JP2010188929A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＴＣの制御と左右前輪の駆動力配分の制御とを組み合わせて、車両の安定化と旋回のしやすさとを併せて実現させることができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】低速走行時は、駆動力配分装置２００の制御ゲインを、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔにより増加し、かつＲＴＣ装置１２０の制御ゲインを、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔにより減少することにより、走行中の車両の旋回性能を向上させる。また、高速走行時は、駆動力配分装置２００の制御ゲインを、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔにより減少し、かつＲＴＣ装置１２０の制御ゲインを、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔにより増加することにより、走行中の車両の安定性能を向上させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、４輪車両の走行時における挙動を制御する車両制御装置に関する。

４輪車両（以下、単に車両という）の後輪トー角を適正に制御することで、路面状態やタイヤ特性などにかかわらず車両の走行時の安定性を向上させる後輪トー角制御（ＲＴＣ：Rear Toe Control）に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、旋回時に車両を安定化させるために設定される後輪の規範スリップ角をあらかじめ算出しておき、走行中の後輪に発生する実際のスリップ角（推定スリップ角）と規範スリップ角との偏差が小さくなるようにＲＴＣをフィードバック制御することで、旋回時における車両の走行性を安定化させることができる。

また、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両において、左右前輪の駆動力配分を適正に変えることで車両にヨーモーメントを発生させて、車両の旋回性を向上させる技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術によれば、車両が旋回しやすくなるように設定されるヨーレートの目標値である規範ヨーレートをあらかじめ算出しておき、旋回時の車両が発生する実ヨーレートと規範ヨーレートとの偏差が小さくなるようにフィードバック制御して、左右前輪の駆動力配分を適正に行うことにより、走行時における車両の旋回性を向上させることができる。

特開２００８−２９６７００号公報 特開２００８−４４５５５号公報

しかしながら、従来のＦＦ車両においては、左右前輪の駆動力配分と後輪のトー角制御とを組み合わせた制御を行うことができない。すなわち、前記特許文献１による後輪のトー角制御は、走行中における後輪の実際のスリップ角を、目標となる規範スリップ角と一致させるように制御を行うため、旋回中の車両を直進方向へ向けるように作用させることができる。一方、前記特許文献２による左右前輪の駆動力配分の制御は、旋回中の車両の実ヨーレートを、目標となる規範ヨーレートと一致させるように制御を行うため、走行中の車両をより旋回させる方向へ作用させることができる。ところが、後輪のトー角制御と左右前輪の駆動力配分の制御とを単純に組み合わせると、後輪のトー角制御による直進方向へ作用する制御と、左右前輪の駆動力配分による旋回方向へ作用する制御とが相互に干渉し合い、不安定な走行制御を繰り返すおそれがある。つまり、２つの制御系が相反する制御を行っているために相互干渉を起こすおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、後輪のトー角制御と左右前輪の駆動力配分の制御とを組み合わせて、車両の安定化と旋回のしやすさとを併せて実現させることができる車両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に、本発明に係る車両制御装置は、後輪の推定スリップ角と規範スリップ角とのスリップ角偏差に基づいて算出する後輪トー角制御量で後輪のトー角制御を行う後輪トー角制御装置と、車両の実ヨーレートと規範ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて算出するヨーレート制御量で左右駆動輪の駆動力配分を行う駆動力配分装置とを備えた車両制御装置であって、後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを車速の上昇に応じて増加する第１の制御ゲイン可変手段と、ヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを車速の上昇に応じて減少する第２の制御ゲイン可変手段とをさらに備える構成を採っている。

好適な実施形態としては、車両の低速走行時には、第１の制御ゲイン可変手段は後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを減少してトー角制御を行い、第２の制御ゲイン可変手段はヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを増加して駆動力配分制御を行い、車両の高速走行時には、第１の制御ゲイン可変手段は後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを増加してトー角制御を行い、第２の制御ゲイン可変手段はヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを減少して駆動力配分制御を行うように構成されている。

本発明の車両制御装置によれば、車両の低速走行時には、前輪の駆動力配分装置の制御ゲインを増加し、かつ後輪トー角制御装置の制御ゲインを減少することによって車両の旋回性能を向上させ、車両の高速走行時には、後輪トー角制御装置の制御ゲインを増加し、かつ前輪の駆動力配分装置の制御ゲインを減少することによって車両の安定性能を向上させている。このようにして、車両の低速走行時と高速走行時で２つの制御系の棲み分けを行っているので、２つの制御系が相互干渉を起こすことなく、走行車両の安定化と旋回のしやすさとを両立させることができる。

本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用されるＲＴＣ装置および駆動力配分装置が備わる車両の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るＲＴＣ装置に備わる左トー角変更装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用される駆動力配分装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を示す概念図である。

本発明の車両制御装置は、後輪のトー角を制御する後輪トー角制御装置（以下、ＲＴＣ装置と称する）と駆動輪（前輪）の駆動力配分を制御する駆動力配分装置とを備えていて、低速走行時においては、駆動力配分装置の制御ゲインを増加し、かつＲＴＣ装置の制御ゲインを減少することによって、走行中の車両の旋回性能を向上させ、高速走行時においては、駆動力配分装置の制御ゲインを減少し、かつＲＴＣ装置の制御ゲインを増加することによって、走行中の車両の安定性能を向上させるように構成されている。すなわち、低速走行時は駆動力配分装置の制御ゲインを高くして旋回のしやすさを優先させ、高速走行時はＲＴＣ装置の制御ゲインを高くして車両の安定性を優先させている。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る車両制御装置の実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用されるＲＴＣ装置および駆動力配分装置の構成および動作について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用されるＲＴＣ装置および駆動力配分装置が備わる車両の概略構成図である。図１に示すように、車両Ｖは、左右の前輪１Ｌ，１Ｒと、左右の後輪２Ｌ，２Ｒからなる４輪で構成され、エンジンＥとトランスミッションＭが備わる。以下、左右の前輪１Ｌ，１Ｒをまとめて前輪１と称し、左右の後輪２Ｌ，２Ｒをまとめて後輪２と称する場合がある。前輪１は、車両Ｖの進行方向を決定する転舵輪であって、運転者は操向ハンドル３の操舵によって前輪１を転舵し、車両Ｖを左右方向に旋回させる。なお、車両ＶがＦＦ車両の場合、前輪１は駆動輪でもある。以下、ＦＦ車両である車両Ｖに基づいて説明する。

（ＲＴＣ装置）
後輪２には、トー角を任意に設定できるＲＴＣ装置１２０が備わる。このＲＴＣ装置１２０は、左後輪２Ｌのトー角を変更する左トー角変更装置１２０Ｌと、右後輪２Ｒのトー角を変更する右トー角変更装置１２０Ｒを含んで構成される。左トー角変更装置１２０Ｌと右トー角変更装置１２０Ｒは、それぞれ個別に駆動し、対応する後輪２のトー角を個別に設定できる。

ＲＴＣ装置１２０は、左右の後輪２Ｌ，２Ｒのトー角を、車速や、転舵輪である前輪１の転舵角に応じて車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０が算出するトー角に設定するように動作する。左トー角変更装置１２０Ｌと右トー角変更装置１２０Ｒには、それぞれに対応するトー角変更制御ＥＣＵ３７が備わり、車両制御ＥＣＵ１０とデータ通信可能に接続される。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、車両制御ＥＣＵ１０が算出するトー角をデータとして受け取ると、それぞれ対応するＲＴＣ装置１２０（左トー角変更装置１２０Ｌ、右トー角変更装置１２０Ｒ）のアクチュエータ３０に指令を与え、左右の後輪２Ｌ，２Ｒのトー角を、車両制御ＥＣＵ１０が算出するトー角に設定する。

図２は、車両に備わるＲＴＣ装置の左トー角変更装置の構成図である。左トー角変更装置１２０Ｌの構造を図２を参照して説明する。図２に示すように、車体のリアサイドフレーム１１には、略車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、略車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持され、さらに、トレーリングアーム１３の後端に左後輪２Ｌが固定されている。トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、左後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、略鉛直方向の回転軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。

アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回転軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。アクチュエータ３０は、特に詳細な構成は示されていないが、電動機、減速機構、及び送りねじ部を備えて構成されている。

アクチュエータ３０の一端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂに回動自在に連結され、また、他端に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２に回動自在に連結されている。そして、アクチュエータ３０の電動機（図示せず）の動力によってスクリュー軸（図示せず）が回転してアクチュエータ３０のロッド（図示せず）が左方向へ伸びると、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（左方向）に押圧されて、左後輪２Ｌが左方向に旋回する。また、アクチュエータ３０のロッド（図示せず）が右方向へ縮むと、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（右方向）に引かれて、左後輪２Ｌが右方向に旋回する。さらに、アクチュエータ３０には、図示しないロッドのストローク量を検出するストロークセンサ３０ａが備わっている。

また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、例えばアクチュエータ３０のケース本体に固定され、ストロークセンサ３０ａとコネクタなどを介して接続されて構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７、ストロークセンサ３０ａには、車両Ｖ（図１参照）に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。

なお、右トー角変更装置１２０Ｒ（図１参照）は、左右対称である以外は、図２に示す左トー角変更装置１２０Ｌと同等に構成される。そして、本実施形態においては、左トー角変更装置１２０Ｌと右トー角変更装置１２０Ｒを含んでＲＴＣ装置（後輪トー角制御装置）１２０が構成される。

図１に戻って、車両Ｖには、転舵輪である前輪１の転舵角を検出する舵角センサ４と車速を検出する車速センサ６とが備わる。舵角センサ４は、例えば、前輪１を転舵するラック軸５の動作量を検出するラック位置センサで構成され、舵角信号θｓを出力する。車速センサ６は、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号Ｖｓを出力する。
車速信号Ｖｓは車両制御ＥＣＵ１０に入力され、車両制御ＥＣＵ１０は、車速信号Ｖｓに基づいて車両Ｖの車速を算出できる。
また、舵角信号θｓは車両制御ＥＣＵ１０に入力され、車両制御ＥＣＵ１０は、舵角信号θｓに基づいて操向ハンドル３の操舵角を算出できる。

また、エンジンＥには、トランスミッションＭから延びる、後記する入力軸２０２ａ（図３参照）のトルクであるエンジン出力トルクを検出してトルク信号Ｔｅを出力するトルクセンサＥ１と、エンジン回転速度を検出してエンジン回転速度信号Ｎｅを出力する回転速度センサＥ２が備わる。
トルク信号Ｔｅは車両制御ＥＣＵ１０に入力され、車両制御ＥＣＵ１０はトルク信号Ｔｅに基づいてエンジンＥのエンジン出力トルクを算出できる。
エンジン回転速度信号Ｎｅは車両制御ＥＣＵ１０に入力され、車両制御ＥＣＵ１０はエンジン回転速度信号Ｎｅに基づいてエンジンＥのエンジン回転速度を算出できる。

なお、エンジン出力トルクとエンジン回転速度の対応関係を設定するマップに基づいて、エンジン回転速度からエンジン出力トルクを算出する構成であってもよい。この場合、例えば、トルクセンサＥ１を備えない車両Ｖとすることができる。

さらに、本発明の実施形態に係る車両制御ＥＣＵ１０は、算出する車速、操向ハンドル３の操舵角、エンジン出力トルク、およびエンジン回転速度に基づいて、左右の駆動輪１Ｌ，１ＲにエンジンＥの駆動力を配分する比率を決定し、左右の前輪（駆動輪）１Ｌ，１Ｒに、決定した比率でエンジンＥの駆動力が配分されるように駆動力配分装置２００を制御する駆動力配分指示信号ＤＤＩｓを出力する。

（駆動力配分装置）
次に、本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用される駆動力配分装置の構成および動作について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る車両制御装置に適用される駆動力配分装置の構成図である。図３に示すように構成される、車両の動力伝達系に備わる駆動力配分装置２００は、エンジンＥが出力する駆動力（エンジン出力トルク）を、左右の前輪（駆動輪）１Ｌ，１Ｒに任意の比率で配分して伝達する装置である。

駆動力配分装置２００には、トランスミッションＭから延びる入力軸２０２ａに設けた入力ギヤ２０２に噛み合う外歯ギヤ２０３から駆動力が伝達される差動装置Ｄが一体に設けられる。差動装置Ｄはダブルピニオン式の遊星歯車機構よりなり、外歯ギヤ２０３と一体に形成されたリングギヤ２０４と、このリングギヤ２０４の内部に同軸に配設されたサンギヤ２０５と、リングギヤ２０４に噛み合うアウタプラネタリギヤ２０６およびサンギヤ２０５に噛み合うインナプラネタリギヤ２０７を、それらが相互に噛み合う状態で支持するプラネタリキャリア２０８とから構成される。差動装置Ｄは、そのリングギヤ２０４が入力要素として機能するとともに、一方の出力要素として機能するサンギヤ２０５が左出力軸２０９_Ｌおよび左車軸Ａ_Ｌを介して左前輪（左駆動輪）１Ｌに接続され、また他方の出力要素として機能するプラネタリキャリア２０８が右出力軸２０９_Ｒおよび右車軸Ａ_Ｒを介して右前輪（右駆動輪）１Ｒに接続される。

駆動力配分装置２００は、特殊な遊星歯車機構を備えており、そのキャリア部材２１１が左出力軸２０９_Ｌの外周に回転自在に支持されるとともに、円周方向に９０°間隔で配置された４本のピニオン軸２１２（図３には２本のピニオン軸２１２を図示）の各々に、第１ピニオン２１３、第２ピニオン２１４および第３ピニオン２１５を一体に形成した３連ピニオン部材２１６が回転自在に支持される。左出力軸２０９_Ｌの外周に回転自在に支持されて第１ピニオン２１３に噛み合う第１サンギヤ２１７は、差動装置Ｄのプラネタリキャリア２０８に連結される。また左出力軸２０９_Ｌの外周に固定された第２サンギヤ２１８は第２ピニオン２１４に噛み合う。更に、左出力軸２０９_Ｌの外周に回転自在に支持された第３サンギヤ２１９は第３ピニオン２１５に噛み合う。

第３サンギヤ２１９は、左出力軸２０９_Ｌの外周に嵌合するスリーブ２２１および左側の油圧クラッチ２３０（以下、左クラッチ２３０_Ｌと称する場合がある）を介してハウジング２２０に結合可能であり、左クラッチ２３０_Ｌの係合によってキャリア部材２１１の回転速度が増速される。また、キャリア部材２１１は、右側の油圧クラッチ２３０（以下、右クラッチ２３０_Ｒと称する場合がある）を介してハウジング２２０に結合可能であり、右クラッチ２３０_Ｒの係合によって、キャリア部材２１１の回転速度が減速される。

駆動力配分装置２００の右クラッチ２３０_Ｒが係合されると、摩擦による係合力（摩擦係合力）によってキャリア部材２１１がハウジング２２０に結合され、右クラッチ２３０_Ｒには、キャリア部材２１１の回転を抑制する方向のトルクが伝達トルクとして発生する。そして、キャリア部材２１１は回転を停止する。このとき、左前輪（左駆動輪）１Ｌと一体に回転する左出力軸２０９_Ｌと、右前輪（右駆動輪）１Ｒと一体に回転する右出力軸２０９_Ｒ（即ち、差動装置Ｄのプラネタリキャリア２０８）とは、第２サンギヤ２１８、第２ピニオン２１４、第１ピニオン２１３および第１サンギヤ２１７を介して連結されているため、左前輪（左駆動輪）１Ｌの回転速度Ｎ_Ｌは増速される。

さらに、右クラッチ２３０_Ｒの摩擦係合力を、後記するように電子制御ユニット２２３で適宜調節することで伝達トルクを調節することができ、キャリア部材２１１の回転速度を減速できる。そして、その減速に応じて左前輪（左駆動輪）１Ｌの回転速度Ｎ_Ｌを右前輪（右駆動輪）１Ｒの回転速度Ｎ_Ｒに対して増速させることができ、右前輪（右駆動輪）１Ｒから左前輪（左駆動輪）１Ｌに任意の駆動力を伝達することができる。

また、駆動力配分装置２００の左クラッチ２３０_Ｌを係合すると、摩擦係合力によってスリーブ２２１がハウジング２２０に結合され、左クラッチ２３０_Ｌには、スリーブ２２１の回転を抑制する方向のトルクが伝達トルクとして発生する。そして、スリーブ２２１は回転を停止する。その結果、スリーブ２２１に第３サンギヤ２１９を介して接続された第３ピニオン２１５が公転および自転し、左出力軸２０９_Ｌの回転速度に対してキャリア部材２１１の回転速度が増速され、右前輪（右駆動輪）１Ｒの回転速度Ｎ_Ｒは左前輪（左駆動輪）１Ｌの回転速度Ｎ_Ｌに対して増速される。

この場合にも、左クラッチ２３０_Ｌの摩擦係合力を、後記するように電子制御ユニット２２３で適宜調節することで伝達トルクを調節することができ、キャリア部材２１１の回転速度を増速できる。そして、その増速に応じて右前輪（右駆動輪）１Ｒの回転速度Ｎ_Ｒを左前輪（左駆動輪）１Ｌの回転速度Ｎ_Ｌに対して増速し、左前輪（左駆動輪）１Ｌから右前輪（右駆動輪）１Ｒに任意の駆動力を伝達することができる。

また、駆動力配分装置２００には、油圧クラッチ２３０（２３０_Ｌ，２３０_Ｒ）の伝達トルクを調節する電子制御ユニット２２３と、作動油を油圧クラッチ２３０の図示しない油圧系統に送油する油圧回路２２４と、左右の駆動輪１Ｌ，１Ｒの回転速度Ｎ_Ｌ，Ｎ_Ｒをそれぞれ検出して電子制御ユニット２２３に入力する車輪速センサ２５１（２５１_Ｌ，２５１_Ｒ）が備わる。
電子制御ユニット２２３は車両制御ＥＣＵ１０と接続され、車両制御ＥＣＵ１０が出力する駆動力配分指示信号ＤＤＩｓが入力される。

電子制御ユニット２２３は、車両制御ＥＣＵ１０から入力される駆動力配分指示信号ＤＤＩｓに基づいて、左右の油圧クラッチ２３０_Ｌ，２３０_Ｒに発生させる伝達トルクを算出し、算出した伝達トルクを油圧クラッチ２３０に発生させるための制御信号Ｌｓを油圧回路２２４に入力する。また、伝達トルクを発生する左右の油圧クラッチ２３０_Ｌ，２３０_Ｒを択一的に選択するための制御信号Ｃｓ_Ｌ，Ｃｓ_Ｒを油圧回路２２４に入力する。

油圧回路２２４は、電子制御ユニット２２３から入力される制御信号Ｌｓに基づいて油圧クラッチ２３０に送油する作動油の油圧を設定する。そして設定した油圧の作動油を、制御信号Ｃｓ_Ｌ，Ｃｓ_Ｒで択一的に選択される左右の油圧クラッチ２３０_Ｌ，２３０_Ｒの図示しない油圧系統にそれぞれ送油して選択された油圧クラッチ２３０を係合し、左右の油圧クラッチ２３０_Ｌ，２３０_Ｒにそれぞれ発生する伝達トルクを調節する。
すなわち、電子制御ユニット２２３は、制御信号Ｃｓ_Ｌ，Ｃｓ_Ｒ及び制御信号Ｌｓで油圧回路２２４を制御して、左右の油圧クラッチ２３０_Ｌ，２３０_Ｒに発生する伝達トルクを調節する。このようにして、駆動力配分装置２００は左右の駆動輪１Ｌ，１Ｒに駆動力を任意に配分することができる。

本発明の実施形態に係る車両Ｖ（図１参照）は、前記のように構成されるＲＴＣ装置１２０、駆動力配分装置２００、および車両制御ＥＣＵ１０を含んで、車両制御装置を構成する。

（車両制御装置）
次に、前記した車両制御ＥＣＵ１０、ＲＴＣ装置１２０および駆動力配分装置２００とを組み合わせた本発明の実施形態に係る車両制御装置について詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成を示す概念図である。

図４に示すように、車両制御ＥＣＵ１０は、規範スリップ角算出手段１２０ｓ、ＲＴＣ量算出手段１２０ｕ、およびＲＴＣゲイン可変手段（第１の制御ゲイン可変手段）１２０ｔを含んでなる後輪トー角制御系統１０ａと、規範ヨーレート算出手段２００ｓ、駆動力配分制御量算出手段２００ｕ、および駆動力配分制御ゲイン可変手段（第２の制御ゲイン可変手段）２００ｔを含んでなる駆動力配分制御系統１０ｂとを備えて構成されている。

後輪２（図１参照）のトー角を制御する後輪トー角制御系統１０ａにおいて、規範スリップ角算出手段１２０ｓは、車両Ｖ（図１参照）を安定化させるために設定される後輪２の目標トー角に対応する規範スリップ角を、所定のアルゴリズムに基づいて算出する機能を有している。ＲＴＣ量算出手段１２０ｕは、後輪２に発生する実際のスリップ角（推定スリップ角）を推定するとともに、推定スリップ角と規範スリップ角を一致させるようなＲＴＣ量（後輪トー角制御量）を算出するようにフィードバック制御をして車両Ｖが安定化するように後輪２のトー角を制御する機能を有している。ＲＴＣゲイン可変手段（第１の制御ゲイン可変手段）１２０ｔは、車速に応じて変化させるＲＴＣゲインＧ１をＲＴＣ量に乗算したＲＴＣ量補正値をＲＴＣ装置１２０（左トー角変更装置１２０Ｌ、右トー角変更装置１２０Ｒ）へ送出する機能を有している。なお、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔは、車速の上昇に伴ってＲＴＣゲインＧ１が増加する特性テーブルを備えている。

前輪１（図１参照）の駆動力配分を制御する駆動力配分制御系統１０ｂにおいて、規範ヨーレート算出手段２００ｓは、車両を旋回しやすくするように設定されるヨーレートの目標値である規範ヨーレートを、所定のアルゴリズムに基づいて算出する機能を有している。駆動力配分制御量算出手段２００ｕは、車両Ｖ（図１参照）に発生する実ヨーレートが規範ヨーレートと一致するように左右の駆動輪（前輪１）の駆動力を配分して車両Ｖを旋回しやすくする駆動力配分制御量（ヨーレート制御量）を算出する機能を有している。駆動力配分制御ゲイン可変手段（第２の制御ゲイン可変手段）２００ｔは、車速に応じて変化させる駆動力配分制御ゲインＧ２を駆動力配分制御量に乗算した駆動力配分制御量補正値を生成して駆動力配分装置２００へ送出する機能を有している。なお、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔは、車速の増加にともなって駆動力配分制御ゲインＧ２が減少する特性テーブルを備えている。

次に、図４に示す車両制御ＥＣＵ１０の動作について説明する。最初に、後輪２（図１参照）のトー角を制御する後輪トー角制御系統１０ａの動作について説明する。規範スリップ角算出手段１２０ｓが、旋回中の車両Ｖ（図１参照）を安定化させるための後輪２のトー角に対応する目標値である規範スリップ角を算出すると、この規範スリップ角がＲＴＣ量算出手段１２０ｕへ入力される。一方、旋回中の車両Ｖの後輪２に発生した実際のスリップ角を推定した推定スリップ角もＲＴＣ量算出手段１２０ｕへ入力される。

例えば、ＲＴＣ装置１２０（左トー角変更装置１２０Ｌ、右トー角変更装置１２０Ｒ）のアクチュエータ３０に備わるストロークセンサ３０ａ（図２参照）が検出する図示しないロッドのストローク量に基づいて、ＲＴＣ装置１２０に備わるトー角変更制御ＥＣＵ３７（図２参照）が、それぞれ左右の後輪２Ｌ，２Ｒの転舵角を算出する構成とする。そして、車両制御ＥＣＵ１０は、ＲＴＣ装置１２０に備わるトー角変更制御ＥＣＵ３７から入力される左右の後輪２Ｌ，２Ｒの転舵角に基づいて推定スリップ角を算出する構成により、ＲＴＣ量算出手段１２０ｕへ推定スリップ角をフィードバックするとみなせるフィードバック制御系を構成できる。

さらに、例えば左右の後輪２Ｌ，２Ｒの転舵角と推定スリップ角の関係を予め求め、車両制御ＥＣＵ１０の図示しない記憶部にテーブル形式のデータとして記憶しておく構成とすれば、ＲＴＣ量算出手段１２０ｕは、入力される左右の後輪２Ｌ，２Ｒの転舵角に応じた推定スリップ角を容易に算出できる。

そして、ＲＴＣ量算出手段１２０ｕは、規範スリップ角と推定スリップ角との偏差（スリップ角偏差）を小さくするようにＲＴＣ量（後輪トー角制御量）を算出し、このＲＴＣ量をＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔへ入力する。また、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔへは、車速センサ６から、旋回中の車両Ｖ（図１参照）の車速を検出した車速信号Ｖｓが入力される。

ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔは、車速信号Ｖｓに基づいて算出する車速の上昇に応じてＲＴＣゲインＧ１が増加するような、車速とＲＴＣゲインＧ１との関係を示す関数〔Ｇ１＝ｆ_１（車速）〕のテーブルを備えている。したがって、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔへＲＴＣ量と車速信号Ｖｓが入力されると、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔは、車速信号Ｖｓに基づいて算出する車速の上昇に応じて増加するＲＴＣゲインＧ１をＲＴＣ量に乗算したＲＴＣ量補正値の信号を生成してＲＴＣ装置１２０（左トー角変更装置１２０Ｌ、右トー角変更装置１２０Ｒ）へ送出する。

すなわち、ＲＴＣゲイン可変手段１２０ｔは、車両Ｖ（図１参照）の低速走行時においては、スリップ角偏差に基づくＲＴＣ量に乗算するＲＴＣゲインＧ１を減少し、小さな制御ゲインがＲＴＣ量に乗算されたＲＴＣ量補正値の信号をＲＴＣ装置１２０へ送出するので、後輪２（図１参照）のトー角制御が作用しにくくなる。また、車両Ｖの高速走行時においては、スリップ角偏差に基づくＲＴＣ量に乗算するＲＴＣゲインＧ１を増加し、大きな制御ゲインがＲＴＣ量に乗算されたＲＴＣ量補正値の信号をＲＴＣ装置１２０へ送出するので、後輪２のトー角制御が作用しやすくなる。その結果、高速走行時はＲＴＣが作用しやすくなって安定走行性能を向上できる。

次に、前輪１（図１参照）の駆動力配分を制御する駆動力配分制御系統１０ｂの動作について説明する。規範ヨーレート算出手段２００ｓが、車両Ｖ（図１参照）が旋回しやすくなるように設定されるヨーレートの目標値である規範ヨーレートを算出すると、この規範ヨーレートが駆動力配分制御量算出手段２００ｕへ入力される。一方、旋回中の車両Ｖに発生した実ヨーレートも駆動力配分制御量算出手段２００ｕへ入力される。
この実ヨーレートは、例えば図示しないヨーレートセンサ等によって検出でき、図示しないヨーレートセンサ等が検出する車両Ｖのヨーレート（実ヨーレート）を駆動力配分制御量算出手段２００ｕへ入力する構成により、駆動力配分制御量算出手段２００ｕへ実ヨーレートをフィードバックするとみなせるフィードバック制御系を構成できる。

これによって、駆動力配分制御量算出手段２００ｕは、入力された規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差（ヨーレート偏差）を小さくするように駆動力配分制御量（ヨーレート制御量）を算出し、この駆動力配分制御量を駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔへ入力する。また、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔへは、車速センサ６から、旋回中の車両Ｖ（図１参照）の車速を検出した車速信号Ｖｓも入力される。

駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔは、車速信号Ｖｓに基づいて算出する車速が高くなるほど駆動力配分制御ゲインＧ２が減少するような、車速と駆動力配分制御ゲインＧ２との関係を示す関数〔Ｇ２＝ｆ_２（車速）〕のテーブルを備えている。したがって、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔへ駆動力配分制御量と車速信号Ｖｓが入力されると、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔは、車速信号Ｖｓに基づいて算出する車速の上昇に応じて減少する駆動力配分制御ゲインＧ２を駆動力配分制御量に乗算した駆動力配分制御量補正値の信号を生成して駆動力配分装置２００へ送出する。

すなわち、駆動力配分制御ゲイン可変手段２００ｔは、車両Ｖ（図１参照）の低速走行時においては、ヨーレート偏差に基づく駆動力配分制御量に乗算する駆動力配分制御ゲインＧ２を増加し、大きな制御ゲインが駆動力配分制御量に乗算された駆動力配分制御量補正値の信号を駆動力配分装置２００へ送出するので、前輪１（図１参照）の駆動力配分制御が作用しやすくなる。また、車両Ｖの高速走行時においては、ヨーレート偏差に基づく駆動力配分制御量に乗算する駆動力配分制御ゲインＧ２を減少し、小さな制御ゲインが駆動力配分制御量に乗算された駆動力配分制御量補正値の信号を駆動力配分装置２００へ送出するので、前輪１の駆動力配分制御が作用しにくくなる。その結果、低速走行時は駆動力配分制御が作用しやすくなって旋回性能を向上できる。

以上のような後輪トー角制御系統１０ａの制御と、駆動力配分制御系統１０ｂの制御とを組み合わせると、次のような制御を実現することができる。すなわち、低速走行時は、駆動力配分装置２００の制御ゲインを増加し、ＲＴＣ装置１２０の制御ゲインを減少することにより、低速走行時は旋回しやすいような車両の挙動制御を行い、高速走行時は、駆動力配分装置２００の制御ゲインを減少し、ＲＴＣ装置１２０の制御ゲインを増加することにより、高速走行時は安定走行しやすいような車両の挙動制御を行うようにしている。

このようにして、低速走行時は前輪の駆動力配分制御系統１０ｂの動作を優先させて旋回性能を向上させ、高速走行時は後輪トー角制御系統１０ａの動作を優先させて安定性能を向上させるというように、駆動力配分装置２００とＲＴＣ装置１２０の動作を低速走行時と高速走行時で棲み分けることにより、２つの制御系統の制御が相互干渉を起こすおそれはなくなる。

さらに、低速走行時においては前輪の駆動力配分装置２００の制御を優先させて旋回性能を向上させ、高速走行時においては後輪のＲＴＣ装置１２０の制御を優先させて安定性能を向上させることにより、車両の走行速度に応じた適切な車両挙動の制御を行うことができるので、ドライバビリティを一段と向上させることができる。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前記した実施形態では、ＲＴＣゲインＧ１は車速の上昇に応じて連続的に増加し、駆動力配分制御ゲインＧ２は車速の上昇に応じて連続的に減少するような特性について述べたが、これに限定されるものではない。

例えば、車速が所定の速度以下（例えば、１０ｋｍ/ｈ以下）のときは、駆動力配分制御ゲインＧ２を大きくして旋回性能を向上させ、車速が中間の速度（例えば、１０ｋｍ/ｈ〜４０ｋｍ/ｈ）のときは、ＲＴＣゲインＧ１と駆動力配分制御ゲインＧ２との比率を同じにして、安定性能と旋回性能とをバランスさせ、さらに、車速が所定の速度以上（例えば、４０ｋｍ/ｈ超）のときは、ＲＴＣゲインＧ１を大きくして安定性能を向上させるというように、段階的に制御ゲインを切り換えるようにしてもよい。

なお、以上はＦＦ車両に基づいて説明したが、前輪・後輪の駆動力配分制御と左右後輪のトー角制御（ＲＴＣ）とを独立制御させることにより、４輪の全てに最適な駆動力を自在に配分して、ステアリング操作に忠実な旋回性能や高い車両安定性を実現する、例えば、本出願人のＳＨ−ＡＷＤ（Super Handling All-Wheel-Drive：４輪駆動力自在制御システム）が搭載される４輪駆動（４ＷＤ）の車両に本発明を適用することも可能である。

本発明の車両制御装置によれば、既存の車両に装備されているＲＴＣ装置と駆動力配分装置をそのまま利用して旋回性能と安定性能とを向上させることができるので、既存の大衆車などに有効に利用することが可能となる。

３ 操向ハンドル
４ 舵角センサ
６ 車速センサ
１０ 車両制御ＥＣＵ
３０ アクチュエータ
３７ トー角変更制御ＥＣＵ
１２０ ＲＴＣ装置（後輪トー角制御装置）
１２０ｓ 規範スリップ角算出手段
１２０ｔ ＲＴＣゲイン可変手段（第１の制御ゲイン可変手段）
１２０ｕ ＲＴＣ量算出手段
２００ 駆動力配分装置
２００ｓ 規範ヨーレート算出手段
２００ｔ 駆動力配分制御ゲイン可変手段（第２の制御ゲイン可変手段）
２００ｕ 駆動力配分制御量算出手段

Claims (2)

1. 後輪の推定スリップ角と規範スリップ角とのスリップ角偏差に基づいて算出する後輪トー角制御量で該後輪のトー角制御を行う後輪トー角制御装置と、車両の実ヨーレートと規範ヨーレートとのヨーレート偏差に基づいて算出するヨーレート制御量で左右駆動輪の駆動力配分を行う駆動力配分装置とを備えた車両制御装置であって、
   前記後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを車速の上昇に応じて増加する第１の制御ゲイン可変手段と、
   前記ヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを車速の上昇に応じて減少する第２の制御ゲイン可変手段と、
   をさらに備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両の低速走行時には、前記第１の制御ゲイン可変手段は前記後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを減少してトー角制御を行い、前記第２の制御ゲイン可変手段は前記ヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを増加して駆動力配分制御を行い、
   前記車両の高速走行時には、前記第１の制御ゲイン可変手段は前記後輪トー角制御量に乗算する制御ゲインを増加してトー角制御を行い、前記第２の制御ゲイン可変手段は前記ヨーレート制御量に乗算する制御ゲインを減少して駆動力配分制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

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