JP4033044B2

JP4033044B2 - 駆動力配分制御装置

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Publication number: JP4033044B2
Application number: JP2003153695A
Authority: JP
Inventors: 剛村上
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004352129A

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し、特に、エンジン、モータの発生する駆動力を前輪又は後輪に直接的に伝達するとともに、駆動力をトルク分配用クラッチを介して他方の輪に伝達し、車両の走行状態に対応してトルク分配用クラッチの係合力を制御して、前輪及び後輪に駆動力を分配する駆動力配分制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、４輪駆動車は、常時４輪を駆動する常時４輪駆動方式と、常には前輪、又は、後輪の一方（主動輪）を駆動し、スリップが発生した場合にのみ他方の輪（従動輪）に伝達して４輪駆動とする非−常時４輪駆動方式とがある。一般的に、常時４輪駆動方式は、悪路、超高速走行等の重負荷での使用を想定しているのに対して、非−常時４輪駆動方式は、冬場の雪道等でのスリップを抑える等の軽負荷での一時的な４輪駆動、通常時には２輪駆動を想定している。
【０００３】
係る非−常時４輪駆動方式として、前輪駆動車を基本として、スリップが発生した際に後輪側へも駆動力を伝達できるように、トルク分配用クラッチ、後輪用デフェンシャル、後輪ドライブシャフト等を付加している。または、後輪駆動車を基本として、前輪側へも駆動力を伝達できるように、トルク分配用クラッチ、前輪用デフェンシャル、前輪ドライブシャフト等を付加している。例えば、前輪駆動車を基本とする場合には、前輪と後輪の回転差に基づいて前輪でのスリップを検出し、スリップが発生した際に、トルク分配用クラッチの係合力を可変制御して後輪側へトルク分配を開始することで、スリップを抑えるようにしている。上記トルク分配用クラッチを用いる駆動力配分制御装置として、特許文献１に開示がなされている。
【０００４】
上述したように駆動力配分制御装置は、前輪と後輪の回転差に基づいて、前輪と後輪とのトルク分配を変えている。一方、エンジン制御装置は、駆動力配分制御装置と別個に前輪と後輪の回転差に基づいてスリップを検出し、スリップが大きくなると、エンジン出力を低下させる制御を行っている。係るエンジン制御に関しては、特許文献２に開示がある。更に、駆動力配分制御装置及びエンジン制御装置と別個に、スリップしている側の車輪にブレーキを掛けスリップを低減させるブレーキ制御に関して、特許文献３に開示がある。
【０００５】
なお、上述した非−常時４輪駆動方式の４輪駆動車では、エンジンの最大出力が発生する際に、４輪駆動になっていることを前提としないので、従動輪側のデフェンシャル、シャフトに加えるトルクを制限することで、軽量化及びこれによる低燃費を実現している。即ち、上述したトルク分配用クラッチの係合力を可変制御する方式では、従動輪へ加え得る上限トルク値を予め設定しておき、上限トルク値の範囲内で従動輪へトルクを加えることで、軽量化してある従動輪側のデフェンシャル、シャフトで障害が発生しないようにしている。
【特許文献１】
実開平６−１６７３１号公報
【特許文献２】
特開平７−１４９１６９号公報
【特許文献３】
特開平９−２２６４０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、駆動力配分制御装置での前後輪回転差検出に基づく従動輪へのトルク分配によるスリップの防止と、エンジン制御装置による前後輪回転差検出に基づくエンジン出力低減によるスリップの防止とは、別々に行われていた。このため、従動輪へのトルク配分を高めることでスリップを低減させ得る状態においても、エンジン制御装置が前後輪回転差検出に基づきエンジン出力を低減させる場合もあった。例えば、雪の登坂路において、運転者がスロットルペダルを踏み込み、前輪でスリップが発生すると、後輪へのトルク分配を高めることで走行を安定させ得る状態においてもエンジン制御が働き、運転者の意志に反してエンジン出力が下がる等の現象が発生していた。
【０００７】
上記現象を防ぐため、エンジン制御装置によるエンジン出力低減によるスリップの防止を、駆動力配分制御装置でのトルク分配によるスリップの防止よりも遅く働かせる方法も考え得る。具体的には、エンジン制御装置によるエンジン出力の低減を開始する前後輪回転差を、駆動力配分制御装置でのトルク分配を行う前後輪回転差よりも大きくする。しかしながら、この方法では、スリップが大きくなってからエンジン出力を低減し始めることになり、制御の遅れは否めなかった。特に、上述したように従動輪へ加え得るトルク値が制限されている場合に、駆動力配分制御装置により上限のトルク値が従動輪へ既に加えられている状態で、更に、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合には、従動輪へのトルク配分は増やせないため主動輪へのトルクのみを増加させることになり、主動輪側でのスリップが予測可能であるのにかかわらず、主動輪へのトルクのみを実際に増大させ、スリップ量が更に増えてからエンジントルクを抑える制御を開始することになる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従動輪へ上限までトルクを印加し、走行性能を制御遅れなく高め得る駆動力配分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および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジン又はモータの発生する駆動力を前輪又は後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して他方の輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を前記他方の輪へ加え得る予め設定された上限値までの範囲で制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記トルク分配用クラッチの係合力を前記上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置へのエンジントルクを下げる要求信号、又は、駆動力が直接的に伝達されている前輪又は後輪側でのブレーキ動作を要求するブレーキ制御装置への要求信号であるスリップ抑制用の要求信号を送信することを技術的特徴とする。
【００１０】
請求項１の駆動力配分制御装置では、スリップが発生した際に、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めるまでは、スリップ抑制用の要求信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合に、スリップ抑制用の要求信号を送信する。これにより、軽量化してある従動輪側のデフェンシャル、シャフトでの障害が発生しない上限までトルクを加えながらトランクション性能を制御遅れなく確保することが可能になる。
【００１１】
請求項２の発明は、エンジン又はモータの発生する駆動力を前輪又は後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して他方の輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を前記他方の輪へ加え得る予め設定された上限値までの範囲で制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記トルク分配用クラッチの係合力を前記上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差の増加速度が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置へのエンジントルクを下げる要求信号、又は、駆動力が直接的に伝達されている前輪又は後輪側でのブレーキ動作を要求するブレーキ制御装置への要求信号であるスリップ抑制用の要求信号を送信することを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項２の駆動力配分制御装置では、スリップが発生した際に、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めるまでは、スリップ抑制用の要求信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差の増加速度が所定の値を越えた場合に、スリップ抑制用の要求信号を送信する。これにより、軽量化してある従動輪側のデフェンシャル、シャフトでの障害が発生しない上限までトルクを加えトランクション性能を制御遅れなく確保することが可能になる。
【００１３】
請求項１、２では、スリップが発生した際に、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めるまでは、エンジン制御装置へエンジントルクを低減させる要求信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合、又は、前輪と後輪との回転差の増加速度が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置へエンジントルクを下げる要求信号を送信する。これにより、軽量化してある従動輪側のデフェンシャル、シャフトでの障害が発生しない上限までトルクを加えトランクション性能を確保しつつ、エンジンの出力増大に伴うスリップの増加を実際に発生させる前に防止することが可能になる。
【００１４】
請求項１、２では、スリップが発生した際に、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めるまでは、ブレーキ制御装置へのブレーキ動作を要求する信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、トルク分配用クラッチの係合力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合、又は、前輪と後輪との回転差の増加速度が所定の値を越えた場合に、ブレーキ制御装置へのブレーキ動作を要求する要求信号を送信する。これにより、軽量化してある従動輪側のデフェンシャル、シャフトでの障害が発生しない上限までトルクを加えトランクション性能を確保しつつ、エンジンの出力増大に伴うスリップの増加を実際に発生させる前に防止することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態に係る駆動力配分装置の実施形態について図を参照して説明する。第１実施形態では、駆動力配分装置２０およびその制御用の駆動力分配制御装置３０を四輪駆動車両に搭載した例を挙げて説明する。
【００１８】
図１に示すように、車両Ｖは、エンジンＥＧを車両の前方に搭載し前輪ＦＲ,ＦＬを駆動する、いわゆるＦＦ車を基本とするものである。車両Ｖの駆動時には、エンジンＥＧから発生する駆動力が、トランスミッションＴＭを介して前輪ＦＲ,ＦＬを駆動するために、フロントディファレンシャルＦＤによりフロントドライブシャフトＦＤＳに伝えられ、また、トランスミッションＴＭとトランスファーＴＦを介して第２プロペラシャフトＰＳb に伝達された駆動力は、後輪ＲＲ,ＲＬを駆動するために、駆動力配分装置２０およびリアディファレンシャルＲＤを介してリアドライブシャフトＲＤＳに伝えられる。
【００１９】
ここで駆動力配分装置２０は、後述するような構成を採ることにより、第２プロペラシャフトＰＳb から入力された駆動力を任意の比率でリアディファレンシャルＲＤに出力する機能を有するものである。
【００２０】
なお、図１に示すように、前輪ＦＲ,ＦＬおよび後輪ＲＲ,ＲＬには、それぞれに車輪の回転速度を検出し得る車輪速センサＷＳa,ＷＳb,ＷＳc,ＷＳd が設けられており、またエンジンＥＧの吸気経路の途中に設けられるスロットルバルブ（図略）にはその開度を検出し得るスロットル開度センサＳＶが設けられている。そして、これらの各センサから出力される車輪速度信号（ＷＳa-d)やスロットル開度信号（ＳＶ）は、センサ情報として駆動力配分制御装置３０、及び、エンジンＥＧを制御するエンジン制御装置４０に入力される。
【００２１】
一方、車輪速センサＷＳa,ＷＳb,ＷＳc,ＷＳd からの車輪速度信号（ＷＳa-d)は、車両スタビリティ制御装置５０にも入力される。車両スタビリティ制御装置５０は、車輪速度信号（ＷＳa-d)と図示しないＧセンサ、ヨーレートセンサからの信号とに基づき、前輪ＦＲのブレーキＢＫa、前輪ＦＬのブレーキＢＫｂ、後輪ＲＲのブレーキＢＫｃ、後輪ＲＬのブレーキＢＫｃを個々に動作させ、車両の旋回方向の安定性を確保する。
【００２２】
ここで、駆動力配分装置２０の構成を図２に基づいて説明する。なお図２(A) は、本実施形態に係る駆動力配分装置２０の構成を示す部分断面図で、駆動力配分装置２０は回転軸線Ｌに対して略対称の構成を採るため、同図おいては駆動力配分装置２０の略半分の部位を示し、他の略半分の部位は省略してある。
【００２３】
図２(A) に示すように、駆動力配分装置２０は、主に、アウタケース２０ａ、インナシャフト２０ｂ、メインクラッチ機構２０ｃ、パイロットクラッチ機構２０ｄ、カム機構２０ｅ等を備えている。
【００２４】
アウタケース２０ａは、有底筒状のハウジング２１ａと、ハウジング２１ａの後端開口部に嵌合螺着されて同開口部を覆蓋するリヤカバー２１ｂとにより形成されている。なお、アウタケース２０ａを構成するハウジング２１ａの前端部には、図１に示す第２プロペラシャフトＰＳb の末端部がトルク伝達可能に連結されている。
【００２５】
インナシャフト２０ｂは、リヤカバー２１ｂの中央部を液密に貫通してアウタケース２０ａ内に同軸状に挿入されており、軸方向を規制された状態で、ハウジング２１ａとリヤカバー２１ｂとに回転可能に支持されている。そして、このインナシャフト２０ｂには、図１に示すリアディファレンシャルＲＤがトルク伝達可能に連結されている。
【００２６】
メインクラッチ機構２０ｃは、湿式多板式の摩擦クラッチであり、インナクラッチプレート２２ａおよびアウタクラッチプレート２２ｂからなる複数のクラッチプレートを備え、ハウジング２１ａ内に配設されている。各インナクラッチプレート２２ａは、インナシャフト２０ｂの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組み付けられている。また、各アウタクラッチプレート２２ｂは、ハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組み付けられている。各インナクラッチプレート２２ａと各アウタクラッチプレート２２ｂとは交互に配置され、互いに当接して摩擦係合するとともに、互いに離間して自由状態となる。
【００２７】
パイロットクラッチ機構２０ｄは、電磁クラッチであり、電磁石２３、摩擦クラッチ２４、アーマチャ２５、ヨーク２６から構成されている。
環状の電磁石２３は、回転軸線Ｌ周りに巻回された電磁コイル２３ａから構成され、ヨーク２６に嵌着された状態でリヤカバー２１ｂの環状ギャラリー２１ｄに所定の隙間を介して嵌合されている。ヨーク２６は、リヤカバー２１ｂの後端部の外周に回転可能に支持された状態で車体側に固定されている。
【００２８】
リヤカバー２１ｂは、半径方向の断面形状が略Ｌ字形の磁性材料からなる内筒部と、その内筒部の外周に設けられた略環状の磁性材料からなる外筒部と、その内筒部と外筒部との間に固定された略環状の非磁性材料からなる遮断部材２１ｃとから形成されている。
【００２９】
摩擦クラッチ２４は、アウタクラッチプレート２４ａおよびインナクラッチプレート２４ｂからなる複数のクラッチプレートを備えた湿式多板式の摩擦クラッチである。各アウタクラッチプレート２４ａは、ハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組み付けられている。また、各インナクラッチプレート２４ｂは、カム機構２０ｅを構成する第１カム部材２７ａの外周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組み付けられている。
【００３０】
環状のアーマチャ２５は、ハウジング２１ａの内周にスプライン嵌合して軸方向へ移動可能に組み付けられており、摩擦クラッチ２４の前側に配置されて摩擦クラッチ２４と対向している。これにより、電磁石２３を励磁する励磁電流を電磁コイル２３ａに通電することで、電磁石２３を基点としてヨーク２６→リヤカバー２１ｂ→摩擦クラッチ２４→アーマチャ２５の経路で循環する磁束が通るループ状の循環磁路が形成される。
【００３１】
カム機構２０ｅは、第１カム部材２７ａ、第２カム部材２７ｂ、カムフォロアー２７ｃから構成されている。第１カム部材２７ａは、インナシャフト２０ｂの外周に回転可能に嵌合され、かつ、リヤカバー２１ｂに回転可能に支承されており、その外周に摩擦クラッチ２４のインナクラッチプレート２４ｂがスプライン嵌合している。第２カム部材２７ｂは、インナシャフト２０ｂの外周にスプライン嵌合されて一体回転可能に組み付けられており、メインクラッチ機構２０ｃのインナクラッチプレート２２ａの後側に対向して配置されている。第１カム部材２７ａと第２カム部材２７ｂとの互いに対向するカム溝には、ボール状のカムフォロアー２７ｃが嵌合されている。
【００３２】
このように構成された駆動力配分装置２０においては、電磁石２３の電磁コイル２３ａに流れる励磁電流は、駆動力分配制御装置３０におけるデューティ制御により設定された所定の電流値に制御される。これにより、パイロットクラッチ機構２０ｄを構成する電磁石２３の電磁コイル２３ａが非通電状態、即ち、励磁電流が供給されていない場合には磁路は形成されず、摩擦クラッチ２４は非係合状態になり、パイロットクラッチ機構２０ｄは非作動状態になる。すると、カム機構２０ｅを構成する第１カム部材２７ａは、カムフォロアー２７ｃを介して第２カム部材２７ｂと一体回転可能になり、メインクラッチ機構２０ｃは非作動状態になるため、車両Ｖは、二輪駆動モードとなる。
【００３３】
一方、電磁石２３の電磁コイル２３ａに励磁電流が通電されると、パイロットクラッチ機構２０ｄには電磁石２３を基点とするループ状の循環磁路が形成されて磁力が発生し、電磁石２３はアーマチャ２５を吸引する。そのため、アーマチャ２５は摩擦クラッチ２４を押圧し摩擦係合してトルクを発生させ、カム機構２０ｅの第１カム部材２７ａをアウタケース２０ａ側へ連結させて、第２カム部材２７ｂとの間に相対回転を生じさせる。すると、カム機構２０ｅでは、カムフォロアー２７ｃが両カム部材２７ａ，２７ｂを互いに離間する方向ヘ移動させるスラスト力が発生する。
【００３４】
これにより、第２カム部材２７ｂはメインクラッチ機構２０ｃ側へ押動され、ハウジング２１ａの奥壁部と第２カム部材２７ｂとでメインクラッチ機構２０ｃを押圧し、摩擦クラッチ２４の摩擦係合力に応じてメインクラッチ機構２０ｃを摩擦係合させるので、アウタケース２０ａとインナシャフト２０ｂとの間でトルク伝達が生じ、車両Ｖは、第２プロペラシャフトＰＳb とリアディファレンシャルＲＤとが非連結状態とロック状態との間で四輪駆動モードとなる。この四輪駆動モードでは、車両の走行状態に応じて、前輪ＦＲ,ＦＬと後輪ＲＲ,ＲＬ間の駆動力分配比を１００：０（二輪駆動状態）からロック状態の範囲で制御することができる。
【００３５】
ここで、このような励磁電流のデューティ制御を行う駆動力分配制御装置３０の構成および駆動力分配制御の一例を図２(B) および図３を参照して説明する。図２(B) に示すように、駆動力分配制御装置３０は、Ａ／Ｄ変換器等の周辺ＬＳＩ、メモリ等を備えたＭＰＵ(Micro Processor Unit)や入出力インタフェイスＩ／Ｆ等から構成されており、各種センサ情報等を入出力インタフェイスＩ／Ｆを介して入力可能にしている。また駆動力分配制御装置３０には、駆動力配分装置２０の電磁石２３を駆動可能な電磁クラッチ駆動回路３５が接続されている。これにより、メモリに格納された所定の制御プログラムに従って駆動力配分装置２０の制御を可能にしている。
【００３６】
例えば、本実施形態の駆動力分配制御装置３０では、駆動力配分装置２０に対して図３に示すような駆動力分配制御を行っている。
即ち、車輪速センサＷＳa,ＷＳb,ＷＳc,ＷＳd から出力される車輪速度信号が入力されると、ΔＮ演算部３０ａにより前輪ＦＲ,ＦＬと後輪ＲＲ,ＲＬとの車輪速度の差ΔＮ（＝前輪車輪速度−後輪車輪速度）を演算する処理が行われ、その演算結果がΔＮトルク演算部３０ｄに出力される。さらに当該車輪速度信号が車速演算部３０ｃに入力されると、車速演算部３０ｃにより当該車両Ｖの走行速度、つまり車速を演算する処理が行われて車速情報がΔＮトルク演算部３０ｄに出力される。
【００３７】
そして、さらにスロットル開度センサＳＶから出力されるスロットル開度信号をΔＮトルク演算部３０ｄに入力することにより、当該ΔＮトルク演算部３０ｄでは、前後車輪速度差ΔＮ、車速情報およびスロットル開度信号に基づいて、所定の演算式あるいは所定の参照マップからΔＮトルクを求める演算処理が行われる。そのため、これにより求められたΔＮトルクはプレトルク演算部３０ｅの出力に加算されて指令電流演算部３０ｆに出力される。
【００３８】
一方、スロットル開度センサＳＶから出力されるスロットル開度信号や車速演算部３０ｃにより演算された車速情報は、プレトルク演算部３０ｅにも入力されて、プレトルク演算部３０ｅにより所定の演算式あるいは所定の参照マップからプレトルクを求める演算処理が行われる。このプレトルクは、ΔＮトルク演算部３０ｄの出力に加算されて指令電流演算部３０ｆに出力される。
【００３９】
これにより、指令電流演算部３０ｆでは、ΔＮトルクとプレトルクとを加算部により加算して得られる指令トルクを、トルク電流に変換する処理が行われ、目標トルクを発生させる電流指令値が生成されるので、この電流指令値と電流検出回路３７により検出した電流検出信号とを加算部により差分演算して、この差分をＰＩ制御部３０ｇに入力する。
【００４０】
このような比例積分制御が行われることで、駆動力配分装置２０の電磁石２３に与えるべき励磁電流を算出することができるので、その後段のＰＷＭ出力変換部３０ｈではこの電流指令値に対してパルス幅変調をかけることによって駆動回路３５による駆動力配分装置２０のデューティ制御が可能となる。そしてこのようなデューティ制御により電磁石２３に流れる励磁電流は、電流検出回路３７により検出されて前述した加算部により電流指令値と差分演算されるので、電流フィードバックループが形成される。
【００４１】
かかる駆動力分配制御装置３０による駆動力分配制御により、車両Ｖの挙動に基づいて前後車輪速度差ΔＮが変化すると、それにより指令トルク、つまり駆動力配分装置２０による前輪ＦＲ,ＦＬおよび後輪ＲＲ,ＲＬへの駆動力配分が決定されて車両Ｖの挙動が変化し、これにより新たな指令トルクが決定されるというフィードバックループを構成する。そのため、ΔＮトルク演算部３０ｄにより演算されるΔＮトルクは、フィードバックトルクと称されることがある。これに対し、プレトルク演算部３０ｅにより演算されるプレトルクは、運転者によるアクセルペダルの踏込み量に従って変動するスロットル開度信号や車速情報等の事前にわかる情報に基づいて求められているので、フィードフォワードトルクと称されることがある。
【００４２】
なお、指令電流演算部３０ｆには、後輪ＲＲ,ＲＬ側に加え得る上限トルク値が設定されており、この範囲内で、指令トルクを調整するようになっている。この車両Ｖは、後輪ＲＲ,ＲＬ側のデフェンシャルＲＤ、リアドライブシャフトＲＤＳに加えるトルクを制限することで、軽量化及びこれによる低燃費を実現している。
【００４３】
このため、指令トルクが上限に達した状態で、更に、エンジンＥＧにて発生するトルクが高くなると、トルクの上乗せ分が全て前輪側に加えられることになる。即ち、前輪側でスリップすることで、前輪と後輪との回転差が大きくなり、後輪側へ加えるトルクを許容される最大まで高めた状態で、エンジンＥＧにて発生するトルクが高くなると、トルクの上乗せ分を全て前輪側に加えることになって、スリップが更に大きくなることになる。
【００４４】
係る事態を防ぐため、駆動力分配制御装置３０のフラグ出力部３０ｉは、ΔＮ演算部３０ａからの前後車輪速度差ΔＮ、及び、車速演算部３０ｃからの車速情報を受けて、指令トルクが上限に達している状態で、前輪と後輪との回転差（前後車輪速度差ΔＮ）が更に大きくなり、前後車輪速度差ΔＮが短時間で更に高まる際には、エンジン制御装置４０及び車両スタビリティ制御装置５０に対してスリップの発生を抑える制御を行わせるためのスリップ抑制指令を出力する。即ち、エンジン制御装置４０でのエンジン出力を高めないようにすることで、前輪ＦＲ,ＦＬでのスリップの増大を未然に防ぎ、同様に、車両スタビリティ制御装置５０で、前輪ＦＲのブレーキＢＫａ、前輪ＦＬのブレーキＢＫｂを作動させ、前輪ＦＲ,ＦＬでのスリップの増大を未然に防ぐ。
【００４５】
次に、図４のフローチャートに基づいて車両Ｖの駆動力分配制御装置３０による駆動力配分装置２０の制御について説明する。
先ず、指令トルクが上限トルク値（後輪側に掛けうる最大値）かを判断する（Ｓ１２）。ここで、指令トルクが上限トルクに達するまでは（Ｓ１２：Ｎｏ）、図３を参照して上述した前後車輪速度差ΔＮに応じて後輪側に掛けるトルクを高める通常通常制御を行う（Ｓ１８）。そして、指令トルクが上限トルクに達すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、前後車輪速度差ΔＮが予め設定してある閾値以上で、且つ、前後車輪速度差ΔＮの増加速度は予め設定してある閾値以上かを判断する（Ｓ１４）。ここで、前後車輪速度差ΔＮの増加速度は、前回判断時の速度と今回の速度との差分から求めることができる。
【００４６】
前後車輪速度差ΔＮが予め設定してある閾値以上で、且つ、前後車輪速度差ΔＮの増加速度は予め設定してある閾値以上ではない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、後述するスリップ抑制指令に基づくスリップ抑制中かの判断を経て（Ｓ２０：Ｎｏ）、上述した通常制御を行う（Ｓ１８）。
【００４７】
ここで、前後車輪速度差ΔＮが予め設定してある閾値以上、且つ、前後車輪速度差ΔＮの増加速度が予め設定してある閾値以上になると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、エンジン制御装置４０及び車両スタビリティ制御装置５０に対して、スリップの発生を抑える制御を行わせるためのスリップ抑制指令を出力する（Ｓ２２）。その後、エンジンＥＧ出力の低減、又は、ブレーキＢＫａ,ブレーキＢＫｂの動作により、前後車輪速度差ΔＮが予め設定してある閾値以下、又は、増加速度が予め設定してある閾値以下になると（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ１６でのスリップ抑制中かの判断がＹｅｓとなり、通常制御への復帰処理を行う（Ｓ２０）。即ち、上述したスリップ抑制中の処理から通常制御へと車両の安定性を損なわないように徐々に切り替えて行く。
【００４８】
第１実施形態の駆動力配分制御装置３０では、スリップが発生した際に、駆動力分配装置２０の係合力を上限値まで高めるまでは、エンジン制御装置４０へエンジントルクを低減させる要求信号を送信せず、また、車両スタビリティ制御装置５０へのブレーキ動作を要求する信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、駆動力分御装置２０の係合力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越え、且つ、増加速度が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置４０へエンジントルクを下げる要求信号を送信する。また、車両スタビリティ制御装置５０へのブレーキ動作を要求する要求信号を送信する。これにより、軽量化してある後輪側のリアデフェンシャルＲＤ、リアドライブシャフトＲＤＳでの障害が発生しない上限までトルクを加えトランクション性能を確保しつつ、エンジンの出力増大に伴うスリップの増加を実際に発生させる前に防止することが可能になる。
【００４９】
上述した第１実施形態では、前後車輪速度差ΔＮが予め設定してある閾値以上で、且つ、増加速度は予め設定してある閾値以上の場合にスリップ抑制指令を出力したが、この何れか一方で、スリップ抑制指令を出力するようにもできる。また、スリップ抑制指令をエンジン制御装置４０及び車両スタビリティ制御装置５０の両方に対して出力したが、この何れか一方のみに出力するようにもできる。
【００５０】
引き続き、第１実施形態の第１改変例に係る車両について図５を参照して説明する。図１を参照して上述した第１実施形態では、前輪駆動車を基本として非−常時４輪駆動を実現していた。これに対して、第１実施形態の第１改変例では、後輪駆動車を基本として非−常時４輪駆動を実現している。即ち、エンジンＥＧからの出力を、トランスミッションＴＭ、及び、駆動力配分制御装置２０を介して後輪ＲＲ,ＲＬを駆動するリアデフェンシャルＲＤに伝え、一方、駆動力配分制御装置２０及びトランスファＴＦを介して、前輪ＦＲ,ＦＬを駆動するフロントリアデフェンシャルＦＤに伝える。この第１実施形態の第１改変例での駆動力配分制御装置２０の概略は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、クラッチの制御は、上述した電磁クラッチの他、油圧により押圧力を制御するものや、モータ回転力をカム機構を介して押付力に変更し制御するものにも適用可能である。
【００５１】
次に、第１実施形態の第２改変例に係る車両について図６を参照して説明する。図１を参照して上述した第１実施形態では、エンジンのみで車両を駆動した。これに対して、第１実施形態の第２改変例では、エンジンＥＧおよび電動モータＭを備えるハイブリッド車両ＨＶとして構成されている。モータＭには、バッテリからの電力が、インバータ制御装置７０により制御されるインバータを介して加えられる、また、回生時には、モータＭにより発生した電力がインバータを介してバッテリに蓄えられる。ハイブリッド車両ＨＶの駆動時には、エンジンＥＧおよび電動モータＭの少なくとも一方から発生する駆動力が、トランスミッションＴＭとトランスファーＴＦとを介して第１プロペラシャフトＰＳa および第２プロペラシャフトＰＳb に伝達される。そして、第１プロペラシャフトＰＳa に伝達された駆動力は、前輪ＦＲ,ＦＬを駆動するために、フロントディファレンシャルＦＤを介してフロントドライブシャフトＦＤＳに伝えられ、また第２プロペラシャフトＰＳb に伝達された駆動力は、後輪ＲＲ,ＲＬを駆動するために、駆動力配分装置２０およびリアディファレンシャルＲＤを介してリアドライブシャフトＲＤＳに伝えられる。
【００５２】
一方、ハイブリッド車両ＨＶの制動時には、図略のブレーキペダルを運転者が踏み込むことにより、ブレーキ機構ＢＫa,ＢＫb,ＢＫc,ＢＫd が作動してこれによる機械ブレーキ力によって前輪ＦＲ,ＦＬおよび後輪ＲＲ,ＲＬがそれぞれ制動される。またこれと同時に、制動時には、前輪ＦＲ,ＦＬの回転により第１プロペラシャフトＰＳa 、トランスファーＴＦおよびトランスミッションＴＭを介して電動モータＭが発電機として作動するので、これにより発生する回生制動力によっても前輪ＦＲ,ＦＬが制動される。この第１実施形態の第２改変例での駆動力配分制御装置２０の概略は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
引き続き、第２実施形態に係る車両について図７を参照して説明する。上述した第１実施形態では、エンジン又はモータの駆動力を主動輪を直接伝達すると共に、駆動力配分制御装置を介して従動輪に伝達した。これに対して、第２実施形態では、エンジンＥＧで前輪ＦＲ,ＦＬを直接駆動すると共に、モータ制御装置１３０により制御されるモータＭにより後輪ＲＲ,ＲＬを駆動するように構成されている。即ち、前輪でスリップが発生し、前輪と後輪との回転差ΔＮが大きくなると、モータＭにより後輪ＲＲ,ＲＬを駆動し、４輪駆動となるように構成されている。なお、モータＭは、エンジンＥＧに発生した電力で駆動される。
【００５４】
この第２実施形態では、モータＭの出力は、エンジンＥＧの出力の数分の一に設定されている。このため、モータ制御装置１３０は、スリップが発生した際に、モータＭの出力を上限値まで高めるまでは、スリップ抑制用の要求信号を送信せず、係合力を高めて行くことで対応する。このため、トランクション性能を確保でき、走行性能を高めることが可能である。一方、モータＭの出力を上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合に、スリップ抑制用の要求信号を送信する。これにより、出力に制限の有るモータＭで後輪に上限までトルクを加えながらトランクション性能を制御遅れなく確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動力配分制御装置を搭載した四輪駆動車の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す駆動力配分装置の構成を示す部分断面図であり、図２（Ｂ）は、駆動力配分装置の制御を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る駆動力分配制御装置を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る駆動力分配制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の第１改変例に係る駆動力配分制御装置を搭載した四輪駆動車の概略構成を示す説明図である。
【図６】第１実施形態の第２改変例に係る駆動力配分制御装置を搭載した四輪駆動車の概略構成を示す説明図である。
【図７】第２実施形態に係る駆動力配分制御装置を搭載した四輪駆動車の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２０駆動力配分装置
２０ａアウタケース
２０ｂインナシャフト
２０ｃメインクラッチ機構（トルク分配用クラッチ）
２０ｄパイロットクラッチ機構
２０ｅカム機構
３０駆動力分配制御装置
４０エンジン制御装置
５０車両スタビリティ制御装置（ブレーキ制御装置）
１３０モータ制御装置（駆動力配分装置）
ＥＧエンジン
Ｍモータ
ＦＲ,ＦＬ前輪
ＲＲ,ＲＬ前輪
ＷＳa,ＷＳb,ＷＳc,ＷＳd 車輪速センサ

Claims

エンジン又はモータの発生する駆動力を前輪又は後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して他方の輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を前記他方の輪へ加え得る予め設定された上限値までの範囲で制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記トルク分配用クラッチの係合力を前記上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置へのエンジントルクを下げる要求信号、又は、駆動力が直接的に伝達されている前輪又は後輪側でのブレーキ動作を要求するブレーキ制御装置への要求信号であるスリップ抑制用の要求信号を送信することを特徴とする駆動力配分制御装置。
エンジン又はモータの発生する駆動力を前輪又は後輪に直接的に伝達するとともに、前記駆動力をトルク分配用クラッチを介して他方の輪に伝達し、車両の走行状態に対応して前記トルク分配用クラッチの係合力を前記他方の輪へ加え得る予め設定された上限値までの範囲で制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記トルク分配用クラッチの係合力を前記上限値まで高めた状態で、前輪と後輪との回転差の増加速度が所定の値を越えた場合に、エンジン制御装置へのエンジントルクを下げる要求信号、又は、駆動力が直接的に伝達されている前輪又は後輪側でのブレーキ動作を要求するブレーキ制御装置への要求信号であるスリップ抑制用の要求信号を送信することを特徴とする駆動力配分制御装置。