JP6141751B2 - 駆動力配分制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力配分制御装置に関し、特に、四輪駆動車両の後輪の左右駆動力配分を制御する駆動力配分制御装置に関する。

従来から、エンジンの駆動力を左右前輪と左右後輪へ分配出力可能な四輪駆動車において、左後輪の伝動系及び右後輪の伝動系それぞれに左後輪クラッチ及び右後輪クラッチを挿置し、これら左後輪クラッチ及び右後輪クラッチの締結力を調節することにより、駆動力を左後輪及び右後輪に配分して出力する左右駆動力配分制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来から、このような左右駆動力配分制御装置を用いて車両の旋回挙動が運転状態に応じたものとなるよう左右後輪の駆動力を異ならせる左右輪駆動力配分制御が知られている。より具体的には、この制御では、アンダーステア傾向が検知された場合には、旋回後外輪側クラッチの締結力を増大させて旋回後外輪に駆動トルクを付加することにより、ヨーモーメントを回頭方向に増加させ、回頭性を向上させる。一方、オーバーステア傾向が検知された場合には、旋回後内輪側クラッチの締結力を増大させて旋回後内輪に駆動トルク付加することにより、ヨーモーメントを反回頭方向（すなわち車両を回頭させない方向）に増加させ、回頭性を抑制する。

特開２０１１−２１８９８８号公報

ところで、クラッチは、速い回転側から遅い回転側（回転速度の速い方から遅い方）にしか駆動力（トルク）を伝達できないという特性を持っているため、前輪よりも後輪の方が速く回っているときには、後輪側へ駆動力を流すことができない。そこで、上述した特許文献１に記載の左右駆動力配分制御装置が適用された四輪駆動車両では、トランスファから車両後方へ延在するプロペラシャフトの後端とリヤドライブシャフトとの間を傘歯車組で構成した終減速機を介して駆動結合し、該終減速機の減速比を、トランスファからプロペラシャフトへの増速伝動比との関連において、左右前輪に向かう駆動力の一部をリヤドライブシャフトへ増速下に向かわせるようなギヤ比としている。より具体的には、特許文献１に記載の四輪駆動車両では、左右の後輪クラッチの入力側回転速度と出力側回転速度の回転速度差（クラッチスリップ量）を０にした場合、左右前輪に対して左右後輪が約２％増速されるように（すなわち前輪速＜後輪速とならないように）、トランスファと終減速機のトータルのギヤ比を設定している。

しかしながら、上述したようにギヤ比を設定することにより、上記クラッチスリップ量を０にしたときに左右の後輪クラッチよりも上流側（前輪側）の回転数が後輪よりも早くなるように設定した場合、加速旋回時には駆動力を伝達／付加できるものの、減速旋回時に駆動力を伝達／付加できなくなるという問題が生じる。すなわち、減速旋回時に左右の後輪クラッチを締結すると、後輪に駆動力を付与してしまうことになる。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、左右の後輪クラッチそれぞれの締結力を調節することにより、左右後輪への駆動力配分を制御可能に構成された四輪駆動車両において、加速旋回時及び減速旋回時双方において、オーバーステア、アンダーステアを抑制することが可能な駆動力配分制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動力配分制御装置は、左右前輪及び左右後輪それぞれに駆動力を伝達可能に構成されている四輪駆動車両の後輪の左右駆動力配分を制御する駆動力配分制御装置であって、前輪側ファイナルギヤを含む前輪側のトータルギヤ比とギヤ比が同一に設定された後輪側ファイナルギヤと、後輪側ファイナルギヤと左後輪との間に介装され、左後輪に伝達される駆動力を調節する左後輪クラッチと、後輪側ファイナルギヤと右後輪との間に介装され、右後輪に伝達される駆動力を調節する右後輪クラッチと、旋回時に、車両のステア特性に基づいて、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチそれぞれの締結力を制御する制御手段とを備える。該制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立している場合において、車両のステア特性がオーバーステアのときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ締結し、車両のステア特性がアンダーステアのときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放することを特徴とする。

本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、前輪側ファイナルギヤを含む前輪側のトータルギヤ比（すなわち変速機の出力軸と左右前輪との間に介在する全てのギヤのトータルのギヤ比）と後輪側ファイナルギヤのギヤ比とが同一に設定されているため、上記クラッチスリップ量を０にしたときに左右の後輪クラッチの上流側（前輪側）の回転数と後輪の回転数が同一となる。そのため、加速旋回時に駆動力を伝達／付加でき、かつ、減速旋回時にも駆動力を伝達／付加できなくなることを防止することができる。すなわち、減速旋回時に左右の後輪クラッチをつないだとしても、後輪に駆動力が付与されることはない。よって、加速旋回時及び減速旋回時いずれにおいてもオーバーステア、アンダーステアを抑制することが可能となる。

一方、前輪側のトータルギヤ比と後輪側ファイナルギヤのギヤ比とを同じにした場合、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しているときに、原則的に、旋回後外輪へ駆動力を付加できなくなる。ここで、本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している場合において、オーバーステアのときには、左後輪クラッチ、右後輪クラッチが共に締結されて、直進性が向上される。これにより、ステア特性をニュートラルステア方向に改善することが可能となる。一方、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している場合において、アンダーステアのときには、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチそれぞれが解放されるため、後輪側から制動力がかかることを防止することができる。

本発明に係る駆動力配分制御装置では、制御手段が、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がアンダーステアの場合において、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値以上のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放し、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値未満のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させることが好ましい。

上述したように、前輪側のトータルギヤ比と後輪側ファイナルギヤのギヤ比とを同じにした場合、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しているときには、原則的に、旋回後外輪へ駆動力を付加できなくなる。ただし、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、旋回半径が小さい領域では、旋回後外輪へ駆動力を付加できる。すなわち、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径よりも大きい場合には、旋回後外輪への駆動力伝達が可能である。ここで、本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しており、かつアンダーステアの場合において、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値未満のときに、旋回後外輪側のクラッチの締結力が増大されることにより、アンダーステアを抑制することができる。

一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、旋回半径が大きい領域、すなわち、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径以下の領域では、旋回後外輪の速度の方が前輪よりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。ここで、本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値以上のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチそれぞれが解放されるため、後輪側から制動力がかかることを防止することができる。

本発明に係る駆動力配分制御装置では、制御手段が、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がアンダーステアの場合において、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放し、総駆動力が所定値以上のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させることが好ましい。

上述したように、前輪側のトータルギヤ比と後輪側ファイナルギヤのギヤ比とを同じにした場合、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しているときには、原則的に、旋回後外輪へ駆動力を付加できなくなる。ただし、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、四輪に伝達される総駆動力が所定値以上のときには、前輪にスリップ率が発生し、前輪の回転数が増大するため、旋回後外輪側のクラッチを締結することにより駆動力を旋回後外輪側に流せるようになる。ここで、本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しており、かつアンダーステアの場合において、四輪に伝達される総駆動力が所定値以上のときに、旋回後外輪側のクラッチの締結力が増大されるため、アンダーステアを抑制することができる。

一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときには、旋回後外輪の速度の方が前輪よりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。ここで、本発明に係る駆動力配分制御装置によれば、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチそれぞれが解放されるため、後輪側から制動力がかかることを防止することができる。

本発明に係る駆動力配分制御装置では、制御手段が、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がニュートラルステアの場合には、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチの締結力を保持することが好ましい。

このようにすれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している状態において、車両のステア特性をニュートラルステアに保持することができる。

本発明に係る駆動力配分制御装置では、制御手段が、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立していない場合において、車両のステア特性がオーバーステアのときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後内輪側のクラッチの締結力を増大させ、車両のステア特性がアンダーステアのときに、左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させることが好ましい。

このようにすれば、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立していない場合において、オーバーステアの場合には、旋回後内輪側のクラッチの締結力が増大されて旋回後内輪に駆動力が付加されることにより、ヨーモーメントを反回頭方向に増加させ、回頭性を抑制することができる。一方、アンダーステアの場合には、旋回後外輪側クラッチの締結力が増大されて旋回後外輪に駆動力が付加されることにより、ヨーモーメントを回頭方向に増加させ、回頭性を向上させることができる。

本発明によれば、左右の後輪クラッチそれぞれの締結力を調節することにより、左右後輪への駆動力配分を制御可能に構成された四輪駆動車両において、加速旋回時及び減速旋回時双方において、オーバーステア、アンダーステアを抑制することが可能となる。

実施形態に係る駆動力配分制御装置が搭載された四輪駆動車両の構成を示すブロック図である。 旋回時における、旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）と前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）との関係を説明するための図である。 前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＞旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合の旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）、前輪中心（Ｒｆｔ）、及び前旋回外輪（Ｒｆ＿ｏｕｔ）それぞれの旋回半径を示す図である。 前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＜旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合の旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）、前輪中心（Ｒｆｔ）、及び重心点（Ｒｇ）それぞれの旋回半径を示す図である。 実施形態に係る駆動力配分制御装置による左右後輪駆動力配分制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を用いて、実施形態に係る駆動力配分制御装置１の構成について説明する。図１は、駆動力配分制御装置１が搭載された四輪駆動車両（以下、単に「車両」ということもある）４の構成を示すブロック図である。

エンジン２０は、例えば水平対向型の４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２０の出力軸（クランクシャフト）には、エンジン２０からの駆動力を変換して出力する変速機３０が接続されている。なお、変速機３０は、手動変速機（ＭＴ）でもよいし、有段自動変速機（ＡＴ）や無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機でもよい。エンジン２０から入力された駆動力は、変速機３０で変換された後、前輪側の駆動系（詳細は後述する）を介して前輪側に伝達されるとともに、後輪側の駆動系（詳細は後述する）を介して後輪側に伝達される。これにより、左右前輪１０ＦＬ，１０ＦＲ、及び左右後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに駆動力が伝達される。

前輪側の駆動系において、変速機３０からの駆動力は、トランスファ４０（トランスファドライブギヤ４０ａ、トランスファドリブンギヤ４０ｂ）、及び、フロントドライブシャフト４１を介してフロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」という）４２に伝達される。フロントデフ４２は、例えば、ベベルギヤ式の差動装置である（特許請求の範囲に記載の前輪側ファイナルギヤに相当）。フロントデフ４２からの駆動力は、左前輪ドライブシャフト４３Ｌを介して左前輪１０ＦＬに伝達されるとともに、右前輪ドライブシャフト４３Ｒを介して右前輪１０ＦＲに伝達される。

後輪側の駆動系において、変速機３０からの駆動力は、上述したトランスファ４０（トランスファドライブギヤ４０ａ）から車両後方へ延在するプロペラシャフト４４を介してファイナルギヤ６０（特許請求の範囲に記載の後輪側ファイナルギヤに相当）に伝達される。ファイナルギヤ６０は、例えば、ハイポイドピニオン６０ａおよびハイポイドギヤ６０ｂからなるハイポイドギヤである。ここで、ファイナルギヤ６０のファイナルギヤ比は、トランスファ４０およびフロントデフ４２（ファイナルギヤ）のトータルギヤ比（すなわち変速機３０の出力軸と左右前輪１０ＦＬ，１０ＦＲとの間に介在する全てのギヤのトータルのギヤ比）と同一となるように設定されている。

ファイナルギヤ６０（ハイポイドギヤ６０ｂ）にはリヤドライブシャフト５１が接続されている。このリヤドライブシャフト５１の左右両端には、左後輪１０ＲＬに伝達される駆動力を調節する左後輪クラッチ５２Ｌ、および右後輪１０ＲＲに伝達される駆動力を調節する右後輪クラッチ５２Ｒがそれぞれ取り付けられている。また、左後輪クラッチ５２Ｌには、左後輪ドライブシャフト５３Ｌを介して左後輪１０ＲＬが接続されている。一方、右後輪クラッチ５２Ｒには、右後輪ドライブシャフト５３Ｒを介して右後輪１０ＲＲが接続されている。

よって、ファイナルギヤ６０からの駆動力は、ファイナルギヤ６０と左後輪１０ＲＬとの間に配設された左後輪クラッチ５２Ｌにより調節された後、左後輪ドライブシャフト５３Ｌを介して左後輪１０ＲＬに伝達される。また、ファイナルギヤ６０からの駆動力は、ファイナルギヤ６０と右後輪１０ＲＲとの間に配設された右後輪クラッチ５２Ｒにより調節された後、右後輪ドライブシャフト５３Ｒを介して右後輪１０ＲＲに伝達される。

四輪駆動車両４では、車両４の旋回性能を向上させたり、車両４の実挙動（実ヨーレートなど）が車両４の運転状態や走行状態に応じた目標通りのものとなるように、左後輪クラッチ５２Ｌおよび右後輪クラッチ５２Ｒの結合力を調節する左右輪駆動力配分制御が行われる。左後輪クラッチ５２Ｌおよび右後輪クラッチ５２Ｒそれぞれには、例えば、供給電流に応じて締結力を調節できる電磁クラッチが用いられ、当該締結力は、ＡＷＤコントローラ７０によって制御される。なお、左後輪クラッチ５２Ｌ、右後輪クラッチ５２Ｒの係合力が最大の状態では、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの駆動系と直結した状態となる。また、左後輪クラッチ５２Ｌおよび右後輪クラッチ５２Ｒとして、油圧式のクラッチを用いてもよい。

ＡＷＤコントローラ７０には、４つの車輪速センサ８１、ヨーレートセンサ８２、横加速度センサ８３、及び、操舵角センサ８４などが接続されている。車輪速センサ８１は、例えば、車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの中心に取り付けられた歯車の回転を磁気ピックアップ等によって検出することにより、車輪１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの回転状態を検出する。ヨーレートセンサ８２は、車両４の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度（ヨーレート）を検出する。横加速度センサ８３は、車両４に作用する横方向の加速度を検出する。また、操舵角センサ８４は、ピニオンシャフトの回転角を検出することにより、操舵輪である前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの操舵角を検出する。

ＡＷＤコントローラ７０は、上述した各種センサから取得した各種情報に基づいて、車両４のステア特性に基づいて、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒそれぞれの締結力を制御（すなわち後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの左右駆動力配分を制御）する。すなわち、ＡＷＤコントローラ７０は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。そのため、ＡＷＤコントローラ７０は、左右駆動力配分制御部７１を機能的に備えている。ＡＷＤコントローラ７０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。そして、ＡＷＤコントローラ７０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、左右駆動力配分制御部７１の機能が実現される。また、ＡＷＤコントローラ７０は、左後輪クラッチ５２Ｌ、右後輪クラッチ５２Ｒを駆動するドライバ等を備えている。

ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリ（後輪軸延長上に旋回中心が存在する幾何学的関係）が成立している場合（詳細は後述する）において、車両４のステア特性がオーバーステアのときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ締結する。一方、車両４のステア特性がアンダーステアのときに、左後輪クラッチ５２Ｌ、及び、右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ解放する。

ここで、上述したように、ファイナルギヤ６０のファイナルギヤ比は、トランスファ４０およびフロントデフ４２のトータルギヤ比と同一となるように設定されている。このようにファイナルギヤ比が設定されている四輪駆動車両４において、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立している場合の、旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）と前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）との関係を図２に示す。ここで、旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）及び前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）それぞれは、次式（１）（２）で表わされる。

なお、Ｒｇは重心点の旋回半径、Ｒｆｔは前輪中心の旋回半径、Ｒｒ＿ｏｕｔは後旋回外輪の旋回半径、Ｌｔｒｄはトレッド、Ｌｗｂはホイールベース、Ｌｒは重心〜後軸間距離である。

ここで、Ｒｒ＿ｏｕｔ＝Ｒｆｔとなる場合を考えると、次のような関係が成立する。

すなわち、旋回後外輪の旋回半径Ｒｒ＿ｏｕｔ＞（Ｌｗｂ^２／Ｌｔｒｄ）＋（Ｌｔｒｄ／４）が成立する旋回では、Ｒｆｔ＞Ｒｒ＿ｏｕｔとなり、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒが駆動力を伝達できるため、Ｒｒ＿ｏｕｔ側車輪（旋回後外輪）に駆動力が伝えられる。一方、上記関係式が成立しない場合（Ｒｆｔ≦Ｒｒ＿ｏｕｔ）、クラッチの特性により、Ｒｒ＿ｏｕｔ側車輪（旋回後外輪）にトルク伝達ができない。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。そのため、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立している場合において、車両４のステア特性がアンダーステアのときに、左後輪クラッチ５２Ｌ、及び、右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ解放する。

しかしながら、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、旋回半径が小さい領域では、旋回後外輪へ駆動力を付加できる。より具体的には、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径よりも大きい場合には、旋回後外輪への駆動力伝達が可能である。すなわち、図３に示されるように、前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＞旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合には、旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）へのトルク伝達が可能である。なお、図３は、前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＞旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合の旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）、前輪中心（Ｒｆｔ）、及び前旋回外輪（Ｒｆ＿ｏｕｔ）それぞれの旋回半径を示す図である。

一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、旋回半径が大きい領域、すなわち、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径以下の領域では、旋回後外輪の速度の方が前輪よりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。すなわち、図４に示されるように、前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＜旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合には、旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）へのトルク伝達は不可能となる。なお、図４は、前輪中心の旋回半径（Ｒｆｔ）＜旋回後外輪の旋回半径（Ｒｒ＿ｏｕｔ）となる場合の旋回後外輪（Ｒｒ＿ｏｕｔ）、前輪中心（Ｒｆｔ）、及び重心点（Ｒｇ）それぞれの旋回半径を示す図である。

そのため、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がアンダーステアの場合において、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値（例えば７乃至８ｍ、車両に応じて設定）以上のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ、及び、右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ解放し、旋回後外輪の旋回半径が上記所定のしきい値未満のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させる。

同様に、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、四輪に伝達される総駆動力が所定値以上のときには、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲにスリップ率が発生し、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの回転数が増大するため、旋回後外輪側のクラッチを締結することにより駆動力を旋回後外輪側に流せるようになる。一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときには、旋回後外輪の速度の方が前輪１０ＦＬ，１０ＦＲよりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。

そこで、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両４のステア特性がアンダーステアの場合において、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ、及び、右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ解放し、総駆動力が上記所定値以上のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させる。

一方、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両４のステア特性がオーバーステアのときには、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒをそれぞれ締結する。また、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がニュートラルステアの場合には、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒの締結力を保持する。

さらに、ＡＷＤコントローラ７０（左右駆動力配分制御部７１）は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立していない場合において、車両４のステア特性がオーバーステアのときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後内輪側のクラッチの締結力を増大させ、車両４のステア特性がアンダーステアのときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させる（すなわち通常制御を実行する）。

次に、図５を参照しつつ、駆動力配分制御装置１の動作について説明する。図５は、駆動力配分制御装置１による左右後輪駆動力配分制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＡＷＤコントローラ７０において、所定のタイミングで繰り返し実行される。

ステップＳ１００では、推定車体速度（以下、単に「車速」ともいう）Ｖが求められる。ここで、推定車体速度Ｖは、例えば、次式（３）に基づき、４輪それぞれの車輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒの平均値から求めることができる。
Ｖ＝（Ｖｆｌ＋Ｖｆｒ＋Ｖｒｌ＋Ｖｒｒ）／４ ・・・（３）
なお、加速時には、４輪の車輪速のうち上から３番目の値を推定車体速度Ｖとし、減速時には上から２番目の値を推定車体速度Ｖとしてもよい（すなわち、なるべくスリップしていない車輪速を推定車体速度Ｖとする）。

次に、ステップＳ１０２では、アッカーマンジオメトリが成立しているか否かについての判断が行われる。ここで、アッカーマンジオメトリが成立しているか否かは、例えば、次のようにして判断することができる。具体的には、次式（４）を満足する場合、すなわち、車速Ｖが低く、滑り角速度が略ない場合にアッカーマンジオメトリが成立していると判断することができる。
Ｖ≦３０（ｋｍ／ｈ）＆＆｜ｄβ／ｄｔ｜≦１（ｄｅｇ／ｓ） ・・・（４）
ただし、Ｖ＝（Ｖｆｌ＋Ｖｆｒ＋Ｖｒｌ＋Ｖｒｒ）／４、ｄβ／ｄｔ＝γ−Ａｙ／Ｖ（ここで、γはヨーレートセンサ値、Ａｙは横加速度センサ値）である。
なお、上述した方法に代えて、車輪速Ｖベース旋回半径Ｒ＿ｖと、操舵角センサ値δｈベース旋回半径Ｒ＿δとの差が略ないとき、すなわち、次式（５）が成り立つときに、アッカーマンジオメトリが成立していると判断してもよい（すなわち旋回半径の１０％以内の差であれば可とする）。
｜Ｒ＿ｖ−Ｒ＿δ｜≦Ｒ＿δ＊０．１ ・・・（５）
ただし、Ｒ＿ｖ＝√｛（Ｒｒ＿ｏｕｔ＿ｖ−Ｌｔｒｄ／２）＾２＋Ｌｒ＾２｝（ここで、Ｒｒ＿ｏｕｔ＿ｖ＝（Ｖｒｒ・Ｌｔｒｄ）／（Ｖｒｒ−Ｖｒｌ）である。）、Ｒ＿δ＝Ｌｗｂ／（δｈ／ｎ）（ここで、ｎはステアリングギヤ比、Ｌｔｒｄはトレッド、Ｌｗｂはホイールベースである）。
ここで、アッカーマンジオメトリが成立している場合（原則的に旋回後外輪に駆動力を付加できない場合）には、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、アッカーマンジオメトリが成立していないとき（旋回後外輪に駆動力を付加できるとき）には、ステップＳ１１２に処理が移行する。

ステップＳ１１２では、通常のツインクラッチ制御が実行される。すなわち、車両４のステア特性がオーバーステアのときには、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後内輪側のクラッチの締結力が増大され、車両４のステア特性がアンダーステアのときには、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力が増大される。その後、本処理から一旦抜ける。

ステップＳ１０４では、ステア特性がアンダーステアか否かについての判断が行われる。ここで、ステア特性がアンダーステアか否かは、例えば、次のようにして判断することができる。すなわち、まず、次式（６）に基づいて、リアルタイムのスタビリティファクタＫが算出される。

一方、基準スタビリティファクタξを予め実験等により求めるとともに、ステア特性との関係を、例えば、次のように設定して記憶しておく。
（１）Ｋ＞ξｕｓ＝ξ＋０．００１の場合には、アンダーステア。
（２）Ｋ＜ξｏｓ＝ξ−０．００１の場合には、オーバーステア。
（３）ξｏｓ＝ξ−０．００１≦Ｋ≦ξｕｓ＝ξ＋０．００１の場合には、ニュートラルステア。
そして、算出されたリアルタイムのスタビリティファクタＫがどの領域に入るかにより、ステア特性がアンダーステア（又は、オーバーステア／ニュートラルステア）であるか否かが判断される。ここで、ステア特性がアンダーステアではないときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。一方、ステア特性がアンダーステアの場合には、ステップＳ１０８に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、ステア特性がオーバーステアか否かについての判断が行われる。ここで、ステア特性がオーバーステアか否かの判断手法は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。ここで、ステア特性がオーバーステアではないときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。なお、ステップＳ１１２の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、本処理から一旦抜ける。一方、ステア特性がオーバーステアの場合には、ステップＳ１１０に処理が移行する。

ステップＳ１１０では、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒがそれぞれ締結される（すなわち回頭抑制制御が実行される）。その後、本処理から一旦抜ける。

上述したステップＳ１０４が肯定された場合（ステア特性がアンダーステアの場合）、ステップＳ１０８では、後外輪の旋回半径が算出される。ここで、後外輪の旋回半径（Ｒ＿ｏｕｔ）は、例えば、上述したＲ＿δを使用して、Ｒ＿ｏｕｔ＝Ｒ＿δとする。

続いて、ステップＳ１１４では、旋回後外輪の半径が所定のしきい値（例えば７乃至８ｍ）以上か否かについての判断が行われる。ここで、旋回後外輪の半径Ｒ＿ｏｕｔ≧しきい値Ｒ＿ｏｕｔ＿ｍｉｎか否かを判定する場合、上述したように、Ｒｒ＿ｏｕｔ＿ｍｉｎ＝Ｌｗｂ＾２／Ｌｔｒｄ＋Ｌｔｒｄ／４となるため、Ｒｒ＿ｏｕｔ−Ｒｒ＿ｏｕｔ＿ｍｉｎ＝Ｌｗｂ／（δｈ／ｎ）−（Ｌｗｂ＾２／Ｌｔｒｄ＋Ｌｔｒｄ／４）が０以上であれば、ステップＳ１１４が肯定される。ここで、旋回後外輪の半径がしきい値以上の場合（図４参照）には、ステップＳ１１２に処理が移行する。なお、ステップＳ１１２の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、本処理から一旦抜ける。一方、旋回後外輪の半径がしきい値未満のとき（図３参照）には、ステップＳ１１６に処理が移行する。

ステップＳ１１６では、総駆動力が所定値以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、総駆動力が所定値以上であるか否かについての判断は次のようにして行うことができる。すなわち、まず、次式（７）に基づいて、総駆動力Ｆｘを算出する。
総駆動力Ｆｘ＝Ｔｅｇ＊ｉＧＲ／Ｒｔ ・・・（７）
ただし、Ｔｅｇはエンジントルク（吸入空気量等から算出）、ｉＧＲは総ギヤ比（エンジンからタイヤまでの間の全てのギヤ比）、Ｒｔはタイヤ半径である。
一方、総駆動力Ｆｘに対してスリップ率が非線形領域に入るかどうかを予め実験等で求め、その境目の総駆動力ＦｘをＦｘ＿ｓｌｐ（所定値に相当）とする。そして、Ｆｘ−Ｆｘ＿ｓｌｐ＞０であれば、ステップＳ１１６が肯定される。ここで、総駆動力Ｆｘが所定値以上の場合には、ステップＳ１１２に処理が移行する。なお、ステップＳ１１２の処理内容は上述した通りであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、本処理から一旦抜ける。一方、総駆動力Ｆｘが所定値未満のときには、ステップＳ１１８に処理が移行する。

ステップＳ１１８では、左後輪クラッチ５２Ｌ、及び、右後輪クラッチ５２Ｒがそれぞれ解放される。その後、一旦本処理から抜ける。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、前輪側のトランスファ４０及びフロントデフ４２のトータルのギヤ比（すなわち変速機３０の出力軸と左右前輪１０ＦＬ，１０ＦＲとの間に介在する全てのギヤのトータルのギヤ比）と後輪側のファイナルギヤ６０（終減速歯車）のギヤ比（終減速比）とが同一に設定されているため、クラッチスリップ量を０にしたときに左右の後輪クラッチ５２Ｌ，５２Ｒの上流側（前輪側）の回転数と後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの回転数が同一となる。そのため、加速旋回時に駆動力を伝達／付加でき、かつ、減速旋回時にも駆動力を伝達／付加できなくなることを防止することができる。すなわち、減速旋回時に左右の後輪クラッチ５２Ｌ，５２Ｒをつないだとしても、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに駆動力が付与されることはない。よって、加速旋回時及び減速旋回時いずれにおいてもオーバーステア、アンダーステアを抑制することが可能となる。

一方、前輪側のトータルギヤ比とファイナルギヤ６０のギヤ比とを同じにした場合、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しているときに、原則的に、旋回後外輪へ駆動力を付加できなくなる。ここで、本実施形態によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している場合において、オーバーステアのときには、左後輪クラッチ５２Ｌ、右後輪クラッチ５２Ｒが共に締結されて、直進性が向上される。これにより、ステア特性をニュートラルステア方向に改善することが可能となる。一方、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している場合において、アンダーステアのときには、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒそれぞれが解放されるため、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ側から制動力がかかることを防止することができる。

上述したように、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、旋回半径が小さい領域では、旋回後外輪へ駆動力を付加できる。すなわち、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径よりも大きい場合には、旋回後外輪への駆動力伝達が可能である。ここで、本実施形態によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しており、かつアンダーステアの場合において、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値未満のときに、旋回後外輪側のクラッチの締結力が増大されることにより、アンダーステアを抑制することができる。

一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、旋回半径が大きい領域、すなわち、前輪中心の旋回半径が旋回後外輪の旋回半径以下の領域では、旋回後外輪の速度の方が前輪１０ＦＬ，１０ＦＲよりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。ここで、本実施形態によれば、旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値以上のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒそれぞれが解放されるため、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ側から制動力がかかることを防止することができる。

上述したように、アッカーマンジオメトリが成立している場合であっても、四輪に伝達される総駆動力が所定値以上のときには、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲにスリップ率が発生し、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの回転数が増大するため、旋回後外輪側のクラッチを締結することにより駆動力を旋回後外輪側に流せるようになる。ここで、本実施形態によれば、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立しており、かつアンダーステアの場合において、四輪に伝達される総駆動力が所定値以上のときに、旋回後外輪側のクラッチの締結力が増大されるため、アンダーステアを抑制することができる。

一方、アッカーマンジオメトリが成立している場合であって、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときには、旋回後外輪の速度の方が前輪１０ＦＬ，１０ＦＲよりも速くなり、旋回後外輪への駆動力付加ができなくなる。このときに旋回後外輪側のクラッチをつなぐと逆に制動力がかかることになる。ここで、本実施形態によれば、四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときに、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒそれぞれが解放されるため、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ側から制動力がかかることを防止することができる。

本実施形態によれば、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両４のステア特性がニュートラルステアの場合には、左後輪クラッチ５２Ｌ及び右後輪クラッチ５２Ｒの締結力が保持されるため、旋回時にアッカーマンジオメトリが成立している状態において、ニュートラルステアを保持することができる。

本実施形態によれば、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立していない場合において、オーバーステアの場合には、後内輪側のクラッチの締結力が増大されて後内輪に駆動力が付加されることにより、ヨーモーメントを反回頭方向（回頭させない方向）に増加させ、回頭性を抑制することができる。一方、アンダーステアの場合には、後外輪側クラッチの締結力が増大されて後外輪に駆動力が付加されることにより、ヨーモーメントを回頭方向に増加させ、回頭性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。

１ 駆動力配分制御装置
４ 四輪駆動車両
１０ＦＬ 左前輪
１０ＦＲ 右前輪
１０ＲＬ 左後輪
１０ＲＲ 右後輪
２０ エンジン
３０ 変速機
４０ トランスファ
４１ フロントドライブシャフト
４２ フロントディファレンシャル
４３Ｌ 左前輪ドライブシャフト
４３Ｒ 右前輪ドライブシャフト
４４ プロペラシャフト
５１ リヤドライブシャフト
５２Ｌ 左後輪クラッチ
５２Ｒ 右後輪クラッチ
５３Ｌ 左後輪ドライブシャフト
５３Ｒ 右後輪ドライブシャフト
６０ ファイナルギヤ
７０ ＡＷＤコントローラ
７１ 左右駆動力配分制御部
８１ 車輪速センサ
８２ ヨーレートセンサ
８３ 横加速度センサ
８４ 操舵角センサ

Claims (5)

1. 左右前輪及び左右後輪それぞれに駆動力を伝達可能に構成されている四輪駆動車両の後輪の左右駆動力配分を制御する駆動力配分制御装置であって、
   前輪側ファイナルギヤを含む前輪側のトータルギヤ比とギヤ比が同一に設定された後輪側ファイナルギヤと、
   前記後輪側ファイナルギヤと左後輪との間に介装され、左後輪に伝達される駆動力を調節する左後輪クラッチと、
   前記後輪側ファイナルギヤと右後輪との間に介装され、右後輪に伝達される駆動力を調節する右後輪クラッチと、
   旋回時に、車両のステア特性に基づいて、前記左後輪クラッチ及び前記右後輪クラッチそれぞれの締結力を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立している場合において、
   車両のステア特性がオーバーステアのときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ締結し、
   車両のステア特性がアンダーステアのときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放する
   ことを特徴とする駆動力配分制御装置。
2. 前記制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がアンダーステアの場合において、
   旋回後外輪の旋回半径が所定のしきい値以上のときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放し、
   前記旋回後外輪の旋回半径が前記所定のしきい値未満のときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させることを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分制御装置。
3. 前記制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がアンダーステアの場合において、
   四輪に伝達される総駆動力が所定値未満のときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチをそれぞれ解放し、
   前記総駆動力が前記所定値以上のときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力配分制御装置。
4. 前記制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立しており、かつ、車両のステア特性がニュートラルステアの場合には、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチの締結力を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動力配分制御装置。
5. 前記制御手段は、旋回時に、アッカーマンジオメトリが成立していない場合において、
   車両のステア特性がオーバーステアのときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後内輪側のクラッチの締結力を増大させ、
   車両のステア特性がアンダーステアのときに、前記左後輪クラッチ及び右後輪クラッチのうち、旋回後外輪側のクラッチの締結力を増大させる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動力配分制御装置。
   

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