JP2010242876A - 車両運動制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の予備制御により左右駆動力配分制御の応答性を向上させ得る車両運動制御システムを提供すること。
【解決手段】この車両運動制御システム１は、左右の駆動輪１１ＲＲ、１１ＲＬに対して所定の配分比にて駆動力を配分する左右駆動力配分制御を行うことができる。この車両運動制御システムでは、過去の走行データから左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路が先方にあるときに、この走行路への突入に先立って、左右駆動力配分制御の応答性を高めるための予備制御が行われている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両運動制御システムに関し、さらに詳しくは、所定の予備制御により左右駆動力配分制御の応答性を向上させ得る車両運動制御システムに関する。

近年の車両運動制御システムでは、左右の駆動輪に対して所定の配分比にて駆動力を配分する左右駆動力配分制御が行われており、これにより、車両の運動あるいは挙動が適正に制御されている。また、左右駆動力配分制御にあたり所定の予備制御を行うことにより、左右駆動力配分制御の応答性が高められている。かかる構成を採用する従来の車両運動制御システムとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開２００８−２８１１１７号公報

この発明は、所定の予備制御により左右駆動力配分制御の応答性を向上させ得る車両運動制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる車両運動制御システムは、左右の駆動輪に対して所定の配分比にて駆動力を配分する左右駆動力配分制御を行い得る車両運動制御システムであって、過去の走行データから前記左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路が先方にあるときに、前記走行路への突入に先立って前記左右駆動力配分制御の予備制御が行われることを特徴とする。

この発明にかかる車両運動制御システムでは、過去の走行データから左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路が先方にあるときに、この走行路への突入に先立って左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。かかる構成では、左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路に車両が突入するときに、これに先立って左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。これにより、左右駆動力配分制御の応答性が向上して、車両運動制御が適正に行われる。

図１は、この発明の実施例にかかる車両運動制御システムを示す構成図である。 図２は、図１に記載した車両運動制御システムの駆動力配分装置を示す構成図である。 図３は、図１に記載した車両運動制御システムの作用を示すフローチャートである。 図４は、図１に記載した車両運動制御システムの変形例１の作用を示すフローチャートである。 図５は、図１に記載した車両運動制御システムの変形例２の作用を示すフローチャートである。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［車両運動制御システム］
この車両運動制御システム１は、車両１０の運動あるいは挙動の制御（車両運動制御）を行うシステムであり、駆動力配分制御装置２と、制御ユニット３とを備える（図１参照）。なお、この実施例では、車両１０がエンジン１２を動力源とする４ＷＤ（four-wheel drive）方式を採用している。また、後輪１１ＲＲ、１１ＲＬにて左右駆動力配分制御が可能となっている。

駆動力配分制御装置２は、右後輪１１ＲＲおよび左後輪１１ＲＬ間にて駆動力の配分比を制御する装置であり、制御ディファレンシャル２１により構成される。制御ディファレンシャル２１は、エンジン１２側から伝達された駆動力を左右の後輪１１ＲＲ、１１ＲＬに配分して伝達する機構である。この駆動力配分制御装置２では、まず、エンジン１２に発生した駆動力が自動変速機１３およびプロペラシャフト１４を介して制御ディファレンシャル２１に伝達される。そして、この駆動力が制御ディファレンシャル２１から左右のドライブシャフト１５Ｒ、１５Ｌを介して右後輪１１ＲＲおよび左後輪１１ＲＬにそれぞれ伝達される。このとき、駆動力が制御ディファレンシャル２１にて所定の配分比に配分されて左右のドライブシャフト１５Ｒ、１５Ｌに伝達される。これにより、右後輪１１ＲＲおよび左後輪１１ＲＬへの駆動力配分が行われる（左右駆動力配分制御）。なお、駆動力配分制御装置２の具体的構造については、後述する。

制御ユニット３は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１と、センサ群３２１、３２２とを有する。ＥＣＵ３１は、車両の操舵角を判定する操舵角判定部３１１、ドライバーの顔画像から特定のドライバーを認証判定する顔認証判定部３１２、左右駆動力配分制御時にて駆動力配分制御装置２を駆動するために必要な処理を行う左右駆動力配分制御部３１３などを有する。各種センサ３２１、３２２には、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）情報を取得するためのＧＰＳセンサ（図示省略）車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、ステアリング１６の操舵角を検出する操舵角センサ３２１、ドライバーの顔認証用の画像を取得する顔認証カメラ３２２などが含まれる。この制御ユニット３では、ＥＣＵ３１がセンサ群３２１、３２２の出力値に基づいて駆動力配分制御装置２およびクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌを駆動制御する。これにより、上記の左右駆動力配分制御ならびに後述する左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。

［駆動力配分制御装置の具体例構造］
また、この車両運動制御システム１では、駆動力配分制御装置２が以下の構成を有する（図２参照）。まず、制御ディファレンシャル２１が、差動装置２１１と、変速装置２１２と、一対のクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４とを有する。差動装置２１１は、駆動力を左右のドライブシャフト１５Ｒ、１５Ｌに配分して伝達する装置である。この差動装置２１１は、リングギア、複数のピニオンギア、キャリアおよびサンギアから成るダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成される。なお、この実施例では、差動装置２１１のギヤ比ρ（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）がρ＝０．５に設定されている。また、差動装置２１１が傘歯車２１５を有し、この傘歯車２１５にてプロペラシャフト１４に連結されている。変速装置２１２は、駆動力を変速して差動装置２１１に伝達する装置であり、一対のクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４を介して差動装置２１１に連結される。この変速装置２１２は、例えば、サンギア、ピニオンギア、キャリアおよびリングギアから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成される。一対のクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４は、変速装置２１２の出力を差動装置２１１に選択的に伝達する係合要素である。これらのクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４は、トルク移動切換用の係合要素であり、例えば、スリップ係合できる多板式の摩擦係合機構により構成される。なお、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４は、油圧機構あるいは電磁機構（図示省略）により駆動される。

この駆動力配分制御装置２では、エンジン１２からの駆動力がプロペラシャフト１４を介して差動装置２１１に入力される。そして、この駆動力が差動装置２１１から左右のドライブシャフト１５Ｒ、１５Ｌに伝達されて、左右の後輪１１ＲＲ、１１Ｒが駆動される。また、ＥＣＵ３１からの制御指令がクラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４の油圧機構（あるいは電磁機構）に入力されて、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４が駆動される。そして、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌおよびブレーキ２１４の係合／解放ならびにスリップ係合時の伝達トルク量が制御されることにより、変速装置２１２から差動装置２１１への駆動力伝達が制御される。これにより、右後輪１１ＲＲおよび左後輪１１ＲＬへの駆動力配分が制御される。

［左右駆動力配分制御の予備制御］
ここで、左右駆動力配分制御の実行時には、制御ディファレンシャルのクラッチのクリアランス（ガタ）が問題となる。すなわち、クラッチのクリアランスが大きいと、左右駆動力配分制御の応答性が低下（応答遅れが発生）するおそれがある。逆に、クラッチのクリアランスが小さいと、燃費が悪化するおそれがある（いわゆるクラッチの引きずり状態）。

このため、左右駆動力配分制御が必要となる可能性が高い場合には、左右駆動力配分制御の応答性を向上させるための予備制御が行われることが好ましい。例えば、大きな旋回半径を有する先方コーナーがあるときには、クラッチのクリアランスを小さくする制御（ガタ詰め制御）が行われることが好ましい。また、その一方で、左右駆動力配分制御が不必要な場合には、燃費を向上させるために、かかる予備制御が行われない（禁止される）ことが好ましい。

そこで、この車両運動制御システム１では、以下のように左右駆動力配分制御の予備制御が行われている（図３参照）。

ステップＳＴ１１では、車両の進行方向先方に旋回路（先方コーナー）があるか否かが判定される。この判定は、例えば、制御ユニット３の記憶装置（図示省略）に記憶された地理的情報とＧＰＳセンサにより取得された情報とに基づいて行われる。このステップＳＴ１１にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１２に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１６に進む。

ステップＳＴ１２では、先方コーナーの旋回半径が所定の閾値以下か否かの判定が行われる。先方コーナーの旋回半径は、例えば、制御ユニット３の記憶装置に記憶された地理的情報に基づいて取得される。所定の閾値は、例えば、過去の走行データから左右駆動力配分制御が実施される可能性がある範囲に設定される。このステップＳＴ１２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１６に進む。

ステップＳＴ１３では、左右駆動力配分制御の予備制御の実施中か否かが判定される。この判定は、予備制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて判定される。このステップＳＴ１３にて、肯定判定が行われた場合には、処理が終了され、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１４に進む。

ステップＳＴ１４では、左右駆動力配分制御の予備制御実施フラグがＯＮに設定される。このステップＳＴ１４の後にステップＳＴ１５に進む。

ステップＳＴ１５では、左右駆動力配分制御の予備制御が実施される。すなわち、車流の進行方向に大きな旋回半径を有する先方コーナーがあるときには、左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。例えば、左右駆動力配分制御の予備制御として、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌのガタ詰め制御が行われる。これにより、先方コーナーへの突入に先立って所定の予備制御が行われるので、左右駆動力配分制御の応答性が向上する。なお、このガタ詰め制御は、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌが油圧機構により駆動される構成では、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌの棚圧制御により行われ、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌが電磁機構により駆動される構成では、クラッチ２１３Ｒ、２１３Ｌのプレトルク指示制御により行われる。このステップＳＴ１５の後に、処理が終了される。

ステップＳＴ１６では、左右駆動力配分制御の予備制御の実施中か否かが判定される。この判定は、予備制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて判定される。このステップＳＴ１６にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ１７に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。

ステップＳＴ１７では、左右駆動力配分制御の予備制御実施フラグがＯＦＦに設定される。このステップＳＴ１７の後にステップＳＴ１８に進む。

ステップＳＴ１８では、左右駆動力配分制御の予備制御が実施解除される。すなわち、先方コーナーの旋回半径が小さいときは、左右駆動力配分制御の予備制御が禁止される。これにより、車両の燃費が向上する。このステップＳＴ１８の後に処理が終了される。

［効果］
以上説明したように、この車両運動制御システム１では、大きな旋回半径を有する先方コーナーがあるときに、この先方コーナーへの突入前に左右駆動力配分制御の予備制御（ＳＴ１５）が行われる（図３参照）。車両が大きな旋回半径を有する先方コーナーに突入するときには、これと同時に左右駆動力配分制御が開始される可能性が高い。このとき、先方コーナーへの突入に先立って所定の予備制御が行われているので、左右駆動力配分制御の応答性が向上する。

［変形例１］
なお、この車両運動制御システム１では、過去の走行データから左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路が先方にあるときに、この走行路への突入に先立って左右駆動力配分制御の予備制御が行われても良い。かかる構成では、左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路に車両が突入するときに、これに先立って左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。これにより、左右駆動力配分制御の応答性が向上して、車両運動制御が適正に行われる。特に、かかる構成では、車両の旋回時にのみ予備制御が行われる構成（図示省略）と比較して、旋回路以外の走行路（例えば、路面の凹凸によってヨーレート偏差が大きく変動する直線路）の走行時にも、左右駆動力配分制御の応答性を向上させ得る利点がある。なお、過去の走行データには、例えば、ヨーレート偏差などの車両挙動の履歴データが用いられ得る。

例えば、この変形例１の車両運動制御システム１では、左右駆動力配分制御の予備制御が以下のように行われている（図４参照）。

ステップＳＴ２０１では、車両の進行方向に先方コーナーがあるか否かが判定される。この判定は、例えば、制御ユニット３の記憶装置（図示省略）に記憶された地理的情報とＧＰＳセンサにより取得された情報とに基づいて行われる。このステップＳＴ２０１にて、肯定判定が行われた場合には、図３のステップＳＴ１２に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０２に進む。

ステップＳＴ２０２では、車両のヨーレートの振動成分が所定の閾値以上か否かが判定される。この判定では、例えば、車両のヨーレートがヨーレートセンサの出力値として取得され、このヨーレートにバイパスフィルタ処理を施して抽出された成分がヨーレートの振動成分（ヨーレート偏差）として用いられる。そして、この振動成分の絶対値が所定の回数（Ｎγ回）継続して所定の閾値以上となったときに、肯定判定が行われる。このステップＳＴ２０２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０３に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０８に進む。

ステップＳＴ２０３では、現在の走行位置におけるヨーレート偏差の振動が過去の走行時にも発生したか否かが判定される。この判定は、過去の走行データに基づいて行われる。このステップＳＴ２０３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０４に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２１１に進む。

ステップＳＴ２０４では、現在の走行位置におけるヨーレート偏差の振動が過去の走行時にて所定の回数（Ｎ回）以上発生しているか否かが判定される。このステップＳＴ２０４にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０５に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２１１に進む。

ステップＳＴ２０５では、左右駆動力配分制御の予備制御の実施中（予備制御実施フラグがＯＮ）か否かが判定される。この判定は、予備制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて判定される。このステップＳＴ２０５にて、肯定判定が行われた場合には、処理が終了され、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０６に進む。

ステップＳＴ２０６では、左右駆動力配分制御の予備制御実施フラグがＯＮに設定される。このステップＳＴ２０６の後にステップＳＴ２０７に進む。

ステップＳＴ２０７では、左右駆動力配分制御の予備制御が実施される。すなわち、過去の走行データから現在の走行位置におけるヨーレート偏差が算出され、このヨーレート偏差の振動が過去の走行時にて所定の回数（Ｎ回）以上発生しているとき（ＳＴ２０１〜ＳＴ２０４の肯定判定）には、その後、左右駆動力配分が行われる可能性が高い。そこで、かかる場合には、車両の進行方向に旋回路（先方コーナー）が無い場合であっても、左右駆動力配分制御の予備制御が行われる。これにより、左右駆動力配分制御の応答性が向上する。なお、予備制御の内容は、上記した予備制御（ＳＴ１５）の内容と同じである。

ステップＳＴ２０８では、左右駆動力配分制御の予備制御の実施中か否かが判定される。この判定は、予備制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて判定される。このステップＳＴ２０８にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ２０９に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。

ステップＳＴ２０９では、左右駆動力配分制御の予備制御実施フラグがＯＦＦに設定される。このステップＳＴ２０９の後にステップＳＴ２１０に進む。

ステップＳＴ２１０では、左右駆動力配分制御の予備制御が実施解除される。すなわち、車両の進行方向に先方コーナーが無く且つヨーレート偏差の振動が小さいとき（ステップＳＴ２０１の否定判定かつステップＳＴ２０２の否定判定）には、左右駆動力配分制御の予備制御が禁止される。これにより、無用な予備制御が省略されるので、車両の燃費が向上する。このステップＳＴ２１０の後に処理が終了される。

ステップＳＴ２１１では、現在の走行位置におけるヨーレート偏差の振動の履歴がイクリメントされて記憶される。このステップＳＴ２１１の後に、処理が終了される。

［変形例２］
また、この車両運動制御システム１では、ドライバーに応じて左右駆動力配分制御の予備制御が禁止されても良い。すなわち、ドライバーが一定の運転スキルを有する場合には、ドライバーのステアリング操作により安定的な走行が実現されるため、予備制御の必要性が低い。そこで、所定の運転スキルを有するドライバーの運転時には、左右駆動力配分制御の予備制御が禁止される。かかる構成では、無用な予備制御が省略されるので、車両の燃費が向上する利点がある。

例えば、この変形例２の車両運動制御システム１では、左右駆動力配分制御の予備制御が以下のように行われている（図５参照）。

ステップＳＴ３１では、車両の進行方向における路面形状が取得される。路面形状の予測は、例えば、制御ユニット３の記憶装置に記憶された地理的情報とＧＰＳセンサにより取得された情報とに基づいて行われる。なお、このとき、左右駆動力配分制御を必要とする路面形状か否かが車両の挙動（例えば、ヨーレート偏差の振動）に基づき判定されて学習されても良い。このステップＳＴ３１の後に、ステップＳＴ３２に進む。

ステップＳＴ３２では、左右駆動力配分制御の予備制御の実施中か否かが判定される。この判定は、予備制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦに基づいて判定される。このステップＳＴ３２にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ３３に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。

ステップＳＴ３３では、ドライバーが所定の運転スキルを有するか否かが判定される。ドライバーの運転スキルの有無の判定は、例えば、個々のドライバーとそのドライバーの運転スキルとを関連づけたデータベースが設けられ、このデータベースと顔認証カメラ３２２から取得されたドライバーの顔画像との照合結果に基づいて行われる。また、かかる判定は、生体認証、カード認証あるいはキー認証、運転者によるスイッチ操作、その他の個人認証手段により行われても良い。このステップＳＴ３３にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ３４に進み、否定判定が行われた場合には、処理が終了される。

ステップＳＴ３４では、左右駆動力配分制御の予備制御が実施される。なお、予備制御の内容は、上記した予備制御（ＳＴ１５）の内容と同じである。車両の進行方向に左右駆動力配分制御を必要とする走行路があり且つドライバーの運転スキルが無いとき（ステップＳＴ３２の否定判定かつステップＳＴ３３の否定判定）に、左右駆動力配分制御の予備制御が実施される。これにより、左右駆動力配分制御の応答性が向上して、車両運動制御が適正に行われる利点がある。また、言い換えれば、車両の進行方向に左右駆動力配分制御を必要とする走行路がないとき（ステップＳＴ３２の肯定判定）や、ドライバーの運転スキルが有るとき（ステップＳＴ３３の肯定判定）には、左右駆動力配分制御の予備制御が行われない。これにより、無用な予備制御が省略されるので、車両の燃費が向上する利点がある。このステップＳＴ３４の後に、処理が終了される。

以上のように、この発明にかかる車両運動制御システムは、所定の予備制御により左右駆動力配分制御の応答性を向上させ得る点で有用である。

１ 車両運動制御システム、１０ 車両、１１ＲＲ、１１ＲＬ 後輪（駆動輪）、１２ エンジン、１３ 自動変速機、１４ プロペラシャフト、１５Ｒ、１５Ｌ ドライブシャフト、１６ ステアリング、２ 駆動力配分制御装置、２１ 制御ディファレンシャル、２１１ 差動装置、２１２ 変速装置、２１３Ｒ、２１３Ｌ クラッチ、２１４ ブレーキ、２１５ 傘歯車、３ 制御ユニット、３１１ 操舵角判定部、３１２ 顔認証判定部、３１３ 左右駆動力配分制御部、３１ ＥＣＵ、３２１ 操舵角センサ、３２２ 顔認証カメラ

Claims (2)

1. 左右の駆動輪に対して所定の配分比にて駆動力を配分する左右駆動力配分制御を行い得る車両運動制御システムであって、
   過去の走行データから前記左右駆動力配分制御が行われる可能性が高い走行路が先方にあるときに、前記走行路への突入に先立って前記左右駆動力配分制御の予備制御が行われることを特徴とする車両運動制御システム。
2. ドライバーに応じて前記予備制御が禁止される請求項１に記載の車両運動制御システム。

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