車両の挙動制御装置
【課題】車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも車両挙動を抑制することができ、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにして車両挙動制御が阻害されることがない車両の挙動制御装置を提供する。
【解決手段】駆動可能な左右後輪２３の差動を制限するディファレンシャルロックと、差動制限しているか否かを検出する４輪駆動制御部１３と、アンダーステア状態か否か判断する走行状態判断部１５とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪２３の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の挙動を制御するＶＤＣ装置１６を有し、車両走行時、左右後輪２３への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置１６による旋回内輪への制動力付与時には、後輪２３の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与部１２を有する。
【解決手段】駆動可能な左右後輪２３の差動を制限するディファレンシャルロックと、差動制限しているか否かを検出する４輪駆動制御部１３と、アンダーステア状態か否か判断する走行状態判断部１５とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪２３の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の挙動を制御するＶＤＣ装置１６を有し、車両走行時、左右後輪２３への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置１６による旋回内輪への制動力付与時には、後輪２３の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与部１２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の挙動制御装置に関し、特に、車輪の制動力を調整して旋回時の車両の挙動を安定させる車両の挙動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の挙動を制御する挙動制御装置を４輪駆動（Ｆｏｕｒ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ：４ＷＤ）車に適用したものとして、「車両の挙動制御装置」（特許文献１参照）が知られている。
従来の「車両の挙動制御装置」は、差動装置（センターディファレンシャル）が作動状態であるか否かを判断し、作動状態では、エンジン出力の抑制処理、各車輪の制動力制御を禁止する。つまり、センターディファレンシャルが作動状態であるか否かに応じて、実ヨーレート（ｙａｗ ｒａｔｅ）と目標ヨーレートの値から、車両のスピン及びドリフトアウト状態量に対応し各車輪に発生させる制動力制御量を変更する。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の「車両の挙動制御装置」の場合、ディファレンシャルロック付き車両において、エンジン駆動力を伝達させるディファレンシャル差動状態であるとき、ＶＤＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置による各車輪に対する制動力制御及びエンジン出力抑制制御を禁止すると、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態では、付与した制動力がディファレンシャルを介して、十分なヨーモーメントを発生させることができないため車両挙動を抑制できなかった。
【０００４】
また、ディファレンシャル作動状態にあるときに、車両の挙動がスピン傾向やドリフトアウト傾向に移行しつつある状況で車輪への制動力制御量を変更した場合も、ブレーキ制御が介入した車輪の反対側の車輪にディファレンシャルを介して制動力が回り込み、期待する抑制方向とは逆方向にモーメントが働くため、車両挙動制御が阻害されてしまうことになる。
この発明の目的は、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも車両挙動を抑制することができ、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにして車両挙動制御が阻害されることがない車両の挙動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係る車両の挙動制御装置は、車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、前記後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して前記車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置であって、前記車両の走行に際し、前記左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあって前記ＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、前記後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置は、車両の走行に際し、左右後輪への差動制限を行っていることが検知され、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力が付与されているときには、制動力付与手段により、後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する。
【０００７】
これにより、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにすることでドリフトアウト傾向を抑制することができるので、車両挙動制御が阻害されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の制御構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両の挙動制御装置１０は、４輪駆動（Ｆｏｕｒ−Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）車１１に備えられており、駆動車輪である後輪に制動力を付与する制動力付与部（制動力付与手段）１２を有している。
【０００９】
４輪駆動車１１は、挙動制御装置１０と共に、４輪駆動制御部１３、ブレーキ圧制御ユニット１４、走行状態判断部１５、及びＶＤＣ装置１６を有しており、挙動制御装置１０は、４輪駆動制御部１３からのリアディファレンシャルロックモード情報（差動制限情報）ａ、ブレーキ圧制御ユニット１４からのブレーキ圧制御情報ｂ、走行状態判断部１５からの走行状態（アンダステア或いはオーバステア）検出情報ｃの入力により、ＶＤＣ装置１６へ、制動力付与部１２によって付与される制動力付与情報ｄを出力する。
【００１０】
図２は、図１の車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の駆動構成を概略的に示す説明図である。図２に示すように、４輪駆動車１１は、エンジン１７、クラッチ（図示しない）、トランスミッション１８、トランスファ１９、プロペラシャフト２０、ファイナルドライブ２１、及び前後ドライブシャフト（アクスルシャフト）２２を主たる構成要素とするパワートレインと、このパワートレインにより駆動される前後輪（例えば４個）２３を有している。前後輪２３ａ〜２３ｄのそれぞれには、ブレーキ作動部２４ａ〜２４ｄが備えられている。
【００１１】
この４輪駆動車１１において、エンジン１７が発生させた駆動トルクは、クラッチ（図示しない）を介して、トランスミッション１８に、更にトランスファ１９へと伝達される。トランスファ１９へと伝達された駆動トルクは、プロペラシャフト２０ａを介して前輪側ファイナルドライブ２１ａへ、プロペラシャフト２０ｂを介して後輪側ファイナルドライブ２１ｂへと分配される。
更に、駆動トルクは、前輪側ファイナルドライブ２１ａから、前輪側ドライブシャフト２２ａを介して前輪２３ａ、前輪側ドライブシャフト２２ｂを介して前輪２３ｂへ、後輪側ファイナルドライブ２１ｂから、後輪側ドライブシャフト２２ｃを介して後輪２３ｃ、後輪側ドライブシャフト２２ｄを介して後輪２３ｄへ、それぞれ伝達される。
【００１２】
これにより、４輪駆動車１１は、前輪２３ａ，２３ｂと後輪２３ｃ，２３ｄが何れも駆動輪として機能する。
この４輪駆動車１１は、通常、直進状態の場合は４輪とも同一回転数により駆動されて走行するが、例えばカーブを曲がるときに旋回し易いように、ファイナルドライブ２１内に、左右輪に生じる回転差を吸収するための左右差回転吸収機構（ディファレンシャルギヤ）が組み込まれている。なお、エンジン１７の作動制御は、スロットル操作により可能である。
【００１３】
つまり、４輪駆動車１１は、パートタイムトランスファを有するメカニカル４輪駆動車であり、モードスイッチで、２ＷＤ、４ＷＤのハイ（Ｈｉ）、４ＷＤのロー（Ｌｏ）に切替可能であると共に、後輪側ファイナルドライブ（リアディファレンシャル）２１ｂは、ディファレンシャルロックスイッチの操作により、摩擦クラッチの接続・断続で後輪２３の差動を許容し或いは禁止（ディファレンシャルロック）することができる。このディファレンシャルロックスイッチの操作信号は、ＶＤＣ装置１６へ入力される。
ＶＤＣ装置１６は、車両の、例えば旋回走行時や凍結路面走行時等における、ドライバの操作状態を検知すると共に車両の走行状態（アンダステア、オーバステア）を判断して、４輪ブレーキ制御とエンジン出力制御を行うことにより、車両の横滑りを抑制する制御を行う。
【００１４】
このように、４輪駆動車１１は、後輪により駆動可能であり、左右後輪２３ｃ，２３ｄの差動を制限する手段（ディファレンシャルロックスイッチ）と、差動制限しているか否かを検出する手段（４輪駆動制御部１３）と、アンダーステア状態か否か判断する手段（走行状態判断部１５）とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の（旋回）挙動を制御するＶＤＣ装置１６を有している。
次に、車両の挙動制御装置１０の挙動制御処理の流れを説明する。
【００１５】
図３は、車両の挙動制御装置の挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、先ず、ＶＤＣ装置１６が、リアディファレンシャル（リアデフ）ロックモード（ＦＲＥＥ／ＬＯＣＫ）認識信号を読み込む（ステップＳ１０１）。即ち、運転者（ドライバ）がリアディファレンシャルロックモードスイッチでどのモード（ＦＲＥＥ／ＬＯＣＫ）を選択しているのかを確認する。例えば、「ＦＲＥＥ」はリアディファレンシャルロックモードがフリー状態、「ＬＯＣＫ」はリアディファレンシャルロックモードがロック（直結）状態である。
【００１６】
次に、リアディファレンシャルロックモードがロック状態か（ＲｒＤｉｆｆ−ＬＯＣＫ？）否か、つまり、リアディファレンシャルロックモードスイッチ位置（ポジション）がどのモードにあるか、を判断する（ステップＳ１０２）。判断の結果、リアデフロック状態でない（Ｎｏ）、即ち、リアディファレンシャルロックモードがフリー状態の場合、通常のＶＤＣ制御（エンジン出力抑制処理、ブレーキ制御指令）に移行する（ステップＳ１０３）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００１７】
一方、リアデフロック状態である（Ｙｅｓ）場合、ＶＤＣ作動フラグ信号（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ）を読み込む（ステップＳ１０４）。ここで、ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１はＶＤＣ作動を、ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝０はＶＤＣ非作動を示す。ＶＤＣ作動フラグ信号は、ＶＤＣ側から他ユニット、例えば、エンジンや自動変速機（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＴ）等に出力する信号である。このフラグの読み込みの目的は、ＶＤＣ作動／ＶＤＣ非作動を確認するためである。
次に、ＶＤＣ作動開始か（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１？）否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、ＶＤＣ作動フラグが１（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１）にセットされている場合は、「ＶＤＣ作動」であり、ＶＤＣ作動フラグが０（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝０）にセットされている場合は、「ＶＤＣ非作動」である。
【００１８】
判断の結果、ＶＤＣ作動開始でない（Ｎｏ）場合、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。一方、ＶＤＣ作動開始である（Ｙｅｓ）場合、ＶＤＣはオーバステア（ＯＳ）制御か或いはアンダステア（ＵＳ）制御かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、車両の挙動制御装置１０にあっては、アンダステア抑制制御時のみ適用するものであることから、車両の挙動に対し、オーバステア抑制制御なのか或いはアンダステア抑制制御なのかを識別する必要がある。
【００１９】
ＶＤＣはオーバステア制御か或いはアンダステア制御かの判断の結果、ＶＤＣはオーバステア制御である場合、通常のＶＤＣ制御（エンジン出力の抑制処理、ブレーキ制御指令）に移行する（ステップＳ１０７）。つまり、オーバステア抑制制御は、フロント外輪にブレーキをかけるため、リアディファレンシャルロックモードがフリー状態或いはロック状態の何れでも制御への影響は無く、通常（既存）のＶＤＣ制御に移行する。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００２０】
一方、ＶＤＣはアンダステア制御である場合、リア内輪のブレーキ制御の目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）を読み込む（ステップＳ１０８）。即ち、アンダステア抑制制御時にリア内輪にブレーキ制御指令が出ているか否かを確認する。目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）は、次式から算出することができる。
ＴＲｒ−ＬＨ＝Ｐ×Ｆ×２×μ×Ｇ
ここで、Ｐ：目標ホイールシリンダ圧、Ｆ：キャリパー受圧面積、μ：パッド摩擦係数、Ｇ：ディスクロータ有効半径である。
【００２１】
そして、リア内輪のブレーキ制御の目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）を読み込んだ後、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が設定されるか否か（ＴＲｒ−ＬＨ＞０？）を判断する（ステップＳ１０９）。判断の結果、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が数値設定されない（Ｎｏ）、即ち、ＴＲｒ−ＬＨ＝０の場合、ブレーキ制御指令は無く、エンジン出力抑制のみのＶＤＣ制御へ移行する（ステップＳ１１０）。
【００２２】
一方、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が数値設定される（Ｙｅｓ）場合、ブレーキ制御指令が出ていることになるので、リア外輪におけるスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くために必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求める（ステップＳ１１１）。必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）の求め方を、以下に示す。
ブレーキのスリップ率λ＝（ＶＦ−ＶＲ）／ＶＦ・（８０〜９０％）
車輪回転速度ＶＲ＝ｒ・ω
制動力ＦＢ＝μ・Ｇ
制動トルクＴＢ＝ＦＢ・ｒ＝μ・Ｇ・ｒ
ここで、ｒ：タイヤ動半径、ω：角速度、ＶＦ：車速、Ｇ：重量、μ：摩擦係数である。
【００２３】
図４は、ブレーキのスリップ率に対する摩擦係数μとサイドフォース係数μｓの関係をグラフで示す説明図である。図４に示す、“摩擦係数μ／ブレーキのスリップ率λ曲線”から、スリップ状態をコントロールしてスリップ率が８０〜９０％になる摩擦係数μを求め、更に、制動力（ＦＲｒ−ＲＨ）から制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求める。
ＦＲｒ−ＲＨ＝μ・Ｇ
ＴＲｒ−ＲＨ＝ＦＲｒ−ＲＨ・ｒ＝μ・Ｇ・ｒ
なお、上述したスリップ率が８０〜９０％でなくても、タイヤの前後方向及び横方向のグリップ力が低下し、スリップ率が８０〜９０％の場合と同様の効果が得られれば、例えば、スリップ率が６０％や７０％でも良い。
【００２４】
ステップＳ１１１で、リア外輪におけるスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くために必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求めた後、リア外輪に制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を発生させるために必要な、ブレーキ圧制御ユニットである液圧ユニット（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｕｎｉｔ：ＨＵ）のアクティブ増圧分の制動トルク（ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ）を算出する（ステップＳ１１２）。
上述したように、ＴＲｒ−ＲＨ＝ＴＲｒ−ＬＨ＋ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳであるため、
ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ＝ＴＲｒ−ＲＨ−ＴＲｒ−ＬＨ
である。
【００２５】
次に、リア内輪とリア外輪に対するブレーキ制御指令、
リア内輪：目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）
リア外輪：ＨＵアクティブ増圧分の制動トルク（ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ）
を実行する（ステップＳ１１３）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００２６】
このように、車両の挙動制御装置１０は、制動力付与部１２により、後輪で駆動可能な車両の走行に際し、左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置１６による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、後輪の旋回外輪側へ、スリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くように、即ち、結果的に、路面と当該輪とのグリップ力（横力）が低下した状態になるように、対応するブレーキ作動部２４を作動させて制動力を付与する。
【００２７】
これにより、アンダーステア抑制を阻害させないために、アンダーステア抑制方向とは逆方向のモーメントを発生させないようにする。つまり、リアディファレンシャルロック状態において、ドリフトアウト（＝アンダステア）抑制によるブレーキ制御がリア内輪側に働くと、その反対側のリア外輪側に制動トルクが回り込むことにより、アンダーステア抑制方向とは逆方向にモーメントが働いてアンダーステア抑制を阻害してしまうが、アンダーステア抑制を阻害させないためには、ＨＵのアクティブ増圧機能を使用してリア外輪のスリップ状態をコントロールし、アンダーステア抑制方向とは逆方向のモーメントを発生させないようにする。即ち、リア外輪のスリップ状態をコントロールすることにより、リア外輪のスリップ率を増加させて、リア外輪における横方向のグリップ力（横力）を徐々に減少させる。
【００２８】
このため、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも、車両挙動を抑制することができ、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにして、ＶＤＣ装置１６による車両挙動制御が阻害されることを防止している。
更に、リア外輪（後輪の旋回外輪）のスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くようにすることは、車両にとってはオーバステア方向へ作用するので、ドリフトアウト（＝アンダステア）抑制への応援的効果を得ることができる。
【００２９】
また、制動力付与部１２は、リア外輪（後輪の旋回外輪）におけるスリップをコントロールするために発生させた制動トルクの回り込みにより、リア内輪（後輪の旋回内輪）に発生する制動トルクを、リア内輪にかかる目標制動トルクになるように補正する。つまり、制動力付与部１２は、リア内輪に発生する制動トルクを、リア外輪に発生させた制動トルクに基づき算出し、リア外輪におけるスリップをコントロールするための制動トルクをアクティブ増圧分として発生させたＨＵによる増減圧機能を使用して、リア内輪にかかる制動トルクを、リア内輪にかかる目標制動トルクになるように補正する。
【００３０】
このように、制動力付与部１２により、リア内輪に回り込んでくる制動トルクを考慮し、リア内輪に対し、ＨＵによる増減圧機能を使用して総合的な制動トルクがかかるように、即ち、液圧の加え方を徐々にコントロールして横方向のグリップを徐々に失わせるように、補正されるので、過剰な制動トルクを発生させることがない。
これは、リア外輪おけるスリップをコントロールして所定の範囲内で横方向のグリップ力を徐々に失わせるように制御する、リア外輪への（ＨＵアクティブ増圧分の）制動トルクが、リア内輪に回り込んでくると、リア内輪に回り込んだ制動トルクが、そもそものアンダステア抑制のきっかけとしての制動トルク分に加算されることになり、過剰な制動トルクが発生してリア内輪に付加された状態になってしまうことに対処している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施の形態に係る車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の駆動構成を概略的に示す説明図である。
【図３】車両の挙動制御装置の挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】ブレーキのスリップ率に対する摩擦係数μとサイドフォース係数μｓの関係をグラフで示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 挙動制御装置
１１ ４輪駆動車
１２ 制動力付与部
１３ ４輪駆動制御部
１４ ブレーキ圧制御ユニット
１５ 走行状態判断部
１６ ＶＤＣ装置
１７ エンジン
１８ トランスミッション
１９ トランスファ
２０，２０ａ，２０ｂ プロペラシャフト
２１ ファイナルドライブ
２１ａ 前輪側ファイナルドライブ
２１ｂ 後輪側ファイナルドライブ
２２ ドライブシャフト
２２ａ，２２ｂ 前輪側ドライブシャフト
２２ｃ，２２ｄ 後輪側ドライブシャフト
２３ 前後輪
２３ａ，２３ｂ 前輪
２３ｃ，２３ｄ 後輪
２４ａ〜２４ｄ ブレーキ作動部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の挙動制御装置に関し、特に、車輪の制動力を調整して旋回時の車両の挙動を安定させる車両の挙動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の挙動を制御する挙動制御装置を４輪駆動（Ｆｏｕｒ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ：４ＷＤ）車に適用したものとして、「車両の挙動制御装置」（特許文献１参照）が知られている。
従来の「車両の挙動制御装置」は、差動装置（センターディファレンシャル）が作動状態であるか否かを判断し、作動状態では、エンジン出力の抑制処理、各車輪の制動力制御を禁止する。つまり、センターディファレンシャルが作動状態であるか否かに応じて、実ヨーレート（ｙａｗ ｒａｔｅ）と目標ヨーレートの値から、車両のスピン及びドリフトアウト状態量に対応し各車輪に発生させる制動力制御量を変更する。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の「車両の挙動制御装置」の場合、ディファレンシャルロック付き車両において、エンジン駆動力を伝達させるディファレンシャル差動状態であるとき、ＶＤＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置による各車輪に対する制動力制御及びエンジン出力抑制制御を禁止すると、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態では、付与した制動力がディファレンシャルを介して、十分なヨーモーメントを発生させることができないため車両挙動を抑制できなかった。
【０００４】
また、ディファレンシャル作動状態にあるときに、車両の挙動がスピン傾向やドリフトアウト傾向に移行しつつある状況で車輪への制動力制御量を変更した場合も、ブレーキ制御が介入した車輪の反対側の車輪にディファレンシャルを介して制動力が回り込み、期待する抑制方向とは逆方向にモーメントが働くため、車両挙動制御が阻害されてしまうことになる。
この発明の目的は、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも車両挙動を抑制することができ、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにして車両挙動制御が阻害されることがない車両の挙動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係る車両の挙動制御装置は、車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、前記後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して前記車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置であって、前記車両の走行に際し、前記左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあって前記ＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、前記後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置は、車両の走行に際し、左右後輪への差動制限を行っていることが検知され、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力が付与されているときには、制動力付与手段により、後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する。
【０００７】
これにより、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにすることでドリフトアウト傾向を抑制することができるので、車両挙動制御が阻害されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の制御構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両の挙動制御装置１０は、４輪駆動（Ｆｏｕｒ−Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）車１１に備えられており、駆動車輪である後輪に制動力を付与する制動力付与部（制動力付与手段）１２を有している。
【０００９】
４輪駆動車１１は、挙動制御装置１０と共に、４輪駆動制御部１３、ブレーキ圧制御ユニット１４、走行状態判断部１５、及びＶＤＣ装置１６を有しており、挙動制御装置１０は、４輪駆動制御部１３からのリアディファレンシャルロックモード情報（差動制限情報）ａ、ブレーキ圧制御ユニット１４からのブレーキ圧制御情報ｂ、走行状態判断部１５からの走行状態（アンダステア或いはオーバステア）検出情報ｃの入力により、ＶＤＣ装置１６へ、制動力付与部１２によって付与される制動力付与情報ｄを出力する。
【００１０】
図２は、図１の車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の駆動構成を概略的に示す説明図である。図２に示すように、４輪駆動車１１は、エンジン１７、クラッチ（図示しない）、トランスミッション１８、トランスファ１９、プロペラシャフト２０、ファイナルドライブ２１、及び前後ドライブシャフト（アクスルシャフト）２２を主たる構成要素とするパワートレインと、このパワートレインにより駆動される前後輪（例えば４個）２３を有している。前後輪２３ａ〜２３ｄのそれぞれには、ブレーキ作動部２４ａ〜２４ｄが備えられている。
【００１１】
この４輪駆動車１１において、エンジン１７が発生させた駆動トルクは、クラッチ（図示しない）を介して、トランスミッション１８に、更にトランスファ１９へと伝達される。トランスファ１９へと伝達された駆動トルクは、プロペラシャフト２０ａを介して前輪側ファイナルドライブ２１ａへ、プロペラシャフト２０ｂを介して後輪側ファイナルドライブ２１ｂへと分配される。
更に、駆動トルクは、前輪側ファイナルドライブ２１ａから、前輪側ドライブシャフト２２ａを介して前輪２３ａ、前輪側ドライブシャフト２２ｂを介して前輪２３ｂへ、後輪側ファイナルドライブ２１ｂから、後輪側ドライブシャフト２２ｃを介して後輪２３ｃ、後輪側ドライブシャフト２２ｄを介して後輪２３ｄへ、それぞれ伝達される。
【００１２】
これにより、４輪駆動車１１は、前輪２３ａ，２３ｂと後輪２３ｃ，２３ｄが何れも駆動輪として機能する。
この４輪駆動車１１は、通常、直進状態の場合は４輪とも同一回転数により駆動されて走行するが、例えばカーブを曲がるときに旋回し易いように、ファイナルドライブ２１内に、左右輪に生じる回転差を吸収するための左右差回転吸収機構（ディファレンシャルギヤ）が組み込まれている。なお、エンジン１７の作動制御は、スロットル操作により可能である。
【００１３】
つまり、４輪駆動車１１は、パートタイムトランスファを有するメカニカル４輪駆動車であり、モードスイッチで、２ＷＤ、４ＷＤのハイ（Ｈｉ）、４ＷＤのロー（Ｌｏ）に切替可能であると共に、後輪側ファイナルドライブ（リアディファレンシャル）２１ｂは、ディファレンシャルロックスイッチの操作により、摩擦クラッチの接続・断続で後輪２３の差動を許容し或いは禁止（ディファレンシャルロック）することができる。このディファレンシャルロックスイッチの操作信号は、ＶＤＣ装置１６へ入力される。
ＶＤＣ装置１６は、車両の、例えば旋回走行時や凍結路面走行時等における、ドライバの操作状態を検知すると共に車両の走行状態（アンダステア、オーバステア）を判断して、４輪ブレーキ制御とエンジン出力制御を行うことにより、車両の横滑りを抑制する制御を行う。
【００１４】
このように、４輪駆動車１１は、後輪により駆動可能であり、左右後輪２３ｃ，２３ｄの差動を制限する手段（ディファレンシャルロックスイッチ）と、差動制限しているか否かを検出する手段（４輪駆動制御部１３）と、アンダーステア状態か否か判断する手段（走行状態判断部１５）とを備え、アンダーステア状態のときに、後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して車両の（旋回）挙動を制御するＶＤＣ装置１６を有している。
次に、車両の挙動制御装置１０の挙動制御処理の流れを説明する。
【００１５】
図３は、車両の挙動制御装置の挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、先ず、ＶＤＣ装置１６が、リアディファレンシャル（リアデフ）ロックモード（ＦＲＥＥ／ＬＯＣＫ）認識信号を読み込む（ステップＳ１０１）。即ち、運転者（ドライバ）がリアディファレンシャルロックモードスイッチでどのモード（ＦＲＥＥ／ＬＯＣＫ）を選択しているのかを確認する。例えば、「ＦＲＥＥ」はリアディファレンシャルロックモードがフリー状態、「ＬＯＣＫ」はリアディファレンシャルロックモードがロック（直結）状態である。
【００１６】
次に、リアディファレンシャルロックモードがロック状態か（ＲｒＤｉｆｆ−ＬＯＣＫ？）否か、つまり、リアディファレンシャルロックモードスイッチ位置（ポジション）がどのモードにあるか、を判断する（ステップＳ１０２）。判断の結果、リアデフロック状態でない（Ｎｏ）、即ち、リアディファレンシャルロックモードがフリー状態の場合、通常のＶＤＣ制御（エンジン出力抑制処理、ブレーキ制御指令）に移行する（ステップＳ１０３）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００１７】
一方、リアデフロック状態である（Ｙｅｓ）場合、ＶＤＣ作動フラグ信号（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ）を読み込む（ステップＳ１０４）。ここで、ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１はＶＤＣ作動を、ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝０はＶＤＣ非作動を示す。ＶＤＣ作動フラグ信号は、ＶＤＣ側から他ユニット、例えば、エンジンや自動変速機（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＴ）等に出力する信号である。このフラグの読み込みの目的は、ＶＤＣ作動／ＶＤＣ非作動を確認するためである。
次に、ＶＤＣ作動開始か（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１？）否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、ＶＤＣ作動フラグが１（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝１）にセットされている場合は、「ＶＤＣ作動」であり、ＶＤＣ作動フラグが０（ＶＤＣ ＡＣＴ ＦＬＧ＝０）にセットされている場合は、「ＶＤＣ非作動」である。
【００１８】
判断の結果、ＶＤＣ作動開始でない（Ｎｏ）場合、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。一方、ＶＤＣ作動開始である（Ｙｅｓ）場合、ＶＤＣはオーバステア（ＯＳ）制御か或いはアンダステア（ＵＳ）制御かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、車両の挙動制御装置１０にあっては、アンダステア抑制制御時のみ適用するものであることから、車両の挙動に対し、オーバステア抑制制御なのか或いはアンダステア抑制制御なのかを識別する必要がある。
【００１９】
ＶＤＣはオーバステア制御か或いはアンダステア制御かの判断の結果、ＶＤＣはオーバステア制御である場合、通常のＶＤＣ制御（エンジン出力の抑制処理、ブレーキ制御指令）に移行する（ステップＳ１０７）。つまり、オーバステア抑制制御は、フロント外輪にブレーキをかけるため、リアディファレンシャルロックモードがフリー状態或いはロック状態の何れでも制御への影響は無く、通常（既存）のＶＤＣ制御に移行する。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００２０】
一方、ＶＤＣはアンダステア制御である場合、リア内輪のブレーキ制御の目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）を読み込む（ステップＳ１０８）。即ち、アンダステア抑制制御時にリア内輪にブレーキ制御指令が出ているか否かを確認する。目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）は、次式から算出することができる。
ＴＲｒ−ＬＨ＝Ｐ×Ｆ×２×μ×Ｇ
ここで、Ｐ：目標ホイールシリンダ圧、Ｆ：キャリパー受圧面積、μ：パッド摩擦係数、Ｇ：ディスクロータ有効半径である。
【００２１】
そして、リア内輪のブレーキ制御の目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）を読み込んだ後、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が設定されるか否か（ＴＲｒ−ＬＨ＞０？）を判断する（ステップＳ１０９）。判断の結果、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が数値設定されない（Ｎｏ）、即ち、ＴＲｒ−ＬＨ＝０の場合、ブレーキ制御指令は無く、エンジン出力抑制のみのＶＤＣ制御へ移行する（ステップＳ１１０）。
【００２２】
一方、目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）が数値設定される（Ｙｅｓ）場合、ブレーキ制御指令が出ていることになるので、リア外輪におけるスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くために必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求める（ステップＳ１１１）。必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）の求め方を、以下に示す。
ブレーキのスリップ率λ＝（ＶＦ−ＶＲ）／ＶＦ・（８０〜９０％）
車輪回転速度ＶＲ＝ｒ・ω
制動力ＦＢ＝μ・Ｇ
制動トルクＴＢ＝ＦＢ・ｒ＝μ・Ｇ・ｒ
ここで、ｒ：タイヤ動半径、ω：角速度、ＶＦ：車速、Ｇ：重量、μ：摩擦係数である。
【００２３】
図４は、ブレーキのスリップ率に対する摩擦係数μとサイドフォース係数μｓの関係をグラフで示す説明図である。図４に示す、“摩擦係数μ／ブレーキのスリップ率λ曲線”から、スリップ状態をコントロールしてスリップ率が８０〜９０％になる摩擦係数μを求め、更に、制動力（ＦＲｒ−ＲＨ）から制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求める。
ＦＲｒ−ＲＨ＝μ・Ｇ
ＴＲｒ−ＲＨ＝ＦＲｒ−ＲＨ・ｒ＝μ・Ｇ・ｒ
なお、上述したスリップ率が８０〜９０％でなくても、タイヤの前後方向及び横方向のグリップ力が低下し、スリップ率が８０〜９０％の場合と同様の効果が得られれば、例えば、スリップ率が６０％や７０％でも良い。
【００２４】
ステップＳ１１１で、リア外輪におけるスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くために必要な制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を求めた後、リア外輪に制動トルク（ＴＲｒ−ＲＨ）を発生させるために必要な、ブレーキ圧制御ユニットである液圧ユニット（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｕｎｉｔ：ＨＵ）のアクティブ増圧分の制動トルク（ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ）を算出する（ステップＳ１１２）。
上述したように、ＴＲｒ−ＲＨ＝ＴＲｒ−ＬＨ＋ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳであるため、
ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ＝ＴＲｒ−ＲＨ−ＴＲｒ−ＬＨ
である。
【００２５】
次に、リア内輪とリア外輪に対するブレーキ制御指令、
リア内輪：目標制動トルク（ＴＲｒ−ＬＨ）
リア外輪：ＨＵアクティブ増圧分の制動トルク（ＴＨＵ−ＰＲＥＳＳ）
を実行する（ステップＳ１１３）。その後、ステップＳ１０１へ戻り、以後の処理を繰り返す。
【００２６】
このように、車両の挙動制御装置１０は、制動力付与部１２により、後輪で駆動可能な車両の走行に際し、左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあってＶＤＣ装置１６による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、後輪の旋回外輪側へ、スリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くように、即ち、結果的に、路面と当該輪とのグリップ力（横力）が低下した状態になるように、対応するブレーキ作動部２４を作動させて制動力を付与する。
【００２７】
これにより、アンダーステア抑制を阻害させないために、アンダーステア抑制方向とは逆方向のモーメントを発生させないようにする。つまり、リアディファレンシャルロック状態において、ドリフトアウト（＝アンダステア）抑制によるブレーキ制御がリア内輪側に働くと、その反対側のリア外輪側に制動トルクが回り込むことにより、アンダーステア抑制方向とは逆方向にモーメントが働いてアンダーステア抑制を阻害してしまうが、アンダーステア抑制を阻害させないためには、ＨＵのアクティブ増圧機能を使用してリア外輪のスリップ状態をコントロールし、アンダーステア抑制方向とは逆方向のモーメントを発生させないようにする。即ち、リア外輪のスリップ状態をコントロールすることにより、リア外輪のスリップ率を増加させて、リア外輪における横方向のグリップ力（横力）を徐々に減少させる。
【００２８】
このため、車両の挙動がドリフトアウト（アンダーステア）傾向に移行しつつある状態でも、車両挙動を抑制することができ、期待する抑制方向の逆方向にはモーメントが働かないようにして、ＶＤＣ装置１６による車両挙動制御が阻害されることを防止している。
更に、リア外輪（後輪の旋回外輪）のスリップ状態をコントロールしてスリップ率を所定の範囲（例えば、８０〜９０％）に持って行くようにすることは、車両にとってはオーバステア方向へ作用するので、ドリフトアウト（＝アンダステア）抑制への応援的効果を得ることができる。
【００２９】
また、制動力付与部１２は、リア外輪（後輪の旋回外輪）におけるスリップをコントロールするために発生させた制動トルクの回り込みにより、リア内輪（後輪の旋回内輪）に発生する制動トルクを、リア内輪にかかる目標制動トルクになるように補正する。つまり、制動力付与部１２は、リア内輪に発生する制動トルクを、リア外輪に発生させた制動トルクに基づき算出し、リア外輪におけるスリップをコントロールするための制動トルクをアクティブ増圧分として発生させたＨＵによる増減圧機能を使用して、リア内輪にかかる制動トルクを、リア内輪にかかる目標制動トルクになるように補正する。
【００３０】
このように、制動力付与部１２により、リア内輪に回り込んでくる制動トルクを考慮し、リア内輪に対し、ＨＵによる増減圧機能を使用して総合的な制動トルクがかかるように、即ち、液圧の加え方を徐々にコントロールして横方向のグリップを徐々に失わせるように、補正されるので、過剰な制動トルクを発生させることがない。
これは、リア外輪おけるスリップをコントロールして所定の範囲内で横方向のグリップ力を徐々に失わせるように制御する、リア外輪への（ＨＵアクティブ増圧分の）制動トルクが、リア内輪に回り込んでくると、リア内輪に回り込んだ制動トルクが、そもそものアンダステア抑制のきっかけとしての制動トルク分に加算されることになり、過剰な制動トルクが発生してリア内輪に付加された状態になってしまうことに対処している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施の形態に係る車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の車両の挙動制御装置を備えた４輪駆動車の駆動構成を概略的に示す説明図である。
【図３】車両の挙動制御装置の挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】ブレーキのスリップ率に対する摩擦係数μとサイドフォース係数μｓの関係をグラフで示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 挙動制御装置
１１ ４輪駆動車
１２ 制動力付与部
１３ ４輪駆動制御部
１４ ブレーキ圧制御ユニット
１５ 走行状態判断部
１６ ＶＤＣ装置
１７ エンジン
１８ トランスミッション
１９ トランスファ
２０，２０ａ，２０ｂ プロペラシャフト
２１ ファイナルドライブ
２１ａ 前輪側ファイナルドライブ
２１ｂ 後輪側ファイナルドライブ
２２ ドライブシャフト
２２ａ，２２ｂ 前輪側ドライブシャフト
２２ｃ，２２ｄ 後輪側ドライブシャフト
２３ 前後輪
２３ａ，２３ｂ 前輪
２３ｃ，２３ｄ 後輪
２４ａ〜２４ｄ ブレーキ作動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、前記後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して前記車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置であって、
前記車両の走行に際し、前記左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあって前記ＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、前記後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与手段を有することを特徴とする車両の挙動制御装置。
【請求項２】
前記制動力付与手段は、
前記後輪の旋回外輪におけるスリップをコントロールするために発生させた制動トルクの反力として発生する駆動トルクにより、前記後輪の旋回内輪に発生する制動トルクを、前記後輪の旋回内輪にかかる目標制動トルクになるように補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項３】
前記制動力付与手段は、
前記後輪の旋回内輪に発生する制動トルクを、前記後輪の旋回外輪に発生させた制動トルクに基づき算出し、
前記後輪の旋回外輪におけるスリップをコントロールするための制動トルクをアクティブ増圧分として発生させた液圧ユニットによる増減圧機能を使用して、前記後輪の旋回内輪にかかる制動トルクを、前記後輪の旋回内輪にかかる目標制動トルクになるように補正することを特徴とする請求項２に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項１】
車両を後輪により駆動可能であり、左右後輪の差動を制限する手段と、差動制限しているか否かを検出する手段と、アンダーステア状態か否か判断する手段とを備え、アンダーステア状態のときに、前記後輪の旋回内輪側へ制動力を付与して前記車両の挙動を制御するＶＤＣ装置を有する車両の挙動制御装置であって、
前記車両の走行に際し、前記左右後輪への差動制限を行っていることを検知し、且つ、アンダーステア状態にあって前記ＶＤＣ装置による旋回内輪へ制動力を付与しているときには、前記後輪の旋回外輪側へ、路面と当該輪とのグリップ力が低下するように制動力を付与する制動力付与手段を有することを特徴とする車両の挙動制御装置。
【請求項２】
前記制動力付与手段は、
前記後輪の旋回外輪におけるスリップをコントロールするために発生させた制動トルクの反力として発生する駆動トルクにより、前記後輪の旋回内輪に発生する制動トルクを、前記後輪の旋回内輪にかかる目標制動トルクになるように補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
【請求項３】
前記制動力付与手段は、
前記後輪の旋回内輪に発生する制動トルクを、前記後輪の旋回外輪に発生させた制動トルクに基づき算出し、
前記後輪の旋回外輪におけるスリップをコントロールするための制動トルクをアクティブ増圧分として発生させた液圧ユニットによる増減圧機能を使用して、前記後輪の旋回内輪にかかる制動トルクを、前記後輪の旋回内輪にかかる目標制動トルクになるように補正することを特徴とする請求項２に記載の車両の挙動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２１４６８４（Ｐ２００９−２１４６８４Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５９８７６（Ｐ２００８−５９８７６）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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