JP2007230343A - Four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前輪または後輪の一方が電動機（モータ）で駆動され、段差を乗り越える走行性を改善した四輪駆動車両に関する。 The present invention relates to a four-wheel drive vehicle in which one of a front wheel and a rear wheel is driven by an electric motor (motor) to improve traveling performance over a step.
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１、２参照）。文献１に記載された技術では、車両の加速度が所定レベル以上の変動があったか否かを判定し、車輪加速度が車両の加速度と同方向に変動した後逆方向に変動して所定の基準値を越えたか否かを判定し、これらの判定結果に基づいて車両が段差のある路面を走行中であるか否かを判定するようにしている。 Conventionally, as this type of technology, for example, those described in the following documents are known (see Patent Documents 1 and 2). In the technique described in Document 1, it is determined whether or not the vehicle acceleration has fluctuated more than a predetermined level, the wheel acceleration fluctuates in the same direction as the vehicle acceleration, and fluctuates in the opposite direction to obtain a predetermined reference value. It is determined whether or not the vehicle has been exceeded, and based on these determination results, it is determined whether or not the vehicle is traveling on a stepped road surface.
また、文献２に記載された技術では、車両の移動距離を運転者からの指令値としてスロットルアクチュエータとブレーキとの双方を制御し、微少移動を自動的に行うことにより段差を乗り越えるようにしている。
上記した従来の技術にあっては、四輪駆動車両、特に前輪または後輪の一方がモータで回転駆動されている四輪駆動車両に対応した技術ではなく、段差を乗り越える際のモータの駆動制御に関しては何ら開示されていなかった。 The conventional technology described above is not a technology corresponding to a four-wheel drive vehicle, in particular, a four-wheel drive vehicle in which one of the front wheels or the rear wheels is driven to rotate by a motor. Was not disclosed at all.
また、走行中ドライバーの段差判定が不適切な場合に段差の乗り越えがスムーズに行われず、段差の乗り越え後のアクセル調整が不適切な場合に急加速が生じる可能性があるという問題がある。 In addition, there is a problem that when the driver's step judgment is inappropriate while driving, the step over the step is not smoothly performed, and sudden acceleration may occur when the accelerator adjustment after the step over is improper.
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前輪または後輪の一方がモータで回転駆動される四輪駆動車両において、段差の乗り越え時ならびに乗り越え後の車両の挙動を安定化した四輪駆動車両を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a four-wheel drive vehicle in which one of the front wheels or the rear wheels is rotationally driven by a motor, at the time of stepping over and after the stepping over. The object is to provide a four-wheel drive vehicle in which the behavior of the vehicle is stabilized.
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジンで主駆動輪が駆動され、前記エンジンで回転駆動される発電機で発電された電力の供給を受けるモータで得られた回転駆動力がクラッチを介して従駆動輪に選択的に伝達されて前記従駆動輪が選択的に駆動される四輪駆動車両において、前記車両の走行状態に基づいて、前記主駆動輪または前記従駆動輪が段差に到達したか否かを判別する段差判別手段と、前記段差判別手段で前記主駆動輪が段差に到達したものと判別されて前記主駆動輪が段差を乗り越えようとしている場合に、前記車両の走行状態ならびに前記車両に要求されている要求トルクに基づいて、前記モータのトルクを増加させて前記従駆動輪のトルクを増加させる一方、前記段差判別手段で前記従駆動輪が段差に到達したものと判別されて前記従駆動輪が段差を乗り越えようとしている場合には、前記車両の走行状態ならびに前記車両に要求されている要求トルクに基づいて、前記エンジンのトルクを増加させて前記主駆動輪のトルクを増加させるトルク制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a rotational drive obtained by a motor in which main drive wheels are driven by an engine and a supply of electric power generated by a generator driven to rotate by the engine is received. In a four-wheel drive vehicle in which force is selectively transmitted to a driven wheel via a clutch and the driven wheel is selectively driven, the main drive wheel or the driven drive is selected based on the running state of the vehicle. Step determining means for determining whether or not the wheel has reached a step, and when the step determining means determines that the main driving wheel has reached the step and the main driving wheel is about to step over the step, Based on the running state of the vehicle and the required torque required for the vehicle, the torque of the motor is increased to increase the torque of the driven wheel, while the step determining means causes the driven wheel to become a step. When the driven wheel is determined to have reached the level difference, the engine torque is increased based on the running state of the vehicle and the required torque required for the vehicle. And torque control means for increasing the torque of the main drive wheels.
上記特徴の請求項１記載の発明によれば、進行方向に対して前側の主駆動輪または従駆動輪と路面との摩擦力を増加させることが可能となり、これに加えて進行方向に対して後側の主駆動輪または従駆動輪のトルクの増大により円滑に段差を乗り越えることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to increase the frictional force between the front main driving wheel or the sub driving wheel and the road surface with respect to the traveling direction, in addition to the traveling direction. By increasing the torque of the rear main drive wheel or the sub drive wheel, it is possible to smoothly get over the step.
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の四輪駆動車両において、前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記トルク制御手段で前記主駆動輪または前記従駆動輪のトルクが増加されて前記車両が段差を乗り越えようとした際に、前記加速度検出手段で検出された加速度に基づいて、前記車両が段差を乗り越えたか否かを判別する乗り越え判別手段とを備え、前記トルク制御手段は、前記乗り越え判別手段で前記車両が段差を乗り越えたものと判別され、前記加速度検出手段で検出された加速度が予め設定された所定値以上である場合には、前記主駆動輪または前記従駆動輪のトルクを減少させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the four-wheel drive vehicle according to the first aspect, the torque of the main drive wheel or the sub drive wheel is increased by the acceleration detection means for detecting the acceleration of the vehicle and the torque control means. When the vehicle is about to step over the step, the torque control unit includes a jump determination unit that determines whether the vehicle has climbed over the step based on the acceleration detected by the acceleration detection unit. Is determined that the vehicle has passed the step by the overcoming determining means, and when the acceleration detected by the acceleration detecting means is greater than or equal to a predetermined value set in advance, the main driving wheel or the sub driven It is characterized by reducing the torque of the wheel.
上記特徴の請求項２記載の発明によれば、段差乗り越え後の車両の急激な加速を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, rapid acceleration of the vehicle after overcoming a step can be prevented.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の実施例１に係る四輪駆動車両の構成を示す図である。図１に示す実施例１の車両は、内燃機関のエンジン１で主駆動輪の例えば前輪２が回転駆動され、直流用のモータ３で従駆動輪の例えば後輪４が選択的に回転駆動される。すなわち、エンジン１で得られた動力はエンジン１側のクラッチ５、変速機６ならびにデファレンシャルギア７を介して前輪２側の車軸に伝達され、車軸に取り付けられた前輪２が回転駆動される。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a four-wheel drive vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. In the vehicle of the first embodiment shown in FIG. 1, for example, a front wheel 2 as a main drive wheel is rotationally driven by an engine 1 of an internal combustion engine, and a rear wheel 4 as a slave drive wheel is selectively rotated by a DC motor 3. The That is, the power obtained by the engine 1 is transmitted to the axle on the front wheel 2 side through the clutch 5 on the engine 1 side, the transmission 6 and the differential gear 7, and the front wheel 2 attached to the axle is rotationally driven.
一方、モータ３で得られた回転駆動力はモータ３側のクラッチ８、変速機９ならびにデファレンシャルギア１０を介して後輪４側の車軸に選択的に伝達され、車軸に取り付けられた後輪４が選択的に回転駆動される。したがって、モータ３側のクラッチ８が締結状態にあっては車両は四輪駆動される一方、モータ３側のクラッチ８が非締結状態にあっては車両は二輪駆動される。
On the other hand, the rotational driving force obtained by the motor 3 is selectively transmitted to the axle on the rear wheel 4 side via the clutch 8 on the motor 3 side, the transmission 9 and the
エンジン１には、ベルト等を介して発電機１１が連結されている。この発電機１１は、エンジン１で得られた動力で回転駆動され、後述する車両コントローラ１２の制御の下に所望の直流電力を発電する。また、エンジン１には電動制御式のスロットル１３を介して燃料が供給され、このスロットル１３は車両コントローラ１２でスロットル開度が制御される。
A
車両コントローラ１２は、本四輪駆動車両の運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。車両コントローラ１２は、図示していないが前後輪に取り付けられた車輪速センサで検出された車輪速、アクセル開度センサで検出されたアクセル開度、シフトセンサで検出された変速機のシフトレンジを示すシフト信号、フットブレーキセンサで検出されたフットブレーキのオン／オフを示すブレーキ信号、サイドブレーキセンサで検出されたサイドブレーキのオン／オフを示すサイドブレーキ信号、ならびに本四輪駆動車両の運転に必要な情報を収集するセンサ（図示せず）からの信号を読み込み、読み込んだ各種信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック（プログラム）に基づいて、エンジン１、モータ３、モータ３側のクラッチ８、発電機１１、スロットル１３を含む本車両の構成要素に指令を送り、以下に説明する本実施例の特徴的な段差乗り越え動作を含む本車両の運転／停止に必要なすべての動作を統括管理して制御する。
The
なお、主駆動輪が後輪４で、従駆動輪が前輪２であってもかまわない。また、モータ３は交流用のモータを使用してもよく、その場合には発電機１１で得られた直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、このインバータを介してモータに交流電力を供給するようにすればよい。
The main driving wheel may be the rear wheel 4 and the secondary driving wheel may be the front wheel 2. The motor 3 may be an AC motor. In that case, an inverter for converting the DC power obtained by the
次に、図２のフローチャートを参照して、車両が前進して段差を乗り越える際の車両の制御動作について説明する。なお、図２のフローチャートに示す手順は予め設定された時間毎に繰り返し実行される。 Next, the control operation of the vehicle when the vehicle moves forward and climbs over the step will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the procedure shown in the flowchart of FIG. 2 is repeatedly executed every preset time.
図２において、先ずブレーキ信号ならびにサイドブレーキ信号に基づいてフットブレーキならびにサイドブレーキが作用（オン／オフ）しているか否かを判別する（ステップＳ２００）。判別の結果、両ブレーキとも作用していないと判別された場合には、続いてシフト信号に基づいて変速機、例えば自動変速機のレンジポジションが前進のポジションもしくは後進のポジションにあるかを判別する（ステップＳ２０１）。判別の結果、レンジポジションが前進のポジションで車両が前進している場合には、続いてアクセルが踏み込まれて車両に対して要求トルクが発生しているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。 In FIG. 2, it is first determined whether or not the foot brake and the side brake are operating (ON / OFF) based on the brake signal and the side brake signal (step S200). If it is determined that both brakes are not operating as a result of the determination, then it is determined whether the range position of the transmission, for example, the automatic transmission, is in the forward position or the reverse position based on the shift signal. (Step S201). If the result of determination is that the range position is forward and the vehicle is moving forward, it is subsequently determined whether or not the required torque is generated for the vehicle by depressing the accelerator (step S202).
判別の結果、要求トルクが発生している場合には、続いて前輪２における車輪速の減速加速度が予め設定された第１の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。この判別では、車両の前輪２が段差を乗り越えようとしているか否かを判別している。したがって、先の第１の所定値は、車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した前輪２の車輪速の減速加速度のデータに基づいて設定される。 If the required torque is generated as a result of the determination, it is subsequently determined whether or not the deceleration acceleration of the wheel speed of the front wheels 2 is equal to or higher than a first predetermined value set in advance (step S203). In this determination, it is determined whether or not the front wheel 2 of the vehicle is going over the step. Therefore, the first predetermined value is set based on the deceleration acceleration data of the wheel speeds of the front wheels 2 acquired through experiments, simulations, or the like in which the vehicle climbs over a step.
判別の結果、減速加速度が第１の所定値以下である場合には、車両は段差を乗り越えようとしているものと判別し、続いて車体速（車速）が０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０４）。ここで、車体速は車輪速に基づいて算出されるが、車速センサを設けてこの車速センサで計測するようにしてもよい。判別の結果、車体速が０ｋｍ／ｈ以上でない、すなわち車両が前進していないものと判別された場合には、続いて前回の要求トルクに対して今回の要求トルクの変化量が減少したか否かを判別する（ステップＳ２０５）。 As a result of the determination, if the deceleration acceleration is equal to or lower than the first predetermined value, it is determined that the vehicle is going over the step, and then whether the vehicle body speed (vehicle speed) is 0 km / h or more is determined. A determination is made (step S204). Here, the vehicle body speed is calculated based on the wheel speed, but a vehicle speed sensor may be provided and measured by the vehicle speed sensor. As a result of the determination, if it is determined that the vehicle speed is not 0 km / h or higher, that is, the vehicle is not moving forward, then whether or not the change amount of the current request torque has decreased with respect to the previous request torque Is determined (step S205).
判別の結果、要求トルクの変化量が減少していない場合には、前輪２がスリップ等を起こして前輪２と路面との摩擦力が低下しているものと推定し、後輪４のトルクを増加させ（ステップＳ２０６）、前輪２と路面との摩擦力を増大させる。ここで、後輪トルクの増加量（ＴＲ）は、時間ｔをパラメータとする関数ｆ１（ｔ）で算出する。この関数ｆ１（ｔ）は、車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した後輪トルクのデータに基づいて設定される。後輪トルクの増加量を算出した後、算出された後輪トルクの増加量（ＴＲ）に基づいて、後輪４を回転駆動するモータ３に供給される電流等を制御してモータトルクを増加する（ステップＳ２０７）。 As a result of the determination, if the amount of change in the required torque has not decreased, it is estimated that the front wheel 2 has slipped and the frictional force between the front wheel 2 and the road surface has decreased, and the torque of the rear wheel 4 has been reduced. The frictional force between the front wheel 2 and the road surface is increased (step S206). Here, the increase amount (TR) of the rear wheel torque is calculated by a function f1 (t) having the time t as a parameter. This function f1 (t) is set based on rear wheel torque data acquired through experiments, simulations, or the like in which the vehicle climbs over a step. After calculating the increase amount of the rear wheel torque, the motor torque is increased by controlling the current supplied to the motor 3 that rotationally drives the rear wheel 4 based on the calculated increase amount (TR) of the rear wheel torque. (Step S207).
続いて、車両の加速度の変化量が第２の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０８）。この判別では、車両が段差を乗り越えたか否かを判別している。したがって、先の第２の所定値は、車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、車両が段差を乗り越えた際の車両の加速度のデータに基づいて設定される。 Subsequently, it is determined whether or not the amount of change in the acceleration of the vehicle is greater than or equal to a second predetermined value (step S208). In this determination, it is determined whether or not the vehicle has overcome the step. Therefore, the second predetermined value is set based on the acceleration data of the vehicle when the vehicle gets over the step, which is acquired by an experiment or simulation where the vehicle goes over the step.
判別の結果、車両の加速度が第２の所定値以上である場合には、車両が段差を乗り越えたものと判断し、後輪トルクを減少させる（ステップＳ２０９）。ここで、後輪トルクの減少量（ＴＲ）は、以下に示す演算式で算出される。 As a result of the determination, if the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the second predetermined value, it is determined that the vehicle has overcome the step and the rear wheel torque is reduced (step S209). Here, the reduction amount (TR) of the rear wheel torque is calculated by the following arithmetic expression.
（数１）
ＴＲ（乗り越え）−ｆ２（ｔ）
ここで、ＴＲ（乗り越え）は前輪２が段差を乗り越えたと判別されたときの後輪トルクの増加量であり、関数ｆ２（ｔ）は時間ｔをパラメータとして車体速≦０ｋｍ／ｈ時に適用される関数である。なお、関数ｆ２（ｔ）は車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、前輪２が段差を乗り越えた際に車両を急激に加速させない後輪トルクのデータに基づいて設定される。
(Equation 1)
TR (Override)-f2 (t)
Here, TR (override) is an increase amount of the rear wheel torque when it is determined that the front wheel 2 has crossed the step, and the function f2 (t) is applied when the vehicle speed is ≦ 0 km / h with the time t as a parameter. It is a function. Note that the function f2 (t) is set based on rear wheel torque data that is acquired by experiments, simulations, or the like in which the vehicle climbs over a level difference that does not accelerate the vehicle abruptly when the front wheel 2 gets over the level difference.
後輪トルクの減少量（ＴＲ）の算出後、算出されたトルクに基づいてモータ３の電流等を制御してモータトルクを減少する（ステップＳ２１０）。 After calculating the reduction amount (TR) of the rear wheel torque, the motor torque is reduced by controlling the current of the motor 3 based on the calculated torque (step S210).
次に、先のステップＳ２０５の判別結果において、要求トルクの変化量が減少した場合には、車両は後輪トルクの増加により段差を乗り越えたものと判断し、後輪トルクの増加量（ＴＲ）を０にした後（ステップＳ２１１）、増加分が０になった後輪トルクに基づいてモータ３の電流等を制御してモータトルクを減少する（ステップＳ２１２）。 Next, in the determination result of the previous step S205, when the change amount of the required torque decreases, it is determined that the vehicle has overcome the step due to the increase of the rear wheel torque, and the increase amount (TR) of the rear wheel torque. Is set to 0 (step S211), the current of the motor 3 and the like are controlled based on the rear wheel torque whose increment is 0 (step S212).
次に、先のステップＳ２０４の判別結果において、車体速が０ｋｍ／ｈ以上であり車両が前進している場合には、続いて車体速が０ｋｍ／ｈ以下の状態から前進して車両が段差を乗り越えているか否かを判別する（ステップＳ２１３）。すなわち、車両が停止もしくは後退した状態から前進して段差を乗り越えているか否かを判別する。判別の結果、判別要件が成立している場合には先のステップＳ２０５に示す処理を実行する一方、成立していない場合には、車両の駆動力が不足しているものと判断して補正トルク（Ｔ）を算出する（ステップＳ２１４）。 Next, in the determination result of the previous step S204, when the vehicle body speed is 0 km / h or more and the vehicle is moving forward, the vehicle body speed is subsequently advanced from the state where the vehicle body speed is 0 km / h or less and the vehicle is stepped. It is determined whether or not the vehicle has been overcome (step S213). That is, it is determined whether or not the vehicle is moving forward from a state where the vehicle is stopped or moved backward and has overcome a step. As a result of the determination, if the determination requirement is satisfied, the process shown in the previous step S205 is executed. If the determination requirement is not satisfied, it is determined that the driving force of the vehicle is insufficient and the correction torque (T) is calculated (step S214).
この補正トルク（Ｔ）は、車両駆動力の減少分をＦとすると、以下に示す演算式で算出される。 This correction torque (T) is calculated by the following arithmetic expression, where F is the decrease in vehicle driving force.
（数２）
Ｔ＝Ｆ×ｒ
Ｆ＝ｍ×（−α）
ここで、ｒは前後輪のタイヤの半径、ｍは車両の重量、（−α）は車両の減速加速度とする。
(Equation 2)
T = F × r
F = m × (−α)
Here, r is the radius of the front and rear tires, m is the weight of the vehicle, and (−α) is the deceleration acceleration of the vehicle.
補正トルクの算出後、後輪トルクを補正トルク分増加させ（ステップＳ２１５）、補正トルク分の増加に基づいてモータトルクを増加させる（ステップＳ２１６）。その後、車両の加速度の変化量が先の第２の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２１７）。この判別では、車両が段差を乗り越えたか否かを判別している。判別の結果、車両の加速度が第２の所定値以上である場合には、車両が段差を乗り越えたものと判断し、後輪トルクを減少させる（ステップＳ２１８）。ここで、後輪トルクの減少量（ＴＲ）は、以下に示す演算式で算出される。 After calculating the correction torque, the rear wheel torque is increased by the correction torque (step S215), and the motor torque is increased based on the increase of the correction torque (step S216). Thereafter, it is determined whether or not the amount of change in the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the second predetermined value (step S217). In this determination, it is determined whether or not the vehicle has overcome the step. As a result of the determination, if the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the second predetermined value, it is determined that the vehicle has overcome the step and the rear wheel torque is reduced (step S218). Here, the reduction amount (TR) of the rear wheel torque is calculated by the following arithmetic expression.
（数３）
ＴＲ（乗り越え）−ｆ３（ｔ）
ここで、ＴＲ（乗り越え）は前輪２が段差を乗り越えたと判別されたときの後輪トルクの増加量であり、関数ｆ３（ｔ）は時間ｔをパラメータとして車体速＞０ｋｍ／ｈ時に適用される関数である。なお、関数ｆ３（ｔ）は車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、前輪が段差を乗り越えた際に車両を急激に加速させない後輪トルクのデータに基づいて設定される。
(Equation 3)
TR (Override)-f3 (t)
Here, TR (override) is an increase amount of the rear wheel torque when it is determined that the front wheel 2 has crossed the step, and the function f3 (t) is applied when the vehicle speed is> 0 km / h with the time t as a parameter. It is a function. Note that the function f3 (t) is set based on rear wheel torque data that is acquired by experiments, simulations, or the like in which the vehicle climbs over a level difference that does not accelerate the vehicle abruptly when the front wheel climbs over the level difference.
後輪トルクの減少量（ＴＲ）の算出後、算出されたトルクに基づいてモータ３の電流等を制御してモータトルクを減少する（ステップＳ２１９）。 After calculating the reduction amount (TR) of the rear wheel torque, the motor torque is reduced by controlling the current of the motor 3 based on the calculated torque (step S219).
次に、先のステップＳ２０２の判別結果において、アクセルが踏み込まれておらず要求トルクがない場合には、続いて車両が段差を乗り越え中であるか否かを判別する（ステップＳ２２０）。この判別は、例えば段差を確認して車両が段差を乗り越える際に段差を乗り越える動作を開始したときにセットされ、段差を乗り越えた後にリセットされるようなフラグを設け、このフラグに基づいて判断してもよく、もしくは段差乗り越え前後の車両の走行状態を比較した比較結果に基づいて判断するようにしてもよい。 Next, in the determination result of the previous step S202, if the accelerator is not depressed and there is no required torque, it is subsequently determined whether or not the vehicle is going over a step (step S220). For example, a flag is set that is set when the vehicle starts to move over the step after confirming the step and the vehicle goes over the step, and is reset based on the flag. Alternatively, the determination may be made on the basis of a comparison result obtained by comparing the traveling state of the vehicle before and after overcoming the step.
判別の結果、車両が段差を乗り越え中である場合には、段差を乗り越える際の後輪トルクの増加量（ＴＲ）は不要であると判断し、前述した後輪トルクの増加量（ＴＲ）を０にした後（ステップＳ２２１）、増加分が０になった後輪トルクに基づいてモータ３の電流等を制御してモータトルクを減少する（ステップＳ２２２）。 As a result of the determination, if the vehicle is over the step, it is determined that the rear wheel torque increase amount (TR) when the vehicle is over the step is unnecessary, and the rear wheel torque increase amount (TR) described above is determined. After setting to 0 (step S221), the motor torque is decreased by controlling the current of the motor 3 and the like based on the rear wheel torque whose increment is 0 (step S222).
次に、図２ならびに図３のフローチャートを参照して、車両が後進して段差を乗り越える際の車両の制御動作について説明する。なお、図３のフローチャートに示す手順は予め設定された時間毎に繰り返し実行される。 Next, with reference to the flowcharts of FIG. 2 and FIG. 3, the control operation of the vehicle when the vehicle moves backward and climbs over the step will be described. Note that the procedure shown in the flowchart of FIG. 3 is repeatedly executed every preset time.
先ず図２に示すステップＳ２００ならびにステップＳ２０１の処理を実行した後、レンジポジションが前進のポジションにない場合には、続いて図３において、レンジポジションが後進のポジションにあるか否かを判別する（ステップＳ３００）。判別の結果、レンジポジションが後進のポジションで車両が後進している場合には、続いてアクセルが踏み込まれて車両に対して要求トルクが発生しているか否かを判別する（ステップＳ３０１）。 First, after the processing of step S200 and step S201 shown in FIG. 2 is executed, if the range position is not in the forward position, it is subsequently determined in FIG. 3 whether or not the range position is in the reverse position ( Step S300). As a result of the determination, if the range position is the reverse position and the vehicle is moving backward, it is subsequently determined whether or not the required torque is generated for the vehicle by depressing the accelerator (step S301).
判別の結果、要求トルクが発生している場合には、続いて後輪４における車輪速の減速加速度が第３の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０２）。この判別では、車両の後輪４が段差を乗り越えようとしているか否かを判別している。したがって、先の第３の所定値は、車両が段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した後輪４の車輪速の減速加速度のデータに基づいて設定される。 If the requested torque is generated as a result of the determination, it is subsequently determined whether or not the deceleration acceleration of the wheel speed at the rear wheel 4 is equal to or greater than a third predetermined value (step S302). In this determination, it is determined whether or not the rear wheel 4 of the vehicle is going over the step. Therefore, the third predetermined value is set based on the deceleration acceleration data of the wheel speeds of the rear wheels 4 acquired through experiments, simulations, or the like in which the vehicle climbs over the steps.
判別の結果、減速加速度が第３の所定値以上である場合には、車両は段差を乗り越えようとしているものと判別し、続いて後進車体速が０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０３）。判別の結果、後進車体速が０ｋｍ／ｈ以上でない、すなわち車両が後進していないものと判別された場合には、続いて前回の要求トルクに対して今回の要求トルクの変化量が減少したか否かを判別する（ステップＳ３０４）。 As a result of the determination, if the deceleration acceleration is equal to or greater than the third predetermined value, it is determined that the vehicle is going over the step, and then it is determined whether the reverse vehicle body speed is 0 km / h or more. (Step S303). As a result of the determination, if it is determined that the reverse vehicle body speed is not 0 km / h or higher, that is, the vehicle is not moving backward, is the amount of change in the current request torque decreased with respect to the previous request torque? It is determined whether or not (step S304).
判別の結果、要求トルクの変化量が減少していない場合には、後輪４がスリップ等を起こして後輪４と路面との摩擦力が低下しているものと推定し、前輪２のトルク、すなわちエンジン１の出力を増加し（ステップＳ３０５）、後輪４と路面との摩擦力を増大させる。ここで、前輪トルクの増加量（ＴＦ）は、時間ｔをパラメータとする関数ｆ４（ｔ）で算出する。この関数ｆ４（ｔ）は、車両が後進して段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した前輪トルクのデータに基づいて設定される。前輪トルクの増加量を算出した後、算出された前輪トルクの増加量（ＴＦ）に基づいて、前輪２を回転駆動するエンジン１に供給される燃料の噴射量や点火時期、スロットル開度等を制御してエンジントルクを増加する（ステップＳ３０６）。 As a result of the determination, if the amount of change in the required torque has not decreased, it is estimated that the rear wheel 4 has slipped and the frictional force between the rear wheel 4 and the road surface has decreased, and the torque of the front wheel 2 has decreased. That is, the output of the engine 1 is increased (step S305), and the frictional force between the rear wheel 4 and the road surface is increased. Here, the increase amount (TF) of the front wheel torque is calculated by a function f4 (t) having the time t as a parameter. This function f4 (t) is set based on front wheel torque data acquired through experiments, simulations, or the like in which the vehicle moves backward and climbs over a step. After calculating the increase amount of the front wheel torque, based on the calculated increase amount (TF) of the front wheel torque, the injection amount, ignition timing, throttle opening degree, etc. of the fuel supplied to the engine 1 that rotationally drives the front wheel 2 are determined. The engine torque is increased by control (step S306).
続いて、車両の加速度の変化量が第４の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０７）。この判別では、車両が段差を乗り越えたか否かを判別している。したがって、先の第４の所定値は、車両が後進して段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、車両が段差を乗り越えた際の車両の加速度のデータに基づいて設定される。 Subsequently, it is determined whether or not the amount of change in the acceleration of the vehicle is greater than or equal to a fourth predetermined value (step S307). In this determination, it is determined whether or not the vehicle has overcome the step. Therefore, the fourth predetermined value is set based on the acceleration data of the vehicle when the vehicle gets over the step, which is acquired by experiments, simulations, or the like where the vehicle moves backward and gets over the step.
判別の結果、車両の加速度が第４の所定値以上である場合には、車両が段差を乗り越えたものと判断し、前輪トルクを減少させる（ステップＳ３０８）。ここで、前輪トルクの減少量（ＴＦ）は、以下に示す演算式で算出される。 As a result of the determination, if the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the fourth predetermined value, it is determined that the vehicle has overcome the step and the front wheel torque is reduced (step S308). Here, the reduction amount (TF) of the front wheel torque is calculated by the following arithmetic expression.
（数４）
ＴＦ（乗り越え）−ｆ５（ｔ）
ここで、ＴＦ（乗り越え）は後輪４が段差を乗り越えたと判別されたときの前輪トルクの増加量であり、関数ｆ５（ｔ）は時間ｔをパラメータとして車体速≦０ｋｍ／ｈ時に適用される関数である。なお、関数ｆ５（ｔ）は車両が後進して段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、後輪４が段差を乗り越えた際に車両を急激に加速させない前輪トルクのデータに基づいて設定される。
(Equation 4)
TF (Override)-f5 (t)
Here, TF (passing over) is an increase amount of the front wheel torque when it is determined that the rear wheel 4 has crossed the step, and the function f5 (t) is applied when the vehicle speed is ≦ 0 km / h with the time t as a parameter. It is a function. The function f5 (t) is set based on the data of the front wheel torque that is acquired by an experiment or simulation that the vehicle moves backward and climbs over the step and that does not accelerate the vehicle rapidly when the rear wheel 4 climbs over the step. .
前輪トルクの減少量（ＴＦ）の算出後、算出されたトルクに基づいてエンジン１の出力を制御してエンジントルクを減少する（ステップＳ３０９）。 After calculating the front wheel torque reduction amount (TF), the engine torque is reduced by controlling the output of the engine 1 based on the calculated torque (step S309).
次に、先のステップＳ３０４の判別結果において、要求トルクの変化量が減少した場合には、車両は前輪トルクの増加により段差を乗り越えたものと判断し、前輪トルクの増加量（ＴＦ）を０にした後（ステップＳ３１０）、増加分が０になった前輪トルクに基づいてエンジン１の出力を制御してエンジントルクを減少する（ステップＳ３１１）。 Next, in the determination result of the previous step S304, when the change amount of the required torque decreases, it is determined that the vehicle has overcome the step due to the increase of the front wheel torque, and the increase amount (TF) of the front wheel torque is set to 0. (Step S310), the engine torque is decreased by controlling the output of the engine 1 based on the front wheel torque whose increment is zero (step S311).
次に、先のステップＳ３０３の判別結果において、後進車体速が０ｋｍ／ｈ以上であり車両が後進している場合には、続いて後進車体速が０ｋｍ／ｈ以下の状態から後進して車両が段差を乗り越えているか否かを判別する（ステップＳ３１２）。すなわち、車両が停止もしくは前進した状態から後進して段差を乗り越えているか否かを判別する。判別の結果、判別要件が成立している場合には先のステップＳ３０４に示す処理を実行する一方、成立していない場合には、車両の後進駆動力が不足しているものと判断して補正トルク（Ｔ）を算出する（ステップＳ３１３）。 Next, in the determination result of the previous step S303, when the reverse vehicle speed is 0 km / h or more and the vehicle is moving backward, the vehicle is subsequently moved backward from the state where the reverse vehicle speed is 0 km / h or less. It is determined whether or not the vehicle has overcome the step (step S312). That is, it is determined whether or not the vehicle has moved backward from the state where the vehicle has stopped or moved forward and has overcome the step. As a result of the determination, if the determination requirement is satisfied, the process shown in the previous step S304 is executed. If not, the determination is made that the reverse drive force of the vehicle is insufficient and the correction is made. Torque (T) is calculated (step S313).
この補正トルク（Ｔ）は、車両駆動力の減少分をＦとすると、以下に示す演算式で算出される。 This correction torque (T) is calculated by the following arithmetic expression, where F is the decrease in vehicle driving force.
（数５）
Ｔ＝Ｆ×ｒ
Ｆ＝ｍ×（−α）
ここで、ｒは前後輪のタイヤの半径、ｍは車両の重量、（−α）は車両の減速加速度とする。
(Equation 5)
T = F × r
F = m × (−α)
Here, r is the radius of the front and rear tires, m is the weight of the vehicle, and (−α) is the deceleration acceleration of the vehicle.
補正トルクの算出後、前輪トルクを補正トルク分増加させ（ステップＳ３１４）、補正トルク分の増加に基づいてエンジントルクを増加させる（ステップＳ３１５）。その後、車両の加速度の変化量が先の第４の所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３１６）。この判別では、車両が後進して段差を乗り越えたか否かを判別している。判別の結果、車両の加速度が第４の所定値以上である場合には、車両が段差を乗り越えたものと判断し、前輪トルクを減少させる（ステップＳ３１７）。ここで、前輪トルクの減少量（ＴＦ）は、以下に示す演算式で算出される。 After calculating the correction torque, the front wheel torque is increased by the correction torque (step S314), and the engine torque is increased based on the increase of the correction torque (step S315). Thereafter, it is determined whether or not the amount of change in the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the fourth predetermined value (step S316). In this determination, it is determined whether or not the vehicle has moved backward and overcame the step. As a result of the determination, if the acceleration of the vehicle is equal to or greater than the fourth predetermined value, it is determined that the vehicle has overcome the step and the front wheel torque is reduced (step S317). Here, the reduction amount (TF) of the front wheel torque is calculated by the following arithmetic expression.
（数６）
ＴＲ（乗り越え）−ｆ６（ｔ）
ここで、ＴＲ（乗り越え）は後輪４が段差を乗り越えたと判別されたときの前輪トルクの増加量であり、関数ｆ６（ｔ）は時間ｔをパラメータとして後進車体速＞０ｋｍ／ｈ時に適用される関数である。なお、関数ｆ６（ｔ）は車両が後進して段差を乗り越える実験やシミュレーション等で取得した、後輪が段差を乗り越えた際に車両を急激に加速させない前輪トルクのデータに基づいて設定される。
(Equation 6)
TR (Override)-f6 (t)
Here, TR (override) is the amount of increase in the front wheel torque when it is determined that the rear wheel 4 has crossed the step, and the function f6 (t) is applied when the reverse vehicle speed> 0 km / h with the time t as a parameter. Function. Note that the function f6 (t) is set based on data of front wheel torque that is acquired by experiments, simulations, or the like that the vehicle travels backward and climbs over a step, and that does not rapidly accelerate the vehicle when the rear wheel climbs over the step.
前輪トルクの減少量（ＴＦ）の算出後、算出されたトルクに基づいてエンジン１の出力を制御してエンジントルクを減少させる（ステップＳ３１８）。 After calculating the front wheel torque reduction amount (TF), the engine torque is reduced by controlling the output of the engine 1 based on the calculated torque (step S318).
次に、先のステップＳ３０１の判別結果において、アクセルが踏み込まれておらず要求トルクがない場合には、続いて車両が段差を乗り越え中であるか否かを判別する（ステップＳ３１９）。この判別は、例えば段差を確認して車両が後進して段差を乗り越える際に段差を乗り越える動作を開始したときにセットされ、段差を乗り越えた後にリセットされるようなフラグを設け、このフラグに基づいて判断してもよく、もしくは段差乗り越えの前後の車両の走行状態を比較した比較結果に基づいて判断するようにしてもよい。 Next, in the determination result of the previous step S301, when the accelerator is not depressed and there is no required torque, it is subsequently determined whether or not the vehicle is going over a step (step S319). This determination is made, for example, by setting a flag that is set when the vehicle starts moving over the step after confirming the step and overcoming the step, and is reset after the step is over. Alternatively, the determination may be made based on a comparison result obtained by comparing the traveling state of the vehicle before and after overcoming the step.
判別の結果、車両が段差を乗り越え中である場合には、段差を乗り越える際の前輪トルクの増加量（ＴＦ）は不要と判断し、前述した前輪トルクの増加量（ＴＦ）を０にした後（ステップＳ３２０）、増加分が０になった前輪トルクに基づいてエンジン１の出力を制御してエンジントルクを減少させる（ステップＳ３２１）。 As a result of the determination, if the vehicle is over the step, it is determined that the increase amount (TF) of the front wheel torque when the vehicle goes over the step is unnecessary, and the increase amount (TF) of the front wheel torque described above is set to zero. (Step S320), the engine torque is decreased by controlling the output of the engine 1 based on the front wheel torque whose increment is zero (Step S321).
このように、上記実施例１における車両制御においては、車両が主駆動輪の前輪２で段差を乗り越える際に、前輪２が路面との摩擦力の低下によりスリップしたような場合に、従駆動輪の後輪４を回転駆動するモータ３のトルクを増加させることで、前輪２と路面との摩擦力を増大させることが可能となる。したがって、この摩擦力の増大に加えて後輪トルクの増加により、円滑に段差を乗り越えることができる。 As described above, in the vehicle control in the first embodiment, when the vehicle climbs over the step with the front wheel 2 of the main drive wheel, the front wheel 2 slips due to a decrease in frictional force with the road surface. By increasing the torque of the motor 3 that rotationally drives the rear wheel 4, the frictional force between the front wheel 2 and the road surface can be increased. Therefore, in addition to the increase in the frictional force, the step difference can be smoothly overcome by the increase in the rear wheel torque.
また、車両が段差を乗り越えた後、モータトルクを減少させて段差乗り越え時に増加された後輪トルクを減少させることで、車両が段差を乗り越えた後に急激に加速することを防止することが可能となる。 In addition, it is possible to prevent the vehicle from rapidly accelerating after overcoming the step by reducing the rear wheel torque that was increased when the vehicle overcame the step by decreasing the motor torque after the vehicle over the step. Become.
なお、車両が後進して段差を乗り越える際にも、モータトルクに代えてエンジントルクの増加／減少制御を前進の場合と同様に実施して前輪トルクの増加／減少を制御することで、前進の場合と同様の効果を得ることができる。 In addition, when the vehicle moves backward and climbs over a level difference, the engine torque is increased / decreased instead of the motor torque in the same way as in the forward direction to control the increase / decrease in the front wheel torque. The same effect as the case can be obtained.
さらに、上記実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above-described embodiments will be described below together with effects.
（イ）請求項１または２に記載の四輪駆動車両において、前記段差判別手段は、車両への要求トルクがある状態で、かつ車速が０ｋｍ／ｈの状態が所定の時間継続した場合に、車両が段差に到達したものと判別することを特徴とする四輪駆動車両。 (A) In the four-wheel drive vehicle according to claim 1 or 2, the step determining means may be configured such that when there is a required torque to the vehicle and a vehicle speed of 0 km / h continues for a predetermined time, A four-wheel drive vehicle characterized in that it is determined that the vehicle has reached a step.
上記（イ）項に記載の構成によれば、容易かつ的確に段差を判別することができる。 According to the configuration described in the above item (a), the step can be easily and accurately determined.
（ロ）前記請求項１，２ならびに前記（イ）項のいずれか１項に記載の四輪駆動車両において、前記段差判別手段は、車両への要求トルクがある状態で、かつブレーキがオフで車輪速の減速加速度が所定値以上である場合に、車両が段差に到達したものと判別することを特徴とする四輪駆動車両。 (B) In the four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 and 2 and (a), the step determining means is configured such that the required torque to the vehicle is present and the brake is off. A four-wheel drive vehicle characterized in that it is determined that the vehicle has reached a step when a deceleration acceleration of a wheel speed is a predetermined value or more.
上記（ロ）項に記載の構成によれば、容易かつ的確に段差を判別することができる。 According to the configuration described in the item (b), the step can be easily and accurately determined.
１…エンジン
２…前輪
３…モータ
４…後輪
５…クラッチ
６…変速機
７…デファレンシャルギア
８…クラッチ
９…変速機
１０…デファレンシャルギア
１１…発電機
１２…車両コントローラ
１３…スロットル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Front wheel 3 ... Motor 4 ... Rear wheel 5 ... Clutch 6 ... Transmission 7 ... Differential gear 8 ... Clutch 9 ...
Claims (2)
前記車両の走行状態に基づいて、前記主駆動輪または前記従駆動輪が段差に到達したか否かを判別する段差判別手段と、
前記段差判別手段で前記主駆動輪が段差に到達したものと判別されて前記主駆動輪が段差を乗り越えようとしている場合に、前記車両の走行状態ならびに前記車両に要求されている要求トルクに基づいて、前記モータのトルクを増加させて前記従駆動輪のトルクを増加させる一方、前記段差判別手段で前記従駆動輪が段差に到達したものと判別されて前記従駆動輪が段差を乗り越えようとしている場合には、前記車両の走行状態ならびに前記車両に要求されている要求トルクに基づいて、前記エンジンのトルクを増加させて前記主駆動輪のトルクを増加させるトルク制御手段と
を有することを特徴とする四輪駆動車両。 The main driving wheel is driven by the engine, and the rotational driving force obtained by the motor that receives the supply of electric power generated by the generator that is rotationally driven by the engine is selectively transmitted to the driven wheel through the clutch. In a four-wheel drive vehicle in which the driven wheels are selectively driven,
A step determining means for determining whether the main drive wheel or the sub drive wheel has reached a step based on the running state of the vehicle;
When the step determining means determines that the main driving wheel has reached the step and the main driving wheel is about to step over the step, based on the running state of the vehicle and the required torque required for the vehicle While increasing the torque of the motor to increase the torque of the driven wheel, the step determining means determines that the driven wheel has reached the step and the driven wheel tries to get over the step. And a torque control means for increasing the torque of the engine to increase the torque of the main drive wheel based on the running state of the vehicle and the required torque required for the vehicle. A four-wheel drive vehicle.
前記トルク制御手段で前記主駆動輪または前記従駆動輪のトルクが増加されて前記車両が段差を乗り越えようとした際に、前記加速度検出手段で検出された加速度に基づいて、前記車両が段差を乗り越えたか否かを判別する乗り越え判別手段とを備え、
前記トルク制御手段は、前記乗り越え判別手段で前記車両が段差を乗り越えたものと判別され、前記加速度検出手段で検出された加速度が予め設定された所定値以上である場合には、前記主駆動輪または前記従駆動輪のトルクを減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両。 Acceleration detecting means for detecting acceleration of the vehicle;
When the torque of the main drive wheel or the slave drive wheel is increased by the torque control means and the vehicle tries to get over the step, the vehicle detects the step based on the acceleration detected by the acceleration detection means. With a crossover judging means for judging whether or not
The torque control means determines that the vehicle has overcome a step by the overcoming determination means, and if the acceleration detected by the acceleration detection means is greater than or equal to a predetermined value set in advance, the main drive wheel The four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein torque of the slave drive wheels is reduced.
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