JP2006144858A - 車両の左右駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面μを推定する装置を必要とすることなく、高μ路のみならず、低μ路においても、また、路面の急変時等においてもレスポンス良く安定して最適に制御する。
【解決手段】左右駆動力配分制御部６０は、基本付加ヨーモーメント、前後加速度感応ヨーモーメント、スリップ時補正ヨーモーメント、車輪差感応ヨーモーメントを演算し、これらの総和を求め、トルク移動量に換算してリアクラッチ駆動部７０に出力する。ここで、車輪差感応ヨーモーメントは、基準車速と後輪の遅い方の車輪速の偏差に感応したＰＤ制御を行うことにより、後輪の遅い方の車輪速が基準車速に追従する方向にトルク移動を行わせる。この補正により、後輪の遅い方の車輪速が増大させられるため、雪路等における限界走行時において、後輪の遅い方の車輪速が遅くリアの横力が残ってアンダーステア傾向が生じ、回頭性が悪くなることが抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、必要なヨーモーメントを演算し、このヨーモーメントに基づき左右駆動力配分を制御する車両の左右駆動力配分制御装置に関する。

近年、車両においては前後輪間の駆動力配分のみならず、左右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技術が多く提案されている。

例えば、特開平７−１０８８４０号公報には、リアデファレンシャルに設けた変速機構と伝達容量可変制御式トルク伝達機構とからなるトルク移動機構により左右輪間でトルク配分制御が可能な技術が開示されている。この技術による左右駆動力配分制御では、車両に路面μを推定する装置を設け、低μ路用の制御量と高μ路用の制御量を設定できるようにすることで最適な制御が行えることが開示されている。
特開平７−１０８８４０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される技術では、路面μを推定するための応答性の遅れがあり、路面の急変時等にレスポンス良く対応できないという問題がある。また、路面μの推定が精度良く行えないと駆動力配分制御の精度にまで影響を及ぼし、最適な制御を常時、安定して行うことが難しいという問題がある。更に、路面μ推定装置のような装置を別途搭載する必要があり、複雑でコスト的にも不利になるという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に、路面μを推定する装置を必要とすることなく、高μ路のみならず、低μ路においても、また、路面の急変時等においてもレスポンス良く安定して最適に制御することができる車両の左右駆動力配分制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、制御に必要なヨーモーメントの値を演算し、少なくとも該ヨーモーメントの値を含んで制御量を演算して、該制御量に基づき、前輪側と後輪側の少なくとも一方の左輪と右輪との間の駆動力配分を制御する車両の左右駆動力配分制御装置において、予め設定する基準となる車速を基準車速として演算し、制御対象とする左右輪の車輪速の小さい方の車輪速を最小車輪速として検出して、上記基準車速と上記最小車輪速とに基づき第１の補正量を演算し、該第１の補正量にて上記制御量を補正することを特徴としている。

本発明による車両の左右駆動力配分制御装置によれば、特に、路面μを推定する装置を必要とすることなく、高μ路のみならず、低μ路においても、また、路面の急変時等においてもレスポンス良く安定して最適に制御することが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図１４は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両全体の駆動系の概略構成を示す説明図、図２は左右駆動力配分制御装置の概略構成図、図３は左右駆動力配分制御部の機能ブロック図、図４は基本付加ヨーモーメント演算部の機能ブロック図、図５は左右駆動力配分制御プログラムのフローチャート、図６は基準横加速度のマップの説明図、図７は車速感応ゲインのマップの説明図、図８は前後荷重移動によるヨーモーメント変化の説明図、図９は接地荷重とコーナリングパワーの関係図、図１０は前後加速度感応制御車速ゲインのマップの説明図、図１１は各輪の軌跡の計算モデルの説明図、図１２はスリップ制御車速ゲインのマップの説明図、図１３は車輪速感応制御ハンドル角ゲインのマップの説明図、図１４は車輪速感応制御車速ゲインのマップの説明図である。尚、本発明の実施の形態では、左右駆動力配分制御装置を後輪に有した車両を例に説明する。

図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２から、トランスミッション出力軸３を経てセンターデファレンシャル装置４に伝達される。

センターデファレンシャル装置４に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン軸７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に伝達される。センターデファレンシャル装置４は、駆動軸としてのフロントドライブ軸９とリヤドライブ軸５とに伝達する駆動力の配分比を、例えば、１００：０〜５０：５０の間で可変に制御可能な構成となっている。

後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左アクスル軸１１rlを経て左後輪１２rlに伝達される一方、後輪右アクスル軸１１rrを経て右後輪１２rrに伝達される。また、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左アクスル軸１１flを経て左前輪１２flに伝達される一方、前輪右アクスル軸１１frを経て右前輪１２frに伝達される。

後輪終減速装置８は、左右後輪１２fl、１２frに伝達する駆動力配分を、後述する左右駆動力配分制御部６０で設定する駆動力配分比に応じて可変に制御自在な構成となっており、具体的に説明すると、例えば、図２に示すように、差動機構部３０と、歯車機構部３１と、クラッチ機構部３２とを有して主要に構成されている。

差動機構部３０は、例えば、ベベルギヤ式の差動機構部（デファレンシャル装置）で構成され、この差動機構部３０のデファレンシャルケース３５には、ドライブピニオン軸７後端のドライブピニオン７ａに噛合するファイナルギヤ３６が周設されている。

デファレンシャルケース３５内には、一対のデファレンシャルピニオン３７が回動自在に軸支されており、これらに噛合する左右のサイドギヤ３８ｌ、３８ｒに、左右のドライブ軸１１rl、１１rrが連結されている。

歯車機構部３１は、後輪左ドライブ軸１１rlに固設する第１、第２の歯車４０、４１と、後輪右ドライブ軸１１rrに固設する第３、第４の歯車４２、４３と、これらにそれぞれ噛合する第５〜第８の歯車４４〜４７とを有して構成されている。

本実施形態において、第２の歯車４１は第１の歯車４０よりも大径の歯車で構成され、その歯数Ｚ２は、第１の歯車４０の歯数Ｚ１よりも大きく設定されている。また、第３の歯車４２は、第１の歯車４０と同径の歯車（歯数Ｚ３＝Ｚ１）で構成され、第４の歯車４３は、第２の歯車４１と同径の歯車（歯数Ｚ４＝Ｚ２）で構成されている。

第５〜第８の歯車４４〜４７は、左右のドライブ軸１３rl、１３rrと平行な同一回転軸心上に配列されている。第５の歯車４４は、第１の歯車４０との噛合によって第１の歯車列を構成するもので、その歯数Ｚ５は、第１の歯車列のギヤ比（Ｚ５／Ｚ１）を例えば「１．０」とするよう設定されている。また、第６の歯車４５は、第２の歯車４１との噛合によって第２の歯車列を構成するもので、その歯数Ｚ６は、第２の歯車列のギヤ比（Ｚ６／Ｚ２）を例えば「０．９」とするように設定されている。また、第７の歯車４６は、第３の歯車４２との噛合によって第３の歯車列を構成するもので、その歯数Ｚ７は、第３の歯車列のギヤ比（Ｚ７／Ｚ３）を例えば「１．０」とするように設定されている。また、第８の歯車４７は、第４の歯車４３との間に第４の歯車列を構成するもので、その歯数Ｚ８は、第４の歯車列のギヤ比（Ｚ８／Ｚ４）を例えば「０．９」とするように設定されている。

クラッチ機構部３２は、第５の歯車４４と第８の歯車４７との間を接離自在に締結する第１の油圧多板クラッチ４８と、第６の歯車４５と第７の歯車４６との間を接離自在に締結する第２の油圧多板クラッチ４９とを有して構成されている。

各油圧多板クラッチ４８、４９の油圧室（図示せず）にはリアクラッチ駆動部７０（図１参照）が接続されており、リアクラッチ駆動部７０から供給される油圧によって、第１の油圧多板クラッチ４８が締結すると後輪左ドライブ軸１１rlに駆動力が多く配分される一方、第２の油圧多板クラッチ４９が締結すると後輪右ドライブ軸１１rrに駆動力が多く配分される。

ここで、各油圧多板クラッチ４８、４９を締結させるための油圧値は、左右駆動力配分制御部６０で設定される制御量に応じてリアクラッチ駆動部７０が作動される値であり、この油圧値の大小によってトルク配分量が可変される。尚、この種の終減速装置の構成については、例えば、特開平１１−２６３１４０号公報に詳述されており、本実施形態で説明した構成に限定するものではない。また、油圧多板クラッチを用いる構成のものに限定するものでもなく、例えば、特開平１０−１３８７８９号公報に開示されるトロコイドモータ等の油圧モータを用いて駆動力配分を行うものでも良い。

そして、車両には、左右駆動力配分制御部６０で後述の如く実行する左右駆動力配分制御に必要なパラメータを検出するための、センサ類が設けられている。すなわち、各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrが車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrにより検出され、ハンドル角θＨがハンドル角センサ２２により検出され、実際に車両に生じている横加速度（以下、実横加速度と略称）（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が横加速度センサ２３により検出され、実際に車両に生じているヨーレート（以下、実ヨーレートと略称）γがヨーレートセンサ２４により検出されて、左右駆動力配分制御部６０に入力される。

左右駆動力配分制御部６０は、上述の各入力信号に基づいて、後輪終減速装置８のクラッチ機構部３２による左右駆動力配分をトルク移動量Ｔとして演算し、リアクラッチ駆動部７０に出力する。

すなわち、左右駆動力配分制御部６０は、図３に示すように、基本付加ヨーモーメント演算部６１、前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２、スリップ時補正ヨーモーメント演算部６３、車輪速差感応ヨーモーメント演算部６４、指示ヨーモーメント演算部６５、リアクラッチトルク換算制御部６６から主要に構成されている。

基本付加ヨーモーメント演算部６１は、図４に示すように、車速演算部６１ａ、横加速度／ハンドル角ゲイン演算部６１ｂ、理論横加速度演算部６１ｃ、横加速度偏差感応ゲイン演算部６１ｄ、基準横加速度演算部６１ｅ、横加速度偏差演算部６１ｆ、ヨーレート／ハンドル角ゲイン演算部６１ｇ、ヨーレート感応ゲイン演算部６１ｈ、車速感応ゲイン演算部６１ｉ、付加ヨーモーメント演算部６１ｊから主要に構成されている。

車速演算部６１ａは、４輪の車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrから各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの車輪速度Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrが入力される。そして、例えば、これらの平均を演算することにより車速Ｖ（＝（Ｖfl＋Ｖfr＋Ｖrl＋Ｖrr）／４）を演算し、横加速度／ハンドル角ゲイン演算部６１ｂ、理論横加速度演算部６１ｃ、ヨーレート／ハンドル角ゲイン演算部６１ｇ、車速感応ゲイン演算部６１ｉに出力する。

横加速度／ハンドル角ゲイン演算部６１ｂは、車速演算部６１ａから車速Ｖが入力され、以下の（１）式により、横加速度／ハンドル角ゲインＧｙを演算し、理論横加速度演算部６１ｃ、横加速度偏差感応ゲイン演算部６１ｄに出力する。
Ｇｙ＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ^２／Ｌ）・（１／ｎ） …（１）
ここで、Ａはスタビリティファクタ、Ｌはホイールベース、ｎはステアリングギヤ比である。

理論横加速度演算部６１ｃは、ハンドル角センサ２２からハンドル角θＨが入力され、車速演算部６１ａから車速Ｖが入力され、横加速度／ハンドル角ゲイン演算部６１ｂから横加速度／ハンドル角ゲインＧｙが入力される。

そして、以下の（２）式により、理論横加速度（ｄ^２ｙriron／ｄｔ^２）を演算し、基準横加速度演算部６１ｅに出力する。
（ｄ^２ｙriron／ｄｔ^２）＝Ｇｙ・（１／（１＋Ｔｙ・ｓ））・θＨ …（２）
ここで、ｓは微分演算子、Ｔｙは横加速度の１次遅れ時定数であり、この１次遅れ時定数Ｔｙは、車両質量をｍ、前輪の等価コーナリングパワー（１輪）をＫｆ、後輪の等価コーナリングパワー（１輪）をＫｒとして、例えば以下の（３）式により算出される。
Ｔｙ＝（ｍ・Ｖ）／（２・（Ｋｆ＋Ｋｒ）） …（３）

横加速度偏差感応ゲイン演算部６１ｄは、横加速度／ハンドル角ゲイン演算部６１ｂから横加速度／ハンドル角ゲインＧｙが入力され、以下の（４）式により、横加速度偏差感応ゲインＫｙを演算し、付加ヨーモーメント演算部６１ｊに出力する。この横加速度偏差感応ゲインＫｙは、設定の目安（最大値）として、極低μ路にて舵が全く効かない状態（γ＝０、（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）＝０）で基本付加ヨーモーメントＭｚθ（定常値）が０となる横加速度偏差感応ゲインＫｙを考えて以下のように演算する。
Ｋｙ＝Ｋθ／Ｇｙ …（４）
ここで、Ｋθは、舵角感応ゲインであり、以下の（５）式により演算される。
Ｋθ＝（Ｌｆ・２・Ｋｆ）／ｎ …（５）
Ｌfは前軸−重心間距離である。

基準横加速度演算部６１ｅは、横加速度センサ２３から実横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が入力され、理論横加速度演算部６１ｃから理論横加速度（ｄ^２ｙriron／ｄｔ^２）が入力される。そして、予めこれらをパラメータとして設定しておいたマップ（例えば図６）を参照して基準横加速度（ｄ^２ｙｒ／ｄｔ^２）を設定し、横加速度偏差演算部６１ｆに出力する。

横加速度偏差演算部６１ｆは、横加速度センサ２３から実横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が入力され、基準横加速度演算部６１ｅから基準横加速度（ｄ^２ｙr／ｄｔ^２）が入力され、以下の（６）式により、横加速度偏差（ｄ^２ｙｅ／ｄｔ^２）を演算し、付加ヨーモーメント演算部６１ｊに出力する。
（ｄ^２ｙｅ／ｄｔ^２）＝（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）−（ｄ^２ｙｒ／ｄｔ^２） …（６）

ヨーレート／ハンドル角ゲイン演算部６１ｇは、車速演算部６１ａから車速Ｖが入力され、以下の（７）式によりヨーレート／ハンドル角ゲインＧγを演算し、ヨーレート感応ゲイン演算部６１ｈに出力する。
Ｇγ＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ／Ｌ）・（１／ｎ） …（７）

ヨーレート感応ゲイン演算部６１ｈは、ヨーレート／ハンドル角ゲイン演算部６１ｇからヨーレート／ハンドル角ゲインＧγが入力され、例えば、グリップ走行（（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）＝０）時に基本付加ヨーモーメントＭｚθ（定常値）が０となる場合を考えて、ヨーレート感応ゲインＫγを以下の（８）式により演算する。このヨーレート感応ゲインＫγは、付加ヨーモーメント演算部６１ｊに出力される。
Ｋγ＝Ｋθ／Ｇγ …（８）

車速感応ゲイン演算部６１ｉは、車速演算部６１ａから車速Ｖが入力され、低速域での不要な基本付加ヨーモーメントＭｚθを避けるため、例えば予め設定しておいた図７に示すような特性のマップにより車速感応ゲインＫｖを求め、付加ヨーモーメント演算部６１ｊに出力する。

付加ヨーモーメント演算部６１ｊは、ハンドル角センサ２２からハンドル角θＨが、ヨーレートセンサ２４からヨーレートγが、横加速度偏差感応ゲイン演算部６１ｄから横加速度偏差感応ゲインＫｙが、横加速度偏差演算部６１ｆから横加速度偏差（ｄ^２ｙｅ／ｄｔ^２）が、ヨーレート感応ゲイン演算部６１ｈからヨーレート感応ゲインＫγが、車速感応ゲイン演算部６１ｉから車速感応ゲインＫｖが入力され、以下の（９）式により基本付加ヨーモーメントＭｚθを演算して、指示ヨーモーメント演算部６５に出力する。
Ｍｚθ＝Ｋｖ・（−Ｋγ・γ＋Ｋｙ・（ｄ^２ｙｅ／ｄｔ^２）＋Ｋθ・θＨ） …（９）

すなわち、この（９）式に示すように、−Ｋγ・γの項がヨーレートγに感応したヨーモーメント、Ｋθ・θＨの項がハンドル角θＨに感応したヨーモーメント、Ｋｙ・（ｄ^２ｙｅ／ｄｔ^２）の項がヨーモーメントの修正値となっている。

このため、高μ路で実横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が大きな運転をした場合には、基本付加ヨーモーメントＭｚθも大きな値となり、運動性能が向上する。一方、低μ路での走行では、基本付加ヨーモーメントＭｚθは、上述の修正値が作用して基本付加ヨーモーメントＭｚθを低減するため回頭性が大きくなることがなく、安定した走行性能が得られるようになっている。

また、付加ヨーモーメント演算部６１ｊは、回頭性の更なる向上を図るため、以下の（１０）式で示すように、操舵方向に対して逆方向のゲインを下げる処理をして、最終的な基本付加ヨーモーメントＭｚθを演算する。
すなわち、θＨ・Ｍｚθ＜０の場合、Ｍｚθ＝０．５・Ｍｚθ …（１０）

再び、図３に戻り、前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２は、４輪の車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrから各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの車輪速度Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrが入力され、ハンドル角センサ２２からハンドル角θＨが入力され、ヨーレートセンサ２４から実ヨーレートγが入力される。

そして、次の（１１）式に基づき、第３の補正量としての実際のロジックでの前後加速度感応ヨーモーメントＤＤｘＹＭを演算し、指示ヨーモーメント演算部６５に出力する。

ＤＤｘＹＭ＝Ｋddx・（（−（（２・Ｋｆ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）
・（（ｈ・Ｌｆ^２）／Ｌｒ）＋（（２・Ｋｒ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）
・（（ｈ・Ｌｒ^２）／Ｌｆ））・（γ／Ｖ）＋（（（２・Ｋｆ）／ｇ）
・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｆ）／Ｌｒ））・（θ／ｎ）） …（１１）
ここで、Ｋddxは前後加速度感応制御ゲイン、Ｋｆは前輪コーナリングパワー（１輪）、Ｋｒは後輪コーナリングパワー（１輪）、Ｌｆは前軸−重心間距離、Ｌｒは後軸−重心間距離、ｇは重力加速度、ｈは重心高さである。

すなわち、図８に示すように、車両が加速されると後輪側に荷重移動が生じてヨーモーメントが変化する。この前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２では、この加速時のヨーモーメントの変化を補正するものである。以下、この補正について説明する。

２輪車両モデルの運動方程式は、一般に次のように表される。
車両の横運動については、
ｍ・Ｖ・（（ｄβ／ｄｔ）＋γ）＝Ｆｆ＋Ｆｒ …（１２）
車両のヨーイング運動については、
Ｉ・（ｄγ／ｄｔ）＝Ｆｆ・Ｌｆ−Ｆｒ・Ｌｒ …（１３）
ここで、βは車体重心の横すべり角、Ｉは車両重心を通るｚ軸回りの慣性モーメント、Ｆｆは前輪コーナリングフォース、Ｆｒは後輪コーナリングフォースである。

この（１２）式と（１３）式に以下の（１４）式と（１５）式を代入すると、次の（１６）式と（１７）式が得られる。
Ｆｆ＝−２・Ｋｆ・（β＋（Ｌｆ／Ｖ）・γ−（θ／ｎ）） …（１４）
Ｆｒ＝−２・Ｋｒ・（β−（Ｌｒ／Ｖ）・γ） …（１５）
ｍ・Ｖ・（（ｄβ／ｄｔ）＋γ）＝−２・Ｋｆ・（β＋（Ｌｆ／Ｖ）・γ
−（θ／ｎ））−２・Ｋｒ・（β−（Ｌｒ／Ｖ）・γ） …（１６）
Ｉ・（ｄγ／ｄｔ）＝−２・Ｋｆ・（β＋（Ｌｆ／Ｖ）・γ−（θ／ｎ））・Ｌｆ
＋２・Ｋｒ・（β−（Ｌｒ／Ｖ）・γ）・Ｌｒ …（１７）

図９に示すように、コーナリングパワーＫｆ、Ｋｒは前後加速度による接地荷重に比例すると仮定して、前後荷重移動による影響を考慮した前輪コーナリングパワー（１輪）Ｋｆ’及び前後荷重移動による影響を考慮した前輪コーナリングパワー（１輪）Ｋｒ’を以下の（１８）式、（１９）式により求める。
Ｋｆ’＝Ｋｆ・（（ｍ・ｇ・（Ｌｒ／Ｌ）−ｍ・（ｄＶ／ｄｔ）・（ｈ／Ｌ））
／（ｍ・ｇ・（Ｌｒ／Ｌ））） …（１８）
Ｋｒ’＝Ｋｒ・（（ｍ・ｇ・（Ｌｆ／Ｌ）＋ｍ・（ｄＶ／ｄｔ）・（ｈ／Ｌ））
／（ｍ・ｇ・（Ｌｆ／Ｌ））） …（１９）

（１８）式、（１９）式を、（１７）式に代入して（２０）式を得る。
Ｍ’＝−２・Ｋｆ・（（ｍ・ｇ・（Ｌｒ／Ｌ）−ｍ・（ｄＶ／ｄｔ）・（ｈ／Ｌ））
／（ｍ・ｇ・（Ｌｒ／Ｌ）））・（β＋（Ｌｆ／Ｖ）・γ−（θ／ｎ））・Ｌｆ
＋２・Ｋｒ・（（ｍ・ｇ・（Ｌｆ／Ｌ）＋ｍ・（ｄＶ／ｄｔ）・（ｈ／Ｌ））
／（ｍ・ｇ・（Ｌｆ／Ｌ）））・（β−（Ｌｒ／Ｖ）・γ）・Ｌｒ …（２０）
ここで、Ｍ’は前後荷重移動によるコーナリングパワーの変化を考慮した線形２輪車両モデルのヨーモーメントである。

そして、（１７）式、（２０）式の差から（２１）式の前後荷重移動によるヨーモーメントの変化分Ｍを求め、左右輪駆動力配分制御の制御量に補正値として与えることにより、荷重変動によるステア特性の変化を抑制するのである。
Ｍ＝Ｉ・（ｄγ／ｄｔ）−Ｍ’
＝（−（（２・Ｋｆ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｆ）／Ｌｒ）
−（（２・Ｋｒ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｒ）／Ｌｆ））・β
＋（−（（２・Ｋｆ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｆ^２）／Ｌｒ）
＋（（２・Ｋｒ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｒ^２）／Ｌｆ））・（γ／Ｖ）
＋（（（２・Ｋｆ）／ｇ）・（ｄＶ／ｄｔ）・（（ｈ・Ｌｆ）／Ｌｒ）））・（θ／ｎ）
…（２１）
ここで、更に、車体重心の横すべり角βは、精度等の問題を考慮して削除し、前述の（１１）式を得る。この（１１）式において、前後加速度感応制御ゲインＫddxは、低速域での不要な付加ヨーモーメントをさけるため、例えば、図１０のように設定されている。

尚、この前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２において、（ｄＶ／ｄｔ）は、前後加速度センサ（図示せず）から検出するようにしても良い。

スリップ時補正ヨーモーメント演算部６３は、４輪の車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrから各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの車輪速度Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrが入力され、ハンドル角センサ２２からハンドル角θＨが入力される。

そして、次の（２２）式に基づき、第２の補正量としてのスリップ時補正ヨーモーメントＹＭslipを演算し、指示ヨーモーメント演算部６５に出力する。すなわち、スリップ時補正ヨーモーメントＹＭslipは、旋回する車両の幾何学的関係（図１１参照）から推定した旋回内輪の車輪速と旋回外輪の車輪速と実際の旋回内輪の車輪速と旋回外輪の車輪速とを比較して、その誤差を検証して補正するものである。
ＹＭslip＝Ｋslip・（Ｋslipp・（（Ｖout−Ｖin）−（Ｖrr−Ｖrl））
＋Ｋslipd・ｄ（（Ｖout−Ｖin）−（Ｖrr−Ｖrl））／ｄｔ） …（２２）
ここで、Ｋslipはスリップ制御車速ゲインであり、図１２に示すように、発進加速時など低車速域でのトラクション性能向上のため、およそ０〜６０km/hの範囲で制御量に対する補正効果が生じるように設定されている。

また、Ｋslippは予め実験・計算等により設定される比例項ゲイン、Ｋslipdは予め実験・計算等により設定される微分項ゲインである。

また、Ｖinはリア内輪車速（理論値）、Ｖoutはリア外輪車速（理論値）であり、図１１に示す、幾何学的関係から、以下の（２３）式、（２４）式から演算される。
Ｖin＝（Ｖ／ρ）・（ρ・cos（Ｌｒ／ρ）−（Ｄｒ／２）） …（２３）
Ｖout＝（Ｖ／ρ）・（ρ・cos（Ｌｒ／ρ）＋（Ｄｒ／２）） …（２４）
ここで、Ｄｒはリアトレッドであり、ρは旋回半径であり、旋回半径ρは、前輪舵角をδｆとして、以下の（２５）式により演算される。
ρ＝（１＋Ａ・Ｖ^２）・（Ｌ／δｆ） …（２５）

こうして、スリップ時補正ヨーモーメントＹＭslipによる補正を行うことにより、リア片輪がスリップした場合にスリップした車輪から反対の方の車輪にトルク移動することにより、トラクション性能向上が図れるようになっている。

車輪速差感応ヨーモーメント演算部６４は、４輪の車輪速センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrから各車輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの車輪速度Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrが入力され、ハンドル角センサ２２からハンドル角θＨが入力される。

そして、次の（２６）式に基づき、第１の補正量としての車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄを演算し、指示ヨーモーメント演算部６５に出力する。
ＹＭｄ＝Ｋhwa・Ｋsa・Ｋdir・Ｋonoff・（Ｋdp・｜（（Ｖfr＋Ｖfl）／２）−Ｖrmin｜
＋Ｋdd・ｄ｜（（Ｖfr＋Ｖfl）／２）−Ｖrmin｜／ｄｔ） …（２６）
ここで、Ｖrminは制御対象である後輪の遅い方の車輪速であり、Ｋdpは予め実験・計算等により設定される比例項ゲイン、Ｋddは予め実験・計算等により設定される微分項ゲインである。

また、Ｋhwaは車輪速感応制御ハンドル角ゲインであり、直進時の不要な車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄによる補正を防止するため、例えば、図１３に示すように、ハンドル角の小さい範囲では、車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄが０になるように設定されている。

また、Ｋsaは車輪速感応制御車速ゲインであり、低速における不要な車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄによる補正を防止するため、例えば、図１４に示すように、３０km/h以下の車速域では、車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄが０になるように設定されている。

更に、Ｋdirはトルク移動指示ゲインであり、Ｖrr−Ｖrl＞０の時はＫdir＝＋１に設定され、Ｖrr−Ｖrl＞０の時はＫdir＝−１に設定されて、後輪の遅い方の車輪速を上げる方向にトルク移動を行う制御指示係数となっている。

また、Ｋonoffは制御対象である後輪に、基準車速（本実施の形態では（（Ｖfr＋Ｖfl）／２））と比較して、特に速度の低い車輪が無い場合には、補正を実行しないようにする係数であり、（Ｖfr＋Ｖfl）／２＞Ｖrminの時にＫonoff＝１、（Ｖfr＋Ｖfl）／２≦Ｖrminの時にＫonoff＝０に設定される。

尚、本実施の形態では、基準車速を前輪車速の平均、すなわち、（Ｖfr＋Ｖfl）／２としているが、これに限ることなく、例えば、４輪車輪速の平均、（Ｖfr＋Ｖfl＋Ｖrr＋Ｖrr）／２であっても良く、また、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）制御で用いるような基準車体速を基準車速としても良い。この基準車速をＶ０とおくと、（２６）式は、以下の（２７）式であっても良い。
ＹＭｄ＝Ｋhwa・Ｋsa・Ｋdir・Ｋonoff・（Ｋdp・｜Ｖ０−Ｖrmin｜
＋Ｋdd・ｄ｜Ｖ０−Ｖrmin｜／ｄｔ） …（２７）

すなわち、左右駆動力配分制御では、雪路等での限界走行（操舵＋加速）時に過度にリア外輪へのトルク移動を行った際に、場合によってはリア内輪の車輪速が遅くなり、リア内輪のスリップ率が下がって、リアの横力が残り、リア内輪の横方向のグリップが回復してアンダーステア傾向となり、狙い通りのヨーモーメントが付加できなくなる虞がある。

これを防止するため、基準車速（前輪車速の平均）Ｖ０と後輪の遅い方の車輪速Ｖrminの偏差に感応したＰＤ制御を行うことにより、後輪の遅い方の車輪速Ｖrminが基準車速Ｖ０に追従する方向にトルク移動を行わせる。この補正により、後輪の遅い方の車輪速Ｖrminが増大させられるため、雪路等における限界走行時において、後輪の遅い方の車輪速Ｖrminが遅くリアの横力が残ってアンダーステア傾向が生じ、回頭性が悪くなることを抑制するようになっているのである。

指示ヨーモーメント演算部６５は、基本付加ヨーモーメント演算部６１から基本付加ヨーモーメントＭｚθが入力され、前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２から前後加速度感応ヨーモーメントＤＤｘＹＭが入力され、スリップ時補正ヨーモーメント演算部６３からスリップ時補正ヨーモーメントＹＭslipが入力され、車輪速差感応ヨーモーメント演算部６４から車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄが入力される。

そして、以下の（２８）式により最終的な制御量としての指示ヨーモーメントＹＭを演算してリアクラッチトルク換算制御部６６に出力する。
ＹＭ＝Ｍｚθ＋ＤＤｘＹＭ＋ＹＭslip＋ＹＭｄ …（２８）

リアクラッチトルク換算制御部６６は、指示ヨーモーメント演算部６５から指示ヨーモーメントＹＭが入力され、以下の（２９）式によりトルク移動量Ｔに換算して、リアクラッチ駆動部７０に出力する。
Ｔ＝（Ｒ／Ｄｒ）・ＹＭ …（２９）
ここで、Ｒは後輪のタイヤ半径である。

次に、上述の左右駆動力配分制御について図５のフローチャートに従い説明する。まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、基本付加ヨーモーメント演算部６１は、前述の（９）式により、基本付加ヨーモーメントＭｚθを演算する。

次いで、Ｓ１０２に進み、前後加速度感応ヨーモーメント演算部６２は、前述の（１１）式により、前後加速度感応ヨーモーメントＤＤｘＹＭを演算する。

次に、Ｓ１０３に進み、スリップ時補正ヨーモーメント演算部６３は、前述の（２２）式により、スリップ時補正ヨーモーメントＹＭslipを演算する。

次いで、Ｓ１０４に進み、車輪速差感応ヨーモーメント演算部６４は、前述の（２６）式により、車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄを演算する。

その後、Ｓ１０５に進み、指示ヨーモーメント演算部６５は、これら基本付加ヨーモーメントＭｚθ、前後加速度感応ヨーモーメントＤＤｘＹＭ、スリップ時補正ヨーモーメントＹＭslip、車輪差感応ヨーモーメントＹＭｄを基に、前述の（２８）式により指示ヨーモーメントＹＭを演算する。

そして、Ｓ１０６に進んで、リアクラッチトルク換算制御部６６は、前述の（２９）式により、指示ヨーモーメントＹＭをトルク移動量Ｔに換算して、リアクラッチ駆動部７０に出力する。

このように、本実施の形態による左右駆動力配分制御装置によれば、特に、路面μを推定する装置を必要とすることなく、高μ路のみならず、低μ路においても、また、路面の急変時等においてもレスポンス良く安定して最適に制御することが可能となる。

尚、本発明の実施の形態では、後輪に伝達される駆動力を左右駆動力配分制御する例について説明したが、前輪に伝達される駆動力配分も略同様に実現できることは云うまでもない。

車両全体の駆動系の概略構成を示す説明図 左右駆動力配分制御装置の概略構成図 左右駆動力配分制御部の機能ブロック図 基本付加ヨーモーメント演算部の機能ブロック図 左右駆動力配分制御プログラムのフローチャート 基準横加速度のマップの説明図 車速感応ゲインのマップの説明図 前後荷重移動によるヨーモーメント変化の説明図 接地荷重とコーナリングパワーの関係図 前後加速度感応制御車速ゲインのマップの説明図 各輪の軌跡の計算モデルの説明図 スリップ制御車速ゲインのマップの説明図 車輪速感応制御ハンドル角ゲインのマップの説明図 車輪速感応制御車速ゲインのマップの説明図

符号の説明

１２fl，１２fr，１２rl，１２rr 車輪
２１fl，２１fr，２１rl，２１rr 車輪速センサ
２２ ハンドル角センサ
２３ 横加速度センサ
２４ ヨーレートセンサ
４８ 第１の油圧多板クラッチ
４９ 第２の油圧多板クラッチ
６０ 左右駆動力配分制御部
６１ 基本付加ヨーモーメント演算部
６２ 前後加速度感応ヨーモーメント演算部
６３ スリップ時補正ヨーモーメント演算部
６４ 車輪速差感応ヨーモーメント演算部
６５ 指示ヨーモーメント演算部
６６ リアクラッチトルク換算制御部
７０ リアクラッチ駆動部
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (7)

1. 制御に必要なヨーモーメントの値を演算し、少なくとも該ヨーモーメントの値を含んで制御量を演算して、該制御量に基づき、前輪側と後輪側の少なくとも一方の左輪と右輪との間の駆動力配分を制御する車両の左右駆動力配分制御装置において、
   予め設定する基準となる車速を基準車速として演算し、制御対象とする左右輪の車輪速の小さい方の車輪速を最小車輪速として検出して、上記基準車速と上記最小車輪速とに基づき第１の補正量を演算し、該第１の補正量にて上記制御量を補正することを特徴とする車両の左右駆動力配分制御装置。
2. 上記第１の補正量による上記制御量の補正は、上記最小車輪速となっている側の車輪に駆動力配分を戻す方向の補正であることを特徴とする請求項１記載の車両の左右駆動力配分制御装置。
3. 上記第１の補正量による上記制御量の補正は、車速が予め設定した値を越えている場合に実行することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の左右駆動力配分制御装置。
4. 上記第１の補正量による上記制御量の補正は、ハンドル角が予め設定した値を越えている場合に実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の左右駆動力配分制御装置。
5. 旋回する車両の幾何学的関係から推定した旋回内輪の車輪速と旋回外輪の車輪速と実際の旋回内輪の車輪速と旋回外輪の車輪速とを比較して第２の補正量を演算し、該第２の補正量にて上記制御量を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の左右駆動力配分制御装置。
6. 上記第２の補正量による上記制御量の補正は、車速が予め設定した閾値に達しない場合に実行することを特徴とする請求項５記載の車両の左右駆動力配分制御装置。
7. 車速とハンドル角とヨーレートとを用いて線形の２輪車両運動モデルに基づき第１のヨーモーメントを演算し、車速とハンドル角とヨーレートと前後加速度とを用いて線形の２輪車両運動モデルに基づき車両の前後荷重移動を加味した第２のヨーモーメントを演算して、上記第１のヨーモーメントから上記第２のヨーモーメントを減算して車両の前後荷重移動によるヨーモーメントの変動値を演算し、該ヨーモーメントの変動値を第３の補正量として上記制御量を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の車両の左右駆動力配分制御装置。

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