JP6647116B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力配分装置としての油圧駆動式のクラッチの油圧を調圧するアクチュエータを備え、指令油圧に基づいて該アクチュエータの駆動電流を決定する制御を行う四輪駆動車両の制御装置に関する。

従来、二輪駆動（２ＷＤ）状態と四駆駆動（４ＷＤ）状態とを相互に切り替える電子制御式四輪駆動システムの一つとして、フロントデフ機構とリアデフ機構とを連結するプロペラシャフトの途中に前後トルク配分用クラッチが設けられ、そのクラッチを駆動する油圧（オイル）を逆止弁を介し電動オイルポンプによって供給し、供給された油圧をソレノイド弁によって封止することによりクラッチの締結状態を維持する油圧封入式四輪駆動システムが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、クラッチに所定の油圧（クラッチ圧）が封入された後、クラッチと逆止弁との間に設けられたソレノイド弁を開閉制御することによってクラッチの締結状態、すなわちクラッチの押し付け力、すなわち前後輪へ伝達されるトルク配分を変えることが可能となる。従って、車両が一度４ＷＤ状態へ遷移した後は、ソレノイド弁を閉じてさえいれば、クラッチの締結状態（クラッチの押し付け力）は保持されるため、電動オイルポンプのモータを動作させ続けなくとも４ＷＤ状態を継続する事が可能である。これは、モータ頻度低減や電力節約の観点から、油圧封入式四輪駆動システムのメリットとなっている。

しかし、ソレノイド弁の開閉制御のみでは前後輪へ伝達されるトルク配分を精度良く制御することはできない。そこで、高い４ＷＤ性能を実現する為に、特に精度が必要な低トルク領域のみを油圧開放式制御とすることで、４ＷＤ性能を損ねることなく油圧封入式四輪駆動システムのメリットでもあるモータ頻度の抑制を達成することが出来る。

ところで、４ＷＤ制御に必要な前後輪伝達トルクの指令値を指令トルクと呼んでいる。実際に発生する伝達トルクが、指令トルクに精度良く追従することが４ＷＤ性能の向上へつながる。ここで、伝達トルクと油圧の関係をあらかじめ計測しておくことで、指令トルクを指令油圧に変換することができる。つまり、実際に発生する実油圧が、指令油圧に精度良く追従すること(以後、「油圧精度」ともいう。)が制御目標となる。

油圧封入式四輪駆動システムにおいて、油圧調圧の際、油圧センサを用いた油圧フィードバック制御(例えば、ＰＩＤ制御)は必須技術である。しかし、油圧フィードバック制御にだけ依存する場合、油圧センサの失陥に対する耐性が問題となる。すなわち、油圧調圧制御量（例えば、電動オイルポンプのモータ駆動電流）をフィードバック制御のみで全て決定する場合、油圧センサ失陥時に、油圧制御装置は、実際とは異なる間違った実油圧を取り込み、この間違った油圧差異に基づいてフィードバック制御量を算出する。その結果、モータに必要以上の過大な駆動電流が流れ、これによりクラッチ圧が急激に上昇し、後輪へ必要以上の過大なトルクが伝達され、車両が不安全な挙動になってしまう虞がある。そこで、油圧センサに依存しないフィードフォワード制御で油圧調圧制御量の大半を決定し、車両が不安全な挙動にならない範囲でフィードバック制御量を使用する手法が知られている。

特開２０１３−０６７３２６号公報

フィードフォワード制御量の油圧精度を上げるためには、油圧調圧システム（電動オイルポンプからクラッチに至る油圧供給系統）における油圧とモータ駆動電流との間の動特性（入出力特性）を予め高い精度で解析することが必要となる。この解析において、動特性を知るために多数のセンサが必要となる場合がある。さらにはシステム構成部品のバラつき精度を向上させることも必要となる。

つまり、フィードフォワード制御によって油圧調圧制御量の大半を決定する場合、コストの面で不利となる問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、システム構成部品のバラつき精度を過度に向上させずに済み、複雑なシステム動特性解析を必要とすること無く、かつ、車両を不安全な挙動に陥らせない四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る四輪駆動車両の制御装置は、駆動源（３）からの駆動力を第１駆動輪（Ｗ１，Ｗ２）及び第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に伝達する駆動力伝達経路（２０）と、駆動力伝達経路（２０）に設置された駆動力配分装置としての油圧駆動式のクラッチ（１０）と、クラッチ（１０）の油圧を調圧するアクチュエータ（３５、３７、４３）と、指令油圧（ＰＣＭＤ）に基づいてアクチュエータの駆動電流を決定する制御を行う制御手段（５０）と、を備える四輪駆動車両の制御装置であって、クラッチ（１０）の実油圧（ＰＲ）を計測する油圧センサ（４５）と、指令油圧（ＰＣＭＤ）と実油圧（ＰＲ）との差異（ΔＰ）に基づいてアクチュエータの駆動電流に係るフィードバック制御量を決定するフィードバック制御部（５４２ａ）と、実油圧（ＰＲ）とアクチュエータの駆動電流との間の入出力特性に基づいて該アクチュエータの駆動電流に係るフィードフォワード制御量を決定するフィードフォワード制御部（５４２ｂ）と、フィードバック制御量とフィードフォワード制御量とを加算して駆動電流に係る信号を出力する出力部（５４２ｃ）と、フィードバック制御量を所定の範囲内（ＬＩＭＬ、ＬＩＭＨ）に制限する制限処理部（５４２ｃ１）と、を備え、制御手段（５０）は、指令油圧（ＰＣＭＤ）の所定の変化を契機として規定時間（Ｔ＊）の間、フィードバック制御量に対する制限を解除するように構成されていることを特徴とする。

上記構成では、アクチュエータ（３５、３７、４３）の駆動電流は、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）とフィードフォワード制御量（Ｆ／Ｆ制御量）との加算量によって決定されることになる。つまり、フィードバック制御量はアクチュエータ（３５、３７、４３）の駆動電流を決定する要素の一部であり、フィードフォワード制御部（５４２ｂ）がアクチュエータ（３５、３７、４３）の駆動電流を決定する残余の要素となる。つまり、アクチュエータ（３５、３７、４３）の駆動電流を決定する要素としてのフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）とフィードフォワード制御量（Ｆ／Ｆ制御量）それぞれの依存度（寄与度）を低減させることができる。フィードバック制御量の依存度が低減することにより、油圧センサ（４５）の依存度が下がることになる。その結果、油圧センサ（４５）失陥に対する耐性が向上する。

他方、フィードフォワード制御量（Ｆ／Ｆ制御量）の依存度が低減することにより、フィードフォワード制御部（５４２ｂ）においてシステム動特性に対する解析精度要求レベル、システム構成部品のバラツキ精度要求レベルがそれぞれ緩和されるようになる。これにより四輪駆動車両及び制御装置のコストアップが抑制されることになる。

また、本発明にかかる四輪駆動車両の制御装置の制御手段は、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）を所定範囲内に制限する制限処理部（５４２ｃ１）を備える。そのため、所定範囲を超過するフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）については、制限処理部（５４２ｃ１）によってカットされることになる。従って、油圧センサ（４５）が失陥し、これによりフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）が急激に増大する場合、所定範囲を超過するフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）は制限処理部（５４２ｃ１）によってカットされる。これにより、油圧センサ（４５）が失陥し、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）が実際とは異なる間違った実油圧（ＰＲ）に基づいて決定される場合であっても、過大な駆動電流がアクチュエータに流れなくなる。

そして本発明では、制御手段は、指令油圧（ＰＣＭＤ）の所定の変化を契機として規定時間（Ｔ＊）の間、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）に対する制限を解除するように構成されている。つまり、例えば指令油圧（ＰＣＭＤ）が大きく変化する時間領域では、高い油圧精度が求められるため、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）を制限しないこととしている。

ところで、この規定時間（Ｔ＊）の間に、極めて低い確率で油圧センサ（４５）の失陥が起こる場合が考えられる。しかし、この規定時間（Ｔ＊）を経過した後は、再びフィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）は制限処理部（５４２ｃ１）によって制限されるため、油圧センサ（４５）の失陥により車両が不安全な挙動に陥ることはない。

本発明に係る四輪駆動車両の制御装置の第２の特徴は、上記の所定の変化は、指令油圧（ＰＣＭＤ）のゼロからの立ち上がり変化、又は該指令油圧のステップ状の変化であることである。

上記構成では、指令油圧（ＰＣＭＤ）のゼロ立ち上がり時あるいは指令油圧（ＰＣＭＤ）がステップ状に変化する時から規定時間（Ｔ＊）内の時間領域では、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）を所定の範囲内に制限しないこととしている。これにより、上記規定時間（Ｔ＊）内の時間領域において実油圧が指令油圧（ＰＣＭＤ）に精度良く追従するようになる。

また、上記規定時間（Ｔ＊）を除く時間領域においては、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）は、制限処理部（５４２ｃ１）によって所定の範囲内に制限される。そのため、過大な駆動電流がアクチュエータ（３７、４３）に流れることはない。従って、上記規定時間（Ｔ＊）内を含む、油圧制御装置が動作している間、車両が不安全な挙動に陥ることはなくなる。

また、本発明にかかる上記の四輪駆動車両の制御装置の一実施態様として、クラッチ（１０）を押圧して係合させるピストン（１２）に対して油圧を発生するピストン室（１５）と、ピストン室（１５）に作動油を供給するためのオイルポンプ（３５）と、オイルポンプ（３５）を駆動するモータ（３７）と、を備え、アクチュエータは、オイルポンプ（３５）及びモータ（３７）であってよい。

さらに、オイルポンプ（３５）からピストン室（１５）に通じる油路（４９）に作動油を封入するための作動油封入弁（３９）と、該作動油封入弁（３９）とピストン室（１５）との間の油路（４９）を開閉するための開閉弁（４３）とで構成された油圧回路（３０）を備え、アクチュエータは、開閉弁（４３）であってもよい。

本発明の四輪駆動車両の制御装置によれば、指令油圧の所定の変化から規定時間内に限って、フィードバック制御量（Ｆ／Ｂ制御量）に対する制限が解除される。これにより、フィードバック制御量に対する最低限の油圧精度を維持しながら油圧センサの失陥により車両が不安全な挙動に陥ることを防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す説明図である。 油圧回路の詳細構成を示す油圧回路図である。 本実施形態に係る制御装置の主要な構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るモータＰＷＭ制御ブロックの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るモータ出力ゲートの構成を示すブロック図である。 指令油圧の変化が大きい場合のＦ／Ｂ制御量の制限解除を示す説明図である。 指令油圧の変化が小さい場合のＦ／Ｂ制御量の制限を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す説明図である。同図に示す四輪駆動車両１は、車両の前部に横置きに搭載したエンジン（駆動源）３と、エンジン３と一体に設置された自動変速機４と、エンジン３からの駆動力を前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するための駆動力伝達経路２０とを備えている。以下、各構成について更に詳細に説明する。

エンジン３の出力軸（図示せず）は、自動変速機４、フロントディファレンシャル（以下、「フロントデフ」という。）５、左右のフロントドライブシャフト６，６を介して、第１駆動輪である左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。さらに、エンジン３の出力軸は、自動変速機４、フロントデフ５、プロペラシャフト７、リアディファレンシャルユニット（以下、「リアデフユニット」という。）８、左右のリアドライブシャフト９，９を介して第２駆動輪である左右の後輪Ｗ３，Ｗ４に連結されている。

リアデフユニット８には、左右のリアドライブシャフト９，９に駆動力を配分するためのリアディファレンシャル（以下、「リアデフ」という。）１９と、プロペラシャフト７からリアデフ１９への駆動力伝達経路を接続・切断するための前後トルク配分用クラッチ１０とが設けられている。前後トルク配分用クラッチ１０は、油圧駆動式のクラッチであり、駆動力伝達経路２０において後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御するための駆動力配分装置である。また、前後トルク配分用クラッチ１０に作動油を供給するための油圧回路３０と、油圧回路３０による供給油圧を制御するための制御手段である４ＷＤ・ＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」と記す。）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータなどで構成されている。

ＥＣＵ５０は、油圧回路３０による供給油圧を制御することで、前後トルク配分用クラッチ（以下、単に「クラッチ」という。）１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御する。これにより、前輪Ｗ１，Ｗ２を第１駆動輪とし、後輪Ｗ３，Ｗ４を第２駆動輪とする駆動制御を行うようになっている。

すなわち、クラッチ１０が解放（切断）されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１９側に伝達されず、エンジン３のトルクがすべて前輪Ｗ１，Ｗ２に伝達されることで、前輪駆動（２ＷＤ）状態となる。一方、クラッチ１０が締結（接続）されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１９側に伝達されることで、エンジン３のトルクが前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の両方に配分されて四輪駆動（４ＷＤ）状態となる。ＥＣＵ５０は、車両の走行状態を検出するための各種検出手段（図示せず）の検出に基づいて、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力およびこれに対応するクラッチ１０への油圧供給量を演算すると共に、当該演算結果に基づく駆動信号をクラッチ１０に出力する。これにより、クラッチ１０の締結力を制御し、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御するようになっている。

図２は、油圧回路３０の詳細構成を示す油圧回路図である。同図に示す油圧回路３０は、ストレーナ３３を介してオイルタンク３１に貯留されている作動油を吸い込み圧送するオイルポンプ（アクチュエータ）３５と、オイルポンプ３５を駆動するモータ（アクチュエータ）３７と、オイルポンプ３５からクラッチ１０のピストン室１５に連通する油路４０とを備えている。

クラッチ１０は、シリンダハウジング１１と、シリンダハウジング１１内で進退移動することで積層された複数の摩擦材１３を押圧するピストン１２とを備えている。シリンダハウジング１１内には、ピストン１２との間に作動油が導入されるピストン室１５が画成されている。ピストン１２は、複数の摩擦材１３における積層方向の一端に対向配置されている。したがって、ピストン室１５に供給された作動油（オイル）の油圧でピストン１２が摩擦材１３を積層方向に押圧することで、クラッチ１０を所定の係合圧で係合させるようになっている。

オイルポンプ３５からピストン室１５に連通する油路４０には、逆止弁３９、リリーフ弁４１、ソレノイド弁（開閉弁）（アクチュエータ）４３、油圧センサ４５がこの順に設置されている。逆止弁３９は、オイルポンプ３５側からピストン室１５側に向かって作動油を流通させるが、その逆の向きには作動油の流通を阻止するように構成されている。これにより、オイルポンプ３５の駆動で逆止弁３９の下流側に送り込まれた作動油を、逆止弁３９とピストン室１５との間の油路（以下では、「封入油路」ということがある。）４９に封じ込めることができる。上記の逆止弁３９とオイルポンプ３５を設けた油路４９によって、油圧封入式の油圧回路３０が構成されている。そして本実施形態では、逆止弁３９は、オイルポンプ３５からピストン室１５に通じる油路４９に作動油を封入するための作動油封入弁である。

リリーフ弁４１は、逆止弁３９とピストン室１５との間の油路４９の圧力が所定の閾値を超えて異常上昇したときに開くことで、油路４９の油圧を解放するように構成された弁である。リリーフ弁４１から排出された作動油は、オイルタンク３１に戻されるようになっている。ソレノイド弁４３は、オンオフ型の開閉弁で、ＥＣＵ５０の指令に基づいてオン／オフ制御（Ｏｎ／Ｏｆｆ）されることで、油路４９の開閉を制御することができる。これにより、ピストン室１５の油圧を制御することができる。なお、ソレノイド弁４３が開かれることで油路４９から排出された作動油は、オイルタンク３１に戻されるようになっている。また、油圧センサ４５は、油路４９及びピストン室１５の油圧を検出するための油圧検出手段であり、その検出値は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。また、ピストン室１５は、アキュムレータ１８に連通している。アキュムレータ１８は、ピストン室１５及び油路４９内の急激な油圧変化や油圧の脈動を抑制する作用を有している。また、オイルタンク３１内には、作動油の温度を検出するための油温センサ４７が設けられている。油温センサ４７の検出値は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。

オイルポンプ３５は、容積型ポンプ、例えば内接ギヤポンプである。モータ３７がＥＣＵ５０の指令に基づいてＰＷＭ制御（デューティ制御）されることで、オイルポンプ３５から油路４９及びピストン室１５へオイルが供給される。これによりクラッチ１０を締結するのに必要なピストン圧が確保される。

ここで、油圧回路３０の動作を簡単に説明する。先ず、車両１が２ＷＤ状態から４ＷＤ状態へ遷移する場合の油圧回路３０の動作を説明する。

ＥＣＵ５０は、モータ３７に通電し、オイルポンプ３５を動作させ、油路４９へオイルを注入する。ＥＣＵ５０は同時にソレノイド弁４３へ通電し、閉状態とする。逆止弁３９はオイルポンプ３５から油路４９への方向しかオイルを通過させない為、油路４９内にオイルが封入される。

油路４９内にオイルが封入されると、油路４９内の油圧が上昇し、ピストン１２を図の左側へ押す圧力が発生する。ピストン１２が押される事により、摩擦材１３が押し付けられ、クラッチ１０が締結され、４ＷＤ状態となる。

なお、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分したいトルクと、油路４９内の油圧値の関係はあらかじめモデル化されており、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分する必要トルクに対応する油路４９内の油圧値は既知となっている。従って、ＥＣＵ５０は、油圧センサ４５を用いて油路４９内の油圧値を計測しながら、油路４９内の油圧値が、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分したいトルクに対応する油圧値（＝目標油圧）となるまでモータ３７の動作とソレノイド弁４３の閉状態を継続する。

油路４９内の油圧値が目標油圧に到達したら、ＥＣＵ５０はモータ３７の動作を停止する一方、ソレノイド弁４３については閉状態を継続する。このように、ＥＣＵ５０は油路４９内の油圧を保持することで車両１の４ＷＤ状態を必要な時間継続する。なお、より高い目標油圧が設定された場合、ＥＣＵ５０はさらにモータ３７を動作させ油路４９内の加圧を行う。

次に、車両１が４ＷＤ状態から２ＷＤ状態へ遷移する場合の油圧回路３０の動作を説明する。ＥＣＵ５０は、モータ３７が停止した状態で、ソレノイド弁４３を開状態とする。これにより油路４９内のオイルがソレノイド弁４３を通してドレインされ、油路４９内の油圧が低下する。

油路４９内の油圧が低下すると、ピストン１２にかかる圧力も低下する為、摩擦材１３に対する押し付け力が減少し、後輪Ｗ３、Ｗ４へのトルク配分量が減少する。

油路４９内の油圧が２ＷＤ状態に対応する所定油圧まで低下すると、ＥＣＵ５０はソレノイド弁４３を閉状態とする。なお、より低い目標油圧が設定される場合、ＥＣＵ５０は油路４９内の油圧がその目標油圧へ到達するまでソレノイド弁４３を開状態とし、油路４９内の油圧が目標油圧に到達したらソレノイド弁４３を閉状態とする。

図３は、４ＷＤ・ＥＣＵ（制御手段）５０の主要な構成を示すブロック図である。駆動トルク算出ブロック５１では、車両１の走行条件（エンジン３のトルク、自動変速機４の選択ギヤ段、シフト位置等）に応じて車両１に要求される駆動トルク（推定駆動力）を算出する。

制御トルク算出ブロック５２では、基本配分制御（前後輪Ｗ１〜Ｗ４への駆動力の基本配分制御）ブロック５２１、ＬＳＤ制御ブロック５２２、登坂制御ブロック５２３等により、種々の制御ファクターに応じて前記駆動トルクの前後輪への配分を決定し、前後トルク配分用クラッチ（駆動力配分装置）１０の指令トルクを算出する。

指令油圧算出ブロック５３では、上記指令トルクに従ってクラッチ１０に対する指令油圧ＰＣＭＤを算出する。すなわち、制御目標値算出ブロック５３１が上記指令トルクに従ってクラッチ１０に対する制御目標値（つまり上記指令油圧ＰＣＭＤ）を算出し、また、故障時２ＷＤ化ブロック５３２が故障時に２ＷＤ化するための制御目標値（つまり上記指令油圧ＰＣＭＤ）を算出する。通常時は、制御目標値算出ブロック５３１が算出した制御目標値が指令油圧ＰＣＭＤとして出力されるが、故障時は故障時２ＷＤ化ブロック５３２が算出した制御目標値が指令油圧ＰＣＭＤとして出力される。

油圧フィードバック制御ブロック５４では、目標油圧算出ブロック５４１により、上記指令油圧算出ブロック５３から与えられる上記指令油圧ＰＣＭＤと実油圧ＰＲ（油圧センサ４５からのフィードバック信号）との油圧差異ΔＰに対し、目標油圧（例えば、±数％以内）を算出する。該算出された目標油圧（つまり油圧差異ΔＰ）に従ってモータ３７又はソレノイド弁４３を制御する。

モータＰＷＭ制御ブロック５４２では、目標油圧（つまり油圧差異ΔＰ）に応じてモータ３７に対するＰＷＭ駆動指令信号（目標駆動電流）を生成し、モータドライバ（図示せず）へ出力する。モータドライバは、ＰＷＭ駆動指令信号に対応する駆動電圧をモータ３７に印加する。なお、詳細については、図４及び図５を参照しながら後述するが、ＰＷＭ駆動指令信号は、油圧差異ΔＰから作られるフィードバック制御量（以下、「Ｆ／Ｂ制御量」という。）と、指令油圧ＰＣＭＤから作られるフィードフォワード制御量（以下、「Ｆ／Ｆ制御量」という。）とを加算することにより生成される。

ソレノイドＯＮ／ＯＦＦ制御ブロック５４３では、上記指令油圧ＰＣＭＤ及び油圧センサ４５からのフィードバック信号（実油圧ＰＲ）との油圧差異ΔＰ（目標油圧）に応じてソレノイド弁４３に対するＯＮ（閉鎖）／ＯＦＦ（開放）指示信号（目標駆動電流）を生成し、ソレノイドドライバ（図示せず）へ出力する。ソレノイドドライバは、ＯＮ／ＯＦＦ指示信号に対応する駆動電圧をソレノイド弁４３に印加する。なお、モータ３７に対するＰＷＭ駆動指令信号と同様に、ソレノイド弁４３に対するＯＮ／ＯＦＦ指示信号についても油圧差異ΔＰから作られるＦ／Ｂ制御量と、指令油圧ＰＣＭＤから作られるＦ／Ｆ制御量とを加算することにより生成される。

図４は、本実施形態に係るモータＰＷＭ制御ブロック５４２の構成を示すブロック図である。なお、説明の都合上、油圧センサ４５、指令油圧算出ブロック５３及び目標油圧算出ブロック５４１についても併せて図示されている。

モータＰＷＭ制御ブロック５４２は、目標油圧算出ブロック５４１が出力する油圧差異ΔＰを基にモータ３７を駆動するための駆動電流を決定するフィードバック制御ブロック（以下、「Ｆ／Ｂ制御ブロック」という。）５４２ａと、指令油圧ＰＣＭＤを基にモータ３７を駆動するための駆動電流を決定するフィードフォワード制御ブロック（以下、「Ｆ／Ｆ制御ブロック」という。）５４２ｂと、Ｆ／Ｂ制御ブロック５４２ａから出力される駆動電流（Ｆ／Ｂ制御量）と、Ｆ／Ｆ制御ブロック５４２ｂから出力される駆動電流（Ｆ／Ｆ制御量）とを加算するモータ出力ゲート（出力部）５４２ｃとによって構成される。

なお、詳細については、図５及び図６を参照しながら後述するが、上記Ｆ／Ｂ制御量は、通常はモータ出力ゲート５４２ｃにおいて抑制処理（制限処理）が施されて上記Ｆ／Ｆ制御量に加算される。ここでいう「抑制処理（制限処理）」とは、Ｆ／Ｂ制御量について上限値ＬＩＭＨ又は下限値ＬＩＭＬを超える超過量をカットする処理である。

一方、指令油圧ＰＣＭＤのゼロ立ち上がり時から規定時間Ｔ＊、或いは指令油圧ＰＣＭＤが大きく変化する時（例えば、ステップ状に変化する時）から規定時間Ｔ＊の間、上記Ｆ／Ｂ制御量は抑制処理が解除され（すなわち抑制処理が施されずに）Ｆ／Ｆ制御量に加算される。以下、モータ出力ゲート５４２ｃについて説明する。

図５は、本実施形態に係るモータ出力ゲート５４２ｃの構成を示すブロック図である。
モータ出力ゲート５４２ｃは、上限値ＬＩＭＨ又は下限値ＬＩＭＬを超えるＦ／Ｂ制御量をカットする抑制処理ブロック５４２ｃ１と、指令油圧ＰＣＭＤを取り込んで指令油圧ＰＭＣＤのゼロ立上がり状態を判定する第１判定ブロック５４２ｃ２と、指令油圧ＰＣＭＤを取り込んで指令油圧ＰＣＭＤが大きく変化している状態（例えばステップ状に変化している状態）を判定する第２判定ブロック５４２ｃ３と、後述するセレクタ５４２ｃ５に対する制御信号を出力するセレクタ制御ブロック５４２ｃ４と、抑制処理が施されたＦ／Ｂ制御量または抑制処理が施されていないＦ／Ｂ制御量の何れか一方を選択的に通過させるセレクタ５４２ｃ５と、セレクタ５４２ｃ５から出力されるＦ／Ｂ制御量とＦ／Ｆ制御量とを加算する加算ブロック５４２ｃ６と、Ｆ／Ｂ制御量とＦ／Ｆ制御量との加算量からＰＷＭのデューティ電圧（目標駆動電流）を生成するデューティ変換ブロック５４２ｃ７と、否定論理和演算器ＮＯＲとによって構成される。

第１判定ブロック５４２ｃ２では、指令油圧ＰＣＭＤのゼロ立上がり状態を検出すると、例えば”１”を出力し、それ以外の場合は”０”を出力する。

第２判定ブロック５４２ｃ３では、指令油圧ＰＣＭＤが大きく変化している状態（例えばステップ状に変化している状態）を検出すると、例えば”１”を出力し、それ以外の場合は”０”を出力する。

第１判定ブロック５４２ｃ２及び第２判定ブロック５４２ｃ３からそれぞれ出力される信号は、否定論理和演算器ＮＯＲに入力される。

否定論理和演算器ＮＯＲでは、第１判定ブロック５４２ｃ２が”１”を出力している状態（すなわち、指令油圧ＰＣＭＤのゼロ立上がり状態）か、或いは第２判定ブロック５４２ｃ３が”１”を出力している状態（すなわち指令油圧ＰＣＭＤが大きく変化した状態）かの何れかの場合は、”０”を出力し、それ以外の場合は”１”を出力する。

セレクタ制御ブロック５４２ｃ４は、否定論理和演算器ＮＯＲから”０”が入力される場合、タイマーを規定時間Ｔ＊だけ作動させ、タイマーが作動している間”０”を出力する。一方、否定論理和演算器ＮＯＲから”１”が入力される場合、セレクタ制御ブロック５４２ｃ４は、”１”を出力する。なお、以降ではセレクタ制御ブロック５４２ｃ４が出力する信号をセレクタ制御信号と呼ぶことにする。

セレクタ５４２ｃ５は、セレクタ制御信号が”１”の場合、抑制処理が施されたＦ／Ｂ制御量を通過させる。つまり、上側のパスを選択する。一方、セレクタ制御信号が”０”の場合、抑制処理が施されていないＦ／Ｂ制御量を通過させる。つまり、下側のパスを選択する。

加算ブロック５４２ｃ６では、セレクタ５４２ｃ５から出力されるＦ／Ｂ制御量と、Ｆ／Ｆ制御ブロック５４２ｂから出力されるＦ／Ｆ制御量とを加算する。加算された制御量は、デューティ変換ブロック５４２ｃ７へ出力され、対応するＰＷＭのデューティ電圧（目標駆動電流）に変換される。

図６は、指令油圧ＰＣＭＤの変化が大きい場合のＦ／Ｂ制御量の制限解除を示す説明図で、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、指令油圧ＰＣＭＤとセレクタ制御信号の時系列データを示し、同図（ｃ）は対応するＦ／Ｂ制御量の時系列データを示している。

図６（ａ）中の○印は、指令油圧ＰＣＭＤが大きく変化している箇所を示している。Ａ部は、指令油圧ＰＣＭＤがゼロから立ち上がる状態を示している。Ｂ部は、指令油圧ＰＣＭＤがステップ状に立ち上がる状態を示している。Ｃ部は指令油圧ＰＣＭＤがステップ状に立ち下がる状態を示している。なお、ここで言う「ステップ状」とは、例えば水平→垂直→水平の不連続変化を意味している。

図６（ｂ）に示されるように、時刻ｔ３において指令油圧ＰＣＭＤのステップ状立下がり状態が検出されると、セレクト制御信号が”１”から”０”に変化する。同時に、規定時間Ｔ＊の間（ｔ３〜ｔ３＋Ｔ＊）、セレクト制御信号が”０”に保持される。

図６（ｃ）に示されるように、セレクト制御信号が”０”の場合、Ｆ／Ｂ制御量に対する抑制処理が解除される。すなわち、モータ出力ゲート５４２ｃ（図５）のセレクタ５４２ｃ５において、下側のパスが選択される。従って、Ｆ／Ｂ制御量が下限値ＬＩＭＬを超過する場合であっても、Ｆ／Ｂ制御量はカットされることはなく、加算ブロック５４２ｃ６（図５）においてＦ／Ｆ制御量と加算される。

なお、時刻ｔ１及び時刻ｔ２において、指令油圧ＰＣＭＤのゼロ立上がり状態、ステップ状立上がり状態がそれぞれ検出される。時刻ｔ３と同様に、セレクト制御信号が”１”から”０”に変化する。同時に、規定時間Ｔ＊の間（ｔ１〜ｔ１＋Ｔ＊、ｔ２〜ｔ２＋Ｔ＊）、セレクト制御信号が”０”に保持され、Ｆ／Ｂ制御量に対する抑制処理が解除される。しかし、この場合、Ｆ／Ｂ制御量は上限値ＬＩＭＨ及び下限値ＬＩＭＬを超過していないため、抑制処理の解除による効果は表れされていない。

図７は、指令油圧ＰＣＭＤの変化が小さい場合のＦ／Ｂ制御量の制限を示す説明図である。なお、図７（ａ）は指令油圧ＰＣＭＤと実油圧ＰＲの時系列データを示し、同図（ｂ）は対応するＦ／Ｂ制御量の時系列データを示している。

図７（ａ）に示されるように、全体（時刻ゼロからｔ９）を通して、指令油圧ＰＣＭＤはほぼ一定の状態である。すなわち、指令油圧ＰＣＭＤは、図６（ａ)に示されるゼロ立ち上がり状態、ステップ状立上がり状態、或いはステップ状立下がり状態のいずれの状態変化をも示していない。従って、全体を通して、Ｆ／Ｂ制御量は抑制処理を受けることになる。

図７（ｂ）に示されるように、例えば時刻ｔ４〜ｔ５において、下限値ＬＩＭＬを超過するＦ／Ｂ制御量は抑制処理ブロック５４２ｃ１（図５）によってカットされる。時刻ｔ６〜ｔ７においても同様に、下限値ＬＩＭＬを超過するＦ／Ｂ制御量は抑制処理ブロック５４２ｃ１（図５）によってカットされる。

また、時刻ｔ７〜ｔ８において、上限値ＬＩＭＨを超過するＦ／Ｂ制御量は抑制処理ブロック５４２ｃ１（図５）にカットされる。この場合、抑制処理無しのＦ／Ｂ制御量はモータ３７の駆動電流が増大する方向に超過している。そのため、Ｆ／Ｂ制御量が上限値ＬＩＭＨによって制限されない場合、過大な駆動電流がモータ３７に流れることになり、必要以上のトルクが後輪へ配分されることになる。その結果、車両１が不安全な挙動をとる虞がある。

しかし、全体を通してＦ／Ｂ制御量が上限値ＬＩＭＨによって制限されるため、過大な駆動電流がモータ３７又はソレノイド弁４３に流れることはない。これにより、必要以上のトルクが後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分されることはない。

これとは逆に、時刻ｔ４〜ｔ５において、抑制処理無しのＦ／Ｂ制御量はソレノイド弁４３の駆動電流が減少する方向に超過している。そのため、Ｆ／Ｂ制御量が下限値ＬＩＭＬによって制限されない場合、必要とする駆動電流がソレノイド弁４３に流れなくなり、これにより必要とするトルクが後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分されなくなる。その結果、車両１が不安全な挙動をとる虞がある。

しかし、全体を通してＦ／Ｂ制御量が下限値ＬＩＭＬによって制限されるため、必要とする駆動電流がモータ３７又はソレノイド弁４３に流れなくなることが防止される。なお、上限値ＬＩＭＨ及び下限値ＬＩＭＬについては、車として不安全な挙動とならないようトルク変化への影響度合いを見て決定される。

以上の通り、本発明のＥＣＵ５０（制御手段）は、指令油圧ＰＣＭＤの所定の変化時、具体的には、指令油圧ＰＣＭＤのゼロ立ち上がり時、ステップ状立上がり時、或いはステップ状立下がり時の何れかの時から規定時間Ｔ＊の間、Ｆ／Ｂ制御量に対する制限を解除すると共に、規定時間Ｔ＊を除く時間領域においてはＦ／Ｂ制御量を上限値ＬＩＭＨ及び下限値ＬＩＭＬによって制限する。これにより、Ｆ／Ｂ制御量に対する最小限の油圧精度を維持しながら、過大な駆動電流あるいは過小な駆動電流がモータ３７又はソレノイド弁４３に流れることを防止することが可能となる。

また、本発明のＥＣＵ５０（制御手段）は、モータ３７又はソレノイド弁４３（アクチュエータ）の目標駆動電流をＦ／Ｂ制御量とＦ／Ｆ制御量とによって決定する。そのため、アクチュエータの目標駆動電流を決定する要素としてのＦ／Ｂ制御量またはＦ／Ｆ制御量の各依存度（寄与度）を低減させることができる。Ｆ／Ｂ制御量の依存度が低減することにより、油圧センサ４５の依存度が下がることになる。その結果、油圧センサ４５失陥に対する耐性が向上する。

他方、Ｆ／Ｆ制御量の依存度（寄与度）が低減することにより、Ｆ／Ｆ制御量に対する油圧精度が緩和されるようになる。これにより、Ｆ／Ｆ制御ブロック５４２ｂにおいてシステム動特性に対する解析精度要求レベル、システム構成部品のバラツキ精度要求レベルがそれぞれ緩和されるようになる。これにより四輪駆動車両１のコストアップが抑制されることになる。

１ 四輪駆動車両
３ エンジン（駆動源）
４ 自動変速機
５ フロントデフ
６ フロントドライブシャフト
７ プロペラシャフト
８ リアデフユニット
９ リアドライブシャフト
１０ 前後トルク配分用クラッチ（油圧駆動式のクラッチ）
１９ リアデフ
１１ シリンダハウジング
１２ ピストン
１３ 摩擦材
１５ ピストン室
１８ アキュムレータ
２０ 駆動力伝達経路
３０ 油圧回路
３１ オイルタンク
３３ ストレーナ
３５ オイルポンプ（電動オイルポンプ）（アクチュエータ）
３７ モータ（ポンプモータ）（アクチュエータ）
３９ 逆止弁（作動油封入弁）
４１ リリーフ弁
４３ ソレノイド弁（開閉弁）（アクチュエータ）
４５ 油圧センサ
４７ 油温センサ
４９ 油路（封入油路）
５０ ４ＷＤ・ＥＣＵ（制御手段）
Ｗ１，Ｗ２ 前輪（第１駆動輪）
Ｗ３，Ｗ４ 後輪（第２駆動輪）
ＰＣＭＤ 指令油圧
ＰＲ 実油圧
ＬＩＭＨ 上限値
ＬＩＭＬ 下限値

Claims (4)

1. 駆動源からの駆動力を第１駆動輪及び第２駆動輪に伝達する駆動力伝達経路と、
   前記駆動力伝達経路に設置された駆動力配分装置としての油圧駆動式のクラッチと、
   前記クラッチの油圧を調圧するアクチュエータと、
   指令油圧に基づいて前記アクチュエータの駆動電流を決定する制御を行う制御手段と、を備える四輪駆動車両の制御装置であって、
   前記クラッチの実油圧を計測する油圧センサと、
   前記指令油圧と前記実油圧との差異に基づいて前記アクチュエータの駆動電流に係るフィードバック制御量を決定するフィードバック制御部と、
   前記実油圧と前記アクチュエータの駆動電流との間の入出力特性に基づいて該アクチュエータの駆動電流に係るフィードフォワード制御量を決定するフィードフォワード制御部と、
   前記フィードバック制御量と前記フィードフォワード制御量とを加算して前記駆動電流に係る信号を出力する出力部と、
   前記フィードバック制御量を所定の範囲内に制限する制限処理部と、を備え、
   前記制御手段は、前記指令油圧の所定の変化を契機として規定時間の間、前記フィードバック制御量に対する制限を解除するように構成されていることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
2. 前記所定の変化は、前記指令油圧のゼロからの立ち上がり変化、又は該指令油圧のステップ状の変化であることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両の制御装置。
3. 前記クラッチを押圧して係合させるピストンに対して油圧を発生するピストン室と、
   前記ピストン室に作動油を供給するためのオイルポンプと、
   前記オイルポンプを駆動するモータと、を備え、
   前記アクチュエータは、前記オイルポンプ及び前記モータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪駆動車両の制御装置。
4. 前記オイルポンプから前記ピストン室に通じる油路に作動油を封入するための作動油封入弁と、
   該作動油封入弁と前記ピストン室との間の前記油路を開閉するための開閉弁と、で構成された油圧回路を備え、
   前記アクチュエータは、前記開閉弁であることを特徴とする請求項３に記載の四輪駆動車両の制御装置。

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