JP5806628B2 - 車両に働く駆動力を制御する制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に働く駆動力を制御する制御装置（駆動力制御装置）に関連する。

車両、例えば自動車は、一般に、４つの車輪、即ち２つの前輪及び２つの後輪を備え、これらの車輪を駆動する電子的な制御装置を備えることができる。このような電子的な制御装置として、特許文献１は４ＷＤ・ＥＣＵ（four-wheel-drive electronic control unit）を開示する。特許文献１に開示される４ＷＤ・ＥＣＵは、ＶＳＡ（vehicle stability assist）・ＥＣＵとともに、車両に働く駆動力を制御し、具体的には、４つの車輪駆動力を、例えばトルクを単位として決定する。

このように、４ＷＤ・ＥＣＵは、ＶＳＡ・ＥＣＵと協動して、駆動力を制御する。具体的には、ＶＳＡ・ＥＣＵは、例えば、駆動力の制限を４ＷＤ・ＥＣＵに要求し、４ＷＤ・ＥＣＵは、その要求に応じるか否かを判定することができる。従って、４ＷＤ・ＥＣＵがＶＳＡ・ＥＣＵからの要求を拒否する間、ＶＳＡ・ＥＣＵは、駆動力の制限が不足していると判断して、駆動力の制限を過剰に要求し続ける。このような状況が続く場合、このような過剰な要求が不要である可能性を本発明者は認識した。なお、このような可能性は、当業者に知られていなかった。

ＶＳＡ・ＥＣＵ等の車両挙動制御手段は、一般に、車輪の空転を抑制する機能（トラクション・コントロール・システム）、車輪のロックを抑制する機能（アンチロック・ブレーキ・システム）及び車両の横滑りを抑制する機能の少なくとも１つを備えることができる。

特開2006-256605号公報

本発明は、過小な制限駆動力の算出を抑制可能な制御装置を提供することを課題とする。

本発明の第１の形態によれば、車両に働く駆動力を制御する制御装置であって、前記駆動力を制御する第１の制御手段と、前記駆動力の制限を前記第１の制御手段に要求する第２の制御手段と、を備え、前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段から出力される前記駆動力を入力する入力部と、前記駆動力を制限する制限駆動力を第１のモードで算出する算出部と、を有し、前記駆動力と前記制限駆動力との第１の差が閾値以上である場合、前記算出部は、前記第１の差が大きくなることを制限するように、前記制限駆動力を前記第１のモードに代わりに第２のモードで算出し、前記算出部は、前記車両の実ヨー・レートと規範ヨー・レートとの第２の差に基づき、前記第２の差が小さくなるように、前記制限駆動力を算出し、前記第１のモードは、ＰＩＤ制御モードであり、前記第２のモードは、ＰＤ制御モードであり、前記算出部は、前記第１のモードの時、前記ＰＩＤ制御モードで、Ｐ項の算出、Ｉ項の算出及びＤ項の算出を実行して、前記制限駆動力を算出し、前記算出部は、前記第２のモードの時、前記ＰＤ制御モードで、Ｐ項の算出及びＤ項の算出を実行して、前記制限駆動力を算出する、制御装置が提供される。

駆動力と制限駆動力との第１の差が閾値以上である場合、第２のモードで算出される制限駆動力は、第１のモードで仮に算出される制限駆動力と比べて、駆動力に近づき易くなる。従って、駆動力と制限駆動力との第１の差が大きくなり難くなり、第１の制御手段は、第２のモードで算出される制限駆動力を受け入れ易い。第１のモードで制限駆動力が算出され続けることを回避し、これにより、過小な制限駆動力の算出を抑制することができる。加えて、第２の制御手段は、第２の差に起因する車両の走行状態を考慮して、制限駆動力を算出することができ、車両の実ヨー・レートを規範ヨー・レートに近づけることで、車両の安定性を向上させることができる。なお、第１の制御手段が第２の制御手段からの要求を拒否する間、Ｉ項の算出を継続すると、算出される制限駆動力は、駆動力から遠ざかることがある。第２のモードでＩ項の算出を停止することで、過小な制限駆動力の算出を抑制することができる。

第１の形態において、前記第１の差が前記閾値以上である時にカウント・アップするカウント値が所定の値に到達するまで、前記算出部は、前記制限駆動力を前記第１のモードで算出し続け、前記カウント値が前記所定の値に到達した後、前記算出部は、前記制限駆動力を前記第２のモードで算出してもよい。

第２の制御手段からの要求を第１の制御手段が受け入れる場合であっても、第１の制御手段は、第２の制御手段からの要求を即座に受け入れできないこともある。言い換えれば、第１の制御手段の応答時間が遅いこともある。所定の値（又は所定の期間）を設けることで、第２の制御手段は、第１の制御手段が第２の制御手段からの要求を拒否していることを確かめ、その後に、第２のモードを実行することができる。

第１の形態において、前記車両の走行状態が不安定である場合、前記第２の制御手段は、前記制限駆動力を前記第１の制御手段に要求してもよい。第１の制御手段は、第２の制御手段からの要求を受け入れ、車両の走行状態が安定に向かうように、第１の制御手段は、駆動力を減少させることができる。

第１の形態において、前記第１の制御手段は、前記駆動力として、主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力を制御してもよく、前記主駆動輪駆動力は、前輪駆動力及び後輪駆動力の一方であってもよく、前記副駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力及び前記後輪駆動力の他方であってもよく、前記第２の制御手段は、前記駆動力の制限として、前記副駆動輪駆動力の制限を要求してもよく、前記算出部は、前記制限駆動力として、前記副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を算出してもよい。第２の制御手段が副駆動輪駆動力の制限を第１の制御手段に要求する場合、過小な副駆動輪制限駆動力の算出を抑制することができる。

第１の形態において、前記第１の制御手段は、駆動力制御手段であってもよく、前記第２の制御手段は、車両挙動制御手段であってもよい。

本発明による制御装置を備える車両の概略構成図。 本発明による制御装置の概略構成図。 判定部の判定の概略説明図 判定部の判定の概略説明図 判定部の判定の概略説明図 判定部の判定の概略説明図 判定部の判定手法例を示すフローチャート。 ＰＩＤ制御モード及びＰＤ制御モード間の切り替えタイミングの概略説明図。

以下に説明する実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
１．車両

図１は、本発明による制御装置を備える車両の概略構成図を示す。図１に示されるように、車両１（例えば、自動車）は、様々な制御を実行可能な制御装置１００を備える。制御装置１００は、様々な制御の１例として、車両１の前輪駆動力（前輪７１，７２に伝達される駆動力の目標値）及び後輪駆動力（後輪７３，７４に伝達される駆動力の目標値）を制御することができる。本発明による制御装置１００の具体的な制御は、「２． 制御装置」で後述する。

図１の例において、車両１は、原動機１０（例えば、ガソリン・エンジン等の内燃機関）を備え、原動機１０は、出力軸１１を有し、原動機１０は、出力軸１１を回転させることができる。車両１は、原動機１０を制御する原動機制御手段２０（例えば、エンジン・ＥＣＵ）と、スロットル・アクチュエータ２１とを備える。原動機制御手段２０は、原動機駆動力（目標値）を求め、原動機１０の出力軸の回転（実際の原動機駆動力）が原動機駆動力（目標値）に一致するように、原動機制御手段２０は、スロットル・アクチュエータ２１を制御する。

原動機１０内に混合気が流入する量を制御するスロットル（図示せず）の開度は、スロットル・アクチュエータ２１を介して、原動機駆動力に基づき制御される。即ち、原動機制御手段２０は、原動機駆動力に相当するスロットルの開度を求め、スロットルの開度に対応する制御信号を生成し、制御信号をスロットル・アクチュエータ２１に送る。スロットル・アクチュエータ２１は、原動機制御手段２０からの制御信号に応じて、スロットルの開度を調整する。

車両１は、アクセル・ペダル２２及びアクセル・センサ２３を備え、アクセル・センサ２３は、車両１の運転者によるアクセル・ペダル２２の操作量を感知し、アクセル・ペダル２２の操作量を原動機制御手段２０に送る。原動機制御手段２０は、概して、アクセル・ペダル２２の操作量に基づき原動機駆動力又はスロットルの開度を求める。車両１は、回転数センサ２４及び圧力センサ２５を備える。原動機１０が例えばエンジンである場合、回転数センサ２４は、エンジンの回転数を感知し、圧力センサ２５は、混合気をエンジンに取り込む吸気管内の絶対圧力を感知することができる。原動機制御手段２０は、アクセル・ペダル２２の操作量、感知される回転数及び絶対圧力に基づき原動機駆動力又はスロットルの開度を求めることができる。原動機制御手段２０は、制御装置１００からの制御信号（例えば、車両１の走行状態）に基づきアクセル・ペダル２２の操作量を修正することができる。代替的に、原動機制御手段２０は、アクセル・ペダル２２の操作量、感知される回転数、感知される絶対圧力及び制御装置１００からの制御信号に基づき原動機駆動力又はスロットルの開度を求めることができる。

また、図１の例において、車両１は、動力伝達装置（パワー・トレイン、ドライブ・トレイン）を備えることができる。図１に示されるように、動力伝達装置は、例えば、変速機３０、フロント・ディファレンシャル・ギア機構５１、フロント・ドライブ・シャフト５２，５３、トランスファ５４、プロペラ・シャフト５５、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１、リア・ドライブ・シャフト６４，６５を有する。変速機３０は、トルク・コンバータ３１及びギア機構３２を有する。

動力伝達装置は、図１の例に限定されず、図１の例を変形・修正、又は具体化してもよい。動力伝達装置は、例えば、特開平07-186758号公報の図２で開示される駆動力伝達系３であってもよい。

原動機１０の出力軸の回転（実際の原動機駆動力）は、動力伝達装置を介して、実際の全輪駆動力（実際の前輪駆動力及び後輪駆動力）に変換される。このような変換に関する制御において、全輪駆動力（目標値）は、原動機制御手段２０の原動機駆動力（目標値）、トルク・コンバータ３１の増幅率（目標値）及びギア機構３２の変速ギア比（目標値）に基づき決定される。主駆動輪駆動力である前輪駆動力（目標値）から副駆動輪駆動力である後輪駆動力（目標値）への配分は、前輪駆動力（目標値）及びリア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比に基づき決定される。

リア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比が例えば「前輪駆動力：後輪駆動力＝１００：０」である場合、主駆動輪駆動力である前輪駆動力（目標値）は、全輪駆動力（目標値）と一致する。リア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比が例えば「前輪駆動力：後輪駆動力＝（１００−ｘ）：ｘ」である場合、主駆動輪駆動力である前輪駆動力（目標値）は、全輪駆動力（目標値）から副駆動輪駆動力である後輪駆動力（目標値）を減算した値と一致する。

なお、前輪７１，７２は、フロント・ディファレンシャル・ギア機構５１及びフロント・ドライブ・シャフト５２，５３を介して前輪駆動力（目標値）によって制御される。後輪７３，７４は、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１及びリア・ドライブ・シャフト６４，６５を介して後輪駆動力（目標値）によって制御される。実際の全輪駆動力は、トランスファ５４を介してプロペラ・シャフト５５に伝達され、プロペラ・シャフト５５に伝達される実際の全輪駆動力の一部は、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１に伝達される実際の後輪駆動力に配分される。プロペラ・シャフト５５、トランスファ５４及びフロント・ディファレンシャル・ギア機構５１に伝達される実際の全輪駆動力の残部が、実際の前輪駆動力になる。

図１の例において、車両１は、変速機３０の変速比（例えば、ギア機構３２の変速ギア比）を制御する変速機制御手段４０（例えば、ＡＴ（automatic transmission）・ＥＣＵ）を備える。車両１は、シフト・レバー３３及びシフト位置センサ３４を備え、変速機制御手段４０は、概して、シフト位置センサ３４によって感知されるシフト・レバー３３のシフト位置（例えば、「１」，「２」，「Ｄ」）に基づき、ギア機構３２の変速ギア比を決定する。

シフト・レバー３３のシフト位置が例えば「１」である場合、ギア機構３２が１速を表す変速ギア比を有するように、変速機制御手段４０は、ギア機構３２を制御する。シフト・レバー３３のシフト位置が例えば「Ｄ」である場合、変速機制御手段４０は、制御装置１００からの制御信号（例えば、車両１の速度及び全輪駆動力（目標値））に基づき例えば１速〜５速等で構成されるギア機構３２が有する全ての変速ギアの何れか１つを表す変速ギア比を決定する。これに応じて、ギア機構３２が例えば１速〜５速の何れか１つを表す変速ギア比を有するように、変速機制御手段４０は、ギア機構３２を制御する。その後、例えば、変速機制御手段４０が例えば１速を表す変速ギア比から２速を表す変速ギア比に変更する時、ギア機構３２が１速を表す変速ギア比から２速を表す変速ギア比に変更するように、変速機制御手段４０は、ギア機構３２を制御する。

図１の例において、車両１は、前輪７１の回転速度を感知する車輪速度センサ８１を備え、前輪７２の回転速度を感知する車輪速度センサ８２も備える。また、車両１は、後輪７３の回転速度を感知する車輪速度センサ８３を備え、後輪７４の回転速度を感知する車輪速度センサ８４も備える。制御装置１００は、車輪速度センサ８１，８２，８３，８４で感知された回転速度（車輪速度）に基づき、車両１の速度を求めることができる。車両１は、車両１の前後方向に沿った車両１の加速度を感知する前後加速度センサ８５（例えば、その加速度を重力加速度単位で感知する前後Ｇセンサ）を備え、制御装置１００は、その加速度で、車両１の速度を補正することができる。

図１の例において、車両１は、車両１が旋回する時のヨー・レートを感知するヨー・レート・センサ８６を備える。また、車両１は、車両１の横方向に沿った車両１の遠心力（遠心加速度）を感知する横加速度センサ８７（その遠心加速度を重力加速度単位で感知する横Ｇセンサ）を備える。さらに、車両１は、ステアリング・ホイール８８及び操舵角センサ８９を備え、操舵角センサ８９は、ステアリング・ホイール８８の操舵角を感知する。

制御装置１００は、ヨー・レート、遠心加速度（横加速度）及び操舵角に基づき、車両１の横滑り等の挙動を検出することができる。制御装置１００は、このような挙動の検出に加えて、様々な制御（例えば、図示しないブレーキ等の制動部を介する前輪７１，７２及び後輪７３，７４の少なくとも１つに関係する制御）をすることができるが、上述の制御のすべてを実行する必要がない。以下に、制御装置１００の制御の概要を説明する。
２．制御装置

図２は、本発明による制御装置の概略構成図を示す。図２に示されるように、制御装置１００は、入力信号として、例えばヨー・レート、操舵角、車輪速度を入力し、出力信号を出力し、様々な制御を実行することができる。制御装置１００は、駆動力制御手段３００を備え、駆動力制御手段３００は、様々な制御の１例として、主駆動輪駆動力（例えば、前輪駆動力）及び副駆動輪駆動力（例えば、後輪駆動力）を制御する。

図２の例において、制御装置１００は、車両挙動制御手段２００を備える。車両挙動制御手段２００は、様々な制御の１例として、駆動力を制限する制限駆動力を算出することができる。さらに、車両挙動制御手段２００は、例えば副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力（制限駆動力）を駆動力制御手段３００に要求することができ、必要に応じて、制限駆動力の算出手法を変更することができる。

具体的には、例えば、駆動力制御手段３００は、主駆動輪駆動力（目標値）と副駆動輪駆動力（目標値）と間の比率を決定し、その比率及び全輪駆動力（目標値）に基づき例えば副駆動輪駆動力（目標値）を決定する。決定された副駆動輪駆動力（目標値）が得られるように、駆動力制御手段３００は、例えば図１のリア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比を出力信号で制御する。駆動力制御手段３００からリア・ディファレンシャル・ギア機構６１への出力信号は、副駆動輪駆動力（目標値）を制御する制御信号である。

なお、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比によって副駆動輪駆動力がゼロである時、即ち、プロペラ・シャフト５５とリア・ドライブ・シャフト６４，６５との間が遮断される時、図１の例において、主駆動輪駆動力（目標値）又は前輪駆動力は、全輪駆動力（目標値）と一致する。代替的に、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比によって副駆動輪駆動力がゼロでない時、即ち、プロペラ・シャフト５５とリア・ドライブ・シャフト６４，６５との間が接続される時、図１の例において、主駆動輪駆動力（目標値）は、全輪駆動力（目標値）から副駆動輪駆動力（目標値）を減算した値と一致する。

駆動力制御手段３００は、決定した副駆動輪駆動力（目標値）を車両挙動制御手段２００に出力することができる。言い換えれば、駆動力制御手段３００から車両挙動制御手段２００への入力信号は、例えば、駆動力制御手段３００からの出力（副駆動輪駆動力（目標値））である。

図２の例において、制御装置１００は、車両挙動制御手段２００を備える。車両挙動制御手段２００は、例えば図１のヨー・レート・センサ８６から取得するヨー・レート等を表す入力信号を外部から入力してもよい。

車両挙動制御手段２００が副駆動輪制限駆動力（制限駆動力）を駆動力制御手段３００に要求する場合、駆動力制御手段３００は、副駆動輪駆動力（目標値）を減少させる一方、駆動力制御手段３００は、主駆動輪駆動力（目標値）を増加させる。この時、駆動力制御手段３００は、副駆動輪駆動力（目標値）を副駆動輪制限駆動力（制限駆動力）と一致させることにより、副駆動輪駆動力（目標値）を減少させる。具体的には、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１の配分比によって副駆動輪駆動力が減少するように、駆動力制御手段３００は、リア・ディファレンシャル・ギア機構６１を制御する。プロペラ・シャフト５５とリア・ドライブ・シャフト６４，６５との間がより弱く接続されることで、実際の副駆動輪駆動力が減少し、その結果として、実際の主駆動輪駆動力が増加する。副駆動輪駆動力の減少により、例えば、オーバ・ステアを抑制することができる。従って、例えば、車両１の安定性は向上する。

駆動力制御手段３００は、主駆動輪駆動力（目標値）及び副駆動輪駆動力（目標値）を予め決定し、車両挙動制御手段２００からの要求に応じて、予め決定された副駆動輪駆動力（目標値）を減少させ、予め決定された主駆動輪駆動力（目標値）を増加させることができる。

なお、駆動力制御手段３００は、主駆動輪駆動力（目標値）及び副駆動輪駆動力（目標値）を決定する第１の制御手段と呼ぶこともでき、車両挙動制御手段２００は、第２の制御手段と呼ぶことができる。駆動力制御手段３００（第１の制御手段）は、主駆動輪駆動力（目標値）及び副駆動輪駆動力（目標値）を一次的に決定する。駆動力制御手段３００（第１の制御手段）は、車両挙動制御手段２００（第２の制御手段）からの副駆動輪駆動力（目標値）の制限要求に応じるか否かを判定してもよく、制限要求を拒否してもよい。車両挙動制御手段２００が副駆動輪制限駆動力（制限駆動力）を駆動力制御手段３００に要求する場合、駆動力制御手段３００（第１の制御手段）は、主駆動輪駆動力（目標値）及び副駆動輪駆動力（目標値）を二次的に（最終的に）決定することができる。
３．車両挙動制御手段（第２の制御手段）

図２は、本発明による車両挙動制御手段２００の概略構成図も示す。車両挙動制御手段２００（第２の制御手段）は、副駆動輪駆動力（目標値）の制限を駆動力制御手段３００（第１の制御手段）に要求することができる。図２の例において、車両挙動制御手段２００は、検出部２１０、算出部２２０及び判定部２３０を備える。算出部２２０は、副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を算出することができる。
３．１．検出部

検出部２１０は、例えば車両１の不安定状態を検出し、算出部２２０が副駆動輪制限駆動力を算出するように、算出部２２０に指示することができる。不安定状態が検出された場合、検出部２１０は、算出部２２０に副駆動輪制限駆動力の算出の指示又は許可を表す信号（例えば二進法で「１」又はｈｉｇｈレベルを表す信号）を送ることができる。車両１の不安定状態は、例えば、ヨー・レート・センサ８６から取得する実ヨー・レートと、操舵角及び車両１の速度に基づいて算出する規範ヨー・レートとを用いて、車両１の走行状態が不安定か否かを判定するためのものである。具体的には、実ヨー・レートと規範ヨー・レートとの差（ヨー・レート偏差）が所定値よりも大きいときに不安定状態であるとすることができる。また、ヨー・レート偏差に対してフィルタ処理を行なって、不安定状態を判断してもよい。さらに、横加速度センサ８７から取得する横加速度で、規範ヨー・レートを修正又は訂正することができる。

検出部２１０は、操舵角を、例えば操舵角センサ８９から入力できる。また、検出部２１０は、例えば車輪速度センサ８１，８２，８３，８４で感知された４つの回転速度（車輪速度）の平均を算出し、駆動輪の平均車輪速度Ｖａｗ＿ａｖを車両１の速度として得ることができる。代替的に、検出部２１０は、例えば車輪速度センサ８３，８４で感知された２つの回転速度（車輪速度）の平均を算出し、車両１の速度Ｖｖｈ＿ｅｓを得る又は推定することができる。

なお、車両１の速度Ｖｖｈ＿ｅｓ（推定速度）は、例えば車両１の振動等によるノイズの影響を排除するために、後輪７３，７４（副駆動輪）の車輪速度の各々に、上昇制限及び下降制限を適用してもよい。即ち、検出部２１０は、車輪速度センサ８３，８４で感知された２つの回転速度（車輪速度）を補正又は訂正し、補正又は訂正された２つの回転速度（車輪速度）の平均を算出し、車両１の速度Ｖｖｈ＿ｅｓを得る又は推定することができる。車両１の速度Ｖｖｈ＿ｅｓ（推定速度）は、他の手法で推定してもよい。

検出部２１０は、車両１の走行状態が不安定であるか否かを表す信号を算出部２２０に送ることができ、さらに、車両１の実ヨー・レートと規範ヨー・レートとの差（ヨー・レート偏差、第２の差）を表す信号も算出部２２０に送ることができる。車両１の走行状態が不安定である場合、算出部２２０は、副駆動輪制限駆動力の算出を開始又は再開し、算出した副駆動輪制限駆動力を駆動力制御手段３００に出力することができる。また、副駆動輪制限駆動力を算出する際、算出部２２０は、ヨー・レート偏差に基づく副駆動輪制限駆動力を算出することができる。具体的には、ヨー・レート偏差が小さくなるように、算出部２２０は、副駆動輪制限駆動力を算出することができる。
３．２．判定部

図２の判定部２３０は、駆動力制御手段３００からの副駆動輪駆動力と、算出部２２０からの副駆動輪制限駆動力（副駆動輪駆動力の制限）とを入力する。判定部２３０は、副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）を算出することができ、この差（第１の差）が閾値以上であるか否かを判定することができる。副駆動輪駆動力は、駆動力制御手段３００によって二次的に（最終的に）決定される値である一方、算出部２２０又は車両挙動制御手段２００は、副駆動輪駆動力を副駆動輪制限駆動力に一致させるような要求を駆動力制御手段３００に出力する。従って、副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差が存在する場合、駆動力制御手段３００は、車両挙動制御手段２００からの要求を拒否している。副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）が閾値以上である場合、判定部２３０は、算出部２２０に駆動力制御手段３００の拒否を表す信号（例えば二進法で「１」又はｈｉｇｈレベルを表す信号）を送ることができる。算出部２２０が駆動力制御手段３００の拒否を表す信号を入力する場合、算出部２２０は、副駆動輪制限駆動力の算出手法を変更することができる。具体的には、算出部２２０は、ＰＩＤ制御モード等の第１のモードをＰＤ制御モード等の第２のモードに変更して、副駆動輪制限駆動力を算出することができる。以下に、駆動力制御手段３００が車両挙動制御手段２００からの要求を拒否しているか否かの判定例を説明する。
３．２．１．判定例

副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）が閾値以上である場合、図２の判定部２３０は、駆動力制御手段３００が車両挙動制御手段２００からの要求を拒否していることを即座に判定してもよい。しかしながら、車両挙動制御手段２００からの要求を駆動力制御手段３００が受け入れる場合であっても、駆動力制御手段３００は、車両挙動制御手段２００からの要求を即座に受け入れできないこともある。言い換えれば、駆動力制御手段３００の応答時間が遅いこともある。従って、副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）が閾値以上である時にカウント・アップするカウント値が所定の値に到達するまで、判定部２３０は、駆動力制御手段３００が車両挙動制御手段２００からの要求を拒否していないことを判定する。カウント値が所定の値に到達した後、判定部２３０は、駆動力制御手段３００が車両挙動制御手段２００からの要求を拒否していることを判定する。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）は、判定部２３０の判定の概略説明図を示す。図３（Ａ）の例において、実線は、算出部２２０で算出した副駆動輪制限駆動力を示し、点線は、駆動力制御手段３００で決定された副駆動輪駆動力を示す。時刻Ｔ１まで、算出部２２０又は車両挙動制御手段２００は、副駆動輪駆動力の制限を駆動力制御手段３００に要求しない。即ち、時刻Ｔ１まで、算出部２２０からの出力は、副駆動輪駆動力を制限しない値（１点鎖線）である。副駆動輪駆動力を制限しない値は、例えば、駆動力制御手段３００で決定し得る副駆動輪駆動力の最大値である。時刻Ｔ１で、算出部２２０は、副駆動輪駆動力の制限（副駆動輪駆動力を制限する値、副駆動輪制限駆動力）を駆動力制御手段３００に要求（出力）する。駆動力制御手段３００は、算出部２２０からの要求を拒否し、副駆動輪駆動力を副駆動輪制限駆動力に一致させない。言い換えれば、駆動力制御手段３００は、一次的に決定した副駆動輪駆動力それ自身を、二次的に（最終的に）決定される副駆動輪駆動力として用いることができる。図３（Ａ）の例において、時刻Ｔ４から時刻Ｔ６まで、駆動力制御手段３００は、算出部２２０からの要求を受け入れ、副駆動輪駆動力を副駆動輪制限駆動力に一致させ、実線は、太く描かれている。

図３（Ｂ）の例において、実線は、判定部２３０で算出した第１の差α（＝副駆動輪駆動力−副駆動輪制限駆動力）を示し、点線は、閾値を示す。閾値は、例えば、ゼロよりも大きい値であるが、ゼロでもよい。時刻Ｔ１で、第１の差αは、閾値を超える。この時、判定部２３０は、第１の差αが閾値以上である時に所定のタイミングでカウント・アップするカウント値を求める。判定部２３０は、時刻Ｔ１以降、カウント値が最大値ＭＡＸ（所定の値）に到達したか否かを判定する。

カウント値が最小値ＭＩＮ（例えばゼロ）から最大値ＭＡＸまで単調に増加する場合、最大値ＭＡＸ（所定の値）は、所定の期間に対応する。従って、判定部２３０は、時刻Ｔ１から所定の期間を経過した時刻Ｔ２で、第１の差αが閾値以上であり続けているか否かを判定してもよい。

カウント値が最大値ＭＡＸ（所定の値又は所定の期間）に到達する場合、判定部２３０は、拒否フラグを例えば「１」に設定する。「１」を示す拒否フラグは、駆動力制御手段３００が算出部２２０からの要求を拒否していることを表す。拒否フラグは、例えば判定部２３０、具体的には判定部２３０内の図示しない記憶部（例えばメモリ、レジスタ等）に設定される。

図３（Ｃ）の例において、実線は、判定部２３０によって設定される拒否フラグを示す。時刻Ｔ２まで、拒否フラグは、例えば「０」を示す。時刻Ｔ２で、拒否フラグは例えば「１」を示す。

図３（Ｄ）の例において、実線は、例えば判定部２３０（図示しない記憶部）に設定されるカウント値（ＶＣ）を示す。時刻Ｔ１まで、カウント値は、例えば最小値ＭＩＮ（例えばゼロ）を示す。時刻Ｔ１で、判定部２３０は、カウント値のカウント・アップを開始する。時刻Ｔ２で、カウント値は、例えば最大値ＭＡＸを示す。最大値ＭＡＸを示すカウント値は、第１の差αが閾値以上である期間が所定の期間以上であることを表す。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、第１の差αが閾値以上であっても、判定部２３０は、カウント値（最大値ＭＡＸ）を保持し、カウント・アップしない。

図３（Ｂ）の例において、時刻Ｔ３で、第１の差αは閾値と一致し、時刻Ｔ３以降、第１の差αは、閾値未満である。時刻Ｔ３で、判定部２３０は、拒否フラグを例えば「０」に即座に戻してもよい。しかしながら、駆動力の変化が過敏に行われるのを防止するために、第１の差αが閾値未満である時に所定のタイミングでカウント・ダウンするカウント値を求める。判定部２３０は、時刻Ｔ３以降、カウント値が最小値ＭＩＮに到達したか否かを判定する。時刻Ｔ３から所定の期間を経過した時刻Ｔ５で、判定部２３０は、拒否フラグを例えば「０」に設定する（図３（Ｃ）参照）。

図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ３で、判定部２３０は、カウント値のカウント・ダウンを開始する。時刻Ｔ３で、カウント値は、例えば最大値ＭＡＸを示し、時刻Ｔ５で、カウント値は、例えば最小値ＭＩＮを示す。時刻Ｔ５以降、第１の差αが閾値未満であっても、判定部２３０は、カウント値（最小値ＭＩＮ）を保持し、カウント・ダウンしない。
３．２．２．判定手法

図３（Ｃ）に示すように、判定部２３０は、駆動力制御手段３００が車両挙動制御手段２００からの要求を拒否しているか否かを示すフラグ（拒否フラグ）を用いることができる。また、図３（Ｄ）に示すように、判定部２３０は、カウント値（ＶＣ）に基づき、フラグの設定を変更することができる。以下に、判定部２３０の判定手法、具体的には、フラグ及びＶＣの設定手法を説明する。

図４は、判定部２３０の判定手法例（フローチャート）を示す。判定部２３０は、所定のタイミングで図４に示す一連の処理（ステップＳ５１０〜Ｓ６２０）を繰り返す。例えば所定のタイミング毎に、判定部２３０は、α（副駆動輪駆動力から副駆動輪制限駆動力を減算した値）を算出し（ステップＳ５１０）、フラグ（拒否フラグ）及びＶＣ（カウント値）を設定又は更新することができる。フラグ及びＶＣの初期値は、例えば「０」である。

図４の例において、判定部２３０は、算出部２２０が例えば副駆動輪駆動力の制限を駆動力制御手段３００に要求しているか否かを判定する（ステップＳ５２０）。例えば図３（Ａ）の例において、時刻Ｔ１まで、判定部２３０は、副駆動輪駆動力の制限を駆動力制御手段３００に要求していないと判定し（ステップＳ５２０，Ｎｏ）、時刻Ｔ１以降、判定部２３０は、副駆動輪駆動力の制限を駆動力制御手段３００に要求していると判定する（ステップＳ５２０，Ｙｅｓ）。図４の例において、判定部２３０は、α（副駆動輪駆動力から副駆動輪制限駆動力を減算した値）が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５３０）。例えば図３（Ｂ）の例において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３まで、判定部２３０は、αが閾値以上であると判定し（ステップＳ５３０，Ｙｅｓ）、時刻Ｔ３以降、判定部２３０は、αが閾値未満であると判定する（ステップＳ５３０，Ｎｏ）。

図４の例において、ステップＳ５３０でＹｅｓと判定された場合、判定部２３０は、ＶＣをカウント・アップする（ステップＳ５８０）。但し、ＶＣは、ＭＡＸよりも大きく設定されない（ステップＳ５９０）。例えば図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで、ＶＣは、ＭＩＮからＭＡＸまで増加し、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、ＶＣは、ＭＡＸを示す。図４の例において、ステップＳ５３０でＮｏと判定された場合、判定部２３０は、ＶＣ（カウント値）をカウント・ダウンする（ステップＳ５４０）。但し、ＶＣは、ＭＩＮ（最小値）よりも小さく設定されない（ステップＳ５５０）。例えば図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ５以降、ＶＣは、ＭＩＮ（最小値）を示し、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５まで、ＶＣは、ＭＡＸ（最大値）からＭＩＮまで減少する。図４の例において、判定部２３０は、ＶＣがＭＩＮ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５６０）。例えば図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ５まで、判定部２３０は、ＶＣがＭＩＮ以下であると判定し（ステップＳ５６０，Ｙｅｓ）、時刻Ｔ５以降、判定部２３０は、ＶＣがＭＩＮよりも大きいと判定する（ステップＳ５６０，Ｎｏ）。

図４の例において、ステップＳ５６０でＹｅｓと判定された場合、判定部２３０はフラグを「０」に設定する（ステップＳ５７０）。例えば図３（Ｃ）の例において、時刻Ｔ５以降、判定部２３０は、フラグを「０」に設定又は更新する。

図４の例において、ステップＳ５６０でＮｏと判定された場合、判定部２３０は、ＶＣがＭＡＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６００）。例えば図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで、及び時刻Ｔ３から時刻Ｔ５まで、判定部２３０は、ＶＣがＭＡＸ未満であると判定し（ステップＳ６００，Ｎｏ）、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、判定部２３０は、ＶＣがＭＡＸ以上であると判定する（ステップＳ，Ｙｅｓ）。

図４の例において、ステップＳ６００でＹｅｓと判定された場合、判定部２３０はフラグを「１」に設定する（ステップＳ６１０）。例えば図３（Ｃ）の例において、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、判定部２３０は、フラグを「１」に設定又は更新する。なお、ステップＳ６００において、Ｎｏと判定された場合、判定部２３０は、フラグをそのままにする。例えば図３（Ｃ）の例において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで、判定部２３０は、「０」を維持し、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５まで、判定部２３０は、「１」を維持する。

図４の例において、ステップＳ５２０でＮｏと判定された場合、判定部２３０はＶＣをＭＩＮに設定し、フラグを「０」に設定する（ステップＳ６２０）。例えば図３（Ｄ）の例において、時刻Ｔ１まで、判定部２３０はＶＣをＭＩＮに設定する。例えば図３（Ｃ）の例において、時刻Ｔ１まで、判定部２３０はフラグを「０」に設定する。
３．３．算出部

図２の算出部２２０は、駆動力制御手段３００によって一次的に決定される例えば副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を算出することができる。算出部２２０は、複数の算出手法で副駆動輪制限駆動力を算出することができ、例えば、算出部２２０は、通常、第１のモードで副駆動輪制限駆動力を算出する。副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）が閾値以上である時にカウント・アップするカウント値（ＶＣ）がＭＡＸ（所定の値）に到達した後、算出部２２０は、第１のモードの代わりに第２のモードで副駆動輪制限駆動力を算出する。具体的には、算出部２２０が、判定部２３０からの駆動力制御手段３００の拒否を表す信号（例えば二進法で「１」又はｈｉｇｈレベルを表す信号）を受ける時、算出部２２０は、第２のモードで副駆動輪制限駆動力を算出する。或いは、判定部２３０によって拒否フラグが例えば「１」を示す時、算出部２２０は、第２のモードで副駆動輪制限駆動力を算出する。

また、算出部２２０は、車両１の実ヨー・レートと規範ヨー・レートとの差（ヨー・レート偏差、第２の差）を表す信号を検出部２１０から入力することができる。算出部２２０は、例えばヨー・レート偏差（第２の差）に基づき、副駆動輪制限駆動力を算出することができる。具体的には、ヨー・レート偏差が小さくなるように、算出部２２０は、複数の算出手法の中から適切な算出手法を選択することができる。第１のモードとして例えばＰＩＤ制御モードを選択できる。

駆動力制御手段３００が算出部２２０からの要求を拒否する場合であっても、ＰＩＤ制御モードで副駆動輪制限駆動力の算出を続けると、算出部２２０は、副駆動輪制限駆動力を不要に小さくしてしまう。言い換えれば、このような場合、第２のモードとして例えばＰＤ制御モードを選択することが好ましい。

図５は、ＰＩＤ制御モード及びＰＤ制御モード間の切り替えタイミングの概略説明図を示す。図５の例において、様々な値が示されている。図５の例において、制御モード（実線）は、３つの制御モードを示す。３つの制御モードは、算出部２２０が副駆動輪制限駆動力を要求しないモード（時刻ｔ１まで、及び時刻ｔ１１以降）、算出部２２０が副駆動輪制限駆動力を要求する時の通常のモード（時刻ｔ１から時刻ｔ７まで、及び時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までのＰＩＤ制御モード）及び変則的なモード（時刻ｔ７から時刻ｔ１０までのＰＤ制御モード）を有する。図５の例において、ＰＩＤ制御モード及びＰＤ制御モード間の切り替えタイミングは、拒否フラグ（実線）に基づく。図５の例において、拒否フラグは、カウント値（実線）に基づき、カウント値（ＶＣ）は、第１の差α（実線）及び閾値（点線）に基づく。図５の例において、第１の差αは、副駆動輪駆動力（点線）から副駆動輪制限駆動力（実線）を減算した値である。

図５の例において、時刻ｔ７まで、及び時刻ｔ１０以降、拒否フラグは、「０」を示し、時刻ｔ７から時刻ｔ１０まで、拒否フラグは、「１」を示す。時刻ｔ１まで、時刻ｔ４から時刻ｔ６まで、及び時刻１０以降、カウント値は、ＭＩＮ（例えばゼロ）を示す。時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、αが閾値以上になったことにより、カウント値は、ＭＩＮから増加し、その後、αが閾値未満になったことにより、時刻ｔ２から、カウント値は、減少し、時刻ｔ４で、ＭＩＮに到達する。時刻ｔ６から時刻ｔ７まで、再びαが閾値以上になったことにより、カウント値は、ＭＩＮから増加し、時刻ｔ７で、ＭＡＸに到達し、その後、再びαが閾値未満になったことにより、時刻ｔ８から、カウント値は、減少し、時刻ｔ１０で、ＭＩＮに到達する。

副駆動輪制限駆動力（実線）は、ヨー・レート偏差（実線）に基づき、具体的には、ヨー・レート偏差が小さくなるように、ＰＩＤ制御又はＰＤ制御によって算出される。副駆動輪制限駆動力は、Ｐ項（実線）、Ｉ項（２点鎖線）及びＤ項（点線）に基づき、例えば、「Ｉ項−Ｐ項−Ｄ項」の絶対値である。Ｐ項は、ヨー・レート偏差にＰ項ゲイン（係数）を乗算した値であり、Ｄ項は、ヨー・レート偏差の微分値にＤ項ゲイン（係数）を乗算した値である。Ｉ項（今回）は、ヨー・レート偏差にＩ項ゲイン（係数）を乗算した値とＩ項（前回）とを加算した値である。Ｐ項ゲイン、Ｄ項ゲイン、Ｉ項ゲインは、固定値であり、適宜、設定することができる。但し、ＰＤ制御モードにおいて、Ｉ項ゲインをゼロに設定することで、Ｉ項（今回）は、Ｉ項（前回）と一致し、ＰＩＤ制御モードからＰＤ制御モードに変更する時のＩ項は、保持される（図５の時刻ｔ７から時刻ｔ１０までの間）。これにより、ＰＤ制御モードで算出される副駆動輪制限駆動力は、拒否フラグがｈｉｇｈレベルを示す期間にＰＩＤ制御モードで仮に算出される副駆動輪制限駆動力（図示せず）と比べて、副駆動輪駆動力に近づき易くなる。言い換えれば、副駆動輪駆動力と副駆動輪制限駆動力との差（第１の差）が大きくなることを抑制するように、拒否フラグがｈｉｇｈレベルを示す期間、ＰＤ制御モードが採用される。このように、算出部２２０は、ＰＩＤ制御モードで、Ｐ項の算出、Ｉ項の算出及びＤ項の算出を実行して、副駆動輪制限駆動力を算出する。また、算出部２２０は、ＰＤ制御モードで、Ｐ項の算出及びＤ項の算出を実行して、副駆動輪制限駆動力を算出する。但し、算出部２２０は、ＰＤ制御モードで、ＰＩＤ制御モードからＰＤ制御モードに変更する時のＩ項を保持することにより、Ｉ項の算出を実質的に停止することができる。

なお、算出部２２０が副駆動輪制限駆動力を要求しない場合、算出部２２０は、副駆動輪駆動力を制限しない値（１点鎖線）を算出する。副駆動輪駆動力を制限しない値は、例えば、駆動力制御手段３００で決定し得る副駆動輪駆動力の最大値である。

図５の例において、時刻ｔ３から時刻Ｔ５まで、及び時刻ｔ９から時刻ｔ１１まで、駆動力制御手段３００は、算出部２２０からの要求を受け入れ、副駆動輪駆動力（点線）を副駆動輪制限駆動力（実線）に一致させ、実線は、太く描かれている。

本願発明による制御装置は、車両の安定性制御に最適である。

１・・・車両、１００・・・制御装置、２００・・・車両挙動制御手段（第２の制御手段）、２１０・・・検出部、２２０・・・算出部、２３０・・・判定部、３００・・・駆動力制御手段（第１の制御手段）。

Claims (5)

1. 車両に働く駆動力を制御する制御装置であって、
   前記駆動力を制御する第１の制御手段と、
   前記駆動力の制限を前記第１の制御手段に要求する第２の制御手段と、
   を備え、
   前記第２の制御手段は、
   前記第１の制御手段から出力される前記駆動力を入力する入力部と、
   前記駆動力を制限する制限駆動力を第１のモードで算出する算出部と、
   を有し、
   前記駆動力と前記制限駆動力との第１の差が閾値以上である場合、前記算出部は、前記第１の差が大きくなることを制限するように、前記制限駆動力を前記第１のモードに代わりに第２のモードで算出し、
   前記算出部は、前記車両の実ヨー・レートと規範ヨー・レートとの第２の差に基づき、前記第２の差が小さくなるように、前記制限駆動力を算出し、
   前記第１のモードは、ＰＩＤ制御モードであり、
   前記第２のモードは、ＰＤ制御モードであり、
   前記算出部は、前記第１のモードの時、前記ＰＩＤ制御モードで、Ｐ項の算出、Ｉ項の算出及びＤ項の算出を実行して、前記制限駆動力を算出し、
   前記算出部は、前記第２のモードの時、前記ＰＤ制御モードで、Ｐ項の算出及びＤ項の算出を実行して、前記制限駆動力を算出する、制御装置。
2. 前記第１の差が前記閾値以上である時にカウント・アップするカウント値が所定の値に到達するまで、前記算出部は、前記制限駆動力を前記第１のモードで算出し続け、前記カウント値が前記所定の値に到達した後、前記算出部は、前記制限駆動力を前記第２のモードで算出する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記車両の走行状態が不安定である場合、前記第２の制御手段は、前記制限駆動力を前記第１の制御手段に要求する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記第１の制御手段は、前記駆動力として、主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力を制御し、前記主駆動輪駆動力は、前輪駆動力及び後輪駆動力の一方であり、前記副駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力及び前記後輪駆動力の他方であり、
   前記第２の制御手段は、前記駆動力の制限として、前記副駆動輪駆動力の制限を要求し、前記算出部は、前記制限駆動力として、前記副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を算出する、請求項１に記載の制御装置。
5. 請求項１に記載の制御装置であって、前記第１の制御手段は、駆動力制御手段であり、前記第２の制御手段は、車両挙動制御手段である、請求項１に記載の制御装置。

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