JP7031565B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents
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Description
駆動力を発生する駆動装置(20、50)と、
左前輪(Wfl)、右前輪(Wfr)、左後輪(Wrl)及び右後輪(Wrr)に対して制動力を付与する制動装置(40)と、
前記駆動力を左前輪車軸(32L)及び右前輪車軸(32R)へ伝達するとともに、前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャル装置(31)と、
プロペラシャフト(34)を介して前記駆動力を後輪側に伝達するトランスファギヤ装置(33)と、
前記プロペラシャフトから左後輪車軸及び右後輪車軸へ前記駆動力を伝達する後輪用ファイナルギヤ装置(35)と、
前記プロペラシャフトに伝達された前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なカップリング装置(361、362、400)と、
を備え、後輪側の最終ギヤ比が前輪側の最終ギヤ比よりも小さくなるように設定された四輪駆動車両に適用される。
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの回転速度に関連する回転関連値(Pi)を含む前記車両の現在の走行状態を表す走行状態情報を検出する走行状態検出部(82、83、84、85)と、
前記走行状態情報に基いて前記カップリング装置のカップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への前記伝達度合いを変更することが可能なカップリング制御部(60)と、
前記カップリング制御部により制御されている前記カップリング装置の前記カップリングトルクに関するカップリングトルク情報が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いが所定の度合いよりも小さいことを示しているときに成立する第1条件が少なくとも成立している場合(S220:Yes)、前記回転関連値に基いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に対する補正値(Ki)を算出し、前記回転関連値及び前記算出された補正値を用いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度(Vwhfl、Vwhfr、Vwhrl、Vwhrr)を算出する車輪速度算出部(70)と、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に基いて、前記車両の挙動の不安定さを表す指標値(SAi、SBi)を算出し、前記算出した指標値に応じて前記制動装置を制御することにより、前記車両の挙動を安定化させるための車両挙動安定化制御を実行する車両挙動安定化制御部(70)と、
を備える。
前記カップリング装置は、
前記後輪用ファイナルギヤ装置の駆動出力部(352)と前記左後輪車軸との間の第1カップリングトルク(CuRL)を制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能な第1カップリング装置(361)と、
前記駆動出力部と前記右後輪車軸との間の第2カップリングトルク(CuRR)を制御することにより、前記駆動力の前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能な第2カップリング装置(362)と、
を備え、
前記車輪速度算出部は、
前記第1カップリングトルクに関する情報(C1now)及び前記第2カップリングトルクに関する情報(C2now)を、前記カップリングトルク情報として用いるように構成されている。
前記カップリング装置は、
前記プロペラシャフトと前記後輪用ファイナルギヤ装置との間に配設され、前記プロペラシャフトと前記後輪用ファイナルギヤ装置との間のクラッチ伝達力を制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なクラッチ装置(400)を含み、
前記車輪速度算出部は、
前記クラッチ装置の前記クラッチ伝達力に関する情報(C3now)を前記カップリングトルク情報として用いるように構成されている。
前記車両の状態が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いがゼロである二輪駆動状態であるときに、前記第1条件が成立すると判定するように構成されている。
前記車輪速度算出部は、
前記第1条件に加えて、前記走行状態情報が、前記車両が直進走行を行っており且つ前記車両の加速度の大きさが所定の閾値よりも小さいことを示しているときに成立する第2条件が成立している場合(S210:Yes、S215:Yes)、前記回転関連値に基いて、前記補正値(Ki)を算出するように構成されている。
本発明の第1実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置(以下、「第1装置」とも称呼される。)は、図1に示したように、四輪駆動車両10に適用される。
(左旋回時)
操舵角Stが正の操舵角閾値以上であり且つ車速(例えば、Vwhfl、Vwhfr、Vwhrl及びVwhrrの平均値)が所定車速閾値以上であるとき、4WDECU60は、指示値C1を「0」に設定するとともに指示値C2を正の所定値(場合により最大値)に設定する。これにより、車両10に左回りのヨーモーメントが発生するので、車両10の旋回性能が向上する。
(右旋回時)
操舵角Stが負の操舵角閾値以下であり且つ車速(例えば、Vwhfl、Vwhfr、Vwhrl及びVwhrrの平均値)が所定車速閾値以上であるとき、4WDECU60は、指示値C2を「0」に設定するとともに指示値C1を正の所定値(場合により最大値)に設定する。これにより、車両10に右回りのヨーモーメントが発生するので、車両10の旋回性能が向上する。
なお、自動選択位置の場合の上述の制御は一例であり、これに限定されない。4WDECU60は、上述した以外の走行状態情報に応じて、指示値C1及び指示値C2を変更してもよい。
Vwi=ri・ωi=ri・{(2・π/N)・(Pi/ΔT)} …(1)
Ki={(Pfl+Pfr+Prl+Prr)/4}/Pi …(2)
Vwhi=Ki×Vwi …(3)
制動ECU70は、車両10の制動時において、各車輪(Wfl、Wfr、Wrl及びWrr)のロック状態を解消するアンチロックブレーキ制御を実行するようになっている。アンチロックブレーキ制御は周知であるので、以下、簡単に説明する。以降、この制御を単に「ABS制御」と称呼する。
SAi = ((Va-Vwhi)/Va)×100% …(4)
制動ECU70は、車両10の加速時(車両10の発進時を含む)において、駆動輪の空転を抑制するトラクション制御を実行するようになっている。トラクション制御は周知であるので、以下、簡単に説明する。以降、この制御を単に「TRC制御」と称呼する。なお、「車輪の空転」とは、車輪が路面から浮いた場合、及び、路面上で車輪がスリップ状態になる場合、を含む。
SBi = ((Vwhi-Va)/Va)×100% …(5)
車両10が、摩擦係数μの低い路面を四輪駆動状態で走行している状況において、制動ECU70が各車輪Wiの補正係数Kiを算出すると仮定する。この場合、前輪と後輪との間の最終ギヤ比の相違に起因して後輪が路面上でスリップしながら回転するので、後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも大きくなる。その結果、前輪(Wfl、Wfr)のそれぞれの車輪速度(Vwfl、Vwfr)に対する補正係数(Kfl、Kfr)は「1」より大きい値になり、且つ、後輪(Wrl、Wrr)のそれぞれの車輪速度(Vwrl、Vwrr)に対する補正係数(Krl、Krr)は「1」より小さい値になる場合がある。このように、車両10が四輪駆動状態で走行している状況においては、制動ECU70が、車輪径の差異に応じた適切な補正係数Kiを算出できない虞がある。
次に、制動ECU70のCPU(単に「CPU」と称呼する。)の具体的作動について説明する。CPUは、所定時間が経過する毎に図2のフローチャートにより示した「補正係数決定ルーチン」を実行するようになっている。更に、CPUは、図示しないルーチンを実行することにより、車輪速度センサ82、操舵角センサ83、ヨーレートセンサ84及び加速度センサ85から「走行状態情報」を取得している。
|St|<δo …(6)
|Gx|< Gth …(7)
(条件1):C1now+C2now < Cuth1
(条件2):|C1now-C2now| < Cdef
ステップS230:CPUは、(2)式に基いて車輪Wiの補正係数Kiを総ての車輪に対して算出し、当該算出した補正係数KiをRAMに記憶する。
ステップS235:CPUは、係数フラグFの値を「1」に設定する。
ステップS310:CPUは、(1)式に基いて車輪Wiの車輪速度Vwiを総ての車輪に対して算出する。
ステップS340:CPUは、ステップS330にて算出された車輪速度VwhiをRAMに記憶する。なお、ここでRAMに記憶された車輪速度Vwhiが、スリップ率(SAi、SBi)の算出に使用される。
(条件1A):C1now < Cuth2
(条件1B):C2now < Cuth2
(条件2):|C1now-C2now| < Cdef
(条件1C):Max(C1now、C2now) < Cuth2
次に、本発明の第2実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置(以下、「第2装置」と称呼される場合がある。)について説明する。第2装置が適用される車両10は、第1クラッチ361及び第2クラッチ362に代わり、後輪側において1つのクラッチ装置を備えている点において、第1装置が適用される車両10と相違している。
第2装置の制動ECU70のCPUは、図2に示したルーチン及び図3のルーチンを実行するようになっている。以下では、第1装置との相違点のみ説明する。
(条件3):C3now < Cuth3
車両の挙動の不安定さを表す指標値は、上述した「スリップ率SAi及びスリップ率SBi」に限定されない。例えば、制動ECU70は、車輪速度Vwhiのうちの1つ又は車輪速度Vwhiの平均値を基準速度として決定し、当該基準速度と車輪速度Vwhiとの差分の絶対値を指標値として算出してもよい。制動ECU70は、当該指標値が所定の閾値を超えたとき、車両挙動安定化制御(ABS制御及びTRC制御)を開始してもよい。
ABS制御は、前輪と後輪の制動力配分及び左輪と右輪の制動力配分を調整するEBD(Electronic Brake force Distribution)制御を含んでもよい。制動ECU70は、「スリップ率SAiがEBD開始閾値Th_ebdを超えた車輪Wi」を「EBD対象輪」として決定する。なお、通常、EBD開始閾値Th_ebdは、ABS開始閾値Th_absよりも小さい値に設定される。そして、制動ECU70は、EBD対象輪Wiに対してEBD制御を開始する。具体的には、制動ECU70は、油圧回路43を制御して、マスタシリンダ圧Pmが増大するにつれてEBD対象輪Wi以外の車輪に対応するホイールシリンダ44iの制動圧を上昇させる一方で、EBD対象輪Wiに対応するホイールシリンダ44iの制動圧を保持する。上述の第1装置及び第2装置の構成によれば、車輪速度Vwhiに基いて算出されるスリップ率SAiの真の値からの誤差も小さくなることから、制動ECU70は、EBD制御を適切なタイミングで実行することができる。
CPUは、図2のルーチンのステップS220及び図3のルーチンのステップS325にて、駆動力の左後輪車軸38L及び右後輪車軸38Rへの伝達度合いがゼロであるとき、「Yes」と判定するように構成されてもよい。この場合、車両10が二輪駆動状態で走行しているので、後輪(Wrl、Wrr)がスリップしない状況である。CPUは、このような状況にて補正係数Kiを算出することにより、車輪径の差異に応じた適切な補正係数Kiを算出できる。
図2のルーチンのステップS210及びステップS215の一方又は両方が省略されてもよい。更に、図3のルーチンのステップS315及びステップS320の一方又は両方が省略されてもよい。
図2のルーチンのステップS240の再計算条件は、上述の例に限定されない。再計算条件は、以下の条件4を含んでもよい。
(条件4):ステップS230にて補正係数Kiを算出した時点からの経過時間が所定時間Tm2以上である。
図2のルーチンのステップS215及び図3のルーチンのステップS320にて判定される条件は、上記の例に限定されない。上記のステップで判定される条件は、運転者がアクセルペダル81aを操作して車両10を加速させているか又はブレーキペダル41を操作して車両10を減速させているかを判定できる条件であればよい。従って、CPUは、以下の条件5及び条件6の両方が成立するか否かを判定してもよい。ここで、APthは、アクセル開度に関する所定の閾値であり、Pmthは、マスタシリンダ圧に関する所定の閾値である。
(条件5):AP < APth
(条件6):Pm < Pmth
図3のルーチンのステップS335にて、CPUは、(3)式に基いて車輪Wiの車輪速度Vwiをそれぞれ補正して、最終的な(補正後の)車輪速度Vwhiを算出してもよい。
車両10は、第1クラッチ361、第2クラッチ362及びクラッチ装置400の全てを備えていてもよい。この構成において、CPUは、図2のルーチンのステップS220及び図3のルーチンのステップS325にて、以下の条件7及び条件8の少なくとも一方が満たれたときに、車両10が特定状態で走行していると判定する。
(条件7):条件1及び条件2が共に成立する。
(条件8):条件3が成立する。
Claims (4)
- 駆動力を発生する駆動装置と、
左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪に対して制動力を付与する制動装置と、
前記駆動力を左前輪車軸及び右前輪車軸へ伝達するとともに、前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャル装置と、
プロペラシャフトを介して前記駆動力を後輪側に伝達するトランスファギヤ装置と、
前記プロペラシャフトから左後輪車軸及び右後輪車軸へ前記駆動力を伝達する後輪用ファイナルギヤ装置と、
前記プロペラシャフトに伝達された前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なカップリング装置と、
を備え、後輪側の最終ギヤ比が前輪側の最終ギヤ比よりも小さくなるように設定された四輪駆動車両に適用され、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの回転速度に関連する回転関連値を含む前記車両の現在の走行状態を表す走行状態情報を検出する走行状態検出部と、
前記走行状態情報に基いて前記カップリング装置のカップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への前記伝達度合いを変更することが可能なカップリング制御部と、
前記カップリング制御部により制御されている前記カップリング装置の前記カップリングトルクに関するカップリングトルク情報が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いが所定の度合いよりも小さいことを示しているときに成立する第1条件が少なくとも成立している場合、前記回転関連値に基いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に対する補正値を算出し、前記回転関連値及び前記算出された補正値を用いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度を算出する車輪速度算出部と、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に基いて、前記車両の挙動の不安定さを表す指標値を算出し、前記算出した指標値に応じて前記制動装置を制御することにより、前記車両の挙動を安定化させるための車両挙動安定化制御を実行する車両挙動安定化制御部と、
を備えた、
四輪駆動車両の制御装置において、
前記カップリング装置は、
前記後輪用ファイナルギヤ装置の駆動出力部と前記左後輪車軸との間の第1カップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能な第1カップリング装置と、
前記駆動出力部と前記右後輪車軸との間の第2カップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能な第2カップリング装置と、
を備え、
前記車輪速度算出部は、
前記第1カップリングトルクに関する情報及び前記第2カップリングトルクに関する情報を、前記カップリングトルク情報として用いるように構成された、
四輪駆動車両の制御装置。 - 駆動力を発生する駆動装置と、
左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪に対して制動力を付与する制動装置と、
前記駆動力を左前輪車軸及び右前輪車軸へ伝達するとともに、前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャル装置と、
プロペラシャフトを介して前記駆動力を後輪側に伝達するトランスファギヤ装置と、
前記プロペラシャフトから左後輪車軸及び右後輪車軸へ前記駆動力を伝達する後輪用ファイナルギヤ装置と、
前記プロペラシャフトに伝達された前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なカップリング装置と、
を備え、後輪側の最終ギヤ比が前輪側の最終ギヤ比よりも小さくなるように設定された四輪駆動車両に適用され、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの回転速度に関連する回転関連値を含む前記車両の現在の走行状態を表す走行状態情報を検出する走行状態検出部と、
前記走行状態情報に基いて前記カップリング装置のカップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への前記伝達度合いを変更することが可能なカップリング制御部と、
前記カップリング制御部により制御されている前記カップリング装置の前記カップリングトルクに関するカップリングトルク情報が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いが所定の度合いよりも小さいことを示しているときに成立する第1条件が少なくとも成立している場合、前記回転関連値に基いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に対する補正値を算出し、前記回転関連値及び前記算出された補正値を用いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度を算出する車輪速度算出部と、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に基いて、前記車両の挙動の不安定さを表す指標値を算出し、前記算出した指標値に応じて前記制動装置を制御することにより、前記車両の挙動を安定化させるための車両挙動安定化制御を実行する車両挙動安定化制御部と、
を備えた、
四輪駆動車両の制御装置において、
前記カップリング装置は、
前記プロペラシャフトと前記後輪用ファイナルギヤ装置との間に配設され、前記プロペラシャフトと前記後輪用ファイナルギヤ装置との間のクラッチ伝達力を制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なクラッチ装置を含み、
前記車輪速度算出部は、
前記クラッチ装置の前記クラッチ伝達力に関する情報を前記カップリングトルク情報として用いるように構成された、
四輪駆動車両の制御装置。 - 駆動力を発生する駆動装置と、
左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪に対して制動力を付与する制動装置と、
前記駆動力を左前輪車軸及び右前輪車軸へ伝達するとともに、前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャル装置と、
プロペラシャフトを介して前記駆動力を後輪側に伝達するトランスファギヤ装置と、
前記プロペラシャフトから左後輪車軸及び右後輪車軸へ前記駆動力を伝達する後輪用ファイナルギヤ装置と、
前記プロペラシャフトに伝達された前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なカップリング装置と、
を備え、後輪側の最終ギヤ比が前輪側の最終ギヤ比よりも小さくなるように設定された四輪駆動車両に適用され、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの回転速度に関連する回転関連値を含む前記車両の現在の走行状態を表す走行状態情報を検出する走行状態検出部と、
前記走行状態情報に基いて前記カップリング装置のカップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への前記伝達度合いを変更することが可能なカップリング制御部と、
前記カップリング制御部により制御されている前記カップリング装置の前記カップリングトルクに関するカップリングトルク情報が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いが所定の度合いよりも小さいことを示しているときに成立する第1条件が少なくとも成立している場合、前記回転関連値に基いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に対する補正値を算出し、前記回転関連値及び前記算出された補正値を用いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度を算出する車輪速度算出部と、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に基いて、前記車両の挙動の不安定さを表す指標値を算出し、前記算出した指標値に応じて前記制動装置を制御することにより、前記車両の挙動を安定化させるための車両挙動安定化制御を実行する車両挙動安定化制御部と、
を備えた、
四輪駆動車両の制御装置において、
前記車輪速度算出部は、
前記車両の状態が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いがゼロである二輪駆動状態であるときに、前記第1条件が成立すると判定するように構成された、
四輪駆動車両の制御装置。 - 駆動力を発生する駆動装置と、
左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪に対して制動力を付与する制動装置と、
前記駆動力を左前輪車軸及び右前輪車軸へ伝達するとともに、前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャル装置と、
プロペラシャフトを介して前記駆動力を後輪側に伝達するトランスファギヤ装置と、
前記プロペラシャフトから左後輪車軸及び右後輪車軸へ前記駆動力を伝達する後輪用ファイナルギヤ装置と、
前記プロペラシャフトに伝達された前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への伝達度合いを変更することが可能なカップリング装置と、
を備え、後輪側の最終ギヤ比が前輪側の最終ギヤ比よりも小さくなるように設定された四輪駆動車両に適用され、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの回転速度に関連する回転関連値を含む前記車両の現在の走行状態を表す走行状態情報を検出する走行状態検出部と、
前記走行状態情報に基いて前記カップリング装置のカップリングトルクを制御することにより、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記右後輪車軸への前記伝達度合いを変更することが可能なカップリング制御部と、
前記カップリング制御部により制御されている前記カップリング装置の前記カップリングトルクに関するカップリングトルク情報が、前記駆動力の前記左後輪車軸及び前記駆動力の前記右後輪車軸への前記伝達度合いが所定の度合いよりも小さいことを示しているときに成立する第1条件が少なくとも成立している場合、前記回転関連値に基いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に対する補正値を算出し、前記回転関連値及び前記算出された補正値を用いて、前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度を算出する車輪速度算出部と、
前記左前輪、前記右前輪、前記左後輪及び前記右後輪のそれぞれの車輪速度に基いて、前記車両の挙動の不安定さを表す指標値を算出し、前記算出した指標値に応じて前記制動装置を制御することにより、前記車両の挙動を安定化させるための車両挙動安定化制御を実行する車両挙動安定化制御部と、
を備えた、
四輪駆動車両の制御装置において、
前記車輪速度算出部は、
前記第1条件に加えて、前記走行状態情報が、前記車両が直進走行を行っており且つ前記車両の加速度の大きさが所定の閾値よりも小さいことを示しているときに成立する第2条件が成立している場合、前記回転関連値に基いて、前記補正値を算出するように構成された、
四輪駆動車両の制御装置。
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