JP2007055387A - 車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前軸と後軸の駆動力配分を行うにあたり、実際の走行状態に即した旋回状態の判定を行い、車両の旋回性を安定して維持する。
【解決手段】センタデファレンシャル差動制限制御部４０の旋回状態判定部４０ｂは、横加速度の絶対値が予め設定しておいた横加速度値以下で、且つ、横加速度変化率の絶対値が予め設定しておいた横加速度変化率値以下の場合に、略直進時と判定する。また、それ以外の場合、すなわち、横加速度の絶対値が予め設定しておいた横加速度値を超えている場合、或いは、横加速度変化率の絶対値が予め設定しておいた横加速度変化率値を超えている場合は、旋回状態と判定し、横加速度が正の値の場合は左旋回時と判定し、負の値の場合は右旋回時と判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、前輪側と後輪側との間に締結解放自在なトランスファクラッチを設け、前後軸間の駆動力配分を制御する車両の駆動力配分制御装置に関する。

近年、車両の前後駆動力配分制御装置として、様々なものが提案されている。例えば、特開２００４−６６９９８号公報では、横加速度の値から車両の旋回状態を判定し、前輪側と後輪側のそれぞれについて、旋回状態における内輪側回転数が外輪側回転数を制御開始差動回転数より下回る場合は、前輪側或いは後輪側での情報を基に得る差動制限トルクを０に設定する。また、旋回状態における内輪側回転数が外輪側回転数を制御開始差動回転数より超える場合は、前輪側或いは後輪側での情報を基に得る差動制限トルクを目標差動回転数と左右輪間の実際の差動回転数に基づき演算し、これら差動制限トルクにより前後差動制限トルクを設定する技術が開示されている。
特開２００４−６６９９８号公報

ところで、上述の特許文献１に開示される技術では、横加速度の絶対値が予め設定しておいた所定値より小さいとき、車両は略直進状態と判定し、それ以外の値、例えば横加速度が正の値の場合は車両は左旋回状態、横加速度が負の値の場合は車両は右旋回状態と判定する。しかしながら、このような旋回状態の判定では、左右の旋回が連続して行われるような状態において、左右の旋回が切り替わる途中に横加速度の絶対値が所定値以下になる領域が存在し、この領域では略直進状態と判定されてトランスファクラッチが締結方向に制御され、車両の旋回性が低下する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、前軸と後軸の駆動力配分を行うにあたり、実際の走行状態に即した旋回状態の判定を行い、車両の旋回性を安定して維持することが可能な車両の駆動力配分制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、横加速度を検出する横加速度検出手段と、横加速度の変化率を演算する横加速度変化率演算手段と、上記横加速度と上記横加速度変化率とに基づき車両の旋回状態を推定する旋回状態推定手段と、少なくとも上記推定した車両の旋回状態に応じて前軸と後軸との間の駆動力配分を制御する前後駆動力配分制御手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の駆動力配分制御装置によれば、前軸と後軸の駆動力配分を行うにあたり、実際の走行状態に即した旋回状態の判定を行い、車両の旋回性を安定して維持することが可能となる。

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８は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両の駆動系の概略構成図、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４は図３から続くフローチャート、図５は車両旋回方向判定ルーチンのフローチャート、図６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７は制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明図、図８は旋回方向判定の一例を示すタイムチャートである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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構成している。

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１５，１７、及び、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。

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。

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１６，１８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。

また、センタデファレンシャル装置３の２つの出力部材、すなわちキャリア２０とリヤドライブ軸４との間には、前軸と後軸との間の駆動力配分を可変する、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５０：５０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３５：６５）の範囲で可変制御することが可能となっている。

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。

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、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おり、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いる。

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、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。そして、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いる。

上述のセンタデファレンシャル差動制限制御部４０には、制御に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。
すなわち、各車輪１４FL，１４FR，１４RL，１４RRの車輪速度が車輪速度センサ３１FL，３１FR，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に入力される。また、車両には、ハンドル角を検出するハンドル角センサ３２、車両に作用している横加速度を検出する横加速度センサ３３が設けられており、これらセンサ３２、３３で検出されたハンドル角、横加速度は、センタデファレンシャル差動制限制御部４０に入力される。

センタデファレンシャル差動制限制御部４０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、旋回状態判定部４０ｂ、前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃ、目標差動回転数設定部４０ｄ、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅ、制御開始差動回転数設定部４０ｆ、前輪側制御開始条件判定部４０ｇ、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈ、前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉ、前輪側差動制限トルク演算部４０ｊ、後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋ、後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌ、後輪側制御開始条件判定部４０ｍ、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎ、後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏ、後輪側差動制限トルク演算部４０ｐ、前後差動制限トルク演算部４０ｑから主要に構成されている。

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，３１RL，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、目標差動回転数設定部４０ｄ、制御開始差動回転数設定部４０ｆに出力する。

旋回状態判定部４０ｂは、横加速度センサ３３から横加速度Ｇｙの信号が入力される。そして、後述の車両旋回方向判定ルーチンに従って、横加速度の変化率ΔＧｙを横加速度Ｇｙを微分することにより演算し、車両の旋回状態を判定して、判定した結果を前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃと後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋとに出力する。

具体的には、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた横加速度値Ｇyc以下で、且つ、横加速度変化率の絶対値｜ΔＧｙ｜が予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧyc以下の場合に、略直進時と判定する。また、それ以外の場合、すなわち、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた横加速度値Ｇycを超えている場合、或いは、横加速度変化率の絶対値｜ΔＧｙ｜が予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧycを超えている場合は、旋回状態と判定し、横加速度Ｇｙが正の値の場合は左旋回時と判定し、負の値の場合は右旋回時と判定する。

このように、本実施の形態においては、横加速度センサ３３は横加速度検出手段として設けられており、旋回状態判定部４０ｂは、横加速度変化率演算手段、及び、旋回状態推定手段として設けられている。

前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃは、左右前輪の車輪速度センサ３１FL，３１FRから左右前輪１４FL，１４FRの車輪速度ωfl，ωfrが入力され、旋回状態判定部４０ｂから車両の旋回状態が入力されて、車両の旋回状態に応じて以下の（１）、（２）、（３）式の何れかにより、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。
右旋回時…ΔωFt＝ωfr−ωfl …（１）
左旋回時…ΔωFt＝ωfl−ωfr …（２）
略直進時…ΔωFt＝｜ωfr−ωfl｜ …（３）
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため（１）、（２）式で得られる実際の差動回転数ΔωFtは負の値となる。

そして、この前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃで演算された実際の差動回転数ΔωFtは、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅと前輪側制御開始条件判定部４０ｇとに出力される。

目標差動回転数設定部４０ｄ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と目標差動回転数Δωtのマップを参照して、車速Ｖに応じた目標差動回転数Δωtを設定する。

この車速Ｖと目標差動回転数Δωtのマップは、例えば図６に示すように設定されており、目標差動回転数Δωt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。

目標差動回転数設定部４０ｄで設定された目標差動回転数Δωtは、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅと後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌに出力される。尚、本実施の形態では、前輪側も後輪側も同一の目標差動回転数Δωtを用いるように説明しているが、車両諸元によっては、それぞれ別の値を設定するようにしても良い。この場合、前輪側に対応する目標差動回転数が前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅに、後輪側に対応する目標差動回転数が後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌに出力される。

前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅは、前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃから旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtが、目標差動回転数設定部４０ｄから目標差動回転数Δωtが入力され、これらの偏差（前輪側差動回転数偏差）εFtを以下の（４）式により演算し、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈと前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉに出力する。
εFt＝ΔωFt−Δωt …（４）

制御開始差動回転数設定部４０ｆ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と制御開始差動回転数Δωsのマップ、或いは設定値により、車速Ｖに応じた制御開始差動回転数Δωsを設定する。

この制御開始差動回転数Δωsは、目標差動回転数Δωtよりも小さな値で、後述するように、旋回内輪が旋回外輪より速度が大きくなってもセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行するまでどの程度許容するかを定める閾値であり、例えば０に設定した場合は、旋回内輪の車輪速度が旋回外輪の車輪速度より大きくなった場合、直ぐにセンタデファレンシャルの差動制限制御が実行されることとなる。そして、制御開始差動回転数Δωsを０の設定値としない場合、車速Ｖと制御開始差動回転数Δωsのマップは、例えば図６に示すように設定されており、制御開始差動回転数Δωs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。

尚、本実施の形態においては、制御開始差動回転数設定部４０ｆ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、設定した制御開始差動回転数Δωs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７に示すような特性のマップで行い、舵角が大きい程、制御開始差動回転数Δωsを大きく補正する。

こうして、制御開始差動回転数設定部４０ｆで設定された制御開始差動回転数Δωsは、前輪側制御開始条件判定部４０ｇと後輪側制御開始条件判定部４０ｍに出力される。尚、本実施の形態では、前輪側も後輪側も同一の制御開始差動回転数Δωsを用いるように説明しているが、車両諸元によっては、それぞれ別の値を設定するようにしても良い。この場合、前輪側に対応する制御開始差動回転数が前輪側制御開始条件判定部４０ｇに、後輪側に対応する制御開始差動回転数が後輪側制御開始条件判定部４０ｍに出力される。

前輪側制御開始条件判定部４０ｇは、前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃから旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtが、制御開始差動回転数設定部４０ｆから制御開始差動回転数Δωsが入力され、これらを比較してセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立するか否か判定する。

すなわち、前輪側制御開始条件判定部４０ｇは、旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtが、制御開始差動回転数Δωsより小さいか判定する。そして、差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数Δωsより小さい場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、前輪側のフロントデフクラッチ２７で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件は不成立と判定する。

逆に、差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数Δωs以上となった場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上上回り、前輪側のフロントデフクラッチ２７では左右輪間の差動制限トルクが不足し十分な制御が行えていないと判断する。そして、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行させ、余剰な駆動トルクを他方の駆動軸に移動し、トラクション性能、コーナリング性能を共に向上させるべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立と判定する。

こうして、前輪側制御開始条件判定部４０ｇで判定された結果は、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈと、前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉとに出力される。

前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈは、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅから前輪側差動回転数偏差εFtが、前輪側制御開始条件判定部４０ｇからセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtを演算する。
ｓFt＝εFt＋ｋiFt・∫（εFt）ｄｔ …（５）
（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。

ｘ＝ｋwFt・ｊwFt・（ｄεFt／ｄｔ）
＋ＴsgFt・（ｓFt／（｜ｓFt｜＋δFt）） …（６）
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。

そして、ｘ＞０の場合は、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt＝ｘとし、ｘ≦０の場合は、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt＝０とする。そして、前輪側制御開始条件判定部４０ｇからのセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果を参照し、ΔωFt＜Δωs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。

すなわち、上述したように、旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数Δωsより小さい場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、前輪側のフロントデフクラッチ２７で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt＝０とする。そして、この際、積分項∫（εFt）ｄｔ（但し、積分範囲は０からｔまで）もリセットすることにより、積分項が異常に低い値となることを防止する。こうして、演算された前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtは、前輪側差動制限トルク演算部４０ｊに出力される。

前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉは、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅから前輪側差動回転数偏差εFtが、前輪側制御開始条件判定部４０ｇからセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtを演算する。

すなわち、前輪側差動回転数偏差εFtが、０より大きい場合は、前輪側第２の差動制限トルクＴpcFt＝ｋpFt・εFtとし、前輪側差動回転数偏差εFtが、０以下の場合は、前輪側第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、前輪側制御開始条件判定部４０ｇからのセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果を参照し、ΔωFt＜Δωsで制御開始条件が不成立の場合には、ＴpcFt＝ｋpFt・εFtであっても、ＴpcFt＝０とし、センタデファレンシャルの差動制限制御が実行されることを回避する。こうして演算された前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtは、前輪側差動制限トルク演算部４０ｊに出力される。

前輪側差動制限トルク演算部４０ｊは、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈから前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtが、前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉから前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtが入力され、以下の（７）式により、前輪側による差動制限トルクＴlsdFtを演算し、この前輪側による差動制限トルクＴlsdFtを前後差動制限トルク演算部４０ｑに出力する。
ＴlsdFt＝ＴsmcFt＋ＴpcFt …（７）

一方、後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋは、左右後輪の車輪速度センサ３１RL，３１RRから左右後輪１４RL，１４RRの車輪速度ωrl，ωrrが入力され、旋回状態判定部４０ｂから車両の旋回状態が入力されて、車両の旋回状態に応じて以下の（８）、（９）、（１０）式の何れかにより、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。
右旋回時…ΔωRr＝ωrr−ωrl …（８）
左旋回時…ΔωRr＝ωrl−ωrr …（９）
略直進時…ΔωRr＝｜ωrr−ωrl｜ …（１０）
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため（８）、（９）式で得られる実際の差動回転数ΔωRrは負の値となる。

そして、この後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋで演算された実際の差動回転数ΔωRrは、後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌと後輪側制御開始条件判定部４０ｍとに出力される。

後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌは、後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋから旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrが、目標差動回転数設定部４０ｄから目標差動回転数Δωtが入力され、これらの偏差（後輪側差動回転数偏差）εRrを以下の（１１）式により演算し、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎと後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏに出力する。
εRr＝ΔωRr−Δωt …（１１）

後輪側制御開始条件判定部４０ｍは、後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋから旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrが、制御開始差動回転数設定部４０ｆから制御開始差動回転数Δωsが入力され、これらを比較してセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立するか否か判定する。

すなわち、後輪側制御開始条件判定部４０ｍは、旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrが、制御開始差動回転数Δωsより小さいか判定する。そして、差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数Δωsより小さい場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、後輪側のリヤデフクラッチ２３で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件は不成立と判定する。

逆に、差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数Δωs以上となった場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上上回り、後輪側のリヤデフクラッチ２３では左右輪間の差動制限トルクが不足し十分な制御が行えていないと判断する。そして、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行させ、余剰な駆動トルクを他方の駆動軸に移動し、トラクション性能、コーナリング性能を共に向上させるべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立と判定する。

こうして、後輪側制御開始条件判定部４０ｍで判定された結果は、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎと、後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏとに出力される。

後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎは、後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌから後輪側差動回転数偏差εRrが、後輪側制御開始条件判定部４０ｍからセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrを演算する。
ｓRr＝εRr＋ｋiRr・∫（εRr）ｄｔ …（１２）
（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。

ｘ＝ｋwRr・ｊwRr・（ｄεRr／ｄｔ）
＋ＴsgRr・（ｓRr／（｜ｓRr｜＋δRr）） …（１３）
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。

そして、ｘ＞０の場合は、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr＝ｘとし、ｘ≦０の場合は、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr＝０とする。そして、後輪側制御開始条件判定部４０ｍからのセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果を参照し、ΔωRr＜Δωs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。

すなわち、上述したように、旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数Δωsより小さい場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、後輪側のリヤデフクラッチ２３で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr＝０とする。そして、この際、積分項∫（εRr）ｄｔ（但し、積分範囲は０からｔまで）もリセットすることにより、積分項が異常に低い値となることを防止する。こうして、演算された後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrは、後輪側差動制限トルク演算部４０ｐに出力される。

後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏは、後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌから後輪側差動回転数偏差εRrが、後輪側制御開始条件判定部４０ｍからセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrを演算する。

すなわち、後輪側差動回転数偏差εRrが、０より大きい場合は、後輪側第２の差動制限トルクＴpcRr＝ｋpRr・εRrとし、後輪側差動回転数偏差εRrが、０以下の場合は、後輪側第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、後輪側制御開始条件判定部４０ｍからのセンタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件の判定結果を参照し、ΔωRr＜Δωsで制御開始条件が不成立の場合には、ＴpcRr＝ｋpRr・εRrであっても、ＴpcRr＝０とし、センタデファレンシャルの差動制限制御が実行されることを回避する。こうして演算された後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrは、後輪側差動制限トルク演算部４０ｐに出力される。

後輪側差動制限トルク演算部４０ｐは、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎから後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrが、後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏから後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrが入力され、以下の（１４）式により、後輪側による差動制限トルクＴlsdRrを演算し、この後輪側による差動制限トルクＴlsdRrを前後差動制限トルク演算部４０ｑに出力する。
ＴlsdRr＝ＴsmcRr＋ＴpcRr …（１４）

前後差動制限トルク演算部４０ｑは、前輪側差動制限トルク演算部４０ｊから前輪側による差動制限トルクＴlsdFtが、後輪側差動制限トルク演算部４０ｐから後輪側による差動制限トルクＴlsdRrが入力され、これらの差動制限トルクＴlsdFt，ＴlsdRrのうち、大きい方を前輪と後輪との間の差動制限トルクＴlsdとして決定し、センタデフクラッチ駆動部４１に出力する。

そして、本実施の形態においては、前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃ、〜、前後差動制限トルク演算部４０ｑにより、前後駆動力配分制御手段が構成されている。

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及び図６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、横加速度等の必要なパラメータを読み込む。

次いで、Ｓ１０２に進み、車速演算部４０ａで車速Ｖを演算し、Ｓ１０３に進んで、旋回状態判定部４０ｂで、後述の車両旋回方向判定ルーチンにより車両の旋回方向（旋回状態）を判定し、Ｓ１０４に進んで、目標差動回転数設定部４０ｄで、車速Ｖと目標差動回転数Δωtのマップを参照して、車速Ｖに応じた目標差動回転数Δωtを設定する。

次に、Ｓ１０５に進み、制御開始差動回転数設定部４０ｆで、車速Ｖと制御開始差動回転数Δωsのマップを参照し、また、ハンドル角で補正を加えて制御開始差動回転数Δωsを設定する。

次いで、Ｓ１０６に進み、前輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｃで上述の（１）、（２）、（３）式の何れかにより、車両の旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtを演算する。

その後、Ｓ１０７に進むと、前輪側制御開始条件判定部４０ｇで旋回状態に応じた左前輪１４FLと右前輪１４FRとの間の実際の差動回転数ΔωFtと制御開始差動回転数Δωsとの比較を行い、前輪側の差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数Δωs以上の場合は、フロントデフクラッチ２７では左右輪間の差動制限トルクが不足し十分な制御が行えていないと判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立と判定してＳ１０８に進む。

こうして、Ｓ１０８に進むと、前輪側差動回転数偏差演算部４０ｅで前記（４）式により前輪側差動回転数偏差εFtの演算が行われ、Ｓ１０９に進む。

Ｓ１０９では、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈにおいて、前輪側差動回転数偏差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、Ｓ１１０に進んで、前輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｈで前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtの演算が実行される。この前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtの演算は、前記（６）式で演算されるｘの値に依存され、ｘ＞０の場合は、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt＝ｘに設定され、ｘ≦０の場合は、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt＝０と設定される。

次いで、Ｓ１１１に進むと、前輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｉにおいて、前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtの演算が実行される。具体的には、前輪側差動回転数偏差εFtが、０より大きい場合は、前輪側第２の差動制限トルクＴpcFt＝ｋpFt・εFtとされ、前輪側差動回転数偏差εFtが、０以下の場合は、前輪側第２の差動制限トルクＴpcFt＝０とされる。

一方、前記Ｓ１０７の判定で、前輪側の差動回転数ΔωFtが制御開始差動回転数Δωsより小さいと判定された場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、前輪側のフロントデフクラッチ２７で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件は不成立と判定してＳ１１２に進む。

Ｓ１１２では、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFt、前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtを０に設定し、更にＳ１１３に進んで、前輪側差動回転数偏差εFtの積分値をリセットする。

こうして、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行すべくＳ１１１までの処理、或いは、センタデファレンシャルの差動制限制御を不実行とすべくＳ１１３までの処理を終了した後は、Ｓ１１４に進み、前輪側差動制限トルク演算部４０ｊで前記（７）式により、前輪側第１の差動制限トルクＴsmcFtと前輪側第２の差動制限トルクＴpcFtにより前輪側による差動制限トルクＴlsdFtを演算する。このように、Ｓ１０６〜Ｓ１１４は、フロントデフクラッチ２７における情報を基に差動制限トルクＴlsdFtを設定する処理となっている。

その後、Ｓ１１５へと進み、後輪側左右輪実差動回転数演算部４０ｋで上述の（８）、（９）、（１０）式の何れかにより、車両の旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrを演算する。

次いで、Ｓ１１６に進むと、後輪側制御開始条件判定部４０ｍで旋回状態に応じた左後輪１４RLと右後輪１４RRとの間の実際の差動回転数ΔωRrと制御開始差動回転数Δωsとの比較を行い、後輪側の差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数Δωs以上の場合は、リヤデフクラッチ２３では左右輪間の差動制限トルクが不足し十分な制御が行えていないと判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件が成立と判定してＳ１１７に進む。

こうして、Ｓ１１７に進むと、後輪側差動回転数偏差演算部４０ｌで前記（１１）式により後輪側差動回転数偏差εRrの演算が行われ、Ｓ１１８に進む。

Ｓ１１８では、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎにおいて、後輪側差動回転数偏差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、Ｓ１１９に進んで、後輪側第１の差動制限トルク演算部４０ｎで後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrの演算が実行される。この後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrの演算は、前記（１３）式で演算されるｘの値に依存され、ｘ＞０の場合は、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr＝ｘに設定され、ｘ≦０の場合は、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr＝０と設定される。

次いで、Ｓ１２０に進むと、後輪側第２の差動制限トルク演算部４０ｏにおいて、後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrの演算が実行される。具体的には、後輪側差動回転数偏差εRrが、０より大きい場合は、後輪側第２の差動制限トルクＴpcRr＝ｋpRr・εRrとされ、後輪側差動回転数偏差εRrが、０以下の場合は、後輪側第２の差動制限トルクＴpcRr＝０とされる。

一方、前記Ｓ１１６の判定で、後輪側の差動回転数ΔωRrが制御開始差動回転数Δωsより小さいと判定された場合は、旋回内輪の回転数が旋回外輪の回転数を許容する以上に上回っておらず、後輪側のリヤデフクラッチ２３で十分な制御が行えていると判断し、センタデファレンシャルの差動制限制御が不必要に関与することを防止すべく、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行する条件は不成立と判定してＳ１２１に進む。

Ｓ１２１では、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRr、後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrを０に設定し、更にＳ１２２に進んで、後輪側差動回転数偏差εRrの積分値をリセットする。

こうして、センタデファレンシャルの差動制限制御を実行すべくＳ１２０までの処理、或いは、センタデファレンシャルの差動制限制御を不実行とすべくＳ１２２までの処理を終了した後は、Ｓ１２３に進み、後輪側差動制限トルク演算部４０ｐで前記（１４）式により、後輪側第１の差動制限トルクＴsmcRrと後輪側第２の差動制限トルクＴpcRrにより後輪側による差動制限トルクＴlsdRrを演算する。このように、Ｓ１１５〜Ｓ１２３は、リヤデフクラッチ２３における情報を基に差動制限トルクＴlsdRrを設定する処理となっている。

その後、Ｓ１２４へと進み、前後差動制限トルク演算部４０ｑにおいて前輪側による差動制限トルクＴlsdFtと後輪側による差動制限トルクＴlsdRrとを比較し、これらの差動制限トルクＴlsdFt，ＴlsdRrのうち、大きい方を前輪と後輪との間の差動制限トルクＴlsdとして決定し、Ｓ１２５に進んで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。

このように本実施の形態によれば、例えば、スポーツ走行（旋回中のアクセルｏｎ）時等に旋回内輪のグリップが限界に達して内輪が空転しようとすると、左右輪間の機械的な差動制限作用によって駆動トルクが外輪に移動し、車両回頭方向のヨーモーメントが発生する。この時、左右輪間の差動制限トルクが十分であれば、センタデファレンシャルの差動制限は実行されず、センタデファレンシャルの差動制限が不必要に干渉することがない。一方、左右輪間の差動制限トルクが不足する場合は、旋回内輪は外輪より更に速く回り、トラクション性能、コーナリング性能共に低下するが、これを検知してセンタデファレンシャルの差動制限を行うことで、余剰な駆動トルクを他方の駆動軸に移動し、トラクション性能、コーナリング性能共に向上することができる。また、通常の旋回状態では旋回内輪の回転数は外輪より小さいため、センタデファレンシャルの差動制限は行われず、タイトコーナブレーキング現象が回避できる。

次に、図５は、前述のセンタデファレンシャル差動制限制御のＳ１０３で実行される、車両旋回方向判定ルーチンを示し、まず、Ｓ２０１で横加速度Ｇｙを読み込む。

次いで、Ｓ２０２に進み、横加速度Ｇｙを微分して、横加速度変化率ΔＧｙを演算する。

そして、Ｓ２０３に進み、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた横加速度値Ｇycを超えているか否か判定し、予め設定しておいた横加速度値Ｇyc以下である場合は、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４では、横加速度変化率の絶対値｜ΔＧｙ｜が予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧycを超えているか否か判定し、予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧyc以下である場合は、Ｓ２０５に進んで、略直進時と判定してルーチンを抜ける。

一方、Ｓ２０３で横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた横加速度値Ｇycを超えている場合、或いは、Ｓ２０４で横加速度変化率の絶対値｜ΔＧｙ｜が予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧycを超えている場合はＳ２０６に進む。

Ｓ２０６では、横加速度Ｇｙの符号の判定が行われ、横加速度Ｇｙが正の符号である場合はＳ２０７に進み、左旋回時と判定してルーチンを抜ける。逆に、横加速度Ｇｙが負の符号である場合はＳ２０８に進み、右旋回時と判定してルーチンを抜ける。

すなわち、図８のタイムチャートに示すように、左旋回から右旋回と旋回状態が連続する状態を考えた場合、横加速度Ｇｙは、時刻ｔ２〜ｔ６の間、及び、時刻ｔ８〜ｔ１２の間で、絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた横加速度値Ｇycを超える。しかしながら、時刻ｔ６〜ｔ８の間は、過渡状態であり、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が小さくなってしまうため、このような状態で、トランスファクラッチ２１を締結する方向に作用させてしまうと旋回性を却って阻害することとなる。

本発明の実施形態によれば、横加速度変化率の絶対値｜ΔＧｙ｜が予め設定しておいた横加速度変化率値ΔＧycを超えている場合も旋回状態と判定するため、時刻ｔ５〜ｔ９の間も旋回状態と判定される。従って、旋回状態が連続する場合の過渡状態においても旋回状態と判定されることになり、トランスファクラッチ２１は略直進時と判定することがなく、安定して実際の旋回走行に即した円滑な駆動力配分制御ができるようになっている。

尚、本実施の形態で示す駆動力配分の機構は、あくまでもその一例であり、他の形態の機構であっても本発明が適用できることは云うまでもない。

車両の駆動系の概略構成図 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 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３から続くフローチャート 車両旋回方向判定ルーチンのフローチャート 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 制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明図 旋回方向判定の一例を示すタイムチャート

符号の説明

３ センタデファレンシャル装置
２１ トランスファクラッチ
３３ 横加速度センサ（横加速度検出手段）
４０ センタデファレンシャル差動制限制御部
４０ａ 車速演算部
４０ｂ 旋回状態判定部（横加速度変化率演算手段、旋回状態推定手段）
４０ｃ 前輪側左右輪実差動回転数演算部（旋回状態推定手段）
４０ｄ 目標差動回転数設定部（旋回状態推定手段）
４０ｅ 前輪側差動回転数偏差演算部（旋回状態推定手段）
４０ｆ 制御開始差動回転数設定部（旋回状態推定手段）
４０ｇ 前輪側制御開始条件判定部（旋回状態推定手段）
４０ｈ 前輪側第１の差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｉ 前輪側第２の差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｊ 前輪側差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｋ 後輪側左右輪実差動回転数演算部（旋回状態推定手段）
４０ｌ 後輪側差動回転数偏差演算部（旋回状態推定手段）
４０ｍ 後輪側制御開始条件判定部（旋回状態推定手段）
４０ｎ 後輪側第１の差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｏ 後輪側第２の差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｐ 後輪側差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）
４０ｑ 前後差動制限トルク演算部（旋回状態推定手段）

Claims (2)

1. 横加速度を検出する横加速度検出手段と、
   横加速度の変化率を演算する横加速度変化率演算手段と、
   上記横加速度と上記横加速度変化率とに基づき車両の旋回状態を推定する旋回状態推定手段と、
   少なくとも上記推定した車両の旋回状態に応じて前軸と後軸との間の駆動力配分を制御する前後駆動力配分制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
2. 上記旋回状態推定手段は、上記横加速度の絶対値が予め設定しておいた横加速度値を超える状態の場合と、上記横加速度変化率の絶対値が予め設定しておいた横加速度変化率値を超える場合の少なくとも一方の状態の場合に車両が旋回状態と判定することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力配分制御装置。

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