JP3798728B2

JP3798728B2 - Driving force distribution control device for four-wheel drive vehicles

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Publication number: JP3798728B2
Application number: JP2002126220A
Authority: JP
Inventors: 明生前川
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003312293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪駆動車の駆動力配分制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車速及びスロットル開度に基づいて駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御し、これにより前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御するようにした四輪輪駆動車の駆動力配分制御装置が知られている。具体的には、車速及びスロットル開度に応じた駆動力（伝達トルク）を所定のトルク特性マップを参照してを求め、このトルクが前輪側又は後輪側に伝達されるように四輪輪駆動車の駆動力配分制御装置は前記駆動力伝達装置を構成する電磁クラッチの摩擦係合力を制御する。このトルク特性マップは車速とスロットル開度とをパラメータとした伝達トルクのテーブルマップであり、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算によって予め求められたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置には次のような問題があった。即ち、前記トルク特性マップにおいて、低速域での指令トルクは一般的に高めに設定されていた。このため、急発進時等のように低速域で急激にスロットル開度が増加する場合には、指令トルクが大きすぎ、電磁クラッチ接続時のショックを運転者が感じる場合があった。また、中高速域での指令トルクは急激な加速要求が少なく且つ緩やかな加速を想定して低めに設定されていた。このため、例えば登坂路走行時等にトルク不足を感じた場合には、満足するトルク感を得るためにアクセルペダルを大きく踏み込む必要があった。従って、従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置では走行状態に応じた駆動力の配分が困難な場合があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、走行状態に応じた駆動力の配分を適切に行うことができる四輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車速検出手段により得られた車速と、スロットル開度検出手段により得られた内燃機関のスロットル開度とに基づいて、駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御することにより、前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に基づいてスロットル開速度を演算し、この算出されたスロットル開速度を加味して前記駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御する。
【０００６】
さらに、請求項１に記載の発明は、車速とスロットル開度とをパラメータとした指令トルクの第１特性マップと、車速とスロットル開速度とをパラメータとした指令トルクの第２特性マップとを予め格納した記憶手段と、前記スロットル開速度に基づいて適用する特性マップを記憶手段に格納された両特性マップ間において切り替える特性マップ切替手段とを備え、特性マップ切替手段により適用された特性マップに基づいて前輪側又は後輪側へ伝達する駆動力を求め、この駆動力が前輪側又は後輪側に伝達されるように前記駆動力伝達装置を制御するようにしたことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、第２特性マップにおける低速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける低速度域の指令トルクよりも小さくなるように設定したことを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、第２特性マップにおける中高速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける中高速度域の指令トルクよりも大きくなるように設定したことを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、スロットル開速度と予め設定されたスロットル開速度判定閾値とを比較し、この比較結果に基づいて適用する特性マップを切り替えるようにしたことを要旨とする。
【００１０】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に基づいてスロットル開速度が演算される。車速及びスロットル開度に加えて、算出されたスロットル開速度に基づいて、駆動力伝達装置の駆動力伝達割合が可変制御される。これにより、前輪側と後輪側との駆動力配分が可変制御される。このため、四輪駆動車の走行状況（例えばスロットル開速度に基づく運転者の加速意欲の強弱）に応じて適切に駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を制御可能となる。従って、車両挙動の安定性が向上する。
【００１１】
加えて、算出されたスロットル開速度に基づいて、適用する特性マップが第１特性マップと第２特性マップとの間において切り替えられる。そして、適用された特性マップに基づいて前輪側又は後輪側へ伝達する駆動力が求められ、この駆動力が前輪側又は後輪側に伝達されるように前記駆動力伝達装置が制御される。このため、走行状況に応じた適切な駆動力を細かく設定可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、第２特性マップにおける低速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける低速度域の指令トルクよりも小さくなるように設定される。このため、例えば急発進時等のように低速域で急激にスロットル開度が増加する場合に第２特性マップを適用すれば、第１特性マップを適用した場合に比べて、指令トルクが低減される。従って、急発進時等において電磁クラッチ接続時のショックが緩和される。
【００１３】
請求項３に記載の発明に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、第２特性マップにおける中高速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける中高速度域の指令トルクよりも大きくなるように設定される。このため、例えば登坂路を中高速で走行するような場合に第２特性マップを適用すれば、第１特性マップを適用した場合に比べて、トルク感や安定性を得るためにアクセルペダルを大きく踏み込む必要がない。
【００１４】
請求項４に記載の発明に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、スロットル開速度と予め設定されたスロットル開速度判定閾値とを比較し、この比較結果に基づいて適用する特性マップが切り替えられる。スロットル開速度に応じたスロットル開速度判定閾値を設定することにより、スロットル開速度に応じた適切な特性マップが適用可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前輪駆動ベースの四輪駆動車の駆動力配分制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１６】
（全体構成）
図１に示すように、四輪駆動車１１は、内燃機関を構成するエンジン１２及びトランスアクスル１３を備えている。トランスアクスルはトランスミッション及びトランスファ等を有している。トランスアクスル１３には一対のフロントアクスル１４, １４及びプロペラシャフト１５が連結されている。両フロントアクスル１４, １４にはそれぞれ前輪１６, １６が連結されている。プロペラシャフト１５には駆動力伝達装置（カップリング）１７が連結されており、同駆動力伝達装置１７にはドライブピニオンシャフト（図示略）を介してリヤディファレンシャル１８が連結されている。リヤディファレンシャル１８には一対のリヤアクスル１９，１９を介して後輪２０，２０が連結されている。
【００１７】
エンジン１２の駆動力はトランスアクスル１３及び両フロントアクスル１４, １４を介して両前輪１６, １６に伝達される。また、プロペラシャフト１５とドライブピニオンシャフトとが駆動力伝達装置１７によりトルク伝達可能に連結された場合、エンジン１２の駆動力はプロペラシャフト１５、ドライブピニオンシャフト、リヤディファレンシャル１８及び両リヤアクスル１９，１９を介して両後輪２０，２０に伝達される。
【００１８】
（駆動力伝達装置）
駆動力伝達装置１７は湿式多板式の電磁クラッチ機構２１を備えており、同電磁クラッチ機構２１は互いに摩擦係合又は離間する複数のクラッチ板（図示略）を有している。電磁クラッチ機構２１に内蔵された電磁コイル２２（図２参照）に対して所定の電流を供給すると、各クラッチ板は互いに摩擦係合し、前輪１６，１６と後輪２０，２０との間においてトルク（駆動力）の伝達が行われる。電磁クラッチ機構２１への電流の供給を遮断すると各クラッチ板は互いに離間し、前輪１６，１６と後輪２０，２０との間におけるトルクの伝達も遮断される。
【００１９】
各クラッチ板の摩擦係合力は電磁コイル２２へ供給する電流の量（電流の強さ）に応じて増減する。この電磁コイル２２への電流供給量を制御することにより前輪１６，１６と後輪２０，２０との間の伝達トルク、即ち前後輪１６，２０間の拘束力を任意に調整可能となっている。各クラッチ板の摩擦係合力が増大すると前輪１６，１６と後輪２０，２０との間の伝達トルクも増大する。逆に、各クラッチ板の摩擦係合力が減少すると前輪１６，１６と後輪２０，２０との間の伝達トルクも減少する。
【００２０】
電磁コイル２２への電流の供給、遮断及び電流供給量の調整は駆動力配分用の電子制御装置（以下、「駆動力配分制御装置３１（４ＷＤ−ＥＣＵ）」という。）により制御される。即ち、駆動力配分制御装置３１は、電磁クラッチ機構２１における各クラッチ板の摩擦係合力を制御することによって、四輪駆動状態又は二輪駆動状態のいずれかを選択すると共に、四輪駆動状態において前輪１６，１６と後輪２０，２０との間の駆動力配分率（トルク配分率）を制御する。
【００２１】
（電気的構成）
次に、四輪駆動車１１の駆動力配分制御装置３１の電気的構成を図２に従って説明する。
【００２２】
図２に示すように、四輪駆動車１１の駆動力配分制御装置３１はＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（書込み読出し専用メモリ）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）３２ａ及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータ（以下、「マイコン３２」という。）を中心として構成されている。尚、ＲＯＭ３２ａは記憶手段を構成する。
【００２３】
ＲＯＭ３２ａにはマイコン３２が実行する各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものである。ＲＡＭはＲＯＭ３２ａに書き込まれた各種の制御プログラムを展開して駆動力配分制御装置３１のＣＰＵが各種の演算処理（例えば電磁コイル２２を通電制御するための演算処理）を実行するためのデータ作業領域である。
【００２４】
マイコン３２には、車輪速センサ３３、スロットル開度検出手段を構成するスロットル開度センサ３４、リレー３５、電流検出回路３６、駆動回路３７及びエンジン制御装置（図示略）がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。
【００２５】
車輪速センサ３３は左右の前輪１６，１６及び左右の後輪２０，２０にそれぞれ設けられており、この合計４つの車輪速センサ３３は前輪１６，１６及び後輪２０，２０の車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を各別に検出し、これらの検出結果（車輪速信号）をマイコン３２へ送る。
【００２６】
スロットル開度センサ３４はエンジン１２のスロットルバルブ（図示略）に接続されており、このスロットルバルブの開度（スロットル開度θ）、即ち運転者のアクセルペダル（図示略）の踏込操作量を検出する。スロットル開度センサ３４は検出結果（踏込操作量信号）をマイコン３２へ送る。
【００２７】
また、四輪駆動車１１はバッテリ３８を備えており、このバッテリ３８の両端にはヒューズ３９、イグニッションスイッチ４０、リレー３５、シャント抵抗４１、電磁コイル２２及び電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ４２」という）の直列回路が接続されている。
【００２８】
シャント抵抗４１の両端は電流検出回路３６の入力側に接続されている。電流検出回路３６はシャント抵抗４１の両端間の電圧に基づいてシャント抵抗４１に流れる電流を検出し、マイコン３２へ送る。マイコン３２は電流検出回路３６から送られてきた電流に基づいて電磁コイル２２に流れる電流を演算する。電磁コイル２２の両端にはフライホイルダイオード４３が接続されている。このフライホイルダイオード４３はＦＥＴ４２がオフしたときに発生する逆起電力を逃がすためのものであり、これによりＦＥＴ４２が保護される。ＦＥＴ４２のゲートＧは駆動回路３７の出力側に接続されており、当該ＦＥＴ４２のソースＳとバッテリ３８のマイナス端子との接続点は接地されている。
【００２９】
イグニッションスイッチ４０がオン（閉動作）されると電源回路（図示略）を介してバッテリ３８からマイコン３２へ電力が供給される。すると、マイコン３２は、各車輪速センサ３３及びスロットル開度センサ３４から得られる各種の情報（検出信号）に基づいて駆動力配分制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行し、電磁コイル２２へ供給する電流の量（指令電流値）を演算する。
【００３０】
そして、マイコン３２は演算した電流指令値を駆動回路３７に出力する。駆動回路３７は前記電流指令値に応じた電流が電磁コイル２２へ供給されるように、ＦＥＴ４２をオン／オフ制御（ＰＷＭ制御）する。即ち、マイコン３２は電磁コイル２２へ供給する電流の量を制御することにより、前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御する。
【００３１】
イグニッションスイッチ４０がオフ（開動作）されるとマイコン３２への電力の供給が遮断される。
（実施形態の作用）
次に、ＲＯＭ３２ａに記憶された各種の制御プログラムに従って実行されるマイコン３２の各種機能を図３に示す機能ブロック図に基づいて説明する。尚、各車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒ、スロットル開度θ及び差動回転数ΔＮ等の各種のパラメータはそれぞれに対応する信号の意味として使用する。
【００３２】
マイコン３２における駆動力配分制御は、以下のように行われる。即ち、車輪速センサ３３により検出された左右の前輪１６，１６及び左右の後輪２０，２０の車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒは、差動回転数演算部（以下、「ΔＮ演算部５１」という。）及び車速演算部５２へそれぞれ送られる。車速演算部５２は、取り込んだ各車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒに基づいて車速Ｖを演算する。車速演算部５２は算出した車速Ｖを差動回転数トルク演算部（以下、「ΔＮトルク演算部５３」という。）及びプレトルク演算部５４へそれぞれ送る。この車速演算部５２は車速検出手段を構成する。
【００３３】
ΔＮ演算部５１は、左右の前輪１６，１６の車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒに基づいて前輪平均回転数Ｎｆｎ（＝（Ｖｆｌ＋Ｖｆｒ）／２）を求めると共に、左右の後輪２０，２０の両車輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒに基づいて後輪平均回転数Ｎｒｎ（＝（Ｖｒｌ＋Ｖｒｒ）／２）を求める。さらに、ΔＮ演算部５１は、前輪平均回転数Ｎｆｎと後輪平均回転数Ｎｒｎとから差動回転数ΔＮ（＝｜Ｎｆｎ−Ｎｒｎ｜）を演算する。ΔＮ演算部５１は算出した差動回転数ΔＮをΔＮトルク演算部５３へ送る。尚、ΔＮ演算部５１は差動回転数検出手段を構成する。
【００３４】
ΔＮトルク演算部５３には、車速演算部５２からの車速Ｖ及びΔＮ演算部５１からの差動回転数ΔＮに加えて、スロットル開度センサ３４により検出されたスロットル開度θが入力される。ΔＮトルク演算部５３は、車速Ｖ及び差動回転数ΔＮに応じた伝達トルク（以下、「ΔＮトルクＴ１」という。）を差動回転数トルク特性マップ（以下、「ΔＮトルク特性マップ」という。）を参照して演算する。ΔＮトルク特性マップは、前後輪の差動回転数ΔＮの増加に対するΔＮトルクＴ１の変化を所定の車速域毎に示したものである。ΔＮトルク演算部５３は算出したΔＮトルクＴ１を加算器５５へ送る。
【００３５】
プレトルク演算部５４には、車速演算部５２からの車速Ｖに加えて、スロットル開度センサ３４からのスロットル開度θが入力される。プレトルク演算部５４はスロットル開度θ及び車速Ｖに応じた伝達トルク（以下、「プレトルクＴ２」という。）をプレトルク特性マップを参照して演算する。プレトルク特性マップは、スロットル開度θの増加に対するプレトルクＴ２の変化を所定の車速域毎に示したものである。プレトルク演算部５４は算出したプレトルクＴ２を加算器５５へ送る。
【００３６】
このプレトルク演算部５４によるプレトルクＴ２の演算処理については、後に詳述する。
加算器５５はプレトルク演算部５４から送られてきたプレトルクＴ２にΔＮトルク演算部５３から送られてきたΔＮトルクＴ１を加算することにより指令トルクＴ（Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２）を求める。加算器５５は算出した指令トルクＴを指令電流演算部５６へ送る。
【００３７】
指令電流演算部５６は、加算器５５から送られてきた指令トルクＴに対応する電流（以下、「基本指令電流Ｉ０」という。）を、基本指令電流特性マップを参照して演算する。基本指令電流特性マップは指令トルクＴを基本指令電流Ｉ０に変換するためのものであり、電磁コイル２２へ供給する電流の変化に対する指令トルクＴの変化を示したものである。そして、指令電流演算部５６は基本指令電流Ｉ０を車速Ｖに応じた補正係数に基づいて補正し、この補正した基本指令電流Ｉ０を減算器５７へ送る。
【００３８】
減算器５７には指令電流演算部５６からの基本指令電流Ｉ０に加えて、電流検出回路３６により検出された電磁コイル２２のコイル電流Ｉｃが入力される。減算器５７は、基本指令電流Ｉ０とコイル電流Ｉｃとの電流偏差ΔI（ΔＩ＝│Ｉ０−Ｉｃ│）をＰＩ（比例積分）制御部５８へ送る。ＰＩ制御部５８は減算器５７から送られてきた電流偏差ΔIに基づいてＰＩ制御値を演算し、このＰＩ制御値をＰＷＭ（パルス幅変調）出力変換部５９へ送る。
【００３９】
ＰＷＭ出力変換部５９は、送られてきたＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、このＰＷＭ演算の結果を駆動回路３７へ送る。駆動回路３７は、ＰＷＭ出力変換部５９から送られてきたＰＷＭ演算の結果に基づいて、所定の電流を電磁クラッチ機構２１の電磁コイル２２へ供給する。電磁クラッチ機構２１の各クラッチ板は、供給された電流に応じた係合力で摩擦係合する。
【００４０】
このように、マイコン３２は差動回転数ΔＮ、車速Ｖ及びスロットル開度θ（加速操作量）に応じて、即ち車両の走行状態に合わせて基本指令電流Ｉ０を可変制御することにより、前輪１６と後輪２０との間の伝達トルクを最適に制御する。
【００４１】
（プレトルク演算処理）
次に、マイコン３２のプレトルク演算部５４におけるプレトルクＴ２の演算処理について、図４に示すフローチャートに従って詳細に説明する。このフローチャートはＲＯＭ３２ａに予め格納された各種の制御プログラムに基づいて実行される。尚、本実施形態では、ステップを「Ｓ」と略記する。
【００４２】
図４に示すように、プレトルクＴ２の演算処理時、マイコン３２のプレトルク演算部５４は、まずスロットル開度センサ３４から送られてきたスロットル開度θに基づいて、スロットル開速度Ｖｓを演算する（Ｓ１０１）。具体的には、プレトルク演算部５４は１００ｍｓ間のスロットル開度の偏差、即ち、スロットル開度θの微分項を求める。
【００４３】
次に、プレトルク演算部５４は算出したスロットル開速度Ｖｓが予め設定されたスロットル開速度判定閾値Ｖｓ０（本実施形態では、５％／１００ｍｓ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００４４】
スロットル開速度Ｖｓがスロットル開速度判定閾値Ｖｓ０よりも小さいと判断した場合（Ｓ１０２でＮＯ）、プレトルク演算部５４はスロットル開度θ，車速Ｖによるプレトルク特性マップ（以下、「通常マップＭｐｎ」という。）を適用し（Ｓ１０３）、Ｓ１０４へ処理を移行する。
【００４５】
Ｓ１０４において、プレトルク演算部５４はスロットル開度θ及び車速Ｖに基づいてプレトルク特性マップＭｐを参照し、プレトルクＴ２を演算する。
通常マップＭｐｎは、例えば急発進時や登坂路での加速時のように運転者により急激なアクセルペダルの踏み込み操作が行われない通常の走行時に適用されるマップであり、予めＲＯＭ３２ａに格納されている。
【００４６】
図５に示すように、通常マップＭｐｎは、スロットル開度θ及び車速ＶをパラメータとしたプレトルクＴ２のテーブルマップである。具体的には、スロットル開度θは０，１，５，２０，７０，１００のように、また車速Ｖは０，５，２０，３０，６０，１３０，１５０のように設定して構成されており、各数値間は直線補完される。
【００４７】
一方、Ｓ１０２において、スロットル開速度Ｖｓがスロットル開速度判定閾値Ｖｓ０（５％／１００ｍｓ）よりも大きいと判断した場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、プレトルク演算部５４はスロットル開速度Ｖｓ，車速Ｖによるプレトルク特性マップ（以下、「代替マップＭｐｓ」という。）を適用し（Ｓ１０５）、Ｓ１０４へ処理を移行する。
【００４８】
Ｓ１０４において、プレトルク演算部５４はスロットル開度θ及び車速Ｖに基づいて代替マップＭｐｓを参照し、プレトルクＴ２を演算する。
代替マップＭｐｓは、例えば急発進時や登坂路での加速時のように運転者により急激なアクセルペダルの踏み込み操作が行われたときに適用されるマップであり、予めＲＯＭ３２ａに格納されている。
【００４９】
図６に示すように、代替マップＭｐｓは、スロットル開速度Ｖｓ及び車速ＶをパラメータとしたプレトルクＴ２のテーブルマップである。具体的には、スロットル開速度Ｖｓは５，７，１０，１２，１５，２０のように、また車速Ｖは０，５，２０，３０，６０，１３０，１５０のように設定して構成されており、各数値間は直線補完される。
【００５０】
（代替マップと通常マップとの比較）
代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルク（図６参照）は、通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルク（図５参照）よりも小さくなるように設定されている。本実施形態では代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルクの０．５倍程度とされている。
【００５１】
また、代替マップＭｐｓにおける中高速域Ｈ＊の指令トルク（図６参照）は、通常マップＭｐｎにおける中高速域Ｈの指令トルク（図５参照）よりも大きくなるように設定されている。本実施形態では、代替マップＭｐｓにおける中高速域Ｈ＊の指令トルク（図６参照）は、通常マップＭｐｎにおける中高速域Ｈの指令トルク（図５参照）の１．５倍程度とされている。
【００５２】
ここで、図５に示す通常マップＭｐｎと図６に示す代替マップＭｐｓとを比較する。パラメータがスロットル開度θとスロットル開速度Ｖｓとで異なるので、まず通常マップＭｐｎからスロットル開速度Ｖｓを求め、このスロットル開速度Ｖｓに対応する指令トルクを求める。そして、この指令トルクと代替マップＭｐｓからもとめたスロットル開速度Ｖｓに対応する指令トルクとを比較する。
【００５３】
（低速域）
まず、通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルクと代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルクとを比較する。
【００５４】
通常マップＭｐｎにおいて、例えば車速Ｖ＝０ｋｍ／ｈの状態でスロットル開度θが５％から２０％へ変化したときの場合を考える。
スロットル開速度Ｖｓ（即ち、スロットル開度θの微分項）は次式（Ａ）により求められる。
【００５５】
Ｖｓ＝ｄθ／ｄｔ…（Ａ）
ここで、ｄθは単位時間（制御周期）当たりのスロットル開度θの偏差であり、ｄｔは制御周期（サンプリング周期）である。
【００５６】
本実施形態ではｄθ＝１５％，ｄｔ＝１００ｍｓ（ミリ秒）であるから、これらを式（Ａ）に代入すると、スロットル開速度Ｖｓは次のようになる。
Ｖｓ＝１５％／１００ｍｓ
この算出されたスロットル開速度Ｖｓに対応する指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける指令トルクの単位時間当たりの偏差ｄＴとなるので、これを通常マップＭｐｎから求めると、次のようになる。
【００５７】
ｄＴ＝２０８Ｎｍ
これは、通常マップＭｐｎにおけるＶ＝０，θ＝２０％に対応する指令トルクと、同じくＶ＝０，θ＝５％に対応する指令トルクとの差である。
【００５８】
そして、代替マップＭｐｓにおいて、車速Ｖ＝０，スロットル開速度Ｖｓ＝１５％／ｍｓに対応する指令トルクは１５０Ｎｍとなっており、通常マップＭｐｎにおける車速Ｖ＝０，スロットル開速度Ｖｓ＝１５％／ｍｓに対応する指令トルク（即ち２０８Ｎｍ）よりも小さくなっている。
【００５９】
このことから、代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルクよりも小さくなるように設定されていることがわかる。
【００６０】
（中高速域）
次に、通常マップＭｐｎにおける中高速域Ｈの指令トルクと代替マップＭｐｓにおける中高速域Ｈ＊の指令トルクとを比較する。
【００６１】
通常マップＭｐｎにおいて、例えば車速Ｖ＝６０ｋｍ／ｈの状態でスロットル開度θが５％から２０％へ変化したときの場合を考える。このとき、スロットル開速度Ｖｓは１５％／１００ｍｓとなり、この算出されたスロットル開速度Ｖｓに対応する指令トルクはｄＴ＝０Ｎｍとなる。
【００６２】
そして、代替マップＭｐｓにおいて、車速Ｖ＝６０，スロットル開速度Ｖｓ＝１５％／ｍｓに対応する指令トルクは３２１Ｎｍとなっており、通常マップＭｐｎにおける車速Ｖ＝０，スロットル開速度Ｖｓ＝１５％／ｍｓに対応する指令トルク（即ち０Ｎｍ）よりも大きくなっている。
【００６３】
このことから、代替マップＭｐｓにおける中高速域Ｈ＊の指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける中高速域Ｈの指令トルクよりも大きくなるように設定されていることがわかる。
【００６４】
このように、急発進時等のように低速域でスロットル開速度Ｖｓが大きいときに代替マップＭｐｓを適用することにより、電磁クラッチ機構２１への基本指令電流Ｉ０、即ち後輪側への伝達トルクは通常マップＭｐｎを適用した場合に比べて低減する。このため、急発進時等においてクラッチ接続に伴って発生するショックが軽減される。
【００６５】
また、登坂路を中高速域で走行するような場合、即ち、中高速域でスロットル開速度Ｖｓが小さいときに代替マップＭｐｓを適用することにより、電磁クラッチ機構２１への基本指令電流Ｉ０、即ち後輪側への伝達トルクは通常マップＭｐｎを適用した場合に比べて増大する。このため、登坂路などを中高速域で走行する場合にトルク感や安定性を得たいときには、それ程大きくアクセルペダルを踏み込むことなく、トルク感や安定性が得られる。
【００６６】
四輪駆動車１１の走行状況（本実施形態では、スロットル開速度Ｖｓに基づく運転者の加速意思の強弱）に応じて、適用する特性マップを、通常マップＭｐｎと代替マップＭｐｓとの間において切り替えることにより、前輪側と後輪側との駆動力配分が適切に制御される。
【００６７】
以後、マイコン３２はＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を所定の制御周期（サンプリング周期）毎に繰り返す。本実施形態において、制御周期は１００ｍｓとされている。
【００６８】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）車速Ｖ及びスロットル開度θに加えて、算出されたスロットル開速度Ｖｓに基づいて、駆動力伝達装置１７の駆動力伝達割合を可変制御し、これにより前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御するようにした。例えば急激なスロットル開速度Ｖｓの変化を検知したときは、このスロットル開速度Ｖｓとそのときの車速Ｖとに基づいて適切な指令トルクが設定される。これにより、トルク過大に起因するクラッチ接続時におけるショックの発生やトルク不足に起因する踏込操作量の増大が防止される。このため、四輪駆動車１１の走行状況に応じて適切に駆動力伝達装置１７の駆動力伝達割合を制御可能となる。従って、走行状態に応じて駆動力の配分を適切に行うことができる。また、車両挙動の安定性を向上させることができる。
【００６９】
（２）算出されたスロットル開速度Ｖｓに基づいて、適用する特性マップを通常マップＭｐｎと代替マップＭｐｓとの間で切り替えるようにした。そして、適用された特性マップに基づいて前輪側又は後輪側へ伝達する駆動力を求め、この駆動力が前輪側又は後輪側に伝達されるように前記駆動力伝達装置１７を制御するようにした。このため、走行状況に応じた適切な駆動力を細かく設定することができ、車両挙動の安定性を向上させることができる。
【００７０】
（３）代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルクよりも小さくなるように設定した。このため、例えば急発進時等のように低速域で急激にスロットル開度θが増加する場合に代替マップＭｐｓを適用することにより、通常マップＭｐｎを適用した場合に比べて、指令トルクが低減される。従って、急発進時等において、トルク過大に起因する電磁クラッチ機構２１接続時のショックを緩和することができる。
【００７１】
（４）代替マップＭｐｓにおける中高速域の指令トルクは、通常マップＭｐｎにおける中高速域の指令トルクよりも大きくなるように設定した。このため、例えば登坂路を中高速で走行するような場合に代替マップＭｐｓを適用することにより、トルク感を得るためにアクセルペダルを大きく踏み込む必要がない。換言すれば、アクセルペダルを大きく踏み込むことなくトルク感が得られる。
【００７２】
（５）スロットル開速度Ｖｓと予め設定されたスロットル開速度判定閾値Ｖｓ０とを比較し、この比較結果に基づいて適用する特性マップを切り替えるようにした。スロットル開速度Ｖｓに応じたスロットル開速度判定閾値Ｖｓ０を設定することにより、スロットル開速度Ｖｓに応じた適切な特性マップを適用することができる。
【００７３】
（別例）
尚、前記実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
・本実施形態では、代替マップＭｐｓにおける低速域Ｌ＊の指令トルクは通常マップＭｐｎにおける低速域Ｌの指令トルクよりも小さくなるように、同じく中高速域の指令トルクは通常マップＭｐｎにおける中高速域の指令トルクよりも大きくなるように設定したが、次のようにしてもよい。即ち、代替マップＭｐｓの低速域Ｌ＊の指令トルクを通常マップＭｐｎの低速域Ｌの指令トルクよりも小さくしただけの第１代替マップと、代替マップＭｐｓの中高速域Ｈ＊の指令トルクを通常マップＭｐｎの中高速域Ｈの指令トルクよりも大きくしただけの第２代替マップとを、それぞれ設ける。そして、スロットル開速度Ｖｓに基づいて、適用する特性マップを通常マップＭｐｎ，第１代替マップ，第２代替マップ間で切り替える。このようにしても、本実施形態の（１）〜（５）番目の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
・また、代替マップＭｐｓを前記第１代替マップに置き換えるようにしてもよい。そして、スロットル開速度Ｖｓに基づいて、適用する特性マップを通常マップＭｐｎと第１代替マップとの間で切り替える。このようにしても、本実施形態の（３）番目の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
・さらに、代替マップＭｐｓを前記第２代替マップに置き換えるようにしてもよい。そして、スロットル開速度Ｖｓに基づいて、適用する特性マップを通常マップＭｐｎと第２代替マップとの間で切り替える。このようにしても、本実施形態の（４）番目の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
・本実施形態では、スロットル開速度Ｖｓと車速Ｖとをパラメータとした代替マップＭｐｓを設けたが、例えばアクセル開速度と車速Ｖとにパラメータとした特性マップ（図示略）を使用するようにしてもよい。基づいてトルク特性マップを切り替えるようにしてもよい。また、エンジン回転数の単位時間当たりの変化と車速Ｖとをパラメータ微分項等の他のパラメータを設定し、これに基づいてトルク特性マップを作成するようにしてもよい。
【００７７】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）車速検出手段により得られた車速と、スロットル開度検出手段により得られた内燃機関のスロットルバルブの開度とに基づいて、駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御することにより、前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制方法において、スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に基づいてスロットル開速度を演算し、この算出されたスロットル開速度を加味して前記駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制御方法。
【００７８】
（ロ）車速とスロットル開度とをパラメータとした指令トルクの第１特性マップと、車速とスロットル開速度とをパラメータとした指令トルクの第２特性マップとを予め用意し、前記スロットル開速度に基づいて適用する特性マップを第１特性マップと第２特性マップとの間において切り替えるようにし、この適用された特性マップに基づいて前輪側又は後輪側へ伝達する駆動力を求め、この駆動力が前輪側又は後輪側に伝達されるように前記駆動力伝達装置を制御するようにした前記（イ）項に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御方法。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、スロットル開速度を加味することにより、走行状態に応じた駆動力の配分を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における四輪駆動車の概略構成図。
【図２】本実施形態における駆動力配分制御装置の電気的構成を示す回路図。
【図３】本実施形態におけるマイクロコンピュータの機能ブロック図。
【図４】本実施形態におけるプレトルクの演算手順を示すフローチャート。
【図５】本実施形態における通常マップを示す一覧表。
【図６】本実施形態における代替マップを示す一覧表。
【符号の説明】
１１…四輪駆動車（車両）、
１２…内燃機関を構成するエンジン、
１６…前輪、
１７…駆動力伝達装置、
２０…後輪、
３１…駆動力配分制御装置、
３２ａ…記憶手段を構成するＲＯＭ、
３３…車速検出手段を構成する車輪速センサ、
３４…スロットル開度検出手段を構成するスロットル開度センサ、
５４…特性マップ切替手段を構成するプレトルク演算部、
Ｌ，Ｌ＊…低速域、
Ｈ，Ｈ＊…中高速域、
Ｍｐｎ…第１特性マップを構成する通常マップ、
Ｍｐｓ…第２特性マップを構成する代替マップ、
Ｖ…車速、
θ…スロットル開度、
Ｖｓ…スロットル開速度、
Ｖｓ０…スロットル開速度判定閾値。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a four-wheel drive vehicle that variably controls the driving force transmission ratio of the driving force transmission device based on the vehicle speed and the throttle opening, thereby variably controlling the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side. A driving force distribution control apparatus is known. Specifically, the driving force (transmission torque) corresponding to the vehicle speed and the throttle opening is obtained by referring to a predetermined torque characteristic map, and the four-wheeled wheel is transmitted so that this torque is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side. The driving force distribution control device of the driving vehicle controls the friction engagement force of the electromagnetic clutch constituting the driving force transmission device. This torque characteristic map is a table map of transmission torque using the vehicle speed and the throttle opening as parameters, and is obtained in advance by experimental data using a vehicle model and well-known theoretical calculations.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the driving force distribution control device for the conventional four-wheel drive vehicle has the following problems. That is, in the torque characteristic map, the command torque in the low speed range is generally set higher. For this reason, when the throttle opening suddenly increases in a low speed region, such as when suddenly starting, the command torque is too large and the driver may feel a shock when the electromagnetic clutch is connected. Further, the command torque in the medium and high speed range is set to be low assuming that there is little rapid acceleration demand and gentle acceleration is assumed. For this reason, for example, when a torque shortage is felt during traveling on an uphill road, it is necessary to depress the accelerator pedal greatly in order to obtain a satisfactory torque feeling. Therefore, in the conventional driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle, it may be difficult to distribute the driving force according to the traveling state.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle capable of appropriately distributing the driving force according to the traveling state. There is to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first aspect of the present invention, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variable based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed detecting means and the throttle opening degree of the internal combustion engine obtained by the throttle opening degree detecting means. In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that variably controls the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side by controlling, based on the throttle opening detected by the throttle opening detecting means The throttle opening speed is calculated, and the driving force transmission rate of the driving force transmission device is variably controlled in consideration of the calculated throttle opening speed.The
[0006]
  further,Claim1The invention described in,carStorage means for storing in advance a first characteristic map of command torque with parameters of speed and throttle opening and a second characteristic map of command torque with parameters of vehicle speed and throttle opening speed; Drive for transmitting to the front wheel side or the rear wheel side based on the characteristic map applied by the characteristic map switching means, the characteristic map switching means for switching between the characteristic maps stored in the storage means. The gist is that the driving force transmission device is controlled so that the driving force is obtained and the driving force is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side.
[0007]
  Claim2The invention described in claim1In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle described in 1), the low-speed command torque in the second characteristic map is set to be smaller than the low-speed command torque in the first characteristic map. And
[0008]
  Claim3The invention described in claim1Or claim2In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle described in 1), the command torque in the middle / high speed range in the second characteristic map is set to be larger than the command torque in the middle / high speed range in the first characteristic map.OctopusAnd the gist.
[0009]
  Claim4The invention described in claim1~ Claim3In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to any one of the above, a throttle opening speed is compared with a preset throttle opening speed determination threshold, and a characteristic map to be applied based on the comparison result is calculated. To switchOctopusAnd the gist.
[0010]
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the throttle opening speed is calculated based on the throttle opening detected by the throttle opening detecting means. In addition to the vehicle speed and the throttle opening, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variably controlled based on the calculated throttle opening speed. Thereby, the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side is variably controlled. For this reason, it becomes possible to appropriately control the driving force transmission ratio of the driving force transmission device in accordance with the traveling state of the four-wheel drive vehicle (for example, the driver's willingness to accelerate based on the throttle opening speed). Therefore, the stability of the vehicle behavior is improved.
[0011]
  AdditionThe applied characteristic map is switched between the first characteristic map and the second characteristic map based on the calculated throttle opening speed. Then, based on the applied characteristic map, a driving force to be transmitted to the front wheel side or the rear wheel side is obtained, and the driving force transmission device is controlled so that this driving force is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side. . For this reason, it becomes possible to finely set an appropriate driving force in accordance with the traveling state.
[0012]
  Claim2According to the invention described in claim1In addition to the operation of the invention described in (1), the command torque in the low speed region in the second characteristic map is set to be smaller than the command torque in the low speed region in the first characteristic map. For this reason, for example, when the second characteristic map is applied when the throttle opening is suddenly increased in a low speed range, such as when suddenly starting, the command torque is reduced compared to the case where the first characteristic map is applied. The Therefore, the shock at the time of electromagnetic clutch connection at the time of sudden start etc. is relieved.
[0013]
  Claim3According to the invention described in the invention described in claim1Or claim2In addition to the operation of the invention described in (1), the command torque in the medium / high speed range in the second characteristic map is set to be larger than the command torque in the medium / high speed range in the first characteristic map. For this reason, for example, when the second characteristic map is applied when traveling on an uphill road at medium and high speeds, the accelerator pedal is made larger in order to obtain a feeling of torque and stability than when the first characteristic map is applied. There is no need to step in.
[0014]
  Claim4According to the invention described in the invention described in claim1~ Claim3In addition to the operation of the invention described in any one of the above, the throttle opening speed is compared with a preset throttle opening speed determination threshold, and a characteristic map to be applied is switched based on the comparison result. By setting a throttle opening speed determination threshold corresponding to the throttle opening speed, an appropriate characteristic map corresponding to the throttle opening speed can be applied.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle based on a front wheel drive will be described with reference to FIGS.
[0016]
(overall structure)
As shown in FIG. 1, the four-wheel drive vehicle 11 includes an engine 12 and a transaxle 13 that constitute an internal combustion engine. The transaxle has a transmission and a transfer. A pair of front axles 14 and 14 and a propeller shaft 15 are connected to the transaxle 13. Front wheels 16 and 16 are connected to both front axles 14 and 14, respectively. A driving force transmission device (coupling) 17 is connected to the propeller shaft 15, and a rear differential 18 is connected to the driving force transmission device 17 via a drive pinion shaft (not shown). Rear wheels 20 and 20 are connected to the rear differential 18 via a pair of rear axles 19 and 19.
[0017]
The driving force of the engine 12 is transmitted to the front wheels 16 and 16 via the transaxle 13 and the front axles 14 and 14. Further, when the propeller shaft 15 and the drive pinion shaft are coupled by the driving force transmission device 17 so as to be able to transmit torque, the driving force of the engine 12 causes the propeller shaft 15, the drive pinion shaft, the rear differential 18, and both the rear axles 19 and 19 to be transmitted. To the two rear wheels 20, 20.
[0018]
(Driving force transmission device)
The driving force transmission device 17 includes a wet-type multi-plate electromagnetic clutch mechanism 21. The electromagnetic clutch mechanism 21 has a plurality of clutch plates (not shown) that are frictionally engaged with or separated from each other. When a predetermined current is supplied to the electromagnetic coil 22 (see FIG. 2) built in the electromagnetic clutch mechanism 21, the clutch plates are frictionally engaged with each other, and between the front wheels 16, 16 and the rear wheels 20, 20. Torque (driving force) is transmitted. When the supply of current to the electromagnetic clutch mechanism 21 is cut off, the clutch plates are separated from each other, and the transmission of torque between the front wheels 16 and 16 and the rear wheels 20 and 20 is also cut off.
[0019]
The frictional engagement force of each clutch plate increases or decreases in accordance with the amount of current supplied to the electromagnetic coil 22 (current intensity). By controlling the amount of current supplied to the electromagnetic coil 22, the transmission torque between the front wheels 16, 16 and the rear wheels 20, 20, that is, the restraining force between the front and rear wheels 16, 20 can be arbitrarily adjusted. . As the frictional engagement force of each clutch plate increases, the transmission torque between the front wheels 16, 16 and the rear wheels 20, 20 also increases. Conversely, when the frictional engagement force of each clutch plate decreases, the transmission torque between the front wheels 16 and 16 and the rear wheels 20 and 20 also decreases.
[0020]
Supply and interruption of current to the electromagnetic coil 22 and adjustment of the amount of current supply are controlled by an electronic control device for driving force distribution (hereinafter referred to as “driving force distribution control device 31 (4WD-ECU)”). That is, the driving force distribution control device 31 controls the friction engagement force of each clutch plate in the electromagnetic clutch mechanism 21 to select either the four-wheel driving state or the two-wheel driving state, and in the four-wheel driving state, the front wheel The driving force distribution ratio (torque distribution ratio) between 16, 16 and the rear wheels 20, 20 is controlled.
[0021]
(Electrical configuration)
Next, the electrical configuration of the driving force distribution control device 31 of the four-wheel drive vehicle 11 will be described with reference to FIG.
[0022]
As shown in FIG. 2, the driving force distribution control device 31 of the four-wheel drive vehicle 11 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Write / Read Only Memory), a ROM (Read Only Memory) 32a, an input / output interface, and the like. And a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer 32”). The ROM 32a constitutes storage means.
[0023]
The ROM 32a stores various control programs executed by the microcomputer 32, various data, various characteristic maps, and the like. Various characteristic maps are obtained in advance by experimental data based on vehicle models and well-known theoretical calculations. The RAM develops various control programs written in the ROM 32a, and a data work area for the CPU of the driving force distribution control device 31 to execute various arithmetic processes (for example, arithmetic processes for controlling energization of the electromagnetic coil 22). It is.
[0024]
In the microcomputer 32, a wheel speed sensor 33, a throttle opening sensor 34 constituting a throttle opening detecting means, a relay 35, a current detection circuit 36, a drive circuit 37, and an engine control device (not shown) are respectively input / output interfaces (not shown). Abbreviation).
[0025]
The wheel speed sensors 33 are provided on the left and right front wheels 16 and 16 and the left and right rear wheels 20 and 20, respectively. The total four wheel speed sensors 33 are the wheel speeds (wheels of the front wheels 16 and 16 and the rear wheels 20 and 20). The number of rotations per unit time, that is, the rotation speed) is detected separately, and the detection results (wheel speed signals) are sent to the microcomputer 32.
[0026]
The throttle opening sensor 34 is connected to a throttle valve (not shown) of the engine 12 and detects the opening of the throttle valve (throttle opening θ), that is, the amount of depression of the driver's accelerator pedal (not shown). To do. The throttle opening sensor 34 sends the detection result (depression operation amount signal) to the microcomputer 32.
[0027]
Further, the four-wheel drive vehicle 11 includes a battery 38, and a fuse 39, an ignition switch 40, a relay 35, a shunt resistor 41, an electromagnetic coil 22, and a field effect transistor (hereinafter referred to as “FET 42”) at both ends of the battery 38. ) Series circuit is connected.
[0028]
Both ends of the shunt resistor 41 are connected to the input side of the current detection circuit 36. The current detection circuit 36 detects the current flowing through the shunt resistor 41 based on the voltage across the shunt resistor 41 and sends it to the microcomputer 32. The microcomputer 32 calculates the current flowing through the electromagnetic coil 22 based on the current sent from the current detection circuit 36. A flywheel diode 43 is connected to both ends of the electromagnetic coil 22. The flywheel diode 43 is for releasing the counter electromotive force generated when the FET 42 is turned off, thereby protecting the FET 42. The gate G of the FET 42 is connected to the output side of the drive circuit 37, and the connection point between the source S of the FET 42 and the negative terminal of the battery 38 is grounded.
[0029]
When the ignition switch 40 is turned on (closed operation), electric power is supplied from the battery 38 to the microcomputer 32 via a power supply circuit (not shown). Then, the microcomputer 32 executes various control programs such as a driving force distribution control program on the basis of various information (detection signals) obtained from the wheel speed sensors 33 and the throttle opening sensor 34, and supplies them to the electromagnetic coil 22. The amount of current (command current value) is calculated.
[0030]
Then, the microcomputer 32 outputs the calculated current command value to the drive circuit 37. The drive circuit 37 performs on / off control (PWM control) of the FET 42 so that a current corresponding to the current command value is supplied to the electromagnetic coil 22. That is, the microcomputer 32 controls the amount of current supplied to the electromagnetic coil 22 to variably control the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side.
[0031]
When the ignition switch 40 is turned off (opening operation), power supply to the microcomputer 32 is cut off.
(Operation of the embodiment)
Next, various functions of the microcomputer 32 executed in accordance with various control programs stored in the ROM 32a will be described based on the functional block diagram shown in FIG. Various parameters such as wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr, throttle opening θ, and differential rotational speed ΔN are used as meanings of signals corresponding thereto.
[0032]
The driving force distribution control in the microcomputer 32 is performed as follows. That is, the wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, and Vrr of the left and right front wheels 16 and 16 and the left and right rear wheels 20 and 20 detected by the wheel speed sensor 33 are expressed by a differential rotation speed calculation unit (hereinafter referred to as “ΔN calculation unit 51”). And the vehicle speed calculation unit 52. The vehicle speed calculation unit 52 calculates the vehicle speed V based on the fetched wheel speeds Vfl, Vfr, Vrl, Vrr. The vehicle speed calculation unit 52 sends the calculated vehicle speed V to the differential rotation number torque calculation unit (hereinafter referred to as “ΔN torque calculation unit 53”) and the pre-torque calculation unit 54, respectively. The vehicle speed calculation unit 52 constitutes vehicle speed detection means.
[0033]
The ΔN calculation unit 51 obtains the front wheel average rotation speed Nfn (= (Vfl + Vfr) / 2) based on the wheel speeds Vfl and Vfr of the left and right front wheels 16 and 16, and the both wheel speeds Vrl of the left and right rear wheels 20 and 20. , Vrr is determined to determine the average rear wheel speed Nrn (= (Vrl + Vrr) / 2). Further, the ΔN calculation unit 51 calculates a differential rotation speed ΔN (= | Nfn−Nrn |) from the front wheel average rotation speed Nfn and the rear wheel average rotation speed Nrn. The ΔN calculation unit 51 sends the calculated differential rotation number ΔN to the ΔN torque calculation unit 53. The ΔN calculation unit 51 constitutes a differential rotation speed detection unit.
[0034]
In addition to the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 52 and the differential rotational speed ΔN from the ΔN calculation unit 51, the throttle opening θ detected by the throttle opening sensor 34 is input to the ΔN torque calculation unit 53. The ΔN torque calculation unit 53 refers to a transmission torque (hereinafter referred to as “ΔN torque T1”) corresponding to the vehicle speed V and the differential rotational speed ΔN as a differential rotational speed torque characteristic map (hereinafter referred to as “ΔN torque characteristic map”). ) To calculate. The ΔN torque characteristic map shows changes in ΔN torque T1 with respect to an increase in the differential rotational speed ΔN of the front and rear wheels for each predetermined vehicle speed range. The ΔN torque calculation unit 53 sends the calculated ΔN torque T1 to the adder 55.
[0035]
In addition to the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 52, the pre-torque calculation unit 54 receives the throttle opening θ from the throttle opening sensor 34. The pre-torque calculation unit 54 calculates a transmission torque (hereinafter referred to as “pre-torque T2”) according to the throttle opening θ and the vehicle speed V with reference to the pre-torque characteristic map. The pre-torque characteristic map shows changes in the pre-torque T2 with respect to an increase in the throttle opening θ for each predetermined vehicle speed range. The pre-torque calculator 54 sends the calculated pre-torque T2 to the adder 55.
[0036]
The calculation processing of the pre-torque T2 by the pre-torque calculation unit 54 will be described in detail later.
The adder 55 calculates the command torque T (T = T1 + T2) by adding the ΔN torque T1 sent from the ΔN torque calculator 53 to the pretorque T2 sent from the pretorque calculator 54. The adder 55 sends the calculated command torque T to the command current calculation unit 56.
[0037]
The command current calculation unit 56 calculates a current corresponding to the command torque T sent from the adder 55 (hereinafter referred to as “basic command current I0”) with reference to the basic command current characteristic map. The basic command current characteristic map is for converting the command torque T into the basic command current I0, and shows the change in the command torque T with respect to the change in the current supplied to the electromagnetic coil 22. The command current calculation unit 56 corrects the basic command current I0 based on a correction coefficient corresponding to the vehicle speed V, and sends the corrected basic command current I0 to the subtractor 57.
[0038]
In addition to the basic command current I0 from the command current calculator 56, the coil current Ic of the electromagnetic coil 22 detected by the current detection circuit 36 is input to the subtractor 57. The subtractor 57 sends a current deviation ΔI (ΔI = | I0−Ic |) between the basic command current I0 and the coil current Ic to the PI (proportional integration) control unit 58. The PI control unit 58 calculates a PI control value based on the current deviation ΔI sent from the subtractor 57 and sends this PI control value to the PWM (pulse width modulation) output conversion unit 59.
[0039]
The PWM output conversion unit 59 performs a PWM calculation according to the received PI control value, and sends the result of the PWM calculation to the drive circuit 37. The drive circuit 37 supplies a predetermined current to the electromagnetic coil 22 of the electromagnetic clutch mechanism 21 based on the result of the PWM calculation sent from the PWM output conversion unit 59. Each clutch plate of the electromagnetic clutch mechanism 21 is frictionally engaged with an engagement force corresponding to the supplied current.
[0040]
As described above, the microcomputer 32 variably controls the basic command current I0 in accordance with the differential rotational speed ΔN, the vehicle speed V, and the throttle opening θ (acceleration operation amount), that is, in accordance with the traveling state of the vehicle. The transmission torque between the vehicle and the rear wheel 20 is optimally controlled.
[0041]
(Pre-torque calculation process)
Next, the calculation process of the pre-torque T2 in the pre-torque calculation unit 54 of the microcomputer 32 will be described in detail according to the flowchart shown in FIG. This flowchart is executed based on various control programs stored in advance in the ROM 32a. In the present embodiment, the step is abbreviated as “S”.
[0042]
As shown in FIG. 4, during the pre-torque T2 calculation process, the pre-torque calculation unit 54 of the microcomputer 32 first calculates the throttle opening speed Vs based on the throttle opening θ sent from the throttle opening sensor 34 ( S101). Specifically, the pre-torque calculation unit 54 obtains a throttle opening deviation for 100 ms, that is, a differential term of the throttle opening θ.
[0043]
Next, the pre-torque calculation unit 54 determines whether or not the calculated throttle opening speed Vs is greater than a preset throttle opening speed determination threshold Vs0 (5% / 100 ms in the present embodiment) (S102).
[0044]
When it is determined that the throttle opening speed Vs is smaller than the throttle opening speed determination threshold Vs0 (NO in S102), the pre-torque calculation unit 54 is referred to as a pre-torque characteristic map (hereinafter referred to as “normal map Mpn”) based on the throttle opening θ and the vehicle speed V. ) Is applied (S103), and the process proceeds to S104.
[0045]
In S104, the pre-torque calculation unit 54 calculates the pre-torque T2 by referring to the pre-torque characteristic map Mp based on the throttle opening θ and the vehicle speed V.
The normal map Mpn is a map that is applied during normal travel in which the driver does not suddenly depress the accelerator pedal, for example, when starting suddenly or accelerating on an uphill road, and is stored in the ROM 32a in advance. Yes.
[0046]
As shown in FIG. 5, the normal map Mpn is a table map of the pre-torque T2 with the throttle opening θ and the vehicle speed V as parameters. Specifically, the throttle opening θ is set as 0, 1, 5, 20, 70, 100, and the vehicle speed V is set as 0, 5, 20, 30, 60, 130, 150. Each value is linearly interpolated.
[0047]
On the other hand, if it is determined in S102 that the throttle opening speed Vs is larger than the throttle opening speed determination threshold Vs0 (5% / 100 ms) (YES in S102), the pre-torque calculation unit 54 performs pre-torque characteristics based on the throttle opening speed Vs and the vehicle speed V. A map (hereinafter referred to as “alternative map Mps”) is applied (S105), and the process proceeds to S104.
[0048]
In S104, the pre-torque calculation unit 54 calculates the pre-torque T2 by referring to the alternative map Mps based on the throttle opening θ and the vehicle speed V.
The alternative map Mps is a map that is applied when the driver suddenly depresses the accelerator pedal, for example, when starting suddenly or accelerating on an uphill road, and is stored in the ROM 32a in advance.
[0049]
As shown in FIG. 6, the alternative map Mps is a table map of the pre-torque T2 using the throttle opening speed Vs and the vehicle speed V as parameters. Specifically, the throttle opening speed Vs is set as 5, 7, 10, 12, 15, 20, and the vehicle speed V is set as 0, 5, 20, 30, 60, 130, 150. Each value is linearly interpolated.
[0050]
(Comparison of alternative map and normal map)
The command torque in the low speed region L * (see FIG. 6) in the alternative map Mps is set to be smaller than the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn (see FIG. 5). In the present embodiment, the command torque in the low speed region L * in the alternative map Mps is about 0.5 times the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn.
[0051]
Further, the command torque in the medium / high speed region H * (see FIG. 6) in the alternative map Mps is set to be larger than the command torque in the medium / high speed region H (see FIG. 5) in the normal map Mpn. In the present embodiment, the command torque in the medium / high speed region H * (see FIG. 6) in the alternative map Mps is about 1.5 times the command torque in the medium / high speed region H (see FIG. 5) in the normal map Mpn. .
[0052]
Here, the normal map Mpn shown in FIG. 5 is compared with the alternative map Mps shown in FIG. Since the parameters differ between the throttle opening θ and the throttle opening speed Vs, first, the throttle opening speed Vs is obtained from the normal map Mpn, and the command torque corresponding to the throttle opening speed Vs is obtained. Then, the command torque is compared with the command torque corresponding to the throttle opening speed Vs obtained from the alternative map Mps.
[0053]
(Low speed range)
First, the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn is compared with the command torque in the low speed region L * in the alternative map Mps.
[0054]
In the normal map Mpn, for example, consider a case where the throttle opening θ changes from 5% to 20% in a state where the vehicle speed V = 0 km / h.
The throttle opening speed Vs (that is, the differential term of the throttle opening θ) is obtained by the following equation (A).
[0055]
Vs = dθ / dt (A)
Here, dθ is a deviation of the throttle opening θ per unit time (control cycle), and dt is a control cycle (sampling cycle).
[0056]
In this embodiment, dθ = 15% and dt = 100 ms (milliseconds). Therefore, when these are substituted into the equation (A), the throttle opening speed Vs is as follows.
Vs = 15% / 100ms
Since the command torque corresponding to the calculated throttle opening speed Vs is a deviation dT per unit time of the command torque in the normal map Mpn, the following is obtained from the normal map Mpn.
[0057]
dT = 208Nm
This is the difference between the command torque corresponding to V = 0, θ = 20% in the normal map Mpn and the command torque corresponding to V = 0, θ = 5%.
[0058]
In the alternative map Mps, the command torque corresponding to the vehicle speed V = 0 and the throttle opening speed Vs = 15% / ms is 150 Nm. The vehicle speed V = 0 and the throttle opening speed Vs = 15% / ms in the normal map Mpn. It is smaller than the command torque corresponding to ms (that is, 208 Nm).
[0059]
From this, it can be seen that the command torque in the low speed region L * in the alternative map Mps is set to be smaller than the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn.
[0060]
(Medium / high speed range)
Next, the command torque in the medium / high speed region H in the normal map Mpn and the command torque in the medium / high speed region H * in the alternative map Mps are compared.
[0061]
In the normal map Mpn, for example, consider a case where the throttle opening θ changes from 5% to 20% with the vehicle speed V = 60 km / h. At this time, the throttle opening speed Vs is 15% / 100 ms, and the command torque corresponding to the calculated throttle opening speed Vs is dT = 0 Nm.
[0062]
In the alternative map Mps, the command torque corresponding to the vehicle speed V = 60 and the throttle opening speed Vs = 15% / ms is 321 Nm. The vehicle speed V = 0 and the throttle opening speed Vs = 15% / ms in the normal map Mpn. It is larger than the command torque corresponding to ms (that is, 0 Nm).
[0063]
From this, it can be seen that the command torque in the medium / high speed region H * in the alternative map Mps is set to be larger than the command torque in the medium / high speed region H in the normal map Mpn.
[0064]
In this way, by applying the alternative map Mps when the throttle opening speed Vs is large in the low speed range, such as when suddenly starting, the basic command current I0 to the electromagnetic clutch mechanism 21, that is, the transmission torque to the rear wheel side. Decreases compared to the case where the normal map Mpn is applied. For this reason, the shock which arises with clutch connection at the time of sudden start etc. is reduced.
[0065]
Further, when traveling on an uphill road in the medium-high speed range, that is, when the throttle opening speed Vs is small in the medium-high speed range, the basic command current I0 to the electromagnetic clutch mechanism 21 is obtained by applying the alternative map Mps, that is, The transmission torque to the rear wheel side increases compared to the case where the normal map Mpn is applied. For this reason, when it is desired to obtain a feeling of torque and stability when traveling on an uphill road in a medium and high speed range, the feeling of torque and stability can be obtained without depressing the accelerator pedal so much.
[0066]
A characteristic map to be applied is switched between the normal map Mpn and the alternative map Mps according to the traveling state of the four-wheel drive vehicle 11 (in this embodiment, the driver's acceleration intention based on the throttle opening speed Vs). Thus, the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side is appropriately controlled.
[0067]
Thereafter, the microcomputer 32 repeats the processing of S101 to S105 every predetermined control cycle (sampling cycle). In the present embodiment, the control cycle is 100 ms.
[0068]
(Effect of embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Based on the calculated throttle opening speed Vs in addition to the vehicle speed V and the throttle opening degree θ, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device 17 is variably controlled, whereby the front wheel side and the rear wheel side are controlled. The driving force distribution is variably controlled. For example, when a sudden change in the throttle opening speed Vs is detected, an appropriate command torque is set based on the throttle opening speed Vs and the vehicle speed V at that time. As a result, it is possible to prevent the occurrence of shock when the clutch is engaged due to excessive torque and the increase in the stepping operation amount due to insufficient torque. For this reason, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device 17 can be appropriately controlled according to the traveling state of the four-wheel drive vehicle 11. Therefore, it is possible to appropriately distribute the driving force according to the traveling state. In addition, the stability of the vehicle behavior can be improved.
[0069]
(2) The characteristic map to be applied is switched between the normal map Mpn and the alternative map Mps based on the calculated throttle opening speed Vs. Then, based on the applied characteristic map, the driving force transmitted to the front wheel side or the rear wheel side is obtained, and the driving force transmission device 17 is controlled so that this driving force is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side. I made it. For this reason, it is possible to finely set an appropriate driving force in accordance with the traveling state, and it is possible to improve the stability of the vehicle behavior.
[0070]
(3) The command torque in the low speed region L * in the alternative map Mps is set to be smaller than the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn. For this reason, the command torque is reduced by applying the alternative map Mps when the throttle opening θ is suddenly increased in a low speed region, such as when suddenly starting, as compared with the case where the normal map Mpn is applied. The Therefore, a shock at the time of connecting the electromagnetic clutch mechanism 21 due to excessive torque at the time of sudden start or the like can be reduced.
[0071]
(4) The command torque in the medium / high speed region in the alternative map Mps is set to be larger than the command torque in the medium / high speed region in the normal map Mpn. For this reason, it is not necessary to depress the accelerator pedal greatly in order to obtain a feeling of torque by applying the alternative map Mps, for example, when traveling on an uphill road at medium to high speed. In other words, a feeling of torque can be obtained without greatly depressing the accelerator pedal.
[0072]
(5) The throttle opening speed Vs is compared with a preset throttle opening speed determination threshold value Vs0, and a characteristic map to be applied is switched based on the comparison result. By setting the throttle opening speed determination threshold value Vs0 corresponding to the throttle opening speed Vs, an appropriate characteristic map corresponding to the throttle opening speed Vs can be applied.
[0073]
(Another example)
In addition, you may implement the said embodiment as follows.
In the present embodiment, the command torque in the low speed region L * in the alternative map Mps is smaller than the command torque in the low speed region L in the normal map Mpn so that the command torque in the medium high speed region is also in the normal map Mpn. Although it is set to be larger than the command torque, it may be as follows. That is, the command map of the first alternative map in which the command torque in the low speed range L * of the alternative map Mps is made smaller than the command torque in the low speed range L of the normal map Mpn and the command torque in the medium / high speed range H * of the alternative map Mps are normally set. A second alternative map that is larger than the command torque in the medium and high speed range H of the map Mpn is provided. Based on the throttle opening speed Vs, the characteristic map to be applied is switched among the normal map Mpn, the first alternative map, and the second alternative map. Even if it does in this way, the effect similar to the (1)-(5) th effect of this embodiment can be acquired.
[0074]
Further, the alternative map Mps may be replaced with the first alternative map. Then, based on the throttle opening speed Vs, the applied characteristic map is switched between the normal map Mpn and the first alternative map. Even if it does in this way, the effect similar to the (3) th effect of this embodiment can be acquired.
[0075]
Further, the alternative map Mps may be replaced with the second alternative map. Then, based on the throttle opening speed Vs, the applied characteristic map is switched between the normal map Mpn and the second alternative map. Even if it does in this way, the effect similar to the (4) th effect of this embodiment can be acquired.
[0076]
In the present embodiment, the alternative map Mps using the throttle opening speed Vs and the vehicle speed V as parameters is provided. For example, a characteristic map (not shown) using the accelerator opening speed and the vehicle speed V as parameters is used. Also good. Based on this, the torque characteristic map may be switched. Further, another parameter such as a parameter differential term may be set for the change per unit time of the engine speed and the vehicle speed V, and a torque characteristic map may be created based on this.
[0077]
(Appendix)
Next, a technical idea that can be grasped from the embodiment and another example will be added below.
(A) By variably controlling the driving force transmission ratio of the driving force transmission device based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed detecting means and the opening degree of the throttle valve of the internal combustion engine obtained by the throttle opening degree detecting means. In the driving force distribution control method for a four-wheel drive vehicle in which the driving force distribution between the front wheel side and the rear wheel side is variably controlled, the throttle opening speed is determined based on the throttle opening detected by the throttle opening detecting means. A driving force distribution control method for a four-wheel drive vehicle, wherein the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variably controlled by calculating and taking into consideration the calculated throttle opening speed.
[0078]
(B) A first characteristic map of command torque using the vehicle speed and throttle opening as parameters and a second characteristic map of command torque using the vehicle speed and throttle opening speed as parameters are prepared in advance, and the throttle opening speed The characteristic map to be applied is switched between the first characteristic map and the second characteristic map, the driving force transmitted to the front wheel side or the rear wheel side is obtained based on the applied characteristic map, and this driving force is obtained. The driving force distribution control method for a four-wheel drive vehicle as described in (a) above, wherein the driving force transmission device is controlled so that is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, by considering the throttle opening speed, it is possible to appropriately distribute the driving force according to the traveling state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle in the present embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a driving force distribution control device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a functional block diagram of a microcomputer according to the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a pre-torque calculation procedure in the present embodiment.
FIG. 5 is a list showing a normal map in the present embodiment.
FIG. 6 is a list showing alternative maps in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... Four-wheel drive vehicle (vehicle),
12 ... an engine constituting an internal combustion engine,
16 ... Front wheels,
17 ... Driving force transmission device,
20 ... Rear wheel
31 ... Driving force distribution control device,
32a ... ROM constituting the storage means,
33 ... Wheel speed sensor constituting vehicle speed detecting means,
34. Throttle opening sensor constituting throttle opening detecting means;
54... Pre-torque calculation unit constituting characteristic map switching means,
L, L * ... Low speed range,
H, H * ... medium and high speed range,
Mpn: a normal map constituting the first characteristic map,
Mps: an alternative map constituting the second characteristic map,
V ... Vehicle speed,
θ: throttle opening,
Vs ... Throttle opening speed,
Vs0: Throttle opening speed determination threshold value.

Claims

車速検出手段により得られた車速と、スロットル開度検出手段により得られた内燃機関のスロットル開度とに基づいて、駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御することにより、前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度に基づいてスロットル開速度を演算し、この算出されたスロットル開速度を加味して前記駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御するとともに、
車速とスロットル開度とをパラメータとした指令トルクの第１特性マップと、車速とスロットル開速度とをパラメータとした指令トルクの第２特性マップとを予め格納した記憶手段と、
前記スロットル開速度に基づいて適用する特性マップを記憶手段に格納された両特性マップ間において切り替える特性マップ切替手段とを備え、
特性マップ切替手段により適用された特性マップに基づいて前輪側又は後輪側へ伝達する駆動力を求め、この駆動力が前輪側又は後輪側に伝達されるように前記駆動力伝達装置を制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制御装置。Based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed detecting means and the throttle opening degree of the internal combustion engine obtained by the throttle opening degree detecting means, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variably controlled, so that In the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that variably controls the driving force distribution with the wheel side,
The throttle opening speed is calculated based on the throttle opening detected by the throttle opening detection means, and the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variably controlled in consideration of the calculated throttle opening speed .
Storage means for storing in advance a first characteristic map of command torque with parameters of vehicle speed and throttle opening; and a second characteristic map of command torque with parameters of vehicle speed and throttle opening speed;
Characteristic map switching means for switching a characteristic map to be applied based on the throttle opening speed between the two characteristic maps stored in the storage means,
Based on the characteristic map applied by the characteristic map switching means, the driving force transmitted to the front wheel side or the rear wheel side is obtained, and the driving force transmission device is controlled so that this driving force is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side. A driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle.

第２特性マップにおける低速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける低速度域の指令トルクよりも小さくなるように設定した請求項１に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置。 The driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the command torque in the low speed region in the second characteristic map is set to be smaller than the command torque in the low speed region in the first characteristic map .

第２特性マップにおける中高速度域の指令トルクは、第１特性マップにおける中高速度域の指令トルクよりも大きくなるように設定した請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置。 3. The driving force distribution of the four-wheel drive vehicle according to claim 1 , wherein the command torque in the middle and high speed range in the second characteristic map is set to be larger than the command torque in the middle and high speed range in the first characteristic map. Control device.

スロットル開速度と予め設定されたスロットル開速度判定閾値とを比較し、この比較結果に基づいて適用する特性マップを切り替えるようにした請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置。 Comparing the preset throttle opening speed determining threshold and the throttle opening speed, fourth claimed in any one of claims 1 to 3 to switch the characteristic map to be applied on the basis of the comparison result Driving force distribution control device for wheel drive vehicles.