４輪駆動車の制御装置
【課題】電動パーキングブレーキによって減速を行う際に問題となる、最大制動力の低さと、車両の不安定化を有効に防止する。
【解決手段】電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除し、また、主ブレーキ系統異常によるブレーキ制御量が入力されたると、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。更に、ＡＣＣシステム２５から電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。そして、前後駆動力配分制御部１８は、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には前軸と後軸とを直結させる。
【解決手段】電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除し、また、主ブレーキ系統異常によるブレーキ制御量が入力されたると、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。更に、ＡＣＣシステム２５から電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。そして、前後駆動力配分制御部１８は、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には前軸と後軸とを直結させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪を制動させる電動パーキングブレーキを備え、前後輪間で駆動力配分自在な４輪駆動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のパーキングブレーキにおいては、電動モータにより作動させる電動パーキングブレーキが開発され、実用化されている。このような、電動パーキングブレーキとしては、例えば、特開平７−８９４２０号公報において、キャリパ内に形成したシリンダと、このシリンダ内に配置された摺動自在なピストンと、このピストンをディスクに向けて往復動するためのスクリュウシャフトと、スクリュウシャフトを作動するモータと、スクリュウシャフトに設けられピストンに生じるブレーキ押圧力によってピストンの移動量を制御する尺取機構と、モータと尺取機構を制御する電子制御装置とを備えた電動ブレーキが提案されている。
【特許文献１】特開平７−８９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の特許文献１に記載されるような電動パーキングブレーキは、通常の油圧を用いた主ブレーキと比較して停止保持時間が長いという特性があることから、近年実用化されている様々な車両制御装置（例えば、先行車追従制御装置等）に適用することが可能であるが、電動パーキングブレーキは、後輪のみ制動するものであるため、発生可能な最大制動力が低く、また、後輪のみ制動させることにより車両が不安定化してしまう虞がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電動パーキングブレーキによって減速を行う際に問題となる、最大制動力の低さと、車両の不安定化を有効に防止することができる４輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両の後輪に設けた電動パーキングブレーキを作動自在な電動パーキングブレーキ制御手段と、前軸と後軸との間に設けたクラッチ手段を制御して前輪と後輪との間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の制御装置において、上記前後駆動力配分制御手段は、上記電動パーキングブレーキが作動した際に、前軸と後軸とを直結する方向に上記クラッチ手段を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による４輪駆動車の制御装置によれば、電動パーキングブレーキによって減速を行う際に問題となる、最大制動力の低さと、車両の不安定化を有効に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両の制駆動系及び搭載される各制御部の概略を示す説明図、図２は前後駆動力配分制御部の機能ブロック図である。
【０００８】
図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てトランスファ３に伝達される。
【０００９】
更に、このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、トランスファ３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。
【００１０】
また、後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。
【００１１】
トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート１５ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート１５ｂとを交互に重ねて構成したクラッチ手段としての湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ）１５と、このトランスファクラッチ１５の締結力（トランスファクラッチトルク）を可変自在に付与するトランスファピストン１６とにより構成されている。従って、本車両は、トランスファピストン１６による押圧力を制御し、トランスファクラッチ１５のトランスファクラッチトルクを制御することで、トルク配分比が前輪と後輪で、例えば１００：０から５０：５０の間で可変できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース（ＦＦベース）の４輪駆動車となっている。
【００１２】
また、トランスファピストン１６の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するクラッチ駆動部１７で与えられる。このクラッチ駆動部１７を駆動させる制御信号（ソレノイドバルブに対するトランスファクラッチトルクに応じた出力信号）は、後述の前後駆動力配分制御部１８から出力される。
【００１３】
また、図１中、符号１９は車両のブレーキ駆動部（主ブレーキ）を示し、このブレーキ駆動部１９には、ドライバにより操作されるブレーキペダル２０の踏力をブレーキ踏力センサ２１で検出して、その踏力に応じたブレーキ力を発生させるブレーキ制御部２２が接続されている。すなわち、本実施の形態による主ブレーキの機構は、周知の電気油圧式ブレーキであって、ドライバがブレーキペダル２０を操作すると、そのブレーキ踏力がブレーキ踏力センサ２１で検出され、ブレーキ制御部２２により、ブレーキ駆動部１９を通じて、４輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの各ホイールシリンダ２３fl，２３fr，２３rl，２３rrにブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。
【００１４】
ブレーキ駆動部１９は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、上述のドライバによるブレーキ操作以外にも、後述するように、ブレーキ制御部２２からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダ２３fl，２３fr，２３rl，２３rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に構成されている。
【００１５】
このブレーキ制御部２２における制御は、例えば、各車輪に設けた車輪速度センサからの各車輪速度、ハンドル角センサからのハンドル角、ヨーレートセンサ（以上、ブレーキ制御部２２における各センサは図１においては図示せず）からのヨーレートと車両諸元を基に、例えば以下の如く制御するようになっている。目標ヨーレートの微分値、低μ路走行の予測ヨーレートの微分値および両微分値の偏差を算出し、また実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差を算出し、これらの値に基づいて、車両のアンダーステア傾向、或いは、オーバーステア傾向を修正する目標制動力を算出する。そして、車両のアンダーステア傾向を修正するためには旋回方向内側後輪を、オーバーステア傾向を修正するためには旋回方向外側前輪を制動力を加える制動輪として選択し、ブレーキ駆動部１９に制御信号を出力して選択車輪に目標制動力を付加して制動力制御する。ここで、ブレーキ制御部２２での作動信号、すなわち、アンダーステア傾向を修正すべく動作中か、あるいは、オーバーステア傾向を修正すべく動作中かの作動信号は前後駆動力配分制御部１８、及び、後述する電動パーキングブレーキ制御部２４に対しても出力される。
【００１６】
また、ブレーキ制御部２２では、ブレーキ踏力センサ２１とブレーキ制御部２２との間の通電の異常（断線）等の故障診断を行っており、例えば、ブレーキ踏力センサ２１とブレーキ制御部２２との間の通電が無く、断線と判断した場合には、図示しない警報ランプを点灯させると共に、主ブレーキ系統が異常であることを示す信号を電動パーキングブレーキ制御部２４に対して出力する。そして、以後、ブレーキ制御部２２は、電動パーキングブレーキ制御部２４に対し、ブレーキ駆動部１９に出力していた信号を代替して出力する。尚、ブレーキ制御部２２は、主ブレーキ系統が異常である場合に電動パーキングブレーキ制御部２４に対して代替信号を出力する場合、上述の車両挙動を修正させる信号と重複する場合には、代替信号を優先出力する。このように、ブレーキ制御部２２は、ブレーキ制御手段、及び、車両挙動制御手段としての機能を有して構成されている。
【００１７】
一方、本実施の形態の車両においては、前方を走行する先行車を検出し、該先行車の情報を基に少なくとも自車両を減速制御自在な走行制御手段としての先行車追従機能付きクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２５が搭載されている。
【００１８】
このＡＣＣシステム２５は、ステレオカメラ２５ａ、前方認識部２５ｂ、走行制御部２５ｃを有して主要に構成され、このＡＣＣシステム２５では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときには運転者が設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、その先行車に自動追従するべく制御される。
【００１９】
この自動追従制御は、例えば、先行車が存在する場合には、運転者による追従運転状態と判断した際に、運転者の操作に応じた車両運転情報の取得を重ね、該車両運転情報を基に自動追従制御の制御目標値を学習する。一方、先行車が存在して自動追従制御を実行する際には、学習した制御目標値に基づいて自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行う。
【００２０】
ステレオカメラ２５ａは、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、前方認識部２５ｂに出力される。
【００２１】
前方認識部２５ｂは、ステレオカメラ２５ａからの画像、車速センサ２６からの自車速Ｖownが入力され、ステレオカメラ２５ａからの画像に基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車両前方の先行車を抽出して、先行車距離（車間距離）Ｄ、先行車速度（（車間距離Ｄの変化量）＋（自車速Ｖown））Ｖfwd、先行車加速度（先行車速度Ｖfwdの微分値）ａfwd、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを走行制御部２５ｃに出力する。
【００２２】
ここで、前方認識部２５ａにおける、ステレオカメラ２５ａからの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ２５ａのＣＣＤカメラで撮像した自車両の進行方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両に対する相対速度）が求められ、特に自車進行路上にある最も近い車両で、自車両と略同じ方向に所定の速度で進行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で、自車両に対する相対速度が自車速Ｖownと略同じ速度で自車両に接近するものは、停止した先行車として認識される。
【００２３】
走行制御部２５ｃは、運転者の操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行なう定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能を実現するもので、前方認識部２５ｂと、車速センサ２６と、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ２７と、ブレーキスイッチ２８等が接続されている。
【００２４】
定速走行スイッチ２７は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチが配設されている。
【００２５】
運転者が図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する速度をセットすると、定速走行スイッチ２７からの信号が走行制御部２５ｃに入力される。そして、車速センサ２６で検出した車速が、運転者のセットした設定車速に収束するように、エンジン制御部３５に信号出力してスロットル弁（図示せず）の開度をフィードバック制御し、自車両を自動的に定速状態で走行させ、或いは、電動パーキングブレーキ制御部２４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。
【００２６】
又、走行制御部２５ｃは、定速走行制御を行っている際に、前方認識部２５ｂにて先行車を認識した場合には、所定の条件で後述する自動追従制御へ自動的に切換えられる。
【００２７】
走行制御部２５ｃにおける自動追従制御では、自車両と先行車との車間距離Ｄを自車速Ｖownで除して車間時間Ｔdを演算し、自動追従制御が解除されている状態（例えば、メインスイッチがＯＦＦの状態）で、先行車が存在し、車間時間Ｔdが設定範囲内の値である状況が設定時間継続する場合、運転者による追従運転状態として判断する。そして、運転者による追従運転状態と判断した際には、運転者の操作に応じた車両運転情報の取得を重ね、該車両運転情報を基に自動追従制御の制御目標値を学習する。また、メインスイッチがＯＮの状態で自動追従制御を実行する際には、学習した制御目標値に基づいてエンジン制御部３５や電動パーキングブレーキ制御部２４に対し、作動信号を出力する。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、運転者がブレーキペダル２０を踏んだ場合や、自車速Ｖownが予め設定しておいた上限値を超える場合には、自動的に解除されるようになっている。
【００２８】
ここで、上述の自動追従制御における追従加速の際のスロットル開度の設定は、例えば、先行車の加速度と自車速Ｖownを基に、上述の学習により更新されながら予め設定されるマップを検索することにより設定される。同様に、上述の自動追従制御における追従減速の際のブレーキ制御量の設定は、例えば、先行車の減速度と自車速Ｖownを基に、上述の学習により更新されながら予め設定されるマップを検索することにより設定される。
【００２９】
また、車両の後輪１４rl、１４rrには、周知の、例えば、特開平７−８９４２０号公報で開示されるような、電動モータ２９rl、２９rrにより作動させられる電動パーキングブレーキ３０が設けられている。
【００３０】
この電動パーキングブレーキ３０は、上述の電動パーキングブレーキ制御部２４からの信号により駆動されるものであり、電動パーキングブレーキ制御部２４には、前述のブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号、主ブレーキ系統の異常信号及び主ブレーキ系統異常後のブレーキ制御量が入力される。また、電動パーキングブレーキ制御部２４には、ＡＣＣシステム２５の走行制御部２５ｃから電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力される。更に、ドライバが電動パーキングブレーキ３０を作動させるための電動パーキングブレーキ作動スイッチ３１が接続されている。
【００３１】
そして、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、ブレーキ制御部２２による車両挙動の修正と干渉しないようにするため、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除する。
【００３２】
また、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から主ブレーキ系統異常によるブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。
【００３３】
更に、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ＡＣＣシステム２５の走行制御部２５ｃから電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。
【００３４】
尚、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ作動スイッチ３１からの信号が入力されている場合には、他の全ての信号に優先して電動パーキングブレーキ３０を作動させる。
【００３５】
こうして、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ３０の作動状態を前後駆動力配分制御部１８に対しても出力する。すなわち、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ制御手段として設けられている。
【００３６】
次に、前述の前後駆動力配分制御手段として設けられる前後駆動力配分制御部１８の構成の一例について図２により説明する。
【００３７】
前後駆動力配分制御部１８は、４輪の車輪速センサ４１fl，４１fr，４１rl，４１rrから各車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角センサ４２からハンドル角θＨ、ヨーレートセンサ４３からヨーレートγ、エンジン制御部３５からエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅ、トランスミッション制御部４４からタービン回転数Ｎｔ、ギヤ比ｉ、路面μ推定装置４５から路面μ推定値μｅ、ブレーキ制御部２２からアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号（制動力制御の各信号）、電動パーキングブレーキ制御部２４から電動パーキングブレーキ３０の作動信号が入力される。また、前後駆動力配分制御部１８には、ドライバが電動パーキングブレーキ３０が作動中に敢えてトランスファクラッチ１５を解放したい場合にＯＮさせるスイッチ手段としてのクラッチ作動強制解除スイッチ４６が接続されている。尚、図１においては、図面を判りやすく整理するために前後駆動力配分制御部１８における各センサ類４１fl，４１fr，４１rl，４１rr、４２、４３及びトランスミッション制御部４４、路面μ推定装置４５は省略している。
【００３８】
そして、これら各入力信号に基づいて、トルク感応トルクＴｔと差回転感応トルクＴｓとヨーレートフィードバックトルクＴｙを演算し、これら各トルクからトランスファクラッチトルクＴtrを演算する。また、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には、トランスファクラッチトルクＴtrを予め設定された最大値に設定してクラッチ駆動部１７に出力し、前軸と後軸とを直結させる。
【００３９】
すなわち、前後駆動力配分制御部１８は、図２に示すように、トランスミッション出力トルク演算部１８ａ、トルク感応トルク設定部１８ｂ、差回転感応トルク設定部１８ｃ、ヨーレートフィードバックトルク設定部１８ｄ、制動力制御時トルク設定部１８ｅ、トランスファクラッチトルク設定部１８から構成されている。
【００４０】
トランスミッション出力トルク演算部１８ａは、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅ、タービン回転数Ｎｔ、ギヤ比ｉが入力され、以下（１）式によりトランスミッション出力トルクＴｏを演算し、このトランスミッション出力トルクＴｏをトルク感応トルク設定部１８ｂと差回転感応トルク設定部１８ｃに出力する。
Ｔｏ＝Ｔｅ・ｔ・ｉ …（１）
ここで、ｔはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）とトルクコンバータのトルク比ｔとのマップを参照することにより求められる。
【００４１】
トルク感応トルク設定部１８ｂは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、ギヤ比ｉ、路面μ推定値μｅ、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の信号及びトランスミッション出力トルクＴｏが入力され、トルク感応トルクＴｔを演算してトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４２】
具体的には、まず、トルク感応トルク設定部１８ｂでは、ギヤ比ｉ毎、制動力制御の作動時（アンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中）のそれぞれの場合毎における、予め設定しておいた後輪の駆動力配分率Ａｉを選択し、この後輪駆動力配分率Ａｉとトランスミッション出力トルクＴｏとからトルク感応トルクＴｔを演算する。
Ｔｔ＝Ａｉ・Ｔｏ …（２）
【００４３】
そして、このトルク感応トルクＴｔを、操舵による引きづりトルクの影響を少なくするため、操舵角δｆ（＝θＨ／ｎ：ｎはステアリングギヤ比）に応じたトルクの減少補正と、車速Ｖ（例えば車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrの平均）に応じた補正を行う。
Ｔｔ＝ｆ（δｆ）・ｇ（Ｖ）・Ｔｔ …（３）
【００４４】
更に、（３）式で補正したトルク感応トルクＴｔを、予め設定しておいた路面μ毎の下限値より下回らないように制限し設定して、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４５】
差回転感応トルク設定部１８ｃは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、及びトランスミッション出力トルクＴｏが入力され、以下（４）式にて差回転感応トルクＴｓを演算し、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
Ｔｓ＝ＫT0・（ΔＮ−ΔＮ０） …（４）
ここで、ΔＮは、前軸の実際の回転速（実回転速）ωｆ（＝（ωfl＋ωfr）／２）と後軸の実際の回転速（実回転速）ωｒ（＝（ωrl＋ωrr）／２）との差（実差回転）、すなわち、ΔＮ＝ωｒ−ωｆである。
【００４６】
また、ΔＮ０は、ステアリングの操舵角δｆと車速Ｖにより必然的に発生する差回転（基本差回転）で、例えば、車両運動モデルを用いて以下のように演算する。
車両重心点の旋回半径ρcg＝（１＋Ａ・Ｖ２）・（Ｌ／（θＨ／ｎ））
…（５）
車両重心点のすべり角βcg＝（（１−（ｍ／（２・Ｌ））
・（Ｌｆ／（Ｌｒ・Ｋｒ））・Ｖ２）
／（１＋Ａ・Ｖ２））・（Ｌｒ／Ｌ）
・（θＨ／ｎ） …（６）
ここで、Ａはスタビリティファクタ、ｍは車両質量、Ｌはホイールベース、Ｌｆは前軸−重心間距離、Ｌｒは後軸−重心間距離である。
（５）、（６）式より、
前軸の旋回半径ρｆ＝ρcg＋Ｌｆ・（sin （βcg）） …（７）
後軸の旋回半径ρｒ＝ρcg−Ｌｒ・（sin （βcg）） …（８）
従って、
前軸の基準回転速ωf0＝Ｖ・（ρｆ／ρcg） …（９）
後軸の基準回転速ωr0＝Ｖ・（ρｒ／ρcg） …（１０）
以上から、基本差回転ΔＮ０、すなわち、ΔＮ０＝ωr0−ωf0が演算される。このため、（ΔＮ−ΔＮ０）は、実際に生じているスリップ量を示している。
【００４７】
また、ＫT0は、トランスミッション出力トルクＴｏによって予め設定した比例係数であり、トランスミッション出力トルクＴｏが大きいほど大きい値に設定され、差回転を減少させるようになっている。
【００４８】
ヨーレートフィードバックトルク設定部１８ｄは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、ヨーレートγが入力され、車速Ｖ及び操舵角δｆによって定めた車体の目標ヨーレートγ' と実際のヨーレートを比較し、その値が一致するように増減すべきヨーレートフィードバックトルクＴｙを演算し、このヨーレートフィードバックトルクＴｙをトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４９】
具体的には、目標ヨーレートγ' は、以下の（１１）式で演算する。
γ' ＝（１／（１＋Ｔ・ｓ））・（１／（１＋Ａ・Ｖ２））
・（Ｖ／Ｌ）・δｆ …（１１）
ここで、Ｔは時定数、ｓはラプラス演算子である。
【００５０】
そして、この目標ヨーレートγ' と実際のヨーレートγとからヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ' ）を演算し、このヨーレート偏差Δγが０になるようにヨーレートフィードバックトルクＴｙを設定する。
【００５１】
制動力制御時トルク設定部１８ｆは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、路面μ推定値μｅ、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号が入力され、ブレーキ制御部２２がアンダーステア傾向抑止中、或いはオーバーステア傾向抑止中における、トランスファクラッチトルクＴtrの補正量Ｔtryhを演算し、この補正量Ｔtryhをトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００５２】
補正量Ｔtryhは、例えば、次のように演算する。
まず、ブレーキ制御部２２がアンダーステア傾向抑止中の場合は、予め定めておいた微少トルクΔＴに対して、定数Ｋusを乗算することで補正量Ｔtryhを演算する。
Ｔtryh＝Ｋus・ΔＴ …（１２）
ここで、定数Ｋusは、車速Ｖと路面μ推定値μｅにより可変に設定するもので、車速Ｖが高いほど大きく、路面μ推定値μｅが小さいほど小さくする。すなわち、車速Ｖが高いほど大きく補正して速やかに車両挙動を安定させる。また、路面μ推定値μｅが小さい場合は、車両特性が急に変化することを防止するため、補正量Ｔtryhの増減を微少なものとする。そして、アンダーステア傾向が強いほど、前後５０：５０の４輪駆動の方向に、すなわち、トランスファクラッチトルクＴtrを増加する方向に補正する。
【００５３】
一方、ブレーキ制御部２２がオーバーステア傾向抑止中の場合は、予め定めておいた微少トルクΔＴに対して、定数Ｋosを乗算することで補正量Ｔtryhを演算する。
Ｔtryh＝Ｋos・ΔＴ …（１３）
ここで、定数Ｋosは、定数Ｋusと同様に、車速Ｖと路面μ推定値μｅにより可変に設定するもので、車速Ｖが高いほど大きく、路面μ推定値μｅが小さいほど小さくする。そして、オーバーステア傾向が強いほど、前後１００：０の２輪駆動の方向に、すなわち、トランスファクラッチトルクＴtrを減少する方向に補正する。
【００５４】
尚、本実施の形態では、ＦＦベースの４輪駆動車であるため、トランスファクラッチトルクＴtrの増減は上述のようになるが、フロントエンジン・リヤドライブ車ベース（ＦＲベース）の４輪駆動車の場合は、トランスファクラッチトルクの締結は、上述と逆になることは云うまでもない。
【００５５】
トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号、電動パーキングブレーキ制御部２４の作動信号、クラッチ作動強制解除スイッチ４６からの信号、及び、トルク感応トルクＴｔ、差回転感応トルクＴｓ、ヨーレートフィードバックトルクＴｙが入力され、必要に応じて補正量Ｔtryhを読み込む。そして、これらに基づき、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、トランスファクラッチトルクＴtrを以下の各場合のように設定してクラッチ駆動部１７に出力する。
【００５６】
エンジン制御部３５に電動パーキングブレーキ３０が非作動であり、制動力制御の非作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrを以下のように設定する。
Ｔtr＝Ｔｔ＋Ｔｓ＋Ｔｙ …（１４）
【００５７】
また、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、電動パーキングブレーキ３０が作動中であり、制動力制御の非作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrを以下のように設定する。
Ｔtr＝Ｔcp …（１５）
ここで、Ｔcpは予め設定しておいた最大値、すなわち、前軸と後軸とを直結するための値である。このため、電動パーキングブレーキ３０が作動され、後輪側に作用する制動力は前輪側にも伝達されて、前輪側と後輪側とにバランス良く制動力が作用され、車両の不安定化を有効に防止することができる。更に、前輪側にも制動力が作用されることから、最大制動力も高めることが可能となっているのである。
【００５８】
また、制動力制御の作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrは、制動力制御がアンダーステア傾向抑止中、或いはオーバーステア傾向抑止中によって可変して設定される補正量Ｔtryhを用いて以下のように設定される。
Ｔtr＝Ｔｔ＋Ｔtryh …（１６）
尚、電動パーキングブレーキ制御部２４の前述の判定により電動パーキングブレーキ３０の作動と制動力制御の作動とが同時に生じることは無い。すなわち、電動パーキングブレーキ制御部２４では、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、ブレーキ制御部２２による車両挙動の修正と干渉しないようにするため、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除するためである。
【００５９】
更に、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、電動パーキングブレーキ３０が作動している際にクラッチ作動強制解除スイッチ４６からＯＮ信号が入力された場合、トランスファクラッチトルクＴtrを０に設定し、トランスファクラッチ１５を解放させる。これは、ドライバが敢えて電動パーキングブレーキ３０の制動力を利用して、後輪をスライドさせる運転走行を行いたい場合に配慮するものである。
【００６０】
このように本発明の実施の形態によれば、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には、トランスファクラッチトルクＴtrを予め設定された最大値に設定してクラッチ駆動部１７に出力し、前軸と後軸とを直結させるようにしているので、電動パーキングブレーキ３０が作動により後輪側に作用する制動力は前輪側にも伝達されて、前輪側と後輪側とにバランス良く制動力が作用され、車両の不安定化を有効に防止することができる。更に、前輪側にも制動力が作用されることから、最大制動力も高めることが可能となっている。
【００６１】
ＡＣＣシステム２５により減速は、電動パーキングブレーキ３０により行われるので、特に、渋滞時等の低速における追従走行制御において、減速、停止が頻繁に行われても、電動パーキングブレーキ３０の停止保持時間が長いという特性を生かして、十分な耐久性で満足の得られる減速性能が得られる。尚、ＡＣＣシステム２５においては、予め設定しておいた速度以下の低速時にのみ電動パーキングブレーキ３０を用いるようにし、他の場合は主ブレーキ系統を用いるようにしても良い。
【００６２】
また、主ブレーキ系統に異常が発生した場合には、電動パーキングブレーキ３０が主ブレーキの代替として作動されるので、ブレーキ異常時における安全性を向上させることができ、ブレーキ性能の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
尚、本実施の形態の前後駆動力制御は、ほんの一例にすぎず、他の前後駆動力制御においても、本発明が適用できることは云うまでもない。また、本実施の形態では、ＡＣＣシステム２５、ブレーキ制御部２２による車両挙動制御、主ブレーキ系統異常時の電動パーキングブレーキ３０の代替の全ての機能を有する車両で説明しているが、これら全ての機能が搭載されない車両、或いは、少なくともいずれかを搭載する車両においても、本発明は適用できる。
【００６４】
更には、本発明では電気油圧式ブレーキを用いた車両で説明をしているものの、電気油圧式ブレーキに換えて電気機械式ブレーキとし、ブレーキ駆動部１９を各輪のブレーキキャリパ内に電気モータを内蔵させ、電気モータによりブレーキパッドを押し付ける構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】車両の制駆動系及び搭載される各制御部の概略を示す説明図
【図２】前後駆動力配分制御部の機能ブロック図
【符号の説明】
【００６６】
３ トランスファ
１４fl，１４fr，１４rl，１４rr 車輪
１５ トランスファクラッチ（クラッチ手段）
１８ 前後駆動力配分制御部（前後駆動力配分制御手段）
２２ ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段、車両挙動制御手段）
２４ 電動パーキングブレーキ制御部（電動パーキングブレーキ制御手段）
２５ ＡＣＣシステム（走行制御手段）
３０ 電動パーキングブレーキ
４６ クラッチ作動強制解除スイッチ（スイッチ手段）
代理人 弁理士 伊 藤 進
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後輪を制動させる電動パーキングブレーキを備え、前後輪間で駆動力配分自在な４輪駆動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のパーキングブレーキにおいては、電動モータにより作動させる電動パーキングブレーキが開発され、実用化されている。このような、電動パーキングブレーキとしては、例えば、特開平７−８９４２０号公報において、キャリパ内に形成したシリンダと、このシリンダ内に配置された摺動自在なピストンと、このピストンをディスクに向けて往復動するためのスクリュウシャフトと、スクリュウシャフトを作動するモータと、スクリュウシャフトに設けられピストンに生じるブレーキ押圧力によってピストンの移動量を制御する尺取機構と、モータと尺取機構を制御する電子制御装置とを備えた電動ブレーキが提案されている。
【特許文献１】特開平７−８９４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の特許文献１に記載されるような電動パーキングブレーキは、通常の油圧を用いた主ブレーキと比較して停止保持時間が長いという特性があることから、近年実用化されている様々な車両制御装置（例えば、先行車追従制御装置等）に適用することが可能であるが、電動パーキングブレーキは、後輪のみ制動するものであるため、発生可能な最大制動力が低く、また、後輪のみ制動させることにより車両が不安定化してしまう虞がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電動パーキングブレーキによって減速を行う際に問題となる、最大制動力の低さと、車両の不安定化を有効に防止することができる４輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両の後輪に設けた電動パーキングブレーキを作動自在な電動パーキングブレーキ制御手段と、前軸と後軸との間に設けたクラッチ手段を制御して前輪と後輪との間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の制御装置において、上記前後駆動力配分制御手段は、上記電動パーキングブレーキが作動した際に、前軸と後軸とを直結する方向に上記クラッチ手段を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による４輪駆動車の制御装置によれば、電動パーキングブレーキによって減速を行う際に問題となる、最大制動力の低さと、車両の不安定化を有効に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両の制駆動系及び搭載される各制御部の概略を示す説明図、図２は前後駆動力配分制御部の機能ブロック図である。
【０００８】
図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てトランスファ３に伝達される。
【０００９】
更に、このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、トランスファ３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。
【００１０】
また、後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。
【００１１】
トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート１５ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート１５ｂとを交互に重ねて構成したクラッチ手段としての湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ）１５と、このトランスファクラッチ１５の締結力（トランスファクラッチトルク）を可変自在に付与するトランスファピストン１６とにより構成されている。従って、本車両は、トランスファピストン１６による押圧力を制御し、トランスファクラッチ１５のトランスファクラッチトルクを制御することで、トルク配分比が前輪と後輪で、例えば１００：０から５０：５０の間で可変できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース（ＦＦベース）の４輪駆動車となっている。
【００１２】
また、トランスファピストン１６の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するクラッチ駆動部１７で与えられる。このクラッチ駆動部１７を駆動させる制御信号（ソレノイドバルブに対するトランスファクラッチトルクに応じた出力信号）は、後述の前後駆動力配分制御部１８から出力される。
【００１３】
また、図１中、符号１９は車両のブレーキ駆動部（主ブレーキ）を示し、このブレーキ駆動部１９には、ドライバにより操作されるブレーキペダル２０の踏力をブレーキ踏力センサ２１で検出して、その踏力に応じたブレーキ力を発生させるブレーキ制御部２２が接続されている。すなわち、本実施の形態による主ブレーキの機構は、周知の電気油圧式ブレーキであって、ドライバがブレーキペダル２０を操作すると、そのブレーキ踏力がブレーキ踏力センサ２１で検出され、ブレーキ制御部２２により、ブレーキ駆動部１９を通じて、４輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの各ホイールシリンダ２３fl，２３fr，２３rl，２３rrにブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。
【００１４】
ブレーキ駆動部１９は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、上述のドライバによるブレーキ操作以外にも、後述するように、ブレーキ制御部２２からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダ２３fl，２３fr，２３rl，２３rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に構成されている。
【００１５】
このブレーキ制御部２２における制御は、例えば、各車輪に設けた車輪速度センサからの各車輪速度、ハンドル角センサからのハンドル角、ヨーレートセンサ（以上、ブレーキ制御部２２における各センサは図１においては図示せず）からのヨーレートと車両諸元を基に、例えば以下の如く制御するようになっている。目標ヨーレートの微分値、低μ路走行の予測ヨーレートの微分値および両微分値の偏差を算出し、また実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差を算出し、これらの値に基づいて、車両のアンダーステア傾向、或いは、オーバーステア傾向を修正する目標制動力を算出する。そして、車両のアンダーステア傾向を修正するためには旋回方向内側後輪を、オーバーステア傾向を修正するためには旋回方向外側前輪を制動力を加える制動輪として選択し、ブレーキ駆動部１９に制御信号を出力して選択車輪に目標制動力を付加して制動力制御する。ここで、ブレーキ制御部２２での作動信号、すなわち、アンダーステア傾向を修正すべく動作中か、あるいは、オーバーステア傾向を修正すべく動作中かの作動信号は前後駆動力配分制御部１８、及び、後述する電動パーキングブレーキ制御部２４に対しても出力される。
【００１６】
また、ブレーキ制御部２２では、ブレーキ踏力センサ２１とブレーキ制御部２２との間の通電の異常（断線）等の故障診断を行っており、例えば、ブレーキ踏力センサ２１とブレーキ制御部２２との間の通電が無く、断線と判断した場合には、図示しない警報ランプを点灯させると共に、主ブレーキ系統が異常であることを示す信号を電動パーキングブレーキ制御部２４に対して出力する。そして、以後、ブレーキ制御部２２は、電動パーキングブレーキ制御部２４に対し、ブレーキ駆動部１９に出力していた信号を代替して出力する。尚、ブレーキ制御部２２は、主ブレーキ系統が異常である場合に電動パーキングブレーキ制御部２４に対して代替信号を出力する場合、上述の車両挙動を修正させる信号と重複する場合には、代替信号を優先出力する。このように、ブレーキ制御部２２は、ブレーキ制御手段、及び、車両挙動制御手段としての機能を有して構成されている。
【００１７】
一方、本実施の形態の車両においては、前方を走行する先行車を検出し、該先行車の情報を基に少なくとも自車両を減速制御自在な走行制御手段としての先行車追従機能付きクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２５が搭載されている。
【００１８】
このＡＣＣシステム２５は、ステレオカメラ２５ａ、前方認識部２５ｂ、走行制御部２５ｃを有して主要に構成され、このＡＣＣシステム２５では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときには運転者が設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、その先行車に自動追従するべく制御される。
【００１９】
この自動追従制御は、例えば、先行車が存在する場合には、運転者による追従運転状態と判断した際に、運転者の操作に応じた車両運転情報の取得を重ね、該車両運転情報を基に自動追従制御の制御目標値を学習する。一方、先行車が存在して自動追従制御を実行する際には、学習した制御目標値に基づいて自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行う。
【００２０】
ステレオカメラ２５ａは、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、前方認識部２５ｂに出力される。
【００２１】
前方認識部２５ｂは、ステレオカメラ２５ａからの画像、車速センサ２６からの自車速Ｖownが入力され、ステレオカメラ２５ａからの画像に基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車両前方の先行車を抽出して、先行車距離（車間距離）Ｄ、先行車速度（（車間距離Ｄの変化量）＋（自車速Ｖown））Ｖfwd、先行車加速度（先行車速度Ｖfwdの微分値）ａfwd、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを走行制御部２５ｃに出力する。
【００２２】
ここで、前方認識部２５ａにおける、ステレオカメラ２５ａからの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ２５ａのＣＣＤカメラで撮像した自車両の進行方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって画像全体に渡る距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両に対する相対速度）が求められ、特に自車進行路上にある最も近い車両で、自車両と略同じ方向に所定の速度で進行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で、自車両に対する相対速度が自車速Ｖownと略同じ速度で自車両に接近するものは、停止した先行車として認識される。
【００２３】
走行制御部２５ｃは、運転者の操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行なう定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能を実現するもので、前方認識部２５ｂと、車速センサ２６と、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ２７と、ブレーキスイッチ２８等が接続されている。
【００２４】
定速走行スイッチ２７は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチが配設されている。
【００２５】
運転者が図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する速度をセットすると、定速走行スイッチ２７からの信号が走行制御部２５ｃに入力される。そして、車速センサ２６で検出した車速が、運転者のセットした設定車速に収束するように、エンジン制御部３５に信号出力してスロットル弁（図示せず）の開度をフィードバック制御し、自車両を自動的に定速状態で走行させ、或いは、電動パーキングブレーキ制御部２４に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。
【００２６】
又、走行制御部２５ｃは、定速走行制御を行っている際に、前方認識部２５ｂにて先行車を認識した場合には、所定の条件で後述する自動追従制御へ自動的に切換えられる。
【００２７】
走行制御部２５ｃにおける自動追従制御では、自車両と先行車との車間距離Ｄを自車速Ｖownで除して車間時間Ｔdを演算し、自動追従制御が解除されている状態（例えば、メインスイッチがＯＦＦの状態）で、先行車が存在し、車間時間Ｔdが設定範囲内の値である状況が設定時間継続する場合、運転者による追従運転状態として判断する。そして、運転者による追従運転状態と判断した際には、運転者の操作に応じた車両運転情報の取得を重ね、該車両運転情報を基に自動追従制御の制御目標値を学習する。また、メインスイッチがＯＮの状態で自動追従制御を実行する際には、学習した制御目標値に基づいてエンジン制御部３５や電動パーキングブレーキ制御部２４に対し、作動信号を出力する。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、運転者がブレーキペダル２０を踏んだ場合や、自車速Ｖownが予め設定しておいた上限値を超える場合には、自動的に解除されるようになっている。
【００２８】
ここで、上述の自動追従制御における追従加速の際のスロットル開度の設定は、例えば、先行車の加速度と自車速Ｖownを基に、上述の学習により更新されながら予め設定されるマップを検索することにより設定される。同様に、上述の自動追従制御における追従減速の際のブレーキ制御量の設定は、例えば、先行車の減速度と自車速Ｖownを基に、上述の学習により更新されながら予め設定されるマップを検索することにより設定される。
【００２９】
また、車両の後輪１４rl、１４rrには、周知の、例えば、特開平７−８９４２０号公報で開示されるような、電動モータ２９rl、２９rrにより作動させられる電動パーキングブレーキ３０が設けられている。
【００３０】
この電動パーキングブレーキ３０は、上述の電動パーキングブレーキ制御部２４からの信号により駆動されるものであり、電動パーキングブレーキ制御部２４には、前述のブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号、主ブレーキ系統の異常信号及び主ブレーキ系統異常後のブレーキ制御量が入力される。また、電動パーキングブレーキ制御部２４には、ＡＣＣシステム２５の走行制御部２５ｃから電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力される。更に、ドライバが電動パーキングブレーキ３０を作動させるための電動パーキングブレーキ作動スイッチ３１が接続されている。
【００３１】
そして、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、ブレーキ制御部２２による車両挙動の修正と干渉しないようにするため、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除する。
【００３２】
また、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ブレーキ制御部２２から主ブレーキ系統異常によるブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。
【００３３】
更に、電動パーキングブレーキ制御部２４は、ＡＣＣシステム２５の走行制御部２５ｃから電動パーキングブレーキ３０のブレーキ制御量が入力された場合には、そのブレーキ制御量を発生させるべく電動モータ２９rl、２９rrを駆動させる。
【００３４】
尚、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ作動スイッチ３１からの信号が入力されている場合には、他の全ての信号に優先して電動パーキングブレーキ３０を作動させる。
【００３５】
こうして、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ３０の作動状態を前後駆動力配分制御部１８に対しても出力する。すなわち、電動パーキングブレーキ制御部２４は、電動パーキングブレーキ制御手段として設けられている。
【００３６】
次に、前述の前後駆動力配分制御手段として設けられる前後駆動力配分制御部１８の構成の一例について図２により説明する。
【００３７】
前後駆動力配分制御部１８は、４輪の車輪速センサ４１fl，４１fr，４１rl，４１rrから各車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角センサ４２からハンドル角θＨ、ヨーレートセンサ４３からヨーレートγ、エンジン制御部３５からエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅ、トランスミッション制御部４４からタービン回転数Ｎｔ、ギヤ比ｉ、路面μ推定装置４５から路面μ推定値μｅ、ブレーキ制御部２２からアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号（制動力制御の各信号）、電動パーキングブレーキ制御部２４から電動パーキングブレーキ３０の作動信号が入力される。また、前後駆動力配分制御部１８には、ドライバが電動パーキングブレーキ３０が作動中に敢えてトランスファクラッチ１５を解放したい場合にＯＮさせるスイッチ手段としてのクラッチ作動強制解除スイッチ４６が接続されている。尚、図１においては、図面を判りやすく整理するために前後駆動力配分制御部１８における各センサ類４１fl，４１fr，４１rl，４１rr、４２、４３及びトランスミッション制御部４４、路面μ推定装置４５は省略している。
【００３８】
そして、これら各入力信号に基づいて、トルク感応トルクＴｔと差回転感応トルクＴｓとヨーレートフィードバックトルクＴｙを演算し、これら各トルクからトランスファクラッチトルクＴtrを演算する。また、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には、トランスファクラッチトルクＴtrを予め設定された最大値に設定してクラッチ駆動部１７に出力し、前軸と後軸とを直結させる。
【００３９】
すなわち、前後駆動力配分制御部１８は、図２に示すように、トランスミッション出力トルク演算部１８ａ、トルク感応トルク設定部１８ｂ、差回転感応トルク設定部１８ｃ、ヨーレートフィードバックトルク設定部１８ｄ、制動力制御時トルク設定部１８ｅ、トランスファクラッチトルク設定部１８から構成されている。
【００４０】
トランスミッション出力トルク演算部１８ａは、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅ、タービン回転数Ｎｔ、ギヤ比ｉが入力され、以下（１）式によりトランスミッション出力トルクＴｏを演算し、このトランスミッション出力トルクＴｏをトルク感応トルク設定部１８ｂと差回転感応トルク設定部１８ｃに出力する。
Ｔｏ＝Ｔｅ・ｔ・ｉ …（１）
ここで、ｔはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）とトルクコンバータのトルク比ｔとのマップを参照することにより求められる。
【００４１】
トルク感応トルク設定部１８ｂは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、ギヤ比ｉ、路面μ推定値μｅ、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の信号及びトランスミッション出力トルクＴｏが入力され、トルク感応トルクＴｔを演算してトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４２】
具体的には、まず、トルク感応トルク設定部１８ｂでは、ギヤ比ｉ毎、制動力制御の作動時（アンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中）のそれぞれの場合毎における、予め設定しておいた後輪の駆動力配分率Ａｉを選択し、この後輪駆動力配分率Ａｉとトランスミッション出力トルクＴｏとからトルク感応トルクＴｔを演算する。
Ｔｔ＝Ａｉ・Ｔｏ …（２）
【００４３】
そして、このトルク感応トルクＴｔを、操舵による引きづりトルクの影響を少なくするため、操舵角δｆ（＝θＨ／ｎ：ｎはステアリングギヤ比）に応じたトルクの減少補正と、車速Ｖ（例えば車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrの平均）に応じた補正を行う。
Ｔｔ＝ｆ（δｆ）・ｇ（Ｖ）・Ｔｔ …（３）
【００４４】
更に、（３）式で補正したトルク感応トルクＴｔを、予め設定しておいた路面μ毎の下限値より下回らないように制限し設定して、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４５】
差回転感応トルク設定部１８ｃは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、及びトランスミッション出力トルクＴｏが入力され、以下（４）式にて差回転感応トルクＴｓを演算し、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
Ｔｓ＝ＫT0・（ΔＮ−ΔＮ０） …（４）
ここで、ΔＮは、前軸の実際の回転速（実回転速）ωｆ（＝（ωfl＋ωfr）／２）と後軸の実際の回転速（実回転速）ωｒ（＝（ωrl＋ωrr）／２）との差（実差回転）、すなわち、ΔＮ＝ωｒ−ωｆである。
【００４６】
また、ΔＮ０は、ステアリングの操舵角δｆと車速Ｖにより必然的に発生する差回転（基本差回転）で、例えば、車両運動モデルを用いて以下のように演算する。
車両重心点の旋回半径ρcg＝（１＋Ａ・Ｖ２）・（Ｌ／（θＨ／ｎ））
…（５）
車両重心点のすべり角βcg＝（（１−（ｍ／（２・Ｌ））
・（Ｌｆ／（Ｌｒ・Ｋｒ））・Ｖ２）
／（１＋Ａ・Ｖ２））・（Ｌｒ／Ｌ）
・（θＨ／ｎ） …（６）
ここで、Ａはスタビリティファクタ、ｍは車両質量、Ｌはホイールベース、Ｌｆは前軸−重心間距離、Ｌｒは後軸−重心間距離である。
（５）、（６）式より、
前軸の旋回半径ρｆ＝ρcg＋Ｌｆ・（sin （βcg）） …（７）
後軸の旋回半径ρｒ＝ρcg−Ｌｒ・（sin （βcg）） …（８）
従って、
前軸の基準回転速ωf0＝Ｖ・（ρｆ／ρcg） …（９）
後軸の基準回転速ωr0＝Ｖ・（ρｒ／ρcg） …（１０）
以上から、基本差回転ΔＮ０、すなわち、ΔＮ０＝ωr0−ωf0が演算される。このため、（ΔＮ−ΔＮ０）は、実際に生じているスリップ量を示している。
【００４７】
また、ＫT0は、トランスミッション出力トルクＴｏによって予め設定した比例係数であり、トランスミッション出力トルクＴｏが大きいほど大きい値に設定され、差回転を減少させるようになっている。
【００４８】
ヨーレートフィードバックトルク設定部１８ｄは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨ、ヨーレートγが入力され、車速Ｖ及び操舵角δｆによって定めた車体の目標ヨーレートγ' と実際のヨーレートを比較し、その値が一致するように増減すべきヨーレートフィードバックトルクＴｙを演算し、このヨーレートフィードバックトルクＴｙをトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００４９】
具体的には、目標ヨーレートγ' は、以下の（１１）式で演算する。
γ' ＝（１／（１＋Ｔ・ｓ））・（１／（１＋Ａ・Ｖ２））
・（Ｖ／Ｌ）・δｆ …（１１）
ここで、Ｔは時定数、ｓはラプラス演算子である。
【００５０】
そして、この目標ヨーレートγ' と実際のヨーレートγとからヨーレート偏差Δγ（＝γ−γ' ）を演算し、このヨーレート偏差Δγが０になるようにヨーレートフィードバックトルクＴｙを設定する。
【００５１】
制動力制御時トルク設定部１８ｆは、各車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、路面μ推定値μｅ、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号が入力され、ブレーキ制御部２２がアンダーステア傾向抑止中、或いはオーバーステア傾向抑止中における、トランスファクラッチトルクＴtrの補正量Ｔtryhを演算し、この補正量Ｔtryhをトランスファクラッチトルク設定部１８ｇに出力する。
【００５２】
補正量Ｔtryhは、例えば、次のように演算する。
まず、ブレーキ制御部２２がアンダーステア傾向抑止中の場合は、予め定めておいた微少トルクΔＴに対して、定数Ｋusを乗算することで補正量Ｔtryhを演算する。
Ｔtryh＝Ｋus・ΔＴ …（１２）
ここで、定数Ｋusは、車速Ｖと路面μ推定値μｅにより可変に設定するもので、車速Ｖが高いほど大きく、路面μ推定値μｅが小さいほど小さくする。すなわち、車速Ｖが高いほど大きく補正して速やかに車両挙動を安定させる。また、路面μ推定値μｅが小さい場合は、車両特性が急に変化することを防止するため、補正量Ｔtryhの増減を微少なものとする。そして、アンダーステア傾向が強いほど、前後５０：５０の４輪駆動の方向に、すなわち、トランスファクラッチトルクＴtrを増加する方向に補正する。
【００５３】
一方、ブレーキ制御部２２がオーバーステア傾向抑止中の場合は、予め定めておいた微少トルクΔＴに対して、定数Ｋosを乗算することで補正量Ｔtryhを演算する。
Ｔtryh＝Ｋos・ΔＴ …（１３）
ここで、定数Ｋosは、定数Ｋusと同様に、車速Ｖと路面μ推定値μｅにより可変に設定するもので、車速Ｖが高いほど大きく、路面μ推定値μｅが小さいほど小さくする。そして、オーバーステア傾向が強いほど、前後１００：０の２輪駆動の方向に、すなわち、トランスファクラッチトルクＴtrを減少する方向に補正する。
【００５４】
尚、本実施の形態では、ＦＦベースの４輪駆動車であるため、トランスファクラッチトルクＴtrの増減は上述のようになるが、フロントエンジン・リヤドライブ車ベース（ＦＲベース）の４輪駆動車の場合は、トランスファクラッチトルクの締結は、上述と逆になることは云うまでもない。
【００５５】
トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、制動力制御のアンダーステア傾向抑止中、オーバーステア傾向抑止中、或いは非作動中の各信号、電動パーキングブレーキ制御部２４の作動信号、クラッチ作動強制解除スイッチ４６からの信号、及び、トルク感応トルクＴｔ、差回転感応トルクＴｓ、ヨーレートフィードバックトルクＴｙが入力され、必要に応じて補正量Ｔtryhを読み込む。そして、これらに基づき、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、トランスファクラッチトルクＴtrを以下の各場合のように設定してクラッチ駆動部１７に出力する。
【００５６】
エンジン制御部３５に電動パーキングブレーキ３０が非作動であり、制動力制御の非作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrを以下のように設定する。
Ｔtr＝Ｔｔ＋Ｔｓ＋Ｔｙ …（１４）
【００５７】
また、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、電動パーキングブレーキ３０が作動中であり、制動力制御の非作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrを以下のように設定する。
Ｔtr＝Ｔcp …（１５）
ここで、Ｔcpは予め設定しておいた最大値、すなわち、前軸と後軸とを直結するための値である。このため、電動パーキングブレーキ３０が作動され、後輪側に作用する制動力は前輪側にも伝達されて、前輪側と後輪側とにバランス良く制動力が作用され、車両の不安定化を有効に防止することができる。更に、前輪側にも制動力が作用されることから、最大制動力も高めることが可能となっているのである。
【００５８】
また、制動力制御の作動の場合は、トランスファクラッチトルクＴtrは、制動力制御がアンダーステア傾向抑止中、或いはオーバーステア傾向抑止中によって可変して設定される補正量Ｔtryhを用いて以下のように設定される。
Ｔtr＝Ｔｔ＋Ｔtryh …（１６）
尚、電動パーキングブレーキ制御部２４の前述の判定により電動パーキングブレーキ３０の作動と制動力制御の作動とが同時に生じることは無い。すなわち、電動パーキングブレーキ制御部２４では、ブレーキ制御部２２から車両挙動を修正させる信号が入力されると、ブレーキ制御部２２による車両挙動の修正と干渉しないようにするため、電動パーキングブレーキ３０が作動している場合には電動パーキングブレーキ３０の作動を解除するためである。
【００５９】
更に、トランスファクラッチトルク設定部１８ｇは、電動パーキングブレーキ３０が作動している際にクラッチ作動強制解除スイッチ４６からＯＮ信号が入力された場合、トランスファクラッチトルクＴtrを０に設定し、トランスファクラッチ１５を解放させる。これは、ドライバが敢えて電動パーキングブレーキ３０の制動力を利用して、後輪をスライドさせる運転走行を行いたい場合に配慮するものである。
【００６０】
このように本発明の実施の形態によれば、電動パーキングブレーキ３０が作動している際には、トランスファクラッチトルクＴtrを予め設定された最大値に設定してクラッチ駆動部１７に出力し、前軸と後軸とを直結させるようにしているので、電動パーキングブレーキ３０が作動により後輪側に作用する制動力は前輪側にも伝達されて、前輪側と後輪側とにバランス良く制動力が作用され、車両の不安定化を有効に防止することができる。更に、前輪側にも制動力が作用されることから、最大制動力も高めることが可能となっている。
【００６１】
ＡＣＣシステム２５により減速は、電動パーキングブレーキ３０により行われるので、特に、渋滞時等の低速における追従走行制御において、減速、停止が頻繁に行われても、電動パーキングブレーキ３０の停止保持時間が長いという特性を生かして、十分な耐久性で満足の得られる減速性能が得られる。尚、ＡＣＣシステム２５においては、予め設定しておいた速度以下の低速時にのみ電動パーキングブレーキ３０を用いるようにし、他の場合は主ブレーキ系統を用いるようにしても良い。
【００６２】
また、主ブレーキ系統に異常が発生した場合には、電動パーキングブレーキ３０が主ブレーキの代替として作動されるので、ブレーキ異常時における安全性を向上させることができ、ブレーキ性能の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
尚、本実施の形態の前後駆動力制御は、ほんの一例にすぎず、他の前後駆動力制御においても、本発明が適用できることは云うまでもない。また、本実施の形態では、ＡＣＣシステム２５、ブレーキ制御部２２による車両挙動制御、主ブレーキ系統異常時の電動パーキングブレーキ３０の代替の全ての機能を有する車両で説明しているが、これら全ての機能が搭載されない車両、或いは、少なくともいずれかを搭載する車両においても、本発明は適用できる。
【００６４】
更には、本発明では電気油圧式ブレーキを用いた車両で説明をしているものの、電気油圧式ブレーキに換えて電気機械式ブレーキとし、ブレーキ駆動部１９を各輪のブレーキキャリパ内に電気モータを内蔵させ、電気モータによりブレーキパッドを押し付ける構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】車両の制駆動系及び搭載される各制御部の概略を示す説明図
【図２】前後駆動力配分制御部の機能ブロック図
【符号の説明】
【００６６】
３ トランスファ
１４fl，１４fr，１４rl，１４rr 車輪
１５ トランスファクラッチ（クラッチ手段）
１８ 前後駆動力配分制御部（前後駆動力配分制御手段）
２２ ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段、車両挙動制御手段）
２４ 電動パーキングブレーキ制御部（電動パーキングブレーキ制御手段）
２５ ＡＣＣシステム（走行制御手段）
３０ 電動パーキングブレーキ
４６ クラッチ作動強制解除スイッチ（スイッチ手段）
代理人 弁理士 伊 藤 進
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後輪に設けた電動パーキングブレーキを作動自在な電動パーキングブレーキ制御手段と、
前軸と後軸との間に設けたクラッチ手段を制御して前輪と後輪との間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の制御装置において、
上記前後駆動力配分制御手段は、上記電動パーキングブレーキが作動した際に、前軸と後軸とを直結する方向に上記クラッチ手段を制御することを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
【請求項２】
前方を走行する先行車を検出し、該先行車の情報を基に少なくとも自車両を減速制御自在な走行制御手段を有し、
上記走行制御手段が行う減速制御は、上記電動パーキングブレーキを作動させて実行させることを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項３】
上記電動パーキングブレーキ以外の主ブレーキの作動を制御するブレーキ制御手段を有し、
上記ブレーキ制御手段は、上記主ブレーキの異常を検出した際には、上記電動パーキングブレーキを上記主ブレーキの代替として作動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項４】
上記電動パーキングブレーキ以外の主ブレーキを独立に制御して車両の挙動を制御する車両挙動制御手段を有し、
上記車両挙動制御手段が作動した際には、上記前後駆動力配分制御手段は上記電動パーキングブレーキの作動時の上記クラッチ手段の前軸と後軸とを直結する方向への制御をキャンセルさせると共に、上記電動パーキングブレーキ制御手段は上記電動パーキングブレーキの作動をキャンセルさせることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項５】
上記前後駆動力配分制御手段による上記電動パーキングブレーキが作動した際の上記クラッチ手段の前軸と後軸とを直結する方向への作動を選択的に禁止させるスイッチ手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項１】
車両の後輪に設けた電動パーキングブレーキを作動自在な電動パーキングブレーキ制御手段と、
前軸と後軸との間に設けたクラッチ手段を制御して前輪と後輪との間の駆動力配分を可変制御する前後駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の制御装置において、
上記前後駆動力配分制御手段は、上記電動パーキングブレーキが作動した際に、前軸と後軸とを直結する方向に上記クラッチ手段を制御することを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
【請求項２】
前方を走行する先行車を検出し、該先行車の情報を基に少なくとも自車両を減速制御自在な走行制御手段を有し、
上記走行制御手段が行う減速制御は、上記電動パーキングブレーキを作動させて実行させることを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項３】
上記電動パーキングブレーキ以外の主ブレーキの作動を制御するブレーキ制御手段を有し、
上記ブレーキ制御手段は、上記主ブレーキの異常を検出した際には、上記電動パーキングブレーキを上記主ブレーキの代替として作動させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項４】
上記電動パーキングブレーキ以外の主ブレーキを独立に制御して車両の挙動を制御する車両挙動制御手段を有し、
上記車両挙動制御手段が作動した際には、上記前後駆動力配分制御手段は上記電動パーキングブレーキの作動時の上記クラッチ手段の前軸と後軸とを直結する方向への制御をキャンセルさせると共に、上記電動パーキングブレーキ制御手段は上記電動パーキングブレーキの作動をキャンセルさせることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項５】
上記前後駆動力配分制御手段による上記電動パーキングブレーキが作動した際の上記クラッチ手段の前軸と後軸とを直結する方向への作動を選択的に禁止させるスイッチ手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−７９８４（Ｐ２００６−７９８４Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８８７４１（Ｐ２００４−１８８７４１）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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