JP2010230040A - 左右駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 旋回アシスト方向と復元アシスト方向とで装置効率に差があっても適切な左右駆動力配分を実現できる左右駆動力配分装置を提供する。
【解決手段】 補正ゲイン設定処理を開始すると、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ２１で左右前輪４ｆｌ，４ｆｒの車輪速Ｗｆｌ，Ｗｆｒから自動車１の旋回方向Ｔｄ（左，右）を判定した後、ステップＳ２２で駆動力配分ベース値Ｄｂからアシスト方向Ａｄ（左，右）を判定する。次に、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ２３で旋回方向Ｔｄとアシスト方向Ａｄとが一致しているか否かを判定し、この判定がＹｅｓであれば補正ゲインＧｃを１に設定し、Ｎｏであれば補正ゲインＧｃを所定の低減値Ｇｒに設定する。低減値Ｇｒは、ＡＴＴＳ１３の旋回アシスト方向における装置効率を復元アシスト方向における装置効率で除した値であり、例えば「０．７５」程度に設定されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、左右駆動力配分装置に係り、旋回アシスト方向と復元アシスト方向とで装置効率に差がある場合においても適切な左右駆動力配分を実現する技術に関する。

車両の走行安定性等を向上させる車両挙動制御装置として、左右駆動輪（すなわち、左右ドライブシャフト）の回転差を吸収するディファレンシャル装置に並設され、左右駆動輪間での駆動力配分を連続的に変化させるＡＴＴＳ(Active Torque Transfer System：左右駆動力配分装置：特許文献１〜３参照)が存在する。ＡＴＴＳは、遊星歯車機構や一対の油圧クラッチ、油圧制御装置等から構成されており、左右ドライブシャフトの一方を制動すると共に、その制動力を駆動力として他方へ付与することにより、旋回走行時等における左右駆動輪間の駆動力配分を連続的に可変制御する。なお、ＡＴＴＳには、油圧クラッチや油圧制御装置に代えて、電磁クラッチや電流制御装置を備えたものも存在する。

特許第３１０４１５７号 特開平９−３０９３５７号公報 特開２００８−４４５５５号公報

これまでＡＴＴＳを搭載した自動車では、加速状態で旋回路へ進入したときのアンダーステアの解消を主たる目的として、旋回外側の駆動力配分を大きくする旋回アシスト制御のみを行なっていたが、旋回内側の駆動量配分を大きくする復元アシスト制御も行ない、オーバーステアを解消したり、直進路への復帰時における復帰力を高め、車両挙動の安定性を更に一層高めることが考えられる。この場合、ＡＴＴＳを搭載した自動車では車速および操舵角に基づいて設定した規範ヨーレイトと、操舵角センサが検出した実ヨーレイトとの差に応じて目標制御量（制御指示値）が設定されるが、ＡＴＴＳの機構上、旋回アシスト方向よりも復元アシスト方向の方が装置効率が高い為、旋回アシスト方向と復元アシスト方向とに同一の制御指示値を設定した場合には、復元アシスト方向では旋回内側の駆動力配分が大きくなり過ぎてしまう問題がある。

本発明は上記状況に鑑みなされたもので、旋回アシスト方向と復元アシスト方向とで装置効率に差があっても適切な左右駆動力配分を実現できる左右駆動力配分装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、車両に搭載され、左右駆動輪に対する駆動力配分を可変制御する左右駆動力配分装置であって、前記車両の目標運動状態量と実運動状態量とに基づき、左右駆動力配分ベース値を設定する駆動力配分ベース値設定手段と、前記車両の旋回方向を判定する旋回方向判定手段と、前記左右駆動力配分ベース値と前記旋回方向とに基づき、駆動力配分補正値を設定する補正値設定手段と、前記左右駆動力配分ベース値と前記駆動力配分補正値とに基づき、目標左右駆動力配分制御値を設定する目標駆動力配分設定手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明に係る左右駆動力配分装置において、前記旋回方向判定手段は、前記左右駆動輪間の車輪速差に基づいて前記旋回方向を判定することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明に係る左右駆動力配分装置において、前記補正値設定手段は、前記駆動力配分ベース値が旋回内側の駆動力配分を旋回外側の駆動力配分よりも大きくするものである場合、前記駆動力配分ベース値の絶対値を小さくするように前記駆動力配分補正値を設定することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、旋回アシスト側においては、駆動力配分ベース値がそのまま目標駆動力配分制御値となり、円滑な旋回アシストが実現される一方、復元アシスト側においては、駆動力配分ベース値を小さくしたものが目標駆動力配分制御値となり、旋回内側に過剰な駆動力配分が付与されなくなって良好な操縦安定性が確保できる。

実施形態に係る車両の装置構成を示す平面図である。 実施形態に係るＡＴＴＳ−ＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る駆動力配分設定部の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る駆動力配分制御の手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る補正ゲイン設定処理の手順を示すフローチャートである。

以下、ＡＴＴＳを搭載したＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）式の４輪自動車（以下、単に自動車と記す）に本発明を適用した２つの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

≪実施形態の構成≫
図１は実施形態に係る自動車の装置構成を示す平面図であり、図２は実施形態に係るＡＴＴＳ−ＥＣＵの概略構成を示すブロック図であり、図３は実施形態に係る駆動力配分設定部の概略構成を示すブロック図である。

＜車両の装置構成＞
先ず、図１を参照して、自動車の装置構成について説明する。説明にあたり、４本の車輪やそれらに対応して配置された部材については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して例えば車輪４ｆｌ（左前）、車輪４ｆｒ（右前）、車輪４ｒｌ（左後）、車輪４ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には例えば車輪４と記す。

図１に示すように、自動車１は、車体２の前後左右に、タイヤ３が装着された４つの車輪４を有しており、操舵アシストを行うＥＰＳ（Electric Power Steering：電動パワーステアリング）１１と、左右前輪４ｆｌ，４ｆｒ（すなわち、左右ドライブシャフト５ｆｌ，５ｆｒ）に対して駆動力を可変配分するＡＴＴＳ１３と、ＡＴＴＳ１３を駆動制御するＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６とを搭載している。

自動車１は、車輪速を検出する車輪速センサ２１を各車輪４ごとに備える他、ステアリングホイール７の操舵角を検出する操舵角センサ２２、車体２の実ヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ２３、車体２の横加速度を検出する横Ｇセンサ２４、車体２の前後加速度を検出する前後Ｇセンサ２５、ＡＴＴＳ１３の制御油圧を検出する油圧センサ２６等を適所に有している。

ＡＴＴＳ１３は、各一対の遊星歯車機構および油圧クラッチ、油圧クラッチを駆動制御する油圧制御弁等から形成されており、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６からの制御電流に応じて左右前輪４ｆｌ，４ｆｒに対する駆動力の配分を連続的に変化させる。ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、他の各種制御装置やＡＴＴＳ１３、各センサ２１〜２６と接続されている。

＜ＡＴＴＳ−ＥＣＵ＞
図２に示すように、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、図示しない入出力インタフェースの他、車速推定部４１と、ＦＦ（フィードフォワード）制御部４２と、規範車両モデル４３と、オブザーバ４４と、ヨーレイトＦＢ（フィードバック）設定部４５と、ヨーモーメントＦＢ設定部４６と、スリップ角ＦＢ設定部４７と、ＦＢ制御部４８と、駆動力配分設定部４９と、制御電流生成部５０とを備えている。

車速推定部４１は、各車輪４の車輪速に基づき、自動車１の車速を推定する。ＦＦ制御部４２は、操舵角や車速に基づき、駆動力配分ＦＦ制御量を設定する。規範車両モデル４３は、操舵角や車速等に基づき、規範ヨーレイトや規範ヨーモーメント、規範スリップ角を設定する。オブザーバ４４は、車速や横加速度、前後加速度、実ヨーレイト、制御油圧に基づき、推定ヨーモーメントや推定スリップ角を算出する。

ヨーレイトＦＢ設定部４５は、後述するように、規範ヨーレイトや実ヨーレイトに基づき、ヨーレイトＦＢ値を設定する。ヨーモーメントＦＢ設定部４６は、規範ヨーモーメントと推定ヨーモーメントとに基づき、ヨーモーメントＦＢ値を設定する。スリップ角ＦＢ設定部４７は、規範スリップ角と推定スリップ角とに基づき、スリップ角ＦＢ値を設定する。ＦＢ制御部４８は、ヨーレイトＦＢ値とヨーモーメントＦＢ値とスリップ角ＦＢ値とに基づき、駆動力配分ＦＢ制御量を設定する。

駆動力配分設定部４９は、駆動力配分ＦＦ制御量や駆動力配分ＦＢ制御量の他、左右前輪４ｆｌ，４ｆｒの車輪速に基づき、駆動力配分制御量（油圧制御指示値）を設定する。制御電流生成部５０は、駆動力配分制御量に基づき、駆動電流を設定してＡＴＴＳ１３に出力する。

＜駆動力配分設定部＞
図３に示すように、駆動力配分設定部４９は、旋回方向判定部６１と、ベース値設定部６２と、補正ゲイン設定部６３と、制御量設定部６４とから構成されている。
旋回方向判定部６１は、車輪速センサ２１ｆｌ，２１ｆｒから入力した左右前輪４ｆｌ，４ｆｒの車輪速Ｗｆｌ，Ｗｆｒに基づき、自動車１の旋回方向Ｃｔを判定する。また、ベース値設定部６２は、ＦＦ制御部４２から入力した駆動力配分ＦＦ制御量Ｄｆｆと、ＦＢ制御部４８から入力した駆動力配分ＦＢ制御量Ｄｆｂとに基づき、駆動力配分ベース値Ｄｂを設定する。また、補正ゲイン設定部６３は、旋回方向Ｃｔと駆動力配分ベース値Ｄｂとに基づき、補正ゲインＧｃを設定する。また、制御量設定部６４は、駆動力配分ベース値Ｄｂと補正ゲインＧｃ（駆動力配分補正値）とに基づき、目標駆動力配分制御値Ｄｔｇｔを設定する。

≪実施形態の作用≫
＜駆動力配分制御＞
自動車１が走行を開始すると、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、図４のフローチャートにその手順を示す駆動力配分制御を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行する。

駆動力配分制御を開始すると、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は先ず、運転者の操舵に応じた迅速な駆動力配分を実現すべく、図４のステップＳ１で車速と操舵角とに基づいて駆動力配分ＦＦ制御量Ｄｆｆを設定する。

次に、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ２で規範ヨーレイトと推定ヨーレイトとの差に応じてヨーレイトＦＢ値ＹＲｆｂを設定し、ステップＳ３で規範ヨーモーメントと推定ヨーモーメントとの差に応じてヨーモーメントＦＢ値ＹＭｆｂを設定し、ステップＳ４で規範スリップ角と推定スリップ角との差に応じてスリップ角ＦＢ値ＳＡｆｂを設定する。次に、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ５で、ヨーレイトＦＢ値ＹＲｆｂとヨーモーメントＦＢ値ＹＭｆｂとスリップ角ＦＢ値ＳＡｆｂとを和すことにより、駆動力配分ＦＢ制御量Ｄｆｂを設定する。

次に、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、駆動力配分ＦＦ制御量Ｄｆｆと駆動力配分ＦＢ制御量Ｄｆｂとの和に基づきステップＳ６で駆動力配分ベース値Ｄｂを設定した後、ステップＳ７で駆動力配分ベース値Ｄｂに補正ゲインＧｃを乗じることによって目標駆動力配分制御値Ｄｔｇｔを設定する。しかる後、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ８でＡＴＴＳ１３（油圧制御弁駆動用リニアソレノイド）に対する目標駆動電流Ｉｔｇｔを設定／出力する。

＜補正ゲイン設定処理＞
ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、上述した駆動力配分制御と並行して、図５のフローチャートにその手順を示す補正ゲイン設定処理を所定の制御インターバル（例えば、１０ｍｓ）で繰り返し実行する。

補正ゲイン設定処理を開始すると、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、図５のステップＳ２１で左右前輪４ｆｌ，４ｆｒの車輪速Ｗｆｌ，Ｗｆｒから自動車１の旋回方向Ｔｄ（左，右）を判定した後、ステップＳ２２で駆動力配分ベース値Ｄｂからアシスト方向Ａｄ（左，右）を判定する。アシスト方向Ａｄは駆動力配分制御によってアシストされる方向であり、左旋回の場合を例にすると、アシスト方向Ａｄが左の場合には旋回内側（左前輪４ｆｌ）の駆動力配分より旋回外側（右前輪４ｆｒ）の駆動力配分が大きくなって旋回アシストが行われ、アシスト方向Ａｄが右の場合には旋回内側（左前輪４ｆｌ）の駆動力配分が旋回外側（右前輪４ｆｒ）の駆動力配分よりも大きくなって復元アシストが行われる。

次に、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ２３で旋回方向Ｔｄとアシスト方向Ａｄとが一致しているか否かを判定する。そして、ＡＴＴＳ−ＥＣＵ１６は、ステップＳ２３の判定がＹｅｓであればステップＳ２４で補正ゲインＧｃを１に設定し、ＮｏであればステップＳ２５で補正ゲインＧｃを所定の低減値Ｇｒに設定する。低減値Ｇｒは、ＡＴＴＳ１３の旋回アシスト方向における装置効率を復元アシスト方向における装置効率で除した値であり、例えば「０．７５」程度に設定されている。

これにより、復元アシスト方向に駆動力配分ベース値Ｄｂが設定された場合においても、装置効率を補償するように目標駆動力配分制御値Ｄｔｇｔが小さくなり、旋回内側に過剰な駆動力配分が付与されなくなって良好な操縦安定性が確保できる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態はＦＦ式の自動車に適用したものであるが、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）式や４輪駆動式の自動車にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では油圧制御式のＡＴＴＳに本発明を適用したが、本発明は電磁制御式のＡＴＴＳにも同様に適用可能である。また、上記実施形態では、左右駆動輪の車輪速によって旋回方向を判定するようにしたが、ヨーレイト等によって旋回方向を判定してもよい。また、車両の具体的構成や制御の具体的手順等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 自動車（車両）
２ 車体
４ 車輪
１３ ＡＴＴＳ
１６ ＡＴＴＳ−ＥＣＵ（左右駆動力配分装置）
２３ ヨーレイトセンサ（実運動状態量検出手段）
４３ 規範車両モデル（目標運動状態量設定手段）
４９ 駆動力配分設定部
６１ 旋回方向判定部（旋回方向判定手段）
６２ ベース値設定部（駆動力配分ベース値設定手段）
６３ 補正ゲイン設定部（補正値設定手段）
６４ 制御量設定部（目標駆動力配分設定手段）

Claims (3)

1. 車両に搭載され、左右駆動輪に対する駆動力配分を可変制御する左右駆動力配分装置であって、
   前記車両の旋回走行時における目標運動状態量と実運動状態量とに基づき、左右駆動力配分ベース値を設定する駆動力配分ベース値設定手段と、
   前記車両の旋回方向を判定する旋回方向判定手段と、
   前記左右駆動力配分ベース値と前記旋回方向とに基づき、駆動力配分補正値を設定する補正値設定手段と、
   前記左右駆動力配分ベース値と前記駆動力配分補正値とに基づき、目標左右駆動力配分制御値を設定する目標駆動力配分設定手段と
   を備えたことを特徴とする左右駆動力配分装置。
2. 前記旋回方向判定手段は、前記左右駆動輪間の車輪速差に基づいて前記旋回方向を判定することを特徴とする、請求項１に記載された左右駆動力配分装置。
3. 前記補正値設定手段は、前記駆動力配分ベース値が旋回内側の駆動力配分を旋回外側の駆動力配分よりも大きくするものである場合、前記駆動力配分ベース値の絶対値を小さくするように前記駆動力配分補正値を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された左右駆動力配分装置。

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