JP2019093932A - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前輪側の駆動力が最大となるタイミングと後輪側の駆動力が最大となるタイミングとが大きくずれてしまう特定状況において、車両を発進させるための十分な駆動力を路面に伝えることが可能な四輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】四輪駆動車両の制御装置は、前輪と後輪との間の差動が制限されている状態において前輪側ＬＳＤ制御及び後輪側ＬＳＤ制御の両方が実行される状況が生じた場合、前側空転車輪に対して付与される制動力の目標値である第１目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側空転車輪に対して付与される制動力の目標値である第２目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうちの一方に基いて、前側空転車輪に対して制動力を付与するとともに後側空転車輪に対して制動力を付与するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、四輪駆動車両の制御装置に関する。

従来から、左右の駆動輪のうちの一方に空転が生じた場合に、当該空転している車輪に対して制動力を付与することにより車輪の空転を抑制するように構成された車両の制御装置（以下、「従来装置」と称呼される。）が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような制御は、「ブレーキＬＳＤ（Limited Slip Differential）制御」とも称呼される。

特開２００４−３１６６３９号公報

ところで、四輪駆動車両（以下、単に「車両」と称呼される場合がある。）のセンターディファレンシャル装置には、一般に、前輪と後輪の差動の制限度合いを制御する差動制限制御装置が設けられている。ここで、センターディファレンシャル装置が、前輪と後輪の差動を制限する状態（センターデフロック状態）であるときに、左右前輪の一方が空転し、且つ、左右後輪の一方が空転する状況（以下、「特定状況」と称呼する。）を想定する。このような特定状況において、従来装置は、前輪側のブレーキＬＳＤ制御と後輪側のブレーキＬＳＤ制御とを独立して実行する。

従来装置は、ブレーキＬＳＤ制御を実行するとき、左右車輪の車輪速度の差分が所定の値以下になるまで制動力（制動トルク）を増加させる。その後、左右車輪の車輪速度の差分が所定の値以下になると、従来装置は制動力を減少させる。従来装置は、このような制動力の増加と減少を繰り返し実行する。上記のように制動力の増加と減少が繰り返し実行されると、時系列で見たときの制動力の波形は概ね山形の波形となる。ブレーキＬＳＤ制御の実行中に得られる駆動力は、制動力の波形が山形のピーク付近になったときに最大となる。

上記の特定状況において、従来装置は前輪側のブレーキＬＳＤ制御と後輪側のブレーキＬＳＤ制御とを独立して実行するので、多くの場合において、前輪に付与された制動力の波形がピークになるタイミングと後輪に付与された制動力の波形がピークになるタイミングとが大きくずれてしまう。即ち、前輪側の駆動力が最大となるタイミングと後輪側の駆動力が最大となるタイミングとが大きくずれてしまう。従って、従来装置は、上記の特定状況において、車両を発進させるための十分な駆動力を路面に伝えることができない場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、上記の特定状況において、車両を発進させるための十分な駆動力を路面に伝えることが可能な四輪駆動車両の制御装置を提供することである。

本発明の四輪駆動車両の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼される場合がある。）は、
駆動力を発生する駆動装置（２０）と、
前記駆動力を前輪及び後輪に伝達する駆動力伝達装置（３１）であって、前記駆動力を左前輪車軸（３６Ｌ）及び右前輪車軸（３６Ｒ）へ伝達するとともに前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャルギア装置（３５）と、前記駆動力を左後輪車軸（３８Ｌ）及び右後輪車軸（３８Ｒ）へ伝達するとともに前記左後輪車軸と前記右後輪車軸との差動を許容する後輪用ディファレンシャルギア装置（３７）と、を含む駆動力伝達装置と、
左前輪（Ｗfl）、右前輪（Ｗfr）、左後輪（Ｗrl）及び右後輪（Ｗrr）のそれぞれに対して独立して制動力を付与することが可能な制動装置（４０）と、
前記左前輪の車輪速度と前記右前輪の車輪速度との差の大きさである前輪側車輪速度差（ΔＶwf）が所定の第１制御開始閾値を超えた場合、前記前輪側車輪速度差が小さくなるように前記左前輪及び前記右前輪のうちの車輪速度が大きい方の前側空転車輪に付与する制動力の目標値である第１目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）を前記前輪側車輪速度差に基いて決定し、当該決定した第１目標制動力に応じた制動力を当該前側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御する前輪側ＬＳＤ制御を実行し、且つ、
前記左後輪の車輪速度と前記右後輪の車輪速度との差の大きさである後輪側車輪速度差（ΔＶwr）が所定の第２制御開始閾値を超えた場合、前記後輪側車輪速度差が小さくなるように前記左後輪及び前記右後輪のうちの車輪速度が大きい方の後側空転車輪に付与する制動力の目標値である第２目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を前記後輪側車輪速度差に基いて決定し、当該決定した第２目標制動力に応じた制動力を当該後側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御する後輪側ＬＳＤ制御を実行する、
制御部（７０）と、
を備える。
更に、前記制御部は、
前記前輪と前記後輪との間の差動が制限されている状態において前記前輪側ＬＳＤ制御及び前記後輪側ＬＳＤ制御の両方が実行される状況が生じた場合（ステップ４１０：Ｙｅｓ）、前記第１目標制動力及び前記第２目標制動力のうちの一方に基いて、前記前側空転車輪に付与する制動力の目標値である前輪側目標値及び前記後側空転車輪に付与する制動力の目標値である後輪側目標値を決定し、前記前輪側目標値に応じた制動力を前記前側空転車輪に付与するとともに前記後輪側目標値に応じた制動力を前記後側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御する（ステップ４２０及びステップ４３０）
ように構成されている。

本発明装置は、前輪と後輪との間の差動が制限されている状態において前輪側ＬＳＤ制御及び後輪側ＬＳＤ制御の両方が実行される状況が生じた場合、前側空転車輪に対して付与される制動力の目標値である第１目標制動力、及び、後側空転車輪に対して付与される制動力の目標値である第２目標制動力のうちの一方に基いて、前側空転車輪及び後側空転車輪に対して制動力を付与する。本発明装置は、前側空転車輪及び後側空転車輪に対して同じ目標制動力を用いて制動力を付与するので、前側空転車輪に付与された制動力の波形と後側空転車輪に付与された制動力の波形とが、同じタイミングで或いは非常に小さい時間差でピークになる。従って、前輪側の駆動力が最大になるタイミングと後輪側の駆動力が最大になるタイミングとが略一致する。これにより、車両は、ブレーキＬＳＤ制御中に得られる最大の駆動力を路面に伝えることができる。これにより、左右で滑りやすさが異なる路面（例えば、スプリットμ路面）、及び、オフロード路面（例えば、前輪のうちの片輪が浮き、且つ、当該浮いた前輪の対角線上にある後輪が浮くような凹凸を有する路面）での車両の走行性能を向上させることが可能となる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る油圧回路の概略構成図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る制動ＥＣＵが制動力ピーク同期制御を実行したときの左前輪の実制動力（実制動トルク）の変化を表し、（ｂ）は、制動ＥＣＵが制動力ピーク同期制御を実行したときの右後輪の実制動力（実制動トルク）の変化を表す。 本発明の一実施形態に係る制動ＥＣＵが実行する「制動力ピーク同期制御ルーチン」を示したフローチャートである。

＜構成＞
本発明の実施形態に係る四輪駆動車両の制御装置（以下、「本実施装置」とも称呼される。）は、図１に示したように、四輪駆動車両１０に適用される。

車両１０は、駆動装置２０、駆動力伝達装置３０、制動装置４０、駆動ＥＣＵ５０、４ＷＤＥＣＵ６０、及び、制動ＥＣＵ７０を備えている。制動ＥＣＵ７０は本発明の制御装置に対応している。なお、これらのＥＣＵのうちの２以上のＥＣＵが、１つのＥＣＵに統合されてもよい。

これらのＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric Control Unit）であり、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びインターフェース（Ｉ／Ｆ）等を含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより後述する各種機能を実現するようになっている。

駆動装置２０は、駆動力を発生させる。駆動装置２０は、駆動力伝達装置３０を介して車両１０の車輪（左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrr）を駆動する。駆動装置２０は、一般的な車両の内燃機関及び変速装置の組合せにより構成される。なお、駆動装置２０は、電動機及び変速装置の組合せ、並びに、内燃機関、電動機及び変速装置の組合せ等、当技術分野において公知な任意の車両用駆動装置であってよい。

駆動力伝達装置３０は、センターディファレンシャル装置３１、前輪用回転軸３２、後輪用回転軸３３、差動制限装置３４、前輪用ディファレンシャルギア装置３５、左前輪車軸３６Ｌ、右前輪車軸３６Ｒ、後輪用ディファレンシャルギア装置３７、左後輪車軸３８Ｌ及び右後輪車軸３８Ｒ等を含んでいる。

センターディファレンシャル装置３１は、駆動装置２０からの駆動力を前輪用回転軸３２及び後輪用回転軸（プロペラシャフト）３３へ伝達するとともに、前輪用回転軸３２と後輪用回転軸３３との間の回転速度差を許容するように構成されている。本実施形態において、センターディファレンシャル装置３１は差動制限装置３４を内蔵している。

差動制限装置３４は、前輪用回転軸３２と後輪用回転軸３３との間の回転差動を許容する差動状態（センターデフフリー状態）と、前輪用回転軸３２と後輪用回転軸３３との間の回転差動を制限する非差動状態（センターデフロック状態）とを選択的に切り替えて、駆動装置２０からの駆動力を前輪用回転軸３２及び後輪用回転軸３３にそれぞれ分配する。

前輪用ディファレンシャルギア装置３５は、駆動装置２０から前輪用回転軸３２を介して伝達された駆動力を左前輪車軸３６Ｌ及び右前輪車軸３６Ｒへ伝達するとともに、左前輪車軸３６Ｌと右前輪車軸３６Ｒとの差動を許容するように構成されている。これにより左前輪Ｗfl及び右前輪Ｗfrが回転駆動される。

後輪用ディファレンシャルギア装置３７は、駆動装置２０から後輪用回転軸３３を介して伝達された駆動力を左後輪車軸３８Ｌ及び右後輪車軸３８Ｒへ伝達するとともに、左後輪車軸３８Ｌと右後輪車軸３８Ｒとの差動を許容するように構成されている。これにより左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrが回転駆動される。

制動装置４０は、ブレーキペダル４１、マスタシリンダ４２、油圧回路４３及びホイールシリンダ４４（４４fl、４４fr、４４rl及び４４rr）等を含んでいる。

左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrの制動力（制動トルク）は、制動装置４０の油圧回路４３により、対応するホイールシリンダ４４fl、４４fr、４４rl及び４４rrの制動圧が制御されることによって制御される。油圧回路４３はブレーキアクチュエータとして機能する。後に説明するように、各ホイールシリンダ４４の制動圧は、通常時には運転者によるブレーキペダル４１の踏込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ４２の圧力（以下、「マスタシリンダ圧」とも称呼される。）Ｐｍに基いて制御され、又は、以降で説明するトラクション制御により個別に制御される。

駆動ＥＣＵ５０は、４ＷＤＥＣＵ６０及び制動ＥＣＵ７０とＣＡＮ（Controller Area Network）通信により情報を送信可能及び受信可能に接続されている。駆動ＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ８１を含む各種センサと電気的に接続され、これらのセンサからの出力信号を受信するようになっている。アクセル開度センサ８１は、運転者により操作可能に設けられたアクセルペダル８１ａの踏込量（以下、「アクセル開度」とも称呼される。）ＡＰを表す出力信号を発生するようになっている。駆動ＥＣＵ５０は、駆動装置２０と電気的に接続される。駆動ＥＣＵ５０は、アクセルペダル８１ａの踏込量ＡＰ及び図示しないシフトレバーの操作に基いて駆動装置２０を制御するための各種信号を送信するようになっている。

４ＷＤＥＣＵ６０は、車輪速度センサ８２（８２fl、８２fr、８２rl及び８２rr）と電気的に接続され、これらのセンサからの出力信号を受信するようになっている。車輪速度センサ８２fl、８２fr、８２rl及び８２rrは、左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrのそれぞれの回転角速度を表す出力信号を発生するようになっている。４ＷＤＥＣＵ６０は、下記の（１）式に基いて車輪速度Ｖwを算出する。（１）式において、ｒは車輪の動半径、ωは車輪の角速度である。以降、左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrの車輪速度を、それぞれ、車輪速度Ｖwfl、Ｖwfr、Ｖwrl及びＶwrrと称呼する。
Ｖｗ＝ｒ・ω …（１）
なお、左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrのそれぞれにおいてｒが一定であるとみなした場合、車輪の回転角速度と車輪速度とは対応関係にある。従って、４ＷＤＥＣＵ６０は、車輪速度センサ８２によって検出される回転角速度を車輪速度として扱ってもよい。

制動ＥＣＵ７０は、車輪速度センサ８２（８２fl、８２fr、８２rl及び８２rr）、操舵角センサ８３、ヨーレートセンサ８４、マスタシリンダ圧センサ８５及びＧセンサ８６等と電気的に接続され、これらセンサからの出力信号を受信するようになっている。操舵角センサ８３は、運転者により操作可能に設けられたステアリングホイール８３ａの操舵角Ｓｔを表す出力信号を発生するようになっている。ヨーレートセンサ８４は、車両１０のヨーレートＹｒを表す出力信号を発生するようになっている。マスタシリンダ圧センサ８５は、マスタシリンダ圧Ｐｍを表す出力信号を発生するようになっている。Ｇセンサ８６は、車両１０の重心位置近くに水平に配置されており、車両重心の前後方向及び左右方向の加速度Ｇｒを表す出力信号を発生するようになっている。

制動ＥＣＵ７０は、更に、左前輪Ｗfl、右前輪Ｗfr、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrのそれぞれの目標制動力Ｆbfl、Ｆbfr、Ｆbrl及びＦbrrを演算する。制動ＥＣＵ７０は、各車輪の制動力が対応するそれぞれの目標制動力となるように、各車輪に対応するホイールシリンダ４４fl、４４fr、４４rl及び４４rrの制動圧をそれぞれ制御する。

＜油圧回路の構成＞
次に、図２を参照して、油圧回路４３の構成について説明する。図２の数字の末尾に付される英字の添字は、どの車輪に対応する構成要素かを表示している。「f」が「前輪（左前輪及び右前輪）」、「r」が「後輪（左後輪及び右後輪）」、「fl」が「左前輪」、「fr」が「右前輪」、「rl」が「左後輪」、「rr」が「右後輪」に対応する。以降の説明において、添字[**]が「fl、fr、rl又はrr」、[f*]が「fl又はfr」、[r*]が「rl又はrr」についての総称を表している。

マスタシリンダ４２は、フリーピストン４２aにより区画された第１マスタシリンダ室４２fと第２マスタシリンダ室４２rとを有している。マスタシリンダ４２は、リザーバ４５からの制動液（ブレーキフロイドとも称呼される。）の供給を受けて、ブレーキペダル４１の踏力に応じて前輪系統２００f及び後輪系統２００rに制動液を圧送する。

まず、前輪系統２００fについて説明する。前輪用の第１管路２０１fが第１マスタシリンダ室４２fに接続されている。第１管路２０１fには、常開（ノーマルオープン）型の第１電磁弁２０２fが設けられている。以下、第１管路２０１fにおける「第１電磁弁２０２に対してマスタシリンダ４２側の部分」を「上流部分」と称呼し、第１管路２０１fにおける「第１電磁弁２０２対してマスタシリンダ４２側とは反対側の部分」を「下流部分」と称呼する。更に、第１バイパス管２０３fが、第１電磁弁２０２fを迂回するように第１管路２０１fに接続されている。第１バイパス管２０３fは、逆止弁２０４fを備えており、第１マスタシリンダ室４２fから第１管路２０１fの下流部分への制動液の流れのみを許容するようになっている。

第１配管２１１[f*]の一端が第１管路２０１fの下流部分に接続され、第１配管２１１「f*」の他端がホイールシリンダ４４[f*]に接続されている。第１配管２１１[f*]には、増圧弁２１２[f*]が設けられている。増圧弁２１２[f*]は、常開型の電磁弁である。更に、第２バイパス管２１３[f*]が、増圧弁２１２[f*]を迂回するように第１配管２１１[f*]に接続されている。第２バイパス管２１３[f*]は、逆止弁２１４[f*]を備えており、ホイールシリンダ４４[f*]から第１管路２０１fへの制動液の流れのみを許容するようになっている。

第２配管２１５[f*]の一端が、第１配管２１１[f*]における「増圧弁２１２[f*]とホイールシリンダ４４[f*]との間の部分」に接続され、第２配管２１５[f*]の他端が、バッファリザーバ２５０fに接続されている。第２配管２１５[f*]には、減圧弁２１６[f*]が設けられている。減圧弁２１６[f*]は、常閉（ノーマルクローズ）型の電磁弁である。

更に、第２管路２２１fの一端が第１管路２０１fの下流部分に接続され、第２管路２２１fの他端がバッファリザーバ２５０fに接続されている。第２管路２２１fには、ポンプ２２２fが設けられている。第２管路２２１fにおけるポンプ２２２fの吐出側の部分には、逆止弁２２３fが設けられている。逆止弁２２３fは、ポンプ２２２fから第１管路２０１f側への制動液の流れのみを許容するようになっている。第２管路２２１fにおけるポンプ２２２fの吸引側の部分には、逆止弁２２４f及び２２５fが設けられている。逆止弁２２４f及び２２５fは、第２配管２１５[f*]からポンプ２２２fへ向かう制動液の流れのみを許容するようになっている。

更に、第３管路２２６fの一端が、第１管路２０１fの上流部分に接続され、第３管路２２６fの他端が、第２管路２２１fにおける「逆止弁２２４fと逆止弁２２５fとの間の部分」に接続されている。第３管路２２６fには、常閉型の第２電磁弁２２７fが設けられている。

後輪系統２００rも前輪系統２００fと同様の構成を備える。後輪用の第１管路２０１rが第２マスタシリンダ室４２rに接続されている。第１管路２０１rには、常開型の第１電磁弁２０２rが設けられている。更に、第１バイパス管２０３rが、第１電磁弁２０２rを迂回するように第１管路２０１rに接続されている。第１バイパス管２０３rは、逆止弁２０４rを備えており、第２マスタシリンダ室４２rから第１管路２０１rの下流部分への制動液の流れのみを許容するようになっている。

第１配管２１１[r*]の一端が第１管路２０１rの下流部分に接続され、第１配管２１１[r*]の他端がホイールシリンダ４４[r*]に接続されている。第１配管２１１[r*]には、増圧弁２１２[r*]が設けられている。更に、第２バイパス管２１３[r*]が、増圧弁２１２[r*]を迂回するように第１配管２１１[r*]に接続されている。第２バイパス管２１３[r*]は、逆止弁２１４[r*]を備えており、ホイールシリンダ４４[r*]から第１管路２０１rへの制動液の流れのみを許容するようになっている。

第２配管２１５[r*]の一端が、第１配管２１１[r*]における「増圧弁２１２[r*]とホイールシリンダ４４[r*]との間の部分」に接続され、第２配管２１５[r*]の他端が、バッファリザーバ２５０rに接続されている。第２配管２１５[r*]には、減圧弁２１６[r*]が設けられている。

更に、第２管路２２１rの一端が第１管路２０１rの下流部分に接続され、第２管路２２１rの他端がバッファリザーバ２５０rに接続されている。第２管路２２１rには、ポンプ２２２rが設けられている。第２管路２２１rにおけるポンプ２２２rの吐出側の部分には、逆止弁２２３rが設けられている。逆止弁２２３rは、ポンプ２２２rから第１管路２０１r側への制動液の流れのみを許容するようになっている。第２管路２２１rにおけるポンプ２２２rの吸引側の部分には、逆止弁２２４r及び２２５rが設けられている。逆止弁２２４r及び２２５rは、第２配管２１５[r*]からポンプ２２２rへ向かう制動液の流れのみを許容するようになっている。

更に、第３管路２２６rの一端が、第１管路２０１rの上流部分に接続され、第３管路２２６rの他端が、第２管路２２１rにおける「逆止弁２２４rと逆止弁２２５rとの間の部分」に接続されている。第３管路２２６rには、常閉型の第２電磁弁２２７rが設けられている。

なお、増圧弁２１２[**]及び減圧弁２１６[**]の少なくとも一方は、電磁比例弁であってもよい。電磁比例弁を採用することによって、ホイールシリンダ４４[**]の制動圧が、開位置又は閉位置に対応する値に調整されるだけでなく、それらの間で連続的に調整され得る。

＜ホイールシリンダの制動圧の制御＞
次に、ホイールシリンダ４４[**]の制動圧の制御について説明する。通常時においては、各弁の開閉位置は、図２に示された位置に設定されている。ホイールシリンダ４４[f*]には、第１マスタシリンダ室４２f内の圧力が供給され、ホイールシリンダ４４[r*]には、第２マスタシリンダ室４２r内の圧力が供給される。このように、通常時において、ホイールシリンダ４４[**]の制動圧は、ブレーキペダル４１の踏力に応じて増加又は減少される。

これに対して、トラクション制御（以降で説明するブレーキＬＳＤ制御）時において、制動ＥＣＵ７０は、第１電磁弁２０２f及び２０２rを閉位置に設定するとともに、第２電磁弁２２７f及び２２７rを開位置に設定する。この状態において、制動ＥＣＵ７０は、ポンプ２２２f及び２２２rを駆動する。

このとき、ホイールシリンダ４４[**]の制動圧を増加させる場合には、制動ＥＣＵ７０は、増圧弁２１２[**]を開位置に設定するとともに、減圧弁２１６[**]を閉位置に設定する。
ホイールシリンダ４４[**]の制動圧を保持する場合には、制動ＥＣＵ７０は、増圧弁２１２[**]を閉位置に設定するとともに、減圧弁２１６[**]を閉位置に設定する。
ホイールシリンダ４４[**]の制動圧を減少させる場合には、制動ＥＣＵ７０は、増圧弁２１２[**]を閉位置に設定するとともに、減圧弁２１６[**]を開位置に設定する。
上記の制御によって、ホイールシリンダ４４[**]の制動圧が増圧、保持又は減圧されるようになっている。

＜トラクション制御＞
本実施装置は、車両１０の加速時（車両１０の発進時を含む）に車輪の空転が生じたと判定した場合に、周知のトラクション制御を実施するようになっている。これにより、車輪の空転を抑制して、路面状況に応じた駆動力を確保することができる。なお、「車輪の空転」とは、車輪が路面から浮いた場合、及び、低い路面摩擦係数μを有する路面上で車輪がスリップ状態になる場合、を含む。

トラクション制御としては、（i）駆動装置２０の駆動力を抑える方式、（ii）空転している車輪に対して制動力を加える方式、及び、（iii）これらを組み合わせる方式がある。本実施装置は、上記のトラクション制御の１つとして、空転している車輪に対して制動力を加えることにより、機械的な差動制限装置付終減速機（Limited Slip Differential（ＬＳＤ））相当の機能を実現するようになっている。このようなＬＳＤ効果を出すための制御は「ブレーキＬＳＤ制御」と称呼される。

ブレーキＬＳＤ制御の概要を説明する。制動ＥＣＵ７０は、車輪速度センサ８２からの信号に基いて車輪速度Ｖw[**]を算出する。制動ＥＣＵ７０は、以下の（２）式及び（３）式に従って、前輪側の車輪速度差ΔＶwf及び後輪側の車輪速度差ΔＶwrをそれぞれ演算する。
ΔＶwf ＝ ｜Ｖwfl−Ｖwfr｜ ・・・（２）
ΔＶwr ＝ ｜Ｖwrl−Ｖwrr｜ ・・・（３）

制動ＥＣＵ７０は、前輪側の車輪速度差ΔＶwfが所定の閾値（第１制御開始閾値）以上である場合、左前輪Ｗfl及び右前輪Ｗfrのうちの車輪速度が大きい方の車輪（以下、「前側対象輪」又は「前側空転車輪」と称呼する場合もある。）に対して制動力を付与する。例えば、制動ＥＣＵ７０は、車輪速度差と付与すべき制動力との関係を予め規定したテーブル（マップ）に基いて目標制動力Ｆbfl又はＦbfrを求める。

更に、制動ＥＣＵ７０は、制動力と指示制動圧との関係を予め規定したテーブル（マップ）に基いて、目標制動力Ｆbfl又はＦbfrに対応する指示制動圧を求める。指示制動圧は、ホイールシリンダ４４[f*]の制動圧の目標値である。制動ＥＣＵ７０は、求めた指示制動圧に基いて前輪系統２００fの各構成要素（各種弁及びポンプ）を制御する。

まず、制動ＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ４４[f*]の制動圧が指示制動圧になるようにホイールシリンダ４４[**]の制動圧を増加させる。このとき、ホイールシリンダ４４[f*]の制動圧は、指示制動圧になるように徐々に増加する。制動ＥＣＵ７０は、前輪側の車輪速度差ΔＶwfを所定時間が経過するごとに演算する。前輪側の車輪速度差ΔＶwfが所定の第１閾値Ｔｈ１（第１制御開始閾値未満の値）以下になった場合、制動ＥＣＵ７０は、指示制動圧の値を所定の量だけ下げる。このとき、ホイールシリンダ４４[f*]の制動圧は、指示制動圧になるように徐々に減少する。その後、前輪側の車輪速度差ΔＶwfが所定の第２閾値Ｔｈ２（第１制御開始閾値＞Ｔｈ２＞Ｔｈ１）以上となった場合、制動ＥＣＵ７０は、指示制動圧の値を所定の量だけ上げる。制動ＥＣＵ７０は、このような制動圧の増加及び減少を繰り返し実行することにより、車輪の空転を抑制するようになっている。制動ＥＣＵ７０は、前輪側の車輪速度差ΔＶwfが所定の時間にわたって第１閾値Ｔｈ１以下に維持された場合に、前輪側のブレーキＬＳＤ制御を終了する。即ち、前輪側に付与されていた制動力は「０」へと減少させられる。

制動ＥＣＵ７０は、後輪側の車輪速度差ΔＶwrが所定の閾値（第２制御開始閾値）以上である場合、左後輪Ｗrl及び右後輪Ｗrrのうちの車輪速度が大きい方の車輪（以下、「後側対象輪」又は「後側空転車輪」と称呼する場合もある。）に対して制動力を付与する。なお、第１制御開始閾値及び第２制御開始閾値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。後輪側でのブレーキＬＳＤ制御は前輪側のブレーキＬＳＤ制御と同様であるため、説明を省略する。制動ＥＣＵ７０は、後輪側の車輪速度差ΔＶwrが所定の時間にわたって第１閾値Ｔｈ１以下に維持された場合に、後輪側のブレーキＬＳＤ制御を終了する。即ち、後輪側に付与されていた制動力は「０」へと減少させられる。

＜制動力ピーク同期制御＞
次に、本実施装置の作動について説明する。センターディファレンシャル装置３１がセンターデフロック状態であるときに、前輪（Ｗfl及びＷfr）の一方が空転し、且つ、後輪（Ｗrl及びＷrr）の一方が空転する特定状況を想定する。このような特定状況において、従来装置は、上記のブレーキＬＳＤ制御を前輪（Ｗfl又はＷfr）側と後輪（Ｗrl又はＷrr）側とで独立して実行する。しかし、ブレーキＬＳＤ制御が前輪側と後輪側とで独立して実行される場合、前輪に付与された制動力の波形がピークになるタイミングと後輪に付与された制動力の波形がピークになるタイミングとが大きくずれてしまう。即ち、前輪側の駆動力が最大となるタイミングと後輪側の駆動力が最大となるタイミングとが大きくずれてしまう。従って、従来装置は、車両を発進させるための十分な駆動力を路面に伝えることができない場合がある。

そこで、本実施装置は、センターデフロック状態において前輪側でのブレーキＬＳＤ制御及び後輪側でのブレーキＬＳＤ制御の両方を実行している場合、以下の「制動力ピーク同期制御」を実行する。これにより、前輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力と後輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力とが略同じタイミングでピークになり、車両１０を発進させるための十分な駆動力を路面に伝えることができる。

図３を参照しながら、制動ＥＣＵ７０が実施する「制動力ピーク同期制御」を説明する。センターディファレンシャル装置３１がセンターデフロック状態であるときに、左前輪Ｗflが空転し、且つ、右後輪Ｗrrが空転したと仮定する。

制動ＥＣＵ７０は、時点t1にて、前輪側の車輪速度差ΔＶwfが所定の閾値（第１制御開始閾値）以上になったと判定する。従って、制動ＥＣＵ７０は、左前輪Ｗflに対するブレーキＬＳＤ制御を開始する。図３（ａ）は、時系列で見たときの左前輪Ｗflに対する実制動力（実制動トルク）Ｆbfl_reの変化を表す。

更に、制動ＥＣＵ７０は、時点t1の所定時間後の時点t2にて、後輪側の車輪速度差ΔＶwrが所定の閾値（第２制御開始閾値）以上になったと判定する。従って、制動ＥＣＵ７０は、右後輪Ｗrrに対するブレーキＬＳＤ制御を開始する。図３（ｂ）は、時系列で見たときの右後輪Ｗrrに対する実制動力（実制動トルク）Ｆbrr_reの変化を表す。

前輪側でブレーキＬＳＤ制御が実行されており、且つ、後輪側でブレーキＬＳＤ制御が実行されている状況が生じているので、制動ＥＣＵ７０は、時点t3にて、制動力ピーク同期制御を開始する。まず、制動ＥＣＵ７０は、左前輪Ｗflに対して付与される制動力の目標値である目標制動力Ｆbfl及び右後輪Ｗrrに対して付与される制動力の目標値である目標制動力Ｆbrrのうち、予め決められた方を選択する。本例において、制動ＥＣＵ７０は、右後輪Ｗrrの目標制動力Ｆbrrを選択する。

そして、制動ＥＣＵ７０は、時点t3以降、左前輪Ｗflの目標制動力Ｆbflの代わりとして、右後輪Ｗrrの目標制動力Ｆbrrを使用することを決定する。右後輪Ｗrrに関しては、制動ＥＣＵ７０は、引き続き、右後輪Ｗrrの目標制動力Ｆbrrを使用することを決定する。そして、制動ＥＣＵ７０は、右後輪Ｗrrの目標制動力Ｆbrrに応じた制動力を左前輪Ｗflに付与するように制動装置４０を制御するとともに、右後輪Ｗrrの目標制動力Ｆbrrに応じた制動力を右後輪Ｗrrに付与するように制動装置４０を制御する。

従って、時点t3以降、左前輪Ｗflの実制動力Ｆbfl_reの増減の周期は、右後輪Ｗrrの実制動力Ｆbrr_reの増減の周期と略同じになる。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、時点t4及び時点t5において、実制動力Ｆbfl_reの波形と実制動力Ｆbrr_reの波形とがピークとなる。即ち、時点t4及び時点t5において、前輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力が最大となり、且つ、後輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力が最大となる。従って、本実施装置は、時点t4及び時点t5にて、前輪側の駆動力と後輪側の駆動力とを合わせた全体の駆動力を最大にすることができる。

なお、左前輪Ｗfl及び右後輪Ｗrrに対して同じ目標制動力Ｆbrrを使用した場合でも、前輪系統２００f及び後輪系統２００rの間の管路長の差、並びに、ポンプ２２２f及び２２２rのそれぞれの作動状況等に応じて、実制動力Ｆbfl_reの波形がピークになるタイミングと実制動力Ｆbrr_reの波形がピークになるタイミングとが完全に一致しない場合もある。このような場合でも、実制動力Ｆbfl_reの波形がピークになるタイミングと実制動力Ｆbrr_reの波形がピークになるタイミングとの間の時間差が非常に小さいので、ブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力（前輪側の駆動力と後輪側の駆動力とを合わせた全体の駆動力）が最大値に近い値となる。従って、本実施装置は、車両１０を発進させる十分な駆動力を路面に伝えることができる。

なお、制動ＥＣＵ７０は、前側対象輪に対して反対側の前輪の接地荷重と後側対象輪に対して反対側の後輪の接地荷重とを考慮して、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうちの一方を選択してもよい。制動ＥＣＵ７０は、Ｇセンサ８６からの出力信号に基いてＧセンサ８６の傾きを求め、車両１０が坂路（所定角度以上の坂路）を走行しているか否かを判定してもよい。例えば、車両１０が坂路を登っている場合、後輪側の接地荷重が前輪側の接地荷重に比べて大きいと考えらえる。この場合、制動ＥＣＵ７０は、後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を選択し、選択した目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を用いて前側対象輪の制動力を制御する。一方、車両１０が坂路を下っている場合、前輪側の接地荷重が後輪側の接地荷重に比べて大きいと考えらえる。この場合、制動ＥＣＵ７０は、前輪対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）を選択し、選択した目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）を用いて後側対象輪の制動力を制御する。車両１０が坂路を走行していない場合、上記と同様に、制動ＥＣＵ７０は、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうち、予め決められた方を選択する。なお、制動ＥＣＵ７０は、図示しない勾配センサからの情報及び図示しないナビゲーションシステムからの情報等に基いて車両１０が坂路を走行しているか否かを判定してもよい。

＜具体的作動＞
次に、制動ＥＣＵ７０のＣＰＵ（単に「ＣＰＵ」と称呼する場合がある。）の具体的作動について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図４により示した「制動力ピーク同期制御ルーチン」を実行するようになっている。

所定のタイミングになると、ＣＰＵは、ステップ４００から図４のルーチンを開始してステップ４１０に進み、所定の実行条件が成立しているか否かを判定する。

所定の実行条件は、以下の条件１及び条件２の両方が成立したときに成立する。
（条件１）：ＣＰＵが、前輪（Ｗfl及びＷfr）のうちの何れかに対してブレーキＬＳＤ制御を実行している。
（条件２）：ＣＰＵが、後輪（Ｗrl及びＷrr）のうちの何れかに対してブレーキＬＳＤ制御を実行している。

実行条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対して、実行条件が成立している場合、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４２０に進む。

ＣＰＵは、ステップ４２０にて、上記のように、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうちの一方を選択する。本例において、ＣＰＵは、後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を選択する。

次に、ＣＰＵは、ステップ４３０にて、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）の代わりとして、選択した後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を使用して前側対象輪の制動力を制御する。更に、ＣＰＵは、後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を使用して後側対象輪の制動力を制御する。

ＣＰＵは、ステップ４４０にて、所定の終了条件が成立しているか否かを判定する。所定の終了条件は、例えば、前輪側の車輪速度差ΔＶwf及び後輪側の車輪速度差ΔＶwrの何れかが所定の時間にわたって所定の第１閾値Ｔｈ１以下に維持された場合に成立する。

終了条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ４４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４３０に戻る。

一方、終了条件が成立している場合、ＣＰＵはステップ４４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上の本実施装置は、前輪側でブレーキＬＳＤ制御を実行しており、且つ、後輪側でブレーキＬＳＤ制御を実行しているときに、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうちの一方を選択し、その選択した目標制動力を用いて前側対象輪及び後側対象輪の両方の制動力を制御する。これにより、前側対象輪に対する実制動力の波形と後側対象輪に対する実制動力の波形とが、同じタイミングで或いは非常に小さい時間差でピークになる。即ち、前輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力のピークと後輪側でのブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力のピークとが略一致する。従って、本実施装置は、上記の特定状況において、ブレーキＬＳＤ制御中に得られる駆動力（前輪側の駆動力と後輪側の駆動力とを合わせた全体の駆動力）を最大或いは最大に近い値にして、当該駆動力を路面に伝えることができる。これにより、左右で滑りやすさが異なる路面（例えば、スプリットμ路面）、及び、オフロード路面（例えば、前輪のうちの片輪が浮き、且つ、当該浮いた前輪の対角線上にある後輪が浮くような凹凸を有する路面）での車両１０の走行性能を向上させることが可能となる。特に、本実施装置は、ブレーキＬＳＤ制御の対象となる空転車輪が頻繁に左右で入れ替わるような状況よりも、左右のうちの一方の車輪が継続して空転し続けるような状況に対して、より効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

ＣＰＵは、ステップ４２０にて、車輪速度Ｖwfl、Ｖwfr、Ｖwrl及びＶwrrに基いて路面摩擦係数μを演算してもよい（例えば、特開２００６−０１５９２６号公報参照。）。そして、ＣＰＵは、演算された路面摩擦係数μに基いて前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）及び後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）のうちの一方を選択してもよい。例えば、前輪側の路面の路面摩擦係数μ1が後輪側の路面の路面摩擦係数μ2よりも大きい場合、前輪側の車輪の方が後輪側の車輪に比べて大きい駆動力を発生させることができると考えらえる。従って、ＣＰＵは、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）を選択する。一方、後輪側の路面の路面摩擦係数μ2が前輪側の路面の路面摩擦係数μ1よりも大きい場合、ＣＰＵは、後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）を選択する。

ＣＰＵは、ステップ４３０にて、前側対象輪の目標制動力（Ｆbfl又はＦbfr）の代わりとして、選択した後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）の値に所定の係数を乗じた値を使用して、前側対象輪の制動力を制御してもよい。このとき、ＣＰＵは、接地荷重、路面摩擦係数及び車輪イナーシャ等に基いて、使用される係数を選択してもよい。例えば、車両１０が坂路を登っている場合、後輪側の車輪の接地荷重が前輪側の車輪の接地荷重よりも大きいと考えらえる。この場合、前側対象輪に付与される制動力は、後側対象輪に付与される制動力よりも小さい方が好ましい。従って、ＣＰＵは、選択した後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）の値に第１係数（＜１）を乗じた値を使用して、前側対象輪の制動力を制御してもよい。

一方、前輪側の路面の路面摩擦係数μ1が後輪側の路面の路面摩擦係数μ2よりも大きい場合、前輪側の車輪の方が後輪側の車輪に比べて大きい駆動力を発生させることができると考えらえる。この場合、前側対象輪に付与される制動力は、後側対象輪に付与される制動力よりも大きい方が好ましい。従って、ＣＰＵは、選択した後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）の値に第２係数（＞１）を乗じた値を使用して、前側対象輪の制動力を制御してもよい。

別の例として、前輪側の車輪イナーシャが後輪側の車輪イナーシャよりも小さい場合、前輪の方が制動力を加えたときに止まりやすいと考えらえる。従って、ＣＰＵは、選択した後側対象輪の目標制動力（Ｆbrl又はＦbrr）の値に第１係数（＜１）を乗じた値を使用して、前側対象輪の制動力を制御してもよい。

上記実施形態に係る制御装置は、四輪駆動車両だけでなく、六輪以上の駆動輪を有する車両に適用されてもよい。例えば、前輪、中輪及び後輪から構成される六輪駆動車両の場合、ステップ４１０の実行条件は、以下の条件３に変更される。
（条件３）：ＣＰＵが、前輪、中輪及び後輪のうち２つ以上の箇所でブレーキＬＳＤ制御を実行している。

上記実施形態に係る制御装置は、前輪と後輪との差動が許容されていない以下の（ａ）及び（ｂ）の車両にも適用できる。
（ａ）前輪用回転軸３２及び後輪用回転軸３３が互いに直結されている四輪駆動車両（即ち、センターディファレンシャル装置を備えていない四輪駆動車両）。
（ｂ）デファレンシャル機能を有していないクラッチ装置によって前輪用回転軸３２及び後輪用回転軸３３が連結されている四輪駆動車両。

１０…四輪駆動車両（車両）、２０…駆動装置、３０…駆動力伝達装置、３１…センターディファレンシャル装置、３２…前輪用回転軸、３３…後輪用回転軸、３４…差動制限装置、３５…前輪用ディファレンシャルギア装置、３６Ｌ…左前輪車軸、３６Ｒ…右前輪車軸、３７…後輪用ディファレンシャルギア装置、３８Ｌ…左後輪車軸、３８Ｒ…右後輪車軸、４４…ホールシリンダ、５０…駆動ＥＣＵ、７０…制動ＥＣＵ、Ｗfl…左前輪、Ｗfr…右前輪、Ｗrl…左後輪、Ｗrr…右後輪。

Claims (1)

1. 駆動力を発生する駆動装置と、
   前記駆動力を前輪及び後輪に伝達する駆動力伝達装置であって、前記駆動力を左前輪車軸及び右前輪車軸へ伝達するとともに前記左前輪車軸と前記右前輪車軸との差動を許容する前輪用ディファレンシャルギア装置と、前記駆動力を左後輪車軸及び右後輪車軸へ伝達するとともに前記左後輪車軸と前記右後輪車軸との差動を許容する後輪用ディファレンシャルギア装置と、を含む駆動力伝達装置と、
   左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪のそれぞれに対して独立して制動力を付与することが可能な制動装置と、
   前記左前輪の車輪速度と前記右前輪の車輪速度との差の大きさである前輪側車輪速度差が所定の第１制御開始閾値を超えた場合、前記前輪側車輪速度差が小さくなるように前記左前輪及び前記右前輪のうちの車輪速度が大きい方の前側空転車輪に付与する制動力の目標値である第１目標制動力を前記前輪側車輪速度差に基いて決定し、当該決定した第１目標制動力に応じた制動力を当該前側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御する前輪側ＬＳＤ制御を実行し、且つ、
   前記左後輪の車輪速度と前記右後輪の車輪速度との差の大きさである後輪側車輪速度差が所定の第２制御開始閾値を超えた場合、前記後輪側車輪速度差が小さくなるように前記左後輪及び前記右後輪のうちの車輪速度が大きい方の後側空転車輪に付与する制動力の目標値である第２目標制動力を前記後輪側車輪速度差に基いて決定し、当該決定した第２目標制動力に応じた制動力を当該後側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御する後輪側ＬＳＤ制御を実行する、
   制御部と、
   を備える四輪駆動車両の制御装置において、
   前記制御部は、
   前記前輪と前記後輪との間の差動が制限されている状態において前記前輪側ＬＳＤ制御及び前記後輪側ＬＳＤ制御の両方が実行される状況が生じた場合、前記第１目標制動力及び前記第２目標制動力のうちの一方に基いて、前記前側空転車輪に付与する制動力の目標値である前輪側目標値及び前記後側空転車輪に付与する制動力の目標値である後輪側目標値を決定し、前記前輪側目標値に応じた制動力を前記前側空転車輪に付与するとともに前記後輪側目標値に応じた制動力を前記後側空転車輪に付与するように前記制動装置を制御するように構成された、
   四輪駆動車両の制御装置。
   

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