JP2009113773A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御応答性がよく、車両の挙動を安定させることのできる駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】前後左右の四輪ＷFL，ＷFR，ＷRL，ＷRRを備えた車両の駆動力制御装置において、主動力源１が出力した動力を前後いずれか一方の左右輪ＷRL，ＷRRに分配するとともにそれらの左右輪に対する動力の分配率を係合機構を係合あるいは解放させることにより変更する機械式分配機構４と、前後いずれか他方の左右輪ＷFL，ＷFR毎に設けられかつこれらの左右輪の駆動力を個別に制御する少なくとも二つのモータＭL，ＭRとを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の駆動力を制御するための装置に関し、特に車両にヨーモーメントを生じさせるように左右の駆動力を制御する装置に関するものである。

前後左右の四輪を備えている車両では、左右の後輪もしくは左右の前輪を駆動輪とし、これにエンジンなどの動力源から動力を伝達している。また、いわゆる四輪駆動車では四輪の全てに動力源が出力した動力を伝達している。その左右の駆動輪の駆動力は、直進走行時には車両の走行安定性を確保するために、互いに等しくなるように構成しているが、路面の摩擦係数が車両の左右で異なっている際に車両の安定性を維持する場合や積極的にヨーを発生させて回頭性を高める場合などにおいては、左右の駆動力をヨーが増大するように制御している。

左右の車輪の駆動力を制御する装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置は、遊星歯車機構などの差動機構によって、エンジンなどの動力源が出力した動力を左右の車輪に分配するように構成する一方、左駆動輪とモータとの間、およびそのモータと右駆動輪との間のそれぞれに、減速機構とクラッチとを配置して構成されている。したがって、それらの駆動輪に対してエンジンが出力した動力が分配されて伝達され、これに加えていずれかのクラッチを係合させれば、モータが出力した動力が左右いずれかの駆動輪に伝達され、その分、左右の駆動力差が大きくなり、もしくは実質的な分配率を適宜に変更することができる。

なお、特許文献２には、前輪と後輪とのいずれか一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動するように構成した車両であって、駆動力や制動力を制御する際に、エンジンの応答性よりもモータの応答性が優れていることにより、駆動力や制動力をモータで補償するように構成した装置が記載されている。

特開２００７−１２７１４５号公報 特開２０００−９４９７９号公報

上記の特許文献１に記載されている装置は、クラッチの係合・解放によって左右いずれかの駆動輪にモータトルクを付加し、あるいは付加していたトルクを解除することにより、左右の駆動力差を制御するようになっている。そのクラッチの係合・解放の制御は、油圧によって行うのが一般的であるが、油圧によるクラッチの制御には不可避的な遅れがあり、ヨーなどの車両の挙動を的確に制御するには改善の余地がある。

油圧によるクラッチ制御の遅れを改善する制御として、従来、制御開始時に油圧を急速に供給するクイックフィルや位相進み制御などが知られている。しかしながら、これらの制御は、過渡応答性が良好である半面、制御入力が急激に変化した場合には、制御量が振動的になる傾向が強くなるため、より安定性を向上させる必要がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、安定性を確保しつつ車両の全体としての制御応答性を向上させることを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、前後左右の四輪を備えた車両の駆動力制御装置において、主動力源が出力した動力を前後いずれか一方の左右輪に分配するとともにそれらの左右輪に対する動力の分配率を係合機構を係合あるいは解放させることにより変更する機械式分配機構と、前後いずれか他方の左右輪毎に設けられかつこれらの左右輪の駆動力を個別に制御する少なくとも二つのモータとを備えていることを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記モータは、前後いずれか他方の左右輪のそれぞれに内蔵されてこれらの左右輪を直接駆動するインホイールモータを含むことを特徴とする駆動力制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記車両の目標ヨーモーメントを求める手段と、前記車両の実際のヨーモーメントが前記目標ヨーモーメントとなるように前記モータにより前後いずれか他方の左右輪の駆動力差を設定する手段とを更に備えていることを特徴とする駆動力制御装置である。

さらに、請求項４の発明は、請求項１または２の発明において、前記係合機構を動作させることによる前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を求める手段と、該手段で求められた前記駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を補うように前記モータにより前後いずれか他方の左右輪の駆動力差を設定する手段とを更に備えていることを特徴とする駆動力制御装置である。

そして、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を求める手段は、前記車両の目標ヨーモーメントとその目標ヨーモーメントを達成するように前記係合機構を動作させることにより前記機械式分配機構で得られるヨーモーメントとの差に相当するヨーモーメントを求める手段を含むことを特徴とする駆動力制御装置である。

さらにまた、請求項６の発明は、請求項１または２の発明において、前記車両の目標ヨーモーメントを求める手段と、該手段で求められた目標ヨーモーメントが、前記機械式分配機構によって設定できる前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差によるヨーモーメントを超えている場合に前記機械式分配機構に替えて前記モータによって前記目標ヨーモーメントを達成するように前記前後いずれか他方の左右輪の駆動力の差を生じさせる手段とを更に備えていることを特徴とする駆動力制御装置である。

請求項１の発明によれば、係合機構を係合あるいは解放させれば、機械式分配機構による動力の分配率が変化し、その結果、前後いずれか一方の左右輪の駆動力差が変化する。また、前後いずれか他方の左右輪は、それぞれに対応して設けられているモータによって個別に駆動されるので、それらのモータが出力する動力を変化させることにより、前後いずれか他方の左右輪の駆動力差が変化する。すなわち、機械式分配機構と各モータとによって車両の左右の駆動力を変化させることができる。そして、機械式分配機構による分配率の変化は、係合機構を動作させることにより生じるのに対して、モータによる左右の駆動力の変化は、モータの出力を変化させることにより直ちに生じるので、左右の駆動力の制御の応答性を向上させることができる。

また、請求項２の発明によれば、左右輪の内蔵されているインホイールモータによってそれら左右輪の駆動力を個別に変化させるから、左右輪の駆動力が、より直接的に制御されることにより、その駆動力の制御応答性が更に良好になる。

さらに、請求項３の発明によれば、車両の実際のヨーモーメントが目標ヨーモーメントとなるように左右輪の駆動力を制御する場合、モータによって前後いずれか他方の左右輪の駆動力を個別に制御するので、そのヨーモーメントの制御応答性を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、左右の駆動力差を機械式分配機構によって設定したのでは不足が生じる場合、その不足分をモータによって前後いずれか他方の左右輪の駆動力を制御することにより補うので、左右の駆動力の制御応答性を向上させることができ、これに加えて機械式分配機構を過度に制御する必要がないので、機械式分配機構による左右輪の駆動力制御の安定性を確保することができる。

請求項５の発明によれば、機械式分配機構によるヨー制御の不足をモータによる制御で補うので、ヨー制御の応答性を向上させることができ、ひいては車両の挙動の安定性を向上させることができる。

そして、請求項６の発明によれば、機械式分配機構のフェールなどによって機械式分配機構によって左右輪の駆動力を制御したのでは、目標ヨーモーメントを達成できない場合、機械式分配機構に替わってモータによって左右輪の駆動力を制御してヨーを発生させるので、機械式分配機構のフェールなどの異常時であっても、応答性良く車両のヨー制御を行うことができる。

この発明に係る駆動力制御装置は、少なくとも前後左右の四輪を備えた車両を対象とする装置であり、したがって対象とする車両は六輪もしくは八輪など四輪以上の車両であればよい。その前後いずれか一方の左右輪に対して主動力源から動力が伝達されるように構成されている。その主動力源は、走行のための動力だけでなく、発電機を駆動する動力や油圧ポンプを駆動する動力などを出力するためのものであり、液体燃料やガスを燃焼して動力を出力する内燃機関やモータ、あるいは内燃機関とモータとの動力を合成して出力するハイブリッド型の駆動装置などである。

この主動力源が出力した動力を左右の車輪に分配する機械式分配機構を備えている。この機械式分配機構はデファレンシャル機構や遊星歯車機構などの差動作用のある機構であって、互いに差動回転する三つの要素のうちのいずれか一つの要素に主動力源が出力した動力が入力され、他の二つの要素が左右の車輪にそれぞれ連結されている。この差動作用のある機構による動力の分配率を変更するための係合機構が設けられている。

その係合機構は、係合することによりトルクを伝達し、解放することによりトルクを遮断する機構であり、摩擦クラッチがその一例であり、これ以外に噛み合い式のクラッチを用いることも可能である。摩擦クラッチであれば、いわゆる半係合状態ではその係合力に応じたトルクを伝達することが可能である。その係合機構は、動力が入力される要素と前記二つの要素のそれぞれとの間に設けられていてもよく、左右の車輪の駆動力を補助する更に他のモータを設け、そのモータと前記二つの要素もしくは左右輪のそれぞれとの間に設けられていてもよい。

上記の機械式分配機構を介して動力が伝達される左右輪以外の他の左右輪を個別に駆動するモータが設けられている。したがってモータは左右の車輪毎に設けられており、クラッチなどの選択連結機構を介さずに直接、それぞれの車輪に連結されている。その一例は、インホイールモータであってそれぞれの車輪に内蔵され、それぞれの車輪を直接駆動するように構成されている。

上述した構成の車両を対象とするこの発明に係る制御装置は、ヨーモーメントが目標値となるように、左右の駆動力差を制御するように構成されている。その目標ヨーモーメントは、従来知られている方法で算出することができ、例えば車体速度および目標スタビリティファクタ、車両のホイールベース、操舵角、ステアリングギヤ比などに基づいて目標ヨーレートを算出し、その目標ヨーレートおよびスリップ角ならびに操舵角などに基づいて目標ヨーモーメントを求めることができる。

この発明に係る制御装置は、車両のヨーモーメントが上記の目標ヨーモーメントとなるように、インホイールモータなどの前記モータを駆動して左右輪の駆動力を制御する。このモータを使用したヨーモーメントの制御と並行して、前述した機械式分配機構の係合機構を動作させて、機械式分配機構によって左右輪の駆動力差を生じさせる制御を行うことができる。その場合、機械式分配機構による左右輪の駆動力の制御に対して前記モータによる左右輪の駆動力の制御の応答性が速いので、機械式分配機構の応答遅れによる左右輪の駆動力差の不足を、前記モータを使用した制御で補うことができる。

また、この発明に係る制御装置は、上記のように、機械式分配機構を使用した左右輪の駆動力の制御と、モータを使用した左右輪の駆動力の制御とを行うことができるので、例えば機械式分配機構の異常などによってこれを使用した左右輪の駆動力差が十分ではない場合、その不足を補うようにモータによって左右輪の駆動力差を生じさせることができる。あるいは機械式分配機構に替わってモータを使用して左右輪の駆動力の制御を行うことができる。したがって、機械式分配機構の異常時であってもヨーモーメントの制御を行うことができる。

図１にこの発明で対象とする車両の一例を模式図で示してある。ここに示す例は、主動力源であるエンジン１を車両の前方に搭載し、そのエンジン１で左右の後輪ＷRL，ＷRRを駆動するいわゆるＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）をベースとした四輪駆動車の例であり、エンジン１に連結された変速機２にプロペラシャフト３が接続され、このプロペラシャフト３がこの発明における機械式分配機構に相当するデファレンシャル４に連結されている。

このデファレンシャル４は、入力された動力を、差動機構によって左右の後輪ＷRL，ＷRRに分配するとともに、その動力の分配率を変更できるように構成されている。その差動機構として図２に示す例では、ダブルピニオン型の遊星歯車機構５が用いられている。その構成を説明すると、外歯歯車であるサンギヤ６と同心円上に、内歯歯車であるリングギヤ７が配置されており、そのサンギヤ６に第１のピニオンギヤ８が噛み合い、かつその第１のピニオンギヤ８とリングギヤ７とに第２のピニオンギヤ９が噛み合っており、これらのピニオンギヤ８，９がキャリヤ１０によって自転自在かつ公転自在に保持されている。

リングギヤ７の外周部には、ドリブンギヤ１１が取り付けられており、このドリブンギヤ１１に、前記プロペラシャフト３に取り付けられたドライブギヤ１２が噛み合っている。なお、これらドライブギヤ１２およびドリブンギヤ１１は、ベベルギヤによって構成されている。さらに、サンギヤ６には右後輪ＷRRのドライブシャフト１３が連結され、またキャリヤ１０には左後輪ＷRLのドライブシャフト１４が連結されている。したがってリングギヤ７が入力要素となっており、これに入力された動力がサンギヤ６およびキャリヤ１０を介して左右の後輪ＷRR，ＷRLに分配されるようになっている。

さらに、分配率を制御するための機構として、減速歯車機構と二つのクラッチおよび一つのブレーキとが設けられている。図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構１５が減速歯車機構として用いられている。この遊星歯車機構１５は、サンギヤ１６と、このサンギヤ１６に対して同心円上に配置されたリングギヤ１７と、これらサンギヤ１６およびリングギヤ１７に噛み合っているピニオンギヤ１８を自転自在かつ公転自在に保持するキャリヤ１９とを備えている。このキャリヤ１９とケーシングなどの所定の固定部２０との間に、キャリヤ１９を選択的に制動するブレーキＢ１が設けられている。

また、リングギヤ１７と右後輪ＷRRのドライブシャフト１３との間にクラッチＣRが設けられ、またリングギヤ１７と前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構５におけるキャリヤ１０（すなわち左後輪ＷRL）との間にクラッチＣLが設けられている。これらのブレーキＢ１およびクラッチＣR，ＣLは、油圧などによる締結力を受けて係合することによりトルクを伝達するように構成されており、好ましく摩擦力によってトルクを伝達し、締結力に応じて伝達トルク容量が変化する摩擦係合機構によって構成されている。したがって、ブレーキＢ１といずれかのクラッチＣR，ＣLとを係合させることにより、それらブレーキＢ１およびクラッチＣR，ＣLの伝達トルク容量に応じたトルクが、ダブルピニオン型の遊星歯車機構５を介さずに直接右後輪WRRもしくは左後輪ＷRLに伝達され、こうしてトルクが伝達された後輪ＷRR（もしくはＷRL）の駆動力が増大するので、その分、デファレンシャル４の全体としての動力の分配率が変化するようになっている。

つぎに前輪ＷFL，WFRを駆動する機構について説明すると、左前輪ＷFLを駆動するためのモータＭLと、右前輪ＷFRを駆動するモータＭRとが設けられている。したがって、左右の前輪ＷFL，ＷFRは個別に駆動され、またそれぞれの駆動力が個別に制御されるように構成されている。各モータＭL，ＭRは、要は、それぞれに対応する前輪ＷFL，ＷFRを駆動できるように構成されていればよく、適宜の伝動機構を介して、あるいは介さずに直接、それぞれの前輪ＷFL，ＷFRに連結されている。図１に示す構成では、モータＭL，ＭRをそれぞれの前輪ＷFL，ＷFRに内蔵したインホイールモータが用いられている。

さらに、上記の車両の挙動を制御するための車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）２１と、前述したデファレンシャル４を制御するデフ用電子制御装置（デフＥＣＵ）２２とが設けられている。これらの電子制御装置２１，２２は一例としてマイクロコンピュータを主体として構成された装置であって、入力されたデータおよび予め記憶しているデータを利用して演算を行い、その演算結果に応じた制御信号を出力するように構成されている。例えば、車両ＥＣＵ２１は、ステアリング装置２３における操舵角センサやトルクセンサ（それぞれ図示せず）から検出信号が入力されるとともに、車両に搭載されているヨーレートセンサ２４から検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて演算を行って目標ヨーモーメントを算出し、それに応じた制御信号を前記各モータＭL，ＭRやデフＥＣＵ２２に出力するようになっている。したがってこれら各電子制御装置２１，２２は相互にデータ通信できるように接続されている。また、デフＥＣＵ２２は、目標ヨーモーメントを達成するように、前記ブレーキＢ１およびクラッチＣR，ＣLによって左右の後輪ＷRL，ＷRRの駆動力差を制御するようになっている。

ここでこれらの電子制御装置２１，２２に入力されあるいは予め記憶されているデータを例示すると、上記の操舵角および操舵トルクならびにヨーレート以外に、車体速度、ステアリングギヤ比、旋回時のスリップ角、デファレンシャル４での減衰比、デファレンシャル４の固有振動数、デファレンシャル４の進み時定数、デファレンシャル４でのゲイン、前輪ＷFL，ＷFRおよび後輪ＷRL，ＷRRのコーナリングパワー、車体の重心点から前輪ＷFL，ＷFRの回転中心軸線までの距離および後輪ＷRL，ＷRのドライブシャフト１３，１４までの距離、ヨー慣性モーメント、車体重量、各車輪のタイヤ半径、前記ブレーキＢ１およびクラッチＣL，ＣRを係合させるオイルの温度（油温）、クラッチＣL，ＣRにおける相対回転数、各モータＭL，ＭRの温度、各モータＭL，ＭRの制御量やクラッチＣL，ＣRの制御量などを決定するための各種の制御マップおよび各種の演算式などが入力され、あるいは予め記憶させられている。

この発明に係る上記の駆動力制御装置は、車両の挙動（特にヨー）が意図したものとなるように、前記各モータＭL，ＭRによって左右の駆動力もしくは駆動力差を制御し、あるいはこれと合わせてデファレンシャル４によって左右の駆動力もしくは駆動力差を制御するように構成されている。その制御の一例は、左右にトルク配分する機械ユニットであるデファレンシャル４による制御の遅れ、あるいはそれに伴う制御の不足を前記モータ（インホイールモータ）ＭL，ＭRで補償する制御である。この制御では、目標ヨーモーメントをその時点の車両の運転状態もしくは走行状態に基づいて求めるとともに、機械ユニットで発生できるヨーモーメントを求め、これらのヨーモーメントの差をインホイールモータを制御して補う。

具体例を図３にフローチャートで示してある。ここに示すルーチンは、所定の演算周期Δｔで繰り返し実行され、先ず、目標ヨーモーメントＭoreqが読み込まれる（ステップＳ１）。これは、例えば四輪操舵装置を搭載している車両では四輪操舵用の電子制御装置から取得してもよい。また、目標ヨーモーメントＭoreqの算出方法は従来種々知られており、その一例を示せば、先ず、目標ヨーレートγref が下記の数（１）で求められる。

ここで、Ｖは車体速度、ｋｈref は目標スタビリティファクタ、Ｌはホイールベース、θは操舵角、ｎはステアリングギヤ比である。

この目標ヨーレートγrefを利用して目標ヨーモーメントＭoreqが求められる。先ず、数（２）の状態方程式を設定する。

ここで、γはヨーレート、βは車輪におけるスリップ角である。

また、ａ00、a01、ａ10、ａ11、ｂ00、ｂ10、ｂ11は下記の数（３）で与えられる。

この数（３）におけるＫfは前輪コーナリングパワー、Ｋrは後輪コーナリングパワー、Ｌfは車両の重心点から前輪の回転中心軸線までの距離、Ｌrは車両の重心点から後輪のドライブシャフト１３，１４の軸心までの距離、Ｉzはヨー慣性モーメント、Ｍは車体重量である。

上記の数（２）をβおよびγについて解くと、数（４）のようになる。

ついでラプラス変換を実施すると、下記の数（５）が得られる。

これを離散時間の関数に変更するとともに、ヨーレートγを目標ヨーレートγrefに置き換えると、数（６）が得られる。

つぎに上記の目標ヨーモーメントＭoreqを機械式ユニットである前記デファレンシャル４で反映させるとした場合のヨーモーメントが演算される（ステップＳ２）。これは、デファレンシャル４の伝達関数を用いて演算でき、その伝達関数は、一例として数（７）で与えられる。

ここで、Ｍodiffはデファレンシャル４で生じるヨーモーメント、ζはデファレンシャル４の減衰比、ωはデファレンシャル４の固有振動数、Ｇdiffはデファレンシャル４のゲイン、Ｔはデファレンシャル４の進み時定数、Ｓはラプラス演算子である。

これを離散時間の関数に変換すると、数（８）となる。

ここで、Δｔは演算周期時間である。

デファレンシャル４でヨーモーメントを生じさせる場合、前述したブレーキＢ１やクラッチＣL，ＣRを油圧によって係合させるから、少なくとも過渡的にはデファレンシャル４での応答遅れによって目標ヨーモーメントＭoreqと数（８）で得られるヨーモーメントＭodiffとには偏差が生じる。ステップＳ３ではその偏差が数（９）によって演算される。

この数（９）で得られるヨーモーメントの偏差ΔＭoreqが、デファレンシャル４によるヨーモーメントの遅れ分もしくは不足分である。この発明に係る駆動力制御装置は、このヨーモーメントの遅れ分もしくは不足分をモータＭL，ＭRで補償するようになっており、したがってそのヨーモーメントの偏差ΔＭoreqを生じさせる各モータＭL，ＭRのトルクが演算され（ステップＳ４）、その後、リターンする。各モータＭL，ＭRのトルクの演算は、具体的には、前輪ＷFL，ＷFRのトレッド幅をＴf、左前輪ＷFLおよび右前輪ＷFRの駆動力をＦfl，Ｆfrとすると、
ΔＭoreq＝Ｔf（Ｆfr−Ｆfl）／２
である。また、前輪ＷFL，ＷFRで受け持つ駆動力Ｆfは、アクセル開度や後輪ＷRL，ＷRRで受け持つ駆動力などから求めることができ、その前輪ＷFL，ＷFRで受け持つ駆動力Ｆfは、
Ｆf＝Ｆfr＋Ｆfl
であるから、これらの式から各駆動力Ｆfr，Ｆflを求めることができる。そして、各モータＭL，ＭRのトルクは図示しない減速機を介してそれぞれの車輪ＷFL，ＷFRに伝達されるから、左右のモータＭL，ＭRのトルクをＴqfl，Ｔqfr、減速機でのトルク増幅率をｎ、各車輪ＭL，ＭRの半径をＲfとすると、
Ｆfl＝Ｔqfl×ｎ／Ｒf
Ｆfr＝Ｔqfr×ｎ／Ｒf
となる。

このようにして求められたトルクを各モータＭL，ＭRが出力するように制御することにより、デファレンシャル４で発生するヨーモーメントの目標ヨーモーメントに対する不足分をモータＭL，ＭRで発生させることができる。その結果、車両の全体としてのヨーモーメントが目標ヨーモーメントに一致（もしくはほぼ一致）するので、デファレンシャル４の制御に不可避的な遅れがあっても、車両の挙動を所期どおりに制御して安定した走行が可能になる。

前述した図１および図２に示すデファレンシャル４を搭載した車両では、ブレーキＢ１やクラッチＣL，ＣRを係合させてヨーモーメントを生じさせるが、これらの係合機構で生じさせることのできるトルクが油温や摩擦面の温度などによって制限を受けるので、目標ヨーモーメントの全てをデファレンシャル４の制御によっては発生させ得ない場合がある。そのため、この発明に係る制御装置では、図４に示す制御を行うように構成することができる。

この図４に示す制御例について説明すると、先ず、目標ヨーモーメントが読み込まれる（ステップＳ１１）。これは、前述した図３に示す制御例におけるステップＳ１と同様の制御である。ついで、デファレンシャル４の油温が保証範囲内か否かが判断される（ステップＳ１２）。具体的には、デファレンシャル４の油温をセンサが検出し、その検出値が予め定めた許容値以下か否かが判断される。その許容値は、オイルやシール材の耐久性あるいは油圧の制御性などを考慮して予め定めた温度である。

油温が許容値を超えていることによりステップＳ１２で否定的に判断された場合には、デファレンシャル４におけるクラッチＣL，ＣRやブレーキＢ１を係合させるように制御することができないので、デファレンシャル４を使用したヨーモーメントの制御を中止し、モータＭL，ＭRを使用してヨーモーメントの制御が実行される（ステップＳ１３）。前述したように、ヨーモーメントＭoと左右の車輪の駆動力Ｆfr，Ｆflとには、
Ｍo＝Ｔf（Ｆfr−Ｆfl）／２
の関係があるから、これらの駆動力Ｆfr，Ｆflの和が前輪の駆動力に等しいこととの関係に基づいて、前記目標ヨーモーメントを達成するための左右のモータＭL，ＭRの出力トルクを求めることができる。

デファレンシャル４の油温が許容範囲内であることによりステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ＰＶ値が閾値外か否かが判断される（ステップＳ１４）。ここで、ＰＶ値とは、クラッチＣL，ＣRにおける係合圧と回転数差との積である。その回転数差は、旋回時の内輪および外輪のそれぞれの旋回半径、車速、タイヤ径に基づいて算出することができる。また、係合圧は、下記の式に基づいて算出することができる。すなわち、左右輪のトルク差ｔrqは、
Ｍoreq＝Ｔreq・Ｒt／２
である。ここで、Ｒtはタイヤ半径である。一方、クラッチ油圧ｐrs、クラッチＣL，ＣRを係合させるためのアクチュエータにおけるピストンの面積をＡ、そのピストンを押し戻すための弾性力をＦsp、クラッチディスクの有効半径Ｒd、クラッチディスクの枚数をＮ、摩擦係数をμとすると、
ｔrq＝（ｐrs・Ａ−Ｆsp）・Ｒd・μ・２・Ｎ
であり、したがって、
ｐrs＝｛（ｔrs／Ｒd・μ・２・Ｎ）＋Ｆsp｝／Ａ
である。

こうして求められたＰＶ値が閾値内であることによりステップＳ１４で否定的に判断された場合には、ＰＶ値が閾値内となるようにデファレンシャル４を制御するとともに、デファレンシャル４によるヨーモーメントの制御の遅れをモータＭL，ＭRで補償して目標ヨーモーメントを達成する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５での制御は、前述した図３を参照して説明した制御である。

これに対してＰＶ値が閾値外であることによりステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、最早、デファレンシャル４を使用したヨーモーメントの制御は実行できないので、モータＭL，ＭRの温度が保証範囲内か否かが判断される（ステップＳ１６）。モータＭL，ＭRはジュール熱や摩擦熱などによって温度が高くなって耐久性が低下するなどの可能性があり、動作を保証する温度が決められているので、温度センサによって検出されたモータＭL，ＭRの温度がその保証温度以下か否かが判断される。このステップＳ１６で否定的判断された場合には、モータＭL，ＭRによるヨーモーメントの制御もできない状態であるから、この場合には、デファレンシャル４によるヨーモーメントの制御を中止するだけでなく、モータＭL，ＭRによるヨーモーメントの補償も行わない（ステップＳ１７）。これに対して、モータＭL，ＭRの温度保証範囲内であることによりステップＳ１６が肯定的に判断された場合には、デファレンシャル４によるヨーモーメントの制御を中止し、これに替わってモータＭL，ＭRを使用して目標ヨーモーメントを達成する制御が実行される（ステップＳ１８）。

したがって、この発明に係る制御装置によれば、図４に示す制御を実行するように構成されていることにより、機械式分配機構であるデファレンシャル４に異常が生じるなど、デファレンシャル４によるヨーモーメントの制御を実行できない場合であっても、モータＭL，Ｍを使用してヨーモーメントの制御を行うことができるので、いわゆるフェールセーフを確立することができる。

ところで、クラッチＣL，ＣRを制御する油圧が、油圧ポンプや油圧制御装置（それぞれ図示せず）の異常によって相対的に低下し、あるいはその圧力が何らかの要因で制限される場合がある。このような場合に、この発明に係る制御装置は、図５に示す制御を実行するように構成することができる。図５に示す例は、クラッチＣL，ＣRの油圧をフィードバック制御し、その制御量が予め定めた上限値を超える事態が生じた場合の制御例であり、先ず、前述した図３や図４に示す制御例と同様に、目標ヨーモーメントが読み込まれる（ステップＳ２１）。ついで、その目標ヨーモーメントがこれをデファレンシャル４で達成するとした場合の目標油圧に変換される（ステップＳ２２）。これは、前述した左右輪のトルク差ｔrqと目標ヨーモーメントＭoreqとの関係を示す式、およびそのトルク差ｔreqとクラッチ油圧ｐrsとの関係を示す式と同様の式で演算することができる。

ついで、こうして求められた目標油圧と油圧センサなどで検出された実油圧との偏差が演算される（ステップＳ２３）。そして、油圧のフィードバック制御が実施されているか否かが判断され（ステップＳ２４）、そのフィードバック制御が実施されていないことによりステップＳ２４で否定的に判断された場合には、ステップＳ２３で求められた偏差を利用したフィードバック制御が開始される（ステップＳ２５）。

これに対して油圧のフィードバック制御が既に実施されていてステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、偏差に基づく油圧フィードバック制御量が上限に到っているか否かが判断される（ステップＳ２６）。このステップＳ２６で否定的に判断された場合、すなわちフィードバック制御量が許容範囲内であれば、油圧のフィードバック制御が継続される（ステップＳ２７）。これとは反対に、フィードバック制御量が上限にまで到っていることによりステップＳ２６で肯定的に判断された場合には、前記ステップＳ２３で演算された目標油圧と実油圧との偏差がヨーモーメントに換算される（ステップＳ２８）。これは、前述したステップＳ２２で目標ヨーモーメントを油圧に変換した演算とは反対の演算であるから、前述した式と同様の式に基づいて行うことができ、あるいは逆マップを用意しておき、その逆マップに基づいて求めることができる。そして、油圧の偏差に対応するヨーモーメントをモータＭL，ＭRで実現するようにモータＭL，ＭRが制御される（ステップＳ２９）。すなわち、ヨーモーメントがモータトルクに換算され、そのトルクを出力するようにモータＭL，ＭRが制御される。なお、ヨーモーメントのモータトルクへの換算は、前述した図３に示すステップＳ４での制御と同様にして行うことができる。

したがって、この発明に係る制御装置によれば、図５に示す制御を実行するように構成することにより、油圧の制限によりデファレンシャル４でヨーモーメントを十分に制御できない場合であっても、モータＭL，ＭRによって左右の車輪に駆動力差を生じさせてヨーモーメントを制御することにより、車両の全体としてのヨーモーメントもしくはヨーレートを目標値に一致させ、もしくは目標値に近づけることができる。その結果、この発明に係る制御装置によれば、車両のヨー制御を確実にかつ応答性良く実施できるので、車両の挙動を安定させることができ、ひいては乗り心地やドライバビリティを向上させることができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ１，Ｓ１１，Ｓ２１を実行する機能的手段が、請求項３の発明における「目標ヨーモーメントを求める手段」に相当し、ステップＳ４，Ｓ１８，Ｓ２９を実行する機能的手段が、請求項３の発明における「駆動力差を設定する手段」に相当する。また、ステップＳ３を実行する機能的手段が、請求項４の発明における「該駆動力差の不足分を求める手段」に相当し、ステップＳ４を実行する機能的手段が、請求項４の発明における「駆動力差を設定する手段」に相当する。そして、ステップＳ２９を実行する機能的手段が、請求項６の発明における「駆動力差を生じさせる手段」に相当する。

なお、上述した具体例では、後輪をエンジンの動力で駆動し、前輪にモータを設けた構成の車両を例に採って説明したが、この発明では、後輪をモータで駆動し、前輪にエンジンの動力を伝達するように構成した車両であってもよい。また、前述した各演算式は一例であり、この発明ではこれとは異なる演算式を用いてもよく、あるいは予め演算して求めたマップ値を使用して制御を行うように構成してもよい。

この発明で対象とすることのできる車両の模式図である。 そのデファレンシャルの一例を模式的に示すスケルトン図である。 この発明に係る駆動力制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動力制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 この発明に係る駆動力制御装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、 ＷRL，ＷRR…左右の後輪、 ４…デファレンシャル、 Ｂ１…ブレーキ、 ＣR…クラッチ、 ＣL…クラッチ、 ＷFL，WFR…前輪、 ＭL，ＭR…モータ、 ２１…車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）、 ２２…デフ用電子制御装置（デフＥＣＵ）。

Claims (6)

1. 前後左右の四輪を備えた車両の駆動力制御装置において、
   主動力源が出力した動力を前後いずれか一方の左右輪に分配するとともにそれらの左右輪に対する動力の分配率を係合機構を係合あるいは解放させることにより変更する機械式分配機構と、
   前後いずれか他方の左右輪毎に設けられかつこれらの左右輪の駆動力を個別に制御する少なくとも二つのモータと
   を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。
2. 前記モータは、前後いずれか他方の左右輪のそれぞれに内蔵されてこれらの左右輪を直接駆動するインホイールモータを含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
3. 前記車両の目標ヨーモーメントを求める手段と、
   前記車両の実際のヨーモーメントが前記目標ヨーモーメントとなるように前記モータにより前後いずれか他方の左右輪の駆動力差を設定する手段と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御装置。
4. 前記係合機構を動作させることによる前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を求める手段と、
   該手段で求められた前記駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を補うように前記モータにより前後いずれか他方の左右輪の駆動力差を設定する手段と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御装置。
5. 前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差の変更の遅れによる該駆動力差の不足分を求める手段は、前記車両の目標ヨーモーメントとその目標ヨーモーメントを達成するように前記係合機構を動作させることにより前記機械式分配機構で得られるヨーモーメントとの差に相当するヨーモーメントを求める手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の駆動力制御装置。
6. 前記車両の目標ヨーモーメントを求める手段と、
   該手段で求められた目標ヨーモーメントが、前記機械式分配機構によって設定できる前記前後いずれか一方の左右輪の駆動力差によるヨーモーメントを超えている場合に前記機械式分配機構に替えて前記モータによって前記目標ヨーモーメントを達成するように前記前後いずれか他方の左右輪の駆動力の差を生じさせる手段と
   を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御装置。

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