四輪独立駆動車の制駆動力配分装置

【課題】各輪のスリップやモータの過熱等で特に二輪以上の制駆動力が変化した場合あるいは特に二輪以上の制駆動力を変化させる場合においても、車両挙動の変化をゼロとするような制駆動力の再配分を行う装置を提供する。
【解決手段】四輪（１〜４）を独立に駆動可能な車両において、車両の平面運動での目標となる車両挙動を決定する目標車両挙動決定手段（８）と、この目標となる車両挙動を実現する四輪（１〜４）の制駆動力配分の集合を演算する制駆動力配分集合演算手段（８）と、この演算された制駆動力配分の集合の中から一つの制駆動力配分を選択する制駆動力配分選択手段（８）とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
四輪を独立に駆動可能な車両において、
車両の平面運動での目標となる車両挙動を決定する目標車両挙動決定手段と、
この目標となる車両挙動を実現する四輪の制駆動力配分の集合を演算する制駆動力配分集合演算手段と、
この演算された制駆動力配分の集合の中から一つの制駆動力配分を選択する制駆動力配分選択手段と
を備えることを特徴とする四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項２】
各輪の輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、
各輪の横すべり角を推定する横すべり角推定手段と
を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段は、前記目標となる車両挙動を実現する四輪の制駆動力配分の集合を、各輪の輪荷重と、各輪の横すべり角とに基づいて演算することを特徴とする請求項１に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項３】
各輪の制駆動力変化に対するタイヤ横力の感度を推定するタイヤ横力感度推定手段
を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段は、前記目標となる車両挙動を実現する制駆動力配分の集合を、各輪の制駆動力変化に対するタイヤ横力の感度に基づいて演算することを特徴とする請求項１または２に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項４】
各輪の舵角δ₁，δ₂，δ₃，δ₄を検出する舵角検出手段と、
各輪の制駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃，ｋ₄を推定するタイヤ横力感度推定手段と
を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段は、前記目標となる車両挙動を実現する制駆動力配分の集合を、車両の平面運動での車両挙動の変化をゼロとする各輪の制駆動力補正量ΔＦｘ₁，ΔＦｘ₂，ΔＦｘ₃，ΔＦｘ₄の比を求める次の式（Ａ）〜式（Ｅ）に基づいて演算することを特徴とする請求項１または２に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
ΔＦｘ₁：ΔＦｘ₂：ΔＦｘ₃：ΔＦｘ₄
＝｛（Ｌ_t／Ｌ_l）（ｈ₄−ｈ₂）＋ｈ₂（ｈ₄−ｈ₃）｝
／（cosδ₁−ｋ₁sinδ₁）
：｛−（Ｌ_t／Ｌ_l）（ｈ₃−ｈ₁）−ｈ₁（ｈ₄−ｈ₃）｝
／（cosδ₂−ｋ₂sinδ₂）
：｛−（Ｌ_t／Ｌ_l）（ｈ₄−ｈ₂）−ｈ₄（ｈ₂−ｈ₁）｝
／（cosδ₃−ｋ₃sinδ₃）
：｛（Ｌ_t／Ｌ_l）（ｈ₃−ｈ₁）＋ｈ₃（ｈ₂−ｈ₁）｝
／（cosδ₄−ｋ₄sinδ₄）…（Ａ）
ただし、ｈ₁＝（sinδ₁＋ｋ₁cosδ₁）／（cosδ₁−ｋ₁sinδ₁）…（Ｂ）
ｈ₂＝（sinδ₂＋ｋ₂cosδ₂）／（cosδ₂−ｋ₂sinδ₂）…（Ｃ）
ｈ₃＝（sinδ₃＋ｋ₃cosδ₃）／（cosδ₃−ｋ₃sinδ₃）…（Ｄ）
ｈ₄＝（sinδ₄＋ｋ₄cosδ₄）／（cosδ₄−ｋ₄sinδ₄）…（Ｅ）
ｈ₁，ｈ₂，ｈ₃，ｈ₄：係数、
Ｌ_t：トレッド長さ、
Ｌ_l：ホイールベース長さ、
【請求項５】
各輪が路面に伝達可能な制駆動力を推定する路面伝達制駆動力上限推定手段を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段により演算された制駆動力配分の集合を、この各輪が路面に伝達可能な制制駆動力上限に制限することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項６】
各輪が路面に伝達可能な制駆動力下限を推定する制駆動力下限推定手段を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段により演算された制駆動力配分の集合を、この各輪が路面に伝達可能な制制駆動力下限に制限することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項７】
各輪を駆動または制動するアクチュエータが出力可能な制駆動力上限を推定する制駆動力上限推定手段を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段により演算された制駆動力配分の集合を、この各輪を駆動または制動するアクチュエータが出力可能な制駆動力上限に制限することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項８】
各輪を駆動または制動するアクチュエータが出力可能な制駆動力下限を推定する制駆動力下限推定手段を備え、
前記制駆動力配分集合演算手段により演算された制駆動力配分の集合を、この各輪を駆動または制動するアクチュエータが出力可能な制駆動力下限に制限することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項９】
各輪を駆動する時に発生する各エネルギー損失を推定するエネルギー損失推定手段を備え、
前記制駆動力配分選択手段は、各輪のエネルギー損失の和が最小となる制駆動力配分を選択することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１０】
各輪の輪荷重を推定する輪荷重推定手段と、
各輪の再配分後の制駆動力におけるタイヤ横力を推定するタイヤ横力推定手段と
を備え、
前記制駆動力配分選択手段は、タイヤ横力と制駆動力との合力であるタイヤ力を輪荷重で除したタイヤ摩擦円使用率を各輪毎に求め、この求めた各輪１〜４のタイヤ摩擦円使用率の最大値と最小値の差が最も小さくなる制駆動力配分を選択することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１１】
前記制駆動力配分選択手段は、前記制駆動力配分が変化する過渡状態で各輪の制駆動力変化が連続となる制駆動力配分を選択することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１２】
前記路面伝達制駆動力上限推定手段または前記路面伝達制駆動力下限推定手段により制駆動力配分の集合が制限され、制駆動力配分を連続的に変化させることができない場合に、前記制駆動力配分選択手段は各輪の制駆動力変化が不連続とできるようにすることを特徴とする請求項５または６に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１３】
前記制駆動力上限推定手段あるいは前記制駆動力最大値検出手段によって制駆動力配分の集合が制限され、制駆動力配分を連続的に変化させることができない場合に、前記制駆動力配分選択手段は各輪の制駆動力変化が不連続とできるようにすることを特徴とする請求項７または８に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１４】
前記四輪の制駆動力配分の集合のうちの各制駆動力配分を実現するための総エネルギー必要量を推定する総エネルギー必要量推定手段を備え、
前記制駆動力配分選択手段は、前記総エネルギー必要量が車両の出力可能なエネルギーの範囲内にある制駆動力配分を選択することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１５】
各輪の回転速度を検出する各輪回転速度検出手段を備え、
前記総エネルギー必要量推定手段は、前記総エネルギー必要量をこの各輪の回転速度に基づいて推定することを特徴とする請求項１４に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。
【請求項１６】
各輪を駆動するときに発生する各エネルギー損失を推定するエネルギー損失推定手段を備え、
前記総エネルギー必要量推定手段は、前記総エネルギー必要量をこの各エネルギー損失に基づいて推定することを特徴とする請求項１４に記載の四輪独立駆動車の制駆動力配分装置。

【図１】