JP5454688B2 - 車両の左右輪駆動力配分制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両、特に四輪駆動車両に有用な、左右輪駆動力配分制御装置の改良提案に関するものである。

車両の左右輪駆動力配分制御装置としては従来、例えば特許文献1に記載のようなものが提案されている。
この提案技術は、車両運転状態の変化に応じた目標挙動変化（通常はヨーレートの変化）が実現されるよう左右輪駆動力配分を過渡制御するに際し、運転者によるステアリング操作速度に応じ、高速操舵時は左右輪駆動力配分を左右輪間の差が大きくなるようなものとなし、これにより高速操舵時の過渡応答を向上させ得るようにしたものである。

特許第３１１６６８５号明細書

しかし、ステアリングを旋回方向に操作した後、直進走行に移行するにあたり、ステアリングを中立位置まで切り戻すときにも過渡制御によってヨーレート変化を発生させようと制御するため、運転者としては直進意図があるにも関わらず、最初の旋回方向と反対方向に旋回させるモーメントが発生し、操縦性が低下するおそれがあった。

本発明は、このような実情に鑑み、ステアリングの切り戻し操作時における操縦性を向上可能な車両の左右輪駆動力配分制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による車両の左右輪駆動力配分制御装置は、運転者の過渡的な旋回応答要求に基づき左右駆動力差の過渡制御分を、ステアリングの切り増し時よりも切り戻し時のときに小さくなるようにして制御に資するよう構成した。

よって、ステアリングの切り増し時には所望のヨーレートを得ることができ、一方、ステアリングの切り戻し時にはニュートラルステアとすることができ、良好な操縦性を得ることができる。

実施例１になる左右輪駆動力配分制御装置を具えた四輪駆動車両の車輪駆動系を車両上方から見て、四輪駆動制御システムと共に示す概略平面図である。 実施例１の四輪駆動コントローラを示す機能別ブロック線図である。 実施例１の過渡制御演算部を示す機能別ブロック線図である。 実施例１の過渡制御演算部で用いる左右駆動力差過渡制御ゲインの変化特性を例示する特性線図である。 実施例１の過渡制御演算部で用いる左右駆動力差過渡制御ゲインの他の変化特性例を示す特性線図である。 実施例１の過渡制御演算部で用いる左右駆動力差過渡制御ゲインの他の変化特性例を示す特性線図である。 実施例１の左右後輪目標駆動力演算部が左右後輪目標駆動力を演算するときのプロセスを示すフローチャートである。 実施例１の左右駆動力差過渡制御ゲインを設定した場合におけるレーンチェンジ時のタイムチャートである。 実施例２の過渡制御演算部を示す機能別ブロック線図である。

1L,1R 左右前輪（左右主駆動輪）
2L,2R 左右後輪（左右副駆動輪）
3 エンジン
4 変速機（トランスアクスル）
5L,5R 左右前輪アクスルシャフト
6 トランスファー
7 プロペラシャフト
8 左右後輪駆動力配分ユニット
9L,9R 左右後輪アクスルシャフト
10 センターシャフト
11L 左後輪側クラッチ（左副駆動輪側クラッチ）
11R 右後輪側クラッチ（右副駆動輪側クラッチ）
12 終減速機
21 四輪駆動コントローラ
22 車輪速センサ
23 アクセル開度センサ
24 操舵角センサ
25 変速機出力回転センサ
26 エンジン回転センサ
27 ヨーレートセンサ
28 前後加速度センサ
29 横加速度センサ
31 入力信号処理部
32 後輪合計駆動力演算部
33 左右後輪駆動力差演算部
33a 定常制御演算部
33b 過渡制御演算部
34 フィードバック制御部
35 左右後輪目標駆動力演算部
41 目標ヨーレート演算部（目標ヨーレート変化速度演算手段）
42 微分演算器（目標ヨーレート変化速度演算手段）
43 左右駆動力差過渡制御演算値算出部（左右駆動力差過渡制御分演算手段）
44 車速演算部
44a ステアリング操舵速度演算部
45 左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部（左右駆動力差過渡制御分演算手段）

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、実施例１の左右輪駆動力配分制御装置を具えた四輪駆動車両の車輪駆動系を車両上方から見て、四輪駆動制御システムと共に示す概略平面図である。図中、1L,1Rはそれぞれ、主駆動輪としての左右前輪を示し、2L,2Rはそれぞれ、副駆動輪としての左右後輪を示す。尚、本明細書中において「駆動力」と称するは、パワーに非ず、「トルク値」を意味するものとする。

3は、原動機としてのエンジンで、エンジン3からの回転動力は変速機（ディファレンシャルギヤ装置4aを含むトランスアクスル）4により変速して、左右アクスルシャフト5L,5Rを介し左右前輪1L,1Rに向かわせ、これら左右前輪1L,1Rの駆動に供する。

変速機4により変速された後に左右前輪1L,1Rへ向かう駆動力の一部を、トランスファー6により方向変換して左右後輪2L,2Rに向かわせるが、そのための伝動系を以下のような構成となす。

トランスファー6は入力側ハイポイドギヤ6aおよび出力側ハイポイドギヤ6bより成る傘歯車組を具える。
入力側ハイポイドギヤ6aは、ディファレンシャルギヤ装置4aの入力回転メンバであるディファレンシャルギヤケースと共に回転するようこれに結合する。
出力側ハイポイドギヤ6bにはプロペラシャフト7の前端を結合し、このプロペラシャフト7を左右後輪駆動力配分ユニット8に向け後方へ延在させる。

なおトランスファー6は、左右前輪1L,1Rに向かう駆動力の一部を増速してプロペラシャフト7へ出力するよう、ハイポイドギヤ6aおよび出力側ハイポイドギヤ6bより成る傘歯車組のギヤ比を決定する。

プロペラシャフト7への増速回転動力は、左右後輪駆動力配分ユニット8による後述の制御下で左右後輪2L,2Rへ分配出力する。
そのため左右後輪駆動力配分ユニット8は、左右後輪2L,2Rのアクスルシャフト9L,9R間において、これらシャフト9L,9Rの軸線方向に延在するセンターシャフト10を具える。
左右後輪駆動力配分ユニット8は更に、センターシャフト10および左後輪アクスルシャフト9L間にあって、これらシャフト10,9L間を結合制御するための左後輪側クラッチ（左副駆動輪側摩擦要素）11Lと、
センターシャフト10および右後輪アクスルシャフト9R間にあって、これらシャフト10,9R間を結合制御するための右後輪側クラッチ（右副駆動輪側摩擦要素）11Rとを具える。

トランスファー6から車両後方へ延在するプロペラシャフト7の後端と、センターシャフト10との間は、入力側ハイポイドギヤ12aおよび出力側ハイポイドギヤ12bより成る傘歯車式終減速機12を介して駆動結合する。

なお該終減速機12の減速比は、トランスファー6の前記した増速ギヤ比（ハイポイドギヤ6aおよび出力側ハイポイドギヤ6bより成る傘歯車組の増速ギヤ比）との関連において、左右前輪1L,1Rに向かう駆動力の一部をセンターシャフト10へ増速下に向かわせるようなギヤ比とし、
本実施例においては、左右前輪1L,1Rに対してセンターシャフト10が増速回転されるように、トランスファー6および終減速機12のトータルギヤ比を設定する。

かようにトランスファー6および終減速機12のトータルギヤ比を決定する理由を以下に説明する。
上記センターシャフト10の増速回転を行わせない場合、左右後輪2L,2Rのうち、旋回走行中に外輪となる後輪2L(または2R)の回転速度がセンターシャフト10の回転速度よりも高速となる。
この状態で旋回方向外輪となる後輪2L(または2R)側におけるクラッチ11L(または11R)を締結するとき、当該後輪の高い回転速度が、低速回転しているセンターシャフト10に引き摺られ、センターシャフト10の回転速度まで低下されることとなる。
このことは、センターシャフト10から旋回方向外側の後輪2L(または2R)へ駆動力を伝達することができないことを意味し、結果として狙い通りの駆動力配分制御が不可能になり、四輪駆動制御にとって不都合を生ずる。

そこで本実施例においては、かかる旋回走行中もセンターシャフト10の回転速度が旋回方向外側後輪2L(または2R)の回転速度未満になって駆動力配分制御が不能になることのないよう、トランスファー6および終減速機12のトータルギヤ比を上記のごとくに決定して、センターシャフト10を上記の通り増速回転させるようになす。
かかるセンターシャフト10の増速回転により、後述する駆動力配分制御を狙い通りに遂行し得る。

上記した四輪駆動車両の車輪駆動系にあっては、エンジン3からの回転動力が変速機（トランスアクスル）4による変速下で左右前輪1L,1Rに達し、これら左右前輪1L,1Rを駆動する。

この間、左右前輪1L,1Rに向かう駆動力の一部がトランスファー6から順次、プロペラシャフト7、および終減速機12を経てセンターシャフト10へ増速下に達し、
この増速分だけクラッチ11L,11Rがスリップするようこれらクラッチ11L,11Rを締結力制御しつつ、左右後輪2L,2Rを駆動する。
かくて車両は、左右前輪1L,1Rの駆動、左右後輪2L,2Rの駆動により、四輪駆動走行が可能である。

従って上記の四輪駆動車両においては、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力制御が必要である。
上記の四輪駆動車両においては更に、車両の発進性能や加速性能を向上させるために、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの合計締結力制御を介して前後輪駆動力配分制御を行い得るようになすほか、
車両の旋回性能を向上させたり、車両の実挙動（実ヨーレートなど）が車両の運転状態や走行条件に応じた目標通りのものとなるようにする挙動制御を行うために、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力制御を介して左右輪駆動力配分制御を行い得るようになす。

そのため、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力制御システムを以下のようなものとする。
左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rはそれぞれ、供給電流に応じて締結力を決定される電磁式とし、これらクラッチ11L,11Rの締結力がそれぞれ、四輪駆動（4WD）コントローラ21で後述のごとくに求めた左右後輪2L,2Rの目標駆動力TcL,TcRに対応した締結力となるよう当該クラッチ11L,11Rへの供給電流を電子制御することで、上記の前後輪駆動力配分制御および左右輪駆動力配分制御を行うものとする。

四輪駆動コントローラ21には、上記した左後輪2Lの目標駆動力TcLおよび右後輪2Rの目標駆動力TcRを演算するために、
車輪1L,1R,2L,2Rの車輪速Vwを個々に検出する車輪速センサ群22からの信号と、
アクセルペダル踏み込み量であるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ23からの信号と、
ステアリングホイール操舵角θを検出する操舵角センサ24からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する変速機出力回転センサ25からの信号と、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ26からの信号と、
車両の重心を通る鉛直軸線周りにおけるヨーレートφを検出するヨーレートセンサ27からの信号と、
車両の前後加速度Gxを検出する前後加速度センサ28からの信号と、
車両の横加速度Gyを検出する横加速度センサ29からの信号とをそれぞれ入力する。

四輪駆動コントローラ21は、これら入力情報を基に、後で詳述する前後輪駆動力配分制御および左右輪駆動力配分制御用の左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRを演算し、
左右後輪2L,2Rの駆動力がこれら目標駆動力TcL,TcRに一致するよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力（電流）を電子制御するものとする。
＜駆動力配分制御＞

四輪駆動コントローラ21が実行する前後輪駆動力配分制御および左右輪駆動力配分制御、つまり左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRの決定要領を、以下に説明する。

四輪駆動コントローラ21は、機能別ブロック線図で示すと図2に示すごときもので、入力信号処理部31と、後輪合計駆動力演算部32と、左右後輪駆動力差演算部33と、フィードバック制御部34と、左右後輪目標駆動力演算部35とで構成する。

入力信号処理部31は、車輪速センサ群22、アクセル開度センサ23、操舵角センサ24、変速機出力回転センサ25、エンジン回転センサ26、ヨーレートセンサ27、前後加速度センサ28、横加速度センサ29の検出信号からノイズを除去すると共に、後述の演算に用い得るよう前処理する。
かように前処理した信号のうち、エンジン回転数Neおよびアクセル開度APOを用いて、エンジントルク推定部36でエンジントルクTeを推定し、
またエンジン回転数Neおよび変速機出力回転数Noを用いて、変速機ギヤ比演算部37で変速機ギヤ比γを演算する。

後輪合計駆動力演算部32は、左右後輪2L,2Rへの合計駆動力目標値rTcLR（以下、合計駆動力rTcLRと言う）を例えば以下のように求める。
先ずエンジントルクTeおよび変速機ギヤ比γからディファレンシャルギヤ装置4aへの入力トルクTiを演算する。
次いで、車輪速センサ群22からの信号（車輪速Vw）を基に左右前輪平均速および左右後輪平均速をそれぞれ求め、両者の比較により推定した左右前輪1L,1Rの駆動スリップ程度や、前後加速度Gxや、アクセル開度APOに応じ、上記入力トルクTiのうちのどの程度を左右後輪2L,2Rに向かわせるべきかを決定して、これら後輪への合計駆動力rTcLRとする。

なお後輪への合計駆動力rTcLRは、上記前輪スリップの程度が高いほど、この駆動スリップ抑制のために大きくする必要があり、また前後加速度Gxおよびアクセル開度APOが大きいほど、運転者が大きな駆動力を要求していることから、これに応えるため後輪への合計駆動力rTcLRを大きくする。

左右後輪駆動力差演算部33は、定常制御演算部33aおよび過渡制御演算部33bを具え、左右後輪2L,2R間の駆動力差目標値rΔTcLR（以下、駆動力差rΔTcLRと言う）を例えば以下のように求める。

定常制御演算部33aは、運転者が定常的に要求している車両旋回挙動のための左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRを以下のようにして求める。
エンジントルクTe、変速機ギヤ比γから、車両に発生している前後加速度Gxを推定し、操舵角θおよび車速VSPから車両に発生している横加速度Gyを推定し、これら推定した前後加速度Gxおよび横加速度Gyの組み合わせから判る車両のアンダーステア状態（目標旋回挙動に対し実旋回挙動が不足する状態）を解消するのに必要な左右後輪駆動力差を、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRとして定める。
ここで、前後加速度Gxの検出値ではなく推定値、また横加速度Gyの検出値ではなく推定値を用いる理由は、定常制御演算部33aがフィードフォワード制御系であって、結果値である検出値よりも、推定値の方が制御の実態にマッチしているためである。

かくして左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRは、操舵角θが0近辺を示す（車輪非転舵状態である）間は、横加速度Gy＝0に起因して0に保たれ、また、
操舵角θが0近辺でない（車輪転舵状態である）間は、操舵角θが大きいほど、また車速VSPが高いほど、横加速度Gyが大きくなって車両のアンダーステア傾向が強くなることから、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRは大きくなり、更に、前後加速度Gxが大きいほど、車両のアンダーステア傾向が強くなることから、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRは大きくなる。尚、操舵角θは、中立位置を０として右操舵時には右方向に増加する値であり、左操舵時には左方向に増加する値として扱うものとする。

過渡制御演算部33bは、運転者が現在の車速VSPのもとで操舵角θの変化速度により過渡的に要求している旋回応答のための左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを以下のようにして求める。
この過渡制御演算部33bは図3に示すように、目標ヨーレート演算部41と、微分演算器42と、左右駆動力差過渡制御演算値算出部43と、車速演算部44と、左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45とで構成する。

目標ヨーレート演算部41は、車速演算部44が車輪速Vwを基に求めた車速VSPと、操舵角θとから、運転者が希望している目標ヨーレートtφを演算し、これを横加速度Gyにより制限して出力する。
微分演算器42は、この目標ヨーレートtφを微分演算して該目標ヨーレートの変化速度dtφを求める。尚、目標ヨーレートの変化速度は、ステアリングの右操舵時に「切り増し」するときには正の値を出力し、ステアリングの右操舵時に「切り戻し」するときには負の値を出力する。同様に、ステアリングの左操舵時に「切り増し」するときには正の値を出力し、ステアリングの左操舵時に「切り戻し」するときには負の値を出力する。
従って目標ヨーレート演算部41よび微分演算器42は、本発明における目標ヨーレート変化速度演算手段を構成する。

左右駆動力差過渡制御演算値算出部43は、上記した目標ヨーレートtφの変化速度dtφから、運転者が過渡的に要求している旋回応答のための基本的な目標値である左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRをマップ検索により求める。
従って左右駆動力差過渡制御演算値算出部43は、本発明における左右駆動力差過渡制御分演算手段を構成する。
この左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRは、目標ヨーレートtφの変化速度dtφが高いほど、高い旋回応答を希望していることから、これに対応して大きな値となる。
ここで、ヨーレート検出値φの変化速度ではなく目標ヨーレートtφの変化速度dtφを用いる理由は、過渡制御演算部33bがフィードフォワード制御系であって、結果値である検出値φよりも、推定値である目標ヨーレートtφの方が制御の実態にマッチしているためである。

左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は左右駆動力差過渡制御ゲインαを設定するもので、この左右駆動力差過渡制御ゲインαは、上記した左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに乗じて左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを求めるのに用いる。
従って左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は、左右駆動力差過渡制御演算値算出部43と共に、本発明における左右駆動力差過渡制御分演算手段を構成する
左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は、例えば図４ないし図６に示すマップを基に目標ヨーレート変化速度dtφから左右駆動力差過渡制御ゲインαを検索する。

図４ないし図６に示すように左右駆動力差過渡制御ゲインαは、目標ヨーレート変化速度dtφに応じ０から１までの間で変化する正値であって、いずれの場合も目標ヨーレート変化速度dtφが負値（切り戻し時）において１未満の値を持つものとする。
なお図４の場合、左右駆動力差過渡制御ゲインαは、目標ヨーレート変化速度dtφが負値（切り戻し時）でα＝０となり、目標ヨーレート変化速度dtφが正値（切り増し時）でα＝１となるものとする。

また図５の場合、左右駆動力差過渡制御ゲインαは、目標ヨーレート変化速度dtφが増加していくときと、目標ヨーレート変化速度dtφが減少していくときとでα＝０からα＝１へ変化させるタイミングを異ならせるものである。例えば、切り増し開始時に目標ヨーレート変化速度dtφが増大するときは、目標ヨーレート変化速度dtφが０から所定の正値までの間に左右駆動力差過渡制御ゲインαを徐々に増大させてα＝０からα＝１に変更する。一方、切り増しが終了し、切り戻しに移行するときは、目標ヨーレート変化速度dtφが０まではα＝１を維持し、dtφ＝０から所定の負値までの間に左右駆動力差過渡制御ゲインαを徐々に減少させてα＝１からα＝０に変更する。

また図６の場合、左右駆動力差過渡制御ゲインαは、目標ヨーレート変化速度dtφが増加していくときと、目標ヨーレート変化速度dtφが減少していくときとでα＝１からα＝０へ変化させるタイミングを異ならせるものである。例えば、切り増し開始時に目標ヨーレート変化速度dtφが増大するときは、素早くα＝０からα＝１に切り替えることで応答性を確保する。一方、切り増しが終了し、切り戻しに移行するときは、目標ヨーレート変化速度dtφが所定の正値まではα＝１を維持し、dtφが所定の正値より小さいときはα＝０に切り替える。このように、切り増し状態の段階で、すなわち切り戻しに移行する前のときにα＝０とする。

そして過渡制御演算部33bは図3に示すように、上記左右駆動力差過渡制御ゲインαを前記した左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに乗じて左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを求める。
従って左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは、運転者が過渡的に要求している旋回応答のための基本的な目標値である左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRをゲインαに応じ低下させたものに相当する。

ところで左右駆動力差過渡制御ゲインαが、図４に示すごとく目標ヨーレート変化速度dtφが正において１であり、目標ヨーレート変化速度dtφが負において０であることから、左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは、ステアリング切り増し時において左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRと同じにされ、ステアリング切り戻し時において０とされる（過渡制御が禁止される）。

ちなみに左右駆動力差過渡制御ゲインαが図４に示すようなものである場合、左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは、切り戻し時に０となり、切り増し時で左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRと同じ値となる。

また左右駆動力差過渡制御ゲインαが図５に示すようなものである場合、左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは、切り増し開始時に切り増し速度の増大に応じてα＝０から徐々に増大してα＝１となることで左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRと同じ値となり、切り戻し開始時に切り戻し速度の増大に応じてα＝１から徐々に減少してα＝０となって左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRは０となる。
また左右駆動力差過渡制御ゲインαが図６に示すようなものである場合、左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは、切り増し開始時に即座にα＝０からα＝１となって左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRと同じ値となり、切り戻し開始より前の段階でα＝１からα＝０となって左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRは０となる。

図2の左右後輪駆動力差演算部33は、定常制御演算部33aで前記のごとくに求めた左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLRと、過渡制御演算部33bで上記のごとくに求めた左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRとの和値を、車両旋回挙動時の目標とすべき左右後輪駆動力差rΔTcLRと定める。

ただし、かかる左右後輪駆動力差rΔTcLRの付与により車両が実際に発生する実旋回挙動（実ヨーレートφ）は、横風などの外乱により、運転者がステアリング操作により要求している上記の目標旋回挙動（目標ヨーレートtφ）と一致しないことがある。
フィードバック制御部34は、これら実ヨーレートφと目標ヨーレートtφとが一致しない場合に、上記の後輪合計駆動力rTcLRおよび後輪駆動力差rΔTcLRを以下のごとくに補正して最終的な後輪合計駆動力TcLRおよび後輪駆動力差ΔTcLRとなすもので、以下のように構成する。

つまりフィードバック制御部34は、目標ヨーレート演算部34aと、ヨーレート偏差演算部34bと、フィードバック制御係数演算部34cとを具え、
目標ヨーレート演算部34aは、操舵角θ、横加速度Gy、車輪速Vwを基に求めた車速VSPから、運転者が希望している目標ヨーレートtφを演算する。
ヨーレート偏差演算部34bは、この目標ヨーレートtφと、検出した実ヨーレートφとの間におけるヨーレート偏差Δφ（＝φ−tφ）を演算する。

フィードバック制御係数演算部34cは、上記のヨーレート偏差Δφを基に、目標ヨーレートtφに対し実ヨーレートφが不感帯を超えて過剰なオーバーステア状態か、目標ヨーレートtφに対し実ヨーレートφが不感帯を超えて不足しているアンダーステア状態か、実ヨーレートφが目標ヨーレートtφに対し前後不感帯内にあるニュートラルステア状態かを判定し、
この判定結果を基に後輪合計駆動力rTcLR用のフィードバック制御係数K1（0または1）、および後輪駆動力差rΔTcLR用のフィードバック制御係数K2（0または1）をそれぞれ決定する。

フィードバック制御係数K1は、後輪合計駆動力rTcLRに乗じて補正後の最終的な後輪合計駆動力TcLRを求めるのに用い、
フィードバック制御係数K2は、後輪駆動力差rΔTcLRに乗じて補正後の最終的な後輪駆動力差ΔTcLRを求めるのに用いる。

これらフィードバック制御係数K1,K2の決定に際しフィードバック制御係数演算部34cは、オーバーステア状態（φ>tφ＋不感帯）と判定するとき、四輪駆動走行による弊害を排除するために、後輪合計駆動力rTcLR用のフィードバック制御係数K1を0とし、後輪駆動力差rΔTcLR用のフィードバック制御係数K2も0とする。
フィードバック制御係数K1＝0は、補正後の最終的な後輪合計駆動力TcLRを0となし、フィードバック制御係数K2＝0は、補正後の最終的な後輪駆動力差ΔTcLRも0となして、車両を二輪駆動走行させることを意味し、これにより、オーバーステア状態で四輪駆動走行されることによる弊害を排除することができる。

フィードバック制御係数演算部34cは、アンダーステア状態（φ<tφ−不感帯）と判定するとき、四輪駆動走行によっても弊害を生ずることがないものの、左右後輪間に駆動力差を設定することによる弊害を排除するために、後輪合計駆動力rTcLR用のフィードバック制御係数K1を1とし、後輪駆動力差rΔTcLR用のフィードバック制御係数K2を0とする。
フィードバック制御係数K1＝1は、補正後の最終的な後輪合計駆動力TcLRをTcLR＝rTcLRとなし、フィードバック制御係数K2＝0は、補正後の最終的な後輪駆動力差ΔTcLRを0となして、車両を四輪駆動走行させるも左右後輪間に駆動力差を設定しないことを意味し、これにより、アンダーステア状態で四輪駆動走行による優れた走破性を享受しつつ、左右後輪間に駆動力差が設定されることによる弊害を排除することができる。

フィードバック制御係数演算部34cは、ニュートラルステア状態（tφ−不感帯≦φ≦tφ＋不感帯）と判定するとき、四輪駆動走行によっても弊害を生ずることがないし、左右後輪間に駆動力差を設定することによる弊害もないため、後輪合計駆動力rTcLR用のフィードバック制御係数K1を1とし、後輪駆動力差rΔTcLR用のフィードバック制御係数K2も1とする。
フィードバック制御係数K1＝1は、補正後の最終的な後輪合計駆動力TcLRをTcLR＝rTcLRとなし、フィードバック制御係数K2＝1は、補正後の最終的な後輪駆動力差ΔTcLRをΔTcLR＝rΔTcLRとなして、車両を四輪駆動走行させると共に、左右後輪間に駆動力差を設定することを意味する。

左右後輪目標駆動力演算部35は、図6に示すプロセスにより、上記した補正後の最終的な目標とすべき左右後輪合計駆動力TcLRと左右後輪駆動力差ΔTcLRとの双方を満足する左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRを求める。

ステップＳ11においては、前記のフィードバック制御により補正した最終的な後輪合計駆動力TcLRを読み込み、
ステップＳ12においては、前記のフィードバック制御により補正した最終的な左右後輪駆動力差ΔTcLRを読み込む。

ステップＳ13においては、ステップＳ11で読み込んだ後輪合計駆動力TcLRの左右均等配分量TcLR/2を求め、ステップＳ14においては、ステップＳ12で読み込んだ後輪駆動力差ΔTcLRの左右均等配分量ΔTcLR/2を求める。
ステップＳ15においては、後輪合計駆動力左右均等配分量TcLR/2に後輪駆動力差左右均等配分量ΔTcLR/2を加算して、旋回方向外側後輪の目標駆動力TcOUT（＝TcLR/2＋ΔTcLR/2）を求める。
ステップＳ16においては、後輪合計駆動力左右均等配分量TcLR/2から後輪駆動力差左右均等配分量ΔTcLR/2を減算して、旋回方向内側後輪の目標駆動力TcIN（＝TcLR/2−ΔTcLR/2）を求める。

かようにして求めた旋回方向外側後輪の目標駆動力TcOUTおよび旋回方向内側後輪の目標駆動力TcINは、後輪合計駆動力TcLRと後輪駆動力差ΔTcLRとの双方を達成するための旋回方向外側後輪の駆動力および旋回方向内側後輪の駆動力である。

ステップＳ21以降においては、上記のごとくに求めた旋回方向外側後輪の外輪側目標駆動力TcOUTおよび旋回方向内側後輪の内輪側目標駆動力TcINを基に、左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRを以下の要領により決定する。
先ずステップＳ21において、操舵角θやヨーレートφに基づき、車両の旋回走行が左旋回か、右旋回かを判定する。

左旋回であれば、ステップＳ22において、旋回方向内側輪となる左後輪の目標駆動力TcLに上記の内輪側目標駆動力TcINをセットすると共に、旋回方向外側輪となる右後輪の目標駆動力TcRに上記の外輪側目標駆動力TcOUTをセットする。
逆に右旋回であれば、ステップＳ23において、旋回方向外側輪となる左後輪の目標駆動力TcLに上記の外輪側目標駆動力TcOUTをセットすると共に、旋回方向内側輪となる右後輪の目標駆動力TcRに上記の内輪側目標駆動力TcINをセットする。

図1の四輪駆動コントローラ21は左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力がそれぞれ、図2の演算部35で上記のごとく決定した左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRに対応したものとなるよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rへの供給電流を制御する。

次に、実施例１の作用について説明する。図８は実施例１の左右駆動力差過渡制御ゲインを設定した場合におけるレーンチェンジ時のタイムチャートである。尚、左右駆動力差過渡制御ゲインとしては図４に示す特性とする。図８（ａ）は各パラメータのタイムチャートであり、図８（ｂ）は車両の動きを表すタイムチャートである。初期状態として、片側二車線の直線路のうち、左側レーンを走行している状態とする。

時刻ｔ１において、運転者が左側レーンから右側レーンにレーンチェンジを行うためにステアリングを操作し右側に切り増しし始める。このとき、操舵角θは増大し、目標ヨーレート変化速度dtφも正の値であるため「切り増し」であり、左右駆動力差過渡制御ゲインαは１に設定される。よって、左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRは左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRと同じにされるため、運転者のステアリング操作に応じたヨーレートを発生させる。

時刻ｔ２において、運転者のステアリング操作がある操舵角θで安定し始める、すなわち保舵されると、目標ヨーレート変化速度dtφは小さくなるため、左右駆動力差過渡制御ゲインαも１から０に切り替えられるため、左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRも０となる。

時刻ｔ３において、左側レーンから右側レーンへ移行したため、運転者が保舵状態からステアリングを切り戻し始める。このとき、操舵角θは減少し、目標ヨーレート変化速度dtφも負の値であるため「切り戻し」である。ここで、実施例１のようにゲインαを設定せず、目標ヨーレート変化速度dtφに応じて左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRを出力してしまうと、時刻ｔ４において運転者はレーンチェンジが完了し、直進走行を望んでいるにも関わらずレーンチェンジ前の車線に向けて過度のヨーレートが発生してしまい、オーバーステア特性となって操縦性が十分得られない。

これに対し、実施例１のように、目標ヨーレート変化速度dtφが負の値のとき、すなわち「切り戻し」のときはゲインαを０に設定するため、左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRは０となる。よって、時刻ｔ４においてレーンチェンジ完了後も安定した直進走行が可能となり、ニュートラルステア特性となって良好な操縦性を得ることができる。

（実施例の効果）
上述した本実施例になる四輪駆動車両の左右輪（左右後輪）駆動力配分制御によれば、以下のような効果が得られる。
（１）過渡制御演算部33bを図３につき前述したような構成とし、運転者の過渡的な旋回応答要求に基づき、左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45において目標ヨーレート変化速度dtφに応じた左右駆動力差過渡制御ゲインα、つまり図４ないし図６に例示するごとくステアリングの切り増し時よりも切り戻し時のときに小さくなる左右駆動力差過渡制御ゲインαを求め、左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに左右駆動力差過渡制御ゲインαを乗じて左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを求め、これを左右輪（左右後輪）駆動力配分制御に資する。
よって、ステアリングの切り増し時には所望のヨーレートを得ることができ、一方、ステアリングの切り戻し時にはニュートラルステアとすることができ、良好な操縦性を得ることができる。特に、レーンチェンジ時にあっては、応答よくレーンチェンジしつつレーンチェンジ後の車両挙動をニュートラルステアとして安定させることができる。

（２）左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は、ステアリング切り戻し時のときに左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLR（過渡制御分）を与えないようにして制御に資するよう構成した。具体的には、切り戻し時である目標ヨーレート変化速度が負値のときはαを０に設定する。これにより、更に良好な操縦性を得ることができる。

（３）更に本実施例においては上記の通り、基本的な目標値である左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに、図４ないし図６のごとく目標ヨーレート変化速度に基づいて切り増しと切り戻しを判断する。
すなわち、目標ヨーレート変化速度dtφは、車速VSPと操舵角θとから算出された値であり、運転者が希望している値である。この値に基づいて運転者の操舵状態を判断することで、フィードフォワード的に左右駆動力差過渡制御ゲインαを設定することができ、良好な操縦性を得ることができる。
例えば図５に示すように、左右駆動力差過渡制御ゲインαを切り替えるときに徐々に変更する場合や、図６に示すように切り増し状態での所定の正値で左右駆動力差過渡制御ゲインαを切り替える場合には、目標ヨーレート変化速度に基づいており、ステアリング操舵状態と車両の走行状態の両方を加味した値でゲインの切り替えが達成でき、より走行状態に応じた特性で切り替えることができる。

（４）左右駆動力差過渡制御演算値算出部43において目標ヨーレートtφの変化速度dtφから、運転者が操舵速度により過渡的に要求している旋回応答のための基本的な目標値である左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRを求めることとした。
よって、過渡制御演算部33bがフィードフォワード制御系であって、結果値である検出値φよりも、推定値である目標ヨーレートtφを用いることで制御の実態に沿った制御を実現できる。

次に実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図９は実施例２の過渡制御演算部を示す機能別ブロック線図である。
過渡制御演算部33bは、運転者が現在の車速VSPのもとで操舵角θの変化速度により過渡的に要求している旋回応答のための左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを以下のようにして求める。

この過渡制御演算部33bは図９に示すように、目標ヨーレート演算部41と、微分演算器42と、左右駆動力差過渡制御演算値算出部43と、車速演算部44と、ステアリング操舵速度演算部44aと、左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45とで構成する。ステアリング操舵速度演算部44aは操舵角θの変化速度を演算するものであり、右操舵時に「切り増し」するときには正の値を出力し、右操舵時に「切り戻し」するときには負の値を出力する。同様に、左操舵時に「切り増し」するときには正の値を出力し、左操舵時に「切り戻し」するときには負の値を出力する。よって、正負の符号に着目すると目標ヨーレート変化速度と同じ値を出力することになる。

目標ヨーレート演算部41は、車速演算部44が車輪速Vwを基に求めた車速VSPと、操舵角θとから、運転者が希望している目標ヨーレートtφを演算し、これを横加速度Gyにより制限して出力する。
微分演算器42は、この目標ヨーレートtφを微分演算して該目標ヨーレートの変化速度dtφを求める。従って目標ヨーレート演算部41よび微分演算器42は、本発明における目標ヨーレート変化速度演算手段を構成する。

左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は左右駆動力差過渡制御ゲインαを設定するもので、この左右駆動力差過渡制御ゲインαは、上記した左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに乗じて左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLRを求めるのに用いる。
従って左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は、左右駆動力差過渡制御演算値算出部43と共に、本発明における左右駆動力差過渡制御分演算手段を構成する
左右駆動力差過渡制御ゲイン演算部45は、例えば図４ないし図６に示すマップのうち、横軸を目標ヨーレート変化速度dtφからステアリング操舵速度に変更した値に基づいて左右駆動力差過渡制御ゲインαを検索する。尚、基本的な作用効果は実施例１と同じであり、符号に着目した場合には特に差異は無い。ただし、目標ヨーレート変化速度dtφは車速VSPをパラメータとして含めた値であるのに対し、ステアリング操舵速度は車速VSPをパラメータに含まない点で異なる。

（５）実施例２においては上記の通り、基本的な目標値である左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRに、図４ないし図６の目標ヨーレート変化速度に代えてステアリング操舵速度に基づいて切り増しと切り戻しを判断する。
よって、運転者の操舵状態に基づいて、フィードフォワード的に左右駆動力差過渡制御ゲインαを設定することができ、良好な操縦性を得ることができる。

以上、実施例に基づいて説明してきたが、上記実施例の記載に限らず、他の構成であってもよい。例えば、実施例では、車速VSPと操舵角（運転者のステアリング操作）dtfとに基づき目標ヨーレートの変化速度dtfを演算し、この目標ヨーレートの変化速度dtfから左右後輪駆動力差過渡制御演算値（左右駆動力差の過渡成分）ddΔTcLRを演算したが、左右後輪駆動力差過渡制御演算値ddΔTcLRは、運転者の過渡的な旋回応答要求に基づき演算されたものであればよく、目標値以外、例えば実測値等を用いてもよいし、演算方法はこれに限定されるものではない。

Claims (6)

1. 車輪駆動力を左右駆動輪へ制御下に分配出力する車両の左右輪駆動力配分制御装置において、
   運転者の過渡的な旋回応答要求に基づき左右駆動力差の過渡制御分を演算する左右駆動力差過渡制御分演算手段を具え、
   該手段で演算した左右駆動力差の過渡制御分を、ステアリングの切り増し時よりも切り戻し時のときに小さくなるようにして前記制御に資するよう構成し、前記切り増し開始時に切り増し速度の増大に応じて徐々に過渡制御分を増大させ、切り戻し開始時に切り戻し速度の増大に応じて徐々に過渡制御分を減少させることを特徴とする車両の左右輪駆動力配分制御装置。
2. 車輪駆動力を左右駆動輪へ制御下に分配出力する車両の左右輪駆動力配分制御装置において、
   運転者の過渡的な旋回応答要求に基づき左右駆動力差の過渡制御分を演算する左右駆動力差過渡制御分演算手段を具え、
   該手段で演算した左右駆動力差の過渡制御分を、ステアリングの切り増し時よりも切り戻し時のときに小さくなるようにして前記制御に資するよう構成し、前記切り増し開始時に即座に過渡制御分を増大させ、切り戻し開始より前の段階で過渡制御分を減少させることを特徴とする車両の左右輪駆動力配分制御装置。
3. 請求項１または２に記載された車両の左右駆動力配分制御装置において、
   前記左右駆動力差過渡制御分演算手段は、ステアリング切り戻し時のときに前記過渡制御分を与えないようにして前記制御に資するよう構成したことを特徴とする車両の左右駆動力配分制御装置。
4. 請求項１ないし３いずれか一つに記載された車両の左右輪駆動力配分制御装置において、
   前記左右駆動力差過渡制御分演算手段は、目標ヨーレート変化速度に基づいて切り増しと切り戻しを判断することを特徴とする車両の左右輪駆動力配分制御装置。
5. 請求項１ないし３いずれか一つに記載された車両の左右輪駆動力配分制御装置において、
   前記左右駆動力差過渡制御分演算手段は、ステアリング操舵速度に基づいて切り増しと切り戻しを判断することを特徴とする車両の左右輪駆動力配分制御装置。
6. 請求項１ないし５いずれか１つに記載の車両の左右駆動力配分制御装置において、
   車両運転状態の変化に応じた目標ヨーレートの変化速度を演算する目標ヨーレート変化速度演算手段を有し、
   前記左右駆動力差過渡制御分演算手段は、前記目標ヨーレートの変化速度を実現する左右駆動力差の過渡制御分を演算することを特徴とする左右の左右輪駆動力配分制御装置。

Images