JP3716333B2 - Driving force control device for four-wheel drive vehicle - Google Patents

Driving force control device for four-wheel drive vehicle Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、四輪駆動車の駆動力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、駆動スリップを抑える駆動力制御装置は、2輪のみにエンジン駆動力が伝達されることで、加速操作や低μ路走行等で駆動スリップが発生しやすい二輪駆動車に適用されることが多く、駆動力制御の基本信号である車体速を推定する場合、基本的にはエンジン駆動力が全く伝達されない従動輪の速度(後輪駆動車であれば前輪速度)を用いて車体速を推定すればよく、推定車体速は精度良く算出される。
【0003】
一方、四輪駆動車はエンジン駆動力が四輪に配分されることで、同じエンジン駆動力であれば二輪駆動車に比べ各輪から路面へ伝達される駆動力が低くなり、駆動スリップ自体が発生しにくく、路面μが小さい場合でもある程度の駆動力は発生可能なため、駆動力制御を適用されることは少なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、四輪駆動車に駆動力制御を適用しようとすると、四輪が駆動スリップ状態になるため、駆動力制御の基本信号である車体速を二輪駆動車のように精度良く推定するのは困難であるという問題がある。
【0005】
これは、全ての車輪がスリップしている状態では、車輪速より直接車体速度を推定することは困難であるためである。特に、極低μ路などでは車輪速は駆動スリップが大きくなる傾向にあるため、駆動力制御により車輪スリップが抑制されても推定車体速も実車体速より大きくなる傾向にある(図5参照)。
【0006】
このような問題に対し、車輪のスリップ方向は異なるが全ての車輪が減速スリップ状態であるアンチスキッド制御時の車体速度の推定方法を応用して車体速度を推定する方法がある。すなわち、車体の前後加速度を検出するセンサを設け、四輪の車輪がスリップしている場合は前記前後加速度に従って車体速度を変化させることで車体速度を推定する。これにより平坦路では、精度の良い車体速度の推定が行える(図6参照)。
【0007】
しかしながら、アンチスキッド制御での車体速推定方法にあっては、前後加速度センサを使用するため、路面が急勾配である場合などでは、路面勾配の影響が前後加速度センサにでることにより、正しい車体速度の変化量を計測することができないという課題がある。例えば、路面μの小さい急な下り勾配の路面で急加速して四輪が駆動スリップした場合に駆動力制御を行うと、前後加速度センサの出力は、実際の車体速の変化量より小さくなるため、推定車体速度は実際の値より小さくなり、車両が失速するという問題があった(図7参照)。
【0008】
このような問題に対し、アンチスキッド制御装置同様に、一部の車輪を一時的にスリップしない状態に戻すことにより真の車体速度に近づけ、それにより推定の誤差を修正する方法が考えられる。しかしながら、このような制御を行う場合、実際に車輪速の変動が大きくなり、車体の前後加速度の変動を招くなど加速感が悪化するという問題がある(図8参照)。
【0009】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、路面勾配を推定し、路面勾配に応じて前後加速度検出手段の検出した前後加速度を補正し、その補正値により車体速を推定することで、路面勾配による誤差影響を排除した高精度の車体速度の推定を行え、駆動力制御性能を向上させることのできる四輪駆動車の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段は、下記の通りである。
【0012】
請求項1記載の発明では、四輪駆動車の車輪の駆動スリップを制御する駆動力制御装置において、車両に発生する前後加速度を推定又は検知する前後加速度検出手段と、各車輪のスリップ状態が収束状態にあると判断する車輪スリップ収束状態判断手段と、前記車輪スリップ収束判断手段の判断に応じて各車輪速のうち最も車体速度に近いセレクト車輪速の変化量を算出するセレクト車輪速変化量算出手段と、前記セレクト車輪速変化量算出手段が算出するセレクト車輪速変化量と前記前後加速度検出手段が検出した前後加速度の差により路面の勾配を推定する路面勾配推定手段と、前記路面勾配推定手段の推定した路面勾配を考慮して、前記前後加速度検出手段の検出した前後加速度を補正し、その補正値より車体速度を推定する車体速推定手段と、前記車体速推定手段による推定車体速を用いた駆動スリップ判定に基づき各輪から路面に伝達される駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【0013】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記駆動力制御手段を、エンジンへの燃料カットによるエンジン出力制御、スロットル開度調整によるエンジン出力制御、ブレーキによる制動力制御の少なくとも1つを用いて駆動力を制御する手段としたことを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明では、請求項1又は2に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記前後加速度検出手段を、車体に作用する前後加速度を直接検出する前後加速度計を用いる手段としたことを特徴とする。
【0015】
請求項4記載の発明では、請求項1ないし3の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記車輪スリップ収束判断手段を、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態を判断する手段としたことを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明では、請求項1ないし3の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記車輪スリップ収束判断手段を、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速の平均値との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態を判断する手段としたことを特徴とする。
【0017】
請求項6記載の発明では、請求項1ないし5の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記車体速推定手段を、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、前後加速度検出値より路面勾配を加減することにより真の車体速変化量を算出し、該真の車体速変化量に応じて車体速を推定する手段としたことを特徴とする。
【0018】
請求項7記載の発明では、請求項1ないし5の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、前記車体速推定手段を、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、この状態が継続される時間をカウントし、そのカウントに応じてオフセット量を前後加速度検出値に加減することにより前後加速度を補正し、この補正後の前後加速度に応じて車体速を推定する手段としたことを特徴とする。
【0019】
【発明の作用および効果】
請求項1記載の発明にあっては、前後加速度検出手段において、車両に発生する前後加速度が推定又は検知され、車輪スリップ収束状態判断手段において、各車輪のスリップ状態が収束状態にあると判断され、セレクト車輪速変化量算出手段において、車輪スリップ収束判断手段の判断に応じて各車輪速のうち最も車体速度に近いセレクト車輪速の変化量が算出され、路面勾配推定手段において、セレクト車輪速変化量算出手段が算出するセレクト車輪速変化量と前後加速度検出手段が検出した前後加速度の差により路面の勾配が推定され、車体速推定手段において、路面勾配推定手段の推定した路面勾配を考慮して、前後加速度検出手段の検出した前後加速度が補正され、その補正値より車体速度が推定され、駆動力制御手段において、車体速推定手段による推定車体速を用いた駆動スリップ判定に基づき各輪から路面に伝達される駆動力が制御される。
【0020】
例えば、路面μの小さい急な下り勾配の路面で急加速して四輪が駆動スリップした場合に駆動力制御を行うと、検出される前後加速度は、実際の車体速の変化量より小さくなるため、推定車体速は実際の値より小さくなり、車両が失速するという問題があるが、推定した路面勾配を考慮して検出した前後加速度を補正することで、路面勾配による影響が排除され、車体速の推定情報である前後加速度情報を、実際の前後加速度値との一致性が高い情報にすることができる。
【0021】
このように、四輪駆動車に駆動スリップを抑制する駆動力制御装置を組み合わせる場合、推定した路面勾配を考慮して検出した前後加速度を補正し、その補正値より車体速度を推定することで、路面勾配による誤差影響を排除した高精度の車体速度の推定を行え、駆動力制御性能を向上させることのできる。
【0023】
ここで、検出される前後加速度と路面勾配との関係は、下り勾配の路面では実際の正しい前後加速度より検出される前後加速度が小さくなり、逆に、上り勾配の路面では実際の正しい前後加速度より検出される前後加速度が大きくなるという定まった関係にある。よって、実際の正しい前後加速度と検出される前後加速度とが解っていれば、路面勾配を推定することができる。一方、駆動スリップの無い走行状況では、車輪速と車体速とは一致する。
【0024】
そこで、スリップ収束判断に応じて各車輪速のうち最も車体速度に近いセレクト車輪速の変化量を算出し、この算出されたセレクト車輪速変化量と前後加速度検出手段が検出した前後加速度の差をとることにより路面勾配を精度良く推定することができる。
【0025】
請求項2記載の発明にあっては、エンジンへの燃料カットによるエンジン出力制御、スロットル開度調整によるエンジン出力制御、ブレーキによる制動力制御の少なくとも1つを用いて駆動力が制御される。
【0026】
請求項3記載の発明にあっては、車体に作用する前後加速度を直接検出する前後加速度計を用いて前後加速度が検出される。
【0027】
よって、推定により前後加速度をを求める場合に比べ、車体に作用する前後加速度を正確に検出することができる。
【0028】
請求項4記載の発明にあっては、車輪スリップ収束判断手段において、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態が判断される。
【0029】
請求項5記載の発明にあっては、車輪スリップ収束判断手段において、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速の平均値との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態が判断される。
【0030】
請求項6記載の発明にあっては、車体速推定手段において、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、前後加速度検出値より路面勾配を加減することにより真の車体速変化量が算出され、該真の車体速変化量に応じて車体速が推定される。
【0031】
請求項7記載の発明にあっては、車体速推定手段において、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、この状態が継続される時間がカウントされ、そのカウントに応じてオフセット量を前後加速度検出値に加減することにより前後加速度が補正され、この補正後の前後加速度に応じて車体速が推定される。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【0033】
まず、構成を説明する。
【0034】
図1は参考発明を示す概念図であり、aは前後加速度検出手段、bは車体速推定手段、cは駆動力制御手段、gは路面勾配推定手段である。また、図2は請求項1に係る発明を示す概念図であり、aは前後加速度検出手段、bは車体速推定手段、cは駆動力制御手段、dは車輪スリップ収束判断手段、fはセレクト車輪速変化量算出手段、gは路面勾配推定手段である。
【0035】
(実施の形態1)
次に、実施の形態1について説明する。
【0036】
図3は実施の形態1における四輪駆動車の駆動力制御装置が適用された駆動系を含む全体システム図である。実施の形態1の駆動力制御装置が適用される車両は後輪駆動ベースの四輪駆動車で、その駆動系には、エンジン1、フロントファイナルドライブ2、リアファイナルドライブ3、トランスファー4、左右前輪10,20、左右後輪30,40を備えていて、各後輪30,40へはトランスミッションを経過してきたエンジン駆動力が直接伝達され、各前輪10,20へは前記トランスファ4を介して伝達される。
【0037】
そして、駆動性能と操舵性能の両立を図りながら前後輪の駆動力配分を最適に制御する駆動力配分制御装置は、湿式多板クラッチ5の油圧を制御する油圧アクチュエータ6により左右前輪10,20に駆動力を伝達することで、二輪駆動状態から四輪駆動状態(リジッド四輪駆動)への制御を行う。左右前輪10,20、及び左右後輪30,40には、それぞれ車輪速を検知する車輪速センサ11,21,31,41が設置されており、各車輪速センサ11,21,31,41からの信号は、駆動状態を制御するコントローラ50に入力される。また、車両の前後方向加速度Xgを検知する前後加速度センサ7(前後加速度検出手段に相当)、及び横方向加速度Ygを検知する横加速度センサ8が備えられており、この各Gセンサの信号もコントローラ50に入力される。
【0038】
また、駆動力制御としてのエンジン出力の制御は、コントローラ50よりエンジン出力制御を行うエンジン用コントローラ51に目標駆動トルクTes指令がなされ、燃料カット及びスロットル開度を制御することで、エンジン出力が制御される。スロットル制御は、エンジン用コントローラ51からのスロットル開度指令に応じてスロットル用コントローラ52が行う。一方、コントローラ50は、ミッションを制御するAT用コントローラ53とつながっており、ギヤ位置の信号が入力される。また、エンジン用コントローラ51からはエンジンの駆動トルクTeも入力される。
【0039】
次に、作用を説明する。
【0040】
図4はコントローラ50により実行されるエンジン出力制御プログラムのフローチャートを示す。以下、各ステップについて詳述する。
【0041】
ステップ101では、各車輪速、前後加速度、横加速度、及び各コントロールユニットからの各種データを読み込む。つまり、前後加速度Xg、横加速度Yg、各車輪速Vwi(i=1〜4)、エンジン駆動トルクTe、ギヤ位置GRをそれぞれ読み込む。
【0042】
ステップ102では、セレクト車輪速Vfsを算出する。本例では、各輪の車輪速Vwに加速時/減速時などに応じてフィルタをかけ、より車体速度に近いVwfi(i=1〜4)を各輪で算出し、制動時/非制動時などの条件により、各Vwfiから例えば加速時などは最も小さい車輪速を選択するなどして最も車体速度に近いセレクト車輪速Vfsを算出する。特に四輪が駆動スリップし、駆動力制御が作動する状態では、前輪の車輪速の小さい方の車輪をある加速内で追従するようにVfsを算出する。ここで、前輪の車輪速の小さい方の車輪としたのは、本例での四輪駆動装置の特性により、前輪に配分される駆動力が後輪より小さい傾向にあるためであり、他の四輪駆動装置を使用する場合は、その四輪駆動装置にあったセレクトの方法があることは言うまでもない。
【0043】
ステップ103は、制御車輪速Vwtを算出する。本例では、ギヤ位置GRが1,2速の場合は四輪の平均車輪速を駆動制御の対象となる車輪速である制御車輪速Vwtとし、それ以上の3,4速は前輪の平均を制御車輪速Vwtとする。ここで、制御車輪速Vwtの算出も、前述したセレクト車輪速Vfs同様、使用する四輪駆動装置の特性にあったものがあり、例えば本実施例の四輪駆動装置では後輪が駆動スリップした後、前輪に駆動力が配分され後輪のスリップが抑制される。ギヤ位置がハイギヤ側の場合、前後のスリップのバランスは四輪駆動装置に任せ、その配分された駆動力で前輪に駆動スリップが発生した場合、前輪の平均車輪速を対象に制御すればよいが、ローギヤ側の場合、駆動トルクが大きいので、四輪がすぐにスリップ状態に入り、四輪駆動装置による駆動トルクの配分変動も大きくなるので、前輪の平均車輪速の変動も大きくなり、前輪のみを制御対象にすると、お互いの制御が干渉するなどの問題があり、四輪の平均車輪速を制御対象としている。四輪駆動力の配分が一定の四輪駆動装置では、その配分に応じた重みにより制御対象車輪速を算出しても良い。
【0044】
ステップ104では、車輪の収束判断を行う(車輪スリップ収束判断手段に相当)。本例では、後述する方法で算出された目標車輪速Vwsiと制御車輪速Vwtとの偏差がある設定値(例えば1km/h)以内にあるときは、車輪速は収束した状態にあるものと考え、収束判断カウンタKsuをカウントアップする。この収束判断カウンタKsuがある設定値(例えば150ms;制御周期が10msecの場合は15となる)以上になった場合を車輪速収束状態と判断する。
【0045】
ステップ105では、セレクト車輪速変化量dVfsを算出する。本例では、一定時間内(例えば40msec間)のセレクト車輪速Vfsの平均値の変化量として、次式に従いセレクト車輪速変化量dVfsを算出する。但し、次式は40msec間毎に算出される。
【0046】
dVfs=Kg*(VF[0]+VF[1]−VF[3]−VF[4])
ここで、VFはセレクト車輪速Vfsの平均値であり、10msec毎に次式に従い算出される。また、Kgは単位換算の計数である。
【0047】
VF=Kg*(Vfs[0]+Vfs[1]+Vfs[2]+Vfs[3])/4
ここで、[]内の数字は、何周期前の値であるかを示す。
【0048】
ステップ106では、路面勾配推定値dSを算出する(路面勾配推定手段に相当)。本例では、ステップ103で収束判断されている場合に、次式で路面勾配推定値dSを算出する。
【0049】
dS=dVfs−Xg
また、収束判断していない場合は、dS=0とする。
【0050】
ステップ107では、路面勾配推定値dSに応じて坂道判断を行う。本例では、路面勾配推定値dSが、ある設定値(例えば0.05g)以上のときに登坂路であると判断し、坂道判断カウンタKsaをカウントアップする。この坂道判断カウンタKsaは最大値を持ち、(例えば50)、路面勾配推定値が前記設定値以下になった場合はカウントダウンされる。
【0051】
ステップ108では、坂道判断に応じて前後加速度補正量dVhを算出する。本例では、坂道判断カウンタKsaを用い、Ksaが設定値以上(例えば15)の場合は、dVh=min((Ksa−15)*Kr,dVhmax)
とする。ここでKrはチューニング定数であり、例えば0.01などとする。また、設定値以下の場合は、dVh=0とする。また、dVhmaxは補正量の最大制限値であり、大きすぎる補正が行われないように設定される。
【0052】
ステップ109では、車体速変化量Vidを算出する(車体速変化量算出手段に相当)。本例では、前後加速度センサ値(加速側プラス)と前後加速度補正値及び最小制限値Vidminより次式に従って算出する。
【0053】
[加速判断時]
Vid=max(Xg+dVh,Vidmin)
ここで、Vidminは車体速変化量Vidの最小制限値であり、加速時でかつ駆動力制御中であることを考慮して設定される。本例では、例えば、0.05gとする。加速判断はセレクト車輪速Vfsと推定車体速Viの前回値との比較により判断し、Vfs≧Vi(前回値)の時に加速時と判断する。
【0054】
[減速判断時]
前後加速度センサ値にオフセットを加算した次式で算出する。
【0055】
Vid=Xg−G_offset
本例では、オフセットは市場にある一般的な坂道では、減速時にVidが正の値になることがないように0.3gとする。
【0056】
ステップ110では、推定車体速Viを算出する(車体速度推定手段に相当)。本例では、セレクト車輪速Vfs、車体速変化量Vid、推定車体速Viの前回値より次式に従い算出する。
【0057】
[加速時]
Vi=min(Vi(前回値)+Vid,Vfs)
[減速時]
Vi=max(Vi(前回値)+Vid,0)
つまり、Viの前回値に車体速変化量Vidを加算するものとする。ただし、加速時はVfsを最大制限値とし、減速時は0を下限値とする。このようにして推定車体速を算出することで、四輪駆動車で四輪が駆動スリップして駆動力制御が作動しているような状態であり、かつ、路面に勾配があるような車体速度推定が厳しい状況であっても、精度良く車体速推定が可能となる。
【0058】
次のステップからは、この推定車体速を用いた駆動力制御についての説明となる。
【0059】
まず、四輪駆動配分制御の制御量の算出を行う。ステップ111では、四輪駆動力配分装置により制御される差動力制限トルクTETSを算出する。本例では、以下に示すように各輪の車輪速より前後それぞれ平均車輪速Vff、Vrrを算出し、その差である前後回転数差△Vfrに応じて、差動制限トルクTETSを算出する。
【0060】
Vff=(Vw1+Vw2)/2
Vrr=(Vw3+Vw4)/2
△Vfr=Vrr−Vff
前後回転数差△Vfrから差動制限トルクTETSの算出は、図9に示す特性マップに従い算出する。なお、電子制御駆動力配分制御には、参考に添付する図11に示されるように、前後輪の回転数差の増加に応じて前輪への駆動力配分を増加するような他の制御も含まれるが、ここでは省略する。
【0061】
ステップ112では、駆動力制御の目標スリップ量Sstarを算出する。本例では、基準目標スリップ量SO(例えば2.5km/h)に対し、加減速の状態、直進又は旋回の判断、路面μの判断、駆動力制御の作動及び非作動などにより補正して目標スリップ量Sstarを設定する。
【0062】
ステップ113では、目標車輪速Vwsを算出する。本例では、ステップ110で求めた推定車体速Viとステップ112で設定した目標スリップ量Sstarより次式で算出する。
【0063】
Vws=Vi+Sstar
ステップ114では、目標駆動トルクTesを算出する。本例では、まずステップ113で求めた目標車輪速Vwsとステップ103で求めた制御車輪速Vwtとの偏差を次式で算出する。
【0064】
ε=Vws−Vwt
さらに、この偏差εに応じてF/B制御(ここではPID制御)の指令値である目標駆動トルクTesを次式で算出する。
【0065】
[駆動力制御非作動時]
Tes=Te
[駆動力制御作動時]
Tes=Kp*ε+Kd*dε/dt+Ki*∫εdt
ここで、Kp、Kd、KiはそれぞれF/Bゲインであり、ギヤなどにより変更される。例えば、ギヤ位置に応じてローギヤほどゲインを大きく、ハイギヤほどゲインを小さくする。また、車輪速偏差εに応じてεが大きい程、応答性向上のために、ゲインを大きく(非線形制御)したり、スリップの収束側では、際スリップ防止のために、ゲインを下げるなどとしても良い。
【0066】
ステップ115では、各駆動信号を出力する。つまり、駆動力配分制御装置には、目標差動制限トルクTETSに対応した電圧指令値を出力する。また、エンジン用コントローラ51には、目標駆動トルクTesを出力する。
【0067】
本実施の形態においては、エンジン用コントローラ51は、駆動力制御用のコントローラ50からの目標トルクTesを入力し、その目標値に応じて、燃料カット及びスロットル開度を制御することでエンジン出力指令が制御する。スロットル制御は、エンジン用コントローラ51からのスロットル開度指令に応じてスロットル用コントローラ52が行う。
【0068】
図10は本制御を行った場合の作用を示す時系列グラフ(タイムチャート)である。
【0069】
すなわち、図7の場合と同様に、急な下り坂での発進加速時に車体速度の推定値が実際の車体速度より小さく推定されることで若干の加速度の減少は発生するが、車輪速の収束判断及びそれに続く坂道判断により前後加速度の補正が開始され、推定車体速Viを大きい方に修正するので加速度を復帰させることができる。これにより、加速不良が解消され、加速性能が向上する。
【0071】
実施の形態1では、四輪駆動車として前後輪の差動量に応じて前後輪の駆動力配分比を可変に制御する電子制御トルクスプリット型四輪駆動車への適用例を示したが、固定の駆動力配分比により四輪駆動車やビスカスカップリングを用いた四輪駆動車やオリフィスカップリングを用いた四輪駆動車など、様々なタイプの四輪駆動車に対し本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る発明を示す概念図である。
【図2】請求項2に係る発明を示す概念図である。
【図3】実施の形態1の四輪駆動車の駆動力制御装置が適用された全体システム図である。
【図4】実施の形態1の駆動力制御処理を表すフローチャートである。
【図5】極低μ路での推定車体速を示すタイムチャートである。
【図6】平坦路での推定車体速を示すタイムチャートである。
【図7】下り坂での推定車体速を示すタイムチャートである。
【図8】一部の車輪を一時的にスリップしない状態とする場合の推定車体速を示すタイムチャートである。
【図9】実施の形態1での差動制限トルクTETSと前後回転数差△Vfrとの関係を示す特性マップである。
【図10】実施の形態1の制御を下り坂で行った場合の作用を表すタイムチャートである。
【図11】駆動力配分制御の参考として制御例である前後回転数差及び前輪へのトルク配分量との関係を表す特性マップである。
【符号の説明】
1 エンジン
2 フロントファイナルドライブ
3 リヤファイナルドライブ
4 トランスファ
5 湿式多板クラッチ
6 油圧アクチュエータ
7 前後加速度センサ
8 横加速度センサ
11,21,31,41 車輪速センサ
50 コントロールユニット
51 エンジンコントロールユニット
52 スロットルコントロールユニット
53 A/Tコントロールユニット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving force control device for a four-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a driving force control device that suppresses driving slip can be applied to a two-wheel drive vehicle in which driving slip is likely to occur during acceleration operation, low μ road traveling, etc. by transmitting engine driving force to only two wheels. In many cases, when estimating the vehicle speed, which is the basic signal for driving force control, the vehicle speed is basically estimated using the speed of the driven wheel (front wheel speed for rear-wheel drive vehicles) that does not transmit the engine driving force at all. The estimated vehicle speed can be calculated with high accuracy.
[0003]
On the other hand, in the four-wheel drive vehicle, the engine drive force is distributed to the four wheels, so if the engine drive force is the same, the drive force transmitted from each wheel to the road surface is lower than the two-wheel drive vehicle, and the drive slip itself Since it is difficult to generate and a certain amount of driving force can be generated even when the road surface μ is small, the driving force control is rarely applied.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, when driving force control is applied to a four-wheel drive vehicle, the four wheels are in a drive slip state, and it is difficult to accurately estimate the vehicle speed, which is the basic signal for driving force control, as in a two-wheel drive vehicle. There is a problem that.
[0005]
This is because it is difficult to estimate the vehicle body speed directly from the wheel speed when all the wheels are slipping. In particular, on extremely low μ roads and the like, the wheel speed tends to increase the driving slip, so even if the wheel slip is suppressed by the driving force control, the estimated vehicle speed tends to be higher than the actual vehicle speed (see FIG. 5). .
[0006]
To solve this problem, there is a method for estimating the vehicle body speed by applying a vehicle body speed estimating method during anti-skid control in which all the wheels are in a slipping slip state although the slip directions of the wheels are different. That is, a sensor for detecting the longitudinal acceleration of the vehicle body is provided, and when the four wheels are slipping, the vehicle body speed is estimated by changing the vehicle body speed according to the longitudinal acceleration. This makes it possible to accurately estimate the vehicle speed on a flat road (see FIG. 6).
[0007]
However, because the vehicle speed estimation method using anti-skid control uses a longitudinal acceleration sensor, when the road surface is a steep slope, the correct vehicle body speed is affected by the influence of the road surface gradient on the longitudinal acceleration sensor. There is a problem that it is impossible to measure the amount of change. For example, when driving force control is performed when the four wheels drive and slip suddenly on a steep downhill road surface with a small road surface μ, the output of the longitudinal acceleration sensor is smaller than the actual change in vehicle speed. The estimated vehicle speed becomes smaller than the actual value, and there is a problem that the vehicle stalls (see FIG. 7).
[0008]
To solve such a problem, as in the case of the anti-skid control device, a method can be considered in which some wheels are temporarily returned to a non-slip state to approach the true vehicle speed, thereby correcting the estimation error. However, when such control is performed, there is a problem that the wheel speed is actually fluctuated and the acceleration feeling deteriorates due to the fluctuation of the longitudinal acceleration of the vehicle body (see FIG. 8).
[0009]
The present invention has been made paying attention to such problems, and estimates the road surface gradient, corrects the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detection means according to the road surface gradient, and estimates the vehicle speed from the correction value. Thus, an object of the present invention is to provide a driving force control device for a four-wheel drive vehicle that can estimate the vehicle speed with high accuracy while eliminating the influence of an error due to a road surface gradient and improve the driving force control performance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the above problems are as follows.
[0012]
According to the first aspect of the present invention, in the driving force control device for controlling the driving slip of the wheels of the four-wheel drive vehicle, the longitudinal acceleration detecting means for estimating or detecting the longitudinal acceleration generated in the vehicle, and the slip state of each wheel converge. Wheel slip convergence state determining means for determining that the vehicle is in a state, and selecting wheel speed change amount calculation for calculating the change amount of the selected wheel speed closest to the vehicle body speed among the wheel speeds according to the determination of the wheel slip convergence determining means means and a road surface gradient estimating means the longitudinal acceleration detecting means and the select wheel speed change amount to estimate the slope of the road surface by the difference before and after the detected acceleration the select wheel speed change calculation means for calculating the road surface gradient estimating means In consideration of the estimated road surface gradient, the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detecting means is corrected and the vehicle speed is estimated from the corrected value. Characterized in that it comprises a means, and a driving force control means for controlling the driving force transmitted to the road surface from the wheels based on the traction determination using the estimated vehicle speed by the vehicle speed estimating means.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to the first aspect , the driving force control means includes an engine output control by a fuel cut to the engine and an engine output control by adjusting a throttle opening. The driving force is controlled by using at least one of braking force control by the brake.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the driving force control device for a four-wheel drive vehicle according to the first or second aspect, the longitudinal acceleration detecting means uses a longitudinal accelerometer that directly detects the longitudinal acceleration acting on the vehicle body. It is characterized by that.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of the first to third aspects, the wheel slip convergence determining means is a target wheel set based on at least a vehicle body speed estimated value. It is characterized in that it is a means for judging the convergence state of the wheel slip based on whether or not the deviation between the speed and the wheel speed of each wheel is within a set value.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the driving force control device for a four-wheel drive vehicle according to any one of the first to third aspects, the wheel slip convergence determining means is a target wheel set based on at least a vehicle body speed estimated value. The present invention is characterized in that the means for judging the convergence state of the wheel slip is determined by whether or not the deviation between the speed and the average value of the wheel speeds of each wheel is within a set value.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of the first to fifth aspects, the vehicle surface speed estimating means is configured such that the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimating means is a road surface gradient. When the value is equal to or greater than the set value, the vehicle body speed change amount is calculated by adding or subtracting the road surface gradient from the longitudinal acceleration detection value, and the vehicle body speed is estimated according to the true vehicle body speed change amount. And
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of the first to fifth aspects, the vehicle body speed estimation means is configured such that the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimation means is a road surface gradient. When the set value is exceeded, the time for which this state continues is counted, and the longitudinal acceleration is corrected by adding or subtracting the offset amount to the longitudinal acceleration detection value according to the count. It is a means for estimating the vehicle speed.
[0019]
Operation and effect of the invention
In the first aspect of the present invention, the longitudinal acceleration detection means estimates or detects the longitudinal acceleration generated in the vehicle, and the wheel slip convergence state determination means determines that the slip state of each wheel is in the convergence state. The selection wheel speed change amount calculation means calculates the change amount of the select wheel speed closest to the vehicle body speed among the wheel speeds according to the determination of the wheel slip convergence determination means, and the road surface gradient estimation means calculates the change of the selected wheel speed. The gradient of the road surface is estimated from the difference between the change amount of the selected wheel speed calculated by the amount calculation means and the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detection means, and the vehicle body speed estimation means considers the road gradient estimated by the road surface gradient estimation means. The longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detecting means is corrected, and the vehicle body speed is estimated from the corrected value. Driving force transmitted to the road surface from the wheels based on the traction determination using the estimated vehicle speed by the speed estimating means is controlled.
[0020]
For example, when driving force control is performed when the four wheels drive and slip suddenly on a steep downhill road surface with a small road surface μ, the detected longitudinal acceleration is smaller than the actual change in vehicle speed. However, the estimated vehicle speed becomes smaller than the actual value and the vehicle stalls. However, by correcting the longitudinal acceleration detected in consideration of the estimated road gradient, the influence of the road gradient is eliminated. The longitudinal acceleration information, which is the estimated information, can be made highly consistent with the actual longitudinal acceleration value.
[0021]
Thus, when combining a four-wheel drive vehicle with a driving force control device that suppresses driving slip, correcting the longitudinal acceleration detected in consideration of the estimated road gradient, and estimating the vehicle speed from the correction value, It is possible to estimate the vehicle body speed with high accuracy without the influence of errors due to the road surface gradient, and to improve the driving force control performance.
[0023]
Here, the relationship between the detected longitudinal acceleration and the road gradient is such that the detected longitudinal acceleration is smaller than the actual correct longitudinal acceleration on the downhill road surface, and conversely the actual longitudinal acceleration on the ascending road surface. The detected longitudinal acceleration is in a fixed relationship. Therefore, if the actual correct longitudinal acceleration and the detected longitudinal acceleration are known, the road surface gradient can be estimated. On the other hand, in a driving situation without driving slip, the wheel speed and the vehicle body speed coincide.
[0024]
Therefore, the change amount of the selected wheel speed closest to the vehicle body speed among the wheel speeds is calculated according to the slip convergence determination, and the difference between the calculated change amount of the selected wheel speed and the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detecting means is calculated. By taking this, the road surface gradient can be accurately estimated.
[0025]
According to the second aspect of the invention, the driving force is controlled using at least one of engine output control by fuel cut to the engine, engine output control by adjusting the throttle opening, and braking force control by brake.
[0026]
According to the third aspect of the present invention, the longitudinal acceleration is detected by using the longitudinal accelerometer that directly detects the longitudinal acceleration acting on the vehicle body.
[0027]
Therefore, the longitudinal acceleration acting on the vehicle body can be detected more accurately than when the longitudinal acceleration is obtained by estimation.
[0028]
In the invention according to claim 4 , in the wheel slip convergence determination means, at least the wheel speed depends on whether the deviation between the target wheel speed set from the estimated vehicle body speed and the wheel speed of each wheel is within the set value. The convergence state of the slip is determined.
[0029]
In the invention according to claim 5 , in the wheel slip convergence determination means, whether or not the deviation between at least the target wheel speed set from the vehicle body speed estimated value and the average value of the wheel speed of each wheel is within the set value. Thus, the convergence state of the wheel slip is determined.
[0030]
In the invention according to claim 6 , in the vehicle body speed estimation means, when the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimation means is greater than or equal to a set value, the true vehicle body is obtained by adjusting the road surface gradient from the longitudinal acceleration detection value. The speed change amount is calculated, and the vehicle body speed is estimated according to the true vehicle speed change amount.
[0031]
In the invention according to claim 7 , in the vehicle body speed estimation means, when the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimation means is greater than or equal to a set value, the time during which this state continues is counted, and according to the count Thus, the longitudinal acceleration is corrected by adding or subtracting the offset amount to the longitudinal acceleration detection value, and the vehicle body speed is estimated according to the corrected longitudinal acceleration.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
First, the configuration will be described.
[0034]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a reference invention, in which a is a longitudinal acceleration detection means, b is a vehicle body speed estimation means, c is a driving force control means, and g is a road surface gradient estimation means. 2 is a conceptual diagram showing the invention according to claim 1, wherein a is a longitudinal acceleration detecting means, b is a vehicle speed estimating means, c is a driving force control means, d is a wheel slip convergence judging means, and f is a select. Wheel speed change amount calculating means, g is road surface gradient estimating means.
[0035]
(Embodiment 1)
There will be described first implementation.
[0036]
FIG. 3 is an overall system diagram including a drive system to which the drive force control apparatus for a four-wheel drive vehicle in the first embodiment is applied. The vehicle to which the driving force control device of the first embodiment is applied is a four-wheel drive vehicle based on a rear wheel drive, and its drive system includes an engine 1, a front final drive 2, a rear final drive 3, a transfer 4, and left and right front wheels. 10, 20 and left and right rear wheels 30, 40 are provided, and the engine driving force that has passed through the transmission is directly transmitted to the rear wheels 30, 40, and is transmitted to the front wheels 10, 20 via the transfer 4. Is done.
[0037]
A driving force distribution control device that optimally controls the driving force distribution of the front and rear wheels while achieving both driving performance and steering performance is applied to the left and right front wheels 10 and 20 by a hydraulic actuator 6 that controls the hydraulic pressure of the wet multi-plate clutch 5. By transmitting the driving force, control from the two-wheel drive state to the four-wheel drive state (rigid four-wheel drive) is performed. Wheel speed sensors 11, 21, 31, 41 for detecting wheel speeds are installed on the left and right front wheels 10, 20 and the left and right rear wheels 30, 40, respectively. This signal is input to the controller 50 that controls the driving state. Further, a longitudinal acceleration sensor 7 (corresponding to longitudinal acceleration detecting means) for detecting the longitudinal acceleration Xg of the vehicle and a lateral acceleration sensor 8 for detecting the lateral acceleration Yg are provided. 50.
[0038]
In addition, the engine output control as the driving force control is performed by the controller 50 giving a target drive torque Tes command to the engine controller 51 that controls the engine output, and the engine output is controlled by controlling the fuel cut and the throttle opening. Is done. The throttle control is performed by the throttle controller 52 in response to a throttle opening command from the engine controller 51. On the other hand, the controller 50 is connected to an AT controller 53 that controls the mission, and receives a gear position signal. An engine drive torque Te is also input from the engine controller 51.
[0039]
Next, the operation will be described.
[0040]
FIG. 4 shows a flowchart of an engine output control program executed by the controller 50. Hereinafter, each step will be described in detail.
[0041]
In step 101, each wheel speed, longitudinal acceleration, lateral acceleration, and various data from each control unit are read. That is, the longitudinal acceleration Xg, the lateral acceleration Yg, each wheel speed Vwi (i = 1 to 4), the engine driving torque Te, and the gear position GR are read.
[0042]
In step 102, the selected wheel speed Vfs is calculated. In this example, the wheel speed Vw of each wheel is filtered according to acceleration / deceleration, etc., and Vwfi (i = 1 to 4) closer to the vehicle body speed is calculated for each wheel, and when braking / not braking For example, the selected wheel speed Vfs closest to the vehicle body speed is calculated from each Vwfi by selecting the smallest wheel speed during acceleration, for example. In particular, in a state where the four wheels are driven to slip and the driving force control is activated, Vfs is calculated so that the wheel with the smaller wheel speed of the front wheels follows within a certain acceleration. Here, the reason why the wheel speed of the front wheel is smaller is that the driving force distributed to the front wheel tends to be smaller than the rear wheel due to the characteristics of the four-wheel drive device in this example. Needless to say, when a four-wheel drive device is used, there is a selection method suitable for the four-wheel drive device.
[0043]
Step 103 calculates the control wheel speed Vwt. In this example, when the gear position GR is 1st and 2nd speed, the average wheel speed of the four wheels is set as the control wheel speed Vwt that is the wheel speed subject to drive control, and the 3rd and 4th speeds above are the average of the front wheels. The control wheel speed is Vwt. Here, the calculation of the control wheel speed Vwt is also in accordance with the characteristics of the four-wheel drive device used as in the case of the select wheel speed Vfs described above. For example, in the four-wheel drive device of this embodiment, the rear wheels are driven and slipped. After that, the driving force is distributed to the front wheels, and the slip of the rear wheels is suppressed. When the gear position is on the high gear side, the balance between the front and rear slips is left to the four-wheel drive device, and if a drive slip occurs on the front wheels with the allocated driving force, the average wheel speed of the front wheels may be controlled. In the case of the low gear side, since the driving torque is large, the four wheels immediately enter the slip state, and the fluctuation in the distribution of driving torque by the four-wheel drive device also increases, so the fluctuation in the average wheel speed of the front wheels also increases, and only the front wheels If the control object is a control object, there is a problem that the mutual control interferes, and the average wheel speed of the four wheels is the control object. In a four-wheel drive device in which the distribution of the four-wheel drive force is constant, the control target wheel speed may be calculated by a weight according to the distribution.
[0044]
In step 104, determination of the convergence of the wheel is performed (corresponding to wheel slip convergence determination means). In this example, when the deviation between the target wheel speed Vwsi calculated by the method described later and the control wheel speed Vwt is within a certain set value (for example, 1 km / h), the wheel speed is considered to have converged. Then, the convergence judgment counter Ksu is counted up. A case where the convergence determination counter Ksu becomes equal to or greater than a certain set value (for example, 150 ms; 15 when the control period is 10 msec) is determined as the wheel speed convergence state.
[0045]
In step 105, the selected wheel speed change amount dVfs is calculated. In this example, the change amount dVfs of the selected wheel speed is calculated according to the following equation as the change amount of the average value of the selected wheel speed Vfs within a certain time (for example, for 40 msec). However, the following equation is calculated every 40 msec.
[0046]
dVfs = Kg * (VF [0] + VF [1] −VF [3] −VF [4])
Here, VF is an average value of the selected wheel speed Vfs, and is calculated according to the following formula every 10 msec. Kg is a unit conversion count.
[0047]
VF = Kg * (Vfs [0] + Vfs [1] + Vfs [2] + Vfs [3]) / 4
Here, the number in [] indicates how many cycles ago the value is.
[0048]
In step 106, a road surface gradient estimated value dS is calculated (corresponding to road surface gradient estimating means). In this example, when the convergence is determined in step 103, the road surface gradient estimated value dS is calculated by the following equation.
[0049]
dS = dVfs-Xg
If the convergence is not judged, dS = 0.
[0050]
In step 107, the slope is judged according to the road surface gradient estimated value dS. In this example, when the road surface gradient estimated value dS is equal to or greater than a certain set value (for example, 0.05 g), it is determined that the road is an uphill road, and the slope determination counter Ksa is counted up. The slope judgment counter Ksa has a maximum value (for example, 50), and is counted down when the road surface gradient estimated value becomes equal to or smaller than the set value.
[0051]
In step 108, the longitudinal acceleration correction amount dVh is calculated according to the slope judgment. In this example, the slope judgment counter Ksa is used, and when Ksa is equal to or larger than a set value (for example, 15), dVh = min ((Ksa−15) * Kr, dVhmax).
And Here, Kr is a tuning constant, for example, 0.01. If it is less than the set value, dVh = 0. Further, dVhmax is the maximum limit value of the correction amount, and is set so that correction that is too large is not performed.
[0052]
In step 109, the vehicle body speed change amount Vid is calculated (corresponding to the vehicle body speed change amount calculating means). In this example, calculation is performed according to the following equation from the longitudinal acceleration sensor value (acceleration side plus), the longitudinal acceleration correction value, and the minimum limit value Vidmin.
[0053]
[When determining acceleration]
Vid = max (Xg + dVh, Vidmin)
Here, Vidmin is a minimum limit value of the vehicle body speed change amount Vid and is set in consideration of acceleration and driving force control being performed. In this example, it is set to 0.05 g, for example. Acceleration is determined by comparing the selected wheel speed Vfs with the previous value of the estimated vehicle speed Vi, and when Vfs ≧ Vi (previous value), it is determined that the vehicle is accelerating.
[0054]
[Deceleration judgment]
It is calculated by the following formula that adds the offset to the longitudinal acceleration sensor value.
[0055]
Vid = Xg-G_offset
In this example, the offset is set to 0.3 g on a general slope on the market so that Vid does not become a positive value when decelerating.
[0056]
In step 110, an estimated vehicle speed Vi is calculated (corresponding to vehicle speed estimation means). In this example, calculation is performed according to the following equation from the previous values of the selected wheel speed Vfs, the vehicle body speed change amount Vid, and the estimated vehicle body speed Vi.
[0057]
[When accelerating]
Vi = min (Vi (previous value) + Vid, Vfs)
[Deceleration]
Vi = max (Vi (previous value) + Vid, 0)
That is, the vehicle body speed change amount Vid is added to the previous value of Vi. However, Vfs is the maximum limit value during acceleration, and 0 is the lower limit value during deceleration. By calculating the estimated vehicle speed in this way, the vehicle speed is such that the four-wheel drive vehicle is in a state where the four wheels are driving slip and the driving force control is operating, and the road surface has a gradient. Even when the estimation is severe, the vehicle speed can be estimated with high accuracy.
[0058]
From the next step, the driving force control using the estimated vehicle body speed will be described.
[0059]
First, the control amount of the four-wheel drive distribution control is calculated. In step 111, the differential force limiting torque TETS controlled by the four-wheel driving force distribution device is calculated. In this example, as shown below, average wheel speeds Vff and Vrr are calculated from the wheel speeds of the respective wheels, and the differential limiting torque TETS is calculated according to the difference between the front and rear rotational speeds ΔVfr.
[0060]
Vff = (Vw1 + Vw2) / 2
Vrr = (Vw3 + Vw4) / 2
△ Vfr = Vrr−Vff
The differential limiting torque TETS is calculated from the front-rear rotational speed difference ΔVfr according to the characteristic map shown in FIG. Note that the electronically controlled driving force distribution control includes other controls that increase the driving force distribution to the front wheels in accordance with an increase in the rotational speed difference between the front and rear wheels, as shown in FIG. 11 attached for reference. This is omitted here.
[0061]
In step 112, a target slip amount Sstar for driving force control is calculated. In this example, the target slip amount is corrected by correcting the reference target slip amount SO (for example, 2.5 km / h) by determining acceleration / deceleration, determining whether the vehicle is traveling straight or turning, determining the road surface μ, and operating / non-operating driving force control. Set the quantity Sstar.
[0062]
In step 113, the target wheel speed Vws is calculated. In this example, the estimated vehicle speed Vi obtained in step 110 and the target slip amount Sstar set in step 112 are calculated by the following equation.
[0063]
Vws = Vi + Sstar
In step 114, the target drive torque Tes is calculated. In this example, first, the deviation between the target wheel speed Vws obtained in step 113 and the control wheel speed Vwt obtained in step 103 is calculated by the following equation.
[0064]
ε = Vws−Vwt
Further, a target drive torque Tes that is a command value for F / B control (here, PID control) is calculated according to the deviation ε by the following equation.
[0065]
[When driving force control is not activated]
Tes = Te
[When driving force control is activated]
Tes = Kp * ε + Kd * dε / dt + Ki * ∫εdt
Here, Kp, Kd, and Ki are F / B gains, which are changed by gears or the like. For example, according to the gear position, the gain is increased as the gear is lower, and the gain is decreased as the gear is higher. Also, as ε increases in response to wheel speed deviation ε, the gain may be increased (non-linear control) to improve response, or on the convergence side of slip, the gain may be decreased to prevent slipping. good.
[0066]
In step 115, each drive signal is output. That is, a voltage command value corresponding to the target differential limit torque TETS is output to the driving force distribution control device. Further, the target drive torque Tes is output to the engine controller 51.
[0067]
In the present embodiment, the engine controller 51 receives the target torque Tes from the controller 50 for driving force control, and controls the fuel cut and the throttle opening in accordance with the target value, thereby outputting an engine output command. Control. The throttle control is performed by the throttle controller 52 in response to a throttle opening command from the engine controller 51.
[0068]
FIG. 10 is a time series graph (time chart) showing an operation when this control is performed.
[0069]
That is, as in the case of FIG. 7, the estimated vehicle speed is estimated to be smaller than the actual vehicle speed during start acceleration on a steep downhill. The correction of the longitudinal acceleration is started by the determination and the subsequent slope determination, and the estimated vehicle body speed Vi is corrected to a larger value, so that the acceleration can be returned. Thereby, the acceleration failure is eliminated and the acceleration performance is improved.
[0071]
In the first embodiment, an example of application to an electronically controlled torque split type four-wheel drive vehicle that variably controls the drive force distribution ratio of the front and rear wheels according to the differential amount of the front and rear wheels as a four-wheel drive vehicle has been shown. The present invention is applied to various types of four-wheel drive vehicles such as a four-wheel drive vehicle, a four-wheel drive vehicle using a viscous coupling, and a four-wheel drive vehicle using an orifice coupling depending on a fixed driving force distribution ratio. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an invention according to claim 1;
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an invention according to claim 2;
FIG. 3 is an overall system diagram to which the driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to the first embodiment is applied;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a driving force control process according to the first embodiment.
FIG. 5 is a time chart showing an estimated vehicle speed on an extremely low μ road.
FIG. 6 is a time chart showing an estimated vehicle speed on a flat road.
FIG. 7 is a time chart showing an estimated vehicle speed on a downhill.
FIG. 8 is a time chart showing an estimated vehicle body speed when some of the wheels are temporarily not slipped.
FIG. 9 is a characteristic map showing the relationship between differential limiting torque TETS and front-rear rotational speed difference ΔVfr in the first embodiment.
FIG. 10 is a time chart showing the operation when the control of Embodiment 1 is performed on a downhill.
FIG. 11 is a characteristic map showing a relationship between a front-rear rotational speed difference and a torque distribution amount to the front wheels, which is a control example as a reference for driving force distribution control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Front final drive 3 Rear final drive 4 Transfer 5 Wet multi-plate clutch 6 Hydraulic actuator 7 Longitudinal acceleration sensor 8 Lateral acceleration sensor 11, 21, 31, 41 Wheel speed sensor 50 Control unit 51 Engine control unit 52 Throttle control unit 53 A / T control unit

Claims (7)

四輪駆動車の車輪の駆動スリップを制御する駆動力制御装置において、
車両に発生する前後加速度を推定又は検知する前後加速度検出手段と、
各車輪のスリップ状態が収束状態にあると判断する車輪スリップ収束状態判断手段と、
前記車輪スリップ収束判断手段の判断に応じて各車輪速のうち最も車体速度に近いセレクト車輪速の変化量を算出するセレクト車輪速変化量算出手段と、
前記セレクト車輪速変化量算出手段が算出するセレクト車輪速変化量と前記前後加速度検出手段が検出した前後加速度の差により路面の勾配を推定する路面勾配推定手段と、
前記路面勾配推定手段の推定した路面勾配を考慮して、前記前後加速度検出手段の検出した前後加速度を補正し、その補正値より車体速度を推定する車体速推定手段と、
前記車体速推定手段による推定車体速を用いた駆動スリップ判定に基づき各輪から路面に伝達される駆動力を制御する駆動力制御手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
In the driving force control device that controls the driving slip of the wheels of the four-wheel drive vehicle,
Longitudinal acceleration detection means for estimating or detecting longitudinal acceleration generated in the vehicle;
Wheel slip convergence state determination means for determining that the slip state of each wheel is in a convergence state;
Select wheel speed change amount calculating means for calculating the change amount of the selected wheel speed closest to the vehicle body speed among the wheel speeds according to the determination of the wheel slip convergence determining means;
A road gradient estimating means for estimating a gradient of a road surface due to the difference of the select wheel speed change calculation means longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detecting means and the select wheel speed change amount to be calculated,
Car body speed estimating means for correcting the longitudinal acceleration detected by the longitudinal acceleration detecting means in consideration of the road slope estimated by the road slope estimating means, and estimating the vehicle speed from the correction value;
Driving force control means for controlling the driving force transmitted from each wheel to the road surface based on the driving slip determination using the estimated vehicle speed by the vehicle speed estimating means;
A driving force control device for a four-wheel drive vehicle.
請求項1に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段を、エンジンへの燃料カットによるエンジン出力制御、スロットル開度調整によるエンジン出力制御、ブレーキによる制動力制御の少なくとも1つを用いて駆動力を制御する手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
The driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to claim 1 ,
The drive force control means is a means for controlling the drive force using at least one of engine output control by fuel cut to the engine, engine output control by throttle opening adjustment, and braking force control by brake. A driving force control device for a four-wheel drive vehicle.
請求項1又は2に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記前後加速度検出手段を、車体に作用する前後加速度を直接検出する前後加速度計を用いる手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
In the driving force control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1 or 2 ,
4. A driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle, wherein the longitudinal acceleration detecting means is a means using a longitudinal accelerometer that directly detects longitudinal acceleration acting on a vehicle body.
請求項1ないし3の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記車輪スリップ収束判断手段を、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態を判断する手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
The driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 to 3 ,
The wheel slip convergence determination means is a means for determining the convergence state of the wheel slip based on whether or not the deviation between the target wheel speed set from at least the estimated vehicle speed and the wheel speed of each wheel is within the set value. A driving force control device for a four-wheel drive vehicle.
請求項1ないし3の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記車輪スリップ収束判断手段を、少なくとも車体速度推定値より設定した目標車輪速と各輪の車輪速の平均値との偏差が設定値以内に収まっているか否かにより車輪スリップの収束状態を判断する手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
The driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 to 3 ,
The wheel slip convergence determining means determines whether or not the wheel slip has converged based on whether or not a deviation between a target wheel speed set from at least a vehicle body speed estimated value and an average value of wheel speeds of each wheel is within a set value. A driving force control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that it is a means.
請求項1ないし5の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記車体速推定手段を、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、前後加速度検出値より路面勾配を加減することにより真の車体速変化量を算出し、該真の車体速変化量に応じて車体速を推定する手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
The driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 to 5 ,
When the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimating unit is greater than or equal to a set value, the vehicle body speed estimating unit calculates a true vehicle speed change amount by adding or subtracting the road surface gradient from the longitudinal acceleration detection value. A driving force control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that the vehicle speed is estimated in accordance with the amount of change in vehicle speed.
請求項1ないし5の何れか1項に記載の四輪駆動車の駆動力制御装置において、
前記車体速推定手段を、路面勾配推定手段により推定された路面勾配が設定値以上の場合に、この状態が継続される時間をカウントし、そのカウントに応じてオフセット量を前後加速度検出値に加減することにより前後加速度を補正し、この補正後の前後加速度に応じて車体速を推定する手段としたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置。
The driving force control apparatus for a four-wheel drive vehicle according to any one of claims 1 to 5 ,
When the road surface gradient estimated by the road surface gradient estimating unit is greater than or equal to a set value, the vehicle body speed estimating unit counts the time for which this state continues, and the offset amount is added to or subtracted from the longitudinal acceleration detection value according to the count. A driving force control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that the longitudinal acceleration is corrected by this, and the vehicle body speed is estimated according to the corrected longitudinal acceleration.
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