JP7398906B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の挙動を制御する車両制御装置に関する。

例えば乗用車等の４輪の自動車の操縦安定性を向上する目的で、後輪に操舵機構を備えることが知られている。
また、左右の後輪をそれぞれ独立して操舵可能とすることも提案されている。
後輪操舵機能を有する車両に関する従来技術として、例えば、特許文献１には、前後の左輪と右輪とを独立して操舵する独立操舵手段を有する車両において、いわゆるスプリットμ路であっても車両の安定性を保つため、左輪側と右輪側の路面状態をスリップ率に基づいて検出し、スリップ率が小さい側の車輪を車両挙動に基づく目標制御量で制御するとともに、スリップ率が大きい側の車輪の横力が略ゼロとなるように操舵制御を行うことが記載されている。
特許文献２には、車両の後輪操舵装置において、スリップ制御装置が作動状態にあることが確認された場合に、転舵特性を同位相側に補正するとともに、走行路が低μ路であることが確認された場合に、転舵特性を同位相側に補正することが記載されている。

特許第５２９７０３７号 特許第３０７８９１５号

自動車等の車両には、左右車輪に駆動力を伝達するとともに、左右車輪の回転速度差を許容する差動機構が設けられる。
このような差動機構には、走破性や操縦性能の向上を目的として、左右車輪の差回転を制限する差動制限機構（ＬＳＤ）が設けられる場合がある。
差動制限機構は、左右一方の車輪にスリップが生じた場合、回転速度が高い側から低い側へトルクが移動（トルクバイアス）する特性を有する。
例えば、車両が直進状態で加速中に、左右車輪の一方が接する路面の摩擦係数が他方に対して急激に低下した場合（例えば、アイスパッチやオイルに乗った場合）、当該車輪のスリップが発生して差動制限装置が拘束され、トルクバイアスにより他方の車輪の駆動力が急激に増加する場合がある。
このような状況となった場合、左右車輪の駆動力差によって車体を旋回させるヨーモーメントが発生し、車両の挙動が不安定となってしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なる場合であっても車両挙動を安定化することができる車両制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、右側車輪及び左側車輪に駆動力を伝達するとともに前記右側車輪と前記左側車輪との差動を許容する差動機構と、前記差動機構に設けられ前記差動を制限する締結状態と前記差動を許容する解放状態とを切替可能な差動制限機構と、ドライバの操舵操作量を検出する操舵操作検出部と、ドライバのアクセル操作量を検出するアクセル操作検出部と、車両の旋回挙動を検出する車両挙動検出部と、前記操舵操作量の変化量が所定の閾値以下であり、前記アクセル操作量の変化量が所定の閾値以下であり、かつ前記旋回挙動が検出された場合に、前記差動制限機構を解放状態とするヨー抑制制御を行う制御部とを備えることを特徴とする車両制御装置である。
これによれば、ドライバによる操舵操作、アクセル操作が閾値以下である状態で、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なる状態となり旋回挙動が発生したときに、差動制限機構（ＬＳＤ）を解放状態とすることにより、低摩擦係数側の車輪から高摩擦係数側の車輪へのトルク移動（トルクバイアス）によって旋回挙動を促進させるヨーモーメントが発生することを防止し、車両の挙動を安定化することができる。

請求項２に係る発明は、前記右側車輪と前記左側車輪との少なくとも一方を操舵する操舵機構を有し、前記制御部は、前記ヨー抑制制御を行う際に、前記旋回挙動を抑制する方向に前記操舵機構を作動させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置である。
請求項３に係る発明は、右側車輪及び左側車輪に駆動力を伝達するとともに前記右側車輪と前記左側車輪との差動を許容する差動機構と、前記差動機構に設けられ前記差動を制限する差動制限機構と前記右側車輪と前記左側車輪との少なくとも一方を操舵する操舵機構と、ドライバの操舵操作量を検出する操舵操作検出部と、ドライバのアクセル操作量を検出するアクセル操作検出部と、車両の旋回挙動を検出する車両挙動検出部と、前記操舵操作量の変化量が所定の閾値以下であり、前記アクセル操作量の変化量が所定の閾値以下であり、かつ前記旋回挙動が検出された場合に、前記旋回挙動を抑制する方向に前記操舵機構を作動させるヨー抑制制御を行う制御部とを備えることを特徴とする車両制御装置で
ある。
これらの各発明によれば、ドライバによる操舵操作、アクセル操作が閾値以下である状態で、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なる状態となり旋回挙動が発生したときに、旋回挙動を抑制する方向に操舵機構を作動させることにより、差動制限機構（ＬＳＤ）に起因する低摩擦係数側の車輪から高摩擦係数側の車輪へのトルク移動（トルクバイアス）により発生し旋回挙動を促進させるヨーモーメントを打ち消し、車両の挙動を安定化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なる場合であっても車両挙動を安定化することができる車両制御装置を提供することができる。

本発明を適用した車両制御装置の第１実施形態を有する車両の駆動系の構成を模式的に示す図である。 第１実施形態の車両制御装置における制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 差動制限機構を有する車両の直進加速時のタイヤ駆動力等の状態を模式的に示す図である。 第１実施形態の車両制御装置における直進加速時の動作を示すフローチャートである。 本発明を適用した車両制御装置の第２実施形態を有する車両におけるリアサスペンションの外観斜視図である。 第２実施形態の車両制御装置における制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。 第２実施形態の車両制御装置における直進加速時の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両の直進加速時のタイヤ駆動力等の状態を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した車両制御装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の車両制御装置は、例えば、乗用車等の自動車に搭載されるものである。
図１は、第１実施形態の車両制御装置を有する車両の駆動系の構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、車両１は、左前輪Ｗｆｌ、右前輪Ｗｆｒ、左後輪Ｗｒｌ、右後輪Ｗｒｒを有する４輪の乗用車である。
左前輪Ｗｆｌ、右前輪Ｗｆｒは、周知の電動パワーステアリング装置を有する操舵装置により、ドライバからの操舵操作、あるいは、自動運転装置、運転支援装置からの操舵指令値に応じて、左右連動してステアされる。

車両１は、センターディファレンシャル２、フロントディファレンシャル３、リアディファレンシャル４を備えている。
センターディファレンシャル２は、例えばエンジン、モータジェネレータ等の走行用動力源が発生する出力を、フロントディファレンシャル３、リアディファレンシャル４に伝達する動力伝達機構である。
センターディファレンシャル２は、フロントディファレンシャル３、リアディファレンシャル４の回転速度差を許容する差動機構を備えている。
また、この差動機構は、回転速度差を規制する差動制限機構（リミテッドスリップディファレンシャル：ＬＳＤ）を有する。
差動制限機構として、例えば、前輪側の出力部と後輪側の出力部とを相互に拘束する締結状態と、拘束を解除した解放状態とを切換可能であるとともに、締結状態における締結力を制御可能な油圧式あるいは電磁式などの湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ１４１）を用いることができる。

フロントディファレンシャル３は、センターディファレンシャル２から伝達される動力を、ドライブシャフトを介して左前輪Ｗｆｌ、右前輪Ｗｆｒに伝達する動力伝達機構である。
フロントディファレンシャル３は、左前輪Ｗｆｌ、右前輪Ｗｆｒの回転速度差（差動）を許容する差動機構を備えている。

リアディファレンシャル４は、センターディファレンシャル２から伝達される動力を、ドライブシャフトを介して左後輪Ｗｒｌ、右後輪Ｗｒｒに伝達する動力伝達機構である。
リアディファレンシャル４は、左後輪Ｗｒｌ、右後輪Ｗｒｒの回転速度差（差動）を許容する差動機構を備えている。

フロントディファレンシャル３、リアディファレンシャル４の差動機構は、例えば左右一方の車輪のスリップ時等に、左右車輪の回転速度差を規制する差動制限機構（ＬＳＤ）を有する。
これらの差動制限機構として、例えば、電磁式、油圧式等のクラッチアクチュエータ１５０（図２参照）によって圧着される湿式多板クラッチを有する電子制御式ＬＳＤ（アクティブＬＳＤ）を用いることができる。
また、ＬＳＤは、回転速度が速い側の車輪から、回転速度が遅い側の車輪へトルクを移動（トルクバイアス）させる特性を有する。例えば、旋回時に旋回内輪にスリップが生じた場合（タイヤのスリップ率が通常の旋回時よりも高い状態である場合）には、旋回内輪側から旋回外輪側へのトルクの移動が生じ、旋回外輪側の駆動力が旋回内輪側よりも大きくなる。
なお、スリップ率は、車体速度と車輪速度（周速）との差分を、車体速度で除することによって得られる値である。

次に、上述したＬＳＤアクチュエータ１５０を制御する制御システムの構成について説明する。
図２は、第１実施形態の車両制御装置における制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
第１実施形態の車両制御装置１００は、車両運動制御ユニット１１０、パワーステアリング制御ユニット１２０、エンジン制御ユニット１３０、トランスミッション制御ユニット１４０、ＬＳＤアクチュエータ１５０等を有する。
これらの各ユニットは、例えば、ＣＰＵ等の情報処理部、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有する。
また、各ユニットは、例えばＣＡＮ通信システムなどの車載ＬＡＮシステムを介して、相互に通信可能となっている。

車両運動制御ユニット１１０は、各ユニット及びセンサ類からの入力に基づいて車両の旋回状態を検出し、その結果に基づいて、ＬＳＤアクチュエータ１５０への指令値を決定するものである。
車両制御ユニット１１０は、パワーステアリング制御ユニット１２０から、前輪を操舵する操舵装置の現在の舵角（ドライバの操舵操作量）に関する情報を取得する。
また、車両制御ユニット１１０は、エンジン制御ユニット１３０から、アクセル開度（ドライバのアクセルペダル操作量）に関する情報を取得する。

車両制御ユニット１１０には、ヨーレートセンサ１１１、横Ｇセンサ１１２、車輪速センサ１１３が接続されている。
ヨーレートセンサ１１１は、車体の鉛直軸回りの回転角速度（ヨーレート）を検出するものである。
横Ｇセンサ１１２は、車体に車幅方向に作用する加速度を検出するものである。
ヨーレートセンサ１１１、横Ｇセンサ１１２は、後述する舵角センサ１２１と協働して車両の旋回状態を検出する車両挙動検出部として機能する。
車輪速センサ１１３は、各車輪の回転速度を個別に検出するものである。
車輪速センサ１１３が検出する各車輪の回転速度を比較することにより、特定の車輪のスリップ率を推定することが可能である。
車輪速センサ１１３は、スリップ状態検出部としての機能を有する。

パワーステアリング制御ユニット１２０は、左前輪Ｗｆｌ、右前輪Ｗｆｒを操舵する操舵機構に設けられる電動パワーステアリング装置を統括的に制御するものである。
パワーステアリング制御ユニット１２０には、舵角センサ１２１が接続されている。
舵角センサ１２１は、ドライバが操舵操作を入力するステアリングホイールが接続されたステアリングシャフトの回転角度を検出する角度エンコーダを有する。
舵角センサ１２１が検出する舵角は、ドライバからの操舵操作量とほぼ一致する。

エンジン制御ユニット１３０は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補機類を統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット１３０には、アクセル開度センサ１３１が接続されている。
アクセル開度センサ１３１は、ドライバが加速要求を入力する図示しないアクセルペダルの操作量（踏込み量）を検出するものである。
エンジン制御ユニット１３０は、アクセル開度センサ１３１の出力等に基づいてドライバ要求トルクを設定し、エンジンが実際に発生する実トルクがドライバ要求トルクと一致するよう、エンジンの出力調整を行う。

トランスミッション制御ユニット１４０は、エンジンの出力回転を変速してセンターディファレンシャル２に伝達する変速機及びその補機類を統括的に制御するものである。
変速機として、例えばチェーン式の無段変速機を用いることができる。
また、トランスミッション制御ユニット１４０は、センターディファレンシャル２に設けられるトランスファクラッチ１４１の締結力（拘束力）を制御する機能を有する。

ＬＳＤアクチュエータ１５０は、リアディファレンシャル４に設けられる差動制限機構（ＬＳＤ）の拘束力を発生する多板クラッチのプレッシャープレートに圧着力を与えるものである。
ＬＳＤアクチュエータ１５０は、例えば、電磁式、あるいは、油圧式のアクチュエータである。
ＬＳＤアクチュエータ１５０は、車両運動制御ユニット１１０から伝達される指令に応じて、ＬＳＤの拘束力を変化させ、ロック状態と解放状態との間で左右輪間でのトルク伝達能力を無段階あるいは段階的に変化させる機能を有する。

第１実施形態のように、フロントディファレンシャル３、リアディファレンシャル４に差動制限機構を有する車両においては、以下説明するように、差動制限機構による左右車輪間のトルクの移動（トルクバイアス）により、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なるいわゆるスプリットμ路での加速中あるいはエンジンブレーキによる制動中に、ドライバが意図しないヨー挙動が発生し、車両が急激に旋回状態に移行する場合がある。
図３は、差動制限機構を有する車両の直進加速時のタイヤ駆動力等の状態を模式的に示す図である。
図３（ａ）は、左右後輪が接地する路面の摩擦係数が同等である状態を示している。
図３（ｂ）は、左後輪が接地する路面の摩擦係数が他よりも低いスプリットμ状態を示している。

図３（ａ）に示すように、左右の路面摩擦係数が同等である場合には、左後輪Ｗｒｌの駆動力Ｔｒｌと右後輪Ｗｒｒの駆動力Ｔｒｒとは同等となり、これによって車体にヨー方向のモーメントが発生することはなく、車両の直進性に影響を与えることはない。

これに対し図３（ｂ）に示すように、スプリットμ路面においては、左後輪Ｗｒｌの摩擦円限界が低くスリップ状態に移行しやすい結果、駆動力Ｔｒｌが小さくなる。
このとき、リアディファレンシャル４の差動制限機構が締結状態（トルクバイアスが生じる状態）となっていると、トルクバイアスにより、左後輪Ｗｒｌ側から右後輪Ｗｒｒ側へトルクが移動し、右後輪Ｗｒｒの駆動力Ｔｒｒが大きくなる。
このような左右の駆動力差は、車体を図３における反時計方向へ回転させるヨーモーメントＭを発生させ、ドライバの意図しない旋回挙動の原因となる。

第１実施形態の車両制御装置においては、直進加速時に左右車輪が接する路面の摩擦係数が極端に異なるスプリットμ状態となったときに、電制ＬＳＤの締結力を低下して差動制限機構を解放し、ドライバが意図しない旋回挙動を抑制する制御を行っている。
図４は、第１実施形態の車両制御装置における直進加速時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：舵角センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステアリング制御ユニット１２０を介して舵角センサ１２１が検出した舵角に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後、ステップＳ０２に進む。

＜ステップＳ０２：アクセル開度センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、エンジン制御ユニット１３０を介して、アクセル開度センサ１３１が検出したアクセル開度に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後、ステップＳ０３に進む。

＜ステップＳ０３：ドライバ操作有無判断＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステップＳ０１において取得した舵角の変化量、及び、ステップＳ０２において取得したアクセル開度の変化量を、それぞれ予め設定された閾値と比較する。
舵角、アクセル開度の変化量がともに閾値以下である場合はステップＳ０４に進み、その他の場合はステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０４：車輪速センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、車輪速センサ１１３が検出した各車輪の回転速度に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後ステップＳ０５に進む。

＜ステップＳ０５：ヨーレートセンサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、ヨーレートセンサ１１１が検出した車体のヨーレートに関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後ステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０６：車両状態急変判断＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステップＳ０４において取得した車輪速に関する情報、ステップＳ０５において取得したヨーレートに関する情報に基づいて、車両が直進状態から旋回状態へ急変したか否かを判別する。
例えば、一部の車輪の回転速度が他の車輪の回転速度に対して、所定の閾値以上上昇しており（スリップ状態）、かつ、所定の閾値以上のヨーレートの変化があった場合に、車両状態が急変したものと判別することができる。
車両状態急変が判定された場合はステップＳ０７に進み、その他の場合はステップＳ０８に進む。

＜ステップＳ０７：ＬＳＤ解放＞
車両運動制御ユニット１１０は、ＬＳＤアクチュエータ１５０が多板クラッチのプレッシャープレートに与える圧着力をゼロとし、ＬＳＤを解放状態（左後輪Ｗｒｌと右後輪Ｗｒｒとの間でトルクバイアスが発生しない状態）とするヨー抑制制御を行う。
これにより、右後輪Ｗｒｌのスリップが生じている場合であっても、図３（ｂ）に破線で図示するように、右後輪Ｗｒｌの駆動力Ｔｒｒを左後輪Ｗｒｒの駆動力Ｔｒｌと同等まで低くすることができる。
これにより、左右の駆動力差によるヨーモーメントの発生が防止される。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０８：ＬＳＤアクチュエータ通常制御＞
車両運動制御ユニット１１０は、通常走行時におけるＬＳＤアクチュエータ１５０の制御を実行する。
通常走行時においては、リアディファレンシャル４のＬＳＤは、基本的に解放状態とされ、例えば、車輪速センサ１１３の出力に基づいて、左後輪Ｗｒｌ又は右後輪Ｗｒｒのスリップ率増加が検出された場合に締結状態とされる。
ＬＳＤの拘束力（締結力）は、左後輪Ｗｒｌと右後輪Ｗｒｒとの回転速度差の増加に応じて強化される構成とすることができる。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

以上説明したように、第１実施形態によれば、ドライバによる操舵操作、アクセル操作が閾値以下である状態で、左右車輪が接地する路面の摩擦係数が異なる状態となり旋回挙動が発生したときに、差動制限機構（ＬＳＤ）を解放状態とすることにより、低摩擦係数側の車輪から高摩擦係数側の車輪へのトルク移動（トルクバイアス）によって旋回挙動を促進させるヨーモーメントが発生することを防止し、車両の挙動を安定化することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した車両制御装置の第２実施形態について説明する。
第２実施形態において、上述した第１実施形態と共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

第２実施形態においては、左右車輪が接する路面の摩擦係数の差に起因した車両挙動が発生した場合に、第１実施形態のようなリアディファレンシャル４の差動制限機構の解放に代えて、以下説明する後輪操舵により挙動の抑制を図っている。
左後輪Ｗｒｌ、右後輪Ｗｒｒは、左右独立した後輪操舵機構により、独立してステア可能となっている。
第２実施形態において、車両は、以下説明する後輪操舵機構を備えている。

図５は、第２実施形態の車両におけるリアサスペンションの外観斜視図である。
図５は、左後輪のサスペンション装置を、斜め前方側かつ斜め上方側から見た状態を示している。
サスペンション装置１０は、リアサブフレーム１１、ハウジング１２、ロワアーム１３、アッパアーム１４、トレーリングアーム１５、トーコントロールアーム１６、ダンパスプリングユニット１７、スタビライザ１８、アクチュエータ２０等を備えて構成されている。

リアサブフレーム１１は、図示しない車体の後部床下に取り付けられる構造部材である。
リアサブフレーム１１には、各アーム類の車体側支点が設けられる。
リアサブフレーム１１は、例えば、上方から見た平面視においてほぼ矩形状（井桁状）に形成され、前方左右、後方左右の４か所において、弾性体ブッシュを介して車体に締結されている。

ハウジング１２は、左後輪Ｗｒｌが締結される図示しないハブを回転可能に支持する図示しないハブベアリングが収容される部材である。
サスペンション装置１０は、ハウジング１２を車体及びリアサブフレーム１１に対して、所定の軌跡に沿ってストローク可能に支持する機能を有する。

ロワアーム１３は、平面視において車幅方向にほぼ沿って配置され、ハウジング１２の下部と、リアサブフレーム１１との間にわたして設けられたリンク状の部材である。
アッパアーム１４は、平面視において車幅方向にほぼ沿いかつロワアーム１３の上方側に設けられ、ハウジング１２の上部と、リアサブフレーム１１との間にわたして設けられたリンク状の部材である。
ロワアーム１３、アッパアーム１４は、ハウジング１２の主に車幅方向における位置決めを行うとともに、ストローク時における左後輪Ｗｒｌのキャンバ変化をコントロールする機能を有する。

トレーリングアーム１５は、平面視において車両前後方向にほぼ沿って配置され、ハウジング１２の下部と、リアサブフレーム１１との間にわたして設けられたリンク状の部材である。
トレーリングアーム１５は、ハウジング１２の主に車両前後方向における位置決めを行うとともに、ストローク時における左後輪Ｗｒｌを車幅方向から見たときの軌跡をコントロールする機能を有する。

トーコントロールアーム１６は、平面視において車幅方向にほぼ沿って配置され、ハウジング１２の前部と、リアサブフレーム１１との間にわたして設けられたリンク状の部材である。
トーコントロールアーム１６は、ハウジング１２の主にトー角（鉛直軸回りにおける角度位置）をコントロールする機能を有する。

上述した各アームの両端部は、例えば弾性体ブッシュやボールジョイント（スフェリカルベアリング）を介して、リアサブフレーム１１又はハウジング１２に対して揺動可能に連結されている。

ダンパスプリングユニット１７は、ダンパとコイルスプリングとをユニット化したものである。
ダンパ（ショックアブソーバ）は、サスペンション装置１０のストローク速度に応じた減衰力を発生する減衰要素である。
コイルスプリングは、ダンパの外径側にダンパと同心に設けられ、サスペンション装置１０のストローク量に応じたばね反力を発生する。
ダンパスプリングユニット１７の下端部は、ロワアーム１３のハウジング１２側の端部近傍に揺動可能に連結されている。
ダンパスプリングユニット１７の上端部は、車体側に設けられた図示しないマウント部に締結される。

スタビライザ１８は、サスペンション装置１０のストロークに左右差が発生した場合に、これを低減する方向への反力を発生して車体のロールを抑制するものである。
スタビライザ１８は、ばね鋼からなる棒材により形成されたトーションバースプリングであるスタビライザバーの両端部を、左右のロワアーム１３に図示しないリンクを介して連結して構成されている。

トーコントロールアーム１６の中間部には、トーコントロールアーム１６の全長を伸縮させるアクチュエータ２０が設けられている。
アクチュエータ２０は、例えば、ボールねじ機構及びこれを駆動する電動モータ等を有する構成とすることができる。
アクチュエータ２０は、後述する後輪操舵制御ユニット１６０からの指令に応じて伸縮する。
なお、以下の説明において、左右のサスペンション装置１０にそれぞれ設けられたアクチュエータ２０に、添字Ｌ，Ｒをそれぞれ付して説明する。

次に、上述した後輪操舵機構のアクチュエータ２０（２０Ｌ，２０Ｒ）を制御する制御システムの構成について説明する。
図６は、第２実施形態の車両制御装置における制御システムの構成を模式的に示すブロック図である。
第２実施形態の車両制御装置１００は、第１実施形態におけるＬＳＤアクチュエータ１５０に代えて、以下説明する後輪操舵制御ユニット１６０を備えている。

後輪操舵制御ユニット１６０は、車両運動制御ユニット１１０からの指令に応じて、左後輪Ｗｒｌ、右後輪Ｗｒｒをそれぞれ転舵する左側アクチュエータ２０Ｌ、右側アクチュエータ２０Ｒを駆動させるものである。
なお、第２実施形態の車両制御装置においては、リアディファレンシャル４の差動制限装置として、例えば、左右車輪の回転速度差に応じて多板クラッチのクラッチプレートを押圧するカム機構を有する機械式ＬＳＤを用いることができる。
機械式ＬＳＤは、左右車輪の一方がスリップ状態となったときに、多板クラッチを締結して左右車輪の回転速度差を制限する。

第２実施形態の車両制御装置においては、直進加速時に左右車輪が接する路面の摩擦係数が極端に異なるスプリットμ状態となり、リアディファレンシャル４の差動制限機構（ＬＳＤ）のトルクバイアスによってヨーモーメントが発生した際に、後輪をステアしてスリップアングルを与え、発生するタイヤ横力（コーナリングフォース）によってトルクバイアスによるヨーモーメントを打ち消す方向のヨーモーメントを発生させ、ドライバが意図しない旋回挙動を抑制する制御を行っている。
図７は、第２実施形態の車両制御装置における直進加速時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ１１：舵角センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステアリング制御ユニット１２０を介して舵角センサ１２１が検出した舵角に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後、ステップＳ１２に進む。

＜ステップＳ１２：アクセル開度センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、エンジン制御ユニット１３０を介して、アクセル開度センサ１３１が検出したアクセル開度に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後、ステップＳ１３に進む。

＜ステップＳ１３：ドライバ操作有無判断＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステップＳ１１において取得した舵角の変化量、及び、ステップＳ１２において取得したアクセル開度の変化量を、それぞれ予め設定された閾値と比較する。
舵角、アクセル開度の変化量がともに閾値以下である場合はステップＳ１４に進み、その他の場合は一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ１４：車輪速センサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、車輪速センサ１１３が検出した各車輪の回転速度に関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後ステップＳ１５に進む。

＜ステップＳ１５：ヨーレートセンサ出力検出＞
車両運動制御ユニット１１０は、ヨーレートセンサ１１１が検出した車体のヨーレートに関する情報を取得し、その履歴を所定期間にわたって保持する。
その後ステップＳ１６に進む。

＜ステップＳ１６：車両状態急変判断＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステップＳ１４において取得した車輪速に関する情報、ステップＳ１５において取得したヨーレートに関する情報に基づいて、車両が直進状態から旋回状態へ急変したか否かを判別する。
例えば、一部の車輪の回転速度が他の車輪の回転速度に対して、所定の閾値以上上昇しており（スリップ状態）、かつ、所定の閾値以上のヨーレートの変化があった場合に、車両状態が急変したものと判別することができる。
車両状態急変が判定された場合はステップＳ１７に進み、その他の場合は一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ１７：後輪操舵量算出＞
車両運動制御ユニット１１０は、左後輪Ｗｒｌ及び右後輪Ｗｒｒをステアして、各車輪のコーナリングフォースＣＦｒｌ、ＣＦｒｒが発生するヨーモーメントでトルクバイアスに起因するヨーモーメントを打ち消すために必要な後輪操舵量（舵角）を算出する。
その後、ステップＳ１８に進む。

＜ステップＳ１８：アクチュエータ駆動＞
車両運動制御ユニット１１０は、ステップＳ０８において算出した後輪操舵量を、後輪操舵制御ユニット１６０に指令する。
指令を受けた後輪操舵制御ユニット１６０は、アクチュエータ２０Ｌ、２０Ｒを伸縮させて、左後輪Ｗｒｌ及び右後輪Ｗｒｒを指令された後輪操舵量だけステアさせるヨー抑制制御を行う。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

図８は、第２実施形態の車両の直進加速時のタイヤ駆動力等の状態を模式的に示す図である。
図８（ａ）は、左右後輪が接地する路面の摩擦係数が同等である状態を示している。
図８（ｂ）は、左後輪が接地する路面の摩擦係数が他よりも低いスプリットμ状態を示している。

図８（ａ）に示す状態においては、後輪は操舵されておらず、上述した図３（ａ）に示す状態と同様となっている。
一方、図８（ｂ）に示す状態においては、左後輪Ｗｒｌのスリップに伴い、図３（ｂ）と同様のトルクバイアスが発生し、これによる反時計回りのヨーモーメントＭｔが発生している。
そこで、第２実施形態においては、左後輪Ｗｒｌ及び右後輪Ｗｒｒを、左側に操舵し、タイヤにスリップアングルを与えてコーナリングフォースＣＦｒｌ、ＣＦｒｒを発生させている。
このコーナリングフォースＣＦｒｌ、ＣＦｒｒが発生するヨーモーメントＭｓは、上述したヨーモーメントＭｔを相殺するよう、反対向きでありかつ同等の大きさとなる。

以上説明した第２実施形態によれば、車両の直進加速中にスプリットμ路面に進入し、駆動力（あるいはエンジンのフリクションやモータジェネレータの回生発電によるバックトルク）、及び、差動制限機構のトルクバイアスに起因して、ドライバの操舵操作によらないヨー挙動が発生した場合に、ヨー挙動を抑制する方向に後輪を操舵し、逆方向のヨーモーメントを発生させることによって、車両の直進性を確保することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）車両制御装置及び車両の構成は、上述した各実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
（２）車両が直進加速中にスプリットμ路面に進入し、ドライバの操舵操作によらないヨー挙動が発生した場合に、第１実施形態においては電制ＬＳＤの締結力（トルク伝達能力）をゼロとし、第２実施形態においては後輪の操舵によって車両の直進性を維持する制御を行っているが、これらの制御を併用してもよい。
（３）各実施形態において、車両は例えばセンター及び前後アクスルにディファレンシャルを有するフルタイムＡＷＤ（全輪駆動）車であり、ＬＳＤの解放制御や操舵制御は後輪で行っているが、これらの制御を前輪で行ってもよい。
また、本発明は、後輪駆動車の後輪や、前輪駆動車の前輪にも適用することができる。
（４）第２実施形態において、差動制限機構は、例えば、カム機構によりクラッチを圧着させる機械式ＬＳＤであったが、本発明はこれに限定されず、他の方式の差動制限機構を有する車両にも適用することができる。
例えば、トルク感応式などの異なった種類の機械式ＬＳＤや、第１実施形態と同様の電制式ＬＳＤ、流体の粘性を差動制限に用いるビスカスカップリング式ＬＳＤなど、異なった種類の差動制限機構を有する車両にも本発明は適用することができる。

１ 車両 ２ センターディファレンシャル
３ フロントディファレンシャル ４ リアディファレンシャル
１０ サスペンション装置 １１ リアサブフレーム
１２ ハウジング １３ ロワアーム
１４ アッパアーム １５ トレーリングアーム
１６ トーコントロールアーム １７ ダンパスプリングユニット
１８ スタビライザ
２０（２０Ｌ，２０Ｒ） アクチュエータ
１００ 車両制御装置 １１０ 車両運動制御ユニット
１１１ ヨーレートセンサ １１２ 横Ｇセンサ
１１３ 車輪速センサ １２０ パワーステアリング制御ユニット
１２１ 舵角センサ １３０ エンジン制御ユニット
１３１ アクセル開度センサ １４０ トランスミッション制御ユニット
１４１ トランスファクラッチ １５０ ＬＳＤアクチュエータ
１６０ 後輪操舵制御ユニット
Ｗｆｌ 左前輪 Ｗｆｒ 右前輪
Ｗｒｌ 左後輪 Ｗｒｒ 右後輪
Ｔｒｌ 左後輪駆動力 Ｔｒｒ 右後輪駆動力
ＣＦｒｌ 左後輪コーナリングフォース
ＣＦｒｒ 右後輪コーナリングフォース

Claims (3)

1. 右側車輪及び左側車輪に駆動力を伝達するとともに前記右側車輪と前記左側車輪との差動を許容する差動機構と、
   前記差動機構に設けられ前記差動を制限する締結状態と前記差動を許容する解放状態とを切替可能な差動制限機構と、
   ドライバの操舵操作量を検出する操舵操作検出部と、
   ドライバのアクセル操作量を検出するアクセル操作検出部と、
   車両の旋回挙動を検出する車両挙動検出部と、
   前記操舵操作量の変化量が所定の閾値以下であり、前記アクセル操作量の変化量が所定の閾値以下であり、かつ前記旋回挙動が検出された場合に、前記差動制限機構を解放状態とするヨー抑制制御を行う制御部と
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記右側車輪と前記左側車輪との少なくとも一方を操舵する操舵機構を有し、
   前記制御部は、前記ヨー抑制制御を行う際に、前記旋回挙動を抑制する方向に前記操舵機構を作動させる
   こと
   を特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 右側車輪及び左側車輪に駆動力を伝達するとともに前記右側車輪と前記左側車輪との差動を許容する差動機構と、
   前記差動機構に設けられ前記差動を制限する差動制限機構と
   前記右側車輪と前記左側車輪との少なくとも一方を操舵する操舵機構と、
   ドライバの操舵操作量を検出する操舵操作検出部と、
   ドライバのアクセル操作量を検出するアクセル操作検出部と、
   車両の旋回挙動を検出する車両挙動検出部と、
   前記操舵操作量の変化量が所定の閾値以下であり、前記アクセル操作量の変化量が所定の閾値以下であり、かつ前記旋回挙動が検出された場合に、前記旋回挙動を抑制する方向に前記操舵機構を作動させるヨー抑制制御を行う制御部と
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
   

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