JP3577375B2 - ４輪駆動車のトラクション制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪の駆動力を制御して車両安定性を向上させる４輪駆動車のトラクション制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両のコーナリング等の際の車両にはたらく力の関係から、コーナリング中に制動力を適切な車輪に加え、車両安定性を向上させる制動力制御装置が開発されている。例えば、特開平２−７０５６１号公報には、車両重心を通る鉛直軸を中心とする回転運動、すなわちヨーイングの角速度であるヨーレートを基に制御する制動力制御装置が示されている。この技術では、目標ヨーレートと実際のヨーレート（実ヨーレート）とを比較し、車両の運動状態が目標ヨーレートに対しアンダーステアの傾向かオーバーステアの傾向かを求め、実ヨーレートと目標ヨーレートとが一致するように、アンダーステア傾向の場合には内側車輪に制動力を加え補正し、オーバーステア傾向の場合には外側車輪に制動力を加え補正して車両の走行安定性を向上させるようになっている。
【０００３】
ところで、４輪駆動車（４ＷＤ車）において、トラクション制御を採用すれば、特に、スプリットμ路での脱出性、４輪スリップを生じるような限界領域での車両安定性の向上を図ることができ、さらに、このようなトラクション制御を備えた４ＷＤ車の、コーナリング等の際の車両安定性を向上させるために、前記制動力制御を用いることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トラクション制御と制動力制御の両方が動作するような車両運動が生じて、例えば、トラクション制御の作動中に制動力制御による制動力が加えられた場合、駆動スリップ輪に加えられた制動力により車輪のグリップが回復し、狙いどおりの効果が得られなかったり、トラクション性能の低下を招くといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の必要なヨーモーメントを考慮して各車輪の目標とするスリップ量が設定でき、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることができる４輪駆動車のトラクション制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、各輪の各車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、車速と操舵角を基に目標とするヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、実ヨーレートから目標ヨーレートを減算しヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、各輪の実際のスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、車速と実ヨーレートとヨーレート偏差とに基づき各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定する目標スリップ量設定手段と、各輪毎の実際のスリップ量と目標スリップ量とを比較してトラクション制御作動を判断する制御作動判断手段と、トラクション制御作動の際に、各輪の実際のスリップ量と目標スリップ量とに基づき各輪毎の目標制動力を算出する目標制動力算出手段と、上記目標制動力算出手段で算出した４輪の目標制動力をそれぞれの制動輪に加えるようにブレーキ駆動部へ信号出力する制動信号出力手段と、トラクション制御作動の際に、上記車輪速度の最も速い車輪における実際のスリップ量と目標スリップ量に基づいて目標エンジントルクを算出しエンジン制御部に信号出力する目標エンジントルク算出手段とを備えたものである。
【０００７】
上記請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置は、車輪速度検出手段で各輪の各車輪速度を、車速検出手段で車速を、操舵角検出手段で操舵角を、実ヨーレート検出手段で車両の実際のヨーレートすなわち実ヨーレートをそれぞれ検出する。また、目標ヨーレート算出手段で上記車速検出手段からの車速と上記操舵角検出手段からの操舵角を基に目標とするヨーレートを算出し、ヨーレート偏差算出手段で実ヨーレートから目標ヨーレートを減算しヨーレート偏差を算出する。スリップ量算出手段では各輪の実際のスリップ量を算出し、目標スリップ量設定手段は車速と実ヨーレートとヨーレート偏差とに基づき各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定する。そして、制御作動判断手段で各輪毎の実際のスリップ量と目標スリップ量とを比較してトラクション制御作動を判断し、目標制動力算出手段はトラクション制御作動の際に、各輪の実際のスリップ量と目標スリップ量とに基づき各輪毎の目標制動力を算出し、制動信号出力手段は上記目標制動力算出手段で算出した各輪の目標制動力をそれぞれの制動輪に加えるようにブレーキ駆動部へ信号出力する。また、目標エンジントルク算出手段は、トラクション制御作動の際に、上記車輪速度の最も速い車輪における実際のスリップ量と目標スリップ量に基づいて目標エンジントルクを算出しエンジン制御部に信号出力する。
【０００８】
次に、請求項２記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置において、上記目標スリップ量設定手段は、車速に応じて前後輪の目標スリップ量を設定し、さらに、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が異なる場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を低くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を高くすることの少なくとも一方の補正を行ない、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が同じ場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を高くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を低くすることの少なくとも一方の補正を行なって各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定するものである。
【０００９】
上記請求項２記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置において、目標スリップ量設定手段は、車速に応じて前後輪の目標スリップ量を設定し、さらに、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が異なる場合、すなわち、車両がアンダーステア傾向の場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を低くし駆動力を低くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を高くし駆動力を高くすることの少なくとも一方の補正を行ない、車両をニュートラルステア方向へと補正する。また、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が同じ場合、すなわち、車両がオーバーステア傾向の場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を高くし駆動力を高くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を低くし駆動力を低くすることの少なくとも一方の補正を行ない、車両をニュートラルステア方向へと補正する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図７は本発明の実施の形態を示し、図１はトラクション制御装置の機能ブロック図、図２はトラクション制御装置の概略構成を示す説明図、図３は回頭モーメントの制御の説明図、図４は目標スリップ量マップの補正の説明図、図５は目標スリップ量マップの説明図、図６はトラクション制御のフローチャート、図７は目標スリップ量マップ設定のフローチャートである。
【００１１】
図２において、符号１はエンジンを示し、このエンジン１は、クラッチ２、変速機３を介してセンターディファレンシャル４に連結されている。このセンターディファレンシャル４は、例えば、複合プラネタリギヤ式で歯車諸元により等トルク配分または不等トルク配分する。
【００１２】
上記センターディファレンシャル４のピニオン軸５は、リダクションギヤ６、フロントドライブ軸７、フロントディファレンシャル８、車軸９を介して、左前輪１０ｆｌと右前輪１０ｆｒとに連結され、さらに、出力軸１１は、プロペラ軸１２、リヤディファレンシャル１３、車軸１４を介して、左後輪１０ｒｌと右後輪１０ｒｒとに連結され、４輪駆動可能に構成されている。
【００１３】
上記エンジン１は、エンジン制御部１５で燃料噴射制御、スロットル制御、点火時期制御、気筒カット制御、過給圧制御等の各制御が行なわれて、このエンジン制御部１５によりエンジン出力の低下、上昇も行なわれる。
【００１４】
一方、符号１６は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部１６には、ドライバにより操作されるブレーキペダル１７と接続されたマスターシリンダ１８が接続されており、ドライバがブレーキペダル１７を操作するとマスターシリンダ１８により、上記ブレーキ駆動部１６を通じて、４輪（左前輪１０ｆｌ，右前輪１０ｆｒ，左後輪１０ｒｌ，右後輪１０ｒｒ）の各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ１９ｆｌ，右前輪ホイールシリンダ１９ｆｒ，左後輪ホイールシリンダ１９ｒｌ，右後輪ホイールシリンダ１９ｒｒ）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動されるようになっている。
【００１５】
上記ブレーキ駆動部１６は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、入力信号に応じて、上記各ホイールシリンダ１９ｆｌ，１９ｆｒ，１９ｒｌ，１９ｒｒに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。
【００１６】
上記各車輪１０ｆｌ，１０ｆｒ，１０ｒｌ，１０ｒｒは、それぞれの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ が車輪速度検出手段としての車輪速度センサ２０（左前輪速度センサ２０ｆｌ，右前輪速度センサ２０ｆｒ，左後輪速度センサ２０ｒｌ，右後輪速度センサ２０ｒｒ）により検出されるようになっている。また、車両のハンドル部には、ハンドルの回転角θを検出するハンドル角センサ２１が設けられている。
【００１７】
また、符号２５は、マイクロコンピュータとその周辺回路で形成された制御装置を示し、この制御装置２５には、上記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）および上記ハンドル角センサ２１と、例えば、加速度センサを組み合わせて形成した実ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ２２とが接続され、上記エンジン制御部１５に対しエンジン出力信号を出力するとともに、上記ブレーキ駆動部１６に駆動信号を出力する。尚、上記ヨーレートセンサ２２からの信号は、例えば、７Ｈｚのローパスフィルタを介して上記制御装置２５に入力される。
【００１８】
上記制御装置２５は、図１に示すように、車速算出部２６，操舵角算出部２７，目標ヨーレート算出部２８，ヨーレート偏差算出部２９，４輪スリップ量算出部３０，４輪目標スリップ量設定部３１，制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３，制動信号出力部３４および目標エンジントルク算出部３５から主要に構成されている。
【００１９】
上記車速算出部２６は、前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）からの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ の信号が入力され、これらの信号を予め設定しておいた数式で演算して（例えば、上記各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒからの速度信号の平均値を算出して）車速Ｖを求め、上記目標ヨーレート算出部２８，４輪スリップ量算出部３０および上記４輪目標スリップ量設定部３１に出力する車速検出手段としての回路に形成されている。
【００２０】
また、上記操舵角算出部２７は、前記ハンドル角センサ２１からの信号が入力され、ハンドル操舵角θをステアリングギア比Ｎで除して実舵角δｆ （＝θ／Ｎ）を算出し、上記目標ヨーレート算出部２８に出力する操舵角検出手段としての回路に形成されている。
【００２１】
さらに、上記目標ヨーレート算出部２８は、上記車速算出部２６からの車速Ｖと、上記操舵角算出部２７からの実舵角δｆ を基に、車両の諸元と応答遅れを考慮して目標ヨーレートγ’ を算出し、この目標ヨーレートγ’ を上記ヨーレート偏差算出部２９に出力する目標ヨーレート算出手段としての回路に形成されている。
【００２２】
目標ヨーレートγ’ の算出は、時定数をＴ，ラプラス演算子をｓとして、
γ’ ＝｛１／（１＋Ｔ・ｓ）｝・Ｇγδｆ（０）・δｆ …（１）
で得られる。上記（１）式中のＧγδｆ（０）は、車両の定常円旋回時の実舵角δｆ に対するヨーレートの値（ヨーレート定常ゲイン）で、ホイールベースをＬ，車両の諸元で決まるスタビリティファクタをＡ０ とすると、ヨーレート定常ゲインＧγδｆ（０）は以下の式で算出される。
Ｇγδｆ（０）＝｛１／（１＋Ａ０ ・Ｖ２ ）｝・Ｖ／Ｌ …（２）
また、上記スタビリティファクタＡ０ は、車両質量をｍ，前軸と重心間の距離をＬｆ ，後軸と重心間の距離をＬｒ ，前輪の等価コーナリングパワーをＣＰｆ ，後輪の等価コーナリングパワーをＣＰｒ とすると次式で求められる。
尚、上記（１）式は、２次系で表現される車両の応答遅れを１次系に近似した式であり、また時定数Ｔは、例えば下式で得られる。
Ｔ＝ｍ・Ｌｆ ・Ｖ／（２・Ｌ・ＣＰｒ ） …（４）
上記ヨーレート偏差算出部２９では、前記ヨーレートセンサ２２で検出した実ヨーレートγから、上記目標ヨーレート算出部２８より出力された目標ヨーレートγ’ を減算し、ヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ’ ）を求め、このヨーレート偏差Δγを上記４輪目標スリップ量設定部３１に出力するヨーレート偏差算出手段としての回路である。
【００２３】
また、上記４輪スリップ量算出部３０は、上記前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）からの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ と、上記車速算出部２６からの車速Ｖとが入力され、これらの信号から４輪の実際のスリップ量（左前輪スリップ量ＳＬ１，右前輪スリップ量ＳＬ２，左後輪スリップ量ＳＬ３，右後輪スリップ量ＳＬ４）を算出し、上記制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力するスリップ量算出手段としての回路である。４輪の実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４は、車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖを減算して算出される。
ＳＬ１＝ω１ −Ｖ …（５）
ＳＬ２＝ω２ −Ｖ …（６）
ＳＬ３＝ω３ −Ｖ …（７）
ＳＬ４＝ω４ −Ｖ …（８）
さらに、上記４輪目標スリップ量設定部３１は、車速Ｖに基づき、後述する目標スリップ量マップを参照して、４輪のトラクション制御が必要なスリップ量、すなわち目標スリップ量（左前輪目標スリップ量ＳＬ１’，右前輪目標スリップ量ＳＬ２’，左後輪目標スリップ量ＳＬ３’，右後輪目標スリップ量ＳＬ４’ ）をそれぞれ独立に設定し、上記制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力する目標スリップ量設定手段としての回路である。
【００２４】
上記目標スリップ量マップは、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示すように、車両が略直進している場合や、旋回していても略ニュートラルステアの傾向にある場合が、トラクション制御の通常制御時として予め設定されており、このトラクション制御の通常制御時は、目標スリップ量が、例えば４．０ｋｍ／ｈ以上に設定されている。
【００２５】
また、極低速では、大転舵することがあり、この旋回時に４輪の軌跡差に基づいて車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ に比較的大きい差が生じることがある。さらに、前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）の電磁ピックアップの出力が弱くて精度が低くなる等の点を考慮して、目標スリップ量が大きい値に定められ、これにより誤動作を防止するようになっている。また、低速では、目標スリップ量が最低値一定に設定され、中速以上では、車速Ｖの増加に対するスリップ量の割合、すなわちスリップ率を考慮して、このスリップ率を一定化するように、車速Ｖの増加に応じて目標スリップ量が順次大きく設定されている。
【００２６】
さらに、トラクション制御作動時の車両の対スピン安定性を向上するため、破線の前輪の目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’ に対して後輪の目標スリップ量ＳＬ３’，ＳＬ４’ が、実線で示すように低く設定されている。
【００２７】
そして、上記目標スリップ量マップは、上記通常制御時の特性を基準として、以下説明する補正が、後述する目標スリップ量マップ設定のプログラムに従って、実ヨーレートγとヨーレート偏差Δγとに基づき行なわれる。この補正は、車両の旋回方向とステア傾向が、実ヨーレートγとヨーレート偏差Δγの符号の組み合わせにより判定され、車両がニュートラルステア傾向で安定して旋回できるように行なわれるものである。
【００２８】
例えば、図３（ａ）に示すように、車両が左旋回でオーバーステア傾向であることが検出された場合、左前輪の駆動力を増加し横力を減少させるとともに右後輪の駆動力を減少し横力を増加させることにより、回頭モーメントを減少させることができる。すなわち、左前輪のスリップ量を高く補正するとともに右後輪のスリップ量を低く補正することにより回頭モーメントの減少が図れる。また、図３（ｂ）に示すように、車両が左旋回でアンダーステア傾向であることが検出された場合、左前輪の駆動力を減少し横力を増加させるとともに右後輪の駆動力を増加し横力を減少させることにより、回頭モーメントを増加させることができる。すなわち、左前輪のスリップ量を低く補正するとともに右後輪のスリップ量を高く補正することにより回頭モーメントの増加が図れる。
【００２９】
このため、上記目標スリップ量マップの補正は、以下の５通りとなる（図４）。尚、実ヨーレートγと目標ヨーレートγ’ の符号は共に、車両の左旋回方向を＋、右旋回方向を−で与えられる。また、車両の直進状態を判定するため、εを予め実験あるいは計算等から求めた略０に近い正の数として設定し、車両が目標ヨーレートγ’ に対し略ニュートラルステアの状態を判定するため、εΔγを予め実験あるいは計算等から求めた略０に近い正の数として設定し、
（ケース１）．γ＞ε，Δγ＜−εΔγ…左旋回で目標ヨーレートγ’ に対しアンダーステア傾向…左前輪目標スリップ量低下（図５（ｂ）破線→一点鎖線）、右後輪目標スリップ量増加（図５（ｂ）実線→二点鎖線）
（ケース２）．γ＞ε，Δγ＞εΔγ…左旋回で目標ヨーレートγ’ に対しオーバーステア傾向…左前輪目標スリップ量増加（図５（ａ）破線→一点鎖線）、右後輪目標スリップ量低下（図５（ａ）実線→二点鎖線）
（ケース３）．γ＜ε，Δγ＜−εΔγ…右旋回で目標ヨーレートγ’ に対しオーバーステア傾向…右前輪目標スリップ量増加（図５（ａ）破線→一点鎖線）、左後輪目標スリップ量低下（図５（ａ）実線→二点鎖線）
（ケース４）．γ＜ε，Δγ＞εΔγ…右旋回で目標ヨーレートγ’ に対しアンダーステア傾向…右前輪目標スリップ量低下（図５（ｂ）破線→一点鎖線）、左後輪目標スリップ量増加（図５（ｂ）実線→二点鎖線）
（ケース５）．｜γ｜＜｜ε｜…略直進状態、あるいは、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜…目標ヨーレートγ’ に対し略ニュートラルステアの状態…補正なし。
【００３０】
そして、上記各ケースに基づく処理が行なわれた上記目標スリップ量マップを参照して、車速Ｖに基づき目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ をそれぞれ独立に設定すれば、車速Ｖに応じて目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を設定し、さらに、実ヨーレートγ’ とヨーレート偏差Δγの符号に基づいた補正が行なわれることになる。このように、車両が安定して走行するヨーモーメントを考慮して、４輪独立に目標とするスリップ量を設定することで、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることができるようになっている。尚、本発明の実施の形態では、ヨーモーメントを効果的に発生させられるように、車両の前輪と後輪のスリップ率を補正するようにしているが、前輪のスリップ率のみの補正あるいは後輪のスリップ率のみの補正で十分なモーメントが得られる車両であれば、１輪のスリップ率の補正のみで良い。
【００３１】
上記制動作動判断部３２は、上記４輪スリップ量算出部３０から実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４が、上記４輪目標スリップ量設定部３１から目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ が入力され、これらをそれぞれ比較（ＳＬ１とＳＬ１’，ＳＬ２とＳＬ２’，ＳＬ３とＳＬ３’，ＳＬ４とＳＬ４’ を比較）し、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４の１つでも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を越えた場合にトラクション制御作動を判断する。また、４輪とも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ 以下になり、かつ４輪のすべてのブレーキ液圧がゼロとなり、エンジン出力も通常状態に復帰した時点でトラクション制御不作動を判断する。そして、トラクション制御作動あるいはトラクション制御不作動の信号は、上記４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力される。すなわち、この制動作動判断部３２は、制御作動判断手段としての回路である。
【００３２】
上記４輪目標制動力算出部３３は、トラクション制御作動の際に、４輪それぞれについてスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ との偏差を算出し、これら４輪の偏差に応じて４輪の目標制動力（目標ブレーキ液圧）ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を算出して、上記制動信号出力部３４に出力する制動信号出力手段としての回路である。また、スリップ量が少なくなると、ブレーキ減圧を定めて上記制動信号出力部３４に出力する。
【００３３】
また、上記制動信号出力部３４は、前記ブレーキ駆動部１６に対して、上記各車輪へ、上記４輪目標制動力算出部３３で算出された４輪目標液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を加えるように信号出力する制動信号出力手段としての回路である。
【００３４】
さらに、上記目標エンジントルク算出部３５は、トラクション制御作動時に、最も回転の速い車輪についてスリップ量と目標スリップ量を比較し、両者の偏差の分だけエンジン出力低下した目標エンジントルクＴｑ を設定し、前記エンジン制御部１５に出力する目標エンジントルク算出手段としての回路である。またスリップ量が少なくなると、エンジン出力復帰を定めて、上記エンジン制御部１５に出力する。
【００３５】
次に、４輪駆動走行でのトラクション制御を、図６のフローチャートで説明する。プログラムがスタートすると、まず、ステップ（以下Ｓと略称）１０１で、各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒから車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ が検出、読込まれ、Ｓ１０２に進み、車速算出部２６で上記各車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖが算出され、さらに、Ｓ１０３に進み、４輪スリップ量算出部３０で車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖを減算して４輪の実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４を求める。
【００３６】
その後、Ｓ１０４に進み、４輪目標スリップ量設定部３１で、車速Ｖに基づき、目標スリップ量マップを参照して、４輪の各目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ が設定され、Ｓ１０５へ進む。
【００３７】
上記Ｓ１０５では、制動作動判断部３２において、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ とをそれぞれ比較して、トラクション制御が必要か否かの判定が行なわれる。そして、例えば、４輪が高μの路面を走行し、ドライバのアクセル操作によるエンジン出力とともに、４輪の駆動力が必要以上に大きくない場合は、４輪のタイヤが所定の少ないスリップ量の範囲内で十分にグリップして必要な駆動力を生じる。この場合は、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４が目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ より少なくなってトラクション制御の不要を判断しプログラムを終了する。
【００３８】
一方、ドライバのアクセル操作によりエンジン出力が過大になったり、または、雪道等により路面μが大幅に低下すると、車輪の駆動力が路面μの限界に近付いて車輪スリップを生じ易くなる。そこで、ドライバのアクセル操作によりエンジン出力が過大となり、４輪のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４の１つでも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を越えるように急増してスリップすると、トラクション制御の必要を判断し、Ｓ１０６に進む。
【００３９】
上記Ｓ１０６に進むと、４輪目標制動力算出部３３で、４輪それぞれについてスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ との偏差を算出し、これら４輪の偏差に応じて４輪の目標ブレーキ液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を算出して制動信号出力部３４に出力し、この制動信号出力部３４からブレーキ駆動部１６に対して、各車輪へ、上記４輪目標制動力算出部３３で算出された４輪目標液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を加えるように信号出力される。
【００４０】
そして、さらにＳ１０７に進み、目標エンジントルク算出部３５で、最も回転の速い車輪についてスリップ量と目標スリップ量を比較し、両者の偏差の分だけエンジン出力低下した目標エンジントルクＴｑ を設定してエンジン制御部１５に出力がなされる。
【００４１】
こうしてエンジン出力が強制的に低下され、４輪ブレーキ制御によりスリップ車輪の駆動力が制限されて、スリップ量を減少するようにトラクション制御される。そして４輪の各スリップ量が、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示す目標スリップ量マップに追従するように制御され、過大なスリップの防止を図ることができ、車両の安定性を向上することができる。
【００４２】
また、ドライバのアクセル操作により、エンジン出力が低下すると、スリップ量が直ちに少なくなって、４輪のブレーキ液圧がゼロになり、エンジン出力も通常状態に復帰する。そこでこの時点でトラクション制御の不要を判断して、通常の４輪駆動走行に戻る。
【００４３】
次に、目標スリップ量マップの設定プログラムを、図７のフローチャートで説明する。プログラムがスタートすると、Ｓ２０１で、ハンドル角センサ２１からハンドル操舵角θ，各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒから車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ ，ヨーレートセンサ２２から実ヨーレートγが読み込まれ、Ｓ２０２に進む。
【００４４】
上記Ｓ２０２では、操舵角算出部２７で上記ハンドル操舵角θから実舵角δｆ （＝θ／Ｎ）が算出され、車速算出部２６で上記各車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖが算出される。
【００４５】
次いで、Ｓ２０３に進み、目標ヨーレート算出部２８で前記（１）式により目標ヨーレートγ’ が演算され、Ｓ２０４に進み、ヨーレート偏差算出部２９でヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ’ ）が演算され、Ｓ２０５へ進む。
【００４６】
上記Ｓ２０５では、実ヨーレートγがεよりも大きいか否か、すなわち、ある程度大きな左旋回状態か否かの判定が行なわれ、実ヨーレートγがε以下の場合には、Ｓ２０６に進み、実ヨーレートγが−εよりも小さいか否か、すなわち、ある程度大きな右旋回状態か否かの判定が行なわれる。このＳ２０６で、ある程度大きな右旋回状態ではないと判定される実ヨーレートγの範囲（ε≧γ≧−ε）では、運動状態が略直進運動状態であるのでＳ２１９に進み、目標スリップ量マップは補正せずそのまま設定される。尚、上記Ｓ２０５で、γ＞εで、ある程度大きな左旋回状態と判定されるとＳ２０７に進み、ヨーレート偏差Δγが｜Δγ｜≦｜εΔγ｜で０に近く、略ニュートラルステアであるか否かの判定が行なわれる。
【００４７】
そして、上記Ｓ２０７で、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜であり、略ニュートラルステアと判定されるとＳ２１９に進み、これ以外の場合（アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向の場合）はＳ２０８に進む。
【００４８】
このＳ２０８は、アンダーステア傾向かオーバーステア傾向であるかを判定するステップで、Δγ＜−εΔγかΔγ＞εΔγかの判定が行なわれ、Δγ＜−εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と異なる負の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してアンダーステア傾向と判定してＳ２０９に進み、左前輪の目標スリップ量を低く補正するとともに、Ｓ２１０で、右後輪の目標スリップ量を高く補正する。また、Δγ＞εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と同じ正の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してオーバーステア傾向と判定してＳ２１１に進み、左前輪の目標スリップ量を高く補正するとともに、Ｓ２１２で、右後輪の目標スリップ量を低く補正する。
【００４９】
一方、上記Ｓ２０６で、γ＜−εで、ある程度大きな右旋回状態と判定されるとＳ２１３に進み、ヨーレート偏差Δγが｜Δγ｜≦｜εΔγ｜で０に近く、略ニュートラルステアであるか否かの判定が行なわれる。
【００５０】
そして、上記Ｓ２１３で、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜であり、略ニュートラルステアと判定されるとＳ２１９に進み、これ以外の場合（アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向の場合）はＳ２１４に進む。
【００５１】
このＳ２１４は、アンダーステア傾向かオーバーステア傾向であるかを判定するステップで、Δγ＞εΔγかΔγ＜−εΔγかの判定が行なわれ、Δγ＞εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と異なる正の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してアンダーステア傾向と判定してＳ２１５に進み、右前輪の目標スリップ量を低く補正するとともに、Ｓ２１６で、左後輪の目標スリップ量を高く補正する。また、Δγ＜−εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と同じ負の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してオーバーステア傾向と判定してＳ２１７に進み、右前輪の目標スリップ量を高く補正するとともに、Ｓ２１８で、左後輪の目標スリップ量を低く補正する。
【００５２】
以上のように、車両の旋回方向とステア傾向により目標スリップ量マップに補正が行なわれ、この補正し設定されたマップに追従して車両のトラクション制御が行なわれるため、トラクション制御で得られる効果に加え、さらにコーナリング等の際の車両安定性を向上させることも可能になるのである。
【００５３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、車両の必要なヨーモーメントを考慮して、４輪独立に各車輪の目標とするスリップ量を設定できるようにしたので、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるトラクション制御装置の機能ブロック図
【図２】本発明の実施の形態によるトラクション制御装置の概略構成を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態による回頭モーメントの制御の説明図
【図４】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップの補正の説明図
【図５】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップの説明図
【図６】本発明の実施の形態によるトラクション制御のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップ設定のフローチャート
【符号の説明】
１０ｆｌ，１０ｆｒ，１０ｒｌ，１０ｒｒ 車輪
１５ エンジン制御部
１６ ブレーキ駆動部
２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ） 車輪速度センサ
２１ ハンドル角センサ
２２ ヨーレートセンサ
２５ 制御装置
２６ 車速算出部
２７ 操舵角算出部
２８ 目標ヨーレート算出部
２９ ヨーレート偏差算出部
３０ ４輪スリップ量算出部
３１ ４輪目標スリップ量設定部
３２ 制御作動判断部
３３ ４輪目標制動力算出部
３４ 制動信号出力部
３５ 目標エンジントルク算出部
ω１，ω２，ω３，ω４ 車輪速度
δｆ 実舵角
Ｖ 車速
γ 実ヨーレート
γ’ 目標ヨーレート
Δγ ヨーレート偏差
ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４ スリップ量
ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ 目標スリップ量
ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４ 目標ブレーキ液圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪の駆動力を制御して車両安定性を向上させる４輪駆動車のトラクション制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両のコーナリング等の際の車両にはたらく力の関係から、コーナリング中に制動力を適切な車輪に加え、車両安定性を向上させる制動力制御装置が開発されている。例えば、特開平２−７０５６１号公報には、車両重心を通る鉛直軸を中心とする回転運動、すなわちヨーイングの角速度であるヨーレートを基に制御する制動力制御装置が示されている。この技術では、目標ヨーレートと実際のヨーレート（実ヨーレート）とを比較し、車両の運動状態が目標ヨーレートに対しアンダーステアの傾向かオーバーステアの傾向かを求め、実ヨーレートと目標ヨーレートとが一致するように、アンダーステア傾向の場合には内側車輪に制動力を加え補正し、オーバーステア傾向の場合には外側車輪に制動力を加え補正して車両の走行安定性を向上させるようになっている。
【０００３】
ところで、４輪駆動車（４ＷＤ車）において、トラクション制御を採用すれば、特に、スプリットμ路での脱出性、４輪スリップを生じるような限界領域での車両安定性の向上を図ることができ、さらに、このようなトラクション制御を備えた４ＷＤ車の、コーナリング等の際の車両安定性を向上させるために、前記制動力制御を用いることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トラクション制御と制動力制御の両方が動作するような車両運動が生じて、例えば、トラクション制御の作動中に制動力制御による制動力が加えられた場合、駆動スリップ輪に加えられた制動力により車輪のグリップが回復し、狙いどおりの効果が得られなかったり、トラクション性能の低下を招くといった問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の必要なヨーモーメントを考慮して各車輪の目標とするスリップ量が設定でき、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることができる４輪駆動車のトラクション制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、各輪の各車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、車速と操舵角を基に目標とするヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、実ヨーレートから目標ヨーレートを減算しヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、各輪の実際のスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、車速と実ヨーレートとヨーレート偏差とに基づき各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定する目標スリップ量設定手段と、各輪毎の実際のスリップ量と目標スリップ量とを比較してトラクション制御作動を判断する制御作動判断手段と、トラクション制御作動の際に、各輪の実際のスリップ量と目標スリップ量とに基づき各輪毎の目標制動力を算出する目標制動力算出手段と、上記目標制動力算出手段で算出した４輪の目標制動力をそれぞれの制動輪に加えるようにブレーキ駆動部へ信号出力する制動信号出力手段と、トラクション制御作動の際に、上記車輪速度の最も速い車輪における実際のスリップ量と目標スリップ量に基づいて目標エンジントルクを算出しエンジン制御部に信号出力する目標エンジントルク算出手段とを備えたものである。
【０００７】
上記請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置は、車輪速度検出手段で各輪の各車輪速度を、車速検出手段で車速を、操舵角検出手段で操舵角を、実ヨーレート検出手段で車両の実際のヨーレートすなわち実ヨーレートをそれぞれ検出する。また、目標ヨーレート算出手段で上記車速検出手段からの車速と上記操舵角検出手段からの操舵角を基に目標とするヨーレートを算出し、ヨーレート偏差算出手段で実ヨーレートから目標ヨーレートを減算しヨーレート偏差を算出する。スリップ量算出手段では各輪の実際のスリップ量を算出し、目標スリップ量設定手段は車速と実ヨーレートとヨーレート偏差とに基づき各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定する。そして、制御作動判断手段で各輪毎の実際のスリップ量と目標スリップ量とを比較してトラクション制御作動を判断し、目標制動力算出手段はトラクション制御作動の際に、各輪の実際のスリップ量と目標スリップ量とに基づき各輪毎の目標制動力を算出し、制動信号出力手段は上記目標制動力算出手段で算出した各輪の目標制動力をそれぞれの制動輪に加えるようにブレーキ駆動部へ信号出力する。また、目標エンジントルク算出手段は、トラクション制御作動の際に、上記車輪速度の最も速い車輪における実際のスリップ量と目標スリップ量に基づいて目標エンジントルクを算出しエンジン制御部に信号出力する。
【０００８】
次に、請求項２記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置において、上記目標スリップ量設定手段は、車速に応じて前後輪の目標スリップ量を設定し、さらに、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が異なる場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を低くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を高くすることの少なくとも一方の補正を行ない、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が同じ場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を高くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を低くすることの少なくとも一方の補正を行なって各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定するものである。
【０００９】
上記請求項２記載の本発明による４輪駆動車のトラクション制御装置は、請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置において、目標スリップ量設定手段は、車速に応じて前後輪の目標スリップ量を設定し、さらに、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が異なる場合、すなわち、車両がアンダーステア傾向の場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を低くし駆動力を低くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を高くし駆動力を高くすることの少なくとも一方の補正を行ない、車両をニュートラルステア方向へと補正する。また、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が同じ場合、すなわち、車両がオーバーステア傾向の場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を高くし駆動力を高くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を低くし駆動力を低くすることの少なくとも一方の補正を行ない、車両をニュートラルステア方向へと補正する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図７は本発明の実施の形態を示し、図１はトラクション制御装置の機能ブロック図、図２はトラクション制御装置の概略構成を示す説明図、図３は回頭モーメントの制御の説明図、図４は目標スリップ量マップの補正の説明図、図５は目標スリップ量マップの説明図、図６はトラクション制御のフローチャート、図７は目標スリップ量マップ設定のフローチャートである。
【００１１】
図２において、符号１はエンジンを示し、このエンジン１は、クラッチ２、変速機３を介してセンターディファレンシャル４に連結されている。このセンターディファレンシャル４は、例えば、複合プラネタリギヤ式で歯車諸元により等トルク配分または不等トルク配分する。
【００１２】
上記センターディファレンシャル４のピニオン軸５は、リダクションギヤ６、フロントドライブ軸７、フロントディファレンシャル８、車軸９を介して、左前輪１０ｆｌと右前輪１０ｆｒとに連結され、さらに、出力軸１１は、プロペラ軸１２、リヤディファレンシャル１３、車軸１４を介して、左後輪１０ｒｌと右後輪１０ｒｒとに連結され、４輪駆動可能に構成されている。
【００１３】
上記エンジン１は、エンジン制御部１５で燃料噴射制御、スロットル制御、点火時期制御、気筒カット制御、過給圧制御等の各制御が行なわれて、このエンジン制御部１５によりエンジン出力の低下、上昇も行なわれる。
【００１４】
一方、符号１６は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部１６には、ドライバにより操作されるブレーキペダル１７と接続されたマスターシリンダ１８が接続されており、ドライバがブレーキペダル１７を操作するとマスターシリンダ１８により、上記ブレーキ駆動部１６を通じて、４輪（左前輪１０ｆｌ，右前輪１０ｆｒ，左後輪１０ｒｌ，右後輪１０ｒｒ）の各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ１９ｆｌ，右前輪ホイールシリンダ１９ｆｒ，左後輪ホイールシリンダ１９ｒｌ，右後輪ホイールシリンダ１９ｒｒ）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動されるようになっている。
【００１５】
上記ブレーキ駆動部１６は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、入力信号に応じて、上記各ホイールシリンダ１９ｆｌ，１９ｆｒ，１９ｒｌ，１９ｒｒに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。
【００１６】
上記各車輪１０ｆｌ，１０ｆｒ，１０ｒｌ，１０ｒｒは、それぞれの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ が車輪速度検出手段としての車輪速度センサ２０（左前輪速度センサ２０ｆｌ，右前輪速度センサ２０ｆｒ，左後輪速度センサ２０ｒｌ，右後輪速度センサ２０ｒｒ）により検出されるようになっている。また、車両のハンドル部には、ハンドルの回転角θを検出するハンドル角センサ２１が設けられている。
【００１７】
また、符号２５は、マイクロコンピュータとその周辺回路で形成された制御装置を示し、この制御装置２５には、上記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）および上記ハンドル角センサ２１と、例えば、加速度センサを組み合わせて形成した実ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ２２とが接続され、上記エンジン制御部１５に対しエンジン出力信号を出力するとともに、上記ブレーキ駆動部１６に駆動信号を出力する。尚、上記ヨーレートセンサ２２からの信号は、例えば、７Ｈｚのローパスフィルタを介して上記制御装置２５に入力される。
【００１８】
上記制御装置２５は、図１に示すように、車速算出部２６，操舵角算出部２７，目標ヨーレート算出部２８，ヨーレート偏差算出部２９，４輪スリップ量算出部３０，４輪目標スリップ量設定部３１，制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３，制動信号出力部３４および目標エンジントルク算出部３５から主要に構成されている。
【００１９】
上記車速算出部２６は、前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）からの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ の信号が入力され、これらの信号を予め設定しておいた数式で演算して（例えば、上記各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒからの速度信号の平均値を算出して）車速Ｖを求め、上記目標ヨーレート算出部２８，４輪スリップ量算出部３０および上記４輪目標スリップ量設定部３１に出力する車速検出手段としての回路に形成されている。
【００２０】
また、上記操舵角算出部２７は、前記ハンドル角センサ２１からの信号が入力され、ハンドル操舵角θをステアリングギア比Ｎで除して実舵角δｆ （＝θ／Ｎ）を算出し、上記目標ヨーレート算出部２８に出力する操舵角検出手段としての回路に形成されている。
【００２１】
さらに、上記目標ヨーレート算出部２８は、上記車速算出部２６からの車速Ｖと、上記操舵角算出部２７からの実舵角δｆ を基に、車両の諸元と応答遅れを考慮して目標ヨーレートγ’ を算出し、この目標ヨーレートγ’ を上記ヨーレート偏差算出部２９に出力する目標ヨーレート算出手段としての回路に形成されている。
【００２２】
目標ヨーレートγ’ の算出は、時定数をＴ，ラプラス演算子をｓとして、
γ’ ＝｛１／（１＋Ｔ・ｓ）｝・Ｇγδｆ（０）・δｆ …（１）
で得られる。上記（１）式中のＧγδｆ（０）は、車両の定常円旋回時の実舵角δｆ に対するヨーレートの値（ヨーレート定常ゲイン）で、ホイールベースをＬ，車両の諸元で決まるスタビリティファクタをＡ０ とすると、ヨーレート定常ゲインＧγδｆ（０）は以下の式で算出される。
Ｇγδｆ（０）＝｛１／（１＋Ａ０ ・Ｖ２ ）｝・Ｖ／Ｌ …（２）
また、上記スタビリティファクタＡ０ は、車両質量をｍ，前軸と重心間の距離をＬｆ ，後軸と重心間の距離をＬｒ ，前輪の等価コーナリングパワーをＣＰｆ ，後輪の等価コーナリングパワーをＣＰｒ とすると次式で求められる。
Ｔ＝ｍ・Ｌｆ ・Ｖ／（２・Ｌ・ＣＰｒ ） …（４）
上記ヨーレート偏差算出部２９では、前記ヨーレートセンサ２２で検出した実ヨーレートγから、上記目標ヨーレート算出部２８より出力された目標ヨーレートγ’ を減算し、ヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ’ ）を求め、このヨーレート偏差Δγを上記４輪目標スリップ量設定部３１に出力するヨーレート偏差算出手段としての回路である。
【００２３】
また、上記４輪スリップ量算出部３０は、上記前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）からの車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ と、上記車速算出部２６からの車速Ｖとが入力され、これらの信号から４輪の実際のスリップ量（左前輪スリップ量ＳＬ１，右前輪スリップ量ＳＬ２，左後輪スリップ量ＳＬ３，右後輪スリップ量ＳＬ４）を算出し、上記制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力するスリップ量算出手段としての回路である。４輪の実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４は、車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖを減算して算出される。
ＳＬ１＝ω１ −Ｖ …（５）
ＳＬ２＝ω２ −Ｖ …（６）
ＳＬ３＝ω３ −Ｖ …（７）
ＳＬ４＝ω４ −Ｖ …（８）
さらに、上記４輪目標スリップ量設定部３１は、車速Ｖに基づき、後述する目標スリップ量マップを参照して、４輪のトラクション制御が必要なスリップ量、すなわち目標スリップ量（左前輪目標スリップ量ＳＬ１’，右前輪目標スリップ量ＳＬ２’，左後輪目標スリップ量ＳＬ３’，右後輪目標スリップ量ＳＬ４’ ）をそれぞれ独立に設定し、上記制御作動判断部３２，４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力する目標スリップ量設定手段としての回路である。
【００２４】
上記目標スリップ量マップは、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示すように、車両が略直進している場合や、旋回していても略ニュートラルステアの傾向にある場合が、トラクション制御の通常制御時として予め設定されており、このトラクション制御の通常制御時は、目標スリップ量が、例えば４．０ｋｍ／ｈ以上に設定されている。
【００２５】
また、極低速では、大転舵することがあり、この旋回時に４輪の軌跡差に基づいて車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ に比較的大きい差が生じることがある。さらに、前記各車輪速度センサ２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ）の電磁ピックアップの出力が弱くて精度が低くなる等の点を考慮して、目標スリップ量が大きい値に定められ、これにより誤動作を防止するようになっている。また、低速では、目標スリップ量が最低値一定に設定され、中速以上では、車速Ｖの増加に対するスリップ量の割合、すなわちスリップ率を考慮して、このスリップ率を一定化するように、車速Ｖの増加に応じて目標スリップ量が順次大きく設定されている。
【００２６】
さらに、トラクション制御作動時の車両の対スピン安定性を向上するため、破線の前輪の目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’ に対して後輪の目標スリップ量ＳＬ３’，ＳＬ４’ が、実線で示すように低く設定されている。
【００２７】
そして、上記目標スリップ量マップは、上記通常制御時の特性を基準として、以下説明する補正が、後述する目標スリップ量マップ設定のプログラムに従って、実ヨーレートγとヨーレート偏差Δγとに基づき行なわれる。この補正は、車両の旋回方向とステア傾向が、実ヨーレートγとヨーレート偏差Δγの符号の組み合わせにより判定され、車両がニュートラルステア傾向で安定して旋回できるように行なわれるものである。
【００２８】
例えば、図３（ａ）に示すように、車両が左旋回でオーバーステア傾向であることが検出された場合、左前輪の駆動力を増加し横力を減少させるとともに右後輪の駆動力を減少し横力を増加させることにより、回頭モーメントを減少させることができる。すなわち、左前輪のスリップ量を高く補正するとともに右後輪のスリップ量を低く補正することにより回頭モーメントの減少が図れる。また、図３（ｂ）に示すように、車両が左旋回でアンダーステア傾向であることが検出された場合、左前輪の駆動力を減少し横力を増加させるとともに右後輪の駆動力を増加し横力を減少させることにより、回頭モーメントを増加させることができる。すなわち、左前輪のスリップ量を低く補正するとともに右後輪のスリップ量を高く補正することにより回頭モーメントの増加が図れる。
【００２９】
このため、上記目標スリップ量マップの補正は、以下の５通りとなる（図４）。尚、実ヨーレートγと目標ヨーレートγ’ の符号は共に、車両の左旋回方向を＋、右旋回方向を−で与えられる。また、車両の直進状態を判定するため、εを予め実験あるいは計算等から求めた略０に近い正の数として設定し、車両が目標ヨーレートγ’ に対し略ニュートラルステアの状態を判定するため、εΔγを予め実験あるいは計算等から求めた略０に近い正の数として設定し、
（ケース１）．γ＞ε，Δγ＜−εΔγ…左旋回で目標ヨーレートγ’ に対しアンダーステア傾向…左前輪目標スリップ量低下（図５（ｂ）破線→一点鎖線）、右後輪目標スリップ量増加（図５（ｂ）実線→二点鎖線）
（ケース２）．γ＞ε，Δγ＞εΔγ…左旋回で目標ヨーレートγ’ に対しオーバーステア傾向…左前輪目標スリップ量増加（図５（ａ）破線→一点鎖線）、右後輪目標スリップ量低下（図５（ａ）実線→二点鎖線）
（ケース３）．γ＜ε，Δγ＜−εΔγ…右旋回で目標ヨーレートγ’ に対しオーバーステア傾向…右前輪目標スリップ量増加（図５（ａ）破線→一点鎖線）、左後輪目標スリップ量低下（図５（ａ）実線→二点鎖線）
（ケース４）．γ＜ε，Δγ＞εΔγ…右旋回で目標ヨーレートγ’ に対しアンダーステア傾向…右前輪目標スリップ量低下（図５（ｂ）破線→一点鎖線）、左後輪目標スリップ量増加（図５（ｂ）実線→二点鎖線）
（ケース５）．｜γ｜＜｜ε｜…略直進状態、あるいは、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜…目標ヨーレートγ’ に対し略ニュートラルステアの状態…補正なし。
【００３０】
そして、上記各ケースに基づく処理が行なわれた上記目標スリップ量マップを参照して、車速Ｖに基づき目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ をそれぞれ独立に設定すれば、車速Ｖに応じて目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を設定し、さらに、実ヨーレートγ’ とヨーレート偏差Δγの符号に基づいた補正が行なわれることになる。このように、車両が安定して走行するヨーモーメントを考慮して、４輪独立に目標とするスリップ量を設定することで、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることができるようになっている。尚、本発明の実施の形態では、ヨーモーメントを効果的に発生させられるように、車両の前輪と後輪のスリップ率を補正するようにしているが、前輪のスリップ率のみの補正あるいは後輪のスリップ率のみの補正で十分なモーメントが得られる車両であれば、１輪のスリップ率の補正のみで良い。
【００３１】
上記制動作動判断部３２は、上記４輪スリップ量算出部３０から実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４が、上記４輪目標スリップ量設定部３１から目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ が入力され、これらをそれぞれ比較（ＳＬ１とＳＬ１’，ＳＬ２とＳＬ２’，ＳＬ３とＳＬ３’，ＳＬ４とＳＬ４’ を比較）し、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４の１つでも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を越えた場合にトラクション制御作動を判断する。また、４輪とも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ 以下になり、かつ４輪のすべてのブレーキ液圧がゼロとなり、エンジン出力も通常状態に復帰した時点でトラクション制御不作動を判断する。そして、トラクション制御作動あるいはトラクション制御不作動の信号は、上記４輪目標制動力算出部３３および上記目標エンジントルク算出部３５に出力される。すなわち、この制動作動判断部３２は、制御作動判断手段としての回路である。
【００３２】
上記４輪目標制動力算出部３３は、トラクション制御作動の際に、４輪それぞれについてスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ との偏差を算出し、これら４輪の偏差に応じて４輪の目標制動力（目標ブレーキ液圧）ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を算出して、上記制動信号出力部３４に出力する制動信号出力手段としての回路である。また、スリップ量が少なくなると、ブレーキ減圧を定めて上記制動信号出力部３４に出力する。
【００３３】
また、上記制動信号出力部３４は、前記ブレーキ駆動部１６に対して、上記各車輪へ、上記４輪目標制動力算出部３３で算出された４輪目標液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を加えるように信号出力する制動信号出力手段としての回路である。
【００３４】
さらに、上記目標エンジントルク算出部３５は、トラクション制御作動時に、最も回転の速い車輪についてスリップ量と目標スリップ量を比較し、両者の偏差の分だけエンジン出力低下した目標エンジントルクＴｑ を設定し、前記エンジン制御部１５に出力する目標エンジントルク算出手段としての回路である。またスリップ量が少なくなると、エンジン出力復帰を定めて、上記エンジン制御部１５に出力する。
【００３５】
次に、４輪駆動走行でのトラクション制御を、図６のフローチャートで説明する。プログラムがスタートすると、まず、ステップ（以下Ｓと略称）１０１で、各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒから車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ が検出、読込まれ、Ｓ１０２に進み、車速算出部２６で上記各車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖが算出され、さらに、Ｓ１０３に進み、４輪スリップ量算出部３０で車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖを減算して４輪の実際のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４を求める。
【００３６】
その後、Ｓ１０４に進み、４輪目標スリップ量設定部３１で、車速Ｖに基づき、目標スリップ量マップを参照して、４輪の各目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ が設定され、Ｓ１０５へ進む。
【００３７】
上記Ｓ１０５では、制動作動判断部３２において、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ とをそれぞれ比較して、トラクション制御が必要か否かの判定が行なわれる。そして、例えば、４輪が高μの路面を走行し、ドライバのアクセル操作によるエンジン出力とともに、４輪の駆動力が必要以上に大きくない場合は、４輪のタイヤが所定の少ないスリップ量の範囲内で十分にグリップして必要な駆動力を生じる。この場合は、スリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４が目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ より少なくなってトラクション制御の不要を判断しプログラムを終了する。
【００３８】
一方、ドライバのアクセル操作によりエンジン出力が過大になったり、または、雪道等により路面μが大幅に低下すると、車輪の駆動力が路面μの限界に近付いて車輪スリップを生じ易くなる。そこで、ドライバのアクセル操作によりエンジン出力が過大となり、４輪のスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４の１つでも目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ を越えるように急増してスリップすると、トラクション制御の必要を判断し、Ｓ１０６に進む。
【００３９】
上記Ｓ１０６に進むと、４輪目標制動力算出部３３で、４輪それぞれについてスリップ量ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４と目標スリップ量ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ との偏差を算出し、これら４輪の偏差に応じて４輪の目標ブレーキ液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を算出して制動信号出力部３４に出力し、この制動信号出力部３４からブレーキ駆動部１６に対して、各車輪へ、上記４輪目標制動力算出部３３で算出された４輪目標液圧ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４を加えるように信号出力される。
【００４０】
そして、さらにＳ１０７に進み、目標エンジントルク算出部３５で、最も回転の速い車輪についてスリップ量と目標スリップ量を比較し、両者の偏差の分だけエンジン出力低下した目標エンジントルクＴｑ を設定してエンジン制御部１５に出力がなされる。
【００４１】
こうしてエンジン出力が強制的に低下され、４輪ブレーキ制御によりスリップ車輪の駆動力が制限されて、スリップ量を減少するようにトラクション制御される。そして４輪の各スリップ量が、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示す目標スリップ量マップに追従するように制御され、過大なスリップの防止を図ることができ、車両の安定性を向上することができる。
【００４２】
また、ドライバのアクセル操作により、エンジン出力が低下すると、スリップ量が直ちに少なくなって、４輪のブレーキ液圧がゼロになり、エンジン出力も通常状態に復帰する。そこでこの時点でトラクション制御の不要を判断して、通常の４輪駆動走行に戻る。
【００４３】
次に、目標スリップ量マップの設定プログラムを、図７のフローチャートで説明する。プログラムがスタートすると、Ｓ２０１で、ハンドル角センサ２１からハンドル操舵角θ，各車輪速度センサ２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒから車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ ，ヨーレートセンサ２２から実ヨーレートγが読み込まれ、Ｓ２０２に進む。
【００４４】
上記Ｓ２０２では、操舵角算出部２７で上記ハンドル操舵角θから実舵角δｆ （＝θ／Ｎ）が算出され、車速算出部２６で上記各車輪速度ω１，ω２，ω３，ω４ から車速Ｖが算出される。
【００４５】
次いで、Ｓ２０３に進み、目標ヨーレート算出部２８で前記（１）式により目標ヨーレートγ’ が演算され、Ｓ２０４に進み、ヨーレート偏差算出部２９でヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ’ ）が演算され、Ｓ２０５へ進む。
【００４６】
上記Ｓ２０５では、実ヨーレートγがεよりも大きいか否か、すなわち、ある程度大きな左旋回状態か否かの判定が行なわれ、実ヨーレートγがε以下の場合には、Ｓ２０６に進み、実ヨーレートγが−εよりも小さいか否か、すなわち、ある程度大きな右旋回状態か否かの判定が行なわれる。このＳ２０６で、ある程度大きな右旋回状態ではないと判定される実ヨーレートγの範囲（ε≧γ≧−ε）では、運動状態が略直進運動状態であるのでＳ２１９に進み、目標スリップ量マップは補正せずそのまま設定される。尚、上記Ｓ２０５で、γ＞εで、ある程度大きな左旋回状態と判定されるとＳ２０７に進み、ヨーレート偏差Δγが｜Δγ｜≦｜εΔγ｜で０に近く、略ニュートラルステアであるか否かの判定が行なわれる。
【００４７】
そして、上記Ｓ２０７で、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜であり、略ニュートラルステアと判定されるとＳ２１９に進み、これ以外の場合（アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向の場合）はＳ２０８に進む。
【００４８】
このＳ２０８は、アンダーステア傾向かオーバーステア傾向であるかを判定するステップで、Δγ＜−εΔγかΔγ＞εΔγかの判定が行なわれ、Δγ＜−εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と異なる負の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してアンダーステア傾向と判定してＳ２０９に進み、左前輪の目標スリップ量を低く補正するとともに、Ｓ２１０で、右後輪の目標スリップ量を高く補正する。また、Δγ＞εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と同じ正の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してオーバーステア傾向と判定してＳ２１１に進み、左前輪の目標スリップ量を高く補正するとともに、Ｓ２１２で、右後輪の目標スリップ量を低く補正する。
【００４９】
一方、上記Ｓ２０６で、γ＜−εで、ある程度大きな右旋回状態と判定されるとＳ２１３に進み、ヨーレート偏差Δγが｜Δγ｜≦｜εΔγ｜で０に近く、略ニュートラルステアであるか否かの判定が行なわれる。
【００５０】
そして、上記Ｓ２１３で、｜Δγ｜≦｜εΔγ｜であり、略ニュートラルステアと判定されるとＳ２１９に進み、これ以外の場合（アンダーステア傾向あるいはオーバーステア傾向の場合）はＳ２１４に進む。
【００５１】
このＳ２１４は、アンダーステア傾向かオーバーステア傾向であるかを判定するステップで、Δγ＞εΔγかΔγ＜−εΔγかの判定が行なわれ、Δγ＞εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と異なる正の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してアンダーステア傾向と判定してＳ２１５に進み、右前輪の目標スリップ量を低く補正するとともに、Ｓ２１６で、左後輪の目標スリップ量を高く補正する。また、Δγ＜−εΔγでありヨーレート偏差Δγの符号が、実ヨーレートγの符号と同じ負の場合は、目標ヨーレートγ’ に対してオーバーステア傾向と判定してＳ２１７に進み、右前輪の目標スリップ量を高く補正するとともに、Ｓ２１８で、左後輪の目標スリップ量を低く補正する。
【００５２】
以上のように、車両の旋回方向とステア傾向により目標スリップ量マップに補正が行なわれ、この補正し設定されたマップに追従して車両のトラクション制御が行なわれるため、トラクション制御で得られる効果に加え、さらにコーナリング等の際の車両安定性を向上させることも可能になるのである。
【００５３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、車両の必要なヨーモーメントを考慮して、４輪独立に各車輪の目標とするスリップ量を設定できるようにしたので、過大なスリップの防止と、コーナリング等の際の車両安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるトラクション制御装置の機能ブロック図
【図２】本発明の実施の形態によるトラクション制御装置の概略構成を示す説明図
【図３】本発明の実施の形態による回頭モーメントの制御の説明図
【図４】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップの補正の説明図
【図５】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップの説明図
【図６】本発明の実施の形態によるトラクション制御のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態による目標スリップ量マップ設定のフローチャート
【符号の説明】
１０ｆｌ，１０ｆｒ，１０ｒｌ，１０ｒｒ 車輪
１５ エンジン制御部
１６ ブレーキ駆動部
２０（２０ｆｌ，２０ｆｒ，２０ｒｌ，２０ｒｒ） 車輪速度センサ
２１ ハンドル角センサ
２２ ヨーレートセンサ
２５ 制御装置
２６ 車速算出部
２７ 操舵角算出部
２８ 目標ヨーレート算出部
２９ ヨーレート偏差算出部
３０ ４輪スリップ量算出部
３１ ４輪目標スリップ量設定部
３２ 制御作動判断部
３３ ４輪目標制動力算出部
３４ 制動信号出力部
３５ 目標エンジントルク算出部
ω１，ω２，ω３，ω４ 車輪速度
δｆ 実舵角
Ｖ 車速
γ 実ヨーレート
γ’ 目標ヨーレート
Δγ ヨーレート偏差
ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４ スリップ量
ＳＬ１’，ＳＬ２’，ＳＬ３’，ＳＬ４’ 目標スリップ量
ＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，ＢＦ４ 目標ブレーキ液圧
Claims (2)
- 各輪の各車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の実際のヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、車速と操舵角を基に目標とするヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、実ヨーレートから目標ヨーレートを減算しヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出手段と、各輪の実際のスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、車速と実ヨーレートとヨーレート偏差とに基づき各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定する目標スリップ量設定手段と、各輪毎の実際のスリップ量と目標スリップ量とを比較してトラクション制御作動を判断する制御作動判断手段と、トラクション制御作動の際に、各輪の実際のスリップ量と目標スリップ量とに基づき各輪毎の目標制動力を算出する目標制動力算出手段と、上記目標制動力算出手段で算出した各輪の目標制動力をそれぞれの制動輪に加えるようにブレーキ駆動部へ信号出力する制動信号出力手段と、トラクション制御作動の際に、上記車輪速度の最も速い車輪における実際のスリップ量と目標スリップ量に基づいて目標エンジントルクを算出しエンジン制御部に信号出力する目標エンジントルク算出手段とを備えたことを特徴とする４輪駆動車のトラクション制御装置。
- 上記目標スリップ量設定手段は、車速に応じて前後輪の目標スリップ量を設定し、さらに、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が異なる場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を低くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を高くすることの少なくとも一方の補正を行ない、実ヨーレートとヨーレート偏差の符号が同じ場合は旋回方向内側前輪の目標スリップ量を高くすることと、旋回方向外側後輪の目標スリップ量を低くすることの少なくとも一方の補正を行なって各輪の目標スリップ量をそれぞれ独立に設定することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のトラクション制御装置。
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