JP2014189253A - 四輪駆動車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費あるいは消費電力を低減し、かつ、四輪駆動機能も適切に活用することができるようにする。
【解決手段】基本配分決定部（６０）は、駆動源からの駆動力及び車両の走行状態に応じて副駆動輪に対する駆動力の基本配分を決定する。タイヤ力限界判定部（６３）は、車両の走行状態に応じたタイヤ要求加速度を算出し、該算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る過渡領域において、副駆動輪に対する基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性で、基本配分調整信号を出力する。副駆動輪に対する駆動力の基本配分を、タイヤ限界判定部（６３）が出力する基本配分調整信号に応じた割合で調整する。サーボ制御部（７０）は、基本配分に基づく副駆動輪への駆動力を、主駆動輪と副駆動輪の回転差の測定値と規範値との偏差に基づき、補正する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、四輪駆動車両において前輪及び後輪への駆動力配分を制御する四輪駆動車両の駆動力配分制御装置に関する。

下記特許文献１においては、四輪駆動車両に作用する横加速度（横Ｇ）を検出し、横Ｇの増大に応じて後輪に対する駆動力配分を高め、走行安定性を高めることが開示されている。下記特許文献２においては、四輪駆動車両において走行状態に応じて前輪及び後輪への駆動力配分を制御することが開示されている。また、下記特許文献３においては、前後輪のうち一方（主駆動輪）にはエンジン駆動力を直接伝達し、他方（副駆動輪）にはトルク配分用クラッチを介して配分制御された駆動力を伝達するトルクス（登録商標）プリット式の四輪駆動車両が示されており、そこに示された配分制御の手法は、原則として、前後輪回転速度差を零に収束させる方向に制御するものである。

特許第２５４４２９５号公報 米国特許第８００２０７０号明細書 特開平４−１０３４３３号公報

前後輪に対して駆動力を常時配分する構成にあっては、燃費の増加を招き、また、駆動力配分装置を電磁クラッチによって構成した場合、消費電力の増加を招く。しかし、従来技術においては、四輪駆動機能を活かすために、燃費の増加あるいは消費電力の増加が犠牲にされていた。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、駆動源からの駆動力を前後輪へ任意に配分する四輪駆動車両において、燃費あるいは消費電力を低減し、かつ、四輪駆動機能も適切に活用することができるようにした駆動力配分制御装置を提供しようとするものである。

本発明に係る四輪駆動車両の駆動力配分制御装置は、駆動源（３）からの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に伝達する駆動力伝達経路（２０）と、前記駆動力伝達経路において前記駆動源と副駆動輪との間に配置された駆動力配分装置（１０）とを備えた四輪駆動車両において、前記駆動源からの駆動力及び車両の走行状態に応じて前記副駆動輪に対する駆動力の基本配分を決定する基本配分決定部（６０）であって、前記車両の走行状態に応じたタイヤ要求加速度を算出し、該算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る過渡領域において、前記副駆動輪に対する前記基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性で、基本配分調整信号を出力するタイヤ力限界判定部（６３）と、前記副駆動輪に対する駆動力の前記基本配分を、前記タイヤ力限界判定部が出力する前記基本配分調整信号に応じた割合で調整する演算部（６４）と、を備える前記基本配分決定部と、前記基本配分決定部が決定した前記基本配分に基づく前記副駆動輪への駆動力を、前記駆動力配分装置の入出力軸回転差の測定値と規範値との偏差に基づき、補正するサーボ制御部（７０）とを備える。括弧内に記載した符号は、後述する実施例における対応する構成要素を、単なる参考のために例示するものである。

本発明によれば、駆動源からの駆動力及び車両の走行状態に応じて副駆動輪に対する駆動力の基本配分を決定する構成において、車両の走行状態に応じたタイヤ要求加速度を算出し、該算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る場合、副駆動輪に対する基本配分の割合を零にすることができる。これにより、タイヤ要求加速度から見て四輪駆動が不要な領域（例えば渋滞時あるいは高速クルーズ走行時など）においては、副駆動輪への駆動力配分を零とすることができるので、燃費を低減することができ、また、駆動力配分装置（例えば電磁クラッチ）の消費電力を低減することができる。また、算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る過渡領域において、副駆動輪に対する基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性で、基本配分を調整するようにしたので、副駆動輪に対する駆動力の遮断あるいは接続が急激に行われることがなく、ショックのない制御を行うことができる。更に、このように制御される基本配分に基づく副駆動輪への駆動力を、駆動力配分装置の入出力軸回転差の測定値と規範値との偏差に基づき、補正するサーボ制御部を具備するので、タイヤ要求加速度が所定閾値を下回る領域においても、副駆動輪への駆動が必要とされる状況（例えば凍結路など滑り易い路面走行時など）においては、回転差測定値が規範値に収束するように副駆動輪に駆動力を配分することができ、安定した走行を確保することができる。

本発明の実施形態に係る駆動力配分制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す図。 図１における４ＷＤ・ＥＣＵが実行する本発明に従う制御機能を概略的に示すブロック図。 図２におけるタイヤ力限界判定部の詳細例を示すブロック図。 図２におけるΔＮサーボ制御部の詳細例を示すブロック図。 車両の二輪モデルを示す図。

図１に示す四輪駆動車両１は、車両の前部に横置きに搭載したエンジン（駆動源）３と、エンジン３と一体に設置された自動変速機４と、エンジン３からの駆動力を前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するための駆動力伝達経路２０とを備えている。

エンジン３の出力軸（図示せず）は、自動変速機４、フロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」という）５、左右のフロントドライブシャフト６，６を介して、主駆動輪である左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。さらに、エンジン３の出力軸は、自動変速機４、フロントデフ５、プロペラシャフト７、リアデファレンシャルユニット（以下「リアデフユニット」という）８、左右のリアドライブシャフト９，９を介して副駆動輪である左右の後輪Ｗ３，Ｗ４に連結されている。

リアデフユニット８には、左右のリアドライブシャフト９，９に駆動力を配分するためのリアデファレンシャル（以下、「リアデフ」という。）１１と、プロペラシャフト７からリアデフ１１への駆動力伝達経路を接続・切断するための前後トルク配分用クラッチ１０とが設けられている。前後トルク配分用クラッチ１０は、駆動力伝達経路２０において後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御するための駆動力配分装置であり、例えば電磁クラッチからなる。後述する４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、この前後トルク配分用クラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御することで、前輪Ｗ１，Ｗ２を主駆動輪とし、後輪Ｗ３，Ｗ４を副駆動輪とする駆動制御を行うようになっている。

すなわち、前後トルク配分用クラッチ１０が解除（切断）されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１１側に伝達されず、エンジン３のトルクがすべて前輪Ｗ１，Ｗ２に伝達されることで、前輪駆動（２ＷＤ）状態となる。一方、前後トルク配分用クラッチ１０が接続されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１１側に伝達されることで、エンジン３のトルクが前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の両方に配分されて四輪駆動（４ＷＤ）状態となる。この場合、前後トルク配分用クラッチ１０の締結力（締結量）を可変制御しうるようになっており、締結力（締結量）に応じた駆動力が後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４に配分される。

また、四輪駆動車両１には、車両の駆動を制御するための制御手段であるＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０、ＶＳＡ・ＥＣＵ４０、４ＷＤ・ＥＣＵ５０が設けられている。また、左のフロントドライブシャフト６の回転数に基づいて左前輪Ｗ１の車輪速を検出する左前輪速度センサＳ１と、右のフロントドライブシャフト６の回転数に基づいて右前輪Ｗ２の車輪速を検出する右前輪速度センサＳ２と、左のリアドライブシャフト９の回転数に基づいて左後輪Ｗ３の車輪速を検出する左後輪速度センサＳ３と、右のリアドライブシャフト９の回転数に基づいて右後輪Ｗ４の車輪速を検出する右後輪速度センサＳ４とが設けられている。これら４つの車輪速度センサＳ１〜Ｓ４は、左右前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４の車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４をそれぞれ検出する。車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４の検出信号は、ＶＳＡ・ＥＣＵ４０に送られるようになっている。

また、この四輪駆動車両１には、ステアリングホイール１５の操舵角を検出する操舵角センサＳ５と、車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサＳ６と、車体の横加速度を検出する横加速度センサＳ７と、車両の車体速度（車速）を検出するための車速センサＳ８などが設けられている。これら操舵角センサＳ５、ヨーレートセンサＳ６、横加速度センサＳ７、車速センサＳ８による検出信号は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０に送られるようになっている。

ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０は、エンジン３及び自動変速機４を制御する制御手段であり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。このＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０には、スロットル開度センサＳ９で検出されたスロットル開度Ｔｈの検出信号、エンジン回転数センサＳ１０で検出されたエンジン回転数Ｎｅの検出信号、及びシフトポジションセンサＳ１１で検出されたシフトポジションの検出信号などが送られるようになっている。また、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０には、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｈとエンジントルク推定値Ｔｅとの関係を記したエンジントルクマップが格納されており、スロットル開度センサＳ９で検出されたスロットル開度Ｔｈと、エンジン回転数センサＳ１０で検出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、エンジントルクの推定値Ｔｅを算出するようになっている。

ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）・ＥＣＵ４０は、左右前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４のアンチロック制御を行うことでブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのＡＢＳ（Antilock Braking System）としての機能と、車両の加速時などの車輪空転を防ぐためのＴＣＳ（Traction Control System）としての機能と、旋回時の横すべり抑制システムとしての機能とを備えた制御手段であって、上記３つの機能をコントロールすることで車両挙動安定化制御を行うものである。このＶＳＡ・ＥＣＵ４０は、上記のＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０と同様に、マイクロコンピュータで構成されている。

４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０と同様に、マイクロコンピュータで構成されている。４ＷＤ・ＥＣＵ５０とＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０とは相互に接続されている。したがって、４ＷＤ・ＥＣＵ５０には、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０とのシリアル通信により、上記の車輪速度センサＳ１〜Ｓ４，シフトポジションセンサＳ１０などの検出信号や、エンジントルク推定値Ｔｅの情報などが入力されるようになっている。４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、これらの入力情報に応じて、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびＲＡＭに記憶された各フラグ値および演算値などに基づいて、後述するように、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力およびこれに対応する前後トルク配分用クラッチ１０への駆動電流値を演算すると共に、当該演算結果に基づく駆動信号を前後トルク配分用クラッチ１０に出力する。これによって前後トルク配分用クラッチ１０の締結力を制御し、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御するようになっている。

図２は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０が実行する制御機能を概略的に示すブロック図である。図示された各制御機能は、当該機能を実現するようにプログラムが組まれたコンピュータプログラムによって実現される。基本配分決定部６０は、車両走行状態に応じた前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２及び後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の接地荷重比に従って、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４に対する駆動力の基本配分制御量を決定する。ΔＮサーボ制御部７０は、前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２及び後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の回転差（ΔＮと略称する）の規範値（目標値）を算出し、実際のΔＮの測定値が該規範値（目標値）に収束するようにサーボ制御を行う。基本配分決定部６０で決定した基本配分制御量とΔＮサーボ制御部７０から出力されるサーボ制御用の偏差信号とが加算部８０で加算され、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の駆動力配分値として出力される。なお、最終的な制御量は、推定駆動力に駆動力配分値（０〜１）を掛けたものが出力される。

基本配分決定部６０は、理想配分決定部６１、ヨーレートフィードバック制御部６２、タイヤ力限界判定部６３を含む。理想配分決定部６１は、推定車体速度、推定駆動力及び車体の前後方向の加速度（前後Ｇという）に基づいて、前後輪の接地荷重を推定し、この接地荷重比に基づいて後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力の理想配分を決定する。ヨーレートフィードバック制御部６２は、操舵角と車速とに基づいて算出される規範ヨーレートに対する実ヨーレート（ヨーレートセンサＳ６によるヨーレート検出データ）の偏差を算出し、ヨーレートのフィードバック制御を行う。算出されたヨーレート偏差は、加算部６４において、理想配分決定部６１で決定された理想配分値に加算される。これにより、ヨーレートフィードバック制御に応じて、理想配分決定部６１で求めた理想配分値が修正される。このヨーレートフィードバック制御により、車両が旋回しているときの制御性を向上させることができる。

タイヤ力限界判定部６３は、車速とヨーレート（旋回角速度）とに基づいて算出される規範横Ｇ（車体の横方向の加速度）と推定駆動力に基づき、設定した摩擦係数基準の前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２のタイヤ力使用率を算出し、タイヤ力限界に応じて後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力の配分比を制御する。タイヤ力限界判定部６３から出力される配分補正係数が乗算部６５に与えられ、前記加算部６４から出力される理想配分値の修正値に対して乗算されるこれにより、前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２のタイヤ力使用率に応じた理想配分値の修正が行われる。乗算部６５から出力される修正済みの配分値は、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４に対する駆動力の基本配分制御量として出力される。

図３を参照して、タイヤ力限界判定部６３の詳細について更に説明する。タイヤ力限界判定部６３は、タイヤ力限界率算出部６３０と、配分補正係数生成部６３１を含む。タイヤ力限界率算出部６３０は、推定駆動力から求めた前後Ｇと規範横Ｇとに基づき、車両１の走行状態に応じたタイヤ要求加速度を算出し、タイヤ力限界を示す所定の閾値に対する該タイヤ要求加速度の比を求める。例えば、演算部６３２において、駆動力（エンジン回転数Ｎｍ）を車両１の重量及びタイヤ径で割り算することにより、推定駆動力に基づく前後Ｇを求める。こうして求めた前後Ｇの二乗を演算部６３３で求め、かつ、規範横Ｇの二乗を演算部６３４で求め、加算部６３５で両者を加算し、その和のルート値を演算部６３６で求める。こうして、前後Ｇ（これをＧ₁で示す）と規範横Ｇ（これをＧ₂で示す）をベクトル合成した合成Ｇ＝√｛（Ｇ₁）²＋（Ｇ₂）²｝をタイヤ要求加速度として算出する。割算器６３７では、タイヤ力限界を示す所定の閾値（例えば０．３Ｇ）で該タイヤ要求加速度（合成Ｇ）を割算し、タイヤ力限界を示す所定の閾値に対する該タイヤ要求加速度の比（すなわち、タイヤ力限界率）を求める。例えば、割算器６３７の出力（タイヤ力限界率）は、該タイヤ要求加速度が所定閾値（例えば０．３Ｇ）に等しいとき「１」であり、所定閾値（例えば０．３Ｇ）を下回るとき１未満の小数値であり、また、所定閾値を上回るときは１よりも大きい値である。

配分補正係数生成部６３１は、タイヤ力限界率算出部６３０で求めたタイヤ力限界率に応じて配分補正係数を生成する。この配分補正係数は、タイヤ要求加速度が前記所定閾値を下回る過渡領域において、副駆動輪に対する基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性である。この漸次減少特性の一例が、図３の配分補正係数生成部６３１のブロック中に例示されている。例えば配分補正係数生成部６３１は、該所定の特性を記憶したマップ又はテーブルからなる。配分補正係数生成部６３１が生成する配分補正係数は、１乃至０の範囲の小数を含む値からなり、基本配分調整信号として、図２の乗算器６５に入力される。乗算器６５の出力が基本配分決定部６０で決定した基本配分制御量として加算部８０に入力され、加算部８０の出力が後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の駆動力配分値として出力される。

配分補正係数生成部６３１は、タイヤ力限界率が１以上のときは、配分補正係数として１を生成する。配分補正係数が１のときは、加算器６４から出力される副駆動輪に対する基本配分の理想配分値（その修正値）が１００％の割合で乗算器６５から出力される。

配分補正係数生成部６３１は、タイヤ力限界率が１未満の所定の過渡領域のときは、配分補正係数として前記漸次減少特性に応じた１未満の小数値を生成する。配分補正係数が前記漸次減少特性に応じた１未満の小数値のときは、加算器６４から出力される副駆動輪に対する基本配分の理想配分値（その修正値）が１００％未満乃至０％より大きい範囲で該特性に応じた割合（％）で調整されて乗算器６５から出力される。

配分補正係数生成部６３１は、タイヤ力限界率が前記所定の過渡領域の値よりも小さいときは、配分補正係数として０を生成する。配分補正係数が０のときは、加算器６４から出力される副駆動輪に対する基本配分の理想配分値（その修正値）が０％の割合で調整され、乗算器６５から出力される副駆動輪に対する基本配分は０とされる。

図２に戻り、ΔＮサーボ制御部７０は、理論値算出部７１、規範値算出部７２、サーボ制御部７３を含む。理論値算出部７１は、車両１の操舵角、車速、ヨーレート及びスリップ角に基づいて前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２の回転数理論値と後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の回転数理論値をそれぞれ求め、その値から前後トルク配分用クラッチ１０の入出力軸回転数理論値の差である回転差規範理論値（ΔＮ規範理論値という）を算出する。規範値算出部７２は、実際のクラッチ１０の入出力軸回転差ΔＮの測定値（以下、ΔＮ測定値という）と前記回転差規範理論値との偏差に基づき、前記回転差規範理論値を修正した回転差規範値を算出する。なお、ΔＮ測定値は、一例として、フロントドライブシャフト６に設けられた前輪速度センサＳ１，Ｓ２の出力に基づく前輪軸平均速度と前後トルク配分用クラッチ１０の入力軸（前輪側クラッチ回転軸）からフロントドライブシャフト６に至るギヤ比とに基づき算出される該クラッチ１０の入力軸（前輪側クラッチ回転軸）の回転数と、リアドライブシャフト９に設けられた後輪速度センサＳ３，Ｓ４の出力に基づく後輪軸平均速度と前後トルク配分用クラッチ１０の出力軸（後輪側クラッチ回転軸）からリアドライブシャフト９に至るギヤ比とに基づき算出される該クラッチ１０の出力軸（後輪側クラッチ回転軸）の回転数との差に基づいて算出される。あるいは、これに限らず、前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０の入力軸と出力軸にそれぞれ回転センサを設け、測定した該クラッチ入出力軸の回転数の差を算出するようにしてもよく、その他、適宜の手法で測定（算出）すればよい。この実施例ではクラッチ１０の入力軸回転数（主駆動輪側）からクラッチ１０の出力軸回転数（副駆動輪側）を引いたものをクラッチ回転差ΔＮとする。サーボ制御部７３は、前記規範値算出部７２で算出した前記回転差規範値を目標値とする前記回転差ΔＮの測定値のサーボ制御により、前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０により配分する後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力を補正する。このようにΔＮ規範理論値をΔＮ測定値で修正することにより、理論値では補償しきれない車両状態のバラツキに適応して適切な回転差規範値を求め、これに基づき後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力配分を制御することができる。サーボ制御部７３の出力は、加算器８０に入力され、乗算器６５から出力される基本配分制御量に対して加算（負の場合は減算）される。なお、本発明の実施にあたって、規範値算出部７２は必須要素ではなく、これを省略してもよい。すなわち、ΔＮサーボ制御部７０は、基本配分決定部６０が決定した前記基本配分に基づく前記副駆動輪Ｗ３，Ｗ４への駆動力を、車両１の走行状態に基づく何らかの規範値（例えば理論値算出部７１で求めたΔＮ規範理論値）と主駆動輪と副駆動輪の回転差の測定値（ΔＮ測定値）との偏差に基づき、補正するようになっていればよい。

以上の構成により、走行状況に応じたタイヤ要求加速度のタイヤ力限界閾値（例えば０．３Ｇ）に対する比（タイヤ力限界率）が１００％以上のときは、タイヤ力限界判定部６３の出力（基本配分調整信号）が１であり、車両の走行状態に応じて決定される副駆動輪に対する駆動力の基本配分（加算器６４の出力）が１００％の割合に設定される。これにより、車両１はフル四輪駆動で動作する。一方、タイヤ要求加速度のタイヤ力限界閾値（例えば０．３Ｇ）に対する比（タイヤ力限界率）が１００％未満の所定の過渡領域のときは、タイヤ力限界判定部６３の出力（基本配分調整信号）が１未満の小数値であり、車両の走行状態に応じて決定される副駆動輪に対する駆動力の基本配分（加算器６４の出力）が１００％未満乃至０％より大きい範囲で前記特性に応じた割合（％）で調整されて乗算器６５から出力される。また、タイヤ力限界率が前記所定の過渡領域の値よりも小さいときは、タイヤ力限界判定部６３の出力（基本配分調整信号）が０であり、副駆動輪に対する駆動力の基本配分（加算器６４の出力）が０％の割合に設定される。これにより、車両１は主駆動輪（前輪Ｗ１，Ｗ２）のみで駆動される。

これにより、タイヤ要求加速度から見て四輪駆動が不要な領域（例えば渋滞時あるいは高速クルーズ走行時など）においては、副駆動輪Ｗ３，Ｗ４への駆動力配分を零とすることができるので、燃費を低減することができ、また、駆動力配分装置１０（例えば電磁クラッチ）の消費電力を低減することができる。また、算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る過渡領域において、副駆動輪Ｗ３，Ｗ４に対する基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性で、基本配分を調整するようにしたので、副駆動輪Ｗ３，Ｗ４に対する駆動力の遮断あるいは接続が急激に行われることがなく、ショックのない制御を行うことができる。

一方、ΔＮサーボ制御部７０による制御が付加されているため、タイヤ要求加速度が所定閾値を下回る領域においても、副駆動輪Ｗ３，Ｗ４への駆動が必要とされる状況（例えば凍結路など滑り易い路面走行時など）においては、回転差測定値が規範値に収束するように副駆動輪Ｗ３，Ｗ４に駆動力を配分することができ、安定した走行を確保することができる。

次に、図４を参照して、ΔＮサーボ制御部７０の詳細例について更に説明する。理論値算出部７１は、一例として、下記式に基づいて、前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２側のクラッチ１０の回転軸（入力軸）の回転数理論値と後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４側のクラッチ１０の回転軸（出力軸）の回転数理論値をそれぞれ求め、両回転数理論値の差である回転差規範理論値（ΔＮ規範理論値という）を算出する。
クラッチ入力軸回転数理論値＝Ａ｛Ｖ・cos（δ−β）＋γ・Ｌ_f・sinδ｝
クラッチ出力軸回転数理論値＝Ｂ・Ｖ・cos β
ΔＮ規範理論値＝クラッチ入力軸回転数理論値−クラッチ出力軸回転数理論値
上記式は、図５に示すような公知の理想的な車両二輪モデルに基づいて設定されるもので、δは操舵角、βは規範スリップ角、γは規範ヨーレート、Ｌ_fは車両の重心点からフロントドライブシャフト６までの距離、Ｖは車体速度、Ａは車速をクラッチ１０の前輪側回転軸の回転数に変換するための係数、Ｂは車速をクラッチ１０の後輪側回転軸の回転数に変換するための係数、である。前輪側の変換係数Ａは、前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２のタイヤ動荷重半径、前輪駆動ギヤレシオ、ハイポイドギヤレシオ等に基づいて決定される。前輪側の変換係数Ｂは、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４のタイヤ動荷重半径、後輪デフギヤレシオ等に基づいて決定される。なお、規範ヨーレートγは、理想的な車両二輪モデルに基づいて、車両１の現在の車速Ｖ、操舵角δから算出される。また、規範スリップ角βは、理想的な車両二輪モデルに基づいて、車両１の現在の車速Ｖ、前後Ｇ及び横Ｇから算出される。

図４において、規範値算出部７２は補正係数算出部７４を含む。補正係数算出部７４は、理論値算出部７１で算出したΔＮ規範理論値を実際のΔＮ測定値に応じて補正するための補正係数を算出する。補正係数算出部７４において、引算器７４１は、理論値算出部７１で算出したΔＮ規範理論値からΔＮ測定値を引算し、これにより、実際のΔＮ測定値とΔＮ規範理論値との偏差（実際値と理論値の偏差）を求める。割算器７４２は、引算器７４１で求めた該偏差を、理論値算出部７１で算出したクラッチ入力軸回転数理論値によって割算することにより、該偏差のクラッチ入力軸回転数理論値に対する比を求める。つまり、クラッチ１０の入出力軸回転差Δの実際値と理論値の偏差を、クラッチ入力軸回転数理論値に対する比に変換する。割算器７４２の出力はフィルタ処理部７４３に入力される。割算器７４２の出力は「０」の前後の（正又は負の）小数を含む値である。フィルタ処理部７４３は、その入力信号の一時的な変化に応答しないようにローパスフィルタ処理を行う。フィルタ処理部７４３の出力は、加算器７４４に与えられ、基準係数値「１」と加算される。フィルタ処理部７４３の出力は「０」の前後の（正又は負の）小数を含む値であり、一時的な（若しくは急激な）変化分を吸収し、車両挙動の安定した領域に応答するものである。加算器７４４の出力が、補正係数算出部７４が算出した補正係数として出力される。この補正係数は、「１」の前後の小数を含む値である。以上から明らかにように、この補正係数は、クラッチ入力軸回転数理論値に対する比の性格を持っている。

加算器７４４から出力される補正係数は、乗算器７５に入力され、理論値算出部７１で算出したクラッチ入力軸回転数理論値に乗算される。これにより、理論値算出部７１で算出したクラッチ入力軸回転数理論値が補正係数によって修正される、つまり、クラッチ１０の入出力軸回転差ΔＮの実際値と理論値の偏差を考慮に入れた値に修正される。乗算器７５の出力は引算器７６に入力され、理論値算出部７１で算出したクラッチ出力軸回転数理論値との差が求められる。つまり、前後回転差ΔＮの実際値と理論値の偏差を考慮に入れて修正したクラッチ入力軸回転数理論値からクラッチ出力軸回転数理論値が引かれ、理論値に基づく、修正されたクラッチ回転差ΔＮの規範値が得られる。こうして、引算器７６からは、実際のΔＮ測定値とΔＮ規範理論値との偏差に基づき、ΔＮ規範理論値を修正した回転差規範値（ΔＮ規範値という）が得られる。

こうして規範値算出部７２で算出されたΔＮ規範値は、サーボ制御部７３の引算器７７に入力され、ΔＮ測定値から引かれる。この引算器７７の出力がサーボ制御の偏差値「ΔＮ測定値−ΔＮ規範値」として、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御部７８に入力される。ＰＩＤ制御部７８の出力は、ΔＮサーボ制御部７０のサーボ制御出力信号として加算器８０（図２）に入力され、基本配分制御量に対して加算（負の場合は減算）される。加算器８０の出力に応じて、前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０の締結力が可変制御される。こうして、前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０により配分する後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力を補正するサーボ制御が行われる。例えば、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力が不足している場合は、引算器７７から出力される偏差値「ΔＮ測定値−ΔＮ規範値」が正となり、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力を増加するようにサーボ制御が行われる。反対に、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力が過剰な場合は、引算器７７から出力される偏差値「ΔＮ測定値−ΔＮ規範値」が負となり、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４への駆動力を減少するようにサーボ制御が行われる。

以上の構成により、理論値算出部７１においては、車両の走行状況に応じた理論上のクラッチ回転差を、ΔＮ規範理論値として算出するが、これをそのままサーボ制御の規範値（目標値）として使用することなく、規範値算出部７２において、このΔＮ規範理論値と実際のΔＮ測定値との偏差に基づき、該ΔＮ規範理論値を修正したΔＮ規範値を求めるようにしている。これにより、理論値では補償しきれないバラツキに適応して適切なΔＮ規範値を求めることができる。すなわち、ΔＮ規範理論値と実際のΔＮ測定値との偏差が常に存在している場合、そのような偏差が定常的なバラツキ（例えば、タイヤ半径、センサ誤差、規範モデルの設定誤差等）により生じていると見なし、規範値算出部７２において、そのような定常的な偏差を検出し、該定常的な偏差に応じた補正係数を算出し（補正係数算出部７４）、この補正係数によって補正したΔＮ規範値を求めている。こうして、理論値では補償しきれないバラツキに適応して適切なΔＮ規範値を求め、ΔＮ測定値がこのΔＮ規範値に収束するようにサーボ制御を行うことにより、前後輪（主副駆動輪）間で摩擦係数が異なる場合のトラクション性能や旋回中のコントロール性を向上させ、かつ、バラツキに適応した駆動力配分制御を行うことができる。また、センサ誤差あるいは規範モデルの設定誤差等によるリスクを低減することもできる。

上記実施例では、規範値算出部７２において、補正係数によってクラッチ入力軸回転数理論値を補正するようにしているが、これに限らず、クラッチ出力軸回転数理論値を補正するようにしてもよく、あるいは、クラッチ入力軸回転数理論値とクラッチ出力軸回転数理論値の両方を補正するようにしてもよい。あるいは、ΔＮ規範理論値を直接的に補正するように演算を行ってもよい。また、後輪を主駆動輪とし、前輪を副駆動輪とする構成であってもよい。前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０は、電磁クラッチに限らず、流体圧クラッチであってもよい。

１ 四輪駆動車両
Ｗ１，Ｗ２ 前輪（主駆動輪）
Ｗ３，Ｗ４ 後輪（副駆動輪）
３ エンジン
４ 自動変速機
８ リアデフユニット
１０ 前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）
２０ 駆動力伝達経路
５０ ４ＷＤ・ＥＣＵ
６０ 基本配分決定部
６１ 理想配分決定部
６２ ヨーレートフィードバック制御部
６３ タイヤ力限界判定部
６３０ タイヤ力限界率算出部
６３１ 配分補正係数生成部
７０ ΔＮサーボ制御部
７１ 理論値算出部
７２ 規範値算出部
７３ サーボ制御部

下記特許文献１においては、四輪駆動車両に作用する横加速度（横Ｇ）を検出し、横Ｇの増大に応じて後輪に対する駆動力配分を高め、走行安定性を高めることが開示されている。下記特許文献２においては、四輪駆動車両において走行状態に応じて前輪及び後輪への駆動力配分を制御することが開示されている。また、下記特許文献３においては、前後輪のうち一方（主駆動輪）にはエンジン駆動力を直接伝達し、他方（副駆動輪）にはトルク配分用クラッチを介して配分制御された駆動力を伝達するトルクスプリット式の四輪駆動車両が示されており、そこに示された配分制御の手法は、原則として、前後輪回転速度差を零に収束させる方向に制御するものである。

Claims (2)

1. 駆動源からの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に伝達する駆動力伝達経路と、
   前記駆動力伝達経路において前記駆動源と副駆動輪との間に配置された駆動力配分装置と、
   を備えた四輪駆動車両において、
   前記駆動源からの駆動力及び車両の走行状態に応じて前記副駆動輪に対する駆動力の基本配分を決定する基本配分決定部であって、
   前記車両の走行状態に応じたタイヤ要求加速度を算出し、該算出したタイヤ要求加速度が所定閾値を下回る過渡領域において、前記副駆動輪に対する前記基本配分の割合を零に至るまで徐々に減少する特性で、基本配分調整信号を出力するタイヤ力限界判定部と、
   前記副駆動輪に対する駆動力の前記基本配分を、前記タイヤ力限界判定部が出力する前記基本配分調整信号に応じた割合で調整する演算部と、を備える前記基本配分決定部と、
   前記基本配分決定部が決定した前記基本配分に基づく前記副駆動輪への駆動力を、前記駆動力配分装置の入出力軸回転差の測定値と規範値との偏差に基づき、補正するサーボ制御部と
   を備える四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。
2. 前記サーボ制御部は、前記四輪駆動車両の操舵角、車速、ヨーレート及びスリップ角に基づいて前記主駆動輪の回転数理論値と前記副駆動輪の回転数理論値をそれぞれ求め、両回転数理論値に基づいて前記規範値を算出する手段を含む、請求項１の四輪駆動車両の駆動力配分制御装置。

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