JP7277100B2 - 車両のドリフト走行状態実現制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、車両のドリフト走行状態実現制御方法に係り、より詳しくは、ＡＷＤ（Ａｌｌ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）機能とＬＳＤ（Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｓｌｉｐ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）機能が共に備えられた車両でのドリフト走行を可能にする車両のドリフト走行状態実現制御方法に関する。
ドリフト（ＤＲＩＦＴ）とは、車両の駆動力で駆動輪をスリップさせて車両をオーバーステア方向に誘導し、前輪のステアリング角方向を車両の旋回反対方向に操作して持続的に走行する運転状態を言う。
セダン、クーペ、スポーツカーなどの高性能車両、及び後輪駆動ベースのスポーツ性向を持つ車両は、運転の楽しさを増大させるためのドリフト走行の可否が非常に重要なマーケティングポイントになる。
しかし、どんなに高性能車両といっても、ＡＷＤ（Ａｌｌ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）駆動システムを備えると、ＡＷＤによるスリップ抑制機能によりドリフト走行が不可能になる。
セダン、クーペ、スポーツカーなどの高性能車両、及び後輪駆動ベースのスポーツ性向を持つ車両は、運転の楽しさを増大させるためのドリフト走行の可否が非常に重要なマーケティングポイントになる。
しかし、どんなに高性能車両といっても、ＡＷＤ（Ａｌｌ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）駆動システムを備えると、ＡＷＤによるスリップ抑制機能によりドリフト走行が不可能になる。
したがって、消費者は、車両を購入するときに、ドリフトが可能な面白い車であるものの、普段の走行時の車両安定性が不利なＦＲ（Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｇｉｎｅ Ｒｅａｒ Ｄｒｉｖｅ）２ＷＤ（Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）車両にするか、ドリフトは不可能であるものの、走行安定性及びトラクション性能に優れるＦＲ ＢＡＳＥ ＡＷＤ車両にするかで迷う場合がある。
一方、前記ＡＷＤは、車両の前輪と後輪間のトルク配分機能を実現するものの、左右のトルク配分は不可能である。これに対し、ＬＳＤは、左右駆動輪のトルクを配分して車両の悪路脱出を容易にし、車両の旋回時に内輪のスリップを抑制し、外輪へトルクを伝達してアンダーステア現象を抑制することにより、車両のハンドリング性能を向上させ、特に車両のドリフト走行実現の妨げにはならない。
一方、前記ＡＷＤは、車両の前輪と後輪間のトルク配分機能を実現するものの、左右のトルク配分は不可能である。これに対し、ＬＳＤは、左右駆動輪のトルクを配分して車両の悪路脱出を容易にし、車両の旋回時に内輪のスリップを抑制し、外輪へトルクを伝達してアンダーステア現象を抑制することにより、車両のハンドリング性能を向上させ、特に車両のドリフト走行実現の妨げにはならない。
本発明は、基本的に後輪がＬＳＤによって駆動され、車両の走行状況に応じて、前輪に配分される配分トルクを調節するＡＷＤ駆動システムを備えることで、通常の走行状況では走行安定性及びトラクション性能に優れながらも、運転者の選択に応じてドリフト走行を可能にして、運転の楽しみを感じる走行も可能にすることにより、究極的に車両の商品価値を大幅に向上させることができるようにした、車両のドリフト走行状態実現制御方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明に係る車両のドリフト走行状態実現制御方法は、
ドリフトモードが選択された状態で、車両が旋回走行に進入してパワーオン状態であれば、コントローラがＡＷＤの前輪配分トルクをドリフトモード以外の場合に比べて低減させるようにするスリップ誘導段階と、
車両の後輪スリップが発生すると、前記コントローラが前記前輪配分トルクに車両の横加速度によるスリップ制御トルクを追加して車両のドリフト進入を許容するスリップトルク制御段階と、
運転者によるカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラが前輪配分トルクをすべて解除して車両のドリフト状態を維持させるドリフト維持段階とを含んで構成されることを特徴とする。
ドリフトモードが選択された状態で、車両が旋回走行に進入してパワーオン状態であれば、コントローラがＡＷＤの前輪配分トルクをドリフトモード以外の場合に比べて低減させるようにするスリップ誘導段階と、
車両の後輪スリップが発生すると、前記コントローラが前記前輪配分トルクに車両の横加速度によるスリップ制御トルクを追加して車両のドリフト進入を許容するスリップトルク制御段階と、
運転者によるカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラが前輪配分トルクをすべて解除して車両のドリフト状態を維持させるドリフト維持段階とを含んで構成されることを特徴とする。
前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定できることを特徴とする。
前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定され、車両の横加速度が所定の基準横加速度を超えればスリップ制御トルクを解除するようにすることができることを特徴とする。
前記スリップ制御トルクは、後輪のスリップとスリップ変化率に応じて決定される基本スリップ制御トルクに、車両の横加速度によるゲインを乗じて決定され、
前記ゲインは、横加速度が大きいほど小さい値を持つように設定されることを特徴とする。
前記ゲインは、横加速度が大きいほど小さい値を持つように設定されることを特徴とする。
車両のヨー角加速度が所定の基準角加速度を超えると、車両のヨー角加速度を下げるためのダンピングトルクを前輪側に印加する安定化段階をさらに含んで構成されることを特徴とする。
本発明によれば、ＬＳＤとＡＷＤ駆動システムを両方とも備えることにより、通常の走行状況で優れた走行安定性及びトラクション性能を提供しながらも、運転者の選択に応じて車両がドリフト走行状態に進入できるようにし、ドリフト走行状態に進入した後でも安定したドリフト状態を維持することができるようにして、運転者に楽しい運転経験を提供することができる。
図１に示す通り、車両の後輪は、ＬＳＤに連結され、前記ＬＳＤによって左右車輪の間に差動機能が提供されるだけでなく、走行状況に応じて左右車輪間の駆動トルクが配分されるようになっており、ＡＷＤ駆動システムは、エンジンＥから変速機ＴＭを経て後輪へ提供される動力の一部を前輪側に調節して伝達することができるように備えられたトランスファーケースＴＦと、これを制御するコントローラＣＬＲとを含んで構成される。
前記コントローラＣＬＲは、前後車輪のホイール速度及び変速機の出力トルクなどといった情報の入力を受け、主な駆動輪として作用する後輪が路面との間にスリップを発生すれば、前輪に提供される前輪配分トルクを増加させてスリップを抑制するようにすることにより、車両の走行安定性及びトラクションを向上させる。
本発明は、上述したような車両に適用され、運転者の選択に応じて車両のドリフトを可能にする。
前記コントローラＣＬＲは、前後車輪のホイール速度及び変速機の出力トルクなどといった情報の入力を受け、主な駆動輪として作用する後輪が路面との間にスリップを発生すれば、前輪に提供される前輪配分トルクを増加させてスリップを抑制するようにすることにより、車両の走行安定性及びトラクションを向上させる。
本発明は、上述したような車両に適用され、運転者の選択に応じて車両のドリフトを可能にする。
図２及び図３に示す通り、本発明に係る車両のドリフト走行状態実現制御方法は、ドリフトモードが選択された状態で、車両が旋回走行に進入してパワーオン状態であれば、コントローラＣＬＲがＡＷＤの前輪配分トルクをドリフトモード以外の場合に比べて低減させるようにするスリップ誘導段階（Ｓ１０）と、車両の後輪スリップが発生すると、前記コントローラＣＬＲが前記前輪配分トルクに車両の横加速度によるスリップ制御トルクを追加して車両のドリフト進入を許容するスリップトルク制御段階（Ｓ２０）と、運転者によるカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラＣＬＲが前輪配分トルクをすべて解除して車両のドリフト状態を維持させるドリフト維持段階（Ｓ３０）とを含んで構成される。
すなわち、前記コントローラＣＬＲは、運転者がドリフトモードを選択した状態で車両が旋回走行に進入してアクセルペダルを踏んだ状況は、運転者が積極的にドリフト走行状態を形成しようとする意志のある状況であると判断し、ＡＷＤ駆動システムによって前輪に配分される前輪配分トルクを低減させることにより、通常のＡＷＤ搭載車両とは異なり、後輪のスリップを誘導して車両がドリフト状態に進入することができるようにする。
ここで、前記コントローラＣＬＲは、車両に備えられた別のスイッチなどによって、運転者がドリフトモードを選択した状況であるかを把握するようにし、ステアリング角センサーの信号とアクセルペダルセンサーの信号によって、車両が旋回中且つパワーオン状態であるか否かを判断するようにすることができる。
ここで、前記コントローラＣＬＲは、車両に備えられた別のスイッチなどによって、運転者がドリフトモードを選択した状況であるかを把握するようにし、ステアリング角センサーの信号とアクセルペダルセンサーの信号によって、車両が旋回中且つパワーオン状態であるか否かを判断するようにすることができる。
また、スリップ誘導段階（Ｓ１０）で前輪配分トルクをドリフトモード以外の場合に比べて低減させるというのは、他の走行条件、例えば道路条件や旋回半径車速などがすべて同一であり且つドリフトモードが選択されていない通常の旋回走行状況であれば、ＡＷＤ駆動システムによって車輪のスリップを防止するために前輪に提供しなければならないものと決定された前輪配分トルクに比べて低減させるという意味であって、結果的には後輪のスリップ発生を許容するレベルに前輪配分トルクを低減させる。
上記の如く前輪配分トルクを低減させた状態では、運転者がアクセルペダル踏み込み量を増加させると、後輪のスリップが容易に誘導される。
上述の如く後輪のスリップが発生すると、前記コントローラＣＬＲは、スリップトルク制御段階（Ｓ２０）を行って実質的なドリフト状態への進入を可能にする。
上記の如く前輪配分トルクを低減させた状態では、運転者がアクセルペダル踏み込み量を増加させると、後輪のスリップが容易に誘導される。
上述の如く後輪のスリップが発生すると、前記コントローラＣＬＲは、スリップトルク制御段階（Ｓ２０）を行って実質的なドリフト状態への進入を可能にする。
すなわち、前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定され、前記低減した前輪配分トルクに加わって前輪へ供給されるが、これは、車両の横加速度が比較的大きい高摩擦路では、スリップ制御トルクを前輪に殆ど提供しないようにして、結果的にはドリフト走行を可能にし、横加速度が小さい値を示す雪道や氷道などでは、たとえドリフトモードが選択された場合であっても、車両走行の安定性を確保するためにスリップ制御トルクを前輪にさらに印加して、実質的にはドリフト状態の進入を抑制するようにするのである。
結局、上述したようなスリップ制御トルク制御段階は、実質的に車両が安定した状態でドリフト状態に進入することが可能な道路条件でのみドリフト走行を可能にし、運転者の誤操作などによってドリフトモードが選択された場合であっても、道路条件が、車両の安定性の確保がより優先される状況であると判断されれば、ドリフト状態への進入を抑制して車両の走行安定性を確保するようにする。
結局、上述したようなスリップ制御トルク制御段階は、実質的に車両が安定した状態でドリフト状態に進入することが可能な道路条件でのみドリフト走行を可能にし、運転者の誤操作などによってドリフトモードが選択された場合であっても、道路条件が、車両の安定性の確保がより優先される状況であると判断されれば、ドリフト状態への進入を抑制して車両の走行安定性を確保するようにする。
したがって、前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定され、車両の横加速度が所定の基準横加速度を超えると、スリップ制御トルクを解除するようにすることもできる。よって、通常、高摩擦道路旋回走行の場合には、概して車両の横加速度が０．６Ｇ以上の値を示すので、前記基準横加速度は、例えば０．６Ｇなどの値に設定できる。
ちなみに、図２では、スリップ誘導段階（Ｓ１０）によって後輪スリップが開始すると、スリップトルク制御段階（Ｓ２０）を開始して車両の横加速度が基準横加速度以下である場合には、横加速度によるスリップ制御トルクを、スリップ誘導段階（Ｓ１０）によって決定された低減した前輪配分トルクに加えてトランスファーケース（ＴＦ）を制御し、前記横加速度が基準横加速度を超える場合には、スリップ制御トルクを解除して車両がドリフトモードに進入することができるようにすることを示している。
ちなみに、図２では、スリップ誘導段階（Ｓ１０）によって後輪スリップが開始すると、スリップトルク制御段階（Ｓ２０）を開始して車両の横加速度が基準横加速度以下である場合には、横加速度によるスリップ制御トルクを、スリップ誘導段階（Ｓ１０）によって決定された低減した前輪配分トルクに加えてトランスファーケース（ＴＦ）を制御し、前記横加速度が基準横加速度を超える場合には、スリップ制御トルクを解除して車両がドリフトモードに進入することができるようにすることを示している。
また、前記スリップ制御トルクは、後輪のスリップとスリップ変化率に応じて基本スリップ制御トルクを決定し、これに車両の横加速度によるゲインを乗じて決定する方式で算出することができる。ここで、前記ゲインは、横加速度が大きいほど小さい値を持つように設定することができる。
上述のようにスリップトルク制御段階（Ｓ２０）によって車両がドリフトを開始し、これにより、運転者がステアリングホイールを旋回反対方向に操作するカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラＣＬＲは、本格的にドリフト走行状態が進行する状況と判断し、前輪に提供していた前輪配分トルクをすべて解除してドリフト状態を持続的に維持させるようにする。
上述のようにスリップトルク制御段階（Ｓ２０）によって車両がドリフトを開始し、これにより、運転者がステアリングホイールを旋回反対方向に操作するカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラＣＬＲは、本格的にドリフト走行状態が進行する状況と判断し、前輪に提供していた前輪配分トルクをすべて解除してドリフト状態を持続的に維持させるようにする。
上述の如く持続されるドリフト状態で運転者の過度なアクセルペダル操作などの誤りが発生した場合には、車両は、ドリフト状態が維持できず、スピンしてしまうことがある。
このような場合に備えて、本発明は、車両のヨー角加速度（Ｙａｗ Ａｎｇｕｌａｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）が所定の基準角加速度を超えると、車両のヨー角加速度を下げるためのダンピングトルクを前輪側に印加する安定化段階（Ｓ４０）をさらに行うようにすることができる。
すなわち、ドリフト状態が持続する間に運転者のミスなどにより車両のスピンが発生しようとすることをヨー角加速度の変化から感知し、それに相応する分だけ前輪側にトルクを配分して、究極的に車両のスピンを防止するようにすることにより、安定的にドリフト状態が維持されるようにする。
したがって、運転者は、より簡単かつ安全に車両のドリフト走行状態を維持させることができる。
このような場合に備えて、本発明は、車両のヨー角加速度（Ｙａｗ Ａｎｇｕｌａｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）が所定の基準角加速度を超えると、車両のヨー角加速度を下げるためのダンピングトルクを前輪側に印加する安定化段階（Ｓ４０）をさらに行うようにすることができる。
すなわち、ドリフト状態が持続する間に運転者のミスなどにより車両のスピンが発生しようとすることをヨー角加速度の変化から感知し、それに相応する分だけ前輪側にトルクを配分して、究極的に車両のスピンを防止するようにすることにより、安定的にドリフト状態が維持されるようにする。
したがって、運転者は、より簡単かつ安全に車両のドリフト走行状態を維持させることができる。
図３を参照して、上述したような本発明により車両のドリフト走行が行われることを考察すると、Ａ状態は車両が旋回走行を開始する状況を示し、Ｂ状態は旋回中の加速によって後輪スリップが発生しながらオーバーステアが発生した状況を示す。したがって、この状態は、スリップ誘導段階（Ｓ１０）によって後輪スリップが発生してスリップトルク制御段階（Ｓ２０）が開始した状態であり、車両はドリフト走行状態に進入している状況である。
Ｃ状態は、運転者がステアリングホイールをカウンターステア状態に操作開始した状態である。Ｄ状態では、前輪が完全にカウンターステア状態に操作されたことを確認することができるので、実質的なドリフト状態が実現されて持続されている状況を示す。
Ｃ状態は、運転者がステアリングホイールをカウンターステア状態に操作開始した状態である。Ｄ状態では、前輪が完全にカウンターステア状態に操作されたことを確認することができるので、実質的なドリフト状態が実現されて持続されている状況を示す。
Ｃ状態及びＤ状態では、ドリフト維持段階（Ｓ３０）によって前輪配分トルクはすべて解除され、後輪は持続的にスリープしながらドリフト状態が維持され、安定化段階（Ｓ４０）の実行によって、運転者のミスなどによる車両のスピンが防止され且つ安定的なドリフト状態が維持される。
Ｅ状態は、運転者が車両の旋回方向に応じた正常な方向にステアリングすることにより、本発明のドリフト制御が解除され、正常な走行状況に戻る状況を示している。
Ｅ状態は、運転者が車両の旋回方向に応じた正常な方向にステアリングすることにより、本発明のドリフト制御が解除され、正常な走行状況に戻る状況を示している。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
Ｅ エンジン
ＴＭ 変速機
ＴＦ トランスファーケース
ＣＬＲ コントローラ
Ｓ１０ スリップ誘導段階
Ｓ２０ スリップトルク制御段階
Ｓ３０ ドリフト維持段階
Ｓ４０ 安定化段階
ＴＭ 変速機
ＴＦ トランスファーケース
ＣＬＲ コントローラ
Ｓ１０ スリップ誘導段階
Ｓ２０ スリップトルク制御段階
Ｓ３０ ドリフト維持段階
Ｓ４０ 安定化段階
Claims (4)
- ドリフトモードが選択された状態で、車両が旋回走行に進入してパワーオン状態であれば、コントローラがＡＷＤの前輪配分トルクをドリフトモード以外の場合に比べて低減させるようにするスリップ誘導段階と、
車両の後輪スリップが発生すると、前記コントローラが前記前輪配分トルクに車両の横加速度によるスリップ制御トルクを追加して車両のドリフト進入を許容するスリップトルク制御段階と、
運転者によるカウンターステア状態が確認されると、前記コントローラが前輪配分トルクをすべて解除して車両のドリフト状態を維持させるドリフト維持段階とを含んで構成され、
前記スリップ制御トルクは、後輪のスリップとスリップ変化率に応じて決定される基本スリップ制御トルクに車両の横加速度によるゲインを乗じて決定され、前記ゲインは、横加速度が大きいほど小さい値を持つように設定されることを特徴とする車両のドリフト走行状態実現制御方法。 - 前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定されることを特徴とする請求項１に記載の車両のドリフト走行状態実現制御方法。
- 前記スリップ制御トルクは、車両の横加速度が大きいほど相対的に小さい値に決定され、
車両の横加速度が所定の基準横加速度を超えればスリップ制御トルクを解除することを特徴とする請求項１に記載の車両のドリフト走行状態実現制御方法。 - 車両のヨー角加速度が所定の基準角加速度を超えると、車両のヨー角加速度を下げるためのダンピングトルクを前輪側に印加する安定化段階をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両のドリフト走行状態実現制御方法。
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