(57)【要約】  全輪駆動車両の第２車軸にトルクを先制的に印加する方法が提供される。先制付加トルク値の決定は、少なくともスロットルの速さに基づいて行われる。スロットル速さの最小値が実現されたか否かが決定される。スロットル速さの最小値が実現されると、制御器が、先制付加トルクの値を第２車軸に先制的に印加する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全輪駆動車両の第２車軸に向けられるトルクを制御する方法であって、
スロットルの速さの少なくとも１つの変数に基づいて先制付加トルクの値を決定するステップと、
前記スロットルの速さが所定値よりも大きいか否かを決定するステップと、
前記先制付加トルクの値でもって前記第２車軸を先制的に係合するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記先制付加トルクの値を、追加的にスロットル位置の変数に基づいて決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記先制付加トルクの値を車両速度の変数に応じて決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記先制付加トルクの値を前記車両の操舵ハンドルの角度に基づいて修正するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記車両が走行していなければ、第１の所定時間間隔の間、前記先制付加トルクの値を保持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記車両が走行を開始した場合、第２の所定時間間隔の間、前記トルクの値を保持するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および第２の所定時間値を車両の走行に基づいて切り換える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
先制付加トルクの値を任意の程度に低減させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
スロットル位置がゼロ未満であれば、前記先制付加トルクを止める、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
スロットル位置がゼロ未満であり、かつ、前記スロットルの速さがゼロ以下であれば、前記先制付加トルクを止める、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
スロットル位置がゼロ未満であり、前記スロットルの速さがゼロ以下であり、かつ、前記車両が走行していれば、前記先制付加トルクを止める、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記車両が停止すると前記先制付加トルクを遮断する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
先制付加トルクの値を連続的に計算し、かつ、前記先制付加トルクの値を原先制付加トルクの値の導出に利用し、前記原先制付加トルクの値は、現時点の先制付加トルクの値または先制付加トルクの値の現時点の時間間隔に先行する時間間隔における先制付加トルクの値の大きい方に等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
全輪駆動車両の第２車軸に向けられるトルクを制御する方法であって、
車両速度に基づく第１の値によって修正されるスロットルの速さの少なくとも１つの変数、および、車両速度に基づく第２の値によって修正されるスロットル位置の１つの変数に基づいて先制付加トルクの値を決定するステップと、
前記スロットルの速さが所定値よりも大きいか否かを決定するステップと、
前記先制付加トルクの値でもって前記第２車軸を先制的に係合するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の値が互いに異なる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記車両が走行していなければ、第１の所定時間間隔の間、前記先制付加トルクの値を保持するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記車両が走行を開始した場合、第２の所定時間間隔の間、前記トルクの値を保持するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
先制付加トルクの値を任意の程度に低減させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
先制付加トルクの値を連続的に計算し、かつ、前記先制付加トルクの値を原先制付加トルクの値の導出に利用し、前記原先制付加トルクの値は、現時点の先制付加トルクの値または現時点の先制付加トルクの値の時間間隔に先行する時間間隔における先制付加トルクの値の大きい方に等しい、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
第１車軸、および、制御器によって制御されるカップリングを介して動力供給されるようにエンジンに捩り連結される第２車軸を有する全輪駆動車両であって、前記制御器が、
スロットルの速さの少なくとも１つの変数に基づいて先制付加トルクの値を決定し、
前記スロットルの速さが所定値よりも大きいか否かを決定し、かつ、
前記先制付加トルクの値でもって前記第２車軸を先制的に係合する、
全輪駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年３月７日に出願された米国特許仮出願第６０／７７９，９３７号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、エンジンから全輪駆動（ａｌｌ  ｗｈｅｅｌ  ｄｒｉｖｅ：ＡＷＤ）車両の第２車軸に伝達されるトルクの制御方法と、それによって制御される車両とに関する。
【背景技術】
【０００３】
全輪駆動車両は第１車軸および第２車軸を有する。燃料消費量節減のため、正常な車両運転の間は、通常、専ら第１車軸にエンジンから動力供給される。車両の操縦性を改善する目的のため、特定の車両運転条件になると、カップリングを介して第２車軸にトルクが供給されるようになる。通常、第２車軸に供給されるトルクの量は調整可能であり、制御器によって制御される。トルクが第２車軸に供給される条件には、道路状態の悪化によるトラクションの低下、車両速度による良好な操縦のための第２車軸へのトルクの配分、車両の加速による第１車軸におけるタイヤ車輪のトラクションの低下、が含まれる。
【０００４】
通常、車両の加速中にトラクションの低下によって制御システムが第２車軸にトルクを供給する場合、第１車軸の車輪上のセンサがスリップ状態を告知して初めて第２車軸が捩り係合される。従って、第１車軸のスリップ状態を緩和するためにトルクが第２車軸に伝達される前に、僅かな遅れが存在する。このため、前記の遅れを実質的に低減するかあるいは除去し得るＡＷＤシステムの提供が望まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両が第１車軸のスリップの可能性がある状態に加速された場合に、作動の遅れを実質的に低減するかあるいは除去し得るＡＷＤシステムを提供する。
【０００６】
本発明の他の特徴は、本発明に関する添付の図面および以下の詳細説明から、当業者にはさらに一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、先制付加トルク（ｐｒｅｅｍｐｔｉｖｅ  ｔｏｒｑｕｅ）制御システムを実装する車両が全体として１０で示される。車両１０は、前車軸１４および後車軸１６に操作連結されるエンジン１２を有する。車両１０は、エンジン１２がトルクを前車軸１４および後車軸１６の両方に伝達する全輪駆動（ＡＷＤ）車両である。ＡＷＤ車両においては、エンジン１２は、トルクを、第１車軸または前車軸１４と、第２車軸または後車軸１６とに供給する。しかし、第１車軸を後車軸１６とし、第２車軸を前車軸１４とすることも可能であることが認識されるべきである。以下の記述目的のため、説明用として、前車軸１４が第１車軸であり、後車軸１６が第２車軸であるとするが、これに限定されるわけではない。
【０００８】
車輪１８は、前車軸１４および後車軸１６の両端に配置される。従って、エンジン１２からトルクが車軸１４、１６に加えられると、車軸１４、１６が回転し、それによって車輪１８が回転し、車両１０の走行が可能になる。エンジン１２および後車軸１６の間の駆動軸２２に、エンジン１２および後車軸１６を操作連結するカップリング２０が配置される。この場合、カップリング２０を通して後車軸１６に印加されるトルクの量を制御するために、制御ユニット２４が用いられる。さらに、車両の運転状態を測定するために、センサ２６が車両１０に配置され、それによって、センサ２６からのデータが制御ユニット２４に伝送される。すなわち、センサ２６は制御ユニット２４にインターフェース連絡されるかまたは接続される。制御ユニット２４は、エンジン１２によって前車軸１４および後車軸１６に印加されるトルクの量を決定する。エンジン１２から車軸１４、１６に伝達されるトルクの量は、スロットル２７によって制御され、このスロットル２７は、通常、車両１０の運転者によってペダルを介して操作される。このため、スロットル２７の位置と、別にスロットル２７の速さとも呼称されるスロットル２７の位置の変化の速さとに応じて、エンジン１２から車軸１４、１６に伝達されるトルクの量が変化する。
【０００９】
図２は、先制付加トルク用のタイマー５０を制御する制御システムを示す。先制付加トルクタイマーのロジック回路は、スタート機能７におけるエンジンの始動の範囲内で開始される。スタート機能７は次に判定機能３０に行く。判定機能３０は、先制付加トルクタイマーがリセットされるべきか否かを照会する（先制付加リセット＝真（ｔｒｕｅ））。判定機能３０に対するデフォルト値は偽（ｆａｌｓｅ）である。判定機能３０が偽であれば、ロジックは判定機能３２に行くであろう。判定機能３２は、タイマー５０が作動しているかどうかを照会する。判定機能３２に対するデフォルト位置は偽である。その場合は、ロジックは判定ブロック３４に進むであろう。判定ブロック３４は、スロットルの作動の速さが所定値を超えているか否かを照会する。判定機能３４に対するデフォルト位置はノー（ｎｏ）である。本発明に用いられる場合、スロットルの速さは、概略的にアクセルペダルの角度行程の速さに相当することに留意するべきである。但し、この両者は直接比例関係にあることは必ずしも必要ない。判定機能３４は偽のデフォルト値を有しており、従って、車両の運転者がアクセルペダルを十分に急速に押し込まなければ、ロジックは決定ボックス３０に戻るであろう。車両の運転者が車両のスロットルを所定値以上に増大させた場合は、判定機能３４はイエス（ｙｅｓ）反応を発出し、従って増進タイマー５０を起動するであろう。増進タイマー５０は、続いて、それが作動しているという信号を判定機能３０に送るであろう。判定機能３０は、先制付加トルクタイマーのリセットが始動した場合にのみ真に変化するであろう。先制付加トルクタイマーのリセットは、図３に示すフローチャートロジックによって制御される。先制付加トルクタイマーのリセット用のデフォルト値は偽であるので、タイマー５０が起動されている状況に応じて、判定機能３０は判定機能３２にループ上で下位移行する。ここで、タイマー５０は作動しているので、判定機能３２のロジックはタイマー５０に戻るように進行し、これによって、先制付加トルクタイマーのリセットがアクティブ化されて真になってしまうまで連続ループが生じるであろう。先制付加トルクタイマーのリセットが真にアクティブ化された時、判定機能３０はロジックにイエス（ｙｅｓ）を生成し、判定機能４０に進行してタイマー５０をゼロにリセットするであろう。従って、タイマー５０は、スロットルが所定の加速の速さを超えて加速されることによって始動し、図３に示される制御ロジック機能のいずれか１つが満足された時にのみゼロにリセットされるであろう。
【００１０】
図３は、クロック５０をリセットするために制御システムにおいて用いられるロジックを示す。制御システムのロジックは、スタート機能７として示されるエンジンの始動と同時に開始される。通常、タイマーロジックおよび先制付加トルク時間リセットロジックの両者は５ミリ秒間隔で再計算されるであろう。判定機能６０において、先制付加トルクタイマーの設定が偽であるか否か、および、先行のサンプル時間間隔中の先制付加トルクタイマーの設定が真であったか否かが照会されるであろう。判定機能６０に対するデフォルト値は否定であり、判定機能６０は、後述するようにタイマー５０が所定の時間間隔を過ぎて作動した場合にのみ真になるであろう。判定機能６０の結果が否定であれば、ロジックは判定機能７０に行く。判定機能７０は、車両が走行しており、かつ、車両が、前記のように通常は約５ミリ秒である先行のサンプル時間間隔中に走行していなかった場合にのみ肯定になるであろう。判定機能７０は、車両が走行を開始した場合にのみイエス（ｙｅｓ）にアクティブ化されるであろう。車両が走行していなければ、ロジックは判定機能７０から判定機能８０に進む。判定機能８０は、車両が先行の５ミリ秒間に走行しており、かつ、車両が現在停止していない場合にのみイエス（ｙｅｓ）の結果を出すであろう。従って、判定機能８０は、車両が停止に至った時にのみアクティブ化されるであろう。次にロジックは判定機能９０に進む。判定機能９０は、個別の３条件が満足されなければ作動しないであろう。判定機能９０における第１条件は車両が走行していなければならないことであり、判定機能９０の第２条件はスロットルの位置がゼロに等しいことであり、その第３条件は、後述するような先制付加トルクの要求値がゼロ以下であることである。この条件は、車両の運転者がその足をアクセルから引き離してアクセルペダルをゼロ位置に戻した場合にのみ生起するであろう。判定機能９０の結果が否定であれば、ロジックは、先制付加トルクのリセットが偽である機能１００に行くであろう。先制付加リセットが偽であることの有効な結果は、タイマー５０の作動継続を可能にすることである。判定機能６０、７０、８０または９０に対してイエス（ｙｅｓ）の結果が出ると、先制付加リセットが真となる結果がもたらされ、その結果、タイマー機能１１０が停止されるであろう。
【００１１】
図４は、先制付加トルク設定ロジック用のロジックのフローチャートである。先制付加トルクの設定は、本質的に、カップリング２０を介して第２車軸に供給されるトルクの量を設定するために用いられるロジックである。先制付加設定ロジックは、エンジンの始動によって開始され、ほぼ５ミリ秒ごとに循環する。判定機能１２０において、車両が走行しているか否かが照会される。車両が走行していなければ、ロジックは判定ブロック１３０に行く。判定機能１３０において、第１の照会は、タイマー５０が始動されているか否かである。判定機能３０の出力が真であるために真でなければならない第２の事項は、タイマー５０によって計数される時間が第１の所定時間または停止保持時間以下であることである。停止保持時間は、通常、有意であるように十分長い時間であるが、これより短い時間内には運転者の車両操作に対する複数の入力が行われることが不可能であるような十分に短い時間とすることになろう。実際的見地から、停止保持時間としては、約０．５秒という典型的な時間間隔が好ましい値であることが示されている。タイマー５０が停止保持時間内において作動中で、その０．５秒の停止保持時間が満了していなければ、ロジックは判定機能１４０に進み、そこで先制付加設定が真として設定されるであろう。タイマーが第１の所定時間枠を超過した場合は、ロジックは先制付加設定を偽であると設定する判定機能１５０に進むであろう。先制付加設定が偽に等しければ、判定機能１６０における先制付加設定の出力はゼロになるであろう。先制付加設定の真が機能１４０を先に通る場合は、先制付加出力設定機能１６０において特定の計算がなされるであろう。判定機能１２０に戻って、車両が走行していれば、ロジックは判定機能１７０に進むであろう。判定機能１７０においては、真でなければならない２つの照会がなされる。第１の照会はタイマー５０が作動しているか否かである。第２の照会は、タイマー値が、作動保持時間である第２の所定値より短いか否かである。タイマーが作動しており、第２の所定時間を過ぎて計数されていないとすれば、判定ブロック１７０の結果はイエス（ｙｅｓ）であり、先制付加設定真が機能ブロック１８０から先制付加出力設定１６０に送られる。タイマーが起動されていない場合、あるいは、タイマーが第２の所定値を超過している場合は、判定機能１７０からの出力は、判定機能１９０を通り、先制付加設定が偽となるであろう。所定の設定または先制付加設定が機能１８０または１４０から真であれば、制御システムはｐｄトルク要求値を計算するであろう。ｐｄトルク要求値は「ｋｐ×スロットル位置＋ｋｄ×スロットル位置の速さ」に等しい関数である。ｋｐおよびｋｄは互いに異なることができ、あるいは、ある与えられた速度において等しくてもよい。ｐｄトルク要求値はゼロ〜Ｘの範囲に制限される。Ｘは、通常の乗用車の場合は３００ニュートン−メートルの範囲内に一般的に調整し得る値であるが、特定の車両についてはこれより低くてもまたは高くてもよい。ｋｐは車両速度の関数であり、ｋｄも車両速度の関数である。ｋｐおよびｋｄは共に、特定の車両に対して選定される表ベースの値である。ｐｄトルク要求値は、計算ボックス��００から、続いてｐｄトルク原要求値計算ボックス２１０に提供される。ｐｄトルク原要求値は、現時点のｐｄトルク要求値または５ミリ秒前に取られた先行のｐｄトルク要求値の大きい方に等しい。ｐｄトルク原要求値の正味の効果は、トルク要求値の現在値は任意の与えられた時間の間において上下に変動することがあり得るが、ｐｄトルク要求値は、時間の経過と共に、常に、等しいかまたはより大きくなるであろうということである。ｐｄトルク要求値には、続いて、乗数機能２２０においてＳＷＡ係数が乗じられる。乗数機能２２０は、車両の操舵ハンドルの角度に基づくＳＷＡ係数を計算する。ほとんどすべての全輪駆動車両が２つの別個の車軸間にディファレンシャルを有しているわけではなく、各車軸上の車輪間にディファレンシャルを有しているだけであるので、厳しい操舵角度の操縦操作の下では、車輪におけるタイヤの横滑りもしくは回転横滑りを防止するために、第２車軸に対する過度のトルクを制限することが望ましい。ＳＷＡ係数は、車両直進の場合は１であり、操舵ハンドルが切られている場合は１より小さくするが、このＳＷＡ係数の乗算処理後、ｐｄトルク要求値には、続いて機能ブロック２３０において速さの制限が乗じられるであろう。機能ブロック２３０は、通常、要求される先制付加トルクが正に増大する場合には速さの制限を有しないであろう。先制付加トルクを低下させる要求の場合は、速さの制限が加えられ、その結果、第２車軸に供給されるトルクが突然解放されることはない。低下の要求は、先制付加設定が機能１５０または１８０から偽に等しい場合に生起する。
【００１２】
運転においては、タイマー５０は、スロットルが所定の速さを超えて押し込まれるまで始動されないであろう（判定機能３４）。タイマーが始動される時に車両が停止していると、先制付加設定ロジックは判定機能１２０から判定機能１３０に行くであろう。タイマー５０が最初に始動される時、判定機能３０は、通常０．５秒である停止保持時間のそれよりも短いタイマー上の時間を有するであろう。判定機能１３０は、真の応答を発し、判定機能１４０に、先制付加設定を真であるように設定させて、先制付加出力設定１６０に進むであろう。ｐｄトルク要求値は機能２００において計算されるであろう。この場合、前記の計算が、計算器機能２１０において先制付加トルクの原要求値を計算するのに用いられるであろう。ＳＷＡ係数が、ｐｄトルクの原要求値を操舵ハンドル角度に基づいて機能２２０において修正するであろう。要求値が連続的に増大している場合は、計算機能２３０において速さの制限はなく、カップリング２０は、要求値に適合するように係合されるであろう。上記の先制付加トルクの要求値は停止保持時間が満了するまで連続的に計算されるであろう。停止保持時間になると、判定機能６０が、タイマー５０を遮断させる先制付加リセット１１０をアクティブ化するであろう。また、車両の走行は、先制付加リセットを真とさせ、タイマー５０の遮断を惹起する。車両が走行を開始して、スロットル位置がゼロに戻されない場合、あるいは、先制付加トルクの要求値がゼロに等しくない場合は、タイマーは再始動され、ロジックボックス１２０はイエス（ｙｅｓ）応答を有し、タイマーを判定機能１８０によって第２の保持時間に再始動させるであろう。先制付加トルクは、第２の所定時間が満了するまでカップリング２０によって連続的に印加される。先制付加トルクは、最高で第１および第２の所定時間間隔の間のみ印加されるであろうが、この時間は約１．１秒程度になるであろう。この時間の後は、他の制御システムが、車両のＡＷＤ制御システムの残りの部分が要求するとおりに第２車輪にトルクを加えるであろう。先制付加トルクの利点は、車輪における横滑りのなんらかの感覚がセンサに感知される前に、トルクが第２車軸に印加されるであろうという点にある。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態を開示したが、これは例としてのみ開示したものであり、特許請求の範囲に包括される本発明の本質および範囲から離れることなく、種々の修正をなし得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に基づく自動車の概略図である。
【図２】本発明の制御システムのタイマー用のロジックの概略フローチャートである。
【図３】本発明の先制付加トルクリセットロジックの概略フローチャートである。
【図４】本発明による先制付加トルク設定ロジックのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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