JP6209028B2

JP6209028B2 - ４輪駆動車の制御装置

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Publication number: JP6209028B2
Application number: JP2013189698A
Authority: JP
Inventors: 松野　浩二; 浩二松野
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: JP2015054637A

Description

本発明は、路外逸脱防止や障害物回避のために自車両にヨーモーメントを付加する自動ブレーキ制御装置を搭載したプロペラシャフトを停止自在な４輪駆動車の制御装置に関する。

従来より、主駆動軸から停止自在なプロペラシャフトを介して副駆動軸に駆動力を伝達する４輪駆動車では、走行抵抗を低減するためにプロペラシャフトの回転を止めた２ＷＤ状態から、走行中に４ＷＤ状態へ切り換える際は、プロペラシャフトにトルクを加えて車輪と先ず回転同期させる必要がある。このプロペラシャフトへの回転同期トルクは駆動系に対しては制動トルクとして作用するため、この同期トルクが大きくなると車両に不快・不要な減速感やショック（前後ジャーク）が発生してしまう。この制動トルクの発生を抑制しようとすると、２ＷＤ状態から４ＷＤ状態に素早く移行できず、切換時間短縮とのトレードオフが大きな課題となっている。このような、２ＷＤ状態から４ＷＤ状態へ切換える４輪駆動車の技術として、例えば、特開２０１０−１００２８０号公報（以下、特許文献１）では、自動車の補助アクスルへ駆動トルクの可変な部分を伝達するための第１のクラッチと、第１のクラッチが開かれているときに、第１のクラッチと第２のクラッチとの間に配されたプロペラシャフトを無効化するための第２のクラッチとを有し、主アクスルにおいて検出されたホイールスリップに基づいて第２のクラッチが閉じられ、第２のクラッチの係合前に無効化状態のプロペラシャフトが加速される技術が開示されている。

特開２０１０−１００２８０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される４輪駆動車のように、プロペラシャフトの如何にスムーズな回転同期を実現しても、車両の走行（運動）エネルギや新たな燃料を消費してプロペラシャフトの回転を加速する動作は、停止自在なプロペラシャフトを採用して燃費の向上を図るという静止機構本来の狙いと相反するエネルギロスであることには変わりは無い。また、上述の特許文献１に開示される技術は、回転同期に伴う車両の減速度を実用上問題無いレベルに抑える技術だが、４ＷＤが必要とされる加速操作や駆動輪のスリップが生じてから４ＷＤへ切り換える準備として回転同期を開始するため、その時間遅れに対する抜本的な解決にはならないという問題もある。

ところで、近年、車両においては、安全性の向上やドライバの負担を軽減することを目的として様々な自動ブレーキ制御装置が開発・実用化されており、このような自動ブレーキ制御装置は４輪駆動車においても積極的に採用されている。上述のようなプロペラシャフトを停止自在な４輪駆動車で、副駆動軸とプロペラシャフトを同期させるために必要なエネルギを、こうした自動ブレーキ制御装置が吸収し、消費しなければならないエネルギから転用して利用できれば、何等かの形で消費しなければならない車両の運動エネルギの有効利用となり望ましい。また、路外逸脱防止や障害物回避のために自動ブレーキが作動する状況では、タイヤグリップの限界に近づく可能性が高いので、予め４ＷＤ状態に切り換えておくことは安全上も有効である。更に、回転同期によって車両に加わる減速度を加味して主ブレーキの作動を緩めることができれば、ブレーキへの熱負荷も軽減できる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、路外逸脱防止や障害物回避のために自車両にヨーモーメントを付加する自動ブレーキ制御装置を搭載したプロペラシャフトを停止自在な４輪駆動車において、副駆動軸とプロペラシャフトを同期させるために必要なエネルギを、自動ブレーキ制御装置が吸収し、消費しなければならないエネルギから転用・有効利用し、また、路外逸脱防止や障害物回避が予測される状態では予め４ＷＤ状態へと移行して安全性を向上し、車両のヨー応答も向上して、更に、自動ブレーキ制御装置の作動で生じる主ブレーキの熱負荷も軽減することができる４輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の４輪駆動車の制御装置の一態様は、前軸と後軸のどちらか一方の主駆動軸から他方の副駆動軸へ動力伝達軸を介して駆動力を伝達すると共に、上記主駆動軸と上記動力伝達軸との間に第１のクラッチ手段を設け、上記副駆動軸には左右輪間の差動機構に代えて左車輪側と右車輪側のそれぞれに駆動力の伝達を継断自在な第２のクラッチ手段を設けた４輪駆動車において、前方の道路情報を認識する前方情報認識手段と、上記前方情報認識手段からの前方情報に基づき自車両に付加する目標ヨーモーメントを算出して自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ制御手段と、上記第１のクラッチ手段と上記第２のクラッチ手段の締結と開放を制御する駆動力制御手段とを有し、上記駆動力制御手段は、上記第１のクラッチ手段と上記第２のクラッチ手段とを開放した２輪駆動状態としている場合に、上記自動ブレーキ制御手段が上記前方情報に基づき自車両に上記目標ヨーモーメントを付加すべく上記自動ブレーキを作動させる際は、旋回内輪側の上記第２のクラッチ手段を締結すると共に、上記旋回内輪側の上記第２のクラッチ手段を締結するクラッチトルクを基に上記動力伝達軸と上記副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントを算出し、該ヨーモーメントで上記自動ブレーキ制御手段で算出する上記目標ヨーモーメントを補正するヨーモーメント補正手段とを備えた。

本発明による４輪駆動車の制御装置によれば、路外逸脱防止や障害物回避のために自車両にヨーモーメントを付加する自動ブレーキ制御装置を搭載したプロペラシャフトを停止自在な４輪駆動車において、副駆動軸とプロペラシャフトを同期させるときに必要なエネルギを、自動ブレーキ制御装置が吸収し、消費しなければならないエネルギから転用・有効利用し、また、路外逸脱防止や障害物回避が予測される状態では予め４ＷＤ状態へと移行して安全性を向上し、車両のヨー応答も向上して、更に、自動ブレーキ制御装置の作動で生じる主ブレーキの熱負荷も軽減することが可能となる。

本発明の実施の一形態による、車両の概略構成を示す説明図である。本発明の実施の一形態による、制御ユニットの機能ブロック図である。本発明の実施の一形態による、路外逸脱防止・障害物回避制御のフローチャートである。本発明の実施の一形態による、目標ヨーモーメント補正処理のフローチャートである。本発明の実施の一形態による、クラッチ開放判定処理のフローチャートである。本発明の実施の一形態による、白線と路側障害物に対する自車両の位置関係とそれぞれに対する逸脱量の説明図である。本発明の実施の一形態による、逸脱量に応じて設定される逸脱防止ヨーモーメントの説明図で、図７（ａ）は白線からの逸脱量に応じて設定される第１の逸脱防止ヨーモーメントの一例を示し、図７（ｂ）は障害物に対する逸脱量に応じて設定される第２の逸脱防止ヨーモーメントの一例を示す。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てトランスファ３に伝達される。

このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、トランスファ３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。

後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに、更に、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達自在に構成されている。

また、前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。

トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート１５ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート１５ｂとを交互に重ねて構成したトルク伝達容量可変型クラッチである湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ）１５と、このトランスファクラッチ１５の締結力を可変自在に付与するピストン１６とにより構成されている。

また、後輪終減速装置７は、差動機構を有すること無く、後輪左ドライブ軸１３rlには、駆動力の伝達を継断自在な左ホイールクラッチ１７ｌが介装される一方、後輪右ドライブ軸１３rrには、駆動力の伝達を継断自在な右ホイールクラッチ１７ｒが介装されている。これら左右のホイールクラッチ１７ｌ，１７ｒは、それぞれのドライブ軸１３rl，１３rr間を継断するにあたり、公知の回転数の同期がとられて実行されるように構成されている。

従って、本実施の４輪駆動車では、トランスファクラッチ１５と左右のホイールクラッチ１７ｌ，１７ｒが全て開放された状態では、プロペラシャフト５が停止される状態となり、前輪左ドライブ軸１３flと前輪右ドライブ軸１３frで主駆動軸が構成され、後輪左ドライブ軸１３rlと後輪右ドライブ軸１３rrで副駆動軸が構成され、プロペラシャフト５が動力伝達軸として設けられ、トランスファクラッチ１５が第１のクラッチ手段として設けられ、左右のホイールクラッチ１７ｌ，１７ｒが第２のクラッチ手段として設けられている。そして、ピストン１６による押圧力でトランスファクラッチ１５を制御することにより、プロペラシャフト５に対して回転トルクが付与されてプロペラシャフト５と主駆動軸との回転同期が制御され、また、車両の前後駆動力配分制御が行われる。また、左輪側のホイールクラッチ１７ｌを開放状態から締結することで、プロペラシャフト５を同期回転させるエネルギが左輪側の減速（制動）力として作用し、同様に、右輪側のホイールクラッチ１７ｒを開放状態から締結することで、プロペラシャフト５を同期回転させるエネルギが右輪側の減速（制動）力として作用する。

ここで、ピストン１６の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するトランスファクラッチ駆動部３１trcで与えられる。このトランスファクラッチ駆動部３１trcを駆動させる制御信号（トランスファクラッチトルク）は、後述する制御ユニット３０から出力される。また、左右のホイールクラッチ１７ｌ，１７ｒは、それぞれ複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成する左右のホイールクラッチ駆動部３１wcl，３１wcrにより作動される。そして、これら左右のホイールクラッチ駆動部３１wcl，３１wcrを駆動させる制御信号は、後述する制御ユニット３０から出力される。

一方、符号３２は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部３２には、ドライバにより操作される、図示しないブレーキペダルと接続されたマスターシリンダが接続されており、ドライバがブレーキペダルを操作する（踏み込む）とマスターシリンダにより、ブレーキ駆動部３２を通じて、４輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ１８fl，右前輪ホイールシリンダ１８fr，左後輪ホイールシリンダ１８rl，右後輪ホイールシリンダ１８rr）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。

ブレーキ駆動部３２は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、制御部３０等からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダ１８fl，１８fr，１８rl，１８rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。

制御ユニット３０には、前方認識装置２１、各車輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの車輪速度センサ（左前輪車輪速度センサ２２fl，右前輪車輪速度センサ２２fr，左後輪車輪速度センサ２２rl，右後輪車輪速度センサ２２rr）、プロペラシャフト回転速度センサ２３、その他、図示しない、操舵角センサ、ヨーレートセンサ、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）等が接続され、自車両前方の立体物データや白線データ等の前方情報（詳しくは後述する）、各車輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの車輪速度（左前輪車輪速度ωfl，右前輪車輪速度ωfr，左後輪車輪速度ωrl，右後輪車輪速度ωrr）、プロペラシャフト回転速度ωｄ、操舵角、ヨーレート、エンジン回転数、吸入空気量、トランスミッションギヤ比等が入力される。尚、本実施の形態では、主駆動軸の回転速度ωｍとして左前輪車輪速度ωflと右前輪車輪速度ωfrの平均回転速度を採用し、副駆動軸の回転速度ωｓとして左後輪車輪速度ωrlと右後輪車輪速度ωrrの平均回転速度（車両が旋回中の場合には旋回内輪の車輪速度）を採用する。

ここで、前方認識装置２１は、例えば、ステレオカメラ２１ａで撮像した画像を基に前方の道路情報を認識するように構成されている。ステレオカメラ２１ａは、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成される。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、画像データを前方認識装置２１に入力する。

前方認識装置２１における、ステレオカメラ２１ａからの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ２１ａのＣＣＤカメラで撮像した自車両の進行方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を求める処理を行なって、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。

このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた３次元的な道路形状データ、側壁データ、立体物データ等と比較し、白線データ、前方障害物データ（道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁、電柱等の固定障害物、４輪車、２輪車、歩行者等の立体物データ）を抽出する。こうして抽出された白線データ、前方障害物データは、それぞれのデータの種類毎に異なったナンバーが割り当てられる。

そして、前方認識装置２１は、白線、及び、前方障害物について、予め定めた自車両のカメラ位置を中心とする所定の２次元座標上に、それぞれが存在する位置をメモリし、制御ユニット３０に出力する。

また、前方認識装置２１は、図６に示すように、現在の自車両の進行方向（カメラ位置を中心とする直進方向）と白線とのなす角を交差角αとして算出し、また、現在の、自車両の中心から白線までの距離（白線への垂線方向距離）ｙL0、及び、現在の自車両の中心から障害物までの距離（白線への垂線方向と平行な方向での距離）ｙs0を算出して制御ユニット３０に出力する。このように、ステレオカメラ２１ａ、前方認識装置２１は、前方情報認識手段として設けられている。尚、本実施の形態では、前方情報認識手段としてステレオカメラ２１ａを利用する例を説明したが、これに限ること無く、例えば、単眼カメラ、レーダー、レーザー、又は、これらを組み合わせるものであっても良い。

そして、制御ユニット３０は、上述の各入力信号に基づいて、白線や前方障害物等の前方情報に基づき車線逸脱を防止するための、また、障害物を回避するための自車両に付加する目標ヨーモーメントＭzt0を算出して自動ブレーキを作動させる。この自動ブレーキを作動させる際、旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）を締結すると共に、旋回内輪側のホイールクラッチを締結するクラッチトルクＴｗを基にプロペラシャフト５と副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントΔＭｚを算出し、該ヨーモーメントΔＭｚで目標ヨーモーメントＭzt0を補正して最終的な目標ヨーモーメントＭztを算出し、この最終的な目標ヨーモーメントＭztに応じたブレーキ液圧（内側前輪ブレーキ液圧Ｐbf、内側後輪ブレーキ液圧Ｐbr）を算出してブレーキ駆動部３２に出力する。また、４ＷＤ状態ではない場合で、且つ、自動ブレーキの対象となる白線部位や前方障害物を通過後、所定時間経過した場合には全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒを開放状態とする。

このため、制御ユニット３０は、図２に示すように、４輪駆動制御部３０ａ、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂ、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃ、クラッチ開放判定部３０ｄから主要に構成されている。

４輪駆動制御部３０ａは、４輪車輪速度センサ２２fl，２２fr，２２rl，２２rrから各輪の車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、また、図示しない操舵角センサから操舵角が入力され、ヨーレートセンサからヨーレートが入力され、ＥＣＵからエンジン回転数、吸入空気量が入力され、ＴＣＵからトランスミッションギヤ比が入力され、更に、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃから旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）の締結信号が入力され、クラッチ開放判定部３０ｄから全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒの開放指示に関する信号等が入力される。

そして、４輪駆動制御部３０ａは、通常の４輪駆動制御として、例えば、車両のアンダーステア傾向を抑制するヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして算出し、前軸の左右輪の平均車輪速（（ωfl＋ωfr）／２）が後軸の旋回外輪の車輪速を越えている場合には、車両に上述の目標ヨーモーメントを付加する際に、後軸の旋回外輪側のホイールクラッチを締結すると共に、旋回内輪側のホイールクラッチを開放し、目標ヨーモーメントに基づいてトランスファクラッチ１５の締結力を制御する。

また、４輪駆動制御部３０ａは、プロペラシャフト５を停止して上述の４輪駆動制御をしていない２ＷＤ走行の状態で、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃから旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）の締結信号が入力された際、該当するホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）を締結する。

更に、４輪駆動制御部３０ａは、４輪駆動制御状態ではない場合に、クラッチ開放判定部３０ｄから全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒの開放指示が入力された場合は、全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒを開放する。

また、４輪駆動制御部３０ａは、上述の各クラッチ１５、１７ｌ，１７ｒへの信号（締結・開放）に加え、４輪駆動制御の作動状態を目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃ、クラッチ開放判定部３０ｄに出力し、上述の目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃからの指示で実行される旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）の締結に係るホイールクラッチ締結トルクＴｗを目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃに出力する。このように、４輪駆動制御部３０ａは駆動力制御手段として設けられている。

路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂは、前方認識装置２１から白線や前方障害物等の前方情報（具体的には、白線、及び、前方障害物の座標位置情報、交差角α、現在の自車両の中心から白線までの距離ｙL0、現在の自車両の中心から障害物までの距離ｙs0）が入力され、４輪車輪速度センサ２２fl，２２fr，２２rl，２２rrから各輪の車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃからプロペラシャフト５と副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントΔＭｚが適宜入力される。そして、例えば、図３に示すフローチャートに従って、路外逸脱防止・障害物回避制御を実行し、自車両に付加するヨーモーメントに応じたブレーキ液圧（内側前輪ブレーキ液圧Ｐbf、内側後輪ブレーキ液圧Ｐbr）を算出し、ブレーキ駆動部３２に出力する。

また、路外逸脱防止・障害物回避制御の作動状態が目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃに出力され、路外逸脱防止・障害物回避制御が作動した際には作動の対象とした前方情報（白線部位、障害物のナンバー）がクラッチ開放判定部３０ｄに出力される。

路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂで実行される路外逸脱防止・障害物回避制御を説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、例えば、以下の（１）式により、車速Ｖ（例えば、４輪の車輪速度の平均）に応じた予見距離Ｌｘを算出する。
Ｌｘ＝Ｖ・ｔ …（１）
ここで、ｔは、予め設定しておいた予見時間である。すなわち、予見距離とは、図６に示すように、予見時間ｔ後に、自車両が存在すると推定される位置までの距離である。尚、予見距離Ｌｘは、上述の（１）式で算出する距離に限るものではない。

次に、Ｓ１０２に進み、例えば、以下の（２）式により、予見距離Ｌｘにおける自車両の白線からの逸脱量ｙLを算出する（図６参照）。
ｙL＝Ｌｘ・sin(α)−ｙL0 …（２）
次いで、Ｓ１０３に進み、例えば、以下の（３）式により、予見距離Ｌｘにおける自車両の障害物に対する逸脱量ｙSを算出する（図６参照）。
ｙS＝Ｌｘ・sin(α)−ｙs0 …（３）
次に、Ｓ１０４に進み、予め実験・計算等に基づいて設定しておいた、図７（ａ）に示すような、白線からの逸脱量ｙLと交差角αと第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLのマップを参照して、第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLを設定する。尚、図７（ａ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、白線から道路中央側に一定距離離れた位置、或いは、白線の内側（道路中央側）端部である。また、第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLは、図７（ａ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLは、図７（ａ）からも解るように、交差角αが大きいほど、すなわち、白線に対して直交していき、緊急度が高いと判断される場合ほど、大きな値に設定される。また、第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLは、白線からの逸脱量ｙLが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

次いで、Ｓ１０５に進み、予め実験・計算等に基づいて設定しておいた、図７（ｂ）に示すような、障害物に対する逸脱量ｙSと第２の逸脱防止ヨーモーメントＭzSのマップを参照して、第２の逸脱防止ヨーモーメントＭzSを設定する。尚、図７（ｂ）中の、基準位置は、予め設定した位置であり、例えば、障害物端部から道路中央側に一定距離離れた位置である。また、第２の逸脱防止ヨーモーメントＭzSは、図７（ｂ）に示したマップから設定するものに限るものではなく、予め設定しておいた算出式等から算出するようにしても良い。

第２の逸脱防止ヨーモーメントＭzSは、図７（ｂ）からも解るように、障害物に対する逸脱量ｙSが大きい場合ほど、大きな値に設定される。

次に、Ｓ１０６に進み、Ｓ１０４で設定した第１の逸脱防止ヨーモーメントＭzLとＳ１０５で設定した第２の逸脱防止ヨーモーメントＭzSから、例えば、以下の（４）式により目標ヨーモーメントＭzt0を算出する。
Ｍzt0＝ＭzL＋ＭzS …（４）

次いで、Ｓ１０７に進み、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃからプロペラシャフト５と副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントΔＭｚが入力されている場合は、最終的な目標ヨーモーメントＭztを、以下の（５）式により算出する一方、ヨーモーメントΔＭｚが入力されていない場合には、そのまま目標ヨーモーメントＭzt0を最終的な目標ヨーモーメントＭztとして設定する目標ヨーモーメントＭzt0の補正を行う。
Ｍzt＝Ｍzt0−ΔＭｚ …（５）
次に、Ｓ１０８に進み、旋回内輪側の前後輪に付加する制動力Ｂｆ、Ｂｒが、例えば、以下の（６）、（７）式により算出される。
Ｂｆ＝min（Ｋbr・Ｍzt・Ｃｙ，ΔＢf_max） …（６）
Ｂｒ＝Ｋbr・Ｍzt−Ｂｆ …（７）
ここで、（６）式における、minは、Ｋbr・Ｍzt・ＣｙとΔＢf_maxの小さい方を選択する関数である。Ｋbrは、ヨーモーメントの制動力への換算係数であり、Ｃｙは、予め実験、計算等により設定しておいたヨーモーメントの前軸負担率である。また、ΔＢf_maxは、予め算出しておいた前軸左右輪の制動力差最大値である。
そして、Ｓ１０９に進み、旋回内輪側の前後輪のブレーキ液圧Ｐbf、Ｐbrを、以下の（８）、（９）式で算出し、ブレーキ駆動部３２に出力して、プログラムを抜ける。
Ｐbf＝Ｃbf・Ｂｆ …（８）
Ｐbr＝Ｃbr・Ｂｒ …（９）
ここで、Ｃbf、Ｃbrはブレーキ諸元で決まる定数である。

このように、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂは、自動ブレーキ制御手段として設けられている。

目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃは、４輪車輪速度センサ２２fl，２２fr，２２rl，２２rrから各輪の車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、プロペラシャフト回転速度センサ２３からプロペラシャフト回転速度ωｄが入力され、４輪駆動制御部３０ａから４輪駆動制御の作動状態、及び、白線逸脱防止、及び、障害物回避のために実行する旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）の締結に係るホイールクラッチ締結トルクＴｗが入力され、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂから路外逸脱防止・障害物回避制御の作動状態が入力される。そして、例えば、図４に示すフローチャートに従って、目標ヨーモーメント補正処理を実行し、４輪駆動制御部３０ａに対して旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）の締結指示信号を出力し、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂに対してプロペラシャフト５と副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントΔＭｚを適宜出力する。

この目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃで行われる目標ヨーモーメント補正処理を、図４のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ２０１で、４輪駆動制御部３０ａで、４ＷＤ作動中か否か判定し、４ＷＤ作動中の場合は、そのままルーチンを抜け、４ＷＤ作動中ではない場合は、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２では、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂで路外逸脱防止・障害物回避制御の自動ブレーキが作動したか否か判定され、自動ブレーキが作動されていない場合は、そのままルーチンを抜け、自動ブレーキが作動された場合は、Ｓ２０３に進んで、４輪駆動制御部３０ａに旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）を締結させる信号を出力し、該当するホイールクラッチを締結させる。尚、旋回内輪が左輪側か右輪側のどちらかは、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂに入力される前方情報により、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂで判定される。

その後、Ｓ２０４に進み、副駆動軸とプロペラシャフト５との回転速度差Δωsd（＝ωｓ・Ｇｆ−ωｄ：Ｇｆはファイナルギヤ比）を算出する。

次いで、Ｓ２０５に進んで、回転速度差の絶対値｜Δωsd｜と予め実験、演算等により設定しておいた閾値Ｓｄとを比較し、回転速度差の絶対値｜Δωsd｜が閾値Ｓｄより大きい場合（｜Δωsd｜＞Ｓｄの場合）には、副駆動軸とプロペラシャフト５との同期が完了していないと判定し、Ｓ２０６に進み、回転同期トルクＴswとして４輪駆動制御部３０ａから出力されるホイールクラッチ締結トルクＴｗを設定する（Ｔsw＝Ｔｗ）。

逆に、回転速度差の絶対値｜Δωsd｜が閾値Ｓｄ以下の場合（｜Δωsd｜≦Ｓｄの場合）には、副駆動軸とプロペラシャフト５との同期が完了したと判定し、Ｓ２０７に進み、回転同期トルクＴswとして０を設定する（Ｔsw＝０）。

Ｓ２０６、或いは、Ｓ２０７で回転同期トルクＴswを設定した後は、Ｓ２０８に進み、回転同期によるヨーモーメントΔＭzを、例えば、以下の（１０）式により算出して路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂに出力し、プログラムを抜ける。
ΔＭz＝（Ｔsw／Ｒｔ）・（ｄ／２） …（１０）
ここで、Ｒｔはタイヤ径、ｄはトレッドである。

このように、目標ヨーモーメント補正処理部３０ｃは、ヨーモーメント補正手段として設けられている。

クラッチ開放判定部３０ｄは、前方認識装置２１から白線や前方障害物等の前方情報が入力され、４輪駆動制御部３０ａから４輪駆動制御の作動状態が入力され、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂから路外逸脱防止・障害物回避制御が作動した際の作動の対象とした前方情報（白線部位、障害物のナンバー）が入力される。そして、後述の図５に示すフローチャートに従って、４輪駆動状態としていない場合で、且つ、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂが路外逸脱防止・障害物回避の自動ブレーキを作動させる制御対象（白線部位や障害物）を通過後、所定時間経過した場合は、全クラッチ１５、１７ｌ，１７ｒを開放状態とする信号を４輪駆動制御部３０ａに出力する。

すなわち、図５は、このクラッチ開放判定部３０ｄで実行されるクラッチ開放判定処理のフローチャートを示し、まず、Ｓ３０１で、４輪駆動制御部３０ａで、４ＷＤ作動中か否か判定し、４ＷＤ作動中の場合は、そのままルーチンを抜け、４ＷＤ作動中ではない場合は、Ｓ３０２に進む。

Ｓ３０２では、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂで制御対象とした白線部位や障害物を通過後、所定時間経過したか否か判定される。

この判定の結果、白線部位や障害物を通過後、所定時間経過していない場合は、そのままルーチンを抜け、所定時間経過している場合は、Ｓ３０３に進み、白線部位や障害物に対する自動ブレーキの作動が無いと判定し、全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒを開放状態とする信号を４輪駆動制御部３０ａに出力してプログラムを抜ける。

このように、本発明の実施の形態によれば、白線や前方障害物等の前方情報に基づき車線逸脱を防止するための、また、障害物を回避するための自車両に付加する目標ヨーモーメントＭzt0を算出して自動ブレーキを作動させる。この自動ブレーキを作動させる際、旋回内輪側のホイールクラッチ（１７ｌ，１７ｒのどちらか）を締結すると共に、旋回内輪側のホイールクラッチを締結するクラッチトルクＴｗを基にプロペラシャフト５と副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントΔＭｚを算出し、該ヨーモーメントΔＭｚで目標ヨーモーメントＭzt0を補正して最終的な目標ヨーモーメントＭztを算出し、この最終的な目標ヨーモーメントＭztに応じたブレーキ液圧（内側前輪ブレーキ液圧Ｐbf、内側後輪ブレーキ液圧Ｐbr）を算出してブレーキ駆動部３２に出力する。また、４ＷＤ状態ではない場合で、且つ、自動ブレーキの対象となる白線部位や前方障害物を通過後、所定時間経過した場合には全てのクラッチ１５、１７ｌ，１７ｒを開放状態とする。このため、路外逸脱防止や障害物回避のために自車両にヨーモーメントを付加する自動ブレーキ制御装置を搭載したプロペラシャフトを停止自在な４輪駆動車において、副駆動軸とプロペラシャフトを同期させるときに必要なエネルギを、自動ブレーキ制御装置が吸収し、消費しなければならないエネルギから転用・有効利用し、また、路外逸脱防止や障害物回避が予測される状態では予め４ＷＤ状態へと移行して安全性を向上し、車両のヨー応答も向上して、更に、自動ブレーキ制御装置の作動で生じる主ブレーキの熱負荷も軽減することが可能となる。

尚、本実施の形態では、路外逸脱防止・障害物回避制御部３０ｂは、路外逸脱防止と障害物回避制御のための自動ブレーキを発生する装置を例に説明したが、これら両方（路外逸脱防止と障害物回避制御）ではなく、どちらかのための自動ブレーキを発生する装置であっても良い。

１エンジン
２自動変速装置
３トランスファ
４リヤドライブ軸
５プロペラシャフト（動力伝達軸）
６ドライブピニオン軸部
７後輪終減速装置
８リダクションドライブギヤ
９リダクションドリブンギヤ
１０フロントドライブ軸
１１前輪終減速装置
１３fl、１３fr 前輪ドライブ軸（主駆動軸）
１３rl、１３rr 後輪ドライブ軸（副駆動軸）
１４fl、１４fr 前輪
１４rl、１４rr 後輪
１５トランスファクラッチ（第１のクラッチ手段）
１７ｌ、１７ｒホイールクラッチ（第２のクラッチ手段）
１８fl、１８fr、１８rl、１８rr ホイールシリンダ
２１前方認識装置（前方情報認識手段）
２１ａステレオカメラ（前方情報認識手段）
２２fl、２２fr、２２rl、２２rr 車輪速度センサ
２３プロペラシャフト回転速度センサ
３０制御ユニット
３０ａ４輪駆動制御部（駆動力制御手段）
３０ｂ路外逸脱防止・障害物回避制御部（自動ブレーキ制御手段）
３０ｃ目標ヨーモーメント補正処理部（ヨーモーメント補正手段）
３０ｄクラッチ開放判定部（駆動力制御手段）
３１trc トランスファクラッチ駆動部
３１wcl、３１wcr ホイールクラッチ駆動部
３２ブレーキ駆動部

Claims

前軸と後軸のどちらか一方の主駆動軸から他方の副駆動軸へ動力伝達軸を介して駆動力を伝達すると共に、上記主駆動軸と上記動力伝達軸との間に第１のクラッチ手段を設け、上記副駆動軸には左右輪間の差動機構に代えて左車輪側と右車輪側のそれぞれに駆動力の伝達を継断自在な第２のクラッチ手段を設けた４輪駆動車において、
前方の道路情報を認識する前方情報認識手段と、
上記前方情報認識手段からの前方情報に基づき自車両に付加する目標ヨーモーメントを算出して自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ制御手段と、
上記第１のクラッチ手段と上記第２のクラッチ手段の締結と開放を制御する駆動力制御手段とを有し、
上記駆動力制御手段は、上記第１のクラッチ手段と上記第２のクラッチ手段とを開放した２輪駆動状態としている場合に、上記自動ブレーキ制御手段が上記前方情報に基づき自車両に上記目標ヨーモーメントを付加すべく上記自動ブレーキを作動させる際は、旋回内輪側の上記第２のクラッチ手段を締結すると共に、
上記旋回内輪側の上記第２のクラッチ手段を締結するクラッチトルクを基に上記動力伝達軸と上記副駆動軸とが回転同期することで生じるヨーモーメントを算出し、該ヨーモーメントで上記自動ブレーキ制御手段で算出する上記目標ヨーモーメントを補正するヨーモーメント補正手段と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
上記駆動力制御手段は、上記第１のクラッチ手段を開放し、旋回内輪側の上記第２のクラッチ手段を締結した２輪駆動状態としている場合で、且つ、上記自動ブレーキ制御手段が上記自動ブレーキを作動させる対象を通過後、所定時間経過した場合は、上記第１のクラッチ手段と上記第２のクラッチ手段の全てを開放状態とすることを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
上記自動ブレーキ制御手段は、上記前方情報から得られる自車両の白線からの逸脱量と前方障害物に対する逸脱量の少なくとも一方に応じて自車両に付加する目標ヨーモーメントを算出して自動ブレーキを作動させることを特徴とする請求項１又は２記載の４輪駆動車の制御装置。