であることからＴｒｅｑ０及びＫ０に対する変更量も小さい。

一方、ステップＳ１０６の判断を行った後、ステップＳ１０８において、第３調定における基礎となる交点Ｑ２と点Ｒ１とを比較し、Ｙ座標に関して交点Ｑ２と点Ｒ１が同符号であることを確認する。つまり、Ｎｒｅｑ０＞０、且つ、Ｎｒｅｑ＞０であるか、若しくは、Ｎｒｅｑ０＜０、且つ、Ｎｒｅｑ＜０であればよい。符号判断方法はこれに限らず、例えば、Ｎｒｅｑ０×Ｎｒｅｑ＞０を判断基準としてもよい。このような条件が成立するときには、第３調定における図１８の点Ｒ１が選択点として確定する（ステップＳ１０９）。交点Ｑ２と点Ｒ１がＹ座標に関して異符号（図１９参照）である場合には、乗員の旋回要求と逆向きの旋回トルクを発生させることになり妥当ではなく、ステップＳ１１０へ移る。

ステップＳ１１０においては、Ｘ座標に関して交点Ｑ２と点Ｒ１が同符号であることを確認する。つまり、Ｔｒ＿ｒｅｑ０＞０、且つ、Ｔｒ＿ｒｅｑ＞０であるか、若しくは、Ｔｒ＿ｒｅｑ０＜０、且つ、Ｔｒ＿ｒｅｑ＜０であればよい。このような条件が成立するときには、第３調定における図１８の点Ｒ１が選択点として確定する（ステップＳ１０９）。

一方、外部制御装置２２の作用下にモータ１８Ｌのプラス方向のトルクが制限されて、図１９に示すように、直線３２ｃが直線３４ｃに移り、後輪トルク四角形３０が長方形となる場合で、Ｎｒｅｑ０がマイナス（右旋回要求）のとき、Ｘ座標に関して交点Ｑ２と点Ｒ１が異符号となることがある。このようなときには、次の第５調定による判断をする。

ステップＳ１１１の第５調定では、図１９における点Ｒ４を選択する。点Ｒ４は、Ｘ軸上の点であり、後輪トルク四角形３０に含まれる範囲で最もＴｒ＿ｒｅｑが大きい点である。点Ｒ１は、Ｔｒ＿ｒｅｑ０がプラスであるにも拘わらず、Ｔｒ＿ｒｅｑがマイナスとなっており、要求と反対方向に駆動力を発生させる点であることから妥当でない。点Ｒ２及び点Ｒ３は、第４調定で説明したのと同様に、要求旋回方向と逆方向に旋回力を発生させる点であることから妥当でない。これに対して点Ｒ４は、旋回力は０となるが、Ｔｒ＿ｒｅｑは最も大きい点でありＴｒｅｑ０及びＫ０に対する変更量が小さくて済む。

以上のような調定処理では、基本的には乗員の意図と車両１０の挙動とのマッチングを最優先に考慮し、具体的にはＴｒｅｑ０とＮｒｅｑ０とを優先判断して動作点を設定している。Ｔｒｅｑ０とＮｒｅｑ０では、基本的にはＴｒｅｑ０を優先している。

このように、ＶＳＡ、ＡＢＳ及びＴＣＳ等の車両状態の制御手段から駆動力制限指令が入力された場合においても、それらの制限を満足するトルクとなるように駆動力制御装置２０がトルク調整を行うことができる。したがって、駆動力制御装置２０から一度駆動力指令を出した後に、他の手段によりトルクを再制限する必要はなく、駆動力制御装置２０で一括して車両１０全体の駆動力制御を行うことができ、効率的である。

なお、最終的な動作点の選択は、基本的には上述した各ルールに基づいて選択すればよいが、時間的連続性を考慮して、前回出力値又は所定時間の出力平均値に対する変動制限処理又は適当なフィルタ処理等を設けてもよい。

上述したように、本実施の形態に係る駆動力制御装置２０によれば、前後独立の駆動源が設けられた車両１０で、挙動要求（例えば、乗員による操作や車両状態に基づく要求）が変化した場合に、できるだけそれらに応じたトルク指令を出力することができる。

また、３つの要求（要求車両駆動トルクＴｒｅｑ０、要求前後配分比Ｋ０、左右配分要求Ｎｒｅｑ０）を同時に受け入れ、且つ各モー夕のそれぞれのトルク制限値を考慮しながら、各モータの発揮トルクを算出することができる。

また、ＸＹ座標平面上の後輪トルク四角形３０を用いて、簡便且つ正確に３つの要求値を満たす値を求めることができ、又は同時に全てを満たすことができない場合には、適切な動作点へ調定することができる。

さらに、いずれかのモー夕が、何らかの理由（車両状態の制御手段からのトルク制限やバッテリ電圧低下等）で発生可能トルクが制限されても、乗員の望む車両挙動を満たすように各モ−夕のトルクが自動的に演算される。また、他の手段によりトルクを制限する必要はなく、駆動力制御装置２０で一括して車両１０全体の駆動力制御を行うことができ、効率的である。

さらにまた、乗員の望む車両挙動を満足できない場合は、あらかじめ決められた調停手法に則り、各モー夕のトルクを適切に決定することができる。

なお、車両１０では、必ずしも後方の左右輪が独立的な駆動源を持っている形式に限らず、逆に前方の左右輪が独立的な駆動源を持ち、後方左右輪は共通駆動源であってもよい。各輪の駆動源は必ずしもモータである必要はなく、トルク調整が可能であればよく、例えば左右輪共通の駆動源はエンジンであってもよい。

本発明に係る複数駆動源の駆動力制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る駆動力制御装置が搭載された車両の模式図である。 本実施の形態に係る駆動力制御装置及びその周辺のブロック構成図である。 駆動力調整部及びその周辺のブロック構成図である。 モータのトルク曲線を示すグラフである。 後輪トルク四角形を示す図である。 後輪トルク四角形の各頂点に対応した車両の後ろのモータの発生するトルクをベクトルで示す模式図である。 外部制御装置からトルク制限を受けた場合の後輪トルク四角形を示す図である。 後輪トルク四角形と動作点との関係を説明する図である。 後輪トルク四角形の各頂点座標を求める説明の図である。 後輪トルク四角形と後輪要求トルクとの交点座標を求める説明の図である。 後輪トルク四角形と旋回要求トルクとの交点座標を求める説明の図である。 要求線の交点が後輪トルク四角形の領域内にあるか否かを判定する手順を説明する図である。 制御装置で行われるメイン処理のフローチャートである。 最大面積の状態の後輪トルク四角形に対して、総トルク要求、旋回要求及び前後配分要求を元に動作点を設定する手順を説明する図である。 小さい状態の後輪トルク四角形に対して、総トルク要求、旋回要求及び前後配分要求を元に動作点を設定する手順を説明する図である。 調定処理のフローチャートである。 第１調定及び第３調定の手順を説明する図である。 第４調定の手順を説明する図である。 第５調定の手順を説明する図である。 従来技術に係る車両の模式図である。

符号の説明

１０…車両 １２、１２Ｌ、１２Ｒ…前輪
１４…前モータ １６Ｌ、１６Ｒ…後輪
１８Ｌ、１８Ｒ…モータ ２０…駆動力制御装置
２２…外部制御装置 ３０…後輪トルク四角形
１００…総トルク要求演算部 １０２…前後配分要求演算部
１０４…旋回要求演算部 １０６…駆動力調整部
１０８…モータトルク演算部 １１０…トルク四角形作成部
１２０…後輪合計トルク演算部 １２２…ロジック部
Ｔｒｅｑ０…要求車両駆動トルク Ｎｒｅｑ０…要求旋回トルク
Ｋ０…配分要求 Ｔｒ＿ｒｅｑ…後輪合計モータトルク

Claims (6)

1. 複数の駆動源により前後左右の４箇所の車輪が駆動される車両で、前記複数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力制御装置であって、
   乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される車両の前後方向の駆動力である要求車両駆動力を演算する要求車両駆動力演算手段と、
   乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される車両の旋回方向の駆動力である要求旋回駆動力を演算する要求旋回駆動力演算手段と、
   乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて要求される前記要求車両駆動力を前後輪に配分するのに必要な配分比である要求前後配分比を演算する要求前後配分比演算手段と、
   前記複数の駆動源の各々が出力可能な駆動力範囲内で、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比をそれぞれ満足するように、前記複数の駆動源の駆動力指令値を調整する駆動力調整手段と、
   を備え、
   前記駆動力調整手段は、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比を同時に満足できるかを判定し、同時に満足できない場合には、乗員による操作、あるいは車両の状態に応じて、前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比のうち優先させるべき要求値を選択して、該選択に応じた調整を行うことを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。
2. 請求項１記載の複数駆動源の駆動力制御装置において、
   前記要求車両駆動力と前記要求旋回駆動力と前記要求前後配分比とを同時に満足できない場合、前記要求車両駆動力及び前記要求旋回駆動力を優先的に維持し、前記要求前後配分比については変更を許容することを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。
3. 請求項１又は２記載の複数駆動源の駆動力制御装置において、
   前記車両は、前側左右輪と後側左右輪のうち一方の組が１つの共通駆動源により駆動され、他方の組が２つの個別駆動源により駆動されるように構成され、
   前記駆動力調整手段は、
   ２つの前記個別駆動源の駆動力の二輪合計値である二輪合計駆動力をＸ軸、２つの前記個別駆動源の駆動力の差分である差分駆動力をＹ軸とする仮想の座標平面上で、２つの前記個別駆動源のうち右輪の駆動源のその時点の最大駆動力及び最小駆動力を表す直線と、２つの前記個別駆動源のうち左輪の駆動源のその時点の最大駆動力及び最小駆動力を表す直線を設定し、
   これらの４つの直線に囲まれて形成される四角形により前記駆動力範囲が表され、該四角形の範囲内で前記要求車両駆動力、前記要求旋回駆動力及び前記要求前後配分比が成立するように前記共通駆動源及び前記個別駆動源に入力される駆動力指令値を調整することを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。
4. 請求項３に記載の複数駆動源の駆動力制御装置において、
   前記座標平面上で、
   前記二輪合計値の取り得る基準範囲は、前記要求車両駆動力と前記共通駆動源の取り得る駆動力範囲との差分により求められ、
   前記二輪合計値の基準値は、前記Ｙ軸と平行な第１直線で設定され、
   前記要求旋回駆動力の基準値は、前記Ｘ軸と平行な第２直線で設定され、
   前記駆動力調整手段は、
   前記二輪合計値の取り得る基準範囲内で、前記二輪合計駆動力と前記差分駆動力との値が、前記第１直線と前記第２直線との交点の値となるように複数の前記共通駆動源及び前記個別駆動源の駆動力を調整することを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。
5. 請求項３記載の複数駆動源の駆動力制御装置において、
   前記交点が、前記四角形の範囲内に収まらない場合は、前記二輪合計値の基準値と前記要求旋回駆動力のうちいずれか一方を優先させるべき値として選択し、該選択に応じて前記二輪合計値の取り得る基準範囲外で、且つ前記四角形の範囲内となるように調整を行うことを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の複数駆動源の駆動力制御装置において、
   車両状態の制御手段から得られる前記個別駆動源に対する駆動力制限に基づいて前記駆動力範囲を調整することを特徴とする複数駆動源の駆動力制御装置。

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