JP5038837B2 - 車両のタックイン防止制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の運転状態から算出した駆動力のオーバートルク量を低減することで駆動輪のスリップを防止するトラクション制御と、車両が旋回状態でアクセル開度が所定値以下の場合にタックイン防止制御を実行するタックイン防止制御とを備えた車両のタックイン防止制御装置に関し、特にトラクション制御が作動した際のタックイン現象を適切に防止する車両のタックイン防止制御装置に関する。
従来より、横加速度が高い状態からアクセルオフした時、前輪側のコーナリングフォースが増大することでタックイン現象が発生することがある。前後駆動力配分を電子制御により可変制御自在な全輪駆動車では、旋回状態でのアクセルオフをアクセル開度センサで検知して、旋回方向と逆方向のヨーモーメントを発生させるように前後駆動力配分制御装置を制御し、タックイン現象を緩和する制御(タックイン防止制御)が採用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−341828号公報
上述の特許文献1ではアクセル開度がタックイン防止制御のトリガとなっているため、スロットル開度をトリガとするよりも車両挙動として現れる前に作動でき、タックイン防止制御を行う上でアクセル開度をトリガとすることは有効である。
ところで、駆動輪のスリップ状態またはスリップしそうな状態となった場合に駆動力を低減するトラクション制御が従来より知られている。しかし、車両の旋回状態でトラクション制御が作動した場合、駆動力の低減により前輪の接地荷重が増し、前輪のコーナリングフォースが増大するため、トラクション制御によりタックイン現象が助長される虞がある。そのため、上述の特許文献1に開示される技術のように、ドライバ操作に委ねられるアクセル開度をタックイン防止制御のトリガとする場合、車両の旋回状態でトラクション制御が作動してもドライバがアクセルオフとしない限りはタックイン防止制御が作動しないため、タックイン現象を有効に防止できない虞が生じる。特に、トラクション制御が作動し車両が減速すると、ドライバはアクセル操作を行わないこともあるため、タックイン防止制御が作動しない傾向は高くなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、トラクション制御が作動した場合においても、タックイン防止制御を有効に実行できる車両のタックイン防止制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、車両の運転状態から算出した駆動力のオーバートルク量を低減することで駆動輪のスリップを防止するトラクション制御手段と、車両が旋回状態でアクセル開度が所定値以下の場合にタックイン防止制御を実行するタックイン防止制御手段とを備えた車両のタックイン防止制御装置において、上記タックイン防止制御手段は、アクセル開度に関係なく、車両が旋回状態で、且つ、上記トラクション制御が作動した場合にもタックイン防止制御を実行することを特徴としている。
本発明による車両のタックイン防止制御装置によれば、トラクション制御が作動した場合においても、タックイン防止制御を有効に行うことが可能となる。
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〜図32は本発明の実施の一形態を示し、図1は車両全体の駆動系の概略構成を示す説明図、図2はトラクション制御部の構成を示す機能ブロック図、図3はトラクション制御プログラムのフローチャート、図4は図3から続くフローチャート、図5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6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7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8は横加速度飽和係数の説明図、図9は車速感応ゲインの特性マップ、図10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11は駆動力配分制御部の機能ブロック図、図12は第1のトランスファトルク演算部の機能ブロック図、図13は第2のトランスファトルク演算部の機能ブロック図、図14は基本付加ヨーモーメント設定部の機能ブロック図、図15は第3のトランスファトルク演算部の機能ブロック図、図16は駆動力配分制御プログラムのフローチャート、図17は第1のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート、図18はエンジントルク演算ルーチンのフローチャート、図19は第1の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンのフローチャート、図20は第2の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンのフローチャート、図21は第2のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート、図22は基本付加ヨーモーメント設定ルーチンのフローチャート、図23は車体すべり角速度感応ゲイン設定ルーチンのフローチャート、図24は第3のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート、図25は入力トルク感応トランスファトルクの特性図、図26は実横加速度に対する基準横加速度を飽和させる疑似横加速度の特性説明図、図27は横加速度/ハンドル角ゲインとハンドル角を乗算した値に対する基準横加速度の特性説明図、図28は車速に対する低速時車速感応ゲインの特性説明図、図29は車体すべり角速度に対する基本車体すべり角速度感応ゲインの特性説明図、図30は復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインによる制限の説明図、図31は設定される車体すべり角速度感応ゲインの一例を示すタイムチャート、図32は車速と実横加速度に対する高速時車速感応ゲインの特性説明図である。
図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力は、エンジン1後方の自動変速装置(トルクコンバータ等も含んで図示)2からトランスミッション出力軸2aを経てトランスファ3に伝達される。
更に、このトランスファ3に伝達された駆動力は、リアドライブ軸4、プロペラシャフト5、ドライブピニオン軸部6を介して後輪終減速装置7に入力される一方、リダクションドライブギヤ8、リダクションドリブンギヤ9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力される。ここで、自動変速装置2、トランスファ3および前輪終減速装置11等は、一体にケース12内に設けられている。
また、後輪終減速装置7に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸13rlを経て左後輪14rlに、後輪右ドライブ軸13rrを経て右後輪14rrに伝達される。
一方、前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを経て左前輪14flに、前輪右ドライブ軸13frを経て右前輪14frに伝達される。
トランスファ3は、リダクションドライブギヤ8側に設けたドライブプレート15aとリアドライブ軸4側に設けたドリブンプレート15bとを交互に重ねて構成したトルク伝達容量可変型クラッチとしての湿式多板クラッチ(トランスファクラッチ)15と、このトランスファクラッチ15の締結力(トランスファトルク:締結トルク)を可変自在に付与するトランスファピストン16を有して構成されている。
従って、本車両は、トランスファピストン16による押圧力を制御し、トランスファクラッチ15のトランスファトルクを制御することで、トルク配分比が前輪と後輪で、例えば100:0から50:50の間で可変できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース(FFベース)の4輪駆動車となっている。
また、トランスファピストン16の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するトランスファクラッチ駆動部41で与えられる。このトランスファクラッチ駆動部41を駆動させる制御信号(ソレノイドバルブに対するトランスファトルクに応じた出力信号)は、後述の駆動力配分制御部40から出力される。
更に、車両には、トラクション制御手段としてのトラクション制御部20が設けられており、該トラクション制御部20で後述の如くトラクション制御を実行すると共に、駆動力配分制御部40で後述の如く駆動力配分制御を実行する。
このため、車両には、それぞれの制御に必要なパラメータを検出するためのセンサ、スイッチ等が設けられている。すなわち、各車輪14fl,14fr,14rl,14rrの車輪速センサ21fl,21fr,21rl,21rr、ハンドル角センサ22、横加速度センサ23、ヨーレートセンサ24、アクセル開度センサ25、エンジン回転数センサ26のそれぞれのセンサからの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrr、ハンドル角θH、実際に車両に生じている横加速度(以下、実横加速度と略称)(dy/dt)、実際に車両に生じているヨーレート(以下、実ヨーレートと略称)γ、アクセル開度θACC、エンジン回転数Neは、トラクション制御部20、及び、駆動力配分制御部40に入力される。また、スロットル開度センサ27、トランスミッション制御部28、路面μ推定装置29からのスロットル開度θth、主変速ギヤ比i、トルクコンバータのタービン回転数Nt、路面摩擦係数μは、トラクション制御部20に入力される。更に、車両には、車両の横すべりの挙動を防止する横すべり防止制御手段としての横すべり防止制御部30と、制動時における制動力を制御して車輪のロック状態の発生を防止するアンチロックブレーキ制御手段としての公知のアンチロックブレーキシステム(ABS;Anti-lock Brake System)31が設けられており、これら横すべり防止制御部30とABS31の作動信号は、駆動力配分制御部40に入力される。上述の横すべり防止制御部30は、例えば、実際のヨーモーメントと、車両の運動方程式に基づいて求める目標ヨーモーメントとを比較して、現在の車両の運転状態がアンダーステア傾向の場合には、旋回内側後輪に所定の制動力を付加し、オーバーステア傾向の場合には、旋回外側前輪に所定の制動力を付加することにより車両の横すべりを防止するものとなっている。
そして、トラクション制御部20にて上述の各入力信号により演算される適切な駆動力は制御量Treqとしてエンジン制御部32に出力されると共に、トラクション制御部20にて演算される必要なトルクダウン量はオーバートルクToverとして駆動力配分制御部40に出力される。尚、これら制御量Treq、オーバートルクToverの詳細については後述する。
また、駆動力配分制御部40からは、上述の各入力信号により演算したトランスファトルクTLSDがトランスファクラッチ駆動部41とトラクション制御部20に対して出力される。
まず、トラクション制御部20について、以下、詳しく説明する。
トラクション制御部20は、図2に示すように、エンジントルク演算部20a、要求エンジントルク演算部20b、トランスミッション出力トルク演算部20c、総駆動力演算部20d、前後接地荷重演算部20e、左輪荷重比率演算部20f、各輪接地荷重演算部20g、各輪前後力演算部20h、各輪要求横力演算部20i、各輪横力演算部20j、各輪摩擦円限界値演算部20k、各輪要求タイヤ合力演算部20l、各輪タイヤ合力演算部20m、各輪要求オーバータイヤ合力演算部20n、各輪オーバータイヤ合力演算部20o、オーバータイヤ力演算部20p、オーバートルク演算部20q、制御量演算部20rから主要に構成されている。
エンジントルク演算部20aは、スロットル開度センサ27からスロットル開度θthが、エンジン回転数センサ26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5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20cに出力する。尚、このエンジントルクTegは、エンジン制御部32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20bは、アクセル開度センサ25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6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5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20r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32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20cは、エンジン回転数センサ26からエンジン回転数Neが、トランスミッション制御部28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20a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20d、各輪前後力演算部20h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20dは、トランスミッション出力トルク演算部20c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20e、各輪前後力演算部20h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20eは、総駆動力演算部20d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20g、各輪前後力演算部20h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20gに出力する。
Fzf=Wf−((m・(dx/dt)・h)/L) …(3)
Fzr=W−Fzf …(4)
ここで、Wfは前輪静加重、mは車両質量、(dx/dt)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20fは、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)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20g、各輪要求横力演算部20i、各輪横力演算部20jに出力する。
WR_l=0.5−((dy/dt)/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20gは、前後接地荷重演算部20e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20k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、駆動力配分制御部40からトランスファトルクTLSDが入力され、トランスミッション出力トルク演算部20c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20dから総駆動力Fxが入力され、前後接地荷重演算部20e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20l、各輪タイヤ合力演算部20m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20iは、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが、各車輪の(4輪)車輪速センサ21fl,21fr,21rl,21rrから各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが、左輪荷重比率演算部20f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7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20lに出力する。
Fyf_FF=Mzθ/L …(23)
Fyr_FF=(−Iz・(dγ/dt)
+m・(dy/dt)・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7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))・(V/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(dy/dt)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8(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(dy/dt)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(dy/dt)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(dy/dt)が大きくなるが、低μ路では横加速度(dy/dt)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(dyr/dt)の値は、図8(b)に示すように、Gy・θHが大きいとき横加速度(dy/dt)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,(dy/dt)=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(dyr/dt)を演算する。
(dyr/dt)=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(dye/dt)を演算する。
(dye/dt)=(dy/dt)−(dyr/dt) …(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))・(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((dye/dt)=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9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9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・(dye/dt)+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・(dye/dt)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10に示すように、高μ路で横加速度(dy/dt)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20jは、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが、左輪荷重比率演算部20f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20mに出力する。
Fyf_FB=(Iz・(dγ/dt)
+m・(dy/dt)・Lr)/L …(38)
Fyr_FB=(−Iz・(dγ/dt)
+m・(dy/dt)・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20kは、路面μ推定装置29から路面摩擦係数μが入力され、各輪接地荷重演算部20g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20n、各輪オーバータイヤ力演算部20oに出力する。
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20lは、各輪前後力演算部20h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20i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20nに出力する。
F_fl_FF=(Fxf_l+Fyf_l_FF1/2 …(48)
F_fr_FF=(Fxf_r+Fyf_r_FF1/2 …(49)
F_rl_FF=(Fxr_l+Fyr_l_FF1/2 …(50)
F_rr_FF=(Fxr_r+Fyr_r_FF1/2 …(51)
各輪タイヤ合力演算部20mは、各輪前後力演算部20h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20j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20oに出力する。
F_fl_FB=(Fxf_l+Fyf_l_FB1/2 …(52)
F_fr_FB=(Fxf_r+Fyf_r_FB1/2 …(53)
F_rl_FB=(Fxr_l+Fyr_l_FB1/2 …(54)
F_rr_FB=(Fxr_r+Fyr_r_FB1/2 …(55)
各輪要求オーバータイヤ力演算部20nは、各輪摩擦円限界値演算部20k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20l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20pに出力する。
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20oは、各輪摩擦円限界値演算部20k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20m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20pに出力する。
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20pは、各輪要求オーバータイヤ力演算部20n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20o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20qは、エンジン回転数センサ26からエンジン回転数Neが、トランスミッション制御部28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20p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20r、駆動力配分制御部40に出力する。
Tover=Fover・Rt/t/i/η/if …(65)
制御量演算部20rは、要求エンジントルク演算部20b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20q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32に出力する。
Treq=Tdrv−Tover …(66)
次に、上述のトラクション制御部20で実行される駆動力制御プログラムについて、図3、図4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、トランスファトルクTLSD、実横加速度(dy/dt)、実ヨーレート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20a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5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20bで、予め設定されているマップ(例えば、図6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5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20c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20d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20e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20f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20g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20h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20i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20j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20k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20l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20m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20n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20o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20p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、駆動力配分制御部40に出力し、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32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のトラクション制御部20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。
次に、駆動力配分制御部40について、以下、詳しく説明する。
駆動力配分制御部40は、図11に示すように、車速演算部42、第1のトランスファトルク演算部43、第2のトランスファトルク演算部44、第3のトランスファトルク演算部45、トランスファトルク演算部46から主要に構成されている。
車速演算部42は、4輪の車輪速度センサ、すなわち、各車輪速度センサ21fl,21fr,21rl,21rrから各車輪14fl,14fr,14rl,14rrの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力される。そして、例えば、これらの平均を演算することにより車速V(=(ωfl+ωfr+ωrl+ωrr)/4)を演算し、第1のトランスファトルク演算部43、第2のトランスファトルク演算部44、第3のトランスファトルク演算部45に出力する。
第1のトランスファトルク演算部43は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、アクセル開度センサ25からアクセル開度θACCが、エンジン回転数センサ26からエンジン回転数Neが、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、第1のトランスファトルク演算部43は、これら入力信号により、エンジンからの入力トルクに応じた入力トルク感応トランスファトルクTLSDIを演算し、トランスファトルク演算部46に出力する。
すなわち、第1のトランスファトルク演算部43は、図12に示すように、エンジントルク基準値演算部51、エンジントルク演算部52、トランスミッションギヤ比演算部53、入力トルク演算部54、第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55、第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56、入力トルク感応トランスファトルク演算部57から主要に構成されている。
エンジントルク基準値演算部51は、アクセル開度センサ25からアクセル開度θACCが、エンジン回転数センサ26からエンジン回転数Neが入力される。そして、これらアクセル開度θACCとエンジン回転数Neを基に、予め設定しておいたエンジン特性のマップを参照してエンジントルク(例えば、前述のトラクション制御部20における要求エンジントルクTdrvに相当)を求め、このエンジントルクをエンジントルク基準値TEG0として、エンジントルク演算部52に出力する。
エンジントルク演算部52は、エンジントルク基準値演算部51からエンジントルク基準値TEG0が入力される。そして、以下の(67)式、或いは、(68)式によりエンジントルクTEGを演算し、入力トルク演算部54に出力する。
・TEG0(k)>TEG(k-1)の場合(エンジントルクが増加しつつある時)
TEG=(1/(1+TEGTu・s))・TEG0 …(67)
・TEG0(k)≦TEG(k-1)の場合(エンジントルクが減少しつつある時)
TEG=(1/(1+TEGTd・s))・TEG0 …(68)
ここで、TEG0(k)は今回のエンジントルク基準値、TEG(k-1)は前回のエンジントルク、sは微分演算子、TEGTuはエンジントルク増加側の遅れ時定数(例えば、0.5)、TEGTdはエンジントルク減少側の遅れ時定数(例えば、0.2)である。
すなわち、アクセルを操作してからエンジントルクに現れるまでには一定の時間がかかり、特に過給エンジンにおいては、アクセルを踏む際はアクセルを離す場合と比べてエンジン回転数に変化が現れるのに時間がかかる。このことを考慮して、エンジントルクが増加される場合と減少される場合とで遅れ時定数を変え、エンジントルクが増加しつつある時には遅れ時定数を大きく設定して遅れを大きくとり、エンジントルクが減少しつつある時には遅れ時定数を小さく設定して遅れが小さくなるように遅れ特性を持たせ、エンジントルクTEGを精度良く求められるようにしている。
こうして、エンジントルクTEGの推定において、エンジントルクの増加減に対して別々の時定数を用いることにより、後述するトランスファクラッチ15への入力トルクTCDをよりエンジンの過渡特性に合わせて適切に推定でき、アクセルON時の入力トルクTCDの立ち上がりを若干遅らせて、回頭性を向上させることができるようになっている。
トランスミッションギヤ比演算部53は、エンジン回転数センサ26からエンジン回転数Neが入力され、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、以下の(69)式によりトランスミッションギヤ比GTMを演算して入力トルク演算部54に出力する。
GTM=(Ne・Rt)/((V/3.6)・if) …(69)
尚、トランスミッションギヤ比GTMは、トランスミッション制御部28から入力される値を用いても良い。
入力トルク演算部54は、エンジントルク演算部52からエンジントルクTEGが入力され、トランスミッションギヤ比演算部53からトランスミッションギヤ比GTMが入力されて、以下の(70)式により入力トルクTCDを演算し、第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55、及び、第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56に出力する。
TCD=TEG・GTM …(70)
第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、入力トルク演算部54から入力トルクTCDが入力され、実横加速度(dy/dt)に応じて以下の(71)〜(74)式の何れかにより第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。
・(dy/dt)≦(dyL/dt)の場合
TLSDI1=TBRL1・|TCD| …(71)
・(dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt)の場合
TLSDI1=TBRL1・|TCD|・((dyM/dt)−(dy/dt))
/((dyM/dt)−(dyL/dt))
+TBRM1・|TCD|・((dy/dt)−(dyL/dt))
/((dyM/dt)−(dyL/dt)) …(72)
・(dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt)の場合
TLSDI1=TBRM1・|TCD|・((dyH/dt)−(dy/dt))
/((dyH/dt)−(dyM/dt))
+TBRH1・|TCD|・((dy/dt)−(dyM/dt))
/((dyH/dt)−(dyM/dt)) …(73)
・(dy/dt)>(dyH/dt)の場合
TLSDI1=TBRH1・|TCD| …(74)
ここで、(dyL/dt)、(dyM/dt)、(dyH/dt)はそれぞれ実験等により予め設定した定数で、(dyL/dt)<(dyM/dt)<(dyH/dt)であって、例えば、(dyL/dt)=1、(dyM/dt)=3、(dyH/dt)=9である。また、TBRL1、TBRM1、TBRH1は入力トルク感応比例定数であり、それぞれ実験等により予め設定した定数で、TBRL1>TBRM1>TBRH1であって、例えば、TBRL1=0.4、TBRM1=0.3、TBRH1=0.2である。
すなわち、(dy/dt)≦(dyL/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRL1を用いて第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。
また、(dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRL1とTBRM1を用い、(dyL/dt)と(dyM/dt)との間に補間して第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。
更に、(dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRM1とTBRH1を用い、(dyM/dt)と(dyH/dt)との間に補間して第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。
また、(dy/dt)>(dyH/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRH1を用いて第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。
第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、入力トルク演算部54から入力トルクTCDが入力され、実横加速度(dy/dt)に応じて以下の(75)〜(79)式の何れかにより第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。
・TCD≦TCD0の場合
TLSDI2=0 …(75)
・(dy/dt)≦(dyL/dt)の場合
TLSDI2=TBRL2・(TCD−TCD0) …(76)
・(dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt)の場合
TLSDI2=TBRL2・(TCD−TCD0)
・((dyM/dt)−(dy/dt))
/((dyM/dt)−(dyL/dt))
+TBRM2・(TCD−TCD0)
・((dy/dt)−(dyL/dt))
/((dyM/dt)−(dyL/dt)) …(77)
・(dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt)の場合
TLSDI2=TBRM2・(TCD−TCD0)
・((dyH/dt)−(dy/dt))
/((dyH/dt)−(dyM/dt))
+TBRH2・(TCD−TCD0)
・((dy/dt)−(dyM/dt))
/((dyH/dt)−(dyM/dt)) …(78)
・(dy/dt)>(dyH/dt)の場合
TLSDI2=TBRH2・(TCD−TCD0) …(79)
ここで、TCD0は、予め設定しておいた定数であり、この入力トルク値以下の場合にはグリップがし易いと判断できる入力トルクの分岐点を示すものである。また、TBRL2、TBRM2、TBRH2は入力トルク感応比例定数であり、それぞれ実験等により予め設定した定数で、TBRL2>TBRM2>TBRH2であって、例えば、TBRL2=0.2、TBRM2=0.1、TBRH2=0である。
すなわち、第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2は、TCD0よりも大きく、トランスファ3の役割が、より要求される入力トルクTCDの領域で設定されるものであり、(dy/dt)≦(dyL/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRL2を用いて第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。
また、(dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRL2とTBRM2を用い、(dyL/dt)と(dyM/dt)との間に補間して第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。
更に、(dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRM2とTBRH2を用い、(dyM/dt)と(dyH/dt)との間に補間して第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。
また、(dy/dt)>(dyH/dt)の場合には、入力トルク感応比例定数TBRH2を用いて第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。
入力トルク感応トランスファトルク演算部57は、第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55から第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1が入力され、第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56から第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2が入力される。そして、以下の(80)式により、入力トルク感応トランスファトルクTLSDIを演算し、トランスファトルク演算部46に出力する。
TLSDI=TLSDI1+TLSDI2 …(80)
このように、第1のトランスファトルク演算部43で演算される入力トルク感応トランスファトルクTLSDIの特性を図25に示す。本実施形態による入力トルク感応トランスファトルクTLSDIでは、トランスファクラッチ15に対するトランスファトルクTLSDを求める際に、入力トルクTCDが大きい領域では、第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を加えることにより変化量を変え、低μ路限界走行時に差動制限力が不足しないように、より大きなトランスファトルクを付加するようになっている。また、実横加速度(dy/dt)に対して、基準とする3本のトルク線を用意することにより、低μ路走行、高μ路走行での適合を簡潔に行えるようになっている。尚、本実施の形態では、分岐点TCD0を設定し、これより大きな入力トルクTCDの領域を入力トルク感応トランスファトルクTLSDIが大きく変化する領域として設定しているが、例えば、二次曲線等を用いて、入力トルクTCDが大きいほど、入力トルク感応トランスファトルクTLSDIの変化量が大きくなるように設定するようにしても良い。
第2のトランスファトルク演算部44は、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、第2のトランスファトルク演算部44は、これら入力信号により、車両に付加するヨーモーメントを推定し、このヨーモーメントに応じた舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPを演算し、トランスファトルク演算部46に出力する。
すなわち、第2のトランスファトルク演算部44は、図13に示すように、基本付加ヨーモーメント設定部61、低速時車速感応ゲイン設定部62、車体すべり角速度演算部63、車体すべり角速度感応ゲイン設定部64、高速時車速感応ゲイン設定部65、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66から主要に構成されている。
基本付加ヨーモーメント設定部61は、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが入力され、横加速度センサ23から(dy/dt)が入力され、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが入力される。そして、これら入力信号を基に、基本付加ヨーモーメントMzθを演算し、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66に出力する。
以下、図14を基に、基本付加ヨーモーメント設定部61の構成を説明する。この基本付加ヨーモーメント設定部61は、横加速度/ハンドル角ゲイン演算部71、横加速度偏差感応ゲイン演算部72、ヨーレート/ハンドル角ゲイン演算部73、ヨーレート感応ゲイン演算部74、基準横加速度演算部75、横加速度偏差演算部76、基本付加ヨーモーメント演算部77から主要に構成されている。
横加速度/ハンドル角ゲイン演算部71は、車速演算部42から車速Vが入力され、以下の(81)式により、横加速度/ハンドル角ゲインGyを演算し、横加速度偏差感応ゲイン演算部72、基準横加速度演算部75に出力する。
Gy=(1/(1+A・V))・(V/L)・(1/n) …(81)
横加速度偏差感応ゲイン演算部72は、横加速度/ハンドル角ゲイン演算部71から横加速度/ハンドル角ゲインGyが入力される。そして、極低μ路にて舵が全く効かない状態(γ=0、(dy/dt)=0)でMzθ(定常値)=0となる値を最大値の目安として横加速度偏差感応ゲインKyを以下の(82)式で演算し、基本付加ヨーモーメント演算部77に出力する。
Ky=Kθ/Gy …(82)
ヨーレート/ハンドル角ゲイン演算部73は、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、以下の(83)式によりヨーレート/ハンドル角ゲインGγを演算し、ヨーレート感応ゲイン演算部74に出力する。
Gγ=(1/(1+A・V))・(V/L)・(1/n) …(83)
ヨーレート感応ゲイン演算部74は、ヨーレート/ハンドル角ゲイン演算部73からヨーレート/ハンドル角ゲインGγが入力される。そして、グリップ走行(横加速度偏差(dye/dt)=0)時にMzθ(定常値)=0となるヨーレート感応ゲインKγを考えて、以下の(84)式により設定し、基本付加ヨーモーメント演算部77に出力する。
Kγ=Kθ/Gγ …(84)
ここで、Kθは舵角感応ゲインであり、以下(85)式で求められる。
Kθ=(Lf・Kf)/n …(85)
基準横加速度演算部75は、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが入力され、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が入力され、横加速度/ハンドル角ゲイン演算部71から横加速度/ハンドル角ゲインGyが入力される。そして、以下の(86)式により、車両の運転状態から線形な車両運動モデルに基づき推定される横加速度と実横加速度の関係を示す基準横加速度(dyr/dt)を演算し、横加速度偏差演算部76に出力する。
(dyr/dt)=(1/(1+Ty・s))・(dyss/dt) …(86)
ここで、sは微分演算子、Tyは横加速度の1次遅れ時定数、(dyss/dt)は遅れを考慮しない符号付基準横加速度であり、この遅れを考慮しない符号付基準横加速度(dyss/dt)は、以下のように設定される。
・θH≧0の場合…(dyss/dt)=(dysm/dt) …(87)
・θH<0の場合…(dyss/dt)=−(dysm/dt) …(88)
ここで、(dysm/dt)は、後述の(dyx/dt)によって飽和する符号無し基準横加速度である。
すなわち、(dyx/dt)は、基準横加速度を飽和させる疑似横加速度であり、以下の(89)式、或いは、(90)式により演算する。
・(dy/dt)<0の場合…
(dyx/dt)=Gy・θHMax・((10−(dy/dt))/10)
+(dy/dt) …(89)
・(dy/dt)≧0の場合…
(dyx/dt)=10 …(90)
ここで、θHMaxは、最大ハンドル角である。この(89)式、(90)式で設定される基準横加速度を飽和させる疑似横加速度(dyx/dt)は、特性図で示すと、図26のようになり、例えば本実施形態では、10m/sで飽和させるようになっている。
また、ハンドル角に対して線形計算した符号無し基準横加速度を(dysl/dt)として、以下の(91)式により演算する。
(dysl/dt)=Gy・|θH| …(91)
そして、(dysl/dt)からの(dyx/dt)の差を(dyd/dt)(=(dysl/dt)−(dyx/dt))とすると、(dyx/dt)によって飽和する符号無し基準横加速度(dysm/dt)は、以下の(92)式、或いは、(93)式により演算される。
・(dyd/dt)>0の場合…
(dysm/dt)=(dysl/dt)−(dyd/dt) …(92)
・(dyd/dt)≦0の場合…
(dysm/dt)=(dysl/dt) …(93)
こうして、設定される車両の運転状態から線形な車両運動モデルに基づき推定される横加速度と実横加速度の関係を示す基準横加速度(dyr/dt)の特性は、図27に示すようになり、基準横加速度(dyr/dt)は、(Gy・θH)との関係において、路面μが高く実横加速度(dy/dt)が大きい場合は小さい値に抑制され、逆に路面μが低く実横加速度(dy/dt)が小さい場合は大きい値がとれるように設定される。そして、このように基準横加速度(dyr/dt)を設定することにより、後述する基本付加ヨーモーメント演算部77で基準横加速度(dyr/dt)を含んで基本付加ヨーモーメントMzθを演算する際、低μ路における大転舵時の過剰な回頭モーメントが防止されるようになっている。
横加速度偏差演算部76は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が入力され、基準横加速度演算部75から基準横加速度(dyr/dt)が入力される。そして、以下の(94)式により、横加速度偏差(dye/dt)を演算し、基本付加ヨーモーメント演算部77に出力する。
(dye/dt)=(dy/dt)−(dyr/dt) …(94)
基本付加ヨーモーメント演算部77は、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが入力され、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが入力され、横加速度偏差感応ゲイン演算部72から横加速度偏差感応ゲインKyが入力され、ヨーレート感応ゲイン演算部74からヨーレート感応ゲインKγが入力され、横加速度偏差演算部76から横加速度偏差(dye/dt)が入力される。
そして、以下の(95)式により、基本付加ヨーモーメントMzθを演算し、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66に出力する。
Mzθ=−Kγ・γ+Ky・(dye/dt)+Kθ・θH …(95)
すなわち、この(95)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・(dye/dt)の項がヨーモーメントの修正値となっている。このため、高μ路で横加速度(dy/dt)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。
図13に戻り、低速時車速感応ゲイン設定部62は、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、例えば、図28に示すマップを参照して、低速時車速感応ゲインKVvlを設定し、車体すべり角速度演算部63、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66に出力する。
この低速時車速感応ゲインKVvlは、図28からも明らかなように、極低速での不要な付加ヨーモーメントMVzθを避けるため、低く設定される。特に、20km/h以下では、低速時車速感応ゲインKVvlは0に設定され、制御による付加ヨーモーメントMVzθが作用しないように設定される。
車体すべり角速度演算部63は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が入力され、ヨーレートセンサ24から実ヨーレートγが入力され、車速演算部42から車速Vが入力され、低速時車速感応ゲイン設定部62から低速時車速感応ゲインKVvlが入力される。
そして、以下の(96)式により、車体すべり角速度(dβ/dt)を演算し、車体すべり角速度感応ゲイン設定部64に出力する。
(dβ/dt)=KVvl・|((dy/dt)/V)−γ| …(96)
車体すべり角速度感応ゲイン設定部64は、車体すべり角速度演算部63から車体すべり角速度(dβ/dt)が入力される。
そして、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0と復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lとを演算し、1.0を超えない範囲で、小さい方を車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定し、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66に出力する。
具体的には、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0は、例えば、図29に示すマップを参照して設定される。この基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0は、図29からも明らかなように、車体すべり角速度(dβ/dt)が大きな限界域での過剰な回頭性を抑制するため設定されるものであり、特に、車体すべり角速度(dβ/dt)がm2以上では0に設定されて、制御による付加ヨーモーメントMVzθが作用しないように設定される。
また、復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lは、以下の(97)式により演算される。
KV(dβ/dt)L(k)=KV(dβ/dt)L(k-1)+ΔKV(dβ/dt)・Δt
…(97)
ここで、KV(dβ/dt)L(k)は今回の復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲイン、KV(dβ/dt)(k-1)は前回の車体すべり角速度感応ゲイン、ΔKV(dβ/dt)は車体すべり角速度感応ゲイン復帰勾配(定数、例えば、0.3)、Δtは演算周期である。
上述の(97)式で表現される復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lは、図30の意味であり、前回の車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)(k-1)がA点だとすると、今回の復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)L(k)はB点となる。そして、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0と比較して小さい方を車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定することから、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0がC点にあるような場合は、今回の復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)L(k)が車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定される。逆に、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0がD点にあるような場合は、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0が車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定されることとなる。すなわち、今回の復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)L(k)は制限値として設けられている。
例えば、図31に示すように、ドライバがステアリングを左に切り、続いて、右に切り、その後、カウンタステアを行う場合を考える。
その時、車体すべり角速度(dβ/dt)は、図31(c)に示すように、負→正→負といった値をとることになるが、このような符号が切り替わる過渡的な状況で車体すべり角速度(dβ/dt)が一時的に0又は小さな値をとる瞬間が生じる。このような状況の際に、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0のみで付加ヨーモーメントMVzθを設定してしまうと、車両が不安定な状況であるにも関わらず、トランスファトルクTLSDが0又は小さな値となって好ましくない(図31(d)中の破線部分)。従って、こうした過渡的な状況を考慮して復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lで制限することで、車両の不安定な状況や過渡的な状況において回頭モーメントが不必要に付加されることを確実に防止して精度の良い安定した前後駆動力配分が行えるようにするのである。
高速時車速感応ゲイン設定部65は、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が入力され、車速演算部42から車速Vが入力される。
そして、まず、高速時車速感応ゲインKVvhの車速感応項KVvhvを以下の(98)式、或いは、(99)式、或いは、(100)式により設定する。
・(3.6・V)≦60の場合 …KVvhv=1 …(97)
・60<(3.6・V)<120の場合 …
KVvhv=1−(((3.6・V)−60)/(120−60)) …(98)
・(3.6・V)≧120の場合 …KVvhv=0 …(100)
上述の高速時車速感応ゲインKVvhの車速感応項KVvhvを基に、高速時車速感応ゲインKVvhを以下の(101)式、或いは、(102)式、或いは、(103)式により設定する。
・|dy/dt|≦3の場合…KVvh=KVvhv …(101)
・3<|dy/dt|<9の場合…
KVvh=1・((|dy/dt|−3)/(9−3))
+KVvhv・((9−|dy/dt|)/(9−3)) …(102)
・|dy/dt|≧9の場合…KVvh=1 …(103)
上述の(101)式〜(103)式により得られる高速時車速感応ゲインKVvhの特性を図32に示す。すなわち、高速走行において実横加速度の絶対値|dy/dt|が低く(|dy/dt|≦3)、低μ路走行の可能性がある場合には、過剰な回頭性を抑えるため、高速時車速感応ゲインKVvhが小さく設定されるようになっているのである。
舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66は、ハンドル角センサ22からハンドル角θHが入力され、基本付加ヨーモーメント設定部61から基本付加ヨーモーメントMzθが入力され、低速時車速感応ゲイン設定部62から低速時車速感応ゲインKVvlが入力され、車体すべり角速度感応ゲイン設定部64から車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)が入力され、高速時車速感応ゲイン設定部65から高速時車速感応ゲインKVvhが入力される。
そして、以下の(104)式により付加ヨーモーメントMVzθを演算し、(105)式、或いは、(106)式により舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPを演算して、トランスファトルク演算部46に出力する。
MVzθ=KVzθ・KVvl・KVvh・KV(dβ/dt)・Mzθ …(104)
ここで、KVzθはアシスト量を決めるゲインであり、定数(例えば1)である。
・θH≧0の場合
TLSDP=−KLSDP・MVzθ …(105)
・θH<0の場合
TLSDP=KLSDP・MVzθ …(106)
ここで、KLSDPは換算係数である。
一方、図11に戻り、第3のトランスファトルク演算部45は、タックイン防止制御手段として設けられており、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が入力され、アクセル開度センサ25からアクセル開度θACCが入力され、トラクション制御部20からオーバートルクToverが入力され、横すべり防止制御部30及びABS31からその作動信号が入力され、車速演算部42から車速Vが入力される。そして、第3のトランスファトルク演算部45は、これら入力信号により、必要に応じてタックイン現象を防止するタックイン防止トランスファトルクTLSDDを演算し、トランスファトルク演算部46に出力する。
すなわち、第3のトランスファトルク演算部45は、図15に示すように、タックイン防止制御条件判定部81、タックイン防止トランスファトルク演算部82から主要に構成されている。
タックイン防止制御条件判定部81は、トラクション制御部20からオーバートルクToverが、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、アクセル開度センサ25からアクセル開度θACCが、車速演算部42から車速Vが、横すべり防止制御部30及びABS31からその作動信号が入力される。
そして、旋回度合としての実横加速度の絶対値|(dy/dt)|が予め設定した値(dy/dt)Doffより大きく(例えば、|(dy/dt)|>3m/s)で、且つ、車速Vが予め設定した値VDoffより大きい(例えば、V>40km/h)場合において、オーバートルクToverが設定値Toverc(予め実験、演算等により設定した値)より大きい場合、或いは、アクセル開度が大きく閉じられて(例えば前回のアクセル開度θACCn-1と今回のアクセル開度θACCとの差がΔθACC(例えば「0」)よりも大きい場合)、今回のアクセル開度θACCが予め設定した値θACCk(予め実験、演算等により設定した値:例えば「0」)より小さくなった場合に、前後締結力を弱めることで(この場合、制動力を減少させることで)、横力を増加させタックインを防止する(この場合、前輪は制動力が増加することで横力が減少する)、タックイン防止制御を実行する条件(タックイン防止制御介入条件)が成立した(介入許可)と判定する。
また、横すべり防止制御部30とABS31の少なくとも一方が作動して、タックイン防止制御許可フラグTCFがクリア(TCF=0)されている場合には、タックイン防止制御介入条件が不成立(介入不許可)と判定する。そして、タックイン防止制御条件判定部81による判定結果は、タックイン防止トランスファトルク演算部82に出力される。
タックイン防止トランスファトルク演算部82は、トラクション制御部20からオーバートルクToverが、横加速度センサ23から実横加速度(dy/dt)が、車速演算部42から車速Vが、タックイン防止制御条件判定部81からタックイン防止制御介入条件の判定結果が入力される。
そして、タックイン防止制御介入条件の判定結果が介入許可の場合に、以下の(107)式により、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1を演算し、更に、以下の(108)式により、第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2を演算する。
TLSDD1=TLSDD0・((V−VDoff)/(Vc−VDoff))
・(((dy/dt)−(dy/dt)Doff)
/((dy/dt)c−(dy/dt)Doff)) …(107)
TLSDD2=TLSDD1・Tover/kTLSDDDoff …(108)
ここで、TLSDD0は予め実験等により求めた基準値であり、車速がVcで、実横加速度が(dy/dt)cになるように走行した際にタックインを抑制できる基準値である。また、VDoff、(dy/dt)Doffは、それぞれタックイン制御を解除する車速、横加速度となっている。また、kTLSDDDoffは、トラクション制御用タックイン制御補正係数(予め設定した値)である。
そして更に、この2つの第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1と第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2とを比較し、付加するトランスファトルクの値の小さい方の値(前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させる方向のより大きい方の値)をタックイン防止制御におけるトランスファトルクTLSDDとして設定し、トランスファトルク演算部46に出力する。
尚、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1と第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2とを比較し、タックイン防止制御におけるトランスファトルクTLSDDを設定する際、トラクション制御に基づく第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2が設定される場合は、早く、弱めにトランスファトルクTLSDDを設定するようにしても良い。すなわち、ドライバが気が付かないうちにタックイン現象に入ろうとするのを柔らかく回避するのである。逆に、ドライバのアクセル操作に基づく第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1が設定される場合は、遅く、強めにトランスファトルクTLSDDを設定するようにしても良い。すなわち、ドライバが故意にタックイン現象を生じているとみなし、できるだけタックイン防止制御が介入しないようにするのである。
また、タックイン防止制御介入条件の判定結果が介入許可の場合には、トランスファトルクTLSDDは「0」に設定して、トランスファトルク演算部46に出力する。
このように、本実施の形態においては、第3のトランスファトルク演算部45からのタックイン防止トランスファトルクTLSDDにより、フィードフォワード制御によってタックイン現象を有効に防止できるようになっている。
また、実横加速度の絶対値|(dy/dt)|が設定値(dy/dt)Doffより大きく、且つ、車速Vが設定値VDoffより大きい場合において、アクセル開度が大きく閉じられて今回のアクセル開度が小さくなった場合のみならず、トラクション制御部20によるトルクダウン量であるオーバートルクToverが設定値Toverc(予め実験、演算等により設定した値)より大きい場合においても、タックイン防止制御を実行するようになっているので、たとえトラクション制御によりスロットル弁が閉側に制御されることがあっても、タックイン現象を的確に防止して違和感を与えることなく自然な制御を行うことが可能となる。
更に、タックイン防止制御介入時に設定されるタックイン防止トランスファトルクTLSDDは、実横加速度(dy/dt)と車速Vに応じて設定される第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1と、この第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1とオーバートルクToverに応じて設定される第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2とを比較し、付加するトランスファトルクの値の小さい方の値(前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させる方向のより大きい方の値)をタックイン防止制御におけるトランスファトルクTLSDDとして設定するので、スピン傾向を確実に防止し、安定性を重視した制御となっている。
また、横すべり防止制御部30とABS31の少なくとも一方が作動している場合には、タックイン防止制御が禁止されるので、これらの制御との不要な干渉を避けることが可能となっている。
トランスファトルク演算部46は、第1のトランスファトルク演算部43から入力トルク感応トランスファトルクTLSDIが入力され、第2のトランスファトルク演算部44から舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPが入力され、第3のトランスファトルク演算部45からタックイン防止トランスファトルクTLSDDが入力される。そして、以下の(109)式によりトランスファトルクTLSDを演算し、トランスファクラッチ駆動部41に出力する。
TLSD=TLSDI+TLSDP−TLSDD …(109)
次に、上記構成による駆動力配分制御部40における駆動力配分制御について、図16〜図24のフローチャートで説明する。
図16のフローチャートは、駆動力配分制御プログラムを示すもので、まず、S301で必要なパラメータ、すなわち、車輪速度センサ21fl,21fr,21rl,21rrからの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrr、ハンドル角センサ22からのハンドル角θH、横加速度センサ23からの実横加速度(dy/dt)、ヨーレートセンサ24からの実ヨーレートγ、アクセル開度センサ25からのアクセル開度θACC、エンジン回転数センサ26からのエンジン回転数Ne、トラクション制御部20からのオーバートルクTover、横すべり防止制御部30及びABS31からの作動信号を読み込む。
次いで、S302に進み、必要パラメータ、すなわち、車速演算部42による車速V等を演算する。
次に、S303に進み、第1のトランスファトルクを演算し、第1のトランスファトルク演算部43により入力トルク感応トランスファトルクTLSDIを演算する。この入力トルク感応トランスファトルクTLSDIの演算は、後述の図17のフローチャートで説明する。
次いで、S304に進み、第2のトランスファトルクを演算し、第2のトランスファトルク演算部44により舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPを演算する。この舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPの演算は、後述の図21のフローチャートで説明する。
次に、S305に進み、第3のトランスファトルクを演算し、第3のトランスファトルク演算部45によりタックイン防止トランスファトルクTLSDDを演算する。このタックイン防止トランスファトルクTLSDDの演算は、後述の図24のフローチャートで説明する。
次いで、S306に進み、トランスファトルク演算部46で、前述の(109)式によりトランスファトルクTLSDを演算し、トランスファクラッチ駆動部41に出力してプログラムを抜ける。
図17は、上述のS303による、第1のトランスファトルク演算部43で実行される第1のトランスファトルク演算ルーチンを示し、まず、S401で、エンジントルク基準値演算部51は、予め設定しておいたエンジン特性のマップを参照してエンジントルクを求め、このエンジントルクをエンジントルク基準値TEG0として演算する。
次に、S402に進み、エンジントルク演算部52は、前述の(67)式、或いは、(68)式によりエンジントルクTEGを演算する。尚、このエンジントルクTEGの演算については、後述の図18のフローチャートで説明する。
次いで、S403に進み、トランスミッションギヤ比演算部53は、前述の(69)式によりトランスミッションギヤ比GTMを演算する。
次に、S404に進み、入力トルク演算部54は、前述の(70)式により入力トルクTCDを演算する。
次いで、S405に進み、第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55は、前述の(71)〜(74)式の何れかにより第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算する。尚、この第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1については、後述の図19のフローチャートで説明する。
次に、S406に進み、第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56は、前述の(75)〜(79)式の何れかにより第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算する。尚、この第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2については、後述の図20のフローチャートで説明する。
次いで、S407に進み、入力トルク感応トランスファトルク演算部57は、前述の(80)式により入力トルク感応トランスファトルクTLSDIを演算し、ルーチンを抜ける。
図18は、上述のS402による、エンジントルク演算部52で実行されるエンジントルク演算ルーチンを示し、まず、S501では今回のエンジントルク基準値TEG0(k)と前回のエンジントルクTEG(k-1)との比較が行われる。
そして、S501の比較の結果、TEG0(k)>TEG(k-1)であって、エンジントルクが増加しつつある時と判断した場合はS502に進み、遅れ時定数TEGTをエンジントルク増加側の遅れ時定数TEGTu(例えば、0.5)に設定し、S504に進んで、このエンジントルク増加側の遅れ時定数TEGTuを用いて、前述の(67)式によりエンジントルクTEGを演算し、ルーチンを抜ける。
S501の比較の結果、TEG0(k)≦TEG(k-1)の場合であって、エンジントルクが減少しつつある時と判断した場合はS503に進み、遅れ時定数TEGTをエンジントルク減少側の遅れ時定数TEGTd(例えば、0.2)に設定し、S504に進んで、このエンジントルク減少側の遅れ時定数TEGTdを用いて、前述の(68)式によりエンジントルクTEGを演算し、ルーチンを抜ける。
図19は、上述のS405による、第1の入力トルク感応トランスファトルク演算部55で実行される第1の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンを示し、まず、S601で、実横加速度(dy/dt)と定数(dyL/dt)との比較が行われる。
このS601の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyL/dt)以下((dy/dt)≦(dyL/dt))の場合は、S602に進み、入力トルク感応比例定数TBRL1を用いて、前述の(71)式により、第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S601の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyL/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyL/dt))の場合は、S603に進み、実横加速度(dy/dt)と定数(dyM/dt)(>(dyL/dt))との比較を行う。
このS603の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyM/dt)以下((dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt))の場合は、S604に進み、入力トルク感応比例定数TBRL1とTBRM1を用い、前述の(72)式により、(dyL/dt)と(dyM/dt)との間に補間して第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S603の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyM/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyM/dt))の場合は、S605に進み、実横加速度(dy/dt)と定数(dyH/dt)(>(dyM/dt))との比較を行う。
このS605の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyH/dt)以下((dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt))の場合は、S606に進み、入力トルク感応比例定数TBRM1とTBRH1を用い、前述の(73)式により、(dyM/dt)と(dyH/dt)との間に補間して第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S605の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyH/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyH/dt))の場合は、S607に進み、入力トルク感応比例定数TBRH1を用いて、前述の(74)式により、第1の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI1を演算し、ルーチンを抜ける。
図20は、上述のS406による、第2の入力トルク感応トランスファトルク演算部56で実行される第2の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンを示し、まず、S701で、入力トルクTCDと予め設定しておいた定数TCD0とを比較する。
このS701の比較の結果、入力トルクTCDが定数TCD0以下(TCD≦TCD0)の場合は、S702に進み、前述の(75)式、すなわち、TLSDI2=0としてルーチンを抜ける。
また、S701の比較の結果、入力トルクTCDが定数TCD0より大きい(TCD>TCD0)場合は、S703以降に進む。
S703では、実横加速度(dy/dt)と定数(dyL/dt)との比較が行われる。
このS703の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyL/dt)以下((dy/dt)≦(dyL/dt))の場合は、S704に進み、入力トルク感応比例定数TBRL2を用いて、前述の(76)式により、第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S703の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyL/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyL/dt))の場合は、S705に進み、実横加速度(dy/dt)と定数(dyM/dt)(>(dyL/dt))との比較を行う。
このS705の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyM/dt)以下((dyL/dt)<(dy/dt)≦(dyM/dt))の場合は、S706に進み、入力トルク感応比例定数TBRL2とTBRM2を用い、前述の(77)式により、(dyL/dt)と(dyM/dt)との間に補間して第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S705の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyM/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyM/dt))の場合は、S707に進み、実横加速度(dy/dt)と定数(dyH/dt)(>(dyM/dt))との比較を行う。
このS707の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyH/dt)以下((dyM/dt)<(dy/dt)≦(dyH/dt))の場合は、S708に進み、入力トルク感応比例定数TBRM2とTBRH2を用い、前述の(78)式により、(dyM/dt)と(dyH/dt)との間に補間して第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算し、ルーチンを抜ける。
また、S707の比較の結果、実横加速度(dy/dt)が定数(dyH/dt)よりも大きな値((dy/dt)>(dyH/dt))の場合は、S709に進み、入力トルク感応比例定数TBRH2を用いて、前述の(79)式により、第2の入力トルク感応トランスファトルクTLSDI2を演算し、ルーチンを抜ける。
図21は、前述のS304による、第2のトランスファトルク演算部44で実行される第2のトランスファトルク演算ルーチンを示し、まず、S801で、基本付加ヨーモーメント設定部61は、基本付加ヨーモーメントMzθを設定する。尚、この基本付加ヨーモーメントMzθの設定については、後述の図22のフローチャートで説明する。
次に、S802に進み、低速時車速感応ゲイン設定部62は、低速時車速感応ゲインKVvlを設定する。
次いで、S803に進み、車体すべり角速度演算部63は、前述の(96)式により、車体すべり角速度(dβ/dt)を演算する。
次に、S804に進み、車体すべり角速度感応ゲイン設定部64は、車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)を設定する。尚、この車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)の設定については、後述の図23のフローチャートで説明する。
次いで、S805に進み、高速時車速感応ゲイン設定部65は、高速時車速感応ゲインKVvhを設定する。
次に、S806に進み、舵角/ヨーレート感応トランスファトルク演算部66は、前述の(104)式により、付加ヨーモーメントMVzθを演算し、S807に進んで、前述の(105)式、或いは、(106)式により舵角/ヨーレート感応トランスファトルクTLSDPを演算してルーチンを抜ける。
図22は、前述のS801による、基本付加ヨーモーメント設定部61で実行される基本付加ヨーモーメント設定ルーチンを示し、まず、S901で、ヨーレート/ハンドル角ゲイン演算部73は、前述の(83)式によりヨーレート/ハンドル角ゲインGγを演算する。
次に、S902に進み、ヨーレート感応ゲイン演算部74は、前述の(84)式によりヨーレート感応ゲインKγを演算する。
次いで、S903に進み、横加速度/ハンドル角ゲイン演算部71は、前述の(81)式により、横加速度/ハンドル角ゲインGyを演算する。
次に、S904に進み、横加速度偏差感応ゲイン演算部72は、前述の(82)式により、横加速度偏差感応ゲインKyを演算する。
次いで、S905に進み、基準横加速度演算部75は、前述の(86)式により、基準横加速度(dyr/dt)を演算する。
次に、S906に進み、横加速度偏差演算部76は、前述の(94)式により、横加速度偏差(dye/dt)を演算する。
そして、S907に進んで、基本付加ヨーモーメント演算部77は、前述の(95)式により、基本付加ヨーモーメントMzθを演算して、ルーチンを抜ける。
図23は、前述のS804による、車体すべり角速度感応ゲイン設定部64で実行される車体すべり角速度感応ゲイン設定ルーチンを示し、まず、S1001で、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0を、例えば、図29に示すマップを参照して設定する。
次に、S1002に進み、前述の(97)式により、復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lを演算する。
次いで、S1003に進んで、S1002で設定した復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lが1以下か否か判定し、1以下であれば、そのままS1005に進み、1を超えているのであればS1004に進んで、復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lを1としてからS1005に進む。
S1005では、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0と復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lとを比較して、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0が復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lより小さいのであれば、S1006に進んで基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0を車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定して、ルーチンを抜ける。
逆に、基本車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)0が復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)L以上である場合は、復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)Lを車体すべり角速度感応ゲインKV(dβ/dt)として設定して、ルーチンを抜ける。
図24は、前述のS305による、第3のトランスファトルク演算部45で実行される第3のトランスファトルク演算ルーチンを示し、まず、S1101で、横すべり防止制御部30とABS31の少なくとも一方が作動するとクリア(TCF=0)されるタックイン防止制御許可フラグTCFがセット(TCF=1)されているか否か判定する。
S1101の判定の結果、TCF=1(すなわち、横すべり防止制御部30とABS31とが作動していない場合)は、S1102に進み、実横加速度の絶対値|(dy/dt)|が設定値(dy/dt)Doffより大きい(|(dy/dt)|>(dy/dt)Doff)か否か判定し、|(dy/dt)|>(dy/dt)Doffの場合はS1103に進んで、車速Vが設定値VDoffより大きい(V>VDoff)か否か判定して、V>VDoffの場合はS1104に進む。
そして、S1104では、トラクション制御部20によるトルクダウン量であるオーバートルクToverが、設定値Tovercより大きい(Tover>Toverc)か否か判定し、Tover>Tovercであれば、タックイン防止制御を行うべくS1107へと進む。
また、オーバートルクToverが、Tover≦Tovercの場合は、S1105へと進み、前回のアクセル開度θACCn-1と今回のアクセル開度θACCとの差がΔθACC(例えば「0」)よりも大きく(θACCn-1−θACC>ΔθACC)、アクセル開度が大きく閉じられたか否か判定され、θACCn-1−θACC>ΔθACCであればS1106に進み、今回のアクセル開度θACCが予め設定した値θACCk(予め実験、演算等により設定した値:例えば「0」)より小さい(θACC<θACCk)か否か判定される。
そして、θACC<θACCkであれば、タックイン防止制御を行うべくS1107へと進む。
S1104、或いは、S1106からS1107へと進むと、前述の(107)式により、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1が演算され、S1108に進んで、前述の(108)式により、第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2が演算される。
そして、S1109に進み、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1と第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2とを比較する。
この比較の結果、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1が第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2よりも小さい(TLSDD1<TLSDD2)場合はS1110に進み、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1を付加するトランスファトルクTLSDDとして設定する。また、第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1が第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2以上(TLSDD1≧TLSDD2)の場合はS1111に進み、第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2を付加するトランスファトルクTLSDDとして設定する。
すなわち、付加するトランスファトルクの値の小さい方の値(前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させる方向のより大きい方の値)をタックイン防止制御におけるトランスファトルクTLSDDとして設定するのである。
そして、S1112に進み、設定されたトランスファトルクTLSDDをトランスファトルク演算部46に出力してプログラムを抜ける。
一方、上述のS1101で、TCF=0(すなわち、横すべり防止制御部30とABS31の少なくとも一方が作動している場合)と判定された場合、或いは、S1102で|(dy/dt)|≦(dy/dt)Doffと判定された場合、或いは、S1103でV≦VDoffと判定された場合、或いは、S1105でθACCn-1−θACC≦ΔθACCと判定された場合、或いは、S1106でθACC≧θACCkと判定された場合は、タックイン防止制御を実行しない、或いは、実行中の場合は解除すべくS1113に進み、トランスファトルクTLSDDを「0」に設定してS1112に進み、設定されたトランスファトルクTLSDDをトランスファトルク演算部46に出力してプログラムを抜ける。
このように、本実施の形態においては、第3のトランスファトルク演算部45からのタックイン防止トランスファトルクTLSDDにより、フィードフォワード制御によってタックイン現象を有効に防止できるようになっている。
また、実横加速度の絶対値|(dy/dt)|が設定値(dy/dt)Doffより大きく、且つ、車速Vが設定値VDoffより大きい場合において、アクセル開度が大きく閉じられて今回のアクセル開度が小さくなった場合のみならず、トラクション制御部20によるトルクダウン量であるオーバートルクToverが設定値Toverc(予め実験、演算等により設定した値)より大きい場合においても、タックイン防止制御を実行するようになっているので、たとえトラクション制御によりスロットル弁が閉側に制御されることがあっても、タックイン現象を的確に防止して違和感を与えることなく自然な制御を行うことが可能となる。
更に、タックイン防止制御介入時に設定されるタックイン防止トランスファトルクTLSDDは、実横加速度(dy/dt)と車速Vに応じて設定される第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1と、この第1のタックイン防止トランスファトルクTLSDD1とオーバートルクToverに応じて設定される第2のタックイン防止トランスファトルクTLSDD2とを比較し、付加するトランスファトルクの値の小さい方の値(前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させる方向のより大きい方の値)をタックイン防止制御におけるトランスファトルクTLSDDとして設定するので、スピン傾向を確実に防止し、安定性を重視した制御となっている。
また、横すべり防止制御部30とABS31の少なくとも一方が作動している場合には、タックイン防止制御が禁止されるので、これらの制御との不要な干渉を避けることが可能となっている。
尚、本実施の形態では、センタデファレンシャルの無いFFベースの4輪駆動車を例に説明したが、本発明は、他の形式の4輪駆動車についても同様に適用可能である。例えば、前輪偏重のセンタデファレンシャル付きの4輪駆動車においては、トランスファクラッチの締結力を、タックイン防止制御の際には低下させ、前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させて横力を増加させ、タックイン減少を防止する。また、後輪偏重のセンタデファレンシャル付きの4輪駆動車においては、トランスファクラッチの締結力を、タックイン防止制御の際には増加させ、前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させて横力を増加させ、タックイン減少を防止する。更に、センタデファレンシャルの無いFRベースの4輪駆動車においては、トランスファクラッチの締結力を、タックイン防止制御の際には増加させ、前軸側の制動力を増大させ後軸側の制動力を減少させて横力を増加させ、タックイン減少を防止する。
また、本実施の形態では、タックイン防止制御を前後駆動力配分制御装置に対して適用した例を示したが、他の車両挙動制御装置、例えば、特開2000−52953号公報に開示されるようなブレーキ制御により車両挙動を制御する技術、特開2003−159966号公報に開示されるような操舵制御により車両挙動を制御する技術、或いは、特開2006−273102号公報に開示されるようなエンジン制御により車両挙動を制御する技術に対して、本発明のタックイン防止制御が適用できることは云うまでもない。
車両全体の駆動系の概略構成を示す説明図 トラクション制御部の構成を示す機能ブロック図 トラクション制御プログラムのフローチャート 図3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 駆動力配分制御部の機能ブロック図 第1のトランスファトルク演算部の機能ブロック図 第2のトランスファトルク演算部の機能ブロック図 基本付加ヨーモーメント設定部の機能ブロック図 第3のトランスファトルク演算部の機能ブロック図 駆動力配分制御プログラムのフローチャート 第1のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート エンジントルク演算ルーチンのフローチャート 第1の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンのフローチャート 第2の入力トルク感応トランスファトルク演算ルーチンのフローチャート 第2のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート 基本付加ヨーモーメント設定ルーチンのフローチャート 車体すべり角速度感応ゲイン設定ルーチンのフローチャート 第3のトランスファトルク演算ルーチンのフローチャート 入力トルク感応トランスファトルクの特性図 実横加速度に対する基準横加速度を飽和させる疑似横加速度の特性説明図 横加速度/ハンドル角ゲインとハンドル角を乗算した値に対する基準横加速度の特性説明図 車速に対する低速時車速感応ゲインの特性説明図 車体すべり角速度に対する基本車体すべり角速度感応ゲインの特性説明図 復帰勾配制限付き車体すべり角速度感応ゲインによる制限の説明図 設定される車体すべり角速度感応ゲインの一例を示すタイムチャート 車速と実横加速度に対する高速時車速感応ゲインの特性説明図
符号の説明
1 エンジン
3 トランスファ
14fl,14fr,14rl,14rr 車輪
15 トランスファクラッチ
20 トラクション制御部(トラクション制御手段)
21fl,21fr,21rl,21rr 車輪速センサ
22 ハンドル角センサ
23 横加速度センサ
24 ヨーレートセンサ
25 アクセル開度センサ
26 エンジン回転数センサ
27 スロットル開度センサ
28 トランスミッション制御部
29 路面μ推定装置
30 横すべり防止制御部(横すべり防止制御手段)
31 ABS(アンチロックブレーキ制御手段)
32 エンジン制御部
40 駆動力配分制御部
41 トランスファクラッチ駆動部
43 第1のトランスファトルク演算部
44 第2のトランスファトルク演算部
45 第3のトランスファトルク演算部(タックイン防止制御手段)
46 トランスファトルク演算部
81 タックイン防止制御条件判定部
82 タックイン防止トランスファトルク演算部

Claims (5)

  1. 車両の運転状態から算出した駆動力のオーバートルク量を低減することで駆動輪のスリップを防止するトラクション制御手段と、車両が旋回状態でアクセル開度が所定値以下の場合にタックイン防止制御を実行するタックイン防止制御手段とを備えた車両のタックイン防止制御装置において、
    上記タックイン防止制御手段は、
    アクセル開度に関係なく、車両が旋回状態で、且つ、上記トラクション制御が作動した場合にもタックイン防止制御を実行することを特徴とする車両のタックイン防止制御装置。
  2. 上記タックイン防止制御手段は、トラクション制御が作動し、且つ、オーバートルク量が予め設定した値より大きい場合にタックイン防止制御を実行することを特徴とする請求項1記載の車両のタックイン防止制御装置。
  3. 上記タックイン防止制御手段は、前軸側と後軸側への制駆動力を可変制御自在なトランスファクラッチを有し、
    上記タックイン防止制御の実行時は上記トランスファクラッチの締結力を非実行時より後輪側の制動力が減少する方向に作動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両のタックイン防止制御装置。
  4. 上記タックイン防止制御手段は、上記トラクション制御が作動した場合、タックイン防止制御における上記トランスファクラッチの締結力を、上記旋回状態と車速に応じて設定する第1の締結力と、該第1の締結力と上記オーバートルク量に応じて設定する第2の締結力とを比較して、後軸側の制動力をより減少させる値を設定することを特徴とする請求項3記載の車両のタックイン防止制御装置。
  5. 車両の運転状態に応じて車輪を選択し、該選択した車輪に制動力を付与して車両にヨーモーメントを発生させることで車両の横すべりの挙動を防止する横すべり防止制御手段と、制動時における制動力を制御して車輪のロック状態の発生を防止するアンチロックブレーキ制御手段の少なくとも一方を有し、
    上記タックイン防止制御手段は、上記トラクション制御が作動した場合であっても、上記横すべり防止制御手段と上記アンチロックブレーキ制御手段の少なくとも一方が作動した場合には、上記タックイン防止制御を禁止することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両のタックイン防止制御装置。
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