JP2004114765A - 車両の差動制限制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センタデファレンシャル差動制限制御部50は、フィードバック制御クラッチトルク演算部52で差動回転数偏差に対しスライディングモード制御を適用しフィードバック制御によるクラッチトルクを演算し、フィードフォワード制御クラッチトルク演算部53でスロットル開度感応のフィードフォワード制御によるクラッチトルクを演算する。また、タイヤ異径度演算部54で4輪の実差動回転数を基にタイヤ異径度に応じたタイヤ異径度定数を設定する。そしてクラッチトルク演算部55でタイヤ異径度定数を基にフィードバック制御とフィードフォワード制御によるクラッチトルクの割合を設定する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、4輪駆動車の前軸と後軸との間や、前輪及び後輪のデファレンシャル装置等に配設して、一方の回転軸と他方の回転軸との差動制限制御を実行する車両の差動制限制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、一方の回転軸と他方の回転軸の間、特に4輪駆動車の前後軸間における差動制限制御としては、回転軸間の実際の差動回転数を検出し、この実際の差動回転数をPID制御等によりフィードバックして目標とする差動回転数に収束させる技術が知られている。
【0003】
また、特開平9−109716号広報には、車両の通常走行時には、主駆動輪である後輪速と副駆動輪である前輪速との前後輪速差に応じて前輪配分トルクを増加するフィードバック制御が行われ、車両の発進時には、スロットル開度に応じて前輪配分トルクを設定するフィードフォワード制御が行われるようにクラッチトルクを制御する4輪駆動制御装置が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−109716号広報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術においては、タイヤ空気圧差ないし異径タイヤの装着による差回転数発生による影響が考慮されておらず、これらタイヤ空気圧差ないし異径タイヤの装着により、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせてもスリップ制御が正常に作動しない可能性があり、本来の目的である車両挙動の安定性と限界性向上の両立が難しくなってしまう。また、タイヤ径差の大きいものを装着してしまうと、内部循環トルクが大きくなり、状況によっては逆トルクが発生するタイヤが出てきてしまう虞がある。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装着されているタイヤの異径度合いも考慮して、クラッチトルクにおけるフィードフォワード制御、フィードバック制御値の割合を適切に設定し、内部循環トルクの発生を回避しつつ、スリップも効果的に抑制することが可能な車両の差動制限制御装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、車両挙動を基にフィードバック制御により上記クラッチ手段のクラッチトルクを演算するフィードバック制御クラッチトルク演算手段と、車両挙動を基にフィードフォワード制御により上記クラッチ手段のクラッチトルクを演算するフィードフォワード制御クラッチトルク演算手段と、装着しているタイヤの異径度合いを演算するタイヤ異径度演算手段と、上記タイヤの異径度合いに応じ上記フィードバック制御により求めたクラッチトルクと上記フィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を可変して最終のクラッチトルクを演算するクラッチトルク演算手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
また、請求項2記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項1記載の車両の差動制限制御装置において、上記フィードバック制御クラッチトルク演算手段は、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定する目標差動回転数設定手段と、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する実差動回転数検出手段と、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算出力手段とを有していることを特徴としている。
【0009】
更に、請求項3記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項1記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチトルク演算手段は、上記タイヤの異径度合いが大きいほど、上記フィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を低下させることを特徴としている。
【0010】
また、請求項4記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項1記載の車両の差動制限制御装置において、上記タイヤ異径度演算手段は、車両が略直進状態であり、且つ、車輪にスリップが発生しずらいとき、少なくとも上記一方の回転軸と上記他方の回転軸の実際の差動回転数に基づいて上記異径度合いを算出することを特徴としている。
【0011】
更に、請求項5記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチ手段は、前軸と後軸との間に介装するクラッチ手段であることを特徴としている。
【0012】
また、請求項6記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチ手段は、前軸と後軸との間に介装するクラッチ手段であることを特徴としている。
【0013】
すなわち、請求項1記載の車両の差動制限制御装置は、フィードバック制御クラッチトルク演算手段は、車両挙動を基にフィードバック制御により、一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装され、一方の回転軸と他方の回転軸との間の駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段のクラッチトルクを演算し、フィードフォワード制御クラッチトルク演算手段は、車両挙動を基にフィードフォワード制御によりクラッチ手段のクラッチトルクを演算する。また、タイヤ異径度演算手段は、装着しているタイヤの異径度合いを演算する。そして、クラッチトルク演算手段は、タイヤの異径度合いに応じフィードバック制御により求めたクラッチトルクとフィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を可変して最終のクラッチトルクを演算する。このため、装着されているタイヤの異径度合いが考慮されて、クラッチトルクにおけるフィードフォワード制御、フィードバック制御値の割合が適切に設定され、内部循環トルクの発生を回避しつつ、スリップも効果的に抑制することが可能となる。
【0014】
この際、請求項2記載のように、上記フィードバック制御クラッチトルク演算手段は、具体的には、目標差動回転数設定手段で一方の回転軸と他方の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定し、実差動回転数検出手段で一方の回転軸と他方の回転軸との間の実際の差動回転数を検出し、クラッチトルク演算出力手段で目標とする差動回転数と実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、クラッチ手段の締結力を演算する。
【0015】
そして、クラッチトルク演算手段は、請求項3記載のように、タイヤの異径度合いが大きいほど、フィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を低下させる。
【0016】
また、クラッチトルク演算手段は、請求項4記載のように、車両が略直進状態であり、且つ、車輪にスリップが発生しずらいとき、少なくとも一方の回転軸と他方の回転軸の実際の差動回転数に基づいて異径度合いを算出する。
【0017】
このような制御が対象とするクラッチ手段は、具体的には、請求項5記載のように、前軸と後軸との間に介装するクラッチ手段、或いは、請求項6記載のように、左右輪間に介装するデファレンシャル装置の差動を制限するクラッチ手段である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図7は本発明の実施の一形態を示し、図1は車両の駆動系とセンタデファレンシャル差動制限制御部の概略説明図、図2はセンタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図、図3はフィードバック制御クラッチトルク演算部の機能ブロック図、図4は車速と前後軸間制御開始差動回転数の基本値マップの一例を示す説明図、図5は横加速度に基づく前後軸間制御開始差動回転数の補正係数マップの一例を示す説明図、図6はフィードフォワード制御クラッチトルク演算部で設定されるクラッチトルクの一例を示す説明図、図7は4輪の実差動回転数に応じて設定されるタイヤ異径度定数の一例を示す説明図である。
【0019】
図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力は、エンジン1後方の自動変速装置(トルクコンバータ等も含んで図示)2からトランスミッション出力軸2aを経てセンタデファレンシャル装置3に伝達される。そして、センタデファレンシャル装置3から後輪側には、リヤドライブ軸4、プロペラシャフト5、ドライブピニオン6を介して後輪終減速装置7に入力される一方、前輪側には、トランスファドライブギヤ8、トランスファドリブンギヤ9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力される。ここで、自動変速装置2、センタデファレンシャル装置3および前輪終減速装置11等は、一体にケース12内に設けられている。
【0020】
後輪終減速装置7に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸13RLを経て左後輪14RLに伝達される一方、後輪右ドライブ軸13RRを経て右後輪14RRに伝達される。また、前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13FLを経て左前輪14FLに伝達される一方、前輪右ドライブ軸13FRを経て右前輪14FRに伝達される。
【0021】
センタデファレンシャル装置3は、入力側のトランスミッション出力軸2aに大径の第1のサンギヤ15が形成されており、この第1のサンギヤ15が小径の第1のピニオン16と噛合して第1の歯車列が構成されている。
【0022】
また、後輪への出力を行うリヤドライブ軸4には、小径の第2のサンギヤ17が形成されており、この第2のサンギヤ17が大径の第2のピニオン18と噛合して第2の歯車列が構成されている。
【0023】
第1のピニオン16と第2のピニオン18は、ピニオン部材19に一体に形成されており、複数(例えば3個)のピニオン部材19が、キャリア20に設けた固定軸に回転自在に軸支されている。そして、このキャリア20の前端には、トランスファドライブギヤ8が連結され、前輪への出力が行われる。
【0024】
また、キャリア20には、前方からトランスミッション出力軸2aが回転自在に挿入される一方、後方からはリヤドライブ軸4が回転自在に挿入されて、空間中央に第1のサンギヤ15と第2のサンギヤ17を格納している。そして、複数のピニオン部材19の各第1のピニオン16が第1のサンギヤ15に、各第2のピニオン18が第2のサンギヤ17に、共に噛合されている。
【0025】
こうして、入力側の第1のサンギヤ15に対し、第1,第2のピニオン16,18、及び、第2のサンギヤ17を介して一方の出力側とし、第1,第2のピニオン16,18のキャリア20を介して他方の出力側として噛み合い構成され、リングギヤの無い複合プラネタリギヤを成している。
【0026】
そしてかかる複合プラネタリギヤ式センタデファレンシャル装置3は、第1,第2のサンギヤ15,17、および、これらサンギヤ15,17の周囲に複数個配置される第1,第2のピニオン16,18の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。
【0027】
また、第1,第2のピニオン16,18と第1,第2のサンギヤ15,17との噛み合いピッチ半径を適切に設定することで、基準トルク配分を所望の配分(例えば、後輪偏重にした不等トルク配分)にする。
【0028】
センタデファレンシャル装置3は、第1,第2のサンギヤ15,17と第1,第2のピニオン16,18とを例えばはすば歯車にし、第1の歯車列と第2の歯車列のねじれ角を異にしてスラスト荷重を相殺させることなくスラスト荷重を残留させる。更に、ピニオン部材19の両端で発生する摩擦トルクを、第1,第2のピニオン16,18とキャリア20に設けた固定軸の表面に噛み合いによる分離、接線荷重の合成力が作用し摩擦トルクが生じるように設定する。こうして、入力トルクに比例した差動制限トルクを得られるようにすることで、このセンタデファレンシャル装置3自体によっても差動制限機能が得られるようになっている。
【0029】
また、センタデファレンシャル装置3の2つの出力部材、すなわちキャリヤ20とリヤドライブ軸4との間には、前後輪間の駆動力配分を可変する、クラッチ手段としての油圧式多板クラッチを採用したセンタデフクラッチ(トランスファクラッチ)21が設けられている。そして、このトランスファクラッチ21の締結力を制御することで、前後輪のトルク配分が、前後50:50の直結による4WDから、センタデファレンシャル装置3によるトルク配分比(例えば前後35:65)の範囲で可変制御することが可能となっている。
【0030】
トランスファクラッチ21は、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成するセンタデフクラッチ駆動部60と接続されており、このセンタデフクラッチ駆動部60で発生される油圧で解放、連結が行われる。そして、センタデフクラッチ駆動部60を駆動させる制御信号(各ソレノイドバルブに対する出力信号)は、後述のセンタデファレンシャル差動制限制御部50から出力される。
【0031】
一方、後輪終減速装置7は、ベベルギヤ式の差動機構部22と、この左右輪間の差動制限を行う、油圧式多板クラッチを採用したリヤデフクラッチ23を備えて構成されており、リヤデフクラッチ23は、ドライブピニオン6が噛合されるリングギヤ24が固定されたデフケース25と後輪右ドライブ軸13RRとの間に設けられている。
【0032】
また、前輪終減速装置11も、後輪終減速装置7と略同様に構成され、ベベルギヤ式の差動機構部26と、この左右輪間の差動制限を行う、油圧式多板クラッチを採用したフロントデフクラッチ27を備えて構成されている。そして、フロントデフクラッチ27は、フロントドライブ軸10のドライブピニオンが噛合されるリングギヤ28が固定されたデフケース29と前輪右ドライブ軸13FRとの間に設けられている。
【0033】
上述のセンタデファレンシャル差動制限制御部50には、制御に必要な信号が後述の如く各センサ類から入力される。
すなわち、各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度が車輪速度センサ31FL,31FR,31RL,31RRにより検出されて、センタデファレンシャル差動制限制御部50に入力される。また、センタデファレンシャル差動制限制御部50には、車両に生じている横加速度Gyが横加速度センサ32から、エンジン1のスロットル弁の開度θthがスロットル開度センサ33から、それぞれ入力される。更に、車両には、図示しないブレーキペダルの踏み込み時にONするブレーキスイッチ34が設けられており、このブレーキスイッチ34からのON−OFF信号も、センタデファレンシャル差動制限制御部50に入力される。また、車両には、制動時における車輪のロックを防止する公知のアンチロックブレーキシステム(ABS)が搭載されており、このABS制御装置35からのABSの作動状態を示す信号(ABS作動時にONとなる信号)も、センタデファレンシャル差動制限制御部50に入力される。
【0034】
センタデファレンシャル差動制限制御部50は、マイクロコンピュータとその周辺回路とで構成され、図2に示すように、車速演算部51、フィードバック制御クラッチトルク演算部52、フィードフォワード制御クラッチトルク演算部53、タイヤ異径度演算部54、クラッチトルク演算部55から主要に構成されている。
【0035】
車速演算部51は、4輪の車輪速センサ、すなわち各車輪速度センサ31FL,31FR,31RL,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力され、例えばこれらの平均を演算することにより車速V(=(ωfl,ωfr,ωrl,ωrr)/4)を演算し、フィードバック制御クラッチトルク演算部52、タイヤ異径度演算部54に出力する。
【0036】
フィードバック制御クラッチトルク演算部52は、各車輪速度センサ31FL,31FR,31RL,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが、横加速度センサ32から横加速度Gyが、ブレーキスイッチ34からブレーキスイッチ信号が、車速演算部51から車速Vが入力される。
【0037】
このフィードバック制御クラッチトルク演算部52は、フィードバック制御クラッチトルク演算手段として設けられるもので、具体的には、後述する如く、前後軸間の目標差動回転数Δωctrft、Δωctrrt、前輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωFtt、後輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωRrtを演算し、前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、前輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωFt、後輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωRrを演算する。そして、これらそれぞれの偏差εctrf、εctrr、εFt、εRrを求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、これに更に偏差比例分を考慮して、クラッチトルクTlsdfbを演算する。
【0038】
すなわち、フィードバック制御クラッチトルク演算部52は、図3に示すように、ブレーキスイッチディレイ処理部52a、前後軸実差動回転数演算部52b、前輪側左右実差動回転数演算部52c、後輪側左右実差動回転数演算部52d、制御開始差動回転数演算部52e、目標差動回転数設定部52f、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、偏差比例制御クラッチトルク演算部52h、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部52iから主要に構成されている。
【0039】
ブレーキスイッチディレイ処理部52aは、ブレーキスイッチ34からのON−OFF信号が入力され、ハンチング防止のためブレーキスイッチ34がON状態からOFF状態に切り替わるときに所定の短いディレイ時間が設定され、ブレーキスイッチ34がON状態からOFF状態に切り替わるときにこのディレイ時間が経過して初めてブレーキスイッチ34がOFF状態とされる(尚、OFF状態からON状態に切り替わるときにはディレイ処理は行われない)。このブレーキスイッチディレイ処理部52aでディレイ処理されたブレーキスイッチ信号は、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。
【0040】
前後軸実差動回転数演算部52bは、各車輪速度センサ31FL,31FR,31RL,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力される。そして、これら車輪速度から、2種類の前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrrを以下の(1)、(2)式により演算する。
Δωctrf=((ωfl+ωfr)−(ωrl+ωrr))/2 …(1)
Δωctrr=((ωrl+ωrr)−(ωfl+ωfr))/2 …(2)
この際、前軸の回転数が後軸の回転数より早い場合には、Δωctrfは正の値、Δωctrrは負の値となり、前軸の回転数が後軸の回転数より遅い場合には、逆に、Δωctrfは負の値、Δωctrrは正の値となる。こうして演算された前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrrは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。また、この前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrrは、タイヤ異径度演算部54に対しても出力される。尚、このように2種類の前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrrを演算するのは、後述のクラッチトルクの演算において、前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrrの正負により、早い回転数の回転軸から遅い回転数の軸にトルクを伝達するようにクラッチトルクの設定をするためである。
【0041】
前輪側左右実差動回転数演算部52cは、前輪側左右輪の車輪速度センサ31FL,31FRから左右前輪14FL,14FRの車輪速度ωfl,ωfrが入力され、横加速度センサ32から横加速度Gyが入力されて、車両の旋回状態(直進状態も含む)に応じて以下の(3)、(4)、(5)式の何れかにより、左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtを演算する。この際、車両の旋回状態は、横加速度Gyにより判定し、横加速度の絶対値|Gy|が予め設定しておいた所定値Ays以下の場合は車両は略直進状態と判定し、横加速度GyがAysより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Gyが−Aysより小さい場合は車両は右旋回状態と判定する。尚、車両の旋回状態は、その他、ヨーレートや舵角等によっても判定可能であり、これらから判定するようにしても良い。
右旋回時…ΔωFt=ωfr−ωfl …(3)
左旋回時…ΔωFt=ωfl−ωfr …(4)
略直進時…ΔωFt=|ωfr−ωfl| …(5)
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため(3)、(4)式で得られる実際の差動回転数ΔωFtは負の値となる。こうして、演算された左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。
【0042】
後輪側左右実差動回転数演算部52dは、後輪側左右輪の車輪速度センサ31RL,31RRから左右後輪14RL,14RRの車輪速度ωrl,ωrrが入力され、横加速度センサ32から横加速度Gyが入力されて、車両の旋回状態(直進状態も含む)に応じて以下の(6)、(7)、(8)式の何れかにより、左後輪14RLと右後輪14RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrを演算する。この際、車両の旋回状態は、上述の前輪側左右実差動回転数演算部50eと同様、横加速度Gyにより判定し、横加速度の絶対値|Gy|が予め設定しておいた所定値Ays以下の場合は車両は略直進状態と判定し、横加速度GyがAysより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Gyが−Aysより小さい場合は車両は右旋回状態と判定する。尚、車両の旋回状態は、その他、ヨーレートや舵角等によっても判定可能であり、これらから判定するようにしても良い。
右旋回時…ΔωRr=ωrr−ωrl …(6)
左旋回時…ΔωRr=ωrl−ωrr …(7)
略直進時…ΔωRr=|ωrr−ωrl| …(8)
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため(6)、(7)式で得られる実際の差動回転数ΔωRrは負の値となる。こうして、演算された左後輪14RLと右後輪14RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。
【0043】
以上の前後軸実差動回転数演算部52b、前輪側左右実差動回転数演算部52c、及び、後輪側左右実差動回転数演算部52dは、フィードバック制御クラッチトルク演算手段における実差動回転数検出手段として設けられている。
【0044】
制御開始差動回転数演算部52eは、横加速度センサ32から横加速度Gyが、車速演算部51から車速Vがそれぞれ入力される。そして、前後軸間の実差動回転数Δωctrfの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数(前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfs)を、車速V、横加速度Gyに応じ、予め設定しておいたマップを参照し、演算設定する。また、前後軸間の実差動回転数Δωctrrの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数(前後軸間制御開始差動回転数Δωctrrs)を、横加速度Gyに応じ、予め設定しておいたマップを参照し、演算設定する。更に、左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数ΔωFt、左後輪14RLと右前輪14RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrのそれぞれの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数(前輪側制御開始差動回転数ΔωFts、後輪側制御開始差動回転数ΔωRrs)として、予め設定しておいた一定値Cfts、CRrsを設定する。
【0045】
上述の前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの設定では、まず、図4に示すような、車速Vと前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの基本値マップから、現在の車速Vを基に前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの基本値Δωctrfsbを設定する。また、図5に示すような、横加速度Gyに基づく前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの補正係数マップから、現在の横加速度Gyを基に前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの補正係数kωgyを求める。そして、これらを乗じて、最終的な前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfs(=Δωctrfsb・kωgy)を演算する。
【0046】
この際、図4のマップでは、車速Vが高速になるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsが大きく設定されるようにしているが、これは、高速ほど閾値を緩和し、高速ほど締結度合いを緩和して燃費の向上が図れるようにするためである。また、図5のマップでは、横加速度Gyが大きくなるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsが大きく設定されるようにしているが、これは、横加速度Gyが大きくなるほど閾値を緩和し、横加速度Gyが大きくなるほど締結度合いを緩和し、車両の旋回性能が向上されるようにするためである。
【0047】
前後軸間制御開始差動回転数Δωctrrsの設定も、特に図示はしないが、上述の図5のような、横加速度Gyが大きくなるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωctrrsが大きく設定されるマップにより設定される。
【0048】
ここで、それぞれの制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsは、後述の如く、前後軸間、前輪左右輪間、後輪左右輪間の差動制限制御を実行するまでどの程度許容するかを定める閾値であり、実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、ΔωFt、ΔωRrが制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsよりも小さい場合は、トランスファクラッチ21に対する締結トルクを0とする。特に前後軸間においては、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ21が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ21の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するために設定される。また、前輪左右輪間や後輪左右輪間においては、制御開始差動回転数ΔωFts、ΔωRrsが、例えば0に設定されている場合は、旋回内輪の車輪速度が旋回外輪の車輪速度より大きくなった場合、直ぐにセンタデファレンシャルの差動制限制御が実行されることとなり、それ以外の場合では、フロントデフクラッチ27やリヤデフクラッチ23が通常に作動しているとし、センタデファレンシャルの差動制限制御が、このデファレンシャル制御と干渉しないような制御設定となる。
【0049】
尚、本実施の形態では、前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsを、車速V、横加速度Gyに応じて設定するようになっているが、更に、センタデファレンシャル装置3に入力されるトルク(センタデフ入力トルク)をも考慮して設定するようにしても良く、また、ドライバの好みに合わせて選択的に可変できるように設定しても良い。更に、車両仕様によっては、これらのパラメータの何れか1つのみ、或いは、他の複数のパラメータの組み合わせ(例えば、横加速度Gyとセンタデフ入力トルクの組み合わせ)に応じて設定されるようにしても良く、また、一定値としても良い。
【0050】
前後軸間制御開始差動回転数Δωctrrsも同様に、本実施の形態では、横加速度Gyに応じて設定するようになっているが、更に、車速V、センタデフ入力トルク、ドライバの好みに応じて設定されるものであっても良い。また、車両仕様によっては、横加速度Gy以外のパラメータの何れか1つのみ、或いは、他の複数のパラメータの組み合わせ(例えば、横加速度Gyとセンタデフ入力トルクの組み合わせ)に応じて設定されるようにしても良く、また、一定値としても良い。
【0051】
また、前輪側制御開始差動回転数ΔωFts、後輪側制御開始差動回転数ΔωRrsは、本実施の形態では、一定値に設定されるようになっているが、前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrsの如く、他の車両挙動を示すパラメータの1つ、或いは、複数のパラメータに応じて設定するようにしても良い。
【0052】
こうして、演算設定された、各制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsは、目標差動回転数設定部52f、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。
【0053】
目標差動回転数設定部52fは、制御開始差動回転数演算部52eから各制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsが入力され、それぞれの制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsを基に以下の(9)、(10)、(11)、(12)式により、前後軸間目標差動回転数Δωctrft、Δωctrrt、前輪側目標差動回転数ΔωFtt、後輪側目標差動回転数ΔωRrtを演算する。
Δωctrft=Δωctrfs+Cctrft …(9)
Δωctrrt=Δωctrrs+Cctrrt …(10)
ΔωFtt=ΔωFts+CFtt …(11)
ΔωRrt=ΔωRrs+CRrt …(12)
ここで、Cctrft、Cctrrt、CFtt、CRrは、予め演算や実験等を基に設定しておいた定数である。こうして、設定された各目標差動回転数Δωctrft、Δωctrrt、ΔωFtt、ΔωRrtは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hに出力される。このように、制御開始差動回転数演算部52eと、目標差動回転数設定部52fは、フィードバック制御クラッチトルク演算手段における目標差動回転数設定手段として設けられている。
【0054】
スライディングモード制御クラッチトルク演算部52gは、ブレーキスイッチディレイ処理部52aからディレイ処理されたブレーキスイッチ信号、前後軸実差動回転数演算部52bから前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、前輪側左右実差動回転数演算部52cから左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数ΔωFt、後輪側左右実差動回転数演算部52dから左後輪14RLと右前輪14RRとの間の実際の差動回転数ΔωRr、制御開始差動回転数演算部52eから各制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrs、目標差動回転数設定部52fから各目標差動回転数Δωctrft、Δωctrrt、ΔωFtt、ΔωRrtが入力される。そして、このスライディングモード制御クラッチトルク演算部52gは、それぞれの回転数毎に目標差動回転数と実差動回転数との偏差を求め、少なくともこの偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、トランスファクラッチ21のクラッチトルクを演算する。
【0055】
すなわち、各回転数毎の目標差動回転数と実差動回転数との偏差は、以下のようにして演算できる。
前後軸間の差動回転数偏差εctrf=Δωctrf−Δωctrft …(13)
前後軸間の差動回転数偏差εctrr=Δωctrr−Δωctrrt …(14)
前輪左右輪間の差動回転数偏差εFt=ΔωFt−ΔωFtt …(15)
後輪左右輪間の差動回転数偏差εRr=ΔωRr−ΔωRrt …(16)
【0056】
そして、各回転数毎のスライディングモード制御によるトランスファクラッチ21に対するクラッチトルクTSMCctrf、TSMCctrr、TSMCFt、TSMCRrは、それぞれ、以下のような切り替え関数(17)式、(20)式、(23)式、(26)式を用いて演算される。
【0057】
まず、前後軸間の差動回転数偏差εctrfを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクTSMCctrfの設定について説明する。
TSMCctrf=sat(xctrf) …(17)
但し、xctrf>0のとき、TSMCctrf=sat(xctrf)=xctrf
xctrf≦0のとき、TSMCctrf=sat(xctrf)=0
xctrf=kwctrf・Jw・(dεctrf/dt)+Tsg・(sctrf/(|sctrf|+δ)) …(18)
ここで、
sctrf=εctrf+ki・∫(εctrf)dt …(19)
(但し、積分範囲は0からtまで)
また、kwctrfは微分項ゲインであり、(dεctrf/dt)>0の場合はkwu、(dεctrf/dt)≦0の場合はkwdとする。更に、Jwは慣性項、Tsgは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、kiは積分項ゲインである。
【0058】
そして、実差動回転数Δωctrfが制御開始差動回転数Δωctrfsを下回った場合には、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ21が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ21の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するため、クラッチトルクTSMCctrfは0とし、更に、積分値もリセット(∫(εctrf)dt=0:但し、積分範囲は0からtまで)する。また、ブレーキスイッチのON信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクTSMCctrfは0とし、積分値もリセットする。
【0059】
次に、前後軸間の差動回転数偏差εctrrを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクTSMCctrrの設定について説明する。
TSMCctrr=sat(xctrr) …(20)
但し、xctrr>0のとき、TSMCctrr=sat(xctrr)=xctrr
xctrr≦0のとき、TSMCctrr=sat(xctrr)=0
xctrr=kwctrr・Jw・(dεctrr/dt)+Tsg・(sctrr/(|sctrr|+δ)) …(21)
ここで、
sctrr=εctrr+ki・∫(εctrr)dt …(22)
(但し、積分範囲は0からtまで)
また、kwctrrは微分項ゲインであり、(dεctrr/dt)>0の場合はkwu、(dεctrr/dt)≦0の場合はkwdとする。更に、Jwは慣性項、Tsgは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、kiは積分項ゲインである。
【0060】
そして、実差動回転数Δωctrrが制御開始差動回転数Δωctrrsを下回った場合には、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ21が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ21の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するため、クラッチトルクTSMCctrrは0とし、更に、積分値もリセット(∫(εctrr)dt=0:但し、積分範囲は0からtまで)する。また、ブレーキスイッチのON信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクTSMCctrrは0とし、積分値もリセットする。
【0061】
次に、前輪左右輪間の差動回転数偏差εFtを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクTSMCFtの設定について説明する。
TSMCFt=sat(xFt) …(23)
但し、xFt>0のとき、TSMCFt=sat(xFt)=xFt
xFt≦0のとき、TSMCFt=sat(xFt)=0
xFt=kwFt・Jw・(dεFt/dt)+Tsg・(sFt/(|sFt|+δ)) …(24)
ここで、
sFt=εFt+ki・∫(εFt)dt …(25)
(但し、積分範囲は0からtまで)
また、kwFtは微分項ゲインであり、(dεFt/dt)>0の場合はkwu、(dεFt/dt)≦0の場合はkwdとする。更に、Jwは慣性項、Tsgは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、kiは積分項ゲインである。
【0062】
そして、前輪側左右輪間の実差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数ΔωFtsを下回った場合には、フロントデフクラッチ27の制御で十分対応可能な状態と判断し、トランスファクラッチ21の制御が不必要に干渉しないように、クラッチトルクTSMCFtは0とし、更に、積分値もリセット(∫(εFt)dt=0:但し、積分範囲は0からtまで)する。また、ブレーキスイッチのON信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクTSMCFtは0とし、積分値もリセットする。
【0063】
次に、後輪左右輪間の差動回転数偏差εRrを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクTSMCRrの設定について説明する。
TSMCRr=sat(xRr) …(26)
但し、xRr>0のとき、TSMCRr=sat(xRr)=xRr
xRr≦0のとき、TSMCRr=sat(xRr)=0
xRr=kwRr・Jw・(dεRr/dt)+Tsg・(sRr/(|sRr|+δ)) …(27)
ここで、
sRr=εRr+ki・∫(εRr)dt …(28)
(但し、積分範囲は0からtまで)
また、kwRrは微分項ゲインであり、(dεRr/dt)>0の場合はkwu、(dεRr/dt)≦0の場合はkwdとする。更に、Jwは慣性項、Tsgは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、kiは積分項ゲインである。
【0064】
そして、後輪側左右輪間の実差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数ΔωRrsを下回った場合には、リヤデフクラッチ23の制御で十分対応可能な状態と判断し、トランスファクラッチ21の制御が不必要に干渉しないように、クラッチトルクTSMCRrは0とし、更に、積分値もリセット(∫(εRr)dt=0:但し、積分範囲は0からtまで)する。また、ブレーキスイッチのON信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクTSMCRrは0とし、積分値もリセットする。
【0065】
このように、本実施の形態のスライディングモード制御においては、偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成している。すなわち、切り替え関数(18)式においては、偏差の積分項sctrfを(|sctrf|+δ)で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数(21)式においては、偏差の積分項sctrrを(|sctrr|+δ)で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数(24)式においては、偏差の積分項sFtを(|sFt|+δ)で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数(27)式においては、偏差の積分項sRrを(|sRr|+δ)で除して積分項に関する極性を求めている。尚、δは、0で除することを防止する値ともなっている。このため、例え、それぞれの積分項の値が小さい場合であっても、この値の小ささに関係なく、その値をスライディングモード制御に利用してクラッチトルクを設定することにより、高応答に対応することが可能で、高精度でレスポンスの良いトラクション性能を実現することができるようになっている。
【0066】
こうして、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52gで演算された各クラッチトルクTSMCctrf、TSMCctrr、TSMCFt、TSMCRrは、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部52iに出力される。
【0067】
偏差比例制御クラッチトルク演算部52hは、ブレーキスイッチディレイ処理部52aからディレイ処理されたブレーキスイッチ信号、前後軸実差動回転数演算部52bから前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、前輪側左右実差動回転数演算部52cから左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数ΔωFt、後輪側左右実差動回転数演算部52dから左後輪14RLと右前輪14RRとの間の実際の差動回転数ΔωRr、制御開始差動回転数演算部52eから各制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrs、目標差動回転数設定部52fから各目標差動回転数Δωctrft、Δωctrrt、ΔωFtt、ΔωRrtが入力される。そして、この偏差比例制御クラッチトルク演算部52hは、それぞれの回転数毎に目標差動回転数と実差動回転数との偏差を後述の如く求め、この偏差に応じて実差動回転数を目標差動回転数に収束させるクラッチトルクの比例成分(クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRr)を演算する。
【0068】
すなわち、各回転数毎の目標差動回転数と実差動回転数との偏差は、以下のようにして演算できる。
前後軸間の差動回転数偏差εpctrf=Δωctrf−Δωctrft−(Δωctrft−Δωctrfs) …(29)
前後軸間の差動回転数偏差εpctrr=Δωctrr−Δωctrrt−(Δωctrrt−Δωctrrs) …(30)
前輪左右輪間の差動回転数偏差εpFt=ΔωFt−ΔωFtt−(ΔωFtt−ΔωFts) …(31)
後輪左右輪間の差動回転数偏差εpRr=ΔωRr−ΔωRrt−(ΔωRrt−ΔωRrs) …(32)
【0069】
そして、この偏差比例制御によるクラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrは、それぞれ以下のように算出される。
まず、前後軸間の差動回転数偏差εpctrfを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクTpcctrfは、
εpctrf>0の場合、Tpcctrf=kp1・εpctrf+kp2・Δωctrf
εpctrf≦0の場合、Tpcctrf=kp2・Δωctrf
【0070】
次に、前後軸間の差動回転数偏差εpctrrを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクTpcctrrは、
εpctrr>0の場合、Tpcctrr=kp1・εpctrr+kp2・Δωctrr
εpctrr≦0の場合、Tpcctrr=kp2・Δωctrr
【0071】
次に、前輪左右輪間の差動回転数偏差εpFtを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクTpcFtは、
εpFt>0の場合、TpcFt=kp1・εpFt+ΔωFt
εpFt≦0の場合、TpcFt=ΔωFt
【0072】
次に、後輪左右輪間の差動回転数偏差εpRrを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクTpcRrは、
εpRr>0の場合、TpcRr=kp1・εpRr+ΔωRr
εpRr≦0の場合、TpcRr=ΔωRr
ここで、kp1は第1の比例項ゲイン、kp2は第2の比例項ゲインである。
【0073】
また、上述の偏差比例制御による各クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrは、ブレーキスイッチのON信号が入力された場合、このブレーキ状態との干渉を避けるため、それぞれ0に設定される。
【0074】
こうして、偏差比例制御クラッチトルク演算部50jで演算された各クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrは、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部52iに出力される。
【0075】
フィードバック制御クラッチトルク演算出力部52iは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52gから各クラッチトルクTSMCctrf、TSMCctrr、TSMCFt、TSMCRrが、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hから各クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrが入力される。
【0076】
そして、以下のように、それぞれに対応した4つのクラッチトルクTctrf、Tctrr、TFt、TRrを和算により求め、得られたトルクの最大値を最終的なトランスファクラッチ21に対するフィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbとして設定し、このクラッチトルクTlsdfbをクラッチトルク演算部55に出力する。
すなわち、
Tctrf=TSMCctrf+Tpcctrf
Tctrr=TSMCctrr+Tpcctrr
TFt=TSMCFt+TpcFt
TRr=TSMCRr+TpcRr
Tlsdfb=MAX(Tctrf,Tctrr,TFt,TRr) …(33)
【0077】
こうして、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52g、偏差比例制御クラッチトルク演算部52h、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部52iは、フィードバック制御クラッチトルク演算手段におけるクラッチトルク演算出力手段として設けられている。
【0078】
一方、図2において、フィードフォワード制御クラッチトルク演算部53は、スロットル開度センサ33からスロットル開度θthが入力され、ブレーキスイッチ34からON−OFF信号が入力される。
【0079】
そして、スロットル開度θthに応じて、予め実験等により設定しておいたマップ(例えば、図6)を参照してトランスファクラッチ21に対するフィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffとして設定し、このクラッチトルクTlsdffをクラッチトルク演算部55に出力する。
【0080】
この際、ブレーキスイッチ34からON信号が入力され、ブレーキ作動状態の場合は、このブレーキ状態との干渉を避けるため、フィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffは、0とする。
【0081】
尚、このスロットル開度θthに応じてクラッチトルクを演算するにあたり、横加速度Gy、車速V、前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrr等により補正して、より正確なフィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffが得られるようにしても良い。
【0082】
こうして演算されるフィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffは、クラッチトルク演算部55に出力される。すなわち、このフィードフォワード制御クラッチトルク演算部53は、フィードフォワード制御クラッチトルク演算手段として設けられている。
【0083】
タイヤ異径度演算部54は、横加速度センサ32から横加速度Gyが、車速演算部51から車速Vが、フィードバック制御クラッチトルク演算部52の前後軸実差動回転数演算部52bから前後軸間実差動回転数Δωctrf、Δωctrrが、前輪側左右実差動回転数演算部52cから前輪左右輪間実差動回転数ΔωFtが、後輪側左右実差動回転数演算部52dから後輪左右輪間実差動回転数ΔωRrが入力される。そして、車両が略直進状態であり、且つ、4輪にスリップが発生しずらいとみなせる予め設定しておいた判定条件が成立する場合の、前後軸間実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、前輪左右輪間実差動回転数ΔωFt、後輪左右輪間実差動回転数ΔωRrの最も大きいΔωにより予め設定しておいたマップを参照してタイヤ異径度定数Rtrを設定する。
【0084】
具体的には、上述の判定条件とは、例えば、横加速度Gyの絶対値が0.1g以下で、且つ、車速が20km/h以下の場合である。そして、この判定条件が成立する場合に、図7に示す実差動回転数Δω−タイヤ異径度定数Rtrのマップを参照し、タイヤ異径度定数Rtrを設定する。このタイヤ異径度定数Rtrは、実差動回転数Δωが極めて小さい場合は0.5近傍に設定され、実差動回転数Δωが大きくなるほど次第に小さな値に設定される。すなわち、タイヤ異径度定数Rtrが0.5に近く大きいほどタイヤの異径度は小さく、タイヤ異径度定数Rtrが、この0.5から次第に小さくなるほどタイヤの異径度は大きいと判定される。尚、本実施の形態で云うタイヤ異径度とは、4輪を総合して評価するものである。
【0085】
そして、上述の判定条件以外の時は、異径タイヤの装着により差回転が生じているか否かが判断できないため、タイヤ異径度合定数Rtrを演算することなく、すなわち前回設定した値を更新することなく、タイヤ異径度合定数Rtrを前回設定した値に設定する。
【0086】
この理由として、横加速度Gyの絶対値が0.1gより大きい場合、例えばコーナリング時では異径タイヤにより差回転が生じているか否か判断できないためであり、また、車速Vが20km/hより大きい場合は、タイヤがスリップを許容しやすく、異径タイヤにより差回転が生じているか否か判断できないためである。
【0087】
こうして設定されるタイヤ異径度定数Rtrは、クラッチトルク演算部55に出力される。このように、タイヤ異径度演算部54は、タイヤ異径度演算手段として設けられている。
【0088】
クラッチトルク演算部55は、クラッチトルク演算手段として設けられており、ブレーキスイッチ34からON−OFF信号が、ABS制御装置35からON−OFF信号が、フィードバック制御クラッチトルク演算部52からフィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbが、フィードフォワード制御クラッチトルク演算部53からフィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffが、タイヤ異径度演算部54からタイヤ異径度定数Rtrが、それぞれ入力される。
【0089】
そして、以下の(34)式により、トランスファクラッチ21に出力する最終的なクラッチトルクTlsdを演算し、センタデフクラッチ駆動部60に出力する。
Tlsd=Rtr・Tlsdff+(1−Rtr)・Tlsdfb …(34)
【0090】
この(34)式からも明らかなように、タイヤの異径度が小さければ、タイヤ異径度定数Rtr=0.5となり、Tlsd=0.5・Tlsdff+0.5・Tlsdfbとなって、フィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbと、フィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffとが同じ割合となる。これに対し、タイヤの異径度が大きくなると、タイヤ異径度定数Rtrの値が小さくなり、フィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffの割合が小さくなり、フィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbの割合が大きくなる。すなわち、タイヤの異径度が大きいと判定した場合には、その場合のタイヤ異径度に応じてフィードフォワード制御によるクラッチトルクTlsdffの割合を小さくし、フィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbの割合を大きくするようにしているので、内部循環トルクの発生を回避しつつ、スリップも効果的に抑制することが可能になっている。
【0091】
ここで、ABS制御装置35からON信号、すなわちABS作動中の信号がある場合は、ABS制御との干渉を防止するため、クラッチトルクTlsdは、予め設定しておいた一定値CABSとする。また、ブレーキスイッチ34からブレーキスイッチのON信号がある場合も、このブレーキ状態との干渉を防止するため、クラッチトルクTlsdは、予め設定しておいた一定値Cbrkとする。
【0092】
以上のように、本発明においては、タイヤの異径度合いに応じフィードバック制御により求めたクラッチトルクとフィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を可変して最終のクラッチトルクを演算している。
【0093】
異径タイヤを装着した場合にクラッチトルクを大きくすると、そのタイヤが路面から駆動されることになり、駆動系に内部循環トルクが発生し、動力性能が悪化すると共に、クラッチの耐久性が悪化する。また、タイトコーナブレーキング現象が発生する虞もある。従って、クラッチトルクを通常より小さく設定しなければならないが、従来のようにフィードフォワード制御により求めたクラッチトルクとフィードバック制御により求めたクラッチトルクとをタイヤ異径度合いに関わらず一定にすると、フィードフォワード制御は異径タイヤにより生じる差回転は考慮されないため、クラッチトルクが小さくならず、上記問題が発生してしまう可能性がある。
【0094】
しかし、本発明においては、タイヤ異径度合いをフィードフォワード制御により求めたクラッチトルクに反映し、適正なクラッチトルクの設定ができるので、内部循環トルクの発生、タイトコーナブレーキング現象の発生を防止しつつ、スリップも回避することができる。
【0095】
尚、本発明の実施の形態では、フィードバック制御クラッチトルク演算部52においては、4つのクラッチトルクTctrf、Tctrr、TFt、TRrを演算し、これらの最大値をフィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbとなるように演算しているが、車両仕様によっては、これら4つ全てではなく、何れか1つ、或いは、何れか複数のクラッチトルクを求めて、これらからフィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbを求めるようにしても良い。
【0096】
また、本発明の実施の形態では、フィードバック制御クラッチトルク演算部52においては、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52gからの各クラッチトルクTSMCctrf、TSMCctrr、TSMCFt、TSMCRrに、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hからの各クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrを和して最終的な4つのクラッチトルクTctrf、Tctrr、TFt、TRrを求めるようにしているが、偏差比例制御クラッチトルク演算部52hからの各クラッチトルクTpcctrf、Tpcctrr、TpcFt、TpcRrの影響が小さい車両等では、スライディングモード制御クラッチトルク演算部52gからの各クラッチトルクTSMCctrf、TSMCctrr、TSMCFt、TSMCRrのみを用いてフィードバック制御によるクラッチトルクTlsdfbを求めるようにしても良い。
【0097】
更に、本発明の実施の形態では、タイヤ異径度定数Rtrを0.5近傍からそれ以下の範囲で設定されるように例示しているが、車両仕様によっては、これ以外の範囲で設定されるようにしても良い。
【0098】
また、本発明の実施の形態では、センタデファレンシャル装置3の差動制限を制御するトランスファクラッチ21の制御を例に説明しているが、センタデファレンシャル装置3の無い4輪駆動車の前後軸間の差動制限制御を行うクラッチに対しても同様に適応できる。更に、フロントデフクラッチ27や、リヤデフクラッチ23において、そのクラッチトルクを制御する装置を有する場合、本実施の形態で説明したクラッチトルクの設定が、これらクラッチトルクの設定にも適応できることは云うまでもない。ただし、本実施の形態で説明したクラッチトルクの設定をフロントデフクラッチ27に適応する場合は、タイヤ異径度定数Rtrを前輪左右輪間実差動回転数ΔωFtに基づいて演算し、また、リヤデフクラッチ23に適応する場合は、タイヤ異径度定数Rtrを後輪左右輪間実差動回転数ΔωRrに基づいて演算する。
【0099】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、装着されているタイヤの異径度合いも考慮して、クラッチトルクにおけるフィードフォワード制御、フィードバック制御値の割合を適切に設定し、内部循環トルクの発生を回避しつつ、スリップも効果的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の駆動系とセンタデファレンシャル差動制限制御部の概略説明図
【図2】センタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図
【図3】フィードバック制御クラッチトルク演算部の機能ブロック図
【図4】車速と前後軸間制御開始差動回転数の基本値マップの一例を示す説明図
【図5】横加速度に基づく前後軸間制御開始差動回転数の補正係数マップの一例を示す説明図
【図6】フィードフォワード制御クラッチトルク演算部で設定されるクラッチトルクの一例を示す説明図
【図7】4輪の実差動回転数に応じて設定されるタイヤ異径度定数の一例を示す説明図
【符号の説明】
3 センタデファレンシャル装置
14FL、14FR 左右前輪
14RL、14RR 左右後輪
21 トランスファクラッチ(クラッチ手段)
31FL、31FR 前輪側左右車輪速センサ
31RL、31RR 後輪側左右車輪速センサ
50 センタデファレンシャル差動制限制御部
52 フィードバック制御クラッチトルク演算部(フィードバック制御クラッチトルク演算手段)
52b 前後軸実差動回転数演算部(実差動回転数検出手段)
52c 前輪側左右実差動回転数演算部(実差動回転数検出手段)
52d 後輪側左右実差動回転数演算部(実差動回転数検出手段)
52e 制御開始差動回転数演算部(目標差動回転数設定手段)
52f 目標差動回転数設定部(目標差動回転数設定手段)
52g スライディングモード制御クラッチトルク演算部(クラッチトルク演算出力手段)
52h 偏差比例制御クラッチトルク演算部(クラッチトルク演算出力手段)52i フィードバック制御クラッチトルク演算出力部(クラッチトルク演算出力手段)
53 フィードフォワード制御クラッチトルク演算部(フィードフォワード制御クラッチトルク演算手段)
54 タイヤ異径度演算部(タイヤ異径度演算手段)
55 クラッチトルク演算部(クラッチトルク演算手段)
60 センタデフクラッチ駆動部
Claims (6)
- 一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、
車両挙動を基にフィードバック制御により上記クラッチ手段のクラッチトルクを演算するフィードバック制御クラッチトルク演算手段と、
車両挙動を基にフィードフォワード制御により上記クラッチ手段のクラッチトルクを演算するフィードフォワード制御クラッチトルク演算手段と、
装着しているタイヤの異径度合いを演算するタイヤ異径度演算手段と、
上記タイヤの異径度合いに応じ上記フィードバック制御により求めたクラッチトルクと上記フィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を可変して最終のクラッチトルクを演算するクラッチトルク演算手段と、
を備えたことを特徴とする車両の差動制限制御装置。 - 上記フィードバック制御クラッチトルク演算手段は、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定する目標差動回転数設定手段と、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する実差動回転数検出手段と、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算出力手段とを有していることを特徴とする請求項1記載の車両の差動制限制御装置。
- 上記クラッチトルク演算手段は、上記タイヤの異径度合いが大きいほど、上記フィードフォワード制御により求めたクラッチトルクの割合を低下させることを特徴とする請求項1記載の車両の差動制限制御装置。
- 上記タイヤ異径度演算手段は、車両が略直進状態であり、且つ、車輪にスリップが発生しずらいとき、少なくとも上記一方の回転軸と上記他方の回転軸の実際の差動回転数に基づいて上記異径度合いを算出することを特徴とする請求項1記載の車両の差動制限制御装置。
- 上記クラッチ手段は、前軸と後軸との間に介装するクラッチ手段であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
- 上記クラッチ手段は、左右輪間に介装するデファレンシャル装置の差動を制限するクラッチ手段であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
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