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WO2012111160A1 - トルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラム - Google Patents

トルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラム Download PDF

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WO2012111160A1
WO2012111160A1 PCT/JP2011/053565 JP2011053565W WO2012111160A1 WO 2012111160 A1 WO2012111160 A1 WO 2012111160A1 JP 2011053565 W JP2011053565 W JP 2011053565W WO 2012111160 A1 WO2012111160 A1 WO 2012111160A1
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WO
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torque
efficiency
value
torque distribution
motor
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PCT/JP2011/053565
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Inventor
加藤　正浩
村松　英治
千尋 川端
和俊 北野
橋本　和信
吉和 竹内
Original Assignee
パイオニア株式会社
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Publication date
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Priority to JP2012502050A priority patent/JP5096637B1/ja
Priority to PCT/JP2011/053565 priority patent/WO2012111160A1/ja
Priority to US14/000,019 priority patent/US9014897B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a torque distribution device, a torque distribution method, a torque distribution value generation method, and a program for distributing torque when driving a plurality of drive wheels of a moving body.
  • the use of the present invention is not limited to the above-described torque distribution device, torque distribution method, torque distribution value generation method, and program.
  • the first technology is a configuration in which the electric power consumption is obtained by calculation for each combination of motor torques, a graph with the driving force distribution on the horizontal axis is obtained, and the torque is distributed.
  • the output power Pout [kW] and the minimum value of power consumption (hereinafter referred to as the minimum power consumption) when the combination of the motor torque that realizes the transient required driving force within the range of the torque limit value is realized. Compare magnitude relationships.
  • the motor torques of the front and rear wheels that cause the minimum power consumption are directly used as torque command values (see Patent Document 1 below).
  • the second technique is a configuration in which the total torque is distributed to a plurality of motors, and the system efficiency is maximized as the torque distribution is equal between the two front drive wheels and the two rear drive wheels.
  • a system efficiency map indicating a torque distribution ratio is created and used (see Patent Document 2 below).
  • the third technology searches a map showing the relationship between fuel consumption, power storage device charge / discharge power, and front and rear wheel drive power distribution based on required drive power and vehicle speed. Thereafter, a driving power distribution map for improving fuel efficiency is obtained by extracting a driving power distribution that minimizes the fuel consumption with respect to the charge / discharge power of the power storage device from the extracted map (Patent Document 3 below). reference.).
  • the driving force distribution determining unit determines whether the motor generator generates a motor based on the motor required driving torque and the vehicle speed corresponding to the motor required driving force, and the efficiency characteristics of the motor generator with respect to each torque and vehicle speed.
  • the drive torque distribution at is determined.
  • the drive torque distribution in the low output region and the drive torque distribution in the high output region are controlled using different patterns, so that the efficiency of the entire motor generator is maximized (see Patent Document 4 below). ).
  • the fifth technique is based on the sum of the drive torques required for the left and right front wheels and the rotational speed of the motor generator so that the drive efficiency of the entire motor generator is maximized. Determine the drive torque distribution. And it is the structure which determines the drive torque distribution of a right front wheel and a left front wheel so that only either one of a motor generator may be driven according to a turning direction (refer the following patent document 5).
  • the sixth technology is a choice between wheel torque distribution control based on energy efficiency (energy efficiency control) and wheel torque distribution control based on each wheel load distribution (load distribution control). This is a possible configuration (see Patent Document 6 below).
  • Such a control that uses the required torque and energy efficiency as parameters to drive the front wheels and rear wheels of a four-wheel drive vehicle as parameters and makes the energy efficiency relatively high is, for example, Patent Document As disclosed in No. 2 etc., it is a known technique.
  • the load distribution ratio between the front wheel and the rear wheel is, for example, the height of the center of gravity of a four-wheel drive vehicle, the distance from the center of gravity to the front wheel, the distance from the center of gravity to the rear wheel, the axle of the front wheel and the axle of the rear wheel.
  • the torque distribution ratio in the front wheels and the rear wheels is determined.
  • Patent Documents 1 to 7 are technical ideas of allocating motor torque for the purpose of high efficiency of the motor, and the optimum efficiency torque on the motor efficiency map is utilized by utilizing the motor efficiency map. The torque is not distributed based on the value.
  • Patent Documents 1 to 3 are all configured to distribute the drive wheels to the front part and the rear part, and do not assume that each drive wheel is controlled independently.
  • the technique described in Patent Document 4 is applied to a hybrid vehicle, and is applied to an in-wheel motor in which only left and right rear wheels are independent, and does not assume that all driving wheels are controlled independently. In such a configuration, for example, four drive wheels cannot be controlled independently, and optimal torque distribution cannot be performed for a plurality of drive wheels.
  • the moving body travels by driving a motor with a power source supplied from a battery. In this motor, loss due to the above-described slip state or the like occurs.
  • the efficiency from the power source to the motor output is the efficiency of the drive system.
  • the moving body that travels by the driving force of the motor actually has a traveling system that receives the output of the motor and travels by rotating the tire. Even in this traveling system, loss occurs.
  • the efficiency from the output of the motor to the output as traveling power is the efficiency of the traveling system.
  • the overall efficiency of the moving body is expressed by the efficiency of these drive systems ⁇ the efficiency of the traveling system.
  • a torque distribution device distributes all input torque command values to each of a plurality of motors connected to drive wheels.
  • a slip ratio in the drive wheel is calculated based on the vehicle body speed and the drive wheel rotation speed; and a vehicle wheel speed detection means for detecting the drive wheel rotation speed in the drive wheel.
  • the total efficiency ⁇ total ⁇ ((Tn / T) ⁇ ⁇ d n ⁇ ⁇ n) (where T: total torque command value, Tn: torque distribution value of each motor, ⁇ d n: drive system efficiency of each motor, ⁇ n: travel system efficiency of each drive wheel)
  • T total torque command value
  • Tn torque distribution value of each motor
  • ⁇ d n drive system efficiency of each motor
  • ⁇ n travel system efficiency of each drive wheel
  • the torque distribution method is a torque distribution method in which a torque distribution device distributes all input torque command values to each of a plurality of motors connected to drive wheels.
  • a total torque command value acquiring step for acquiring the total torque command value, an efficiency map acquiring step for acquiring a motor efficiency map corresponding to the motor, and a vehicle body speed detecting step for detecting a vehicle body speed of a vehicle equipped with the motor
  • a driving wheel rotation speed detecting step for detecting a driving wheel rotation speed in the driving wheel
  • a slip ratio calculating step for calculating a slip ratio in the driving wheel based on the vehicle body speed and the driving wheel rotation speed; Based on the slip ratio, an efficiency change equation indicating an efficiency value on the operation line indicating the relationship between the drive wheel rotation speed and the torque is created, and the efficiency change on the operation line is generated.
  • a calculation step of calculating a torque that optimizes efficiency of expression, the slip ratio, the total torque command value, and, based on the torque that optimizes efficiency, overall efficiency ⁇ total ⁇ ((Tn / T ) ⁇ ⁇ d n ⁇ Itaramudaenu) (However, T: total torque command value, Tn: torque distribution values of the motors, eta d n: drive system efficiency of the motors, Itaramudaenu: as traveling system efficiency of each driving wheel) becomes maximum, respectively
  • the torque distribution value generation method provides a torque distribution value generation device that generates a torque distribution value for distributing all input torque command values to each of a plurality of motors connected to drive wheels.
  • a torque distribution value generating method for generating a torque distribution value, a total torque command value acquiring step for acquiring the input total torque command value, an efficiency map acquiring step for acquiring a motor efficiency map corresponding to the motor, and the motor A vehicle body speed detecting step for detecting a vehicle body speed of a vehicle on which the vehicle is mounted, a driving wheel rotational speed detecting step for detecting a driving wheel rotational speed of the driving wheel, and the driving based on the vehicle body speed and the driving wheel rotational speed.
  • ⁇ total ⁇ ((Tn / T ) ⁇ ⁇ d n ⁇ ⁇ n) ( However, T: total torque command value, Tn: torque distribution values of the motor, ⁇ d n: drive system efficiency of the motors, ⁇ n: each drive A distribution value generating step of calculating a torque distribution value for each of the motors so as to maximize a wheel traveling system efficiency).
  • the program according to the present invention is characterized by causing a computer to execute the method described above.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the torque distribution device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of torque distribution processing by the torque distribution device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the moving body.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the torque distribution device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a motor efficiency map.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the slip ratio and the friction coefficient.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and the torque in consideration of the slip ratio.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state where the change curve shown in FIG. 7 is superimposed on the motor efficiency map.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the torque distribution device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of torque distribution processing by the torque distribution device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
  • FIG. 9A is a diagram showing a relationship between torque and efficiency that differ for each vehicle body speed (No. 1).
  • FIG. 9-2 is a diagram showing a relationship between torque and efficiency that differ for each vehicle body speed (part 2).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between torque and efficiency.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a torque-efficiency characteristic specific to a motor (part 1).
  • FIG. 11B is a diagram showing a torque-efficiency characteristic specific to the motor (part 2).
  • FIG. 11C is a diagram showing a torque-efficiency characteristic specific to the motor (part 3).
  • FIG. 12A is a diagram of the characteristics of each wheel in the inverted-U type torque-efficiency characteristics (No. 1).
  • FIG. 1 is a diagram showing a relationship between torque and efficiency that differ for each vehicle body speed (No. 1).
  • FIG. 9-2 is a diagram showing a relationship between torque and efficiency that differ for each vehicle body speed (part 2).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the
  • FIG. 12-2 is a diagram of the characteristics of each wheel in the inverted-U torque-efficiency characteristics (part 2).
  • FIG. 12-3 is a diagram showing the characteristic of each wheel in the inverted U-type torque-efficiency characteristic (part 3).
  • FIG. 12-4 is a diagram of the characteristics of the wheels in the inverted-U torque-efficiency characteristics (part 4).
  • FIG. 12-5 is a diagram showing the characteristics of the wheels in the inverted-U torque-efficiency characteristics (No. 5).
  • FIG. 12-6 is a diagram showing the characteristics of the wheels in the inverted-U torque-efficiency characteristics (No. 6).
  • FIG. 13-1 is a diagram showing the characteristics of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (No. 1).
  • FIG. 1 is a diagram showing the characteristics of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (No. 1).
  • FIG. 13-2 is a diagram of the characteristics of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (part 2).
  • FIG. 13C is a diagram of the characteristics of the wheels in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (part 3).
  • FIG. 13-4 is a diagram showing the characteristic of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (part 4).
  • FIG. 13-5 is a diagram showing the characteristic of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (part 5).
  • FIG. 13-6 is a diagram showing the characteristics of the respective wheels in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (No. 6).
  • FIG. 14A is a diagram of the characteristics of each wheel in a human-type torque-efficiency characteristic (No. 1).
  • FIG. 14A is a diagram of the characteristics of each wheel in a human-type torque-efficiency characteristic (No. 1).
  • FIG. 13-2 is a diagram of the characteristics of each wheel in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics (part 2).
  • FIG. 13C is a diagram of the
  • FIG. 14-2 is a diagram of the characteristics of each wheel in the human torque-efficiency characteristics (part 2).
  • FIG. 14C is a diagram of the characteristics of each wheel in the human-type torque-efficiency characteristics (part 3).
  • FIG. 14-4 is a diagram of the characteristics of each wheel in the human torque-efficiency characteristics (part 4).
  • FIG. 14-5 is a diagram showing the characteristics of each wheel in the human torque-efficiency characteristics (part 5).
  • FIG. 14-6 is a diagram showing the characteristics of each wheel in the human-type torque-efficiency characteristics (No. 6).
  • FIG. 15A is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 1).
  • FIG. 15-2 is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 2).
  • FIG. 15A is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 2).
  • FIG. 15C is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 3);
  • FIG. 15-4 is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 4).
  • FIG. 15-5 is a diagram for explaining torque distribution when there are four drive wheels (part 5).
  • FIG. 16A is a diagram for explaining a difference in change rate in torque-efficiency characteristics.
  • FIG. 16B is a diagram for explaining the distance from the optimum efficiency torque value in the torque-efficiency characteristic.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining dynamic torque distribution according to a running pattern.
  • FIG. 18 is a table showing setting data for the optimum number of drive wheels based on the rotational speed-total torque command value.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the overall efficiency.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the overall efficiency.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between torque and running efficiency when the vertical drag is constant.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a state in which the vertical drag for each drive wheel is different.
  • FIG. 22 is a chart showing torque-running efficiency by vertical drag.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining the overall efficiency of the entire moving object.
  • FIG. 24 is a block diagram of a functional configuration of the torque distribution device according to the second embodiment.
  • FIG. 25A is a diagram of a calculation example of the total efficiency (part 1).
  • FIG. 25-2 is a diagram of a calculation example of the total efficiency (part 2).
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the torque distribution device according to the embodiment.
  • the torque distribution device 100 according to the embodiment uses a motor efficiency map and controls torque distribution for a plurality of drive wheels based on the optimum efficiency torque value on the motor efficiency map.
  • the torque distribution device 100 includes an all torque command value acquisition unit 101, a vehicle body speed detection unit 102a, a drive wheel speed detection unit 102b, a slip ratio calculation unit 103, a motor efficiency map 104, and an efficiency map acquisition unit 105. , Calculation unit 106, distribution unit 107, and control unit 108.
  • the total torque command value acquisition unit 101 acquires a total torque command value for driving the moving body. That is, all torque command values inputted to drive a plurality of n motors M (M1, M2,... Mn) respectively provided on the drive wheels are acquired. In this embodiment, the plurality of motors M will be described on the assumption that the same type of motor is used.
  • the vehicle body speed detection unit 102a detects the speed of the moving body.
  • the drive wheel speed detection unit 102b detects the drive wheel speed provided in the moving body.
  • the slip ratio calculation unit 103 is described later based on the speed of the moving body detected by the vehicle body speed detection unit 102a and the drive wheel speed (drive wheel rotation speed and tire radius) detected by the drive wheel speed detection unit 102b. Thus, the slip ratio in each drive wheel is calculated.
  • the motor efficiency map 104 is a map showing the relationship between the speed and torque in each motor M as shown in FIG. 5 described later. On this map, a substantially linear operation line is shown based on the torque and speed. Can be drawn.
  • the efficiency map acquisition unit 105 acquires a motor efficiency map 104 corresponding to the motor M.
  • a motor efficiency map prepared in advance by a motor manufacturer or car manufacturer is stored in a memory or the like. For example, a motor efficiency map may be created while the moving body is running.
  • the calculation unit 106 Based on the slip ratio calculated by the slip ratio calculation unit 103, the calculation unit 106 creates an efficiency change equation indicating an efficiency value on the operation line indicating the relationship between the rotational speed and the torque, and the efficiency change equation on the operation line. The optimum efficiency torque value at is calculated.
  • the distribution unit 107 calculates a torque distribution value for each motor M based on the total torque command value acquired by the total torque command value acquisition unit 101 and the optimum efficiency torque value calculated by the calculation unit 106 as described later. .
  • the control unit 108 controls the torque distribution to each motor M based on the torque distribution value calculated by the distribution unit 107.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of torque distribution processing by the torque distribution device.
  • the total torque command value acquisition unit 101 acquires the total torque command value T input from the accelerator pedal in order to drive a plurality of motors M (M1, M2,... Mn) respectively provided on the drive wheels.
  • the vehicle body speed detection unit 102a detects the vehicle body speed of the moving body (step S202), and the drive wheel speed detection unit 102b detects the wheel speed of the drive wheels (step S203).
  • the slip ratio calculation unit 103 calculates the slip ratio in the drive wheels using the moving body speed and the drive wheel speed (drive wheel rotation speed and tire radius) (step S204).
  • the efficiency map acquisition unit 105 acquires the motor efficiency map 104 corresponding to the motor M (step S205).
  • the efficiency value on the operation line indicating the relationship between the rotational speed and the torque.
  • An optimum efficiency torque value To in the efficiency change equation on the operating line is calculated (step S206).
  • the distribution unit 107 calculates a torque distribution value for each motor M based on the total torque command value T acquired by the total torque command value acquisition unit 101 and the optimum efficiency torque value To calculated by the calculation unit 106. (Step S207).
  • the control unit 108 controls the torque distribution to each motor M based on the torque distribution value calculated by the distribution unit 107 (step S208).
  • the operation line on the motor efficiency map is linear, but actually, when the torque distribution is changed, the torque of the driving wheel changes, and the rotational speed of the driving wheel changes accordingly. Therefore, under a condition where the vehicle body speed is constant, the operation line on the motor efficiency map is not linear but has an inclination (strictly, a predetermined curve) as shown in FIG.
  • the efficiency value with respect to the torque value on the operating line can be expressed as a torque-efficiency characteristic. Since the torque-efficiency characteristic is a curve as shown in FIG. 10 described later, the torque with the highest efficiency appears. The torque at which the efficiency is highest is referred to as the optimum efficiency torque value To. Then, using this optimum efficiency torque value To as a reference, all torque command values T are distributed to a plurality of n motors M with a predetermined torque distribution.
  • the distribution unit 107 distributes all of the optimal efficiency torque values To only to the torque distribution values of any one of the plurality of n motors, or each of all or some of the motors M. All torque command values T are evenly distributed so that the torque distribution values are closest to the optimum efficiency torque value To.
  • the efficiency change equation indicating the efficiency place on the operation line indicating the relationship between the wheel speed and the slip ratio, the rotation speed and the torque is obtained by the following procedure. 1. 1. Detection of current vehicle speed 2. Detection of current driving wheel speed 3. Calculation of slip ratio 4. Detect current torque from motor drive current Calculate the operating line formula (using formula (8) described later) 6). 6. Draw an action line on the efficiency map and obtain multiple points of combinations of torque value and efficiency value along the action line. Creating an efficiency change formula from torque values and efficiency values at multiple points At this time, the accuracy of the approximate formula of the efficiency change formula can be increased as the number of points increases.
  • the following procedure is used to create the relationship (6) between the slip ratio and the friction coefficient in the vehicle.
  • the current vehicle speed and drive wheel rotation speed are detected to determine the slip ratio ⁇ .
  • the ⁇ and ⁇ values of a plurality of points are obtained, and the ⁇ - ⁇ characteristic shown in FIG.
  • the torque value is obtained by multiplying a known torque constant by the drive current. In this case, since the tire normally travels without idling, it is possible to detect the ⁇ value and ⁇ value ( ⁇ is 0.2 or less in FIG. 6) in a range not exceeding the peak portion of ⁇ .
  • the torque distribution device 100 considers the calculated slip ratio when calculating the optimum efficiency torque value To on the motor efficiency map 104.
  • the slip state of the drive wheel with respect to the road surface varies depending on factors such as the speed of the moving body, and more specifically, the rotational speed of the drive wheel.
  • the optimal torque distribution when the drive wheels are actually driven can be performed and the motor can be driven in a region where the motor efficiency is high, so that the optimization of the drive system efficiency can be maximized. become.
  • the drive system refers to a configuration related to driving of a moving body including a motor and an inverter.
  • Example 1 of the present invention will be described below.
  • the torque distribution device is applied to a moving body such as a vehicle equipped with an in-wheel type motor that is incorporated in each of four drive wheels and driven independently.
  • four motors M1 to M4 are used.
  • the motor M a three-phase AC motor or a DC motor can be used.
  • the same motor is used for the four drive wheels.
  • the number of drive wheels is not limited to four, and the present invention can be applied to two, three, five, or more.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the moving body.
  • the moving body 300 is a four-wheel drive vehicle having left and right front drive wheels FL and FR and left and right rear drive wheels RL and RR.
  • Each of these four drive wheels FL, FR, RL, RR is provided with in-wheel type motors M1 to M4, which are driven independently.
  • motors M1 to M4 are each provided with an inverter INV for driving the motor, and each inverter INV drives the motors M1 to M4 based on the control of the controller (ECU) 301. Various information is input to the controller 301, and the motors M1 to M4 are driven as a result of torque distribution.
  • Input to the controller 301 includes the following.
  • a steering angle is input from the handle 302. From the accelerator pedal 303, the total torque command value is input.
  • a brake amount is input from the brake pedal 304.
  • a side brake amount is input from the side brake 305.
  • a shift position such as R, N, and D is input from the gear 306.
  • Each of the driving wheels FL, FR, RL, RR is provided with sensors 307a to 307d for detecting the rotational speed V, and the rotational speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr of the driving wheels FL, FR, RL, RR are provided. Is input to the controller 301.
  • Each of the driving wheels FL, FR, RL, and RR is provided with sensors 308a to 308d that detect the vertical drag N that the tire receives from the ground, and the vertical drag Nfl of each of the driving wheels FL, FR, RL, and RR, Nfr, Nrl, and Nrr are input to the controller 301.
  • the moving body 300 is provided with an acceleration sensor 309, and the detected acceleration is input to the controller 301. Further, the moving body 300 is provided with a yaw rate sensor 310, and the detected yaw rate is input to the controller 301.
  • the controller 301 drives each driving wheel FL, FR, RL, RR based on the above input.
  • a control signal for driving is appropriately distributed to each driving wheel FL, FR, RL, RR, and is supplied to each of the motors M1 to M4 via the inverter INV.
  • the battery 312 supplies power to the entire moving body 300. In particular, it becomes a drive source for driving the motors M1 to M4 of the drive wheels FL, FR, RL, RR via the inverter INV.
  • a secondary battery such as nickel hydride or lithium ion, a fuel cell, or the like is applied.
  • the inverter INV can convert the AC voltage generated by the motors M1 to M4 into a DC voltage when the moving body 300 is regenerated, and supply the converted DC voltage to the battery 312.
  • the regeneration indicates power generation by operating the brake pedal 304 by a driver who operates the moving body 300 or power generation by relaxing the depression of the accelerator pedal 303 during traveling.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the torque distribution device.
  • the torque distribution device 400 includes a CPU 401, a ROM 402, a RAM 403, a communication I / F 415, a GPS unit 416, and various sensors 417.
  • Each component 401 to 417 is connected by a bus 420.
  • the CPU 401 is responsible for overall control of the torque distribution device 400.
  • the ROM 402 stores programs such as a boot program and a torque distribution program, and can hold a motor efficiency map and the like.
  • the RAM 403 is used as a work area for the CPU 401. That is, the CPU 401 controls the entire torque distribution device 400 by executing a program recorded in the ROM 402 while using the RAM 403 as a work area.
  • the communication I / F 415 is connected to a network via wireless and functions as an interface between the torque distribution device 400 and the CPU 401.
  • the communication network functioning as a network includes a public line network, a mobile phone network, DSRC (Dedicated Short Range Communication), LAN, WAN, and the like.
  • the communication I / F 415 is, for example, a public line connection module, an ETC unit, an FM tuner, a VICS (Vehicle Information and Communication System) / beacon receiver, or the like.
  • the GPS unit 416 receives radio waves from GPS satellites and outputs information indicating the current position of the moving object.
  • the output information of the GPS unit 416 is used when the CPU 401 calculates the current position of the moving body together with output values of various sensors 417 described later.
  • the information indicating the current position is information for specifying one point on the map data, such as latitude / longitude and altitude.
  • the communication I / F 415 and the GPS unit 416 are used.
  • the various sensors 417 are used for detecting the vehicle body speed and the normal force.
  • the vehicle body speed is detected by the following method, for example. 1. 1. Integrate acceleration sensor output. 2. Calculated from the rotational speed of non-driving wheels Calculated from distance traveled per hour by GPS and other position sensors
  • a load sensor provided for each tire is used, or is detected by the following method. 1. 1. Calculate the load balance between the front and rear wheels by calculating the displacement of the center of gravity from the acceleration sensor output. 2. Calculate the load balance between the right and left wheels by calculating the deviation of the center of gravity from the output of the yaw rate sensor Calculate the load balance between the front and rear wheels and the right and left wheels by calculating the deviation of the center of gravity from the tilt sensor (gyro) output.
  • the calculation unit 106, the distribution unit 107, and the control unit 108 of the torque distribution device 100 illustrated in FIG. 1 use the programs and data recorded in the ROM 402, the RAM 403, and the like in the torque distribution device 400 described above to perform predetermined processing by the CPU 401.
  • the function is realized by executing the program and controlling each part in the torque distribution device 400.
  • the torque distribution device 400 of the present embodiment performs optimization that maximizes the drive system efficiency. Assuming that the torque applied to each drive wheel is T1, T2, T3, T4 and the efficiency is ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4, the overall efficiency ⁇ for the four wheels is expressed by the following equation (1).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a motor efficiency map.
  • the horizontal axis is the rotation speed, and the vertical axis is the torque.
  • the following drive wheel selection is considered using the efficiency obtained on the linear operation line C when the vehicle body is at a certain speed shown in FIG. (1) Equal torque drive with 4 wheels (2) Equal torque drive with 2 wheels (3) Drive with only 1 wheel
  • the driving torque of the driving wheel means the torque of the motor mounted on the driving wheel.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the slip ratio and the friction coefficient.
  • the horizontal axis represents the slip ratio ⁇
  • the vertical axis represents the friction coefficient ⁇ .
  • the slip ratio ⁇ and the friction coefficient ⁇ have the relationship shown in FIG. 6 and can be approximated by the following equation (6).
  • the friction coefficient ⁇ is the highest when the slip ratio ⁇ is 0.2.
  • the slip ratio ⁇ is 1, this corresponds to a state where the driving wheel is idling.
  • the slip ratio ⁇ falls within the range of 0 to 0.2, the drive wheels can travel without idling.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and the torque in consideration of the slip ratio. The state which calculated the torque and the rotational speed based on the said formula is shown.
  • vertical drag N 400 [kg] ⁇ 9.8 [m / s 2 ], tire radius r: 0.3 [m]
  • vehicle speed v 25, 50, 75, 100 [km / h] did.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state where the change curve shown in FIG. 7 is overlaid on the motor efficiency map.
  • the horizontal axis represents the rotational speed ⁇ , and the vertical axis represents the torque Td.
  • the motor efficiency map shows not only the characteristics of the motor M but also the characteristics including the characteristics (efficiency) of the inverter INV included in the drive system.
  • FIGS. 9-1 and 9-2 are diagrams showing the relationship between torque and efficiency that differ for each vehicle speed.
  • FIG. 9A is a torque-efficiency characteristic on the operation line at 50 [km / h]
  • FIG. 9-2 is a torque-efficiency characteristic on the operation line at 75 [km / h]. .
  • the efficiency ⁇ can be obtained by substituting a value for the torque Td in the above approximate expression.
  • the slip ratio ⁇ is defined by the following formula (11).
  • Rotational speed of the drive wheel can be calculated using pulse output signals from the resolver, encoder, hall element, etc. of the motor M.
  • the speed of the moving body is as follows: 1. Since the slip ratio of the non-driving wheels is almost zero, the speed of the non-driving wheels is detected as the vehicle speed. 2. Obtain the vehicle speed by integrating the output of the acceleration sensor. For example, the position of the vehicle body is detected by a sensor, and the speed is obtained from the moving distance per time.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between torque and efficiency. As in FIGS. 9-1 and 9-2, the horizontal axis represents torque and the vertical axis represents efficiency. As shown in FIG. 10, the point with the highest efficiency ⁇ on the operating line is defined as the optimum efficiency torque value To. In addition, the efficiency corresponding to the torque twice the optimum efficiency torque value To on the operation line is expressed as 2To.
  • FIGS. 11-1 to 11-3 are diagrams showing torque-efficiency characteristics specific to the motor.
  • FIG. 11-1 is an inverted U type
  • FIG. 11-2 is a ⁇ type
  • FIG. 11-3 is a human type.
  • the efficiency ⁇ when the total torque command value T is distributed by two wheels is based on the above equation (1).
  • ⁇ (T1 ⁇ ⁇ 1 + T2 ⁇ ⁇ 2) / T (13) (Torque of driving wheel 1: T1, efficiency at that time: ⁇ 1, torque of driving wheel 2: T2, efficiency at that time: ⁇ 2) It becomes.
  • FIGS. 12-1 to 12-6 are diagrams showing the characteristics of each wheel in the inverted-U type torque-efficiency characteristics.
  • the total efficiency is a characteristic obtained by substituting into the above equation (13).
  • FIGS. 13-1 to 13-6 are graphs showing the characteristics of the respective wheels in the ⁇ -type torque-efficiency characteristics.
  • the total torque command value T is 140 [Nm]
  • FIGS. 14-1 to 14-6 are diagrams showing the characteristics of each wheel in the human-type torque-efficiency characteristics.
  • the total torque command value T is 120 [Nm]
  • the total torque command value T is 140 [Nm]
  • the efficiency ⁇ is maximized when (T1, T2)
  • the combination that maximizes the efficiency ⁇ is one of the following.
  • (T1, T2) (0, T), (T, 0), (To, T-To), (T-To, To), (T / 2, T / 2) (14)
  • (To: optimal efficiency torque value) Therefore, even if the curve shape of the torque-efficiency characteristic is any of the types shown in FIGS. 11-1 to 11-3, there is a combination that maximizes the efficiency ⁇ among the combinations of (14). Focused on.
  • the combination that maximizes the result of calculating the combination shown in (14) is the torque distribution combination that maximizes the efficiency ⁇ .
  • the torque-efficiency characteristic is a complicated curve shape, it may be possible to achieve maximum efficiency other than the combination of (14) above, but if it is other than a complicated characteristic with many inflection points, it is shown in (14) above.
  • Some combinations have maximum efficiency. That is, there are an infinite number of combinations of torque distribution, but it is possible to obtain an optimal torque distribution value only by calculating the combination shown in (14) above.
  • torque distribution for two wheels has been described as an example, but the same applies to torque distribution for a plurality of drive wheels such as four wheels.
  • the distribution unit 107 (1) When the number of motors M is n (n is a natural number), the distribution unit 107 (1) When the total torque command value T is less than the optimum efficiency torque value To, the total torque command value T is distributed to the torque distribution value of one motor M.
  • T k-1 ways there are 2k-1 ways.
  • T1 To + (Tn ⁇ To) / 1
  • the present invention can be applied not only to four-wheel drive but also to torque distribution in moving bodies such as 6-wheel drive and 8-wheel drive.
  • the ratio of the efficiency change rate between the lower torque side than the optimum efficiency torque value To and the higher torque side than the optimum efficiency torque value To is used to determine the relationship between the commanded total torque command value T and the optimum efficiency torque value To. Simple torque distribution can be performed.
  • FIG. 16A is a diagram for explaining the difference in change rate in the torque-efficiency characteristics.
  • the rate of change on the low torque side is twice the rate of change on the high torque side with the optimum efficiency torque value To shown in the figure as the center.
  • simple torque distribution in the case where the drive wheels are four wheels is performed as follows (1) to (4).
  • 150 [Nm] and 75 [Nm] have the same efficiency
  • 128.6 [Nm] and 85.7 [Nm] have the same efficiency
  • 120 [Nm] and 90 [Nm] have the same efficiency. It is.
  • 2 (To ⁇ To / 4) ⁇ T ⁇ 2 (To + 2To / 7) in the example shown in FIG. 16A, when 75 [Nm] ⁇ 2 ⁇ T ⁇ 128.6 [Nm] ⁇ 2 )
  • 3 (To ⁇ To / 7) ⁇ T ⁇ 3 (To + 2To / 10) in the example shown in FIG.
  • FIG. 16B is a diagram for explaining the distance from the optimum efficiency torque value in the torque-efficiency characteristic.
  • k the number of drive wheels
  • X the distance from the optimum efficiency torque value To on the low torque side
  • Y the distance from the optimum efficiency torque value To on the high torque side
  • a (change rate on the high torque side) ) / (Change rate on the low torque side)
  • torque distribution is divided into the following (1) to (3).
  • FIG. 17 is a diagram for explaining dynamic torque distribution according to a running pattern.
  • the traveling pattern of the moving body is described on the motor efficiency map in which the horizontal axis is the rotation speed and the vertical axis is the torque.
  • FIG. 18 is a chart showing setting data for the optimum number of driving wheels based on the rotational speed-total torque command value.
  • a table or calculation formula for obtaining the number of drive wheels that provides the best overall efficiency can be created in real time during travel. Optimal torque distribution can be performed.
  • FIG. 18 shows the results of the above-described torque distribution algorithm, that is, the number of drive wheels and the torque value of each drive wheel, which are outputs when the motor efficiency map is not held in the memory and the input is speed and torque.
  • it may be stored in the memory as a calculation formula.
  • the operating point of the rotational speed and the torque can be accurately detected by drawing an operating line having an inclination in consideration of the slip ratio on the motor efficiency map.
  • the efficiency calculation by torque distribution can be performed accurately.
  • optimal torque distribution can be performed for each drive wheel.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the overall efficiency.
  • the moving body travels by driving the motor M with the power supplied from the battery 312.
  • loss due to copper loss due to the resistance of the coil, iron loss due to eddy current or magnetic hysteresis, or the like occurs.
  • the efficiency from the power source to the motor M output is the efficiency of the drive system.
  • the moving body that travels by the driving force of the motor M actually has a traveling system 1901 that receives the output of the motor M and travels by rotating the tire. Also in this traveling system 1901, loss due to slip between the tire and the road surface occurs.
  • the efficiency from the output of the motor M to the output as traveling power is the efficiency of the traveling system.
  • the overall efficiency of the moving body is expressed by the efficiency of these drive systems ⁇ the efficiency of the traveling system.
  • the torque distribution described in the first embodiment is related to driving efficiency.
  • the second embodiment a configuration that maximizes the overall overall efficiency by improving the efficiency of the traveling system will be described.
  • the driving force Fd per driving wheel is expressed by the following equation.
  • the slip ratio ⁇ is expressed by the above formula (11). Therefore, the efficiency ⁇ of the traveling system can be expressed using the slip ratio ⁇ .
  • ⁇ 1 ⁇ (22)
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between torque and running efficiency when the vertical drag is constant.
  • the traveling efficiency ⁇ decreases, and the degree of decrease increases as the torque Td increases. That is, when the driving wheel torque Td is increased, the traveling efficiency ⁇ decreases, and when the driving wheel torque Td is decreased, the traveling efficiency ⁇ increases.
  • the traveling efficiency ⁇ is not limited to a configuration in which a previously created characteristic map of slip ratio ⁇ friction coefficient ⁇ is held in a memory or the like.
  • the vehicle speed at that time is detected by a sensor (or estimated calculation) while the moving body is running, and the slip ratio ⁇ is approximately calculated by detecting the speed of the driving wheel by the sensor. It is also conceivable to use it as a parameter of the running efficiency ⁇ .
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a state in which the vertical drag for each drive wheel is different.
  • the friction coefficient ⁇ changes according to the change in the normal force N from the road surface to the tire.
  • the load balance of the moving body changes, and when the vertical drag N of a certain drive wheel decreases, the friction coefficient ⁇ increases.
  • the slip ratio ⁇ increases.
  • 1- ⁇ shown in the above equation (22) becomes small, and the efficiency ⁇ of the traveling system decreases.
  • FIG. 22 is a chart showing torque-running efficiency by vertical drag.
  • the greater the vertical drag N the greater the efficiency ⁇ of the traveling system, and the degree of decrease in the efficiency ⁇ of the traveling system associated with the increase in the torque Td is also reduced. Therefore, when the vertical drag N of each drive wheel changes, the drive wheel having a large vertical drag N increases the efficiency ⁇ of the traveling system, and the drive wheel having a small vertical drag N decreases the efficiency ⁇ of the traveling system.
  • the driving efficiency can be improved by increasing the torque of the driving wheel having a large load and decreasing the torque of the driving wheel having a small load.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining the overall efficiency of the entire moving object. All torque command values T are distributed to the drive wheels FL, FR, RL, RR of the moving body 300 by T1, T2, T3, T4. The overall efficiency of the moving body 300 can be obtained by the sum of the torque distribution ratio of each drive wheel FL, FR, RL, RR ⁇ drive efficiency ⁇ d ⁇ running efficiency ⁇ .
  • the drive wheel FL in FIG. 23 will be described as an example.
  • the drive efficiency ⁇ d 1 is obtained based on the torque T1 distributed to the drive wheel FL and the rotational speed ⁇ 1.
  • the running efficiency ⁇ 1 is obtained from the torque T1 distributed to the drive wheels FL.
  • the driving efficiencies ⁇ d 2, ⁇ d 3 and ⁇ d 4 and the traveling efficiencies ⁇ 2, ⁇ 3 and ⁇ 4 are obtained for the other driving wheels FR, RL and RR, respectively.
  • ⁇ total (T1 / T) ⁇ ⁇ d 1 ⁇ ⁇ 1 + (T2 / T) ⁇ ⁇ d 2 ⁇ ⁇ 2 + (T3 / T) ⁇ ⁇ d 3 ⁇ ⁇ 3 + (T4 / T) ⁇ ⁇ d 4 ⁇ ⁇ 4 (26)
  • each drive wheel FL, FR, RL, RR is detected or estimated, and the torque distribution is performed so that the value of the above equation (26) becomes maximum according to the vertical drag, thereby improving the running efficiency. Can be improved.
  • FIG. 24 is a block diagram of a functional configuration of the torque distribution device according to the second embodiment. Constituent parts similar to those in FIG.
  • the distribution unit 107 receives the vertical drag Nfl, Nfr, Nrl, Nrr of each driving wheel FL, FR, RL, RR from the sensors 308a to 308d (see FIG. 3), and the distribution unit 107 receives each driving wheel.
  • the torque distribution ratio for a drive wheel having a large vertical drag N (load) is increased, and the torque distribution ratio for a drive wheel having a small vertical drag N (load) is decreased.
  • FIGS. 25A and 25B are diagrams illustrating calculation examples of the total efficiency.
  • the vehicle body weight of the moving body 300 is 1600 [kg]
  • the total torque command value T is 800 [Nm]
  • the load balance moves backward by uphill or acceleration
  • the front wheel load is 300 [kg]
  • the rear It is assumed that the wheel load is 500 [kg].
  • the four wheels are driven at a torque distribution of 200 [Nm] for each driving wheel.
  • the overall efficiency ⁇ total is based on the above equation (26).
  • the rear wheel torque distribution is 400 [Nm] when two wheels are driven.
  • the overall efficiency ⁇ total is based on the above equation (26).
  • the driving efficiency and the traveling efficiency can be calculated for each driving wheel. Therefore, the overall efficiency based on the driving efficiency and the traveling efficiency is calculated. Can be calculated.
  • the torque distribution algorithm according to the first embodiment selects a combination having the optimum drive system efficiency
  • the torque distribution algorithm according to the second embodiment selects the combination having the optimum overall efficiency.
  • the operating point of the rotational speed and the torque is accurately detected by drawing an operation line having an inclination in consideration of the slip ratio on the motor efficiency map. be able to.
  • the efficiency calculation by torque distribution can be performed accurately.
  • optimal torque distribution can be performed for each drive wheel.
  • the efficiency of the traveling system can be accurately detected and the overall efficiency can be improved.
  • optimal torque distribution that improves the overall efficiency for each drive wheel can be performed.
  • the torque distribution amount may be adjusted so as to reduce the left-right torque difference to ensure traveling stability.
  • the torque distribution method described in this embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation.
  • This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer.
  • the program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

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Abstract

　トルク配分装置（１００）は、入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得部（１０１）と、搭載モータのモータ効率マップ（１０４）を取得する効率マップ取得部（１０５）と、車両の車体速度を検出する車体速度検出部（１０２ａ）と、駆動輪の回転速度を検出する駆動輪回転速度検出部（１０２ｂ）と、車体速度及び駆動輪回転速度に基づいて、駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出部（１０３）と、スリップ率に基づいて、駆動輪回転速度とトルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出部（１０６）と、スリップ率、全トルク指令値、最適効率トルク値に基づいて、総合効率が最大となるように、各々のモータに対するトルク配分値を算出する配分部（１０７）と、算出したトルク配分値に基づいて、各々のモータへトルク配分制御する制御部（１０８）と、を備える。

Description

トルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラム
　この発明は、移動体の複数の駆動輪を駆動する際のトルクを配分するトルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラムに関する。ただし、この発明の利用は、上述したトルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラムには限られない。
　従来、移動体である電気自動車（ＥＶ）に複数のモータを設け、複数の駆動輪（車輪）を駆動するトルクを配分するトルク配分として、下記の各技術が開示されている。
　一つめの技術は、モータトルクの各組み合わせについて電力消費を演算によって求め、横軸に駆動力配分をとったグラフを得て、トルク配分する構成である。この構成では、出力可能電力Ｐｏｕｔ［ｋＷ］と、トルク制限値の範囲内で過渡要求駆動力を実現するモータトルクの組み合わせを実現した場合の電力消費の最小値（以下、最小電力消費）との大小関係を比較する。出力可能電力Ｐｏｕｔ［ｋＷ］が最小電力消費以上であると判断した場合には、最小電力消費となる前後輪のモータトルクをそのままトルク指令値としている（下記特許文献１参照。）。
　二つめの技術は、合計トルクを複数のモータに配分する構成であり、前部の駆動輪２個同士と、後部の駆動輪２個同士とは互いに等しいトルク配分として、システム効率が最大となるトルク配分比を示すシステム効率マップを作成して用いる構成である（下記特許文献２参照。）。
　三つめの技術は、要求駆動パワーおよび車速に基づいて燃料消費量、蓄電装置の充放電電力および前後輪の駆動力配分の関係を示したマップを検索する。この後に、抽出されたマップの中で蓄電装置の充放電電力に対する燃料消費量が最小になる駆動力配分を抽出することにより、燃費向上前後駆動力配分マップを得る構成である（下記特許文献３参照。）。
　四つめの技術は、駆動力配分決定部が、モータ要求駆動力に対応するモータ要求駆動トルクおよび車両速度と、モータジェネレータの各々のトルクおよび車両速度に対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータの間での駆動トルク配分を決定する。この際、低出力域での駆動トルク配分と、高出力域での駆動トルク配分とを異なるパターンを用いて制御し、モータジェネレータ全体の効率を最も高くする構成である（下記特許文献４参照。）。
　五つめの技術は、左右前車輪に要求される駆動トルクの総和と、モータジェネレータの回転速度とに基づいて、モータジェネレータ全体の駆動効率が最大となるように、右前車輪と、左前車輪との駆動トルク配分を決定する。そして、旋回方向に応じてモータジェネレータのいずれか一方のみを駆動するように右前車輪と、左前車輪との駆動トルク配分を決定する構成である（下記特許文献５参照。）。
　六つめの技術は、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（エネルギー効率の制御）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（荷重配分の制御）とが選択可能な構成である（下記特許文献６参照。）。
　このような、４輪駆動車の前輪および後輪を、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、たとえば、特許文献２等に開示されているように、既に知られている技術である。また、前輪および後輪における荷重の配分比は、たとえば、４輪駆動車の重心の高さ、重心から前輪までの距離、重心から後輪までの距離、前輪の車軸と後輪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）、車両の旋回加速度（横加速度）、車両の前後方向の加速度などにより求められ、前輪と後輪との間における荷重の配分比と一致させるように、前輪および後輪におけるトルクの配分比を決定するようになっている。このパラメータを用いて、前輪および後輪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については、たとえば、下記特許文献７等により既に知られている技術である。
特開２００６－１８０６５７号公報 特開２００６－３４５６７７号公報 特開２００７－３７２１７号公報 特開２００７－３１３９８２号公報 国際公開第２００７／０６４０２５号パンフレット 特開２００９－１５９６８２号公報 特開２００６－２１３１３０号公報
　しかしながら、上記の特許文献１～７に記載の技術は、モータの高効率を目的としてモータトルクを配分するという技術思想であり、モータの効率マップを活用してこのモータ効率マップ上の最適効率トルク値に基づいてトルク配分するものではない。
　また、特許文献１～３に記載の技術は、いずれも駆動輪を前部と後部の２個ずつに配分する構成であり、各駆動輪を独立して制御することを想定していない。また、特許文献４に記載の技術は、ハイブリッド車に適用され、左右後車輪だけが独立したインホイールモータに適用する構成であり、全駆動輪を独立して制御することを想定していない。このような構成では、たとえば４つの駆動輪を独立して制御することができず、複数の駆動輪に対して最適なトルク配分がおこなえない。
　さらに、上記の特許文献１～７では、いずれも駆動輪（車輪）のスリップ状態を考慮していないため、高効率化できない不十分なトルク配分制御であった。路面に対する駆動輪のスリップ状態は、移動体の速度、さらに詳細には駆動輪の回転速度等の要因によって変化する。このため、駆動輪のスリップ状態を考慮しておかないと、各駆動輪に対するトルク配分を効率化できず、駆動輪を実際に駆動したときに最適なトルク配分がおこなえず、駆動系全体の効率を最大限とする最適化ができない。
　そして、上記の特許文献１～７は、いずれも総合効率を最適化するトルク配分がおこなえなかった。移動体は、バッテリから供給された電源によりモータを駆動して走行する。このモータは、上述したスリップ状態等によるロスが発生する。電源からモータ出力までの効率は、駆動系の効率である。このモータの駆動力により走行する移動体は、実際には、モータの出力を受けてタイヤの回転駆動により走行する走行系を有する。この走行系においても、ロスが発生する。モータの出力から走行パワーとして出力されるまでの効率が走行系の効率である。移動体の総合効率は、これら駆動系の効率×走行系の効率で示される。したがって、走行系の効率を考慮することにより、総合効率を最適化でき、最適化されたトルク配分をおこなうことができるが、上記の特許文献１～７では、いずれも走行系の効率を考慮していないため、総合効率を最適化したトルク配分がおこなえず、走行効率を向上させることができなかった。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるトルク配分装置は、駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値を配分するトルク配分装置であって、前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得手段と、前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得手段と、前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出手段と、前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段と、前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出手段と、前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分手段と、算出した前記トルク配分値に基づいて、各々の前記モータへトルク配分制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
　また、この発明にかかるトルク配分方法は、駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値をトルク配分装置により配分するトルク配分方法であって、前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得工程と、前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得工程と、前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出工程と、前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出工程と、前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出工程と、前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出工程と、前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分工程と、算出した前記トルク配分値に基づいて、各々の前記モータへトルク配分制御する制御工程と、を含むことを特徴とする。
　また、この発明にかかるトルク配分値生成方法は、駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値を配分するためのトルク配分値をトルク配分値生成装置により生成するトルク配分値生成方法であって、前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得工程と、前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得工程と、前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出工程と、前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出工程と、前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出工程と、前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出工程と、前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、前記各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分値生成工程と、を含むことを特徴とする。
　また、この発明にかかるプログラムは、上記に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
図１は、実施の形態にかかるトルク配分装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、トルク配分装置によるトルク配分処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、移動体の構成を示す概要図である。 図４は、トルク配分装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図５は、モータ効率マップの一例を示す図である。 図６は、スリップ率と摩擦係数の関係を示す図である。 図７は、スリップ率を考慮した回転速度とトルクの関係を示す図である。 図８は、図７に示す変化曲線をモータ効率マップに重ねた状態を示す図である。 図９－１は、車体速度毎に異なるトルクと効率との関係を示す図である（その１）。 図９－２は、車体速度毎に異なるトルクと効率との関係を示す図である（その２）。 図１０は、トルクと効率との関係を示す図である。 図１１－１は、モータに固有のトルク－効率特性を示す図である（その１）。 図１１－２は、モータに固有のトルク－効率特性を示す図である（その２）。 図１１－３は、モータに固有のトルク－効率特性を示す図である（その３）。 図１２－１は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その１）。 図１２－２は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その２）。 図１２－３は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その３）。 図１２－４は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その４）。 図１２－５は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その５）。 図１２－６は、逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その６）。 図１３－１は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その１）。 図１３－２は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その２）。 図１３－３は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その３）。 図１３－４は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その４）。 図１３－５は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その５）。 図１３－６は、△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その６）。 図１４－１は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その１）。 図１４－２は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その２）。 図１４－３は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その３）。 図１４－４は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その４）。 図１４－５は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その５）。 図１４－６は、人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である（その６）。 図１５－１は、駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である（その１）。 図１５－２は、駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である（その２）。 図１５－３は、駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である（その３）。 図１５－４は、駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である（その４）。 図１５－５は、駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である（その５）。 図１６－１は、トルク－効率の特性における変化率の違いを説明する図である。 図１６－２は、トルク－効率の特性における最適効率トルク値からの離れ量を説明する図である。 図１７は、走行パターンに応じた動的トルク配分を説明する図である。 図１８は、回転速度－全トルク指令値に基づく最適駆動輪数の設定データを示す図表である。 図１９は、総合効率を説明するための図である。 図２０は、垂直抗力を一定としたときのトルク－走行効率の関係を示す図である。 図２１は、駆動輪別の垂直抗力が異なる状態を説明する図である。 図２２は、垂直抗力別のトルク－走行効率を示す図表である。 図２３は、移動体全体の総合効率を説明するための図である。 図２４は、実施例２にかかるトルク配分装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２５－１は、総合効率の計算例を示す図である（その１）。 図２５－２は、総合効率の計算例を示す図である（その２）。
　以下に添付図面を参照して、この発明にかかるトルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の説明において、「回転速度」とは「駆動輪回転速度」であることとして説明する。
（実施の形態）
（トルク配分装置の構成）
　図１は、実施の形態にかかるトルク配分装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態にかかるトルク配分装置１００は、モータ効率マップを用い、このモータ効率マップ上の最適効率トルク値に基づいて複数の駆動輪に対するトルク配分を制御する。
　このトルク配分装置１００は、全トルク指令値取得部１０１と、車体速度検出部１０２ａと、駆動輪速度検出部１０２ｂと、スリップ率算出部１０３と、モータ効率マップ１０４と、効率マップ取得部１０５と、算出部１０６と、配分部１０７と、制御部１０８とによって構成される。
　全トルク指令値取得部１０１は、移動体を駆動するための全トルク指令値を取得する。すなわち、駆動輪にそれぞれ設けられた複数個ｎのモータＭ（Ｍ１，Ｍ２，…Ｍｎ）を駆動するために入力された全トルク指令値を取得する。なお、この実施形態において、複数個のモータＭは、同じ種類のモータを使用することを前提として説明する。
　車体速度検出部１０２ａは、移動体の速度を検出する。駆動輪速度検出部１０２ｂは、移動体に設けられた駆動輪速度を検出する。駆動輪速度ｖwは、タイヤの半径ｒ×駆動輪回転速度ωより算出される（ｖw＝ｒ×ω）。
　スリップ率算出部１０３は、車体速度検出部１０２ａにより検出された移動体の速度と、駆動輪速度検出部１０２ｂにより検出された駆動輪速度（駆動輪回転速度、およびタイヤ半径）に基づき、後述のように各駆動輪におけるスリップ率を算出する。モータ効率マップ１０４は、後述する図５のように各モータＭにおける速度と、トルクとの関係を示すマップであり、このマップ上にはトルクと速度とに基づいて、略直線状の動作線を引くことができる。効率マップ取得部１０５は、モータＭに対応するモータ効率マップ１０４を取得する。
　モータ効率マップの取得は、１．モータメーカーあるいは車メーカーがあらかじめ用意したモータ効率マップをメモリ等に保持しておく、２．移動体を走行させながらモータ効率マップを作成する、等が考えられる。
　算出部１０６は、スリップ率算出部１０３により算出されたスリップ率に基づいて、回転速度とトルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成して、前記動作線上の効率変化式における最適効率トルク値を算出する。
　配分部１０７は、後述のように全トルク指令値取得部１０１により取得した全トルク指令値と、算出部１０６により算出した最適効率トルク値に基づいて、各々のモータＭに対するトルク配分値を算出する。制御部１０８は、配分部１０７により算出したトルク配分値に基づいて、各々のモータＭへのトルク配分を制御する。
（トルク配分処理について）
　図２は、トルク配分装置によるトルク配分処理の手順を示すフローチャートである。はじめに、全トルク指令値取得部１０１により、駆動輪にそれぞれ設けられた複数個のモータＭ（Ｍ１，Ｍ２，…Ｍｎ）を駆動するためにアクセルペダルから入力された全トルク指令値Ｔを取得する（ステップＳ２０１）。次に、車体速度検出部１０２ａにより、移動体の車体速度を検出し（ステップＳ２０２）、駆動輪速度検出部１０２ｂにより、駆動輪における車輪速度を検出する（ステップＳ２０３）。そして、スリップ率算出部１０３により、移動体速度、駆動輪速度（駆動輪回転速度とタイヤ半径）を用いて駆動輪におけるスリップ率を算出する（ステップＳ２０４）。
　次に、効率マップ取得部１０５により、モータＭに対応するモータ効率マップ１０４を取得する（ステップＳ２０５）。次に、算出部１０６により、駆動輪速度検出部１０２ｂにより検出された車輪速度と、スリップ率算出部１０３によって算出されたスリップ率に基づいて、回転速度とトルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成して、前記動作線上の効率変化式における最適効率トルク値Ｔｏを算出する（ステップＳ２０６）。次に、配分部１０７により、全トルク指令値取得部１０１により取得した全トルク指令値Ｔと、算出部１０６により算出した最適効率トルク値Ｔｏに基づいて、各々のモータＭに対するトルク配分値を算出する（ステップＳ２０７）。そして、制御部１０８により、配分部１０７が算出したトルク配分値に基づいて、各々のモータＭへのトルク配分を制御する（ステップＳ２０８）。
　一般にモータ効率マップ上の動作線は直線状とされているが、実際には、トルク配分を変更すると駆動輪のトルクが変化し、それに応じて駆動輪の回転速度が変化することになる。したがって、車体速度が一定の条件下では、モータ効率マップ上における動作線は直線状ではなく、後述する図５のように傾斜（厳密には所定の曲線）となる。この動作線上のトルク値に対する効率値は、トルク－効率の特性として表すことができる。このトルク－効率の特性は後述する図１０のように曲線であるから、最も効率が高くなるトルクが現れることになる。この最も効率が高くなるときのトルクを最適効率トルク値Ｔｏと称する。そして、この最適効率トルク値Ｔｏを基準として、全トルク指令値Ｔを複数個ｎのモータＭに対して所定のトルク配分で配分する。
　上記の配分部１０７によるｎ個のモータＭへのトルク配分例について説明する。配分部１０７は、複数個ｎのモータのうち、いずれか一部のモータＭのトルク配分値のみに最適効率トルク値Ｔｏの全てを配分、あるいは全部または一部のモータＭに対して、それぞれのトルク配分値が最も最適効率トルク値Ｔｏに近づくように全トルク指令値Ｔを均等配分する。
　ここで、車輪速度およびスリップ率と、回転速度とトルクの関係を示す動作線上の効率地を示す効率変化式は下記の手順によって求められる。
１．現在の車体速度の検出
２．現在の駆動輪速度の検出
３．スリップ率の算出
４．モータ駆動電流から現在のトルクを検出
５．動作線式を算出（後述する式（８）を用いる）
６．動作線を効率マップ上に引いて、動作線に沿って、トルク値と効率値の組合せを複数ポイント取得
７．複数ポイントのトルク値と効率値より効率変化式を作成
　この時、ポイント数が多いほど、効率変化式の近似式の精度を上げることができる。
　トルクＴｄは、μ・Ｎ・ｒ（μ：路面とタイヤの摩擦係数、Ｎ：垂直抗力、ｒ：タイヤ半径）であるため（後述する式（５））、トルクＴｄが変化すると摩擦係数μが変化する。摩擦係数μが変化するとスリップ率λが変化する（図６に記載）。加速や減速が大きくない場合は、回転速度ｖの変化が小さいので、スリップ率λが変化すると、回転速度ωが変化する。つまり、駆動輪に与えるトルク値に応じて、その駆動輪の回転速度が変化することになる。その関係は後述する式（８）および図７で表される。この式（８）を使用するためには、スリップ率と摩擦係数との関係（後述する式（６））を用いる。この関係については、移動体外部のサーバ等から走行路面の式（６）を取得するか、あるいは自車で作成するかいずれかとなる。
　自車でスリップ率と摩擦係数との関係の式（６）を作成するには、下記の手順となる。
１．現在の車体速度と駆動輪回転速度を検出し、スリップ率λを求める。
２．現在のモータ駆動電流からトルク値を求め、Ｔｄ＝μ・Ｎ・ｒからμ値を算出する。
３．走行しながら複数ポイントのλとμ値を求めて、図６のμ－λ特性を作成し、式（６）を生成する。
　なお、トルク値は、予め判っているトルク定数に駆動電流を乗じて求められる。また、この場合、通常はタイヤを空転させずに走行するため、μのピーク部を超えない範囲のλ値とμ値（図６ではλが０．２以下）が検出可能である。μのピーク部を超える範囲（図６ではλが０．２以上）のポイントは検出できないが、本発明において必要とする領域はμのピーク部を超えない範囲であるため、その領域のμ－λ特性を作成して式（６）が生成できれば問題ない。
　以上説明した実施の形態にかかるトルク配分装置１００は、モータ効率マップ１０４上における最適効率トルク値Ｔｏを算出する際に、算出されたスリップ率を考慮している。路面に対する駆動輪のスリップ状態は、移動体の速度、さらに詳細には駆動輪の回転速度等の要因によって変化するが、駆動輪のスリップ状態を考慮することにより、各駆動輪に対するトルク配分を効率化できるようになり、駆動輪を実際に駆動したときに最適なトルク配分をおこない、かつ、モータ効率が高い領域で駆動できるようになるため、駆動系の効率が最大となる最適化ができるようになる。この駆動系とは、モータおよびインバータからなる移動体の駆動に関わる構成を指す。
（実施例１）
　以下に、本発明の実施例１について説明する。本実施例１では、４つの駆動輪にそれぞれ組み込まれ、独立して駆動されるインホイール型のモータを搭載した車両等の移動体にトルク配分装置を適用した場合の一例について説明する。この場合、モータＭの個数は、Ｍ１～Ｍ４の４個を用いる。モータＭとしては、三相交流モータやＤＣモータを用いることができる。以下の実施例では４つの駆動輪に同一のモータを用いる。なお、後述のように、駆動輪は、４つに限られず、２つ、３つ、或いは５つ以上にも本発明を適用することが可能である。
（移動体の構成）
　図３は、移動体の構成を示す概要図である。移動体３００は、左右の前駆動輪ＦＬ，ＦＲと、左右の後駆動輪ＲＬ，ＲＲを有する４輪駆動車である。これら４つの各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれインホイール型のモータＭ１～Ｍ４が設けられ、独立に駆動される。
　これらモータＭ１～Ｍ４には、それぞれモータ駆動用のインバータＩＮＶが設けられ、各インバータＩＮＶはコントローラ（ＥＣＵ）３０１の制御に基づき、モータＭ１～Ｍ４を駆動する。このコントローラ３０１には各種情報が入力され、トルク配分された結果、各モータＭ１～Ｍ４を駆動する。
　コントローラ３０１に対する入力としては、以下がある。ハンドル３０２からは操舵角が入力される。アクセルペダル３０３からは、全トルク指令値が入力される。ブレーキペダル３０４からはブレーキ量が入力される。サイドブレーキ３０５からはサイドブレーキ量が入力される。ギヤ３０６からはＲ，Ｎ，Ｄ等のシフトポジションが入力される。
　また、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれ回転速度Ｖを検出するセンサ３０７ａ～３０７ｄが設けられ、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒがコントローラ３０１に入力される。また、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲには、それぞれタイヤが地面から受ける垂直抗力Ｎを検出するセンサ３０８ａ～３０８ｄが設けられ、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの垂直抗力Ｎｆｌ、Ｎｆｒ，Ｎｒｌ，Ｎｒｒがコントローラ３０１に入力される。
　また、移動体３００には、加速度センサ３０９が設けられ、検出した加速度がコントローラ３０１に入力される。また、移動体３００には、ヨーレートセンサ３１０が設けられ、検出したヨーレートがコントローラ３０１に入力される。
　コントローラ３０１は、上記の入力に基づき、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを駆動する。駆動のための制御信号は、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ毎に適切にトルク配分され、インバータＩＮＶを介して各モータＭ１～Ｍ４に供給される。
　バッテリ３１２は、移動体３００全体に対して電源供給する。特に、インバータＩＮＶを介して各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのモータＭ１～Ｍ４を駆動するための駆動源となる。このバッテリ３１２としては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。
　上記のインバータＩＮＶは、移動体３００の回生時に、モータＭ１～Ｍ４が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリ３１２へ供給することができる。この回生とは、移動体３００を運転するドライバーによるブレーキペダル３０４の操作による発電や、走行中にアクセルペダル３０３の踏み込みを緩和することによる発電を示す。
　ところで、駆動効率η＝モータＭ出力／バッテリ３１２から供給する電力＝（Ｔ×ω）／（Ｖ×Ｉ）で表される。
（トルク配分装置のハードウェア構成）
　次に、トルク配分装置４００のハードウェア構成について説明する。図４は、トルク配分装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図４において、トルク配分装置４００は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、通信Ｉ／Ｆ４１５、ＧＰＳユニット４１６、各種センサ４１７を備えている。各構成部４０１～４１７は、バス４２０によってそれぞれ接続されている。
　ＣＰＵ４０１は、トルク配分装置４００の全体の制御を司る。ＲＯＭ４０２は、ブートプログラム、トルク配分プログラムなどのプログラムが記録され、また、モータ効率マップなどを保持することができる。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。すなわち、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３をワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭ４０２に記録されたプログラムを実行することによって、トルク配分装置４００の全体の制御を司る。
　通信Ｉ／Ｆ４１５は、無線を介してネットワークに接続され、トルク配分装置４００およびＣＰＵ４０１のインターフェースとして機能する。ネットワークとして機能する通信網には、公衆回線網や携帯電話網、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＬＡＮ、ＷＡＮなどがある。通信Ｉ／Ｆ４１５は、たとえば、公衆回線用接続モジュールやＥＴＣユニット、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）／ビーコンレシーバなどである。
　ＧＰＳユニット４１６は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、移動体の現在位置を示す情報を出力する。ＧＰＳユニット４１６の出力情報は、後述する各種センサ４１７の出力値とともに、ＣＰＵ４０１による移動体の現在位置の算出に際して利用される。現在位置を示す情報は、たとえば、緯度・経度、高度などの、地図データ上の１点を特定する情報である。
　ここで、走行路面のスリップ率と摩擦係数（μ-λ）特性を移動体外部のサーバから取得する場合は、通信Ｉ／Ｆ４１５とＧＰＳユニット４１６とを用いる。各種センサ４１７については、車体速度と垂直抗力の検出に用いる。車体速度は、例えば以下の方法により検出する。
１．加速度センサの出力を積分
２．非駆動輪の回転速度から算出
３．ＧＰＳやその他の位置センサの時間あたりの移動距離から算出
　また、垂直抗力を検出するためには、各タイヤにそれぞれ設けた荷重センサを用いるか、あるいは以下の方法により検出する。
１．加速度センサ出力から重心位置のずれを求めて、前輪と後輪の荷重バランスを算出
２．ヨーレートセンサ出力から重心位置のずれを求めて、右輪と左輪の荷重バランスを算出
３．傾斜センサ(ジャイロ)出力から重心位置のずれを求めて、前輪と後輪および右輪と左輪の荷重バランスを算出
　図１に示したトルク配分装置１００の算出部１０６、配分部１０７、制御部１０８は、上述したトルク配分装置４００におけるＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、などに記録されたプログラムやデータを用いて、ＣＰＵ４０１が所定のプログラムを実行し、トルク配分装置４００における各部を制御することによってその機能を実現する。
（トルク配分装置によるトルク配分制御）
　本実施例のトルク配分装置４００は、駆動系効率が最大となる最適化をおこなう。各駆動輪に与えるトルクをＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４とし、効率をη１，η２，η３，η４とすると、４輪分の全体の効率ηは、下記式（１）で示される。
　η＝（Ｔ１・η１＋Ｔ２・η２＋Ｔ３・η３＋Ｔ４・η４）／Ｔ　　…（１）
　（全駆動トルクＴ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）
　図５は、モータ効率マップの一例を示す図である。横軸は回転速度、縦軸はトルクである。図５に示す、車体がある一定速度のときの直線状の動作線Ｃ上で得られる効率を用いて以下のような駆動輪選択を考える。
（１）４輪で等トルク駆動
（２）２輪で等トルク駆動
（３）１輪のみで駆動
（１）４輪で等トルク駆動の場合（４輪に１／４（０．２５）ずつトルク配分）
　η１＝０．２５・０．７７＋０．２５・０．７７＋０．２５・０．７７＋０．２５・０．７７＝０．７７
（２）２輪で等トルク駆動の場合（２輪に１／２（０．５）ずつトルク配分）
　η２＝０．５・０．８３＋０．５・０．８３＋０＋０＝０．８３
（３）１輪のみで駆動の場合（１輪だけに全て（１）のトルク配分）
　η３＝１・０．７２＋０＋０＋０＝０．７２
　上記によれば、効率の高い領域でのトルクを多くするようなトルク配分をおこなうことにより、トータルの効率はよくなることがわかる。
　ここでトルクと回転速度との関係について説明する。
　各駆動輪の運動方程式と、駆動輪の駆動力は下記式（２），（３），（４）に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（Ｔｍ：モータへのトルク指令値、Ｔｄ：駆動輪の駆動トルク、Ｆｄ：駆動力、Ｊｗ：駆動輪の慣性モーメント、μ：路面とタイヤの摩擦係数、Ｎ：垂直抗力、ｒ：タイヤ半径）
　ここで、駆動輪の駆動トルクとは、駆動輪に搭載しているモータのトルクを意味している。
　急加速や急減速をおこなわない場合は、速度の変化が緩やかであるため、回転速度の変化が少ないので、下記式（５）のようになる。
　ｄω／ｄｔ≒０　　…（５）
　ゆえに、モータへのトルク指令値Ｔｍと駆動輪の駆動トルクＴｄがほぼ等しくなり、
　∴Ｔｍ≒Ｔｄ＝Ｆｄ・ｒ＝μ・Ｎ・ｒ
　以下、車両の速度の変化が緩やかであり、モータへのトルク指令値Ｔｍと駆動輪の駆動トルクＴｄがほぼ等しい状態のものとして説明を進める。
　図６は、スリップ率と摩擦係数の関係を示す図である。横軸はスリップ率λ、縦軸は摩擦係数μである。スリップ率λと摩擦係数μは図６に示す関係にあり、下記式（６）で近似できる。図６に示す特性図において、スリップ率λが０．２において最も摩擦係数μが高い。スリップ率λが１のときには駆動輪が空転している状態に相当する。そして、スリップ率λが０～０．２の範囲内で収まる制御をおこなうことにより、駆動輪が空転せずに走行できる。なお、図６で示した特性は、μの最大値やμが最大となるλの値がタイヤや路面状態によって変化する。その場合でも、下記式（６）のパラメータＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅの値を変更することで近似できる。
　ただし、一般的に、タイヤやアスファルト路面は、その物理特性が急激に変化することは少ないため、走行中のμ-λ特性の変化は緩やかなものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、λ＝（ｒ・ω－ｖ）／（ｒ・ω）＝１－ｖ／（ｒ・ω）　　…（７）
であるから、Ｔｄは、下記式（８）となる。
　Ｔｄ＝Ｆｄ・ｒ＝μ・Ｎ・ｒ　…（８）
　急加速や急減速をおこなわない場合は、速度の変化が緩やかであるため、車体速度ｖがほぼ一定と見なせ、Ｔｄとωとの関係は上記式（８）により求めることができる。
　図７は、スリップ率を考慮した回転速度とトルクの関係を示す図である。上記式に基づきトルクと回転速度を計算した状態を示す。ここで、垂直抗力Ｎ：４００［ｋｇ］×９．８［ｍ／ｓ2］、タイヤ半径ｒ：０．３［ｍ］、車体速度ｖ＝２５，５０，７５，１００［ｋｍ／ｈ］とした。
　したがって、トルク配分を変更することにより、駆動輪のトルクが変化すると、対応して回転速度が変化することになる。図７に示す各車体速度別の特性線は、直線状ではなく、いずれもトルクが高くなるにつれて傾きが緩やかになり、最大トルクの状態で飽和する変化曲線となる。
　図８は、図７に示す変化曲線をモータ効率マップに重ねた状態を示す図である。横軸は回転速度ω、縦軸はトルクＴｄである。この実施例では、モータ効率マップは、モータＭだけの特性ではなく、駆動系に含まれるインバータＩＮＶの特性（効率）も含んだ特性を示すものとしている。
　図８に示すように、ある速度（たとえば７５［ｋｍ／ｈ］）の動作線Ｃにおいて、一つの駆動輪のトルクが点ａにあったときに、その駆動輪のトルクをトルク配分の変更により、大きく変化させたときには、動作線Ｃ上で他のｂ点やｃ点に移動する。その際、動作線Ｃが傾いているから回転速度ωの値も増加していることになる。したがって、回転速度ωの変化を考慮せずに、トルク配分をおこなうと、正確な動作点がわからないため、効率の値に誤差を生じることになる。したがって、図８に示すように、モータ効率マップ上には、車体速度毎の動作線を引き、トルク－効率の関係を求めておくことにより、トルク配分を変化させた場合でも効率を正確に算出できるようになる。
　図９－１および図９－２は、車体速度毎に異なるトルクと効率との関係を示す図である。図９－１は、５０［ｋｍ／ｈ］のときの動作線におけるトルク－効率特性であり、図９－２は、７５［ｋｍ／ｈ］のときの動作線における、トルク－効率特性である。
　また、図９－１に対応する動作線を６次で近似した効率ηは、
　η = -1.7088E-14Td6 + 1.8521E-11Td5
- 7.9786E-09Td4 + 1.7336E-06Td3 - 2.0447E-04Td2
+ 1.1782E-02Td + 4.4673E-01　　…（９）
　また、図９－２に対応する動作線を６次で近似した効率ηは、
　η = 1.1253E-14Td6 - 1.0197E-11Td5
+ 3.2448E-09Td4 - 3.5952E-07Td3 - 2.6286E-05Td2
+ 7.8911E-03Td + 4.9954E-01　…（１０）
となる。
　上記の近似式のトルクＴｄに値を代入すれば、効率ηを得ることができる。上記式（１）によれば、４輪駆動の場合、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＝Ｔ（全トルク指令値）の条件範囲で、Ｔ１・η１＋Ｔ２・η２＋Ｔ３・η３＋Ｔ４・η４が最大となるのが最適効率となる。
　次に、上述したスリップ率の算出方法について説明する。スリップ率λは下記式（１１）で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、（ｖ：移動体速度、ｖw：駆動輪速度、ω：駆動輪回転速度、ｒ：タイヤ半径）なお、ｖとｖwの大きい方が分母となるため、加速時には分母が上記のようにｖwとなり、減速時には、分母がｖとなる。移動体速度、駆動輪速度、および駆動輪回転速度の違いについて補足説明する。タイヤの回転速度にタイヤの半径を乗ずると、タイヤの移動速度になる。モータを駆動して走行しているときは、タイヤの速度は自動車の速度よりも速くなる。一方、モータを制動させて走行している場合は、タイヤの速度は自動車の速度よりも遅くなる。タイヤの速度と自動車の速度の関係を示したものがスリップ率であり、下記式（１２）となる。
　スリップ率＝（車輪速度－車体速度）／車体速度と車輪速度の大きい方
　λ＝（ｖw－ｖ）／Ｍａｘ（ｖw，ｖ）　…（１２）
　なお、駆動も制動もしないモータの車輪は、スリップ率がほぼゼロとなるため、この車輪の速度は車体速度とほぼ等しくなる（ｖw≒ｖ）。
　駆動輪の回転速度は、モータＭのレゾルバや、エンコーダ、ホール素子等のパルス出力信号を用いて算出できる。移動体の速度は、１．非駆動輪のスリップ率がほぼゼロであるため、非駆動輪の速度を車体速度として検出する、２．加速度センサの出力を積分して車体速度を求める、３．車体位置をセンサで検出し時間あたりの移動距離で速度を求める、等が考えられる。
（トルク配分例について）
　図１０は、トルクと効率との関係を示す図である。図９－１、図９－２と同様に横軸がトルク、縦軸が効率である。この図１０に示すように、動作線上で効率ηが最も高い点を最適効率トルク値Ｔｏとする。また、動作線上で最適効率トルク値Ｔｏの２倍のトルクに対応した効率を２Ｔｏと表記する。
（モータ効率マップ上での動作線の特性について）
　ここで、モータ毎に固有のトルク－効率特性に対するトルク配分について説明する。上述した図９－１、図９－２等のトルク－効率特性は、モータＭ毎に固有の特性線を有している。図１１－１～図１１－３は、それぞれモータに固有のトルク－効率特性を示す図であり、図１１－１は逆Ｕ型、図１１－２は△型、図１１－３は人型と略称する。単純化のために、駆動輪が２輪である場合のトルク配分で考える。全トルク指令値Ｔを２輪で配分するときの効率ηは、上記式（１）に基づき、
　η＝（Ｔ１・η１＋Ｔ２・η２）／Ｔ　…（１３）
　（駆動輪１のトルク：Ｔ１，そのときの効率：η１、駆動輪２のトルク：Ｔ２，そのときの効率：η２）
となる。
　たとえば、全トルク指令値Ｔが１６０［Ｎｍ］の場合は、（Ｔ１，Ｔ２）＝（１００，６０）や（８０，８０）等、多数の組み合わせがあるが、それぞれのトルク値を上記式（１３）に代入することで、効率を算出することができる。よって、効率が最大となるトルク値の組み合わせを選択できればよいことになる。具体例を下記に説明する。
　図１２－１～図１２－６は、それぞれ逆Ｕ型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である。図１２－１は、全トルク指令値Ｔが１００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１００）、（１００，０）のときに効率ηが最大となる。なお、トータル効率は、上記式（１３）に代入して得た特性である。図１２－２は、全トルク指令値Ｔが１２０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１２０），（１２０，０）のときに効率ηが最大となる。図１２－３は、全トルク指令値Ｔが１４０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１４０），（１４０，０）のときに効率ηが最大となる。図１２－４は、全トルク指令値Ｔが１６０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（８０，８０）のときに効率ηが最大となる。図１２－５は、全トルク指令値Ｔが１８０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（９０，９０）のときに効率ηが最大となる。図１２－６は、全トルク指令値Ｔが２００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（１００，１００）のときに効率ηが最大となる。
　図１３－１～図１３－６は、それぞれ△型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である。図１３－１は、全トルク指令値Ｔが１００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１００）、（１００，０）のときに効率ηが最大となる。図１３－２は、全トルク指令値Ｔが１２０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１２０）、（１２０，０）のときに効率ηが最大となる。図１３－３は、全トルク指令値Ｔが１４０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（４０，１００）、（１００，４０）のときに効率ηが最大となる。図１３－４は、全トルク指令値Ｔが１６０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（６０，１００）、（１００，６０）のときに効率ηが最大となる。図１３－５は、全トルク指令値Ｔが１８０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（８０，１００）、（１００，８０）のときに効率ηが最大となる。図１３－６は、全トルク指令値Ｔが２００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（１００，１００）のときに効率ηが最大となる。
　図１４－１～図１４－６は、それぞれ人型のトルク－効率特性における各輪の特性を示す図である。図１４－１は、全トルク指令値Ｔが１００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，１００）、（１００，０）のときに効率ηが最大となる。図１４－２は、全トルク指令値Ｔが１２０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（２０，１００）、（１００，２０）のときに効率ηが最大となる。図１４－３は、全トルク指令値Ｔが１４０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（４０，１００）、（１００，４０）のときに効率ηが最大となる。図１４－４は、全トルク指令値Ｔが１６０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（６０，１００）、（１００，６０）のときに効率ηが最大となる。図１４－５は、全トルク指令値Ｔが１８０［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（８０，１００）、（１００，８０）のときに効率ηが最大となる。図１４－６は、全トルク指令値Ｔが２００［Ｎｍ］であり、（Ｔ１，Ｔ２）＝（１００，１００）のときに効率ηが最大となる。
　以上のことから、効率ηが最大となる組み合わせは、以下のいずれかとなる。
　（Ｔ１，Ｔ２）＝（０，Ｔ）、（Ｔ，０）、（Ｔｏ，Ｔ－Ｔｏ）、（Ｔ－Ｔｏ，Ｔｏ）、（Ｔ／２，Ｔ／２）　…（１４）
　（Ｔｏ：最適効率トルク値）
　ゆえに、トルク－効率特性の曲線形状が図１１－１～図１１－３のいずれのタイプであったとしても、上記（１４）の組合せの中に、効率ηが最大となる組合せが存在することに着目した。
　つまり、トルク－効率特性の曲線形状が明確でない場合でも、上記（１４）に示す組み合わせを計算した結果が最大となる組み合わせが、効率ηを最大にするトルク配分の組み合わせとなる。トルク－効率特性が複雑な曲線形状である場合は、上記（１４）の組み合わせ以外が最大効率になることも考えられるが、変極点の多い複雑な特性以外であれば上記（１４）に示した組み合わせ中に最大効率をとるものがある。すなわち、トルク配分の組み合わせは無数に存在するが、上記（１４）に示した組み合わせを計算するだけで、最適なトルク配分値を求めることが可能となる。なお、上記例では２輪に対するトルク配分を例に説明したが、４輪等の複数の駆動輪に対するトルク配分についても同様である。
　これにより、以下に説明する図１５－１～図１５－５に示す配分の中にηが最大になる組合せがある。また、逆Ｕ型のトルク－効率特性を示すモータ効率マップが多いため、後述する図１６－１と図１６－２で説明するトルク配分の簡略化が可能となる。
　モータＭの個数をｎ個（ｎは自然数）とすると、配分部１０７は、
（１）全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏ未満の場合には、一のモータＭのトルク配分値に全トルク指令値Ｔを配分する。
（２）全トルク指令値Ｔが、最適効率トルク値Ｔｏ以上、かつ、最適効率トルク値Ｔｏのｎ倍未満の場合には、下記（ａ）～（ｃ）のいずれかでトルク配分する。この際、（ａ）～（ｃ）のいずれかのうち、最適な駆動系効率を有するものを選択する。
　（ａ）一部のモータＭのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、さらに全トルク指令値Ｔを最適効率トルク値Ｔｏで割った余りを１個、あるいはｎ個のモータＭのいずれかに均等に割って配分する。
　（ｂ）一部のモータＭのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、さらに他のモータＭのそれぞれのトルク配分値に一部のモータＭに配分した残りを均等に割って配分する。
　（ｃ）全てのモータＭのそれぞれに全トルク指令値Ｔを均等に割って配分する。
（３）全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏのｎ倍以上の場合には、ｎ個のモータＭのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、さらに全トルク指令値Ｔを最適効率トルク値Ｔｏで割った余りを１個、あるいはｎ個のモータＭのいずれかに均等に割って配分したうち、最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択する。
　図１５－１～図１５－５は、それぞれ駆動輪が４つの場合におけるトルク配分を説明するための図である。配分部１０７により、ｎ＝４の各モータＭに配分する配分例を説明する。
（Ｔ＜Ｔｏのとき）
　図１５－１に示すように、全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏ未満の場合には、一のモータのトルク配分値に前記全トルク指令値Ｔを配分する。
（Ｔｏ≦Ｔ＜２Ｔｏのとき）
　また、図１５－２に示すように、全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏ以上、かつ最適効率トルク値Ｔｏの２倍未満の場合には、（ａ）～（ｃ）のいずれかのうち、最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択する。
（ａ）いずれか一のモータのトルク配分値に全トルク指令値Ｔを配分する。
（ｂ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、別の一のモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｃ）いずれか２個のモータのそれぞれのトルク配分値に前記全トルク指令値Ｔの１／２を配分する。
（２Ｔｏ≦Ｔ＜３Ｔｏのとき）
　また、図１５－３に示すように、全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏの２倍以上、かつ最適効率トルク値Ｔｏの３倍未満の場合には、（ａ）～（ｅ）のいずれかのうち、最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択する。
（ａ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、別の一のモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｂ）いずれか２個のモータのそれぞれのトルク配分値に全トルク指令値Ｔの１／２を配分する。
（ｃ）いずれか２個のモータのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、別の一のモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｄ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの２個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／２を配分する。
（ｅ）いずれか３個のモータのそれぞれのトルク配分値に全トルク指令値Ｔの１／３を配分する。
（３Ｔｏ≦Ｔ＜４Ｔｏのとき）
　また、図１５－４に示すように、全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏの３倍以上、かつ最適効率トルク値Ｔｏの４倍未満の場合には、（ａ）～（ｇ）のいずれかのうち、最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択する。
（ａ）いずれか２個のモータのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りのうち一のモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｂ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの２個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／２を配分する。
（ｃ）いずれか３個のモータのそれぞれのトルク配分値に、全トルク指令値Ｔの１／３を配分する。
（ｄ）いずれか３個のモータのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りのモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｅ）いずれか２個のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの２個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／２を配分する。
（ｆ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの３個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／３を配分する。
（ｇ）４個のモータのそれぞれのトルク配分値に、全トルク指令値Ｔの１／４を配分する。
（４Ｔｏ≦Ｔのとき）
　また、図１５－５に示すように、全トルク指令値Ｔが最適効率トルク値Ｔｏのｎ（４）倍以上の場合には、（ａ）～（ｄ）のうち、最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択する。
（ａ）いずれか３個のモータのそれぞれのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの一のモータのトルク配分値に残りのトルク値を配分する。
（ｂ）いずれか２個のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの２個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／２を配分する。
（ｃ）いずれか一のモータのトルク配分値に最適効率トルク値Ｔｏを配分し、残りの３個のモータのそれぞれのトルク配分値に残りのトルク値の１／３を配分する。
（ｄ）４個のモータのそれぞれのトルク配分値に、全トルク指令値Ｔの１／４を配分する。
　上記の各配分例を数式で示すと下記のようになる。
（Ｔ＜Ｔｏのとき）
　Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０
（Ｔｏ≦Ｔ＜２Ｔｏのとき）
　以下の（ａ）～（ｃ）の３通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する。
（ａ）Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－Ｔｏ），Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０
（ｂ）Ｔ１＝Ｔｏ，Ｔ２＝Ｔｏ－（２Ｔｏ－Ｔ），Ｔ３＝Ｔ４＝０
（ｃ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ－（２Ｔｏ－Ｔ）／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０
（２Ｔｏ≦Ｔ＜３Ｔｏのとき）
　以下の（ａ）～（ｅ）の５通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する。
（ａ）Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－２Ｔｏ），Ｔ２＝Ｔｏ，Ｔ３＝Ｔ４＝０
（ｂ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ＋（Ｔ－２Ｔｏ）／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０
（ｃ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ，Ｔ３＝Ｔｏ－（３Ｔｏ－Ｔ），Ｔ４＝０
（ｄ）Ｔ１＝Ｔｏ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ－（３Ｔｏ－Ｔ）／２，Ｔ４＝０
（ｅ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ－（３Ｔｏ－Ｔ）／３，Ｔ４＝０
（３Ｔｏ≦Ｔ＜４Ｔｏのとき）
　以下の（ａ）～（ｇ）の７通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する。
（ａ）Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－３Ｔｏ），Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ，Ｔ４＝０
（ｂ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ＋（Ｔ－３Ｔｏ）／２，Ｔ３＝Ｔｏ，Ｔ４＝０
（ｃ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ＋（Ｔ－３Ｔｏ）／３，Ｔ４＝０
（ｄ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ，Ｔ４＝Ｔｏ－（４Ｔｏ－Ｔ）
（ｅ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ，Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ－（４Ｔｏ－Ｔ）／２
（ｆ）Ｔ１＝Ｔｏ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ－（４Ｔｏ－Ｔ）／３
（ｇ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ－（４Ｔｏ－Ｔ）／４
（４Ｔｏ≦Ｔのとき）
　以下の（ａ）～（ｄ）の４通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する。
（ａ）Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－４Ｔｏ），Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ
（ｂ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ＋（Ｔ－４Ｔｏ）／２，Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ
（ｃ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔｏ＋（Ｔ－４Ｔｏ）／３，Ｔ４＝Ｔｏ
（ｄ）Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔｏ＋（Ｔ－４Ｔｏ）／４
　次に、ｎ個のモータＭを用いた駆動時におけるトルク配分の一般式を示す。
（Ｔ＜ｋ・Ｔｏのとき（ｋ＝１））
　Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝…＝Ｔn＝０
（（ｋ－１）・Ｔｏ≦Ｔ＜ｋ・Ｔｏのとき、以下の（２ｋ－１）通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する（ｋ＝２～ｎ））
　Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－（ｋ－１）・Ｔｏ）／１，Ｔ２＝Ｔ３＝…＝Ｔk-1＝Ｔｏ，Ｔk＝Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ＋（Ｔ－（ｋ－１）・Ｔｏ）／２，Ｔ３＝Ｔ４＝…＝Ｔk-1＝Ｔｏ，Ｔk＝Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　…
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk-2＝Ｔｏ＋（Ｔ－（ｋ－１）・Ｔｏ）／（ｋ－２），Ｔk-1＝Ｔｏ，Ｔk＝Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk-1＝Ｔｏ＋（Ｔ－（ｋ－１）・Ｔｏ）／（ｋ－１），Ｔk＝Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　以上でｋ－１通り。
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk-1＝Ｔｏ，Ｔk＝Ｔｏ－（ｋ・Ｔｏ－Ｔ）／１，Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk-2＝Ｔｏ，Ｔk-1＝Ｔk＝Ｔｏ－（ｋ・Ｔｏ－Ｔ）／２，Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　…
　Ｔ１＝Ｔｏ，Ｔ２＝…＝Ｔk-1＝Ｔk＝Ｔｏ－（ｋ・Ｔｏ－Ｔ）／（ｋ－１），Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk-1＝Ｔk＝Ｔｏ－（ｋ・Ｔｏ－Ｔ）／ｋ，Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
　以上でｋ通り。
　上記のｋ－１通りと合わせて２ｋ－１通りとなる。
（ｎ・Ｔｏ≦Ｔのとき、以下のｎ通りで効率を計算し、最適な効率となる組み合わせを選択する）
　Ｔ１＝Ｔｏ＋（Ｔ－ｎ・Ｔｏ）／１，Ｔ２＝Ｔ３＝…＝Ｔn-1＝Ｔn＝Ｔｏ
　Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔｏ＋（Ｔ－ｎ・Ｔｏ）／２，Ｔ３＝Ｔ４＝…＝Ｔn-1＝Ｔn＝Ｔｏ
　…
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔn-1＝Ｔｏ＋（Ｔ－ｎ・Ｔｏ）／（ｎ－１），Ｔn＝Ｔｏ
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔn-1＝Ｔn＝Ｔｏ＋（Ｔ－ｎ・Ｔｏ）／ｎ
　以上でｎ通り。
　上記によれば、４輪駆動に限らず、６輪駆動や８輪駆動などの移動体におけるトルク配分に適用することができる。
（４輪駆動におけるトルク配分の簡易化）
　一般的に、図１１－１のような逆Ｕ型のトルク－効率特性を示すモータ効率マップが多いため、トルク配分の簡略化が可能となる。ある速度におけるトルクに対する効率の関係は、最適効率を得るトルク値Ｔｏより離れるほど、効率の劣化が大きい。よって、各駆動輪のトルクが最適効率トルク値Ｔｏに近くなるように等配分する。トルク－効率の特性図における効率曲線が最適効率トルク値Ｔｏを中心として、非対称の場合があるため、最適効率トルク値Ｔｏよりトルクが小さい側の効率変化と、最適効率トルク値Ｔｏよりトルクが大きい側の効率変化に違いがある。よって、最適効率トルク値Ｔｏより低トルク側と、最適効率トルク値Ｔｏより高トルク側の効率変化率の比を用いて、指令された全トルク指令値Ｔと最適効率トルク値Ｔｏとの関係により、簡易的トルク配分をおこなうことができる。
　図１６－１は、トルク－効率の特性における変化率の違いを説明する図である。図に示す最適効率トルク値Ｔｏを中心として高トルク側の変化率に対して、低トルク側の変化率は２倍である。このような場合、駆動輪が４輪である場合における簡易的トルク配分は下記（１）～（４）のようにおこなう。なお、図１６－１において、１５０［Ｎｍ］と７５［Ｎｍ］は同じ効率、１２８．６［Ｎｍ］と８５．７［Ｎｍ］は同じ効率、１２０［Ｎｍ］と９０［Ｎｍ］は同じ効率である。
（１）Ｔ＜Ｔｏ＋２Ｔｏ／４のとき（図１６－１に示す例ではＴ＜１５０［Ｎｍ］のとき）
　Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０
（２）２（Ｔｏ－Ｔｏ／４）≦Ｔ＜２（Ｔｏ＋２Ｔｏ／７）のとき（図１６－１に示す例では７５［Ｎｍ］・２≦Ｔ＜１２８．６［Ｎｍ］・２のとき）
　Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０
（３）３（Ｔｏ－Ｔｏ／７）≦Ｔ＜３（Ｔｏ＋２Ｔｏ／１０）のとき（図１６－１に示す例では８５．７［Ｎｍ］・３≦Ｔ＜１２０［Ｎｍ］・３のとき）
　Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ／３，Ｔ４＝０
（４）４（Ｔｏ－Ｔｏ／１０）≦のとき（図１６－１に示す例では９０［Ｎｍ］・４≦Ｔのとき）
　Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔ／４
　なお、図１６－１のトルク－効率特性は、逆Ｕ型のトルク－効率特性のトルク配分を説明した図１１－１と同じ特性を用いている。上記の場合分けの式のＴに１００～２００［Ｎｍ］の値を代入してみると、Ｔ＜１５０［Ｎｍ］のときは、（Ｔ１，Ｔ２）＝（Ｔ，０）が最適効率配分であり、１５０［Ｎｍ］≦Ｔ＜２５７．２［Ｎｍ］のときは、（Ｔ１，Ｔ２）＝（Ｔ／２，Ｔ／２）が最適効率配分となるため、逆Ｕ型のトルク－効率特性のトルク配分を説明した図１２－１～図１２－６の結果と一致することが確認できる。
　ゆえに、トルク－効率特性が逆Ｕ型であることがわかっていれば、このような簡易的なトルク配分によって最適トルク配分が可能となる。
（ｎ輪駆動の場合の一般系でみたトルク配分の簡易化）
　図１６－２は、トルク－効率の特性における最適効率トルク値からの離れ量を説明する図である。ここで、ｋ：駆動輪数、Ｘ：低トルク側の最適効率トルク値Ｔｏからの離れ量、Ｙ：高トルク側の最適効率トルク値Ｔｏからの離れ量、ａ：（高トルク側の変化率）／（低トルク側の変化率）とすると、トルク配分の場合分けは、下記の（１）～（３）となる。
（１）Ｔ＜ｋ・（Ｔｏ＋（ａ・Ｔｏ）／（ａ・ｋ＋ｋ＋１））のとき、（ｋ＝１）
　Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝…＝Ｔn＝０
（２）ｋ・（Ｔｏ－（Ｔｏ）／（ａ・（ｋ－１）＋（ｋ－１）＋１））≦Ｔ＜ｋ・（Ｔｏ＋（ａ・Ｔｏ）／（ａ・ｋ＋ｋ＋１））のとき、（ｋ＝２～ｎ－１）
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔk＝Ｔ／ｋ，Ｔk+1＝…＝Ｔn＝０
（３）ｎ・（Ｔｏ－（Ｔｏ）／（ａ・（ｎ－１）＋（ｎ－１）＋１））≦Ｔのとき、（ｋ＝ｎ）
　Ｔ１＝Ｔ２＝…＝Ｔn-1＝Ｔn＝Ｔ／ｎ
となる。
　なお、ｋ輪で駆動した場合と、ｋ＋１輪で駆動した場合で同じ効率となるトルク値が上記（１）～（３）の場合分けの境界値となる。これを式で表すと、
　（ｋ＋１）・（Ｔｏ－Ｘ）＝ｋ・（Ｔｏ＋Ｙ）　…（１５）
　Ｙ＝ａ・Ｘ　　…（１６）
となる。上記式（１５）、（１６）を解いてＸ，Ｙを求めると以下となる。
　Ｘ＝Ｔｏ／（ａ・ｋ＋ｋ＋１）　…（１７）
　Ｙ＝（ａ・Ｔｏ）／（ａ・ｋ＋ｋ＋１）　…（１８）
　これらの式（１７）、（１８）を用いてｎ輪駆動時における場合分けが可能となる。
（動的トルク配分について）
　次に、移動体（駆動輪）の速度によって最適効率トルク値Ｔｏが異なるため、速度の変化に応じて動的なトルク配分をおこなう例について説明する。図１７は、走行パターンに応じた動的トルク配分を説明する図である。横軸が回転速度、縦軸がトルクのモータ効率マップ上に移動体の走行パターンを記載してある。
　図１７の走行パターンのときには、加速してＡ点に至るまでの間は、Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０のトルク配分とする。また、Ａ点～Ｂ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０とする。Ｂ点～Ｃ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ／３，Ｔ４＝０とする。Ｃ点～Ｄ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０とする。Ｄ点以降では、Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０とする。このように、時々刻々と変化する速度や負荷トルクに対して、常に最適トルク配分をおこなうため、広帯域な制御による動的なトルク配分をおこなうことができる。
　図１８は、回転速度－全トルク指令値に基づく最適駆動輪数の設定データを示す図表である。移動体（駆動輪）の速度と全トルク指令値Ｔに応じて、総合的な効率が最もよくなる駆動輪数を求めるための表、あるいは算出式を作成しておくことにより、走行中にリアルタイムに最適トルク配分をおこなうことができる。
　たとえば、図１８に示す走行パターンの場合の動的トルク配分について説明する。Ａ点に至るまでの間は、Ｔ１＝Ｔ，Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝０のトルク配分であり、１輪駆動となる。また、Ａ点～Ｂ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０であり、２輪駆動となる。Ｂ点～Ｃ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ／３，Ｔ４＝０であり、３輪駆動となる。Ｃ点～Ｄ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔ／４であり、４輪駆動となる。Ｄ点～Ｅ点の間では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ／３，Ｔ４＝０であり、３輪駆動となる。Ｅ点以降では、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ／２，Ｔ３＝Ｔ４＝０であり、２輪駆動となる。
　上記説明したトルク配分のアルゴリズムの結果、すなわち、モータ効率マップをメモリに保持せず、入力が速度およびトルクのときにおける出力である駆動輪数および各駆動輪のトルク値を、図１８に示す表、あるいは算出式としてメモリに保持しておけばよい。
　以上説明した実施例１によれば、モータ効率マップ上でスリップ率を考慮した傾きのある動作線を引くことにより、回転速度とトルクの動作点を正確に検出することができる。これにより、トルク配分による効率計算を精度よくおこなうことができるようになる。また、各駆動輪に対して最適なトルク配分をおこなえるようになる。なお、左側駆動輪の合計トルクと右側駆動輪の合計トルクが異なるトルク値で走行している際、ハンドル３０２の角度とヨーレートセンサ３１０による車体の角度を検出し、その差異が大きいと判断した場合は、左右のトルク差を少なくするようにトルク配分量を調節して走行安定性を確保すればよい。
（実施例２）
（総合効率の向上のための構成）
　実施例２では、総合効率の向上のための構成について説明する。図１９は、総合効率を説明するための図である。移動体は、バッテリ３１２から供給された電源によりモータＭを駆動して走行する。このモータＭは、コイルの抵抗分による銅損や、渦電流や磁気ヒステリシスによる鉄損等によるロスが発生する。電源からモータＭ出力までの効率は、駆動系の効率である。このモータＭの駆動力により走行する移動体は、実際には、モータＭの出力を受けてタイヤの回転駆動により走行する走行系１９０１を有する。この走行系１９０１においても、タイヤと路面間のスリップによるロスが発生する。モータＭの出力から走行パワーとして出力されるまでの効率が走行系の効率である。移動体の総合効率は、これら駆動系の効率×走行系の効率で示される。
　駆動効率ηｄ＝モータＭ出力／バッテリ３１２から供給する電力＝（Ｔ×ω）／（Ｖ×Ｉ）で表される。
　上述した実施例１で説明したトルク配分は、駆動効率に関与するものである。実施例２では、走行系の効率を向上させることにより、全体の総合効率を最大にする構成について説明する。
　駆動輪あたりの駆動力Ｆｄは次式で示される。
　Ｆｄ＝μ・Ｎ　…（１９）
　（μ：摩擦係数、Ｎ：垂直抗力）
　よって、Ｔｄ＝Ｆｄ・ｒ＝μ・Ｎ・ｒ　…（２０）
　（ｒ：タイヤ半径）
　走行系の効率ηλは、
　ηλ＝走行パワー／モータ出力＝（Ｆｄ・ｖ）／（Ｔｄ・ω）＝（Ｆｄ・ｖ）／（Ｆｄ・ｒ・ω）＝ｖ／（ｒ・ω）＝ｖ／ｖw　…（２１）
　（ｖ：車体速度［ｍ／ｓ］、ｖw：車輪速度［ｍ／ｓ］）
　また、スリップ率λは、上記式（１１）で示される。したがって、走行系の効率ηλは、スリップ率λを用いて表すことができる。
　∴ηλ＝１－λ　…（２２）
　上述した図６のスリップ率と摩擦係数の特性より、スリップ率λを摩擦係数μの関数とみなし、λ＝ｆ（μ）と表すと、走行系の効率ηλは、以下のように表せる。
　ηλ＝１－λ＝１－ｆ（μ）＝１－ｆ（Ｔｄ／（Ｎ・ｒ））　…（２３）
　∵μ＝Ｔｄ／（Ｎ・ｒ）　…（２４）
　式（２０）より、Ｎが一定のときは、Ｔｄが大きくなるとμが大きくなる。図６の関係より、λが０．２以下の領域では、μが大きくなるとλが大きくなる。ゆえに、１－λが小さくなる。
　図２０は、垂直抗力を一定としたときのトルク－走行効率の関係を示す図である。この場合、図示のように、トルクＴｄが大きくなると、走行効率ηλは低下し、その低下度合いは、トルクＴｄが大きくなるほど大きく現れる。すなわち、駆動輪のトルクＴｄを大きくすると、走行効率ηλが低下し、駆動輪のトルクＴｄを小さくすると、走行効率ηλが増加する。このように、実施例１で説明したトルク配分をおこなう際に、総合効率を向上させるためには、駆動効率だけでなく走行効率も考慮する必要がある。走行効率ηλは、上述したように、あらかじめ作成したスリップ率λ－摩擦係数μの特性マップをメモリ等に保持して用いる構成とするに限らない。他の構成としては、たとえば、移動体を走行させながら、その際の車体速度をセンサ（あるいは推定算出）で検出し、また、駆動輪の速度をセンサで検出してスリップ率λを近似計算し、走行効率ηλのパラメータとして用いることも考えられる。
（荷重変化による走行効率の変化について）
　トルクを示す上記式（２０）を変形すると、下記式となる。
　μ＝Ｔｄ／（Ｎ・ｒ）　…（２５）
　図２１は、駆動輪別の垂直抗力が異なる状態を説明する図である。上記式（２５）により、ある駆動輪に一定のトルク指令値が与えられている場合、そのタイヤへの路面からの垂直抗力Ｎの変化に応じて摩擦係数μが変化する。図２１に示すように、移動体が登坂、傾斜、加速、カーブを走行する場合等には、移動体の荷重バランスが変わり、ある駆動輪の垂直抗力Ｎが減少すると、摩擦係数μが大きくなり、スリップ率λも大きくなる。結果として、上記式（２２）に示す１－λが小さくなり、走行系の効率ηλが低下することになる。
　図２２は、垂直抗力別のトルク－走行効率を示す図表である。上記式（２３）により、垂直抗力Ｎが大きいほど走行系の効率ηλは大きく、トルクＴｄの増加に伴う走行系の効率ηλの低下度合いも緩くなる。よって、各駆動輪の垂直抗力Ｎが変化した場合、垂直抗力Ｎの大きい駆動輪は、走行系の効率ηλが増加し、垂直抗力Ｎの小さい駆動輪は走行系の効率ηλが低下する。これにより、荷重の大きい駆動輪のトルクを増やし、荷重の小さい駆動輪のトルクを少なくすることにより、走行効率を向上させることができるようになる。
（総合効率について）
　図２３は、移動体全体の総合効率を説明するための図である。移動体３００の各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに全トルク指令値ＴをＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で分配する。そして、移動体３００の総合効率は、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのトルク分配比×駆動効率ηd×走行効率ηλの総和により得ることができる。
　図２３の駆動輪ＦＬを例に説明すると、モータ効率マップ２３０１を用いて、駆動輪ＦＬに配分されたトルクＴ１と、回転速度ω１に基づき、駆動効率ηd１を得る。また、トルク－走行効率特性２３０２に基づいて、駆動輪ＦＬに配分されたトルクＴ１から走行効率ηλ１を得る。同様に、他の駆動輪ＦＲ，ＲＬ，ＲＲについても、それぞれ駆動効率ηd２，ηd３，ηd４と、走行効率ηλ２，ηλ３，ηλ４を得る。
　総合効率ηtotalは、下記式により得られる。
　ηtotal＝（Ｔ１／Ｔ）・ηd１・ηλ１＋（Ｔ２／Ｔ）・ηd２・ηλ２＋（Ｔ３／Ｔ）・ηd３・ηλ３＋（Ｔ４／Ｔ）・ηd４・ηλ４　…（２６）
　そして、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの垂直抗力を検出、あるいは推定し、この垂直抗力に応じて上記式（２６）の値が最大になるようにトルク配分をおこなうことにより、走行効率を向上させることができる。
　図２４は、実施例２にかかるトルク配分装置の機能的構成を示すブロック図である。図１と同様の構成部には同一の符号を付してある。そして、配分部１０７には、各駆動輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの垂直抗力Ｎｆｌ、Ｎｆｒ，Ｎｒｌ，Ｎｒｒがセンサ３０８ａ～３０８ｄ（図３参照）から入力され、配分部１０７は、各駆動輪の垂直抗力に基づき、垂直抗力Ｎ（荷重）が大きい駆動輪に対するトルク配分比を大きくし、垂直抗力Ｎ（荷重）が小さい駆動輪に対するトルク配分比を小さくする。
（総合効率の計算例）
　図２５－１、図２５－２は、それぞれ総合効率の計算例を示す図である。いずれも移動体３００の車体重量は、１６００［ｋｇ］、全トルク指令値Ｔが８００［Ｎｍ］であり、登坂あるいは加速によって荷重バランスが後方に移動し、前輪荷重が各３００［ｋｇ］、後輪荷重が各５００［ｋｇ］であるとする。
　図２５－１に示す例では、各駆動輪のトルク配分を２００［Ｎｍ］で４輪駆動した場合である。モータ効率マップ２５０１を用いて、前輪ＦＬ，ＦＲに配分されたトルクＴｄ＝２００［Ｎｍ］と、回転速度ω＝８０［ｒａｄ／ｓ］に基づき、駆動効率ηd＝０．８２を得る。また、トルク－走行効率特性２５０２に基づいて、駆動輪ＦＬに配分されたトルクＴｄ＝２００［Ｎｍ］から走行効率ηλ＝０．９７６を得る。同様に、後輪ＲＬ，ＲＲについては、駆動効率ηd＝０．８２と、走行効率ηλ＝０．９８６を得る。この結果、総合効率ηtotalは、上記式（２６）に基づき、
　ηtotal＝（（２００／８００）・０．８２・０．９７６）・２＋（（２００／８００）・０．８２・０．９８６）・２＝０．８０４４２
となる。
　図２５－２に示す例では、後輪のトルク配分を４００［Ｎｍ］で２輪駆動した場合である。モータ効率マップ２５０１を用いて、前輪ＦＬ，ＦＲに配分されたトルクＴｄ＝０［Ｎｍ］と、回転速度ω＝８０［ｒａｄ／ｓ］に基づき、駆動効率ηd＝０．６９を得る。また、トルク－走行効率特性２５０２に基づいて、駆動輪ＦＬに配分されたトルクＴｄ＝４００［Ｎｍ］から走行効率ηλ＝１を得る。同様に、後輪ＲＬ，ＲＲについては、駆動効率ηd＝０．９３と、走行効率ηλ＝０．９７１を得る。この結果、総合効率ηtotalは、上記式（２６）に基づき、
　ηtotal＝（（０／８００）・０．６９・１）・２＋（（４００／８００）・０．９３・０．９７１）・２＝０．９０３０３
となる。
　上記計算例に限らず、駆動輪に対する垂直抗力が各々異なる場合であっても、各駆動輪毎に駆動効率と走行効率を算出することができるため、これら駆動効率と走行効率に基づいて総合効率を算出することができる。なお、実施例１のトルク配分アルゴリズムが最適な駆動系効率を有する組み合わせを選択するのに対して、実施例２のトルク配分アルゴリズムは、最適な総合効率を有する組み合わせを選択している。
　以上説明した実施例２によれば、上述した実施例１同様に、モータ効率マップ上でスリップ率を考慮した傾きのある動作線を引くことにより、回転速度とトルクの動作点を正確に検出することができる。これにより、トルク配分による効率計算を精度よくおこなうことができるようになる。また、各駆動輪に対して最適なトルク配分をおこなえるようになる。加えて、実施例２では、各駆動輪に対する垂直抗力（荷重）を考慮しているから、走行系の効率を正確に検出でき、総合効率を向上できるようになる。また、各駆動輪に対して総合効率を向上させる最適なトルク配分をおこなえるようになる。なお、上述した実施例１同様に、左側駆動輪の合計トルクと右側駆動輪の合計トルクが異なるトルク値で走行している際、ハンドル３０２の角度とヨーレートセンサ３１０による車体の角度を検出し、その差異が大きいと判断した場合は、左右のトルク差を少なくするようにトルク配分量を調節して走行安定性を確保すればよい。
　なお、本実施の形態で説明したトルクの配分にかかる方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
　１００，４００　トルク配分装置
　１０１　全トルク指令値取得部
　１０２ａ　車体速度検出部
　１０２ｂ　駆動輪速度検出部
　１０３　スリップ率算出部
　１０４　モータ効率マップ
　１０５　効率マップ取得部
　１０６　算出部
　１０７　配分部
　１０８　制御部
　３００　移動体
　３０１　コントローラ
　３０７ａ～３０７ｄ　（回転速度）センサ
　３０８ａ～３０８ｄ　（垂直抗力）センサ
　３０９　加速度センサ
　３１０　ヨーレートセンサ
　３１２　バッテリ
　ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ　駆動輪
　Ｍ（Ｍ１～Ｍ４）　モータ
　ＩＮＶ　インバータ

Claims (7)

  1. 　駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値を配分するトルク配分装置であって、
    　前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得手段と、
    　前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得手段と、
    　前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出手段と、
    　前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段と、
    　前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、
    　前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出手段と、
    　前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、
    総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分手段と、
    　算出した前記トルク配分値に基づいて、各々の前記モータへトルク配分制御する制御手段と、
    　を備えることを特徴とするトルク配分装置。
  2. 　前記走行系効率ηλは、前記スリップ率λとすると、ηλ＝１―λで求めることを特徴とする請求項１に記載のトルク配分装置。
  3. 　前記配分手段は、垂直抗力が大きい駆動輪を選択するようにトルク配分値を算出することを特徴とする請求項１に記載のトルク配分装置。
  4. 　前記モータ効率マップは前記モータに接続されるインバータも含んだ効率マップであることを特徴とする請求項１に記載のトルク配分装置。
  5. 　駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値をトルク配分装置により配分するトルク配分方法であって、
    　前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得工程と、
    　前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得工程と、
    　前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出工程と、
    　前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出工程と、
    　前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出工程と、
    　前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出工程と、
    　前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、
    総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分工程と、
    　算出した前記トルク配分値に基づいて、各々の前記モータへトルク配分制御する制御工程と、
    　を含むことを特徴とするトルク配分方法。
  6. 　駆動輪に接続された複数個のモータの各々に対して、入力された全トルク指令値を配分するためのトルク配分値をトルク配分値生成装置により生成するトルク配分値生成方法であって、
    　前記入力された全トルク指令値を取得する全トルク指令値取得工程と、
    　前記モータに対応するモータ効率マップを取得する効率マップ取得工程と、
    　前記モータを搭載する車両の車体速度を検出する車体速度検出工程と、
    　前記駆動輪における駆動輪回転速度を検出する駆動輪回転速度検出工程と、
    　前記車体速度及び前記駆動輪回転速度に基づいて、前記駆動輪におけるスリップ率を算出するスリップ率算出工程と、
    　前記スリップ率に基づいて、前記駆動輪回転速度と前記トルクの関係を示す動作線上の効率値を示す効率変化式を作成し、前記動作線上の効率変化式の最適効率トルク値を算出する算出工程と、
    　前記スリップ率、前記全トルク指令値、および、前記最適効率トルク値に基づいて、
    総合効率ηtotal ＝Σ（（Ｔｎ／Ｔ）×ηdｎ×ηλｎ）（ただし、Ｔ：全トルク指令値、Ｔｎ：各モータのトルク配分値、ηdｎ：各モータの駆動系効率、ηλｎ：各駆動輪の走行系効率）が最大となるように、前記各々の前記モータに対するトルク配分値を算出する配分値生成工程と、
    　を含むことを特徴とするトルク配分値生成方法。
  7. 　請求項５または６に記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
PCT/JP2011/053565 2011-02-18 2011-02-18 トルク配分装置、トルク配分方法、トルク配分値生成方法およびプログラム WO2012111160A1 (ja)

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