JP6757802B2 - 四輪駆動車両のトルク制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの駆動力が伝達される主駆動輪及び副駆動輪を備える四輪駆動車両において、駆動源と副駆動輪との間に設けたトルク配分用クラッチを制御することにより副駆動輪に配分される配分駆動トルクを制御する四輪駆動車両のトルク制御装置に関するものである。

従来、路面状況に応じて二輪駆動（２ＷＤ）状態と四駆駆動（４ＷＤ）状態とを相互に切り替える、いわゆるリアルタイム式四輪駆動システムの一つとして、エンジンからの駆動トルクを後輪側に伝達するプロペラシャフトを切断／接続するための油圧式多板クラッチをリアデフ機構内部に設け、そのクラッチを締結する油圧（クラッチ締結圧）を、電動オイルポンプ及びソレノイド弁（油圧制御弁）によって電子制御するように構成された油圧電子制御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。）。

上記四輪駆動システムでは、油圧式多板クラッチが解除（切断）されているときには、プロペラシャフトの回転が後輪側に伝達されず、エンジンのトルクがすべて前輪に伝達されることで、前輪駆動（２ＷＤ）状態となる。一方、油圧式多板クラッチが接続されているときには、プロペラシャフトの回転が後輪側に伝達されることで、エンジンのトルクが前輪と後輪の両方に配分されて四輪駆動（４ＷＤ）状態となる。また、クラッチ締結圧を変えることにより、後輪側へ伝達されるリアトルク配分を変えることが可能となる。

上記四輪駆動システムのリアトルク配分に係るリアトルク指令は、図７に示されるトルク配分制御構造を有する制御ユニット（ＥＣＵ）によって行われている。制御ユニットは、先ず（１）エンジンのアクセルペダル開度等のユーザー操作に基づいて四輪に必要となる推定総駆動トルクを算出し、算出した推定総駆動トルクに基本配分比を掛けて後輪に伝達すべき基本配分トルクを算出する。次に、（２）前後輪間の差回転（クラッチ差回転）を検知して、前後輪の差動を制限する差動制限トルク（ＬＳＤトルク）を算出する。そして、（３）基本配分トルクとＬＳＤトルクとを加えた値を指令リアトルクとして出力する。すなわち、指令リアトルクは、推定総駆動トルクを基に算出される基本配分トルクと、ＬＳＤトルクとによって決定される。

特開２０１３−６７３２６号公報

図８は、前輪が空転（フリーローラー）状態（無負荷空転状態）となるような路面状況における上記制御ユニットに係る指令リアトルクの時系列変化を示すタイムチャート図である。なお、横軸は共通した時間軸を示し、縦軸は上から順にアクセルペダル開度、推定総駆動トルク、各車輪速、指令リアトルク及びＬＳＤトルク等をそれぞれ示している。

先ず、制御側の問題として、図８Ａ，図８Ｂに示されるように、推定総駆動トルクはアクセルペダル開度（エンジントルクカーブ）に応じて緩やかに立ち上がる。その結果、指令リアトルクの立ち上がりが遅くなり（応答性が悪くなり）、後輪に駆動トルクを瞬時に伝達することが出来ないという問題がある。

また、図８Ｂの点線（前輪空転無し）と実線（前輪空転有り）に示されるように、同じアクセルペダル開度に対し、前輪が空転状態となる場合の推定総駆動トルクは、路面状況が良好な平地を走行している時のように前輪が空転していない場合の推定総駆動トルクに比べて低く見積もられる。つまり、前輪が空転状態となる場合、後輪に配分すべき駆動トルクについての推定精度が悪くなる。これは、前輪が空転状態の場合、エンジン及びトルクコンバータが無負荷回転状態となることにより、エンジン／トルクコンバータ保護制御が介入するためである。

更に、図８Ｃ，図８Ｄに示されるように、ＬＳＤトルクは前輪と後輪との間で差回転が検知された後に、基本配分トルクに加算される。つまり、クラッチ差回転がついてからＬＳＤトルクが決定される。その結果、指令リアトルクの立ち上がりが遅くなり（応答性が悪くなり）、後輪に駆動トルクを瞬時に伝達することが出来なかった。

一方、機構側の問題として、ＬＳＤトルクは、クラッチ差回転入力後にクラッチが締結される過程でリアデフ側に伝達されるトルクであるため、クラッチ締結後にクラッチ差回転が入力される過程でリアデフ側に伝達される、いわゆるスタンバイトルクに比べ、押し付け時の効率から、必然的に低いトルク値がリアデフ側に出力される。

また、時間の経過と共に、クラッチ発熱によりリアデフ側に伝達されるトルクの出力（クラッチの伝達トルク容量）が低下する。従って、上記制御及び機構側の問題が要因となり、図８Ｄに示されるように、指令リアトルクそのものが車両の発進に最低限必要な定格トルクに到達することができず、定格トルクを下回る場合があった。この場合、上記四輪駆動システムは定格トルク以上の実トルクを後輪に出力することが出来ないため、車両の走破性を満足させることが出来なかった。

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、主駆動輪が空転状態となるような路面状況において、車両の発進又は走行に最低限必要なトルクを副駆動輪側に安定して出力することが可能な四輪駆動車両のトルク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の四輪駆動車両のトルク制御装置は、車両の駆動源（３）からの駆動トルクが常時伝達される主駆動輪（Ｗｆ１、Ｗｆ２）と、前記駆動トルクが必要に応じ伝達される副駆動輪（Ｗｒ１、Ｗｒ２）と、前記駆動トルクを前記副駆動輪に伝達するための駆動トルク伝達経路（２０）と、前記駆動トルク伝達経路を切断／接続するクラッチ（１０）と、前記クラッチを制御することにより前記副駆動輪に配分される配分駆動トルクを制御する制御手段（５０）とを備え、前記制御手段は、前記配分駆動トルクの指令値である指令配分駆動トルク（ＴｒＣＭＤ）を出力する指令トルク出力部（５０Ａ）を備え、該制御手段（５０）は、前記クラッチ（１０）の差回転（ΔＮ）が所定の第一時間（Ｔ１）継続した場合、前記クラッチ（１０）に対する現在の指令配分駆動トルクを引き上げる制御を行うことを特徴とする。

上記構成では、クラッチに差回転が生じた状態で第１時間が経過したことをもって主駆動輪が空転している状態であると判断し、クラッチに対する現在の指令配分駆動トルクが引き上げられる。これにより、指令配分駆動トルクの立ち上がりが速くなり、実駆動トルクの出力に要する時間が大幅に短縮される。また、指令配分駆動トルクが引き上げられることにより、指令配分駆動トルクが低く出力されることがなくなる。その結果、クラッチ差回転入力後にクラッチが締結される、いわゆるＬＳＤトルク状態において定格トルク以上の実トルクを副駆動輪側に容易に伝達することが可能となる。したがって、主駆動輪が空転状態となる路面状況において車両の発進又は走行に最低限必要なトルクを副駆動輪側に安定して出力することが可能となり、主駆動輪の空転状態をより早期に脱することができるようになる。

この場合、前記制御手段は、前記副駆動輪が停止した状態で前記クラッチの差回転が前記第一時間継続したときに、前記現在の指令配分駆動トルクを直ちにステップ状に引き上げるようにしてよい。

この構成によれば、前記副駆動輪が停止した状態でクラッチの差回転が第一時間継続したことをもって、主駆動輪が空転して車両がスタック状態（停止状態）であると判断する。そしてこの場合には、副駆動輪に迅速に過大なトルク（最大トルクまたはそれに近い大きさのトルク）を伝達することで、スタック状態から早期かつ確実に復帰できるようにする。これにより、クラッチの発熱などの影響が出る前にスタック状態から迅速に脱することが可能となる。

あるいは、前記制御手段は、前記副駆動輪が停止していない状態で前記クラッチの差回転が前記第一時間継続したときに、前記指令配分駆動トルクを経過時間に応じて次第に増加するように引き上げるようにしてよい。この場合さらに、前記制御手段は、前記指令配分駆動トルクを前記クラッチの差回転が前記第一時間継続したときからの経過時間に比例するように引き上げるようにしてもよい。

この構成によれば、副駆動輪が停止していない状態でクラッチの差回転が第一時間継続したことをもって、車両が走行中（特に低速走行中）に主駆動輪が空転していると判断する。そしてこの場合には、副駆動輪に過大とならないトルク（比較的に小さなトルク）を徐々に（段階的に）伝達することで、クラッチを滑らかに係合させて主駆動輪の空転状態を解消できるようにする。これにより、走行中の車両の挙動が不安定になることなく主駆動輪の空転状態からの復帰を図ることができる。

すなわち、例えば雪路の登坂路などを車両が低速で走行している状態において主駆動輪の空転が生じた場合に、副駆動輪に急激に最大トルクまたはそれに近い大きさの過大なトルクを伝達すると車両の挙動が不安定になるおそれがある。そのため、そのような場合には、副駆動輪に伝達するトルクを徐々に増加させるようにすることで、車両の挙動の安定性を確保できるようにする。

また、上記の四輪駆動車両のトルク制御装置では、前記制御手段は、前記指令配分駆動トルクをステップ状に引き上げた後に、前記主駆動輪及び副駆動輪の回転を制動するブレーキが作動され且つ該主駆動輪及び副駆動輪が停止するとき、前記指令配分駆動トルクを開放する制御を行ってもよい。

上記構成では、指令配分駆動トルクがステップ状に引き上げられた後にブレーキが作動し且つ主駆動輪と副駆動輪が停止するとき、指令配分駆動トルクを開放することでクラッチを一度完全に切断した状態とすることができる。これにより、クラッチに入力している差回転を無くすことができるので、その後のクラッチの締結によって、クラッチ締結後にトルクが入力される（前後輪間の差回転が入力される）、いわゆるスタンバイトルク状態を形成することが可能となる。

また、上記の四輪駆動車両のトルク制御装置では、前記制御手段（５０）は、前記指令配分駆動トルク（ＴｒＣＭＤ）を開放した後に所定の第二時間（Ｔ２）が経過したら前記指令配分駆動トルク（ＴｒＣＭＤ）をステップ状に引き上げる制御を行うようにしてもよい。

上記構成では、クラッチが所定時間（第二時間）にわたり開放されたことで、クラッチ差回転が発生していない状態でクラッチが締結される。これにより、クラッチにスタンバイトルク状態が形成される。その結果、クラッチを介して副駆動輪に伝達される実駆動トルクが、指令配分駆動トルクに好適に追従するようになる。これにより、定格トルク以上の実駆動トルクを副駆動輪に伝達することが可能となる。

本発明によれば、車両の駆動源から副駆動輪に配分される配分駆動トルクを変える四輪駆動車両のトルク制御装置において、主駆動輪が空転状態と判断する場合、車両の発進又は走行に最低限必要となる定格トルク以上の実駆動トルクを副駆動輪に伝達することが可能となる。これにより、主駆動輪が空転状態となるような路面状況において車両の発進性及び走行安定性（走破性）を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態にかかる駆動トルク配分装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す図である。 クラッチに対するリアトルク指令に係る制御ユニットの指令リアトルク出力部を示すブロック図である。 前輪が空転状態で車両がスタックする路面状況における制御ユニットによるリアトルク指令の流れを説明するためのフロー図である。 前輪が空転状態で車両がスタックする路面状況における制御ユニットによるリアトルク指令の時系列変化を示すタイムチャート図である。 車両の走行中に前輪が空転状態となる路面状況における制御ユニットによるリアトルク指令の流れを説明するための他のフロー図である。 車両の走行中に前輪が空転状態となる路面状況における制御ユニットによるリアトルク指令の時系列変化を示すタイムチャート図である。 従来のクラッチに対するリアトルク指令に係る制御ユニットの制御構造を示すブロック図である。 前輪が空転状態となるような路面状況における上記従来の制御ユニットに係る指令リアトルクの時系列変化を示すタイムチャート図である。

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。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態にかかるトルク制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す図である。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からの駆動トルクを前左右輪（以下、「前輪」という。）Ｗｆ１，Ｗｆ２及び後左右輪（以下、「後輪」という。）Ｗｒ１，Ｗｒ２に伝達するための駆動トルク伝達経路２０とを備えている。

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６Ｌ，６Ｒを介して、主駆動輪である左右の前輪Ｗｆ１，Ｗｆ２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９Ｌ，９Ｒを介して副駆動輪である左右の後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２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９Ｌ，９Ｒに駆動トルクを配分するためのリアデファレンシャル（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への駆動トルク伝達経路を接続・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、駆動トルク伝達経路２０において後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２に配分する駆動トルクを制御するための油圧式クラッチからなるアクチュエータである。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、「制御ユニット」と記す。）５０を備えている。制御ユニット５０は、マイクロコンピュータなどで構成されている。上記の制御ユニット５０と油圧回路３０とで油圧制御装置（トルク制御装置）６０が構成されており、油圧制御装置６０と前後トルク配分用クラッチ１０とで駆動トルク配分装置７０が構成されている。

図２は、クラッチ１０に対するリアトルク指令に係る制御ユニット５０の指令リアトルク出力部５０Ａを示すブロック図である。なお、クラッチ締結に係る油圧とクラッチ締結に係るトルクは１対１に対応している。従って、以降において、クラッチ１０に係るトルクは、クラッチ１０に係る油圧と同義で用いられている。

上記制御ユニット５０の指令リアトルク出力部５０Ａは、推定総駆動トルクＴｒＤを出力する総駆動トルク出力部５１と、基本配分トルクＴｒＢを出力する基本配分トルク出力部５２と、ＰＩＤ制御量ＣＸを出力するＰＩＤ制御量出力部５３と、推定総駆動トルクＴｒＤから基本配分トルクＴｒＢを減算する減算部５４と、減算部５４から出力される残駆動トルクΔＴｒに対しＰＩＤ制御量ＣＸを乗じる乗算部５５と、乗算部５５から出力されるＬＳＤトルクＴｒ１と基本配分トルクＴｒＢとを加算する加算部５６と、加算部５６から出力される加算駆動トルクΣＴｒと最大配分トルクＴｒＭのうち小さい方のトルクを出力するトルク制限部５７とから構成される。

基本配分トルクＴｒＢは、例えば前輪Ｗｆ１，Ｗｆ２と後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２との間に差回転が発生している場合に既定値（初期値）として後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２に配分される駆動トルクである。従って、基本配分トルクＴｒＢは、車両１の発進に最低限必要となる定格トルク以上のトルク値が望ましい。

推定総駆動トルクＴｒＤは、ユーザーの操作に対し車両１が安定走行するために必要と推定される４輪全体の総駆動トルクである。従って、推定総駆動トルクＴｒＤは、アクセルペダル開度ＡＰＤ、ブレーキＢＲＫ、変速位置、舵角、前後車輪速ＶＷｆ１,ＶＷｆ２,ＶＷｒ１,ＶＷｒ２およびクラッチ差回転ΔＮのうちの全部又は一部に基づいて算出される。

ＰＩＤ制御量ＣＸは、クラッチ差回転ΔＮに応じて決定される比例ゲイン（Ｐ項ゲイン）、積分ゲイン（Ｉ項ゲイン）及び微分ゲイン（Ｄ項ゲイン）が適宜組み合わされた合算値である。従って、前輪Ｗｆ１，Ｗｆ２が空転状態でスタックしていると判断される場合、制御ユニット５０は、ＰＩＤ制御量ＲＸを操作してＬＳＤトルクＴｒ１をステップ状に引き上げることにより、現在の指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状に引き上げている。

トルク制限部５７は、加算駆動トルクΣＴｒ（＝Ｔｒ１＋ＴｒＢ）と、予め設定されている最大配分トルクＴｒＭとのうちで小さい方のトルクを選択して出力する。つまり、加算駆動トルクΣＴｒが最大配分トルクＴｒＭを超える場合、最大配分トルクＴｒＭを超える超過分は、トルク制限部５７によってカットされる。これにより、指令リアトルクＴｒＣＭＤは、常に最大配分トルクＴｒＭ以下に抑えられる。なお、最大配分トルクＴｒＭは、推定総駆動トルクＴｒＤに所定の配分比を乗じたものである。

そして、本実施形態の四輪駆動車両１の駆動トルク制御装置では、後輪Ｗｒ１、Ｗｒ２が停止した状態でクラッチ１０の差回転ΔＮが第１閾値時間Ｔ１継続するとき、前輪がＷｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両が停車状態でスタックしていると判定し、クラッチ１０に対するリアトルク指令値を直ちにステップ状に引き上げる制御を行うようになっている。以下、この制御の内容を詳細に説明する。

図３は、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両がスタックする路面状況において制御ユニット５０によるリアトルク指令の内容の流れを示すフロー図である。

図３のステップＳＴ１では、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両がスタックしている状態であるか否かを判定する。判定基準として、ここではクラッチ差回転ΔＮが所定回転Ｎ１以上（ΔＮ≧Ｎ１）であり、且つ後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が停止した状態であり、且つその状態が第１閾値時間Ｔ１継続する場合は、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２は空転状態で車両がスタックしている状態であると判定する。なお、後述する図４Ｃの前輪空転／スタック判定フラグが時刻ｔ２において０→１になることがこのステップＳＴ１に対応している。

なお、ここでいうクラッチ差回転Ｎとは、クラッチ１０の入力回転数とクラッチ１０の出力回転数との回転数差のことである。このクラッチ差回転Ｎは、クラッチ１０の手前側（エンジン３側）のプロペラシャフト７の回転数とクラッチ１０の後側（リアデフ１９側）のプロペラシャフト７の回転数との差でもある。

ステップＳＴ２では、ＬＳＤトルクＴｒ１を出力するか否かを判定する。制御ユニット５０は、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両がスタックしている状態であると判断すると直ちに、指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状に引き上げる。そして、制御ユニット５０は上記指令リアトルクＴｒＣＭＤをＬＳＤトルクＴｒ１として出力し続ける。なお、後述する図４Ｆの指令リアトルクが時刻ｔ２及び時刻ｔ４においてステップ状に上昇してＴｒ１になることがこのステップＳＴ２に対応している。なおここでいうステップ状とは、指令リアトルクＴｒＣＭＤが時刻ｔ２において瞬時（瞬間的）にＴｒ１まで増加することを指している。以下でも同様である。

ステップＳＴ３では、指令リアトルクＴｒＣＭＤを開放するか否かを判定する。制御ユニット５０は、ブレーキが作動し且つ４輪全てが停止した状態（以下、「強制的四輪停止状態」という。）となる場合、現在の指令リアトルクＴｒＣＭＤを強制的に開放する。すなわち、クラッチ１０のトルクを強制的にゼロにする。なお、後述する図４Ｆの指令リアトルクが時刻ｔ３、ｔ５、ｔ８において開放されて０になることがこのステップＳＴ３に対応している。

ステップＳＴ４では、スタンバイトルクＴｒ２を出力するか否かを判定する。強制的四輪停止状態が第２閾値時間Ｔ２継続する場合、制御ユニット５０は直ちに現在の指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状に引き上げる。そして、制御ユニット５０は、その指令リアトルクＴｒＣＭＤをスタンバイトルクＴｒ２として出力し続ける。なお、後述する図４Ｆの指令リアトルクが時刻ｔ６、ｔ９においてステップ状に上昇してＴｒ２になることがこのステップＳＴ４に対応している。

図４は、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両がスタックする路面状況における制御ユニット５０によるリアトルク指令の時系列変化を示すタイムチャート図である。なお、各横軸は統一した時間軸を表し、各縦軸は、上から順に、図４Ａアクセルペダル開度ＡＰＤ／ブレーキＢＲＫ、図４Ｂ前後車輪速ＶＷｆ１,ＶＷｆ２,ＶＷｒ１,ＶＷｒ２、図４Ｃ前輪空転／スタック判定フラグ、図４Ｄトルク開放判定フラグ、図４Ｅスタンバイトルク判定フラグ、図４Ｆ指令リアトルクＴｒＣＭＤをそれぞれ表している。

図４Ａに示されるように、時刻ｔ１において、後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が停止した状態で前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が回転し始める。また、図４Ｆに示されるように、前後輪間の差回転（クラッチ差回転ΔＮ）に応じて、指令リアトルクＴｒＣＭＤが増加し始める。

時刻ｔ２（＝ｔ１＋Ｔ１）において、後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が停止した状態で、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が回転し始めてから第１閾値時間Ｔ１が経過する。その結果、図４Ｃに示されるように、前輪空転／スタック判定フラグが"０"から"１"に切り替わり、図４Ｆに示されるように、指令リアトルクＴｒＣＭＤがＴｒ１までステップ状に引き上げられる。そして、その指令リアトルクＴｒＣＭＤがＬＳＤトルクＴｒ１として出力される。

時刻ｔ３において、図４Ａに示されるように、ブレーキＢＲＫがオン状態となる。この場合、前輪空転／スタック判定フラグが"１"であり且つ４輪全てが停止した状態である。そして、図４Ｄに示されるように、トルク開放判定フラグが"１"になることで、図４Ｆに示されるように、指令リアトルクＴｒＣＭＤがステップ状にゼロになる。すなわち、クラッチ１０において駆動トルク（油圧）が開放される。

時刻ｔ４において、ブレーキＢＲＫがオフ状態となり、図４Ｄに示されるように、トルク開放判定フラグが"０"となる。このときは、時刻ｔ３に駆動トルクが開放されてから第２閾値時間Ｔ２が経過していないため、図４Ｆに示されるように、指令リアトルクＴｒＣＭＤがステップ状にＴｒ１まで引き上げられ、ＬＳＤトルクＴｒ１として出力される。

時刻ｔ５において、図４Ａに示されるように、ブレーキＢＲＫがオン状態となり、トルク開放判定フラグが"０"から"１"に切り替わる。この場合、時刻ｔ３と同様に、前輪空転／スタック判定フラグが"１"であり且つ４輪全てが停止した状態である。そのため、指令リアトルクＴｒＣＭＤがステップ状にゼロになり、クラッチ１０において駆動トルク（油圧）が開放される。

時刻ｔ６（＝ｔ５＋Ｔ２）において、時刻ｔ５に駆動トルクが開放されてから第２閾値時間Ｔ２が経過したことで、図４Ｅに示されるように、スタンバイトルク判定フラグが"０"から"１"に切り替わる。これにより、指令リアトルクＴｒＣＭＤがＴｒ２（＜Ｔｒ１）までステップ状に引き上げられる。そしてその指令リアトルクＴｒＣＭＤがスタンバイトルクＴｒ２として出力され続ける。なお、スタンバイトルク状態では、クラッチ１０が所定のトルクで締結された後にクラッチ差回転ΔＮが発生している状態である。

時刻ｔ７において、図４Ａ，図４Ｂに示されるように、ブレーキＢＲＫがオフ状態となると共にアクセルペダルが開き始め、エンジン３からの駆動トルクがクラッチ１０に伝達され始める。これにより、図４Ｄに示されるように、トルク開放判定フラグは"１"から"０"に切り替わる。

時刻ｔ８において、図４Ａ，図４Ｂに示されるように、ブレーキＢＲＫがオン状態となると共にアクセルペダルが閉じる。この場合、前輪空転／スタック判定フラグが"１"であり且つ４輪全てが停止した状態である。そして、図４Ｄに示されるようにトルク開放判定フラグが"０"から"１"に切り替わる。それと同時に、スタンバイトルク判定フラグが"１"から"０"に切り替わる。これらにより、図４Ｆに示されるように、指令リアトルクＴｒＣＭＤがステップ状にゼロになり、クラッチ１０の駆動トルク（油圧）が開放される。

時刻ｔ９（＝ｔ８＋Ｔ２）において、時刻ｔ８に駆動トルクが開放されてから第２閾値時間Ｔ２が経過する。この場合、図４Ｅに示されるように、スタンバイトルク判定フラグが"０"から"１"に切り替わる。これにより、図４Ｆに示されるように指令リアトルクＴｒＣＭＤがステップ状にＴｒ２まで引き上げられ、スタンバイトルク状態が再度形成される。

時刻ｔ１０において、図４Ａに示されるように、アクセルペダルが開き始め、エンジン３からのトルクがクラッチ１０に伝達され始める。この場合、図４Ｄに示されるように、トルク開放判定フラグが"１"から"０"に切り替わる。

時刻ｔ１１において、前輪の回転数ＶＷｆ１,ＶＷｆ２がゼロから立ち上がる。続けて時刻ｔ１２において後輪の回転数ＶＷｒ１,ＶＷｒ２がゼロから立ち上がる。

時刻ｔ１３（＝ｔ１２＋Ｔ３）において、後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が回転し始めてから第３閾値時間Ｔ３が経過することで、図４Ｃに示されるように、前輪空転／スタック判定フラグが"１"から"０"に切り替わる。また、図４Ｅに示されるように、スタンバイトルク判定フラグが"１"から"０"に切り替わる。これにより、制御ユニット５０は、クラッチ１０に対するリアトルク指令を通常のリアトルク指令に戻し始める。なお、通常のリアトルク指令とは、図４Ｆに点線で示すように、図４の時刻ｔ２、ｔ６などにおけるステップ状のリアトルク指令をかけない状態のことであり、例えば、図５に示されるリアトルク指令（基本配分トルク＋ＬＳＤトルク）を意味している。

時刻ｔ１４以後、制御ユニット５０は、通常のリアトルク指令を実行する。

以上の通り、本発明の制御ユニット５０は、駆動輪である前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態で車両がスタックしていると判断すると直ちに、指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状に引き上げる。そして、前輪空転／スタック判定フラグが"１"の状態でブレーキＢＲＫが作動し且つ４輪全てが停止した状態になると直ちに、指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状にゼロにし、クラッチ１０の駆動トルク（クラッチ締結圧）を開放する。そして駆動トルクが開放されてから第２閾値時間Ｔ２が経過すると直ちに、指令リアトルクＴｒＣＭＤをステップ状に引き上げ、スタンバイトルク状態を形成する。スタンバイトルク状態を形成することにより、車両１の発進に最低限必要な定格トルク以上の実トルクを後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２に伝達することが可能となる。これにより、車両１は前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態でスタックしている走行状況を脱出することが出来るようになる。

また、本発明に係る指令リアトルクＴｒＣＭＤは、推定総駆動トルクＴｒＤに対する依存度が全体的に小さくなっている。その結果、前輪Ｗｆ１，Ｗｆ２が空転状態でスタックする路面状況において、指令リアトルクＴｒＣＭＤが低く見積もられる（低い指令リアトルクＴｒＣＭＤが出力される）ことがなくなる。また、指令リアトルクＴｒＣＭＤの立ち上がりが速くなる。これにより、現在の指令リアトルクＴｒＣＭＤを瞬時にステップ状に引き上げ、ＬＳＤトルク状態又はスタンバイトルク状態で車両１の発進に最低限必要な定格トルクを後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２に伝達することが可能となる。

また、指令リアトルクＴｒＣＭＤの立ち上がりが速くなることにより、クラッチ１０の締結時間が短縮される。これにより、クラッチ１０の発熱による伝達トルクの出力低下が発生しなくなる。

従って、本発明によれば、前後トルク配分用クラッチ１０を制御することにより副駆動輪である後輪Ｗｒ１、Ｗｒ２に配分されるトルクを変える四輪駆動車両の駆動トルク配分装置において、主駆動輪である前輪Ｗｆ１、Ｗｆ２が空転状態でスタックする場合、車両の発進に最低限必要となる定格トルク以上の実トルクを副駆動輪である後輪Ｗｒ１、Ｗｒ２に瞬時に伝達することが可能となる。これにより、主駆動輪Ｗｆ１、Ｗｆ２が空転状態でスタックする路面状況又はそれと同等な路面状況において車両の走破性を高めることが可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第１実施形態と同じである。

第１実施形態の制御では、前輪が空転状態で車両がスタックしている状態（車両が停止している状態）で指令リアトルクＴｒＣＭＤを瞬時にステップ状に引き上げる制御を行っているのに対して、本実施形態の制御では、車両が走行中（低速走行中）に前輪Ｗｆ１、Ｗｆ２が空転状態となった場合に、指令リアトルクＴｒＣＭＤをそのときからの経過時間に対して次第に増加するように徐々に（いわゆるスイープ状に）引き上げる制御を行うようになっている。

図５は、車両の走行（低速走行）時に前輪Ｗｆ１、Ｗｆ２が空転状態となる路面状況における制御ユニットによるリアトルク指令の流れを説明するためのフロー図である。なお、図５におけるステップＳＴ１〜ＳＴ４は、第１実施形態の図３に示すステップＳＴ１〜ＳＴ４と同じである。

図５のステップＳＴ１で前輪空転／スタック状態であるとの判断がされた場合（ＹＥＳ）はステップＳＴ２に進む。その一方で、前輪空転／スタック状態でないとの判断がされた場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に進み、車両が低速で走行しているか否かを判断する。ここでいう低速で走行とは、車両が停止（速度０）しておらず、かつ所定の車速以下であると判断できる場合である。このことは、後輪（副駆動輪）Ｗｒ１、Ｗｒ２が所定の閾値以下の回転速度（０ではない回転速度）で回転していることをもって判断することができる。これ以外にも、例えば、車速センサで検出した車速のデータなどから判断することもできる。

その結果、車両が低速で走行中ではない（ＮＯ）と判断した場合はそのまま終了する一方、車両が低速で走行中である（ＹＥＳ）と判断した場合は、続けて、ステップＳＴ６の走行中前輪空転判定に進む。このステップＳＴ６の走行中前輪空転判定では、車両が走行（低速で走行）している状態において、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態であるか否かを判定する。判定基準として、ここでは後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が停止していない状態（後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２の車輪速が０でない状態）であり、且つクラッチ差回転ΔＮが所定回転Ｎ２以上（ΔＮ≧Ｎ２）でありその状態が第１閾値時間Ｔ１継続する場合、走行中に前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態であると判定する。なお、後述する図６Ｃの走行中前輪空転判定フラグが時刻ｔ２において０→１になることがこのステップＳＴ６に対応している。その後、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７では、ＬＳＤトルクＴｒ１を出力する。すなわち、制御ユニット５０は、車両の走行中に前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態であると判断する（走行中前輪空転判定フラグが０→１になる）と、ＬＳＤトルクＴｒ１として、指令リアトルクＴｒＣＭＤをそのときからの経過時間に応じて次第に増加するように（徐々に）引き上げる。そして、制御ユニット５０は上記指令リアトルクＴｒＣＭＤをＬＳＤトルクＴｒ１として出力し続ける。なお、後述する図６Ｆの指令リアトルクが時刻ｔ２から経過時間に応じて次第に上昇してＴｒ１になることがこのステップＳＴ７に対応している。その後、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、指令リアトルクＴｒＣＭＤを開放するか否かを判定する。このステップＳＴ３の制御の内容は第１実施形態における図３のステップＳＴ３における制御と同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

ステップＳＴ４では、スタンバイトルクＴｒ２を出力するか否かを判定する。このステップＳＴ４の制御の内容は第１実施形態における図３のステップＳＴ４における制御と同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

図６は、車両の走行中に前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態となる路面状況における制御ユニット５０によるリアトルク指令の時系列変化を示すタイムチャート図である。なお、各横軸は統一した時間軸を表し、各縦軸の値は、図６Ｃが走行中前輪空転判定フラグである点を除いては、第１実施形態の図４と同じである。

図６Ａに示されるように、時刻ｔ１において、後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が停止した状態で前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が回転し始める。また、図６Ｆに示されるように、前後輪間の差回転（クラッチ差回転ΔＮ）に応じて、指令リアトルクＴｒＣＭＤが増加し始める。その後、時刻ｔ１´に後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２が回転を開始する。その後、後輪Ｗｒ１,Ｗｒ２は、比較的に低速（前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２よりも大幅に低い速度）で回転する。

その後、時刻ｔ２（＝ｔ１＋Ｔ１）において、前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が回転し始めてから第１閾値時間Ｔ１が経過する。その結果、図６Ｃに示されるように、走行中前輪空転判定フラグが"０"から"１"に切り替わり、図６Ｆに示されるように、指令リアトルクＴｒＣＭＤが当該時刻ｔ２からの経過時間に応じて次第に増加するように引き上げられる。そして、その指令リアトルクＴｒＣＭＤがＬＳＤトルクＴｒ１として出力される。なお、図６に示す指令リアトルクＴｒＣＭＤの変化では、当該指令リアトルクＴｒＣＭＤが時刻ｔ２からの経過時間に比例して増加するように引き上げられている。

時刻ｔ３以降の各値の変化は第１実施形態の図４に示す変化と同じであるため、ここではその詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本発明の制御ユニット５０は、車両が比較的に低速で走行してる場合に主駆動輪である前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態であると判断すると、指令リアトルクＴｒＣＭＤをそのときからの経過時間に応じて次第に増加するように引き上げる。これにより、車両が低速で走行しているときに前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２が空転状態となった場合に、後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２に過大とならないトルク（比較的に小さなトルク）を徐々に（段階的に）伝達することで、前後トルク配分用クラッチ１０を滑らかに係合させて前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２の空転状態を解消できるようにする。これにより、走行中の車両の挙動が不安定になることなく前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２の空転状態からの迅速かつ確実な復帰を図ることができる。

すなわち、例えば雪路の登坂路などを車両が（低速で）走行している状態において前輪Ｗｆ１,Ｗｆ２の空転が生じた場合に、後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２に最大トルクまたはそれに近い大きさの過大なトルクを急激に伝達すると、走行中の車両の挙動が不安定になるおそれがある。そのため、このような場合には、後輪Ｗｒ１，Ｗｒ２に伝達するトルクを徐々に増加させる（すなわち、伝達するトルクにレートをかけてなます）ようにすることで、車両の挙動の安定性を確保できるようにする。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記第２実施形態では、車両が走行中（低速走行中）に前輪が空転状態となった場合に、指令リアトルクＴｒＣＭＤをそのときからの経過時間に比例するように引き上げる場合を示したが、本発明の制御では、経過時間に対して次第に増加するように徐々に引き上げるのであれば、比例するように引き上げることには限られず、他の態様で引き上げる（増加させる）ようにしてもよい。

Claims (6)

1. 車両の駆動源からの駆動トルクが常時伝達される主駆動輪と、
   前記駆動トルクが必要に応じ伝達される副駆動輪と、
   前記駆動トルクを前記副駆動輪に伝達するための駆動トルク伝達経路と、
   前記駆動トルク伝達経路を切断／接続するクラッチと、
   前記クラッチを制御することにより前記副駆動輪に配分される配分駆動トルクを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記配分駆動トルクの指令値である指令配分駆動トルクを出力する指令トルク出力部を備え、
   該制御手段は、前記副駆動輪が停止していない状態で、前記クラッチの差回転が所定の第一時間継続した場合、前記クラッチに対する現在の指令配分駆動トルクを経過時間に応じて次第に増加するように引き上げる制御を行う
   ことを特徴とする四輪駆動車両のトルク制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記指令配分駆動トルクを経過時間に比例するように引き上げる
   ことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両のトルク制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記副駆動輪が停止した状態で、前記クラッチの差回転が前記第一時間継続した場合、前記現在の指令配分駆動トルクを直ちにステップ状に引き上げる
   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トルク制御装置。
4. 車両の駆動源からの駆動トルクが常時伝達される主駆動輪と、
   前記駆動トルクが必要に応じ伝達される副駆動輪と、
   前記駆動トルクを前記副駆動輪に伝達するための駆動トルク伝達経路と、
   前記駆動トルク伝達経路を切断／接続するクラッチと、
   前記クラッチを制御することにより前記副駆動輪に配分される配分駆動トルクを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記配分駆動トルクの指令値である指令配分駆動トルクを出力する指令トルク出力部を備え、
   該制御手段は、前記副駆動輪が停止していない状態で、前記クラッチの差回転が所定の第一時間継続した場合、前記クラッチに対する現在の指令配分駆動トルクを引き上げる制御を行い、
   前記指令配分駆動トルクを引き上げた後に、前記主駆動輪及び副駆動輪の回転を制動するブレーキが作動され、且つ前記主駆動輪及び副駆動輪が停止するとき、前記指令配分駆動トルクを開放する制御を行う
   ことを特徴とする四輪駆動車両のトルク制御装置。
5. 前記制御手段は、前記指令配分駆動トルクを引き上げた後に、前記主駆動輪及び副駆動輪の回転を制動するブレーキが作動され、且つ前記主駆動輪及び副駆動輪が停止するとき、前記指令配分駆動トルクを開放する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の四輪駆動車両のトルク制御装置。
6. 前記制御手段は、前記指令配分駆動トルクを開放してから所定の第二時間が経過したら前記指令配分駆動トルクを直ちにステップ状に引き上げる制御を行う
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の四輪駆動車両のトルク制御装置。