説明

車両に働く駆動力を制御する制御装置

【課題】車両の安定性を向上可能な制御装置を提供すること。
【解決手段】車両の前輪駆動力及び後輪駆動力を制御する制御装置は、主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力を制御する第1の制御手段であって、前記主駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力及び前記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る、第1の制御手段と、前記車両の走行状態が不安定である場合、前記副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を前記第1の制御手段に要求する第2の制御手段と、前記主駆動輪駆動力及び前記副駆動輪駆動力の元である原動機駆動力を制御する第3の制御手段と、を備える。前記第3の制御手段は、前記副駆動輪制限駆動力に基づき前記原動機駆動力を減少させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の前輪駆動力及び後輪駆動力を制御する制御装置(駆動力制御装置)に関連する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
このように、4WD・ECUは、VSA・ECUと協働して、駆動力を制御する。具体的には、VSA・ECUは、例えば、車両の走行状態が不安定である場合、駆動力の制限を4WD・ECUに要求することができる。4WD・ECUは、VSA・ECUからの要求に応じて、駆動力を減少させ、車両の安定性を向上させることができる。
【0004】
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。
【0005】
なお、車両は、電子的な制御装置として、駆動力の元である原動機駆動力を制御する原動機制御手段(例えば、エンジン・ECU)を備え、エンジン・ECU、4WD・ECU及びVSA・ECUは、全体として駆動力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006-256605号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、車両の安定性を向上可能な制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明による第1の形態によれば、車両の前輪駆動力及び後輪駆動力を制御する制御装置であって、主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力を制御する第1の制御手段であって、前記主駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力及び前記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る、第1の制御手段と、前記車両の走行状態が不安定である場合、前記副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を前記第1の制御手段に要求する第2の制御手段と、前記主駆動輪駆動力及び前記副駆動輪駆動力の元である原動機駆動力を制御する第3の制御手段と、を備え、前記第3の制御手段は、前記副駆動輪制限駆動力に基づき前記原動機駆動力を減少させる、制御装置が提供される。
【0009】
車両の走行状態が例えばオーバ・ステアであり、従って不安定である場合、第2の制御手段は、副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を第1の制御手段に要求する。第1の制御手段が第2の制御手段からの要求を受け入れる場合、第1の制御手段は、副駆動輪駆動力を減少させる。これにより、オーバ・ステア等の不安定を抑制又は解消することができる。この時、副駆動輪駆動力の減少に伴う主駆動輪駆動力の増加により、主駆動輪がスリップし得る。しかしながら、第3の制御手段が副駆動輪制限駆動力に基づき原動機駆動力を減少させることで、主駆動輪駆動力の増加分は、減少する。これにより、主駆動輪のスリップを抑制することができる。従って、例えば、車両の安定性は向上する。
【0010】
第1の形態において、前記第1の制御手段は、前記副駆動輪駆動力を前記副駆動輪制限駆動力に一致させることにより、前記主駆動輪駆動力を増加させてもよい。副駆動輪駆動力を副駆動輪制限駆動力まで確実に減少させることで、オーバ・ステア等の不安定をより適切に抑制又は解消することができる。
【0011】
第1の形態において、前記第2の制御手段は、前記走行状態が不安定であるか否かを検出する検出部を有してもよい。走行状態が不安定であることが検出部によって検出された時、第2の制御手段は、副駆動輪制限駆動力を第1の制御手段に要求する一方、第3の制御手段は、原動機駆動力を減少させることができる。言い換えれば、第2の制御手段が第1の制御手段に要求を開始する時、第3の制御手段は、副駆動輪制限駆動力に基づく原動機駆動力の低減を開始することができる。
【0012】
第1の形態において、前記第2の制御手段は、前記副駆動輪制限駆動力を算出する第1の算出部と、前記副駆動輪制限駆動力に基づき、前記原動機駆動力の減少分を表す低減駆動力を算出する第2の算出部と、を有してもよい。第2の制御手段は、副駆動輪制限駆動力を算出するとともに、低減駆動力を算出することができる。
【0013】
第1の形態において、前記低減駆動力は、前記車両の前後加速度及び横加速度の少なくとも1つが大きいほど小さくてもよい。車両の前後加速度が大きい場合、低減駆動力(原動機駆動力の減少分)を小さく設定することができる。車両の横加速度が大きい場合も、低減駆動力を小さく設定することができる。低減駆動力を小さくすることで、原動機駆動力の変化を小さくし、車両の安定性が向上する。
【0014】
第1の形態において、前記第2の算出部は、前記副駆動輪駆動力と前記副駆動輪制限駆動力との差と係数とを乗算した値を前記低減駆動力として算出してもよく、前記係数は、前記車両の前後加速度及び横加速度の少なくとも1つが大きいほど小さくてもよい。
【0015】
車両の前後加速度が大きい場合、係数を小さくし、従って、低減駆動力(原動機駆動力の減少分)を小さく設定することができる。車両の横加速度が大きい場合も、係数を小さくし、従って、低減駆動力を小さく設定することができる。低減駆動力を小さくすることで、原動機駆動力の変化を小さくし、車両の安定性が向上する。
【0016】
第1の形態において、前記第2の制御手段は、前記低減駆動力を前記第3の制御手段に要求してもよく、前記第3の制御手段は、前記原動機駆動力を前記低減駆動力だけ減少させてもよい。第2の制御手段が副駆動輪制限駆動力を第1の制御手段に要求する一方、第2の制御手段は、低減駆動力を第3の制御手段に要求することができる。第1の制御手段が副駆動輪駆動力を減少させる一方、第3の制御手段は、原動機駆動力を減少させる。制御装置は、主駆動輪のスリップを抑制しながら、オーバ・ステア等の不安定を抑制又は解消することができる。
【0017】
第1の形態において、前記主駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力であってもよく、前記副駆動輪駆動力は、前記後輪駆動力であってもよい。車両の走行状態が例えばオーバ・ステアであり、従って不安定である場合、後輪駆動力(副駆動輪駆動)を減少する一方、前輪駆動力(主駆動輪駆動)を増加させ、オーバ・ステアを抑制又は解消することができる。
【0018】
第1の形態は、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く、前記第3の制御手段は、原動機制御手段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明による制御装置を備える車両の概略構成図。
【図2】本発明による制御装置の概略構成図。
【図3(A)】算出部の出力例を示す図。
【図3(B)】算出部の出力例を示す図。
【図4(A)】ダウン係数の設定例を示す図。
【図4(B)】ダウン係数の設定例を示す図。
【図5(A)】本発明による制御装置の動作例を示す図。
【図5(B)】本発明による制御装置の動作例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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、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
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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
【0035】
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、前後加速度、横加速度を入力し、例えば2つの出力信号を出力し、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。
【0036】
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、制限駆動力を算出することができる。具体的には、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を算出する。車両挙動制御手段200は、算出した副駆動輪制限駆動力を駆動力制御手段300に要求することができる。
【0037】
図1の例において、制御装置100は、原動機制御手段20を備えないが、図2の例において、制御装置100は、原動機制御手段20を備えることができる。なお、図示されない制御装置100は、例えば図1の変速機制御手段40をさらに備えてもよい。図2の例において、原動機制御手段20は、車両挙動制御手段200によって算出された副駆動輪制限駆動力に基づき原動機駆動力を減少させることができる。言い換えれば、原動機制御手段20は、車両挙動制御手段200からの減少要求を受け入れることができる。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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入力することができる。車両挙動制御手段200は、例えばヨー・レート等に基づく車両1の不安定状態の検出に従って、副駆動輪制限駆動力を算出することができる。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
車両挙動制御手段200は、副駆動輪制限駆動力に基づき、原動機駆動力の減少分を表す低減駆動力を算出することができる。車両挙動制御手段200が低減駆動力を原動機制御手段20に要求する場合、原動機制御手段20は、原動機駆動力を減少させる。この時、原動機制御手段20は、原動機駆動力を低減駆動力だけ減少させる。言い換えれば、原動機制御手段20は、一次的に決定される原動機駆動力から低減駆動力を減算した値を、二次的に(最終的に)決定される原動機駆動力として、算出することができる。原動機制御手段20は、原動機駆動力に基づく出力信号を出力することができる。原動機制御手段20から原動機10への出力信号は、例えば図1の原動機10内のスロットルの開度に対応する制御信号である。原動機制御手段20から原動機10、例えば内燃機関への出力信号は、内燃機関内の燃料噴射装置(図示)で決定される燃料噴射量に対応する制御信号であってもよい。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。
【0044】
原動機制御手段20は、原動機駆動力を決定する第3の制御手段と呼ぶことができる。原動機制御手段20は、例えば、エンジン・ECU、FI(fuel injection)・ECU等である。
3.車両挙動制御手段(第2の制御手段)
【0045】
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)の減少を駆動力制御手段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、第1の算出部220及び第2の算出部230を備える。第1の算出部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
【0046】
検出部210は、例えば車両1の不安定状態を検出し、第1の算出部220が副駆動輪制限駆動力を出力するように、第1の算出部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、第1の算出部220に副駆動輪制限駆動力の出力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。
【0047】
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を車両1の速度として得る又は推定することができる。
【0048】
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、第1の第1の算出部220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。
【0049】
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第1の算出部220に送ることができ、さらに、例えば、ヨー・レート偏差を表す信号を第1の算出部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、第1の算出部220は、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。
3.2.第1の算出部
【0050】
図2の第1の算出部220は、車両1の不安定状態の検出に基づき副駆動輪制限駆動力を算出する。車両1の走行状態が不安定である場合、第1の算出部220又は車両挙動制御手段200は、副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を駆動力制御手段300に要求することができる。
【0051】
図3(A)及び図3(B)は、算出部の出力例を示す。図3(A)の例において、実線は、第1の算出部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、第1の算出部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、第1の算出部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、第1の算出部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。図3(A)の例において、時刻T1で、駆動力制御手段300は、第1の算出部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る。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を副駆動輪制限駆動力に一致させ、副駆動輪制限駆動力を、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。
【0052】
時刻T1で、駆動力制御手段300からの出力の減少分は、一次的に決定した副駆動輪駆動力から副駆動輪制限駆動力を減算した値である。時刻T1で、駆動力制御手段300は、第1の算出部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るので、主駆動輪駆動力は、副駆動輪駆動力の減少分だけ増加する。これにより、オーバ・ステア等の不安定を抑制又は解消することができる。
【0053】
時刻T1から時刻T2まで、第1の算出部220は、車両1の走行状態が安定化するように、例えばヨー・レート偏差が小さくなるように、副駆動輪制限駆動力を算出することができる。時刻T2で、車両1の走行状態は不安定でなく、時刻T2以降、第1の算出部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。なお、時刻T1から時刻T2まで第1の算出部220は副駆動輪制限駆動力を算出しているが、図3(A)の例において、例えば、時刻T2以前の時刻TAでのヨー・レート偏差が小さくなって車両1の走行状態が実質的に安定している場合など、時刻T1から時刻TAまでの間で、駆動力制御手段300は、第1の算出部220からの要求を受け入れ、図3(A)の太い実線で描かれている通り、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にしている。
【0054】
図3(B)の例では、時刻T1で、第1の算出部220は、車両1の不安定状態の検出に基づき副駆動輪制限駆動力を算出し、時刻T1から時刻T2まで、第1の算出部220は、時刻T1より後のヨー・レート偏差の変化に依存しない固定値である副駆動輪制限駆動力を出力し続ける。図3(B)の例において、時刻T1から時刻T2まで、駆動力制御手段300は、第1の算出部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。
【0055】
図3(A)の例及び図3(B)の例において、時刻T1から時刻TA又は時刻T2までの期間において、主駆動輪駆動力が増加することにより、主駆動輪(例えば前輪71,72)のスリップが発生することもある。この場合、図2の車両挙動制御手段200は、前輪71,72及び後輪73,74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)を実行してもよい。車両1がトラクション・コントロール・システムを備える場合、車両挙動制御手段200又は後述する第2の算出部230は、主駆動輪(前輪71,72)のスリップ量に基づいて、原動機駆動力の低減要求等を介して、空転を制御することができる。なお、車両挙動制御手段200又は第2の算出部230は、図示しないブレーキ等の制動部を介して空転を抑制してもよい。なお、主駆動輪のスリップ量Smwは、例えば、主駆動輪の平均車輪速度Vmw_avから車両1の推定速度Vvh_esを減算した値である。時刻T1から時刻T2までの期間において、主駆動輪(前輪71,72)のスリップが発生する場合、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に要求するとともに、例えば原動機駆動力の低減要求を原動機制御手段20に要求してもよい。
3.3.第2の算出部
【0056】
図2の第2の算出部230は、副駆動輪制限駆動力に基づき、原動機駆動力の減少分を表す低減駆動力を算出する。具体的には、第2の算出部230は、例えば駆動力制御手段300からの副駆動輪駆動力(例えば図3(B)における時刻T1直前での副駆動輪駆動力)と第1の算出部220からの副駆動輪制限駆動力(例えば図3(B)における時刻T1直後での副駆動輪制限駆動力)との差を、車両1の走行状態が不安定であることが検出部210によって検出された時の低減駆動力として算出することができる。例えば図3(B)の例において、時刻T1から時刻T2までの期間において、主駆動輪(前輪71,72)のスリップが仮に発生した後に、原動機駆動力を減少させてもよいが、時刻T1で、第2の算出部230は、低減駆動力を例えば原動機制御手段20に要求することができる。これにより、時刻T1で、主駆動輪(前輪71,72)のスリップの発生を早期に抑制することができる。
【0057】
第2の算出部230は、例えば時刻T1での副駆動輪駆動力から時刻T1での副駆動輪制限駆動力を減算した値と係数とを乗算することで、時刻T1での低減駆動力を算出することができる。係数は、例えば「0」から「1」までの範囲にわたる係数(ダウン係数)である。ダウン係数は、前後加速度及び横加速度の少なくとも1つが大きいほど小さく設定することができる。時刻T1での低減駆動力は、ダウン係数が小さいほど小さい。なお、ダウン係数は、車両1の属性(例えば、重量、排気量等)に応じて、適宜、設定することができる。
【0058】
図4(A)及び図4(B)は、ダウン係数の設定例を示す。図4(A)の例では、ダウン係数は、前後加速度が大きくなるほど小さくなるが、ダウン係数と前後加速度との関係は、図4(A)の例に限定されない。例えば、ダウン係数と前後加速度との関係は、折れ線グラフでもよい。また、ダウン係数と前後加速度との関係は、一次関数でなく、2次関数、多次関数などで表される曲線でも、階段関数で表される階段状の折れ曲がった直線でもよい。図4(B)の例では、ダウン係数は、横加速度が大きくなるほど小さくなるが、ダウン係数と横加速度との関係は、図4(B)の例に限定されない。例えば、ダウン係数と横加速度との関係は、折れ線グラフでもよい。また、ダウン係数と横加速度との関係は、一次関数でなく、2次関数、多次関数などで表される曲線でも、階段関数で表される階段状の折れ曲がった直線でもよい。
【0059】
第2の算出部230が例えば時刻T1での前後加速度及び横加速度の双方に基づきダウン係数を得る場合、そのダウン係数は、例えば、前後加速度に基づくダウン係数(第1のダウン係数)及び横加速度に基づくダウン係数(第2のダウン係数)のうちの最小のダウン係数である。前後加速度及び横加速度の何れか一方が大きい場合、車両1の安定性を考慮して、ダウン係数、従って低減駆動力を小さく設定することができる。このように、第2の算出部230は、例えば時刻T1で、車両1の走行状態が不安定である時の低減駆動力を算出することができる。
4.原動機制御手段(第3の制御手段)
【0060】
図5(A)及び図5(B)は、本発明による制御装置の動作例を示し、図5(A)及び図5(B)は、図3(B)の時刻T1から時刻T2までの副駆動輪駆動力の減少に対応する。図3(B)の例において、時刻T1で、図2の第1の算出部220は、副駆動輪制限駆動力を駆動力制御手段300に出力する。この時、第2の算出部230は、低減駆動力を原動機制御手段20に出力する。図5(A)の例において、時刻T1で、原動機制御手段20は、第2の算出部230からの要求を受け入れ、原動機駆動力を低減駆動力だけ減少させる。図5(A)において、実線は、原動機駆動力の変化を示し、時刻T1から時刻T2まで、原動機駆動力は減少する。これは、時刻T1から時刻T2まで、全輪駆動力(主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力)も減少することを意味する。点線は、比較例を示し、仮に原動機制御手段20が第1の算出部220からの要求を受け入れない場合、原動機駆動力は、常に一定であり、これは、時刻T1から時刻T2まで、全輪駆動力も常に一定であることを意味する。
【0061】
図5(B)において、実線は、主駆動輪駆動力の変化を示し、時刻T1から時刻T2まで、主駆動輪駆動力は増加する。主駆動輪駆動力は、全輪駆動力から副駆動輪駆動力(副駆動輪制限駆動力)を減算した値であるので、時刻T1から時刻T2までの主駆動輪駆動力の増加分は、副駆動輪駆動力の減少分から全輪駆動力の減少分を減算した値である。図5(B)において、点線は、比較例を示す。比較例において、原動機駆動力は、常に一定であり、全輪駆動力の減少分がゼロであるので、時刻T1から時刻T2までの主駆動輪駆動力の増加分(点線)は、主駆動輪駆動力の増加分(実線)よりも大きい。これは、比較例において、時刻T1で既に主駆動輪がスリップし得ることを意味する。言い換えれば、制御装置100の動作例において、原動機制御手段20による原動機駆動力の減少に従って、時刻T1で、主駆動輪のスリップの発生を早期に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【0062】
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。
【符号の説明】
【0063】
1・・・車両、20・・・原動機制御手段(第3の制御手段)、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・・・第1の算出部、230・・・第2の算出部、300・・・駆動力制御手段(第1の制御手段)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の前輪駆動力及び後輪駆動力を制御する制御装置であって、
主駆動輪駆動力及び副駆動輪駆動力を制御する第1の制御手段であって、前記主駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力及び前記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る、第1の制御手段と、
前記車両の走行状態が不安定である場合、前記副駆動輪駆動力を制限する副駆動輪制限駆動力を前記第1の制御手段に要求する第2の制御手段と、
前記主駆動輪駆動力及び前記副駆動輪駆動力の元である原動機駆動力を制御する第3の制御手段と、
を備え、
前記第3の制御手段は、前記副駆動輪制限駆動力に基づき前記原動機駆動力を減少させる、制御装置。
【請求項2】
前記第1の制御手段は、前記副駆動輪駆動力を前記副駆動輪制限駆動力に一致させることにより、前記主駆動輪駆動力を増加させる、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記第2の制御手段は、前記走行状態が不安定であるか否かを検出する検出部を有する、請求項1に記載の制御装置。
【請求項4】
前記第2の制御手段は、
前記副駆動輪制限駆動力を算出する第1の算出部と、
前記副駆動輪制限駆動力に基づき、前記原動機駆動力の減少分を表す低減駆動力を算出する第2の算出部と、
を有する、請求項1に記載の制御装置。
【請求項5】
前記低減駆動力は、前記車両の前後加速度及び横加速度の少なくとも1つが大きいほど小さい、請求項4に記載の制御装置。
【請求項6】
前記第2の算出部は、前記副駆動輪駆動力と前記副駆動輪制限駆動力との差と係数とを乗算した値を前記低減駆動力として算出し、
前記係数は、前記車両の前後加速度及び横加速度の少なくとも1つが大きいほど小さい、請求項4に記載の制御装置。
【請求項7】
前記第2の制御手段は、前記低減駆動力を前記第3の制御手段に要求し、 前記第3の制御手段は、前記原動機駆動力を前記低減駆動力だけ減少させる、請求項4に記載の制御装置。
【請求項8】
前記主駆動輪駆動力は、前記前輪駆動力であり、
前記副駆動輪駆動力は、前記後輪駆動力である、請求項1に記載の制御装置。
【請求項9】
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り、前記第3の制御手段は、原動機制御手段である、請求項1に記載の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3(A)】
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【図3(B)】
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【図4(A)】
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【図4(B)】
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【図5(A)】
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【図5(B)】
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【公開番号】特開2012−210925(P2012−210925A)
【公開日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−32515(P2012−32515)
【出願日】平成24年2月17日(2012.2.17)
【出願人】(000226677)日信工業株式会社 (840)
【Fターム(参考)】