JP4007710B2 - 車両の協調制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置とを併せ備えた車両の協調制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの駆動力を左右の駆動輪に配分する比率を可変とし、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させることにより、旋回方向のヨーモーメントを発生させて旋回性能を高める技術は公知である。かかる駆動力配分装置を備えた車両において、左右の駆動輪に配分する駆動力を変化させると、操舵輪を兼ねる左右の駆動輪に望ましくない操舵力が発生してしまう問題がある（トルクステア現象）。そこで、車両に備えられた電動パワーステアリング装置を利用し、その電動パワーステアリング装置に前記望ましくない操舵力を打ち消すような操舵補助トルクを発生させてトルクステア現象を軽減するものが、本出願人により既に提案されている（特願平９−３０２１５５号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、電動パワーステアリング装置を制御する制御手段に、トルクステア現象を軽減する操舵補助トルクを発生させるための回路が予め組み込まれている。一方、駆動力配分装置を備えない仕様の車両の場合には、その電動パワーステアリング装置を制御する制御手段にトルクステア現象を軽減する操舵補助トルクを発生させるための回路を組み込む必要がないため、駆動力配分装置を備える仕様の車両と備えない仕様の車両とで前記制御手段の設計を変更する必要が生じてコストが嵩む問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、駆動力配分装置および電動パワーステアリング装置を協調制御してトルクステア現象を軽減する車両の協調制御装置において、前記協調制御を行わない仕様の車両の電動パワーステアリング装置の制御手段を変更せずに、あるいは最小限の変更を加えるだけで、その制御手段を前記協調制御を行う仕様の車両に適用できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、駆動力配分装置の作動を制御する第１制御手段と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置と、少なくとも操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の作動を制御する第２制御手段とを備えた車両の協調制御装置において、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを電動パワーステアリング装置の第２制御手段に直接入力することなく、その操舵トルクを駆動力配分装置の第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段を変更せずにそのまま使用しながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、駆動力配分装置の作動を制御する第１制御手段と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置と、少なくとも操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の作動を制御する第２制御手段とを備えた車両の協調制御装置において、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、駆動力配分装置の第１制御手段で該駆動力配分装置の制御量に応じた操舵トルク補正量を算出し、その操舵トルク補正量を入力された第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段の変更を最小限に抑えながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図８は本発明の第１実施例を示すもので、図１は駆動力配分装置の構造を示す図、図２は第１電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図３は中低車速域での右旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図、図４は中低車速域での左旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図、図５は電動パワーステアリング装置の構造を示す図、図６は第２電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図７は操舵トルクとトルク配分量の差の絶対値との関係を示す図、図８はトルク配分量の差の絶対値から操舵トルク補正量を検索するマップを示す図である。
【００１１】
図１に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの車両の車体前部に横置きに搭載したエンジンＥの右端にトランスミッションＭが接続されており、これらエンジンＥおよびトランスミッションＭの後部に駆動力配分装置Ｔが配置される。駆動力配分装置Ｔの左端および右端から左右に延びる左ドライブシャフトＡL および右ドライブシャフトＡR には、それぞれ左前輪ＷFLおよび右前輪ＷFRが接続される。駆動力配分装置Ｔは、本発明の駆動力配分装置を構成する。
【００１２】
駆動力配分装置Ｔは、トランスミッションＭから延びる入力軸１に設けた入力ギヤ２に噛み合う外歯ギヤ３から駆動力が伝達される差動装置Ｄを備える。差動装置Ｄはダブルピニオン式の遊星歯車機構よりなり、前記外歯ギヤ３と一体に形成されたリングギヤ４と、このリングギヤ４の内部に同軸に配設されたサンギヤ５と、前記リングギヤ４に噛み合うアウタプラネタリギヤ６および前記サンギヤ５に噛み合うインナプラネタリギヤ７を、それらが相互に噛み合う状態で支持するプラネタリキャリヤ８とから構成される。差動装置Ｄは、そのリングギヤ４が入力要素として機能するとともに、一方の出力要素として機能するサンギヤ５が左出力軸９L を介して左前輪ＷFLに接続され、また他方の出力要素として機能するプラネタリキャリヤ８が右出力軸９R を介して右前輪ＷFRに接続される。
【００１３】
左出力軸９L の外周に回転自在に支持されたキャリヤ部材１１は、円周方向に９０°間隔で配置された４本のピニオン軸１２を備えており、第１ピニオン１３、第２ピニオン１４および第３ピニオン１５を一体に形成した３連ピニオン部材１６が、各ピニオン軸１２にそれぞれ回転自在に支持される。
【００１４】
左出力軸９L の外周に回転自在に支持されて前記第１ピニオン１３に噛み合う第１サンギヤ１７は、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８に連結される。また左出力軸９L の外周に固定された第２サンギヤ１８は前記第２ピニオン１４に噛み合う。更に、左出力軸９L の外周に回転自在に支持された第３サンギヤ１９は前記第３ピニオン１５に噛み合う。
【００１５】
実施例における第１ピニオン１３、第２ピニオン１４、第３ピニオン１５、第１サンギヤ１７、第２サンギヤ１８および第３サンギヤ１９の歯数は以下のとおりである。
【００１６】
第１ピニオン１３の歯数 Ｚ2 ＝１７
第２ピニオン１４の歯数 Ｚ4 ＝１７
第３ピニオン１５の歯数 Ｚ6 ＝３４
第１サンギヤ１７の歯数 Ｚ1 ＝３２
第２サンギヤ１８の歯数 Ｚ3 ＝２８
第３サンギヤ１９の歯数 Ｚ5 ＝３２
【００１７】
第３サンギヤ１９は左油圧クラッチＣL を介してケーシング２０に結合可能であり、左油圧クラッチＣL の係合によってキャリヤ部材１１の回転数が増速される。またキャリヤ部材１１は右油圧クラッチＣR を介してケーシング２０に結合可能であり、右油圧クラッチＣR の係合によってキャリヤ部材１１の回転数が減速される。そして前記右油圧クラッチＣR および左油圧クラッチＣL は、マイクロコンピュータを含む第１電子制御ユニットＵ1 により制御される。第１電子制御ユニットＵ1 は本発明の第１制御手段を構成する。
【００１８】
図２に示すように、第１電子制御ユニットＵ1 には、エンジントルクＴE を検出するエンジントルク検出手段Ｓ1 と、エンジンＥの回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段Ｓ2 と、車速Ｖを検出する車速検出手段Ｓ3 と、操舵角θを検出する操舵角検出手段Ｓ4 と、操舵トルクＴQ を検出する操舵トルク検出手段Ｓ5 とからの信号が入力される。第１電子制御ユニットＵ1 は前記各検出手段Ｓ1 〜Ｓ5 からの信号を所定のプログラムに基づいて演算処理し、前記左油圧クラッチＣL および右油圧クラッチＣR を制御する。
【００１９】
第１電子制御ユニットＵ1 は、ドライブシャフトトルク算出手段Ｍ１と、ギヤレシオ算出手段Ｍ２と、左右配分補正係数算出手段Ｍ３と、目標ヨーレート算出手段Ｍ４と、横加速度算出手段Ｍ５と、左右配分補正係数算出手段Ｍ６と、左右前輪トルク算出手段Ｍ７と、補正操舵トルク算出手段Ｍ８とを備える。
【００２０】
ドライブシャフトトルク算出手段Ｍ１は、ギヤレシオ算出手段Ｍ２においてエンジン回転数Ｎｅと車速Ｖとから求めたギヤレシオＮｉをエンジントルクＴE に乗算することにより、ドライブシャフトトルクＴD （すなわち、左右の前輪ＷFL，ＷFRに伝達されるトルクの総和）を算出する。尚、エンジントルクＴE は吸気圧（又はアクセル開度）とエンジン回転数Ｎｅとから求めることが可能であり、ドライブシャフトトルクＴD は前述した以外に動力伝達系に設けたトルク検出手段や車両の前後加速度から求めることができる。また、車速Ｖは車輪速度から求める以外に空間フィルターを用いて光学的に求めても良く、ドップラーレーダーを用いて求めても良い。
【００２１】
左右配分補正係数算出手段Ｍ３は、ドライブシャフトトルクＴD に基づいて第１左右配分補正係数ＫT をマップ検索するとともに、車速Ｖに基づいて第２左右配分補正係数ＫV をマップ検索する。目標ヨーレート算出手段Ｍ４は、操舵角θに基づいて目標ヨーレートＹの操舵角成分Ｙ1 をマップ検索するともに、車速Ｖに基づいて目標ヨーレートＹの車速成分Ｙ2 をマップ検索し、それら操舵角成分Ｙ1 および車速成分Ｙ2 を乗算して目標ヨーレートＹを算出する。横加速度算出手段Ｍ５は、前記目標ヨーレートＹに車速Ｖを乗算することにより横加速度ＹG を算出し、左右配分補正係数算出手段Ｍ６は、前記横加速度ＹG に基づいて左右配分補正係数Ｇをマップ検索する。
【００２２】
而して、左右前輪トルク算出手段Ｍ７において、左前輪ＷFLに配分すべきトルク配分量ＴL と右前輪ＷFRに配分すべきトルク配分量ＴR とが、次式に基づいて算出される。
【００２３】
ＴL ＝（ＴD ／２）×（１＋ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ） …（１）
ＴR ＝（ＴD ／２）×（１−ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ） …（２）
ここで、ＫT ，ＫV は左右配分補正係数算出手段Ｍ３で求めた左右配分補正係数、Ｇは左右配分補正係数算出手段Ｍ６で求めた左右配分補正係数、ＫW は定数である。
【００２４】
また、（１）式および（２）式の右辺の（１±ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ）は左右の前輪ＷFL，ＷFR間でのトルク配分比を決定する項であって、一方の前輪ＷFL，ＷFRのトルク配分が所定量だけ増加すると、他方の前輪ＷFL，ＷFRのトルク配分が前記所定量だけ減少する。
【００２５】
上述のようにして左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分すべきトルク配分量ＴL ，ＴR が求められると、左右の前輪ＷFL，ＷFRに前記トルク配分量ＴL ，ＴR が伝達されるように左油圧クラッチＣL および右油圧クラッチＣR が制御される。
【００２６】
尚、補正操舵トルク算出手段Ｍ８については、後から詳述する。
【００２７】
而して、第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により、車両の直進走行時には右油圧クラッチＣR および左油圧クラッチＣL が共に非係合状態とされる。これにより、キャリヤ部材１１および第３サンギヤ１９の拘束が解除され、左ドライブシャフト９L 、右ドライブシャフト９R 、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８およびキャリヤ部材１１は全て一体となって回転する。このとき、図１に斜線を施した矢印で示したように、エンジンＥのトルクは差動装置Ｄから左右の前輪ＷFL，ＷFRに均等に伝達される。
【００２８】
さて、車両の中低車速域での右旋回時には、図３に示すように第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により右油圧クラッチＣR が係合し、キャリヤ部材１１をケーシング２０に結合して停止させる。このとき、左前輪ＷFLと一体の左出力軸９L と、右前輪ＷFRと一体の右出力軸９R （即ち、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８）とは、第２サンギヤ１８、第２ピニオン１４、第１ピニオン１３および第１サンギヤ１７を介して連結されているため、左前輪ＷFLの回転数ＮL は右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して次式の関係で増速される。
【００２９】
ＮL ／ＮR ＝（Ｚ4 ／Ｚ3 ）×（Ｚ1 ／Ｚ2 ）
＝１．１４３ …（３）
【００３０】
上述のようにして、左前輪ＷFLの回転数ＮL が右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して増速されると、図３に斜線を施した矢印で示したように、旋回内輪である右前輪ＷFRのトルクの一部を旋回外輪である左前輪ＷFLに伝達することができる。
【００３１】
尚、キャリヤ部材１１を右油圧クラッチＣR により停止させる代わりに、右油圧クラッチＣR の係合力を適宜調整してキャリヤ部材１１の回転数を減速すれば、その減速に応じて左前輪ＷFLの回転数ＮL を右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して増速し、旋回内輪である右前輪ＷFRから旋回外輪である左前輪ＷFLに任意のトルクを伝達することができる。
【００３２】
一方、車両の中低車速域での左旋回時には、図４に示すように第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により左油圧クラッチＣL が係合し、第３ピニオン１５が第３サンギヤ１９を介してケーシング２０に結合される。その結果、左出力軸９L の回転数に対してキャリヤ部材１１の回転数が増速され、右前輪ＷFRの回転数ＮR は左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して次式の関係で増速される。
【００３３】
ＮR ／ＮL ＝｛１−（Ｚ5 ／Ｚ6 ）×（Ｚ2 ／Ｚ1 ）｝
÷｛１−（Ｚ5 ／Ｚ6 ）×（Ｚ4 ／Ｚ3 ）｝
＝１．１６７ …（４）
【００３４】
上述のようにして、右前輪ＷFRの回転数ＮR が左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して増速されると、図４に斜線を施した矢印で示したように、旋回内輪である左前輪ＷFLのトルクの一部を旋回外輪である右前輪ＷFRに伝達することができる。この場合にも、左油圧クラッチＣL の係合力を適宜調整してキャリヤ部材１１の回転数を増速すれば、その増速に応じて右前輪ＷFRの回転数ＮR を左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して増速し、旋回内輪である左前輪ＷFLから旋回外輪である右前輪ＷFRに任意のトルクを伝達することができる。而して、車両の中低速走行時には旋回外輪に旋回内輪よりも大きなトルクを伝達して旋回性能を向上させることが可能である。尚、高速走行時には前記中低速走行時に比べて旋回外輪に伝達されるトルクを少なめにしたり、逆に旋回外輪から旋回内輪にトルクを伝達して走行安定性能を向上させることが可能である。そして、それらは第１電子制御ユニットＵ1 の左右配分補正係数算出手段Ｍ３において、車速Ｖに対する第２左右配分補正係数ＫV のマップの設定により達成される。
【００３５】
（３）式および（４）式を比較すると明らかなように、第１ピニオン１３、第２ピニオン１４、第３ピニオン１５、第１サンギヤ１７、第２サンギヤ１８および第３サンギヤ１９の歯数を前述の如く設定したことにより、右前輪ＷFRから左前輪ＷFLへの増速率（約１．１４３）と、左前輪ＷFLから右前輪ＷFRへの増速率（約１．１６７）とを略等しくすることができる。
【００３６】
次に、図５に基づいて車両の操舵系を説明する。
【００３７】
ドライバーによってステアリングホイール２１に入力された操舵トルクは、ステアリングシャフト２２、連結軸２３およびピニオン２４を介してラック２５に伝達され、更にラック２５の往復動は左右のタイロッド２６，２６を介して左右の前輪ＷFL，ＷFRに伝達されて該前輪ＷFL，ＷFRを転舵する。操舵系に設けられた電動パワーステアリング装置Ｓは、モータ２７の出力軸に設けた駆動ギヤ２８と、この駆動ギヤ２８に噛み合う従動ギヤ２９と、この従動ギヤ２９と一体のスクリューシャフト３０と、このスクリューシャフト３０に噛み合うとともに前記ラック２５に連結されたナット３１とを備える。
【００３８】
本発明の第２制御手段を構成する第２電子制御ユニットＵ2 は、単独で電動パワーステアリング装置Ｓの作動を制御するものではなく、駆動力配分装置Ｔの作動と関連して電動パワーステアリング装置Ｓの作動を協調制御する。そのために、操舵トルク検出手段Ｓ5 により検出された操舵トルクＴQ は、駆動力配分装置Ｔを制御する前記第１電子制御ユニットＵ1 に一旦入力されて補正され、その補正操舵トルクＴQ ′が入力される第２電子制御ユニットＵ2 により、モータドライバー３２を介して電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７の作動が制御される。第２電子制御ユニットＵ2 には、前記補正操舵トルクＴQ ′に加えて、電圧検出手段Ｓ6 で検出したモータ２７の電圧ＶM と電流検出手段Ｓ7 で検出したモータ２７の電流ＩM とが入力される。
【００３９】
図６に示すように、第２電子制御ユニットＵ2 は、目標電流設定手段Ｍ９と、操舵回転速度算出手段Ｍ１０と、駆動制御手段Ｍ１１とを備える。
【００４０】
目標電流設定手段Ｍ９は、第１電子制御ユニットＵ1 から入力される補正操舵トルクＴQ ′と、操舵回転速度算出手段Ｍ１０から入力される操舵回転速度Ｎとに基づいてモータ２７を駆動する目標電流ＩMSを算出する。操舵回転速度Ｎはステアリングホイール２１の回転速度（つまり、ピニオン２４の回転速度）であって、タコジェネレータ等の回転速度検出手段によっても検出可能であるが、本実施例では操舵回転速度算出手段Ｍ１０において、電圧検出手段Ｓ6 で検出したモータ２７の電圧ＶM と、電流検出手段Ｓ7 で検出したモータ２７の電流ＩM と、第１電子制御ユニットＵ1 から入力される補正操舵トルクＴQ ′とに基づいて算出される。
【００４１】
目標電流ＩMSは、補正操舵トルクＴQ ′が所定値以下のときには該補正操舵トルクＴQ ′の増加に応じてリニアに増加するが、補正操舵トルクＴQ ′が前記所定値を越えると、操舵回転速度Ｎが小さいときほど目標電流ＩMSの上限値が小さく抑えられる。目標電流ＩMSの上記特性により、ドライバーがステアリングホイール２１を限界位置まで回転させてラックエンドに達したとき、つまり補正操舵トルクＴQ ′が大きくなり、かつ操舵回転速度Ｎが小さくなったとき、モータ２７が大きな目標電流ＩNSで駆動されて過負荷状態になるのを防止することができる。
【００４２】
駆動制御手段Ｍ１１は、目標電流設定手段Ｍ９で算出した目標電流ＩMSをＰＷＭ制御信号に変換したモータ制御電圧Ｖ0 を算出し、モータドライバ３２は、前記モータ制御電圧Ｖ0 に基づいてモータ駆動電圧ＶM をＰＷＭ制御することにより、電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７を駆動して操舵補助トルクを発生させる。
【００４３】
次に、第１電子制御ユニットＵ1 において行われる操舵トルクＴQ の補正について説明する。
【００４４】
エンジンＥから駆動力配分装置Ｔを介して左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分される駆動力が変化すると、操舵輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRにいわゆるトルクステア現象によって望ましくない操舵力が発生してしまう。電動パワーステアリング装置Ｓを備えた車両では、駆動力配分装置Ｔの作動によりトルクステア現象が発生したときに、トルクステア現象による操舵力を打ち消すように電動パワーステアリング装置Ｓを作動させて逆方向の操舵補助トルクを発生させることにより、前記トルクステア現象を軽減することができる。
【００４５】
図２から明らかように、第１電子制御ユニットＵ1 の補正操舵トルク算出手段Ｍ８には、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ と、左右前輪トルク算出手段Ｍ７で算出した左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分されるトルク配分量ＴL ，ＴR とが入力される。トルクステア現象により発生する操舵力は左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分されるトルク配分量ＴL ，ＴR の差の絶対値である｜ＴL −ＴR ｜と、操舵系のジオメトリにより決まるスクラブ半径Ｒとに比例するため、補正操舵トルク算出手段Ｍ８は、操舵トルク補正量ΔＴQ を、
ΔＴQ ＝Ｋ×｜ＴL −ＴR ｜×Ｒ …（５）
で算出する。ここでＫは変換係数である。更に補正操舵トルク算出手段Ｍ８は、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ に前記操舵トルク補正量ΔＴQ を加算あるいは減算して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、この補正操舵トルクＴQ ′を、電動パワーステアリング装置Ｓを制御する第２電子制御ユニットＵ2 に出力する。
【００４６】
而して、駆動力配分装置Ｔの作動によりドライバーのステアリング操作と同方向の操舵力が作用する場合には、操舵トルクＴQ から操舵トルク補正量ΔＴQ を減算して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、またドライバーのステアリング操作と逆方向の操舵力が作用する場合には、操舵トルクＴQ に操舵トルク補正量ΔＴQ を加算して補正操舵トルクＴQ ′を算出することにより、駆動力配分装置Ｔの作動に伴うトルクステア現象を軽減することができる。
【００４７】
尚、操舵トルク補正量ΔＴQ を前記（５）式に基づいて算出する代わりに、操舵トルクＴQ およびトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜に基づいてマップから検索することも可能である。即ち、操舵トルクＴQ およびトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜は、通常図７の実線で示すような関係にあるが、路面摩擦係数等の変化でトルクステア量が大きくなると一点鎖線で示すような関係となり、トルクステア量が小さくなると破線で示すような関係となる。従って、入力される操舵トルクＴQ とトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜との関係が図７の３つの特性線のうちどれに一番近いかを特定し、図８のマップから、図７で特定した特性線に対応する特性線を選択し、その特性線にトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜を適用して操舵トルク補正量ΔＴQ を検索することにより、トルクステア現象を更に効果的に軽減することができる。
【００４８】
以上のように、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ を駆動力配分装置Ｔの第１電子制御ユニットＵ1 に一旦入力して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、この補正操舵トルクＴQ ′を第２電子制御ユニットＵ2 に入力して電動パワーステアリング装置Ｓを制御するので、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ が第２電子制御ユニットＵ2 に直接入力される従来の電動パワーステアリングＳをそのまま使用し、前記第２電子制御ユニットＵ2 に操舵トルクＴQ を直接入力する代わりに補正操舵トルクＴQ ′を入力するだけでトルクステア現象を軽減することができる。その結果、駆動力配分装置Ｔを備えている車両と備えていない車両とに同じ仕様の第２電子制御ユニットＵ2 を適用しても、駆動力配分装置Ｔを備えている車両においてトルクステア現象の軽減制御を支障なく行うことが可能になり、第２電子制御ユニットＵ2 の種類を減らしてコストダウンに寄与することができる。
【００４９】
次に、図９に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００５０】
上述した第１実施例では、第１電子制御ユニットＵ1 で算出した補正操舵トルクＴQ ′を第２電子制御ユニットＵ2 に入力しているが、第２実施例では第１電子制御ユニットＵ1 が操舵トルク補正量ΔＴQ の算出を分担し、この操舵トルク補正量ΔＴQ が入力される第２電子制御ユニットＵ2 の内部で、操舵トルク検出手段Ｓ5 から入力された操舵トルクＴQ と操舵トルク補正量ΔＴQ とを加算（あるいは減算）して補正操舵トルクＴQ ′を算出するようになっている。そして第２電子制御ユニットＵ2 が前記補正操舵トルクＴQ ′に基づいて電動パワーステアリング装置Ｓを制御することにより、第１実施例と同様にトルクステア現象を軽減することができる。
【００５１】
本実施例によれば、第２電子制御ユニットＵ2 に、第１電子制御ユニットＵ1 から操舵トルク補正量ΔＴQ を入力する端子３３と、この操舵トルク補正量ΔＴQ を操舵トルクＴQ に加算あるいは減算する加・減算手段３４とを付加するだけで、その第２電子制御ユニットＵ2 を駆動力配分装置Ｔを備えた車両と備えていない車両とに共用することができ、第２電子制御ユニットＵ2 に僅かな変更を加えるだけでコストの上昇を最小限に抑えながら汎用性を高めることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを電動パワーステアリング装置の第２制御手段に直接入力することなく、その操舵トルクを駆動力配分装置の第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段を変更せずにそのまま使用しながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【００５４】
また請求項２に記載された発明によれば、駆動力配分装置の第１制御手段で該駆動力配分装置の制御量に応じた操舵トルク補正量を算出し、その操舵トルク補正量を入力された第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段の変更を最小限に抑えながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動力配分装置の構造を示す図
【図２】 第１電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図３】 中低車速域での右旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図
【図４】 中低車速域での左旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図
【図５】 電動パワーステアリング装置の構造を示す図
【図６】 第２電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図７】 操舵トルクとトルク配分量の差の絶対値との関係を示す図
【図８】 トルク配分量の差の絶対値から操舵トルク補正量を検索するマップを示す図
【図９】 本発明の第２実施例に係る、前記図６に対応する図
【符号の説明】
Ｓ 電動パワーステアリング装置
Ｓ5 操舵トルク検出手段
Ｔ 駆動力配分装置
ＴQ 操舵トルク
ＴQ ′ 補正操舵トルク
ΔＴQ 操舵トルク補正量
Ｕ1 第１電子制御ユニット（第１制御手段）
Ｕ2 第２電子制御ユニット（第２制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置とを併せ備えた車両の協調制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの駆動力を左右の駆動輪に配分する比率を可変とし、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させることにより、旋回方向のヨーモーメントを発生させて旋回性能を高める技術は公知である。かかる駆動力配分装置を備えた車両において、左右の駆動輪に配分する駆動力を変化させると、操舵輪を兼ねる左右の駆動輪に望ましくない操舵力が発生してしまう問題がある（トルクステア現象）。そこで、車両に備えられた電動パワーステアリング装置を利用し、その電動パワーステアリング装置に前記望ましくない操舵力を打ち消すような操舵補助トルクを発生させてトルクステア現象を軽減するものが、本出願人により既に提案されている（特願平９−３０２１５５号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、電動パワーステアリング装置を制御する制御手段に、トルクステア現象を軽減する操舵補助トルクを発生させるための回路が予め組み込まれている。一方、駆動力配分装置を備えない仕様の車両の場合には、その電動パワーステアリング装置を制御する制御手段にトルクステア現象を軽減する操舵補助トルクを発生させるための回路を組み込む必要がないため、駆動力配分装置を備える仕様の車両と備えない仕様の車両とで前記制御手段の設計を変更する必要が生じてコストが嵩む問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、駆動力配分装置および電動パワーステアリング装置を協調制御してトルクステア現象を軽減する車両の協調制御装置において、前記協調制御を行わない仕様の車両の電動パワーステアリング装置の制御手段を変更せずに、あるいは最小限の変更を加えるだけで、その制御手段を前記協調制御を行う仕様の車両に適用できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、駆動力配分装置の作動を制御する第１制御手段と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置と、少なくとも操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の作動を制御する第２制御手段とを備えた車両の協調制御装置において、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを電動パワーステアリング装置の第２制御手段に直接入力することなく、その操舵トルクを駆動力配分装置の第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段を変更せずにそのまま使用しながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置と、駆動力配分装置の作動を制御する第１制御手段と、操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置と、少なくとも操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の作動を制御する第２制御手段とを備えた車両の協調制御装置において、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、駆動力配分装置の第１制御手段で該駆動力配分装置の制御量に応じた操舵トルク補正量を算出し、その操舵トルク補正量を入力された第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段の変更を最小限に抑えながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図８は本発明の第１実施例を示すもので、図１は駆動力配分装置の構造を示す図、図２は第１電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図３は中低車速域での右旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図、図４は中低車速域での左旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図、図５は電動パワーステアリング装置の構造を示す図、図６は第２電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図７は操舵トルクとトルク配分量の差の絶対値との関係を示す図、図８はトルク配分量の差の絶対値から操舵トルク補正量を検索するマップを示す図である。
【００１１】
図１に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの車両の車体前部に横置きに搭載したエンジンＥの右端にトランスミッションＭが接続されており、これらエンジンＥおよびトランスミッションＭの後部に駆動力配分装置Ｔが配置される。駆動力配分装置Ｔの左端および右端から左右に延びる左ドライブシャフトＡL および右ドライブシャフトＡR には、それぞれ左前輪ＷFLおよび右前輪ＷFRが接続される。駆動力配分装置Ｔは、本発明の駆動力配分装置を構成する。
【００１２】
駆動力配分装置Ｔは、トランスミッションＭから延びる入力軸１に設けた入力ギヤ２に噛み合う外歯ギヤ３から駆動力が伝達される差動装置Ｄを備える。差動装置Ｄはダブルピニオン式の遊星歯車機構よりなり、前記外歯ギヤ３と一体に形成されたリングギヤ４と、このリングギヤ４の内部に同軸に配設されたサンギヤ５と、前記リングギヤ４に噛み合うアウタプラネタリギヤ６および前記サンギヤ５に噛み合うインナプラネタリギヤ７を、それらが相互に噛み合う状態で支持するプラネタリキャリヤ８とから構成される。差動装置Ｄは、そのリングギヤ４が入力要素として機能するとともに、一方の出力要素として機能するサンギヤ５が左出力軸９L を介して左前輪ＷFLに接続され、また他方の出力要素として機能するプラネタリキャリヤ８が右出力軸９R を介して右前輪ＷFRに接続される。
【００１３】
左出力軸９L の外周に回転自在に支持されたキャリヤ部材１１は、円周方向に９０°間隔で配置された４本のピニオン軸１２を備えており、第１ピニオン１３、第２ピニオン１４および第３ピニオン１５を一体に形成した３連ピニオン部材１６が、各ピニオン軸１２にそれぞれ回転自在に支持される。
【００１４】
左出力軸９L の外周に回転自在に支持されて前記第１ピニオン１３に噛み合う第１サンギヤ１７は、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８に連結される。また左出力軸９L の外周に固定された第２サンギヤ１８は前記第２ピニオン１４に噛み合う。更に、左出力軸９L の外周に回転自在に支持された第３サンギヤ１９は前記第３ピニオン１５に噛み合う。
【００１５】
実施例における第１ピニオン１３、第２ピニオン１４、第３ピニオン１５、第１サンギヤ１７、第２サンギヤ１８および第３サンギヤ１９の歯数は以下のとおりである。
【００１６】
第１ピニオン１３の歯数 Ｚ2 ＝１７
第２ピニオン１４の歯数 Ｚ4 ＝１７
第３ピニオン１５の歯数 Ｚ6 ＝３４
第１サンギヤ１７の歯数 Ｚ1 ＝３２
第２サンギヤ１８の歯数 Ｚ3 ＝２８
第３サンギヤ１９の歯数 Ｚ5 ＝３２
【００１７】
第３サンギヤ１９は左油圧クラッチＣL を介してケーシング２０に結合可能であり、左油圧クラッチＣL の係合によってキャリヤ部材１１の回転数が増速される。またキャリヤ部材１１は右油圧クラッチＣR を介してケーシング２０に結合可能であり、右油圧クラッチＣR の係合によってキャリヤ部材１１の回転数が減速される。そして前記右油圧クラッチＣR および左油圧クラッチＣL は、マイクロコンピュータを含む第１電子制御ユニットＵ1 により制御される。第１電子制御ユニットＵ1 は本発明の第１制御手段を構成する。
【００１８】
図２に示すように、第１電子制御ユニットＵ1 には、エンジントルクＴE を検出するエンジントルク検出手段Ｓ1 と、エンジンＥの回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段Ｓ2 と、車速Ｖを検出する車速検出手段Ｓ3 と、操舵角θを検出する操舵角検出手段Ｓ4 と、操舵トルクＴQ を検出する操舵トルク検出手段Ｓ5 とからの信号が入力される。第１電子制御ユニットＵ1 は前記各検出手段Ｓ1 〜Ｓ5 からの信号を所定のプログラムに基づいて演算処理し、前記左油圧クラッチＣL および右油圧クラッチＣR を制御する。
【００１９】
第１電子制御ユニットＵ1 は、ドライブシャフトトルク算出手段Ｍ１と、ギヤレシオ算出手段Ｍ２と、左右配分補正係数算出手段Ｍ３と、目標ヨーレート算出手段Ｍ４と、横加速度算出手段Ｍ５と、左右配分補正係数算出手段Ｍ６と、左右前輪トルク算出手段Ｍ７と、補正操舵トルク算出手段Ｍ８とを備える。
【００２０】
ドライブシャフトトルク算出手段Ｍ１は、ギヤレシオ算出手段Ｍ２においてエンジン回転数Ｎｅと車速Ｖとから求めたギヤレシオＮｉをエンジントルクＴE に乗算することにより、ドライブシャフトトルクＴD （すなわち、左右の前輪ＷFL，ＷFRに伝達されるトルクの総和）を算出する。尚、エンジントルクＴE は吸気圧（又はアクセル開度）とエンジン回転数Ｎｅとから求めることが可能であり、ドライブシャフトトルクＴD は前述した以外に動力伝達系に設けたトルク検出手段や車両の前後加速度から求めることができる。また、車速Ｖは車輪速度から求める以外に空間フィルターを用いて光学的に求めても良く、ドップラーレーダーを用いて求めても良い。
【００２１】
左右配分補正係数算出手段Ｍ３は、ドライブシャフトトルクＴD に基づいて第１左右配分補正係数ＫT をマップ検索するとともに、車速Ｖに基づいて第２左右配分補正係数ＫV をマップ検索する。目標ヨーレート算出手段Ｍ４は、操舵角θに基づいて目標ヨーレートＹの操舵角成分Ｙ1 をマップ検索するともに、車速Ｖに基づいて目標ヨーレートＹの車速成分Ｙ2 をマップ検索し、それら操舵角成分Ｙ1 および車速成分Ｙ2 を乗算して目標ヨーレートＹを算出する。横加速度算出手段Ｍ５は、前記目標ヨーレートＹに車速Ｖを乗算することにより横加速度ＹG を算出し、左右配分補正係数算出手段Ｍ６は、前記横加速度ＹG に基づいて左右配分補正係数Ｇをマップ検索する。
【００２２】
而して、左右前輪トルク算出手段Ｍ７において、左前輪ＷFLに配分すべきトルク配分量ＴL と右前輪ＷFRに配分すべきトルク配分量ＴR とが、次式に基づいて算出される。
【００２３】
ＴL ＝（ＴD ／２）×（１＋ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ） …（１）
ＴR ＝（ＴD ／２）×（１−ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ） …（２）
ここで、ＫT ，ＫV は左右配分補正係数算出手段Ｍ３で求めた左右配分補正係数、Ｇは左右配分補正係数算出手段Ｍ６で求めた左右配分補正係数、ＫW は定数である。
【００２４】
また、（１）式および（２）式の右辺の（１±ＫW ×ＫT ×ＫV ×Ｇ）は左右の前輪ＷFL，ＷFR間でのトルク配分比を決定する項であって、一方の前輪ＷFL，ＷFRのトルク配分が所定量だけ増加すると、他方の前輪ＷFL，ＷFRのトルク配分が前記所定量だけ減少する。
【００２５】
上述のようにして左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分すべきトルク配分量ＴL ，ＴR が求められると、左右の前輪ＷFL，ＷFRに前記トルク配分量ＴL ，ＴR が伝達されるように左油圧クラッチＣL および右油圧クラッチＣR が制御される。
【００２６】
尚、補正操舵トルク算出手段Ｍ８については、後から詳述する。
【００２７】
而して、第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により、車両の直進走行時には右油圧クラッチＣR および左油圧クラッチＣL が共に非係合状態とされる。これにより、キャリヤ部材１１および第３サンギヤ１９の拘束が解除され、左ドライブシャフト９L 、右ドライブシャフト９R 、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８およびキャリヤ部材１１は全て一体となって回転する。このとき、図１に斜線を施した矢印で示したように、エンジンＥのトルクは差動装置Ｄから左右の前輪ＷFL，ＷFRに均等に伝達される。
【００２８】
さて、車両の中低車速域での右旋回時には、図３に示すように第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により右油圧クラッチＣR が係合し、キャリヤ部材１１をケーシング２０に結合して停止させる。このとき、左前輪ＷFLと一体の左出力軸９L と、右前輪ＷFRと一体の右出力軸９R （即ち、差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８）とは、第２サンギヤ１８、第２ピニオン１４、第１ピニオン１３および第１サンギヤ１７を介して連結されているため、左前輪ＷFLの回転数ＮL は右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して次式の関係で増速される。
【００２９】
ＮL ／ＮR ＝（Ｚ4 ／Ｚ3 ）×（Ｚ1 ／Ｚ2 ）
＝１．１４３ …（３）
【００３０】
上述のようにして、左前輪ＷFLの回転数ＮL が右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して増速されると、図３に斜線を施した矢印で示したように、旋回内輪である右前輪ＷFRのトルクの一部を旋回外輪である左前輪ＷFLに伝達することができる。
【００３１】
尚、キャリヤ部材１１を右油圧クラッチＣR により停止させる代わりに、右油圧クラッチＣR の係合力を適宜調整してキャリヤ部材１１の回転数を減速すれば、その減速に応じて左前輪ＷFLの回転数ＮL を右前輪ＷFRの回転数ＮR に対して増速し、旋回内輪である右前輪ＷFRから旋回外輪である左前輪ＷFLに任意のトルクを伝達することができる。
【００３２】
一方、車両の中低車速域での左旋回時には、図４に示すように第１電子制御ユニットＵ1 からの指令により左油圧クラッチＣL が係合し、第３ピニオン１５が第３サンギヤ１９を介してケーシング２０に結合される。その結果、左出力軸９L の回転数に対してキャリヤ部材１１の回転数が増速され、右前輪ＷFRの回転数ＮR は左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して次式の関係で増速される。
【００３３】
ＮR ／ＮL ＝｛１−（Ｚ5 ／Ｚ6 ）×（Ｚ2 ／Ｚ1 ）｝
÷｛１−（Ｚ5 ／Ｚ6 ）×（Ｚ4 ／Ｚ3 ）｝
＝１．１６７ …（４）
【００３４】
上述のようにして、右前輪ＷFRの回転数ＮR が左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して増速されると、図４に斜線を施した矢印で示したように、旋回内輪である左前輪ＷFLのトルクの一部を旋回外輪である右前輪ＷFRに伝達することができる。この場合にも、左油圧クラッチＣL の係合力を適宜調整してキャリヤ部材１１の回転数を増速すれば、その増速に応じて右前輪ＷFRの回転数ＮR を左前輪ＷFLの回転数ＮL に対して増速し、旋回内輪である左前輪ＷFLから旋回外輪である右前輪ＷFRに任意のトルクを伝達することができる。而して、車両の中低速走行時には旋回外輪に旋回内輪よりも大きなトルクを伝達して旋回性能を向上させることが可能である。尚、高速走行時には前記中低速走行時に比べて旋回外輪に伝達されるトルクを少なめにしたり、逆に旋回外輪から旋回内輪にトルクを伝達して走行安定性能を向上させることが可能である。そして、それらは第１電子制御ユニットＵ1 の左右配分補正係数算出手段Ｍ３において、車速Ｖに対する第２左右配分補正係数ＫV のマップの設定により達成される。
【００３５】
（３）式および（４）式を比較すると明らかなように、第１ピニオン１３、第２ピニオン１４、第３ピニオン１５、第１サンギヤ１７、第２サンギヤ１８および第３サンギヤ１９の歯数を前述の如く設定したことにより、右前輪ＷFRから左前輪ＷFLへの増速率（約１．１４３）と、左前輪ＷFLから右前輪ＷFRへの増速率（約１．１６７）とを略等しくすることができる。
【００３６】
次に、図５に基づいて車両の操舵系を説明する。
【００３７】
ドライバーによってステアリングホイール２１に入力された操舵トルクは、ステアリングシャフト２２、連結軸２３およびピニオン２４を介してラック２５に伝達され、更にラック２５の往復動は左右のタイロッド２６，２６を介して左右の前輪ＷFL，ＷFRに伝達されて該前輪ＷFL，ＷFRを転舵する。操舵系に設けられた電動パワーステアリング装置Ｓは、モータ２７の出力軸に設けた駆動ギヤ２８と、この駆動ギヤ２８に噛み合う従動ギヤ２９と、この従動ギヤ２９と一体のスクリューシャフト３０と、このスクリューシャフト３０に噛み合うとともに前記ラック２５に連結されたナット３１とを備える。
【００３８】
本発明の第２制御手段を構成する第２電子制御ユニットＵ2 は、単独で電動パワーステアリング装置Ｓの作動を制御するものではなく、駆動力配分装置Ｔの作動と関連して電動パワーステアリング装置Ｓの作動を協調制御する。そのために、操舵トルク検出手段Ｓ5 により検出された操舵トルクＴQ は、駆動力配分装置Ｔを制御する前記第１電子制御ユニットＵ1 に一旦入力されて補正され、その補正操舵トルクＴQ ′が入力される第２電子制御ユニットＵ2 により、モータドライバー３２を介して電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７の作動が制御される。第２電子制御ユニットＵ2 には、前記補正操舵トルクＴQ ′に加えて、電圧検出手段Ｓ6 で検出したモータ２７の電圧ＶM と電流検出手段Ｓ7 で検出したモータ２７の電流ＩM とが入力される。
【００３９】
図６に示すように、第２電子制御ユニットＵ2 は、目標電流設定手段Ｍ９と、操舵回転速度算出手段Ｍ１０と、駆動制御手段Ｍ１１とを備える。
【００４０】
目標電流設定手段Ｍ９は、第１電子制御ユニットＵ1 から入力される補正操舵トルクＴQ ′と、操舵回転速度算出手段Ｍ１０から入力される操舵回転速度Ｎとに基づいてモータ２７を駆動する目標電流ＩMSを算出する。操舵回転速度Ｎはステアリングホイール２１の回転速度（つまり、ピニオン２４の回転速度）であって、タコジェネレータ等の回転速度検出手段によっても検出可能であるが、本実施例では操舵回転速度算出手段Ｍ１０において、電圧検出手段Ｓ6 で検出したモータ２７の電圧ＶM と、電流検出手段Ｓ7 で検出したモータ２７の電流ＩM と、第１電子制御ユニットＵ1 から入力される補正操舵トルクＴQ ′とに基づいて算出される。
【００４１】
目標電流ＩMSは、補正操舵トルクＴQ ′が所定値以下のときには該補正操舵トルクＴQ ′の増加に応じてリニアに増加するが、補正操舵トルクＴQ ′が前記所定値を越えると、操舵回転速度Ｎが小さいときほど目標電流ＩMSの上限値が小さく抑えられる。目標電流ＩMSの上記特性により、ドライバーがステアリングホイール２１を限界位置まで回転させてラックエンドに達したとき、つまり補正操舵トルクＴQ ′が大きくなり、かつ操舵回転速度Ｎが小さくなったとき、モータ２７が大きな目標電流ＩNSで駆動されて過負荷状態になるのを防止することができる。
【００４２】
駆動制御手段Ｍ１１は、目標電流設定手段Ｍ９で算出した目標電流ＩMSをＰＷＭ制御信号に変換したモータ制御電圧Ｖ0 を算出し、モータドライバ３２は、前記モータ制御電圧Ｖ0 に基づいてモータ駆動電圧ＶM をＰＷＭ制御することにより、電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７を駆動して操舵補助トルクを発生させる。
【００４３】
次に、第１電子制御ユニットＵ1 において行われる操舵トルクＴQ の補正について説明する。
【００４４】
エンジンＥから駆動力配分装置Ｔを介して左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分される駆動力が変化すると、操舵輪である左右の前輪ＷFL，ＷFRにいわゆるトルクステア現象によって望ましくない操舵力が発生してしまう。電動パワーステアリング装置Ｓを備えた車両では、駆動力配分装置Ｔの作動によりトルクステア現象が発生したときに、トルクステア現象による操舵力を打ち消すように電動パワーステアリング装置Ｓを作動させて逆方向の操舵補助トルクを発生させることにより、前記トルクステア現象を軽減することができる。
【００４５】
図２から明らかように、第１電子制御ユニットＵ1 の補正操舵トルク算出手段Ｍ８には、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ と、左右前輪トルク算出手段Ｍ７で算出した左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分されるトルク配分量ＴL ，ＴR とが入力される。トルクステア現象により発生する操舵力は左右の前輪ＷFL，ＷFRに配分されるトルク配分量ＴL ，ＴR の差の絶対値である｜ＴL −ＴR ｜と、操舵系のジオメトリにより決まるスクラブ半径Ｒとに比例するため、補正操舵トルク算出手段Ｍ８は、操舵トルク補正量ΔＴQ を、
ΔＴQ ＝Ｋ×｜ＴL −ＴR ｜×Ｒ …（５）
で算出する。ここでＫは変換係数である。更に補正操舵トルク算出手段Ｍ８は、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ に前記操舵トルク補正量ΔＴQ を加算あるいは減算して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、この補正操舵トルクＴQ ′を、電動パワーステアリング装置Ｓを制御する第２電子制御ユニットＵ2 に出力する。
【００４６】
而して、駆動力配分装置Ｔの作動によりドライバーのステアリング操作と同方向の操舵力が作用する場合には、操舵トルクＴQ から操舵トルク補正量ΔＴQ を減算して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、またドライバーのステアリング操作と逆方向の操舵力が作用する場合には、操舵トルクＴQ に操舵トルク補正量ΔＴQ を加算して補正操舵トルクＴQ ′を算出することにより、駆動力配分装置Ｔの作動に伴うトルクステア現象を軽減することができる。
【００４７】
尚、操舵トルク補正量ΔＴQ を前記（５）式に基づいて算出する代わりに、操舵トルクＴQ およびトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜に基づいてマップから検索することも可能である。即ち、操舵トルクＴQ およびトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜は、通常図７の実線で示すような関係にあるが、路面摩擦係数等の変化でトルクステア量が大きくなると一点鎖線で示すような関係となり、トルクステア量が小さくなると破線で示すような関係となる。従って、入力される操舵トルクＴQ とトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜との関係が図７の３つの特性線のうちどれに一番近いかを特定し、図８のマップから、図７で特定した特性線に対応する特性線を選択し、その特性線にトルク配分量の差の絶対値｜ＴL −ＴR ｜を適用して操舵トルク補正量ΔＴQ を検索することにより、トルクステア現象を更に効果的に軽減することができる。
【００４８】
以上のように、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ を駆動力配分装置Ｔの第１電子制御ユニットＵ1 に一旦入力して補正操舵トルクＴQ ′を算出し、この補正操舵トルクＴQ ′を第２電子制御ユニットＵ2 に入力して電動パワーステアリング装置Ｓを制御するので、操舵トルク検出手段Ｓ5 で検出した操舵トルクＴQ が第２電子制御ユニットＵ2 に直接入力される従来の電動パワーステアリングＳをそのまま使用し、前記第２電子制御ユニットＵ2 に操舵トルクＴQ を直接入力する代わりに補正操舵トルクＴQ ′を入力するだけでトルクステア現象を軽減することができる。その結果、駆動力配分装置Ｔを備えている車両と備えていない車両とに同じ仕様の第２電子制御ユニットＵ2 を適用しても、駆動力配分装置Ｔを備えている車両においてトルクステア現象の軽減制御を支障なく行うことが可能になり、第２電子制御ユニットＵ2 の種類を減らしてコストダウンに寄与することができる。
【００４９】
次に、図９に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００５０】
上述した第１実施例では、第１電子制御ユニットＵ1 で算出した補正操舵トルクＴQ ′を第２電子制御ユニットＵ2 に入力しているが、第２実施例では第１電子制御ユニットＵ1 が操舵トルク補正量ΔＴQ の算出を分担し、この操舵トルク補正量ΔＴQ が入力される第２電子制御ユニットＵ2 の内部で、操舵トルク検出手段Ｓ5 から入力された操舵トルクＴQ と操舵トルク補正量ΔＴQ とを加算（あるいは減算）して補正操舵トルクＴQ ′を算出するようになっている。そして第２電子制御ユニットＵ2 が前記補正操舵トルクＴQ ′に基づいて電動パワーステアリング装置Ｓを制御することにより、第１実施例と同様にトルクステア現象を軽減することができる。
【００５１】
本実施例によれば、第２電子制御ユニットＵ2 に、第１電子制御ユニットＵ1 から操舵トルク補正量ΔＴQ を入力する端子３３と、この操舵トルク補正量ΔＴQ を操舵トルクＴQ に加算あるいは減算する加・減算手段３４とを付加するだけで、その第２電子制御ユニットＵ2 を駆動力配分装置Ｔを備えた車両と備えていない車両とに共用することができ、第２電子制御ユニットＵ2 に僅かな変更を加えるだけでコストの上昇を最小限に抑えながら汎用性を高めることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを電動パワーステアリング装置の第２制御手段に直接入力することなく、その操舵トルクを駆動力配分装置の第１制御手段に入力し、第１制御手段は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量を算出し、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出して第２制御手段に出力し、第２制御手段は前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段を変更せずにそのまま使用しながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【００５４】
また請求項２に記載された発明によれば、駆動力配分装置の第１制御手段で該駆動力配分装置の制御量に応じた操舵トルク補正量を算出し、その操舵トルク補正量を入力された第２制御手段は、駆動力配分装置の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量を前記操舵トルクから減算し、一致しなければ前記操舵トルクに前記操舵トルク補正量を加算することで補正操舵トルクを算出するとともに、前記補正操舵トルクに基づいて電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するので、電動パワーステアリング装置および駆動力配分装置の協調制御を行わない車両の第２制御手段の変更を最小限に抑えながら、かつ駆動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減しながら、前記協調制御を可能にしてコストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動力配分装置の構造を示す図
【図２】 第１電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図３】 中低車速域での右旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図
【図４】 中低車速域での左旋回時における駆動力配分装置の作用を示す図
【図５】 電動パワーステアリング装置の構造を示す図
【図６】 第２電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図７】 操舵トルクとトルク配分量の差の絶対値との関係を示す図
【図８】 トルク配分量の差の絶対値から操舵トルク補正量を検索するマップを示す図
【図９】 本発明の第２実施例に係る、前記図６に対応する図
【符号の説明】
Ｓ 電動パワーステアリング装置
Ｓ5 操舵トルク検出手段
Ｔ 駆動力配分装置
ＴQ 操舵トルク
ＴQ ′ 補正操舵トルク
ΔＴQ 操舵トルク補正量
Ｕ1 第１電子制御ユニット（第１制御手段）
Ｕ2 第２電子制御ユニット（第２制御手段）
Claims (2)
- 旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置（Ｔ）と、
駆動力配分装置（Ｔ）の作動を制御する第１制御手段（Ｕ1 ）と、
操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置（Ｓ）と、
少なくとも操舵トルク検出手段（Ｓ5 ）で検出した操舵トルク（ＴQ ）に基づいて電動パワーステアリング装置（Ｓ）の作動を制御する第２制御手段（Ｕ2 ）と、
を備えた車両の協調制御装置において、
操舵トルク検出手段（Ｓ5 ）で検出した操舵トルク（ＴQ ）を第１制御手段（Ｕ1 ）に入力し、
第１制御手段（Ｕ1 ）は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量（ΔＴ Q ）を算出し、駆動力配分装置（Ｔ）の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量（ΔＴ Q ）を前記操舵トルク（Ｔ Q ）から減算し、一致しなければ前記操舵トルク（Ｔ Q ）に前記操舵トルク補正量（ΔＴ Q ）を加算することで補正操舵トルク（ＴQ ′）を算出して第２制御手段（Ｕ2 ）に出力し、
第２制御手段（Ｕ2 ）は前記補正操舵トルク（ＴQ ′）に基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置。 - 旋回外輪の回転数を旋回内輪の回転数に対して増速し、旋回外輪に配分する駆動力を増加するとともに旋回内輪に配分する駆動力を減少させる駆動力配分装置（Ｔ）と、
駆動力配分装置（Ｔ）の作動を制御する第１制御手段（Ｕ1 ）と、
操舵系に操舵補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置（Ｓ）と、
少なくとも操舵トルク検出手段（Ｓ5 ）で検出した操舵トルク（ＴQ ）に基づいて電動パワーステアリング装置（Ｓ）の作動を制御する第２制御手段（Ｕ2 ）と、
を備えた車両の協調制御装置において、
第１制御手段（Ｕ1 ）は、左右の駆動輪に配分されるトルク配分量の差に基づいて操舵トルク補正量（ΔＴQ ）を算出して第２制御手段（Ｕ2 ）に出力し、第２制御手段（Ｕ2 ）は、駆動力配分装置（Ｔ）の作動により発生する操舵力の方向とドライバーの操舵方向とが一致すれば前記操舵トルク補正量（ΔＴ Q ）を前記操舵トルク（Ｔ Q ）から減算し、一致しなければ前記操舵トルク（Ｔ Q ）に前記操舵トルク補正量（ΔＴ Q ）を加算することで補正操舵トルク（Ｔ Q ′）を算出するとともに、前記補正操舵トルク（Ｔ Q ′）に基づいて前記操舵補助トルクを算出することを特徴とする車両の協調制御装置。
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