JP2003240024A - 車両の駆動力伝達制御装置 - Google Patents

車両の駆動力伝達制御装置

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JP2003240024A JP2002037277A JP2002037277A JP2003240024A JP 2003240024 A JP2003240024 A JP 2003240024A JP 2002037277 A JP2002037277 A JP 2002037277A JP 2002037277 A JP2002037277 A JP 2002037277A JP 2003240024 A JP2003240024 A JP 2003240024A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】クラッチ要素が静止摩擦係数でロックする状態
を極力回避し、動摩擦係数での係合状態のみを使った安
定したトルク伝達を実現して、クラッチ要素のスティッ
クスリップによる不快な音・振動の発生を防止する。 【解決手段】センタデファレンシャル差動制限制御部4
0は、車速、前後目標差動回転数、前後制御開始差動回
転、前後軸間の実際の差動回転数をそれぞれ演算、設定
する。そして、前後軸間の実際の差動回転数が前後制御
開始差動回転より大きい場合は、前後制御開始条件が成
立していると判定し、前後軸間の実際の差動回転数と前
後目標差動回転数とに応じて前後軸差動制限トルクの演
算を行う。一方、前後軸間の実際の差動回転数が前後制
御開始差動回転以下の場合は、前後制御開始条件が不成
立と判定し、前後軸差動制限トルク及び制御における積
分項を0とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方の駆動軸から
他方の駆動軸に締結解放自在なトランスファクラッチや
差動制限クラッチ等を介して駆動力を伝達制御する車両
の駆動力伝達制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、車両においては、4輪駆動車に
おける前後駆動力配分制御や、前後輪或いは左右輪の差
動制限制御等の車両の駆動力の伝達制御には、油圧多板
クラッチ等のクラッチ締結力を制御して行うものが多
い。
【0003】このような、駆動力の伝達制御では、過剰
な差動を抑えることを目的として差動回転数に応じたク
ラッチの締結力を付加した場合、制御系の遅れ等により
差動回転数が振動するとクラッチのスティックスリップ
(クラッチの二面間での付着時の静摩擦と滑り時の動摩
擦の違いによって生じる、クラッチのロック状態とスリ
ップ状態の繰り返し)が発生し、音や振動が発生する場
合がある。
【0004】このため、例えば実開平5−8097号公
報では、差動制限装置を構成するクラッチのクラッチ板
の間に、中間部材を遊動自在に配設し、機械的にスティ
ックスリップの発生を低減する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラッ
チに代表される摩擦要素を使う限り、静止/動摩擦係数
の違いは必ず存在し、上述の先行技術では、スティック
スリップを完全に防止することは難しい。
【0006】また、静止/動摩擦係数の違いは潤滑油に
よって改善することも可能であるが、ギヤの潤滑その他
の要件により、スティックスリップを低減する潤滑油が
必ずしも適用できるとは限らない。
【0007】更に、クラッチがスティックスリップを起
こしてクラッチのロック状態(静止摩擦係数での係合状
態)が発生してしまうと、クラッチが再び滑る(動摩擦
係数での係合状態への移行する)ためには、クラッチ締
結力となる制御指示値が大幅に低下するのを待たねばな
らず、制御系にとっては差動回転数が目標値よりも低い
状態が異常に長く続くことになる。この時、特に積分項
(制御偏差の過去の履歴)を持つ制御系では、積分項が
異常に低い値となり、実際にクラッチが再び滑り始めた
ときの制御遅れが増大し、結果的にクラッチのスティッ
クスリップを助長するという問題もある。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、たとえ制御系の遅れがあってもクラッチ要素が静止
摩擦係数でロックする状態を極力回避し、動摩擦係数で
の係合状態のみを使った安定したトルク伝達を実現する
ことで、クラッチ要素のスティックスリップによる不快
な音・振動の発生を防止することができる車両の駆動力
伝達制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の本発明による車両の駆動力伝達制御装置
は、一方の駆動軸から他方の駆動軸に締結解放自在なク
ラッチ手段を介して駆動力を伝達制御する車両の駆動力
伝達制御装置において、車両の運動状態に応じて上記一
方の駆動軸と上記他方の駆動軸との間の目標とする差動
回転数を設定する目標差動回転数設定手段と、上記一方
の駆動軸と上記他方の駆動軸との間の実際の差動回転数
を検出する実差動回転数検出手段と、上記一方の駆動軸
と上記他方の駆動軸との間の差動回転数の下限値を設定
する差動回転数下限値設定手段と、上記目標とする差動
回転数と上記実際の差動回転数に応じて上記クラッチ手
段の締結トルクを演算し、少なくとも上記実際の差動回
転数が上記差動回転数の下限値を下回る際は上記クラッ
チ手段の締結トルクを略0に設定する差動制限トルク設
定手段とを備えたことを特徴としている。
【0010】また、請求項2記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1記載の車両の駆動力伝
達制御装置において、上記クラッチ手段は、前輪側への
駆動軸と後輪側への駆動軸との間に設けることを特徴と
している。
【0011】更に、請求項3記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1記載の車両の駆動力伝
達制御装置において、上記クラッチ手段は、前輪と後輪
の少なくとも一方の、左輪と右輪との間に設けることを
特徴としている。
【0012】また、請求項4記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1乃至請求項3の何れか
一つに記載の車両の駆動力伝達制御装置において、上記
差動制限トルク設定手段は、上記クラッチ手段の締結ト
ルクの演算に、制御偏差の過去の履歴に基づく制御量で
ある積分項を用いるものである場合には、少なくとも上
記実際の差動回転数が上記差動回転数の下限値を下回る
際は、上記積分項を0にリセットすることを特徴として
いる。
【0013】更に、請求項5記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1乃至請求項4の何れか
一つに記載の車両の駆動力伝達制御装置において、上記
差動回転数下限値設定手段は、上記一方の駆動軸と上記
他方の駆動軸との間の差動回転数の下限値を、車速と舵
角の少なくとも一方に応じて設定することを特徴として
いる。
【0014】すなわち、請求項1記載の車両の駆動力伝
達制御装置は、目標差動回転数設定手段で車両の運動状
態に応じて一方の駆動軸と他方の駆動軸との間の目標と
する差動回転数を設定し、実差動回転数検出手段で一方
の駆動軸と他方の駆動軸との間の実際の差動回転数を検
出し、差動回転数下限値設定手段で一方の駆動軸と他方
の駆動軸との間の差動回転数の下限値を設定し、差動制
限トルク設定手段で目標とする差動回転数と上記実際の
差動回転数に応じて上記クラッチ手段の締結トルクを演
算し、これにより一方の駆動軸から他方の駆動軸に締結
解放自在なクラッチ手段を介して駆動力を伝達制御す
る。この際、差動制限トルク設定手段は、少なくとも実
際の差動回転数が差動回転数の下限値を下回る際はクラ
ッチ手段の締結トルクを略0に設定する。
【0015】ここで、クラッチ手段は、具体的には、請
求項2に記載のように、前輪側への駆動軸と後輪側への
駆動軸との間に設けられるもの、或いは、請求項3に記
載のように、前輪と後輪の少なくとも一方の、左輪と右
輪との間に設けられるものである。
【0016】また、請求項4記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1乃至請求項3の何れか
一つに記載の車両の駆動力伝達制御装置において、差動
制限トルク設定手段は、クラッチ手段の締結トルクの演
算に、制御偏差の過去の履歴に基づく制御量である積分
項を用いるものである場合には、少なくとも実際の差動
回転数が差動回転数の下限値を下回る際は、積分項を0
にリセットする。これにより、積分項が異常に低い値と
なり、実際にクラッチ手段が再び滑り始めたときの制御
遅れが増大し、結果的にクラッチのスティックスリップ
を助長してしまうことを有効に防止する。
【0017】更に、請求項5記載の本発明による車両の
駆動力伝達制御装置は、請求項1乃至請求項4の何れか
一つに記載の車両の駆動力伝達制御装置において、差動
回転数下限値設定手段は、一方の駆動軸と他方の駆動軸
との間の差動回転数の下限値を、車速と舵角の少なくと
も一方に応じて設定することにより、制御精度をより向
上する。
【0018】
【発明の実施の形態】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〜図10は本発明の実施の一
形態を示し、図1は車両の駆動系と各駆動力伝達制御装
置の概略説明図、図2はセンタデファレンシャル差動制
限制御部の機能ブロック図、図3は目標差動回転数と制
御開始差動回転数の車速との関係を示す説明図、図4は
制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明図、図5
はセンタデファレンシャル差動制限制御プログラムのフ
ローチャート、図6は本発明による差動制限制御と従来
の差動制限制御を比較して説明するタイムチャート、図
7はリヤデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロッ
ク図、図8はリヤデファレンシャル差動制限制御プログ
ラムのフローチャート、図9はフロントデファレンシャ
ル差動制限制御部の機能ブロック図、図10はフロント
デファレンシャル差動制限制御プログラムのフローチャ
ートである。
【0019】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
てセンタデファレンシャル装置3に伝達される。そし
て、センタデファレンシャル装置3から後輪側には、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6を介して後輪終減速装置7に入力される一方、前輪
側には、トランスファドライブギヤ8、トランスファド
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、センタデファレンシ
ャル装置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。
【0020】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に伝達され
る一方、後輪右ドライブ軸13RRを経て右後輪14RRに
伝達される。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
伝達される一方、前輪右ドライブ軸13FRを経て右前輪
14FRに伝達される。
【0021】センタデファレンシャル装置3は、入力側
のトランスミッション出力軸2aに大径の第1のサンギ
ヤ15が形成されており、この第1のサンギヤ15が小
径の第1のピニオン16と噛合して第1の歯車列が構成
されている。
【0022】また、後輪への出力を行うリヤドライブ軸
4には、小径の第2のサンギヤ17が形成されており、
この第2のサンギヤ17が大径の第2のピニオン18と
噛合して第2の歯車列が構成されている。
【0023】第1のピニオン16と第2のピニオン18
はピニオン部材19に一体に形成されており、複数(例
えば3個)のピニオン部材19が、キャリア20に設け
た固定軸に回転自在に軸支されている。そして、このキ
ャリア20の前端には、トランスファドライブギヤ8が
連結され、前輪への出力が行われる。
【0024】また、キャリア20には、前方からトラン
スミッション出力軸2aが回転自在に挿入される一方、
後方からはリヤドライブ軸4が回転自在に挿入されて、
空間中央に第1のサンギヤ15と第2のサンギヤ17を
格納している。そして、複数のピニオン部材19の各第
1のピニオン16が第1のサンギヤ15に、各第2のピ
ニオン18が第2のサンギヤ17に、共に噛合されてい
る。
【0025】こうして、入力側の第1のサンギヤ15に
対し、第1,第2のピニオン16,18、及び、第2の
サンギヤ17を介して一方の出力側とし、第1,第2の
ピニオン16,18のキャリア20を介して他方の出力
側として噛み合い構成され、リングギヤの無い複合プラ
ネタリギヤを成している。
【0026】そしてかかる複合プラネタリギヤ式センタ
デファレンシャル装置3は、第1,第2のサンギヤ1
5,17、および、これらサンギヤ15,17の周囲に
複数個配置される第1,第2のピニオン16,18の歯
数を適切に設定することで差動機能を有する。
【0027】また、第1,第2のピニオン16,18と
第1,第2のサンギヤ15,17との噛み合いピッチ半
径を適切に設定することで、基準トルク配分を所望の配
分(例えば、後輪偏重にした不等トルク配分)にする。
【0028】センタデファレンシャル装置3は、第1,
第2のサンギヤ15,17と第1,第2のピニオン1
6,18とを例えばはすば歯車にし、第1の歯車列と第
2の歯車列のねじれ角を異にしてスラスト荷重を相殺さ
せることなくスラスト荷重を残留させる。更に、ピニオ
ン部材19の両端で発生する摩擦トルクを、第1,第2
のピニオン16,18とキャリア20に設けた固定軸の
表面に噛み合いによる分離、接線荷重の合成力が作用し
摩擦トルクが生じるように設定する。こうして、入力ト
ルクに比例した差動制限トルクを得られるようにするこ
とで、このセンタデファレンシャル装置3自体によって
も差動制限機能が得られるようになっている。
【0029】また、センタデファレンシャル装置3の2
つの出力部材、すなわちキャリヤ20とリヤドライブ軸
4との間には、前後輪間の駆動力配分を可変する、クラ
ッチ手段としての油圧式多板クラッチを採用したセンタ
デフクラッチ(トランスファクラッチ)21が設けられ
ている。そして、このトランスファクラッチ21の締結
力を制御することで、前後輪のトルク配分が、前後5
0:50の直結による4WDから、センタデファレンシ
ャル装置3によるトルク配分比(例えば前後35:6
5)の範囲で可変制御することが可能となっている。
【0030】トランスファクラッチ21は、複数のソレ
ノイドバルブを擁した油圧回路で構成するセンタデフク
ラッチ駆動部41と接続されており、このセンタデフク
ラッチ駆動部41で発生される油圧で解放、連結が行わ
れる。そして、センタデフクラッチ駆動部41を駆動さ
せる制御信号(各ソレノイドバルブに対する出力信号)
は、後述のセンタデファレンシャル差動制限制御部40
から出力される。
【0031】一方、後輪終減速装置7は、ベベルギヤ式
の差動機構部22と、この左右輪間の差動制限を行う、
同じくクラッチ手段としての油圧式多板クラッチを採用
したリヤデフクラッチ23を備えて構成されている。
【0032】リヤデフクラッチ23は、ドライブピニオ
ン6が噛合されるリングギヤ24が固定されたデフケー
ス25と後輪右ドライブ軸13RRとの間に設けられてお
り、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成す
るリヤデフクラッチ駆動部51と接続されている。そし
て、リヤデフクラッチ23は、リヤデフクラッチ駆動部
51で発生される油圧で解放、連結が行われる。また、
リヤデフクラッチ駆動部51を駆動させる制御信号(各
ソレノイドバルブに対する出力信号)は、後述のリヤデ
ファレンシャル差動制限制御部50から出力される。
【0033】また、前輪終減速装置11も、後輪終減速
装置7と略同様に構成され、ベベルギヤ式の差動機構部
26と、この左右輪間の差動制限を行う、同じくクラッ
チ手段としての油圧式多板クラッチを採用したフロント
デフクラッチ27を備えて構成されている。
【0034】フロントデフクラッチ27は、フロントド
ライブ軸10のドライブピニオンが噛合されるリングギ
ヤ28が固定されたデフケース29と前輪右ドライブ軸
13FRとの間に設けられており、複数のソレノイドバル
ブを擁した油圧回路で構成するフロントデフクラッチ駆
動部61と接続されている。そして、フロントデフクラ
ッチ27は、フロントデフクラッチ駆動部61で発生さ
れる油圧で解放、連結が行われる。また、フロントデフ
クラッチ駆動部61を駆動させる制御信号(各ソレノイ
ドバルブに対する出力信号)は、後述のフロントデファ
レンシャル差動制限制御部60から出力される。
【0035】上述のセンタデファレンシャル差動制限制
御部40、リヤデファレンシャル差動制限制御部50及
びフロントデファレンシャル差動制限制御部60には、
必要なパラメータが後述の如く各センサ類から入力され
る。
【0036】すなわち、各車輪14FL,14FR,14R
L,14RRの車輪速度が車輪速度センサ31FL,31F
R,31RL,31RRにより検出されて、センタデファレ
ンシャル差動制限制御部40、リヤデファレンシャル差
動制限制御部50及びフロントデファレンシャル差動制
限制御部60に入力される。
【0037】また、車両には、ハンドル角センサ32が
設けられており、このハンドル角センサ32で検出した
車両のハンドル角は、センタデファレンシャル差動制限
制御部40、リヤデファレンシャル差動制限制御部50
及びフロントデファレンシャル差動制限制御部60に入
力される。
【0038】次に、上述のセンタデファレンシャル差動
制限制御部40、リヤデファレンシャル差動制限制御部
50、及び、フロントデファレンシャル差動制限制御部
60について説明する。
【0039】センタデファレンシャル差動制限制御部4
0は、マイクロコンピュータとその周辺回路とで構成さ
れ、図2に示すように、車速演算部40a、前後軸実差
動回転数演算部40b、前後目標差動回転数設定部40
c、前後差動回転数偏差演算部40d、前後制御開始差
動回転数設定部40e、前後制御開始条件判定部40
f、前後軸第1の差動制限トルク演算部40g、前後軸
第2の差動制限トルク演算部40h、前後軸差動制限ト
ルク演算部40iから主要に構成されている。
【0040】車速演算部40aは、4輪の車輪速セン
サ、すなわち各車輪速度センサ31FL,31FR,31R
L,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RR
の車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力され、例えば
これらの平均を演算することにより車速Vを演算し、前
後目標差動回転数設定部40c、前後制御開始差動回転
数設定部40eに出力する。
【0041】前後軸実差動回転数演算部40bは、各車
輪速度センサ31FL,31FR,31RL,31RRから各車
輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度ωfl,ω
fr,ωrl,ωrrが入力され、前軸と後軸との間の実際の
差動回転数Δωctrを以下の(1)式により演算する。
すなわち、この前後軸実差動回転数演算部40bは、セ
ンタデファレンシャル差動制限制御における実差動回転
数検出手段として設けられている。 Δωctr=|((ωfl+ωfr)/2)−((ωrl+ωrr)/2)| …(1)
【0042】そして、前後軸実差動回転数演算部40b
で演算された前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δω
ctrは、前後差動回転数偏差演算部40dと前後制御開
始条件判定部40fに出力される。
【0043】前後目標差動回転数設定部40cは、車速
演算部40aから車速Vが入力され、例えば、予め実験
や演算等により求めておいた車速Vと前後目標差動回転
数Δωctrtのマップを参照して、車速Vに応じた前後目
標差動回転数Δωctrtを設定する。
【0044】この車速Vと前後目標差動回転数Δωctrt
のマップは、例えば図3に示すように設定されており、
前後目標差動回転数Δωctrtは、予め車両諸元等に基づ
き、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しながら、車
速Vが大きくなるほど、次第に小さくなるように予め設
定されている。
【0045】前後目標差動回転数設定部40cで設定さ
れた前後目標差動回転数Δωctrtは、前後差動回転数偏
差演算部40dに出力される。すなわち、前後目標差動
回転数設定部40cは、センタデファレンシャル差動制
限制御における目標差動回転数設定手段として設けられ
ている。
【0046】前後差動回転数偏差演算部40dは、前後
軸実差動回転数演算部40bから前軸と後軸との間の実
際の差動回転数Δωctrが、前後目標差動回転数設定部
40cから前後目標差動回転数Δωctrtが入力され、こ
れらの偏差(前後差動回転数偏差)εctrを以下の
(2)式により演算し、前後軸第1の差動制限トルク演
算部40gと前後軸第2の差動制限トルク演算部40h
に出力する。 εctr=Δωctr−Δωctrt …(2)
【0047】前後制御開始差動回転数設定部40eは、
車速演算部40aから車速Vが入力され、例えば、予め
実験や演算等により求めておいた車速Vと前後制御開始
差動回転Δωctrsのマップを参照して、車速Vに応じた
前後制御開始差動回転Δωctrsを設定する。
【0048】この前後制御開始差動回転Δωctrsは、前
後目標差動回転数Δωctrtよりも小さな値で、後述する
ように前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrの
下限値となるものとして設定される。そして、車速Vと
前後制御開始差動回転Δωctrsのマップは、例えば図3
に示すように設定されており、前後制御開始差動回転Δ
ωctrsは、予め車両諸元等に基づき、実際の走行で生じ
る種々の誤差を考慮しながら、車速Vが大きくなるほ
ど、次第に小さくなるように予め設定されている。
【0049】尚、本実施の形態においては、前後制御開
始差動回転数設定部40eには、ハンドル角センサ32
からハンドル角が入力されるようになっており、車速V
に応じて設定した前後制御開始差動回転Δωctrsを、更
に舵角により補正して正確に設定可能になっている。こ
の舵角による補正は、例えば図4に示すような特性のマ
ップで行い、舵角が大きい程、前後制御開始差動回転Δ
ωctrsを大きく補正する。
【0050】こうして、前後制御開始差動回転数設定部
40eで設定された前後制御開始差動回転Δωctrsは、
前後制御開始条件判定部40fに出力される。すなわ
ち、前後制御開始差動回転数設定部40eは、センタデ
ファレンシャル差動制限制御における差動回転数下限値
設定手段として設けられている。
【0051】前後制御開始条件判定部40fは、前後軸
実差動回転数演算部40bから前軸と後軸との間の実際
の差動回転数Δωctrが、前後制御開始差動回転数設定
部40eから前後制御開始差動回転Δωctrsが入力さ
れ、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrと前
後制御開始差動回転Δωctrsとを比較して、前後制御開
始条件が成立しているか否か判定する。
【0052】すなわち、前後制御開始条件判定部40f
は、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前
後制御開始差動回転Δωctrsより大きい場合には、制御
開始条件が成立していると判定し、この判定結果を前後
軸第1の差動制限トルク演算部40gと前後軸第2の差
動制限トルク演算部40hに出力する。
【0053】前後軸第1の差動制限トルク演算部40g
は、前後差動回転数偏差演算部40dから前後差動回転
数偏差εctrが、前後制御開始条件判定部40fから制
御開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のよう
に前後軸第1の差動制限トルクTsmcctrを演算する。 sctr=εctr+kictr・∫(εctr)dt …(3) (但し、積分範囲は0からtまで) ここで、kictrは積分項ゲインである。
【0054】 x=kwctr・jwctr・(dεctr/dt) +Tsgctr・(sctr/(|sctr|+δctr) …(4) ここで、kwctrは微分項ゲイン、jwctrは慣性項、Tsg
ctrは切換ゲイン、δctrはチャタリング防止のため差動
制限力を連続化する定数である。
【0055】そして、x>0の場合は、前後軸第1の差
動制限トルクTsmcctr=xとし、x≦0の場合は、前後
軸第1の差動制限トルクTsmcctr=0とする。そして、
前後制御開始条件判定部40fからの制御開始条件の判
定結果を参照し、Δωctr≦Δωctrsで制御開始条件が
不成立の場合には、Tsmcctr=xであっても、Tsmcctr
=0とすると共に、∫(εctr)dt=0(但し、積分
範囲は0からtまで)にリセットする。
【0056】すなわち、前軸と後軸との間の実際の差動
回転数Δωctrが、下限値である前後制御開始差動回転
Δωctrsを下回る場合には、トランスファクラッチ21
が静止摩擦係数でロックする状態を回避すべく、前後軸
第1の差動制限トルクTsmcctr=0とする。そして、更
に、積分項∫(εctr)dt=0(但し、積分範囲は0
からtまで)をリセットすることにより、積分項が異常
に低い値となり、実際にトランスファクラッチ21が再
び滑り始めたときの制御遅れが増大し、結果的にクラッ
チのスティックスリップを助長してしまうことを有効に
防止する。こうして、演算された前後軸第1の差動制限
トルクTsmcctrは、前後軸差動制限トルク演算部40i
に出力される。
【0057】前後軸第2の差動制限トルク演算部40h
は、前後差動回転数偏差演算部40dから前後差動回転
数偏差εctrが、前後制御開始条件判定部40fから制
御開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のよう
に前後軸第2の差動制限トルクTpcctrを演算する。
【0058】すなわち、前後差動回転数偏差εctrが、
0より大きい場合は、前後軸第2の差動制限トルクTpc
ctr=kpctr・εctrとし、前後差動回転数偏差εctr
が、0以下の場合は、前後軸第2の差動制限トルクTpc
ctr=0とする。ここで、kpctrは比例項ゲインであ
る。そして、前後制御開始条件判定部40fからの制御
開始条件の判定結果を参照し、Δωctr≦Δωctrsで制
御開始条件が不成立の場合には、Tpcctr=kpctr・εc
trであっても、Tpcctr=0とし、トランスファクラッ
チ21が静止摩擦係数でロックする状態を回避する。こ
うして演算された前後軸第2の差動制限トルクTpcctr
は、前後軸差動制限トルク演算部40iに出力される。
【0059】前後軸差動制限トルク演算部40iは、前
後軸第1の差動制限トルク演算部40gから前後軸第1
の差動制限トルクTsmcctrが、前後軸第2の差動制限ト
ルク演算部40hから前後軸第2の差動制限トルクTpc
ctrが入力され、以下の(5)式により、最終的な前後
軸差動制限トルクTlsdctrを演算し、この前後軸差動制
限トルクTlsdctrに応じた差動制限力の指示値をセンタ
デフクラッチ駆動部41に出力する。 Tlsdctr=Tsmcctr+Tpcctr …(5)
【0060】このように、本実施の形態においては、前
後差動回転数偏差演算部40d、前後制御開始条件判定
部40f、前後軸第1の差動制限トルク演算部40g、
前後軸第2の差動制限トルク演算部40h及び前後軸差
動制限トルク演算部40iにより差動制限トルク設定手
段が構成されている。
【0061】次に、センタデファレンシャル差動制限制
御部40での処理の流れを図5のフローチャートで説明
する。まず、ステップ(以下、「S」と略称)101
で、各車輪14FL,14FR,14RL,14RRの車輪速度
ωfl,ωfr,ωrl,ωrr、ハンドル角等の必要なパラメ
ータを読み込む。
【0062】次いで、S102に進み、車速演算部40
aで車速Vを演算し、S103に進んで、前後目標差動
回転数設定部40cで、車速Vと前後目標差動回転数Δ
ωctrtのマップを参照して、車速Vに応じた前後目標差
動回転数Δωctrtを設定する。
【0063】次に、S104に進み、前後制御開始差動
回転数設定部40eで、車速Vと前後制御開始差動回転
Δωctrsのマップを参照し、また、ハンドル角で補正を
加えて前後制御開始差動回転Δωctrsを設定する。
【0064】次いで、S105に進み、前後軸実差動回
転数演算部40bで(1)式を基に前軸と後軸との間の
実際の差動回転数Δωctrを演算する。
【0065】その後、S106に進むと、前後制御開始
条件判定部40fで、前軸と後軸との間の実際の差動回
転数Δωctrと前後制御開始差動回転Δωctrsとの比較
を行い、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctr
が前後制御開始差動回転Δωctrsより大きい場合は、前
後制御開始条件が成立していると判定してS107に進
む。
【0066】こうして、S107に進むと、前後差動回
転数偏差演算部40dで前記(2)式により前後差動回
転数偏差εctrの演算が行われ、S108に進む。
【0067】S108では、前後軸第1の差動制限トル
ク演算部40gにおいて、前後差動回転数偏差εctrの
積分値、すなわち、∫(εctr)dt(但し、積分範囲
は0からtまで)の演算が行われ、S109に進んで、
前後軸第1の差動制限トルク演算部40gで前後軸第1
の差動制限トルクTsmcctrの演算が実行される。この前
後軸第1の差動制限トルクTsmcctrの演算は、前記
(4)式で演算されるxの値に依存され、x>0の場合
は、前後軸第1の差動制限トルクTsmcctr=xに設定さ
れ、x≦0の場合は、前後軸第1の差動制限トルクTsm
cctr=0と設定される。
【0068】次いで、S110に進むと、前後軸第2の
差動制限トルク演算部40hにおいて、前後軸第2の差
動制限トルクTpcctrの演算が実行される。具体的に
は、前後差動回転数偏差εctrが、0より大きい場合
は、前後軸第2の差動制限トルクTpcctr=kpctr・εc
trとされ、前後差動回転数偏差εctrが、0以下の場合
は、前後軸第2の差動制限トルクTpcctr=0とされ
る。
【0069】次に、S111に進み、前後軸差動制限ト
ルク演算部40iにおいて、前記(5)式、すなわち、
前後軸第1の差動制限トルクTsmcctrと前後軸第2の差
動制限トルクTpcctrの和を演算して、最終的な前後軸
差動制限トルクTlsdctrを演算し、S112に進んで、
この前後軸差動制限トルクTlsdctrに応じた差動制限力
の指示値をセンタデフクラッチ駆動部41に出力し、プ
ログラムを抜ける。
【0070】一方、前記S106の判定で、前軸と後軸
との間の実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動
回転Δωctrs以下の場合は、前後制御開始条件は不成立
としてS113に進む。
【0071】S113では、前後軸第1の差動制限トル
クTsmcctr、前後軸第2の差動制限トルクTpcctr、最
終的な前後軸差動制限トルクTlsdctrを0に設定する。
【0072】その後、S114に進んで、前後軸第1の
差動制限トルク演算部40gにおいて、前後差動回転数
偏差εctrの積分値を0にリセットして、S112に進
んでプログラムを抜ける。
【0073】上述の構成、処理により設定される前後目
標差動回転数Δωctrtと前後制御開始差動回転Δωctrs
及び前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrの一
例を図6(a)のタイムチャートに示す。尚、図6
(a)中の破線は従来の制御による前軸と後軸との間の
実際の差動回転数の一例を示している。
【0074】また、図6(b)のタイムチャートには、
本実施の形態で設定される偏差のPI値の一例(一点破
線)と従来の制御によるPI値の一例を示し、矩形状の
実線は本実施の形態で設定されるトランスファクラッチ
21に対する差動制限力の指示値の一例を矩形状の破線
は従来の制御で設定されるトランスファクラッチ21に
対する差動制限力の指示値の一例を示す。
【0075】まず、t0〜t1までの間は、前軸と後軸
との間の実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動
回転Δωctrsよりも下回っているため、本実施の形態で
は、偏差の積分値が0にリセットされるため、偏差のP
I値は偏差に比例した負の値に設定されるが、従来の制
御では更に大きな負の値に設定される。
【0076】そして、時刻t1で、前軸と後軸との間の
実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動回転Δωc
trsを上回り、時刻t2で、前軸と後軸との間の実際の
差動回転数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctrtとな
るまでは、本実施の形態では、偏差のPI値は負の値と
なるが、従来の制御では、引き続き負の値となるように
積算が続けられる。
【0077】次いで、時刻t2で、前軸と後軸との間の
実際の差動回転数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctr
tを超えると、本実施の形態では、偏差のPI値は次第
に減少され、時刻t3で正の値に転じてトランスファク
ラッチ21に対する差動制限力の指示値が出力される。
これに対し、従来の制御では、時刻t2において、積算
されてきた偏差のPI値が大きいため時刻t3において
も正に転じることができず、トランスファクラッチ21
に対する差動制限力の指示値は出力されない。こうして
従来の制御では、時刻t4において、ようやく積算され
てきた偏差のPI値が正の値に転じてトランスファクラ
ッチ21に対する差動制限力の指示値が出力される。こ
のように、従来の制御は本実施の形態に比べて時刻t3
から時刻t4に遅れて制御されることとなる。
【0078】トランスファクラッチ21に対する差動制
限力の指示値の出力が行われると、前軸と後軸との間の
実際の差動回転数Δωctrは減少され、本実施の形態で
は時刻t5において、また、従来の制御では時刻t6に
おいて前後目標差動回転数Δωctrtを下回り始める。
【0079】そして、本実施の形態では、時刻t7にお
いて、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが
前後制御開始差動回転Δωctrsを下回ると、偏差の積分
値は0とされ、偏差のPI値は偏差に比例した負の値と
なり、トランスファクラッチ21に対する差動制限力の
指示値も0に設定される。このため、減少していた前軸
と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが、再び、増
加に転じ、時刻t9で、前後制御開始差動回転Δωctrs
を上回る。これにより、偏差のPI値は、再び、負の値
に積算され始め、時刻t10で、前軸と後軸との間の実
際の差動回転数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctrt
を上回るまで減少を続ける。
【0080】これに対し、従来の制御では、時刻t6
で、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前
後目標差動回転数Δωctrtを下回ると、偏差のPI値は
次第に減少されるが、時刻t8で前軸と後軸との間の実
際の差動回転数Δωctrが0になって、静止摩擦係数で
トランスファクラッチ21が係合しても、トランスファ
クラッチ21に対する差動制限力の指示値の出力は行わ
れる。そして、時刻t10で、偏差のPI値が、負とな
って始めて差動制限力の指示値の出力が0となる。
【0081】その後、本実施の形態では、時刻t10
で、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前
後目標差動回転数Δωctrtを上回ると、偏差のPI値は
次第に増加され、時刻t12で正の値となって、トラン
スファクラッチ21に対する差動制限力の指示値の出力
が行われ、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωct
rが前後目標差動回転数Δωctrtに近づけられる。そし
て、時刻t14で、前軸と後軸との間の実際の差動回転
数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctrtを下回ると、
偏差のPI値は次第に減少され、時刻t16で負の値と
なり、トランスファクラッチ21に対する差動制限力の
指示値の出力が0とされ、再び前軸と後軸との間の実際
の差動回転数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctrtに
向けて増加させられる。以後、この制御を繰り返し、前
軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrは、前後目
標差動回転数Δωctrtに向けて安定して収束される。
【0082】一方、従来の制御では、時刻t10の後、
時刻t11でようやくトランスファクラッチ21は、差
動回転を始めるが、前軸と後軸との間の実際の差動回転
数Δωctrが、前後目標差動回転数Δωctrtを超える時
刻t13となるまでは、偏差のPI値は減少される。そ
して、時刻t13で、前軸と後軸との間の実際の差動回
転数Δωctrが前後目標差動回転数Δωctrtを超える
と、偏差のPI値はようやく増加され、時刻t15で正
の値となり、トランスファクラッチ21に対する差動制
限力の指示値の出力が行われる。この出力により、前軸
と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrは、前後目標
差動回転数Δωctrtに向けて減少され、時刻t17で、
前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが、前後
目標差動回転数Δωctrtを下回ると、偏差のPI値は減
少される。そして、時刻t19になると、時刻t8と同
様、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが0
になって、静止摩擦係数でトランスファクラッチ21が
係合する。
【0083】このように、従来の制御では、トランスフ
ァクラッチ21の係合は、静止摩擦係数による係合と動
摩擦係数による係合とを繰り返し、スティックスリップ
を完全に防止することが難しかった。これに対し、本実
施の形態では、トランスファクラッチ21の係合を、動
摩擦係数での係合状態のみを使っているので、速やかに
前後目標差動回転数Δωctrtに向けて収束させることが
でき、安定したトルク伝達を実現することが可能になっ
ている。
【0084】次に、リヤデファレンシャル差動制限制御
部50について説明する。このリヤデファレンシャル差
動制限制御部50も、上述のセンタデファレンシャル差
動制限制御部40と略同様に、マイクロコンピュータと
その周辺回路とで構成され、図7に示すように、車速演
算部50a、後輪左右実差動回転数演算部50b、後輪
目標差動回転数設定部50c、後輪差動回転数偏差演算
部50d、後輪制御開始差動回転数設定部50e、後輪
制御開始条件判定部50f、後輪の第1の差動制限トル
ク演算部50g、後輪の第2の差動制限トルク演算部5
0h、後輪の差動制限トルク演算部50iから主要に構
成されている。
【0085】車速演算部50aは、4輪の車輪速セン
サ、すなわち各車輪速度センサ31FL,31FR,31R
L,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RR
の車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力され、例えば
これらの平均を演算することにより車速Vを演算し、後
輪目標差動回転数設定部50c、後輪制御開始差動回転
数設定部50eに出力する。
【0086】後輪左右実差動回転数演算部50bは、左
右後輪の車輪速度センサ31RL,31RRから左右後輪1
4RL,14RRの車輪速度ωrl,ωrrが入力され、左後輪
14RLと右後輪14RRとの間の実際の差動回転数Δωrr
を以下の(6)式により演算する。すなわち、この後輪
左右実差動回転数演算部50bは、リヤデファレンシャ
ル差動制限制御における実差動回転数検出手段として設
けられている。 Δωrr=|ωrl−ωrr| …(6)
【0087】そして、後輪左右実差動回転数演算部50
bで演算された左後輪14RLと右後輪14RRとの間の実
際の差動回転数Δωrrは、後輪差動回転数偏差演算部5
0dと後輪制御開始条件判定部50fに出力される。
【0088】後輪目標差動回転数設定部50cは、車速
演算部50aから車速Vが入力され、例えば、予め実験
や演算等により求めておいた車速Vと後輪目標差動回転
数Δωrrtのマップを参照して、車速Vに応じた後輪目
標差動回転数Δωrrtを設定する。
【0089】この車速Vと後輪目標差動回転数Δωrrt
のマップも、例えば前記図3に示すように設定されてお
り、後輪目標差動回転数Δωrrtは、予め車両諸元等に
基づき、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しなが
ら、車速Vが大きくなるほど、次第に小さくなるように
予め設定されている。
【0090】後輪目標差動回転数設定部50cで設定さ
れた後輪目標差動回転数Δωrrtは、後輪差動回転数偏
差演算部50dに出力される。すなわち、後輪目標差動
回転数設定部50cは、リヤデファレンシャル差動制限
制御における目標差動回転数設定手段として設けられて
いる。
【0091】後輪差動回転数偏差演算部50dは、後輪
左右実差動回転数演算部50bから左後輪14RLと右後
輪14RRとの間の実際の差動回転数Δωrrが、後輪目標
差動回転数設定部50cから後輪目標差動回転数Δωrr
tが入力され、これらの偏差(後輪差動回転数偏差)εr
rを以下の(7)式により演算し、後輪の第1の差動制
限トルク演算部50gと後輪の第2の差動制限トルク演
算部50hに出力する。 εrr=Δωrr−Δωrrt …(7)
【0092】後輪制御開始差動回転数設定部50eは、
車速演算部50aから車速Vが入力され、例えば、予め
実験や演算等により求めておいた車速Vと後輪制御開始
差動回転Δωrrsのマップを参照して、車速Vに応じた
後輪制御開始差動回転Δωrrsを設定する。
【0093】この後輪制御開始差動回転Δωrrsは、後
輪目標差動回転数Δωrrtよりも小さな値で、後述する
ように左後輪14RLと右後輪14RRとの間の実際の差動
回転数Δωrrの下限値となるものとして設定される。そ
して、車速Vと後輪制御開始差動回転Δωrrsのマップ
は、例えば前記図3に示すように設定されており、後輪
制御開始差動回転Δωrrsは、予め車両諸元等に基づ
き、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しながら、車
速Vが大きくなるほど、次第に小さくなるように予め設
定されている。
【0094】尚、本実施の形態においては、後輪制御開
始差動回転数設定部50eには、ハンドル角センサ32
からハンドル角が入力されるようになっており、車速V
に応じて設定した後輪制御開始差動回転Δωrrsを、更
に舵角により補正して正確に設定可能になっている。こ
の舵角による補正は、例えば前記図4に示すような特性
のマップで行い、舵角が大きい程、後輪制御開始差動回
転Δωrrsを大きく補正する。
【0095】こうして、後輪制御開始差動回転数設定部
50eで設定された後輪制御開始差動回転Δωrrsは、
後輪制御開始条件判定部50fに出力される。すなわ
ち、後輪制御開始差動回転数設定部50eは、リヤデフ
ァレンシャル差動制限制御における差動回転数下限値設
定手段として設けられている。
【0096】後輪制御開始条件判定部50fは、後輪左
右実差動回転数演算部50bから左後輪14RLと右後輪
14RRとの間の実際の差動回転数Δωrrが、後輪制御開
始差動回転数設定部50eから後輪制御開始差動回転Δ
ωrrsが入力され、左後輪14RLと右後輪14RRとの間
の実際の差動回転数Δωrrと後輪制御開始差動回転Δω
rrsとを比較して、後輪制御開始条件が成立しているか
否か判定する。
【0097】すなわち、後輪制御開始条件判定部50f
は、左後輪14RLと右後輪14RRとの間の実際の差動回
転数Δωrrが後輪制御開始差動回転Δωrrsより大きい
場合には、制御開始条件が成立していると判定し、この
判定結果を後輪の第1の差動制限トルク演算部50gと
後輪の第2の差動制限トルク演算部50hに出力する。
【0098】後輪の第1の差動制限トルク演算部50g
は、後輪差動回転数偏差演算部50dから後輪差動回転
数偏差εrrが、後輪制御開始条件判定部50fから制御
開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように
後輪の第1の差動制限トルクTsmcrrを演算する。 srr=εrr+kirr・∫(εrr)dt …(8) (但し、積分範囲は0からtまで) ここで、kirrは積分項ゲインである。
【0099】 x=kwrr・jwrr・(dεrr/dt) +Tsgrr・(srr/(|srr|+δrr) …(9) ここで、kwrrは微分項ゲイン、jwrrは慣性項、Tsgrr
は切換ゲイン、δrrはチャタリング防止のため差動制限
力を連続化する定数である。
【0100】そして、x>0の場合は、後輪の第1の差
動制限トルクTsmcrr=xとし、x≦0の場合は、後輪
の第1の差動制限トルクTsmcrr=0とする。そして、
後輪制御開始条件判定部50fからの制御開始条件の判
定結果を参照し、Δωrr≦Δωrrsで制御開始条件が不
成立の場合には、Tsmcrr=xであっても、Tsmcrr=0
とすると共に、∫(εrr)dt=0(但し、積分範囲は
0からtまで)にリセットする。
【0101】すなわち、左後輪14RLと右後輪14RRと
の間の実際の差動回転数Δωrrが、下限値である後輪制
御開始差動回転Δωrrsを下回る場合には、リヤデフク
ラッチ23が静止摩擦係数でロックする状態を回避すべ
く、後輪の第1の差動制限トルクTsmcrr=0とする。
そして、更に、積分項∫(εrr)dt=0(但し、積分
範囲は0からtまで)をリセットすることにより、積分
項が異常に低い値となり、実際にリヤデフクラッチ23
が再び滑り始めたときの制御遅れが増大し、結果的にク
ラッチのスティックスリップを助長してしまうことを有
効に防止する。こうして、演算された後輪の第1の差動
制限トルクTsmcrrは、後輪の差動制限トルク演算部5
0iに出力される。
【0102】後輪の第2の差動制限トルク演算部50h
は、後輪差動回転数偏差演算部50dから後輪差動回転
数偏差εrrが、後輪制御開始条件判定部50fから制御
開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように
後輪の第2の差動制限トルクTpcrrを演算する。
【0103】すなわち、後輪差動回転数偏差εrrが、0
より大きい場合は、後輪の第2の差動制限トルクTpcrr
=kprr・εrrとし、後輪差動回転数偏差εrrが、0以
下の場合は、後輪の第2の差動制限トルクTpcrr=0と
する。ここで、kprrは比例項ゲインである。そして、
後輪制御開始条件判定部50fからの制御開始条件の判
定結果を参照し、Δωrr≦Δωrrsで制御開始条件が不
成立の場合には、Tpcrr=kprr・εrrであっても、Tp
crr=0とし、リヤデフクラッチ23が静止摩擦係数で
ロックする状態を回避する。こうして演算された後輪の
第2の差動制限トルクTpcrrは、後輪の差動制限トルク
演算部50iに出力される。
【0104】後輪の差動制限トルク演算部50iは、後
輪の第1の差動制限トルク演算部50gから後輪の第1
の差動制限トルクTsmcrrが、後輪の第2の差動制限ト
ルク演算部50hから後輪の第2の差動制限トルクTpc
rrが入力され、以下の(10)式により、最終的な後輪
の差動制限トルクTlsdrrを演算し、この後輪の差動制
限トルクTlsdrrに応じた差動制限力の指示値をリヤデ
フクラッチ駆動部51に出力する。 Tlsdrr=Tsmcrr+Tpcrr …(10)
【0105】このように、本実施の形態においては、後
輪差動回転数偏差演算部50d、後輪制御開始条件判定
部50f、後輪の第1の差動制限トルク演算部50g、
後輪の第2の差動制限トルク演算部50h及び後輪の差
動制限トルク演算部50iにより差動制限トルク設定手
段が構成されている。
【0106】次に、リヤデファレンシャル差動制限制御
部50での処理の流れを図8のフローチャートで説明す
る。まず、S201で、各車輪14FL,14FR,14R
L,14RRの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrr、ハンド
ル角等の必要なパラメータを読み込む。
【0107】次いで、S202に進み、車速演算部50
aで車速Vを演算し、S203に進んで、後輪目標差動
回転数設定部50cで、車速Vと後輪目標差動回転数Δ
ωrrtのマップを参照して、車速Vに応じた後輪目標差
動回転数Δωrrtを設定する。
【0108】次に、S204に進み、後輪制御開始差動
回転数設定部50eで、車速Vと後輪制御開始差動回転
Δωrrsのマップを参照し、また、ハンドル角で補正を
加えて後輪制御開始差動回転Δωrrsを設定する。
【0109】次いで、S205に進み、後輪左右実差動
回転数演算部50bで(6)式を基に左後輪14RLと右
後輪14RRとの間の実際の差動回転数Δωrrを演算す
る。
【0110】その後、S206に進むと、後輪制御開始
条件判定部50fで、左後輪14RLと右後輪14RRとの
間の実際の差動回転数Δωrrと後輪制御開始差動回転Δ
ωrrsとの比較を行い、左後輪14RLと右後輪14RRと
の間の実際の差動回転数Δωrrが後輪制御開始差動回転
Δωrrsより大きい場合は、後輪制御開始条件が成立し
ていると判定してS207に進む。
【0111】こうして、S207に進むと、後輪差動回
転数偏差演算部50dで前記(7)式により後輪差動回
転数偏差εrrの演算が行われ、S208に進む。
【0112】S208では、後輪の第1の差動制限トル
ク演算部50gにおいて、後輪差動回転数偏差εrrの積
分値、すなわち、∫(εrr)dt(但し、積分範囲は0
からtまで)の演算が行われ、S209に進んで、後輪
の第1の差動制限トルク演算部50gで後輪の第1の差
動制限トルクTsmcrrの演算が実行される。この後輪の
第1の差動制限トルクTsmcrrの演算は、前記(9)式
で演算されるxの値に依存され、x>0の場合は、後輪
の第1の差動制限トルクTsmcrr=xに設定され、x≦
0の場合は、後輪の第1の差動制限トルクTsmcrr=0
と設定される。
【0113】次いで、S210に進むと、後輪の第2の
差動制限トルク演算部50hにおいて、後輪の第2の差
動制限トルクTpcrrの演算が実行される。具体的には、
後輪差動回転数偏差εrrが、0より大きい場合は、後輪
の第2の差動制限トルクTpcrr=kprr・εrrとされ、
後輪差動回転数偏差εrrが、0以下の場合は、後輪の第
2の差動制限トルクTpcrr=0とされる。
【0114】次に、S211に進み、後輪の差動制限ト
ルク演算部50iにおいて、前記(10)式、すなわ
ち、後輪の第1の差動制限トルクTsmcrrと後輪の第2
の差動制限トルクTpcrrの和を演算して、最終的な後輪
の差動制限トルクTlsdrrを演算し、S212に進ん
で、この後輪の差動制限トルクTlsdrrに応じた差動制
限力の指示値をリヤデフクラッチ駆動部51に出力し、
プログラムを抜ける。
【0115】一方、前記S206の判定で、左後輪14
RLと右後輪14RRとの間の実際の差動回転数Δωrrが後
輪制御開始差動回転Δωrrs以下の場合は、後輪制御開
始条件は不成立としてS213に進む。
【0116】S213では、後輪の第1の差動制限トル
クTsmcrr、後輪の第2の差動制限トルクTpcrr、最終
的な後輪の差動制限トルクTlsdrrを0に設定する。
【0117】その後、S214に進んで、後輪の第1の
差動制限トルク演算部50gにおいて、後輪差動回転数
偏差εrrの積分値を0にリセットして、S212に進ん
でプログラムを抜ける。
【0118】このように、本実施の形態では、リヤデフ
クラッチ23の係合を、動摩擦係数での係合状態のみを
使っているので、前述のトランスファクラッチ21と同
様に、速やかに後輪目標差動回転数Δωrrtに向けて収
束させることができ、安定したトルク伝達を実現するこ
とが可能になっている。
【0119】次に、フロントデファレンシャル差動制限
制御部60について説明する。このフロントデファレン
シャル差動制限制御部60も、上述のリヤデファレンシ
ャル差動制限制御部50と略同様に、マイクロコンピュ
ータとその周辺回路とで構成され、図9に示すように、
車速演算部60a、前輪左右実差動回転数演算部60
b、前輪目標差動回転数設定部60c、前輪差動回転数
偏差演算部60d、前輪制御開始差動回転数設定部60
e、前輪制御開始条件判定部60f、前輪の第1の差動
制限トルク演算部60g、前輪の第2の差動制限トルク
演算部60h、前輪の差動制限トルク演算部60iから
主要に構成されている。
【0120】車速演算部60aは、4輪の車輪速セン
サ、すなわち各車輪速度センサ31FL,31FR,31R
L,31RRから各車輪14FL,14FR,14RL,14RR
の車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrrが入力され、例えば
これらの平均を演算することにより車速Vを演算し、前
輪目標差動回転数設定部60c、前輪制御開始差動回転
数設定部60eに出力する。
【0121】前輪左右実差動回転数演算部60bは、左
右前輪の車輪速度センサ31FL,31FRから左右前輪1
4FL,14FRの車輪速度ωfl,ωfrが入力され、左前輪
14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数Δωft
を以下の(11)式により演算する。すなわち、この前
輪左右実差動回転数演算部60bは、フロントデファレ
ンシャル差動制限制御における実差動回転数検出手段と
して設けられている。 Δωft=|ωfl−ωfr| …(11)
【0122】そして、前輪左右実差動回転数演算部60
bで演算された左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実
際の差動回転数Δωftは、前輪差動回転数偏差演算部6
0dと前輪制御開始条件判定部60fに出力される。
【0123】前輪目標差動回転数設定部60cは、車速
演算部60aから車速Vが入力され、例えば、予め実験
や演算等により求めておいた車速Vと前輪目標差動回転
数Δωfttのマップを参照して、車速Vに応じた前輪目
標差動回転数Δωfttを設定する。
【0124】この車速Vと前輪目標差動回転数Δωftt
のマップも、例えば前記図3に示すように設定されてお
り、前輪目標差動回転数Δωfttは、予め車両諸元等に
基づき、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しなが
ら、車速Vが大きくなるほど、次第に小さくなるように
予め設定されている。
【0125】前輪目標差動回転数設定部60cで設定さ
れた前輪目標差動回転数Δωfttは、前輪差動回転数偏
差演算部60dに出力される。すなわち、前輪目標差動
回転数設定部60cは、フロントデファレンシャル差動
制限制御における目標差動回転数設定手段として設けら
れている。
【0126】前輪差動回転数偏差演算部60dは、前輪
左右実差動回転数演算部60bから左前輪14FLと右前
輪14FRとの間の実際の差動回転数Δωftが、前輪目標
差動回転数設定部60cから前輪目標差動回転数Δωft
tが入力され、これらの偏差(前輪差動回転数偏差)εf
tを以下の(12)式により演算し、前輪の第1の差動
制限トルク演算部60gと前輪の第2の差動制限トルク
演算部60hに出力する。 εft=Δωft−Δωftt …(12)
【0127】前輪制御開始差動回転数設定部60eは、
車速演算部60aから車速Vが入力され、例えば、予め
実験や演算等により求めておいた車速Vと前輪制御開始
差動回転Δωftsのマップを参照して、車速Vに応じた
前輪制御開始差動回転Δωftsを設定する。
【0128】この前輪制御開始差動回転Δωftsは、前
輪目標差動回転数Δωfttよりも小さな値で、後述する
ように左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動
回転数Δωftの下限値となるものとして設定される。そ
して、車速Vと前輪制御開始差動回転Δωftsのマップ
は、例えば前記図3に示すように設定されており、前輪
制御開始差動回転Δωftsは、予め車両諸元等に基づ
き、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しながら、車
速Vが大きくなるほど、次第に小さくなるように予め設
定されている。
【0129】尚、本実施の形態においては、前輪制御開
始差動回転数設定部60eには、ハンドル角センサ32
からハンドル角が入力されるようになっており、車速V
に応じて設定した前輪制御開始差動回転Δωftsを、更
に舵角により補正して正確に設定可能になっている。こ
の舵角による補正は、例えば前記図4に示すような特性
のマップで行い、舵角が大きい程、前輪制御開始差動回
転Δωftsを大きく補正する。
【0130】こうして、前輪制御開始差動回転数設定部
60eで設定された前輪制御開始差動回転Δωftsは、
前輪制御開始条件判定部60fに出力される。すなわ
ち、前輪制御開始差動回転数設定部60eは、フロント
デファレンシャル差動制限制御における差動回転数下限
値設定手段として設けられている。
【0131】前輪制御開始条件判定部60fは、前輪左
右実差動回転数演算部60bから左前輪14FLと右前輪
14FRとの間の実際の差動回転数Δωftが、前輪制御開
始差動回転数設定部60eから前輪制御開始差動回転Δ
ωftsが入力され、左前輪14FLと右前輪14FRとの間
の実際の差動回転数Δωftと前輪制御開始差動回転Δω
ftsとを比較して、前輪制御開始条件が成立しているか
否か判定する。
【0132】すなわち、前輪制御開始条件判定部60f
は、左前輪14FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回
転数Δωftが前輪制御開始差動回転Δωftsより大きい
場合には、制御開始条件が成立していると判定し、この
判定結果を前輪の第1の差動制限トルク演算部60gと
前輪の第2の差動制限トルク演算部60hに出力する。
【0133】前輪の第1の差動制限トルク演算部60g
は、前輪差動回転数偏差演算部60dから前輪差動回転
数偏差εftが、前輪制御開始条件判定部60fから制御
開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように
前輪の第1の差動制限トルクTsmcftを演算する。 sft=εft+kift・∫(εft)dt …(13) (但し、積分範囲は0からtまで)ここで、kiftは積
分項ゲインである。
【0134】 x=kwft・jwft・(dεft/dt) +Tsgft・(sft/(|sft|+δft) …(14) ここで、kwftは微分項ゲイン、jwftは慣性項、Tsgft
は切換ゲイン、δftはチャタリング防止のため差動制限
力を連続化する定数である。
【0135】そして、x>0の場合は、前輪の第1の差
動制限トルクTsmcft=xとし、x≦0の場合は、前輪
の第1の差動制限トルクTsmcft=0とする。そして、
前輪制御開始条件判定部60fからの制御開始条件の判
定結果を参照し、Δωft≦Δωftsで制御開始条件が不
成立の場合には、Tsmcft=xであっても、Tsmcft=0
とすると共に、∫(εft)dt=0(但し、積分範囲は
0からtまで)にリセットする。
【0136】すなわち、左前輪14FLと右前輪14FRと
の間の実際の差動回転数Δωftが、下限値である前輪制
御開始差動回転Δωftsを下回る場合には、フロントデ
フクラッチ27が静止摩擦係数でロックする状態を回避
すべく、前輪の第1の差動制限トルクTsmcft=0とす
る。そして、更に、積分項∫(εft)dt=0(但し、
積分範囲は0からtまで)をリセットすることにより、
積分項が異常に低い値となり、実際にフロントデフクラ
ッチ27が再び滑り始めたときの制御遅れが増大し、結
果的にクラッチのスティックスリップを助長してしまう
ことを有効に防止する。こうして、演算された前輪の第
1の差動制限トルクTsmcftは、前輪の差動制限トルク
演算部60iに出力される。
【0137】前輪の第2の差動制限トルク演算部60h
は、前輪差動回転数偏差演算部60dから前輪差動回転
数偏差εftが、前輪制御開始条件判定部60fから制御
開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように
前輪の第2の差動制限トルクTpcftを演算する。
【0138】すなわち、前輪差動回転数偏差εftが、0
より大きい場合は、前輪の第2の差動制限トルクTpcft
=kpft・εftとし、前輪差動回転数偏差εftが、0以
下の場合は、前輪の第2の差動制限トルクTpcft=0と
する。ここで、kpftは比例項ゲインである。そして、
前輪制御開始条件判定部60fからの制御開始条件の判
定結果を参照し、Δωft≦Δωftsで制御開始条件が不
成立の場合には、Tpcft=kpft・εftであっても、Tp
cft=0とし、フロントデフクラッチ27が静止摩擦係
数でロックする状態を回避する。こうして演算された前
輪の第2の差動制限トルクTpcftは、前輪の差動制限ト
ルク演算部60iに出力される。
【0139】前輪の差動制限トルク演算部60iは、前
輪の第1の差動制限トルク演算部60gから前輪の第1
の差動制限トルクTsmcftが、前輪の第2の差動制限ト
ルク演算部60hから前輪の第2の差動制限トルクTpc
ftが入力され、以下の(15)式により、最終的な前輪
の差動制限トルクTlsdftを演算し、この前輪の差動制
限トルクTlsdftに応じた差動制限力の指示値をフロン
トデフクラッチ駆動部61に出力する。 Tlsdft=Tsmcft+Tpcft …(15)
【0140】このように、本実施の形態においては、前
輪差動回転数偏差演算部60d、前輪制御開始条件判定
部60f、前輪の第1の差動制限トルク演算部60g、
前輪の第2の差動制限トルク演算部60h及び前輪の差
動制限トルク演算部60iにより差動制限トルク設定手
段が構成されている。
【0141】次に、フロントデファレンシャル差動制限
制御部60での処理の流れを図10のフローチャートで
説明する。まず、S301で、各車輪14FL,14FR,
14RL,14RRの車輪速度ωfl,ωfr,ωrl,ωrr、ハ
ンドル角等の必要なパラメータを読み込む。
【0142】次いで、S302に進み、車速演算部60
aで車速Vを演算し、S303に進んで、前輪目標差動
回転数設定部60cで、車速Vと前輪目標差動回転数Δ
ωfttのマップを参照して、車速Vに応じた前輪目標差
動回転数Δωfttを設定する。
【0143】次に、S304に進み、前輪制御開始差動
回転数設定部60eで、車速Vと前輪制御開始差動回転
Δωftsのマップを参照し、また、ハンドル角で補正を
加えて前輪制御開始差動回転Δωftsを設定する。
【0144】次いで、S305に進み、前輪左右実差動
回転数演算部60bで(11)式を基に左前輪14FLと
右前輪14FRとの間の実際の差動回転数Δωftを演算す
る。
【0145】その後、S306に進むと、前輪制御開始
条件判定部60fで、左前輪14FLと右前輪14FRとの
間の実際の差動回転数Δωftと前輪制御開始差動回転Δ
ωftsとの比較を行い、左前輪14FLと右前輪14FRと
の間の実際の差動回転数Δωftが前輪制御開始差動回転
Δωftsより大きい場合は、前輪制御開始条件が成立し
ていると判定してS307に進む。
【0146】こうして、S307に進むと、前輪差動回
転数偏差演算部60dで前記(12)式により前輪差動
回転数偏差εftの演算が行われ、S308に進む。
【0147】S308では、前輪の第1の差動制限トル
ク演算部60gにおいて、前輪差動回転数偏差εftの積
分値、すなわち、∫(εft)dt(但し、積分範囲は0
からtまで)の演算が行われ、S309に進んで、前輪
の第1の差動制限トルク演算部60gで前輪の第1の差
動制限トルクTsmcftの演算が実行される。この前輪の
第1の差動制限トルクTsmcftの演算は、前記(14)
式で演算されるxの値に依存され、x>0の場合は、前
輪の第1の差動制限トルクTsmcft=xに設定され、x
≦0の場合は、前輪の第1の差動制限トルクTsmcft=
0と設定される。
【0148】次いで、S310に進むと、前輪の第2の
差動制限トルク演算部60hにおいて、前輪の第2の差
動制限トルクTpcftの演算が実行される。具体的には、
前輪差動回転数偏差εftが、0より大きい場合は、前輪
の第2の差動制限トルクTpcft=kpft・εftとされ、
前輪差動回転数偏差εftが、0以下の場合は、前輪の第
2の差動制限トルクTpcft=0とされる。
【0149】次に、S311に進み、前輪の差動制限ト
ルク演算部60iにおいて、前記(15)式、すなわ
ち、前輪の第1の差動制限トルクTsmcftと前輪の第2
の差動制限トルクTpcftの和を演算して、最終的な前輪
の差動制限トルクTlsdftを演算し、S312に進ん
で、この前輪の差動制限トルクTlsdftに応じた差動制
限力の指示値をフロントデフクラッチ駆動部61に出力
し、プログラムを抜ける。
【0150】一方、前記S306の判定で、左前輪14
FLと右前輪14FRとの間の実際の差動回転数Δωftが前
輪制御開始差動回転Δωfts以下の場合は、前輪制御開
始条件は不成立としてS313に進む。
【0151】S313では、前輪の第1の差動制限トル
クTsmcft、前輪の第2の差動制限トルクTpcft、最終
的な前輪の差動制限トルクTlsdftを0に設定する。
【0152】その後、S314に進んで、前輪の第1の
差動制限トルク演算部60gにおいて、前輪差動回転数
偏差εftの積分値を0にリセットして、S312に進ん
でプログラムを抜ける。
【0153】このように、本実施の形態では、フロント
デフクラッチ27の係合を、動摩擦係数での係合状態の
みを使っているので、前述のリヤデフクラッチ23やト
ランスファクラッチ21と同様に、速やかに前輪目標差
動回転数Δωfttに向けて収束させることができ、安定
したトルク伝達を実現することが可能になっている。
【0154】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
たとえ制御系の遅れがあってもクラッチ要素が静止摩擦
係数でロックする状態を極力回避し、動摩擦係数での係
合状態のみを使った安定したトルク伝達を実現すること
で、クラッチ要素のスティックスリップによる不快な音
・振動の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の駆動系と各駆動力伝達制御装置の概略説
明図
【図2】センタデファレンシャル差動制限制御部の機能
ブロック図
【図3】目標差動回転数と制御開始差動回転数の車速と
の関係を示す説明図
【図4】制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明
【図5】センタデファレンシャル差動制限制御プログラ
ムのフローチャート
【図6】本発明による差動制限制御と従来の差動制限制
御を比較して説明するタイムチャート
【図7】リヤデファレンシャル差動制限制御部の機能ブ
ロック図
【図8】リヤデファレンシャル差動制限制御プログラム
のフローチャート
【図9】フロントデファレンシャル差動制限制御部の機
能ブロック図
【図10】フロントデファレンシャル差動制限制御プロ
グラムのフローチャート
【符号の説明】
3 センタデファレンシャル装置 7 後輪終減速装置 11 前輪終減速装置 14FL、14FR 左右前輪 14RL、14RR 左右後輪 21 トランスファクラッチ(クラッチ手段) 23 リヤデフクラッチ(クラッチ手段) 27 フロントデフクラッチ(クラッチ手段) 40a 車速演算部 40b 前後軸実差動回転数演算部(実差動回転数検出
手段) 40c 前後目標差動回転数設定部(目標差動回転数設
定手段) 40d 前後差動回転数偏差演算部(差動制限トルク設
定手段) 40e 前後制御開始差動回転数設定部(差動回転数下
限値設定手段) 40f 前後制御開始条件判定部(差動制限トルク設定
手段) 40g 前後軸第1の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 40h 前後軸第2の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 40i 前後軸差動制限トルク演算部(差動制限トルク
設定手段) 41 センタデフクラッチ駆動部 50a 車速演算部 50b 後輪左右実差動回転数演算部(実差動回転数検
出手段) 50c 後輪目標差動回転数設定部(目標差動回転数設
定手段) 50d 後輪差動回転数偏差演算部(差動制限トルク設
定手段) 50e 後輪制御開始差動回転数設定部(差動回転数下
限値設定手段) 50f 後輪制御開始条件判定部(差動制限トルク設定
手段) 50g 後輪の第1の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 50h 後輪の第2の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 50i 後輪の差動制限トルク演算部(差動制限トルク
設定手段) 51 リヤデフクラッチ駆動部 60a 車速演算部 60b 前輪左右実差動回転数演算部(実差動回転数検
出手段) 60c 前輪目標差動回転数設定部(目標差動回転数設
定手段) 60d 前輪差動回転数偏差演算部(差動制限トルク設
定手段) 60e 前輪制御開始差動回転数設定部(差動回転数下
限値設定手段) 60f 前輪制御開始条件判定部(差動制限トルク設定
手段) 60g 前輪の第1の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 60h 前輪の第2の差動制限トルク演算部(差動制限
トルク設定手段) 60i 前輪の差動制限トルク演算部(差動制限トルク
設定手段) 61 フロントデフクラッチ駆動部
フロントページの続き Fターム(参考) 3D043 AB17 EA02 EA23 EA25 EB13 EE07 EF18 EF19 3J057 AA04 BB04 GA01 GB36 GB37 GE07 HH01 JJ05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の駆動軸から他方の駆動軸に締結解
    放自在なクラッチ手段を介して駆動力を伝達制御する車
    両の駆動力伝達制御装置において、 車両の運動状態に応じて上記一方の駆動軸と上記他方の
    駆動軸との間の目標とする差動回転数を設定する目標差
    動回転数設定手段と、 上記一方の駆動軸と上記他方の駆動軸との間の実際の差
    動回転数を検出する実差動回転数検出手段と、 上記一方の駆動軸と上記他方の駆動軸との間の差動回転
    数の下限値を設定する差動回転数下限値設定手段と、 上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数に応
    じて上記クラッチ手段の締結トルクを演算し、少なくと
    も上記実際の差動回転数が上記差動回転数の下限値を下
    回る際は上記クラッチ手段の締結トルクを略0に設定す
    る差動制限トルク設定手段と、 を備えたことを特徴とする車両の駆動力伝達制御装置。
  2. 【請求項2】 上記クラッチ手段は、前輪側への駆動軸
    と後輪側への駆動軸との間に設けることを特徴とする請
    求項1記載の車両の駆動力伝達制御装置。
  3. 【請求項3】 上記クラッチ手段は、前輪と後輪の少な
    くとも一方の、左輪と右輪との間に設けることを特徴と
    する請求項1記載の車両の駆動力伝達制御装置。
  4. 【請求項4】 上記差動制限トルク設定手段は、上記ク
    ラッチ手段の締結トルクの演算に、制御偏差の過去の履
    歴に基づく制御量である積分項を用いるものである場合
    には、少なくとも上記実際の差動回転数が上記差動回転
    数の下限値を下回る際は、上記積分項を0にリセットす
    ることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一つ
    に記載の車両の駆動力伝達制御装置。
  5. 【請求項5】 上記差動回転数下限値設定手段は、上記
    一方の駆動軸と上記他方の駆動軸との間の差動回転数の
    下限値を、車速と舵角の少なくとも一方に応じて設定す
    ることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つ
    に記載の車両の駆動力伝達制御装置。
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