JP2630609B2 - ４輪駆動，４輪操舵自動車の駆動力配分及び後輪操舵角の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は４輪駆動,4輪操舵自動車の駆動力配分及び後
輪操舵角の制御方法に関するものである。

従来の技術 自動車において、前輪の転舵に応じて後輪に前輪と同
方向即ちアンダステア傾向を増大させる方向の舵角を与
え、走行時の安定性向上をはかるようにした後輪操舵装
置は従来より公知である（例えば特開昭62−31566号公
報参照）。

又、４輪駆動自動車において、前輪側と後輪側との駆
動力配分比が直進走行安定性に影響を与えるものである
ことは特開昭62−50230号公報にて知られており、ステ
アリングハンドルの操舵角に応じて後輪側への駆動力配
分を増大させることにより車体の回頭性向上をはかるよ
うにしたものも既に開発され特願昭61−144478号にて出
願中である。

発明が解決しようとする課題 上記のような前，後輪への駆動力配分を制御すること
により操舵時の回頭性向上をはかるようにした装置（以
下トルクスプリット制御装置と称す）を装備した４輪駆
動自動車に、上記のように従来より公知の後輪操舵装置
を設けるのと、トルクスプリット制御と後輪操舵制御の
各々の効果が互に干渉し打消し合って目標とする特性を
得られない場合がある。

本発明はトルクスプリット制御と後輪操舵制御との両
者のメリットを充分に発揮させ得る制御方法を提供する
ことを主目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記のようなトルクスプリット制御装置と
後輪操舵装置とを装備した４輪駆動自動車において、前
輪操舵時横Ｇセンサが検出した実横加速度と、前輪舵
角と車速とから演算にて求めた仮想横加速度 がある設定範囲−ε〜εを以上であるか又は以下であっ
た場合、上記差 及びそのときの総駆動力に応じて前後輪への駆動力配分
及び後輪操舵角を修正制御することを特徴とするもので
ある。

作用 上記により、 の場合は車両がスピン傾向にあると判断し前輪駆動力配
分を大とするよう修正し後輪のアンダステア方向（同相
方向）操舵角を大とするよう修正するが、この場合総駆
動力が大であれば前輪駆動力配分を更に大とし後輪のア
ンダステア方向操舵角の増大の度合を減少させるよう修
正し、総駆動力が小であれば前輪駆動力配分の増大の度
合を減少させ後輪のアンダスエア方向操舵角を更に大と
するよう修正する。

の場合はドリフト状態にあると判断し後輪駆動力配分を
大，後輪のアンダステア方向操舵角を減少させるよう修
正するが、この場合総駆動力が大であれば後輪駆動力配
分を更に大とし後輪のアンダステア方向操舵角の減少の
度合を少くするよう修正し、総駆動力が小であれば、後
輪駆動力配分の増大の度合を少くし後輪のアンダステア
方向操舵角を更に大きく減少させるよう修正制御するも
のである。

実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、１はステアリングハンドル、２は前
輪であり、ステアリングハンドル１から前輪２に至る公
知の前輪操舵機構には、操舵トルクに応じて作動するコ
ントロールバルブ3,該コントロールバルブ３の作動によ
りオイルポンプ４の吐出油圧が選択的に導入される左右
の油室をもったパワシリンダ５等からなる公知の油圧式
パワシリンダ装置が設けられている。

６はパワシリンダ５の左右の油室の油圧を検出する左
右の油圧センサ7a,7bと該油圧センサの各油圧信号の差
即ち操舵補助力を演算にて求める演算増幅装置８とから
なる舵力検出装置であり、舵力検出装置６の舵力信号は
後輪操舵用コントロールユニット９に入力される。10は
車速センサであり該車速センサ10の車速信号も後輪操舵
用コントロールユニット９に入力され、該後輪操舵用コ
ントロールユニット９は上記舵力信号と車速信号とから
予じめ設定されている車速をパラメータとした舵力−後
輪舵角特性に基づき後輪舵角目標値を決定してモータ等
の後輪操舵用アクチュエータ11に出力信号を発し後輪14
を上記目標値通りに転舵させるようになっている。12は
電磁クラッチ、13は減速機構，リンク機構等よりなる後
輪操舵機構、15は後輪舵角を検出する後輪舵角サンセで
あり、該後輪舵角センサ15の後輪舵角信号は後輪操舵用
コントロールユニット９に入力されこれによりフィード
バック制御される。

16は図示しないエンジン，変速機等よりなるパワユニ
ットの出力軸であり、該出力軸16のトルクはセンタデフ
装置17を介してフロントドライブ軸18およびリヤドライ
ブ軸19にそれぞれ伝達され、前輪２および後輪14を駆動
するようになっている。

20はトルク配分制御機構であり、図示実施例では油圧
クラッチを用いた例を示している。即ち、トルク配分制
御機構20は、フロントドライブ軸18と直結回転するハブ
20aとリヤドライブ軸19にて歯車機構を介して減速回転
されるケース20bとからなる多板油圧クラッチにより構
成され、該クラッチに供給される油圧がゼロのときは該
クラッチのクラッチトルクはゼロであるのでセンタデフ
装置17により初期設定値通りの前後トルク配分比（50:5
0〜70:30の範囲に設定される）でトルク配分される。

クラッチに供給される油圧が増大するに従ってハブ20
aとケース20bとの回転差によって油圧に応じたクラッチ
トルクが発生し、低回転側のケース20bには該クラッチ
トルクが加わりリヤドライブ軸19のトルク配分は油圧の
増大に応じて増大し、逆にフロントドライブ軸18のトル
ク配分は減少して行く。

従ってデューティソレノイドバルブ21により油圧源22
より上記クラッチに供給する油圧を制御することにより
前後輪への駆動力配分を自由に変更制御することができ
る。

23はトルクスプリット用コントロールユニットであ
り、該コントロールユニット23には前輪舵角を検出する
前輪舵角センサ24の前輪舵角信号，前記車速センサ10の
車速信号，エンジン回転数を検出するエンジン回転数セ
ンサ25のエンジン回転数信号およびアクセル開度を検知
するアクセル開度センサ26のアクセル開度信号が入力さ
れ、前輪舵角と車速とから前後輪の駆動力配分目標値を
決定すると共に、エンジン回転数とアクセル開度とから
エンジン出力トルクを演算し、該エンジン出力トルクと
上記駆動力配分目標値よりトルク配分制御機構20に供給
する油圧を決定してデューティソレノイドバルブ21に出
力信号を発し、決定値通りの油圧をトルク配分制御機構
20に供給し、前後左右の車輪回転速度センサ27の信号に
よりフィードバック制御されて目標値通りの駆動力配分
とするものである。

一般に４輪駆動自動車において、前輪側の駆動力配分
が大であるとアンダステア傾向となって直進走行安定性
が向上し、後輪側の駆動力配分が大であるとアンダステ
ア傾向が減少し操舵時の回頭性が向上することは従来よ
り知られており、従ってセンタデフ装置17による前後駆
動力配分比を例えば60:40と言うように前輪側駆動力配
分を大に設定しておき、操舵時は車速をパラメータとし
た前輪舵角−駆動力配分比特性例えば第３図の実線にて
示す特性に基づき前輪舵角が比較的小なる舵角範囲では
後輪側の駆動力配分を増大させて行くよう制御すると共
に、前輪舵角が比較的大なる舵角範囲では後輪側の駆動
力配分を徐々に減少させて行く制御を行うことにより、
直進走行安定性の向上と小転舵角範囲での操舵時の回頭
性向上及び大転舵範囲での操舵時の安定性向上と言う要
望をすべて満足させることができる。

上記のように後輪操舵制御とトルクスプリット制御と
を行うようにした４輪駆動自動車においては、操舵時ト
ルクスプリット制御によりアンダステア傾向を減少させ
て回頭性の向上をはかっても車速によっては後輪操舵制
御により後輪が前輪と同方向に転舵（同相転舵）即ちア
ンダステア方向に転舵され、両方の効果が互に打消し合
ってしまうことがある。その場合後輪操舵制御による後
輪のアンダステア方向への転舵角を著しく減少させれば
上記のような問題は解消できるがそのとき車両がスピン
しかかった状態にあると後輪操舵によるスピン防止効果
はほとんどなくなるのでスピン発生のおそれが増大する
と言う問題が生じる。

そこで操舵時コントローラ29が前輪舵角δｆと車速Ｖ
から仮想横方向加速度 （但しｌはホイールベース、Ａはスタビリティファクタ
である。） なる式により演算にて求め、横Ｇセンサ28にて検出した
実際に車体に発生した実横方向加速度の情報と仮想横
方向加速度 とを比較し、両者の差 がある設定値ε以上であった場合 は車両がスピン傾向にあると判断し、例えば第３図の点
線示のように後輪駆動力配分を実線示の基本駆動力配分
特性より減少させ源輪駆動力配分を増やすようトルクス
プリット用コントロールユニット23に指令を発生し回頭
性を低下させると共に、後輪の操舵角を第４図実線示の
基本操舵角特性より点線示のようにアンダステア側（同
相側）に増大させた特性に基づいて制御するよう後輪操
舵用コントロールユニット９に指令を与え、これにより
後輪のスリップ角増加，それに伴なうスピンを抑える方
向のヨーモーメント発生にて車両がスピンに陥るのを防
止することができる。

であった場合はドリフト状態であると判断し、コントロ
ーラ29は上記とは逆に第３図鎖線締のごとく後輪駆動力
配分を増大させるようトルクスプリット用コントロール
ユニット23に指令を与え回頭性を増加させると共に、第
４図鎖線示のごとく後輪のアンダステア方向の操舵角を
減少させるべき指令を後輪操舵用コントロールユニット
９に発することにより、回頭性をあまり邪魔しない状態
とすることができる。

ところが、前記のような駆動力配分と後輪操舵が車両
のステア特性に及ぼす影響は総駆動力の大きさによって
変わり、それを図で表わすと第６図に示すようになる。

即ち、総駆動力が大きい程各車輪の摩擦力の余裕は小
さくなり駆動力配分のわずかの差で横力の調節ができる
ようになり、駆動力配分のステア特性に及ぼす影響は大
きくなるが、逆に総駆動力が小なる場合は各車輪の摩擦
力の余裕は大きく駆動力配分の修正により車両のステア
特性を変えることのできる幅が非常に狭くなる。

一方後輪操舵によるステア特性への影響度は総駆動力
が大きい程小さくなる。これは総駆動力が大きいと後輪
摩擦力の余裕が小さいためスリップ角を増加させても横
力が容易に飽和してしまうからである。

そこで本発明では、トルクスプリット用コントロール
ユニット23が、アクスル開度とエンジン回転数の各情報
から総駆動力を求めてこれをコントローラ29に入力し、
該コントローラ29は で且つ総駆動力が大なる場合は第３図に示す点線示のよ
うな後輪駆動力配分を更に減少させ前輪駆動力配分を増
大させるよう修正すると共に第４図の点線示のようなア
ンダステア方向の後輪操舵角を減少させるよう修正し、
主として車体スピンを前輪駆動力配分増大により防止す
るようにし、 で且つ総駆動力が小なる場合は第３図の点線示のような
後輪駆動力配分を実線示の特性に近づけ前輪駆動力配分
を減少させるよう修正すると共に第４図点線示の後輪操
舵角を更にアンダステア方向に増大させるよう修正し、
車体スピンを主として後輪操舵によって防止するように
する。

で総駆動力が大なる場合は第３図鎖線示の後輪駆動力配
分を更に増大させ前輪駆動力配分を減少させるよう修正
すると共に第４図鎖線示の後輪操舵角は実線示の特性に
近づけるよう修正し、主として前輪駆動力配分減少によ
って回頭性の向上をはかるようにし、 で総駆動力が小なる場合は第３図鎖線示の後輪駆動力配
分を実線示の特性に近づけるよう修正すると共に第４図
鎖線示のアンダステア方向の後輪操舵角を更に減少させ
るよう修正し、主として後輪操舵によって回頭性の向上
をはかるようにする。

即ち、本発明では第２図のフローチャート及び第５図
の修正特性例図に示すように、前後駆動力配分と後輪操
舵角を、車両の実横加速度と演算にて求めた仮想横加速
度の差、及びそのときの総駆動力によってフィードバッ
ク制御することにより、トルクスプリット制御と後輪操
舵制御のそれぞれの特有の機能を効率よく充分に発揮さ
せ安定性の著しい向上をはかることができるものであ
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、後輪操舵制御とトルク
スプリット制御とを関連づけることにより、トルクスプ
リット制御によってもたらされる優れた運動性能を充分
に発揮させつつ、後輪操舵制御による車両の安定性向上
と言う機能を的確に保持することができると共に、これ
らの両機能を効率よく使い分けることができるもので、
実用上多大の効果をもたらし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面説明図、第２図は
本発明における制御態様の一例を示すフローチャート、
第３図は後輪駆動力配分特性説明図、第４図は後輪舵角
特性説明図、第５図は車両の実横加速度と仮想横加速度
との差及び総駆動力による前後輪駆動力配分と後輪操舵
角の修正特性の一例を示す図、第６図は駆動力配分及び
後輪操舵のステア特性に及ぼす影響度が総駆動力によっ
て変化することを説明する図である。 １……ステアリングハンドル、２……前輪、６……舵力
検出装置、９……後輪操舵用コントロールユニット、10
……車速センサ、11……後輪操舵用アクチュエータ、14
……後輪、15……後輪舵角センサ、20……トルク配分制
御機構、23……トルクスプリット用コントロールユニッ
ト、24……前輪舵角センサ、25……エンジン回転数セン
サ、26……アクセル開度センサ、28……横Ｇセンサ、29
……コントローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪舵角と車速とから前後輪への駆動力配
   分を可変的に制御する装置を装備した４輪駆動自動車で
   あって、前輪操舵時後輪を前輪と同方向に操舵させるよ
   う後輪操舵角を制御する装置を装備したものにおいて、
   前輪操舵時横Ｇセンサにて検出した実横加速度と、前輪
   舵角と車速とから演算にて求めた仮想横加速度との差
   が、ある設定値範囲以上か又は以下であった場合、上記
   実横加速度と仮想横加速度との差及びそのときの総駆動
   力に応じて前後輪への駆動力配分及び後輪操舵角を修正
   制御することを特徴とする４輪駆動,4輪操舵自動車の駆
   動力配分及び後輪操舵角の制御方法。