JP2015131578A - Drive force distribution control device of vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive force distribution control device of a vehicle, which can quickly switch a drive force distribution according to a traveling state of the vehicle and improve fuel saving and traveling stability.SOLUTION: A drive force distribution control device of a vehicle includes: a center clutch for distributing drive force to the front wheel side and the rear wheel side and right; and right and left axle clutches interposed between final reduction gears on the front wheel side and the rear wheel side, and right and left drive shafts, respectively. The drive force distribution control device includes: a vehicle speed determination part which determines a vehicle speed; and a drive mode setting part which sets a drive mode according to connection/disconnection of the center clutch and the right and the left axle clutches corresponding to the vehicle speed determined by the vehicle speed determination part.

Description

本発明は、車両の駆動力配分制御装置に関する。   The present invention relates to a driving force distribution control device for a vehicle.

近年、自動車等の車両においては、前後輪間の駆動力配分のみならず、左右輪間の駆動力配分を制御して、車両の走行安定性、回頭性を向上させる技術を採用するものが知られている。   2. Description of the Related Art In recent years, vehicles such as automobiles have been known to adopt a technology that improves not only the driving force distribution between the front and rear wheels but also the driving force distribution between the left and right wheels to improve the running stability and turning ability of the vehicle. It has been.

例えば、特許文献1には、前後輪間の動力伝達を遮断するカットオフクラッチと、左右の後輪への動力伝達を遮断し、また、その伝達トルクを変化させる左右の車輪クラッチとを備え、カットオフクラッチと車輪クラッチの制御を走行状態に応じて行うことにより、燃費性能の向上やクラッチ接続時のショック低減を図る技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 includes a cutoff clutch that cuts off power transmission between the front and rear wheels, and a left and right wheel clutch that cuts off power transmission to the left and right rear wheels and changes its transmission torque. A technique for improving fuel consumption performance and reducing shock at the time of clutch engagement is disclosed by controlling the cutoff clutch and the wheel clutch in accordance with the running state.

具体的に、特許文献1には、車両の初期走行段階が終了した後、左右の後輪の少なくとも一方に対するトルク配分比がゼロでない場合に、まずカットオフクラッチを接続し、次いで、車輪クラッチを接続する制御が開示されている。   Specifically, in Patent Document 1, after the initial driving stage of the vehicle is finished, when the torque distribution ratio to at least one of the left and right rear wheels is not zero, first, a cutoff clutch is connected, and then the wheel clutch is connected. Control to connect is disclosed.

特開平3−182840号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-182840

しかしながら、特許文献1におけるクラッチ制御は、左右の後輪に対するトルク配分比を決定した後、2WDモードから4WDモードへと駆動力配分を切り換える際に、カットオフクラッチ及び車輪クラッチを順次接続するものである。したがって、クラッチ前後の回転数の同期等を考慮すると、駆動力配分の切り換えが必要と判断されてから、実際に切り換えが完了するまでに時間がかかり、車両の急な挙動変化に対応することが困難である。   However, the clutch control in Patent Document 1 is to sequentially connect the cut-off clutch and the wheel clutch when switching the driving force distribution from the 2WD mode to the 4WD mode after determining the torque distribution ratio for the left and right rear wheels. is there. Therefore, taking into account the synchronization of the number of revolutions before and after the clutch, it takes time until the switching is actually completed after it is determined that the switching of the driving force distribution is necessary. Have difficulty.

特に、車速が大きいほど車両の走行安定性は低くなるが、特許文献1におけるクラッチ制御は車速を考慮に入れていないために、車速にかかわらず駆動力配分の切り換えが同じ処理手順で行われることとなる。そのために、特許文献1のクラッチ制御は、車速に応じた走行安定性を得ることができないものであった。   In particular, the higher the vehicle speed, the lower the running stability of the vehicle. However, since the clutch control in Patent Document 1 does not take the vehicle speed into account, switching of the driving force distribution is performed in the same processing procedure regardless of the vehicle speed. It becomes. For this reason, the clutch control of Patent Document 1 cannot obtain traveling stability according to the vehicle speed.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の走行状態に応じて迅速な駆動力配分の切り換えを可能にし、省燃費と走行安定性の向上を図ることのできる車両の駆動力配分制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable quick switching of driving force distribution according to the traveling state of the vehicle, thereby saving fuel consumption and traveling stability. An object of the present invention is to provide a vehicle driving force distribution control device capable of improving the above.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、前輪側と後輪側とに駆動力を配分するセンタークラッチと、前輪側又は後輪側の終減速装置と左右のドライブ軸との間に介装される左右のアクスルクラッチと、を有する車両の駆動力配分制御装置であって、車速を判定する車速判定部と、前記車速判定部で判定された前記車速に対応して、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチの断接が規定された駆動モードを設定する駆動モード設定部と、を備えることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a center clutch that distributes driving force to the front wheel side and the rear wheel side, a final reduction device on the front wheel side or the rear wheel side, and left and right drive shafts, A driving force distribution control device for a vehicle having left and right axle clutches interposed therebetween, corresponding to the vehicle speed determined by the vehicle speed determination unit and the vehicle speed determined by the vehicle speed determination unit, There is provided a driving force distribution control device for a vehicle, comprising: a driving mode setting unit that sets a driving mode in which connection / disconnection of the center clutch and the left and right axle clutches is defined.

また、走行路の路面摩擦係数に基づいて路面状態を判定する路面状態判定部をさらに備え、前記駆動モード設定部は、前記車速及び前記路面状態に対応して前記駆動モードを設定するものとしてもよい。   Further, a road surface state determination unit that determines a road surface state based on a road surface friction coefficient of a traveling road may be further provided, and the drive mode setting unit may set the drive mode corresponding to the vehicle speed and the road surface state. Good.

また、前記駆動モード設定部は、前記路面状態が低摩擦状態のときには、前記車速にかかわらず、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを締結する全輪駆動モードに設定するものとしてもよい。   The drive mode setting unit may be set to an all-wheel drive mode in which the center clutch and the left and right axle clutches are engaged regardless of the vehicle speed when the road surface state is a low friction state.

また、前記車速判定部は、前記車速を中低速走行時車速及び高速走行時車速のいずれかに区分して判定し、前記路面状態判定部は、前記路面状態を高摩擦状態、中摩擦状態、低摩擦状態のいずれかに区分して判定し、前記駆動モード設定部は、前記路面状態が低摩擦状態のときには、前記車速が中低速走行時車速又は高速走行時車速のいずれの場合であっても、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを締結する全輪駆動モードに設定するものとしてもよい。   Further, the vehicle speed determination unit determines the vehicle speed by classifying the vehicle speed into one of medium and low speed vehicle speeds and high speed vehicle speed, and the road surface state determination unit determines the road surface state as a high friction state, a medium friction state, The drive mode setting unit determines whether the vehicle speed is a medium speed or a high speed vehicle speed when the road surface state is a low friction state. Alternatively, the center clutch and the left and right axle clutches may be set to an all-wheel drive mode.

また、前記駆動モード設定部は、前記車速が中低速走行時車速の場合に、前記路面状態が高摩擦状態のときには前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを開放する二輪駆動モードに設定し、前記路面状態が中摩擦状態のときには前記センタークラッチを締結する一方前記アクスルクラッチを開放する第1スタンバイモードに設定するものとしてもよい。   Further, the drive mode setting unit sets a two-wheel drive mode in which the center clutch and the left and right axle clutches are opened when the vehicle speed is a medium low speed vehicle speed and the road surface state is a high friction state, When the road surface state is the middle friction state, the first standby mode may be set in which the center clutch is engaged and the axle clutch is released.

また、前記駆動モード設定部は、前記車速が高速走行時車速の場合に、前記路面状態が高摩擦状態及び中摩擦状態のときには前記センタークラッチを開放する一方前記アクスルクラッチを締結する第2スタンバイモードに設定するものとしてもよい。   The drive mode setting unit is configured to release the center clutch and to engage the axle clutch when the road surface is in a high friction state and a middle friction state when the vehicle speed is a high-speed traveling vehicle speed. It is good also as what is set to.

以上説明したように本発明によれば、車両の走行状態に応じて迅速な駆動力配分の切り換えが可能になり、省燃費と走行安定性の向上を図ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to quickly switch the driving force distribution in accordance with the traveling state of the vehicle, and it is possible to improve fuel consumption and traveling stability.

車両のパワートレイン系の全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the powertrain type | system | group of a vehicle. FWDモードのクラッチ締結状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the clutch fastening state of FWD mode. AWDモードのクラッチ締結状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the clutch fastening state of AWD mode. 第1スタンバイモードのクラッチ締結状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the clutch fastening state of a 1st standby mode. 第2スタンバイモードのクラッチ締結状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the clutch fastening state of a 2nd standby mode. 車速及び路面状態の判定値と各モードの切換えを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the determination value of a vehicle speed and a road surface state, and switching of each mode. 本発明の実施形態による駆動力配分制御装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the driving force distribution control apparatus by embodiment of this invention. 駆動モード切換制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a drive mode switching control routine.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

<<1.パワートレイン系の全体構成>>
まず、車両のパワートレイン系の全体構成について説明する。図1は、車両のパワートレイン系の全体構成を示す説明図である。本実施形態においては、前輸を主駆動輸として、エンジン1の駆動力が前輪と後輪とに可変配分されるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース(FFベース)の全輪駆動(AWD:all−wheel drive)車に対して駆動力配分制御装置を適用した例について説明する。
<< 1. Overall configuration of powertrain system >>
First, the overall configuration of the vehicle powertrain system will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a vehicle powertrain system. In this embodiment, the front engine is the main driving system, and the driving force of the engine 1 is variably distributed between the front wheels and the rear wheels. The front engine / front drive vehicle base (FF base) all-wheel drive (AWD: all- (wheel drive) An example in which the driving force distribution control device is applied to a vehicle will be described.

図1に示したように、エンジン1の駆動力は、エンジン1後方の自動変速装置(トルクコンバータ等も含む)2からトランスミッション出力軸2aを経て、トランスファ3に伝達される。トランスファ3に伝達された駆動力は、一方では、リヤドライブ軸4、プロペラシャフト5、ドライブピニオン軸部6を介して、後輪終減速装置7に入力される。さらに、トランスファ3に伝達された駆動力は、他方では、リダクションドライブギヤ8、リダクションドリブンギヤ9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介してベベルギヤ機構等からなる前輪終減速装置11にも入力される。前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13FLを経て左前輪14FLに伝達され、前輪右ドライブ軸13FRを経て右前輪14FRに伝達される。   As shown in FIG. 1, the driving force of the engine 1 is transmitted from the automatic transmission 2 (including a torque converter and the like) 2 behind the engine 1 to the transfer 3 via the transmission output shaft 2a. On the one hand, the driving force transmitted to the transfer 3 is input to the rear wheel final reduction gear 7 via the rear drive shaft 4, the propeller shaft 5, and the drive pinion shaft portion 6. Further, on the other hand, the driving force transmitted to the transfer 3 is applied to the front wheel final reduction gear 11 comprising a bevel gear mechanism or the like via a reduction drive gear 8, a reduction driven gear 9, and a front drive shaft 10 serving as a drive pinion shaft portion. Is also entered. The driving force input to the front wheel final reduction gear 11 is transmitted to the left front wheel 14FL via the front wheel left drive shaft 13FL, and is transmitted to the right front wheel 14FR via the front wheel right drive shaft 13FR.

なお、自動変速装置2、トランスファ3及び前輪終減速装置11等は、一体にケース12内に設けられている。   The automatic transmission 2, the transfer 3, the front wheel final reduction gear 11 and the like are integrally provided in the case 12.

トランスファ3は、トルク伝達容量可変型クラッチとしての湿式多板クラッチ(センタークラッチ)20を主として構成されている。センタークラッチ20は、リダクションドライブギヤ8側に設けたドライブプレート20aとリヤドライブ軸4側に設けたドリブンプレート20bとを交互に重ねて構成されている。センタークラッチ20には、センタークラッチ20の締結力を可変自在に付与するクラッチピストン20cが備えられている。このクラッチピストン20cによる押圧力を制御することにより、センタークラッチ20の締結力を調節して後輪終減速装置7へ入力される駆動力を制御し、前輪と後輪とのトルク配分比を調節することができる。   The transfer 3 mainly includes a wet multi-plate clutch (center clutch) 20 as a torque transmission capacity variable type clutch. The center clutch 20 is configured by alternately stacking drive plates 20a provided on the reduction drive gear 8 side and driven plates 20b provided on the rear drive shaft 4 side. The center clutch 20 is provided with a clutch piston 20c that variably applies a fastening force of the center clutch 20. By controlling the pressing force by the clutch piston 20c, the fastening force of the center clutch 20 is adjusted to control the driving force input to the rear wheel final reduction gear 7, and the torque distribution ratio between the front wheels and the rear wheels is adjusted. can do.

後輪終減速装置7に入力された駆動力は、左側のアクスルクラッチ21RLを介して後輪左ドライブ軸13RLから左後輪14RLに伝達され、また、右側のアクスルクラッチ21RRを介して後輪右ドライブ軸13RRから右後輪14RRに伝達される。左右のアクスルクラッチ21RL,21RRは、センタークラッチ20と同様のトルク伝達容量可変型クラッチである。   The driving force input to the rear wheel final reduction gear 7 is transmitted from the rear wheel left drive shaft 13RL to the left rear wheel 14RL via the left axle clutch 21RL, and also to the rear wheel right via the right axle clutch 21RR. It is transmitted from the drive shaft 13RR to the right rear wheel 14RR. The left and right axle clutches 21RL and 21RR are torque transmission capacity variable clutches similar to the center clutch 20.

具体的には、左側のアクスルクラッチ21RLは、後輪終減速装置7側に設けたドライブプレート21RLaと、後輪左ドライブ軸13RL側に設けたドリブンプレート21RLbと、クラッチ締結力を付与するクラッチピストン21RLcとを備えている。右側のアクスルクラッチ21RRは、後輪終減速装置7側に設けたドライブプレート21RRaと、後輪右ドライブ軸13RR側に設けたドリブンプレート21RRbと、クラッチ締結力を付与するクラッチピストン21RRcとを備えている。これらのアクスルクラッチ21RL,21RRは、クラッチピストン21RLc,21RRcによる押圧力が個別に制御され、左右輸に伝達される駆動力が差動制限される。   Specifically, the left axle clutch 21RL includes a drive plate 21RLa provided on the rear wheel final reduction gear 7 side, a driven plate 21RLb provided on the rear wheel left drive shaft 13RL side, and a clutch piston that applies a clutch fastening force. 21RLc. The right axle clutch 21RR includes a drive plate 21RRa provided on the rear wheel final reduction gear 7 side, a driven plate 21RRb provided on the rear wheel right drive shaft 13RR side, and a clutch piston 21RRc for applying a clutch fastening force. Yes. In these axle clutches 21RL and 21RR, the pressing force by the clutch pistons 21RLc and 21RRc is individually controlled, and the driving force transmitted to the left and right transport is differentially limited.

<<2.電子制御系>>
<2−1.電子制御系の全体構成>
次に、車両のパワートレインを制御する電子制御系について説明する。図1に示したように、このパワー卜レインの電子制御系は、CAN(Controller Area Network)等の通信バス100に接続される複数の制御ユニットによって構成されている。これらの複数の制御ユニットを介した協調制御により、エンジン1及び自動変速装置2が制御される。
<< 2. Electronic control system >>
<2-1. Overall configuration of electronic control system>
Next, an electronic control system that controls the powertrain of the vehicle will be described. As shown in FIG. 1, the electronic control system of the power train is composed of a plurality of control units connected to a communication bus 100 such as a CAN (Controller Area Network). The engine 1 and the automatic transmission 2 are controlled by cooperative control via the plurality of control units.

複数の制御ユニットは、それぞれマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン1を制御するエンジン制御ユニット(ECU)50、自動変速装置2を制御するトランスミッション制御ユニット(TCU)60、車両挙動を制御するビークルダイナミクス制御(VDC:Vehicle Dynamics Control)ユニット70を備えている。   Each of the plurality of control units is composed mainly of a microcomputer, and includes an engine control unit (ECU) 50 that controls the engine 1, a transmission control unit (TCU) 60 that controls the automatic transmission 2, and vehicle dynamics that controls vehicle behavior. A control unit (VDC: Vehicle Dynamics Control) 70 is provided.

これらの制御ユニット50,60,70は、通信バス100によって形成される車内ネットワークを介して各種演算値等の制御情報や各種センサによって検出した制御パラメータ情報を相互に交換し、エンジン制御、駆動力制御を含む変速機制御、車両挙動制御等を実行する。各制御ユニット50,60,70に入力される信号としては、例えば、以下に示すようなセンサ信号がある。   These control units 50, 60, and 70 mutually exchange control information such as various calculation values and control parameter information detected by various sensors via an in-vehicle network formed by the communication bus 100, and control engine and driving force. Transmission control including control, vehicle behavior control, etc. are executed. Examples of signals input to the control units 50, 60, and 70 include sensor signals as shown below.

ECU50に入力されるセンサ信号としては、エンジン回転数を検出するクランク角センサ51、ドライバのアクセル傑作(アクセルペダルの踏み込み量・アクセル開度)を検出するアクセルセンサ52等からの信号が挙げられる。   Examples of sensor signals input to the ECU 50 include signals from a crank angle sensor 51 that detects the engine speed, an accelerator sensor 52 that detects a driver's accelerator masterpiece (accelerator pedal depression amount / accelerator opening), and the like.

また、TCU60には、自動変速装置2のセレクト操作部における各レンジ、例えば、パーキング(P)レンジ、リバース(R)レンジ、ニュートラル(N)レンジ、ドライブ(D)レンジ、マニュアル(M)レンジ等を検出するインヒビタスイッチ61、トランスミッション出力軸2aの回転数を検出するトランスミッション出力軸回転センサ62等の信号が入力される。   Further, the TCU 60 includes various ranges in the select operation unit of the automatic transmission 2 such as a parking (P) range, a reverse (R) range, a neutral (N) range, a drive (D) range, a manual (M) range, and the like. Signals such as an inhibitor switch 61 for detecting the transmission and a transmission output shaft rotation sensor 62 for detecting the rotation speed of the transmission output shaft 2a are input.

さらに、VDCユニット70には、各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速を検出する車輪速センサ15FL,15FR,15RL,15RR、操舵角を検出する舵角センサ71、車両の横加速度を検出する横加速度センサ72、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ73等からの信号が入力される。   Further, the VDC unit 70 includes wheel speed sensors 15FL, 15FR, 15RL, and 15RR that detect wheel speeds of the wheels 14FL, 14FR, 14RL, and 14RR, a steering angle sensor 71 that detects a steering angle, and a lateral acceleration of the vehicle. Signals from the lateral acceleration sensor 72 that detects the yaw rate of the vehicle and the yaw rate sensor 73 that detects the yaw rate of the vehicle are input.

<2−2.駆動モード>
本実施形態による車両は、センタークラッチ20を介して前輪と後輪とのトルク配分比を調節することができるものであり、駆動モードを、前後輸のいずれか一方にのみトルクを配分する2WDモード(二輪駆動モード)と、前後輪の両方にトルクを配分するAWDモード(全輪駆動モード)とに切り換えることができる。本実施形態において、2WDモードは、前輪にのみトルクを配分する前輪駆動モード(FWDモード)である。
<2-2. Drive mode>
The vehicle according to the present embodiment can adjust the torque distribution ratio between the front wheels and the rear wheels via the center clutch 20, and the drive mode is a 2WD mode in which torque is distributed to only one of the front and rear transportation. (Two-wheel drive mode) and AWD mode (all-wheel drive mode) in which torque is distributed to both front and rear wheels can be switched. In the present embodiment, the 2WD mode is a front wheel drive mode (FWD mode) in which torque is distributed only to the front wheels.

さらに、本実施形態による車両は、2WDモードにおけるAWDモードへの変更を準備するモードとして、第1スタンバイモード及び第2スタンバイモードを備えている。第1スタンバイモードは、センタークラッチ20を締結する一方、左右のアクスルクラッチ21RR,21RLを開放して、トランスミッション出力軸2aの回転に、プロペラシャフト5から後輪終減速装置7までの中間駆動系の回転を同期させておくスタンバイモードである。第2スタンバイモードは、センタークラッチ20を開放する一方、左右のアクスルクラッチ21RR,21RLを締結して、後輪左ドライブ軸13RL及び後輪右ドライブ軸13RRの回転に中間駆動系の回転を同期させておくスタンバイモードである。   Furthermore, the vehicle according to the present embodiment includes a first standby mode and a second standby mode as modes for preparing a change to the AWD mode in the 2WD mode. In the first standby mode, while the center clutch 20 is engaged, the left and right axle clutches 21RR and 21RL are opened, and the rotation of the transmission output shaft 2a causes the intermediate drive system from the propeller shaft 5 to the rear wheel final reduction gear 7 to rotate. This is a standby mode in which the rotation is synchronized. In the second standby mode, the center clutch 20 is disengaged and the left and right axle clutches 21RR and 21RL are engaged to synchronize the rotation of the intermediate drive system with the rotation of the rear wheel left drive shaft 13RL and the rear wheel right drive shaft 13RR. It is a standby mode to keep.

具体的には、各駆動モードの切り換えは、複数のソレノイドバルブ等を備えた油圧回路で構成されるクラッチ駆動部65を介して行われる。クラッチ駆動部65は、TCU60からの指令により、各クラッチのクラッチピストン20c,21RLc,21RRcに供給する油圧を制御してセンタークラッチ20及び左右のアクスルクラッチ21RL,21RRの締結状態を調節し、各駆動モードの切り換えを行う。本実施形態では、TCU60が、駆動力配分制御装置としての機能を有する。   Specifically, switching of each driving mode is performed via a clutch driving unit 65 configured by a hydraulic circuit including a plurality of solenoid valves and the like. The clutch drive unit 65 controls the hydraulic pressure supplied to the clutch pistons 20c, 21RLc, and 21RRc of each clutch according to a command from the TCU 60, and adjusts the engaged state of the center clutch 20 and the left and right axle clutches 21RL, 21RR. Switch the mode. In the present embodiment, the TCU 60 has a function as a driving force distribution control device.

以下、各駆動モードについて具体的に説明する。2WDモードでは、図2に示すように、センタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRが全て開放され、プロペラシャフト5から後輪終減速装置7に至るまでのパワートレイン要素が分離させられる。この2WDモードは、フリクションロス及び内部循環トルクを低減した省燃費走行を可能とするモードである。以下、各モードの区別を明確にするために、便宜上、センタークラッチ20、左右のアクスルクラッチ21RL,21RRを開放したこのモードのみを2WDモードと称する。   Hereinafter, each drive mode will be specifically described. In the 2WD mode, as shown in FIG. 2, the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR are all released, and the powertrain elements from the propeller shaft 5 to the rear wheel final reduction gear 7 are separated. This 2WD mode is a mode that enables fuel-saving travel with reduced friction loss and internal circulation torque. Hereinafter, in order to clarify the distinction between the modes, for convenience, only this mode in which the center clutch 20 and the left and right axle clutches 21RL and 21RR are released will be referred to as a 2WD mode.

また、AWDモードでは、図3に示すように、センタークラッチ20及びアクスルクラッチ2lRL,21RRが全て締結させられる。このAWDモードは、ベクタリング効果を含めた4輸の駆動力を制御し、安定した走行を可能とするモードである。   Further, in the AWD mode, as shown in FIG. 3, the center clutch 20 and the axle clutches 21R and 21RR are all engaged. This AWD mode is a mode that enables stable driving by controlling the driving force of four transfers including the vectoring effect.

一方、第1スタンバイモード及び第2スタンバイモードは、センタークラッチ20又はアクスルクラッチ21RL,21RRのいずれかを開放し、エンジンの出力トルクを後輪側に伝達しない駆動モードであり、車両は二輪駆動での走行状態となる。   On the other hand, the first standby mode and the second standby mode are drive modes in which either the center clutch 20 or the axle clutches 21RL and 21RR is released and the engine output torque is not transmitted to the rear wheel side. It becomes the running state of.

第1スタンバイモードでは、図4に示すように、センタークラッチ20のみを締結させ、アクスルクラッチ21RL,21RRを開放させる。この第1スタンバイモードでは、トランスミッション出力紬2aの回転に中間駆動系の回転が同期させられる。第1スタンバイモードは、アクスルクラッチ21RL,21RRが開放されていることから、左右後輪間での内部循環トルクが発生せず、燃費に有利となる。   In the first standby mode, as shown in FIG. 4, only the center clutch 20 is engaged and the axle clutches 21RL and 21RR are released. In the first standby mode, the rotation of the intermediate drive system is synchronized with the rotation of the transmission output rod 2a. In the first standby mode, since the axle clutches 21RL and 21RR are released, no internal circulation torque is generated between the left and right rear wheels, which is advantageous for fuel consumption.

第2スタンバイモードでは、図5に示すように、アクスルクラッチ21RL,21RRを締結させ、センタークラッチ20を開放させる。この第2スタンバイモードでは、左右後輪14RL,14RRの回転に中間駆動系の回転が同期させられる。第2スタンバイモードは、アクスルクラッチ21RL,21RRが締結されており、左右後輪14RL,14RRの間で内部循環トルクが発生するものの、左右後輪14RL,14RRの間で差回転の発生を抑制できるために直進安定性に優れている。   In the second standby mode, as shown in FIG. 5, the axle clutches 21RL and 21RR are engaged and the center clutch 20 is released. In the second standby mode, the rotation of the intermediate drive system is synchronized with the rotation of the left and right rear wheels 14RL and 14RR. In the second standby mode, although the axle clutches 21RL and 21RR are engaged and internal circulation torque is generated between the left and right rear wheels 14RL and 14RR, the occurrence of differential rotation between the left and right rear wheels 14RL and 14RR can be suppressed. Therefore, it is excellent in straight running stability.

これらのスタンバイモードでは、プロペラシャフト5から後輪終減速装置7までの中間駆動系が前輪車輪速又は後輪車輪速に応じて回転している。したがって、AWDモードへの切換要求が発生した場合に、開放されているクラッチの入出力回転の同期を待つことなくクラッチを締結して、駆動モードをAWDモードへと迅速に切り換えることができる。また、中間駆動系が回転した状態からの接続であるため、クラッチを速やかに締結させた場合であっても、回転慣性モーメントによる騒音や振動、あるいはクラッチ摩耗を抑えることができる。   In these standby modes, the intermediate drive system from the propeller shaft 5 to the rear wheel final reduction gear 7 rotates according to the front wheel speed or the rear wheel speed. Therefore, when a request for switching to the AWD mode is generated, the drive mode can be quickly switched to the AWD mode by engaging the clutch without waiting for the synchronization of the input / output rotation of the released clutch. In addition, since the intermediate drive system is connected from the rotated state, even when the clutch is quickly fastened, noise and vibration due to the rotational moment of inertia, or clutch wear can be suppressed.

また、2WDモードから第1スタンバイモード又は第2スタンバイモードへの切り換えは、4WDモードへの切換要求が発生する前にあらかじめ行うものであるため、クラッチを急激に接続させる必要がなく、緩やかに接続することができる。したがって、これらのスタンバイモードへの切り換え時の中間駆動系の急激な回転上昇を抑制することができ、回転慣性モーメントによる騒音や振動、あるいはクラッチ摩耗を抑えることができる。   In addition, since the switching from the 2WD mode to the first standby mode or the second standby mode is performed in advance before the request for switching to the 4WD mode is generated, it is not necessary to suddenly connect the clutch, and the connection is made gently. can do. Therefore, a sudden increase in the rotation of the intermediate drive system at the time of switching to the standby mode can be suppressed, and noise, vibration, or clutch wear due to the rotational moment of inertia can be suppressed.

<2−3.駆動モードの切り換え>
本実施形態において、駆動モードは、車速Vの大小及び走行路の路面摩擦係数μの大小に応じて切換えられ、省燃費と走行安定性の向上との両立が図られる。特に、AWDモードへの切換要求がされないまでも、AWDモードへと切り換えられる可能性が高い状況においては、あらかじめ第1スタンバイモード又は第2スタンバイモードのいずれかに駆動モードが切り換えられる。したがって、AWDモードへの切り換え時の振動や騒音、クラッチの摩耗を低減しつつ、車両の挙動変化や路面変化に応じて、駆動モードを迅速にAWDモードに切り換えることができる。
<2-3. Switching drive mode>
In this embodiment, the drive mode is switched according to the magnitude of the vehicle speed V and the magnitude of the road surface friction coefficient μ of the travel path, thereby achieving both fuel saving and improved travel stability. In particular, in a situation where there is a high possibility of switching to the AWD mode even when a request for switching to the AWD mode is not made, the drive mode is switched to either the first standby mode or the second standby mode in advance. Therefore, it is possible to quickly switch the drive mode to the AWD mode in accordance with a change in the behavior of the vehicle or a change in the road surface while reducing vibration, noise, and clutch wear when switching to the AWD mode.

具体的には、図6に示すように、車速Vを複数の段階に区分するとともに路面状態を複数の段階に区分して現在の車両の走行状態を判定し、駆動モードが対応する駆動モードに切り換えられる。車速Vを区分しているのは、車速Vによって車両の走行安定性が異なることによる。図6の例では、車速Vは高速と中低速とに区分されているが、例えば、60〜80km/hの範囲内の値を基準値として設定し、区分することができる。   Specifically, as shown in FIG. 6, the vehicle speed V is divided into a plurality of stages and the road surface state is divided into a plurality of stages to determine the current driving state of the vehicle, and the driving mode corresponds to the corresponding driving mode. Can be switched. The vehicle speed V is divided because the running stability of the vehicle differs depending on the vehicle speed V. In the example of FIG. 6, the vehicle speed V is divided into high speed and medium / low speed. However, for example, a value within a range of 60 to 80 km / h can be set as a reference value and divided.

また、路面摩擦係数μを区分しているのは、路面状態によって車両の走行安定性が異なることによる。本実施形態においては、タイヤ駆動力や車両挙動等から推定した路面摩擦係数μの値を統計処理して、路面状態を、基本的に、高摩擦状態(高μ状態),中摩擦状態(中μ状態),低摩擦状態(低μ状態)の3段階に区分している。ただし、付随的に、路面摩擦係数μの推定値のバラツキが大きく路面状態を特定し難い場合のμ推定不可状態を設けている。   Further, the road surface friction coefficient μ is divided because the running stability of the vehicle differs depending on the road surface state. In this embodiment, the road surface friction coefficient μ estimated from the tire driving force, vehicle behavior, and the like is statistically processed, and the road surface state is basically divided into a high friction state (high μ state) and a medium friction state (medium (μ state) and low friction state (low μ state). However, incidentally, a μ estimation impossibility state is provided when there is a large variation in the estimated value of the road surface friction coefficient μ and it is difficult to specify the road surface state.

高μ状態は、乾燥路等のように、路面摩擦係数μが大きく滑りにくい路面状態であることを表している。一方、低μ状態は、雪道や雨天時等のように、路面摩擦係数μが小さく滑りやすい路面状態であることを表している。また、中μ状態は、高μと低μとの中間の路面状態であることを表している。なお、μ推定不可状態は、中μ状態と見なしている。   The high μ state represents a road surface state having a large road surface friction coefficient μ and being difficult to slip, such as a dry road. On the other hand, the low μ state represents a road surface state in which the road surface friction coefficient μ is small and slippery, such as on a snowy road or rainy weather. Further, the medium μ state represents a road surface state between high μ and low μ. Note that the μ estimation impossible state is regarded as a medium μ state.

図6に示したように、車両が中低速走行状態にある場合、路面状態が高μ状態では2WDモードが選択され、路面状態が低μ状態ではAWDモードが選択され、路面状態が中μ状態あるいはμ推定不可状態では第1スタンバイモードが選択される。また、車両が高速走行状態にある場合、路面状態が高μ状態及び中μ状態あるいはμ推定不可状態では第2スタンバイモードが選択され、路面状態が低μ状態ではAWDモードが選択される。   As shown in FIG. 6, when the vehicle is in a medium / low speed running state, the 2WD mode is selected when the road surface state is high μ state, the AWD mode is selected when the road surface state is low μ state, and the road surface state is medium μ state. Alternatively, the first standby mode is selected in the μ estimation disabled state. Further, when the vehicle is in a high-speed traveling state, the second standby mode is selected when the road surface state is the high μ state, the middle μ state, or the μ estimation impossible state, and the AWD mode is selected when the road surface state is the low μ state.

すなわち、路面状態が低μ状態の場合には、車両の走行安定性を重視して、車速にかかわらず4WDモードで車両の駆動制御が行われる。   That is, when the road surface state is a low μ state, the vehicle driving control is performed in the 4WD mode regardless of the vehicle speed, with emphasis on the running stability of the vehicle.

また、車両が中低速走行状態にある場合、高速走行状態と比較して車両の走行安定性が高いと考えられる。したがって、路面状態が高μ状態の場合には、車両の走行安定性が担保されているものとして、燃費を重視して2WDモードで車両の駆動制御が行われる。一方、路面状態が中μ状態あるいはμ推定不可状態の場合には、駆動モードがAWDモードに切り換えられる可能性があるとして、駆動モードはスタンバイモードに切り換えられる。このときには、内部循環トルクが無く燃費に有利な第1スタンバイモードで車両の駆動制御が行われる。   Further, when the vehicle is in a medium / low speed running state, it is considered that the running stability of the vehicle is higher than that in the high speed running state. Therefore, when the road surface state is a high μ state, driving control of the vehicle is performed in the 2WD mode with an emphasis on fuel efficiency, assuming that traveling stability of the vehicle is ensured. On the other hand, when the road surface state is the medium μ state or the μ estimation impossible state, the drive mode may be switched to the AWD mode and the drive mode is switched to the standby mode. At this time, the drive control of the vehicle is performed in the first standby mode, which has no internal circulation torque and is advantageous in fuel efficiency.

また、車両が高速走行状態にある場合、車両の走行安定性が比較的低いと考えられる。したがって、路面状態が高μ状態の場合だけでなく、中μ状態あるいはμ推定不可状態の場合でもAWDモードに切り換えられる可能性があるとして、駆動モードはスタンバイモードに切り換えられる。このときには、直進安定性を重視して、第2スタンバイモードで車両の駆動制御が行われる。   Further, when the vehicle is in a high-speed traveling state, it is considered that the traveling stability of the vehicle is relatively low. Therefore, not only when the road surface state is the high μ state, but also when the medium μ state or the μ estimation impossible state is possible, the drive mode is switched to the standby mode because there is a possibility of switching to the AWD mode. At this time, drive control of the vehicle is performed in the second standby mode with emphasis on straight running stability.

<2−4.駆動力配分制御装置>
図7は、本実施形態による駆動力配分制御装置として機能するTCU60の構成のうち、駆動モード切り換えに関連する部分を機能的なブロックで示している。図7に示したように、TCU60は、路面摩擦係数推定部60a、路面状態判定部60b、車速判定部60c、駆動モード設定部60d、クラッチ制御部60eを備えている。
<2-4. Driving force distribution control device>
FIG. 7 shows, in functional blocks, portions related to drive mode switching in the configuration of the TCU 60 that functions as the drive force distribution control device according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the TCU 60 includes a road surface friction coefficient estimation unit 60a, a road surface state determination unit 60b, a vehicle speed determination unit 60c, a drive mode setting unit 60d, and a clutch control unit 60e.

TCU60は、路面摩擦係数推定部60aで路面摩擦係数μを推定し、路面状態判定部60bで路面摩擦係数μの推定値を統計処理して、路面摩擦係数μを高μ状態,中μ状態,低μ状態に区分して判定する。また、TCU60は、車速判定部60cで車速を検出し、車速を高速又は中低速に区分して判定する。   The TCU 60 estimates the road surface friction coefficient μ by the road surface friction coefficient estimation unit 60a, statistically processes the estimated value of the road surface friction coefficient μ by the road surface state determination unit 60b, and sets the road surface friction coefficient μ to the high μ state, the medium μ state, Judge by classifying into low μ state. Further, the TCU 60 detects the vehicle speed by the vehicle speed determination unit 60c, and determines the vehicle speed by classifying it into a high speed or a medium / low speed.

さらに、TCU60は、駆動モード設定部60dで、車速V及び路面状態に応じて駆動モード(2WDモード,AWDモード,第1スタンバイモード,第2スタンバイモード)を決定する。そして、TCU60は、決定した駆動モードに応じて、クラッチ制御部60eを介してセンタークラッチ20、アクスルクラッチ21RL,21RRの作動を制御する。これにより、低μの路面状態での走行安定性が向上するとともに、駆動モードがAWDモードに切り換えられる可能性が高い場合には、駆動モードは車両の走行状態に応じたスタンバイモードにあらかじめ切り換えられる。   Further, the TCU 60 determines the drive mode (2WD mode, AWD mode, first standby mode, second standby mode) in accordance with the vehicle speed V and the road surface condition in the drive mode setting unit 60d. Then, the TCU 60 controls the operation of the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR via the clutch control unit 60e according to the determined drive mode. As a result, the driving stability is improved in a low μ road surface state, and when the driving mode is highly likely to be switched to the AWD mode, the driving mode is switched in advance to the standby mode according to the driving state of the vehicle. .

具体的には、路面摩擦係数推定部60aは、所定の時間刻み毎にタイヤ駆動力や車両挙動等から路面摩擦係数μを推定・演算し、時系列的なμ推定値を出力する。この路面摩擦係数μを推定する方法は特に限定されるものではなく、既知の技術を用いることができる。   Specifically, the road surface friction coefficient estimation unit 60a estimates and calculates the road surface friction coefficient μ from tire driving force, vehicle behavior, and the like at predetermined time intervals, and outputs a time-series μ estimated value. The method for estimating the road surface friction coefficient μ is not particularly limited, and a known technique can be used.

例えば、車速と車輪のすべり角に基づいて路面摩擦係数をあらかじめ定めた設定値に復帰させる復帰速度を設定し、この復帰速度で設定値に路面摩擦係数を復帰させていくことで路面摩擦係数を推定するようにしてもよい。より具体的には、操舵系の推定ラック推力と基準ラック推力との偏差の関係により、車輸の摩擦円利用率、あるいはあらかじめ定めた設定値(例えば、1.0)に、路面摩擦係数を復帰させていくことにより、路面摩擦係数を推定することができる。   For example, a road speed coefficient is set based on the vehicle speed and the slip angle of the wheel, and a road speed coefficient is set to a preset value. You may make it estimate. More specifically, depending on the relationship between the deviation between the estimated rack thrust of the steering system and the reference rack thrust, the road surface friction coefficient is set to the friction circle utilization factor of the vehicle or a predetermined set value (for example, 1.0). By returning, the road surface friction coefficient can be estimated.

また、適応制御理論を用いて、操舵角,車速,ヨーレート等から路面摩擦係数を推定する方法に対し、路面摩擦係数の推定が不可能な状況(例えば、操舵角が0の場合等)を検出した場合に、車速Vと前輪すべり角βfに基づいて路面摩擦係数μをあらかじめ定めた設定値(例えば、1.0)に復帰させる復帰速度Vμをあらかじめ設定しておいたマップを参照して定め、この復帰速度Vμで路面摩擦係数を復帰させていきながら路面摩擦係数μを演算するようにしてもよい。さらには、オブザーバを用いて路面摩擦係数μを推定するようにしてもよい。   In addition, using the adaptive control theory, it is possible to detect a situation where the road surface friction coefficient cannot be estimated (for example, when the steering angle is 0), in contrast to the method of estimating the road surface friction coefficient from the steering angle, vehicle speed, yaw rate, etc. In this case, based on the vehicle speed V and the front wheel slip angle βf, a return speed Vμ for returning the road surface friction coefficient μ to a predetermined setting value (for example, 1.0) is determined with reference to a map set in advance. The road surface friction coefficient μ may be calculated while returning the road surface friction coefficient at the return speed Vμ. Further, the road surface friction coefficient μ may be estimated using an observer.

路面状態判定部60bは、路面摩擦係数推定部60aから出力されるμ推定値の時系列データを統計処理して、路面状態が高μ、中μ、低μのいずれの状態であるかを判定する。路面状態の判定は、例えば、以下のように行うことができる。   The road surface state determination unit 60b statistically processes the time series data of the μ estimated value output from the road surface friction coefficient estimation unit 60a, and determines whether the road surface state is high μ, medium μ, or low μ. To do. The determination of the road surface state can be performed, for example, as follows.

まず、路面状態判定部60bは、直近の所定時間におけるμ推定値の平均値を求め、このμ推定平均値μaveを上下の閾値μH,μL(例えば、μH=0.8、μL=0.5)と比較して、以下のように路面状態を仮判定する。
μave≧μH → 高μ状態
μH>μave>μL → 中μ状態
μave≦μL → 低μ状態
First, the road surface condition determination unit 60b obtains an average value of μ estimated values for the most recent predetermined time, and uses the μ estimated average value μave as upper and lower threshold values μH and μL (for example, μH = 0.8, μL = 0.5 ) Is temporarily determined as follows.
μave ≧ μH → high μ state μH>μave> μL → medium μ state μave ≦ μL → low μ state

また、同時に、路面状態判定部60bは、μ推定値のバラツキを求め、このバラツキが設定値よりも大きい場合、路面状態を特定し難いと判断して高μ状態の仮判定を中μ状態に変更して確定する。例えば、μ推定値の標準偏差σが設定値σH(例えば、σH=0.2)より大きい場合、μ推定のバラツキが大きく路面状態を特定し難いと判断して、高μ状態の仮判定を中μ状態に変更する。   At the same time, the road surface state determination unit 60b obtains a variation in the μ estimated value, and when the variation is larger than the set value, it is determined that the road surface state is difficult to specify, and the temporary determination of the high μ state is set to the medium μ state. Change and confirm. For example, when the standard deviation σ of the μ estimated value is larger than a set value σH (for example, σH = 0.2), it is determined that the μ estimation variation is large and it is difficult to specify the road surface state, and the provisional determination of the high μ state is performed. Change to medium μ state.

高μ状態の仮判定に対してμ推定値のバラツキを考慮するのは、路面状態を特定し難い状況で駆動モードを2WDモードに切り換えると、走行安定性の悪化を招く可能性があるからである。このような場合、中μ状態としてあらかじめスタンバイモードにしておき、迅速なAWDモードに切り換え可能とする。中μ状態及び低μ状態の仮判定は、μ推定値のバラツキに拘わらず、仮判定の判定結果をそのまま確定する。   The reason for taking into account the variation in the estimated value for the temporary determination of the high μ state is that if the drive mode is switched to the 2WD mode in a situation where it is difficult to specify the road surface state, the running stability may be deteriorated. is there. In such a case, a standby mode is set in advance as the medium μ state, and a quick switch to the AWD mode is enabled. In the temporary determination of the medium μ state and the low μ state, the determination result of the temporary determination is fixed as it is regardless of the variation of the μ estimated value.

車速判定部60cは、車輪速センサ15FL,15FR,15RL,15RR、あるいは、トランスミッション出力軸回転センサ62のセンサ信号に基づいて車速を求める。そして、基準値V0以上か否かによって、例えば、60〜80km/hの範囲内で設定された基準値V0以上か否かによって、車速Vを高速と中低速とに区分する。   The vehicle speed determination unit 60c obtains the vehicle speed based on the sensor signals of the wheel speed sensors 15FL, 15FR, 15RL, 15RR or the transmission output shaft rotation sensor 62. The vehicle speed V is divided into a high speed and a medium / low speed depending on whether or not the reference value V0 is equal to or higher than the reference value V0 set within a range of 60 to 80 km / h, for example.

駆動モード設定部60dは、車速V及び路面状態の判定結果に対応して駆動モードを設定し、クラッチ制御部60eにセンタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRの作動制御を指示する。本実施形態では、路面状態の判定結果に対応した駆動モードが、図6に示したように設定される。   The drive mode setting unit 60d sets a drive mode corresponding to the determination result of the vehicle speed V and the road surface state, and instructs the clutch control unit 60e to control the operation of the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR. In the present embodiment, the drive mode corresponding to the road surface condition determination result is set as shown in FIG.

クラッチ制御部60eは、駆動モード設定部60dで設定された駆動モードに応じて、以下のように、センタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRの作動を制御する。
2WDモード :センタークラッチ20 → 開放
アクスルクラッチ21RL,21RR → 開放
第1スタンバイモード:センタークラッチ20 → 締結
(トランスミッション出力軸2aの回転に中間駆動系が同調回転
可能な締結力で締結)
アクスルクラッチ21RL,21RR → 開放
第2スタンバイモード:センタークラッチ20 → 開放
アクスルクラッチ21RL,21RR → 締結
(後輪左右ドライブ軸13RL,13RRの回転に中間駆動系が
同調回転可能な締結力で締結)
AWDモード :センタークラッチ20 → 締結
(運転状態に応じた締結力で締結)
アクスルクラッチ21RL,21RR → 締結
(左右差を確保しつつ、左右の締結力の総和がセンタークラッチ
20の締結力相当となるように制御)
The clutch control unit 60e controls the operation of the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR as follows according to the drive mode set by the drive mode setting unit 60d.
2WD mode: Center clutch 20 → released
Axle clutches 21RL, 21RR → released first standby mode: center clutch 20 → engaged
(The intermediate drive system rotates synchronously with the rotation of the transmission output shaft 2a.
Fastening with possible fastening force)
Axle clutch 21RL, 21RR → released Second standby mode: center clutch 20 → released
Axle clutch 21RL, 21RR → fastening
(An intermediate drive system is used to rotate the left and right drive shafts 13RL and 13RR of the rear wheels.
Fastened with a fastening force that can be rotated synchronously)
AWD mode: Center clutch 20 → engaged
(Fastening with fastening force according to driving conditions)
Axle clutch 21RL, 21RR → fastening
(The center clutch is the sum of the left and right fastening forces while ensuring the difference between left and right.
(Controlled to be equivalent to 20 fastening force)

<2−5.駆動モード切換処理のフローチャート>
以上説明した駆動力配分制御装置による駆動モードの切換処理は、具体的には、図8のフローチャートに示すプログラム処理によって実現される。以下、図8のフローチャートに示す駆動モード切換制御ルーチンについて説明する。
<2-5. Flowchart of drive mode switching process>
Specifically, the drive mode switching process by the drive force distribution control device described above is realized by the program process shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the drive mode switching control routine shown in the flowchart of FIG. 8 will be described.

この駆動モード切換制御ルーチンでは、まず、TCU60は車速Vを検出する(S102)。次いで、TCU60は、μ推定値の時系列データを読み込んで統計処理し、平均値μave及び標準偏差σを算出する(S104)。   In this drive mode switching control routine, first, the TCU 60 detects the vehicle speed V (S102). Next, the TCU 60 reads the time-series data of the μ estimated value, performs statistical processing, and calculates the average value μave and the standard deviation σ (S104).

次いで、TCU60は、検出した車速Vをあらかじめ設定した基準値V0と比較して、高速か否かを判定する(S106)。高速走行状態である場合(S106:Yes)、TCU60は、算出したμ推定値の平均値μaveを下側の閾値μLと比較して、現在の路面状態が低μ状態か否かを判定する(S108)。   Next, the TCU 60 compares the detected vehicle speed V with a preset reference value V0 and determines whether or not the vehicle speed is high (S106). When the vehicle is in the high speed traveling state (S106: Yes), the TCU 60 compares the calculated μ estimated value average value μave with the lower threshold value μL to determine whether or not the current road surface state is the low μ state ( S108).

μave≦μLであり、低μ状態である場合には(S108:Yes)、駆動モードをAWDモードとすべくセンタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRを制御する(S116)。   If μave ≦ μL and the low μ state is satisfied (S108: Yes), the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR are controlled so as to set the drive mode to the AWD mode (S116).

AWDモードでは、センタークラッチ20の締結トルクTcは、例えば、アクセル開度(又は前後加速度)と横加速度とをパラメータとするマップ等を参照して設定され、同じアクセル開度では横加速度が大きくなるほど、締結トルクが大きくされる。   In the AWD mode, the engagement torque Tc of the center clutch 20 is set with reference to, for example, a map using the accelerator opening (or longitudinal acceleration) and the lateral acceleration as parameters, and the lateral acceleration increases at the same accelerator opening. The fastening torque is increased.

また、アクスルクラッチ21RL,21RRの締結トルクTL,TRは、左右後輸の差動制限トルクを発生させる必要左右差トルクΔT_LRの総和がセンタークラッチ20の締結トルクTcとなるように制御される。必要左右差トルクΔT_LRは、例えば、下式に示すように、操舵特性による理想ヨーレートγiとヨーレートセンサ73によって検出される実ヨーレートγrとの差に実車走行試験等によって求められる固定ゲインKmを乗算して求められる必要付加モーメントM、車両トレッドLtread、タイヤ半径Rtから求めることができる。理想ヨーレートγiは、操舵角θhanにヨーレートゲインKhan_yawを乗算して求められる。
γi=θhan×Khan_yaw
M=(γi−γr)×Km
ΔT_LR=M/(Ltread/2)×Rt
Further, the engagement torques TL and TR of the axle clutches 21RL and 21RR are controlled so that the sum of the necessary left and right differential torques ΔT_LR for generating the differential limiting torque for the left and right rear transfer becomes the engagement torque Tc of the center clutch 20. The required left-right difference torque ΔT_LR is obtained by, for example, multiplying the difference between the ideal yaw rate γi based on the steering characteristics and the actual yaw rate γr detected by the yaw rate sensor 73 by a fixed gain Km obtained by an actual vehicle running test or the like as shown in the following equation. The required additional moment M, the vehicle tread Lread, and the tire radius Rt can be obtained. The ideal yaw rate γi is obtained by multiplying the steering angle θhan by the yaw rate gain Khan_yaw.
γi = θhan × Khan_yaw
M = (γi−γr) × Km
ΔT_LR = M / (Ltread / 2) × Rt

ここで、必要左右差トルクΔT_LRを、ΔT_LR=TL−TRとすると、アクスルクラッチ21RLの締結トルクTL、アクスルクラッチ21RRの締結トルクTRは、それぞれ、以下の式によって表すことができ、これを、アクスルクラッチ21RL,21RRに対する制御出力値とする。このAWDモードでは、低μの滑りやすい路面状態において、ベクタリング効果を含めた四輪の安定した駆動力で走行安定性を向上することができる。
TL=(Tc+ΔT_LR)/2
TR=(Tc−ΔT_LR)/2
Here, if the required left / right difference torque ΔT_LR is ΔT_LR = TL−TR, the engagement torque TL of the axle clutch 21RL and the engagement torque TR of the axle clutch 21RR can be expressed by the following equations, respectively. Control output values for the clutches 21RL and 21RR are used. In this AWD mode, running stability can be improved with a stable driving force of four wheels including a vectoring effect in a low μ slippery road surface condition.
TL = (Tc + ΔT_LR) / 2
TR = (Tc−ΔT_LR) / 2

一方、μave>μLであり、低μ状態でない場合には(S108:No)、駆動モードを第2スタンバイモードにセットする(S118)。この第2スタンバイモードでは、センタークラッチ20を開放した状態でアクスルクラッチ21RL,21RRを所定の締結トルクで締結する。   On the other hand, if μave> μL and not in the low μ state (S108: No), the drive mode is set to the second standby mode (S118). In the second standby mode, the axle clutches 21RL and 21RR are engaged with a predetermined engagement torque with the center clutch 20 opened.

この第2スタンバイモードにおけるアクスルクラッチ21RL,21RRの締結トルクは、左右の差回転をどれくらい抑制したいかに基づく値、あるいは、中間駆動系の慣性力によって定まる機種毎の値であり、後輪左右ドライブ軸13RL,13RRの回転に中間駆動系の回転を同期させることのできる締結トルクとして与えられる。そのため、センタークラッチ20を急激に締結する必要が生じた際に、クラッチ前後の回転数の同期を待たずに迅速に締結させることができ、また、回転慣性モーメントによる騒音や振動、クラッチ摩耗を抑制することができる。   The fastening torque of the axle clutches 21RL and 21RR in the second standby mode is a value based on how much the left-right differential rotation is to be suppressed or a value for each model determined by the inertial force of the intermediate drive system. It is given as a fastening torque that can synchronize the rotation of the intermediate drive system with the rotation of 13RL and 13RR. Therefore, when it is necessary to fasten the center clutch 20 rapidly, the center clutch 20 can be fastened without waiting for synchronization of the rotational speeds before and after the clutch, and noise, vibration, and clutch wear due to rotational moment of inertia are suppressed. can do.

一方、低速走行状態の場合(S106:No)、ステップS108と同様の手順で、現在の路面状態が低μ状態か否かを判定する(S110)。μave≦μLであり、低μ状態である場合には(S110:Yes)、駆動モードをAWDモードとすべくセンタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRを制御する(S116)。   On the other hand, if the vehicle is running at a low speed (S106: No), it is determined whether or not the current road surface state is a low μ state by the same procedure as step S108 (S110). If μave ≦ μL and the low μ state is satisfied (S110: Yes), the center clutch 20 and the axle clutches 21RL and 21RR are controlled so as to set the drive mode to the AWD mode (S116).

μave>μLであり、低μ状態でない場合には(S110:No)、μ推定値の平均値μaveを上側の閾値μHと比較して高μ状態か否かを判定する(S112)。μave≧μHの場合には(S112:Yes)、高μ状態であると仮判定したうえで、μ推定値の標準偏差σを設定値σHと比較して、μ推定値のバラツキが大きく、路面状態を特定し難い状況か否かを判定する(S114)。   If μave> μL and not in the low μ state (S110: No), the average value μave of the μ estimated values is compared with the upper threshold value μH to determine whether the state is in the high μ state (S112). In the case of μave ≧ μH (S112: Yes), after temporarily determining that the state is high, the standard deviation σ of the μ estimated value is compared with the set value σH. It is determined whether or not the situation is difficult to specify (S114).

σ≦σHであり、μ推定値のバラツキが大きくない場合には(S114:No)、高μ状態の仮判定を確定して、駆動モードを2WDモードにセットして、センタークラッチ20及びアクスルクラッチ21RL,21RRを全て開放する(S120)。これにより、トランスミッション出力軸2aから中間駆動系が分離され、高μ路走行時におけるフリクションロス及び内部循環トルクを低減して、省燃費走行を実現することが可能となる。   If σ ≦ σH and the variation of the μ estimated value is not large (S114: No), the temporary determination of the high μ state is confirmed, the drive mode is set to the 2WD mode, the center clutch 20 and the axle clutch 21RL and 21RR are all opened (S120). As a result, the intermediate drive system is separated from the transmission output shaft 2a, and it is possible to reduce the friction loss and internal circulation torque when traveling on a high μ road, thereby realizing fuel-saving travel.

一方、μL<μave<μHであり、中μ状態と確定した場合(S112:No)、あるいは、σ>σHであり、μ推定値のバラツキが大きく、高μ状態の仮判定を変更して中μ状態として確定した場合には(S114:Yes)、駆動モードを第1スタンバイモードにセットする(S122)。この第1スタンバイモードでは、アクスルクラッチ21RL,21RRを開放した状態でセンタークラッチ20を所定の締結トルクで締結する。   On the other hand, when μL <μave <μH and the medium μ state is determined (S112: No), or when σ> σH and the variation of the μ estimated value is large and the temporary determination of the high μ state is changed. When the μ state is confirmed (S114: Yes), the drive mode is set to the first standby mode (S122). In the first standby mode, the center clutch 20 is engaged with a predetermined engagement torque with the axle clutches 21RL and 21RR being released.

この第1スタンバイモードにおけるセンタークラッチ20の締結トルクは、中間駆動系の慣性力によって定まる機種毎の値であり、トランスミッション出力軸2aの回転に中間駆動系の回転を同期させることのできる締結トルクとして与えられる。そのため、アクスルクラッチ21RL,21RRを急激に締結する必要が生じた際に、クラッチ前後の回転数の同期を待たずに迅速に締結させることができ、また、回転慣性モーメントによる騒音や振動、クラッチ摩耗を抑制することができる。   The engagement torque of the center clutch 20 in the first standby mode is a value for each model determined by the inertial force of the intermediate drive system, and is an engagement torque that can synchronize the rotation of the intermediate drive system with the rotation of the transmission output shaft 2a. Given. Therefore, when it is necessary to rapidly engage the axle clutches 21RL and 21RR, it can be quickly engaged without waiting for synchronization of the rotational speeds before and after the clutch, and noise and vibration due to the rotational moment of inertia, clutch wear, etc. Can be suppressed.

以上説明した実胞形態による駆動力配分制御装置は、車速V及び路面摩擦係数μに基づく路面状態に応じて、2WDモード、AWDモード、第1スタンバイモード、第2スタンバイモードを切り換えて駆動力配分を最適化することができ、省燃費と走行安定性の向上とを実現して車両としての商品性を向上することができる。特に、AWDモードへの切換要求が発生する前に、あらかじめ第1のスタンバイモード又は第2のスタンバイモードに駆動モードが切り換えられるため、AWDモードへの切換要求が発生した場合には接続するクラッチ前後の回転数の同期を待たずに迅速にクラッチを接続することができる。   The driving force distribution control apparatus according to the real cell form described above switches the driving force distribution by switching between the 2WD mode, the AWD mode, the first standby mode, and the second standby mode according to the road surface state based on the vehicle speed V and the road surface friction coefficient μ. Can be optimized, and fuel efficiency and driving stability can be improved to improve the merchantability of the vehicle. In particular, the drive mode is switched to the first standby mode or the second standby mode in advance before the request for switching to the AWD mode is generated. The clutch can be quickly connected without waiting for synchronization of the rotation speed.

また、車速Vに応じて第1スタンバイモード又は第2スタンバイモードが選択されるため、車両の走行状態の違いによる走行安定性に応じた適切なスタンバイモードが実現される。したがって、スタンバイモードにおいても、省燃費と走行安定性の向上とをバランスよく実現することができる。   Further, since the first standby mode or the second standby mode is selected according to the vehicle speed V, an appropriate standby mode corresponding to the running stability due to the difference in the running state of the vehicle is realized. Therefore, even in the standby mode, it is possible to achieve a good balance between fuel efficiency and improved running stability.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

1 エンジン
2 自動変速装置
3 トランスフア
7 後輪終減速装置
20 センタークラッチ
21RL,21RR アクスルクラッチ
60 トランスミッション制御ユニット(駆動力配分制御装置)
60a 路面摩擦係数推定部
60b 路面状態判定部
60c 駆動モード設定部
60d クラッチ制御部
V 車速
μ 路面摩擦係数
Tc,TL,TR 締結トルク
1 Engine 2 Automatic transmission 3 Transfer 7 Rear wheel final reduction device 20 Center clutch 21RL, 21RR Axle clutch 60 Transmission control unit (drive force distribution control device)
60a Road surface friction coefficient estimation unit 60b Road surface state determination unit 60c Drive mode setting unit 60d Clutch control unit V Vehicle speed μ Road surface friction coefficient Tc, TL, TR Fastening torque

Claims (6)

前輪側と後輪側とに駆動力を配分するセンタークラッチと、前輪側又は後輪側の終減速装置と左右のドライブ軸との間に介装される左右のアクスルクラッチと、を有する車両の駆動力配分制御装置であって、
車速を判定する車速判定部と、
前記車速判定部で判定された前記車速に対応して、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチの断接が規定された駆動モードを設定する駆動モード設定部と、
を備えることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
A vehicle having a center clutch that distributes driving force to the front wheel side and the rear wheel side, and left and right axle clutches interposed between a front or rear wheel final reduction device and left and right drive shafts. A driving force distribution control device comprising:
A vehicle speed determination unit for determining the vehicle speed;
A drive mode setting unit that sets a drive mode in which connection / disconnection of the center clutch and the left and right axle clutches is defined in accordance with the vehicle speed determined by the vehicle speed determination unit;
A vehicle driving force distribution control device comprising:
走行路の路面摩擦係数に基づいて路面状態を判定する路面状態判定部をさらに備え、
前記駆動モード設定部は、前記車速及び前記路面状態に対応して前記駆動モードを設定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。
A road surface state determination unit for determining a road surface state based on a road surface friction coefficient of the traveling road;
The vehicle driving force distribution control device according to claim 1, wherein the driving mode setting unit sets the driving mode corresponding to the vehicle speed and the road surface state.
前記駆動モード設定部は、前記路面状態が低摩擦状態のときには、前記車速にかかわらず、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを締結する全輪駆動モードに設定することを特徴とする請求項2に記載の車両の駆動力配分制御装置。   The drive mode setting unit sets an all-wheel drive mode in which the center clutch and the left and right axle clutches are engaged regardless of the vehicle speed when the road surface state is a low friction state. The driving force distribution control device for a vehicle according to claim 1. 前記車速判定部は、前記車速を中低速走行時車速及び高速走行時車速のいずれかに区分して判定し、
前記路面状態判定部は、前記路面状態を高摩擦状態、中摩擦状態、低摩擦状態のいずれかに区分して判定し、
前記駆動モード設定部は、前記路面状態が低摩擦状態のときには、前記車速が中低速走行時車速又は高速走行時車速のいずれの場合であっても、前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを締結する全輪駆動モードに設定することを特徴とする請求項2又は3に記載の車両の駆動力配分制御装置。
The vehicle speed determination unit classifies the vehicle speed into one of medium-low speed vehicle speed and high-speed vehicle speed,
The road surface state determination unit determines the road surface state by classifying it into one of a high friction state, a medium friction state, and a low friction state,
The drive mode setting unit engages the center clutch and the left and right axle clutches when the road surface state is in a low friction state, regardless of whether the vehicle speed is a medium or low speed vehicle speed or a high speed vehicle speed. The vehicle driving force distribution control device according to claim 2 or 3, wherein the all-wheel drive mode is set.
前記駆動モード設定部は、前記車速が中低速走行時車速の場合に、
前記路面状態が高摩擦状態のときには前記センタークラッチ及び前記左右のアクスルクラッチを開放する二輪駆動モードに設定し、
前記路面状態が中摩擦状態のときには前記センタークラッチを締結する一方前記アクスルクラッチを開放する第1スタンバイモードに設定することを特徴とする請求項4に記載の車両の駆動力配分制御装置。
The drive mode setting unit, when the vehicle speed is a medium-low speed vehicle speed,
When the road surface state is a high friction state, set the two-wheel drive mode to open the center clutch and the left and right axle clutch,
5. The vehicle driving force distribution control device according to claim 4, wherein when the road surface state is a middle friction state, a first standby mode is set in which the center clutch is engaged and the axle clutch is released.
前記駆動モード設定部は、前記車速が高速走行時車速の場合に、
前記路面状態が高摩擦状態及び中摩擦状態のときには前記センタークラッチを開放する一方前記アクスルクラッチを締結する第2スタンバイモードに設定することを特徴とする請求項4又は5に記載の車両の駆動力配分制御装置。
The drive mode setting unit, when the vehicle speed is a high-speed vehicle speed,
The vehicle driving force according to claim 4 or 5, wherein when the road surface state is a high friction state and a middle friction state, a second standby mode is set in which the center clutch is disengaged and the axle clutch is engaged. Distribution controller.
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