JP2019188923A - ４輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方の車輪がスリップした場合において、その一方の車輪のスリップを抑制しつつ、ドライバビリティの悪化を抑制する４輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両前後方向加速度Ｇの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａより小さく車両前後方向加速度Ｇが比較的大きく変動していない場合には、回転速度偏差Ｄｖを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御するので、前輪１４Ｌ、１４Ｒのスリップが好適に抑制される。また、車両前後方向加速度Ｇの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａ以上で車両前後方向加速度Ｇが比較的大きく変動する場合には、すなわちタイヤ特性がグリップ領域とスリップ領域とを跨ぐ領域である場合には、加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御するので、車両前後方向加速度Ｇの変動が抑制されてドライバビリティの悪化が抑制される。【選択図】図３

Description

本発明は、前輪および後輪のうちの一方の車輪にスリップが発生したときにおいて、前記前輪と前記後輪とに配分する駆動力の駆動力配分比を変化させて、前記一方の車輪に伝達する駆動力を減少させると共に他方の車輪に伝達する駆動力を増大させる４輪駆動車両に関して、前記一方の車輪のスリップを抑制しつつ、車両前後方向の加速度の変動を抑制することができる技術に関する。

前輪および後輪のうちの一方の車輪にスリップが発生したときには、前記前輪と前記後輪とに配分する駆動力の駆動力配分比を変化させて、前記一方の車輪に伝達する駆動力を減少させると共に前記前輪および前記後輪のうちの他方の車輪に伝達する駆動力を増大させる４輪駆動車両が知られている。例えば、特許文献１に記載された４輪駆動車両がそれである。特許文献１の４輪駆動車両では、前記一方の車輪にスリップが発生したときに、前記一方の車輪に伝達する駆動力を減少させると共に前記他方の車輪に伝達する駆動力を増大させるので、すなわち前記一方の車輪から前記他方の車輪に駆動力が移されるので、前記一方の車輪のスリップが抑制される。また、上記特許文献１では、前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御して、前記一方の車輪のスリップを抑制することが提案されている。

特開昭６３−１４１８３２号公報

ところで、タイヤには、タイヤが路面をつかむグリップ領域とタイヤが路面を滑るスリップ領域とがタイヤ特性として備えられており、車両走行中にスリップ率が上昇してタイヤ特性が前記グリップ領域から前記スリップ領域に変化するとタイヤの摩擦係数が急激に落ちるので、前記グリップ領域と前記スリップ領域とを跨ぐ領域で車輪のスリップ量が急変する。このため、前記タイヤ特性が前記グリップ領域と前記スリップ領域とを跨ぐ領域すなわち車輪のスリップ量が急変する領域において、特許文献１の４輪駆動車両のように前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように駆動力配分比をフィードバック制御すると、前記駆動力配分比が周期的に変動するハンチングが生じ、例えばアクセル操作の変化がないのに車両前後方向の加速度が変動してドライバビリティの悪化を招くという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、一方の車輪がスリップした場合において、その一方の車輪のスリップを抑制しつつ、ドライバビリティの悪化を抑制する４輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）前輪および後輪のうちの一方の車輪にスリップが発生したときには、前記前輪と前記後輪とに配分する駆動力の駆動力配分比を変化させて、前記一方の車輪に伝達する駆動力を減少させると共に前記前輪および前記後輪のうちの他方の車輪に伝達する駆動力を増大させる、４輪駆動車両の制御装置であって、（ｂ）前記一方の車輪のスリップ発生前後の車両前後方向加速度の変化が所定値より小さい場合には、前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御し、（ｃ）前記車両前後方向加速度の変化が前記所定値以上である場合には、前記スリップ発生前の車両前後方向加速度と現在の車両前後方向加速度との加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御する、ことにある。

第１発明によれば、（ｂ）前記一方の車輪のスリップ発生前後の車両前後方向加速度の変化が所定値より小さい場合には、前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御し、（ｃ）前記車両前後方向加速度の変化が前記所定値以上である場合には、前記スリップ発生前の車両前後方向加速度と現在の車両前後方向加速度との加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御する。このため、前記車両前後方向加速度の変化が所定値より小さく前記車両前後方向加速度が比較的変動していない場合には、前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御するので、前記一方の車輪のスリップが好適に抑制される。また、前記車両前後方向加速度の変化が所定値以上で前記車両前後方向加速度が比較的大きく変動する場合には、すなわちタイヤ特性がグリップ領域とスリップ領域とを跨ぐ領域である場合には、前記加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御するので、前記車両前後方向加速度の変動が抑制されてドライバビリティの悪化が抑制される。これによって、前記一方の車輪がスリップした場合において、その一方の車輪のスリップを抑制しつつ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

本発明が好適に適用された４輪駆動車両の構成を概略的に説明する図である。 図１の４輪駆動車両の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図２の電子制御装置において、４輪駆動走行中において前輪にスリップが発生して、前輪に伝達する駆動トルクを減少させると共に後輪に伝達する駆動トルクを増大させる作動の一例を説明するフローチャートである。 図３のフローチャートに示す作動を実行した場合のタイムチャートである。 図４のＶ−Ｖ視断面図である。

本発明の一実施形態において、（ａ）前記４輪駆動車両は、前記一方の車輪に駆動力を伝達する駆動力源と、蓄電装置から出力される電力によって前記他方の車輪に駆動力を伝達する電動機と、を備え、（ｂ）前記電動機は、その電動機から出力可能な最大パワーが前記蓄電装置の出力制限に基づいて制限され、（ｃ）前記加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御している時において、前記加速度偏差を解消するために前記電動機で必要となるパワーが前記最大パワーより大きく前記電動機が出力パワー不足であると判定される場合には、前記蓄電装置の出力制限を一時的に上昇させる。このため、前記加速度偏差を解消するために前記電動機で必要となるパワーが前記最大パワーより大きく前記電動機が出力パワー不足であると判定される場合には、前記蓄電装置の出力制限が一時的に上昇して、前記電動機から出力可能な最大パワーが一時的に上昇させられるので、車両走行中における前記車両前後方向加速度の低下を好適に抑制することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用された４輪駆動車両１０の構成を概略的に説明する図である。図１において、４輪駆動車両１０には、例えばエンジン、第１電動機、および第２電動機等を有するハイブリッド駆動装置１２を駆動力源としハイブリッド駆動装置１２からの駆動トルク（駆動力）Ｔｆ（Ｎｍ）を前輪（一方の車輪）１４Ｌ、１４Ｒに伝達して前輪１４Ｌ、１４Ｒを駆動する前輪用駆動装置１６と、電動機１８を駆動力源とし電動機１８からの駆動トルク（駆動力）Ｔｒ（Ｎｍ）を後輪（他方の車輪）２０Ｌ、２０Ｒに伝達して後輪２０Ｌ、２０Ｒを駆動する後輪用駆動装置２２と、が備えられている。なお、４輪駆動車両１０では、後述する電子制御装置（制御装置）１００において２輪駆動走行モードが選択されると、後輪用駆動装置２２の電動機１８が停止させられ、ハイブリッド駆動装置１２のみの駆動トルクで走行するようになっている。また、４輪駆動車両１０では、電子制御装置１００において４輪駆動走行モードが選択されると、後輪用駆動装置２２の電動機１８が駆動させられ、ハイブリッド駆動装置１２の駆動トルクおよび電動機１８の駆動トルクで走行するようになっている。すなわち、前輪１４Ｌ、１４Ｒは、２輪駆動走行中及び４輪駆動走行中のときに共に駆動輪となる主駆動輪であり、後輪２０Ｌ、２０Ｒは、２輪駆動走行中のときに従動輪となり且つ４輪駆動走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。なお、ハイブリッド駆動装置１２の駆動トルクＴｆおよび電動機１８の駆動トルクＴｒで走行する４輪駆動走行中において、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとに伝達される駆動トルクの駆動トルク配分比は、車両走行状態により電子制御装置１００によってハイブリッド駆動装置１２の出力と電動機１８の出力とが制御されることにより、例えば、前輪：後輪＝１００：０(％)から前輪：後輪＝０：１００(％)まで無段階に制御されるようになっている。

図１に示すように、前輪用駆動装置１６には、前輪用差動歯車装置２４と、前輪用差動歯車装置２４とハイブリッド駆動装置１２との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機２６と、前輪用差動歯車装置２４と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路に設けられた前輪用車軸２８Ｌ、２８Ｒと、が備えられている。前輪用駆動装置１６では、ハイブリッド駆動装置１２からの駆動トルクＴｆが、自動変速機２６、前輪用差動歯車装置２４、前輪用車軸２８Ｌ、２８Ｒ等を介して前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される。

図１に示すように、後輪用駆動装置２２には、後輪用差動歯車装置３０と、後輪用差動歯車装置３０と電動機１８との間の動力伝達経路に設けられた減速ギヤ機構３２と、後輪用差動歯車装置３０と後輪２０Ｌ、２０Ｒとの間の動力伝達経路に設けられた後輪用車軸３４Ｌ、３４Ｒと、が備えられている。後輪用駆動装置２２では、電動機１８からの駆動トルクＴｒが、減速ギヤ機構３２、後輪用差動歯車装置３０、後輪用車軸３４Ｌ、３４Ｒ等を介して後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達される。

電動機１８は、電気エネルギから機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的なエネルギから電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータであり、インバータ３６を介して蓄電装置３８との間で電力が授受される。なお、電動機１８は、インバータ３６を介して蓄電装置３８から出力される電力（特に区別しない場合には電気エネルギも同意）により走行用の駆動トルクを発生する。また、電動機１８は、後輪２０Ｌ、２０Ｒ側から入力される被駆動力を回生により電気エネルギに変換し、その電気エネルギをインバータ３６を介して蓄電装置３８に蓄積する。

図２は、電子制御装置１００に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２に示すように、電子制御装置１００には、４輪駆動車両１０に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、第１車輪速センサ４０により検出される前輪１４Ｌ、１４Ｒの回転速度Ｖｗｆｌ、Ｖｗｆｒ（ｒｐｍ）を表す信号と、第２車輪速センサ４２により検出される後輪２０Ｌ、２０Ｒの回転速度Ｖｗｒｌ、Ｖｗｒｒ（ｒｐｍ）を表す信号と、車速センサ４４から検出される４輪駆動車両１０の車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を表す信号と、アクセル開度センサ４６から検出されるアクセル開度θacc（％）を表す信号と、前後加速度センサ４８から検出される４輪駆動車両１０の車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）を表す信号と、路面勾配センサ５０から検出される路面の勾配θｒ（°）を表す信号と、が電子制御装置１００に入力される。

また、電子制御装置１００から、４輪駆動車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、ハイブリッド駆動装置１２の出力制御のための駆動出力制御指令信号Ｓｅと、電動機１８の出力を制御するための電動機出力制御指令信号Ｓｍ等と、が電子制御装置１００から各部へ出力される。

図２に示すように、電子制御装置１００には、要求加速度演算部５２と、スリップ判定部５４と、フィードバック制御実行部５６と、ハイブリッド駆動装置出力制御部５８と、電動機出力制御部６０と、が備えられている。図２に示す要求加速度演算部５２は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度θａｃｃ（％）と車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）とに基づいて運転者による車両に対する駆動要求量としての要求駆動力Ｆｔｇｔ（Ｎ）を算出して、算出された要求駆動力Ｆｔｇｔから式（１）を用いて運転者が要求する要求加速度ａｔｇｔ（ｍ／ｓ^２）を演算する。
Ｆｔｇｔ＝ｍ×ａｔｇｔ・・・（１）
なお、式（１）に示されている「ｍ」は、４輪駆動車両１０の車重である。

図２に示すように、要求加速度演算部５２には、記憶部５２ａが備えられている。記憶部５２ａは、要求加速度演算部５２で要求加速度ａｔｇｔが演算されると、その演算された要求加速度ａｔｇｔを記憶すると共に、要求加速度演算部５２で要求加速度ａｔｇｔが演算されたときにおけるすなわち後述するスリップ判定部５４でスリップが発生したと判定される前における前後加速度センサ４８から検出される車両前後方向加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）を記憶する。なお、要求加速度演算部５２は、要求加速度演算部５２で算出された要求駆動力Ｆｔｇｔ（Ｎ）から要求駆動トルクＴｔｇｔ（Ｎｍ）を導出し、記憶部５２ａは、要求加速度演算部５２で導出した要求駆動トルクＴｔｇｔ（Ｎｍ）を記憶する。

スリップ判定部５４は、記憶部５２ａに車両前後方向加速度Ｇｂ等が記憶されると、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとのうちの一方の車輪すなわち主駆動輪である前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したか否かを判定する。例えば、スリップ判定部５４は、前輪１４Ｌ、１４Ｒの平均回転速度Ｖｆａｖ（ｒｐｍ）と後輪２０Ｌ、２０Ｒの平均回転速度Ｖｒａｖ（ｒｐｍ）との回転速度偏差Ｄｖ（Ｖｆａｖ−Ｖｒａｖ）（ｒｐｍ）すなわちスリップ量が予め設定されたスリップ判定速度Ｖｓｐ（ｒｐｍ）以上になると、前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定する。なお、前輪１４Ｌ、１４Ｒの平均回転速度Ｖｆａｖは、第１車輪速センサ４０から検出される前輪１４Ｌの回転速度Ｖｗｆｌと前輪１４Ｒの回転速度Ｖｗｆｒとの平均（（Ｖｗｆｌ＋Ｖｗｆｒ）÷２）である。また、後輪２０Ｌ、２０Ｒの平均回転速度Ｖｒａｖは、第２車輪速センサ４２から検出される後輪２０Ｌの回転速度Ｖｗｒｌと後輪２０Ｒの回転速度Ｖｗｒｒとの平均（（Ｖｗｒｌ＋Ｖｗｒｒ）÷２）である。

フィードバック制御実行部５６には、フィードバック制御選択部６４が備えられており、フィードバック制御選択部６４には、加速度変化演算部６４ａが備えられている。フィードバック制御実行部６４は、フィードバック制御選択部６４で選択されたフィードバック制御を実行する。また、フィードバック制御選択部６４は、加速度変化演算部６４ａで演算されたスリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇの変化からフィードバック制御を選択する。

加速度変化演算部６４ａは、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定されると、前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したスリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）を演算する。例えば、加速度変化演算部６４ａは、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定されると、記憶部５２ａに記憶された車両前後方向加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）すなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生する前の車両前後方向加速度Ｇｂと、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定された時において前後加速度センサ４８から検出される車両前後方向加速度Ｇａ（ｍ／ｓ^２）すなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生した後の車両前後方向加速度Ｇａ（ｍ／ｓ^２）と、の差から、スリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（Ｇｂ−Ｇａ）（ｍ／Ｓ^２）を演算する。

フィードバック制御選択部６４は、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定され、且つ、加速度変化演算部６４ａでスリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）が演算されると、加速度変化演算部６４ａで演算された変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）の大きさからフィードバック制御を選択する。例えば、フィードバック制御選択部６４は、加速度変化演算部６４ａで演算された車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）が予め設定されたフィードバック制御選択判定値（所定値）Ａ（ｍ／ｓ^２）より小さい場合には、回転速度偏差Ｄｖ（ｒｐｍ）を小さくするように駆動トルク配分比（駆動力配分比）γｃをフィードバックするフィードバック制御を選択する。また、フィードバック制御選択部６４は、加速度変化演算部６４ａで演算された車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）がフィードバック制御選択判定値Ａ（ｍ／ｓ^２）以上である場合には、加速度偏差Ｄｇ（ｍ／ｓ^２）を小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御を選択する。なお、加速度偏差Ｄｇ（ｍ／ｓ^２）は、記憶部５２ａに記憶された車両前後方向加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）すなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生する前の車両前後方向加速度Ｇと、加速度変化演算部６４ａにおいて車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）がフィードバック制御選択判定値Ａ（ｍ／ｓ^２）以上であると判定された後に前後加速度センサ４８から逐次検出される実際の車両前後方向加速度Ｇｒ（ｍ／ｓ^２）すなわち現在の車両前後方向加速度Ｇと、の偏差（Ｇｂ−Ｇｒ）（ｍ／Ｓ^２）である。また、フィードバック制御選択判定値Ａは、例えば前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生した前後で車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／Ｓ^２）が変動したと運転者が感じる可能性が高まる予め実験等で設定された車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）である。また、駆動トルク配分比γｃは、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとに配分する駆動トルクＴｆ、Ｔｒ（Ｎｍ）の配分比（Ｔｆ／Ｔｒ）である。なお、駆動トルクＴｆは、前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される駆動トルクＴ（Ｎｍ）であり、駆動トルクＴｒは、後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達される駆動トルクＴ（Ｎｍ）である。

フィードバック制御実行部５６は、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定され、フィードバック制御選択部６４でフィードバック制御が選択されると、フィードバック制御選択部６４で選択されたフィードバック制御を実行する。例えば、フィードバック制御実行部５６は、フィードバック制御選択部６４で回転速度偏差Ｄｖ（ｒｐｍ）を小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が選択されると、式（２）による駆動トルク配分比γｃのフィードバックを実行する。なお、式（２）に示された「Ｚ」は、式（３）により算出される。
γｃ＝γｐ＋Ｋｐ１×｛Ｚ＋（∫Ｚｄｔ）／Ｔｉ＋Ｔｄ×（ｄＺ／ｄｔ）｝・・・（２）
Ｚ＝Ｄｖ／Ｎｔ・・・（３）
なお、Ｋｐ１は比例ゲインであり、Ｔｉは積分時間であり、Ｔｄは微分時間であり、Ｎｔは自動変速機２６の出力歯車２６ａ（図１参照）の回転速度である。また、γｐは駆動トルク配分比であり、駆動トルク配分比γｐは、例えば、前後加速度センサ４８から検出される車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）と路面勾配センサ５０から検出される路面の勾配θｒとから推定された前後輪分担荷重比から例えばマップ等を用いて算出された値である。

また、フィードバック制御実行部５６は、フィードバック制御選択部６４でスリップ発生前の車両前後方向加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）と現在の車両前後方向加速度Ｇｒ（ｍ／ｓ^２）との加速度偏差Ｄｇ（ｍ／ｓ^２）を小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が選択されると、式（４）による駆動トルク配分比γｃのフィードバックを実行する。なお、式（４）に示されたＫｐ２は比例ゲインである。
γｃ＝γｐ＋Ｋｐ２×｛Ｄｇ＋（∫Ｄｇｄｔ）／Ｔｉ＋Ｔｄ×（ｄＤｇ／ｄｔ）｝・・・（４）

ハイブリッド駆動装置出力制御部５８には、目標駆動トルク演算部５８ａが備えられている。ハイブリッド駆動装置出力制御部５８は、目標駆動トルク演算部５８ａで前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）が演算されると、目標駆動トルク演算部５８ａで演算された前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）が前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達されるようにハイブリッド駆動装置１２の出力を制御する。例えば、ハイブリッド駆動装置出力制御部５８は、スリップ判定部５４で前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したと判定されてフィードバック制御実行部５６でフィードバック制御が実行されると、目標駆動トルク演算部５８ａで演算された前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）が前輪１４Ｌ、１４Ｒにすみやかに伝達されるように、専らハイブリッド駆動装置１２に設けられた第２電動機の出力を制御する。

目標駆動トルク演算部５８ａは、フィードバック制御実行部５６で式（２）または式（４）による駆動トルク配分比γｃのフィードバックが実行されると、式（２）または式（４）で求められた駆動トルク配分比γｃから前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）を演算する。例えば、目標駆動トルク演算部５８ａは、フィードバック制御実行部５６で式（２）または式（４）から駆動トルク配分比γｃが求められると、その求められた駆動トルク配分比γｃから式（５）を用いて、前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達される駆動トルク（Ｔｆ＋Ｔｒ）のうち前輪１４Ｌ、１４Ｒに配分される駆動トルク配分比γｃｆ（（Ｔｆ／（Ｔｆ+Ｔｒ）））すなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｆを算出し、その算出された前輪１４Ｌ、１４Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｆと記憶部５２ａに記憶していた要求駆動トルクＴｔｇｔとから式（６）を用いて前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔを演算する。
γｃｆ＝（γｃ／（γｃ＋１））・・・（５）
Ｔｆｔｇｔ＝γｃｆ×Ｔｔｇｔ・・・（６）

電動機出力制御部６０には、目標駆動トルク演算部６６と、蓄電装置出力制限部６８と、が備えられている。電動機出力制御部６０は、目標駆動トルク演算部６６で後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）が演算されると、目標駆動トルク演算部６６で演算された後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）が後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達されるように電動機１８の出力を制御する。また、蓄電装置出力制限部６８は、電動機１８から出力可能な最大パワーを制限する。

目標駆動トルク演算部６６は、フィードバック制御実行部５６で式（２）による駆動トルク配分比γｃのフィードバックが実行、すなわちフィードバック制御実行部５６で回転速度偏差Ｄｖを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行されると、式（２）で求められた駆動トルク配分比γｃから後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）を演算する。例えば、目標駆動トルク演算部６６は、フィードバック制御実行部５６で式（２）から駆動トルク配分比γｃが求められると、その求められた駆動トルク配分比γｃから式（７）を用いて、前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達される駆動トルク（Ｔｆ＋Ｔｒ）のうち後輪２０Ｌ、２０Ｒに配分される駆動トルク配分比γｃｒ（（Ｔｒ／（Ｔｆ+Ｔｒ）））すなわち後輪２０Ｌ、２０Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｒを算出し、その算出された後輪２０Ｌ、２０Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｒと記憶部５２ａに記憶していた要求駆動トルクＴｔｇｔとから式（８）を用いて後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔを演算する。
γｃｒ＝（１／（１＋γｃ））・・・（７）
Ｔｒｔｇｔ＝γｃｒ×Ｔｔｇｔ・・・（８）

目標駆動トルク演算部６６には、不足トルク演算部６６ａが備えられている。不足トルク演算部６６ａは、フィードバック制御実行部５６で加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行されると、前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップして前輪１４Ｌ、１４Ｒから後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動トルクを移行する駆動トルク移行中において車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）が低下する加速度抜け（Ｇ抜け）の発生を抑制するために、スリップが発生していない車輪すなわち後輪２０Ｌ、２０Ｒに追加する駆動トルクすなわち不足トルクＴｎ（Ｎｍ）を演算する。なお、上記加速度抜け（Ｇ抜け）は、例えばフィードバック制御による応答遅れやスリップ発生時前後の車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変動等により発生する。例えば、不足トルク演算部６６ａは、車重ｍと加速度偏差Ｄｇとから式（９）を用いて、上記加速度抜けを抑制するために必要となる車両に追加する駆動力すなわち不足駆動力ΔＦ（Ｎ）を算出し、算出された不足駆動力ΔＦから後輪２０Ｌ、２０Ｒの半径ｒすなわちタイヤの半径ｒを用いて式（１０）により不足トルクＴｎ（Ｎｍ）を演算する。
ΔＦ＝ｍ×Ｄｇ・・・（９）
Ｔｎ＝ΔＦ×ｒ・・・（１０）

また、目標駆動トルク演算部６６は、フィードバック制御実行部５６で加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行され、且つ、不足トルク演算部６６ａで不足トルクＴｎ（Ｎｍ）が演算されると、式（４）で求められた駆動トルク配分比γｃと記憶部５２ａに記憶していた要求駆動トルクＴｔｇｔとから基本駆動トルクＴｂ（Ｎｍ）を算出して、その算出された基本駆動トルクＴｂ（Ｎｍ）と不足トルクＴｎ（Ｎｍ）とをあわせて後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｔｂ＋Ｔｎ）（Ｎｍ）を演算する。例えば、目標駆動トルク演算部６６は、フィードバック制御実行部５６で式（４）から駆動トルク配分比γｃが求められると、その求められた駆動トルク配分比γｃから式（７）を用いて後輪２０Ｌ、２０Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｒを算出し、その算出された後輪２０Ｌ、２０Ｒに対する駆動トルク配分比γｃｒと記憶部５２ａに記憶していた要求駆動トルクＴｔｇｔとから式（１１）を用いて、基本駆動トルクＴｂ（Ｎｍ）を算出する。
Ｔｂ＝γｃｒ×Ｔｔｇｔ・・・（１１）

蓄電装置出力制限部６８には、蓄電装置出力アップ部７０が備えられており、蓄電装置出力アップ部７０には、電動機出力不足判定部７０ａが備えられている。蓄電装置出力制限部６８は、蓄電装置出力制限部６８で設定された蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔ（ｋＷ）に基づいて電動機１８から出力可能な最大パワー（最大出力）Ｐｍａｘ（ｋＷ）を制限する。なお、電動機１８の出力は、電動機１８自身の定格出力に基づいて上限出力が規定されるものであるが、本実施例では、電動機１８の定格出力が蓄電装置３８の定格出力よりも大きいので、蓄電装置３８の出力制限（放電可能電力）Ｗｏｕｔ（ｋＷ）に基づいて上限出力が制限される。

電動機出力不足判定部７０ａは、フィードバック制御実行部５６で加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行され、且つ、目標駆動トルク演算部６６で後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）が演算されると、目標駆動トルク演算部６６で演算された後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）から電動機１８が出力パワー不足であるか否かを判定する。例えば、電動機出力不足判定部７０ａは、目標駆動トルク演算部６６で演算された不足トルクＴｎを含む後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｔｂ＋Ｔｎ）を後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達させるために電動機１８で必要となる必要パワー（必要出力）Ｐｎ（ｋＷ）が、蓄電装置出力制限部６８で設定された出力制限Ｗｏｕｔによって制限された最大パワーＰｍａｘ（ｋＷ）より大きくなると、電動機１８が出力パワー不足であると判定する。

蓄電装置出力アップ部７０は、電動機出力不足判定部７０ａで電動機１８が出力パワー不足であると判定されると、蓄電装置出力制限部６８で設定されていた蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔ（ｋＷ）を一時的に所定値Ｂ（ｋＷ）まで上昇させる。蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔ（ｋＷ）が一時的に上昇することによって電動機１８の最大パワーＰｍａｘ（ｋＷ）も上昇する。なお、上記所定値Ｂ（ｋＷ）は、蓄電装置３８からの出力する時間が比較的短い時間であれば出力しても耐久性上問題となり難い予め実験等により設定された出力の大きさである。

図３は、電子制御装置１００において、例えば４輪駆動走行中において前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生して、前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する駆動トルクＴｆ（Ｎｍ）を減少させると共に後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達する駆動トルクＴｒ（Ｎｍ）を増大させる作動の一例を説明するフローチャートである。また、図４は、図３のフローチャートに示す作動を実行した場合のタイムチャートである。なお、図５は、図４のＶ−Ｖ視断面図である。

先ず、要求加速度演算部５２および記憶部５２ａの機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、アクセル開度θａｃｃ（％）と車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）とに基づいて算出された要求駆動力Ｆｔｇｔ（Ｎ）から運転者が要求する要求加速度ａｔｇｔ（ｍ／ｓ^２）が演算され、その演算された要求加速度ａｔｇｔ（ｍ／ｓ^２）と、前後加速度センサ４８から検出される車両前後方向の加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）すなわちスリップ発生前の車両前後方向の加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）と、が記憶される。

次に、スリップ判定部５４の機能に対応するＳ２において、回転速度偏差Ｄｖすなわちスリップ量が予め設定されたスリップ判定速度Ｖｓｐ以上となり、前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップが発生したか否かが判定される。Ｓ２の判定が否定される場合には、再度Ｓ１が実行されるが、Ｓ２の判定が肯定される場合には、加速度変化演算部６４ａの機能に対応するＳ３が実行される。Ｓ３では、Ｓ１で記憶されたスリップ前の車両前後方向加速度Ｇｂ（ｍ／ｓ^２）と、上記Ｓ２でスリップが発生したと判定された時において前後加速度センサ４８から検出された車両前後方向加速度Ｇａ（ｍ／ｓ^２）すなわちスリップ後の車両前後方向加速度Ｇａ（ｍ／ｓ^２）と、の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）が演算される。

次に、フィードバック制御選択部６４の機能に対応するＳ４において、上記Ｓ３で演算された車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）の変化Ｖｇ（ｍ／ｓ^２）がフィードバック制御選択判定値Ａ（ｍ／ｓ^２）以上であるか否かが判定される。Ｓ４の判定が否定される場合には、フィードバック制御実行部５６および目標駆動トルク演算部５８ａ、６６の機能に対応するＳ５が実行される。Ｓ４の判定が肯定される場合（図４のｔ１時点）には、フィードバック制御実行部５６および目標駆動トルク演算部５８ａの機能に対応するＳ６が実行される。Ｓ５では、回転速度偏差Ｄｖ（ｒｐｍ）を小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行され、フィードバックされた駆動トルク配分比γｃに基づいて、前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）と、後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達する後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）と、が演算される。

Ｓ６では、加速度偏差Ｄｇ（ｍ／ｓ^２）を小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバックするフィードバック制御が実行され、フィードバックされた駆動トルク配分比γｃに基づいて、前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）が演算される。次に、目標駆動トルク演算部６６の機能に対応するＳ７において、Ｓ６でフィードバックされた駆動トルク配分比γｃからスリップしていない車輪すなわち後輪２０Ｌ、２０Ｒに出力する基本駆動トルクＴｂ（Ｎｍ）が演算される。次に、不足トルク演算部６６ａおよび目標駆動トルク演算部６６の機能に対応するＳ８が実行される。Ｓ８では、車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）が低下する加速度抜け（Ｇ抜け）の発生を抑制するために、スリップが発生していない車輪すなわち後輪２０Ｌ、２０Ｒに追加する駆動トルクすなわち不足トルクＴｎ（Ｎｍ）が演算され、その演算された不足トルクＴｎ（Ｎｍ）と上記Ｓ７で演算された基本駆動トルクＴｂ（Ｎｍ）と、から後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達する後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）が演算される。

次に、電動機出力不足判定部７０ａの機能に対応するＳ９において、上記Ｓ８で演算された後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）を後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達させるために電動機１８で必要となる必要パワーＰｎ（ｋＷ）が、蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔによって制限された最大パワーＰｍａｘ（ｋＷ）より大きいか否か、すなわち電動機１８が出力パワー不足であるか否かが判定される。Ｓ９の判定が肯定される場合には、蓄電装置出力アップ部７０の機能に対応するＳ１０が実行され、Ｓ９の判定が否定される場合には、ハイブリッド駆動装置出力制御部５８および電動機出力制御部６０の機能に対応するＳ１１が実行される。

Ｓ１０では、蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔ（ｋＷ）が一時的に所定値Ｂ（ｋＷ）まで上昇させられる。Ｓ１１では、演算された前輪目標駆動トルクＴｆｔｇｔ（Ｎｍ）が前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達されるようにハイブリッド駆動装置１２の出力すなわちハイブリッド駆動装置１２に設けられた第２電動機の出力が制御されると共に、演算された後輪目標駆動トルクＴｒｔｇｔ（Ｎｍ）が後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達されるように電動機１８の出力が制御される。

図４および図５に示されている破線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、例えば本実施例とは異なりスリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇの変化Ｖｇの大きさに関係なくスリップ量である回転速度偏差Ｄｖを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御する従来例を示すものである。図４の破線Ｌ２および図５の破線Ｌ３に示すように、従来例では、前輪１４Ｌ、１４Ｒにスリップして前輪１４Ｌ、１４Ｒから後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動トルクを移行する駆動トルク移行中において車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）が低下する加速度抜け（Ｇ抜け）の発生を抑制するための不足トルクＴｎ（Ｎｍ）が、駆動トルクＴｒ（Ｎｍ）に追加されていないので、図４の破線Ｌ１に示すように、前記駆動トルク移行中に車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）が低下する加速度抜け（Ｇ抜け）が発生している。本実施例では、不足トルクＴｎ（Ｎｍ）分を電動機１８の出力を上昇させることによって駆動トルクＴｒ（Ｎｍ）に追加しているので、前記駆動トルク移行中に車両前後方向加速度Ｇ（ｍ／ｓ^２）が低下する加速度抜け（Ｇ抜け）が従来例に比較して好適に抑制されている。

上述のように、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置１００によれば、前輪１４Ｌ、１４Ｒのスリップ発生前後の車両前後方向加速度Ｇａ、Ｇｂの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａより小さい場合には、前輪１４Ｌ、１４Ｒの平均回転速度Ｖｆａｖと後輪２０Ｌ、２０Ｒの平均回転速度Ｖｒａｖとの回転速度偏差Ｄｖを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御し、車両前後方向加速度Ｇａ、Ｇｂの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａ以上である場合には、加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御する。このため、車両前後方向加速度Ｇａ、Ｇｂの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａより小さく車両前後方向加速度Ｇが比較的大きく変動していない場合には、前輪１４Ｌ、１４Ｒの平均回転速度Ｖｆａｖと後輪２０Ｌ、２０Ｒの平均回転速度Ｖｒａｖとの回転速度偏差Ｄｖを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御するので、前輪１４Ｌ、１４Ｒのスリップが好適に抑制される。また、車両前後方向加速度Ｇａ、Ｇｂの変化Ｖｇがフィードバック制御選択判定値Ａ以上で車両前後方向加速度Ｇが比較的大きく変動する場合には、すなわちタイヤ特性がグリップ領域とスリップ領域とを跨ぐ領域である場合には、加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御するので、車両前後方向加速度Ｇの変動が抑制されてドライバビリティの悪化が抑制される。これによって、前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップした場合において、前輪１４Ｌ、１４Ｒのスリップを抑制しつつ、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置１００によれば、４輪駆動車両１０は、前輪１４Ｌ、１４Ｒに駆動トルクＴｆを伝達するハイブリッド駆動装置１２と、蓄電装置３８から出力される電力によって後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動トルクＴｒを伝達する電動機１８と、を備え、電動機１８は、その電動機１８から出力可能な最大パワーＰｍａｘが蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔに基づいて制限され、加速度偏差Ｄｇを小さくするように駆動トルク配分比γｃをフィードバック制御している時において、加速度偏差Ｄｇを解消するために電動機１８で必要となる必要パワーＰｎが最大パワーＰｍａｘより大きく電動機１８が出力パワー不足であると判定される場合には、蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔを一時的に上昇させる。このため、加速度偏差Ｄｇを解消するために電動機１８で必要となる必要パワーＰｎが最大パワーＰｍａｘより大きく電動機１８が出力パワー不足であると判定される場合には、蓄電装置３８の出力制限Ｗｏｕｔが一時的に上昇して、電動機１８から出力可能な最大パワーＰｍａｘが一時的に上昇させられるので、前輪１４Ｌ、１４Ｒから後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動トルクを移行する駆動トルク移行中における車両前後方向加速度Ｇの低下すなわち加速度抜けを好適に抑制することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、４輪駆動車両１０は、図１に示すように、前輪１４Ｌ、１４Ｒに駆動トルクＴｆを伝達するハイブリッド駆動装置１２と、後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動トルクＴｒを伝達する電動機１８と、を備える４輪駆動車両であったが、例えば、ハイブリッド駆動装置１２またはエンジンから前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達される駆動トルクの一部を電子カップリングを介して後輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達する４輪駆動車両、すなわち４輪駆動走行中において電子カップリングの伝達トルクを制御することによって前後輪のトルク配分を１００：０〜５０：５０の間で連続的に変更することができる４輪駆動車両に適用することもできる。また、４輪駆動車両１０において、ハイブリッド駆動装置１２にかえて例えば電動機１８のような駆動力源が設けられても良く、その場合、前輪１４Ｌ、１４Ｒが必ずしも主駆動輪ではなくても良い。

また、前述の実施例の４輪駆動車両１０は、前輪１４Ｌ、１４Ｒがハイブリッド駆動装置１２によって駆動され、後輪２０Ｌ、２０Ｒが電動機１８によって駆動されていたが、例えば、後輪２０Ｌ、２０Ｒがハイブリッド駆動装置１２によって駆動され、前輪１４Ｌ、１４Ｒが電動機１８によって駆動されるようにしても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：４輪駆動車両
１２：ハイブリッド駆動装置（駆動力源）
１４Ｌ、１４Ｒ：前輪（一方の車輪）
１８：電動機
２０Ｌ、２０Ｒ：後輪（他方の車輪）
３８：蓄電装置
５４：スリップ判定部
５６：フィードバック制御実行部
６４：フィードバック制御選択部
６４ａ：加速度変化演算部
１００：電子制御装置（制御装置）
Ａ：フィードバック制御選択判定値（所定値）
Ｄｇ：加速度偏差
Ｄｖ：回転速度偏差
Ｇａ、Ｇｂ：車両前後方向加速度
Ｐｍａｘ：最大パワー
Ｔｆ、Ｔｒ：駆動トルク（駆動力）
Ｖｆａｖ、Ｖｒａｖ：平均回転速度（回転速度）
Ｖｇ：変化
Ｗｏｕｔ：出力制限
γｃ：駆動トルク配分比（駆動力配分比）

Claims (2)

1. 前輪および後輪のうちの一方の車輪にスリップが発生したときには、前記前輪と前記後輪とに配分する駆動力の駆動力配分比を変化させて、前記一方の車輪に伝達する駆動力を減少させると共に前記前輪および前記後輪のうちの他方の車輪に伝達する駆動力を増大させる、４輪駆動車両の制御装置であって、
   前記一方の車輪のスリップ発生前後の車両前後方向加速度の変化が所定値より小さい場合には、前記一方の車輪の回転速度と前記他方の車輪の回転速度との回転速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御し、
   前記車両前後方向加速度の変化が前記所定値以上である場合には、前記スリップ発生前の車両前後方向加速度と現在の車両前後方向加速度との加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする４輪駆動車両の制御装置。
2. 前記４輪駆動車両は、前記一方の車輪に駆動力を伝達する駆動力源と、蓄電装置から出力される電力によって前記他方の車輪に駆動力を伝達する電動機と、を備え、
   前記電動機は、その電動機から出力可能な最大パワーが前記蓄電装置の出力制限に基づいて制限され、
   前記加速度偏差を小さくするように前記駆動力配分比をフィードバック制御している時において、前記加速度偏差を解消するために前記電動機で必要となるパワーが前記最大パワーより大きく前記電動機が出力パワー不足であると判定される場合には、前記蓄電装置の出力制限を一時的に上昇させる
   ことを特徴とする請求項１の４輪駆動車両の制御装置。

Images