JP2013184688A - 駆動力分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前後輪の回転速度差の急増時の駆動力分配クラッチの締結トルクの急増を抑制できる駆動力分配装置を提供する。
【解決手段】この駆動力分配装置１は、前輪３および後輪５と、前輪３を駆動するエンジン９と、その締結トルクが大きくなるほどエンジン９の駆動力の後輪５への分配比率が大きくなるようにエンジン９の駆動力を後輪５に分配して後輪５を駆動させる駆動力分配クラッチ１９とを備え、前輪３と後輪５との回転速度差が大きいほど前記締結トルクが増大され、前記締結トルクは、前記回転速度差の変化率が大きいほど前記締結トルクの変化が緩やかになるように制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば四輪駆動車の前後輪への駆動力の分配を制御する駆動力分配装置に関する。

一般に、四輪駆動車の前後輪への駆動力の分配を制御する駆動力分配装置では、前後輪の回転速度差に応じて、前後輪への駆動力の分配比率が制御される。このような駆動力分配装置としては、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。この装置（以後、従来装置と呼ぶ）は、後輪駆動をベースとした四輪駆動車の駆動力分配装置であり、そのクラッチ締結圧（締結トルクとも呼ぶ）の大きさに応じた分配比率で後輪（駆動輪）側から前輪（副駆動輪）側に駆動力を分配する多板クラッチと、前記クラッチ締結圧を調整するアクチュエータと、前後輪の回転速度差に基づいてアクチュエータ制御用の制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段からの前記制御信号を前記多板クラッチの温度に基づいて補正して前記アクチュエータに出力する補正制御手段とを備えている。

一般に、多板クラッチの温度が上昇すると、多板クラッチの摩擦係数が低下するので、クラッチ締結圧が一定であっても、前輪側から後輪側に伝達される伝達駆動力は低下する。上記の従来装置は、多板クラッチの温度変化に応じて前記制御信号を補正することで、多板クラッチの温度変化を原因とする前記伝達駆動力の低下を防止するものである。

特開昭６１−１５７４３９号公報

しかしながら、上述の従来装置では、多板クラッチの温度変化に起因する伝達駆動力の低下を防止することはできるが、前後輪の回転速度差が急増した場合の締結トルクの急増を防止することはできない。

即ち、一般に、上述のように前後輪の回転速度差に応じて前後輪への駆動力の分配比率が制御される駆動力分配装置では、低μ路（即ち、摩擦係数μの低い道路）での急発進で駆動輪（例えば前輪）がスリップした場合は、駆動輪と副駆動輪（例えば後輪）との回転速度差が急増して締結トルクが急増する。そのため、エンジンから前後輪に駆動力を伝達する駆動力伝達系（ドライブライン）において、締結トルクの急増に対する強度および耐久性を確保するための設計が必要になり、駆動力伝達系の大型化およびコスト増大を招くという問題がある。

そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、駆動輪と副駆動輪との回転速度差の急増時の締結トルクの急増を抑制できる駆動力分配装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の駆動力分配装置は、駆動輪および副駆動輪と、前記駆動輪を駆動する内燃機関と、前記内燃機関の駆動力の前記副駆動輪への分配比率を制御する駆動力分配クラッチと、を備え、前記駆動力分配クラッチは、その締結トルクが大きくなるほど前記分配比率が大きくなるように前記内燃機関の駆動力を前記副駆動輪に分配して前記副駆動輪を駆動させ、前記駆動輪と前記副駆動輪との回転速度差が大きいほど前記締結トルクが増大される駆動力分配装置において、前記締結トルクは、前記回転速度差の変化率が大きいほど前記締結トルクの変化が緩やかになるように制御されるものである。

上記の構成によれば、駆動力分配クラッチの締結トルクは、駆動輪と副駆動輪との回転速度差の変化率が大きいほど前記締結トルクの変化が緩められるように制御されるので、駆動輪と副駆動輪との回転速度差の急増時の締結トルクの急増を抑制できる。

本発明の駆動力分配装置によれば、駆動輪と副駆動輪との回転速度差の急増時の締結トルクの急増を抑制できる。

本発明の実施形態に係る駆動力分配装置を搭載した車両の構成概略図である。 ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕とフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕との対応関係の一例を示した表である。 要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の時間変化の例と目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の時間変化の例とを示した図である。 本発明の実施形態に係る駆動力分配装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る駆動力分配装置を搭載した車両の構成概略図である。

この実施形態に係る駆動力分配装置１は、図１に示すように、例えば四輪駆動車である車両２に搭載され、駆動力分配クラッチ１９を用いて前輪３および後輪５への駆動力の分配を制御するものであり、より詳細には、前輪３と後輪５との回転速度差の急増時の駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの急増（オーバーシュート）を抑制するようにしたものである。

この実施形態の車両２は、図１に示すように、例えば四輪駆動車として構成されており、例えば駆動輪である前輪３および例えば副駆動輪である後輪５と、前輪３を駆動するエンジン（内燃機関）９と、エンジン９の駆動力を後輪５に分配して後輪５を駆動させる駆動力伝達系１１と、各種の車両センサＳ１〜Ｓ６と、各車両センサＳ１〜Ｓ６の検出結果に基づいて、エンジン９を制御すると共に駆動力伝達系１１に含まれる駆動力分配クラッチ１９を制御してエンジン９の駆動力の前輪３および後輪５への分配比率を制御する制御装置１３とを備えている。

エンジン９は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼室内で燃焼させ、その燃焼によるピストンの往復運動によりクランクシャフトを回転させて駆動力を出力する公知の内燃機関である。エンジン９の駆動力は、駆動力伝達系１１に出力される。

駆動力伝達系１１は、トランスミッション（例えば自動変速機）１５と、トランスファー１７と、駆動力分配クラッチ１９と、デファレンシャルギヤ２１と、前輪３に連結された前輪駆動軸２３と、後輪５に連結された後輪駆動軸２５と、プロペラシャフト２７とを備えている。

トランスミッション１５は、車両２の車速およびエンジン９の出力回転速度に応じた減速比でエンジン９の駆動力を減速して出力する。トランスファー１７は、トランスミッション１５で変速されたエンジン９の駆動力を、前輪駆動軸２３を介して前輪３に伝達して前輪３を駆動させると共にプロペラシャフト２７を介して駆動力分配クラッチ１９に伝達する。駆動力分配クラッチ１９は、制御装置１３により設定される分配比率でエンジン９の駆動力を前輪３および後輪５に分配するものであり、その締結トルクが大きくなるほどエンジン９の駆動力の後輪５への分配比率が大きくなるように、プロペラシャフト２７からの駆動力をデファレンシャルギヤ２１を介して後輪５に分配する。デファレンシャルギヤ２１は、駆動力分配クラッチ１９からの駆動力で、後輪駆動軸２５を介して後輪５を駆動させる。

より詳細には、駆動力分配クラッチ１９は、例えば湿式多板式の電磁クラッチ機構により構成される。この電磁クラッチ機構は、電磁コイル（図示省略）と、前記電磁コイルの通電電流の大きさに応じて互いに摩擦係合または離間する複数のクラッチ板（図示省略）とから構成される。この電磁クラッチ機構では、前記電磁コイルの通電電流が大きくなるほど前記各クラッチ板間の摩擦係合が益々大きくなって前記各クラッチ板間の締結トルクが益々大きくなり、その締結トルクが大きくなるほど、エンジン９の駆動力の後輪５への分配比率が大きくなるように、プロペラシャフト２７からの駆動力がデファレンシャルギヤ２１に伝達される。また、前記電磁コイルの通電電流が遮断されると、前記各クラッチ板が互いに離間して、プロペラシャフト２７からデファレンシャルギヤ２１への駆動力の伝達が遮断されて、エンジン９の駆動力の後輪５への分配がゼロになる。

各車両センサＳ１〜Ｓ６には、左前輪車輪速センサＳ１と、右前輪車輪速センサＳ２と、左後輪車輪速センサＳ３と、右後輪車輪速センサＳ４と、アクセル開度センサＳ５と、車速センサＳ６とが含まれる。

左前輪車輪速センサＳ１は、左前輪３Ｌの回転速度ｎｆｌを検出して、その検出結果を制御装置１３に出力する。右前輪車輪速センサＳ２は、右前輪３Ｒの回転速度ｎｆｒを検出して、その検出結果を制御装置１３に出力する。左後輪車輪速センサＳ３は、左後輪５Ｌの回転速度ｎｒｌを検出して、その検出結果を制御装置１３に出力する。右後輪車輪速センサＳ４は、右後輪５Ｒの回転速度ｎｒｒを検出して、その検出結果を制御装置１３に出力する。アクセル開度センサＳ５は、車両２のアクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度Ａｃｃを検出して、その検出結果を制御装置１３に出力する。車速センサＳ６は、車両２の車速を検出し、その検出結果を制御装置１３に出力する。

制御装置１３は、エンジン９を制御するエンジン制御部２９と、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの大きさを制御してエンジン９の駆動力の前輪３および後輪５への分配比率を制御する駆動力分配クラッチ制御部３１とを備えている。

エンジン制御部２９は、アクセル開度センサＳ５および車速センサＳ６の検出結果に基づいて車両２を走行させるための要求駆動力を求め、エンジン９から出力される駆動力がその求めた要求駆動力と等しくなるようにエンジン９を制御する。

駆動力分配クラッチ制御部３１は、アクセル開度Ａｃｃの時間変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕を求めるアクセル開度変化率演算部３１ａと、前輪３と後輪５との回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕を求める前後輪回転速度差演算部３１ｂと、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の時間変化率（以後、前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕と呼ぶ）を求める前後輪回転速度差変化率演算部３１ｃと、前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕にノイズ除去処理を行ってノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕を求めるノイズ除去処理部３１ｄと、車両２の急発進の発生の有無を判定する判定部３１ｅと、判定部３１ｅの判定結果およびノイズ除去処理部３１ｄの処理結果に基づいてフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を求めるフィルタ定数演算部３１ｆと、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕を求める要求締結トルク演算部３１ｇと、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を用いて要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕から目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕を求める目標締結トルク演算部３１ｈと、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕に基づいて駆動力分配クラッチ１９の締結トルクを制御する制御部３１ｉとを備えている。

なお、各処理部３１ａ〜３１ｉによる上述の一連の処理は周期的に行われており、各処理部３１ａ〜３１ｉで求められる各値（ｄａｃｃ〔Ｎ〕、ｄｎｒ〔Ｎ〕、ｄｄｎｒ〔Ｎ〕、ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕、ＫＦ〔Ｎ〕、ｔｓｔ〔Ｎ〕、ｔｓｔｆ〔Ｎ〕）中のＮは、第Ｎ（Ｎ＝１，２，…）回目の一連の処理で求められたことを示している。

アクセル開度変化率演算部３１ａは、アクセル開度センサＳ５の検出結果に基づいて、アクセル開度Ａｃｃの時間変化率（以後、アクセル開度変化率と呼ぶ）ｄacc〔Ｎ〕を求める。

前後輪回転速度差演算部３１ｂは、左前輪車輪速センサＳ１の検出結果ｎｆｌおよび右前輪車輪速センサＳ２の検出結果ｎｆｒに基づいて左前輪３Ｌと右前輪３Ｒとの回転速度の平均値ｎｆ（＝（ｎｆｌ＋ｎｆｒ）／２）を求め、その平均値ｎｆを前輪３の回転速度ｎｆと見なすことで、前輪３の回転速度ｎｆを検出する。また、前後輪回転速度差演算部３１ｂは、左後輪車輪速センサＳ３の検出結果ｎｒｌおよび右後輪車輪速センサＳ４の検出結果ｎｒｒに基づいて左後輪５Ｌと右後輪５Ｒとの回転速度の平均値ｎｒ（＝（ｎｒｌ＋ｎｒｒ）／２）を求め、その平均値ｎｒを後輪５の回転速度ｎｒと見なすことで、後輪５の回転速度ｎｒを検出する。そして、前後輪回転速度差演算部３１ｂは、その検出した前輪回転速度ｎｆと後輪回転速度ｎｒとの差を演算して、前輪３と後輪５の回転速度差（前後輪回転速度差）ｄｎｒ〔Ｎ〕（＝ｎｆ−ｎｒ）を求める。

前後輪回転速度差変化率演算部３１ｃは、前後輪回転速度差演算部３１ｂで求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の時間変化率（以後、前後輪回転速度差変化率と呼ぶ）ｄｄｎｒ〔Ｎ〕を求める。より詳細には、前後輪回転速度差変化率演算部３１ｃは、今回（第Ｎ回目）の一連の処理で求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕と、前回（第（Ｎ−１）回目）の一連の処理で求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ−１〕と、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ−１〕の演算時と前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の演算時との時間間隔ＤＴとを用いて、下記の式１の演算を行って、今回の一連の処理で用いる前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕を求める。

なお、前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕が増加する場合は、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕が急増する傾向にある。

ノイズ除去処理部３１ｄは、前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕に対して、その演算に伴う高周波ノイズを除去するためのフィルタ処理を行って、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕を求める。より詳細には、ノイズ除去処理部３１ｄは、予め設定されフィルタ定数ＫＤＮＲ（但し、０≦ＫＤＮＲ≦１）と、前回（第（ｎ−１）回目）の一連の処理で求められたノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ−１〕と、今回（第Ｎ回目）の一連の処理で求められた前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕とを用いて、例えば下記の式２の演算を行って、今回の一連の処理で用いるノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕を求める。

要求締結トルク演算部３１ｇは、前後輪回転速度差演算部３１ｂで求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕に基づいて、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕が大きくなるほど要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕が大きくなるように、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕を設定する。ここでは、要求締結トルク演算部３１ｇは、例えば、予め設定された定数Ｋを用いて、ｔｓｔ〔Ｎ〕＝Ｋ×ｄｎｒ〔Ｎ〕の演算を行って、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕を設定する。

判定部３１ｅは、アクセル開度変化率演算部３１ａにより求められたアクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕と所定閾値ＫＡＣＣとの大小比較を行い、その比較の結果、アクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕が所定閾値ＫＡＣＣよりも大きい場合は、車両２が急発進したと判定し、他方、アクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕が所定閾値ＫＡＣＣ以下である場合は、車両２は急発進していないと判定する。

なお、この車両２の急発進の発生の有無の判定では、上述のようにアクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕に基づく代わりに、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕に基づいて当該判定を行うことも可能である。しかし、その場合は、当該判定が遅れて、車両２の急発進時の駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの急増を抑制できない可能性がある。そのため、ここでは、アクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕に基づいて（即ち、最も早く検知可能な情報であるアクセルペダルの操作量に基づいて）当該判定を行うことで、当該判定の遅れを防止している。

フィルタ定数演算部３１ｆは、判定部３１ｅの判定結果に応じて、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を設定する。なお、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕は、例えば０≦ＫＦ〔Ｎ〕≦１を満たす定数である。より詳細には、フィルタ定数演算部３１ｆは、判定部３１ｅが車両２が急発進していないと判定した場合は、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕として、予め設定された定数ＫＴＴＳ（但し、０≦ＫＴＴＳ≦１）を設定する（即ち、ＫＦ〔Ｎ〕＝ＫＴＴＳと設定する）。他方、フィルタ定数演算部３１ｆは、判定部３１ｅが車両２が急発進したと判定した場合は、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど小さくなるように設定する。

ここでは、フィルタ定数演算部３１ｆには、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕とフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕との対応関係が予め設定されている。図２は、当該対応関係の一例を示した表である。ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕の値がａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ（但し、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ＜ｆ）である場合、それら各値に対応するフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕の値はそれぞれ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ（但し、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ＞Ｆ）に設定される。なお、この対応関係は、駆動力分配クラッチ１９の特性に応じて適宜に設定される。このように、この対応関係は、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど、それに対応するフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が小さくなるように、設定される。そして、フィルタ定数演算部３１ｆは、判定部３１ｅが車両２が急発進したと判定した場合は、当該対応関係を用いて、ノイズ除去処理部３１ｄにより求められたノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕に対応するフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を選択することで、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど小さくなるように設定する。

なお、一般に、車両２の急発進時は、車両２はスリップする可能性が高く、車両２の例えば前輪３がスリップすると、従来では、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕が急増し、これにより要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕が急増して目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕が急増して、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが急増する。そのため、この実施形態では、上述のように、判定部３１ｅが車両２が急発進したと判定した場合は、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど（即ち、車両２のスリップにより前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕が急増するほど）フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を益々小さくすることで、後述のように、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の変化（特に、立ち上がり）を益々緩やかにし、これにより、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの変化（特に、立ち上がり）を緩やかにして締結トルクの急増を抑制するようにしている。他方、車両２が急発進しない場合は、一般に、車両２はスリップする可能性は低いので、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが急増する可能性は低い。そのため、この実施形態では、上述のように、判定部３１ｅが車両２が急発進していないと判定した場合は、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を予め設定された定数ＫＴＴＳに設定（即ち固定）することで、後述のように、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕を要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の変化とおおよそ同じように変化させ、これにより、従来同様に、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の増大に応じて速やかに増大するようにしている。

目標締結トルク演算部３１ｈは、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕に対して、フィルタ定数演算部３１ｆにより設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を用いてローパスフィルタ処理を行い、その処理後の要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕を目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕に設定する。

より詳細には、目標締結トルク演算部３１ｈは、今回（第Ｎ回目）の一連の処理で設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕と、今回の一連の処理で求められた要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕と、前回（第（Ｎ−１）回目）の一連の処理で求められた目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕とを用いて、例えば下記の式３の演算を行って、今回の一連の処理で用いる目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕を設定する。

この式３は、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕と要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕とを（１−ＫＦ〔Ｎ〕）：ＫＦ〔Ｎ〕の割合で平均化することで要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕にローパスフィルタ処理を行って、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕を求めるものである。

この式３では、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が、上述のように、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど小さくなるように設定されると、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は 要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の急増に対して緩やかに変化するように設定される。即ち、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きくなるほど、（ａ）前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕は急増するので、上述の通り、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕は急増するが、（ｂ）フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕は益々小さくなるので、この式３での要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の割合は益々小さくなる。このため、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の急増に対して緩やかに変化するように設定される。

図３は、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の時間変化の一例（グラフＧ１）と、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕の増大に対するフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕の減少度合が比較的小さい場合の目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の時間変化の一例（グラフＧ２）と、前記減少度合が比較的大きい場合の目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の時間変化の一例（グラフＧ３）とを示したものである。

図３に示すように、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕のグラフＧ２およびＧ３は、両方とも、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕のグラフＧ１と比べて、緩やかに変化してピーク値が低くなる。また、グラフＧ２およびＧ３から分かるように、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕の増大に対するフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕の減少度合が大きいほど、益々緩やかに変化してピーク値が益々低くなる。

また、この式３では、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が上述のように定数ＫＴＴＳに設定されると、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の寄与度合が固定され、これにより、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の変化とおおよそ同じように変化するように設定される。換言すると、このように要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕が変化するように、定数ＫＴＴＳが設定される。

制御部３１ｉは、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが、目標締結トルク演算部３１ｈにより設定された目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕と等しくなるように、駆動力分配クラッチ１９を制御する。これにより、駆動力分配クラッチ１９により、プロペラシャフト２７からの駆動力が、締結トルクに応じた分配比率で後輪５に分配されるようにデファレンシャルギヤ２１に伝達される。これにより、エンジン９の駆動力が締結トルクに応じた分配比率で前輪３および後輪５に分配されて、前輪３および後輪５が回転駆動される。

ここでは、車両２が急発進した場合は、上述のように、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど（従って、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕が急増するほど）、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の変化（特に、立ち上がり）が益々緩やかにされるので、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの変化も益々緩やかにされ、これにより、締結トルクの急増が抑制される。他方、車両２が急発進しない場合は、上述のように、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の変化（立ち上がり）とおおよそ同じように変化するので、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクも、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の増大（従って、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の増大）に応じて速やかに増大する。しかし、この場合（即ち、車両２が急発進しない場合）は、車両２は殆どスリップしないので、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕は急増せず、締結トルクも急増しない。

なお、この実施形態に係る駆動力分配装置１は、少なくとも、前輪３および後輪５と、エンジン９と、駆動力伝達系１１と、各種の車両センサＳ１〜Ｓ６と、制御装置１３とを含んで構成される。

＜動作説明＞
次に、図４に基づいてこの駆動力分配装置１の動作を説明する。図４は、この駆動力分配装置１の動作を説明するフローチャートである。

この駆動力分配装置１では、下記のステップＵ１〜Ｕ１１の一連の処理が周期的に繰り返されており、下記では、第Ｎ（Ｎ＝１，２，…）回目の一連の処理が行われている場合を想定して動作を説明する。

ステップＵ１では、制御部３１ｉにより、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが前回（第（Ｎ−１）回目）の一連の処理で求められた目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕と等しくなるように、駆動力分配クラッチ１９が制御される。これにより、車両２の前輪３および後輪５に、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕に応じた分配比率でエンジン９の駆動力が分配される。そして、処理がステップＵ２に進む。

なお、ステップＵ１において、Ｎ＝１の場合の目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕＝ｔｓｔｆ〔０〕としては、予め設定された初期値が用いられる。

ステップＵ２では、エンジン制御部２９により、アクセル開度センサＳ５および車速センサＳ６の検出結果に基づいて車両２を走行させるための要求駆動力が求められると共に、エンジン９から出力される駆動力がその要求駆動力と等しくなるようにエンジン９が制御（駆動）される。これにより、車両２の前輪３および後輪５がそれぞれ、ステップＵ１で設定された駆動力の分配比率で回転駆動して、車両２が走行する。そして、処理がステップＵ３に進む。

ステップＵ３では、前後輪回転速度差演算部３１ｂにより、各車輪速センサＳ１〜Ｓ４の検出結果に基づいて前輪３と後輪５との回転速度差（前後輪回転速度差）ｄｎｒ〔Ｎ〕が求められる。そして、処理がステップＵ４に進む。

ステップＵ４では、要求締結トルク演算部３１ｇにより、ステップＵ３で求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕に基づいて、要求締結トルク〔Ｎ〕（＝Ｋ×ｄｎｒ〔Ｎ〕）が求められる。そして、処理がステップＵ５に進む。

ステップＵ５では、アクセル開度変化率演算部３１ａにより、アクセル開度センサＳ５の検出結果に基づいてアクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕が求められる。そして、処理がステップＵ６に進む。

ステップＵ６では、判定部３１ｅにより、ステップＵ５で求められたアクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕と所定閾値ＫＡＣＣとの大小比較が行われる。その比較の結果、アクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕が所定閾値ＫＡＣＣよりも大きい場合は、判定部３１ｅにより、車両２が急発進したと判定されて、処理がステップＵ７に進み、他方、アクセル開度変化率ｄａｃｃ〔Ｎ〕が所定閾値ＫＡＣＣ以下である場合は、判定部３１ｅにより、車両２は急発進していないと判定されて、処理がステップＵ１０に進む。

ステップＵ７では、前後輪回転速度差変化率演算部３１ｃにより、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の変化率である前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕が求められる。即ち、前後輪回転速度差変化率演算部３１ｃにより、今回（第Ｎ回目）の一連の処理でのステップＵ３で求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕と、前回（第（Ｎ−１）回目）の一連の処理でのステップＵ３で求められた前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ−１〕と、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ−１〕の演算時と前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の演算時との時間間隔ＤＴとを用いて、上述の式１の演算を行って、前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕が求められる。そして、処理がステップＵ８に進む。

なお、ステップＵ７において、Ｎ＝１の場合の前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ−１〕＝ｄｎｒ〔０〕としては、予め設定された初期値が用いられる。また、Ｎ＝１の場合の時間間隔ＤＴも、予め設定された初期値が用いられる。

ステップＵ８では、ノイズ除去処理部３１ｄにより、ステップ７で求められた前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕に対して、その演算に伴う高周波ノイズを除去するためのフィルタ処理が行われて、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が求められる。即ち、ノイズ除去処理部３１ｄにより、予め設定されフィルタ定数ＫＤＮＲ（但し、０≦ＫＤＮＲ≦１）と、前回（第（ｎ−１）回目）の一連の処理でのステップ８で求められたノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ−１〕と、今回（第Ｎ回目）の一連の処理でのステップＵ７で求められた前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒ〔Ｎ〕とを用いて、上述の式２の演算を行って、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が求められる。そして、処理がステップＵ９に進む。

なお、ステップＵ８において、Ｎ＝１の場合のノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ−１〕＝ｄｄｎｒｆ〔０〕としては、予め設定された初期値が用いられる。

ステップＵ９では、フィルタ定数演算部３１ｆにより、ステップＵ８で求められたノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕に応じて、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が設定される。即ち、フィルタ定数演算部３１ｆにより、予め設定された対応関係を用いて、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きいほど小さくなるように設定される。そして、処理がステップＵ１１に進む。

他方、ステップＵ１０では、フィルタ定数演算部３１ｆにより、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕として、予め設定された定数ＫＴＴＳが設定される（即ち、ＫＦ〔Ｎ〕＝ＫＴＴＳと設定される）。そして、処理がステップＵ１１に進む。

ステップＵ１１では、目標締結トルク演算部３１ｈにより、フィルタ定数演算部３１ｆにより設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を用いて（即ち、ステップＵ９からステップＵ１１に進んだ場合は、ステップＵ９で設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を用いて、他方、ステップＵ１０からステップＵ１１に進んだ場合は、ステップＵ１０で設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕を用いて）、ステップＵ４で求められた要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕にローパスフィルタ処理が行われて、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕が求められる。即ち、目標締結トルク演算部３１ｈにより、ステップＵ９またはＵ１０で設定されたフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕と、ステップＵ４で求められた要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕と、前回（第（Ｎ−１）回目）の一連の処理でのステップＵ１１で設定された目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕とを用いて、上述の式３の演算を行って、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕が求められる。

なお、ステップＵ１１において、Ｎ＝１の場合の目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ−１〕＝ｔｓｔｆ〔０〕としては、予め設定された初期値が用いられる。

ステップＵ１２では、ＮがＮ＋１に変更されて、処理がステップＵ１に戻り、次回（第（Ｎ＋１）回目）の一連の処理が開始される。そして、その次回の一連の処理でのステップＵ１で、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが、今回（第Ｎ回目）の一連の処理でのステップＵ１１で求められた目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕と等しくなるように制御される。

以上の動作により、車両２が急発進した場合は、ステップＵ１→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６→Ｕ７→Ｕ８→Ｕ９→Ｕ１１→Ｕ１の処理の流れが繰り替えされる。そして、当該急発進により車両２の例えば前輪３がスリップすると、ステップＵ３で、前輪３と後輪５との回転速度差（前後輪回転速度差）ｄｎｒ〔Ｎ〕が急増して、ステップＵ４で、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕が急増するが、ステップＵ８で、車両２の当該スリップにより、ノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕が大きくなり、ステップＵ９で、そのノイズ除去処理された前後輪回転速度差変化率ｄｄｎｒｆ〔Ｎ〕に応じてフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕が益々小さく設定され、ステップＵ１１で、そのフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕によって、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕がその変化（特に、立ち上がり）が益々緩やかになるように設定されて、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕の急増が抑制され、次回のステップＵ１で、その目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕と等しくなるように駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが制御されて、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクの急増が抑制される。

他方、車両２が急発進しない場合は、ステップＵ１→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６→Ｕ１０→Ｕ１１→Ｕ１の処理の流れが繰り替えされる。この場合は、ステップＵ１０で、フィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕は定数ＫＴＴＳに設定され、ステップＵ１１で、そのフィルタ定数ＫＦ〔Ｎ〕によって、目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕は要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の変化とおおよそ同じように変化するように設定され、次回のステップＵ１で、その目標締結トルクｔｓｔｆ〔Ｎ〕と等しくなるように駆動力分配クラッチ１９の締結トルクが制御されて、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクは、要求締結トルクｔｓｔ〔Ｎ〕の変化（即ち、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の変化）に応じて速やかに変化するようになる。しかし、この場合（即ち、車両２が急発進しない場合）は、ステップＵ３で、前後輪回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕は急増しないので、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクは急増しない。

＜主要な効果＞
以上のように構成された駆動力分配装置１によれば、駆動力分配クラッチ１９の締結トルクは、前輪３と後輪５との回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の変化率（前後輪回転速度差変化率）ｄｄｎｒ〔Ｎ〕が大きいほど前記締結トルクの変化が緩やかになるように制御されるので、前輪３と後輪５との回転速度差ｄｎｒ〔Ｎ〕の急増時の前記締結トルクの急増を抑制できる。

＜付帯事項＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

本発明は、例えば四輪駆動車の前後輪への駆動力の分配を制御する駆動力分配装置への適用に最適である。

１ 駆動力分配装置
２ 車両
３ 前輪（駆動輪）
５ 後輪（副駆動輪）
９ エンジン（内燃機関）
１９ 駆動力分配クラッチ
ｄｎｒ〔Ｎ〕 回転速度差
ｄｄｎｒ〔Ｎ〕 回転速度差変化率（回転速度差の変化率）

Claims (1)

1. 駆動輪および副駆動輪と、
   前記駆動輪を駆動する内燃機関と、
   前記内燃機関の駆動力の前記副駆動輪への分配比率を制御する駆動力分配クラッチと、
   を備え、
   前記駆動力分配クラッチは、その締結トルクが大きくなるほど前記分配比率が大きくなるように前記内燃機関の駆動力を前記副駆動輪に分配して前記副駆動輪を駆動させ、
   前記駆動輪と前記副駆動輪との回転速度差が大きいほど前記締結トルクが増大される駆動力分配装置において、
   前記締結トルクは、前記回転速度差の変化率が大きいほど前記締結トルクの変化が緩やかになるように制御されることを特徴とする駆動力分配装置。

Images