JP4850734B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪のグリップ力を適切に維持するように駆動力を制御する車両の駆動力制御装置に関する。

近年、車両においては、車輪のグリップ力を維持するために過剰な駆動力を抑制する様々な駆動力制御装置が開発され、実用化されている。

例えば、特開平１０−３１００４２号公報には、各車輪の摩擦円半径の推定値を求め、この摩擦円半径の推定値を超えない範囲内で、車両の走行状態により推定した各車輪が発生している横力と前後力との合力を調節する技術が開示されている。
特開平１０−３１００４２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される技術では、あくまでも現在発生している横力と前後力との合力を摩擦円半径推定値に収めようとするものであり、今後発生が予想される駆動力に対して有効に対処できないという問題がある。このため、現在、車両がスピン状態等にある場合は適切に対応することができるものの、プラウ状態等に対しては適切に対応ができないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、現在のみならず、今後生じると推定される過剰な駆動力を抑制し、タイヤのグリップ力を適切に維持して車両の走行安定性を向上させることができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、ドライバ要求に基づき車輪に発生するタイヤ力を第１のタイヤ力として推定する第１のタイヤ力推定手段と、車輪に現在発生しているタイヤ力を第２のタイヤ力として推定する第２のタイヤ力推定手段と、タイヤ力の摩擦円限界値を設定する摩擦円限界値設定手段と、上記第１のタイヤ力と上記摩擦円限界値とに基づき上記摩擦円限界値を超えるタイヤ力を第１のオーバータイヤ力として推定する第１のオーバータイヤ力推定手段と、上記第２のタイヤ力と上記摩擦円限界値とに基づき上記摩擦円限界値を超えるタイヤ力を第２のオーバータイヤ力として推定する第２のオーバータイヤ力推定手段と、上記第１のオーバータイヤ力と上記第２のオーバータイヤ力に基づいて駆動力を補正する駆動力補正手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の駆動力制御装置によれば、現在のみならず、今後生じると推定される過剰な駆動力を抑制し、タイヤのグリップ力を適切に維持して車両の走行安定性を向上させることが可能となる。

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乃至図１０は本発明の実施の一形態を示し、図１は駆動力制御装置の構成を示す機能ブロック図、図２は駆動力制御プログラムのフローチャート、図３は図２から続くフローチャート、図４はエンジン回転数とスロットル開度により設定されるエンジントルクの一例を示す説明図、図５は要求エンジントルクを発生するためのアクセル開度とスロットル開度との関係の一例を示す説明図、図６は付加ヨーモーメント演算ルーチンのフローチャート、図７は横加速度飽和係数の説明図、図８は車速感応ゲインの特性マップ、図９は高μ路と低μ路での付加ヨーモーメントの値の差異の説明図、図１０は抑制されるオーバータイヤ力の説明図である。尚、本実施形態では、車両として、センタデファレンシャル付４輪駆動車を例とし、差動制限クラッチ等（締結トルクＴLSD）により前後駆動力配分をセンタデファレンシャルによるベーストルク配分Ｒf_cdから可変自在な車両を例に説明する。

図１において、符号１は車両に搭載され、駆動力を適切に抑制する車両の駆動力制御装置を示し、この駆動力制御装置１には、スロットル開度センサ１１、エンジン回転数センサ１２、アクセル開度センサ１３、トランスミッション制御部１４、横加速度センサ１５、ヨーレートセンサ１６、ハンドル角センサ１７、各車輪の車輪速センサ１８、路面μ推定装置１９が接続され、スロットル開度θth、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θACC、主変速ギヤ比ｉ、トルクコンバータのタービン回転数Ｎｔ、差動制限クラッチの締結トルクＴLSD、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）、ヨーレートγ、ハンドル角θＨ、各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr（添字の「ｆｌ」は左前輪、「ｆｒ」は右前輪、「ｒｌ」は左後輪、「ｒｒ」は右後輪を示す）、路面摩擦係数μが入力される。

そして、駆動力制御装置１は、これら入力信号に基づき、後述の駆動力制御プログラムに従って、適切な駆動力を演算し、エンジン制御部２に出力する。エンジン制御部２は、図示しないスロットル制御部に制御信号を出力してモータを駆動させ、スロットル弁を作動させる。

駆動力制御装置１は、図１に示すように、エンジントルク演算部１ａ、要求エンジントルク演算部１ｂ、トランスミッション出力トルク演算部１ｃ、総駆動力演算部１ｄ、前後接地荷重演算部１ｅ、左輪荷重比率演算部１ｆ、各輪接地荷重演算部１ｇ、各輪前後力演算部１ｈ、各輪要求横力演算部１ｉ、各輪横力演算部１ｊ、各輪摩擦円限界値演算部１ｋ、各輪要求タイヤ合力演算部１ｌ、各輪タイヤ合力演算部１ｍ、各輪要求オーバータイヤ合力演算部１ｎ、各輪オーバータイヤ合力演算部１ｏ、オーバータイヤ力演算部１ｐ、オーバートルク演算部１ｑ、制御量演算部１ｒから主要に構成されている。

エンジントルク演算部１ａは、スロットル開度センサ１１からスロットル開度θthが、エンジン回転数センサ１２からエンジン回転数Ｎｅが入力される。そして、予めエンジン特性により設定しておいたマップ（例えば、図４に示すマップ）を参照し、現在発生しているエンジントルクＴegを求め、トランスミッション出力トルク演算部１ｃに出力する。尚、このエンジントルクＴegは、エンジン制御部２から読み込んで用いても良い。

要求エンジントルク演算部１ｂは、アクセル開度センサ１３からアクセル開度θACCが入力される。そして、予め設定されているマップ（例えば、図５に示すようなθACC−θthの関係のマップ）によりスロットル開度θthを求め、このスロットル開度θthを基に、上述の図４に示すマップからエンジントルクＴegを求め、このエンジントルクＴegを要求エンジントルクＴdrvとして制御量演算部１ｒに出力する。尚、この要求エンジントルクＴdrvは、予め設定しておいたアクセル開度θACCに応じたマップから求めるようにしても良く、また、エンジン制御部２から読み込んで用いても良い。

トランスミッション出力トルク演算部１ｃは、エンジン回転数センサ１２からエンジン回転数Ｎｅが、トランスミッション制御部１４から主変速ギヤ比ｉ、及び、トルクコンバータのタービン回転数Ｎｔが、エンジントルク演算部１ａからエンジントルクＴegが入力される。

そして、例えば、以下の（１）式により、トランスミッション出力トルクＴｔを演算し、総駆動力演算部１ｄ、各輪前後力演算部１ｈに出力する。
Ｔｔ＝Ｔeg・ｔ・ｉ …（１）
ここで、ｔはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）とトルクコンバータのトルク比とのマップを参照することにより求められる。

総駆動力演算部１ｄは、トランスミッション出力トルク演算部１ｃからトランスミッション出力トルクＴｔが入力される。

そして、例えば、以下の（２）式により、総駆動力Ｆｘを演算し、前後接地荷重演算部１ｅ、各輪前後力演算部１ｈに出力する。
Ｆｘ＝Ｔｔ・η・ｉｆ／Ｒｔ …（２）
ここで、ηは駆動系伝達効率、ｉｆはファイナルギヤ比、Ｒｔはタイヤ半径である。

前後接地荷重演算部１ｅは、総駆動力演算部１ｄから総駆動力Ｆｘ入力される。そして、以下の（３）式により前輪接地荷重Ｆzfを演算し、各輪接地荷重演算部１ｇ、各輪前後力演算部１ｈに出力すると共に、以下の（４）式により後輪接地荷重Ｆzrを演算し、各輪接地荷重演算部１ｇに出力する。
Ｆzf＝Ｗｆ−（（ｍ・（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）・ｈ）／Ｌ） …（３）
Ｆzr＝Ｗ−Ｆzf …（４）
ここで、Ｗｆは前輪静加重、ｍは車両質量、（ｄ^２ｘ／ｄｔ^２）は前後加速度（＝Ｆｘ／ｍ）、ｈは重心高さ、Ｌはホイールベース、Ｗは車両重量（＝ｍ・Ｇ；Ｇは重力加速度）である。

左輪荷重比率演算部１ｆは、横加速度センサ１５から横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が入力される。そして、以下の（５）式により左輪荷重比率ＷR_lを演算し、各輪接地荷重演算部１ｇ、各輪要求横力演算部１ｉ、各輪横力演算部１ｊに出力する。
ＷR_l＝０．５−（（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）／Ｇ）・（ｈ／Ｌtred） …（５）
ここで、Ｌtredは前輪と後輪のトレッド平均値である。

各輪接地荷重演算部１ｇは、前後接地荷重演算部１ｅから前輪接地荷重Ｆzf、後輪接地荷重Ｆzrが入力され、左輪荷重比率演算部１ｆから左輪荷重比率ＷR_lが入力される。そして、以下の（６）、（７）、（８）、（９）式により、それぞれ左前輪接地荷重Ｆzf_l、右前輪接地荷重Ｆzf_r、左後輪接地荷重Ｆzr_l、右後輪接地荷重Ｆzr_rを演算し、各輪摩擦円限界値演算部１ｋに出力する。
Ｆzf_l＝Ｆzf・ＷR_l …（６）
Ｆzf_r＝Ｆzf・（１−ＷR_l） …（７）
Ｆzr_l＝Ｆzr・ＷR_l …（８）
Ｆzr_r＝Ｆzr・（１−ＷR_l） …（９）

各輪前後力演算部１ｈは、トランスミッション制御部１４からセンタデファレンシャルにおける差動制限クラッチの締結トルクＴLSDが入力され、トランスミッション出力トルク演算部１ｃからトランスミッション出力トルクＴｔが入力され、総駆動力演算部１ｄから総駆動力Ｆｘが入力され、前後接地荷重演算部１ｅから前輪接地荷重Ｆzfが入力される。そして、例えば、後述する手順に従って、左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rを演算し、これらを各輪要求タイヤ合力演算部１ｌ、各輪タイヤ合力演算部１ｍに出力する。

以下、左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rを演算する手順の一例を説明する。

まず、前輪荷重配分率ＷR_fを以下の（１０）式により演算する。
ＷR_f＝Ｆzf／Ｗ …（１０）
次に、最小前輪前後トルクＴfminと最大前輪前後トルクＴfmaxを、以下の（１１）、（１２）式により演算する。
Ｔfmin＝Ｔｔ・Ｒf_cd−ＴLSD（≧０） …（１１）
Ｔfmax＝Ｔｔ・Ｒf_cd＋ＴLSD（≧０） …（１２）

次いで、最小前輪前後力Ｆxfminと最大前輪前後力Ｆxfmaxを、以下の（１３）、（１４）式により演算する。
Ｆxfmin＝Ｔfmin・η・ｉｆ／Ｒｔ …（１３）
Ｆxfmax＝Ｔfmax・η・ｉｆ／Ｒｔ …（１４）

そして、以下のように状態判定する。
・ＷR_f≦Ｆxfmin／Ｆｘのときは後輪側に差動制限トルクが増加されているとし、判定値Ｉ＝１とする。
・ＷR_f≧Ｆxfmax／Ｆｘのときは前輪側に差動制限トルクが増加されているとし、判定値Ｉ＝３とする。
・上記以外の場合は通常時と判定して、判定値Ｉ＝２とする。

次いで、上述の判定値Ｉに応じて、前輪前後力Ｆxfを以下のように演算する。
・Ｉ＝１の場合…Ｆxf＝Ｔfmin・η・ｉｆ／Ｒｔ …（１５）
・Ｉ＝２の場合…Ｆxf＝Ｆｘ・ＷR_f …（１６）
・Ｉ＝３の場合…Ｆxf＝Ｆxfmax・η・ｉｆ／Ｒｔ …（１７）

そして、（１５）或いは（１６）或いは（１７）式で演算した前輪前後力Ｆxfにより後輪前後力Ｆxrを以下の（１８）式により演算する。

Ｆxr＝Ｆｘ−Ｆxf …（１８）

以上の前輪前後力Ｆxf、及び、後輪前後力Ｆxrを用いて、以下、（１９）〜（２２）式により、左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rを演算する。
Ｆxf_l＝Ｆxf／２ …（１９）
Ｆxf_r＝Ｆxf_l …（２０）
Ｆxr_l＝Ｆxr／２ …（２１）
Ｆxr_r＝Ｆxr_l …（２２）

尚、本実施形態で示した各輪前後力の演算は、あくまで一例であり、車両の駆動形式・駆動機構等により適宜、選択されるものである。

各輪要求横力演算部１ｉは、横加速度センサ１５から横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が、ヨーレートセンサ１６からヨーレートγが、ハンドル角センサ１７からハンドル角θＨが、各車輪の（４輪）車輪速センサ１８から各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが、左輪荷重比率演算部１ｆから左輪荷重比率ＷR_lが入力される。

そして、後述する手順に従って（図６に示すフローチャートに従って）付加ヨーモーメントＭｚθを演算し、この付加ヨーモーメントを基に、以下の（２３）式により要求前輪横力Ｆyf_FFを演算し、以下の（２４）式により要求後輪横力Ｆyr_FFを演算する。これら要求前輪横力Ｆyf_FF、要求後輪横力Ｆyr_FFを基に、（２５）〜（２８）式により、左前輪要求横力Ｆyf_l_FF、右前輪要求横力Ｆyf_r_FF、左後輪要求横力Ｆyr_l_FF、右後輪要求横力Ｆyr_r_FFを演算して各輪要求タイヤ合力演算部１ｌに出力する。

Ｆyf_FF＝Ｍｚθ／Ｌ …（２３）
Ｆyr_FF＝（−Ｉｚ・（ｄγ／ｄｔ）
＋ｍ・（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）・Ｌｆ）／Ｌ …（２４）
ここで、Ｉｚは車両のヨー慣性モーメント、Ｌｆは前軸−重心間距離である。

Ｆyf_l_FF＝Ｆyf_FF・ＷR_l …（２５）
Ｆyf_r_FF＝Ｆyf_FF・（１−ＷR_l） …（２６）
Ｆyr_l_FF＝Ｆyr_FF・ＷR_l …（２７）
Ｆyr_r_FF＝Ｆyr_FF・（１−ＷR_l） …（２８）

また、付加ヨーモーメントＭｚθは、図６に示すように、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）２０１で車速Ｖを演算し（例えば、Ｖ＝（ωfl＋ωfr＋ωrl＋ωrr）／４）、Ｓ２０２に進み、以下の（２９）式により、横加速度／ハンドル角ゲインＧyを演算する。
Ｇy＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ^２／Ｌ）・（１／ｎ） …（２９）
ここで、Ａはスタビリティファクタ、ｎはステアリングギヤ比である。

次に、Ｓ２０３に進み、横加速度／ハンドル角ゲインＧyとハンドル角θHを乗算した値（Ｇy・θH）と、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）とに応じて予め設定されたマップを参照し、横加速度飽和係数Ｋμを演算する。この横加速度飽和係数Ｋμを求めるマップは、図７（ａ）に示すように、横加速度／ハンドル角ゲインＧyとハンドル角θHを乗算した値（Ｇy・θH）と、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）とに応じて予め設定され、ハンドル角θHが所定値以上において、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が大きくなる程、小さな値に設定される。これは、Ｇy・θHが大きいとき高μ路であるほど横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が大きくなるが、低μ路では横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が発生し難くなることを表現するものである。これにより、後述する基準横加速度（ｄ^２ｙr／ｄｔ^２）の値は、図７（ｂ）に示すように、Ｇy・θHが大きいとき横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が大きく高μ路であると思われる場合は低い値に設定され、付加ヨーモーメントＭｚθに対する修正量が小さくなるようになっている。

次いで、Ｓ２０４に進み、以下の（３０）式により、横加速度偏差感応ゲインＫyを演算する。
Ｋy＝Ｋθ／Ｇy …（３０）
ここで、Ｋθは、舵角感応ゲインであり、以下の（３１）式により演算される。
Ｋθ＝（Ｌf・Ｋf）／ｎ …（３１）
Ｋfは前軸の等価コーナリングパワーである。

すなわち、上述の（３０）式により、横加速度偏差感応ゲインＫyは、設定の目安（最大値）として、極低μ路にて舵がまったく効かない状態（γ＝０，（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）＝０）で、付加ヨーモーメントＭｚθ（定常値）が０となる場合が考慮される。

次に、Ｓ２０５に進み、以下の（３２）式により基準横加速度（ｄ^２ｙr／ｄｔ^２）を演算する。

（ｄ^２ｙr／ｄｔ^２）＝Ｋμ・Ｇy・（１／（１＋Ｔy・ｓ））・θH …（３２）
ここで、ｓは微分演算子、Ｔyは横加速度の１次遅れ時定数であり、この１次遅れ時定数Ｔyは、後軸の等価コーナリングパワーをＫrとして、例えば以下の（３３）式により算出される。
Ｔy＝Ｉz／（Ｌ・Ｋr） …（３３）

次いで、Ｓ２０６に進み、以下の（３４）式により横加速度偏差（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）を演算する。
（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）＝（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）−（ｄ^２ｙr／ｄｔ^２） …（３４）

次に、Ｓ２０７に進み、以下の（３５）式によりヨーレート／ハンドル角ゲインＧγを演算する。
Ｇγ＝（１／（１＋Ａ・Ｖ^２））・（Ｖ／Ｌ）・（１／ｎ） …（３５）

次いで、Ｓ２０８に進み、以下の（３６）式により、例えば、グリップ走行（（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）＝０）時に付加ヨーモーメントＭｚθ（定常値）が０となる場合を考えて、ヨーレート感応ゲインＫγを演算する。

Ｋγ＝Ｋθ／Ｇγ …（３６）

次に、Ｓ２０９に進み、予め設定しておいたマップにより車速感応ゲインＫvを演算する。このマップは、例えば図８に示すように、低速域での不要な付加ヨーモーメントＭｚθを避けるために設定されている。尚、図８において、Ｖc1は、例えば４０km/hである。

そして、Ｓ２１０に進み、以下の（３７）式により付加ヨーモーメントＭｚθを演算する。
Ｍｚθ＝Ｋv・（−Ｋγ・γ＋Ｋy・（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）＋Ｋθ・θH） …（３７）

すなわち、この（３７）式に示すように、−Ｋγ・γの項がヨーレートγに感応したヨーモーメント、Ｋθ・θHの項がハンドル角θHに感応したヨーモーメント、Ｋy・（ｄ^２ｙe／ｄｔ^２）の項がヨーモーメントの修正値となっている。このため、図９に示すように、高μ路で横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が大きな運転をした場合には、付加ヨーモーメントＭｚθも大きな値となり、運動性能が向上する。一方、低μ路での走行では、付加ヨーモーメントＭｚθは、上述の修正値が作用して付加ヨーモーメントＭｚθを低減するため回頭性が大きくなることがなく、安定した走行性能が得られるようになっている。

各輪横力演算部１ｊは、横加速度センサ１５から横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）が、ヨーレートセンサ１６からヨーレートγが、左輪荷重比率演算部１ｆから左輪荷重比率ＷR_lが入力される。そして、以下の（３８）式により前輪横力Ｆyf_FBを演算し、以下の（３９）式により後輪横力Ｆyr_FBを演算する。これら前輪横力Ｆyf_FB、後輪横力Ｆyr_FBを基に、（４０）〜（４３）式により、左前輪横力Ｆyf_l_FB、右前輪横力Ｆyf_r_FB、左後輪横力Ｆyr_l_FB、右後輪横力Ｆyr_r_FBを演算して各輪タイヤ合力演算部１ｍに出力する。
Ｆyf_FB＝（Ｉｚ・（ｄγ／ｄｔ）
＋ｍ・（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）・Ｌｒ）／Ｌ …（３８）
Ｆyr_FB＝（−Ｉｚ・（ｄγ／ｄｔ）
＋ｍ・（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）・Ｌｆ）／Ｌ …（３９）
ここで、Ｌｒは後軸−重心間距離である。
Ｆyf_l_FB＝Ｆyf_FB・ＷR_l …（４０）
Ｆyf_r_FB＝Ｆyf_FB・（１−ＷR_l） …（４１）
Ｆyr_l_FB＝Ｆyr_FB・ＷR_l …（４２）
Ｆyr_r_FB＝Ｆyr_FB・（１−ＷR_l） …（４３）

各輪摩擦円限界値演算部１ｋは、路面μ推定装置１９から路面摩擦係数μが入力され、各輪接地荷重演算部１ｇから左前輪接地荷重Ｆzf_l、右前輪接地荷重Ｆzf_r、左後輪接地荷重Ｆzr_l、右後輪接地荷重Ｆzr_rが入力される。

そして、以下の（４４）〜（４７）式により、左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrを演算し、各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎ、各輪オーバータイヤ力演算部１ｏに出力する。すなわち、この各輪摩擦円限界値演算部１ｋは、摩擦円限界値設定手段として設けられている。
μ_Fzfl＝μ・Ｆzf_l …（４４）
μ_Fzfr＝μ・Ｆzf_r …（４５）
μ_Fzrl＝μ・Ｆzr_l …（４６）
μ_Fzrr＝μ・Ｆzr_r …（４７）

各輪要求タイヤ合力演算部１ｌは、各輪前後力演算部１ｈから左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rが入力され、各輪要求横力演算部１ｉから左前輪要求横力Ｆyf_l_FF、右前輪要求横力Ｆyf_r_FF、左後輪要求横力Ｆyr_l_FF、右後輪要求横力Ｆyr_r_FFが入力される。そして、以下の（４８）〜（５１）式により、左前輪要求タイヤ合力Ｆ_fl_FF、右前輪要求タイヤ合力Ｆ_fr_FF、左後輪要求タイヤ合力Ｆ_rl_FF、右後輪要求タイヤ合力Ｆ_rr_FFを演算し、各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎに出力する。すなわち、この各輪要求タイヤ合力演算部１ｌは、第１のタイヤ力推定手段として設けられている。
Ｆ_fl_FF＝（Ｆxf_l^２＋Ｆyf_l_FF^２）^１／２ …（４８）
Ｆ_fr_FF＝（Ｆxf_r^２＋Ｆyf_r_FF^２）^１／２ …（４９）
Ｆ_rl_FF＝（Ｆxr_l^２＋Ｆyr_l_FF^２）^１／２ …（５０）
Ｆ_rr_FF＝（Ｆxr_r^２＋Ｆyr_r_FF^２）^１／２ …（５１）

各輪タイヤ合力演算部１ｍは、各輪前後力演算部１ｈから左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rが入力され、各輪横力演算部１ｊから左前輪横力Ｆyf_l_FB、右前輪横力Ｆyf_r_FB、左後輪横力Ｆyr_l_FB、右後輪横力Ｆyr_r_FBが入力される。そして、以下の（５２）〜（５５）式により、左前輪タイヤ合力Ｆ_fl_FB、右前輪タイヤ合力Ｆ_fr_FB、左後輪タイヤ合力Ｆ_rl_FB、右後輪タイヤ合力Ｆ_rr_FBを演算し、各輪オーバータイヤ力演算部１ｏに出力する。すなわち、この各輪タイヤ合力演算部１ｍは、第２のタイヤ力推定手段として設けられている。
Ｆ_fl_FB＝（Ｆxf_l^２＋Ｆyf_l_FB^２）^１／２ …（５２）
Ｆ_fr_FB＝（Ｆxf_r^２＋Ｆyf_r_FB^２）^１／２ …（５３）
Ｆ_rl_FB＝（Ｆxr_l^２＋Ｆyr_l_FB^２）^１／２ …（５４）
Ｆ_rr_FB＝（Ｆxr_r^２＋Ｆyr_r_FB^２）^１／２ …（５５）

各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎは、各輪摩擦円限界値演算部１ｋから左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrが入力され、各輪要求タイヤ合力演算部１ｌから左前輪要求タイヤ合力Ｆ_fl_FF、右前輪要求タイヤ合力Ｆ_fr_FF、左後輪要求タイヤ合力Ｆ_rl_FF、右後輪要求タイヤ合力Ｆ_rr_FFが入力される。そして、以下の（５６）〜（５９）式により、左前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FF、右前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FF、左後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FF、右後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FFを演算し、オーバータイヤ力演算部１ｐに出力する。すなわち、この各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎは、第１のオーバータイヤ力推定手段として設けられている。
ΔＦ_fl_FF＝Ｆ_fl_FF−μ_Fzfl …（５６）
ΔＦ_fr_FF＝Ｆ_fr_FF−μ_Fzfr …（５７）
ΔＦ_rl_FF＝Ｆ_rl_FF−μ_Fzrl …（５８）
ΔＦ_rr_FF＝Ｆ_rr_FF−μ_Fzrr …（５９）

各輪オーバータイヤ力演算部１ｏは、各輪摩擦円限界値演算部１ｋから左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrが入力され、各輪タイヤ合力演算部１ｍから左前輪タイヤ合力Ｆ_fl_FB、右前輪タイヤ合力Ｆ_fr_FB、左後輪タイヤ合力Ｆ_rl_FB、右後輪タイヤ合力Ｆ_rr_FBが入力される。そして、以下の（６０）〜（６３）式により、左前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FB、右前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FB、左後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FB、右後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FBを演算し、オーバータイヤ力演算部１ｐに出力する。すなわち、この各輪オーバータイヤ力演算部１ｏは、第２のオーバータイヤ力推定手段として設けられている。
ΔＦ_fl_FB＝Ｆ_fl_FB−μ_Fzfl …（６０）
ΔＦ_fr_FB＝Ｆ_fr_FB−μ_Fzfr …（６１）
ΔＦ_rl_FB＝Ｆ_rl_FB−μ_Fzrl …（６２）
ΔＦ_rr_FB＝Ｆ_rr_FB−μ_Fzrr …（６３）

オーバータイヤ力演算部１ｐは、各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎから左前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FF、右前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FF、左後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FF、右後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FFが入力され、各輪オーバータイヤ力演算部１ｏから左前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FB、右前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FB、左後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FB、右後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FBが入力される。そして、各輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FF、ΔＦ_fr_FF、ΔＦ_rl_FF、ΔＦ_rr_FFの総和と、各輪オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FB、ΔＦ_fr_FB、ΔＦ_rl_FB、ΔＦ_rr_FBの総和とを比較して、値の大きい方をオーバータイヤ力Ｆoverとして設定する。すなわち、
Ｆover＝ＭＡＸ（（ΔＦ_fl_FF＋ΔＦ_fr_FF＋ΔＦ_rl_FF＋ΔＦ_rr_FF）
，（ΔＦ_fl_FB＋ΔＦ_fr_FB＋ΔＦ_rl_FB＋ΔＦ_rr_FB））…（６４）

オーバートルク演算部１ｑは、エンジン回転数センサ１２からエンジン回転数Ｎｅが、トランスミッション制御部１４から主変速ギヤ比ｉ、トルクコンバータのタービン回転数Ｎｔが、オーバータイヤ力演算部１ｐからオーバータイヤ力Ｆoverが入力される。そして、以下の（６５）式によりオーバートルクＴoverを演算し、制御量演算部１ｒに出力する。
Ｔover＝Ｆover・Ｒｔ／ｔ／ｉ／η／ｉｆ …（６５）

制御量演算部１ｒは、要求エンジントルク演算部１ｂから要求エンジントルクＴdrvが入力され、オーバートルク演算部１ｑからオーバートルクＴoverが入力される。そして、以下の（６６）式により、制御量Ｔreqを演算し、エンジン制御部２に出力する。
Ｔreq＝Ｔdrv−Ｔover …（６６）

このように、本実施の形態では、オーバータイヤ力演算部１ｐ、オーバートルク演算部１ｑ、及び、制御量演算部１ｒで駆動力補正手段が構成されている。

次に、上述の駆動力制御装置１で実行される駆動力制御プログラムについて、図２、図３のフローチャートで説明する。
まず、Ｓ１０１で必要パラメータ、すなわち、スロットル開度θth、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θACC、主変速ギヤ比ｉ、トルクコンバータのタービン回転数Ｎｔ、差動制限クラッチの締結トルクＴLSD、横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）、ヨーレートγ、ハンドル角θＨ、各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、路面摩擦係数μを読み込む。

次いで、Ｓ１０２に進み、エンジントルク演算部１ａで、予めエンジン特性により設定しておいたマップ（例えば、図４に示すマップ）を参照し、現在発生しているエンジントルクＴegを求める。

次に、Ｓ１０３に進み、要求エンジントルク演算部１ｂで、予め設定されているマップ（例えば、図５に示すようなθACC−θthの関係のマップ）によりスロットル開度θthを求め、このスロットル開度θthを基に、上述の図４に示すマップからエンジントルクＴegを求める。

次いで、Ｓ１０４に進み、トランスミッション出力トルク演算部１ｃで、前述の（１）式により、トランスミッション出力トルクＴｔを演算する。

次に、Ｓ１０５に進み、総駆動力演算部１ｄで、前述の（２）式により、総駆動力Ｆｘを演算する。

次いで、Ｓ１０６に進み、前後接地荷重演算部１ｅで、前述の（３）式により前輪接地荷重Ｆzfを演算し、前述の（４）式により後輪接地荷重Ｆzrを演算する。

次に、Ｓ１０７に進み、左輪荷重比率演算部１ｆで、前述の（５）式により左輪荷重比率ＷR_lを演算する。

次いで、Ｓ１０８に進み、各輪接地荷重演算部１ｇで、前述の（６）、（７）、（８）、（９）式により、それぞれ左前輪接地荷重Ｆzf_l、右前輪接地荷重Ｆzf_r、左後輪接地荷重Ｆzr_l、右後輪接地荷重Ｆzr_rを演算する。

次に、Ｓ１０９に進み、各輪前後力演算部１ｈで、前述の（１９）〜（２２）式により、左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rを演算する。

次いで、Ｓ１１０に進み、各輪要求横力演算部１ｉで、前述の（２５）〜（２８）式により左前輪要求横力Ｆyf_l_FF、右前輪要求横力Ｆyf_r_FF、左後輪要求横力Ｆyr_l_FF、右後輪要求横力Ｆyr_r_FFを演算する。

次に、Ｓ１１１に進み、各輪横力演算部１ｊで、前述の（４０）〜（４３）式により、左前輪横力Ｆyf_l_FB、右前輪横力Ｆyf_r_FB、左後輪横力Ｆyr_l_FB、右後輪横力Ｆyr_r_FBを演算する。

次いで、Ｓ１１２に進み、各輪摩擦円限界値演算部１ｋで、前述の（４４）〜（４７）式により、左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrを演算する。

次に、Ｓ１１３に進み、各輪要求タイヤ合力演算部１ｌで、前述の（４８）〜（５１）式により、左前輪要求タイヤ合力Ｆ_fl_FF、右前輪要求タイヤ合力Ｆ_fr_FF、左後輪要求タイヤ合力Ｆ_rl_FF、右後輪要求タイヤ合力Ｆ_rr_FFを演算する。

次いで、Ｓ１１４に進み、各輪タイヤ合力演算部１ｍで、前述の（５２）〜（５５）式により、左前輪タイヤ合力Ｆ_fl_FB、右前輪タイヤ合力Ｆ_fr_FB、左後輪タイヤ合力Ｆ_rl_FB、右後輪タイヤ合力Ｆ_rr_FBを演算する。

次に、Ｓ１１５に進み、各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎで、前述の（５６）〜（５９）式により、左前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FF、右前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FF、左後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FF、右後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FFを演算する。

次いで、Ｓ１１６に進み、各輪オーバータイヤ力演算部１ｏで、前述の（６０）〜（６３）式により、左前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FB、右前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FB、左後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FB、右後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FBを演算する。

次に、Ｓ１１７に進み、オーバータイヤ力演算部１ｐで、前述の（６４）式により、オーバータイヤ力Ｆoverを演算する。

次いで、Ｓ１１８に進み、オーバートルク演算部１ｑで、前述の（６５）式により、オーバートルクＴoverを演算し、Ｓ１１９に進んで、制御量演算部１ｒで、前述の（６６）式により、制御量Ｔreqを演算し、エンジン制御部２に出力してプログラムを抜ける。

このように本発明の実施の形態によれば、ドライバ要求に基づき車輪に発生するタイヤ力が摩擦円限界値からオーバーするトルク値と、車輪に現在発生しているタイヤ力が摩擦円限界値からオーバーするトルク値とを比較し、その大きい方の値をドライバが要求する駆動力から減じて補正するようになっている。このため、現在のみならず、今後のトルク過剰な状態が適切に補正され、スピン、及び、プラウに対して適切な制御が行われ、タイヤのグリップ力を適切に維持して車両の走行安定性を向上させることが可能となっている。

また、ドライバが要求する駆動力から減じて補正する値は、あくまでも、タイヤ力が摩擦円限界値からオーバーするトルク値であるため、前後方向の駆動力が急に抑制されることがなく、ドライバに対して不自然な感覚や、加速不足といった不満感を与えることもない（すなわち、図１０においてのＦxaだけ駆動力が抑制されることになる）。

尚、前後方向の駆動力を確実に抑制し、タイヤのグリップ力を維持するようにしても良い（すなわち、図１０においてのＦxbだけ駆動力を抑制するようにしても良い）。この場合の制御は、図１の破線で示す信号線が追加され、各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎ及び各輪オーバータイヤ力演算部１ｏにおける演算を以下のように変更することにより実現できる。

各輪要求オーバータイヤ力演算部１ｎは、各輪摩擦円限界値演算部１ｋから左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrが入力され、各輪要求横力演算部１ｉから左前輪要求横力Ｆyf_l_FF、右前輪要求横力Ｆyf_r_FF、左後輪要求横力Ｆyr_l_FF、右後輪要求横力Ｆyr_r_FFが入力され、各輪前後力演算部１ｈから左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rが入力される。

そして、以下の（６７）〜（７０）式により、左前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FF、右前輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FF、左後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FF、右後輪要求オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FFを演算し、オーバータイヤ力演算部１ｐに出力する。
ΔＦ_fl_FF＝Ｆxf_l−（μ_Fzfl^２−Ｆyf_l_FF^２）^１／２ …（６７）
ΔＦ_fr_FF＝Ｆxf_r−（μ_Fzfr^２−Ｆyf_r_FF^２）^１／２ …（６８）
ΔＦ_rl_FF＝Ｆxr_l−（μ_Fzrl^２−Ｆyr_l_FF^２）^１／２ …（６９）
ΔＦ_rr_FF＝Ｆxr_r−（μ_Fzrr^２−Ｆyr_r_FF^２）^１／２ …（７０）

各輪オーバータイヤ力演算部１ｏは、各輪摩擦円限界値演算部１ｋから左前輪摩擦円限界値μ_Fzfl、右前輪摩擦円限界値μ_Fzfr、左後輪摩擦円限界値μ_Fzrl、右後輪摩擦円限界値μ_Fzrrが入力され、各輪横力演算部１ｊから左前輪横力Ｆyf_l_FB、右前輪横力Ｆyf_r_FB、左後輪横力Ｆyr_l_FB、右後輪横力Ｆyr_r_FBが入力され、各輪前後力演算部１ｈから左前輪前後力Ｆxf_l、右前輪前後力Ｆxf_r、左後輪前後力Ｆxr_l、右後輪前後力Ｆxr_rが入力される。

そして、以下の（７１）〜（７４）式により、左前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fl_FB、右前輪オーバータイヤ力ΔＦ_fr_FB、左後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rl_FB、右後輪オーバータイヤ力ΔＦ_rr_FBを演算し、オーバータイヤ力演算部１ｐに出力する。
ΔＦ_fl_FB＝Ｆxf_l−（μ_Fzfl^２−Ｆyf_l_FB^２）^１／２ …（７１）
ΔＦ_fr_FB＝Ｆxf_r−（μ_Fzfr^２−Ｆyf_r_FB^２）^１／２ …（７２）
ΔＦ_rl_FB＝Ｆxr_l−（μ_Fzrl^２−Ｆyr_l_FB^２）^１／２ …（７３）
ΔＦ_rr_FB＝Ｆxr_r−（μ_Fzrr^２−Ｆyr_r_FB^２）^１／２ …（７４）

駆動力制御装置の構成を示す機能ブロック図 駆動力制御プログラムのフローチャート 図２から続くフローチャート エンジン回転数とスロットル開度により設定されるエンジントルクの一例を示す説明図 要求エンジントルクを発生するためのアクセル開度とスロットル開度との関係の一例を示す説明図 付加ヨーモーメント演算ルーチンのフローチャート 横加速度飽和係数の説明図 車速感応ゲインの特性マップ 高μ路と低μ路での付加ヨーモーメントの値の差異の説明図 抑制されるオーバータイヤ力の説明図

符号の説明

１ 駆動力制御装置
１ａ エンジントルク演算部
１ｂ 要求エンジントルク演算部
１ｃ トランスミッション出力トルク演算部
１ｄ 総駆動力演算部
１ｅ 前後接地荷重演算部
１ｆ 左輪荷重比率演算部
１ｇ 各輪接地荷重演算部
１ｈ 各輪前後力演算部
１ｉ 各輪要求横力演算部
１ｊ 各輪横力演算部
１ｋ 各輪摩擦円限界値演算部（摩擦円限界値設定手段）
１ｌ 各輪要求タイヤ合力演算部（第１のタイヤ力推定手段）
１ｍ 各輪タイヤ合力演算部（第２のタイヤ力推定手段）
１ｎ 各輪要求オーバータイヤ合力演算部（第１のオーバータイヤ力推定手段）
１ｏ 各輪オーバータイヤ合力演算部（第２のオーバータイヤ力推定手段）
１ｐ オーバータイヤ力演算部（駆動力補正手段）
１ｑ オーバートルク演算部（駆動力補正手段）
１ｒ 制御量演算部（駆動力補正手段）
２ エンジン制御部

Claims (4)

1. ドライバ要求に基づき車輪に発生するタイヤ力を第１のタイヤ力として推定する第１のタイヤ力推定手段と、
   車輪に現在発生しているタイヤ力を第２のタイヤ力として推定する第２のタイヤ力推定手段と、
   タイヤ力の摩擦円限界値を設定する摩擦円限界値設定手段と、
   上記第１のタイヤ力と上記摩擦円限界値とに基づき上記摩擦円限界値を超えるタイヤ力を第１のオーバータイヤ力として推定する第１のオーバータイヤ力推定手段と、
   上記第２のタイヤ力と上記摩擦円限界値とに基づき上記摩擦円限界値を超えるタイヤ力を第２のオーバータイヤ力として推定する第２のオーバータイヤ力推定手段と、
   上記第１のオーバータイヤ力と上記第２のオーバータイヤ力に基づいて駆動力を補正する駆動力補正手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 上記駆動力補正手段は、上記第１のオーバータイヤ力と上記第２のオーバータイヤ力とを比較して、大きい方の値のオーバータイヤ力に基づいて駆動力を補正することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力制御装置。
3. 上記駆動力補正手段は、上記大きい方の値のオーバータイヤ力をドライバが要求する駆動力から減じて補正することを特徴とする請求項２記載の車両の駆動力制御装置。
4. 上記駆動力補正手段は、上記大きい方の値のオーバータイヤ力の前後方向成分をドライバが要求する駆動力から減じて補正することを特徴とする請求項２記載の車両の駆動力制御装置。

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