JP4980168B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を制御してよこ滑りを防止するよこ滑り防止制御手段と少なくとも左右駆動輪に対する駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段とを備える車両挙動制御装置に関する。

近年、車両においては、制動力制御、駆動力配分制御等の様々な車両挙動制御の技術が提案され、実用化されている。又、駆動力配分制御では、前後輪の駆動力配分を制御するだけでなく、左右駆動輪間の駆動力配分を積極的に制御して車両の安定性、回頭性を向上させるようにしている。

例えば、特許文献１（特開２００６−２９４６０号公報）には、後輪側の左右駆動力配分制御についての技術が開示されている。この文献に開示されている技術では、先ず、左右車輪速差フィードバック制御において、ハンドル角と車速とに基づき、左右後輪の目標車輪速差を算出し、左右後輪の実際の車輪速差が目標車輪速差と一致するように左右駆動力配分機構に対する第１基本制御量を設定する。又、ヨーレートフィードバック制御において、車速、ヨーレート、及びハンドル角に基づいて目標ヨーレートを算出し、実ヨーレートが目標ヨーレートと一致するように、左右駆動力配分機構に対する第２基本制御量を設定する。そして、第１基本制御量に所定ゲインを乗算した値と、第２基本制御量に所定ゲインを乗算した値とを加算して、後輪に対する左右駆動力配分制御を行い、車両のオーバーステア状態、及びアンダーステア状態を抑制する。

又、特許文献２（特開２００６−１１７１１３号公報）には、前後駆動力配分制御と後輪側の左右駆動力配分制御とを様々な車両の走行場面で最大限の効果を有して適切に制御する技術が開示されている。すなわち、当該文献では、先ず、前後駆動力配分制御付加ヨーモーメントと前後駆動力配分協調制御ゲインとを乗算して前後駆動力配分協調制御付加ヨーモーメントを求め、又、左右駆動力配分制御付加ヨーモーメントと左右駆動力配分協調制御ゲインとを乗算して左右駆動力配分協調制御付加ヨーモーメントを求める。そして、操舵加速状態において、高μ路と判断された場合は、前後駆動力配分協調制御ゲインを低く設定して前後駆動力配分制御による制御量を低くし、又、低μ路と判断された場合は、後輪側の左右駆動力配分協調制御ゲインを低く設定して左右駆動力配分制御による制御量を低くする。このような制御を行うことで、高μ路において横加速度が大きくなる運転をした場合の運動性能が向上し、又、低μ路では大転舵時の過剰な回頭モーメントを防止することができる。
特開２００６−２９４６０号公報 特開２００６−１１７１１３号公報

しかし、上述した特許文献１に開示されているような左右駆動力配分制御を、燃料カットやスロットル開閉によるエンジン制御と４輪独立の制動力制御とにより車両を制御してよこ滑りを防止する車両運動制御と組み合わせた場合、運転者のハンドル操作、例えばカーブの連続するスラローム走行や低μ路走行においてハンドルを連続的に切り返す場合には、車両運動制御によりオーバーステアを抑制する制御が行われている最中に、左右駆動力配分制御によりオーバーステアを助長する方向のヨーモーメントが付加されてしまう場合があり、オーバーステア抑制性能が低下してしまう、或いは、左右駆動力配分制御による駆動力が制動力と干渉し、目標とする制動力が得られなくなり、オーバーステア抑制性能が低下してしまうという問題がある。このことは上述した特許文献２においても同様の現象として現れる。

本発明は、上記事情に鑑み、左右駆動力配分制御によこ滑りを防止する車両運動制御が組み合わされた場合であっても、両制御の干渉を防止し、アンダーステアやオーバーステアを良好に抑制することのできる車両挙動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による車両挙動制御装置は、ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、車速を求める車速演算手段と、車両を制御してよこ滑りを防止するよこ滑り防止制御手段と、少なくとも左右駆動輪に対する駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段とを備える車両挙動制御装置において、前記駆動力配分制御手段が、前記ハンドル角と前記ヨーレートと前記車速とに基づき車両に付加する付加ヨーモーメント及び該付加ヨーモーメントの極性を判定する付加ヨーモーメント設定手段と、前記付加ヨーモーメント設定手段で設定した付加ヨーモーメント及び該付加ヨーモーメントの極性に基づき左右駆動輪に対する駆動力配分を設定すると共に、前記よこ滑り防止制御手段からよこ滑り防止のための作動信号が出力されている場合、前記付加ヨーモーメントの極性が前記よこ滑り防止制御手段にて与えられるヨーモーメントと同方向になるように前記駆動力配分を調整する左右駆動力配分制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、左右駆動力配分制御は、よこ滑りを防止する車両運動制御が作動している場合、車両に付加するヨーモーメントの極性を、よこ滑りを防止する車両運動制御により与えられるヨーモーメントと同方向になるように駆動力配分が調整されるので、左右駆動力配分制御に、よこ滑りを防止する車両運動制御が組み合わされた場合であっても、両制御の干渉が防止され、アンダーステアやオーバーステアを良好に抑制することができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

[第1実施形態]
図1〜図１６は本発明の第1実施形態を示し、図１は４輪駆動車両の車両挙動制御装置の概略構成図、図２は制御ユニットの機能ブロック図、図３は駆動力配分制御部の機能ブロック図である。

図１の符号１はエンジンであり、このエンジン１に変速機（自動変速機或いは手動変速機）２が連設されている。エンジン１の出力は変速機２により所定に変速及びトルク増幅されて出力軸２ａから出力される。この出力軸２ａに動力伝達系を構成するドライブギヤ３が設けられており、このドライブギヤ３に、センタデファレンシャル装置５に設けられているドリブンギヤ４が噛合されている。

センタデファレンシャル装置５は、変速機２から入力された駆動力を、前後輪に配分するもので、このセンタデファレンシャル装置５から後輪側のリヤドライブ軸６、プロペラシャフト７、ドライブピニオン軸８を介してリヤデファレンシャル装置９が連設されている。又、センタデファレンシャル装置５から前輪側にフロントドライブ軸１０を介してフロントデファレンシャル装置１１が連設されている。

リヤデファレンシャル装置９から左右にリヤアクスル軸１２ＲＬ，１２ＲＲが延出されており、この各リヤアクスル軸１２ＲＬ，１２ＲＲに後側左右駆動輪としての左右輪１３ＲＬ，１３ＲＲが連設されている。又、フロントデファレンシャル装置１１から左右にフロントアクスル軸１２ＦＬ，１２ＦＲが延出されており、この各フロントアクスル軸１２ＦＬ，１２ＦＲに、前側左右駆動輪としての左右輪１３ＦＬ，１３ＦＲが連設されている。

センタデファレンシャル装置５は、周知のプラネタリギヤ式差動装置１６を有し、そのリングギヤ１６ａがドリブンギヤ４に連設されている。又、プラネタリギヤ１６ｂを支持するプラネタリキャリア１６ｃにリヤドライブ軸６が連設されている。更に、サンギヤ１６ｄにフロントドライブ軸１０が連設されている。このフロントドライブ軸１０の中途に、差動制限装置であるランスファクラッチ１７のドリブンプレートが設けられ、この各ドリブンプレートの間に介装されているドライブプレートがプラネタリキャリア１６ｃに連設されている。

トランスファクラッチ１７は電磁或いは油圧式アクチュエータ（図示せず）により締結力が制御され、或いは開放される。トランスファクラッチ１７の締結により差動装置１６が直結状態となると差動が制限され、前後輪の接地荷重の比率に応じてトルク配分、例えば前後輪の接地荷重が５０：５０の場合には、前後輪に対して等分（５０：５０）にトルク配分される。又、トランスファクラッチ１７が開放されると差動制限が解除されるため、差動装置１６に設定されている前後配分比（例えば後輪偏重の３５：６５）でトルク配分される。このトランスファクラッチ１７は後述するトランスファクラッチ制御部８３から出力される締結力指示出力信号に従って、直結状態から開放状態まで連続的に動作される。

リヤデファレンシャル装置９は、ドライブピニオン軸８から伝達される駆動力を左右リヤアクスル軸１２ＲＬ，１２ＲＲに配分する差動装置２１と、このリヤアクスル軸１２ＲＬ，１２ＲＲに対する駆動力配分を調整する駆動力配分装置４１を有しており、又、この差動装置２１がデフハウジング２２に収容されている。尚、デフハウジング２２には、このデフハウジング２２内の油温を検出する油温センサ２６が配設されている。

差動装置２１はプラネタリギヤ式であり、この差動装置２１のリングギヤ２１ａを内周に有するデフケース２０は、その外周にデフリングギヤ２４が設けられており、このデフリングギヤ２４にドライブピニオン軸８に形成されているドライブピニオン８ａが噛合されている。又、プラネタリギヤ２１ｂを支持するプラネタリキャリア２１ｃが、駆動力配分装置４１を構成する油圧モータ４０のモータハウジング４０ａを介して右側リヤアクスル軸１２ＲＲに連設されている。更に、左側リヤアクスル軸１２ＲＬにサンギヤ２１ｄが軸支されていると共に、このサンギヤ２１ｄに油圧モータ４０のシリンダブロック（内側回転体）４０ｂが連設されている。

更に、デフケース２０にはポンプドライブギヤ２５が設けられており、このポンプドライブギヤ２５に、油圧ポンプ６１の入力軸６２に設けられているドリブンギヤ６３が噛合されている。ドライブピニオン軸８からの回転が差動装置２１のデフケース２０に伝達されると、油圧ポンプ６１が回転駆動して作動油を吐出すると共に、内周に設けられているリングギヤ２１ａが回転する。リングギヤ２１ａの回転力は、プラネタリギヤ２１ｂを支持するプラネタリキャリア２１ｃと、プラネタリギヤ２１ｂに噛合されているサンギヤ２１ｄとを介して、右側リヤアクスル軸１２ＲＲと左側リヤアクスル軸１２ＲＬとに配分される。又、その際、プラネタリギヤ２１ｂの自転により両リヤアクスル軸１２ＲＬ，１２ＲＲの差回転が吸収される。

油圧モータ４０は、ラジアルプランジャ式であり、シリンダブロック４０ｂの外周には、複数のプランジャが放射状に進退動自在に保持されている。又、このシリンダブロック４０ｂを収容するモータハウジング４０ａはカムリングを兼用しており、その内周に、シリンダブロック４０ｂに保持されているプランジャの先端と係合するカム面が形成されている。

又、油圧モータ４０に、油圧ポンプ６１から給排制御される作動油を、シリンダブロック４０ｂに設けられている各プランジャに供給するための給排油路５０，５１が連通されている。尚、各プランジャは２つの組に分けられており、プランジャの組に給排油路５０が連通され、残りのプランジャの組に給排油路５１が連通されている。一方、油圧ポンプ６１の吐出ポートから吐出油路６１ａが延出され、流入ポートから流入油路６１ｂが延出されている。

給排油路５０，５１と吐出油路６１ａ及び流入油路６１ｂとが切換弁６５を介して連通遮断自在にされている。切換弁６５は、２位置４ポートの電磁式方向切換弁であり、後述するリヤ制御弁制御部８２からの左右トルク切換指示出力信号に従い、図１に示す中立状態から双方向へ切換え動作される。この切換弁６５が中立状態にあるときは、両給排油路５０，５１間が直結され、シリンダブロック４０ｂとモータハウジング４０ａとが自由回転となる。

又、この切換弁６５が一方側に切り替わると、吐出油路６１ａと給排油路５０とが連通されると共に、流入油路６１ｂと給排油路５１とが連通される。更に、この切換弁６５が他方側に切り替わると、吐出油路６１ａと給排油路５１とが連通されると共に、流入油路６１ｂと給排油路５０とが連通される。その結果、この切換弁６５の切換動作により、油圧ポンプ６１側の油路６１ａ，６１ｂと、油圧モータ４０側の給排油路５０，５１との接続を切換えることで、必要なトルクを、右側リヤアクスル軸１２ＲＲから左側リヤアクスル軸１２ＲＬへ、或いは左側リヤアクスル軸１２ＲＬから右側リヤアクスル軸１２ＲＲへ移動させることができる。

又、吐出油路６１ａにリリーフ油路６６が分岐接続されており、このリリーフ油路６６に、油圧モータ４０に供給する油圧を制御する圧力制御弁６７が介装されている。

切換弁６５の切換え動作、及び圧力制御弁６７の制御動作は、後述するリヤ制御弁制御部８２から出力される左右トルク切換指示出力信号、及び油圧モータ圧力指示出力信号に従って動作される。

又、各アクスル軸１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲに、各車輪１３ＦＬ，１３ＦＲ，１３ＲＬ，１３ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを検出する車輪速センサ７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲが各々配設されている。又、ハンドル５２と一体に回動するステアリング軸５２ａに、ハンドル角θH（本実施形態での極性は、右旋回を＋、左旋回を−で表す）を検出するハンドル角検出手段としてのハンドル角センサ６４が配設されている。

又、センタデファレンシャル装置５、リヤデファレンシャル装置９に対する駆動力配分は、図２に示す駆動力配分制御装置３１で制御される。この駆動力配分制御装置３１は、マイクロコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリ等を有している。この駆動力配分制御装置３１の入力側に、車輪速センサ７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ（図においては、「車輪速センサ７１」と包括的に記載している）、ハンドブレーキレバーを操作する際にＯＮ動作するハンドブレーキスイッチ７２、ブレーキペダルの踏込みを検出してＯＮ動作するブレーキスイッチ７３、シフトセレクトレバーをニュートラルポジションにセットした際にＯＮ動作するニュートラルスイッチ７４、油温センサ２６、スロットル弁(本実施形態では、電子制御スロットル弁)の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ７５、エンジン１の出力軸回転数を検出するエンジン回転数センサ７６、車両に作用する横加速度を検出する横加速度検出手段としての横加速度センサ７７、車両に作用するヨーレートを検出するヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ７８、ハンドル角センサ６４、及び、図示しないＡＢＳ(Antilock Brake System)制御ユニットからのＡＢＳ作動信号、駆動力制御システム制御ユニットからの駆動力制御システム作動信号、車両運動制御ユニットからの、よこ滑り防止のための作動情報を有する車両運動制御作動信号が入力される。尚、この各作動信号はブレーキ作動時に出力される。

ＡＢＳ制御ユニットは、各車輪速センサ７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲからの信号に基づいて、車輪のロック状態を検出し、ロックが検出された車輪に対しては、図示しないブレーキ系統の油圧を減圧してブレーキ操作時の車輪のロックを回避する制御を行う。駆動力制御システム制御ユニットは、駆動輪の空転を検出した場合、スロットル弁を絞り、エンジン出力を制限して駆動輪の空転を防止する制御を行う。よこ滑り防止制御手段の代表である車両運動制御ユニットは、車両挙動がオーバーステアにある場合、コーナ外側の前輪を制動し、又、アンダーステアにある場合は、スロットル弁を絞りエンジン出力を制限すると共にコーナ内側の後輪を制動して車両挙動の安定化を実現する制御を行う。

又、駆動力配分制御装置３１の出力側に、リヤデファレンシャル装置９の圧力制御弁６７、切換弁６５の各アクチュエータ、及びトランスファクラッチ１７のアクチュエータが各々接続されている。

この駆動力配分制御装置３１は、前後輪に対する駆動力配分、及び後側左右輪に対する駆動力配分を実行する機能として、駆動力配分制御手段としての駆動力配分制御部８１、リヤ制御弁制御部８２、トランスファクラッチ制御部８３を備えている。

更に、図３に示すように、駆動力配分制御部８１は、車速演算部８６、基本付加ヨーモーメント設定部８７、前後駆動力配分制御手段としての前後駆動力配分制御部８８、左右駆動力配分制御手段としての左右駆動力配分制御部８９を備えている。又、この前後駆動力配分制御部８８が前後駆動力配分制御付加ヨーモーメント演算部８８ａ、トランスファクラッチトルク換算制御部８８ｂ、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃを備えている。更に、左右駆動力配分制御部８９は、左右駆動力配分協調制御付加ヨーモーメント演算部８９ａ、リヤ駆動トルク換算制御部８９ｂ、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８９ｃを備えている。

駆動力配分制御部８１では、各センサ類で検出した車両の運転状態に基づき適切な車両挙動を演算し、この挙動を実現するために、センタデファレンシャル装置５のトランスファクラッチ１７、及びリヤデファレンシャル装置９の圧力制御弁６７と切換弁６５とに適切な制御指示値を出力して車両制御を行う。そして、車両運動制御システムが作動している場合は、この車両運動制御システムとの協調制御により、センタデファレンシャル装置５のトランスファクラッチ１７、及びリヤデファレンシャル装置９の圧力制御弁６７と切換弁６５とに対して、適正な制御指示信号を出力して車両の挙動を制御する。

より詳細には、駆動力配分制御部８１に設けられている車速演算手段としての車速演算部８６では、各車輪速センサ７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲで検出した各回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの平均から車速Ｖ[m/s]を算出する。

付加ヨーモーメント設定手段としての基本付加ヨーモーメント設定部８７では、図４に示す基本付加ヨーモーメント設定ルーチンに従い、車両に付加する基本ヨーモーメントである基本付加ヨーモーメントＹＭallを設定する。すなわち、このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、次式からヨーレート／ハンドル角ゲインＧγを演算する。
Ｇγ＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ／Ｌ）・（１／ｎ）…（１）
ここで、Ａは理想的なステアリング特性を表すスタビリティファクタ［s²/m²］であり任意にチューニングが可能である。又、Ｌはホイールベース[m]、ｎはステアリングギヤ比である。尚、ホイールベースＬ、ステアリングギヤ比ｎは、車種毎に決定される固定値である。

次いで、ステップＳ２で、ヨーレート感応ゲインＫγを算出する。このヨーレート感応ゲインＫγを算出するに際し、先ず、次式からハンドル角感応ゲインＫθを算出する。
Ｋθ＝Ｌｆ・２・Ｋｆ…（２）
ここで、Ｌｆは前軸・重心間距離[m]、Ｋｆは前軸１輪のコーナリングパワー[N/rad]であり、この前軸・重心間距離Ｌｆ、前軸１輪のコーナリングパワーＫｆは固定値である。次いで、このハンドル角感応ゲインＫθに基づき次式からヨーレート感応ゲインＫγを算出する。
Ｋγ＝Ｋθ／Ｇγ…（３）

その後、ステップＳ３へ進み、車速Ｖに基づき低速時車速感応ゲインＫＶｖｌを、図９に示す低速時車速感応ゲインテーブルを参照して設定する。この低速時車速感応ゲインＫVvlは、極低速（約０〜２０[Km/h]）での不要な付加ヨーモーメントを回避するために設定するものである。

次いで、ステップＳ４へ進み、基本付加ヨーモーメントＹＭall[Nm]を、次式から算出し、この値を出力してルーチンを抜ける。尚、本実施形態では、基本付加ヨーモーメントＹＭallの極性は、右回頭が＋、左回頭が−で表される。
ＹＭall＝（−Ｋγ・γ＋Ｋθ・θH）・ＫVvl…（４）
ここで、γはヨーレートセンサ７８で検出したヨーレート[rad/s]、θHはハンドル角センサ６４で検出したハンドル角[rad]である。すなわち、この基本付加ヨーモーメントＹＭallは、ヨーレートγをバラメータとする車両に作用するヨーモーメント（−Ｋγ・γ）と、ハンドル角θHをパラメータとするハンドル角に応じて発生すべきヨーモーメント（Ｋθ・θH）との差を基本付加ヨーモーメントＹＭall[Nm]としている。

この基本付加ヨーモーメント設定部８７で設定した基本付加ヨーモーメントＹＭallは、前後駆動力配分制御部８８の前後駆動力配分制御付加ヨーモーメント演算部８８ａ、及び左右駆動力配分制御部８９の左右駆動力配分協調制御付加ヨーモーメント演算部８９ａで読込まれる。

前後駆動力配分制御部８８での処理は、具体的には、図５に示す前後駆動力配分制御ルーチンに従って行われる。尚、このルーチンのステップＳ１１〜Ｓ１５で行われる処理が前後駆動力配分制御付加ヨーモーメント演算部８８ａでの処理に対応し、ステップＳ１６で行われる処理がトランスファクラッチトルク換算制御部８８ｂでの処理に対応し、又、ステップＳ１７，Ｓ１８で行われる処理が前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃでの処理に対応している。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、アシスト量を設定するゲイン（アシスト量設定ゲイン）ＫAVTDを設定する。尚、このアシスト量設定ゲインＫAVTDは固定値である。

次いで、ステップＳ１２で、車速Ｖに基づき車速横加速度感応ゲイン（高速）ＫVvhを、図１０に示す車速横加速度感応ゲインテーブルを参照して設定する。この車速横加速度感応ゲイン（高速）ＫVvhは、低μ路高速域での過剰な回頭性を抑制するために設定するものである。又、図１０に示すように、車速横加速度感応ゲイン（高速）ＫVvhのテーブルが、横加速度センサ７７で検出した横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）[m/s²]の絶対値に応じて切換えられる。

その後、ステップＳ１３へ進み、車体すべり角速度（ｄβ／ｄｔ）を、次式から求める。
（ｄβ／ｄｔ）＝｜（（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）／Ｖ）−γ｜…（５）

その後、ステップＳ１４へ進み、車体すべり角速度（ｄβ／ｄｔ）に基づき、図１１に示す車体すべり角速度感応ゲインテーブルを参照して車体すべり角速度感応ゲインＫVβを設定する。車体すべり角速度感応ゲインＫVβは限界域での過剰な回頭性を抑制するために設定するものである。但し、限界域であっても車体すべり角速度（ｄβ／ｄｔ）は過渡的に小さな値を示す瞬間があるため、車体すべり角速度感応ゲインＫVβの復帰勾配を、以下の関係により制限する。

ＫVβ(K)≦ＫVβ(K-1)＋ΔＫVβ(K)・Δｔ
ここで、(K)は今回値、(K-1)は前回値、ΔＫVβは車体すべり角速度感応ゲインの復帰勾配(固定値)、Δｔは演算周期[s]である。

そして、ステップＳ１５へ進み、前後駆動力配分付加ヨーモーメントＹＭVTDを次式から算出する。

ＹＭVTD＝ＫAVTD・ＫVvh・ＫVβ・ＹＭall…（６）
その後、ステップＳ１６へ進み、この前後駆動力配分付加ヨーモーメントＹＭVTDを、次式に基づき、ハンドル角θＨの極性毎に、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤ(Limited Slip Differential)トルクＴLSD_P[Nm]に変換する。

θH≧０（右操舵）の場合は、
ＴLSD_P＝−ＫLSD_V・ＹＭVTD…（７ａ）
θH＜０（左操舵）の場合は、
ＴLSD_P＝ＫLSD_V・ＹＭVTD…（７ｂ）
ここで、ＫLSDは換算係数であり、チューニングによって車両毎に決定される。

前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃでは、ステップＳ１７において、車両運動制御ユニットから出力される車両運動制御作動信号を読込み、車両運動制御作動か否かを調べ、よこ滑りを防止すべく車両運動制御が作動している場合は、ステップＳ１８へ進み、又非作動状態のときは、ルーチンを抜け、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃへハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤ(Limited Slip Differential)トルクＴLSD_P[Nm］を出力する。

車両運動制御非作動状態のときは、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃにおいて車両運度制御協調制御が行われないため、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤトルクＴLSD_P[Nm］がそのままトランスファクラッチ制御部８３へ出力される。そして、トランスファクラッチ制御部８３からトランスファクラッチ１７のアクチュエータに対して、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤトルクＴLSD_Pに対応するトランスファクラッチ締結力指示出力信号が出力され、トランスファクラッチ１７に対するクラッチ締結力が制御される。

一方、ステップＳ１７で車両運度制御作動中と判定されて、ステップＳ１８へ進むと、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御を実行してルーチンを抜ける。この前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御は、図７に示す前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンに従って、実行される。尚、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御については後述する。

次に、左右駆動力配分制御部８９で実行される処理について説明する。この、左右駆動力配分制御部８９での処理は、具体的には、図６に示す左右駆動力配分制御ルーチンに従って行われる。尚、このルーチンのステップＳ２１〜Ｓ２４で行われる処理が左右駆動力配分協調制御付加ヨーモーメント演算部８９ａでの処理に対応し、ステップＳ２５で行われる処理がリヤ駆動トルク換算制御部８９ｂでの処理に対応し、更に、ステップＳ２６，Ｓ２７で行われる処理が、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８９ｃでの処理に対応している。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、アシスト量を設定するゲイン（アシスト量設定ゲイン）ＫADYCを設定する。尚、このアシスト量設定ゲインＫADYCは、限界域での後述するハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣ(Direct Yaw-moment Control)トルクＴDYC_Pの上限張り付きに伴う違和感を回避するためのアシスト量を決定する値で、固定値である。

次いで、ステップＳ２２で、車速Ｖに基づき車速度感応ゲインＫYZθを設定する。この車速感応ゲインＫYZθは高速域での過剰なヨーモーメント付加を避けるために設定するもので、これにより回頭性が強すぎる状況やダンピングを強めたい状況に対応することができる。

車速感応ゲインＫYZθを設定するに際し、先ず、ハンドル角θH（右操舵が＋、左操舵が−）と基本付加ヨーモーメントＹＭall（右回頭が＋、左回頭が−）との極性を比較する。そして、ハンドル角θHと基本付加ヨーモーメントＹＭallとの極性が同一（回頭方向）の場合、現在の走行状態がアンダーステアであると判定し、又、この両極性が異なっている場合（ダンピング方向）は、現在の走行状態がオーバーステアであると判定する。ダンピング方向は、例えば連続するカーブをハンドルを切り返しながら走行している場合や低μ路でのレーンチェンジを行った際に発生し易い。

アンダーステアと判定された場合、車速Ｖに基づき図１２（ａ）に示すアンダーステア車速感応ゲインテーブルを参照して、アンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥを設定する。又、オーバーステアと判定した場合、車速Ｖに基づき図１２（ｂ）に示すオーバーステア車速感応ゲインテーブルを参照して、オーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦを設定する。このアンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥ、及びオーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦは、旋回時のステア特性に対するゲインが設定されており、従って、図１２（ａ）に示すアンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥは、低中速走行においては後側外輪（左旋回では１３ＲＲ）への駆動力配分が小さく設定される。一方、図１２（ｂ）に示すオーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦは、低中速走行においては後側内輪（左旋回では１３ＲＬ）への駆動力配分が大きく設定される。従って、ハンドル角θHと基本付加ヨーモーメントＹＭallとの極性が同一の回頭側へヨーモーメントを付加するためには、後側外輪に対する駆動力配分が小さく設定される。又、ハンドル角θHと基本付加ヨーモーメントＹＭallとの極性が異なるダンピング側へヨーモーメントを付加するためには、後側外輪に対する駆動力配分が大きく設定される。

尚、旋回時の内輪外輪の判定は、横加速度の極性で行なう。具体的には、図１４に示すように旋回軌跡が右旋回であるために横加速度が負となる場合は後輪内輪を１３ＲＬとし、後輪外輪を１３ＲＲとする。また、図１５においても同様に判定することで、後輪内輪を１３ＲＬとし、後輪外輪を１３ＲＲとする。

そして、設定したアンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥ、或いはオーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦを、車速感応ゲインＫYZθとして設定する。

その後、ステップＳ２３へ進むと、ハンドル角速度感応ゲインＫYθを設定する。このハンドル角速度感応ゲインＫYθは、通常走行時の過剰な制御の介入を抑制するためのものであり、ハンドル角速度ωH[deg/sec]に基づき、図１３に示すハンドル角速度ゲインテーブルを参照して設定する。

その後、ステップＳ２４で、左右駆動力配分付加ヨーモーメントＹＭZを次式から算出する。
ＹＭZ＝ＫADYC・ＫYZθ・ＫYθ・ＹＭall…（８）

そして、ステップＳ２５へ進み、この左右駆動力配分付加ヨーモーメントＹＭZを、次式に基づき、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pに変換し、このハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pと、ハンドル角θH（０：中立、＋：右操舵、−：左操舵）に基づいて設定した旋回フラグＶＤＣ＿Ｈ（０：中立、１：右旋回、−１：左旋回）を、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８９ｃへ出力する。

θH＞０（右旋回）の場合は、
ＴDYC_P＝−ＫR・ＹＭZ…（９ａ）
θH＜０（左旋回）の場合は、
ＴDYC_P＝ＫR・ＹＭZ…（９ｂ）
ここで、ＫRは事前に実験等で決定される固定値である。

そして、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８９ｃでは、ステップＳ２６において、車両運動制御ユニットから出力される車両運動制御作動信号を読込み、車両運動制御作動か否かを調べ、作動している場合は、ステップＳ２７へ進み、非作動状態のときは、ルーチンを抜ける。

従って、ＶＤＣ非作動状態のときは、駆動力配分制御部８１から、リヤ制御弁制御部８２へハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pが出力される。又、ステップＳ２６で車両運動制御作動中と判定されて、ステップＳ２７へ進むと、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御を実行してルーチンを抜ける。この左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御は、図８に示す左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンに従って実行される。

次に、図７に示す前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンについて説明する。このルーチンでは、先ず、ステップＳ３１で、車両運動制御ユニットから前後駆動力配分制御部８８の前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８８ｃに入力される車用運動制御作動信号に含まれているオーバーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｏ（或いはアンダーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｕ）を読込む。車両運動制御ユニットからは、走行状態がオーバーステアのときはＶＤＣ＿Ｏ＝１、ＶＤＣ＿Ｕ＝０の信号が出力され、又、アンダーステアのときはＶＤＣ＿Ｏ＝０、ＶＤＣ＿Ｕ＝１の信号が出力される。尚、本実施形態では、オーバーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｏの値のみで、オーバーステアかアンダーステアかを判定している。

そして、ＶＤＣ＿Ｏ＝１のオーバーステアと判定したときは、ステップＳ３２へ進み、又、ＶＤＣ＿Ｏ＝０のアンダーステアと判定したときは、ステップＳ３３へジャンプする。ステップＳ３２では、スロットル開度センサ７５で検出したスロットル開度に基づき、スロットル弁が全閉か否かを調べ、全閉のときはステップＳ３３へ進み、開弁状態のときはそのままルーチンを抜ける。

ステップＳ３１或いはステップＳ３２からステップＳ３３へ進むと、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤトルクＴLSD_Pを、ＴLSD_P＝０に設定してルーチンを抜ける。

その結果、車両運動制御作動中であって、オーバーステア（ＶＤＣ＿Ｏ＝１）で、且つスロットル弁が全閉のときは、トランスファクラッチ制御部８３に対して、トランスファクラッチ１７を開放させるハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤトルクＴLSD_P（ＴLSD_P＝０）が出力される。この場合、トランスファクラッチ１７が開放状態となるため、車用運動制御を最大限発揮させることができる。

一方、オーバーバステア（ＶＤＣ＿Ｏ＝１）であって、スロットル弁が開弁しているとき、或いはアンダーステア（ＶＤＣ＿Ｏ＝０）のときは、そのままルーチンを抜けるため、図５のステップＳ１６で設定したハンドル角／ヨーレート感応制御ＬＳＤトルクＴLSD_Pでトランスファクラッチ１７のクラッチ締結力が設定される。

次に、図８に示す左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンについて説明する。このルーチンでは、先ず、ステップＳ４１で、車両運動制御ユニットから左右駆動力配分制御部８９の左右駆動力配分制御車両運動協調制御設定部８９ｃに入力される車両運動制御作動信号に含まれているオーバーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｏ（或いはアンダーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｕ）を読込む。尚、本実施形態では、オーバーステア判定フラグＶＤＣ＿Ｏの値のみで、オーバーステアかアンダーステアかを判定している。

そして、ＶＤＣ＿Ｏ＝１のオーバーステアと判定したときは、ステップＳ４２へ進み、又、ＶＤＣ＝０のアンダーステアと判定したときは、ステップＳ４３へ進む。ステップＳ４２へ進むと、アンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥをＫYZθＳＡＭＥ＝０に設定し、オーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦをＫYZθＤＩＦＦ＝１に設定して、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、車速感応ゲインＫYZθをＫYZθＤＩＦＦでセットして（ＫYZθ←ＫYZθＤＩＦＦ）、ステップＳ４６へ進む。

又、ステップＳ４１からステップＳ４３へ進むと、アンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥをＫYZθＳＡＭＥ＝１にセットし、オーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦをＫYZθＤＩＦＦ＝０にセットしてステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では、車速感応ゲインＫYZθをＫYZθＳＡＭＥでセットして（ＫYZθ←ＫYZθＳＡＭＥ）、ステップＳ４６へ進む。

上述したように、図１２（ａ）に示すテーブルを参照して設定されるアンダーステア車速感応ゲインＫYZθＳＡＭＥでは、低中速走行においては後側外輪への駆動力配分が小さくなる。一方、図１２（ｂ）に示すテーブルを参照して設定されるオーバーステア車速感応ゲインＫYZθＤＩＦＦは、低中速走行においては後側内輪への駆動力配分が大きくなる。

しかし、図１４に示すように、走行状態がアンダーステアの場合、車両運動制御ユニットでは、内側の後輪、或いは後輪と前輪とを制動して、旋回方向へヨーモーメントを付加させる制御が行われる。一方、図１５に示すように、走行状態がオーバーステアの場合、車両運動制御ユニットでは、外側の前輪、或いは前輪と後輪とを制動して、車両の挙動を安定させる制御が行われる。

その結果、従来の車両運動制御と左右駆動力配分制御とを単純に組み合わせた場合、車用運動制御によるステア特性判断と左右駆動録配分制御によるヨーモーメント付加の方向が異なる場合があり、アンダーステアでは、後側内輪への駆動力配分が相対的に大きく、一方、車両運動制御ユニットでは内側の後輪、或いは後輪と前輪との双方を制動しているため、内輪側では駆動力と制動力とが干渉し、アンダーステア抑制性能が低下してしまう。同様に、オーバーステアでは、後側外輪への駆動力配分が大きく、一方、車両運動制御ユニットでは外側の前輪、或いは前輪と後輪との双方を制動しているため、外輪側では駆動力と制動力とが干渉し、オーバーステア抑制性能が低下してしまう。

これに対し、本実施形態では、車両運動制御ユニットがアンダーステア状態と判定した場合、図１４に示すように、後側内輪（１３ＲＬ）の駆動力を制限するようにしたので、左右駆動力配分制御による駆動力と車両運動制御による制動力との干渉を回避することができる。又、相対的に後側外輪の駆動力が増加するので、車両運動制御によるヨーモーメントと前後駆動力配分制御によるヨーモーメントとが併せて付加されるので、アンダーステア抑制性能をより一層向上させることができる。一方、車両運動制御がオーバーステア状態と判定した場合は、図１５に示すように、後側外輪（１３ＲＲ）の駆動力を制限するようにしたので、左右駆動力配分制御による駆動力と車両運動制御による制動力との干渉を回避することができる。更に、後側内輪（１３ＲＬ）の駆動力が相対的に大きく設定されるので、車両運動制御によるヨーモーメントと前後駆動力配分制御によるヨーモーメントとが併せて付加されて、オーバーステア抑制性能をより一層向上させることができる。

そして、ステップＳ４４或いはステップＳ４５からステップＳ４６へ進むと、図６のステップＳ２５で設定した、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pを、ステップＳ４４、或いはステップＳ４５で設定した車速感応ゲインＫYZθに基づき変更し、新たなハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pを設定してルーチンを抜ける。

この左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御設定部８９ｃで設定した、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pと、車両の旋回方向を示す旋回フラグＶＤＣ＿Ｈ（０：中立、１：右旋回、−１：左旋回）は、リヤ制御弁制御部８２へ出力される。リヤ制御弁制御部８２では、旋回フラグＶＤＣ＿Ｈの値に従い、対応する左右トルク切換指示出力信号を切換弁６５に出力して、この切換弁６５を切換動作、或いは中立動作させる。更に、ハンドル角／ヨーレート感応制御ＤＹＣトルクＴDYC_Pに対応する油圧モータ圧力指示出力信号を圧力制御弁６７へ出力して、圧力制御弁６７から吐出される油圧のリリーフ量を制御し、これにより油圧モータ４０に供給する油圧を調整して左右駆動力配分を制御する。

このように、本実施形態では、車両運動制御が作動中は、車両運動制御による制動力が印加されている側の車輪に対する左右駆動力配分制御による駆動力配分を小さくしたので、車両運動制御により付加されるヨーモーメントと左右駆動力配分制御による付加ヨーモーメントとの干渉が回避されるばかりでなく、車両運動制御による制動力と左右駆動力配分制御による駆動力との干渉をも回避することができ、ステア抑制性能を向上させることができる。

又、車両運動制御ユニットがアンダーステアを抑制する制御を行っている場合は、図１４に示すように旋回内輪側が制動制御されるため、これに左右駆動力配分制御による駆動力を加えることで、更に多くの付加ヨーモーメントを加えることができる。又、車両運動制御ユニットがオーバーステアを抑制する制御を行っている場合は、図１５に示すように、旋回外輪側が制動制御されるため、これに左右駆動力配分制御による駆動力を加えることで、更に多くの付加ヨーモーメントを加えることができる。

その結果、車両運動制御作動中における制動系の負荷を減少させることができ、運転者に与える減速感を抑制することができて走行性を向上させることができる。更に、制動系の負荷軽減により、ブレーキ発熱が抑制され、ブレーキオーバーヒートによる性能低下を減少させることができる。又、車両運動制御系において車両運動制御が作動するまでは、左右駆動力配分制御は通常通り動作しているので、左右駆動力配分制御は常用域から限界域まで連続的に作動可能である。そのため、通常は制動の緻密な制御を必要とするために、車両運動制御が介入できないようなよこ滑り初期状態においても、左右駆動力配分制御により、よこ滑りを押さえることができ、高い走行安定性得ることができる。更に、車両運動制御の介入頻度を低減し、制動系の負荷を低減できるので軽量化・コスト低減を実現することができる。

すなわち、図１６に一点鎖線で示すように、従来の車両運動制御のみで付加ヨーモーメントを発生させる場合に比し、図に実線で示すように、車両運動制御＋左右駆動力配分制御の場合は、両制御にてヨーモーメントを付加させることができるため、相対的に車両運動制御による付加ヨーモーメントを低減することができる。又、経過時間ｔ１〜ｔ２においては、左右駆動力配分制御においてヨーモーメントを付加させることができるため、車両運度制御の介入頻度を低減させることができる。更に、経過時間ｔ２以降においては、左右駆動力配分制御においてヨーモーメントが付加されるため、その分車両運動制御による制動系の負荷を低減させることができる。

尚、車両運動制御としてスロットル弁を絞るエンジン制御が行われる場合であっても、駆動力制御装置３１では上述と同様の制御が行われる。

[第２実施形態]
図１７に本発明の第２実施形態による駆動力配分制御部の機能ブロック図を示す。上述した第１実施形態では、ハンドル角センサ６４にてハンドル角θHを直接検出するようにしているが、本実施形態では、ハンドル角センサ６４を省略し、このハンドル角センサ６４で検出するハンドル角θHに代えて、横加速度ｄ^２ｙに基づきハンドル角を算出するようにしたものである。

以下、第１実施形態と相違する構成についてのみ説明する。図１７に示すように、本実施形態による駆動力配分制御部８１’はハンドル角演算部６４’を備えている。より詳細には、駆動力配分制御部８１’に設けられているハンドル角検出手段としてのハンドル角演算部６４’では、横加速度センサ７７で検出した横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）[m/s²]、並びに、車速演算部８６で演算した車速Ｖ[m/s]より、次式からハンドル角θHを求める。
θH＝（（１＋Ａ・Ｖ^２）／Ｖ^２）・Ｌ・ｎ・ｄ^２ｙ…（１０）

このように、本実施形態では、ハンドル角θHを横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）から算出するようにしたので、第１実施形態よる効果に加え、ハンドル角センサが不要となり、より軽量化、及び、コスト低減を実現することが出来る。

第１実施形態による４輪駆動車両の車両挙動制御装置の概略構成図 同、制御ユニットの機能ブロック図 同、駆動力配分制御部の機能ブロック図 同、基本付加ヨーモーメント設定ルーチンを示すフローチャート 同、前後駆動力配分制御ルーチンを示すフローチャート 同、左右駆動力配分制御ルーチンを示すフローチャート 同、前後駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンを示すフローチャート 同、左右駆動力配分制御車両運動制御協調制御ルーチンを示すフローチャート 同、低速時車速感応ゲインテーブルの概念図 同、車速横加速度感応ゲインテーブルの概念図 同、車体すべり角速度感応ゲインテーブルの概念図 同、（ａ）はアンダーステア車速感応ゲインテーブルの概念図、（ｂ）はオーバーステア車速感応ゲインテーブルの概念図 同、ハンドル角速度ゲインテーブルの概念図 同、アンダーステアにおける車両運動制御と左右駆動力配分制御との協調制御を示す説明図 同、オーバーステアにおける車両運動制御と左右駆動力配分制御との協調制御を示す説明図 同、車両運動制御と左右駆動力配分制御との協調制御により発生する付加ヨーモーメントを示す説明図 第２実施形態による駆動力配分制御部の機能ブロック図

符号の説明

１…エンジン、
５…センタデファレンシャル装置、
９…リヤデファレンシャル装置、
１３ＦＬ，１３ＦＲ…前側左右輪、
１３ＲＬ，１３ＲＲ…後側左右輪、
１６，２１…作動装置、
１７…トランスファクラッチ、
３１…駆動力制御装置、
４０…油圧モータ、
４１…駆動力配分装置、
７１ＦＬ，７１ＦＲ，７１ＲＬ，７１ＲＲ…車輪速センサ、
７５…スロットル開度センサ、
７７…横加速度センサ、
７８…ヨーレートセンサ、
８１…駆動力配分制御部、
８２…リヤ制御弁制御部、
８３…トランスファクラッチ制御部、
８６…車速演算部、
８７…基本付加ヨーモーメント設定部、
８８…前後駆動力配分制御部、
８９…左右駆動力配分制御部、
γ…ヨーレート、
θH…ハンドル角、
Ｖ…車速、
ＶＤＣ＿Ｕ…アンダーステア判定フラグ、
ＶＤＣ＿Ｏ…オーバーステア判定フラグ、
ＹＭVTD…前後駆動力配分付加ヨーモーメント、
ＹＭZ…左右駆動力配分付加ヨーモーメント、
ＹＭall…基本付加ヨーモーメント

Claims (4)

1. ハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、ヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、車速を求める車速演算手段と、車両を制御してよこ滑りを防止するよこ滑り防止制御手段と、少なくとも左右駆動輪に対する駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段とを備える車両挙動制御装置において、
   前記駆動力配分制御手段が、
   前記ハンドル角と前記ヨーレートと前記車速とに基づき車両に付加する付加ヨーモーメント及び該付加ヨーモーメントの極性を判定する付加ヨーモーメント設定手段と、
   前記付加ヨーモーメント設定手段で設定した付加ヨーモーメント及び該付加ヨーモーメントの極性に基づき左右駆動輪に対する駆動力配分を設定すると共に、前記よこ滑り防止制御手段からよこ滑り防止のための作動信号が出力されている場合、前記付加ヨーモーメントの極性が前記よこ滑り防止制御手段にて与えられるヨーモーメントと同方向になるように前記駆動力配分を調整する左右駆動力配分制御手段と
   を備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 前後輪間の動力伝達系に差動装置と該差動装置の差動を制限する差動制限装置とが配設され、
   前記駆動力配分制御手段が、車両の走行状態に応じて前記差動制限装置を動作させて前後輪に対する駆動力配分を設定する前後駆動力配分制御手段を有し、
   前記駆動力配分制御手段は、前記よこ滑り防止制御手段からよこ滑り防止のための作動信号が出力されている場合、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段で検出したスロットル開度が全閉のときは、前記差動制限装置による差動制限を解除する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両挙動制御装置。
3. 前記駆動力配分制御装置は、前記よこ滑り防止制御手段からよこ滑り防止のための作動信号が出力されている場合であって、車両挙動がオーバーステアで、且つ前記スロットル開度検出手段で検出したスロットル開度が開弁状態のときは、前記車両の走行状態に応じて前記差動制限装置を動作させる
   ことを特徴とする請求項２記載の車両挙動制御装置。
4. 前記ハンドル角検出手段は、横加速度を検出する横加速度検出手段を備え、横加速検出手段により検出された横加速度に基づき、ハンドル角を算出する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の車両挙動制御装置

Images