JP4223255B2 - ４輪駆動車のスリップ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪側と後輪側とのトルク伝達配分をトランスファクラッチを介して可変することで、車輪のスリップを防止する４輪駆動車のスリップ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、４輪駆動車では、例えば、特開平７−２５２５８号公報に開示されているような電磁クラッチや、油圧駆動のクラッチを用いたトランスファクラッチを備え、このトランスファクラッチの締結力を可変することで、前後輪のトルク配分を可変するシステムが知られており、このトランスファクラッチを用いたシステムでは、前後左右何れかの車輪にスリップが生じた場合、車輪の回転差に応じてトランスファクラッチの締結力を可変することで、スリップを防止するスリップ制御を実行する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２５２５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスリップ制御では、スリップ制御開始までに比較的大きな不感帯（制御を行わない領域）を設けており、制御開始スリップ量を越えて（不感帯を越えて）スリップ制御が開始されると、急激にトルクが変化し、車両挙動に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００５】
この場合、スリップを防止するためには、前後輪の回転差に応じてトランスファクラッチの締結力を直結方向に制御することが必要である反面、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象、すなわち前後輪の間の旋回半径の相違に伴う回転速度差によるブレーキ現象の発生を防止するためには、前後輪に回転差が生じた場合、トランスファクラッチの締結力を解放方向にする必要があり、上述の不感帯を単純に狭くすると、極低速旋回時の車輪の軌跡差による車輪速度差をスリップと誤判定してトランスファクラッチの締結力を増加させる方向に制御してしまい、結果的にタイトコーナブレーキ現象の発生を促すことになってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、スリップ制御への移行に伴う急激なトルク変化を防止することのできる４輪駆動車のスリップ制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、前輪側と後輪側とのトルク伝達配分をトランスファクラッチを介して可変し、車輪がスリップしたとき、上記トランスファクラッチの締結力を制御してスリップを防止する４輪駆動車のスリップ制御装置において、車輪のスリップ量が設定値以下の第１の領域で、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値をスリップ量に応じて算出する手段と、上記第１の領域におけるトランスファクラッチの締結力に対する指示値を、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値で補正する手段と、上記第１の領域から車輪のスリップ量が設定値を越えた第２の領域に移行したとき、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値を、上記第２の領域におけるスリップ量に応じた指示値に上記第１の領域における指示値を加算した値として算出する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明による４輪駆動車のスリップ制御装置は、前後左右何れかの車輪がスリップしたとき、車輪のスリップ量が設定値以下の第１の領域においては、スリップ量に応じて算出したトランスファクラッチの締結力に対する指示値を、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値で補正してスリップ制御を行い、車輪のスリップ量が設定値を越えた第２の領域に移行したとき、第２の領域におけるスリップ量に応じた指示値に第１の領域における指示値を加算した値で、トランスファクラッチの締結力を制御することで、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、従来の不感帯領域に相当する第１の領域から円滑に第２の領域に移行させ、急激なトルク変化を防止して車両挙動の不安定化を回避する。
【０００９】
その際、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値は、車速、車速と車輪速比、車速とエンジンのスロットル開度、車速と操舵角、横加速度と車輪速比、横加速度と操舵角、ヨーレートと車輪速比、或いはヨーレートと操舵角の各パラメータに基づいて算出することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形態に係わり、図１はシステムの概略構成図、図２はスリップ制御の制御領域を示す説明図、図３はスリップ制御処理のフローチャート、図４は補正値マップの一例を示す説明図である。
【００１１】
先ず、図１に基づいて４輪駆動車の動力伝達系について説明する。同図において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の出力軸に連結されるトランスミッション２の後部に、トランスファ３が一体的に連設されている。トランスファ３は、トランスミッション２からの駆動力が入力されるプラネタリギヤ機構４と、このプラネタリギヤ機構４に連設され、後述するトランスファ制御ユニット２０により締結力（締結トルク）が電子制御される多板クラッチからなるトランスファクラッチ５とでセンターデファレンシャルを構成し、エンジン１の出力がトランスミッション２で所定に変速された後、トランスファ３を介して駆動力が前輪側と後輪側とに分配される。
【００１２】
本形態においては、トランスミッション２の出力側がプラネタリギヤ機構４のリングギヤに連結され、このリングギヤとサンギヤとに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアがプロペラシャフト６を介してリヤデファレンシャル７に連結されている。また、プラネタリギヤ機構４のキャリアがトランスファクラッチ５のクラッチドラムに連結され、サンギヤがトランスファクラッチ５のクラッチハブに連結されると共にフロントドライブシャフト８を介してフロントデファレンシャル９に連結されている。
【００１３】
トランスファクラッチ５は、クラッチドラムとクラッチハブとの間を接離自在に連設するクラッチプレートをキャリアを介して押圧する駆動機構、例えば電磁クラッチ及びトルク増幅用カムからなる電磁駆動機構を備え、この電磁駆動機構の励磁電流を制御することで締結トルクが制御される。
【００１４】
そして、トランスミッション２からプラネタリギヤ機構４に入力される駆動力がキャリアからリヤデファレンシャル７を介して左右の後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達されると共に、トランスファクラッチ５の締結力に応じたキャリアとサンギヤとの差動出力がフロントデファレンシャル９を介して左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒに伝達される。すなわち、トランスファクラッチ５が完全締結状態では、キャリアとサンギヤとが一体的に固定されて前輪側と後輪側とに均等にトルク配分され、トランスファクラッチ５が解放状態では、後輪偏重のトルク配分となる。
【００１５】
トランスファクラッチ５の締結トルクは、マイクロコンピュータを中心として構成されるトランスファ制御ユニット２０により電子的に制御される。このトランスファ制御ユニット２０には、エンジン運転状態や車両走行状態を検出する各種センサ・スイッチ類からの各信号が入力され、これらの信号に基づいてトランスファクラッチ５の締結トルクの指示値を演算する。
【００１６】
トランスファ制御ユニット２０に入力される信号としては、図１に示すように、右前輪１０Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＲ、左前輪１０Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＬ、右後輪１１Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＲ、左後輪１１Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＬ、エンジン１のスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ２２、ハンドルの回転角（操舵角）を検出する舵角センサ２３、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ２４、車両のヨー方向の回転角速度（ヨーレート）を検出するヨーレートセンサ２５等からの各信号が入力される。
【００１７】
このようなトランスファクラッチ５の締結トルク制御においては、前後左右何れかの車輪にスリップが生じた場合、通常制御からスリップ制御に移行する。このスリップ制御では、所定の差回転に達するまでに不感帯を設けてスリップ制御を開始する従来の制御に対し、図２に示すように、不感帯領域を第１スリップ制御領域としてスリップ量に応じた締結トルクを比例制御的に導き、低車速の大転舵時におけるタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、不感帯以後のスリップ制御領域（第２スリップ制御領域）へ滑らかに移行させるようにしている。
【００１８】
具体的には、第１スリップ制御領域で車輪間の差回転に比例した値を最大値として仮の指示トルクを求め、この仮の指示トルクをタイトコーナブレーキ量に応じた補正量で補正してトランスファクラッチ５の指示トルクとすることでタイトコーナブレーキ現象の発生を防止する。そして、不感帯以後のスリップ制御領域（第２スリップ制御領域）では、スリップ量に応じた指示トルクと第１スリップ制御領域での指示トルクとを加算した値を指示トルクとしてスリップ制御を行うことで、第１スリップ制御領域から第２スリップ制御領域へ円滑に移行させ、急激なトルク変化を防止して車両挙動の安定化を図る。
【００１９】
以下、トランスファ制御ユニット２０によるスリップ制御処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
このスリップ制御処理では、先ず、ステップＳ１０１において、車輪速センサ２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬからの信号に基づいて検出可能なレベル以上の車輪間の差回転が出ているか否かを調べる。その結果、差回転が出ていない場合には、ステップＳ１０１から抜けて車両の運転状態に応じた指示トルクを演算する他の指示トルク算出ルーチンへ移行し、差回転が出ている場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０２以降へ進む。
【００２１】
ステップＳ１０２では、現在の制御領域が第２スリップ制御領域か否かを調べる。そして、第２スリップ制御領域でない場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０３へ進んで現時点での制御を仮の第１スリップ制御とし、この仮の第１スリップ制御における仮の指示トルク（仮第１スリップ制御指示トルク）ＳＶＰＴＱ１を、差回転に比例した指示トルクとして算出する。
【００２２】
次に、ステップＳ１０４へ進み、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１をタイトコーナブレーキ量に応じて補正するための補正値ＴＱＶＧＮを、マップ（或いはテーブル）参照により算出する。補正値ＴＱＶＧＮは、０．００〜１．００の値を取り、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する乗算項として用いられる。すなわち、補正値ＴＱＶＧＮの値が小さくなる程、トランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正して後輪側のトルク配分を大きくすることで、タイトコーナブレーキ現象の発生を防止する。
【００２３】
具体的には、補正値ＴＱＶＧＮは、以下の（１）〜（１４）に示すように、車速、横加速度、ヨーレートを基本とし、これらのパラメータに、車輪速比、スロットル開度、操舵角等を加えたパラメータに基づいてシミュレーション或いは実験等によりタイトコーナブレーキ量を推測してデータマップ（或いはテーブル）を予め作成しておき、このデータマップ（或いはテーブル）を補間計算付で参照することで補正値ＴＱＶＧＮを求める。
【００２４】
（１）車速と左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
図４は、車速と左右車輪速比とをパラメータとする補正値データマップの例を示し、マップの格子点を４点補間して補正値ＴＱＶＧＮを算出する。このマップでは、車速が高くなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値が１．００に近づき、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正量が小さくなる一方、低車速域では、左右車輪速比が中央値（１．０；直進時）から離れる程、補正値ＴＱＶＧＮの値が小さくなり、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正量が大きくなる特性に設定されている。また、マップは、車速が上記高車速より更に高い場合には、燃費対策として補正値が小さくなるように設定してある。
【００２５】
（２）車速と前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
（１）と略同様であり、車速が低き、前後車輪速比が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２６】
（３）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比と車速とに基づいて補正値を算出
（１），（２）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、車速が低く、車輪速比が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２７】
（４）車速とスロットル開度とに基づいて補正値を算出
車速が低く、スロットル開度が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２８】
（５）車速と操舵角とに基づいて補正値を算出
車速が小さく、操舵角が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２９】
（６）車速のみに基づいて補正値を算出
車速が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３０】
（７）横加速度と前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、前後車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３１】
（８）横加速度と左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、左右車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３２】
（９）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比と横加速度とに基づいて補正値を算出
（７），（８）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、横加速度が大きく、車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３３】
（１０）横加速度と操舵角とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、操舵角が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３４】
（１１）ヨーレートと前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、前後車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３５】
（１２）ヨーレートと左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、左右車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３６】
（１３）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比とヨーレートとに基づいて補正値を算出
（１１），（１２）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、ヨーレートが大きく、車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３７】
（１４）ヨーレートと操舵角とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、操舵角が大きい程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３８】
尚、以上のパラメータを検出するセンサ等が故障した場合には、補正値ＴＱＶＧＮを一定値とするが、ＴＱＶＧＮ＝０として第１スリップ制御領域での制御を中止することが望ましい。
【００３９】
以上により仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正値ＴＱＶＧＮを算出した後、ステップＳ１０４からステップＳ１０５へ進み、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に補正値ＴＱＶＧＮを乗算して第１スリップ制御指示トルクを算出し、ルーチンを抜ける。この第１スリップ制御指示トルクは、前後輪スリップ、前左右輪スリップ、後左右輪スリップに対して算出され、そのなかで最大のものがトランスファクラッチ５の指示締結トルクとして用いられ、不感帯領域でスリップ量に応じて比例制御的に求めた仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１が補正値ＴＱＶＧＮにより補正され、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生が防止される。
【００４０】
その後、第１スリップ制御領域から第２スリップ制御領域に移行し、ステップＳ１０２からステップＳ１０６へ進むと、第２スリップ制御領域での指示トルク（第２スリップ制御指示トルク）ＳＶＰＴＱ２を、スリップ量に応じた指示トルクに第１スリップ制御領域での指示トルクを加算した値として算出し、ルーチンを抜ける。第２スリップ制御領域では、差回転に応じて予めシミュレーション或いは実験等により求めた指示トルクを目標値として、この目標値に第１スリップ制御領域での指示トルク分（仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１或いは、補正後の第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１×ＴＱＶＧＮ）を上乗せし、微分制御によりスリップを抑制する。
【００４１】
このように本実施の形態においては、予め従来のスリップ制御における不感帯域でスリップ量に応じた比例制御的なスリップ制御を行い、不感帯以後のスリップ制御に円滑に移行させるため、従来のように不感帯域から急激にトルクが変化することがなく、スリップ制御への移行に伴う車両挙動の不安定化を防止することができる。しかも、不感帯域でのスリップ制御においては、タイトコーナブレーキ量に応じた補正を行うため、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生による乗り心地の悪化を防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、４輪駆動車の低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、スリップ制御への移行に伴う急激なトルク変化を防止することができ、車両挙動の不安定化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システムの概略構成図
【図２】スリップ制御の制御領域を示す説明図
【図３】スリップ制御処理のフローチャート
【図４】補正値マップの一例を示す説明図
【符号の説明】
１ エンジン
２ トランスミッション
３ トランスファ３
５ トランスファクラッチ
２０ トランスファ制御ユニット
ＳＶＰＴＱ１ 仮第１スリップ制御指示トルク
ＴＱＶＧＮ 補正値
ＳＶＰＴＱ２ 第２スリップ制御指示トルク
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪側と後輪側とのトルク伝達配分をトランスファクラッチを介して可変することで、車輪のスリップを防止する４輪駆動車のスリップ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、４輪駆動車では、例えば、特開平７−２５２５８号公報に開示されているような電磁クラッチや、油圧駆動のクラッチを用いたトランスファクラッチを備え、このトランスファクラッチの締結力を可変することで、前後輪のトルク配分を可変するシステムが知られており、このトランスファクラッチを用いたシステムでは、前後左右何れかの車輪にスリップが生じた場合、車輪の回転差に応じてトランスファクラッチの締結力を可変することで、スリップを防止するスリップ制御を実行する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２５２５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスリップ制御では、スリップ制御開始までに比較的大きな不感帯（制御を行わない領域）を設けており、制御開始スリップ量を越えて（不感帯を越えて）スリップ制御が開始されると、急激にトルクが変化し、車両挙動に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００５】
この場合、スリップを防止するためには、前後輪の回転差に応じてトランスファクラッチの締結力を直結方向に制御することが必要である反面、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象、すなわち前後輪の間の旋回半径の相違に伴う回転速度差によるブレーキ現象の発生を防止するためには、前後輪に回転差が生じた場合、トランスファクラッチの締結力を解放方向にする必要があり、上述の不感帯を単純に狭くすると、極低速旋回時の車輪の軌跡差による車輪速度差をスリップと誤判定してトランスファクラッチの締結力を増加させる方向に制御してしまい、結果的にタイトコーナブレーキ現象の発生を促すことになってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、スリップ制御への移行に伴う急激なトルク変化を防止することのできる４輪駆動車のスリップ制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、前輪側と後輪側とのトルク伝達配分をトランスファクラッチを介して可変し、車輪がスリップしたとき、上記トランスファクラッチの締結力を制御してスリップを防止する４輪駆動車のスリップ制御装置において、車輪のスリップ量が設定値以下の第１の領域で、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値をスリップ量に応じて算出する手段と、上記第１の領域におけるトランスファクラッチの締結力に対する指示値を、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値で補正する手段と、上記第１の領域から車輪のスリップ量が設定値を越えた第２の領域に移行したとき、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値を、上記第２の領域におけるスリップ量に応じた指示値に上記第１の領域における指示値を加算した値として算出する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明による４輪駆動車のスリップ制御装置は、前後左右何れかの車輪がスリップしたとき、車輪のスリップ量が設定値以下の第１の領域においては、スリップ量に応じて算出したトランスファクラッチの締結力に対する指示値を、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値で補正してスリップ制御を行い、車輪のスリップ量が設定値を越えた第２の領域に移行したとき、第２の領域におけるスリップ量に応じた指示値に第１の領域における指示値を加算した値で、トランスファクラッチの締結力を制御することで、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、従来の不感帯領域に相当する第１の領域から円滑に第２の領域に移行させ、急激なトルク変化を防止して車両挙動の不安定化を回避する。
【０００９】
その際、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値は、車速、車速と車輪速比、車速とエンジンのスロットル開度、車速と操舵角、横加速度と車輪速比、横加速度と操舵角、ヨーレートと車輪速比、或いはヨーレートと操舵角の各パラメータに基づいて算出することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形態に係わり、図１はシステムの概略構成図、図２はスリップ制御の制御領域を示す説明図、図３はスリップ制御処理のフローチャート、図４は補正値マップの一例を示す説明図である。
【００１１】
先ず、図１に基づいて４輪駆動車の動力伝達系について説明する。同図において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の出力軸に連結されるトランスミッション２の後部に、トランスファ３が一体的に連設されている。トランスファ３は、トランスミッション２からの駆動力が入力されるプラネタリギヤ機構４と、このプラネタリギヤ機構４に連設され、後述するトランスファ制御ユニット２０により締結力（締結トルク）が電子制御される多板クラッチからなるトランスファクラッチ５とでセンターデファレンシャルを構成し、エンジン１の出力がトランスミッション２で所定に変速された後、トランスファ３を介して駆動力が前輪側と後輪側とに分配される。
【００１２】
本形態においては、トランスミッション２の出力側がプラネタリギヤ機構４のリングギヤに連結され、このリングギヤとサンギヤとに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアがプロペラシャフト６を介してリヤデファレンシャル７に連結されている。また、プラネタリギヤ機構４のキャリアがトランスファクラッチ５のクラッチドラムに連結され、サンギヤがトランスファクラッチ５のクラッチハブに連結されると共にフロントドライブシャフト８を介してフロントデファレンシャル９に連結されている。
【００１３】
トランスファクラッチ５は、クラッチドラムとクラッチハブとの間を接離自在に連設するクラッチプレートをキャリアを介して押圧する駆動機構、例えば電磁クラッチ及びトルク増幅用カムからなる電磁駆動機構を備え、この電磁駆動機構の励磁電流を制御することで締結トルクが制御される。
【００１４】
そして、トランスミッション２からプラネタリギヤ機構４に入力される駆動力がキャリアからリヤデファレンシャル７を介して左右の後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達されると共に、トランスファクラッチ５の締結力に応じたキャリアとサンギヤとの差動出力がフロントデファレンシャル９を介して左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒに伝達される。すなわち、トランスファクラッチ５が完全締結状態では、キャリアとサンギヤとが一体的に固定されて前輪側と後輪側とに均等にトルク配分され、トランスファクラッチ５が解放状態では、後輪偏重のトルク配分となる。
【００１５】
トランスファクラッチ５の締結トルクは、マイクロコンピュータを中心として構成されるトランスファ制御ユニット２０により電子的に制御される。このトランスファ制御ユニット２０には、エンジン運転状態や車両走行状態を検出する各種センサ・スイッチ類からの各信号が入力され、これらの信号に基づいてトランスファクラッチ５の締結トルクの指示値を演算する。
【００１６】
トランスファ制御ユニット２０に入力される信号としては、図１に示すように、右前輪１０Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＲ、左前輪１０Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＬ、右後輪１１Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＲ、左後輪１１Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＬ、エンジン１のスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ２２、ハンドルの回転角（操舵角）を検出する舵角センサ２３、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ２４、車両のヨー方向の回転角速度（ヨーレート）を検出するヨーレートセンサ２５等からの各信号が入力される。
【００１７】
このようなトランスファクラッチ５の締結トルク制御においては、前後左右何れかの車輪にスリップが生じた場合、通常制御からスリップ制御に移行する。このスリップ制御では、所定の差回転に達するまでに不感帯を設けてスリップ制御を開始する従来の制御に対し、図２に示すように、不感帯領域を第１スリップ制御領域としてスリップ量に応じた締結トルクを比例制御的に導き、低車速の大転舵時におけるタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、不感帯以後のスリップ制御領域（第２スリップ制御領域）へ滑らかに移行させるようにしている。
【００１８】
具体的には、第１スリップ制御領域で車輪間の差回転に比例した値を最大値として仮の指示トルクを求め、この仮の指示トルクをタイトコーナブレーキ量に応じた補正量で補正してトランスファクラッチ５の指示トルクとすることでタイトコーナブレーキ現象の発生を防止する。そして、不感帯以後のスリップ制御領域（第２スリップ制御領域）では、スリップ量に応じた指示トルクと第１スリップ制御領域での指示トルクとを加算した値を指示トルクとしてスリップ制御を行うことで、第１スリップ制御領域から第２スリップ制御領域へ円滑に移行させ、急激なトルク変化を防止して車両挙動の安定化を図る。
【００１９】
以下、トランスファ制御ユニット２０によるスリップ制御処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
このスリップ制御処理では、先ず、ステップＳ１０１において、車輪速センサ２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬからの信号に基づいて検出可能なレベル以上の車輪間の差回転が出ているか否かを調べる。その結果、差回転が出ていない場合には、ステップＳ１０１から抜けて車両の運転状態に応じた指示トルクを演算する他の指示トルク算出ルーチンへ移行し、差回転が出ている場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０２以降へ進む。
【００２１】
ステップＳ１０２では、現在の制御領域が第２スリップ制御領域か否かを調べる。そして、第２スリップ制御領域でない場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０３へ進んで現時点での制御を仮の第１スリップ制御とし、この仮の第１スリップ制御における仮の指示トルク（仮第１スリップ制御指示トルク）ＳＶＰＴＱ１を、差回転に比例した指示トルクとして算出する。
【００２２】
次に、ステップＳ１０４へ進み、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１をタイトコーナブレーキ量に応じて補正するための補正値ＴＱＶＧＮを、マップ（或いはテーブル）参照により算出する。補正値ＴＱＶＧＮは、０．００〜１．００の値を取り、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する乗算項として用いられる。すなわち、補正値ＴＱＶＧＮの値が小さくなる程、トランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正して後輪側のトルク配分を大きくすることで、タイトコーナブレーキ現象の発生を防止する。
【００２３】
具体的には、補正値ＴＱＶＧＮは、以下の（１）〜（１４）に示すように、車速、横加速度、ヨーレートを基本とし、これらのパラメータに、車輪速比、スロットル開度、操舵角等を加えたパラメータに基づいてシミュレーション或いは実験等によりタイトコーナブレーキ量を推測してデータマップ（或いはテーブル）を予め作成しておき、このデータマップ（或いはテーブル）を補間計算付で参照することで補正値ＴＱＶＧＮを求める。
【００２４】
（１）車速と左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
図４は、車速と左右車輪速比とをパラメータとする補正値データマップの例を示し、マップの格子点を４点補間して補正値ＴＱＶＧＮを算出する。このマップでは、車速が高くなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値が１．００に近づき、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正量が小さくなる一方、低車速域では、左右車輪速比が中央値（１．０；直進時）から離れる程、補正値ＴＱＶＧＮの値が小さくなり、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正量が大きくなる特性に設定されている。また、マップは、車速が上記高車速より更に高い場合には、燃費対策として補正値が小さくなるように設定してある。
【００２５】
（２）車速と前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
（１）と略同様であり、車速が低き、前後車輪速比が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２６】
（３）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比と車速とに基づいて補正値を算出
（１），（２）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、車速が低く、車輪速比が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２７】
（４）車速とスロットル開度とに基づいて補正値を算出
車速が低く、スロットル開度が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２８】
（５）車速と操舵角とに基づいて補正値を算出
車速が小さく、操舵角が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００２９】
（６）車速のみに基づいて補正値を算出
車速が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３０】
（７）横加速度と前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、前後車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３１】
（８）横加速度と左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、左右車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３２】
（９）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比と横加速度とに基づいて補正値を算出
（７），（８）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、横加速度が大きく、車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３３】
（１０）横加速度と操舵角とに基づいて補正値を算出
横加速度が大きく、操舵角が大きくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３４】
（１１）ヨーレートと前後車輪速比とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、前後車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３５】
（１２）ヨーレートと左右車輪速比とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、左右車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３６】
（１３）車輪速比として、前左右車輪速比（内輪／外輪）と後左右車輪速比（内輪／外輪）との小さい方（但し、外輪／内輪の場合には、大きい方）の値を採用し、この車輪速比とヨーレートとに基づいて補正値を算出
（１１），（１２）の場合に対し、内外輪差が生じるカーブ走行時のスリップに対してより正確な制御が可能であり、ヨーレートが大きく、車輪速比が小さくなる程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３７】
（１４）ヨーレートと操舵角とに基づいて補正値を算出
ヨーレートが大きく、操舵角が大きい程、補正値ＴＱＶＧＮの値を小さくし、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正度合いを強めてトランスファクラッチ５の締結トルクを下げる方向に補正する。
【００３８】
尚、以上のパラメータを検出するセンサ等が故障した場合には、補正値ＴＱＶＧＮを一定値とするが、ＴＱＶＧＮ＝０として第１スリップ制御領域での制御を中止することが望ましい。
【００３９】
以上により仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に対する補正値ＴＱＶＧＮを算出した後、ステップＳ１０４からステップＳ１０５へ進み、仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１に補正値ＴＱＶＧＮを乗算して第１スリップ制御指示トルクを算出し、ルーチンを抜ける。この第１スリップ制御指示トルクは、前後輪スリップ、前左右輪スリップ、後左右輪スリップに対して算出され、そのなかで最大のものがトランスファクラッチ５の指示締結トルクとして用いられ、不感帯領域でスリップ量に応じて比例制御的に求めた仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１が補正値ＴＱＶＧＮにより補正され、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生が防止される。
【００４０】
その後、第１スリップ制御領域から第２スリップ制御領域に移行し、ステップＳ１０２からステップＳ１０６へ進むと、第２スリップ制御領域での指示トルク（第２スリップ制御指示トルク）ＳＶＰＴＱ２を、スリップ量に応じた指示トルクに第１スリップ制御領域での指示トルクを加算した値として算出し、ルーチンを抜ける。第２スリップ制御領域では、差回転に応じて予めシミュレーション或いは実験等により求めた指示トルクを目標値として、この目標値に第１スリップ制御領域での指示トルク分（仮第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１或いは、補正後の第１スリップ制御指示トルクＳＶＰＴＱ１×ＴＱＶＧＮ）を上乗せし、微分制御によりスリップを抑制する。
【００４１】
このように本実施の形態においては、予め従来のスリップ制御における不感帯域でスリップ量に応じた比例制御的なスリップ制御を行い、不感帯以後のスリップ制御に円滑に移行させるため、従来のように不感帯域から急激にトルクが変化することがなく、スリップ制御への移行に伴う車両挙動の不安定化を防止することができる。しかも、不感帯域でのスリップ制御においては、タイトコーナブレーキ量に応じた補正を行うため、低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生による乗り心地の悪化を防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、４輪駆動車の低速旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生を防止しつつ、スリップ制御への移行に伴う急激なトルク変化を防止することができ、車両挙動の不安定化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システムの概略構成図
【図２】スリップ制御の制御領域を示す説明図
【図３】スリップ制御処理のフローチャート
【図４】補正値マップの一例を示す説明図
【符号の説明】
１ エンジン
２ トランスミッション
３ トランスファ３
５ トランスファクラッチ
２０ トランスファ制御ユニット
ＳＶＰＴＱ１ 仮第１スリップ制御指示トルク
ＴＱＶＧＮ 補正値
ＳＶＰＴＱ２ 第２スリップ制御指示トルク
Claims (9)
- 前輪側と後輪側とのトルク伝達配分をトランスファクラッチを介して可変し、車輪がスリップしたとき、上記トランスファクラッチの締結力を制御してスリップを防止する４輪駆動車のスリップ制御装置において、
車輪のスリップ量が設定値以下の第１の領域で、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値をスリップ量に応じて算出する手段と、
上記第１の領域におけるトランスファクラッチの締結力に対する指示値を、タイトコーナブレーキ量に応じた補正値で補正する手段と、
上記第１の領域から車輪のスリップ量が設定値を越えた第２の領域に移行したとき、上記トランスファクラッチの締結力に対する指示値を、上記第２の領域におけるスリップ量に応じた指示値に上記第１の領域における指示値を加算した値として算出する手段とを備えたことを特徴とする４輪駆動車のスリップ制御装置。 - 上記補正値を、車速に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、車速と車輪速比とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、車速とエンジンのスロットル開度とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、車速と操舵角とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、横加速度と車輪速比とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、横加速度と操舵角とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、ヨーレートと車輪速比とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
- 上記補正値を、ヨーレートと操舵角とに基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車のスリップ制御装置。
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