JP4797513B2 - 車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents
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Description
運転者の操舵操作量微分値を検出する操舵操作量微分値検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、運転者の操舵操作量微分値が大きくなるほど前記副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を増大する制御を行うとともに、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させることを特徴とする。
また第2の発明では、前後輪のうち一方を主駆動輪とし他方を副駆動輪とし、前後輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、
運転者の操舵操作量微分値を検出する操舵操作量微分値検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、運転者の操舵操作量微分値が大きくなるほど前記副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を増大し、操舵操作量に応じた第1指令値と操舵操作量微分値に応じた第2指令値とを足し合わせて駆動力配分制御を行い、第1指令値と第2指令値との加算値による駆動力配分制御を行うとき、副駆動輪へ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、第1指令値と第2指令値との加算値による駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させることを特徴とする。
なお、「操舵操作量」は、操舵角、操舵輪の車輪速差、ステアリングラックの移動量等の上位概念であり、「操舵操作量微分値」は、これらの変化速度をいう。
図1は実施例1の駆動力配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車を示す全体システム図である。
実施例1の前輪駆動ベースによるハイブリッド四輪駆動車は、図1に示すように、エンジン1(第1駆動源)と、フロントモータ2F(第1駆動源)と、リアモータ2R(第2駆動源)と、左前輪タイヤ3FL(主駆動輪)と、右前輪タイヤ3FR(主駆動輪)と、左後輪タイヤ3RL(副駆動輪)と、右後輪タイヤ3RR(副駆動輪)と、フロントディファレンシャル4Fと、リアディファレンシャル4Rと、フロントトランスミッション5Fと、リアトランスミッション5Rと、を備えている。
ここで、「操舵角θ」は、操舵角センサ7からのセンサ値に基づき演算される。
「車速V」は、車速センサ9からのセンサ値に基づき演算される。
「総駆動力T」は、アクセル開度センサ10からのアクセル開度情報に基づき、運転者の要求駆動力として演算される。
「前後輪回転速度差ΔVW」は、左前輪速センサ6FLと右前輪速センサ6FRからの左右前輪速平均値と、左後輪速センサ6RLと右後輪速センサ6RRからの左右後輪速平均値と、の差により求められる(駆動スリップ相当値検出手段)。
「操舵角微分値θ’」は、1制御周期毎の操舵角θの差分、または、2次微分以上の演算処理により求められる(操舵操作量微分値検出手段)。
「操舵角微分値不感帯θ'1」は、操舵角微分値θ’の不感帯の上限を決める閾値として予め設定される。
ここで、前後輪回転速度差ΔVWに対するゲインAの決定は、前後輪回転速度差ΔVWが第1設定値ΔVW1までは急な傾きによる特性で与え、第1設定値ΔVW1を超えると緩やかな傾きによる特性で与える(図6参照)。
車速Vに対する操舵角不感帯θ1の決定は、車速Vが第1設定車速V1までの低車速領域では大きな値により与え、車速Vが第1設定車速V1から第2設定車速V2までの中車速領域では車速Vの上昇に対し比例的に低下する特性にて与え、車速Vが第2設定車速V2を超える高車速領域では、小さな値により与える(図5参照)。
ここで、後輪駆動力指令値TQDR1の計算式は、
TQDR1=A×B(θ−θ1)
但し、AはステップS2で決定されたゲイン、Bは操舵角θに応じたパラメータ、θは操舵角、θ1はステップS2で決定された操舵角不感帯である。
ここで、後輪駆動力指令値TQDR2の計算式は、
TQDR2=A×C(θ’−θ'1)
但し、AはステップS2で決定されたゲイン、Cは操舵角微分値θ’に応じたパラメータ、θ’は操舵角微分値、θ'1はステップS1で読み込まれた操舵角微分値不感帯である。
ここで、後輪駆動力指令値TQDRの計算式は、
TQDR=A×B(θ−θ1)
但し、AはステップS2で決定されたゲイン、Bは操舵角θに応じたパラメータ、θは操舵角、θ1はステップS2で決定された操舵角不感帯である。
ここで、「前後輪回転速度差閾値ΔVWo」は、前輪駆動スリップの発生を示す閾値として設定される。
ここで、「前後輪回転速度差閾値ΔVW1」は、後輪駆動スリップの発生を示す閾値として設定される。
[駆動力配分制御作用]
前輪駆動ベースの車両で、主駆動輪である前輪側に駆動力が配分されたままで、旋回路に進入すると、前輪タイヤにて、駆動力と横力(コーナリングフォース)の全てを受け持たなければならないことで、例えば、前輪タイヤのフリクションサークルの限界域まで駆動力が高まっている状態で旋回路に進入すると、旋回のためのコーナリングフォースの発生余裕代が小さく、旋回路をトレースするのに必要なコーナリングフォースが発生せず、車両の旋回挙動としては、目標旋回ラインから外側に膨らむアンダーステア傾向を示すことになる。
そこで、実施例1では、主駆動輪と副駆動輪の駆動力配分によるアンダーステアモーメントの減少を、従来のフィードバック制御より早い応答性にて実現する車両(前輪駆動ベースによるハイブリッド四輪駆動車)の駆動力配分制御装置を提供することを目的としてなされた。
この操舵角微分値対応制御により、加速緊急回避時等において、例えば、操舵角θのみに応じた駆動力配分制御より素早く左右後輪3RL,3RRへ駆動力配分をすることが可能となるため、左右前輪3FL,3FRのコーナリングフォースが早くなり、操舵角θのみに応じた駆動力配分制御より素早くアンダーステアモーメントの低減を図ることができる。
つまり、微小な操舵角θで、操舵角微分値θ’に応じ駆動力配分値を変更すると、路面外乱等により操舵角を修正する度に駆動力配分が行われ、駆動系部品への負荷増大や車両挙動に違和感を生じる可能性がある。
したがって、操舵角不感帯θ1以上にて操舵が行われた場合にのみ、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行うことで、駆動系部品への負荷増大や車両挙動に違和感を解消しつつ、アンダーステア挙動を効果的に抑制することができる。
例えば、駐車場での車庫入れ時等のように低車速領域では、ステア特性が問題とならず、駆動力配分制御を行う必要性が少ないと考えられる。逆に、車庫入れ時等でも駆動力配分制御が行われた場合には、駆動系部品への負荷増大や車両挙動に違和感を生じる可能性がある。
したがって、車速Vが第1設定車速V1以下の低車速領域のときには、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行わないことで、左右後輪3RL,3RRへの駆動力印加に伴う違和感や駆動系部品への負荷増大を防止することができる。
つまり、駆動スリップ相当値である前後輪回転速度差ΔVWが駆動スリップが高いことを示す値であるほど、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御のゲインAを高く設定している。
例えば、前輪タイヤのスリップ率が大きく後輪タイヤのスリップ率が小さく、前後輪回転速度差ΔVWが大きく出る時には、左右前輪3FL,3FRのコーナリングフォースが小さく、左右後輪3RL,3RRのコーナリングフォースが大きくなるため、アンダーステア傾向が大きく現れやすい。
したがって、前後輪回転速度差ΔVWが駆動スリップが高いことを示す値であるほど、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御のゲインAを高く設定することで、より効果的にアンダーステアの低減を図ることができる。
そして、ステップS13では、後輪駆動力指令値TQDRの減少判断後、最初に読み込んだ後輪駆動力指令値TQDRを初期値とし、図7(a)に示すように、時間的要素により所定の勾配にて徐々に値を減少させる、または、図7(b)に示すように、操舵終了まで初期値を維持し、操舵終了すると所定の勾配にて徐々に値を減少させるようにしている。
つまり、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比を減少させるようにしている。
したがって、連続する操舵角入力に対して、頻繁に駆動力配分制御を行わないようにすることにより、左右後輪3RL,3RRへの駆動力印加に伴う違和感や駆動系部品への負荷増大を防止することができる。
つまり、設定した特性にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比を減少させている途中で、前後輪回転速度差ΔVWが、前輪駆動スリップを示す前後輪回転速度差閾値ΔVWo以上になると、図8に示すように、ゲインA及び操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御に復帰するようにしている。
したがって、低μ路等での走行時であって、左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比の減少により前輪側で再スリップが発生した場合、応答良く左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比を増大させて再スリップを抑制することができる。
つまり、操舵角微分値θ’に不感帯を設け、図9に示すように、操舵角微分値θ’が操舵角微分値不感帯θ'1内のときに、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行わないようにしている。
したがって、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御が必要な緊急回避時等にのみ効果的にアンダーステアを低減しながら、ゆっくりとしたハンドル操作による旋回時には、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行わないことにより、左右後輪3RL,3RRへの駆動力印加に伴う違和感や駆動系部品への負荷増大を防止することができる。
つまり、図10に示すように、操舵角絶対値|θ|が減少するとき、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行わないようにしている。
例えば、キックバック時等においては、操舵角微分値θ’が非常に大きな値となり、左右後輪3RL,3RRへ大きな駆動力を配分することがある。なお、「キックバック」とは、凹凸の激しい路面等を走行するときにハンドルに感じられる強い反動のことをいう。
したがって、キックバック等により操舵角絶対値|θ|が減少するとき、操舵角微分値θ’に応じた駆動力配分制御を行わないようにしているため、左右後輪3RL,3RRへの駆動力印加に伴う違和感や駆動系部品への負荷増大を防止することができる。
つまり、図11に示すように、操舵角θ(絶対値)に応じた後輪駆動力指令値TQDR1(第1指令値)と操舵角微分値θ’に応じた後輪駆動力指令値TQDR2(第2指令値)とを足し合わせて駆動力配分制御を行うようにしている。
したがって、加速緊急回避時等において、例えば、操舵角θのみに応じた駆動力配分制御より素早く左右後輪3RL,3RRへ駆動力配分をすることが可能となるため、左右前輪3FL,3FRのコーナリングフォースが早くなり、操舵角θのみに応じた駆動力配分制御より素早くアンダーステアモーメントの低減を図ることができる。さらに、操舵角微分値θ’のみに応じた駆動力配分制御に比べ、操舵角θに応じた後輪駆動力指令値TQDR1を加えることで、制御量が増大し、後輪配分比の増大比率をより拡大することができる。
そして、ステップS13では、後輪駆動力指令値TQDRの減少判断後、最初に読み込んだ後輪駆動力指令値TQDRを初期値とし、例えば、図12に示すように、時間的要素により所定の勾配にて徐々に値を減少させるようにしている。
つまり、後輪駆動力指令値TQDR1と後輪駆動力指令値TQDR2との加算値に応じた駆動力配分制御にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、後輪駆動力指令値TQDR1と後輪駆動力指令値TQDR2との加算値に応じた駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比を減少させるようにしている。
したがって、連続する操舵角入力に対して、頻繁に駆動力配分制御を行わないようにすることにより、左右後輪3RL,3RRへの駆動力印加に伴う違和感や駆動系部品への負荷増大を防止することができる。
つまり、予め設定した特性にて左右後輪3RL,3RRへ伝達される駆動力配分比を減少させている途中で、前後輪回転速度差ΔVWが後輪駆動スリップを示す前後輪回転速度差閾値以下ΔVW1になると、図13に示すように、後輪駆動力指令値TQDR1と後輪駆動力指令値TQDR2とのセレクトローによる駆動力配分制御が行われる。
したがって、左右後輪3RL,3RRへの駆動力配分が大きくなり過ぎ、左右後輪3RL,3RRが駆動スリップ状態となったときには、左右後輪3RL,3RRへの駆動力配分をセレクトローにより時間的な減少に比べて大きく低減することで、応答良く左右後輪3RL,3RRの駆動スリップを抑制することができる。
実施例1の車両の駆動力配分制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
2F フロントモータ(第1駆動源)
2R リアモータ(第2駆動源)
3FL 左前輪タイヤ(主駆動輪)
3FR 右前輪タイヤ(主駆動輪)
3RL 左後輪タイヤ(副駆動輪)
3RR 右後輪タイヤ(副駆動輪)
4F フロントディファレンシャル
4R リアディファレンシャル
5F フロントトランスミッション
5R リアトランスミッション
6 車輪速センサ
7 操舵角センサ(操舵操作量検出手段)
8 横加速度センサ
9 車速センサ
10 アクセル開度センサ
11 コントローラ
12 強電バッテリ
13F フロントインバータ
13R リアインバータ
Claims (11)
- 前後輪のうち一方を主駆動輪とし他方を副駆動輪とし、前後輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、
運転者の操舵操作量微分値を検出する操舵操作量微分値検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、運転者の操舵操作量微分値が大きくなるほど前記副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を増大する制御を行うとともに、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、操舵操作量に不感帯を設け、操舵操作量が不感帯内のときに、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を行わないことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1または2に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、車速が設定車速以下の低車速領域のときに、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を行わないことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至3の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
駆動スリップ相当値を検出する駆動スリップ相当値検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、駆動スリップ相当値が駆動スリップが高いことを示す値であるほど、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御のゲインを高く設定することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、設定した特性により副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させている途中で、駆動スリップ相当値が主駆動輪スリップを示す閾値以上になると、前記ゲイン及び前記操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御に復帰することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至5の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、操舵操作量微分値に不感帯を設け、操舵操作量微分値が不感帯内のときに、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を行わないことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至6の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、操舵操作量絶対値が減少するとき、操舵操作量微分値に応じた駆動力配分制御を行わないことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至7の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、操舵操作量に応じた第1指令値と操舵操作量微分値に応じた第2指令値とを足し合わせて駆動力配分制御を行うことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 前後輪のうち一方を主駆動輪とし他方を副駆動輪とし、前後輪の駆動力配分を制御する駆動力配分制御手段を備えた車両において、
運転者の操舵操作量微分値を検出する操舵操作量微分値検出手段を設け、
前記駆動力配分制御手段は、運転者の操舵操作量微分値が大きくなるほど前記副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を増大し、操舵操作量に応じた第1指令値と操舵操作量微分値に応じた第2指令値とを足し合わせて駆動力配分制御を行い、第1指令値と第2指令値との加算値による駆動力配分制御を行うとき、副駆動輪へ伝達される駆動力配分比が減少側に移行すると、第1指令値と第2指令値との加算値による駆動力配分制御を止め、予め設定した特性にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項9に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、設定した特性にて副駆動輪へ伝達される駆動力配分比を減少させ、駆動力配分比を減少させている途中で、駆動スリップ相当値が副駆動輪スリップを示す閾値以下になると、第1指令値と第2指令値とのセレクトローによる駆動力配分制御を行うことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項9または乃至10の何れか1項に記載された車両の駆動力配分制御装置において、
前記車両は、前輪を主駆動輪とし、後輪を副駆動輪とし、エンジンとモータの少なくとも一方により前輪を駆動する第1駆動源と、モータにより後輪を駆動する第2駆動源と、を備えた前輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車であり、
前記駆動力配分制御手段は、前記第2駆動源の駆動力を制御することで副駆動輪へ伝達される駆動力を制御することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
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