JP6729441B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動を制限する差動制限装置を備えた四輪駆動車両の制御装置に関する。
一般に、四輪駆動車両のセンターディファレンシャル装置には、前輪と後輪の差動の制限度合いを制御する差動制限制御装置が設けられている。従来から、前輪と後輪の差動の制限度合いが高い(四輪駆動モードの傾向が強い)場合、特に路面の摩擦係数が低い走行路(以下、「低μ路」とも称呼される。)にてアンチスキッド制御を伴う制動制御が実行されたとき、前輪と後輪の差動の制限度合いを低くするように構成された差動制限制御装置(以下、「従来装置」と称呼される。)が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
四輪駆動モードの傾向が強い状態においては、前輪と後輪の車輪速度が同期する傾向が強くなる。例えば、四輪駆動モードの傾向が強い状態において、車輪がスリップし易い低μ路を走行中に制動制御が実行され、前輪又は後輪何れかの車輪速度が低下すると、4輪全ての車輪速度が低下する傾向となる。アンチスキッド制御においては、通常、各車輪の車輪速度のうち最も高い車輪速度が選択されて推定車体速度が演算されるので、4輪全ての車輪速度が低下すると、推定車体速度は4つの車輪速度に近く且つ実車体速度よりも低い値になってしまう。従って、車体速度と車輪速度の差分(偏差)、の車体速度に対する比、として取得される制動スリップ率は、実際の(実車体速度に基づく)制動スリップ率よりも小さくなってしまう。
その結果、実際の制動スリップ率が適切な制動スリップ率の範囲を超えて、アンチスキッド制御を実行すべき制動スリップ率となった場合であっても、アンチスキッド制御、言い換えると、制動スリップ率をその適切な範囲に入るように小さくする制御が実行されない又はその実行が遅れることがある。つまり、車両が四輪駆動モードの傾向が強い状態にて低μ路を走行すると、アンチスキッド制御の作動遅れが発生することがある。そこで、従来装置は、アンチスキッド制御中には、駆動モードを二輪駆動モードに近付けて、前輪と後輪の差動の制限度合いを低くするようになっている。
特開平8−53058号公報(段落0020)
ところで、通常、後輪の接地荷重は前輪の接地荷重よりも小さい。即ち、後輪の摩擦円は前輪の摩擦円よりも小さい。よって、後輪の制動力が過剰になると後輪の横力が不足して車両がスピンし易くなる。そこで、通常、四輪駆動車両において前輪に対する後輪の制動力配分比は前輪と後輪の接地荷重比に基づく理想配分比よりも低く設定される。そのため、車両が例えば低μ路にて旋回しているときに、前輪と後輪の差動の制限度合いが低くされた状態にて制動制御が行われると、前輪の制動力が大きくなる結果、前輪の横力が低下して、車両のアンダーステア傾向が高くなってしまうという問題がある。
このように、従来装置は、低μ路における制動制御において、前輪と後輪の差動の制限度合いを低くすることによりアンチスキッド制御の作動遅れを解消することができるが、車両の旋回時にはアンダーステア傾向が高くなってしまうという問題がある。
本発明は上記課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、車両旋回中の制動制御において車両のアンダーステア傾向が高くなってしまうことを防止するとともに、車両直進中の制動制御において車両のアンチスキッド制御の作動遅れを防止することが可能な四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。
そこで、本発明の四輪駆動車両の制御装置(以下、「本発明装置」とも称呼する。)は、駆動力を発生する駆動装置(20)と、前記駆動力を前輪用回転軸(32)及び後輪用回転軸(33)へ伝達するとともに、前記前輪用回転軸と前記後輪用回転軸の差動を許容するセンターディファレンシャル装置(31)と、前記前輪用回転軸と前記後輪用回転軸の差動の制限度合い(Tcu)を変化させる差動制限装置(34)と、車両(10)の複数の車輪のそれぞれ(WFL,WFR,WRL及びWRR)に制動力を付与する制動装置(40)と、を備え、前記差動制限装置による前記差動の制限度合いが第1の制限度合いに設定されている場合(例えば、Tcu=0)において前輪に対する後輪の制動力配分比が同前輪と同後輪の接地荷重比に基づく理想配分比よりも低く設定された四輪駆動車両に適用される。
本発明装置は、車輪速度センサ(82)と、ヨーレートセンサ(84)と、制御部(50、60及び70)と、を備える。前記車輪速度センサは、前記複数の車輪のそれぞれの回転速度である車輪速度(Vw )を検出する。前記ヨーレートセンサは、前記車両のヨーレート(Yr )を検出する。前記制御部は、前記車両の運転者によるブレーキ操作に応じて前記車輪のそれぞれに加えられる制動力を変更するとともに、前記検出された前記複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度を用いて前記車両の車体の速度を推定車体速度(Vx )として推定し、前記推定車体速度及び前記それぞれの車輪の車輪速度に基づいて前記それぞれの車輪の制動スリップ率(SL)を算出し、前記それぞれの車輪の制動スリップ率に基づいて前記それぞれの車輪の制動力を調整するアンチスキッド制御を実行する。更に、前記制御部は、前記ブレーキ操作が行われている場合に前記差動制限装置による前記差動の制限度合いを前記第1の制限度合いよりも大きい第2の制限度合いに設定する(例えば、Tcu=Tcumax )。
上記構成によれば、ブレーキ操作が行われている場合、差動の制限度合いを第1の制限度合いより大きい第2の制限度合いに設定すると、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の差が小さい値となり、前輪の制動スリップ率と後輪の制動スリップ率は近い値になる。よって、前輪と後輪の制動力配分比は前後の接地荷重比に基づく理想配分比に近付く。例えば、第1の制限度合いをカップリングトルクが0、即ち、制限がない状態に設定し、第2の制限度合いをカップリングトルクの最大値に設定することが考えられる。この例においては、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の差がなくなり、前輪の制動スリップ率と後輪のスリップ率とが等しくなる。従って、差動の制限度合いが第1の制限度合いに設定されている場合と比べると、前輪の制動力が低下して後輪の制動力が増大する。その結果、前輪の横力は増大し、後輪の横力は減少するので、車両の旋回中の制動時におけるアンダーステア傾向が小さくなる。
ところが、車両が直進中又は直進に近い状態にて走行している場合、言い換えると、車両のヨーレートが所定のヨーレート閾値未満である場合、左右の車輪速度は近い値となる。例えば、直進中には左右の車輪の車輪速度は略一致する。この場合、前輪と後輪の差動の制限度合いが第2の制限度合いに設定されていると、前輪と後輪の車輪速度が同期する傾向となるので、前後左右全ての車輪速度が近い値となる。よって、仮に前輪(前側の2輪)の車輪速度が低下すると、後輪(後側の2輪)の車輪速度も前輪の車輪速度の低下に伴って低下してしまう。前述したように、4輪全ての車輪速度が低下すると、推定車体速度は4つの車輪速度に近く且つ実車体速度よりも低い値となり、計算される制動スリップ率は、実際の制動スリップ率よりも小さくなってしまう。従って、前輪と後輪の差動の制限度合いが第2の制限度合いに設定されていると、アンチスキッド制御の作動遅れが発生することがある。
そこで、上記の問題を解決するため、前記制御部は、前記ブレーキ操作が行われている(Pm ≧Pmth )場合、前記検出されたヨーレートが所定のヨーレート閾値未満(Yrm<|Yrth |)であり且つ前記検出された前記複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度(Vwsel)の所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きい特定状態が発生した(Tαdws≧T1th)か否かを判定し、前記特定状態が発生したと判定したとき前記作動制限装置による前記差動の制限度合いを前記第2の制限度合いより小さい第3の制限度合いに設定する(ステップ945)ように構成される。
よって、本発明装置によれば、検出された複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度が推定車体速度として算出されるが、前記仮定のようにブレーキ操作が行われている場合に前輪の車輪速度の低下に伴って後輪の車輪速度が低下すると、その推定車体速度の所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きくなる状態(特定状態)が発生することがある。その場合には、差動の制限度合いを第2の制限度合いより小さい第3の制限度合いに設定する。これにより、後輪の車輪速度は前輪の車輪速度の影響を受けず後輪の制動力に従って調整される。よって、後輪の車輪速度は本来の車輪速度に向かって上昇し、実車体速度に近付いていく。その結果、推定車体速度が実車体速度に近付くため、アンチスキッド制御の作動条件がより早く成立し、アンチスキッド制御の作動遅れが解消し得る。なお、第3の制限度合いは第1の制限度合いと同じであってもよく、例えば、カップリングトルクが0の値であってもよい。
従って、上記の構成によれば、車両の旋回走行中の制動制御において車両のアンダーステア傾向が高くなってしまうことを防止するとともに、車両の直進走行中の制動制御において車両のアンチスキッド制御の作動遅れを防止することができる。
なお、車両が旋回走行中に制動されている場合、旋回外側の車輪よりも旋回内側の車輪がスリップし易い傾向にある。即ち、旋回走行中の制動時においては、外輪の車輪速度よりも内輪の車輪速度が先に低下する傾向にあるので、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限度合いが最大値近傍の値に設定されている場合であっても、4輪全ての車輪速度が同時に低くなる可能性は低い。従って、前記車両のヨーレートが所定のヨーレート閾値未満であるときに、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限度合いを低くすることは合理的である。
本発明の一態様に係る四輪駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記差動制限装置による前記差動の制限を解除することによって前記差動の制限度合いを前記第3の制限度合いに設定するように構成され得る。
この態様によれば、車両のヨーレートが所定のヨーレート閾値未満であり且つ検出された複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度の所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きい特定状態が発生したと判定されたときは、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限度合いが解除される。即ち、差動の制限度合いが「0」まで低くされる。つまり、差動制限装置のカップリングトルクが「0」とされるので、低下している推定車体速度をより早期に実車体速度に近付けることができる。従って、車両の直進走行中の制動制御において車両のアンチスキッド制御の作動遅れをより早期に防止することができる。
本発明の一態様に係る四輪駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記所定の演算周期(ΔT)毎に前記複数の車輪速度のうちから前記最大の車輪速度を選択し、前記演算周期前に推定されていた前記推定車体速度から一定値(αdw・ΔT)を減算することにより算出される下限ガード値(Vx(n-1)−αdw・ΔT)が前記選択された最大の車輪速度以上である場合には当該下限ガード値を現時点の推定車体速度として設定するように構成され、前記下限ガード値が前記推定車体速度として設定される場合が連続して所定回数以上継続した(Tαdws≧T1th)とき前記特定状態が発生したと判定する(ステップ945)ように構成され得る。
上記の構成において、下限ガード値とは、推定車体速度の演算において設けられる制限値であり、例えば、当該演算周期前に推定されていた推定車体速度(Vx(n-1))、所定の下限ガード勾配(αdw)及び演算周期(ΔT)によって定められる(Vx(n-1)−αdw・ΔT)。よって、上記の態様によれば、本発明装置は、下限ガード値が推定車体速度として設定される場合が連続して所定回数以上継続したとき、特定状態が発生したと判定する。そして、本発明装置は、この判定結果に基づいて前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限度合いを第2の制限度合い値より小さい第3の制限度合いに設定するので、適切にアンチスキッド制御の作動遅れを解消することができる。
更に、本発明の一態様に係る四輪駆動車両の制御装置において、前記制御部は、前記ヨーレート閾値を、前記車両が直進していると見做せる場合に発生するヨーレートに対応する値に設定するように構成され得る。
前述したように、ある程度以上のヨーレートが発生している状況であれば、外輪の車輪速度と内輪の車輪速度に差が生じるので、4輪全ての車輪速度が同時に低下する可能性は低い。そこで、差動の制限度合いを第3の制限度合いに設定するヨーレートの条件を、所定のヨーレート閾値を車両が直進していると見做せる場合に発生するヨーレートに対応する値(0近傍の値)に設定してもよい。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
図1は、本発明の実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置の概略構成図である。 図2は、図1に示した制動装置が有する前輪の制動力と後輪の制動力との関係を説明するための図である。 図3は、図1に示した制動装置が有する制動スリップ率と制動力との関係を説明するための図である。 図4は、図1に示した車両の旋回走行中に、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限を解除したときの車輪の制動力と横力について説明するための図である。 図5は、図1に示した車両の旋回走行中に、前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動を制限したときの車輪の制動力と横力について説明するための図である。 図6は、図1に示した制動装置が実行する推定車体速度の演算の方法について説明するための図である。 図7は、車両が低μ路を直進中において下限ガード連続選択時間経過後に前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限を解除した場合の各車輪速度の時間変化を示した図である。 図8は、車両が低μ路を直進中において下限ガード連続選択時間経過後に前輪用回転軸と後輪用回転軸の差動の制限を解除しない場合の各車輪速度の時間変化を示した図である。 図9は、図1に示した制動用ECUのCPUが実行する「カップリングトルク低減制御ルーチン」を示したフローチャートである。
(構成)
本発明の実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置(以下、「本制御装置」とも称呼される。)は、図1に示したように、四輪駆動車両(以下、単に「車両」とも称呼される。)10に適用される。
車両10は、駆動装置20、駆動力伝達機構30、制動装置40、駆動用ECU50、4WD用ECU60及び制動用ECU70等を備えている。これらのECUは本発明の制御装置に対応している。なお、これらのECUの2以上は一つのECUに統合されてもよい。
ECUは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM(又は不揮発性メモリ)及びインタフェースI/F等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。CPUは、メモリ(ROM)に格納されたインストラクション(ルーチン)を実行することにより後述する各種機能を実現する。
駆動装置20は、駆動力伝達機構30を介して車両10の車輪(左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRR)を駆動する駆動力を発生する。駆動装置20は、一般的な車両の内燃機関及び変速装置の組合せ、電動機及び変速装置の組合せ、並びに、内燃機関、電動機及び変速装置の組合せであるハイブリッドシステム等、当技術分野において公知な任意の車両用駆動装置であってよい。
駆動力伝達機構30は、センターディファレンシャル装置31、前輪用回転軸32、後輪用回転軸33、差動制限装置34、前輪用ディファレンシャルギア35、左前輪車軸36L 、右前輪車軸36R 、後輪用ディファレンシャルギア37、左後輪車軸38L 及び右後輪車軸38R 等を含んでいる。
センターディファレンシャル装置31は、駆動装置20からの駆動力を前輪用回転軸32及び後輪用回転軸(プロペラシャフト)33へ伝達するとともに、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33との間の回転速度差を許容するように構成されている。本実施形態においては、センターディファレンシャル装置31は電子制御式の差動制限装置34を内蔵している。
差動制限装置34は、センターカップリングによる前輪用回転軸32と後輪用回転軸33との相互の拘束力を制御することにより、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限度合いを変化させる機能を有する。前輪用回転軸32と後輪用回転軸33との相互の拘束力、即ち、センターカップリングのカップリングトルクTcuは、4WD用ECU60により制御される。
前輪用回転軸32の駆動力は前輪用ディファレンシャルギア35により左前輪車軸36L 及び右前輪車軸36R へ伝達され、これにより左前輪WFL及び右前輪WFRが回転駆動される。同様に、後輪用回転軸33の駆動力は後輪用ディファレンシャルギア37により左後輪車軸38L 及び右後輪車軸38R へ伝達され、これにより左後輪WRL及び右後輪WRRが回転駆動される。
制動装置40は、ブレーキペダル41、マスタシリンダ42、油圧回路43及びホイールシリンダ44(44FL、44FR、44RL及び44RR)等を含んでいる。
左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRRの制動力は、制動装置40の油圧回路43により、対応するホイールシリンダ44FL、44FR、44RL及び44RRの制動圧が制御されることによって制御される。油圧回路43は図示しないリザーバ、オイルポンプ及び種々の弁装置等を含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。後に説明するように、各ホイールシリンダ44の制動圧は、通常時には運転者によるブレーキペダル41の踏込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ42の圧力(以下、「マスタシリンダ圧」とも称呼される。)Pm に基づいて制動用ECU70により制御され、又は必要に応じて個別に制御される。
駆動用ECU50は、後述する4WD用ECU60及び制動用ECU70とCAN(Controller Area Network) 通信により情報交換可能に接続されている。駆動用ECU50は、アクセル開度センサ81等と電気的に接続され、これらのセンサからの出力信号を受信するようになっている。アクセル開度センサ81は、運転者により操作可能に設けられたアクセルペダル81aの操作量APを表す出力信号を発生するようになっている。
4WD用ECU60は、車輪速度センサ82(82FL、82FR、82RL及び82RR)等と電気的に接続され、これらのセンサからの出力信号を受信するようになっている。車輪速度センサ82FL、82FR、82RL及び82RRは、左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRRのそれぞれの車輪速度Vwfl、Vwfr、Vwrl及びVwrrを表す出力信号を発生するようになっている。
制動用ECU70は、操舵角センサ83、ヨーレートセンサ84及びマスタシリンダ圧センサ85等と電気的に接続され、これらセンサからの出力信号を受信するようになっている。操舵角センサ83は、運転者により操作可能に設けられたステアリングホイール83aの操舵角St を表す出力信号を発生するようになっている。ヨーレートセンサ84は、車両10のヨーレートYr を表す出力信号を発生するようになっている。マスタシリンダ圧センサ85は、マスタシリンダ圧Pm を表す出力信号を発生するようになっている。なお、操舵角センサ83及びヨーレートセンサ84は車両10の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角St 及びヨーレートYr を検出するようになっている。
制動用ECU70は、マスタシリンダ圧Pm に基づいて左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRRの目標制動力Fbflt、Fbfrt、Fbrlt及びFbrrtを演算し、各車輪の制動力が対応する目標制動力なるように、ホイールシリンダ44FL、44FR、44RL及び44RRの制動圧を制御する。
前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限度合いを小さくしているとき、言い換えると、差動の制限度合いを第1の制限度合いとしているときの、前輪に対する後輪の制動力配分比は、図2に実線L1にて示される。図2から理解されるように、この制動力配分比は制動装置40を構成する部品の製造交差などを考慮して、左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRRの接地荷重比に基づく理想配分線(破線L2)の比よりも低く設定される。即ち、左前輪WFLの目標制動力Fbflt及び右前輪WFRの目標制動力Fbfrtは、前輪と後輪の制動力の理想配分比に基づく前輪の制動力よりも高く且つ左後輪WRLの目標制動力Fbrlt及び右後輪WRRの目標制動力Fbrrtよりも高くなるように制御される。
図3に示したように、車輪の制動力は、制動スリップ率SLがタイヤの特性等により決定される所定の制動スリップ率(以下、「理想スリップ率」とも称呼される。)SLi 以下であるときには、制動スリップ率SLが高くなるほど増大し、制動スリップ率SLが理想スリップ率SLi より高いときには、制動スリップ率SLが高くなるほど低下する。よって、制動用ECU70は、各車輪の車輪速度Vwfl、Vwfr、Vwrl及びVwrrに基づいて各車輪の制動スリップ率SLを演算し、各車輪について当技術分野において公知のアンチスキッド制御(以下、「ABS制御」とも称呼される。)を実行する。
4WD用ECU60は、差動制限装置34のセンターカップリングのカップリングトルクTcuを制御する。差動制限装置34は、カップリングトルクTcuが0であるときには、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の相対回転を許容し、カップリングトルクTcuが最大値Tcumax であるときには、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の相対回転を阻止する。更に、差動制限装置34は、カップリングトルクTcuが0と最大値Tcumax との間の値であるときには、カップリングトルクTcuが大きくなるにつれて前輪用回転軸32と後輪用回転軸33と差動の制限度合いを漸次高くする。
よって、カップリングトルクTcuは、差動制限装置34の差動の制限度合いを示す指標値であり、後述の目標カップリングトルクTcut は、差動制限装置34の差動の目標制限度合いを示す指標値である。
(作動)
以下、本制御装置の作動について説明する。先ず、車両10の旋回中の制動の挙動について説明する。図4に示したように、車両10の旋回制動中に差動の制限度合いが第1の制限度合いに設定されると、例えば、カップリングトルクTcuが「0」又はこれに近い値に制御されると、前輪に対する後輪の制動力配分比が低く設定されているので、左前輪WFL及び右前輪WFRの制動力Fbfは大きく、左後輪WRL及び右後輪WRRの制動力Fbrは小さくなる。よって、前輪の横力Fyfは小さく、後輪の横力Fyrは大きくなる。従って、車両10の挙動はアンダーステア挙動になり易い。
これに対し、図5に示したように、車両10の旋回制動中に差動の制限度合いが第1の制限度合いよりも大きい第2の制限度合いに設定されると、例えば、カップリングトルクTcuが最大値Tcumax又はこれに近い値に制御されると、各車輪の車輪速度Vwfl、Vwfr、Vwrl及びVwrr が略一致する。よって、前輪及び後輪の制動スリップ率は実質的に同一になるので、前輪及び後輪の制動力は図2において破線L2にて示された理想配分線に近い一点鎖線L3にて示された配分線に沿う制動力になる。
このとき、前輪の摩擦円は相対的に小さくなり、後輪の摩擦円は相対的に大きくなる。よって、例えば、カップリングトルクTcuが「0」又はこれに近い値に制御されていたときの前輪の制動力Fbf及び後輪の制動力Fbrが図2において点Pにて示された値であったとすると、前輪の制動力Fbf及び後輪の制動力Fbrは図2において点Qにて示された値に変化する。このように、左前輪WFL及び右前輪WFRの制動力Fbfは低下し、左後輪WRL及び右後輪WRRの制動力Fbrが増大する結果、前輪の横力Fyfは増大し、後輪の横力Fyrは減少し、車両10のアンダーステア挙動の度合いが低下する。
<アンチスキッド制御>
アンチスキッド制御は、運転者によるブレーキ操作に基づいて車輪の制動力を制御する主制動制御を補助する制動制御である。アンチスキッド制御(ABS制御)において、各車輪の制動スリップ率SLは、各車輪の車輪速度Vw と車体速度Vb を用いて(1)式に従って算出される。制動スリップ率SLは、以下、単に「スリップ率SL」とも称呼される。

SL=(Vb−Vw)/Vb …(1)

通常、車体速度Vb は検出できないので、車体速度Vb に代えて車輪速度Vw から推定される推定車体速度Vx が用いられる。アンチスキッド制御において、各車輪のスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となると、スリップ率SLが理想スリップ率SLi (図3参照。)に近付くように制動装置40の油圧が制御される。
アンチスキッド制御に用いられる推定車体速度Vx(n)、(n は整数)は、以下の式にて演算される。

Vx(n)=MID(Vx(n-1)+αup・ΔT,Vwsel,Vx(n-1)−αdw・ΔT) …(2)

ここで、Vx(n-1)は推定車体速度Vx(n)の前回演算値、Vwselは選択車輪速度、αupは推定車体速度の上限ガード勾配(正の値)、αdwは推定車体速度の下限ガード勾配(正の値)、ΔTは演算周期、MID は中央値を選択する関数を表している。なお、車両の前後左右輪の車輪速度のうち最も高い車輪速度が演算タイミング毎に選択車輪速度Vwselとして選択される。
(1)式によれば、推定車体速度Vx(n)は、
(A)前回の演算タイミングTn-1 において演算された推定車体速度Vx(n-1)に上限ガード勾配αupと演算周期ΔTとの積を加算した値、即ち、推定車体速度Vx の上限ガード値、
(B)選択車輪速度Vwsel、及び
(C)推定車体速度Vx(n-1)に下限ガード勾配αdwと演算周期ΔTとの積を減算した値、即ち、推定車体速度の下限ガード値、
のうち、中間の値(中央値)となる。
次に、図6を参照しながら、推定車体速度Vx の演算方法をより具体的に説明する。図6には選択車輪速度Vwselが実線にて示される。横軸は時間であり、時刻T0乃至T5はそれぞれ、推定車体速度Vx(n)の演算タイミングを表している。各演算タイミングの間隔は演算周期ΔTである。
先ず、演算タイミングT0において、選択車輪速度Vwselが中央値として選択されたと仮定する。即ち、演算タイミングT0において、推定車体速度Vx(Vx0) が選択車輪速度Vwselに一致したと仮定する。この場合、次の演算タイミングT1においては、演算タイミングT0における推定車体速度Vx0から上限ガード勾配αupにて延びる線の時刻T1における値Vx0+αup・ΔT、選択車輪速度Vwsel及び演算タイミングT0における推定車体速度Vx0から下限ガード勾配αdwにて延びる線の時刻T1における値Vx0−αdw・ΔTのうち中央の値が選択される。本例の場合、演算タイミングT1における中央値(即ち、推定車体速度Vx1)は選択車輪速度Vwselである。
次いで、演算タイミングT2においては、演算タイミングT1における推定車体速度Vx1から上限ガード勾配αupにて延びる線の時刻T2における値Vx1+αup・ΔT、選択車輪速度Vwsel及び演算タイミングT1における推定車体速度Vx1から下限ガード勾配αdwにて延びる線の時刻T2における値Vx1−αdw・ΔTのうち中央の値が選択される。本例の場合、演算タイミングT2における中央値(即ち、推定車体速度Vx2)は下限ガード値Vx1−αdw・ΔTである。
更に、演算タイミングT3においては、演算タイミングT2における下限ガード値Vx1−αdw・ΔT(=Vx2)から上限ガード勾配αupにて延びる線の時刻T3おける値Vx2+αup・ΔT、選択車輪速度Vwsel及び演算タイミングT2における下限ガード値Vx1−αdw・ΔT(=Vx2)から下限ガード勾配αdwにて延びる線の時刻T3における値Vx2−αdw・ΔTのうち中央の値が選択される。本例の場合、演算タイミングT3における中央値(即ち、推定車体速度Vx3)は上限ガード値Vx2+αup・ΔTである。
同様にして、演算タイミングT4における中央値(即ち、推定車体速度Vx4)は、選択車輪速度Vwselである。このようにして演算された推定車体速度Vx(n)は太破線にて示される。上限ガード値を連続して選択する回数を上限ガード連続選択回数Nup、下限ガード値を連続して選択する回数を下限ガード連続選択回数Ndwと定義する。本例においては、上限ガード値及び下限ガード値は連続して選択されていないので、上限ガード連続選択回数Nup及び下限ガード連続選択回数Ndwはそれぞれ1回である。
4つの車輪のうち、一輪でもその車輪速度が実車体速度Vbrに近ければ、推定車体速度(又は選択車輪速度Vwsel)が急激に低下することはない。この場合には、下限ガード値が連続して選択される(下限ガード連続選択回数Ndwが2回以上となる)可能性は低い。つまり、下限ガード連続選択回数Ndwが2回以上となる場合、前後左右輪の全てが実車体速度Vbrに対して低下していると推定される。
即ち、推定車体速度Vx(n)は、所定の演算周期ΔT毎に複数の車輪速度Vw のうちから最大の車輪速度Vwselを選択し、演算周期前に推定されていた推定車体速度Vx(n-1)から一定値αdw・ΔTを減算することにより算出される下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTが、選択された最大の車輪速度Vwsel以上である場合には下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTを現時点の推定車体速度Vx(n)として設定するように構成される。
(作動)
以下、車両10が直進中であって前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限度合いが第2の制限度合い(Tcu=Tcumax )とされている場合において、制動制御が行われ、各車輪のスリップ率の低下が前輪のスリップに起因して発生している状況を例に本制御装置の制動制御の作動を説明する。
図7には、制動開始からの推定車体速度Vx 、車体速度Vb 及び各車輪の車輪速度Vw の経時変化の例が示される。この例においては、時刻t0にて制動が開始され、実車体速度Vbr(図中、一点鎖線)が時間の経過とともに低下し、各車輪速度は時刻t0からt1の間は実車体速度Vbrと略一致していると仮定する。前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限度合いが高くされている状態において、前輪がスリップしたことにより左前車輪速度Vwfl 及び右前車輪速度Vwfr が低下したと仮定すると、左後車輪速度Vwrl 及び右後車輪速度Vwrr も左前車輪速度Vwfl 及び右前車輪速度Vwfr の低下に伴って低下し始める。このスリップが発生する時刻をt1とする。この例においては、4輪全ての車輪速度が低下している間(時刻t1から時刻t2までの間)、左前車輪速度Vwfl 、右前車輪速度Vwfr 、左後車輪速度Vwrl 及び右後車輪速度Vwrr は、Vwfl <Vwfr <Vwrl <Vwrr という関係を有していると仮定する。従って、推定車体速度Vx の演算において4輪の車輪速度のうち最も高い車輪速度である右後車輪速度Vwrr が選択車輪速度Vwselとして選択される。
この例において、時刻t1において、右後車輪速度Vwrr の勾配(低下率)は下限ガード勾配αdwよりも小さく、推定車体速度Vx は(2)式に基づいて下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTと演算される。時刻t1以降、所定の演算タイミングが到来するごとに推定車体速度Vx が下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTと演算されると仮定する。
下限ガード連続選択時間Tαdws が時刻t2にて所定値T1th に達すると、推定車体速度Vx の時間減少率が所定の減少率を下回って推移していると判定される。言い換えると、下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTが連続して所定回数選択されると、「検出された複数の車輪速度(Vwfl、Vwfr、Vwrl及びVwrr)のうちの最大の車輪速度の所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きい特定状態」が発生したと判定され、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限が解除される。即ち、下限ガード連続選択時間Tαdws は下限ガード連続選択回数Ndwと演算周期ΔTとの積Ndw・ΔTである。
このとき、後輪の車輪速度Vwr(左後車輪速度Vwrl 及び右後車輪速度Vwrr )は、再び後輪本来の制動力にて制動制御が行われるので上昇に転じる。そして、連続して選択され続けている下限ガード値Vx(n-1)−αdw・ΔTが4つの車輪速度の中で最も高い右後車輪速度Vwrr 以下となる時刻t3から推定車体速度Vx は右後車輪速度Vwrr と同時に上昇を始める。左後車輪速度Vwrl も後輪本来の制動力にて制動制御が行われ、推定車体速度Vx 及び右後車輪速度Vwrr の上昇と同時に上昇を始める。従って、この時点から、推定車体速度Vx は実車体速度Vbrに近付いていく。
その後、推定車体速度Vx が大きくなると、推定車体速度Vx と、左前車輪速度Vwfl 及び右前車輪速度Vwfr と、の偏差は大きくなるので、(1)式にて算出される前輪(WFL及びWFR)のスリップ率SLは大きくなる。時刻t4にて左前輪WFLのスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となると、左前輪WFLについてスリップ率SLを理想スリップ率SLi 付近まで低下させる処理(以下、「スリップ率低減処理」と称呼される。)が実行される。従って、時刻t4から左前輪WFLの車輪速度Vwfl は上昇に転じる。続いて、右前輪WFRのスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となり、右前輪WFRに対してもスリップ率低減処理が実行され、右前車輪速度Vwfr も上昇に転じる。
その後、時刻t5近傍にて右後輪WRR車輪速度Vwrr 及び左後輪WRLの車輪速度Vwrl は実車体速度Vbrに略一致し、時刻t6近傍にて右前輪WFRの車輪速度Vwfr 及び左前輪WFLの車輪速度Vwfl は実車体速度Vbrに略一致する。
以上が、本制御装置の作動である。これに対し、推定車体速度Vx の時間減少率が所定の減少率を下回って推移している場合であっても差動の制限度合いを解除しない従前の装置の作動について以下に説明する。
図8に示したように、時刻t1から推定車体速度Vx は下限ガード勾配αdwにて低下を続ける。この場合、推定車体速度Vx は各車輪速度Vwfl、Vwfr、Vwrl及びVwrrとの偏差の拡大の程度が緩やかである。各車輪のスリップ率SLは、各車輪の車輪速度Vw と推定車体速度Vx との比によって定まるから、推定車体速度Vx と車輪速度Vw との偏差の拡大の程度が緩やかであると、各車輪のスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となるまで時間を要する。図8において、時刻t7(図7に示した時刻t2よりも遅い時刻)にて左前輪WFLのスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となり、スリップ率低減処理が実行される。従って、時刻t7から左前輪WFLの車輪速度Vwfl は上昇に転じる。その後、他の車輪(右前輪WFR、左後輪WRL及び右後輪WRR)のスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLth以上となると、他の各車輪に対してもスリップ率低減処理が実行され、他の各車輪の車輪速度も上昇に転じる。
その後、時刻t8近傍にて右後輪WRR車輪速度Vwrr 、左後輪WRLの車輪速度Vwrl 、右前輪WFRの車輪速度Vwfr 及び左前輪WFLの車輪速度Vwfl は実車体速度Vbrに略一致する。
このように、本制御装置によれば、推定車体速度Vx の時間減少率が所定の減少率を下回って推移していても差動の制限度合いを解除しない場合に比べて、早期にスリップ率低減処理が実行されるので、アンチスキッド制御の作動遅れが解消される。
(具体的作動)
<制動時カップリングトルク低減制御>
以下、本制御装置の実際の作動について図9を参照しながら説明する。本例においては、カップリングトルクTcuの初期値が最大値Tcumax (第2の制限度合い)に設定されていると仮定して説明する。制動用ECU70のCPUは、一定時間が経過する毎に図9にフローチャートにより示したカップリングトルク低減制御ルーチンを実行するようになっている。
CPUは所定の時点にてステップ900から処理を開始してステップ905に進み、推定車体速度Vx を(2)式に基づいて取得し、ステップ910に進んで、下限ガード連続選択時間Tαdws を取得する。
次いで、CPUはステップ915に進み、運転者によりブレーキ操作が行われたか否か、即ち、マスタシリンダ圧Pm がマスタシリンダ圧閾値Pmth (正の値)以上であるか否かを判定する。マスタシリンダ圧Pm がマスタシリンダ圧閾値Pmth 以上である場合、CPUはステップ915にて「Yes」と判定してステップ920に進み、何れの車輪についてもABS制御による制動力の制御が実行されていないか否かを判定する。より具体的には、何れかの車輪においてスリップ率SLが所定のスリップ率閾値SLthを超えた結果、スリップ率を理想スリップ率SLi 付近まで低下させる処理(スリップ率低減処理)が実行されていないか否かを判定する。
何れの車輪についてもABS制御による制動力の制御が実行されていない場合、CPUは、ステップ920にて「Yes」と判定してステップ925に進み、下限ガード連続選択時間Tαdws が「0」であるか否かを判定する。下限ガード連続選択時間Tαdws が「0」である場合、CPUはステップ925にて「Yes」と判定してステップ930に進み、ヨーレートセンサ84にて検出されたヨーレートYr を下限ガード選択開始ヨーレートYrmとしてRAMに記憶してステップ935に進む。これに対し、下限ガード連続選択時間Tαdws が「0」でない場合、CPUはステップ925にて「No」と判定してステップ935に直接進む。
次いで、CPUはステップ935にて下限ガード連続選択時間Tαdws が所定時間T1th 以上であるか否かを判定する。下限ガード連続選択時間Tαdws が所定時間T1th 以上である場合、CPUはステップ935にて「Yes」と判定してステップ940に進み、下限ガード選択開始ヨーレートYrmの絶対値|Yrm|が所定のヨーレート閾値Yrth 未満であるか否かを判定する。所定のヨーレート閾値Yrth は「0」近傍の値に設定されており、下限ガード選択開始ヨーレートYrmの絶対値|Yrm|が所定のヨーレート閾値Yrth 未満であるか否かを判定することは、車両10が直進中であるか否かを判定することと同義である。言い換えると、所定のヨーレート閾値Yrth は車両10が直進していると見做せる場合に発生するヨーレートに対応する値である。
このように、CPUは現時点(下限ガード連続選択時間Tαdws が所定時間T1th 以上となった時点)におけるヨーレートではなく、下限ガード選択開始ヨーレートYrmを用いて判定する。その理由は以下のとおりである。例えば、4輪全ての車輪速度Vw が低下しているときに車両10がスリップして姿勢が変化した場合には車両10が直進していてもヨーレートの絶対値が大きくなることがある。この場合に、仮に現時点におけるヨーレートを用いて判定すると、ステップ940にて「No」と判定されてしまう。つまり、4輪全ての車輪速度Vw が低下し、且つ車両10が直進しているにもかかわらず、車両10が旋回中であると判定され、ABS制御の作動遅れが発生してしまう虞があるからである。
下限ガード選択開始ヨーレートYrmの絶対値|Yrm|がヨーレート閾値Yrth 未満である場合、即ち、車両が直進中であった場合には、CPUはステップ940にて「Yes」と判定してステップ945に進む。CPUは、ステップ945にてカップリングトルクTcuを「0」に設定、つまり、前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限を解除(差動の制限度合いを第2の制限度合いより小さい第3の制限度合いに設定)してステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。
一方、下限ガード連続選択時間Tαdws が所定時間T1th 未満である場合、CPUはステップ935にて「No」と判定してステップ950に進み、カップリングトルクTcuを別途実行されているカップリングトルク制御ルーチンにおいて決定されるカップリングトルク(以下、「実カップリングトルクTcuact 」と称呼される。)に設定する。言い換えると、この場合、CPUは現時点におけるカップリングトルクTcuを維持する。前述の仮定から、現時点におけるカップリングトルクTcuは最大値Tcumax (第2の制限度合い)である。次いで、CPUはステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、下限ガード選択開始ヨーレートYrmの絶対値|Yrm|がヨーレート閾値Yrth 以上である場合、CPUはステップ940にて「No」と判定してステップ950に進み、カップリングトルクTcuを実カップリングトルクTcuact に設定してステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、CPUは車両が直進中(|Yrm|<Yrth) であっても、下限ガード連続選択時間Tαdws が所定時間T1th 未満である場合には、カップリングトルクTcuの値を実カップリングトルクTcuact に維持する。例えば、車両10が路面の摩擦係数が高い走行路(高μ路)を走行している場合には、4輪全ての車輪速度が実車体速度Vbrから乖離して減少する可能性は低いから、この場合には前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限を解除しなくてもよい。
更に、前述したように、車両10が低μ路を旋回している場合には内輪の車輪速度が外輪の車輪速度よりも早く低下するから、4輪全ての車輪速度が同時に実車体速度Vbrから乖離して減少する可能性は低い。よって、この場合にも前輪用回転軸32と後輪用回転軸33の差動の制限を解除しなくてもよい。
なお、マスタシリンダ圧Pm がマスタシリンダ圧閾値Pmth 未満である場合(ステップ915にて「No」と判定した場合)及びABS制御が実行されている場合(ステップ920にて「No」と判定した場合)、CPUはステップ950に進み、カップリングトルクTcuを実カップリングトルクTcuact に設定し、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
以上、本制御装置は、車両10の運転者によるブレーキ操作に応じて車輪のそれぞれに加えられる制動力を変更するとともに、検出された複数の車輪速度Vw のうちの最大の車輪速度を用いて車両の車体の速度を推定車体速度Vx として推定し、推定車体速度Vx 及びそれぞれの車輪の車輪速度Vw に基づいてそれぞれの車輪の制動スリップ率SLを算出し、それぞれの車輪の制動スリップ率SLに基づいてそれぞれの車輪の制動力を調整するアンチスキッド制御を実行し、更に、ブレーキ操作が行われている場合に差動制限装置34による差動の制限度合いを第1の制限度合い(Tcu=0)よりも大きい第2の制限度合い(Tcu=Tcumax )に設定する、制御部を備える。
この制御部は、ブレーキ操作が行われている場合、検出されたヨーレートYr が所定のヨーレート閾値Yrth 未満であり且つ検出された複数の車輪速度Vw のうちの最大の車輪速度Vwselの所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きい特定状態が発生したか否かを判定し、特定状態が発生したと判定したとき差動制限装置による前記差動の制限度合いを前記第2の制限度合い(Tcu=Tcumax )より小さい第3の制限度合い(Tcu=0)に設定するように構成される。
上記の構成によれば、本制御装置は、車両旋回中の制動制御において車両のアンダーステア傾向が高くなってしまうことを防止するとともに、車両直進中の制動制御において車両のABS制御の作動遅れを防止することができる。
<変形例>
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
上記実施形態においては、車両10が制動中であるか否かを、マスタシリンダ圧Pm がマスタシリンダ圧閾値Pmth 以上であるか否かをもって判定していたが、ブレーキペダル踏込み量BPが所定踏込み量BPth以上であるか否かをもって制動中であると判定してもよい。
上記実施形態においては、車両10の直進走行中に制動制御が実行され、推定車体速度Vx の演算において下限ガード値が連続して所定時間の間選択されたときは、差動制限装置34による差動の制限度合い(第3の制限度合い)を「0」、即ち、差動の制限を解除していた。これに対し、差動制限装置34による差動の制限度合い(第3の制限度合い)を「0」よりも大きくTcu0 より低い所定の値としてもよい。
上記実施形態においては、推定車体速度Vx の時間減少率が所定の減少率を下回って推移しているか否か、即ち、特定状態が発生したか否かを、下限ガード連続選択時間Tαdws の大きさによって判定していたが、選択車輪速度Vwselの傾きが下限ガード勾配αdwよりも小さいか否かにより判定してもよい。
より具体的に述べると、上記態様によれば、演算周期ΔTの開始時点における選択車輪速度Vwsels と演算周期ΔTの終了時点における選択車輪速度Vwsele との偏差Vwsele−Vwselsが算出される。この偏差Vwsele−Vwselsが負の値(Vwsele−Vwsels<0)であって、且つ偏差の絶対値|Vwsele−Vwsels|が下限ガード勾配αdwと演算周期ΔTとの積の絶対値|αdw・ΔT|よりも小さい場合、選択車輪速度Vwselの傾きが下限ガード勾配αdwよりも低いと判定される。なお、選択車輪速度Vwselの傾きが所定回数連続して下限ガード勾配αdwを下回ったときに、特定状態が発生したと判定してもよい。
上記実施形態においては、制動用ECU70のCPUが図9に示した制動制御ルーチンを実行していたが、制動用ECU70のCPUに代えて4WD用ECU60のCPUが上記ルーチンを実行してもよいし、4WD用ECU60及び制動用ECU70等が統合された一つのECUのCPUにより実行されてもよい。
10…四輪駆動車両(車両)、20…駆動装置、30…駆動力伝達機構、31…センターディファレンシャル装置、32…前輪用回転軸、33…後輪用回転軸、34…差動制限装置、35…前輪用ディファレンシャルギア、36…前輪車軸、37…後輪用ディファレンシャルギア、38…後輪車軸、40…制動装置、42…マスタシリンダ、43…油圧回路、44…ホイールシリンダ、50…駆動用ECU、60…4WD用ECU、70…制動用ECU、81…アクセル開度センサ、82…車輪速度センサ、83…操舵角センサ、84…ヨーレートセンサ、85…マスタシリンダ圧センサ、W…車輪。

Claims (4)

  1. 駆動力を発生する駆動装置と、
    前記駆動力を前輪用回転軸及び後輪用回転軸へ伝達するとともに、前記前輪用回転軸と前記後輪用回転軸の差動を許容するセンターディファレンシャル装置と、
    前記前輪用回転軸と前記後輪用回転軸の差動の制限度合いを変化させる差動制限装置と、
    車両の複数の車輪のそれぞれに制動力を付与する制動装置と、
    を備える四輪駆動車両であって、
    前記差動制限装置による前記差動の制限度合いが第1の制限度合いに設定されている場合において前輪に対する後輪の制動力配分比が同前輪と同後輪の接地荷重比に基づく理想配分比よりも低く設定された四輪駆動車両に適用され、
    前記複数の車輪のそれぞれの回転速度である車輪速度を検出する車輪速度センサと、
    前記車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、
    前記車両の運転者によるブレーキ操作に応じて前記車輪のそれぞれに加えられる制動力を変更するとともに、前記検出された前記複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度を用いて前記車両の車体の速度を推定車体速度として推定し、前記推定車体速度及び前記それぞれの車輪の車輪速度に基づいて前記それぞれの車輪の制動スリップ率を算出し、前記それぞれの車輪の制動スリップ率に基づいて前記それぞれの車輪の制動力を調整するアンチスキッド制御を実行し、更に、前記ブレーキ操作が行われている場合に前記差動制限装置による前記差動の制限度合いを前記第1の制限度合いよりも大きい第2の制限度合いに設定する、制御部と、
    を備える四輪駆動車両の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記ブレーキ操作が行われている場合、前記検出されたヨーレートが所定のヨーレート閾値未満であり且つ前記検出された前記複数の車輪速度のうちの最大の車輪速度の所定時間における減少量の大きさが閾値減少量よりも大きい特定状態が発生したか否かを判定し、前記特定状態が発生したと判定したとき前記差動制限装置による前記差動の制限度合いを前記第2の制限度合いより小さい第3の制限度合いに設定するように構成された、
    四輪駆動車両の制御装置。
  2. 請求項1に記載の四輪駆動車両の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記差動制限装置による前記差動の制限を解除することによって前記差動の制限度合いを前記第3の制限度合いに設定するように構成された、
    四輪駆動車両の制御装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の四輪駆動車両の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記所定の演算周期毎に前記複数の車輪速度のうちから前記最大の車輪速度を選択し、
    前記演算周期前に推定されていた前記推定車体速度から一定値を減算することにより算出される下限ガード値が前記選択された最大の車輪速度以上である場合には当該下限ガード値を現時点の推定車体速度として設定するように構成され、
    前記下限ガード値が前記推定車体速度として設定される場合が連続して所定回数以上継続したとき前記特定状態が発生したと判定するように構成された、
    四輪駆動車両の制御装置。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の四輪駆動車両の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記ヨーレート閾値を、前記車両が直進していると見做せる場合に発生するヨーレートに対応する値に設定するように構成された、
    四輪駆動車両の制御装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6652093B2 (ja) * 2017-03-15 2020-02-19 トヨタ自動車株式会社 四輪駆動車両の制御装置
DE102017219271A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Deere & Company Verfahren zum Betreiben eines Nutzfahrzeugs mit Allradantrieb und Differentialsperre
JP6969440B2 (ja) * 2018-02-26 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援装置
EP3626582B1 (en) * 2018-09-18 2023-08-09 Volvo Car Corporation Method and system for collision avoidance
US11932258B2 (en) * 2018-12-18 2024-03-19 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle speed estimation method and vehicle speed estimation device for four-wheel drive vehicle
CN110155008B (zh) * 2019-06-20 2021-02-09 爱驰汽车有限公司 基于电动助力的制动控制方法、***、设备及存储介质
JP7164044B2 (ja) * 2019-07-04 2022-11-01 日産自動車株式会社 前後輪駆動車両の駆動力配分方法および駆動力配分装置
US20210016826A1 (en) * 2019-07-17 2021-01-21 Steering Solutions Ip Holding Corporation Steer by wire drift compensation
JP2021059183A (ja) * 2019-10-04 2021-04-15 トヨタ自動車株式会社 車両
JP7264092B2 (ja) * 2020-03-09 2023-04-25 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
CN111301423B (zh) * 2020-03-11 2021-05-25 清华大学 一种控制方法、底盘域控制***及适时四轮驱动式汽车
CN115972927B (zh) * 2023-02-22 2023-06-02 成都赛力斯科技有限公司 一种防滑扭矩控制方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3268124B2 (ja) * 1994-06-27 2002-03-25 富士重工業株式会社 車両のトルク配分制御装置
JP2736745B2 (ja) 1994-08-11 1998-04-02 本田技研工業株式会社 4輪駆動車輌のアンチスキッド制御方法
JP3577372B2 (ja) * 1995-09-11 2004-10-13 富士重工業株式会社 制動力制御装置
JP4014016B2 (ja) 1997-10-24 2007-11-28 富士重工業株式会社 4輪駆動車の差動制限制御装置
JP4231910B2 (ja) 2000-04-25 2009-03-04 日産自動車株式会社 車線維持装置
JP2002046509A (ja) * 2000-08-03 2002-02-12 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の運動制御装置
JP4187918B2 (ja) * 2000-10-11 2008-11-26 富士重工業株式会社 車両挙動制御装置
JP4394304B2 (ja) * 2001-04-24 2010-01-06 富士重工業株式会社 車両運動制御装置
EP1364848B1 (en) 2002-05-22 2006-04-05 Nissan Motor Company, Limited Vehicle dynamics control system for a four-wheel-drive vehicle
JP4258265B2 (ja) 2003-04-30 2009-04-30 日産自動車株式会社 車両挙動制御装置
JP4969833B2 (ja) * 2005-11-08 2012-07-04 富士重工業株式会社 車両挙動制御装置
JP4844720B2 (ja) 2006-03-07 2011-12-28 三菱自動車工業株式会社 車両の差動制限制御装置
JP4636012B2 (ja) * 2006-12-11 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 車両の制動制御装置
KR101033712B1 (ko) 2008-07-22 2011-05-09 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤 좌우구동력 제어 장치
JP5195919B2 (ja) 2008-12-15 2013-05-15 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置
JP5868919B2 (ja) * 2013-09-10 2016-02-24 富士重工業株式会社 4輪駆動車の制御装置
JP6167363B2 (ja) * 2013-09-12 2017-07-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法
JP7106843B2 (ja) * 2017-11-17 2022-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両安定制御装置

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