JP2720698B2

JP2720698B2 - 差動調整式前後輪トルク配分制御装置

Info

Publication number: JP2720698B2
Application number: JP9473692A
Authority: JP
Inventors: 政義伊藤; 喜一山田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-03-20
Filing date: 1992-03-20
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH05262157A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４輪駆動自動車におけ
る前後輪トルク配分制御装置に関し、特に、前輪側と後
輪側との間の差動状態を調整することで前輪及び後輪へ
のトルク配分を制御する、差動調整式前後輪トルク配分
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前輪側に伝達されるエンジンからのトル
ク（駆動トルク又は駆動力ともいう）と、後輪側に伝達
されるトルクの比を運転状態に応じて制御するように構
成された自動車の動力伝達装置が種々知られている。例
えば、所謂フルタイム４輪駆動の自動車において、エン
ジンからのトルクを前輪側と後輪側とに適当に配分する
ためにセンタディファレンシャルと、このセンタディフ
ァレンシャルでの差動を制限するビスカスカップリング
等の差動制限機構とを設け、この差動制限機構を調整す
ることで、トルクの比を運転状態に応じて制御すること
が考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような各差動制限機構では、その差動制御特性が物性な
どによって定まっており、積極的に差動制御を行なうも
のでなく、必ずしも常に適切にトルク配分制御を行なえ
るようにはなっていない。そこで、図３，４に示すよう
な差動調整式前後輪トルク配分制御装置が考えられた。

【０００４】なお、図３はその装置の制御系の詳細を示
すブロック図、図４はその装置をそなえた自動車の駆動
系の全体構成を示す模式的な車両平面図である。図４に
示すように、エンジン２の出力がトルクコンバータ４及
び自動変速機６を介して出力軸８に伝達され、さらに、
中間ギア１０を介してセンタディファレンシャル（以
下、センタデフと略す）１２に伝達される。

【０００５】このセンタデフ１２の出力は、一方におい
て減速歯車機構１９，前輪用の差動歯車装置（フロント
デフ）１４を介して車軸１７Ｌ，１７Ｒから左右の前輪
１６、１８に伝達され、他方においてベベルギヤ機構１
５，プロペラシャフト２０及びベベルギヤ機構２１，後
輪用の差動歯車装置２２を介して車軸２５Ｌ，２５Ｒか
ら左右の後輪２４、２６に伝達される。

【０００６】センタデフ１２は、ここでは遊星歯車式の
ものであり、プラネタリキャリアにエンジンからの出力
を入力され、サンギアから前輪駆動系へ出力され、リン
グギアから後輪駆動系へ出力される。また、センタデフ
１２には、その前輪側出力部と後輪側出力部との差動を
制限することにより前輪と後輪とのエンジンの出力トル
クの配分を変更しうる差動制限機構としての油圧多板ク
ラッチ２８が付設されている。

【０００７】したがって、センタデフ１２は、油圧多板
クラッチ２８を完全フリーの状態からロックさせた状態
まで適宜制御することにより、前輪側及び後輪側へ伝達
されるトルクを、前輪：後輪が約３２：６８程度から前
後車輪の接地荷重に応じた比率（例えば６０：４０）の
間で制御することができるようになっている。完全フリ
ー状態での前輪：後輪の値：約３２：６８は、遊星歯車
の前輪側及び後輪側の入力歯車の歯数比等の設定により
規定でき、ここでは、油圧多板クラッチ２８の油圧室内
の圧力がゼロで完全フリーの状態のときには約３２：６
８となるように設定されている。

【０００８】また、この完全フリー状態での比（例えば
約３２：６８）は、前輪系と後輪系との負荷バランス等
によって変化するが通常はこのような値となる。また、
油圧室内の圧力が設定圧（例えば約９ｋｇ／ｃｍ²）と
されて油圧多板クラッチ２８がロック状態にあって、差
動制限が実質的にゼロとなると、前輪と後輪とのトルク
配分は、前後車輪の接地荷重に応じた比率（例えば６
０：４０）となる。

【０００９】なお、符号３０はステアリングホイール３
２の中立位置からの回転角度、即ちハンドル角（操舵
角）θを検出するハンドル角センサ（操舵角センサ）３
４ａ，３４ｂは、それぞれ車体の前部および後部に作用
する横方向の加速度Ｇyf，Ｇyrを検出する横加速度セン
サであり、この例では、２つの検出データＧyf，Ｇyrを
平均して横加速度データとしているが、車体の重心部付
近に横加速度センサ３４を１つだけ設けて、この検出値
を横加速度データとしてもよい。

【００１０】３６は車体に作用する前後方向の加速度Ｇ
x を検出する前後加速度センサ、３８はエンジン２のス
ロットル開度θｔを検出するスロットルポジションセン
サ、３９はエンジン２のエンジンキースイッチ、４０、
４２、４６、４４はそれぞれ左前輪１６、右前輪１８、
左後輪２４、右後輪２６の回転速度を検出する車輪速セ
ンサであり、これらスイッチ及び各センサの出力はコン
トローラ４８に入力されている。

【００１１】符号５０はアンチロックブレーキ装置であ
り、このアンチロックブレーキ装置５０はブレーキスイ
ッチ５０Ａと連動して作動する。つまり、ブレーキペダ
ル５１の踏込時にブレーキスイッチ５０Ａがオンとなる
と、これに連動してアンチロックブレーキの作動信号が
出力されて、アンチロックブレーキ装置５０が作動す
る。また、アンチロックブレーキの作動信号が出力され
るときには同時にその状態を示す信号がコントローラ４
８に入力されるように構成されている。また、５２はコ
ントローラ４８の制御信号に基づき点灯する表示灯であ
る。

【００１２】なお、コントローラ４８は、図示しないが
後述する制御に必要なＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インタ
フェイス等を備えている。符号５４は油圧源、５６は同
油圧源５４と油圧多板クラッチ２８の油圧室との間に介
装されてコントローラ４８からの制御信号により制御さ
れる圧力制御弁系（以下、圧力制御弁と略す）である。

【００１３】また、この自動車には自動変速機６がそな
えられており、符合１６０は自動変速機のシフトレバー
１６０Ａの選択シフトレンジを検出するシフトレバー位
置センサ（シフトレンジ検出手段）であり、この検出情
報もコントローラ４８に送られる。さらに、エンジン回
転数センサ（エンジン回転速度センサ）１７０で検出さ
れたエンジン回転数Ｎｅやトランスミッション回転数セ
ンサ（トランスミッション回転速度センサ）１８０で検
出されたトランスミッション回転数Ｎt もコントローラ
４８に送られる。

【００１４】なお、さらにセンサとして、クラッチ２８
のピストンに加わる油圧を検出する油圧センサ３０４が
所定の箇所に設けられている。次に、油圧多板クラッチ
２８によりセンタデフ１２の差動制限の制御（駆動力配
分制御）にかかるコントローラの構成要素を、図３のブ
ロック図を参照して説明する。この制御では、各センサ
（車輪速センサ４０，４２，４４，４６，操舵角センサ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，横加速度センサ３４，前後加
速度センサ３６，スロットルポジションセンサ３８，エ
ンジン回転数センサ１７０，トランスミッション回転数
センサ１８０，シフトポジションセンサ１６０等）から
の検出情報に基づいて、油圧多板クラッチ２８のクラッ
チトルクを設定し、目標のクラッチトルクを得られるよ
うに油圧多板クラッチ２８の差動油圧を制御するように
なっている。

【００１５】なお、データのうちＡＢＳ情報，車輪速，
舵角，変速段，ＡＢＳのコントロールユニットとエンジ
ンの制御ユニットとの総合通信（ＳＣＩ通信：ＳＣＩ=S
erial Communication Interface ）等のデータは、デジ
タル入力され、前後加速度,横加速度, アクセル開度，
多板クラッチへの油圧制御，４ＷＤコントロールユニッ
ト制御，後輪用の差動歯車装置（リヤデフ）２２の電磁
クラッチへの電流等に関してはアナログ入力される。

【００１６】そして、油圧多板クラッチ２８のクラッチ
トルクには、前輪側と後輪側との差動状態に着目して
理想の差動状態となるように制御を行なうための差動対
応クラッチトルクＴＶ（又はＴ_V），車両にはたらく
前後加速度（車体加速度）に対応して制御を行なうため
の前後加速度対応クラッチトルクＴＸ（又はＴx ），
急発進時などに前後輪直結四輪駆動状態として大きな路
面伝達トルクを得られるようにエンジン出力トルクに比
例して設定されるエンジントルク比例クラッチトルクＴ
Ａ（又はＴa ）と、さらに、湿式多板クラッチのクラ
ッチ部分を保護するための保護制御用クラッチトルクＴ
pcとの４つのトルク値から最大値を選択するようになっ
ている。

【００１７】以下、これらの各クラッチトルクＴv ，Ｔ
x ，Ｔa ，Ｔpcの設定について、図３を参照して説明す
る。差動対応クラッチトルクＴv は、旋回時に運転者の
意志に沿うように車両を挙動させるようにするクラッチ
トルクであり、車体の姿勢制御を行なうには後輪を駆動
ベースとして後輪からスリップするように設定するのが
効果的であるため、差動対応クラッチトルクＴv は、こ
のような状態を実現するように設定されるようになって
いる。

【００１８】このため、差動対応クラッチトルクＴv の
設定にかかる部分（前後輪回転速度差比例算出手段２０
１）は、図３に示すように、前後輪実回転速度差検出部
２００と、前後輪理想回転速度差設定部２１０と、前後
輪実回転速度差ΔＶｃｄと前後輪理想回転速度差ΔＶｈ
ｃとからクラッチトルクＴv ′を設定する差動対応クラ
ッチトルク設定部２２０と、このクラッチトルクＴv ′
を横加速度補正する補正部２４６とから構成されてい
る。

【００１９】前後輪実回転速度差検出部２００は、外乱
等により発生するデータの微振動成分を取り除くための
フィルタ２０２ａ〜２０２ｄと、前輪車輪回転速度デー
タ算出部２０４ａと、後輪車輪回転速度データ算出部２
０４ｂと、前後輪実回転速度差算出部２０６とをそなえ
て構成されている。前輪車輪回転速度データ算出部２０
４ａでは、前輪の回転速度データ信号ＦＬ，ＦＲから求
まる前輪の各車輪速を平均化して前輪回転速度Ｖｆを得
て、後輪車輪回転速度データ算出部２０４ｂでは、後輪
の回転速度データ信号ＲＬ，ＲＲから求まる後輪の各車
輪速を平均化することで後輪回転速度Ｖｒを得るように
なっている。

【００２０】前後輪実回転速度差算出部２０６では、後
輪回転速度Ｖｒから前輪回転速度Ｖｆを減じることで前
後輪の実回転速度差（センタデフにおける回転差）］Δ
Ｖcdを算出する。前後輪理想回転速度差設定部２１０
は、操舵角データ検出手段としての運転者要求操舵角演
算部（擬似操舵角演算部）２１２と、車体速データ検出
手段としての運転者要求車体速演算部（推定車体速演算
部又は擬似車体速演算部）２１６と、理想作動状態設定
部としての理想回転速度差設定部２１８とをそなえて構
成されている。

【００２１】そして、理想回転速度差設定部２１８で
は、運転者要求操舵角演算部２１２で算出された運転者
要求操舵角δref と、推定車体速演算部２１６で算出さ
れた推定車体速Ｖref とから、理想回転速度差ΔＶhcを
設定する。つまり、車速に関しては、低車速時には、旋
回時の前後輪の軌道半径の差（所謂内輪差）の影響が大
きく、後輪の回転速度Ｖｒは前輪の回転速度Ｖｆよりも
小さいが、高車速になるにしたがって、後輪の回転速度
Ｖｒが前輪の回転速度Ｖｆに対して大きくなるようにす
ることで、高速時には後輪がスリップしやすいようにし
ている。これにより、高速時ほど要求される車体の姿勢
の応答性を確保している。また、操舵角に関しては、操
舵角が大きいほど前後輪に要求される回転差も大きくな
るので、操舵角データδref の大きさ｜δref ｜が大き
いほどΔＶhcの値も大きくなる。

【００２２】上述のようにして、前後輪実回転速度差検
出部２００で検出された前後輪実回転速度差ΔＶcdと、
前後輪理想回転速度差設定部２１０で設定された前後輪
理想回転速度差ΔＶhcとは、減算器２２２で減算（ΔＶ
cd−ΔＶhc）されて、得られた差ΔＶc （＝ΔＶcd−Δ
Ｖhc）と、前後輪理想回転速度差ΔＶhcとが、差動対応
クラッチトルク設定部２２０にデータとして入力される
ようになっている。

【００２３】差動対応クラッチトルク設定部２２０は、
前後輪実回転速度差ΔＶcdと前後輪理想回転速度差ΔＶ
hcとの差ΔＶc （＝ΔＶcd−ΔＶhc）に対応して、クラ
ッチトルクＴv ′を設定するが、前後輪理想回転速度差
ΔＶhcの正負によって場合分けして、クラッチトルクＴ
v ′を設定している。（ｉ) ΔＶhc≧０のときは、前輪よりも後輪の方の速度
を速くしたいのであり、以下の〜のようにクラッチ
トルクＴv ′を設定する。

【００２４】ΔＶcd≧ΔＶhcならば、後輪が過回転し
てスリップしているので、後輪寄りに大きく配分された
エンジントルクの一部を前輪側へ移すようにして後輪の
スリップを抑制したい。そこで、クラッチトルクＴv ′
が差ΔＶc （ΔＶcd−ΔＶhc）の大きさに比例して高ま
るように、Ｔv ′＝ａ×（ΔＶcd−ΔＶhc）＝ａ×ΔＶc ・・・（１．３）と設定する（ただし、ａは比例定数）。

【００２５】ΔＶhc＞ΔＶcd＞０ならば、前輪がスリ
ップしているにもかかわらず実回転速度は前輪よりも後
輪の方が高いので、もしもこの時クラッチトルクＴv ′
を高めると前輪側へ配分されるエンジントルクが増加し
て前輪のスリップが促進されてしまうことになる。この
ため、差動制限をフリーにして、前輪側へ配分されるエ
ンジントルクを低減したい。そこで、この場合には、ク
ラッチトルクＴv ′を０に設定して、いわゆる不感帯領
域を設定する。

【００２６】０≧ΔＶcdならば、前輪がスリップして
いるので、前輪側へのエンジントルクの配分を減少させ
て前輪のスリップを低減したい。そこで、クラッチトル
クＴv ′がΔＶcdの大きさに比例して高まるように、Ｔv ′＝−ａ×ΔＶcd＝−ａ×（ΔＶc ＋ΔＶhc）・・・（１．４）と設定する（ただし、ａは比例定数）。

【００２７】このようなＴv ′とΔＶc との関係をマッ
プ化して、このマップによって、差ΔＶc と前後輪理想
回転速度差ΔＶh c とから差動対応クラッチトルクＴv
を求めることができる。なお、ΔＶhc＝０の時にはΔＶ
hc＞ΔＶcd＞０の不感帯領域はなくなる。 ( ii) ΔＶhc＜０のときは、後輪よりも前輪の方の速度
を速くしたいのであり、以下の〜のようにクラッチ
トルクＴv ′を設定する。

【００２８】ΔＶcd≧０ならば、後輪が過回転してス
リップしているので、後輪寄りに大きく配分されたエン
ジントルクの一部を前輪側へ移すようにして後輪のスリ
ップを抑制したい。そこで、クラッチトルクＴv ′がΔ
Ｖcdの大きさに比例して高まるように、Ｔv ′= ａ×ΔＶcd= ａ×( ΔＶc ＋ΔＶhc) ・・・（１．５）と設定する（ただし、ａは比例定数）。

【００２９】０＞ΔＶcd＞ΔＶhcならば、後輪がスリ
ップしているにもかかわらず実回転速度は前輪よりも後
輪の方が高いので、もしもこの時クラッチトルクＴv ′
を高めると後輪側へ配分されるエンジントルクが増加し
て後輪のスリップが促進されてしまうことになる。この
ため、差動制限をフリーにして、後輪側へ配分されるエ
ンジントルクを低減したい。そこで、この場合には、ク
ラッチトルクＴv ′を０に設定して、所謂不感帯領域を
設定する。

【００３０】ΔＶhc≧ΔＶcdならば、前輪がスリップ
しているので、前輪側へのエンジントルクの配分を減少
させて前輪のスリップを低減したい。そこで、クラッチ
トルクＴv ′がΔＶc （ΔＶcd−ΔＶhc）の大きさに比
例して高まるように、Ｔv ′＝−ａ×（ΔＶcd−ΔＶhc）＝−ａ×ΔＶc ・・・（１．６）と設定する（ただし、ａは比例定数）。

【００３１】このようなＴv ′とΔＶc との関係をマッ
プ化してこのマップによって、差ΔＶc と前後輪理想回
転速度差ΔＶh c とから差動対応クラッチトルクＴv を
求めることができる。このようにして、差動対応クラッ
チトルク設定部２２０で、マップを参照してΔＶc とΔ
Ｖhcとから求められた差動対応クラッチトルクＴv ′
は、横加速度補正されるようになっている。

【００３２】補正部２４６では、差動対応クラッチトル
クＴv ′に横Ｇゲインｋ₁を乗算することで横加速度補
正を施して、差動対応クラッチトルクＴv を得るように
なっているが、この横Ｇゲインｋ₁は以下のように設定
される。つまり、横加速度センサ３４からの検出データ
Ｇy が、フィルタ２４２を通じて外乱等により発生する
データの微振動成分を取り除かれた後、横Ｇゲイン設定
部２４４に送られるようになっている。この横Ｇゲイン
設定部２４４では、図３の設定部２４４のブロック内に
示すマップにしたがって横加速度データＧy から横Ｇゲ
インｋ₁を設定する。

【００３３】この横Ｇゲインｋ₁は、路面の摩擦係数μ
の状態を制御に反映させようとするもので、横加速度Ｇ
y が大きくなるほど路面μが大きいものと判断でき、路
面μが大きいほど、エンジントルクの配分を後輪主体と
して車体の回頭性を優先できるようにしたい。そこで、
路面μの大きさ（したがって、横加速度Ｇy の大きさ）
が大きくなると、横Ｇゲインｋ₁を減少させて、設定ク
ラッチトルクＴv を減少させる補正を行なうようになっ
ている。なお、路面μが大きい場合でも、車体の回頭性
を特別優先させないならば、この横Ｇゲインｋ₁による
補正を省略することも考えられる。

【００３４】前後加速度対応クラッチトルクＴx は、上
記の前後輪差動対応クラッチトルク制御において、低μ
路（路面摩擦係数μの低い路）の走行時等により、４輪
全てがスリップして、制御のハンチングが発生するおそ
がある際に、この前後加速度対応クラッチトルクＴx が
さようすることにより、車両の強アンダーステア化を防
止して車両がスムースな旋回動作を行なえるようにする
ためのクラッチトルクであり、車両にはたらく前後加速
度Ｇx に対応して制御を行なうようになっている。

【００３５】この前後加速度対応クラッチトルクＴx の
設定は、前後加速度対応クラッチトルク設定手段２５４
で行なわれ、前後加速度センサ３６からの検出データＧ
x が、フィルタ２５２を通じて外乱等により発生するデ
ータの微振動成分を取り除かれた後、クラッチトルク設
定手段２５４に送られるようになっている。前後加速度
対応クラッチトルク設定手段２５４では、例えばマップ
（図３中のブロック２５４内のマップ参照）に基づいて
前後加速度データＧx から前後加速度対応クラッチトル
クＴx ′を求める。このように設定された前後加速度対
応クラッチトルクＴx ′は、横加速度対応補正部２５６
で補正を施される。補正部２５６では、前述の補正部２
４６と同様な補正であり、前後加速度対応クラッチトル
クＴx ′に横Ｇゲインｋ₁を掛けることで横加速度補正
を施して、前後加速度対応クラッチトルクＴx を得るよ
うになっているが、この横Ｇゲインｋ₁は前述してお
り、そのねらいも前述と同様に路面の摩擦係数μの状態
を制御に反映させようとするものなのでここでは説明を
省略する。

【００３６】このようにして補正された前後加速度対応
クラッチトルクＴx は、スイッチ２５８ａの入切に応じ
てデータ出力される。このスイッチ２５８ａは、判断手
段２５８からの信号により、前輪車輪速Ｖｆが車体速Ｖ
ref よりも大きいとき、つまり、前輪がスリップしてい
る時（フロントスリップ時）にＯＮとなり、他の場合に
は、ＯＦＦとなる。

【００３７】これは、前述したように、前後加速度対応
クラッチトルク制御が、４輪スリップ時の差動対応クラ
ッチトルク制御のハンチング現象を防止するものであ
り、フロントスリップを検出することで４輪スリップを
判定している。したがって、フロントスリップ時だけ設
定された前後加速度対応クラッチトルクＴx が出力さ
れ、他の場合には、出力されない（この場合には、Ｔx
＝０とされ、以下、一般に、スイッチが切れてクラッチ
トルクが出力されないときには、クラッチトルクの値は
０とされる）。

【００３８】エンジントルク比例クラッチトルクＴa
は、停止状態からの急発進時などに伝達トルクが大きく
なることが予想される場合に、後輪の初期スリップを防
ぐことができるように、予め直結４輪駆動状態に設定す
るための設定トルクである。そこで、このエンジントル
ク比例クラッチトルクＴa を設定する部分（エンジント
ルク比例クラッチトルク設定手段）２６０は、図３の左
下部分に示すように、ある瞬間のエンジントルクＴｅを
検出するエンジントルク検出部２６４と、その時のトル
コントルク比ｔを検出するトルコントルク比検出部２６
６と、その時のトランスミッションの減速比ρm を検出
するトランスミッションの減速比検出部２７６と、エン
ジントルクＴｅと比例関係に設定されたマップに基づい
てエンジントルクＴｅからエンジントルク比例トルクＴ
a ′を得るエンジントルク比例トルク設定部２６８と、
このエンジントルク比例トルクＴa ′に上述のトルコン
トルク比ｔ，トランスミッションの減速比ρm ，終減速
ρ₁及び回転差ゲインｋ₂を乗算して、エンジントルク
比例クラッチトルクＴa を得るエンジントルク比例クラ
ッチトルク演算部２７０と、設定されたエンジントルク
比例クラッチトルクＴa を低速時（例えばＶref ＜２０
km／ｈ）のみデータとして出力するスイッチ２７４ａと
から構成されている。

【００３９】エンジントルク検出部２６４では、スロッ
トルポジションセンサ３８から送られてフィルタ２６２
ａを通じて外乱等により発生するデータの微振動成分を
取り除かれたスロットル開度データθthと、エンジン回
転数センサ１７０から送られてフィルタ２６２ｂを通じ
て外乱等により発生するデータの微振動成分を取り除か
れたエンジン回転数データＮｅとから、エンジントルク
マップを通じてその時のエンジントルクＴｅを求めるよ
うになっている。

【００４０】トルコントルク比検出部２６６では、エン
ジン回転数センサ１７０から送られてフィルタ２６２ｂ
を通じて外乱成分を取り除かれたエンジン回転数データ
Ｎｅと、トランスミッション回転数センサ１８０から送
られてフィルタ２６２ｃを通じて外乱成分を取り除かれ
たトランスミッション回転数データＮｔとから、トラン
スミッショントルク比マップを通じて、その時のトラン
スミッショントルク比ｔを求めるようになっている。

【００４１】トランスミッションの減速比検出部２７６
では、シフトレバー位置センサ１６０からの選択シフト
段情報から、図３のブロック２７６内に示すようなシフ
ト段−減速比対応マップを参照してトランスミッション
の減速比ρm を求めるようになっている。エンジントル
ク比例トルク設定部２６８の設定に用いるマップ（図３
のブロック２６８内参照）では、エンジントルクＴｅと
エンジントルク比例トルクＴa ′とが、サンギヤ及びリ
ングギヤの各歯数Ｚｓ，Ｚｒ，前輪分担荷重Ｗｆ及び車
重Ｗａ等の既知の定数から決定する比例定数に従う直線
関係となっている。

【００４２】エンジントルク比例クラッチトルク演算部
２７０では、上述のようにして決定したエンジントルク
比例トルクＴa ′と、トルコントルク比ｔ，トランスミ
ッションの減速比ρm ，終減速ρ₁及び回転差ゲインｋ
₂とから演算が行なわれるが、回転差ゲインｋ₂は回転
差ゲイン設定部２７５で以下のように設定される。つま
り、回転差ゲインｋ₂は、タイトコーナブレーキ現象を
回避しようとするもので、理想回転速度差設定部２１８
で設定された理想回転速度差ΔＶhcから図ししないマッ
プに従って決定される。

【００４３】そして、理想回転速度差ΔＶhcが大きくな
るのに従って回転差ゲインｋ₂が直線的に小さくなり、
この回転差ゲインｋ₂を乗算視て補正することにより、
旋回時等に理想回転速度差ΔＶhcが大きくなった場合
に、急発進性能よりも旋回性能（タイトコーナブレーキ
現象を防止できるような性能）を優先させるように、エ
ンジントルク比例クラッチトルクＴa が小さくされるの
である。

【００４４】さらに、スイッチ２７４ａは、判断手段２
７４からの信号により、低車速時（この例ではＶref ＜
２０km／ｈ）にはＯＮとなって、エンジントルク比例ク
ラッチトルクＴa をデータとして出力できるようにする
が、車速がこれ以上大きくなる（Ｖref ≧２０km／ｈ）
とＯＦＦとなって、エンジントルク比例クラッチトルク
Ｔa のデータとして出力を停止する。これは、エンジン
トルク比例制御は、ある程度の速度での旋回時にタイト
コーナブレーキング現象を発生させたり、スリップ許容
が必要な場面で他の制御速を排除する場合があり、これ
らを回避するのに、低車速時のみにこのエンジントルク
比例制御を行なうという条件を設けているのである。

【００４５】つぎに、湿式多板クラッチ２８のクラッチ
部分を保護するための保護制御用クラッチトルクＴpcの
設定について説明すると、このクラッチトルクＴpcの設
定は保護制御部２３０で行なわれるようになっている。
つまり、湿式多板クラッチ２８では、一般に、クラッチ
板間の差回転が大きくなると、クラッチフェイシングの
焼き付きや摩耗量増大等の損傷を招く畏れがあり、当然
ながら差回転が大きくこの状態の継続時間が大きいほど
損傷を招き易い。一方、このような状態を回避してクラ
ッチ２８を保護するには、クラッチフリーにすること
（クラッチ板間の接続を解除すること）が考えられる
が、クラッチ２８の接続状態からフリーへの切り換えを
瞬時に行なうと、車両の姿勢が急変する畏れがある。そ
こで、これらの現象をいずれも回避できるように、保護
制御部２３０により、保護制御用クラッチトルクＴpcが
設定されるのである。

【００４６】保護制御部２３０では、前後輪実回転速度
差算出部２０６で算出された前後輪実回転速度差Ｖcdを
受けて、この前後輪実回転速度差Ｖcdが基準値（この例
では、８．６km／ｈ）よりも大きい状態が基準時間（こ
の例では、１秒間）以上継続すると、所定のパターンで
保護制御用クラッチトルクＴpcを設定するようになって
いる。

【００４７】つまり、上述の検知条件が成立すると、保
護制御用クラッチトルクＴpcを、まず短時間（この例で
は１秒間）だけ上限値に設定し、この後、徐々に０へと
減少（自然解除）させていく。この例では、減少時のＴ
pcと時間ttとの関係は、次式のようになっている。Ｔpc＝４０−１４tt ・・・（４．１）また、上述の検知条件が成立しない場合には、保護制御
用クラッチトルクＴpcの値は０に設定される。

【００４８】上述の差動対応クラッチトルクＴv ，前後
加速度対応クラッチトルクＴx ，エンジントルク比例ク
ラッチトルクＴa ，保護制御用クラッチトルクＴpcの各
クラッチトルクは、適当なタイミングで繰り返される各
制御サイクルごとに、それぞれ設定され、このように設
定された各クラッチトルクＴv ，Ｔx ，Ｔa ，Ｔpcは、
最大値選択部２８０に送られる。

【００４９】この最大値選択部２８０では、各制御サイ
クルごとに、クラッチトルクＴv ，Ｔx ，Ｔa ，Ｔpcの
中から最大のもの（このクラッチトルクをＴc とする）
を選択する。ただし、スイッチ２５８ａ又は２７４ａが
ＯＦＦの場合には、クラッチトルクＴx 又はＴa が送ら
れないので、最大値選択部２８０では、送られたクラッ
チトルクの中から最大値を選択するようになっている。

【００５０】このようにして選択されたクラッチトルク
Ｔc はトルク−圧力変換部２８２に送られて、ここで、
設定されたクラッチトルクＴc が得られるようなクラッ
チ制御圧力Ｐc が設定されるようになっている。ここで
は、マップ（図３中のブロック２８２内参照）によっ
て、クラッチトルクＴc からクラッチ制御圧力Ｐc を得
ているが、一般に、クラッチトルクＴc とクラッチ制御
圧力Ｐc とは比例関係にあるためマップも図示するよう
な線形のものになっている。

【００５１】さらに、このように変化されたクラッチ制
御圧力Ｐc には、予圧付与手段としての加減算器２８４
において、遠心圧補正と、予圧補正とが施されるように
なっている。遠心圧補正は、クラッチ制御圧力Ｐc か
ら、遠心補正圧設定部２８６で設定された遠心補正圧Ｐ
v を減算することで行なわれるが、遠心補正圧設定部２
８６では、図３のブロック２８６内に示すようなマップ
によって、２０４ａで算出された前輪車速Ｖｆから求め
る。これは、ピストン室は前輪側軸と同期して回転する
ので、遠心油圧は、前輪車速Ｖｆに対応して生じるため
であり、遠心補正圧Ｐvは、前輪車速Ｖｆの２乗に比例
するように設定される。

【００５２】予圧補正は、クラッチ制御圧力Ｐc に、初
期係合圧設定部（予圧設定部）２８８で設定された初期
係合圧（イニシャル圧）をＰi 予圧として加算する補正
である。この予圧補正の目的は、クラッチ２８の各クラ
ッチ板間を引きづりトルクの出ない程度のぎりぎりの接
触状態（極めてわずかに接触している状態）に保って、
制御応答を高めようとするものである。

【００５３】ところが、クラッチのクラッチ板間のクリ
アランスは、部品誤差や組み立て誤差等によって、製造
段階から各製品ごとにばらつきが生じる上に、同一の製
品でも経年変化していく。特に、クラッチ板のリターン
スプリングは一般に強いものが設置されているので、各
部の誤差や経年変化がクラッチ板間のクリアランス状態
に与える影響が大きい。

【００５４】このため、適当なタイミングでクラッチ板
間のクリアランス状態を検知しながら、常に、クラッチ
板間をぎりぎりの接触状態に保つようにする必要があ
る。そこで、予圧設定部２８８では、どの程度の予圧が
必要であるかを適当な時間間隔で試行（ここでは、学習
という）して、イニシャル圧Ｐi を設定するようにして
いる。

【００５５】こうして、有効油圧であるクラッチ制御圧
力Ｐc に、遠心補正圧Ｐv を減算することで遠心圧補正
を施され、イニシャル圧（予圧）Ｐi を加算されること
で予圧付与補正を施された油室供給レベルの制御圧力Ｐ
cd（＝Ｐc −Ｐv ＋Ｐi ）は、ピークホルドフィルタ２
９０に取り込まれるようになっている。このピークホル
ドフィルタ２９０は、油圧の急変により制御にハンチン
グが起こらないように、油圧の過度な急変を防止する一
種のリミッタであり、油圧の立上がりに対しては、ある
程度高い限界速度（例えば３１．４ｋｇ/ cm²／ｓ）を
設定し、油圧の立下下がりに対しては、やや低い限界速
度（例えば１５．７ｋｇ/ cm²／ｓ）を設定している。

【００５６】そして、油圧変化の速度がこのような限界
を超えるような制御圧力Ｐcdが送られたら、この限界値
に応じた制御圧に留めるようにする。さらに、フィルタ
２９０を通過した制御圧力Ｐcd′は、スイッチ２９２
ａ，２９４ａを経て、デューティ設定部２９５に送られ
る。なお、スイッチ２９２ａは、判断手段２９２からの
信号によって、ＡＢＳ制御（アンチロックブレーキ制
御）が行なわれていれば（ＯＮ状態ならば）ＯＦＦとさ
れ、ＡＢＳ制御が行なわれていなければＯＮとされる。
つまり、ＡＢＳ制御が行なわれていないことを条件に、
制御圧力Ｐcd′の信号が送られるようになっている。こ
れは、ＡＢＳ制御時にはＡＢＳを確実に作用させる必要
があり、この時前後輪のトルク配分状態を制御するの
は、ＡＢＳ制御に干渉したりして好ましくないためであ
る。

【００５７】また、スイッチ２９４ａは、判断手段２９
４からの信号によって、デューティソレノイドバルブを
保護するための制御スイッチであり、低速時で且つ設定
されたクラッチトルクＴc が小さい場合には、デューテ
ィを０にしてしまおうとするものである。低速条件とし
ては、例えばＶref ≦５km／h であること、クラッチト
ルクＴc の条件としては、例えばＴc ≦１ｋｇfmである
こと、などと規定できる。そして、この２つの条件が揃
ったら、スイッチ２９４ａがＯＦＦにされて、制御圧力
Ｐcd′の信号は送られないようになっている。

【００５８】デューティ設定部２９５は、圧力フィード
バック補正部２９６と、圧力−デューティ変換部２９８
とをそなえている。圧力フィードバック補正部２９６
は、ピストンに作用している実際の圧力を検出する圧力
センサ３０４からの検出情報を受けて、制御圧力Ｐcd′
の信号を補正するものであり、油圧回路の特性を補正す
るためのものである。なお、圧力センサ３０４から圧力
フィードバック補正部２９６へ送られる信号は、フィル
タ３０６で外乱等による雑音成分を除去される。

【００５９】圧力−デューティ変換部２９８は、圧力フ
ィードバック補正部２９６でフィードバック補正された
制御圧力Ｐに対応する(Duty)を設定するもので、図３の
クラッチ圧力−デューティ変換部２９８のブロック内に
示すマップのように、デューティは予圧状態から最大圧
状態まで圧力Ｐに対して直線的に増加する。このような
対応関係から、制御圧力Ｐに相当するデューティが設定
される。

【００６０】制御実行部として機能する油圧回路３００
では、このように設定されたデューティに応じて、デュ
ーティソレノイド３０２が作動して、センタデフの油圧
多板クラッチ２８を制御するようになっている。一方、
このようなセンタデフ制御と並行して、前後輪へのトル
ク配分状態が、運転席のインストルメントパネルのメー
タクラスタ内に表示されるようになっている。

【００６１】つまり、メータクラスタ内には、前輪（又
は後輪）へのトルク配分状態をグラフィック表示（又は
メータ表示）するようなトルク配分表示部３１２が設け
られており、トルク推定手段３１０により、推定された
配分トルクの大きさに応じて、トルク配分状態が表示さ
れるようになっている。このように、トルク推定手段３
１０によってトルク配分状態を推定するのは、トルク配
分状態を実測するのが困難なためである。

【００６２】上述のように構成されるので、まず、差動
対応クラッチトルクＴv の設定により、適宜後輪を駆動
ベースとして後輪からスリップするように設定しながら
車体の姿勢制御を適切に調整できるようになり、旋回時
に運転者の意志に沿うように車両を挙動させることがで
きるようになるのである。また、前後加速度対応クラッ
チトルクＴx により、フロントスリップ時のような加速
時には、直結４ＷＤと同等なトルク配分としながら、そ
れ以上のトルクは、ベース配分比（後輪寄りに配分する
ようになり、強アンダー化が防止されて、スムースな旋
回が行なえるようになる。

【００６３】また、エンジントルク比例クラッチトルク
Ｔa によって、発進時や低速からの急加速時などのとき
に、適宜直結４ＷＤ状態とされて、高いトルクを路面に
伝達できるようになって、発進時や急加速時におけるタ
イヤのスリップが防止され、走行性能が向上するととも
に、駆動系の耐久性向上にも寄与する。さらに、保護制
御用クラッチトルクＴpcによって、クラッチ板が保護さ
れて、装置の耐久性向上に寄与するとともに、車両のス
ピンの防止にも役立つ効果がある。

【００６４】ところが、上述のように、前後加速度対応
クラッチトルク（車体加速度対応クラッチトルク）Ｔx
，差動対応クラッチトルク（前後回転差対応クラッチ
トルク）Ｔv ，エンジントルク比例クラッチトルクＴa
の３要素により決定されるトルクをさらに横Ｇとハンド
ル角と車体速で調整して決定しているが、入力３つと要
因３つとの各定数や特性マップを設定する際には、多量
の試験を必要として、さらに、複雑な解釈が必要とな
る。

【００６５】また、上述のように、前後加速度対応クラ
ッチトルクＴx ，差動対応クラッチトルクＴv ，エンジ
ントルク比例クラッチトルクＴa のうちの最大値を採用
することは、必ずしも適切な制御状態が実現するとは限
らず、この最大値の選択がより効果的に働く場合もある
が、偶然的に何らかの意識しない要因でトルクの大きさ
が設定されてしまうおそれがある。

【００６６】そこで、各制御要素を関連させながらより
きめ細かくしかもより確かな制御を行なうことが課題と
なっている。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、常に適切に前後のトルク配分制御を行なえるよう
にした、差動調整式前後輪トルク配分制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００６７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の差動
調整式前後輪トルク配分制御装置は、車両における前輪
側駆動軸と後輪側駆動軸との差動を許容するとともにこ
れらの前輪側駆動軸及び後輪側駆動軸にエンジンからの
トルクを配分するセンタディファレンシャルと、このセ
ンタディファレンシャルの差動を制限する差動制限機構
と、この差動制限機構を制御する制御手段とをそなえ、
上記制御手段が、車体加速度に応じた制御量要素を設定
する車体加速度対応制御量要素設定手段と、前後輪差回
転に応じた制御量要素を設定する前後輪差回転対応制御
量要素設定手段と、上記エンジンの出力に応じた制御量
要素を設定するエンジン出力対応制御量要素設定手段と
をそなえるとともに、上記車両の走行モードに応じて上
記各制御量要素を重みづけする重みづけ手段と、上記車
両の走行状態データや走行環境データからファジー理論
に基づいて上記各走行モードの適合度を算出する適合度
算出手段と、上記重みづけ手段で重みづけされた各制御
量要素を上記各走行モード毎に統合した上で上記適合度
の大きさに応じて加重平均して上記差動制限機構の制御
量を設定する制御量設定手段とをそなえていることを特
徴としている。

【００６８】上記車両の走行状態データや走行環境デー
タとしては、例えば、車体速度と、操舵角と、車体に作
用する横加速度と、車両の走行する路面の勾配と、車両
の４輪のスリップ状態とを設定することができる。

【００６９】

【作用】上述の本発明の差動調整式前後輪トルク配分制
御装置では、センタディファレンシャルが、車両の前輪
側駆動軸と後輪側駆動軸との差動を許容するとともにこ
れらの前輪側駆動軸及び後輪側駆動軸にエンジンからの
トルクを配分する。このとき、差動制限機構が、上記セ
ンタディファレンシャルの差動を制限することで上記ト
ルク配分状態を調整しうる。この差動制限機構は、制御
手段により制御されるが、制御手段では、車体加速度対
応制御量要素設定手段で車体加速度に応じた制御量要素
を設定し、前後輪差回転対応制御量要素設定手段で前後
輪差回転に応じた制御量要素を設定し、エンジン出力対
応制御量要素設定手段でエンジン出力に応じた制御量要
素を設定する。そして、重みづけ手段で、車両の走行モ
ードに応じて上記各制御量要素を重みづけして、適合度
算出手段で、例えば車体速度や操舵角や車体に作用する
横加速度や車両の走行する路面の勾配や車両の４輪のス
リップ状態などの、車両の走行状態データや走行環境デ
ータから、ファジー理論に基づいて上記各走行モードの
適合度を算出する。さらに、制御量設定手段で、上記重
みづけ手段で重みづけされた各制御量要素を上記各走行
モード毎に統合した上で上記適合度の大きさに応じて加
重平均して上記差動制限機構の制御量を設定する。制御
手段は、こうして設定された制御量に応じて、上記差動
制限機構を制御する。

【００７０】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の差動調整式前後輪トルク配分制御装置について説明す
ると、図１はその制御内容を説明する図、図２はその装
置の制御系の概要を示す模式的なブロック図である。

【００７１】この差動調整式前後輪トルク配分制御装置
は、前述の図４に示すような自動車の駆動系にそなえら
れる。つまり、図４に示すように、エンジン２の出力が
トルクコンバータ４及び自動変速機６を介して出力軸８
に伝達され、さらに、中間ギア１０を介してセンタディ
ファレンシャル（以下、センタデフと略す）１２に伝達
されるようになっている。

【００７２】このセンタデフ１２の出力は、一方におい
て減速歯車機構１９，前輪用の差動歯車装置（フロント
デフ）１４を介して車軸１７Ｌ，１７Ｒから左右の前輪
１６、１８に伝達され、他方においてベベルギヤ機構１
５，プロペラシャフト２０及びベベルギヤ機構２１，後
輪用の差動歯車装置２２を介して車軸２５Ｌ，２５Ｒか
ら左右の後輪２４、２６に伝達されるようになってい
る。

【００７３】センタデフ１２は、ここでは遊星歯車式の
ものであり、プラネタリキャリアにエンジンからの出力
を入力され、サンギアから前輪駆動系へ出力され、リン
グギアから後輪駆動系へ出力されるようになっている。
また、センタデフ１２には、その前輪側出力部と後輪側
出力部との差動を制限することにより前輪と後輪とのエ
ンジンの出力トルクの配分を変更しうる差動制限機構と
しての油圧多板クラッチ２８が付設されているようにな
っている。

【００７４】したがって、センタデフ１２は、油圧多板
クラッチ２８を完全フリーの状態からロックさせた状態
まで適宜制御することにより、前輪側及び後輪側へ伝達
されるトルクを、前輪：後輪が約３２：６８程度から前
後車輪の接地荷重に応じた比率（例えば６０：４０）の
間で制御することができるようになっている。完全フリ
ー状態での前輪：後輪の値：約３２：６８は、遊星歯車
の前輪側及び後輪側の入力歯車の歯数比等の設定により
規定でき、ここでは、油圧多板クラッチ２８の油圧室内
の圧力がゼロで完全フリーの状態のときには約３２：６
８となるように設定されている。

【００７５】また、この完全フリー状態での比（例えば
約３２：６８）は、前輪系と後輪系との負荷バランス等
によって変化するが通常はこのような値となる。また、
油圧室内の圧力が設定圧（例えば約９ｋｇ／ｃｍ²）と
されて油圧多板クラッチ２８がロック状態にあって、差
動制限が実質的にゼロとなると、前輪と後輪とのトルク
配分は、前後車輪の接地荷重に応じた比率（例えば６
０：４０）となる。

【００７６】この自動車の駆動系の構成の詳細について
は、既に説明しているのでここでは省略する。そして、
この装置では、コントローラ４８における油圧多板クラ
ッチ２８の制御トルクの設定に関する部分が、前述の例
（図３参照）と異なっている。つまり、コントローラ４
８には、油圧多板クラッチ２８のクラッチトルクの設定
のために、図２に示すように、車体加速度対応制御量要
素設定手段４１０と、前後輪差回転対応制御量要素設定
手段４２０と、エンジン出力対応制御量要素設定手段４
３０と、重みづけ手段４４０と、適合度算出手段４５０
と、制御量設定手段４６０とをそなえている。

【００７７】車体加速度対応制御量要素設定手段４１０
は、制御量要素として車体加速度Ｇｘに応じたクラッチ
トルクＴＸを設定するものであり、この値ＴＸは、前述
の図３に示すクラッチトルクＴｘとほぼ同様に設定され
る。つまり、この制御量要素ＴＸは、例えば低μ路走行
時等により、４輪全てがスリップして制御のハンチング
が発生するおそがある際に、車両の前後加速度（走行加
減速度）Ｇx に対応した制御量（クラッチトルク）を与
えるものであり、車両の強アンダーステア化を防止して
車両がスムースな旋回動作を行なえるようにするための
ものである。

【００７８】この制御量要素ＴＸの設定は、例えば、前
後加速度センサ３６から入力される検出データＧｘを、
フィルタ処理して外乱等成分を取り除いた上で、この前
後加速度データＧｘから、加速時の前輪分担荷重（Ｗ
ｆ′／Ｗａ）と、加速に必要な総出力トルク( プロペラ
軸上で考えたトルクである) Ｔａを求め、これらを積算
して前輪分担トルクＴｆを求める。そして、この前輪分
担トルクＴｆに対応して、クラッチトルクＴＸを設定す
ることができる。

【００７９】また、前後加速度ＧｘとクラッチトルクＴ
Ｘとの関係を調べてこの関係を予めマップ化して、マッ
プにより、前後加速度ＧｘからクラッチトルクＴＸを求
めることもできる。前後輪差回転対応制御量要素設定手
段４２０は、前後輪差回転ΔＶｃｄに応じた制御量要素
ＴＶを設定するものであり、この値ＴＶは、前述の図３
に示すクラッチトルクＴｖとほぼ同様に設定される。

【００８０】つまり、制御量要素ＴＶは、前輪側と後輪
側との差動状態に着目して理想の差動状態となるように
制御を行なうための制御量要素である。即ち、制御量要
素ＴＶは、旋回時に運転者の意志に沿うように車両を挙
動させるようにするクラッチトルクであり、例えば車体
の姿勢制御を行なうには後輪を駆動ベースとして後輪か
らスリップするように設定するのが効果的であるため、
このような状態を実現するように設定される。

【００８１】この制御量要素ＴＶの設定は、前述の図３
に示す前後輪実回転速度差検出部２００及び前後輪理想
回転速度差設定部２１０のごとき機能部分で決定された
前後輪実回転速度差ΔＶｃｄと前後輪理想回転速度差Δ
Ｖｈｃとから設定される。なお、前後輪実回転速度差Δ
Ｖｃｄは、車輪速センサ４０から出力されフィルタ処理
して外乱等成分を取り除かれた前輪車輪速データＶｆと
後輪車輪速データＶｒとに基づいて、減算処理により前
後輪実回転速度差ΔＶｃｄ（＝Ｖｒ−Ｖｆ）を求める。

【００８２】また、前後輪理想回転速度差ΔＶｈｃは、
操舵角センサ３０から出力された操舵角データθに基づ
いて求められる運転者要求操舵角と、車輪速センサ４０
から出力される車輪速データＶに基づいて求められる運
転者要求車速とから設定されるようになっている。運転
者要求車速（推定車体速）を推定するには、例えば、４
輪の各車輪速センサ４０により検出された各輪の回転速
度データ信号ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのうち下から（小
さい方から）２番目の大きさの車輪速データを選択し
て、この選択した車輪速データ等と前後加速度センサ３
６で検出された前後加速度とに基づいて、ある時点の両
データＳＶＷ, Ｇx から、その後の車速を推定するよう
になっている。つまり、ある時点の車輪速データＳＶＷ
をＶ₂，前後加速度データＧxをａとすると、この時点
よりも時間ｔだけ後の理論上の車体速Ｖref は、Ｖref
＝Ｖ₂＋ａｔで算定できる。

【００８３】なお、このような運転者要求車速（推定車
体速）を推定する部分を、車体速センサ２１６と定義す
ることができる。また、回転速度データのうち下から２
番目の大きさの車輪速データを採用するのは、各車輪は
通常いずれも過回転側にスリップしている場合が多く本
来なら最も低速回転の車輪速を採用するのが望ましい
が、データの信頼性を考慮して下から２番目の車輪速を
採用しているのである。

【００８４】そして、前後輪理想回転速度差ΔＶｈｃ
は、車速については、低車速時には、旋回時の前後輪の
軌道半径の差（所謂内輪差）の影響が大きく、後輪の回
転速度Ｖｒは前輪の回転速度Ｖｆよりも小さいが、高車
速になるにしたがって、後輪の回転速度Ｖｒが前輪の回
転速度Ｖｆに対して大きくなるようにすることで、高速
時には後輪がスリップしやすいようにしている。これに
より、高速時ほど要求される車体の姿勢の応答性を確保
している。また、操舵角に関しては、操舵角が大きいほ
ど前後輪に要求される回転差も大きくなるので、操舵角
データδref の大きさ｜δref ｜が大きいほどΔＶhcの
値も大きくなる。

【００８５】そして、例えば前後輪実回転速度差ΔＶcd
から前後輪理想回転速度差ΔＶhcを減算して、この差Δ
Ｖc （ΔＶcd−ΔＶhc）に応じてクラッチトルクＴＶを
設定する。エンジン出力対応制御量要素設定手段４３０
は、エンジン出力Ｔｅに応じた制御量要素ＴＡを設定す
るもので、この値ＴＡは、前述の図３に示すクラッチト
ルクＴａとほぼ同様に設定される。

【００８６】つまり、制御量要素ＴＡは、停止状態から
の急発進時などに伝達トルクが大きくなることが予想さ
れる場合に、後輪の初期スリップを防いで大きな路面伝
達トルクを得られるように、予め直結４輪駆動状態に設
定するために設定される。この制御量要素ＴＡの設定
は、例えば、ある瞬間のエンジントルクＴｅと、その時
のトルコントルク比ｔと、その時のトランスミッション
の減速比ρm とを求めて、例えばマップに基づいてエン
ジントルクＴｅからエンジントルク比例トルクＴＡ′を
得て、このエンジントルク比例トルクＴＡ′に上述のト
ルコントルク比ｔ，トランスミッションの減速比ρm ，
終減速ρ₁及び回転差ゲインｋ₂等を乗算して、エンジ
ントルク比例クラッチトルクＴＡを得る。

【００８７】重みづけ手段４４０は、車両の走行モード
に応じて各制御量要素ＴＸ，ＴＶ，ＴＡを重みづけす
る。この車両の走行モードとして、ここでは、低速直進
モード（第１モード）、例えば車庫入れ時などの低速大
舵角を行なうタイトコーナモード（第２モード）、中高
速直進走行である一般直進モード（第３モード）、中高
速旋回走行である一般屈曲モード（第４モード）、緩や
かなカーブ（直線も含む）の登降坂モード（第５モー
ド）、屈曲登降坂モード（第６モード）、低μ路４輪ス
リップモード（第７モード）の、７つのタイプに区分し
ている。

【００８８】そして、重みづけ手段４４０では、上記の
各モード毎に、エンジントルク比例クラッチトルクＴＡ
の重み係数ＰＡ_iと差動対応クラッチトルクＴＶの重み
係数ＰＶ_iと車体加速度対応クラッチトルクＴＸの重み
係数ＰＸ_iとを設定し（ｉはモードナンバに対応す
る）、これらの値ＴＡ，ＰＡ_i，ＴＶ，ＰＶ_i，ＴＸ，
ＰＸ_iに基づき、各モードの制御量Ｔ_i（＝ＰＡ_iＴＡ
＋ＰＶ_iＴＶ＋ＰＸ_iＴＸ）を算出するようになってい
る。

【００８９】適合度算出手段４５０は、車両の走行状態
データや走行環境データからファジー理論に基づいて各
走行モードの適合度ω_iを算出する。車両の走行状態デ
ータや走行環境データとしては、ここでは、車体速度
（車速）と操舵角（ハンドル角）と横加速度（横Ｇ）と
勾配と４輪スリップの有無との５要素が与えられるよう
になっている。

【００９０】このため、車体速度（車速）Ｖｂを検出す
る車速センサ２１６と、操舵角（ハンドル角）θを検出
する舵角センサ（ハンドル角センサ）３０と、横加速度
（横Ｇ）Ｇｙを検出する横加速度センサ（横Ｇセンサ）
３４と、路面勾配を検出する路面勾配センサ４５２と、
４輪のスリップ状態を検出する車輪スリップセンサ４５
４とが設けられている。なお、車速センサ２１６，舵角
センサ３０，横Ｇセンサ３４は前述のものを利用でき
る。

【００９１】路面勾配センサ４５２は、例えば既存の車
体姿勢検出センサ等を用いることができ、或いは、これ
に車体のノーズダイブやノーズバンプといった挙動に応
じて補正を施することで適切な検出ができる。車輪スリ
ップセンサ４５４は、例えば、４輪に設けられた車輪速
センサ４０からの検出データと、車速センサ２１６から
の検出データとを比較することで判定するように構成す
ることができる。なお、例えば後輪主体の駆動力配分の
場合には、前輪がスリップしたら４輪全輪がスリップし
ていると判断できるので、前輪のみについて、車輪スリ
ップを検出すればよい。

【００９２】制御量設定手段４６０は、重みづけ手段４
４０で重みづけされた各制御量要素を上記各走行モード
毎に統合した上で適合度ω_iの大きさに応じて加重平均
して差動制限機構としての油圧多板クラッチ２８の制御
量（クラッチトルク）Ｔを設定するようになってる。こ
こで、重みづけ手段４４０，適合度算出手段４５０及び
制御量設定手段４６０による油圧多板クラッチ２８のク
ラッチトルクＴの設定について、図１を参照して各モー
ド毎に具体的に説明する。

【００９３】なお、各走行モードにおける伝達関数の設
定は、各モード特性を関数化したものであり、これらの
伝達関数や重みづけのための重み係数は、例えば試験等
により車両特性に応じて予め設定される。低速直進モー
ド（第１モード）について説明すると、このモードで
は、車速とハンドル角と勾配と４輪スリップとについて
伝達関数が与えら、横Ｇに関しては考慮していない。車
速に関する伝達関数は、車速が０（ｋｍ／時）〜２０
（ｋｍ／時）では適合度が１であり、車速が２０（ｋｍ
／時）を越えるとリニアに減少して車速が３０（ｋｍ／
時）で適合度が０になる。ハンドル角については、ハン
ドル角が０deg で適合度が１であり、ハンドル角が生じ
るとリニアに減少してハンドル角が２７０deg で適合度
が０になる。勾配については、勾配度が５（％）までは
適合度が１であり、５（％）から１０（％）までリニア
に減少して０になっている。４輪スリップについては、
４輪スリップしていないときに適合度が１になり、４輪
スリップしているときに適合度が０になる。

【００９４】そして、低速直進モード（第１モード）に
おける重み係数は、ＰＡ₁＝１．０，ＰＶ₁＝１．０，
ＰＸ₁＝０に設定されており、路面への駆動力伝達を高
めやすい制御量要素ＴＡとステア特性を高めやすい制御
量要素ＴＶとが共に重視されている。タイトコーナモー
ド（第２モード）について説明すると、このモードで
は、車速とハンドル角と勾配と４輪スリップとについて
伝達関数が与えら、横Ｇに関しては考慮していない。車
速及び勾配及び４輪スリップに関する各伝達関数は第１
モードと同様である。ハンドル角については、ハンドル
角が０deg で適合度が０であり、ハンドル角が生じると
リニアに増加してハンドル角が２７０deg で適合度が１
になる。

【００９５】そして、タイトコーナモード（第２モー
ド）における重み係数は、ＰＡ₂＝０．２５，ＰＶ₂＝
１．０，ＰＸ₂＝０に設定されており、路面への駆動力
伝達を高めやすい制御量要素ＴＡは軽視されるが、ステ
ア特性を高めやすい制御量要素ＴＶが重視されている。
一般直進モード（第３モード）について説明すると、こ
のモードでは、車速と横Ｇと勾配と４輪スリップとにつ
いて伝達関数が与えら、ハンドル角に関しては考慮して
いない。勾配及び４輪スリップに関する各伝達関数は第
１，２モードと同様である。車速に関する伝達関数は、
車速が０（ｋｍ／時）〜２０（ｋｍ／時）では適合度が
０であり、車速が２０（ｋｍ／時）を越えるとリニアに
減少して車速が３０（ｋｍ／時）で適合度が１になる。
横Ｇについては、０．３Ｇまでは適合度が１であり、
０．３Ｇからリニアに減少して０．３Ｇで適合度が０に
なる。

【００９６】そして、一般直進モード（第３モード）に
おける重み係数は、ＰＡ₃＝０，ＰＶ₃＝１．０，ＰＸ
₃＝０に設定されており、ステア特性を高めやすい制御
量要素ＴＶのみが重視されている。一般屈曲モード（第
４モード）について説明すると、このモードでは、車速
と横Ｇと勾配と４輪スリップとについて伝達関数が与え
ら、ハンドル角に関しては考慮していない。車速及び勾
配及び４輪スリップに関する各伝達関数は第３モードと
同様である。横Ｇについては、０．３Ｇまでは適合度が
０であり、０．３Ｇからリニアに増加して０．３Ｇで適
合度が１になる。

【００９７】そして、一般屈曲モード（第４モード）に
おける重み係数は、ＰＡ₄＝０，ＰＶ₄＝０．２５，Ｐ
Ｘ₄＝０に設定されており、ステア特性を高めやすい制
御量要素ＴＶのみがやや採用にされるようになってい
る。緩やかなカーブの登降坂モード（第５モード）につ
いて説明すると、このモードでは、横Ｇと勾配と４輪ス
リップとについて伝達関数が与えら、車速とハンドル角
に関しては考慮していない。横Ｇ及び４輪スリップに関
する各伝達関数は第３モードと同様である。勾配につい
ては、勾配度が５（％）までは適合度が０であり、５
（％）から１０（％）までリニアに増加して１になって
いる。

【００９８】そして、緩やかなカーブの登降坂モード
（第５モード）における重み係数は、ＰＡ₅＝１．０，
ＰＶ₅＝１．０，ＰＸ₅＝０に設定されており、路面へ
の駆動力伝達を高めやすい制御量要素ＴＡとステア特性
を高めやすい制御量要素ＴＶとが共に重視されている。
屈曲登降坂モード（第６モード）について説明すると、
このモードでは、横Ｇと勾配と４輪スリップとについて
伝達関数が与えら、車速とハンドル角に関しては考慮し
ていない。勾配及び４輪スリップに関する各伝達関数は
第５モードと同様である。横Ｇについては、０．３Ｇま
では適合度が０であり、０．３Ｇからリニアに増加して
０．３Ｇで適合度が１になる。

【００９９】そして、屈曲登降坂モード（第６モード）
における重み係数は、ＰＡ₆＝０．２，ＰＶ₆＝０．２
５，ＰＸ₆＝０に設定されており、路面への駆動力伝達
を高めやすい制御量要素ＴＡとステア特性を高めやすい
制御量要素ＴＶとが共にやや軽度に制御に採用されるよ
うになっている。。低μ路４輪スリップモード（第７モ
ード）について説明すると、このモードでは、４輪スリ
ップについてのみ伝達関数が与えら、車速とハンドル角
と横Ｇと勾配に関しては考慮していない。このときの４
輪スリップに関する伝達関数は４輪スリップしていると
きに適合度が１になり、４輪スリップしていないときに
適合度が０になる。

【０１００】そして、低μ路４輪スリップモード（第７
モード）における重み係数は、ＰＡ₇＝１．０，ＰＶ₇
＝１．０，ＰＸ₇＝１．０に設定されており、低μ路走
行時のための制御量要素ＴＸと路面への駆動力伝達を高
めやすい制御量要素ＴＡとステア特性を高めやすい制御
量要素ＴＶとが共に重視されるようになっている。各モ
ードにおいて代表となる適合度ω_iは、そのモードの車
速，ハンドル角，横Ｇ，路面勾配及び路面のスリップ状
態に関する伝達関数で得られる適合度のうち、最小のも
のを選択するようになっている。

【０１０１】例えば、車速が２５（ｋｍ／時）でハンド
ル角が１８０deg で勾配が０で４輪非スリップ状態を考
えることにする。すると、第１モードについては、車速
に関する適合度は０．５になり、ハンドル角に関する適
合度は約０．３になり、勾配に関する適合度は１．０に
なり、４輪スリップに関する適合度は１．０になる。し
たがって、ハンドル角に関する適合度約０．３が第１モ
ードの適合度ω₁となる。

【０１０２】また、第２モードについては、車速に関す
る適合度は０．５になり、ハンドル角に関する適合度は
約０．７になり、勾配に関する適合度は１．０になり、
４輪スリップに関する適合度は１．０になる。したがっ
て、車速に関する適合度０．５が第２モードの適合度ω
₂となる。第３モードについては、車速に関する適合度
は０．５になり、横Ｇに関する適合度は１．０になり、
勾配に関する適合度は１．０になり、４輪スリップに関
する適合度は１．０になる。したがって、車速に関する
適合度０．５が第３モードの適合度ω₃となる。

【０１０３】第４モードについては、車速に関する適合
度は０．５になり、横Ｇに関する適合度は０になり、勾
配に関する適合度は１．０になり、４輪スリップに関す
る適合度は１．０になる。したがって、横Ｇに関する適
合度０が第４モードの適合度ω₄となる。第５モードに
ついては、横Ｇに関する適合度は１．０になり、勾配に
関する適合度は０になり、４輪スリップに関する適合度
は１．０になる。したがって、勾配に関する適合度０が
第５モードの適合度ω₅となる。

【０１０４】第６モードについては、横Ｇに関する適合
度は０になり、勾配に関する適合度は０になり、４輪ス
リップに関する適合度は１．０になる。したがって、横
Ｇに関する適合度又は勾配に関する適合度０が第６モー
ドの適合度ω₆となる。さらに、第７モードについて
は、４輪スリップに関する適合度は０になり、この０が
第７モードの適合度ω₇となる。

【０１０５】このように、車両の走行状態データや走行
環境データである車体速度（車速）と操舵角（ハンドル
角）と横加速度（横Ｇ）と勾配と４輪スリップの有無と
の５要素が検出されると、適合度算出手段４５０によ
り、車両の各走行モード（第１〜第７モード）毎に、そ
れぞれ適合度ω₁〜ω₇が求められるのである。そし
て、油圧多板クラッチ２８のクラッチトルク（クラッチ
拘束トルク）Ｔは、重みづけ手段４４０で演算された制
御量Ｔ_i及び適合度算出手段４５０で設定された適合度
ω_iから、制御量設定手段４６０により、次式で算出さ
れるようになっている。

【０１０６】Ｔ＝Σ（ω_i・Ｔ_i）／Σω_i 但し、Ｔ_i＝（ＰＡ_iＴＡ）＋（ＰＶ_iＴＶ）＋（ＰＸ_iＴＸ）（ｉ＝１〜７）このようにして設定されたクラッチトルク（クラッチ拘
束トルク）Ｔは、センタデフ制御のために油圧多板クラ
ッチ２８の油圧制御系に制御信号として送られるが、こ
の制御量設定手段４６０からの出力は、例えば図３に示
すように、トルク−圧力変換部２８２から油圧回路３０
０にまで至る処理を行なったうえで、油圧多板クラッチ
２８の油圧制御に利用するようにしてもよい。

【０１０７】本発明の一実施例としての差動調整式前後
輪トルク配分制御装置は、上述のように構成されている
ので、推定したエンジントルクに比例するクラッチトル
クＴＡと、前後輪の差動に対応したクラッチトルクＴＶ
と、車体加速度に対応したクラッチトルクＴＸとを設定
すると、各モード毎に、これらのトルク値ＴＡ，ＴＶ，
ＴＸにそれぞれ重み係数ＰＡ_i，ＰＶ_i，ＰＸ_iを掛け
て、さらに、それぞれのモードで、車速，ハンドル角，
横Ｇ，路面勾配及び路面のスリップ状態に関する伝達関
数から、適合度（グレード）ω_iを求めて、各モードの
制御量を適合度ω_iにより加重平均して、油圧多板クラ
ッチ２８のクラッチトルクＴを設定する。

【０１０８】この結果、走行状態・走行環境に応じて、
極めて綿密に、前後駆動配分を制御できるようになり、
常に適切な制御状態が実現する効果がある。また、この
制御では、各伝達関数及び重み係数ＰＡ_i，ＰＶ_i，Ｐ
Ｘ_iを車両に応じて設定することで、各車両に応じて、
綿密に前後駆動配分を制御できるものである。

【０１０９】なお、本実施例の各伝達関数は一例であ
り、そのねらいとする特性を有するものであればよく、
本実施例のものに限られない。また、走行状態・走行環
境としてのデータも、本実施例のものに限られず、種々
のものを設定しうる。さらに、走行モードも本実施例の
ものに限られず、種々のものを設定しうる。

【０１１０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の差動調整
式前後輪トルク配分制御装置によれば、車両における前
輪側駆動軸と後輪側駆動軸との差動を許容するとともに
これらの前輪側駆動軸及び後輪側駆動軸にエンジンから
のトルクを配分するセンタディファレンシャルと、この
センタディファレンシャルの差動を制限する差動制限機
構と、この差動制限機構を制御する制御手段とをそな
え、上記制御手段が、車体加速度に応じた制御量要素を
設定する車体加速度対応制御量要素設定手段と、前後輪
差回転に応じた制御量要素を設定する前後輪差回転対応
制御量要素設定手段と、上記エンジンの出力に応じた制
御量要素を設定するエンジン出力対応制御量要素設定手
段とをそなえるとともに、上記車両の走行モードに応じ
て上記各制御量要素を重みづけする重みづけ手段と、上
記車両の走行状態データや走行環境データからファジー
理論に基づいて上記各走行モードの適合度を算出する適
合度算出手段と、上記重みづけ手段で重みづけされた各
制御量要素を上記各走行モード毎に統合した上で上記適
合度の大きさに応じて加重平均して上記差動制限機構の
制御量を設定する制御量設定手段とをそなえるという構
成で、走行状態・走行環境に応じて、極めて綿密に、前
後駆動配分を制御できるようになり、常に適切な制御状
態が実現する効果がある。

【０１１１】特に、上記車両の走行状態データや走行環
境データとして、車体速度と、操舵角と、車体に作用す
る横加速度と、車両の走行する路面の勾配と、車両の４
輪のスリップ状態とを用いることで、走行状態・走行環
境に応じた適切な制御状態を確実に実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての差動調整式前後輪ト
ルク配分制御装置の制御内容を説明する図である。

【図２】本発明の一実施例としての差動調整式前後輪ト
ルク配分制御装置の制御系の概要を示す模式的なブロッ
ク図である。

【図３】本発明の案出過程で提案された差動調整式前後
輪トルク配分制御装置の制御系の構成を示す模式的なブ
ロック図である。

【図４】本発明の案出過程で提案された差動調整式前後
輪トルク配分制御装置の構成を示す車両の模式的な図で
ある。

【符号の説明】

２エンジン４トルクコンバータ６自動変速機８出力軸１０中間ギヤ（トランスファーアイドラギヤ）１２センタディファレンシャル（センタデフ）１４前輪用の差動歯車装置（フロントデフ）１５ベベルギヤ機構１５Ａベベルギヤ軸１５ａベベルギヤ１６，１８前輪１７Ｌ，１７Ｒ前輪側車軸１９減速歯車機構１９ａ出力歯車２０プロペラシャフト２１ベベルギヤ機構２２後輪用の差動歯車装置（リヤデフ）２４，２６後輪２５Ｌ，２５Ｒ後輪用車軸２７前輪用出力軸２７ａ中空軸部材２８油圧多板クラッチ（差動制限機構）２８ａ前輪出力側ディスクブレート２８ｂ入力側ディスクブレート２９後輪用出力軸３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃハンドル角センサ（ス
テアリングホイール角センサ）３２ステアリングホイール３４，３４ａ，３４ｂ横加速度センサ３６前後加速度センサ３８スロットルセンサ３９エンジンキースイッチ４０，４２，４４，４６車輪速センサ４８コントローラ５０アンチロックブレーキ装置５０Ａブレーキスイッチ５１ブレーキペダル５２表示灯５４油圧源５６圧力制御弁系（圧力制御弁）１２１サンギヤ１２２プラネタリピニオン（プラネタリギヤ）１２３リングギヤ１２４入力ケース１２５プラネットキャリア１６０シフトレバー位置センサ（シフトレンジ検出手
段）１７０エンジン回転数センサ１８０トランスミッション回転数センサ４１０車体加速度対応制御量要素設定手段４２０前後輪差回転対応制御量要素設定手段４３０エンジン出力対応制御量要素設定手段４４０重みづけ手段４５０適合度算出手段４５２路面勾配センサ４５４車輪スリップセンサ４６０制御量設定手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両における前輪側駆動軸と後輪側駆動
軸との差動を許容するとともにこれらの前輪側駆動軸及
び後輪側駆動軸にエンジンからのトルクを配分するセン
タディファレンシャルと、このセンタディファレンシャ
ルの差動を制限する差動制限機構と、この差動制限機構
を制御する制御手段とをそなえ、上記制御手段が、車体
加速度に応じた制御量要素を設定する車体加速度対応制
御量要素設定手段と、前後輪差回転に応じた制御量要素
を設定する前後輪差回転対応制御量要素設定手段と、上
記エンジンの出力に応じた制御量要素を設定するエンジ
ン出力対応制御量要素設定手段とをそなえるとともに、
上記車両の走行モードに応じて上記各制御量要素を重み
づけする重みづけ手段と、上記車両の走行状態データや
走行環境データからファジー理論に基づいて上記各走行
モードの適合度を算出する適合度算出手段と、上記重み
づけ手段で重みづけされた各制御量要素を上記各走行モ
ード毎に統合した上で上記適合度の大きさに応じて加重
平均して上記差動制限機構の制御量を設定する制御量設
定手段とをそなえていることを特徴とする、差動調整式
前後輪トルク配分制御装置。
【請求項２】上記車両の走行状態データや走行環境デ
ータとして、車体速度と、操舵角と、車体に作用する横
加速度と、車両の走行する路面の勾配と、車両の４輪の
スリップ状態とが設定されていることを特徴とする、上
記請求項１記載の差動調整式前後輪トルク配分制御装
置。