JPWO2018110346A1 - トルク配分装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

前輪と後輪との間に配置されたトルク配分装置を備えた車両において、トルク配分装置で後輪に伝達するトルクに起因する騒音や振動の低減と、車両の旋回性能及び走破性の確保との両立を図ることができるトルク配分装置の制御装置を提供する。車両１の旋回時におけるヨーレートの目標値となる規範ヨーレートＹ０を算出する規範ヨーレート算出部５２１Ｂと、規範ヨーレートＹ０と実ヨーレートＹ１との差であるヨーレート偏差ΔＹを算出するヨーレート偏差算出部５２１Ｃとを設け、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ１を下回るとき、指令トルクＴＲＣＭＤの値を所定の制限トルク値ＴＲＬＩＭに制限すると共に、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ２を超えるとき、制限トルク値ＴＲＬＩＭによる指令トルクＴＲＣＭＤの制限を解除する。

Description

本発明は、動力源からの動力によるトルクを第１駆動輪（主駆動輪）および第２駆動輪（副駆動輪）に配分する車両のトルク配分装置において、当該トルク配分装置で配分するトルクを制御する制御手段を備えたトルク配分装置の制御装置に関する。

従来、エンジンなどの動力源で発生した動力によるトルクを主駆動輪と副駆動輪に分配するためのトルク配分装置を備えた車両（四輪駆動車両）がある。この種の車両では、例えば、前輪が主駆動輪で後輪が副駆動輪の場合、動力源で発生した動力によるトルクは、フロントドライブシャフトおよびフロントディファレンシャルを介して前輪に伝達されると共に、プロペラシャフトを介して油圧式の多板クラッチを有するトルク配分装置に伝達される。そして、トルク配分装置に油圧制御装置から所定圧の作動油を供給することで、トルク配分装置の係合圧を制御する。これにより、動力源の動力によるトルクが所定の配分比で後輪に伝達されるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

上記トルク配分装置の制御装置における前輪に対する後輪へのトルク配分（指令トルク）の算出では、前輪に対する後輪の荷重比と推定駆動力などのデータから指令トルクのベーストルクとなる後輪基本配分トルクを算出する。そして、当該後輪基本配分トルクに基づいて前輪に対する後輪へのトルク配分（指令トルク）を決定するようになっている。

特開２０１３−０３５５１６号公報

ところで、上記のようなトルク配分装置を備えた車両では、トルク配分装置で後輪にトルクが伝達されると、リアディファレンシャル装置などの動作音や振動が発生する。そのため、このようなトルク配分装置で後輪にトルクが伝達されることに起因する騒音や振動の低減を目的として、上記の指令トルクの値が所定の制限値を超える場合は、当該指令トルクの値を制限値に制限する制御を行うことがある。

しかしながら、上記のような指令トルクの値を制限値に制限する制御を行うことで、車両の走行性能を確保する必要がある路面状況において後輪に適切な駆動力が伝達されない場合が生じるおそれがあった。すなわち例えば、車両が雪上のような低摩擦路面を旋回加速しているときに横滑り等の不安定な走行状態に陥った場合に、上記のような指令トルクの値を制限値に制限する制御を実施すると、車両を安定走行状態に回復させるためのトルクを後輪へ配分することができないおそれがあった。つまり、上記トルク配分装置の制御装置では、指令トルクの値が低い値に制限されることで、車両が走行している路面の状況によっては、車両の旋回性能及び走行安定性（走破性）などを確保することが難しい場合があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、トルク配分装置で後輪など（第２駆動輪）に伝達されるトルクに起因する騒音や振動の低減を図りながらも、車両の走行性能が求められる路面状況ではトルク配分装置で後輪などに必要なトルクを伝達できるようにすることで、振動や騒音の低減と車両の走行性能の確保との両立を図ることができるトルク配分装置の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、車両（１）の動力源（３）からの動力によるトルクを第１駆動輪（Ｗ１，Ｗ２）及び第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に伝達するトルク伝達経路（２０）と、前記トルク伝達経路（２０）における前記動力源（３）と前記第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）との間に配置されたトルク配分装置（１０）と、前記トルク配分装置（１０）で前記第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に配分するトルクの要求値を取得し、当該トルクの要求値に応じたトルクの指令値である指令トルク（ＴＲＣＭＤ）を出力する制御手段（５０）と、を備えたトルク配分装置の制御装置であって、前記車両（１）の実際の実ヨーレート（Ｙ１）を検出するヨーレート検出部（Ｓ６）を備え、前記制御手段（５０）は、前記車両（１）のヨーレートの目標値となる規範ヨーレート（Ｙ０）を算出する規範ヨーレート算出部（５２１Ｂ）と、前記規範ヨーレート（Ｙ０）と前記実ヨーレート（Ｙ１）との差であるヨーレート偏差（ΔＹ）を算出するヨーレート偏差算出部（５２１Ｃ）と、を有し、前記制御手段（５０）は、前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）が所定の制限値（ＴＲＬＩＭ）を越える場合、当該指令トルク（ＴＲＣＭＤ）を前記制限値に制限する制御を実施し、前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）を前記制限値に制限する制御の実施中に、前記ヨーレート偏差算出部（５２１Ｃ）で算出した前記ヨーレート偏差（ΔＹ）が所定の閾値（Ｔｈ）を超えたら、前記制限値（ＴＲＬＩＭ）による前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）の制限を解除することを特徴とする。

本発明にかかるトルク配分装置の制御装置によれば、トルク配分装置への指令トルクが所定の制限値を越える場合、当該指令トルクを制限値に制限する制御を実施する一方で、当該制御の実施中にヨーレート偏差が所定の閾値を超えたら、当該制限値による指令トルクの制限を解除するようにした。すなわち、ヨーレート偏差が閾値を越えない場合には、車両は規範ヨーレートから大きく逸脱することなく比較的安定に旋回走行していると判断し、指令トルクの制限を実施する。これにより、トルク配分装置で第２駆動輪へ伝達するトルクに起因する騒音や振動の抑制を図ることができる。その一方で、ヨーレート偏差が閾値を越える場合には、車両は規範ヨーレートから大きく逸脱して不安定な状態で旋回走行していると判断し、指令トルクの制限を解除する。これにより、振動や騒音の低減を図るために指令トルクが制限されている状態において、車両が不安定に旋回走行すると判断したときは、車両を安定に旋回走行させるために必要なトルクを第２駆動輪へ配分することができる。これらによって、トルク配分装置で第２駆動輪に伝達されるトルクに起因する騒音や振動の低減を図りながらも、車両の走行性能が求められる路面状況ではトルク配分装置で第２駆動輪に必要なトルクを伝達できるようにすることで、振動や騒音の低減と車両の走行性能の確保との両立を図ることができる。

また、上記構成の本発明では、前記制御手段（５０）は、前記ヨーレート偏差（ΔＹ）が前記所定の閾値（Ｔｈ）を超えた後、前記所定の閾値（Ｔｈ）以下になったら、再度、前記制限値（ＴＲＬＩＭ）による前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）の制限を実施するようにしてよい。あるいは、前記車両（１）の横方向加速度（ＹＧ）を検出する横方向加速度検出部（Ｓ７）を備え、前記制御手段（５０）は、前記ヨーレート偏差（ΔＹ）が前記所定の閾値（Ｔｈ）を超えた後、前記横方向加速度検出部（Ｓ７）で検出した前記横方向加速度（ＹＧ）が所定値以下になったら、再度、前記制限値（ＴＲＬＩＭ）による前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）の制限を実施するようにしてもよい。

この構成によれば、ヨーレート偏差が所定の閾値を超えた後、所定の閾値以下になったら、車両が再び比較的安定に旋回走行している状態に復帰したと判断できるので、再度、指令トルクの制限を実施することで、トルク配分装置で第２駆動輪へ伝達するトルクに起因する騒音や振動の抑制を図ることができる。あるいは、横方向加速度が所定値以下になったら、車両が旋回状態を抜けて直進走行状態になったと判断できるので、その場合にも、再度、指令トルクの制限を実施することで、トルク配分装置で第２駆動輪へ伝達するトルクに起因する騒音や振動の抑制を図ることができる。

また、本発明は、車両（１）の動力源（３）からの動力によるトルクを第１駆動輪（Ｗ１，Ｗ２）及び第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に伝達するトルク伝達経路（２０）と、前記トルク伝達経路（２０）における前記動力源（３）と前記第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）との間に配置されたトルク配分装置（１０）と、前記トルク配分装置（１０）で前記第２駆動輪（Ｗ３，Ｗ４）に配分するトルクの要求値を取得し、当該トルクの要求値に応じたトルクの指令値である指令トルク（ＴＲＣＭＤ）を出力する制御手段（５０）と、を備えたトルク配分装置の制御装置であって、前記車両（１）の実際の実ヨーレート（Ｙ１）を検出するヨーレート検出部（Ｓ６）を備え、前記制御手段（５０）は、前記車両（１）のヨーレートの目標値となる規範ヨーレート（Ｙ０）を算出する規範ヨーレート算出部（５２１Ｂ）と、前記規範ヨーレート（Ｙ０）と前記実ヨーレート（Ｙ１）との差であるヨーレート偏差（ΔＹ）を算出するヨーレート偏差算出部（５２１Ｃ）と、を有し、前記制御手段（５０）は、前記ヨーレート偏差（ΔＹ）が所定の閾値（Ｔｈ）以下であるとき、前記指令トルク（ＴＲＣＭＤ）の値を所定の制限値（ＴＲＬＩＭ）に制限する制御を行うことを特徴とする。

上記本発明によれば、ヨーレート偏差が閾値以下であるときには、車両は規範ヨーレートから大きく逸脱することなく比較的安定に旋回走行していると判断し、指令トルクの制限を実施する。これにより、トルク配分装置で第２駆動輪へ伝達するトルクに起因する騒音や振動の抑制を図ることができる。

また、上記いずれかの本発明では、前記制御手段（５０）は、ヨーレート偏差（ΔＹ）が減少する際、ヨーレート偏差（ΔＹ）の変化を実際の変化より緩やかな変化に補正した補正ヨーレート偏差（ΔＹ’）を算出し、この補正ヨーレート偏差（ΔＹ’）に対し閾値（Ｔｈ）を適用することが良い。

この構成によれば、減少するヨーレート偏差を、実際の変化がより緩やかな変化に補正された補正ヨーレート偏差に補正することにより、ヨーレート偏差が、閾値を超えてから再び閾値を下回ったと判断するまでに要する時間を長くすることができる。これにより、車両の旋回状態が不安定な状態から安定した状態に移行したと判定するために十分な判定時間を確保することができる。したがって、車両の旋回状態が安定した状態になったと十分に判断できるようになった上で再び指令トルクを制限値に制限することができる。

また、上記いずれかの本発明では、閾値（Ｔｈ）は、ヨーレート偏差（ΔＹ）が増加する際の第１閾値（Ｔｈ１）と、ヨーレート偏差（ΔＹ）が減少する際の第２閾値（Ｔｈ２）と、を有し、第１閾値（Ｔｈ１）は第２閾値（Ｔｈ２）より高い値に設定されることが良い。

この構成によれば、ヨーレート偏差が短時間の間に閾値（第１閾値と第２閾値）を繰り返し跨ぐことによって、指令トルクの制限値による制限とその解除とが頻繁に繰り返されるハンチング現象を好適に防止することができる。

本発明のトルク配分装置の制御装置によれば、トルク配分装置で第２駆動輪に伝達されるトルクに起因する騒音や振動の低減を図りながらも、車両の走行性能が求められる路面状況ではトルク配分装置で第２駆動輪に必要なトルクを伝達できるようにすることで、振動や騒音の低減と車両の走行性能の確保との両立を図ることができる.

本発明の一実施例に係るトルク配分装置の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。 ４ＷＤ・ＥＣＵにおける主要な機能ブロックを示す図である。 図２に示された制御トルク算出ブロックの構成の詳細を示す説明図である。 後輪基本配分トルク算出部によって算出される指令トルクのベーストルクとなる後輪基本配分トルクを示す説明図である。 ＬＳＤ制御の実施・不実施の閾値を示すグラフである。 車両の旋回走行時における主要制御パラメータの各時間的変化の一例を示すタイムチャートである。 図６に示す車両の旋回走行時におけるヨーレート偏差によるトルク抑制制御を示すフロー図である。 車両の旋回走行時におけるヨーレート偏差によるトルク抑制制御の他の例を示すフロー図である。

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かかるトルク配分装置の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（動力源）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からの動力によるトルクを前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するためのトルク伝達経路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（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（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９Ｌ，９Ｒに駆動力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。）１１と、プロペラシャフト７からリアデフ１１への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（トルク配分装置）１０とが設けられている。前後トルク配分用クラッチ１０（以下、「クラッチ１０」ともいう。）は、油圧式のクラッチであり、トルク伝達経路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配分装置である。後述する４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、この前後トルク配分用クラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御することで、前輪Ｗ１，Ｗ２を主駆動輪とし、後輪Ｗ３，Ｗ４を副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、前後トルク配分用クラッチ１０が解除（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１１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、前後トルク配分用クラッチ１０が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１１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。

また、四輪駆動車両１には、車両の駆動を制御するための制御手段であるＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０、ＶＳＡ・ＥＣＵ４０、４ＷＤ・ＥＣＵ５０が設けられている。また、左のフロントドライブシャフト６Ｌの回転数に基づいて左前輪Ｗ１の車輪速を検出する左前輪速度センサＳ１と、右のフロントドライブシャフト６Ｒの回転数に基づいて右前輪Ｗ２の車輪速を検出する右前輪速度センサＳ２と、左のリアドライブシャフト９Ｌの回転数に基づいて左後輪Ｗ３の車輪速を検出する左後輪速度センサＳ３と、右のリアドライブシャフト９Ｒの回転数に基づいて右後輪Ｗ４の車輪速を検出する右後輪速度センサＳ４とが設けられている。これら４つの車輪速度センサＳ１〜Ｓ４は、４輪の車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４それぞれを検出する。車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４の検出信号は、ＶＳＡ・ＥＣＵ４０に送られるようになっている。

また、この四輪駆動車両１には、ステアリングホイール１５の操舵角（ステアリング舵角）δを検出する操舵角センサＳ５と、車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサＳ６と、車体の横方向加速度ＹＧを検出する横加速度センサＳ７と、車両の車体速度（車速）を検出するための車速センサＳ８などが設けられている。これら操舵角センサＳ５、ヨーレートセンサＳ６、横加速度センサＳ７、車速センサＳ８による検出信号は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０に送られるようになっている。

ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０は、エンジン３及び自動変速機４を制御する制御手段であり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。このＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０には、アクセル開度センサ（又はスロットル開度センサ）Ｓ９で検出されたアクセル開度（又はスロットル開度）ＡＰの検出信号、エンジン回転数センサＳ１０で検出されたエンジン回転数Ｎｅの検出信号、及びシフトポジションセンサＳ１１で検出されたシフトポジションの検出信号などが送られるようになっている。また、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０には、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル開度ＡＰとエンジントルク推定値Ｔｅとの関係を記したエンジントルクマップが格納されており、スロットル開度センサＳ９で検出されたアクセルペダル開度ＡＰと、エンジン回転数センサＳ１０で検出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、エンジントルクの推定値Ｔｅを算出するようになっている。

ＶＳＡ・ＥＣＵ４０は、左右前後の車輪Ｗ１，Ｗ２及びＷ３，Ｗ４のアンチロック制御を行うことでブレーキ時の車輪ロックを防ぐためのＡＢＳ（Antilock Braking System）としての機能と、車両の加速時などの車輪空転を防ぐためのＴＣＳ（Traction Control System）としての機能と、旋回時の横すべり抑制システムとしての機能とを備えた制御手段であって、上記３つの機能をコントロールすることで車両挙動安定化制御を行うものである。このＶＳＡ・ＥＣＵ４０は、上記のＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０と同様に、マイクロコンピュータで構成されている。

４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０と同様に、マイクロコンピュータで構成されている。４ＷＤ・ＥＣＵ５０とＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０とは相互に接続されている。したがって、４ＷＤ・ＥＣＵ５０には、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ３０及びＶＳＡ・ＥＣＵ４０とのシリアル通信により、上記の車輪速度センサＳ１〜Ｓ４，シフトポジションセンサＳ１０などの検出信号や、エンジントルク推定値Ｔｅの情報などが入力されるようになっている。４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、これらの入力情報に応じて、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびＲＡＭに記憶された各フラグ値および演算値などに基づいて、後述するように、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力（以下、これを「指令トルクＴＲＣＭＤ」という。）、及びそれに対応する前後トルク配分用クラッチ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前後トルク配分用クラッチ１０に出力する。

図２は、４ＷＤ・ＥＣＵ（制御手段）５０における主要な機能ブロックを示す。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、選択ギヤ段、シフト位置等）に応じて前後輪Ｗ１〜Ｗ４に要求される総駆動トルク（推定総駆動トルク）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、スタンバイ制御ブロック５２３等により、種々の制御ファクターに応じて推定総駆動トルクの前輪Ｗ１，Ｗ２に対する後輪Ｗ３，Ｗ４へのトルク配分（後輪基本配分トルクＴＲ）を決定する。なお、後輪基本配分トルクＴＲに対しては、後述するトルク抑制制御がなされる。

指令油圧算出ブロック５３では、前記指令トルクＴＲＣＭＤに従ってクラッチ１０に対する指令油圧を算出する。すなわち、制御目標値算出ブロック５３１が前記指令トルクＴＲＣＭＤに従ってクラッチ１０に対する制御目標値（つまり前記指令油圧）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（つまり前記指令油圧）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、前記指令油圧算出ブロック５３から与えられる前記指令油圧と実油圧（油圧センサ３２からのフィードバック信号）との偏差に従ってクラッチ１０の目標油圧（つまり油圧偏差）を算出し、モータＰＷＭ制御ブロック５４２により、該算出された目標油圧（つまり油圧偏差）に従ってモータ３１を制御する。モータ３１は、クラッチ１０に対して作動油圧を供給するための油圧ポンプ（図示せず）を駆動するための電気モータである。油圧センサ３２は、クラッチ１０に供給される油圧を測定する。モータＰＷＭ制御ブロック５４２では、目標油圧（つまり油圧偏差）に応じてモータ３１に対するＰＷＭ駆動指令信号を生成する。

こうして、実油圧が指令油圧に追従するように油圧フィードバック制御が行われる。なお、クラッチ１０に油圧を供給するための油圧回路にソレノイド弁（開閉弁）を設け、必要に応じて該ソレノイド弁（開閉弁）を開放又は閉鎖することにより油圧封入制御（ソレノイド弁閉鎖状態でモータ３１を間欠的に駆動して加圧し、モータ３１状態でソレノイド弁を間欠的に開放して減圧する制御）を行い、モータ３１の使用頻度を低減することができるように構成してもよい。

図３は、図２に示された制御トルク算出ブロック５２の構成の詳細を示す説明図である。基本配分制御ブロック５２１は、クラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に配分されるべきトルク（指令トルクＴＲＣＭＤ）のベーストルクとなる後輪基本配分トルクＴＲ（図４）を算出する後輪基本配分トルク算出部５２１Ａと、車両１の規範ヨーレートＹ０と実ヨーレートＹ１との差であるヨーレート偏差ΔＹを算出するヨーレート偏差算出部５２１Ｃと、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）以下であるとき後輪基本配分トルクＴＲをトルク抑制制御部５２１Ｅに出力する一方、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈを超えているときは後輪基本配分トルクＴＲを加算器５２１Ｆに出力するヨーレート偏差スイッチ部５２１Ｄと、後輪基本配分トルクＴＲを制限トルク値（制限値）ＴＲＬＩＭに制限するトルク抑制制御部５２１Ｅと、後輪基本配分トルクＴＲ又は制限トルク値ＴＲＬＩＭの何れか一方にＬＳＤトルクＴＲ１を加算する加算器５２１Ｆと、加算器５２１Ｆから出力されるトルク値とスタンバイ制御部５２３から出力されるトルク値とのうちで高い方のトルク値を選択して上限値制限部５２１Ｈへ出力するハイセレクト部５２１Ｇと、ハイセレクト部５２１Ｇから入力したトルク値を予め設定された上限値で制限する上限値制限部５２１Ｈと、を具備して構成される。以下、各構成について更に説明する。

図４は、後輪基本配分トルク算出部５２１Ａによって算出される指令トルクＴＲＣＭＤのベーストルクとなる後輪基本配分トルクＴＲを示す説明図である。後輪基本配分トルクＴＲは、駆動トルク算出部５１で算出された推定総駆動トルクと、車両１が車速Ｖで走行するときの前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２に対する後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４の接地荷重比（静荷重比を車両１の前後方向加速度で補正した値）とに基づいて算出される。なお、後輪基本配分トルクＴＲは、車速Ｖに応じて一意的に決定され、車両１の走行状況に応じて適宜増減される。従って、後輪基本配分トルクＴＲの取り得る範囲としては、図中の斜線部分となる。例えば、車速Ｖ０では、後輪基本配分トルクＴＲの取り得る範囲としては、図中の矢印部分となる。

再び図３に戻り、規範ヨーレート算出部５２１Ｂは、公知の理想的な車両二輪モデルに基づいて、車両１の車速Ｖ及び操舵角δから規範ヨーレートＹ０を算出する。車速Ｖは車速センサＳ８の計測値として得られる。操舵角δは操舵角センサＳ５の計測値として得られる。

ヨーレート偏差算出部５２１Ｃは、ヨーレートセンサＳ６の計測値として得られる車両１の実ヨーレートＹ１と、規範ヨーレート算出部５２１Ｂから出力される規範ヨーレートＹ０とを取り込んで、実ヨーレートＹ１と規範ヨーレートＹ０との差であるヨーレート偏差ΔＹを算出する。

トルク抑制制御部５２１Ｅは、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈを下回る場合、後輪基本配分トルクＴＲを制限トルク値ＴＲＬＩＭに制限する一方、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈを上回る場合、後輪基本配分トルクＴＲに対する制限トルク値ＴＲＬＩＭによるトルク制限を解除するように、トルク抑制制御を実行する。このトルク抑制制御については、図６及び図７を参照しながら後述する。

加算器５２１Ｆは、後輪基本配分トルクＴＲ又は制限トルク値ＴＲＬＩＭに対し、ＬＳＤ制御部５２２から出力されるＬＳＤトルクＴＲ１を加算する。なお、このＬＳＤトルクＴＲ１は、前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２側のクラッチ１０の入力軸回転数と、後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４側のクラッチ１０の出力軸回転数との差である差回転（以下、「実クラッチ差回転」という。）ΔＮを、所定の目標値（以下、「目標クラッチ差回転」という。）ΔＮ０以下に収束させるフィードバック制御（以下、「ＬＳＤ制御」という。）において、実クラッチ差回転ΔＮに応じて算出される、指令トルクＴＲＣＭＤのベーストルクである後輪基本配分トルクＴＲを補助するための加算トルクである。

ハイセレクト部５２１Ｇは、加算器５２１Ｆから出力されるトルク値（すなわち、後輪基本配分トルクＴＲ＋ＬＳＤトルクＴＲ１、制限トルク値ＴＲＬＩＭ＋ＬＳＤトルクＴＲ１）と、スタンバイ制御部５２３から出力されるトルク値（すなわち、スタンバイトルクＴＲ２）とのうちで最大値を選択し上限値制限部５２１Ｈへ出力する。

上限値制限値５２１Ｈは、リアデフユニット８を保護するため、ハイセレクト部５２１Ｇから出力されるトルク値について所定の上限値を設定し、トルク値が上限値を超える場合は、その上限値を指令トルクＴＲＣＭＤとして出力する。他方、トルク値が上限値を超えない場合、トルク値を指令トルクＴＲＣＭＤとしてそのまま出力する。

ＬＳＤ制御部５２２は、４つの車輪速度センサＳ１〜Ｓ４の検出信号を取り込んで対応する車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４を計測し、実クラッチ差回転ΔＮを算出する。そして、実クラッチ差回転ΔＮが所定の閾値ΔＮｔｈを超えるときにＬＳＤ制御を実行する。従って、実クラッチ差回転ΔＮが閾値ΔＮｔｈ以下である場合、ＬＳＤ制御部５２２はＬＳＤ制御を実行しない。以下、ＬＳＤ制御が実行されない実クラッチ差回転ΔＮの範囲である「ＬＳＤ制御不感帯領域」について説明する。

図５は、ＬＳＤ制御の実施・不実施の閾値を示すグラフである。同図のグラフでは、縦軸が実クラッチ差回転ΔＮで、横軸が車両の横方向加速度ＹＧであり、グラフ中において太線がＬＳＤ制御の閾値ΔＮｔｈを示し、斜線部分がＬＳＤ制御を実施しない領域を示している。閾値ΔＮｔｈは、車両１の横方向加速度ＹＧの大きさに応じて設定されている。すなわち、横方向加速度ＹＧが小さい領域では閾値ΔＮｔｈは低い一定値に設定されている。一方、横方向加速度ＹＧが大きい領域では横方向加速度ＹＧが大きくなるほど閾値Δｔｈはより高い値に設定されている。

再び図３に戻って、スタンバイ制御部５２３は、車両１が登り坂で発進する場合あるいは車両１が極低速走行中に前輪が空転している場合に、予めクラッチ１０を所定のトルクで締結（ロック）し、車両１の発進又は走行に必要な所定のトルク（スタンバイトルクＴＲ２）を指令トルクＴＲＣＭＤとして出力する。車両１が比較的に低速で走行中に前輪が空転している場合にも所定のトルク（スタンバイトルクＴＲ２）を指令トルクＴＲＣＭＤとして出力する。なお、車両１が低速で走行中に前輪が空転している場合のスタンバイトルクＴＲ２は、操舵角δに応じて異なる値に設定されている。

図６は、車両１の旋回走行時における主要制御パラメータの経過時間ｔに対する変化の一例を示すタイムチャートである。なお、ＬＳＤ制御は実行されないものとする。また、縦軸は上から順に、図６Ａアクセルペダル開度ＡＰ及び操舵角δ、図６Ｂ車速Ｖ、図６Ｃ規範ヨーレートＹ０及び実ヨーレートＹ１、図６Ｄヨーレート偏差ΔＹ、図６Ｅ指令トルクＴＲＣＭＤ、後輪基本配分トルクＴＲ及び制限トルク値ＴＲＬＩＭ、を示す。なお、横軸は全て共通の時間軸である。

時刻ｔ０から時刻ｔ１では、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤはゼロである。従って、エンジン３からの駆動トルクはすべて前輪（主駆動輪）Ｗ１，Ｗ２に配分されている。また、図６Ａに示されるようにアクセルペダル開度ＡＰ及び操舵角δはほぼ一定である。さらに、図６Ｂに示されるように車速Ｖは一定である。図６Ｄに示されるように、規範ヨーレートＹ０と実ヨーレートＹ１との差であるヨーレート偏差ΔＹがゼロの状態（ニュートラルステア状態）である。従って、車両１は二輪駆動状態で定速度で安定に（ニュートラルステア状態で）旋回している状態である。

時刻ｔ１において、図６Ａに示されるようにアクセルペダル開度ＡＰが増加し始める。その結果、図６Ｂに示されるように車速Ｖが増加し始める。また、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤがゼロから増加し始める。従って、エンジン３からの駆動トルクが後輪（副駆動輪）Ｗ３，Ｗ４に配分され始め、車両１は二輪駆動状態から四輪駆動状態になる。

時刻ｔ１から時刻ｔ２では、図６Ｄに示されるように、ヨーレート偏差ΔＹはほぼゼロの状態である。車両１は、四輪駆動状態で安定に（ニュートラルステア状態で）旋回加速している状態である。

時刻ｔ２において、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤは制限トルク値ＴＲＬＩＭを超えようとするが、ヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１以下であるため、指令トルクＴＲＣＭＤは制限トルク値ＴＲＬＩＭに制限される。

時刻ｔ２から時刻ｔ３では、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤは制限トルク値ＴＲＬＩＭに等しくなる。その結果、図６Ｃに示されるように、実ヨーレートＹ１が規範ヨーレートＹ０より低い値となる。その結果、図６Ｄに示されるようにヨーレート偏差ΔＹが増加する。車両１は、四輪駆動状態で不安定に（アンダーステア状態で）旋回加速している状態である。

時刻ｔ３において、図６Ｄに示されるようにヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１を上回る。その結果、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤに対する制限トルク値ＴＲＬＩＭによるトルク制限（以下、「指令トルクＴＲＣＭＤに対するトルク制限」という。）が解除される。その結果、指令トルクＴＲＣＭＤは、後輪基本配分トルクＴＲに移行し始める。

時刻ｔ３から時刻ｔ４では、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤが増加している。また、図６Ｃに示されるように、実ヨーレートＹ１は依然として規範ヨーレートＹ０より低下している。その結果、図６Ｄに示されるようにヨーレート偏差ΔＹが依然として増加している。車両１は、依然として四輪駆動状態で不安定に（アンダーステア状態で）旋回加速している状態である。

時刻ｔ４において、図６Ｅに示されるように、指令トルクＴＲＣＭＤが後輪基本配分トルクＴＲに等しくなる。

時刻ｔ５において、図６Ｃに示されるように、実ヨーレートＹ１が規範ヨーレートＹ０に収束し始める。その結果、図６Ｄに示されるように、ヨーレート偏差Δが減少し始める（下降し始める）。

そして時刻ｔ５以後では、４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、ヨーレート偏差ΔＹの時間的変化を、実際の変化より緩やかな変化に補正した補正ヨーレート偏差ΔＹ’を算出する。そして、補正ヨーレート偏差ΔＹ’に対し閾値Ｔｈ（第２閾値Ｔｈ２）を適用するようにしている。これにより、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈを超えてから再び閾値Ｔｈを下回ったと判断するまでに要する時間を長くすることができるので、車両の旋回状態が不安定な状態から安定した状態に移行したと判定するために十分な判定時間を確保することができる。したがって、車両の旋回状態が安定した状態になったと十分に判断できるようになった上で再び指令トルクＴＲＣＭＤを制限トルク値ＴＲＬＩＭに制限することができる。

また、図６では、閾値Ｔｈは、ヨーレート偏差ΔＹが増加する際の閾値Ｔｈである第１閾値Ｔｈ１と、ヨーレート偏差ΔＹが減少する際の閾値Ｔｈである第２閾値Ｔｈ２との値を異なる値に設定している。さらに、第１閾値Ｔｈ１は第２閾値Ｔｈ２よりも高い値（Ｔｈ１＞Ｔｈ２）に設定されている。これにより、ヨーレート偏差ΔＹが短時間の間に閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２）を繰り返し跨ぐことによって、指令トルクＴＲＣＭＤの制限トルク値ＴＲＬＩＭによる制限とその解除とが頻繁に繰り返されるハンチング現象を好適に防止することができる。

時刻ｔ６において、図６Ｄに示されるように補正ヨーレート偏差ΔＹ’が閾値Ｔｈ（第２閾値Ｔｈ２）を下回る。その結果、図６Ｅに示されるように指令トルクＴＲＣＭＤが制限トルク値ＴＲＬＩＭに制限される。指令トルクＴＲＣＭＤは制限トルク値ＴＲＬＩＭに移行する。

時刻ｔ６から時刻ｔ７では、図６Ｃに示されるように、実ヨーレートＹ１は規範ヨーレートＹ０にほとんど等しくなっている。その結果、図６Ｄに示されるように、ヨーレート偏差ΔＹはほとんどゼロに等しくなっている。従って、車両１は、四輪駆動状態で安定に（ニュートラルステア状態で）旋回加速している状態である。

時刻ｔ７において、指令トルクＴＲＣＭＤは制限トルク値ＴＲＬＩＭに等しくなる。時刻ｔ７以後、ユーザーが操舵角δ及びアクセルペダル開度ＡＰを一定に保持しながら車両１は四輪駆動状態で安定に（ニュートラルステア状態で）旋回加速している状態である。

図７は、図６に示す車両１の旋回走行時におけるヨーレート偏差ΔＹによるトルク抑制制御を示すフロー図である。
ステップＳＴ１では、ヨーレート偏差ΔＹを算出する。ヨーレート偏差ΔＹは、車両１の車速Ｖと操舵角δを基に規範ヨーレート算出部５２１Ｂで算出される車両のヨーレートの目標値となる規範ヨーレートＹ０と、ヨーレートセンサＳ６によって検出される車両１の実際の実ヨーレートＹ１とを基にヨーレート偏差算出部５２１Ｃで算出される。

ステップＳＴ２では、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１）以下であるか否かを判定する。ヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳＴ３に進み、指令トルクＴＲＣＭＤとして制限トルク値ＴＲＬＩＭを出力する。これは、図６Ｅの時刻ｔ１から時刻ｔ３および時刻ｔ６以後の指令トルクＴＲＣＭＤの時間的変化に対応している。

一方、先のステップＳＴ２で、ヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１を上回っている場合（ＮＯ）、ステップＳＴ４に進み、指令トルクＴＲＣＭＤに対するトルク制限を解除する。これにより、指令トルクＴＲＣＭＤが制限トルク値ＴＲＬＩＭから後輪基本配分トルクＴＲに移行する。これは、図６Ｅの時刻ｔ３からｔ４の指令トルクＴＲＣＭＤの時間的変化に対応している。

続けて、ステップＳＴ５では、指令トルクＴＲＣＭＤとして後輪基本配分トルクＴＲを出力する。これは、図６Ｅの時刻ｔ４からｔ５の指令トルクＴＲＣＭＤの時間的変化に対応している。

続けて、ステップＳＴ６では、ヨーレート偏差ΔＹ（補正ヨーレート偏差ΔＹ’）が、閾値Ｔｈ（第２閾値Ｔｈ２）以下であるか否かを判定する。補正ヨーレート偏差ΔＹ’が第２閾値Ｔｈ２以下である場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＴ３に戻って、指令トルクＴＲＣＭＤとして制限トルク値ＴＲＬＩＭを出力する。一方、補正ヨーレート偏差ΔＹ’が第２閾値Ｔｈ２を超えている場合（ＮＯ）は、ステップＳＴ５に戻って指令トルクＴＲとして後輪基本配分トルクＴＲを出力する。これは，図６Ｄ，図６Ｅの時刻ｔ５から時刻ｔ７におけるヨーレート偏差ΔＹ及び指令トルクＴＲＣＭＤの各時間的変化に対応している。

以上説明したように、本実施形態のトルク配分装置の制御装置によれば、指令トルクＴＲＣＭＤが制限トルク値ＴＲＬＩＭによって制限されている状態で、ヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１を超える場合、車両１は規範ヨーレートＹ０から逸脱して不安定に旋回走行していると判断し、指令トルクＴＲＣＭＤに対する制限トルク値ＴＲＬＩＭによるトルク制限を解除する。これにより、騒音や振動の低減を考慮して、指令トルクＴＲＣＭＤが制限トルク値ＴＲＬＩＭによって制限されている状態であっても、車両１が不安定に旋回走行するときに、車両１を安定に旋回走行させるために必要な適切なトルクを後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分することができる。これにより、雪上等の低摩擦路面において車両１の旋回性能及び走破性を確保することができる。したがって、クラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達されるトルクに起因する騒音や振動の低減を図りながらも、車両の走行性能が求められる路面状況ではクラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に必要なトルクを伝達できるようにすることで、振動や騒音の低減と車両の走行性能の確保との両立を図ることができる。

また、減少するヨーレート偏差ΔＹを、実際の変化がより緩やかな変化に補正された補正ヨーレート偏差ΔＹ’に補正することにより、ヨーレート偏差ΔＹが第１閾値Ｔｈ１を超えてから第２閾値Ｔｈ２を下回るまでに要する時間を長くすることができる。これにより、車両１の旋回状態が不安定状態から安定状態に移行したか否かを判定するための十分な判定時間を確保することができる。したがって、車両１の旋回状態が不安定状態から安定状態に移行したと十分に判断できるようになった上で指令トルクＴＲＣＭＤを制限トルク値ＴＲＬＩＭによって制限することができる。

また、閾値Ｔｈが第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２を有することにより、ヨーレート偏差ΔＹが短時間の間に閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２）を繰り返し跨ぐことによって、指令トルクＴＲＣＭＤの制限トルク値ＴＲＬＩＭによる制限とその解除とが頻繁に繰り返されるハンチング現象を好適に防止することができる。

〔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。

図８は、車両の旋回走行時におけるヨーレート偏差によるトルク抑制制御の他の例を示すフロー図である。同図に示すフローは、第１実施形態の図７に示すフローと比較して、ステップＳＴ６のみが異なっており、他のステップは同じである。

第１実施形態の図７に示すフローでは、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１）を超えた後、閾値Ｔｈ（第２閾値Ｔｈ２）以下になったことをもって、再度制限トルク値ＴＲＬＩＭによる指令トルクＴＲＣＭＤの制限を実施する判断を行う（ステップＳＴ６）のに対して、本実施形態では、ヨーレート偏差ΔＹが閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１）を超えた後、車両１の横方向加速度ＹＧが閾値ＹＧｔｈ以下になったことをもって、再度制限トルク値ＴＲＬＩＭによる指令トルクＴＲＣＭＤの制限を実施する判断を行う（ステップＳＴ６´）ようにしている。すなわち、車両１の走行状態が旋回走行状態から直進走行状態に移行したことをもって判断を行うようにしている。

すなわち、ステップＳＴ６´では、横加速度センサＳ７から車両１の横方向加速度ＹＧを計測し、計測した横方向加速度ＹＧが閾値ＹＧｔｈ以下である場合は、車両１は安定に直進走行していると判断する。その場合に、指令トルクＴＲＣＭＤを制限トルク値ＴＲＬＩＭによって制限し、指令トルクＴＲＣＭＤとして制限トルク値ＴＲＬＩＭを出力する。

このように、車両の横方向加速度ＹＧが閾値ＹＧｔｈ以下になったら、車両が旋回状態を抜けて直進走行状態になったと判断できるので、その場合には、再度、指令トルクＴＲＣＭＤの制限を実施することで、クラッチ１０で後輪Ｗ３，Ｗ４へ伝達するトルクに起因する騒音や振動の抑制を図ることができる。

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。

Claims (6)

1. 車両の動力源からの動力によるトルクを第１駆動輪及び第２駆動輪に伝達するトルク伝達経路と、
   前記トルク伝達経路における前記動力源と前記第２駆動輪との間に配置されたトルク配分装置と、
   前記トルク配分装置で前記第２駆動輪に配分するトルクの要求値を取得し、当該トルクの要求値に応じたトルクの指令値である指令トルクを出力する制御手段と、を備えたトルク配分装置の制御装置であって、
   前記車両の実際の実ヨーレートを検出するヨーレート検出部を備え、
   前記制御手段は、
   前記車両のヨーレートの目標値となる規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出部と、前記規範ヨーレートと前記実ヨーレートとの差であるヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部と、を有し、
   前記制御手段は、前記指令トルクが所定の制限値を越える場合、当該指令トルクを前記制限値に制限する制御を実施し、
   前記指令トルクを前記制限値に制限する制御の実施中に、前記ヨーレート偏差算出部で算出した前記ヨーレート偏差が所定の閾値を超えたら、前記制限値による前記指令トルクの制限を解除する
   ことを特徴とするトルク配分装置の制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記ヨーレート偏差が前記所定の閾値を超えた後、前記所定の閾値以下になったら、再度、前記制限値による前記指令トルクの制限を実施する
   ことを特徴とする請求項１に記載のトルク配分装置の制御装置。
3. 前記車両の横方向加速度を検出する横方向加速度検出部を備え、
   前記制御手段は、
   前記ヨーレート偏差が前記所定の閾値を超えた後、前記横方向加速度検出部で検出した前記横方向加速度が所定値以下になったら、再度、前記制限値による前記指令トルクの制限を実施する
   ことを特徴とする請求項１に記載のトルク配分装置の制御装置。
4. 車両の動力源からの動力によるトルクを第１駆動輪及び第２駆動輪に伝達するトルク伝達経路と、
   前記トルク伝達経路における前記動力源と前記第２駆動輪との間に配置されたトルク配分装置と、
   前記トルク配分装置で前記第２駆動輪に配分するトルクの要求値を取得し、当該トルクの要求値に応じたトルクの指令値である指令トルクを出力する制御手段と、を備えたトルク配分装置の制御装置であって、
   前記車両の実際の実ヨーレートを検出するヨーレート検出部を備え、
   前記制御手段は、
   前記車両のヨーレートの目標値となる規範ヨーレートを算出する規範ヨーレート算出部と、前記規範ヨーレートと前記実ヨーレートとの差であるヨーレート偏差を算出するヨーレート偏差算出部と、を有し、
   前記制御手段は、前記ヨーレート偏差が所定の閾値以下であるとき、前記指令トルクの値を所定の制限値に制限する制御を行う
   ことを特徴とするトルク配分装置の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記ヨーレート偏差が減少する際、該ヨーレート偏差の変化を実際の変化より緩やかな変化に補正した補正ヨーレート偏差を算出し、
   前記補正ヨーレート偏差に対して前記閾値を適用する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク配分装置の制御装置。
6. 前記閾値は、前記ヨーレート偏差が増加する際の第１閾値と、前記ヨーレート偏差が減少する際の第２閾値とを有し、前記第１閾値は前記第２閾値より高い値に設定される
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のトルク配分装置の制御装置。