(57)【要約】【課題】車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置を提供する。【解決手段】前輪２２及び後輪３２それぞれの車輪速を検出する車輪速センサ３６と、予め定められた関係から車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差Δｒを算出する動的車輪径差算出手段８２と、予め定められた関係からその動的車輪径差算出手段８２により算出される動的車輪径差Δｒに基づいて車両荷重変化ΔＭを推定する車両荷重変化推定手段８４と、その車両荷重変化推定手段８４により推定される車両荷重変化分ΔＭを補正した前記前輪２２及び後輪３２への駆動力配分制御を行う駆動力配分制御手段８６とを、備えたものであることから、各車輪の車輪速に基づいて車両荷重変化ΔＭを推定し、その車両荷重変化分ΔＭを補正することで前後左右輪への駆動力配分量を走行状態に適合したものとすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源により発生させられた駆動力の左右前輪及び左右後輪それぞれへの配分を制御する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置であって、
前記左右前輪及び左右後輪それぞれの車輪速を検出する車輪速センサと、
予め定められた関係から該車輪速センサにより検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差を算出する動的車輪径差算出手段と、
予め定められた関係から該動的車輪径差算出手段により算出される動的車輪径差に基づいて車両荷重変化を推定する車両荷重変化推定手段と、
該車両荷重変化推定手段により推定される車両荷重変化分を補正した前記左右前輪及び左右後輪それぞれへの駆動力配分制御を行う駆動力配分制御手段と
を、備えたものであることを特徴とする車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置に関し、特に、車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動力源により発生させられた駆動力の前輪及び後輪への配分を制御する車両用前後輪駆動力配分装置の制御装置が知られている。また、そのような車両用前後輪駆動力配分装置の制御装置において、車両の走行状態に応じて前後輪への駆動力配分量（配分比）を補正する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両の制御装置がそれである。この技術によれば、車両の走行路面の摩擦係数と各車輪の接地荷重とそれら各車輪の車輪横力に基づいて各車輪の許容可能な前後駆動力を許容駆動力として演算すると共に、その演算された許容駆動力に基づいて前後輪への駆動力配分制御を行うことで、各車輪をフルに使った最大のトラクション性能を発揮することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開２００８−２０７６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述したような従来の技術では、各車輪の径差や空気圧、荷物等の重量配分変化による車輪荷重変化が考慮されないことから、必ずしも車両の走行状態に合った駆動力配分制御が行われないという弊害があった。また、斯かる弊害を解消するために、前後Ｇセンサにより検出される前後方向加速度に基づいて配分比の補正を行うことが考えられるが、斯かる加速度の変化が坂路、加速、或いは車両状態等によるものなのか、それとも他の要因による変化なのか判別できず、結果として好適な補正を行うことができなかった。このため、車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置の開発が求められていた。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、駆動力源により発生させられた駆動力の左右前輪及び左右後輪それぞれへの配分を制御する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置であって、前記左右前輪及び左右後輪それぞれの車輪速を検出する車輪速センサと、予め定められた関係からその車輪速センサにより検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差を算出する動的車輪径差算出手段と、予め定められた関係からその動的車輪径差算出手段により算出される動的車輪径差に基づいて車両荷重変化を推定する車両荷重変化推定手段と、その車両荷重変化推定手段により推定される車両荷重変化分を補正した前記左右前輪及び左右後輪それぞれへの駆動力配分制御を行う駆動力配分制御手段とを、備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記左右前輪及び左右後輪それぞれの車輪速を検出する車輪速センサと、予め定められた関係からその車輪速センサにより検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差を算出する動的車輪径差算出手段と、予め定められた関係からその動的車輪径差算出手段により算出される動的車輪径差に基づいて車両荷重変化を推定する車両荷重変化推定手段と、その車両荷重変化推定手段により推定される車両荷重変化分を補正した前記左右前輪及び左右後輪それぞれへの駆動力配分制御を行う駆動力配分制御手段とを、備えたものであることから、各車輪の車輪速に基づいて車両荷重変化を推定し、その車両荷重変化分を補正することで前後左右輪への駆動力配分量を走行状態に適合したものとすることができる。すなわち、車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現する車両用前後左右輪駆動力配分装置の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用される前置エンジン前輪駆動を基本とする前後左右輪駆動車両に備えられた駆動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の駆動力伝達装置に備えられた車両用電子制御カップリングの構成例を説明する概略断面図である。
【図３】図２の車両用電子制御カップリングの電磁ソレノイドに供給される制御電流とその車両用電子制御カップリングにより伝達される伝達トルクとの関係を例示する図である。
【図４】図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図５】図４の電子制御装置による動的車輪径差に基づく車両荷重変化量の推定について説明する図である。
【図６】図４の電子制御装置による動的車輪径差に基づく車両荷重変化量の推定について説明する図である。
【図７】図４の電子制御装置による駆動力配分制御の要部を説明する図である。
【図８】図７の駆動力配分制御における駆動力配分補正量算出制御の要部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明が好適に適用される前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両に備えられた駆動力伝達装置１０の構成を説明する骨子図である。この図１に示すように、斯かる駆動力伝達装置１０において、駆動力源であるエンジン１２により発生させられた駆動力（トルク）は、トルクコンバータ１４、変速機１６、前輪用差動装置１８、及び左右１対の前輪車軸２０を介して左右１対の前輪２２R、２２L（以下、特に区別しない場合には単に前輪２２という）へ伝達される一方、駆動力伝達軸であるプロペラシャフト２４、前後左右輪駆動力配分装置である電子制御カップリング２６（以下、単にカップリング２６という）、後輪用差動装置２８、及び左右１対の後輪車軸３０を介して左右１対の後輪３２R、３２L（以下、特に区別しない場合には単に後輪３２という）へ伝達される。また、上記カップリング２６を制御するための電子制御装置３４が設けられている。すなわち、図１に示す駆動力伝達装置１０は、駆動力源であるエンジン１２により発生させられたトルクを走行状態に応じて前後輪に配分する電子制御トルクスプリット式四輪駆動車両の駆動系の一例である。
【００１１】
上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、例えば、上記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車と、上記変速機１６の入力軸に連結されたタービン翼車と、一方向クラッチを介して変速機ケースに固定されたステータ翼車とを、備えており、上記ポンプ翼車とタービン翼車との間で流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。また、上記変速機１６は、例えば、複数の摩擦係合要素を備え、それら摩擦係合要素の係合又は解放の組み合わせに応じて複数の変速比を選択的に成立させて、入力軸から入力された駆動力を変速して出力させる自動変速機である。
【００１２】
前記電子制御装置３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、例えば、前記カップリング２６に備えられた電磁ソレノイド６２に供給される電流の指令値を制御することによるそのカップリング２６の伝達トルク制御等、すなわち前記駆動力伝達装置１０による前後左右輪駆動に関する各種制御を実行する。斯かる制御を実行するために、前記動力伝達装置１０には、前記前輪２２及び後輪３２の各車輪速を検出する車輪速センサとして、右前輪の車輪速を検出する右前輪速度センサ３６FR、左前輪の車輪速を検出する左前輪速度センサ３６FL、右後輪の車輪速を検出する右後輪速度センサ３６RR、及び左後輪の車輪速を検出する左後輪速度センサ３６RL（以下、特に区別しない場合には単に車輪速センサ３６という）が設けられている。また、図示しないステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサ３８、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４０、及び車両の前後Ｇを検出する前後Ｇセンサ４２等の各種センサが設けられており、それぞれのセンサから各車輪の車輪速を表す信号、ステアリング操舵角を表す信号、アクセル開度を表す信号、及び車両の前後Ｇを表す信号等が前記電子制御装置３４へ供給されるようになっている。
【００１３】
図２は、前記カップリング２６の構成例を説明する概略断面図である。この図２に示すように、前記カップリング２６は、前記プロペラシャフト２４と同軸に且つ一体的に形成されたカバー部材である第１ハウジング６０と、電磁ソレノイド６２を含みその第１ハウジング６０の内周側に固設された第２ハウジング６４と、上記第１ハウジング６０と同軸にその軸心まわりに相対回転可能に配設された中心軸乃至後輪側回転軸としての出力シャフト６６と、その出力シャフト６６と同軸にその軸心まわりに相対回転可能に配設された制御カム６８と、上記第１ハウジング６０と制御カム６８との相対回転を阻止したりスリップさせたりするための制御クラッチ７０と、上記第２ハウジング６４との間にその制御クラッチ７０を構成するクラッチプレートを挟圧するために上記出力シャフト６６と同軸にその軸心方向に相対移動可能に配設された環状鉄片であるアーマチュア７２と、上記第１ハウジング６０と出力シャフト６６との相対回転を阻止したりスリップさせたりするためのメインクラッチ７４と、上記第１ハウジング６０との間にそのメインクラッチ７４を構成するクラッチプレートを挟圧するために上記出力シャフト６６と同軸にその軸心まわりの相対回転不能且つ軸心方向の相対移動可能に配設されたメインカム７６とを、備えて構成されている。また、上記制御カム６８及びメインカム７６の相対向する側にはそれぞれのカム面に対応する複数の凹部が形成されており、その制御カム６８とメインカム７６の間には各凹部に嵌め入れられるように複数のボール７８が配設されている。
【００１４】
以上のように構成されたカップリング２６において、上記電磁ソレノイド６２が非励磁状態である場合には、上記制御クラッチ７０及びメインクラッチ７４の何れも非係合状態とされるため、前記プロペラシャフト２４の駆動力は上記出力シャフト６６に伝達されないが、上記電磁ソレノイド６２が励磁状態である場合には、その電磁ソレノイド６２の周囲に磁束が生じることにより、上記アーマチュア７２が第２ハウジング６４側へ引き付けられて上記制御クラッチ７０が上記電磁ソレノイド６２への制御電流に応じて係合或いはスリップさせられる。その制御クラッチ７０が係合させられた後、上記制御カム６８とメインカム７６との間に回転速度差が生じると、上記ボール７８が制御カム６８における凹部の斜面に押されてメインカム７６側へ押し付けられ、延いてはそのメインカム７６が前記プロペラシャフト２４側へ押し付けられて上記メインクラッチ７４が係合させられ、前記プロペラシャフト２４の駆動力が上記出力シャフト６６に伝達される。
【００１５】
前記カップリング２６により伝達される伝達トルクは、例えば、図３に示すように、前記電磁ソレノイド６２に供給される制御電流により比例的に定まる。すなわち、前記電磁ソレノイド６２に供給される電流が比較的小さい場合には、前記アーマチュア７２が第２ハウジング６４側へ引き付けられる力が比較的弱く、前記制御クラッチ７０の係合力が比較的小さいことから、前記制御カム６８とメインカム７６との間の回転速度差が小さくなり、延いては前記メインカム７６がプロペラシャフト２４側へ押し付けられる力が比較的弱くなって伝達トルクは比較的小さくなるが、前記電磁ソレノイド６２に供給される電流が比較的大きい場合には、前記アーマチュア７２が第２ハウジング６４側へ引き付けられる力が比較的強く、前記制御クラッチ７０の係合力が比較的大きいことから、前記制御カム６８とメインカム７６との間の回転速度差が大きくなり、延いては前記メインカム７６がプロペラシャフト２４側へ押し付けられる力が比較的強くなって伝達トルクは比較的大きくなる。そして、前記電磁ソレノイド６２に供給される電流が所定値以上になると直結四輪駆動車両に近い状態で前後輪に駆動力が伝達される。以上の構成により、前記変速機１６から出力された全駆動力に対する前記後輪３２に伝達される駆動力の比率が零乃至０．５の範囲内で無段階に制御される。
【００１６】
図４は、前記電子制御装置３４に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図４に示す直進定常状態判定手段８０は、予め定められた関係から車両の走行状態に基づいてその車両が直進定常走行を行っているか否かを判定する。好適には、前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速に対応する車速が所定の範囲内（例えば２０〜６０ｋｍ／ｈ）であり、前記前後Ｇセンサ４２により検出される車両の前後Ｇが所定値（例えば０．０５Ｇ）以下であり、前記アクセル開度センサ４０により検出されるアクセル開度の時間変化率が所定値（例えば０．５％／ｓｅｃ）以下であり、前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速から算出される前後差回転が所定値（例えば２０ｒｐｍ）以下であり、且つ前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速から算出される前後輪左右差回転が所定値（例えば５．０ｒｐｍ）以下である場合にその車両が直進定常走行を行っていると判定する。
【００１７】
動的車輪径差算出手段８２は、予め定められた関係から前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差Δｒを算出する。この動的車輪径算出手段８２による制御乃至後述する車両荷重変化推定手段８４による制御は、好適には、上記直進定常状態判定手段８０の判定が肯定される場合に実行されるものである。斯かる動的車輪径差算出手段８２は、例えば、前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速を比較することで、それら４つの車輪のうち異径（径寸法が異なる状態）となっている車輪を判定し、その異径の車輪の車輪径を対応する車輪速に応じて算出する。そして、その異径の車輪と通常径の車輪との車輪径差を上記動的車輪径差Δｒとして算出する。なお、このように異径の車輪が生じる理由としては、車両の走行に伴う一時的な車輪形状の変化、空気圧の変化、積載荷物等の重量配分変化等が考えられ、上記動的車輪径差Δｒは、それらの変化を反映したものになる。
【００１８】
車両荷重変化推定手段８４は、予め定められた関係から上記動的車輪径差算出手段８２により算出される動的車輪径差Δｒに基づいて車両荷重変化量ΔＭを推定する。図５及び図６は、この車両荷重変化推定手段８４による車両荷重変化量ΔＭの推定について説明する図である。この図５に示すように、上記動的車輪径差算出手段８２により算出される動的車輪径差Δｒは、車両の横方向の傾斜（走行路面に対する横方向の傾き）等を反映した値となる。また、この図５に示すような状態における車両荷重変化量ΔＭは、図６に示すようにして推定される。すなわち、動的車輪径差をΔｒ、トレッド幅・ホイールベースをＴＤ、及び軸荷重をＭとし、図６に示す角度θを用いて以下の（１）、（２）式のように表される。
【００１９】
ｓｉｎθ＝（２×Δｒ）／ＴＤ  ・・・（１）
ΔＭ＝Ｍ×ｓｉｎ2θ  ・・・（２）
【００２０】
駆動力配分制御手段８６は、前記カップリング２６を介して前記前輪２２及び後輪３２への駆動力配分制御を行う。すなわち、前記カップリング２６における電磁ソレノイド６２の励磁状態を制御することによりそのカップリング２６による駆動力配分率を零乃至０．５の範囲内で制御する。また、斯かる駆動力配分制御に関して、前記車両荷重変化推定手段８４により推定される車両荷重変化分ΔＭに基づく補正を行う。例えば、斯かる車両荷重変化分ΔＭに基づいて各車輪のグリップ限界を判定し、各車輪（特に異径が判定された車輪）のスリップや引きずりを発生させないように前記前輪２２及び後輪３２への駆動力配分比を補正する。また、好適には、前記車両荷重変化推定手段８４により推定される車両荷重変化分ΔＭが一定値以上となった場合に、その荷重変化分ΔＭに応じて駆動力配分量を補正する。
【００２１】
図７は、前記電子制御装置３４による駆動力配分制御の要部を説明する図であり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００２２】
先ず、前記直進定常状態判定手段８０の動作に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、車両の走行状態が直進定常状態であるか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が実行されるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、ＳＳにおいて、図８に示す動力配分補正量演算制御が実行された後、Ｓ２において、ＳＳにて算出された駆動力配分補正量に基づいて前記カップリング２６による前記前輪２２及び後輪３２への駆動力配分制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【００２３】
図８の駆動力配分補正量演算制御においては、先ず、ＳＳ１において、前記前輪２２及び後輪３２のうち何れか１つの車輪のみ車輪速が予め定められた所定値以上乖離しているか否かが判断される。このＳＳ１の判断が否定される場合には、それをもって図７に示すメインルーチンへ復帰させられるが、ＳＳ１の判断が肯定される場合には、前記動的車輪径差算出手段８２の動作に対応するＳＳ２において、予め定められた関係から前記車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差Δｒが算出される。次に、ＳＳ３において、予め定められた関係からＳＳ２にて算出された動的車輪径差Δｒに基づいて車両荷重変化分（変化量）ΔＭが算出される。次に、ＳＳ４において、ＳＳ３にて算出された車両荷重変化分ΔＭが予め定められた所定値以上であるか否かが判断される。このＳＳ４の判断が否定される場合には、それをもって図７に示すメインルーチンへ復帰させられるが、ＳＳ４の判断が肯定される場合には、ＳＳ５において、予め定められた関係からＳＳ３にて算出された車両荷重変化分ΔＭに基づいて駆動力配分補正量が算出された後、図７に示すメインルーチンへ復帰させられる。以上の制御において、Ｓ２及びＳＳ５が前記駆動力配分制御手段８６の動作に対応する。
【００２４】
このように、本実施例によれば、前記前輪２２及び後輪３２それぞれの車輪速を検出する車輪速センサ３６と、予め定められた関係からその車輪速センサ３６により検出される各車輪の車輪速に応じて動的車輪径差Δｒを算出する動的車輪径差算出手段８２（ＳＳ２）と、予め定められた関係からその動的車輪径差算出手段８２により算出される動的車輪径差Δｒに基づいて車両荷重変化ΔＭを推定する車両荷重変化推定手段８４（ＳＳ３）と、その車両荷重変化推定手段８４により推定される車両荷重変化分ΔＭを補正した前記前輪２２及び後輪３２への駆動力配分制御を行う駆動力配分制御手段８６（Ｓ２及びＳＳ５）とを、備えたものであることから、各車輪の車輪速に基づいて車両荷重変化ΔＭを推定し、その車両荷重変化分ΔＭを補正することで前後左右輪への駆動力配分量を走行状態に適合したものとすることができる。すなわち、車両の走行状態に合った好適な駆動力配分制御を実現するカップリング２４の制御装置を提供することができる。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１２：エンジン（駆動力源）
２２：前輪
２６：電子制御カップリング（車両用前後左右輪駆動力配分装置）
３２：後輪
３６：車輪速センサ
８２：動的車輪径差算出手段
８４：車両荷重変化推定手段
８６：駆動力配分制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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