JPH11278081A - 車両用旋回走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面摩擦係数μを用いず、比較的容易に検出
可能な水平方向加速度を用いて目標ヨーレートを決定で
きる車両用旋回走行制御装置を提供する。 【解決手段】 目標ヨーレート決定手段１８４におい
て、前後加速度Ｇ_X の増加に伴って減少し、且つ合成加
速度Ｇ_XYの増加に伴って増加するように目標ヨーレート
ｒ°が決定されることから、路面摩擦係数μを必ずしも
直接検出することなく、比較的容易に検出可能な水平方
向加速度を用いて目標ヨーレートｒ°を決定でき、自然
な車両の旋回挙動が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋回走行時におい
て目標ヨーレートが得られるように車両の旋回挙動を制
御するための制御量を出力する車両用旋回走行制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋回走行時において目標ヨーレートが得
られるように、車輪へのトルク配分制御、後輪操舵角制
御、車輪へブレーキ制御、エンジン出力制御などを行う
ことによって車両の旋回挙動を制御する形式の旋回走行
制御装置が知られている。このような旋回走行制御装置
では、通常、車両の横加速度Ｇ_Y が大きくなるほどスタ
ビリティファクタＫ_h を増加させることにより目標ヨー
レートを小さくし、オーバステアを抑制して車両安定性
を高めたり、或いは路面摩擦係数μが大きくなるほどス
タビリティファクタＫ_h を減少させることにより目標ヨ
ーレートを大きくし、アンダーステアを抑制して車両旋
回挙動を安定化することが行われている。たとえば、特
開平４−３６５６７４号公報に記載された装置がそれで
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の旋回走行制御装置では、路面摩擦係数μの影響
が大きい。たとえば、同じ横加速度であるとき、路面摩
擦係数μの大きい路面では車輪のグリップ力に余裕があ
ったとしても、路面摩擦係数μの小さい路面では車輪の
グリップ力が限界近くに達している可能性がある。上記
特開平４−３６５６７４号公報に記載された装置では、
それには何ら開示されない何らかの検出装置を用いて路
面摩擦係数μを考慮してスタビリティファクタＫ_h を変
化させているが、一般に、路面摩擦係数μを正確に検出
したり推定することは非常に困難であり、たとえ推定さ
れ得たとしても精度が低いため、制御精度が損なわれる
ことが避けられなかった。また、旋回走行開始時におい
てヨーレート偏差が発生してからトルク配分クラッチを
制御すると、前輪スリップ率の増加の影響により、操舵
角に対するヨーレートの立上がりが遅れて旋回操作性が
充分に得られないという不都合があった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その第１の目的とするところは、路面摩擦
係数μを用いず、比較的容易に検出可能な水平方向加速
度を用いて目標ヨーレートを決定できる車両用旋回走行
制御装置を提供することにある。また、第２の目的とす
るところは、操舵角に対するヨーレートの立上がりの遅
れが抑制されて旋回操作性が得られる車両用旋回走行制
御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】かかる第１の目的
を達成するための本発明の要旨とするところは、旋回走
行時において目標ヨーレートが得られるように車両の旋
回挙動を制御する車両用旋回走行制御装置であって、
(a) 前記車両の前後加速度を決定する前後加速度決定手
段と、(b) 前記車両の水平面内に作用する水平加速度を
決定する水平加速度決定手段と、(c) 前記前後加速度の
増加に伴って減少し、且つ前記水平加速度の増加に伴っ
て増加するように前記目標ヨーレートを決定する目標ヨ
ーレート決定手段とを、含むことにある。

【０００６】

【第１発明の効果】このようにすれば、目標ヨーレート
決定手段において、前後加速度の増加に伴って減少し、
且つ前記水平加速度の増加に伴って増加するように前記
目標ヨーレートが決定されることから、路面摩擦係数μ
を必ずしも直接検出することなく、比較的容易に検出可
能な水平方向加速度を用いて目標ヨーレートを決定で
き、自然な車両の旋回挙動が実現される。

【０００７】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記第２の
目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、
旋回走行時において目標ヨーレートが得られるように車
両の旋回挙動を制御するための制御量を出力する車両用
旋回走行制御装置であって、(a) 前記車両の舵角を検出
する舵角検出装置と、(b) 前記制御量を前記車両の舵角
に基づいて補正する制御量補正手段とを、含むことにあ
る。

【０００８】

【第２発明の効果】このようにすれば、制御量補正手段
において、車両の旋回挙動を制御するための制御量がそ
の車両の舵角に基づいて補正されることから、車両の舵
角を操作する場合に、目標ヨーレートへの制御応答性が
高められる。たとえば、舵角の変化率が大きくなるほど
トルク配分クラッチの回転速度差が制限されることによ
り、前輪スリップ率が小さくされて操舵角に対するヨー
レートの立上がりの遅れが抑制されるので、コーナリン
グパワーが充分となって旋回操作性が高められるのであ
る。

【０００９】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記車両は４輪
駆動車両であって、その車両には、前後輪のトルク配分
を行うトルク配分クラッチと、旋回走行時において目標
ヨーレートに実際のヨーレートを追従させるようにその
トルク配分クラッチの伝達トルクを制御するトルク配分
クラッチ制御手段とが設けられたものである。

【００１０】また、好適には、前記トルク配分クラッチ
にその伝達トルクを指令するためにそれへ出力される指
令値、すなわちトルク配分クラッチの伝達トルクを制御
するためにそれへ出力される制御量を、そのトルク配分
クラッチの入出力回転速度差すなわち差動回転速度とそ
のトルク配分クラッチへの入力トルクとの函数である上
限値および下限値により定められる範囲内に制限する制
御量制限手段が、さらに設けられる。このようにすれ
ば、トルク配分クラッチの急激な伝達トルク変化に起因
する違和感が解消されるとともに、トルク配分クラッチ
の過剰なスリップや過剰なトルク伝達が回避され、トル
ク配分クラッチの劣化が防止されるとともに、耐久性が
高められる。

【００１１】また、好適には、上記の上限値および下限
値を、前記差動回転速度の絶対値の増加とともに増加さ
せ、前記入力トルクの絶対値の増加とともに増加させる
ように決定する制限値決定手段が備えられる。このよう
にすれば、上限値および下限値が、実際の差動回転速度
および入力トルクに応じて適切な値に設定されるので、
トルク配分クラッチの過剰なスリップや過剰なトルク伝
達が発生しないようにする必要かつ充分な範囲内に、ト
ルク配分クラッチのトルクが制限される利点がある。

【００１２】また、好適には、車両の前後加速度と左右
（横）加速度とから車両の水平面内における合成加速度
を算出する合成加速度算出手段と、予め設定された関係
からそれら前後加速度および合成加速度に基づいて、旋
回走行車両のオーバステアおよびアンダーステアを示す
スタビリティファクタを算出する目標スタビリティファ
クタ算出手段と、予め設定された目標ヨーレート算出式
からそのスタビリティファクタ、車速、操舵角に基づい
て目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート決定手段と
が設けられたものである。このようにして算出された目
標ヨーレートを旋回走行時のヨーレートの目標値として
用いることにより、旋回走行時において自然な車両挙動
が得られる。

【００１３】また、好適には、前記スタビリティファク
タは、それが正の値であるときにアンダーステアを示
し、それが負の値であるときにオーバステアを示すもの
であり、前記目標スタビリティファクタ算出手段は、前
記車両の前後加速度が増加するにともなってスタビリテ
ィファクタを増加させ、前記車両の合成加速度が増加す
るにともなってスタビリティファクタを減少させるもの
である。このようにすれば、路面摩擦係数μを考慮した
自然な旋回走行時のステアリングが得られる。

【００１４】また、好適には、前記目標ヨーレート決定
手段は、前記スタビリティファクタおよび車速が増加す
るほど目標ヨーレートを減少させ、前記舵角が増加する
ほど目標ヨーレートを増加させるものである。このよう
にすれば、制御可能範囲内において好適に目標ヨーレー
トを設定でき、自然な旋回走行時のステアリングが得ら
れる。

【００１５】

【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例の制御装置を備
えた車両の動力伝達装置を示している。図において、原
動機として機能するエンジン１０には、トルクコンバー
タ付自動変速機１２、前部差動歯車装置１４、およびト
ランスファ１６を収容するトランスアクスルハウジング
１８が締結されている。これにより、エンジン１０の出
力トルクは、トルクコンバータ付自動変速機１２、前部
差動歯車装置１４、左右１対の車軸２０、２２を介して
左右１対の前輪２４、２６へ伝達される一方、上記トル
クコンバータ付自動変速機１２、トランスファ１６、プ
ロペラシャフト２８、トルク配分クラッチとして機能す
る電磁クラッチ３０、後部差動歯車装置３２、左右１対
の車軸３４、３６を介して左右１対の後輪３８、４０へ
伝達されるようになっている。

【００１７】上記電磁クラッチ３０は、エンジン１０か
ら前輪２４、２６と後輪３８、４０とへそれぞれ伝達さ
れるトルクの割合を調節するためのトルク配分クラッチ
として機能するものであって、プロペラシャフト２８に
接続されてそれと共に回転する入力側摩擦板４２と、後
部差動歯車装置３２のドライブピニオン４４に接続され
てそれと共に回転する出力側摩擦板４６と、それら入力
側摩擦板４２と出力側摩擦板４６とを電磁力に従って押
圧することにより相互に摩擦係合させる電磁ソレノイド
４８とを基本的に備え、後述の電子制御装置１１０から
の指令値ｔ_refに対応した大きさの伝達トルクを発生す
るように構成されている。上記電磁クラッチ３０が解放
された場合には、エンジン１０から出力されるトルクの
１００％が前輪２４、２６へ伝達されるが、電磁クラッ
チ３０が完全係合された場合には、エンジン１０から出
力されるトルクの５０％が前輪２４、２６へ伝達され、
残りの５０％が後輪３８、４０へ伝達されるので、本実
施例では、上記電磁クラッチ３０によるトルク配分調節
範囲は、前輪と後輪との重量配分比が０．５：０．５で
ある場合には、１：０から０．５：０．５の間までのト
ルク配分比範囲となっている。なお、一般には、電磁ク
ラッチ３０が完全係合された場合には、前後輪の重量配
分相当に前後輪のトルクが分配される。本実施例では、
電磁クラッチ３０により前輪駆動状態から直結４ＷＤま
で前後輪のトルクを調節できる。

【００１８】図２に詳しく示すように、電磁クラッチ３
０は、プロペラシャフト２８に連結されるユニバーサル
ジョイント５０およびクラッチドラム５２を両軸端に有
し、クラッチハウジング５４によりベアリング５６を介
して回転可能に支持された入力軸５８と、その入力軸５
８に対して同心となる状態でクラッチハウジング５４に
よりベアリング６０を介して回転可能に支持された出力
軸６２と、入力軸５８の軸端面に相対回転可能に嵌合さ
れた状態でその入力軸５８と連結されたクラッチロータ
６４と、回転不能となるように非回転部材であるクラッ
チハウジング５４の突起６５に係合させられた状態でベ
アリング６６を介して入力軸５８に支持された電磁ソレ
ノイド４８と、電磁ソレノイド４８の磁力により吸引さ
れる環状磁性部材６８を有してクラッチドラム５２の内
周面とクラッチロータ６４の外周面との間に設けられ、
その電磁ソレノイド４８の磁力によって比較的小さな摩
擦トルクが発生させられるコントロール（パイロット）
クラッチ７０と、そのコントロールクラッチ７０からの
摩擦トルクが伝達されるカムリング７２とそのカムリン
グ７２に接触するボールカム７４とを有し、上記コント
ロールクラッチ７０を介して伝達された比較的小さな回
転力をスラスト方向（軸心方向）の力に変換し且つ倍力
して環状押圧部材７６に伝達する押圧装置７８と、軸方
向において互いに重ねられた状態でクラッチドラム５２
の内周面およびクラッチロータ６４の外周面に対して軸
方向の移動可能且つ軸まわりの相対回転不能に設けられ
て、上記環状押圧部材７６からのスラスト方向の力によ
り押圧される前記入力側摩擦板４２および出力側摩擦板
４６とを備え、たとえば図３に示す特性に従って、電磁
ソレノイド４８に供給される駆動電流に対応した大きさ
の伝達トルクを発生させる。

【００１９】図１に戻って、車両には、４輪駆動モード
を選択するときに操作される４輪駆動選択スイッチ８
０、左前輪２４の回転速度を検出する車輪速度センサ８
２、右前輪２６の回転速度を検出する車輪速度センサ８
４、左後輪３８の回転速度を検出する車輪速度センサ８
６、右後輪４０の回転速度を検出する車輪速度センサ８
８、車両の前後加速度すなわち走行方向の加速度Ｇ_X を
検出する前後Ｇセンサ９０、車両の左右加速度すなわち
横方向の加速度Ｇ_Y を検出する左右Ｇセンサ９２、ステ
アリングホイール９３により操作される車両の舵角を検
出する舵角センサ９４、アクセルペダルにより操作され
るスロットル開度を検出するスロットルセンサ９６、エ
ンジン１０の回転速度を検出するエンジン回転速度セン
サ９８、自動変速機１２の実際のギヤ段すなわちシフト
位置を検出するシフト位置センサ１００、ブレーキペダ
ル１０２が操作されたことを検出するブレーキセンサ１
０４、パーキングブレーキレバー１０６が操作されたこ
とを検出するＰＢブレーキセンサ１０８、車体の重心を
通る鉛直線まわりの回転角速度（ヨー角速度）であるヨ
ーレートｒを検出するヨーレートセンサ１１６がそれぞ
れ設けられており、それらのスイッチ或いはセンサから
は、４輪駆動モードを選択されたことを示す信号Ｓ４Ｗ
Ｄ、左前輪２４の回転速度Ｎ_FLを示す信号ＳＮ_FL、右前
輪２６の回転速度Ｎ_FRを示す信号ＳＮ_FR、左後輪３８の
回転速度Ｎ_RLを示す信号ＳＮ_RL、右後輪４０の回転速度
Ｎ_RRを示す信号ＳＮ_RR、前後加速度Ｇ_X を示す信号ＳＧ
_X 、左右（横）加速度Ｇ_Y を示す信号ＳＧ_Y 、車両の舵
角δを示す信号Ｓδ、スロットル開度θ_thを示す信号Ｓ
θ、エンジン１０の回転速度Ｎ_E を示す信号ＳＮ_E 、シ
フト位置ＳＰを示す信号ＳＳＰ、ブレーキペダル１０２
の操作を示す信号ＳＢＫ、パーキングブレーキレバー１
０６の操作を示す信号ＳＰＢ、ヨーレートｒを示す信号
Ｓｒが、トルク配分制御用の電子制御装置１１０へそれ
ぞれ供給される。

【００２０】上記前後Ｇセンサ９０および左右Ｇセンサ
９２は、比較的大きな質量をもった部材とその部材に作
用する力すなわち加速度を検出する圧電素子とを備えた
圧電型や、比較的大きな質量をもった部材とその部材に
加えられる加速度による変位を元位置に保つような平衡
力を電磁力にて発生させる電磁コイルとを備えてその電
磁コイルの駆動電流に基づいて加速度を検出するサーボ
型などにより構成されている。また、上記ヨーレートセ
ンサ１１６は、レートジャイロとしてもよく知られたも
のであり、ガス式、振動式、レーザ式などにより構成さ
れている。

【００２１】上記電子制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを含む所謂マ
イクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの記憶機
能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムを実
行することにより上記の入力信号を処理し、電磁クラッ
チ３０へ制御信号を出力するとともに、電磁クラッチ３
０の作動中を示す作動表示灯１１２および電磁クラッチ
３０の異常を示す異常表示灯１１４を表示させる。図４
は、上記電子制御装置１１０の構成例を詳細に示すもの
である。エンジン制御および変速制御用電子制御装置１
１５からは、スロットル開度θ_th、自動変速機１２のギ
ヤ段、エンジン系のフェイルを表す信号とエンジン１０
の回転速度に対応した周波数のエンジンパルス信号が電
子制御装置１１０に供給される。電子制御装置１１０
は、ＡＢＳ用制御装置１１６および４ＷＤ用制御装置１
１７と、指令値ｔ_ref に対応する大きさの制御電流を電
磁クラッチ３０へ出力する駆動回路１１８とを備えてい
る。

【００２２】図５は、上記電子制御装置１１０の制御機
能の要部を説明する機能ブロック線図である。図５にお
いて、トルク配分クラッチ制御手段１２０は、たとえば
発進時制御、旋回走行時制御、通常走行時制御、制動時
制御など、車両の前輪および後輪のトルク配分を制御す
る複数種類の制御モードの中のいずれか１つを、車両状
態に基づいて択一的に選択し、選択した制御モードにお
いて予め設定された制御式に従って、電磁クラッチ３０
の伝達トルク或いはその電磁クラッチ３０に供給すべき
駆動電流に対応する大きさの指令値ｔ_ref を表す制御信
号ＳＣを出力すると共に、作動表示灯１１２を点灯させ
る。たとえば、４輪駆動選択スイッチ８０によって４輪
駆動モードが選択されているとき、ブレーキセンサ１０
４により主ブレーキの操作が検出されると制動時制御が
選択される。また、たとえば図６に示す関係から車速Ｖ
と車両舵角δとで示される走行状態に基づいて発進時制
御（図６の）、旋回走行時制御（図６の）、通常走
行時制御（図６の）のいずれかが選択されるのであ
る。

【００２３】上記発進時制御では、車両状態に応じた最
大のトラクションを得るために、前輪２４、２６と後輪
３８、４０とに対する車両の重量配分に相当するトルク
配分となるように電磁クラッチ３０が制御されたり、舵
角δに応じて後輪３８、４０への伝達トルクを制限する
ように電磁クラッチ３０が制御される。また、上記旋回
走行時制御では、特に路面摩擦係数が小さい圧雪路或い
は凍結路における旋回走行中の操縦安定性を高めるため
に、たとえばアンダーステアとオーバーステアとの中間
の中立ステアとなるような目標ヨーレートｒ°に実際の
ヨーレートｒが追従するように、電磁クラッチ３０が制
御される。また、上記通常走行時制御では、基本的には
重量配分に対応したトルク配分となるように電磁クラッ
チ３０の入力側および出力側の回転速度差が発生すると
伝達トルクが大きくなるようにされるが、燃費を高める
ために直進走行などのような４輪駆動不要なときには可
及的に締結力を小さくするように、電磁クラッチ３０が
制御される。また、上記制動時制御では、ＡＢＳ制御や
ＶＳＣ制御との制御干渉を回避するために、ブレーキペ
ダル１０２が操作されると、直接的に電磁クラッチ３０
の締結力が小さくなるように、或いはＡＢＳ制御が開始
されるまでは電磁クラッチ３０が締結されてエンジンブ
レーキ力を４輪に分配させるが、ＡＢＳ制御が開始され
ると締結力が小さくされ、またＶＳＣ制御が開始される
と解放されるように、電磁クラッチ３０が制御される。

【００２４】入力トルク算出手段１２２は、エンジン１
０のプロペラシャフト２８まわりの出力トルク（車両の
駆動トルク）すなわち電磁クラッチ３０の入力トルクｔ
_in（Ｎ・ｍ）を、たとえば図７に示す予め記憶された関
係から実際のエンジン回転速度Ｎ_E （ｒｐｍ）およびス
ロットル開度θ_th（％）或いは吸入空気量Ｑに基づいて
逐次算出する。この入力トルク算出手段１２２は、好ま
しくは予め設定された時間幅を有して時間経過とともに
移動させられる移動区間内に得られた複数個の入力トル
クｔ_inの平均値すなわち移動平均値として入力トルクｔ
_inavを算出する。ここで、上記入力トルクｔ_inは、前輪
２４、２６側へ配分されるトルクｔ_f と電磁クラッチ３
０から後輪３８、４０側へ配分されるトルクｔ_r との和
（ｔ_in＝ｔ_f ＋ｔ_r ）として定義される。上記後輪３
８、４０側へ配分されるトルクｔ_rは電磁クラッチ３０
の伝達トルクであり、定常状態では電磁クラッチ３０に
対する指令値ｔ_ref に対応している。

【００２５】差動回転速度（回転速度差）算出手段１２
４は、電磁クラッチ３０の入力軸５８の回転速度Ｎ_f を
前輪回転速度Ｎ_FLおよびＮ_FRの平均値と前部差動歯車装
置１４のギヤ比とに基づいて算出するとともに、電磁ク
ラッチ３０の出力軸６２の回転速度Ｎ_r を後輪回転数度
Ｎ_RLおよびＮ_RRの平均値と後部差動歯車装置３２のギヤ
比とに基づいて算出し、入力軸５８の回転速度Ｎ_f から
出力軸６２の回転速度Ｎ_r を差し引くことにより、入力
軸５８と出力軸６２との差動（スリップ）回転速度ΔＮ
（ｒｐｍ）すなわち電磁クラッチ３０の入出力回転速度
差ΔＮ（＝Ｎ_f−Ｎ_r ）を算出する。この差動回転速度
算出手段１２４も、予め設定された時間幅を有して時間
経過とともに移動させられる移動区間内に得られた複数
個の差動回転数ΔＮの平均値すなわち移動平均値として
差動回転数ΔＮ_avを算出する。

【００２６】車速算出手段１７８は、たとえば前輪回転
速度Ｎ_FL、Ｎ_FR、および後輪回転速度Ｎ_RL、Ｎ_RRから、
或いは図示しない車速センサにより自動変速機１２の出
力軸の回転速度に基づいて検出された車速信号から、車
速すなわち車体速度Ｖを算出する。合成加速度算出手段
１８０は、前後Ｇセンサ９０により検出された前後加速
度Ｇ_X と左右Ｇセンサ９２により検出された左右（横）
加速度Ｇ_Y とから、平面内における平面加速度すなわち
合成加速度Ｇ_XY〔＝√（Ｇ_X ² ＋Ｇ_Y ² ）〕を算出す
る。

【００２７】目標スタビリティファクタ算出手段１８２
は、たとえば図８および図９に示す変化傾向を有する関
係から、上記前後加速度Ｇ_X および合成加速度Ｇ_XYに基
づいて目標スタビリティファクタＫ_h を算出する。この
目標スタビリティファクタＫ _h は、前後加速度Ｇ_X およ
び合成加速度Ｇ_XY〔＝√（Ｇ_X ² ＋Ｇ_Y ² 〕の函数〔Ｋ
_h ＝ｆ（Ｇ_X ，Ｇ_XY）〕であって、それが正（Ｋ_h ＞
０）であるときにアンダーステア特性を示し、それが零
（Ｋ_h ＝０）であるときにニュートラルステア特性を示
し、それが負（Ｋ_h ＜０）であるときにオーバステア特
性を示すものである。なお、上記図８および図９に示す
関係は、旋回走行中に車体に作用する加速度に応じた理
想的なステアリング特性を示すものであって、たとえば
低μ路において加速或いは減速に応じた安定した旋回が
行えるように予め実験的に求められたものである。この
目標スタビリティファクタ算出手段１８２には、好適に
は、逐次求められた目標スタビリティファクタＫ_h を緩
やかに変化させるためのなまし処理としてローパスフィ
ルタ処理を実行する目標スタビリティファクタなまし処
理手段が含まれる。このとき、ローパスフィルタ処理の
時定数は前記電磁クラッチ３０の応答の時定数すなわち
指令値ｔ_ref の立上がりから実際の伝達トルクｔ_r の立
上がりまでの時間よりも充分に大きい値となるように設
定されている。

【００２８】上記図８の上記前後加速度Ｇ_X と目標スタ
ビリティファクタＫ_h との関係では、前後加速度Ｇ_X の
増加に伴って目標スタビリティファクタＫ_h も加速度的
に増加（目標ヨーレートｒ°が減少）するものであり、
自然な車両挙動が実現されるように定められている。こ
の目標スタビリティファクタＫ_h は、電磁クラッチ３０
の直結状態（全輪駆動状態）の実スタビリティファクタ
と電磁クラッチ３０の解放状態（前輪駆動状態）の実ス
タビリティファクタとの間の領域内に存在している。ま
た、上記合成加速度Ｇ_XYは路面摩擦力（摩擦係数μ×荷
重Ｗ）を越えることができない（μ≧Ｇ_XY）ので、合成
加速度Ｇ_XYは路面摩擦係数μの下限値を示している。図
９の合成加速度Ｇ_XYと目標スタビリティファクタＫ_h と
の関係では、合成加速度Ｇ_XYの増加に対して目標スタビ
リティファクタＫ_h が単調減少（目標ヨーレートｒ°を
増加）することで低μ路での目標ヨーレートｒ°を低下
させ、安定した旋回走行ができるようになっている。

【００２９】目標ヨーレート決定手段１８４は、予め記
憶された数式１から実際の目標スタビリティファクタＫ
_h 、車速Ｖ、舵角δ、ステアリングホイール９３と前輪
２４、２６との間のギヤ比Ｒ_st、ホイールベースＬに基
づいて目標ヨーレートｒ°を算出する。この数式１は、
図１０の車両の２輪モデルにおける、加減速のない一定
速度で車両が旋回する場合の定常円旋回の式である。

【００３０】

【数１】 ｒ°＝Ｖ・δ／（Ｋ_h ・Ｖ² ＋１）Ｒ_st・Ｌ ・・・(1)

【００３１】ヨーレート偏差算出手段１８６は、目標ヨ
ーレートｒ°と実際のヨーレートｒとの偏差ｅ〔＝（ｒ
°−ｒ）sign（ｒ）〕を算出する。このsign（ｒ）は、
ｒが正（＞０）であるときに１となり、ｒが零であると
きに０となり、ｒが負（＜０）であるときに１となる。
図１１は、上記偏差ｅと車両の旋回挙動との関係を示し
ている。

【００３２】制御ゲイン決定手段１８８は、数式２に示
す予め記憶された旋回走行時トルク配分制御用制御式の
各制御ゲインＧ_O 、Ｇ_tin 、Ｇ_P 、Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ_S を
決定する。この数式２の制御式は、目標ヨーレートｒ°
に実際のヨーレートｒを追従させるように制御量を決定
することにより、旋回走行時のステアリングをオーバス
テアリングとアンダーステアリングとの中間領域として
自然な旋回感が得られるようにするために予め決定され
たものである。後述の函数σが零（σ＝０）であるとき
の偏差ｅが零に向かって収束し、且つＶ＝（１／２）σ
² なるときにdV/dt ＝σ dσ/dt ≦０が成立するという
２条件が満足される範囲では、偏差ｅが零であることが
保証されるので、上記数式２に示す制御式は外乱やパラ
メータ変動に対するロバスト性に強いことから、上記の
制御ゲインＧ_O 、Ｇ_tin 、Ｇ_P 、Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ_S は一
定値でもよいので、予め記憶された値が読み出される。
しかし、より好ましくは、数式３乃至８から横すべり角
検出手段１９０により検出された前輪横すべり角β_f 、
後輪横すべり角β_r 、および路面摩擦係数検出手段１９
２により検出された路面摩擦係数μに基づいて算出され
る。

【００３３】

【数２】 ｔ_ref ＝ｔ_r sign（ｔ_in）＝Ｇ_O ＋Ｇ_tin ｜ｔ_in｜＋Ｇ_P ｅ ＋Ｇ_I ∫ｅdt＋Ｇ_D de/dt ＋Ｇ_S σ/(｜σ｜＋ε） ・・・(2)

【００３４】

【数３】Ｇ_O ≡−Ｋ₁ ／Ｋ₃ ・・・(3)

【００３５】

【数４】Ｇ_tin ≡Ｋ₂ ／Ｋ₃ ・・・(4)

【００３６】

【数５】 Ｇ_P ≡〔１＋λ₃ （λ₁ ＋λ₂ ）〕／λ₂ Ｋ₃ sign（ｒ） ・・・(5)

【００３７】

【数６】Ｇ_I ≡λ₃ ／λ₂ Ｋ₃ sign（ｒ） ・・・(6)

【００３８】

【数７】Ｇ_D ≡λ₁ ／λ₂ Ｋ₃ sign（ｒ） ・・・(7)

【００３９】

【数８】Ｇ_S ≡λ₄ ／λ₂ Ｋ₃ sign（ｒ） ・・・(8)

【００４０】上記数式２に示す旋回走行時のトルク配分
制御式は、以下のようにして導かれたものである。すな
わち、図１０の車両２輪モデルの重心を通る鉛直線すな
わちｚ軸回りの運動方程式は以下の数式９に示すように
なる。この数式９において、Ｉはｚ軸まわりの慣性モー
メント、Ｌ_f は重心から前輪の中心までの距離、Ｌ_rは
重心から後輪の中心までの距離、ｆ_fyおよびｆ_ryは前輪
および後輪に発生するコーナリングフォース、Ｃ_f およ
びＣ_r はコーナリングパワー、β_f およびβ_rは前輪お
よび後輪の横すべり角である。それらコーナリングパワ
ーＣ _f およびＣ _r は路面摩擦係数μおよび前後重量配分
などによって変化する定数であるが、ここでは主に前後
トルクにより変化する定数であるとして、数式１０に示
すように近似的に仮定する。ここで、Ｋ_f 、Ｋ_r 、
Ｃ_f 、Ｃ_r はそれぞれ路面摩擦係数μおよび前後荷重配
分などの函数であるが、定数としてもよい。また、エン
ジン出力トルクｔ_inは前輪へ配分されるトルクｔ_f と後
輪へ配分されるトルクｔ_r との加算値（ｔ_in＝ｔ_f ＋ｔ
_r ）である。これにより、数式９は数式１１となる。ま
た、ヨーレートの単純な偏差をｅ_rrとすると、このｅ_rr
の変化率 dｅ/dt は数式１２で表される。

【００４１】

【数９】 Ｉdr/dt ＝２( Ｌ_f ｆ_fy−Ｌ_r ｆ_ry） ・・・(9) 但し、ｆ_fy＝−Ｃ_f β_f 、ｆ_ry＝−Ｃ_r β_r

【００４２】

【数１０】 Ｃ_f ＝Ｋ_f （１−Ｃ_f ｔ_f sign（ｔ_in）） ・・・(10-1) Ｃ_r ＝Ｋ_r （１−Ｃ_r ｔ_r sign（ｔ_in）） ・・・(10-2)

【００４３】

【数１１】 dr/dt ＝（２／Ｉ）〔−Ｌ_f Ｋ_f β_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r ＋ Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f ｔ_f sign（ｔ_in）− （Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r Ｃ_r ）ｔ_r sign（ｔ_in）〕 ・・・(11)

【００４４】

【数１２】 dｅ/dt ＝（ dｅ_rr/dt ）sign（ｒ） ・・・(12) 但し、 dｅ_rr/dt ≡ dｒ°/dt − dｒ/dt ＝ dｒ°/dt − （２／Ｉ）〔−Ｌ_f Ｋ_f β_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r 〕− （２／Ｉ）〔Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f ｔ_f sign（ｔ_in）− （Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r Ｃ_r ）ｔ_r sign（ｔ_in）〕 ≡Ｋ₁ −Ｋ₂ ｔ_f sign（ｔ_in）＋Ｋ₃ ｔ_r sign（ｔ_in） Ｋ₁ ≡ dｒ°/dt −（２／Ｉ）〔−Ｌ_f Ｋ_f β_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r 〕 Ｋ₂ ≡（２／Ｉ）Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f Ｋ₃ ≡（２／Ｉ）（Ｌ_f Ｋ_f β_f Ｃ_f ＋Ｌ_r Ｋ_r β_r Ｃ_r ）

【００４５】ここで、偏差ｅを０とする制御則を得るた
めに、以下の条件を満たす函数σを求める。すなわち、
函数σが零（σ＝０）であるときの偏差ｅが零に向かっ
て収束し（条件１）、且つＶ＝（１／２）σ² なるとき
にdV/dt ＝σ dσ/dt ≦０が成立する（条件２）という
２条件を満たす函数σはリヤプノフ安定性を満たしてお
り、σ→０に収束することが保証されている。また、条
件１が満足されていればσ→０に収束することになり、
制御目的が達成される。このことから、函数σを数式１
３に示すように定義する。この数式１３においてσ＝０
とした積分方程式の解から、偏差ｅが指数函数的に零に
収束することが判る。すなわち、条件１を満足してい
る。また、条件２を満足するために、数式１４を定義す
る。この数式１４を条件２の式に代入することにより条
件２が満足されていることが明らかである。

【００４６】

【数１３】σ≡（λ₁ ＋λ₂ ）ｅ＋∫ｅdt ・・・(13)

【００４７】

【数１４】 dσ/dt ＝−λ₃ σ−λ₄ 〔σ／（｜σ｜＋ε）〕 ・・・(14)

【００４８】数式１３を微分したものと数式１４とは互
いに等しくなければならないので、数式１３を微分して
数式１４および前記数式１２を代入することにより、後
輪への伝達トルクｔ_r について解くと次式１５が得られ
る。そして、その数式１５の係数Ｇ_O 、Ｇ_tin 、Ｇ_P 、
Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ_S を前記数式３乃至数式８に示すように
定義すれば、数式１５から前記数式２に示す制御式が得
られるのである。

【００４９】

【数１５】 ｔ_r ＝Ｇ_O sign（ｔ_in）＋Ｇ_tin ｔ_in＋〔Ｇ_P ｅ＋Ｇ_I ∫ｅdt ＋Ｇ_D de/dt ＋Ｇ_S σ/(｜σ｜＋ε）〕sign（ｔ_in）・・・(15)

【００５０】トルク配分クラッチ制御手段１２０は、旋
回走行時においては、数式２に示す制御式を用いて、目
標ヨーレートｒ°と実際のヨーレートｒとが一致するよ
うに、電磁クラッチ３０の伝達トルクｔ_r を制御する。
ここで、数式２に示す制御式において、その右辺第１項
は−Ｋ₁ ／Ｋ₃ であり、Ｋ₁ は目標ヨーレートが適切で
あれば略零であると考えられる。右辺第２項（Ｇ_tin ｜
ｔ_in｜）は、入力トルクｔ_inに応じて制御入力が発生す
るため、入力トルクｔ_inの変化に対して速やかに後輪ト
ルク指令値ｔ_ref を変化させることができる。第３乃至
５項は、制御偏差ｅに関するＰＩＤフィードバック制御
量を発生させるものであり、制御偏差ｅを零とする制御
作用がある。第６項Ｇ_S σ/(｜σ｜＋ε）は、ε＝０を
考えると、Ｇ_S sign（σ）となり、σの正負に応じてＧ
_S の制御入力を発生することから、外乱等によりσがσ
＝０からはずれていても、σ＝０へ引き戻そうとする作
用がある。σ＝０が成立すればｅ→０が保証されてい
る。なお、上記定数εはσ＝０近傍の制御動作のチャタ
リングを防止するために設定される。このように、前記
条件１および条件２から導かれる、第６項を有する制御
式（数式２）は、スライディングモード制御と称され、
ロバスト性の保証や解の収束性、およびチャタリング防
止効果が得られる。

【００５１】車両の操舵初期において前輪横すべり角の
変化によりヨーレートが発生するのが支配的であって、
このときのコーナリングパワーは車輪スリップ率に大き
く依存し、前輪スリップ率の増大が抑えられればコーナ
リングパワーは向上し、舵に対するヨーレートの立上が
りが良好となる。また、操舵初期において、ヨーレート
が発生してからトルク配分を制御すると、コーナリング
パワーの上昇が遅れ、ヨーレートの立上がりが遅れるた
め、ステアリングホイール９３（ハンドル）の戻し操作
や当て舵操作時は後輪のグリップを速やかに回復してヨ
ーレートを収束させる必要がある。制御量補正手段１９
４は、上記操舵初期および戻し操作時、当て舵操作時に
は、旋回時のトルク配分制御式（数式２）だけでなく、
操舵に応じたトルクを付加させることを目的として、た
とえば、ステアリングホイール９３の切り込み操作時で
ある条件（sign（ｒ）＝sign（δ）＝sign（ dδ/dt
））を満足するときには数式１６から、ステアリング
ホイール９３の戻し操作時である条件〔sign（ｒ）≠si
gn（ dδ/dt ）〕を満足するときには数式１７から、入
力トルクｔ_inおよび舵角δに基づいて補正量ｔ_s を決定
する一方、トルク配分クラッチ制御手段１２０により数
式２から算出され且つ出力された制御量すなわちトルク
指令値ｔ_ref にその補正量ｔ_s を加算することによりそ
の指令値ｔ_ref （＝ｔ_ref ＋ｔ_s ）を補正する。

【００５２】

【数１６】 ｔ_s ＝ｔ_s ¹ （ｔ_in，｜ dδ/dt ｜） ・・・(16)

【００５３】

【数１７】 ｔ_s ＝−ｔ_s ² （ｔ_in，｜ dδ/dt ｜） ・・・(17)

【００５４】上記数式１６において、ハンドル切込操作
時の補正値ｔ_s を決定する函数ｔ_s ¹ およびハンドル戻
し操作時の補正値ｔ_s を決定する函数ｔ_s ² は、図１２
乃至図１５に示すように、入力トルクｔ_inの増加に対し
ては、ｔ_in＞０では単調増加な函数であり、ｔ_in＜０で
は単調増加な函数であり、舵角変化率｜ dδ/dt ｜の増
加に対しては、単調増加な函数であってすべて正の値を
取るものとする。さらに、｜ dδ/dt ｜が略０であれ
ば、ｔ_s ¹ ＝０、ｔ_s ² ＝０となるようにｔ_s ¹および
ｔ_s ² が設定されている。これにより、舵角変化率 dδ
/dt が小さいときには、補正値ｔ_s が指令値ｔ_ref に加
えられず、数式２のみで算出された指令値ｔ_ref がトル
ク配分制御に用いられるが、ハンドル切込操作時には後
輪のトルク配分量を増加させ、ハンドル戻し時には後輪
のトルク配分量を減少させるように補正値ｔ_s が決定さ
れる。また、補正値ｔ_s は、入力トルクｔ_inに応じて変
化させられるため、入力トルクｔ_inの大きさに拘らず、
適切な前後トルク配分量が得られる。一方、補正値ｔ_s
は、舵角変化率｜ dδ/dt ｜に応じて変化させられるた
め、舵角操作速度に応じて適切な前後トルク配分量が得
られる。また、補正値ｔ_s は、舵角変化率｜ dδ/dt ｜
が小さいときには零とされるので、トルク配分制御式
（数式２）とは干渉せず、操舵による旋回制御と駆動に
よる旋回制御とが分離され、相互干渉による不都合が解
消されている。

【００５５】制限値決定手段１９６は、指令値ｔ_ref の
範囲を制限して過剰なトルク伝達や過剰なスリップを回
避するための最大トルクｔ_max および最小トルクｔ_min
を、予め記憶された関係から入力トルクｔ_inおよび電磁
クラッチ３０の差動回転速度ΔＮに基づいて算出する。
上記の関係においては、たとえば図１６および図１７の
変化傾向を示す図のように、入力トルクｔ_inの絶対値或
いは差動回転速度ΔＮの絶対値が増加する程、最大トル
クｔ_max および最小トルクｔ_min が増加するように決定
されている。

【００５６】制御量制限手段１９８は、上記制御量補正
手段１９４から出力された制御量すなわち指令値ｔ_ref
を、上記制限値決定手段１９６により決定された最大ト
ルクｔ_max および最小トルクｔ_min の範囲内に制限す
る。たとえば、指令値ｔ_ref が最大トルクｔ_max を越え
る場合にはその最大トルク値ｔ_max と置換し、指令値ｔ
_ref が最小トルク値ｔ_min を下まわる場合にはその最小
トルクｔ_min と置換することにより、指令値ｔ_ref の変
化を最大トルクｔ_max または最小トルクｔ_min に飽和さ
せる。電流値変換手段２００は、たとえば図３に示す予
め記憶された関係から、その指令値ｔ_ref を電磁クラッ
チ３０の駆動電流を示す信号に変換し、駆動回路１１８
へ出力する。

【００５７】図１８および図１９は、前記電子制御装置
１０８の制御作動の要部を説明するフローチャートであ
って、図１８は制御モード選択ルーチンを示し、図１９
は旋回走行時のトルク配分制御ルーチンを示している。
図１８のステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１で
は、車速Ｖ、舵角δ、ブレーキセンサ１０４の出力信号
などが読み込まれた後、Ｓ２において、ブレーキペダル
１０２が操作されたか否かがブレーキセンサ１０４から
の信号に基づいて判断される。このＳ２の判断が肯定さ
れた場合は、Ｓ３において制動時制御が選択され、本ル
ーチンが終了させられる。しかし、Ｓ２の判断が否定さ
れた場合は、Ｓ４において、図６に示す予め記憶された
関係から車速Ｖ、舵角δに基づいて発進時制御、旋回走
行時制御、通常走行時制御のいずれかが判定される。Ｓ
４において発進時制御が判定された場合にはＳ５におい
て発進時制御が選択され、Ｓ４において旋回走行時制御
が判定された場合にはＳ６において旋回走行時制御が選
択され、Ｓ４において通常走行時制御が判定された場合
にはＳ７において通常走行時制御が選択される。

【００５８】図１９の旋回走行時のトルク配分制御ルー
チンにおいて、ＳＨ１では、エンジントルク（入力トル
ク）ｔ_in、電磁クラッチ３０の入出力回転速度差すなわ
ち差動回転速度ΔＮ（プロペラシャフト２８の回転速度
−ドライブピニオン４４の回転速度）、舵角δ、補正後
の前後加速度Ｇ_X および横加速度Ｇ_Y 、それらの合成加
速度Ｇ_XY、ヨーレートｒ、前輪横すべり角β_f 、後輪横
すべり角β_r 、路面摩擦係数μが読み込まれ、或いは算
出される。本実施例では、このＳＨ１が前記差動回転速
度算出手段１２４、車速算出手段１７８、合成加速度算
出手段１８０に対応している。

【００５９】次いで、前記目標スタビリティファクタ算
出手段１８２に対応するＳＨ２では、たとえば図８およ
び図９に示す予め記憶された関係から前後加速度Ｇ_X お
よび横加速度Ｇ_Y に基づいて目標スタビリティファクタ
Ｋ_h が決定される。また、これに続いて、目標スタビリ
ティファクタなまし処理手段に対応するＳＨ３では、上
記ＳＨ２において逐次求められた目標スタビリティファ
クタＫ_h を緩やかに変化させるためのなまし処理として
ローパスフィルタ処理が実行される。これにより、目標
スタビリティファクタＫ_h の変動がトルク応答性よりも
激しい場合にも制御が追いつかず不安定な挙動となるこ
とが好適に防止されている。なお、上記ローパスフィル
タ処理の時定数は、０．２乃至０．３秒程度の値であっ
て、入力信号からノイズ除去するためのローパスフィル
タ処理の時定数に比較して桁違いに大きい値とされてい
る。

【００６０】前記目標ヨーレート決定手段１８４に対応
するＳＨ４では、予め記憶された数式１から実際の目標
スタビリティファクタＫ_h 、車速Ｖ、舵角δ、ステアリ
ングホイール９３と前輪２４、２６との間のギヤ比
Ｒ_st、ホイールベースＬに基づいて目標ヨーレートｒ°
が算出される。続いて前記ヨーレート偏差算出手段１８
６に対応するＳＨ５では、目標ヨーレートｒ°と実際の
ヨーレート（車体の重心を通る鉛直線まわりの回転角速
度）ｒとの偏差ｅ〔＝（ｒ°−ｒ）sign（ｒ）〕が算出
される。

【００６１】次いで、前記制御ゲイン決定手段１８８に
対応するＳＨ６では、数式２に示す予め記憶された旋回
走行時トルク配分制御の制御式の各制御ゲインＧ_O 、Ｇ
_tin、Ｇ_P 、Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ_S が決定される。これら制
御ゲインＧ_O 、Ｇ_tin 、Ｇ_P、Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ_S は、一
定値でもよいので、このような場合には予め記憶された
値が読み出されるが、より好ましくは、前記数式３乃至
８から算出される。そして、前記トルク配分クラッチ制
御手段１２０に対応するＳＨ７では、目標ヨーレートｒ
°に実際のヨーレートｒを追従させるための数式２の旋
回走行時トルク配分制御式から、上記偏差ｅおよびゲイ
ンＧ_O 、Ｇ_tin 、Ｇ_P 、Ｇ_I 、Ｇ_D 、Ｇ _S に基づいて、
電磁クラッチ３０に対する制御値すなわち電磁クラッチ
３０に対して伝達トルクを指令する指令値ｔ_ref が逐次
算出される。

【００６２】次いで、前記制御量補正手段１９４に対応
するＳＨ８では、ステアリングホイール９３の切り込み
操作時である条件（sign（ｒ）＝sign（δ）＝sign（ d
δ/dt ））を満足するときには数式１６から、ステアリ
ングホイール９３の戻し操作時である条件〔sign（ｒ）
≠sign（ dδ/dt ）〕を満足するときには数式１７か
ら、入力トルクｔ_inおよび舵角δに基づいて補正量ｔ_s
が決定され、ＳＨ７において数式２から算出され且つ出
力された制御量すなわちトルク指令値ｔ_ref にその補正
量ｔ_s を加算することによりその指令値ｔ_ref （＝ｔ
_ref ＋ｔ_s ）が補正される。

【００６３】続いて、前記制限値決定手段１９６および
制御量制限手段１９８に対応するＳＨ９では、指令値ｔ
_ref の範囲を制限して過剰なトルク伝達や過剰なスリッ
プを回避するための最大トルクｔ_max および最小トルク
ｔ_min が、予め記憶された関係から入力トルクｔ_inおよ
び電磁クラッチ３０の差動回転速度ΔＮに基づいて算出
され、ＳＨ７で求められた指令値ｔ_ref がその最大トル
クｔ_max および最小トルクｔ_min に制限される。そし
て、前記電流値変換手段２００に対応するＳＨ１１にお
いて、たとえば図３に示す予め記憶された関係から、指
令値ｔ_ref が電磁クラッチ３０の駆動電流を示す信号に
変換された後、ＳＨ１２においてその信号が駆動回路１
１８へ出力される。

【００６４】上述のように、本実施例によれば、目標ヨ
ーレート決定手段１８４（ＳＨ４）において、前後加速
度Ｇ_X の増加に伴って減少し、且つ合成加速度Ｇ_XYの増
加に伴って増加するように目標ヨーレートｒ°が決定さ
れることから、路面摩擦係数μを必ずしも直接検出する
ことなく、比較的容易に検出可能な水平方向加速度を用
いて目標ヨーレートｒ°を決定でき、自然な車両の旋回
挙動が実現される。

【００６５】また、本実施例によれば、制御量補正手段
１９４（ＳＨ８）において、車両の旋回挙動を制御する
ための制御量ｔ_ref がその車両の舵角δに基づいて補正
されることから、車両の舵角δを操作する場合に、目標
ヨーレートｒ°への制御応答性が高められる。たとえ
ば、舵角δの変化率d δ/dt が大きくなるほど電磁クラ
ッチ３０の回転速度差ΔＮが制限されることにより、前
輪スリップ率が小さくされて操舵角δに対するヨーレー
トｒの立上がりの遅れが抑制されるので、コーナリング
パワーが充分となって旋回操作性が高められるのであ
る。

【００６６】また、本実施例によれば、前後輪にトルク
配分を行う電磁クラッチ３０にその伝達トルクを指令す
るためにそれへ出力される指令値ｔ_ref 、すなわち電磁
クラッチ３０の伝達トルクを制御するためにそれへ出力
される制御量を、その電磁クラッチ３０の入出力回転速
度差すなわち差動回転速度ΔＮとその電磁クラッチ３０
への入力トルクｔ_inとの函数である上限値ｔ_max および
下限値ｔ_min により定められる範囲内に制限する制御量
制限手段１９８（ＳＨ１０）が、設けられているので、
電磁クラッチ３０の急激な伝達トルク変化に起因する違
和感が解消されるとともに、電磁クラッチ３０の過剰な
スリップや過剰なトルク伝達が回避され、電磁クラッチ
３０の劣化が防止されるとともに、耐久性が高められ
る。

【００６７】また、本実施例によれば、上記の上限値ｔ
_max および下限値ｔ_min を、差動回転速度ΔＮの絶対値
の増加とともに増加させ、前記入力トルクｔ_inの絶対値
の増加とともに増加させるように決定する制限値決定手
段１９６（ＳＨ９）が備えられているので、上限値ｔ
_max および下限値ｔ_min が、実際の差動回転速度ΔＮお
よび入力トルクｔ_inに応じて適切な値に設定されるの
で、電磁クラッチ３０の過剰なスリップや過剰なトルク
伝達が発生しないようにする必要かつ充分な範囲内に、
電磁クラッチ３０のトルクが制限される利点がある。

【００６８】また、本実施例によれば、車両の前後加速
度Ｇ_X と左右（横）加速度Ｇ_Y とから車両の水平面内に
おける合成加速度Ｇ_XYを算出する合成加速度算出手段１
８０（ＳＨ１）と、たとえば図８および図９に示す変化
傾向を有する予め設定された関係からそれら前後加速度
Ｇ_X および合成加速度Ｇ_XYに基づいて、旋回走行車両の
オーバステアおよびアンダーステアを示す目標スタビリ
ティファクタＫ_h を算出する目標スタビリティファクタ
算出手段１８２（ＳＨ２）と、予め記憶された数式１か
ら実際の目標スタビリティファクタＫ_h 、車速Ｖ、舵角
δ、ステアリングホイール９３と前輪２４、２６との間
のギヤ比Ｒ_st、ホイールベースＬに基づいて目標ヨーレ
ートｒ°を算出する目標ヨーレート決定手段１８４（Ｓ
Ｈ４）とが設けられたものである。このようにして算出
された目標ヨーレートｒ°を旋回走行時のヨーレートｒ
の目標値として用いることにより、旋回走行時において
自然な車両挙動が得られる。

【００６９】また、本実施例によれば、前記スタビリテ
ィファクタＫ_h は、それが正の値であるときにアンダー
ステアを示し、それが負の値であるときにオーバステア
を示すものであり、前記スタビリティファクタ算出手段
１８２（ＳＨ２）は、車両の前後加速度Ｇ_X が増加する
にともなってスタビリティファクタＫ_h を増加させ、前
記車両の合成加速度Ｇ_XYが増加するにともなってスタビ
リティファクタＫ_h を減少させるものであるので、路面
摩擦係数μを考慮した自然な旋回走行時のステアリング
が得られる。

【００７０】また、本実施例によれば、前記目標ヨーレ
ート決定手段１８４（ＳＨ４）は、スタビリティファク
タＫ_h および車速Ｖが増加するほど目標ヨーレートｒ°
を減少させ、舵角δが増加するほど目標ヨーレートｒ°
を増加させるものであるので、旋回制御可能範囲内にお
いて好適に目標ヨーレートｒ°を設定でき、自然な旋回
走行時のステアリングが得られる。因みに、図２０は、
車両の左旋回において、４輪駆動状態（電磁クラッチ３
０の係合状態）と２輪駆動状態（前輪駆動ＦＦ状態）と
の間に形成される旋回制御可能範囲を、路面摩擦係数μ
をパラメータとして示す図である。

【００７１】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００７２】たとえば、前述の実施例では、車両の前後
方向の加速度Ｇ_X を検出するための前後Ｇセンサ９０と
車両の横方向の加速度Ｇ_Y を検出するための左右Ｇセン
サ９２とが設けられ、合成加速度算出手段１８０はそれ
ら前後加速度Ｇ_X および左右加速度Ｇ_Y から合成加速度
Ｇ_XYを算出していたが、上記２つのＧセンサは、必ずし
も前後方向および左右方向の加速度を検出するものでな
くてもよい。要するに、水平方向の加速度が決定されれ
ばよいのである。

【００７３】また、前述の実施例の目標スタビリティフ
ァクタ算出手段１８２には、ローパスフィルタ処理によ
り目標スタビリティファクタＫ_h を緩やかに変化させる
なまし処理手段が含まれていたが、かならずしも設けら
れていなくてもよいし、前記制御量補正手段１９４およ
び制御量制限手段１９８もかならずしも設けられていな
くてもよい。

【００７４】また、前述の実施例の前後Ｇセンサ９０お
よび左右Ｇセンサ９２により検出される前後加速度Ｇ_X
および左右加速度Ｇ_Y は、車両の直進走行、定速走行、
平坦地走行であるときの出力（ドリフト量）により補正
されてよい。

【００７５】また、前述の実施例の電磁クラッチ３０
は、プロペラシャフト２８と後部差動歯車装置３２との
間に設けられるものであったが、所謂センターデフの差
動を制限するためにそれに並列に設けられた差動制限ク
ラッチ、トランスファと前部差動歯車装置との間に設け
られたクラッチ、プロペラシャフト２８とそれに連結さ
れた差動歯車装置の出力側の１対の車軸との３軸のうち
の何れかの２軸間に設けられたクラッチなどであっても
よい。要するに、原動機から複数の車輪へそれぞれ伝達
されるトルクの割合を調節する電磁式、油圧式などのト
ルク配分クラッチであればよいのである。

【００７６】また、前述の実施例のトルク配分クラッチ
制御手段１２０では、数式２に示す予め記憶された旋回
走行時トルク配分制御用制御式により、目標ヨーレート
ｒ°に実際のヨーレートｒを追従させるようにして電磁
クラッチ３０の伝達トルクが制御されていたが、指令値
ｔ_ref をハンドル切り込み時と戻し時とを舵角δに基づ
いて判定し、予めトルク配分制御のために求められた上
限値ｔ_max および下限値ｔ_min の間の領域内となるよう
に２値制御してもよい。

【００７７】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両用旋回走行制御装置を
備えた車両の動力伝達経路を説明する図である。

【図２】前輪および後輪のトルク配分を行うために、図
１の動力伝達経路に設けられた電磁クラッチの構成を説
明する断面図である。

【図３】図２の電磁クラッチのクラッチ特性を説明する
特性図である。

【図４】図１の電子制御装置の構成例を詳細に説明する
図である。

【図５】図１の電子制御装置の制御機能の要部を説明す
る機能ブロック線図である。

【図６】図５のトルク配分制御手段において複数種類の
制御モードを切り換えるために予め記憶された関係を示
す図である。

【図７】図５の入力トルク算出手段において入力トルク
を算出するために予め記憶された関係を示す図である。

【図８】図５の目標スタビリティファクタ算出手段にお
いて、目標スタビリティファクタＫ_h を前後加速度Ｇ_X
に基づいて決定するために用いられる予め記憶された関
係を説明する図である。

【図９】図５の目標スタビリティファクタ算出手段にお
いて、目標スタビリティファクタＫ_h を合成加速度Ｇ_XY
に基づいて決定するために用いられる予め記憶された関
係を説明する図である。

【図１０】図５のトルク配分クラッチ制御手段において
用いられる旋回走行時制御式の定常円旋回を説明する車
両２輪モデルを示す図である。

【図１１】図５のトルク配分クラッチ制御手段による旋
回走行時制御において、目標ヨーレートｒ°と実際のヨ
ーレートｒとの偏差ｅと車両の旋回挙動との関係を説明
する図である。

【図１２】図５の制御量補正手段において、ハンドル切
込操作時の補正値ｔ_s ¹ を舵角変化率 dδ/dt に基づい
て決定するために用いられる関係を示す図である。

【図１３】図５の制御量補正手段において、ハンドル切
込操作時の補正値ｔ_s ¹ を入力トルクｔ_inに基づいて決
定するために用いられる関係を示す図である。

【図１４】図５の制御量補正手段において、ハンドル戻
し操作時の補正値ｔ_s ² を舵角変化率 dδ/dt に基づい
て決定するために用いられる関係を示す図である。

【図１５】図５の制御量補正手段において、ハンドル戻
し操作時の補正値ｔ_s ² を入力トルクｔ_inに基づいて決
定するために用いられる関係を示す図である。

【図１６】図５の制限値決定手段において、指令値ｔ
_ref の範囲を制限する最大トルクｔ _max および最小トル
クｔ_min を決定するために用いられる関係であって入力
トルクｔ_inと最大トルクｔ_max および最小トルクｔ_min
との関係を示す図である。

【図１７】図５の制限値決定手段において、指令値ｔ
_ref の範囲を制限する最大トルクｔ _max および最小トル
クｔ_min を決定するために用いられる関係であって電磁
クラッチ３０の差動回転速度ΔＮと最大トルクｔ_max お
よび最小トルクｔ_min との関係を示す図である。

【図１８】図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明
するフローチャートであって、制御モード選択ルーチン
を示す図である。

【図１９】図１の電子制御装置の制御作動の要部を説明
するフローチャートであって、旋回走行時制御ルーチン
を示す図である。

【図２０】図１９の旋回走行時制御による制御領域を斜
線にて示す図である。

【符号の説明】

３０：電磁クラッチ（トルク配分クラッチ） ９０：前後Ｇセンサ（前後加速度決定手段） ９４：舵角センサ（舵角検出装置） １８０：合成加速度算出手段（水平加速度決定手段） １８４：目標ヨーレート決定手段 １９４：制御量補正手段 １９８：制御量制限手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回走行時において目標ヨーレートが得
   られるように車両の旋回挙動を制御する車両用旋回走行
   制御装置であって、 前記車両の前後加速度を決定する前後加速度決定手段
   と、 前記車両の水平面内に作用する水平加速度を決定する水
   平加速度決定手段と、 前記前後加速度の増加に伴って減少し、且つ前記水平加
   速度の増加に伴って増加するように前記目標ヨーレート
   を決定する目標ヨーレート決定手段とを、含むことを特
   徴とする車両用旋回走行制御装置。
2. 【請求項２】 旋回走行時において目標ヨーレートが得
   られるように車両の旋回挙動を制御するための制御量を
   出力する車両用旋回走行制御装置であって、 前記車両の舵角を検出する舵角検出装置と、 前記制御量を前記車両の舵角に基づいて補正する制御量
   補正手段とを、含むことを特徴とする車両用旋回走行制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記車両は、前後輪へのトルク配分を行
   うトルク配分クラッチを備えたものであり、該トルク配
   分クラッチにその伝達トルクを制御するための制御量を
   該トルク配分クラッチの入出力回転速度差の函数である
   上限値および下限値により定められる範囲内に制限する
   制御量制限手段を、さらに含むものである請求項１また
   は２の車両用旋回走行制御装置。