JP4729871B2

JP4729871B2 - 車両の旋回制御装置

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Publication number: JP4729871B2
Application number: JP2004169895A
Authority: JP
Inventors: 一郎山口; 秀明井上; 欣高出口
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP2005354762A

Description

本発明は、車両の駆動力制御に関し、特に、旋回時の左右の駆動輪の駆動力差の制御に関する。

車両の旋回性能の向上や旋回時の挙動の安定化を図る技術として、運転者のステアリング操舵角に応じてヨーモーメントの目標値を設定し、この目標値を実現するために駆動力制御や制動力制御によって各車輪間に駆動力差や制動力差をつける技術が知られている。

しかし、制動力制御は応答性が高く、制御時に自動的に制動力が働き減速するので安全性向上を図ることができるという効果があるものの、この減速が運転者に違和感を与えるという不具合がある。

また、駆動力制御は制御時に殆ど減速しないので運転者に違和感を与えないという効果があるものの、一般に湿式多板クラッチを用いて駆動力配分を行うので応答性に劣り、また、駆動力配分機構の大きさが重量や寸法の面で制限されるので、目標値として大きなヨーモーメントが設定された場合には、それを発生することが難しいという不具合がある。

特許文献１には、各車輪間に駆動力差をつける機構と、制動力差をつける機構とを備え、車速とステアリング操舵角から目標ヨーレートを設定し、ヨーレート検出手段によって検出したヨーレートと前記目標ヨーレートとの偏差を算出して、この偏差に基づいて制動力と駆動力とを統合的に制御することによって、それぞれの利点を発揮させる技術が開示されている。
特開平０９−８６３７８号公報

ところで、制駆動力やタイヤ横力等の力が加わると、サスペンションのブッシュ等が変形して車輪が転舵する、いわゆるコンプライアンスステアと呼ばれる現象が起きる。そして、このコンプライアンスステアの発生により、タイヤ横力は変化する。

左右輪に駆動力差がない状態、すなわち左右輪が等しい制駆動力を出力する場合には、左右輪がそれぞれ反対方向に転舵し、転舵によるタイヤ横力変化を互いに打ち消しあうように車両のサスペンションは設計されている。しかし、左右輪で制駆動力差が発生する場合には、転舵によるタイヤ横力変化を打ち消しあうことができず、転舵角の変化に起因するヨーモーメントが発生し、車両重心回りのモーメントが変化してしまう。

しかしながら、特許文献１に記載の制御装置は、転舵角の変化に応じて制駆動力の補正を行う構成にはなっていないので、転舵角が変化した場合には目標値として設定したヨーモーメントを正確に実現することができなくなり、運転者が操舵角を修正しなければならないという問題があった。

そこで、本発明では、転舵角が変化した場合にも、運転者が操舵角を修正することなく目標値として設定したヨーモーメントを正確に実現し、運転者の操作性を向上することを目的とする。

本発明の車両の旋回装置は、左右の駆動輪に駆動力差を発生させる手段を有する車両において、車速を検出する車速検出手段と、運転者が操作するステアリングの操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段と、前記車速検出手段とステアリング操舵角検出手段の検出値に基づいて目標ヨーモーメントを決定するヨーモーメント決定手段と、前記目標ヨーモーメントに基づいて左右の駆動輪の駆動力差（左右輪駆動力差）を演算する左右輪駆動力差演算手段と、前記左右輪駆動力差に起因して発生する転舵角変化によるヨーモーメント変化量を推定するヨーモーメント変化量推定手段と、前記ヨーモーメント変化量に基づいて前記左右輪駆動力差を補正する左右輪駆動力差補正手段とを備える。

本発明によれば、車両の旋回中等に、例えばサスペンションのブッシュの変形等により転舵角変化が生じた場合でも、この転舵角変化分のヨーモーメント変化量に基づいて左右輪駆動力差を補正するので、運転者がステアリング操舵角を修正することなく目標値として設定したヨーモーメントを正確に実現することが可能となり、運転者の操作性を向上することができる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態の機械的構成を示すブロック図であり、太線は機械力の伝達経路を示し、点線は電力の経路を示し、一点鎖線は制御系統を示す。

１１〜１４は一般にサスペンションと呼ばれる緩衝装置を介して車体に連結されている車輪（回転半径Ｒ）であり、４１〜４４は車輪１１〜１４の舵角を検出する舵角センサ、２２〜２４は車輪１１〜１４の回転速度を検出する車速検出手段としての回転速度センサである。

５はステアリング、２５はステアリング５の操舵角を検出するステアリング角センサである。

９は車両の動力源であるバッテリ、３および４はバッテリ９から供給される電力により左後輪１３および右後輪１４をそれぞれ独立に駆動するモータ、３３および３４はモータ３、４で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ９に充電する、あるいはバッテリ９が放電した直流電流を交流電流に変換してモータ３、４に供給するインバータである。

なお、バッテリ９はニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池であり、モータ３、４は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転および回生運転が可能な交流機である。

また、モータ３、４と左後輪１３、右後輪１４とは減速比１で連結されている。

８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェイス回路およびインバータ回路等で構成されるヨーモーメント決定手段、左右駆動力差演算手段、ヨーモーメント変化量推定手段、左右輪駆動力差補正手段としてのコントローラであり、舵角センサ４１〜４４、回転速度センサ２２〜２４、アクセルペダル６の踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサ２６、ブレーキペダル７の踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサ２７、車両の重心位置に取り付けられ車両の横方向の加速度を検出する加速度センサ１００、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１０１等からの信号に基づいてモータ３、４のトルク配分の制御等を実行する。

上記のような構成により、運転者のステアリング操舵の通りに旋回できるよう、左右の駆動輪１３、１４の駆動力を独立して制御する。

次に駆動力制御について本実施形態の制御ルーチンを表す図２を参照して具体的に説明する。

コントローラ８は、運転者のステアリング操舵量、車両速度等から算出した目標ヨーモーメントｔＭを実現するよう左右の駆動輪１３、１４のトルク配分を制御し、旋回中にヨーモーメントによる転舵が生じた場合には、各車輪の転舵量に応じて前記トルク配分を補正することによって運転者がステアリング操舵量を修正せずに旋回できるよう制御する。

以下、各ステップに従って説明する。

ステップＳ１０では、回転速度センサ２２〜２４によって各車輪１１〜１４の回転速度ω１〜ω４（ｒａｄ／ｓ）をそれぞれ検出し、これに各車輪１１〜１４の半径Ｒを乗じて速度Ｖ１〜Ｖ４（ｍ／ｓ）を得る。

また、舵角センサ４１〜４４によって各車輪１１〜１４の転舵角δ（ｒａｄ）をそれぞれ検出し、アクセルストロークセンサ２６およびブレーキストロークセンサ２７によりアクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込み量ＡＰ、ＢＰをそれぞれ検出し、ステアリング角センサ２５によりステアリング５の回転角θ（ｒａｄ）を、加速度センサ１００により車両の横方向加速度Ｙｇ（ｒａｄ／ｓ）を、ヨーレートセンサ１０１によりヨーレートγ（ｒａｄ／ｓｅｃ）をそれぞれ検出する。

なお、速度Ｖ１〜Ｖ４は車両前進方向を正とし、横方向加速度Ｙｇは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回方向に向う方向を正とし、転舵角δ１〜δ４とヨーレートγは車両を鉛直上方から見たときに反時計回りを正とする。また、転舵角δ１〜δ４は各車輪１１〜１４と車体の前後方向が一致した状態をゼロとする。

ステップＳ２０では、車速Ｖ（ｍ／ｓ）を式（１）のとおり非駆動輪１１、１２の速度とする。

Ｖ＝Ｖ１＝Ｖ２・・・（１）
また、車両の前後方向加速度Ｘｇ（ｍ／ｓ²）を式（２）により求める。式（２）中のｔｓはコントローラ８が実行する図２のフローチャートの演算周期（ｓ）であり、Ｖ₀は後述するステップＳ８０で設定される１周期前の車速Ｖである（演算開始時には初期値ゼロが設定されている）。なお、車速Ｖは車両前進方向を正とし、横方向加速度Ｘｇは車両が前方に加速する方向を正とする。

Ｘｇ＝（Ｖ−Ｖ₀）÷ｔｓ・・・（２）
ステップＳ３０では、車両に対する運転者の要求制駆動力ｔＴを式（３）により求める。

式（３）中の要求駆動力ｔＴａはアクセルペダル６の踏込み量ＡＰおよび車速Ｖに対応した要求駆動力を図３に示す要求駆動トルクマップに基づいて設定したものである。

図３のマップはコントローラ８のＲＯＭに予め記録しておいたものであり、アクセルペダル踏込み量ＡＰが大きくなるほど要求駆動力ｔＴａも大きくなっている。

式（３）中の要求制動力ｔＴｂはブレーキペダル７の踏込み量ＢＰに対応した要求制動力を図４に示す要求制動力マップに基づいて設定したものである。図４のマップも図３と同様にコントローラ８のＲＯＭに予め記録しておいたものであり、ブレーキペダル踏込み量ＢＰが大きくなるほど要求制動力ｔＴｂも大きくなっている。

なお、要求駆動力ｔＴａ、要求制動力ｔＴｂともに、車両を前方に加速させる方向を正とする。

ｔＴ＝ｔＴａ＋ｔＴｂ・・・（３）
ステップＳ４０では、ステアリング５の回転角θと車両速度Ｖから車両のヨーモーメントＭの目標値（目標ヨーモーメント）ｔＭを図５に示す目標旋回量マップから算出する（ヨーモーメント決定手段）。目標旋回量マップはコントローラ８のＲＯＭに予め記録しておいたものであり、目標ヨーモーメントｔＭを回転角θごとに車速Ｖに割り付けたものである。目標ヨーモーメントｔＭは車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。

また、目標ヨーモーメントｔＭは、車両が現在のステアリング５の回転角θと車速Ｖにおいて出力可能な値に設定される。

ステップＳ５０では、後輪１３、１４の転舵角δ３、δ４が変化しないと仮定したときに、目標ヨーモーメントｔＭを実現する左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴｏを式（４）により算出する（左右輪駆動力差演算手段）。なお、式（４）中のｔｒは後輪１３、１４のトレッド（中心間距離）を表す。

ΔＴｏ＝ｔＭ÷（ｔｒ÷２）・・・（４）
また、後輪１３、１４の転舵角δ３、δ４が変化しないと仮定したときに、目標ヨーモーメントｔＭ、目標制駆動力ｔＴを実現するためのモータ３、４の駆動トルクＴｍ３ｏ、Ｔｍ４ｏを式（５）、（６）により算出する。

Ｔｍ３ｏ＝ｔＴ÷２−ΔＴｏ÷２・・・（５）
Ｔｍ４ｏ＝ｔＴ÷２＋ΔＴｏ÷２・・・（６）
ステップＳ６０では、ΔＴｏを駆動輪である左後輪１３、右後輪１４が出力したときの転舵角変化に起因する車両重心回りのヨーモーメントの変化量ΔＭ（Ｎｍ）を推定する（ヨーモーメント変化量推定手段）。

なお、目標ヨーモーメントｔＭと同様にヨーモーメント変化量ΔＭも車両を鉛直上方から見たときに反時計回りを正とする。

ヨーモーメント変化量ΔＭの推定方法としては、例えば図６に示すようなヨーモーメント補正量マップを検索することによって設定する。

このヨーモーメント補正量マップは駆動力差ΔＴｏに対応するヨーモーメント変化量ΔＭを予めコントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたものであり、左右の後輪１３、１４に駆動力差ΔＴｏを与えて、これにより生じる左右の後輪１３、１４の転舵角変化に起因するタイヤ横力の合計の変化量ΔＦｙｒを実験或いはシミュレーション上で求め、このタイヤ横力合計変化量ΔＦｙｒに、車両を鉛直上方から見た場合の車両重心位置から後輪回転軸までの距離Ｗｂを乗じることによって求まるヨーモーメント変化量ΔＭを縦軸に、駆動力差ΔＴｏを横軸にとったものである。

ステップＳ７０では、ステップＳ３０で決定した目標ヨーモーメントｔＭと、ステップＳ６０で決定したヨーモーメント変化量ΔＭに基づき、目標ヨーモーメントｔＭを実現する駆動力差ΔＴを式（９）により求め（左右輪駆動力差補正手段）、また目標ヨーモーメントｔＭおよび目標制駆動力ｔＴを実現するためのモータ３、４の駆動トルクＴｍ３、Ｔｍ４を式（８）、（９）により求める。

ΔＴ＝（ｔＭ−ΔＭ）÷（ｔｒ÷２）・・・（７）
Ｔｍ３＝ｔＴ÷２−ΔＴ÷２・・・（８）
Ｔｍ４＝ｔＴ÷２＋ΔＴ÷２・・・（９）
ステップＳ８０では、Ｔｍ３、Ｔｍ４をモータ３、４が出力するように制御を行い、現在のＶでＶｏを更新する。

以上により本実施形態では、車速およびステアリング操舵角から目標ヨーモーメントを設定し、このヨーモーメントを実現するための左右駆動輪の駆動力差を求める際に、左右駆動輪の駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量を推定し、このヨーモーメント発生量に基づいて左右駆動輪の駆動力差を補正するので、左右駆動輪の駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメントの変動を補正することができ、運転者の操作性を向上することができる。

次に第２実施形態について説明する。

本実施形態の機械的構成および制御ルーチンは、基本的には第１実施形態と同様であり、ヨーモーメント変化量推定手段としてのステップＳ６０および左右輪駆動力差補正手段としてのＳ７０に相当するステップが異なる。

ステップＳ６０に相当するステップでは、転舵角検出手段としての舵角センサ４２〜４４により検出した後輪１３、１４の転舵角δ３、δ４から転舵角−タイヤ横力変化マップに基づいて後輪１３、１４のタイヤ横力Ｆｙ３、Ｆｙ４の変化量ΔＦｙ３、ΔＦｙ４（Ｎ）をそれぞれ求め、式（１０）からヨーモーメント変化量ΔＭを求める。なお、Ｆｙ３、Ｆｙ４は横方向加速度Ｙｇと同じ方向を正とする。

ΔＭ＝−（Ｆｙ３＋Ｆｙ４）×Ｗｂ・・・（１０）
ここで、転舵角−タイヤ横力変化マップは、図７に示すように横軸に転舵角δ、縦軸にタイヤ横力変化ΔＦｙをとったもので、片方の後輪の転舵角δに応じて発生するタイヤ横力を予め実験等により求めてコントローラ８に記憶しておいたものである。なお、図７の転舵角−タイヤ横力変化マップにおいて、転舵角δとタイヤ横力変化ΔＦｙとは比例関係になっている。

ステップＳ７０に相当するステップでは、後輪１３、１４のスリップ率λ３、λ４からスリップ率−左右駆動輪駆動力差補正量減少マップに基づいてスリップ率に応じた左右駆動力差補正量減少ξ（０＜ξ＜１）を設定して、式（７）のΔＭをΔＭ×ξとしてΔＴを補正する。

ここで、スリップ率−左右駆動力差補正量減少マップは、片方の後輪がスリップ角および輪荷重が一定の状態で、スリップ率がゼロのときのタイヤ横力Ｆｙ０にたいする各スリップ率におけるタイヤ横力Ｆｙとの比ξ＝Ｆｙ÷Ｆｙ０を、予め実験あるいはシミュレーションによって求めてコントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたもので、例えば図１０示すように、スリップ率λを横軸にとって設定され、スリップ率λがゼロのときにξ＝１となり、スリップ率λの絶対値が大きくなるにつれてξが小さくなっている。

なお、スリップ率λ３およびλ４は式（１１）〜（１４）に基づいて算出される（スリップ率検出手段）。

Ｖ＞Ｖ３のとき、λ３＝（Ｖ−Ｖ３）÷Ｖ・・・（１１）
Ｖ≦Ｖ３のとき、λ３＝（Ｖ−Ｖ３）÷Ｖ３・・・（１２）
Ｖ＞Ｖ３のとき、λ４＝（Ｖ−Ｖ４）÷Ｖ・・・（１３）
Ｖ≦Ｖ３のとき、λ４＝（Ｖ−Ｖ４）÷Ｖ４・・・（１４）
上記のように、各輪の転舵角に基づいてヨーモーメント発生量を推定する構成となっている。これにより、左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に起因する各輪の転舵角変化を直接検出することができるので、路面の凹凸や傾斜等といった転舵角変化に対する外乱が入力された場合にもヨーモーメントの発生量を補正することができる。

また、各輪のスリップ率を検出、あるいは推定する手段を備え、スリップ率λの絶対値が大きくなるにつれて左右の駆動輪１３、１４の駆動力差の補正量の絶対値を小さくする構成となっている。

これは、スリップ率λの絶対値が大きくなるにつれて転舵角変化に対するタイヤ横力の変化が小さくなる、すなわち左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量が少なくなることから、左右の駆動輪１３、１４の駆動量差の補正量も小さくする必要があるためである。

これにより、各輪のスリップ率λが変化しても左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメントの変動を補正できる。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、各輪の転舵角に基づいてヨーモーメント発生量を推定する構成とし、左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に起因する各輪の転舵角変化を直接検出できるようにしたので、路面の凹凸や傾斜等といった転舵角変化に対する外乱が入力された場合にもヨーモーメントの発生量を補正することができ、また、スリップ率λの絶対値が大きくなるにつれて左右の駆動輪１３、１４の駆動力差の補正量の絶対値を小さくする構成としたので、各輪のスリップ率λが変化しても左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量を適切に補正することができる。

このようにヨーモーメント発生量を適切に補正することにより、運転者の操作性を向上することができる。

第３実施形態について説明する。

ステップＳ６０に相当するステップでは、制駆動力検出手段としてのコントローラ８で読込んだモータ３、４の駆動トルクＴｍ３ｏ、Ｔｍ４ｏおよび要求制駆動力ｔＴから制駆動力−転舵角マップに基づいて後輪１３、１４の転舵角変化量Δδ３、Δδ４を求め、これらから転舵角−タイヤ横力変化マップに基づいてタイヤ横力変化ΔＦｙ３、ΔＦｙ４を求め、式（１０）を用いてΔＭを求める。

ここで、制駆動力−転舵角マップは、後輪１３、１４にそれぞれ制駆動力Ｔｍが加わったときの転舵角δ３、δ４を予め実験あるいはシミュレーションによって求め、コントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたもので、例えば図８のように左後輪１３、右後輪１４ともに制駆動力がゼロの場合には転舵角δはゼロであり、左後輪１３は制動力が大きくなるにつれて正の方向への転舵角が大きく、駆動力が大きくなるに連れて負の方向の転舵角が大きく、右後輪１４は制動力が大きくなるにつれて負の方向への転舵角が大きく、駆動力が大きくなるに連れて正の方向の転舵角が大きくなる。

また、転舵角変化量Δδ３、Δδ４から転舵角−タイヤ横力変化マップを用いてΔＦｙ３、Ｆｙ４を求める場合には、図７においてδ＝Δδ３のときのタイヤ横力変化ΔＦｙをΔＦｙ３、同様にδ＝Δδ４のときをΔＦｙ４として求める。

これにより、図８のように制駆動力による舵角変化が一定でない場合にもヨーモーメントの変化量ΔＭを求めることができる。

ステップＳ７０に相当するステップでは、後輪１３、１４の輪荷重Ｗ３、Ｗ４（Ｎ）を推定し、その差の絶対値ΔＷ＝｜Ｗ３−Ｗ４｜から、輪荷重差−左右輪駆動力差補正量減少係数マップに基づいて輪荷重差に応じた左右輪駆動力差補正量減少係数ε（０＜ε＜１）を設定して、式（７）のヨーモーメント変化量ΔＭをΔＭ×εとして左右輪駆動力差ΔＴを補正する。

ここで、輪荷重差−左右輪駆動力差補正量減少係数マップについて説明する。

まず、後輪１３、１４のいずれか一方がスリップ角およびスリップ率が一定の状態で発生するタイヤ横力Ｆｙと輪荷重Ｗとの関係を実験あるいはシミュレーションによって求め、図１１に示すようなマップを作成する。なお、図１１中のＷｒｓは車両が静止している状態における後輪１３、１４のいずれか片方の輪荷重である。

次に図１１のマップにおいて、常にＷ３＋Ｗ４＝２×Ｗｒｓの関係を維持した状態で輪荷重差ΔＷをゼロから大きくしていき、各輪荷重差ΔＷにおける後輪横力の合計Ｆｙ３＋Ｆｙ４の絶対値Ｆｙｒ（ΔＷ）＝｜Ｆｙ３＋Ｆｙ４｜を求める。

その上で図１２に示すように横軸にΔＷ、縦軸にε＝Ｆｙｒ（ΔＷ）÷Ｆｙｒ（０）をとったマップが輪荷重差−左右輪駆動力差補正量減少係数マップとなる。

通常のタイヤではタイヤ横力Ｆｙと輪荷重Ｗとの関係は図１１に示すように上に凸の曲線となるので、図１２のマップは輪荷重の差ΔＷがゼロのときが最大値となる。

なお、輪荷重Ｗ３、Ｗ４はステップＳ１０、Ｓ２０で検出あるいは推定したパラメータに基づいて算出する（輪荷重検出手段）。具体的な算出方法については、例えば特開２００１−２１１３７８号公報の段落０１０５〜０１０７等に記載されているので、説明を省略する。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに各輪の制駆動力の大きさに基づいてヨーモーメント発生量を推定する構成としたので、制駆動力の大きさに応じて転舵角変化率が変化する車輪懸架装置においてもヨーモーメントの発生量を補正することができる。

また、各輪の輪荷重を検出あるいは推定し、左右の駆動輪の輪荷重差が大きくなるに連れて左右駆動力差の補正量の絶対値を小さくする構成としたので、内外輪に輪荷重差が発生する旋回中でも、左右輪駆動力差に起因する転舵角変化分のヨーモーメント変動を補正できる。

なお、左右の駆動輪の輪荷重差が大きくなるにつれて左右駆動力差の補正量の絶対値を小さくする構成としたのは、左右輪の輪荷重差が大きくなるにつれて、転舵角変化に対するタイヤ横力変化が小さくなる、すなわち左右輪駆動力差の補正量に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量が少なくなるということに基づく。

第４実施形態について説明する。

ステップＳ６０に相当するステップでは、第１〜第３の実施形態の説明で記載した各方法によってヨーモーメント変化量ΔＭを求め、これらの中から信頼性の高い値をとる構成とする。

信頼性の高い値の判断方法としては、例えば、センサノイズと推定される高周波成分が少ないヨーモーメント変化量ΔＭを選択する、車両が取り得るはずのないヨーモーメント変化量ΔＭはカットする、等が挙げられる。

ステップＳ７０に相当するステップでは、後輪１３、１４のスリップ角β３とβ４を推定し（スリップ角検出手段）、スリップ角−左右駆動輪差補正量減少係数マップに基づいてスリップ角に応じた後輪１３、１４の左右駆動力差補正量減少係数η３およびη４を設定し、ΔＴをΔＴ÷２×η３＋ΔＴ÷２×η４のように補正する。

ここで、スリップ角−左右駆動輪差補正量減少係数マップについて説明する。

まず、後輪１３、１４のいずれか一方が発生するタイヤ横力Ｆｙをスリップ角βを横軸にとった図１３（ａ）と、図１３（ａ）におけるタイヤ横力Ｆｙの傾きζを実験あるいはシミュレーションにより図１３（ｂ）のように求めておく。

そして、βがゼロのときのタイヤ横力ζをζ０として、各βにおけるζをζ０で除したη＝ζ÷ζ０を縦軸にとった図１３（ｃ）がスリップ角−左右駆動力差補正量減少係数マップである。

なお、ステップＳ１０、Ｓ２０で検出あるいは算出したパラメータからスリップ角βを算出する方法については、例えば特開平１０−３２９６８９号公報段落００３３等に記載されているので、説明を省略する。

以上により本実施形態では、第１〜第３の実施形態の説明で記載した各方法によってヨーモーメント変化量ΔＭを求め、これらの中から信頼性の高い値をとる構成とするので、左右の駆動輪１３、１４の駆動力をより精度良く求めることができる。

各輪のスリップ角βを推定し、スリップ角βの絶対値が大きくなるにつれて左右の駆動輪１３、１４の駆動力差の補正量の絶対値を小さくする構成としたので、各輪のスリップ角βが変化しても左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＭに起因する転舵角変化分のヨーモーメントを補正できる。

第５実施形態について説明する。

ステップＳ６０に相当するステップでは、推定した後輪１３、１４のタイヤ横力Ｆｙ３、Ｆｙ４からタイヤ横力−転舵角マップに基づいてタイヤ横力に起因する後輪１３、１４の転舵角変化Δδ３、Δδ４を求め、この転舵角変化Δδ３、Δδ４から転舵角−タイヤ横力変化マップに基づいて後輪１３、１４のタイヤ横力の変化量ΔＦｙ３、Ｆｙ４を求め、これらから式（１５）によりタイヤ横力Ｆｙに起因するヨーモーメント変化量ΔＭｐを求め、これを上記の実施形態の説明に記載した方法で求めたヨーモーメント変化量ΔＭに加えた値、すなわちΔＭ＋ΔＭｐをヨーモーメント変化量ΔＭとする。

ΔＭｐ＝−（ΔＦｙ３＋ΔＦｙ４）×Ｗｂ・・・（１５）
上記のタイヤ横力−転舵角マップは、後輪１３、１４にそれぞれタイヤ横力Ｆｙが加わったときの転舵角ｄδを予め実験あるいはシミュレーションによって求め、コントローラ８のＲＯＭに記憶しておいたもので、例えば図９のように設定する。

なお、ステップＳ１０、Ｓ２０で検出あるいは推定したパラメータを基にタイヤ横力Ｆｙ３、Ｆｙ４を推定する方法（タイヤ横力検出手段）については、例えば特開２００２−２１１３７８号公報の段落０１２５等に記載されているので説明を省略する。

上記のようにヨーモーメント変化量ΔＭをΔＭ＋ΔＭｐとすることによって、タイヤ横力に起因して発生する転舵角変化によるヨーモーメント変化ΔＭについても求めることができる。

ステップＳ７０に相当するステップでは、車両に車両重心回りのヨーモーメントＭを検出あるいは推定してコントローラ８に送信する手段を設け、目標ヨーモーメントｔＭと字際のヨーモーメントＭとの誤差ｄＭ＝ｔＭ−Ｍを小さくするように、左右駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴをΔＴ→ΔＴ＋Ｋｆｂ×ｄＭと補正する。ただし、Ｋｆｂはフィードバックゲインであり、Ｋｆｂ＞０、かつΔＴをΔＴ＋Ｋｆｂ×ｄＭと補正することによってヨーモーメントＭが発散または振動的とならないように設定する。

これによりサスペンションのブッシュの経年変化やタイヤ磨耗等によって生じる誤差ｄＭを補償することができる。

なお、ヨーモーメントＭを推定する手段として、ステップＳ１０で検出したヨーレートγを微分し手車両の旋回加速度Ａｒ（ｒａｄ／ｓ²）を求め、この旋回加速度Ａｒに車両重心回りの慣性モーメントＩ（ｋｇ・ｍ²）を乗じて求める方法等がある。ここで、Ｉは車両がヨー方向に回転するときの車両重心回りの慣性モーメントである。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、各輪のタイヤ横力Ｆｙを検出或いは推定し、タイヤ横力Ｆｙの変化に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量を推定する構成としたので、タイヤ横力に起因する転舵角変化分のヨーモーメント発生量を補正できる。

第６実施形態について説明する。

本実施形態の機械的構成および制御ルーチンは、基本的には第１実施形態と同様であり、左右輪駆動力差補正手段としてのＳ７０に相当するステップが異なる。

ステップＳ７０に相当するステップでは、モータ３、４の制駆動トルクＴｍ３、Ｔｍ４を、式（８）、（９）に替えて図１４に示すブロック図に従って算出する。

図１４の２００は下式（１６）で表される伝達関数ｆ（ｓ）を有する補償器（位相進み補償器）であり、２０１は制駆動トルク演算部である。

ｆ（ｓ）＝（１＋τ２×ｓ）÷（１＋τ１×ｓ）・・・（１６）
ただし、τ１、τ２は、左右の後輪１３、１４の駆動力差ΔＴに対する車両重心回りのヨーモーメントＭの伝達関数Ｆ（ｓ）の位相交点周波数φに対して１／τ２＜φ＜１／τ１となると共に、運転者の操作性が向上、例えば左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に対する転舵角変化分のヨーモーメントの応答性が運転者にとって好適になるように、実験あるいはシミュレーションによって調整し、設定する。

なお、Ｆ（ｓ）も実験あるいはシミュレーション等により求める。

上記のような構成により、式（７）により算出した駆動力差ΔＴを、補償器２００で左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴを進み補償してΔＴｆとし、このΔＴｆと要求制駆動力ｔＴとを用いて、演算部２０１で下式（１７）、（１８）により駆動トルクＴｍ３、Ｔｍ４を求める。

Ｔｍ３＝ｔＴ÷２−ΔＴｆ÷２・・・（１７）
Ｔｍ４＝ｔＴ÷２＋ΔＴｆ÷２・・・（１８）
これにより、左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴに対するヨーモーメントの応答を運転者にとって好適に設定することができ、操作性が向上する。

以上により本実施形態では、第１次視形態と同様の効果に加え、さらに、左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴを左右の駆動輪１３、１４の駆動力差に対する転舵角変化分のヨーモーメント発生遅れに基づいて進み補償するので、左右の駆動輪１３、１４の駆動力差ΔＴに対するヨーモーメントの応答を運転者にとって好適に設定することができ、操作性が向上する。

なお、上述した第１〜第５実施形態では、後輪１３、１４を駆動する車両を用いて説明したが、前輪をエンジンあるいはエンジンとモータの両方で駆動するハイブリッド車両や、前輪も左右独立で駆動する４輪独立駆動車や、各輪の操舵角を自由に制御できる車両、前輪のみを左右独立に制駆動できる車両や、車両をエンジンのみで駆動し左右駆動力の配分機構を備えた車両等にも適用可能である。

また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、旋回時に駆動輪の制動力、駆動力の配分を可変に制御する車両に適用可能である。

第１実施形態の機械的システムの構成を表す図である。第１実施形態の制御ルーチンを表す図である。要求駆動トルクマップである。要求制動力マップである。目標旋回量マップである。ヨーモーメント補正量マップである。転舵角−タイヤ横力変化マップである。制駆動力−転舵角マップである。タイヤ横力−転舵角マップである。スリップ率−左右駆動力差補正量減少マップである。タイヤ横力Ｆｙと輪荷重Ｗとの関係を表すマップである。輪荷重差−左右輪駆動力差補正量減少係数マップである。（ａ）はタイヤ横力Ｆｙとスリップ角βの関係を表す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるタイヤ横力Ｆｙの傾きζを表す図であり、（ｃ）はスリップ角−左右駆動力差補正量減少係数マップである。制駆動トルク算出方法を表すブロック図である。

符号の説明

３、４モータ
５ステアリング
６アクセルペダル
７ブレーキペダル
８コントローラ
９バッテリ
１１左前輪
１２右前輪
１３左後輪
１４右後輪
２２〜２４速度センサ
２５ステアリング角センサ
２６アクセルペダルストロークセンサ
２７ブレーキペダルストロークセンサ
３３、３４インバータ
４１〜４４舵角センサ
１００加速度センサ
１０１ヨーレートセンサ

Claims

左右の駆動輪に駆動力差を発生させる手段を有する車両において、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者が操作するステアリングの操舵角を検出するステアリング操舵角検出手段と、
前記車速検出手段とステアリング操舵角検出手段の検出値に基づいて目標ヨーモーメントを決定するヨーモーメント決定手段と、
前記目標ヨーモーメントに基づいて左右の駆動輪の駆動力差（左右輪駆動力差）を演算する左右輪駆動力差演算手段と、
前記左右輪駆動力差に起因して発生する転舵角変化によるヨーモーメント変化量を推定するヨーモーメント変化量推定手段と、
前記ヨーモーメント変化量に基づいて前記左右輪駆動力差を補正する左右輪駆動力差補正手段と、を備えることを特徴とする車両の旋回制御装置。
各車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段をさらに備え、
前記左右輪駆動力差補正手段は、前記スリップ率の絶対値が大きくなるにつれて前記左右輪駆動力差の補正量の絶対値を小さくする請求項１に記載の車両の旋回制御装置。
各車輪の輪荷重を検出する輪荷重検出手段をさらに備え、
前記左右輪駆動力差補正手段は、前記輪荷重検出手段によって検出された左右の駆動輪の輪荷重の差が大きくなるにつれて、左右輪駆動力差の補正量の絶対値を小さくする請求項１または２に記載の車両の旋回制御装置。
各車輪のスリップ角を検出するスリップ角検出手段をさらに備え、
前記左右輪駆動力差補正手段は、前記スリップ角の絶対値が大きくなるにつれて左右輪駆動力差の補正量の絶対値を小さくする請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両の旋回制御装置。
各車輪の転舵角を検出する転舵角検出手段をさらに備え、
前記ヨーモーメント変化量推定手段は、前記転舵角検出手段の出力に基づいて、転舵角の変化に起因するヨーモーメント変化量を推定する請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両の旋回制御装置。
各車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出手段をさらに備え、
前記ヨーモーメント変化量推定手段は、前記制駆動力検出手段の出力に基づいて転舵角変化量を算出し、転舵角変化に起因するヨーモーメント変化量を推定する請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両の旋回制御装置。
各車輪のタイヤ横力を検出するタイヤ横力検出手段をさらに備え、
前記ヨーモーメント変化量推定手段は、前記タイヤ横力検出手段の出力に基づいて、タイヤ横力に起因する転舵角変化分のヨーモーメント変化量を推定する請求項１〜６のいずれか一つに記載の車両の旋回制御装置。
前記左右輪駆動力差補正手段は、左右輪駆動力差に起因して発生する転舵角変化分のヨーモーメントの発生遅れ時間に基づいて、左右輪駆動力差を進み補償する請求項１〜７のいずれか一つに記載の車両の旋回制御装置。