JP2007131191A - 車両の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減して寿命を延長し、また、燃料消費量を低減して省エネルギーに寄与することを目的とする。
【解決手段】この発明は、車両の駆動力配分制御装置において、回転速度差検出手段を備え、伝達トルク算出手段を備え、駆動電流算出手段を備え、変速段認識手段を備え、常時四輪駆動モードを備え、常時四輪駆動モードに設定され、かつ変速段認識手段により変速機の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認識された場合には、駆動電流算出手段により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置に出力する出力低減手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車両の駆動力配分制御装置に係り、特に、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減することができ、また、燃料消費量を低減することができる車両の駆動力配分制御装置に関する。

車両には、エンジンの駆動力を主駆動輪及び副駆動輪の四輪すべてに伝達して駆動する四輪駆動車がある。この車両には、車両の走行状態に応じて、エンジンからの駆動力を変速機を介して主駆動輪及び副駆動輪へと配分する駆動力配分装置を駆動力伝達系に備え、駆動力配分装置による主駆動輪及び副駆動輪への駆動力配分を制御する駆動力配分制御装置を設けているものがある。

車両の駆動力配分制御装置には、モード切換スイッチを備え、主駆動輪のみに駆動力を伝達して二輪を駆動する二輪駆動モード（２ＷＤモード）や、主駆動輪に駆動力を伝達して二輪を駆動しながら主駆動輪と副駆動輪との間に回転速度差が発生したときに、この回転速度差に応じて駆動力配分装置が副駆動輪に最適な駆動力を伝達する自動モード（ＡＵＴＯモード）や、主駆動輪のみならず常に高いトルクを駆動力配分装置が副駆動輪に伝達して常時四輪を駆動する常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）に設定でき、運転者がモード切換スイッチを操作することで各モードを自由に選択できるようになっているものがある。

従来の車両の駆動力配分制御装置には、車両が所定の低車速状態にあり、かつ変速機が所定の低速シフト位置にあるときに、副駆動輪へ駆動力を配分するクラッチの締結力を最大にするロックモードの実行を許可することにより、ロックモードの実行および解除を車両の状況に応じて適切に制御でき、ロックモードの実行頻度および実行期間を低減するものがある。
特開２００１−２７７８８６号公報

ところで、車両の駆動力配分制御装置において、駆動力配分装置が副駆動輪に常時駆動力を配分する常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）は、通常、発進時やぬかるみ路や雪道や濡れた路面といった、滑りやすい路面状況において、駆動力が大きくて主駆動輪が空転する状況に使用される４ＷＤ性能が発揮されるモードである。

ところが、副駆動輪に常時駆動力を配分する常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）は、乾いたアスファルト路面であって、変速機の変速段が大きく（高速の変速段）て伝達される駆動力が小さい中速〜高速走行では、車輪が空転する確率が低く、副駆動輪に駆動力を伝達して四輪を駆動する４ＷＤの性能があまり必要ではない状況であるので、二輪駆動モード（２ＷＤモード）や自動モード（ＡＵＴ０モード）と比較して、燃費が悪化するためあまり適していない。

さらに、副駆動輪に常時駆動力を配分する常時四輪駆動モードは、トランスファやディファレンシャルにも大きなトルクがかかり続け、負荷が大きいため、駆動力配分装置の劣化が早くなったり、寿命が短くなったりする可能性がある。

この発明は、駆動力配分装置が常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードに設定されていても、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減して寿命を延長することができ、また、燃料消費量を低減して省エネルギーに寄与することができる駆動力配分装置を実現することを目的とする。

この発明は、車両の走行状態に応じて、エンジンからの駆動力を変速機を介して主駆動輪及び副駆動輪へと配分する駆動力配分装置を備えた車両の駆動力配分制御装置において、前記主駆動輪と副駆動輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段を備え、この回転速度差検出手段により検出された回転速度差の値を用いて、前記副駆動輪に伝達するトルクを算出する伝達トルク算出手段を備え、この伝達トルク算出手段により算出された伝達トルクに応じて、前記駆動力配分装置を駆動する駆動電流値を算出する駆動電流算出手段を備え、前記変速機の現在使用されている変速段を認識する変速段認識手段を備え、前記駆動力配分装置が副駆動輪に常時駆動力を配分する常時四輪駆動モードを備え、前記常時四輪駆動モードに設定され、かつ前記変速段認識手段により前記変速機の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認識された場合には、前記駆動電流算出手段により算出される駆動電流値を低減させて前記駆動力配分装置に出力する出力低減手段を備えていることを特徴とする。

この発明の車両の駆動力配分制御装置は、常時四輪駆動モードに設定され、かつ変速段認識手段により変速機の現在の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認定された場合には、駆動電流算出手段により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置に出力することにより、常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードに設定されていても、変速機で選択された特定の変速段以外の変速段に応じて副駆動輪に伝達されるトルクを減少させているので、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減して寿命を延長することができ、また、駆動力配分装置を駆動する駆動電流値を低減することができるので、燃料消費量を低減して省エネルギーに寄与することができる。この発明の車両の駆動力配分制御装置は、副駆動輪への伝達トルクの減少という手段を用いているので、変速段が切り換わり、トルクを元に戻す必要がある場合でも、駆動電流を増加させるだけでよい。また、この発明の車両の駆動力配分制御装置は、変速段により駆動力配分装置のクラッチのＯＮ、ＯＦＦをする必要がないので、スムーズな伝達トルク量の変更制御を行うことができる。

この発明の車両の駆動力配分制御装置は、常時四輪駆動モードにおいて、変速機で選択された特定の変速段以外の変速段に応じて副駆動輪に伝達されるトルクを減少させることにより、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減し、また、燃料消費量を低減するものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の第１実施例を示すものである。図５において、１は車両、２はエンジン、３Ａは自動式の変速機（自動変速機）、４は前側ディファレンシャル、５Ｒ・５Ｌは右前車軸・左前車軸、６Ｒ・６Ｌは主駆動輪である右前車輪・左前車輪、７はトランスファ、８はプロペラシャフト、９は駆動力配分装置、１０は後側ディファレンシャル、１１Ｒ・１１Ｌは右後車軸・左後車軸、１２Ｒ・１２Ｌは副駆動輪である右後車輪・左後車輪である。この車両１は、前側に横置き搭載したエンジン２に自動式の変速機３Ａを連結している。変速機３Ａは、トルクコンバータ３ｂと補助変速歯車列３ｃとを有し、例えば、１速〜５速の変速段と１つの後進の変速段とを有している。

この車両１は、エンジン２の駆動力を変速機３Ａにより変換して前側ディファレンシャル４に伝達し、右前・左前車軸５Ｒ・５Ｌにより右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌを駆動する。また、この車両１は、変速機３Ａの出力する駆動力の一部をトランスファ７により取り出し、プロペラシャフト８と駆動力配分装置９とを介して後側ディファレンシャル１０に伝達し、右後・左後車軸１１Ｒ・１１Ｌにより右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌを駆動する。したがって、この車両１は、いわゆる四輪駆動車である。

前記駆動力配分装置９は、車両１の走行状態に応じて、エンジン２からの駆動力を変速機３を介して主駆動輪である右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌへと配分する。駆動力配分装置９は、電子的に制御可能なクラッチ１３とこのクラッチ１３の締結力を決定するコイル１４とによって構成され、コイル１４を駆動力配分制御装置１５に接続している。駆動力配分装置９は、駆動力配分制御装置１５からの制御信号である駆動電流によりコイル１４を駆動されてクラッチ１３の締結力を決定され、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルクを決定する。

前記駆動力配分制御装置１５は、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌのみに駆動力を伝達して二輪を駆動する二輪駆動モード（２ＷＤモード）、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌに駆動力を伝達して二輪を駆動しながら右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌと右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌとの間に回転速度差が発生したときに、この回転速度差に応じて駆動力配分装置９が右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに最適な駆動力を伝達する自動モード（ＡＵＴＯモード）、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌのみならず、駆動力配分装置９が常に高いトルクを右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達して常時四輪を駆動する常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）、を備えている。

前記駆動力配分制御装置１５には、右前車輪回転速度センサ１６Ｒ・左前車輪回転速度センサ１６Ｌ、右後車輪回転速度センサ１７Ｒ・左後車輪回転速度センサ１７Ｌ、モード切換スイッチ１８、車両制御装置１９が接続されている。

前記右前・左前車輪回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌ、右後・左後車輪回転速度センサ１７Ｒ・１７Ｌは、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの各回転速度を測定する。これら各回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌは、通常の四輪駆動車が備えているアンチ・ロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）の車輪回転速度センサを流用することができる。

前記モード切換スイッチ１８は、運転者が操作することで、駆動力配分制御装置１５を、二輪駆動モード（２ＷＤモード）や、自動モード（ＡＵＴＯモード）や、常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）に、自由に設定できるようになっている。

前記車両制御装置１９は、少なくともエンジン２を制御するエンジンコントローラ１９−１や、自動式の変速機３Ａを制御するトランスミッションコントローラ１９−２から構成されている。エンジンコントローラ１９−１からは、エンジン回転センサ２０の検出するエンジン回転速度、スロットル開度センサ２１の検出するスロットル開度、車速センサ２２の検出する車速等のセンサ情報を、ＣＡＮ通信により駆動力配分制御装置１５に入力する。トランスミッションコントローラ１９−２からは、ギヤポジションセンサ２３の検出する変速機３Ａの変速段等のセンサ情報を、ＣＡＮ通信により駆動力配分制御装置１５に入力する。

駆動力配分制御装置１５は、各種センサ、スイッチ、コントローラ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８、１９から駆動力配分装置９を制御するために必要な情報を入力し、駆動力配分装置９を構成するクラッチ１３の締結力（伝達トルク）を求め、この締結力に応じた駆動電流を制御信号としてコイル１４に出力する。駆動力配分装置９は、駆動力配分制御装置１５からの駆動電流によりコイル１４を駆動されてクラッチ１３の締結力を決定され、クラッチ１３の締結力に応じて配分された伝達トルクを右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達する。

前記駆動力配分制御装置１５は、回転速度差検出手段２４と、伝達トルク算出手段２５と、駆動電流算出手段２６と、変速段認識手段として機能する前記ギヤポジションセンサ２３と、出力低減手段２７と、を備えている。

前記回転速度差検出手段２４は、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差を検出する。具体的には、回転速度差検出手段２４は、右前・左前車輪回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌのセンサ情報からプロペラシャフト８の回転速度（駆動力配分装置９の入力軸回転速度）を求め、右後・左後車輪回転速度センサ１７Ｒ・１７Ｌのセンサ情報から駆動力配分装置９の出力軸回転速度を求め、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差（△Ｎ）を、
回転速度差＝駆動力配分装置の入力軸回転速度−駆動力配分装置の出力軸回転速度
の式で求める。

前記伝達トルク算出手段２５は、回転速度差検出手段２４により検出された右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差の値を用いて、副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルクを算出する。

前記駆動電流算出手段２６は、伝達トルク算出手段２５により算出された伝達トルクに応じて、駆動力配分装置９のコイル１４を駆動する駆動電流値を算出する。

前記ギヤポジションセンサ２３は、変速機３Ａの変速段を検出するものであり、変速機３Ａの現在使用されている変速段を認識する変速段認識手段として機能する。

前記出力低減手段２７は、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定され、かつギヤポジションセンサ２３により検出された変速機３Ａの現在の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認識された場合には、駆動電流算出手段２６により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置９のコイル１４に出力する。前記変速機３Ａの特定の変速段は、少なくとも１速の変速段と後進の変速段とを含んでいる。前記出力低減手段２７は、１速・後進の変速段以外の、２速〜５速の変速段において駆動電流値を低減させる。

次に、図１〜図４に従って作用を説明する。

駆動力配分制御装置１５は、図１に示す如く、イグニッションスイッチのＯＮにより電源を供給され、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定されて、制御がスタートすると（Ａ０１）、各センサ、スイッチ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８からの各種情報や、ＣＡＮ通信により車両制御装置１９からのギヤポジジョン情報を取得し、自動式の変速機３Ａの変速段を認識する（Ａ０２）。

右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差（△Ｎ）と車速（Ｖ）とを図４に示す常時四輪駆動モードの伝達トルクマップに当てはめ、各変速段毎に副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルク（Ｔ）を求める（Ａ０３）。

次に、判断（Ａ０４）においては、第一判定条件として、（Ａ０２）で認識した変速段が、１速・後進の変速段でないかを判断する。この判断（Ａ０４）がＹＥＳの場合は、第二判定条件として、車速（Ｖ）が判定許可車速（Ｖａ）を越えている（車速＞判定許可車速）か否かを判断する（Ａ０５）。

この判断（Ａ０５）がＹＥＳの場合は、変速段判定カウンタをインクリメント（増加）し（Ａ０６）、判断（Ａ０９）へ進む。前記判断（Ａ０５）がＮＯの場合は、第三判定条件として、車速（Ｖ）が判定禁止車速（Ｖｐ）未満である（車速＜判定禁止車速）か否かを判断する（Ａ０７）。

この判断（Ａ０７）がＹＥＳの場合は、変速段判定カウンタと変速段判定フラグとをそれぞれ零にクリアし（Ａ０８）、判断（Ａ０９）へ進む。前記判断（Ａ０７）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに判断（Ａ０９）へ進む。また、前記判断（Ａ０４）において、ＮＯの場合は、変速段判定カウンタと変速段判定フラグとをそれぞれ零にクリアし（Ａ０８）、判断（Ａ０９）へ進む。

判断（Ａ０９）においては、図２に示すように、第四判定条件として、変速段判定カウンタが設定時間を越えている（変速段判定カウンタ＞設定時間）か否かを判断する。この判断（Ａ０９）がＹＥＳの場合は、変速段判定フラグを１（変速段判定フラグ＝１）にし（Ａ１０）、判断（Ａ１１）へ進む。この判断（Ａ０９）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに判断（Ａ１１）へ進む。

判断（Ａ１１）においては、第五判定条件として、変速段判定フラグが１である（変速段判定フラグ＝１）か否かを判断する。この判断（Ａ１１）がＹＥＳの場合は、（Ａ０３）で求めた伝達トルク（Ｔ）に減少割合を乗じた得られた値を新たな伝達トルク（Ｔ）とし（伝達トルク＝減少割合＊伝達トルク）（Ａ１２）、処理（Ａ１３）へ進む。この判断（Ａ１１）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに処理（Ａ１３）へ進む。

伝達トルクの減少割合は、変速段により決定される。例えば、Ｘ速の変速段の伝達トルクは、１速時の伝達トルクをＸ％減少させたトルクとする（Ｘ＝１以外）。なお、伝達トルクの減少割合は、変速段に関係なく、任意に決定することができる。

処理（Ａ１３）においては、前記（Ａ１２）で求められた伝達トルクを、図３に示す「伝達トルク−駆動電流値」特性に当てはめて駆動電流値を算出し、算出された値の駆動電流を駆動力配分装置９のコイル１４に出力し（Ａ１４）、エンドにおいて処理を終了する（Ａ１５）。なお、このフローチャートによる制御は、所定周期毎に繰り返し実行・処理をしてもよい。

このように、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定され、かつギヤポジションセンサ２３により検出された変速機３Ａの現在の変速段が特定の変速段である１速・後進の変速段以外の変速段であると認識された場合には、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達されるトルクを減少させるように、駆動電流算出手段２６により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置９のコイル１４に出力する。

これにより、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードに設定されていても、変速機３Ａで選択された特定の変速段以外の変速段に応じて右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達されるトルクを減少させているので、トランスファ７や前側・後側ディファレンシャル４・１０等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置９に作用する負荷を低減して寿命を延長することができ、また、駆動力配分装置９を駆動する駆動電流値を低減することができるので、燃料消費量を低減して省エネルギーに寄与することができる。

また、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、特定の変速段は少なくとも１速の変速段と後進の変速段とを含んでいることにより、発進時など車輪が空転しやすい状況において用いられる１速や後進の変速段を除いた２速〜５速の変速段において、伝達トルクを低減しているので、常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードを選択した利点が減少することがない。

さらに、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、変速機３Ａに既設の変速段を検出するギヤポジションセンサ２３を変速段認識手段として機能させていることにより、変速段を認識するための特別な変速段認識手段を設ける必要がなく、システムが複雑で高価になることがない。

なお、この実施例においては、トランスミッションコントローラ１９−２からギヤポジションセンサ２３の検出するギヤポジション情報を取得して、変速機３Ａの現在使用されている変速段を認識したが、ギヤポジション情報が得られない場合は、変速機３Ａの補助変速歯車列３ｃの変速比から変速段を認識することができる。

即ち、ギヤポジション情報が得られない場合は、変速機３Ａのトルクコンバータ３ｂの出力回転速度であるタービン回転速度とプロペラシャフト８の回転速度とから、
変速比＝タービン回転速度／プロペラシャフト回転速度
の式で制御周期毎に変速比を算出し、この算出された変速比と変速機３Ａの各変速段の変速比とを比較して、算出された変速比が各変速段の変速比の士Ｙ％以内（許容誤差Ｙは任意の数）に収まっているときは、変速機３Ａの現在の変速段として認識する。

これにより、駆動力配分制御装置１５は、常時四輪駆動モードにおいて、変速機３Ａの変速段を変速比により認識し、変速機３Ａで選択された特定の変速段以外の変速段に応じて右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達されるトルクを減少させるように制御することができる。

また、この実施例においては、自動式の変速機３Ａを搭載した車両１の駆動力配分制御装置１５を説明したが、手動式の変速機（手動変速機）を搭載した車両１の駆動力配分制御装置１５についても、実施することができるものである。

図６〜図１０は、この発明の第２実施例を示すものである。第２実施例において、前述第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。図１０において、１は車両、２はエンジン、３Ｍは手動式の変速機（手動変速機）、４は前側ディファレンシャル、５Ｒ・５Ｌは右前車軸・左前車軸、６Ｒ・６Ｌは主駆動輪である右前車輪・左前車輪、７はトランスファ、８はプロペラシャフト、９は駆動力配分装置、１０は後側ディファレンシャル、１１Ｒ・１１Ｌは右後車軸・左後車軸、１２Ｒ・１２Ｌは副駆動輪である右後車輪・左後車輪である。この車両１は、前側に横置き搭載したエンジン２に手動式の変速機３Ｍを連結している。変速機３Ｍは、複数段の変速歯車列３ｄを有し、例えば、１速〜５速の変速段と１つの後進の変速段とを有している。

この車両１は、エンジン２の駆動力を変速機３Ｍにより変換して前側ディファレンシャル４に伝達し、右前・左前車軸５Ｒ・５Ｌにより右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌを駆動する。また、この車両１は、変速機３Ｍの出力する駆動力の一部をトランスファ７により取り出し、プロペラシャフト８と駆動力配分装置９とを介して後側ディファレンシャル１０に伝達し、右後・左後車軸１１Ｒ・１１Ｌにより右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌを駆動する。したがって、この車両１は、いわゆる四輪駆動車である。

前記駆動力配分装置９は、車両１の走行状態に応じて、エンジン２からの駆動力を変速機３Ｍを介して主駆動輪である右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌへと配分する。駆動力配分装置９は、電子的に制御可能なクラッチ１３とこのクラッチ１３の締結力を決定するコイル１４とによって構成され、コイル１４を駆動力配分制御装置１５に接続している。駆動力配分装置９は、駆動力配分制御装置１５からの制御信号である駆動電流によりコイル１４を駆動されてクラッチ１３の締結力を決定され、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルクを決定する。

前記駆動力配分制御装置１５は、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌのみに駆動力を伝達して二輪を駆動する二輪駆動モード（２ＷＤモード）、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌに駆動力を伝達して二輪を駆動しながら右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌと右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌとの間に回転速度差が発生したときに、この回転速度差に応じて駆動力配分装置９が右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに最適な駆動力を伝達する自動モード（ＡＵＴＯモード）、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌのみならず、駆動力配分装置９が常に高いトルクを右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達して常時四輪を駆動する常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）、を備えている。

前記駆動力配分制御装置１５には、右前車輪回転速度センサ１６Ｒ・左前車輪回転速度センサ１６Ｌ、右後車輪回転速度センサ１７Ｒ・左後車輪回転速度センサ１７Ｌ、モード切換スイッチ１８、車両制御装置１９が接続されている。

前記右前・左前車輪回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌ、右後・左後車輪回転速度センサ１７Ｒ・１７Ｌは、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの各回転速度を測定する。これら各回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌは、通常の四輪駆動車が備えているアンチ・ロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）の車輪回転速度センサを流用することができる。

前記モード切換スイッチ１８は、運転者が操作することで、駆動力配分制御装置１５を、二輪駆動モード（２ＷＤモード）や、自動モード（ＡＵＴＯモード）や、常時四輪駆動モード（ＬＯＣＫモード）に、自由に設定できるようになっている。

前記車両制御装置１９は、少なくともエンジン２を制御するエンジンコントローラ１９−１から構成されている。エンジンコントローラ１９−１からは、エンジン回転センサ２０の検出するエンジン回転速度やスロットル開度センサ２１の検出するスロットル開度、車速センサ２２の検出する車速等のセンサ情報を、ＣＡＮ通信により駆動力配分制御装置１５に入力する。

駆動力配分制御装置１５は、各種センサ、スイッチ、コントローラ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８、１９から駆動力配分装置９を制御するために必要な情報を入力し、駆動力配分装置９を構成するクラッチ１３の締結力（伝達トルク）を求め、この締結力に応じた駆動電流を制御信号としてコイル１４に出力する。駆動力配分装置９は、駆動力配分制御装置１５からの駆動電流によりコイル１４を駆動されてクラッチ１３の締結力を決定され、クラッチ１３の締結力に応じて配分された伝達トルクを右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達する。

前記駆動力配分制御装置１５は、回転速度差検出手段２４と、伝達トルク算出手段２５と、駆動電流算出手段２６と、変速段認識手段として機能する変速比算出手段２８と、出力低減手段２７と、を備えている。

前記回転速度差検出手段２４は、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差を検出する。具体的には、回転速度差検出手段２４は、右前・左前車輪回転速度センサ１６Ｒ・１６Ｌのセンサ情報からプロペラシャフト８の回転速度（駆動力配分装置９の入力軸回転速度）を求め、右後・左後車輪回転速度センサ１７Ｒ・１７Ｌのセンサ情報から駆動力配分装置９の出力軸回転速度を求め、右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差（△Ｎ）を、
回転速度差＝駆動力配分装置の入力軸回転速度−駆動力配分装置の出力軸回転速度
の式で求める。

前記伝達トルク算出手段２５は、回転速度差検出手段２４により検出された右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差の値を用いて、副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルクを算出する。

前記駆動電流算出手段２６は、伝達トルク算出手段２５により算出された伝達トルクに応じて、駆動力配分装置９のコイル１４を駆動する駆動電流値を算出する。

前記変速比算出手段２８は、各種センサ、スイッチ、コントローラ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８、１９の情報から変速機３Ｍの変速段の変速比を算出するものであり、算出された変速比から変速機３Ｍの現在使用されている変速段を認識する変速段認識手段として機能する。

前記出力低減手段２７は、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定され、かつ変速比算出手段２８の算出した変速比により変速機３Ｍの現在の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認識された場合には、駆動電流算出手段２６により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置９のコイル１４に出力する。前記変速機３Ｍの特定の変速段は、少なくとも１速の変速段と後進の変速段とを含んでいる。前記出力低減手段２７は、１速・後進の変速段以外の、２速〜５速の変速段において駆動電流値を低減させる。

次に、図６〜図９に従って作用を説明する。

駆動力配分制御装置１５は、図６に示す如く、イグニッションスイッチのＯＮにより電源を供給され、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定されて、制御がスタートすると（Ｂ０１）、各センサ、スイッチ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８からの各種情報や、ＣＡＮ通信により車両制御装置１９からの各種情報により２つの回転速度の情報を取得し、変速比を算出する（Ｂ０２）。

変速機３Ｍの変速比は、例えば、２つの回転速度の情報であるエンジン回転速度とプロペラシャフト８の回転速度とから、
変速比＝エンジン回転速度／プロペラシャフト回転速度
の式で制御周期ごとに算出される。算出された変速比は、変速機３Ｍの各変速段の変速比と比較され、各変速段の変速比の士Ｙ％以内（許容誤差Ｙは任意の数）に収まっているときは、変速機３Ｍの現在の変速段として認識される。

なお、変速段の認識においては、算出された変速比が各変速段の変速比の士Ｙ％以内にあることを条件として認識したが、変速判断のハンチングを防止するために、算出された変速比が各変速段の変速比の士Ｙ％以内にあり、かつこの士Ｙ％以内にある状態が設定時間を超えた場合には、変速機３Ｍの現在の変速段として認識するように、変速段の判断に継続時間条件を付加してもよい。

右前・左前車輪６Ｒ・６Ｌ及び右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌの回転速度差（△Ｎ）と車速（Ｖ）とを図９に示す常時四輪駆動モードの伝達トルクマップに当てはめ、各変速段毎に副駆動輪である右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達するトルク（Ｔ）を求める（Ｂ０３）。

なお、伝達トルクは、図９に示すトルクマップでなく、
後進の変速段の伝達トルク＝エンジントルク×前側ディファレンシャルのギア比×後進のギア比
１速の変速段の伝達トルク＝エンジントルク×前側ディファレンシャルのギア比×１速のギア比
Ｘ速の変速段の伝達トルク＝エンジントルク×前側ディファレンシャルのギア比×Ｘ速のギア比×Ｋｘ
（Ｋｘ：各変速段ごとに、任意に決められる係数）
の各式で算出することができる。

次に、判断（Ｂ０４）においては、第一判定条件として、（Ｂ０２）で求めた変速比が、１速・後進の変速段の変速比から決定される閾値変速比未満である（変速比＜閾値変速比）か否かを判断する。この判断（Ｂ０４）がＹＥＳの場合は、第二判定条件として、車速（Ｖ）が判定許可車速（Ｖａ）を越えている（車速＞判定許可車速）か否かを判断する（Ｂ０５）。

この判断（Ｂ０５）がＹＥＳの場合は、変速比判定カウンタをインクリメント（増加）し（Ｂ０６）、判断（Ｂ０９）へ進む。前記判断（Ｂ０５）がＮＯの場合は、第三判定条件として、車速（Ｖ）が判定禁止車速（Ｖｐ）未満である（車速＜判定禁止車速）か否かを判断する（Ｂ０７）。

この判断（Ｂ０７）がＹＥＳの場合は、変速比判定カウンタと変速比判定フラグとをそれぞれ零にクリアし（Ｂ０８）、判断（Ｂ０９）へ進む。前記判断（Ｂ０７）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに判断（Ｂ０９）へ進む。また、前記判断（Ｂ０４）において、ＮＯの場合は、変速比判定カウンタと変速比判定フラグとをそれぞれ零にクリアし（Ｂ０８）、判断（Ｂ０９）へ進む。

判断（Ｂ０９）においては、図７に示すように、第四判定条件として、変速比判定カウンタが設定時間を越えている（変速比判定カウンタ＞設定時間）か否かを判断する。この判断（Ｂ０９）がＹＥＳの場合は、変速比判定フラグを１（変速比判定フラグ＝１）にし（Ｂ１０）、判断（Ｂ１１）へ進む。この判断（Ｂ０９）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに判断（Ｂ１１）へ進む。

判断（Ｂ１１）においては、第五判定条件として、変速比判定フラグが１である（変速比判定フラグ＝１）か否かを判断する。この判断（Ｂ１１）がＹＥＳの場合は、（Ｂ０３）で求めた伝達トルク（Ｔ）に減少割合を乗じた得られた値を新たな伝達トルク（Ｔ）とし（伝達トルク＝減少割合＊伝達トルク）（Ｂ１２）、処理（Ｂ１３）へ進む。この判断（Ｂ１１）がＮＯの場合は、何も処理を行わずに処理（Ｂ１３）へ進む。

伝達トルクの減少割合は、変速段により決定される。例えば、Ｘ速の変速段の伝達トルクは、１速時の伝達トルクをＸ％減少させたトルクとする（Ｘ＝１以外）。なお、伝達トルクの減少割合は、変速段に関係なく、任意に決定することができる。

処理（Ｂ１３）においては、求められた伝達トルクを、図８に示す「伝達トルク−駆動電流値」特性に当てはめて駆動電流値を算出し、算出された値の駆動電流を駆動力配分装置９のコイル１４に出力し（Ｂ１４）、エンドにおいて処理を終了する（Ｂ１５）。なお、このフローチャートによる制御は、所定周期毎に繰り返し実行・処理をしてもよい。

このように、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、モード切換スイッチ１８により常時四輪駆動モードに設定され、かつ変速比算出手段２８により算出された変速比から認識された手動式の変速機３Ｍの現在の変速段が特定の変速段である１速・後進の変速段以外の変速段であると認定された場合には、右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達されるトルクを減少するように、駆動電流算出手段２６により算出される駆動電流値を低減させて駆動力配分装置９のコイル１４に出力する。

これにより、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードに設定されていても、変速機３Ｍで選択された特定の変速段以外の変速段に応じて右後・左後車輪１２Ｒ・１２Ｌに伝達されるトルクを減少させているので、トランスファ７や前側・後側ディファレンシャル４・１０等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置９に作用する負荷を低減して寿命を延長することができ、また、駆動力配分装置９を駆動する駆動電流値を低減することができるので、燃料消費量を低減して省エネルギーに寄与することができる。

また、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、特定の変速段は少なくとも１速の変速段と後進の変速段とを含んでいることにより、発進時など車輪が空転しやすい状況において用いられる１速や後進の変速段を除いた２速〜５速の変速段において、伝達トルクを低減しているので、常時四輪に駆動力を伝達する常時四輪駆動モードを選択した利点が減少することがない。

さらに、この車両１の駆動力配分制御装置１５は、各種センサ、スイッチ、コントローラ１６Ｒ・１６Ｌ、１７Ｒ・１７Ｌ、１８、１９の情報から変速機３Ｍの変速段の変速比を算出する変速比算出手段２８を変速段認識手段として機能させていることにより、変速段を認識するための特別な変速段認識手段を設ける必要がなく、システムが複雑で高価になることがない。

この発明の車両の駆動力配分制御装置は、常時四輪駆動モードにおいて、変速機で選択された特定の変速段以外の変速段に応じて副駆動輪に伝達されるトルクを減少させることにより、トランスファやディファレンシャル等の駆動力伝達系、及び駆動力配分装置に作用する負荷を低減し、また、燃料消費量を低減するものであり、四輪駆動車に適用することができる。

第１実施例を示す駆動力配分制御装置の制御のフローチャートである。 第１実施例を示す図１に続く制御フローチャートである。 第１実施例を示す「伝達トルク−駆動電流値」特性を示すである。 第１実施例を示す回転速度差と車速とから伝達トルクを検索する常時四輪駆動モードの伝達トルクマップである。 第１実施例を示す駆動力配分制御装置のシステム構成図である。 第２実施例を示す駆動力配分制御装置の制御のフローチャートである。 第２実施例を示す図１に続く制御フローチャートである。 第２実施例を示す「伝達トルク−駆動電流値」特性を示すである。 第２実施例を示す回転速度差と車速とから伝達トルクを検索する常時四輪駆動モードの伝達トルクマップである。 第２実施例を示す駆動力配分制御装置のシステム構成図である。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン
３Ａ 自動式の変速機（自動変速機）
４ 前側ディファレンシャル
６Ｒ 右前車輪
６Ｌ 左前車輪
７ トランスファ
８ プロペラシャフト
９ 駆動力配分装置
１０ 後側ディファレンシャル
１２Ｒ 右後車輪
１２Ｌ 左後車輪
１５ 駆動力配分制御装置
１６Ｒ 右前車輪回転速度センサ
１６Ｌ 左前車輪回転速度センサ
１７Ｒ 右後車輪回転速度センサ
１７Ｌ 左後車輪回転速度センサ
１８ モード切換スイッチ
１９ 車両制御装置
２０ エンジン回転センサ
２１ スロットル開度センサ
２２ 車速センサ
２３ ギヤポジションセンサ
２４ 回転速度差検出手段
２５ 伝達トルク算出手段
２６ 駆動電流算出手段
２７ 出力低減手段

Claims (3)

1. 車両の走行状態に応じて、エンジンからの駆動力を変速機を介して主駆動輪及び副駆動輪へと配分する駆動力配分装置を備えた車両の駆動力配分制御装置において、前記主駆動輪と副駆動輪との回転速度差を検出する回転速度差検出手段を備え、この回転速度差検出手段により検出された回転速度差の値を用いて、前記副駆動輪に伝達するトルクを算出する伝達トルク算出手段を備え、この伝達トルク算出手段により算出された伝達トルクに応じて、前記駆動力配分装置を駆動する駆動電流値を算出する駆動電流算出手段を備え、前記変速機の現在使用されている変速段を認識する変速段認識手段を備え、前記駆動力配分装置が副駆動輪に常時駆動力を配分する常時四輪駆動モードを備え、前記常時四輪駆動モードに設定され、かつ前記変速段認識手段により前記変速機の変速段が特定の変速段以外の変速段であると認識された場合には、前記駆動電流算出手段により算出される駆動電流値を低減させて前記駆動力配分装置に出力する出力低減手段を備えていることを特徴とする車両の駆動力配分制御装置。
2. 前記特定の変速段は、少なくとも１速の変速段と後進の変速段とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力配分制御装置。
3. 前記変速段認識手段は、前記変速機の変速段を検出するギヤポジションセンサ、あるいは前記変速機の変速比を算出する変速比算出手段であることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力配分制御装置。

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