(57)【要約】【課題】前輪差動ギヤ装置におけるデフキャリアから前輪内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して前輪内輪のスリップ発生可能性を判定し、前輪駆動力を制御したり、後輪へ分配する駆動力を制御したりする駆動力制御方法を提供すること。【解決手段】前輪駆動車の前輪駆動力を制御する駆動力制御方法において、旋回走行時の前輪内輪の駆動力の値を、前輪差動ギヤ装置の内輪側サイドギヤにデフキャリアから付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正手段により補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記駆動手段の出力を減少側へ制御する駆動力制御ステップとを備えている。【選択図】図５
2018083548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を駆動する駆動手段と前輪差動ギヤ装置とを有する前輪駆動車の前輪駆動力を制御する駆動力制御方法において、
旋回走行時の前輪内輪の駆動力の値を、前輪差動ギヤ装置の内輪側サイドギヤにデフキャリアから付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、
前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正手段により補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記駆動手段の出力を減少側へ制御する駆動力制御ステップと、
を備えたことを特徴とする駆動力制御方法。
【請求項２】
前輪と後輪を駆動可能な駆動手段と前輪差動ギヤ装置と前記駆動手段の駆動力の一部を後輪に伝達可能なカップリング手段とを有する４輪駆動車の前後輪の駆動力を制御する駆動力制御方法において、
前記前輪のみ駆動して旋回走行する際に、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置の内輪側サイドギヤにデフキャリアから付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、
前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正手段により補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記カップリング手段を介して前記駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分ける駆動力制御ステップと、
を備えたことを特徴とする駆動力制御方法。
【請求項３】
前記判定ステップで用いる前輪内輪の接地荷重として、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力制御方法。
【請求項４】
前記駆動力補正ステップにおいて前記付加駆動力を加味して補正する際の補正係数は、車速をパラメータとして予めマップに設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の駆動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回走行時に前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して、前輪内輪にスリップが発生しないように前輪駆動力または前後輪駆動力を制御する駆動力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、前輪駆動をベースとしながら、前輪のスリップ発生を抑制するため後輪へも駆動力を振り分け可能とするように、後輪へ振り分ける駆動力を制御可能なカップリング手段を有する後輪駆動系を設けた四輪駆動車が実用に供されている。
【０００３】
特許文献１には、前輪スリップ量が増大し駆動力ロスが大きくなる時に、カップリング手段を介して後輪へ駆動力を分配して駆動ロスを低減可能とした四輪駆動車の制御装置が開示されている。
【０００４】
ところで、実車を走行させて前輪接地荷重を測定すると、通常走行においても、ロールや荒れた路面により前輪接地荷重に１０〜５０％の変化が発生していることが知得することができた。特に、旋回時の内輪の接地荷重は、通常走行時の接地荷重の半分以下となる場合もあり、タイヤ摩擦円が著しく小さくなるので、駆動力と横力の合計が摩擦円外縁に到達するのが、旋回外輪に比べて著しく早くなる。
【０００５】
ここで、図７に示すように、自動車の差動ギヤ装置１００は、ケーシング１０１と、ドライブピニオン１０２と、リングギヤ１０３と、デフキャリア１０４と、左右のサイドギヤ１０５ａ，１０５ｂと、ピニオンシャフト１０６に支持された複数のピニオン１０７とを有し、左右のサイドギヤ１０５ａ，１０５ｂの環状摺動面１０７ａ，１０７ｂがデフキャリア１０４と摩擦接触する構造になっている。
【０００６】
前輪駆動車の旋回時には、前輪差動ギヤ装置において、前輪内輪側サイドギヤの回転数がデフキャリアの回転数よりも低くなり、前輪外輪側サイドギヤの回転数がデフキャリアの回転数よりも高くなる関係上、前輪内輪側サイドギヤとデフキャリア間に作用する摩擦力を介してデフキャリアから前輪内輪側サイドギヤに駆動力が付加され、前輪外輪側サイドギヤへの駆動力が低減することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５７９３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、前輪内輪のスリップ抑制制御において、上記の前輪差動ギヤ装置においてデフキャリアから前輪内輪に付加される付加駆動力を加味してスリップ発生の可能性を判定し、前輪駆動力を制限したり、後輪へ分配する駆動力を制御することにより、前輪内輪のスリップ発生を抑制するように駆動力を高精度に制御する技術は知られていない。
【０００９】
本発明の目的は、前記付加駆動力を加味して前輪内輪のスリップ発生可能性を判定し、
前輪駆動力を制御したり、後輪へ分配する駆動力を制御したりする駆動力制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の駆動力制御方法は、前輪を駆動する駆動手段と前輪差動ギヤ装置とを有する前輪駆動車の前輪駆動力を制御する駆動力制御方法において、旋回走行時の前輪内輪の駆動力の値を、前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正手段により補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記駆動手段の出力を減少側へ制御する駆動力制御ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正し、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、前記駆動手段の出力を減少側へ制御するため、スリップ判定に用いる前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００１２】
請求項２の駆動力制御方法は、前輪と後輪を駆動可能な駆動手段と前輪差動ギヤ装置と前記駆動手段の駆動力の一部を後輪に伝達可能なカップリング手段とを有する４輪駆動車の前後輪の駆動力を制御する駆動力制御方法において、前記前輪のみ駆動して旋回走行する際に、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正手段により補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記カップリング手段を介して前記駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分ける駆動力制御ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、請求項１と同様に、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、カップリング手段を介して駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分けるため、前輪内輪の駆動力が低減されてスリップしにくくなる。スリップ判定に用いる前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる上、前輪と後輪の合計の駆動力を維持するため車速を維持することができる。
【００１４】
請求項３の駆動力制御方法は、請求項１又は２の発明において、前記判定ステップで用いる前輪内輪の接地荷重として、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いてスリップ判定を行うため、旋回状態に対応するように設定した摩擦円を用いてスリップ判定を行うことができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００１６】
請求項４の駆動力制御方法は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記駆動力補正ステップにおいて前記付加駆動力を加味して補正する際の補正係数は、車速をパラメータとして予めマップに設定されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、車速が高くなる程、デフキャリアとサイドギヤの回転数差が大きくなり、付加駆動力も大きくなるため、車速をパラメータとして予めマップに設定した補正係数を用いて前記付加駆動力を演算することで、前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前記のように、前輪駆動力の実際の大きさと、前輪内輪のタイヤ摩擦円を精度よく算出して、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る前輪駆動をベースとする四輪駆動車の駆動系の概略構成図である。
【図２】補正係数αを設定したマップの線図である。
【図３】補正係数βを設定したマップの線図である。
【図４】摩擦円と駆動力補正値と横力などの説明図である。
【図５】前輪駆動車の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【図６】四輪駆動車の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【図７】従来技術に係る自動車の差動ギヤ装置の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１に示すように、前輪駆動をベースとする四輪駆動車１は、左右の前輪２ａ，２ｂと左右の後輪３ａ，３ｂと、前輪車軸４ａ，４ｂと、後輪車軸５ａ，５ｂと、エンジン６（駆動手段）と、変速機７と、前輪差動ギヤ装置８と、後輪３ａ，３ｂへ伝達する駆動力を取り出すトランスファ９と、駆動力伝達軸１０と、カップリング１１と、後輪差動ギヤ装置１２と、制御ユニット１３等を備えている。
【００２２】
エンジン６の駆動力は変速機７において変速されてから前輪差動ギヤ装置８へ伝達され、前輪差動ギヤ装置８に連結された前輪車軸４ａ，４ｂから左右の前輪２ａ，２ｂに駆動力が伝達される。前記エンジン６の駆動力の一部をトラスファ９を介して駆動力伝達軸１０へ伝達し、カップリング１１において後輪３ａ，３ｂへ振り分ける駆動力を制御するように構成されている。カップリング１１の入力軸は駆動力伝達軸１０の後端に連結され、カップリング１１の出力軸は後輪差動ギヤ装置１２のドライブピニオンに連結されている。
前記カップリング１１は、内部の電磁クラッチ機構を介して後輪差動ギヤ装置１１へ振り分ける後輪駆動力を制御可能に構成されている。
【００２３】
制御ユニット１３には、前輪車輪速センサ１４と後輪車輪速センサ１５と横加速度センサ１６等の各種センサ類からの検出信号が入力されている。制御ユニット１３は、エンジン６、変速機７、ステアリング機構、シフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダル等との間で種々の信号を授受し、エンジン６及び変速機７を制御する。
【００２４】
制御ユニット１３は、スリップ抑制制御を行うＴＲＣ１３ａ（トラクション制御部）を備えており、さらに、制御ユニット１３には、図２に示す補正係数αのマップ、図３に示す補正係数βのマップ、図５の駆動力制御の制御プログラム及び／又は図６の駆動力制御の制御プログラムが予め格納されている。
【００２５】
次に、前記の四輪駆動車１を前記駆動車として用いる場合（後輪は駆動しない）に、制御ユニット１３により実行される駆動力制御であって旋回走行する際の駆動力制御について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。但し、図５に示すＳｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
【００２６】
この旋回走行中にこの制御が開始されると、Ｓ１において、車速Ｖ、横力Ｇｆ、横加速度Ｇ、前輪内輪の駆動力Ｆ、路面μ（摩擦係数）、前輪内輪の接地荷重Ｗなどが読み込まれる。尚、旋回走行か否かは操舵角に基づいて判断するものとする。
但し、車速Ｖ、横力Ｇｆ、駆動力Ｆ、路面μは、トラクション制御部１３ａから取得し、前輪内輪の接地荷重Ｗは、予め記憶されている車両静止時の所定の接地荷重Ｗ（例えば、４５０Ｋｇ）を用いる。
【００２７】
次に、Ｓ２において、内輪接地荷重を補正する補正係数αを、図２に示すマップと横加速度センサ１６で検出された横加速度Ｇに基づいて演算し、前輪内輪接地荷重補正値ＷａがＷａ＝Ｗ×αの演算式で演算される。
旋回走行時に、前輪内輪の接地荷重は横加速度Ｇの増大に応じて小さくなるため、補正係数αは、図２に示すように、横加速度Ｇが「０」のときは１．０で、横加速度Ｇが大きくなる程小さくなるように設定されている。尚、通常の旋回走行時における補正係数αは、０．６〜０．７程度の値である。
【００２８】
次に、Ｓ３において、前輪内輪のタイヤ摩擦円が、半径Ｆｍａｘ（＝μ×Ｗａ）として設定され記憶される（図４参照）。
【００２９】
次に、Ｓ４において、前輪２ａ，２ｂの１つに作用する駆動力Ｆを補正する補正係数βが図３に示すマップと車速Ｖに基づいて演算される。この補正係数βは、前輪差動ギヤ装置８において、デフキャリアから前輪内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力でもって前輪の駆動力Ｆを補正する補正係数である。尚、通常の車速Ｖ（例えば、４０〜６０ｋｍ／ｈｒ）で旋回走行する時の補正係数βは、１．３程度の値である。
【００３０】
車速Ｖが大きくなる程、前輪差動ギヤ装置８においてデフキャリアと内輪側サイドギヤの回転数差が大きくなるので付加駆動力も大きくなることに鑑みて、補正係数β（但し、β＞１．０）は、車速Ｖの増大に応じて増大する特性に設定されている。次に、Ｓ５において、駆動力補正値Ｆａが、Ｆａ＝Ｆ×βの式で演算され記憶される。
【００３１】
次に、Ｓ６において、Ｓ３で設定したタイヤ摩擦円と、前輪内輪に作用する横力Ｇｆと、駆動力補正値Ｆａに基づきスリップ発生の可能性の有無が判定される。
この場合、図４に示すように、駆動力補正値Ｆａと横力Ｇｆとで決まる点Ｐが摩擦円の周上又は外側に位置する場合には、スリップ発生の可能性があると判定される。
【００３２】
次に、Ｓ７では、Ｓ６の判定の結果に基づいてスリップ可能性ありか否か判定し、Ｙｅｓの場合はＳ８に移行して、駆動力Ｆを所定量ΔＦだけ減少させるようにエンジン６を制御し、その後制御はリターンする。また、Ｓ７の判定がＮｏの場合は、制御はそのままリターンする。このリターン後はＳ１へ戻り、Ｓ１以降が繰り返し実行される。
【００３３】
上記の駆動力制御において、Ｓ４，Ｓ５が駆動力補正ステップに相当し、Ｓ６がスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップに相当し、Ｓ７，Ｓ８が駆動力制御ステップに相当する。
【００３４】
以上説明したように、前輪の駆動力Ｆの値を、前輪差動ギヤ装置８のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正し、前輪内輪の接地荷重Ｗａと、路面摩擦係数μと、前輪内輪に作用する横力Ｇｆと、駆動力補正値Ｆａとに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、駆動力Ｆを減少側へ制御するため、スリップ判定に用いる前輪駆動力Ｆの精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３５】
しかも、車両静止時の所定接地荷重Ｗを横加速度Ｇを用いて補正した接地荷重補正値Ｗａを用いてタイヤ摩擦円を設定してスリップ判定を行うため、旋回状態に対応するように設定したタイヤ摩擦円を用いてスリップ判定を行うことができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３６】
また、車速Ｖが高くなる程、前輪差動ギヤ装置８においてデフキャリアとサイドギヤの回転数差が大きくなり、付加駆動力も大きくなるため、車速Ｖをパラメータとして予めマップに設定した補正係数βを用いて前記付加駆動力を演算することで、前輪駆動力Ｆの精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３７】
次に、前記駆動力制御を部分的に変更した変更形態について図６に基づいて説明する。
前記の四輪駆動車１を四輪駆動車として用いる場合（前輪駆動をベースとし後輪も駆動する場合）に、制御ユニット１３により実行される駆動力制御であって旋回走行する際の駆動力制御について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。但し、図６に示すＳｉ（ｉ＝１０，１１，・・）は各ステップを示す。
【００３８】
Ｓ１０〜Ｓ１６は、図５のＳ１〜Ｓ７と同じ内容であるので、Ｓ１０〜Ｓ１６の説明は省略する。尚、Ｓ１０において「前輪駆動力Ｆ」と記載し、Ｓ１３において「前輪駆動力補正係数β」と記載し、Ｓ１４，Ｓ１５において「前輪駆動力補正値Ｆａ」と記載し、「前輪」という語句を念のため追加したが、図５のフローチャートと異なるものではない。
【００３９】
Ｓ１６の判定の結果、スリップ発生の可能性がある場合には、Ｓ１７において、前輪駆動力ＦをΔＦだけ減少させると共に後輪駆動力をΔＦだけ増加させるようにカップリング１１を制御する。
この駆動力制御においても、図５の駆動力制御と同様の作用、効果が得られるうえ、前輪駆動力Ｆを減少させる分、後輪駆動力を増加させるため、前輪と後輪の合計駆動力を維持しながら、前輪内輪のスリップ抑制を効果的に図ることができる。
【００４０】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）図５の駆動力制御は、四輪駆動車において後輪を駆動しない時の前輪駆動車に適用した例であるが、前輪のみを駆動可能な前輪駆動車にも図５の駆動力制御を適用することができる。
【００４１】
２）図２のマップの代わりに演算式やテーブルを採用し、図３のマップの代わりに演算式やテーブルを採用してもよい。尚、旋回半径Ｒが小さくなる程、デフキャリアと内輪側サイドギヤとの回転数差が大きくなるため、図３の横軸のパラメータとして車速Ｖ／旋回半径Ｒを採用してもよい。
３）その他、当業者ならば本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。
【符号の説明】
【００４２】
１      四輪駆動車（前輪駆動車）
２ａ，２ｂ    前輪
３ａ，３ｂ    後輪
４ａ，４ｂ    前輪車軸
６      エンジン（駆動手段）
７      変速機
８      前輪差動ギヤ装置
１０    駆動力伝達軸
１１    カップリング（カップリング手段）
【図１】
2018083548.tif 000003
【図２】
2018083548.tif 000004
【図３】
2018083548.tif 000005
【図４】
2018083548.tif 000006
【図５】
2018083548.tif 000007
【図６】
2018083548.tif 000008
【図７】
2018083548.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月4日(2018.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を駆動する駆動手段と前輪差動ギヤ装置とを有する前輪駆動車の前輪駆動力を制御する駆動力制御方法において、
旋回走行時の前輪内輪の駆動力の値を、前輪差動ギヤ装置の内輪側サイドギヤにデフキャリアから付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、
前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正ステップにより補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記駆動手段の出力を減少側へ制御する駆動力制御ステップと、
を備えたことを特徴とする駆動力制御方法。
【請求項２】
前輪と後輪を駆動可能な駆動手段と前輪差動ギヤ装置と前記駆動手段の駆動力の一部を後輪に伝達可能なカップリング手段とを有する４輪駆動車の前後輪の駆動力を制御する駆動力制御方法において、
前記前輪のみ駆動して旋回走行する際に、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置の内輪側サイドギヤにデフキャリアから付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、
前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正ステップにより補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記カップリング手段を介して前記駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分ける駆動力制御ステップと、
を備えたことを特徴とする駆動力制御方法。
【請求項３】
前記判定ステップで用いる前輪内輪の接地荷重として、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力制御方法。
【請求項４】
前記駆動力補正ステップにおいて前記付加駆動力を加味して補正する際の補正係数は、車速をパラメータとして予めマップに設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の駆動力制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回走行時に前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して、前輪内輪にスリップが発生しないように前輪駆動力または前後輪駆動力を制御する駆動力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、前輪駆動をベースとしながら、前輪のスリップ発生を抑制するため後輪へも駆動力を振り分け可能とするように、後輪へ振り分ける駆動力を制御可能なカップリング手段を有する後輪駆動系を設けた四輪駆動車が実用に供されている。
【０００３】
特許文献１には、前輪スリップ量が増大し駆動力ロスが大きくなる時に、カップリング手段を介して後輪へ駆動力を分配して駆動ロスを低減可能とした四輪駆動車の制御装置が開示されている。
【０００４】
ところで、実車を走行させて前輪接地荷重を測定すると、通常走行においても、ロールや荒れた路面により前輪接地荷重に１０〜５０％の変化が発生していることが知得することができた。特に、旋回時の内輪の接地荷重は、通常走行時の接地荷重の半分以下となる場合もあり、タイヤ摩擦円が著しく小さくなるので、駆動力と横力の合計が摩擦円外縁に到達するのが、旋回外輪に比べて著しく早くなる。
【０００５】
ここで、図７に示すように、自動車の差動ギヤ装置１００は、ケーシング１０１と、ドライブピニオン１０２と、リングギヤ１０３と、デフキャリア１０４と、左右のサイドギヤ１０５ａ，１０５ｂと、ピニオンシャフト１０６に支持された複数のピニオン１０７とを有し、左右のサイドギヤ１０５ａ，１０５ｂの環状摺動面１０７ａ，１０７ｂがデフキャリア１０４と摩擦接触する構造になっている。
【０００６】
前輪駆動車の旋回時には、前輪差動ギヤ装置において、前輪内輪側サイドギヤの回転数がデフキャリアの回転数よりも低くなり、前輪外輪側サイドギヤの回転数がデフキャリアの回転数よりも高くなる関係上、前輪内輪側サイドギヤとデフキャリア間に作用する摩擦力を介してデフキャリアから前輪内輪側サイドギヤに駆動力が付加され、前輪外輪側サイドギヤへの駆動力が低減することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５７９３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、前輪内輪のスリップ抑制制御において、上記の前輪差動ギヤ装置においてデフキャリアから前輪内輪に付加される付加駆動力を加味してスリップ発生の可能性を判定し、前輪駆動力を制限したり、後輪へ分配する駆動力を制御することにより、前輪内輪のスリップ発生を抑制するように駆動力を高精度に制御する技術は知られていない。
【０００９】
本発明の目的は、前記付加駆動力を加味して前輪内輪のスリップ発生可能性を判定し、
前輪駆動力を制御したり、後輪へ分配する駆動力を制御したりする駆動力制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の駆動力制御方法は、前輪を駆動する駆動手段と前輪差動ギヤ装置とを有する前輪駆動車の前輪駆動力を制御する駆動力制御方法において、旋回走行時の前輪内輪の駆動力の値を、前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正ステップにより補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記駆動手段の出力を減少側へ制御する駆動力制御ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正し、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、前記駆動手段の出力を減少側へ制御するため、スリップ判定に用いる前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００１２】
請求項２の駆動力制御方法は、前輪と後輪を駆動可能な駆動手段と前輪差動ギヤ装置と前記駆動手段の駆動力の一部を後輪に伝達可能なカップリング手段とを有する４輪駆動車の前後輪の駆動力を制御する駆動力制御方法において、前記前輪のみ駆動して旋回走行する際に、前輪内輪の駆動力の値を、前記前輪差動ギヤ装置のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正する駆動力補正ステップと、前輪内輪の接地荷重と、路面摩擦係数と、前輪内輪に作用する横力と、前記駆動力補正ステップにより補正された前輪駆動力とに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスリップ発生の可能性ありと判定された場合に、前記カップリング手段を介して前記駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分ける駆動力制御ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、請求項１と同様に、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、カップリング手段を介して駆動手段の駆動力の一部を後輪駆動に振り分けるため、前輪内輪の駆動力が低減されてスリップしにくくなる。スリップ判定に用いる前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる上、前輪と後輪の合計の駆動力を維持するため車速を維持することができる。
【００１４】
請求項３の駆動力制御方法は、請求項１又は２の発明において、前記判定ステップで用いる前輪内輪の接地荷重として、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、車両静止時の所定接地荷重を横加速度を用いて補正した補正接地荷重を用いてスリップ判定を行うため、旋回状態に対応するように設定した摩擦円を用いてスリップ判定を行うことができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００１６】
請求項４の駆動力制御方法は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記駆動力補正ステップにおいて前記付加駆動力を加味して補正する際の補正係数は、車速をパラメータとして予めマップに設定されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、車速が高くなる程、デフキャリアとサイドギヤの回転数差が大きくなり、付加駆動力も大きくなるため、車速をパラメータとして予めマップに設定した補正係数を用いて前記付加駆動力を演算することで、前輪駆動力の精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前記のように、前輪駆動力の実際の大きさと、前輪内輪のタイヤ摩擦円を精度よく算出して、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る前輪駆動をベースとする四輪駆動車の駆動系の概略構成図である。
【図２】補正係数αを設定したマップの線図である。
【図３】補正係数βを設定したマップの線図である。
【図４】摩擦円と駆動力補正値と横力などの説明図である。
【図５】前輪駆動車の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【図６】四輪駆動車の駆動力制御方法を示すフローチャートである。
【図７】従来技術に係る自動車の差動ギヤ装置の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１に示すように、前輪駆動をベースとする四輪駆動車１は、左右の前輪２ａ，２ｂと左右の後輪３ａ，３ｂと、前輪車軸４ａ，４ｂと、後輪車軸５ａ，５ｂと、エンジン６（駆動手段）と、変速機７と、前輪差動ギヤ装置８と、後輪３ａ，３ｂへ伝達する駆動力を取り出すトランスファ９と、駆動力伝達軸１０と、カップリング１１と、後輪差動ギヤ装置１２と、制御ユニット１３等を備えている。
【００２２】
エンジン６の駆動力は変速機７において変速されてから前輪差動ギヤ装置８へ伝達され、前輪差動ギヤ装置８に連結された前輪車軸４ａ，４ｂから左右の前輪２ａ，２ｂに駆動力が伝達される。前記エンジン６の駆動力の一部をトラスファ９を介して駆動力伝達軸１０へ伝達し、カップリング１１において後輪３ａ，３ｂへ振り分ける駆動力を制御するように構成されている。カップリング１１の入力軸は駆動力伝達軸１０の後端に連結され、カップリング１１の出力軸は後輪差動ギヤ装置１２のドライブピニオンに連結されている。
前記カップリング１１は、内部の電磁クラッチ機構を介して後輪差動ギヤ装置１１へ振り分ける後輪駆動力を制御可能に構成されている。
【００２３】
制御ユニット１３には、前輪車輪速センサ１４と後輪車輪速センサ１５と横加速度センサ１６等の各種センサ類からの検出信号が入力されている。制御ユニット１３は、エンジン６、変速機７、ステアリング機構、シフトレバー、アクセルペダル、ブレーキペダル等との間で種々の信号を授受し、エンジン６及び変速機７を制御する。
【００２４】
制御ユニット１３は、スリップ抑制制御を行うＴＲＣ１３ａ（トラクション制御部）を備えており、さらに、制御ユニット１３には、図２に示す補正係数αのマップ、図３に示す補正係数βのマップ、図５の駆動力制御の制御プログラム及び／又は図６の駆動力制御の制御プログラムが予め格納されている。
【００２５】
次に、前記の四輪駆動車１を前記駆動車として用いる場合（後輪は駆動しない）に、制御ユニット１３により実行される駆動力制御であって旋回走行する際の駆動力制御について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。但し、図５に示すＳｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
【００２６】
この旋回走行中にこの制御が開始されると、Ｓ１において、車速Ｖ、横力Ｇｆ、横加速度Ｇ、前輪内輪の駆動力Ｆ、路面μ（摩擦係数）、前輪内輪の接地荷重Ｗなどが読み込まれる。尚、旋回走行か否かは操舵角に基づいて判断するものとする。
但し、車速Ｖ、横力Ｇｆ、駆動力Ｆ、路面μは、トラクション制御部１３ａから取得し、前輪内輪の接地荷重Ｗは、予め記憶されている車両静止時の所定の接地荷重Ｗ（例えば、４５０Ｋｇ）を用いる。
【００２７】
次に、Ｓ２において、内輪接地荷重を補正する補正係数αを、図２に示すマップと横加速度センサ１６で検出された横加速度Ｇに基づいて演算し、前輪内輪接地荷重補正値ＷａがＷａ＝Ｗ×αの演算式で演算される。
旋回走行時に、前輪内輪の接地荷重は横加速度Ｇの増大に応じて小さくなるため、補正係数αは、図２に示すように、横加速度Ｇが「０」のときは１．０で、横加速度Ｇが大きくなる程小さくなるように設定されている。尚、通常の旋回走行時における補正係数αは、０．６〜０．７程度の値である。
【００２８】
次に、Ｓ３において、前輪内輪のタイヤ摩擦円が、半径Ｆｍａｘ（＝μ×Ｗａ）として設定され記憶される（図４参照）。
【００２９】
次に、Ｓ４において、前輪２ａ，２ｂの１つに作用する駆動力Ｆを補正する補正係数βが図３に示すマップと車速Ｖに基づいて演算される。この補正係数βは、前輪差動ギヤ装置８において、デフキャリアから前輪内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力でもって前輪の駆動力Ｆを補正する補正係数である。尚、通常の車速Ｖ（例えば、４０〜６０ｋｍ／ｈｒ）で旋回走行する時の補正係数βは、１．３程度の値である。
【００３０】
車速Ｖが大きくなる程、前輪差動ギヤ装置８においてデフキャリアと内輪側サイドギヤの回転数差が大きくなるので付加駆動力も大きくなることに鑑みて、補正係数β（但し、β＞１．０）は、車速Ｖの増大に応じて増大する特性に設定されている。次に、Ｓ５において、駆動力補正値Ｆａが、Ｆａ＝Ｆ×βの式で演算され記憶される。
【００３１】
次に、Ｓ６において、Ｓ３で設定したタイヤ摩擦円と、前輪内輪に作用する横力Ｇｆと、駆動力補正値Ｆａに基づきスリップ発生の可能性の有無が判定される。
この場合、図４に示すように、駆動力補正値Ｆａと横力Ｇｆとで決まる点Ｐが摩擦円の周上又は外側に位置する場合には、スリップ発生の可能性があると判定される。
【００３２】
次に、Ｓ７では、Ｓ６の判定の結果に基づいてスリップ可能性ありか否か判定し、Ｙｅｓの場合はＳ８に移行して、駆動力Ｆを所定量ΔＦだけ減少させるようにエンジン６を制御し、その後制御はリターンする。また、Ｓ７の判定がＮｏの場合は、制御はそのままリターンする。このリターン後はＳ１へ戻り、Ｓ１以降が繰り返し実行される。
【００３３】
上記の駆動力制御において、Ｓ４，Ｓ５が駆動力補正ステップに相当し、Ｓ６がスリップ発生の可能性の有無を判定する判定ステップに相当し、Ｓ７，Ｓ８が駆動力制御ステップに相当する。
【００３４】
以上説明したように、前輪の駆動力Ｆの値を、前輪差動ギヤ装置８のデフキャリアから内輪側サイドギヤに付加される付加駆動力を加味して補正し、前輪内輪の接地荷重Ｗａと、路面摩擦係数μと、前輪内輪に作用する横力Ｇｆと、駆動力補正値Ｆａとに基づいて、前輪内輪のスリップ発生の可能性の有無を判定し、スリップ発生の可能性がある場合には、駆動力Ｆを減少側へ制御するため、スリップ判定に用いる前輪駆動力Ｆの精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３５】
しかも、車両静止時の所定接地荷重Ｗを横加速度Ｇを用いて補正した接地荷重補正値Ｗａを用いてタイヤ摩擦円を設定してスリップ判定を行うため、旋回状態に対応するように設定したタイヤ摩擦円を用いてスリップ判定を行うことができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３６】
また、車速Ｖが高くなる程、前輪差動ギヤ装置８においてデフキャリアとサイドギヤの回転数差が大きくなり、付加駆動力も大きくなるため、車速Ｖをパラメータとして予めマップに設定した補正係数βを用いて前記付加駆動力を演算することで、前輪駆動力Ｆの精度を高めることができ、スリップ抑制を効果的に行うことができる。
【００３７】
次に、前記駆動力制御を部分的に変更した変更形態について図６に基づいて説明する。
前記の四輪駆動車１を四輪駆動車として用いる場合（前輪駆動をベースとし後輪も駆動する場合）に、制御ユニット１３により実行される駆動力制御であって旋回走行する際の駆動力制御について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。但し、図６に示すＳｉ（ｉ＝１０，１１，・・）は各ステップを示す。
【００３８】
Ｓ１０〜Ｓ１６は、図５のＳ１〜Ｓ７と同じ内容であるので、Ｓ１０〜Ｓ１６の説明は省略する。尚、Ｓ１０において「前輪駆動力Ｆ」と記載し、Ｓ１３において「前輪駆動力補正係数β」と記載し、Ｓ１４，Ｓ１５において「前輪駆動力補正値Ｆａ」と記載し、「前輪」という語句を念のため追加したが、図５のフローチャートと異なるものではない。
【００３９】
Ｓ１６の判定の結果、スリップ発生の可能性がある場合には、Ｓ１７において、前輪駆動力ＦをΔＦだけ減少させると共に後輪駆動力をΔＦだけ増加させるようにカップリング１１を制御する。
この駆動力制御においても、図５の駆動力制御と同様の作用、効果が得られるうえ、前輪駆動力Ｆを減少させる分、後輪駆動力を増加させるため、前輪と後輪の合計駆動力を維持しながら、前輪内輪のスリップ抑制を効果的に図ることができる。
【００４０】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）図５の駆動力制御は、四輪駆動車において後輪を駆動しない時の前輪駆動車に適用した例であるが、前輪のみを駆動可能な前輪駆動車にも図５の駆動力制御を適用することができる。
【００４１】
２）図２のマップの代わりに演算式やテーブルを採用し、図３のマップの代わりに演算式やテーブルを採用してもよい。 尚、旋回半径Ｒが小さくなる程、デフキャリアと内輪側サイドギヤとの回転数差が大きくなるため、図３の横軸のパラメータとして車速Ｖ／旋回半径Ｒを採用してもよい。
３）その他、当業者ならば本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。
【符号の説明】
【００４２】
１      四輪駆動車（前輪駆動車）
２ａ，２ｂ    前輪
３ａ，３ｂ    後輪
４ａ，４ｂ    前輪車軸
６      エンジン（駆動手段）
７      変速機
８      前輪差動ギヤ装置
１０    駆動力伝達軸
１１    カップリング（カップリング手段）