JP6525947B2 - 車両のトルク配分制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源が出力する駆動トルクが伝達される左右車輪と、車両の走行状態に応じて左右車輪の一方と他方に伝達される駆動トルクを配分するためのトルク配分装置とを備える車両のトルク配分制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示すような車両は、前輪を主駆動輪とし後輪を副駆動輪とする四輪駆動車両であって、さらに左右後輪に駆動力を配分するための駆動力配分装置として、左右の後輪に繋がる駆動力伝達経路上にそれぞれ電磁式のトルク配分クラッチを設けた構成である。トルク配分クラッチの締結力を変化させることで、左右の後輪間で配分されるトルクの比率を任意に制御することができる。

このような車両では、操舵輪の操舵に加え、電磁クラッチの制御による左右後輪の駆動力差を用いて車両のヨーモーメントを制御することが行われている。すなわち、エンジン回転数、吸気負圧（または吸気流量）などに基づいて、トランスミッションが出力する推定駆動トルクを算出する。そして、この算出した推定駆動トルクと、車両の横加速度、操舵角および車輪速とに基づいて、左右の後輪に配分するトルクを算出する。例えば、車両のスリップ角が所定値以上の場合には、車両挙動が不安定な状態にあると判定し、リヤディファレンシャルギヤを制御して左右の後輪に配分されるトルクを低減するとともに、左右後輪のうちの旋回外輪に配分されるトルクを低減する。これにより、車両挙動の安定を図るようになっている。

特開２０１１−０７９４２０号公報

ところで、上記のように左右の後輪に配分されるトルクを制御する際、トルクの指令値（指令トルク）が一時的にゼロになると、その後の指令トルクに対する実トルクの立ち上がりに遅れが生じることで、トルク応答性の低下につながるという問題がある。また、左右の後輪にトルクを配分するためのクラッチの特性上、指令トルクがゼロに近い領域では、指令トルクに対する実トルクの応答波形が非線形となることで指令トルクに対する実トルクの精度を十分に確保できないという問題もある。このような理由から、左右の後輪に配分するトルクの制御においては、指令トルクがゼロ又はゼロに近い状態になることを極力避けるようにすることが望ましい。

この点、従来の制御では指令トルクが所定の下限値（正の値）を下回らないように設定し、その下限値に基づいて全体の指令トルクの値を決定する制御が行われていた。しかしながら、その手法では、指令トルクの値が全体的に大きな値となることで、左右の後輪に必要以上のトルクが配分されてしまうため、最適なトルク配分制御には更なる改善の余地があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、最適なトルク配分制御を実現しながらも、左右の車輪に配分するトルクの指令値（指令トルク）が限度を越える小さな値となることを回避することで、左右の車輪に配分する駆動トルクの精度を効果的に向上させることができる車両のトルク配分制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両のトルク配分制御装置は、駆動源（エンジンＥ）が出力する駆動トルクが伝達される左右車輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）と、車両の走行状態に応じて前記左右車輪の一方である左車輪（ＷＲＬ）又は右車輪（ＷＲＲ）と前記左右車輪の他方である右車輪又は左車輪とに伝達される駆動トルクを配分するためのトルク配分装置（４０Ｌ，４０Ｒ）と、前記トルク配分装置で配分する駆動トルクを制御する制御手段（Ｕａ）と、を備える車両のトルク配分制御装置において、前記トルク配分装置は、前記左車輪と前記右車輪のいずれか一方に駆動トルクを伝達する経路に設けた一のクラッチ（４０Ｌ）と、前記左車輪と前記右車輪のいずれか他方に駆動トルクを伝達する経路に設けた他のクラッチ（４０Ｒ）とを備え、前記制御手段は、前記一のクラッチで前記左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値（ＬＴｑ）と、前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値（ＲＴｑ）とがそれぞれゼロより大きい所定の下限値（ＬＴｑ１，ＲＴｑ１）を下回る場合、当該駆動トルクの指令値を前記所定の下限値とする制御を行うことを特徴とする。

本発明にかかる車両のトルク配分制御装置によれば、一のクラッチで左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値と、他のクラッチで右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値とがそれぞれゼロより大きい所定の下限値を下回る場合、当該駆動トルクの指令値を所定の下限値とする制御を行うことで、駆動トルクの指令値が一時的にゼロになったりゼロに近い領域となったりするなど、限度を越えて小さな値となることを回避できる。これにより、指令トルクに対する実トルクの立ち上がりに遅れが生じることを防止できるので、トルク応答性を向上させることができる。また、指令トルクに対する実トルクの応答波形を線形又は線形に近い状態とすることができるので、指令トルクに対する実トルクの精度を確保することができるようになる。これらによって、車両の左車輪と右車輪とに配分する駆動トルクの精度を効果的に向上させることが可能となる。また、下限値に基づいて全体の指令トルクの値を決定する従来の制御と比較して、駆動トルクの指令値が全体的に大きな値とならないようにすることができるので、左右車輪に必要以上の駆動トルクが配分されることを効果的に防止できる。

また、この車両のトルク配分制御装置では、前記制御手段は、前記駆動トルクの指令値（ＬＴｑ又はＲＴｑ）を前記所定の下限値（ＬＴｑ１又はＲＴｑ１）としないときは、前記一のクラッチで前記左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値と、前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値との差（ΔＴｑ）が一定値となるように制御するようにしてもよい。

この構成によれば、駆動トルクの指令値の差が一定値となるように制御することで、左車輪と右車輪との駆動力の要求値に応じた適切な駆動トルクの差を設けることが可能となるので、より適切な駆動力配分制御を行うことができる。

また、この車両のトルク配分制御装置では、前記制御手段は、前記駆動トルクの指令値（ＬＴｑ又はＲＴｑ）を前記所定の下限値（ＬＴｑ１又はＲＴｑ１）とするときは、前記所定の下限値（ＬＴｑ１又はＲＴｑ１）とする前の前記駆動トルクの指令値（ＬＴｑ又はＲＴｑ）と前記所定の下限値（ＬＴｑ１又はＲＴｑ１）との差分（ΔＬＴｑ又はΔＲＴｑ）を前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値（ＲＴｑ又はＬＴｑ）に加算する制御を行うようにしてもよい。

この構成によれば、一のクラッチの駆動トルクの指令値（所定の下限値とする前の値）と所定の下限値との差分を他のクラッチの駆動トルクの指令値に加算するようにしたことで、一のクラッチの駆動トルクの指令値が所定の下限値を下回ることを回避しながらも、一のクラッチの駆動トルクの指令値と他のクラッチの駆動トルクの指令値との差を確保することができるようになる。したがって、駆動トルクの指令値が限度を越える小さな値となることを回避しながらも、左車輪と右車輪との駆動力の要求値に応じた適切な駆動トルクの差を設けることが可能となるので、より適切な駆動力配分制御を行うことができる。

なお、上記の括弧内の名称及び符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の名称及び符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる車両のトルク配分制御装置によれば、最適なトルク配分制御を実現しながらも、左右車輪に配分する駆動トルクの指令値（指令トルク）がゼロ又はゼロに近い値となることを回避することができ、左右車輪に配分する駆動トルクの精度を効果的に向上させることが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。 増速装置およびリヤディファレンシャルギヤの拡大図である。 ４ＷＤ−ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 本実施形態のトルク配分制御における処理の流れを示すブロック図である。 トルク配分制御における左右の後輪に配分するトルクの指令値の変化を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。また、図２は、増速装置およびリヤディファレンシャルギヤの拡大図である。図１に示すように、本発明が適用される第一実施形態の車両は、主駆動輪としての左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと、副駆動輪としての左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとを備えた四輪駆動車両であり、左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは車両の走行時には基本的に常時駆動され、左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲは車両の運転状態に応じて適宜駆動される。

車体前部に横置きに搭載されたエンジンＥにオートマチックトランスミッションＴが接続されており、オートマチックトランスミッションＴはフロントディファレンシャルギヤ１１および左右のフロントドライブシャフト１２，１２を介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される。フロントディファレンシャルギヤ１１は、トランスファー（不図示）と、フロントプロペラシャフト１３と、増速装置１４と、リヤプロペラシャフト１５と、リヤディファレンシャルギヤ１６と、左右のリヤドライブシャフト１７Ｌ，１７Ｒとを介して左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続される。

図２に示すように、増速装置１４は、遊星歯車機構２１と、増速クラッチ２２と、直結クラッチ２３とを備える。

遊星歯車機構２１は、フロントプロペラシャフト１３の後端に固設された入力側サンギヤ２４と、リヤプロペラシャフト１５の前端に固設された出力側サンギヤ２５と、キャリヤ２６と、キャリヤ２６に支持された複数の２連ピニオン２７…とを備える。各２連ピニオン２７は入力側ピニオン２７ａと出力側ピニオン２７ｂとを一体に備えるもので、出力側ピニオン２７ｂの歯数は入力側ピニオン２７ａの歯数よりも大きく設定され、これに伴って出力側サンギヤ２５の歯数は入力側サンギヤ２４の歯数よりも小さく設定される。

油圧式多板型の増速クラッチ２２は、ハウジング２８に固定されたクラッチアウター２９と、その内側に位置するクラッチインナー３０とを複数の摩擦係合要素３１…を介して対峙させたもので、油圧の供給により複数の摩擦係合要素３１…が係合すると、クラッチインナー３０がクラッチアウター２９に締結されてハウジング２８に回転不能に拘束される。

油圧式多板型の直結クラッチ２３は、増速クラッチ２２のクラッチインナー３０および遊星歯車機構２１のキャリヤ２６と一体のクラッチアウター３２と、フロントプロペラシャフト１３と一体のクラッチインナー３３と、クラッチアウター３２およびクラッチインナー３３間に配置された複数の摩擦係合要素３４…と、クラッチアウター３２およびクラッチインナー３３間に配置された一方向クラッチ３５とを備える。一方向クラッチ３５は、クラッチインナー３３の回転数がクラッチアウター３２の回転数を上回ると、スリップして駆動力の伝達が遮断される。油圧の供給により複数の摩擦係合要素３４…が係合すると、クラッチアウター３２がクラッチインナー３３に締結されてフロントプロペラシャフト１３が遊星歯車機構２１のキャリヤ２６と一体化される。

従って、増速クラッチ２２が締結して直結クラッチ２３が締結解除すると、遊星歯車機構２１のキャリヤ２６がハウジング２８に回転不能に拘束されるため、入力側サンギヤ２４、出力側サンギヤ２５および２連ピニオン２７の歯数により定まる増速比（例えば、１．０５）で、フロントプロペラシャフト１３の回転数が増速されてリヤプロペラシャフト１５に出力される。

逆に、増速クラッチ２２が締結解除して直結クラッチ２３が締結すると、遊星歯車機構２１の入力側サンギヤ２４とキャリヤ２６とが一体化されてロック状態になるため、フロントプロペラシャフト１３の回転はそのままリヤプロペラシャフト１５に出力される。

リヤディファレンシャルギヤ１６は、車体中心面を挟んで実質的に左右鏡面対称な構造を備えているため、その代表として車体中心面の左側部分の構造を説明する。なお、左右対称な構成要素については、図面上ではその符号にＬ，Ｒの記号を付して区別する。下記の説明においても左右の区別が必要な場合は符号にＬ，Ｒの記号を付したものを用いる。

左右のリヤドライブシャフト１７Ｌ，１７Ｒの対向端部間に同軸に配置された入力軸３６の中間部に固設された従動ベベルギヤ３７が、リヤプロペラシャフト１５の後端に固設された駆動ベベルギヤ３８に噛合する。入力軸３６と左側のリヤドライブシャフト１７Ｌとの間に、遊星歯車機構３９Ｌおよび電磁式多板型のトルク配分クラッチ４０Ｌが配置される。

遊星歯車機構３９は、リングギヤ４１と、キャリヤ４２と、サンギヤ４３と、キャリヤ４２に支持されてリングギヤ４１およびサンギヤ４３に同時に噛合する複数のピニオン４４…とを備えており、リングギヤ４１は入力軸３６の左端に結合され、キャリヤ４２は左側のリヤドライブシャフト１７の右端に結合される。

トルク配分クラッチ４０は、ハウジング４５に固定されたクラッチアウター４６と、遊星歯車機構３９のサンギヤ４３に結合されたクラッチインナー４７と、クラッチアウター４６およびクラッチインナー４７間に配置された複数の摩擦係合要素４８…と、摩擦係合要素４８…を相互に係合させてクラッチアウター４６およびクラッチインナー４７を一体に結合する電磁アクチュエータ４９（図１参照）とを備える。

電磁アクチュエータ４９がＯＦＦした状態ではトルク配分クラッチ４０が締結解除してサンギヤ４３が自由に回転できるため、入力軸３６の駆動力は左側のリヤドライブシャフト１７に伝達されることはない。一方、電磁アクチュエータ４９がＯＮしてトルク配分クラッチ４０が締結した状態では、サンギヤ４３がハウジング４５に回転不能に拘束されるため、入力軸３６の駆動力は左側のリヤドライブシャフト１７に伝達される。

このとき、電磁アクチュエータ４９に供給する電流を変化させてトルク配分クラッチ４０のスリップ量を変化させることで、入力軸３６から左側のリヤドライブシャフト１７に伝達されるトルクを連続的に変化させることができる。

従って、リヤディファレンシャルギヤ１６の左右のトルク配分クラッチ４０Ｌ，４０Ｒの締結力を変化させることで、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲ間で配分されるトルクの比率を任意に制御するとともに、左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲ間で配分されるトルクの比率を任意に制御することができる。

次に、図３に基づいて、増速装置１４およびリヤディファレンシャルギヤ１６の作動を制御する４ＷＤ電子制御ユニット（４ＷＤ−ＥＣＵ）Ｕａの構成を説明する。

４ＷＤ電子制御ユニットＵａの入力部５１には、エンジンＥおよびオートマチックトランスミッションＴの作動を制御するＦＩ／ＡＴ電子制御ユニットＵｂと、車両挙動安定化システムの作動を制御するＥＳＣ電子制御ユニットＵｃとがＣＡＮを介して接続されるとともに、例えばオートマチックトランスミッションＴのギヤの回転数から車体速を検出する車体速センサ５２ａと、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ５２ｂとが接続される。

ＦＩ／ＡＴ電子制御ユニットＵｂから入力部５１に入力される信号には、エンジン回転数、吸気負圧、オートマチックトランスミッションＴのメインシャフトおよびカウンタシャフトの回転数、オートマチックトランスミッションＴのシフトポジション等が含まれる。またＥＳＣ電子制御ユニットＵｃから入力部５１に入力される信号には、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの車輪速、車両の横加速度、車両の前後加速度等が含まる。

推定駆動トルク算出部５３は、入力部５１から入力されたエンジン回転数、吸気負圧（または吸気流量）、メインシャフトおよびカウンタシャフトの回転数から推定されるギヤ比、トルクコンバータの速度比、各ギヤ段における効率等に基づいて、トランスミッションＴが出力する推定駆動トルクを算出する。尚、メインシャフトおよびカウンタシャフトの回転数からギヤ比を推定する代わりに、シフトポジションセンサで検出したシフトポジションのギヤ比を用いても良い。

操安制御部５４は、推定駆動トルク算出部５３が算出した推定駆動トルクと、入力部５１から入力された横加速度、操舵角および車輪速とに基づいて、左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分する操安制御トルクを算出する。例えば、車両のスリップ角が所定値以上の場合には、車両挙動が不安定な状態にあると判定し、リヤディファレンシャルギヤ１６を制御して左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分されるトルクを低減するとともに、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのうちの旋回外輪に配分されるトルクを低減することで、車両挙動の安定を図る。

増速制御部５５は、車体速が中速で横加速度が大きい場合に、増速装置１４の増速クラッチ２２を締結してフロントプロペラシャフト１３の回転数に対してリヤプロペラシャフト１５の回転数を増速するとともに、リヤディファレンシャルギヤ１６で左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのうちの旋回外輪にトルクを配分することで、車両のアンダーステアを回避しながら旋回性能を向上させる。また車体速が低速あるいは高速で横加速度が小さい場合には、増速装置１４の直結クラッチ２３を締結してフロントプロペラシャフト１３の回転数に対するリヤプロペラシャフト１５の回転数の増速を中止した状態で、リヤディファレンシャルギヤ１６で左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのうちの旋回外輪にトルクを配分することで、安定した旋回性能を確保する。

また増速が実行されると車両挙動を乱す虞があるとして、操安制御部５４が増速禁止要求を出力した場合には、増速装置１４の作動が禁止される。

ＬＳＤ制御部５６は、左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの車輪速と、左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの車輪速とを比較し、車両の発進時に前輪ＷＦＬ，ＷＦＲが踏む路面の摩擦係数が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲが踏む路面の摩擦係数よりも小さいために前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップしたような場合に、もしくは四輪が踏む路面の摩擦係数が同等でも、前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの主駆動力が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの副駆動力より大きくて前輪ＷＦＬ，ＷＦＲがスリップしたような場合に、前後輪間の差回転に応じて後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分するＬＳＤトルクを算出する。リヤディファレンシャルギヤ１６により後輪ＷＲＬ，ＷＲＲにＬＳＤトルクが配分されると、その分だけ前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのスリップが解消して車両のスムーズな発進が可能になる。

登坂制御部５８は、前後加速度センサで検出した実前後加速度と、車体速を微分して得た推定前後加速度とを比較することで、車両の登坂角（路面の登り坂の傾斜角）を算出し、登り坂における車両の発進時の登坂力を高めるべく、登坂角に応じてリヤディファレンシャルギヤ１６により後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分する登坂発進トルクを算出する。

トルク加算部５７は、操安制御部５４で算出した操安制御トルクと、ＬＳＤ制御部５６で算出したＬＳＤトルクと、登坂制御部５８で算出した登坂発進トルクとを加算する。

クラッチトルク制限部６０は、車両の後進→前進のスイッチバック時にリヤディファレンシャルギヤ１６に過大な負荷が作用して耐久性を低下させるのを防止すべく、リヤディファレンシャルギヤ１６が後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに伝達する目標トルクの上限値を制限する。

電流制御部６１は、クラッチトルク制限部６０で算出したクラッチトルク指令値を、リヤディファレンシャルギヤ１６のトルク配分クラッチ４０Ｌ，４０Ｒの電磁アクチュエータ４９，４９に供給する電流値（ＰＷＭ値）に変換する。

しかして、駆動回路部６２は、増速制御部５５が出力する増速指令に基づいて増速装置１４の作動を制御するとともに、電流制御部６１が出力する電流値に基づいてリヤディファレンシャルギヤ１６の作動を制御する。

ここで、車両が旋回する場合の左後輪ＷＲＬと右後輪ＷＲＲに対する駆動トルクの配分制御について説明する。車両の旋回時においては、通常、左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲのトルクの大きさは、左後輪トルクと右後輪トルクとの和（以下、第１関係と呼ぶことがある。）、即ち、前後方向におけるトルク要求と、左後輪トルクと右後輪トルクとの差（以下、第２関係と呼ぶことがある。）、即ち、旋回方向のトルク要求と、に基づいて制御される。

この場合のトルク配分制御について数式を用いて説明する。左後輪ＷＲＬの目標トルクをＴＴ１、右後輪ＷＲＲの目標トルクをＴＴ２、左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲの合計目標トルク（左後輪トルクと右後輪トルクとの和）をＴＲＴ、左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲの目標トルク差（左後輪トルクと右後輪トルクとの差）をΔＴＴとしたとき、第１関係から下記（１）式、第２関係から下記（２）式が成立する。

ＴＴ１＋ＴＴ２＝ＴＲＴ （１）
ＴＴ１−ＴＴ２＝ΔＴＴ （２）

なお、ΔＴＴは、目標ヨーモーメン卜（時計回りを正）をＹＭＴ、車輪半径をｒ、卜レッド幅（左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲ間距離）Ｔｒとすると、以下の（３）式で表される。
ΔＴＴ＝２・ｒ・ＹＭＴ／Ｔｒ （３）

従って、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの目標トルクＴＴ１、ＴＴ２が上記（１）、（２）式から一義的に決まる。

このように、第１関係と第２関係から前後方向におけるトルク要求と旋回方向におけるトルク要求を満たすことができ、車両の走行性能が重視される。

図４は、本実施形態のトルク配分制御における処理の流れを説明するためのブロック図である。このトルク配分制御では、要求左右和トルク（後輪軸トルク）７１と要求左右差トルク７２とが入力され、それぞれが制限ブロック８１，８２にて制限された値（ここではいずれも０．５倍（１／２倍）の値）となる。その後、差算出ブロック８３でこれら要求左右和トルクと要求左右差トルクとの差の値が算出され、和算出ブロック８４で要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２との和の値が算出される。

その後、第１下限リミット処理ブロック８５で、先の差算出ブロック８３で算出した差の値と、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲにおける予め設定した要求トルクの下限値（後述する図５に示す下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１が相当する。）とを比較して、いずれか大きな方の値を選択する処理（下限リミット処理）が行われる。すなわち、要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の差の値が上記の下限値よりも大きいときは当該差の値が選択され、要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の差の値が上記の下限値以下のときは、当該下限値が選択される。その後、第１不足量算出ブロック８７で、先の差算出ブロック８３で算出した要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の差の値と、第１下限リミット処理ブロック８５で選択された値との差の値が算出される。

一方、第２下限リミット処理ブロック８６で、先の和算出ブロック８４で算出した和の値と、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲにおける予め設定した要求トルクの下限値（後述する図５に示す下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１が相当する。）とを比較していずれか大きな方の値を選択する処理（下限リミット処理）が行われる。すなわち、要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の和の値が上記の下限値よりも大きいときは、当該和の値が選択され、要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の和の値が上記の下限値以下のときは、当該下限値が選択される。その後、第２不足量算出ブロック８８で、先の和算出ブロック８４で算出した要求左右和トルク７１と要求左右差トルク７２の和の値と、第２下限リミット処理ブロック８６で選択された値との差分が算出される。

さらに、要求右後輪トルク算出ブロック８９で、先の第１下限リミット処理ブロック８５で選択された値と第２不足量算出ブロック８８で算出された値との和の値である要求右後輪トルク９１が算出される。また、要求左後輪トルク算出ブロック９０で、先の第２下限リミット処理ブロック８６で選択された値と第２不足量算出ブロック８８で算出された値との和の値である要求左後輪トルク９２が算出される。これら要求右後輪トルク９１と要求左後輪トルク９２とが本実施形態のトルク配分制御における左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分する駆動トルク（以下、単に「トルク」と記す。）の指令値（指令トルク）となる。

図５は、本実施形態のトルク配分制御における左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分するトルクの指令値（指令トルク）の変化（経過時間ｔに対する変化）を示す図で、同図（ａ）は、車両の操舵角（ハンドル操舵角）、同図（ｂ）は、左後輪ＷＲＬに配分するトルクの指令値ＬＴｑ〔Ｎｍ〕、同図（ｃ）は、右後輪ＷＲＲに配分するトルクの指令値ＲＴｑ〔Ｎｍ〕である。同図に示すように、時刻ｔ１に車両が右旋回を開始することで左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑがＬＴｑ＝１００〔Ｎｍ〕から次第に上昇していく。その一方で、右後輪ＷＲＲの指令トルクＲＴｑがＲＴｑ＝１００〔Ｎｍ〕から次第に下降してゆく。そして、右後輪ＷＲＲの指令トルクＲＴｑは、時刻ｔ２に下限値ＲＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕となることで、それ以降、時刻ｔ３までの間、ＲＴｑ＝下限値ＲＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕の一定値に維持される。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３までは右後輪ＷＲＲの指令トルク（一点鎖線で示す値）が下限値ＲＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕を下回っているため、その間は、右後輪ＷＲＲの指令トルクＲＴｑとして下限値ＲＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕を選択する。その一方で、左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑは、時刻ｔ２〜時刻ｔ３までの間、指令トルクＬＴｑに対して所定の加算値ΔＬＴｑ（≦１５０〔Ｎｍ〕）が加算された値となる。ここで加算される加算値ΔＬＴｑは、右後輪ＷＲＲにおける下限値とする前の指令トルクＲＴｑと下限トルクＲＴｑ１との差分ΔＲＴｑに相当する。

また、時刻ｔ４に車両が右旋回から左旋回に切り替わることで、それ以降、左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑがＬＴｑ＝１００〔Ｎｍ〕から下降していく。その一方で、右後輪ＷＲＲの指令トルクＲＴｑがＲＴｑ＝１００〔Ｎｍ〕から上降してゆく。そして、左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑは、時刻ｔ５に下限値ＬＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕となることでそれ以降、時刻ｔ６までは下限値ＬＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕の一定値に維持される。すなわち、時刻ｔ５〜時刻ｔ６までは左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑ（一点鎖線）が下限値ＬＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕を下回っているため、その間は、左後輪ＷＲＬの指令トルクＬＴｑとして下限値ＬＴｑ１＝５０〔Ｎｍ〕を選択する。その一方で、右後輪ＷＲＲの指令トルクＲＴｑは、時刻ｔ５〜時刻ｔ６までの間、指令値ＲＴｑに対して所定の加算値ΔＲＴｑ（≦１５０Ｎｍ）が加算された値となる。この加算される加算値ΔＲＴｑは、左後輪ＷＲＬにおける下限値とする前の指令トルクＬＴｑと下限トルクＬＴｑ１との差分ΔＬＴｑに相当する。

このように、左後輪ＷＲＬ又は右後輪ＷＲＲで下限トルクＬＴｑ１又はＲＴｑ１を下回った分のトルクを反対側の右後輪ＷＲＲ又は左後輪ＷＲＬの指令トルクＲＴｑ又はＬＴｑに加えるようにしたことで、左後輪ＷＲＬ又は右後輪ＷＲＲの指令トルクが予め設定した下限トルクＬＴｑ１又はＲＴｑ１を下回ることを防止しながらも、左後輪ＷＲＬの指令トルクと右後輪ＷＲＲの指令トルクとの差分を常に一定又は一定以上に維持することができる。

すなわち、本実施形態の左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのトルク配分制御では、２クラッチタイプのリヤディファレンシャルギヤ１６を備えたシステムで左右後輪（副駆動輪）ＷＲＬ，ＷＲＲのトルクベクタリングを行う際に、駆動力の左右差要求によって左右片輪の駆動力がゼロ又はゼロに近い値にならないように駆動トルクの指令値に下限（下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１）を設けるようにしている。また、所定の下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１を下回った分の指令トルクを反対側の後輪の指令トルクに加算する制御を行うことで、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの指令トルクの差分を維持するようにしている。

以上説明したように、本実施形態の車両のトルク配分制御装置によれば、左のクラッチ４０Ｌで左後輪ＷＲＬに配分する駆動トルクの指令値ＬＴｑと、右のクラッチ４０Ｒで右後輪ＷＲＲに配分する駆動トルクの指令値ＲＴｑとがそれぞれ下限値ＬＴｑ１、ＲＴｑ１を下回る場合、当該駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑを下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１とする制御を行うことで、駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑが一時的にゼロになったりゼロに近い領域となったりすることを回避できる。これにより、指令トルクＬＴｑ，ＲＴｑに対する実トルクの立ち上がりに遅れが生じることを防止できるので、トルク応答性を向上させることができる。また、駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑが一時的にゼロになったりゼロに近い領域となったりすることを回避することで、指令トルクＬＴｑ，ＲＴｑに対する実トルクの応答波形を線形又は線形に近い状態とすることができるので、指令トルクＬＴｑ，ＲＴｑに対する実トルクの精度を確保することができるようになる。これらによって、左右後輪ＷＲＬ、ＷＲＲに配分する駆動トルクの精度を効果的に向上させることが可能となる。また、予め設定した下限値に基づいて全体の指令トルクの値を決定する従来の制御と比較して、駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑが全体的に大きな値とならないようにすることができるので、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに必要以上の駆動トルクが配分されることを効果的に防止できる。

また、この車両のトルク配分制御装置では、駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑを下限値ＬＴｑ１，ＲＴｑ１としないときは、左のクラッチ４０Ｌで左後輪ＷＲＬに配分する駆動トルクの指令値ＬＴｑと、右のクラッチ４０Ｒで右後輪ＷＲＲに配分する駆動トルクの指令値ＲＴｑとの差ΔＴｑが一定値となるように制御するようにしている。

この構成によれば、駆動トルクの指令値の差ΔＴｑが一定値となるように制御することで、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに対する駆動力の要求値に応じた適切な駆動トルクの差を設けることが可能となるので、より適切な駆動力配分制御を行うことができる。

また、この車両のトルク配分制御装置では、駆動トルクの指令値ＬＴｑ又はＲＴｑを所定の下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１とするときは、所定の下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１とする前の駆動トルクの指令値ＬＴｑ又はＲＴｑと所定の下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１との差分ΔＬＴｑ又はΔＲＴｑを他方（右又は左）のクラッチ４０Ｒ又は４０Ｌで他方（右又は左）の後輪ＷＲＲ又はＷＲＬに配分する駆動トルクの指令値ＲＴｑ又はＬＴｑに加算する制御を行うようにしている。

この構成によれば、左右一方のクラッチ４０Ｌ又は４０Ｒの下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１とする前の駆動トルクの指令値ＬＴｑ又はＲＴｑと下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１との差分ΔＬＴｑ又はΔＲＴｑを他方のクラッチ４０Ｒ，４０Ｌの駆動トルクの指令値ＲＴｑ又はＬＴｑに加算するようにしたことで、一方のクラッチ４０Ｌ又は４０Ｒの駆動トルクの指令値ＬＴｑ又はＲＴｑが下限値ＬＴｑ１又はＲＴｑ１を下回ることを回避しながらも、一方のクラッチ４０Ｌ又は４０Ｒの駆動トルクの指令値ＬＴｑ又はＲＴｑと他方のクラッチ４０Ｒ又は４０Ｌの駆動トルクの指令値ＲＴｑ１又はＬＴｑ１との差を確保することができるようになる。したがって、駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑが限度を越える小さな値となることを回避しながらも、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに対する駆動力の要求値に応じた適切な駆動トルクの指令値ＬＴｑ，ＲＴｑの差を設けることが可能となるので、より適切な駆動力配分制御を行うことができる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態の説明及び対応する図面においては、第一実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第一実施形態と同じである。この点は下記の第三実施形態についても同様である。

図６は、本発明の第二実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。同図に示す車両は、エンジンＥからの動力が左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲのみに伝達される後輪駆動（ＦＲ）車両である。すなわち、車体前部に縦置き搭載されたエンジンＥにオートマチックトランスミッションＴが接続されており、オートマチックトランスミッションＴはフロントプロペラシャフト１３と、増速装置１４と、リヤプロペラシャフト１５と、リヤディファレンシャルギヤ１６−２（左右のクラッチ４０−２Ｌ，４０−２Ｒ）と、左右のリヤドライブシャフト１７Ｌ，１７Ｒとを介して左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに接続されている。そして、本発明にかかるトルク配分制御によって、左右のクラッチ４０−２Ｌ，４０−２Ｒで左右の後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに配分するトルクを制御するようになっている。トルク配分制御の内容は第一実施形態と同じである。このように、本発明のトルク配分制御を適用する車両は、後輪駆動車両であってもよい。

〔第三実施形態〕
図７は、本発明の第三実施形態に係る車両の駆動力伝達系を示す図である。同図に示す車両は、エンジンＥからの動力が左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲのみに伝達される前輪駆動（ＦＦ）車両である。すなわち、車体前部に横置きに搭載されたエンジンＥにオートマチックトランスミッションＴが接続されており、オートマチックトランスミッションＴはフロントディファレンシャルギヤ１１−３（左右のクラッチ４０−３Ｌ，４０−３Ｒ）と左右のフロントドライブシャフト１２Ｌ，１２Ｒを介して左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに接続される。

すなわち、左右のフロントドライブシャフト１２Ｌ、１２Ｒに動力を伝達する経路上にそれぞれトルク配分クラッチである左右のクラッチ４０−３Ｌ，４０−３Ｒが配置されている。そして、本発明にかかるトルク配分制御によって、これら左右のクラッチ４０−３Ｌ，４０−３Ｒで左右の前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに配分するトルクを制御するようになっている。トルク配分制御の内容は、第一実施形態と同じである。このように、本発明のトルク配分制御を適用する車両は、前輪駆動車両であってもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した駆動トルクの指令値の具体的な数値は一例であり、駆動トルクの指令値は、本発明の範囲内の値であれば、具体的な数値は他の数値であってもよい。

また、本実施形態に示す駆動力伝達系の具体的な構成は一例であり、本発明にかかる車両における駆動力配分制御を実施するための駆動力伝達系の構成としては、車両の走行状態に応じて左右車輪の一方と他方に伝達される駆動トルクを配分するためのトルク配分装置を備えたものであり、このトルク配分装置の構成として、左右車輪のいずれか一方に駆動トルクを伝達する経路に設けた一のクラッチと、左右車輪のいずれか他方に駆動トルクを伝達する経路に設けた他のクラッチとを備えた構成でさえあれば、具体的な構成は上記実施形態に示すものとは異なる構成であってもよい。

１１ フロントディファレンシャルギヤ
１２，１２ フロントドライブシャフト
１３ フロントプロペラシャフト
１４ 増速装置
１５ リヤプロペラシャフト
１６ リヤディファレンシャルギヤ
１７ リヤドライブシャフト
１７Ｌ，１７Ｒ リヤドライブシャフト
２１ 遊星歯車機構
２２ 増速クラッチ
２３ 直結クラッチ
２４ 入力側サンギヤ
２５ 出力側サンギヤ
２６ キャリヤ
２７ 連ピニオン
２７ａ 入力側ピニオン
２７ｂ 出力側ピニオン
２８ ハウジング
２９ クラッチアウター
３０ クラッチインナー
３１ 摩擦係合要素
３２ クラッチアウター
３３ クラッチインナー
３４ 摩擦係合要素
３５ 一方向クラッチ
３６ 入力軸
３７ 従動ベベルギヤ
３８ 駆動ベベルギヤ
３９ 遊星歯車機構
４０Ｌ，４０Ｒ トルク配分クラッチ（トルク配分装置）
４１ リングギヤ
４２ キャリヤ
４３ サンギヤ
４４ ピニオン
４５ ハウジング
４６ クラッチアウター
４７ クラッチインナー
４８ 摩擦係合要素
４９ 電磁アクチュエータ
５１ 入力部
５２ａ 車体速センサ
５２ｂ 操舵角センサ
５３ 推定駆動トルク算出部
５４ 操安制御部
５５ 増速制御部
５６ 制御部
５７ トルク加算部
５８ 登坂制御部
６０ クラッチトルク制限部
６１ 電流制御部
６２ 駆動回路部
Ｔ オートマチックトランスミッション
Ｕａ 電子制御ユニット（４ＷＤ−ＥＣＵ，制御手段）
ＷＦＬ，ＷＦＲ 前輪
ＷＲＬ，ＷＲＲ 後輪
ＬＴｑ，ＲＴｑ 駆動トルクの指令値（指令トルク）
ＬＴｑ１，ＲＴｑ１ 下限値（下限トルク）

Claims (2)

1. 駆動源が出力する駆動トルクが伝達される左右車輪と、
   車両の走行状態に応じて前記左右車輪の一方である左車輪又は右車輪と前記左右車輪の他方である右車輪又は左車輪とに伝達される駆動トルクを配分するためのトルク配分装置と、
   前記トルク配分装置で配分する駆動トルクを制御する制御手段と、を備える車両のトルク配分制御装置において、
   前記トルク配分装置は、前記左車輪と前記右車輪のいずれか一方に駆動トルクを伝達する経路に設けた一のクラッチと、前記左車輪と前記右車輪のいずれか他方に駆動トルクを伝達する経路に設けた他のクラッチとを備え、
   前記制御手段は、前記一のクラッチで前記左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値と、前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値とがそれぞれゼロより大きい所定の下限値を下回る場合、当該駆動トルクの指令値を前記所定の下限値とする制御を行い、
   前記制御手段は、前記駆動トルクの指令値を前記所定の下限値としないときは、前記一のクラッチで前記左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値と、前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値との差が一定値となるように制御する
   ことを特徴とする車両のトルク配分制御装置。
2. 駆動源が出力する駆動トルクが伝達される左右車輪と、
   車両の走行状態に応じて前記左右車輪の一方である左車輪又は右車輪と前記左右車輪の他方である右車輪又は左車輪とに伝達される駆動トルクを配分するためのトルク配分装置と、
   前記トルク配分装置で配分する駆動トルクを制御する制御手段と、を備える車両のトルク配分制御装置において、
   前記トルク配分装置は、前記左車輪と前記右車輪のいずれか一方に駆動トルクを伝達する経路に設けた一のクラッチと、前記左車輪と前記右車輪のいずれか他方に駆動トルクを伝達する経路に設けた他のクラッチとを備え、
   前記制御手段は、前記一のクラッチで前記左車輪又は右車輪に配分する駆動トルクの指令値と、前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値とがそれぞれゼロより大きい所定の下限値を下回る場合、当該駆動トルクの指令値を前記所定の下限値とする制御を行い、
   前記制御手段は、前記駆動トルクの指令値を前記所定の下限値とするときは、前記所定の下限値とする前の前記駆動トルクの指令値と前記所定の下限値との差分を前記他のクラッチで前記右車輪又は左車輪に配分する駆動トルクの指令値に加算する制御を行う
   ことを特徴とする車両のトルク配分制御装置。