JP2023157140A - 四輪駆動車 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵装置によって転舵される主駆動輪と、駆動力伝達装置を介して駆動力が伝達される副駆動輪とを備えた四輪駆動車であって、主駆動輪の転舵開始時の転舵の応答性を良好にすることができる四輪駆動車を提供する。【解決手段】四輪駆動車１は、駆動源としてのエンジン１５と、エンジン１５の駆動力によって駆動される主駆動輪としての右前輪１１及び左前輪１２及び副駆動輪としての右後輪１３及び左後輪１４と、右前輪１１及び左前輪１２を転舵させる転舵装置７と、エンジン１５の駆動力の一部を右後輪１３及び左後輪１４に伝達する駆動力伝達装置５と、駆動力伝達装置５を制御する制御装置６とを備える。制御装置６は、四輪駆動車１の車両直進前進時において右前輪１１及び左前輪１２に発生する前後力の大きさがゼロよりも大きい状態が維持されるように、駆動力伝達装置５によって右後輪１３及び左後輪１４に伝達される駆動力を調節する。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動源の駆動力が主駆動輪及び副駆動輪に配分して伝達される四輪駆動車に関する。

従来、転舵装置によって転舵される前輪を主駆動輪とし、後輪を副駆動輪とする四輪駆動車には、副駆動輪に伝達される駆動力を電子制御可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の四輪駆動車は、プロペラシャフトとリヤディファレンシャル装置との間に電子制御カップリングが配置されている。電子制御カップリングは、制御装置から供給される制御電流に応じた駆動力をプロペラシャフトからリヤディファレンシャル装置に伝達する。これにより、駆動源であるエンジンで発生する駆動力を主駆動輪及び副駆動輪に１００：０から５０：５０までの範囲で無段階に配分することが可能である。また、特許文献１に記載の四輪駆動車の制御装置は、旋回性能を向上させるため、前輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度以下である場合には、後輪に分配する駆動力を低下させるよう電子制御カップリングを制御する。

特開２０１４－１１８０７４号公報

上記のように構成された四輪駆動車では、直進状態から旋回状態に移行するとき、前輪である主駆動輪の転舵開始時に転舵の応答性が低い場合があった。本願の発明者らは、この転舵の応答性の低下を主駆動輪及び副駆動輪の駆動力配分の調節によって回避し得るとの知見を得て本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、転舵装置によって転舵される主駆動輪と、駆動力伝達装置を介して駆動力が伝達される副駆動輪とを備えた四輪駆動車であって、主駆動輪の転舵開始時の転舵の応答性を良好にすることができる四輪駆動車を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、駆動源と、前記駆動源の駆動力によって駆動される主駆動輪及び副駆動輪と、前記主駆動輪を転舵させる転舵装置と、前記駆動源の駆動力の一部を前記副駆動輪に伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、車両直進前進時において前記主駆動輪に発生する前後力の大きさがゼロよりも大きい状態が維持されるように、前記駆動力伝達装置によって前記副駆動輪に伝達される駆動力を調節する、四輪駆動車を提供する。

本発明によれば、転舵装置によって転舵される主駆動輪と、駆動力伝達装置を介して駆動力が伝達される副駆動輪とを備えた四輪駆動車において、主駆動輪の転舵開始時の転舵の応答性を良好にすることができる。

本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。 転舵装置の構成例を示す模式図である。 右前輪及びその周辺を車両前後方向の後方側から見た概略構成図である。 右前輪及びその周辺を車両上下方向の上方側から見た概略構成図である。 インナボールジョイント、タイロッド、及びアウタボールジョイントを示す構成図である。 ハウジングに対するラックシャフトの中立位置から左右方向へのストローク位置とラックシャフトに発生する軸力との関係の一例を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、四輪駆動車の直進前進時において、右前輪及び左前輪に発生する前後力の向きと、この前後力によってラックシャフトに発生する軸力の向きとの関係を示す模式図である。 右前輪及び左前輪のスリップ率と前後摩擦係数との関係の一例を示すグラフである。 右前輪及び左前輪の前後力Ｆの正負、及び右前輪及び左前輪の平均回転速度と右後輪及び左後輪の平均回転速度との差である前後輪回転速差ΔＮの正負と、制御装置が行う制御との関係を示す表である。 制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車１の構成例を示す概略図である。四輪駆動車１は、主駆動輪としての右前輪１１及び左前輪１２ならびに副駆動輪としての右後輪１３及び左後輪１４と、駆動源としてのエンジン１５と、エンジン１５の出力軸の回転を変速するトランスミッション１６と、トランスミッション１６で変速されたエンジン１５の駆動力を右前輪１１及び左前輪１２ならびに右後輪１３及び左後輪１４に伝達する駆動力伝達系１０と、を備えている。右前輪１１及び左前輪１２ならびに右後輪１３及び左後輪１４は、エンジン１５の駆動力によって駆動される。なお、駆動源としては、例えば電動モータを用いてもよく、エンジンと電動モータとを組み合わせた所謂ハイブリッドシステムにより駆動源を構成してもよい。

駆動力伝達系１０は、前輪側の左右のドライブシャフト２１，２２と、後輪側の左右のドライブシャフト２３，２４と、フロントディファレンシャル３と、リヤディファレンシャル４と、車両前後方向に駆動力を伝達するプロペラシャフト２５と、フロントディファレンシャル３とプロペラシャフト２５との間に配置されたギヤ機構２６と、エンジン１５の駆動力の一部を右後輪１３及び左後輪１４に伝達する駆動力伝達装置５と、駆動力伝達装置５とリヤディファレンシャル４との間に配置されたピニオンギヤシャフト２７と、駆動力伝達装置５を制御する制御装置６とを備えている。駆動力伝達装置５は、プロペラシャフト２５とリヤディファレンシャル４との間に配置されており、制御装置６から供給される制御電流に応じた大きさの駆動力を右後輪１３及び左後輪１４側に伝達する。

また、四輪駆動車１は、右前輪１１及び左前輪１２を転舵させる転舵装置７を備えている。本実施の形態では、運転者によるステアリングホイール１７の操舵操作に応じて右前輪１１及び左前輪１２が転舵される場合について説明するが、これに限らず、四輪駆動車１が、一部又は全部の運転操作が自動で行われる自動運転車であってもよい。また、転舵装置７がステアバイワイヤ式のものであってもよい。

フロントディファレンシャル３は、トランスミッション１６の出力ギヤ１６０に噛み合わされたリングギヤ３０と、リングギヤ３０が固定されたフロントデフケース３１と、フロントデフケース３１と一体に回転するピニオンシャフト３２と、ピニオンシャフト３２に軸支された一対のピニオンギヤ３３，３３と、一対のピニオンギヤ３３，３３にギヤ軸を直交させて噛合する第１及び第２のサイドギヤ３４，３５とを有し、右前輪１１及び左前輪１２に駆動力を配分する。第１及び第２のサイドギヤ３４，３５には、それぞれ前輪側の左右のドライブシャフト２１，２２が相対回転不能に連結されている。

トランスミッション１６で変速されたエンジン１５の駆動力は、トランスミッション１６の出力ギヤ１６０からフロントディファレンシャル３のリングギヤ３０を経てフロントデフケース３１に伝達され、フロントデフケース３１からギヤ機構２６を介してプロペラシャフト２５に伝達される。ギヤ機構２６は、例えばハイポイドギヤ対であり、フロントデフケース３１と一体に回転するリングギヤ２６１とプロペラシャフト２５の一端部に連結されたピニオンギヤ２６２とを噛み合わせてなる。プロペラシャフト２５の他端部は、例えば図略の十字継手を介して駆動力伝達装置５に連結されている。

駆動力伝達装置５は、プロペラシャフト２５からの駆動力が入力される有底円筒状のハウジング５１と、ハウジング５１と同軸上で相対回転可能に支持されたインナシャフト５２と、ハウジング５１とインナシャフト５２との間に配置された複数のクラッチプレートからなる多板クラッチ５３と、多板クラッチ５３を押圧する押圧力を発生するカム機構５４と、カム機構５４を作動させる作動力を伝達する電磁クラッチ５５と、制御装置６から制御電流が供給される電磁コイル５６とを備えている。

電磁コイル５６に通電されると、発生する磁力によって電磁クラッチ５５が締結状態となり、電磁クラッチ５５によってハウジング５１のトルクの一部がカム機構５４のパイロットカム５４１に伝達される。カム機構５４は、所定角度範囲で相対回転可能なパイロットカム５４１及びメインカム５４２と、パイロットカム５４１とメインカム５４２との間で転動可能な複数のカムボール５４３とを備えている。パイロットカム５４１及びメインカム５４２には、カムボール５４３が転動するカム溝がそれぞれの周方向に対して傾斜して形成されている。

メインカム５４２は、インナシャフト５２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能である。電磁クラッチ５５によって伝達されるトルクによってパイロットカム５４１がメインカム５４２に対して相対回転すると、カムボール５４３がカム溝を転動し、メインカム５４２がパイロットカム５４１から離間する。これにより、多板クラッチ５３が押圧されてクラッチプレート同士が摩擦接触し、ハウジング５１とインナシャフト５２との間で駆動力が伝達される。多板クラッチ５３によって伝達される駆動力は、電磁コイル５６に供給される制御電流の大きさに応じて変化する。制御装置６は、電磁コイル５６に供給する制御電流の大きさを変えることで、右後輪１３及び左後輪１４に伝達される駆動力を増減させることができる。

例えば四輪駆動車１の直進走行時において、クラッチプレート同士の相対回転が発生しない程度に多板クラッチ５３が押圧された場合には、前後輪駆動力配分比が５０：５０となる。また、多板クラッチ５３が押圧されず、駆動力伝達装置５によって伝達される駆動力がゼロである場合には、前後輪駆動力配分比が１００（前輪）：０（後輪）となる。

駆動力伝達装置５のインナシャフト５２には、ピニオンギヤシャフト２７が相対回転不能に連結されている。ピニオンギヤシャフト２７は、一端部にギヤ部２７１を有し、このギヤ部２７１がリヤディファレンシャル４のリングギヤ４０に噛み合っている。

リヤディファレンシャル４は、リングギヤ４０と、リングギヤ４０が固定されたリヤデフケース４１と、リヤデフケース４１と一体に回転するピニオンシャフト４２と、ピニオンシャフト４２に軸支された一対のピニオンギヤ４３，４３と、一対のピニオンギヤ４３，４３にギヤ軸を直交させて噛合する第１及び第２のサイドギヤ４４，４５とを有している。リヤディファレンシャル４は、リングギヤ４０から入力された駆動力を右後輪１３及び左後輪１４に配分する。第１及び第２のサイドギヤ４４，４５には、それぞれ後輪側の左右のドライブシャフト２３，２４が相対回転不能に連結されている。

図２は、転舵装置７の構成例を示す模式図である。図２では、転舵装置７を車両前方から見た状態を示しており、図２の左側が車両右側に、また図２の右側が車両左側に、それぞれ相当する。

転舵装置７は、ステアリングホイール１７の操舵操作に応じて回転するステアリングシャフト７１と、ステアリングシャフト７１の回転に伴う軸方向への移動によって転舵輪である右前輪１１及び左前輪１２を転舵させるラックシャフト７２と、ラックシャフト７２を収容するハウジング７３と、ラックシャフト７２の両端部にそれぞれ取り付けられたインナボールジョイント７４と、インナボールジョイント７４を介して一端部がラックシャフト７２に連結されたタイロッド７５と、タイロッド７５の他端部に取り付けられたアウタボールジョイント７６と、タイロッド７５の一部を覆うように配置された蛇腹構造のベローズ７７と、ステアリングホイール１７の操舵操作を補助する操舵補助装置７８とを備えている。

ステアリングシャフト７１は、ステアリングホイール１７が一端部に固定されたコラムシャフト７１１と、ラックシャフト７２のラック歯７２ａに噛み合うピニオン歯７１３ａを有するピニオンシャフト７１３と、コラムシャフト７１１とピニオンシャフト７１３との間に介在する中間シャフト７１２とを有している。コラムシャフト７１１は、操舵トルクによって捩じれるトーションバー７１１ａを有している。

操舵補助装置７８は、トーションバー７１１ａの捩じれ量によってステアリングホイール１７に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ７８１と、電動モータ７８２と、ウォームギヤ機構７８３と、電動モータ７８２を制御するコントローラ７８４とを有している。ウォームギヤ機構７８３は、電動モータ７８２によって駆動されるウォーム７８３ａと、ウォーム７８３ａに噛み合うウォームホイール７８３ｂとを有している。ウォームギヤ機構７８３は、電動モータ７８２のトルクを減速によって増幅した操舵補助力をウォームホイール７８３ｂからステアリングシャフト７１に伝達する。

図３は、右前輪１１及びその周辺を車両前後方向の後方側から見た概略構成図である。図４は、右前輪１１及びその周辺を車両上下方向の上方側から見た概略構成図である。右前輪１１は、金属製のホイール１１１と、ホイール１１１の外周に装着されたタイヤ１１２とを有している。ホイール１１１とドライブシャフト２１との間には、ハブユニット８１が介在して配置されている。

ハブユニット８１は、ホイール１１１及びブレーキディスク８２が取り付けられるフランジ部８１０を有するハブ輪８１１と、ハブ輪８１１の外周に配置された円筒状の外輪８１２とを有している。また、ハブ輪８１１には、ドライブシャフト２１の端部に設けられた等速ジョイント２１１のアウタレース２１２が相対回転不能に取り付けられている。なお、図３及び図４では、ブレーキディスク８２に摩擦力を発生させて右前輪１１を制動するディスクブレーキ装置の図示を省略している。

ハブユニット８１の外輪８１２は、サスペンション装置９に支持されたナックル８３に固定されている。ナックル８３は、ハブユニット８１の外輪８１２を囲む円環状の本体部８３１と、本体部８３１の上端部から斜め上方に延びる第１アーム８３２と、本体部８３１から車両前後方向の後方側に延びる第２アーム８３３とを有している。本体部８３１の下端部は、ロアアーム８４とナックルジョイント８５によって連結されている。

サスペンション装置９は、ショックアブソーバ９１と、ショックアブソーバ９１を覆う蛇腹状のブーツ９２と、ブーツ９２の外周に配置されたコイルスプリング９３と、車体９０に取り付けられたアッパサポート９４とを有している。ショックアブソーバ９１は、ストラットロッド９１１及びシリンダ９１２を有している。図３では、ブーツ９２の内側に配置されたストラットロッド９１１を破線で示している。ストラットロッド９１１の上端部は、アッパサポート９４に支持されている。

ストラットロッド９１１の上端部における関節点９０１と、ナックルジョイント８５の関節点９０２とを結ぶ直線は、キングピン軸９００であり、ステアリングホイール１７が操舵操作された際には、このキングピン軸９００を回転軸線としてナックル８３がハブユニット８１及びホイール１１１と共に回転する。

ナックル８３の第２アーム８３３の先端部には、アウタボールジョイント７６を介してタイロッド７５が連結されている。ラックシャフト７２がハウジング７３に対して軸方向に移動すると、ナックル８３の第２アーム８３３がタイロッド７５によって押され、もしくは引っ張られ、ナックル８３がハブユニット８１及びホイール１１１と共にキングピン軸９００を回転軸線として回転し、右前輪１１の転舵がなされる。なお、左前輪１２の周辺部も、上記と同様に構成されている。

図５は、インナボールジョイント７４、タイロッド７５、及びアウタボールジョイント７６を示す構成図である。インナボールジョイント７４は、ラックシャフト７２の端部に連結されるソケット７４１と、ソケット７４１に収容されたカップ状の樹脂シート７４２と、ソケット７４１及び樹脂シート７４２に対して揺動可能なボールスタッド７４３とを備えている。ソケット７４１は、ラックシャフト７２に螺合する雄ねじ部７４１ａを有している。ボールスタッド７４３は、球状の球頭部７４３ａと、この球頭部７４３ａと一体に形成されたスタッド部７４３ｂとを有している。球頭部７４３ａは、樹脂シート７４２に覆われており、スタッド部７４３ｂは、ソケット７４１から突出している。

タイロッド７５は、ボールスタッド７４３のスタッド部７４３ｂと一体の第１ロッド部７５１と、第１ロッド部７５１に設けられた雄ねじ７５１ａが螺合する雌ねじ孔７５２ａを有する第２ロッド部７５２と、第１ロッド部７５１の雄ねじ７５１ａに螺合するナット７５３とを有している。雌ねじ孔７５２ａに対する雄ねじ７５１ａのねじ込み量は、第１ロッド部７５１と第２ロッド部７５２との相対回転によって可変であり、ナット７５３によって固定されている。雌ねじ孔７５２ａに対する雄ねじ７５１ａのねじ込み量を調節することにより、転舵輪である右前輪１１及び左前輪１２のトーイン角を調節することができる。

アウタボールジョイント７６は、有底円筒状のソケット７６１と、このソケット７６１内に収容された樹脂シート７６２と、ソケット７６１及び樹脂シート７６２によって揺動可能に支持されたボールスタッド７６３と、ソケット７６１とボールスタッド７６３との間を覆うカバー７６４とを備えている。ソケット７６１には、第２ロッド部７５２の雄ねじ７５２ｂが螺合する雌ねじ孔７６１ａが形成されている。ボールスタッド７６３は、球状の球頭部７６３ａと、この球頭部７６３ａと一体に形成されたスタッド部７６３ｂとを有し、ソケット７６１に対して回転可能及び揺動可能である。スタッド部７６３ｂは、ナックル８３の第２アーム８３３の先端部に固定される。

図５に拡大して示すように、インナボールジョイント７４の樹脂シート７４２とボールスタッド７４３の球頭部７４３ａとの間にはグリス７４０が介在している。また、アウタボールジョイント７６の樹脂シート７６２とボールスタッド７６３の球頭部７６３ａとの間にも、同様にグリス７６０が介在している。これらのグリス７４０，７６０により、インナボールジョイント７４の樹脂シート７４２とボールスタッド７４３の球頭部７４３ａとの摺動、及びアウタボールジョイント７６の樹脂シート７６２とボールスタッド７６３の球頭部７６３ａとの摺動が円滑化されている。

しかし、これらのグリス７４０，７６０は、インナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６におけるガタ（隙間）の発生原因ともなり、操舵操作の転舵開始時における転舵の応答性を低下させる要因となる。また、この応答性の低下により、運転者がステアリングホイール１７の操舵操作を開始したときに、運転者に操舵反力の不連続感を与えてしまうおそれもある。

図６は、ハウジング７３に対するラックシャフト７２の中立位置から左右方向へのストローク位置とラックシャフト７２に発生する軸力との関係の一例を示すグラフである。このグラフに示すように、インナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタが詰まるまではラックシャフト７２の軸力が増大せず、インナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタが詰まって樹脂シート７４２，７６２が変形し始めるとラックシャフト７２の軸力がゆるやかに増大し、樹脂シート７４２，７６２の変形量が大きくなるにつれて徐々にラックシャフト７２の軸力が高い割合で増大するようになる。図６では、インナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタの範囲を両矢印Ａで示している。

図７（ａ）及び（ｂ）は、四輪駆動車１の直進前進時において、右前輪１１及び左前輪１２に発生する前後力の向きと、この前後力によってラックシャフト７２に発生する軸力の向きとの関係を示す模式図である。図７（ａ）では、右前輪１１及び左前輪１２に加速方向の前後力が発生している状態を示し、図７（ｂ）では、右前輪１１及び左前輪１２に減速方向の前後力が発生している状態を示している。ここで、前後力とは、路面とタイヤとの間で発生する加減速方向の摩擦力、つまり制駆動力のことをいう。

四輪駆動車１の直進前進時において、右前輪１１及び左前輪１２に加速方向の前後力が発生しているときには、図７（ａ）に矢印Ｄ_１１,Ｄ_１２,Ｄ_２１,Ｄ_２２で示す方向にインナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタ詰めがなされる。また、右前輪１１及び左前輪１２に減速方向の前後力が発生しているときには、図７（ｂ）に矢印Ｄ_３１,Ｄ_３２,Ｄ_４１,Ｄ_４２で示す方向にインナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタ詰めがなされる。右前輪１１及び左前輪１２の前後力の向きが反転する際には、図７（ａ）に示す状態と図７（ｂ）に示す状態とが切り替わる。

図７（ａ）に示す状態と図７（ｂ）に示す状態との間の状態、つまりエンジン１５から右前輪１１及び左前輪１２に伝達されるトルクと右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力とが釣り合い、右前輪１１及び左前輪１２の前後力がゼロ付近である状態では、インナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタ詰めがなされない。この状態でラックシャフト７２が移動を開始したときには、まずインナボールジョイント７４及びアウタボールジョイント７６のガタ詰めがなされてからナックル８３がキングピン軸９００を中心として回転し始めるので、右前輪１１及び左前輪１２の転舵の応答性が低下してしまう。

そこで、本実施の形態では、この転舵の応答性の低下を右前輪１１及び左前輪１２ならびに右後輪１３及び左後輪１４への駆動力配分の調節によって抑制する。具体的には、車両直進前進時において右前輪１１及び左前輪１２に発生する前後力の大きさがゼロよりも大きい状態が維持されるように、制御装置６が駆動力伝達装置５によって右後輪１３及び左後輪１４に伝達される駆動力を調節する。

なお、四輪駆動車１の直進前進時における右前輪１１及び左前輪１２の前後力は、例えば右前輪１１及び左前輪１２の荷重及びスリップ率に基づき、例えばマップを参照して求めることができる。図８は、右前輪１１及び左前輪１２のスリップ率と前後摩擦係数との関係の一例を示すグラフである。このグラフでは、乾燥した舗装路などの高μ路の走行時、濡れた状態の舗装路などの中μ路の走行時、及び凍結路等の低μ路の走行時について、スリップ率と前後摩擦係数との関係を示している。右前輪１１及び左前輪１２の前後力は、図８に示すグラフの特性がマップ値として記憶されたマップを参照して得られる前後摩擦係数に右前輪１１及び左前輪１２の荷重を乗じて求めることができる。また、右前輪１１及び左前輪１２の前後力を例えば歪ゲージによって検出してもよく、あるいは前後方向の加速度を検出する加速度センサの検出値に基づく演算によって右前輪１１及び左前輪１２の前後力を求めてもよい。

図９は、右前輪１１及び左前輪１２の前後力Ｆの正負、及び右前輪１１及び左前輪１２の平均回転速度と右後輪１３及び左後輪１４の平均回転速度との差である前後輪回転速差ΔＮの正負と、制御装置６が行う制御との関係を示す表である。ここでは、右前輪１１及び左前輪１２の前後力が加速方向である場合を前後力Ｆの正（Ｆ＞０）とし、減速方向である場合を前後力Ｆの負（Ｆ＜０）としている。また、前後輪回転速差については、右前輪１１及び左前輪１２の平均回転速度が右後輪１３及び左後輪１４の平均回転速度よりも高い場合を正（ΔＮ＞０）とし、この逆の場合を負（ΔＮ＜０）としている。また、図９に示す各変数を次のように定義する。

Ｔｅ：エンジン１５が発生するトルクをトランスミッション１６の変速比やトランスミッション１６の出力ギヤ１６０とリングギヤ３０とのギヤ比に基づいて前輪側のドライブシャフト２１，２２のトルクに換算したエンジントルクの大きさ
Ｔｆ：ドライブシャフト２１，２２に伝達されるエンジン１５のトルクの大きさ
Ｔｒ：駆動力伝達装置５を経て右後輪１３及び左後輪１４側に伝達されるトルクの大きさをギヤ機構２６のギヤ比に基づいて前輪側のドライブシャフト２１，２２のトルク値に換算した換算値
Ｔｄｉｓ：右前輪１１及び左前輪１２の転がり抵抗や路面抵抗などに起因する右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力（外乱トルク）の大きさ

ここで、Ｔｅは、例えばエンジン１５を制御するエンジンコントローラからの情報により取得することができる。Ｔｒは、駆動力伝達装置５の電磁コイル５６に供給する制御電流によって求めることができる。Ｔｆは、Ｔｆ＝Ｔｅ－Ｔｒの演算式により求めることができる。また、回転抵抗力の大きさ（Ｔｄｉｓ）は、車速や荷重、及び路面の状態などに応じて変化する値であり、例えば実験やシミュレーションによって得られた結果をマップ情報として記録したマップを参照して推定することができる。

図９に示すように、制御装置６は、前後力Ｆが正で前後輪回転速差ΔＮが正のとき、Ｔｅ－Ｔｄｉｓ＞Ｔｒとなるように、換言すればＴｆ＞Ｔｄｉｓとなるように、駆動力伝達装置５を制御する。これにより、前後力Ｆが正で前後輪回転速差ΔＮが正のときには、エンジン１５から右前輪１１及び左前輪１２に伝達される伝達トルクが右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力よりも大きい状態が維持される。すなわち、四輪駆動車１の状態が図７（ａ）に示す状態に維持される。

また、制御装置６は、前後力Ｆが負で前後輪回転速差ΔＮも負のときには、Ｔｅ－Ｔｄｉｓ＜Ｔｒとなるように、換言すればＴｆ＜Ｔｄｉｓとなるように、駆動力伝達装置５を制御する。これにより、エンジン１５から右前輪１１及び左前輪１２に伝達される伝達トルクが、右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力よりも小さい状態が維持される。すなわち、四輪駆動車１の状態が図７（ｂ）に示す状態に維持される。

また、制御装置６は、前後力Ｆが正で前後輪回転速差ΔＮが負のとき、及び前後力Ｆが負で前後輪回転速差ΔＮが正のときには、通常制御をおこなう。この通常制御は、例えば前後輪回転速差ΔＮの絶対値が大きいほど駆動力伝達装置５によって伝達される駆動力を大きくする制御や、運転者によるアクセルペダル１８の踏み込み量が大きいほど駆動力伝達装置５によって伝達される駆動力を大きくする制御である。

図１０は、四輪駆動車１の前進走行時に制御装置６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御装置６は、このフローチャートに示す処理を所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに実行する。

このフローチャートに示す処理において、制御装置６はまず、ステアリングホイール１７の操舵角の絶対値が所定の閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１）。このステップＳ１における閾値は、四輪駆動車１が実質的に直進状態であるときに限りステップＳ１の判定がＹｅｓとなる値である。この判定の結果がＹｅｓである場合、制御装置６は、右前輪１１及び左前輪１２の前後力Ｆを演算し（ステップＳ２）、右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力Ｔｄｉｓを演算する（ステップＳ３）。

次に、制御装置６は、右前輪１１及び左前輪１２の前後力Ｆが正か否かを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果がＹｅｓである場合、制御装置６は、前後輪回転速差ΔＮが正か否かを判定し（ステップＳ５）、この判定の結果がＹｅｓであればＴｅ－Ｔｄｉｓ＞Ｔｒとなるように駆動力伝達装置５を制御する（ステップＳ６）。また、制御装置６は、ステップＳ４の判定の結果がＮｏである場合、前後輪回転速差ΔＮが負であるか否かを判定し（ステップＳ７）、この判定の結果がＹｅｓであればＴｅ－Ｔｄｉｓ＜Ｔｒとなるように駆動力伝達装置５を制御する（ステップＳ８）。また、制御装置６は、ステップＳ１、Ｓ５、及びＳ７の何れかの判定の結果がＮｏであれば、上記の通常制御を行う（ステップＳ９）。

このように、制御装置６は、四輪駆動車１の直進前進時に、右前輪１１及び左前輪１２の前後力及び回転抵抗力の大きさを推定し、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が加速方向（Ｆ＞０）であり、かつ右前輪１１及び左前輪１２の回転速度が右後輪１３及び左後輪１４の回転速度よりも高いとき（ΔＮ＞０）、エンジン１５から右前輪１１及び左前輪１２に伝達される伝達トルクが右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力の大きさの推定値よりも大きい状態が維持されるように、駆動力伝達装置５によって伝達される駆動力を調節する。

また、制御装置６は、四輪駆動車１の直進前進時に、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が減速方向（Ｆ＜０）であり、かつ右前輪１１及び左前輪１２の回転速度が右後輪１３及び左後輪１４の回転速度よりも低いとき（ΔＮ＜０）、エンジン１５から右前輪１１及び左前輪１２に伝達される伝達トルクが右前輪１１及び左前輪１２の回転抵抗力の大きさの推定値を超えない状態が維持されるように、駆動力伝達装置５によって伝達される駆動力を調節する。

以上説明した本実施の形態によれば、四輪駆動車１の直進前進時に図７（ａ）に示す状態もしくは図７（ａ）に示す状態が維持されるようになり、右前輪１１及び左前輪１２の転舵開始時の転舵の応答性を良好にすることができる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。またさらに、例えば下記のように変形して実施することも可能である。

上記の実施の形態では、四輪駆動車１の直進前進時に、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が加速方向（Ｆ＞０）であり、かつ右前輪１１及び左前輪１２の回転速度が右後輪１３及び左後輪１４の回転速度よりも高いとき（ΔＮ＞０）、ステップＳ６の処理を実行し、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が減速方向（Ｆ＜０）であり、かつ右前輪１１及び左前輪１２の回転速度が右後輪１３及び左後輪１４の回転速度よりも低いとき（ΔＮ＜０）、ステップＳ８の処理を実行する場合について説明したが、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が加速方向である場合に前後輪回転速差ΔＮにかかわらずステップＳ６の処理を実行してもよく、右前輪１１及び左前輪１２に発生している前後力の方向が減速方向である場合に前後輪回転速差ΔＮにかかわらずステップＳ８の処理を実行してもよい。すなわち、図１０に示すフローチャートのステップＳ５及びＳ７の判定を省略してもよい。

また、四輪駆動車１の構成は、図１に例示したものに限らず、適宜変形することが可能である。例えば、駆動力伝達装置５をリヤディファレンシャル４と右後輪１３又は左後輪１４との間に配置してもよい。

１…四輪駆動車 １１…右前輪（主駆動輪）
１２…左前輪（主駆動輪） １３…右後輪（副駆動輪）
１４…左後輪（副駆動輪） １５…エンジン（駆動源）
５…駆動力伝達装置 ６…制御装置
７…転舵装置

Claims (4)

1. 駆動源と、前記駆動源の駆動力によって駆動される主駆動輪及び副駆動輪と、前記主駆動輪を転舵させる転舵装置と、前記駆動源の駆動力の一部を前記副駆動輪に伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、車両直進前進時において前記主駆動輪に発生する前後力の大きさがゼロよりも大きい状態が維持されるように、前記駆動力伝達装置によって前記副駆動輪に伝達される駆動力を調節する、
   四輪駆動車。
2. 前記制御装置は、
   車両直進前進時に前記主駆動輪の前後力及び回転抵抗力の大きさを推定し、
   前記主駆動輪に発生している前後力の方向が加速方向であるとき、前記駆動源から前記主駆動輪に伝達される伝達トルクが前記回転抵抗力の大きさの推定値よりも大きい状態が維持されるように前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節し、
   前記主駆動輪に発生している前後力の方向が減速方向であるとき、前記駆動源から前記主駆動輪に伝達される伝達トルクが前記回転抵抗力の大きさの推定値を超えない状態が維持されるように前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節する、
   請求項１に記載の四輪駆動車。
3. 前記制御装置は、
   車両直進前進時に前記主駆動輪の前後力及び回転抵抗力の大きさを推定し、
   前記主駆動輪に発生している前後力の方向が加速方向であり、かつ前記主駆動輪の回転速度が前記副駆動輪の回転速度よりも高いとき、前記駆動源から前記主駆動輪に伝達される伝達トルクが前記回転抵抗力の大きさの推定値よりも大きい状態が維持されるように前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節する、
   請求項１に記載の四輪駆動車。
4. 前記制御装置は、
   車両直進前進時に前記主駆動輪の前後力及び回転抵抗力の大きさを推定し、
   前記主駆動輪に発生している前後力の方向が減速方向であり、かつ前記主駆動輪の回転速度が前記副駆動輪の回転速度よりも低いとき、前記駆動源から前記主駆動輪に伝達される伝達トルクが前記回転抵抗力の大きさの推定値を超えない状態が維持されるように前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節する、
   請求項１に記載の四輪駆動車。

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