JP6787060B2

JP6787060B2 - 駆動力制御装置及び車両の制御方法

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Publication number: JP6787060B2
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Inventors: 剛永山; 児玉　明; 明児玉
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Description

本発明は、車両の左右輪に駆動源の駆動力を配分比可変に配分することが可能な駆動力制御装置、及び車両の制御方法に関する。

従来、車両の左右輪に駆動力を伝達する駆動力伝達装置を制御する制御装置として、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１に記載の駆動力制御装置は、ステアリングホイールの操舵角等に基づいて車両の旋回半径を推定する旋回半径推定手段と、推定した旋回半径に応じて目標スリップ角を演算する目標スリップ角演算手段と、目標スリップ角及び車速に基づいて左右輪のそれぞれの目標回転速度を演算する目標回転速度演算手段と、左右輪の実回転速度が目標回転速度に近づくように左右輪に伝達される駆動力を制御する駆動力制御手段とを備える。

特開２０１４−４０８５２号公報

特許文献１に記載の駆動力制御装置によれば、旋回時の車両の挙動を安定化することができるが、例えば高速での旋回時にステアリングホイールが大きく操舵された場合のように、操舵角が走行状態の安定性を保ちながら旋回することができる角度よりも大きくなると、車両の挙動を安定化させる効果を必ずしも十分に発揮できないおそれがある。

そこで、本発明は、操舵角に応じた目標回転速度に実回転速度が近づくように左右輪に伝達される駆動力を制御する場合に比較して、車両の挙動をより安定化させることが可能な駆動力制御装置、及び車両の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、車両の左右輪に駆動源の駆動力を配分比可変に配分することが可能な駆動力配分装置を制御する駆動力制御装置であって、操舵角に応じて定まる車両の旋回半径である操舵角対応旋回半径を演算する第１の旋回半径演算手段と、車速に応じて走行状態の安定性を保ちながら旋回することが可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径を演算する第２の旋回半径演算手段と、前記操舵角対応旋回半径が前記限界旋回半径よりも大きい場合に前記操舵角対応旋回半径を目標旋回半径として設定し、前記操舵角対応旋回半径が前記限界旋回半径よりも小さい場合に前記限界旋回半径を目標旋回半径として設定する目標旋回半径設定手段と、前記目標旋回半径設定手段で設定された前記目標旋回半径及び車速に基づいて前記左右輪のそれぞれの目標回転速度を演算する目標回転速度演算手段と、前記左右輪の実回転速度が前記目標回転速度に近づくように前記左右輪への駆動力の配分比を調整する駆動力配分比調整手段と、を備えた、駆動力制御装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、左右輪に駆動源の駆動力を配分比可変に配分することが可能な駆動力配分装置を備えた車両の制御方法であって、操舵角に応じて定まる車両の旋回半径である操舵角対応旋回半径を演算し、車速に応じて走行状態の安定性を保ちながら旋回することが可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径を演算し、前記操舵角対応旋回半径と前記限界旋回半径とのうち大きい方を目標旋回半径として設定し、前記目標旋回半径及び車速に基づいて前記左右輪のそれぞれの目標回転速度を演算し、前記左右輪の実回転速度が前記目標回転速度に近づくように前記左右輪への駆動力の配分比を調整する、車両の制御方法を提供する。

本発明に係る駆動力制御装置及び車両の制御方法によれば、操舵角に応じた目標回転速度に実回転速度が近づくように左右輪に伝達される駆動力を制御する場合に比較して、車両の挙動をより安定化させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略構成図。駆動力配分装置の構成例を示す断面図である。駆動力制御装置の制御構成の一例をブロック図の形式で示す説明図である。四輪駆動車がカーブを走行しているときの目標スリップ角を示す説明図。第２の実施の形態に係る駆動力配分装置の構成を示す断面図である。駆動力配分装置の構成を示す概略構成図である。複数のプラネタリギヤを保持するプラネタリキャリヤを示す斜視図。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。図１に示すように、四輪駆動車１００は、車体１０１と、走行用のトルクを発生する駆動源としてのエンジン１０２と、トランスミッション１０３と、エンジン１０２の駆動力が常時伝達される左右一対の主駆動輪としての左右前輪１０４ａ，１０４ｂ（前輪側の左右輪）と、走行状態に応じてエンジン１０２の駆動力が断続可能に伝達される左右一対の補助駆動輪としての左右後輪１０５ａ，１０５ｂ（後輪側の左右輪）とを備えている。

また、四輪駆動車１００は、駆動力伝達系として、フロントディファレンシャル１０６と、プロペラシャフト１０７と、駆動力配分装置１とを備えている。左右前輪１０４ａ，１０４ｂには、フロントディファレンシャル１０６及び一対のドライブシャフト１０６ａ，１０６ｂを介して、トランスミッション１０３によって変速されたエンジン１０２の駆動力が常時伝達される。左右前輪１０４ａ，１０４ｂは、運転者によるステアリングホイール１０９の操作によって転舵される。

左右後輪１０５ａ，１０５ｂには、プロペラシャフト１０７、駆動力配分装置１、及び一対のドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂを介して、トランスミッション１０３によって変速されたエンジン１０２の駆動力が伝達される。駆動力配分装置１は、左後輪１０５ａ及び右後輪１０５ｂにエンジン１０２の駆動力を配分比可変に配分することが可能である。駆動力配分装置１の構成については後述する。

またさらに、四輪駆動車１００は、駆動力配分装置１を制御する駆動力制御装置１０を備えている。駆動力制御装置１０は、左後輪１０５ａ及び右後輪１０５ｂに伝達される駆動力をそれぞれ独立して調節可能である。駆動力制御装置１０は、第１の旋回半径演算手段１１と、第２の旋回半径演算手段１２と、目標旋回半径設定手段１３と、目標回転速度演算手段１４と、駆動力配分比調整手段１５と、路面摩擦係数推定手段１６とを有している。駆動力制御装置１０の詳細については後述する。

駆動力制御装置１０には、左右前輪１０４ａ，１０４ｂ及び左右後輪１０５ａ，１０５ｂの回転速度を検出するための回転速センサ１１１〜１１４が接続されている。回転速センサ１１１〜１１４は、例えば左右前輪１０４ａ，１０４ｂ及び左右後輪１０５ａ，１０５ｂと共に回転する複数の磁極を有する磁気リングに対向配置されたホールＩＣからなり、回転速度に応じた周期でパルス信号を出力する。これにより、駆動力制御装置１０は、左右前輪１０４ａ，１０４ｂ及び左右後輪１０５ａ，１０５ｂの回転速度を検出可能である。

また、駆動力制御装置１０には、ステアリングホイール１０９の中立位置からの回転角度（操舵角）を検出する操舵角センサ１１５が接続されている。これにより、駆動力制御装置１０は、ステアリングホイール１０９の操舵角を検出可能である。

またさらに、駆動力制御装置１０には、アクセルペダル１１０の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ１１６が接続されている。これにより、駆動力制御装置１０は、アクセルペダル１１０の踏み込み量に応じたアクセル開度を検出可能である。

（駆動力配分装置１の構成）
図２は、駆動力配分装置１の構成例を示す断面図である。

駆動力配分装置１は、内部に第１乃至第３の収容空間２０ａ〜２０ｃを有するケース部材２０と、ケース部材２０の第１の収容空間２０ａに収容された入力回転部材３と、第１の収容空間２０ａを挟む第２及び第３の収容空間２０ｂ，２０ｃにそれぞれ収容された一対のトルクカップリング４とを備えている。

なお、第２の収容空間２０ｂに収容されたトルクカップリング４と、第３の収容空間２０ｃに収容されたトルクカップリング４とは、共通の構成を有しているが、以下の説明においてこれらを区別する必要がある場合には、第２の収容空間２０ｂに収容されたトルクカップリング４を第１のトルクカップリング４Ａとし、第３の収容空間２０ｃに収容されたトルクカップリング４を第２のトルクカップリング４Ｂとして説明する。

ケース部材２０は、第１の収容空間２０ａと第２の収容空間２０ｂとの間、及び第１の収容空間２０ａと第３の収容空間２０ｃとの間が一対の隔壁２１によって区画されている。一対の隔壁２１には、第１の収容空間２０ａと第２及び第３の収容空間２０ｂ，２０ｃとを連通させる貫通孔２１ａが形成されている。

入力回転部材３は、ケース部材２０に回転可能に支持された第１部材３１と、環状のリングギヤからなる第２部材３２とを有し、第１部材３１と第２部材３２とが複数のボルト３３によって結合されている。第１部材３１は、中心部に貫通孔３１ａが形成された円筒状の筒部３１１と、筒部３１１の外周面から外方に突出して形成されたフランジ部３１２とを一体に有している。第２部材３２は、フランジ部３１２の先端部に固定され、ケース部材２０の第１の開口２００ａを挿通するプロペラシャフト１０７の一端に形成されたギヤ部１０７ａに噛み合っている。第１部材３１は、貫通孔２１ａの内面との間に配置された一対の軸受２２によって回転可能に支持されている。

トルクカップリング４は、多板クラッチ４１，電磁クラッチ４２，カム機構４３、インナシャフト４４、及びこれらを収容するハウジング４０を有している。

ハウジング４０は、互いに相対回転不能に結合された第１ハウジング部材４０１と第２ハウジング部材４０２とからなる。第１ハウジング部材４０１は有底円筒状であり、第２ハウジング部材４０２は、第１ハウジング部材４０１の開口側端部を塞ぐように配置されている。

多板クラッチ４１は、ハウジング４０の第１ハウジング部材４０１と円筒状のインナシャフト４４との間に配置され、インナシャフト４４の外周面に相対回転不能にスプライン係合するインナクラッチプレート４１１と、第１ハウジング部材４０１の内周面に相対回転不能にスプライン係合するアウタクラッチプレート４１２とからなる。

電磁クラッチ４２は、環状のコイル４２１及びアーマチャカム４２２を有し、ハウジング４０の回転軸線上に配置されている。電磁クラッチ４２は、コイル４２１による電磁力の発生によってアーマチャカム４２２をコイル４２１側に移動させ、第２ハウジング部材４０２にアーマチャカム４２２を摩擦摺動させるように構成されている。

カム機構４３は、アーマチャカム４２２にハウジング４０の回転軸線に沿って並列するメインカム４３１、及びこのメインカム４３１とアーマチャカム４２２との間に介在する球状のカムフォロア４３２を有している。カムフォロア４３２は、アーマチャカム４２２及びメインカム４３１のそれぞれに周方向に延びるように形成されたカム溝を転動可能であり、それぞれのカム溝は周方向の位置に応じて軸方向の深さが徐々に変化している。そして、カム機構４３は、コイル４２１への通電によってアーマチャカム４２２がハウジング４０からの回転力を受け、多板クラッチ４１のクラッチ力となる押圧力に変換するように構成されている。

コイル４２１への通電量が多くなるとアーマチャカム４２２と第２ハウジング部材４０２との摩擦力が増大し、メインカム４３１がより強く多板クラッチ４１を押圧する。すなわち、トルクカップリング４は、コイル４２１への通電量に応じて多板クラッチ４１の押圧力を可変に制御することができ、ひいてはハウジング４０とインナシャフト４４との間のトルク伝達量を調節可能である。

第１のトルクカップリング４Ａにおけるインナシャフト４４には、ケース部材２０の第２の開口２００ｂを挿通した左後輪側ドライブシャフト１０８ａの一端が、スプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。また、第２のトルクカップリング４Ｂにおけるインナシャフト４４には、ケース部材２０の第３の開口２００ｃを挿通した右後輪側ドライブシャフト１０８ｂの一端が、スプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。第１のトルクカップリング４Ａの多板クラッチ４１は、左後輪１０５ａに駆動力を伝達する本発明の「左側クラッチ」の一態様であり、第２のトルクカップリング４Ｂの多板クラッチ４１は、右後輪１０５ｂに駆動力を伝達する本発明の「右側クラッチ」の一態様である。

第１のトルクカップリング４Ａ及び第２のトルクカップリング４Ｂのハウジング４０と、入力回転部材３の第１部材３１における筒部３１１とは、一対の連結部材２３によって相対回転不能に連結されている。連結部材２３は、円柱状のボス部２３１と、円板状のフランジ部２３２とを一体に有している。ボス部２３１は、第１部材３１の貫通孔３１ａの内面に相対回転不能にスプライン嵌合し、フランジ部２３２は、ハウジング４０に相対回転不能にスプライン嵌合している。ボス部２３１は、隔壁２１の貫通孔２１ａを挿通している。

トルクカップリング４のコイル４２１には、駆動力制御装置１０から励磁電流が供給される。駆動力制御装置１０は、第１のトルクカップリング４Ａのコイル４２１に供給する電流を増減することにより、入力回転部材３から左後輪１０５ａに伝達される駆動力を制御することが可能である。また、駆動力制御装置１０は、第２のトルクカップリング４Ｂのコイル４２１に供給する電流を増減することにより、入力回転部材３から右後輪１０５ｂに伝達される駆動力を制御することが可能である。

（駆動力制御装置１０の制御内容）
駆動力制御装置１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶素子とを備え、ＣＰＵが記憶素子に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行することにより、第１の旋回半径演算手段１１、第２の旋回半径演算手段１２、目標旋回半径設定手段１３、目標回転速度演算手段１４、駆動力配分比調整手段１５、及び路面摩擦係数推定手段１６として機能する。

図３は、駆動力制御装置１０の制御構成の一例をブロック図の形式で示す説明図である。第１の旋回半径演算手段１１は、操舵角センサ１１５によって検出された操舵角に応じて定まる車両の旋回半径である操舵角対応旋回半径を演算する。本実施の形態では、操舵角及び回転速センサ１１１〜１１４の出力信号により求められる車速に基づいて操舵角対応旋回半径を演算する。この操舵角対応旋回半径は、各車輪（左右前輪１０４ａ，１０４ｂ及び左右後輪１０５ａ，１０５ｂ）に空転（スリップ）が発生していないとき、操舵角センサ１１５によって検出された操舵角で四輪駆動車１００が走行する場合の旋回半径である。

第２の旋回半径演算手段１２は、車速に応じて走行状態の安定性を保ちながら旋回することが可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径を演算する。ここで、「走行状態の安定性を保ちながら旋回する」とは、例えばカウンターステアを必要とする程のオーバーステアを発生させることなく、各車輪が路面をグリップした状態を維持して旋回することをいう。本実施の形態では、後述する路面摩擦係数推定手段１６によって推定された路面の摩擦係数を考慮して限界旋回半径を演算する。限界旋回半径は、路面摩擦係数推定手段１６により演算される路面摩擦係数の推定値が小さいほど大きくなる。

目標旋回半径設定手段１３は、第１の旋回半径演算手段１１により演算された操舵角対応旋回半径が、第２の旋回半径演算手段１２により演算された限界旋回半径よりも大きい場合に操舵角対応旋回半径を目標旋回半径として設定し、操舵角対応旋回半径が限界旋回半径よりも小さい場合には限界旋回半径を目標旋回半径して設定する。換言すれば、目標旋回半径設定手段１３は、操舵角対応旋回半径と限界旋回半径のうち、何れか大きい方を目標旋回半径とする。

目標回転速度演算手段１４は、目標旋回半径設定手段１３で設定された目標旋回半径及び車速に基づいて、左右後輪１０５ａ，１０５ｂのそれぞれの目標回転速度を演算する。この目標回転速度は、四輪駆動車１００が回転速センサ１１１〜１１４の出力信号により求められる車速で目標旋回半径の旋回路を走行状態の安定性を保って走行する場合の左後輪１０５ａ及び右後輪１０５ｂの回転速度である。本実施の形態では、アクセル開度及び車速から目標スリップ角を求め、この目標スリップ角に基づいて目標回転速度を演算する。

図４は、四輪駆動車１００が旋回半径Ｒのカーブを走行しているときの目標スリップ角αを示す説明図である。この目標スリップ角αは、旋回中心点Ｃと四輪駆動車１００の重心点Ｇを結ぶ線分Ｌに対して垂直な方向（図３中に矢印Ａで示す重心の移動方向）と、重心点Ｇを通って四輪駆動車１００の前後方向に延びる車両中心線ＣＬとがなす角度である。目標回転速度演算手段１４は、例えば記憶素子に記憶されたマップを参照して目標スリップ角αを求め、求めた目標スリップ角αを用いた演算によって目標回転速度を算出する。この場合、目標回転速度演算手段１４が参照するマップには、アクセル開度及び車速と目標スリップ角αとの関係が定義されている。

駆動力配分比調整手段１５は、回転速センサ１１３，１１４の出力信号により求められる左右後輪１０５ａ，１０５ｂの実回転速度が目標回転速度に近づくように、左右後輪１０５ａ，１０５ｂへの駆動力の配分比を調整する。より具体的には、アクセル開度センサ１１６によって検出されたアクセルペダル１１０の踏み込み量に応じた駆動力を基準とし、回転速センサ１１３の出力信号により求められる左後輪１０５ａの実際の回転速度が目標回転速度演算手段１４で設定された目標回転速度よりも遅ければ第１のトルクカップリング４Ａの多板クラッチ４１を介して左後輪１０５ａに伝達される駆動力を大きくし、左後輪１０５ａの実際の回転速度が目標回転速度よりも速ければ左後輪１０５ａに伝達される駆動力を小さくする。右後輪１０５ｂについても同様に、第２のトルクカップリング４Ｂの多板クラッチ４１を介して伝達される駆動力を調節する。

路面摩擦係数推定手段１６は、例えば外気温や操舵時のタイヤ反力もしくはワイパーの作動頻度、あるいは路面を撮像した画像によって把握される路面状態などに基づいて、路面の摩擦係数を推定する。

駆動力制御装置１０は、第１の旋回半径演算手段１１、第２の旋回半径演算手段１２、目標旋回半径設定手段１３、目標回転速度演算手段１４、駆動力配分比調整手段１５、及び路面摩擦係数推定手段１６の各処理を、例えば５ｍｓの制御周期ごとに繰り返し実行する。すなわち、駆動力制御装置１０は、所定の制御周期ごとに、操舵角対応旋回半径及び限界旋回半径を演算し、操舵角対応旋回半径と限界旋回半径のうち大きい方を目標旋回半径として設定し、目標旋回半径及び車速に基づいて左右後輪１０５ａ，１０５ｂのそれぞれの目標回転速度を演算し、左右後輪１０５ａ，１０５ｂの実回転速度が目標回転速度に近づくように左右後輪１０５ａ，１０５ｂへの駆動力の配分比を調整する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、ステアリングホイール１０９が限界旋回半径に対応する操舵角よりも大きく操舵された場合には、限界旋回半径に設定された目標旋回半径及び車速に基づいて左右後輪１０５ａ，１０５ｂのそれぞれの目標回転速度が演算され、左右後輪１０５ａ，１０５ｂの実回転速度が演算された目標回転速度に近づくように左右後輪１０５ａ，１０５ｂへの駆動力が調節される。これにより、過度なオーバーステア状態になることが抑制され、四輪駆動車１００の挙動を安定化させることが可能となる。

また、本実施の形態では、路面摩擦係数推定手段１６によって推定された路面の摩擦係数を考慮して限界旋回半径を演算するので、限界旋回半径をより高精度に演算することができ、例えば必要以上に限界旋回半径を大きくしてしまうことを防ぐことができる。

また、本実施の形態では、目標スリップ角に基づいて左右後輪１０５ａ，１０５ｂの目標回転速度を演算するので、目標回転速度を正確に演算することができる。

またさらに、本実施の形態では、第１及び第２のトルクカップリング４Ａ，４Ｂのそれぞれの多板クラッチ４１を介して左後輪１０５ａ及び右後輪１０５ｂに駆動力が伝達されるので、左右後輪１０５ａ，１０５ｂへの駆動力の配分比を容易かつ確実に調整することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５乃至図７を参照して説明する。第２の実施の形態は、左右後輪１０５ａ，１０５ｂに駆動力を配分する駆動力配分装置１Ａの構成が第１の実施の形態に係る駆動力配分装置１とは異なる。以下、第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。

図５は、第２の実施の形態に係る駆動力配分装置１Ａの構成を示す断面図である。図６は、駆動力配分装置１Ａの構成を示す概略構成図である。図７は、複数のプラネタリギヤ７１を保持するプラネタリキャリヤ７２を示す斜視図である。

この駆動力配分装置１Ａは、ケース部材５と、ケース部材５に組み込まれたモータ５０と、プロペラシャフト１０７から入力された駆動力を一対のドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂに差動を許容して配分する差動歯車機構６と、遊星歯車機構７と、変速機構８とを有して構成されている。モータ５０は、駆動力制御装置１０Ａによって制御される。

ケース部材５は、第１乃至第３部材５１〜５３を連結することにより形成されている。差動歯車機構６は、第１部材５１内に収容され、遊星歯車機構７及び変速機構８は、第３部材５３内に収容されている。第２部材５２は、第１部材５１と第３部材５３との間に配置されている。

差動歯車機構６は、プロペラシャフト１０７のギヤ部１０７ａに噛み合うリングギヤ６１と、リングギヤ６１と一体に回転するデフケース６２とを有している。デフケース６２は、一対のドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂと同軸上で軸受５４，５５により回転自在に支持され、その内周面にインターナルギヤ６２１ａが形成された有底円筒状の本体部６２１と、本体部６２１の開口側に配置された蓋部６２２とを結合して構成されている。

ドライブシャフト１０８ａには、デフケース６２内に配置されたサンギヤ６３が一体回転するように連結されている。サンギヤ６３とデフケース６２の本体部６２１の内周面との間には、複数のプラネタリギヤ対６４が配置されている。各プラネタリギヤ対６４は、インターナルギヤ６２１ａに噛み合わされた第１プラネタリギヤ６４１と、サンギヤ６３に噛み合わされた第２プラネタリギヤ６４２とからなる。第１プラネタリギヤ６４１及び第２プラネタリギヤ６４２は、互いに噛み合わされた状態で、プラネタリキャリヤ６５によりそれぞれ自転可能且つ公転可能に保持されている。そして、プラネタリキャリヤ６５は、デフケース６２内でドライブシャフト１０８ｂと相対回転不能に連結されている。

プロペラシャフト１０７から入力される駆動力は、リングギヤ６１からデフケース６２へと伝達される。そして、デフケース６２に複数のプラネタリギヤ対６４を介して連結されたサンギヤ６３及びプラネタリキャリヤ６５が回転することにより、入力された駆動力がドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂへと伝達される。また、車両旋回時等、左右後輪１０５ａ，１０５ｂに回転差が生じた場合には、第１プラネタリギヤ６４１及び第２プラネタリギヤ６４２が、自転しつつサンギヤ６３の周りを公転する。これにより、差動歯車機構６は、プロペラシャフト１０７から入力された駆動力を一対のドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂに差動を許容して配分する。

図６に示すように、ドライブシャフト１０８ａとドライブシャフト１０８ｂとの間には、これらドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂの間に回転差を発生させることが可能な遊星歯車機構７、及び遊星歯車機構７に隣接して配置された変速機構８が設けられている。遊星歯車機構７及び変速機構８は、左後輪１０５ａと右後輪１０５ｂとの差動回転速度を可変とする本発明の歯車機構の一態様である。

遊星歯車機構７は、中空状に形成されたモータ５０と駆動連結され、モータ５０が出力するモータトルクに基づいてドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂ間に回転差を生じさせる。また、遊星歯車機構７は、ピッチ円径の異なる第１ピニオン７１１及び第２ピニオン７１２を相対回転不能に連結してなる複数（４つ）のプラネタリギヤ７１と、これらのプラネタリギヤ７１を公転可能かつ自転可能に支持するプラネタリキャリヤ７２とを備えている。プラネタリギヤ７１は、第２ピニオン７１２のピッチ円径が、第１ピニオン７１１のピッチ円径よりも僅かに大きく形成されている。

図７に示すように、プラネタリキャリヤ７２は、円筒状の外周壁７２１と、外周壁７２１の両端部の一部を閉塞して対向する一対の蓋部７２２とを有している。外周壁７２１の外周面には、プラネタリギヤ７１の数に対応する複数の開口部７２０が形成されている。そして、各プラネタリギヤ７１は、第１ピニオン７１１及び第２ピニオン７１２の各歯部７１１ａ，７１２ａを開口部７２０から外方に突出させた状態で、プラネタリキャリヤ７２内に回転自在に収容されている。なお、このようなプラネタリギヤ７１のギヤの支持構造は、後述する変速機構８側のプラネタリギヤ８１についても同様であるため、括弧内に変速機構８に対応する符号を付し、変速機構８の構成についての詳細な説明を省略する。

プラネタリキャリヤ７２の蓋部７２２には、各開口部７２０に対応する位置において、互いに対向するように形成された支持穴７２２ａが形成されている。各プラネタリギヤ７１は、その軸線方向に沿って延びる軸部がこれら支持穴７２２ａ内に差し込まれることにより、プラネタリキャリヤ７２に対して回転自在に支持されている。

プラネタリキャリヤ７２の蓋部７２２の中心部には、その軸線方向に沿ってドライブシャフト１０８ａの挿通が可能な挿通孔７２２ｂが形成されている。そして、プラネタリキャリヤ７２は、これら挿通孔７２２ｂにドライブシャフト１０８ａが挿通され、ドライブシャフト１０８ａにより回転自在に支持されている。

プラネタリキャリヤ７２の上記各開口部７２０を介して外部に突出された各第１ピニオン７１１及び第２ピニオン７１２には、それぞれ第１リングギヤ９１及び第２リングギヤ９２が噛み合わされている。そして、第２ピニオン７１２に噛み合わされた第２リングギヤ９２は、差動歯車機構６を構成するプラネタリキャリヤ６５に対して相対回転不能に連結されている。

第２リングギヤ９２は、ドライブシャフト１０８ａが挿通される筒状部９２１を有し、この筒状部９２１が玉軸受５６及びニードル軸受５７によって回転可能に支持されている。そして、第２リングギヤ９２は、筒状部９２１の先端が差動歯車機構６のプラネタリキャリヤ６５にスプライン嵌合されることにより、プラネタリキャリヤ６５を介して、ドライブシャフト１０８ｂと連結されている。

プラネタリキャリヤ７２の外周壁７２１には、径方向外側に延びるフランジ部７２３が設けられており、フランジ部７２３の外周には、外歯７２３ａが形成されている。このフランジ部７２３は、モータ５０に連結されている。

モータ５０は、例えばブラシレスモータからなり、遊星歯車機構７の径方向外側に同軸配置され、駆動力制御装置１０Ａからのモータ電流の供給によって回転する。駆動力制御装置１０Ａは、図示しないバッテリーを電力供給源とし、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によるスイッチングによってモータ電流を調整する。また、プラネタリキャリヤ７２は、その外周壁７２１に設けられたフランジ部７２３がモータ５０の回転子の内周にスプライン嵌合されることにより、モータ５０と連結されている。

また、駆動力配分装置１Ａは、遊星歯車機構７に設定された変速比を補正するための変速機構８を備えている。そして、プラネタリギヤ７１の第１ピニオン７１１に噛み合わされた第１リングギヤ９１は、この変速機構８を介してドライブシャフト１０８ａ側に連結されている。すなわち、遊星歯車機構７には、プラネタリギヤ７１の第１ピニオン７１１と第２ピニオン７１２とのピッチ円径差による所定のギヤ比が存在することから、変速機構８を有しない場合には、走行時にドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂ間に差動が発生していなくてもプラネタリキャリヤ７２が回転することになり、モータ５０等に負荷がかかる。

このため、本実施の形態では、遊星歯車機構７の第１リングギヤ９１とドライブシャフト１０８ａとの間に、遊星歯車機構７に設定された変速比を相殺する変速機構８が介在している。これにより、ドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂ間に差動が発生していない場合には、走行中であっても、モータ５０が回転しないように構成されている。すなわち、モータ５０は、ドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂの差動回転速度に対応する速度で回転する。モータ５０が出力するモータトルクは、左右後輪１０５ａ，１０５ｂのうち一方の車輪を加速し、他方の車輪を減速するように作用する。これにより、左右後輪１０５ａ，１０５ｂへの駆動力の配分比が調整される。

より具体的には、変速機構８は、プラネタリギヤ７１を構成する第１ピニオン７１１と同一のピッチ円径を有する第３ピニオン８１１、及び第２ピニオン７１２と同一のピッチ円径を有する第４ピニオン８１２を相対回転不能に連結してなる複数（４つ）のプラネタリギヤ８１を有し、これらの各プラネタリギヤ８１は、プラネタリキャリヤ８２により公転可能且つ自転可能に支えられている。このプラネタリキャリヤ８２は、その軸心に形成された挿通孔８２２ｂに挿通されたドライブシャフト１０８ａに回転自在に支持されている。

プラネタリキャリヤ８２の開口部８２０から外部に突出された各第３ピニオン８１１及び第４ピニオン８１２には、それぞれ第１リングギヤ９１と同一の構成を有する第３リングギヤ９３、及び第２リングギヤ９２と同一の構成を有する第４リングギヤ９４が噛み合わされている。第３ピニオン８１１に噛み合わされた第３リングギヤ９３は、遊星歯車機構７側の第１リングギヤ９１と相対回転不能に連結され、第４リングギヤ９４は、ドライブシャフト１０８ａと相対回転不能に連結されている。そして、各プラネタリギヤ８１を支えるプラネタリキャリヤ８２は、その外周壁８２１に設けられたフランジ部８２３（外歯８２３ａ）を連結部として、ケース部材５の第３部材５３と相対回転不能に連結されている。

第１リングギヤ９１及び第３リングギヤ９３は、筒状のスリーブ９の内周両端に同一形状の内歯を並列に配置することにより一体に形成されている。また、第４リングギヤ９４は、ドライブシャフト１０８ａが挿通される筒状部９４１を有しており、この筒状部９４１が玉軸受５８により回転自在に支持されている。そして、第４リングギヤ９４は、筒状部９４１がドライブシャフト１０８ａにスプライン嵌合されることにより、ドライブシャフト１０８ａと相対回転不能に連結されている。

以上のように構成された駆動力配分装置１Ａにおいては、ドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂ間に差動が発生していない場合には、モータ５０に連結された遊星歯車機構７のプラネタリキャリヤ７２は回転しない。一方、モータトルクによりフランジ部７２３を介してプラネタリキャリヤ７２を回転駆動することにより、ドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂ間に回転差を生じさせることができる。そして、その制御用トルクとして遊星歯車機構７に入力されるモータトルクを制御することにより、両ドライブシャフト１０８ａ，１０８ｂに配分するエンジン１０２の駆動力を配分比可変に配分することが可能となっている。

駆動力配分装置１Ａを制御する駆動力制御装置１０Ａは、第１の実施の形態に係る駆動力制御装置１０と同様に、第１の旋回半径演算手段１１と、第２の旋回半径演算手段１２と、目標旋回半径設定手段１３と、目標回転速度演算手段１４と、駆動力配分比調整手段１５と、路面摩擦係数推定手段１６とを有しているが、駆動力制御装置１０Ａの駆動力配分比調整手段１５の制御内容は、駆動力制御装置１０の駆動力配分比調整手段１５の制御内容と異なる。

具体的には、第１の実施の形態に係る駆動力制御装置１０の駆動力配分比調整手段１５は、第１及び第２のトルクカップリング４Ａ，４Ｂの多板クラッチ４１を介して左右後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達される駆動力を調節するが、本実施の形態に係る駆動力制御装置１０Ａの駆動力配分比調整手段１５は、駆動力配分装置１Ａのモータ５０に供給するモータ電流の大きさ及び向きを調整することで、目標回転速度演算手段１４で演算された目標回転速度に左右後輪１０５ａ，１０５ｂの実回転速度が近づくように、遊星歯車機構７及び変速機構８による左右後輪１０５ａ，１０５ｂの差動回転速度を調節する。

以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、ステアリングホイール１０９が限界旋回半径に対応する操舵角よりも大きく操舵された場合でも、過度なオーバーステア状態になることが抑制され、車両の挙動を安定化させることが可能となる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、駆動力制御装置１０，１０Ａが、路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段１６を有する場合について説明したが、これに限らず、駆動力制御装置１０，１０Ａが路面摩擦係数推定手段１６を有しなくてもよい。この場合、駆動力制御装置１０，１０Ａの第２の旋回半径演算手段１２は、路面の摩擦係数を予め設定された所定の定数として限界旋回半径を演算する。この所定の定数は、安全性を考慮して、乾燥した舗装路（ドライ路）の摩擦係数よりも低い、例えばウエット路の摩擦係数に相当する値（例えば０．４〜０．６）とすることが望ましい。

１，１Ａ…駆動力配分装置
１０，１０Ａ…駆動力制御装置
１００…四輪駆動車
１０２…エンジン（駆動源）
１０５ａ，１０５ｂ…左右後輪（左右輪）
１１…第１の旋回半径演算手段
１２…第２の旋回半径演算手段
１３…目標旋回半径設定手段
１４…目標回転速度演算手段
１５…駆動力配分比調整手段
１６…路面摩擦係数推定手段
４１…多板クラッチ（左側クラッチ、右側クラッチ）
６…差動歯車機構
７…遊星歯車機構（歯車機構）
８…変速機構（歯車機構）

Claims

車両の左右輪に駆動源の駆動力を配分比可変に配分することが可能な駆動力配分装置を制御する駆動力制御装置であって、
操舵角に応じて定まる車両の旋回半径である操舵角対応旋回半径を演算する第１の旋回半径演算手段と、
車速に応じて走行状態の安定性を保ちながら旋回することが可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径を演算する第２の旋回半径演算手段と、
前記操舵角対応旋回半径が前記限界旋回半径よりも大きい場合に前記操舵角対応旋回半径を目標旋回半径として設定し、前記操舵角対応旋回半径が前記限界旋回半径よりも小さい場合に前記限界旋回半径を目標旋回半径として設定する目標旋回半径設定手段と、
前記目標旋回半径設定手段で設定された前記目標旋回半径及び車速に基づいて前記左右輪のそれぞれの目標回転速度を演算する目標回転速度演算手段と、
前記左右輪の実回転速度が前記目標回転速度に近づくように前記左右輪への駆動力の配分比を調整する駆動力配分比調整手段と、を備えた、
駆動力制御装置。
路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段をさらに備え、
前記第２の旋回半径演算手段は、前記推定された路面の摩擦係数を考慮して限界旋回半径を演算する、
請求項１に記載の駆動力制御装置。
目標回転速度演算手段は、アクセル開度及び車速から求められる目標スリップ角に基づいて前記目標回転速度を演算する、
請求項１又は２に記載の駆動力制御装置。
前記駆動力配分装置は、前記左右輪のうち左側の車輪に駆動力を伝達する左側クラッチ、及び右側の車輪に駆動力を伝達する右側クラッチを有し、
前記駆動力配分比調整手段は、前記左側クラッチ及び右側クラッチによって伝達される駆動力を調節する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力制御装置。
前記駆動力配分装置は、前記左右輪のうち左側の車輪と右側の車輪との差動回転速度を可変とする歯車機構を有し、
前記駆動力配分比調整手段は、前記歯車機構による前記差動回転速度を調節する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力制御装置。
左右輪に駆動源の駆動力を配分比可変に配分することが可能な駆動力配分装置を備えた車両の制御方法であって、
操舵角に応じて定まる車両の旋回半径である操舵角対応旋回半径を演算し、
車速に応じて走行状態の安定性を保ちながら旋回することが可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径を演算し、
前記操舵角対応旋回半径と前記限界旋回半径とのうち大きい方を目標旋回半径として設定し、
前記目標旋回半径及び車速に基づいて前記左右輪のそれぞれの目標回転速度を演算し、
前記左右輪の実回転速度が前記目標回転速度に近づくように前記左右輪への駆動力の配分比を調整する、
車両の制御方法。