JP2016022885A - 四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回中のロスエネルギーの総和が最少になるように、後輪に配分する駆動トルクを適切に制御することができる四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置を提供する。
【解決手段】前輪９と後輪１０とに配分する駆動トルクを制御するコントローラ２０は、車両１の旋回中に横加速度、エンジントルク及び旋回半径を取得する取得部２１と、取得部２１が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、エンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪１０に伝達する駆動トルクの比率を示す、後輪駆動トルク配分比を決定する後輪駆動トルク配分比決定部２２と、後輪駆動トルク配分比決定部２２が決定した後輪駆動トルク配分比に従って、後輪１０に配分する駆動トルクを制御する駆動トルク配分制御部２３と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置に係わり、特に、後輪に配分する駆動トルクを制御する四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置に関する。

従来から、補助駆動輪（典型的には後輪）に配分する駆動トルクを制御する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、定常走行時に補助駆動輪に配分する駆動トルクを小さくすることで、燃費を向上させる技術が提案されている。また、例えば特許文献２には、車両の旋回半径が小さくなって左右の後輪の速度差が増加するに伴い、後輪に配分する駆動トルクを減少させて、走行抵抗の増加を回避する技術が提案されている。また、例えば特許文献３には、エンジンの出力軸の回転速度が駆動トルクの脈動による駆動トルク伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、補助駆動輪に伝達すべきトルク値として、この異音を低減可能なトルク値を設定する技術が提案されている。

特開平７−１４４５５２号公報 特開平９−１９３６８０号公報 特開２０１３−３２０６０号公報

ところで、一般的に、タイヤのグリップ限界が、タイヤの縦方向に加わる力を縦軸に示し、タイヤの横方向に加わる力を横軸に示した摩擦円を用いて表されている。従来の四輪駆動車では、車両の運動性能や走破性などの向上に重点を置き、前後輪の両方において摩擦円上の力が付与されるように制御を行っていた。つまり、従来の四輪駆動車では、走行中にタイヤに最大限の縦方向及び横方向の力を付与すべく、前後輪の両方においてできるだけグリップ限界でタイヤが使用されるように、後輪に配分する駆動トルクを制御していた。
しかしながら、このような従来の制御では、旋回中における前後輪含めた車両全体の走行抵抗が最少にならない傾向にあった、具体的には、旋回中におけるタイヤロスエネルギーとメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が最少にならない傾向にあった。従来技術では、そのような旋回中のロスエネルギーの総和を最小化するように、後輪に配分する駆動トルクを制御していなかった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、旋回中のロスエネルギーの総和が最少になるように、後輪に配分する駆動トルクを適切に制御することができる四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、前輪と後輪とに配分する駆動トルクを制御する四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置であって、車両の旋回中において、車両に発生する横加速度と、エンジンが出力するエンジントルクと、車両の旋回半径と、を取得する取得手段と、取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、エンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪に伝達する駆動トルクの比率を示す、後輪駆動トルク配分比を決定する後輪駆動トルク配分比決定手段と、後輪駆動トルク配分比決定手段が決定した後輪駆動トルク配分比に従って、後輪に配分する駆動トルクを制御する駆動トルク配分制御手段と、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、車両旋回時における前後輪のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和に影響を与える横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、後輪駆動トルク配分比を決定するので、このロスエネルギーの総和を考慮に入れて、後輪に配分する駆動トルクを適切に制御することができる。これにより、前後輪のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和を適切に改善することが可能となる。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、前輪及び後輪において生じるタイヤロスエネルギーの和と、後輪の駆動に伴って生じるメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が最少になるように、後輪駆動トルク配分比を決定する。
このように構成された本発明によれば、後輪に配分する駆動トルクを適切に制御して、車両旋回時において前後輪のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和を最小化することが可能となる。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、横加速度が大きいほど、大きな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定する。
このように構成された本発明においては、ロスエネルギーの総和に影響を与える横加速度に応じて（横加速度が大きいほどロスエネルギーの総和が大きくなる）、ロスエネルギーの総和を改善するような後輪駆動トルク配分比を適切に決定することができる。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、エンジントルクが大きいほど、大きな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定する。
このように構成された本発明においては、ロスエネルギーの総和に影響を与えるエンジントルクに応じて（エンジントルクが大きいほどロスエネルギーの総和が大きくなる）、ロスエネルギーの総和を改善するような後輪駆動トルク配分比を適切に決定することができる。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、旋回半径が大きいほど、小さな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定する。
このように構成された本発明においては、ロスエネルギーの総和に影響を与える旋回半径に応じて（旋回半径が小さいほどロスエネルギーの総和が大きくなる）、ロスエネルギーの総和を改善するような後輪駆動トルク配分比を適切に決定することができる。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数とを乗算した値に対して設定すべき後輪駆動トルク配分比を予め対応付けたマップに基づいて、取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径から求めた、当該横加速度と当該エンジントルクと当該旋回半径の逆数とを乗算した値に対応する後輪駆動トルク配分比を決定してもよい。

本発明において、好ましくは、後輪駆動トルク配分比決定手段は、横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせに対して設定すべき後輪駆動トルク配分比を予め対応付けたマップに基づいて、取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせに対応する後輪駆動トルク配分比を決定してもよい。

本発明において、好ましくは、更に、エンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪に伝達する駆動トルクの最大値である最大伝達駆動トルクを可変に構成された駆動トルク伝達装置を有し、駆動トルク配分制御手段は、後輪駆動トルク配分比に基づいて駆動トルク伝達装置に対して設定すべき最大伝達駆動トルクを求め、この最大伝達駆動トルクを駆動トルク伝達装置に対して設定することにより、後輪に配分する駆動トルクを制御してもよい。

本発明の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置によれば、後輪に配分する駆動トルクを適切に制御して、旋回中の前輪及び後輪のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和を最小化することができる。

本発明の実施形態による四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置が適用された車両を概略的に示した全体構成図である。 本発明の実施形態によるコントローラの機能構成図である。 定常円の道路を一定車速で旋回した際の、後輪駆動トルク配分比とロスエネルギーの総和との関係の一例を示す。 摩擦円を用いて、前輪及び後輪のそれぞれについて縦方向に加わる力及び横方向に加わる力を示しており、図４（Ａ）は、後輪駆動トルク配分比が０％である場合の図を示し、図４（Ｂ）は、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合の図を示し、図４（Ｃ）は、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合の図を示す。 図５（Ａ）は、旋回半径及び横加速度に応じたタイヤロスエネルギーの特性を示し、図５（Ｂ）は、エンジントルク及び旋回半径に応じたメカロスエネルギーの特性を示す。 本発明の実施形態による後輪駆動トルク配分比を決定するためのマップの一例を示す。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置について説明する。

［装置構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置が適用された車両の全体構成について説明する。

図１に示すように、車両１は、主に、エンジン２と、トランスミッション３と、フロントデファレンシャル装置５と、フロントドライブシャフト７Ｒ、７Ｌと、左右一対の前輪９（右前輪９Ｒ及び左前輪９Ｌ）と、左右一対の後輪１０（右後輪１０Ｒ及び左後輪１０Ｌ）と、トランスファー１１と、プロペラシャフト１２と、駆動トルク伝達装置１３と、リヤデファレンシャル装置１５と、リアドライブシャフト１７Ｒ、１７Ｌと、コントローラ２０と、横加速度センサ３１と、ヨーレートセンサ３２と、を有する。

車両１は、フロントエンジン・フロントドライブ方式（ＦＦ方式）をベースとした四輪駆動車である。具体的には、車両１は、フルタイム式の四輪駆動を実施するのではなく、二輪駆動状態（前輪９のみを駆動する状態）と、四輪駆動状態（前輪９及び後輪１０の両方を駆動する状態）とを適宜切り替え可能に構成されている。また、車両１は、図示しないステアリングの操作に応じて、前輪９を操舵するように構成されている。

エンジン２は、燃料と空気との混合気を燃焼させて、車両１の推進力としての駆動トルク（エンジントルク）を発生し、この駆動トルクをトランスミッション３に伝達する。トランスミッション３は、複数の段階にギヤ比を変化させることが可能な変速機であり、エンジン２からの駆動トルクを設定されたギヤ比にて伝達する。フロントデファレンシャル装置５は、トランスミッション３から伝達された駆動トルクを、フロントドライブシャフト７Ｒ、７Ｌを介して右前輪９Ｒと左前輪９Ｌとに配分する。トランスファー１１は、フロントデファレンシャル装置５を介した駆動トルクをプロペラシャフト１２に伝達し、プロペラシャフト１２は、トランスファー１１からの駆動トルクを駆動トルク伝達装置１３に伝達する。そして、駆動トルク伝達装置１３は、プロペラシャフト１２からの駆動トルクをリヤデファレンシャル装置１５に伝達し、リヤデファレンシャル装置１５は、駆動トルク伝達装置１３から伝達された駆動トルクを、リアドライブシャフト１７Ｒ、１７Ｌを介して右後輪１０Ｒと左後輪１０Ｌとに配分する。

詳しくは、駆動トルク伝達装置１３は、プロペラシャフト１２とリヤデファレンシャル装置１５に接続されたシャフトとを連結するカップリング（詳細は図示せず）などを備えており、コントローラ２０による制御の元で、このカップリングの締結トルクを可変に構成されている。駆動トルク伝達装置１３は、カップリングの締結トルクを変えることで、プロペラシャフト１２からの駆動トルクのうち、リヤデファレンシャル装置１５に伝達する駆動トルク（つまり後輪１０に伝達する駆動トルク）の最大値である最大伝達トルクを変えられるようになっている。この場合、駆動トルク伝達装置１３は、コントローラ２０の制御により最大伝達トルクが設定され、この最大伝達トルクに応じた駆動トルクをリヤデファレンシャル装置１５に伝達する。
具体的には、駆動トルク伝達装置１３は、プロペラシャフト１２から伝達された、最大伝達トルク以下の駆動トルクについては、この駆動トルクをそのままリヤデファレンシャル装置１５に伝達する。他方で、駆動トルク伝達装置１３は、プロペラシャフト１２から伝達された、最大伝達トルクを超える駆動トルクについては、伝達された駆動トルクの全てをリヤデファレンシャル装置１５に伝達せず、最大伝達トルクに対応する駆動トルクのみをリヤデファレンシャル装置１５に伝達する。
なお、駆動トルク伝達装置１３には、例えば特許文献３に記載された構成を適用することができる。但し、本発明は、上記したような構成を有する駆動トルク伝達装置１３を用いて後輪１０に駆動トルクを配分することに限定はされず、これ以外の公知の種々の構成を用いて後輪１０に駆動トルクを配分してもよい。

次に、図２は、本発明の実施形態によるコントローラ２０の機能構成図を示す。図２に示すように、コントローラ２０は、機能的には、取得部２１と、後輪駆動トルク配分比決定部２２と、駆動トルク配分制御部２３と、を有する。

コントローラ２０の取得部２１は、横加速度センサ３１によって検出された、車両１に発生する横加速度と、ヨーレートセンサ３２によって検出された、車両１に発生するヨーレートと、エンジン２が出力するエンジントルクと、を取得する。この場合、取得部２１は、ヨーレートセンサ３２によって検出されたヨーレートに基づいて、車両１の旋回半径を取得する。
なお、ヨーレートから旋回半径を取得することに限定はされず、ナビゲーション装置が用いる地図データ（道路データ）から、走行中の道路の曲率半径を取得し、この曲率半径を旋回半径として用いてもよいし、走行中の道路を撮影したカメラ画像から道路上の白線を検知し、検知した白線に基づいて曲率半径を求めて、この曲率半径を旋回半径として用いてもよい。

コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２は、車両１が旋回している場合に、取得部２１が取得した横加速度、旋回半径及びエンジントルクに基づいて、エンジン２が出力したエンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪１０に伝達する駆動トルクの比率を示す、つまり車両１に付与する全駆動トルクに対する後輪１０に伝達する駆動トルクの割合を示す、後輪駆動トルク配分比を決定する。

コントローラ２０の駆動トルク配分制御部２３は、後輪駆動トルク配分比決定部２２が決定した後輪駆動トルク配分比に従って、後輪１０に配分する駆動トルクを制御する。具体的には、駆動トルク配分制御部２３は、後輪駆動トルク配分比に基づいて駆動トルク伝達装置１３に対して設定すべき最大伝達駆動トルクを求め、この最大伝達駆動トルクを駆動トルク伝達装置１３に対して設定する制御を行って、所望の駆動トルクが後輪１０に対して伝達されるようにする。

このように、コントローラ２０は、本発明における「四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置」に相当する。
なお、コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。例えば、コントローラ２０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成される。

［基本概念］
次に、本発明の実施形態において、上記したコントローラ２０が行う、駆動トルクの配分制御方法の基本概念について説明する。

本実施形態では、車両１の旋回中に前輪９及び後輪１０を含めた車両１全体に発生する抵抗によるエネルギーロスを、前輪９及び後輪１０において生じるタイヤロスエネルギーの和と、後輪１０の駆動に伴って生じるメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和として規定する。そして、本実施形態では、コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２が、このようなロスエネルギーの総和が最小になるような後輪駆動トルク配分比を決定し、コントローラ２０の駆動トルク配分制御部２３が、決定された後輪駆動トルク配分比に基づいて、後輪１０に配分する駆動トルクを制御する。

ここで、「タイヤロスエネルギー」は、タイヤのコーナリング抵抗によるロスエネルギーに相当する。タイヤロスエネルギーは、車両１の横加速度が大きくなるほど値が大きくなると共に、車両１の旋回半径が小さくなるほど値が大きくなる。例えば、タイヤロスエネルギーは、タイヤに働く横力、実操舵角及びタイヤのスリップ角に応じたコーナリング抵抗力（タイヤの実進行方向の逆方向に発生する力）に相当するロスエネルギーである。１つの例では、タイヤロスエネルギーは、このコーナリング抵抗力とタイヤ縦速度（タイヤの実進行方向における速度）との積を時間積分することで求められる。

他方で、「メカロスエネルギー」は、後輪１０の駆動に伴って生じる、車両１内での機械的なロスエネルギーである。例えば、メカロスエネルギーは、プロペラシャフト１２を駆動するためのロスエネルギーや、リヤデファレンシャル装置１５での差動に起因するロスエネルギーなどを含む。メカロスエネルギーは、エンジン２が出力するエンジントルクが大きくなるほど値が大きくなると共に、車両１の旋回半径が小さくなるほど値が大きくなる。
なお、メカロスエネルギーは、厳密には、後輪１０の駆動に関する機械的なロスエネルギーだけでなく、前輪９の駆動に関する機械的なロスエネルギーも含む概念であるが、後輪１０の駆動に関する機械的なロスエネルギーが支配的であるため、本明細書では、後輪１０の駆動に関する機械的なロスエネルギーをメカロスエネルギーとして扱う。

次に、図３を参照して、旋回時に発生するロスエネルギーの総和が後輪駆動トルク配分比によって変化することについて説明する。

図３は、旋回半径が一定である定常円の道路を一定車速で旋回した際の前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和（言い換えると定常円の道路の旋回時に一定車速を維持するのに要したエンジン出力）の一例を示している。図３は、横軸に後輪駆動トルク配分比（％）を示し、縦軸にロスエネルギーの総和（エンジン出力に相当する）を示している。

図３に示すように、後輪駆動トルク配分比が０％付近である場合（つまり前輪駆動状態又はそれに近い状態である場合）には、ロスエネルギーの総和がかなり大きく、後輪駆動トルク配分比が３０％付近である場合には、ロスエネルギーの総和が最小となっており、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合には、後輪駆動トルク配分比が３０％付近である場合よりもロスエネルギーの総和が大きくなっていることがわかる。このようなことから、タイヤロスエネルギーとメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が最小となる後輪駆動トルク配分比が存在することがわかる。つまり、後輪駆動トルク配分比を或る値（或る範囲でもよい）に設定すると、ロスエネルギーの総和が最小になるのである。

次に、図４を参照して、後輪駆動トルク配分比に応じてロスエネルギーの総和が変化した理由について考察する。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、図３と同様に車両１が定常円の道路を一定車速で旋回した際に前輪９及び後輪１０のそれぞれに付与される力を、各後輪駆動トルク配分比ごとに示している。具体的には、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、前輪９及び後輪１０のそれぞれについての摩擦円を示し、この摩擦円を用いて、前輪９及び後輪１０のそれぞれについて縦方向に加わる力（駆動力／前後力）及び横方向に加わる力（横力）を示している。図４（Ａ）は、後輪駆動トルク配分比が０％である場合（つまり前輪駆動状態である場合）の図を示し、図４（Ｂ）は、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合（つまり駆動トルクの前後配分比が６５：３５である場合）の図を示し、図４（Ｃ）は、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合（つまり駆動トルクの前後配分比が５０：５０である場合）の図を示している。
なお、後輪１０の摩擦円が前輪９の摩擦円よりもサイズが小さいのは、エンジン１を車両１の前側に配置しており（図１参照）、車両１の重心が前側に位置するため、タイヤのグリップ限界が後輪１０よりも前輪９のほうが相対的に大きくなるからである。

図４（Ａ）に示すように、後輪駆動トルク配分比が０％である場合には、符号Ｐ１１で示すような力が前輪９に付与され、符号Ｐ１２で示すような力が後輪１０に付与される。この場合には、基本的にはメカロスエネルギーがほぼ０であるが、前輪９に付与される駆動力（駆動トルク）が大きいため、前輪９のタイヤロスエネルギーがかなり大きくなる。そのため、図３に示したように、前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和がかなり大きくなるのである。

一方、図４（Ｂ）に示すように、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合には、符号Ｐ２１で示すような力が前輪９に付与され、符号Ｐ２２で示すような力が後輪１０に付与され、また、図４（Ｃ）に示すように、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合には、符号Ｐ３１で示すような力が前輪９に付与され、符号Ｐ３２で示すような力が後輪１０に付与される。
後輪駆動トルク配分比が３５％である場合と５０％である場合とを比較すると、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合には、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合よりも、前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和が大きい（つまり後輪駆動トルク配分比が３５％である場合にはタイヤロスエネルギーの和が最小ではない）。しかしながら、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合には、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合よりも、後輪１０に伝達される駆動力（駆動トルク）が小さいため、メカロスエネルギーが小さくなる。この場合、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合のメカロスエネルギーと後輪駆動トルク配分比が５０％である場合のメカロスエネルギーとの差分は、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合のタイヤロスエネルギーと後輪駆動トルク配分比が５０％である場合のタイヤロスエネルギーとの差分よりも大きい。
そのため、図３に示したように、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合には、後輪駆動トルク配分比が５０％である場合よりも、前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が小さくなるのである。つまり、後輪駆動トルク配分比が３５％である場合に、ロスエネルギーの総和がほぼ最小になるのである。

以上述べたことから、本実施形態では、車両旋回時における種々のパラメータに応じて、タイヤロスエネルギーとメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が最小となるように、後輪１０に配分する駆動トルクを制御する。このように後輪１０に配分する駆動トルクを制御することは、前輪９及び後輪１０の摩擦円上に位置する力ではなく、前輪９及び後輪１０の摩擦円の内側に位置する力が前輪９及び後輪１０に付与されるように制御することに相当する。具体的には、四輪駆動車における四輪９Ｒ、９Ｌ、１０Ｒ、１０Ｌの仕事を均等化すること、言い換えると、前後力及び横力の両方を考えた総和にて、タイヤの仕事率を四輪９Ｒ、９Ｌ、１０Ｒ、１０Ｌにおいて均等化することに相当する。

なお、図３及び図４で示したように、後輪駆動トルク配分比がほぼ３５％である場合にロスエネルギーの総和が最小になるのは、或る走行シーンにおいて成立することであり、後輪駆動トルク配分比がほぼ３５％である場合にロスエネルギーの総和が必ず最小になるわけではない。ロスエネルギーの総和が最少になる後輪駆動トルク配分比は、走行シーンに応じて変わる。

［制御方法］
次に、本発明の実施形態において、上記したコントローラ２０が行う、駆動トルクの配分制御方法について具体的に説明する。

本実施形態では、コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２が、車両旋回時における前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和に影響を与えるパラメータに基づいて、ロスエネルギーの総和が最小になるような後輪駆動トルク配分比を決定する。具体的には、旋回時における横加速度、エンジントルク及び旋回半径がロスエネルギーの総和に影響を与えるため、つまり横加速度、エンジントルク及び旋回半径に応じてロスエネルギーの総和が変化するため、後輪駆動トルク配分比決定部２２は、これらの横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて後輪駆動トルク配分比を決定する。例えば、後輪駆動トルク配分比決定部２２は、横加速度が大きいほど、大きな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定したり、エンジントルクが大きいほど、大きな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定したり、旋回半径が大きいほど、小さな値を有する後輪駆動トルク配分比を決定したりする。

ここで、図５を参照して、横加速度、エンジントルク及び旋回半径に応じてロスエネルギーの総和が変化することについて具体的に説明する。

図５（Ａ）は、旋回半径（横軸）に応じたタイヤロスエネルギー（縦軸）の特性を概略的に示している。具体的には、図５（Ａ）では、旋回半径とタイヤロスエネルギーとの関係を示すグラフを、複数の横加速度について示している。図５（Ａ）に示すように、車両１の旋回半径が小さくなるほどタイヤロスエネルギーが大きくなると共に、車両１の横加速度が大きくなるほどタイヤロスエネルギーが大きくなる。なお、横加速度は車速に応じた値であるため（旋回半径にも応じている）、横加速度が大きくなるほどタイヤロスエネルギーが大きくなることは、車速が大きくなるほどタイヤロスエネルギーが大きくなることとほぼ同義である。

図５（Ｂ）は、エンジントルク（横軸）に応じたメカロスエネルギー（縦軸）の特性を概略的に示している。このエンジントルクは、四輪９Ｒ、９Ｌ、１０Ｒ、１０Ｌに付与される駆動トルクの総和に相当する。具体的には、図５（Ｂ）では、エンジントルクとメカロスエネルギーとの関係を示すグラフを、複数の旋回半径について示している。図５（Ｂ）に示すように、エンジントルクが大きくなるほどメカロスエネルギーが大きくなると共に、旋回半径が小さくなるほどメカロスエネルギーが大きくなる。旋回半径が小さくなるほどメカロスエネルギーが大きくなるのは、旋回半径が小さくなると、右後輪１０Ｒと左後輪１０Ｌとの回転数差が大きくなるため、リヤデファレンシャル装置１５の差動における抵抗が大きくなるからである。

図５（Ａ）に示した、旋回半径及び横加速度に応じてタイヤロスエネルギーが変化するという特性と、図５（Ｂ）に示した、エンジントルク及び旋回半径に応じてメカロスエネルギーが変化するという特性とから、タイヤロスエネルギーとメカロスエネルギーとを加算したロスエネルギーの総和も、横加速度、エンジントルク及び旋回半径に応じて変化するのである。具体的には、横加速度が大きいほどロスエネルギーの総和が大きくなり、エンジントルクが大きいほどロスエネルギーの総和が大きくなり、旋回半径が小さいほどロスエネルギーの総和が大きくなる、という傾向がある。

本実施形態では、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示したような特性から、ロスエネルギーの総和が最小となるような後輪駆動トルク配分比についてのマップ（言い換えるとテーブル）を横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて規定しておき、コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２は、そのようなマップを参照して、コントローラ２０の取得部２１が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に対応する後輪駆動トルク配分比を決定する。

１つの例では、種々の後輪駆動トルク配分比に対して、種々の横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせについてのロスエネルギーの総和を求めることで、種々の横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせのそれぞれについて、ロスエネルギーの総和が最小となる後輪駆動トルク配分比を得る。これから、横加速度、エンジントルク及び旋回半径によって規定された、設定すべき後輪駆動トルク配分比（ロスエネルギーの総和が最小となる後輪駆動トルク配分比）の４次元のマップを作成する。そして、コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２は、そのようなマップを参照して、コントローラ２０の取得部２１が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に対応する後輪駆動トルク配分比を決定する。

他の例では、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数とを乗算した値（以下「乗算値」と呼ぶ。）を用いることとし、種々の後輪駆動トルク配分比に対して、種々の乗算値についてのロスエネルギーの総和を求めることで、この種々の乗算値に対してロスエネルギーの総和が最小となる後輪駆動トルク配分比を得る。これから、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数との乗算値によって規定された、設定すべき後輪駆動トルク配分比（ロスエネルギーの総和が最小となる後輪駆動トルク配分比）の２次元のマップを作成する。そして、コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２は、そのようなマップを参照して、コントローラ２０の取得部２１が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径から求めた乗算値に対応する後輪駆動トルク配分比を決定する。

図６は、本発明の実施形態による後輪駆動トルク配分比を決定するためのマップを示している。具体的には、図６は、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数との乗算値によって規定された後輪駆動トルク配分比のマップの一例を示している。図６では、横軸に、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数との乗算値を示し、縦軸に、後輪駆動トルク配分比を示している。

コントローラ２０の後輪駆動トルク配分比決定部２２は、コントローラ２０の取得部２１が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径から、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数との乗算値を求め、図６に示すようなマップを参照して、求めた乗算値に対応する後輪駆動トルク配分比を決定する（矢印Ａ１参照）。そして、コントローラ２０の駆動トルク配分制御部２３は、決定された後輪駆動トルク配分比に基づいて、後輪１０に配分する駆動トルクを制御する。

［作用効果］
次に、本発明の実施形態による四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、車両旋回時における前後輪９、１０のタイヤロスエネルギーの和とメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和を考慮に入れて、このロスエネルギーの総和に影響を与える横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、後輪駆動トルク配分比を決定して、後輪１０に配分する駆動トルクを制御するので、このロスエネルギーの総和を適切に最小化することができる。これにより、カーブを効率的に旋回することができる、つまり旋回軌跡をニュートラルステア（Ｎ／Ｓ）に近付けることが可能となる。加えて、旋回中のタイヤの消耗を適切に抑えることが可能となる。

１ 車両
２ エンジン
３ トランスミッション
５ フロントデファレンシャル装置
９ 前輪
１０ 後輪
１１ トランスファー
１２ プロペラシャフト
１３ 駆動トルク伝達装置
１５ リヤデファレンシャル装置
２０ コントローラ
２１ 取得部
２２ 後輪駆動トルク配分比決定部
２３ 駆動トルク配分制御部

Claims (8)

1. 前輪と後輪とに配分する駆動トルクを制御する四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置であって、
   車両の旋回中において、車両に発生する横加速度と、エンジンが出力するエンジントルクと、車両の旋回半径と、を取得する取得手段と、
   上記取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、エンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪に伝達する駆動トルクの比率を示す、後輪駆動トルク配分比を決定する後輪駆動トルク配分比決定手段と、
   上記後輪駆動トルク配分比決定手段が決定した後輪駆動トルク配分比に従って、後輪に配分する駆動トルクを制御する駆動トルク配分制御手段と、
   を有することを特徴とする四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
2. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、上記取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径に基づいて、前輪及び後輪において生じるタイヤロスエネルギーの和と、後輪の駆動に伴って生じるメカロスエネルギーとのロスエネルギーの総和が最少になるように、上記後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
3. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、上記横加速度が大きいほど、大きな値を有する上記後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１又は２に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
4. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、上記エンジントルクが大きいほど、大きな値を有する上記後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
5. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、上記旋回半径が大きいほど、小さな値を有する上記後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
6. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、横加速度とエンジントルクと旋回半径の逆数とを乗算した値に対して設定すべき後輪駆動トルク配分比を予め対応付けたマップに基づいて、上記取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径から求めた、当該横加速度と当該エンジントルクと当該旋回半径の逆数とを乗算した値に対応する後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
7. 上記後輪駆動トルク配分比決定手段は、横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせに対して設定すべき後輪駆動トルク配分比を予め対応付けたマップに基づいて、上記取得手段が取得した横加速度、エンジントルク及び旋回半径の組み合わせに対応する後輪駆動トルク配分比を決定する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。
8. 更に、エンジントルクに対応する駆動トルクのうち後輪に伝達する駆動トルクの最大値である最大伝達駆動トルクを可変に構成された駆動トルク伝達装置を有し、
   上記駆動トルク配分制御手段は、上記後輪駆動トルク配分比に基づいて上記駆動トルク伝達装置に対して設定すべき最大伝達駆動トルクを求め、この最大伝達駆動トルクを上記駆動トルク伝達装置に対して設定することにより、後輪に配分する駆動トルクを制御する、請求項１乃至７の何れか１項に記載の四輪駆動車の駆動トルク配分制御装置。

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