JP4539700B2 - 4輪駆動車の駆動系制御装置 - Google Patents
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Description
なお、エンジンの全気筒燃料カット制御とブレーキ制御の併用により駆動輪の車輪速を低下させるようにした場合には、より短時間で4輪駆動化が可能となる。
図1は第1実施例の4輪駆動車の駆動系制御装置が適用されたVDCとTCSとABSの併用システム図である。
VDCシステム(Vehicle Dynamics Control System)は、走行中に滑りやすい路面や障害物の緊急回避時に発生する車両の横滑りを、4輪独立のブレーキ制御及びエンジン出力制御により軽減させ、また、旋回性能と制動性能とを高度に両立させ、走行安定性の向上を図った車両挙動制御システムである。
TCS(Traction Control System)は、駆動輪のスリップ量が大きくなると、エンジン出力制御(電子制御スロットルバルブを閉じたり燃料カットを行う)及びブレーキ制御(後輪のブレーキ液圧を増圧させる)により駆動輪スリップを抑えるシステムである。
ABS(Anti-Rock Brake System)は、制動時の車輪回転数を検出し、電子制御で制動力をコントロールして4輪のロックを防止し、急制動時の安定性を向上させると共に、ハンドル操作による障害物回避をし易くするシステムである。
[TCS制御作動処理]
図2はVDC/TCS/ABSコントロールユニット29のTCS制御部で実行されるTCS制御作動処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、4輪駆動化制御中かどうかを示す4輪駆動化フラグ4WDFが4WDF=0(4輪駆動化非制御中)かどうかが判断され、YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合はステップS17へ進む。
ステップS7では、ステップS6で演算された目標駆動トルクを得るべく全気筒燃料カットとブレーキ制御の併用によりエンジン駆動トルクが制御される。
ステップS8では、従動輪速=駆動輪速かどうかが判断され、YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS10では、4輪駆動化フラグ4WDFが4WDF=1(4輪駆動化制御中を示す)に書き換えられる。
ステップS12では、駆動輪スリップのレベルに応じて目標駆動輪トルクが算出される。
ステップS13では、ステップS12で算出された目標駆動輪トルクのうち、エンジン出力制御で分担される目標エンジントルクが算出される。
ステップS15では、燃料カットと点火リタードによりエンジン出力制御が実施される。
ステップS16では、ステップS14で算出された目標ブレーキトルクを得るブレーキ制御が実施される。
ステップS19では、前後輪全ての車輪スリップが収束しているかどうかが判断され、YESの場合はステップS20へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS21では、4輪駆動化フラグ4WDFが、4WDF=1から4WDF=0(4輪駆動化非制御中を示す)に書き換えられる。
2輪駆動モードでの駆動中に駆動輪である左右後輪9,10の駆動スリップを抑制する通常のTCS制御時には、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3(→ステップS4→ステップS5)→ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15→ステップS16へと進む流れとなり、ステップS1において、左右後輪9,10にスリップが発生していると判断された場合、4輪駆動化制御開始条件の判断ステップS3,S4,S5のうち、いずれかの条件を満足しない場合には、ステップS11へと進み、TCS制御が開始され、燃料カットと点火リタードによるエンジン出力制御及びスリップが発生している左右または一方の後輪9,10に制動力を付与するブレーキ制御との併用により駆動輪のスリップが抑制される。
2輪駆動モードでの駆動中に駆動輪である左右後輪9,10が駆動スリップを発生しているが、図3において、B領域やC領域に入る運転状態になると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7へと進む流れとなり、ステップS7においては、ステップS3のレンジ固定モード条件と、ステップS4の2輪駆動モード選択条件と、ステップS5のエンジン出力制御の制限領域(B領域)または禁止領域(C領域)であるという4輪駆動化制御開始条件を満足すると、4輪駆動化制御に先行して駆動輪速=従動輪速となるように、左右後輪9,10の車輪速を低減させるエンジン出力制御及びブレーキ制御が実施される。
制限手段において、排気系触媒の保護のためにエンジン出力の制御量が制限、もしくは、エンジン出力制御が禁止される。
上記駆動輪速制御により左右後輪9,10の車輪速が低下し、従動輪速=駆動輪速となると、ステップS7からステップS8→ステップS9へ進み、ステップS9において、4輪駆動化制御が行われ、ステップS10において、4輪駆動化フラグ4WDFが4WDF=1へと書き換えられる。
しかし、「2WDのままで制御する」場合と「4WD化する」場合との差異は、(1)TCS制御時間、(2)パワートレイン/ブレーキ部品への負荷、(3)車両安定性にあり、下記に詳しく述べる。
上記4輪駆動化制御により4輪駆動化フラグ4WDFが4WDF=1へと書き換えられると、図2のフローチャートにおいて、ステップS1からステップS17へと進む流れとなり、ステップS17において、エンジン出力制御が可能な領域に入ったと判断されると、ステップS17からステップS18→ステップS19→ステップS20→ステップS21へと進む流れとなり、ステップS20においては、ステップS18の車両挙動の安定状態を示すヨーレート条件と、ステップS19の車輪スリップ収束条件という4輪駆動化制御終了条件を満足すると、4輪駆動状態から2輪駆動状態へと戻され、ステップS21において、4輪駆動化フラグ4WDFが4WDF=0へと書き換えられ、通常制御に復帰する。
(1) 前後輪駆動力配分制御システムとトラクション制御システムとを備えた4輪駆動車の駆動系制御装置において、トラクション制御システムに、排気系触媒の保護のために図3の特性によりエンジン出力制御の制御量を低減、もしくは、エンジン出力制御を禁止する制限制御部と共に、駆動輪にスリップが発生している時に、自動変速機2がレンジ固定モードで、かつ、2輪駆動モードの選択時で、かつ、エンジン出力制御制限が不可能な時、前後輪駆動力配分制御システムのアクチュエータ17に対し、2輪駆動状態から4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力する制限対応制御部を設けたため、エンジン出力制御の制限に伴ってエンジン出力トルクが急上昇しても、駆動輪トルクの急上昇を抑制し、車両安定性を高めながら、駆動スリップの誘発を抑えることができる。
加えて、エンジンの全気筒燃料カット制御とブレーキ制御の併用により駆動輪の車輪速を低下させるようにしているため、全気筒燃料カット制御とブレーキ制御の一方により駆動輪の車輪速を低下させる場合に比べ、短時間で4輪駆動化が可能となる。
以上、本発明の4輪駆動車の駆動系制御装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
2 自動変速機
3 変速機出力軸
4 トランスファー
5 リアプロペラシャフト
6 リアディファレンシャル
7,8 リアドライブシャフト
9 左後輪
10 右後輪
11 フロントプロペラシャフト
12 フロントディファレンシャル
13,14 フロントドライブシャフト
15 左前輪
16 右前輪
17 アクチュエータ
18 4WDコントロールユニット
19 モード選択スイッチ
20 ブレーキペダル
21 マスターシリンダ
22 舵角センサ
23 ヨーレート/横Gセンサ
24 左前輪回転センサ
25 右前輪回転センサ
26 左後輪回転センサ
27 右後輪回転センサ
28 圧力センサ
29 VDC/TCS/ABSコントロールユニット
30 エンジンコントロールユニット
31 自動変速機コントロールユニット
32 電子制御スロットル
33 プリチャージポンプ
34 VDC/TCS/ABSアクチュエータ
35 ABS警告灯
36 VDC−OFF表示灯
37 SLIP表示灯
Claims (5)
- 後輪または前輪を駆動する2輪駆動状態と、前後輪を駆動する4輪駆動状態とを、アクチュエータへの指令により切替え可能な前後輪駆動力配分制御システムと、
変速比を自動に制御する自動変速比モードと、前記変速比を固定するレンジ固定モードとを切り替える変速比モード切替手段と、
駆動輪のスリップを検出する駆動スリップ検出手段を有し、駆動輪にスリップが発生している時、燃料カットまたは点火時期変更の少なくともいずれかを行ってエンジン出力制御を行うトラクション制御システムと、
排気系触媒の保護のために車両の運転状態に応じてエンジン出力制御の制御量を低減、もしくは、エンジン出力制御を禁止するエンジン出力制御制限を行うエンジン出力制御制限手段と、
前記レンジ固定モードの場合に、前記駆動輪にスリップが発生している時で、かつ、エンジン回転数とアクセル開度による車両の運転状態の領域が移動して前記エンジン出力制御制限が行われていない状態から、前記エンジン出力制御制限が行われる状態に移行するとき、または前記領域が移動して前記エンジン出力制御制限が行われていない状態から、前記エンジン出力制御制限が行われる状態に移行すると予測されるとき、前記前後輪駆動力配分制御システムのアクチュエータに対し、前記2輪駆動状態から前記4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力する制限対応駆動力配分制御手段と、
を設けたことを特徴とする4輪駆動車の駆動系制御装置。 - 請求項1に記載の4輪駆動車の駆動系制御装置において、
ブレーキ操作とは無関係に前後輪の各輪に対し独立にブレーキ液圧を発生させるブレーキアクチュエータを設け、
前記トラクション制御システムは、駆動輪にスリップが発生している時に、燃料カットまたは点火時期変更の少なくともいずれかによるエンジン出力制御及びスリップが発生している左右または一方の駆動輪に制動力を付与するブレーキ制御を行うシステムであることを特徴とする4輪駆動車の駆動系制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の4輪駆動車の駆動系制御装置において、
前記制限対応駆動力配分制御手段は、駆動力配分を4輪駆動化に切り替える制御開始条件が成立すると、駆動輪速が従動輪速または車体速と同一の車輪速となるようにエンジンの全気筒燃料カット制御とブレーキ制御の少なくとも一方の制御を行い、駆動輪速が従動輪速または車体速とほぼ同じであると確認した後、2輪駆動状態から4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力する手段であることを特徴とする4輪駆動車の駆動系制御装置。 - 後輪または前輪を駆動する2輪駆動状態と、前後輪を駆動する4輪駆動状態とを、アクチュエータへの指令により切替え可能な前後輪駆動力配分制御システムと、
変速比を自動に制御する自動変速比モードと、前記変速比を固定するレンジ固定モードとを切り替える変速比モード切替手段と、
ドライバのステアリング操作量やブレーキ操作量により目標横滑り量を演算する目標横滑り量演算手段と、
車両の横滑り量を検出する横滑り量検出手段と
を有し、
車両の横滑り量と目標横滑り量との間に偏差が生じる走行中、横滑り量を目標横滑り量へ近づけるよう車輪に制動力を付与すると共に、燃料カットまたは点火時期変更の少なくともいずれかを行ってエンジン出力制御を行うビークルダイナミクス制御システムと、
排気系触媒の保護のために車両の運転状態に応じてエンジン出力制御の制御量を低減、もしくは、エンジン出力制御を禁止するエンジン出力制御制限を行うエンジン出力制御制限手段と、
前記レンジ固定モードの場合に、車両の横滑り量と目標横滑り量との間に偏差が生じる走行中で、かつ、エンジン回転数とアクセル開度による車両の運転状態の領域が移動して前記エンジン出力制御制限が行われていない状態から、前記エンジン出力制御制限が行われる状態に移行するとき、または前記領域が移動して前記エンジン出力制御制限が行われていない状態から、前記エンジン出力制御制限が行われる状態に移行すると予測されるとき、前記前後輪駆動力配分制御システムのアクチュエータに対し、前記2輪駆動状態から前記4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力する制限対応駆動力配分制御手段と、
を設けたことを特徴とする4輪駆動車の駆動系制御装置。 - 請求項4に記載の4輪駆動車の駆動系制御装置において、
前記制限対応駆動力配分制御手段は、駆動力配分を4輪駆動化に切り替える制御開始条件が成立すると、横滑り量偏差が大きい場合は、2輪駆動状態から4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力すると共に横滑り量偏差が少なくなるまでエンジンの全気筒燃料カット制御とブレーキ制御の少なくとも一方の制御を行い、横滑り量偏差が設定偏差以下の場合は、2輪駆動状態から4輪駆動状態へと切り替える4輪駆動化指令を出力する手段であることを特徴とする4輪駆動車の駆動系制御装置。
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