JP4514397B2

JP4514397B2 - ４輪駆動車の制御装置

Info

Publication number: JP4514397B2
Application number: JP2002251138A
Authority: JP
Inventors: 信幸大津
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004090685A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車の制御装置に関し、特に、車両の急加速時等におけるトルクステア現象の発生を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の４輪駆動車の制御装置としては、操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクを電子制御可能な電動パワーステアリング装置の第２制御手段に直接入力することなく、その操舵トルクを前後輪駆動力配分装置の第１制御手段に入力して該駆動力配分装置の制御量に応じて補正し、その補正操舵トルクを第２制御手段に入力して電動パワーステアリング装置の操舵補助トルクを算出するようにし、この操舵補助トルク補正によってトルクステア現象の発生を低減するようにしたものがある（例えば、引用文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５５４４１号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の４輪駆動車の制御装置では、電子制御ステアリング装置を備える必要があるため、コスト高になるという問題がある。
ところで、４輪駆動車両において、走破性と燃費の向上を目的として、走破性重視の時は４輪駆動モードを、また、燃費重視の時は２輪駆動モードを選択することができる駆動モード切換スイッチを備え、２輪駆動モード選択時にはＦＦ（前輪駆動）となる４輪駆動システムがある。このようなＦＦ車では、駆動輪と操舵輪が同一輪となるため、例えば、左右輪に対する路面μが異なっている所や、操舵発進時においては、前輪に大きな駆動力がかかると、直進加速性や操舵トルクが変化することで、車輪からの入力によりステアリングが取られる等、所謂トルクステア現象が発生する。この時に切換スイッチが走破性を重視した４輪駆動モードに選択されていて、前後輪駆動力配分制御中であれば、前後輪駆動力配分の制御量を調整することによって操舵力を補正し、これにより、トルクステア現象の発生を防止することは可能であるが、切換スイッチを常に４輪駆動モードに選択しておくことは燃費を犠牲にすることになるため、通常は切換スイッチを２輪駆動モードに選択した状態で走行し、山道や雪道等の特殊な走行条件の時にだけ走破性を重視した４輪駆動モードに駆動モード切換スイッチを選択するのがほとんどである。このように燃費を重視した２輪駆動モードに切換スイッチが選択されている状態においては、当然前後輪駆動力配分の制御量を調整できる状態ではないため、操舵力の補正は行えず、従って、トルクステア現象が発生してしまうことになる。
【０００５】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、切換スイッチにより、燃費重視の２輪駆動モードと走破性重視の４輪駆動モードのいずれかへの切り換え選択を可能にした４輪駆動車両において、切換スイッチを燃費重視の２輪駆動側に選択した状態において、電子制御パワーステアリング装置を備えることなしに、トルクステア現象の発生を防止することができる４輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１記載の４輪駆動車の制御装置では、上述のように、駆動モード切換選択手段により燃費を重視した２輪駆動モードに切り換えられた走行状態において、トルクステア発生条件検出手段でトルクステア発生条件が検出されると、制御手段において一時的に４輪駆動モードに切り換えて前後輪駆動力配分装置により後輪側に駆動力を配分することで前輪側の駆動力を低減させる制御が行われる。
従って、駆動モード切換スイッチを燃費重視の２輪駆動モードに選択した状態において、電子制御パワーステアリング装置を備えることなしに、トルクステア現象の発生を防止することができるようになる。
【０００７】
請求項２記載の４輪駆動車の制御装置では、請求項１において、トルクステア発生条件検出手段におけるトルクステア発生条件として、車速が所定車速以上で、かつアクセル開度が所定開度以上である場合にトルクステア発生条件を検出するようにしたもので、このように、トルクステア現象発生原因のうち少なくとも影響の大きい２つの項目を条件とすることにより、トルクステア現象の発生検出精度を高めることができる。
従って、無駄な４輪駆動モードへの切り換えを抑制して燃費向上を図ることができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
この発明の実施の形態は、請求項１、２の発明に対応している。
図１は、本発明の実施の形態の４輪駆動車の制御装置を示すシステム概要図であり、図において１、２は左右前輪、３、４は左右後輪、５はトランスミッション、６はセンターデフ、７は前後輪駆動力配分装置、８はコントロールユニット（制御手段）、９は駆動モード切換スイッチ（駆動モード切換選択手段）、１０はＶcar を検出する車速センサ（車速検出手段）、１１はアクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）、１２、１３、１４、１５は左右前輪１、２および左右後輪３、４の車輪速ＶｗFL、ＶｗFR、ＶｗRL、ＶｗRRをそれぞれ検出する車輪速センサを示す。
【０００９】
前記前後輪駆動力配分装置７では、４輪駆動モード状態において、前記コントロールユニット８から４輪駆動カップリング締結トルク制御用アクチュエータに出力される制御信号（駆動電流）に基づき、前輪１、２と後輪３、４の駆動力配分制御が行われる。
そして、前記コントロールユニット８には、４輪駆動カップリング締結トルク電流制御を含むトルクステア防止回路が含まれている。
また、前記駆動モード切換スイッチ９では、前輪駆動の２輪駆動モードと前後輪駆動の４輪駆動モードのいずれかへの切り換え選択が行われるようになっている。
【００１０】
次に、前記コントロールユニット８のトルクステア防止回路（４輪駆動カップリング締結トルク電流制御回路）の制御内容を図２のフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１０１では、駆動モード切換スイッチ９が２輪駆動モードとなっているか否かを判定し、ＹＥＳであれば、ステップＳ１０２に進む。このステップＳ１０２では、車速センサ１０で検出した車速Ｖcar が１０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定し、ＹＥＳであれば、トルクステア現象が発生する可能性があるため、次にアクセル開度を見るステップＳ１０３に進む。
【００１１】
そして、このステップＳ１０３では、アクセル開度センサ１１で検出されたアクセル開度Ａｃｃが６０％以上である時は、加速状態にあり、トルクステア現象が発生する可能性があるため、４輪駆動カップリング締結トルクを算出するステップＳ１０５〜１０７に進む。即ち、前記車速センサ１０とアクセル開度センサ１１、および、前記ステップＳ１０２、Ｓ１０３でトルクステア発生条件検出手段が構成されている。
【００１２】
まず、ステップＳ１０５では、その時のアクセル開度Ａccに所定の定数ｋ１を乗じることにより、駆動力配分制御トルクＴＲＱＤ（ｋｇｍ）を算出し、続くステップＳ１０６では、車輪速センサ１３で検出された右前輪２の車輪速ＶｗFRから車輪速センサ１５で検出された右後輪４の車輪速ＶｗRRを減算し、これに所定の定数ｋ２を乗じることにより、差回転制御トルクＴＤＶ（ｋｇｍ）を算出する。そして、最後にステップＳ１０７では、前記ステップＳ１０５で算出された駆動力配分制御トルクＴＲＱＤとステップＳ１０６で算出された差回転制御トルクＴＤＶのいずれか大きい方の値（セレクトハイ）を、４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳとして設定した後、ステップＳ１０８に進む。
【００１３】
一方、前記ステップＳ１０２の判定がＮＯ（１０ｋｍ／ｈ未満）である時、または、前記ステップＳ１０３の判定がＮＯ（６０％未満）であるときは、ステップＳ１０４に進んで、４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳを０ｋｇｍに設定した後、ステップＳ１０８に進む。
そして、このステップＳ１０８では、前記ステップＳ１０４またはステップＳ１０７で設定された４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳに応じた電流を前後輪駆動力配分装置７における４輪駆動カップリング締結トルク制御用アクチュエータに出力し、これで１回のフローを終了する。
また、前記ステップＳ１０１の判定がＮＯ（４輪駆動モード）である時は、４輪駆動カップリング締結トルクを算出するステップＳ１０５〜１０７に進む。
【００１４】
次に、トルクステア防止回路（４輪駆動カップリング締結トルク電流制御）の制御内容を図３のタイムチャートに基づいて説明する。
（イ）トルクステア現象非発生時
駆動モード切換スイッチ９により燃費を重視した２輪駆動モードに切り換えられた走行状態において、その時の車速Ｖcar が１０ｋｍ／ｈ未満である時、または、アクセル開度Ａccが６０％未満である時は、トルクステア現象が発生する可能性はほとんどないため、この時は、４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳを０ｋｇｍに設定することにより、これに応じて前後輪駆動力配分装置７における４輪駆動カップリング締結トルク制御用アクチュエータに出力される電流も０となる（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１０８の流れ。）。
従って、後輪へは駆動力は配分されず、２輪駆動モード状態のままに維持される。
【００１５】
（ロ）トルクステア現象発生時
駆動モード切換スイッチ９により燃費を重視した２輪駆動モードに切り換えられた走行状態において、その時の車速Ｖcar が１０ｋｍ／ｈ以上であり、かつ、アクセル開度Ａccが６０％以上である時は、トルクステア現象が発生する可能性があるため、この時は、駆動力配分制御トルクＴＲＱＤ（ｋｇｍ）、および、差回転制御トルクＴＤＶ（ｋｇｍ）を算出し、両算出値のいずれか大きい方の値（セレクトハイ）を、４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳとして設定するもので、これにより、トルクステア現象発生状況に応じた電流が前後輪駆動力配分装置７における４輪駆動カップリング締結トルク制御用アクチュエータに出力される（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０５〜Ｓ１０８の流れ。）。なお、ここで、駆動力分配制御トルクとは、エンジンのトルク出力を前後荷重を考慮し、従動輪に配分するトルクのことであり、差回転制御トルクとは、前後輪車速差に比例して制御されるトルクのことである。
従って、一時的に４輪駆動モード状態になって、後輪側に駆動力が配分されることで、その分前輪側の駆動力を低減させることができ、これにより、前輪駆動車両における操舵力が補正されてトルクステア現象の発生を防止することができる。
【００１６】
なお、駆動モード切換スイッチ９により走破性を重視した４輪駆動モードに切り換えられた走行状態においては、その時の走行状況（車速Ｖcar 、アクセル開度Ａcc）に応じて算出された４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳに相当する駆動力を後輪側に配分する（ステップＳ１０１、Ｓ１０５〜Ｓ１０８の流れ。）。
【００１７】
以上詳細に説明してきたように、この発明の実施の形態の４輪駆動車の制御装置によれば、駆動モード切換スイッチ９を燃費を重視した２輪駆動モードに切り換えた走行状態において、トルクステア発生条件検出手段でトルクステア発生条件が検出されると、一時的に４輪駆動モードに切り換えて前後輪駆動力配分装置７により後輪側に駆動力を配分するようにしたことで、前輪側の駆動力を低減させて操舵力を補正することができ、従って、駆動モード切換スイッチ９を燃費重視の２輪駆動モードに選択した状態においても、電子制御パワーステアリング装置を備えることなしに、トルクステア現象の発生を防止することができるようになる。
【００１８】
また、トルクステア発生条件検出手段におけるトルクステア発生条件として、トルクステア現象発生原因のうち少なくとも影響の大きい２つの項目である車速Ｖcar （車速１０ｋｍ／ｈ以上）およびアクセル開度Ａcc（６０％以上）を条件としたことにより、トルクステア現象の発生検出精度を高めることができるようになり、従って、無駄な４輪駆動モードへの切り換えを抑制して燃費向上を図ることができるようになる。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、発明の実施の形態では、車速およびアクセル開度によりトルクステア発生条件を検出するようにしたが、その他に、車両の前後加速度や、左右輪の路面μの違いにより、または、これらの任意の組み合わせにより検出するようにしてもよい。
【００２０】
また、発明の実施の形態では、トルクステア現象が発生する可能性がある場合に、駆動力配分制御トルクＴＲＱＤ（ｋｇｍ）、および、差回転制御トルクＴＤＶ（ｋｇｍ）を算出し、両算出値のいずれか大きい方の値（セレクトハイ）を、４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳとして設定するようにしたが、いずれか一方のみを算出して４輪駆動カップリング締結トルクＴ−ＥＴＳとして設定するようにしてもよい。
また、トルクステア発生条件検出手段におけるトルクステア発生条件である車速Ｖcar （車速１０ｋｍ／ｈ以上）およびアクセル開度Ａcc（６０％以上）の判断しきい値も任意である。
【００２１】
次に、この発明の実施の形態から把握される請求項以外の好ましい形態について説明する。
（イ）請求項１おいて、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサおよびアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
前記トルクステア発生条件検出手段が、前記前後加速度センサで検出された前後加速度が所定値以上であり、かつ、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が所定開度以上である場合にトルクステア発生条件を検出するように構成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、請求項２と同様の効果が得られる。
【００２２】
（ロ）請求項１おいて、左右輪の路面μを検出する路面μ検出手段およびアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
前記トルクステア発生条件検出手段が、前記路面μ検出手段で検出された左右両輪位置の路面μ差が所定値以上で、かつ前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が所定開度以上である場合にトルクステア発生条件を検出するように構成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、請求項２と同様の効果が得られる他、特に、左右輪の路面μが相違する路面で車両を急発進させる場合におけるトルクステアを有効に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の４輪駆動車の制御装置を示すシステム概要図である。
【図２】本発明の実施の形態の４輪駆動車の制御装置におけるコントロールユニットのトルクステア防止回路の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の４輪駆動車の制御装置におけるコントロールユニットのトルクステア防止回路の制御内容を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
７前後輪駆動力配分装置
８コントロールユニット（制御手段）
９駆動モード切換スイッチ（駆動モード切換選択手段）
１０車速センサ（車速検出手段）
１１アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）

Claims

前輪駆動の２輪駆動モードと前後輪駆動の４輪駆動モードのいずれかに切り換え選択可能な駆動モード切換選択手段と、
エンジンのトルクを前輪と後輪に駆動力配分を制御可能な前後輪駆動力配分装置と、
前記エンジンの出力を車両の前後輪荷重に応じて駆動力配分制御トルクを算出する駆動力配分制御トルク算出手段と、
前記前輪と前記後輪の車輪速差に応じて差回転制御トルクを算出する差回転制御トルク算出手段と、
現在の車両の状況からトルクステア発生条件を検出するトルクステア発生条件検出手段と、
少なくとも前記駆動モード切換選択手段により２輪駆動モードに切り換えられ、かつ、前記トルクステア発生条件検出手段においてトルクステア発生条件が検出された時は４輪駆動モードに切り換えると共に前記前後輪駆動力配分装置により後輪側に前記駆動力配分制御トルクと前記差回転制御トルクのセレクトハイ駆動力を配分することで前輪側の駆動力を低減させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
車速を検出する車速検出手段およびアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
前記トルクステア発生条件検出手段が、前記車速検出手段で検出された車速が所定車速以上で、かつ前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度が所定開度以上である場合にトルクステア発生条件を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。