四輪駆動車のトルク配分制御装置
【課題】エンジントルクを前輪と後輪とにトルク配分する制御精度をより向上させることを可能とする。
【解決手段】路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサと、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部８３と、走行状態に応じてトルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部７３と、検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、判断された自車の姿勢に応じてトルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部８１とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサと、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部８３と、走行状態に応じてトルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部７３と、検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、判断された自車の姿勢に応じてトルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部８１とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪と後輪とに配分するトルクを的確に制御可能な四輪駆動車のトルク配分制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪駆動車において、エンジントルクを前輪と後輪に配分する駆動系にトルク配分クラッチが設けられ、このトルク配分クラッチをトルク配分コントローラの制御指令により動作させ、前輪と後輪とに伝達されるトルク配分比を調整するようにしたものがある。
【０００３】
この場合、前後加速度検出センサにより車両に作用する前後加速度が検出され、前後加速度感応ゲイン計算部において、前後加速度検出値が大きいほど大きな値による前後加速度感応ゲインが計算される。前後加速度感応ゲインフィルタ値計算部においては、前後加速度感応ゲインが増加する特性にゲイン増加を制限するフィルタ処理を加えて前後加速度感応ゲインフィルタ値が計算される。目標トルク演算部においては、前後加速度感応ゲインフィルタ値を用いて目標トルクが演算され、トルク配分コントローラからはこの目標トルクを得る制御指令がトルク配分クラッチに対し出力される。
【０００４】
かかる出力により、坂道発進時における発進トラクションの向上と、ドライ旋回急加速時におけるタイトコーナー・ブレーキング現象の防止との両立を達成させることができる。
【０００５】
しかし、加速度検出センサにより検出された車両に作用する前後加速度は、車両の走行状況に応じた姿勢変化に対して遅れを生じるため、制御精度の向上には限界があった。
【特許文献１】特開２００１−２２５６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、加速度検出センサに基づく制御では、制御精度の向上に限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジントルクを前輪と後輪とにトルク配分する制御精度をより向上させるため、エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の四輪駆動車のトルク配分制御装は、エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部とを備えた。
【０００９】
このため、走行状態検出部は、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて正確に検出することができ、カップリング・トルクを走行状態に応じて適正なものとし、前輪と後輪とに的確にトルク配分することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
エンジントルクを前輪と後輪とにトルク配分する制御精度をより向上させるという目的を、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部により実現した。
【実施例１】
【００１１】
［四輪駆動車のトルク配分制御装置］
図１は、本発明の実施例１に係り、横置きフロントエンジン・フロントドライブベース（ＦＦベース）の四輪駆動車にトルク配分制御装置を備えたスケルトン平面図である。
【００１２】
本実施例の四輪駆動車は、エンジン１からの出力により第１デファレンシャル装置であるフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される駆動輪としての前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及び第２デファレンシャル装置であるリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される従動輪としての後輪１３，１５とを備えている。
【００１３】
前記フロント・デファレンシャル装置３は、エンジン１からトランスミッション１７を介して駆動入力を受ける。この駆動入力は、リング・ギヤ１９を介しフロント・デフ・ケース２１に対して行われる。
【００１４】
フロント・デファレンシャル装置３の出力部である左右のサイド・ギヤ２３，２５には、左右の前輪車軸２７，２９が結合され、この前輪車軸２７，２９に、前輪５，７が連動連結されている。
【００１５】
前記後輪１３，１５へは、フロント・デファレンシャル装置３への駆動入力をトランスファ３１を介して分配伝達される。トランスファ３１のトランスファ・ケース３３を貫通して前記前輪車軸２９が貫通配置されている。
【００１６】
トランスファ・ケース３３内には、フロント・デファレンシャル装置３の出力回転部としてのフロント・デフ・ケース２１から一体回転可能な連結中空軸３５が延設されている。この連結中空軸３５は、リング・ギヤ３７が取り付けられ、後輪側出力用のピニオン・ギヤ３９に噛み合っている。
【００１７】
ピニオン・ギヤ３９は、プロペラ・シャフト４１側に連動構成され、プロペラ・シャフト４１にトルク伝達カップリング９が連動構成されている。トルク伝達カップリング９は、ドライブ・ピニオン・シャフト４３に結合されている。ドライブ・ピニオン・シャフト４３は、ドライブ・ピニオン・ギヤ４５を備え、このドライブ・ピニオン・ギヤ４５は、前記リヤ・デファレンシャル装置１１のリング・ギヤ４７に噛み合っている。
【００１８】
リヤ・デファレンシャル装置１１は、後輪車軸４９，５１間に介設され、後輪車軸４９，５１が、前記後輪１３，１５に連動連結されている。
【００１９】
従って、エンジン１からトランスミッション１７を介してフロント・デファレンシャル装置３のリング・ギヤ１９にトルクが入力されると、一方では前輪車軸２７，２９を介して左右の前輪５，７へトルク伝達が行われる。また他方では、フロント・デフ・ケース２１、連結中空軸３５、リング・ギヤ３７、ピニオン・ギヤ３９を介してプロペラ・シャフト４１へトルクが分配出力される。
【００２０】
プロペラ・シャフト４１に分配出力されたトルクは、トルク伝達カップリング９、ドライブ・ピニオン・シャフト４３、ドライブ・ピニオン・ギヤ４５、リング・ギヤ４７、リヤ・デファレンシャル装置１１、左右の後輪車軸４９，５１を介して伝達され、左右の後輪１３，１５が駆動される。
【００２１】
従って、トルク伝達カップリング９がトルク伝達状態であるときには、そのオン・デマンドの伝達トルクに応じ前輪５，７及び後輪１３，１５の四輪駆動状態で走行することができる。トルク伝達カップリング９が、トルク伝達状態にないときには、前輪５，７による二輪駆動状態で走行することができる。
【００２２】
前記トルク伝達カップリング９の締結制御は、４ＷＤコントローラ５３により行われる。４ＷＤコントローラ５３は、マイクロコンピュータ等で構成され、入力ポートに４ＷＤモード・スイッチ５５が接続され、出力ポートに駆動回路５７を介してトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａが接続されている。
【００２３】
４ＷＤコントローラ５３の入力ポートには、その他左右前後輪５，７，１３，１５の３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５、アクセル開度センサ、舵角センサ、ヨー・レイト・センサ等が接続されている。
【００２４】
前記３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５は、輪荷重検出部を構成し、路面と各車輪である前後輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出して４ＷＤコントローラ５３に入力する。
【００２５】
３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５は、車輪速センサとエンコーダからなり、前後輪５，７，１３，１５の各車輪ハブの軸受けで発生した変位を検出し、軸受けの剛性特性と合わせて前記各３方向の輪荷重を検出する。
【００２６】
そして、４ＷＤコントローラ５３は、４ＷＤモード・スイッチ５５による４ＷＤへの切り換えにより駆動回路５７を介してトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを電流制御し、トルク伝達カップリング９の締結を行なわせる。このとき３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等各種センサの検出信号に基づいてトルク伝達カップリング９の締結制御が行なわれる。
【００２７】
４ＷＤコントローラ５３の入力ポートには、さらにＡＢＳコントローラ６７、エンジン・コントローラ６９、コンビネーション・メータ７１等が接続されている。ＡＢＳコントローラ６７は、車輪速に基づき前後輪５，７，１３，１５がロックしないようにブレーキ液圧を制御する。エンジン・コントローラ６９は、アクセル開度などに基づきエンジン１の噴射制御を行う。コンビネーション・メータ７１は、スピード・メータのパルス信号を車速信号として４ＷＤコントローラ５３へ入力する。
【００２８】
図２は、四輪駆動車のトルク配分制御装置の機能ブロック図である。
【００２９】
図２のように、前記４ＷＤコントローラ５３は、カップリング制御部７３、目標ヨー・レイト設定部７５、車両姿勢判断部７７、輪荷重検出部７９、補正部８１を含んでいる。
【００３０】
前記カップリング制御部７３は、自車の走行状態に応じて前記トルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａに出力し、目標ヨー・レイトが実現されるようにトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを制御する。
【００３１】
前記目標ヨー・レイト設定部７５は、走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する。自車の走行状態は、走行状態検出部８３により各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出される。すなわち、走行状態検出部８３の車輪速センサ、アクセル開度センサ、舵角センサ、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等の各信号に基づいて走行状態が算出される。
【００３２】
前記車両姿勢判断部７７は、輪荷重検出部７９である３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された各上下輪荷重により自車の姿勢を判断する。
【００３３】
前記補正部８１は、前記車両姿勢判断部７７で判断された自車の姿勢に応じて前記カップリング・トルクを補正する。本実施例において、補正部８１は、後輪１３，１５に対する前輪５，７の輪荷重の増減、旋回内外の輪荷重の差に応じて前記カップリング・トルクを減増する。
【００３４】
すなわち、カップリング制御部７３（図２）は、図３のようなゲイン出力マップを備えており、検出された前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重に応じてゲイン出力を調整する。
【００３５】
例えば、後輪１３，１５側に比較して前輪５，７側の上下輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を低くし、前輪５，７側に比較して後輪１３，１５側の上下輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を高くする（図４左側）。同時に、旋回内外の輪荷重の差が大きく横力（横Ｇ）が大きくなるに従ってゲイン出力を高くし、旋回内外の輪荷重の差が小さく横力（横Ｇ）が小さくなるに従ってゲイン出力を低くする（図４右側）。
【００３６】
また、本実施例のカップリング制御部７３は、登坂発進制御及び旋回リミット制御によりトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを制御する。登坂発進制御のためには、図５のようなゲイン出力マップを備えており、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された３方向の輪荷重の内、前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重の増減応じてゲイン出力を調整する。
【００３７】
例えば、後輪１３，１５側に比較して前輪５，７側の輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を低くし、前輪５，７側に比較して後輪１３，１５側の輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を高くする。
【００３８】
このようなゲイン出力により、登坂停車時においてトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを勾配に応じて出力させることで登坂発進時の制御レスポンスを向上させることができる。
【００３９】
このような登坂発進時に、前記カップリング制御部７３は、自車のアクセル開度及び車速が一定値以上であるとき前記トルク伝達カップリング９を出力ゼロに制御する。また、登坂発進後に３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５によって検出された前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重から自車の走行状態において登坂走行が終了したと判断された場合（例えば、登坂走行から平坦走行又は降坂走行の何れかの走行状態）には、前記トルク伝達カップリング９の出力をゼロに制御する。
【００４０】
また、前記カップリング制御部７３は、自車の車速が一定値を下回り且つ非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部７９の３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された３方向の輪荷重の内、前後輪５，７，１３，１５の前後輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき旋回リミット制御出力により前記トルク伝達カップリング９の出力トルクをカット制御する。さらに自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態且つブレーキ液圧が実ブレーキを上回るとき前記旋回リミット制御出力を行わないようにした。
［カップリング・トルク制御］
図６のフローチャートは、例えばエンジン・スタートにより実行される。
【００４１】
ステップＳ１では、［走行中か？］の判断処理が実行される。この処理では、４ＷＤコントローラ５３が、ストップ・ランプ信号ＯＮ、車速≦２ｋｍ／ｈ、アクセル開度≦５％により判断し、これらの条件が成立せず走行中であると判断されると（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ移行し、条件が成立し走行中ではないと判断されると（ＮＯ）、自車が停車中であると判断されたとき登坂発進制御へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２では、［車速＞一定値か？］の判断処理が実行される。この処理では、車速が一定値を上回るときステップＳ３へ移行し、車速が一定値以下の極低速であるとき、旋回リミット制御へ移行する。
【００４３】
（ヨーレイト制御）
ステップＳ３では、［走行状態検出」の処理が実行される。この処理では、走行状態検出部８３の車輪速センサ、アクセル開度センサ、舵角センサ、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等により検出された各信号が目標ヨー・レイト設定部７５により読み込まれ、ステップＳ４へ移行する。
【００４４】
ステップＳ４では、「出力トルク算出」の処理が実行される。この処理では、エンジン１の出力トルク、トランス・ミッション１７の状態等から後輪１３，１５への出力トルクが算出され、ステップＳ５へ移行する。
【００４５】
ステップＳ５では、「μ推定」の処理が実行される。この処理では、エンジン１の出力トルク、前後輪５，７，１３，１５の輪荷重、後輪１３，１５の差回転等から後輪１３，１５の接地面μが推定算出され、ステップＳ６へ移行する。
【００４６】
ステップＳ６では、「グリップ限界値算出」の処理が実行される。この処理では、後輪１３，１５の輪荷重、ステップＳ１３での推定μ、後輪１３，１５のタイヤ動半径等から後輪１３，１５のグリップ限界値がトルクとして推定算出され、ステップＳ７へ移行する。
【００４７】
ステップＳ７は、「目標ヨー・レイト算出」の処理が実行される。この処理では、目標ヨー・レイト設定部７５が読み込んだ走行状態から自車の目標ヨー・レイトを算出し、ステップＳ８へ移行する。
【００４８】
ステップＳ８では、実ヨー・レイト、目標ヨー・レイトより「カップリング・トルク算出」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３において、自車の旋回半径から自車の実ヨー・レイトが算出されると共に、目標ヨー・レイトとの差からカップリング・トルクを算出し、ステップＳ９へ移行する。
【００４９】
ステップＳ９では、「上下輪荷重」の処理が実行される。この処理では、輪荷重検出部７９からの信号により車両姿勢判断部７７が前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重の増減において車両姿勢を判断し、ステップＳ１０へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１０では、「ゲイン量の決定」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３の補正部８１が図３のゲイン出力マップを読み出し、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５で検出された前後輪５，７，１３，１５の各３方向の輪荷重の内、前後輪荷重と左右輪荷重とに応じてゲイン出力を決定し、ステップＳ１１へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１１では、「出力トルク＞グリップ限界か？」の判断処理が実行される。この処理では、後輪１３，１５への出力トルクがグリップ限界値を上回っていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ移行し、出力トルクがグリップ限界値以下であれば（ＮＯ）、補正を行わずステップＳ１３へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１２では、「カップリング・トルク補正」の処理が実行される。この処理では、決定されたゲイン出力によりカップリング制御部７３でのカップリング・トルクが補正部８１で補正される。この補正は、後輪１３，１５の旋回外側の出力トルクがグリップ限界値以下となるように行われ、ステップＳ１３へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１３では、［カップリング・トルク出力］の処理が行われ、カップリング制御部７３により目標ヨー・レイトを実現するように電磁アクチュエータ９ａを制御して後輪１３，１５にヨー・レイトを変更するためのトルクを付加調整することができ、カップリング・トルクを制御することができる。
【００５４】
（登坂発進制御）
ステップＳ１から移行するステップＳ１４〜Ｓ１８は、登坂発進制御に係るステップである。
【００５５】
ステップＳ１４では、「荷重判定」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３が図５のゲイン出力マップを読み出し、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、上下輪荷重に応じてゲイン出力を決定し、ステップＳ１５へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１５では、「カップリング・トルク出力」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御により登坂停車時、トルク伝達カップリング９が勾配に応じたトルクを出力することで発進時の制御レスポンスを向上させることができる。このトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクは、ステップＳ１４でのゲイン出力、上下方向輪荷重に基づく車重、推定された路面μの積により算出される。
【００５７】
ステップＳ１６では、「発進したか？」の判断処理が実行される。この処理では、登坂発進したか否かの判断がなされ、発進していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１７へ移行し、発進していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１４，Ｓ１５が繰り返される。
【００５８】
ステップＳ１７では、「アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値か？」或いは自車の姿勢判定として「登坂走行が終了したか？」の判断処理が実行される。この処理では、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときは、アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値であると判断されて（ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ移行し、アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１５により「カップリング・トルク出力」の処理が行われ、また、自車が発進走行、登坂走行から平坦又は降坂走行に移行したとき（ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ移行し、登坂走行状態を維持しているとき（ＮＯ）、ステップＳ１５の処理に戻り、登坂発進制御が行われる。なお、本実施例においては、より的確にカップリング・トルク出力を行わせるためにアクセル開度と車速とをアンド条件で組み合わせているが、少なくとも車速の一定値のみを基準にしたステップＳ１７の制御判断を行っても十分に効果が得られる。
【００５９】
ステップＳ１８では、「カップリング・トルク出力ＯＦＦ」の処理が実行される。この処理では、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときにカップリング制御部７３が電磁アクチュエータ９ａの制御を停止し、トルク伝達カップリング９の出力トルクをゼロとする。従って、後輪１３，１５へのトルク分配は行われず、前輪５，７のみにより登坂走行或いは登坂発進を行わせ、安定した登坂走行或いは登坂発進を実現させることができる。
【００６０】
（旋回リミット制御）
ステップＳ２から移行するステップＳ１９，Ｓ２０は、旋回リミット制御に係るステップである。
【００６１】
ステップＳ１９では、「ブレーキ・ランプＯＦＦａｎｄ（実ブレーキ−ブレーキ液圧）＞一定値か？」の判断処理が実行される。この処理では、極低速でブレーキ・ランプがＯＦＦで実ブレーキがブレーキ液圧を上回っているとき（ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ移行し、ブレーキ・ランプがＯＮ又は実ブレーキがブレーキ液圧を上回っていなければ（ＮＯ）、ステップＳ３へ移行する。
【００６２】
この場合、実ブレーキとは、タイトコーナー・ブレーキング現象による内部循環トルクであり、車両が車輪に対して負のトルクが作用する状態を言う。実ブレーキは、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、前後輪荷重から算出される。ブレーキ液圧は、液圧センサで検出される。
【００６３】
ステップＳ２０では、「旋回リミット制御出力」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御でトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクがカットされ、タイトコーナー・ブレーキング現象を防止することができる。
［実施例の効果］
本発明は、エンジン１からの出力によりフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及びリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される後輪１３，１５とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５と、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部８３と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリング９を制御するカップリング制御部７３と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを補正する補正部８１とを備えた。
【００６４】
このため、走行状態検出部８３は、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて正確に検出することができ、Ｇセンサによる制御に比較して運転者の違和感が無いか少なく、カップリング・トルクを走行状態に応じて適正なものとし、前輪５，７と後輪１３，１５とに的確にトルク配分することができる。
【００６５】
前記走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する目標ヨー・レイト設定部７５を備え、前記カップリング制御部７３は、前記目標ヨー・レイトを実現するように前記トルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを制御する。
【００６６】
このため、車両旋回特性として十分なヨー・レイト制御を行わせることができる。
【００６７】
エンジン１からの出力によりフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及びリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される後輪１３，１５とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを制御するカップリング制御部７３とを備え、前記カップリング制御部７３は、登坂発進時に自車のアクセル開度及び車速が一定値以上であるとき又は自車が登坂走行状態を終了したことを検知したとき、前記トルク伝達カップリング９を出力ゼロに制御する。
【００６８】
このため、登坂停車時においてトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを勾配に応じて出力させることで登坂発進時の制御レスポンスを向上させることができる。
【００６９】
また、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときにカップリング制御部７３が電磁アクチュエータ９ａの制御を停止し、トルク伝達カップリング９の出力トルクをゼロとする。従って、後輪１３，１５へのトルク分配は行われず、前輪５，７のみにより登坂走行或いは登坂発進を行わせ、安定した登坂走行或いは登坂発進を実現させることができる。
【００７０】
前記カップリング制御部７３は、自車の車速が一定値を下回り非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５が検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、前後輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき、旋回リミット制御出力が行われてカップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御でトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクがカットされ、タイトコーナー・ブレーキング現象を防止することができる。自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態であるとき前記旋回リミット制御出力を停止する制御を行う。
［その他］
なお、フロントエンジン・リヤドライブベース（ＦＲベース）の四輪駆動車において、エンジン１からの出力により第１デファレンシャル装置であるリヤ・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪としての後輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置であるフロント・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪としての前輪とを備えた構造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】横置きフロントエンジン・フロントドライブベース（ＦＦベース）の四輪駆動車にトルク配分制御装置を備えたスケルトン平面図である。（実施例１）
【図２】四輪駆動車のトルク配分制御装置の機能ブロック図であるである。（実施例１）
【図３】ゲイン出力マップである。（実施例１）
【図４】ゲイン出力のイメージを示す説明図である。（実施例１）
【図５】ゲイン出力マップである。実施例１）
【図６】四輪駆動車にトルク配分制御装置のフローチャートである。（実施例１）
【符号の説明】
【００７２】
１ エンジン
３ フロント・デファレンシャル装置（第１デファレンシャル装置）
５，７ 前輪
９ トルク伝達カップリング
１１ リヤ・デファレンシャル装置（第２デファレンシャル装置）
１３，１５ 後輪
５９，６１，６３，６５ ３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５
７３ カップリング制御部
７５ 目標ヨー・レイト設定部
７７ 車両姿勢判断部
７９ 輪荷重検出部
８１ 補正部
８３ 走行状態検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪と後輪とに配分するトルクを的確に制御可能な四輪駆動車のトルク配分制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪駆動車において、エンジントルクを前輪と後輪に配分する駆動系にトルク配分クラッチが設けられ、このトルク配分クラッチをトルク配分コントローラの制御指令により動作させ、前輪と後輪とに伝達されるトルク配分比を調整するようにしたものがある。
【０００３】
この場合、前後加速度検出センサにより車両に作用する前後加速度が検出され、前後加速度感応ゲイン計算部において、前後加速度検出値が大きいほど大きな値による前後加速度感応ゲインが計算される。前後加速度感応ゲインフィルタ値計算部においては、前後加速度感応ゲインが増加する特性にゲイン増加を制限するフィルタ処理を加えて前後加速度感応ゲインフィルタ値が計算される。目標トルク演算部においては、前後加速度感応ゲインフィルタ値を用いて目標トルクが演算され、トルク配分コントローラからはこの目標トルクを得る制御指令がトルク配分クラッチに対し出力される。
【０００４】
かかる出力により、坂道発進時における発進トラクションの向上と、ドライ旋回急加速時におけるタイトコーナー・ブレーキング現象の防止との両立を達成させることができる。
【０００５】
しかし、加速度検出センサにより検出された車両に作用する前後加速度は、車両の走行状況に応じた姿勢変化に対して遅れを生じるため、制御精度の向上には限界があった。
【特許文献１】特開２００１−２２５６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、加速度検出センサに基づく制御では、制御精度の向上に限界があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジントルクを前輪と後輪とにトルク配分する制御精度をより向上させるため、エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の四輪駆動車のトルク配分制御装は、エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部とを備えた。
【０００９】
このため、走行状態検出部は、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて正確に検出することができ、カップリング・トルクを走行状態に応じて適正なものとし、前輪と後輪とに的確にトルク配分することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
エンジントルクを前輪と後輪とにトルク配分する制御精度をより向上させるという目的を、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部により実現した。
【実施例１】
【００１１】
［四輪駆動車のトルク配分制御装置］
図１は、本発明の実施例１に係り、横置きフロントエンジン・フロントドライブベース（ＦＦベース）の四輪駆動車にトルク配分制御装置を備えたスケルトン平面図である。
【００１２】
本実施例の四輪駆動車は、エンジン１からの出力により第１デファレンシャル装置であるフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される駆動輪としての前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及び第２デファレンシャル装置であるリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される従動輪としての後輪１３，１５とを備えている。
【００１３】
前記フロント・デファレンシャル装置３は、エンジン１からトランスミッション１７を介して駆動入力を受ける。この駆動入力は、リング・ギヤ１９を介しフロント・デフ・ケース２１に対して行われる。
【００１４】
フロント・デファレンシャル装置３の出力部である左右のサイド・ギヤ２３，２５には、左右の前輪車軸２７，２９が結合され、この前輪車軸２７，２９に、前輪５，７が連動連結されている。
【００１５】
前記後輪１３，１５へは、フロント・デファレンシャル装置３への駆動入力をトランスファ３１を介して分配伝達される。トランスファ３１のトランスファ・ケース３３を貫通して前記前輪車軸２９が貫通配置されている。
【００１６】
トランスファ・ケース３３内には、フロント・デファレンシャル装置３の出力回転部としてのフロント・デフ・ケース２１から一体回転可能な連結中空軸３５が延設されている。この連結中空軸３５は、リング・ギヤ３７が取り付けられ、後輪側出力用のピニオン・ギヤ３９に噛み合っている。
【００１７】
ピニオン・ギヤ３９は、プロペラ・シャフト４１側に連動構成され、プロペラ・シャフト４１にトルク伝達カップリング９が連動構成されている。トルク伝達カップリング９は、ドライブ・ピニオン・シャフト４３に結合されている。ドライブ・ピニオン・シャフト４３は、ドライブ・ピニオン・ギヤ４５を備え、このドライブ・ピニオン・ギヤ４５は、前記リヤ・デファレンシャル装置１１のリング・ギヤ４７に噛み合っている。
【００１８】
リヤ・デファレンシャル装置１１は、後輪車軸４９，５１間に介設され、後輪車軸４９，５１が、前記後輪１３，１５に連動連結されている。
【００１９】
従って、エンジン１からトランスミッション１７を介してフロント・デファレンシャル装置３のリング・ギヤ１９にトルクが入力されると、一方では前輪車軸２７，２９を介して左右の前輪５，７へトルク伝達が行われる。また他方では、フロント・デフ・ケース２１、連結中空軸３５、リング・ギヤ３７、ピニオン・ギヤ３９を介してプロペラ・シャフト４１へトルクが分配出力される。
【００２０】
プロペラ・シャフト４１に分配出力されたトルクは、トルク伝達カップリング９、ドライブ・ピニオン・シャフト４３、ドライブ・ピニオン・ギヤ４５、リング・ギヤ４７、リヤ・デファレンシャル装置１１、左右の後輪車軸４９，５１を介して伝達され、左右の後輪１３，１５が駆動される。
【００２１】
従って、トルク伝達カップリング９がトルク伝達状態であるときには、そのオン・デマンドの伝達トルクに応じ前輪５，７及び後輪１３，１５の四輪駆動状態で走行することができる。トルク伝達カップリング９が、トルク伝達状態にないときには、前輪５，７による二輪駆動状態で走行することができる。
【００２２】
前記トルク伝達カップリング９の締結制御は、４ＷＤコントローラ５３により行われる。４ＷＤコントローラ５３は、マイクロコンピュータ等で構成され、入力ポートに４ＷＤモード・スイッチ５５が接続され、出力ポートに駆動回路５７を介してトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａが接続されている。
【００２３】
４ＷＤコントローラ５３の入力ポートには、その他左右前後輪５，７，１３，１５の３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５、アクセル開度センサ、舵角センサ、ヨー・レイト・センサ等が接続されている。
【００２４】
前記３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５は、輪荷重検出部を構成し、路面と各車輪である前後輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出して４ＷＤコントローラ５３に入力する。
【００２５】
３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５は、車輪速センサとエンコーダからなり、前後輪５，７，１３，１５の各車輪ハブの軸受けで発生した変位を検出し、軸受けの剛性特性と合わせて前記各３方向の輪荷重を検出する。
【００２６】
そして、４ＷＤコントローラ５３は、４ＷＤモード・スイッチ５５による４ＷＤへの切り換えにより駆動回路５７を介してトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを電流制御し、トルク伝達カップリング９の締結を行なわせる。このとき３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等各種センサの検出信号に基づいてトルク伝達カップリング９の締結制御が行なわれる。
【００２７】
４ＷＤコントローラ５３の入力ポートには、さらにＡＢＳコントローラ６７、エンジン・コントローラ６９、コンビネーション・メータ７１等が接続されている。ＡＢＳコントローラ６７は、車輪速に基づき前後輪５，７，１３，１５がロックしないようにブレーキ液圧を制御する。エンジン・コントローラ６９は、アクセル開度などに基づきエンジン１の噴射制御を行う。コンビネーション・メータ７１は、スピード・メータのパルス信号を車速信号として４ＷＤコントローラ５３へ入力する。
【００２８】
図２は、四輪駆動車のトルク配分制御装置の機能ブロック図である。
【００２９】
図２のように、前記４ＷＤコントローラ５３は、カップリング制御部７３、目標ヨー・レイト設定部７５、車両姿勢判断部７７、輪荷重検出部７９、補正部８１を含んでいる。
【００３０】
前記カップリング制御部７３は、自車の走行状態に応じて前記トルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａに出力し、目標ヨー・レイトが実現されるようにトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを制御する。
【００３１】
前記目標ヨー・レイト設定部７５は、走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する。自車の走行状態は、走行状態検出部８３により各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出される。すなわち、走行状態検出部８３の車輪速センサ、アクセル開度センサ、舵角センサ、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等の各信号に基づいて走行状態が算出される。
【００３２】
前記車両姿勢判断部７７は、輪荷重検出部７９である３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された各上下輪荷重により自車の姿勢を判断する。
【００３３】
前記補正部８１は、前記車両姿勢判断部７７で判断された自車の姿勢に応じて前記カップリング・トルクを補正する。本実施例において、補正部８１は、後輪１３，１５に対する前輪５，７の輪荷重の増減、旋回内外の輪荷重の差に応じて前記カップリング・トルクを減増する。
【００３４】
すなわち、カップリング制御部７３（図２）は、図３のようなゲイン出力マップを備えており、検出された前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重に応じてゲイン出力を調整する。
【００３５】
例えば、後輪１３，１５側に比較して前輪５，７側の上下輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を低くし、前輪５，７側に比較して後輪１３，１５側の上下輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を高くする（図４左側）。同時に、旋回内外の輪荷重の差が大きく横力（横Ｇ）が大きくなるに従ってゲイン出力を高くし、旋回内外の輪荷重の差が小さく横力（横Ｇ）が小さくなるに従ってゲイン出力を低くする（図４右側）。
【００３６】
また、本実施例のカップリング制御部７３は、登坂発進制御及び旋回リミット制御によりトルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを制御する。登坂発進制御のためには、図５のようなゲイン出力マップを備えており、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された３方向の輪荷重の内、前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重の増減応じてゲイン出力を調整する。
【００３７】
例えば、後輪１３，１５側に比較して前輪５，７側の輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を低くし、前輪５，７側に比較して後輪１３，１５側の輪荷重が大きくなるに従ってゲイン出力を高くする。
【００３８】
このようなゲイン出力により、登坂停車時においてトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを勾配に応じて出力させることで登坂発進時の制御レスポンスを向上させることができる。
【００３９】
このような登坂発進時に、前記カップリング制御部７３は、自車のアクセル開度及び車速が一定値以上であるとき前記トルク伝達カップリング９を出力ゼロに制御する。また、登坂発進後に３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５によって検出された前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重から自車の走行状態において登坂走行が終了したと判断された場合（例えば、登坂走行から平坦走行又は降坂走行の何れかの走行状態）には、前記トルク伝達カップリング９の出力をゼロに制御する。
【００４０】
また、前記カップリング制御部７３は、自車の車速が一定値を下回り且つ非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部７９の３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された３方向の輪荷重の内、前後輪５，７，１３，１５の前後輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき旋回リミット制御出力により前記トルク伝達カップリング９の出力トルクをカット制御する。さらに自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態且つブレーキ液圧が実ブレーキを上回るとき前記旋回リミット制御出力を行わないようにした。
［カップリング・トルク制御］
図６のフローチャートは、例えばエンジン・スタートにより実行される。
【００４１】
ステップＳ１では、［走行中か？］の判断処理が実行される。この処理では、４ＷＤコントローラ５３が、ストップ・ランプ信号ＯＮ、車速≦２ｋｍ／ｈ、アクセル開度≦５％により判断し、これらの条件が成立せず走行中であると判断されると（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ移行し、条件が成立し走行中ではないと判断されると（ＮＯ）、自車が停車中であると判断されたとき登坂発進制御へ移行する。
【００４２】
ステップＳ２では、［車速＞一定値か？］の判断処理が実行される。この処理では、車速が一定値を上回るときステップＳ３へ移行し、車速が一定値以下の極低速であるとき、旋回リミット制御へ移行する。
【００４３】
（ヨーレイト制御）
ステップＳ３では、［走行状態検出」の処理が実行される。この処理では、走行状態検出部８３の車輪速センサ、アクセル開度センサ、舵角センサ、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５等により検出された各信号が目標ヨー・レイト設定部７５により読み込まれ、ステップＳ４へ移行する。
【００４４】
ステップＳ４では、「出力トルク算出」の処理が実行される。この処理では、エンジン１の出力トルク、トランス・ミッション１７の状態等から後輪１３，１５への出力トルクが算出され、ステップＳ５へ移行する。
【００４５】
ステップＳ５では、「μ推定」の処理が実行される。この処理では、エンジン１の出力トルク、前後輪５，７，１３，１５の輪荷重、後輪１３，１５の差回転等から後輪１３，１５の接地面μが推定算出され、ステップＳ６へ移行する。
【００４６】
ステップＳ６では、「グリップ限界値算出」の処理が実行される。この処理では、後輪１３，１５の輪荷重、ステップＳ１３での推定μ、後輪１３，１５のタイヤ動半径等から後輪１３，１５のグリップ限界値がトルクとして推定算出され、ステップＳ７へ移行する。
【００４７】
ステップＳ７は、「目標ヨー・レイト算出」の処理が実行される。この処理では、目標ヨー・レイト設定部７５が読み込んだ走行状態から自車の目標ヨー・レイトを算出し、ステップＳ８へ移行する。
【００４８】
ステップＳ８では、実ヨー・レイト、目標ヨー・レイトより「カップリング・トルク算出」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３において、自車の旋回半径から自車の実ヨー・レイトが算出されると共に、目標ヨー・レイトとの差からカップリング・トルクを算出し、ステップＳ９へ移行する。
【００４９】
ステップＳ９では、「上下輪荷重」の処理が実行される。この処理では、輪荷重検出部７９からの信号により車両姿勢判断部７７が前後輪５，７，１３，１５の上下輪荷重の増減において車両姿勢を判断し、ステップＳ１０へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１０では、「ゲイン量の決定」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３の補正部８１が図３のゲイン出力マップを読み出し、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５で検出された前後輪５，７，１３，１５の各３方向の輪荷重の内、前後輪荷重と左右輪荷重とに応じてゲイン出力を決定し、ステップＳ１１へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１１では、「出力トルク＞グリップ限界か？」の判断処理が実行される。この処理では、後輪１３，１５への出力トルクがグリップ限界値を上回っていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ移行し、出力トルクがグリップ限界値以下であれば（ＮＯ）、補正を行わずステップＳ１３へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１２では、「カップリング・トルク補正」の処理が実行される。この処理では、決定されたゲイン出力によりカップリング制御部７３でのカップリング・トルクが補正部８１で補正される。この補正は、後輪１３，１５の旋回外側の出力トルクがグリップ限界値以下となるように行われ、ステップＳ１３へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１３では、［カップリング・トルク出力］の処理が行われ、カップリング制御部７３により目標ヨー・レイトを実現するように電磁アクチュエータ９ａを制御して後輪１３，１５にヨー・レイトを変更するためのトルクを付加調整することができ、カップリング・トルクを制御することができる。
【００５４】
（登坂発進制御）
ステップＳ１から移行するステップＳ１４〜Ｓ１８は、登坂発進制御に係るステップである。
【００５５】
ステップＳ１４では、「荷重判定」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３が図５のゲイン出力マップを読み出し、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、上下輪荷重に応じてゲイン出力を決定し、ステップＳ１５へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１５では、「カップリング・トルク出力」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御により登坂停車時、トルク伝達カップリング９が勾配に応じたトルクを出力することで発進時の制御レスポンスを向上させることができる。このトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクは、ステップＳ１４でのゲイン出力、上下方向輪荷重に基づく車重、推定された路面μの積により算出される。
【００５７】
ステップＳ１６では、「発進したか？」の判断処理が実行される。この処理では、登坂発進したか否かの判断がなされ、発進していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１７へ移行し、発進していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１４，Ｓ１５が繰り返される。
【００５８】
ステップＳ１７では、「アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値か？」或いは自車の姿勢判定として「登坂走行が終了したか？」の判断処理が実行される。この処理では、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときは、アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値であると判断されて（ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ移行し、アクセル開度＞一定値ａｎｄ車速度＞一定値でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１５により「カップリング・トルク出力」の処理が行われ、また、自車が発進走行、登坂走行から平坦又は降坂走行に移行したとき（ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ移行し、登坂走行状態を維持しているとき（ＮＯ）、ステップＳ１５の処理に戻り、登坂発進制御が行われる。なお、本実施例においては、より的確にカップリング・トルク出力を行わせるためにアクセル開度と車速とをアンド条件で組み合わせているが、少なくとも車速の一定値のみを基準にしたステップＳ１７の制御判断を行っても十分に効果が得られる。
【００５９】
ステップＳ１８では、「カップリング・トルク出力ＯＦＦ」の処理が実行される。この処理では、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときにカップリング制御部７３が電磁アクチュエータ９ａの制御を停止し、トルク伝達カップリング９の出力トルクをゼロとする。従って、後輪１３，１５へのトルク分配は行われず、前輪５，７のみにより登坂走行或いは登坂発進を行わせ、安定した登坂走行或いは登坂発進を実現させることができる。
【００６０】
（旋回リミット制御）
ステップＳ２から移行するステップＳ１９，Ｓ２０は、旋回リミット制御に係るステップである。
【００６１】
ステップＳ１９では、「ブレーキ・ランプＯＦＦａｎｄ（実ブレーキ−ブレーキ液圧）＞一定値か？」の判断処理が実行される。この処理では、極低速でブレーキ・ランプがＯＦＦで実ブレーキがブレーキ液圧を上回っているとき（ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ移行し、ブレーキ・ランプがＯＮ又は実ブレーキがブレーキ液圧を上回っていなければ（ＮＯ）、ステップＳ３へ移行する。
【００６２】
この場合、実ブレーキとは、タイトコーナー・ブレーキング現象による内部循環トルクであり、車両が車輪に対して負のトルクが作用する状態を言う。実ブレーキは、３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５により検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、前後輪荷重から算出される。ブレーキ液圧は、液圧センサで検出される。
【００６３】
ステップＳ２０では、「旋回リミット制御出力」の処理が実行される。この処理では、カップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御でトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクがカットされ、タイトコーナー・ブレーキング現象を防止することができる。
［実施例の効果］
本発明は、エンジン１からの出力によりフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及びリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される後輪１３，１５とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５と、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部８３と、前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリング９を制御するカップリング制御部７３と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを補正する補正部８１とを備えた。
【００６４】
このため、走行状態検出部８３は、自車の走行状態を各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて正確に検出することができ、Ｇセンサによる制御に比較して運転者の違和感が無いか少なく、カップリング・トルクを走行状態に応じて適正なものとし、前輪５，７と後輪１３，１５とに的確にトルク配分することができる。
【００６５】
前記走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する目標ヨー・レイト設定部７５を備え、前記カップリング制御部７３は、前記目標ヨー・レイトを実現するように前記トルク伝達カップリング９の電磁アクチュエータ９ａを制御する。
【００６６】
このため、車両旋回特性として十分なヨー・レイト制御を行わせることができる。
【００６７】
エンジン１からの出力によりフロント・デファレンシャル装置３を介して差動回転可能に駆動される前輪５，７と、前記エンジン１からの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング９及びリヤ・デファレンシャル装置１１を介して差動回転可能に駆動される後輪１３，１５とを備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、路面と自車の各車輪５，７，１３，１５との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５と、前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部７７と、前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを制御するカップリング制御部７３とを備え、前記カップリング制御部７３は、登坂発進時に自車のアクセル開度及び車速が一定値以上であるとき又は自車が登坂走行状態を終了したことを検知したとき、前記トルク伝達カップリング９を出力ゼロに制御する。
【００６８】
このため、登坂停車時においてトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクを勾配に応じて出力させることで登坂発進時の制御レスポンスを向上させることができる。
【００６９】
また、登坂走行が高速で行われ、或いは急発進で登坂走行が行われるようなときにカップリング制御部７３が電磁アクチュエータ９ａの制御を停止し、トルク伝達カップリング９の出力トルクをゼロとする。従って、後輪１３，１５へのトルク分配は行われず、前輪５，７のみにより登坂走行或いは登坂発進を行わせ、安定した登坂走行或いは登坂発進を実現させることができる。
【００７０】
前記カップリング制御部７３は、自車の車速が一定値を下回り非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部７９としての３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５が検出された前後輪５，７，１３，１５の３方向輪荷重の内、前後輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき、旋回リミット制御出力が行われてカップリング制御部７３による電磁アクチュエータ９ａの制御でトルク伝達カップリング９のカップリング・トルクがカットされ、タイトコーナー・ブレーキング現象を防止することができる。自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態であるとき前記旋回リミット制御出力を停止する制御を行う。
［その他］
なお、フロントエンジン・リヤドライブベース（ＦＲベース）の四輪駆動車において、エンジン１からの出力により第１デファレンシャル装置であるリヤ・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪としての後輪と、前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置であるフロント・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪としての前輪とを備えた構造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】横置きフロントエンジン・フロントドライブベース（ＦＦベース）の四輪駆動車にトルク配分制御装置を備えたスケルトン平面図である。（実施例１）
【図２】四輪駆動車のトルク配分制御装置の機能ブロック図であるである。（実施例１）
【図３】ゲイン出力マップである。（実施例１）
【図４】ゲイン出力のイメージを示す説明図である。（実施例１）
【図５】ゲイン出力マップである。実施例１）
【図６】四輪駆動車にトルク配分制御装置のフローチャートである。（実施例１）
【符号の説明】
【００７２】
１ エンジン
３ フロント・デファレンシャル装置（第１デファレンシャル装置）
５，７ 前輪
９ トルク伝達カップリング
１１ リヤ・デファレンシャル装置（第２デファレンシャル装置）
１３，１５ 後輪
５９，６１，６３，６５ ３方向荷重センサ５９，６１，６３，６５
７３ カップリング制御部
７５ 目標ヨー・レイト設定部
７７ 車両姿勢判断部
７９ 輪荷重検出部
８１ 補正部
８３ 走行状態検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、
前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪と、
を備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、
自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、
前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、
前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、
前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
前記走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する目標ヨー・レイト設定部を備え、
前記カップリング制御部は、前記目標ヨー・レイトを実現するように前記トルク伝達カップリングを制御する、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項３】
エンジンからの出力によりフロント・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される前輪と、
前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及びリヤ・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される後輪と、
を備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、
前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、
前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを制御するカップリング制御部とを備え、
前記カップリング制御部は、登坂発進時に前記トルク伝達カップリングを出力制御し、自車の車速が一定値以上であるとき又は登坂発進後に登坂走行が終了したとき前記トルク伝達カップリングを出力ゼロに制御する、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
前記カップリング制御部は、自車の車速が一定値を下回り非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部が検出する輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき旋回リミット制御出力によりトルク伝達カップリングのカップリング・トルクをカットすると共に自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態であるとき前記旋回リミット制御出力を停止する制御を行う、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１】
エンジンからの出力により第１デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される駆動輪と、
前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及び第２デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される従動輪と、
を備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、
自車の走行状態を前記各３方向の輪荷重を含めた出力値に基づいて検出する走行状態検出部と、
前記走行状態に応じて前記トルク伝達カップリングを制御するカップリング制御部と、
前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、
前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
前記走行状態に応じて自車の目標ヨー・レイトを設定する目標ヨー・レイト設定部を備え、
前記カップリング制御部は、前記目標ヨー・レイトを実現するように前記トルク伝達カップリングを制御する、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項３】
エンジンからの出力によりフロント・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される前輪と、
前記エンジンからの出力を伝達トルクが制御可能なトルク伝達カップリング及びリヤ・デファレンシャル装置を介して差動回転可能に駆動される後輪と、
を備えた四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
路面と自車の各車輪との間で走行方向の前後、左右、上下に発生する各３方向の輪荷重を検出する輪荷重検出部と、
前記検出された上下輪荷重により自車の姿勢を判断する車両姿勢判断部と、
前記判断された自車の姿勢に応じて前記トルク伝達カップリングのカップリング・トルクを制御するカップリング制御部とを備え、
前記カップリング制御部は、登坂発進時に前記トルク伝達カップリングを出力制御し、自車の車速が一定値以上であるとき又は登坂発進後に登坂走行が終了したとき前記トルク伝達カップリングを出力ゼロに制御する、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置であって、
前記カップリング制御部は、自車の車速が一定値を下回り非ブレーキ操作状態であるとき前記輪荷重検出部が検出する輪荷重から算出される実ブレーキ力が一定値を上回るとき旋回リミット制御出力によりトルク伝達カップリングのカップリング・トルクをカットすると共に自車の車速が一定値を上回るとき又はブレーキ操作状態であるとき前記旋回リミット制御出力を停止する制御を行う、
ことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２６２８３４（Ｐ２００９−２６２８３４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６３１１（Ｐ２００８−１１６３１１）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００２２５０５０）ＧＫＮ ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 (409)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００２２５０５０）ＧＫＮ ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 (409)
【Ｆターム（参考）】
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