JP2014034340A - Vehicle control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主駆動輪および従駆動輪に付与する駆動トルクの配分率を変更することが可能な車両の制御装置に係る。特に、本発明は、この種の車両の旋回時における制御に関する。 The present invention relates to a vehicle control device capable of changing a distribution ratio of drive torque applied to main drive wheels and slave drive wheels. In particular, the present invention relates to control during turning of this type of vehicle.
エンジン等の駆動力源が搭載された車両として、前後輪に付与する駆動トルクの配分率を変更することが可能な駆動トルク配分装置を備え、この駆動トルクの配分率の変更により、前輪または後輪の一方で車両を駆動する二輪駆動状態と、前輪および後輪の両方で車両を駆動する四輪駆動状態とを切り換えることが可能な車両が知られている(例えば下記の特許文献1を参照)。
A vehicle equipped with a driving force source such as an engine is equipped with a driving torque distribution device that can change the distribution ratio of the driving torque applied to the front and rear wheels. There is known a vehicle capable of switching between a two-wheel drive state in which a vehicle is driven on one side of a wheel and a four-wheel drive state in which the vehicle is driven on both front wheels and rear wheels (see, for example,
この種の車両では、二輪駆動状態での走行中に主駆動輪にスリップが生じる等といった四輪駆動移行条件が成立した場合に、駆動トルク配分装置を作動させることによって従駆動輪に駆動トルクの一部を配分して四輪駆動状態に切り換え、これにより走行安定性を図るようにしている。 In this type of vehicle, when a four-wheel drive transition condition is established such as when the main drive wheel slips during traveling in the two-wheel drive state, the drive torque distribution device operates to drive torque to the slave drive wheel. A part of the vehicle is allocated and switched to a four-wheel drive state, thereby achieving driving stability.
ところで、特許文献2に開示されているように、一般に車両の旋回時には、操舵輪に作用するコーナリングドラッグ(コーナリング抵抗)によって車両が減速してしまうことが知られている。このコーナリングドラッグによる車両の減速は、上述した二輪駆動状態と四輪駆動状態とが切り換え可能な車両においても同様に発生する。つまり、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式を基本とする四輪駆動車の場合、二輪駆動状態での走行中に旋回する際、コーナリングドラッグによって車両が減速する。また、それに伴って従駆動輪である後輪の回転速度も減速することになる。
Incidentally, as disclosed in
また、このような二輪駆動状態での旋回中において、仮に運転者の加速要求が生じた場合には、主駆動輪である前輪の駆動力が増大することで車速が上昇し、これに伴って後輪の回転速度も上昇していく。 In addition, if the driver requests acceleration while turning in such a two-wheel drive state, the driving speed of the front wheels, which are the main drive wheels, increases and the vehicle speed increases accordingly. The rotational speed of the rear wheels also increases.
そして、このような状況で四輪駆動移行条件が成立すると、駆動トルク配分装置の締結力を高めて四輪駆動状態へ移行することになる。 When the four-wheel drive transition condition is satisfied in such a situation, the fastening force of the drive torque distribution device is increased to shift to the four-wheel drive state.
ところが、この場合、四輪駆動状態への移行条件が成立した時点では、後輪には駆動力が発生しておらず、後輪は路面との摩擦力による被回転状態となっている。つまり、後輪の回転慣性は低くなっている。このため、四輪駆動状態への移行条件の成立に伴って駆動トルク配分装置の締結力を高めたとしても、後輪の回転慣性を所定値に上昇させるまでの期間中は後輪に駆動力を発生させることができなくなってしまう。つまり、四輪駆動移行条件が成立してから実際に四輪駆動状態への移行が完了するまでに時間を要してしまうことになる。その結果、前記車両の旋回中における四輪駆動状態への移行に応答遅れが生じてしまい、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。 However, in this case, when the condition for shifting to the four-wheel drive state is satisfied, no driving force is generated in the rear wheels, and the rear wheels are in a rotated state due to frictional force with the road surface. That is, the rotational inertia of the rear wheel is low. For this reason, even if the fastening force of the drive torque distribution device is increased with the establishment of the condition for shifting to the four-wheel drive state, the drive force is applied to the rear wheels during the period until the rotational inertia of the rear wheels is increased to a predetermined value. Can no longer be generated. That is, it takes time until the transition to the four-wheel drive state is actually completed after the four-wheel drive transition condition is satisfied. As a result, a response delay occurs in the transition to the four-wheel drive state during turning of the vehicle, which may give the driver a sense of discomfort.
本発明の発明者は、前記コーナリングドラッグの影響による前記四輪駆動状態への移行の応答遅れを抑制するための制御について考察した。そして、特に、車両の前輪のみならず後輪の操舵が可能な車両(例えば特許文献3に開示されている四輪操舵車両)にあっては、前輪および後輪の操舵方向が同じ方向である同位相の場合と、前輪および後輪の操舵方向が異なる方向である逆位相の場合とで、コーナリングドラッグの大きさが異なることに起因して、前記四輪駆動状態へ移行する際の応答遅れに差が生じることに着目した。そして、この種の車両におけるコーナリングドラッグの影響による前記応答遅れを抑制し、四輪駆動状態への移行の応答性を高めることについて考察した。 The inventor of the present invention considered the control for suppressing the response delay of the transition to the four-wheel drive state due to the influence of the cornering drag. In particular, in a vehicle capable of steering not only the front wheels of the vehicle but also the rear wheels (for example, a four-wheel steering vehicle disclosed in Patent Document 3), the steering directions of the front wheels and the rear wheels are the same direction. Response delay when shifting to the four-wheel drive state due to the difference in the size of the cornering drag between the case of the same phase and the case of the opposite phase where the steering directions of the front and rear wheels are different We paid attention to the difference between the two. Then, it was considered that the response delay due to the influence of the cornering drag in this type of vehicle is suppressed and the response to the transition to the four-wheel drive state is improved.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前後輪の操舵が可能な車両の旋回中に四輪駆動移行条件が成立した場合における四輪駆動状態への移行の応答遅れを短縮化することが可能な車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to enter a four-wheel drive state when a four-wheel drive transition condition is satisfied during turning of a vehicle capable of steering front and rear wheels. It is an object of the present invention to provide a vehicle control device capable of shortening the response delay of transition.
具体的に、本発明は、走行用の駆動トルクを出力する駆動力源を備え、前輪および後輪のうち一方を主駆動輪とし、他方を従駆動輪として、主駆動輪および従駆動輪に対する駆動トルクの配分率を変更することにより、主駆動輪のみに駆動トルクを伝達する二輪駆動状態と、主駆動輪および従駆動輪の両方に駆動トルクを伝達する四輪駆動状態とを切り換え可能な車両の制御装置を前提とする。この車両の制御装置に対し、車両が旋回時に加速する場合、前記従駆動輪の回転慣性に応じたプレトルクを従駆動輪に付与し、この際に付与されるプレトルクとして、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合に比べて同位相である場合を大きく設定し、その後、四輪駆動状態への移行条件が成立した場合に、前記四輪駆動状態にするための駆動トルクを前記従駆動輪に付与する構成としている。 Specifically, the present invention includes a driving force source that outputs a driving torque for traveling, and one of the front wheels and the rear wheels is a main driving wheel, and the other is a sub driving wheel, with respect to the main driving wheel and the sub driving wheel. By changing the distribution ratio of the drive torque, it is possible to switch between a two-wheel drive state in which the drive torque is transmitted only to the main drive wheel and a four-wheel drive state in which the drive torque is transmitted to both the main drive wheel and the slave drive wheel. A vehicle control device is assumed. When the vehicle accelerates when turning, the vehicle control device applies a pre-torque corresponding to the rotational inertia of the driven wheels to the driven wheels, and the front and rear wheels are steered as the pre-torque applied at this time. The case where the direction is the same as compared with the case where the direction is the opposite phase is set larger, and then, when the condition for shifting to the four-wheel drive state is satisfied, the driving torque for setting the four-wheel drive state is set to the subordinate. It is set as the structure provided to a driving wheel.
本解決手段における従駆動輪へのプレトルクの付与は、車両が旋回時に加速することを条件として実行され、四輪駆動状態への移行条件が成立していなくても実行されるものとなっている。そして、四輪駆動状態への移行条件が成立した場合には、プレトルクよりも大きな駆動トルクを従駆動輪に付与することで四輪駆動状態に移行する。 The application of the pre-torque to the driven wheels in the present solution is executed on the condition that the vehicle accelerates when turning, and is executed even if the condition for shifting to the four-wheel drive state is not satisfied. . Then, when the transition condition to the four-wheel drive state is satisfied, the transition to the four-wheel drive state is made by applying a drive torque larger than the pre-torque to the slave drive wheels.
本解決手段の特定事項による作用について以下に説明する。まず、車両が旋回する際には、コーナリングドラッグの影響による車速の低下に伴って従駆動輪の回転慣性が低くなっている。このため、旋回時に車両が加速していることを条件として、この低くなっている従駆動輪の回転慣性を高めておくように、この回転慣性に応じたプレトルクを従駆動輪に付与しておく。この際に付与されるプレトルクとしては、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合に比べて同位相である場合が大きく設定される。このようにして、前輪で発生するコーナリングドラッグと後輪で発生するコーナリングドラッグとの和である総コーナリングドラッグの大きさに相関のある従駆動輪の回転慣性に応じたプレトルクが従駆動輪に付与される。その後、四輪駆動状態への移行条件が成立した場合には、従駆動輪への駆動トルクの配分率を高めて、四輪駆動状態に移行させることになるが、この四輪駆動状態への移行時にあっては、上述した如く従駆動輪に予めプレトルクが付与されており、従駆動輪の回転慣性が高くなっている。このため、四輪駆動状態への移行条件が成立して従駆動輪への駆動トルクの配分率を高めるのと略同時に従駆動輪に駆動力を発生させることができ、直ちに四輪駆動状態への移行が完了することになる。特に、本解決手段では、前述した如く、前輪および後輪の操舵方向(同位相であるか逆位相であるか)に応じてプレトルクの最適化を図ることができ、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合および同位相である場合に関わりなく、安定的に四輪駆動状態への移行の応答遅れを抑制することが可能となる。つまり、前輪および後輪の操舵方向が同位相である場合(従駆動輪の回転慣性の低下量が比較的大きくなる状況である場合)に四輪駆動状態への移行の応答遅れが大きくなったり、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合(従駆動輪の回転慣性の低下量が比較的小さい状況である場合)に必要以上にプレトルクが付与されてしまったりする状況を回避でき、車両の旋回中における四輪駆動状態への移行の応答性の最適化を図ることができる。 The effect | action by the specific matter of this solution is demonstrated below. First, when the vehicle turns, the rotational inertia of the driven wheels decreases as the vehicle speed decreases due to the influence of the cornering drag. For this reason, on the condition that the vehicle is accelerating at the time of turning, a pre-torque corresponding to the rotational inertia is applied to the driven wheels so as to increase the rotational inertia of the lowered driven wheels. . The pre-torque applied at this time is set to be larger when the front wheels and the rear wheels are in the same phase than when the steering directions are in opposite phases. In this way, a pre-torque is applied to the driven wheel according to the rotational inertia of the driven wheel, which is correlated to the size of the total cornering drag, which is the sum of the cornering drag generated at the front wheel and the cornering drag generated at the rear wheel. Is done. After that, when the condition for shifting to the four-wheel drive state is satisfied, the distribution ratio of the drive torque to the driven wheels is increased and the four-wheel drive state is shifted to. At the time of transition, the pre-torque is preliminarily applied to the driven wheels as described above, and the rotational inertia of the driven wheels is high. For this reason, the driving force can be generated in the driven wheels almost simultaneously with the increase in the distribution ratio of the driving torque to the driven wheels when the condition for shifting to the four-wheel drive state is established, and immediately the four-wheel drive state is entered. Will complete the transition. In particular, in the present solution, as described above, it is possible to optimize the pre-torque according to the steering direction of the front wheels and the rear wheels (whether the phase is the same or opposite), and the steering direction of the front wheels and the rear wheels. Regardless of whether they are in the opposite phase or in the same phase, it is possible to stably suppress a response delay in shifting to the four-wheel drive state. In other words, when the steering directions of the front wheels and the rear wheels are in phase (when the amount of decrease in rotational inertia of the driven wheels is relatively large), the response delay in shifting to the four-wheel drive state becomes large. In the case where the steering directions of the front wheels and the rear wheels are in opposite phases (when the amount of decrease in rotational inertia of the driven wheels is relatively small), it is possible to avoid a situation where pre-torque is applied more than necessary, It is possible to optimize the responsiveness of the transition to the four-wheel drive state while the vehicle is turning.
前記従駆動輪に付与されるプレトルクとして具体的には、車両が旋回時に加速する場合における従駆動輪の回転慣性が低いほど前記プレトルクの値としては大きく設定される。 Specifically, as the pre-torque applied to the driven wheels, the value of the pre-torque is set to be larger as the rotational inertia of the driven wheels when the vehicle accelerates when turning.
これにより、従駆動輪の回転慣性に適したプレトルクを従駆動輪に付与しておくことができ、四輪駆動状態への移行条件が成立してから四輪駆動状態への移行が完了するまでの時間を、従駆動輪の回転慣性に関わらず均一化できる。 As a result, a pre-torque suitable for the rotational inertia of the driven wheels can be applied to the driven wheels, and the transition to the four-wheel drive state is completed after the transition condition to the four-wheel drive state is satisfied. Can be made uniform regardless of the rotational inertia of the driven wheel.
前記従駆動輪の回転慣性に相関のあるパラメータとしては、前輪コーナリングドラッグおよび後輪コーナリングドラッグの影響による車体減速度や、前輪コーナリングドラッグと後輪コーナリングドラッグとの和である総コーナリングドラッグや、前輪および後輪の操舵角が挙げられる。具体的には、前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際に前輪に作用する前輪コーナリングドラッグ、および、後輪が操舵された際にこの後輪に作用する後輪コーナリングドラッグの影響による車体減速度に相関があり、この車体減速度が大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなる。また、前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際に前輪に作用する前輪コーナリングドラッグ、および、後輪が操舵された際にこの後輪に作用する後輪コーナリングドラッグに相関があり、これら前輪コーナリングドラッグと後輪コーナリングドラッグとの和である総コーナリングドラッグが大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなる。また、前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際の前輪の操舵角および後輪の操舵角に相関があり、これら操舵角が大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなる。 Parameters correlated with the rotational inertia of the driven wheel include vehicle body deceleration due to the effects of front wheel cornering drag and rear wheel cornering drag, total cornering drag which is the sum of front wheel cornering drag and rear wheel cornering drag, front wheel And the steering angle of the rear wheels. Specifically, the rotational inertia of the driven wheel is influenced by the front wheel cornering drag that acts on the front wheel when the vehicle turns and the rear wheel cornering drag that acts on the rear wheel when the rear wheel is steered. There is a correlation with the vehicle body deceleration due to, and the greater the vehicle body deceleration, the lower the rotational inertia of the driven wheel. Further, the rotational inertia of the driven wheel is correlated with the front wheel cornering drag that acts on the front wheel when the vehicle turns, and the rear wheel cornering drag that acts on the rear wheel when the rear wheel is steered, The larger the total cornering drag that is the sum of the front wheel cornering drag and the rear wheel cornering drag, the lower the rotational inertia of the driven wheel. The rotational inertia of the driven wheel is correlated with the steering angle of the front wheel and the steering angle of the rear wheel when the vehicle turns. The larger the steering angle, the lower the rotational inertia of the driven wheel.
このため、車体減速度、総コーナリングドラッグ、操舵角の何れかに基づいて従駆動輪の回転慣性を推定することが可能であり、この従駆動輪の回転慣性に応じてプレトルクを求め、そのプレトルクを従駆動輪に付与することができる。これにより、従駆動輪の回転慣性を比較的簡素な手段によって推定することが可能となり、回転慣性を推定するための演算処理の簡素化を図ることができて、ECU等の演算手段への負荷の軽減を図ることができる。 For this reason, it is possible to estimate the rotational inertia of the driven wheel based on any one of the vehicle body deceleration, the total cornering drag, and the steering angle. The pre-torque is obtained according to the rotational inertia of the driven wheel, and the pre-torque Can be applied to the driven wheel. As a result, the rotational inertia of the driven wheel can be estimated by a relatively simple means, the arithmetic processing for estimating the rotational inertia can be simplified, and the load on the arithmetic means such as the ECU can be reduced. Can be reduced.
また、前記従駆動輪に付与するプレトルクを、前輪の回転速度と後輪の回転速度との差に基づいて設定されるプレトルク上限値に制限するようにしている。つまり、前記回転慣性に応じて求められたプレトルクがプレトルク上限値を超える場合には、従駆動輪に付与されるプレトルクとしてはプレトルク上限値に制限される。 Further, the pre-torque applied to the slave drive wheel is limited to a pre-torque upper limit value set based on the difference between the rotational speed of the front wheel and the rotational speed of the rear wheel. That is, when the pre-torque calculated according to the rotational inertia exceeds the pre-torque upper limit value, the pre-torque applied to the driven wheels is limited to the pre-torque upper limit value.
この場合、プレトルク上限値は、前輪の回転速度と後輪の回転速度との差が小さいほど低く設定される。 In this case, the pre-torque upper limit value is set lower as the difference between the rotational speed of the front wheels and the rotational speed of the rear wheels is smaller.
旋回時における車両の回頭性を高めるためには、後輪が、前輪の移動軌跡に対して外側(コーナの外寄り)の移動軌跡を通過することが望ましい。つまり、後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも高くなった状態で車両が旋回することが望ましい。そして、後輪の回転速度が前輪の回転速度程度まで低下してしまうと車両の回頭性を高めることができなくなる可能性がある。このため、前輪の回転速度と後輪の回転速度との差に基づいてプレトルク上限値を設定しておき、後輪の回転速度が前輪の回転速度よりも十分に高くなるようにプレトルクを制限して車両の回頭性を確保するようにしている。つまり、車両の回頭性を確保しながらも、必要最小限のプレトルクを後輪に付与しておく。これにより、車両の回頭性の確保と四輪駆動状態への応答性の向上とを両立できる。 In order to improve the turning ability of the vehicle at the time of turning, it is desirable that the rear wheels pass through a movement locus on the outside (outside the corner) with respect to the movement locus of the front wheels. That is, it is desirable for the vehicle to turn in a state where the rotational speed of the rear wheels is higher than the rotational speed of the front wheels. If the rotational speed of the rear wheel decreases to the rotational speed of the front wheel, there is a possibility that the turning ability of the vehicle cannot be improved. Therefore, a pre-torque upper limit value is set based on the difference between the rotational speed of the front wheels and the rotational speed of the rear wheels, and the pre-torque is limited so that the rotational speed of the rear wheels is sufficiently higher than the rotational speed of the front wheels. To ensure the vehicle's turning ability. That is, the minimum necessary pre-torque is applied to the rear wheel while ensuring the turning ability of the vehicle. As a result, it is possible to achieve both ensuring the turning ability of the vehicle and improving the responsiveness to the four-wheel drive state.
また、前記従駆動輪にプレトルクが付与された状態で、四輪駆動状態への移行条件が成立することなく車両の旋回および加速の少なくとも一方が解除された場合には、前記四輪駆動状態にするための駆動トルクを前記従駆動輪に付与することなく、プレトルクの付与を解除するようにしている。 Further, when at least one of turning and acceleration of the vehicle is released without satisfying the condition for shifting to the four-wheel drive state with pre-torque applied to the slave drive wheels, the four-wheel drive state is set. The application of the pre-torque is canceled without applying the driving torque to the slave driving wheel.
これにより、上述した如く、四輪駆動状態への移行条件が成立しなかった場合であっても、車両の旋回加速中、従駆動輪にはプレトルクの付与に伴う駆動力が生じているため、車両の旋回性能が高められた状態で旋回が行われることになる。そして、車両の旋回および加速の少なくとも一方が解除された場合には、プレトルクの付与が解除されるため、燃料消費率の改善を図ることが可能な二輪駆動状態での走行に移ることが可能になる。 Thereby, as described above, even when the condition for shifting to the four-wheel drive state is not satisfied, during the turning acceleration of the vehicle, the driving force accompanying the application of the pre-torque is generated in the driven wheel, The turn is performed in a state where the turning performance of the vehicle is enhanced. When at least one of turning and acceleration of the vehicle is released, the pre-torque is released, so that it is possible to shift to traveling in a two-wheel drive state that can improve the fuel consumption rate. Become.
本発明では、車両の旋回加速中に、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合および同位相である場合に応じたプレトルクを従駆動輪に付与して回転慣性を高くしている。このため、その後に四輪駆動移行条件が成立した場合には、応答遅れを生じさせることなく四輪駆動状態への移行を完了することができる。 In the present invention, during the turning acceleration of the vehicle, pre-torque corresponding to the case where the steering directions of the front wheels and the rear wheels are in opposite phases and in the same phase is applied to the driven wheels to increase the rotational inertia. For this reason, when the four-wheel drive transition condition is subsequently satisfied, the transition to the four-wheel drive state can be completed without causing a response delay.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、前後輪の操舵が可能な四輪操舵機構を備え、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用したコンベンショナル車両(駆動力源としてエンジンのみを搭載した車両)に本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a conventional vehicle equipped with a four-wheel steering mechanism capable of steering the front and rear wheels and adopting a standby four-wheel drive system based on the FF (front engine / front drive) system (only the engine as a driving force source). A case where the present invention is applied to a mounted vehicle) will be described.
まず、本実施形態に係る車両の概略構成について説明する。以下、車両の動力伝達系および操舵系それぞれについて説明する。 First, a schematic configuration of the vehicle according to the present embodiment will be described. Hereinafter, each of the power transmission system and the steering system of the vehicle will be described.
(車両の動力伝達系)
図1は本実施形態に係る車両の動力伝達系を示す概略構成図である。
(Vehicle power transmission system)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a power transmission system of a vehicle according to the present embodiment.
この図1に示すように、車両の動力伝達系は、車両走行用の駆動トルクを発生するエンジン(内燃機関)1、トルクコンバータ2、自動変速機3、前輪用デファレンシャル装置41、前輪車軸(フロントドライブシャフト)42、前輪(主駆動輪)43L,43R、トランスファ51、プロペラシャフト52、電子制御カップリング6、後輪用デファレンシャル装置71、後輪車軸(リヤドライブシャフト)72、後輪(従駆動輪)73L,73Rを備えている。前記エンジン1および電子制御カップリング6はECU10によって制御される。このECU10により実行されるプログラムによって本発明に係る車両の制御装置が実現される。
As shown in FIG. 1, the power transmission system of the vehicle includes an engine (internal combustion engine) 1 that generates driving torque for vehicle travel, a
次に、エンジン1、トルクコンバータ2、自動変速機3、トランスファ51、および、電子制御カップリング6などの各部について説明する。
Next, components such as the
−エンジン−
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどで構成され、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。また、このエンジン1は、例えば、吸気通路に設けられたスロットルバルブ(図示省略)のスロットル開度(吸入空気量を調整するための開度)、燃料噴射量、点火時期(ガソリンエンジンの場合)などの運転状態を制御できるように構成されている。
-Engine-
The
−トルクコンバータ・自動変速機等−
トルクコンバータ2は、入力側のポンプインペラおよび出力側のタービンランナなどを備えており、それらポンプインペラとタービンランナとの間で流体(作動油)を介して動力伝達を行う。ポンプインペラはエンジン1の出力軸であるクランクシャフト(図示省略)に連結されている。タービンランナはタービンシャフトを介して自動変速機3の入力軸に連結されている。
-Torque converter, automatic transmission, etc.-
The
自動変速機3は、例えば、クラッチおよびブレーキ等の摩擦係合装置と遊星歯車装置とを用いてギヤ段を設定する有段式(遊星歯車式)の自動変速機である。なお、自動変速機3は、変速比を無段階に調整するベルト式などの無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)であってもよい。また、変速機としては、マニュアルトランスミッション(手動変速機)であってもよい。
The
自動変速機3の出力軸には出力ギヤ(図示省略)が回転一体に連結されている。その出力ギヤは前輪用デファレンシャル装置41のデフドリブンギヤ41aに噛み合っており、自動変速機3の出力軸に伝達された駆動トルクは、前輪用デファレンシャル装置41および前輪車軸42を介して左右の前輪43L,43Rに伝達される。これら左右の前輪43L,43Rの回転速度は、左前輪速度センサ94Lおよび右前輪速度センサ94Rによってそれぞれ検出される。
An output gear (not shown) is connected to the output shaft of the
−トランスファ等−
トランスファ51は、前輪用デファレンシャル装置41に回転一体に連結されたドライブギヤ51aと、このドライブギヤ51aに噛み合うドリブンギヤ51bとを備え、トルクの伝達方向を車幅方向から車体後方に変更するものである。前記ドリブンギヤ51bにはプロペラシャフト52が回転一体に連結されている。プロペラシャフト52は、電子制御カップリング6、後輪用デファレンシャル装置71、後輪車軸72を介して左右の後輪73L,73Rに連結されている。そして、前記前輪用デファレンシャル装置41からトランスファ51に伝達された駆動トルクは、プロペラシャフト52および電子制御カップリング6に伝達され、その電子制御カップリング6が係合状態(カップリングトルク伝達状態;以下、締結状態という場合もある)であるときに、駆動トルクが後輪用デファレンシャル装置71、後輪車軸72を介して左右の後輪73L,73Rに伝達(配分)される。これら左右の後輪73L,73Rの回転速度は、左後輪速度センサ95Lおよび右後輪速度センサ95Rによってそれぞれ検出される。
-Transfer etc.-
The
−電子制御カップリング−
電子制御カップリング(駆動トルク配分装置)6は、例えばパイロットクラッチ式のものであって、多板摩擦クラッチで構成されたメインクラッチ、パイロットクラッチ(電磁多板クラッチ)、カム機構および電磁石などを備えており、電磁石の電磁力によってパイロットクラッチが係合され、その係合力をカム機構にてメインクラッチに伝達することにより、当該メインクラッチが係合するように構成されている(具体的な構成については、例えば特開2010−254135号公報を参照)。
-Electronically controlled coupling-
The electronically controlled coupling (drive torque distribution device) 6 is, for example, a pilot clutch type, and includes a main clutch composed of a multi-plate friction clutch, a pilot clutch (electromagnetic multi-plate clutch), a cam mechanism, an electromagnet, and the like. The pilot clutch is engaged by the electromagnetic force of the electromagnet, and the engagement force is transmitted to the main clutch by the cam mechanism so that the main clutch is engaged (specific configuration) For example, refer to JP 2010-254135 A).
そして、この電子制御カップリング6においては、前記電磁石に供給する励磁電流Ieを制御することによってトルク容量つまりカップリングトルクTcが制御されるようになっており、全駆動トルクに対する後輪73L,73R側への駆動トルク配分率を、例えば0〜50%の範囲で無段階に調整することができる。電子制御カップリング6の電磁石への励磁電流IeはECU10によって制御される。
In the electronically controlled
図4は、この電子制御カップリング6の電磁石への励磁電流Ieと、電子制御カップリング6の伝達トルク(カップリングトルク)Tcとの関係を示している。このように、アクチュエータ操作量である励磁電流Ieに従って電子制御カップリング6の伝達トルクTcを可変に制御することが可能となっている。
FIG. 4 shows the relationship between the excitation current Ie to the electromagnet of the
例えば、電子制御カップリング6への励磁電流Ieが「0」のときは、前記メインクラッチは非係合(解放)状態とされて、伝達トルクTcの伝達率は「0%」となるので、前輪駆動状態(前輪駆動による二輪駆動状態)と同等の走行状態が実現されることになる。一方、電子制御カップリング6への励磁電流Ieを増加させると、伝達トルクTcは増大し、励磁電流Ieが図中のI1のときに伝達トルクTcの伝達率は「100%(駆動トルク配分率は50%)」、すなわち後輪73L,73Rへの駆動トルク配分を最大として直結四輪駆動状態と同等の走行状態が実現されることになる。このようにして電子制御カップリング6への励磁電流Ieに応じて、前後輪間での駆動トルク配分を可変に制御できる。
For example, when the exciting current Ie to the
なお、このECU10による電子制御カップリング6の基本制御の一つとしては、例えば、電子制御カップリング6の電磁石への励磁電流Ieが「0」とされた二輪駆動状態での走行中において、前輪43L,43Rでスリップが発生した場合に、前記励磁電流Ieが供給され、前記伝達トルクTcを発生させる。これにより、車両は二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行して走行安定性が確保されることになる。また、この場合の励磁電流Ieの値は、前輪43L,43Rのスリップ量が多いほど高い値とされ、伝達トルクTcを高く設定することになる。なお、前輪43L,43Rでのスリップの発生の有無は、各車輪速度センサ94L,94R,95L,95Rによって検出される各車輪速度を比較することにより行われる。また、車室内に配置された2WD−4WD選択スイッチによって運転者が4WD走行モードを選択した場合にも、前記励磁電流Ieが供給されて前記伝達トルクTcを発生させ、これにより、車両は二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行することになる。
As one of the basic controls of the
(車両の操舵系)
図2は本実施形態に係る車両の操舵系を示す概略構成図である。
(Vehicle steering system)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a vehicle steering system according to the present embodiment.
本実施形態に係る車両の操舵系は、前輪43L,43Rの操舵角度および後輪73L,73Rの操舵角度をそれぞれ制御する四輪操舵機構8を備えている。この四輪操舵機構8により、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを同じ方向にする同位相状態としたり、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを異なる方向にする逆位相状態としたりすることが可能となっている。
The vehicle steering system according to the present embodiment includes a four-
図2に破線で示す前輪43L,43Rは右側に操舵された状態であり、図2に破線で示す後輪73L,73Rは前輪43L,43Rの操舵方向に対して同位相とされた(右側に操舵された)状態である。一方、図2に一点鎖線で示す後輪73L,73Rは前輪43L,43Rの操舵方向(右方向)に対して逆位相とされた(左側に操舵された)状態である。
The
以下、四輪操舵機構8について具体的に説明する。
Hereinafter, the four-
前記四輪操舵機構8は、ステアリングホイール81、ステアリングシャフト82、前輪操舵角センサ92F、前輪操舵アクチュエータ83、前輪用操舵シャフト(ラックバー)84、後輪操舵アクチュエータ85、後輪操舵角センサ92R、後輪用操舵シャフト86を備えており、前輪43L,43Rおよび後輪73L,73Rを互いに独立して操舵可能に構成されている。
The four-
ステアリングホイール81は、ドライバによる操舵入力が可能に構成された物理的な操作手段である。
The
ステアリングシャフト82は、一端部がステアリングホイール81に連結され、ステアリングホイール81の回転に連動して回転可能に構成された軸体である。
The steering
前輪操舵角センサ92Fは、ステアリングホイール81のステアリング量(ドライバによる操舵量)である操舵角の検出が可能に構成されたセンサである。この前輪操舵角センサ92Fは、前記ECU10と電気的に接続されている。
The front wheel
前輪操舵アクチュエータ83は、左前輪43Lおよび右前輪43Rを相互に連結する前輪用操舵シャフト84を車幅方向に沿って移動させることにより、前輪43L,43Rを操舵することが可能に構成されている。前輪操舵アクチュエータ83は、ECU10と電気的に接続されており、前輪43L,43Rの操舵角は、ECU10により制御される。つまり、前輪操舵アクチュエータ83は、ECU10からの制御信号を受けて、前輪用操舵シャフト84に対し車幅方向の一方に駆動力を付与する。前輪用操舵シャフト84が車幅方向の一方に変位した場合、タイロッドおよびナックルアーム等を介して前輪用操舵シャフト84に連結された左前輪43Lおよび右前輪43Rは、同一方向に操舵する。
The front
後輪操舵アクチュエータ85は、左後輪73Lおよび右後輪73Rを相互に連結する後輪用操舵シャフト86を車幅方向に沿って移動させることにより、後輪73L,73Rを操舵することが可能に構成されている。後輪操舵アクチュエータ85は、ECU10と電気的に接続されており、後輪73L,73Rの操舵角は、ECU10により制御される。つまり、後輪操舵アクチュエータ85は、ECU10からの制御信号を受けて、後輪用操舵シャフト86に対し車幅方向の一方に駆動力を付与する。後輪用操舵シャフト86が車幅方向の一方に変位した場合、タイロッド及びナックルアーム等を介して後輪用操舵シャフト86に連結された左後輪73Lおよび右後輪73Rは、同一方向に操舵する。
The rear
ECU10は、車両の走行状態などに応じて、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを同じ方向にする同位相に制御する場合と、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを異なる方向にする逆位相に制御する場合とがある。例えば、四輪操舵機構8を車速感応型とした場合、車両の高速走行時には前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを同位相にし、車両の低速走行時には前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とを逆位相にする。具体的には、車両速度が所定の閾値以上であるときは、ECU10は前記同位相に制御する。前記車両速度の閾値は例えば60km/hに設定される。この値はこれに限定されるものではない。これにより、高速走行時における車両の走行安定性を確保することができる。一方、車両速度が所定の閾値未満であるときは、ECU10は前記逆位相に制御する。これにより、低速走行時における車両の旋回性能の向上を図ることができる。
The
なお、前記車速感応型に限らず、車両の総合的な運転制御システムに前記四輪操舵機構8を組み込み、周知の電子制御サスペンションシステムや、トラクションコントロールシステムや、アンチロックブレーキシステム等と共に協調制御が行われる構成としてもよい。
The four-
(ECU)
ECU10は、エンジン1の運転制御などを実行する電子制御装置であって、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。
(ECU)
The
ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはエンジン1の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory for temporarily storing calculation results from the CPU, data inputted from each sensor, and the backup RAM is a non-volatile memory for storing data to be saved when the
ECU10には、図3に示すように、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度accを検出するアクセル開度センサ91、ステアリングホイール81の操舵角を検出する前輪操舵角センサ92F、後輪73L,73Rの操舵角を検出する後輪操舵角センサ92R、エンジン1の出力軸であるクランクシャフトが所定角度だけ回転する度にパルス信号を発信するクランクポジションセンサ93、左前輪43Lの回転速度(回転数)を検出する左前輪速度センサ94L、右前輪43Rの回転速度を検出する右前輪速度センサ94R、左後輪73Lの回転速度を検出する左後輪速度センサ95L、右後輪73Rの回転速度を検出する右後輪速度センサ95R、および、ブレーキペダルのON/OFFを検出(ブレーキ踏力の検出も含む)するブレーキペダルセンサ96などが接続されている。さらに、ECU10には、エンジン冷却水温を検出する水温センサ、吸気通路に配置されたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、および、吸入空気量を検出するエアフロメータなどが接続されており、これらセンサからの信号がECU10に入力される。
As shown in FIG. 3, the
そして、ECU10は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン1のスロットル開度制御(吸入空気量制御)、燃料噴射量制御、および、点火時期制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。また、ECU10は、前記前輪操舵アクチュエータ83および後輪操舵アクチュエータ85に操舵制御信号を送信し、前輪43L,43Rの操舵角および後輪73L,73Rの操舵角を独立して制御する。さらに、ECU10は、電子制御カップリング6を制御することにより、上述した二輪駆動状態と四輪駆動状態との間での切り換え制御のほか、後述する「旋回時プレトルク制御」を実行する。
The
−旋回時プレトルク制御−
次に、本実施形態の特徴とする制御である旋回時プレトルク制御について説明する。
-Pre-torque control during turning-
Next, turning pre-torque control, which is a characteristic feature of this embodiment, will be described.
一般に車両の旋回時には、前輪43L,43Rおよび後輪73L,73Rの操舵に伴って作用するコーナリングドラッグ(コーナリング抵抗)によって車速が低下する。そして、二輪駆動状態での走行中に車両が旋回する場合、コーナリングドラッグによって車速が低下し、それに伴って従駆動輪である後輪73L,73Rの回転速度も低下することになる。
In general, when the vehicle turns, the vehicle speed decreases due to cornering drag (cornering resistance) that acts along with the steering of the
また、このような二輪駆動状態での旋回中において、仮に運転者の加速要求が生じた場合(アクセルペダルの踏み込み量が大きくなった場合等)には、エンジン1の出力トルクの増大に伴い前輪43L,43Rの駆動力が増大することで車速が上昇し、これに伴って後輪73L,73Rの回転速度も上昇していく。
In addition, when the driver requests acceleration (such as when the accelerator pedal is depressed) during a turn in such a two-wheel drive state, the front wheels are increased as the output torque of the
そして、このような状況で四輪駆動移行条件(前輪43L,43Rにスリップが発生した場合等)が成立すると、電子制御カップリング6の締結力(係合力)を高めて四輪駆動状態へ移行することになる。
In such a situation, when the four-wheel drive transition condition (when slip occurs in the
ところが、この場合、二輪駆動状態での旋回時において低くなっていた後輪73L,73Rの回転慣性を所定値まで上昇させる期間中は後輪73L,73Rに駆動力を発生させることができない。その結果、四輪駆動移行条件が成立してから実際に後輪73L,73Rに駆動力が発生して四輪駆動状態への移行が完了するまでに時間を要してしまうことになる。つまり、前記車両の旋回中における四輪駆動状態への移行に応答遅れが生じてしまうことになる。
However, in this case, the driving force cannot be generated in the
特に、本実施形態の如く四輪操舵機構8を備えた車両にあっては、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とが同じ方向である同位相の場合と、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とが異なる方向である逆位相の場合とで、コーナリングドラッグの大きさが異なることに起因して四輪駆動状態へ移行する際の応答遅れに差が生じてしまう。
In particular, in a vehicle including the four-
この点に鑑み、本実施形態では、車両の旋回加速時には、後輪73L,73Rの回転慣性(前記コーナリングドラッグの影響を受けて低くなっていた回転慣性)に応じて、この後輪73L,73Rにプレトルクを付与するように電子制御カップリング6の締結力を制御しておく。つまり、四輪駆動状態への移行条件が成立していなくても、車両の旋回加速時であることを条件として、電子制御カップリング6の締結力を制御し、これにより、後輪73L,73Rにプレトルクを付与しておく。
In view of this point, in the present embodiment, at the time of turning acceleration of the vehicle, the
そして、この場合に後輪73L,73Rに付与するプレトルクの大きさとしては、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とが逆位相である場合に比べて同位相である場合を大きく設定している。
In this case, the magnitude of the pre-torque applied to the
そして、その後、前輪43L,43Rにスリップが発生するなどして四輪駆動状態への移行条件が成立した場合には、電子制御カップリング6の締結力を高めることで、四輪駆動状態にするための駆動トルクを後輪73L,73Rに付与して四輪駆動状態へ移行させるようにしている。
After that, when the condition for shifting to the four-wheel drive state is satisfied, for example, when slip occurs in the
このように、四輪駆動状態への移行条件が成立する前段階で、前輪43L,43Rおよび後輪73L,73Rの操舵方向に応じた大きさの(逆位相および同位相に応じた大きさの)プレトルクを後輪73L,73Rに付与しておくことにより、車両の旋回中に四輪駆動状態への移行条件が成立した場合の応答遅れを短縮化できるようにしている。
Thus, before the transition condition to the four-wheel drive state is established, the size according to the steering direction of the
次に、この旋回時におけるプレトルク制御の具体的な手順について説明する。図5は、プレトルク制御の動作手順を示すフローチャート図である。この図5に示すフローチャートは、車両の二輪駆動状態での走行中、数msec毎に実行される。 Next, a specific procedure for pre-torque control during the turning will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of pre-torque control. The flowchart shown in FIG. 5 is executed every several milliseconds while the vehicle is traveling in the two-wheel drive state.
なお、前記後輪73L,73Rの回転慣性は、車両が旋回する際に操舵される車輪に作用するコーナリングドラッグの影響による車体減速度や、車両が旋回する際に操舵輪に作用するコーナリングドラッグや、車両が旋回する際の操舵角に相関があり、これらのうち何れかを後輪73L,73Rの回転慣性の大きさを表す指標として扱うことが可能である。つまり、車体減速度が大きいほど前記回転慣性は小さくなり、コーナリングドラッグが大きいほど前記回転慣性は小さくなり、操舵角が大きいほど前記回転慣性は小さくなる。以下で説明するプレトルク制御では、コーナリングドラッグの影響による車体減速度を、後輪73L,73Rの回転慣性の大きさを表す指標として扱った場合について説明する。
Note that the rotational inertia of the
まず、ステップST1において、車両の現在の走行状態量を取得する。この走行状態量としては、車輪速度、および、駆動系への入力トルク等である。車輪速度は前記各車輪速度センサ94L,94R,95L,95Rにより各車輪43L,43R,73L,73Rそれぞれについて検出される。また、駆動系への入力トルクは、エンジン1の出力トルクに相当し、前記アクセル開度センサ91によって検出されるアクセル開度accおよびクランクポジションセンサ93からの出力信号に基づいて算出されるエンジン回転速度から求められる。例えば、アクセル開度accに応じて設定される要求駆動力(要求パワー)をエンジン回転速度によって除算することによりエンジン1の出力トルクが算出され、これにより駆動系への入力トルクが求められる。
First, in step ST1, the current running state quantity of the vehicle is acquired. The travel state quantity includes wheel speed, input torque to the drive system, and the like. The wheel speed is detected for each of the
このようにして車両の現在の走行状態量を取得した後、ステップST2に移り、ドライバ(運転者)による操作量を取得する。この操作量としては、アクセル開度acc、ステアリングの操舵角delta等である。アクセル開度accは、前記アクセル開度センサ91によって検出される。また、ステアリングの操舵角deltaは、前記前輪操舵角センサ92Fによって検出される。
After acquiring the current running state amount of the vehicle in this way, the process proceeds to step ST2, and the operation amount by the driver (driver) is acquired. Examples of the operation amount include an accelerator opening degree acc, a steering angle delta of the steering wheel, and the like. The accelerator opening degree acc is detected by the accelerator
次に、ステップST3に移り、前輪43L,43Rに作用しているコーナリングドラッグ(コーナリング抵抗;以下、前輪コーナリングドラッグという)の推定を行う。この前輪コーナリングドラッグの推定は、前記ROMに予め記憶された前輪コーナリングドラッグマップに基づいて行われる。この前輪コーナリングドラッグマップは、ステアリングの操舵角deltaと前輪コーナリングドラッグとの関係を規定するものであって、予め実験やシミュレーションによって作成されている。図6は、前輪コーナリングドラッグマップの一例を示している。このように、前輪操舵角deltaが大きいほど前輪コーナリングドラッグも大きな値として得られるようにコーナリングドラッグマップは作成されている。なお、前記前輪コーナリングドラッグの大きさは、周知の如く、前輪43L,43Rと路面との摩擦により、前輪回転方向である操舵方向と直交する方向に作用する横力の車両進行方向とは反対方向の成分であり、前輪操舵角が大きいほど前輪コーナリングドラッグは大きくなる。
Next, the process proceeds to step ST3, where cornering drag (cornering resistance; hereinafter referred to as front wheel cornering drag) acting on the
また、前輪コーナリングドラッグは、走行抵抗として作用するため、この前輪コーナリングドラッグが大きいほど、つまり、前輪操舵角が大きいほど車体の減速度も大きくなる。そして、この車体の減速度が大きいほど、前記後輪73L,73Rの回転慣性は低くなる。
Further, since the front wheel cornering drag acts as running resistance, the larger the front wheel cornering drag, that is, the greater the front wheel steering angle, the greater the deceleration of the vehicle body. And the rotational inertia of the said
なお、この前輪コーナリングドラッグの推定は、前記前輪コーナリングドラッグマップに基づいて行われるものに限らず、前輪スリップ角(前輪43L,43Rの操舵角と車両の重心スリップ角との差)から前輪コーナリングドラッグを求める演算式を予め実験やシミュレーションに基づいて得ておき、この演算式に現在の前輪スリップ角を代入することで前輪コーナリングドラッグを求めるようにしてもよい。
The estimation of the front wheel cornering drag is not limited to that performed based on the front wheel cornering drag map, but the front wheel cornering drag is determined from the front wheel slip angle (the difference between the steering angle of the
前記前輪コーナリングドラッグの推定を行った後、ステップST4に移り、後輪73L,73Rの操舵方向および操舵角を取得する。この後輪73L,73Rの操舵方向および操舵角は前記後輪操舵角センサ92Rによって検出される。つまり、前述した車速感応型の四輪操舵機構8の場合には、車両速度が所定の閾値以上であるときは前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向は同方向(同位相)とされ、この同位相の操舵角が後輪操舵角センサ92Rによって検出される。また、車両速度が所定の閾値未満であるときは前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向は異なる方向(逆位相)とされ、この逆位相の操舵角が後輪操舵角センサ92Rによって検出される。
After estimating the front wheel cornering drag, the process proceeds to step ST4, and the steering direction and the steering angle of the
次に、ステップST5に移り、後輪73L,73Rに作用しているコーナリングドラッグ(以下、後輪コーナリングドラッグという)の推定を行う。この後輪コーナリングドラッグの推定は、前記ROMに予め記憶された後輪コーナリングドラッグマップに基づいて行われる。この後輪コーナリングドラッグマップは、後輪73L,73Rの操舵角と後輪コーナリングドラッグとの関係を規定するものであって、予め実験やシミュレーションによって作成されている。また、前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向が同位相である場合には、逆位相である場合に比べ、同一後輪操舵角であっても後輪コーナリングドラッグは大きくなる。このため、後輪コーナリングドラッグマップは、前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向が同位相である場合における後輪操舵角と後輪コーナリングドラッグとの関係、および、前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向が逆位相である場合における後輪操舵角と後輪コーナリングドラッグとの関係をそれぞれ規定している。図7は、後輪コーナリングドラッグマップの一例を示している。図7の実線は、前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向が同位相である場合の後輪操舵角と後輪コーナリングドラッグとの関係を示している。また、図7の破線は、前輪43L,43Rの操舵方向に対して後輪73L,73Rの操舵方向が逆位相である場合の後輪操舵角と後輪コーナリングドラッグとの関係を示している。このように、後輪操舵角が大きいほど後輪コーナリングドラッグも大きな値として得られ、且つ前記逆位相である場合よりも同位相の場合の方が後輪コーナリングドラッグが大きな値として得られるように後輪コーナリングドラッグマップは作成されている。この後輪コーナリングドラッグマップにおいて、同一後輪操舵角で同位相である場合の後輪コーナリングドラッグの大きさと逆位相である場合の後輪コーナリングドラッグの大きさとの比率は車両に応じて異なるものとなる。
Next, the process proceeds to step ST5, where cornering drag acting on the
また、後輪コーナリングドラッグも走行抵抗として作用するため、この後輪コーナリングドラッグが大きいほど、つまり、後輪操舵角が大きいほど、また、操舵方向が逆位相である場合よりも同位相の場合の方が車体の減速度は大きくなる。そして、この車体の減速度が大きいほど、前記後輪73L,73Rの回転慣性は低くなる。
In addition, since the rear wheel cornering drag also acts as a running resistance, the larger the rear wheel cornering drag, that is, the larger the rear wheel steering angle, and the case where the steering direction is in the same phase than in the opposite phase. However, the deceleration of the car body becomes larger. And the rotational inertia of the said
なお、この後輪コーナリングドラッグの推定も、前記後輪コーナリングドラッグマップに基づいて行われるものに限らず、後輪スリップ角(同位相である場合には、車両の重心スリップ角と後輪73L,73Rの操舵角との和、逆位相である場合には、車両の重心スリップ角と後輪73L,73Rの操舵角との差)から後輪コーナリングドラッグを求める演算式を予め実験やシミュレーションに基づいて得ておき、この演算式に現在の後輪スリップ角を代入することで後輪コーナリングドラッグを求めるようにしてもよい。
The estimation of the rear wheel cornering drag is not limited to that performed based on the rear wheel cornering drag map, but the rear wheel slip angle (in the case of the same phase, the vehicle center of gravity slip angle and the
以上のようにして前輪コーナリングドラッグおよび後輪コーナリングドラッグを推定した後、ステップST6において、これらコーナリングドラッグの影響を受けたことによる車体の減速度を取得する。この車体の減速度は前輪コーナリングドラッグと後輪コーナリングドラッグとの和(以下、総コーナリングドラッグという)に比例する。例えば、総コーナリングドラッグと車体の減速度との関係を規定するマップを、予め実験やシミュレーションによって作成しておき、このマップから車体の減速度を求めるようにする。 After estimating the front wheel cornering drag and the rear wheel cornering drag as described above, the deceleration of the vehicle body due to the influence of these cornering drags is acquired in step ST6. The deceleration of the vehicle body is proportional to the sum of the front wheel cornering drag and the rear wheel cornering drag (hereinafter referred to as total cornering drag). For example, a map that defines the relationship between the total cornering drag and the deceleration of the vehicle body is created in advance by experiments and simulations, and the deceleration of the vehicle body is obtained from this map.
また、以下の式(1)によって車体の減速度を求めるようにしてもよい。 Further, the deceleration of the vehicle body may be obtained by the following equation (1).
Vd=(CDf+CDr)/M …(1)
Vd:車体の減速度、CDf:前輪コーナリングドラッグ、CDr:後輪コーナリングドラッグ、M:車体重量
なお、この車体の減速度はセンサ等により計測されたものであってもよい。例えば、前記各車輪速度センサ94L,94R,95L,95Rによって検出される各車輪43L,43R,73L,73Rそれぞれの回転速度や、図示しない加速度センサからの出力や、図示しない車体速度センサからの出力に基づいて車体の減速度を求めてもよい。
Vd = (CDf + CDr) / M (1)
Vd: deceleration of the vehicle body, CDf: front wheel cornering drag, CDr: rear wheel cornering drag, M: vehicle weight The vehicle body deceleration may be measured by a sensor or the like. For example, the rotational speeds of the
次に、ステップST7に移り、後輪73L,73Rの回転慣性を高めるために必要となるプレトルクを求める。このプレトルクは、前記車体の減速度に応じた値として求められる。つまり、車体の減速度が大きいほど後輪73L,73Rの回転慣性は低くなっているため、この場合、プレトルクとしては大きな値として求められる。
Next, the process proceeds to step ST7, and the pre-torque necessary for increasing the rotational inertia of the
例えば、予め実験やシミュレーションに基づいて車体の減速度からプレトルクを求めるマップを作成し、このマップ(プレトルクマップ)を前記ROMに記憶させておき、このプレトルクマップからプレトルクを求めるようにしてもよい。前述した如く、操舵方向が逆位相である場合よりも同位相の場合の方が車体の減速度は大きくなるため、後輪73L,73Rの操舵角が同一であっても、操舵方向が逆位相である場合よりも同位相の場合の方がプレトルクとしては大きな値として求められることになる。ここで求められるプレトルクとしては例えば数十Nm程度であって、四輪駆動時に後輪73L,73Rに付与される駆動トルク(数百Nm程度)に対して1/10程度の低い値となっている。
For example, a map for obtaining the pre-torque from the deceleration of the vehicle body based on experiments and simulations is created in advance, and this map (pre-torque map) is stored in the ROM, and the pre-torque is obtained from the pre-torque map. Good. As described above, since the deceleration of the vehicle body is greater when the steering direction is the opposite phase than when the steering direction is the opposite phase, the steering direction is the opposite phase even if the steering angles of the
また、車体の減速度を変数とする所定の演算式によってプレトルクを求めるようにしてもよい。この場合の演算式としては例えば以下の式(2)が挙げられる。 Further, the pre-torque may be obtained by a predetermined arithmetic expression using the deceleration of the vehicle body as a variable. As an arithmetic expression in this case, for example, the following expression (2) is given.
T=2・Iw・ω2 …(2)
T:プレトルク、Iw:後輪慣性モーメント、ω:後輪減速度(=Vd/Rw)、Rw:後輪の半径
なお、このプレトルクとしては、車体の減速度に限らず、前記総コーナリングドラッグの大きさに応じた値として求めるようにしてもよい。つまり、総コーナリングドラッグが大きいほど、車体の減速度も大きくなるため、このような場合には、プレトルクを大きな値として求めるようにする。また、前輪43L,43Rの操舵角、後輪73L,73Rの操舵方向および操舵角に応じた値としてプレトルクを求めるようにしてもよい。つまり、前輪43L,43Rの操舵角が大きいほどプレトルクを大きな値とし、後輪73L,73Rの操舵角が大きいほどプレトルクを大きな値とし、また、操舵方向が逆位相である場合よりも同位相である場合の方がプレトルクを大きな値とするようにプレトルクを求めるものである。上述した如く、これら車体の減速度、総コーナリングドラッグの大きさ、操舵角の大きさは、何れも後輪73L,73Rの回転慣性に相関がある。つまり、車体の減速度が大きいほど後輪73L,73Rの回転慣性は低く、また、総コーナリングドラッグが大きいほど後輪73L,73Rの回転慣性は低く、また、操舵角が大きいほど後輪73L,73Rの回転慣性は低くなっている。このため、車体の減速度に応じてプレトルクを求めること、総コーナリングドラッグの大きさに応じてプレトルクを求めること、操舵角の大きさおよび後輪73L,73Rの操舵方向に応じてプレトルクを求めることは、何れも後輪73L,73Rの回転慣性に応じてプレトルクを求めることと同義である。
T = 2 · Iw · ω 2 (2)
T: Pre-torque, Iw: Rear wheel inertia moment, ω: Rear wheel deceleration (= Vd / Rw), Rw: Rear wheel radius Note that this pre-torque is not limited to the deceleration of the vehicle body, but the total cornering drag You may make it obtain | require as a value according to a magnitude | size. That is, the greater the total cornering drag, the greater the deceleration of the vehicle body. In such a case, the pre-torque is obtained as a large value. Further, the pre-torque may be obtained as a value corresponding to the steering angle of the
このようにしてプレトルクを求めた後、ステップST8に移り、プレトルクの上限値を設定する。以下、このプレトルクの上限値について説明する。 After obtaining the pre-torque in this way, the process proceeds to step ST8, where an upper limit value of the pre-torque is set. Hereinafter, the upper limit value of the pre-torque will be described.
車両の旋回中に電子制御カップリング6の締結力を高めた場合、前輪43L,43Rの回転速度と後輪73L,73Rの回転速度とが近づくことになる。
When the fastening force of the
一般に、旋回時における車両の回頭性を高めるためには、後輪73L,73Rが、前輪43L,43Rの移動軌跡(コーナリングの軌跡)に対して外側(コーナの外寄り)の移動軌跡を通過することが望ましい(所謂オーバステア傾向で旋回することが望ましい)。つまり、後輪73L,73Rの回転速度(回転数)が前輪43L,43Rの回転速度よりも高くなった状態で車両が旋回することが望ましい。
In general, in order to improve the turning ability of the vehicle at the time of turning, the
このため、前記プレトルクを大きくするべく電子制御カップリング6の締結力を高める場合に、その締結力を必要以上に高めてしまうと、前輪43L,43Rの回転速度と後輪73L,73Rの回転速度とが近づく(後輪73L,73Rの回転速度が前輪43L,43Rの回転速度程度まで低下してしまう)ことに伴って車両の回頭性を高めることができなくなってしまう。このような状況を回避するために、前記プレトルクの上限値を設定する。
For this reason, when the fastening force of the electronically controlled
具体的には、前後輪の差動回転速度(前後輪の回転速度の偏差)を算出し、この差動回転速度が小さいほどプレトルクの上限値を低く設定することになる。つまり、後輪73L,73Rの回転速度が前輪43L,43Rの回転速度程度まで低下してしまうことのないようにプレトルクを制限する。
Specifically, the differential rotational speed of the front and rear wheels (deviation of the rotational speed of the front and rear wheels) is calculated, and the upper limit value of the pre-torque is set lower as the differential rotational speed is smaller. That is, the pre-torque is limited so that the rotational speed of the
ここで、前後輪の差動回転速度は以下のようにして算出する。まず、前記左前輪速度センサ94Lによって検出された左前輪43Lの回転速度と、前記右前輪速度センサ94Rによって検出された右前輪43Rの回転速度との平均値を前輪速度として求める。また、前記左後輪速度センサ95Lによって検出された左後輪73Lの回転速度と、前記右後輪速度センサ95Rによって検出された右後輪73Rの回転速度との平均値を後輪速度として求める。そして、後輪速度から前輪速度を減算した値を前後輪の差動回転速度として算出する。
Here, the differential rotational speed of the front and rear wheels is calculated as follows. First, an average value of the rotational speed of the left
図8は、前後輪の差動回転速度に応じたプレトルク上限値を求めるためのプレトルク上限値マップを示す図である。この図8に示すように、前後輪の差動回転速度が小さいほど、つまり、後輪73L,73Rの回転速度が前輪43L,43Rの回転速度に近づいていることで車両の回頭性が低くなる状況であるほど、プレトルク上限値を低く設定し(電子制御カップリング6の締結力を低くし)、プレトルクの大きさを制限することで車両の回頭性を維持できるようにしている。言い換えると、このプレトルク上限値によってプレトルクを制限することにより、車両の回頭性を高く維持しながらも、必要最小限のプレトルクを後輪73L,73Rに付与しておくことで、その後に四輪駆動状態への移行条件が成立した場合には、四輪駆動状態への応答遅れが短縮化できるようにしている。
FIG. 8 is a diagram showing a pre-torque upper limit value map for obtaining a pre-torque upper limit value corresponding to the differential rotational speeds of the front and rear wheels. As shown in FIG. 8, the lower the differential rotational speed of the front and rear wheels, that is, the rotational speed of the
このようにしてプレトルクの上限値を設定した後、ステップST9に移り、前記前輪操舵角センサ92Fによって検出されたステアリングの操舵角(操舵角の絶対値)が所定の閾値αを超えており、且つ前記アクセル開度センサ91によって検出されたアクセル開度が所定の閾値βを超えているか否かを判定する。
After setting the upper limit value of the pre-torque in this way, the process proceeds to step ST9, where the steering angle (the absolute value of the steering angle) detected by the front wheel
この判定は、車両の旋回加速中であるか否かを判定するものであって、後輪73L,73Rへのプレトルクの付与が必要となる車両走行状態であるか否かを判定するものである。例えば、操舵角の閾値αとしては10°が、アクセル開度の閾値βとしては10%がそれぞれ設定されている。これら値はこれに限定されるものではなく、実験やシミュレーションに基づいて適宜設定される。
This determination determines whether or not the vehicle is turning acceleration, and determines whether or not the vehicle is in a vehicle running state that requires pre-torque to be applied to the
ステアリングの操舵角が所定の閾値α以下である場合や、アクセル開度が所定の閾値β以下である場合には、ステップST9でNO判定されてステップST10に移り、プレトルクを「0」に設定する。つまり、電子制御カップリング6を解放状態にして、後輪73L,73Rへプレトルクが伝達されない状態にする。これはステアリングの操舵角が小さい場合や操舵角が「0」である場合には、前記コーナリングドラッグが小さいかまたは「0」となっており、車体の減速度も小さいかまたは「0」となっていることから、プレトルクを付与しておく必要がないためである。この場合、前記ステップST3およびステップST5で推定される各コーナリングドラッグは小さい値となっており、ステップST7で求められるプレトルクも小さい値となっている。
When the steering angle is equal to or smaller than the predetermined threshold value α or when the accelerator opening is equal to or smaller than the predetermined threshold value β, a NO determination is made in step ST9, the process proceeds to step ST10, and the pre-torque is set to “0”. . That is, the
また、アクセル開度が小さい場合やアクセル開度が「0」である場合には、エンジン1の出力トルクが小さいか、または「0」であり、電子制御カップリング6を締結しても後輪73L,73Rにはプレトルクが伝達されない状態となっているため、この場合にもプレトルクを「0」に設定する。
Further, when the accelerator opening is small or the accelerator opening is “0”, the output torque of the
一方、ステアリングの操舵角が所定の閾値αを超えており、且つアクセル開度が所定の閾値βを超えている場合には、ステップST9でYES判定されてステップST11に移る。このステップST11では、後輪73L,73Rにプレトルクを付与する。この場合のプレトルクとしては、前記ステップST7で求められたプレトルクが、前記ステップST8で設定されたプレトルクの上限値以下である場合には、ステップST7で求められたプレトルクが後輪73L,73Rに付与されるように電子制御カップリング6が制御される。一方、前記ステップST7で求められたプレトルクが、前記ステップST8で設定されたプレトルクの上限値を超えている場合には、この上限値で規制されたプレトルクが後輪73L,73Rに付与されるように電子制御カップリング6が制御される。
On the other hand, when the steering angle of the steering exceeds the predetermined threshold α and the accelerator opening exceeds the predetermined threshold β, YES is determined in step ST9 and the process proceeds to step ST11. In step ST11, pre-torque is applied to the
この場合の電子制御カップリング6の制御としては、図4に示す伝達トルクTcが前記プレトルクに一致するように、電子制御カップリング6の電磁石に供給する励磁電流Ieを制御することになる。
In this case, the
このようにして後輪73L,73Rにプレトルクが付与された状態で、ステップST12に移り、四輪駆動移行条件が成立したか否かを判定する。具体的には、前輪43L,43Rにスリップが発生するなどして四輪駆動状態への移行条件が成立したか否かを判定する。なお、四輪駆動移行条件が成立したか否かの判定は、図5に示したプレトルク制御ルーチンとは別の四輪駆動制御ルーチン(図示省略)において行われており、この四輪駆動制御ルーチンにおいて四輪駆動移行条件が成立したと判定された場合(例えば前輪43L,43Rにスリップが発生したことで四輪駆動フラグが「1」となった場合など)には、本プレトルク制御ルーチンにおけるステップST12でYES判定されることになる。
With the pre-torque applied to the
四輪駆動移行条件が成立しておらず、ステップST12でNO判定された場合には、後輪73L,73Rにプレトルクを付与した状態を維持してリターンされる。そして、次回以降のルーチンにあっては、前記ステップST9でYES判定される操作状態であることを条件に(旋回加速中であることを条件に)、上述したステップST1〜ステップST9、ステップST11,ステップST12の動作が繰り返される。つまり、車両の走行状態に応じたプレトルクが後輪73L,73Rに付与される状態が継続される。この場合、ステアリングの操舵角や車速が変化すると、総コーナリングドラッグも変化し、それに伴って車体の減速度も変化するため、ステップST7で求められるプレトルクの値も変化することになる。つまり、ステップST1〜ステップST9、ステップST11,ステップST12の動作が繰り返される度に、ステアリングの操舵角や車速に応じて、後輪73L,73Rに付与されるプレトルクが変化していく(ステップST7で求められたプレトルクがプレトルク上限値の制限を受けない場合)。
If the four-wheel drive transition condition is not satisfied and a NO determination is made in step ST12, the process returns with the pre-torque applied to the
また、後輪73L,73Rにプレトルクを付与した状態で、前記ステップST9でNO判定された場合には、プレトルクを「0」に設定する。つまり、プレトルクを必要とする走行状態では無くなったとしてプレトルクを「0」に設定する。
In addition, in the state in which the pre-torque is applied to the
一方、前記プレトルクを付与した状態で四輪駆動移行条件が成立し、ステップST12でYES判定された場合には、ステップST13に移り、車両を四輪駆動状態に移行させるべく、プレトルクの付与を解除し、四輪駆動状態とするに当たって必要となる駆動トルクを後輪73L,73Rに伝達させるべく電子制御カップリング6が制御される。つまり、上述した四輪駆動制御ルーチンにおいて駆動トルクの配分制御(例えば前輪43L,43Rのスリップ量に応じたトルク配分制御)が行われる。
On the other hand, if the four-wheel drive transition condition is satisfied with the pre-torque applied, and YES is determined in step ST12, the process proceeds to step ST13 and the pre-torque is released to shift the vehicle to the four-wheel drive state. Then, the
以上の動作が繰り返されることにより、車両の旋回加速時には、電子制御カップリング6が制御されて後輪73L,73Rにプレトルクが付与されることになる。
By repeating the above operation, the
図9は、旋回中に二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際に後輪73L,73Rに付与されるトルクの変化を示し、二点鎖線は従来技術における後輪トルクの時間的変化を示している。また、実線は、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とが同位相である場合の後輪トルクの時間的変化を示しており、破線は、前輪43L,43Rの操舵方向と後輪73L,73Rの操舵方向とが逆位相である場合の後輪トルクの時間的変化を示している。この図9では、タイミングt1で車両の旋回加速が開始され、タイミングt2で前輪43L,43Rにスリップが発生して四輪駆動移行条件が成立している。
FIG. 9 shows a change in torque applied to the
従来技術のものにあっては、四輪駆動移行条件が成立するまでは、後輪73L,73Rにトルクは付与されておらず、四輪駆動移行条件が成立した時点(タイミングt2)から電子制御カップリング6が制御されて後輪73L,73Rへ駆動トルクが配分されていき、タイミングt4で四輪駆動状態への移行が完了している。
In the prior art, torque is not applied to the
これに対し、本実施形態のものにあっては、車両の旋回加速が開始された時点(タイミングt1)から電子制御カップリング6が制御されて後輪73L,73Rへプレトルクが付与されている。そして、この場合に付与されるプレトルクとしては、前輪43L,43Rと後輪73L,73Rとが逆位相である場合よりも同位相である場合の方が大きく設定されている。つまり、総コーナリングドラッグの大きさに応じてプレトルクが付与されている。そして、四輪駆動移行条件が成立した時点(タイミングt2)から電子制御カップリング6が更に制御されて後輪73L,73Rへ駆動トルクが配分されていき、タイミングt3で四輪駆動状態への移行が完了している。
On the other hand, in the present embodiment, the
このように、タイミングt3とタイミングt4との偏差分だけ、本実施形態のものでは、従来技術のものに対して四輪駆動状態への移行が早期に完了しており、四輪駆動状態への応答遅れが大幅に改善されている。 In this way, in the present embodiment, the shift to the four-wheel drive state is completed earlier than that of the prior art in the present embodiment by the deviation between the timing t3 and the timing t4. Response delay has been greatly improved.
以上説明したように、本実施形態では、車両の旋回加速時に、後輪73L,73Rにプレトルクを付与しているため、前記コーナリングドラッグの影響によって回転慣性が低くなっている後輪73L,73Rの回転慣性を高めておくことができ、その後に、四輪駆動移行条件が成立した場合には、電子制御カップリング6の締結力を高めるのと略同時に後輪73L,73Rに駆動力を発生させることができ、直ちに四輪駆動状態への移行が完了することになる。つまり、車両の旋回中における四輪駆動状態への移行に応答遅れが生じてしまうことがなくなり、この応答遅れに起因する運転者の違和感を招くことがなくなる。そして、本実施形態にあっては、付与されるプレトルクとしては、前輪43L,43Rと後輪73L,73Rとが逆位相である場合よりも同位相である場合の方が大きく設定されている。つまり、総コーナリングドラッグの大きさに応じたプレトルクが付与されている。このため、プレトルクの最適化を図ることができ、前記逆位相である場合および同位相である場合に関わりなく、安定的に四輪駆動状態への移行の応答遅れを抑制することが可能となる。
As described above, in this embodiment, since the pre-torque is applied to the
また、後輪73L,73Rにプレトルクを付与した状態において四輪駆動移行条件が成立しなかった場合には、その後、プレトルクの付与が解除されることになるが、車両の旋回中に後輪73L,73Rに適切なプレトルクを付与させておくことで、車両の旋回性能を高く維持することが可能である。また、この場合のプレトルクは、前記プレトルクの上限値によって制限されており、高い回頭性を維持することができるものとなっている。
In addition, when the four-wheel drive transition condition is not satisfied in a state in which the pre-torque is applied to the
(変形例1)
次に、変形例1について説明する。本変形例1は、プレトルク上限値マップの変形例である。前記実施形態では、前後輪差動回転速度とプレトルク上限値との関係を線形としていた(図8のプレトルク上限値マップを参照)。これに対し、本変形例のプレトルク上限値マップは図10に示すものとなっている。
(Modification 1)
Next,
この図10に示すプレトルク上限値マップでは、横軸である前後輪差動回転速度軸の正側は、後輪73L,73Rの回転速度が前輪43L,43Rの回転速度よりも高い範囲であり、負側は、前輪43L,43Rの回転速度が後輪73L,73Rの回転速度よりも高い範囲である。
In the pre-torque upper limit value map shown in FIG. 10, the positive side of the front and rear wheel differential rotational speed axis that is the horizontal axis is a range in which the rotational speed of the
そして、このプレトルク上限値マップでは、前後輪差動回転速度が比較的小さい範囲(図10における−ΔN1から+ΔN1の範囲)にある場合、つまり、後輪73L,73Rの回転速度が前輪43L,43Rの回転速度に近づいていることに伴って車両の回頭性を高めることができない状況では、プレトルク上限値を低い値(図中のPT1)に設定する。一方、前後輪差動回転速度が比較的大きい範囲(図10における−ΔN2以下の範囲および+ΔN2以上の範囲)にある場合、つまり、前輪43L,43Rの回転速度と後輪73L,73Rの回転速度との差が十分に大きく、車両の回頭性を高めることができる状況では、プレトルク上限値を高い値(図中のPT2)に設定する。なお、このプレトルク上限値PT2は、前記図5のフローチャートのステップST7で求められるプレトルクを制限しない程度の値、つまり、このステップST7で求められたプレトルクが後輪73L,73Rにそのまま付与される程度の値として設定されている。
In this pre-torque upper limit value map, when the front-rear wheel differential rotational speed is in a relatively small range (a range from -ΔN1 to + ΔN1 in FIG. 10), that is, the rotational speeds of the
また、前後輪差動回転速度が図10における−ΔN1から−ΔN2の範囲にある場合や、+ΔN1から+ΔN2の範囲にある場合には、前後輪差動回転速度の絶対値が小さいほどプレトルク上限値を低い値に設定するようにしている。 Further, when the front-rear wheel differential rotational speed is in the range of -ΔN1 to -ΔN2 in FIG. 10 or in the range of + ΔN1 to + ΔN2, the smaller the absolute value of the front-rear wheel differential rotational speed, the smaller the pre-torque upper limit value. Is set to a low value.
このようなプレトルク上限値マップによってプレトルクを制限した場合、プレトルク上限値を低い値(図中のPT1)に設定する領域を確保することで、車両の回頭性を確実に高めることが可能になる。 When the pre-torque is limited by such a pre-torque upper limit map, it is possible to reliably improve the turning ability of the vehicle by securing a region where the pre-torque upper limit is set to a low value (PT1 in the figure).
(変形例2)
次に、変形例2について説明する。前述した実施形態ではFF方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用したコンベンショナル車両を例に挙げて説明した。本変形例ではFF方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用したハイブリッド車両(駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両)について説明する。
(Modification 2)
Next,
図11は本変形例における車両を示す概略構成図である。本実施形態に係るハイブリッド車両は、車両走行用の駆動トルクを発生するエンジン1、主に発電機として機能する第1モータジェネレータMG1、主に電動機として機能する第2モータジェネレータMG2、動力分割機構100、リダクション機構110、カウンタドライブギヤ121、カウンタドリブンギヤ122、ファイナルギヤ123、前輪用デファレンシャル装置41、前輪車軸(フロントドライブシャフト)42、前輪(主駆動輪)43L,43R、トランスファ51、プロペラシャフト52、電子制御カップリング6、後輪用デファレンシャル装置71、後輪車軸(リヤドライブシャフト)72、後輪(従駆動輪)73L,73R、および、ECU10などを備えている。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a vehicle in the present modification. The hybrid vehicle according to the present embodiment includes an
なお、ECU10は、例えば、HV(ハイブリッド)ECU、エンジンECU、バッテリECUなどによって構成されており、これらのECUが互いに通信可能に接続されている。
The
エンジン1、トランスファ51、電子制御カップリング6の構成は、上述した実施形態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。なお、エンジン1の出力は、クランクシャフト11およびダンパ12を介してインプットシャフト13に伝達されるようになっている。ダンパ12は、例えばコイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン1のトルク変動を吸収する。
Since the configuration of the
以下、モータジェネレータMG1,MG2、動力分割機構100、リダクション機構110について説明する。
Hereinafter, motor generators MG1 and MG2, power split
−モータジェネレータ−
第1モータジェネレータMG1は、インプットシャフト13に対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG1Rと、3相巻線が巻回されたステータMG1Sとを備えた交流同期発電機であって、発電機として機能するとともに電動機(電動モータ)としても機能する。また、第2モータジェネレータMG2も同様に、インプットシャフト13に対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG2Rと、3相巻線が巻回されたステータMG2Sとを備えた交流同期発電機であって、電動機(電動モータ)として機能するとともに発電機としても機能する。
-Motor generator-
The first motor generator MG1 is an AC synchronous generator including a rotor MG1R made of a permanent magnet that is rotatably supported with respect to the
図12に示すように、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は、それぞれインバータ200を介してバッテリ(蓄電装置)300に接続されている。インバータ200はECU10によって制御され、そのインバータ200の制御により各モータジェネレータMG1,MG2の回生または力行(アシスト)が設定される。その際の回生電力はインバータ200を介してバッテリ300に充電される。また、各モータジェネレータMG1,MG2の駆動用電力はバッテリ300からインバータ200を介して供給される。
As shown in FIG. 12, first motor generator MG <b> 1 and second motor generator MG <b> 2 are each connected to battery (power storage device) 300 via
−動力分割機構−
図11に示すように、動力分割機構100は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS3と、サンギヤS3に外接しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤP3と、ピニオンギヤP3と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR3と、ピニオンギヤP3を支持するとともに、このピニオンギヤP3の公転を通じて自転するプラネタリキャリアCA3とを有する遊星歯車機構によって構成されている。プラネタリキャリアCA3はエンジン1側のインプットシャフト13に回転一体に連結されている。サンギヤS3は、第1モータジェネレータMG1のロータMG1Rに回転一体に連結されている。
-Power split mechanism-
As shown in FIG. 11, the
この動力分割機構100は、エンジン1および第2モータジェネレータMG2の少なくとも一方の駆動力を、カウンタドライブギヤ121、カウンタドリブンギヤ122、ファイナルギヤ123、前輪用デファレンシャル装置41、および、前輪車軸42を介して左右の前輪43L,43Rに伝達する。
The
−リダクション機構−
リダクション機構110は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS4と、キャリア(トランスアクスルケース)CA4に回転自在に支持され、サンギヤS4に外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤP4と、ピニオンギヤP4と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR4とを有する遊星歯車機構によって構成されている。リダクション機構110のリングギヤR4と、前記動力分割機構100のリングギヤR3と、カウンタドライブギヤ121とは互いに一体となっている。また、サンギヤS4は第2モータジェネレータMG2のロータMG2Rと回転一体に連結されている。
-Reduction mechanism-
The
このリダクション機構110は、エンジン1および第2モータジェネレータMG2の少なくとも一方の駆動力を適宜の減速比で減速する。この減速された駆動力は、カウンタドライブギヤ121、カウンタドリブンギヤ122、ファイナルギヤ123、前輪用デファレンシャル装置41、および、前輪車軸42を介して左右の前輪43L,43Rに伝達される。
This
以上のように構成されたハイブリッド車両においても、上述した実施形態の場合と同様の旋回時プレトルク制御が実行される。つまり、車両の旋回加速時に、後輪73L,73Rの回転慣性(前記総コーナリングドラッグの影響を受けて低くなっていた回転慣性)に応じて、この後輪73L,73Rにプレトルクを付与するように電子制御カップリング6の締結力を制御しておく。そして、その後、前輪43L,43Rにスリップが発生するなどして四輪駆動状態への移行条件が成立した場合には、電子制御カップリング6の締結力を高めることで、四輪駆動状態にするための駆動トルクを後輪73L,73Rに付与して四輪駆動状態へ移行させる。
Also in the hybrid vehicle configured as described above, the same turning pre-torque control as in the above-described embodiment is executed. That is, at the time of turning acceleration of the vehicle, the pre-torque is applied to the
本変形例においても上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。つまり、総コーナリングドラッグの影響によって回転慣性が低くなっている後輪73L,73Rの回転慣性をプレトルクの付与によって高めておくことができ、その後に、四輪駆動移行条件が成立した場合には、電子制御カップリング6の締結力を高めるのと略同時に後輪73L,73Rに駆動力を発生させることができ、直ちに四輪駆動状態への移行が完了することになる。つまり、車両の旋回中における四輪駆動状態への移行に応答遅れが生じてしまうことがなくなる。そして、この場合に付与されるプレトルクとしては、前輪43L,43Rと後輪73L,73Rとが逆位相である場合よりも同位相である場合の方が大きく設定されている。つまり、総コーナリングドラッグの大きさに応じたプレトルクが付与されている。このため、プレトルクの最適化を図ることができ、前記逆位相である場合および同位相である場合に関わりなく、安定的に四輪駆動状態への移行の応答遅れを抑制することが可能となる。
Also in this modification, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. That is, the rotational inertia of the
また、後輪73L,73Rにプレトルクを付与した状態において四輪駆動移行条件が成立しなかった場合には、その後、プレトルクの付与が解除されることになるが、車両の旋回中に後輪73L,73Rに適切なプレトルクを付与させておくことで、車両の旋回性能を高く維持することが可能である。また、この場合のプレトルクは、前記プレトルクの上限値によって制限されており、高い回頭性を得ることができるものとなっている。
In addition, when the four-wheel drive transition condition is not satisfied in a state in which the pre-torque is applied to the
−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例は、FF方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用した車両に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式を基本とするスタンバイ四輪駆動方式を採用した車両(コンベンショナル車両またはハイブリッド車両)に適用することも可能である。この場合、後輪が主駆動輪となり、前輪が従駆動輪となる。
-Other embodiments-
The embodiment and each modification described above have described the case where the present invention is applied to a vehicle that employs a standby four-wheel drive system based on the FF system. The present invention is not limited to this, and can also be applied to a vehicle (conventional vehicle or hybrid vehicle) adopting a standby four-wheel drive system based on the FR (front engine / rear drive) system. In this case, the rear wheel is the main drive wheel, and the front wheel is the slave drive wheel.
また、前記実施形態および各変形例では、電子制御カップリング6としてパイロットクラッチ式のものを採用していた。本発明はこれに限らず、クラッチ直押付式の電子制御カップリングを用いてもよい。また、このような電子制御カップリング6に限られることなく、前後輪への駆動トルクの配分率を変更することが可能な装置であれば、他の任意の方式の駆動トルク配分装置を用いてもよい。
In the embodiment and each modification, a pilot clutch type is used as the
また、前記実施形態および各変形例では、カウンタギヤで構成されるトランスファ51が搭載されたスタンバイ四輪駆動車に本発明を適用した例を示したが、トランスファの形態は特に限定されない。例えば主駆動輪側のスプロケットと従駆動輪側のスプロケットとをチェーンで連結する機構を備えたトランスファであってもよい。
Further, in the above-described embodiment and each modification, the example in which the present invention is applied to the standby four-wheel drive vehicle on which the
本発明は、前後輪の操舵が可能な四輪操舵機構を備えると共に、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを選択的に切り換えることが可能な車両の旋回加速時の制御に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for control during turning acceleration of a vehicle that includes a four-wheel steering mechanism that can steer front and rear wheels and that can selectively switch between a two-wheel drive state and a four-wheel drive state.
1 エンジン(駆動力源)
43L,43R 前輪(主駆動輪)
73L,73R 後輪(従駆動輪)
6 電子制御カップリング
8 四輪操舵機構
83 前輪操舵アクチュエータ
85 後輪操舵アクチュエータ
91 アクセル開度センサ
92F 前輪操舵角センサ
92R 後輪操舵角センサ
94L 左前輪速度センサ
94R 右前輪速度センサ
95L 左後輪速度センサ
95R 右後輪速度センサ
10 ECU
MG1,MG2 モータジェネレータ(駆動力源)
1 Engine (drive power source)
43L, 43R Front wheel (main drive wheel)
73L, 73R Rear wheel (slave drive wheel)
6 Electronically controlled
MG1, MG2 Motor generator (drive power source)
Claims (8)
車両が旋回時に加速する場合、前記従駆動輪の回転慣性に応じたプレトルクを従駆動輪に付与し、この際に付与されるプレトルクは、前輪および後輪の操舵方向が逆位相である場合に比べて同位相である場合が大きく設定され、
その後、四輪駆動状態への移行条件が成立した場合に、前記四輪駆動状態にするための駆動トルクを前記従駆動輪に付与する構成となっていることを特徴とする車両の制御装置。 A driving force source that outputs driving torque for traveling is provided, and one of the front wheels and the rear wheels is a main driving wheel, and the other is a sub driving wheel, and the distribution ratio of the driving torque to the main driving wheel and the sub driving wheel is changed. Thus, the two-wheel drive state in which the drive torque is transmitted only to the main drive wheel and the four-wheel drive state in which the drive torque is transmitted to both the main drive wheel and the slave drive wheel can be switched, and the front wheel and the rear wheel In a vehicle control device equipped with a steering mechanism capable of steering,
When the vehicle accelerates when turning, a pre-torque corresponding to the rotational inertia of the driven wheel is applied to the driven wheel, and the pre-torque applied at this time is when the steering directions of the front and rear wheels are in reverse phase. Compared to the same phase, it is set larger.
After that, when the condition for shifting to the four-wheel drive state is satisfied, the vehicle control device is configured to apply a drive torque for setting the four-wheel drive state to the slave drive wheels.
車両が旋回時に加速する場合における従駆動輪の回転慣性が低いほど前記プレトルクは大きく設定されることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the pre-torque is set to be larger as the rotational inertia of the driven wheel is lower when the vehicle accelerates when turning.
前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際に前輪に作用する前輪コーナリングドラッグ、および、後輪が操舵された際にこの後輪に作用する後輪コーナリングドラッグの影響による車体減速度に相関があり、この車体減速度が大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The rotational inertia of the driven wheel is the vehicle body deceleration due to the effects of the front wheel cornering drag that acts on the front wheels when the vehicle turns and the rear wheel cornering drag that acts on the rear wheels when the rear wheels are steered. There is a correlation, and the greater the vehicle body deceleration, the lower the rotational inertia of the driven wheels.
前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際に前輪に作用する前輪コーナリングドラッグ、および、後輪が操舵された際にこの後輪に作用する後輪コーナリングドラッグに相関があり、これら前輪コーナリングドラッグと後輪コーナリングドラッグとの和である総コーナリングドラッグが大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The rotational inertia of the driven wheel correlates with the front wheel cornering drag that acts on the front wheel when the vehicle turns and the rear wheel cornering drag that acts on the rear wheel when the rear wheel is steered. The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the rotational inertia of the driven wheel decreases as the total cornering drag, which is the sum of the cornering drag and the rear wheel cornering drag, increases.
前記従駆動輪の回転慣性は、車両が旋回する際の前輪の操舵角および後輪の操舵角に相関があり、これら操舵角が大きいほど、前記従駆動輪の回転慣性は低くなることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The rotational inertia of the driven wheel correlates with the steering angle of the front wheel and the steering angle of the rear wheel when the vehicle turns. The larger the steering angle, the lower the rotational inertia of the driven wheel. A vehicle control device.
前記プレトルクは、前輪の回転速度と後輪の回転速度との差に基づいて設定されるプレトルク上限値に制限されることを特徴とする車両の制御装置。 In the vehicle control device according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle pre-torque is limited to a pre-torque upper limit value set based on a difference between a rotational speed of a front wheel and a rotational speed of a rear wheel.
前記プレトルク上限値は、前輪の回転速度と後輪の回転速度との差が小さいほど低く設定されることを特徴とする車両の制御装置。 The vehicle control device according to claim 6,
The pre-torque upper limit value is set lower as the difference between the rotational speed of the front wheels and the rotational speed of the rear wheels is smaller.
前記従駆動輪にプレトルクが付与された状態で、四輪駆動状態への移行条件が成立することなく車両の旋回および加速の少なくとも一方が解除された場合には、前記四輪駆動状態にするための駆動トルクを前記従駆動輪に付与することなく、プレトルクの付与が解除される構成とされていることを特徴とする車両の制御装置。 In the vehicle control device according to any one of claims 1 to 7,
When at least one of turning and acceleration of the vehicle is canceled without pre-torque being applied to the driven wheels without satisfying the transition condition to the four-wheel drive state, the four-wheel drive state is set. The vehicle control device is characterized in that the application of the pre-torque is canceled without applying the drive torque to the slave drive wheel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012177762A JP2014034340A (en) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Vehicle control unit |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012177762A JP2014034340A (en) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Vehicle control unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014034340A true JP2014034340A (en) | 2014-02-24 |
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ID=50283583
Family Applications (1)
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JP2012177762A Pending JP2014034340A (en) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | Vehicle control unit |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014034340A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020192833A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | マツダ株式会社 | Driving force distribution control device |
-
2012
- 2012-08-10 JP JP2012177762A patent/JP2014034340A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020192833A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | マツダ株式会社 | Driving force distribution control device |
JP7243448B2 (en) | 2019-05-24 | 2023-03-22 | マツダ株式会社 | Driving force distribution control device |
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