JP3357114B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御装置

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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、後輪操舵装置と左右駆
動力配分装置とを備えた車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、車両の旋回時において、前輪
のステアリング操舵によらず、積極的にヨーイングモー
メントを発生させる手段として、後輪操舵装置と、駆動
輪である左右の後輪に対し駆動力を配分する左右駆動力
配分装置とがある。
【0003】前者の後輪操舵装置として、目標ヨーレー
トを設定し、この目標ヨーレートに実測ヨーレートが達
するように後輪を転舵するものが知られており(特開平
1−262268号公報参照)、後者の左右駆動力配分
装置として、左右後輪駆動軸にトルク伝達量を可変制御
可能なクラッチをそれぞれ介装して、左右後輪に対する
トルク伝達量を可変制御することにより、所望のヨーイ
ングモーメントを発生させるものが知られている(特公
平4−68167号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タイヤのト
レッド面と路面との摩擦によって得られる力、すなわち
グリップ力には限界があり、急激な駆動・制動を行なっ
ている最中にステアリングを操舵しても、横方向への動
きは出にくいし、反対に、グリップ力のほとんどすべて
を横方向、すなわち、コーナリング・フォースとして使
い切っているときに、駆動力や制動力を加えると、横方
向の力が弱まって、タイヤが滑ることになる。
【0005】車両のこのような動きを考えるとき、まず
図8に示すように、タイヤのトレッド面と路面との間に
発生する摩擦力が全方向に一定の長さを有する力のベク
トルであると仮定すると、ベクトルの先端は円を描く
が、この円は「摩擦円」と呼ばれている。そして、この
摩擦円上である方向に向けたグリップ力のベクトルを、
前後方向と横方向とに分解することにより、駆動力/制
動力とコーナリング・フォースとのバランスを見ること
ができる。また、これとは逆に、あるコーナリング・フ
ォースをかけた状態で、どのくらいの駆動力/制動力が
加わるとグリップ力のベクトルを超えるかを判定するの
には、コーナリング・フォースのベクトルから垂線を立
てて、摩擦円に交わる点を見ればよいことになる。
【0006】換言すれば、このような摩擦円を考えた場
合、駆動輪である後輪に大きな駆動力が伝達されている
ときには、後輪操舵装置によって後輪を転舵しても大き
なコーナリング・フォースを発生させることはできず、
また、大きなコーナリング・フォースが発生していると
きには、左右駆動力配分装置によって大きな駆動力を一
方の後輪に与えることができないと言うことができ、車
両に積極的にヨーイングモーメントを発生させる手段と
しての後輪操舵装置および左右駆動力配分装置には、そ
れぞれ得意領域と不得意領域とがあることが明らかであ
る。すなわち、後輪操舵装置および左右駆動力配分装置
のいずれにおいても、それぞれの不得意領域では、迅速
にヨーイングモーメントが発生しないために、車両の旋
回特性を高めることができないという問題があった。
【0007】上述の事情に鑑み、本発明は、後輪操舵装
置と左右駆動力配分装置とを組み合わせて制御すること
により、車両の旋回時に所望のヨーイングモーメントを
発生させることができる車両の制御装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による車両の制御
装置は、後輪を所定のパラメータにより決定された転舵
量をもって操舵する後輪操舵装置と、左右の駆動輪に対
し所定のパラメータにより決定された配分比をもって駆
動力を配分する左右駆動力配分装置と、上記後輪操舵装
及び上記左右駆動力配分装置をその制御比率を変更し
て制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記左
右駆動力配分装置の制御比率をエンジンのスロットル開
度が大きいときほど高めると共に車速の上昇に応じて低
減させ、上記後輪操舵装置の制御比率をエンジンのスロ
ットル開度が大きいときほど低減すると共に車速の上昇
に応じて増大させるように構成されていることを特徴と
するものである。
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【作用および発明の効果】エンジンのスロットル開度が
小さく車速が高いときには、駆動輪である後輪に小さな
駆動力が伝達されている状態であり、この状態では、大
きなコーナリング・フォースを発生させることができる
ことがは前述の摩擦円から明らかあるから、この場合
は、主として後輪操舵装置を用いて後輪を転舵すること
により、迅速にヨーイングモーメントを発生させること
ができる。
【0013】また、逆に、エンジンのスロットル開度が
大きく車速が低いときには、駆動輪である後輪に大きな
駆動力が伝達されている状態であり、この状態では、後
輪操舵装置を用いて後輪を転舵しても大きなコーナリン
グ・フォースを発生させることができないことは前述の
摩擦円から明らかあるが、この場合は、左右駆動力配分
装置を用いて大きな駆動力を一方の後輪に与えることに
よって、迅速にヨーイングモーメントを発生させること
ができる。
【0014】すなわち、本発明による車両の制御装置
は、車両の旋回時において、上記摩擦円の考え方を有効
に利用することにより、左右駆動力配分装置と後輪操舵
装置とのうちの一方の装置が不得意とする領域を、他方
の装置の制御で補うことができ、これにより、車両走行
領域の全域に亘りヨーモーメントの発生を促進すること
ができる効果がある。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0016】図1は本発明の実施例に係わるFF車(前
輪駆動車)をベースとする4輪駆動車の制御装置の全体
構成を示し、パワープラント1の出力は一対の平歯車
2,3を介して前輪側プロペラシャフト4および後輪側
プロペラシャフト5に伝達される。前輪側プロペラシャ
フト4の前端には、デフ装置6を介して左右の前輪駆動
軸7L,7Rが連結されて左右前輪8L,8Rが駆動され、後輪
側プロペラシャフト5には油圧で作動するメインクラッ
チ9が介装されている。
【0017】後輪側プロペラシャフト5の後端は、一対
の傘歯車11,12を介して左右の後輪駆動軸13L ,13R に
連結され、左右後輪14L ,14R が駆動される。後輪駆動
軸13L ,13R には油圧で作動するクラッチ15L ,15R が
それぞれ介装されている。
【0018】前輪転舵機構16は、ステアリングハンドル
17と、該ステアリングハンドル17の回転運動を直線運動
に変換するラック&ピニオン機構18と、該ラック&ピニ
オン機構18の動きを左右前輪8L,8Rに伝達してこれらを
左右に転舵させるタイロッド19L ,19R とからなる。
【0019】後輪転舵機構20は、パワーシリンダ21によ
って作動される後輪操作ロッド22と、該後輪操作ロッド
22の動きを左右後輪14L ,14R に伝達してこれらを左右
に転舵させるタイロッド23L ,23R とからなる。
【0020】図示しない油圧源から各油圧クラッチ9,
15L ,15R に供給される油圧は、それぞれソレノイドバ
ルブ24,25L ,25R により調節され、これらソレノイド
バルブ24,25L ,25R は、コントローラ30から出力され
る制御信号により作動制御され、これによって後輪側へ
の伝達トルクおよび左右後輪14L ,14R に対する伝達ト
ルクがそれぞれ調節される。
【0021】コントローラ30には、左右前輪8L,8Rの回
転速度ωFL,ωFRをそれぞれ検出する車輪速センサ31L
,31R からの信号と、左右後輪14L ,14R の回転速度
ωRL,ωRRをそれぞれ検出する車輪速センサ32L ,32R
からの信号と、操舵角θおよび操舵角速度dθ/dtを
検出する舵角センサ33からの信号と、スロットル開度TV
O を検出するスロットルセンサ34からの信号と、車体の
前後Gを検出する前後Gセンサ35からの信号とがそれぞ
れ入力され、コントローラ30はこれら入力信号に基づい
て、後輪転舵機構20およびソレノイドバルブ24,25L ,
25R を作動制御するように構成されている。
【0022】次に、コントローラ30が実行する制御ルー
チンについて説明する。
【0023】図2は制御ルーチン全体のフローチャート
を示し、まずステップS1で、定数およびフラグをイニ
シャライズした後、ステップS2でクラッチ9,15L ,
15Rの操作量、すなわちトルクスプリット操作量を決定
する。次に、ステップS3で後輪操舵量を決定し、ステ
ップS4でトルクスプリット操作量と後輪操舵量との配
分比を決定してステップS2に戻る。
【0024】図2におけるステップS2のトルクスプリ
ット操作量決定ルーチンの内容を図3および図4に示
す。
【0025】まず、図3のステップS11で前述した各種
信号を読み込む。ここでは、4つの車輪速度ωFL
ωFR,ωRL,ωRRのうちの最小の値を車速Vとする。
【0026】次に、ステップS12で、前後輪の回転数差
ΔωX を演算し、この回転数差ΔωX から、ステップS
13で前後輪間で回転数差を生じたときのメインクラッチ
9の制御量TCXをマップから求める。なお、本実施例に
おける車両は、FF車をベースとする4輪駆動車である
から、基本的には前輪回転数>後輪回転数の場合しかあ
り得ない。
【0027】次のステップS14では、左右輪の回転数差
ΔωY を演算し、この回転数差ΔωY の絶対値から、ス
テップS15で左右輪間で回転数差を生じたときのメイン
クラッチ9の制御量TCYをマップから求め、図4のステ
ップS16に移る。
【0028】図4のステップS16では、車速Vおよびス
ロットル開度TVO であらわせるエンジン出力に応じてメ
インクラッチ9の操作量TCVをマップを用いて決定す
る。次のステップS17では、旋回時における駆動トルク
の左右配分比KL ,KR を決定する。この場合、θ=N
(ニュートラル)のときはKL =KR となる。そして、
ステップS18でTCX,TCY,TCVのうちの最大の値を後
輪へのトルク伝達量TCとし、ステップS19でTC にK
L ,KR をそれぞれ乗じた値TCL,TCRを左右後輪14L,
14R への基本トルク伝達量とする。
【0029】図2のステップS3で実行される後輪操舵
量決定ルーチンの内容は図5に示してある。すなわち、
ステップS21で操舵角θと車速Vを読み込み、次のステ
ップS22で操舵比Kθ をマップから求め、ステップS2
3で基本後輪操舵量θR を演算する。
【0030】さらに、図2のステップS4で実行される
トルクスプリット操作量と後輪操舵量との配分比決定ル
ーチンの内容を図6に示す。
【0031】まず、ステップS31でスロットル開度TVO
と車速Vを読み込み、ステップS32で、スロットル開度
TVO に応じたトルクスプリット操作量の基本配分比WT
と、スロットル開度TVO に応じた後輪操舵量の基本配分
比WS とをマップから求める。この場合、図6のステッ
プS32に示されているマップから明らかなように、スロ
ットル開度TVO であらわされるエンジンの駆動トルクが
大きい時には、トルクスプリット操作量の基本配分比W
T が高められ、駆動トルクが小さい時には、後輪操舵量
の基本配分比WS が高められる(WT +WS =1)。
【0032】次のステップS33では、車速Vによる補正
係数KV をマップから求め、ステップS34でこの補正係
数KV をトルクスプリット操作量の基本配分比WT から
減算して、トルクスプリット操作量の最終配分比WTF
求め、かつ補正係数KV を後輪操舵量の基本配分比WS
に加算して、後輪操舵量の最終配分比WSFを求める。こ
の処理により、トルクスプリット操作量の配分比が車速
の上昇に応じて低められ、かつ後輪操舵量の配分比が車
速の上昇に応じて高められる。そして、ステップS35
で、図4のステップS19で求めた基本トルク伝達量
CL,TCRにそれぞれWTFを乗算して、最終トルクスプ
リット操作量TCLF ,TCRF を求めるとともに、図5の
ステップS23で求めた基本後輪操舵量θR にWSFを乗算
して、最終後輪操舵量θRFを求め、ステップS36でT
CLF ,TCRF ,θRFを出力する。
【0033】なお、ステップS32では、WT ,WS をス
ロットル開度TVO に基づいて求めているが、これに代わ
り、車体の前後加速度(前後G)GX からWT ,WS
求めることもできる。その場合は、図6のステップS31
に代わる図7のステップS31' でGX と車速Vとを読み
込み、図6のステップS32に代わる図7のステップS3
2' でGX に基づいてWT ,WS を求めればよい。以下
の処理は図6のステップS33以降と同様である。これに
よって、前後Gが大きい時には、トルクスプリット操作
量の基本配分比WT が高められ、前後Gが小さい時に
は、後輪操舵量の基本配分比WS が高められる(WT
S =1)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す図
【図2】制御ルーチン全体のフローチャート
【図3】トルクスプリット操作量決定ルーチンの内容を
示すフローチャートの前半部分
【図4】トルクスプリット操作量決定ルーチンの内容を
示すフローチャートの後半部分
【図5】後輪操舵量決定ルーチンの内容を示すフローチ
ャート
【図6】配分比決定ルーチンの内容を示すフローチャー
【図7】配分比決定ルーチンの他の例を示すフローチャ
ートの一部分
【図8】摩擦円の説明図
【符号の説明】
1 パワープラント 4 前輪側プロペラシャフト 5 後輪側プロペラシャフト 7L,7R 前輪駆動軸 8L,8R 左右前輪 9 メインクラッチ 13L ,13R 後輪駆動軸 14L ,14R 左右後輪 15L ,15R クラッチ 16 前輪転舵機構 20 後輪転舵機構 24,25L ,25R ソレノイドバルブ 30 コントローラ 31L ,31R ,32L ,32R 車輪速センサ 33 舵角センサ 34 スロットルセンサ 35 前後Gセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 後輪を所定のパラメータにより決定され
    た転舵量をもって操舵する後輪操舵装置と、左右の駆動
    輪に対し所定のパラメータにより決定された配分比をも
    って駆動力を配分する左右駆動力配分装置と、上記後輪
    操舵装置及び上記左右駆動力配分装置をその制御比率を
    変更して制御する制御手段を備え 上記制御手段は、
    上記左右駆動力配分装置の制御比率をエンジンのスロッ
    トル開度が大きいときほど高めると共に車速の上昇に応
    じて低減させ、上記後輪操舵装置の制御比率をエンジン
    のスロットル開度が大きいときほど低減すると共に車速
    の上昇に応じて増大させるように構成されていることを
    特徴とする車両の制御装置。
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