JP3745798B2 - Torque distribution control device for four-wheel drive vehicles - Google Patents

Torque distribution control device for four-wheel drive vehicles Download PDF

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、四輪駆動車において、前後輪のトルク分配を制御する四輪駆動車のトルク配分制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車で、前後輪のトルク配分を制御する方式としては、油圧多板クラッチの油圧を制御することにより、直結四輪駆動状態から前輪駆動（ＦＦ）状態、あるいは後輪駆動（ＦＲ）状態まで変化させることが可能なトルクスプリット方式がある。走破性的にはタイヤの接地加重に応じたトルク配分が得られる直結四輪駆動が理想的であるが、前後輪の回転差が発生する状況ではトルクロスが発生し、燃費悪化などの悪影響がある。したがって、このようなトルクスプリット方式では、高い走破性を必要とする場合は、動力特性の最も良い直結四輪駆動側にし、定常走行時など駆動力が比較的小さくて済む場合は、トルクロスによる燃費悪化を防止するよう、ＦＦ側またはＦＲ側にしている。
【０００３】
本方式の制御としては、自動車技術Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．３の「四輪駆動車の駆動力配分制御技術」にあるように、通常走行時はギヤポジション，車速，スロットルにより駆動力を予測し、予め準備しておいたマップを用いて伝達トルクを決めている。また、従来技術では、不慮の故障、例えば、車速センサが故障して、車速センサによる検出値等を用いて伝達トルクを求めることができなくなった場合には、多少燃費が悪化しても高い走破性が得られるよう、直結四輪駆動状態にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ギヤポジション、車速、スロットルによる駆動力予測だけで、道路勾配変化による駆動力変化が考慮されないため、登坂時などで適切な駆動力を車輪に伝えられないという問題点がある。
さらに、従来技術では、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障すると、直ちに直結四輪駆動状態になり、燃費が悪化してしまうという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、登坂時等においても、適切な駆動力を各車輪に伝えることができる四輪駆動車のトルク配分制御装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、トランスファーの伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、走破性と燃費とをある程度両立しうる四輪駆動車のトルク配分制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置は、
エンジン（１）からのトルクをトランスミッション（２）を経由した後、前輪（８）と後輪（９）とのうち、一方の車輪（８）へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪（９）へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー（４）及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
トランスミッション（２）から前記他方の車輪（９）へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、トランスファー（４）を制御するトルク配分制御装置において、
トランスミッション（２）の出力軸、又はトランスミッション（２）と前記一方の方の車輪（８）との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルク（以下、駆動軸トルクとする。）を把握する駆動軸トルク把握手段（１３，１４，１５，２３，４０）と、
走行している場所の勾配を把握する勾配把握手段（１１，２２，５０）と、
前記前輪と前記後輪との回転差を把握する回転差把握手段（１１，２２，２５）と、
前記目標の伝達トルクの演算において基本となり、前記回転差把握手段で求められた前記回転差に応じて定まる基本伝達トルクを求める基本伝達トルク演算手段（２６）と、
前記駆動軸トルクと、該駆動軸トルクに応じて前記基本伝達トルクを補正するための第１補正量との関係を予め定めた第１相関関係を用いて、前記駆動軸トルク把握手段で把握された前記駆動軸トルクに対する前記第１補正量を求める第１補正量演算手段（２７）と、
前記勾配と、該勾配に応じて前記基本伝達トルクを補正するための第２補正量との関係を予め定めた第２相関関係を用いて、前記勾配把握手段で把握された前記勾配に対する前記第２補正量を求める第２補正量演算手段（２８）と、
前記第１補正量と前記第２補正量とを用いて、前記基本伝達トルクを補正し、補正された該基本伝達トルクを前記目標の伝達トルクとする目標伝達トルク演算手段（２９）と、
前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが、前記目標伝達トルク演算手段で求めた前記目標の伝達トルクになるよう、該トランスファー（４）を操作するトランスファー操作手段（５）と、
を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、以上のトルク配分制御装置において、
前記第１相関関係は、前記駆動軸トルクが予め定められた値より大きい場合、該駆動軸トルクの増大に伴って、前記第１補正量も大きくなる関係であることが好ましい。また、前記第２相関関係は、前記勾配が予め定められた値より大きい場合、該勾配が大きくなるのに伴って、前記第２補正量も大きくなる関係であることが好ましい。また、前記基本伝達トルク演算手段（２６）は、予め定められた伝達トルクから、前記回転差に定数を掛けたものを減算して、前記基本伝達トルクを求めるものであってもよい。
【０００８】
さらに、以上のトルク配分制御装置において、前記駆動軸トルク把握手段は、前記トランスミッション（２）の出力軸、又は該トランスミッション（２）と前記一方の車輪（８）との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルクを検出するトルクセンサであってもよい。
【０００９】
また、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、
前記トランスミッション（２）の現状の入力トルクと出力トルクとの比であるトルク比（ｔ×ｒ）を把握するトルク比把握手段（４１，４２，２３，４７）と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段（４６）と、
前記エンジン出力トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクに、前記トルク比把握手段で把握されたトランスミッション（２）の前記トルク比（ｔ×ｒ）を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段（４９ａ）と、
を有しているものであってもよい。
【００１０】
また、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッション（２）が、エンジン（１）に接続されるトルクコンバータ（２ａ）と、トルクコンバータ（２ａ）に接続される有段式変速機構（２ｂ）とを有している場合、
エンジン（１）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
トルクコンバータ（２ａ）の出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段（１５）と、
有段式変速機構（２ｂ）の現状の変速比（ｒ）を把握する変速比把握手段（２３）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）のトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段（４１，４２）と、
前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段（２３）で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有しているものであってもよい。
【００１１】
なお、トルクコンバータ（２ａ）のトルク比を求める際に用いる、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルク比との予め定めた相関関係には、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数との比であるスリップ比ｅとトルク比ｔとの関係等、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルク比との関係を間接的に表す関係も含まれる。また、トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクを求める際に用いる、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係には、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数との比であるスリップ比ｅとトルクコンバータの容量係数λとの関係（ｅ−λ特性関係）、この関係から定まる容量係数λにエンジン回転数の自乗Ｎｅ2を掛けるという関係等、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルクコンバータの入力軸トルクとの相関関係を間接的に表す関係も含まれる。
【００１２】
さらに、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッション（２）が、エンジン（１）に接続されるトルクコンバータ（２ａ）と、このトルクコンバータ（２ａ）に接続される有段式変速機構（２ｂ）とを有している場合、
前記エンジン（１）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
前記エンジン（１）に入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、
前記トルクコンバータ（２ａ）の出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段（１５）と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段（２３）と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段（４６）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）と、
前記エンジン出力軸トルク演算手段（４６）で求められた前記エンジン出力軸トルクと、前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクとのうち、いずれか一方のトルクを前記トランスミッション（２）の入力軸トルクとする入力軸トルク選択手段（４８）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）のトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段（４１，４２）と、
前記入力軸トルク選択手段（４８）による選択の結果得られた前記トランスミッション入力軸トルクに、前記トルク比演算手段（４１，４２）で求められた前記トルク比（ｔ）、及び前記変速比把握手段（２３）で把握された前記変速比（ｒ）を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段（４９ａ）と、
を有しているものであってもよい。
【００１３】
また、以上のトルク配分制御装置において、前記勾配把握手段は、
車両の速度を検出する車速検出手段（１１）と、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段（１１，２２）と、
前記車速検出手段（１１）で検出された前記速度を用いて車両の平地走行抵抗トルクを求め、前記加速度検出手段（１１，２２）で検出された前記加速度を用いて車両の加速抵抗トルクを求め、前記駆動軸トルク把握手段で求められた前記駆動軸トルクから、該平地走行抵抗トルクと該加速抵抗トルクを減算して、勾配抵抗トルクを求め、該勾配抵抗トルクを用いて前記勾配を求める勾配演算手段（５０）と、
を有しているものであってもよい。
【００１４】
また、前記勾配把握手段は、
車両のピンチ角速度を検出するジャイロセンサと、
前記ジャイロセンサにより検出された前記ピンチ角速度を積分して前記勾配を求める積分器と、
を有しているものであってもよい。
【００１５】
さらに、前記勾配把握手段は、
現状の運転位置を把握する位置把握手段を有し、該位置把握手段で把握された運転位置と予め記憶されている道路情報とに基づいて、運転者に現在の運転位置を示すナビゲーション手段と、
前記ナビゲーション手段が示す現在の運転位置における前記道路情報に元づいて、前記勾配を求める勾配算出手段と、
を有しているものであってもよい。
【００１６】
また、以上のトルク配分制御装置において、前記回転差把握手段は、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段（１１，２２）と、
前記加速度検出手段（１１，２２）で検出された前記加速度と前記勾配把握手段（５０）で把握された前記勾配と車両重量とから、前記前輪にかかる前輪荷重及び前記後輪にかかる後輪荷重をそれぞれ求め、予め記憶してある車輪の弾性係数を用いて、該前輪に該前輪荷重がかかったときの該前輪の動半径、及び該後輪に該後輪荷重がかかったときの該後輪の動半径をそれぞれ求め、該前輪の動半径と該後輪の動半径との差を用いて前記回転差を求める回転差演算手段（２５）と、
を有しているものであってもよい。
【００１７】
また、以上のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段（１３，１４，１５，２３，４０）と前記勾配把握手段（１１，２２，５０）と前記回転把握手段（１１，２２，２５）とのうち、いずれかが故障した場合、該故障内容を把握する故障判断手段（２１）と、
前記故障内容に応じて、前記目標の伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段（３０）と、
を備え、
前記トランスファー操作手段（５）は、前記故障時目標伝達トルク演算手段（３０）が前記目標の伝達トルクを求めると、前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが該目標の伝達トルクになるよう、該トランスファー（４）を操作することを特徴とするものであってもよい。
【００１８】
また、前記第２の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置は、エンジン（１）からのトルクをトランスミッション（２）を経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー（４）及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッション（２）から前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファー（４）を制御するトルク配分制御装置において、
前記目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段（１１，１２，１３，１４，１５）と、
複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを算出する正常時目標伝達トルク算出手段（２２，２３，２５〜２９，４０，５０，３２）と、
複数の前記検出手段が故障したが否かをそれぞれ判断する故障判断手段（２１）と、
前記故障判断手段により、複数の前記検出手段のうち、予め定められた検出手段（１１，１３）を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、該予め定められた検出手段（１１，１３）で検出される検出値（Ｖ，Ｔｖｏ）と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段（１１，１３）で検出された検出値（Ｖ，Ｔｖｏ）に応じた前記目標の伝達トルクを求め、前記故障判断手段により、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段（１１，１３）を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値（Ｖ，Ｔｖｏ）に応じた、前記目標伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段（３０，３２）と、
前記正常時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値とし、前記故障時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値として、前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが該目標値になるよう該トランスファー（４）を操作するトランスファー操作手段（５）と、
を備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
前記第２の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検出手段（１１，１２，１３，１４，１５）は、前記エンジン（１）に入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、車両の速度を検出する車速検出手段（１１）とを含み、
前記予め定められた検出手段は、前記吸入空気量検出手段（１３）と前記車速検出手段（１１）であり、
前記検出値−目標値関係は、前記車速検出手段（１１）で検出される前記車速と、前記吸入空気量検出手段（１３）で検出される前記空気の量又は前記空気相当物理量と、前記目標の伝達トルクとの関係を定めているものであってもよい。
【００２０】
なお、以上において、（ ）内の数字は、以下で説明する実施例の対応部位の番号である。
【００２１】
【作用】
前記第１の目的を達成するための制御装置では、前後輪の回転差、駆動軸トルク、道路勾配に応じて、前輪と後輪とのトルク配分比が定まる。具体的には、駆動力が必要で駆動軸トルクが大きい場合、道路勾配が大きい場合、又は前後輪の回転差が小さい場合は、トランスファーの伝達トルクが大きくなり、直結四輪駆動状態に近くなって、例えば、登坂時において、各車輪に適切な駆動力を伝えることができる。また、駆動力が不要で駆動軸トルクが小さい場合、道路勾配が小さい場合は、又は前後輪の回転差が大きい場合は、トランスファーの伝達トルクが小さくなり、ＦＦ側またはＦＲ側に近くなって、トルクロスを小さく抑えることができる。
【００２２】
とろこで、シャフトにかかるトルクを直接検出するトルクセンサは、非常に高価なものである。そこで、エンジン回転数検出手段等の検出値に基づいて、駆動軸トルクを演算で求めるものでは、装置の製造コストを大幅に低減することができる。
【００２３】
また、前記第２の目的を達成するための制御装置では、目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段のうち、予め定められた検出手段を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、故障時目標伝達トルク演算手段において、該予め定められた検出手段で検出される検出値と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段で検出された検出値に応じた前記目標の伝達トルクが求められる。また、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値に応じた、前記目標伝達トルクが求められる。複数の検知手段のすべてが故障していなければ、正常時目標伝達トルク演算部において、複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを求める。
【００２４】
このように、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態になることはなく、故障していないセンサから得られた情報で、走破性と燃費とをある程度両立しうる目標伝達トルクを求めている。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る四輪駆動車の一実施例について、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施例の四輪駆動車は、エンジン１と、エンジン１の出力軸に接続されているオートマティックトランスミッション（以下、ＡＴとする。）２と、一対の前輪８，８と、一対の前輪８，８相互を連結する前輪側駆動軸８ａと、一対の後輪９，９と、一対の後輪９，９相互を連結する後輪側駆動軸９ａと、ＡＴ２の出力軸に直結されている前輪側プロペラシャフト６ａと、前輪側プロペラシャフト６ａと前輪側駆動軸８ａとを連結する前輪側デファレンシャルギヤ６と、前輪側プロペラシャフト６ａからの伝達トルクを任意に変えることができ油圧多板クラッチで構成されているトランスファー４と、トランスファー４の出力軸に接続されている後輪側プロペラシャフト７ａと、後輪側プロペラシャフト７ａと後輪側駆動軸９ａとを連結する後輪側デファレンシャルギヤ７と、トランスファー４を操作する油圧制御バルブ５と、各種センサ１１，…，１５と、各種制御を実行するコントローラ２０とを備えている。
【００２７】
エンジン１に空気を送り込む吸気管には、スロットルバルブ１ａが設けられている。このスロットルバルブ１ａには、スロットルバルブ１ａの弁開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１２が設けられている。エンジン１のクランクシャフトには、エンジン出力軸の回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１４が設けられている。ＡＴ４は、エンジン１の出力軸に直結されているトルクコンバータ２ａと、トルクコンバータ２ａの出力軸に直結されている有段式変速用ギヤ列２ｂとを有している。トルクコンバータ２ａは、エンジン１の出力軸に直結されているポンプと、有段式変速ギヤ列２ｂの入力軸に直結されているタービンと、ポンプとタービンとの間にオイルを介して設けられているステータとを有している。このトルクコンバータ２ａのタービンに、タービンの回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５が設けられている。運転者が操作するアクセルペダル３には、その操作量Ａを検出するアクセルペダルセンサ１２が設けられている。また、前輪駆動軸８ａには、車速Ｖを検出する車速センサ１１が設けられている。なお、この車速センサ１１は、実際には、前輪駆動軸８ａの回転数を検出している。
【００２８】
コントローラ２０は、マイクロコンピュータを有して構成されており、ＡＴ４の制御と、トランスファー４を操作する油圧制御バルブ５の制御とを行っている。コントローラ２０は、各センサ１１，…，１５が故障したか否かを判断する故障判断部２１と、車速センサ１１で検出された車速Ｖを時間微分して車両の前後方向の加速度αを求める加速度演算部２２と、予め記憶されているギヤポジションマップを用いて、車速センサ１１で検出された車速Ｖとアクセルペダルセンサ１２で検出されたアクセルペダル操作量Ａとに応じたギヤポジションＧｐを求めるギヤポジション設定部２３と、前輪側駆動軸８ａのトルクＴｄを求める出力軸トルク演算部４０と、走行している場所の勾配θを求める勾配演算部５０と、前輪８と後輪９との回転差Δωを求める回転差演算部２５と、回転差演算部２５で求められた回転差Δωに応じて基本伝達トルクＴｃｏを求める基本伝達トルク演算部２６と、出力軸トルク演算部４０で求められた駆動軸トルクＴｄに応じた基本伝達トルクＴｃｏの第１補正量ΔＴｃを求める第１補正量演算部２８と、勾配演算部５０で求められた勾配θに応じた基本伝達トルクＴｃｏの第２補正量ΔＴｃωを求める第２補正量演算部２７と、第１補正量ΔＴｃ及び第２補正量ΔＴｃωを用いて基本伝達トルクＴｃｏを補正して目標伝達トルクＴｃを求める正常時伝達トルク演算部２９と、故障判断部２１でいずれかのセンサが故障していると判断されると、その故障時における目標伝達トルクＴｃを求める故障時伝達トルク演算部３０と、いずれかの伝達トルク演算部２９，３０で求められた目標伝達トルクＴｃを油圧制御バルブ５の操作量Ｐｃに換算する操作量換算部３２とを有している。
【００２９】
なお、以上は、コントローラ２０のソフトウェアー的構成であり、ハードウェアー的には、各種演算を実行するＣＰＵと、各種マップや各種データやＣＰＵが演算するためのプログラム等が記憶されているＲＯＭと、一時的に各種データ等を記憶しておくＲＡＭと、各センサからのアナログ信号をＣＰＵの演算に適したディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等を有して構成されている。
【００３０】
以上において、車両の加速度を得るために、車速センサ１１で検出された車速Ｖを時間微分して加速度αを求める加速度演算部２２を設けたが、この換わりに、加速度センサを設けてもよい。また、加速度演算部２２と加速度センサとの両方を設けて、車速センサ１１と加速度センサとのうち、一方のセンサが故障した場合、他方のセンサをバックアップセンサとして用いるようにしてもよい。また、車速センサ１１が故障した場合には、タービン回転数ＮｔとＡＴ４の変速比ｒとを用いて車速を求めるようにしてもよい。また、タービンセンサ１５が故障した場合には、車速ＶとＡＴ４の変速比ｒとを用いてタービン回転数Ｎｔを求めるようにしてもよい。
【００３１】
ここで、駆動軸トルク演算部４０による前輪側駆動軸トルクＴｄの求め方について、図２を用いて説明する。
まず、除算器４１で、タービンセンサ１５で検出されたタービン回転数Ｎｔをクランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅで割り、トルクコンバ−タのスリップ比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を求める。トルク比算出部４２では、図４に示すように、搭載されているトルクコンバータ２ａのスリップ比ｅとトルク比ｔとの関係を示しているマップを用いて、先に求められたスリップ比ｅに対応するトルク比ｔを求める。また、容量係数演算部４３では、図４に示すように、搭載されているトルクコンバータ２ａのスリップ比ｅと容量係数λとの関係を示しているマップを用いて、先に求められたスリップ比ｅに対応する容量係数λ（＝Ｔｐ／Ｎｅ2）を求める。乗算器４４では、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅを自乗する。乗算器４５では、容量係数演算部４３で求められた容量係数λに、乗算器４４で求められたＮｅ2を掛けて、ポンプトルクＴｐ（＝λ・Ｎｅ2）を求める。
【００３２】
以上のポンプトルクＴｐの演算と並行して、エンジントルク演算部４６では、図５に示すように、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いて、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅとスロットルセンサ１３で検出されたスロットル開度Ｔｖｏとに対応したエンジン出力軸トルクＴｅを求める。なお、ここでは、エンジン出力軸トルクＴｅを求めるために、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いたが、このマップにおけるスロットル開度の換わりに、この値と相関関係のある、吸気管からエンジン１に供給される吸気量、又はエンジン１への燃料噴射量を用いていもよい。この場合、スロットルセンサ１３の換わりに、吸気管からエンジン１に供給される空気量を検知する吸気量センサ等を設けることになることは言うまでもない。
【００３３】
ところで、エンジン１の出力軸とトルクコンバータ２ａのポンプとは、直結されているので、両者にかかるトルクは、現実には同じである。従って、乗算器４５で求められたポンプトルクＴｐと、エンジントルク演算部４６で求められたエンジン出力軸トルクＴｅとは、同じ値になるはずである。しかしながら、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いて、エンジン出力軸トルクＴｅを求めると、このエンジントルクＴｅには、例えば、補機としてエアコンがあり、これを駆動させている場合、このエアコン駆動によるトルク減少が反映されない等の不都合がある。そこで、二つの異なる手法で、エンジン出力軸トルク(又はポンプトルク)を求め、状況に応じて、いずれか一方をＡＴ２の入力トルクＴｉｎとしている。乗算器４５で求められたポンプトルクＴｐと、エンジントルク演算部４６で求められたエンジン出力軸トルクＴｅとうち、いずれをＡＴ２の入力トルクＴｉｎにするかの選択は、入力トルク選択部４８が、タービンセンサ１５で検出されたタービン回転数Ｎｔ、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅ、除算器４１で求められたスリップ比ｅに基づいて、運転状況を判断して行う。
【００３４】
変速比算出部４７では、ギヤポジション設定部２３で設定されたギヤポジションＧｐをマップを用いて変速比ｒに変換する。
入力トルク選択部４８から出力された入力トルクＴｉｎには、乗算機４９ａで、トルク比算出部４２で求められたトルク比ｔ、変速比算出部４７で求められた変速比ｒが掛けられて、前輪側プロペラシャフト６ａのトルクが求められる。このトルクに、乗算器４９ｃで、前輪側デファレンシャルギヤ６のギヤ比ｒｆが掛けられて、前輪側駆動軸８ａのトルクＴｄが求められる。
【００３５】
このように複数のセンサからの出力値から駆動軸トルクＴｄを推定する方法では、例えば、吸気量Ｑａとスロットル開度Ｔｖｏ、タービン回転数Ｎｔと車速Ｖ等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方が故障しても、駆動軸トルクＴｄを求めることができる。
また、駆動軸トルクＴｄを求める他の方法としては、前輪側駆動軸８ａにトルクセンサを配して、このトルクセンサから直接得る方法がある。
【００３６】
次に、勾配演算部５０による勾配の求め方について、図３を用いて説明する。前輪側駆動軸トルクＴｄは、（数１）に示すように、平地走行抵抗トルクＴｒと、加速抵抗トルクＴαと、勾配トルクＴθとの加算値である。
【００３７】
Ｔｄ＝Ｔｒ＋Ｔα＋Ｔθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１）
また、平地走行抵抗トルクＴｒ、加速抵抗トルクＴα、勾配トルクＴθは、それぞれ、（数２）、（数３）、（数４）で表される。
Ｔｒ＝（μｒ・Ｗ＋ｋａ・Ｖ2）・Ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数２）
Ｔα＝（Ｗ＋Ｗｋ）・α・Ｒ／ｇ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３）
Ｔθ＝Ｗ・ｓｉｎθ・Ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数４）
ここで、μｒ：転がり摩擦抵抗係数、Ｗ：実車重、ｋａ：空気抵抗係数、Ｒ：タイヤの動半径、Ｗｋ：回転慣性重量、ｇ：重力加速度、である。
【００３８】
従って、まず、（数２）及び（数３）により、平地走行抵抗トルクＴｒ、加速抵抗トルクＴαを求め、（数５）に示すように、駆動軸トルク演算部４０で求められた前輪側駆動軸トルクＴｄから、これらのトルクＴｒ，Ｔαを減算して勾配トルクＴθを求めて、この勾配トルクＴθを（数４）に代入することにより、勾配ｓｉｎθを求めることができる。
【００３９】
Ｔθ＝Ｔｄ−Ｔｒ−Ｔα ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５）
そこで、本実施例では、実車重推定部５１で、現実の車重、つまり実車重Ｗを推定する。この実車重推定部５１での現実の実車重Ｗの推定は、後述する。続いて、平地走行抵抗トルク演算部５２で、この実車重Ｗと車速センサ１１で検出された車速Ｖとを用いて、（数２）に従って、平地走行抵抗トルクＴｒを求める。さらに、加速抵抗トルク演算部５３で、実車重Ｗと加速度演算部２２で求められた加速度αとを用いて、（数３）に従って、加速抵抗トルクＴαを求める。そして、駆動軸トルク演算部４０で求められた駆動軸トルクＴｄから、減算器５５で平地走行抵抗トルクＴｒを減算し、減算器５６で加速抵抗トルクＴαを減算して、勾配トルクＴθを求める。最終的には、勾配算出部５６で、（数４）に従って、勾配ｓｉｎθを求める。
【００４０】
勾配を推定する他の方法としては、ピンチ角速度を測定可能なセンサ（例えば振動ジャイロセンサ）でピッチ方向の角速度を検出し、その値を積分する方法や、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）などの信号から緯度情報を求め、その時間差分から求める方法、ナビゲーションに用いる地図情報に道路勾配がある場合はそれを直接用いる方法等がある。
【００４１】
次に、実車重推定部５１による実車重Ｗの推定方法について説明する。
上記勾配推定の基本式である（数５）に、（数２）（数３）（数４）を代入すると、（数６）となる。
【００４２】

Figure 0003745798
仮に、時刻ｔ１のときの駆動軸トルクをＴｄ1、勾配をθ1、車速をＶ1、加速度をα1とし、別の時刻ｔ２における駆動軸トルクをＴｄ2、勾配をθ2、車速をＶ2、加速度をα2としたとき、下記条件１が成立ならば、時刻ｔ１の状態を示す（数６）から時刻ｔ２の状態を示す（数６）を差し引いた（数７）から実車重Ｗを推定できる。
【００４３】
Figure 0003745798
以上の計算は所定のタイミングで繰返し実行するようにすれば、条件１は勾配のある道路では容易に成立すると考えられるので、実際の車重Ｗを高い頻度で推定可能である。ただし、条件１が成立しない場合は最も一般的な車重を用いるようにする。また、以上の計算では、勾配を用いて実車重Ｗを求めており、先に説明した勾配演算部５０では、実車重Ｗを用いて勾配を求めているため、これらの計算開始当初では、いずれか一方を先に決める必要がある。そこで、ここでは、計算開始時には、予め定まっている車体のみの重量に、大人二人分の重量を加えたものを仮の実車重として用いるようにしている。そして、その後の実車重の推定を繰り返して行って、実車重の推定値の精度を高めるようにしている。また、当然ではあるが、他の方法、例えば、ジャイロセンサで道路勾配を求める場合には、（数４）により簡単に実車重Ｗが求められる。
【００４４】
次に、回転差演算部２５による回転差Δωの求め方に付いて説明する。
まず、図４にて、回転差Δωの主な原因である前後輪８，９にかかる車重分配を求める方法を説明する。図４は静的状態の車両に働いている力を表した図である。図中において、Ｐ：車両の重心、Ｆ：駆動力、Ｗ：車重、ａ：水平方向における前輪と車両重心との距離、ｓ：前輪と後輪との間隔、ｈ：接地面と車両重心との距離、を表している。まず、静的接地荷重分配を考えると、前輪８に加わる静的荷重Ｗｆと後輪９に加わる静的荷重Ｗｒは、それぞれ、（数８）（数９）で表せる。
【００４５】
Ｗｆ＝（１−ａ／ｓ）・Ｗ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数８）
Ｗｒ＝（ａ／ｓ）・Ｗ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数９）
次に、加減速時の動的接地荷重分配を考えると、加減速時には加速度に応じた荷重の移動が生じる。したがって、加速時の前後輪８，９の荷重Ｗｆ’，Ｗｒ’は、加速時の移動荷重を正とすると（数１０）（数１１）で表せる。
Ｗｆ’＝Ｗｆ−ΔＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１０）
Ｗｒ’＝Ｗｒ＋ΔＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１１）
ここで、（数１０）及び（数１１）におけるΔＷは、（数１２）で表せる。
【００４６】
ΔＷ＝Ｆ・（ｈ／ｓ）＝Ｗ・（α／ｇ）・（ｈ／ｓ） ・・・・（数１２）
次に、道路勾配に伴う接地荷重分配を考える。勾配をθ゜（登り勾配を正とする）とした時の荷重移動分ΔＷθは、（数１３）で表される。
ΔＷθ＝Ｗ・ｓｉｎθ・（ｈ／ｓ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１３）
したがって、登坂時の静的荷重配分は、（数１４）（数１５）で表せる。
【００４７】
Ｗｆθ＝Ｗｆ−ΔＷθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１４）
Ｗｒθ＝Ｗｒ＋ΔＷθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１５）
以上より、動的荷重移動と勾配荷重移動を考慮した前後輪８，９の荷重配分は、（数１６）（数１７）となる。
ΣＷｆ＝Ｗｆ−ΔＷ−ΔＷθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１６）
ΣＷｒ＝Ｗｒ＋ΔＷ＋ΔＷθ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１７）
ここで、ΔＷは、加速度演算部２２で求めた加速度αを（数１２）に代入することで求めることができ、ΔＷθは、勾配演算部５０で求めたｓｉｎθを（数１３）に代入することで求めることができるので、動的荷重移動と勾配荷重移動を考慮した荷重配分を（数１６）（数１７）で求めることができる。
【００４８】
次に、以上で求めた車重分配から、前後輪の回転差Δωを求める方法について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、静止時におけるタイヤに加わる荷重とタイヤの半径方向のたわみ量との関係を表している。荷重がほとんどない領域ではやや歪んだ特性を示しているが、普通に車重がかかった状態では車重にほぼ比例してたわみが発生している。たわみ量は、そのままタイヤ半径の縮みとなる。したがって、タイヤ半径と荷重との関係は、荷重なし時の半径をＲｔ0とすれば（数１８）で表せる。なお、（数１８）において、ｋｔ1は比例常数である。
【００４９】
Ｒｔ＝Ｒｔ0−ｋｔ1・Ｗ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１８）
ここで、タイヤが回転している場合は遠心力により見かけの荷重が小さくなることを考慮すると、タイヤ半径のひずみは、（数１８）から（数１９）に書き替えることができる。
【００５０】
Ｒｔ＝Ｒｔ0−ｋｔ1・（Ｗ−ｋｔ2・Ｖ2） ・・・・・・・・・・・・・（数１９）
図８は、車速とタイヤの動半径の関係を示したものである。ここでのタイヤの動半径は、タイヤの種類や特性によって変わり、タイヤ半径Ｒｔの上限と考えることができる。そこで、（数１９）と図８により、前後輪のタイヤ半径Ｒｔｆ，Ｒｔｒを求め、（数２０）に示すように、車速Ｖを前後輪のタイヤ半径差（Ｒｔｆ−Ｒｔｒ）で割れば回転差Δωが求められる。
【００５１】
Δω＝Ｖ／（Ｒｔｆ−Ｒｔｒ） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数２０）
回転差を求める他の方法としては、前輪８と後輪９とにそれぞれ車速センサ（磁気ピックアップを用いた回転パルス計等）を取り付け、両車速センサからの出力値の差から求めるようにしてもよい。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャートに従って、本実施例のコントローラ２０の動作について説明する。
まず、ステップ１で、各センサからの信号が入力する。ステップ２では、故障判断部２１が、各センサからの信号のうち、いずれかが信号異常を起こしているか否かを判断する。一つでも異常があれば、ステップ１４に進み、まったく異常がなければ、ステップ３に進む。但し、複数のセンサのうち、前述したように、例えば、吸気量Ｑａを検出する吸気量センサとスロットル開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１３、タービン回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５と車速Ｖを検出する車速センサ１１等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方が故障した場合して、他のセンサが故障していない場合には、以下の処理に関しては、まったくセンサ故障がないものとして実行される。
ステップ３、ステップ４、ステップ５では、それぞれ、駆動軸トルク演算部４０による駆動軸トルクＴｄの演算、勾配演算部５０による勾配θの演算、回転差演算部２５による回転差Δωの演算が実行される。
【００５３】
ステップ６では、基本伝達トルク演算部２６で、基本伝達トルクＴｃｏが求められる。この基本伝達トルクＴｃｏの演算では、予め定められた伝達トルクＴｃｂから、ステップ５で求めた回転差の絶対値│Δω│に定数ｋｃを掛けたもの（ｋｃ・│Δω│）引いて、基本伝達トルクＴｃｏを求めている。従って、ここで求められた基本伝達トルクＴｃｏは、回転差Δωの増大に伴って、小さくなる。
【００５４】
ステップ７では、第１補正量演算部２８において、駆動軸トルクＴｄと第１補正量ΔＴｃとの第１相関関係を示したマップを用いて、ステップ３で求めた駆動軸トルクＴｄに対する第１補正量ΔＴｃが求められる。この第１相関関係は、駆動軸トルクＴｄが予め定められた値より大きい場合、駆動軸トルクＴｄの増大に伴って、第１補正量ΔＴｃもリニアに大きくなる関係である。
ステップ８では、第２補正量演算部２７において、勾配θと第２補正量ΔＴｃθとの第２相関関係を示したマップを用いて、ステップ４で求めた勾配θに対する第２補正量ΔＴｃθが求められる。この第２相関関係は、勾配θが予め定められた値より大きい場合、この勾配θが大きくなるのに伴って、第２補正量ΔＴｃθもリニアに大きくなる関係である。
【００５５】
ステップ９では、正常時伝達トルク演算部２９において、ステップ６で求めた基本伝達トルクＴｃｏに、ステップ７で求めた第１補正量ΔＴｃ、及びステップ８で求めた第２補正量ΔＴｃθを加えて、目標伝達トルクＴｃ（＝Ｔｃｏ＋ΔＴｃ＋ΔＴｃθ）を求める。
ステップ１０では、ステップ９で求めた目標伝達トルクＴｃが予め定めた目標伝達トルクの上限値Ｔｃｘより大きいか否かを判断し、上限値Ｔｃｘより大きい場合には、ステップ１１において、この上限値Ｔｃｘを目標伝達トルクＴｃとする。また、ステップ１２では、ステップ９で求めた目標伝達トルクＴｃが予め定めた目標伝達トルクの下限値Ｔｃｎより小さいか否かを判断し、下限値Ｔｃｎより小さい場合には、ステップ１３において、この下限値Ｔｃｎを目標伝達トルクＴｃとする。なお、以上のステップ１０〜１３の処理も、ステップ９と同様に、正常時伝達トルク演算部２９で実行される。
【００５６】
ステップ２において、各センサからの信号のうち、いずれか一つでも信号異常を起こしていると判断され、ステップ１４に進むと、ここで、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が異常か否かを判断し、これらのセンサ１１，１３が異常である場合には、ステップ１５に進み、これらのセンサ１１，１３が正常である場合には、直ちにステップ１６に進む。なお、ステップ１４の判断も、ステップ２の判断と同様に、故障判断部２１が実行する。また、ステップ１４の判断でも、ステップ２での判断と同様に、吸気量Ｑａを検出する吸気量センサとスロットル開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１３、タービン回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５と車速Ｖを検出する車速センサ１１等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方のみが故障した場合、その一方のセンサは故障していないもとのして扱われる。
【００５７】
ステップ１５では、異常時伝達トルク演算部３０において、ＡＴ２のフェールセーフ条件で定まるスロットル開度Ｔｖｏ及び車速Ｖを定める。
ステップ１６では、異常時伝達トルク演算部３０において、スロットル開度Ｔｖｏと車速Ｖと目標伝達トルクＴｃとの関係を定めたマップを用いて、異常時における目標伝達トルクＴｃを定める。このとき、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が正常であれば、これらのセンサ１１，１３で検出された車速Ｖ及びスロットル開度Ｔｖｏに応じた目標伝達トルクＴｃを求め、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が異常であれば、ステップ１５で定められた車速Ｖ及びスロットル開度Ｔｖｏに応じた目標伝達トルクＴｃを求める。
【００５８】
ステップ１７では、操作量換算部３２において、ステップ９〜１３で求められた正常時の目標伝達トルクＴｃ、又はステップ１６で求められた異常時の伝達トルクＴｃを油圧制御バルブ５の操作量Ｐｃに換算し、この操作量Ｐｃを油圧制御バルブ５に出力して、終了する。
油圧制御バルブ５が操作量分でけ駆動して、油圧多板クラッチで構成されるトランスファー４が動作すると、トランスミッション２からのトルクを目標伝達トルクだけ後輪９，９に伝達する。
【００５９】
以上、本実施例では、前後輪のトルク配分の決定に際して、道路勾配等が考慮されるので、例えば、登坂中においても十分な駆動力を得ることができる。また、本実施例では、非常に高価なトルクセンサを用いずに、複数の各種センサからのデータに基づいて駆動軸トルクを推定しているので、製造コストを抑えることができる。さらに、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態にならず、故障していないセンサから得られるデータ、又は、故障したセンサに対して代替可能なセンサから得られるデータを用いて、駆動力と燃費との双方を両立しうる伝達トルクを求めているので、複数のセンサのうちいずれかが故障した場合でも、極端に燃費が悪化することを防ぐことができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、前後輪のトルク配分の決定に際して、道路勾配等が考慮されるので、例えば、登坂中においても十分な駆動力を得ることができる。
【００６１】
また、他の発明によれば、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態にならず、故障していないセンサから得られるデータを用いて、駆動力と燃費との双方を両立しうる伝達トルクを求めているので、複数のセンサのうちいずれかが故障した場合でも、極端に燃費が悪化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例のトルク配分制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施例の駆動軸トルク演算部の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る一実施例の勾配演算部の機能ブロック図である。
【図４】トルクコンバータの特性を示すグラフである。
【図５】エンジンの出力トルク特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係る一実施例において、前輪と後輪との荷重配分を説明するための説明図である。
【図７】タイヤのたわみ量と荷重との関係を示すグラフである。
【図８】車速とタイヤ動半径との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に係る一実施例のコントローラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、２…オートマティックトランスミッション、２ａ…トルクコンバータ、２ｂ…有段式変速用ギヤ列、３…アクセルペダル、４…トランスファー、５…油圧制御バルブ、６…前輪側デファレンシャルギヤ、６ａ…前輪側プロペラシャフト、７…後輪側デファレンシャルギヤ、７ａ…後輪側プロペラシャフト、８…前輪、８ａ…前輪駆動軸、９…後輪、９ａ…後輪駆動軸、１１…車速センサ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…スロットルセンサ、１４…エンジン回転数センサ、１５…タービンセンサ、２０…コントローラ、２１…故障判断部、２２…加速度演算部、２３…ギヤポジション設定部、２５…回転差演算部、２６…基本伝達トルク演算部、２７…第２補正量演算部、２８…第１補正量演算部、２９…正常時伝達トルク演算部、３０…故障時伝達トルク演算部、３２…操作量換算部、４０…駆動軸トルク演算部、４８…入力トルク選択部、５０…勾配演算部、５１…重量推定部、５２…平地走行抵抗トルク演算部、５３…加速抵抗トルク演算部５３、５６…勾配算出部。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle that controls torque distribution of front and rear wheels in a four-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
In a four-wheel drive vehicle, the torque distribution of the front and rear wheels is controlled by controlling the hydraulic pressure of the hydraulic multi-plate clutch, so that the direct-coupled four-wheel drive state is changed to the front wheel drive (FF) state, or the rear wheel drive (FR). There is a torque split method that can be changed to a state. In terms of running performance, a direct-coupled four-wheel drive that provides torque distribution according to the tire's ground load is ideal. . Therefore, in such a torque split method, when high running performance is required, the direct-coupled four-wheel drive side with the best power characteristics is used. The FF side or FR side is used to prevent deterioration.
[0003]
As control of this system, the automotive technology Vol. 41, no. As described in “4 Driving force distribution control technology for four-wheel drive vehicles”, during normal driving, the driving force is predicted by the gear position, vehicle speed, and throttle, and the transmission torque is determined using a map prepared in advance. ing. Also, in the case of an unexpected failure, for example, when the vehicle speed sensor fails and the transmission torque cannot be obtained using the detection value by the vehicle speed sensor or the like, even if the fuel consumption slightly deteriorates, the high running speed Directly connected four-wheel drive is used so that performance can be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described prior art has a problem in that an appropriate driving force cannot be transmitted to a wheel when climbing a hill because a driving force change due to a road gradient change is not considered only by a driving force prediction based on gear position, vehicle speed, and throttle.
Furthermore, in the prior art, if any one of a plurality of sensors for detecting a value necessary for determining the transmission torque fails, there is a problem that a direct-coupled four-wheel drive state is immediately set and fuel consumption deteriorates.
[0005]
Therefore, a first object of the present invention is to provide a torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle capable of transmitting an appropriate driving force to each wheel even when climbing.
A second object of the present invention is to provide a four-wheel vehicle that can achieve both running performance and fuel efficiency to some extent even if one of a plurality of sensors that detect a value necessary for determining transfer torque of a transfer fails. A torque distribution control device for a driving vehicle is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle for achieving the first object is as follows:
After the torque from the engine (1) passes through the transmission (2), the front wheel (8) and the rear wheel (9) are transmitted to one wheel (8) via various shafts, and the other The wheel (9) is a four-wheel drive vehicle that transmits via a transfer (4) that can arbitrarily change the transmission torque and various shafts.
In the torque distribution control device for controlling the transfer (4) so that the transmission torque transmitted from the transmission (2) to the other wheel (9) becomes a target transmission torque,
Drive for grasping torque (hereinafter referred to as drive shaft torque) applied to either the output shaft of the transmission (2) or the various shafts connected to the transmission (2) and the one wheel (8). Shaft torque grasping means (13, 14, 15, 23, 40);
Gradient grasping means (11, 22, 50) for grasping the gradient of the traveling place,
Rotation difference grasping means (11, 22, 25) for grasping a rotation difference between the front wheel and the rear wheel;
Basic transmission torque calculation means (26) which is basic in the calculation of the target transmission torque and obtains basic transmission torque determined according to the rotation difference obtained by the rotation difference grasping means;
A relationship between the drive shaft torque and a first correction amount for correcting the basic transmission torque according to the drive shaft torque is grasped by the drive shaft torque grasping means using a predetermined first correlation. First correction amount calculating means (27) for obtaining the first correction amount for the drive shaft torque;
Using the second correlation that predetermines the relationship between the gradient and the second correction amount for correcting the basic transmission torque according to the gradient, the first relative to the gradient grasped by the gradient grasping means. Second correction amount calculation means (28) for obtaining two correction amounts;
Target transmission torque calculation means (29) for correcting the basic transmission torque using the first correction amount and the second correction amount, and using the corrected basic transmission torque as the target transmission torque;
Transfer operation means (5) for operating the transfer (4) so that the transmission torque of the transfer (4) becomes the target transmission torque obtained by the target transmission torque calculation means;
It is characterized by having.
[0007]
Here, in the above torque distribution control device,
The first correlation is preferably a relationship in which, when the drive shaft torque is greater than a predetermined value, the first correction amount increases as the drive shaft torque increases. The second correlation is preferably a relationship in which, when the gradient is larger than a predetermined value, the second correction amount increases as the gradient increases. Further, the basic transmission torque calculating means (26) may obtain the basic transmission torque by subtracting a value obtained by multiplying the rotation difference by a constant from a predetermined transmission torque.
[0008]
Furthermore, in the above torque distribution control device, the drive shaft torque grasping means is any of the output shaft of the transmission (2) or the various shafts connecting the transmission (2) and the one wheel (8). It may be a torque sensor that detects the torque applied.
[0009]
The drive shaft torque grasping means is
Engine speed detecting means (14) for detecting the engine speed;
An intake air amount detection means (13) for detecting the amount of air entering the engine or an air equivalent physical amount correlated with the amount of air;
Torque ratio grasping means (41, 42, 23, 47) for grasping a torque ratio (t × r) which is a ratio between the current input torque and the output torque of the transmission (2);
The air amount or the air equivalent detected by the intake air amount detection means using a predetermined correlation between the air amount or the air equivalent physical quantity, the engine speed and the output shaft torque of the engine Engine output shaft torque calculating means (46) for obtaining the engine output shaft torque corresponding to the physical quantity and the engine speed detected by the engine speed detecting means;
Drive for obtaining the drive shaft torque by multiplying the engine output shaft torque obtained by the engine output torque calculating means by the torque ratio (t × r) of the transmission (2) grasped by the torque ratio grasping means. Shaft torque calculation means (49a);
It may have.
[0010]
The drive shaft torque grasping means is
When the transmission (2) has a torque converter (2a) connected to the engine (1) and a stepped transmission mechanism (2b) connected to the torque converter (2a),
Engine speed detecting means (14) for detecting the speed of the engine (1);
Torque converter output shaft rotational speed detection means (15) for detecting the output shaft rotational speed of the torque converter (2a);
Transmission ratio grasping means (23) for grasping the current transmission ratio (r) of the stepped transmission mechanism (2b);
The engine detected by the engine speed detecting means (14) using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed and the input shaft torque of the torque converter (2a). Torque converter input shaft torque calculating means (41, 43, 44, 45) for obtaining the torque converter input shaft torque corresponding to the rotational speed and the torque converter output shaft rotational speed detected by the torque converter output shaft rotational speed detecting means. )When,
The engine speed detected by the engine speed detecting means (14) using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed and the torque ratio of the torque converter (2a). Torque ratio calculating means (41, 42) for obtaining the torque ratio corresponding to the torque converter output shaft rotational speed detected by the torque converter output shaft rotational speed detection means;
To the torque converter input shaft torque obtained by the torque converter input shaft torque calculating means, the torque ratio obtained by the torque ratio calculating means and the speed ratio obtained by the speed ratio grasping means (23). Multiplied by driving shaft torque calculating means for obtaining the driving shaft torque;
It may have.
[0011]
The predetermined correlation between the engine speed, the torque converter output shaft torque speed, and the torque ratio, which is used when determining the torque ratio of the torque converter (2a), includes the engine speed and the torque converter output shaft torque speed. Also included is a relationship that indirectly represents the relationship between the engine speed, the torque converter output shaft torque rotational speed, and the torque ratio, such as the relationship between the slip ratio e and the torque ratio t, which is the ratio to the number. The predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed, and the input shaft torque of the torque converter used when obtaining the input shaft torque of the torque converter (2a) includes the engine speed and the torque. Relationship between slip ratio e, which is a ratio to converter output shaft torque rotational speed, and capacity coefficient λ of the torque converter (e-λ characteristic relation), and capacity coefficient λ determined from this relation to square of engine rotational speed Ne 2 And a relationship indirectly representing a correlation between the engine speed, the torque converter output shaft torque rotational speed, and the input shaft torque of the torque converter.
[0012]
Further, the drive shaft torque grasping means includes
When the transmission (2) has a torque converter (2a) connected to the engine (1) and a stepped transmission mechanism (2b) connected to the torque converter (2a),
Engine speed detecting means (14) for detecting the speed of the engine (1);
An intake air amount detection means (13) for detecting the amount of air entering the engine (1) or an air-equivalent physical quantity correlated with the amount of air;
Torque converter output shaft rotational speed detection means (15) for detecting the output shaft rotational speed of the torque converter (2a);
Transmission ratio grasping means (23) for grasping the current transmission ratio of the stepped transmission mechanism;
The air amount or the air equivalent detected by the intake air amount detection means using a predetermined correlation between the air amount or the air equivalent physical quantity, the engine speed and the output shaft torque of the engine Engine output shaft torque calculation means (46) for obtaining the engine output shaft torque corresponding to the physical quantity and the engine speed detected by the engine speed detection means (14);
The engine detected by the engine speed detecting means (14) using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed and the input shaft torque of the torque converter (2a). Torque converter input shaft torque calculating means (41, 43, 44, 45) for obtaining the torque converter input shaft torque corresponding to the rotational speed and the torque converter output shaft rotational speed detected by the torque converter output shaft rotational speed detecting means. )When,
The engine output shaft torque obtained by the engine output shaft torque calculating means (46) and the torque converter input shaft torque obtained by the torque converter input shaft torque calculating means (41, 43, 44, 45). Among them, input shaft torque selection means (48) which uses any one of the torques as the input shaft torque of the transmission (2),
The engine speed detected by the engine speed detecting means (14) using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft speed and the torque ratio of the torque converter (2a). And torque ratio calculation means (41, 42) for obtaining the torque ratio corresponding to the torque converter output shaft rotational speed detected by the torque converter output shaft rotational speed detection means,
The transmission input shaft torque obtained as a result of the selection by the input shaft torque selecting means (48), the torque ratio (t) obtained by the torque ratio calculating means (41, 42), and the speed ratio grasping means. A drive shaft torque calculating means (49a) for obtaining the drive shaft torque by multiplying the transmission ratio (r) grasped in (23);
It may have.
[0013]
In the above torque distribution control device, the gradient grasping means is
Vehicle speed detection means (11) for detecting the speed of the vehicle;
Acceleration detection means (11, 22) for detecting the longitudinal acceleration of the vehicle;
Using the speed detected by the vehicle speed detecting means (11), the vehicle's flat ground running resistance torque is obtained, and using the acceleration detected by the acceleration detecting means (11, 22), the vehicle's acceleration resistance torque is obtained. The gradient resistance torque is obtained by subtracting the flat running resistance torque and the acceleration resistance torque from the drive shaft torque obtained by the drive shaft torque grasping means, and the gradient is obtained using the gradient resistance torque. Computing means (50);
It may have.
[0014]
The gradient grasping means includes
A gyro sensor for detecting the pinch angular velocity of the vehicle;
An integrator for integrating the pinch angular velocity detected by the gyro sensor to obtain the gradient;
It may have.
[0015]
Further, the gradient grasping means includes
Navigation means for indicating the current driving position to the driver based on the driving position grasped by the position grasping means and the road information stored in advance, having position grasping means for grasping the current driving position;
Gradient calculation means for obtaining the gradient based on the road information at the current driving position indicated by the navigation means;
It may have.
[0016]
In the above torque distribution control device, the rotation difference grasping means is
Acceleration detection means (11, 22) for detecting the longitudinal acceleration of the vehicle;
The front wheel load applied to the front wheel and the rear wheel load applied to the rear wheel based on the acceleration detected by the acceleration detection means (11, 22), the gradient obtained by the gradient grasping means (50), and the vehicle weight. And using the elastic coefficient of the wheel stored in advance, the moving radius of the front wheel when the front wheel load is applied to the front wheel, and the rear when the rear wheel load is applied to the rear wheel A rotation difference calculating means (25) for determining a rotation radius of each wheel, and calculating the rotation difference using a difference between the dynamic radius of the front wheel and the dynamic radius of the rear wheel;
It may have.
[0017]
In the above torque distribution control device,
Any of the drive shaft torque grasping means (13, 14, 15, 23, 40), the gradient grasping means (11, 22, 50), and the rotation grasping means (11, 22, 25) has failed. A failure determination means (21) for grasping the content of the failure;
A failure target transmission torque calculating means (30) for obtaining the target transmission torque according to the failure content;
With
When the failure target transmission torque calculating means (30) obtains the target transmission torque, the transfer operation means (5) is arranged so that the transmission torque of the transfer (4) becomes the target transmission torque. It may be characterized by operating the transfer (4).
[0018]
Further, the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle for achieving the second object is the one of the front wheel and the rear wheel after the torque from the engine (1) passes through the transmission (2). It is a four-wheel drive vehicle that transmits to the wheel via various shafts and transfers to the other wheel via the transfer (4) that can arbitrarily change the transmission torque and various shafts.
In the torque distribution control device for controlling the transfer (4) so that the transmission torque transmitted from the transmission (2) to the other wheel becomes a target transmission torque,
A plurality of detection means (11, 12, 13, 14, 15) for respectively detecting a plurality of values necessary for obtaining the target transmission torque;
A normal target transmission torque calculation means (22, 23, 25-29, 40, 50, 32) for calculating the target transmission torque using a plurality of detection values detected by a plurality of detection means;
Failure determination means (21) for determining whether or not a plurality of the detection means has failed;
When it is determined by the failure determination means that any one of the plurality of detection means excluding the predetermined detection means (11, 13) has failed, the predetermined detection means ( 11, 13) using a predetermined relationship between the detected value (V, Tvo) detected in the above and the target transmission torque (hereinafter referred to as a detected value-target value relationship). The target transmission torque corresponding to the detected values (V, Tvo) detected by the means (11, 13) is obtained, and the predetermined judgment means (11, 11) among the detection means is obtained by the failure judgment means. 13), if any of the detection means is determined to have failed, the detected value detected by the predetermined detection means is determined as a fail-safe condition using the detected value-target value relationship. Value determined according to the situation V, depending on Tvo), the failure target transmission torque calculating means for calculating the target transmission torque and (30, 32),
When the target transmission torque is obtained by the normal target transmission torque calculating means, the target transmission torque is set as a target value, and the target transmission torque is obtained by the failure target transmission torque calculating means. The transfer operation means (5) for operating the transfer (4) so that the transfer torque of the transfer (4) becomes the target value with the target transfer torque as a target value,
It is characterized by having.
[0019]
In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle for achieving the second object,
The plurality of detection means (11, 12, 13, 14, 15) are an intake air amount detection means for detecting the amount of air entering the engine (1) or an air equivalent physical quantity correlated with the amount of air. (13) and vehicle speed detection means (11) for detecting the speed of the vehicle,
The predetermined detection means are the intake air amount detection means (13) and the vehicle speed detection means (11),
The detected value-target value relationship is such that the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means (11), the amount of air or the air equivalent physical quantity detected by the intake air amount detecting means (13), and the target The relationship with the transmission torque may be determined.
[0020]
In addition, in the above, the number in () is the number of the corresponding | compatible part of the Example demonstrated below.
[0021]
[Action]
In the control device for achieving the first object, the torque distribution ratio between the front wheels and the rear wheels is determined according to the rotation difference between the front and rear wheels, the drive shaft torque, and the road gradient. Specifically, when the driving force is required and the driving shaft torque is large, when the road gradient is large, or when the rotation difference between the front and rear wheels is small, the transfer torque increases and becomes close to a directly connected four-wheel drive state. Thus, for example, an appropriate driving force can be transmitted to each wheel during climbing. In addition, when the driving force is not required and the driving shaft torque is small, when the road gradient is small, or when the rotation difference between the front and rear wheels is large, the transfer torque of the transfer is small and close to the FF side or FR side, Torcross can be kept small.
[0022]
A torque sensor that directly detects the torque applied to the shaft is very expensive. Therefore, if the drive shaft torque is obtained by calculation based on the detection value of the engine speed detection means or the like, the manufacturing cost of the device can be greatly reduced.
[0023]
In the control device for achieving the second object, a predetermined detection unit is excluded from a plurality of detection units that respectively detect a plurality of values necessary for obtaining the target transmission torque. If it is determined that the detection means has failed, the failure target transmission torque calculation means determines a predetermined relationship between the detection value detected by the predetermined detection means and the target transmission torque (hereinafter referred to as the following). Using the detection value-target value relationship), the target transmission torque corresponding to the detection value detected by the predetermined detection means is obtained. In addition, when it is determined that any of the detection means including the predetermined detection means has failed, the predetermined detection is performed using the detection value-target value relationship. With respect to the detection value detected by the means, the target transmission torque corresponding to a value determined according to the situation as the fail-safe condition is obtained. If all of the plurality of detection means are not malfunctioning, the target transmission torque at normal time obtains the target transmission torque using a plurality of detection values detected by the plurality of detection means.
[0024]
In this way, even if one of the plurality of sensors for detecting the value necessary for determining the transmission torque fails, the direct-coupled four-wheel drive state does not occur immediately, and it is obtained from a sensor that does not fail. The information seeks the target transmission torque that can achieve both running performance and fuel efficiency to some extent.
[0025]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a four-wheel drive vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
As shown in FIG. 1, the four-wheel drive vehicle of this embodiment includes an engine 1, an automatic transmission (hereinafter referred to as AT) 2 connected to the output shaft of the engine 1, and a pair of front wheels 8,8. A front wheel side drive shaft 8a that connects the pair of front wheels 8 and 8, a pair of rear wheels 9 and 9, a rear wheel side drive shaft 9a that connects the pair of rear wheels 9 and 9, and the output of AT2 The transmission torque from the front wheel side propeller shaft 6a directly connected to the shaft, the front wheel side differential gear 6 connecting the front wheel side propeller shaft 6a and the front wheel side drive shaft 8a, and the front wheel side propeller shaft 6a can be arbitrarily changed. A transfer 4 constituted by a hydraulic multi-plate clutch, a rear wheel side propeller shaft 7a connected to the output shaft of the transfer 4, a rear wheel side propeller shaft 7a and a rear wheel side drive A wheel-side differential gear 7 after connecting the 9a, a hydraulic control valve 5 for operating the transfer 4, various sensors 11, ..., and a 15, and a controller 20 for executing various controls.
[0027]
A throttle valve 1 a is provided in an intake pipe that sends air into the engine 1. The throttle valve 1a is provided with a throttle sensor 12 for detecting the valve opening degree Tvo of the throttle valve 1a. The crankshaft of the engine 1 is provided with a crank angle sensor 14 that detects the rotational speed Ne of the engine output shaft. The AT 4 includes a torque converter 2a that is directly connected to the output shaft of the engine 1 and a stepped gear train 2b that is directly connected to the output shaft of the torque converter 2a. The torque converter 2a is provided between the pump directly connected to the output shaft of the engine 1, the turbine directly connected to the input shaft of the stepped transmission gear train 2b, and oil between the pump and the turbine. And a stator. A turbine sensor 15 for detecting the rotational speed Nt of the turbine is provided in the turbine of the torque converter 2a. The accelerator pedal 3 that is operated by the driver is provided with an accelerator pedal sensor 12 that detects the operation amount A thereof. The front wheel drive shaft 8a is provided with a vehicle speed sensor 11 for detecting the vehicle speed V. The vehicle speed sensor 11 actually detects the rotational speed of the front wheel drive shaft 8a.
[0028]
The controller 20 includes a microcomputer and controls the AT 4 and the hydraulic control valve 5 that operates the transfer 4. The controller 20 determines whether or not each of the sensors 11,..., 15 has failed, and the acceleration for obtaining the vehicle longitudinal acceleration α by differentiating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 11 with respect to time. A gear for obtaining a gear position Gp according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 11 and the accelerator pedal operation amount A detected by the accelerator pedal sensor 12 using the arithmetic unit 22 and a gear position map stored in advance. The position setting unit 23, the output shaft torque calculation unit 40 for determining the torque Td of the front wheel side drive shaft 8a, the gradient calculation unit 50 for determining the gradient θ of the traveling place, and the rotational difference between the front wheels 8 and the rear wheels 9 A rotation difference calculation unit 25 for obtaining Δω, a basic transmission torque calculation unit 26 for obtaining a basic transmission torque Tco according to the rotation difference Δω obtained by the rotation difference calculation unit 25, and an output shaft torque A first correction amount calculation unit 28 for determining a first correction amount ΔTc of the basic transmission torque Tco corresponding to the drive shaft torque Td determined by the calculation unit 40, and a basic transmission corresponding to the gradient θ determined by the gradient calculation unit 50 A normal transmission for obtaining a target transmission torque Tc by correcting a basic transmission torque Tco using a second correction amount calculator 27 for obtaining a second correction amount ΔTcω of the torque Tco and using the first correction amount ΔTc and the second correction amount ΔTcω. When it is determined by the torque calculation unit 29 and the failure determination unit 21 that any one of the sensors has failed, the failure-time transmission torque calculation unit 30 that obtains the target transmission torque Tc at the time of the failure, and any of the transmission torques The operation amount conversion unit 32 converts the target transmission torque Tc obtained by the calculation units 29 and 30 into the operation amount Pc of the hydraulic control valve 5.
[0029]
The above is the software configuration of the controller 20, and in terms of hardware, a CPU that executes various calculations, a ROM that stores various maps, various data, programs for the CPU, and the like. The RAM includes a RAM for temporarily storing various data and the like, an A / D converter for converting an analog signal from each sensor into a digital signal suitable for the calculation of the CPU, and the like.
[0030]
In the above, in order to obtain the acceleration of the vehicle, the acceleration calculation unit 22 for obtaining the acceleration α by differentiating the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 11 with respect to time is provided, but an acceleration sensor may be provided instead. Further, both the acceleration calculation unit 22 and the acceleration sensor may be provided, and when one of the vehicle speed sensor 11 and the acceleration sensor fails, the other sensor may be used as a backup sensor. Further, when the vehicle speed sensor 11 fails, the vehicle speed may be obtained using the turbine rotation speed Nt and the gear ratio r of AT4. Further, when the turbine sensor 15 fails, the turbine speed Nt may be obtained using the vehicle speed V and the gear ratio r of AT4.
[0031]
Here, how to determine the front wheel side drive shaft torque Td by the drive shaft torque calculation unit 40 will be described with reference to FIG.
First, the divider 41 divides the turbine rotational speed Nt detected by the turbine sensor 15 by the engine rotational speed Ne detected by the crank angle sensor 14 to obtain the slip ratio e (= Nt / Ne) of the torque converter. As shown in FIG. 4, the torque ratio calculation unit 42 uses the map showing the relationship between the slip ratio e and the torque ratio t of the mounted torque converter 2 a to obtain the previously obtained slip ratio e. The corresponding torque ratio t is obtained. Further, as shown in FIG. 4, the capacity coefficient calculation unit 43 uses the map showing the relationship between the slip ratio e and the capacity coefficient λ of the mounted torque converter 2a to determine the slip ratio previously obtained. The capacity coefficient λ corresponding to e (= Tp / Ne 2 ) The multiplier 44 squares the engine speed Ne detected by the crank angle sensor 14. In the multiplier 45, the capacity coefficient λ determined by the capacity coefficient calculation unit 43 is added to the capacity coefficient λ determined by the multiplier 44. 2 Multiplied by the pump torque Tp (= λ · Ne 2 )
[0032]
In parallel with the above calculation of the pump torque Tp, the engine torque calculation unit 46, as shown in FIG. 5, displays a map showing the relationship among the engine speed Ne, the throttle opening Tvo, and the engine output shaft torque Te. The engine output shaft torque Te corresponding to the engine rotational speed Ne detected by the crank angle sensor 14 and the throttle opening degree Tvo detected by the throttle sensor 13 is obtained. Here, in order to obtain the engine output shaft torque Te, a map showing the relationship among the engine speed Ne, the throttle opening Tvo, and the engine output shaft torque Te is used. Instead, the intake air amount supplied from the intake pipe to the engine 1 or the fuel injection amount to the engine 1 having a correlation with this value may be used. In this case, it goes without saying that an intake air amount sensor for detecting the amount of air supplied from the intake pipe to the engine 1 is provided in place of the throttle sensor 13.
[0033]
Incidentally, since the output shaft of the engine 1 and the pump of the torque converter 2a are directly connected, the torque applied to both is actually the same. Accordingly, the pump torque Tp obtained by the multiplier 45 and the engine output shaft torque Te obtained by the engine torque calculator 46 should be the same value. However, when the engine output shaft torque Te is obtained using a map showing the relationship among the engine speed Ne, the throttle opening degree Tvo, and the engine output shaft torque Te, the engine torque Te includes, for example, an auxiliary machine. When there is an air conditioner and it is driven, there is a disadvantage that the torque reduction due to the air conditioner drive is not reflected. Therefore, the engine output shaft torque (or pump torque) is obtained by two different methods, and one of them is used as the input torque Tin of AT2 depending on the situation. Of the pump torque Tp obtained by the multiplier 45 and the engine output shaft torque Te obtained by the engine torque calculation unit 46, the input torque selection unit 48 selects the input torque Tin of the AT2. Based on the turbine rotational speed Nt detected by the turbine sensor 15, the engine rotational speed Ne detected by the crank angle sensor 14, and the slip ratio e obtained by the divider 41, the operation state is determined.
[0034]
The gear ratio calculation unit 47 converts the gear position Gp set by the gear position setting unit 23 into a gear ratio r using a map.
The input torque Tin output from the input torque selector 48 is multiplied by the torque ratio t obtained by the torque ratio calculator 42 and the speed ratio r obtained by the gear ratio calculator 47 by the multiplier 49a. The torque of the front wheel side propeller shaft 6a is obtained. This torque is multiplied by a gear ratio rf of the front wheel side differential gear 6 by a multiplier 49c to obtain a torque Td of the front wheel side drive shaft 8a.
[0035]
As described above, in the method of estimating the drive shaft torque Td from the output values from the plurality of sensors, for example, the intake air amount Qa and the throttle opening degree Tvo, the turbine rotational speed Nt and the vehicle speed V, and the like are interchangeable. Even if one of the sensors fails, the drive shaft torque Td can be obtained.
As another method for obtaining the drive shaft torque Td, there is a method in which a torque sensor is arranged on the front wheel side drive shaft 8a and obtained directly from the torque sensor.
[0036]
Next, how the gradient calculation unit 50 obtains the gradient will be described with reference to FIG. As shown in (Equation 1), the front wheel side drive shaft torque Td is an addition value of the flat ground running resistance torque Tr, the acceleration resistance torque Tα, and the gradient torque Tθ.
[0037]
Td = Tr + Tα + Tθ (Equation 1)
Further, the flat ground running resistance torque Tr, the acceleration resistance torque Tα, and the gradient torque Tθ are expressed by (Equation 2), (Equation 3), and (Equation 4), respectively.
Tr = (μr · W + ka · V 2 ) ・ R ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ （Equation 2）
Tα = (W + Wk) · α · R / g (3)
Tθ = W · sinθ · R (4)
Here, μr: rolling frictional resistance coefficient, W: actual vehicle weight, ka: air resistance coefficient, R: tire dynamic radius, Wk: rotational inertia weight, g: gravitational acceleration.
[0038]
Accordingly, first, the flat ground running resistance torque Tr and the acceleration resistance torque Tα are obtained from (Equation 2) and (Equation 3), and the front wheel side drive obtained by the drive shaft torque calculation unit 40 is obtained as shown in (Equation 5). By subtracting these torques Tr and Tα from the shaft torque Td to obtain the gradient torque Tθ, and substituting this gradient torque Tθ into (Equation 4), the gradient sin θ can be obtained.
[0039]
Tθ = Td−Tr−Tα (5)
Therefore, in this embodiment, the actual vehicle weight estimation unit 51 estimates the actual vehicle weight, that is, the actual vehicle weight W. The estimation of the actual actual vehicle weight W by the actual vehicle weight estimation unit 51 will be described later. Subsequently, the flat ground running resistance torque calculation unit 52 obtains the flat ground running resistance torque Tr according to (Equation 2) using the actual vehicle weight W and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 11. Further, the acceleration resistance torque calculator 53 determines the acceleration resistance torque Tα according to (Equation 3) using the actual vehicle weight W and the acceleration α determined by the acceleration calculator 22. Then, from the drive shaft torque Td obtained by the drive shaft torque calculator 40, the subtractor 55 subtracts the flat ground running resistance torque Tr, and the subtractor 56 subtracts the acceleration resistance torque Tα to obtain the gradient torque Tθ. Finally, the gradient calculating unit 56 calculates the gradient sin θ according to (Equation 4).
[0040]
Other methods of estimating the gradient include detecting the angular velocity in the pitch direction with a sensor that can measure the pinch angular velocity (for example, a vibration gyro sensor) and integrating the value, or from a signal such as GPS (global positioning system) There are a method of obtaining latitude information and obtaining it from the time difference, and a method of directly using the road information when there is a road gradient in the map information used for navigation.
[0041]
Next, a method for estimating the actual vehicle weight W by the actual vehicle weight estimation unit 51 will be described.
Substituting (Equation 2), (Equation 3), and (Equation 4) into (Equation 5), which is the basic equation for gradient estimation, yields (Equation 6).
[0042]
Figure 0003745798
Suppose that the drive shaft torque at time t1 is Td. 1 , The gradient θ 1 , V speed 1 , Acceleration α 1 And the drive shaft torque at another time t2 is Td 2 , The gradient θ 2 , V speed 2 , Acceleration α 2 If the following condition 1 is satisfied, the actual vehicle weight W can be estimated from (Equation 7) obtained by subtracting (Equation 6) indicating the state at time t2 from (Equation 6) indicating the state at time t1.
[0043]
Figure 0003745798
If the above calculation is repeatedly executed at a predetermined timing, it is considered that Condition 1 can be easily established on a road with a slope, so that the actual vehicle weight W can be estimated with high frequency. However, when the condition 1 is not satisfied, the most common vehicle weight is used. In the above calculation, the actual vehicle weight W is obtained using the gradient, and the gradient calculation unit 50 described above obtains the gradient using the actual vehicle weight W. Either one must be decided first. Therefore, here, at the start of the calculation, the weight of only the predetermined vehicle body plus the weight of two adults is used as the temporary actual vehicle weight. Then, the subsequent estimation of the actual vehicle weight is repeatedly performed to increase the accuracy of the estimated value of the actual vehicle weight. Of course, when the road gradient is obtained by another method, for example, a gyro sensor, the actual vehicle weight W can be easily obtained by (Equation 4).
[0044]
Next, how to calculate the rotation difference Δω by the rotation difference calculation unit 25 will be described.
First, referring to FIG. 4, a method for obtaining the vehicle weight distribution applied to the front and rear wheels 8, 9 which is the main cause of the rotation difference Δω will be described. FIG. 4 is a diagram showing forces acting on a vehicle in a static state. In the figure, P: center of gravity of vehicle, F: driving force, W: vehicle weight, a: distance between front wheel and vehicle center of gravity in the horizontal direction, s: distance between front wheel and rear wheel, h: ground plane and vehicle center of gravity. And the distance. First, considering the static ground load distribution, the static load Wf applied to the front wheel 8 and the static load Wr applied to the rear wheel 9 can be expressed by (Equation 8) and (Equation 9), respectively.
[0045]
Wf = (1-a / s) · W (Equation 8)
Wr = (a / s) · W · · · · · · · · · · · · · (Equation 9)
Next, considering the dynamic ground load distribution during acceleration / deceleration, the load moves according to the acceleration during acceleration / deceleration. Therefore, the loads Wf ′ and Wr ′ of the front and rear wheels 8 and 9 at the time of acceleration can be expressed by (Equation 10) and (Equation 11) when the moving load at the time of acceleration is positive.
Wf ′ = Wf−ΔW (Equation 10)
Wr ′ = Wr + ΔW (Equation 11)
Here, ΔW in (Equation 10) and (Equation 11) can be expressed by (Equation 12).
[0046]
ΔW = F · (h / s) = W · (α / g) · (h / s) (12)
Next, contact load distribution associated with road gradient is considered. The load movement amount ΔWθ when the gradient is θ ° (climbing gradient is positive) is expressed by (Equation 13).
ΔWθ = W · sinθ · (h / s) (Equation 13)
Therefore, static load distribution at the time of climbing can be expressed by (Expression 14) and (Expression 15).
[0047]
Wfθ = Wf−ΔWθ (Equation 14)
Wrθ = Wr + ΔWθ (・ ・ ・ ・ ・ 15)
From the above, the load distribution of the front and rear wheels 8 and 9 in consideration of the dynamic load movement and the gradient load movement becomes (Expression 16) and (Expression 17).
ΣWf = Wf−ΔW−ΔWθ (Equation 16)
ΣWr = Wr + ΔW + ΔWθ (Equation 17)
Here, ΔW can be obtained by substituting the acceleration α obtained by the acceleration computing unit 22 into (Equation 12), and ΔWθ can be obtained by substituting the sin θ obtained by the gradient computing unit 50 into (Equation 13). Therefore, the load distribution considering the dynamic load movement and the gradient load movement can be obtained by (Equation 16) and (Equation 17).
[0048]
Next, a method for obtaining the rotation difference Δω between the front and rear wheels from the vehicle weight distribution obtained above will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows the relationship between the load applied to the tire when stationary and the amount of deflection in the radial direction of the tire. In the region where there is almost no load, the characteristic is slightly distorted, but when the vehicle weight is applied normally, the deflection occurs almost in proportion to the vehicle weight. The amount of deflection is the reduction in the tire radius as it is. Therefore, the relationship between the tire radius and the load is expressed as follows. 0 Then, it can be expressed by (Equation 18). In (Equation 18), kt 1 Is a proportional constant.
[0049]
Rt = Rt 0 -Kt 1 ・ W ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (Equation 18)
Here, considering that the apparent load is reduced by centrifugal force when the tire is rotating, the distortion of the tire radius can be rewritten from (Equation 18) to (Equation 19).
[0050]
Rt = Rt 0 -Kt 1 ・ (W-kt 2 ・ V 2 ) (Equation 19)
FIG. 8 shows the relationship between the vehicle speed and the tire moving radius. The moving radius of the tire here depends on the type and characteristics of the tire and can be considered as the upper limit of the tire radius Rt. Therefore, the tire radii Rtf and Rtr of the front and rear wheels are obtained from (Equation 19) and FIG. 8, and as shown in (Equation 20), if the vehicle speed V is divided by the tire radius difference (Rtf−Rtr) of the front and rear wheels, the rotational difference Δω is obtained.
[0051]
Δω = V / (Rtf−Rtr) (Equation 20)
As another method for obtaining the rotation difference, vehicle speed sensors (rotation pulse meters using magnetic pickups) are attached to the front wheels 8 and the rear wheels 9 respectively, and the difference between the output values from the vehicle speed sensors may be obtained. Good.
[0052]
Next, the operation of the controller 20 of this embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG.
First, in step 1, signals from each sensor are input. In step 2, the failure determination unit 21 determines whether one of the signals from each sensor has caused a signal abnormality. If there is any abnormality, the process proceeds to step 14, and if there is no abnormality, the process proceeds to step 3. However, among the plurality of sensors, as described above, for example, the intake air amount sensor for detecting the intake air amount Qa, the throttle sensor 13 for detecting the throttle opening Tvo, the turbine sensor 15 for detecting the turbine rotational speed Nt, and the vehicle speed V If one of the two sensors that can be substituted for each other, such as the vehicle speed sensor 11 to be detected, has failed and the other sensor has not failed, there is no sensor failure at all for the following processing. Run as nothing.
In Step 3, Step 4, and Step 5, the calculation of the drive shaft torque Td by the drive shaft torque calculation unit 40, the calculation of the gradient θ by the gradient calculation unit 50, and the calculation of the rotation difference Δω by the rotation difference calculation unit 25 are executed. The
[0053]
In step 6, the basic transmission torque calculator 26 calculates the basic transmission torque Tco. In the calculation of the basic transmission torque Tco, the basic transmission torque Tcb is subtracted from the absolute value | Δω | of the rotation difference obtained in step 5 multiplied by a constant kc (kc · | Δω |). Torque Tco is obtained. Therefore, the basic transmission torque Tco obtained here decreases as the rotation difference Δω increases.
[0054]
In step 7, the first correction amount calculation unit 28 uses the map showing the first correlation between the drive shaft torque Td and the first correction amount ΔTc to perform the first correction on the drive shaft torque Td obtained in step 3. A quantity ΔTc is determined. This first correlation is a relationship in which, when the drive shaft torque Td is larger than a predetermined value, the first correction amount ΔTc also increases linearly as the drive shaft torque Td increases.
In step 8, the second correction amount calculator 27 obtains the second correction amount ΔTcθ for the gradient θ obtained in step 4 using a map showing the second correlation between the gradient θ and the second correction amount ΔTcθ. It is done. The second correlation is a relationship in which, when the gradient θ is larger than a predetermined value, the second correction amount ΔTcθ also increases linearly as the gradient θ increases.
[0055]
In step 9, the normal transmission torque calculator 29 adds the first correction amount ΔTc obtained in step 7 and the second correction amount ΔTcθ obtained in step 8 to the basic transmission torque Tco obtained in step 6. A target transmission torque Tc (= Tco + ΔTc + ΔTcθ) is obtained.
In step 10, it is determined whether or not the target transmission torque Tc obtained in step 9 is larger than a predetermined upper limit value Tcx of the target transmission torque. Is the target transmission torque Tc. Further, in step 12, it is determined whether or not the target transmission torque Tc obtained in step 9 is smaller than a predetermined lower limit value Tcn of the target transmission torque. The value Tcn is set as the target transmission torque Tc. Note that the processing in steps 10 to 13 is also executed by the normal-time transmission torque calculation unit 29 as in step 9.
[0056]
In step 2, it is determined that any one of the signals from each sensor has caused a signal abnormality. When the process proceeds to step 14, it is determined whether the vehicle speed sensor 11 and the throttle sensor 13 are abnormal. If these sensors 11 and 13 are abnormal, the process proceeds to step 15, and if these sensors 11 and 13 are normal, the process immediately proceeds to step 16. Note that the determination in step 14 is also performed by the failure determination unit 21 as in the determination in step 2. Also in the determination at step 14, as in the determination at step 2, the intake air amount sensor for detecting the intake air amount Qa, the throttle sensor 13 for detecting the throttle opening degree Tvo, the turbine sensor 15 for detecting the turbine speed Nt, and the vehicle speed. If only one of the two sensors that can be substituted for each other, such as the vehicle speed sensor 11 that detects V, fails, that one sensor is treated as if it had not failed.
[0057]
In step 15, the abnormal time transmission torque calculation unit 30 determines the throttle opening degree Tvo and the vehicle speed V determined by the fail safe condition of AT2.
In step 16, the abnormal transmission torque calculation unit 30 determines the target transmission torque Tc at the time of abnormality using a map that defines the relationship among the throttle opening Tvo, the vehicle speed V, and the target transmission torque Tc. At this time, if the vehicle speed sensor 11 and the throttle sensor 13 are normal, the target transmission torque Tc corresponding to the vehicle speed V and the throttle opening Tvo detected by these sensors 11 and 13 is obtained, and the vehicle speed sensor 11 and the throttle sensor 13 are obtained. Is abnormal, the target transmission torque Tc corresponding to the vehicle speed V and the throttle opening Tvo determined in step 15 is obtained.
[0058]
In step 17, in the operation amount conversion unit 32, the normal target transmission torque Tc obtained in steps 9 to 13 or the abnormal transmission torque Tc obtained in step 16 is used as the operation amount Pc of the hydraulic control valve 5. After conversion, this manipulated variable Pc is output to the hydraulic control valve 5 and the process ends.
When the hydraulic control valve 5 is driven by the operation amount and the transfer 4 constituted by the hydraulic multi-plate clutch is operated, the torque from the transmission 2 is transmitted to the rear wheels 9, 9 by the target transmission torque.
[0059]
As described above, in the present embodiment, when determining the torque distribution of the front and rear wheels, the road gradient and the like are taken into account, so that a sufficient driving force can be obtained even during climbing, for example. Further, in this embodiment, since the drive shaft torque is estimated based on data from a plurality of various sensors without using a very expensive torque sensor, the manufacturing cost can be suppressed. Furthermore, even if one of the sensors that detect the value necessary for determining the transmission torque fails, the four-wheel drive state does not immediately occur, and data obtained from a sensor that does not fail, or Using the data obtained from a sensor that can be substituted for the selected sensor, the transmission torque that can achieve both driving power and fuel efficiency is obtained. It is possible to prevent the fuel consumption from deteriorating.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, when determining the torque distribution of the front and rear wheels, a road gradient or the like is taken into account, so that a sufficient driving force can be obtained even during climbing, for example.
[0061]
Further, according to another invention, even if any of the plurality of sensors that detect a value necessary for determining the transmission torque fails, a direct-coupled four-wheel drive state does not occur immediately, and a sensor that has not failed is detected. Since the obtained data is used to determine the transmission torque that can achieve both driving force and fuel consumption, even if one of the sensors fails, it can prevent the fuel consumption from deteriorating extremely. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a torque distribution control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a drive shaft torque calculation unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram of a gradient calculation unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing characteristics of a torque converter.
FIG. 5 is a graph showing output torque characteristics of an engine.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining load distribution between a front wheel and a rear wheel in an embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of deflection of the tire and the load.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a vehicle speed and a tire moving radius.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the controller of one embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Automatic transmission, 2a ... Torque converter, 2b ... Stepped gear train, 3 ... Accelerator pedal, 4 ... Transfer, 5 ... Hydraulic control valve, 6 ... Front wheel side differential gear, 6a ... Front wheel side Propeller shaft, 7 ... rear wheel side differential gear, 7a ... rear wheel side propeller shaft, 8 ... front wheel, 8a ... front wheel drive shaft, 9 ... rear wheel, 9a ... rear wheel drive shaft, 11 ... vehicle speed sensor, 12 ... accelerator pedal Sensor, 13 ... Throttle sensor, 14 ... Engine speed sensor, 15 ... Turbine sensor, 20 ... Controller, 21 ... Failure determination unit, 22 ... Acceleration calculation unit, 23 ... Gear position setting unit, 25 ... Rotation difference calculation unit, 26 ... basic transmission torque calculation unit, 27 ... second correction amount calculation unit, 28 ... first correction amount calculation unit, 29 ... normal transmission torque Calculation unit, 30 ... Transmission torque calculation unit at failure, 32 ... Operation amount conversion unit, 40 ... Drive shaft torque calculation unit, 48 ... Input torque selection unit, 50 ... Gradient calculation unit, 51 ... Weight estimation unit, 52 ... Flat ground running Resistance torque calculation unit 53, acceleration resistance torque calculation unit 53, 56, gradient calculation unit.

Claims (16)

エンジンからのトルクをトランスミッションを経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッションから前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファーを制御するトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションの出力軸、又は該トランスミッションと前記一方の方の車輪との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルク（以下、駆動軸トルクとする。）を把握する駆動軸トルク把握手段と、
走行している場所の勾配を把握する勾配把握手段と、
前記前輪と前記後輪との回転差を把握する回転差把握手段と、
前記目標の伝達トルクの演算において基本となり、前記回転差把握手段で求められた前記回転差に応じて定まる基本伝達トルクを求める基本伝達トルク演算手段と、
前記駆動軸トルクと、該駆動軸トルクに応じて前記基本伝達トルクを補正するための第１補正量との関係を予め定めた第１相関関係を用いて、前記駆動軸トルク把握手段で把握された前記駆動軸トルクに対する前記第１補正量を求める第１補正量演算手段と、
前記勾配と、該勾配に応じて前記基本伝達トルクを補正するための第２補正量との関係を予め定めた第２相関関係を用いて、前記勾配把握手段で把握された前記勾配に対する前記第２補正量を求める第２補正量演算手段と、
前記第１補正量と前記第２補正量とを用いて、前記基本伝達トルクを補正し、補正された該基本伝達トルクを前記目標の伝達トルクとする目標伝達トルク演算手段と、
前記トランスファーの前記伝達トルクが、前記目標伝達トルク演算手段で求めた前記目標の伝達トルクになるよう、該トランスファーを操作するトランスファー操作手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。After transmitting the torque from the engine via the transmission, a transfer that can transmit the torque to one of the front wheels and the rear wheels further via various shafts, and the transmission torque to the other wheel can be changed arbitrarily. It is a four-wheel drive vehicle that transmits via various shafts,
In the torque distribution control device for controlling the transfer so that the transmission torque transmitted from the transmission to the other wheel becomes a target transmission torque,
Drive shaft torque grasping means for grasping torque (hereinafter referred to as drive shaft torque) applied to either the output shaft of the transmission or the various shafts connected to the transmission and the one wheel;
Gradient grasping means to grasp the gradient of the place where you are traveling,
A rotation difference grasping means for grasping a rotation difference between the front wheel and the rear wheel;
Basic transmission torque calculation means for obtaining a basic transmission torque that is basic in the calculation of the target transmission torque and is determined according to the rotation difference obtained by the rotation difference grasping means;
A relationship between the drive shaft torque and a first correction amount for correcting the basic transmission torque according to the drive shaft torque is grasped by the drive shaft torque grasping means using a predetermined first correlation. First correction amount calculating means for obtaining the first correction amount for the drive shaft torque;
Using the second correlation that predetermines the relationship between the gradient and the second correction amount for correcting the basic transmission torque according to the gradient, the first relative to the gradient grasped by the gradient grasping means. 2nd correction amount calculating means for obtaining 2 correction amounts;
Target transmission torque calculation means for correcting the basic transmission torque using the first correction amount and the second correction amount, and using the corrected basic transmission torque as the target transmission torque;
Transfer operation means for operating the transfer so that the transmission torque of the transfer becomes the target transmission torque obtained by the target transmission torque calculation means;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記第１相関関係は、前記駆動軸トルクが予め定められた値より大きい場合、該駆動軸トルクの増大に伴って、前記第１補正量も大きくなる関係であることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。The torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1,
The four-wheel drive characterized in that the first correlation is a relationship in which, when the drive shaft torque is larger than a predetermined value, the first correction amount increases as the drive shaft torque increases. Car torque distribution control device. 請求項１又は２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記第２相関関係は、前記勾配が予め定められた値より大きい場合、該勾配が大きくなるのに伴って、前記第２補正量も大きくなる関係であることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1 or 2,
The second correlation is a relationship in which, when the gradient is greater than a predetermined value, the second correction amount increases as the gradient increases. Torque distribution control device. 請求項１、２又は３記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記基本伝達トルク演算手段は、予め定められた伝達トルクから、前記回転差に定数を掛けたものを減算して、前記基本伝達トルクを求めることを特徴とするとする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, or 3,
The basic transmission torque computing means obtains the basic transmission torque by subtracting a constant obtained by multiplying the rotation difference from a predetermined transmission torque, and the torque distribution control for a four-wheel drive vehicle, apparatus. 請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッションの出力軸、又は該トランスミッションと前記一方の車輪との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルクを検出するトルクセンサであることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, or 4,
The drive shaft torque grasping means is
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle, characterized by being a torque sensor that detects torque applied to either the output shaft of the transmission or the various shafts connected to the transmission and the one wheel. 請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記トランスミッションの現状の入力トルクと出力トルクとの比であるトルク比を把握するトルク比把握手段と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段と、
前記エンジン出力トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクに、前記トルク比把握手段で把握された前記トルク比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, or 4,
The drive shaft torque grasping means is
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
An intake air amount detection means for detecting an amount of air entering the engine or an air equivalent physical amount correlated with the amount of air;
Torque ratio grasping means for grasping a torque ratio which is a ratio of the current input torque and output torque of the transmission;
The air amount or the air equivalent detected by the intake air amount detection means using a predetermined correlation between the air amount or the air equivalent physical quantity, the engine speed and the output shaft torque of the engine Engine output shaft torque calculating means for obtaining the engine output shaft torque corresponding to the physical quantity and the engine speed detected by the engine speed detecting means;
Drive shaft torque calculating means for determining the drive shaft torque by multiplying the engine output shaft torque determined by the engine output torque calculating means by the torque ratio determined by the torque ratio determining means;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションが、前記エンジンに接続されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに接続される有段式変速機構とを有している場合、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータのトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段と、
前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, or 4,
When the transmission has a torque converter connected to the engine and a stepped transmission mechanism connected to the torque converter,
The drive shaft torque grasping means is
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
Torque converter output shaft rotational speed detection means for detecting the output shaft rotational speed of the torque converter;
Transmission ratio grasping means for grasping the current transmission ratio of the stepped transmission mechanism;
Using a predetermined correlation between the input shaft torque of the torque converter and the torque converter output Jikukai rotation speed and the engine rotational speed, the torque converter and the engine rotational speed detected by said engine speed detecting means Torque converter input shaft torque calculating means for obtaining the torque converter input shaft torque corresponding to the torque converter output shaft rotational speed detected by the output shaft rotational speed detection means;
The engine speed detected by the engine speed detecting means and the torque converter output using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed and the torque ratio of the torque converter. Torque ratio calculating means for obtaining the torque ratio corresponding to the torque converter output shaft rotational speed detected by the shaft rotational speed detecting means;
Multiplying the torque converter input shaft torque determined by the torque converter input shaft torque calculating means by the torque ratio determined by the torque ratio calculating means and the speed ratio determined by the speed ratio determining means, Drive shaft torque calculating means for obtaining the drive shaft torque;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションが、前記エンジンに接続されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに接続される有段式変速機構とを有している場合、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段と、
前記エンジン出力軸トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクと、前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクとのうち、いずれか一方のトルクを前記トランスミッションの入力軸トルクとする入力軸トルク選択手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータのトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段と、
前記入力軸トルク選択手段による選択の結果得られた前記トランスミッション入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, or 4,
When the transmission has a torque converter connected to the engine and a stepped transmission mechanism connected to the torque converter,
The drive shaft torque grasping means is
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
An intake air amount detection means for detecting an amount of air entering the engine or an air equivalent physical amount correlated with the amount of air;
Torque converter output shaft rotational speed detection means for detecting the output shaft rotational speed of the torque converter;
Transmission ratio grasping means for grasping the current transmission ratio of the stepped transmission mechanism;
The air amount or the air equivalent detected by the intake air amount detection means using a predetermined correlation between the air amount or the air equivalent physical quantity, the engine speed and the output shaft torque of the engine Engine output shaft torque calculating means for obtaining the engine output shaft torque corresponding to the physical quantity and the engine speed detected by the engine speed detecting means;
The engine speed detected by the engine speed detection means and the torque converter using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft torque speed, and the input shaft torque of the torque converter Torque converter input shaft torque calculating means for obtaining the torque converter input shaft torque corresponding to the torque converter output shaft rotational speed detected by the output shaft rotational speed detection means;
One of the engine output shaft torque obtained by the engine output shaft torque calculating means and the torque converter input shaft torque obtained by the torque converter input shaft torque calculating means is input to the transmission. Input shaft torque selection means for shaft torque;
The engine speed detected by the engine speed detecting means and the torque converter output shaft using a predetermined correlation among the engine speed, the torque converter output shaft speed, and the torque ratio of the torque converter. Torque ratio calculation means for obtaining the torque ratio corresponding to the torque converter output shaft rotation speed detected by the rotation speed detection means;
Multiplying the transmission input shaft torque obtained as a result of the selection by the input shaft torque selecting means by the torque ratio obtained by the torque ratio calculating means and the speed ratio grasped by the speed ratio grasping means, Drive shaft torque calculating means for obtaining the drive shaft torque;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記車速検出手段で検出された前記速度を用いて車両の平地走行抵抗トルクを求め、前記加速度検出手段で検出された前記加速度を用いて車両の加速抵抗トルクを求め、前記駆動軸トルク把握手段で求められた前記駆動軸トルクから、該平地走行抵抗トルクと該加速抵抗トルクを減算して、勾配抵抗トルクを求め、該勾配抵抗トルクを用いて前記勾配を求める勾配演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The gradient grasping means is
Vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle;
Acceleration detecting means for detecting acceleration in the longitudinal direction of the vehicle;
Using the speed detected by the vehicle speed detecting means, a flat-ground running resistance torque of the vehicle is obtained, and by using the acceleration detected by the acceleration detecting means, an acceleration resistance torque of the vehicle is obtained, and the driving shaft torque grasping means is obtained. Subtracting the flat ground running resistance torque and the acceleration resistance torque from the obtained drive shaft torque to obtain a gradient resistance torque, and a gradient calculation means for obtaining the gradient using the gradient resistance torque;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
車両のピンチ角速度を検出するジャイロセンサと、
前記ジャイロセンサにより検出された前記ピンチ角速度を積分して前記勾配を求める積分器と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The gradient grasping means is
A gyro sensor for detecting the pinch angular velocity of the vehicle;
An integrator for integrating the pinch angular velocity detected by the gyro sensor to obtain the gradient;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
現状の運転位置を把握する位置把握手段を有し、該位置把握手段で把握された運転位置と予め記憶されている道路情報とに基づいて、運転者に現在の運転位置を示すナビゲーション手段と、
前記ナビゲーション手段が示す現在の運転位置における前記道路情報に元づいて、前記勾配を求める勾配算出手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The gradient grasping means is
Navigation means for indicating the current driving position to the driver based on the driving position grasped by the position grasping means and the road information stored in advance, having position grasping means for grasping the current driving position;
Gradient calculation means for obtaining the gradient based on the road information at the current driving position indicated by the navigation means;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記回転差把握手段は、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段で検出された前記加速度と前記勾配把握手段で把握された前記勾配と車両重量とから、前記前輪にかかる前輪荷重及び前記後輪にかかる後輪荷重をそれぞれ求め、予め記憶してある車輪の弾性係数を用いて、該前輪に該前輪荷重がかかったときの該前輪の動半径、及び該後輪に該後輪荷重がかかったときの該後輪の動半径をそれぞれ求め、該前輪の動半径と該後輪の動半径との差を用いて前記回転差を求める回転差演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。In the torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10,
The rotation difference grasping means is
Acceleration detecting means for detecting acceleration in the longitudinal direction of the vehicle;
The front wheel load applied to the front wheel and the rear wheel load applied to the rear wheel are respectively obtained from the acceleration detected by the acceleration detection means, the gradient obtained by the gradient grasping means, and the vehicle weight, and stored in advance. Using the elastic coefficient of a certain wheel, the dynamic radius of the front wheel when the front wheel load is applied to the front wheel and the dynamic radius of the rear wheel when the rear wheel load is applied to the rear wheel, A rotation difference calculating means for obtaining the rotation difference using a difference between a moving radius of the front wheel and a moving radius of the rear wheel;
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段と前記勾配把握手段と前記回転把握手段とのうち、いずれかが故障した場合、該故障内容を把握する故障判断手段と、
前記故障内容に応じて、前記目標の伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段と、
を備え、
前記トランスファー操作手段は、前記故障時目標伝達トルク演算手段が前記目標の伝達トルクを求めると、前記トランスファーの前記伝達トルクが該目標の伝達トルクになるよう、該トランスファーを操作することを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。The torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
If any of the drive shaft torque grasping means, the gradient grasping means, and the rotation grasping means fails, a failure determining means for grasping the details of the failure;
A failure target transmission torque calculating means for obtaining the target transmission torque according to the failure content;
With
When the failure target transmission torque calculation means obtains the target transmission torque, the transfer operation means operates the transfer so that the transmission torque of the transfer becomes the target transmission torque. Torque distribution control device for four-wheel drive vehicles. エンジンからのトルクをトランスミッションを経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッションから前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファーを制御するトルク配分制御装置において、
前記目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段と、
複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを算出する正常時目標伝達トルク算出手段と、
複数の前記検出手段が故障したが否かをそれぞれ判断する故障判断手段と、
前記故障判断手段により、複数の前記検出手段のうち、予め定められた検出手段を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、該予め定められた検出手段で検出される検出値と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段で検出された検出値に応じた前記目標の伝達トルクを求め、前記故障判断手段により、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値に応じた、前記目標伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段と、
前記正常時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値とし、前記故障時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値として、前記トランスファーの前記伝達トルクが該目標値になるよう該トランスファーを操作するトランスファー操作手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。After transmitting the torque from the engine via the transmission, a transfer that can transmit the torque to one of the front wheels and the rear wheels further via various shafts, and the transmission torque to the other wheel can be changed arbitrarily. It is a four-wheel drive vehicle that transmits via various shafts,
In the torque distribution control device for controlling the transfer so that the transmission torque transmitted from the transmission to the other wheel becomes a target transmission torque,
A plurality of detection means for respectively detecting a plurality of values necessary for obtaining the target transmission torque;
A normal target transmission torque calculation means for calculating the target transmission torque using a plurality of detection values detected by a plurality of detection means;
Failure determination means for determining whether or not a plurality of the detection means have failed; and
The detection value detected by the predetermined detection means when it is determined by the failure determination means that any one of the plurality of detection means excluding the predetermined detection means has failed. And the target transmission torque using the predetermined relationship (hereinafter referred to as a detection value-target value relationship) and the target transmission torque according to the detection value detected by the predetermined detection means. And when the failure determination means determines that any of the detection means, including the predetermined detection means, has failed, the detection value-target value relationship is used. A failure-time target transmission torque calculating means for obtaining the target transmission torque according to a value determined according to the situation as a fail-safe condition with respect to the detection value detected by the predetermined detection means;
When the target transmission torque is obtained by the normal target transmission torque calculating means, the target transmission torque is set as a target value, and the target transmission torque is obtained by the failure target transmission torque calculating means. The transfer operation means for operating the transfer so that the transfer torque of the transfer becomes the target value with the target transfer torque as a target value,
A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle. 請求項１４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検知手段のうち、いずれか２つの特定検知手段は、前記目標の伝達トルクを求めるために際して、一方が故障し、該一方から検出値が得られなくなっても他方の検出値で代替可能なものであり、
前記故障判断手段は、２つの前記特定検出手段のうち、一方が故障しても、他方が故障していなければ、両方とも故障していないとみなすことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。The torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 14,
Of the plurality of detection means, any two of the specific detection means can be replaced with the other detection value even if one of them fails and the detection value cannot be obtained from one of them when obtaining the target transmission torque And
Torque distribution of a four-wheel drive vehicle characterized in that the failure determination means considers that both of the two specific detection means are out of order even if one of them fails and the other does not fail Control device. 請求項１４又は１５記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検出手段は、前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段とを含み、
前記予め定められた検出手段は、前記吸入空気量検出手段と前記車速検出手段であり、
前記検出値−目標値関係は、前記車速検出手段で検出される前記車速と、前記吸入空気量検出手段で検出される前記空気の量又は前記空気相当物理量と、前記目標の伝達トルクとの関係を定めていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。The torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 14 or 15,
The plurality of detection means include an intake air amount detection means for detecting an amount of air entering the engine or an air equivalent physical quantity correlated with the amount of air, and a vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle. ,
The predetermined detection means are the intake air amount detection means and the vehicle speed detection means,
The detected value-target value relationship is the relationship between the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the amount of air or the air equivalent physical quantity detected by the intake air amount detecting means, and the target transmission torque. A torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle, characterized in that
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