JP5316475B2 - 四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、前後の四輪に駆動力を伝達して走行する四輪駆動車において前輪と後輪とに対する駆動力の配分比を制御する装置に関するものである。

車両の車輪で生じる駆動力は、車両を前後方向に加速させるだけでなく、転舵されている場合には横力をも変化させるので、車両の旋回性能にも影響を及ぼす。そこで例えば特許文献１に記載された車両制御装置においては、車両のスタビリティファクタが目標スタビリティファクタに近付くように前後力配分比を決定し、車輪に作用する前後力がその決定された前後力配分比となるように制御している。具体的には、前後輪のコーナリングパワー、ホイールベース、車体重量、重心位置から前輪軸までの距離ならびに重心位置から後輪軸までの距離に基づいて実スタビリティファクタを求める一方、重心位置から前後軸までの距離を、横加速度および車体重量ならびに左右輪の前後力差およびトレッドに基づいて求まる重心の移動量で補正することにより目標スタビリティファクタを求めている。そして、これらのスタビリティファクタの差がなくなるように前後力配分比を変更している。

なお、特許文献２には、車両のスタビリティファクタが予め定めた閾値より小さい場合には前輪駆動モードとし、これとは反対にスタビリティファクタが閾値を超えた場合に４輪駆動モードに切り換えるように構成された自動車が記載されている。また、非特許文献１には、前後加速度と駆動力の前後配分比とに応じてスタビリティファクタが変化することが記載されている。

特開２００５−００３０８３号公報 特開平０４−００５１３２号公報

安部正人著「自動車の運動と制御」株式会社山海堂１９９２年７月２０日発行ｐ１７９−ｐ１９２

車両の制御において、理論式や数値モデルなどを用いて目標値を求め、実際の値がその目標値に一致し、もしくは追従して変化するように制御量を設定することは広く行われている。上記の特許文献１に記載された装置は、そのような一般的な制御手法を、スタビリティファクタに着目した前後力配分比の制御に適用したものである。しかしながら、特許文献１に記載されている装置は、前後力配分比を、仮想的な重心位置の変化に関連づけて制御するように構成されているので、理論に忠実な制御と言い得るが、前後力配分比の変更に伴って変化する前後輪における横力を利用して目標スタビリティファクタを求めるように構成されているなどのために、いわゆるフィードバック的な制御になって制御応答性が必ずしも十分なものにならないなど、未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、スタビリティファクタの安定性あるいは旋回性能の向上と、駆動力制御の応答性との両立を図ることのできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、四輪駆動車における前後駆動力配分比を、その四輪駆動車のスタビリティファクタが目標値に追従して変化するように制御する四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置において、目標とする前後加速度に基づいて前記スタビリティファクタの目標値を求める目標値設定手段と、その目標値設定手段で求められた前記目標値とスタビリティファクタの実際値とに基づいてスタビリティファクタの補正量を求める補正量算出手段と、その補正量算出手段で求められた前記差が小さくなるように前記前後駆動力配分比を設定する前後駆動力配分比設定手段とを備え、前記目標値設定手段は、前記四輪駆動車の駆動力要求量に基づいて目標前後加速度を求める目標前後加速度算出手段と、その目標前後加速度を変数とするスタビリティファクタについての２次方程式に基づいてスタビリティファクタの前記目標値を求める手段とを含むことを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記補正量算出手段は、車体速度および実ヨーレートならびに操舵角度に基づいて実スタビリティファクタを求める手段と、その実スタビリティファクタとスタビリティファクタの前記目標値との偏差を求める手段とを含むことを特徴とする四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記前後駆動力配分比設定手段は、スタビリティファクタの前記補正量を定数項とする前後駆動力配分比についての２次方程式の解として前後駆動力配分比を求める手段を含むことを特徴とする四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置である。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記前後駆動力配分比についての２次方程式の解が虚数解とならないようにスタビリティファクタの前記補正量にガード処理を施すガード手段を更に備えていることを特徴とする四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置である。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記前後駆動力配分比設定手段は、前記前後駆動力配分比についての２次方程式の解のうち現在の前後駆動力配分比との差が小さい方の解に基づいて前記前後駆動力配分比を求める手段を含むことを特徴とする四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置である。

請求項１の発明によれば、アクセルペダルが操作されるなどの駆動力についての要求があった場合、目標とする前後加速度が求められるとともにその目標とする前後加速度に基づいてスタビリティファクタの目標値が求められる。その時点の実際のスタビリティファクタとその目標値との間には偏差があるので、スタビリティファクタの補正量が求められるとともに、その補正量に基づいて前後駆動力配分比が制御され、その結果、実際のスタビリティファクタが目標値に近付くように変化する。したがって、請求項１の発明によれば、駆動力要求に基づいて駆動力を変化させる場合、単に目標駆動力に向けて変化させるのではなく、スタビリティファクタの変化を考慮して変化させるので、四輪駆動車の旋回性能の向上と加速応答性あるいは動力性能の向上との両立を図ることが可能になり、また目標とする前後加速度から実質的に直接、前後駆動力配分比を求めるので、制御応答性を向上させることができる。

また、請求項１の発明によれば、旋回走行時の加減速度を考慮したいわゆる拡張されたスタビリティファクタについて導かれる２次方程式を利用してスタビリティファクタの目標値を算出することができ、駆動力要求に応じたスタビリティファクタの目標値を得ることが可能になる。

請求項２の発明によれば、駆動力要求に伴って変化しているスタビリティファクタの実際値に基づいて、スタビリティファクタの補正量を求めるので、駆動力を増大補正した場合の旋回性能をより確実に向上させることができる。

請求項３の発明よれば、旋回走行時の加減速度を考慮したいわゆる拡張されたスタビリティファクタについて導かれる２次方程式を利用して、スタビリティファクタの補正量に対応する前後駆動力配分比を求めるので、車両の旋回性能の向上と加速応答性あるいは動力性能の向上との両立を図ることが可能になる。

請求項４の発明によれば、前後駆動力配分比を求めるにあたり、虚数解が出ないようにガード処理するので、車両の実際の状態に即した前後駆動力配分比制御が可能になる。

請求項５の発明によれば、前後加速度補正量を求めるにあたり、２次方程式を使用していることにより二つの解が生じるものの、現在値との差が小さい値を制御のために採用するので、前後駆動力配分比の変化が緩和されて四輪駆動車の挙動変化が滑らかになり、その結果、走行安定性を向上させることができる。

この発明に係る前後駆動力配分比制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 車体速度およびアクセル開度から目標駆動力を求め、さらにその駆動力から前後加速度を求める制御を説明するためのフローチャートである。 走行抵抗を加味して目標前後加速度を求める制御を説明するためのフローチャートである。 目標前後加速度に基づいて目標スタビリティファクタを求める制御を説明するためのフローチャートである。 過渡目標スタビリティファクタを求める制御を説明するためのフローチャートである。 実スタビリティファクタを求める制御を説明するためのフローチャートである。 過渡目標スタビリティファクタと実スタビリティファクタとの差分を求める制御を説明するためのフローチャートである。 加減速を判定する制御を説明するためのフローチャートである。 スタビリティファクタ補正量の上下限のガード処理を説明するためのフローチャートである。 スタビリティファクタ補正量に基づいて前後駆動力配分比の２次方程式の解を求める制御を説明するためのフローチャートである。 その解について上下限のガードを施す制御を説明するためのフローチャートである。 前後駆動力配分比の解のうち小さい値を選択する制御を説明するためのフローチャートである。 この発明で対象とする四輪駆動車の駆動系統および制御系統を模式的に示すブロック図である。

この発明は、前後の四輪を駆動する四輪駆動車を対象としてその前後輪に対する駆動力の配分比を制御するように構成されている。その四輪駆動の様式は、エンジンなどの単一の動力源が出力した動力を前後に分配して四輪を駆動する様式、前輪と後輪とのいずれか一方の二輪をエンジンによって駆動するとともに他方の二輪をモータによって駆動する様式、四輪のそれぞれにモータ（例えばインホイールモータ）を設けて四輪のそれぞれを独立して駆動する様式など、従来知られている適宜の四輪駆動様式であってよい。図１３に示す例は、エンジン１によって前後の四輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒを駆動するように構成された、いわゆるＦＲ（前置きエンジン後輪駆動）ベースの四輪駆動車の例であり、エンジン１の出力側に変速機２が連結され、その変速機２から出力された動力をリヤデファレンシャル（終減速機）３を介して左後輪Ｒｌおよび右後輪Ｒｒに分配して伝達するように構成されている。

また、変速機２には、トランスファ４が付設されており、変速機２から出力される動力の一部を前輪Ｆｌ，Ｆｒ側に分配するようになっている。このトランスファ４は、差動機構（センターデファレンシャル）や摩擦クラッチなどによって前後駆動力配分比を連続的に変更できるように構成されており、その出力部材にフロントデファレンシャル５が連結され、そのフロントデファレンシャル５から左右の前輪Ｆｌ，Ｆｒに動力を分配するように構成されている。そして、四輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒのそれぞれの回転速度（回転数）を検出する車輪速センサ６が設けられ、また車体に生じるヨーを検出するヨーレートセンサ７が設けられている。

また、車両の全体の総合的な制御を行うマイクロコンピュータを主体とする車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）８が設けられている。その車両用電子制御装置８は、主として、駆動力を制御するように構成されており、前述した車輪速センサ６やヨーレートセンサ７が出力する検出信号、前後加速度、横加速度、操舵角、アクセル開度、ブレーキ信号、路面摩擦係数、前後駆動力配分比などの各種の検出信号が入力されており、また車体重量やホイールベース、車体の重心から前後輪の軸までの距離（前後軸間距離）、前後輪のコーナリングスティッフネスなどのデータおよびその他の予め設定した定数やマップが車両用電子制御装置８に記憶させられている。そして、車両用電子制御装置８は、これらの検出信号やデータ、マップなどに基づいて演算を行って目標スタビリティファクタや目標駆動力などを求め、必要な制御信号を出力するように構成されている。その制御信号が入力されてエンジン１や変速機２およびトランスファ４を制御するマイクロコンピュータを主体とするエンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）９が設けられている。

この発明に係る制御装置は、上述した車両を対象として加減速性能（動力性能）および旋回性能を共に向上させることを目的として前後駆動力配分比を制御するように構成されている。図１はこの発明に係る制御装置の一例を説明するための制御ブロック図であり、先ず、車体速度Ｖとアクセル開度ＰA とに基づいて目標駆動力Ｆreq および基本前後加速度（図では、加速度を「Ｇ」と記す）Ｇxconstが演算される（ブロックＢ１）。なお、車体速度Ｖは、前述した車輪速センサ６によって得られる各車輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒの回転速度に基づいて求めることができ、これは、例えば従来知られているアンチロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）での車体速度の演算と同様にして行えばよく、あるいはＡＢＳによる車体速度を利用することができる。

その演算のための制御例を図２にフローチャートで示してあり、先ず、車体速度Ｖとアクセル開度ＰA とが読み込まれ（ステップＳ１）、これらのデータと駆動力マップとに基づいて目標駆動力Ｆreq が算出される（ステップＳ２）。その駆動力マップは従来知られているものと同様であってよく、車両毎もしくは車種毎に車体速度Ｖおよびアクセル開度ＰA と駆動力Ｆとの関係を定めたものであり、実験やシミュレーションなどによって予め求めておくことができる。こうして求められた目標駆動力Ｆreq が基本前後加速度Ｇxconstに換算される（ステップＳ３）。その演算は、
Ｇxconst＝Ｆreq ／Ｍassv
として行うことができる。なお、Ｍassvは車体質量である。

車両が走行する場合、車両各部の機械的な摩擦や路面との間の摩擦あるいは空気抵抗などが加速を妨げる抗力として作用する。そこで、これらの抵抗を考慮して目標加速度Ｇxrefが求められる（ブロックＢ２）。その制御を図３にフローチャートで示してあり、前述したブロックＢ１で求められた基本前後加速度Ｇxconstが読み込まれ（ステップＳ１０）、また走行抵抗分の加速度Ｇxrl が読み込まれる（ステップＳ１１）。この走行抵抗分の加速度Ｇxrl は、平坦路を走行する場合を想定して予め求めておくことができ、また登坂路や降坂路については実験あるいはシミュレーションなどによって求めた係数を、平坦路での走行抵抗分の加速度Ｇxrl に掛けるなどのことによって求めることができる。例えば、走行抵抗Ｆlossは車体速度Ｖによって変化するから、
Ｆloss＝ａ×Ｖ^２＋ｂ×Ｖ＋ｃ
もしくは
Ｆloss＝ａ×Ｖ^２＋ｃ
によって演算される。なお、これらの式は実験式であって、上記の各係数ａ，ｂ，ｃは実験的に求めておくことができ、またこれらは定数であってもよい。こうして求められた走行抵抗Ｆlossを
Ｇxrl ＝Ｆloss／Ｍassv
によって走行抵抗分の加速度Ｇxrl に置き換える。

ついで車両が駆動状態か否かが判断される。これは一例としてアクセルペダルが踏み込まれている（アクセルＯＮ）か否かを判断することにより行うことができる（ステップＳ１２）。非駆動状態の場合、すなわちアクセルペダルが踏み込まれていないことによりステップＳ１２で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく、図３のルーチンを一旦終了する。これとは反対に駆動状態の場合、すなわちアクセルペダルが踏み込まれてステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、前述した基本前後加速度Ｇxconstに走行抵抗分の加速度Ｇxrl を加えて目標前後加速度Ｇxrefが求められ（ステップＳ１３）、図３のルーチンを一旦終了する。すなわち、
Ｇxref＝Ｇxconst＋Ｇxrl
によって目標前後加速度Ｇxrefが求められる。なお、アクセルペダルを踏み込まれている加速状態であることにより、その走行抵抗分Ｇxgroudをも考慮する場合には、
Ｇxref＝Ｇxconst＋Ｇxgroud＋Ｇxrl
として目標前後加速度Ｇxrefを求めることができる。その走行抵抗分Ｇxgroudはアクセル開度や車速を引数としたマップとして予め用意しておくことができる。

その目標前後加速度Ｇxrefに基づく目標スタビリティファクタｋhrefが演算される（ブロックＢ３）。前述した非特許文献１には、拡張されたスタビリティファクタは前後加速度の二次式で表せるとしており、これを適用すると、目標スタビリティファクタｋhrefは、
ｋhref＝ｋh0＋ｋh1×Ｇxref＋ｋh2×Ｇxref^２
で表される。この演算を行う制御例を図４にフローチャートで示してある。先ず、定常項である右辺第１項の値が算出される（ステップＳ２０）。この右辺第１項は、定常円旋回時のスタビリティファクタ（図では、スタビリティファクタをｋh と記してある）であるから、車両毎に設定した定数であってよく、あるいは車体速度Ｖを変数としたマップに基づいて求めてもよい。

また、これと相前後して一次の項が算出される（ステップＳ２１）。この一次の項の係数ｋh1は、理論的には下記の（１）式で近似的に算出できるが、実用上は実験あるいはシミュレーションによって予め求めた定数とすることができる。

ここで、Ｗは車体荷重（Ｎ）、Ｌはホイールベース（ｍ）、Ｌr およびＬf は車体の重心点から前後の車軸までの距離（ｍ）、ｈは重心の高さ（ｍ）、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ^２）、Ｋr およびＫf は前後輪のコーナリングスティッフネス（Ｎ／ｒａｄ）である。

同様にして二乗の項が算出され（ステップＳ２２）、これら一次の項と二乗の項とが加算される（ステップＳ２３）。その係数ｋh2は、理論的には下記の（２）式で近似的に算出できるが、実用上は実験あるいはシミュレーションによって予め求めた定数とすることができる。

ここで、κは前後駆動力配分比、μは路面摩擦係数である。

上述したように演算して求められる目標スタビリティファクタｋhrefの値は、車体速度Ｖや駆動要求量（アクセル開度ＰA ）に応じた最終的な値であり、実際の制御では、過渡的な値を逐次設定してその最終的な値に到達させるから、上記の目標スタビリティファクタｋhrefに基づいて、過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyが求められる（ブロックＢ４）。その制御例を図５にフローチャートで示してあり、先ず、上記のブロックＢ３で演算された目標スタビリティファクタｋhrefが読み込まれる（ステップＳ３０）。また、操舵角δおよび車体速度Ｖが読み込まれる（ステップＳ３１）。これらのデータに基づいて目標ヨーレートγrefconstが算出される（ステップＳ３２）。すなわち
γrefconst＝Ｖ・δ／〔（１＋ｋhref・Ｖ^２）Ｌ・ｎ〕
の演算が行われる。ここで、Ｌはホイールベース、ｎはステアリングギヤ比である。

車両の過度な挙動の変化を防止もしくは抑制するために、上記の目標ヨーレートγrefconstに１次遅れ処理あるいはフィルター処理を施すことによる補正が実施される（ステップＳ３３）。具体的には、
γref ＝γrefconst／（１＋Ｔｓ）
の演算が行われる。ここで、Ｔは時定数であって、実験やシミュレーションによって予め定めた値を採用することができ、例えば車体速度Ｖに応じてマップで定めた値を採用することができる。また、ｓはラプラス演算子である。

このようにして１次遅れ処理などによって補正された目標ヨーレートγref を基にして過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyが求められる（ステップＳ３４）。具体的には、下記の式によって演算される。
γref ＝Ｖ・δ／〔（１＋ｋhrefdy・Ｖ^２）Ｌ・ｎ〕
したがって、
ｋhrefdy＝〔δ／（γref ・Ｖ・Ｌ・ｎ）〕−（１／Ｖ^２）
なお、分母が「０」になることを防止するために、車体速度Ｖや補正された目標ヨーレートγref の絶対値に下限を予め設定しておく。

一方、スタビリティファクタは車体速度Ｖや操舵角度あるいは横加速度によって定まるから、車両が走行していれば、それぞれの時点での車両の状況に応じた実際のスタビリティファクタｋhreal が定まる。その実スタビリティファクタｋhrealが演算される（ブロックＢ５）。そのブロックＢ５で実行される演算の制御例は図６のとおりであり、上記の過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyと、操舵角δおよび車体速度Ｖと、実ヨーレートγとが読み込まれる（ステップＳ４０，Ｓ４１，Ｓ４２）。そして、以下のように行う演算では車体速度Ｖが分母に入っているので、分母が「０」になることを防止するために、車体速度Ｖの下限値が設定される（ステップＳ４３）。したがって、その下限値は、設計上定められた適宜の数値である。

ついで、実ヨーレートγの絶対値が予め定めた基準値Γth以下か否かが判断される（ステップＳ４４）。その基準値Γthは実験などで予め定めた値であってよく、実ヨーレートγの絶対値がその基準値Γthより大きいことによりステップＳ４４で否定的に判断された場合には、実際のスタビリティファクタｋhrealが演算される（ステップＳ４５）。すなわち、車両が旋回していてヨーが生じている場合には、車体速度Ｖや操舵角δなどの影響でスタビリティファクタが変化しているので、下記の式により実際のスタビリティファクタｋhrealが演算される。
ｋhreal＝〔δ／（γ・Ｖ・Ｌ・ｎ）〕−（１／Ｖ^２）

これに対して、実ヨーレートγが基準値Γth以下であることによりステップＳ４４で肯定的に判断された場合には、前述した過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyの値が実スタビリティファクタｋhrealとして採用される（ステップＳ４６）。すなわち、
ｋhreal＝ｋhrefdy
とされる。これは、実スタビリティファクタｋhrealを求める式の分母に実ヨーレートγが分母に入っているので、分母が「０」になることを避け、あるいは実スタビリティファクタｋhrealが実情とは大きく乖離した値となることを避けるためである。

この発明に係る制御装置は、スタビリティファクタが目標値に追従するように駆動力を増大補正し、これによって旋回性能と加速性能（動力性能）との両立を図るように構成されており、したがって前述した過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyと実スタビリティファクタｋhrealとの偏差Δｋh が演算される（ブロックＢ６）。これは、例えば図７のフローチャートに示すように、過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyと実スタビリティファクタｋhrealとがそれぞれ読み込まれ（ステップＳ５０，Ｓ５１）、過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyから実スタビリティファクタｋhrealを減算することによりそれらの偏差Δｋh（＝ｋhrefdy−ｋhreal）が求められる（ステップＳ５２）。

この発明に係る制御装置は、車両に前後加速度が生じている状態での旋回性能と加減速応答性とを向上させるように前後駆動力配分比を制御する。そこで、車両に前後加減速度が生じているか否かが判定される（ブロックＢ７）。その制御例を図８にフローチャートで示してある。先ず、実前後加速度が読み込まれる（ステップＳ６０）。これは、前後加速度センサの出力信号を読み込むことによって行ってもよく、あるいは車体速度Ｖの時間変化率を演算して行ってもよい。その実前後加速度の絶対値が予め定めた基準値以下か否かが判断される（ステップＳ６１）。これは、以下に述べる前記偏差ΔＫh についての下限ガード処理の過程で、実前後加速度を分母とする演算が入るので、その分母が「０」になることを回避するためであり、したがって基準値は「０」以外の数値であって、車両の挙動の安定性などの実際の車両の状態を考慮した実験やシミュレーションによって適宜に設定した値であってよい。

実前後加速度が基準値以下であることによりステップＳ６１で否定的に判断された場合には、制御を終了する。前後加速度の変化に起因するスタビリティファクタの変更事由が無いからである。これとは反対に実前後加減速度が基準値を超えていることにより、すなわち加速状態もしくは減速状態であることによりステップＳ６１で肯定的に判断された場合には、図８に示すルーチンを終了して次の制御に進む。

上述した過渡目標スタビリティファクタｋhrefdyと実スタビリティファクタｋhrealとの偏差Δｋh を前後駆動力配分比κに置き換えるにあたり、虚数解が出ないように、偏差Δｋh に上限のガード処理を施す（ブロック８）。その制御を図９に示すフローチャートを参照して説明すると、先ず、実前後加速度Ｇxcu が読み込まれる（ステップＳ７０）。スタビリティファクタは非特許文献１に拡張したスタビリティファクタとして記載されているように前後加速度の二次式によって表すことができ、したがってその補正量についても同様の式が成り立ち、
Δｋh＝ｋh1×Ｇxcu ＋ｋh2×Ｇxcu^２
となる。これをｋh2について整理すると、
ｋh2＝（Δｋh−ｋh1×Ｇxcu）／Ｇxcu^２
となる。

ところで、上記のｋh2は前述した（２）式によって表され、そのうちのコーナリングパワーに関する項を簡便化のために
Ａ＝Ｌr・Ｋf ， Ｂ＝Ｌf・Ｋr
と置くと、
ｋh2＝（Ｗ／４ｇμ^２）×［（κ^２／Ａ）−（１−κ）^２／Ｂ］
このｋh2の式を、上記の実前後加速度Ｇxcu によるｋh2の式に代入して整理すると、
（Ｂ−Ａ）κ^２＋２Ａκ−Ｃ＝０
となる。ここで、Ｃは
Ｃ＝ＡＢ｛［４ｇμ^２×（Δｋh ＋ｋh1×Ｇxcu）］／（Ｇxcu^２×Ｗ）｝＋Ａ

この前後駆動力配分比κについての一般解が実数解となるためには、その一般解のルートの中が「０」以上の正の値となる必要があり、これは、上記の式については、
４Ａ^２＋４（Ｂ−Ａ）Ｃ≧０
したがって
Ｃ≧−Ａ／（Ｂ−Ａ）
が条件となる。この式の上記の「Ｃ」の値を代入して偏差Δｋh について整理すると、
Δｋh≧［（Ｗ×Ｇxcu^２）／４ｇμ^２（ＬfＫr−ＬrＫf）］−ｋh1×Ｇxcu
となり、この右辺が制限値Δｋhlimとなる（ステップＳ７１）。
［（Ｗ×Ｇxcu^２）／４ｇμ^２（ＬfＫr−ＬrＫf）］−ｋh1×Ｇxcu＝Δｋhlim

したがって、これに続くステップＳ７２では、ブロックＢ６で求められた偏差Δｋh が上記の制限値Δｋhlim以下か否かが判断される。演算して求められた偏差Δｋh が制限値Δｋhlim以下であることによりステップＳ７２で肯定的に判断された場合には、虚数解が出ないので、特に制御を行うことなく図９のルーチンを一旦終了する。これに対して演算して求められた偏差Δｋh が制限値Δｋhlimを超えていることによりステップＳ７２で否定的に判断された場合には、虚数解が出ないようにするために、偏差Δｋh の値を上記の制限値Δｋhlimに制限する（ステップＳ７３）。すなわち、
Δｋh＝Δｋhlim
とする。

このようにして設定された実スタビリティファクタと目標スタビリティファクタとの偏差Δｋh を使用して前後駆動力配分比κについての２次方程式を立て、これを前後駆動力配分比κについて解く（ブロックＢ９）。すなわち、図１０にフローチャートで示すように、前記偏差Δｋh が読み込まれ（ステップＳ８０）、ついで前後駆動力配分比κの２次方程式を解いてその解κ1 ，κ2 が算出される（ステップＳ８１）。具体的に説明すると、偏差Δｋh を補正する式として、
Δｋh＝ｋh1×Ｇxcu ＋ｋh2×Ｇxcu^２
を立てることができ、これをｋh2について整理すると、
ｋh2＝（Δｋh−ｋh1×Ｇxcu）／Ｇxcu^２
となることは前述したとおりである。また、偏差Δｋh は、前述した（２）式から
ｋh2＝（Ｗ／４ｇμ^２）×［（κ^２／Ａ）−（１−κ）^２／Ｂ］
となるので、これらの偏差Δｋh についての二つの式から
（Ｂ−Ａ）κ^２＋２Ａκ−Ｃ＝０
が得られる。これを前後駆動力配分比κについて解くと、
κ1＝｛−Ａ＋［Ａ^２＋Ｃ（Ｂ−Ａ）］^１／２｝／（Ｂ−Ａ）
κ2＝｛−Ａ−［Ａ^２＋Ｃ（Ｂ−Ａ）］^１／２｝／（Ｂ−Ａ）
が得られる。

四輪駆動車における前後駆動力配分比は、トランスファ４の構成や車両の挙動安定性などに基づいて制限されるので、上記のブロックＢ９で算出された解κ1 ，κ2 について上下限の制限を施す（ブロックＢ１０）。その制限制御の例を図１１にフローチャートで示してあり、先ず、上記の二つの解κ1 ，κ2 が読み込まれ（ステップＳ９０）、それらの解κ1 ，κ2 が下限値κ_lowerおよび上限値κ_upperと比較され、それらの制限値κ_lower，κ_upperを超えていた場合には、その制限値κ_lower，κ_upperに置き換えられて制限される。すなわち、特に比較の順序を限定するものではないが、先ず、第一の解κ1 が下限値κ_lower以下か否かが判断され（ステップＳ９１）、第一の解κ1 が下限値κ_lower以下であることによりステップＳ９１で肯定的に判断された場合には、この第一の解κ1 が下限値κ_lowerに置き換えられて制限される（ステップＳ９２）。これに対して第一の解κ1 が下限値κ_lowerより大きいことによりステップＳ９１で否定的に判断された場合には、第二の解κ2 が下限値κ_lower以下か否かが判断され（ステップＳ９３）、第二の解κ2 が下限値κ_lower以下であることによりステップＳ９３で肯定的に判断された場合には、この第二の解κ2 が下限値κ_lowerに置き換えられて制限される（ステップＳ９４）。

さらに、第二の解κ2 が下限値κ_lowerより大きいことによりステップＳ９３で否定的に判断された場合には、第一の解κ1 が上限値κ_upper以上か否かが判断される（ステップＳ９５）。第一の解κ1 が上限値κ_upper以上であることによりステップＳ９５で肯定的に判断された場合には、この第一の解κ1 が上限値κ_upperに置き換えられて制限される（ステップＳ９６）。これに対して第一の解κ1 が上限値κ_upperより小さいことによりステップＳ９５で否定的に判断された場合には、第二の解κ2 が上限値κ_upper以上か否かが判断され（ステップＳ９７）、第二の解κ2 が上限値κ_upper以上であることによりステップＳ９７で肯定的に判断された場合には、この第二の解κ2 が上限値κ_upperに置き換えられて制限される（ステップＳ９８）。そして、いずれの解κ1 ，κ2 も制限値κ_lower，κ_upperの範囲内に入っていることによりステップＳ９７で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく図１１に示すルーチンを一旦終了する。すなわち、演算によって求められた各解κ1 ，κ2 の値がそのまま採用される。

こうして求められた各解κ1 ，κ2 の値は互いに大小に異なっている場合があり、それらの解κ1 ，κ2 のいずれかを選択する基準として、この発明に係る上記の具体例では、前後駆動力配分比κの変化幅（変化量）が相対的に小さくなることを基準としている。前後駆動力配分比κの変更によって違和感が生じないようにするためである。具体的には、現在の前後駆動力配分比κ_cu との差が小さくなる解κ1 ，κ2 を選択する（ブロックＢ１１）。その制御の一例を図１２にフローチャートで示してあり、先ず、上記の各解κ1 ，κ2 、および現在の前後駆動力配分比κ_cu が読み込まれる（ステップＳ１００，Ｓ１０１）。ついで、現在の前後駆動力配分比κ_cu と各解κ1 ，κ2 との差分が演算され（ステップＳ１０２）、その差分の大小が比較される（ステップＳ１０３）。例えば、現在の前後駆動力配分比κ_cu と第一の解κ1 との差の絶対値が、現在の前後駆動力配分比κ_cu と第二の解κ2 との差の絶対値以上か否かが判断される。これを式で表せば、
｜κ_cu −κ1 ｜≧｜κ_cu −κ2 ｜
が判断される。

このステップＳ１０３で肯定的に判断された場合、すなわち現在の前後駆動力配分比κ_cu と第二の解κ2 との差の絶対値が相対的に小さい場合には、前後駆動力配分比の制御のためのデータとして第二の解κ2 が採用される（ステップＳ１０４）。これとは反対に、現在の前後駆動力配分比κ_cu と第一の解κ1 との差の絶対値が相対的に小さい場合には、前後駆動力配分比の制御のためのデータとして第一の解κ1 が採用される（ステップＳ１０５）。

以上のようにして求められた解は、車両に加減速度が生じた場合にその加減速度を加味して設定するべきスタビリティファクタを補償する前後駆動力配分比であり、前後駆動力配分比がこの選択された解の値になるように、前述したトランスファ４が制御される。したがって、この発明に係る上記の制御装置は、前後加減速度が生じた場合、スタビリティファクタが目標値となるように、あるいは目標値に近付くように前後駆動力配分比を制御するが、その目標値は、上記のブロックＢ１ないしブロックＢ４で示したように、目標前後加速度Ｇxrefから直接求めるように構成されている。そして、その目標値との乖離を是正するように前後駆動力配分比が制御される。結局、この発明によれば、加減速要求から直接的に前後駆動力配分比を求めてこれを制御することになるので、制御の遅れ要因を解消し、もしくは低減でき、そのために旋回性能や加速性能（動力性能）を良好に維持でき、またその制御応答性を従来になく向上させることができる。これは、前述した非特許文献１に開示されている拡張したスタビリティファクタの概念を利用することにより可能になったものであり、従来にない着眼に基づく制御である。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すブロックＢ１ないしブロックＢ４の制御を実行する機能的手段が、この発明における目標値設定手段に相当し、ブロックＢ５ないしブロックＢ６の制御を実行する機能的手段が、この発明における補正量算出手段に相当し、ブロックＢ９ないしブロックＢ１１の制御を実行する機能的手段が、この発明における前後駆動力配分比設定手段に相当する。また特に、ブロックＢ８の制御を実行する機能的手段が、この発明におけるガード手段に相当する。

１…エンジン、 ２…変速機、 ３…リヤデファレンシャル（終減速機）、 ４…トランスファ、 Ｆｌ，Ｆｒ…前輪、 ５…フロントデファレンシャル、 Ｒｌ，Ｒｒ…後輪、 ６…車輪速センサ、 ７…ヨーレートセンサ、 ８…車両用電子制御装置（車両ＥＣＵ）、 ９…エンジン／変速機用電子制御装置（エンジン／ＴＭ ＥＣＵ）。

Claims (5)

1. 四輪駆動車における前後駆動力配分比を、その四輪駆動車のスタビリティファクタが目標値に追従して変化するように制御する四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置において、
   目標とする前後加速度に基づいて前記スタビリティファクタの目標値を求める目標値設定手段と、
   その目標値設定手段で求められた前記目標値とスタビリティファクタの実際値とに基づいてスタビリティファクタの補正量を求める補正量算出手段と、
   その補正量算出手段で求められた前記差が小さくなるように前記前後駆動力配分比を設定する前後駆動力配分比設定手段と
   を備え、
   前記目標値設定手段は、前記四輪駆動車の駆動力要求量に基づいて目標前後加速度を求める目標前後加速度算出手段と、その目標前後加速度を変数とするスタビリティファクタについての２次方程式に基づいてスタビリティファクタの前記目標値を求める手段とを含む
   ことを特徴とする四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置。
2. 前記補正量算出手段は、車体速度および実ヨーレートならびに操舵角度に基づいて実スタビリティファクタを求める手段と、その実スタビリティファクタとスタビリティファクタの前記目標値との偏差を求める手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置。
3. 前記前後駆動力配分比設定手段は、スタビリティファクタの前記補正量を定数項とする前後駆動力配分比についての２次方程式の解として前後駆動力配分比を求める手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置。
4. 前記前後駆動力配分比についての２次方程式の解が虚数解とならないようにスタビリティファクタの前記補正量にガード処理を施すガード手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置。
5. 前記前後駆動力配分比設定手段は、前記前後駆動力配分比についての２次方程式の解のうち現在の前後駆動力配分比との差が小さい方の解に基づいて前記前後駆動力配分比を求める手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の四輪駆動車の前後駆動力配分比制御装置。

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