JP6039975B2 - Vehicle driving force distribution control device - Google Patents
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Description
本発明は、前輪側と後輪側とに駆動力を配分するセンタークラッチと後輪終減速装置と左右のリヤドライブ軸との間に介装される左右のリヤクラッチとを有する車両の駆動力配分制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle driving force having a center clutch that distributes driving force to the front wheel side and the rear wheel side, a rear wheel final reduction gear, and left and right rear clutches interposed between the left and right rear drive shafts. The present invention relates to a distribution control device.
近年、自動車等の車両においては、前後輪間の駆動力配分のみならず、左右輪間の駆動力配分を制御して、車両の安定性、回頭性を向上させる技術を採用するものが知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, vehicles such as automobiles are known that adopt not only a driving force distribution between front and rear wheels but also a technology that improves the stability and turnability of the vehicle by controlling the driving force distribution between the left and right wheels. ing.
例えば、特許文献１には、前後輪間の動力伝達を遮断するカットオフクラッチと、左右の後輪への動力伝達を遮断し、また、その伝達トルクを変化させる左右の車輪クラッチとを備え、カットオフクラッチと車輪クラッチの制御を走行状態に応じて行うことにより、燃費性能の向上やクラッチ接続時のショック低減を図る技術が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献１におけるクラッチ制御は、走行路の路面〜タイヤ間の摩擦係数の違いを考慮しておらず、路面状況の変化に対応して適切に駆動力を配分することは困難である。仮に、摩擦係数の高い路面状態でクラッチ制御を適合させると、摩擦係数の低い路面状態ではクラッチの締結力が不足する虞があり、逆に、摩擦係数の低い路面状態でクラッチ制御を適合させると、摩擦係数の高い路面状態では、クラッチの締結力が過大となる虞がある。
However, the clutch control in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、走行路の路面状態に応じた最適な駆動力配分として省燃費と車両運動性能の向上とを図ることのできる車両の駆動力配分制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a vehicle driving force distribution control device capable of saving fuel and improving vehicle motion performance as an optimal driving force distribution according to the road surface condition of the traveling road. The purpose is to do.
本発明による車両の駆動力配分制御装置は、前輪側と後輪側とに駆動力を配分するセンタークラッチと、後輪終減速装置と左右のリヤドライブ軸との間に介装される左右のリヤクラッチとを有する車両の駆動力配分制御装置であって、走行路の路面摩擦係数に基づいて、前記路面摩擦係数の推定値を統計処理して、路面状態を高摩擦状態と中摩擦状態と低摩擦状態とに区分して判定する路面状態判定部と、前記路面状態判定部で判定した路面状態に対応して、前記センタークラッチ及び前記左右のリヤクラッチの作動に応じた駆動力モードを設定する駆動力モード設定部と、前記駆動力モード設定部で設定された駆動力モードに応じて前記センタークラッチ及び前記左右のリヤクラッチの作動を制御するクラッチ制御部とを備え、前記路面状態が高摩擦状態と判定しても前記路面摩擦係数の推定値のバラツキが大きい場合には、前記駆動力モード設定部は前記左右のリヤクラッチを開放して前記センタークラッチを所定の締結力で締結するスタンバイモードに設定する。 A vehicle driving force distribution control device according to the present invention includes a center clutch that distributes driving force to a front wheel side and a rear wheel side, a left and right rear drive shaft that are interposed between a rear wheel final reduction device and left and right rear drive shafts. A driving force distribution control device for a vehicle having a rear clutch, wherein the estimated value of the road surface friction coefficient is statistically processed based on a road surface friction coefficient of a traveling road, and the road surface state is divided into a high friction state and a medium friction state. A driving force mode corresponding to the operation of the center clutch and the left and right rear clutches is set according to the road surface state determined by the road surface state determining unit and the road surface state determining unit determined by classifying into low friction states comprising a driving force mode setting unit for, a clutch control unit for controlling the operation of the center clutch and the left and right rear clutch in accordance with the set driving force mode by the driving force mode setting unit, the road surface shape If the estimated value of the road surface friction coefficient is large even if it is determined that the vehicle is in a high friction state, the driving force mode setting unit opens the left and right rear clutches and engages the center clutch with a predetermined engagement force. Set to standby mode.
本発明によれば、走行路の路面状態に応じた最適な駆動力配分として省燃費と車両運動性能の向上とを図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a fuel-saving and the improvement of a vehicle exercise | movement performance can be aimed at as optimal driving force distribution according to the road surface state of a running road.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
先ず、車両のパワートレイン系について説明する。図１において、符号１は車両前部に配置されるエンジンを示し、本実施の形態においては、エンジン１の駆動力が前輪を主駆動輪として前輪と後輪とに可変配分されるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース（ＦＦベース）の全輪駆動（AWD；all-wheel drive）車に適用される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a vehicle powertrain system will be described. In FIG. 1,
具体的には、エンジン１の駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含む）２からトランスミッション出力軸２ａを経て、トランスファ３に伝達される。更に、トランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して、後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介してベベルギヤ機構等からなる前輪終減速装置１１に入力される。前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３ＦＬを経て左前輪１４ＦＬに伝達され、前輪右ドライブ軸１３ＦＲを経て右前輪１４ＦＲに伝達される。
Specifically, the driving force of the
尚、自動変速装置２、トランスファ３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。
The
トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート２０ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート２０ｂとを交互に重ねて構成したトルク伝達容量可変型クラッチとしての湿式多板クラッチ（センタークラッチ）２０を主として構成されている。センタークラッチ２０には、センタークラッチ２０の締結力を可変自在に付与するクラッチピストン２０ｃが備えられ、このクラッチピストン２０ｃによる押圧力を制御することにより、センタークラッチ２０の締結力を可変して後輪終減速装置７へ入力される駆動力を制御し、前輪と後輪とのトルク配分比を可変することができる。
The
後輪終減速装置７に入力された駆動力は、左側のリヤクラッチ２１ＲＬを介して後輪左ドライブ軸１３ＲＬから左後輪１４ＲＬに伝達され、また、右側のリヤクラッチ２１ＲＲを介して後輪右ドライブ軸１３ＲＲから右後輪１４ＲＲに伝達される。左右のリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲは、センタークラッチ２０と同様のトルク伝達容量可変型クラッチである。
The driving force input to the rear wheel
具体的には、左側のリヤクラッチ２１ＲＬは、後輪終減速装置７側に設けたドライブプレート２１ＲＬａと、後輪左ドライブ軸１３ＲＬ側に設けたドリブンプレート２１ＲＬｂと、クラッチ締結力を付与するクラッチピストン２１ＲＬｃとを備えている。右側のリヤクラッチ２１ＲＬは、後輪終減速装置７側に設けたドライブプレート２１ＲＲａと、後輪右ドライブ軸１３ＲＲ側に設けたドリブンプレート２１ＲＲｂと、クラッチ締結力を付与するクラッチピストン２１ＲＲｃとを備えている。これらのリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲは、クラッチピストン２１ＲＬｃ，２１ＲＲｃによる押圧力が個別に制御され、左右輪に伝達される駆動力が差動制限される。
Specifically, the left rear clutch 21RL includes a drive plate 21RLa provided on the rear wheel
次に、車両のパワートレインを制御する電子制御系について説明する。このパワートレインの電子制御系は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信バス１００に接続される複数の制御ユニットによって構成され、これらの複数の制御ユニットを介した協調制御により、エンジン１及び自動変速装置２が制御される。複数の制御ユニットは、それぞれマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン１を制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０、自動変速装置２を制御するトランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）６０、車両挙動を制御するビークルダイナミクス制御（VDC;Vehicle Dynamics Control）ユニット７０によって代表される。
Next, an electronic control system that controls the powertrain of the vehicle will be described. The electronic control system of the power train is configured by a plurality of control units connected to a
これらの制御ユニット５０，６０，７０は、通信バス１００によって形成される車内ネットワークを介して各種演算値等の制御情報や各種センサによって検出した制御パラメータ情報を相互に交換し、エンジン制御、駆動力制御を含む変速機制御、車両挙動制御等を実行する。各制御ユニット５０，６０，７０に入力される信号としては、例えば、以下に示すようなセンサ信号がある。
These
ＥＣＵ５０に入力されるセンサ信号としては、エンジン回転数を検出するクランク角センサ５１、ドライバのアクセル操作（アクセルペダルの踏み込み量：アクセル開度）を検出するアクセルセンサ５２等からの信号がある。また、ＴＣＵ６０には、自動変速装置２のセレクト操作部における各レンジ、例えば、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、マニュアル（Ｍ）レンジ等を検出するインヒビタスイッチ６１、トランスミッション出力軸２ａの回転数を検出するトランスミッション出力軸回転センサ６２等の信号が入力される。
Sensor signals input to the
更に、ＶＤＣユニット７０には、各車輪１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速を検出する車輪速センサ１５ＦＬ，１５ＦＲ，１５ＲＬ，１５ＲＲ、操舵角を検出する舵角センサ７１、車両の横加速度を検出する横加速度センサ７２、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ７３等からの信号が入力される。
Further, the
ここで、本実施の形態における車両は、センタークラッチ２０を介して前輪と後輪とのトルク配分比を可変することができ、前後輪のトルク配分比が１００：０のＦＷＤモード（前輪駆動モード）と５０：５０のＡＷＤモード（全輪駆動モード）との駆動力モードを切り換えることができる。更に、ＦＷＤモードとＡＷＤモードとの間の中間的なモードとして、トランスミッション出力軸２ａの回転に中間駆動系の回転を同期させておくスタンバイモードを備えている。
Here, the vehicle in the present embodiment can vary the torque distribution ratio between the front wheels and the rear wheels via the
具体的には、各駆動力モード（ＦＷＤモード、ＡＷＤモード、スタンバイモード）の切り換えは、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成されるクラッチ駆動部６５を介して行われる。クラッチ駆動部６５は、ＴＣＵ６０からの指令により、各クラッチのクラッチピストン２０ｃ，２１ＲＬｃ，２１ＲＲｃに供給する油圧を制御してセンタークラッチ２０及び左右のリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲの締結状態を可変し、ＦＷＤモード、ＡＷＤモード、スタンバイモードを切換える。
Specifically, switching of each driving force mode (FWD mode, AWD mode, standby mode) is performed via a
ＦＷＤモードは、図２に示すように、センタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを全て開放し、プロペラシャフト５〜後輪終減速装置７間のパワートレイン要素を分離させる。このＦＷＤモードは、フリクションロス及び内部循環トルクを低減した省燃費走行を可能とするモードである。
In the FWD mode, as shown in FIG. 2, the
また、ＡＷＤモードは、図３に示すように、センタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを全て作動（締結）させる。このＡＷＤモードは、ベクタリング効果を含めた４輪の駆動力を制御し、安定した走行を可能とするモードである。
In the AWD mode, as shown in FIG. 3, the
一方、スタンバイモードは、図４に示すように、センタークラッチ２０のみを作動（締結）させ、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを開放するモードである。このスタンバイモードは、トランスミッション出力軸２ａの回転にプロペラシャフト５〜後輪終減速装置７の中間駆動系の回転を同期させておくことで、内部循環トルクを発生させず、ＦＷＤモードからＡＷＤモードへの切換え時等、急激にリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを締結する必要が生じた際にも、中間駆動系の回転慣性モーメントによる振動を抑制することができる。
On the other hand, the standby mode is a mode in which only the
これらの駆動力モードは、走行路の路面摩擦係数μの大小に応じて切換えられ、省燃費と車両運動性能の向上との両立を図ることができる。具体的には、図５に示すように、タイヤ駆動力や車両挙動等から推定した路面摩擦係数μの値を統計処理して、走行路の状態を複数の段階に区分して判定し、各段階毎に対応する駆動力モードに切り換える。 These driving force modes are switched according to the magnitude of the road surface friction coefficient μ of the traveling road, and it is possible to achieve both fuel saving and improvement in vehicle motion performance. Specifically, as shown in FIG. 5, the road surface friction coefficient μ estimated from the tire driving force, the vehicle behavior, and the like is statistically processed, and the state of the traveling road is divided into a plurality of stages and determined. Switch to the corresponding driving force mode for each stage.
本実施の形態においては、走行路の状態を、基本的に、高摩擦状態（高μ状態），中摩擦状態（中μ状態），低摩擦状態（低μ状態）の３段階に区分しており、付随的に、路面摩擦係数μの推定値のバラツキが大きく路面状態を特定し難い場合のμ不明確状態を設けている。高μ状態は、乾燥路等のように、路面摩擦係数μが大きく滑りにくい路面状態であることを表し、この高μ状態では、ＦＷＤモードに切り換える。一方、低μ状態は、雪道や雨天時等のように、路面摩擦係数μが小さく滑りやすい路面状態であることを表しており、この低μ状態では、ＡＷＤモードに切り換える。また、中μ状態は、高μと低μとの中間の路面状態であることを表しており、この中μ状態では、スタンバイモードに切り換える。尚、μ不明確状態は、中μ状態と見なして、スタンバイモードとする。 In the present embodiment, the state of the road is basically divided into three stages: a high friction state (high μ state), a medium friction state (medium μ state), and a low friction state (low μ state). In addition, an unclear state is provided when there is a large variation in the estimated value of the road surface friction coefficient μ and it is difficult to specify the road surface state. The high μ state represents a road surface state where the road friction coefficient μ is large and difficult to slip, such as a dry road, and in this high μ state, the mode is switched to the FWD mode. On the other hand, the low μ state indicates that the road surface friction coefficient μ is small and slippery as in a snowy road or rainy weather, and in this low μ state, the mode is switched to the AWD mode. Further, the medium μ state represents a road surface state intermediate between the high μ and the low μ, and in the intermediate μ state, the mode is switched to the standby mode. Note that the μ unclear state is regarded as a medium μ state and is set to a standby mode.
ＴＣＵ６０は、このような路面摩擦係数μに応じた駆動力モード切換えに係る機能として、図１中に示すように、路面摩擦係数推定部６０ａ、路面状態判定部６０ｂ、駆動力モード設定部６０ｃ、クラッチ制御部６０ｄによって代表される機能部を備えている。ＴＣＵ６０は、路面摩擦係数推定部６０ａで路面摩擦係数μを推定し、路面状態判定部６０ｂで路面摩擦係数μの推定値を統計処理して、高μ状態，中μ状態，低μ状態に区分して判定し、駆動力モード設定部６０ｃで各路面状態に応じて駆動力モード（ＦＷＤモード，スタンバイモード，ＡＷＤモード）を決定する。そして、決定した駆動力モードに応じて、クラッチ制御部６０ｄを介してセンタークラッチ２０、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲの作動を制御することにより、高μ〜中μの路面状態での走行における駆動系のフリクションロス及び内部循環トルクを低減すると共に、低μの路面状態での走行における走行性能を向上する。
As shown in FIG. 1, the
詳細には、路面摩擦係数推定部６０ａは、所定の時間刻み毎にタイヤ駆動力や車両挙動等から路面摩擦係数μを推定・演算し、時系列的なμ推定値を出力する。この路面摩擦係数μを推定する技術には特に限定はなく、例えば、本出願人の提案による特開２００８−２６５４６７号公報、特開平８−２２７４号公報、特開２０００−７１９６８号公報等に開示されている技術を用いることができる。
Specifically, the road surface friction
特開２００８−２６５４６７号公報に開示の技術では、車速と車輪のすべり角に基づいて路面摩擦係数を予め定めた設定値に復帰させる復帰速度を設定し、この復帰速度で設定値に路面摩擦係数を復帰させていくことで路面摩擦係数を推定する。より詳細には、操舵系の推定ラック推力と基準ラック推力との偏差の関係により、車輪の摩擦円利用率、或いは予め定めた設定値（例えば、１．０）に、路面摩擦係数を復帰させていくことにより、路面摩擦係数を推定する。 In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-265467, a return speed for returning the road surface friction coefficient to a predetermined set value is set based on the vehicle speed and the slip angle of the wheel, and the road surface friction coefficient is set to the set value at this return speed. The road surface friction coefficient is estimated by restoring More specifically, the road surface friction coefficient is returned to the wheel friction circle utilization factor or a preset value (for example, 1.0) according to the relationship between the deviation between the estimated rack thrust of the steering system and the reference rack thrust. The road surface friction coefficient is estimated.
また、特開平８ー２２７４号公報に開示の技術では、適応制御理論を用いて、操舵角，車速，ヨーレート等から路面摩擦係数を推定する技術に対し、路面摩擦係数の推定が不可能な状況（例えば、操舵角が０の場合等）を検出した場合に、車速Ｖと前輪すべり角βｆに基づいて路面摩擦係数μを予め定めた設定値（例えば、１．０）に復帰させる復帰速度Ｖμを予め設定しておいたマップを参照して定め、この復帰速度Ｖμで路面摩擦係数を復帰させていきながら路面摩擦係数μを演算する。更に、特開２０００−７１９６８号公報に開示の技術では、オブザーバを用いて路面摩擦係数μを推定する。 Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-2274, it is impossible to estimate the road surface friction coefficient with respect to the technique for estimating the road surface friction coefficient from the steering angle, the vehicle speed, the yaw rate, etc. using the adaptive control theory. When detecting (for example, when the steering angle is 0), the return speed Vμ for returning the road surface friction coefficient μ to a predetermined value (for example, 1.0) based on the vehicle speed V and the front wheel slip angle βf. Is determined with reference to a preset map, and the road surface friction coefficient μ is calculated while returning the road surface friction coefficient at the return speed Vμ. Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-71968, the road surface friction coefficient μ is estimated using an observer.
路面状態判定部６０ｂは、路面摩擦係数推定部６０ａから出力されるμ推定値の時系列データを統計処理して、路面状態が高μ、中μ、低μの何れの状態であるかを判定する。路面状態の判定は、直近の所定時間におけるμ推定値の平均値を求め、このμ推定平均値μaveを上下の閾値μH,μL（例えば、μH＝0.8、μL＝0.5）と比較して、以下のように路面状態を仮判定する。
μave≧μH → 高μ状態
μH＞μave＞μL → 中μ状態
μave≦μL → 低μ状態
The road surface
μave ≧ μH → High μ state μH>μave> μL → Medium μ state μave ≦ μL → Low μ state
また、同時に、μ推定値のバラツキを求め、このバラツキが設定値よりも大きい場合、路面状態を特定し難いと判断して高μ状態の仮判定を中μ状態に変更して確定する。例えば、μ推定値の標準偏差σが設定値σH（例えば、σH＝0.2）より大きい場合、μ推定のバラツキが大きく路面状態を特定し難いと判断して、高μ状態の仮判定を中μ状態に変更する。 At the same time, the variation of the μ estimated value is obtained, and when this variation is larger than the set value, it is determined that it is difficult to specify the road surface state, and the temporary determination of the high μ state is changed to the medium μ state and confirmed. For example, when the standard deviation σ of the μ estimated value is larger than a set value σH (for example, σH = 0.2), it is determined that the variation in the μ estimation is large and it is difficult to specify the road surface state, and the temporary determination of the high μ state is Change to state.
高μ状態の仮判定に対してμ推定値のバラツキを考慮するのは、路面状態を特定し難い状況でＦＷＤモードに切り換えると、走行性の悪化を招く可能性があるからであり、このような場合、中μ状態として予めスタンバイモードにしておき、迅速にＡＷＤモードに切り換え可能とする。中μ状態及び低μ状態の仮判定は、μ推定値のバラツキに拘わらず、仮判定の判定結果をそのまま確定する。 The reason why the variation of the μ estimation value is taken into consideration for the temporary determination of the high μ state is that, when switching to the FWD mode in a situation in which it is difficult to specify the road surface state, the traveling performance may be deteriorated. In this case, the standby mode is set in advance as the medium μ state so that the mode can be quickly switched to the AWD mode. In the temporary determination of the medium μ state and the low μ state, the determination result of the temporary determination is fixed as it is regardless of the variation of the μ estimated value.
駆動力モード設定部６０ｃは、路面状態の判定結果に対応して駆動力モードを設定し、クラッチ制御部６０ｄにセンタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲの作動制御を指示する。路面状態の判定結果に対応した駆動力モードは、以下のように設定される。
高μ状態 → ＦＷＤモード
中μ状態 → スタンバイモード
低μ状態 → ＡＷＤモード
The driving force
High μ state → FWD mode Medium μ state → Standby mode Low μ state → AWD mode
クラッチ制御部６０ｄは、駆動力モード設定部６０ｃで設定された駆動力モードに応じて、以下のように、センタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲの作動を制御する。
ＦＷＤモード ：センタ−クラッチ２０→開放
リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲ→開放
スタンバイモード：センタークラッチ２０→締結（トランスミッション出力軸２ａの
回転に中間駆動系が同調回転可能な締結力で締結）
リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲ→開放
ＡＷＤモード ：センタ−クラッチ２０→締結（運転状態に応じた締結力で締結）
リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲ→締結（左右差を確保しつつ、
左右の締結力の総和がセンタークラッチ２０の締結力相当となる
ように制御）
The
FWD mode: Center clutch 20 → released
Rear clutch 21RL, 21RR → release Standby mode: center clutch 20 → engagement (
Fastening with a fastening force that allows the intermediate drive system to rotate synchronously with the rotation)
Rear clutch 21RL, 21RR → release AWD mode: center clutch 20 → engagement (engagement with engagement force according to operation state)
Rear clutch 21RL, 21RR → engagement (while ensuring the left-right difference,
The sum of the right and left fastening forces is equivalent to the fastening force of the
To control)
以上の駆動力モードに係る処理は、具体的には、図６のフローチャートに示すプログラム処理によって実現される。以下、図６のフローチャートに示す駆動力モード切換制御ルーチンについて説明する。 The processing related to the above driving force mode is specifically realized by the program processing shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the driving force mode switching control routine shown in the flowchart of FIG. 6 will be described.
この駆動力モード切換制御ルーチンでは、先ず最初のステップＳ１において、μ推定値の時系列データを読み込んで統計処理し、平均値μave及び標準偏差σを算出する。次にステップＳ２へ進み、算出した平均値μaveを下側の閾値μLと比較して、現在の路面状態が低μ状態か否かを判定する。 In this driving force mode switching control routine, first, in the first step S1, the time series data of the μ estimated value is read and statistically processed to calculate the average value μave and the standard deviation σ. In step S2, the calculated average value μave is compared with the lower threshold value μL to determine whether or not the current road surface state is a low μ state.
その結果、μave＞μLで低μ状態でない場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、平均値μaveを上側の閾値μHと比較して高μ状態か否かを判定する。そして、μave≧μHの場合には、高μ状態であると仮判定してステップＳ４へ進み、標準偏差σを設定値σHと比較してμ推定値のバラツキが大きく、路面状態を特定し難い状況か否かを調べる。 As a result, if μave> μL and the low μ state is not established, the process proceeds from step S2 to step S3, and the average value μave is compared with the upper threshold μH to determine whether or not the high μ state. If μave ≧ μH, it is temporarily determined that the state is high μ, and the process proceeds to step S4. The standard deviation σ is compared with the set value σH, and the variation of the μ estimated value is large, and it is difficult to specify the road surface state. Find out if the situation.
ステップＳ４においてσ≦σHであり、μ推定値のバラツキが大きくない場合には、高μ状態の仮判定を確定してステップＳ５へ進み、センタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを全て開放し、駆動力モードをＦＷＤモードにセットする。これにより、トランスミッション出力軸２ａから中間駆動系が分離され、高μ路走行時にフリクションロス及び内部循環トルクを低減して省燃費走行を実現することが可能となる。
If σ ≦ σH in step S4 and the variation in μ estimation value is not large, the temporary determination of the high μ state is confirmed and the process proceeds to step S5, where the
一方、ステップＳ３においてμL＜μave＜μHであり、中μ状態と確定した場合、或いは、ステップＳ４においてσ＞σHであり、μ推定値のバラツキが大きく、高μ状態の仮判定を変更して中μ状態として確定した場合には、ステップＳ６へ進み、駆動力モードをスタンバイモードにセットする。このスタンバイモードでは、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを開放した状態でセンタークラッチ２０を所定の締結トルクで締結する。
On the other hand, if μL <μave <μH in step S3 and the medium μ state is determined, or if σ> σH in step S4, the variability of the μ estimated value is large, and the temporary determination of the high μ state is changed. If the medium μ state is determined, the process proceeds to step S6, and the driving force mode is set to the standby mode. In this standby mode, the
このスタンバイモードにおけるセンタークラッチ２０の締結トルクは、中間駆動系の慣性力によって定まる機種毎の値であり、トランスミッション出力軸２ａの回転に中間駆動系の回転を同期させることのできる締結トルクとして与えられる。これにより、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを急激に締結する必要が生じた際の回転慣性モーメントによる振動を抑制することができる。
The engagement torque of the center clutch 20 in the standby mode is a value for each model determined by the inertial force of the intermediate drive system, and is given as an engagement torque that can synchronize the rotation of the intermediate drive system with the rotation of the
一方、ステップＳ２において、μave≦μLであり、低μ状態と確定した場合には、ステップＳ２からステップＳ７へ進み、駆動力モードをＡＷＤモードとすべくセンタークラッチ２０及びリヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲを制御する。ＡＷＤモードでは、センタ−クラッチ２０の締結トルクＴcは、例えば、アクセル開度（又は前後加速度）と横加速度とをパラメータとするマップ等を参照して設定され、同じアクセル開度では横加速度が大きくなるほど、締結トルクが大きくされる。
On the other hand, if μave ≦ μL and the low μ state is confirmed in step S2, the process proceeds from step S2 to step S7, and the
また、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲの締結トルクＴＬ，ＴＲは、左右後輪の差動制限トルクを発生させる必要左右差トルクΔＴ_LRの総和がセンタークラッチ２０の締結トルクＴｃとなるように制御される。必要左右差トルクΔＴ_LRは、例えば、下式に示すように、操舵特性による理想ヨーレートγiとヨーレートセンサ７３によって検出される実ヨーレートγrとの差に実車走行試験等によって求められる固定ゲインＫmを乗算して求められる必要付加モーメントＭ、車両トレッドＬtread、タイヤ半径Ｒtから求めることができる。
γi＝θhan×Ｋhan_yaw
Ｍ＝（γiーγr）×Ｋm
ΔＴ_LR＝Ｍ／（Ｌtread／２）×Ｒt
Further, the engagement torques TL and TR of the rear clutches 21RL and 21RR are controlled such that the sum of the necessary left and right differential torques ΔT_LR for generating the differential limiting torque for the left and right rear wheels becomes the engagement torque Tc of the
γi ＝ θhan × Khan_yaw
M = (γi-γr) × Km
ΔT_LR = M / (Ltread / 2) × Rt
ここで、必要左右差トルクΔＴ_LRを、ΔＴ_LR＝ＴＬ−ＴＲとすると、リヤクラッチ２１ＲＬの締結トルクＴＬ、リヤクラッチ２１ＲＲの締結トルクＴＲは、それぞれ、以下の式によって表すことができ、これを、リヤクラッチ２１ＲＬ，２１ＲＲに対する制御出力値とする。このＡＷＤモードでは、低μの滑りやすい路面状態において、ベクタリング効果を含めた４輪の安定した駆動力で走行性能を向上することができる。
ＴＬ＝（Ｔｃ＋ΔＴ_LR）／２
ＴＲ＝（Ｔｃ−ΔＴ_LR）／２
Here, if the required left-right differential torque ΔT_LR is ΔT_LR = TL−TR, the engagement torque TL of the rear clutch 21RL and the engagement torque TR of the rear clutch 21RR can be expressed by the following equations, respectively, Control output values for the clutches 21RL and 21RR are used. In the AWD mode, the driving performance can be improved with a stable driving force of the four wheels including the vectoring effect in a low μ slippery road surface state.
TL = (Tc + ΔT_LR) / 2
TR = (Tc−ΔT_LR) / 2
このように本実施の形態においては、路面摩擦係数に基づく走行路の状態に応じて、ＦＷＤモード、ＡＷＤモード、スタンバイモードを切り換えて駆動力配分を最適化することができ、省燃費と車両運動性能の向上とを実現して車両としての商品性を向上することができる。 As described above, in the present embodiment, it is possible to optimize the driving force distribution by switching the FWD mode, the AWD mode, and the standby mode according to the state of the road based on the road surface friction coefficient. It is possible to improve the performance of the vehicle by realizing performance improvement.
１ エンジン
２ 自動変速装置
３ トランスファ
７ 後輪終減速装置
２０ センタークラッチ
２１ＲＬ，２１ＲＲ リヤクラッチ
６０ トランスミッション制御ユニット
６０ａ 路面摩擦係数推定部
６０ｂ 路面状態判定部
６０ｃ 駆動力モード設定部
６０ｄ クラッチ制御部
μ 路面摩擦係数
Ｔｃ，ＴＬ，ＴＲ 締結トルク
DESCRIPTION OF
Claims (4)
走行路の路面摩擦係数に基づいて、前記路面摩擦係数の推定値を統計処理して、路面状態を高摩擦状態と中摩擦状態と低摩擦状態とに区分して判定する路面状態判定部と、
前記路面状態判定部で判定した路面状態に対応して、前記センタークラッチ及び前記左右のリヤクラッチの作動に応じた駆動力モードを設定する駆動力モード設定部と、
前記駆動力モード設定部で設定された駆動力モードに応じて前記センタークラッチ及び前記左右のリヤクラッチの作動を制御するクラッチ制御部と
を備え、
前記路面状態が高摩擦状態と判定しても前記路面摩擦係数の推定値のバラツキが大きい場合には、前記駆動力モード設定部は前記左右のリヤクラッチを開放して前記センタークラッチを所定の締結力で締結するスタンバイモードに設定することを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。 A vehicle driving force distribution control device having a center clutch that distributes driving force to the front wheel side and the rear wheel side, and left and right rear clutches interposed between the rear wheel final reduction gear and the left and right rear drive shafts Because
A road surface state determination unit that statistically processes the estimated value of the road surface friction coefficient based on the road surface friction coefficient of the traveling road and determines the road surface state to be classified into a high friction state, a middle friction state, and a low friction state ;
A driving force mode setting unit that sets a driving force mode corresponding to the operation of the center clutch and the left and right rear clutches, corresponding to the road surface state determined by the road surface state determination unit;
A clutch control unit for controlling the operation of the center clutch and the left and right rear clutches according to the driving force mode set by the driving force mode setting unit ,
If the estimated value of the road surface friction coefficient is large even when the road surface state is determined to be a high friction state, the driving force mode setting unit opens the left and right rear clutches and engages the center clutch in a predetermined engagement. A driving force distribution control device for a vehicle, characterized in that it is set in a standby mode for fastening by force.
に中間駆動系の回転が同期可能な締結力とすることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の駆動力配分制御装置。 The fastening force of the center clutch in the standby mode, the driving force distribution control of a vehicle according to claim 1 or 2, wherein the rotation of the intermediate drive system to the rotation of the transmission output shaft, characterized in that a synchronizable fastening force apparatus.
定値のバラツキが大きい場合には、判定結果を中摩擦状態に変更することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の駆動力配分制御装置。 The road surface state determination unit changes a determination result to a medium friction state when the estimated value of the road surface friction coefficient is large even if the road surface state is determined to be a high friction state. The driving force distribution control device for a vehicle according to 1 or 2.
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