JP2010001963A - 車両用差動制限装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制する車両用差動制限装置の制御装置を提供する。
【解決手段】車両７２が走行する路面７４の外乱を予測する外乱予測手段４２と、その外乱予測手段４２により予測された外乱に応じて発生するヨーレイトを算出するヨーレイト算出手段４４と、そのヨーレイト算出手段４４により算出されるヨーレイトに応じて発生するヨーモーメントを算出するヨーモーメント算出手段４６と、そのヨーモーメント算出手段４６により算出されるヨーモーメントに応じて、車両７２の挙動変化を抑制するために必要とされる差動制限力を算出する差動制限力算出手段４８とを、備えたものであることから、車両７２が走行する路面７４の外乱が車輪２０、３０に加わり始める前にその路面７４の外乱を予測して差動制限制御を開始することで、車両７２の挙動変化を未然に抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両における左右一対の車軸の差動回転を制限する車両用差動制限装置の制御装置に関し、特に、路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制するための改良に関する。

左右一対の車輪と、それらの車輪それぞれに対応して設けられた左右一対の車軸（ドライブシャフト）とを、備えた車両において、例えば油圧アクチュエータ等の装置によりそれら左右一対の車軸の差動回転を制限するための差動制限力を発生させる車両用差動制限装置が知られている。また、斯かる車両用差動制限装置の制御装置として、路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制する制御を行うものが提案されている。例えば、特許文献１に記載された差動制御装置がそれである。

実開昭６３−８６４５５号公報 実開昭６３−１５１３１６号公報

しかし、前述したような従来の技術は、路面から車輪に加わる外乱を検出するセンサを備え、そのセンサにより検出される外乱の大きさに応じて前記差動制限装置における差動制限力を制御するものであることから、そのセンサにより路面の外乱が検出されるまで差動制限力の制御を開始することができず、一時的に車両の挙動変化が発生するのを避けられなかった。また、路面の外乱が車輪に加わり始めてから差動制限制御を開始することで、トラクションが悪化するおそれがあった。すなわち、路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制する車両用差動制限装置の制御装置は、未だ開発されていないのが現状である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制する車両用差動制限装置の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、左右一対の車輪と、それらの車輪それぞれに対応して設けられた左右一対の車軸とを、備えた車両において、それら左右一対の車軸の差動回転を制限するための差動制限力を発生させる車両用差動制限装置の制御装置であって、車両が走行する路面の外乱を予測する外乱予測手段と、その外乱予測手段により予測された外乱に応じて発生するヨー変動を算出するヨー変動算出手段と、そのヨー変動算出手段により算出されるヨー変動に応じて、前記車両の挙動変化を抑制するために必要とされる前記差動制限力を算出する差動制限力算出手段とを、備えたことを特徴とするものである。

このようにすれば、車両が走行する路面の外乱を予測する外乱予測手段と、その外乱予測手段により予測された外乱に応じて発生するヨー変動を算出するヨー変動算出手段と、そのヨー変動算出手段により算出されるヨー変動に応じて、前記車両の挙動変化を抑制するために必要とされる前記差動制限力を算出する差動制限力算出手段とを、備えたものであることから、車両が走行する路面の外乱が車輪に加わり始める前にその路面の外乱を予測して差動制限制御を開始することで、車両の挙動変化を未然に抑えることができる。すなわち、路面の外乱に起因する車両の挙動変化を抑制する車両用差動制限装置の制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、車両進行方向に関して少なくとも前記車輪の前方に、その車両が走行する路面との間の変位を検出する変位検出装置を備え、前記外乱予測手段は、その変位検出装置により検出される路面との間の変位に基づいてその路面の外乱を予測するものである。このようにすれば、車両が走行する路面の外乱を実用的な態様で予測することができる。

また、好適には、前記外乱予測手段は、前記変位検出装置により検出される路面との間の変位に基づいて、車両進行方向に対して左右方向のその路面の傾き角を算出するものであり、前記ヨー変動算出手段は、その外乱予測手段により算出される傾き角に応じて前記ヨー変動を算出するものである。このようにすれば、車両が走行する路面の外乱を実用的な態様で予測することができると共に、その予測された外乱に基づいて好適にヨー変動乃至必要差動制限力を算出することができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される駆動力配分制御装置２６を備えた前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両の駆動力伝達装置１０の構成を説明する骨子図である。この図１に示す車両において、駆動力源であるエンジン１２により発生させられた駆動力（トルク）は、自動変速機１４、前輪用差動歯車装置１６、及び左右一対の前輪車軸１８ｌ、１８ｒ（以下、特に区別しない場合には単に前輪車軸１８という）を介して左右一対の前輪２０ｌ、２０ｒ（以下、特に区別しない場合には単に前輪２０という）へ伝達される一方、中央差動歯車装置（センターデフ）２２、駆動力伝達軸であるプロペラシャフト２４、駆動力配分制御装置２６、及び左右一対の後輪車軸２８ｌ、２８ｒ（以下、特に区別しない場合には単に後輪車軸２８という）を介して駆動輪である左右一対の後輪３０ｌ、３０ｒ（以下、特に区別しない場合には単に後輪３０という）へ伝達される。ここで、図１に示すように、斯かる駆動力伝達装置１０では、上記駆動力配分制御装置２６による駆動力の配分に係る駆動輪としての後輪３０の回転軸と上記プロペラシャフト２４の回転軸とが相互に直交するように配設されている。また、上記駆動力伝達装置１０には、上記駆動力配分制御装置２６に備えられた油圧式係合装置の係合状態を制御するための油圧等を制御する油圧回路３２と、その油圧回路３２に備えられた図示しない電磁制御弁等を介してその油圧回路３２から駆動力配分制御装置２６内に供給される油圧等を制御する制御装置としての駆動力配分コントローラ３４とが、設けられている。なお、図１では、前記油圧回路３２から出力される油圧を細い破線矢印で、上記駆動力配分コントローラ３４から出力される制御信号（制御指令）及び各種センサからの入力信号を細線矢印でそれぞれ示している。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記自動変速機１４は、例えば、上記エンジン１２から入力される回転を所定の変速比γで減速或いは増速して出力する有段式の自動変速機（オートマチックトランスミッション）であり、前進変速段、後進変速段、及びニュートラルのうち何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換が成される。なお、この自動変速機１４の入力軸は、図示しないトルクコンバータ等を介して上記エンジン１２の出力軸に連結されている。

前記駆動力配分コントローラ３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、例えば、前記油圧回路３２に備えられた電磁制御弁に供給される電流の指令値を制御することにより前記駆動力配分制御装置２６に備えられた係合要素へ供給される油圧を制御することで、後述する差動制限制御及びヨーコントロール（yaw control）制御等の各種制御を実行する。斯かる制御を実行するために、車速判定手段３６、旋回判定手段３８、係合制御手段４０、外乱予測手段４２、ヨーレイト算出手段４４、ヨーモーメント算出手段４６、及び差動制限力算出手段４８等を機能的に備えている。これら制御機能については、図３乃至図１０等を用いて後述する。また、前記動力伝達装置１０には、前記左右一対の後輪３０ｌ、３０ｒそれぞれの実際の回転速度を検出する車輪速センサ５０、図示しないハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ５２、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ５４、及び車両が走行する路面との間の変位を検出する変位検出装置としての左右一対の変位センサ５６ｌ、５６ｒ（以下、特に区別しない場合には単に変位センサ５６という）等の機器が設けられており、それぞれの機器から車速を表す信号、ハンドルの操舵角を表す信号、アクセル開度を表す信号、車両前方の物体を表す信号、及び車両が走行する路面との間の変位を表す信号等の各種信号が前記駆動力配分コントローラ３４へ入力されるようになっている。

図２は、前記駆動力配分制御装置２６の構成を例示する骨子図である。この図２に示すように、前記駆動力配分制御装置２６は、例えば、前記エンジン１２により中央差動歯車装置２２を介して回転駆動されるプロペラシャフト２４の端部に接続された傘歯車６０と、その傘歯車６０と噛み合う傘歯車６２とを、備えており、それら１組の傘歯車６０、６２を介して駆動力が入力されるように構成されている。また、前記プロペラシャフト２４から傘歯車６０、６２を介して伝達される駆動力を前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒに配分するための差動装置６４と、その差動装置６４に隣接して設けられ、前記後輪車軸２８ｌ、２８ｒと同軸に配設された変速装置６６と、その変速装置６６の出力を上記差動装置６４に選択的に伝達するための係合要素である第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２とを、備えて構成されている。

上記差動装置６４は、第１回転要素ＲＥ１である第１リングギヤＲ１、互いに噛み合う複数対の第１ピニオンギアＰ１、それら第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第２回転要素ＲＥ２である第１キャリアＣＡ１、及び上記複数対の第１ピニオンギヤＰ１を介して第１リングギヤＲ１と噛み合う第３回転要素ＲＥ３である第１サンギヤＳ１を備えたダブルピニオン型の遊星歯車装置であり、そのギヤ比ρ（＝第１サンギヤＳ１の歯数／第１リングギヤＲ１の歯数）はたとえば０．５に設定されている。上記第１リングギヤＲ１は、上記差動装置６４のケース６８内にそのケース６８と一体的に設けられており、前記プロペラシャフト２４の回転が傘歯車６０、６２により減速されてその第１リングギヤＲ１に伝達されるようになっている。すなわち、本実施例においては上記ケース６８が入力部材として機能する。また、上記第１キャリアＣＡ１は、前記左後輪車軸２８ｌを介して左後輪３０ｌに接続されている。また、上記第１サンギヤＳ１は、前記右後輪車軸２８ｒを介して右後輪３０ｒに連結されている。なお、上記第２回転要素ＲＥ２及び第３回転要素ＲＥ３は置換可能であり、以下の説明についていも同じである。

前記変速装置６６は、第５回転要素ＲＥ５である第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第６回転要素ＲＥ６である第２キャリアＣＡ２、及び上記第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第４回転要素ＲＥ４である第２リングギヤＲ２を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置を備えて構成されている。上記第５回転要素ＲＥ５は、上記第１回転要素ＲＥ１に連結されており、上記ケース６８と同様に前記変速装置６６の入力部材として機能する。また、上記第６回転要素ＲＥ６は、トルク移動切換用の係合要素であるブレーキＢに連結されており、そのブレーキＢを介して非回転部材７０に選択的に連結されるようになっている。また、上記第４回転要素ＲＥ４は、前記変速装置６６の出力部材として機能させられる。この第４回転要素ＲＥ４は、上記第１クラッチＣ１を介して第２回転要素ＲＥ２である差動装置６４の第１キャリアＣＡ１及び左後輪車軸２８ｌに選択的にスリップ係合乃至完全係合されると共に、上記第２クラッチＣ２を介して第３回転要素ＲＥ３である差動装置６４の第１サンギヤＳ１及び右後輪車軸２８ｒに選択的にスリップ係合乃至完全係合される。なお、上記ブレーキＢ、第１クラッチＣ１、及び第２クラッチＣ２は、好適には、それぞれスリップ係合可能な多板式の油圧式摩擦係合装置であり、前記駆動力配分コントローラ３４からの制御指令に応じて制御される前記油圧回路３２から出力される油圧により係合或いは解放されると共に、必要に応じて油圧制御が行われることによりスリップ係合時の伝達トルクが制御される。

図１に戻って、前記駆動力配分コントローラ３４に備えられた係合制御手段４０は、前記油圧回路３２を介して係合要素としての前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及びブレーキＢそれぞれの係合状態を制御することにより、前記エンジン１２により発生させられる駆動力の左右の後輪３０ｌ、３０ｒへの伝達を制御する駆動力制御を実行する。前記エンジン１２により発生させられた駆動力は、前記自動変速機１４、中央差動歯車装置２２、及びプロペラシャフト２４等を介して前記差動装置６４のケース６８を回転駆動する駆動力として入力される。その差動装置６４の第１リングギヤＲ１は、斯かるケース６８と一体的に設けられているため、前記プロペラシャフト２４からの駆動力は第１リングギヤＲ１から入力部材としてのケース６８を介して前記差動装置６４に入力される。前記係合制御手段４０は、前記油圧回路３２に備えられた電磁制御弁等を介してその油圧回路３２から前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及びブレーキＢそれぞれに供給される油圧を制御することで、それら係合要素を係合、スリップ係合、或いは解放状態とするように制御する。そのようにして前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及びブレーキＢそれぞれの係合状態が制御されることで、前記差動装置６４に入力された駆動力の左右の後輪３０ｌ、３０ｒへの配分が制御される。以下、前記駆動力配分制御装置２６による左右の後輪３０ｌ、３０ｒへの駆動力の配分について詳述する。

図３乃至図６は、前記駆動力配分制御装置２６の差動装置６４における複数の回転要素の回転数を示す共線図である。これらの共線図において、左側の縦軸は前記左後輪３０ｌに連結された第２回転要素ＲＥ２である第１キャリアＣＡ１の回転数Ｎｌを、右側の縦軸は前記右後輪３０ｒに連結された第３回転要素ＲＥ３の回転数Ｎｒを、中央の縦軸は前記ケース６８と一体的に回転させられる第１回転要素ＲＥ１である第１リングギヤＲ１の回転数Ｎｉ及び第４回転要素ＲＥ４の回転数Ｎｃをそれぞれ示している。また、図の右側に示される表は、前記ブレーキＢ、第１クラッチＣ１、及び第２クラッチＣ２の状態を示しており、「○」が係合状態、「×」が解放状態を示している。なお、回転数ＮｌとＮｃとの間の直線は前記第１クラッチＣ１の状態を示しており、実線がスリップ係合状態、破線が解放状態を示している。また、回転数Ｎｃと回転数Ｎｒとの間の直線は前記第２クラッチＣ２の状態を示しており、実線がスリップ係合、破線が解放状態を示している。

図３は、前記駆動力配分制御装置２６の非制御時の共線図である。非制御時においては、係合要素である前記ブレーキＢ、第１クラッチＣ１、及び第２クラッチＣ２はそれぞれ解放状態となっている。この状態では、前記差動装置６４のみが機能し、前記変速装置６６は空転状態とされることで、前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒに均等に駆動力が配分される。これにより、前記駆動力配分制御装置２６においてトルク移動及び差動制限は行われず、通常のオープンデフとして機能する。また、直進時においては、図３に示されるように差動装置６４が一体的に回転させられ、前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒの回転数Ｎｌ、Ｎｒは略同回転となる。

図４は、ヨーコントロール制御すなわち左右輪トルク配分制御（左右輪トルク差制御）時の共線図の一例であり、例えば左旋回中等において前記右後輪３０ｒの駆動力を増大させてアンダーステアを抑制させている状態の共線図である。この図４に示す態様では、前記ブレーキＢが係合されると共に、前記第１クラッチＣ１がスリップ係合され、前記第２クラッチＣ２が解放されている。このように、前記ブレーキＢが係合されると、前記変速装置６６の第２キャリアＣＡ２がロックされ、前記第４回転要素ＲＥ４の回転数Ｎｃが逆回転方向に減速されて出力される。また、前記第１クラッチＣ１がスリップ係合されることで、前記第４回転要素ＲＥ４の出力が第２回転要素ＲＥ２に伝達される。ここで、前記第４回転要素ＲＥ４の回転数Ｎｃは逆回転方向に減速されているため、前記第１クラッチＣ１のスリップ係合により前記左後輪３０ｌの駆動力が減少させられる一方、前記右後輪３０ｒの駆動力が相対的に増大させられる。また、前記左後輪３０ｌの回転数Ｎｌがスリップ係合により減速されるため、前記差動装置６４によって前記右後輪３０ｒは増速させられる。

また、例えば右旋回中等においては、図５に示されるように前記左後輪３０ｌの駆動力を増大させてアンダーステアを抑制させることができる。この図５に示す態様では、前記ブレーキＢが係合されると共に、前記第２クラッチＣ２がスリップ係合され、前記第１クラッチＣ１が解放されている。図４と同様に、前記ブレーキＢが係合されると、前記変速装置６６の第２キャリアＣＡ２がロックされ、前記第４回転要素ＲＥ４の回転数Ｎｃが逆方向に減速されて出力される。また、前記第２クラッチＣ２がスリップ係合されることで、前記第４回転要素ＲＥ４の出力が第３回転要素ＲＥ３に伝達される。ここで、前記第４回転要素ＲＥ４の回転数は逆回転方向に減速されているため、前記第２クラッチＣ２がスリップ係合されることで、前記右後輪３０ｒの駆動力が減少させられる一方、前記左後輪３０ｌの駆動力が相対的に増大させられる。また、前記右後輪３０ｒの回転数Ｎｒがスリップ係合により減速されるため、前記差動装置６４によって前記左後輪３０ｌは増速させられる。

図６は、左右輪差動制限制御時の共線図である。前記一対の後輪車軸２８（乃至後輪３０）の差動回転を制限するための差動制限制御時においては、前記ブレーキＢが解放されると共に、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が共に係合させられる。このように、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が共に係合させられることで、前記左右の後輪車軸２８ｌ、２８ｒの相対回転が制限され、それにより前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒの差動制限が行われる。すなわち、前記駆動力配分制御装置２６は、前記一対の後輪３０に対応する後輪車軸２８の差動回転を制限するための差動制限力を発生させる車両用差動制限装置として機能する。ここで、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が共に完全係合されると、ノンスリップデフとして機能し、前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒが同回転となる。なお、差動制限力は、クラッチ制御トルクに比例し任意に設定することができる。

図１に戻って、前記係合制御手段４０は、予め定められた所定基準から、前記駆動力制御すなわち左右の後輪３０ｌ、３０ｒへの駆動力の伝達制御の制御要求が行われる可能性を判断し、その制御要求が行われる可能性があると判断される場合には、係合要素である前記ブレーキＢ、第１クラッチＣ１、及び第２クラッチＣ２の係合状態を、前記駆動力制御を実行する前段階まで制御する予備制御を実行する。前記車速判定手段３６及び旋回判定手段３８は、斯かる予備制御のために前記制御要求が行われる可能性があるか否かを判定する制御要求判定手段として機能する。この車速判定手段３６は、前記車輪速センサ５０から供給される車速を表す信号に基づいて、車速が予め定められた所定車速以下であるか否かを判定する。また、前記旋回判定手段３８は、前記操舵角センサ５２から供給される操舵角を表す信号に基づいて、車両が旋回を行っているか否かを判定する。

前記係合制御手段４０は、前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒの差動制御を制限する差動制限制御に対応する駆動力制御の制御要求が行われる可能性があると判定される場合、すなわち前記車速判定手段３６の判定が肯定される場合には、前記駆動力配分制御装置２６に備えられた係合要素の係合状態を、前記差動制限制御を実行する前段階まで制御する予備制御を実行する。具体的には、前記差動制限制御におけるトルク伝達容量よりも弱いトルク伝達容量となるように、その差動制限制御に関与する係合要素である第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２それぞれの係合状態を制御する。この予備制御時のトルク伝達容量は、好適には、各係合要素を係合させるためのピストンが摩擦板を押圧する状態となるまで前進させられる所謂ガタ詰めが完了する程度の締結力に相当するものであり、前記左右の後輪３０ｌ、３０ｒの差動状態への影響が無視できる限度において可及的に強いトルク伝達容量となるように前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の油圧アクチュエータへ供給される油圧が制御される。また、斯かる差動制限制御の予備制御において、前記ブレーキＢの制御は行われずに解放されたままとされる。

図７は、前記係合制御手段４０による予備制御における各係合要素の係合状態をまとめた表である。この図７の表に示すように、前記係合制御手段４０による予備制御では、車両の発進乃至低速走行時において、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が比較的弱い係合状態すなわち所謂ガタ詰めが完了した程度の係合状態とされる。車両の発進時乃至低速走行時等の直進走行時においては、トラクション性能が要求される走行場面が多く、差動制限制御の制御要求が出力される場面が多いが、このように前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２のガタ詰めを予め完了させておくことで、実際の制御要求が出力されてから各係合要素の実質的な係合制御が開始されるまでの時間を短縮することができ、差動制限制御の応答性を向上させることができる。また、車両の中速乃至高速走行時において、前記ブレーキＢが完全係合される。車両の中速乃至高速走行時においては、操舵追従性が要求される走行場面が多く、左右輪トルク差制御（ヨーコントロール制御）の制御要求が出力される場面が多いが、このように前記ブレーキＢを完全係合させておくことで、実際の制御要求が出力されてから各係合要素の実質的な係合が完了するまでに要する時間を短縮することができ、左右輪トルク差制御の応答性を向上させることができる。

図８は、前記駆動力伝達装置１０を有する車両７２に備えられた変位センサ５６について説明する図であり、車両進行方向を白抜き矢印で示している。また、図９は、図８の車両７２を矢印IXで示す方向に視た正面図である。前記変位センサ５６は、車両進行方向に関して少なくとも前記後輪３０の前方に備えられており、好適には図８に示すように前記前輪２０の前方、更には車両７２における最前部（例えば、バンパの近傍）に設けられている。また、好適には図９に示すように、車両進行方向と垂直を成す車両左右方向に関して前記左右一対の後輪３０ｌ、３０ｒ（前輪２０ｌ、２０ｒ）に対応する位置に、少なくとも１つずつの変位センサ５６ｌ、５６ｒがそれぞれ設けられている。そのように設けられた変位センサ５６は、図８に示すように、その変位センサ５６と車両７２が走行する路面７４との間の変位Ｘを検出する。また、図９に示すように、前記左右一対の変位センサ５６ｌ、５６ｒと上記路面７４との間の変位Ｘｌ、Ｘｒをそれぞれ検出する。換言すれば、前記左右一対の変位センサ５６ｌ、５６ｒにより、左輪２０ｌ、３０ｌに対応する上記路面７４との間の変位Ｘｌと、右輪２０ｒ、３０ｒに対応する上記路面７４との間の変位Ｘｒとをそれぞれ検出する。なお、図９においては、前記変位センサ５６の検出点をドットで示しており、水平な路面７４からθ°傾斜した路面７４′を走行する車両７２における、前記左右一対の変位センサ５６ｌ、５６ｒにより検出される路面７４′との間の変位Ｘｌ、Ｘｒを破線で例示している。

図１に戻って、前記外乱予測手段４２は、予め定められた関係から、前記左右一対の変位センサ５６ｌ、５６ｒにより検出される路面７４′との間の変位Ｘｌ、Ｘｒに基づいて、その路面７４′の水平面に対する傾き角θを算出する。例えば、左輪２０ｌ、３０ｌに対応する変位センサ５６ｌにより検出される変位に関してＸｌを計測する。また、複数の変位センサを使ってＸｌを計測する場合は、その平均値として下記（１）式に従う。また、右輪２０ｒ、３０ｒに対応する変位センサ５６ｒにより検出される変位に関してＸｒを計測する。また、複数の変位センサを使ってＸｒを計測する場合は、その平均値として下記（２）式に従う。そして、下記（３）式に従って、上記変位Ｘｌ、Ｘｒ、及び車輪のトレッドＴ［m］に基づいて、前記車両７２の走行する路面７４の水平面に対する傾き角θを算出する。本実施例においては、このようにして算出される車両進行方向に対して左右方向の路面７４の傾き角θがその路面７４の外乱に相当する。

前記ヨーレイト算出手段４４は、予め定められた関係から、前記外乱予測手段４２により算出される傾き角θに基づいて、その傾き角θに対応して車両７２に発生するヨーレイトγを算出する。例えば、下記（４）式に従って斯かる発生ヨーレイトγを算出する。この（４）式において、ｈは車両の重心高［m］を、Ｗは車両の重量［kg］を、Ｋ_tは車輪のバネ定数［kg/m］を、Ｉ_dはデフギヤ比を、Ｎ_inはデフ入力回転［rad/s］をそれぞれ示している。

前記ヨーモーメント算出手段４６は、予め定められた関係から、前記ヨーレイト算出手段４４により算出されるヨーレイトγに基づいて、そのヨーレイトγに対応して車両７２に発生するヨーモーメントＭを算出する。例えば、下記（５）式に従って斯かる発生ヨーモーメントＭを算出する。この（５）式において、Ｉは車両の慣性モーメント［kgm²］を示している。このように、前記ヨーレイト算出手段４４及びヨーモーメント算出手段４６により、前記外乱予測手段４２により予測された外乱すなわち路面傾き角θに応じて発生するヨー変動が算出される。すなわち、前記ヨーレイト算出手段４４及びヨーモーメント算出手段４６は、前記外乱予測手段４４により予測された外乱に応じて発生するヨー変動を算出するヨー変動算出手段に対応する。

前記差動制限力算出手段４８は、予め定められた関係から、前記ヨーモーメント算出手段４６により算出されるヨーモーメントＭに基づいて、前記車両７２の挙動変化を抑制するために必要とされる差動制限力ΔＴを算出する。例えば、下記（６）式に従って斯かる差動制限力ΔＴを算出する。この（６）式において、Ｒ_tは車輪の半径［m］を示している。前記係合制御手段４０は、このようにして前記差動制限力制御手段４８により算出された差動制限力ΔＴを発生させるように前記駆動力配分制御装置２６の作動を制御する。すなわち、その駆動力配分制御装置２６において斯かる差動制限力ΔＴが発生させられるように、前記油圧回路３２を介して前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合圧を制御する。斯かる制御により、前記駆動力配分制御装置２６において、前記車両７２の走行する路面７４において予測される外乱に起因するその車両７２の挙動変化を抑制するために十分な差動制限力ΔＴが発生させられ、その車両７２の直進安定性が保証される。

図１０は、前記駆動力配分コントローラ３４による差動制限力制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記変位センサ５６による検出結果に基づき、左右輪それぞれに対応する路面７４との間の変位Ｘｌ、Ｘｒが計測される。次に、前記外乱予測手段４２の動作に対応するＳ２において、Ｓ１にて計測された変位Ｘｌ、Ｘｒに基づき、前述した（３）式等に従って、前記車両７２の走行する路面７４の傾き角θが算出される。次に、前記ヨーレイト算出手段４４の動作に対応するＳ３において、Ｓ２にて算出された路面傾き角θに基づき、前述した（４）式等に従って、前記車両７２に発生することが予測されるヨーレイトγが算出される。次に、前記ヨーモーメント算出手段４６の動作に対応するＳ４において、Ｓ３にて算出されたヨーレイトγに基づき、前述した（５）式等に従って、前記車両７２に発生することが予測されるヨーモーメントＭが算出される。次に、前記差動制限力算出手段４８の動作に対応するＳ５において、Ｓ４にて算出されたヨーモーメントに基づき、前述した（６）式等に従って、前記車両７２の挙動変化を抑制するために必要とされる差動制限力ΔＴが算出される。次に、前記係合制御手段４０の動作に対応するＳ６において、Ｓ５にて算出された差動制限力ΔＴが前記駆動力配分制御装置２６において発生させられるように、前記油圧回路３２を介して前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合圧が制御された後、本ルーチンが終了させられる。

このように、本実施例によれば、車両７２が走行する路面７４の外乱を予測する外乱予測手段４２（Ｓ２）と、その外乱予測手段４２により予測された外乱に応じて発生するヨー変動を算出するヨー変動算出手段としてのヨーレイト算出手段４４（Ｓ３）及びヨーモーメント算出手段４６（Ｓ４）と、そのヨー変動算出手段により算出されるヨー変動に応じて、前記車両７２の挙動変化を抑制するために必要とされる差動制限力を算出する差動制限力算出手段４８（Ｓ５）とを、備えたものであることから、車両７２が走行する路面７４の外乱が車輪２０、３０に加わり始める前にその路面７４の外乱を予測して差動制限制御を開始することで、車両７２の挙動変化を未然に抑えることができる。すなわち、路面７４の外乱に起因する車両７２の挙動変化を抑制する車両用差動制限装置の制御装置を提供することができる。

また、車両進行方向に関して少なくとも前記車輪３０の前方に、その車両７２が走行する路面７４との間の変位を検出する変位センサ５６を備え、前記外乱予測手段４２は、その変位センサ５６により検出される路面７４との間の変位に基づいてその路面７４の外乱を予測するものであるため、車両７２が走行する路面７４の外乱を実用的な態様で予測することができる。

また、前記外乱予測手段４２は、前記変位センサ５６により検出される路面７４との間の変位に基づいて、車両進行方向に対して左右方向のその路面７４の傾き角を算出するものであり、前記ヨー変動算出手段は、その外乱予測手段４２により算出される傾き角に応じて前記ヨー変動を算出するものであるため、車両７２が走行する路面７４の外乱を実用的な態様で予測することができると共に、その予測された外乱に基づいて好適にヨー変動乃至必要差動制限力を算出することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例では、前記一対の後輪３０ｌ、３０ｒの差動回転を制限するための差動制限力を発生させる駆動力配分制御装置２６に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前述した後輪用の構成の代替として或いはそれに加えて前輪用の差動制限装置に適用されるものであってもよい。

また、前述の実施例では、左右一対の車輪の差動回転を制限する差動制限制御を行うと共に、それら一対の車輪相互間におけるトルク移動制御を行い得る駆動力配分制御装置２６について説明したが、本発明の適用対象は、少なくとも左右一対の車輪の差動回転を制限する差動制限制御を行い得る差動制限装置であればよく、必ずしもそれら一対の車輪相互間におけるトルク移動制御は実行できなくともよいことは言うまでもない。

また、前述の実施例では、前記左右一対の車輪２０ｌ、２０ｒ（３０ｌ、３０ｒ）にそれぞれ対応して１つずつの変位センサ５６ｌ、５６ｒを備えた構成を例示したが、左右輪それぞれに対応して複数個ずつの変位センサ５６を備えたものであってもよい。また、車両７２が走行する路面７４の傾き角θを検出し得る単一のセンサを有するものであってもよく、その路面７４の外乱を検出し得るものであればその態様は問わない。

また、前述の実施例では、車両７２が走行する路面７４の外乱として、その車両７２の進行方向に対して左右方向の傾き角θを算出するものであったが、必ずしも路面傾き角θを算出するものでなくともよく、例えばその路面７４における凹凸（悪路状態）等を外乱として予測するものであっても構わない。すなわち、車両７２の挙動変化の原因となり得る外乱を予測できるものであればその態様は問わない。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明が好適に適用される駆動力配分制御装置を備えた前置エンジン前輪駆動を基本とする前後輪駆動車両の駆動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図１の駆動力伝達装置に備えられた駆動力配分制御装置の構成を例示する骨子図である。 図２の駆動力配分制御装置の非制御時における各回転要素の回転数を示す共線図である。 図２の駆動力配分制御装置の左右輪トルク制御時における各回転要素の回転数を示す共線図である。 図２の駆動力配分制御装置の左右輪トルク制御時における各回転要素の回転数を示す共線図である。 図２の駆動力配分制御装置の差動制限制御時における各回転要素の回転数を示す共線図である。 図１の駆動力伝達装置に備えられた駆動力配分コントローラによる駆動力制御の予備制御における各係合要素の係合状態をまとめた表である。 図１の駆動力伝達装置を有する車両に備えられた変位センサについて説明する図である。 図８の車両を矢印IXで示す方向に視た正面図である。 図１の駆動力伝達装置に備えられた駆動力配分コントローラによる差動制限力制御の要部を説明するフローチャートである。

符号の説明

２６：駆動力配分制御装置（車両用差動制限装置）
２８：後輪車軸
３０：後輪
５６：変位センサ（変位検出装置）
７２：車両
７４：路面

Claims (3)

1. 左右一対の車輪と、それらの車輪それぞれに対応して設けられた左右一対の車軸とを、備えた車両において、それら左右一対の車軸の差動回転を制限するための差動制限力を発生させる車両用差動制限装置の制御装置であって、
   車両が走行する路面の外乱を予測する外乱予測手段と、
   該外乱予測手段により予測された外乱に応じて発生するヨー変動を算出するヨー変動算出手段と、
   該ヨー変動算出手段により算出されるヨー変動に応じて、前記車両の挙動変化を抑制するために必要とされる前記差動制限力を算出する差動制限力算出手段と
   を、備えたものであることを特徴とする車両用差動制限装置の制御装置。
2. 車両進行方向に関して少なくとも前記車輪の前方に、該車両が走行する路面との間の変位を検出する変位検出装置を備え、
   前記外乱予測手段は、該変位検出装置により検出される路面との間の変位に基づいて該路面の外乱を予測するものである請求項１に記載の車両用差動制限装置の制御装置。
3. 前記外乱予測手段は、前記変位検出装置により検出される路面との間の変位に基づいて、車両進行方向に対して左右方向の該路面の傾き角を算出するものであり、
   前記ヨー変動算出手段は、該外乱予測手段により算出される傾き角に応じて前記ヨー変動を算出するものである請求項２に記載の車両用差動制限装置の制御装置。

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