JP2006327335A - Torque distribution controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前後輪と左右輪のうち少なくとも一方のトルク配分を制御するトルク配分制御手段を備えた車両のトルク配分制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a torque distribution control device for a vehicle provided with torque distribution control means for controlling torque distribution of at least one of front and rear wheels and left and right wheels.
従来、前後配分を30:70〜70:30、後輪左右配分を100:0〜0:100で無段階に制御して旋回時にニュートラルステアを実現するメカニカル四輪駆動車が知られている(例えば、特許文献1参照)。この構造を持つ車両においては、コーナー旋回状態を、ステアリング舵角、左右前輪の差回転数、横加速度の少なくとも1つにより検出していた。
しかしながら、従来のメカニカル四輪駆動車にあっては、左右輪が接地する路面摩擦係数が同じであることを前提とし、コーナーに入るときの車速や旋回半径によりニュートラルステアを実現するように前後・左右のトルク配分を制御するものであるため、左右輪の路面摩擦係数が異なるスプリットμ路旋回時には、低μ路側のタイヤにおいて必要なコーナリングフォースが得られず、目指すニュートラルステアを実現できない、という問題があった。 However, with conventional mechanical four-wheel drive vehicles, it is assumed that the road surface friction coefficient with which the left and right wheels contact each other is the same, so that neutral steer can be achieved depending on the vehicle speed and turning radius when entering the corner. Because it controls left and right torque distribution, the cornering force required for tires on the low μ road side cannot be obtained when turning on split μ roads with different road surface friction coefficients on the left and right wheels, and the target neutral steer cannot be achieved. was there.
例えば、旋回外輪側が低μ路で旋回内輪側が高μ路であるスプリットμ路コーナーに進入した場合、旋回外輪側のタイヤのコーナリングフォースが、旋回内輪側のタイヤのコーナリングフォースより小さくなり、ステア特性としては、アンダーステア傾向となってしまう。 For example, when entering a split μ road corner where the turning outer wheel side is a low μ road and the turning inner wheel side is a high μ road, the cornering force of the tire on the turning outer wheel side becomes smaller than the cornering force of the tire on the turning inner wheel side, and the steering characteristic As for, it tends to be understeer.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、スプリットμ路旋回走行時においてもニュートラルステアの実現により高い旋回性能を得ることができる車両のトルク配分制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle torque distribution control device capable of obtaining high turning performance by realizing neutral steering even during split μ road turning. .
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トルク配分を制御するトルク配分制御手段を備えた車両において、
左右輪の路面摩擦係数に差があるスプリットμ路旋回走行を検出するスプリットμ路旋回走行検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、ステア特性をニュートラルステア側に変更するようにトルク配分を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, in a vehicle provided with torque distribution control means for controlling torque distribution of at least one of front and rear wheels and left and right wheels,
A split μ road turning detection means for detecting split μ road turning with a difference in coefficient of friction between the left and right wheels is provided,
The torque distribution control means controls the torque distribution so that the steering characteristic is changed to the neutral steer side when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means.
よって、本発明の車両のトルク配分制御装置にあっては、トルク配分制御手段において、スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、ステア特性をニュートラルステア側に変更するようにトルク配分が制御される。例えば、外輪側が低μのスプリットμ路旋回走行時には、トルク配分制御によりオーバステア側のヨーモーメントを発生させることにより、車両がアンダーステア傾向となるのを防止することができる。この結果、スプリットμ路旋回走行時においてもニュートラルステアの実現により高い旋回性能を得ることができる。 Therefore, in the vehicle torque distribution control apparatus according to the present invention, the torque distribution control means is configured to change the steering characteristic to the neutral steer side when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means. Distribution is controlled. For example, when the outer wheel side is traveling on a split μ road having a low μ, it is possible to prevent the vehicle from being understeered by generating a yaw moment on the oversteer side by torque distribution control. As a result, high turning performance can be obtained by realizing neutral steer even when the vehicle is turning on a split μ road.
以下、本発明の車両のトルク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に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out a vehicle torque distribution control apparatus according to the present invention will be described based on a first embodiment shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1のトルク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と、第三モータ309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、路面μ推定装置407と、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a hybrid four-wheel drive vehicle to which the torque distribution control device of
As shown in FIG. 1, the hybrid four-wheel drive vehicle of
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(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トルク配分制御を行う。
さらに、舵角センサ404を用いて舵角を検出し、車輪速センサ406を使って車速を検出し(車速検出手段)、GPS405を活用して走行コース上のコーナーの旋回半径を検出する(旋回半径検出手段)。
また、四輪それぞれの接地路面μを路面μ推定装置407を用いて推定し、左右輪の路面μに差異があるスプリットμ路面コーナーに突入したことを判断し、車速とコーナーの旋回半径とμギャップを用いて、旋回性能を高めるよう、第二モータ308および第三モータ309へのトルク配分を制御する。
The
Further, the steering angle is detected using the steering angle sensor 404, the vehicle speed is detected using the wheel speed sensor 406 (vehicle speed detection means), and the turning radius of the corner on the traveling course is detected using the GPS 405 (turning) Radius detection means).
In addition, the ground road surface μ of each of the four wheels is estimated using the road surface μ estimation device 407, and it is determined that the vehicle has entered the split μ road surface corner where the road surface μ of the left and right wheels is different. Using the gap, the torque distribution to the
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。
The
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、第一モータ303が回生作動して発電した電力や発電機304が発電した電力を、FR用インバータ302を経由して回収する役目を有する。また、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。
The high-
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The brake sensor 402 transmits to the
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。
The DC /
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。
The steering angle sensor 404 has a function of transmitting a steering angle detected by a driver's steering operation to the
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、勾配程度を抽出し、CPU101へと各情報を提示する。
The GPS (Global Positioning System) 405 extracts the turning radius and gradient of the corner that exists up to the destination, and presents each information to the
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。
The wheel speed sensor 406 is connected to the front two wheels, and transmits the detected value to the
前記路面μ推定装置407は、四輪それぞれの接地路面μを推定し、CPU101へと送信する。
The road surface μ estimation device 407 estimates the ground road surface μ of each of the four wheels and transmits it to the
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
[トルク配分制御処理]
図2は実施例1のCPU101にて実行されるトルク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(トルク配分制御手段)。
[Torque distribution control processing]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of torque distribution control processing executed by the
ステップS1では、車輪速センサ406及び第二モータ308の回転数、第三モータ309の回転数を検出し、これらの平均値を本制御における車速データとし、ステップS2へ移行する。
In step S1, the rotational speeds of the wheel speed sensor 406 and the
ステップS2では、ステップS1での車速検出に続き、GPS405により、走行ルート上の各コーナーの旋回半径を確認し、ステップS3へ移行する。
In step S2, following the vehicle speed detection in step S1, the turning radius of each corner on the travel route is confirmed by
ステップS3では、ステップS2での走行ルート確認に続き、自車が旋回しているか否かを、舵角センサ404からの検出値により判断し、旋回走行中であればステップS4へ移行し、直進走行中であればステップS6へ移行する。 In step S3, following the travel route confirmation in step S2, whether or not the vehicle is turning is determined based on the detected value from the rudder angle sensor 404. If the vehicle is turning, the process proceeds to step S4 and goes straight. If it is running, the process proceeds to step S6.
ステップS4では、ステップS3での旋回走行中判断に続き、路面μ推定装置407により、左右輪の接地路面μ推定値を確認し、ステップS5へ移行する。 In step S4, following the determination during turning traveling in step S3, the road surface μ estimation device 407 confirms the estimated values of the ground road surface μ of the left and right wheels, and the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS4での左右輪の接地路面μ推定に続き、現時点において、スプリット路面μを走行しているか否かを判断し、Yesの場合はステップS7へ移行し、Noの場合はステップS6へ移行する。
ここで、「スプリットμ路判断」は、例えば、左前輪が接地している路面μと左後輪が接地している路面μの平均値と、右前輪が接地している路面μと右後輪が接地している路面μの平均値と、の差をμギャップと定義し、μギャップの絶対値(=|μギャップ|)がスプリットμ路判断しきい値μ0を超えたらスプリットμ路と判断する(図4参照)。
In step S5, following the estimation of the ground road surface μ of the left and right wheels in step S4, it is determined whether or not the vehicle is currently traveling on the split road surface μ. If yes, the process proceeds to step S7. The process proceeds to S6.
Here, “split μ road judgment” refers to, for example, the average value of the road surface μ where the left front wheel is in contact with the road surface μ where the left rear wheel is in contact, and the road surface μ where the right front wheel is in contact with the right rear wheel. The difference between the average value of the road surface μ with which the wheel is grounded is defined as a μ gap, and when the absolute value of the μ gap (= | μ gap |) exceeds the split μ road determination threshold μ 0 , the split μ road (See FIG. 4).
ステップS6では、ステップS3での判断とステップS5での判断によりスプリットμ路コーナー走行ではないとの判断に続き、通常制御(例えば、旋回時にニュートラルステアを実現する制御)を実行し、リターンへ移行する。 In step S6, following the determination in step S3 and the determination in step S5 that the vehicle is not in a split μ road corner, normal control (for example, control for realizing neutral steering during turning) is executed, and the process returns to return. To do.
ステップS7では、ステップS5でのスプリットμ路コーナー走行であるとの判断に続き、ステップS1で得られた車速と、ステップS2で得られた旋回半径に基づき、トルク配分制御変化速度を設定し、ステップS8へ移行する。
ここで、「トルク配分制御変化速度」の設定は、図3に示すように、車速が高いほど、また、旋回半径が小さいほどトルク配分制御変化速度大とされ、逆に、車速が低いほど、また、旋回半径が大きいほどトルク配分制御変化速度小とされる。
In step S7, following the determination that it is split μ road corner traveling in step S5, the torque distribution control change speed is set based on the vehicle speed obtained in step S1 and the turning radius obtained in step S2. The process proceeds to step S8.
Here, as shown in FIG. 3, the setting of the “torque distribution control change speed” is such that the higher the vehicle speed and the smaller the turning radius, the larger the torque distribution control change speed, and conversely, the lower the vehicle speed, Further, the larger the turning radius, the smaller the torque distribution control change speed.
ステップS8では、ステップS7でのトルク配分制御変化速度の設定に続き、ブレーキセンサ402の検出値により、ドライバーからの制動要求無しか否かを判断し、Yesの場合はステップS9へ移行し、Noの場合はステップS10へ移行する。 In step S8, following the setting of the torque distribution control change speed in step S7, it is determined whether or not there is no braking request from the driver based on the detection value of the brake sensor 402. If Yes, the process proceeds to step S9. In this case, the process proceeds to step S10.
ステップS9では、ステップS8での制動要求無しとの判断に続き、左右後輪に対し力行/力行または回生/力行であって、車速が高いほど、また、μギャップが大きいほど左右輪へのトルク配分量の差を大きくするトルク配分制御を実行し、リターンへ移行する。
ここで、「左右輪へのトルク配分量の差」は、例えば、車速に比例したトルク配分量の差を決め、これに図4に示すマップと|μギャップ|により得られる補正係数を掛け合わせることで算出する。例えば、補正係数をkとして、旋回外輪側が低μ路である場合、旋回内輪と旋回外輪とのトルク配分比率を、1:k(>1)とする。
また、「力行/力行」と「回生/力行」との使い分けは、例えば、左右輪へのトルク配分量の差が設定値より小さい領域では、「力行/力行」を選択し、左右輪へのトルク配分量の差が設定値以上の領域では、「力行/力行」よりトルク配分量の差を大きくとれる「回生/力行」を選択する。
In step S9, following the determination in step S8 that there is no braking request, power / power running or regenerative / power running for the left and right rear wheels, the higher the vehicle speed and the larger the μ gap, the torque to the left and right wheels. Torque distribution control is executed to increase the difference in distribution amount, and the process proceeds to return.
Here, the “difference in torque distribution amount to the left and right wheels” determines, for example, a difference in torque distribution amount proportional to the vehicle speed, and multiplies this by the correction coefficient obtained from the map shown in FIG. 4 and | μ gap |. To calculate. For example, when the correction coefficient is k and the turning outer wheel side is a low μ road, the torque distribution ratio between the turning inner wheel and the turning outer wheel is 1: k (> 1).
In addition, “powering / powering” and “regeneration / powering” can be used separately, for example, in a region where the difference in torque distribution to the left and right wheels is smaller than the set value, select “powering / powering” and In a region where the difference in torque distribution amount is equal to or greater than the set value, “regeneration / power running” is selected which can provide a larger difference in torque distribution amount than “power running / power running”.
ステップS10では、ステップS8での制動要求有りとの判断に続き、左右後輪に対し回生/回生であって、車速が高いほど、また、μギャップが大きいほど左右輪へのトルク配分量の差を大きくするトルク配分制御を実行し、リターンへ移行する。
例えば、旋回外輪側が低μ路である場合、旋回外輪の回生量よりも旋回内輪の回生量が多くなるように回生制動トルクの配分を設定する。
In Step S10, following the determination that there is a braking request in Step S8, regeneration / regeneration is performed on the left and right rear wheels. The higher the vehicle speed and the larger the μ gap, the difference in the torque distribution amount to the left and right wheels. Torque distribution control to increase the value is executed, and a return is made.
For example, when the turning outer wheel side is a low μ road, the regenerative braking torque distribution is set so that the regeneration amount of the turning inner wheel is larger than the regeneration amount of the turning outer wheel.
[トルク配分制御作用]
図5(a)に示すように、右曲がりコーナーであり、旋回中心線より外側が内側に比べて低μ路であるスプリットμ路コーナーへの進入時を例にとり、実施例1のトルク配分制御作用を説明する。
[Torque distribution control function]
As shown in FIG. 5 (a), the torque distribution control according to the first embodiment is illustrated by taking the case of entering a split μ road corner, which is a right turn corner and the outside of the turning center line is a low μ road compared to the inside. The operation will be described.
まず、本提案トルク配分制御が非適応時においては、図5(b)に示すように、時刻t1にてスプリットμ路に入ったとしても、後左右輪に対するトルクは、スプリットμ路に入る前と同じであり、後左右輪に同じトルク値による力行(正トルク)で与え続けられる。このため、旋回内輪側にタイヤにおいては必要なコーナリングフォースが得られるものの、旋回外輪側のタイヤにおいて必要なコーナリングフォースが得られず、目標旋回軌跡に対するトレース状況としては、左右輪でのコーナリングフォースの差により、目標旋回軌跡から徐々に外側に膨らむアンダーステア傾向を示す。 First, when the proposed torque distribution control is not applied, as shown in FIG. 5 (b), even if the split μ road is entered at time t1, the torque for the rear left and right wheels is not changed before entering the split μ road. And is continuously applied to the rear left and right wheels with the same torque value (positive torque). For this reason, the cornering force required for the tire on the turning inner wheel side is obtained, but the cornering force required for the tire on the turning outer wheel side cannot be obtained, and as a trace situation with respect to the target turning locus, the cornering force on the left and right wheels is Due to the difference, an understeer tendency that gradually bulges outward from the target turning trajectory is shown.
これに対し、実施例1のうち、スプリットμ路コーナーへの進入時であって、ブレーキ制動無し、かつ、左右後輪が共に力行のパターンにてトルク配分制御を行うときには、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS7において、車速と旋回半径によりトルク配分制御変化速度が設定され、ステップS9において、車速とμギャップの絶対値により左右後輪へのトルク配分量の差が設定される。 On the other hand, in the first embodiment, when entering the split μ road corner, when braking is not performed, and when both the left and right rear wheels perform torque distribution control in a power running pattern, in the flowchart of FIG. , Step S1, Step S2, Step S3, Step S4, Step S5, Step S7, Step S8, and Step S9. The torque distribution control change speed is set based on the vehicle speed and the turning radius in Step S7. The difference in torque distribution amount to the left and right rear wheels is set according to the vehicle speed and the absolute value of the μ gap.
したがって、図6に示すように、時刻t1にてスプリットμ路判断がなされると、後左右輪に対するトルクのうち、左輪トルクはスプリットμ路に入る前と同じトルク値による力行(正トルク)で与え続けられ、右輪トルクはスプリットμ路に入る前のトルク値から設定されたトルク配分制御変化速度により低下してゆくトルク値による力行(正トルク)で与えられる。そして、時刻t2にて設定された左右後輪へのトルク配分量の差になると、右輪トルクはその時の力行トルク値が維持される。このため、旋回内外輪のタイヤコーナリングフォースの差により車両に働くアンダーステアモーメントが、左右後輪の駆動トルク差により車両重心周りに作用するオーバーステアモーメントにより打ち消され、目標旋回軌跡に対するトレース状況としては、アンダーステア傾向が抑えられて目標旋回軌跡に追従するニュートラルステアを示す。なお、この左右後輪を共に力行にてトルク配分制御を行うパターンは、例えば、低車速であったり、μギャップの絶対値が小さく、左右後輪へのトルク配分量の差が小さな場合に有効である。 Therefore, as shown in FIG. 6, when the split μ road determination is made at time t1, the left wheel torque out of the torque for the rear left and right wheels is a power running (positive torque) with the same torque value as before entering the split μ road. The right wheel torque is continuously applied, and is given by the power running (positive torque) based on the torque value that decreases with the torque distribution control change speed set from the torque value before entering the split μ road. When the torque distribution amount difference between the left and right rear wheels set at time t2 is reached, the right wheel torque maintains the power running torque value at that time. For this reason, the understeer moment acting on the vehicle due to the difference in tire cornering force between the turning inner and outer wheels is canceled by the oversteer moment acting around the center of gravity of the vehicle due to the drive torque difference between the left and right rear wheels. Neutral steer that follows the target turning trajectory with understeer tendency suppressed. Note that the pattern for performing torque distribution control by powering both the left and right rear wheels is effective when, for example, the vehicle speed is low, the μ gap has a small absolute value, and the difference in torque distribution to the left and right rear wheels is small. It is.
また、実施例1のうち、スプリットμ路コーナーへの進入時であって、ブレーキ制動無し、かつ、左右後輪のうち一方を力行で、他方を回生のパターンにてトルク配分制御を行うときには、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS7において、車速と旋回半径によりトルク配分制御変化速度が設定され、ステップS9において、車速とμギャップの絶対値により左右後輪へのトルク配分量の差が設定される。 Further, in the first embodiment, when entering the split μ road corner, without brake braking, and when performing torque distribution control with a power running on one of the left and right rear wheels and a regeneration pattern on the other, In the flowchart of FIG. 2, the flow proceeds from step S1, step S2, step S3, step S4, step S5, step S7, step S8, and step S9. In step S7, the torque distribution control change speed is determined by the vehicle speed and the turning radius. In step S9, the difference in torque distribution amount to the left and right rear wheels is set according to the vehicle speed and the absolute value of the μ gap.
したがって、図7に示すように、時刻t1にてスプリットμ路判断がなされると、後左右輪に対するトルクのうち、左輪トルクはスプリットμ路に入る前と同じトルク値による力行(正トルク)で与え続けられ、右輪トルクはスプリットμ路に入る前のトルク値から設定されたトルク配分制御変化速度により低下してゆくトルク値による回生(負トルク)で与えられる。そして、時刻t2にて設定された左右後輪へのトルク配分量の差になると、右輪トルクはその時の回生トルク値が維持される。このため、旋回内外輪のタイヤコーナリングフォースの差により車両に働くアンダーステアモーメントが、左右後輪の駆動トルクと制動トルクの差により車両重心周りに作用するオーバーステアモーメントにより打ち消され、目標旋回軌跡に対するトレース状況としては、アンダーステア傾向が抑えられて目標旋回軌跡に追従するニュートラルステアを示す。なお、この左右後輪のうち一方を力行で他方を回生にてトルク配分制御を行うパターンは、例えば、高車速で、かつ、μギャップの絶対値が大きく、左右後輪へのトルク配分量の差が大きな場合に有効である。 Therefore, as shown in FIG. 7, when the split μ road determination is made at time t1, the left wheel torque out of the torque for the rear left and right wheels is a power running (positive torque) with the same torque value as before entering the split μ road. The right wheel torque is continuously applied, and is given by regeneration (negative torque) based on the torque value that decreases with the torque distribution control change speed set from the torque value before entering the split μ road. When the torque distribution amount difference between the left and right rear wheels set at time t2 is reached, the right wheel torque is maintained at the regenerative torque value at that time. For this reason, the understeer moment acting on the vehicle due to the difference in tire cornering force between the turning inner and outer wheels is canceled by the oversteer moment acting around the center of gravity of the vehicle due to the difference between the driving torque and braking torque of the left and right rear wheels, and the trace with respect to the target turning trajectory The situation shows a neutral steer where the understeer tendency is suppressed and follows the target turning trajectory. The pattern for performing torque distribution control by powering one of the left and right rear wheels and regenerating the other is, for example, a high vehicle speed and a large absolute value of the μ gap, and the amount of torque distribution to the left and right rear wheels. This is effective when the difference is large.
さらに、実施例1のうち、スプリットμ路コーナーへの進入時であって、ブレーキ制動有り、かつ、左右後輪を共に回生のパターンにてトルク配分制御を行うときには、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS7→ステップS8→ステップS10へと進む流れとなり、ステップS7において、車速と旋回半径によりトルク配分制御変化速度が設定され、ステップS10において、車速とμギャップの絶対値により左右後輪への回生トルク配分量の差が設定される。 Further, in the first embodiment, when entering the split μ road corner, with brake braking, and when performing torque distribution control in a regeneration pattern for both the left and right rear wheels, in the flowchart of FIG. The flow proceeds from S1, Step S2, Step S3, Step S4, Step S5, Step S7, Step S8, and Step S10. In Step S7, the torque distribution control change speed is set by the vehicle speed and the turning radius. In Step S10, The difference in the amount of regenerative torque distribution to the left and right rear wheels is set according to the vehicle speed and the absolute value of the μ gap.
したがって、図8に示すように、時刻t1にてブレーキ操作がなされると、後左右輪に対するトルクが力行から回生へと変更され、時刻t2にてスプリットμ路判断がなされると、設定されたトルク配分制御変化速度(右輪が左輪より変化速度大)により低下し、力行から回生(負トルク)へと移行する。そして、時刻t3にて設定された左右後輪へのトルク配分量の差(右輪トルクが左輪トルクより負トルク大)になると、その時の回生トルク値が維持される。このため、旋回内外輪のタイヤコーナリングフォースの差により車両に働くアンダーステアモーメントが、左右後輪の制動トルク差により車両重心周りに作用するオーバーステアモーメントにより打ち消され、目標旋回軌跡に対するトレース状況としては、アンダーステア傾向が抑えられて目標旋回軌跡に追従するニュートラルステアを示す。加えて、制動要求に応える左右後輪の回生制動により、車両は減速される。 Therefore, as shown in FIG. 8, when the brake operation is performed at time t1, the torque for the rear left and right wheels is changed from powering to regeneration, and when the split μ road determination is made at time t2, the setting is made. The torque distribution control speed decreases (the change speed of the right wheel is greater than that of the left wheel), and shifts from power running to regeneration (negative torque). When the difference in torque distribution amount between the left and right rear wheels set at time t3 (the right wheel torque is more negative than the left wheel torque), the regenerative torque value at that time is maintained. For this reason, the understeer moment acting on the vehicle due to the difference in tire cornering force between the turning inner and outer wheels is canceled out by the oversteer moment acting around the center of gravity of the vehicle due to the braking torque difference between the left and right rear wheels. Neutral steer that follows the target turning trajectory with understeer tendency suppressed. In addition, the vehicle is decelerated by the regenerative braking of the left and right rear wheels in response to the braking request.
次に、効果を説明する。
実施例1の車両のトルク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。
Next, the effect will be described.
In the vehicle torque distribution control apparatus according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 前後輪と左右輪のうち少なくとも一方のトルク配分を制御するトルク配分制御手段を備えた車両において、左右輪の路面摩擦係数に差があるスプリットμ路旋回走行を検出するスプリットμ路旋回走行検出手段(ステップS3,ステップS5)を設け、前記トルク配分制御手段は、前記スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、ステア特性をニュートラルステア側に変更するようにトルク配分を制御するため、スプリットμ路旋回走行時においてもニュートラルステアの実現により高い旋回性能を得ることができる。 (1) Split μ road turning that detects split μ road turning traveling in which there is a difference in road surface friction coefficient between left and right wheels in a vehicle equipped with torque distribution control means for controlling torque distribution of at least one of the front and rear wheels and the left and right wheels Travel detection means (step S3, step S5) is provided, and the torque distribution control means distributes the torque so that the steering characteristic is changed to the neutral steer side when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means. Therefore, even during split μ road turning, high turning performance can be obtained by realizing neutral steer.
(2) 車速を検出する車速検出手段と、左右輪がそれぞれ接地する路面摩擦係数の差であるμギャップを検出するμギャップ検出手段と、を設け、前記トルク配分制御手段は、車速が高いほど、また、μギャップが大きいほど左右輪へのトルク配分量の差を大きく設定するため、車速が高いほど、また、μギャップが大きいほど、ステア特性のアンダーステア度合いやオーバーステア度合いが強くなるのに応じ、車速の高低やμギャップの大小にかかわらず、ニュートラルステアを得る最適なモーメント量によりアンダーステアやオーバーステアを防止することができる。 (2) A vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed and a μ gap detecting means for detecting a μ gap, which is a difference in road surface friction coefficient between the left and right wheels, are provided, and the torque distribution control means increases the vehicle speed. In addition, the larger the μ gap, the larger the difference in torque distribution between the left and right wheels, so the higher the vehicle speed and the larger the μ gap, the stronger the degree of understeer and oversteer of the steer characteristics. Accordingly, understeer and oversteer can be prevented by the optimum moment amount for obtaining neutral steer regardless of the vehicle speed and μ gap.
(3) 車速を検出する車速検出手段と、旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、を設け、前記トルク配分制御手段は、車速が高いほど、また、旋回半径が小さいほど、トルク配分制御変化速度を大きくするため、車速が高いほど、また、旋回半径が小さいほど、ステア特性がアンダーステア傾向やオーバーステア傾向に急峻な変化で移行するのに応じ、車速の高低や旋回半径の大小にかかわらず、最適な応答速度によりアンダーステア傾向やオーバーステア傾向になることを防止することができる。 (3) A vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed and a turning radius detecting means for detecting the turning radius are provided, and the torque distribution control means changes the torque distribution control as the vehicle speed is higher and the turning radius is smaller. In order to increase speed, the higher the vehicle speed and the smaller the turning radius, the steer characteristic shifts to an understeer tendency or an oversteer tendency with a sharp change, regardless of whether the vehicle speed is high or low or the turning radius is large or small. It is possible to prevent an understeering tendency or an oversteering tendency due to an optimum response speed.
(4) 前記トルク配分制御手段は、左右輪への駆動トルクの配分量を制御するため、例えば、低速でスプリットμ路コーナーへ進入してきた場合や旋回半径の大きなスプリットμ路コーナーへ進入する場合等で、ステア特性が弱アンダーステア傾向や弱オーバーステア傾向となるようなときに、応答良く小さなモーメントを打ち消す左右輪のトルク配分量差を出すことができる。 (4) The torque distribution control means controls the amount of drive torque distributed to the left and right wheels. For example, when entering the split μ road corner at a low speed or entering the split μ road corner with a large turning radius. Thus, when the steering characteristic becomes a weak understeer tendency or a weak oversteer tendency, a difference in torque distribution between the left and right wheels that cancels out a small moment with good response can be obtained.
(5) 前記トルク配分制御手段は、左右輪のうち、一方への駆動トルクの配分量と他方への制動トルクの配分量を制御するため、例えば、高速でスプリットμ路コーナーへ進入してきた場合や旋回半径の小さなスプリットμ路タイトコーナーへ進入する場合等で、ステア特性が強アンダーステア傾向や強オーバーステア傾向となるようなときに、大きなモーメントを打ち消すのに要求される大きな左右輪のトルク配分量差を出すことができる。 (5) The torque distribution control means controls the distribution amount of driving torque to one of the left and right wheels and the distribution amount of braking torque to the other, for example, when entering the split μ road corner at high speed Large left and right wheel torque distribution required to cancel out a large moment when the steering characteristic becomes a strong understeer tendency or a strong oversteer tendency when entering a tight corner of a split μ road with a small turning radius, etc. A quantity difference can be made.
(6) 前記トルク配分制御手段は、左右輪への制動トルクの配分量を制御するため、スプリットμ路旋回走行時に制動要求があったとき、制動要求に応えて車両を減速させながら、同時にステア特性がアンダーステア傾向やオーバーステア傾向になることを防止することができる。 (6) The torque distribution control means controls the amount of braking torque distributed to the left and right wheels. When a braking request is made during split μ road turning, the vehicle is decelerated in response to the braking request and simultaneously steered. It is possible to prevent the characteristic from becoming an understeer tendency or an oversteer tendency.
(7) 2つのモータにより左右輪それぞれ独立に駆動する駆動系を備え、前記トルク配分制御手段は、駆動トルクの配分量をモータ力行により、制動トルクの配分量をモータ回生により得るため、左右後輪へのトルク配分制御を高応答にて実行できると共に、回生動作を行うことでエネルギー効率化を図ることができる。 (7) The left and right wheels are independently driven by two motors, and the torque distribution control means obtains the drive torque distribution amount by motor power running and the braking torque distribution amount by motor regeneration. The torque distribution control to the wheels can be executed with high response, and the energy efficiency can be improved by performing the regenerative operation.
(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、前記トルク配分制御手段は、前記スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、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、スプリットμ路旋回走行時、高応答のモータ出力制御によりトルク配分最適化制御を実行でき、効果的にアンダーステア傾向やオーバーステア傾向を防止できると共に、エネルギー効率化を図ることができる。
(8) The vehicle includes an
以上、本発明の車両のトルク配分制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1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。 The vehicle torque distribution control device according to the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the claims relate to each claim. Design changes and additions are allowed without departing from the scope of the invention.
実施例1では、トルク配分制御手段として、左右輪トルク配分制御のみを行う例を示したが、前後輪トルク配分制御のみを行うものや前後輪と左右輪のトルク配分制御を共に行うものにも適用できる。ちなみに、前後輪トルク配分制御の場合、前輪トルク配分を後輪トルク配分より増すことでステア性能としてはアンダーステア傾向となり、逆に、後輪トルク配分を前輪トルク配分より増すことでステア性能としてはオーバーステア傾向となる。また、左右輪トルク配分制御の場合、旋回内輪トルク配分を旋回外輪トルク配分より増すことでステア性能としてはアンダーステア傾向となり、逆に、旋回外輪トルク配分を旋回内輪トルク配分より増すことでステア性能としてはオーバーステア傾向となる。 In the first embodiment, as the torque distribution control means, an example in which only the left and right wheel torque distribution control is performed is shown. However, the torque distribution control unit may perform only the front and rear wheel torque distribution control or may perform both the front and rear wheel and left and right wheel torque distribution control. Applicable. Incidentally, in the case of front and rear wheel torque distribution control, the steering performance tends to be understeered by increasing the front wheel torque distribution over the rear wheel torque distribution, and conversely, the steering performance is overrun by increasing the rear wheel torque distribution over the front wheel torque distribution. Steer tendency. In addition, in the case of left and right wheel torque distribution control, the steer performance tends to be under-steered by increasing the inner torque distribution of the turning inner wheel torque distribution than the outer torque distribution of the outer turning wheel. Tends to oversteer.
実施例1では、トルク配分制御手段として、スプリットμ路旋回走行時、車速とμギャップの絶対値により左右輪のトルク差を決め、車速と旋回半径によりトルク配分制御変化速度を決める好ましい例を示したが、左右輪のトルク差やトルク配分制御変化速度を予め決めた固定値により与えるようにしても良い。要するに、トルク配分制御手段は、スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、ステア特性をニュートラルステア側(=アンダーステア傾向やオーバーステア傾向を軽減する方向)に変更するようにトルク配分を制御するものであれば本発明に含まれる。 In the first embodiment, as a torque distribution control means, a preferred example is shown in which the torque difference between the left and right wheels is determined by the absolute value of the vehicle speed and the μ gap, and the torque distribution control change speed is determined by the vehicle speed and the turning radius, as the split μ road turning. However, the torque difference between the left and right wheels and the torque distribution control change speed may be given by a predetermined fixed value. In short, when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means, the torque distribution control means changes the steering characteristic to the neutral steer side (= direction to reduce the understeer tendency or oversteer tendency). Any device that controls the above is included in the present invention.
実施例1では、駆動トルクをモータの力行動作、制動トルクをモータの回生動作により得る例を示したが、駆動トルクをエンジンにより得るようにしても良いし、また、制動トルクを油圧ブレーキやモータブレーキ等により得るようにしても良い。 In the first embodiment, the driving torque is obtained by the power running operation of the motor and the braking torque is obtained by the regenerative operation of the motor. However, the driving torque may be obtained by the engine, and the braking torque may be obtained by the hydraulic brake or the motor. It may be obtained by a brake or the like.
実施例1では、前輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車のトルク配分制御装置を示したが、後輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車にも適用することができる。また、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。さらに、実施例1では、前後輪トルク配分制御手段として、副駆動輪のモータ出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トルク配分を制御するものにも適用できる。 In the first embodiment, the torque distribution control device for the front four-wheel drive-based hybrid four-wheel drive vehicle is shown, but the present invention can also be applied to a rear-wheel drive-based hybrid four-wheel drive vehicle. Further, the present invention can be applied not only to a hybrid four-wheel drive vehicle equipped with an engine and a motor but also to a four-wheel drive vehicle driven by a motor or engine. Further, in the first embodiment, the example in which the motor output of the auxiliary driving wheel is directly controlled as the front and rear wheel torque distribution control means has been shown. However, as described in the prior art, a transfer clutch or differential limiter is included in the driving system. The present invention can also be applied to a device that includes a clutch or the like and controls torque distribution by controlling the clutch engaging force.
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
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
309 第三モータ
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 路面μ推定装置
101 CPU
102 Auxiliary battery
301 Heavy battery
302 FR inverter
303 1st motor
304 generator
305 engine
306 Power split mechanism
307 Inverter for RR
308 Second motor
309 Third motor
401 Accelerator sensor
402 Brake sensor
403 DC / DC converter
404 Rudder angle sensor
405 GPS
406 Wheel speed sensor
407 Road μ estimation device
Claims (8)
左右輪の路面摩擦係数に差があるスプリットμ路旋回走行を検出するスプリットμ路旋回走行検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、ステア特性をニュートラルステア側に変更するようにトルク配分を制御することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 In a vehicle provided with torque distribution control means for controlling torque distribution of at least one of the front and rear wheels and the left and right wheels,
A split μ road turning detection means for detecting split μ road turning with a difference in coefficient of friction between the left and right wheels is provided,
The torque distribution control means controls the torque distribution so that the steering characteristic is changed to the neutral steer side when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means. apparatus.
車速を検出する車速検出手段と、
左右輪がそれぞれ接地する路面摩擦係数の差であるμギャップを検出するμギャップ検出手段と、を設け、
前記トルク配分制御手段は、車速が高いほど、また、μギャップが大きいほど左右輪へのトルク配分量の差を大きく設定することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 In the vehicle torque distribution control device according to claim 1,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A μ gap detecting means for detecting a μ gap, which is a difference in friction coefficient of the road surface on which the left and right wheels contact each other, and
The vehicle torque distribution control device is characterized in that the torque distribution control means sets a larger difference in torque distribution amounts to the left and right wheels as the vehicle speed is higher and the μ gap is larger.
車速を検出する車速検出手段と、
旋回半径を検出する旋回半径検出手段と、を設け、
前記トルク配分制御手段は、車速が高いほど、また、旋回半径が小さいほど、トルク配分制御変化速度を大きくすることを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 In the torque distribution control device for a vehicle according to claim 1 or 2,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A turning radius detecting means for detecting a turning radius;
The torque distribution control device according to claim 1, wherein the torque distribution control means increases the torque distribution control change speed as the vehicle speed is higher and the turning radius is smaller.
前記トルク配分制御手段は、左右輪への駆動トルクの配分量を制御することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 The vehicle torque distribution control device according to any one of claims 1 to 3,
The torque distribution control means controls the amount of drive torque distributed to the left and right wheels.
前記トルク配分制御手段は、左右輪のうち、一方への駆動トルクの配分量と他方への制動トルクの配分量を制御することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 The vehicle torque distribution control device according to any one of claims 1 to 3,
The torque distribution control means controls the distribution amount of driving torque to one of the left and right wheels and the distribution amount of braking torque to the other of the left and right wheels.
前記トルク配分制御手段は、左右輪への制動トルクの配分量を制御することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 The vehicle torque distribution control device according to any one of claims 1 to 3,
The torque distribution control means for controlling the distribution of braking torque to the left and right wheels.
2つのモータにより左右輪それぞれ独立に駆動する駆動系を備え、
前記トルク配分制御手段は、駆動トルクの配分量をモータ力行により、制動トルクの配分量をモータ回生により得ることを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 The torque distribution control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 6,
It has a drive system that drives the left and right wheels independently by two motors,
The vehicle torque distribution control device, wherein the torque distribution control means obtains a drive torque distribution amount by motor power running and a braking torque distribution amount by motor regeneration.
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一モータと、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二モータおよび第三モータと、を搭載するハイブリッド四輪駆動車であり、
前記トルク配分制御手段は、前記スプリットμ路旋回走行検出手段によるスプリットμ路旋回走行検出時、前記第二モータと前記第三モータの出力を制御することを特徴とする車両のトルク配分制御装置。 The torque distribution control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 7,
The vehicle includes an engine and a first motor that drive one of the front and rear wheels, and a second motor and a third motor that independently drive the left and right wheels of the other auxiliary driving wheel of the front and rear wheels, respectively. Is a hybrid four-wheel drive vehicle equipped with
The torque distribution control means controls the output of the second motor and the third motor when the split μ road turning detection is detected by the split μ road turning detection means.
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