(57)【要約】トルク配分制御システム（１０）は、自動車用のトルク分配装置（１２）及び制御ユニット（１４）を有する。トルク配分制御システムは好ましくは、第１の回転速度の第１の前輪（１８）、後輪回転速度の後輪（２０）及びトルク出力を備えたエンジン（２２）を有する自動車内に設置される。制御ユニット（１４）は、前輪及び後輪のトルク出力の配分制御時期及び配分制御方式を決定し、この決定に基づいてトルク分配装置（１２）を制御するよう機能する。
2004511381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回操作中、第１の前輪回転速度の第１の前輪及び後輪回転速度の後輪を備えた車両のトルク分配装置を制御する方法であって、
旋回操作によって生じた第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差を概算する段階と、
旋回操作によって生じた差の概算値から第１の回転速度と後輪回転速度の差の測定値を差し引くことによって得た値に基づいて制御信号を導き出す段階と、
制御信号をトルク分配装置に送る段階と
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の前輪回転速度及び後輪回転速度に基づくデータを受け取る段階を更に有していることを特徴とする請求項１記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項３】
第１の前輪回転速度及び後輪回転速度のデータに基づいて差の測定値を計算する段階を更に有していることを特徴とする請求項２記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項４】
車両の第２の前輪の第２の前輪回転速度に基づくデータを受け取る段階を更に有していることを特徴とする請求項２記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項５】
第１の前輪回転速度、第２の前輪回転速度及び後輪回転速度のデータに基づいて差の測定値を計算する段階を更に有していることを特徴とする請求項４記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項６】
旋回操作によって生じた差を概算する段階は、第１の前輪回転速度、第２の前輪回転速度及び後輪回転速度を用いる段階を含むことを特徴とする請求項４記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項７】
車両の舵取り装置の車輪舵角に関するデータを受け取る段階を更に有していることを特徴とする請求項６記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項８】
旋回操作によって生じた差を概算する段階は、車輪舵角を用いる段階を含むことを特徴とする請求項７記載のトルク分配装置の制御方法。
【請求項９】
第１の前輪回転速度の第１の前輪及び後輪回転速度の後輪を備えた車両のトルク配分制御システムであって、トルク分配装置と、旋回操作によって生じた第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差を概算し、旋回操作によって生じた差の概算値から第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差の測定値を差し引いて得た値に基づいて制御信号を導き出し、制御信号を前記トルク分配装置に送るようになった制御ユニットとを有することを特徴とするトルク配分制御システム。
【請求項１０】
前記制御ユニットは更に、第１の前輪回転速度及び後輪回転速度に関するデータを受け取るようになっていることを特徴とする請求項９記載のトルク配分制御システム。
【請求項１１】
前記制御ユニットは更に、第１の前輪回転速度及び後輪回転速度のデータに基づいて差の測定値を計算するようになっていることを特徴とする請求項１０記載のトルク配分制御システム。
【請求項１２】
前記制御ユニットは更に、車両の第２の前輪の第２の前輪回転速度に関するデータを受け取るようになっていることを特徴とする請求項１０記載のトルク配分制御システム。
【請求項１３】
前記制御ユニットは更に、第１の前輪回転速度、第２の前輪回転速度及び後輪回転速度のデータに基づいて差の測定値を計算するようになっていることを特徴とする請求項１２記載のトルク配分制御システム。
【請求項１４】
前記制御ユニットは更に、車両の舵取り装置の車輪舵角に関するデータを受け取るようになっていることを特徴とする請求項９記載のトルク配分制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の説明〕
本発明に係る本願は、２０００年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／２３９，４８６号（発明の名称：Ｔｏｒｑｕｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｅｖｉｃｅ ）に関する。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、一般に、トルク配分制御システムの分野に関し、特に、第１の前輪及び後輪を備えた車両のトルク配分制御システムの分野に関する。
【０００３】
〔背景〕
従来型車両の中には全輪駆動方式のものがある。このような車両は、高トラクション状態の間は２つの車輪に動力を供給して燃料経済性（燃費）を向上させ、低トラクション状態の間は４つ全ての車輪に動力を供給して路面トラクション及び安定性を向上させる。トルク分配装置は従来、低トラクション状態においては、エンジン源からのトルク出力を第１の車輪から第２の車輪に移すのに用いられている。
【０００４】
低トラクション状態の間、車両の車輪のうちの１つは別の車輪よりも非常に速い回転速度になる場合が多い。トルク分配装置は従来、第１の車輪及び第２の車輪の回転速度の差に基づいて制御される。トルク分配装置をいったん作動させると、車両は４つ全ての車輪に動力を供給し、望ましくは、低トラクション状態の作用効果が最小限に抑えられる。
【０００５】
しかしながら、従来型トルク配分制御システムを備えた車両のタイトな旋回操作中、問題が生じる。かかる操作の間、車両の４つの車輪は各々、互いに別々の回転半径をとり、その結果互いに異なる回転速度で旋回することになる。一例を挙げると、典型的な車両のタイヤの軌跡の数は、車両が雪路中へ旋回しているとき２つのタイヤ軌道から４つのタイヤ軌道に変わる。この状況では、トルク配分制御システムは、車輪の回転速度が互いに異なっている状態を低トラクション状況であると誤って解釈する場合があり、４つの全ての車輪に不適切に動力を供給する場合がある。タイトな旋回状況では、４つ全ての車輪への動力供給により、トルク分配装置が互いに異なる回転速度で旋回しなければならない車両の車輪相互間の回転速度の差を減少させようとするので当惑を招く「クローホップ（ｃｒｏｗ ｈｏｐ＝馬が足をこわばらせ背を弓形にして行う跳躍に似た状態）」状況が引き起こされる。かくして、トルク配分制御システムの分野において、改良型制御アルゴリズム及び制御ユニットを備えたトルク配分制御システムを提供することが要望されている。
【０００６】
〔好ましい実施形態の説明〕
本発明の好ましい実施形態についての以下の説明は、本発明をこの好ましい実施形態に限定しようとするものではなく、トルク配分制御システムの技術分野における当業者が本発明の実施形態を利用できるようにすることを目的としている。
【０００７】
図１に示すように、好ましい実施形態のトルク配分制御システム１０は、トルク分配装置１２及び制御ユニット１４を有している。トルク配分制御システム１０は好ましくは、第１の前輪回転速度の第１の前輪１８、後輪回転速度の後輪２０及びトルク出力を備えたエンジン２２を有する車１６内に設置されて使用される。より好ましくは、トルク配分制御システム１０は、２つの前輪、２つの後輪及び長手方向に設置されたエンジンを有する全輪駆動（ＡＷＤ）車、例えば、トラック又はいわゆるスポーツユーティリティー車内に設置されて用いられる。この構成では、トルク分配装置１２は、低トラクション状態の間、トルク出力を後輪から前輪に移す「トランスアスクルタイプ」トルク分配装置として機能する。しかしながら、トルク配分制御システム１０を任意適当な環境内に設置して用いてもよい。例えば、トルク配分制御システム１０を、横方向に設置されたエンジンを有するＡＷＤ車、例えばミニバン又はセダン内に設置して用いてもよい。この構成では、トルク分配装置１２は、低トラクション状態の間、トルク出力を前輪から後輪に移すよう機能する。
【０００８】
好ましい実施形態のトルク分配装置１２は、典型例としてはボーグウォーナー・カンパニイによってトルクオンデマンド（ＴＯＲＱＵＥ ＯＮ ＤＥＭＡＮＤ）という商品名で市販されている従来型電気作動式多板クラッチを有する。しかしながら、トルク分配装置１２は、多板が用いられない他の適当な装置、例えば、油圧又は粘性作動式多板クラッチ又は歯車、ドッグ（ｄｏｇ ）又は高温タイプのクラッチを有していてもよい。トルク分配装置１２についての特定の選択肢は、車１６のサイズ及びレイアウト並びにエンジン２２のトルク出力を含む幾つかの要因に基づいて様々であってよい。
【０００９】
好ましい実施形態の制御ユニット１４は、前輪及び後輪のトルク出力の配分制御時期及び配分制御方式を決定し、この決定に基づいてトルク分配装置を制御するよう機能する。トルク出力の配分制御時期及び配分制御方式を決定する第１の機能は好ましくは、２つの段階で達成される。第１の段階では、制御ユニット１４は、旋回操作によって生じる第１の前輪回転速度と後輪回転速度との差を概算する。第２の段階では、制御ユニット１４は、旋回操作によって生じる他の概算値から第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差の測定値を差し引いて得た値に基づいて制御信号を導き出す。
【００１０】
旋回操作により生じる差を概算する第１の段階は好ましくは、第１の前輪回転速度及び後輪回転速度のデータを受け取り、車１６の単純化された幾何学的形状に基づいて得られた一連の数学的アルゴリズムを用いることにより達成される。データは好ましくは、任意適当なフォーマットで且つ任意適当な手段、例えば通信ケーブルによって授受される。
【００１１】
低トラクション状況によって生じる第１の前輪１８と後輪２０の回転速度の差（Δωとして示されている）は、次の方程式、即ち、Δω＝Δωｍ　−Δωｔｔを用いて計算される。この方程式では、値Δωｍ　は、適当なセンサによって測定され、制御ユニット１４に送られる回転速度の差であり、値Δωｔｔは、タイトな旋回操作によって生じる回転速度の差であって、次の方程式、即ち、Δωｔｔ＝νｆ　／ｒｗｆ−νｒ　／ｒｗｒ＝（Ｒｆ　／ｒｗｆ−Ｒｒ　／ｒｗｒ）ν／Ｒによって概算される。この方程式中、値νｆ　、νｒ　、νはそれぞれ、第１の前輪１８の速度、後輪２０の速度、車１６の速度であり、適当なセンサによって測定されて制御ユニット１４に送られる。この方程式の定数ｒｗｆ、ｒｗｒはそれぞれ、第１の前輪１８、後輪２０のタイヤの半径である。値Ｒｆ　、Ｒｒ　、Ｒはそれぞれ、第１の前輪１８の旋回半径、後輪２０の旋回半径、車１６の旋回半径であり、次の方程式、即ち、Ｒｆ　＝√｛Ｒ２　＋ｌｆ　２　−２Ｒｌｆ　（π／２＋β）｝及びＲｒ　＝√｛Ｒ２　＋ｌｒ　２　−２Ｒｌｒ　（π／２−β）｝を用いて概算される。これら方程式中、定数ｌｆ　、定数ｌｒ　はそれぞれ、車１６の重心から第１の前輪１８、後輪２０までの長手方向距離であり、値βは、車体スリップ角である。
【００１２】
値βは好ましくは、次の方程式、即ち、β＝ｌｒ　／Ｒ−αｒ　＝ｌｒ　／Ｒ−Ｍｒ　Ｖ２　／２Ｃｒ　Ｒ＝（２Ｃｒ　ｌｒ　−ｍｒ　ν２　）／２Ｃｒ　Ｒを用いて得られる。これら方程式中、値αｒ　は、後輪２０の車輪スリップ角であり、定数Ｃｒ　は、後輪２０のばね定数であり、値Ｍｒ　は、適当なセンサによって測定され制御ユニット１４に送られる後輪２０に加わるコーナリングフォースである。上記アルゴリズムにこれら定数及び測定された変数を用いることにより、車１６の旋回半径を表す値Ｒは、Δωｔｔを計算するのに必要な他の唯一の変数である。
【００１３】
車１６の旋回半径を２つの方法で導き出すことができる。第１の方法は、次の方程式、即ち、Ｒ＝ｔ（Ｖｏｕｔ　＋Ｖｉｎ）／（Ｖｏｕｔ　−Ｖｉｎ）において第１の前輪１８の回転速度及び第２の前輪２４の回転速度を用いる。この方程式中、定数ｔは、車１６の輪距（第１の前輪１８と第２の前輪２４との間の測定値）であり、値Ｖｏｕｔ　、Ｖｉｎはそれぞれ、第１及び第２の前輪１８，２４の「旋回外輪」、第１及び第２の前輪１８，２４の「旋回内輪」の回転速度である。値Ｖｏｕｔ　及びＶｉｎは、上述したように適当なセンサによって測定される。
【００１４】
しかしながら、このアルゴリズムの欠点は、車１６の車輪の回転速度への依存性が高いことにある。この依存性により、このアルゴリズムは、１又は２個の車輪が比較的速い回転速度で回転している低トラクション状態を不適切に取り扱う場合がある。しかしながら、この問題は、定常状態取扱いレスポンスを想定し、次の方程式、即ち、Ｒ＝（ｌｆ　＋ｌｒ　＋Ｋνｘ　）ＳＳＲ／δｓｗａ　に示されるように車輪蛇角を用いることによって解決できる。この方程式中、定数Ｋは、安定性要因であり、値Ｖｘ　は、車１６の長手方向速度の測定値であり、定数ＳＳＲは、車１６の全ステアリングシステム比であり、値δｓｗａ　は、車輪蛇角である。車輪蛇角に関するデータを適当なセンサで測定し、制御ユニット１４に送る。
【００１５】
旋回操作によって生じた第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差を概算する第１の段階の実施後に、制御ユニット１４は、第２の段階に進み、制御信号を導き出す。制御信号は好ましくは、旋回操作によって生じた差の概算値から第１の前輪回転速度と後輪回転速度の差の測定値を差し引いた値に基づいて得られる。
【００１６】
トルク分配装置１２を制御する制御ユニット１４の第２の機能は好ましくは、制御信号をトルク分配装置１２に送ることによって達成される。制御信号は好ましくは、任意適当なフォーマットで且つ任意適当な手段、例えば通信ケーブルによって授受される。
【００１７】
トルク配分制御システムの分野における当業者は、上記説明及び図面並びに特許請求の範囲の記載から理解されるように、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく本発明の好ましい実施形態の改造例及び設計変更例を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
自動車内に示された好ましい実施形態のトルク配分制御システムの略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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