JPH05338461A - ４輪駆動車の駆動力制御方法 - Google Patents
４輪駆動車の駆動力制御方法Info
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- JPH05338461A JPH05338461A JP4179207A JP17920792A JPH05338461A JP H05338461 A JPH05338461 A JP H05338461A JP 4179207 A JP4179207 A JP 4179207A JP 17920792 A JP17920792 A JP 17920792A JP H05338461 A JPH05338461 A JP H05338461A
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- vehicle
- lateral acceleration
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- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 限界域の車体すべり角を高い精度で推定し、
この車体すべり角に基づき駆動力制御して、車両スピン
等を直接且つ効果的に防止する。 【構成】 前輪舵角と車速により運動方程式に基づいて
旋回走行時に車体に生じるヨーレイトと横加速度を演算
し、これらのヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差、横加
速度と実横加速度との偏差を演算し、この両偏差に応じ
前後輪のコーナリングパワを変化して定め、この前後輪
のコーナリングパワを用いて運動方程式に基づき車体す
べり角を限界域に拡張して求め、この車体すべり角に応
じてトルク配分制御してヨーレイトを減少し、同時にエ
ンジン出力低減制御して横加速度を増すことで、車両ス
ピンを防止する。
この車体すべり角に基づき駆動力制御して、車両スピン
等を直接且つ効果的に防止する。 【構成】 前輪舵角と車速により運動方程式に基づいて
旋回走行時に車体に生じるヨーレイトと横加速度を演算
し、これらのヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差、横加
速度と実横加速度との偏差を演算し、この両偏差に応じ
前後輪のコーナリングパワを変化して定め、この前後輪
のコーナリングパワを用いて運動方程式に基づき車体す
べり角を限界域に拡張して求め、この車体すべり角に応
じてトルク配分制御してヨーレイトを減少し、同時にエ
ンジン出力低減制御して横加速度を増すことで、車両ス
ピンを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、４輪駆動車においてト
ルク配分制御やエンジン出力制御により前後輪の駆動力
を制御する駆動力制御方法に関し、詳しくは、タイヤグ
リップ限界での車体すべり角によるスピン等の防止に関
する。
ルク配分制御やエンジン出力制御により前後輪の駆動力
を制御する駆動力制御方法に関し、詳しくは、タイヤグ
リップ限界での車体すべり角によるスピン等の防止に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、４輪駆動車は４輪の駆動力を制
御することができ、これにより限界性能が高くなり、方
向安定性、操安性等を向上することが可能になる。ここ
でタイヤグリップが充分な走行条件では、旋回加速時の
車両の挙動を運動方程式により解析することができ、タ
イヤの横すべり角も３度位で、ヨーイングに応じ車両が
横移動してスピン等を生じることなく旋回する。そこで
この場合に、例えば後輪の駆動力を大きくするように不
等トルク配分制御すると、ヨーイングが増して回頭性、
操縦性等が向上することになる。
御することができ、これにより限界性能が高くなり、方
向安定性、操安性等を向上することが可能になる。ここ
でタイヤグリップが充分な走行条件では、旋回加速時の
車両の挙動を運動方程式により解析することができ、タ
イヤの横すべり角も３度位で、ヨーイングに応じ車両が
横移動してスピン等を生じることなく旋回する。そこで
この場合に、例えば後輪の駆動力を大きくするように不
等トルク配分制御すると、ヨーイングが増して回頭性、
操縦性等が向上することになる。
【０００３】ところで、タイヤグリップが限界に達した
低μ路等の走行条件では、旋回加速時に運動方程式がそ
のまま適応できなくなり、上記ヨーイングと車両の横移
動の関係も成立しなくなる。そこでこの限界域において
上述のように後輪偏重にトルク配分制御されていると、
後輪が横力の低下によりスキッドして外側にすべり出
し、最終的にはスピンするように挙動する。そこで４輪
駆動車の駆動力制御においては、上述のような限界挙動
変化に対する安定性をいかに確保するかが、今後の課題
になっている。
低μ路等の走行条件では、旋回加速時に運動方程式がそ
のまま適応できなくなり、上記ヨーイングと車両の横移
動の関係も成立しなくなる。そこでこの限界域において
上述のように後輪偏重にトルク配分制御されていると、
後輪が横力の低下によりスキッドして外側にすべり出
し、最終的にはスピンするように挙動する。そこで４輪
駆動車の駆動力制御においては、上述のような限界挙動
変化に対する安定性をいかに確保するかが、今後の課題
になっている。
【０００４】従来、上記４輪駆動車での限界挙動のスピ
ン防止に関しては、例えば特願平３−１２３０３８号の
出願がある。ここで車両のスピンを防止するには車体す
べり角を検出して駆動力制御することが有効であるが、
この車体すべり角の検出が困難であるので、横Ｇを用い
る。そして横Ｇセンサによる実横Ｇと、車両運動に基づ
いて計算される理想横Ｇとを比較して限界状態を判断
し、限界状態の場合は両者の偏差に応じてトルク配分制
御することが示されている。
ン防止に関しては、例えば特願平３−１２３０３８号の
出願がある。ここで車両のスピンを防止するには車体す
べり角を検出して駆動力制御することが有効であるが、
この車体すべり角の検出が困難であるので、横Ｇを用い
る。そして横Ｇセンサによる実横Ｇと、車両運動に基づ
いて計算される理想横Ｇとを比較して限界状態を判断
し、限界状態の場合は両者の偏差に応じてトルク配分制
御することが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のものにあっては、横Ｇを用いて車両スピンとそのス
ピンの大きさを間接的に判断して制御する方式であるか
ら、制御の精度には限界がある。
術のものにあっては、横Ｇを用いて車両スピンとそのス
ピンの大きさを間接的に判断して制御する方式であるか
ら、制御の精度には限界がある。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、限界域の車体すべり角を高い精度で推定し、この車
体すべり角に基づき駆動力制御して、車両スピン等を直
接且つ効果的に防止することを目的とする。
で、限界域の車体すべり角を高い精度で推定し、この車
体すべり角に基づき駆動力制御して、車両スピン等を直
接且つ効果的に防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、前輪舵角と車速により運動方程式に基づ
いて旋回走行時に車体に生じるヨーレイトと横加速度を
演算し、これらのヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差、
横加速度と実横加速度との偏差を演算し、この両偏差に
応じ前後輪のコーナリングパワを変化して定め、この前
後輪のコーナリングパワを用いて運動方程式に基づき車
体すべり角を限界域に拡張して求め、この車体すべり角
に応じてトルク配分制御し、同時にエンジン出力制御す
るものである。
め、本発明は、前輪舵角と車速により運動方程式に基づ
いて旋回走行時に車体に生じるヨーレイトと横加速度を
演算し、これらのヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差、
横加速度と実横加速度との偏差を演算し、この両偏差に
応じ前後輪のコーナリングパワを変化して定め、この前
後輪のコーナリングパワを用いて運動方程式に基づき車
体すべり角を限界域に拡張して求め、この車体すべり角
に応じてトルク配分制御し、同時にエンジン出力制御す
るものである。
【０００８】
【作用】上記制御方法により、低μ路での旋回加速時に
タイヤグリップ限界に達して車両がスピンするように限
界挙動する場合に、運動方程式により演算されるヨーレ
イト、横加速度と実際のヨーレイト、横加速度の偏差に
応じ、前後輪のコーナリングパワがその挙動に対応した
状態で変化して定められ、これにより車体すべり角が実
際の車両のすべり状態に則して高い精度で演算される。
そしてこの車体すべり角に対しトルク配分制御して前後
輪のタイヤ横力のバランスによりヨーレイトを減じ、エ
ンジン出力を減少制御してタイヤ横力の総和により横加
速度を増すことで、車両のスピン等が効果的に防止され
るようになる。
タイヤグリップ限界に達して車両がスピンするように限
界挙動する場合に、運動方程式により演算されるヨーレ
イト、横加速度と実際のヨーレイト、横加速度の偏差に
応じ、前後輪のコーナリングパワがその挙動に対応した
状態で変化して定められ、これにより車体すべり角が実
際の車両のすべり状態に則して高い精度で演算される。
そしてこの車体すべり角に対しトルク配分制御して前後
輪のタイヤ横力のバランスによりヨーレイトを減じ、エ
ンジン出力を減少制御してタイヤ横力の総和により横加
速度を増すことで、車両のスピン等が効果的に防止され
るようになる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、センターディファレンシャル装置
を備えたフルタイム式４輪駆動車の駆動系の概略につい
て説明すると、符合１はエンジン、２はクラッチ、３は
変速機であり、変速機出力軸４がセンターディファレン
シャル装置２０に入力している。センターディファレン
シャル装置２０から前方にフロントドライブ軸５が、後
方にリヤドライブ軸６が出力し、フロントドライブ軸５
はフロントディファレンシャル装置７、車軸８を介して
左右の前輪９に連結する。リヤドライブ軸６はプロペラ
軸１０、リヤディファレンシャル装置１１、車軸１２を
介して左右の後輪１３に連結して伝動構成される。
する。図２において、センターディファレンシャル装置
を備えたフルタイム式４輪駆動車の駆動系の概略につい
て説明すると、符合１はエンジン、２はクラッチ、３は
変速機であり、変速機出力軸４がセンターディファレン
シャル装置２０に入力している。センターディファレン
シャル装置２０から前方にフロントドライブ軸５が、後
方にリヤドライブ軸６が出力し、フロントドライブ軸５
はフロントディファレンシャル装置７、車軸８を介して
左右の前輪９に連結する。リヤドライブ軸６はプロペラ
軸１０、リヤディファレンシャル装置１１、車軸１２を
介して左右の後輪１３に連結して伝動構成される。
【００１０】センターディファレンシャル装置２０は複
合プラネタリギヤ式であり、変速機出力軸４と一体の第
１のサンギヤ２１、リヤドライブ軸６と一体の第２のサ
ンギヤ２２、及びこれらのサンギヤ２１，２２の周囲に
複数個配置されるピニオン２３を有し、ピニオン２３の
第１のピニオンギヤ２３ａが第１のサンギヤ２１に、第
２のピニオンギヤ２３ｂが第２サンギヤ２２にそれぞれ
噛合っている。また、変速機出力軸４にはリダクション
のドライブギヤ２５が回転自在に設けられ、このドライ
ブギヤ２５と一体のキャリヤ２４にピニオン２３が軸支
され、ドライブギヤ２５はフロントドライブ軸５と一体
のドリブンギヤ２６に噛合って構成される。一方、上記
センターディファレンシャル装置２０には、差動制限装
置として油圧クラッチ２７が付設されている。この油圧
クラッチ２７は、例えばセンターディファレンシャル装
置２０の直後方でドラム２７ａをキャリヤ２４に、ハブ
２７ｂをリヤドライブ軸６にそれぞれ結合して同軸上に
配置される。
合プラネタリギヤ式であり、変速機出力軸４と一体の第
１のサンギヤ２１、リヤドライブ軸６と一体の第２のサ
ンギヤ２２、及びこれらのサンギヤ２１，２２の周囲に
複数個配置されるピニオン２３を有し、ピニオン２３の
第１のピニオンギヤ２３ａが第１のサンギヤ２１に、第
２のピニオンギヤ２３ｂが第２サンギヤ２２にそれぞれ
噛合っている。また、変速機出力軸４にはリダクション
のドライブギヤ２５が回転自在に設けられ、このドライ
ブギヤ２５と一体のキャリヤ２４にピニオン２３が軸支
され、ドライブギヤ２５はフロントドライブ軸５と一体
のドリブンギヤ２６に噛合って構成される。一方、上記
センターディファレンシャル装置２０には、差動制限装
置として油圧クラッチ２７が付設されている。この油圧
クラッチ２７は、例えばセンターディファレンシャル装
置２０の直後方でドラム２７ａをキャリヤ２４に、ハブ
２７ｂをリヤドライブ軸６にそれぞれ結合して同軸上に
配置される。
【００１１】このセンターディファレンシャル装置２０
の構成により、第１のサンギヤ２１に入力する変速動力
を、キャリヤ２４と第２のサンギヤ２２とに所定の基準
トルク配分で分けて伝達する。また旋回時の前後輪９，
１３の回転差を、ピニオン２３の遊星回転により吸収す
るようになる。ここで基準トルク配分は２つのサンギヤ
２１，２２と２つのピニオンギヤ２３ａ，２３ｂとの４
つのギヤ噛合いピッチ円半径で自由に設定されることか
ら、前後輪９，１３の基準トルク配分が充分に後輪偏重
に設定することが可能になる。またフロントエンジンの
搭載の場合は、車両の前輪重量と後輪重量の静的重量配
分が前輪偏重であり、油圧クラッチ２７の差動制限によ
る直結の場合は、この重量配分に応じて前輪偏重にトル
ク配分される。従って、油圧クラッチ２７の差動制限ト
ルクを制御することで前後輪９，１３のトルク配分を、
後輪偏重の基準トルク配分から前輪偏重の重量配分に及
ぶ広い範囲で制御することが可能になる。
の構成により、第１のサンギヤ２１に入力する変速動力
を、キャリヤ２４と第２のサンギヤ２２とに所定の基準
トルク配分で分けて伝達する。また旋回時の前後輪９，
１３の回転差を、ピニオン２３の遊星回転により吸収す
るようになる。ここで基準トルク配分は２つのサンギヤ
２１，２２と２つのピニオンギヤ２３ａ，２３ｂとの４
つのギヤ噛合いピッチ円半径で自由に設定されることか
ら、前後輪９，１３の基準トルク配分が充分に後輪偏重
に設定することが可能になる。またフロントエンジンの
搭載の場合は、車両の前輪重量と後輪重量の静的重量配
分が前輪偏重であり、油圧クラッチ２７の差動制限によ
る直結の場合は、この重量配分に応じて前輪偏重にトル
ク配分される。従って、油圧クラッチ２７の差動制限ト
ルクを制御することで前後輪９，１３のトルク配分を、
後輪偏重の基準トルク配分から前輪偏重の重量配分に及
ぶ広い範囲で制御することが可能になる。
【００１２】次に、油圧クラッチ２７の油圧制御系につ
いて説明する。先ず変速機が自動変速機の場合は、その
油圧制御系のオイルポンプ３０の油圧をレギュレータ弁
３１で調圧したライン圧を利用して構成される。そこで
油圧制御手段３２はライン圧油路３３と連通するクラッ
チ制御弁３４を有し、このクラッチ制御弁３４が油路３
５を介して油圧クラッチ２７に連通する。またライン圧
油路３３はパイロット弁３６及びオリフィス３７を有す
る油路３８によりソレノイド弁４０に連通し、ソレノイ
ド弁４０によるデューティ圧が油路３９を介してクラッ
チ制御弁３４の制御側に作用する。ソレノイド弁４０は
制御ユニット５０からの各走行条件に応じたデューティ
信号が入力すると、それにより油圧をドレンしてデュー
ティ圧を生じるものであり、このデューティ圧に応じて
クラッチ制御弁３４を動作し、油圧クラッチ２７の差動
制限トルクＴｃを可変制御するようになっている。
いて説明する。先ず変速機が自動変速機の場合は、その
油圧制御系のオイルポンプ３０の油圧をレギュレータ弁
３１で調圧したライン圧を利用して構成される。そこで
油圧制御手段３２はライン圧油路３３と連通するクラッ
チ制御弁３４を有し、このクラッチ制御弁３４が油路３
５を介して油圧クラッチ２７に連通する。またライン圧
油路３３はパイロット弁３６及びオリフィス３７を有す
る油路３８によりソレノイド弁４０に連通し、ソレノイ
ド弁４０によるデューティ圧が油路３９を介してクラッ
チ制御弁３４の制御側に作用する。ソレノイド弁４０は
制御ユニット５０からの各走行条件に応じたデューティ
信号が入力すると、それにより油圧をドレンしてデュー
ティ圧を生じるものであり、このデューティ圧に応じて
クラッチ制御弁３４を動作し、油圧クラッチ２７の差動
制限トルクＴｃを可変制御するようになっている。
【００１３】次いで、電子制御系について説明する。先
ず制御の基本原理について説明すると、前輪舵角δｆと
車速Ｖにより車両運動方程式を用いることでヨーレイト
γ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演算することがで
き、センサにより実際のヨーレイトγ’と横加速度Ｇ
ｙ’を検出することができる。ここでタイヤ特性が線形
の領域では前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒは一定
であるが、タイヤグリップが限界の付近では摩擦円の理
論によりタイヤの横力が低下する。そこでこの限界域の
横力の低下を前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒの変
化として扱い、上記横加速度同志の偏差ΔＧ、ヨーレイ
ト同志の偏差Δγに応じて前後輪のコーナリングパワＫ
ｆ，Ｋｒを変化すると、運動方程式を限界域まで拡張し
て適応することができる。これにより限界域での横すべ
り角βを演算することが可能になり、この結果この横す
べり角βに対し駆動力制御することで、限界挙動として
のスピンを防止することができるのである。
ず制御の基本原理について説明すると、前輪舵角δｆと
車速Ｖにより車両運動方程式を用いることでヨーレイト
γ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演算することがで
き、センサにより実際のヨーレイトγ’と横加速度Ｇ
ｙ’を検出することができる。ここでタイヤ特性が線形
の領域では前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒは一定
であるが、タイヤグリップが限界の付近では摩擦円の理
論によりタイヤの横力が低下する。そこでこの限界域の
横力の低下を前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒの変
化として扱い、上記横加速度同志の偏差ΔＧ、ヨーレイ
ト同志の偏差Δγに応じて前後輪のコーナリングパワＫ
ｆ，Ｋｒを変化すると、運動方程式を限界域まで拡張し
て適応することができる。これにより限界域での横すべ
り角βを演算することが可能になり、この結果この横す
べり角βに対し駆動力制御することで、限界挙動として
のスピンを防止することができるのである。
【００１４】そこで先ず図３（ａ），（ｂ）において、
車両が一定速度で運動する場合の車両重心点Ｐの運動に
ついて説明する。ここで地上に固定した座標系をＸ−Ｙ
として、車両に固定した座標系をｘ−ｙとする。また垂
直軸の回りの角度は全て反時計方向を正とする。そこで
車両が一定速度で運動していると仮定し、Ｘ−Ｙ座標に
対するＰ点の位置ベクトルＲ、ｘ方向の単位ベクトル
ａ、ｙ方向の単位ベクトルｂ、Ｐ点の車速Ｖのｘ方向速
度成分ｕ、ｙ方向速度成分ｖとすると、Ｐ点の速度ベク
トルは以下となる。
車両が一定速度で運動する場合の車両重心点Ｐの運動に
ついて説明する。ここで地上に固定した座標系をＸ−Ｙ
として、車両に固定した座標系をｘ−ｙとする。また垂
直軸の回りの角度は全て反時計方向を正とする。そこで
車両が一定速度で運動していると仮定し、Ｘ−Ｙ座標に
対するＰ点の位置ベクトルＲ、ｘ方向の単位ベクトル
ａ、ｙ方向の単位ベクトルｂ、Ｐ点の車速Ｖのｘ方向速
度成分ｕ、ｙ方向速度成分ｖとすると、Ｐ点の速度ベク
トルは以下となる。
【００１５】
【数１】
【００１６】この（１）式を微分することにより、Ｐ点
の加速度ベクトルは以下となる。
の加速度ベクトルは以下となる。
【数２】
【００１７】ここでａ，ｂのΔｔ秒間の変化をΔａ，Δ
ｂとし、図３（ｂ）のように車両のヨーレイトγを用い
ると、Δａ＝γΔｔｂ、Δｂ＝−γΔｔａとなるので、
ａ，ｂの速度ベクトルは以下となる。
ｂとし、図３（ｂ）のように車両のヨーレイトγを用い
ると、Δａ＝γΔｔｂ、Δｂ＝−γΔｔａとなるので、
ａ，ｂの速度ベクトルは以下となる。
【数３】
【００１８】従って、Ｐ点の加速度ベクトルは以下とな
る。
る。
【数４】
【００１９】車両は一定速度で運動しているので、車速
Ｖは一定である。この場合にＰ点の運動をｕ，ｖに代わ
り横すべり角βにより表わすと、横すべり角βが小さけ
れば以下が成立する。
Ｖは一定である。この場合にＰ点の運動をｕ，ｖに代わ
り横すべり角βにより表わすと、横すべり角βが小さけ
れば以下が成立する。
【数５】
【００２０】これらを上記式（４）に代入すると、以下
のようになる。
のようになる。
【数６】
【００２１】そして横すべり角βが小さければ以下とな
る。
る。
【数７】
【００２２】即ち、車両重心点Ｐは車両進行方向に対し
て直角に、車速Ｖ、横すべり角βの変化、ヨーレイトγ
による加速度を持つと見なすことができる。これにより
横加速度Ｇｙを次式（８）で演算することができる。
て直角に、車速Ｖ、横すべり角βの変化、ヨーレイトγ
による加速度を持つと見なすことができる。これにより
横加速度Ｇｙを次式（８）で演算することができる。
【数８】
【００２３】また図３（ｃ）の２輪モデルにおいて、定
常円旋回運動方程式について説明する。ここで質量ｍ、
車速Ｖ、ヨー慣性Ｉ、前後輪のコーナリングフォースＹ
ｆ，Ｙｒを用いると、横すべり角βとヨーレイトγを変
数として次式が成立する。
常円旋回運動方程式について説明する。ここで質量ｍ、
車速Ｖ、ヨー慣性Ｉ、前後輪のコーナリングフォースＹ
ｆ，Ｙｒを用いると、横すべり角βとヨーレイトγを変
数として次式が成立する。
【数９】
【００２４】ここでコーナリングフォースＹｆ，Ｙｒが
タイヤのスリップ角βｆ，βｒに対し線形で扱える領域
を考え、１輪当たりの等価コーナリングパワＫｆ，Ｋｒ
を用いて示すと、Ｙｆ＝２Ｋｆβｆ、Ｙｒ＝２Ｋｒβｒ
になる。これを上式（９）、（１０）に代入すると以下
の式（１１）、（１２）となる。
タイヤのスリップ角βｆ，βｒに対し線形で扱える領域
を考え、１輪当たりの等価コーナリングパワＫｆ，Ｋｒ
を用いて示すと、Ｙｆ＝２Ｋｆβｆ、Ｙｒ＝２Ｋｒβｒ
になる。これを上式（９）、（１０）に代入すると以下
の式（１１）、（１２）となる。
【数１０】
【００２５】これにより上述の３つの式（８）、（１
１）、（１２）を用いることで、前輪舵角δｆと車速Ｖ
によりヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演
算することができる。
１）、（１２）を用いることで、前輪舵角δｆと車速Ｖ
によりヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演
算することができる。
【００２６】そこで上記基本原理に基づき、図１の制御
系について説明すると、前輪舵角δｆを検出する舵角セ
ンサ４１、車速Ｖを検出する車速センサ４２、実ヨーレ
イトγ’を検出するヨーレイトセンサ４３、実横加速度
Ｇｙ’を検出する横Ｇセンサ４４を有する。そしてこれ
らのセンサ信号が制御ユニット５０に入力する。
系について説明すると、前輪舵角δｆを検出する舵角セ
ンサ４１、車速Ｖを検出する車速センサ４２、実ヨーレ
イトγ’を検出するヨーレイトセンサ４３、実横加速度
Ｇｙ’を検出する横Ｇセンサ４４を有する。そしてこれ
らのセンサ信号が制御ユニット５０に入力する。
【００２７】制御ユニット５０は、前輪舵角δｆと車速
Ｖが入力するヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角
βの演算部（適応観測器）５１を有し、前輪舵角δｆ、
車速Ｖ、前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒにより上
述の運動方程式の式（８）、（１１）、（１２）を用い
て、ヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演算
する。実ヨーレイトγ’、実横加速度Ｇｙ’、及び演算
部５１のヨーレイトγと横加速度Ｇｙは偏差演算部５２
に入力し、ヨーレイト同志と横加速度同志を比較して限
界域の有無を判断する。そして演算によるヨーレイトγ
から実ヨーレイトγ’を減算してヨーレイト偏差Δγを
算出し、同様に演算による横加速度Ｇｙから実横加速度
Ｇｙ’を減算して横加速度偏差ΔＧを算出する。
Ｖが入力するヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角
βの演算部（適応観測器）５１を有し、前輪舵角δｆ、
車速Ｖ、前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒにより上
述の運動方程式の式（８）、（１１）、（１２）を用い
て、ヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βを演算
する。実ヨーレイトγ’、実横加速度Ｇｙ’、及び演算
部５１のヨーレイトγと横加速度Ｇｙは偏差演算部５２
に入力し、ヨーレイト同志と横加速度同志を比較して限
界域の有無を判断する。そして演算によるヨーレイトγ
から実ヨーレイトγ’を減算してヨーレイト偏差Δγを
算出し、同様に演算による横加速度Ｇｙから実横加速度
Ｇｙ’を減算して横加速度偏差ΔＧを算出する。
【００２８】このヨーレイト偏差Δγと横加速度偏差Δ
Ｇはタイヤ特性制御部（適応機構）５３に入力し、両偏
差Δγ，ΔＧに応じて前後輪のコーナリングパワＫｆ，
Ｋｒを増減変化して定める。ここで限界域で車両スピン
して実横加速度Ｇｙ’が減じてその偏差ΔＧが正の値に
なる場合は、前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒが共
に減少したものと判断して補正すれば良い。またこの車
両スピンでは、逆に実ヨーレイトγ’が増してその偏差
Δγは負になり、この場合は前輪コーナリングパワＫｆ
が増大して、後輪コーナリングパワＫｒが減少したもの
と判断して補正すれば良い。そこで両偏差Δγ，ΔＧの
正、負に対するコーナリングパワＫｆ，Ｋｒの補正状態
をまとめて示すと、以下の表１のようになる。
Ｇはタイヤ特性制御部（適応機構）５３に入力し、両偏
差Δγ，ΔＧに応じて前後輪のコーナリングパワＫｆ，
Ｋｒを増減変化して定める。ここで限界域で車両スピン
して実横加速度Ｇｙ’が減じてその偏差ΔＧが正の値に
なる場合は、前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒが共
に減少したものと判断して補正すれば良い。またこの車
両スピンでは、逆に実ヨーレイトγ’が増してその偏差
Δγは負になり、この場合は前輪コーナリングパワＫｆ
が増大して、後輪コーナリングパワＫｒが減少したもの
と判断して補正すれば良い。そこで両偏差Δγ，ΔＧの
正、負に対するコーナリングパワＫｆ，Ｋｒの補正状態
をまとめて示すと、以下の表１のようになる。
【００２９】
【表１】
【００３０】尚、コーナリングパワＫｆ，Ｋｒの値を増
減する場合は、例えば前回の値に補正量を増減して積分
動作により時々刻々定める。
減する場合は、例えば前回の値に補正量を増減して積分
動作により時々刻々定める。
【００３１】この前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒ
は演算部５１に入力し、運動方程式のコーナリングパワ
Ｋｆ，Ｋｒの値を変化し、これにより限界域に拡張して
横すべり角βを算出する。そしてこの横すべり角βがセ
ンターデフ制御部５４に入力して差動制限トルクＴｃを
定め、同時にエンジン出力制御部５５に入力してエンジ
ン出力の減少量Ｅｄを定める。ここでセンターディファ
レンシャル２０は後輪偏重の基準トルク配分に設定さ
れ、差動制限トルクＴｃの増大により前輪寄りにトルク
配分する構成であるから、図４（ａ）のように横すべり
角βが通常の限界の例えば３度を越えると、差動制限ト
ルクＴｃが増大関数的に設定される。そしてこのトルク
信号を油圧制御手段３２のソレノイド弁４０に出力す
る。またエンジン出力Ｔｅは、同図（ｂ）のように横す
べり角βが３度を越えると、減少関数的に設定される。
そこでこのエンジン出力の減少量Ｅｄに応じた信号を、
エンジン１の燃料噴射制御装置４５に出力するようにな
っている。
は演算部５１に入力し、運動方程式のコーナリングパワ
Ｋｆ，Ｋｒの値を変化し、これにより限界域に拡張して
横すべり角βを算出する。そしてこの横すべり角βがセ
ンターデフ制御部５４に入力して差動制限トルクＴｃを
定め、同時にエンジン出力制御部５５に入力してエンジ
ン出力の減少量Ｅｄを定める。ここでセンターディファ
レンシャル２０は後輪偏重の基準トルク配分に設定さ
れ、差動制限トルクＴｃの増大により前輪寄りにトルク
配分する構成であるから、図４（ａ）のように横すべり
角βが通常の限界の例えば３度を越えると、差動制限ト
ルクＴｃが増大関数的に設定される。そしてこのトルク
信号を油圧制御手段３２のソレノイド弁４０に出力す
る。またエンジン出力Ｔｅは、同図（ｂ）のように横す
べり角βが３度を越えると、減少関数的に設定される。
そこでこのエンジン出力の減少量Ｅｄに応じた信号を、
エンジン１の燃料噴射制御装置４５に出力するようにな
っている。
【００３２】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず車両走行時にエンジン１の動力がクラッチ２を
介して変速機３に入力し、変速動力がセンターディファ
レンシャル装置２０の第１サンギヤ２１に入力する。こ
こで、センターディファレンシャル装置２０の各歯車諸
元により基準トルク配分が後輪偏重に設定されているた
め、このトルク配分でキャリヤ２４と第２サンギヤ２２
に分配して動力が出力される。
る。先ず車両走行時にエンジン１の動力がクラッチ２を
介して変速機３に入力し、変速動力がセンターディファ
レンシャル装置２０の第１サンギヤ２１に入力する。こ
こで、センターディファレンシャル装置２０の各歯車諸
元により基準トルク配分が後輪偏重に設定されているた
め、このトルク配分でキャリヤ２４と第２サンギヤ２２
に分配して動力が出力される。
【００３３】このとき電子制御系では、前輪舵角δｆと
車速Ｖが制御ユニット５０の演算部５１に入力し、運動
方程式により特に旋回加速の状態に応じて車体に生じて
いるヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βが演算
される。そしてこの場合のヨーレイトγと横加速度Ｇｙ
が、偏差演算部５２でセンサ信号により検出される実ヨ
ーレイトγ’、実横加速度Ｇｙ’と比較される。
車速Ｖが制御ユニット５０の演算部５１に入力し、運動
方程式により特に旋回加速の状態に応じて車体に生じて
いるヨーレイトγ、横加速度Ｇｙ、横すべり角βが演算
される。そしてこの場合のヨーレイトγと横加速度Ｇｙ
が、偏差演算部５２でセンサ信号により検出される実ヨ
ーレイトγ’、実横加速度Ｇｙ’と比較される。
【００３４】そこで乾燥した高μ路の通常走行のように
タイヤグリップが充分な条件では、旋回時の演算された
ヨーレイトγ、横加速度Ｇｙは実ヨーレイトγ’、実横
加速度Ｇｙ’と略一致する。このためタイヤ特性制御部
５３で前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒはタイヤ特
性に応じたものに設定され、横すべり角βは３度以下の
小さい値になる。このため差動制限トルクＴｃが零に設
定され、この信号がソレノイド弁４０に出力する。そこ
で油圧制御手段３２では、クラッチ制御弁３４のデュー
ティ圧が零になってドレン側に切換えられ、油圧クラッ
チ２７は排油して解放状態になる。そこでセンターディ
ファレンシャル２０の略基準トルク配分に基づいて、キ
ャリヤ２４からギヤ２５，２６、フロントドライブ軸５
以降の前輪９と、リヤドライブ軸６以降の後輪１３にそ
れぞれ動力伝達し、後輪偏重の４輪駆動走行になる。こ
のトルク配分ではＦＲ的になって、旋回性、操縦性が良
好になる。またセンターディファレンシャル２０は略フ
リーのため、旋回時には前後輪９，１３の回転差を吸収
しながら自由に旋回することが可能になる。またこの場
合は、エンジン出力の減少信号が出力しないため、エン
ジン１は燃料噴射制御装置４５でスロットル弁開度等に
応じて出力制御される。
タイヤグリップが充分な条件では、旋回時の演算された
ヨーレイトγ、横加速度Ｇｙは実ヨーレイトγ’、実横
加速度Ｇｙ’と略一致する。このためタイヤ特性制御部
５３で前後輪のコーナリングパワＫｆ，Ｋｒはタイヤ特
性に応じたものに設定され、横すべり角βは３度以下の
小さい値になる。このため差動制限トルクＴｃが零に設
定され、この信号がソレノイド弁４０に出力する。そこ
で油圧制御手段３２では、クラッチ制御弁３４のデュー
ティ圧が零になってドレン側に切換えられ、油圧クラッ
チ２７は排油して解放状態になる。そこでセンターディ
ファレンシャル２０の略基準トルク配分に基づいて、キ
ャリヤ２４からギヤ２５，２６、フロントドライブ軸５
以降の前輪９と、リヤドライブ軸６以降の後輪１３にそ
れぞれ動力伝達し、後輪偏重の４輪駆動走行になる。こ
のトルク配分ではＦＲ的になって、旋回性、操縦性が良
好になる。またセンターディファレンシャル２０は略フ
リーのため、旋回時には前後輪９，１３の回転差を吸収
しながら自由に旋回することが可能になる。またこの場
合は、エンジン出力の減少信号が出力しないため、エン
ジン１は燃料噴射制御装置４５でスロットル弁開度等に
応じて出力制御される。
【００３５】一方、低μ路での旋回加速時には、センタ
ーディファレンシャル２０のトルク配分により大きい駆
動力を有する後輪１３が、横力が小さいことで先に横す
べりを生じるようになる。そしてタイヤグリップ限界に
おいて図６のように車両Ａが後輪１３の外側への横すべ
りによりスピンし始めると、図５のように実横加速度Ｇ
ｙ’が減じてその偏差ΔＧが正の値になり、実ヨーレイ
トγ’は増してその偏差Δγが負の値になる。そしてこ
れらの偏差ΔＧ，Δγにより、前後輪コーナリングパワ
Ｋｆ，Ｋｒが、後輪コーナリングパワＫｒの方を多く減
少するように補正されて前後輪９，１３の挙動に対応し
たものになる。このため演算部５１で演算される横すべ
り角βは、実際の車両のすべり状態に則して急激に大き
い値になり、通常の限界の例えば３度を越えると、図５
のように横すべり角βに応じエンジン出力Ｔｅが減少し
て設定され、同時に差動制限トルクＴｃが増大して設定
される。
ーディファレンシャル２０のトルク配分により大きい駆
動力を有する後輪１３が、横力が小さいことで先に横す
べりを生じるようになる。そしてタイヤグリップ限界に
おいて図６のように車両Ａが後輪１３の外側への横すべ
りによりスピンし始めると、図５のように実横加速度Ｇ
ｙ’が減じてその偏差ΔＧが正の値になり、実ヨーレイ
トγ’は増してその偏差Δγが負の値になる。そしてこ
れらの偏差ΔＧ，Δγにより、前後輪コーナリングパワ
Ｋｆ，Ｋｒが、後輪コーナリングパワＫｒの方を多く減
少するように補正されて前後輪９，１３の挙動に対応し
たものになる。このため演算部５１で演算される横すべ
り角βは、実際の車両のすべり状態に則して急激に大き
い値になり、通常の限界の例えば３度を越えると、図５
のように横すべり角βに応じエンジン出力Ｔｅが減少し
て設定され、同時に差動制限トルクＴｃが増大して設定
される。
【００３６】そしてエンジン減少信号により燃料噴射制
御装置４５でエンジン１の出力が減少され、このため前
後輪９，１３の駆動力が共に減じてその分タイヤ横力の
総和が増大することになる。これにより前後輪９，１３
のすべりが抑制されて、実横加速度Ｇｙ’を回復する。
御装置４５でエンジン１の出力が減少され、このため前
後輪９，１３の駆動力が共に減じてその分タイヤ横力の
総和が増大することになる。これにより前後輪９，１３
のすべりが抑制されて、実横加速度Ｇｙ’を回復する。
【００３７】このときトルク信号が油圧制御手段３２に
出力して、油圧クラッチ２７に所定の差動制限トルクＴ
ｃを生じるようになる。そこでセンターディファレンシ
ャル２０の差動が制限され、差動制限トルクＴｃに応じ
て第２のサンギヤ２２からキャリヤ２４に更にバイパス
してトルク移動し、前後輪９，１３のトルク配分が前輪
寄りに可変制御される。このため前後輪９，１３のタイ
ヤ横力のバランスが、後輪１３が大きくて前輪９が小さ
いものに変わり、車体の実ヨーレイトγ’が減少され
る。こうしてエンジン出力減少制御とトルク配分制御に
より、図６のように車両Ａはスピンが防止されて基準円
Ｏに沿った安定した方向に修正される。
出力して、油圧クラッチ２７に所定の差動制限トルクＴ
ｃを生じるようになる。そこでセンターディファレンシ
ャル２０の差動が制限され、差動制限トルクＴｃに応じ
て第２のサンギヤ２２からキャリヤ２４に更にバイパス
してトルク移動し、前後輪９，１３のトルク配分が前輪
寄りに可変制御される。このため前後輪９，１３のタイ
ヤ横力のバランスが、後輪１３が大きくて前輪９が小さ
いものに変わり、車体の実ヨーレイトγ’が減少され
る。こうしてエンジン出力減少制御とトルク配分制御に
より、図６のように車両Ａはスピンが防止されて基準円
Ｏに沿った安定した方向に修正される。
【００３８】また、車両Ａのスピンが防止されて実横加
速度Ｇｙ’が回復し、実ヨーレイトγ’が減少すると、
両者の偏差ΔＧ，Δγによる前後輪９，１３のコーナリ
ングパワＫｆ，Ｋｒで横すべり角βの値も図５のように
減少して演算される。そして横すべり角βの減少に応じ
てエンジン出力Ｔｅと差動制限トルクＴｃが、図５のよ
うに元の状態に徐々に復帰される。そこで車両スピンを
自動的に回避した以降は、再びドライバの意志に応じた
エンジン出力Ｔｅを生じ、且つセンターディファレンシ
ャル２０による後輪偏重のトルク配分による回頭性、旋
回性を充分に発揮して、円滑に旋回加速走行するように
なる。
速度Ｇｙ’が回復し、実ヨーレイトγ’が減少すると、
両者の偏差ΔＧ，Δγによる前後輪９，１３のコーナリ
ングパワＫｆ，Ｋｒで横すべり角βの値も図５のように
減少して演算される。そして横すべり角βの減少に応じ
てエンジン出力Ｔｅと差動制限トルクＴｃが、図５のよ
うに元の状態に徐々に復帰される。そこで車両スピンを
自動的に回避した以降は、再びドライバの意志に応じた
エンジン出力Ｔｅを生じ、且つセンターディファレンシ
ャル２０による後輪偏重のトルク配分による回頭性、旋
回性を充分に発揮して、円滑に旋回加速走行するように
なる。
【００３９】以上、本発明の実施例について説明した
が、トルク配分制御の構造の異なる方式にも同様に適応
することができる。また電子制御は、マイコンのソフト
により行うことができるのは勿論である。
が、トルク配分制御の構造の異なる方式にも同様に適応
することができる。また電子制御は、マイコンのソフト
により行うことができるのは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
４輪駆動車の駆動力制御において、車両の限界挙動の際
のタイヤ横力の低下を前後輪のコーナリングパワの低下
として扱い、ヨーレイトと横加速度の演算値と実際値の
偏差に応じて前後輪のコーナリングパワを変化して定め
るので、スピン等の限界挙動の車体すべり角を高い精度
で推定して求めることができる。限界域の車体すべり角
に対して、トルク配分制御で前後輪のタイヤ横力のバラ
ンスによりヨーレイトを減じ、同時にエンジン出力低減
制御でタイヤ横力の総和により横加速度を増すように制
御するので、車両スピン等を効果的に防止することがで
き、旋回加速時の旋回性能、安定性等が大幅に向上す
る。
４輪駆動車の駆動力制御において、車両の限界挙動の際
のタイヤ横力の低下を前後輪のコーナリングパワの低下
として扱い、ヨーレイトと横加速度の演算値と実際値の
偏差に応じて前後輪のコーナリングパワを変化して定め
るので、スピン等の限界挙動の車体すべり角を高い精度
で推定して求めることができる。限界域の車体すべり角
に対して、トルク配分制御で前後輪のタイヤ横力のバラ
ンスによりヨーレイトを減じ、同時にエンジン出力低減
制御でタイヤ横力の総和により横加速度を増すように制
御するので、車両スピン等を効果的に防止することがで
き、旋回加速時の旋回性能、安定性等が大幅に向上す
る。
【図１】本発明に係る４輪駆動車の駆動力制御方法に適
した実施例の制御系を示すブロック図である。
した実施例の制御系を示すブロック図である。
【図２】本発明が適応される４輪駆動車の全体の駆動系
と油圧制御系を示す構成図である。
と油圧制御系を示す構成図である。
【図３】車両の運動方程式に用いる車両の運動と、２輪
モデルを示す図である。
モデルを示す図である。
【図４】車体すべり角に対する差動制限トルクとエンジ
ン出力低減量の関係を示す線図である。
ン出力低減量の関係を示す線図である。
【図５】車両スピン防止の制御状態を示す図である。
【図６】車両スピンを防止した旋回走行の状態を示す図
である。
である。
１ エンジン ２０ センターディファレンシャル装置 ２７ 差動制限用油圧クラッチ ４１ 舵角センサ ４２ 車速センサ ４３ ヨーレイトセンサ ４４ 横Ｇセンサ ５０ 制御ユニット ５１ ヨーレイト、横加速度、横すべり角の演算部 ５２ 偏差演算部 ５３ タイヤ特性制御部 ５４ センターデフ制御部 ５５ エンジン出力制御部
Claims (3)
- 【請求項１】 前輪舵角と車速により運動方程式に基づ
いて旋回走行時に車体に生じるヨーレイトと横加速度を
演算し、これらのヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差、
横加速度と実横加速度との偏差を演算し、この両偏差に
応じ前後輪のコーナリングパワを変化して定め、この前
後輪のコーナリングパワを用いて運動方程式に基づき車
体すべり角を限界域に拡張して求め、この車体すべり角
に応じてトルク配分制御し、同時にエンジン出力制御す
ることを特徴とする４輪駆動車の駆動力制御方法。 - 【請求項２】 横加速度偏差に対しては前後輪のコーナ
リングパワが共に増減したものとして補正し、ヨーレイ
ト偏差に対しては前後輪のコーナリングパワの一方が増
して他方が減じたものとして補正することを特徴とする
請求項１記載の４輪駆動車の駆動力制御方法。 - 【請求項３】 車体すべり角が通常の限界を越えると、
タイヤ横力の総和により横加速度を増すようにエンジン
出力減少制御し、前後輪のタイヤ横力のバランスにより
ヨーレイトを減じるようにトルク配分制御することを特
徴とする請求項１記載の４輪駆動車の駆動力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04179207A JP3140846B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | ４輪駆動車の駆動力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04179207A JP3140846B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | ４輪駆動車の駆動力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05338461A true JPH05338461A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3140846B2 JP3140846B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=16061804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04179207A Expired - Fee Related JP3140846B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | ４輪駆動車の駆動力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140846B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734595A (en) * | 1994-06-27 | 1998-03-31 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Driving force control system for vehicle and the method thereof |
| JP2000203300A (ja) * | 1999-01-19 | 2000-07-25 | Unisia Jecs Corp | 車両制御装置 |
| US6691014B2 (en) * | 2001-03-14 | 2004-02-10 | Wabco Gmbh & Co. Ohg | Method and device for controlling the cornering speed of a vehicle |
| JP2006341829A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の前後駆動力配分制御装置 |
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| JP2010234919A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 車両横滑り運動状態量推定装置 |
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| JP2017001561A (ja) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| CN113821891A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-21 | 上海电机学院 | 一种全向移动机器人动力学模型的建模方法 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP04179207A patent/JP3140846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2010113799A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 本田技研工業株式会社 | 車両横滑り運動状態量推定装置 |
| JP2010234919A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 車両横滑り運動状態量推定装置 |
| JP2010234920A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 車両横滑り運動状態量推定装置 |
| US8855885B2 (en) | 2009-03-30 | 2014-10-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Device for estimating state quantity of skid motion of vehicle |
| JP2017001561A (ja) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
| CN113821891A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-21 | 上海电机学院 | 一种全向移动机器人动力学模型的建模方法 |
| CN113821891B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-10-13 | 上海电机学院 | 一种全向移动机器人动力学模型的建模方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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