JP3054265B2 - 車両のヨー運動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回時における車両の
ヨーレートを目標値に制御する車両のヨー運動制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば特
開平１−２１８９７７号公報に示されるように、ビスカ
スカップリングを付設したセンターデファレンシャルを
備えた四輪駆動車において、後輪回転速度が前輪回転速
度より速く、かつ車両の横加速度が大きいときまたは車
両の旋回半径が小さいとき、後輪を前輪に対して逆相に
操舵することにより、前輪への駆動力配分の増加に起因
した車両のヨーレートの減少を補正している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、車両のヨー運動を変更するための各制御
対象に関係した応答性や影響度を考慮して車両のヨー運
動を制御しておらず、所望のステアリング性能が得られ
ないという問題があった。本発明は上記問題に対処する
ためになされたもので、その目的は、制御対象に関係し
て車両のヨー運動を的確に制御する車両のヨー運動制御
装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、エンジンからの駆動力を
車輪に伝達する駆動力伝達機構内に設けられて前輪およ
び後輪への駆動力配分比を変更可能な駆動力配分機構
と、後輪を操舵する後輪操舵機構とを備えた車両に適用
され、前輪舵角を検出する前輪舵角検出手段と、車速を
検出する車速検出手段と、前記検出した前輪舵角および
車速に基づいて第１後輪操舵量を決定する後輪操舵量決
定手段と、前記決定した第１後輪操舵量に応じた制御信
号により前記後輪操舵機構をフィードフォワード制御し
て後輪を同決定した第１後輪操舵量に操舵制御する操舵
制御手段と、前記検出した前輪舵角および車速に基づい
て目標ヨーレートを決定する目標ヨーレート決定手段
と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段
と、前記決定した目標ヨーレートと前記検出したヨーレ
ートとの差に応じて前後輪の駆動力配分比を計算して、
同計算した駆動力配分比に応じた制御信号により駆動力
配分機構をフィードバック制御して両ヨーレートの差を
なくす駆動力配分制御手段と、前記計算された駆動力配
分比に基づいて前記駆動力配分制御手段による駆動力配
分の制御遅れを補償するための第２後輪操舵量を計算し
て、同計算した第２後輪操舵量を前記第１後輪操舵量に
加えて前記操舵制御手段によるフィードフォワード制御
に前記第２後輪操舵量を加味する遅れ補償手段とを備え
たことにある。

【０００５】

【作用】上記のように構成した本発明においては、後輪
操舵量決定手段が検出された前輪舵角および車速に基づ
いて第１後輪操舵量を決定し、操舵制御手段が前記決定
した第１後輪操舵量に応じた制御信号により後輪操舵機
構をフィードフォワード制御して後輪を同決定した第１
後輪操舵量に操舵制御するので、後輪の操舵量は前輪舵
角および車速によりフィードフォワード制御される。一
方、目標ヨーレート決定手段は検出した前輪舵角および
車速に基づいて目標ヨーレートを決定し、駆動力配分制
御手段が前記決定した目標ヨーレートと検出したヨーレ
ートとの差に応じて前後輪の駆動力配分比を計算し、同
計算した駆動力配分比に応じた制御信号により駆動力配
分機構をフィードバック制御して両ヨーレートの差をな
くすので、前後輪の駆動力配分は検出ヨーレートにより
フィードバック制御される。さらに、遅れ補償手段は、
前記計算された駆動力配分比に基づいて駆動力配分制御
手段による駆動力配分の制御遅れを補償するための第２
後輪操舵量を計算して、同計算した第２後輪操舵量を前
記第１後輪操舵量に加えて前記操舵制御手段によるフィ
ードフォワード制御に前記第２後輪操舵量を加味する。

【０００６】一般的に、後輪を操舵制御した場合には、
同制御に対する車両のヨー運動変化の応答性は速いが、
後輪への駆動力が大きかったりスリップ角が大きくなる
とヨー運動への影響度は小さくなる。また、前輪および
後輪への駆動力配分比を変更制御した場合には、前記応
答性は悪いが、後輪への駆動力が大きかったりスリップ
角が大きくても前記影響度は大きい。したがって、前記
のように、後輪操舵をフィードフォワード制御が分担
し、駆動力配分をフィードバック制御が分担すれば、車
両のヨー運動が応答性良好かつ安定性良好に制御される
ことになる。また、遅れ補償手段により、駆動力配分比
に基づいて計算した第２後輪操舵量が前記操舵制御手段
によるフィードフォワード制御に加味されて、前記駆動
力配分のフィードバック制御による遅れも補償される。

【０００７】

【発明の効果】上記作用説明のように、本発明によれ
ば、後輪操舵をフィードフォワード制御するとともに駆
動力配分をフィードバック制御することにより、車両の
ヨー運動が応答性良好かつ安定性良好に制御されるの
で、車両のヨー運動が的確に制御されることになり、車
両における所望のステアリング性能が得られる。また、
遅れ補償手段の作用により、前記駆動力配分のフィード
バック制御による遅れも補償されるので、車両における
所望のステアリング性能がより的確に得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は同実施例に係る車両の全体を概略的に示
している。この車両は、前輪ＦＷ１，ＦＷ２および後輪
ＲＷ１，ＲＷ２へ駆動力を伝達する駆動力伝達機構１０
と、前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪操舵機構３０
と、後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵する後輪操舵機構４０
と、駆動力伝達機構１０および後輪操舵機構４０を電気
的に制御する電気制御装置５０とを備えている。

【０００９】駆動力伝達機構１０は、エンジン１１から
の駆動力がオートマチックトランスミッション１３を介
して伝達されるセンターデファレンシャル１４を備えて
いる。センターデファレンシャル１４は伝達された駆動
力をフロントプロペラシャフト１５およびリヤプロペラ
シャフト１６を介しフロントデファレンシャル１７およ
びリヤデファレンシャル１８に分配する。フロントデフ
ァレンシャル１７は伝達された駆動力をフロントアクス
ルシャフト２１ａ，２１ｂを介し前輪ＦＷ１，，ＦＷ２
に分配する。リヤデファレンシャル１８は伝達された駆
動力をリヤアクスルシャフト２２ａ，２２ｂを介し後輪
ＲＷ１，ＲＷ２に分配する。

【００１０】フロントプロペラシャフト１５とリヤプロ
ペラシャフト１６との間には駆動力配分機構としての湿
式多板クラッチ２３が設けられており、同クラッチ２３
はフロントプロペラシャフト１５とリヤプロペラシャフ
ト１６とに対する駆動力配分を変更する。本実施例で
は、湿式多板クラッチ２３に対する供給油圧が低いとき
両シャフト１５，１６への駆動力配分比が３：７に設定
されるとともに、同供給油圧が上昇すると同配分比が
５：５（両シャフト１５，１６の直結状態）まで連続的
に変化するようになっている。この供給油圧は、油圧ポ
ンプ２４、圧力制御バルブ２５及びリザーバ２６からな
る油圧回路から供給されるもので、電気的に制御される
圧力制御バルブ２５によって可変制御される。

【００１１】前輪操舵機構３０は操舵ハンドル３１を備
え、同ハンドル３１は操舵軸３２の上端に固定されてい
る。操舵軸３２はステアリングギヤボックス３３内にて
ラックバー３４に噛合しており、同バー３４は操舵軸３
２の回転により軸方向に変位する。ラックバー３４はそ
の両端にてナックルアーム３５ａ，３５ｂを介して前輪
ＦＷ１，ＦＷ２を操舵可能に接続している。ステアリン
グギヤボックス３３の上部には制御バルブ３６が組み付
けられている。制御バルブ３６は油圧ポンプ３７および
リザーバ３８に接続されており、操舵軸３２に付与され
る操舵トルクに応じてパワーシリンダ３９の左右油室に
対する作動油の給排を制御する。パワーシリンダ３９は
ラックバー３４を軸方向に駆動することにより、前輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２の操舵を助勢する。

【００１２】後輪操舵機構４０はリレーロッド４１を備
え、同ロッド４１はその両端にてナックルアーム４２
ａ，４２ｂを介して後輪ＲＷ１，ＲＷ２を操舵可能に接
続している。リレーロッド４１の外周上には同ロッド４
１を軸方向に駆動するパワーシリンダ４３が組み付けら
れており、同シリンダ４３の左右油室にはサーボバルブ
４４が接続されている。サーボバルブ４４は油圧ポンプ
４５およびリザーバ３８に接続されており、電気的に制
御されてパワーシリンダ４３の左右油室に対する作動油
の給排を制御する。

【００１３】電気制御装置５０は前輪舵角センサ５１、
車速センサ５２、横加速度センサ５３、回転数センサ５
４，５５およびヨーレートセンサ５６を備えている。前
輪舵角センサ５１は前輪舵角δfを検出して同舵角δfを
表す検出信号を出力する。車速センサ５２は車速Ｖを検
出して同車速Ｖを表す検出信号を出力する。横加速度セ
ンサ５３は車両の横加速度Ｇyを検出して同横加速度Ｇy
を表す検出信号を出力する。回転数センサ５４はエンジ
ン１１の出力回転数Ｎeを検出して同回転数Ｎeを表す検
出信号を出力する。回転数センサ５５はトランスミッシ
ョン１３の出力回転数Ｎtを検出して同回転数Ｎtを表す
検出信号を出力する。ヨーレートセンサ５６は車両のヨ
ーレートＲを検出して同レートＲを表す検出信号を出力
する。なお、前輪舵角δf、横加速度Ｇyおよびヨーレー
トＲは右旋回方向を正で表し、左旋回方向を負で表す。

【００１４】これらの各センサ５１〜５６にはマイクロ
コンピュータ５７が接続されている。マイクロコンピュ
ータ５７はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなり、図２
のフローチャートに対応したプログラムを実行すること
により、前輪ＦＷ１，ＦＷ２および後輪ＲＷ１，ＲＷ２
の駆動力配分を制御するとともに、後輪ＲＷ１，ＲＷ２
の操舵を制御する。このマイクロコンピュータ５７には
駆動系制御回路５８および操舵系制御回路６１が接続さ
れている。駆動系制御回路５８はマイクロコンピュータ
５７からの制御信号に応じて圧力制御バルブ２５を制御
する。操舵系制御回路６１はマイクロコンピュータ５７
からの制御信号に応じてサーボバルブ４４を制御する。
後輪舵角センサ６２はリレーロッド４１の軸方向の変位
量を検出して、同変位量に対応した後輪舵角δr を表す
検出信号を操舵系制御回路６１へ出力する。

【００１５】上記のように構成した実施例の動作を説明
する前に、本実施例で採用している制御方法について図
５の制御システム図を用いて説明しておく。まず、この
制御システム図を構想するために、後輪操舵制御と駆動
力配分制御の特徴について検討すると、下記のとお
りである。 車両のヨー運動に対する応答性について検討すると、
後輪操舵制御においては、パワーシリンダ４３が後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２を直接操舵し、この操舵によって後輪ＲＷ
１，ＲＷ２のスリップ角が直接的に変化して、タイヤに
サイドフォースを発生させるので、応答性は良好であ
る。一方、駆動力配分制御においては、圧力制御バルブ
２５が湿式多板クラッチ２３に付与される圧力を変更制
御し、同クラッチ２３の各板が油圧により押し付けられ
て始めて伝達トルクが変化するとともに、各板の摩擦特
性によって伝達トルクが変化するまでに時間遅れがある
ので、応答性は良好でない。

【００１６】車両のヨー運動に対する影響度について
検討すると、後輪操舵制御において、タイヤが線形領域
にあれば、サイドフォースはスリップ角に比例して増加
するので、影響度は大きい。しかし、駆動力が大きい場
合、スリップ角が大きい場合などのタイヤの非線形領域
では、スリップ角が変化してもサイドフォースがあまり
変化しないので、影響度は小さい。一方、駆動力配分制
御においては、駆動力が大きくなったためにサイドフォ
ースが低下している車輪からサイドフォースがそれほど
低下していない車輪へ駆動力を移すことにより、サイド
フォースを回復させることが可能である。また、フロン
トプロペラシャフト１５とリヤプロペラシャフト１６と
の差動制限により、前輪ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，
ＲＷ２との内輪差を抑えて、車両の直進性を増してヨー
レートを抑えることが可能である。そして、これらはタ
イヤのスリップ角の大きさとは無関係に作用するので、
駆動力が大きい場合、スリップ角が大きい場合などのタ
イヤの非線形領域でも、影響度は大きい。

【００１７】前記の特徴によれば、速応性のあるフ
ィードフォワード制御を後輪操舵制御に割り当て、安定
性のあるフィードバック制御を駆動力配分制御に割り当
てることが望ましいことが解る。また、フィードバック
制御における応答性の遅れを後輪操舵制御で補うことが
望ましいことが解る。

【００１８】これらの検討結果を具現化した図５のシス
テム図において、実車両モデル７１内のＰ(ｓ)は同モデ
ルの運動ダイナミックス特性（伝達関数）を表し、規範
車両モデル７２内のＰo(ｓ) は同モデルの運動ダイナミ
ックス特性（伝達関数）を表している。実車両モデル７
１は運転操作によって与えられる前輪舵角δf および車
速Ｖを入力するともに、フィードフォワードコントロー
ラ７３およびフィードバックコントローラ７４の制御に
よって与えられる後輪舵角δr および駆動力配分比λを
入力して、実ヨーレートＲを出力する。規範車両モデル
７２は運転操作によって与えられる前輪舵角δf および
車速Ｖを入力して、目標ヨーレートＲ_Dを出力する。

【００１９】フィードフォワードコントローラ７３は前
輪舵角δf および車速Ｖを入力し、伝達関数Ｃ₁(ｓ)に
基づいて後輪舵角δrfを計算して加算器７５に出力す
る。フィードバックコントローラ７４は目標ヨーレート
Ｒ_D と実ヨーレートＲの差ｅを減算器７６から入力し、
伝達関数Ｃ₂(ｓ)に基づいて後輪舵角δrbおよび駆動力
配分比λを計算して、同後輪舵角δrbを加算器７５に出
力するとともに、駆動力配分比λを実車両モデル７１に
直接出力する。加算器７５は前記両後輪舵角δrf，δrb
を加算して実車両モデル７１に出力する。

【００２０】フィードバックコントローラ７４はコント
ローラ７４ａ〜７４ｃからなる。コントローラ７４ａは
実ヨーレートＲを目標ヨーレートＲ_D に一致させるため
の制御入力ｕを計算するもので、その伝達関数はＣfbで
表される。コントローラ７４ｂ，７４ｃは前記制御入力
ｕを駆動力配分比λと後輪舵角δrbにそれぞれ分配する
もので、コントローラ７４ｂは前記制御入力ｕおよびト
ランスミッション１３からの駆動トルクＴを入力して伝
達関数Ｃ_4WD に基づいて駆動力配分比λを計算する。コ
ントローラ７４ｃは前記制御入力ｕ、駆動力配分比λお
よび車体スリップ角βを入力して伝達関数Ｃ_4WS に基づ
いて後輪舵角δrbを計算する。

【００２１】この制御システムに基づいて具体的な制御
アルゴリズムを説明する。駆動力配分による横力の低下
を考慮した車両の運動方程式は下記数１〜４で表され
る。

【００２２】

【数１】ｍＶ(dβ/dt＋Ｒ)＝Ｆ_F＋Ｆ_R

【００２３】

【数２】ＩdＲ/dt＝ａ_FＦ_F−ａ_RＦ_R

【００２４】

【数３】 Ｆ_F＝−Ｃ_F(β＋ａ_FＲ/Ｖ−δf){１−ｈ_FＴ(１＋λ)}

【００２５】

【数４】 Ｆ_R＝−Ｃ_R(β−ａ_RＲ/Ｖ−δr){１−ｈ_RＴ(１−λ)} なお、前記数１〜４中、車両により特定される定数は次
のとおりである。 ｍ ：質量 Ｉ ：ヨー慣性モーメント Ｃ_F：前輪コーナリングパワー Ｃ_R：後輪コーナリングパワー ａ_F：前輪車軸と重心との水平距離 ａ_R：後輪車軸と重心との水平距離 ｈ_F：前輪の駆動力によるコーナリングパワーの減少係
数 ｈ_R：後輪の駆動力によるコーナリングパワーの減少係
数 また、前記数１〜４中の変数は次のとおりである。 Ｖ ：車速 β ：車体スリップ角 Ｒ ：実ヨーレート δf：前輪舵角 δr：後輪舵角 Ｔ ：駆動トルク（前後輪トルクの合計） λ ：駆動力配分比（−０．４≦λ≦０） Ｆ_F：前輪コーナリングフォース Ｆ_R：後輪コーナリングフォース なお、駆動力配分比λが「−０．４」であることは前輪
ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，ＲＷ２との駆動力配分比
が３：７であることに対応し、同配分比λが「０」であ
ることは同配分比が５：５であることに対応する。

【００２６】まず、フィードフォワード制御部の制御則
を求める。フィードフォワード制御部は後輪舵角δr の
みを制御するので、前記数１〜４にて駆動力配分比の制
御に関する影響を除去するために駆動トルクＴを「０」
とする。また、後輪舵角δrをフィードフォワード制御
分δrfとする。このような前提の基に、前輪舵角および
後輪舵角をδf，δrfとした場合におけるヨーレートＲ_L
を推定すると、前記数１〜４に基づいて同ヨーレートＲ
_Lは下記数５で表される。

【００２７】

【数５】

【００２８】なお、前記数５中、ｓはラプラス演算子で
あり、係数ａ₁,ａ₂,ｂ₁,ｂ₂,ｂ₃,ｂ₄は次の数６〜１１
のように表される値である。

【００２９】

【数６】

【００３０】

【数７】

【００３１】

【数８】

【００３２】

【数９】

【００３３】

【数１０】

【００３４】

【数１１】

【００３５】一方、前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵した場合
におけるヨーレートは一時遅れ特性になることが望まし
いことは種々の実験で解っている。この場合、車両の目
標とする特性に応じて設定されるチューニング要素とし
てのゲインおよび時定数をそれぞれｋ，τとして表せ
ば、目標ヨーレートＲ_Dと前輪舵角δfの関係は下記数１
２のように表される。

【００３６】

【数１２】

【００３７】ここで、Ｒ_L＝Ｒ_D（数５，１２を参照）と
おいて後輪舵角δrfについて解けば、同舵角δrfはフィ
ードフォワード制御によるヨーレートＲ_L を目標ヨーレ
ートＲ_D に一致させるための後輪ＲＷ１，ＲＷ２の舵角
を表すことになる。この後輪舵角δrfは下記数１３のよ
うに表される。

【００３８】

【数１３】

【００３９】なお、前記数１３中の括弧内の関数が図３
の伝達関数Ｃ₁(ｓ)に相当し、係数ｋ₀,ｋ₁,ｋ₂,ω₁,ω₂
は下記数１４〜１８により表される値である。

【００４０】

【数１４】

【００４１】

【数１５】

【００４２】

【数１６】

【００４３】

【数１７】

【００４４】

【数１８】

【００４５】次に、フィードバック制御部の制御則を求
める。この場合、ヨーレートのみをフィードバックする
ので、上記数２〜４を用いて、実ヨーレートＲについて
線形化された式を導くと、実ヨーレートＲおよび制御入
力ｕは下記数１９，２０のように表される。

【００４６】

【数１９】

【００４７】

【数２０】

【００４８】フィードバックコントローラ７４には上記
数１２で決定されている目標ヨーレートＲ_D と実ヨーレ
ートＲとの差ｅ＝Ｒ_D−Ｒ が入力され、同コントローラ
７４は前記差ｅが「０」になるようなフィードバック制
御用の後輪舵角δrfおよび駆動力配分比λを出力する。
この場合、制御入力ｕは後輪舵角δrbおよび駆動力配分
比λを合成したものであるので、前記数１９に基づいて
前記差ｅが「０」になるような制御入力ｕを求めればよ
く、同入力ｕは線形制御理論に基づく最適レギュレータ
法や、Ｈ∞(無限大)制御法などの種々の公知の方法で導
出される。本実施例では、Ｈ∞制御法で求めた結果を下
記数２１に示す。ただし、ＸcはＸc＝（Ｘ₁ Ｘ₂ Ｘ₃）^T
からなる中間変数で、下記数２２の関係にある。

【００４９】

【数２１】ｕ＝ＣcＸc＋Ｄc(Ｒ_D−Ｒ)

【００５０】

【数２２】dＸc/dt＝ＡcＸc＋Ｂc(Ｒ_D−Ｒ) なお、Ａc，Ｂc，Ｃc，Ｄcは（３×３）（３×１）（１
×３）（１×１）次元の定係数行列である。

【００５１】次に、コントローラ７４ｂ，７４ｃから出
力される駆動力配分比λおよび後輪舵角δrbを計算す
る。この場合、後輪舵角δrbによる制御は駆動力配分比
λによる制御の遅れを補償するものであるので、駆動力
配分比λを決定した後に、その結果に基づいて後輪舵角
δrbを決定する。まず、前記数２１により表された制御
入力ｕと駆動トルクＴとに基づいて、駆動力配分比λを
計算する。この駆動力配分比λによる制御は、前述した
駆動力配分比λによる制御の性質上、駆動トルクＴが大
きいとき、またはタイヤのスリップ角とサイドフォース
との関係が非線形領域になったとき、すなわち実ヨーレ
ートＲと目標ヨーレートＲ_D との差ｅが大きくなったと
き、駆動力配分比λを大きくすべきである。したがっ
て、駆動力配分比λを決定するために、下記数２３を想
定する。

【００５２】

【数２３】

【００５３】前記数２３中、Ｔmは当該車両の最大トル
ク（車両の最大加速に必要なトルク）であり、係数Ｋ_L
は車種によりチューニング可能な制御係数である。した
がって、前記数２３中の第１項は駆動トルクＴが最大ト
ルクＴm に近づくにしたがって駆動力配分比λを「０」
に近づける項で、急加速時などに車両を安定化させるよ
うに機能する。また、前記数２３中の第２項は、実ヨー
レートＲを目標ヨーレートＲ_Dに近づけるために機能す
るもので、特に制御入力ｕ（目標ヨーレートＲ_Dと実ヨ
ーレートＲとの差ｅ）および駆動トルクＴが大きいとき
効果的である。なお、前記数２３中のsign(Ｒ)は、実ヨ
ーレートＲが正のとき「＋１」になり、同ヨーレートＲ
が負のとき「−１」になる関数であり、車両の右旋回時
と左旋回時の符号の反転を補償するものである。

【００５４】次に、この決定した駆動力配分比λを用い
て後輪舵角δrbを計算する。この後輪舵角δrbは駆動力
配分比λの応答遅れを補償するものであるので、駆動力
配分比λの制御遅れを考慮して、前記数２０で表された
制御入力ｕが前記決定され数２１で表される制御入力ｕ
に常に等しくなるようにコントローラ７４ｃの出力値
（後輪舵角δrb）を決定する。そこで、駆動力配分比λ
が実際に車両の運動特性に反映する値を駆動力配分比λ
*とすると、この駆動力配分比λ*の制御は一次遅れ系で
あると考えられるので、同配分比λ*は下記数２４のよ
うに表される。

【００５５】

【数２４】

【００５６】ここで、時定数τ_R は車種毎に予め設定さ
れる値である。そして、前記数２４により表された駆動
力配分比λ* および前記数２１により表された制御入力
ｕを上記数２０に代入して、後輪舵角δrbについて解く
と、求めるべき後輪舵角δrbは下記数２５のようにな
る。

【００５７】

【数２５】

【００５８】次に、上記のように構成した実施例の動作
を図２のフローチャートに沿って説明する。

【００５９】イグニッションスイッチがオンされると、
マイクロコンピュータ５７はステップ１００にてプログ
ラムの実行を開始し、ステップ１０１〜１１２からなる
循環処理を繰り返し実行する。この循環処理において
は、ステップ１０１にて各センサ５１〜５６から前輪舵
角δf、車速Ｖ、横加速度Ｇy、回転数Ｎe ，Ｎt および
ヨーレートＲを表す検出信号を入力する。ステップ１０
２においては、入力した回転数Ｎe，Ｎtに基づいてスリ
ップ率Ｓ＝（Ｎt／Ｎe）を計算し、同計算したスリップ
率Ｓに基づいてマイクロコンピュータ５７内のテーブル
（図３，４）を参照することによりトルク比Ｔ_Rおよび
トルク容量Ｔ_Cを決定し、これらのトルク比Ｔ_R、トルク
容量Ｔ_Cおよび回転数Ｎe を用いた下記数２６（オート
マチックトランスミッションにおいて成立する関係式）
の演算の実行によりトランスミッション１３からセンタ
ーデファレンシャル１４に出力される駆動トルクＴを計
算する。

【００６０】

【数２６】Ｔ＝Ｔ_CＴ_RＮe² なお、マニアルトランスミッション車の場合、またはオ
ートマチックトランスミッション車の場合でも、前記数
２６の演算に代えて、トランスミッション１３の出力軸
のトルクを歪ゲージなどにより測定し、この測定結果を
駆動トルクＴとするようにしてもよい。

【００６１】次に、ステップ１０３にて横加速度Ｇy 、
車速ＶおよびヨーレートＲを用いた下記数２７の疑似積
分演算の実行により車体スリップ角βを計算する。

【００６２】

【数２７】

【００６３】ただし、前記数２７中の時定数τ_B は車種
に応じて予め定めた定数であり、ｓはラプラス演算子で
ある。

【００６４】次に、ステップ１０４にて、検出した前輪
舵角δf を用いた前記数１３の演算の実行によりフィー
ドフォワード制御用の後輪舵角δrfを計算する。この場
合、数１３中の係数ｋ₀,ｋ₁,ｋ₂,ω₁,ω₂ は前述の数１
４〜１８により定義されるものである。これらの数１４
〜１８中の係数ａ₁,ａ₂,ｂ₁,ｂ₂,ｂ₃,ｂ₄ は前述した数
６〜１１により定義されるもので、これらは検出した車
速Ｖに基づいて計算される。また、前記数１４〜１８中
の値ｋ，τは車種により予め決められた値である。

【００６５】前記後輪舵角δrfの計算後、ステップ１０
５にて検出した前輪舵角δf を用いた数１２の演算の実
行により目標ヨーレートＲ_D を計算する。この場合の各
値ｋ,τ,ａ₂,ｂ₂ も前記場合と同じである。次に、ステ
ップ１０６にて前記計算した目標ヨーレートＲ_D と検出
したヨーレートＲを用いた前記数２１の演算の実行によ
り制御入力ｕを計算する。この場合の中間変数Ｘc は前
述した数２２により定義されるもので、係数行列Ａc，
Ｂc，Ｃc，Ｄcは予め決められたものである。

【００６６】次に、前記計算した駆動トルクＴおよび制
御入力ｕと前記検出したヨーレートＲとを用いた数２３
の演算の実行により駆動力配分比λを計算する。この数
２３において、最大トルクＴm および係数Ｋ_L は車種に
より予め決められた値である。次に、この駆動力配分比
λを用いた前記数２４の演算の実行により時間遅れを考
慮した駆動力配分比λ*を計算する。この場合、係数τ_R
は車種に応じて予め決められた値である。次に、ステッ
プ１０９にて前記計算した車体スリップ角β、駆動力配
分比λ* および駆動トルクＴと、車速Ｖ、ヨーレートＲ
および前輪舵角δf とを用いた数２５の演算の実行によ
りフィードバック制御のための後輪舵角δrbを計算す
る。そして、ステップ１１０にてフィードフォワードお
よびフィードバック用の後輪舵角δrf，δrbを用いた下
記数２８の演算の実行により総合的な後輪舵角δr を計
算する。

【００６７】

【数２８】δr＝δrf＋δrb 前述のようにして駆動力配分比λおよび後輪舵角δr を
計算した後、マイクロコンピュータ５７はステップ１１
１にて駆動力配分比λを表す制御信号を駆動系制御回路
５８に出力し、ステップ１１２にて後輪舵角δr を表す
制御信号を操舵系制御回路６１に出力する。駆動系制御
回路５８は前記制御信号に応じて圧力制御バルブ２５を
制御し、湿式多板クラッチ２３における油圧を前記制御
信号に対応した圧力に設定制御する。これにより、トラ
ンスミッション１３からの駆動トルクが駆動力配分比λ
に応じてフロントプロペラシャフト１５およびリヤプロ
ペラシャフト１６に分配されるので、前輪ＦＷ１，ＦＷ
２および後輪ＲＷ１，ＲＷ２の各駆動トルクが同配分比
λに応じたものになる。また、操舵系制御回路６１は制
御信号により表された後輪舵角δr と後輪舵角センサ６
２からの検出信号により表された後輪舵角との差を表す
制御信号をサーボバルブ４４に出力し、同バルブ４４は
前記差がなくなるようにパワーシリンダ４３に対する作
動油の給排を制御する。これにより、パワーシリンダ４
３はリレーロッド４１を駆動して、後輪ＲＷ１，ＲＷ２
を後輪舵角δr に操舵する。

【００６８】上記作動説明からも理解できるとおり、上
記実施例によれば、前輪の操舵に対して一次遅れとなる
目標ヨーレートＲ_D が車両に発生するように、フィード
フォワード制御用の後輪舵角δrfが前輪舵角δf および
車速Ｖに基づいて決定され、後輪ＲＷ１，ＲＷ２が同決
定された後輪舵角δrfにフィードフォワード制御され
る。一方、検出されたヨーレートＲが前記目標ヨーレー
トＲ_D に等しくなるように、フィードバック制御用の制
御入力ｕが決定されるとともに、この制御入力ｕが駆動
力配分比λおよび後輪舵角δrbに分配される。そして、
前輪ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，ＲＷ２の駆動トルク
が前記駆動力配分比λにしたがってフィードバック制御
されるとともに、後輪ＲＷ１，ＲＷ２が前記後輪舵角δ
rbにしたがって補足的にフィードバック制御される。

【００６９】そして、このような制御においては、後輪
ＲＷ１，ＲＷ２はパワーシリンダ４３により直接的に制
御されるので、同制御に対する車両のヨー運動変化の応
答性は速いが、後輪ＲＷ１，ＲＷ２への駆動力が大きか
ったり、スリップ角が大きくなるとヨー運動への影響度
は小さくなる。一方、駆動力配分の制御は湿式多板クラ
ッチ２３により制御され、車両のヨー運動に対する応答
性は悪いが、後輪ＲＷ１，ＲＷ２への駆動トルクが大き
かったり、スリップ角が大きくなっても前記影響度は大
きい。したがって、上記実施例によれば、基本的には、
フィードフォワード制御された後輪ＲＷ１，ＲＷ２の操
舵が車両のヨー運動の応答性を良好にすると同時に、フ
ィードバック制御された前後輪の駆動力配分が車両のヨ
ー運動を安定化する。さらに、フィードバック制御され
た後輪ＲＷ１，ＲＷ２の補足的な操舵が駆動力配分の制
御遅れを補うので、駆動力配分による車両のヨー運動の
制御が常に安定して行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す車両の全体概略図で
ある。

【図２】 図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムのフローチャートである。

【図３】 オートマチックトランスミッションにおける
スリップ率に対するトルク比の特性グラフである。

【図４】 オートマチックトランスミッションにおける
スリップ率に対するトルク容量の特性グラフである。

【図５】 図１の車両にて行われる制御の制御システム
図である。

【符号の説明】

ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、ＲＷ１，ＲＷ２…後輪、１０…
駆動力伝達機構、１１…エンジン、１３…トランスミッ
ション、１４…センターデファレンシャル、２３…湿式
多板クラッチ、２５…圧力制御バルブ、３０…前輪操舵
機構、３１…操舵ハンドル、４０…後輪操舵機構、４１
…リレーロッド、４３…パワーシリンダ、４４…サーボ
バルブ、５０…電気制御装置、５１…前輪舵角センサ、
５２…車速センサ、５３…横加速度センサ、５４，５５
…回転数センサ，５６…ヨーレートセンサ、５７…マイ
クロコンピュータ、５８…駆動系制御回路、６１…操舵
系制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 137:00 (56)参考文献 特開 平４−87882（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−120276（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70633（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−69032（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B60K 17/28 - 17/36 B62D 7/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの駆動力を車輪に伝達する
   駆動力伝達機構内に設けられて前輪および後輪への駆動
   力配分比を変更可能な駆動力配分機構と、後輪を操舵す
   る後輪操舵機構とを備えた車両に適用され、 前輪舵角を検出する前輪舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記検出した前輪舵角および車速に基づいて第１後輪操
   舵量を決定する後輪操舵量決定手段と、 前記決定した第１後輪操舵量に応じた制御信号により前
   記後輪操舵機構をフィードフォワード制御して後輪を同
   決定した第１後輪操舵量に操舵制御する操舵制御手段
   と、 前記検出した前輪舵角および車速に基づいて目標ヨーレ
   ートを決定する目標ヨーレート決定手段と、 車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、 前記決定した目標ヨーレートと前記検出したヨーレート
   との差に応じて前後輪の駆動力配分比を計算して、同計
   算した駆動力配分比に応じた制御信号により駆動力配分
   機構をフィードバック制御して両ヨーレートの差をなく
   す駆動力配分制御手段と、 前記計算された駆動力配分比に基づいて前記駆動力配分
   制御手段による駆動力配分の制御遅れを補償するための
   第２後輪操舵量を計算して、同計算した第２後輪操舵量
   を前記第１後輪操舵量に加えて前記操舵制御手段による
   フィードフォワード制御に前記第２後輪操舵量を加味す
   る遅れ補償手段と を備えたことを特徴とする車両のヨー
   運動制御装置。