JP4781695B2

JP4781695B2 - ４輪駆動車の制御装置

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Publication number: JP4781695B2
Application number: JP2005065996A
Authority: JP
Inventors: 浩二松野; 毅米田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: JP2006248331A

Description

本発明は、エンジンからの駆動力を差動制限機構により前軸側と後軸側とに所定に配分制御する４輪駆動車の制御装置に関する。

近年、４輪駆動車においては、センタデファレンシャルによる差動、或いは、前軸に対する後軸の差動を、クラッチ要素を用いた差動制限機構により制限制御して、前後駆動力配分を任意に可変設定する様々なタイプのものが提案され、実用化されている。こうした４輪駆動車では、前後軸を略直結として旋回する際に生じるタイトコーナブレーキング現象を抑制するため様々な制御が提案されており、例えば、特開昭６２−１５５１３３号公報には、前輪駆動軸に前輪トルクセンサを設け、前輪の負トルクを検出した場合にセンタデフ差動機構の制限を減少、または、解除することで、タイトコーナブレーキング現象を防止することが開示されている。
特開昭６２−１５５１３３号公報

しかしながら、駆動系のガタ等により０近辺のトルク検出は不安定である場合が多く、こうした不安定な検出状態の基で上述の特許文献１のように制御すると、制御が不安定となってしまう虞がある。また、実用上はある程度の負トルクは許容できることは経験的に知られており、更に、エンジンブレーキ等の制動時には通常でも駆動系のトルクが負になることから、上述の特許文献１のように前輪の負トルクを検出した場合の制御を実行すると、不安定な制御となるばかりでなく差動制限機構の機能を十分に発揮させることができないという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、タイトコーナブレーキング現象を確実に防止しつつ差動制限機構の機能を十分に安定して発揮させることが可能な４輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンからの駆動力を前軸側と後軸側とに所定に配分する差動制限手段と、車両の走行状態に応じて上記差動制限手段に対する差動制限トルクの指示値を演算する差動制限制御手段と、前軸と後軸のどちらかの軸トルクを検出する軸トルク検出手段と、上記検出した軸トルクを基に上記差動制限手段における実際の差動制限トルクを演算する実差動制限トルク演算手段と、上記実際の差動制限トルクと上記差動制限トルクの指示値とを比較して、上記差動制限トルクの指示値に対して上記実際の差動制限トルクが振動する振動状態を検出する振動状態検出手段と、上記振動状態検出手段で上記差動制限トルクの指示値に対する上記実際の差動制限トルクの振動の予め設定した振動状態を検出した際に、上記差動制限トルクの指示値を減少補正する差動制限トルク補正手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による４輪駆動車の制御装置によれば、タイトコーナブレーキング現象を確実に防止しつつ差動制限機構の機能を十分に安定して発揮させることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図６は本発明の実施の一形態を示し、図１は４輪駆動車全体の概略構成を示す説明図、図２はセンタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図、図３は目標作動回転数と制御開始差動回転数の車速との関係を示す説明図、図４は制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明図、図５は前後軸差動制限トルク演算プログラムのフローチャート、図６は前後軸差動制限トルク補正プログラムのフローチャートである。

図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てセンタデファレンシャル装置３に伝達される。

センタデファレンシャル装置３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、トランスファドライブギヤ８、トランスファドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、センタデファレンシャル装置３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。

後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに伝達される一方、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。また、前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに伝達される一方、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。

センタデファレンシャル装置３は、入力側のトランスミッション出力軸２ａに大径の第１のサンギヤ１５が形成されており、この第１のサンギヤ１５が小径の第１のピニオン１６と噛合して第１の歯車列が構成されている。

また、後輪への出力を行うリヤドライブ軸４には、小径の第２のサンギヤ１７が形成されており、この第２のサンギヤ１７が大径の第２のピニオン１８と噛合して第２の歯車列が構成されている。

第１のピニオン１６と第２のピニオン１８は、ピニオン部材１９に一体に形成されており、複数（例えば３個）のピニオン部材１９が、キャリア２０に設けた固定軸に回転自在に軸支されている。そして、このキャリア２０の前端には、トランスファドライブギヤ８が連結され、前輪への出力が行われる。

また、キャリア２０には、前方からトランスミッション出力軸２ａが回転自在に挿入される一方、後方からはリヤドライブ軸４が回転自在に挿入されて、空間中央に第１のサンギヤ１５と第２のサンギヤ１７を格納している。そして、複数のピニオン部材１９の各第１のピニオン１６が第１のサンギヤ１５に、各第２のピニオン１８が第２のサンギヤ１７に、共に噛合されている。

こうして、入力側の第１のサンギヤ１５に対し、第１，第２のピニオン１６，１８、及び、第２のサンギヤ１７を介して一方の出力側（後軸側）とし、第１，第２のピニオン１６，１８のキャリア２０を介して他方の出力側（前軸側）として噛み合い構成され、リングギヤの無い複合プラネタリギヤを成している。

そして、かかる複合プラネタリギヤ式センタデファレンシャル装置３は、第１，第２のサンギヤ１５，１７、および、これらサンギヤ１５，１７の周囲に複数個配置される第１，第２のピニオン１６，１８の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。

また、第１，第２のピニオン１６，１８と第１，第２のサンギヤ１５，１７との噛み合いピッチ半径を適切に設定することで、基準トルク配分が所望の配分（例えば、後輪偏重にした不等トルク配分；前軸側：後軸側＝３５：６５）となっている。

また、センタデファレンシャル装置３の２つの出力部材、すなわちキャリア２０とリヤドライブ軸４との間には、前後軸間の駆動力配分を可変する、差動制限手段としての油圧式多板クラッチを採用したセンタデフクラッチ２１が設けられている。そして、このセンタデフクラッチ２１の締結トルクを制御することで、前後輪のトルク配分が、前後５０：５０の直結による４ＷＤから、センタデファレンシャル装置３によるトルク配分比（例えば前後３５：６５）の範囲で可変制御することが可能となっている。

センタデフクラッチ２１は、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成するセンタデフクラッチ駆動部４１と接続されており、このセンタデフクラッチ駆動部４１で発生される油圧で解放、締結が行われる。そして、センタデフクラッチ駆動部４１を駆動させる制御信号（各ソレノイドバルブに対する出力信号）は、後述のセンタデファレンシャル差動制限制御部４０から出力される。

車両には、各車輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrrを検出する車輪速センサ３１fl，３１fr，３１rl，３１rr、ハンドル角θＨを検出するハンドル角センサ３２、アクセル開度θACCを検出するアクセル開度センサ３３、フロントドライブ軸１０を支持するベアリング２２に作用する力を検出する前軸力検出センサ３４が設けられており、これらからの各信号は、センタデファレンシャル差動制限制御部４０に入力される。

ここで、前軸力検出センサ３４は、例えば、特開平９−２２４０号公報に開示されるセンサであり、前軸側に作用する力を、ベアリング２２に作用する前後方向（ｘ方向）、横方向（ｙ方向）、及び、縦方向（ｚ方向）の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとして、ベアリング２２に生じる変位量に基づき検出するものである。

また、エンジン１に関して燃料噴射制御等の各種制御を実行するエンジン制御部３５が、センタデファレンシャル差動制限制御部４０と接続されており、このエンジン制御部３５からはエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅがセンタデファレンシャル差動制限制御部４０に入力される。

更に、自動変速装置２に関して変速制御等の各種制御を実行するトランスミッション制御部３６が、センタデファレンシャル差動制限制御部４０と接続されており、このトランスミッション制御部３６からはトルクコンバータのタービン回転数Ｎｔと自動変速装置２のギヤ比ｉがセンタデファレンシャル差動制限制御部４０に入力される。

そして、センタデファレンシャル差動制限制御部４０は、車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、ハンドル角θＨを基に前後軸の実際の差動回転数と目標差動回転数とに応じて前後軸差動制限トルクの指示値を演算する。また、車輪速ωfl，ωfr，ωrl，ωrr、アクセル開度θACC、ベアリング２２に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅ、タービン回転数Ｎｔ、自動変速装置２のギヤ比ｉを基に前後軸差動制限トルクの指示値を必要に応じて減少補正してセンタデフクラッチ駆動部４１に出力する。

すなわち、センタデファレンシャル差動制限制御部４０は、マイクロコンピュータとその周辺回路とで構成され、図２に示すように、車速演算部４０ａ、前後軸実差動回転数演算部４０ｂ、前後目標差動回転数設定部４０ｃ、前後差動回転数偏差演算部４０ｄ、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅ、前後制御開始条件判定部４０ｆ、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇ、前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈ、前後軸差動制限トルク演算部４０ｉ、前軸トルク変換部４０ｊ、前後軸差動制限トルク設定部４０ｋから主要に構成されている。尚、本実施の形態では、車速演算部４０ａ〜前後軸差動制限トルク演算部４０ｉが前後軸差動制限トルクの指示値を演算する差動制限制御手段としての機能部として設けられている。

車速演算部４０ａは、４輪の車輪速センサ、すなわち各車輪速度センサ３１fl，３１fr，３１rl，３１rrから各車輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、例えばこれらの平均を演算することにより車速Ｖを演算し、前後目標差動回転数設定部４０ｃ、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅ、前後軸差動制限トルク設定部４０ｋに出力する。

前後軸実差動回転数演算部４０ｂは、各車輪速度センサ３１fl，３１fr，３１rl，３１rrから各車輪１４fl，１４fr，１４rl，１４rrの車輪速度ωfl，ωfr，ωrl，ωrrが入力され、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrを以下の（１）式により演算する。
Δωctr＝｜（（ωfl＋ωfr）／２）−（（ωrl＋ωrr）／２）｜ …（１）

そして、前後軸実差動回転数演算部４０ｂで演算された前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrは、前後差動回転数偏差演算部４０ｄと前後制御開始条件判定部４０ｆに出力される。

前後目標差動回転数設定部４０ｃは、車速演算部４０ａから車速Ｖが入力され、例えば、予め実験や演算等により求めておいた車速Ｖと前後目標差動回転数Δωctrtのマップを参照して、車速Ｖに応じた前後目標差動回転数Δωctrtを設定する。

この車速Ｖと前後目標差動回転数Δωctrtのマップは、例えば図３に示すように設定されており、前後目標差動回転数Δωctrtは、予め車両諸元等に基づき、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しながら、車速Ｖが大きくなるほど、次第に小さくなるように予め設定されている。

前後目標差動回転数設定部４０ｃで設定された前後目標差動回転数Δωctrtは、前後差動回転数偏差演算部４０ｄに出力される。

前後差動回転数偏差演算部４０ｄは、前後軸実差動回転数演算部４０ｂから前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが、前後目標差動回転数設定部４０ｃから前後目標差動回転数Δωctrtが入力され、これらの偏差（前後差動回転数偏差）εctrを以下の（２）式により演算し、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇと前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈに出力する。
εctr＝εctr−Δωctrt …（２）

前後制御開始差動回転数設定部４０ｅは、車速演算部４０ａから車速Ｖが入力され、例えば、予め実験や演算等により求めておいた車速Ｖと前後制御開始差動回転Δωctrsのマップを参照して、車速Ｖに応じた前後制御開始差動回転Δωctrsを設定する。

この前後制御開始差動回転Δωctrsは、前後目標差動回転数Δωctrtよりも小さな値で、後述するように前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrの下限値となるものとして設定される。そして、車速Ｖと前後制御開始差動回転Δωctrsのマップは、例えば図３に示すように設定されており、前後制御開始差動回転Δωctrsは、予め車両諸元等に基づき、実際の走行で生じる種々の誤差を考慮しながら、車速Ｖが大きくなるほど、次第に小さくなるように予め設定されている。

尚、本実施の形態においては、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅには、ハンドル角センサ３２からハンドル角θＨが入力されるようになっており、車速Ｖに応じて設定した前後制御開始差動回転Δωctrsを、更に舵角により補正して正確に設定可能になっている。この舵角による補正は、例えば図４に示すような特性のマップで行い、舵角が大きい程、前後制御開始差動回転Δωctrsを大きく補正する。

こうして、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅで設定された前後制御開始差動回転Δωctrsは、前後制御開始条件判定部４０ｆに出力される。

前後制御開始条件判定部４０ｆは、前後軸実差動回転数演算部４０ｂから前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅから前後制御開始差動回転Δωctrsが入力され、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrと前後制御開始差動回転Δωctrsとを比較して、前後制御開始条件が成立しているか否か判定する。

すなわち、前後制御開始条件判定部４０ｆは、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動回転Δωctrsより大きい場合には、制御開始条件が成立していると判定し、この判定結果を前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇと前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈに出力する。

前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇは、前後差動回転数偏差演算部４０ｄから前後差動回転数偏差εctrが、前後制御開始条件判定部４０ｆから制御開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctrを演算する。
ｓctr＝εctr＋ｋictr・∫（εctr）ｄｔ …（３）
（但し、積分範囲は０からｔまで）
ここで、ｋictrは積分項ゲインである。

ｘ＝ｋwctr・ｊwctr・（ｄεctr／ｄｔ）
＋Ｔsgctr・（ｓctr／（｜ｓctr｜＋δctr） …（４）
ここで、ｋwctrは微分項ゲイン、ｊwctrは慣性項、Ｔsgctrは切換ゲイン、δctrはチャタリング防止のため差動制限力を連続化する定数である。

そして、ｘ＞０の場合は、前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctr＝ｘとし、ｘ≦０の場合は、前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctr＝０とする。また、前後制御開始条件判定部４０ｆからの制御開始条件の判定結果を参照し、Δωctr≦Δωctrsで制御開始条件が不成立の場合には、Ｔsmcctr＝ｘであっても、Ｔsmcctr＝０とすると共に、∫（εctr）ｄｔ＝０（但し、積分範囲は０からｔまで）にリセットする。

すなわち、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが、下限値である前後制御開始差動回転Δωctrsを下回る場合には、センタデフクラッチ２１が静止摩擦係数でロックする状態を回避すべく、前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctr＝０とする。そして、更に、積分項∫（εctr）ｄｔ＝０（但し、積分範囲は０からｔまで）をリセットすることにより、積分項が異常に低い値となり、実際にセンタデフクラッチ２１が再び滑り始めたときの制御遅れが増大し、結果的にクラッチのスティックスリップを助長してしまうことを有効に防止する。こうして、演算された前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctrは、前後軸差動制限トルク演算部４０ｉに出力される。

前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈは、前後差動回転数偏差演算部４０ｄから前後差動回転数偏差εctrが、前後制御開始条件判定部４０ｆから制御開始条件の判定結果が入力され、例えば、以下のように前後軸第２の差動制限トルクＴpcctrを演算する。

すなわち、前後差動回転数偏差εctrが、０より大きい場合は、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctr＝ｋpctr・εctrとし、前後差動回転数偏差εctrが、０以下の場合は、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctr＝０とする。ここで、ｋpctrは比例項ゲインである。そして、前後制御開始条件判定部４０ｆからの制御開始条件の判定結果を参照し、Δωctr≦Δωctrsで制御開始条件が不成立の場合には、Ｔpcctr＝ｋpctr・εctrであっても、Ｔpcctr＝０とし、センタデフクラッチ２１が静止摩擦係数でロックする状態を回避する。こうして演算された前後軸第２の差動制限トルクＴpcctrは、前後軸差動制限トルク演算部４０ｉに出力される。

前後軸差動制限トルク演算部４０ｉは、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇから前後軸第１の差動制限トルクＴsmcctrが、前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈから前後軸第２の差動制限トルクＴpcctrが入力され、以下の（５）式により、前後軸差動制限トルクＴlsdctrを演算し、前後軸差動制限トルク設定部４０ｊに出力する。
Ｔlsdctr＝Ｔsmcctr＋Ｔpcctr …（５）

尚、上述の車速演算部４０ａ〜前後軸差動制限トルク演算部４０ｉにより演算される前後軸差動制限トルクＴlsdctrは、後述する前後軸差動制限トルク設定部４０ｋで必要とされてから演算されるものであっても、或いは、常時演算しておき前後軸差動制限トルク設定部４０ｋで必要に応じて読み込まれるものであっても良い。

前軸トルク変換部４０ｊは、前軸力検出センサ３４からベアリング２２に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚが入力される。そして、これらの力を基に予め記憶しておいたマップを参照し、或いは、予め設定しておいた実験式等に適用して、フロントドライブ軸１０の軸トルクＴsenを演算し、前後軸差動制限トルク設定部４０ｋに出力する。ここで、上述のマップとは、例えば、軸トルクＴsenとｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとの相関を予め実験、計算等によりマッピングし、作成しておいたものである。このように、前軸力検出センサ３４と前軸トルク変換部４０ｊとで軸トルク検出手段が構成されている。

前後軸差動制限トルク設定部４０ｋは、アクセル開度センサ３３からアクセル開度θACCが、エンジン制御部３５からエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力トルクＴｅが、トランスミッション制御部３６からトルクコンバータのタービン回転数Ｎｔと自動変速装置２のギヤ比ｉが、車速演算部４０ａから車速Ｖが、前後軸差動制限トルク演算部４０ｉから前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）が、前軸トルク変換部４０ｊから軸トルクＴsenが入力される。

そして、後述する図６に示すフローチャートに示すように、以下の（６）式により、実際の前後軸差動制限トルク（実差動制限トルク）Ｔlsdrを演算し、該実差動制限トルクＴlsdrと前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）との偏差ΔＴlsd（＝Ｔlsdctr−Ｔlsdr）を演算し、車速Ｖが設定値Ｖｃよりも低く、且つ、アクセル開度θACCが設定値θｃよりも低い時に、以下（８）式で定義する、実差動制限トルクＴlsdrの前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）に対する振動状態を示す設定時間以内の積分評価値Ｓｃが大きい場合に、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を予め設定しておいた一定値減少補正してセンタデフクラッチ駆動部４１に出力する。

すなわち、実際の前後軸差動制限トルク（実差動制限トルク）Ｔlsdrは、
Ｔlsdr＝Ｔｔ・Ｄｔ−Ｔsen …（６）
で演算される。ここで、Ｔｔはセンタデファレンシャル装置３への入力トルクで以下の（７）式により演算される。また、Ｄｔはセンタデファレンシャル装置３が備えた前輪への駆動力配分率（センタデフクラッチ２１が無い場合での前輪への駆動力配分率）であり、本実施形態の場合では、０．３５である。尚、センタデファレンシャルがなく、後輪への駆動力配分をクラッチ締結力にのみで制御する前輪ベースの４輪駆動車においては、このＤｔは、１．０となる。

Ｔｔ＝Ｔｅ・ｔ・ｉ …（７）
ここで、ｔはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）とトルクコンバータのトルク比とのマップを参照することにより求められる。

また、実差動制限トルクＴlsdrの前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）に対する振動状態を示す設定時間以内の積分評価値Ｓｃは、
Ｓｃ＝∫｜ΔＴlsd｜ｄｔ …（８）
で演算される。

尚、積分評価値Ｓｃは、より変化量を大きく捉えることのできる、以下（９）式で示すような、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）の２乗値と実差動制限トルクＴlsdrの２乗値との差の絶対値の平方根の積分値で演算するようにしても良い。
Ｓｃ＝∫（｜Ｔlsdctr^２−Ｔlsdr^２｜）^１／２ｄｔ …（９）

このように、前後軸差動制限トルク設定部４０ｋは、実差動制限トルク演算手段、振動状態検出手段、及び、差動制限トルク補正手段としての機能を有して構成されている。

次に、センタデファレンシャル差動制限制御部４０での処理の流れを、図５及び図６のフローチャートで説明する。まず、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を演算する車速演算部４０ａ〜前後軸差動制限トルク演算部４０ｉにおける処理を、図５に示すフローチャートで説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１では、車速演算部４０ａで車速Ｖを演算し、Ｓ１０２に進んで、前後目標差動回転数設定部４０ｃで、車速Ｖと前後目標差動回転数Δωctrtのマップを参照して、車速Ｖに応じた前後目標差動回転数Δωctrtを設定する。

次に、Ｓ１０３に進み、前後制御開始差動回転数設定部４０ｅで、車速Ｖと前後制御開始差動回転Δωctrsのマップを参照し、また、ハンドル角で補正を加えて前後制御開始差動回転Δωctrsを設定する。

次いで、Ｓ１０４に進み、前後軸実差動回転数演算部４０ｂで（１）式を基に前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrを演算する。

その後、Ｓ１０５に進むと、前後制御開始条件判定部４０ｆで、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrと前後制御開始差動回転Δωctrsとの比較を行い、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動回転Δωctrsより大きい場合は、前後制御開始条件が成立していると判定してＳ１０６に進む。

こうして、Ｓ１０６に進むと、前後差動回転数偏差演算部４０ｄで（２）式により前後差動回転数偏差εctrの演算が行われ、Ｓ１０７に進む。

Ｓ１０７では、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇにおいて、前後差動回転数偏差εctrの積分値、すなわち、∫（εctr）ｄｔ（但し、積分範囲は０からｔまで）の演算が行われ、Ｓ１０８に進んで、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇで前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstrの演算が実行される。この前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstrの演算は、（４）式で演算されるｘの値に依存され、ｘ＞０の場合は、前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstr＝ｘに設定され、ｘ≦０の場合は、前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstr＝０と設定される。

次いで、Ｓ１０９に進むと、前後軸第２の差動制限トルク演算部４０ｈにおいて、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctrの演算が実行される。具体的には、前後差動回転数偏差εctrが、０より大きい場合は、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctr＝ｋpctr・εctrとされ、前後差動回転数偏差εctrが、０以下の場合は、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctr＝０とされる。

次に、Ｓ１１０に進み、前後軸差動制限トルク演算部４０ｉにおいて、前述の（５）式、すなわち、前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstrと前後軸第２の差動制限トルクＴpcctrの和を演算して、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を演算し、プログラムを抜ける。

一方、上述のＳ１０５の判定で、前軸と後軸との間の実際の差動回転数Δωctrが前後制御開始差動回転Δωctrs以下の場合は、前後制御開始条件は不成立としてＳ１１１に進む。

Ｓ１１１では、前後軸第１の差動制限トルクＴsmsstr、前後軸第２の差動制限トルクＴpcctr、最終的な前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を０に設定する。

その後、Ｓ１１２に進んで、前後軸第１の差動制限トルク演算部４０ｇにおいて、前後差動回転数偏差εctrの積分値を０にリセットして、プログラムを抜ける。

次に、上述の図５のフローチャートで演算される前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を補正する、前軸トルク変換部４０ｊ及び前後軸差動制限トルク設定部４０ｋで実行される処理を、図６に示すフローチャートで説明する。

まず、Ｓ２０１で、前軸トルク変換部４０ｊは、ベアリング２２に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを基にフロントドライブ軸１０の軸トルクＴsenを演算する。以下、Ｓ２０２〜Ｓ２１４の処理は、前後軸差動制限トルク設定部４０ｋにおいて実行される処理である。

Ｓ２０２では、前述の（６）式により、実差動制限トルクＴlsdrを演算する。

次いで、Ｓ２０３に進み、実差動制限トルクＴlsdrと前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）との偏差ΔＴlsd（＝Ｔlsdctr−Ｔlsdr）を演算する。

そして、Ｓ２０４に進むと、車速Ｖが予め設定しておいた値Ｖｃよりも低く、低車速か否か判定し、Ｖ≧Ｖｃで低車速ではない場合は、Ｓ２０５に進み、カウント値Ｃount、及び、積分評価値ＳｃをクリアしてＳ２０６に進み、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を出力してプログラムを抜ける。尚、このカウント値Ｃountは、積分評価値Ｓｃの積分時間を規定するカウント値となっている。

また、Ｓ２０４で、Ｖ＜Ｖｃであり、低車速と判断した場合は、Ｓ２０７に進み、アクセル開度θACCが予め設定しておいた値θｃよりも低く、低開度か否か判定し、θACC≧θｃで低開度ではない場合は、Ｓ２０５に進み、カウント値Ｃount、及び、積分評価値ＳｃをクリアしてＳ２０６に進み、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を出力してプログラムを抜ける。

更に、Ｓ２０７で、θACC＜θｃであり、低開度と判断した場合は、Ｓ２０８へと進む。すなわち、本願発明が改善の主要ターゲットとするタイトコーナブレーキング現象は、高速になるとタイヤのスリップ率が上がり、これによってカバーすることが可能である。また、アクセル開度θACCが高いときには、トラクション性能を重視して、４輪に駆動力を伝達しスリップのない安定した加速走行を行うことを重視する。従って、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を減少補正するのは、低速走行で、且つ、低開度のときのみに限定するのである。

Ｓ２０７からＳ２０８に進むと、前後軸差動制限トルク偏差ΔＴlsdが予め設定しておいた値Ｋ１を超えているか否か判定し、超えていないのであれば、Ｓ２０５に進み、カウント値Ｃount、及び、積分評価値ＳｃをクリアしてＳ２０６に進み、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を出力してプログラムを抜ける。

逆に、前後軸差動制限トルク偏差ΔＴlsdが予め設定しておいた値Ｋ１を超えている場合は、Ｓ２０９に進み、カウント値Ｃountをインクリメントし（Ｃount＝Ｃount＋１）、Ｓ２１０に進んで、カウント値Ｃountが一定値Ｃocに達したか否か（Ｃount≧Ｃocか否か、換言すれば一定時間が経過したか否か）を判定する。

Ｓ２１０の判定の結果、カウント値Ｃountが一定値Ｃocに達しているのであれば、Ｓ２０５に進み、カウント値Ｃount、及び、積分評価値ＳｃをクリアしてＳ２０６に進み、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を出力してプログラムを抜ける。

逆に、カウント値Ｃountが一定値Ｃocに達していないのであれば（Ｃount＜Ｃocの場合は）、Ｓ２１１に進んで、前述のＳ２０１と同様、フロントドライブ軸１０の軸トルクＴsenを演算し、Ｓ２１２に進んで、前述のＳ２０２と同様、実差動制限トルクＴlsdrを演算し、Ｓ２１３に進んで、前述のＳ２０３と同様、実差動制限トルクＴlsdrと前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）との偏差ΔＴlsdを演算する。

そして、Ｓ２１４に進み、前述の（８）式により、積分評価値Ｓｃを演算し、Ｓ２１５に進んで、積分評価値Ｓｃが予め設定しておいた閾値Ｓc1より大きいか否か判定する。

Ｓ２１５の判定の結果、積分評価値Ｓｃが予め設定しておいた閾値Ｓc1より大きい（Ｓｃ＞Ｓc1）の場合は、タイトコーナブレーキング現象に特有の振動状態にあると判定し、Ｓ２１６に進んで、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を予め設定しておいた一定値減少補正し、その後、Ｓ２０５に進み、カウント値Ｃount、及び、積分評価値ＳｃをクリアしてＳ２０６に進み、差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を出力してプログラムを抜ける。

また、Ｓ２１５の判定の結果、積分評価値Ｓｃが予め設定しておいた閾値Ｓc1以下（Ｓｃ≦Ｓc1）の場合は、再びＳ２０９に戻り、カウント値Ｃountをインクリメントして、Ｓ２１０〜Ｓ２１５の処理を繰り返す。

このように本実施の形態によれば、前軸力検出センサ３４によりベアリング２２に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを直接検出し、この力を基に実差動制限トルクＴlsdrを演算し、該実差動制限トルクＴlsdrと前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）との偏差ΔＴlsdを演算し、低車速で、アクセル開度が低開度の際に、実差動制限トルクＴlsdrの前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）に対する振動状態を示す設定時間以内の積分評価値Ｓｃが大きい場合に、前後軸差動制限トルクＴlsdctr（指示値）を予め設定しておいた一定値減少補正する。このため、タイトコーナブレーキング現象等を生じる際の駆動系に生じる内部循環トルクの変動（振動）状態を直接検出して、タイトコーナブレーキング現象等が生じることを精度良く防止することができる。また、他の走行領域では、差動制限機構の機能を十分に発揮させることができるので、安定した制御が行える。

尚、本実施の形態では、前軸力検出センサ３４によりベアリング２２に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを直接検出し、この力を基に実差動制限トルクＴlsdrを演算するようにしているが、これに限ることなく、後軸側に作用するｘ、ｙ、ｚ方向の各力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを直接検出し、この力を基に実差動制限トルクＴlsdrを演算するようにしても良い。

また、本実施の形態では、リングギヤの無い複合プラネタリギヤで構成したセンタデファレンシャル装置３を例に説明したが、他のリングギヤを用いた複合プラネタリギヤで構成したセンタデファレンシャル装置や、ベベルギヤで構成したセンタデファレンシャル装置にも本発明が適用できることは云うまでもない。更に、センタデファレンシャル装置が無く、単にクラッチ手段で前後の駆動力配分を制御する４輪駆動車においても本発明は適用可能である。

４輪駆動車全体の概略構成を示す説明図センタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図目標作動回転数と制御開始差動回転数の車速との関係を示す説明図制御開始差動回転数の舵角との関係を示す説明図前後軸差動制限トルク演算プログラムのフローチャート前後軸差動制限トルク補正プログラムのフローチャート

符号の説明

１エンジン
３センタデファレンシャル装置
１０フロントドライブ軸
１４fl，１４fr，１４rl，１４rr 車輪
２１センタデフクラッチ（差動制限手段）
２２ベアリング
３１fl，３１fr，３１rl，３１rr 車輪速センサ
３２ハンドル角センサ
３３アクセル開度センサ
３４前軸力検出センサ（軸トルク検出手段）
３５エンジン制御部
３６トランスミッション制御部
４０センタデファレンシャル差動制限制御部
４０ａ車速演算部（差動制限制御手段）
４０ｂ前後軸実差動回転数演算部（差動制限制御手段）
４０ｃ前後目標差動回転数設定部（差動制限制御手段）
４０ｄ前後差動回転数偏差演算部（差動制限制御手段）
４０ｅ前後制御開始差動回転数設定部（差動制限制御手段）
４０ｆ前後制御開始条件判定部（差動制限制御手段）
４０ｇ前後軸第１の差動制限トルク演算部（差動制限制御手段）
４０ｈ前後軸第２の差動制限トルク演算部（差動制限制御手段）
４０ｉ前後軸差動制限トルク演算部（差動制限制御手段）
４０ｊ前軸トルク変換部（軸トルク検出手段）
４０ｋ前後軸差動制限トルク設定部（実差動制限トルク演算手段、振動状態検出手段、差動制限トルク補正手段）
４１センタデフクラッチ駆動部
代理人弁理士伊藤進

Claims

エンジンからの駆動力を前軸側と後軸側とに所定に配分する差動制限手段と、
車両の走行状態に応じて上記差動制限手段に対する差動制限トルクの指示値を演算する差動制限制御手段と、
前軸と後軸のどちらかの軸トルクを検出する軸トルク検出手段と、
上記検出した軸トルクを基に上記差動制限手段における実際の差動制限トルクを演算する実差動制限トルク演算手段と、
上記実際の差動制限トルクと上記差動制限トルクの指示値とを比較して、上記差動制限トルクの指示値に対して上記実際の差動制限トルクが振動する振動状態を検出する振動状態検出手段と、
上記振動状態検出手段で上記差動制限トルクの指示値に対する上記実際の差動制限トルクの振動の予め設定した振動状態を検出した際に、上記差動制限トルクの指示値を減少補正する差動制限トルク補正手段と、
を備えたことを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
上記振動状態検出手段は、車速が予め設定しておいた値より小さい場合に上記振動状態の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。
上記振動状態検出手段は、アクセル開度が予め設定しておいた値より小さい場合に上記振動状態の検出を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の４輪駆動車の制御装置。
上記振動状態検出手段は、上記差動制限トルクの指示値に対する上記実際の差動制限トルクの偏差を演算し、該偏差の大きさと、該偏差の絶対値の積分値とにより上記振動状態の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。
上記振動状態検出手段は、上記差動制限トルクの指示値に対する上記実際の差動制限トルクの偏差を演算し、該偏差の大きさと、上記差動制限トルクの指示値の２乗値と上記実際の差動制限トルクの２乗値との差の絶対値の平方根の積分値とにより上記振動状態の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の４輪駆動車の制御装置。