JP4298564B2

JP4298564B2 - ４輪駆動車両の駆動力制御方法

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Publication number: JP4298564B2
Application number: JP2004105025A
Authority: JP
Inventors: 淳森; 康ニ芝端
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005289162A

Description

本発明は、４輪駆動車両の駆動力制御方法に関する。

従来、４輪駆動車両では、中低速域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回すると、前後輪の間に旋回半径の相違に伴う回転速度差が生じ、タイトコーナーブレーキング現象が発生する。

このような、タイトコーナーブレーキング現象の問題を解消するための従来技術としては、特公平７−６１７７９号公報及び特公平７−６４２１９号公報で開示するような前後輪駆動装置が知られている。

これらの公報に開示された前後輪駆動装置は、主駆動輪と従駆動輪の間に増速装置を設けることにより、主駆動輪の平均輪速に対する従駆動輪の平均輪速を調整するものである。

この増速装置は、直結用クラッチと増速用クラッチのオン・オフを切り替えることにより、主駆動輪の平均輪速と従駆動輪の平均輪速とがほぼ等しくなる直結状態と、主駆動輪の平均輪速よりも従駆動輪の平均輪速が大きくなる増速状態とを切り替える。

特に、特公平７−６１７７９号公報に開示された車両の前後輪駆動装置では、車速及び操舵角に基づいて、後輪配分比が大きくなるように前後配分比を制御するとともに、後輪の旋回外輪側のトルク配分比が大きくなるように制御している。

この前後輪駆動装置では、４輪駆動の走行状態で小さいコーナーを旋回するときに、増速装置で従駆動輪を増速状態にすることにより、タイトコーナーブレーキング現象を防止している。
特公平７−６１７７９号公報特公平７−６４２１９号公報

旋回時に駆動力を左右配分する目的は、外輪に内輪以上の駆動力を与えることにより旋回モーメントを発生させ、旋回加速時に発生するアンダーステアを抑制することである。しかし、車速に応じて駆動力の左右配分の効果に期待されるものが変化する。

例えば、高速では大きな旋回モーメントを与えて運動性能を向上するより、むしろ車体を安定化することが求められる傾向である。しかし、上述した公告公報に記載された従来技術では、車速に応じた細かな駆動力の左右配分制御については十分開示されていない。

また、４輪駆動車両ではエンジンが発生する駆動制動力を前後に配分することにより、４輪各車輪の負荷を制御することが可能でタイヤの能力を最大限活用することができる。特に加速時においては、二輪駆動車両では車輪がスキットするほど大きな駆動力を発生するので、４輪駆動化が非常に有効である。

旋回性まで考慮すると、駆動力の前後配分比をリア側が大きくなるまで変更することにより、性能向上を図ることが可能である。しかし、車速が大きくなると、一般に車体の発生する駆動力、エンジンブレーキ力は小さくなり、前後配分比を変える効果は小さくなる。

上述した公告公報に記載された従来技術では、車速、アクセル開度及びシフト位置等に応じて、後輪へのトルク配分を変更する点については十分記載されていない。

よって、本発明の目的は、前輪又は後輪の左右の駆動力の配分比を的確に制御可能な４輪駆動車両の駆動力制御方法を提供することである。

本発明の他の目的は、車速、アクセル開度、シフト位置等に応じて、前後輪の駆動力配分比を的確に制御可能な４輪駆動車両の駆動力制御方法を提供することである。

請求項１記載の発明によると、駆動源と常に連結された主駆動輪と、駆動トルク量を調整可能な従駆動輪と、旋回時に従駆動輪へのトルク配分を主駆動輪より大きくするように調整可能で且つ左右の従駆動輪へのトルク配分も調整可能なトルク配分機構を備え、前記トルク配分機構は、前記主駆動輪と前記従駆動輪との間に、前記主駆動輪と前記従駆動輪へ伝達される回転が等速と、前記主駆動輪よりも前記従駆動輪へ伝達される回転を増速に切り換える増速機構と、前記増速機構から伝達された駆動力を前記従駆動輪の左右輪にそれぞれ配設されたクラッチ機構を介して配分するリアデファレンシャル装置とを備え、それぞれの前記クラッチ機構を可変制御することで左右輪への駆動力を可変制御する４輪駆動車両の駆動力制御方法であって、車速を検出するステップと、横Ｇを検出して横Ｇ信号を出力し、該横Ｇ信号の絶対値の増大に応じて、左右輪にそれぞれに配設した前記クラッチ機構によって左右の駆動力配分比を旋回外側の従駆動輪の駆動力が大きくなるように制御量を算出し、旋回外側の従駆動輪のクラッチ締結力を旋回内側のクラッチ締結力よりも大きく設定するステップと、車速の増大に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を緩やかに減少するよう前記制御量を補正するステップと、を有することを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御方法が提供される。

請求項２記載の発明によると、シフト位置が低速段及び高速段のときには、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御方法が提供される。

請求項３記載の発明によると、後進走行時には、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御方法が提供される。

請求項４記載の発明によると、前記リアデファレンシャル装置の作動油の温度の低下に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御方法が提供される。

請求項５記載の発明によると、アクセル開度の増大に応じて、従駆動輪へのトルク配分を増大するステップを更に有する４輪駆動車両の駆動力制御方法が提供される。

旋回時に駆動力を左右配分する目的は、外輪に内輪以上の駆動力を与えることにより旋回モーメントを発生させ、旋回加速時に発生するアンダーステアを抑制することである。

ところで、車速に応じて駆動力の左右配分の効果に期待されるものが変化する。例えば、高速では大きな旋回モーメントを与えて運動性能を向上するよりもむしろ車体を安定化することが求められる傾向である。

よって、請求項１記載の発明によると、車速の増大に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を緩やかに減少させることにより、トルク段差等がなく、振動、ノイズ、ショック等の低減を図ることができる。

シフト位置が低速段及び高速段のときには、旋回性能を高める必要性が低下することから一定の制御でも十分であり、請求項２記載の発明のように、シフト位置が低速段及び高速段のときには、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するように制御することにより、不必要なデファレンシャル装置の入力変化を低減でき、ノイズ、ショック、振動の発生を抑制することができる。

後進走行時には、一般に前進走行時のような車両の運動性能は求められない。そのため、前進走行時同等の駆動力の左右配分制御は求められない。特に旋回性能を高める必要はないことから一定の制御でも十分である。

よって、請求項３記載の発明のように、後進走行時には、旋回外側従駆動輪へのトルク配分を減少するように制御することにより、不必要なデファレンシャル装置の入力変化を低減でき、ノイズ、ショック、振動を抑制することができる。

リアデファレンシャル装置の作動オイルが低温のときには、オイルの粘性が上がることから制御指令に対する実際の機構出力が遅れる等の問題がある。よって、請求項４記載の発明のように、リアデファレンシャル装置の作動油の温度の低下に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するように制御することにより、作動油の温度低下による性能低下を最小限に抑えることが可能である。

加速時には、加速による前後加速度の影響から従駆動輪の接地荷重が大きくなり、従駆動輪の能力が増大する。よって、請求項５記載の発明のように、加速時には従駆動輪配分比を増大することが効果的である。運転者の加速の意思を最も早く検知できるのはアクセル開度であることから、アクセル開度に応じて前後配分比を変更することにより、応答性のよい制御を行うことが可能である。

図１を参照すると、増速装置（変速装置）１０を有するフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車ベースの４輪駆動車両の動力伝達装置の概略図が示されている。
図１に示すように、この４輪駆動車両の動力伝達系は、車両前方に配置されたエンジン２の動力がトランスミッション４の出力軸４ａから伝達されるフロントデファレンシャル装置６と、このフロントデファレンシャル装置６からの動力がプロペラシャフト８を介して伝達される増速装置（変速装置）１０と、増速装置１０からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置１２を主に含んでいる。

フロントデファレンシャル装置６は従来周知の構造となっており、トランスミッション４の出力軸４ａからの動力をデフケース６ａ内の複数のギヤ１４と出力軸１６，１８を介して左右の前輪駆動軸２０，２２に伝達することにより、各前輪が駆動される。

リヤデファレンシャル装置１２は、後で説明するように、一対のプラネタリギヤセットと、それぞれ多板クラッチ機構の締結を制御する一対の電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸２４，２６に動力を伝達することにより、各後輪が駆動される。

図２は増速装置１０と、増速装置１０の下流側に配置されたリヤデファレンシャル装置１２の断面図を示している。増速装置１０はケーシング２８中に回転可能に取り付けられた入力シャフト３０と、出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２を含んでいる。

増速装置１０は更に、オイルポンプサブアセンブリ３４と、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８と、直結クラッチ４０と、増速クラッチ（増速ブレーキ）４２を含んでいる。

直結クラッチ４０を締結すると、入力シャフト３０の回転がそのまま出力シャフト３２に伝達される。一方、直結クラッチ４０を解放して、増速クラッチ４２を締結すると、入力シャフト３０の回転が所定量増速されて出力シャフト３２に伝達される。尚、増速装置１０の詳細構造については、本出願人の先願に係る特願２００２−２７８８３６号に開示されている。

増速装置１０の下流側に設けられたリヤデファレンシャル装置１２はハイポイドピニオンシャフト３２の先端に形成されたハイポイドピニオンギヤ４４を有している。ハイポイドピニオンギヤ４４はハイポイドリングギヤ４８と噛み合っており、ハイポイドリングギヤ４８からの動力は左右に一対設けられたプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤに入力される。

プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤは左側後ろ車軸２４、右側後ろ車軸２６回りに回転可能に取り付けられている。プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのプラネタリキャリアは左側後ろ車軸２４，右側後ろ車軸２６に固定されている。プラネタリキャリアに担持されたプラネットギヤがサンギヤ及びリングギヤに噛み合っている。

左右のプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂは、サンギヤのトルクを可変制御するために設けられたクラッチ機構（ブレーキ機構）５１に連結されている。クラッチ機構５１は、湿式多板クラッチ（ブレーキ）５２と、この多板クラッチ５２を作動する電磁アクチュエータ５６を含んでいる。

湿式多板クラッチ５２のクラッチプレートはケーシング５４に固定され、クラッチディスクはプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤに固定されている。

電磁アクチュエータ５６は、コア（ヨーク）５８、コア５８中に挿入された電磁コイル６０、アーマチュア６２、アーマチュア６２に連結されたピストン６４とから構成される。

電磁コイル６０に電流を印加すると、アーマチュア６２がコイル６０によりコア５８に引き付けられ推力が発生する。この推力により、アーマチュア６２と一体に連結されたピストン６４が多板クラッチ５２を押し付けることで、クラッチトルクが発生する。

これにより、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定され、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネタリキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。

電磁コイル６０に印加する電流を可変にすることにより、左右の後ろ車軸２４，２６への出力トルクを可変に制御することができる。

増速装置１０の直結クラッチ４０が係合され、リヤデファレンシャル装置１２の左右の電磁コイル６０がオフの場合には、各クラッチ機構５１が締結されないのでプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂの各サンギヤは左右の後ろ車軸２４，２６回りをそれぞれ空転する。

よって、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力（トルク）は左右の後ろ車軸２４，２６に何ら伝達されることはない。この場合には、後輪は空転し、すべての駆動力は前輪に向けられて２輪駆動車両となる。

左右の電磁コイル６０に所定量の電流を流してピストン６４を介して左右の多板クラッチ５２を完全に締結した場合には、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定される。

よって、入力シャフト３０の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂを介して左右の後ろ車軸２４，２６に均等に分割されて伝達される。その結果、４輪駆動車両は４輪駆動モードとなり直進する。

一方、車速が中間速度領域において４輪駆動の走行状態で旋回半径の小さいコーナーを旋回するときには、直結クラッチ４０の係合を解除し、増速クラッチ４２を係合する。これにより、出力シャフト３２が入力シャフト３０に対して増速される。この増速率は、例えば約５パーセントである。

このように、出力シャフト３２を入力シャフト３０に対して増速した状態で車両が旋回した場合には、旋回外側の後輪を前輪よりも早く回転させることができるため、旋回外側の後輪に駆動力を伝達することができ、中速域での旋回性能を向上することができる。

図３を参照して、車両旋回時の前輪及び後輪の軌跡について説明する。６６は旋回中心であり、６８Ｌ，６８Ｒは左右の前輪を、７０Ｌ，７０Ｒは左右の後輪をそれぞれ示している。車両は６６を旋回中心として、左旋回しているものとする。

７２は前内輪６８Ｌの軌跡であり、７４は前外輪６８Ｒの軌跡であり、７６は前輪平均軌跡を示している。また、７８は直結クラッチ４０係合時の後輪平均軌跡であり、８０は後外輪７０Ｒの軌跡である。

図示したような高い横Ｇでの旋回時は、後輪側のスリップアングルが大きくなる（コーナーリング力が大きくなる）ため、後外輪７０Ｒの軌跡８０は直結クラッチ４０係合時の後輪平均軌跡７８より大きくなるため、後外輪７０Ｒに駆動力（トルク）は伝達されない。

従って、本発明の４輪駆動車両では増速装置１０の増速クラッチ４２を係合することにより、出力シャフト３２の回転速度を入力シャフト３０の回転速度に対して約５パーセント増速することにより、後外輪７０Ｒへの駆動力（トルク）伝達を可能としている。符号８２は増速時の後外輪７０Ｒの軌跡である。

本発明の駆動力制御方法の動作モードを表１に示す。

表１において、小、中、大は左右のクラッチの締結力の大きさを示しており、小は０〜４０ｋｇｆｍ、中は４０〜８０ｋｇｆｍ、大は８０〜１１０ｋｇｆｍをそれぞれ示している。

車速が３０ｋｍ／ｈ以下又は１２０ｋｍ／ｈ以上の時の旋回時は、直結クラッチ４０を係合した直結旋回となる。また、横Ｇが０．０７５Ｇ以下の旋回時にも直結旋回となる。

一方、車速が３０〜１２０ｋｍ／ｈで且つ横Ｇが０．０７５Ｇ以上の旋回時には、増速クラッチ４２を締結した増速旋回となり、旋回外側の後輪へのトルク伝達が可能となる。表１は左旋回時の多板クラッチ５２の係合力の状態を示しているが、右旋回の場合には表１に示した左旋回に対し左側クラッチ５２と右側クラッチ５２の大きさを入れ替えればよい。

表１に示した直進加速時は、図４（Ａ）に示すように、直結クラッチ４０を係合して左右の後ろ車軸２４，２６に均等にトルクを伝達する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、トルク伝達経路が太線で示されている。

一方、増速クラッチ４２を係合した左旋回加速時の状態は図４（Ｂ）に示されており、右側クラッチ５２の係合力を左側クラッチ５２の係合力よりも大きくなるように制御し、右後ろ車軸２６へのトルク配分を増大させる。

表１に示した動作状態が、本発明の駆動力制御方法の概要であるが、その詳細制御方法について以下に説明する。

図５は本発明の制御システムブロック図を示している。この制御システムはフィードフォワード制御部８４と、フィードバック制御部８６と、増速制御部８８とを有している。

エンジントルク及びトランスミッションのギヤ位置がフィードフォワード制御部８４のブロック９０に入力されて、タイヤの駆動力が算出される。車速センサ９２で検出した車速と舵角センサ９４で検出した操舵輪の舵角がブロック９６に入力されて、推定横加速度（推定横Ｇ）が算出される。

また、横加速度センサ（横Ｇセンサ）９８で検出した横加速度（横Ｇ）がブロック１００に入力されて、横加速度（横Ｇ）が判断される。ブロック１００から出力される横Ｇをブロック９６から出力される推定横Ｇで補正して、制御用横Ｇ信号を得る。この補正は、例えば横Ｇ信号と推定横Ｇ信号の平均を取るようにする。

制御用横Ｇ信号は外輪判断ブロック１０２に入力されて、左右いずれの後輪が外輪かが判断される。制御用横Ｇ信号は更にブロック１０４に入力されて、トルクの前後配分比が算出され、ブロック１０６に入力されて、トルクの左右配分比が算出される。

外輪判断ブロック１０２からの外輪信号、ブロック１０４からの後輪配分比信号、及びブロック１０６からの後外輪配分比信号がブロック１０８に入力されて、後外輪及び内輪のトルク配分比が得られる。

一方、車速センサ９２で検出した車速、舵角センサ９４で検出した操舵角、横Ｇセンサ９８で検出した横Ｇ及びヨーレートセンサ１１０で検出したヨーレートは、フィードバック制御部８６の車両モデルブロック１１２に入力されて、車両のスリップ角が算出される。また、車速センサ９２で検出した車速及び横Ｇセンサ９８で検出した横Ｇに基づいて、ブロック１１４でスリップ角閾値が算出される。

スリップ角とスリップ角閾値との差に基づいて、ブロック１１６で後輪トルクの低減量が求められ、ブロック１１８で外輪トルクの低減量が求められる。すなわち、車両のスリップ角が所定値よりも大きいときには車両が不安定状態にあると判断し、この不安定状態を解消するために後輪配分トルクを低減し、外輪配分トルクを低減する。

ブロック９０で算出された駆動トルク、ブロック１０８からの左後輪トルク、ブロック１１６からの後輪トルクの低減量及びブロック１１８からの外輪トルクの低減量に基づいて、ブロック１２０で左後輪トルク指令値を生成し、このトルク指令値に基づいて左クラッチ制御部１２２で左側の電磁アクチュエータ５６を制御する。

同様に、ブロック９０で算出された駆動トルク、ブロック１０８からの右後輪トルク配分比、ブロック１１６からの後輪トルク低減量及びブロック１１８からの外輪トルク低減量に基づいて、ブロック１２４で右後輪のトルク指令値を生成し、このトルク指令値に基づいて右クラッチ制御部１２６で右側の電磁アクチュエータ５６を制御する。

また、車速センサ９２で検出した車速に基づいて、増速制御部８８のブロック１２８で増速閾値が算出される。ブロック９６で算出された推定横Ｇとブロック１２８で算出された増速閾値が比較され、ブロック１３０で推定横Ｇが増速閾値より大きい場合には増速と判断し、増速閾値以下の場合には直結と判断する。この増速又は直結信号が増速装置制御部１３２に入力されて、増速装置１０の増速／直結が制御される。

以下、本発明の駆動力制御方法について詳細に説明する。車両が旋回中に加速するとき、車体に働く前後左右の加速度の影響により内輪及び前輪の接地荷重が低減することになる。また、前輪は旋回のために操舵されているので、後輪より大きな横方向の力を発生している。

タイヤは接地荷重が大きいほど大きな力を発生することが可能であることから、一般に旋回加速中においては各車輪のタイヤの負荷は後輪に対し前輪が大きく、外輪に対して内輪が大きい。

この程度は旋回の程度（横Ｇの大きさ）と加速の大きさに依存する。この傾向から旋回中に加速をすると、車両にはアンダーステアが発生し、走行軌跡が旋回外側で膨らむことになる。これにより、旋回中の加速性能は制限されることになる。

この性能を向上するためには、各タイヤの負荷を均等にすることが有効であり、そのために本発明の駆動力制御方法では、図６に示すように横加速度（横Ｇ）が増加するにつれて駆動力の前後配分比を後ろ寄りにし、左右配分比を外輪寄りに制御する。

すなわち、横Ｇの増加に応じて、後輪トルク配分比を増加し、外輪トルク配分比を増加する。これにより、旋回加速時のアンダーステアが低減され、安定した加速が可能となる。

次に、図７のフローチャートを参照して、本発明実施形態に係る前後輪の駆動力配分及び後輪左右の駆動力配分について詳細に説明する。

まず、ステップ１０（図面ではＳ１０と記述する）において、横Ｇセンサ９８からの横Ｇ信号を検出する。次いで、ステップ１１へ進んで舵角センサ９４で検出した舵角及び車速センサ９２で検出した車速に基づいて、推定横Ｇを算出する。

次いで、ステップ１２で横Ｇ信号を推定横Ｇ信号で補正して、制御横Ｇを算出する。この補正は、例えば横Ｇ信号と推定横Ｇ信号の平均を取ることから構成される。

横Ｇ信号として横Ｇセンサ出力信号を使うことが最も一般的であるが、運転者の旋回操作に対して、横Ｇセンサの出力は遅れを持つことが知られている。また、トルク配分を行うアクチュエータにも一般的に遅れ特性があることから、横Ｇセンサの出力信号のみを使用するときには制御に遅れが生じる。

それを補正するために、本実施形態では、舵角と車速に基づいて推定横Ｇを算出し、横Ｇセンサの出力信号をこの推定横Ｇ信号で補正する。舵角は運転者の操作そのものであることから横Ｇセンサ出力信号より推定横Ｇ信号を早く生成することができる。その結果、制御指令を早めに出力することが可能となり、高い応答性での制御が可能となる。

ステップ１２で制御横Ｇを算出した後、ステップ１３に進んで制御横Ｇに基づいて、後輪トルク及び外輪トルクを算出する。次いで、ステップ１４で車両が不安定状態か否かを判定する。例えば、車両のスリップ角が所定値より大きい場合、或いはスリップ角の変化速度が所定値より大きい場合、車両が不安定状態にあると判定する。

これらの所定値は、路面の状態に応じて変更してもよい。例えば、路面とタイヤとの摩擦係数（μ）が小さければ小さいほど、所定値を小さくする。これにより、不安定な状態をより早く、正確に検出可能である。

車両の不安定状態が検出された場合には、ステップ１５へ進んで後輪トルク低減量及び外輪トルク低減量を求め、これらの低減量に基づいて後輪トルク及び外輪トルクをそれぞれ補正する。この後輪トルク低減量及び外輪トルク低減量は、図８に示すように推定スリップ角の増大に応じて増加する。

すなわち、ステップ１５では車両挙動の不安定状態を補正するため、車両の不安定挙動を抑制すべく、トルクの前後配分比を前輪側にすると同時に左右配分比を外輪が小さくなる側に補正する。

ステップ１４で車両が不安定状態でないと判定された場合、またはステップ１５で不安定状態時に後輪トルク及び外輪トルクの補正をした後、ステップ１６に進んで後輪トルク及び外輪トルクに基づくアクチュエータ制御値を算出する。このアクチュエータ制御値は、左右の電磁アクチュエータ５６の制御値及び増速装置１０の直結クラッチ４０及び増速クラッチ４２の制御値を含む。

次いで、ステップ１７に進んでこれらの制御値に基づいて、左右の電磁アクチュエータ５６の制御及び増速装置１０を直結状態にするか或いは増速状態にするかを制御する。この増速の度合いは、例えば入力シャフト３０に対して出力シャフト３２の回転を約５パーセント程度増加させる。

次に、図９乃至図１１のフローチャートを参照して、４輪駆動車両の駆動力（トルク）の前後配分制御方法について説明する。

図９のフローチャートを参照して、走行状態検出処理について説明する。まず、ステップ２０において、旋回状態を検出する。すなわち、横Ｇセンサ９８で検出した横Ｇ信号を車速と舵角に基づいて算出された推定横Ｇで補正して、制御横Ｇを算出する。

次いで、ステップ２１で車速センサ９２の信号から車速を検出し、ステップ２２でアクセル開度を検出し、ステップ２３で変速機のシフト位置を検出する。さらに、ステップ２４に進んで変速機の後進レンジを検出し、ステップ２５で４ＷＤの油温、即ちリヤデファレンシャル装置１２の油温を検出する。

次に、図１０のフローチャートを参照して、目標後輪トルクの算出処理について説明する。まず、ステップ３０で旋回状態に基づく後輪トルクを算出する。次いで、ステップ３１に進んで車速に基づく後輪トルク補正量Ｋ１を算出する。本実施形態では、図１２に示されるように、車速の増大に応じて、この補正量Ｋ１により後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

次いで、ステップ３２に進んでアクセル開度に基づく後輪トルク補正量Ｋ２を算出する。本実施形態では、図１３に示すようにアクセル開度の増大に応じて、この補正量Ｋ２に基づいて後輪へのトルク配分を増大するように制御する。

次いで、ステップ３３に進んで変速機のシフト位置に基づく後輪トルク補正量Ｋ３を算出する。本実施形態では、図１４に示すようにシフト位置が低速段及び高速段の場合には、この補正量Ｋ３に基づいて後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

次いで、ステップ３４に進んで後進レンジに基づく後輪トルク補正量Ｋ４を算出する。すなわち、本実施形態では、後進走行時には、この補正量Ｋ４に基づいて後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

次いで、ステップ３５に進んで４ＷＤ油温、すなわちリヤデファレンシャル装置１２の油温に基づいて、補正量Ｋ５を算出する。すなわち、本実施形態では、図１５に示すようにリヤデファレンシャル装置１２の油温が低下するのに応じて、後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

ステップ３５では、ステップ３０で算出された後輪トルクを補正量Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５に応じて補正して、目標後輪トルクを算出する。次いで、図１１に示す４ＷＤ制御のフローチャートのステップ４０において、目標後輪トルクに基づいて、アクチュエータ制御値を算出する。

ステップ４１では算出されたアクチュエータ制御値に基づいて、アクチュエータを制御する。すなわち、左右の電磁アクチュエータ５６の係合の程度を制御して、トルクの前後輪配分比を制御する。

次に、図１６のフローチャートを参照して、目標後外輪トルクの算出処理について説明する。まず、ステップ５０で旋回状態に基づく後外輪トルクを算出する。この旋回状態は横Ｇに基づいて判断される。

ステップ５１では、車速に基づく後外輪トルク補正量Ｋ６を算出する。本実施形態では、図１７に示されるように、このトルク補正量Ｋ６に基づいて旋回外側の後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

ステップ５２では、シフト位置に基づく後外輪トルク補正量Ｋ７を算出する。本実施形態では、図１８に示すようにシフト位置が低速段及び高速段のときには、トルク補正量Ｋ７に基づいて旋回外側の後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

ステップ５３では、後進レンジに基づく後外輪トルク補正量Ｋ８を算出する。本実施形態では、後進走行時には、このトルク補正量Ｋ８に基づいて旋回外側の後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

ステップ５４では、４ＷＤ油温、すなわちリヤデファレンシャル装置１２の油温に基づいて、後外輪トルク補正量Ｋ９を算出する。本実施形態では、図１９に示すようにこのトルク補正量Ｋ９に基づいて、リヤデファレンシャル装置１２の作動油の温度が低下するのに応じて、旋回外側の後輪へのトルク配分を減少するように制御する。

ステップ５５では、ステップ５０で算出された後外輪トルクをトルク補正量Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９に応じて補正して、目標後外輪トルクを算出する。

次いで、図１１に示したフローチャートのステップ４０と同様に、目標後外輪トルクに基づいて、アクチュエータ制御値を算出し、ステップ４１と同様に算出された制御値に基づいて左右の電磁アクチュエータ５６の係合の程度を制御する。

次いで、増速装置１０の直結／増速制御について説明する。この増速装置１０の直結／増速制御は、その旋回中に外輪を駆動することが可能なように増速装置１０を作動させることが目的である。

よって、旋回状態の判別を素早く正確に行うため、横Ｇ信号を用いる。直進状態では横Ｇは０であるため、僅かな値を横Ｇしきい値とすることで、車両が旋回に入ったら即座に増速状態に制御することが可能である。

例えば、車両の横Ｇ信号が車速に応じた横Ｇのしきい値を超えたとき、増速装置１０を増速状態に切り替える。これにより、外輪を大きく駆動する前に先ず増速をすることにより、旋回外輪を駆動できる状態を確保することができるので、内輪より外輪に大きな駆動力を与えることが可能となり、旋回性能の向上を図ることができる。

また、横Ｇ信号として舵角と車速から推定される推定横Ｇ信号を使用することによって、直進から旋回への推移の過程においてより速く横Ｇ信号を得ることが可能である。これは、舵角が運転者の入力そのものであって、実際の横Ｇ発生には車両の運動の遅れが付加されるものとなるからである。横Ｇセンサの欠点を補うため、推定された横Ｇ信号で横Ｇセンサの出力信号を部分的に補正したり、両者を平均したものを用いることも有効である。

上記のような判定により増速が指令されたとき、増速指令に基づいて即座に増速装置１０を作動させると、信号が持つノイズの影響を受けて、スラロームのような走行をしたときに旋回方向が変わる度に増速停止指令が発生し、増速装置１０の作動頻度が増すことになる。

増速装置の作動によるノイズ、ショック等を最小限にし、増速装置の作動頻度を低減してその小型軽量を図るために、本発明では増速装置１０に対する指令を即座に実行するのではなく、例えば１秒程度指令を継続してから実際の作動を行うように増速装置１０を制御する。

これを、図２０及び図２１のフローチャートを参照して説明する。図２０は直結時の増速切替制御のフローチャートを示している。

まずステップ６０において、増速指令がオンか否かを判定し、増速指令がオンの場合にはステップ６１に進んでタイマによる計時を開始する。ステップ６２では計時時間Ｔが所定置Ｔ０を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場合にはステップ６４へ進んで増速を確定し、増速装置１０の直結クラッチ４０を解放し、増速クラッチ４２を係合する。

一方、ステップ６２で計時時間Ｔが所定時間Ｔ０以下の場合には、ステップ６３へ進んで増速指令がオフか否かを判定する。増速指令がオフではないと判定された場合には、ステップ６２の判定を再実行し、増速指令がオフと判定された場合にはステップ６０の判定を再実行する。

次に、図２１のフローチャートを参照して、増速時からの直結切替制御について説明する。まず、ステップ７０で直結指令がオンか否かを判定し、オンと判定された場合にはステップ７１へ進んでタイマによる計時を開始する。

ステップ７２で計時時間Ｔが所定時間Ｔ０を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場合にはステップ７４に進んで直結を確定し、増速装置１０の増速クラッチ４２を解放し、直結クラッチ４０を係合する。

一方、ステップ７２で計時時間Ｔが所定時間Ｔ０以下と判定された場合には、ステップ７３へ進んで直結指令がオフか否かを判定する。直結指令がオフではないと判定された場合には、ステップ７２の判定を再実行し、オフと判定された場合にはステップ７０の判定を再実行する。

増速制御の目的は、外輪を内輪以上に駆動することで車両の運動能力を高めることである。車両が不安定な状態になったときは、カウンタステア走行などの状況下においては、特にそれ以上の運動能力の向上は求められない場合がある。

例えば、車体のスリップ角が所定値以上になったとき、又は舵角と横Ｇの符号が異なるカウンタステアが検出されたときには、増速制御を禁止する。これにより、更なる挙動悪化を招く恐れのある外輪駆動を停止することができ、挙動の安定化を図ることができる。

この挙動の安定化制御を図２２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ８０でカウンタステアが検出されたか否かを判定する。カウンタステアが検出された場合には、ステップ８２へ進んで直結指令を生成し、増速装置１０の直結クラッチ４０を係合する。

ステップ８０でカウンタステアが検出されないと判定された場合には、ステップ８１へ進んで車体スリップ角βがスリップ角しきい値β０より大きいか否かを判定する。大きいと判定された場合には、車両挙動が不安定状態であるので、ステップ８２へ進んで直結指令を生成し、増速装置１０の直結クラッチ４０を係合して挙動の安定化を図る。

操安性能の向上が求められない状況や制御として外輪駆動を行っても大きな効果が得られない状況下では、増速しないようにすることで増速装置１０に入力されるトルクの低減や増速の頻度の低減が可能となり、増速装置１０の軽量化、耐久性の向上に有効である。

例えば、図２３に示すようにシフトが１速または５速のときには、増速を禁止する。シフトが１速のときには非常に大きなトルクが発生するが、車速が小さいためそれほど外輪駆動による効果が得られない。

また、シフトが５速のときには車速が大きすぎるため旋回し過ぎる危険性があるため、増速を禁止する。また、シフトがリバースのときには、操安性能の向上が期待できないため、増速を禁止する。

また、駆動力を外輪に伝えることのできないエンジンブレーキ状態やブレーキ作動中に増速を禁止すると、増速装置に入力されるトルクの低減や増速の頻度低減が可能となり、増速装置１０の軽量化、耐久性の向上を図ることができる。

また、エンジンブレーキ状態やブレーキ作動中に、増速装置１０を直結状態に制御することで外輪へブレーキ力を作動させることも可能となり、旋回中の制動時に発生するオーバーステアの抑制にも役立つ。

このエンジンブレーキ及びブレーキ作動中の制御について、図２４及び図２５のフローチャートを参照して説明する。図２４はエンジンブレーキ作動時の制御フローチャートであり、先ずステップ９０で駆動トルクが負か否か、即ちエンジンブレーキ状態か否かを判定する。

エンジンブレーキ状態と判定された場合には、ステップ９１で直結指令を生成し、増速装置１０の増速クラッチ４２を解放し、直結クラッチ４０を係合する。

図２５はブレーキ作動時の制御フローチャートである。まず、ステップ１００でブレーキ作動中か否かを判定し、ブレーキ作動中と判定された場合にはステップ１０１で直結指令を生成する。この直結指令により、増速装置１０の増速クラッチ４２を解放し、直結クラッチ４０を係合する。

増速装置１０の作動を車軸により駆動されるポンプの油圧に頼っている場合、ある車速にならないと増速するための油圧が得られないことがある。その場合、横Ｇのしきい値のみに頼っていると、十分な油圧が得られない段階で増速指令が発せられ、増速クラッチ４２に悪影響を与える恐れがある。また、十分な車速が得られる車速に達したときに増速へと遷移することになるので、その際旋回中であっても増速へと切り替わる。

そのことにより車体の挙動が不安定になることもあるので、一定車速（Ｖ０）以下の低速走行を行ったときには、一定車速（Ｖ１）以上の直進走行を行うまで増速状態とすることを許可しない条件を加えておくと、車速Ｖ０以下での増速を回避することができ、また旋回中に急に増速されることを防止することも可能である。

これを、図２６のフローチャートを参照して説明する。まずステップ１１０で車速Ｖが一定車速Ｖ０より小さいか否かを判定し、肯定判定の場合にはステップ１１１へ進んで増速状態になるのを禁止する。

車両の走行が継続されて、車速ＶがＶ０より大きいＶ１より大きく且つ横ＧがＧ０より小さいと判定された場合には、ステップ１１３へ進んで増速を許可する。ステップ１１２のＧ０は例えば０．１Ｇ程度であり、ステップ１１２ではＶ１より大きな車速で直進走行を行っているか否かを判定している。

以上説明した実施形態は、ＦＦ車ベースの４輪駆動車両に本発明を適用した例について説明したが、エンジン等の駆動源からの動力が直接後輪側へ伝達され、後輪左右への伝達がクラッチ等で制御可能であり、前輪側へもクラッチ等で動力を伝達可能な車両に対しても、本発明の制御方法は適用可能である。また、後輪側が常時増速されている形式のものであってもよい。

本発明の駆動力制御方法が適用可能な４輪駆動車両の動力伝達系を示す概略図である。増幅装置（変速装置）及びリヤデファレンシャル装置の断面図である。車両旋回時の各車輪の軌跡を示す図である。図４（Ａ）は直進加速時の動力伝達を示す図であり、図４（Ｂ）は旋回加速時の動力伝達を示す図である。本発明実施形態の制御システムのブロック図である。横Ｇの増加に応じた外輪トルク配分比及び後輪トルク配分比の関係を示す図である。本発明実施形態の前後輪の駆動力配分比及び後輪左右の駆動力配分比の算出処理を示すフローチャートである。推定スリップ角の増加に応じた外輪トルク及び後輪トルクの低減量の関係を示す図である。走行状態検出のフローチャートである。目標駆動輪トルク算出のフローチャートである。目標後輪トルクに基づいた４ＷＤ制御のフローチャートである。車速と後輪トルク配分比の関係を示す図である。アクセル開度と後輪トルク配分比の関係を示す図である。シフト段と後輪トルク配分比の関係を示す図である。リヤデファレンシャル油温と後輪トルク配分比の関係を示す図である。目標後外輪トルク算出処理のフローチャートである。車速と後外輪トルク配分比の関係を示す図である。シフト段と後外輪トルク配分比の関係を示す図である。リヤデファレンシャル油温と後外輪トルク配分比の関係を示す図である。直結時の増速切替制御処理を示すフローチャートである。増速時の直結切替制御処理を示すフローチャートである。車両の不安定状態検出時の安定化処理のフローチャートである。シフト段と増速許可／不許可の関係を示す図である。エンジンブレーキ検出時の制御を示すフローチャートである。ブレーキ作動時の制御を示すフローチャートである。低速走行をしたあとの増速許可処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０増速装置（変速装置）
１２リヤデファレンシャル装置
２４，２６後ろ車軸
３０入力シャフト
３２出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）
４０直結クラッチ
４２増速クラッチ
５０Ａ，５０Ｂプラネタリギヤセット
５１クラッチ機構
５２湿式多板クラッチ
５６電磁アクチュエータ
８４フィードフォワード制御部
８６フィードバック制御部
８８増速制御部

Claims

駆動源と常に連結された主駆動輪と、駆動トルク量を調整可能な従駆動輪と、旋回時に従駆動輪へのトルク配分を主駆動輪より大きくするように調整可能で且つ左右の従駆動輪へのトルク配分も調整可能なトルク配分機構を備え、
前記トルク配分機構は、前記主駆動輪と前記従駆動輪との間に、前記主駆動輪と前記従駆動輪へ伝達される回転が等速と、前記主駆動輪よりも前記従駆動輪へ伝達される回転を増速に切り換える増速機構と、前記増速機構から伝達された駆動力を前記従駆動輪の左右輪にそれぞれ配設されたクラッチ機構を介して配分するリアデファレンシャル装置とを備え、
それぞれの前記クラッチ機構を可変制御することで左右輪への駆動力を可変制御する４輪駆動車両の駆動力制御方法であって、
車速を検出するステップと、
横Ｇを検出して横Ｇ信号を出力し、該横Ｇ信号の絶対値の増大に応じて、左右輪にそれぞれに配設した前記クラッチ機構によって左右の駆動力配分比を旋回外側の従駆動輪の駆動力が大きくなるように制御量を算出し、旋回外側の従駆動輪のクラッチ締結力を旋回内側のクラッチ締結力よりも大きく設定するステップと、
車速の増大に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を緩やかに減少するよう前記制御量を補正するステップと、
を有することを特徴とする４輪駆動車両の駆動力制御方法。
シフト位置が低速段及び高速段のときには、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車両の駆動力制御方法。
後進走行時には、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする請求項１または２記載の４輪駆動車両の駆動力制御方法。
前記リアデファレンシャル装置の作動油の温度の低下に応じて、旋回外側の従駆動輪へのトルク配分を減少するよう前記制御量を補正するステップを更に有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の４輪駆動車両の駆動力制御方法。
アクセル開度の増大に応じて、従駆動輪へのトルク配分を増大するステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車両の駆動力制御方法。