WO2018185827A1 - 4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置 - Google Patents

4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置 Download PDF

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幸太郎 田中
祐亮 平畠
啓史郎 中村
洸輝 斉藤
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日産自動車株式会社
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    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70422Clutch parameters
    • F16D2500/70438From the output shaft
    • F16D2500/7044Output shaft torque

Definitions

  • the present disclosure relates to a clutch control method and a clutch control device for a four-wheel drive vehicle including a friction clutch in a drive torque transmission system to auxiliary drive wheels.
  • a front-wheel drive-based four-wheel drive vehicle having an electronically controlled coupling (an example of a friction clutch) in a drive torque transmission system to the rear wheels is known (for example, see Patent Document 1).
  • the purpose of this four-wheel drive vehicle is to improve the torque transmission responsiveness to the rear wheels when starting uphill, and the relative positional relationship between the two cam members is in the opposite direction to the selected range position. At some point, the electronic control coupling is released.
  • This disclosure has been made paying attention to the above-mentioned problem, and aims to ensure the torque transmission response to the auxiliary drive wheel with respect to the accelerator depressing operation when the vehicle restarts from a stopped state.
  • the present disclosure uses one of the left and right front wheels and the left and right rear wheels as a main drive wheel connected to a drive source, and the other of the left and right front wheels and the left and right rear wheels is connected to the drive source via a friction clutch.
  • a secondary drive wheel When starting with an accelerator depression operation, the friction clutch is engaged to distribute the drive torque from the drive source to the main drive wheel and the sub drive wheel.
  • control is performed to apply an initial torque while the vehicle is stopped when shifting from the running state to the stopped state while maintaining the travel range position.
  • the magnitude of the initial torque is set to a magnitude necessary to maintain the drive system torsion state by the transmission torque to the auxiliary drive wheel drive system before stopping.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive system configuration and a 4WD control system configuration of a front wheel drive-based four-wheel drive engine vehicle to which a clutch control method and a clutch control device of Example 1 are applied. It is sectional drawing which shows the ball cam type electronically controlled coupling which has in the rear-wheel drive system of a four-wheel drive engine vehicle. It is the perspective view and action explanatory drawing which show the cam mechanism of a ball cam type electronically controlled coupling.
  • FIG. 3 is a control block diagram illustrating an automatic 4WD control configuration that is executed by a 4WD controller when “auto mode” is selected in the 4WD control system of the first embodiment.
  • FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive system configuration and a 4WD control system configuration of a front wheel drive-based four-wheel drive engine vehicle to which a clutch control method and a clutch control device of Example 1 are applied. It is sectional drawing which shows the ball cam type electronically controlled coupling which has in the rear-wheel drive system of a four-wheel drive engine vehicle. It
  • FIG 3 is a sectional outline diagram showing a sectional outline of an initial torque control region, a differential rotation control region, and a driving force distribution region selected in automatic 4WD control when “auto mode” is selected in the 4WD control system of the first embodiment. It is a figure which shows the 1st initial torque map which sets the 1st initial torque output from an initial torque process part at the time of accelerator off operation in a D range position. It is a figure which shows the 2nd initial torque map which sets the 2nd initial torque output from an initial torque process part at the time of accelerator off operation in a R range position.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of an initial torque control process executed by an initial torque processing unit of the 4WD controller according to the first embodiment.
  • Example 1 from the start of N ⁇ D shift, while maintaining the D range, driving ⁇ stop ⁇ returning when driving, accelerator opening, brake, vehicle speed, total torque, 4WD command torque, coupling cam state It is a time chart which shows each characteristic.
  • 4 is a time chart showing characteristics of a driver shift operation, a range position signal, a vehicle speed, and a 4WD command torque when a D ⁇ N ⁇ R range position switching operation is performed when shifting from a running state to a stopped state in the first embodiment.
  • . 6 is a time chart showing characteristics of an ignition switch signal and 4WD command torque when the ignition switch is turned off in the state where the initial torque is applied in the first embodiment.
  • the clutch control method and the clutch control device in the first embodiment are applied to a front-wheel drive base four-wheel drive engine vehicle (an example of a four-wheel drive vehicle).
  • a front-wheel drive base four-wheel drive engine vehicle an example of a four-wheel drive vehicle.
  • the configuration of the first embodiment will be described by dividing it into “the overall system configuration of the four-wheel drive engine vehicle”, “the detailed configuration of the electronic control coupling”, “the automatic 4WD control configuration”, and “the initial torque control processing configuration”. .
  • FIG. 1 shows a drive system configuration and a 4WD control system configuration of a front wheel drive-based four-wheel drive engine vehicle to which the clutch control method and the clutch control apparatus of the first embodiment are applied.
  • the overall system configuration of the four-wheel drive engine vehicle will be described below with reference to FIG.
  • the front-wheel drive system of a four-wheel drive engine vehicle includes a horizontal engine 1 (drive source), an automatic transmission 2, a front differential 3, left and right front wheel drive shafts 4, 5, and left and right front wheels. 6 and 7 (main drive wheels).
  • the automatic transmission 2 includes a torque converter 2a, a forward / reverse switching mechanism 2b, a continuously variable transmission mechanism 2c, and a final reduction mechanism 2d.
  • the rear wheel drive system of the four-wheel drive engine vehicle includes a transfer 8, a propeller shaft 9, an electronically controlled coupling 10 (friction clutch), a rear differential 11, and left and right rear wheel drive shafts 12. , 13 and left and right rear wheels 14, 15 (sub drive wheels).
  • the front wheel / rear wheel 50%: 50% front / rear wheel distribution ratio.
  • the rear wheel distribution ratio is controlled steplessly from 0% to 50% in accordance with the fastening torque of the electronic control coupling 10.
  • a 4WD controller 16 for controlling the fastening torque of the electronic control coupling 10 is provided as shown in FIG.
  • the 4WD controller 16 is connected to a mode changeover switch 17, an engine speed sensor 18, an accelerator opening sensor 19, wheel speed sensors 20, 21, 22, 23, an ignition switch 25, an inhibitor switch 26, and the like.
  • a steering angle sensor, a yaw rate sensor, a lateral G sensor, and a front / rear G sensor are connected to the 4WD controller 16 as other sensors not shown. Then, based on the input information from these sensors, the turning state of the vehicle is judged, and the fastening torque of the electronic control coupling 10 is decreased and corrected according to the turning state, thereby suppressing the tight corner brake phenomenon. .
  • the 4WD controller 16 calculates a final 4WD command torque based on input information from the sensors and switches, and outputs a solenoid command current obtained by converting the final 4WD command torque into a solenoid current to the 4WD solenoid 24 of the electronic control coupling 10. .
  • the mode switch 17 is a switch for switching to any one of the “2WD mode”, “lock mode”, and “auto mode” by a selection operation by the driver.
  • the “2WD mode” the 2WD state of the front wheel drive by the complete release of the electronic control coupling 10 is maintained.
  • the “lock mode” the 4WD state in which the torque distribution to the front and rear wheels is fixed at 50:50 by the complete fastening of the electronic control coupling 10 is maintained.
  • the “auto mode” the fastening torque of the electronically controlled coupling 10 is automatically controlled according to the vehicle state (vehicle speed VSP, accelerator opening APO, etc.), and the optimum according to changes in the vehicle state and road surface condition. Torque distribution ratio.
  • the engine speed sensor 18 detects the engine speed of the horizontally placed engine 1 and outputs an engine speed signal to the 4WD controller 16.
  • the accelerator opening sensor 19 detects an accelerator depression amount by a driver operation as an accelerator opening APO, and outputs an accelerator opening signal to the 4WD controller 16.
  • the wheel speed sensors detect the wheel speeds of the left and right front wheels 6, 7 and the left and right rear wheels 14, 15, respectively.
  • the wheel speed signal is output to the 4WD controller 16.
  • the information on the vehicle speed VSP is obtained from the average value of the wheel speeds of the left and right rear wheels 14, 15 that are auxiliary driving wheels.
  • the inhibitor switch 26 detects the range position (P range position, R range position, N range position, D range position) selected by operating the shift lever, and outputs a range position signal to the 4WD controller 16.
  • the ball cam type electronically controlled coupling 10 includes a coupling input shaft 27, a coupling output shaft 28, and a coupling housing 29.
  • the coupling input shaft 27 has one end connected to the propeller shaft 9 and the other end fixed to the coupling housing 29.
  • the coupling output shaft 28 is fixed to the input gear of the rear differential 11.
  • the ball cam type electronically controlled coupling 10 includes a control clutch 31 and a main clutch 35 inside the coupling housing 29.
  • the control clutch 31 is a multi-plate friction clutch interposed between the coupling housing 29 and the control cam 32.
  • the main clutch 35 is a multi-plate friction clutch interposed between the coupling housing 29 and the coupling output shaft 28.
  • the cam mechanism of the ball cam type electronically controlled coupling 10 is sandwiched between a control cam 32 on the control clutch 31 side, a main cam 33 on the main clutch 35 side, and cam grooves 36 and 36 formed in both cams 32 and 33. And the formed ball 34.
  • the circumferential restraining force F1 applied to the control cam 32 is amplified and converted into an axial clutch pushing force F2 via the cam grooves 36 and 36 and the ball 34, and the main cam 33 is pushed in the front direction.
  • the clutch pressing force F2 from the main cam 33 presses and engages the main clutch 35, whereby a clutch engagement torque proportional to the solenoid command current is generated in the main clutch 35.
  • Clutch engagement torque generated in the main clutch 35 is transmitted to the rear differential 11 through the coupling output shaft 28.
  • FIG. 4 shows an automatic 4WD control configuration when the “auto mode” included in the 4WD controller 16 of the first embodiment is selected.
  • FIG. 5 shows an outline of the division of the three control areas when the “auto mode” is selected.
  • 6 to 10 show maps used in automatic 4WD control.
  • the automatic 4WD control configuration will be described with reference to FIGS.
  • the 4WD controller 16 includes an initial torque processing unit 16a, a differential rotation torque processing unit 16b, a driving force distribution torque processing unit 16c, a 4WD command torque selection unit 16d, and a 4WD command torque change rate limit.
  • Unit 16e and final 4WD command torque determining unit 16f are included in the 4WD controller 16.
  • the differential rotation control region in which the torque from the differential rotation torque processing unit 16b is selected as the 4WD instruction torque as shown in FIG. 5, the accelerator opening APO is APO> 0 and the vehicle speed VSP is VSP3 ( For example, it is a high vehicle speed region exceeding 85 km / h).
  • the driving force distribution area has an accelerator opening APO of APO> 0 and the vehicle speed VSP is as shown in FIG. This is a low vehicle speed range below VSP1 (for example, about 25 km / h).
  • the accelerator opening APO is APO> 0 and the vehicle speed VSP is in the middle vehicle speed region where VSP1 ⁇ VSP ⁇ VSP3, the torque from the differential rotation torque processing unit 16b and the driving force distribution torque processing unit 16c Among the torques, the torque selected by the select high is selected as the 4WD instruction torque.
  • the driving force distribution region becomes narrower as the vehicle speed VSP increases, and conversely, the differential rotation control region expands.
  • the initial torque processing unit 16a applies a minute torque of about several Nm as the initial torque if the vehicle speed VSP exceeds the set vehicle speed VSP0 (for example, about 20 km / h) during the accelerator-off operation. If the vehicle speed VSP becomes equal to or lower than the set vehicle speed VSP0 during the accelerator-off operation, one of the first initial torque Tr1, the second initial torque Tr2, and the third initial torque Tr3 is set according to the range position. Then, the determined initial torque is output to the 4WD instruction torque selection unit 16d.
  • the magnitude of the first initial torque Tr1 when the vehicle speed VSP at the D-range position is equal to or lower than the set vehicle speed VSP0 is transmitted to the auxiliary drive wheel drive system before stopping as shown in the first initial torque map Mp1 of FIG.
  • the size is necessary to maintain the twisted state of the cam mechanism by torque. More specifically, when the creep torque during stopping at the D range position is distributed to the main drive wheel and the sub drive wheel, the torque is distributed to the left and right front wheels 6 and 7 as the main drive wheel and the left and right rear as the sub drive wheel.
  • the magnitude of the second initial torque Tr2 ( ⁇ Tr1) when the vehicle speed VSP at the R range position is less than or equal to the set vehicle speed VSP0 is the auxiliary drive wheel drive before stopping as shown in the second initial torque map Map2 of FIG.
  • the size is required to maintain the torsional state of the cam mechanism by the torque transmitted to the system. More specifically, when the creep torque during stopping at the R range position is distributed to the main drive wheel and the sub drive wheel, the torque distribution to the left and right front wheels 6 and 7 that are the main drive wheels and the left and right rear wheels that are the sub drive wheels
  • the ratio of torque distribution to 14 and 15 is set to the magnitude of torque necessary to make 50%: 50%.
  • Tr3 0 (zero torque) is set.
  • the differential rotation torque processing unit 16b sets the 4WD clutch torque corresponding to the front / rear differential rotation ⁇ N when the front / rear differential rotation ⁇ N is generated during traveling by the accelerator-on operation. Then, the determined 4WD clutch torque is output to the 4WD instruction torque selection unit 16d.
  • the magnitude of the 4WD clutch torque determined according to the front-rear differential rotation ⁇ N is a torque that increases in proportion to the increase in the front-rear differential rotation ⁇ N, as shown in the differential rotation control map of FIG. That is, when the forward / backward differential rotation ⁇ N occurs due to the occurrence of driving slip during traveling, the torque distribution to the left and right rear wheels 14 and 15 is increased, thereby reducing the torque distribution to the left and right front wheels 6 and 7 and driving slip. The torque can be suppressed.
  • the forward / backward differential rotation ⁇ N is calculated by a wheel speed difference obtained by subtracting the average wheel speeds of the left and right rear wheel speeds VRL and VRR from the average wheel speed of the left and right front wheel speeds VFL and VFR.
  • the driving force distribution torque processing unit 16c sets the 4WD clutch torque according to the vehicle speed VSP so as to enhance the vehicle start performance in the low vehicle speed region (start region) by the accelerator-on operation. Then, the determined 4WD clutch torque is output to the 4WD instruction torque selection unit 16d.
  • the magnitude of the 4WD clutch torque determined according to the vehicle speed VSP is approximately 50% of the torque distribution ratio to the front and rear wheels in the region where the vehicle speed VSP is VSP1 or less, as shown in the driving force distribution control map of FIG. %: It is given in a size to achieve a 4WD state of 50%. This ensures a stable start even when starting on a slippery road surface.
  • the ratio of torque distribution to the front and rear wheels is reduced to a ratio close to the 2WD state so as to contribute to improvement of fuel consumption. I have to.
  • the 4WD command torque selection unit 16d selects the 4WD command torque based on the select high of the torques output from the initial torque processing unit 16a, the differential rotation torque processing unit 16b, and the driving force distribution torque processing unit 16c.
  • the accelerator opening APO is APO>0
  • zero torque is output from the initial torque processing unit 16a, so that the torque output from the differential rotation torque processing unit 16b and the driving force distribution torque processing unit 16c are output.
  • the higher torque is selected as the 4WD instruction torque.
  • the 4WD command torque change rate limiting unit 16e switches from the previous selection torque to the current selection torque when the torque selected by the 4WD command torque selection unit 16d is switched so that there is a torque difference between the previous selection torque and the current selection torque.
  • the torque change rate is limited.
  • the 4WD command torque change rate limiting unit 16e has a first torque change rate with a steep torque change gradient, a second torque change rate with a torque change gradient slower than the first torque change rate, and a torque change gradient.
  • a third torque change rate that is slower than the second torque change rate.
  • the second torque change rate that achieves both improved responsiveness and prevention of discomfort is selected.
  • the third torque change rate that emphasizes prevention of discomfort is selected.
  • the final 4WD command torque determining unit 16f determines the 4WD command torque added with the torque change rate output from the 4WD command torque change rate limiting unit 16e as the final 4WD command torque.
  • the final 4WD command torque is determined by the final 4WD command torque determination unit 16f, the determined final 4WD command torque is converted into a solenoid command current.
  • the converted solenoid command current is output from the 4WD controller 16 to the 4WD solenoid 24 of the electronic control coupling 10.
  • FIG. 11 shows the flow of the initial torque control process executed by the initial torque processing unit 16a of the 4WD controller 16.
  • step S1 it is determined whether or not the ignition switch 25 is on. If YES (IGN ON), the process proceeds to step S2, and if NO (IGN OFF), the process proceeds to step S11.
  • step S2 it is determined whether or not the D range position has been selected following the determination of “IGN ON” in step S1. If YES (D range position selection), the process proceeds to step S3. If NO (R range position selection), the process proceeds to step S6.
  • the determination of “D range position” or “R range position” is made by a switch signal from the inhibitor switch 26.
  • step S3 following the determination that the D range position is selected in step S2, the first initial torque Tr1 is set based on the vehicle speed VSP at that time and the first initial torque map Mp1 shown in FIG. 6, and the process proceeds to step S4. move on.
  • the vehicle speed VSP at the D-range position is equal to or lower than the set vehicle speed VSP0, a torque value that is half the creep torque when the vehicle is stopped is set as the first initial torque Tr1.
  • step S4 following the setting of the first initial torque Tr1 in step S3, 4WD command torque (solenoid command current) for obtaining the set first initial torque Tr1 is output to the 4WD solenoid 24 of the electronic control coupling 10, Proceed to step S5.
  • step S5 following the output of the 4WD instruction torque for obtaining Tr1 in step S4, it is determined whether or not the range position has been switched from the D range position to the N range position to the R range position. If YES (D ⁇ N ⁇ R is switched), the process proceeds to step S9. If NO (D ⁇ N ⁇ R is not switched), the process returns to Step S1. Whether or not the operation is “D ⁇ N ⁇ R switching operation” is determined by a switch signal from the inhibitor switch 26.
  • step S6 following the determination that the R range position is selected in step S2, the second initial torque Tr2 is set based on the vehicle speed VSP at that time and the second initial torque map Mp2 shown in FIG. 7, and the process proceeds to step S7. move on.
  • a torque value that is half the creep torque during stoppage is set as the second initial torque Tr2.
  • step S7 following the setting of the second initial torque Tr2 in step S6, a 4WD command torque (solenoid command current) for obtaining the set second initial torque Tr2 is output to the 4WD solenoid 24 of the electronic control coupling 10, Proceed to step S8.
  • step S8 following the output of the 4WD instruction torque for obtaining Tr2 in step S7, it is determined whether or not the range position has been switched from the R range position to the N range position to the D range position. If YES (R ⁇ N ⁇ D is switched), the process proceeds to step S9. If NO (R ⁇ N ⁇ D is not switched), the process returns to step S1. Whether or not “R ⁇ N ⁇ D switching operation” is determined is based on a switch signal from the inhibitor switch 26.
  • step S9 following the determination that there is a switching operation of D ⁇ N ⁇ R in step S5 or the determination that there is a switching operation of R ⁇ N ⁇ D in step S11, the vehicle speed VSP at that time and FIG.
  • the third initial torque Tr3 is set according to the third initial torque map Mp3 shown in FIG.
  • step S10 following the setting of the third initial torque Tr3 in step S9, 4WD instruction torque (solenoid command current) for obtaining the set third initial torque Tr3 is output to the 4WD solenoid 24 of the electronic control coupling 10, Go to the end.
  • the actions of the first embodiment are the “initial torque control processing action”, “clutch control action in the restart scene”, “initial torque setting action”, “clutch control action in the range position change stop scene”, “ignition off stop scene”
  • the description will be divided into “clutch control action”.
  • step S1 When the selection of the D-range position is maintained and the vehicle is decelerating from the forward traveling state to the stopped state or when the vehicle is stopped, the process proceeds from step S1 to step S2 to step S3 to step S4 to step S5 in the flowchart of FIG. The flow is repeated.
  • step S3 the first initial torque Tr1 is set based on the vehicle speed VSP at that time and the first initial torque map Mp1 shown in FIG.
  • a 4WD command torque for obtaining the set first initial torque Tr1 is output.
  • step S6 the second initial torque Tr2 is set based on the vehicle speed VSP at that time and the second initial torque map Mp2 shown in FIG.
  • a 4WD command torque for obtaining the set third initial torque Tr3 is output. That is, when the vehicle speed VSP is equal to or lower than the set vehicle speed VSP0 and a range position switching operation from R ⁇ N ⁇ D is performed, control is performed to suddenly reduce the initial torque so far to zero torque.
  • the first initial torque map Mp1 is used from the control mode in which the initial torque is applied using the third initial torque map Mp3. Transitions to a control mode that applies initial torque.
  • the control mode for applying the initial torque is maintained using the first initial torque map Mp1, as shown in FIG.
  • the initial torque is applied using the first initial torque map Mp1 to the third initial torque map Mp3. Transition to mode.
  • the second initial torque map Mp2 is used from the control mode in which the initial torque is applied using the third initial torque map Mp3. Transitions to a control mode that applies initial torque.
  • the control mode for applying the initial torque is maintained using the second initial torque map Mp2, as shown in FIG.
  • the initial torque is applied using the second initial torque map Mp2 to the third initial torque map Mp3. Transition to mode.
  • FIG. 13 is a time chart showing each characteristic in a scene where the vehicle travels, stops, and restarts while maintaining the D range from the ND shift start in the comparative example in which zero torque is given as the initial torque during the stop.
  • the clutch control action in the restart scene in the comparative example will be described with reference to FIG.
  • the 4WD command torque that has been applied until then starts decreasing in the zero torque direction, which is the initial torque. Furthermore, if a brake-on operation is performed by stepping to stop at time t5, the 4WD command torque continues to decrease. Due to the decrease of the 4WD instruction torque, the cam mechanism of the electronically controlled coupling shifts from the cam twist state to the cam free state at time t6. Therefore, the clutch pressing force in the axial direction disappears from time t6 and the 2WD state is entered, and the vehicle stops at time t7.
  • the brake-off operation is performed at time t8, and if the accelerator-on operation is performed by stepping to change the vehicle again at the time t9, the 4WD command torque is driven from zero torque to four-wheel drive all at once.
  • the electronic control coupling cam mechanism shifts from the cam-free state to the cam twist state at time t10. However, driving slip occurs on the front wheels, and the torque transmission response to the rear wheels is reduced.
  • FIG. 14 is a time chart showing characteristics in a scene where the vehicle travels, stops, and restarts while maintaining the D range from the ND shift start in the first embodiment.
  • the clutch control action in the restart scene in the first embodiment will be described with reference to FIG. Note that until time t3, the operation is the same as that of the comparative example, and thus the description thereof is omitted.
  • the brake-off operation is performed at time t8, and if the accelerator-on operation is performed by stepping with the intention of restarting at time t9, the 4WD command torque becomes the first initial torque Tr1. Starts to increase the 4WD command torque to shift to rigid 4WD at once. In this way, even if the 4WD instruction torque increases, the cam mechanism of the electronically controlled coupling 10 remains in the cam twisted state, so that it is possible to prevent a drive slip from occurring on the left and right front wheels 6, 7. The torque transmission response to the rear wheels 14 and 15 is improved.
  • an arrow D in FIG. 14 indicates a torque transmission response improvement margin of the actual rear torque characteristic (one-dot chain line characteristic) of Example 1 with respect to the actual rear torque characteristic (broken line characteristic) of the comparative example.
  • an arrow F in FIG. 14 shows the start response improvement margin of the vehicle speed characteristic (solid line characteristic) of Example 1 with respect to the vehicle speed characteristic (broken line characteristic) of the comparative example.
  • the concept of setting the magnitudes of the first initial torque Tr1 and the second initial torque Tr2 by the 4WD command torque can be divided into the following three concepts.
  • the torque is distributed to the left and right front wheels 6 and 7 which are the main drive wheels and to the left and right rear wheels 14 and 15 which are the sub drive wheels.
  • the torque distribution ratio is set to a size necessary for 50%: 50%.
  • the lower limit value of the 4WD command torque is set to a size necessary for allocating 50% of the creep torque while the vehicle is stopped, and the upper limit value of the 4WD command torque is set to a size required to avoid the four-wheel braking lock. Set to.
  • (A) The idea is that the 4WD command torque that can achieve the clutch control action in the restarting scene of FIG. 14 is used. That is, the 4WD command torque is sufficient if the electronically controlled coupling 10 can maintain the cam twisted state even when the vehicle is stopped when traveling, stopping, and restarting while maintaining the D range. For this reason, as a setting range for the 4WD instruction torque, if the electronic control coupling 10 can maintain the cam twisted state in the stopped state, a wide range of the high torque range is allowed.
  • the idea of (b) is the idea of using a 4WD command torque that can reliably achieve the clutch control action in the restart scene of FIG. That is, in order to reliably achieve the clutch control action in the restart scene of FIG. 14, for example, the electronic control coupling 10 needs to maintain the cam twist state even when the vehicle tries to slide down on a slope stop.
  • the maximum torque transmitted to the drive system when the vehicle is stopped is creep torque. Therefore, evenly distributing the creep torque during stopping to the four front and rear wheels ensures optimum road surface grip with four-wheel tires and optimal torque distribution that suppresses vehicle slippage against road surface resistance Mode.
  • the setting range of the 4WD command torque is set to a torque value that targets the magnitude of the torque that is allocated to 50%: 50% of the creep torque during stopping, and the creep torque during stopping is estimated to this target torque value.
  • This is a range obtained by giving a torque tolerance width due to an error or the like.
  • (c) is a 4WD command torque that can achieve the clutch control action in the restart scene of FIG. 14 and avoids the four-wheel braking lock at the time of restart.
  • the 4WD command torque is high enough to maintain the rigid 4WD state with respect to the driving torque at the time of restart, the four-wheel drive system is in a completely directly connected state so that not only the driving torque but also the braking torque is distributed to the four wheels.
  • the braking torque applied to the tire is distributed to the four wheels, resulting in a four-wheel braking lock.
  • the lower limit value of the 4WD instruction torque is set to a torque necessary for allocating 50% of the creep torque during stopping, as in the case of (b).
  • the upper limit value of the 4WD command torque is defined as the torque that can avoid the four-wheel braking lock.
  • the 4WD command torque has a setting range based on a lower limit value and an upper limit value.
  • FIG. 15 is a time chart illustrating characteristics when a range position switching operation of D ⁇ N ⁇ R is performed when shifting from the traveling state to the stopped state in the first embodiment.
  • the clutch control action in the range position switching stop scene in the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the torsional state of the propeller shaft 9 to the forward side is returned to the released state in the stopped state.
  • the D range position is switched to the N range position at time t1
  • the switching operation from the N range position to the R range position is performed at time t3.
  • the range position signal from the inhibitor switch 26 is switched from the D range position signal to the N range position signal at time t2, and from the N range position signal to the R range position signal at time t4.
  • FIG. 16 is a time chart showing characteristics when the ignition switch is turned off in the state where the initial torque is applied in the first embodiment.
  • the clutch control action in the ignition-off stop scene in the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the initial torque applied in response to the switch-off operation is suddenly removed.
  • the torque transmitted to the left and right rear wheels changes abruptly, which becomes the front-rear G fluctuation of the vehicle and a clutch release shock occurs.
  • the generated clutch release shock becomes large, which causes a problem because the driver and the passenger feel uncomfortable.
  • the stop state in which the ignition switch 25 is turned off is an environment in which the sensitivity of the driver and the occupant to the shock is more sensitive than when the vehicle is traveling. Therefore, when the shock sensitivity is high, the occurrence of a clutch release shock is prevented so that the driver and the occupant do not feel uncomfortable.
  • One of the left and right front wheels 6, 7 and the left and right rear wheels 14, 15 is a main drive wheel connected to a drive source (engine 1), and the other of the left and right front wheels 6, 7 and the left and right rear wheels 14, 15 is a drive source.
  • the auxiliary drive wheel is connected to the (engine 1) via a friction clutch (electronic control coupling 10).
  • the friction torque is engaged to distribute the drive torque from the drive source (engine 1) to the main drive wheel and the sub drive wheel.
  • a clutch control method for a four-wheel drive engine vehicle that ensures torque transmission responsiveness to the auxiliary drive wheels (left and right rear wheels 14, 15) in response to an accelerator depression operation when the vehicle restarts from a stopped state. Can be provided.
  • the ratio of the torque distribution to the main drive wheel and the torque distribution to the sub drive wheel is set to 50 when the magnitude of the initial torques Tr1 and Tr2 is allocated to the main drive wheel and the sub drive wheel.
  • % The magnitude of torque required to achieve 50% is set (FIG. 14).
  • the friction clutch is a ball cam type electronically controlled coupling 10.
  • the initial torque Tr1, Tr2 that was applied before the range position switching operation is It is reduced to a predetermined value or less (zero torque) (FIG. 15). Therefore, in addition to the effect of (1) or (2), when the vehicle restarts after the range position switching operation, the propeller shaft 9 is previously untwisted in the stopped state, so that the cam of the electronically controlled coupling 10 is released. Abnormal noise generated by the mechanism can be prevented.
  • One of the left and right front wheels 6, 7 and the left and right rear wheels 14, 15 is a main drive wheel connected to a drive source (engine 1), and the other of the left and right front wheels 6, 7 and the left and right rear wheels 14, 15 is a drive source.
  • the auxiliary drive wheel is connected to the (engine 1) via a friction clutch (electronic control coupling 10).
  • a 4WD controller 16 is provided that distributes the drive torque from the drive source (engine 1) to the main drive wheel and the sub drive wheel by engaging the friction clutch (electronic control coupling 10) when starting the vehicle by depressing the accelerator.
  • the driving state remains as the driving range position (D range position, R range position) as the fastening torque control of the friction clutch (electronic control coupling 10).
  • an initial torque processing unit 16a that performs control to apply initial torques Tr1 and Tr2 while the vehicle is stopped is provided.
  • the initial torque processing unit 16a makes the magnitudes of the initial torques Tr1 and Tr2 as large as necessary to maintain the drive system torsional state due to the torque transmitted to the auxiliary drive wheel drive system before stopping (FIG. 4).
  • a clutch control device for a four-wheel drive engine vehicle that ensures torque transmission responsiveness to the auxiliary drive wheels (left and right rear wheels 14 and 15) in response to the accelerator depressing operation when the vehicle restarts from a stopped state. Can be provided.
  • Example 1 as the initial torque control, the creep torque during stoppage of the D range is determined in advance, and the initial torque Tr1 during stoppage of the D range is given by the first initial torque map Map1.
  • the initial torque Tr2 during stoppage of the R range is given by the second initial torque map Map2.
  • the initial torque control is not limited to the first embodiment, and may be an example in which the initial torque Tr1 while the D range is stopped and the initial torque Tr2 when the R range is stopped are given by calculation each time. When given by this calculation, in the case of a four-wheel drive engine vehicle, the calculation is performed based on the engine speed and the torque converter performance.
  • the calculation is performed using the creep torque value in the creep torque control.
  • the initial torques Tr1 and Tr2 applied before the range position switching operation are reduced to zero torque. It was. However, when the range position switching operation is performed, the initial torque applied before the range position switching operation is set to a predetermined value or less within a range where the friction clutch (electronic control coupling 10) can be released. There may be.
  • Example 1 shows an example in which a ball cam type electronically controlled coupling is used as a friction clutch.
  • the friction clutch is not limited to the first embodiment, and may be an example of another friction clutch such as a hydraulic multi-plate clutch.
  • the clutch control and the clutch control device of the present disclosure are applied to a front-wheel drive base four-wheel drive engine vehicle in which an engine is mounted as a drive source.
  • the clutch control and the clutch control device of the present disclosure are applied to a four-wheel drive hybrid vehicle in which an engine and a motor / generator are mounted as drive sources, or a four-wheel drive electric vehicle in which a motor / generator is mounted as a drive source.
  • the present invention can be applied not only to a front-wheel drive base four-wheel drive vehicle but also to a rear-wheel drive base four-wheel drive vehicle.

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Abstract

停車状態から再発進する際、アクセル踏み込み操作に対する副駆動輪へのトルク伝達応答性を確保すること。 左右前輪(6,7)と左右後輪(14,15)の一方を主駆動輪とし、他方を、電子制御カップリング(10)を介して接続される副駆動輪とする。アクセル踏み込み操作による発進時、電子制御カップリング(10)を締結することでエンジン(1)からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する。この4輪駆動エンジン車のクラッチ制御方法において、電子制御カップリング(10)の締結トルク制御として、走行レンジ位置(Dレンジ位置、Rレンジ位置)のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクTr1,Tr2を与える制御を行う。イニシャルトルクTr1,Tr2の大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする。

Description

4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置
 本開示は、副駆動輪への駆動トルク伝達系に摩擦クラッチを備えた4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置に関する。
 従来、後輪への駆動トルク伝達系に電子制御カップリング(摩擦クラッチの一例)を備えた前輪駆動ベースの4輪駆動車が知られている(例えば、特許文献1参照)。この4輪駆動車は、登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することを目的とし、2つのカム部材の相対位置関係が、選択されているレンジ位置と反対方向の関係であるとき、電子制御カップリングを解放している。
特開2010-254135号公報
 上記特許文献1には、停車中のクラッチ締結トルクであるイニシャルトルクをどのように与えるかについての具体的な開示がなく、検討の余地があった。そこで、停車状態でのイニシャルトルクを、電子制御カップリングを解放状態にするゼロトルクや微小トルクにより与えるとする。このとき、走行レンジ位置を維持したままでの停車状態から再発進を意図してアクセル踏み込み操作を行うと、駆動源からのトルクが主駆動輪である前輪のみに伝達され、アクセル踏み込み操作開始域にて前輪にて駆動スリップが発生する。このため、アクセル踏み込み操作のタイミングにて電子制御カップリングへ4WD指示トルクを出力しても、指示トルクに対する締結トルク(=後輪伝達トルク)の上昇が遅れ、副駆動輪である後輪へのトルク伝達応答性が低下する、という問題があった。
 本開示は、上記問題に着目してなされたもので、停車状態から再発進する際、アクセル踏み込み操作に対する副駆動輪へのトルク伝達応答性を確保することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示は、左右前輪と左右後輪の一方を駆動源に接続される主駆動輪とし、左右前輪と左右後輪の他方を駆動源に摩擦クラッチを介して接続される副駆動輪とする。
アクセル踏み込み操作による発進時、摩擦クラッチを締結することで駆動源からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する。
この4輪駆動車のクラッチ制御方法において、摩擦クラッチの締結トルク制御として、走行レンジ位置のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクを与える制御を行う。
イニシャルトルクの大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする。
 このように、停車中、再発進に備えて停車前の駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさによるイニシャルトルクを与えておくことで、停車状態から再発進する際、アクセル踏み込み操作に対する副駆動輪へのトルク伝達応答性を確保することができる。
実施例1のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置が適用された前輪駆動ベースの4輪駆動エンジン車の駆動系構成及び4WD制御系構成を示す全体システム図である。 4輪駆動エンジン車の後輪駆動系に有するボールカム式の電子制御カップリングを示す断面図である。 ボールカム式の電子制御カップリングのカム機構を示す斜視図及び作用説明図である。 実施例1の4WD制御系で「オートモード」が選択されたときの4WDコントローラで実行される自動4WD制御構成を示す制御ブロック図である。 実施例1の4WD制御系で「オートモード」が選択されたときに自動4WD制御において選択されるイニシャルトルク制御領域と差回転制御領域と駆動力配分領域の区分概要を示す区分概要図である。 Dレンジ位置でのアクセルオフ操作のときにイニシャルトルク処理部から出力される第1イニシャルトルクを設定する第1イニシャルトルクマップを示す図である。 Rレンジ位置でのアクセルオフ操作のときにイニシャルトルク処理部から出力される第2イニシャルトルクを設定する第2イニシャルトルクマップを示す図である。 アクセルオフ操作中にレンジ位置切り替え操作(D→N→R、又は、R→N→D)を伴うときにイニシャルトルク処理部から出力される第3イニシャルトルクを設定する第3イニシャルトルクマップを示す図である。 アクセルオン操作のときに差回転トルク処理部から出力される4WDクラッチトルクを設定する差回転制御マップを示す図である。 アクセルオン操作のときに駆動力配分トルク処理部から出力される4WDクラッチトルクを設定する駆動力配分制御マップを示す図である。 実施例1の4WDコントローラのイニシャルトルク処理部にて実行されるイニシャルトルク制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の4WDコントローラにて実行されるイニシャルトルク制御処理でのモード遷移作用を示すモード遷移図である。 比較例においてN→Dシフト発進からDレンジを維持したままで走行→停車→再発進するときのドライバーシフト操作・アクセル開度・ブレーキ・車速・総トルク・4WD指示トルク・カップリングカム状態の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1においてN→Dシフト発進からDレンジを維持したままで走行→停車→再発進するときのドライバーシフト操作・アクセル開度・ブレーキ・車速・総トルク・4WD指示トルク・カップリングカム状態の各特性を示すタイムチャートである。 実施例1において走行状態から停車状態へ移行するときD→N→Rのレンジ位置切り替え操作を行ったときのドライバーシフト操作・レンジ位置信号・車速・4WD指示トルクの各特性を示すタイムチャートである。 実施例1においてイニシャルトルクが与えられている状態でイグニッションスイッチのオフ操作が行われたときのイグニッションスイッチ信号・4WD指示トルクの各特性を示すタイムチャートである。
 以下、本開示の4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
 まず、構成を説明する。
実施例1におけるクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置は、前輪駆動ベースの4輪駆動エンジン車(4輪駆動車の一例)に適用したものである。以下、実施例1の構成を、「4輪駆動エンジン車の全体システム構成」、「電子制御カップリングの詳細構成」、「自動4WD制御構成」、「イニシャルトルク制御処理構成」に分けて説明する。
 [4輪駆動エンジン車の全体システム構成]
図1は、実施例1のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置が適用された前輪駆動ベースの4輪駆動エンジン車の駆動系構成及び4WD制御系構成を示す。以下、図1に基づいて4輪駆動エンジン車の全体システム構成を説明する。
 4輪駆動エンジン車の前輪駆動系は、図1に示すように、横置きエンジン1(駆動源)と、自動変速機2と、フロントデファレンシャル3と、左右前輪ドライブシャフト4,5と、左右前輪6,7(主駆動輪)と、を備えている。
 自動変速機2は、トルクコンバータ2aと、前後進切替機構2bと、無段変速機構2cと、終減速機構2dと、を備えている。
 4輪駆動エンジン車の後輪駆動系は、図1に示すように、トランスファ8と、プロペラシャフト9と、電子制御カップリング10(摩擦クラッチ)と、リアディファレンシャル11と、左右後輪ドライブシャフト12,13と、左右後輪14,15(副駆動輪)と、を備えている。
 電子制御カップリング10は、4WDコントローラ16から出力される4WD指示トルクによるソレノイド指令電流に応じたクラッチ締結トルク(=4WDクラッチトルク)が発生するボールカム式の摩擦クラッチである。
 即ち、横置きエンジン1及び自動変速機2を経過した駆動トルクを、左右前輪6,7側に伝達するFF車(フロントエンジン・フロントドライブ車)をベースとし、電子制御カップリング10を介して左右後輪14,15に駆動トルクの一部を伝達する。4輪駆動エンジン車の前後輪トルク配分比(%)は、電子制御カップリング10が解放状態においては、前輪:後輪=100%:0%による前輪駆動の配分比である。電子制御カップリング10が完全締結状態においては、前輪:後輪=50%:50%による前後輪等配分比である。そして、電子制御カップリング10の締結トルクに応じて後輪配分比が0%~50%まで無段階に制御される。
 4輪駆動エンジン車の4WD制御系としては、図1に示すように、電子制御カップリング10の締結トルクを制御する4WDコントローラ16を備える。そして、4WDコントローラ16には、モード切替スイッチ17、エンジン回転数センサ18、アクセル開度センサ19、車輪速センサ20,21,22,23、イグニッションスイッチ25、インヒビタスイッチ26等が接続される。なお、4WDコントローラ16には、図示していない他のセンサ類として、舵角センサ、ヨーレートセンサ、横Gセンサ、前後Gセンサが接続される。そして、これらのセンサからの入力情報に基づき、車両の旋回状態を判断し、旋回状態に応じて電子制御カップリング10の締結トルクを減少補正することで、タイトコーナーブレーキ現象を抑えるようにしている。
 4WDコントローラ16は、センサ・スイッチ類からの入力情報に基づき、最終4WD指示トルクを演算し、最終4WD指示トルクをソレノイド電流に変換したソレノイド指令電流を電子制御カップリング10の4WDソレノイド24に出力する。
 モード切替スイッチ17は、ドライバーによる選択操作により「2WDモード」と「ロックモード」と「オートモード」のうち、何れかの駆動モードに切り替えるスイッチである。「2WDモード」が選択されると、電子制御カップリング10の完全解放による前輪駆動の2WD状態が維持される。「ロックモード」が選択されると、電子制御カップリング10の完全締結により前後輪へのトルク配分を50:50に固定した4WD状態が維持される。「オートモード」が選択されると、車両状態(車速VSP、アクセル開度APO等)に応じて電子制御カップリング10の締結トルクが自動制御され、車両状態や路面状況の変化に合わせた最適なトルク配分比にされる。
 エンジン回転数センサ18は、横置きエンジン1のエンジン回転数を検出し、エンジン回転数信号を4WDコントローラ16へ出力する。
 アクセル開度センサ19は、ドライバー操作によるアクセル踏み込み量をアクセル開度APOとして検出し、アクセル開度信号を4WDコントローラ16へ出力する。
 車輪速センサ(左前輪速センサ20、右前輪速センサ21、左後輪速センサ22、右後輪速センサ23)は、左右前輪6,7と左右後輪14,15の車輪速をそれぞれ検出し、車輪速信号を4WDコントローラ16へ出力する。なお、車速VSPの情報は、副駆動輪である左右後輪14,15の車輪速の平均値により取得するようにしている。
 インヒビタスイッチ26は、シフトレバー操作により選択されたレンジ位置(Pレンジ位置、Rレンジ位置、Nレンジ位置、Dレンジ位置)を検出し、レンジ位置信号を4WDコントローラ16へ出力する。
 [電子制御カップリングの詳細構成]
図2及び図3は、4輪駆動エンジン車の後輪駆動系に有するボールカム式の電子制御カップリング及びカム機構を示す。以下、図2及び図3に基づいて電子制御カップリング10の詳細構成を説明する。
 ボールカム式の電子制御カップリング10は、図2に示すように、カップリング入力軸27と、カップリング出力軸28と、カップリングハウジング29と、を備えている。
 カップリング入力軸27は、一端部がプロペラシャフト9に連結され、他端部がカップリングハウジング29に固定される。カップリング出力軸28は、リアディファレンシャル11の入力ギアに固定されている。
 ボールカム式の電子制御カップリング10は、カップリングハウジング29の内部に、コントロールクラッチ31とメインクラッチ35とを有する。コントロールクラッチ31は、カップリングハウジング29とコントロールカム32との間に介装された多板摩擦クラッチである。メインクラッチ35は、カップリングハウジング29とカップリング出力軸28との間に介装された多板摩擦クラッチである。
 ボールカム式の電子制御カップリング10のカム機構は、コントロールクラッチ31側のコントロールカム32と、メインクラッチ35側のメインカム33と、両カム32,33に形成されたカム溝36,36の間に挟持されたボール34とによって構成される。
 次に、図3に基づいて、ボールカム式の電子制御カップリング10の締結作用を説明する。
まず、4WDコントローラ16からのソレノイド指令電流により4WDソレノイド24にコイル電流が流されると、4WDソレノイド24の回りに磁界が発生し、アーマチュア30をコントロールクラッチ31側に引き寄せる。この引き寄せられたアーマチュア30に押され、コントロールクラッチ31で摩擦トルクが発生し、コントロールクラッチ31で発生した摩擦トルクは、カム機構のコントロールカム32に伝達されて周方向の拘束力F1になる。コントロールカム32に加えられた周方向の拘束力F1は、カム溝36,36及びボール34を介して軸方向のクラッチ押し力F2に増幅・変換され、メインカム33をフロント方向に押し付ける。このように、メインカム33からのクラッチ押し力F2がメインクラッチ35を押し付けて締結することで、メインクラッチ35にソレノイド指令電流に比例したクラッチ締結トルクが発生する。メインクラッチ35で発生したクラッチ締結トルクは、カップリング出力軸28を経過してリアディファレンシャル11へと伝達される。
 [自動4WD制御構成]
図4は、実施例1の4WDコントローラ16に有する「オートモード」が選択されたときの自動4WD制御構成を示す。図5は、「オートモード」が選択されたときの3つの制御領域の区分概要を示す。図6~図10は、自動4WD制御で用いられる各マップを示す。以下、図4~図10に基づいて自動4WD制御構成を説明する。
 4WDコントローラ16は、図4に示すように、イニシャルトルク処理部16aと、差回転トルク処理部16bと、駆動力配分トルク処理部16cと、4WD指示トルク選択部16dと、4WD指示トルク変化率制限部16eと、最終4WD指示トルク決定部16fと、を有する。
 ここで、「オートモード」が選択されたときの3つの制御領域の区分概要を、図5に基づいて説明する。自動4WD制御においてイニシャルトルク処理部16aからのトルクが4WD指示トルクとして選択されるイニシャルトルク制御領域は、図5に示すように、アクセル開度APOがAPO=0のときの停車状態を含む全車速域である。自動4WD制御において差回転トルク処理部16bからのトルクが4WD指示トルクとして選択される差回転制御領域は、図5に示すように、アクセル開度APOがAPO>0であって車速VSPがVSP3(例えば、85km/h程度)を超える高車速領域である。自動4WD制御において駆動力配分トルク処理部16cからのトルクが4WD指示トルクとして選択されると駆動力配分領域は、図5に示すように、アクセル開度APOがAPO>0であって車速VSPがVSP1(例えば、25km/h程度)未満の低車速領域である。そして、アクセル開度APOがAPO>0であって車速VSPがVSP1≦VSP≦VSP3である中車速領域のときは、差回転トルク処理部16bからのトルクと、駆動力配分トルク処理部16cからのトルクとのうち、セレクトハイにより選択されたトルクが4WD指示トルクとして選択される。車速VSPがVSP1≦VSP≦VSP3である中車速領域のときは、車速VSPの上昇に従って駆動力配分領域が狭くなり、逆に、差回転制御領域が拡大する。
 イニシャルトルク処理部16aは、アクセルオフ操作のとき車速VSPが設定車速VSP0(例えば、20km/h程度)を超えていると、イニシャルトルクとして数Nm程度の微小トルクを付与する。アクセルオフ操作のとき車速VSPが設定車速VSP0以下になると、レンジ位置に応じて第1イニシャルトルクTr1と第2イニシャルトルクTr2と第3イニシャルトルクTr3の何れかを設定する。そして、決めたイニシャルトルクを4WD指示トルク選択部16dへ出力する。
 Dレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第1イニシャルトルクTr1の大きさは、図6の第1イニシャルトルクマップMp1に示すように、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによるカム機構の捩り状態を維持するのに必要な大きさにする。より詳しくは、Dレンジ位置での停車中のクリープトルクを主駆動輪と前記副駆動輪へ配分するとき、主駆動輪である左右前輪6,7へのトルク配分と副駆動輪である左右後輪14,15へのトルク配分の比率を50%:50%にするのに必要なトルクの大きさ(例えば、Tr1=180Nm程度)に設定する。
 ここで、Dレンジ位置での停車中のクリープトルクは、横置きエンジン1のエンジン回転数Ne(=アイドル回転数)と、トルクコンバータ2aの特性と、前後進切替機構2bと無段変速機構2cと終減速機構2dによるトータル減速比と、により算出できる。つまり、トルクコンバータ2aのトルク容量係数τとトルク比tが既知であれば、
トルクコンバータ出力トルク=t×τ×Ne2
停車中のクリープトルク=トルクコンバータ出力トルク×トータル減速比
の式により算出できる。よって、Dレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第1イニシャルトルクTr1の大きさは、算出により得られた停車中のクリープトルクの大きさの半分の大きさに設定する。なお、停車中のクリープトルクの大きさは、算出に代えて実験により得るようにしても良い。
 Rレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第2イニシャルトルクTr2(<Tr1)の大きさは、図7の第2イニシャルトルクマップMap2に示すように、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによるカム機構の捩り状態を維持するのに必要な大きさにする。より詳しくは、Rレンジ位置での停車中のクリープトルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分するとき、主駆動輪である左右前輪6,7へのトルク配分と副駆動輪である左右後輪14,15へのトルク配分の比率を50%:50%にするのに必要なトルクの大きさに設定する。
 ここで、Rレンジ位置での停車中のクリープトルクは、横置きエンジン1のエンジン回転数Ne(=アイドル回転数)と、トルクコンバータ2aの特性と、トータル減速比と、により、Dレンジ位置の場合と同様に算出できる。
 レンジ位置切り替え操作(D→N→R又はR→N→D)を伴う車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第3イニシャルトルクTr3の大きさは、図8の第3イニシャルトルクマップMap3に示すように、Tr3=0(ゼロトルク)に設定される。
 差回転トルク処理部16bは、アクセルオン操作による走行中に前後差回転ΔNが出ると、前後差回転ΔNに応じた4WDクラッチトルクを設定する。そして、決めた4WDクラッチトルクを4WD指示トルク選択部16dへ出力する。
 ここで、前後差回転ΔNに応じて決められる4WDクラッチトルクの大きさは、図9の差回転制御マップに示すように、前後差回転ΔNが大きくなるのに比例して高くなるトルクとする。即ち、走行中に駆動スリップの発生により前後差回転ΔNが出たとき、左右後輪14,15へのトルク配分を増大することで、左右前輪6,7へのトルク配分を減少させ、駆動スリップを抑えることができるトルクとする。なお、前後差回転ΔNは、左右前輪速VFL,VFRの平均車輪速から、左右後輪速VRL,VRRの平均車輪速を差し引いた車輪速差により算出する。
 駆動力配分トルク処理部16cは、アクセルオン操作による低車速領域(発進領域)にて車両の発進性能を高めるように車速VSPに応じて4WDクラッチトルクを設定する。そして、決めた4WDクラッチトルクを4WD指示トルク選択部16dへ出力する。
 ここで、車速VSPに応じて決められる4WDクラッチトルクの大きさは、図10の駆動力配分制御マップに示すように、車速VSPがVSP1以下の領域において前後輪へのトルク配分の比率をほぼ50%:50%の4WD状態にする大きさで与える。これにより、滑りやすい路面での発進の際も安定した発進が確保される。そして、車速VSPがVSP1を超える領域においては、図10の駆動力配分制御マップに示すように、前後輪へのトルク配分の比率を2WD状態に近い比率まで落とすことで、燃費向上に貢献するようにしている。
 4WD指示トルク選択部16dは、イニシャルトルク処理部16aと差回転トルク処理部16bと駆動力配分トルク処理部16cから出力されるトルクのセレクトハイにより4WD指示トルクを選択する。アクセル開度APOがAPO=0のときは、差回転トルク処理部16bと駆動力配分トルク処理部16cからはゼロトルクが出力されることで、イニシャルトルク処理部16aからのイニシャルトルクTr1,Tr2,Tr3が4WD指示トルクとして選択される。一方、アクセル開度APOがAPO>0のときは、イニシャルトルク処理部16aからはゼロトルクが出力されることで、差回転トルク処理部16bから出力されるトルクと駆動力配分トルク処理部16cから出力されるトルクのうち、高い方のトルクが4WD指示トルクとして選択される。
 4WD指示トルク変化率制限部16eは、4WD指示トルク選択部16dにて選択されるトルクが切り替えられることで、前回選択トルクと今回選択トルクにトルク落差があるとき、前回選択トルクから今回選択トルクへのトルク変化率に制限を与える。ここで、4WD指示トルク変化率制限部16eには、トルク変化勾配が急な第1トルク変化率と、トルク変化勾配が第1トルク変化率より緩やかな第2トルク変化率と、トルク変化勾配が第2トルク変化率より緩やかな第3トルク変化率と、を有する。そして、アクセル開度APOがAPO=0でのレンジ位置切り替え操作によりイニシャルトルクをゼロトルクまで低下させるときは、応答性を重視する第1トルク変化率が選択される。4WDクラッチトルクからイニシャルトルクへ低下させるとき、或いは、イニシャルトルクから4WDクラッチトルクへ上昇させるときは、応答性向上と違和感防止とを両立させる第2トルク変化率が選択される。イグニッションスイッチ25がオフ操作されたときは、違和感防止を重視する第3トルク変化率が選択される。
 最終4WD指示トルク決定部16fは、4WD指示トルク変化率制限部16eから出力されるトルク変化率制限を加えた4WD指示トルクを、最終4WD指示トルクとして決定する。この最終4WD指示トルク決定部16fにより最終4WD指示トルクが決定されると、決定された最終4WD指示トルクがソレノイド指令電流に変換される。そして、変換されたソレノイド指令電流が、4WDコントローラ16から電子制御カップリング10の4WDソレノイド24へ出力される。
 [イニシャルトルク制御処理構成]
 図11は、4WDコントローラ16のイニシャルトルク処理部16aにて実行されるイニシャルトルク制御処理の流れを示す。以下、イニシャルトルク制御処理構成をあらわす図11の各ステップについて説明する。
なお、このフローチャートは、走行レンジ位置(Dレンジ位置又はRレンジ位置)が選択されているときであって、アクセル開度APOがAPO=0になったときに開始される。そして、アクセル開度APOがAPO>0になると終了する。
 ステップS1では、イグニッションスイッチ25がオン状態であるか否かを判断する。YES(IGN ON)の場合はステップS2へ進み、NO(IGN OFF)の場合はステップS11へ進む。
 ステップS2では、ステップS1での「IGN ON」であるとの判断に続き、Dレンジ位置を選択しているか否かを判断する。YES(Dレンジ位置選択)の場合はステップS3へ進み、NO(Rレンジ位置選択)の場合はステップS6へ進む。なお、「Dレンジ位置」か「Rレンジ位置」かの判断は、インヒビタスイッチ26からのスイッチ信号により行う。
 ステップS3では、ステップS2でのDレンジ位置選択であるとの判断に続き、そのときの車速VSPと図6に示す第1イニシャルトルクマップMp1により、第1イニシャルトルクTr1を設定し、ステップS4へ進む。
ここで、Dレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときは、停車中のクリープトルクの半分の大きさのトルク値が第1イニシャルトルクTr1として設定される。
 ステップS4では、ステップS3での第1イニシャルトルクTr1の設定に続き、設定された第1イニシャルトルクTr1を得る4WD指示トルク(ソレノイド指令電流)を電子制御カップリング10の4WDソレノイド24に出力し、ステップS5へ進む。
 ステップS5では、ステップS4でのTr1を得る4WD指示トルクの出力に続き、レンジ位置がDレンジ位置→Nレンジ位置→Rレンジ位置へと切り替えられたか否かを判断する。YES(D→N→Rの切り替え操作有り)の場合はステップS9へ進み、NO(D→N→Rの切り替え操作無し)の場合はステップS1へ戻る。なお、「D→N→Rの切り替え操作」であるか否かの判断は、インヒビタスイッチ26からのスイッチ信号により行う。
 ステップS6では、ステップS2でのRレンジ位置選択であるとの判断に続き、そのときの車速VSPと図7に示す第2イニシャルトルクマップMp2により、第2イニシャルトルクTr2を設定し、ステップS7へ進む。
ここで、Rレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときは、停車中のクリープトルクの半分の大きさのトルク値が第2イニシャルトルクTr2として設定される。
 ステップS7では、ステップS6での第2イニシャルトルクTr2の設定に続き、設定された第2イニシャルトルクTr2を得る4WD指示トルク(ソレノイド指令電流)を電子制御カップリング10の4WDソレノイド24に出力し、ステップS8へ進む。
 ステップS8では、ステップS7でのTr2を得る4WD指示トルクの出力に続き、レンジ位置がRレンジ位置→Nレンジ位置→Dレンジ位置へと切り替えられたか否かを判断する。YES(R→N→Dの切り替え操作有り)の場合はステップS9へ進み、NO(R→N→Dの切り替え操作無し)の場合はステップS1へ戻る。なお、「R→N→Dの切り替え操作」であるか否かの判断は、インヒビタスイッチ26からのスイッチ信号により行う。
 ステップS9では、ステップS5でのD→N→Rの切り替え操作有りとの判断、或いは、ステップS11でのR→N→Dの切り替え操作有りとの判断に続き、そのときの車速VSPと図8に示す第3イニシャルトルクマップMp3により、第3イニシャルトルクTr3を設定し、ステップS10へ進む。
ここで、レンジ位置切り替え操作有りでの車速VSPが設定車速VSP0以下のときは、第3イニシャルトルクTr3がTr3=0に設定される。
 ステップS10では、ステップS9での第3イニシャルトルクTr3の設定に続き、設定された第3イニシャルトルクTr3を得る4WD指示トルク(ソレノイド指令電流)を電子制御カップリング10の4WDソレノイド24に出力し、エンドへ進む。
 ステップS11では、ステップS10での4WD指示トルクの急な変化勾配による低下に続き、4WD指示トルクが、4WD指示トルク=0に到達したか否かを判断する。YES(4WD指示トルク=0に到達)の場合はエンドへ進み、NO(4WD指示トルク=0に未達)の場合はステップS10へ戻る。
 ステップS12では、ステップS1での「IGN OFF」であるとの判断、或いは、ステップS12での4WD指示トルク=0に未達であるとの判断に続き、そのときに出力されている4WD指示トルクを、4WD指示トルク=0に向かって徐々に低下させる4WD指示トルク(ソレノイド指令電流)を電子制御カップリング10の4WDソレノイド24に出力し、ステップS13へ進む。
 ステップS13では、ステップS12での4WD指示トルクの緩やかな変化勾配による低下に続き、4WD指示トルクが、4WD指示トルク=0に到達したか否かを判断する。YES(4WD指示トルク=0に到達)の場合はエンドへ進み、NO(4WD指示トルク=0に未達)の場合はステップS12へ戻る。
 次に、作用を説明する。
実施例1の作用を、「イニシャルトルク制御処理作用」、「再発進シーンにおけるクラッチ制御作用」、「イニシャルトルクの設定作用」、「レンジ位置切り替え停車シーンにおけるクラッチ制御作用」、「イグニッションオフ停車シーンにおけるクラッチ制御作用」に分けて説明する。
 [イニシャルトルク制御処理作用]
 「オートモード」の選択中であり、かつ、アクセル足放し操作中であるとき、4WDコントローラ16のイニシャルトルク処理部16aにて実行されるイニシャルトルク制御処理作用を、図11のフローチャートに基づいて説明する。
 Dレンジ位置の選択を維持し、前進走行状態から停車状態への減速中、或いは、停車中のとき、図11のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む流れが繰り返される。ステップS3では、そのときの車速VSPと図6に示す第1イニシャルトルクマップMp1により、第1イニシャルトルクTr1が設定される。次のステップS4では、設定された第1イニシャルトルクTr1を得る4WD指示トルクが出力される。即ち、車速VSPが設定車速VSP0以下であるDレンジ減速中、或いは、Dレンジ停車中のときは、Dレンジ停車中のクリープトルクの半分の大きさのトルク値(=第1イニシャルトルクTr1)を与える制御が行われる。
 Rレンジ位置の選択を維持し、後退走行状態から停車状態への減速中、或いは、停車中のとき、図11のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む流れが繰り返される。テップS6では、そのときの車速VSPと図7に示す第2イニシャルトルクマップMp2により、第2イニシャルトルクTr2が設定される。次のステップS7では、設定された第2イニシャルトルクTr2を得る4WD指示トルクが出力される。即ち、車速VSPが設定車速VSP0以下であるRレンジ減速中、或いは、Rレンジ停車中のときは、Rレンジ停車中のクリープトルクの半分の大きさのトルク値(=第2イニシャルトルクTr2)を与える制御が行われる。
 Dレンジ減速中、或いは、Dレンジ停車中から、Nレンジ位置を経由し、Rレンジ位置へレンジ位置を切り替えると、図11のフローチャートにおいて、ステップS5からステップS9→ステップS10→ステップS11へと進む。そして、ステップS11にて4WD指示トルク=0に未達と判断されている間、ステップS10→ステップS11へと進む流れが繰り返され、ステップS11にて4WD指示トルク=0に到達と判断されると、ステップS11からエンドへと進む。ステップS9では、そのときの車速VSPと図8に示す第3イニシャルトルクマップMp3により、第3イニシャルトルクTr3が設定される。ステップS10へ進む。次のステップS10では、設定された第3イニシャルトルクTr3を得る4WD指示トルクが出力される。即ち、車速VSPが設定車速VSP0以下でR→N→Dへのレンジ位置切り替え操作をしたときは、それまでのイニシャルトルクを急にゼロトルクまで低下させる制御が行われる。
 Rレンジ減速中、或いは、Rレンジ停車中から、Nレンジ位置を経由し、Dレンジ位置へレンジ位置を切り替えると、図11のフローチャートにおいて、ステップS8からステップS9→ステップS10→ステップS11へと進む。そして、ステップS11にて4WD指示トルク=0に未達と判断されている間、ステップS10→ステップS11へと進む流れが繰り返され、ステップS11にて4WD指示トルク=0に到達と判断されると、ステップS11からエンドへと進む。即ち、車速VSPが設定車速VSP0以下でD→N→Rへのレンジ位置切り替え操作をしたときは、R→N→Dへのレンジ位置切り替え操作をしたときと同様に、それまでのイニシャルトルクを急にゼロトルクまで低下させる制御が行われる。
 Dレンジ停車中、或いは、Rレンジ停車中、イグニッションスイッチ25のオフ操作をすると、図11のフローチャートにおいて、ステップS1からステップS12→ステップS13へと進む。そして、ステップS13にて4WD指示トルク=0に未達と判断されている間、ステップS12→ステップS13へと進む流れが繰り返され、ステップS13にて4WD指示トルク=0に到達と判断されると、ステップS13からエンドへと進む。即ち、イグニッションオフ操作をしたときは、そのときに出力されている4WD指示トルクを、4WD指示トルク=0に向かって徐々に低下させる制御が行われる。
 このように、イニシャルトルク処理部16aにて実行されるイニシャルトルク制御処理作用による制御モードの遷移作用を、図12に基づいて説明する。
 まず、Dレンジ選択中にAPO>0からAPO=0へ移行すると、図12に示すように、第3イニシャルトルクマップMp3を用いてイニシャルトルクを与える制御モードから、第1イニシャルトルクマップMp1を用いてイニシャルトルクを与える制御モードに遷移する。そして、APO=0でのDレンジ減速中、或いは、Dレンジ停車中のときは、図12に示すように、第1イニシャルトルクマップMp1を用いてイニシャルトルクを与える制御モードを維持する。一方、APO=0のままでD→N→Rへのレンジ位置切り替え操作をすると、図12に示すように、第1イニシャルトルクマップMp1から第3イニシャルトルクマップMp3を用いてイニシャルトルクを与える制御モードに遷移する。
 また、Rレンジ選択中にAPO>0からAPO=0へ移行すると、図12に示すように、第3イニシャルトルクマップMp3を用いてイニシャルトルクを与える制御モードから、第2イニシャルトルクマップMp2を用いてイニシャルトルクを与える制御モードに遷移する。そして、APO=0でのRレンジ減速中、或いは、Rレンジ停車中のときは、図12に示すように、第2イニシャルトルクマップMp2を用いてイニシャルトルクを与える制御モードを維持する。一方、APO=0のままでR→N→Dへのレンジ位置切り替え操作をすると、図12に示すように、第2イニシャルトルクマップMp2から第3イニシャルトルクマップMp3を用いてイニシャルトルクを与える制御モードに遷移する。
 [再発進シーンにおけるクラッチ制御作用]
 図13は、停車中のイニシャルトルクとしてゼロトルクを与える比較例においてN-Dシフト発進からDレンジを維持したままで走行→停車→再発進するシーンでの各特性を示すタイムチャートである。以下、図13に基づいて比較例における再発進シーンにおけるクラッチ制御作用を説明する。
 Nレンジ位置での停車状態のとき、時刻t1にてDレンジ位置へとN-Dシフトし、時刻t2にてアクセル踏み込み操作を行う。時刻t2にてアクセルオン操作を行ったことで、図10に示す駆動力配分マップによる4WD指示トルクを与える制御が開始され、時刻t3にて電子制御カップリングのカム機構がカム捩り状態となり、軸方向のクラッチ押し力が発生し始める。よって、時刻t2の直後から車両が動き出し、時刻t3から左右後輪側へリアトルクが伝達され、4WD状態での高い発進性能により車速が上昇する。
 Dレンジ位置での走行状態のとき、時刻t4にてアクセルオフ操作を行うと、それまで与えられていた4WD指示トルクがイニシャルトルクであるゼロトルク方向に低下を開始する。さらに、時刻t5にて停車を意図して踏み変えによるブレーキオン操作を行うと、4WD指示トルクが低下し続ける。この4WD指示トルクの低下により、時刻t6にて電子制御カップリングのカム機構が、カム捩り状態からカムフリー状態へと移行する。よって、時刻t6から軸方向のクラッチ押し力が無くなって2WD状態になり、時刻t7にて車両は停止する。
 Dレンジ位置での停車状態のとき、時刻t8にてブレーキオフ操作を行い、時刻t9にて再発進を意図して踏み変えによりアクセルオン操作を行うと、4WD指示トルクがゼロトルクから一気に4輪駆動配分へと移行させる4WD指示トルクの上昇を開始する。この4WD指示トルクの上昇により、時刻t10になると電子制御カップリングのカム機構が、カムフリー状態からカム捩り状態へと移行する。しかし、前輪にて駆動スリップが発生し、後輪へのトルク伝達応答性が低下する。
 即ち、時刻t9までの停車状態においては、電子制御カップリングのカム機構が、カムフリー状態(2WD状態)であり、時刻t9にてアクセルオン操作を行っても、アクセルオン操作に基づくエンジントルクが前輪のみに伝達される。このため、例えば、急なアクセルオン操作や低μ路でのアクセルオン操作により、前輪タイヤにおいて路面グリップ限界を超えると駆動スリップが発生する。前輪に駆動スリップが発生すると、電子制御カップリングのメインクラッチのクラッチプレートのうち、前輪に連結されるプレートが駆動スリップ回転に応じて過回転し、ほぼ停止状態である後輪に連結されるプレートとの間での相対回転するクラッチ滑り状態となる。
 従って、再発進を意図するアクセル踏み込み操作に基づいて4WD指示トルクを出力しても、図13の矢印Aで囲まれる枠内の1点鎖線特性に示すように、電子制御カップリングでの締結トルク(=実リアトルク)が低く抑えられたままの状態で所定時間を経過する。このように、電子制御カップリングがカムフリー状態からカム捩り状態へと移行するのに時間を要し、電子制御カップリングでの4WD指示トルクに対する実リアトルクの上昇が遅れてしまい、後輪へのトルク伝達応答性が低下する。
 この結果、図13の矢印Bで囲まれる枠内の車速特性に示すように、再発進での時刻t9以降の車速上昇勾配が小さくなって、再発進応答性を悪化させる。なお、前輪の駆動スリップ発生を抑えるには、再発進時のドライバーによるアクセル操作として、ゆっくりとアクセルペダルを踏み込む操作が強いられる。
 図14は、実施例1においてN-Dシフト発進からDレンジを維持したままで走行→停車→再発進するシーンでの各特性を示すタイムチャートである。以下、図14に基づいて実施例1における再発進シーンにおけるクラッチ制御作用を説明する。なお、時刻t3までは、比較例と同様の作用であるため、説明を省略する。
 Dレンジ位置での走行状態のとき、時刻t4にてアクセルオフ操作を行うと、それまで与えられていた4WD指示トルクが、第1イニシャルトルクTr1に向かって低下を開始する。さらに、時刻t5にて停車を意図して踏み変えによるブレーキオン操作を行うと、時刻t6にて4WD指示トルクが第1イニシャルトルクTr1まで低下する。よって、時刻t6以降においても電子制御カップリング10のカム機構がカム捩り状態のまま維持され、メインクラッチ35を軸方向に押して締結するクラッチ押し力F2が発生する。これにより4WD状態が維持されたままで、時刻t7にて車両は停止する。つまり、時刻t7以降の車両停止状態の間は、停止中のクリープトルクを、左右前輪6,7と左右後輪14,15に等配分している4WD状態で再発進操作に備えて待機することになる。
 Dレンジ位置での4WD停車状態のとき、時刻t8にてブレーキオフ操作を行い、時刻t9にて再発進を意図して踏み変えによりアクセルオン操作を行うと、4WD指示トルクが第1イニシャルトルクTr1から一気にリジッド4WDへと移行させる4WD指示トルクの上昇を開始する。このように、4WD指示トルクが上昇しても電子制御カップリング10のカム機構がカム捩り状態を維持したままであるため、左右前輪6,7にて駆動スリップが発生することが防止され、左右後輪14,15へのトルク伝達応答性が向上する。
 即ち、時刻t9までの停車状態においては、電子制御カップリング10のカム機構が、カムフリー状態ではなく、カム捩り状態(4WD状態)である。このため、時刻t9にてアクセルオン操作に基づいて4WD指示トルクが上昇すると、電子制御カップリング10がカムフリー状態からカム捩り状態へ移行するのを待つことなく、メインクラッチ35がクラッチ押し力F2により応答良く締結される。つまり、時刻t9にてアクセルオン操作を行うことによりエンジントルクが上昇しても、エンジントルクが左右前輪6,7と左右後輪14,15にトルク配分され、左右前輪6,7での駆動スリップの発生が抑えられる。
 従って、再発進を意図するアクセル踏み込み操作に基づいて4WD指示トルクを出力すると、図14の矢印Cで囲まれる枠内の1点鎖線特性に示すように、電子制御カップリング10での締結トルク(=実リアトルク)が応答良く上昇する。このように、電子制御カップリング10での4WD指示トルクに対して実リアトルクが応答良く上昇することで、左右後輪14,15へのトルク伝達応答性が向上する。ちなみに、図14の矢印Dは、比較例の実リアトルク特性(破線特性)に対する実施例1の実リアトルク特性(1点鎖線特性)のトルク伝達応答性向上代を示す。
 この結果、図14の矢印Eで囲まれる枠内の車速特性(実線特性)に示すように、アクセル踏み込み操作による再発進での時刻t9以降の車速上昇勾配が大きくなって、再発進応答性を向上させることに繋がる。ちなみに、図14の矢印Fは、比較例の車速特性(破線特性)に対する実施例1の車速特性(実線特性)の発進応答性向上代を示す。そして、ドライバーにとってのアクセルワークの利点として、再発進時、ゆっくりとアクセルペダルを踏み込む操作が強いられることもない。
 [イニシャルトルク設定作用]
 Dレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第1イニシャルトルクTr1の大きさ設定作用と、Rレンジ位置での車速VSPが設定車速VSP0以下のときの第2イニシャルトルクTr2の大きさ設定作用について説明する。
 4WD指示トルクによる第1イニシャルトルクTr1と第2イニシャルトルクTr2の大きさを設定する考え方は、下記の3つの考え方に分けられる。
(a) 4WD指示トルクを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによるカム機構の捩り状態(=副駆動輪駆動系の捩り状態)を維持するのに必要な大きさに設定する。
(b) 停車中のクリープトルクを主駆動輪と前記副駆動輪へ配分するとき、主駆動輪である左右前輪6,7へのトルク配分と副駆動輪である左右後輪14,15へのトルク配分の比率を50%:50%にするのに必要な大きさに設定する。
(c) 4WD指示トルクの下限値を、停車中のクリープトルクの50%を配分するのに必要な大きさとし、4WD指示トルクの上限値を、4輪制動ロックを回避するのに必要な大きさに設定する。
 (a)の考え方は、図14の再発進シーンにおけるクラッチ制御作用が達成できる4WD指示トルクとするという考え方である。つまり、4WD指示トルクは、Dレンジを維持したままで走行→停車→再発進するとき、停車状態においても電子制御カップリング10がカム捩り状態を維持することができれば良い。このため、4WD指示トルクに設定範囲としては、停車状態において電子制御カップリング10がカム捩り状態を維持できれば、高トルク域の広い範囲を許容する。
 (b)の考え方は、図14の再発進シーンにおけるクラッチ制御作用が確実に達成できる4WD指示トルクとするという考え方である。つまり、図14の再発進シーンにおけるクラッチ制御作用を確実に達成するには、例えば、坂道停車状態で車両がずり下がろうとしても電子制御カップリング10がカム捩り状態を維持する必要がある。一方、停車状態で駆動系に伝達される最大トルクはクリープトルクである。よって、停車中のクリープトルクを前後輪の4輪に等配分しておくことが、4輪タイヤによる路面グリップを確保し、路面勾配抵抗等に対抗して車両のずり下がりを抑える最適なトルク配分モードである。このため、4WD指示トルクに設定範囲としては、停車中のクリープトルクを50%:50%に配分するトルクの大きさを目標とするトルク値とし、この目標トルク値に停車中のクリープトルクの推定誤差分等によるトルク許容幅を持たせて得られる範囲になる。
 (c)の考え方は、図14の再発進シーンにおけるクラッチ制御作用が達成できる4WD指示トルクであり、かつ、再発進時に4輪制動ロックを回避するという考え方である。つまり、再発進時の駆動トルクに対してリジッド4WD状態を維持する高い4WD指示トルクにすると、駆動トルクのみならず制動トルクも4輪に配分するように、4輪の駆動系が完全直結状態となる。このため、再発進時、路面凹凸等によって4輪のうち1輪のタイヤが制動ロックをすると、タイヤに加わった制動トルクが4輪に配分されて4輪制動ロックとなってしまう。このため、4WD指示トルクの下限値は、(b)の考え方と同様に、停車中のクリープトルクの50%を配分するのに必要なトルクとする。そして、4WD指示トルクの上限値を、4輪制動ロックを回避可能なトルクとして規定する。このため、4WD指示トルクに下限値と上限値による設定範囲を持たせたものになる。
 [レンジ位置切り替え停車シーンにおけるクラッチ制御作用]
 図15は、実施例1において走行状態から停車状態へ移行するときD→N→Rのレンジ位置切り替え操作を行ったときの各特性を示すタイムチャートである。以下、図15に基づいて実施例1におけるレンジ位置切り替え停車シーンにおけるクラッチ制御作用を説明する。
 例えば、D→N→Rのレンジ位置切り替え停車シーンにおいて、停車状態でプロペラシャフト9を前進側への捩れ状態のままにしておくとする。この場合、後退再発進時、電子制御カップリング10のカム機構の捩れ状態は、前進側への捩れ状態から後退側への捩れ状態へと移行する。このとき、電子制御カップリング10のカム機構に有するボール34は、カム溝36,36のうち、前進側捩りにより対向する一対のカム面に強く挟持された状態から解放されると、捩り戻しにより勢い良く飛び出し、後退側捩りにより対向する一対のカム面に衝突することになる。このため、ボール34が後退側のカム面に衝突するときに衝突音が発生し、この衝突音がドライバーや乗員にとって異音になる。
 これに対し、実施例1では、D→N→Rのレンジ位置切り替え停車シーンにおいて、停車状態でプロペラシャフト9の前進側への捩れ状態を解放状態に戻すようにした。即ち、時刻t1にてDレンジ位置からNレンジ位置へ切り替え、時刻t3にてNレンジ位置からRレンジ位置への切り替え操作をしたとする。このとき、インヒビタスイッチ26からのレンジ位置信号は、時刻t2にてDレンジ位置信号からNレンジ位置信号へと切り替わり、時刻t4にてNレンジ位置信号からRレンジ位置信号へと切り替わる。
 よって、Nレンジ位置信号からRレンジ位置信号への信号切り替わりをトリガとし、時刻t4から4WD指示トルクが、ゼロトルク(=0Nm)に向かって急な勾配にて低下を開始する。そして、時刻t5にて停車し、この直後の時刻t6にて4WD指示トルクがゼロトルクになり、電子制御カップリング10が4WD指示トルクによる締結状態から解放状態へと移行する。これにより、時刻t6以降の停車状態においては、プロペラシャフト9の捩れを解放した状態にて後退再発進操作に備えて待機することになる。
 その後、後退再発進を意図してブレーキオフ操作からアクセルオン操作へと踏み変えると、プロペラシャフト9の捩れが解放状態であることで、電子制御カップリング10のカム機構がカムフリー状態から後退側のカム噛み合い状態へと移行する。そして、時刻t7にて車速が上昇し、後退発進を開始する。この後退再発進時、停車状態で予めプロペラシャフト9の捩れを解放状態にしているため、電子制御カップリング10のカム機構で発生する異音が防止される。
 [イグニッションオフ停車シーンにおけるクラッチ制御作用]
 図16は、実施例1においてイニシャルトルクが与えられている状態でイグニッションスイッチのオフ操作が行われたときの各特性を示すタイムチャートである。以下、図16に基づいて実施例1におけるイグニッションオフ停車シーンにおけるクラッチ制御作用を説明する。
 例えば、電子制御カップリングにイニシャルトルクが与えられている状態でイグニッションスイッチのオフ操作が行われたとき、スイッチオフ操作に応答して与えられているイニシャルトルクを急に抜くとする。この場合、与えられているイニシャルトルクを急に抜くことで、左右後輪への伝達トルクが急変し、これが車両の前後G変動となり、クラッチ解放ショックが発生する。特に、実施例1のように、停車状態で高いイニシャルトルクを与える制御を行う場合には、発生するクラッチ解放ショックが大きくなり、ドライバーや乗員に違和感を与えることで問題になる。
 これに対し、実施例1では、電子制御カップリング10にイニシャルトルクが与えられている状態でイグニッションスイッチ25のオフ操作が行われたとき、与えられているイニシャルトルクを緩やかに抜くようにした。即ち、4WD指示トルクが出力されている停車中、時刻t1にてイグニッションスイッチ25をオンからオフに操作すると、イグニッションスイッチ信号切り替わりをトリガとし、時刻t1から4WD指示トルクが、ゼロトルク(=0Nm)に向かって緩やかな勾配にて低下を開始する。そして、時刻t2にて4WD指示トルクがゼロトルクになる。従って、イグニッションスイッチ25のオフ操作時、与えられているイニシャルトルクを緩やかに抜くことで、左右後輪14,15への伝達トルクの変化が抑えられ、クラッチ解放ショックの発生が防止される。そして、イグニッションスイッチ25のオフ操作を行う停車状態は、走行中に比べ、ドライバーや乗員がショックに対して受ける感度が敏感な環境である。よって、ショック感度が高いとき、クラッチ解放ショックの発生を防止することで、ドライバーや乗員に違和感を与えない。
 次に、効果を説明する。
実施例1の4輪駆動エンジン車のクラッチ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
 (1) 左右前輪6,7と左右後輪14,15の一方を駆動源(エンジン1)に接続される主駆動輪とし、左右前輪6,7と左右後輪14,15の他方を駆動源(エンジン1)に摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)を介して接続される副駆動輪とする。
アクセル踏み込み操作による発進時、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)を締結することで駆動源(エンジン1)からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する。
この4輪駆動車(4輪駆動エンジン車)のクラッチ制御方法において、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)の締結トルク制御として、走行レンジ位置(Dレンジ位置、Rレンジ位置)のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクTr1,Tr2を与える制御を行う。
イニシャルトルクTr1,Tr2の大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする(図11)。
  このため、停車状態から再発進する際、アクセル踏み込み操作に対する副駆動輪(左右後輪14,15)へのトルク伝達応答性を確保する4輪駆動エンジン車(4輪駆動車)のクラッチ制御方法を提供することができる。
 (2) イニシャルトルクTr1,Tr2の大きさを、停車中のクリープトルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分するとき、主駆動輪へのトルク配分と副駆動輪へのトルク配分の比率を50%:50%にするのに必要なトルクの大きさに設定する(図14)。
  このため、(1)の効果に加え、停車中、4輪タイヤによる路面グリップ力を確保することで、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持することができる。
 (3) 摩擦クラッチは、ボールカム式の電子制御カップリング10である。
停車中に前進走行レンジ位置(Dレンジ位置)と後退走行レンジ位置(Rレンジ位置)との間でレンジ位置切り替え操作がなされると、レンジ位置切り替え操作前に与えていたイニシャルトルクTr1,Tr2を所定値以下(ゼロトルク)まで低下させる(図15)。
  このため、(1)又は(2)の効果に加え、レンジ位置切り替え操作後の再発進時、停車状態で予めプロペラシャフト9の捩れを解放状態にしておくことで、電子制御カップリング10のカム機構で発生する異音を防止することができる。
 (4) 停車中にイグニッションスイッチ25のオフ操作がなされると、オフ操作前に与えているイニシャルトルクTr1,Tr2を徐々に低下させてトルクゼロにする(図16)。
  このため、(1)~(3)の効果に加え、停車中にイグニッションスイッチ25をオフ操作したとき、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)のクラッチ解放ショックの発生を防止することができる。
 (5) 左右前輪6,7と左右後輪14,15の一方を駆動源(エンジン1)に接続される主駆動輪とし、左右前輪6,7と左右後輪14,15の他方を駆動源(エンジン1)に摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)を介して接続される副駆動輪とする。
アクセル踏み込み操作による発進時、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)を締結することで駆動源(エンジン1)からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する4WDコントローラ16を備える。
この4輪駆動車(4輪駆動エンジン車)のクラッチ制御装置において、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)の締結トルク制御として、走行レンジ位置(Dレンジ位置、Rレンジ位置)のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクTr1,Tr2を与える制御を行うイニシャルトルク処理部16aを有する。
イニシャルトルク処理部16aは、イニシャルトルクTr1,Tr2の大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする(図4)。
  このため、停車状態から再発進する際、アクセル踏み込み操作に対する副駆動輪(左右後輪14,15)へのトルク伝達応答性を確保する4輪駆動エンジン車(4輪駆動車)のクラッチ制御装置を提供することができる。
 以上、本開示の4輪駆動車のクラッチ制御方法及びクラッチ制御装置を実施例1に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
 実施例1では、イニシャルトルク制御として、Dレンジ停車中のクリープトルクを予め決めておき、Dレンジ停車中のイニシャルトルクTr1を、第1イニシャルトルクマップMap1により与える。また、Rレンジ停車中のクリープトルクを予め決めておき、Rレンジ停車中のイニシャルトルクTr2を、第2イニシャルトルクマップMap2により与える例を示した。しかし、イニシャルトルク制御としては、実施例1に限られるものではなく、Dレンジ停車中のイニシャルトルクTr1やRレンジ停車中のイニシャルトルクTr2を、その都度、演算により与える例であっても良い。この演算により与えるとき、4輪駆動エンジン車であればエンジン回転数とトルクコンバータ性能により演算する。また、駆動源にモータ/ジェネレータを有し、停車中、クリープトルクをモータ/ジェネレータのクリープトルク制御により与える4輪駆動電動車であれば、クリープトルク制御でのクリープトルク値を用いて演算する。
 実施例1では、停車中にDレンジ位置とRレンジ位置との間でレンジ位置切り替え操作がなされると、レンジ位置切り替え操作前に与えていたイニシャルトルクTr1,Tr2をゼロトルクまで低下させる例を示した。しかし、レンジ位置切り替え操作がなされると、レンジ位置切り替え操作前に与えていたイニシャルトルクを、摩擦クラッチ(電子制御カップリング10)を解放状態にすることができる範囲で所定値以下にする例であっても良い。
 実施例1では、摩擦クラッチとして、ボールカム式の電子制御カップリングを用いる例を示した。しかし、摩擦クラッチとしては、実施例1に限られるものではなく、油圧多板クラッチ等のように、他の摩擦クラッチの例であっても良い。
 実施例1では、本開示のクラッチ制御及びクラッチ制御装置を、駆動源としてエンジンが搭載された前輪駆動ベースの4輪駆動エンジン車に適用する例を示した。しかし、本開示のクラッチ制御及びクラッチ制御装置は、駆動源としてエンジン及びモータ/ジェネレータが搭載された4輪駆動ハイブリッド車、或いは、駆動源としてモータ/ジェネレータが搭載された4輪駆動電気自動車に適用することもできる。さらに、前輪駆動ベースの4輪駆動車に限らず、後輪駆動ベースの4輪駆動車にも適用することができる。

Claims (5)

  1.  左右前輪と左右後輪の一方を駆動源に接続される主駆動輪とし、左右前輪と左右後輪の他方を前記駆動源に摩擦クラッチを介して接続される副駆動輪とし、
     アクセル踏み込み操作による発進時、前記摩擦クラッチを締結することで前記駆動源からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する4輪駆動車のクラッチ制御方法において、
     前記摩擦クラッチの締結トルク制御として、走行レンジ位置のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクを与える制御を行い、
     前記イニシャルトルクの大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする
     ことを特徴とする4輪駆動車のクラッチ制御方法。
  2.  請求項1に記載された4輪駆動車のクラッチ制御方法において、
     前記イニシャルトルクの大きさを、停車中のクリープトルクを前記主駆動輪と前記副駆動輪へ配分するとき、前記主駆動輪へのトルク配分と前記副駆動輪へのトルク配分の比率を50%:50%にするのに必要なトルクの大きさに設定する
     ことを特徴とする4輪駆動車のクラッチ制御方法。
  3.  請求項1又は請求項2に記載された4輪駆動車のクラッチ制御方法において、
     前記摩擦クラッチは、ボールカム式の電子制御カップリングであり、
     停車中に前進走行レンジ位置と後退走行レンジ位置との間でレンジ位置切り替え操作がなされると、レンジ位置切り替え操作前に与えていた前記イニシャルトルクを所定値以下まで低下させる
     ことを特徴とする4輪駆動車のクラッチ制御方法。
  4.  請求項1から請求項3までの何れか一項に記載された4輪駆動車のクラッチ制御方法において、
     停車中にイグニッションスイッチのオフ操作がなされると、オフ操作前に与えている前記イニシャルトルクを徐々に低下させてトルクゼロにする
     ことを特徴とする4輪駆動車のクラッチ制御方法。
  5.  左右前輪と左右後輪の一方を駆動源に接続される主駆動輪とし、左右前輪と左右後輪の他方を前記駆動源に摩擦クラッチを介して接続される副駆動輪とし、
     アクセル踏み込み操作による発進時、前記摩擦クラッチを締結することで前記駆動源からの駆動トルクを主駆動輪と副駆動輪へ配分する4WDコントローラを備える4輪駆動車のクラッチのクラッチ制御装置において、
     前記4WDコントローラは、前記摩擦クラッチの締結トルク制御として、走行レンジ位置のままで走行状態から停車状態へ移行する際、停車中にイニシャルトルクを与える制御を行うイニシャルトルク処理部を有し、
     前記イニシャルトルク処理部は、前記イニシャルトルクの大きさを、停車前の副駆動輪駆動系への伝達トルクによる駆動系捩り状態を維持するのに必要な大きさにする
     ことを特徴とする4輪駆動車のクラッチ制御装置。
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