(57)【要約】【課題】旋回時や加減速時にも車輪のスリップを抑制し、走行安定性を高めることが可能な４輪駆動車の制御装置を提供する。【解決手段】４輪駆動車の制御装置７は、タイヤの接地荷重を含む車両情報に基づいて各車輪のタイヤ摩擦円の大きさを演算するタイヤ摩擦円演算手段７１と、各車輪についてタイヤの横力及び前後力の合成力の大きさを演算する合成力演算手段７２と、各車輪についてタイヤ摩擦円の大きさに対する合成力の割合であるタイヤ摩擦力使用率を演算するタイヤ摩擦力使用率演算手段７３と、各車輪に作用する駆動力又は制動力を調節する制駆動力調節制御手段７４とを備える。制駆動力調節制御手段７４は、何かの車輪のタイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、当該車輪の駆動力又は制動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の駆動力又は制動力を上昇させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが装着された２つの前車輪及び２つの後車輪を有する４輪駆動車を制御する４輪駆動車の制御装置であって、
前記タイヤの接地荷重を含む車両情報に基づいて前記各車輪のタイヤ摩擦円の大きさを演算するタイヤ摩擦円演算手段と、
前記各車輪について前記タイヤの横力及び前後力の合成力の大きさを演算する合成力演算手段と、
前記各車輪について前記タイヤ摩擦円の大きさに対する前記合成力の割合であるタイヤ摩擦力使用率を演算するタイヤ摩擦力使用率演算手段と、
前記各車輪に作用する駆動力又は制動力を調節する制駆動力調節制御手段とを備え、
前記制駆動力調節制御手段は、前記各車輪のうち何かの車輪の前記タイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、当該車輪の駆動力又は制動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の駆動力又は制動力を上昇させる、
４輪駆動車の制御装置。
【請求項２】
前記合成力演算手段は、車両旋回時において、転舵輪を転舵させる転舵軸の軸力に基づいて前記横力を演算する、
請求項１に記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項３】
前記制駆動力調節制御手段は、旋回時において前記２つの前車輪のうち少なくとも何れかの車輪の前記タイヤ摩擦力使用率が前記閾値を超えたとき、アクセルペダルの踏み込み量又は駆動力の指示値の大きさ、及び操舵角の大きさが増大しつつある場合には、前記２つの後車輪のうち旋回外側の車輪に作用する駆動力を上昇させる、
請求項１又は２に記載の４輪駆動車の制御装置。
【請求項４】
前記制駆動力調節制御手段は、旋回時において前記２つの前車輪のうち少なくとも何れかの車輪の前記タイヤ摩擦力使用率が前記閾値を超えたとき、アクセルペダルの踏み込み量又は駆動力の指示値の大きさ、又は操舵角の大きさが減少しつつある場合には、前記２つの後車輪のうち旋回内側の車輪に作用する駆動力を上昇させる、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の４輪駆動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前車輪及び後車輪に作用する駆動力又は制動力を調節可能な４輪駆動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前車輪及び後車輪に駆動力を伝達可能な４輪駆動車の制御方法として、例えば特許文献１乃至３に記載されているように、走行安定性を高めるために様々なものが提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の４輪駆動車は、前後輪の回転速度差に基づいて定められる第１トルクと、アクセル開度及び車速に基づいて定められる第２トルクとを合算した和を指令トルクとし、指令トルクに応じた駆動力を後車輪に伝達する。特許文献２に記載の４輪駆動車は、操舵角に応じて定められる操舵角対応旋回半径、及び走行状態の安定性を保ちながら旋回可能な旋回半径の最小値である限界旋回半径のうち、大きい方を目標旋回半径として設定し、左右の前車輪と左右の後車輪の回転速度が目標旋回半径及び車速に応じた目標回転速度に近づくように各車輪の駆動力の配分比を調整する。特許文献３に記載の４輪駆動車は、各車輪のタイヤ力、及びタイヤ力の摩擦円限界値を算出し、前車輪のタイヤ力の総和が前車輪の摩擦円限界値の総和を超えた際には、多板クラッチからなるトランスファクラッチの制御により、当該超えた分のタイヤ力であるオーバータイヤ力を後車輪側に配分する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再表２０１２／１３２９９６号公報
【特許文献２】特開２０１８−７６９４９号公報
【特許文献３】特開２０１１−１００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タイヤがスリップしないで走行することが可能な摩擦力の限界値は、旋回や加減速による荷重の変化によって随時変わる。加速時には前車輪から後車輪への荷重移動によって前車輪がスリップしやすくなり、旋回時には旋回内側の車輪から旋回外側の車輪への荷重移動によって旋回内側の車輪がスリップしやすくなる。また、例えば特許文献３に記載の４輪駆動車のように、前車輪のタイヤ力が摩擦円限界値を超えてからクラッチによって駆動力の前後配分割合を変える制御では、少なくともクラッチの応答時間を含む所定時間にわたって前車輪のタイヤ力が摩擦円限界値を超えてしまい、この間に前車輪がスリップして走行安定性が確保できないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、旋回時や加減速時にも車輪のスリップを抑制し、走行安定性を高めることが可能な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】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するため、タイヤが装着された２つの前車輪及び２つの後車輪を有する４輪駆動車を制御する４輪駆動車の制御装置であって、前記タイヤの接地荷重を含む車両情報に基づいて前記各車輪のタイヤ摩擦円の大きさを演算するタイヤ摩擦円演算手段と、前記各車輪について前記タイヤの横力及び前後力の合成力の大きさを演算する合成力演算手段と、前記各車輪について前記タイヤ摩擦円の大きさに対する前記合成力の割合であるタイヤ摩擦力使用率を演算するタイヤ摩擦力使用率演算手段と、前記各車輪に作用する駆動力又は制動力を調節する制駆動力調節制御手段とを備え、前記制駆動力調節制御手段は、前記各車輪のうち何かの車輪の前記タイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、当該車輪の駆動力又は制動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の駆動力又は制動力を上昇させる、４輪駆動車の制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る４輪駆動車の制御装置によれば、旋回時や加減速時にも車輪のスリップを抑制し、走行安定性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置が搭載された４輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。
【図２】４輪駆動車のブレーキ装置、ステアリング装置、及び操舵補助装置を示す概略構成図である。
【図３】タイヤ摩擦円の一例を示す説明図である。
【図４】左旋回中の４輪駆動車を模式的に示す説明図である。
【図５】制御装置の制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係る４輪駆動車の構成を示す概略構成図である。
【図７】第２の実施の形態に係る制御装置の制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置が搭載された４輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。図２は、４輪駆動車のブレーキ装置、ステアリング装置、及び操舵補助装置を示す概略構成図である。
【００１２】
この４輪駆動車１は、車体１０と、駆動源としてのエンジン１１と、トルクコンバータ１２及びトランスミッション１３と、左右の前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４と、トランスミッション１３の出力を前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に伝達する駆動力伝達系３と、左右の前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４を制動するブレーキ装置４（図２参照）と、左右の前車輪２１，２２を転舵させるステアリング装置５（図２参照）と、操舵補助装置６（図２参照）と、制御装置７とを備えている。左右の前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４は、それぞれタイヤ２１１，２２１，２３１，２４１がホイール２１２，２２２，２３２，２４２に装着されている。これらのタイヤ２１１，２２１，２３１，２４１は、タイヤ外径及びトレッド幅が共通である。
【００１３】
駆動力伝達系３は、フロントディファレンシャル３１と、前輪側のドライブシャフト３２，３３と、プロペラシャフト３４と、駆動力配分装置３５と、後輪側のドライブシャフト３６，３７とを備えている。
【００１４】
駆動力配分装置３５は、プロペラシャフト３４から入力された駆動力を後輪側のドライブシャフト３６，３７を介して左右の後車輪２３，２４に配分する。駆動力配分装置３５は、プロペラシャフト３４と共に回転するピニオンギヤ３５０と、ピニオンギヤ３５０に噛み合うリングギヤ３５１と、リングギヤ３５１と一体に回転する第１及び第２のクラッチハウジング３５２，３５３と、第１及び第２のクラッチハウジング３５２，３５３にそれぞれ収容された第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５と、第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５を介して駆動力が伝達される第１及び第２の出力シャフト３５６，３５７と、第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５を押圧する第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９とを有している。
【００１５】
リングギヤ３５１と第１及び第２のクラッチハウジング３５２，３５３とは、車幅方向に並び、車幅方向に沿った回転軸を中心に回転する。左後車輪２３には、第１の出力シャフト３５６、及び第１の出力シャフト３５６と共に回転するドライブシャフト３６から駆動力が伝達される。右後車輪２４には、第２の出力シャフト３５７、及び第２の出力シャフト３５７と共に回転するドライブシャフト３７から駆動力が伝達される。
【００１６】
第１の多板クラッチ３５４は、第１のクラッチハウジング３５２と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート３５４ａ、及び第１の出力シャフト３５６と一体に回転する複数のインナクラッチプレート３５４ｂからなり、第１のアクチュエータ３５８の押圧力を受けてアウタクラッチプレート３５４ａとインナクラッチプレート３５４ｂとが摩擦接触する。同様に、第２の多板クラッチ３５５は、第２のクラッチハウジング３５３と一体に回転する複数のアウタクラッチプレート３５５ａ、及び第２の出力シャフト３５７と一体に回転する複数のインナクラッチプレート３５５ｂからなり、第２のアクチュエータ３５９の押圧力を受けてアウタクラッチプレート３５５ａとインナクラッチプレート３５５ｂとが摩擦接触する。
【００１７】
第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９は、例えば回転力を軸方向の押圧力に変換するボールカム機構と、ボールカム機構を作動させる電磁クラッチ機構あるいは電動モータとを有し、制御装置７から供給される電流に応じた押圧力で第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５を押圧する。制御装置７は、第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９に供給する電流を増減させることで、左右の後車輪２３，２４に配分される駆動力をそれぞれ調節することが可能である。
【００１８】
上記のように構成された駆動力伝達系３は、トランスミッション１３の出力をフロントディファレンシャル３１及び前輪側のドライブシャフト３２，３３を介して左右の前車輪２１，２２に常時伝達する。また、駆動力伝達系３は、第１のアクチュエータ３５８に供給される電流に応じた駆動力を左後車輪２３に伝達すると共に、第２のアクチュエータ３５９に供給される電流に応じた駆動力を右後車輪２４に伝達する。この構成により、制御装置７は、前車輪２１，２２側と後車輪２３，２４側との間の前後駆動力配分比、及び左後車輪２３側と右後車輪２４側との左右駆動力配分比を調節可能である。
【００１９】
ステアリング装置５は、図２に示すように、操舵部材としてのステアリングホイール５０と、ステアリングホイール５０に連結されたステアリングシャフト５１と、車幅方向に沿って進退移動するラックシャフト５２と、左右のタイロッド５３，５４と、ラックハウジング５５とを有している。図２では、ラックシャフト５２を仮想線（二点鎖線）で示し、その内部を図示している。
【００２０】
ステアリングシャフト５１は、コラムシャフト５１１と、中間シャフト５１２と、ピニオンシャフト５１３とが、自在継手５１４，５１５によって連結されて構成されている。コラムシャフト５１１は、ステアリングホイール５０が一端部に固定されたアッパシャフト５１１ａと、自在継手５１４によって中間シャフト５１２に連結されたロアシャフト５１１ｂと、アッパシャフト５１１ａとロアシャフト５１１ｂとを接続するトーションバー（捩じれ軸）５１１ｃとを有している。
【００２１】
ピニオンシャフト５１３は、ラックシャフト５２のラック歯５２ａに噛み合うピニオン歯５１３ａを有している。ステアリングホイール５０が運転者によって操舵操作されると、ピニオン歯５１３ａとラック歯５２ａとの噛み合いにより、ラックシャフト５２が軸方向に移動する。ラックシャフト５２は、左右のタイロッド５３，５４、懸架装置を構成する左右のナックル１４１，１４２、及び左右のハブ１５１，１５２を介して、前車輪２１，２２を転舵させる転舵軸である。前車輪２１，２２のホイール２１２，２２２は、ブレーキディスク１６１，１６２と共に、ハブ１５１，１５２のフランジ１５１ａ，１５２ａに固定されている。
【００２２】
操舵補助装置６は、運転者がステアリングホイール５０に付与する操舵トルクを検出するトルクセンサ６１と、電動モータ６２と、電動モータ６２の出力軸６２１の回転を減速し、電動モータ６２のトルクを操舵補助力としてロアシャフト５１１ｂに伝達する減速機構６３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６４とを有している。減速機構６３は、電動モータ６２の出力軸６２１と一体に回転するウォーム６３１と、ロアシャフト５１１ｂと一体に回転するウォームホイール６３２とが噛み合わされている。トルクセンサ６１は、操舵トルクによって捩じれるトーションバー５１１ｃの捩じれ量を磁気的に検出し、ＥＣＵ６４に検出信号を出力する。電動モータ６２は、例えば三相ブラシレスモータであり、ＥＣＵ６４から操舵トルク及び車速に応じて供給されるモータ電流によって回転する。
【００２３】
ＥＣＵ６４は、トルクセンサ６１によって検出された操舵トルク、及びロアシャフト５１１ｂに伝達される操舵補助力を示す情報をＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークに出力する。制御装置７は、操舵トルク及び操舵補助力の情報を車載ネットワークを介して取得可能である。なお、操舵補助力は、電動モータ６２に供給するモータ電流及び減速機構６３の減速比に応じて求めることが可能である。
【００２４】
ブレーキ装置４は、オイルリザーバ４０と、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のそれぞれに対応して配置されたブレーキキャリパ４１〜４４と、ブレーキキャリパ４１〜４４にブレーキオイルを供給するブレーキアクチュエータ４５と、ブレーキペダル１８の踏み込み操作に応動するマスターシリンダ４６とを有している。前車輪２１，２２に対応するブレーキキャリパ４１，４２は、ブレーキアクチュエータ４５から供給されるブレーキオイルの油圧により、ブレーキディスク１６１，１６２を一対のブレーキパッド４１１，４２１によって挟み、摩擦力によって前車輪２１，２２を制動する。なお、後車輪２３，２４に対応するブレーキキャリパ４３，４４も、これと同様に構成されている。
【００２５】
ブレーキアクチュエータ４５は、油圧ポンプや電磁弁を有し、ブレーキキャリパ４１〜４４に供給されるブレーキオイルの圧力をそれぞれ個別に増減させることが可能である。制御装置７は、ブレーキアクチュエータ４５にブレーキ制御信号を出力することで、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のぞれぞれに作用する制動力を調節可能である。
【００２６】
制御装置７は、制御部７０と、第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９に電流を供給するためのインバータ回路７００とを有している。制御部７０は、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のタイヤ摩擦円の大きさを演算するタイヤ摩擦円演算手段７１と、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４の各車輪についてタイヤの横力及び前後力の合成力の大きさを演算する合成力演算手段７２と、各車輪についてタイヤ摩擦円の大きさに対する合成力の割合であるタイヤ摩擦力使用率を演算するタイヤ摩擦力使用率演算手段７３と、各車輪に作用する駆動力又は制動力を調節する制駆動力調節制御手段７４とを備えている。これらの各手段は、例えばＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。以下、制駆動力調節制御手段７４が、駆動力調節制御手段として、前後駆動力配分比及び左右駆動力配分比を変えることにより、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に作用する駆動力を調節する場合について説明する。
【００２７】
タイヤ摩擦円演算手段７１は、車両情報に基づいて前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のタイヤ摩擦円の大きさを演算する。この車両情報には、タイヤ２１１，２２１，２３１，２４１の接地荷重、及びタイヤ２１１，２２１，２３１，２４１と路面との路面摩擦係数が含まれる。路面摩擦係数は、例えば外気温や操舵時のタイヤ反力もしくはワイパーの作動頻度、あるいは路面を撮像した画像によって把握される路面状態などに基づいて推定することができる。
【００２８】
タイヤ２１１，２２１，２３１，２４１の接地荷重は、停車時における前車輪２１，２２の荷重と後車輪２３，２４の荷重との比である車両固有の前後荷重配分比や、走行時に発生するヨーレイトや操舵角及び車速等に基づいて推定演算することができる。また、各シートのクッション部分に組み込まれた重量センサによって乗員の着座の有無を検知できる場合には、乗員の搭乗状態を含めてタイヤ２１１，２２１，２３１，２４１の接地荷重を演算してもよい。またさらに、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に接地荷重を検出可能なセンサが設けられている場合には、このセンサの検出値（実測値）により接地荷重を取得してもよい。
【００２９】
タイヤ摩擦円の大きさは、タイヤの摩擦力の最大値を示すものであり、例えばタイヤ２１１，２２１，２３１，２４１の接地荷重（垂直荷重）と路面摩擦係数との積に所定の係数を乗じて得ることができる。４輪駆動車１の加速時には前車輪２１，２２の荷重が減少して後車輪２３，２４の荷重が増大する一方、減速時には前車輪２１，２２の荷重が増大して後車輪２３，２４の荷重が減少する。また、左旋回時には右前車輪２２及び右後車輪２４の荷重が増大すると共に左前車輪２１及び左後車輪２３の荷重が減少する一方、右旋回時には右前車輪２２及び右後車輪２４の荷重が減少すると共に左前車輪２１及び左後車輪２３の荷重が増大する。したがって、タイヤ摩擦円の大きさは、走行状態によって動的に変化する。
【００３０】
図３は、タイヤ摩擦円の一例を示す説明図である。タイヤ摩擦円は、真円として表現される場合もあるが、タイヤの摩擦力の最大値は、厳密には前後方向（転動方向）と横方向で異なるので、ここではタイヤ摩擦円ＦＣを前後方向に長い楕円で示している。また、図３では、タイヤ前後力をベクトルＦｘで示し、タイヤ横力をベクトルＦｙで示し、タイヤ前後力とタイヤ横力との合成力をベクトルＦで示している。
【００３１】
各車輪のタイヤ前後力は、エンジン１１が発生する駆動力及びトランスミッション１３の変速比、ならびに第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５による駆動力の伝達量によって求めることができる。なお、第１及び第２の多板クラッチ３５４，３５５による駆動力の伝達量は、第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９に供給する電流によって求めることができる。
【００３２】
タイヤ横力は、一般に、車速やヨーレイト等に基づいて求めることができるが、本実施の形態では、タイヤ横力がラックシャフト５２の軸力（軸方向の力）にほぼ比例する関係に鑑み、合成力演算手段７２が、車両旋回時において、ラックシャフト５２の軸力に基づいてタイヤ横力を演算する。ラックシャフト５２の軸力は、転舵輪である前車輪２１，２２が転舵された状態から直進状態に戻ろうとする力（セルフアライニングトルク）と所定の関係がある。また、ラックシャフト５２の軸力は、運転者がステアリングホイール５０に付与する操舵トルク及び操舵補助装置６が発生する操舵補助力に比例するので、操舵トルク及び操舵補助力の合計値に所定の係数を乗じてラックシャフト５２の軸力を求めることができる。このため、本実施の形態では、合成力演算手段７２が、操舵トルク及び操舵補助力の合計値に基づいてラックシャフト５２の軸力を演算し、このラックシャフト５２の軸力からタイヤ横力を演算する。
【００３３】
操舵トルク及び操舵補助力からタイヤ横力を求めることで、ヨーレイトによってタイヤ横力を求める場合に比較して、より早い段階で制駆動力調節制御手段７４の処理を実行することが可能である。つまり、ステアリングホイール５０が操舵されてからヨーレイトが発生するまでにはタイムラグがあるが、操舵トルク及び操舵補助力からタイヤ横力を求めることでこのタイムラグを排除することができ、走行安定性をさらに高めることが可能となる。
【００３４】
タイヤ摩擦力使用率演算手段７３は、図３に示すように、ベクトルＦの長さ（合成力の大きさ）Ｌ、及びベクトルＦを延長した延長線Ｅがタイヤ摩擦円ＦＣと交差する交差点Ｐとタイヤ摩擦円ＦＣの中心点Ｏとの距離Ｄに基づいてタイヤ摩擦力使用率を演算する。タイヤ摩擦力使用率は、ベクトルＦの長さＬを距離Ｄで除することにより求められる。図３では、一例として、タイヤ摩擦力使用率が０．８５（８５％）である場合を示している。
【００３５】
制駆動力調節制御手段７４は、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のうち何かの車輪のタイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、当該車輪の駆動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の駆動力又は制動力を上昇させる。この所定の閾値は、例えば０．８とすることができる。
【００３６】
図４は、左旋回中の４輪駆動車１を模式的に示す説明図である。図４では、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４のそれぞれのタイヤ摩擦円を各車輪の近傍に図示している。タイヤ摩擦円の大きさは、エンジン１１やトランスミッション１３等の重量物の影響によって、後車輪２３，２４よりも前車輪２１，２２の方が大きく、また旋回内側にあたる左前車輪２１よりも旋回外側にあたる右前車輪２２の方が大きく、同様に左後輪２３よりも右後車輪２４の方が大きい。
【００３７】
この図示例では、左前車輪２１のタイヤ摩擦力使用率が閾値（０．８）を超えている。この場合、制駆動力調節制御手段７４は、左前車輪２１を除く他の少なくとも何れか１つの車輪への駆動力配分割合を高め、左前車輪２１の駆動力を低減する。また、制駆動力調節制御手段７４は、運転操作情報に基づいて、運転者の意思を推定し、運転者が意図する車両挙動が得られるように、駆動力配分割合を高める車輪を選択する。
【００３８】
図５は、制御装置７の制御部７０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、本実施の形態に係る４輪駆動車１が前車輪２１，２２を主駆動輪として後車輪２３，２４を補助駆動輪とするＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）ベースの４輪駆動車両であるため、前車輪２１，２２の何れかのタイヤ摩擦力使用率が閾値を超えた際に後車輪２３，２４の何れかの駆動力を上昇させる場合の処理について説明する。制御部７０は、このフローチャートに示す処理を、所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００３９】
このフローチャートに示す処理において、制御部７０はまず、各車輪の接地荷重及び路面摩擦係数に基づいて、各車輪のタイヤ摩擦円の大きさを演算し（ステップＳ１）、各車輪のタイヤ前後力及びタイヤ横力に基づいて合成力を演算する（ステップＳ２）。次に、制御部７０は、ステップＳ１及びＳ２の演算結果に基づいて、各車輪のタイヤ摩擦力使用率を演算する（ステップＳ３）。次に、制御部７０は、各車輪のタイヤ摩擦力使用率が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば図４に示す走行状態であれば、左前輪２１の車輪のタイヤ摩擦力使用率が閾値を超えているため、ステップＳ４の判定結果がＹｅｓ（判定条件成立）となる。
【００４０】
ステップＳ４の判定結果がＹｅｓである場合、制御部７０は、操舵角（絶対値）の今回値が前回値以上か否かを判定する（ステップＳ５）。この判定の結果がＹｅｓである場合、制御部７０は、アクセルペダル１７（図１参照）の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１９１の検出値に基づいて、アクセル開度の今回値が前回値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定の結果がＹｅｓである場合、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の外側にあたる車輪のタイヤ摩擦力使用率が閾値未満か否かを判定する（ステップＳ７）。このステップＳ７の閾値は、ステップＳ４の閾値と同じでもよいが、ステップＳ４の閾値よりも小さい値としてもよい。
【００４１】
ステップＳ７の判定の結果がＹｅｓである場合、制御部７０は、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の外側にあたる車輪の駆動力を上昇させる（ステップＳ８）。具体的には、インバータ回路７００に供給するスイッチング信号のデューティーを高め、第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９のうち旋回方向の外側に対応するアクチュエータに供給する電流を増大させる。これにより、前車輪２１，２２に伝達されていた駆動力の一部が後車輪側に振り向けられて前車輪２１，２２の駆動力の上昇が抑制されると共に、左旋回中であれば右後車輪２４の駆動力が上昇し、右旋回中であれば左後車輪２３の駆動力が上昇する。そして、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の外側にあたる車輪の駆動力が上昇することで、旋回が円滑となり、運転者の意思に沿う車両挙動が得られる。
【００４２】
一方、ステップＳ５の判定の結果がＮｏ（判定条件不成立）である場合、制御部７０は、操舵角の今回値と前回値との差が所定の操舵角閾値以上か否かを判定する（ステップＳ９）。この判定の結果がＮｏである場合、又はステップＳ６の判定の結果がＮｏである場合、制御部７０は、アクセル開度の今回値と前回値との差が所定のアクセル開度閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００４３】
ステップＳ９及びステップＳ１０の何れかの判定結果がＹｅｓの場合、制御部７０は、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の内側にあたる車輪のタイヤ摩擦力使用率が閾値未満か否かを判定する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の閾値は、ステップＳ４の閾値と同じでもよいが、ステップＳ４の閾値よりも小さい値としてもよい。
【００４４】
ステップＳ１１の判定の結果がＹｅｓである場合、制御部７０は、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の内側にあたる車輪の駆動力を上昇させる（ステップＳ１２）。具体的には、インバータ回路７００に供給するスイッチング信号のデューティーを高め、第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９のうち旋回方向の内側に対応するアクチュエータに供給する電流を増大させる。
【００４５】
これにより、前車輪２１，２２に伝達されていた駆動力の一部が後車輪側に振り向けられて前車輪２１，２２の駆動力の上昇が抑制されると共に、左旋回中であれば左後車輪２３の駆動力が上昇し、右旋回中であれば右後車輪２４の駆動力が上昇する。そして、左右の後車輪２３，２４のうち旋回方向の内側にあたる車輪の駆動力が上昇することで、旋回状態から直進状態に戻る際の車両挙動、あるいは旋回中にアクセルを緩めて減速する際の車両挙動の変化が円滑となり、運転者の意思に沿う車両挙動が得られる。
【００４６】
以上説明したフローチャートにおいて、ステップＳ１の処理は制御部７０がタイヤ摩擦円演算手段７１として実行する処理であり、ステップＳ２の処理は制御部７０が合成力演算手段７２として実行する処理である。また、ステップＳ３の処理は制御部７０がタイヤ摩擦力使用率演算手段７３として実行する処理であり、ステップＳ４からＳ１１の処理は制御部７０が制駆動力調節制御手段７４として実行する処理である。
【００４７】
なお、４輪駆動車１が自動運転機能を備える場合には、自動運転中において、上記と同様の処理手順により各車輪の駆動力を調節することができる。この場合、ステップＳ６やＳ１０のアクセル開度に替えて、自動運転システムからの駆動力の指示値を用いることができる。
【００４８】
（第１の実施の形態の効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、各車輪のうち何かの車輪のタイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、当該車輪の駆動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の駆動力を上昇させるので、車輪のタイヤ摩擦力使用率が１（１００％）を超えてしまうことを防ぐことが可能となる。これにより、車輪のスリップを未然に防止することができ、走行安定性が向上する。
【００４９】
また、上記のフローチャートに示す処理によれば、旋回時において前車輪２１，２２のうち少なくとも何れかの車輪のタイヤ摩擦力使用率が閾値を超えたとき、アクセルペダルの踏み込み量ならびに操舵角の大きさが増大しつつある場合には、後車輪２３，２４のうち旋回外側の車輪に作用する駆動力を上昇させ、アクセルペダルの踏み込み量もしくは操舵角の大きさが減少しつつある場合には、後車輪２３，２４のうち旋回内側の車輪に作用する駆動力を上昇させる。これにより、直進状態から旋回状態への移行、ならびに旋回状態から直進状態への移行を円滑に行うことができるので、走行安定性をより高めることが可能となる。なお、上記のフローチャートの例では、アクセルペダルの踏み込み量及び操舵角の大きさが運転操作情報にあたる。
【００５０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６及び図７を参照して説明する。
【００５１】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る４輪駆動車１Ａを示す概略構成図である。図６において、第１の実施の形態において説明した構成要素と共通するものについては、図１において用いた符号と同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００５２】
第１の実施の形態では、エンジン１１が発生する駆動力を前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に配分する場合について説明したが、第２の実施の形態では、前車輪２１，２２が第１の駆動ユニット８によって駆動され、後車輪２３，２４が第２の駆動ユニット９によって駆動される。第１の駆動ユニット８は、電動モータ８１と、電動モータ８１の出力回転を減速する減速機構８２とを有している。同様に、第２の駆動ユニット９は、電動モータ９１と、電動モータ９１の出力回転を減速する減速機構９２とを有している。
【００５３】
第１の駆動ユニット８が発生する駆動力は、フロントディファレンシャル３１及び前輪側のドライブシャフト３２，３３を介して前車輪２１，２２に伝達される。第２の駆動ユニット９が発生する駆動力は、駆動力配分装置３５及び後輪側のドライブシャフト３６，３７を介して後車輪２３，２４に伝達される。また、本実施の形態では、第１の駆動ユニット８の電動モータ８１の最大出力が第２の駆動ユニット９の電動モータ９１の最大出力よりも大きく、車両挙動が安定した通常の走行時には、主として第１の駆動ユニット８の駆動力により４輪駆動車１Ａを走行させるものとする。
【００５４】
本実施の形態に係る制御装置７Ａは、第１の実施の形態と同様に、制御部７０がタイヤ摩擦円演算手段７１、合成力演算手段７２、タイヤ摩擦力使用率演算手段７３、及び制駆動力調節制御手段７４を有しているが、本実施の形態では、制駆動力調節制御手段７４が駆動力配分装置３５に加え、第１及び第２の駆動ユニット８，９の電動モータ８１，９１を制御する。
【００５５】
また、制御装置７Ａは、駆動力配分装置３５の第１及び第２のアクチュエータ３５８，３５９に電流を供給するためのインバータ回路７００に加え、第１の駆動ユニット８の電動モータ８１にモータ電流を供給する第１のモータ駆動用インバータ回路７０１、及び第２の駆動ユニット９の電動モータ９１にモータ電流を供給する第２のモータ駆動用インバータ回路７０２を有している。第１のモータ駆動用インバータ回路７０１は、制駆動力調節制御手段７４により生成されたスイッチング信号によって複数のスイッチング素子をオン・オフさせ、電動モータ８１にモータ電流を供給する。第２のモータ駆動用インバータ回路７０２は、制駆動力調節制御手段７４により生成されたスイッチング信号によって複数のスイッチング素子をオン・オフさせ、電動モータ９１にモータ電流を供給する。
【００５６】
制駆動力調節制御手段７４は、アクセル開度センサ１９１によって検出されるアクセルペダル１７の踏み込み量や、ブレーキペダルセンサ１９２によって検出されるブレーキペダル１８の踏み込み量に基づいて、必要な駆動力あるいは回生による制動力を第１及び第２の駆動ユニット８，９に発生させる。
【００５７】
図７は、本実施の形態に係る制御装置７Ａの制御部７０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図７に示す各ステップのうち、図５を参照して説明したものと処理内容が共通するステップについては重複した説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態では、ステップＳ７の判定結果がＹｅｓのとき、ステップＳ７に続くステップＳ７Ａの処理において、第１の駆動ユニット８の電動モータ８１の出力を低減すると共に、第２の駆動ユニット９の電動モータ９１の出力を増大させる。このとき、第１の駆動ユニット８の電動モータ８１の出力低減量よりも大きな出力増大量で第２の駆動ユニット９の電動モータ９１の出力を増大させ、第１の駆動ユニット８の電動モータ８１の出力と第２の駆動ユニット９の電動モータ９１の出力とを合わせた全体の駆動力が増大するように、両電動モータ８１，９１を制御する。
【００５９】
また、本実施の形態では、ステップＳ９又はステップＳ１０の判定結果がＹｅｓのとき、ステップＳ１０Ａにおいて、第１及び第２の駆動ユニット８，９の電動モータ８１，９１の出力を共に低減させる。
【００６０】
以上説明した本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、車輪のスリップを未然に防止することができ、走行安定性を向上させることができる。また、前車輪２１，２２を駆動する第１の駆動ユニット８が発生する駆動力、及び後車輪２３，２４を駆動する第２の駆動ユニット９が発生する駆動力を個別に調節できるので、駆動力調整の自由度が高く、より確実に走行安定性を高めることが可能となる。
【００６１】
［他の実施の形態］
以上説明した第１及び第２の実施の形態では、制御装置７，７Ａが前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に作用する駆動力を調節する場合について説明したが、車輪のスリップは制動時にも発生し得るので、上記と同様の技術思想により、制動時における車輪のスリップを抑制して走行安定性を高めることも可能である。つまり、制駆動力調節制御手段７４が、制動時において各車輪のうち何かの車輪のタイヤ摩擦力使用率が１よりも小さい所定の閾値を超えたとき、ブレーキ装置４を制御して、当該車輪の制動力の上昇を抑制すると共に、運転者による運転操作の状況を示す運転操作情報に基づいて選択された他の車輪の制動力を上昇させる。これにより、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４に作用する制動力の総和を維持しながらも、車輪のスリップを抑制することが可能となる。なお、第２の実施の形態のように、電動モータを駆動源として用いる場合には、回生によって制動力を発生させることも可能である。
【００６２】
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００６３】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４の駆動方式として、インホイールモータを採用してもよい。また、ブレーキ装置４としては、ブレーキオイルの油圧によってブレーキキャリパ４１〜４４を動作させるものに限らず、電動アクチュエータにより制動力を発生させる電動ブレーキを用いてもよい。
【００６４】
また、ステアリング装置５としては、ステアバイワイヤ方式を採用してもよい。この場合、タイヤ横力は、前車輪２１，２２を転向させる電動アクチュエータの出力に基づいて演算により求めることができる。またさらに、上記実施の形態では、前車輪２１，２２のみを転舵輪とした場合について説明したが、例えばフォークリフトの操舵方式として広く用いられているように後車輪２３，２４を転舵輪としてもよく、前車輪２１，２２及び後車輪２３，２４を転舵輪としてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…４輪駆動車
１７…アクセルペダル
２１，２２…前車輪
２１１，２２１，２３１，２４１…タイヤ
２３，２４…後車輪
３２…ラックシャフト（転舵軸）
５０…ステアリングホイール（操舵部材）
７，７Ａ…制御装置
７１…タイヤ摩擦円演算手段
７２…合成力演算手段
７３…タイヤ摩擦力使用率演算手段
７４…制駆動力調節制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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