JP2003002079A - ４輪駆動車の駆動力制御装置 - Google Patents

４輪駆動車の駆動力制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦クラッチの耐久性向上を図りながら、４
輪駆動による本来の車両加速性能の確保と車体速推定精
度の確保との両立を達成することができる４輪駆動車の
駆動力制御装置を提供すること。 【解決手段】 後輪１５，１６へのエンジン駆動系の途
中に摩擦クラッチ１０が設けられ、クラッチ締結力が高
いほど前輪６，７と後輪１５，１６の駆動力配分率を等
配分率側に変更する制御を行う４ＷＤコントローラ３１
を備えた４輪駆動車の駆動力制御装置において、推定ク
ラッチ入力トルクＴinpからクラッチ伝達トルクＴｒを
減じた値が所定値δより小さく、且つ、左右の車輪速度
がほぼ等しい場合、４ＷＤコントローラ３１に対し２Ｗ
Ｄ状態に近づけるクラッチ締結力要求RQ_TRQを出力する
クラッチ力低減制御部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦クラッチの締
結制御により前後輪駆動力配分率を可変に制御する前後
輪駆動力配分制御システムが搭載された４輪駆動車の駆
動力制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、前輪駆動ベースの電子制御４輪
駆動車について説明すると、前輪駆動状態での低μ路走
行中に前輪が加速スリップ状態となり、前後輪車輪速度
差が発生すると、前後輪車輪速度差を抑えるように摩擦
クラッチの締結力を強め、エンジン駆動力の一部を後輪
側へ配分し、前輪側への駆動力配分率を減らす前後輪駆
動力配分制御が行われる。そして前輪側への駆動力配分
率を減らしてもなお前後輪車輪速度差が抑制されない場
合には、さらに、摩擦クラッチの締結力が強められ、最
終的には、エンジン直結駆動輪（以下、主駆動輪とい
う）である前輪と、クラッチ締結駆動輪（以下、従駆動
輪という）である後輪と、の駆動力配分率が５０％：５
０％となるようにクラッチが締結される。
【０００３】しかし、極低μ路走行時に４輪駆動状態で
の走行であるにもかかわらず、前後輪が共に加速スリッ
プが生じるような４輪加速スリップ状態になると、加速
スリップを抑えて路面に伝達される駆動力を確保したい
という要求に応えるべく、４輪駆動車にもエンジン出力
を低減したり各輪にブレーキ力を付与するトラクション
制御システム（Traction Control System：以下、ＴＣ
Ｓと略称する）が適用されている。
【０００４】この従来の４輪駆動車の駆動力制御装置で
は、例えば、特開２００１−０３９２８７号公報に記載
されているように、トラクション制御システム側におい
て、従駆動輪の速度に基づいて車体速を推定し、推定し
た車体速と検出した主駆動輪速との偏差（スリップ量）
により加速スリップの有無を判定し、ＴＣＳ制御を行っ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の４輪駆動車の駆動力制御装置におけるトラクション
制御システムにあっては、検出される車輪速度に基づい
て車体速を推定しているため、上記４輪加速スリップ状
態では実際の車体速に対し大きめの車体速を推定してし
まう（以下、推定車体速が上ずるともいう）ことにな
り、車輪の加速スリップを適切に判断できず、ＴＣＳ作
動タイミングが遅れたり、ＴＣＳ作動をしても十分に加
速スリップ抑制できないという問題があった。
【０００６】また、この問題を改善するために、前後輪
駆動力配分制御システム側で、前後輪車輪速度差が発生
しても、例えば、主駆動輪への駆動力配分率：従駆動輪
への駆動力配分率＝９０％：１０％というように、従駆
動輪への駆動力配分率に制限を設けた場合には、従駆動
輪側では遅い車輪速度を発生させ、４輪の車輪速度の同
期を防止し、車体速の推定精度を向上させることができ
るものの、従駆動輪への駆動力配分率が高い４輪駆動状
態による本来の車両加速性能が発揮できないという問題
がある。
【０００７】さらに、前後輪駆動力配分制御システムに
おいて、従駆動輪への駆動力配分率に制限を設ける場
合、摩擦クラッチは滑り状態となり、摩擦クラッチの温
度が上昇し、これを頻繁に実施することで摩擦クラッチ
の耐久性が不利になるという問題がある。
【０００８】本発明は、上記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、摩擦クラッチの耐久
性向上を図りながら、４輪駆動による本来の車両加速性
能の確保と車体速推定精度の確保との両立を達成するこ
とができる４輪駆動車の駆動力制御装置を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、前後輪へのエンジン駆動
系の途中に摩擦クラッチが設けられ、クラッチ締結力が
高いほど前後輪の駆動力配分率を等配分率側に変更する
制御を行う前後輪駆動力配分制御システムを備えた４輪
駆動車の駆動力制御装置において、前後輪の各車輪速度
を検出する車輪速検出手段と、前記摩擦クラッチに対し
エンジン駆動系から入力されるクラッチ入力トルクを検
出するクラッチ入力トルク検出手段と、前記摩擦クラッ
チがクラッチ出力側へ伝達可能なクラッチ伝達トルクを
検出するクラッチ伝達トルク検出手段と、クラッチ入力
トルク検出値からクラッチ伝達トルク検出値を減じた値
が所定値より小さく、且つ、左右の車輪速度がほぼ等し
い場合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を低減さ
せる指令を、前記前後輪駆動力配分制御システムに対し
出力するクラッチ力低減制御手段と、を設けたことを特
徴とする。
【００１０】請求項２に係る発明では、請求項１に記載
の４輪駆動車の駆動力制御装置において、車輪の加速ス
リップの有無を検出する加速スリップ検出手段と、加速
スリップの発生時、駆動輪から路面に伝達される駆動力
の低減制御を行うトラクション制御システムと、を備
え、前記クラッチ力低減制御手段は、トラクション制御
システムによる駆動力低減制御中であり、且つ、クラッ
チ入力トルク検出値からクラッチ伝達トルク検出値を減
じた値が所定値より小さく、且つ、左右の車輪速度がほ
ぼ等しい場合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を
低減させる指令を、前後輪駆動力配分制御システムに対
し出力する手段であることを特徴とする。
【００１１】請求項３に係る発明では、請求項１または
請求項２に記載の４輪駆動車の駆動力制御装置におい
て、路面摩擦状態を推定する路面摩擦状態推定手段を備
え、前記クラッチ力低減制御手段は、推定路面摩擦係数
が設定値未満で、且つ、他の制御条件が成立した場合、
摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を低減させる指令
を、前後輪駆動力配分制御システムに対し出力する手段
であることを特徴とする。
【００１２】請求項４に係る発明では、請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の４輪駆動車の駆動力制御装置
において、前記摩擦クラッチのクラッチ温度を検出する
クラッチ温度検出手段を備え、前記クラッチ力低減制御
手段は、検出されたクラッチ温度が設定温度未満で、且
つ、他の制御条件が成立した場合、摩擦クラッチに対す
るクラッチ締結力を低減させる指令を、前後輪駆動力配
分制御システムに対し出力する手段であることを特徴と
する。
【００１３】請求項５に係る発明では、請求項１ないし
請求項４の何れかに記載の４輪駆動車の駆動力制御装置
において、左右前輪の車輪速度平均値と左右後輪の車輪
速度平均値との前後輪車輪速度差を求める前後輪車輪速
度差検出手段を備え、前記クラッチ力低減制御手段は、
前後輪車輪速度差が小さいほど、摩擦クラッチに対する
クラッチ締結力の低減量を大きくする手段であることを
特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】請求項１に係る発明にあって
は、クラッチ入力トルク検出手段において、摩擦クラッ
チに対しエンジン駆動系から入力されるクラッチ入力ト
ルクが検出され、クラッチ伝達トルク検出手段におい
て、摩擦クラッチがクラッチ出力側へ伝達可能なクラッ
チ伝達トルクが検出され、クラッチ力低減制御手段にお
いて、クラッチ入力トルク検出値からクラッチ伝達トル
ク検出値を減じた値が所定値より小さく、且つ、左右の
車輪速度がほぼ等しい場合、摩擦クラッチに対するクラ
ッチ締結力を低減させる指令が、前後輪駆動力配分制御
システムに対し出力される。
【００１５】すなわち、クラッチ入力トルク検出値から
クラッチ伝達トルク検出値を減じた値が所定値より小さ
い場合とは、摩擦クラッチの滑りがない直結４輪駆動状
態や摩擦クラッチの滑りが少し生じている４輪駆動状態
をいう。そして、これらの条件が成立し、推定車体速が
上ずる可能性がある場合に限り、摩擦クラッチに対する
クラッチ締結力が低減されるため、４輪の車輪速度の同
期が防止され、検出される車輪速度に基づく車体速の推
定精度を確保することができる。
【００１６】また、４輪駆動配分状態条件と左右輪の車
輪速度条件が同時に成立しない時、すなわち推定車体速
が上ずる可能性がない場合には、前後輪駆動力配分制御
システムが通常通り作動することにより、直結４輪駆動
状態、または、直結に近い４輪駆動状態による本来の車
両加速性能を確保することができる。
【００１７】請求項２に係る発明にあっては、クラッチ
力低減制御手段において、トラクション制御システムに
よる駆動力低減制御中であり、且つ、クラッチ入力トル
ク検出値からクラッチ伝達トルク検出値を減じた値が所
定値より小さく、且つ、左右の車輪速度がほぼ等しい場
合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を低減させる
指令が、前後輪駆動力配分制御システムに対し出力され
る。
【００１８】すなわち、４輪駆動配分状態条件と、左右
輪の車輪速度条件に、トラクション制御システムの作動
中であるという条件が付加されることで、推定車体速が
上ずる可能性があるときに、摩擦クラッチに対するクラ
ッチ締結力を低減されるため、トラクション制御システ
ムによる加速スリップ判定の必要時に４輪の車輪速度の
同期が防止され、検出される車輪速度に基づく車体速の
推定精度を確保することができる。
【００１９】請求項３に係る発明にあっては、路面摩擦
状態推定手段において、路面摩擦状態が推定され、クラ
ッチ力低減制御手段において、推定路面摩擦係数が設定
値未満で、且つ、他の制御条件が成立した場合、摩擦ク
ラッチに対するクラッチ締結力を低減させる指令が、前
後輪駆動力配分制御システムに対し出力される。
【００２０】通常、４輪の路面摩擦係数は、必ずしも４
輪共に同じ路面摩擦係数ではないので、ディファレンシ
ャルによる差動作用により左右輪の速度差を生じること
があるが、氷雪路等の極低路面摩擦係数路においては、
左右輪に速度差がほとんど生じない。すなわち、路面摩
擦係数条件を加えることで、極低路面摩擦係数路走行時
であって、４輪に加速スリップを生じるような必要時に
のみ、上記クラッチ締結力低減条件が成立し、車体速の
推定精度を確保することができる。
【００２１】一方、高μ路走行時で、直結４輪駆動状
態、または、直結に近い４輪駆動状態で、且つ、左右輪
の車輪速度が同期しているが、４輪加速スリップを生じ
ていない場合には、路面摩擦係数条件が不成立となり、
クラッチ締結力の低減制御が行われないことで、高μ路
走行時における直結４輪駆動状態、または、直結に近い
４輪駆動状態での高い加速性を発揮できると共に、不要
に摩擦クラッチを滑らせることを防止でき、摩擦クラッ
チの耐久性向上を図ることができる。
【００２２】請求項４に係る発明にあっては、クラッチ
温度検出手段において、摩擦クラッチのクラッチ温度が
検出され、クラッチ力低減制御手段において、検出され
たクラッチ温度が設定温度未満で、且つ、他の制御条件
が成立した場合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力
を低減させる指令が、前後輪駆動力配分制御システムに
対し出力される。
【００２３】すなわち、摩擦クラッチのクラッチ温度が
高い状態で、クラッチ締結力の低減制御を行うと、摩擦
クラッチの滑りにより、さらにクラッチ温度が上昇し、
摩擦クラッチの耐久性が問題となる。
【００２４】これに対し、クラッチ締結力の低減条件
に、クラッチ温度条件を付加することで、クラッチ温度
が設定温度以上の場合には、他の条件が成立してもクラ
ッチ締結力の低減を行わないため、摩擦クラッチの温度
上昇が抑制され、摩擦クラッチの耐久性を向上させるこ
とができる。
【００２５】請求項５に係る発明にあっては、前後輪車
輪速度差検出手段において、左右前輪の車輪速度平均値
と左右後輪の車輪速度平均値との前後輪車輪速度差が求
められ、クラッチ力低減制御手段において、前後輪車輪
速度差が小さいほど、摩擦クラッチに対するクラッチ締
結力の低減量が大きくされる。
【００２６】すなわち、前後輪車輪速度差が小さいほど
４輪の車輪速度の同期傾向が高いため、クラッチ締結力
の低減量を大きくすること、言い換えると、摩擦クラッ
チをより滑らせることで、車輪速度の同期を防ぎ、車体
速の推定精度を向上させることができる。
【００２７】また、前後輪車輪速度差が大きいほど４輪
の車輪速度の同期傾向が低いため、クラッチ締結力の低
減量を前後輪車輪速度差の大きさに応じて少なくする、
言い換えると、摩擦クラッチをあまり滑らせないように
することで、不要に従駆動輪への駆動力配分率が低い４
輪駆動状態となることがなく加速性能を犠牲にすること
を防止できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明における４輪駆動車
の駆動力制御装置を実現する実施の形態を、請求項１〜
請求項３に対応する第１実施例と、請求項４及び請求項
５に対応する第２実施例とに基づいて説明する。
【００２９】（第１実施例）まず、構成を説明する。図
１は第１実施例の４輪駆動車の駆動力制御装置が適用さ
れた前輪駆動ベースの４輪駆動車の全体システム図であ
る。
【００３０】図１において、１はエンジン、２は自動変
速機、３はフロントディファレンシャル、４，５はフロ
ントドライブシャフト、６，７は左右前輪（主駆動
輪）、８はトランスファー、９はトランスファー出力
軸、１０は摩擦クラッチ、１１はリアプロペラシャフ
ト、１２はリアディファレンシャル、１３，１４はリア
ドライブシャフト、１５，１６は左右後輪（従駆動輪）
であり、摩擦クラッチ１０を解放した２輪駆動状態では
左右前輪６，７へのみエンジン駆動トルクを伝達し、摩
擦クラッチ１０が締結される４輪駆動状態では、クラッ
チ締結力の大きさに応じて左右後輪１５，１６へエンジ
ン駆動トルクの一部を配分する前輪駆動ベースの４輪駆
動車が構成されている。
【００３１】また、図１において、２０はブレーキペダ
ル、２１はマスターシリンダ、２２は舵角センサ、２３
はヨーレート／横Ｇセンサ、２４は左前輪回転センサ
（車輪速検出手段）、２５は右前輪回転センサ（車輪速
検出手段）、２６は左後輪回転センサ（車輪速検出手
段）、２７は右後輪回転センサ（車輪速検出手段）、２
８は圧力センサ、２９はＴＣＳコントローラ、３０はエ
ンジンコントローラ、３１は４ＷＤコントローラ、３２
は電子制御スロットル、３３はＴＣＳ／ＡＢＳブレーキ
アクチュエータである。
【００３２】前記舵角センサ２２、ヨーレート／横Ｇセ
ンサ２３、左前輪回転センサ２４、右前輪回転センサ２
５、左後輪回転センサ２６、右後輪回転センサ２７、圧
力センサ２８からのセンサ信号は、ＴＣＳコントローラ
２９に出力される。また、各回転センサ２４〜２７で検
出される各車輪速は、左前輪がＶw1、右前輪がＶw2、左
後輪がＶw3、右後輪がＶw4である。
【００３３】前記ＴＣＳコントローラ２９は、これらセ
ンサ信号を入力し、加速スリップが発生しているとの判
定時、ＴＣＳ制御に必要な目標エンジントルクの演算及
び目標ブレーキ液圧の演算を行い、エンジンコントロー
ラ３０やＴＣＳ／ＡＢＳブレーキアクチュエータ３３に
対し駆動力を低減する指令を出力する。また、４ＷＤコ
ントローラ３１から必要情報を入力すると共に、所定の
クラッチ力低減制御条件が成立すると、４ＷＤコントロ
ーラ３１に対し、摩擦クラッチ１０のクラッチ締結力を
弱める要求を出力する。
【００３４】前記エンジンコントローラ３０は、ＴＣＳ
コントローラ２９からの指令を受けて、電子制御スロッ
トル３２のスロットルモータに対するスロットル開度制
御、及び、エンジン１のインジェクターに対する燃料カ
ット制御を行う。
【００３５】前記４ＷＤコントローラ３１は、所定の４
ＷＤ制御則に基づいて目標クラッチ伝達トルクＴ＊を決
定し、決定した目標クラッチ伝達トルクＴ＊を得るクラ
ッチ締結力指令TETS（例えば、電磁摩擦クラッチの場合
はソレノイドに対する電流指令）を摩擦クラッチ１０に
出力する。これにより、前後輪の駆動力配分率が、前輪
駆動力配分率：後輪駆動力配分率＝１００％：０％（前
輪駆動状態）から前輪駆動力配分率：後輪駆動力配分率
＝５０％：５０％（直結４輪駆動状態）までの制御可能
範囲内において、走行状況や車両状況に最適な前後輪駆
動力配分率に制御される。また、ＴＣＳコントローラ２
９から摩擦クラッチ１０のクラッチ締結力を弱めるクラ
ッチ締結力要求RQ_TRQを入力した場合、目標クラッチ伝
達トルクＴ＊を得るクラッチ締結力指令TETSに代え、ク
ラッチ締結力を弱めたクラッチ締結力要求RQ_TRQを得る
クラッチ締結力指令TETSを摩擦クラッチ１０に出力す
る。
【００３６】なお、前記ＴＣＳコントローラ２９と、前
記エンジンコントローラ３０と、前記４ＷＤコントロー
ラ３１は、互いにＣＡＮ通信線（多重通信線）により接
続されている。
【００３７】次に、作用を説明する。
【００３８】［４ＷＤ制御作用］前記４ＷＤコントロー
ラ３１にて行われる４ＷＤ制御は、例えば、前後輪車輪
速度差△Ｖｗが大きいほどクラッチ伝達トルクを大きく
するように算出される前後回転数差トルクＴ△Ｖや、前
後輪の荷重配分の後輪荷重配分比とトランスファー出力
トルクとから算出される駆動力基本配分トルクＴENG等
を計算し、これらの計算された複数のトルクのセレクト
ハイにより目標クラッチ伝達トルクＴ＊を決定し、目標
クラッチ伝達トルクＴ＊が得られるクラッチ締結力指令
TETSを摩擦クラッチ１０に出力することで行われる（前
後輪駆動力配分制御システム）。
【００３９】［ＴＣＳ制御作用］前記ＴＣＳコントロー
ラ２９にて行われるＴＣＳ制御は、車輪速情報に基づい
て加速スリップが発生しているかどうかを判定し、加速
スリップが発生していると判定した時に、必要な目標エ
ンジントルクの計算及び目標ブレーキ液圧の計算を行
い、エンジンコントローラ３０やＴＣＳ／ＡＢＳブレー
キアクチュエータ３３に対し駆動力を低減する指令を出
力することで行われる（トラクション制御システム）。
【００４０】ここで、加速スリップの発生有無の判断基
準の基となる推定車体速Ｖref(t)は、下記の式により求
められる。 Ｖref(t)＝Ｖref1＋Kc(Ｖw−Ｖref1) …(1) Ｖref1＝Ｖref(t-1)＋ａmodel・△ｔ …(2) ａmodel＝Ｆｘ／ｍ＝(Ｔ１−Ｔ２)／ｒ・ｍ ＝{(ＴＥＮＧ-ＩＥＮＧ・ｄωｔ)×Kg-ＴＢＫ-Ｉω・ｄωｗ}／ｒ・ｍ …(3) 但し、ａmodel＞ａＬ１の時、ａmodel＝ａＬ１となる。 Ｖref(t)：今回の演算周期で求めた現在の車体速（＝推定車体速） Ｖref(t-1)：１サイクル前の演算周期で求めた車体速 Ｖref1：補正前の車体速 Ｖw：車輪速（駆動時は後輪速Ｖw3，Ｖw4のセレクトロー、制動時は後輪速Ｖw3 ，Ｖw4のセレクトハイ） Kc：補正係数 ＴＢＫ：制動トルク ａmodel：モデル推定加速度 ＴＥＮＧ：エンジントルク △ｔ：単位時間 ＩＥＮＧ：エンジンイナーシャ ａＬ１：加速度リミッタ値 Ｉω：ホイールイナーシャ Kg：ギア比 ｒ：タイヤ半径 ωｔ：エンジン回転数 ｄωｔ：エンジン回転数変化 ωｗ：車輪速 ｄωｗ：車輪加速度 Ｆｘ：車体にかかる並進力 Ｔ１：タイヤに加わる駆動トルク Ｔ２：タイヤに加わる制動トルク ｍ：車体質量 すなわち、上記(3)式及び図４に示すように、エンジン
トルクＴＥＮＧ、制動トルクＴＢＫ、エンジン回転数変
化ｄωｔ、車輪加速度ｄωｗ、車両諸元から求まる車体
にかかる並進力Ｆｘを、車体質量ｍで除することで、モ
デル推定加速度ａmodelが推定できる。このモデル推定
加速度ａmodelを用いて上記(2)式により補正前の車体速
Ｖref1を求め、この車体速Ｖref1と車輪速Ｖwと補正係
数Kcを用いた上記(1)式により現在の車体速Ｖref(t)を
求めることができる。
【００４１】そして、加速スリップ量Ｓは、下記の式に
より求められる。 Ｖwf−Ｖref(t)＝Ｓ …(4) Ｖwf：前輪速（前輪速Ｖw1，Ｖw2のセレクトハイ） Ｖref(t)：現在の車体速 すなわち、前輪速Ｖwfと現在の車体速Ｖref(t)の偏差に
より加速スリップ量Ｓが算出される。
【００４２】そして、加速スリップ量Ｓが設定された加
速スリップしきい値Ｓ0以上になると、加速スリップ発
生時であると判定され（加速スリップ検出手段）、加速
スリップの発生時（Ｓ≧Ｓ0）に、ＴＣＳ制御が行われ
る。
【００４３】［クラッチ力低減制御処理］図２はＴＣＳ
コントローラ２９のクラッチ力低減制御部で実行される
クラッチ力低減制御処理の流れを示すフローチャート
で、以下、各ステップについて説明する（クラッチ力低
減制御手段）。
【００４４】ステップＳ１では、ＴＣＳ作動フラグによ
りＴＣＳ作動中かどうかが判断され、ＴＣＳ作動中の場
合はステップＳ２へ進み、ＴＣＳ作動中でない場合はリ
ターンへ進む。
【００４５】ステップＳ２では、後述の演算により求め
られる推定路面摩擦係数μが設定摩擦係数γ（例えば、
γ＝0.2）未満かどうかが判断され、Ｙｅｓの場合はス
テップＳ３へ進み、Ｎｏの場合はリターンへ進む。
【００４６】ステップＳ３では、後述の演算により求め
られる推定クラッチ入力トルクＴinp（クラッチ入力ト
ルク検出値）から、４ＷＤコントローラ３１からの情報
入力により取得されるクラッチ締結力指令TETSから得ら
れる実際のクラッチ伝達トルクＴｒ（クラッチ伝達トル
ク検出値）を減じた値が所定値δ（例えば、δ＝０）よ
り小さいかどうかが判断され、Ｙｅｓの場合はステップ
Ｓ４へ進み、Ｎｏの場合はリターンへ進む。
【００４７】ステップＳ４では、左右の前輪速Ｖw1，Ｖ
w2が等しく、且つ、左右の後輪速Ｖw3，Ｖw4が等しいか
どうかが判断され、Ｙｅｓの場合はステップＳ５へ進
み、Ｎｏの場合はリターンへ進む。但し、左右の車輪速
が等しいかどうかの判断は、α（例えば、1.0km/h）の
誤差を許容する下記の式により判断される。 Ｖw1±α＝Ｖw2、Ｖw3±α＝Ｖw4 …(5) ステップＳ５では、ＴＣＳコントローラ２９から４ＷＤ
コントローラ３１に対して２ＷＤに近づけるクラッチ締
結力要求RQ_TRQが出力される。ここで、クラッチ締結力
要求RQ_TRQは、下記の式により与えられる。 RQ_TRQ＝TETS×η …(6) TETS：４ＷＤコントローラ３１から取得したクラッチ締
結力指令 η：係数（例えば、η＝0.8という固定値） ［クラッチ入力トルクとクラッチ伝達トルクの推定］エ
ンジン駆動系からトランスファー出力軸９を経過し、摩
擦クラッチ１０に対して入力される推定クラッチ入力ト
ルクＴinpは、下記に述べる計算方法により求められる
（クラッチ入力トルク検出手段）。例えば、アクセル開
度とエンジン回転数によりエンジントルクを推定し、こ
れにトルコンバータの増幅率や変速機ギア係数を考慮し
て、ミッション出力軸トルクTRQDを計算し、これにフロ
ントファイナルギア比とトランスファーギア比を掛け合
わせた下記の式により、推定クラッチ入力トルクＴinp
が計算される。 Ｔinp＝TRQD×ファイナル比×トランスファー比 …(7) 摩擦クラッチ１０が後輪１５，１６側（クラッチ出力
側）へ伝達可能なクラッチ伝達トルクは、４ＷＤコント
ローラ３１からクラッチ締結力指令TETSを入力し、クラ
ッチ締結力指令TETSで得られる実際のクラッチ伝達トル
クＴｒを予め決めておいたマップや演算処理によって求
めることで得られる（クラッチ伝達トルク検出手段）。
すなわち、４ＷＤコントローラ３１から出力されるクラ
ッチ締結力指令TETSは、最終的に決定された摩擦クラッ
チ１０にて目標クラッチ伝達トルクＴ＊を得る指令であ
るため、このクラッチ締結力指令TETSから得られる実際
のクラッチ伝達トルクＴｒは、摩擦クラッチ１０が後輪
１５，１６側へ伝達可能なクラッチ伝達トルクであると
推定することができる。
【００４８】［路面摩擦係数の推定］推定路面摩擦係数
μは、車体にかかる並進力Ｆｘと鉛直荷重Ｆｚにより推
定される（路面摩擦状態推定手段）。すなわち、車体に
かかる並進力Ｆｘは、上記車体速の推定で述べたよう
に、エンジントルクＴＥＮＧ、制動トルクＴＢＫ、エン
ジン回転数変化ｄωｔ、車輪加速度ｄωｗ、車両諸元に
より下記の式で求まる。 Ｆｘ＝{(ＴＥＮＧ-ＩＥＮＧ・ｄωｔ)×γ-ＴＢＫ-Ｉω・ｄωｗ}／ｒ …( 8) また、並進力Ｆｘと鉛直荷重Ｆｚとの関係は、 Ｆｘ＝μ・Ｆｚ …(9) ここで、鉛直荷重Ｆｚは、車両の重量条件により分かるので(9)式により、 μ＝Ｆｘ／Ｆｚ …(10) となり、推定路面摩擦係数μが計算される。
【００４９】［クラッチ力低減制御作用］まず、４ＷＤ
制御を簡単に説明すると、４ＷＤコントローラ３１で
は、例えば、アクセル開度（≒スロットル開度）とエン
ジン回転数、ギア比等から求まる駆動力基本配分トルク
ＴENGと、前後輪車輪速度差△Ｖｗによって算出する前
後回転数差トルクＴ△Ｖのセレクトハイの値となるよう
に摩擦クラッチ１０のクラッチ締結力が制御される。
【００５０】発進時に前輪６，７にスリップが生じてい
ない場合は、アクセル開度（≒スロットル開度）とエン
ジン回転数からエンジントルクを推定し、これにギア比
等を掛けることで計算されたトランスファー出力トルク
ＴOUTの後輪側荷重比分に相当する駆動力基本配分トル
クＴENGを得るクラッチ伝達トルクに摩擦クラッチ１０
を制御する。そして、その状態で前輪６，７がスリップ
し、前後輪車輪速度差△Ｖｗが発生すると、前後輪車輪
速度差△Ｖｗの大きさに応じた前後回転数差トルクＴ△
Ｖを算出し、、前後輪車輪速度差△Ｖｗが駆動力基本配
分トルクＴENGより大きければ前後回転数差トルクＴ△
Ｖを得るようにクラッチ締結力を増し、従駆動輪である
後輪１５，１６側により多くのトルクを伝達する。さら
に、前後輪車輪速度差△Ｖｗが収束し、車速が上昇して
くるとトランスファー出力トルクＴOUTが減少するの
で、駆動力基本配分トルクＴENGの低下に応じ、徐々に
クラッチ締結力を低下させ、従駆動輪である後輪１５，
１６への伝達トルクを低減させる。
【００５１】一方、ＴＣＳ制御を簡単に説明すると、Ｔ
ＣＳコントローラ２９では、エンジントルクと車両諸元
から加速度を推定し、その積分値により車輪速補正する
ことで車体速を推定し、車体速と車輪速とから加速スリ
ップであると判定されると、エンジン出力低減やブレー
キ液圧付与によるトラクション制御が行われる。
【００５２】そこで、例えば、氷雪路等の極低μ路走行
時を想定した場合、アクセル操作量が小さいにもかかわ
らず、前輪６，７側にて大きな加速スリップが発生する
と、４ＷＤ制御において、摩擦クラッチ１０を強く締結
する制御が行われ、ＴＣＳ制御において、トラクション
制御が実行される。すなわち、図２のステップＳ１のＴ
ＣＳ作動中条件と、ステップＳ２の低μ路条件が成立す
る。
【００５３】そして、極低μ路走行時において大きな前
後輪車輪速度差△Ｖｗが発生すると、４ＷＤ制御により
摩擦クラッチ１０が締結され、摩擦クラッチ１０の滑り
がない直結４輪駆動状態（前後輪配分率＝５０％：５０
％）になることがある。この場合、Ｔinp−Ｔｒ＜０、
つまり、推定クラッチ入力トルクＴinpからクラッチ伝
達トルクＴｒを減じた値が０（ゼロ）より小さくなり、
ステップＳ３の４輪駆動配分状態条件が成立する。ま
た、前後輪の駆動系が直結され、左右輪間にディファレ
ンシャルがあっても極低μ路であることにより左右輪の
速度差が極小のため、ステップＳ４の左右輪速同一条件
が成立する。このステップＳ３及びステップＳ４にて、
推定車体速が上ずる可能性があるか否かを判断してい
る。
【００５４】よって、上記のように各条件が成立する走
行状況になると、図２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へと進み、ステップＳ５において、２Ｗ
Ｄに近づけるクラッチ締結力要求RQ_TRQが出力される。
例えば、図３（ａ）のタイムチャートに示すように、Ｔ
ＣＳコントローラ２９から４ＷＤコントローラ３１に対
し２ＷＤに近づけるクラッチ締結力要求RQ_TRQが出力さ
れると、４ＷＤコントローラ３１側では、図３（ｂ）の
タイムチャートに示すように、ＴＣＳコントローラ２９
からの要求を選択し、目標クラッチ伝達トルクＴ＊を得
るクラッチ締結力指令TETSに代え、クラッチ締結力を弱
めたクラッチ締結力要求RQ_TRQを得るクラッチ締結力指
令TETSが摩擦クラッチ１０に出力され、一時的にクラッ
チ締結力が低減される。
【００５５】このように、クラッチ力低減制御では、ス
テップＳ１のＴＣＳ作動中条件と、ステップＳ２の低μ
路条件と、ステップＳ３の４輪駆動配分状態条件と、ス
テップＳ４の左右輪速同一条件と、が同時に成立し、車
輪速に基づいて計算される現在の車体速Ｖref(t)が上ず
る可能性があり、しかも、４輪に加速スリップを生じる
ような必要時にのみ、摩擦クラッチ１０の締結力が低減
されるため、４輪の車輪速度の同期が防止され、車輪速
度に基づく現在の車体速Ｖref(t)の推定精度を確保する
ことができる。
【００５６】次に、効果を説明する。
【００５７】(1) ＴＣＳコントローラ２９に、推定クラ
ッチ入力トルクＴinpからクラッチ伝達トルクＴｒを減
じた値が所定値δより小さく、且つ、左右の車輪速度が
ほぼ等しい場合、４ＷＤコントローラ３１に対し２ＷＤ
状態に近づけるクラッチ締結力要求RQ_TRQを出力するク
ラッチ力低減制御部を設けたため、摩擦クラッチ１０の
耐久性向上を図りながら、４輪駆動状態による本来の車
両加速性能の確保と車体速推定精度の確保との両立を達
成することができる。すなわち、クラッチ力低減制御条
件が成立しない時には、４ＷＤコントローラ３１が通常
通り作動することにより、４輪駆動状態による本来の車
両加速性能が確保されるし、また、全てのクラッチ力低
減制御条件が成立しない限り摩擦クラッチ１０のクラッ
チ締結力低減制御は行われないため、摩擦クラッチ１０
の滑り締結状態の頻度が抑えられ、摩擦クラッチ１０の
耐久性が向上する。
【００５８】(2) クラッチ力低減制御条件に、ＴＣＳ作
動中条件（図２のステップＳ１）を加えたため、ＴＣＳ
コントローラ２９による加速スリップ判定の必要時に４
輪の車輪速度の同期が防止され、検出される車輪速度に
基づく現在の車体速Ｖref(t)の推定精度を確保すること
ができる。この結果、ＴＣＳコントローラ２９で車輪の
加速スリップを適切に判断できず、ＴＣＳ作動タイミン
グが遅れたり、ＴＣＳ作動しても十分に加速スリップを
抑制できないという問題が解消される。
【００５９】(3) クラッチ力低減制御条件に、低μ路条
件（図２のステップＳ２）を加えたため、高μ路走行時
において直結４輪駆動状態や直結に近い４輪駆動状態に
よる高い加速性を発揮できると共に、不要に摩擦クラッ
チ１０を滑らせることを防止でき、摩擦クラッチ１０の
耐久性向上を図ることができる。
【００６０】（第２実施例）この第２実施例は、第１実
施例のクラッチ力低減制御条件（図２）に、クラッチ温
度条件を加え、且つ、クラッチ力低減制御でのクラッチ
力低減量を前後輪車輪速度差△Ｖｗ（前輪速平均値−後
輪速平均値）により可変とする例である。なお、構成的
には第１実施例の図１と同様であるので、図示並びに説
明を省略する。
【００６１】次に作用を説明する。
【００６２】［クラッチ力低減制御処理］図５は第２実
施例のＴＣＳコントローラ２９のクラッチ力低減制御部
で実行されるクラッチ力低減制御処理の流れを示すフロ
ーチャートである。
【００６３】ステップＳ１３では、推定クラッチ入力ト
ルクＴinp（クラッチ入力検出値）から、クラッチ伝達
トルクＴｒ（クラッチ伝達トルク検出値）を減じた値が
所定値δ（例えば、δ＝Ｔinp×0.2）より小さいかどう
かが判断され、Ｙｅｓの場合はステップＳ１４へ進み、
Ｎｏの場合はリターンへ進む。なお、所定値δを推定ク
ラッチ入力トルクＴinp×0.2としたことで、摩擦クラッ
チ１０がロック状態であるとき以外にも、摩擦クラッチ
１０に滑りが少し生じている４輪駆動状態のときにもス
テップＳ１３の４輪駆動配分状態条件が成立する。
【００６４】ステップＳ１６では、推定演算によるクラ
ッチ推定温度Ｔempが、予め設定された閾値β（例え
ば、β＝180℃）未満かどうかが判断され、Ｎｏの場合
はステップＳ１７へ進み、ＴＣＳコントローラ２９から
４ＷＤコントローラ３１に対して２ＷＤに近づけるクラ
ッチ締結力RQ_TRQが要求されない。また、Ｙｅｓの場合
はステップＳ１５へ進む。
【００６５】ここで、クラッチ推定温度Ｔempは、例え
ば、本出願人が、特願２００１−２１３２０号の明細書
及び図面において提案しているように、摩擦クラッチ１
０の回転速度差とクラッチ伝達トルクにより入力エネル
ギを算出し、この入力エネルギの大きさに応じ、時間と
共に上昇したり下降したりするクラッチ温度の変動を予
測し、この温度変動予測に基づいて算出される（クラッ
チ温度検出手段）。
【００６６】ステップＳ１５では、ＴＣＳコントローラ
２９から４ＷＤコントローラ３１に対して２ＷＤに近づ
けるクラッチ締結力要求RQ_TRQが出力される。ここで、
クラッチ締結力要求RQ_TRQは、下記の式により与えられ
る。 RQ_TRQ＝TETS×η …(11) TETS：４ＷＤコントローラ３１から取得したクラッチ締
結力指令 η：係数で、例えば、前後輪車輪速度差△Ｖｗが所定値
までの領域では、前後輪車輪速度差△Ｖｗが大きくなる
に従って大きな値となる可変値（0.1≦η≦0.8）で与
え、前後輪車輪速度差△Ｖｗが所定値以上の領域ではη
＝0.8という固定値で与える。
【００６７】なお、他のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１
４は、図２に示すステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４と同様であ
るので説明を省略する。
【００６８】［クラッチ力低減制御作用］例えば、図５
において、ステップＳ１１のＴＣＳ作動中条件と、ステ
ップＳ１２の低μ路条件と、ステップＳ１３の４輪駆動
配分状態条件と、ステップＳ１４の左右輪速同一条件
と、ステップＳ１６のクラッチ温度条件との全ての条件
が成立すると、図５のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ１５へと進み、ステップＳ１５において、２ＷＤに
近づけるクラッチ締結力要求RQ_TRQが出力される。
【００６９】そして、図６（ａ）のタイムチャートに示
すように、時点ｔ０にてＴＣＳコントローラ２９から４
ＷＤコントローラ３１に対し２ＷＤに近づけるクラッチ
締結力要求RQ_TRQが出力されると、４ＷＤコントローラ
３１側では、図６（ｂ）のタイムチャートに示すよう
に、ＴＣＳコントローラ２９からの要求を選択し、目標
クラッチ伝達トルクＴ＊を得るクラッチ締結力指令TETS
に代え、クラッチ締結力を弱めたクラッチ締結力要求RQ
_TRQを得るクラッチ締結力指令TETSが摩擦クラッチ１０
に出力され、クラッチ締結力が低減される。
【００７０】そして、図６（ｃ）のタイムチャート示す
ように、クラッチ締結力の低減を時点ｔ０から時点ｔ１
まで継続することにより、摩擦クラッチ１０の滑りでク
ラッチ温度が上昇し、時点ｔ１においてクラッチ推定温
度Ｔempが閾値β以上になると、図５のフローチャート
において、ステップＳ１６からステップＳ１７へ進む流
れとなり、摩擦クラッチ１０のクラッチ締結力は、４Ｗ
Ｄ制御による目標クラッチ伝達トルクＴ＊を得るクラッ
チ締結力指令TETSに戻されることになる。
【００７１】次に、効果を説明する。
【００７２】この第２実施例の４輪駆動車の駆動力制御
装置にあっては、第１実施例の上記(1),(2),(3)の効果
に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７３】(4) ＴＣＳコントローラ２９に、クラッチ
推定温度Ｔempが閾値β未満で、且つ、他の制御条件が
成立した場合、摩擦クラッチ１０に対するクラッチ締結
力を低減させる指令を４ＷＤコントローラ３１に対し出
力するクラッチ力低減制御部を設けたため、クラッチ推
定温度Ｔempが閾値β以上の場合には、他の条件が成立
しても摩擦クラッチ１０がロック状態、もしくは、ロッ
クに近い状態が維持されることで、摩擦クラッチ１０の
温度上昇が抑制され、摩擦クラッチ１０の耐久性を向上
させることができる。
【００７４】(5) クラッチ力低減制御において、前後輪
車輪速度差△Ｖｗが小さいほど係数ηを小さくし、前後
輪車輪速度差△Ｖｗが小さいほど摩擦クラッチ１０に対
するクラッチ締結力の低減量を大きくするようにしたた
め、４輪の車輪速度同期傾向に応じて、車体速の推定精
度向上と４輪駆動状態による加速性能確保とをうまく両
立させることができる。すなわち、前後輪車輪速度差△
Ｖｗが小さいほど４輪の車輪速度が高い同期傾向である
ため、クラッチ締結力の低減量を大きくすること、言い
換えると、摩擦クラッチ１０をより滑らせることで、車
体速の推定精度を向上させることができる。また、前後
輪車輪速度差△Ｖｗが大きいほど４輪の車輪速度の同期
傾向が低いことを示すため、クラッチ締結力の低減量を
前後輪車輪速度差△Ｖｗの大きさに応じて少なくする、
言い換えると、摩擦クラッチ１０をあまり滑らせないよ
うにすることで、不要に４輪駆動状態による加速性能を
犠牲にすることを防止することができる。
【００７５】（他の実施例）以上、本発明の４輪駆動車
の駆動力制御装置を第１実施例及び第２実施例に基づき
説明してきたが、具体的な構成については、これら第１
実施例及び第２実施例に限られるものではなく、特許請
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。
【００７６】例えば、第１，２実施例では、前輪駆動ベ
ースの４輪駆動車への適用例を示したが、後輪が主駆動
輪であり前輪が従駆動輪である後輪駆動ベースの４輪駆
動車にも同様に適用することができる。
【００７７】第１，２実施例では、ＴＣＳ制御システム
が搭載された４輪駆動車への適用例を示したが、４ＷＤ
制御システムのみが搭載された４輪駆動車へも適用する
ことができる。この場合、クラッチ力低減制御手段は、
４ＷＤコントローラ内に設けられることになる。
【００７８】第１，２実施例では、ＴＣＳ制御システム
が搭載された４輪駆動車への適用例を示したが、ＴＣＳ
制御システムに代え、制動ロックを防止するＡＢＳ制御
システム（Anti-lock Brake System）や、車両挙動を制
御するＶＤＣ制御システム（Vehicle Dynamics Contro
l）等のように、検出される車輪速に基づいて車体速を
推定する１つ若しくは複数の制御システムが搭載された
４輪駆動車にも適用することができる。例えば、ＡＢＳ
制御システムが搭載された４輪駆動車の場合、推定され
ている車体速が大きめの値となる状態でＡＢＳ制動を行
うと、ＡＢＳが早期に作動し、減速度不足やペダル違和
感（板踏み感）が発生するが、クラッチ力低減制御を採
用することにより、このような減速度不足やペダル違和
感を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の４輪駆動車の駆動力制御装置が適
用された全体システム図である。
【図２】第１実施例装置のＴＣＳコントローラのクラッ
チ力低減制御部で実行されるクラッチ力低減制御処理の
流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例装置でクラッチ力低減制御が行われ
る場合のタイムチャートを示す図である。
【図４】第１実施例装置で車体速の推定演算を説明する
車両モデル図である。
【図５】第２実施例装置のＴＣＳコントローラのクラッ
チ力低減制御部で実行されるクラッチ力低減制御処理の
流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施例装置でクラッチ力低減制御が行われ
る場合のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 自動変速機 ３ フロントディファレンシャル ４，５ フロントドライブシャフト ６，７ 左右前輪（主駆動輪） ８ トランスファー ９ トランスファー出力軸 １０ 摩擦クラッチ １１ リアプロペラシャフト １２ リアディファレンシャル １３，１４ リアドライブシャフト １５，１６ 左右後輪（従駆動輪） ２０ ブレーキペダル ２１ マスターシリンダ ２２ 舵角センサ ２３ ヨーレート／横Ｇセンサ ２４ 左前輪回転センサ（車輪速検出手段） ２５ 右前輪回転センサ（車輪速検出手段） ２６ 左後輪回転センサ（車輪速検出手段） ２７ 右後輪回転センサ（車輪速検出手段） ２８ 圧力センサ ２９ ＴＣＳコントローラ ３０ エンジンコントローラ ３１ ４ＷＤコントローラ ３２ 電子制御スロットル ３３ ＴＣＳ／ＡＢＳブレーキアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D043 AA07 AB17 EA16 EB07 EE01 EE03 EE07 EF02 EF09 EF19 EF24 3D046 AA01 BB23 BB29 CC02 GG02 GG04 HH08 HH15 HH21 HH25 HH36

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前後輪へのエンジン駆動系の途中に摩擦
    クラッチが設けられ、クラッチ締結力が高いほど前後輪
    の駆動力配分率を等配分率側に変更する制御を行う前後
    輪駆動力配分制御システムを備えた４輪駆動車の駆動力
    制御装置において、 前後輪の各車輪速度を検出する車輪速検出手段と、 前記摩擦クラッチに対しエンジン駆動系から入力される
    クラッチ入力トルクを検出するクラッチ入力トルク検出
    手段と、 前記摩擦クラッチがクラッチ出力側へ伝達可能なクラッ
    チ伝達トルクを検出するクラッチ伝達トルク検出手段
    と、 クラッチ入力トルク検出値からクラッチ伝達トルク検出
    値を減じた値が所定値より小さく、且つ、左右の車輪速
    度がほぼ等しい場合、摩擦クラッチに対するクラッチ締
    結力を低減させる指令を、前記前後輪駆動力配分制御シ
    ステムに対し出力するクラッチ力低減制御手段と、 を設けたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力制御装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力制
    御装置において、 車輪の加速スリップの有無を検出する加速スリップ検出
    手段と、加速スリップの発生時、駆動輪から路面に伝達
    される駆動力の低減制御を行うトラクション制御システ
    ムと、を備え、 前記クラッチ力低減制御手段は、トラクション制御シス
    テムによる駆動力低減制御中であり、且つ、クラッチ入
    力トルク検出値からクラッチ伝達トルク検出値を減じた
    値が所定値より小さく、且つ、左右の車輪速度がほぼ等
    しい場合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を低減
    させる指令を、前後輪駆動力配分制御システムに対し出
    力する手段であることを特徴とする４輪駆動車の駆動力
    制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の４輪駆
    動車の駆動力制御装置において、 路面摩擦状態を推定する路面摩擦状態推定手段を備え、 前記クラッチ力低減制御手段は、推定路面摩擦係数が設
    定値未満で、且つ、他の制御条件が成立した場合、摩擦
    クラッチに対するクラッチ締結力を低減させる指令を、
    前後輪駆動力配分制御システムに対し出力する手段であ
    ることを特徴とする４輪駆動車の駆動力制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかに記載
    の４輪駆動車の駆動力制御装置において、 前記摩擦クラッチのクラッチ温度を検出するクラッチ温
    度検出手段を備え、 前記クラッチ力低減制御手段は、検出されたクラッチ温
    度が設定温度未満で、且つ、他の制御条件が成立した場
    合、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力を低減させる
    指令を、前後輪駆動力配分制御システムに対し出力する
    手段であることを特徴とする４輪駆動車の駆動力制御装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れかに記載
    の４輪駆動車の駆動力制御装置において、 左右前輪の車輪速度平均値と左右後輪の車輪速度平均値
    との前後輪車輪速度差を求める前後輪車輪速度差検出手
    段を備え、 前記クラッチ力低減制御手段は、前後輪車輪速度差が小
    さいほど、摩擦クラッチに対するクラッチ締結力の低減
    量を大きくする手段であることを特徴とする４輪駆動車
    の駆動力制御装置。
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