JP2013082329A - 駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な方法で、事前に運転者に負荷状態を警告することにより、４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を向上した駆動力配分装置を提供することにある。
【解決手段】トルクカップリング負荷状態が過負荷閾値以下であり、正常負荷閾値以上の場合の回数が、所定回数以上になった場合には、過負荷警報ランプを点灯するようにしたので、運転者は前もって４ＷＤから２ＷＤに切り替わることが予測できる。
また、路面状態によって過負荷警報ランプを点灯する所定回数を可変としたので、例えば、低μ路などでは、所定回数を少なくして、早期に過負荷警報ランプを点灯して、運転者に注意を喚起することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動力配分装置に関するものである。

従来、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を変更可能な駆動力配分装置がある。
そして、こうした駆動力配分装置の多くは、駆動力伝達系の途中に設けられたトルクカップリングにより、入力側から出力側に伝達するトルクを変化させることにより、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を制御するようになっている。

トルクカップリングは、摩擦クラッチと電磁コイルから主に構成され、電磁コイルに印加する電流値によって摩擦クラッチの結合力を制御することにより、入力側から出力側に伝達するトルクを変化させることができるように構成されている。そして、この摩擦クラッチからは摩擦による発熱が発生するため、この発熱による摩擦クラッチの焼付きを防止するため、上記トルクカップリングの温度推定（例えば、特許文献１）により、過負荷状態を判別しており、過負荷状態に応じて電磁コイルに印加する電流値を制御している。

そして、トルクカップリングの温度推定値が所定値以上の場合には、過負荷状態と判定して、過負荷異常の警報（例えばランプ点滅）を出力し、上記トルクカップリングの入力側から出力側に伝達するトルクを弱める（カップリング力を弱める）ように、トルクカップリングの電磁コイルに印加する電流を漸減させていく。即ち、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替える。そうすることで、摩擦クラッチの焼付きを防止している。

特開２００７−３８７９８号公報

しかし、従来の方法のように、トルクカップリングが過負荷状態と判定され、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えられた場合には、例えば低μ路のカーブを走行中の場合などでは車両走行が不安定になる虞があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な方法で、事前に運転者に負荷状態を警告することにより、４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を向上した駆動力配分装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動源の発生する駆動力を各駆動輪に伝達する駆動力伝達系の途中に設けられ入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変化させることにより主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を変更可能なトルクカップリングと、前記トルクカップリングの負荷を演算するトルクカップリング負荷演算手段と、前記トルクカップリング負荷演算手段によって演算された負荷の大きさに基づき、前記トルクカップリング負荷状態を判定するトルクカップリング負荷状態判定手段と、前記トルクカップリング負荷状態判定手段の判定によって、前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置であって、前記制御手段は、前記トルクカップリング負荷状態判定手段によって、前記トルクカップリング負荷状態が過負荷閾値以下であり、正常負荷閾値以上の場合の回数が所定回数以上になった場合には、過負荷警報ランプを点灯すること、を要旨とする。

上記構成によれば、トルクカップリング負荷状態が過負荷閾値以下であり、正常負荷閾値以上の場合の回数が、所定回数以上になった場合には、過負荷警報ランプを点灯するようにしたので、運転者は前もって４ＷＤから２ＷＤに切り替わることが予測でき、実際に４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を維持することができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、更に路面状態判定手段を有し、前記路面状態判定手段によって判定された路面状態によって前記所定回数を可変とすること、を要旨とする。

上記構成によれば、路面状態によって過負荷警報ランプを点灯する所定回数を可変としたので、例えば、低μ路などでは、所定回数を少なくして、早期に過負荷警報ランプを点灯して、運転者に注意を喚起することができる。

本発明によれば、事前に運転者に負荷状態を警告することにより、４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を向上した駆動力配分装置を提供することができる。

本発明の実施形態の駆動力配分装置を備えた車両の概略構成図。 本発明の実施形態の駆動力配分装置の制御方法を切り替える処理手順を示すフローチャート図（１/２）。 本発明の実施形態の駆動力配分装置の制御方法を切り替える処理手順を示すフローチャート図（２/２）。

以下、本発明を４輪駆動車の駆動力配分装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする４輪駆動車であり、エンジン２に組みつけられたトランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４が連結されている。また、トランスアクスル３には、上記各フロントアクスル４とともにプロペラシャフト５が連結されており、該プロペラシャフト５は、ピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）７と連結されている。そして、ピニオンシャフト７は、ディファレンシャルとしてのリヤディファレンシャル８を介して一対のリヤアクスル９と連結されている。

即ち、エンジン２の駆動力は、トランスアクスル３からフロントアクスル４を介して前輪１０fに伝達される。そして、トランスアクスル３からプロペラシャフト５、ピニオンシャフト７、リヤディファレンシャル８及び各リヤアクスル９を介して後輪１０rに伝達されるようになっている。

また、本実施形態の車両１は、上記のように構成された駆動力伝達系の途中に設けられ入力軸から出力軸に伝達する伝達トルクを変化させることにより、主駆動輪である前輪１０fと補駆動輪である後輪１０rとの間の駆動力配分を変更可能なトルクカップリング１１と、その作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１２とを備えている。そして、本実施形態では、これらトルクカップリング１１及びＥＣＵ１２により駆動力配分装置１３が構成されている。

詳述すると、本実施形態では、トルクカップリング１１は、プロペラシャフト５とピニオンシャフト７との間に介在されている。即ち、本実施形態では、リヤディファレンシャル８は、トルクカップリング１１と補駆動輪である後輪１０rとの間に介在され、トランスアクスル３は、駆動源であるエンジン２とトルクカップリング１１との間に設けられている。

そして、本実施形態では、トルクカップリング１１は、ピニオンシャフト７、及びリヤディファレンシャル８とともに、ディファレンシャルキャリア１４内に収容されている。

本実施形態のトルクカップリング１１は、電磁コイルに供給される電流値に応じて、プロペラシャフト５側及びピニオンシャフト７側のそれぞれに設けられた各クラッチプレート間の摩擦係合力が変化する電磁クラッチ１５を備えており、その摩擦係合力に基づくトルクを入力側のプロペラシャフト５から出力側のピニオンシャフト７へと伝達する。

そして、ＥＣＵ１２は、電磁クラッチ１５に対する電流供給を通じてトルクカップリング１１の作動、即ちその伝達トルクを制御し、これにより主駆動輪である前輪１０fと補駆動輪である後輪１０rとの間の駆動力配分を制御する。

更に詳述すると、本実施形態では、ＥＣＵ１２には、スロットル開度センサ１６及び車輪速センサ１７fl、１７fr、１７rl、１７rrが接続されている。そして、ＥＣＵ１２は、これら各センサの出力信号に基づき、スロットル開度Ｒa、車速Ｖ、及び前輪１０fと後輪１０rとの間の車輪速差Ｗdiffの検出、及びトルクカップリング１１の負荷を推定する。

そして、ＥＣＵ１２は、これら車速Ｖ及びスロットル開度Ｒa、並びに車輪速差Ｗdiffに基づいて上記駆動力配分を決定し、その伝達トルクが該決定された駆動力配分に対応する値となるようにトルクカップリング１１の作動を制御する。

次に、本実施形態の制御方法を図２及び図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、マイコン２０は、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンか否かを判定する（ステップＳ１０１）。そして、マイコン２０は、ＩＧがオンの場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）には、初期設定として、ＲＯＭ、ＲＡＭのチェックを行なう（ステップＳ１０２）。一方、マイコン２０は、ＩＧがオフの場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）には、ＩＧがオンになるまで、ステップＳ１０１の処理を行ない、ＩＧがオンされるまで待機する。

次に、マイコン２０は、事前警告フラグＦＬＧＪ２をオンさせるためのカウンタＣＲＴ１、即ち、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１をクリアする（ＣＲＴ１←０、ステップＳ１０３）。更に、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１をオフする（ＦＬＧＪ１＝「０」、ステップＳ１０４）。

次に、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算を行なう（特許文献１の（１）式参照、ステップＳ１０５）。そして、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α１より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α１より大きい場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）には、トルクカップリングが過負荷状態であると判定して、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１をオンする（ＦＬＧＪ１＝「１」、ステップＳ１０７）。そして、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１がオンの場合には、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に徐々に移行するカップリングトルク抑制制御を実行する。また、その時には、マイコン２０は、同時に４ＷＤ制御ランプを点滅させ、運転者に車両が４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に移行することを知らせる。

一方、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α１以下の場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）には、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値β１より小さいか否かを判定する（ステップＳ１１６）。そして、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値β１より小さい場合（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）には、トルクカップリングが過負荷状態にはないと判定して、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１をオフする（ＦＬＧＪ１＝「０」、ステップＳ１１７）。

そして、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１がオフの場合には、４ＷＤ制御を実行する通常制御を実行する。一方、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値β１以上の場合（ステップＳ１１６：ＮＯ）には、ステップＳ１０８に移行する。

次に、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１がオフか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１がオフの場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）には、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α２より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

そして、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α２より大きい場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）には、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１をインクリメントする（ＣＲＴ１＝ＣＲＴ１＋１、ステップＳ１１０）。

一方、マイコン２０は、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α２以下の場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）には、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１をディクリメントする（ＣＲＴ１＝ＣＲＴ１−１、ステップＳ１１４）。

次に、マイコン２０は、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１が、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタ所定値Ｐ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１１）。そして、マイコン２０は、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１が、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタ所定値Ｐ１より大きい場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）には、トルクカップリングが過負荷状態になる可能性があると判定して、
事前警告フラグＦＬＧＪ２をオンする（ＦＬＧＪ２＝「１」、ステップＳ１１２）。そして、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ２がオンの場合には、４ＷＤ制御を実行し、事前警告ランプを点灯させる４ＷＤ事前警告制御を実行する。

一方、マイコン２０は、過負荷判定フラグＦＬＧＪ１がオフでない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、または事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタＣＲＴ１が、事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタ所定値Ｐ１以下の場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）には、事前警告フラグＦＬＧＪ２をオフする（ＦＬＧＪ２＝「０」、ステップＳ１１５）。

そして、マイコン２０は、ＩＧがオフか否かを判定する（ステップＳ１１３）。そして、マイコン２０は、ＩＧがオフの場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）には、駆動力配分装置の制御方法を切り替える処理を終える。一方、マイコン２０は、ＩＧがオンの場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）には、ＩＧがオフになるまで、ステップＳ１０５以下の処理を順次実行する。

以上、本実施形態によれば、以下のような以下のような作用・効果を得ることができる。
従来の方法のように、トルクカップリングが過負荷状態と判定され、直ちに、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えられた場合には、例えば低μ路のカーブを走行中の場合などでは車両走行が不安定になる虞がある。

この点、本実施形態のマイコン２０は、トルクカップリング負荷状態が過負荷閾値以下であり、正常負荷閾値以上の場合の回数が、所定回数以上になった場合には、過負荷警報ランプを点灯するようにした。このような構成にすれば、運転者は前もって４ＷＤから２ＷＤに切り替わることが予測できる。

このような構成にすれば、運転者は前もって４ＷＤから２ＷＤに切り替わることが予測できる。その結果、実際に４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を維持することができる。

また、本実施形態のマイコン２０は、路面状態によって過負荷警報ランプを点灯する所定回数を可変とした。このような構成にすれば、例えば、低μ路などでは、所定回数を少なくして、早期に過負荷警報ランプを点灯して、運転者に注意を喚起することができる。その結果、実際に４ＷＤから２ＷＤに切り替えた際の車両走行の安定性を維持することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、前輪を主駆動輪とする車両の駆動力配分装置に具体化したが、後輪を主駆動輪とする車両の駆動力配分装置に具体化してもよい。

・本実施形態では、トルクカップリング負荷演算値Ｃ１が、トルクカップリング負荷閾値α１より大きい場合には、トルクカップリングが過負荷状態であると判定して、直ちに、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に徐々に移行するカップリングトルク抑制制御を実行するようにした。しかし、トルクカップリングが過負荷状態であると判定するためのカウンタを設けて、そのカウンタがカウントアップした後、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に徐々に移行するカップリングトルク抑制制御を実行するようにしてもよい。

・本実施形態では、トルクカップリング負荷演算を、回転数及び伝達トルクに基づき演算したが、これに限らず、温度センサをトルクカップリング１１の周辺や、ＥＣＵ内やリヤディファレンシャル８のケースに取り付けトルクカップリングの負荷を演算してもよい。

１：車両、２：エンジン、３：トランスアクスル、４：フロントアクスル、
５：プロペラシャフト、７：ピニオンシャフト、８：リヤディファレンシャル、
９：リヤアクスル、１０f：前輪、１０r：後輪、１１：トルクカップリング、
１２：ＥＣＵ、１３：駆動力配分装置、１４：ディファレンシャルキャリア、
１５：電磁クラッチ、１６：スロットル開度センサ、
１７fl、１７fr、１７rl、１７rr：車輪速センサ、２０：マイコン、
Ｒa：スロットル開度、Ｖ：車速、Ｖfl、Ｖfr、Ｖrl、Ｖrr：４輪車輪速、
Ｗdiff：車輪速差、
Ｃ１：トルクカップリング負荷演算値、
α１、α２、β１：トルクカップリング負荷閾値、
ＦＬＧＪ１：過負荷判定フラグ、
ＦＬＧＪ２：事前警告フラグ、
ＣＲＴ１：事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタ、
Ｐ１：事前警告フラグＦＬＧＪ２用カウンタ所定値

Claims (2)

1. 駆動源の発生する駆動力を各駆動輪に伝達する駆動力伝達系の途中に設けられ入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変化させることにより主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を変更可能なトルクカップリングと、
   前記トルクカップリングの負荷を演算するトルクカップリング負荷演算手段と、
   前記トルクカップリング負荷演算手段によって演算された負荷の大きさに基づき、
   前記トルクカップリング負荷状態を判定するトルクカップリング負荷状態判定手段と、
   前記トルクカップリング負荷状態判定手段の判定によって、前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置であって、
   前記制御手段は、前記トルクカップリング負荷状態判定手段によって、前記トルクカップリング負荷状態が過負荷閾値以下であり、正常負荷閾値以上の場合の回数が所定回数以上になった場合には、過負荷警報ランプを点灯すること、
   を特徴とする駆動力配分装置。
2. 前記制御手段は、更に路面状態判定手段を有し、前記路面状態判定手段によって判定された路面状態によって前記所定回数を可変とすること、
   を特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。

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