JP6075554B2 - 車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents
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Description
このトルクスプリット型の四輪駆動車は、センタデフを使用したフルタイム4WD車や、2WDと4WDとに切り替えるトランスファを使用したパートタイム4WD車に対して、2WDをベースとして小規模な変更で4WDにすることができることや、必要の無いときには2WDにして燃費を向上させることが容易である等の利点がある。
これらに使用されている駆動力配分装置には、主駆動輪と副駆動輪との回転速度差が発生した(スリップした)時のみ駆動力を伝えるビスカスカップリングを代表とした受動的(パッシブ)なものと、電子制御式クラッチ等を用いて駆動力を自由自在にオン・オフできる能動的(アクティブ)なものがある(電子制御式カップリング)。
後者の電子制御式カップリングを用いたものは、電子制御アクティブトルクスプリット形式の4WDである。これは、自由に駆動力をオン・オフできる特徴を活かして必要の無いところでは2WDとすることで、燃費を稼ぎ、「必要性がありそう」、「滑りそう」なときには、先読みして4WDにすることで、駆動性能を満足するといった柔軟な使い方が可能である。このことから、燃費と駆動性能とを両立させるために広く用いられるようになっている。
このような駆動力配分制御装置としては、以下の先行技術文献がある。
特許文献2に係る車両の制御装置は、アクセルオフでの旋回初期のみに限って四輪駆動状態にするものであり、また、トルク急変防止のために、フィルタ処理(なまし処理)を行うものである。
しかしながら、上記の特許文献1、2では、タックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に駆動力を最適に配分する制御を実施することができない。また、タックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても二輪駆動状態の方が望ましい状況における制御を実施することができない。このため、改善が望まれていた。
図1に示すように、四輪駆動車(4WD車:以下「車両」という)1には、駆動源としてのエンジン2と、このエンジン2に連結した変速機3とが搭載されている。変速機3には、トランスファ4が連結している。
変速機3及びトランスファ4には、左側主駆動輪(左側前輪)5Lと右側主駆動輪(右側前輪)5Rとを取り付けた主駆動軸(前側車軸)6が接続している。
また、トランスファ4には、プロペラシャフト7の一端が接続している。このプロペラシャフト7の他端は、駆動力配分装置8を介して差動機9が連結している。
差動機9には、左側副駆動輪(左側後輪)10Lと右側副駆動輪(右側後輪)10Rとを取り付けた副駆動軸(後側車軸)11が接続している。
駆動力配分装置8は、電子制御式カップリングであって、いわゆるトルク配分用クラッチであり、エンジン2の駆動力を主駆動輪5L・5R及び副駆動輪10L・10Rに配分するものである。
この実施例に係る4WD機構では、主駆動輪5L・5Rの駆動ベースを元にした電子制御トルクスプリット4WDであって、主駆動輪5L・5Rにエンジン2の駆動力を主に伝達する。
車両1には、4WD制御用の駆動力配分制御装置12を備えるとともに、この駆動力配分制御装置12に接続して、エンジン制御装置(ECM)13と、アンチロックブレーキ機能を含む横滑り防止装置(ESP)14と、変速機制御装置(AT)15と、電動パワーステアリング制御装置(EPS)16とを備える。また、駆動力配分制御装置12には、駆動力配分装置8と、ブレーキペダル17の踏み込み状態を検出するストップランプスイッチ18と、コンビネーションメータ19と、駆動選択スイッチ20とが接続する。
更に、駆動力配分制御装置12には、図2に示すように、ボディ制御装置(BCM)21が接続する。このボディ制御装置21は、駆動力配分制御装置12に締結力変更要求情報を提供するとともに、駆動力配分制御装置12から駆動力配分装置8の締結情報を取得する。
横滑り防止装置14は、左側主駆動輪5Lの回転速度を検出する左側主駆動輪速度検出センサ24Lと、右側主駆動輪5Rの回転速度を検出する右側主駆動輪速度検出センサ24Rと、左側副駆動輪10Lの回転速度を検出する左側副駆動輪速度検出センサ25Lと、右側副駆動輪10Rの回転速度を検出する右側副駆動輪速度検出センサ25Rとに接続している。この横滑り防止装置14は、駆動力配分制御装置12に、各車輪速度情報と、制御実行中情報とを提供するとともに、駆動力配分制御装置12から駆動力配分装置8の締結情報を取得する。
変速機制御装置15は、変速機3に接続し、シフトポジション情報を取得する。
電動パワーステアリング制御装置14は、ステアリングホイール26の操舵角状態を検出する操舵角センサ27に接続する。この電動パワーステアリング制御装置14は、駆動力配分制御装置12に操舵角情報を提供する。
コンビネーションメータ19は、駆動力配分モード表示灯と、駆動力配分モード警告灯と、インフォメーションディスプレイとを備える。
駆動選択スイッチ20は、ハードウェアスイッチであって、モード信号を出力する。
この駆動力配分制御装置12は、図2に示すように、4WD制御手段28と、車両運動協調制御手段29と、CAN通信手段30と、駆動系保護制御手段31と、フェイルセーフ制御手段32と、セルフダイアグノーシス手段33とを備える。
また、この駆動力配分制御装置12は、図1に示すように、タックインが発生しやすい走行状態か否かを予測する発生予測手段34と、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測された時から経過した経過時間を計測する経過時間計測手段35と、制御手段36と、各車輪速情報から車速を検出する車速検出手段37とを備える。
制御手段36は、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に、四輪駆動状態に切り替えて、経過時間計測手段35により計測された経過時間が増加するにつれて副駆動輪10L・10Rに配分する駆動力を減少させる。
また、制御手段36は、車速検出手段37により検出された車速が予め設定された設定値未満である時に、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持する。
さらに、制御手段36は、スリップ制御又はブレーキアシスト制御が実行された時に、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持する。
その4WD車でも、主駆動輪5L・5Rに対して副駆動輪10L・10Rの駆動力を制御する機構を採用する車両においては、燃費やタイトコーナーブレーキングの抑制、旋回性の向上のために、アクセルオフ中は副駆動輪10L・10Rの駆動力をカットし、主駆動輪5L・5Rのみの2WDとなる制御が採用されているため、タックインが発生しやすいアクセルオフ時には、前輪駆動車と同様に、タックインが発生する場合がある。ここで、上記のタイトコーナーブレーキングとは、4WD車が旋回時に発生する主駆動輪5L・5Rと副駆動輪10L・10Rとの回転速度差が発生するが、舗装路においてその差が吸収しきれずにブレーキがかかったようになり、曲がりにくくなる現象をいう。
そこで、この実施例では、車両旋回時にタックインの発生を予測し、副駆動輪10L・10Rのトルク制御を行うことで、タックインによる挙動の乱れを抑制する4WD制御方法を採用する。
図3に示すように、駆動力配分制御装置12のプログラムがスタートすると(ステップA01)、先ず、アクセル開度センサ23からのアクセル開度と車速検出手段37により検出された車速とを読み込み、アクセル開度がアクセル開度閾値以下且つ車速が車速閾値以上か否かを判断する(ステップA02)。つまり、このステップA02では、アクセル開度と車速とによりアクセルオフで旋回中というタックインが発生しやすい状態になっているかどうかを判断する。また、車速の下限値を指定することにより、低速域におけるタイトコーナブレーキングの発生を防止できる。
このステップA02がYESの場合には、制御が必要有りとして、トルク伝達時間をインクルメントする(ステップA03)。つまり、このステップA03では、上記のステップA02の条件を満たしている時間を積算する。これは、旋回開始直後が最も挙動が乱れやすく、トルクが多く必要であり、時間と共にその必要性が薄れていくために、トルク伝達を行っている時間のカウントが必要となるからである。
そして、車速と操舵角センサ27からの舵角(操舵角)とを読み込み、この車速と操舵角とのマップより、伝達トルク値を求める(ステップA04)。つまり、このステップA04では、車速と操舵角とにより、車両のこれから起こる挙動(かかるであろう横加速度等)を推測し、挙動を安定させるために必要とされる伝達トルクを、そのマップから求める。
その後、トルク伝達時間から伝達トルク係数を求める(ステップA05)。つまり、このステップA05では、上記のステップA03で積算したトルク伝達時間によって車体の挙動を推測し、必要とされる伝達トルク係数を求める。
そして、上記のステップA04での伝達トルク値と上記のステップA05での伝達トルク係数とから副駆動輪伝達トルクを求める(ステップA06)。つまり、副駆動輪伝達トルクは、伝達トルク値に伝達トルク係数を掛けて算出される。
その後、ブレーキ制御が行われているかを判断する(ステップA07)。つまり、このステップA07では、横滑り防止装置14や電動パワーステアリング制御装置16の作動のようなブレーキ制御が働いた場合に、伝達トルクが発生していると、意図せぬ挙動が発生するおそれがある。
このステップA07がNOで、ブレーキ制御が行われていない場合には、上記の副駆動輪伝達トルクを出力する(ステップA08)。
このステップA07がYESで、ブレーキ制御が行われている場合には、伝達トルクを零(0)にして(伝達トルク=0)、2WD状態にする(ステップA09)。
一方、前記ステップA02がNOの場合には、制御が必要無しとして、伝達トルクを零(0)とし(伝達トルク=0)(ステップA10)、また、トルク伝達時間をリセットし(ステップA11)、制御を抜ける。
前記ステップA08の処理後、前記ステップA09の処理後、又は前記ステップA11の処理後は、プログラムをリターンする(ステップA12)。
また、上記の効果に加えて、制御ロジックが簡素なために、計算時間が短く、反応が早く、処理を迅速に実行可能となる。
更に、他の制御と独立しているために、不要なときはその制御をオフにすることも可能であり、簡便である。
先ず、請求項1に係る発明において、駆動力配分制御装置12は、タックインが発生しやすい走行状態か否かを予測する発生予測手段34と、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測された時から経過した経過時間を計測する経過時間計測手段35と、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に、四輪駆動状態に切り替えて、経過時間計測手段35により計測された経過時間が増加するにつれて副駆動輪10L、10Rに配分する駆動力を減少させる制御手段36とを備える。
これにより、タックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に四輪駆動状態に切り替えるため、タックインによる車両の挙動の乱れが発生する前に車両の挙動の乱れを抑制することができる。また、タックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に経過時間が増加するにつれて、副駆動輪10L、10Rに配分する駆動力を減少させるため、タックインによる車両の挙動の乱れを有効に抑制するとともに、燃費の向上及び旋回性の向上を実現することができる。
請求項2に係る発明において、制御手段36は、車速検出手段37により検出された車速が予め設定された設定値未満である時に、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持する。
これにより、車速が予め設定された設定値未満である時には、二輪駆動状態を維持するため、低車速域におけるタイトコーナーブレーキングを防止することができる。
請求項3に係る発明において、制御手段36は、スリップ制御又はブレーキアシスト制御が実行された時に、発生予測手段34によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持する。
これにより、スリップ制御又はブレーキアシスト制御が実行された時には、二輪駆動状態を維持するため、スリップ制御又はブレーキアシスト制御に影響を与えないようにすることができる。
2 エンジン
3 変速機
4 トランスファ
5L 左側主駆動輪
5R 右側主駆動輪
8 駆動力配分装置
9 差動機
10L 左側副駆動輪
10R 右側副駆動輪
12 駆動力配分制御装置
13 エンジン制御装置
14 横滑り防止装置
15 変速機制御装置
16 電動パワーステアリング制御装置
24L 左側主駆動輪速度検出センサ
24R 右側主駆動輪速度検出センサ
25L 左側副駆動輪速度検出センサ
25R 右側副駆動輪速度検出センサ
34 発生予測手段
35 経過時間計測手段
36 制御手段
37 車速検出手段
Claims (3)
- エンジンの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に配分する駆動力配分装置を備え、前記主駆動輪又は前記副駆動輪の一方で車両を駆動する二輪駆動状態と、前記主駆動輪及び前記副駆動輪の両方で車両を駆動する四輪駆動状態とを切り替えることが可能な車両の駆動力配分制御装置において、タックインが発生しやすい走行状態か否かを予測する発生予測手段と、前記発生予測手段によりタックインが発生しやすい走行状態と予測された時から経過した経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記発生予測手段によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時に、四輪駆動状態に切り替えて、前記経過時間計測手段により計測された経過時間が増加するにつれて前記副駆動輪に配分する駆動力を減少させる制御手段とを備えることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
- 車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速が予め設定された設定値未満である時に、前記発生予測手段によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持することを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動力配分制御装置。
- 前記制御手段は、スリップ制御又はブレーキアシスト制御が実行された時に、前記発生予測手段によりタックインが発生しやすい走行状態と予測されている時であっても、二輪駆動状態を維持することを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動力配分制御装置。
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