JP6094946B2 - 車両用駆動力配分制御装置 - Google Patents

Description

この発明は車両用駆動力配分制御装置に係り、特に、エンジンの駆動力を車両走行状態に応じて主駆動輪および副駆動輪に配分する車両用駆動力配分制御装置に関する。

前後輪の全てを駆動する四輪駆動車において、エンジンの駆動力が主に伝達される主駆動輪と、カップリングを介してエンジンからの駆動力が伝達される副駆動輪とを備え、主駆動輪と副駆動輪との回転速度差に応じてカップリングが副駆動輪に伝達する駆動力の伝達量を制御する車両用駆動力配分制御装置が数多く考案されている。
従来の車両用駆動力配分制御装置には、予め設定された配分比で複数の車輪に駆動力を配分する車両用駆動力配分制御装置であって、降坂走行中に制動された車輪の回転速度が下限回転速度以下になった場合に、下限回転速度以下になった車輪の駆動力を増大するように前記予め設定された配分比を変更することで、車輪のロックを回避しつつ、車速が上昇することを防止した技術が開示されている。

特開２００７−２６１５６６号公報

ところで、主駆動輪に対して副駆動輪の駆動力を制御する車両用駆動力配分制御装置においては、主駆動輪の空転に起因して副駆動輪に伝達される駆動力の伝達量を可変にするカップリングに過大なトルクが入力される場合がある。このような状態においては、カップリング内の多板クラッチが差動することで伝達トルクが抑制される。しかし、このとき多板クラッチは差動により発熱し、損傷するおそれがある。
このことから、車両用駆動力配分制御装置においては、通常、このような状態を検出した場合、フェールセーフにより多板クラッチの結合を弱め、副駆動輪に伝達される駆動力を少なくして主駆動輪の駆動力を増大させる二輪駆動状態とすることで、カップリングの損傷を回避する制御が組み込まれている場合が多い。

ところが、カップリングに対するフェイルセーフが作動して副駆動輪への駆動力の伝達量が減少されると、本来の四輪駆動機能が失われてしまうため、頻繁なフェイルセーフの作動は運転性の低下を招く要因となる。
そこで、カップリングに過大なトルクが入力された場合、その発生源であるエンジンのトルクを最適に制御すると同時に、カップリングの伝達トルクを最適に制御することで、カップリングの発熱を抑制することが考えられる。これにより、カップリングの損傷を回避し、またフェイルセーフ制御の作動頻度を抑え、四輪駆動機能の維持を実現することができる。
しかしながら、カップリングへの過大なトルク入力に対して、発生源であるエンジンのトルクを低減するように制御するため、車両状態によっては、エンジントルクの低減制御によりエンジン回転速度の低下を招き、エンジンストールが発生する場合がある。

この発明は、副駆動輪に伝達される駆動力を可変にするカップリングを備えた車両用駆動力配分制御装置において、エンジントルク低減制御の実行中にエンジン回転速度が低下した場合に、エンジンストールが発生することを回避することを目的とする。

この発明は、四輪駆動車の前後輪における駆動力の配分を制御する車両用駆動力配分制御装置であって、エンジンからの駆動力の伝達量を可変にするカップリングと、前記エンジンの駆動力が主に伝達される主駆動輪と、前記カップリングを介して前記エンジンからの駆動力が伝達される副駆動輪とを備え、前記エンジンのトルクを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記主駆動輪と前記副駆動輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、前記回転速度差検出手段により検出された回転速度差に応じて前記カップリングが伝達する駆動力の伝達量を制御するカップリング制御手段とを備えた車両用駆動力配分制御装置において、前記回転速度差検出手段により検出された回転速度差が設定値以上である場合には、前記エンジン制御手段により前記エンジントルクが低減されるようにエンジントルク低減制御を実行する低減制御手段を備え、前記低減制御手段が前記エンジントルク低減制御を実行中に、前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が設定値以下の場合には、前記カップリング制御手段により制御される前記カップリングの駆動力の伝達量を最小値とすることを特徴とする。

この発明は、エンジントルク低減制御の実行中に、エンジン回転速度が設定値以下になった場合、カップリングの駆動力の伝達量を最小値にすることで、エンジン回転速度を上昇させることができ、エンジンストールを回避できる。

図１は車両用駆動力配分制御装置のシステム構成図である。（実施例） 図２は車両用駆動力配分制御装置のシステム入出力図である。（実施例） 図３は二輪駆動状態への切替制御のフローチャートである。（実施例） 図４は四輪駆動状態への復帰制御のフローチャートである。（実施例） 図５はエンジントルク低減制御時のエンジン回転速度の変化を示す図である。（実施例）

以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両１は、前部にエンジン２と変速機３とを横置き状態に搭載し、前側ディファレンシャル４に右前車軸５および左前車軸６の内端を連結し、右前車軸５および左前車軸６の外端にそれぞれ右前輪７および左前輪８を取り付けている。
また、車両１は、前記変速機３にトランスファ９を連結し、トランスファ９にプロペラシャフト１０の前端を連結している。プロペラシャフト１０は、後端を駆動力配分用のカップリング１１を介して後側ディファレンシャル１２に連結している。後側ディファレンシャル１２には、右後車軸１３および左後車軸１４の内端を連結し、右後車軸１３および左後車軸１４の外端にそれぞれ右後輪１５および左後輪１６を取り付けている。
車両１は、エンジン２の発生する駆動力を、変速機３、前側ディファレンシャル４、右前車軸５および左前車軸６を介して右前輪７および左前輪８に伝達し、右前輪７および左前輪８を主駆動輪として駆動する。また、車両１は、トランスファ９で取り出したエンジン２の駆動力を、プロペラシャフト１０、カップリング１１、後側ディファレンシャル１２、右後車軸１３および左後車軸１４を介して右後輪１５および左後輪１６に伝達し、右後輪１５および左後輪１６を副駆動輪として駆動する。
よって、この車両１は、エンジン１の駆動力により前輪５・６および後輪１５・１６の全てを駆動する四輪駆動車である。

前記カップリング１１は、電子的に結合力を制御可能な多板クラッチを有し、車両用駆動力配分制御装置１７に接続されている。車両用駆動力配分制御装置１７は、車両１の走行状況に応じてカップリング１１の締結力を制御し、主駆動輪の右前輪７および左前輪８に対して、副駆動輪の右後輪１５および左後輪１６に伝達するエンジン２の駆動力を可変する。
車両用駆動力配分制御装置１７は、図２に示すように、四輪駆動制御部１８と駆動系保護制御部１９とＣＡＮ（車内ＬＡＮ）通信機能部２０とフェイルセーフ制御部２１とセルフダイアグノーシス機能部２２とを有している。

車両用駆動力配分制御装置１７の入力側には、駆動選択スイッチ２３が直接に接続され、また、エンジン制御手段２４と、変速機制御手段２５と、アンチロックブレーキシステム２６とがＣＡＮ通信（車内ＬＡＮ）で接続されている。
前記駆動選択スイッチ２３は、四輪駆動スイッチ２７、ロックスイッチ２８を有している。駆動選択スイッチ２３からは、四輪駆動、ロックの駆動選択情報が入力される。
前記エンジン制御手段２４は、アクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段２９、エンジン２の回転速度（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転速度検出手段３０、ブレーキペダルのストップランプスイッチ３１、エンジン２の実トルク（エンジントルク）を検出するエンジントルク検出手段３２、運転者の要求するトルクを検出する運転者要求トルク検出手段３３を有し、エンジン２のトルクを制御する。エンジン制御手段２４からは、アクセル開度情報、エンジン回転速度情報、ストップランプスイッチ情報、エンジントルク情報、運転者要求トルク情報が入力される。
前記変速機制御手段２５は、シフトポジションスイッチ３４を有し、変速機３の変速状態を制御する。変速機制御手段２５からは、シフトポジション情報が入力される。
前記アンチロックブレーキシステム２６は、右前輪回転速度検出手段３５および左前輪回転速度検出手段３６、右後輪回転速度検出手段３７および左後輪回転速度検出手段３８を有し、各車輪７・８、１５・１６のロックを制御する。アンチロックブレーキシステム２６からは、各検出手段３５・３６、３７・３８が検出した各車輪７・８、１５・１６の車輪回転速度情報とアンチロックブレーキの制御実行情報が入力される。

また、車両用駆動力配分制御装置１７の出力側には、前記カップリング１１が直接に接続され、また、前記エンジン制御手段２４と、コンビネーションメータ３９とがＣＡＮ通信（車内ＬＡＮ）で接続されている。
車両用駆動力配分制御装置１７は、入力する各種情報に基づいて、四輪駆動制御部１８により四輪駆動制御を実行し、ＣＡＮ通信機能部２０によってエンジン制御手段２４に駆動選択情報および四輪駆動要求エンジントルク情報を出力し、ＣＡＮ通信機能部２０によってコンビネーションメータ３９に四輪駆動オート表示灯点灯要求・ロック表示灯点灯要求の情報を出力し、さらに、駆動系保護制御部１９とフェイルセーフ制御部２１とセルフダイアグノーシス部２２とによる処理を行う。

この車両用駆動力配分制御装置１７は、エンジン２からの駆動力の伝達量を可変にする前記カップリング１１と、エンジン２の駆動力が主に伝達される主駆動輪である前記右前輪７および左前輪８と、カップリング１１を介してエンジン２からの駆動力が伝達される副駆動輪である前記右後輪１５および左後輪１６とを備えている。
また、この車両用駆動力配分制御装置１７は、エンジン２のトルクを制御する前記エンジン制御手段２４と、エンジン２の回転速度を検出する前記エンジン回転速度検出手段３０と、主駆動輪である右前輪７および左前輪８と副駆動輪である右後輪１５および左後輪１６との回転速度差を検出する回転速度差検出手段４０と、回転速度差検出手段４０により検出された回転速度差に応じてカップリング１１が伝達する駆動力の伝達量を制御するカップリング制御手段４１とを備えている。
これにより、車両用駆動力配分制御装置１７は、四輪駆動制御部１８による四輪駆動制御の実行中に、車両１の走行状態に応じて、主駆動輪である右前輪７および左前輪８と副駆動輪である右後輪１５および左後輪１６とにおける駆動力の配分を制御する。
この車両用駆動力配分制御装置１７は、低減制御手段４２を備えている。低減制御手段４２は、前記回転速度差検出手段４０により検出された回転速度差が設定値以上である場合には、エンジン制御手段２４によりエンジントルクが低減されるようにエンジントルク低減制御を実行する。そして、車両用駆動力配分制御装置１７は、低減制御手段４２がエンジントルク低減制御を実行中に、エンジン回転速度検出手段４０により検出されたエンジン回転速度が設定値以下の場合には、カップリング制御手段４１により制御されるカップリング１１の駆動力の伝達量を最小値とする。
車両用駆動力配分制御装置１７は、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値とすることで、エンジン２の駆動力を副駆動輪である右後輪１５および左後輪１６に伝達させずに、主駆動輪である右前輪７および左前輪８にのみ伝達させることで、車両１を二輪駆動状態にする。

次に作用を説明する。
前記車両用駆動力配分制御装置１７は、エンジントルク低減制御を実行中にエンジン回転速度が低下した場合に、車両１を二輪駆動状態に制御することでエンジンストールを回避する。
車両用駆動力配分制御装置１７は、図３に示すように、四輪駆動状態において、二輪駆動状態への切替制御のプログラムがスタートすると（Ｓ０１）、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値として二輪駆動状態にする切替条件が成立するかを判断する（Ｓ０２）。二輪駆動状態への切替条件は、エンジントルク低減制御を実行中であって、かつエンジン回転速度が回転速度判定用の設定値以下に低下した場合に成立する（図４のｔ１）。
この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値として二輪駆動状態に切り替え（Ｓ０３）、判断（Ｓ０２）にリターンする（Ｓ０４）。この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、判断（Ｓ０２）にリターンする（Ｓ０４）。
エンジン２の駆動力は、カップリング１１の伝達量を最小値とすることで、副駆動輪である右後輪１５および左後輪１６にエンジン２の駆動力が伝達されなくなり、主駆動輪である右前輪７および左前輪８にのみ伝達される。このとき、エンジン２は、カップリング１１が自由な差動が可能となることで、エンジン回転速度が上昇し、エンジンストールを回避することができる。
エンジンストールを回避する手法としては、エンジントルク低減制御を終了する方法も考えられる。しかし、エンジントルク低減制御の終了はエンジン回転速度の上昇を抑制する根本要因であるカップリング１１の伝達量に変化を与えず、また、エンジントルク低減制御の終了からエンジンストールしない十分なエンジントルクヘの復帰時間に対して、カップリング１１を結合する指令トルクを０Ｎｍにしてからカップリング１１が自由に差動可能となる時間の方が十分に小さいことから、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値とする制御がエンジンストールの回避には有効である。

車両用駆動力配分制御装置１７は、図４に示すように、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値にした二輪駆動状態において、四輪駆動状態への復帰制御のプログラムがスタートすると（Ｓ０５）、カップリング１１の駆動力の伝達量を適正値として四輪駆動状態にする復帰条件が成立するかを判断する（Ｓ０６）。
この判断（Ｓ０６）がＹＥＳの場合は、カップリング１１の駆動力の伝達量を適正値とする四輪駆動状態に復帰させ（Ｓ０７）、判断（Ｓ０６）にリターンする（Ｓ０８）。この判断（Ｓ０６）がＮＯの場合は、判断（Ｓ０６）にリターンする（Ｓ０８）。
前記判断（Ｓ０６）においては、カップリング１１の前側の回転速度（入力回転速度）とカップリング１１の後側の回転速度（出力回転速度）との情報によって、カップリング１１の差動が収まり、四輪駆動状態に復帰可能な状態かを判定する。四輪駆動状態への復帰条件は、二輪駆動状態へ切替中であって、カップリング１１の入力回転速度が入力側規定値未満でかつカップリング１１の出力回転速度が出力側規定値未満であるか、あるいは、カップリング１１の入力回転速度が入力側規定値以上でかつカップリング１１の出力側回転速度が出力側規定値以上である場合に成立するものとする（図４のｔ２）。
ここでの四輪駆動状態とは、カップリング１１を結合する指令トルクが０Ｎｍで固定されておらず、駆動力配分制御により最適な指令トルクがカップリング１１に指令されている状態を示す。

このように、車両用駆動力配分制御装置１７は、主駆動輪である右前輪７および左前輪８と副駆動輪である右後輪１５および左後輪１６との回転速度差が設定値以上である場合には、エンジントルクが低減されるようにエンジントルク低減制御を実行し、このエンジントルク低減制御を実行中に、エンジン回転速度が設定値以下の場合には、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値とする。
これにより、車両用駆動力配分制御装置１７は、エンジントルク低減制御の実行中に、エンジン回転速度が設定値以下になった場合、カップリング１１の駆動力の伝達量を最小値にすることで、エンジン回転速度を上昇させることができ、エンジンストールを回避できる。

この発明は、エンジントルク低減制御の実行中に、エンジン回転速度が設定値以下になった場合、エンジンストールを回避できるものであり、四輪車に限らず二輪車にも応用が可能である。

１ 車両
２ エンジン
３ 変速機
４ 前側ディファレンシャル
７ 右前輪
８ 左前輪
９ トランスファ
１０ プロペラシャフト
１１ カップリング
１２ 後側ディファレンシャル
１５ 右後輪
１６ 左後輪
１７ 車両用駆動力配分制御装置
１８ 四輪駆動制御部
２４ エンジン制御装置
２５ 変速機制御装置
２６ アンチロックブレーキシステム
３０ エンジン回転速度検出手段
３５ 右前輪回転速度検出手段
３６ 左前輪回転速度検出手段
３７ 右後輪回転速度検出手段
３８ 左後輪回転速度検出手段
４０ 回転速度差検出手段
４１ カップリング制御手段
４２ 低減制御手段

Claims (1)

1. 四輪駆動車の前後輪における駆動力の配分を制御する車両用駆動力配分制御装置であって、エンジンからの駆動力の伝達量を可変にするカップリングと、前記エンジンの駆動力が主に伝達される主駆動輪と、前記カップリングを介して前記エンジンからの駆動力が伝達される副駆動輪とを備え、前記エンジンのトルクを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記主駆動輪と前記副駆動輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、前記回転速度差検出手段により検出された回転速度差に応じて前記カップリングが伝達する駆動力の伝達量を制御するカップリング制御手段とを備えた車両用駆動力配分制御装置において、前記回転速度差検出手段により検出された回転速度差が設定値以上である場合には、前記エンジン制御手段により前記エンジントルクが低減されるようにエンジントルク低減制御を実行する低減制御手段を備え、前記低減制御手段が前記エンジントルク低減制御を実行中に、前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が設定値以下の場合には、前記カップリング制御手段により制御される前記カップリングの駆動力の伝達量を最小値とすることを特徴とする車両用駆動力配分制御装置。

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