JP3892278B2 - ４輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は４輪駆動車の駆動力配分制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動車には、４輪駆動と２輪駆動とを適宜切り換えるパートタイム方式、常時４輪を駆動するフルタイム方式の他に、必要に応じて４輪駆動状態と２輪駆動状態との間を遷移するスタンバイ方式がある。
【０００３】
スタンバイ方式では、一般に、トランスミッション及びトランスファを備えたトランスアクスルは、エンジンの駆動力を左右一対のフロントアクスルを介してそれぞれ前輪に伝達するようになっている。又、トランスアクスルは、エンジンの駆動力をプロペラシャフトを介して駆動力伝達装置に伝達する。駆動力伝達装置は、ドライブピニオンシャフトを介してリアディファレンシャルに連結され、そのリアディファレンシャルは左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に連結されている。
【０００４】
駆動力伝達装置は、一般に、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、クラッチ機構に内蔵された電磁コイルを通電制御することにより、各クラッチ板を互いに摩擦係合させ、プロペラシャフトを介して伝達されるエンジンの駆動力を、リアディファレンシャルに伝達する。リアディファレンシャルに伝達された駆動力は左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に伝達される。このクラッチ板の摩擦係合力は、電磁コイルに供給する電流値によって決まり、摩擦係合力が大きいほど、後輪への駆動力の伝達が大きい。つまり、スタンバイ方式では、駆動力伝達装置を制御する駆動力配分制御装置が、電磁クラッチ機構の摩擦係合力を制御して、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪と後輪との間の駆動力配分率を決定する。
【０００５】
この駆動力配分制御装置の制御、即ち、電磁クラッチ機構の摩擦係合力の制御は、予め用意された差動制限トルクマップを使用して行われる。差動制限トルクマップは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るための電磁コイルを通電するためのデューティ比のマップテーブルである。
【０００６】
特に、４輪駆動車が、積雪路やアイスバーン路、ぬかるみ等のような路面摩擦係数μの値が低い道路（低μ路）を走行する状態においては、路面と車輪との間のトラクションを高めるような駆動力配分率、すなわち、４輪駆動もしくはそれに近い状態となる駆動量配分率であることが望ましい。従って、差動制限トルクマップは、４輪駆動車が低μ路を走行している場合には、４輪駆動もしくはそれに近い状態で走行するためのデューディ比が求められるように設定されている。
【０００７】
そして、４輪駆動車が低μ路を走行する場合には、車輪がスリップすることにより、左右一対の前輪の平均回転速度と左右一対の後輪の平均回転速度との差動回転速度が大きくなる傾向がある。従って、４輪駆動車が低μ路を走行しているかどうかは、差動回転速度をセンサで検出し、検出した結果求められたパラメータに基づいて判断される。
【０００８】
そして、駆動力配分制御装置によりパラメータが求められると、差動制限トルクマップから、そのパラメータに対応するデューティ比が求められる。そして、駆動力配分制御装置は、求めたデューティ比でもって駆動力伝達装置の電磁コイルを通電制御し、電磁クラッチ機構の目標の摩擦係合力を実現させる。その結果、低μ路における前輪と後輪との間の最適な駆動力配分率が確保され、車両は安定して走行するようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置においては、４輪駆動車が低μ路を走行してスリップを生じることによって、初めて、スリップが生じない駆動力配分率を確保するようにしている。従って、仮に４輪駆動車が低μ路上を走行していたとしても、車輪がスリップする前に低μ路であるかどうかを判定することは不可能となっていた。
【００１１】
以上のように、４輪駆動車が低μ路を走行する時には、低μ路であるかどうかの判断に遅れが生じ、前輪と後輪との間の駆動力配分率が適切でない場合があった。そして、不適切な駆動力配分により、４輪駆動車としての性能が十分に発揮されていなかった。
【００１２】
本発明の目的は、精度の高い駆動力配分を行うことが可能な４輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、前後輪の差動回転速度に基づいて走行中の路面の路面摩擦係数に関する第１データを推定する路面摩擦係数推定手段と、常時駆動力が伝達される前輪側と後輪側との駆動力配分率を可変制御する駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、電気パワーステアリング装置にて路面反力に基づいて得た前記路面摩擦係数に関する第２データを取得する取得手段を備え、前記駆動力配分制御手段は、前記路面摩擦係数推定手段において推定された前記第１データ及び前記取得手段により取得された前記路面摩擦係数に関する第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを示す場合には低μ路と判定し、それ以外の場合には高μ路と判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて低μ路と判断した場合には２輪駆動傾向モードを選択し、高μ路と判断した場合には４輪駆動傾向モードを選択する選択手段とを備え、前記選択手段で選択された駆動モードに基づいて前記駆動力配分率を可変制御するとともに、前記判定手段の判定結果が低μ路から高μ路に切り替わった後、所定時間が経過するまでの間は、前記４輪駆動傾向モードの選択を維持することを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記駆動力配分制御手段は、前記２輪駆動傾向モードと前記４輪駆動傾向モードのそれぞれに関して、走行状態に対応した駆動力配分率のマップデータを記憶する記憶手段を備え、前記選択手段により選択された前記駆動モードに基づいて、前記記憶手段の前記マップデータを選択し、選択した前記マップデータに基づいて前記駆動力配分率を可変制御することを要旨とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、カウント数記憶手段を備え、前記選択手段は、前記第１データおよび前記第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段のカウント数を加算し、前記駆動力配分制御手段は、前記カウント数記憶手段の前記カウント数が所定の第１閾値を越えている場合に、前記記憶手段から前記４輪駆動傾向モードを選択し、前記カウント数が前記所定の第１閾値以下の場合に、前記記憶手段から前記２輪駆動傾向モードを選択することを要旨とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記選択手段は、前記第１データおよび前記第２データから前記走行中の路面が高摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段の前記カウント数を所定の第２閾値を下限として減算することを要旨とする。
【００１８】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、駆動力配分制御手段は、車輪速等によって推定される路面摩擦係数に関する第１データに加えて、電気パワーステアリング装置にて路面反力に基づいて推定された路面摩擦係数に関する第２データを取得し、各データのうちの少なくともいずれかが、走行中の路面が低摩擦係数を有していることを示す場合には、４輪駆動傾向モードを選択して駆動力配分率を可変制御するようにし、さらに路面摩擦係数の判定結果が低μ路から高μ路に切り替わった後、所定時間が経過するまでの間は、４輪駆動傾向モードの選択を維持するようにした。
【００１９】
従って、駆動力配分制御手段は、第１データのみで制御する時に比較して、幅広いパラメータに基づいて駆動力配分率を制御することが可能となり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００２１】
しかも、電気パワーステアリング装置において既に使用されているデータを再利用して第２データとすることができるので、第２データを取得するための設計変更が容易である。
【００２２】
また、請求項１に記載の発明では、駆動力配分制御手段は、選択手段により、第１データと第２データとに基づいて、４輪駆動車の駆動モードを４輪駆動傾向モードもしくは２輪駆動傾向モードのいずれかとなるように選択するようにした。
【００２３】
従って、４輪駆動傾向モード選択されることにより、４輪駆動車は、低摩擦係数の道路を走行する場合に最適な駆動力配分率が得られるようになる。また、２輪駆動傾向モードが選択されることにより、４輪駆動車は、車両安定性能を損なわない程度に２輪駆動傾向の駆動力配分率が得られ、低燃費の走行が確保されるようになる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、カウント数記憶手段を設け、第１データ及び第２データの少なくともいずれかが走行中の路面の路面摩擦係数が低摩擦係数を有していることを表している場合にはカウント数を加算するようにした。そして、カウント数が所定の第１閾値を越えている場合には駆動モードを４輪駆動傾向モードとし、第１閾値以下の場合には、駆動モードを２輪駆動傾向モードとするようにした。
【００２５】
従って、複数のデータに基づいてカウント数が加算され、そのカウント数に基づいて駆動モードが切り換えられるようにしたので、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、４輪駆動車が低摩擦係数の路面を走行しているにもかかわらず、一方のデータにおいて、低摩擦係数でないと誤判定されたとしても、他方のデータで正しく判定されていれば、低摩擦係数の路面用の駆動モードに切り換えることが可能となる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、第１データ及び第２データが、走行中の路面が高摩擦係数を有していると表している場合には、第２閾値を下限としてカウント数を減算するようにした。
【００２７】
従って、４輪駆動車が低摩擦係数を有する路面から高摩擦係数を有する路面に移動して、カウント数が減算されて第１閾値以下となることにより、４輪駆動車の駆動モードを高摩擦係数の路面用の駆動モードに切り換えることが可能となる。また、４輪駆動車が低摩擦係数を有する路面を走行しているにもかかわらず、一時的に、路面が高摩擦係数を有していると誤判定されても、カウント数が第１閾値以下となるまでは、低摩擦係数の路面用の駆動モードを維持することが可能であり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前輪駆動ベースの４輪駆動車に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態における４輪駆動車の概略構成図を示す。図１において、４輪駆動車１は、内燃機関であるエンジン２及びトランスアクスル３を備えている。トランスアクスル３は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及びトランスファ３ｃ等を有している。前記フロントディファレンシャル３ｂは左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂと連結され、その一対のフロントアクスル４ａ，４ｂにはそれぞれ左側及び右側前輪５ａ，５ｂがそれぞれ連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及び左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂを介して左側及び右側前輪５ａ，５ｂにそれぞれトルク伝達される。
【００３０】
又、前記トランスファ３ｃはプロペラシャフト６に連結され、そのプロペラシャフト６は駆動力伝達装置７に駆動連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、トランスファ３ｃ及びプロペラシャフト６を介して駆動力伝達装置７に伝達される。駆動力伝達装置７はドライブピニオンシャフト８を介してリアディファレンシャル９に連結され、そのリアディファレンシャル９は左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂに連結されている。そして、左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂには、それぞれ左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂが連結されている。
【００３１】
駆動力伝達装置７は、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、同電磁クラッチ機構には電磁コイル７ａ（図２参照）と互いに接離可能な複数のクラッチ板を有している。そして、電磁コイル７ａに後記する駆動力配分用電子制御装置（ＥＣＵ）２１からの制御信号（指令値）に基づいて給電される電流値に応じて各クラッチ板は互いに摩擦係合し、ドライブピニオンシャフト８にプロペラシャフト６の駆動力がトルク伝達される。
【００３２】
詳述すると、プロペラシャフト６（エンジン２）からドライブピニオンシャフト８（左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂ）に伝達される駆動力は、クラッチ板の摩擦係合力によって決まり、摩擦係合力が大きいほど大きい。そして、その摩擦係合力は電磁コイルに供給する電流値によって決まる。つまり、駆動力伝達装置７は、摩擦係合力を制御することによって、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪５ａ，５ｂと後輪１１ａ，１１ｂとの間の駆動力配分率を制御する。
【００３３】
次に、駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の電気的構成について説明する。
図２に示すように、駆動力伝達制御回路は、駆動力配分用電子制御装置（駆動力配分用ＥＣＵという）２１を備えている。駆動力配分用ＥＣＵ２１は、路面摩擦係数推定手段、駆動力配分制御手段及び選択手段としてのＣＰＵ２２、記憶手段としてのＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４及び入出力回路２５を備えている。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３に記憶された各種プログラムにしたがって駆動力伝達装置７を駆動制御、すなわち、電磁コイル７ａを通電制御するための各種演算処理を実行する。ＲＯＭ２３は、駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａを通電制御するための各種プログラム、各種のデータ及び各種のマップデータを格納している。ＲＡＭ２４は、前記ＣＰＵ２２の演算処理結果を一時記憶したり、各種データを記憶したりする。
【００３４】
前記ＲＯＭ２３に格納される各種プログラムには、基本制御プログラム、モード切換プログラム等がある。基本制御プログラムは、４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードの２種類のモードにおいて、その時の走行状態に対する前記電磁コイル７ａに供給する電流値を算出し、その算出した電流値で電磁コイル７ａを入出力回路２５を介して通電制御するプログラムである。
【００３５】
また、モード切換プログラムは、一定時間毎に４輪駆動車１が走行する路面の路面摩擦係数μの推定値を取得し、取得した推定値に基づいて走行中の路面が低μ路であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて前記２種類の４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えるプログラムである。
【００３６】
ＲＯＭ２３に格納される各種マップデータは、前記２種類のモードのうち、２輪駆動傾向モードと４輪駆動傾向モードのためのマップデータが格納されている。両マップデータは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るために電磁コイル７ａを通電するためのデューティ比のマップデータである。
【００３７】
走行状態は、本実施形態では、図１に示す左右一対の前輪５ａ，５ｂの平均回転速度と左右一対の後輪１１ａ，１１ｂの平均回転速度の差動回転速度、スロットルバルブのスロットル開度、及び、速度をパラメータとした走行状態である。
【００３８】
４輪駆動傾向モードのマップデータと２輪駆動傾向モードのマップデータとの相違は、各走行状態において、４輪駆動傾向モードが２輪駆動傾向モードより摩擦係合力が大きくなるように各マップデータが形成されている。従って、駆動力伝達装置７が４輪駆動傾向モードで制御されている場合と２輪駆動傾向モードで制御されている場合とでは、トランスアクスル３のトランスファ３ｃにかかる負荷は、駆動力配分率が小さくなる分だけ２輪駆動傾向モードほうが小さくなる。
【００３９】
なお、ＲＡＭ２４には、カウント数記憶部２４ａが設けられている。このカウント数記憶部２４ａは、ＣＰＵ２２が前記モード切換プログラムに従って、低μ路であると判定すると、カウント数記憶部２４ａのカウント数が「１」ずつ加算され、低μ路でないと判定すると第１閾値及び第２閾値としての最低値ゼロまで減算されるようになっている。そして、本実施形態では、カウント数がゼロでない場合には、ＣＰＵ２２は前記モード切換プログラムに従って４輪駆動傾向モードに切り換え、カウント数がゼロの場合には２輪駆動傾向モードに切り換えるようになっている。
【００４０】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して電気パワーステアリング装置（電気ＰＳ装置という）用ＥＣＵ３１と接続され、この電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１において演算された路面摩擦係数μの第２データとしてのデータμ１を入力する。このデータμ１は、路面摩擦係数μが高摩擦係数（高μ）であるか低摩擦係数（低μ）であるかを表している。
【００４１】
なお、本出願人は、既に、電気パワーステアリング装置において、パワーステアリングモータに流れる駆動電流とステアリングホイールの操舵トルクに基づいて路面反力を推定し、路面摩擦係数μを演算する電気パワーステアリング装置の制御装置を提案している（特願２０００−２９９９５３号）。そして、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１は、この制御装置と同様にして、路面摩擦係数μを演算し、演算した路面摩擦係数μが所定の閾値を越えている場合にはデータμ１を高μ、所定の閾値以下の場合にはデータμ１を低μとする。なお、この閾値は、路面摩擦係数μがこの閾値以下の場合、すなわち低μの場合には、４輪駆動車１がスリップしやすい状態となるような値である。そして、この閾値は、予め試験又は理論的に求めた値であって、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１に設けられている図示しないＲＯＭに記憶されている。
【００４２】
また、ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介してアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳという）用ＥＣＵ３２と接続され、このＡＢＳ用ＥＣＵ３２において演算された路面摩擦係数μの第２データとしてのデータμ２を入力する。このデータμ２は、前記データμ１と同様に、路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを表している。
【００４３】
なお、既に、ＡＢＳにおいて、車輪に加わるブレーキトルクと、車輪速度センサの出力信号に基づき演算される推定車体減速度とから路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを推定する路面摩擦係数推定装置が提案されている（特開平１１−１５７４３３号公報）。そして、ＡＢＳ用ＥＣＵ３２は、この従来技術と同様にして、路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを推定し、データμ２を求める。
【００４４】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介してスロットル開度センサ３３と接続され、同開度センサ３３からスロットル開度信号を入力する。スロットル開度センサ３３は、スロットルバルブに設けられ同バルブの開度を検出する。ＣＰＵ２２は、スロットル開度センサ３３からの検出信号に基づいてその時々のスロットルバルブの開度（スロットル開度）を算出する。
【００４５】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪の回転を検出する車輪速センサ３４ａ〜３４ｄと接続されている。ＣＰＵ２２は車輪速センサ３４ａ〜３４ｄからの検出信号を入力し、各検出信号に基づいてその時々の各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲを算出する。又、ＣＰＵ２２は、左右前輪５ａ，５ｂの両車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲから前輪平均車輪速ＶＦＮ（＝（ＶＦＬ＋ＶＦＲ）／２）を求めるとともに、左右後輪１１ａ，１１ｂの両車輪速ＶＲＬ，ＶＲＲから後輪平均車輪速ＶＲＮ（＝（ＶＲＬ＋ＶＲＲ）／２）を算出する。さらに、ＣＰＵ２２は、前輪平均車輪速ＶＦＮと後輪平均車輪速ＶＲＮとから第１データとしての差動回転速度ΔＮ（＝｜ＶＦＮ−ＶＲＮ｜）を算出するようになっている。
【００４６】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａに電流を給電する駆動回路３５に接続されている。ＣＰＵ２２は、駆動回路３５に同ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電するためのデューティ比制御信号を出力する。駆動回路３５は、デューティ比制御信号に基づいて駆動し、ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電する。
【００４７】
つまり、ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モード又は２輪駆動傾向モードのための前記マップデータを使って前記算出したスロットル開度、差動回転速度ΔＮ及び車速に対する電磁コイル７ａに給電する目標電流値をデューティ比として求める。そして、ＣＰＵ２２は、その求めたデューティ比に対するデューティ比制御信号を入出力回路２５を介して駆動回路３５に出力する。
【００４８】
次に、上記のように構成した駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の作用を説明する。
ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モード又は２輪駆動傾向モードで駆動力伝達装置７を制御している時、予め定めた周期で図３に示すフローチャートに従ったモード切換制御のための処理動作を実行する。
【００４９】
図３において、ＣＰＵ２２は、前記モード切換プログラムに従って、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１及びＡＢＳ用ＥＣＵ３２からのデータμ１，μ２を入力する。また、ＣＰＵ２２は、車輪速センサ３４ａ〜３４ｄからの検出信号を入力し、差動回転速度ΔＮを算出する（ステップＳ１）。続いて、ＣＰＵ２２は、入力したデータμ１が低μであるかどうか識別する（ステップＳ２）。
【００５０】
そして、入力したデータμ１が低μであると識別されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、モード切換プログラムに従って、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、入力したデータμ１が高μであると識別されると（ステップＳ２でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ５に移る。
【００５１】
ステップＳ５において、ＣＰＵ２２は、入力したデータμ２が低μであるかどうか識別する。そして、入力したデータμ２が低μであるとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、入力したデータμ２が高μであるとき（ステップＳ５でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ６に移る。
【００５２】
ステップＳ６において、ＣＰＵ２２は、算出した差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上かどうか識別する。この閾値Ｔ１は差動回転速度ΔＮがこの閾値Ｔ１以上になると、４輪駆動車１が低μ路上でスリップを生じていると判定するための値である。この閾値Ｔ１は、予め試験又は理論的に求めた値であって、ＲＯＭ２３に記憶されている。
【００５３】
そして、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上であるとき（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１より小さいとき（ステップＳ６でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ７に移る。
【００５４】
ステップＳ７において、ＣＰＵ２２は、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであるかどうか判断する。カウント数がゼロでないとき（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ８に移り、カウント数を１減算し（ステップＳ８）、ステップＳ４に移る。すなわち、４輪駆動車１が低μ路から高μ路に移動した場合などには、低μ路を走行した時に加算されていたカウント数記憶部２４ａのカウント数が減算される。そして、カウント数がゼロであると（ステップＳ７でＮＯ）、カウント数をこれ以上減算することができないので、減算を行わずにＣＰＵ２２はステップ９に移動し、ＣＰＵ２２は、駆動モードを２輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ９）。すなわち、ＣＰＵ２２は、以後、２輪駆動傾向モードのマップデータを使って２輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。
【００５５】
また、ステップＳ４において、ＣＰＵ２２は、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであるかどうか判定する。カウント数がゼロでないとき（ステップＳ４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、駆動モードを４輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ１０）。すなわち、ＣＰＵ２２は、以後、４輪駆動傾向モードのマップデータを使って４輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。その結果、路面と前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂとの間のトラクションが高くなり、４輪駆動車１はスリップを生じることなく安定した走行を確保することができる。
【００５６】
また、カウント数がゼロであるとき（ステップＳ４でＮＯ）、ＣＰＵ２２はステップ９に移動し、ＣＰＵ２２は、駆動モードを２輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ９）。すなわち、ＣＰＵ２２は、路面が低μ路から高μ路に変わったとして、以後、２輪駆動傾向モードのマップデータを使って２輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。その結果、路面と前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂとの間のトラクションが低くなり、４輪駆動車１は、低燃費の走行を確保することができる。
【００５７】
次に、上記のように構成した実施形態の特徴を以下に記載する。
（１）本実施形態では、ＣＰＵ２２は、閾値Ｔ１以上かどうかで４輪駆動車１が低μ路上でスリップを生じているかを判定するための値である差動回転速度ΔＮに加えて、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１からのデータμ１とＡＢＳ用ＥＣＵ３２からのデータμ２を入力するようにした。そして、差動回転速度ΔＮ及びデータμ１，μ２を使用し、モード切換プログラムに従って、４輪駆動車１の駆動モードを４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えるようにした。
【００５８】
従って、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮのみの時に比較して、幅広いパラメータに基づいて、４輪駆動車１の駆動モードを４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えることが可能となり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、差動回転速度ΔＮでは、４輪駆動車１がスリップして初めて路面が低μ路であると判断するようになっていたが、その他のパラメータでスリップする前に路面が低μ路であると判断することが可能となる。
【００５９】
（２）本実施形態では、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１やＡＢＳ用ＥＣＵ３２において既に使用されているデータμ１，μ２を再利用するので、データμ１，μ２を求めるための設計変更が容易である。
【００６０】
（３）本実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロでない場合には、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が低μ路を走行していると推定され、４輪駆動傾向モードに切り換えられるようにした。また、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであり、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が高μ路を走行していると推定されると、２輪駆動傾向モードに切り換えられるようにした。
【００６１】
従って、４輪駆動車１は、低摩擦係数の道路を走行する場合には４輪駆動傾向モードに切り替わり、最適な駆動力配分率が得られるようになる。また、高摩擦係数の道路を走行する場合には２輪駆動傾向モードに切り替わり、車両安定性能を損なわない程度に２輪駆動傾向の駆動力配分率が得られるようになり、低燃費の走行が確保されるようになる。
【００６２】
（４）本実施形態では、ＲＡＭ２４にカウント数記憶部２４ａを設け、ＣＰＵ２２によって、データμ１，μ２の少なくとも１つが低μと識別されるか、もしくは、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上であると識別されると、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１が加算されるようにした。そして、カウント数がゼロでない場合には駆動モードを４輪駆動傾向モードとするようにし、カウント数がゼロである場合には２輪駆動傾向モードとするようにした。
【００６３】
従って、複数のデータに基づいて加算されるカウント数記憶部２４ａのカウント数によって駆動モードが切り換えられるようにしたので、駆動量配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、４輪駆動車１が低μ路を走行しているにもかかわらず、一方のデータにおいて、低μ路でないと誤判定されたとしても、他方のデータで正しく判定されていれば、低μ路用の駆動モード、すなわち、４輪駆動傾向モードに切り換えることが可能となる。
【００６４】
（５）本実施形態では、ＣＰＵ２２によって、データμ１，μ２がともに高μと識別されると同時に、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１より小さい場合には、ゼロを下限としてカウント数記憶部２４ａのカウント数を減算するようにした。
【００６５】
従って、４輪駆動車１が低μ路から高μ路に移動すると、カウント数が減算され、カウント数がゼロになることにより、４輪駆動車１の駆動モードを高μ路用の駆動モード、すなわち、２輪駆動傾向モードに切り換えることが可能となる。また、４輪駆動車１が低μ路を走行しているにもかかわらず、一時的に、高μ路を走行していると誤判定されても、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロとなるまでは、低μ路用の駆動モードを維持することが可能であり、駆動量配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００６６】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、ステップＳ１において、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮを算出するようにしたが、ステップＳ１においては差動回転速度ΔＮを算出せず、データμ１，μ２がともに低μでなく、ステップＳ６に移行したときにのみ差動回転速度ΔＮを算出するようにしてもよい。
【００６７】
また、ステップＳ１において算出した差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上の時には、ステップＳ３に移りカウンタを＋１するようにしてもよい。
・上記実施形態においては、ステップＳ１にてカウント数記憶部２４ａのカウント数の第１閾値をゼロとしたが、その他の値でもよい。
【００６８】
・上記実施形態においては、ステップＳ７にてカウント数記憶部２４ａのカウント数が第２閾値としてのゼロである場合には、それ以上カウント数を減算しないようにした。しかし、第２閾値をその他の値としてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロでない場合には、４輪駆動傾向モードとするようにしたが、完全な４輪駆動モードに切り換えるようにしてもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロである場合には、２輪駆動傾向モードとするようにしたが、完全な２輪駆動モードに切り換えるようにしてもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードの２種類の４輪駆動モードを備えた４輪駆動車に具体化したが、３種類以上の４輪駆動モードを備えた４輪駆動車に応用してもよい。この場合、カウント数記憶部２４ａのカウント数に応じて駆動力配分率が小さくなる４輪駆動モードに順次切換えるようにしたり、直ちに２輪駆動モードに切換えるようにしたりしてもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、ＣＰＵ２２は、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１及びＡＢＳ用ＥＣＵ３２から低μ路であるかどうかを識別するためのデータμ１，μ２を入力するようにした。これを、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１もしくはＡＢＳ用ＥＣＵ３２のいずれかから、データμ１もしくはデータμ２が入力されるようにしてもよい。そして、ＣＰＵ２２は、入力されたデータμ１もしくはデータμ２と、差動回転速度ΔＮに基づいて駆動モードを切り換えるようにしてもよい。
【００７３】
・上記実施形態では、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮ及び、データμ１，μ２に基づいて、駆動モードを切り換えるようにしたが、その他のパラメータに基づいて駆動モードを切り換えるようにしても良い。その他のパラメータとしては、スロットル開度センサ３３によって検出されるスロットル開度、車速としてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の４輪駆動車に具体化したが、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式もしくはＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式の４輪駆動車に具体化してもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における４輪駆動車の概略構成図。
【図２】 本実施形態における４輪駆動車の駆動力伝達装置を駆動制御する駆動力伝達制御回路図。
【図３】 本実施形態における走行時におけるモード切換制御のフローチャート。
【符号の説明】
ΔＮ…第１データとしての差動回転速度、μ１，μ２…第２データとしてのデータ、１…４輪駆動車、５ａ，５ｂ…前輪、１１ａ，１１ｂ…後輪、２２…路面摩擦係数推定手段、駆動力配分制御手段及び選択手段としてのＣＰＵ、２３…記憶手段としてのＲＯＭ、２４ａ…カウント数記憶手段としてのカウント数記憶部、３１…電子制御装置としての電気ＰＳ装置用ＥＣＵ、３２…電子制御装置としてのＡＢＳ用ＥＣＵ、３３…スロットル開度センサ、３４ａ…左側前輪車輪速センサ、３４ｂ…右側前輪車輪速センサ、３４ｃ…左側後輪車輪速センサ、３４ｄ…右側後輪車輪速センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は４輪駆動車の駆動力配分制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動車には、４輪駆動と２輪駆動とを適宜切り換えるパートタイム方式、常時４輪を駆動するフルタイム方式の他に、必要に応じて４輪駆動状態と２輪駆動状態との間を遷移するスタンバイ方式がある。
【０００３】
スタンバイ方式では、一般に、トランスミッション及びトランスファを備えたトランスアクスルは、エンジンの駆動力を左右一対のフロントアクスルを介してそれぞれ前輪に伝達するようになっている。又、トランスアクスルは、エンジンの駆動力をプロペラシャフトを介して駆動力伝達装置に伝達する。駆動力伝達装置は、ドライブピニオンシャフトを介してリアディファレンシャルに連結され、そのリアディファレンシャルは左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に連結されている。
【０００４】
駆動力伝達装置は、一般に、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、クラッチ機構に内蔵された電磁コイルを通電制御することにより、各クラッチ板を互いに摩擦係合させ、プロペラシャフトを介して伝達されるエンジンの駆動力を、リアディファレンシャルに伝達する。リアディファレンシャルに伝達された駆動力は左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に伝達される。このクラッチ板の摩擦係合力は、電磁コイルに供給する電流値によって決まり、摩擦係合力が大きいほど、後輪への駆動力の伝達が大きい。つまり、スタンバイ方式では、駆動力伝達装置を制御する駆動力配分制御装置が、電磁クラッチ機構の摩擦係合力を制御して、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪と後輪との間の駆動力配分率を決定する。
【０００５】
この駆動力配分制御装置の制御、即ち、電磁クラッチ機構の摩擦係合力の制御は、予め用意された差動制限トルクマップを使用して行われる。差動制限トルクマップは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るための電磁コイルを通電するためのデューティ比のマップテーブルである。
【０００６】
特に、４輪駆動車が、積雪路やアイスバーン路、ぬかるみ等のような路面摩擦係数μの値が低い道路（低μ路）を走行する状態においては、路面と車輪との間のトラクションを高めるような駆動力配分率、すなわち、４輪駆動もしくはそれに近い状態となる駆動量配分率であることが望ましい。従って、差動制限トルクマップは、４輪駆動車が低μ路を走行している場合には、４輪駆動もしくはそれに近い状態で走行するためのデューディ比が求められるように設定されている。
【０００７】
そして、４輪駆動車が低μ路を走行する場合には、車輪がスリップすることにより、左右一対の前輪の平均回転速度と左右一対の後輪の平均回転速度との差動回転速度が大きくなる傾向がある。従って、４輪駆動車が低μ路を走行しているかどうかは、差動回転速度をセンサで検出し、検出した結果求められたパラメータに基づいて判断される。
【０００８】
そして、駆動力配分制御装置によりパラメータが求められると、差動制限トルクマップから、そのパラメータに対応するデューティ比が求められる。そして、駆動力配分制御装置は、求めたデューティ比でもって駆動力伝達装置の電磁コイルを通電制御し、電磁クラッチ機構の目標の摩擦係合力を実現させる。その結果、低μ路における前輪と後輪との間の最適な駆動力配分率が確保され、車両は安定して走行するようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置においては、４輪駆動車が低μ路を走行してスリップを生じることによって、初めて、スリップが生じない駆動力配分率を確保するようにしている。従って、仮に４輪駆動車が低μ路上を走行していたとしても、車輪がスリップする前に低μ路であるかどうかを判定することは不可能となっていた。
【００１１】
以上のように、４輪駆動車が低μ路を走行する時には、低μ路であるかどうかの判断に遅れが生じ、前輪と後輪との間の駆動力配分率が適切でない場合があった。そして、不適切な駆動力配分により、４輪駆動車としての性能が十分に発揮されていなかった。
【００１２】
本発明の目的は、精度の高い駆動力配分を行うことが可能な４輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、前後輪の差動回転速度に基づいて走行中の路面の路面摩擦係数に関する第１データを推定する路面摩擦係数推定手段と、常時駆動力が伝達される前輪側と後輪側との駆動力配分率を可変制御する駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、電気パワーステアリング装置にて路面反力に基づいて得た前記路面摩擦係数に関する第２データを取得する取得手段を備え、前記駆動力配分制御手段は、前記路面摩擦係数推定手段において推定された前記第１データ及び前記取得手段により取得された前記路面摩擦係数に関する第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを示す場合には低μ路と判定し、それ以外の場合には高μ路と判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて低μ路と判断した場合には２輪駆動傾向モードを選択し、高μ路と判断した場合には４輪駆動傾向モードを選択する選択手段とを備え、前記選択手段で選択された駆動モードに基づいて前記駆動力配分率を可変制御するとともに、前記判定手段の判定結果が低μ路から高μ路に切り替わった後、所定時間が経過するまでの間は、前記４輪駆動傾向モードの選択を維持することを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記駆動力配分制御手段は、前記２輪駆動傾向モードと前記４輪駆動傾向モードのそれぞれに関して、走行状態に対応した駆動力配分率のマップデータを記憶する記憶手段を備え、前記選択手段により選択された前記駆動モードに基づいて、前記記憶手段の前記マップデータを選択し、選択した前記マップデータに基づいて前記駆動力配分率を可変制御することを要旨とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、カウント数記憶手段を備え、前記選択手段は、前記第１データおよび前記第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段のカウント数を加算し、前記駆動力配分制御手段は、前記カウント数記憶手段の前記カウント数が所定の第１閾値を越えている場合に、前記記憶手段から前記４輪駆動傾向モードを選択し、前記カウント数が前記所定の第１閾値以下の場合に、前記記憶手段から前記２輪駆動傾向モードを選択することを要旨とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記選択手段は、前記第１データおよび前記第２データから前記走行中の路面が高摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段の前記カウント数を所定の第２閾値を下限として減算することを要旨とする。
【００１８】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、駆動力配分制御手段は、車輪速等によって推定される路面摩擦係数に関する第１データに加えて、電気パワーステアリング装置にて路面反力に基づいて推定された路面摩擦係数に関する第２データを取得し、各データのうちの少なくともいずれかが、走行中の路面が低摩擦係数を有していることを示す場合には、４輪駆動傾向モードを選択して駆動力配分率を可変制御するようにし、さらに路面摩擦係数の判定結果が低μ路から高μ路に切り替わった後、所定時間が経過するまでの間は、４輪駆動傾向モードの選択を維持するようにした。
【００１９】
従って、駆動力配分制御手段は、第１データのみで制御する時に比較して、幅広いパラメータに基づいて駆動力配分率を制御することが可能となり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００２１】
しかも、電気パワーステアリング装置において既に使用されているデータを再利用して第２データとすることができるので、第２データを取得するための設計変更が容易である。
【００２２】
また、請求項１に記載の発明では、駆動力配分制御手段は、選択手段により、第１データと第２データとに基づいて、４輪駆動車の駆動モードを４輪駆動傾向モードもしくは２輪駆動傾向モードのいずれかとなるように選択するようにした。
【００２３】
従って、４輪駆動傾向モード選択されることにより、４輪駆動車は、低摩擦係数の道路を走行する場合に最適な駆動力配分率が得られるようになる。また、２輪駆動傾向モードが選択されることにより、４輪駆動車は、車両安定性能を損なわない程度に２輪駆動傾向の駆動力配分率が得られ、低燃費の走行が確保されるようになる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、カウント数記憶手段を設け、第１データ及び第２データの少なくともいずれかが走行中の路面の路面摩擦係数が低摩擦係数を有していることを表している場合にはカウント数を加算するようにした。そして、カウント数が所定の第１閾値を越えている場合には駆動モードを４輪駆動傾向モードとし、第１閾値以下の場合には、駆動モードを２輪駆動傾向モードとするようにした。
【００２５】
従って、複数のデータに基づいてカウント数が加算され、そのカウント数に基づいて駆動モードが切り換えられるようにしたので、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、４輪駆動車が低摩擦係数の路面を走行しているにもかかわらず、一方のデータにおいて、低摩擦係数でないと誤判定されたとしても、他方のデータで正しく判定されていれば、低摩擦係数の路面用の駆動モードに切り換えることが可能となる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、第１データ及び第２データが、走行中の路面が高摩擦係数を有していると表している場合には、第２閾値を下限としてカウント数を減算するようにした。
【００２７】
従って、４輪駆動車が低摩擦係数を有する路面から高摩擦係数を有する路面に移動して、カウント数が減算されて第１閾値以下となることにより、４輪駆動車の駆動モードを高摩擦係数の路面用の駆動モードに切り換えることが可能となる。また、４輪駆動車が低摩擦係数を有する路面を走行しているにもかかわらず、一時的に、路面が高摩擦係数を有していると誤判定されても、カウント数が第１閾値以下となるまでは、低摩擦係数の路面用の駆動モードを維持することが可能であり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前輪駆動ベースの４輪駆動車に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態における４輪駆動車の概略構成図を示す。図１において、４輪駆動車１は、内燃機関であるエンジン２及びトランスアクスル３を備えている。トランスアクスル３は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及びトランスファ３ｃ等を有している。前記フロントディファレンシャル３ｂは左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂと連結され、その一対のフロントアクスル４ａ，４ｂにはそれぞれ左側及び右側前輪５ａ，５ｂがそれぞれ連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及び左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂを介して左側及び右側前輪５ａ，５ｂにそれぞれトルク伝達される。
【００３０】
又、前記トランスファ３ｃはプロペラシャフト６に連結され、そのプロペラシャフト６は駆動力伝達装置７に駆動連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、トランスファ３ｃ及びプロペラシャフト６を介して駆動力伝達装置７に伝達される。駆動力伝達装置７はドライブピニオンシャフト８を介してリアディファレンシャル９に連結され、そのリアディファレンシャル９は左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂに連結されている。そして、左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂには、それぞれ左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂが連結されている。
【００３１】
駆動力伝達装置７は、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、同電磁クラッチ機構には電磁コイル７ａ（図２参照）と互いに接離可能な複数のクラッチ板を有している。そして、電磁コイル７ａに後記する駆動力配分用電子制御装置（ＥＣＵ）２１からの制御信号（指令値）に基づいて給電される電流値に応じて各クラッチ板は互いに摩擦係合し、ドライブピニオンシャフト８にプロペラシャフト６の駆動力がトルク伝達される。
【００３２】
詳述すると、プロペラシャフト６（エンジン２）からドライブピニオンシャフト８（左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂ）に伝達される駆動力は、クラッチ板の摩擦係合力によって決まり、摩擦係合力が大きいほど大きい。そして、その摩擦係合力は電磁コイルに供給する電流値によって決まる。つまり、駆動力伝達装置７は、摩擦係合力を制御することによって、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪５ａ，５ｂと後輪１１ａ，１１ｂとの間の駆動力配分率を制御する。
【００３３】
次に、駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の電気的構成について説明する。
図２に示すように、駆動力伝達制御回路は、駆動力配分用電子制御装置（駆動力配分用ＥＣＵという）２１を備えている。駆動力配分用ＥＣＵ２１は、路面摩擦係数推定手段、駆動力配分制御手段及び選択手段としてのＣＰＵ２２、記憶手段としてのＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４及び入出力回路２５を備えている。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３に記憶された各種プログラムにしたがって駆動力伝達装置７を駆動制御、すなわち、電磁コイル７ａを通電制御するための各種演算処理を実行する。ＲＯＭ２３は、駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａを通電制御するための各種プログラム、各種のデータ及び各種のマップデータを格納している。ＲＡＭ２４は、前記ＣＰＵ２２の演算処理結果を一時記憶したり、各種データを記憶したりする。
【００３４】
前記ＲＯＭ２３に格納される各種プログラムには、基本制御プログラム、モード切換プログラム等がある。基本制御プログラムは、４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードの２種類のモードにおいて、その時の走行状態に対する前記電磁コイル７ａに供給する電流値を算出し、その算出した電流値で電磁コイル７ａを入出力回路２５を介して通電制御するプログラムである。
【００３５】
また、モード切換プログラムは、一定時間毎に４輪駆動車１が走行する路面の路面摩擦係数μの推定値を取得し、取得した推定値に基づいて走行中の路面が低μ路であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて前記２種類の４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えるプログラムである。
【００３６】
ＲＯＭ２３に格納される各種マップデータは、前記２種類のモードのうち、２輪駆動傾向モードと４輪駆動傾向モードのためのマップデータが格納されている。両マップデータは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るために電磁コイル７ａを通電するためのデューティ比のマップデータである。
【００３７】
走行状態は、本実施形態では、図１に示す左右一対の前輪５ａ，５ｂの平均回転速度と左右一対の後輪１１ａ，１１ｂの平均回転速度の差動回転速度、スロットルバルブのスロットル開度、及び、速度をパラメータとした走行状態である。
【００３８】
４輪駆動傾向モードのマップデータと２輪駆動傾向モードのマップデータとの相違は、各走行状態において、４輪駆動傾向モードが２輪駆動傾向モードより摩擦係合力が大きくなるように各マップデータが形成されている。従って、駆動力伝達装置７が４輪駆動傾向モードで制御されている場合と２輪駆動傾向モードで制御されている場合とでは、トランスアクスル３のトランスファ３ｃにかかる負荷は、駆動力配分率が小さくなる分だけ２輪駆動傾向モードほうが小さくなる。
【００３９】
なお、ＲＡＭ２４には、カウント数記憶部２４ａが設けられている。このカウント数記憶部２４ａは、ＣＰＵ２２が前記モード切換プログラムに従って、低μ路であると判定すると、カウント数記憶部２４ａのカウント数が「１」ずつ加算され、低μ路でないと判定すると第１閾値及び第２閾値としての最低値ゼロまで減算されるようになっている。そして、本実施形態では、カウント数がゼロでない場合には、ＣＰＵ２２は前記モード切換プログラムに従って４輪駆動傾向モードに切り換え、カウント数がゼロの場合には２輪駆動傾向モードに切り換えるようになっている。
【００４０】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して電気パワーステアリング装置（電気ＰＳ装置という）用ＥＣＵ３１と接続され、この電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１において演算された路面摩擦係数μの第２データとしてのデータμ１を入力する。このデータμ１は、路面摩擦係数μが高摩擦係数（高μ）であるか低摩擦係数（低μ）であるかを表している。
【００４１】
なお、本出願人は、既に、電気パワーステアリング装置において、パワーステアリングモータに流れる駆動電流とステアリングホイールの操舵トルクに基づいて路面反力を推定し、路面摩擦係数μを演算する電気パワーステアリング装置の制御装置を提案している（特願２０００−２９９９５３号）。そして、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１は、この制御装置と同様にして、路面摩擦係数μを演算し、演算した路面摩擦係数μが所定の閾値を越えている場合にはデータμ１を高μ、所定の閾値以下の場合にはデータμ１を低μとする。なお、この閾値は、路面摩擦係数μがこの閾値以下の場合、すなわち低μの場合には、４輪駆動車１がスリップしやすい状態となるような値である。そして、この閾値は、予め試験又は理論的に求めた値であって、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１に設けられている図示しないＲＯＭに記憶されている。
【００４２】
また、ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介してアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳという）用ＥＣＵ３２と接続され、このＡＢＳ用ＥＣＵ３２において演算された路面摩擦係数μの第２データとしてのデータμ２を入力する。このデータμ２は、前記データμ１と同様に、路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを表している。
【００４３】
なお、既に、ＡＢＳにおいて、車輪に加わるブレーキトルクと、車輪速度センサの出力信号に基づき演算される推定車体減速度とから路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを推定する路面摩擦係数推定装置が提案されている（特開平１１−１５７４３３号公報）。そして、ＡＢＳ用ＥＣＵ３２は、この従来技術と同様にして、路面摩擦係数μが高μであるか低μであるかを推定し、データμ２を求める。
【００４４】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介してスロットル開度センサ３３と接続され、同開度センサ３３からスロットル開度信号を入力する。スロットル開度センサ３３は、スロットルバルブに設けられ同バルブの開度を検出する。ＣＰＵ２２は、スロットル開度センサ３３からの検出信号に基づいてその時々のスロットルバルブの開度（スロットル開度）を算出する。
【００４５】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪の回転を検出する車輪速センサ３４ａ〜３４ｄと接続されている。ＣＰＵ２２は車輪速センサ３４ａ〜３４ｄからの検出信号を入力し、各検出信号に基づいてその時々の各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲを算出する。又、ＣＰＵ２２は、左右前輪５ａ，５ｂの両車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲから前輪平均車輪速ＶＦＮ（＝（ＶＦＬ＋ＶＦＲ）／２）を求めるとともに、左右後輪１１ａ，１１ｂの両車輪速ＶＲＬ，ＶＲＲから後輪平均車輪速ＶＲＮ（＝（ＶＲＬ＋ＶＲＲ）／２）を算出する。さらに、ＣＰＵ２２は、前輪平均車輪速ＶＦＮと後輪平均車輪速ＶＲＮとから第１データとしての差動回転速度ΔＮ（＝｜ＶＦＮ−ＶＲＮ｜）を算出するようになっている。
【００４６】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａに電流を給電する駆動回路３５に接続されている。ＣＰＵ２２は、駆動回路３５に同ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電するためのデューティ比制御信号を出力する。駆動回路３５は、デューティ比制御信号に基づいて駆動し、ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電する。
【００４７】
つまり、ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モード又は２輪駆動傾向モードのための前記マップデータを使って前記算出したスロットル開度、差動回転速度ΔＮ及び車速に対する電磁コイル７ａに給電する目標電流値をデューティ比として求める。そして、ＣＰＵ２２は、その求めたデューティ比に対するデューティ比制御信号を入出力回路２５を介して駆動回路３５に出力する。
【００４８】
次に、上記のように構成した駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の作用を説明する。
ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モード又は２輪駆動傾向モードで駆動力伝達装置７を制御している時、予め定めた周期で図３に示すフローチャートに従ったモード切換制御のための処理動作を実行する。
【００４９】
図３において、ＣＰＵ２２は、前記モード切換プログラムに従って、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１及びＡＢＳ用ＥＣＵ３２からのデータμ１，μ２を入力する。また、ＣＰＵ２２は、車輪速センサ３４ａ〜３４ｄからの検出信号を入力し、差動回転速度ΔＮを算出する（ステップＳ１）。続いて、ＣＰＵ２２は、入力したデータμ１が低μであるかどうか識別する（ステップＳ２）。
【００５０】
そして、入力したデータμ１が低μであると識別されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、モード切換プログラムに従って、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、入力したデータμ１が高μであると識別されると（ステップＳ２でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ５に移る。
【００５１】
ステップＳ５において、ＣＰＵ２２は、入力したデータμ２が低μであるかどうか識別する。そして、入力したデータμ２が低μであるとき（ステップＳ５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、入力したデータμ２が高μであるとき（ステップＳ５でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ６に移る。
【００５２】
ステップＳ６において、ＣＰＵ２２は、算出した差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上かどうか識別する。この閾値Ｔ１は差動回転速度ΔＮがこの閾値Ｔ１以上になると、４輪駆動車１が低μ路上でスリップを生じていると判定するための値である。この閾値Ｔ１は、予め試験又は理論的に求めた値であって、ＲＯＭ２３に記憶されている。
【００５３】
そして、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上であるとき（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３に移り、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１を加算し（ステップＳ３）、ステップＳ４に移る。一方、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１より小さいとき（ステップＳ６でＮＯ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ７に移る。
【００５４】
ステップＳ７において、ＣＰＵ２２は、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであるかどうか判断する。カウント数がゼロでないとき（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、ステップＳ８に移り、カウント数を１減算し（ステップＳ８）、ステップＳ４に移る。すなわち、４輪駆動車１が低μ路から高μ路に移動した場合などには、低μ路を走行した時に加算されていたカウント数記憶部２４ａのカウント数が減算される。そして、カウント数がゼロであると（ステップＳ７でＮＯ）、カウント数をこれ以上減算することができないので、減算を行わずにＣＰＵ２２はステップ９に移動し、ＣＰＵ２２は、駆動モードを２輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ９）。すなわち、ＣＰＵ２２は、以後、２輪駆動傾向モードのマップデータを使って２輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。
【００５５】
また、ステップＳ４において、ＣＰＵ２２は、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであるかどうか判定する。カウント数がゼロでないとき（ステップＳ４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、駆動モードを４輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ１０）。すなわち、ＣＰＵ２２は、以後、４輪駆動傾向モードのマップデータを使って４輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。その結果、路面と前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂとの間のトラクションが高くなり、４輪駆動車１はスリップを生じることなく安定した走行を確保することができる。
【００５６】
また、カウント数がゼロであるとき（ステップＳ４でＮＯ）、ＣＰＵ２２はステップ９に移動し、ＣＰＵ２２は、駆動モードを２輪駆動傾向モードに設定する（ステップＳ９）。すなわち、ＣＰＵ２２は、路面が低μ路から高μ路に変わったとして、以後、２輪駆動傾向モードのマップデータを使って２輪駆動傾向モードに基づく動力配分率制御することになる。その結果、路面と前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂとの間のトラクションが低くなり、４輪駆動車１は、低燃費の走行を確保することができる。
【００５７】
次に、上記のように構成した実施形態の特徴を以下に記載する。
（１）本実施形態では、ＣＰＵ２２は、閾値Ｔ１以上かどうかで４輪駆動車１が低μ路上でスリップを生じているかを判定するための値である差動回転速度ΔＮに加えて、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１からのデータμ１とＡＢＳ用ＥＣＵ３２からのデータμ２を入力するようにした。そして、差動回転速度ΔＮ及びデータμ１，μ２を使用し、モード切換プログラムに従って、４輪駆動車１の駆動モードを４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えるようにした。
【００５８】
従って、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮのみの時に比較して、幅広いパラメータに基づいて、４輪駆動車１の駆動モードを４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードとを切り換えることが可能となり、駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、差動回転速度ΔＮでは、４輪駆動車１がスリップして初めて路面が低μ路であると判断するようになっていたが、その他のパラメータでスリップする前に路面が低μ路であると判断することが可能となる。
【００５９】
（２）本実施形態では、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１やＡＢＳ用ＥＣＵ３２において既に使用されているデータμ１，μ２を再利用するので、データμ１，μ２を求めるための設計変更が容易である。
【００６０】
（３）本実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロでない場合には、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が低μ路を走行していると推定され、４輪駆動傾向モードに切り換えられるようにした。また、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロであり、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が高μ路を走行していると推定されると、２輪駆動傾向モードに切り換えられるようにした。
【００６１】
従って、４輪駆動車１は、低摩擦係数の道路を走行する場合には４輪駆動傾向モードに切り替わり、最適な駆動力配分率が得られるようになる。また、高摩擦係数の道路を走行する場合には２輪駆動傾向モードに切り替わり、車両安定性能を損なわない程度に２輪駆動傾向の駆動力配分率が得られるようになり、低燃費の走行が確保されるようになる。
【００６２】
（４）本実施形態では、ＲＡＭ２４にカウント数記憶部２４ａを設け、ＣＰＵ２２によって、データμ１，μ２の少なくとも１つが低μと識別されるか、もしくは、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上であると識別されると、カウント数記憶部２４ａのカウント数に１が加算されるようにした。そして、カウント数がゼロでない場合には駆動モードを４輪駆動傾向モードとするようにし、カウント数がゼロである場合には２輪駆動傾向モードとするようにした。
【００６３】
従って、複数のデータに基づいて加算されるカウント数記憶部２４ａのカウント数によって駆動モードが切り換えられるようにしたので、駆動量配分率の可変制御の精度を向上させることができる。その結果、４輪駆動車１が低μ路を走行しているにもかかわらず、一方のデータにおいて、低μ路でないと誤判定されたとしても、他方のデータで正しく判定されていれば、低μ路用の駆動モード、すなわち、４輪駆動傾向モードに切り換えることが可能となる。
【００６４】
（５）本実施形態では、ＣＰＵ２２によって、データμ１，μ２がともに高μと識別されると同時に、差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１より小さい場合には、ゼロを下限としてカウント数記憶部２４ａのカウント数を減算するようにした。
【００６５】
従って、４輪駆動車１が低μ路から高μ路に移動すると、カウント数が減算され、カウント数がゼロになることにより、４輪駆動車１の駆動モードを高μ路用の駆動モード、すなわち、２輪駆動傾向モードに切り換えることが可能となる。また、４輪駆動車１が低μ路を走行しているにもかかわらず、一時的に、高μ路を走行していると誤判定されても、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロとなるまでは、低μ路用の駆動モードを維持することが可能であり、駆動量配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【００６６】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、ステップＳ１において、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮを算出するようにしたが、ステップＳ１においては差動回転速度ΔＮを算出せず、データμ１，μ２がともに低μでなく、ステップＳ６に移行したときにのみ差動回転速度ΔＮを算出するようにしてもよい。
【００６７】
また、ステップＳ１において算出した差動回転速度ΔＮが閾値Ｔ１以上の時には、ステップＳ３に移りカウンタを＋１するようにしてもよい。
・上記実施形態においては、ステップＳ１にてカウント数記憶部２４ａのカウント数の第１閾値をゼロとしたが、その他の値でもよい。
【００６８】
・上記実施形態においては、ステップＳ７にてカウント数記憶部２４ａのカウント数が第２閾値としてのゼロである場合には、それ以上カウント数を減算しないようにした。しかし、第２閾値をその他の値としてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロでない場合には、４輪駆動傾向モードとするようにしたが、完全な４輪駆動モードに切り換えるようにしてもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、カウント数記憶部２４ａのカウント数がゼロである場合には、２輪駆動傾向モードとするようにしたが、完全な２輪駆動モードに切り換えるようにしてもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、４輪駆動傾向モードと２輪駆動傾向モードの２種類の４輪駆動モードを備えた４輪駆動車に具体化したが、３種類以上の４輪駆動モードを備えた４輪駆動車に応用してもよい。この場合、カウント数記憶部２４ａのカウント数に応じて駆動力配分率が小さくなる４輪駆動モードに順次切換えるようにしたり、直ちに２輪駆動モードに切換えるようにしたりしてもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、ＣＰＵ２２は、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１及びＡＢＳ用ＥＣＵ３２から低μ路であるかどうかを識別するためのデータμ１，μ２を入力するようにした。これを、電気ＰＳ装置用ＥＣＵ３１もしくはＡＢＳ用ＥＣＵ３２のいずれかから、データμ１もしくはデータμ２が入力されるようにしてもよい。そして、ＣＰＵ２２は、入力されたデータμ１もしくはデータμ２と、差動回転速度ΔＮに基づいて駆動モードを切り換えるようにしてもよい。
【００７３】
・上記実施形態では、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮ及び、データμ１，μ２に基づいて、駆動モードを切り換えるようにしたが、その他のパラメータに基づいて駆動モードを切り換えるようにしても良い。その他のパラメータとしては、スロットル開度センサ３３によって検出されるスロットル開度、車速としてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の４輪駆動車に具体化したが、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式もしくはＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式の４輪駆動車に具体化してもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動力配分率の可変制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における４輪駆動車の概略構成図。
【図２】 本実施形態における４輪駆動車の駆動力伝達装置を駆動制御する駆動力伝達制御回路図。
【図３】 本実施形態における走行時におけるモード切換制御のフローチャート。
【符号の説明】
ΔＮ…第１データとしての差動回転速度、μ１，μ２…第２データとしてのデータ、１…４輪駆動車、５ａ，５ｂ…前輪、１１ａ，１１ｂ…後輪、２２…路面摩擦係数推定手段、駆動力配分制御手段及び選択手段としてのＣＰＵ、２３…記憶手段としてのＲＯＭ、２４ａ…カウント数記憶手段としてのカウント数記憶部、３１…電子制御装置としての電気ＰＳ装置用ＥＣＵ、３２…電子制御装置としてのＡＢＳ用ＥＣＵ、３３…スロットル開度センサ、３４ａ…左側前輪車輪速センサ、３４ｂ…右側前輪車輪速センサ、３４ｃ…左側後輪車輪速センサ、３４ｄ…右側後輪車輪速センサ。
Claims (4)
- 前後輪の差動回転速度に基づいて走行中の路面の路面摩擦係数に関する第１データを推定する路面摩擦係数推定手段と、常時駆動力が伝達される前輪側と後輪側との駆動力配分率を可変制御する駆動力配分制御手段とを備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、電気パワーステアリング装置にて路面反力に基づいて得た前記路面摩擦係数に関する第２データを取得する取得手段を備え、
前記駆動力配分制御手段は、前記路面摩擦係数推定手段において推定された前記第１データ及び前記取得手段により取得された前記路面摩擦係数に関する第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを示す場合には低μ路と判定し、それ以外の場合には高μ路と判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて低μ路と判断した場合には２輪駆動傾向モードを選択し、高μ路と判断した場合には４輪駆動傾向モードを選択する選択手段とを備え、前記選択手段で選択された駆動モードに基づいて前記駆動力配分率を可変制御するとともに、前記判定手段の判定結果が低μ路から高μ路に切り替わった後、所定時間が経過するまでの間は、前記４輪駆動傾向モードの選択を維持することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。 - 請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記駆動力配分制御手段は、
前記２輪駆動傾向モードと前記４輪駆動傾向モードのそれぞれに関して、走行状態に対応した駆動力配分率のマップデータを記憶する記憶手段を備え、
前記選択手段により選択された前記駆動モードに基づいて、前記記憶手段の前記マップデータを選択し、選択した前記マップデータに基づいて前記駆動力配分率を可変制御することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。 - 請求項１又は２に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、カウント数記憶手段を備え、
前記選択手段は、前記第１データ及び前記第２データの少なくともいずれかが前記走行中の路面が低摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段のカウント数を加算し、
前記駆動力配分制御手段は、前記カウント数記憶手段の前記カウント数が所定の第１閾値を越えている場合に、前記記憶手段から前記４輪駆動傾向モードを選択し、前記カウント数が前記所定の第１閾値以下の場合に、前記記憶手段から前記２輪駆動傾向モードを選択することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。 - 請求項３に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記選択手段は、前記第１データ及び前記第２データが前記走行中の路面が高摩擦係数を有していることを表している場合には前記カウント数記憶手段の前記カウント数を所定の第２閾値を下限として減算することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
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