JP4071400B2 - 車両の協調制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右輪間あるいは前後輪間で駆動力あるいは制動力を配分する駆動力・制動力配分装置と、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、上記協調制御を行う車両において電動パワーステアリング装置が故障して操舵補助トルクを発生させることができなくなると、駆動力配分装置の作動に伴って発生するトルクステア現象を打ち消すことができなくなってドライバーが違和感を受ける可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、駆動力・制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、電動パワーステアリング装置またはその制御手段の失陥時に前記トルクステア現象によってドライバーが違和感を受けるのを防止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、左右輪間あるいは前後輪間で駆動力あるいは制動力を配分する駆動力・制動力配分装置と、駆動力・制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モータを有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モータを駆動するモータ制御信号を算出する第２制御手段と、を備え、第１制御手段は、駆動力・制動力配分装置が発生する駆動力・制動力配分量に基づいて前記モータ制御信号を補正する補正信号を算出可能であり、第２制御手段は、モータ制御信号を補正信号で補正した補正モータ制御信号に基づいてモータを駆動する車両の協調制御装置であって、電動パワーステアリング装置または第２制御手段の失陥時に、第１制御手段は駆動力・制動力配分装置の作動を停止し、かつ前記補正信号で補正しない場合に電動パワーステアリング装置のラック軸力が０になる基準駆動力・制動力配分量よりも大きい駆動力・制動力配分量を駆動力・制動力配分装置が発生しているときに前記失陥が発生した場合に、第１制御手段は駆動力・制動力配分装置の駆動力・制動力配分量を前記基準駆動力・制動力配分量よりも小さい値まで直ぐに減少させた後に、０に向けて徐々に減少させることで該駆動力・制動力配分装置の作動を停止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、電動パワーステアリング装置または第２制御手段が失陥して駆動力・制動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減することができなくなったとき、第１制御手段が駆動力・制動力配分装置の作動を停止して前記トルクステア現象の発生を防止するので、ドライバーが違和感を受けるのを防止することができる。
【０００７】
特に、駆動力・制動力配分装置が基準駆動力・制動力配分量よりも大きい駆動力・制動力配分量を発生しているときに前記失陥が発生すると車両が旋回方向内側に切り込むトルクステアが発生するが、上記構成によれば、失陥の発生時に駆動力・制動力配分量を前記基準駆動力・制動力配分量よりも小さい値まで直ぐに減少させるので、車両が旋回方向内側に切り込むトルクステアの発生を防止することができる。しかも、その後に駆動力・制動力配分量を０に向けて徐々に減少させて駆動力・制動力配分装置の作動を停止するので、操舵反力が急変するのを防止することができる。
【０００８】
【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。
【０００９】
図１〜図１０は本発明の一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はトルク配分量から電流補正量あるいはオフセット電流を検索するマップを示す図、図８は電動パワーステアリング装置の作動禁止領域を検索するマップを示す図、図９は電動パワーステアリング装置の失陥に伴う操舵力の変化を示す図、図１０は駆動力配分装置の作動に伴うラック軸力の変化を示す図である。
【００１０】
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Ａ_L および右ドライブシャフトＡ_R には、それぞれ左前輪Ｗ_FLおよび右前輪Ｗ_FRが接続される。
【００１１】
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９_L を介して左前輪Ｗ_FL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９_R を介して右前輪Ｗ_FRに接続される。
【００１２】
左出力軸９_L 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。
【００１３】
左出力軸９_L 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９_L 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９_L 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。
【００１４】
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。
【００１５】
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
第３サンギヤ１９は左油圧クラッチＣ_L 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Ｃ_L 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Ｃ_R 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Ｃ_R 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Ｃ_R および左油圧クラッチＣ_L 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。
【００１６】
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Ｔ_E 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 〜Ｓ₄ 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Ｃ_L および右油圧クラッチＣ_R を制御する。
【００１７】
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、電流補正量算出手段Ｍ８とを備える。
【００１８】
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Ｔ_E に乗算することにより、ドライブシャフトトルクＴ_D （すなわち、左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRに伝達されるトクルの総和）を算出する。尚、エンジントルクＴ_E 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Ｔ_D 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。
【００１９】
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Ｔ_D に基づいて第１左右配分補正係数Ｋ_T 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Ｋ_V 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Ｙ_G を算出し、左右配分補正係数算出手段Ｍ６は、前記横加速度Ｙ_G に基づいて左右配分補正係数Ｇをマップ検索する。
【００２０】
而して、左右前輪トルク算出手段Ｍ７において、左前輪Ｗ_FLに配分すべきトルク配分量Ｔ_L と右前輪Ｗ_FRに配分すべきトルク配分量Ｔ_R とが、次式に基づいて算出される。
【００２１】
Ｔ_L ＝（Ｔ_D ／２）×（１＋Ｋ_W ×Ｋ_T ×Ｋ_V ×Ｇ） …（１）
Ｔ_R ＝（Ｔ_D ／２）×（１−Ｋ_W ×Ｋ_T ×Ｋ_V ×Ｇ） …（２）
ここで、Ｋ_T ，Ｋ_V 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、Ｋ_W は定数である。
【００２２】
また、（１）式および（２）式の右辺の（１±Ｋ_W ×Ｋ_T ×Ｋ_V ×Ｇ）は左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FR間でのトルク配分比を決定する項であって、一方の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRのトルク配分が所定量だけ増加すると、他方の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRのトルク配分が前記所定量だけ減少する。
【００２３】
上述のようにして左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRに配分すべきトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が求められると、左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRに前記トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が伝達されるように左油圧クラッチＣ_L および右油圧クラッチＣ_R が制御される。
【００２４】
電流補正量算出手段Ｍ８には、左右前輪トルク算出手段Ｍ７で算出した左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FRに配分されるトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が入力される。電流補正量算出手段Ｍ８はトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R を図７のマップに適用し、後述する電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７の電流補正量ΔＩを検索する。この電流補正量ΔＩは、駆動力配分装置Ｔが発生するトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R に起因するトルクステア現象を打ち消し得る操舵トルクを電動パワーステアリング装置Ｓが発生する電流に相当する。
【００２５】
図７から明らかなように、電流補正量ΔＩはトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が２０ｋｇｆｍから７０ｋｇｆｍに増加する間に０Ａから２２Ａまでリニアに増加し、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が７０ｋｇｆｍを越えると上限値の２２Ａに保持される。操舵アシストのために電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７に供給される電流の最大値は８５Ａであるが、電流補正量ΔＩの上限値である２２Ａはそれよりも小さく設定される。
【００２６】
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Ｃ_R および左油圧クラッチＣ_L 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９_L 、右ドライブシャフト９_R 、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Ｗ_FL，Ｗ_FRに均等に伝達される。
【００２７】
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Ｃ_R 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Ｗ_FLと一体の左出力軸９_L と、右前輪Ｗ_FRと一体の右出力軸９_R （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Ｗ_FLの回転数Ｎ_L は右前輪Ｗ_FRの回転数Ｎ_R に対して次式の関係で増速される。
【００２８】
Ｎ_L ／Ｎ_R ＝（Ｚ₄ ／Ｚ₃ ）×（Ｚ₁ ／Ｚ₂ ）
＝１．１４３ …（３）
上述のようにして、左前輪Ｗ_FLの回転数Ｎ_L が右前輪Ｗ_FRの回転数Ｎ_R 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Ｗ_FRのトルクの一部を旋回外輪である左前輪Ｗ_FLに伝達することができる。
【００２９】
尚、キャリヤ部材１１を右油圧クラッチＣ_R により停止させる代わりに、右油圧クラッチＣ_R 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Ｗ_FLの回転数Ｎ_L を右前輪Ｗ_FRの回転数Ｎ_R に対して増速し、旋回内輪である右前輪Ｗ_FRから旋回外輪である左前輪Ｗ_FLに任意のトルクを伝達することができる。
【００３０】
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Ｃ_L 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９_L 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Ｗ_FRの回転数Ｎ_R は左前輪Ｗ_FLの回転数Ｎ_L に対して次式の関係で増速される。
【００３１】
Ｎ_R ／Ｎ_L ＝｛１−（Ｚ₅ ／Ｚ₆ ）×（Ｚ₂ ／Ｚ₁ ）｝
÷｛１−（Ｚ₅ ／Ｚ₆ ）×（Ｚ₄ ／Ｚ₃ ）｝
＝１．１６７ …（４）
上述のようにして、右前輪Ｗ_FRの回転数Ｎ_R が左前輪Ｗ_FLの回転数Ｎ_L 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Ｗ_FLのトルクの一部を旋回外輪である右前輪Ｗ_FRに伝達することができる。この場合にも、左油圧クラッチＣ_L 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Ｗ_FRの回転数Ｎ_R を左前輪Ｗ_FLの回転数Ｎ_L に対して増速し、旋回内輪である左前輪Ｗ_FLから旋回外輪である右前輪Ｗ_FR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Ｋ_V のマップの設定により達成される。
【００３２】
（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Ｗ_FRから左前輪Ｗ_FLへの増速率（約１．１４３）と、左前輪Ｗ_FLから右前輪Ｗ_FRへの増速率（約１．１６７）とを略等しくすることができる。
【００３３】
ところで、エンジンＥから駆動力配分装置Ｔを介して左右の前輪Ｗ_FL，Ｗ_FR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Ｗ_FL，Ｗ_FR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。
【００３４】
次に、図５に基づいて車両の操舵系を説明する。
【００３５】
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Ｗ_FL，Ｗ_FRに伝達されて該前輪Ｗ_FL，Ｗ_FR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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、駆動制御手段Ｍ１０と、駆動禁止手段Ｍ１１と、駆動禁止判定手段Ｍ１２と、上限チェック手段Ｍ１３と、減算手段３３とを備える。
【００３８】
上限チェック手段Ｍ１３は、第１電子制御ユニットＵ₁ から入力される電流補正量ΔＩが間違いなく２２Ａ以下であることをチェックする。
【００３９】
目標電流設定手段Ｍ９は、車速検出手段Ｓ₃ から入力される車速Ｖと、操舵トルク検出手段Ｓ₅ から入力される操舵トルクＴ_Q とに基づいて、電動パワーステアリング装置Ｓのモータ２７を駆動する目標電流Ｉ_MSをマップ検索する。目標電流Ｉ_MSは操舵トルクＴ_Q が増加するに伴って増加し、かつ車速Ｖが減少するに伴って増加するように設定されており、この特性により車両の運転状態に応じた操舵補助トルクを発生させることができる。
【００４０】
目標電流設定手段Ｍ９が出力する目標電流Ｉ_MSと上限チェック手段Ｍ１３が出力する電流補正量ΔＩとが減算手段３３に入力され、そこで目標電流Ｉ_MSから電流補正量ΔＩが減算されて補正目標電流Ｉ_MS′（＝Ｉ_MS−ΔＩ）が算出される。尚、本実施例では、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ので、目標電流Ｉ_MSから電流補正量ΔＩを減算して補正目標電流Ｉ_MS′を算出する。
【００４１】
駆動制御手段Ｍ１０は補正目標電流Ｉ_MS′をモータ駆動信号Ｖ_D に変換し、そのモータ駆動信号Ｖ_D を駆動禁止手段Ｍ１１に出力する。駆動禁止手段Ｍ１１は、駆動禁止判定手段Ｍ１２から駆動禁止信号が入力されないときには、前記モータ駆動信号Ｖ_D をモータドライバ３２に出力してモータ電圧Ｖ_M でモータ２７を駆動することにより、電動パワーステアリング装置Ｓに操舵補助トルクを発生させる。而して、目標電流Ｉ_MSおよび電流補正量ΔＩから算出した補正目標電流Ｉ_MS′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、電動パワーステアリング装置Ｓの本来の機能であるドライバーのステアリング操作のアシストと、トルクステア現象の軽減とを同時に行わせることができる。
【００４２】
制御系の故障等の異常事態が発生した場合には、駆動禁止判定手段Ｍ１２から駆動禁止手段Ｍ１１に駆動禁止信号が入力され、駆動禁止手段Ｍ１１は前記モータ駆動信号Ｖ_D の出力を禁止して電動パワーステアリング装置Ｓの作動を禁止し、電動パワーステアリング装置Ｓがドライバーの予期せぬ操舵補助トルクを発生するのを防止するようになっている。
【００４３】
駆動禁止判定手段Ｍ１２には、電流検出手段Ｓ₆ で検出したモータ２７に供給されるモータ実電流Ｉ_M と、操舵トルク検出手段Ｓ₅ で検出した操舵トルクＴ_Q と、上限チェック手段Ｍ１３が出力するオフセット電流ΔＩ_OSとが入力される。本実施例では、オフセット電流ΔＩ_OSは電流補正量ΔＩと同じもの（ΔＩ＝ΔＩ_OS）である。駆動禁止判定手段Ｍ１２は、オフセット電流ΔＩ_OSに基づいて補正されたマップにモータ実電流Ｉ_M および操舵トルクＴ_Q を適用することにより、電動パワーステアリング装置Ｓの駆動を禁止するか否かを判定する。
【００４４】
図８（Ａ）は上記判定を行うための従来のマップであって、本来このマップは駆動力配分装置Ｔを備えていない車両、つまり電動パワーステアリング装置Ｓおよび駆動力配分装置Ｔの協調制御を行わない車両に対して設定されたものである。ここで、横軸は操舵トルク検出手段Ｓ₅ で検出した操舵トルクＴ_Q を、縦軸は電流検出手段Ｓ₆ で検出したモータ実電流Ｉ_M を表している。横軸の原点よりも右側の操舵トルクＴ_Q が（＋）の領域はステアリングホイール２１に右旋回方向の操舵トルクが入力された場合に対応し、横軸の原点よりも左側の操舵トルクＴ_Q が（−）の領域はステアリングホイール２１に左旋回方向の操舵トルクが入力された場合に対応する。また縦軸の原点よりも上側のモータ実電流Ｉ_M が（＋）の領域はモータ２７が右旋回方向のトルクを出力する場合に対応し、縦軸の原点よりも下側のモータ実電流Ｉ_M が（−）の領域はモータ２７が左旋回方向のトルクを出力する場合に対応する。そして操舵トルクＴ_Q およびモータ実電流Ｉ_M が斜線を施したアシスト禁止領域にあるとき、駆動禁止判定手段Ｍ１２は駆動禁止手段Ｍ１１にモータ２７の駆動を禁止する指令を出力する。
【００４５】
例えば、ドライバーがステアリング操作を行っていないにも拘わらず、第２電子制御ユニットＵ₂ の故障によってモータ２７が大きな電流で右旋回方向に駆動されたとすると、そのときのモータ実電流Ｉ_M は（＋）領域のａになる。モータ２７が右旋回方向に勝手に駆動されたことにより、ドライバーはステアリングホイール２１に左旋回方向の強い操舵トルクＴ_Q を加えて車両を直進させようとするため、操舵トルク検出手段Ｓ₅ が検出する操舵トルクＴ_Q は（−）領域のｂになる。その結果、モータ実電流Ｉ_M および操舵トルクＴ_Q は図８にＰ点で示す関係になって斜線を施したアシスト禁止領域に入り、駆動禁止判定手段Ｍ１２がモータ２７の駆動を禁止する指令を出力することにより、電動パワーステアリング装置Ｓが望ましくない操舵補助トルクを発生するのを防止することができる。
【００４６】
以上の説明は、電動パワーステアリング装置Ｓおよび駆動力配分装置Ｔの協調制御を行わない車両に対して当てはまるものであるが、協調制御を行う車両では以下のような不具合が発生する。即ち、協調制御を行う車両では、モータ実電流Ｉ_M にドライバーのステアリング操作をアシストするための電流成分と、トルクステア現象を軽減するための電流成分とが含まれるため、トルクステア現象を軽減するための電流成分を考慮していない図８（Ａ）のマップをそのまま使用すると、誤判定が発生して電動パワーステアリング装置Ｓの作動が必要なときに作動が禁止されたり、電動パワーステアリング装置Ｓの作動が不要なときに作動が許可されたりする可能性がある。
【００４７】
例えば、協調制御を行う車両では、操舵トルクＴ_Q の方向とモータ実電流Ｉ_M の方向とが逆になる領域（図８（Ａ）の第２象限および第４象限）においても操舵アシストを許可する場合がある。なぜならば、駆動力配分装置Ｔの作動によって操舵方向と同方向のトルクステア現象が発生しており、このトルクステア現象を打ち消すための逆方向の電流補正量ΔＩが電動パワーステアリング装置Ｓの目標電流Ｉ_MSよりも大きい場合を考える。この場合に図８（Ａ）のマップをそのまま使用すると、操舵アシストが禁止されるためにトルクステア現象を打ち消すことができなくなる。
【００４８】
これを回避すべく本実施例では、図８（Ｂ）に示すように、アシスト禁止領域を縦軸方向に電流補正量ΔＩ（即ち、オフセット電流ΔＩ_OS）の分だけ平行移動させている。これにより、電動パワーステアリング装置Ｓに電流補正量ΔＩの分だけ操舵方向と逆方向の操舵トルクを発生させ、駆動力配分装置Ｔの作動に伴うトルクステア現象を打ち消すことができる。
【００４９】
第２電子制御ユニットＵ₂ に設けられた警報ランプ３４は、該第２電子制御ユニットＵ₂ あるいは電動パワーステアリング装置Ｓに故障が発生した場合に点灯するようになっており、この警報ランプ３４を点灯させる警報信号は第１電子制御ユニットＵ₁ に入力される。また第１電子制御ユニットＵ₁ には第２電子制御ユニットＵ₂ から操舵トルクＴ_Q 、目標電流Ｉ_MSおよび補正目標電流Ｉ_MS′が通信データとして入力される。第１電子制御ユニットＵ₁ は前記警報信号が入力された場合に、あるいは前記通信データから異常の発生が認められた場合に、電動パワーステアリング装置Ｓあるいは第２電子制御ユニットＵ₂ が故障して適切な操舵補助トルクを発生することができなくなったと判定し、駆動力配分装置Ｔの作動を停止させる。
【００５０】
図９は車両の加速旋回中に電動パワーステアリング装置Ｓ（あるいは第２電子制御ユニットＵ₂ ）が失陥した場合の操舵力の変化を示すものである。尚、図中加速状態とは正常時に駆動力配分装置Ｔが作動する状態であり、減速状態は不作動の状態を示す。
【００５１】
ラインａは駆動力配分装置Ｔを備えていない車両のもので、失陥の発生と同時に電動パワーステアリング装置Ｓがアシスト力を発揮できなくなるために操舵力が増加する。
【００５２】
ラインｂは電動パワーステアリング装置Ｓおよび駆動力配分装置Ｔを備えて協調制御を行う車両において、失陥が発生しても駆動力配分装置Ｔの作動を続行する場合を示している。この場合には、失陥の発生と同時に操舵力が減少し、車両が加速から減速に移行すると操舵力が急激に増加する。
【００５３】
なぜならば、駆動力配分装置Ｔの作動によって発生するトルクステア現象は車両の旋回を補助するように作用するため、このトルクステア現象を打ち消すためには電動パワーステアリング装置Ｓにステアリング操作方向と逆方向の操舵補助トルクを発生させる必要がある。一般に前記逆方向の操舵補助トルクの大きさは、電動パワーステアリング装置Ｓが本来の機能として発生するドライバーのステアリング操作をアシストする操舵補助トルクの大きさを上回るため、結果として電動パワーステアリング装置Ｓが発生する操舵補助トルクはステアリング操作方向と逆方向（操舵力を大きくする方向）になる。従って、このような状態から電動パワーステアリング装置Ｓが失陥して前記ステアリング操作方向と逆方向の操舵補助トルクを発生できなくなると、その結果として操舵力が減少することになる。そして車両が加速から減速に移行して駆動力配分装置Ｔの作動が停止すると、駆動力配分装置Ｔが発生する旋回を補助する方向のトルクステア現象が消滅するため、その結果として操舵力が増加することになる。
【００５４】
ラインｃは電動パワーステアリング装置Ｓおよび駆動力配分装置Ｔを備えて協調制御を行う車両において、失陥の発生に基づいて駆動力配分装置Ｔの作動を停止させた場合を示している。この場合には、駆動力配分装置Ｔの作動停止と共に、駆動力配分装置Ｔが発生する旋回を補助する方向のトルクステア現象が消滅して操舵力が増加することになる。
【００５５】
ラインｄは、上記ラインｃのものにおいて、駆動力配分装置Ｔの作動を徐々に停止させた場合を示している。この場合には、駆動力配分装置Ｔが発生する旋回を補助する方向のトルクステア現象が徐々に消滅するため、操舵力は急激に増加することなく徐々に増加することになる。
【００５６】
以上のように、電動パワーステアリング装置Ｓの失陥時に駆動力配分装置Ｔの作動を続行すると、操舵力が急激に増減してドライバーに違和感を与えることになるが（ラインｂ参照）、前記失陥時に駆動力配分装置Ｔの作動を停止することにより操舵力の急変を防止してドライバーが受ける違和感を軽減することができる（ラインｃ参照）。特に、前記失陥時に駆動力配分装置Ｔの作動を徐々に停止させれば、操舵力の変化が一層滑らかになってドライバーが受ける違和感を更に効果的に軽減することができる（ラインｄ参照）。
【００５７】
図１０は、車両の旋回中における駆動力配分装置Ｔのトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R と、電動パワーステアリング装置Ｓのラック軸力（つまり操舵力）との関係を示すものである。
【００５８】
電動パワーステアリング装置Ｓおよび駆動力配分装置Ｔの協調制御が行われる場合には（破線参照）、駆動力配分装置Ｔが発生するトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が変化してトルクステアの強さが変化しても、ラック軸力が略一定に保持されてドライバーがステアリングホイールから受ける操舵反力も略一定に保たれる。しかしながら、電動パワーステアリング装置Ｓが失陥して協調制御が行われなくなると、そのときのトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R に応じてラック軸力が大きく変化する（実線参照）。
【００５９】
前述したようにトルクステア現象は車両の旋回を補助する方向（つまり操舵力を減少させる方向）に作用するため、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が基準トルク配分量Ｔｎを越えるとラック軸力が負値になる。従って、電動パワーステアリング装置Ｓが失陥して協調制御が行われない場合には、負のラック軸力によってステアリングホイールが旋回方向にトルクステアし、ドライバーに大きな違和感を与える虞がある（図１０の斜線領域参照）。
【００６０】
そこで本実施例では、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が前記基準トルク配分量Ｔｎを越えた状態（例えば、トルク配分量がＴｉの状態）で電動パワーステアリング装置Ｓの失陥が発生した場合には、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R をＴｉからＴｅまで瞬間的に減少させた後に、Ｔｅから０まで徐々に減少させるようになっている。Ｔｅは基準トルク配分量Ｔｎよりも小さい値として予め設定される。このようにして、失陥の発生時にトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が基準トルク配分量Ｔｎを越えた状態を速やかに脱することにより、ステアリングホイールが旋回方向にトルクステアするのを未然に防止してドライバーの違和感を軽減することができる。その後、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R をＴｅから０まで徐々に減少させることにより、電動パワーステアリング装置Ｓを持たないマニュアルステアリングの車両と同じ状態へと滑らかに移行させることができる。
【００６１】
前記Ｔｅの値は小さいほど旋回方向のトルクステアを確実に防止することができるが、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が瞬間的に大きく変化して車両挙動に影響を与える可能性があるため、両者の兼ね合いを考慮して決定することが望ましい。
【００６２】
尚、トルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R が前記基準トルク配分量Ｔｎ以下の状態で失陥が発生した場合には、その状態からトルク配分量Ｔ_L ，Ｔ_R を０まで徐々に減少させる。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、本発明における駆動力配分装置は左右輪間で駆動力を配分するものに限定されず、前後輪間で駆動力を配分するものであっても良い。更に本発明は、制動力を左右輪間あるいは前後輪間で配分するものに対しても適用することができる。
【００６５】
【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、電動パワーステアリング装置または第２制御手段が失陥して駆動力・制動力配分装置の作動に伴うトルクステア現象を軽減することができなくなったとき、第１制御手段が駆動力・制動力配分装置の作動を停止して前記トルクステア現象の発生を防止するので、ドライバーが違和感を受けるのを防止することができる。
【００６６】
特に、駆動力・制動力配分装置が基準駆動力・制動力配分量よりも大きい駆動力・制動力配分量を発生しているときに前記失陥が発生すると車両が旋回方向内側に切り込むトルクステアが発生するが、上記構成によれば、失陥の発生時に駆動力・制動力配分量を前記基準駆動力・制動力配分量よりも小さい値まで直ぐに減少させるので、車両が旋回方向内側に切り込むトルクステアの発生を防止することができる。しかも、その後に駆動力・制動力配分量を０に向けて徐々に減少させて駆動力・制動力配分装置の作動を停止するので、操舵反力が急変するのを防止することができる。
【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】 トルク配分量から電流補正量あるいはオフセット電流を検索するマップを示す図
【図８】 電動パワーステアリング装置の作動禁止領域を検索するマップを示す図
【図９】 電動パワーステアリング装置の失陥に伴う操舵力の変化を示す図
【図１０】 駆動力配分装置の作動に伴うラック軸力の変化を示す図
【符号の説明】
Ｉ_MS 目標電流（モータ制御信号）
Ｉ_MS′ 補正目標電流（補正モータ制御信号）
ΔＩ 電流補正量（補正信号）
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（駆動力・制動力配分装置）
Ｔｎ 基準トルク配分量（基準駆動力・制動力配分量）
Ｔ_L トルク配分量（駆動力・制動力配分量）
Ｔ_R トルク配分量（駆動力・制動力配分量）
Ｔ_Q 操舵トルク
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）
２７ モータ

Claims (1)

1. 左右輪間あるいは前後輪間で駆動力あるいは制動力を配分する駆動力・制動力配分装置（Ｔ）と、
   駆動力・制動力配分装置（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モータ（２７）を有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（Ｔ_Q ）に基づいてモータ（２７）を駆動するモータ制御信号（Ｉ_MS）を算出する第２制御手段（Ｕ₂ ）と、
   を備え、
   第１制御手段（Ｕ₁ ）は、駆動力・制動力配分装置（Ｔ）が発生する駆動力・制動力配分量（Ｔ_L ，Ｔ_R ）に基づいて前記モータ制御信号（Ｉ_MS）を補正する補正信号（ΔＩ）を算出可能であり、
   第２制御手段（Ｕ₂ ）は、モータ制御信号（Ｉ_MS）を補正信号（ΔＩ）で補正した補正モータ制御信号（Ｉ_MS′）に基づいてモータ（２７）を駆動する車両の協調制御装置であって、
   電動パワーステアリング装置（Ｓ）または第２制御手段（Ｕ₂ ）の失陥時に、第１制御手段（Ｕ₁ ）は駆動力・制動力配分装置（Ｔ）の作動を停止し、かつ前記補正信号（ΔＩ）で補正しない場合に電動パワーステアリング装置（Ｓ）のラック軸力が０になる基準駆動力・制動力配分量（Ｔｎ）よりも大きい駆動力・制動力配分量（Ｔ _L ，Ｔ _R ）を駆動力・制動力配分装置（Ｔ）が発生しているときに前記失陥が発生した場合に、第１制御手段（Ｕ ₁ ）は駆動力・制動力配分装置（Ｔ）の駆動力・制動力配分量（Ｔ _L ，Ｔ _R ）を前記基準駆動力・制動力配分量（Ｔｎ）よりも小さい値まで直ちに減少させた後に、０に向けて徐々に減少させることで該駆動力・制動力配分装置（Ｔ）の作動を停止することを特徴とする。

Images