JP3698298B2

JP3698298B2 - Driving force distribution control device for four-wheel drive vehicle

Info

Publication number: JP3698298B2
Application number: JP25419399A
Authority: JP
Inventors: 良平繁田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP2001071781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車の駆動力分配制御装置であって、車両の走行状態に対応して適切な駆動力を分配することにより、走行安定性および操舵フィーリングを向上することができる４輪駆動車の駆動力分配制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記４輪駆動車の駆動力分配制御装置として、たとえば、前輪と後輪の速度差に基づいて、トルク分配用クラッチの係合力を可変制御するものが知られている。図７は、そのような４輪駆動車の駆動力分配制御装置において用いられる制御マップの一例である。縦軸のＴは係合力を示し、横軸のΔＮは前後輪の速度差を示す。
ところで、加速時、ならびに雪道や凍結路などのいわゆる低μ路における発進時では、図７において一点鎖線Ｂで示すマップを用いて加速時や発進時における上記係合力Ｔを強くすることにより、安定した加速や発進を行うことができる。
しかし、上記係合力を強くすると、駐車時や車庫入れ時などの低速で旋回する場合に前後輪間で発生する回転速度差を吸収できず、いわゆるタイトコーナーブレーキング現象（ブレーキがかかったように曲がり難くなる現象）が発生してしまい、エンジンストールに至ることがある。
また一方、図７に示すように、上記係合力の勾配が急なマップＢおよび勾配が緩やかなマップＣの２つを用意して使い分けることも考えられるが、前後輪の速度差ΔＮは、加速時または低μ路における発進時に生じたものであるか、タイトコーナ旋回により生じたものであるかを判別することが困難であった。これを解決する手法として、操舵角センサを設け、その操舵角センサにより所定値以上の操舵角が検出された場合にタイトコーナ旋回モードであることを判別するものが考えられている。また、アクセル開度センサを設け、そのアクセル開度センサにより所定値以上のアクセル開度が検出された場合に加速モードであることを判別するものが考えられている。
しかし、操舵角センサやアクセル開度センサを設けることは、コストアップを招くため望ましくない。
そこで、従来、操舵角センサやアクセル開度センサを用いない場合は、その妥協策として、図７においてＡで示すように、上記係合力の勾配が急なマップＢおよび勾配が緩やかなマップＣの中間的な勾配を有するマップＡを使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の４輪駆動車の駆動力分配制御装置が使用している制御マップＡは、制御マップＢ，Ｃの中間的なものであるため、たとえば加速する場合や低μ路で発進する場合などに大きな係合力を得られないという問題がある。また、低速でのタイトコーナ旋回時、駐車時および車庫入れ時などにおいて、タイトコーナーブレーキング現象が発生し易いという問題がある。
つまり、従来の４輪駆動車の駆動力分配制御装置は、前後輪間で発生する回転速度差ΔＮが加速や発進によるものか、あるいはタイトコーナ旋回によるものかを判別できず、４輪駆動車の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御できないため、走行安定性および操舵フィーリングを向上させ難いという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、４輪駆動車の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御することにより、走行安定性および操舵フィーリングを向上できる４輪駆動車の駆動力分配制御装置を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、原動機の発生する駆動力を前輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して後輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を制御する４輪駆動車の駆動力分配制御装置において、前記前輪の回転速度および前記後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する第１の判定手段と、車両の加速度が所定の加速度以上であるか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ前記第２の判定手段が前記車両の加速度が所定の加速度以上であると判定した場合に、前記係合力を大きな第１の係合力に設定する第１の設定手段と、前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ、前記第２の判定手段が前記車両の加速度が所定の加速度以上でないと判定した場合に、前記係合力を前記第１の係合力よりも小さな第２の係合力に設定する第２の設定手段と、前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも遅いと判定した場合に、前記係合力を第１の係合力より小さく、かつ、前記第２の係合力より大きい第３の係合力に設定する第３の設定手段と、が備えられたという技術的手段を用いる。
第１の判定手段は、前輪の回転速度および後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する。
つまり、原動機の発生する駆動力を前輪に直接的に伝達する、前輪駆動をベースとした４輪駆動車では、タイトモード（低速でタイトコーナを旋回する場合、駐車する場合および車庫入れする場合など）および加速モード（加速する場合、雪道や凍結路などの低μ路で発進する場合など）のときに前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも速くなり（正転モード）、逆転モード（エンジンブレーキをかけた場合やブレーキングなどの場合）のときに後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも速くなるため、前輪の回転速度および後輪の回転速度のいずれが速いかを判定することにより、車両が正転モードおよび逆転モードのいずれの状態にあるかを判定することができる。
また、第２の判定手段は、車両の加速度が所定の加速度以上であるか否かを判定する。
つまり、車両の加速度が所定の加速度以上であるか否かを判定することにより、車両がタイトモードおよび加速モードのいずれの状態にあるかを判定することができる。
そして、第１の設定手段は、第１の判定手段が前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ第２の判定手段が車両の加速度が所定の加速度以上であると判定した場合に、係合力を大きな第１の係合力に設定する。
つまり、車両が所定の加速度以上で加速する場合や低μ路で発進する場合に、トルク分配用クラッチの係合力を大きくすることができるため、原動機の発生する駆動力の後輪への配分量を多くすることができるので、前輪のスリップを防止して安定した加速および発進を行うことができる。
また、第２の設定手段は、第１の判定手段が前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ、第２の判定手段が車両の加速度が所定の加速度以上でないと判定した場合に、係合力を第１の係合力よりも小さな第２の係合力に設定する
つまり、低速でタイトコーナを旋回する場合、駐車する場合および車庫入れする場合などにおいて係合力を小さくすることができるため、前後輪間の回転速度差を吸収でき、タイトコーナーブレーキング現象の発生を防止することができる
。
さらに、第３の設定手段は、第１の判定手段が前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも遅いと判定した場合に、係合力を第１の係合力より小さく、かつ、第２の係合力より大きい第３の係合力に設定する。
つまり、エンジンブレーキやブレーキングなどによって減速するなど、前輪の回転速度よりも後輪の回転速度の方が速くなる場合は、係合力を第１の係合力より小さく、かつ、第２の係合力より大きい第３の係合力に設定することにより、前輪のスリップを防止して走行安定性を高めることができる。
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、操舵角センサやアクセル開度センサを用いることなく、車両の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御することにができるため、走行安定性および操舵フィーリングを向上できる４輪駆動車の駆動力分配制御装置を実現することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、原動機の発生する駆動力を後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して前輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を制御する４輪駆動車の駆動力分配制御装置において、前記前輪の回転速度および前記後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも遅いと判定した場合に、前記係合力を大きな第１の係合力に設定する第１の設定手段と、前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定した場合に、前記係合力を前記第１の係合力よりも小さく、かつ、車両の速度に対応して大きくなる第２の係合力に設定する第２の設定手段と、が備えられたという技術的手段を用いる。
【００１２】
第１の判定手段は、前輪の回転速度および後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する。
つまり、原動機の発生する駆動力を後輪に直接的に伝達する、後輪駆動をベースとした４輪駆動車では、加速モード（加速する場合および雪道や凍結路などの低μ路で発進する場合など）のときに後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも速くなり（正転モード）、逆転・タイトモード（低速でタイトコーナを旋回する場合、駐車する場合および車庫入れする場合、ならびにエンジンブレーキをかけた場合やブレーキングの場合）に、前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも速くなるため、前輪の回転速度および後輪の回転速度のいずれが速いかを判定することにより、車両が正転モードおよび逆転・タイトモードのいずれの状態にあるかを判定することができる。
【００１３】
また、第１の設定手段は、第１の判定手段が後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも速い、つまり加速モードであると判定した場合に係合力を大きな第１の係合力に設定する。
つまり、車両が所定の加速度以上で加速する場合や低μ路で発進する場合に、トルク分配用クラッチの係合力を大きくすることができるため、原動機の発生する駆動力の前輪への配分を多くすることができるので、後輪のスリップを防止して安定した加速および発進を行うことができる。
【００１４】
さらに、第２の設定手段は、第１の判定手段が前輪の回転速度は後輪の回転速度よりも速いと判定した場合に、係合力を第１の係合力よりも小さく、かつ、車両の速度に対応して大きくなる係合力に設定する。
つまり、低速でタイトコーナを旋回する場合、駐車する場合および車庫入れする場合などでは、係合力を小さくすることができるため、前後輪間の回転速度差を吸収できるので、前述したタイトコーナーブレーキング現象の発生を防止することができる。
【００１５】
また、エンジンブレーキやブレーキングによって減速するなど、前輪の回転速度が後輪の回転速度よりも速くなる場合は、係合力を第１の係合力より小さく、かつ、車両の速度に対応して大きく設定することにより、後輪のスリップを防止して走行安定性を高めることができる。
以上のように、請求項２に記載の発明によれば、車両の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御することにができるため、走行安定性および操舵フィーリングを向上できる４輪駆動車の駆動力分配制御装置を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の４輪駆動車の駆動力分配制御装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明第１実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を備えた４輪駆動車の構成の概略を示す説明図である。
なお、この第１実施形態では、前輪駆動をベースとした４輪駆動車を例に挙げて説明する。
【００１７】
［基本的構成］
４輪駆動車１０に備えられたエンジン１２が発生した駆動力は、トランスミッション１４から、フロントデフ１６に伝達され、さらにフロントデフ１６に接続されたフロントアクスルシャフト１８に伝達され、フロントアクスルシャフト１８に連結された前輪ＦＴ１，ＦＴ２が駆動される。また、フロントデフ１６に伝達された駆動力は、フロントデフ１６に連結された第１プロペラシャフト２０に伝達され、さらに第１プロペラシャフト２０に連結されたカップリング２２に伝達される。カップリング２２には第２プロペラシャフト２４が連結されており、カップリング２２には、複数のクラッチ板からなる電磁クラッチ２２ａが備えられている。
【００１８】
第１プロペラシャフト２０の回転トルクは、カップリング２２に備えられた複数のクラッチ板間が係合することにより、カップリング２２に連結された第２プロペラシャフト２４に伝達される。そして、第２プロペラシャフト２４の回転トルクは、リヤデフ２６に伝達され、さらにリヤデフ２６に連結されたリヤアクスルシャフト２８に伝達され、リヤアクスルシャフト２８に連結された後輪ＲＴ１，ＲＴ２が駆動される。
また、第１プロペラシャフト２０の近傍には、第１プロペラシャフト２０の回転速度を検出する第１センサ４０が設けられており、第２プロペラシャフト２４の近傍には、第２プロペラシャフト２４の回転速度を検出する第２センサ４２が設けられている。
【００１９】
［電気的構成］
４輪駆動車１０には、カップリング２２の制御などを行う電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する）３０が備えられている。ＥＣＵ３０には、入出力回路３２と、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３６と、ＲＡＭ３８とが備えられている。入出力回路３２は、第１センサ４０および第２センサ４２により検出された信号の入力およびカップリング２２への制御信号の出力などを行う。カップリング２２は、上記制御信号によって電磁クラッチ２２ａを動作させ、その制御信号の電圧値に対応して複数のクラッチ板間の係合力の大きさを制御する。
ＣＰＵ３４は、第１センサ４０により検出された第１のプロペラシャフト２０の回転速度、つまりカップリング２２の入力側の回転速度Ｎ１を示す信号（以下、入力回転速度信号と称する）４０ａ、および第２センサ４２により検出された第２のプロペラシャフト２４の回転速度、つまりカップリング２２の出力側の回転速度Ｎ２を示す信号（以下、出力回転速度信号と称する）４２ａに基づいて、入力回転速度Ｎ１および出力回転速度Ｎ２の回転速度差ΔＮを演算する。
ＲＯＭ３６には、ＣＰＵ３４が各種制御を実行するためのコンピュータプログラムや各種制御マップなどが記憶されており、ＲＡＭ３８は、ＣＰＵ３４が実行するコンピュータプログラムやＣＰＵ３４による演算結果などを一時的に記憶する。
【００２０】
次に、ＣＰＵ３４がカップリング２２を制御するコンピュータプログラムを実行する際に参照する係合力制御マップについて、その構成を示す図２を参照して説明する。
なお、以下の説明では、入力回転速度Ｎ１＞出力回転速度Ｎ２の場合を正転、入力回転速度Ｎ１＜出力回転速度Ｎ２の場合を逆転とする。
係合力制御マップは、図２（Ａ）に示すタイトモード用マップ３６ａ、図２（Ｂ）に示す加速モード用マップ３６ｂおよび図２（Ｃ）に示す逆転モード用マップ３６ｃの計３つの係合力制御マップから構成される。各係合力制御マップは、縦軸に係合力Ｔを横軸に回転速度差ΔＮをそれぞれ設定して構成されている。
タイトモード用マップ３６ａは、４輪駆動車１０がタイトコーナ旋回時、駐車時および車庫入れ時などのように、低速で旋回する際に用いる係合力制御マップであり、回転速度差ΔＮの増加の割合に対して係合力Ｔは緩やかに増加する特性となっている。
つまり、低速で旋回する場合、特に大きな操舵角で旋回する場合にタイトモード用マップ３６ａを用いることにより、旋回時の回転速度差ΔＮが大きくなった場合であっても、係合力Ｔを小さくすることができるため、前述したタイトコーナーブレーキング現象の発生を防止することができる。
【００２１】
加速モード用マップ３６ｂは、４輪駆動車１０が所定の加速度以上の加速度で加速する際や低μ路で発進する際に用いる係合力制御マップであり、回転速度差ΔＮが小さいとき（ΔＮｔに達するまで）は、回転速度差ΔＮの増加の割合に対して係合力Ｔは急に増加し、回転速度差ΔＮが大きいとき（ΔＮｔ経過後）は緩やかに増加する特性となっている。
つまり、４輪駆動車１０が所定の加速度以上で加速する場合や低μ路で発進する場合に、係合力Ｔを急に大きくすることができるため、原動機の発生する駆動力の後輪への配分を多くすることができるので、前輪のスリップを防止して安定した加速および発進を行うことができる。
【００２２】
逆転モード用マップ３６ｃは、入力回転速度Ｎ１＜出力回転速度Ｎ２の場合、つまりエンジンブレーキやブレーキングなどによって減速するなど、前輪の回転速度よりも後輪の回転速度の方が速くなる際に用いる係合力制御マップであり、回転速度差ΔＮの増加の割合に対する係合力Ｔの増加の割合は、加速モード用マップ３６ｂよりも小さく、かつ、タイトモード用マップ３６ａよりも大きい中間的な特性となっている。
つまり、エンジンブレーキやブレーキングなどによって減速する場合に、係合力Ｔを中間的な大きさに制御することにより、前輪のスリップを防止して走行安定性を高めることができる。
【００２３】
次に、ＣＰＵ３４が係合力Ｔを制御するために実行する処理の流れについて、それを示す図３のフローチャートを参照して説明する。
ＣＰＵ３４は、第１センサ４０から送出された入力回転速度信号４０ａおよび第２センサ４２から送出された出力回転速度信号４２ａを取り込み（ステップ（以下、Ｓと略す）１０）、入力回転速度信号４０ａに基づいて入力回転速度Ｎ１を演算し、出力回転速度信号４２ａに基づいて出力回転速度Ｎ２を演算する（Ｓ１２）。入力回転速度Ｎ１および出力回転速度Ｎ２の演算は、たとえば入力回転速度信号４０ａおよび出力回転速度信号４２ａが、それぞれ周期を有する信号である場合は、それぞれの周期を計測し、それらの計測値に基づいて行う。
【００２４】
続いてＣＰＵ３４は、Ｓ１２において演算した入力回転速度Ｎ１から出力回転速度Ｎ２を減算して回転速度差ΔＮを演算し、出力回転速度Ｎ２の単位時間当たりの増加分に基づいて４輪駆動車１０の加速度αを演算する（Ｓ１４）。出力回転速度Ｎ２に基づいて４輪駆動車１０の加速度αを演算するのは、前輪駆動をベースとした４輪駆動車は加速時や発進時に前輪が空転し易いため、前輪側に設けられた第１プロペラシャフト２０の回転速度を示す入力回転速度Ｎ１によっては正確な加速度αを演算するのが困難だからである。
そしてＣＰＵ３４は、Ｓ１４において演算した回転速度差ΔＮが正であるか否か、つまり正転か逆転かを判定する（Ｓ１６）。続いてＣＰＵ３４は、正転である場合は（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、Ｓ１４において演算した加速度αが、予めＲＯＭ３６に記憶されている設定値α１以上であるか否か、つまり４輪駆動車１０の走行状態がタイトモードか加速モードかを判定する（Ｓ１８）。
【００２５】
続いてＣＰＵ３４は、加速度αがα１より小さい、つまりタイトモードである場合は（Ｓ１８：Ｎｏ）、ＲＯＭ３６に記憶されているタイトモード用マップ３６ａを参照し、Ｓ１４において演算した回転速度差ΔＮに対応する係合力Ｔを抽出し（Ｓ２０）、その抽出した係合力Ｔに対応する電圧値の制御信号３０ａをカップリング２２へ出力する（Ｓ２６）。この場合、前述のように、タイトモード用マップ３６ａは、回転速度差ΔＮの増加割合に対して係合力Ｔの増加割合が小さく設定されているため、電圧値の低い制御信号３０ａがカップリング２２へ出力される。
したがって、各クラッチ板は、電磁クラッチ２２ａにより小さな係合力で係合されるため、第１プロペラシャフト２０から第２プロペラシャフト２４に伝達される回転トルクは小さくなるので、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の駆動力を小さくすることができる。
つまり、後輪ＲＴ１，ＲＴ２に対するトルク分配が大きいことに起因するタイトコーナーブレーキング現象を防止することができる。
【００２６】
またＣＰＵ３４は、回転速度差ΔＮが正、かつ、加速度αがα１以上、つまり加速モードである場合は（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、ＲＯＭ３６に記憶されている加速モード用マップ３６ｂを参照し、Ｓ１４において演算した回転速度差ΔＮに対応する係合力Ｔを抽出し（Ｓ２２）、その抽出した係合力Ｔに対応する電圧値の制御信号３０ａをカップリング２２へ出力する（Ｓ２６）。この場合、前述のように、加速モード用マップ３６ｂは、回転速度差ΔＮが小さい場合でも係合力Ｔが急に増加するように設定されているため、電圧値の高い制御信号３０ａがカップリング２２へ出力される。
したがって、各クラッチ板は、電磁クラッチ２２ａにより大きな係合力で係合されるため、第１プロペラシャフト２０から第２プロペラシャフト２４に伝達される回転トルクは大きくなるので、後輪ＲＴ１，ＲＴ２の駆動力を大きくすることができる。
つまり、後輪ＲＴ１，ＲＴ２に対するトルク分配を大きくすることができるため、前輪ＦＴ１，ＦＴ２のスリップを防止して安定した加速および発進を行うことができる。
【００２７】
また、ＣＰＵ３４は、回転速度差ΔＮが負である逆転、つまり逆転モードである場合は（Ｓ１６：Ｎｏ）、ＲＯＭ３６に記憶されている逆転モード用マップ３６ｃを参照し、Ｓ１４において演算した回転速度差ΔＮに対応する係合力Ｔを抽出し（Ｓ２４）、その抽出した係合力Ｔに対応する電圧値の制御信号３０ａをカップリング２２へ出力する（Ｓ２６）。この場合、前述のように、逆転モード用マップ３６ｃは、回転速度差ΔＮの増加の割合に対する係合力Ｔの増加の割合が、加速モード用マップ３６ｂよりも小さく、かつ、タイトモード用マップ３６ａよりも大きい中間的な特性となっているため、係合力Ｔを回転速度差ΔＮに対応した中間的な大きさに制御することができる。
これは、エンジンブレーキにより前輪ＦＴ１，ＦＴ２が減速するのに対して車両は慣性にて移動し続けようとすることにより、前輪ＦＴ１，ＦＴ２が空転し易くなるため、後輪ＲＴ１，ＲＴ２へトルク分配をするのであるが、前輪ＦＴ１，ＦＴ２に対して荷重の小さい後輪ＲＴ１，ＲＴ２に大きなトルクを与えると、逆に後輪ＲＴ１，ＲＴ２が空転し易くなって操縦安定性が悪化するため、係合力Ｔを前記中間的な大きさに制御しているのである。
つまり、エンジンブレーキやブレーキングなどによって減速する場合に、その減速度に対応した駆動力を後輪に配分することができるため、車輪のスリップを防止して走行安定性を高めることができる。
なお、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が搭載された車両においては、ＡＢＳ制御との干渉を防止するため、ＡＢＳ作動時には本発明とは別の制御フローが用意されている。
【００２８】
以上のように、第１実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を使用すれば、回転速度を検出する第１センサ４０および第２センサ４２の信号のみで４輪駆動車１０の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御することができるため、操舵角センサやアクセル開度センサなどを用いることなく、走行安定性および操舵フィーリングを向上できる。
なお、Ｓ２２およびＳ２４の前に４輪駆動車１０の車速Ｖを演算するステップをそれぞれ設け、車速Ｖの大きさに対応して加速モード用マップ３６ｂおよび逆転モード用マップ３６ｃの傾き（マップから抽出される係合力Ｔのゲイン）を変化させ、より一層細かく制御するように構成することもできる。この場合、車速Ｖを入力回転速度Ｎ１に基づいて演算すると、前輪ＦＴ１，ＦＴ２の空転により正確な車速Ｖを演算できない可能性があるため、出力回転速度Ｎ２に基づいて車速Ｖを演算するのが望ましい。
【００２９】
次に、この発明の第２実施形態に係る４輪駆動車の駆動力分配制御装置について図４ないし図６を参照して説明する。
図４は本第２実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を備えた４輪駆動車の構成の概略を示す説明図である。図５はＣＰＵ３４が参照する係合力制御マップの構成を示す説明図であり、図６はＣＰＵ３４が係合力Ｔを制御するために実行する処理の流れを示すフローチャートである。
この第２実施形態に係る４輪駆動車の駆動力分配制御装置は、後輪駆動をベースとした４輪駆動車の駆動力配分を制御することを特徴とする。
なお、以下の説明では、入力回転速度Ｎ１＞出力回転速度Ｎ２の場合を正転、入力回転速度Ｎ１＜出力回転速度Ｎ２の場合を逆転とする。また、前述の第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用いるものとし、その説明を省略する。
【００３０】
図４に示すように、４輪駆動車５０のトランスミッション１４に接続された第１プロペラシャフト２０は、リヤデフ２６に直結されるとともに、カップリング２２を介して第２プロペラシャフト２４に接続され、第２プロペラシャフト２４はフロントデフ１６に接続されている。
また、ＲＯＭ３６に記憶されている係合力制御マップは、図５（Ａ）に示す逆転・タイトモード用マップ３６ｄおよび図５（Ｂ）に示す加速モード用マップ３６ｅの計２つの係合力制御マップから構成される。
逆転・タイトモード用マップ３６ｄは、４輪駆動車５０がタイトコーナ旋回時、駐車時および車庫入れ時などのように低速で旋回する際、ならびにエンジンブレーキをかけたときやブレーキング時などのように減速する際に用いる係合力制御マップである。逆転・タイトモード用マップ３６ｄの傾きは、車速Ｖの増加に伴って大きくなる。つまり、逆転タイトモード用マップ３６ｄから抽出される係合力Ｔのゲインは、車速Ｖの増加に伴って大きくなるように構成されている。たとえば、タイトコーナ旋回時などのような低速走行の場合は、図５（Ａ）においてＧ１で示すように、係合力Ｔのゲインを小さく設定し、減速する場合はＧ２で示すように係合力Ｔのゲインを大きく設定する。
また、加速モード用マップ３６ｅは、第１実施形態の加速モード用マップ３６ｂと同じ特性となっている。
【００３１】
次に、ＣＰＵ３４が係合力Ｔを制御するために実行する処理の流れについて図６を参照して説明する。
ＣＰＵ３４は、第１センサ４０から送出された入力回転速度信号４０ａおよび第２センサ４２から送出された出力回転速度信号４２ａを取り込み（Ｓ３０）、入力回転速度信号４０ａに基づいて入力回転速度Ｎ１を演算し、出力回転速度信号４２ａに基づいて出力回転速度Ｎ２を演算する（Ｓ３２）。続いてＣＰＵ３４は、Ｓ３２において演算した入力回転速度Ｎ１から出力回転速度Ｎ２を減算して回転速度差ΔＮを演算する（Ｓ３４）。続いてＣＰＵ３４は、Ｓ３４において演算した回転速度差ΔＮが正であるか否か、つまり正転か逆転かを判定する（Ｓ３６）。続いてＣＰＵ３４は、逆転である場合は（Ｓ３６：Ｎｏ）、出力回転速度Ｎ２に基づいて４輪駆動車５０の車速Ｖを演算し（Ｓ３８）、ゲインを決定する（Ｓ４０）。出力回転速度Ｎ２に基づいて車速Ｖを演算するのは、後輪駆動をベースとした４輪駆動車は加速時や発進時に後輪が空転し易いため、後輪側に直結された第１プロペラシャフト２０の回転速度を示す入力回転速度Ｎ１によっては正確な車速Ｖを演算するのが困難だからである。
【００３２】
続いてＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３６に記憶されている逆転・タイトモード用マップ３６ｄを参照し、Ｓ３４において演算した回転速度差ΔＮに対応する係合力Ｔを抽出するとともに、その抽出した係合力Ｔに対してＳ４０において演算したゲインを乗算し（Ｓ４２）、その乗算した係合力Ｔに対応する電圧値の制御信号３０ａをカップリング２２へ出力する（Ｓ４６）。このとき、車速Ｖがタイトコーナ旋回時のように小さい場合は、回転速度差ΔＮの増加割合に対して係合力Ｔの増加割合が小さく設定されるため、電圧値の低い制御信号３０ａがカップリング２２へ出力される。
したがって、各クラッチ板は、電磁クラッチ２２ａにより小さな係合力で係合されるため、第１プロペラシャフト２０から第２プロペラシャフト２４に伝達される回転トルクは小さくなるので、前輪ＦＴ１，ＦＴ２の駆動力を小さくすることができる。
つまり、前輪ＦＴ１，ＦＴ２に対するトルク分配が大きいことに起因するタイトコーナーブレーキング現象を防止することができる。
【００３３】
また、車速Ｖが大きい場合は、回転速度差ΔＮの増加割合に対応して係合力Ｔがタイトコーナ旋回時よりも大きく、かつ加速時よりも小さくなるように制御することができる。これは、エンジンブレーキにより後輪ＲＴ１，ＲＴ２が減速するのに対して車両は慣性にて移動し続けようとすることにより、後輪ＲＴ１，ＲＴ２が空転し易くなるため、前輪ＦＴ１，ＦＴ２へトルク分配をするのであるが、前輪ＦＴ１，ＦＴ２に大きなトルクを与えると、操縦安定性が悪化するため、係合力Ｔをタイトコーナ旋回時よりも大きく、かつ加速時よりも小さくなるように制御しているのである。
つまり、エンジンブレーキやブレーキングなどによって減速する場合に、その減速度に対応した駆動力を前輪に配分することができるため、車輪のスリップを防止して走行安定性を高めることができる。
なお、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が搭載された車両においては、ＡＢＳ制御との干渉を防止するため、ＡＢＳ作動時には本発明とは別の制御フローが用意されている。
【００３４】
またＣＰＵ３４は、正転の場合、つまり加速モードである場合は（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、ＲＯＭ３６に記憶されている加速モード用マップ３６ｅを参照し、Ｓ３４において演算した回転速度差ΔＮに対応する係合力Ｔを抽出し（Ｓ４４）、その抽出した係合力Ｔに対応する電圧値の制御信号３０ａをカップリング２２へ出力する（Ｓ４６）。この場合、前述のように、加速モード用マップ３６ｂは、回転速度差ΔＮが小さい場合でも係合力Ｔが急に増加するように設定されているため、電圧値の高い制御信号３０ａがカップリング２２へ出力される。
したがって、各クラッチ板は、電磁クラッチ２２ａにより大きな係合力で係合されるため、第１プロペラシャフト２０から第２プロペラシャフト２４に伝達される回転トルクは大きくなるので、前輪ＦＴ１，ＦＴ２の駆動力を大きくすることができる。
つまり、前輪ＦＴ１，ＦＴ２に対するトルク分配を大きくすることができるため、後輪ＲＴ１，ＲＴ２のスリップを防止して安定した加速および発進を行うことができる。
【００３５】
以上のように、第２実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を使用すれば、回転速度を検出する第１センサ４０および第２センサ４２の信号のみで４輪駆動車５０の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を細かく制御することができるため、操舵角センサやアクセル開度センサなどを用いることなく、走行安定性および操舵フィーリングを向上できる。
なお、Ｓ４４の前に車速Ｖを演算し、その演算された車速Ｖの大きさに対応して加速モード用マップ３６ｅの傾き（マップから抽出される係合力Ｔのゲイン）を変化させ、より一層細かく制御するように構成することもできる。
また、この発明に係る４輪駆動車の駆動力分配制御装置をＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を装備した車両に適用する場合は、前後輪のそれぞれに設けられた車輪速センサから回転速度差ΔＮを求める構成でもよい。
【００３６】
ところで、エンジン１２が、この発明の原動機に対応し、カップリング２２がトルク分配用クラッチに対応する。また、ＣＰＵ３４が実行するＳ１６が請求項１に記載の第１の判定手段として機能し、Ｓ１８が第２の判定手段として機能し、Ｓ２２が第１の設定手段として機能し、Ｓ２０が第２の設定手段として機能し、Ｓ２４が第３の設定手段として機能する。さらに、ＣＰＵ３４が実行するＳ３６が請求項２に記載の第１の判定手段として機能し、Ｓ４４が第１の設定手段として機能し、Ｓ４２が第２の設定手段として機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を備えた４輪駆動車の構成の概略を示す説明図である。
【図２】第１実施形態においてＣＰＵ３４が参照する係合力制御マップの構成を示す説明図である。
【図３】第１実施形態においてＣＰＵ３４が係合力Ｔを制御するために実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明第２実施形態の４輪駆動車の駆動力分配制御装置を備えた４輪駆動車の構成の概略を示す説明図である。
【図５】第２実施形態においてＣＰＵ３４が参照する係合力制御マップの構成を示す説明図である。
【図６】第２実施形態においてＣＰＵ３４が係合力Ｔを制御するために実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】従来の４輪駆動車の駆動力分配制御装置において用いられる制御マップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０４輪駆動車
１２エンジン（原動機）
１４トランスミッション
１６フロントデフ
２０第１プロペラシャフト
２２カップリング（トルク分配用クラッチ）
２２ａ電磁クラッチ
２４第２プロペラシャフト
２６リヤデフ
４０第１センサ
４２第２センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle, and can improve driving stability and steering feeling by distributing an appropriate driving force corresponding to the driving state of the vehicle. The present invention relates to a driving force distribution control device for a wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle, for example, a device that variably controls the engagement force of a torque distribution clutch based on a speed difference between a front wheel and a rear wheel is known. FIG. 7 is an example of a control map used in such a four-wheel drive vehicle driving force distribution control device. T on the vertical axis represents the engagement force, and ΔN on the horizontal axis represents the speed difference between the front and rear wheels.
By the way, at the time of acceleration and when starting on a so-called low μ road such as a snowy road or a freezing road, by using the map indicated by the alternate long and short dash line B in FIG. Stable acceleration and start can be performed.
However, if the engagement force is increased, the rotational speed difference that occurs between the front and rear wheels cannot be absorbed when turning at a low speed, such as when parking or entering a garage, and the so-called tight corner braking phenomenon (as if braking was applied) (A phenomenon that makes it difficult to bend) may occur, resulting in an engine stall.
On the other hand, as shown in FIG. 7, it is conceivable to prepare and use a map B having a steep engagement force gradient and a map C having a gentle gradient. It was difficult to determine whether it occurred at the time of start on a low-μ road or due to tight corner turning. As a technique for solving this, a steering angle sensor is provided, and when the steering angle sensor detects a steering angle greater than or equal to a predetermined value, it is considered that the tight corner turning mode is determined. In addition, an accelerator opening sensor is provided, and it is considered that when the accelerator opening sensor detects an accelerator opening greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the acceleration mode is set.
However, it is not desirable to provide a steering angle sensor or an accelerator opening sensor because it increases costs.
Therefore, conventionally, when a steering angle sensor or an accelerator opening sensor is not used, as a compromise, as shown by A in FIG. 7, a map B having a steep engagement force gradient and a map C having a gentle gradient are used. Map A with an intermediate gradient is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the control map A used by the conventional four-wheel drive vehicle driving force distribution control device is intermediate between the control maps B and C, for example, when accelerating or starting on a low μ road. There is a problem that a large engagement force cannot be obtained in some cases. In addition, there is a problem that a tight corner braking phenomenon is likely to occur when turning a tight corner at low speed, parking, or entering a garage.
In other words, the conventional driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle cannot determine whether the rotational speed difference ΔN generated between the front and rear wheels is due to acceleration or start, or due to a tight corner turn. Since the engaging force of the torque distribution clutch cannot be finely controlled in accordance with the traveling state, there is a problem that it is difficult to improve traveling stability and steering feeling.
[0004]
Accordingly, the present invention provides a driving force distribution control for a four-wheel drive vehicle that can improve the running stability and steering feeling by finely controlling the engagement force of the torque distribution clutch in accordance with the traveling state of the four-wheel drive vehicle. The object is to realize the device.
[0005]
[Means for solving the problems, functions and effects of the invention]
  In order to achieve the above object, according to the present invention, the driving force generated by the prime mover is directly transmitted to the front wheels, and the driving force is transmitted to the rear wheels via the torque distribution clutch. In the drive force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that transmits and controls the engagement force of the torque distribution clutch in accordance with the traveling state of the vehicle, either the rotational speed of the front wheel or the rotational speed of the rear wheel is fast. First determination means for determining whether the vehicle acceleration is equal to or greater than a predetermined acceleration, and the first determination means for determining whether the rotational speed of the front wheel is the rear wheel. A first engagement force that is set to a large first engagement force when the second determination means determines that the acceleration of the vehicle is greater than or equal to a predetermined acceleration. Setting means and the first determination When the stage determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, and the second determination means determines that the acceleration of the vehicle is not equal to or greater than a predetermined acceleration, the engagement force is A second setting means for setting a second engagement force smaller than the first engagement force;When the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is slower than the rotation speed of the rear wheel, the engagement force is smaller than the first engagement force and greater than the second engagement force. Third setting means for setting a third engagement force;The technical means that is provided.
  The first determination means determines which of the front wheel rotation speed and the rear wheel rotation speed is faster.
  In other words, in a four-wheel drive vehicle based on the front wheel drive that directly transmits the driving force generated by the prime mover to the front wheels, it is tight mode (when turning a tight corner at low speed, parking, or putting in a garage, etc.) And in acceleration mode (when accelerating, starting on low μ roads such as snowy roads and icy roads), the rotation speed of the front wheels is faster than the rotation speed of the rear wheels (forward rotation mode) and reverse rotation mode ( When engine braking is applied or when braking, etc., the rotation speed of the rear wheels is faster than the rotation speed of the front wheels, so determine whether the rotation speed of the front wheels or the rotation speed of the rear wheels is faster. Thus, it can be determined whether the vehicle is in the forward rotation mode or the reverse rotation mode.
  The second determination means determines whether or not the acceleration of the vehicle is equal to or greater than a predetermined acceleration.
  That is, it can be determined whether the vehicle is in the tight mode or the acceleration mode by determining whether the acceleration of the vehicle is equal to or higher than the predetermined acceleration.
  The first setting means determines that the first determination means determines that the rotational speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, and the second determination means indicates that the acceleration of the vehicle is equal to or greater than a predetermined acceleration. If it is determined, the engagement force is set to a large first engagement force.
  In other words, when the vehicle accelerates at a predetermined acceleration or higher or starts on a low μ road, the torque distribution clutch engagement force can be increased, so the amount of driving force generated by the prime mover to the rear wheels Therefore, it is possible to prevent the front wheel from slipping and perform stable acceleration and start.
  Further, the second setting means determines that the first determining means determines that the rotational speed of the front wheels is faster than the rotational speed of the rear wheels, and the second determining means is that the acceleration of the vehicle is not greater than or equal to a predetermined acceleration. If determined, the engagement force is set to a second engagement force that is smaller than the first engagement force.
  In other words, it is possible to reduce the engagement force when turning the tight corner at low speed, parking, or putting in the garage, etc., so it can absorb the difference in rotational speed between the front and rear wheels and prevent the occurrence of tight corner braking phenomenon can do
.
  Further, the third setting means, when the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is slower than the rotation speed of the rear wheel, the engagement force is smaller than the first engagement force, and the second setting means The third engagement force is set larger than the engagement force.
  That is, when the rotational speed of the rear wheel is faster than the rotational speed of the front wheel, such as when the engine is decelerated by engine braking or braking, the engagement force is smaller than the first engagement force and the second engagement force. By setting a larger third engagement force, prevent slipping of the front wheels Travel stability can be improved.
  As described above, according to the first aspect of the present invention, the engagement force of the torque distribution clutch is finely controlled in accordance with the traveling state of the vehicle without using the steering angle sensor or the accelerator opening sensor. Therefore, it is possible to realize a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that can improve running stability and steering feeling.
[0011]
  Claim2In the invention described in the above, the driving force generated by the prime mover is directly transmitted to the rear wheels, and the driving force is transmitted to the front wheels via the torque distribution clutch, and the torque distribution is performed in accordance with the traveling state of the vehicle. In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle for controlling the engagement force of the clutch for the first wheel, a first determination means for determining which one of the rotation speed of the front wheel and the rotation speed of the rear wheel is faster; A first setting unit that sets the engagement force to a large first engagement force when the determination unit determines that the rotation speed of the front wheel is slower than the rotation speed of the rear wheel; and the first determination When the means determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, the engagement force is smaller than the first engagement force and increases in accordance with the vehicle speed. Second setting means for setting the engaging force of Using technical means that are provided.
[0012]
The first determination means determines which of the front wheel rotation speed and the rear wheel rotation speed is faster.
In other words, in a four-wheel drive vehicle based on the rear wheel drive that directly transmits the driving force generated by the prime mover to the rear wheel, the acceleration mode (starting on a low μ road such as a snowy road or a freezing road) The rotation speed of the rear wheels is faster than the rotation speed of the front wheels (forward rotation mode), reverse rotation and tight mode (turning tight corners at low speed, parking, garage storage, and When the engine brake is applied or braking), the rotation speed of the front wheels is faster than the rotation speed of the rear wheels. Therefore, by determining whether the rotation speed of the front wheels or the rotation speed of the rear wheels is faster It can be determined whether the vehicle is in the forward rotation mode or the reverse rotation / tight mode.
[0013]
The first setting means sets the engagement force to a large first engagement force when the first determination means determines that the rotation speed of the rear wheel is faster than the rotation speed of the front wheel, that is, the acceleration mode. To do.
In other words, when the vehicle accelerates at a predetermined acceleration or higher or starts on a low μ road, the torque distribution clutch engagement force can be increased, so that the driving force generated by the prime mover is largely distributed to the front wheels. Therefore, it is possible to prevent the rear wheel from slipping and perform stable acceleration and start.
[0014]
Further, the second setting means determines that the engagement force is smaller than the first engagement force when the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, and the vehicle The engaging force is set so as to increase corresponding to the speed.
In other words, when turning a tight corner at a low speed, when parking, or putting in a garage, the engagement force can be reduced, so the difference in rotational speed between the front and rear wheels can be absorbed, so the tight corner braking phenomenon described above Can be prevented.
[0015]
Further, when the rotational speed of the front wheels becomes faster than the rotational speed of the rear wheels, such as when the engine is decelerated by engine braking or braking, the engagement force is smaller than the first engagement force and increased corresponding to the vehicle speed. By setting, it is possible to prevent the rear wheel from slipping and improve running stability.
As described above, according to the second aspect of the present invention, since the engagement force of the torque distribution clutch can be finely controlled in accordance with the running state of the vehicle, the running stability and the steering feeling are improved. Thus, a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle can be realized.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a four-wheel drive vehicle equipped with a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to a first embodiment of the present invention.
In the first embodiment, a four-wheel drive vehicle based on front wheel drive will be described as an example.
[0017]
[Basic configuration]
The driving force generated by the engine 12 provided in the four-wheel drive vehicle 10 is transmitted from the transmission 14 to the front differential 16 and further to the front axle shaft 18 connected to the front differential 16. The connected front wheels FT1, FT2 are driven. Further, the driving force transmitted to the front differential 16 is transmitted to the first propeller shaft 20 connected to the front differential 16 and further transmitted to the coupling 22 connected to the first propeller shaft 20. A second propeller shaft 24 is connected to the coupling 22, and the coupling 22 is provided with an electromagnetic clutch 22 a made up of a plurality of clutch plates.
[0018]
The rotational torque of the first propeller shaft 20 is transmitted to the second propeller shaft 24 connected to the coupling 22 by engaging a plurality of clutch plates provided in the coupling 22. The rotational torque of the second propeller shaft 24 is transmitted to the rear differential 26 and further transmitted to the rear axle shaft 28 connected to the rear differential 26, and the rear wheels RT1 and RT2 connected to the rear axle shaft 28 are driven.
A first sensor 40 that detects the rotational speed of the first propeller shaft 20 is provided in the vicinity of the first propeller shaft 20, and the rotation of the second propeller shaft 24 is in the vicinity of the second propeller shaft 24. A second sensor 42 for detecting the speed is provided.
[0019]
[Electrical configuration]
The four-wheel drive vehicle 10 is provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 30 that controls the coupling 22 and the like. The ECU 30 includes an input / output circuit 32, a CPU 34, a ROM 36, and a RAM 38. The input / output circuit 32 inputs a signal detected by the first sensor 40 and the second sensor 42 and outputs a control signal to the coupling 22. The coupling 22 operates the electromagnetic clutch 22a by the control signal, and controls the magnitude of the engagement force between the plurality of clutch plates in accordance with the voltage value of the control signal.
The CPU 34 detects a rotational speed of the first propeller shaft 20 detected by the first sensor 40, that is, a signal (hereinafter referred to as an input rotational speed signal) 40a indicating the rotational speed N1 on the input side of the coupling 22, and the second Based on a rotation speed of the second propeller shaft 24 detected by the sensor 42, that is, a signal (hereinafter referred to as an output rotation speed signal) 42a indicating the rotation speed N2 on the output side of the coupling 22, the input rotation speed N1 and A rotational speed difference ΔN of the output rotational speed N2 is calculated.
The ROM 36 stores computer programs for the CPU 34 to execute various controls, various control maps, and the like, and the RAM 38 temporarily stores the computer programs to be executed by the CPU 34 and the calculation results by the CPU 34.
[0020]
Next, an engagement force control map that is referred to when the CPU 34 executes a computer program for controlling the coupling 22 will be described with reference to FIG.
In the following description, the case where the input rotational speed N1> the output rotational speed N2 is normal rotation, and the case where the input rotational speed N1 <the output rotational speed N2 is reverse rotation.
The engagement force control map includes a total of three engagement forces: a tight mode map 36a shown in FIG. 2 (A), an acceleration mode map 36b shown in FIG. 2 (B), and a reverse rotation mode map 36c shown in FIG. 2 (C). Consists of a control map. Each engagement force control map is configured by setting the engagement force T on the vertical axis and the rotational speed difference ΔN on the horizontal axis.
The tight mode map 36a is an engagement force control map used when the four-wheel drive vehicle 10 turns at a low speed, such as when turning a tight corner, parking, or entering a garage, and the rate of increase in the rotational speed difference ΔN. On the other hand, the engagement force T has a characteristic of increasing gently.
That is, when turning at a low speed, particularly when turning at a large steering angle, the tight mode map 36a is used to reduce the engagement force T even when the rotational speed difference ΔN during turning increases. Therefore, the occurrence of the tight corner breaking phenomenon described above can be prevented.
[0021]
The acceleration mode map 36b is an engagement force control map used when the four-wheel drive vehicle 10 accelerates at an acceleration equal to or greater than a predetermined acceleration or starts on a low μ road. When the rotational speed difference ΔN is small (ΔNt Until the rotation speed difference ΔN is large (after the lapse of ΔNt), the engagement force T increases rapidly with respect to the increase rate of the rotation speed difference ΔN.
That is, when the four-wheel drive vehicle 10 accelerates at a predetermined acceleration or more or starts on a low μ road, the engagement force T can be suddenly increased, so that the driving force generated by the prime mover is applied to the rear wheels. Since the distribution can be increased, it is possible to prevent the front wheel from slipping and perform stable acceleration and start.
[0022]
The reverse mode map 36c is used when the rotational speed of the rear wheels is faster than the rotational speed of the front wheels, for example, when the input rotational speed N1 <the output rotational speed N2, that is, when the engine is decelerated by engine braking or braking. It is an engagement force control map, and the rate of increase of the engagement force T with respect to the rate of increase of the rotational speed difference ΔN is an intermediate characteristic that is smaller than the acceleration mode map 36b and larger than the tight mode map 36a. ing.
That is, when the vehicle is decelerated by engine braking, braking, or the like, by controlling the engagement force T to an intermediate magnitude, it is possible to prevent slipping of the front wheels and improve traveling stability.
[0023]
Next, the flow of processing executed by the CPU 34 to control the engagement force T will be described with reference to the flowchart of FIG.
The CPU 34 takes in the input rotation speed signal 40a sent from the first sensor 40 and the output rotation speed signal 42a sent from the second sensor 42 (step (hereinafter abbreviated as S) 10), and uses it as the input rotation speed signal 40a. Based on this, the input rotation speed N1 is calculated, and the output rotation speed N2 is calculated based on the output rotation speed signal 42a (S12). For example, when the input rotation speed signal 40a and the output rotation speed signal 42a are signals having periods, the calculation of the input rotation speed N1 and the output rotation speed N2 is based on the measured values. Do it.
[0024]
Subsequently, the CPU 34 subtracts the output rotation speed N2 from the input rotation speed N1 calculated in S12 to calculate the rotation speed difference ΔN, and based on the increase per unit time of the output rotation speed N2, the four-wheel drive vehicle 10 The acceleration α is calculated (S14). The acceleration α of the four-wheel drive vehicle 10 is calculated on the basis of the output rotational speed N2. The four-wheel drive vehicle based on the front wheel drive is provided on the front wheel side because the front wheels are likely to idle during acceleration or starting. This is because it is difficult to calculate an accurate acceleration α depending on the input rotational speed N1 indicating the rotational speed of the first propeller shaft 20.
Then, the CPU 34 determines whether or not the rotational speed difference ΔN calculated in S14 is positive, that is, whether it is normal rotation or reverse rotation (S16). Subsequently, in the case of normal rotation (S16: Yes), the CPU 34 determines whether or not the acceleration α calculated in S14 is equal to or greater than a set value α1 stored in advance in the ROM 36, that is, the traveling of the four-wheel drive vehicle 10. It is determined whether the state is a tight mode or an acceleration mode (S18).
[0025]
Subsequently, when the acceleration α is smaller than α1, that is, in the tight mode (S18: No), the CPU 34 refers to the tight mode map 36a stored in the ROM 36 and corresponds to the rotational speed difference ΔN calculated in S14. The engaging force T to be extracted is extracted (S20), and a control signal 30a having a voltage value corresponding to the extracted engaging force T is output to the coupling 22 (S26). In this case, as described above, since the increase ratio of the engagement force T is set to be smaller than the increase ratio of the rotational speed difference ΔN in the tight mode map 36a, the control signal 30a having a low voltage value is coupled to the coupling 22. Is output.
Accordingly, since each clutch plate is engaged with the electromagnetic clutch 22a with a small engagement force, the rotational torque transmitted from the first propeller shaft 20 to the second propeller shaft 24 is reduced, so that the rear wheels RT1, RT2 are driven. The power can be reduced.
That is, it is possible to prevent a tight corner braking phenomenon caused by a large torque distribution with respect to the rear wheels RT1, RT2.
[0026]
When the rotational speed difference ΔN is positive and the acceleration α is equal to or greater than α1, that is, in the acceleration mode (S18: Yes), the CPU 34 refers to the acceleration mode map 36b stored in the ROM 36 and calculates in S14. The engagement force T corresponding to the rotation speed difference ΔN is extracted (S22), and a control signal 30a having a voltage value corresponding to the extracted engagement force T is output to the coupling 22 (S26). In this case, as described above, since the acceleration mode map 36b is set so that the engagement force T increases suddenly even when the rotational speed difference ΔN is small, the control signal 30a having a high voltage value is coupled to the coupling 22. Is output.
Accordingly, since each clutch plate is engaged with a large engagement force by the electromagnetic clutch 22a, the rotational torque transmitted from the first propeller shaft 20 to the second propeller shaft 24 is increased, so that the rear wheels RT1, RT2 are driven. The power can be increased.
That is, since torque distribution to the rear wheels RT1 and RT2 can be increased, the front wheels FT1 and FT2 can be prevented from slipping and stably accelerated and started.
[0027]
Further, when the rotation speed difference ΔN is negative, that is, in the reverse rotation mode (S16: No), the CPU 34 refers to the reverse rotation mode map 36c stored in the ROM 36, and calculates the rotation speed difference calculated in S14. An engagement force T corresponding to ΔN is extracted (S24), and a control signal 30a having a voltage value corresponding to the extracted engagement force T is output to the coupling 22 (S26). In this case, as described above, in the reverse rotation mode map 36c, the rate of increase in the engagement force T with respect to the rate of increase in the rotational speed difference ΔN is smaller than that in the acceleration mode map 36b, and in the tight mode map 36a. Therefore, the engagement force T can be controlled to an intermediate magnitude corresponding to the rotational speed difference ΔN.
This is because the front wheels FT1 and FT2 decelerate due to the engine brake, but the vehicle keeps moving due to inertia, so that the front wheels FT1 and FT2 are easy to idle, and torque is distributed to the rear wheels RT1 and RT2. However, if a large torque is applied to the rear wheels RT1 and RT2 having a small load with respect to the front wheels FT1 and FT2, the rear wheels RT1 and RT2 are liable to idle and the steering stability deteriorates. The resultant force T is controlled to the intermediate magnitude.
That is, when the vehicle is decelerated by engine braking or braking, the driving force corresponding to the deceleration can be distributed to the rear wheels, so that it is possible to prevent slipping of the wheels and improve traveling stability.
In a vehicle equipped with an anti-lock brake system (ABS), a control flow different from the present invention is prepared when the ABS is operated in order to prevent interference with the ABS control.
[0028]
As described above, when the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to the first embodiment is used, the four-wheel drive vehicle 10 travels only by signals from the first sensor 40 and the second sensor 42 that detect the rotational speed. Since the engagement force of the torque distribution clutch can be finely controlled in accordance with the state, running stability and steering feeling can be improved without using a steering angle sensor or an accelerator opening sensor.
A step of calculating the vehicle speed V of the four-wheel drive vehicle 10 is provided before S22 and S24, respectively, and the slopes of the acceleration mode map 36b and the reverse mode map 36c (extracted from the map) corresponding to the magnitude of the vehicle speed V are provided. The gain of the engagement force T) can be changed to make the control more finely. In this case, if the vehicle speed V is calculated based on the input rotational speed N1, there is a possibility that the exact vehicle speed V cannot be calculated due to the idling of the front wheels FT1, FT2, and therefore the vehicle speed V is calculated based on the output rotational speed N2. desirable.
[0029]
Next, a driving force distribution control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a four-wheel drive vehicle provided with the driving force distribution control device for the four-wheel drive vehicle of the second embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the engagement force control map referred to by the CPU 34, and FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing executed by the CPU 34 for controlling the engagement force T.
The driving force distribution control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to the second embodiment is characterized by controlling the driving force distribution of the four-wheel drive vehicle based on the rear wheel drive.
In the following description, the case where the input rotational speed N1> the output rotational speed N2 is normal rotation, and the case where the input rotational speed N1 <the output rotational speed N2 is reverse rotation. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
[0030]
As shown in FIG. 4, the first propeller shaft 20 connected to the transmission 14 of the four-wheel drive vehicle 50 is directly connected to the rear differential 26 and connected to the second propeller shaft 24 via the coupling 22. The two propeller shaft 24 is connected to the front differential 16.
Further, the engagement force control maps stored in the ROM 36 are based on a total of two engagement force control maps including a reverse / tight mode map 36d shown in FIG. 5A and an acceleration mode map 36e shown in FIG. 5B. Composed.
The reverse / tight mode map 36d is used when the four-wheel drive vehicle 50 turns at a low speed such as when turning a tight corner, when parking, and when entering a garage, and when applying engine braking or braking. It is an engagement force control map used when decelerating. The inclination of the reverse / tight mode map 36d increases as the vehicle speed V increases. That is, the gain of the engagement force T extracted from the reverse tight mode map 36d is configured to increase as the vehicle speed V increases. For example, when the vehicle is traveling at a low speed such as when turning a tight corner, the gain of the engagement force T is set small as shown by G1 in FIG. Increase the gain.
The acceleration mode map 36e has the same characteristics as the acceleration mode map 36b of the first embodiment.
[0031]
Next, the flow of processing executed by the CPU 34 to control the engagement force T will be described with reference to FIG.
The CPU 34 takes in the input rotation speed signal 40a sent from the first sensor 40 and the output rotation speed signal 42a sent from the second sensor 42 (S30), and calculates the input rotation speed N1 based on the input rotation speed signal 40a. Then, the output rotation speed N2 is calculated based on the output rotation speed signal 42a (S32). Subsequently, the CPU 34 calculates the rotational speed difference ΔN by subtracting the output rotational speed N2 from the input rotational speed N1 calculated in S32 (S34). Subsequently, the CPU 34 determines whether or not the rotational speed difference ΔN calculated in S34 is positive, that is, whether it is normal rotation or reverse rotation (S36). Subsequently, in the case of reverse rotation (S36: No), the CPU 34 calculates the vehicle speed V of the four-wheel drive vehicle 50 based on the output rotational speed N2 (S38), and determines the gain (S40). The vehicle speed V is calculated on the basis of the output rotational speed N2. The four-wheel drive vehicle based on the rear wheel drive is likely to cause the rear wheels to idle when accelerating or starting, so the first propeller connected directly to the rear wheel side. This is because it is difficult to calculate an accurate vehicle speed V depending on the input rotational speed N1 indicating the rotational speed of the shaft 20.
[0032]
Subsequently, the CPU 34 refers to the reverse / tight mode map 36d stored in the ROM 36, extracts the engagement force T corresponding to the rotational speed difference ΔN calculated in S34, and outputs the engagement force T to the extracted engagement force T. The gain calculated in S40 is multiplied (S42), and a control signal 30a having a voltage value corresponding to the multiplied engagement force T is output to the coupling 22 (S46). At this time, when the vehicle speed V is small as in the tight corner turning, the increase rate of the engagement force T is set to be small with respect to the increase rate of the rotational speed difference ΔN, so that the control signal 30a having a low voltage value is coupled to the coupling 22. Is output.
Therefore, since each clutch plate is engaged with a small engagement force by the electromagnetic clutch 22a, the rotational torque transmitted from the first propeller shaft 20 to the second propeller shaft 24 is small, so that the driving force of the front wheels FT1, FT2 is reduced. Can be reduced.
That is, it is possible to prevent a tight corner braking phenomenon caused by a large torque distribution with respect to the front wheels FT1, FT2.
[0033]
Further, when the vehicle speed V is high, the engagement force T can be controlled to be larger than that during tight corner turning and smaller than that during acceleration corresponding to the increasing rate of the rotational speed difference ΔN. This is because the rear wheels RT1 and RT2 decelerate due to the engine brake, but the vehicle keeps moving due to inertia, so that the rear wheels RT1 and RT2 are easy to idle, so torque is applied to the front wheels FT1 and FT2. Distribution is performed, but if a large torque is applied to the front wheels FT1 and FT2, the steering stability deteriorates. Therefore, the engagement force T is controlled to be larger than that during tight corner turning and smaller than that during acceleration. It is.
In other words, when the vehicle is decelerated by engine braking or braking, the driving force corresponding to the deceleration can be distributed to the front wheels, so that it is possible to prevent slipping of the wheels and improve traveling stability.
In a vehicle equipped with an anti-lock brake system (ABS), a control flow different from the present invention is prepared when the ABS is operated in order to prevent interference with the ABS control.
[0034]
In the case of normal rotation, that is, in the acceleration mode (S36: Yes), the CPU 34 refers to the acceleration mode map 36e stored in the ROM 36 and applies the engagement force corresponding to the rotational speed difference ΔN calculated in S34. T is extracted (S44), and a control signal 30a having a voltage value corresponding to the extracted engagement force T is output to the coupling 22 (S46). In this case, as described above, since the acceleration mode map 36b is set so that the engagement force T increases suddenly even when the rotational speed difference ΔN is small, the control signal 30a having a high voltage value is coupled to the coupling 22. Is output.
Accordingly, since each clutch plate is engaged with a large engagement force by the electromagnetic clutch 22a, the rotational torque transmitted from the first propeller shaft 20 to the second propeller shaft 24 becomes large, and therefore the driving force of the front wheels FT1, FT2 Can be increased.
That is, torque distribution to the front wheels FT1 and FT2 can be increased, so that the rear wheels RT1 and RT2 can be prevented from slipping and stably accelerated and started.
[0035]
As described above, when the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to the second embodiment is used, the four-wheel drive vehicle 50 travels only by signals from the first sensor 40 and the second sensor 42 that detect the rotational speed. Since the engagement force of the torque distribution clutch can be finely controlled in accordance with the state, running stability and steering feeling can be improved without using a steering angle sensor or an accelerator opening sensor.
The vehicle speed V is calculated before S44, and the slope of the acceleration mode map 36e (the gain of the engagement force T extracted from the map) is changed in accordance with the calculated magnitude of the vehicle speed V. It can also be configured to be finely controlled.
In addition, when the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention is applied to a vehicle equipped with an ABS (anti-lock brake system), a rotational speed difference ΔN from wheel speed sensors provided on the front and rear wheels, respectively. The structure which calculates | requires may be sufficient.
[0036]
Incidentally, the engine 12 corresponds to the prime mover of the present invention, and the coupling 22 corresponds to a torque distribution clutch. Further, S16 executed by the CPU 34 functions as the first determination unit according to claim 1, S18 functions as the second determination unit, S22 functions as the first setting unit, and S20 performs the second determination. It functions as setting means, and S24 functions as third setting means. Further, S36 executed by the CPU 34 functions as a first determination unit according to claim 2, S44 functions as a first setting unit, and S42 functions as a second setting unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a four-wheel drive vehicle including a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an engagement force control map referred to by a CPU in the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing executed by the CPU 34 to control the engagement force T in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a four-wheel drive vehicle including a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an engagement force control map referred to by a CPU in the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing executed by a CPU 34 to control the engagement force T in the second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a control map used in a conventional driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle.
[Explanation of symbols]
10 Four-wheel drive vehicle
12 engine (motor)
14 Transmission
16 Front differential
20 First propeller shaft
22 Coupling (torque distribution clutch)
22a Electromagnetic clutch
24 Second propeller shaft
26 Rear differential
40 First sensor
42 Second sensor

Claims

原動機の発生する駆動力を前輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して後輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を制御する４輪駆動車の駆動力分配制御装置において、
前記前輪の回転速度および前記後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する第１の判定手段と、
車両の加速度が所定の加速度以上であるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ前記第２の判定手段が前記車両の加速度が所定の加速度以上であると判定した場合に、前記係合力を大きな第１の係合力に設定する第１の設定手段と、
前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定し、かつ、前記第２の判定手段が前記車両の加速度が所定の加速度以上でないと判定した場合に、前記係合力を前記第１の係合力よりも小さな第２の係合力に設定する第２の設定手段と、
前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも遅いと判定した場合に、前記係合力を第１の係合力より小さく、かつ、前記第２の係合力より大きい第３の係合力に設定する第３の設定手段と、
が備えられたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力分配制御装置。The driving force generated by the prime mover is directly transmitted to the front wheels, and the driving force is transmitted to the rear wheels via the torque distribution clutch, and the engagement force of the torque distribution clutch is increased in accordance with the running state of the vehicle. In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle to be controlled,
First determination means for determining which one of the front wheel rotation speed and the rear wheel rotation speed is faster;
Second determination means for determining whether the acceleration of the vehicle is equal to or greater than a predetermined acceleration;
When the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, and the second determination means determines that the acceleration of the vehicle is greater than or equal to a predetermined acceleration First setting means for setting the engagement force to a large first engagement force;
When the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, and the second determination means determines that the acceleration of the vehicle is not greater than or equal to a predetermined acceleration A second setting means for setting the engagement force to a second engagement force smaller than the first engagement force;
When the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is slower than the rotation speed of the rear wheel, the engagement force is smaller than the first engagement force and greater than the second engagement force. Third setting means for setting a third engagement force;
A driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle.

原動機の発生する駆動力を後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して前輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を制御する４輪駆動車の駆動力分配制御装置において、
前記前輪の回転速度および前記後輪の回転速度のいずれが速いかを判定する第１の判定手段と、
この第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも遅いと判定した場合に、前記係合力を大きな第１の係合力に設定する第１の設定手段と、
前記第１の判定手段が前記前輪の回転速度が前記後輪の回転速度よりも速いと判定した場合に、前記係合力を前記第１の係合力よりも小さく、かつ、車両の速度に対応して大きくなる第２の係合力を設定する第２の設定手段と、
が備えられたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力分配制御装置。The driving force generated by the prime mover is directly transmitted to the rear wheels, and the driving force is transmitted to the front wheels via the torque distribution clutch, and the engagement force of the torque distribution clutch is increased in accordance with the running state of the vehicle. In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle to be controlled,
First determination means for determining which one of the front wheel rotation speed and the rear wheel rotation speed is faster;
A first setting means for setting the engagement force to a large first engagement force when the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is slower than the rotation speed of the rear wheel;
When the first determination means determines that the rotation speed of the front wheel is faster than the rotation speed of the rear wheel, the engagement force is smaller than the first engagement force and corresponds to the vehicle speed. Second setting means for setting a second engagement force that is increased by
A driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle.