JP4314763B2 - 四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、四輪駆動車の駆動力配分制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行状態に応じてトルク配分用クラッチの締結力を調整する駆動力配分制御装置としては、特開昭６１−１５７４３７号公報に記載されるように、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の大きさに略比例してトルク配分用クラッチの締結力を増大させるようにした駆動力配分制御装置や、更には、特開昭６３−１４１８３１号公報に記載されるように、駆動輪となる後輪と副駆動輪となる前輪の間の回転速度偏差の大きさに略比例してトルク配分用クラッチの締結力を増大させると共に加速度検出手段によって横加速度を検出し、横加速度の増大に応じてトルク配分用クラッチの締結力を減少させるようにした駆動力配分制御装置が既に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭６１−１５７４３７号公報の駆動力配分制御装置の場合、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差のみに基いてトルク配分用クラッチの締結力を調整していたため、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状況下では副駆動輪に駆動力が伝達されず、四輪駆動車として十分な牽引力を発揮できなくなる問題がある。一方、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じるような状況下では副駆動輪に駆動力を伝達することは可能であるが、この場合、駆動輪の側に必ずスリップが生じているので、前記と同様、四輪駆動車として十分な牽引力を発揮できなくなるといった不都合が生じる。
【０００４】
特開昭６３−１４１８３１号公報の駆動力配分制御装置は、専ら、後輪を駆動輪として前輪を副駆動輪とした四輪駆動車の運動性能を向上させるためのもので、慣性ドリフトが生じ難く大きな横加速度が検出され易い高μ路においてトルク配分用クラッチの締結力を減少させて駆動輪である後輪の駆動力を相対的に増大させることにより危険な慣性ドリフトが発生する前にパワードリフトによる走行を許容し、また、これとは逆に、慣性ドリフトが生じ易く大きな横加速度が検出され難い低μ路においてトルク配分用クラッチの締結力を増大させて副駆動輪となる前輪の駆動力を相対的に増大させることでアンダーステア気味の走行安定性を確保しようとするものであるが、専用の横加速度検出手段が必要となるため車両の製造コストが増大するといった弊害が生じる。
【０００５】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することができ、また、複雑な横加速度検出手段を設けなくても路面状況に応じて適切にトルク配分用クラッチの締結力を調整することのできる四輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンによって直接的に駆動される駆動輪とトルク配分用クラッチを介してエンジンに接続された副駆動輪とを備えた四輪駆動車に配備され、車両の走行状態に応じてトルク配分用クラッチの締結力を調整する四輪駆動車の駆動力配分制御装置であり、前記目的を達成するため、
特に、駆動輪に与えられる駆動トルクの増大に対応させて値を増加させるかたちでトルク対応締結力調整指令値の値を設定するトルク対応指令値算出手段と、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の増大に対応させて値を増加させるかたちで回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を設定する回転速度偏差対応指令値算出手段と、トルク対応指令値算出手段で設定されたトルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応指令値算出手段で設定された回転速度偏差対応締結力調整指令値とを加算して最終的な締結力調整指令値を求め、この締結力調整指令値の大きさに対応させてトルク配分用クラッチの締結力を調整する締結力調整手段とを備え、
前記トルク対応指令値算出手段および前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度に基づいて前記トルク配分用クラッチの締結力を補正する機能を備え、
前記トルク対応指令値算出手段は、エンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて前記駆動トルクを推定する駆動トルク推定機能を備えるとともに、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合と前記駆動輪の回転速度が前記高速走行判定値よりも値の小さな低速走行判定値に不足した場合に回転速度の超過量および不足量の大きさに対応させて前記トルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・トルク対応指令値補正機能を備え、
前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合に回転速度の超過量の大きさに対応させて前記回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能を備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００７】
以上の構成により、トルク対応指令値算出手段は、駆動輪に与えられる駆動トルクの増大に対応させて値を増加させるかたちでトルク対応締結力調整指令値の値を設定する。従って、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない場合であっても、駆動輪に与えられる駆動トルクが増大すれば、これに応じてトルク対応締結力調整指令値の値が増大し、必然的に、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値も増大する。従って、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状態、要するに、駆動輪がスリップしていない状況下においても副駆動輪に駆動力を伝達することが可能となり、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することが可能となる。更に、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じた場合、つまり、駆動輪がスリップした場合においては、回転速度偏差対応指令値算出手段が設定する回転速度偏差対応締結力調整指令値の値も増大するため、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が更に増大し、副駆動輪に一層の駆動力が伝達され、エンジン出力が全ての車輪に効果的に伝達されるようになって牽引力が増大する。
また、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差が増大した場合には、回転速度偏差対応指令値算出手段が設定する回転速度偏差対応締結力調整指令値の値が増大し、これに応じて、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が増大するので、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成において、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することができる。
【０００８】
また、トルク対応指令値算出手段には、エンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて駆動トルクを推定する駆動トルク推定機能を配備している。
【０００９】
変速操作を行ってトランスミッションの減速比を変化させてもエンジン出力トルクとトランスミッションの減速比とを乗じて得られる駆動トルクの値は減速比に応じた値となるため、変速の前後で締結力調整指令値の値を適切に変化させて駆動輪と副駆動輪に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。また、高速走行時にはエンジン出力トルクおよび減速比が共に低めの状態となって駆動トルクの値が相対的に低下するめ、副駆動輪に対する駆動力の配分が抑制され、高速走行時の燃費の向上にも有益である。
【００１０】
更に、トルク対応指令値算出手段には、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合と駆動輪の回転速度が高速走行判定値よりも値の小さな低速走行判定値に不足した場合に回転速度の超過量および不足量の大きさに対応させてトルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・トルク対応指令値補正機能を設けるようにしている。
【００１１】
このような構成を適用すれば、車両が高速で走行している場合と低速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができるので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成においては、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【００１２】
また、回転速度偏差対応指令値算出手段には、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合に回転速度の超過量の大きさに対応させて回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能を配備している。
【００１３】
前記と同様、車両が高速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができるので、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成において、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。特に、この走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能と前述した走行速度・トルク対応指令値補正機能を併設した構成においては、高速走行時における副駆動輪への駆動力の配分を大幅に減少させることができるので、燃費の向上の面で有利である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の四輪駆動車の主要部を概略で示したシステムブロック図である。
【００１５】
エンジン１からの出力はトランスミッション２を介して駆動輪である前輪３，３に伝達され、また、エンジン１からの出力の一部はトランスファ４およびトルク配分用クラッチ５とデファレンシャルギア６を介して副駆動輪となる後輪７，７に伝達される。トルク配分用クラッチ５は、従来と同様、電子制御可能なクラッチ等によって構成されるもので、トルク配分用クラッチ５の締結力、つまり、前後輪への動力配分の割合は、駆動力配分制御装置８からの制御信号によって設定される。
【００１６】
右前車輪回転速度検出センサ９，左前車輪回転速度検出センサ１０，右後車輪回転速度検出センサ１１，左後車輪回転速度検出センサ１２は、通常の四輪駆動車が備えるアンチ・ロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）のセンサを流用したもので、各車輪の回転速度を検出する。車輪回転速度検出センサ９，１０，１１，１２から出力された回転速度信号は駆動力配分制御装置８に入力され、駆動力配分制御装置８は、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均を前車輪回転速度として、また、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の平均を後車輪回転速度として認識する。
【００１７】
また、エンジン１にはスロットル開度検出センサとエンジン回転速度検出センサとが設けられており、これらのセンサからの出力は、エンジン１に併設されたエンジン・コントロールユニット（ＥＣＵ）を介して駆動力配分制御装置８に入力される。
【００１８】
駆動力配分制御装置８は、演算処理用のＣＰＵと制御プログラムを格納したＲＯＭおよび演算データの一時記憶に用いられるＲＡＭ等によって構成され、前輪３，３に与えられる駆動トルクの大きさ、および、前輪３，３と後輪７，７との間に生じる回転速度偏差の大きさ等に基いてトルク配分用クラッチ５を制御することにより、エンジン１によって直接的に駆動される前輪３，３と、デファレンシャルギア６およびトルク配分用クラッチ５とトランスファ４を介してエンジン１に接続された後輪７，７との間の駆動力の配分を調整する。
【００１９】
図２は、駆動力配分制御装置８の演算機能の概略を示した機能ブロック図である。
【００２０】
駆動力配分制御装置８のエンジントルク算出手段１３は、エンジン・コントロールユニットを経由してスロットル開度検出センサから入力されたスロットル開度と、エンジン・コントロールユニットを経由してエンジン回転速度検出センサから入力されたエンジン回転速度とに基いてエンジン出力トルクを求める。
【００２１】
駆動力配分制御装置８の減速比算出手段１４は、エンジン・コントロールユニットを経由してエンジン回転速度検出センサから入力されたエンジン回転速度と、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均である前車輪回転速度とに基いてトランスミッション２の減速比を算出する。
【００２２】
駆動力配分制御装置８の駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５は、エンジントルク算出手段１３で求められたエンジン出力トルクに減速比算出手段１４で求められたトランスミッション２の減速比を乗じて最終的な駆動トルクを求める。
【００２３】
そして、駆動力配分制御装置８のトルク対応指令値算出手段１６は、駆動トルク推定手段１５で求められた駆動トルクの大きさに略比例してトルク対応締結力調整指令値の値を設定する。
このトルク対応指令値算出手段１６には、駆動輪となる前輪３，３の回転速度に応じてトルク対応締結力調整指令値の値を補正するための走行速度・トルク対応指令値補正機能が設けられている。
【００２４】
また、駆動力配分制御装置８の回転速度偏差算出手段１７は、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均である前車輪回転速度と、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の平均である後車輪回転速度とに基いて、前輪３，３と後輪７，７との間の回転速度偏差の大きさを求める。
【００２５】
駆動力配分制御装置８の回転速度偏差対応指令値算出手段１８は、回転速度偏差算出手段１７で求められた回転速度偏差の大きさに略比例して回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を設定する。
この回転速度偏差対応指令値算出手段１８には、駆動輪となる前輪３，３の回転速度に応じて回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を補正するための走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能が設けられている。
【００２６】
そして、最終的に、駆動力配分制御装置８の締結力調整手段１９は、トルク対応指令値算出手段１６によって求められたトルク対応締結力調整指令値の値と回転速度偏差対応指令値算出手段１８によって求められた回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を加算して締結力調整指令値を求め、この締結力調整指令値を制御信号としてトルク配分用クラッチ５に出力することで、トルク配分用クラッチ５の締結力、要するに、後輪７，７に対する駆動力の配分を調整する。
【００２７】
次に、駆動力配分制御装置８のＣＰＵによって所定周期毎に繰り返し実行される締結力調整処理の概略を示した図３のフローチャートを参照して、エンジントルク算出手段１３，減速比算出手段１４，駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５，トルク対応指令値算出手段１６，回転速度偏差算出手段１７，回転速度偏差対応指令値算出手段１８，締結力調整手段１９，トルク対応指令値算出手段１６における走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段、および、回転速度偏差対応指令値算出手段１８における走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段として機能するＣＰＵの処理動作について詳細に説明する。
【００２８】
所定周期毎の締結力調整処理を開始したＣＰＵは、まず、車輪回転速度検出センサ９，１０，１１，１２から出力された回転速度信号と、エンジン・コントロールユニットを経由して入力されたスロットル開度およびエンジン回転速度を読み込んで一時記憶すると共に、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の値を平均して前車輪回転速度を求め、同時に、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の値を平均して後車輪回転速度を求める（ステップｓ１）。
【００２９】
次いで、エンジントルク算出手段１３として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で読み込んだスロットル開度とエンジン回転速度とに基いて図４に示されるようなエンジントルクマップを参照し、スロットル開度とエンジン回転速度の現在値に対応するエンジン出力トルクを求める（ステップｓ２）。
本実施形態においては、スロットル開度を一定にしてエンジン回転速度のみを変化させた時のエンジン出力トルクの変化を示す複数の関数ｆ１〜ｆ５（但し、ｆ１〜ｆ５はエンジン回転速度の関数）が駆動力配分制御装置８のＲＯＭにエンジントルクマップとして記憶されており、ＣＰＵが、スロットル開度の現在値に最も近似した関数をｆ１〜ｆ５の内から選択し、この選択された関数にエンジン回転速度の現在値を代入することによってエンジン出力トルクが求められるようになっている。
【００３０】
次いで、減速比算出手段１４として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で読み込んだエンジン回転速度の値をステップｓ１の処理で求めた前車輪回転速度の値で除し、更に、この値に比例定数ｋ１を乗じてトランスミッション２の減速比を算出する（ステップｓ３）。
【００３１】
そして、駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５として機能するＣＰＵは、ステップｓ２の処理で求められたエンジン出力トルクにステップｓ３の処理で求められた減速比を乗じて最終的な駆動トルクの値を算出する（ステップｓ４）。
定速走行でシフトアップ操作を行った場合にはトランスミッション２の減速比が減少して駆動トルクが減少し、また、シフトダウン操作を行った場合にはトランスミッション２の減速比が増大して駆動トルクが増大するので、変速操作の前後においてもトルク配分は略一定に保持されることになる。
【００３２】
次いで、トルク対応指令値算出手段１６として機能するＣＰＵは、ステップｓ４の処理で求められた駆動トルクの値に基いて図５に示されるようなトルク対応締結力調整基本指令値のマップを参照し、駆動トルクの現在値に対応するトルク対応締結力調整基本指令値の値を求める（ステップｓ５）。
本実施形態においては、駆動トルクとトルク対応締結力調整基本指令値との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ６（但し、ｆ６は駆動トルクの関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に駆動トルクの現在値を代入することによってトルク対応締結力調整基本指令値が求められるようになっている。図５に示される通り、駆動トルクの増大に略比例してトルク対応締結力調整基本指令値の値も増大する。
【００３３】
そして、トルク対応指令値算出手段１６の走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段の一部として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度の値に基いて図６に示されるようなトルク対応指令値補正マップを参照し、前車輪回転速度の現在値に対応するトルク対応指令値補正係数を求める（ステップｓ６）。
本実施形態においては、前車輪回転速度とトルク対応指令値補正係数との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ７（但し、ｆ７は前車輪回転速度の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に前車輪回転速度の現在値を代入することによってトルク対応指令値補正係数が求められるようになっている。
図６に示される通り、前車輪回転速度が低速走行判定値と高速走行判定値との間にある場合のトルク対応指令値補正係数の値は１で、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、その超過量に略比例してトルク対応指令値補正係数の値が減少し、また、前車輪回転速度が低速走行判定値に満たない場合にも、その不足量に略比例してトルク対応指令値補正係数の値が減少するようになっている。
低速走行判定値は車両が低速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、一般的な公道に設定されたタイトコーナーを車両が安全に走行できる最高速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。また、高速走行判定値は車両が高速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、車両が高速道路を普通に走行するときの速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。
【００３４】
次いで、トルク対応指令値算出手段１６の走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段の主要部として機能するＣＰＵは、ステップｓ５の処理で求められたトルク対応締結力調整基本指令値にステップｓ６の処理で求められたトルク対応指令値補正係数を乗じ、車両の走行速度を加味した最終的なトルク対応締結力調整指令値を算出する（ステップｓ７）。
前車輪回転速度が低速走行判定値と高速走行判定値との間にある場合はトルク対応指令値補正係数の値が１であるから、ステップｓ５の処理で求められたトルク対応締結力調整基本指令値の値が最終的なトルク対応締結力調整指令値としてそのまま反映される。また、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合、あるいは、前車輪回転速度が低速走行判定値に満たない場合には、トルク対応指令値補正係数の値は０以上１未満の値となるので、何れの場合においても、最終的なトルク対応締結力調整指令値の値は、トルク対応締結力調整基本指令値を基準として減少方向に補正されることになる。
【００３５】
次いで、回転速度偏差算出手段１７として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度から後車輪回転速度を減じ、更に、この値に比例定数ｋ２を乗じて前輪３，３と後輪７，７との間の回転速度偏差の大きさを求める（ステップｓ８）。
【００３６】
そして、回転速度偏差対応指令値算出手段１８として機能するＣＰＵは、ステップｓ８の処理で求められた回転速度偏差の値に基いて図７に示されるような回転速度偏差対応締結力調整基本指令値のマップを参照し、回転速度偏差の現在値に対応する回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値を求める（ステップｓ９）。
本実施形態においては、回転速度偏差と回転速度偏差対応締結力調整基本指令値との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ８（但し、ｆ８は回転速度偏差の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に回転速度偏差の現在値を代入することによって回転速度偏差対応締結力調整基本指令値が求められるようになっている。図７に示される通り、前車輪回転速度と後車輪回転速度が一致して回転速度偏差が発生していない状態では回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値は０で、前輪３，３のスリップ等によって前車輪回転速度が後車輪回転速度を上回って回転速度偏差が増大した場合、あるいは、ブレーキング等によって後車輪回転速度が前車輪回転速度を上回って回転速度偏差が増大した場合の何れにおいても、回転速度偏差の大きさ（絶対値）に略比例して回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が増大する。
【００３７】
そして、回転速度偏差対応指令値算出手段１８の走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段の一部として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度の値に基いて図８に示されるような回転速度偏差対応指令値補正マップを参照し、前車輪回転速度の現在値に対応する回転速度偏差対応指令値補正係数を求める（ステップｓ１０）。
本実施形態においては、前車輪回転速度と回転速度偏差対応指令値補正係数との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ９（但し、ｆ９は前車輪回転速度の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に前車輪回転速度の現在値を代入することによって回転速度偏差対応指令値補正係数が求められるようになっている。
図８に示される通り、前車輪回転速度が高速走行判定値以下の場合の回転速度偏差対応指令値補正係数の値は１で、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、その超過量に略比例して回転速度偏差対応指令値補正係数の値が減少するようになっている。
高速走行判定値は車両が高速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、車両が高速道路を普通に走行するときの速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。但し、この高速走行判定値と前述したトルク対応指令値補正マップにおける高速走行判定値とが必ずしも同一である必要はない。
【００３８】
次いで、回転速度偏差対応指令値算出手段１８の走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段の主要部として機能するＣＰＵは、ステップｓ９の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整基本指令値にステップｓ１０の処理で求められた回転速度偏差対応指令値補正係数を乗じ、車両の走行速度を加味した最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値を算出する（ステップｓ１１）。
前車輪回転速度が高速走行判定値以下の場合は回転速度偏差対応指令値補正係数の値が１であるから、ステップｓ９の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値としてそのまま反映される。また、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、回転速度偏差対応指令値補正係数の値は０以上１未満の値となるので、最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値の値は、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値を基準として減少方向に補正されることになる。
【００３９】
そして、最終的に、締結力調整手段１９として機能するＣＰＵが、ステップｓ７の処理で求められたトルク対応締結力調整指令値にステップｓ１１の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整指令値を加算して締結力調整指令値を求め（ステップｓ１２）、この締結力調整指令値を制御信号としてトルク配分用クラッチ５に出力することで、トルク配分用クラッチ５の締結力、要するに、後輪７，７に対する駆動力の配分を調整する（ステップｓ１３）。
【００４０】
以上に述べた通り、トルク対応締結力調整基本指令値の値は回転速度偏差対応締結力調整基本指令値と独立して求められ、駆動トルクの増加に応じてトルク対応締結力調整基本指令値の値が増大するようになっているので、特に、駆動輪である前輪３，３の回転速度が高速走行判定値と低速走行判定値との間にある通常の走行状態においては、駆動輪である前輪３，３と副駆動輪である後輪７，７との間に回転速度偏差が生じていない場合であっても、駆動輪である前輪３，３に与えられる駆動トルクが増大すれば、これに応じてトルク対応締結力調整基本指令値の値が増大し、これに伴って締結力調整指令値の値も増大する。従って、駆動輪である前輪３，３がスリップしていない状況下においても副駆動輪である後輪７，７に駆動力を伝達することができ、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することが可能となる。
更に、牽引の負荷等によって前輪３，３に空転が生じたような場合には、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値も増大して締結力調整指令値の値が一層大きくなるので、後輪７，７に一層の駆動力が伝達され、エンジン出力が全ての車輪に効果的に伝達されるようになって牽引力が増大する。この場合、結果として前輪３，３に伝達される駆動力が相対的に減少するため、前輪３，３のスリップを解消することも可能であって、四輪が共に静止摩擦係数で路面にグリップした状態で効率よく駆動力を路面に伝達することが可能となる。
【００４１】
一方、車両が低速で走行している場合と高速で走行している場合には、トルク対応締結力調整基本指令値の値を減少方向に補正したトルク対応締結力調整指令値を採用するようにしているので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、更に、高速走行に際しては、駆動輪である前輪３，３の駆動力を相対的に増大させた状態でアンダーステア傾向のハンドリング特性を得て走行安定性を高めることができる。
【００４２】
更に、トルク対応締結力調整基本指令値と独立して求められる回転速度偏差対応締結力調整基本指令値に関しても、車両の走行速度を代表する前車輪回転速度の大小に応じ、車両が高速で走行している場合には、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値を減少方向に補正した回転速度偏差対応締結力調整指令値を採用するようにしているので、高速走行時におけるアンダーステア傾向のハンドリング特性による走行安定性が保証され、同時に、後輪７，７への駆動力の配分制限により燃費が向上するメリットがある。特に、本実施形態においては、車両の高速走行時に回転速度偏差対応締結力調整指令値およびトルク対応締結力調整指令値が共に減少方向に補正されるようになっているので、高速走行における燃費を大幅に向上させることができる。
【００４３】
また、前輪３，３の回転速度が高速走行判定値と低速走行判定値との間にある通常の走行状態においては、前車輪回転速度と後車輪回転速度との間に生じる回転速度偏差の大きさに略比例して回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が線形的に増大するようになっているので、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪３，３の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することができる。
【００４４】
前述した通り、図３の締結力調整処理は所定周期毎に繰り返し実行され、その都度、新たに求められた締結力調整指令値によってトルク配分用クラッチ５の締結力が調整されることになるが、定速走行中のシフトアップ操作やシフトダウン操作を行っても減速比に基いて駆動力を算出するので、締結力調整指令値の値は減速比に応じて変更され、駆動輪である前輪３，３と副駆動輪である後輪７，７に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。
【００４５】
以上、一実施形態として、スロットル開度とエンジン回転速度とに基いてエンジン出力トルクを推定する例を示したが、エンジン１の吸入空気量や燃料噴射量を用いてエンジン出力トルクを推定するようにしてもよい。
【００４６】
また、前述の実施形態では、エンジン回転速度と駆動輪である前車輪回転速度とに基いてトランスミッション２の減速比を算出するようにしているが、オートマチック車の場合にはエンジン・コントロールユニットの内部処理で減速比を算出してトランスミッション２に設定するようになっているので、ステップｓ３の演算処理に代え、エンジン・コントロールユニットの内部処理で求められた減速比の値を駆動力配分制御装置８に取り込んで利用するようにしてもよい。また、トランスミッション２となるトルクコンバータのトルク比をコンバータの特性から算出して減速比を求めるようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による四輪駆動車の駆動力配分制御装置は、駆動トルクの増大に対応して値が増加するトルク対応締結力調整指令値と、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の増大に対応して値が増加する回転速度偏差対応締結力調整指令値とによって締結力調整指令値を構成し、この締結力調整指令値に対応させてトルク配分用クラッチの締結力を調整するようにしているので、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状態、つまり、駆動輪がスリップしていない状況下においても、駆動トルクの増大でトルク対応締結力調整指令値を増加させて副駆動輪に駆動力を伝達し、路面をグリップした状態にある四輪を有効に利用して十分な牽引力を発揮することができる。更に、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じて駆動輪がスリップした場合においては、回転速度偏差対応締結力調整指令値の値も増大するため、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が更に増大し、副駆動輪に一層の駆動力を伝達してエンジン出力を全ての車輪に効果的に伝達させて牽引力を増大させることができる。
また、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差が増大した場合には、回転速度偏差対応締結力調整指令値の値が増大し、これに応じて締結力調整指令値の値も増大するので、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成において、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することが可能となる。
【００４８】
更に、駆動トルクはエンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて推定するようにしているので、変速操作を行ってトランスミッションの減速比を変化させても駆動トルクの値は減速比に応じた値となり、変速の前後でトルク対応締結力調整指令値が適切に変更され、駆動輪と副駆動輪に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。
【００４９】
更に、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合あるいは駆動輪の回転速度が低速走行判定値に不足した場合には、トルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正するようにしたので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成においては、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【００５０】
また、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合には回転速度偏差対応締結力調整指令値およびトルク対応締結力調整指令値の値を共に減少方向に補正するようにしているので、車両が高速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができ、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成において、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施形態の四輪駆動車の主要部を概略で示したシステムブロック図である。
【図２】同実施形態の駆動力配分制御装置の演算機能の概略を示した機能ブロック図である。
【図３】同実施形態の駆動力配分制御装置のＣＰＵが所定周期毎に繰り返し実行する締結力調整処理の概略を示したフローチャートである。
【図４】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたエンジントルクマップを示した概念図である。
【図５】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたトルク対応締結力調整基本指令値のマップを示した概念図である。
【図６】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたトルク対応指令値補正マップを示した概念図である。
【図７】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶された回転速度偏差対応締結力調整基本指令値のマップを示した概念図である。
【図８】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶された回転速度偏差対応指令値補正マップを示した概念図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ トランスミッション
３ 前輪（駆動輪）
４ トランスファ
５ トルク配分用クラッチ
６ デファレンシャルギア
７ 後輪
８ 駆動力配分制御装置
９ 右前車輪回転速度検出センサ
１０ 左前車輪回転速度検出センサ
１１ 右後車輪回転速度検出センサ
１２ 左後車輪回転速度検出センサ
１３ エンジントルク算出手段
１４ 減速比算出手段
１５ 駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）
１６ トルク対応指令値算出手段
１７ 回転速度偏差算出手段
１８ 回転速度偏差対応指令値算出手段
１９ 締結力調整手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪駆動車の駆動力配分制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行状態に応じてトルク配分用クラッチの締結力を調整する駆動力配分制御装置としては、特開昭６１−１５７４３７号公報に記載されるように、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の大きさに略比例してトルク配分用クラッチの締結力を増大させるようにした駆動力配分制御装置や、更には、特開昭６３−１４１８３１号公報に記載されるように、駆動輪となる後輪と副駆動輪となる前輪の間の回転速度偏差の大きさに略比例してトルク配分用クラッチの締結力を増大させると共に加速度検出手段によって横加速度を検出し、横加速度の増大に応じてトルク配分用クラッチの締結力を減少させるようにした駆動力配分制御装置が既に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭６１−１５７４３７号公報の駆動力配分制御装置の場合、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差のみに基いてトルク配分用クラッチの締結力を調整していたため、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状況下では副駆動輪に駆動力が伝達されず、四輪駆動車として十分な牽引力を発揮できなくなる問題がある。一方、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じるような状況下では副駆動輪に駆動力を伝達することは可能であるが、この場合、駆動輪の側に必ずスリップが生じているので、前記と同様、四輪駆動車として十分な牽引力を発揮できなくなるといった不都合が生じる。
【０００４】
特開昭６３−１４１８３１号公報の駆動力配分制御装置は、専ら、後輪を駆動輪として前輪を副駆動輪とした四輪駆動車の運動性能を向上させるためのもので、慣性ドリフトが生じ難く大きな横加速度が検出され易い高μ路においてトルク配分用クラッチの締結力を減少させて駆動輪である後輪の駆動力を相対的に増大させることにより危険な慣性ドリフトが発生する前にパワードリフトによる走行を許容し、また、これとは逆に、慣性ドリフトが生じ易く大きな横加速度が検出され難い低μ路においてトルク配分用クラッチの締結力を増大させて副駆動輪となる前輪の駆動力を相対的に増大させることでアンダーステア気味の走行安定性を確保しようとするものであるが、専用の横加速度検出手段が必要となるため車両の製造コストが増大するといった弊害が生じる。
【０００５】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することができ、また、複雑な横加速度検出手段を設けなくても路面状況に応じて適切にトルク配分用クラッチの締結力を調整することのできる四輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンによって直接的に駆動される駆動輪とトルク配分用クラッチを介してエンジンに接続された副駆動輪とを備えた四輪駆動車に配備され、車両の走行状態に応じてトルク配分用クラッチの締結力を調整する四輪駆動車の駆動力配分制御装置であり、前記目的を達成するため、
特に、駆動輪に与えられる駆動トルクの増大に対応させて値を増加させるかたちでトルク対応締結力調整指令値の値を設定するトルク対応指令値算出手段と、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の増大に対応させて値を増加させるかたちで回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を設定する回転速度偏差対応指令値算出手段と、トルク対応指令値算出手段で設定されたトルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応指令値算出手段で設定された回転速度偏差対応締結力調整指令値とを加算して最終的な締結力調整指令値を求め、この締結力調整指令値の大きさに対応させてトルク配分用クラッチの締結力を調整する締結力調整手段とを備え、
前記トルク対応指令値算出手段および前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度に基づいて前記トルク配分用クラッチの締結力を補正する機能を備え、
前記トルク対応指令値算出手段は、エンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて前記駆動トルクを推定する駆動トルク推定機能を備えるとともに、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合と前記駆動輪の回転速度が前記高速走行判定値よりも値の小さな低速走行判定値に不足した場合に回転速度の超過量および不足量の大きさに対応させて前記トルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・トルク対応指令値補正機能を備え、
前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合に回転速度の超過量の大きさに対応させて前記回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能を備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００７】
以上の構成により、トルク対応指令値算出手段は、駆動輪に与えられる駆動トルクの増大に対応させて値を増加させるかたちでトルク対応締結力調整指令値の値を設定する。従って、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない場合であっても、駆動輪に与えられる駆動トルクが増大すれば、これに応じてトルク対応締結力調整指令値の値が増大し、必然的に、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値も増大する。従って、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状態、要するに、駆動輪がスリップしていない状況下においても副駆動輪に駆動力を伝達することが可能となり、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することが可能となる。更に、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じた場合、つまり、駆動輪がスリップした場合においては、回転速度偏差対応指令値算出手段が設定する回転速度偏差対応締結力調整指令値の値も増大するため、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が更に増大し、副駆動輪に一層の駆動力が伝達され、エンジン出力が全ての車輪に効果的に伝達されるようになって牽引力が増大する。
また、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差が増大した場合には、回転速度偏差対応指令値算出手段が設定する回転速度偏差対応締結力調整指令値の値が増大し、これに応じて、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が増大するので、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成において、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することができる。
【０００８】
また、トルク対応指令値算出手段には、エンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて駆動トルクを推定する駆動トルク推定機能を配備している。
【０００９】
変速操作を行ってトランスミッションの減速比を変化させてもエンジン出力トルクとトランスミッションの減速比とを乗じて得られる駆動トルクの値は減速比に応じた値となるため、変速の前後で締結力調整指令値の値を適切に変化させて駆動輪と副駆動輪に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。また、高速走行時にはエンジン出力トルクおよび減速比が共に低めの状態となって駆動トルクの値が相対的に低下するめ、副駆動輪に対する駆動力の配分が抑制され、高速走行時の燃費の向上にも有益である。
【００１０】
更に、トルク対応指令値算出手段には、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合と駆動輪の回転速度が高速走行判定値よりも値の小さな低速走行判定値に不足した場合に回転速度の超過量および不足量の大きさに対応させてトルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・トルク対応指令値補正機能を設けるようにしている。
【００１１】
このような構成を適用すれば、車両が高速で走行している場合と低速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができるので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成においては、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【００１２】
また、回転速度偏差対応指令値算出手段には、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合に回転速度の超過量の大きさに対応させて回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能を配備している。
【００１３】
前記と同様、車両が高速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができるので、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした構成において、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。特に、この走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能と前述した走行速度・トルク対応指令値補正機能を併設した構成においては、高速走行時における副駆動輪への駆動力の配分を大幅に減少させることができるので、燃費の向上の面で有利である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の四輪駆動車の主要部を概略で示したシステムブロック図である。
【００１５】
エンジン１からの出力はトランスミッション２を介して駆動輪である前輪３，３に伝達され、また、エンジン１からの出力の一部はトランスファ４およびトルク配分用クラッチ５とデファレンシャルギア６を介して副駆動輪となる後輪７，７に伝達される。トルク配分用クラッチ５は、従来と同様、電子制御可能なクラッチ等によって構成されるもので、トルク配分用クラッチ５の締結力、つまり、前後輪への動力配分の割合は、駆動力配分制御装置８からの制御信号によって設定される。
【００１６】
右前車輪回転速度検出センサ９，左前車輪回転速度検出センサ１０，右後車輪回転速度検出センサ１１，左後車輪回転速度検出センサ１２は、通常の四輪駆動車が備えるアンチ・ロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）のセンサを流用したもので、各車輪の回転速度を検出する。車輪回転速度検出センサ９，１０，１１，１２から出力された回転速度信号は駆動力配分制御装置８に入力され、駆動力配分制御装置８は、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均を前車輪回転速度として、また、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の平均を後車輪回転速度として認識する。
【００１７】
また、エンジン１にはスロットル開度検出センサとエンジン回転速度検出センサとが設けられており、これらのセンサからの出力は、エンジン１に併設されたエンジン・コントロールユニット（ＥＣＵ）を介して駆動力配分制御装置８に入力される。
【００１８】
駆動力配分制御装置８は、演算処理用のＣＰＵと制御プログラムを格納したＲＯＭおよび演算データの一時記憶に用いられるＲＡＭ等によって構成され、前輪３，３に与えられる駆動トルクの大きさ、および、前輪３，３と後輪７，７との間に生じる回転速度偏差の大きさ等に基いてトルク配分用クラッチ５を制御することにより、エンジン１によって直接的に駆動される前輪３，３と、デファレンシャルギア６およびトルク配分用クラッチ５とトランスファ４を介してエンジン１に接続された後輪７，７との間の駆動力の配分を調整する。
【００１９】
図２は、駆動力配分制御装置８の演算機能の概略を示した機能ブロック図である。
【００２０】
駆動力配分制御装置８のエンジントルク算出手段１３は、エンジン・コントロールユニットを経由してスロットル開度検出センサから入力されたスロットル開度と、エンジン・コントロールユニットを経由してエンジン回転速度検出センサから入力されたエンジン回転速度とに基いてエンジン出力トルクを求める。
【００２１】
駆動力配分制御装置８の減速比算出手段１４は、エンジン・コントロールユニットを経由してエンジン回転速度検出センサから入力されたエンジン回転速度と、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均である前車輪回転速度とに基いてトランスミッション２の減速比を算出する。
【００２２】
駆動力配分制御装置８の駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５は、エンジントルク算出手段１３で求められたエンジン出力トルクに減速比算出手段１４で求められたトランスミッション２の減速比を乗じて最終的な駆動トルクを求める。
【００２３】
そして、駆動力配分制御装置８のトルク対応指令値算出手段１６は、駆動トルク推定手段１５で求められた駆動トルクの大きさに略比例してトルク対応締結力調整指令値の値を設定する。
このトルク対応指令値算出手段１６には、駆動輪となる前輪３，３の回転速度に応じてトルク対応締結力調整指令値の値を補正するための走行速度・トルク対応指令値補正機能が設けられている。
【００２４】
また、駆動力配分制御装置８の回転速度偏差算出手段１７は、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の平均である前車輪回転速度と、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の平均である後車輪回転速度とに基いて、前輪３，３と後輪７，７との間の回転速度偏差の大きさを求める。
【００２５】
駆動力配分制御装置８の回転速度偏差対応指令値算出手段１８は、回転速度偏差算出手段１７で求められた回転速度偏差の大きさに略比例して回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を設定する。
この回転速度偏差対応指令値算出手段１８には、駆動輪となる前輪３，３の回転速度に応じて回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を補正するための走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能が設けられている。
【００２６】
そして、最終的に、駆動力配分制御装置８の締結力調整手段１９は、トルク対応指令値算出手段１６によって求められたトルク対応締結力調整指令値の値と回転速度偏差対応指令値算出手段１８によって求められた回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を加算して締結力調整指令値を求め、この締結力調整指令値を制御信号としてトルク配分用クラッチ５に出力することで、トルク配分用クラッチ５の締結力、要するに、後輪７，７に対する駆動力の配分を調整する。
【００２７】
次に、駆動力配分制御装置８のＣＰＵによって所定周期毎に繰り返し実行される締結力調整処理の概略を示した図３のフローチャートを参照して、エンジントルク算出手段１３，減速比算出手段１４，駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５，トルク対応指令値算出手段１６，回転速度偏差算出手段１７，回転速度偏差対応指令値算出手段１８，締結力調整手段１９，トルク対応指令値算出手段１６における走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段、および、回転速度偏差対応指令値算出手段１８における走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段として機能するＣＰＵの処理動作について詳細に説明する。
【００２８】
所定周期毎の締結力調整処理を開始したＣＰＵは、まず、車輪回転速度検出センサ９，１０，１１，１２から出力された回転速度信号と、エンジン・コントロールユニットを経由して入力されたスロットル開度およびエンジン回転速度を読み込んで一時記憶すると共に、右前車輪回転速度検出センサ９で検出された回転速度と左前車輪回転速度検出センサ１０で検出された回転速度の値を平均して前車輪回転速度を求め、同時に、右後車輪回転速度検出センサ１１で検出された回転速度と左後車輪回転速度検出センサ１２で検出された回転速度の値を平均して後車輪回転速度を求める（ステップｓ１）。
【００２９】
次いで、エンジントルク算出手段１３として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で読み込んだスロットル開度とエンジン回転速度とに基いて図４に示されるようなエンジントルクマップを参照し、スロットル開度とエンジン回転速度の現在値に対応するエンジン出力トルクを求める（ステップｓ２）。
本実施形態においては、スロットル開度を一定にしてエンジン回転速度のみを変化させた時のエンジン出力トルクの変化を示す複数の関数ｆ１〜ｆ５（但し、ｆ１〜ｆ５はエンジン回転速度の関数）が駆動力配分制御装置８のＲＯＭにエンジントルクマップとして記憶されており、ＣＰＵが、スロットル開度の現在値に最も近似した関数をｆ１〜ｆ５の内から選択し、この選択された関数にエンジン回転速度の現在値を代入することによってエンジン出力トルクが求められるようになっている。
【００３０】
次いで、減速比算出手段１４として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で読み込んだエンジン回転速度の値をステップｓ１の処理で求めた前車輪回転速度の値で除し、更に、この値に比例定数ｋ１を乗じてトランスミッション２の減速比を算出する（ステップｓ３）。
【００３１】
そして、駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）１５として機能するＣＰＵは、ステップｓ２の処理で求められたエンジン出力トルクにステップｓ３の処理で求められた減速比を乗じて最終的な駆動トルクの値を算出する（ステップｓ４）。
定速走行でシフトアップ操作を行った場合にはトランスミッション２の減速比が減少して駆動トルクが減少し、また、シフトダウン操作を行った場合にはトランスミッション２の減速比が増大して駆動トルクが増大するので、変速操作の前後においてもトルク配分は略一定に保持されることになる。
【００３２】
次いで、トルク対応指令値算出手段１６として機能するＣＰＵは、ステップｓ４の処理で求められた駆動トルクの値に基いて図５に示されるようなトルク対応締結力調整基本指令値のマップを参照し、駆動トルクの現在値に対応するトルク対応締結力調整基本指令値の値を求める（ステップｓ５）。
本実施形態においては、駆動トルクとトルク対応締結力調整基本指令値との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ６（但し、ｆ６は駆動トルクの関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に駆動トルクの現在値を代入することによってトルク対応締結力調整基本指令値が求められるようになっている。図５に示される通り、駆動トルクの増大に略比例してトルク対応締結力調整基本指令値の値も増大する。
【００３３】
そして、トルク対応指令値算出手段１６の走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段の一部として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度の値に基いて図６に示されるようなトルク対応指令値補正マップを参照し、前車輪回転速度の現在値に対応するトルク対応指令値補正係数を求める（ステップｓ６）。
本実施形態においては、前車輪回転速度とトルク対応指令値補正係数との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ７（但し、ｆ７は前車輪回転速度の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に前車輪回転速度の現在値を代入することによってトルク対応指令値補正係数が求められるようになっている。
図６に示される通り、前車輪回転速度が低速走行判定値と高速走行判定値との間にある場合のトルク対応指令値補正係数の値は１で、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、その超過量に略比例してトルク対応指令値補正係数の値が減少し、また、前車輪回転速度が低速走行判定値に満たない場合にも、その不足量に略比例してトルク対応指令値補正係数の値が減少するようになっている。
低速走行判定値は車両が低速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、一般的な公道に設定されたタイトコーナーを車両が安全に走行できる最高速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。また、高速走行判定値は車両が高速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、車両が高速道路を普通に走行するときの速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。
【００３４】
次いで、トルク対応指令値算出手段１６の走行速度・トルク対応指令値補正機能実現手段の主要部として機能するＣＰＵは、ステップｓ５の処理で求められたトルク対応締結力調整基本指令値にステップｓ６の処理で求められたトルク対応指令値補正係数を乗じ、車両の走行速度を加味した最終的なトルク対応締結力調整指令値を算出する（ステップｓ７）。
前車輪回転速度が低速走行判定値と高速走行判定値との間にある場合はトルク対応指令値補正係数の値が１であるから、ステップｓ５の処理で求められたトルク対応締結力調整基本指令値の値が最終的なトルク対応締結力調整指令値としてそのまま反映される。また、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合、あるいは、前車輪回転速度が低速走行判定値に満たない場合には、トルク対応指令値補正係数の値は０以上１未満の値となるので、何れの場合においても、最終的なトルク対応締結力調整指令値の値は、トルク対応締結力調整基本指令値を基準として減少方向に補正されることになる。
【００３５】
次いで、回転速度偏差算出手段１７として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度から後車輪回転速度を減じ、更に、この値に比例定数ｋ２を乗じて前輪３，３と後輪７，７との間の回転速度偏差の大きさを求める（ステップｓ８）。
【００３６】
そして、回転速度偏差対応指令値算出手段１８として機能するＣＰＵは、ステップｓ８の処理で求められた回転速度偏差の値に基いて図７に示されるような回転速度偏差対応締結力調整基本指令値のマップを参照し、回転速度偏差の現在値に対応する回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値を求める（ステップｓ９）。
本実施形態においては、回転速度偏差と回転速度偏差対応締結力調整基本指令値との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ８（但し、ｆ８は回転速度偏差の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に回転速度偏差の現在値を代入することによって回転速度偏差対応締結力調整基本指令値が求められるようになっている。図７に示される通り、前車輪回転速度と後車輪回転速度が一致して回転速度偏差が発生していない状態では回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値は０で、前輪３，３のスリップ等によって前車輪回転速度が後車輪回転速度を上回って回転速度偏差が増大した場合、あるいは、ブレーキング等によって後車輪回転速度が前車輪回転速度を上回って回転速度偏差が増大した場合の何れにおいても、回転速度偏差の大きさ（絶対値）に略比例して回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が増大する。
【００３７】
そして、回転速度偏差対応指令値算出手段１８の走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段の一部として機能するＣＰＵは、ステップｓ１の処理で求められた前車輪回転速度の値に基いて図８に示されるような回転速度偏差対応指令値補正マップを参照し、前車輪回転速度の現在値に対応する回転速度偏差対応指令値補正係数を求める（ステップｓ１０）。
本実施形態においては、前車輪回転速度と回転速度偏差対応指令値補正係数との対応関係を示す関数が、例えば、関数ｆ９（但し、ｆ９は前車輪回転速度の関数）として駆動力配分制御装置８のＲＯＭに記憶されており、この関数に前車輪回転速度の現在値を代入することによって回転速度偏差対応指令値補正係数が求められるようになっている。
図８に示される通り、前車輪回転速度が高速走行判定値以下の場合の回転速度偏差対応指令値補正係数の値は１で、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、その超過量に略比例して回転速度偏差対応指令値補正係数の値が減少するようになっている。
高速走行判定値は車両が高速走行を行っているか否かを識別するための値であり、実質的な値としては、車両が高速道路を普通に走行するときの速度に相当する程度の前車輪回転速度の値である。但し、この高速走行判定値と前述したトルク対応指令値補正マップにおける高速走行判定値とが必ずしも同一である必要はない。
【００３８】
次いで、回転速度偏差対応指令値算出手段１８の走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能実現手段の主要部として機能するＣＰＵは、ステップｓ９の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整基本指令値にステップｓ１０の処理で求められた回転速度偏差対応指令値補正係数を乗じ、車両の走行速度を加味した最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値を算出する（ステップｓ１１）。
前車輪回転速度が高速走行判定値以下の場合は回転速度偏差対応指令値補正係数の値が１であるから、ステップｓ９の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値としてそのまま反映される。また、前車輪回転速度が高速走行判定値を超過した場合には、回転速度偏差対応指令値補正係数の値は０以上１未満の値となるので、最終的な回転速度偏差対応締結力調整指令値の値は、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値を基準として減少方向に補正されることになる。
【００３９】
そして、最終的に、締結力調整手段１９として機能するＣＰＵが、ステップｓ７の処理で求められたトルク対応締結力調整指令値にステップｓ１１の処理で求められた回転速度偏差対応締結力調整指令値を加算して締結力調整指令値を求め（ステップｓ１２）、この締結力調整指令値を制御信号としてトルク配分用クラッチ５に出力することで、トルク配分用クラッチ５の締結力、要するに、後輪７，７に対する駆動力の配分を調整する（ステップｓ１３）。
【００４０】
以上に述べた通り、トルク対応締結力調整基本指令値の値は回転速度偏差対応締結力調整基本指令値と独立して求められ、駆動トルクの増加に応じてトルク対応締結力調整基本指令値の値が増大するようになっているので、特に、駆動輪である前輪３，３の回転速度が高速走行判定値と低速走行判定値との間にある通常の走行状態においては、駆動輪である前輪３，３と副駆動輪である後輪７，７との間に回転速度偏差が生じていない場合であっても、駆動輪である前輪３，３に与えられる駆動トルクが増大すれば、これに応じてトルク対応締結力調整基本指令値の値が増大し、これに伴って締結力調整指令値の値も増大する。従って、駆動輪である前輪３，３がスリップしていない状況下においても副駆動輪である後輪７，７に駆動力を伝達することができ、四輪がグリップした状態で十分な牽引力を発揮することが可能となる。
更に、牽引の負荷等によって前輪３，３に空転が生じたような場合には、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値も増大して締結力調整指令値の値が一層大きくなるので、後輪７，７に一層の駆動力が伝達され、エンジン出力が全ての車輪に効果的に伝達されるようになって牽引力が増大する。この場合、結果として前輪３，３に伝達される駆動力が相対的に減少するため、前輪３，３のスリップを解消することも可能であって、四輪が共に静止摩擦係数で路面にグリップした状態で効率よく駆動力を路面に伝達することが可能となる。
【００４１】
一方、車両が低速で走行している場合と高速で走行している場合には、トルク対応締結力調整基本指令値の値を減少方向に補正したトルク対応締結力調整指令値を採用するようにしているので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、更に、高速走行に際しては、駆動輪である前輪３，３の駆動力を相対的に増大させた状態でアンダーステア傾向のハンドリング特性を得て走行安定性を高めることができる。
【００４２】
更に、トルク対応締結力調整基本指令値と独立して求められる回転速度偏差対応締結力調整基本指令値に関しても、車両の走行速度を代表する前車輪回転速度の大小に応じ、車両が高速で走行している場合には、回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値を減少方向に補正した回転速度偏差対応締結力調整指令値を採用するようにしているので、高速走行時におけるアンダーステア傾向のハンドリング特性による走行安定性が保証され、同時に、後輪７，７への駆動力の配分制限により燃費が向上するメリットがある。特に、本実施形態においては、車両の高速走行時に回転速度偏差対応締結力調整指令値およびトルク対応締結力調整指令値が共に減少方向に補正されるようになっているので、高速走行における燃費を大幅に向上させることができる。
【００４３】
また、前輪３，３の回転速度が高速走行判定値と低速走行判定値との間にある通常の走行状態においては、前車輪回転速度と後車輪回転速度との間に生じる回転速度偏差の大きさに略比例して回転速度偏差対応締結力調整基本指令値の値が線形的に増大するようになっているので、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪３，３の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することができる。
【００４４】
前述した通り、図３の締結力調整処理は所定周期毎に繰り返し実行され、その都度、新たに求められた締結力調整指令値によってトルク配分用クラッチ５の締結力が調整されることになるが、定速走行中のシフトアップ操作やシフトダウン操作を行っても減速比に基いて駆動力を算出するので、締結力調整指令値の値は減速比に応じて変更され、駆動輪である前輪３，３と副駆動輪である後輪７，７に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。
【００４５】
以上、一実施形態として、スロットル開度とエンジン回転速度とに基いてエンジン出力トルクを推定する例を示したが、エンジン１の吸入空気量や燃料噴射量を用いてエンジン出力トルクを推定するようにしてもよい。
【００４６】
また、前述の実施形態では、エンジン回転速度と駆動輪である前車輪回転速度とに基いてトランスミッション２の減速比を算出するようにしているが、オートマチック車の場合にはエンジン・コントロールユニットの内部処理で減速比を算出してトランスミッション２に設定するようになっているので、ステップｓ３の演算処理に代え、エンジン・コントロールユニットの内部処理で求められた減速比の値を駆動力配分制御装置８に取り込んで利用するようにしてもよい。また、トランスミッション２となるトルクコンバータのトルク比をコンバータの特性から算出して減速比を求めるようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による四輪駆動車の駆動力配分制御装置は、駆動トルクの増大に対応して値が増加するトルク対応締結力調整指令値と、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の増大に対応して値が増加する回転速度偏差対応締結力調整指令値とによって締結力調整指令値を構成し、この締結力調整指令値に対応させてトルク配分用クラッチの締結力を調整するようにしているので、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じていない状態、つまり、駆動輪がスリップしていない状況下においても、駆動トルクの増大でトルク対応締結力調整指令値を増加させて副駆動輪に駆動力を伝達し、路面をグリップした状態にある四輪を有効に利用して十分な牽引力を発揮することができる。更に、駆動輪と副駆動輪との間に回転速度偏差が生じて駆動輪がスリップした場合においては、回転速度偏差対応締結力調整指令値の値も増大するため、トルク対応締結力調整指令値と回転速度偏差対応締結力調整指令値との和である締結力調整指令値の値が更に増大し、副駆動輪に一層の駆動力を伝達してエンジン出力を全ての車輪に効果的に伝達させて牽引力を増大させることができる。
また、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差が増大した場合には、回転速度偏差対応締結力調整指令値の値が増大し、これに応じて締結力調整指令値の値も増大するので、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成において、専用の横加速度検出手段を設けることなく、前輪の過剰な空転や過剰なアンダーステア傾向を防止して路面状況に応じた走行安定性を確保することが可能となる。
【００４８】
更に、駆動トルクはエンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて推定するようにしているので、変速操作を行ってトランスミッションの減速比を変化させても駆動トルクの値は減速比に応じた値となり、変速の前後でトルク対応締結力調整指令値が適切に変更され、駆動輪と副駆動輪に対する駆動力の配分を一定の状態に保持したまま安定した走行を実現することができる。
【００４９】
更に、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合あるいは駆動輪の回転速度が低速走行判定値に不足した場合には、トルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正するようにしたので、低速走行時におけるタイトコーナーブレーキ現象を軽減することができ、特に、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成においては、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【００５０】
また、駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合には回転速度偏差対応締結力調整指令値およびトルク対応締結力調整指令値の値を共に減少方向に補正するようにしているので、車両が高速で走行している場合に副駆動輪に対する駆動力の配分を減少させることができ、前輪を駆動輪として後輪を副駆動輪とした四輪駆動車の構成において、高速走行時のハンドリング特性をアンダーステア傾向として走行安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施形態の四輪駆動車の主要部を概略で示したシステムブロック図である。
【図２】同実施形態の駆動力配分制御装置の演算機能の概略を示した機能ブロック図である。
【図３】同実施形態の駆動力配分制御装置のＣＰＵが所定周期毎に繰り返し実行する締結力調整処理の概略を示したフローチャートである。
【図４】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたエンジントルクマップを示した概念図である。
【図５】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたトルク対応締結力調整基本指令値のマップを示した概念図である。
【図６】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶されたトルク対応指令値補正マップを示した概念図である。
【図７】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶された回転速度偏差対応締結力調整基本指令値のマップを示した概念図である。
【図８】同実施形態の駆動力配分制御装置のＲＯＭに記憶された回転速度偏差対応指令値補正マップを示した概念図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ トランスミッション
３ 前輪（駆動輪）
４ トランスファ
５ トルク配分用クラッチ
６ デファレンシャルギア
７ 後輪
８ 駆動力配分制御装置
９ 右前車輪回転速度検出センサ
１０ 左前車輪回転速度検出センサ
１１ 右後車輪回転速度検出センサ
１２ 左後車輪回転速度検出センサ
１３ エンジントルク算出手段
１４ 減速比算出手段
１５ 駆動トルク推定手段（駆動トルク推定機能実現手段）
１６ トルク対応指令値算出手段
１７ 回転速度偏差算出手段
１８ 回転速度偏差対応指令値算出手段
１９ 締結力調整手段
Claims (1)
- エンジンによって直接的に駆動される駆動輪とトルク配分用クラッチを介して前記エンジンに接続された副駆動輪とを備えた四輪駆動車に配備され、車両の走行状態に応じて前記トルク配分用クラッチの締結力を調整する四輪駆動車の駆動力配分制御装置であって、
前記駆動輪に与えられる駆動トルクの増大に対応させて値を増加させるかたちでトルク対応締結力調整指令値の値を設定するトルク対応指令値算出手段と、駆動輪と副駆動輪との間の回転速度偏差の増大に対応させて値を増加させるかたちで回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を設定する回転速度偏差対応指令値算出手段と、前記トルク対応指令値算出手段で設定されたトルク対応締結力調整指令値と前記回転速度偏差対応指令値算出手段で設定された回転速度偏差対応締結力調整指令値とを加算して最終的な締結力調整指令値を求め、この締結力調整指令値の大きさに対応させて前記トルク配分用クラッチの締結力を調整する締結力調整手段とを備え、
前記トルク対応指令値算出手段および前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度に基づいて前記トルク配分用クラッチの締結力を補正する機能を備え、
前記トルク対応指令値算出手段は、エンジン出力トルクとトランスミッションの減速比を乗じて前記駆動トルクを推定する駆動トルク推定機能を備えるとともに、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合と前記駆動輪の回転速度が前記高速走行判定値よりも値の小さな低速走行判定値に不足した場合に回転速度の超過量および不足量の大きさに対応させて前記トルク対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・トルク対応指令値補正機能を備え、
前記回転速度偏差対応指令値算出手段は、前記駆動輪の回転速度が高速走行判定値を超過した場合に回転速度の超過量の大きさに対応させて前記回転速度偏差対応締結力調整指令値の値を減少方向に補正する走行速度・回転速度偏差対応指令値補正機能を備えたことを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制御装置。
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