JP2010149572A

JP2010149572A - Control device for vehicle

Info

Publication number: JP2010149572A
Application number: JP2008327528A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kobayashi; 勝也小林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress stick slip in a spline slide part of a propeller shaft. <P>SOLUTION: An ECT-ECU executes a program including a step (S100) for determining whether a vehicle speed is not more than a threshold V or not, and a step (S102) for controlling the electromagnetic coupling of transfer so that a torque ratio distributed to front wheels 406 is increased, that is, torque is distributed to the front wheels, when the vehicle speed is not more than the threshold V (YES in S100). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、停車直前に前輪に配分されるトルクを大きくする技術に関する。 The present invention relates to a vehicle control apparatus, and more particularly to a technique for increasing torque distributed to front wheels immediately before stopping.

従来より、４輪駆動車においては、エンジンから出力されたトルクを前後輪に配分するトランスファが搭載される。トランスファには、旋回時などに前後輪の回転差が生じた場合に回転差を吸収するセンターディファレンシャルが搭載されているものがある。さらに、トランスファには、電磁カップリングなどの差動制限装置によりセンターディファレンシャルの差動制限を行ない、前後輪へのトルク配分を可変にしたものがある。 Conventionally, a four-wheel drive vehicle is equipped with a transfer that distributes torque output from an engine to front and rear wheels. Some transfers are equipped with a center differential that absorbs the difference in rotation when there is a difference in rotation between the front and rear wheels during turning. Further, there is a transfer in which the differential differential of the center differential is limited by a differential limiting device such as an electromagnetic coupling so that the torque distribution to the front and rear wheels is variable.

特開２００５−８８７７０号公報は、変速機の出力軸から伝達される駆動力を前輪側プロペラシャフトおよび後輪側プロペラシャフトに分配するトランスファを搭載した４輪駆動車を開示する。トランスファは、電気式制御装置からの指示に基づいて後輪側プロペラシャフトに伝達される後輪側駆動力（実際には、後輪側駆動トルク）を任意に調整可能である電子制御カップリングを内蔵する。
特開２００５−８８７７０号公報 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-88770 discloses a four-wheel drive vehicle equipped with a transfer that distributes a driving force transmitted from an output shaft of a transmission to a front wheel side propeller shaft and a rear wheel side propeller shaft. The transfer has an electronically controlled coupling that can arbitrarily adjust the rear wheel side driving force (actually, the rear wheel side driving torque) transmitted to the rear wheel side propeller shaft based on an instruction from the electric control device. Built in.
JP 2005-88770 A

ところで、４輪駆動車には、リジッドアクスルをリアアクスルとして搭載した車両がある。リジッドアクスルでは、リアディファレンシャルが車輪とともに上下に動き得る。したがって、リジッドアクスルに連結されるプロペラシャフトがリジッドアクスルとともに動き得る。リジッドアクスルの動きを吸収すべく、プロペラシャフトは伸縮可能であるように形成される。たとえば、プロペラシャフトを中央部付近で分割し、分割されたプロペラシャフトのそれぞれにスプラインが形成され、互いにスライド可能であるようにスプラインを用いて連結される。 By the way, there is a vehicle equipped with a rigid axle as a rear axle in a four-wheel drive vehicle. On rigid axles, the rear differential can move up and down with the wheels. Therefore, the propeller shaft connected to the rigid axle can move together with the rigid axle. In order to absorb the movement of the rigid axle, the propeller shaft is formed to be extendable. For example, the propeller shaft is divided in the vicinity of the center portion, and splines are formed in each of the divided propeller shafts, and are connected using the splines so as to be slidable with respect to each other.

スプラインによるスライド部が設けられたプロペラシャフトにおいては、たとえば減速時に一旦伸びた後で停車直前に縮む際に、スライド部においてスティックスリップが発生し得る。しかしながら、特開２００５−８８７７０号公報には、このような課題ならびにその解決方法は何等開示されていない。 In a propeller shaft provided with a slide portion by a spline, stick slip can occur in the slide portion, for example, when the propeller shaft temporarily extends during deceleration and then contracts immediately before stopping. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-88770 does not disclose such a problem and its solution.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、スティックスリップを抑制することができる車両の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of suppressing stick-slip.

本発明に係る車両の制御装置は、駆動源から出力されたトルクを前輪および後輪に配分するトランスファと、前輪に配分されるトルクと後輪に配分されるトルクとの比率を変更する電磁カップリングとが搭載された車両の制御装置である。制御装置は、車速を検出するための手段と、車速が予め定められた車速以下の場合、前輪に配分されるトルクの比率が増大するように電磁カップリングを制御するための手段とを備える。 The vehicle control device according to the present invention includes a transfer that distributes torque output from a drive source to front wheels and rear wheels, and an electromagnetic cup that changes a ratio of torque distributed to front wheels and torque distributed to rear wheels. A control device for a vehicle on which a ring is mounted. The control device includes means for detecting the vehicle speed and means for controlling the electromagnetic coupling so that the ratio of torque distributed to the front wheels increases when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.

この構成によれば、停車直前に前輪に配分されるトルクの比率が増大されることにより、後輪に配分されるトルクが低減される。これにより、後輪にトルクを伝達するプロペラシャフトが実際に伝達するトルクを低減することができる。そのため、たとえば、スプラインによるスライド部が設けられたプロペラシャフトにおいて、スライド部の表面に作用する摩擦力を低減することができる。その結果、スティックスリップを抑制することができる車両の制御装置を提供するができる。 According to this configuration, the torque distributed to the rear wheels is reduced by increasing the ratio of the torque distributed to the front wheels immediately before stopping. Thereby, the torque actually transmitted by the propeller shaft that transmits torque to the rear wheel can be reduced. Therefore, for example, in a propeller shaft provided with a slide portion by a spline, the frictional force acting on the surface of the slide portion can be reduced. As a result, a vehicle control apparatus that can suppress stick-slip can be provided.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、４輪駆動車である。エンジン１００で発生したトルクは、トランスミッション２００を介して、トランスファ３００に入力される。 A vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This vehicle is a four-wheel drive vehicle. Torque generated in engine 100 is input to transfer 300 via transmission 200.

トランスファ３００に入力されたトルクは、２経路に配分される。一方は、フロントプロペラシャフト４００、フロントディファレンシャル４０２およびフロントドライブシャフト４０４を介して、前輪４０６に配分される経路である。他方は、リアプロペラシャフト５００、リアディファレンシャル５０２およびリアドライブシャフト５０４を介して、後輪５０６に配分される経路である。 Torque input to the transfer 300 is distributed to two paths. One is a route distributed to the front wheels 406 via the front propeller shaft 400, the front differential 402 and the front drive shaft 404. The other is a path distributed to the rear wheels 506 via the rear propeller shaft 500, the rear differential 502 and the rear drive shaft 504.

トランスファ３００には、センターディファレンシャル３０２および電磁カップリング３０４が設けられる。センターディファレンシャル３０２は、たとえば、トルク感応ＬＳＤ（Limited Slip Differential）である。 The transfer 300 is provided with a center differential 302 and an electromagnetic coupling 304. The center differential 302 is, for example, a torque sensitive LSD (Limited Slip Differential).

車両の直進時、トランスファ３００のセンターディファレンシャル３０２は、エンジン１００から出力されたトルクを予め定められた比率で、前後輪に配分する。旋回時などに、前後輪の回転数に差が生じた場合、センターディファレンシャル３０２は、前後輪に配分されるトルクの比率を変化させる。 When the vehicle is traveling straight, center differential 302 of transfer 300 distributes torque output from engine 100 to the front and rear wheels at a predetermined ratio. When a difference occurs in the rotational speeds of the front and rear wheels during turning, the center differential 302 changes the ratio of torque distributed to the front and rear wheels.

また、センターディファレンシャル３０２の差動は、電磁カップリング３０４により制限される。電磁カップリング３０４によりセンターディファレンシャル３０２の差動を制限することにより、前輪４０６に配分されるトルクと後輪５０６に配分されるトルクとの比率を任意に変更することが可能である。 Further, the differential of the center differential 302 is limited by the electromagnetic coupling 304. By limiting the differential of the center differential 302 with the electromagnetic coupling 304, the ratio of the torque distributed to the front wheels 406 and the torque distributed to the rear wheels 506 can be arbitrarily changed.

なお、電磁カップリング３０４を用いて前後輪に配分されるトルクの比率を変更する構造については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。 In addition, about the structure which changes the ratio of the torque distributed to front-and-rear wheels using the electromagnetic coupling 304, since what is necessary is just to use a known general technique, the detailed description is not repeated here.

本実施の形態において、リアプロペラシャフト５００はスプラインスライド部５１０において伸縮可能であるように形成される。具体的には、リアプロペラシャフト５００が中央部付近で分割され、分割されたリアプロペラシャフト５００のそれぞれにスプラインが形成され、互いにスライド可能であるようにスプラインスライド部５１０におけるスプライン用いて連結される。 In the present embodiment, rear propeller shaft 500 is formed so as to be extendable and contractable at spline slide portion 510. Specifically, the rear propeller shaft 500 is divided in the vicinity of the center portion, and splines are formed in each of the divided rear propeller shafts 500, and are connected by using splines in the spline slide portion 510 so as to be slidable from each other. .

リアアクスル６００は、リジッドアクスルである。すなわち、リアディファレンシャル５０２およびリアドライブシャフト５０４が一体的に形成されたケースに収容される。 The rear axle 600 is a rigid axle. That is, the rear differential 502 and the rear drive shaft 504 are accommodated in a case formed integrally.

本実施の形態において、エンジン１００はエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）７００により制御され、トランスミッション２００および電磁カップリング３０４は、ＥＣＴ(Electronic Controlled Transmission)−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０１により制御される。 In the present embodiment, engine 100 is controlled by an engine ECU (Electronic Control Unit) 700, and transmission 200 and electromagnetic coupling 304 are controlled by ECT (Electronic Controlled Transmission) -ECU (Electronic Control Unit) 701.

エンジンＥＣＵ７００とＥＣＴ−ＥＣＵ７０１とは、相互に通信可能であるように接続される。エンジンＥＣＵ７００には、たとえばスロットル開度センサ７０２およびエンジン回転数センサ７０４から検出結果を表わす信号が入力される。 Engine ECU 700 and ECT-ECU 701 are connected so that they can communicate with each other. Engine ECU 700 receives signals representing detection results from, for example, throttle opening sensor 702 and engine speed sensor 704.

ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１には、たとえば、アクセル開度センサ７０６、ポジションセンサ７０８、入力回転数センサ７１０および出力回転数センサ７１２から、検出結果を表す信号が入力される。 The ECT-ECU 701 receives signals representing detection results from, for example, an accelerator opening sensor 706, a position sensor 708, an input rotation speed sensor 710, and an output rotation speed sensor 712.

スロットル開度センサ７０２は、スロットルバルブ（図示せず）の開度を検出する。エンジン回転数センサ７０４は、エンジン回転数ＮＥを検出する。 The throttle opening sensor 702 detects the opening of a throttle valve (not shown). The engine speed sensor 704 detects the engine speed NE.

アクセル開度センサ７０６は、アクセル開度を検出する。ポジションセンサ７０８は、シフトレバーのポジションを検出する。 The accelerator opening sensor 706 detects the accelerator opening. A position sensor 708 detects the position of the shift lever.

入力回転数センサ７１０は、トランスミッション２００の入力回転数（トルクコンバータのタービン回転数）ＮＴを検出する。出力回転数センサ７１２は、トランスミッション２００の出力回転数ＮＯを検出する。本実施の形態においては、トランスミッション２００の出力回転数ＮＯから車速が算出される。たとえば、出力回転数ＮＯをセンターディファレンシャル３０２もしくはリアディファレンシャル５０２のギヤ比などで除算し、車輪の円周を乗算することにより、出力回転数ＮＯから車速が算出される。車速の代わりに出力回転数ＮＯをそのまま用いるようにしてもよい。 Input rotational speed sensor 710 detects input rotational speed (turbine rotational speed of the torque converter) NT of transmission 200. The output speed sensor 712 detects the output speed NO of the transmission 200. In the present embodiment, the vehicle speed is calculated from the output rotational speed NO of transmission 200. For example, the vehicle speed is calculated from the output speed NO by dividing the output speed NO by the gear ratio of the center differential 302 or the rear differential 502 and multiplying by the wheel circumference. The output rotational speed NO may be used as it is instead of the vehicle speed.

図２を参照して、ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１が実行するプログラムの制御構造について説明する。 A control structure of a program executed by the ECT-ECU 701 will be described with reference to FIG.

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１は、車速がしきい値Ｖ以下であるか否かを判断する。車速がしきい値Ｖ以下であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。 In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, ECT-ECU 701 determines whether or not the vehicle speed is equal to or lower than threshold value V. If the vehicle speed is equal to or lower than threshold value V (YES in S100), the process proceeds to S102. If not (NO in S100), the process returns to S100.

Ｓ１０２にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１は、前輪４０６に配分されるトルクの比率が増大するように、すなわち前輪４０６にトルクを配分するように、トランスファ３００の電磁カップリング３０４を制御する。 In S102, ECT-ECU 701 controls electromagnetic coupling 304 of transfer 300 so that the ratio of torque distributed to front wheels 406 increases, that is, torque is distributed to front wheels 406.

Ｓ１０４にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１は、車速が「０」であるか、もしくは車両が加速を開始したか（車速が増加中であるか）を判断する。車速が「０」であると、もしくは車両が加速を開始すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。 In S104, ECT-ECU 701 determines whether the vehicle speed is “0” or whether the vehicle has started acceleration (whether the vehicle speed is increasing). If the vehicle speed is “0” or the vehicle starts to accelerate (YES in S104), the process proceeds to S106. If not (NO in S104), the process returns to S104.

Ｓ１０６にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ７０１は、前輪４０６に配分されるトルクの比率を通常に復帰するように、すなわち前輪４０６に配分されるトルクの比率が低減するように、トランスファ３００の電磁カップリング３０４を制御する。 In S106, the ECT-ECU 701 changes the electromagnetic coupling 304 of the transfer 300 so that the ratio of torque distributed to the front wheels 406 returns to normal, that is, the ratio of torque distributed to the front wheels 406 is reduced. Control.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、電磁カップリング３０４の動作について説明する。 The operation of the electromagnetic coupling 304 based on the above structure and flowchart will be described.

図３の時間Ｔ１において車両が減速し始めると、リアプロペラシャフト５００はスプラインスライド部５１０において伸びる。その後、停車直前には、リアプロペラシャフト５００はスプラインスライド部５１０において縮み得る。リアプロペラシャフト５００が縮む際、リアプロペラシャフト５００に作用するトルクが高いと、スプラインスライド部５１０における面圧が高くなる。そのため、スプラインスライド部５１０においてスティックスリップが発生する。 When the vehicle starts to decelerate at time T <b> 1 in FIG. 3, the rear propeller shaft 500 extends at the spline slide portion 510. Thereafter, immediately before the vehicle stops, the rear propeller shaft 500 can shrink at the spline slide portion 510. When the rear propeller shaft 500 contracts, if the torque acting on the rear propeller shaft 500 is high, the surface pressure at the spline slide portion 510 increases. For this reason, stick slip occurs in the spline slide portion 510.

スティックスリップの発生を防止すべく、時間Ｔ２において車両が減速して車速がしきい値Ｖ以下になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、前輪４０６に配分されるトルクの比率が増大するようにトランスファ３００の電磁カップリング３０４が制御される（Ｓ１０２）。 When the vehicle decelerates at time T2 and the vehicle speed falls below the threshold value V (YES in S100) to prevent stick-slip from occurring, the transfer 300 of the transfer 300 is increased so that the ratio of torque distributed to the front wheels 406 increases. The electromagnetic coupling 304 is controlled (S102).

これより、後輪５０６に配分されるトルクが低減される。そのため、リアプロペラシャフト５００が実際に伝達するトルクを低減することができる。よって、スプラインスライド部５１０の面圧を低減し、スプラインスライド部の表面に作用する摩擦力を低減することができる。その結果、スティックスリップを抑制することができる。 Thereby, the torque distributed to the rear wheel 506 is reduced. Therefore, the torque actually transmitted by rear propeller shaft 500 can be reduced. Therefore, the surface pressure of the spline slide part 510 can be reduced, and the frictional force acting on the surface of the spline slide part can be reduced. As a result, stick slip can be suppressed.

その後、時間Ｔ３において車速が「０」になると、もしくは車両が加速を開始すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、前輪４０６に配分されるトルクの比率を通常に復帰するようにトランスファ３００の電磁カップリング３０４が制御される（Ｓ１０６）。 Thereafter, when the vehicle speed becomes “0” at time T3 or when the vehicle starts accelerating (YES in S104), electromagnetic coupling 304 of transfer 300 is performed so that the ratio of torque distributed to front wheels 406 is restored to normal. Is controlled (S106).

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the power train of a vehicle. ＥＣＴ−ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program which ECT-ECU performs. 車速の推移を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows transition of vehicle speed.

符号の説明Explanation of symbols

１００エンジン、２００トランスミッション、３００トランスファ、３０２センターディファレンシャル、３０４電磁カップリング、４００フロントプロペラシャフト、４０２フロントディファレンシャル、４０４フロントドライブシャフト、４０６前輪、５００リアプロペラシャフト、５０２リアディファレンシャル、５０４リアドライブシャフト、５０６後輪、５１０スプラインスライド部、６００リアアクスル、７００エンジンＥＣＵ、７０１ＥＣＴ−ＥＣＵ、７０２スロットル開度センサ、７０４エンジン回転数センサ、７０６アクセル開度センサ、７０８ポジションセンサ、７１０入力回転数センサ、７１２出力回転数センサ。 100 Engine, 200 Transmission, 300 Transfer, 302 Center differential, 304 Electromagnetic coupling, 400 Front propeller shaft, 402 Front differential, 404 Front drive shaft, 406 Front wheel, 500 Rear propeller shaft, 502 Rear differential, 504 Rear drive shaft, 506 Rear wheel, 510 spline slide part, 600 rear axle, 700 engine ECU, 701 ECT-ECU, 702 throttle opening sensor, 704 engine speed sensor, 706 accelerator opening sensor, 708 position sensor, 710 input speed sensor, 712 Output speed sensor.

Claims

駆動源から出力されたトルクを前輪および後輪に配分するトランスファと、前記前輪に配分されるトルクと前記後輪に配分されるトルクとの比率を変更する電磁カップリングとが搭載された車両の制御装置であって、
車速を検出するための手段と、
車速が予め定められた車速以下の場合、前記前輪に配分されるトルクの比率が増大するように前記電磁カップリングを制御するための手段とを備える、車両の制御装置。 A vehicle equipped with a transfer that distributes torque output from a drive source to front wheels and rear wheels, and an electromagnetic coupling that changes a ratio of torque allocated to the front wheels and torque allocated to the rear wheels. A control device,
Means for detecting the vehicle speed;
A vehicle control device comprising: means for controlling the electromagnetic coupling so that a ratio of torque distributed to the front wheels increases when a vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed.