JP2011252564A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行状態に応じて適切に旋回することができる駆動制御装置を提供すること。
【解決手段】 第１規範ヨーレイト算出手段８ａ４によって、横加速度センサ３２で検出された加速度に応じて第１規範ヨーレイトが算出され、第２規範ヨーレイト算出手段８ａ５によって、横加速度推定手段８ａ３で推定した加速度に応じて第２規範ヨーレイトが算出される。横加速度推定手段８ａ３は、操舵角と走行速度に基づいて加速度を推定する。走行速度と操舵角とに応じて規範ヨーレイト選択手段８ａ６によって選択された規範ヨーレイトと走行速度とに基づいて、基準差回転算出手段８ａ７によって基準差回転が算出される。制御手段８ａ１によって、実差回転と基準差回転との偏差に応じて差回転設定機構Ｔを制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の左右輪間又は前後輪間で伝達される駆動力の配分比を調整可能な差回転設定機構を備える駆動制御装置に関する。

従来、車両が旋回するときには、車両の左右の駆動輪の回転速度が異なるため、この回転速度の差を発生させるために、左右の駆動輪の回転速度を制御する差動装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の差動装置では、車両の旋回時、旋回の外側に位置する駆動輪の回転速度と内側に位置する駆動輪の回転速度との基準となる差回転を、操舵角及び車速から算出し、この差回転になるように、駆動輪の回転速度を制御している。

基準となる差回転は、車両の横方向の加速度（以下、「横加速度」という）と車両の縦方向すなわち前後方向の加速度（以下、「縦加速度」という）とにより車両に発生するヨーモーメント（車両の鉛直軸を中心にした回転力）の影響で変化する。

特公平８−２５３９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の差動装置では、基準となる差回転を、操舵角センサと車速センサとの検出結果から算出することで推定している。車両の走行速度（以下、「車速」という）に対する車両の旋回半径の特性が非線形領域のときには、旋回することで車両に発生する横加速度を操舵角から推定した場合、実際に車両に発生している横方向の加速度に対して誤差が大きくなりやすい。

そこで、横加速度センサによって車両に発生した横加速度を検出し、この横加速度に基づいて旋回半径を求め、基準となる差回転を求めることが考えられる。但し、一般に、横加速度センサで検出される横加速度は、車両のハンドル操作（操舵角の変更）がされたときから一定の時間遅れが生じるため、横加速度センサによって検出された横加速度は、車両の走行状態に応じて適切に使用するのが望ましい。

そこで、本発明は、車両の走行状態に応じて基準となる差回転を求め、車両を適切に旋回することができる駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両の左右の駆動輪の回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段、前記車両の走行速度を検知する速度検知手段、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段、及び前記車両の進行方向に対して横方向の加速度を検出する横加速度検出手段が設けられた車両の駆動制御装置であって、
前記車両の駆動源の駆動力が入力される入力要素及び当該入力要素に入力された駆動力を前記左右の駆動輪それぞれに出力する２つの出力要素を有する差動機構と、
前記入力要素に入力された駆動力の前記２つの出力要素への配分比を調整することで前記左右の駆動輪の回転速度の差を設定可能な差回転設定機構と、
前記操舵角及び前記走行速度に基づいて前記車両の進行方向に対して横方向の加速度を推定する横加速度推定手段と、
前記横加速度検出手段で検出した加速度に基づいて、前記車両の鉛直軸回りの第１規範ヨーレイトを算出する第１規範ヨーレイト算出手段と、
前記横加速度推定手段で推定した加速度に基づいて、前記車両の鉛直軸回りの第２規範ヨーレイトを算出する第２規範ヨーレイト算出手段と、
前記走行速度と前記操舵角とに応じて、前記第１規範ヨーレイト又は前記第２規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択する規範ヨーレイト選択手段と、
前記走行速度及び前記規範ヨーレイトに基づいて、前記左右の駆動輪の回転速度の差を算出する基準差回転算出手段と、
前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から前記左右の駆動輪の回転速度の差を算出し、当該算出された回転速度の差と前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差との偏差に基づいて前記左右の駆動輪の回転速度の差を設定するように前記差回転設定機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする（第１発明）。

本発明によれば、第１規範ヨーレイト算出手段が、横加速度検出手段（例えば、横加速度センサ）で検出した横加速度に基づいて第１規範ヨーレイトを算出し、第２規範ヨーレイト算出手段が、横加速度推定手段で推定した横加速度に基づいて第２規範ヨーレイトを算出する。横加速度推定手段は、操舵角と走行速度に基づいて加速度を推定する。

規範ヨーレイト選択手段によって、走行速度と操舵角とに応じて、第１規範ヨーレイト又は第２規範ヨーレイトが規範ヨーレイトとして選択される。すなわち、操舵角及び走行速度から推定された横加速度と横加速度検出手段によって検出された横加速度とのいずれが適切な（実際の横加速度との誤差が小さくなる）横加速度であるかは、車両の走行速度と操舵角とに応じて変わるので、車両の走行状態に応じて適切な横加速度が決定され、それに対応した規範ヨーレイトが選択されることになる。

基準差回転算出手段は、走行速度と上記のように選択された適切な規範ヨーレイトとに基づいて、左右の駆動輪の回転速度の差を算出する。

そして、制御手段が、駆動輪回転速度検出手段によって検出された左右の駆動輪の回転速度から回転速度の差（実際の差）を算出し、当該算出された回転速度の差（実際の差）と、基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差（基準となる差）との偏差に基づいて、左右の駆動輪の回転速度の差を設定するように前期差回転設定機構を制御する。

従って、左右の駆動輪の回転速度の差（実際の差）が車両の走行状態に応じた適切な回転速度の差（基準となる差）になるので、車両を適切に旋回することができる。

上記第１発明において、前記規範ヨーレイト選択手段は、前記走行速度が所定速度以上で且つ前記操舵角が所定角度以上であるときに、前記第１規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択し、前記走行速度が前記所定速度未満又は前記操舵角が前記所定角度未満であるときに、前記第２規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択することが好ましい（第２発明）。

これによれば、走行速度が所定速度以上且つ操舵角が所定角度以上であるとき、すなわち、車速に対する車両の旋回半径の特性が非線形領域のときには、第１規範ヨーレイトを選択する。走行速度が所定速度未満又は操舵角が所定角度未満であるとき、すなわち、車速に対する車両の旋回半径の特性が線形領域のときには、第２規範ヨーレイトを選択する。

横加速度検出手段（例えば、横加速度センサ）で検出した横加速度か、横加速度推定手段による操舵角から推定した横加速度かを、車両の走行状態（走行速度及び操舵角）に応じて選択することができるため、適切な（誤差の小さい）規範ヨーレイトを選択することができる。

上記第１発明又は第２発明において、前記制御手段は、前記操舵角又は前記横加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、前記車両が旋回状態であるか否かの判定と、前記車両が加速状態であるか否かの判定とを行ない、前記旋回状態であると判定したときは、前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から算出した前記左右の駆動輪の回転速度の差が、前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差になるように前記差回転設定機構を制御し、前記旋回状態であり且つ前記加速状態であると判定したときは、前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から算出した前記左右の駆動輪の回転速度の差が、前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差より大きくなるように前記差回転設定機構を制御することが好ましい（第３発明）。

これによれば、制御手段は、操舵角又は横加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、旋回状態であると判定したときは、駆動輪回転速度検出手段によって検出された左右の駆動輪の回転速度の差が、基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差になるように差回転設定機構を制御する。すなわち、基準となる回転速度の差になるため、車両を適切に旋回できる。

また、制御手段は、操舵角又は横加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、旋回状態であり、且つ加速状態であると判定したときは、駆動輪回転速度検出手段によって検出された左右の駆動輪の回転速度の差が、基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差より大きくなるように差回転設定機構を制御する。

すなわち、旋回中に加速しているときは、基準の回転速度の差よりも大きくすることで、内側に位置する駆動輪の回転速度よりも旋回の外側に位置する駆動輪の回転速度を基準のときよりもより大きくして（いわゆる、オーバーステア特性）、車両を適切に旋回できる。

上記第３発明において、前記車両には、当該車両の縦方向の加速度を検出する縦加速度検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記横加速度検出手段によって検出された加速度が第１所定値以上で、前記縦加速度検出手段によって検出された加速度が第２所定値以上で、且つ、前記横加速度検出手段によって検出された加速度と前記縦加速度検出手段によって検出された加速度とを乗算した結果が第３所定値以上のときに、前記旋回状態で且つ前記加速状態であると判定することが好ましい（第４発明）。

これによれば、横加速度が第１所定値以上、縦加速度が第２所定値以上、横加速度と縦加速度とを乗算した結果が第３所定値以上のときに、旋回状態であり、且つ加速状態であると判定するため、車両に発生するヨーモーメントによって車両の荷重バランスの均衡の崩れを適切に判定することができる。

本発明の駆動制御装置を含む車両の概略構成を示す図。 車速Ｖｒｒと操舵角とによる規範ヨーレイトＹｉの選択領域を示す図。 本発明の偏差Ａと電流Ｉとの特性を示す図。（ａ）規範運転制御。（ｂ）旋回支援制御。 図１のＥＣＵ８が実行する旋回制御の処理手順を示すフローチャート。

図１は、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を含む車両の概略構成を示す図である。本実施形態の差動装置は、前輪駆動車両に設けられるものであり、動力伝達機構Ｍに、差動機構Ｄと、差回転設定機構Ｔとを備える。

差動機構Ｄは、デフケースＤａと、デフケースＤａに回転自在に収容されたデフリング１と、デフリング１の内方に配置される一対のサイドギア２１、２２と、デフリング１の内周面に回転自在に軸支されると共に、両サイドギア２１、２２に噛合するベベルギア３とを備える。

デフリング１の外周面には外歯１ａが形成されている。外歯１ａは図外の変速機の出力軸４に設けられた出力ギア４ａと噛合している。そして、図外のエンジン等の駆動源の駆動力が変速機を介してデフリング１に入力される。

左側のサイドギア２１は、駆動輪たる左前輪ＷＦＬに駆動力を伝達する左車軸５Ｌと連結されている。右側のサイドギア２２は、駆動輪たる右前輪ＷＦＲに駆動力を伝達する右車軸５Ｒと連結されている。

差回転設定機構Ｔは、ケースＴａに収容されたプラネタリギア機構ＰＧと、差回転制御用デフ９とを備える。プラネタリギア機構ＰＧは、右車軸５Ｒに固定されたサンギアＳｃと、リングギアＲｃと、サンギアＳｃに噛合する小径ギア部Ｐｃ１及びリングギアＲｃに噛合する大径ギア部Ｐｃ２を有する段付きピニオンＰｃを回転自在に軸支すると共に、ケースＴａに固定されたキャリアＣｃとからなるシングルピニオン型のプラネタリギア機構で構成される。

プラネタリギア機構ＰＧのギア比（［リングギアＲｃの歯数×段付きピニオンＰｃの小径ギア部Ｐｃ１の歯数］／［サンギアＳｃの歯数×段付きピニオンＰｃの大径ギア部Ｐｃ２の歯数］）は「１」に設定されている。

差回転制御用デフ９は、ケースＴａに回転自在に収容されたデフリング９１と、デフリング９１の内方に配置される一対のサイドギア９２、９３と、デフリング９１の内周面に回転自在に軸支されると共に、両サイドギア９２、９３に噛合するベベルギア９４とを備える。

左側のサイドギア９２は、差動機構Ｄのデフリング１に連結されている。右側のサイドギア９３は、プラネタリギア機構ＰＧのリングギアＲｃに連結されている。デフリング９１の外周面には、電動機６の電動機用駆動ギア６１と噛合する電動機用従動ギア６２が設けられている。

また、従動輪である左後輪ＷＲＬと右後輪ＷＲＲとが動力伝達機構Ｍと接続されている。

駆動輪たる左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの回転速度が等しい場合には、プラネタリギア機構ＰＧのギア比が「１」に設定されているため、差回転制御用デフ９の両サイドギア９２、９３は互いに異なる方向に同一速度で回転する。従って、このとき差回転制御用デフ９のデフリング９１の回転速度は「０」となり、電動機用従動ギア６２及び電動機用駆動ギア６１も回転しない。

また、左前輪ＷＦＬの回転速度ＶＦＬが右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲよりも大きくなっている場合には、差回転制御用デフ９のデフリング９１が正転（車両が前進するときの車輪の回転方向と同一方向の回転）し、左前輪ＷＦＬの回転速度ＶＦＬが右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲよりも小さくなっている場合には、差回転制御用デフ９のデフリング９１が逆転（車両が後進するときの車輪の回転方向と同一方向の回転）する。

ここで、車両が直進走行状態であり且つ左右の前輪ＷＦＬ、ＷＦＲの回転速度が等しい場合には、各駆動輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの駆動力の配分比を制御する必要がない。

従って、本実施形態の差動装置によれば、両前輪ＷＦＬ、ＷＦＲへの駆動力の配分比を制御する必要がない車両の直進走行状態において、電動機６が走行抵抗とならず、駆動力の伝達効率を向上させることができる。また、電動機と電動機用駆動ギアとの連結を解除自在なクラッチを必要としないため、動力伝達装置全体として小型化を図ることができる。

また、差回転制御用デフ９のデフリング９１で両駆動輪ＷＦＬ、ＷＦＲの差回転を取り出すことができる。このため、車速に拘らず、差回転のみで左右の駆動輪ＷＦＬ、ＷＦＲの配分比を制御することができる。従って、車速の増加に比例して電動機の回転速度を増加させる必要があるものに比し、小型の電動機を用いることができ、差動装置の小型化を図ることができる。

尚、本実施形態において、プラネタリギア機構ＰＧのギア比を「１」としたが、プラネタリギア機構ＰＧのギア比はこれに限られるものではなく、両駆動輪ＷＦＬ、ＷＦＲの差回転が「０」のときに、分配比制御用キャリアたる差回転制御用デフ９のデフリング９１が多少回転するようにしてもよい。

本実施形態の差動装置は、電子制御装置ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８が、電動機６を制御する。

ＥＣＵ８には、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ３１、車両の横加速度を検出する横加速度センサ３２、車両の縦加速度を検出する縦加速度センサ３３、左前輪ＷＦＬの回転速度ＶＦＬを検出する左前輪速度センサＲＳＦＬ、右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲを検出する右前輪速度センサＲＳＦＲ、左後輪ＷＲＬの回転速度ＶＲＬを検出する左後輪速度センサＲＳＲＬ、及び右後輪ＷＲＲの回転速度ＶＲＲを検出する右後輪速度センサＲＳＲＲの出力信号が供給される。

操舵角センサ３１が本発明における操舵角検出手段に相当し、横加速度センサ３２が本発明における横加速度検出手段に相当し、縦加速度センサ３３が本発明における縦加速度検出手段に相当し、左前輪速度センサＲＳＦＬと右前輪速度センサＲＳＦＲとが駆動輪回転速度検出手段に相当する。

ＥＣＵ８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ８ａとこのＣＰＵ８ａで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）８ｂとを備え、各種電気信号を入力すると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。

本実施形態では、ＥＣＵ８のＣＰＵ８ａが、本発明における制御手段８ａ１、速度検知手段８ａ２、横加速度推定手段８ａ３、第１規範ヨーレイト算出手段８ａ４、第２規範ヨーレイト算出手段８ａ５、規範ヨーレイト選択手段８ａ６、及び基準差回転算出手段８ａ７として機能する。

以下、ＥＣＵ８のＣＰＵ８ａによって処理される、本実施形態の制御処理について説明する。

本実施形態では、ＥＣＵ８は、車両の旋回時に、車両の走行状態に応じて、規範となる旋回になるように制御（規範運転制御）するか、又は旋回を支援するように制御（旋回支援運転制御）するかのいずれかの制御を行なう。

規範運転制御と旋回支援運転制御のいずれの制御を行なうかは、車両の横加速度ＳＧと車両の縦加速度ＸＧとに応じて決定される。具体的には、制御手段８ａ１は、横加速度ＳＧが所定値ａ以上か否か、縦加速度ＸＧが所定値ｂ以上か否か、及び横加速度ＳＧに縦加速度ＸＧを乗算した値が所定値ｃ以上か否かの３つの条件を全て満たしたときには、車両が旋回中に加速している（旋回状態で且つ加速状態である）として、旋回を支援（以下、「旋回支援」という）するために、旋回支援運転制御を行なう。上記３つの条件を１つでも満たさなかったときには、通常の旋回であるとして、規範運転制御を行なう。

上記の所定値ａ、ｂは、急激な姿勢の変化や荷重移動を伴わない加速領域か否かを判別可能に設定される。

また、所定値ｃは、縦方向と横方向とに加速したことによる荷重移動によって、車両が前後左右のバランスを崩し、ヨー運動（車両の鉛直軸を中心にした回転運動）を始めるか否かを判別可能に設定される。

所定値ａ、ｂ、ｃの各値については、実験などによって予め決定され、メモリ８ｂに記憶される。所定値ａが第４発明における第１所定値に相当し、所定値ｂが第４発明における第２所定値に相当し、所定値ｃが第４発明における第３所定値に相当する。また、規範運転制御及び旋回支援運転制御の切り替えのための上記３つの条件を満たすか否かの判定が、第４発明における判定に相当する。

規範運転制御とは、車両の旋回時において、規範となる（定常の）旋回を行なうように制御するものである。規範運転制御は、以下のようにして行なわれる。

基準差回転算出手段８ａ７によって、左前輪ＷＦＬの回転速度ＶＦＬと右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲとの基準となる回転速度の差（以下、「基準差回転ΔＮｉ」という）が算出される。

基準差回転ΔＮｉの算出方法を、以下に説明する。

まず、次式１で表されるように、横加速度センサ３２の検出結果である横加速度ＳＧを車速Ｖｒｒで割って、第１規範ヨーレイトＹｉ１が算出される。

Ｙｉ１＝ＳＧ／Ｖｒｒ …式１
この算出が、本発明における第１規範ヨーレイト算出手段８ａ４に相当する。

車速Ｖｒｒは、次式２で表されるように、左後輪速度センサＲＳＲＬによって検出された左後輪ＷＲＬの回転速度ＶＲＬと右後輪速度センサＲＳＲＲによって検出された右後輪ＷＲＲの回転速度ＶＲＲとの和を２で割った値として算出される。

Ｖｒｒ＝（ＶＲＬ＋ＶＲＲ）／２ …式２
左右の後輪速度センサＲＳＲＬ、ＲＳＲＲによって検出して算出することが、本発明における速度検知手段８ａ２に相当する。本実施形態では、速度検知手段８ａ２は、速度センサＲＳＲＬ、ＲＳＲＲで検出した結果に対して、式２のように算出することで車速Ｖｒｒを検知しているが、車速Ｖｒｒを検知できれば他の方法であってもよい。

次に、操舵角センサ３１の検出結果である操舵角と車速Ｖｒｒとから車両に発生する横加速度ＹＧを推定する。横加速度ＹＧの推定は、操舵角と車速Ｖｒｒとに応じた横加速度のテーブルから検索することによって行なわれる。このテーブルは、実験などによって予め決定され、メモリ８ｂに記憶される。この推定が、本発明における横加速度推定手段８ａ３に相当する。

次式３で表されるように、上記のように推定された横加速度ＹＧを車速Ｖｒｒで割って、第２規範ヨーレイトＹｉ２が算出される。

Ｙｉ２＝ＹＧ／Ｖｒｒ …式３
この算出が、本発明における第２規範ヨーレイト算出手段８ａ５に相当する。

次に、車速Ｖｒｒ及び操舵角に応じて、第１規範ヨーレイトＹｉ１又は第２規範ヨーレイトＹｉ２を規範ヨーレイトＹｉとして以下のようにして選択する。この選択について、図２を用いて説明する。

図２は、車速Ｖｒｒと操舵角とによる規範ヨーレイトＹｉとして選択される、第１規範ヨーレイトＹｉ１と第２規範ヨーレイトＹｉ２との選択領域を示す。図２の横軸は車速Ｖｒｒで、縦軸は操舵角である。

図２に示されるように、車速Ｖｒｒが所定速度α以上で且つ操舵角が所定角度β以上のときには、第１規範ヨーレイトＹｉ１を規範ヨーレイトＹｉとし、車速Ｖｒｒが所定速度α未満又は操舵角が所定角度β未満のときには、第２規範ヨーレイトＹｉ２を規範ヨーレイトＹｉとする。

上述したように、一般に、横加速度センサ３２が検出する横加速度ＳＧは、運転者のハンドル操作に対して、所定時間遅れた横加速度ＳＧとなる。従って、横加速度は、可能な限り操舵角から推定するのが望ましい。

但し、操舵角から推定する場合、車速Ｖｒｒが低い（所定速度α未満）とき且つ操舵角が小さい（所定角度β未満）とき、すなわち、車速Ｖｒｒに対する旋回半径の車両の特性が線形領域のときは、実用上問題ない範囲の誤差に収まるが、車速Ｖｒｒが高い（所定速度α以上）とき又は操舵角が大きい（所定角度β以上）とき、すなわち、車速Ｖｒｒに対する旋回半径の車両の特性が非線形領域のときは、操舵角によって推定される横加速度ＹＧは、実際に車両に発生する横加速度と比べ大きい値に乖離していく。

このように乖離していく場合には、操舵角から横加速度ＹＧを推定するよりも横加速度センサ３２が検出する横加速度ＳＧの方が、実際に車両に発生する横加速度との誤差が小さい。

従って、横加速度センサ３２によって検出された横加速度ＳＧ、及び操舵角センサ３１の検出結果から推定された横加速度ＹＧの２つの横加速度を、車速Ｖｒｒ及び操舵角に応じて適宜使い分けることによって、誤差を小さくし、横加速度の精度の低下を抑制する。

所定速度α、所定角度βは、実験などにより、上述した特性の線形領域、非線形領域を判別可能なように予め設定され、メモリ８ｂに記憶される。

この規範ヨーレイトＹｉの選択が、本発明における規範ヨーレイト選択手段８ａ６に相当する。また、所定速度αが第２発明における所定速度に相当し、所定角度βが第２発明における所定角度に相当する。

上記のように選択された規範ヨーレイトＹｉ、車両の旋回時の基準旋回半径Ｒ、及びフロントトレッド（左前輪ＷＦＬから右前輪ＷＦＲの長さ）ｔｆから、右前輪ＷＦＲの基準回転速度ＶＦＲｉと左前輪ＷＦＬの基準回転速度ＶＦＬｉとを算出する。

基準旋回半径Ｒは、次式４で表されるように、車速Ｖｒｒを規範ヨーレイトＹｉで割ることで算出する。

Ｒ＝Ｖｒｒ／Ｙｉ …式４

右折時の基準回転速度ＶＦＲｉ、基準回転速度ＶＦＬｉは次式５、６で表される。

ＶＦＲｉ＝Ｙｉ・（Ｒ−ｔｆ／２） …式５
ＶＦＬｉ＝Ｙｉ・（Ｒ＋ｔｆ／２） …式６

左折時の基準回転速度ＶＦＲｉ、基準回転速度ＶＦＬｉは次式７、８で表される。

ＶＦＲｉ＝Ｙｉ・（Ｒ＋ｔｆ／２） …式７
ＶＦＬｉ＝Ｙｉ・（Ｒ−ｔｆ／２） …式８

右折か左折かは、操舵角センサ３１の検出結果から判定する。例えば、右折のときに操舵角センサ３１の検出結果が正の値となる場合には、左折のときは負の値となる。

右折時は旋回の中心点が車両の右側にあり、左折時は旋回の中心点が車両の左側にあるため、旋回の内側にある車輪の基準回転速度は、基準旋回半径Ｒからフロントトレッドの半分の長さを引き、旋回の外側にある車輪の基準回転速度は、基準旋回半径Ｒにフロントトレッドの半分の長さを足している。

フロントトレッドの半分の長さは、車両の左前輪ＷＦＬと右前輪ＷＦＲとを結ぶ直線の中心点から、左前輪ＷＦＬ又は右前輪ＷＦＲまでの長さを示す。従って、基準旋回半径Ｒにフロントトレッドの半分の長さを加える又は減じることで、基準旋回半径の中心点からの左前輪ＷＦＬ又は右前輪ＷＦＲの長さを算出している。

左右の車輪の基準回転速度ＶＦＲｉ、ＶＦＬｉを求めたら、次式９で表されるように、左前輪ＷＦＬの基準回転速度ＶＦＬｉから右前輪ＷＦＲの基準回転速度ＶＦＲｉを減じることで、基準差回転ΔＮｉを算出する。

ΔＮｉ＝ＶＦＬｉ−ＶＦＲｉ …式９
この算出が、本発明における基準差回転算出手段８ａ７に相当する。

基準差回転ΔＮｉを算出したら、次式１０で表されるように、左前輪ＷＦＬの回転速度ＶＦＬから右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲを減じることで、回転速度の差（以下、「実差回転ΔＮｒ」という）を算出する。

ΔＮｒ＝ＶＦＬ−ＶＦＲ …式１０

実差回転ΔＮｒと基準差回転ΔＮｉとが算出されたら、次式１１で表されるように、実差回転ΔＮｒから基準差回転ΔＮｉを減じることで偏差Ａを算出する。

Ａ＝ΔＮｒ−ΔＮｉ …式１１

そして、制御手段８ａ１は、偏差Ａが０になるように電動機６を制御する。

具体的には、右折時には、偏差Ａが正の値のときは電動機６を正転させ、偏差Ａが負の値のときは電動機６を逆転させる。電動機６は、電流Ｉが正のときに正転し、電流Ｉが負のときに逆転する。

偏差Ａが正の値のときは、基準よりも実際の右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが小さいため、電動機６を正転させることで、差回転制御用デフ９のデフリング９１を逆転させて右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲを増加させる。偏差Ａが負の値のときは、基準よりも実際の右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが大きいため、電動機６を逆転させることで、差回転制御用デフ９のデフリング９１を正転させて右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲを減少させる。

また、左折時には、偏差Ａが正の値のときは電動機６を逆転させ、偏差Ａが負の値のときは電動機６を正転させる。

図３（ａ）は、規範運転制御のときの、偏差Ａと電動機６に流す電流Ｉとの特性を示す。横軸が偏差Ａであり、縦軸は電動機６に流す電流Ｉである。ｉ（実線）は右折時の特性、ｊ（破線）は左折時の特性を示す。電流Ｉが増加すると右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが増加し、減少すると右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが減少する。

図３（ａ）に示すように、右折時は、偏差Ａが増加すると電流Ｉが増加し、左折時は、偏差Ａが増加すると電流Ｉが減少する。また、偏差Ａが０のときは、規範となる旋回になっているため、電動機６に供給する電流Ｉは０となる。

制御手段８ａ１は、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に偏差Ａを確認し、偏差Ａに応じた電流Ｉを電動機６に供給する。偏差Ａに応じた電流Ｉは、徐々に偏差Ａが０になるように設定されている。

図３（ａ）に示す偏差Ａに応じた電流Ｉのテーブルは、実験などによって予め決定され、メモリ８ｂに記憶される。

上記のように、制御手段８ａ１は、規範運転制御では、徐々に偏差Ａを０に近づけるように電動機６を制御する。こうすることで、旋回時において、規範の旋回になるように車両を制御することができる。

この制御手段８ａ１によって、規範運転制御において、偏差Ａを０に近づけるように制御することが、第３発明における、旋回状態であると判定したときの差回転設定機構Ｔの制御に相当する。

次に、旋回支援運転制御について説明する。

旋回支援運転制御とは、車両の旋回中に加速が行なわれたときに行なわれる制御である。旋回支援運転制御は、以下のようにして行なわれる。

規範運転制御と同様に、実差回転ΔＮｒから基準差回転ΔＮｉを減じることで偏差Ａを算出する。

図３（ｂ）は、旋回支援運転制御のときの、偏差Ａと電動機６に流す電流Ｉとの特性を示す。横軸が偏差Ａであり、縦軸は電動機６に流す電流Ｉである。ｉ（実線）は右折時の特性、ｊ（破線）は左折時の特性を示す。電流Ｉが増加すると右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが増加し、減少すると右前輪ＷＦＲの回転速度ＶＦＲが減少する。

図３（ｂ）に示すように、左折時は、偏差Ａが増加すると電流Ｉが増加し、右折時は、偏差Ａが増加すると電流Ｉが減少する。

制御手段８ａ１は、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に偏差Ａを確認し、偏差Ａに応じた電流Ｉを電動機６に供給する。偏差Ａに応じた電流Ｉは、徐々に偏差Ａが広がるように設定されている。

徐々に偏差Ａが広がるようにするため、実差回転ΔＮｒが基準差回転ΔＮｉよりも大きくなる。そのため、式１１に示すように実差回転ΔＮｒから基準差回転ΔＮｉを減じることで算出される偏差Ａは、必ず正の値になる。従って、図３（ｂ）に偏差Ａが正の値のときのみ電流Ｉが対応付けられている。

図３（ｂ）に示す偏差Ａに応じた電流Ｉのテーブルは、実験などによって予め決定され、メモリ８ｂに記憶される。

上記のように、制御手段８ａ１は、旋回支援運転制御では、徐々に偏差Ａを広げるように電動機６を制御する。このようにすることで、規範の旋回時よりも、旋回半径が小さく（いわゆる、オーバーステア特性の方に）なるように制御する。従って、旋回時に加速されたときでも、旋回半径が小さくなるように左右の回転速度が調整されることで、旋回時の加速によって車両の軌跡が外側に膨らむことを抑制し、車両がより曲がりやすくなるように旋回を支援することができる。

この制御手段８ａ１によって、旋回支援運転制御における、偏差Ａを広げるように制御することが、第３発明における、旋回状態であり且つ加速状態であると判定したときの差回転設定機構Ｔの制御に相当する。

次に、本実施形態のＥＣＵ８のＣＰＵ８ａによって実行される制御の処理について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ８ａが、本発明における制御手段８ａ１、速度検知手段８ａ２、横加速度推定手段８ａ３、第１規範ヨーレイト算出手段８ａ４、第２規範ヨーレイト算出手段８ａ５、規範ヨーレイト選択手段８ａ６、及び基準差回転算出手段８ａ７として動作する。

図４は、ＣＰＵ８ａが実行する本発明の旋回制御の処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートで示される制御処理プログラムは、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に呼び出されて実行される。

最初のステップＳ１では、式２を用いて車速Ｖｒｒを検知する。ステップＳ１が、本発明における速度検知手段８ａ２に相当する。

次にステップＳ２に進み、式１０を用いて実差回転ΔＮｒを算出する。

次にステップＳ３に進み、上述のように、横加速度ＹＧを操舵角と車速Ｖｒｒとに応じたテーブルから検索することで推定する。ステップＳ３が、本発明における横加速度推定手段８ａ３に相当する。

次にステップＳ４に進み、式１を用いて第１規範ヨーレイトＹｉ１を算出する。ステップＳ４が、本発明における第１規範ヨーレイト算出手段８ａ４に相当する。

次にステップＳ５に進み、式３を用いて第２規範ヨーレイトＹｉ２を算出する。ステップＳ５が、本発明における第２規範ヨーレイト算出手段８ａ５に相当する。

次にステップＳ６に進み、上述のように第１規範ヨーレイトＹｉ１と第２規範ヨーレイトＹｉ２とに基づいて、規範ヨーレイトＹｉを選択する。ステップＳ６が、本発明における規範ヨーレイト選択手段８ａ６に相当する。

次にステップＳ７に進み、式９を用いて基準差回転ΔＮｉを算出する。ステップＳ７が、本発明における基準差回転算出手段８ａ７に相当する。

次にステップＳ８に進み、式１１を用いて、ステップＳ２で算出した実差回転ΔＮｒと、ステップＳ７で算出した基準差回転ΔＮｉとから偏差Ａを算出する。

次にステップＳ９に進み、旋回支援が必要か否かを判定する。この判定は、上述のように、「横加速度ＳＧ≧所定値ａ」「縦加速度ＸＧ≧所定値ｂ」「横加速度ＳＧ×縦加速度ＸＧ≧所定値ｃ」の３つの条件が全て成立したときに旋回支援が必要と判定する。

ステップＳ９の判定結果がＮＯのときは、ステップＳ１０に進み、規範運転制御を行ない、判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳ１１に進み、旋回支援運転制御を行なう。

ステップＳ１０、Ｓ１１の処理が終了したら本制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、車速Ｖｒｒを検知し（ステップＳ１）、実差回転ΔＮｒを算出し（ステップＳ２）、車速Ｖｒｒと操舵角から横加速度ＹＧを推定する（ステップＳ３）。横加速度センサ３２によって検出された横加速度に応じて第１規範ヨーレイトＹｉ１を算出し（ステップＳ４）、横加速度推定手段８ａ３によって推定された横加速度に応じて第２規範ヨーレイトＹｉ２を算出する（ステップＳ５）。

第１規範ヨーレイトＹｉ１、第２規範ヨーレイトＹｉ２及び車速Ｖｒｒに基づいて規範ヨーレイトＹｉを選択し（ステップＳ６）、基準差回転ΔＮｉを算出する（ステップＳ７）。そして、実差回転ΔＮｒ（ステップＳ２）と基準差回転ΔＮｉ（ステップＳ７）とから偏差Ａを算出する（ステップ８）。

旋回支援が必要か否かを、横加速度ＳＧと縦加速度ＸＧとから判定し（ステップＳ９）、旋回支援が必要ない場合には、規範運転制御をし（ステップＳ１０）、旋回支援が必要な場合には、旋回支援運転制御をする（ステップＳ１１）。

従って、左右の駆動輪の回転速度の差（実際の差）が車両の走行状態（車速Ｖｒｒ、操舵角、横加速度ＳＧ及び縦加速度ＸＧ）に応じた適切な回転速度の差（基準となる差）になるので、車両を適切に旋回することができる。

本実施形態では、差動装置として、差回転設定機構Ｔが左右の駆動輪ＷＦＬ、ＷＦＲの差回転を抽出できる構成にし、差回転に対して、電動機６を制御できるようにしているが、基準となる差回転に対して駆動輪の実際の差回転を制御できるような構成であればよい。

６…電動機、８…ＥＣＵ、８ａ…ＣＰＵ、８ａ１…制御手段、８ａ２…速度検知手段、８ａ３…横加速度推定手段、８ａ４…第１規範ヨーレイト算出手段、８ａ５…第２規範ヨーレイト算出手段、８ａ６…規範ヨーレイト選択手段、８ａ７…基準差回転算出手段、３１…操舵角センサ（操舵角検出手段）、３２…横加速度センサ（横加速度検出手段）、３３…縦加速度センサ（縦加速度検出手段）、Ｄ…差動機構、Ｔ…差回転設定機構、ＲＳＦＬ…左前輪速度センサ（駆動輪回転速度検出手段）、ＲＳＦＲ…右前輪速度センサ（駆動輪回転速度検出手段）、ＲＳＲＬ…左後輪速度センサ（速度検知手段）、ＲＳＲＲ…右後輪速度センサ（速度検知手段）、ＷＦＬ…左前輪、ＷＦＲ…右前輪、ＷＲＬ…左後輪、ＷＲＲ…右後輪。

Claims (4)

1. 車両の左右の駆動輪の回転速度を検出する駆動輪回転速度検出手段、前記車両の走行速度を検知する速度検知手段、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段、及び前記車両の進行方向に対して横方向の加速度を検出する横加速度検出手段が設けられた車両の駆動制御装置であって、
   前記車両の駆動源の駆動力が入力される入力要素及び当該入力要素に入力された駆動力を前記左右の駆動輪それぞれに出力する２つの出力要素を有する差動機構と、
   前記入力要素に入力された駆動力の前記２つの出力要素への配分比を調整することで前記左右の駆動輪の回転速度の差を設定可能な差回転設定機構と、
   前記操舵角及び前記走行速度に基づいて前記車両の進行方向に対して横方向の加速度を推定する横加速度推定手段と、
   前記横加速度検出手段で検出した加速度に基づいて、前記車両の鉛直軸回りの第１規範ヨーレイトを算出する第１規範ヨーレイト算出手段と、
   前記横加速度推定手段で推定した加速度に基づいて、前記車両の鉛直軸回りの第２規範ヨーレイトを算出する第２規範ヨーレイト算出手段と、
   前記走行速度と前記操舵角とに応じて、前記第１規範ヨーレイト又は前記第２規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択する規範ヨーレイト選択手段と、
   前記走行速度及び前記規範ヨーレイトに基づいて、前記左右の駆動輪の回転速度の差を算出する基準差回転算出手段と、
   前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から前記左右の駆動輪の回転速度の差を算出し、当該算出された回転速度の差と前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差との偏差に基づいて前記左右の駆動輪の回転速度の差を設定するように前記差回転設定機構を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする駆動制御装置。
2. 請求項１に記載の駆動制御装置において、
   前記規範ヨーレイト選択手段は、
   前記走行速度が所定速度以上で且つ前記操舵角が所定角度以上であるときに、前記第１規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択し、
   前記走行速度が前記所定速度未満又は前記操舵角が前記所定角度未満であるときに、前記第２規範ヨーレイトを規範ヨーレイトとして選択することを特徴とする駆動制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の駆動制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記操舵角又は前記横加速度検出手段によって検出された加速度に基づいて、前記車両が旋回状態であるか否かの判定と、前記車両が加速状態であるか否かの判定とを行ない、
   前記旋回状態であると判定したときは、前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から算出した前記左右の駆動輪の回転速度の差が、前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差になるように前記差回転設定機構を制御し、
   前記旋回状態であり且つ前記加速状態であると判定したときは、前記駆動輪回転速度検出手段によって検出された回転速度から算出した前記左右の駆動輪の回転速度の差が、前記基準差回転算出手段によって算出された回転速度の差より大きくなるように前記差回転設定機構を制御することを特徴とする駆動制御装置。
4. 請求項３に記載の駆動制御装置において、
   前記車両には、当該車両の縦方向の加速度を検出する縦加速度検出手段が設けられ、
   前記制御手段は、前記横加速度検出手段によって検出された加速度が第１所定値以上で、前記縦加速度検出手段によって検出された加速度が第２所定値以上で、且つ、前記横加速度検出手段によって検出された加速度と前記縦加速度検出手段によって検出された加速度とを乗算した結果が第３所定値以上のときに、前記旋回状態で且つ前記加速状態であると判定することを特徴とする駆動制御装置。

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