JP2006240402A - 車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ径差の発生時、タイヤへ伝達されるトルクを制限することで走行コースをトレースできる範囲であれば、複雑な制御を必要とせず、走行・操縦安定性を確保することができる車両の駆動力配分制御装置を提供すること。
【解決手段】 前後輪と左右輪のうち少なくとも一方の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、各タイヤのタイヤ径差を検出するタイヤ径差検出手段（ステップＳ２）を設け、前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差検出値が、車両挙動の安定性を保つ限界値として設定されたバランスしきい値L1以上になったら（ステップＳ３→ステップＳ６）、タイヤ伝達駆動力を制限する駆動力制限制御（ステップＳ７）へ移行する手段とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、前後輪と左右輪のうち少なくとも一方の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両の駆動力配分制御装置の技術分野に属する。

前後輪や左右輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、タイヤ径差が発生したとき、下記の従来技術１または従来技術２により対応していた。
（従来技術１）
前後で径が異なるタイヤを装着したり、タイヤの摩耗進行度のばらつきにより径差が生じたりして、定常的に主駆動輪と従駆動輪とに回転速度差が生じるようになった場合、径差による前後車輪速度差分だけ、上述の従駆動輪へトルク配分を行う駆動力配分制御を実行しない不感帯領域を形成するように制御しきい値を補正することで駆動力を適正配分する（例えば、特許文献１参照）。
（従来技術２）
異径タイヤに起因する回転差を前後輪の回転差から減算して補正回転差を算出すると共に、当該補正回転差に基づいて副駆動輪に伝達される差動制限トルクを算出することで、駆動力変動に伴うショックを低減させる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２３７３９９号公報 特開２００３−２２６１５０号公報

しかしながら、従来の車両の駆動力配分制御装置にあっては、タイヤ径差の発生に対し、タイヤ径差による影響分を補正するだけで駆動力配分制御をそのまま実行するものであるため、タイヤ空気圧のバランス崩れ等に伴ってタイヤ径差の程度が大きくなると、車両挙動が不安定となり、走行・操縦安定性を確保することができない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、タイヤ径差の発生時、タイヤへ伝達されるトルクを制限することで走行コースをトレースできる範囲であれば、複雑な制御を必要とせず、走行・操縦安定性を確保することができる車両の駆動力配分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、本発明では、前後輪と左右輪のうち少なくとも一方の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、
各タイヤのタイヤ径差を検出するタイヤ径差検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差検出値が、車両挙動の安定性を保つ限界値として設定された第１しきい値以上になったら、タイヤ伝達駆動力を制限する駆動力制限制御へ移行することを特徴とする。

よって、本発明の車両の駆動力配分制御装置にあっては、駆動力配分制御手段において、タイヤ径差検出値が、車両挙動の安定性を保つ限界値として設定された第１しきい値以上になったら、タイヤ伝達駆動力を制限する駆動力制限制御へ移行される。すなわち、タイヤ径差が、車両挙動の安定を保てない程度に大きくなったら、タイヤ伝達駆動力が制限されることで、駆動性能は低下するものの、空気圧が低いタイヤ等への負荷が軽減されることになり、走行コースをトレースできる走行性能や旋回性能を確保することができる。この結果、タイヤ径差の発生時、タイヤへ伝達されるトルクを制限することで走行コースをトレースできる範囲であれば、複雑な制御を必要とせず、走行・操縦安定性を確保することができる。

以下、本発明の車両の駆動力配分制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１および実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の駆動力配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車を示す全体システム図である。
実施例１のハイブリッド四輪駆動車は、図１に示すように、ＣＰＵ101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、ＦＲ用インバータ302と、第一モータ303（第１モータ）と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、ＲＲ用インバータ307と、第二モータ308（第２モータ）と、デフ機構309（差動機構）と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、ＧＰＳ405と、車輪速センサ406と、空気圧警報器407と、を備えている。

前記ＣＰＵ101は、強電バッテリ301をモニタし、ＳＯＣや温度や劣化状態に応じて入出力可能電力量を算出し、これを基にＦＲ用インバータ302を制御することにより、第一モータ303（フロント駆動用）と発電機304を動作させると共に、エンジン305を制御する。また、ＲＲ用インバータ307を制御することにより、第二モータ308（リア駆動用）を動作させ、さらに、デフ機構309に対し、左右輪へのトルク配分を指令することにより、ニュートラルステアを実現する前後輪の駆動力配分制御と左右後輪の駆動力配分制御を行う。なお、ＦＲ用インバータ302、第一モータ303、発電機304、ＲＲ用インバータ307、第二モータ308に、それぞれ内蔵された温度センサ値を把握し、温度上昇を確認した場合は、電力入出力制限を設定することにより、部品を保護する。そして、舵角センサ404からの検出値をベースに、車両が旋回中か否かを判断している。ＧＰＳ405を活用して地形情報を収集し、走行ルートの把握を行う。車輪速センサ406からの検出値を確認し、各車輪速度を把握すると共に、基準車輪との回転比を検出し、径差チェックする。径差が大きいと判断した場合、ドライバーへと告知するために、空気圧警報器407を活用する。

前記補助バッテリ102は、ＣＰＵ101の動作電源を提供する役目を有する。本システムでは、強電バッテリ301を電源としたDC/DCコンバータ403により電力を供給することとする。

前記強電バッテリ301は、第一モータ303に対し、ＦＲ用インバータ302を経由して電力を供給することで車両走行をアシストすると共に、発電機304が発電した電力をＲＲ用インバータ307を経由して回収する役目を有する。また、第二モータ308を力行させる場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を供給することで車両走行をアシストすると共に、第二モータ308が発電作動した場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。

前記ＦＲ用インバータ302は、ＣＰＵ101により直接制御されている。エンジン305の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを第一モータ303へ供給すること、及び発電機304を動作させて発生した電気エネルギーを強電バッテリ301へと戻す役目を有する。なお、第一モータ303と発電機304とエンジン305は、遊星歯車機構（動力分割機構306に内蔵）に直結しているため、トルク及び回転数のバランスを保つように制御しないと車両を正常に作動させることができない。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記第一モータ303は、フロント駆動用で、車速が低い場合は単独で駆動トルクを発生させる。また、車速が高い場合は、エンジン305の駆動トルクをアシストしている。さらに、減速時は発電作用（回生作用）することにより電気エネルギーを発生させ、これをＦＲ用インバータ302を経由して強電バッテリ301へ戻す役目を有する。また、本モータ回転数＝車速として制御適用している。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記発電機304は、ハイブリッド電気自動車は基本的にスタータを持たない。本システムを適用した車両始動時は、強電バッテリ301から電力を供給し、モータとして動作することでエンジン305の始動をサポートする。通常走行時は、第一モータ303とエンジン305とをバランスさせることで電気エネルギーを発生（発電）し、これを強電バッテリ301へ戻す。時には直接、第一モータ303へ供給することにより、急激な加速に対応することも可能である。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記エンジン305は、ＣＰＵ101により直接制御されている。具体的には、車速が高い場合には車両駆動のためにトルクを発生させている。

前記動力分割機構306は、遊星歯車機構を有し、キャリアにはエンジン305、リングギヤには第一モータ303、サンギヤには発電機304が直接接続している。従来システムのトランスミッション相当も内部に構成されている。

前記ＲＲ用インバータ307は、ＣＰＵ101により直接制御されている。第二モータ308の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを供給／回収する役目を有する。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記第二モータ308は、リア駆動用であり、通常走行時は４ＷＤ車両としての機能を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記デフ機構309は、第二モータ308の発生トルクを、左右輪へと分配する機能を有する。具体的には、左右適切にトルク配分できるよう、通常のデフ機構以外に、増速機構や右側クラッチや左側クラッチを有し、ＣＰＵ101からの指令に応じ、これらを制御する。

前記アクセルセンサ401は、ドライバーが加速時に踏み込んだアクセルペダルストローク量をＣＰＵ101へ送信する。

前記ブレーキセンサ402は、ドライバーが減速時時に踏み込んだブレーキペダルストローク量をＣＰＵ101へ送信する。

前記DC/DCコンバータ403は、強電バッテリ301からのエネルギーを12Vへと変換し、補助バッテリ102へと供給する。すなわち、従来のエンジン車両におけるオルタネータと同様の機能を有する。

前記舵角センサ404は、ドライバーのステアリング操作により検出される舵角を、ＣＰＵ101へ送信する役目を有する。

前記ＧＰＳ（Global Positioning System）405は、目的地まで存在するコーナーの旋回半径程度、勾配程度、推定路面μを抽出し、ＣＰＵ101へと各情報を提示する。

前記車輪速センサ406は、各車輪の速度情報を検出し、ＣＰＵ101へとその情報を送信する。

前記空気圧警報器407は、ＣＰＵ101が、車輪の何れかで空気圧の低下状態を確認できた場合、ドライバーへとアナウンスするために活用するユニットである。

次に、作用を説明する。

［駆動力配分制御処理］
図２は実施例１のＣＰＵ101にて実行される駆動力配分制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（駆動力配分制御手段）。

ステップＳ１では、直進走行中か否かを判断し、YESの場合はステップＳ２へ移行し、NOの場合はステップＳ４へ移行する。
すなわち、精度高く車輪間空気圧（＝径差）バランスを把握し、判断するため、直進走行状態であるか否かを舵角センサ404の検出値により判断する。よって、旋回走行中であると判断された場合は、車輪間空気圧（＝径差）バランス判断ロジックへと移行しない。

ステップＳ２では、ステップＳ１での直進走行中であるとの判断に続き、車輪間空気圧（＝径差）バランスチェックを行い、ステップＳ３へ移行する。
ここで、径差バランスチェックは、車輪速センサ406からの検出値を用い、ある車輪の車輪速を基準とし、残りの３つの車輪速との比を算出し、得られた車輪速比の最大値と最小値との差により実バランス値を求めることでなされる。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのバランスチェックに続き、ステップＳ２で求められた実バランス値がバランスしきい値L1（第１しきい値）以上か否かを判断し、NOの場合（実バランス値<L1）はステップＳ４へ移行し、YESの場合（実バランス値≧L1）はステップＳ５へ移行する。
ここで、「バランスしきい値L1」は、車両挙動の安定性を保つ実バランス値の限界値として設定される。言い換えると、出力トルクを制限することで走行コースをトレースできる程度の値に設定される。

ステップＳ４では、ステップＳ１での直進走行中ではない（旋回走行中）との判断に続き、ステップＳ７やステップＳ９によるトルク制限モードか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１へ戻り、NOの場合はステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、ステップＳ３での実バランス値<L1との判断、あるいは、ステップＳ４でのトルク制限モードはないとの判断に続き、ニュートラルステアを実現するように、エンジン305と第一モータ303と第二モータ308の出力制御およびデフ機構309の分配比制御による前後輪と左右後輪の駆動力配分制御を実行し、ステップＳ１へ戻る。
すなわち、直線走行中や旋回走行中であって、かつ、車輪間空気圧（＝径差）バランスが許容範囲内にある場合には、旋回加速性能や旋回減速性能や直進走行性能を高める通常の駆動力配分制御が維持される。

ステップＳ６では、ステップＳ３での実バランス値≧L1との判断に続き、ステップＳ２で求められた実バランス値がバランスしきい値L2（第２しきい値）以上か否かを判断し、NOの場合（実バランス値<L2）はステップＳ７へ移行し、YESの場合（実バランス値≧L2）はステップＳ８へ移行する。
ここで、「バランスしきい値L2」は、バランスしきい値L1よりも大きな値で、車速や出力トルクを大きく制限する必要はあるが、走行可能である程度の値に設定される。

ステップＳ７では、ステップＳ６での実バランス値<L2との判断に続き、各輪へ伝達される最大トルクを制限するトルク制限制御を実行し、ステップＳ１へ戻る。
ここで、「トルク制限制御」は、ＲＲ用インバータ307に対してトルク制限値を設定し、第二モータ308を制御することで行われる。そして、ＲＲ用インバータ307に対するトルク制限値は、L1≦実バランス値<L2であるため、図３に示すように、通常時に比べてΔT1だけ下げた値とされる。

ステップＳ８では、ステップＳ６での実バランス値≧L2との判断に続き、ステップＳ２で求められた実バランス値がバランスしきい値L3（第３しきい値）以上か否かを判断し、NOの場合（実バランス値<L3）はステップＳ９へ移行し、YESの場合（実バランス値≧L3）はステップＳ１１へ移行する。
ここで、「バランスしきい値L3」は、バランスしきい値L2よりも大きな値で、タイヤバーストなど、走行不能となる状況を示す値に設定される。

ステップＳ９では、ステップＳ８での実バランス値<L3との判断に続き、ドライバーへの警告と、ステップＳ７より制限を強めたトルク制限制御と、トルク配分の最適化制御と、を実行し、ステップＳ９へ移行する。
ここで、「ドライバーへの警告」は、空気圧警報器407を用いてドライバーへとアナウンスすることで行われる。
また、「トルク制限制御」は、ＦＲ用インバータ302とＲＲ用インバータ307に対してトルク制限値を設定し、第一モータ303と第二モータ308を制御することで行われる。そして、ＦＲ用インバータ302とＲＲ用インバータ307に対するトルク制限値は、L2≦実バランス値<L3であるため、図３に示すように、通常時に比べてΔT2（>ΔT1）分下げた値とされる。
さらに、「トルク配分の最適化制御」は、デフ機構309にトルク配分を指令することで行われる。このデフ機構309へのトルク配分指令値は、例えば、左右後輪のうち一方の車輪の空気圧のみが低下している場合、図４に示すように、車輪回転数の実回転数／目標回転数が１より大きな値となるため、空気圧が低下している側の車輪への配分トルクが小さく制限される。

ステップＳ１０では、ステップＳ９での警告&トルク制御に続き、安全に整備拠点まで走行できるようにＧＰＳ405を活用して整備拠点を探索した後、ドライバーへとアナウンス（誘導）し、ステップＳ１へ戻る。
ここで、「整備拠点」の選択基準は、下記の通りとする。
(a)空気圧低下輪を特定し、旋回頻度を設定する。
例えば、右側車輪の空気圧が低い場合、左旋回により発生する遠心力が右側車輪にかからないように、右旋回を優先する。
(b)コース選定は、例えば、NG側旋回：１カウント／旋回、走行距離：0.5カウント／kmとし、カウント数が最小のコースを選択する。

ステップＳ１１では、ステップＳ８での実バランス値≧L3との判断に続き、ドライバーへの警告と、ステップＳ９よりさらに制限を強めたトルク制限制御と、トルク配分の最適化制御と、を実行し、ステップＳ１２へ移行する。
ここで、「ドライバーへの警告」は、空気圧警報器407を用いてドライバーへとアナウンスすることで行われる。
また、「トルク制限制御」は、ＦＲ用インバータ302とＲＲ用インバータ307に対してトルク制限値を設定し、第一モータ303と第二モータ308を制御することで行われる。そして、ＦＲ用インバータ302とＲＲ用インバータ307に対するトルク制限値は、L3≦実バランス値であるため、図３に示すように、通常時に比べてΔT3（>ΔT2）分下げた小さな値とされる。
さらに、「トルク配分の最適化制御」は、デフ機構309にトルク配分を指令することで行われる。このデフ機構309へのトルク配分指令値は、例えば、左右後輪のうち一方の車輪の空気圧のみが低下している場合、安全に退避できるように、空気圧が低下している側の車輪への配分トルクが小さく制限される（図４参照）。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での警告&トルク制御に続き、安全に退避できるようにＧＰＳ405を活用して退避場所を探索した後、ドライバーへとアナウンス（誘導）する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２での経路検索・誘導に続き、退避完了か否かを判断し、NOの場合はステップＳ１へ戻り、YESの場合はエンドへ移行する。

［駆動力配分制御動作］
直進走行中で、かつ、実バランス値がバランスしきい値L1未満である場合は、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む流れが繰り返され、また、旋回走行中で、かつ、トルク制限モードではない場合（実バランス値がバランスしきい値L1未満）には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れが繰り返され、ステップＳ４において、ニュートラルステアを実現するように、エンジン305と第一モータ303と第二モータ308の出力制御およびデフ機構309の分配比制御による前後輪と左右後輪の駆動力配分制御が実行される。

そして、直進走行中で、かつ、実バランス値がバランスしきい値L1以上になると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ７において、左右後輪を駆動する第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御に移行する。

そして、直進走行中で、かつ、実バランス値がバランスしきい値L2以上になると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０へと進む流れとなり、ステップＳ９において、ドライバーに警告すると共に、前輪駆動用の第一モータ303と後輪駆動用の第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御と、左右後輪のトルク配分を最適化するトルク配分最適化制御に移行する。そして、ステップＳ１０において、ＧＰＳ405を活用して整備拠点を探索した後、ドライバーを誘導する。

そして、直進走行中で、かつ、実バランス値がバランスしきい値L3以上になると、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６→ステップＳ８→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れとなり、ステップＳ１１において、ドライバーに警告すると共に、前輪駆動用の第一モータ303と後輪駆動用の第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御と、左右後輪のトルク配分を最適化するトルク配分最適化制御に移行する。そして、ステップＳ１２において、ＧＰＳ405を活用して退避場所を探索した後、ドライバーを誘導する。なお、ステップＳ１３において、退避を完了したと判断されると、制御を終了する。

［駆動力配分制御作用］
車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値が許容値（＝バランスしきい値L1）未満の直進走行時や旋回走行時には、ニュートラルステアを実現するように、エンジン305と第一モータ303と第二モータ308の出力制御およびデフ機構309の分配比制御による前後輪と左右後輪の駆動力配分制御が実行される。
したがって、前後輪と左右後輪の駆動力配分制御により、旋回加速性能や旋回減速性能や直進走行性能を高めることができる。

車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値が許容値（＝バランスしきい値L1）以上の走行時に上記前後輪と左右後輪の駆動力配分制御を実行を維持したままとすると、空気圧が低いタイヤへの負担が増大し、タイヤ空気圧のバランス崩れを促進するし、また、タイヤ径差により、走行コースへのトレース性が損なわれることで、例えば、直進走行の維持が困難になるとか、ドライバーによる操舵意図に対応する旋回挙動が得られない等、車両挙動が不安定になり、走行・操縦安定性を確保できない。
これに対し、実施例１では、車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値が許容値（＝バランスしきい値L1）以上の走行時には、前後輪と左右後輪の駆動力配分制御から、左右後輪を駆動する第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御に移行するようにしている。
このように、第二モータ308の出力トルクを制限することで走行コースをトレースできる範囲であれば、複雑な制御を必要とせず、走行・操縦安定性を確保することができる。

さらに、時間の経過に伴い車輪間空気圧のバランスの崩れが進行し、車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値がバランスしきい値L2以上になると、車両は低速にて走行を維持するぎりぎりの状況になり、早期に車両整備を要する。
これに対し、実施例１では、車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値がバランスしきい値L2以上の時には、ドライバーに警告すると共に、前輪駆動用の第一モータ303と後輪駆動用の第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御と、左右後輪のトルク配分を最適化するトルク配分最適化制御に移行する。そして、ＧＰＳ405を活用して整備拠点を探索した後、ドライバーを誘導する。
このように、車速や出力トルクを大きく制限しなければいけないが、走行可能である範囲においては、走行・操縦安定性を確保し、整備地点まで確実に自走することができる。

加えて、実施例１では、空気圧が低いタイヤへの負担を軽減するべく、旋回方向を考慮して整備拠点を選定し、誘導する。具体的には、右側車輪の空気圧が低い場合には、左旋回により発生する遠心力が右側車輪にかかる頻度を低減するべく、右旋回を優先したコースにより整備拠点を選択する。
よって、さらなる空気圧低下を発生させないことに配慮した上で、整備拠点まで確実に自走することができる。

さらに、時間の経過に伴い車輪間空気圧のバランスの崩れが進行したり、タイヤバーストなどにより一気に車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値がバランスしきい値L3以上になると、車両の走行継続が難しくなり、乗員安全を最優先させる必要がある。
これに対し、実施例１では、車輪間空気圧のバランスを示す実バランス値がバランスしきい値L3以上の時には、ドライバーに警告すると共に、前輪駆動用の第一モータ303と後輪駆動用の第二モータ308の出力トルクを制限するトルク制限制御と、左右後輪のトルク配分を最適化するトルク配分最適化制御に移行する。そして、ＧＰＳ405を活用して退避場所を探索した後、ドライバーを誘導する。
このように、走行継続が難しい場合は、乗員安全を最優先させることにより、確実に道路脇の安全な場所等に退避することが可能となる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の駆動力配分制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 前後輪と左右輪のうち少なくとも一方の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、各タイヤのタイヤ径差を検出するタイヤ径差検出手段（ステップＳ２）を設け、前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差検出値が、車両挙動の安定性を保つ限界値として設定されたバランスしきい値L1以上になったら（ステップＳ３→ステップＳ６）、タイヤ伝達駆動力を制限する駆動力制限制御（ステップＳ７）へ移行するため、タイヤ径差の発生時、タイヤへ伝達されるトルクを制限することで走行コースをトレースできる範囲であれば、複雑な制御を必要とせず、走行・操縦安定性を確保することができる。

(2) 前記タイヤ径差検出手段（ステップＳ２）は、各タイヤの車輪速を検出し、ある車輪の車輪速を基準として残りの各車輪の車輪速との車輪速比を算出し、車輪速比の最大値と最小値との差による実バランス値をタイヤ径差として検出するため、タイヤ径差が車輪速差にあらわれることを利用し、新たにセンサを追加することなく、駆動力配分制御システムに必ず設置されている車輪速センサ406からの車輪速情報を用い、低コストにてタイヤ径差情報を得ることができる。

(3) 前記駆動力配分制御手段は、実バランス値が、バランスしきい値L1より大きな値によるバランスしきい値L2以上になったら、ステップＳ７でのトルク制限制御よりも制限を強めたトルク制限制御および駆動力配分最適化制御へ移行すると共に、ドライバーへ告知し、整備拠点へと誘導するため（ステップＳ８→ステップＳ９→ステップＳ１０）、車速や出力トルクを大きく制限しなければいけないが、走行可能である範囲においては、走行・操縦安定性を確保し、整備地点まで確実に自走することができる。

(4) 前記駆動力配分制御手段による整備拠点への誘導は、最小有効径のタイヤへの負担を軽減する旋回方向を考慮して整備拠点を選定し、選定した整備拠点へと誘導するため、さらなるタイヤ空気圧の低下を発生させないことに配慮した上で、整備拠点まで確実に自走することができる。

(5) 前記駆動力配分制御手段は、実バランス値が、バランスしきい値L2より大きな値によるバランスしきい値L3以上になったら、駆動力配分最適化制御へ移行すると共に、ドライバーへ告知し、退避場所へと誘導するため、走行継続が難しい場合は、乗員安全を最優先させることにより、確実に退避することが可能となる。

(6) 前記駆動力配分制御手段による駆動力配分最適化制御は、タイヤ径のバランス崩れ状況に応じ、各輪へ伝達する駆動力をそれぞれ独立に設定するため、空気圧低下輪のみへの伝達トルクを制限することが可能となり、車速低下を招く必要以上のトルク制限を防止することができる。

(7) 前記車両は、前後輪のうち一方の主駆動輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、前記前後輪のうち他方の副駆動輪を駆動する第二モータ308と、該第二モータ308の出力を左右輪に任意の分配比で配分可能なデフ機構309と、を搭載するハイブリッド四輪駆動車であり、前記駆動力配分制御手段は、ニュートラルステアを実現するように、前記エンジン305と前記第一モータ303と前記第二モータ308の出力および前記デフ機構309の分配比を制御するため、タイヤ径差の発生によるバランス崩れに対し、高応答にてモータ出力トルクによるトルク制限制御を実行できるし、分配比制御による駆動力配分最適化制御も実行でき、効果的に走行・操縦安定性を確保することができる。

実施例２は、左右後輪をそれぞれモータにより駆動させることで左右後輪の駆動力配分制御を行うようにした例である。

まず、構成を説明する。
図５は実施例２の駆動力配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車を示す全体システム図である。
実施例２のハイブリッド四輪駆動車は、図５に示すように、ＣＰＵ101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、ＦＲ用インバータ302と、第一モータ303（第１モータ）と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、ＲＲ用インバータ307と、第二モータ308（第２モータ）と、第三モータ309（第３モータ）と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、ＧＰＳ405と、車輪速センサ406と、空気圧警報器407と、を備えている。なお、図１に示す実施例１の構成と同一機能を保有する構成については説明を省略する。

前記ＣＰＵ101は、ＲＲ用インバータ307を制御することにより、第二モータ308（右リア駆動用）と第三モータ309（左リア駆動用）を動作させ、ニュートラルステアを実現する左右後輪の駆動力配分制御を行う。

前記強電バッテリ301は、第二モータ308と第三モータ309を力行させる場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を供給することで車両走行をアシストすると共に、第二モータ308と第三モータ309が発電作動した場合、ＲＲ用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。

前記第二モータ308は、通常走行時は４ＷＤ車両として右リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。そして、回転数をリア右車輪速として制御へと適用する。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記第三モータ309は、通常走行時は４ＷＤ車両として左リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。そして、回転数をリア左車輪速として制御へと適用する。また、温度上昇時に電力入出力制限（部品保護）できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をＣＰＵ101へと送信する。

前記車輪速センサ406は、フロント２輪に対して接続し、検出値を車輪速としてＣＰＵ101へと送信する。

作用については、実施例１では、トルク制限制御を第二モータ308にて行い、左右後輪への駆動力配分の最適化制御をデフ機構309により行うのに対し、実施例２では、トルク制限制御と左右後輪への駆動力配分の最適化制御を、第二モータ308と第三モータ308にて行う点でのみ相違するものであるため、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両の駆動力配分制御装置にあっては、実施例１の(1)〜(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(8) 前記車両は、前後輪のうち一方の主駆動輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、前記前後輪のうち他方の副駆動輪の左右輪をそれぞれ独立に駆動する第二モータ308および第三モータ309と、を搭載するハイブリッド四輪駆動車であり、前記駆動力配分制御手段は、ニュートラルステアを実現するように、前記エンジン305と前記第一モータ303と前記第二モータ308と前記第三モータ309の出力を制御するため、タイヤ径差の発生によるバランス崩れに対し、トルク制限制御と駆動力配分最適化制御とを共に高応答のモータ出力トルクにより実行でき、効果的に走行・操縦安定性を確保することができる。

以上、本発明の車両の駆動力配分制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、タイヤ径差検出手段として、各タイヤの車輪速を検出し、ある車輪の車輪速を基準として残りの各車輪の車輪速との車輪速比を算出し、車輪速比の最大値と最小値との差による実バランス値をタイヤ径差として検出する例を示した。これに対し、各タイヤの車輪速のうち最大値と最小値との差をタイヤ径差として検出しても良いし、また、車輪速センサに代えて、例えば、各輪のホイール位置に設けられたタイヤ空気圧センサ（タイヤ空気圧情報をタイヤ個別のＩＤ情報と共に送信するセンサ）を用い、タイヤ空気圧センサからの送信情報を受信し、各タイヤの空気圧を監視し、タイヤ空気圧のバランスによりタイヤ径差を検出すると共に、空気圧低下輪を特定するようにしても良い。

実施例１，２では、駆動力配分制御手段として、前後輪と左右輪の駆動力配分制御を共に行う例を示したが、前後輪駆動力配分制御のみを行うものや左右輪駆動力配分制御のみを行うものにも適用できる。また、駆動力配分制御内容についても実施例１，２の内容に限らず、既に提案されているような様々な制御内容、例えば、車速情報、旋回半径情報、操舵角情報、路面μ情報、アクセル開度情報等を用い、前後輪と左右輪の目標駆動力配分比を設定するものであっても含まれる。

実施例１，２では、前輪駆動ベース車両の駆動力配分制御装置を示したが、後輪駆動ベースの車両にも適用することができる。また、適用車両についても実施例１，２で示した以外のハイブリッド四輪駆動車等にも適用できるし、さらには、エンジンとモータを搭載したハイブリッド四輪駆動車に限らず、モータ駆動あるいはエンジン駆動による四輪駆動車にも適用できる。実施例１，２では、前後輪駆動力配分制御手段として、主駆動輪と副駆動輪のそれぞれの駆動源の駆動力を直接制御する例を示したが、従来技術に記載されているように、駆動系にトランスファクラッチや差動制限クラッチ等を備え、クラッチの締結力制御により駆動力配分を制御するものにも適用できる。

実施例１の駆動力配分制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。 実施例１のＣＰＵにて実行される駆動力配分制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１で用いられる空気圧バランスに応じたトルク制限例を示すトルク制限値特性図である。 実施例１で用いられる空気圧低下に応じた車輪トルク制限例を示すトルク制限値特性図である。 実施例２の駆動力配分制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。

符号の説明

101 ＣＰＵ
102 補助バッテリ
301 強電バッテリ
302 ＦＲ用インバータ
303 第一モータ（第１モータ）
304 発電機
305 エンジン
306 動力分割機構
307 ＲＲ用インバータ
308 第二モータ（第２モータ）
309 デフ機構（差動機構）
401 アクセルセンサ
402 ブレーキセンサ
403 DC/DCコンバータ
404 舵角センサ
405 ＧＰＳ
406 車輪速センサ
407 空気圧警報器

Claims (8)

1. 前後輪と左右輪のうち少なくとも一方の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、
   各タイヤのタイヤ径差を検出するタイヤ径差検出手段を設け、
   前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差検出値が、車両挙動の安定性を保つ限界値として設定された第１しきい値以上になったら、タイヤ伝達駆動力を制限する駆動力制限制御へ移行することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
2. 請求項１に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記タイヤ径差検出手段は、各タイヤの車輪速を検出し、ある車輪の車輪速を基準として残りの各車輪の車輪速との車輪速比を算出し、車輪速比の最大値と最小値との差による実バランス値をタイヤ径差として検出することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
3. 請求項１または２に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差が、第１しきい値より大きな値による第２しきい値以上になったら、上記駆動力制限よりも制限を強めた駆動力制限制御および駆動力配分最適化制御へ移行すると共に、ドライバーへ告知し、整備拠点へと誘導することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
4. 請求項３に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記駆動力配分制御手段による整備拠点への誘導は、最小有効径のタイヤへの負担を軽減する旋回方向を考慮して整備拠点を選定し、選定した整備拠点へと誘導することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
5. 請求項３または４に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記駆動力配分制御手段は、タイヤ径差が、第２しきい値より大きな値による第３しきい値以上になったら、駆動力配分最適化制御へ移行すると共に、ドライバーへ告知し、退避場所へと誘導することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
6. 請求項４または５に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記駆動力配分制御手段による駆動力配分最適化制御は、タイヤ径のバランス崩れ状況に応じ、各輪へ伝達する駆動力をそれぞれ独立に設定することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記車両は、前後輪のうち一方の主駆動輪を駆動するエンジンおよび第１モータと、前記前後輪のうち他方の副駆動輪を駆動する第２モータと、該第２モータの出力を左右輪に任意の分配比で配分可能な差動機構と、を搭載するハイブリッド四輪駆動車であり、
   前記駆動力配分制御手段は、ニュートラルステアを実現するように、前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータの出力および前記差動機構の分配比を制御することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
8. 請求項１乃至６の何れか１項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
   前記車両は、前後輪のうち一方の主駆動輪を駆動するエンジンおよび第１モータと、前記前後輪のうち他方の副駆動輪の左右輪をそれぞれ独立に駆動する第２モータおよび第３モータと、を搭載するハイブリッド四輪駆動車であり、
   前記駆動力配分制御手段は、ニュートラルステアを実現するように、前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータと前記第３モータの出力を制御することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。

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