WO2012005256A1 - 四輪駆動車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention is a four-wheel drive vehicle capable of transmitting a part of the driving force toward the main driving wheel to the sub driving wheel and distributing and outputting the part of the driving force to the left sub driving wheel and the right sub driving wheel.
- the present invention relates to a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that controls the total driving force to the left and right auxiliary driving wheels and the driving force difference between the left and right auxiliary driving wheels.
- the proposed technique includes a total driving force control means for controlling a total driving force to the left and right auxiliary driving wheels and a driving force difference between the left and right auxiliary driving wheels, and a left and right driving force difference control means, In controlling the total driving force and the driving force difference, a target front / rear driving force distribution ratio between the main driving wheel and the sub driving wheel and a target left / right driving force distribution ratio between the left and right sub driving wheels are obtained, The total driving force control means is operated so that the target longitudinal driving force distribution ratio is achieved, and the left and right driving force difference control means is operated so that the target left and right driving force distribution ratio is achieved.
- the driving force distribution control of such a four-wheel drive vehicle is a driving force distribution ratio realization control in which the front and rear driving force distribution ratio and the left and right driving force distribution ratio are made the respective target distribution ratios, After the total driving force distributed to the left and right auxiliary driving wheels is determined to be a value corresponding to the target longitudinal driving force distribution ratio, the left and right auxiliary driving wheels are driven within the range of the determined total driving force. Each force is distributed and set to a value corresponding to the target left / right driving force distribution ratio.
- the left-right driving force difference between the left and right auxiliary driving wheels does not exceed the total driving force to the left and right auxiliary driving wheels. That is, when the total driving force to the left and right auxiliary driving wheels is determined to be 100 [N ⁇ m], for example, the maximum value of the driving force difference between the left and right auxiliary driving wheels that can be realized is 100 [N ⁇ m]. When the necessary left-right driving force difference exceeds 100 [N ⁇ m], the necessary left-right driving force difference cannot be realized.
- the present invention proposes a driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle that can reliably achieve the required difference in driving force between the left and right auxiliary driving wheels even under the above-described circumstances, and thereby solve the above problems.
- the purpose is to eliminate.
- the driving force distribution control device for a four-wheel drive vehicle is configured as follows.
- the left sub drive wheel side friction element and the right sub drive that can individually control the drive force to the left sub drive wheel and the right sub drive wheel Insert the drive wheel friction element.
- the driving force distribution control between the main driving wheel and the auxiliary driving wheel and between the left auxiliary driving wheel and the right auxiliary driving wheel are performed.
- Driving force distribution control is performed.
- the present invention provides a driving force distribution control device for such a four-wheel drive vehicle.
- a driving force distribution control device for such a four-wheel drive vehicle.
- Target value setting means for The left auxiliary driving wheel side friction element and the right auxiliary driving wheel side friction element so that the total driving force and the left and right driving force difference match the target value of the total driving force and the target value of the left and right driving force difference set by the means, respectively.
- Friction element fastening control means for controlling the fastening force of Is provided.
- the frictional element fastening control means has the target value of the total driving force and the target value of the left and right driving force difference set by the target value setting means, respectively. Since the fastening force of the left auxiliary driving wheel side friction element and the right auxiliary driving wheel side friction element is controlled so that the total driving force and the left and right driving force difference coincide, the target value of the left and right driving force difference can be reliably realized. The vehicle turning behavior as required according to the target value of the left / right driving force difference can be obtained.
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing a side driving force provisional value tTcOUT (outer wheel side target driving force TcOUT), an inner wheel side driving force provisional value tTcIN (inner wheel side target driving force TcIN), and a driving force difference between them.
- the rear wheel total target driving force TcLR is used to determine the outer wheel side target driving force TcOUT and the inner wheel side target driving force TcIN that are calculated before the left and right rear wheel target driving force calculation unit calculates the left and right rear wheel target driving force in FIG.
- (A) should be the target An explanatory diagram showing the levels of the rear wheel total driving force TcLR and the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR, (b) is an explanatory diagram showing the inner wheel side target driving force TcIN, (c) is an outer wheel side target driving force TcOUT and an inner wheel It is explanatory drawing which shows the side target drive force TcIN and the drive force difference between these both.
- the rear wheel total target driving force TcLR is used to determine the outer wheel side target driving force TcOUT and the inner wheel side target driving force TcIN that are calculated before the left and right rear wheel target driving force calculation unit calculates the left and right rear wheel target driving force in FIG. FIG.
- FIG. 6 is an explanatory diagram showing a case where the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is larger and the outer wheel side driving force provisional value tTcOUT is applied to the allowable upper limit value TcLimU.
- A is a target rear wheel total driving force TcLR and An explanatory diagram showing the level of the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR
- (b) is an explanatory diagram showing the left and right equal distribution amount TcLR / 2 of the rear wheel total driving force TcLR
- (c) is an outer wheel side driving force provisional value tTcOUT.
- the rear wheel total target driving force TcLR is used to determine the outer wheel side target driving force TcOUT and the inner wheel side target driving force TcIN that are calculated before the left and right rear wheel target driving force calculation unit calculates the left and right rear wheel target driving force in FIG. FIG.
- FIG. 1 is a schematic plan view showing a wheel drive system of a four-wheel drive vehicle provided with a drive force distribution control device according to an embodiment of the present invention, together with the four-wheel drive control system, as viewed from above the vehicle.
- 1L and 1R respectively indicate left and right front wheels as main drive wheels
- 2L and 2R respectively indicate left and right rear wheels as auxiliary drive wheels.
- driving force means “torque value”, not power.
- a transmission transaxle including a differential gear device 4a
- the left and right front wheels 1L and 1R are used for driving.
- a part of the driving force directed to the left and right front wheels 1L and 1R after being shifted by the transmission 4 is redirected by the transfer 6 and directed to the left and right rear wheels 2L and 2R.
- the transmission system for this is configured as follows:
- the transfer 6 includes a bevel gear set including an input side hypoid gear 6a and an output side hypoid gear 6b.
- the input side hypoid gear 6a is coupled to the differential gear case 4a so as to rotate together with the differential gear case which is an input rotation member of the differential gear device 4a.
- the front end of the propeller shaft 7 is coupled to the output side hypoid gear 6b, and the propeller shaft 7 extends rearward toward the left and right rear wheel driving force distribution unit 8.
- the transfer 6 determines the gear ratio of the bevel gear set including the hypoid gear 6a and the output side hypoid gear 6b so that a part of the driving force directed to the left and right front wheels 1L and 1R is accelerated and output to the propeller shaft 7.
- the left and right rear wheel driving force distribution unit 8 includes a center shaft 10 extending in the axial direction of the shafts 9L and 9R between the axle shafts 9L and 9R of the left and right rear wheels 2L and 2R.
- the left and right rear wheel driving force distribution unit 8 is further disposed between the center shaft 10 and the left rear wheel axle shaft 9L, and the left rear wheel side clutch (the left auxiliary driving wheel side friction element) for controlling the coupling between the shafts 10 and 9L.
- 11L Between the center shaft 10 and the right rear wheel axle shaft 9R, there is provided a right rear wheel side clutch (right auxiliary driving wheel side friction element) 11R for controlling coupling between the shafts 10 and 9R.
- the rear end of the propeller shaft 7 extending from the transfer 6 to the rear of the vehicle and the center shaft 10 are drive-coupled via a bevel gear type final reduction gear 12 including an input side hypoid gear 12a and an output side hypoid gear 12b.
- the speed reduction ratio of the final reduction gear 12 is related to the left and right front wheels 1L and 1R in relation to the speed increasing gear ratio of the transfer 6 (the speed increasing gear ratio of the bevel gear set including the hypoid gear 6a and the output side hypoid gear 6b).
- the gear ratio is such that a part of the driving force toward the center shaft 10 is directed to increase the speed downward
- the total gear ratio of the transfer 6 and the final reduction gear 12 is set so that the center shaft 10 rotates at an increased speed with respect to the left and right front wheels 1L and 1R.
- the transfer speed is controlled so that the rotational speed of the center shaft 10 does not become lower than the rotational speed of the outer rear wheel 2L (or 2R) in the turning direction even during such turning, and the driving force distribution control is not disabled.
- the total gear ratio of 6 and the final reduction gear 12 is determined as described above, and the center shaft 10 is rotated at a higher speed as described above. Due to the accelerated rotation of the center shaft 10, drive force distribution control described later can be performed as intended.
- the rotational power from the engine 3 reaches the left and right front wheels 1L and 1R under the shift by the transmission (transaxle) 4, and drives these left and right front wheels 1L and 1R. .
- the vehicle is capable of four-wheel drive traveling by driving the left and right front wheels 1L and 1R and driving the left and right rear wheels 2L and 2R.
- the front and rear wheel drive force distribution control is performed via the total engagement force control of the left rear wheel side clutch 11L and the right rear wheel side clutch 11R.
- the left rear wheel side clutch is used to improve the turning performance of the vehicle and to control the behavior of the vehicle so that the actual behavior of the vehicle (actual yaw rate, etc.) is as intended according to the driving state and driving conditions of the vehicle.
- the left and right wheel driving force distribution control can be performed through the engagement force control of the 11L and right rear wheel side clutch 11R.
- the fastening force control system for the left rear wheel side clutch 11L and the right rear wheel side clutch 11R is as follows.
- Each of the left rear wheel side clutch 11L and the right rear wheel side clutch 11R is an electromagnetic type in which the fastening force is determined according to the supply current, and the fastening force of these clutches 11L and 11R is respectively a four wheel drive (4WD) controller 21.
- the above-mentioned front and rear wheel driving force is controlled by electronically controlling the supply current to the clutches 11L and 11R so as to obtain the fastening force corresponding to the target driving force TcL and TcR of the left and right rear wheels 2L and 2R obtained as described later in It is assumed that distribution control and left and right wheel driving force distribution control are performed.
- ⁇ Driving force distribution control The procedure for determining the front and rear wheel driving force distribution control and the left and right wheel driving force distribution control executed by the four-wheel drive controller 21, that is, the left rear wheel target driving force TcL and the right rear wheel target driving force TcR will be described below.
- the four-wheel drive controller 21 is as shown in FIG. 2 in a functional block diagram, and includes an input signal processing unit 31, a rear wheel total driving force calculating unit 32, a left and right rear wheel driving force difference calculating unit 33, The left and right rear wheel target driving force calculation unit 34 is configured.
- the rear wheel total driving force calculating section 32 and the left and right rear wheel driving force difference calculating section 33 constitute target value setting means in the present invention
- the left and right rear wheel target driving force calculating section 34 is a friction element engagement control means in the present invention.
- the input signal processing unit 31 removes noise from detection signals of the vehicle speed sensor 22, the yaw rate sensor 23, the steering angle sensor 24, the engine torque calculation unit 25, the engine rotation sensor 26, the accelerator opening sensor 27, and the transmission gear ratio sensor 28. At the same time, these signals are preprocessed so that they can be used in the calculation described later.
- the rear wheel total driving force calculation unit 32 obtains a total driving force target value TcLR (hereinafter referred to as total driving force TcLR) for the left and right rear wheels 2L and 2R as follows, for example.
- TcLR total driving force target value
- the input torque Ti to the differential gear device 4a is calculated from the engine torque Te and the transmission gear ratio ⁇ .
- the left and right front wheel average speeds and the left and right rear wheel average speeds are obtained based on the signal from the vehicle speed sensor 22, and the degree of drive slip (front and rear wheel rotation difference) of the left and right front wheels estimated by comparing the two, the accelerator opening In accordance with the degree APO, it is determined how much of the input torque Ti should be directed to the left and right rear wheels 2L, 2R, and is defined as the total driving force TcLR for these rear wheels.
- the total driving force TcLR to the rear wheels needs to be increased in order to suppress the driving slip as the degree of driving slip (the front-rear wheel rotation difference) of the left and right front wheels 1L and 1R increases, and the accelerator opening APO The larger the is, the greater the driver's demand for driving force. To meet this demand, the total driving force TcLR for the rear wheels is increased.
- the left and right rear wheel driving force difference calculation unit 33 is a left and right rear wheel driving force difference transient control d ⁇ TcLR (not shown) for a turning response that is transiently requested by the driver according to the change speed of the steering angle ⁇ .
- d ⁇ TcLR left and right rear wheel driving force difference transient control d ⁇ TcLR
- the reason why the target yaw rate is used instead of the yaw rate detection value ⁇ is that the left and right rear wheel driving force difference calculation unit 33 is a feedforward control system, and the target yaw rate is an estimated value rather than a detection value that is a result value. This is because it matches the actual situation of control.
- the discrepancy between the actual turning behavior (actual yaw rate ⁇ ) and the target turning behavior (target yaw rate t ⁇ ) can also be resolved by increasing or decreasing the total left and right rear wheel driving force TcLR.
- TcLR total left and right rear wheel driving force
- the rear wheel total driving force calculation unit 32 determines that the actual turning behavior (actual yaw rate ⁇ ) is the target turning by feedback control according to the deviation of the actual turning behavior (actual yaw rate ⁇ ) with respect to the target turning behavior (target yaw rate t ⁇ ). It is also assumed that the left and right rear wheel total driving force TcLR is corrected as described above so as to match the behavior (target yaw rate t ⁇ ).
- step S13 the left and right equal distribution amount TcLR / 2 of the rear wheel total driving force TcLR is obtained.
- the right and left equal distribution amount ⁇ TcLR / 2 of the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is obtained.
- FIG. 4 shows the left rear wheel target driving force TcL and the right rear wheel target driving force TcR based on the outer wheel side driving force provisional value tTcOUT of the turning direction outer rear wheel and the inner wheel side driving force provisional value tTcIN of the turning direction inner rear wheel.
- step S21 it is determined whether or not the rear wheel total driving force TcLR is greater than or equal to the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR, that is, whether or not the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR can be realized by left-right distribution of the rear wheel total driving force TcLR. To check. Therefore, step S21 corresponds to the driving force comparing means in the present invention.
- step S22 If it is determined in step S22 that tTcOUT> TcLimU is true and it is determined in step S23 that tTcIN ⁇ TcLimL is true, both the outer wheel side driving force provisional value tTcOUT and the inner wheel side driving force provisional value tTcIN are both limited. Means not. Therefore, in this case, in step S24, the outer wheel side driving force provisional value tTcOUT is directly used as the outer wheel side target driving force TcOUT, and the inner wheel side driving force provisional value tTcIN is determined as it is as the inner wheel side target driving force TcIN.
- FIG. 5 (a) shows the levels of the rear wheel total driving force TcLR and the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR read in step S11 and step S12 of FIG. 3, respectively.
- FIG. 5 (b) shows the rear wheel total driving force TcLR. Left and right equal distribution amount TcLR / 2 (step S13).
- the value is such that the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is realized under TcMIN, that is, the sum of the initial driving force TcMIN and the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR as shown in FIG. 6 (c).
- the target driving force TcL of the left rear wheel and the target driving force TcL of the left rear wheel are determined by the processing described above with reference to steps S25 to S27 in FIG. Determine the target driving force TcR for the right rear wheel,
- the left rear wheel side clutch 11L and the left rear wheel side clutch 11L and the right rear wheel side clutch 11R are engaged with each other so that the engagement forces thereof correspond to the left rear wheel target driving force TcL and the right rear wheel target driving force TcR, respectively.
- a current supplied to the right rear wheel side clutch 11R is controlled.
- FIG. 7A shows the levels of the rear wheel total driving force TcLR and the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR read in step S11 and step S12 of FIG. 3, respectively.
- FIG. 7B shows the rear wheel total driving force TcLR. Left and right equal distribution amount TcLR / 2 (step S13).
- the left / right equal distribution amount TcLR / 2 (step S13) and the left / right equal distribution amount ⁇ TcLR / 2 of the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR obtained in step S14 of FIG.
- step S21 in FIG. 4 controls step S22.
- step S29 and step S30 are sequentially selected.
- the outer ring side target driving force TcOUT is limited to the allowable upper limit value TcLimU (step S29)
- the target driving force TcL of the left rear wheel and the target driving force TcL of the left rear wheel are determined by the processing described above with reference to steps S25 to S27 in FIG. Determine the target driving force TcR for the right rear wheel,
- the left rear wheel side clutch 11L and the left rear wheel side clutch 11L and the right rear wheel side clutch 11R are engaged with each other so that the engagement forces thereof correspond to the left rear wheel target driving force TcL and the right rear wheel target driving force TcR, respectively.
- a current supplied to the right rear wheel side clutch 11R is controlled.
- step S21 of FIG. 4 it is determined that TcLR ⁇ ⁇ TcLR.
- FIG. 8A shows the levels of the rear wheel total driving force TcLR and the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR read in step S11 and step S12 of FIG. 3, respectively.
- FIG. 8B shows the rear wheel total driving force TcLR. Left and right equal distribution amount TcLR / 2 (step S13).
- the left and right even distribution amount TcLR / 2 (step S13) and the left / right equal distribution amount ⁇ TcLR / 2 of the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR obtained in step S14 of FIG.
- step S21 in FIG. Proceed to
- step S36 After determining the inner ring side target driving force TcIN and the outer ring side target driving force TcOUT as described above, in step S36, the outer ring side target driving force TcOUT obtained in step S35 is the allowable upper limit as shown in FIG. 8 (e). Check if the value TcLimU is exceeded.
- the minimum initial driving force TcMIN necessary to prevent the three-wheel driving state is set.
- the sum of the differences ⁇ TcLR is determined (step S28).
- the inner wheel side target driving force TcIN and the outer wheel side target driving force TcOUT are determined so that the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is achieved in preference to the rear wheel total driving force TcLR, and the engagement force control of the clutches 11L and 11R is performed. (Steps S25 to S27).
- the inner ring side driving force provisional value tTcIN obtained in step S16 of FIG. 3 becomes a negative value
- the inner ring side target driving force TcIN becomes the inner ring side driving force provisional provisional.
- the minimum initial driving force TcMIN necessary for preventing the three-wheel driving traveling state is set. Is set (step S28), the vehicle can be prevented from entering an unstable three-wheel drive traveling state, which is very useful for safety.
- the rear wheel total driving force TcLR is greater than or equal to the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR (step S21), that is, the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is determined by the left / right distribution of the rear wheel total driving force TcLR.
- the outer wheel side driving force provisional value tTcOUT exceeds the allowable upper limit value TcLimU as shown in FIG. 7C (step S22)
- the outer wheel side target driving force TcOUT is limited to the allowable upper limit value TcLimU as shown in FIG. 7C (step S29).
- the rear wheel total driving force TcLR is greater than or equal to the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR (step S21), that is, the rear wheel driving force difference ⁇ TcLR is determined by the left / right distribution of the rear wheel total driving force TcLR.
- the inner ring side driving force provisional value tTcIN is below the allowable lower limit value TcLimL as shown in FIG. 8 (c)
- VDC, TCS, ABS can always grasp the left and right rear wheel driving force by the four-wheel drive control, and the original control can be performed in consideration of the grasped left and right rear wheel driving force.
- TCS and ABS control and four-wheel drive control can influence each other and both controls can be prevented from diverging.
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Abstract
Description
特に、これら左右副駆動輪への合計駆動力および左右副駆動輪間の駆動力差を制御する四輪駆動車両の駆動力配分制御装置に関するものである。
この提案技術は、左右副駆動輪への合計駆動力および左右副駆動輪間の駆動力差を制御する合計駆動力制御手段および左右駆動力差制御手段を具え、
これら合計駆動力および駆動力差の制御に当たっては、主駆動輪および副駆動輪間の目標前後駆動力配分比と、左右副駆動輪間の目標左右駆動力配分比とを求め、
目標前後駆動力配分比が達成されるよう合計駆動力制御手段を作動させ、目標左右駆動力配分比が達成されるよう左右駆動力差制御手段を作動させるというものである。
左右副駆動輪へ配分される合計駆動力が、目標前後駆動力配分比に応じた値に決定された後、当該決定された合計駆動力の大きさの範囲内で、左右副駆動輪の駆動力がそれぞれ、目標左右駆動力配分比に応じた値に振り分けられて設定されることとなる。
つまり、左右副駆動輪への合計駆動力が例えば100[N・m]に決定されると、実現可能な左右副駆動輪間の駆動力差の最大値は100[N・m]であり、必要な左右駆動力差が100[N・m]を超えている場合は、当該必要な左右駆動力差を実現することができない。
このため、運転者がステアリング操作によって要求した通りの急旋回を実現できないという問題を生ずる。
先ず、本発明の前提となる四輪駆動車両の駆動力配分制御装置を説明するに、これは、
主駆動輪に向かう駆動力の一部を副駆動輪へ伝達する伝動系に、左副駆動輪および右副駆動輪への駆動力を個々に制御可能な左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素を挿置し、
これら左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素の締結力制御により、前記主駆動輪および副駆動輪間の駆動力配分制御と、前記左副駆動輪および右副駆動輪間の駆動力配分制御とを行うようにしたものである。
車両運転状態に基づき、前記左副駆動輪および右副駆動輪に向かう合計駆動力の目標値と、前記左副駆動輪および右副駆動輪間における左右駆動力差の目標値とを設定するための目標値設定手段と、
該手段で設定した合計駆動力の目標値および左右駆動力差の目標値にそれぞれ前記合計駆動力および左右駆動力差が一致するよう前記左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素の締結力を制御する摩擦要素締結制御手段と、
を設ける。
2L,2R 左右後輪(左右副駆動輪)
3 エンジン
4 変速機(トランスアクスル)
5L,5R 左右前輪アクスルシャフト
6 トランスファー
7 プロペラシャフト
8 左右後輪駆動力配分ユニット
9L,9R 左右後輪アクスルシャフト
10 センターシャフト
11L 左後輪側クラッチ(左副駆動輪側クラッチ)
11R 右後輪側クラッチ(右副駆動輪側クラッチ)
12 終減速機
21 四輪駆動コントローラ
22 車速センサ
23 ヨーレートセンサ
24 操舵角センサ
25 エンジントルク演算部
26 エンジン回転センサ
27 アクセル開度センサ
28 変速機ギヤ比センサ
31 入力信号処理部
32 後輪合計駆動力演算部(目標値設定手段)
33 左右後輪駆動力差演算部(目標値設定手段)
34 左右後輪目標駆動力演算部(摩擦要素締結制御手段)
<実施例の構成>
図1は、本発明の一実施例になる駆動力配分制御装置を具えた四輪駆動車両の車輪駆動系を車両上方から見て、四輪駆動制御システムと共に示す概略平面図である。
図中、1L,1Rはそれぞれ、主駆動輪としての左右前輪を示し、2L,2Rはそれぞれ、副駆動輪としての左右後輪を示す。
なお、本明細書中において「駆動力」と称するは、パワーに非ず、「トルク値」を意味するものとする。
入力側ハイポイドギヤ6aは、ディファレンシャルギヤ装置4aの入力回転メンバであるディファレンシャルギヤケースと共に回転するようこれに結合する。
出力側ハイポイドギヤ6bにはプロペラシャフト7の前端を結合し、このプロペラシャフト7を左右後輪駆動力配分ユニット8に向け後方へ延在させる。
そのため左右後輪駆動力配分ユニット8は、左右後輪2L,2Rのアクスルシャフト9L,9R間において、これらシャフト9L,9Rの軸線方向に延在するセンターシャフト10を具える。
左右後輪駆動力配分ユニット8は更に、センターシャフト10および左後輪アクスルシャフト9L間にあって、これらシャフト10,9L間を結合制御するための左後輪側クラッチ(左副駆動輪側摩擦要素)11Lと、
センターシャフト10および右後輪アクスルシャフト9R間にあって、これらシャフト10,9R間を結合制御するための右後輪側クラッチ(右副駆動輪側摩擦要素)11Rとを具える。
本実施例においては、左右前輪1L,1Rに対してセンターシャフト10が増速回転されるように、トランスファー6および終減速機12のトータルギヤ比を設定する。
上記センターシャフト10の増速回転を行わせない場合、左右後輪2L,2Rのうち、旋回走行中に外輪となる後輪2L(または2R)の回転速度がセンターシャフト10の回転速度よりも高速となる。
この状態で旋回方向外輪となる後輪2L(または2R)側におけるクラッチ11L(または11R)を締結するとき、当該後輪の高い回転速度が、低速回転しているセンターシャフト10に引き摺られ、センターシャフト10の回転速度まで低下されることとなる。
このことは、センターシャフト10から旋回方向外側の後輪2L(または2R)へ駆動力を伝達することができないことを意味し、結果として狙い通りの駆動力配分制御が不可能になり、四輪駆動制御にとって不都合を生ずる。
かかるセンターシャフト10の増速回転により、後述する駆動力配分制御を狙い通りに遂行し得る。
この増速分だけクラッチ11L,11Rがスリップするようこれらクラッチ11L,11Rを締結力制御しつつ、左右後輪2L,2Rを駆動する。
かくて車両は、左右前輪1L,1Rの駆動、および、左右後輪2L,2Rの駆動により、四輪駆動走行が可能である。
上記の四輪駆動車両においては更に、車両の発進性能や加速性能を向上させるために、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの合計締結力制御を介して前後輪駆動力配分制御を行い得るようになすほか、
車両の旋回性能を向上させたり、車両の実挙動(実ヨーレートなど)が車両の運転状態や走行条件に応じた目標通りのものとなるようにする挙動制御を行うために、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力制御を介して左右輪駆動力配分制御を行い得るようになす。
左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rはそれぞれ、供給電流に応じて締結力を決定される電磁式とし、これらクラッチ11L,11Rの締結力がそれぞれ、四輪駆動(4WD)コントローラ21で後述のごとくに求めた左右後輪2L,2Rの目標駆動力TcL,TcRに対応した締結力となるよう当該クラッチ11L,11Rへの供給電流を電子制御することで、上記の前後輪駆動力配分制御および左右輪駆動力配分制御を行うものとする。
車速VSPを検出する車速センサ22からの信号と、
車両の重心を通る鉛直軸線周りにおけるヨーレートφを検出するヨーレートセンサ23からの信号と、
ステアリングホイール操舵角θを検出する操舵角センサ24からの信号と、
エンジン3の出力トルクTeを演算するエンジントルク演算部25からの信号と、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ26からの信号と、
アクセルペダル踏み込み量であるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ27からの信号と、
変速機4が選択中のギヤ比γを検出する変速機ギヤ比センサ28からの信号とをそれぞれ入力する。
左右後輪2L,2Rの駆動力がこれら目標駆動力TcL,TcRに一致するよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力(電流)を電子制御するものとする。
四輪駆動コントローラ21が実行する前後輪駆動力配分制御および左右輪駆動力配分制御、つまり左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRの決定要領を、以下に説明する。
後輪合計駆動力演算部32および左右後輪駆動力差演算部33は、本発明における目標値設定手段を構成し、左右後輪目標駆動力演算部34は、本発明における摩擦要素締結制御手段を構成する。
先ずエンジントルクTeおよび変速機ギヤ比γからディファレンシャルギヤ装置4aへの入力トルクTiを演算する。
次いで、車速センサ22からの信号を基に左右前輪平均速および左右後輪平均速を求め、両者の比較により推定した左右前輪1L,1Rの駆動スリップ(前後輪回転差)の程度や、アクセル開度APOに応じ、上記入力トルクTiのうちのどの程度を左右後輪2L,2Rに向かわせるべきかを決定して、これら後輪への合計駆動力TcLRとする。
先ず運転者が定常的に要求している車両旋回挙動のための左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLR(図示せず)を以下のようにして求める。
エンジントルクTeと、変速機ギヤ比γとから、車両に発生している前後加速度Gxを推定し、操舵角θおよび車速VSPから、車両に発生している横加速度Gyを推定し、これら推定した前後加速度Gxおよび横加速度Gyの組み合わせから判る車両のアンダーステア状態(目標旋回挙動に対し実旋回挙動が不足する状態)を解消するのに必要な左右後輪駆動力差を、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLR(図示せず)として定める。
ここで、前後加速度Gxの検出値ではなく推定値、また横加速度Gyの検出値ではなく推定値を用いる理由は、左右後輪駆動力差演算部33がフィードフォワード制御系であって、結果値である検出値よりも、推定値の方が制御の実態にマッチしているためである。
操舵角θが0近辺でない(車輪転舵状態である)間は、操舵角θが大きいほど、また車速VSPが高いほど、横加速度Gyが大きくなって車両のアンダーステア傾向が強くなることから、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLR(図示せず)は大きくなり、更に、
前後加速度Gxが大きいほど、車両のアンダーステア傾向が強くなることから、左右後輪駆動力差定常制御分cΔTcLR(図示せず)は大きくなる。
つまり操舵角θおよび車速VSPから、運転者が希望している目標ヨーレートを演算し、該目標ヨーレートの変化速度が高いほど、高い旋回応答を希望していることから、これに対応して左右後輪駆動力差過渡制御分dΔTcLR(図示せず)を大きく設定する。
ここで、ヨーレート検出値φではなく目標ヨーレートを用いる理由は、左右後輪駆動力差演算部33がフィードフォワード制御系であって、結果値である検出値よりも、推定値である目標ヨーレートの方が制御の実態にマッチしているためである。
そこで左右後輪駆動力差演算部33は、目標旋回挙動(目標ヨーレートtφ)に対する実旋回挙動(実ヨーレートφ)の偏差に応じたフィードバック制御により、実旋回挙動(実ヨーレートφ)が目標旋回挙動(目標ヨーレートtφ)に一致するよう左右後輪駆動力差ΔTcLRを補正する処理も行うものとする。
つまり、左右後輪合計駆動力TcLRを増大させればオーバーステア傾向となり、低下させればアンダーステア傾向になることから、
実旋回挙動(実ヨーレートφ)が目標旋回挙動(目標ヨーレートtφ)に対して不足する場合は、左右後輪合計駆動力TcLRを増大させることにより当該不足を解消することができ、逆に実旋回挙動(実ヨーレートφ)が目標旋回挙動(目標ヨーレートtφ)に対して過大である場合は、左右後輪合計駆動力TcLRを低下させることにより当該過大を解消することができる。
ステップS11においては、演算部32で前記のごとくに求めた後輪合計駆動力TcLRを読み込み、
ステップS12においては、演算部33で前記のごとくに求めた左右後輪駆動力差ΔTcLRを読み込む。
ステップS15においては、後輪合計駆動力左右均等配分量TcLR/2に後輪駆動力差左右均等配分量ΔTcLR/2を加算して、旋回方向外側後輪の駆動力暫定値tTcOUT(=TcLR/2+ΔTcLR/2)を求める。
ステップS16においては、後輪合計駆動力左右均等配分量TcLR/2から後輪駆動力差左右均等配分量ΔTcLR/2を減算して、旋回方向内側後輪の駆動力暫定値tTcIN(=TcLR/2-ΔTcLR/2)を求める。
先ずステップS21において、後輪合計駆動力TcLRが後輪駆動力差ΔTcLR以上であるか否かを、つまり後輪合計駆動力TcLRの左右振り分けにより後輪駆動力差ΔTcLRを実現可能であるか否かをチェックする。
従ってステップS21は、本発明における駆動力比較手段に相当する。
超えていなければ今度はステップS23において、小さい方の内輪側駆動力暫定値tTcINが、例えば内側後輪駆動力=0の不安定な三輪駆動走行状態になるのを防止するため設定してある許容下限値TcLimLを下回っているか否かを判定する。
従ってこの場合ステップS24において、外輪側駆動力暫定値tTcOUTをそのまま外輪側目標駆動力TcOUTとし、内輪側駆動力暫定値tTcINをそのまま内輪側目標駆動力TcINと定める。
図5(a)は、図3のステップS11およびステップS12でそれぞれ読み込んだ後輪合計駆動力TcLRおよび後輪駆動力差ΔTcLRのレベルを示し、同図(b)は、後輪合計駆動力TcLRの左右均等配分量TcLR/2(ステップS13)を示す。
逆に右旋回であれば、ステップS27において、旋回方向外側輪となる左後輪の目標駆動力TcLに上記の外輪側目標駆動力TcOUTをセットすると共に、旋回方向内側輪となる右後輪の目標駆動力TcRに上記の内輪側目標駆動力TcINをセットする。
そこでステップS28においては、かかる不安定な三輪駆動走行状態になるのを防止するため、内輪側目標駆動力TcINにステップS24のごとく内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに、三輪駆動走行状態を防止するのに必要な最小限の初期駆動力TcMINを図6(b)に示すごとくにセットする。
ステップS28においては更に、外輪側目標駆動力TcOUTにステップS24のごとく後輪側駆動力暫定値tTcOUTをセットする代わりに、外輪側目標駆動力TcOUTを、上記内輪側目標駆動力TcIN=初期駆動力TcMINのもとで後輪駆動力差ΔTcLRが実現されるような値、つまり図6(c)に示すごとく、上記の初期駆動力TcMINおよび後輪駆動力差ΔTcLRの和値と定める。
左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力がそれぞれ、これら左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRに対応したものとなるよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rへの供給電流を制御する。
ステップS29において、外輪側目標駆動力TcOUTにステップS24のごとく外輪側駆動力暫定値tTcOUTをセットする代わりに、外輪側目標駆動力TcOUTを許容上限値TcLimUに制限し、
ステップS30において、内輪側目標駆動力TcINにステップS24のごとく内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに、内輪側目標駆動力TcINを後輪合計駆動力TcLRおよびステップS29で求めた外輪側駆動力暫定値tTcOUTから TcIN=TcLR-tTcOUTの演算により求める。
図7(a)は、図3のステップS11およびステップS12でそれぞれ読み込んだ後輪合計駆動力TcLRおよび後輪駆動力差ΔTcLRのレベルを示し、同図(b)は、後輪合計駆動力TcLRの左右均等配分量TcLR/2(ステップS13)を示す。
図7(d)に示すごとく、外輪側目標駆動力TcOUTを許容上限値TcLimUに制限し(ステップS29)、
内輪側目標駆動力TcINをTcIN=TcLR-tTcOUTの演算により求める(ステップS30)。
ステップS31でTcIN≧TcLimLと判定する場合は、内輪側目標駆動力TcINの制限が不要であることから、ステップS32において、内輪側目標駆動力TcINをステップS30で演算したままのTcIN=TcLR-tTcOUTとなし、外輪側目標駆動力TcOUTをステップS29で制限したままのTcOUT=TcLimUとなす。
左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力がそれぞれ、これら左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRに対応したものとなるよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rへの供給電流を制御する。
ステップS34において、内輪側目標駆動力TcINにステップS24のごとく内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに、内輪側目標駆動力TcIN をTcIN=TcLimLとなるまで上昇させ、
ステップS35において、外輪側目標駆動力TcOUTにステップS24のごとく外輪側駆動力暫定値tTcOUTをセットする代わりに、外輪側目標駆動力TcOUTを、ステップS34で設定した内輪側目標駆動力TcINに後輪駆動力差ΔTcLRを加算するTcOUT=TcOUT+ΔTcLRの演算により求める。
図8(a)は、図3のステップS11およびステップS12でそれぞれ読み込んだ後輪合計駆動力TcLRおよび後輪駆動力差ΔTcLRのレベルを示し、同図(b)は、後輪合計駆動力TcLRの左右均等配分量TcLR/2(ステップS13)を示す。
図8(d)に示すごとく、内輪側目標駆動力TcIN をTcIN=TcLimLとなるまで上昇させ(ステップS34)、
外輪側目標駆動力TcOUTをTcOUT=TcOUT+ΔTcLRの演算により求める(ステップS35)。
ステップS36でTcOUT≦TcLimUと判定する場合は、上記外輪側目標駆動力TcOUTの制限が不要であることから、ステップS38において外輪側目標駆動力TcOUTをステップS35で演算したTcOUT=TcOUT+ΔTcLRのままとなし、内輪側目標駆動力TcINをステップS34で設定したTcIN=TcLimLのままとなす。
左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rの締結力がそれぞれ、これら左後輪目標駆動力TcLおよび右後輪目標駆動力TcRに対応したものとなるよう、左後輪側クラッチ11Lおよび右後輪側クラッチ11Rへの供給電流を制御する。
上述した本実施例になる四輪駆動車両の駆動力配分制御によれば、以下のような効果が得られる。
(1)図6(a)に示すように後輪合計駆動力TcLRが後輪駆動力差ΔTcLR未満である場合(ステップS21)、つまり図3のステップS16で求める内輪側駆動力暫定値tTcINが負値となって、後輪合計駆動力TcLRの左右振り分けにより後輪駆動力差ΔTcLRを実現できない場合、図4のステップS28を通るループの選択により、図6(b),(c)につき前述したごとく、
内輪側目標駆動力TcINに内輪側駆動力暫定値tTcIN(上記の通り負値)をセットする代わりに(ステップS24)、三輪駆動走行状態を防止するのに必要な最小限の初期駆動力TcMINをセットする(ステップS28)。
そして外輪側目標駆動力TcOUTを、内輪側目標駆動力TcIN=初期駆動力TcMINのもとで後輪駆動力差ΔTcLRが実現されるような値、つまり上記の初期駆動力TcMINおよび後輪駆動力差ΔTcLRの和値と定める(ステップS28)。
このため、後輪合計駆動力TcLRに優先して後輪駆動力差ΔTcLRが達成されるよう内輪側目標駆動力TcINおよび外輪側目標駆動力TcOUTを決定して、クラッチ11L,11Rの締結力制御に資することとなる(ステップS25~ステップS27)。
しかして本実施例においては、内輪側目標駆動力TcINに内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに(ステップS24)、三輪駆動走行状態を防止するのに必要な最小限の初期駆動力TcMINをセットするため(ステップS28)、車両が不安定な三輪駆動走行状態となるのを回避することができて、安全上大いに有益である。
外輪側目標駆動力TcOUTに外輪側駆動力暫定値tTcOUTをセットする代わりに(ステップS24)、図7(c)に示すごとく外輪側目標駆動力TcOUTを許容上限値TcLimUに制限する(ステップS29)。
そして、内輪側目標駆動力TcINに内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに(ステップS24)、図7(c)に示すごとく内輪側目標駆動力TcINを、後輪合計駆動力TcLRおよび外輪側駆動力暫定値tTcOUTから TcIN=TcLR-tTcOUTの演算により求める(ステップS30)。
このため、目標の後輪駆動力差ΔTcLRは実現し得ないものの、目標の後輪合計駆動力TcLRは確保し得て、四輪駆動による走破性や、左右前輪1L,1Rの駆動スリップ(前後輪回転差)の発生時にこれを収束させることによる安定性を狙い通りのものにすることができる。
内輪側目標駆動力TcINに内輪側駆動力暫定値tTcINをセットする代わりに(ステップS24)、図8(d)に示すごとく内輪側目標駆動力TcIN をTcIN=TcLimLとなるまで上昇させる(ステップS34)。
そして、外輪側目標駆動力TcOUTに外輪側駆動力暫定値tTcOUTをセットする代わりに(ステップS24)、図8(d)に示すごとく外輪側目標駆動力TcOUTを、内輪側目標駆動力TcINに後輪駆動力差ΔTcLRを加算するTcOUT=TcOUT+ΔTcLRの演算により求める(ステップS35)。
このため図8(d)に示すように、目標の後輪合計駆動力TcLRよりも大きな駆動力が左右後輪に向かうものの、目標の後輪駆動力差ΔTcLRが実現され得て、この後輪駆動力差ΔTcLRに応じた要求通りの車両旋回挙動を得ることができる。
外輪側目標駆動力TcOUTを図8(e)に示すごとく、許容上限値TcLimUに対して過大にならないよう、図8(d)におけるTcOUT=TcOUT+ΔTcLRの代わりに、TcOUT=TcLimUに制限し(ステップS37)、内輪側目標駆動力TcINを図8(d)におけるTcIN=TcLimLのままにする(ステップS37)。
このため、許容上限値TcLimUを超えた外輪側目標駆動力TcOUTは実現不能であるにもかかわらず、当該過大な外輪側目標駆動力TcOUTに基づく無駄なクラッチ11Lまたは11Rの締結力制御が継続される愚を避けることができる。
なお上記の四輪駆動車両に、左右輪制動力差で車両の挙動を制御する挙動制御装置(VDC)や、車輪の駆動スリップを車輪の制動により防止するトランクションコントロール装置(TCS)や、車輪の制動スリップを車輪制動力の加減により防止するアンチスキッド制御装置(ABS)が搭載されている場合、これら装置に上記四輪駆動制御の影響が及ぶのを防止するため、以下のようにするのがよい。
Claims (5)
- 主駆動輪に向かう駆動力の一部を副駆動輪へ伝達する伝動系に、左副駆動輪および右副駆動輪への駆動力を個々に制御可能な左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素を挿置し、
これら左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素の締結力制御により、前記主駆動輪および副駆動輪間の駆動力配分制御と、前記左副駆動輪および右副駆動輪間の駆動力配分制御とを行うようにした四輪駆動車両の駆動力配分制御装置において、
車両運転状態に基づき、前記左副駆動輪および右副駆動輪に向かう合計駆動力の目標値と、前記左副駆動輪および右副駆動輪間における左右駆動力差の目標値とを設定するための目標値設定手段と、
該手段で設定した合計駆動力の目標値および左右駆動力差の目標値にそれぞれ前記合計駆動力および左右駆動力差が一致するよう前記左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素の締結力を制御する摩擦要素締結制御手段と、
を具えたことを特徴とする四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1に記載の四輪駆動車両の駆動力配分制御装置において、
前記合計駆動力の目標値および左右駆動力差の目標値の大小比較を行う駆動力比較手段をさらに具え、
該駆動力比較手段により左右駆動力差の目標値が合計駆動力の目標値より大きいと判定される間、前記摩擦要素締結制御手段は、前記合計駆動力の目標値に優先して前記左右駆動力差の目標値が達成されるべく前記左副駆動輪側摩擦要素および右副駆動輪側摩擦要素の締結力を制御するよう構成したことを特徴とする四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1または2に記載された四輪駆動車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力比較手段により合計駆動力の目標値が左右駆動力差の目標値より大きいと判定される間、前記摩擦要素締結制御手段は、前記合計駆動力の目標値および前記左右駆動力差の目標値を共に達成する前記左副駆動輪および右副駆動輪の駆動力暫定値を求め、これら駆動力暫定値の一方が許容上限値を超えるとき、該一方の駆動力暫定値を該許容上限値に低下させて対応する側における前記摩擦要素の締結力制御に資すると共に、他方の駆動力暫定値を、前記一方の駆動力暫定値の許容上限値への低下量だけ上乗せして対応する側における前記摩擦要素の締結力制御に資するものであることを特徴とする四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載された四輪駆動車両の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力比較手段により合計駆動力の目標値が左右駆動力差の目標値より大きいと判定される間、前記摩擦要素締結制御手段は、前記合計駆動力の目標値および前記左右駆動力差の目標値を共に達成する前記左副駆動輪および右副駆動輪の駆動力暫定値を求め、これら駆動力暫定値の一方が許容下限値を下回るとき、該一方の駆動力暫定値を該許容下限値へ上昇させて対応する側における前記摩擦要素の締結力制御に資すると共に、他方の駆動力暫定値を、前記一方の駆動力暫定値の許容下限値への上昇量だけ上昇させて対応する側における前記摩擦要素の締結力制御に資するものであることを特徴とする四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。 - 請求項4に記載された四輪駆動車両の駆動力配分制御装置において、
前記摩擦要素締結制御手段は、前記一方の駆動力暫定値の許容下限値への上昇量だけ上昇させた前記他方の駆動力暫定値が許容上限値を超えるとき、該他方の駆動力暫定値を該許容上限値に低下させて対応する側における前記摩擦要素の締結力制御に資するものであることを特徴とする四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。
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