KR101046457B1 - 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 기구를 구비한 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치는, 엔진 토크를 기초로 하여 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 구하고, 구한 제1 토크를 차량의 목표 요레이트와 실제 요레이트의 편차를 기초로 하여 보정한다. 그리고, 요레이트 편차의 절대값이 소정값 이상인 경우에는 보정 후의 토크를 기초로 하여 기구를 제어한다.
4륜 구동차, 엔진, 토크, 요레이트 편차, 토크 배분 클러치

Description

4륜 구동차의 구동력 배분 제어 방법 및 장치{Driving Force Distribution Control Method and Device for Four Wheel Drive Vehicle}
본 발명은 전륜과 후륜으로 전달되는 엔진의 토크의 배분비를 제어하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
4륜 구동차에서는, 주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 기구로서, 토크 배분 클러치나 발전기 및 모터를 이용하는 기술이 알려져 있다. 종래, 토크 배분 클러치를 갖는 4륜 구동차에서는 전륜과 후륜의 회전 속도차를 기초로 하여 클러치의 체결력을 구하고 있다. 또한, 목표 요레이트(yaw rate)와 실제 요레이트의 편차를 기초로 하여 보정 계수를 구하여, 클러치 체결력과 보정 계수를 승산함으로써 구해지는 보정 후의 클러치 체결력을 기초로 하여 토크 배분 클러치를 제어하는 기술이 알려져 있다(JP5-278490A 참조).
그러나, 예를 들어 미끄러지기 쉬운 노면에 있어서의 전타 발진(steering start)에서는 전후륜의 회전 속도차 뿐만 아니라, 목표 요레이트와 실제 요레이트 의 편차도 변동된다. 따라서, 종래의 기술에서는 베이스가 되는 보정 전의 클러치 체결력과, 보정 계수가 함께 변동되므로, 부구동륜의 제어에 난조(hunting)가 발생할 가능성이 있다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 주구동륜및 부구동륜의 회전 속도차가 변화되는 경우라도, 부구동륜의 제어의 난조를 억제하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 2륜 구동 시에 엔진의 토크가 전달되는 주구동륜과, 4륜 구동 시에 상기 토크의 일부가 전달되는 부구동륜에, 상기 토크를 배분하는 4륜 구동차의 구동력의 배분 방법을 제공한다. 이 방법은 엔진의 토크를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 연산하고, 차량의 요레이트를 검출하여 차량의 목표 요레이트를 연산하고, 연산된 목표 요레이트와 검출된 요레이트의 편차를 연산하고, 요레이트 편차를 기초로 하여 제1 토크를 보정하여 주구동륜의 회전 속도를 검출하고, 부구동륜의 회전 속도를 검출하여 주구동륜의 회전 속도와 부구동륜의 회전 속도의 회전 속도차를 연산하고, 연산된 회전 속도차를 기초로 하여 부구동륜에 배분하는 제2 토크를 연산하고, 요레이트 편차의 절대값이 소정값보다 작을 경우, 제1 토크 및 제2 토크 중, 큰 쪽의 토크를 부구동륜에 배분하여, 요레이트 편차의 절대값이 소정값 이상인 경우, 요레이트 편차를 기초로 하여 보정된 제1 토크를 부구동륜에 배분한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 기구를 구비한 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치를 제공한다. 이 장치는 엔진의 토크를 기초로 하여 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 연산하는 제1 토크 연산부와, 차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 검출부와, 차량의 목표 요레이트를 연산하는 목표 요레이트 연산부와, 연산된 목표 요레이트와 검출된 요레이트와의 요레이트 편차를 연산하는 요레이트 편차 연산부와, 제1 토크를 상기 요레이트 편차를 기초로 하여 보정하는 토크 보정부와, 주구동륜 및 부구동륜의 회전 속도차를 연산하는 회전 속도차 연산부와, 회전 속도차를 기초로 하여 기구가 부구동륜에 배분하는 제2 토크를 연산하는 제2 토크 연산부와, 요레이트 편차의 절대값이 소정값보다 작은 경우에는 제1 토크 및 제2 토크 중 큰 쪽의 토크를 부구동륜에 배분하도록 기구를 제어하고, 요레이트 편차의 절대값이 소정값 이상인 경우에, 토크 보정부에 의해 보정된 제1 토크를 배분하도록 기구를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 상세에 대해서는 발명의 특징 및 효과와 함께 명세서 중에서 도면을 이용하여 설명된다.
본 발명에 따르면, 주구동륜및 부구동륜의 회전 속도차가 변화되는 경우라도, 부구동륜의 제어의 난조를 억제할 수 있다.
도1은 일 실시 형태에 있어서의 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치의 전체 시스템도이다. 이 구동력 배분 제어 장치가 적용되는 4륜 구동차는 전륜 구동 베이스의 4륜 구동차이다. 즉, 전륜이 주구동륜이고, 후륜이 부구동륜이다.
좌우 전륜(4, 5)으로는 자동 변속기(2) 및 프론트 차동부(9)를 통해 엔진(1)의 구동력이 직접 전달된다. 또한, 좌우 후륜(6, 7)으로는 프로펠러 샤프트(10), 토크 배분 클러치(3), 리어 차동부(15) 및 후륜 드라이브 샤프트(8)를 통해 엔진(1)의 구동력이 전달된다.
이 전륜 구동 베이스의 4륜 구동차에서는, 토크 배분 클러치(3)의 클러치 체결력을 증대시키면, 후륜의 토크 배분비가 증대된다. 예를 들어, 토크 배분 클러치(3)가 해방 상태이면, 전륜 : 후륜 ＝ 1100 : 0의 토크 배분비가 되고, 토크 배분 클러치(3)가 엔진 토크의 1/2 토크 이상으로 체결되어 있으면, 전륜 : 후륜 ＝ 50 : 50의 동등한 토크 배분비가 된다. 즉, 전륜(4, 5)과 후륜(6, 7)으로 전달되는 토크 배분비가 전륜 : 후륜 ＝ 100 내지 50 : 0 내지 50의 범위로 되도록 토크 배분 클러치(3)의 체결 토크가 제어된다. 단, 전륜(4, 5)과 후륜(6, 7)의 배분비의 합계는 항상 100으로 한다.
VDC 컨트롤러(11), 엔진 컨트롤러(12) 및 4WD 컨트롤러(13)는 각각 서로 접속되어 있고, CAN 통신에 의해 다양한 정보를 교환할 수 있다.
차륜속 센서(24 내지 27)는 각각 각 차륜(4 내지 7)의 차륜속에 따른 차륜속 신호를 VDC 컨트롤러(11)에 출력한다. 타각 센서(18)는 핸들 타각에 따른 타각 신호를 VDC 컨트롤러(11)에 출력한다.
VDC 컨트롤러(11)는 차륜속 센서(24 내지 27)로부터 입력되는 차륜속 신호를 기초로 하여 각 차륜(4 내지 7)의 차륜속을 산출하는 동시에, 타각 센서(18)로부터 입력되는 타각 신호를 기초로 하여 핸들 타각을 산출한다.
엔진 컨트롤러(12)는 액셀러레이터 개방도 센서(21)로부터 입력되는 액셀러레이터 개방도 신호 및 엔진 회전수 센서(22)로부터 입력되는 엔진 회전수 신호를 기초로 하여 엔진 토크를 구한다. 액셀러레이터 개방도 및 엔진 회전수를 기초로 하여 엔진 토크를 구하는 방법으로서는, 기지의 방법을 이용할 수 있다.
요레이트 센서(16)는 차량의 요레이트를 검출하여, 각 컨트롤러(11 내지 13)에 출력한다. 전후 가속도 센서(17)는 차량의 전후 방향의 가속도를 검출하여, 각 컨트롤러(11 내지 13)에 출력한다.
4WD 스위치(14)는 2WD 및 4WD를 절환하기 위한 스위치로, 드라이버에 의해 조작된다.
4WD 컨트롤러(13)는 4WD 스위치(14)로부터 입력되는 신호, VDC 컨트롤러(11)로부터 입력되는 신호, 엔진 컨트롤러(12)로부터 입력되는 신호, 요레이트 센서(16)로부터 입력되는 신호 및 전후 가속도 센서(17)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)의 클러치 체결력을 구한다. 4WD 컨트롤러(13)는 구해진 클러치 체결력에 따른 클러치 제어 신호를 토크 배분 클러치(3)에 출력한다. 이 클러치 제어 신호를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)의 클러치 제어가 행해진다.
도2는 4WD 컨트롤러(13)에 의해 행해지는 처리 내용을 도시하는 흐름도이다. 차량의 기동 후, 4WD 스위치(14)로부터 입력되는 신호가 4WD 모드인 것을 나타내는 신호이면, 4WD 컨트롤러(13)는 스텝 S10의 처리를 개시한다.
스텝 S10에서는 VDC 컨트롤러(11)를 통해 핸들 타각을 판독하여 스텝 S20으 로 진행한다. 스텝 S20에서는 스텝 S10에서 판독한 핸들 타각을 기초로 하여 기지의 방법에 의해 차량의 목표 요레이트를 산출한다. 차량의 목표 요레이트를 산출하면, 스텝 S30으로 진행한다.
스텝 S30에서는 요레이트 센서(16)에 의해 검출되는 차량의 실제 요레이트를 판독하여 스텝 S40으로 진행한다. 스텝 S40에서는 스텝 S20에서 산출한 목표 요레이트와, 스텝 S30에서 판독한 실제 요레이트의 편차인 요레이트 편차를 산출한다. 요레이트 편차를 산출하면, 스텝 S50으로 진행한다.
또한, 이하의 설명에서는 좌회전, 우회전에 관계없이, 차량이 언더 스티어 상태일 때에 요레이트 편차를 플러스의 값으로서 산출하고, 차량이 오버 스티어 상태일 때에 요레이트 편차를 마이너스의 값으로서 산출하는 것으로 한다. 즉, 전타 시에는 목표 요레이트로부터 실제 요레이트를 감산함으로써 요레이트 편차를 산출한다.
스텝 S50에서는 스텝 S40에서 산출한 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 이상인지 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Th1)(Th1 ＞ 0)은 차량이 언더 스티어 상태인지 여부를 판정하기 위한 임계값으로, 실험 등을 행함으로써 미리 적절한 값을 설정해 둔다. 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 이상이라고 판정되면, 스텝 S60으로 진행한다.
스텝 S60에서는 차량이 언더 스티어 상태라고 판단하여, 차량이 언더 스티어 상태인 것을 나타내는 플래그(F_under)를 1로 세트하여 스텝 S70으로 진행한다. 스텝 S70에서는 보정 제어 작동 플래그(Fc)를 1로 세트하여 스텝 S140으로 진행한 다.
또한, 엄밀하게는 요레이트 편차가 0보다 크고, 또한 소정의 임계값(Th1) 미만인 경우에도 언더 스티어 상태라고 할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서는 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 이상인 경우에, 차량이 언더 스티어 상태라고 정의하여 플래그(F-under)를 1로 세트한다.
한편, 스텝 S50에 있어서, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 미만이라고 판정되면 스텝 S80으로 진행한다. 스텝 S80에서는 차량이 언더 스티어 상태인 것을 나타내는 플래그(F-under)를 0으로 세트하여 스텝 S90으로 진행한다.
스텝 S90에서는 스텝 S40에서 산출한 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2) 이하인지 여부를 판정한다. 소정의 임계값(Th2)(Th2 ＜ 0)은 차량이 오버 스티어 상태인지 여부를 판정하기 위한 임계값으로, 실험 등을 행함으로써 미리 적절한 값을 설정해 둔다. 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2) 이하라고 판정되면 스텝 S100으로 진행한다.
스텝 S100에서는 차량이 오버 스티어 상태라고 판단하여, 차량이 오버 스티어 상태인 것을 나타내는 플래그(F_over)를 1로 세트하여 스텝 S110으로 진행한다. 스텝 S110에서는 보정 제어 작동 플래그(Fc)를 1로 세트하여 스텝 S140으로 진행한다.
또한, 엄밀하게는 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2)보다 크고, 또한 0 미만인 경우에도 오버 스티어 상태라고 할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서는 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2) 이하인 경우에, 차량이 오버 스티어 상태라고 정 의하여 플래그(F_over)를 1로 세트한다.
한편, 스텝 S90에 있어서, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2)보다 크다고 판단되면 스텝 S120으로 진행한다. 스텝 S120에서는 차량이 오버 스티어 상태인 것을 나타내는 플래그(F_over)를 0으로 세트하여 스텝 S130으로 진행한다. 이 경우, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2)(Th2 ＜ 0)보다 크고, 또한 소정의 임계값(Th1)(Th1 ＞ 0)보다 작으므로, 차량 거동은 정상인 상태이다. 따라서, 스텝 S130에서는 보정 제어 작동 플래그(Fc)를 0으로 세트하여 스텝 S140으로 진행한다.
스텝 S140에서는 보정 제어 작동 플래그(Fc)가 1로 세트되어 있는지 여부를 판정한다. 보정 제어 작동 플래그(Fc)가 1로 세트되어 있다고 판정되면 스텝 S150으로 진행한다.
스텝 S150에서는 토크 배분 클러치(3)의 기준 체결 토크(T1)를 구한다. 기준 체결 토크(T1)의 산출 방법을 이하에서 설명한다.
우선, 엔진 컨트롤러(12)에서 구해지는 엔진 토크를 기초로 하여 기지의 방법에 의해 트랜스퍼 출력 토크(Tout)를 구한다. 계속해서, 구한 출력 토크(Tout)에 (리어 하중/차량 총중량)을 승산함으로써 기본 배분 토크(Teng)를 구한다. 이 기본 배분 토크(Teng)는 트랜스퍼 출력 토크(Tout)를 전후륜의 차륜 하중 배분비와 동일한 배분비에 의해 배분된 경우의 리어 토크와 동등하다.
최후에, 기본 배분 토크(Teng)에 전후 가속도 감응 게인(KG)을 곱함으로써, 기준 체결 토크(T1)를 구한다. 기본 배분 토크(Teng)에 전후 가속도 감응 게인(KG)을 곱함으로써, 오르막길 주행 시 등에 있어서, 리어 하중 증가분을 증대시 킨 리어 토크 배분인 동적 하중 배분 토크(T1)를 구할 수 있다.
여기서, 전후 가속도 감응 게인(KG)은 전후 가속도 센서(17)에 의해 검출되는 전후 가속도에 따른 값으로, 전후 가속도가 클수록 큰 값이 된다. 예를 들어, 전후 가속도와 전후 가속도 감응 게인(KG)의 관계를 정한 데이터를 미리 준비해 두고, 전후 가속도 센서(17)에 의해 검출되는 전후 가속도를 기초로 하여 상술한 데이터를 참조함으로써, 전후 가속도 감응 게인(KG)을 구한다.
스텝 S150에서는 또한, 구해진 기준 체결 토크(T1)를 소정의 리미트값(Tlim1)으로 제한하는 처리를 행한다. 즉, 기준 체결 토크(T1)가 소정의 리미트값(Tlim1)보다 큰 경우에, 기준 체결 토크(T1)의 값을 소정의 리미트값(Tlim1)으로 치환하는 처리를 행한다. 또한, 소정의 리미트값(Tlim1)은 연산 에러를 방지하기 위한 임계값이다. 스텝 S150의 처리를 행하면, 스텝 S160으로 진행한다.
스텝 S160에서는 차량이 언더 스티어 상태인 것을 나타내는 플래그(F-under)가 1인지 여부를 판정한다. 플래그(F-under)가 1이라고 판정되면 스텝 S170으로 진행하고, 0이라고 판정되면 스텝 S180으로 진행한다.
스텝 S170에서는 스텝 S150에서 구한 기준 체결 토크(T1)에 언더 스티어 보정 게인(Gunder)[이하, 단순히 보정 게인(Gunder)이라고 칭함]을 승산함으로써, 보정 후의 토크(T2)를 구한다.
도3은 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)과의 관계를 나타내는 도면이다. 도3에 도시한 바와 같이, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 이하인 경우에는, 보정 게인(Gunder)은 1.0이고, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1)보다 커질수록 보정 게인(Gunder) 값도 커진다. 여기서는, 도3에 도시한 바와 같은 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)의 관계를 정한 데이터를 미리 준비해 두고, 스텝 S40에서 구한 요레이트 편차를 기초로 하여 상술한 데이터를 참조함으로써 보정 게인(Gunder)을 구한다.
한편, 스텝 S180에서는 스텝 S150에서 구한 기준 체결 토크(T1)에 오버 스티어 보정 게인(Gover)[이하, 단순히 보정 게인(Gover)라고 칭함]을 승산함으로써, 보정 후의 토크(T2)를 구한다.
도4는 요레이트 편차와 보정 게인(Gover)의 관계를 나타내는 도면이다. 도4에 도시한 바와 같이, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2) 이상인 경우에는, 보정 게인(Gover)은 1.0이고, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2)보다 작아질수록 보정 게인(Gover)의 값도 작아진다. 여기서는, 도4에 도시한 바와 같은 요레이트 편차와 보정 게인(Gover)과의 관계를 정한 데이터를 미리 준비해 두고, 스텝 S40에서 구한 요레이트 편차를 기초로 하여 상술한 데이터를 참조함으로써 보정 게인(Gover)을 구한다.
스텝 S170 또는 스텝 S180의 처리를 종료하면, 스텝 S190으로 진행한다. 스텝 S190에서는 구해진 보정 후의 토크(T2)를 소정의 리미트값(Tlim2)으로 제한하는 처리를 행한다. 즉, 보정 후의 토크(T2)가 소정의 리미트값(Tlim2)보다 큰 경우에, 보정 후의 토크(T2)의 값을 소정의 리미트값(T1im2)으로 치환한다.
도5는 리미트값(Tlim2)과 차속의 관계를 나타내는 도면이다. 차속이 커지면, 자동 변속기(2)의 변속비가 작아지는 것에 따라서 리미트값(Tlim2)의 값도 작 아지도록 설정되어 있다.
4WD 컨트롤러(13)는 리미트 처리 후의 토크(T2)에 따른 클러치 제어 신호를 토크 배분 클러치(3)에 출력한다. 이에 의해, 토크 배분 클러치(3)에는 목표 토크(T2)에 따른 클러치력이 발생하여 전후륜의 구동력 배분이 제어된다.
한편, 스텝 S140에 있어서, 보정 제어 작동 플래그(Fc)가 1로 세트되어 있지 않다고 판정되면 스텝 S200으로 진행한다. 스텝 S200에서는 토크 배분 클러치(3)의 목표 토크(T3)를 구한다. 목표 토크(T3)의 산출 방법을 이하에서 설명한다.
우선, 각 차륜속 센서(24 내지 27)로부터의 출력을 기초로 하여 구해지는 각 차륜의 속도를 기초로 하여 전후륜의 속도차(ΔVw)를 구한다. 구체적으로는, 우측 전륜의 속도(VwFR) 및 좌측 전륜의 속도(VwFL)의 평균 속도로부터, 우측 후륜의 속도(VwRR) 및 좌측 후륜의 속도(VwRL)의 평균 속도를 감산함으로써, 전후륜의 속도차(ΔVw)를 구한다. 이 전후륜의 속도차(ΔVw)에 게인(KD)을 승산함으로써, 전후륜의 속도차(ΔVw)에 따른 토크(TΔV)를 구한다. 이 토크(TΔV)도 기준 체결 토크(T1)와 마찬가지로 후륜에 배분되는 토크이다. 또한, 게인(KD)은, 예를 들어 차속 및 전륜의 좌우륜 속도차를 기초로 하여 결정한다.
또한, 엔진 컨트롤러(12)로부터 출력되는 엔진 토크를 기초로 하여 기준 체결 토크(T1)를 구한다. 기준 체결 토크(T1)를 구하는 처리는 스텝 S150에 있어서의 처리와 동일하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
계속해서, 토크(TΔV)와, 기준 체결 토크(T1)를 비교하여, 값이 큰 쪽을 선택하고, 선택한 토크를 소정의 리미트값(Tlim1)으로 제한함으로써 목표 토크(T3)를 구한다.
스텝 S200으로부터 이어지는 스텝 S210에서는 목표 토크(T3)에 따른 클러치 제어 신호를 토크 배분 클러치(3)에 출력한다. 이에 의해, 토크 배분 클러치(3)에는 목표 토크(T3)에 따른 클러치력이 발생하여 전후륜의 구동력 배분이 제어된다.
주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 토크 배분 클러치(3)를 구비한 일 실시 형태에 있어서의 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치에 따르면, 엔진 토크를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)의 제1 체결 토크(T1)를 구하고, 구해진 기준 체결 토크(T1)를, 차량의 목표 요레이트와 실제 요레이트의 요레이트 편차를 기초로 하여 보정함으로써 보정 후의 토크(T2)를 산출한다. 또한, 주구동륜 및 부구동륜의 회전 속도차를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)의 제2 체결 토크(TΔV)를 구한다. 그리고, 요레이트 편차가 정의 제1 소정값(Th1)보다 작거나, 또는 부의 제2 소정값(Th2)보다 큰 경우에는, 제1 체결 토크(T1) 및 제2 체결 토크(TΔV) 중 큰 쪽의 체결 토크를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)를 제어하고, 요레이트 편차가 정의 제1 소정값(Th1) 이상, 또는 부의 제2 소정값(Th2) 이하인 경우에는 보정 후의 토크(T2)를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)를 제어한다. 보정 전의 베이스 토크(T1)를 엔진 토크를 기초로 하여 구하기 때문에, 미끄러지기 쉬운 노면 등의 발진 시에 전후륜의 회전 속도차가 변화되는 경우라도, 기준이 되는 토크(T1)는 변화되지 않는다. 이에 의해, 부구동륜으로 배분되는 토크의 변동이 억제되어 부구동륜의 제어의 난조를 억제할 수 있다.
요레이트 편차가 정의 제1 소정값(Th1) 이상, 또는 부의 제2 소정값(Th2) 이 하인 경우에는 엔진 토크를 기초로 하여 베이스 토크(T1)를 구하기 때문에, 전후륜의 회전 수차가 변동되는 상황 하에서도 부구동륜의 제어의 난조를 억제할 수 있다.
또한, 요레이트 편차가 제2 소정값(Th2)보다 크고, 또한 제1 소정값(Th1)보다 작은 경우에는 제1 체결 토크(T1) 및 제2 체결 토크(TΔV) 중 큰 쪽의 토크를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)를 제어한다. 이에 의해, 예를 들어 노면의 μ(마찰 계수)가 변화되어 전후륜의 회전 수차가 변동되어도, 차량 거동에 따른 클러치 체결력을 얻을 수 있어, 차량의 거동을 안정시킬 수 있다. 이때, 요레이트 편차가 있어도, 토크 배분 클러치(3)를 제어하기 위한 목표 토크는 요레이트 편차를 기초로 한 보정이 행해져 있지 않다. 따라서, 요레이트 편차의 변동에 의한 부구동륜의 제어의 난조가 발생하는 일은 없다. 또한, 요레이트 편차는 작기 때문에, 토크 배분 클러치(3)를 제어하기 위한 목표 토크가 보정되지 않아도 문제가 발생하는 일은 없다.
또한, 일 실시 형태에 있어서의 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치에 따르면, 요레이트 편차가 제1 소정값(Th1) 이상이면 기준 체결 토크(T1)를 크게 하는 보정을 행하고, 요레이트 편차가 제2 소정값(Th2) 이하이면 기준 체결 토크(T1)를 작게 하는 보정을 행한다. 이에 의해, 드라이버의 스티어링 조작에 대해, 차량 거동의 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 일 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상술한 설명에서는, 토크 배분 클러치(3)의 클러치 체결력을 증대시키면, 후륜의 토크 배분비가 증대되는 전륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 본 발명을 적용한 예를 들었다. 그러나, 토크 배분 클러치(3)의 클러치 체결력을 증대시키면, 전륜의 토크 배분비가 증대되는 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 본 발명을 적용할 수도 있다.
도6은 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치의 전체 시스템도이다. 도1과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다. 엔진(1)의 구동력은 자동 변속기(2)를 통해 트랜스퍼(3A)로 전달되어, 트랜스퍼(3A) 내의 토크 배분 클러치(3)에 의해 토크 배분이 행해진다. 좌우 전륜(4, 5)으로는 프론트 프로펠러 샤프트(10a) 및 프론트 차동부(9)를 통해 토크가 전달된다. 좌우 후륜(6, 7)으로는 리어 프로펠러 샤프트(10b) 및 리어 차동부(9)를 통해 토크가 전달된다.
후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 적용하는 경우, 요레이트 편차가 제1 소정값(Th1) 이상이면 기준 체결 토크(T1)를 작게 하는 보정을 행하고, 요레이트 편차가 제2 소정값(Th2) 이하이면 기준 체결 토크(T1)를 크게 하는 보정을 행하도록 하면 된다. 단, 후술하는 바와 같이 전륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 적용하는 경우에 비해, 보정 게인(Gunder) 및 보정 게인(Gover)을 구하기 위해 이용하는 데이터가 상이하다.
도7은 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)과의 관계를 나타내는 도면이다. 도7에 도시한 바와 같이, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1) 이하인 경우에는, 보정 게인(Gunder)은 1.0이고, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th1)보다 커질수록 보정 게인(Gunder)의 값도 작아진다. 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 적용하는 경우, 도7에 도시한 바와 같은 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)과의 관계를 정한 데이터를 이용하여 보정 게인(Gunder)을 구한다.
도8은 요레이트 편차와 보정 게인(G ovder)과의 관계를 나타내는 도면이다. 도8에 도시한 바와 같이, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2) 이상인 경우에는, 보정 게인(Gover)은 1.0이고, 요레이트 편차가 소정의 임계값(Th2)보다 작아질수록 보정 게인(Gover)의 값도 커진다. 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 적용하는 경우, 도8에 도시한 바와 같은 요레이트 편차와 보정 게인(Gover)과의 관계를 정한 데이터를 이용하여 보정 게인(Gover)을 구한다.
정의 제1 소정값(Th1)과, 부의 제2 소정값(Th2)의 절대값은 동등한 값이라도 좋고, 다른 값이라도 좋다. 제1 소정값(Th1)과, 제2 소정값(Th2)의 절대값이 동등한 경우에는, 요레이트 편차의 절대값이 소정값(Th1)보다 작은 경우에, 제1 체결 토크(T1) 및 제2 체결 토크(TΔV) 중 큰 쪽의 토크를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)를 제어한다. 또한, 요레이트 편차의 절대값이 소정값 이상인 경우에는 제1 체결 토크(T1)를 요레이트 편차를 기초로 하여 보정한 토크(T2)를 기초로 하여 토크 배분 클러치(3)를 제어한다.
토크 배분 클러치(3) 이외의 기구를 이용하여 주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하도록 해도 된다. 이 경우, 모터의 토크는 부구동륜으로 전달된다.
엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 기구로서, 엔진에 의해 구동되는 발전기와, 발전기에 의해 발전된 전력으로 구동되는 모터를 이용하도록 해도 된다. 이 경우, 모터의 토크는 부구동륜으로 전달된다.
도1은 일 실시 형태에 있어서의 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치의 전체 시스템도.
도2는 4WD 컨트롤러에 의해 행해지는 처리 내용을 도시하는 흐름도.
도3은 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)과의 관계를 나타내는 도면.
도4는 요레이트 편차와 보정 게인(Gover)과의 관계를 나타내는 도면.
도5는 리미트값(Tlim2)과 차속의 관계를 나타내는 도면.
도6은 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차의 구동력 배분 장치의 전체 시스템도.
도7은 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 본 발명이 적용된 경우에 있어서, 요레이트 편차와 보정 게인(Gunder)과의 관계를 나타내는 도면.
도8은 후륜 구동 베이스의 4륜 구동차에 본 발명이 적용된 경우에 있어서, 요레이트 편차와 보정 게인(Gover)과의 관계를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진
3 : 토크 배분 클러치
4, 5 : 전륜
6, 7 : 후륜
9 : 프론트 차동부
10 : 프로펠러 샤프트
11 : VDC 컨트롤러
12 : 엔진 컨트롤러
13 : 4WD 컨트롤러
14 : 4WD 스위치
15 : 리어 차동부
16 : 요레이트 센서
17 : 전후 가속도 센서
18 : 타각 센서

Claims (9)

  1. 주구동륜으로 전달되는 엔진의 토크를 부구동륜에 배분하는 기구를 구비한 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치는,
    상기 엔진의 토크를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 연산하는 제1 토크 연산부와,
    차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 검출부와,
    차량의 목표 요레이트를 연산하는 목표 요레이트 연산부와,
    연산된 목표 요레이트와 검출된 요레이트와의 요레이트 편차를 연산하는 요레이트 편차 연산부와,
    상기 제1 토크를 상기 요레이트 편차를 기초로 하여 보정하는 토크 보정부와,
    상기 주구동륜 및 상기 부구동륜의 회전 속도차를 연산하는 회전 속도차 연산부와,
    상기 회전 속도차를 기초로 하여 상기 기구가 상기 부구동륜에 배분하는 제2 토크를 연산하는 제2 토크 연산부와,
    상기 요레이트 편차의 절대값이 요레이트 편차 임계치보다 작은 경우에는 상기 제1 토크 및 상기 제2 토크 중 큰 쪽의 토크를 상기 부구동륜에 배분하도록 상기 기구를 제어하고, 상기 요레이트 편차의 절대값이 상기 요레이트 편차 임계치 이상인 경우에, 상기 토크 보정부에 의해 보정된 제1 토크를 배분하도록 상기 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기구는 상기 엔진의 토크를 상기 부구동륜으로 전달하는 클러치를 갖고,
    상기 제1 토크 연산부는 상기 엔진의 토크를 기초로 하여 상기 클러치의 제1 체결 토크를 연산하고,
    상기 요레이트 편차 연산부는 검출된 요레이트가 연산된 목표 요레이트에 만족되지 않는 경우에 상기 요레이트 편차를 정의 값으로 하여 연산하고,
    상기 토크 보정부는 상기 제1 체결 토크를 상기 요레이트 편차를 기초로 하여 보정하는 체결 토크 보정부를 구비하고,
    상기 제2 토크 연산부는 상기 회전 속도차를 기초로 하여 상기 클러치의 제2 체결 토크를 연산하고,
    상기 요레이트 편차 임계치는 정의 제1 요레이트 편차 임계치와 부의 제2 요레이트 편차 임계치를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 요레이트 편차가 상기 정의 제1 요레이트 편차 임계치보다 작거나, 또는 상기 부의 제2 요레이트 편차 임계치보다 큰 경우에, 상기 제1 체결 토크 및 상기 제2 체결 토크 중 큰 쪽의 체결 토크를 기초로 하여 상기 클러치를 제어하고, 상기 요레이트 편차가 상기 정의 제1 요레이트 편차 임계치 이상, 또는 상기 부의 제2 요레이트 편차 임계치 이하인 경우에 상기 토크 보정부에 의해 보정된 제1 체결 토크를 기초로 하여 상기 클러치를 제어하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 요레이트 편차를 기초로 하여, 보정 계수를 연산하는 보정 계수 연산부를 더 구비하고,
    상기 체결 토크 보정부는 상기 제1 체결 토크에 상기 보정 계수를 곱하여 상기 제1 체결 토크를 보정하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치를 상기 주구동륜이 전륜이 되고, 상기 부구동륜이 후륜이 되는 차량에 적용하는 경우에,
    상기 체결 토크 보정부는 상기 요레이트 편차가 상기 정의 제1 요레이트 편차 임계치 이상인 경우에 상기 제1 체결 토크를 크게 하는 보정을 행하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치를 상기 주구동륜이 전륜이 되고, 상기 부구동륜이 후륜이 되는 차량에 적용하는 경우에,
    상기 체결 토크 보정부는 상기 요레이트 편차가 상기 부의 제2 요레이트 편차 임계치 이하인 경우에 상기 제1 체결 토크를 작게 하는 보정을 행하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치를 상기 주구동륜이 후륜이 되고, 상기 부구동륜이 전륜이 되는 차량에 적용하는 경우에,
    상기 체결 토크 보정부는 상기 요레이트 편차가 상기 정의 제1 요레이트 편차 임계치 이상인 경우에 상기 제1 체결 토크를 작게 하는 보정을 행하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치를 상기 주구동륜이 후륜이 되고, 상기 부구동륜이 전륜이 되는 차량에 적용하는 경우에,
    상기 체결 토크 보정부는 상기 요레이트 편차가 상기 부의 제2 요레이트 편차 임계치 이하인 경우에 상기 제1 체결 토크를 크게 하는 보정을 행하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  8. 2륜 구동 시에 엔진의 토크가 전달되는 주구동륜과, 4륜 구동 시에 상기 토크의 일부가 전달되는 부구동륜에 상기 토크를 배분하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치에 있어서,
    상기 엔진의 토크를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 연산하는 제1 토크 연산 수단과,
    차량의 요레이트를 검출하는 요레이트 검출 수단과,
    차량의 목표 요레이트를 연산하는 목표 요레이트 연산 수단과,
    연산된 목표 요레이트와 검출된 요레이트와의 요레이트 편차를 연산하는 요레이트 편차 연산 수단과,
    상기 요레이트 편차를 기초로 하여 상기 제1 토크를 보정하는 보정 수단과,
    상기 주구동륜의 회전 속도를 검출하는 제1 회전 속도 검출 수단과,
    상기 부구동륜의 회전 속도를 검출하는 제2 회전 속도 검출 수단과,
    상기 주구동륜의 회전 속도와 상기 부구동륜의 회전 속도의 회전 속도차를 연산하는 회전 속도 편차 연산 수단과,
    연산된 상기 회전 속도차를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제2 토크를 연산하는 제2 토크 연산 수단과,
    상기 요레이트 편차의 절대값이 요레이트 편차 임계치보다 작은 경우, 상기 제1 토크와 상기 제2 토크 중, 큰 쪽의 토크를 상기 부구동륜에 배분하고, 상기 요레이트 편차의 절대값이 요레이트 편차 임계치 이상인 경우, 상기 보정 수단에 의해 보정된 제1 토크를 상기 부구동륜에 배분하는 구동력 배분 수단을 구비하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 장치.
  9. 2륜 구동 시에 엔진의 토크가 전달되는 주구동륜과, 4륜 구동 시에 상기 토크의 일부가 전달되는 부구동륜에 상기 토크를 배분하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 방법에 있어서,
    상기 엔진의 토크를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제1 토크를 연산하고,
    차량의 요레이트를 검출하고,
    차량의 목표 요레이트를 연산하고,
    연산된 목표 요레이트와 검출된 요레이트의 편차를 연산하고,
    상기 요레이트 편차를 기초로 하여 상기 제1 토크를 보정하고,
    상기 주구동륜의 회전 속도를 검출하고,
    상기 부구동륜의 회전 속도를 검출하고,
    상기 주구동륜의 회전 속도와 상기 부구동륜의 회전 속도의 회전 속도차를 연산하고,
    연산된 상기 회전 속도차를 기초로 하여 상기 부구동륜에 배분하는 제2 토크를 연산하고,
    상기 요레이트 편차의 절대값이 요레이트 편차 임계치보다 작은 경우, 상기 제1 토크 및 상기 제2 토크 중, 큰 쪽의 토크를 상기 부구동륜에 배분하고, 상기 요레이트 편차의 절대값이 요레이트 편차 임계치 이상인 경우, 상기 요레이트 편차를 기초로 하여 보정된 제1 토크를 상기 부구동륜에 배분하는 4륜 구동차의 구동력 배분 제어 방법.
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