JP4281312B2 - Driving force distribution control device for four-wheel drive vehicles - Google Patents
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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、車速及び加速操作量(ガソリンエンジン車においては例えばスロットル開度)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、車速及び加速操作量に応じた駆動力(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加速操作量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おいては、次のような問題があった。例えば、オートマチック車(以下、「AT車」という。)において、ギヤ段がDレンジにあって且つアイドリング状態にある場合、クリープ現象により運転者が加速操作(アクセルペダルの踏込操作)をしなくても車は前進する。これは、アイドリング状態でのエンジンの駆動力がAT(オートマチックトランスミッション)のトルクコンバータを通じて駆動輪に伝達されるからである。
【0004】
そして、この発進時のクリープ走行時や低加速走行時においても、アイスバーン等の極低μ路(路面摩擦係数が極めて小さくて滑りやすい路面)上では、駆動輪(前輪駆動ベース車においては前輪)がスリップするおそれがあった。例えば、アイスバーンが形成された上り坂に車両が停車している場合、運転者がDレンジにシフトチェンジした瞬間に前輪がスリップするおそれがあった。このような場合、前輪と後輪との差動回転数に応じて従動輪(後輪)側への駆動力配分量を多くすればよい。
【0005】
しかし、一般に例えば車庫入れ時等におけるタイトコーナブレーキング現象(例えば旋回時において後輪側への駆動力配分量が多い場合、前後輪の平均旋回半径差に起因して前輪に制動トルクが発生する現象)の発生を回避するために、従動輪側への駆動力配分量は制限されることが多い。従って、前輪と後輪との差動回転数に基づいて後輪(従動輪)側への駆動力配分量を一概に増加させることができず、極低μ路面上における発進時の前輪(駆動輪)のスリップを抑制することが困難であった。
【0006】
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、発進時における駆動輪の空転を抑制する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。
【0007】
【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、加速操作量検出手段により得られた加速操作量と、差動回転数検出手段により得られた駆動輪と従動輪との差動回転数とに基づいて、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従動輪側への駆動力配分量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、車両の走行状態が発進時であるか否かを判定する走行状態判定手段と前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて補正駆動力配分量を求める補正量演算手段とを備え、前記走行状態判定手段により車両が発進時であると判定されたとき、前記車速及び前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて求められる駆動力配分量の通常値よりも従動輪側への駆動力配分量が大きくなるように前記通常値に前記補正駆動力配分量を加算して駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を制御することを要旨とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記走行状態判定手段は、前記車速と予め設定した車速判定閾値とを比較する第1比較手段と、前記加速操作量と予め設定された加速操作量判定閾値とを比較する第2比較手段とを備え、第1比較手段及び第2比較手段との比較結果に基づいて車両の発進時か否かの判断を行うようにしたことを要旨とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて補正駆動力配分量を求めるための特性マップを予め記憶手段に格納し、前記走行状態判定手段により車両が発進時であると判定されたとき、前記補正量演算手段は前記記憶手段に格納された特性マップに基づいて補正駆動力配分量を求めるようにしたことを要旨とする。
【0011】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、車速検出手段により得られた車速と、加速操作量検出手段により得られた加速操作量と、差動回転数検出手段により得られた駆動輪と従動輪との差動回転数とに基づいて、駆動力伝達装置の駆動力伝達割合が可変制御されることにより、従動輪側への駆動力配分量が可変制御される。そして、車両の走行状態が発進時であると判定されたとき、従動輪側への駆動力配分量が通常値よりも大きくなるように駆動力伝達装置の駆動力伝達割合が制御される。このため、発進時における駆動論の空転(スリップ)が抑制される。
また、加速操作量及び差動回転数に基づいて補正駆動力配分量が求められる。そして、車両が発進時であると判定されたとき、前記通常値に前記補正駆動力配分量が加算される。このため、発進時において、差動回転数に応じた、換言すれば駆動輪の空転量(スリップ量)に応じた補正駆動力配分量が通常値に加算される。
【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、前記車速と予め設定した車速判定閾値との比較結果、及び前記加速操作量と予め設定された加速操作量判定閾値との比較結果に基づいて車両の発進時か否かの判断が行われる。このため、車両の発進時か否かの判断が的確に行われる。
【0014】
請求項3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、車両が発進時であると判定されたとき、前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて補正駆動力配分量を求めるための特性マップに基づいて補正駆動力配分量が求められる。このため、加速操作量及び差動回転数に応じた適切な補正駆動力配分量が求められる。
【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4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。前輪16は駆動輪を構成し、後輪20は従動輪を構成する。
【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、即ち前輪16と後輪20との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(駆動力伝達割合;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、加速操作量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。このスロットル開度θは四輪駆動車11を前進又は後退させたいという運転者の意思を示す加速操作量であり、この加速操作量が大きいほど運転者は加速意欲が強いと推定される。スロットル開度センサ34は加速操作量検出手段を構成し、その検出結果(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は演算した指令電流値を駆動回路37に出力する。駆動回路37は前記指令電流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、次のように行われる。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50」という。)及び車速演算部52へそれぞれ送られる。
【0033】
(ΔN演算部)
ΔN演算部50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50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50は算出した差動回転数ΔNを差動回転数トルク演算部(以下、「ΔNトルク演算部54」という。)及びトルク補正部55へそれぞれ送る。このΔN演算部50は差動回転数検出手段を構成する。
【0034】
(車速演算部)
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をプレトルク演算部53、ΔNトルク演算部54及びトルク補正部55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。
【0035】
(プレトルク演算部)
プレトルク演算部53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53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T1」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T1の変化を所定の車速域毎に示したものであり、予めROM32aに格納されている。プレトルク演算部53は算出したプレトルクT1を加算器56へ送る。
【0036】
(ΔNトルク演算部)
ΔNトルク演算部54には、車速演算部52からの車速V及びΔN演算部50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54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T2」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T2の変化を所定の車速域毎に示したものであり、予めROM32aに格納されている。ΔNトルク演算部54は算出したΔNトルクT2を加算器56へ送る。
【0037】
(トルク補正部)
トルク補正部55には、車速演算部52からの車速V及びΔN演算部50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。トルク補正部55はトルク補正手段を構成し、スロットル開度θ及び差動回転数ΔNに応じた伝達トルク(以下、「補正ΔNトルクT3」という。)を演算すると共に、スロットル開度θ及び車速Vに基づいて補正ΔNトルクT3をプレトルクT1に付加するか否かを判定する。
【0038】
即ち、トルク補正部55は補正差動回転数トルク演算部(以下、「補正ΔNトルク演算部57」という。)及びトルク補正要否判定部58を備えており、補正ΔNトルク演算部57にはスロットル開度θ及び差動回転数ΔNが入力され、トルク補正要否判定部58にはスロットル開度θ及び車速Vが入力される。
【0039】
補正ΔNトルク演算部57は補正ΔNトルクT3を補正差動回転数トルク特性マップ(以下、「補正ΔNトルク特性マップ」という。)を参照して演算する。補正ΔNトルク特性マップは、前後輪の差動回転数ΔNの増加に対する補正ΔNトルクT3の変化を所定の車速域毎に示したものにスロットル開度θをさらにパラメータとして加味したものであり、差動回転数ΔNが大きいほど補正ΔNトルクT3が大きくなるように設定されている。
【0040】
トルク補正要否判定部58はスロットル開度θ及び車速Vに基づいて補正ΔNトルクT3を前記プレトルクT1に付加する必要があるかないか、即ちトルク補正の要否を判定する。本実施形態において、四輪駆動車11の走行状態が発進時であると推定した場合、トルク補正要否判定部58はトルク補正が必要であると判断して補正ΔNトルクT3を加算器56へ送る。四輪駆動車11の走行状態が発進時ではないと推定した場合、トルク補正要否判定部58はトルク補正は不要であると判断して補正ΔNトルクT3を加算器56へ送ることはない。
【0041】
このトルク補正部55(厳密には、トルク補正要否判定部58)によるトルク補正要否判定処理については、後に詳述する。尚、前記補正ΔNトルクT3は補正駆動力分配量を構成し、補正ΔNトルク演算部57は補正量演算手段を構成する。また、トルク補正要否判定部58は第1比較手段、第2比較手段及び走行状態判定手段を構成する。
【0042】
(加算器)
加算器56はプレトルク演算部53から送られてきたプレトルクT1にΔNトルク演算部54から送られてきたΔNトルクT2を加算することにより指令トルクT(T=T1+T2)を求める。また、トルク補正部55から補正ΔNトルクT3が送られてきた場合には、加算器56はプレトルクT1にΔNトルクT2及び補正ΔNトルクT3をそれぞれ加算することにより、指令トルクT(T=T1+T2+T3)を求める。加算器56は算出した指令トルクTを指令電流演算部59へ送る。
【0043】
(指令電流演算部)
指令電流演算部59は、加算器56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59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60へ送る。
【0044】
(減算器)
減算器60には指令電流演算部59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60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61へ送る。PI制御部61は減算器60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62へ送る。
【0045】
(PWM出力変換部)
PWM出力変換部62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62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。
【0046】
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(四輪駆動車11)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。
【0047】
(トルク補正要否判定処理)
次に、マイコン32のトルク補正部55におけるトルク補正要否判定処理について、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に予め格納されたトルク補正制御プログラムに基づいて実行される。このトルク補正制御プログラムは所定の制御周期(サンプリング周期)毎に繰り返される。尚、本実施形態では、ステップを「S」と略記する。
【0048】
図4に示すように、トルク補正要否判定処理時、トルク補正部55のトルク補正要否判定部58は車速演算部52により算出された車速V及び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を読み込み(S101)、S102へ処理を移行する。
【0049】
S102において、トルク補正要否判定部58は読み込んだ車速Vが予め設定された車速判定閾値V0よりも小さいか否かを判断する。
車速Vが予め設定された車速判定閾値V0よりも大きいと判断した場合(S102でNO)、トルク補正要否判定部58は四輪駆動車11が発進時ではないと推定しトルク補正は不要であるとして処理を終了する。この結果、指令トルクTはプレトルク演算部53により算出されたプレトルクT1にΔNトルク演算部54により算出されたΔNトルクT2を加算した値(通常値;T=T1+T2)となり、トルク補正がなされない通常のトルク配分制御が行われる。
【0050】
車速Vが予め設定された車速判定閾値V0よりも小さいと判断した場合(S102でYES)、トルク補正要否判定部58はS103へ処理を移行する。
S103において、トルク補正要否判定部58は読み込んだスロットル開度θが予め設定されたスロットル開度判定閾値θ0(加速操作量判定閾値)よりも小さいか否かを判断する。
【0051】
スロットル開度θが予め設定されたスロットル開度判定閾値θ0よりも大きいと判断した場合(S103でNO)、トルク補正要否判定部58は四輪駆動車11が発進時ではないと推定しトルク補正は不要であるとして処理を終了する。この結果、指令トルクTはプレトルク演算部53により算出されたプレトルクT1にΔNトルク演算部54により算出されたΔNトルクT2を加算した値(通常値;T=T1+T2)となり、トルク補正がなされない通常のトルク配分制御が行われる。
【0052】
スロットル開度θが予め設定されたスロットル開度判定閾値θ0よりも小さいと判断した場合(S103でYES)、トルク補正要否判定部58は四輪駆動車11の走行状態が発進時でありトルク補正が必要であると判断する。一般に、四輪駆動車11の発進時におけるクリープ走行時や低加速操作時において、車速V及びスロットル開度θはそれぞれ極めて小さな値となることにより、車速V及びスロットル開度θに基づいて四輪駆動車11の発進時であるか否かを推定可能となる。そして、トルク補正要否判定部58は補正ΔNトルク特性マップを適用し(S104)、補正ΔNトルク演算部57により算出された補正ΔNトルクT3を加算器56へ送る。
【0053】
この結果、指令トルクTはプレトルクT1にΔNトルクT2及び補正ΔNトルクT3をそれぞれ加算した値(T=T1+T2+T3)となる。そして、この指令トルクTが後輪20側へ伝達されるように、マイコン32は駆動力伝達装置17を構成する電磁クラッチ機構21の摩擦係合力を制御する。差動回転数ΔNが大きいほど補正ΔNトルクT3は大きくなるので、スリップ量(空転量)に応じてトルク補正、即ち後輪20側へのトルク配分量(駆動力配分量)の増加が行われる。
【0054】
このように、車速V及びスロットル開度θがそれぞれ十分に小さい場合(「V<V0」,「θ<θ0」)において、差動回転数ΔNが発生していれば、四輪駆動車11の発進時において前輪16がスリップしているということであり、差動回転数ΔNに応じた補正ΔNトルクT3がプレトルクT1に付加される。
【0055】
従って、アイスバーン等の極低μ路(路面摩擦係数が極めて小さい路面)での発進時(クリープ走行時や低加速走行時)における前輪16(駆動輪)のスリップが抑制(軽減)される。例えばクリープ走行時や低加速走行時においては、スロットル開度θ及び前輪16に伝達されるエンジントルクはそれぞれ非常に小さな値となる。しかし、このような発進時の小さなトルクでも前輪16が極低μ路に乗っている場合、この前輪16はスリップするおそれがある。本実施形態では、このような小さなトルクでも前輪16がスリップするような極低μ路を走行する場合を考慮して後輪20側へのトルク配分量を増やすようにしている。このため、仮に前輪16側だけでなく後輪20側も低μ路に乗っていても、前輪16に伝達されるトルクは後輪20側へ伝達されるトルクの分だけ小さくなる。この結果、前輪16のスリップが抑制される。
【0056】
(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)四輪駆動車11の走行状態が発進時であると判定されたとき、後輪20側への駆動力配分量が通常値よりも大きくなるように駆動力伝達装置17の駆動力伝達割合を制御するようにした。即ち、プレトルクT1にはΔNトルクT2に加えて補正ΔNトルクT3を付加するようにした。従って、発進時における前輪16の空転(スリップ)を抑制することができる。また、発進初期において、従動輪側への駆動力配分量を大きくしすぎてタイトコーナブレーキング現象が発生することを回避すると共に、低加速時(即ち、低加速操作時)の発進性が確保される。
【0057】
(2)車速Vが車速判定閾値V0よりも小さく、且つスロットル開度θがスロットル開度判定閾値θ0よりも小さいとき、四輪駆動車11の走行状態が発進時であると判断するようにした。このため、四輪駆動車11の発進時か否かの判断を的確に行うことができる。
【0058】
(3)差動回転数ΔNに基づいて補正ΔNトルクT3を求めるようにした。即ち、補正ΔNトルクT3は前輪16のスリップ量に応じて求められる。そして、四輪駆動車11の発進時には補正ΔNトルクT3を通常値(T1+T2)に付加するようにした。このため、前輪16のスリップを回避可能な程度の補正ΔNトルクT3が通常値に付加される。従って、後輪20側へのトルク配分量が不足したり、逆に過剰になったりすることが回避でき、発進時における四輪駆動車11の走行安定性を確保することができる。
【0059】
(4)差動回転数ΔNに基づいて補正ΔNトルクT3を求めるための補正ΔNトルク特性マップを予めROM32aに格納した。そして、四輪駆動車11の発進時には、差動回転数ΔNに基づいて補正ΔNトルク特性マップを参照して補正ΔNトルクT3を求めるようにした。このため、差動回転数ΔN(即ち、スリップ量)に応じた適切な補正ΔNトルクT3を求めることができる。
【0060】
(5)発進時にのみ補正ΔNトルクT3をプレトルクT1に付加するようにした。このため、タイトコーナブレーキング現象を回避するための制御への影響は少ない。
【0061】
(別例)
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・本実施形態において、四輪駆動車11はオートマチックトランスミッション車(AT車)及びマニュアルトランスミッション車(MT車)のいずれのタイプにしてもよい。いずれのタイプの四輪駆動車11でも、発進時の前輪16(駆動輪)のスリップを抑制することができる。ただし、MT車の場合はクリープ走行時は考慮しない。
【0062】
・本実施形態では、動力源としてエンジン12(内燃機関)を備えた四輪駆動車11の駆動力配分制御装置31に本発明を具体化したが、エンジン12及びモータ(図示略)の2つの動力源を備えたパラレル方式のハイブリッド車の駆動力配分制御装置に具体化するようにしてもよい。このパラレル方式はエンジン12とモータの双方で車輪を駆動する方式である。ハイブリッド車が走行するための駆動力は主にエンジン12から供給される。エンジン12に負荷がかかる発進時や加速時にはモータが駆動され、このモータの駆動力によりエンジン12の駆動力が補助される。このようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0063】
・本実施形態では、動力源としてエンジン12(内燃機関)を備えた四輪駆動車11の駆動力配分制御装置31に本発明を具体化したが、エンジン12及びモータ(図示略)の2つの動力源を備えたシリーズ方式のハイブリッド車の駆動力配分制御装置に具体化するようにしてもよい。このシリーズ方式は駆動用モータの駆動力によってのみ車輪を駆動する方式である。エンジン12の駆動力は発電機(図示略)を発電駆動させるためのみに使用される。発電機により発電された交流電力はインバータ(図示略)により直流電力に変換されてバッテリ(図示略)に充電される。このバッテリからの直流電力がインバータにより交流電力とされてモータへ供給される。このシリーズ方式の四輪駆動車において、加速する際には例えば操作ベダルの操作量を増加させる。すると、モータへ供給される直流電力量が増加する。即ち、操作ベダルの操作量の増減によりモータへ供給される直流電力量が増減する。この操作ベダルの操作量は運転者の加速意欲を示す加速操作量を示す。このようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施形態におけるスロットル開度θ(加速操作量)をモータへ供給する直流電力量の増減を調節する前記操作ベダルの操作量に読み替える。
・本実施形態では、動力源としてエンジン12(内燃機関)を備えた四輪駆動車11の駆動力配分制御装置31に本発明を具体化したが、モータの駆動力によってのみ車輪を駆動する電気自動車に具体化するようにしてもよい。この電気自動車においては例えば操作ベダルの操作量の増減によりモータへ供給される直流電力量が増減する。このようにしても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施形態におけるスロットル開度θ(加速操作量)をモータへ供給する直流電力量の増減を調節する前記操作ベダルの操作量に読み替える。
【0064】
・本実施形態では、前輪駆動ベースの四輪駆動車11の駆動力配分制御装置31に本発明を具体化したが、後輪駆動ベースの四輪駆動車11の駆動力配分制御装置31に具体化するようにしてもよい。この場合、駆動力配分制御装置31は前輪16側へのトルク配分量を制御する。
【0065】
(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。
・車速検出手段により得られた車速と、加速操作量検出手段により得られた加速操作量とに基づいて、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従動輪側への駆動力配分量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において、車両の走行状態が発進時であるか否かを判定し、車両の走行状態が発進時であると判定されたとき、従動輪側への駆動力配分量が通常値よりも大きくなるように駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を制御するようにした四輪駆動車の駆動力配分制御方法。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、発進時には従動輪側への駆動力配分量が通常値よりも大きくされるので、発進時における駆動輪の空転を抑制することができる。
【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トルク補正要否判定処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
11…車両を構成する四輪駆動車、
17…駆動力伝達装置、
20…従動輪を構成する後輪、
31…駆動力配分制御装置、
32a…記憶手段を構成するROM32a、
34…加速操作量検出手段を構成するスロットル開度センサ、
52…車速検出手段を構成する車速演算部、
57…補正量演算手段を構成する補正ΔNトルク演算部、
58…第1比較手段、第2比較手段及び走行状態判定手段を構成するトルク補正要否判定部、
V…車速、
V0…車速判定閾値、
ΔN…差動回転数、
θ…加速操作量を構成するスロットル開度、
θ0…加速操作量判定閾値を構成するスロットル開度判定閾値。[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, the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is variably controlled based on the vehicle speed and the acceleration operation amount (for example, throttle opening in a gasoline engine vehicle), thereby distributing the driving force between the front wheel side and the rear wheel side. 2. Description of the Related Art A driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that is variably controlled is known. Specifically, the driving force (transmission torque) corresponding to the vehicle speed and the acceleration operation amount is obtained with reference to a predetermined torque characteristic map, and the four-wheel drive is performed so that this torque is transmitted to the front wheel side or the rear wheel side. The vehicle driving force distribution control device controls the frictional engagement force of the electromagnetic clutch constituting the driving force transmission device. This torque characteristic map is a table map of transmission torque with the vehicle speed and the amount of acceleration operation 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. For example, in an automatic vehicle (hereinafter referred to as “AT vehicle”), when the gear stage is in the D range and in an idling state, the driver does not perform an acceleration operation (accelerator pedal operation) due to a creep phenomenon. But the car moves forward. This is because the driving force of the engine in the idling state is transmitted to the driving wheel through an AT (automatic transmission) torque converter.
[0004]
And even during creep running and low acceleration running at the time of starting, on the extremely low μ road (road surface with extremely small road surface friction coefficient and slippery road) such as ice burn, the driving wheel (the front wheel in the front wheel drive base car) ) May slip. For example, when the vehicle is stopped on an uphill where an ice burn is formed, there is a possibility that the front wheels may slip at the moment when the driver shifts to the D range. In such a case, the amount of distribution of driving force to the driven wheel (rear wheel) side may be increased according to the differential rotation speed between the front wheel and the rear wheel.
[0005]
However, in general, for example, tight corner braking phenomenon when entering a garage or the like (for example, when a large amount of driving force is distributed to the rear wheels during turning, braking torque is generated on the front wheels due to the difference in the average turning radius between the front and rear wheels. In order to avoid the occurrence of phenomenon, the amount of distribution of driving force to the driven wheel is often limited. Therefore, it is not possible to increase the amount of driving force distributed to the rear wheel (driven wheel) based on the differential rotational speed between the front wheel and the rear wheel, and the front wheel (drive) when starting on an extremely low μ road surface. It was difficult to suppress the slip of the ring).
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle capable of suppressing idling of the drive wheels at the time of starting. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the vehicle speed obtained by the vehicle speed detection means, the acceleration operation amount obtained by the acceleration operation amount detection means,The differential rotational speed between the driving wheel and the driven wheel obtained by the differential rotational speed detecting meansIn the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle, the driving force distribution ratio of the driving force transmission device is variably controlled to control the amount of driving force distribution to the driven wheel side. Traveling state determining means for determining whether the state is a start timeAnd a correction amount calculation means for obtaining a correction driving force distribution amount based on the acceleration operation amount and the differential rotational speed;WithAboveWhen it is determined by the traveling state determination means that the vehicle is starting,The driving force distribution amount to the driven wheel side is smaller than the normal value of the driving force distribution amount obtained based on the vehicle speed, the acceleration operation amount, and the differential rotation speed.To be biggerAdd the corrected driving force distribution amount to the normal valueControl the driving force transmission rate of the driving force transmission deviceRukoAnd the gist.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the traveling state determination unit includes a first comparison unit that compares the vehicle speed with a preset vehicle speed determination threshold, and the acceleration operation amount and the predetermined amount. Second comparing means for comparing the set acceleration operation amount determination threshold value, and determining whether or not the vehicle is starting based on a comparison result between the first comparing means and the second comparing means. This is the gist.
[0010]
Claim3The invention described in claim1 or claim 2In the invention described inThe acceleration operation amount and theA characteristic map for determining the corrected driving force distribution amount based on the differential rotational speed is stored in the storage means in advance, and when the traveling state determining means determines that the vehicle is starting, the correction amount calculating means The gist is that the corrected driving force distribution amount is obtained based on the characteristic map stored in the storage means.
[0011]
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the vehicle speed obtained by the vehicle speed detection means, the acceleration operation amount obtained by the acceleration operation amount detection means,The differential rotational speed between the driving wheel and the driven wheel obtained by the differential rotational speed detecting meansBased on the above, the driving force transmission rate of the driving force transmission device is variably controlled, so that the driving force distribution amount to the driven wheel side is variably controlled. And when it determines with the driving | running | working state of a vehicle being the time of start, the driving force transmission ratio of a driving force transmission device is controlled so that the amount of driving force distribution to a driven wheel side becomes larger than a normal value. For this reason, idling (slip) of driving theory at the time of start is suppressed.
Further, the corrected driving force distribution amount is obtained based on the acceleration operation amount and the differential rotation speed. When it is determined that the vehicle is starting, the corrected driving force distribution amount is added to the normal value. For this reason, at the time of start, the corrected driving force distribution amount corresponding to the differential rotation speed, in other words, the idling amount (slip amount) of the drive wheel is added to the normal value.
[0012]
According to the invention described in claim 2, in addition to the operation of the invention described in claim 1, a comparison result between the vehicle speed and a preset vehicle speed determination threshold value, and the acceleration operation amount and a preset acceleration operation are provided. It is determined whether or not the vehicle is starting based on the comparison result with the amount determination threshold. For this reason, it is accurately determined whether or not the vehicle is starting.
[0014]
Claim3According to the invention described in claim1 or claim 2In addition to the operation of the invention described in the above, when it is determined that the vehicle is at the start,The acceleration operation amount and theThe corrected driving force distribution amount is obtained based on a characteristic map for obtaining the corrected driving force distribution amount based on the differential rotation speed. For this reason,Acceleration operation amount andAn appropriate correction driving force distribution amount corresponding to the differential rotational speed is obtained.
[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-
[0017]
The driving force of the
[0018]
(Driving force transmission device)
The driving
[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
[0020]
Supply and interruption of current to the
[0021]
(Electrical configuration)
Next, the electrical configuration of the driving force
[0022]
As shown in FIG. 2, the driving force
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Further, the four-
[0028]
Both ends of the
[0029]
When the
[0030]
Then, the
[0031]
When the
(Operation of the embodiment)
Next, various functions of the
[0032]
The driving force distribution control in the
[0033]
(ΔN calculation unit)
The
[0034]
(Vehicle speed calculator)
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
[0035]
(Pre-torque calculator)
In addition to the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 52, the
[0036]
(ΔN torque calculator)
In addition to the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 52 and the differential rotational speed ΔN from the
[0037]
(Torque correction part)
In addition to the vehicle speed V from the vehicle speed calculation unit 52 and the differential rotational speed ΔN from the
[0038]
That is, the
[0039]
The corrected ΔN
[0040]
Based on the throttle opening θ and the vehicle speed V, the torque correction
[0041]
The torque correction necessity determination processing by the torque correction unit 55 (strictly speaking, the torque correction necessity determination unit 58) will be described in detail later. The correction ΔN torque T3 constitutes a correction driving force distribution amount, and the correction ΔN
[0042]
(Adder)
The
[0043]
(Command current calculation part)
The command
[0044]
(Subtractor)
In addition to the basic command current I0 from the command
[0045]
(PWM output converter)
The PWM
[0046]
As described above, the
[0047]
(Torque correction necessity determination process)
Next, torque correction necessity determination processing in the
[0048]
As shown in FIG. 4, during the torque correction necessity determination process, the torque correction
[0049]
In S102, the torque correction
When it is determined that the vehicle speed V is greater than the preset vehicle speed determination threshold value V0 (NO in S102), the torque correction
[0050]
When it is determined that the vehicle speed V is smaller than the preset vehicle speed determination threshold value V0 (YES in S102), the torque correction
In S103, the torque correction
[0051]
When it is determined that the throttle opening θ is larger than the preset throttle opening determination threshold θ0 (NO in S103), the torque correction
[0052]
When it is determined that the throttle opening θ is smaller than the preset throttle opening determination threshold θ0 (YES in S103), the torque correction
[0053]
As a result, the command torque T is a value obtained by adding the ΔN torque T2 and the corrected ΔN torque T3 to the pre-torque T1 (T = T1 + T2 + T3). The
[0054]
Thus, when the vehicle speed V and the throttle opening θ are sufficiently small (“V <V0”, “θ <θ0”), if the differential rotational speed ΔN is generated, the four-
[0055]
Therefore, the slip of the front wheels 16 (driving wheels) is suppressed (reduced) when starting (during creep travel or low acceleration travel) on an extremely low μ road such as an ice burn (road surface with a very small road friction coefficient). For example, during creep running or low acceleration running, the throttle opening θ and the engine torque transmitted to the
[0056]
(Effect of embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When it is determined that the traveling state of the four-
[0057]
(2) When the vehicle speed V is smaller than the vehicle speed determination threshold value V0 and the throttle opening degree θ is smaller than the throttle opening degree determination threshold value θ0, it is determined that the traveling state of the four-
[0058]
(3) The correction ΔN torque T3 is obtained based on the differential rotation speed ΔN. That is, the correction ΔN torque T3 is obtained according to the slip amount of the
[0059]
(4) A correction ΔN torque characteristic map for obtaining the correction ΔN torque T3 based on the differential rotational speed ΔN is stored in the
[0060]
(5) The correction ΔN torque T3 is added to the pre-torque T1 only when starting. For this reason, there is little influence on the control for avoiding the tight corner braking phenomenon.
[0061]
(Another example)
In addition, you may implement the said embodiment by changing into the following other examples.
In the present embodiment, the four-
[0062]
In the present embodiment, the present invention is embodied in the driving force
[0063]
In the present embodiment, the present invention is embodied in the driving force
In the present embodiment, the present invention is embodied in the driving force
[0064]
In the present embodiment, the present invention is embodied in the driving force
[0065]
(Appendix)
Next, a technical idea that can be grasped from the embodiment and another example will be added below.
The driving force toward the driven wheel by variably controlling the driving force transmission rate of the driving force transmission device based on the vehicle speed obtained by the vehicle speed detecting means and the acceleration operation amount obtained by the acceleration operation amount detecting means In the driving force distribution control method for a four-wheel drive vehicle in which the distribution amount is variably controlled, it is determined whether or not the vehicle is in a starting state and the vehicle is in a starting state. A driving force distribution control method for a four-wheel drive vehicle in which the driving force transmission ratio of the driving force transmission device is controlled so that the driving force distribution amount to the driven wheel side is larger than the normal value.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the driving force distribution amount to the driven wheel side is made larger than the normal value at the time of starting, it is possible to suppress idling of the driving wheel at the time of starting.
[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 torque correction necessity determination processing in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... Four-wheel drive vehicle constituting the vehicle,
17 ... Driving force transmission device,
20 ... the rear wheel constituting the driven wheel,
31 ... Driving force distribution control device,
32a ...
34. Throttle opening sensor constituting acceleration operation amount detection means,
52... A vehicle speed calculation unit constituting vehicle speed detection means,
57... Correction ΔN torque calculation unit constituting correction amount calculation means,
58... Torque correction necessity determination unit constituting the first comparison unit, the second comparison unit, and the traveling state determination unit,
V ... Vehicle speed,
V0: vehicle speed judgment threshold,
ΔN: Differential rotation speed,
θ: throttle opening that constitutes the acceleration operation amount,
θ0 is a throttle opening degree determination threshold value that constitutes an acceleration operation amount determination threshold value.
Claims (3)
車両の走行状態が発進時であるか否かを判定する走行状態判定手段と前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて補正駆動力配分量を求める補正量演算手段とを備え、前記走行状態判定手段により車両が発進時であると判定されたとき、前記車速及び前記加速操作量及び前記差動回転数に基づいて求められる駆動力配分量の通常値よりも従動輪側への駆動力配分量が大きくなるように前記通常値に前記補正駆動力配分量を加算して駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を制御する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 detection means, the acceleration operation amount obtained by the acceleration operation amount detection means, and the differential rotation speed between the driving wheel and the driven wheel obtained by the differential rotation speed detection means , In the drive force distribution control device for a four-wheel drive vehicle in which the drive force distribution amount to the driven wheel is variably controlled by variably controlling the drive force transmission ratio of the drive force transmission device.
A correction amount computing means for running state of the vehicle calculates the correction driving force distribution amount based on the acceleration operating amount and the differential speed and determines the traveling state determining means for determining whether or not a time of start, the travel When it is determined by the state determination means that the vehicle is starting , the driving force on the driven wheel side than the normal value of the driving force distribution amount obtained based on the vehicle speed, the acceleration operation amount, and the differential rotation speed the correction driving force of the four-wheel-drive vehicle that controls the driving force transmission ratio of the distribution amount of the addition to the driving force transmitting device driving force distribution control apparatus to the normal value so that the amount of allocation increases.
第1比較手段及び第2比較手段との比較結果に基づいて車両の発進時か否かの判断を行うようにした請求項1に記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置。The travel state determination means includes first comparison means for comparing the vehicle speed with a preset vehicle speed determination threshold value, and second comparison means for comparing the acceleration operation amount with a preset acceleration operation amount determination threshold value. Prepared,
The driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein it is determined whether or not the vehicle is starting based on a comparison result between the first comparison means and the second comparison means.
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