(57)【要約】【課題】従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる四輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】四輪駆動車両が旋回状態にあるときに、ＥＣＵは、前輪の内輪の回転速度Ｖｉが外輪の回転速度Ｖｏ以下であるか否かを判断し（ステップＳ１）、前輪の内輪の回転速度Ｖｉが外輪の回転速度Ｖｏ以下であると判断した場合には、後輪に分配する駆動力を低下させる（例えば、０にする）よう電子制御カップリングを制御する（ステップＳ２）。【選択図】図２
2014118074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から主駆動輪と従駆動輪とに伝達される駆動力の分配比率を変更することができる駆動力分配機構を備えた四輪駆動車両の制御装置において、
前記四輪駆動車両が旋回状態にあるときに操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度以下であることを条件として、前記従駆動輪に分配する駆動力を低下させるよう前記駆動力分配機構を制御する駆動力分配制御ユニットを備えたことを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
【請求項２】
前記駆動力分配制御ユニットは、前記従駆動輪に分配する駆動力を低下させることを条件として、前記従駆動輪に分配する駆動力を０にするよう前記駆動力分配機構を制御す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。
【請求項３】
前記駆動力分配制御ユニットは、前記四輪駆動車両が旋回状態にあるときに前記操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度より高いことを条件として、前記操舵輪の内輪の回転速度と外輪の回転速度との差に応じた駆動力と、前記主駆動輪と前記従駆動輪とのスリップ率差に応じた駆動力とのうち高い方の駆動力で前記従駆動輪に駆動力を分配するよう前記駆動力分配機構を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の四輪駆動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪駆動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の四輪駆動車両の制御装置としては、車両の前後輪に駆動源からの駆動力を常時かつ可変に分配する駆動力分配手段と、車両の旋回状態に基づいて前後輪間の駆動力分配に対する補正量として旋回対応制御量を算出する制御量算出手段と、車両の現在のステア特性を判定するステア特性判定手段と、前後輪の車輪速をそれぞれ検出する車輪速検出手段と、ステア特性判定手段により判定されたステア特性と車輪速検出手段により検出された前後輪の車輪速の大小関係との組合せに応じて、旋回対応制御量を増加補正側または減少補正側に作用させ、補正後の駆動力分配に基づいて駆動力分配手段を制御する駆動力分配制御手段と、を備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の四輪駆動車両の制御装置は、前後輪に対して駆動力を分配するタイミングと、そのタイミングにおける駆動力の分配比率とによっては、車両の旋回性能を向上させることができなくなってしまうことがあるといった課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる四輪駆動車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の四輪駆動車両の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）駆動源から主駆動輪と従駆動輪とに伝達される駆動力の分配比率を変更することができる駆動力分配機構を備えた四輪駆動車両の制御装置において、前記四輪駆動車両が旋回状態にあるときに操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度以下であることを条件として、前記従駆動輪に分配する駆動力を低下させるよう前記駆動力分配機構を制御する駆動力分配制御ユニットを備えている。
【０００７】
この構成により、本発明の四輪駆動車両の制御装置は、車両が旋回状態にあるときに操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度以下となる旋回加速初期に、従駆動輪に分配する駆動力を低下させることにより、早期に操舵輪の内輪をスリップさせる。
【０００８】
この結果、内輪と外輪との間のトルク差が増加し、車両の旋回モーメントが増加する。したがって、本発明の四輪駆動車両の制御装置は、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる。
【０００９】
また、上記（１）に記載の四輪駆動車両の制御装置において、（２）前記駆動力分配制御ユニットは、前記従駆動輪に分配する駆動力を低下させることを条件として、前記従駆動輪に分配する駆動力を０にするよう前記駆動力分配機構を制御するようにしてもよい。
【００１０】
この構成により、本発明の四輪駆動車両の制御装置は、旋回加速初期に、従駆動輪に分配する駆動力を低下させることができる。
【００１１】
また、上記（１）または（２）に記載の四輪駆動車両の制御装置において、（３）前記駆動力分配制御ユニットは、前記四輪駆動車両が旋回状態にあるときに前記操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度より高いことを条件として、前記操舵輪の内輪の回転速度と外輪の回転速度との差に応じた駆動力と、前記主駆動輪と前記従駆動輪とのスリップ率差に応じた駆動力とのうち高い方の駆動力を前記従駆動輪に分配するよう前記駆動力分配機構を制御するようにしてもよい。
【００１２】
この構成により、本発明の四輪駆動車両の制御装置は、車両が旋回状態にあるときに操舵輪の内輪の回転速度が外輪の回転速度より高い場合、すなわち、操舵輪の内輪が過度にスリップした場合には、操舵輪の内輪の横力低下を防ぐように従駆動輪に駆動力を分配するため、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる四輪駆動車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る四輪駆動車両の制御装置を適用した車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る四輪駆動車両の制御装置を構成するＥＣＵによる駆動力分配動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る四輪駆動車両の制御装置の作用を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態においては、フロントエンジン・フロントドライブ形式の所謂、ＦＦ形式の四輪駆動車両に本発明に係る四輪駆動車両の制御装置を適用した例について説明する。
【００１６】
図１に示すように、四輪駆動車両１は、駆動力を発生する内燃機関としてのエンジン１０と、変速機１１およびフロントディファレンシャル装置（以下、単に「フロントデフ」という）１２を含んで構成されるトランスアクスル１３と、トランスファ装置１４と、左右の前輪１５Ｌ、１５Ｒと、左右のドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒと、プロペラシャフト１７と、電子制御カップリング１８と、リヤディファレンシャル装置（以下、単に「リヤデフ」という）１９と、左右の後輪２０Ｌ、２０Ｒと、左右のドライブシャフト２１Ｌ、２１Ｒと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２３とを備えている。
【００１７】
なお、本実施の形態において、エンジン１０は、ガソリンを燃料とする直列４気筒のエンジンによって構成されているものとして説明するが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。
【００１８】
また、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンに代えて、軽油等の炭化水素系の燃料であってもよく、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００１９】
変速機１１は、エンジン１０とフロントデフ１２との間に設けられており、エンジン１０の回転を変速してフロントデフ１２に出力するようになっている。変速機１１は、トルクコンバータ３０と、複数の前進用変速段および後進段を形成するギヤユニット３１と、出力軸３２とを備えている。
【００２０】
出力軸３２の一端には、出力ギヤ３３が一体回転可能に取り付けられている。なお、本実施の形態において、変速機１１は、自動変速機として説明するが、本発明においては、無段変速機等によって構成されてもよい。
【００２１】
フロントデフ１２は、デフケース４０を備えており、デフケース４０は、図示しない軸受を介してトランスアクスル１３のハウジング１３ａに回転自在に支持されている。デフケース４０の外周部には、出力ギヤ３３と噛み合うリングギヤ４１が設けられており、デフケース４０内には、互いに向かい合うように一対のデフピニオンギヤ４２が取り付けられている。
【００２２】
一対のデフピニオンギヤ４２は、デフケース４０と共に公転可能であり、かつデフケース４０に対して自転可能である。一対のデフピニオンギヤ４２には、一対のサイドギヤ４３が噛み合っている。一対のサイドギヤ４３は、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒを介して前輪１５Ｌ、１５Ｒにそれぞれ連結されている。なお、本実施の形態において、前輪１５Ｌ、１５Ｒは、本発明における主駆動輪および操舵輪を構成する。
【００２３】
このように、フロントデフ１２は、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒに接続されており、エンジン１０から変速機１１を介して出力された駆動力を前輪１５Ｌ、１５Ｒに分配して伝達することにより、エンジン１０の駆動力の回転速度差を許容するようになっている。
【００２４】
また、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒには、前輪１５Ｌ、１５Ｒがそれぞれ連結されており、前輪１５Ｌ、１５Ｒは、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒを中心に回転するようになっている。
【００２５】
トランスファ装置１４は、フロントデフ１２の回転軸方向に位置するように設けられている。なお、フロントデフ１２の回転軸方向は、デフケース４０およびドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒの回転軸方向と同一方向である。
【００２６】
デフケース４０の端部には、トランスファ装置１４内に突出した円筒状のボス４０ａが形成されている。トランスファ装置１４は、ベベルギヤ５０と、出力ピニオン５１とを備えている。
【００２７】
プロペラシャフト１７は、トランスファ装置１４と電子制御カップリング１８との間に設けられており、プロペラシャフト１７の先端部は、トランスファ装置１４の出力ピニオン５１に接続されている。電子制御カップリング１８は、先端部でプロペラシャフト１７に連結され、後端部でリヤデフ１９に連結されている。
【００２８】
電子制御カップリング１８は、駆動力分配機構を構成し、ＥＣＵ２３から出力される制御電流に応じて作動することにより、エンジン１０から発生されたトルクを前輪１５Ｌ、１５Ｒ側および後輪２０Ｌ、２０Ｒ側で１００：０から５０：５０までの範囲で無段階に配分するようになっている。
【００２９】
リヤデフ１９は、デフケース６０を備えており、デフケース６０の外周には電子制御カップリング１８のドライブピニオンギヤ１８ａと噛み合うリングギヤ６１が設けられている。
【００３０】
デフケース６０内には、互いに向かい合うように一対のデフピニオンギヤ６２が取り付けられている。一対のデフピニオンギヤ６２は、デフケース６０と共に公転自在で、かつデフケース６０に対して自転自在となっている。
【００３１】
一対のデフピニオンギヤ６２には、一対のサイドギヤ６３が噛み合わされており、一対のサイドギヤ６３は、ドライブシャフト２１Ｌ、２１Ｒを介して後輪２０Ｌ、２０Ｒにそれぞれ連結されている。なお、本実施の形態において、後輪２０Ｌ、２０Ｒは、本発明における従駆動輪を構成する。
【００３２】
ＥＣＵ２３は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートとを備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
【００３３】
ＥＣＵ２３のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＥＣＵ２３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ２３のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＥＣＵ２３として機能する。
【００３４】
本実施の形態において、ＥＣＵ２３の入力側には、ドライブシャフト１６Ｌ、１６Ｒ、２１Ｌ、２１Ｒの回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ１０１ＦＬ、１０１ＦＲ、１０１ＲＬ、１０１ＲＲ、および、図示しないステアリングの舵角を検出する舵角センサ１０２等の各種センサ類が接続されている。また、ＥＣＵ２３の出力側には、電子制御カップリング１８等の各種制御対象類が接続されている。
【００３５】
ＥＣＵ２３は、電子制御カップリング１８に出力する制御電流によって電子制御カップリング１８を制御する駆動力分配制御ユニットを構成する。具体的には、ＥＣＵ２３は、通常時、車輪速センサ１０１ＦＬ、１０１ＦＲによって検出された回転速度の平均値Ｖｆと、車輪速センサ１０１ＲＬ、１０１ＲＲによって検出された回転速度の平均値Ｖｒとを算出するようになっている。
【００３６】
さらに、ＥＣＵ２３は、算出した各平均値Ｖｆ、Ｖｒに基づいて、前輪１５Ｌ、１５Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとのスリップ率差Ｄｓ（＝（Ｖｆ−Ｖｒ）／Ｖｒ）を算出し、算出したスリップ率差Ｄｓに予め実験的に最適に定められたゲインＧｓを乗じた値Ｇｓ×Ｄを駆動力Ｆｓの値として後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配するよう電子制御カップリング１８を制御するようになっている。
【００３７】
また、ＥＣＵ２３は、四輪駆動車両１が旋回状態にあるときに前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪（右旋回状態においては、前輪１５Ｒ）の回転速度Ｖｉが外輪（右旋回状態においては、前輪１５Ｌ）の回転速度Ｖｏ以下であることを条件として、後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力を通常時より低下させる（本実施の形態においては、０とする）よう電子制御カップリング１８を制御するようになっている。
【００３８】
ここで、ＥＣＵ２３は、舵角センサ１０２によって検出されたステアリングの舵角の絶対値が、例えば、１５度以上であるときに四輪駆動車両１が旋回状態にあると判断するようになっている。
【００３９】
一方、ＥＣＵ２３は、四輪駆動車両１が旋回状態にあるときに前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉが外輪の回転速度Ｖｏより高いことを条件として、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉと外輪の回転速度Ｖｏとの差に応じた駆動力Ｆｄと、前輪１５Ｌ、１５Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとのスリップ率差Ｄｓに応じた駆動力Ｆｓとのうち高い方の駆動力を後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配するよう電子制御カップリング１８を制御するようになっている。
【００４０】
すなわち、ＥＣＵ２３は、四輪駆動車両１が旋回状態にあるときに前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度が外輪の回転速度より高いことを条件として、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉと外輪の回転速度Ｖｏの差Ｄｄ（＝Ｖｏ−Ｖｉ）に予め実験的に最適に定められたゲインＧｄを乗じた値Ｇｄ×Ｄｄを後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力Ｆｄとして算出するようになっている。
【００４１】
さらに、ＥＣＵ２３は、このように算出した駆動力Ｆｄと、通常時の駆動力Ｆｓとのうち高い方の駆動力を後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配するよう電子制御カップリング１８を制御するようになっている。
【００４２】
以上のように構成されたＥＣＵ２３による駆動力分配動作について図２を参照して説明する。なお、以下に説明する駆動力分配動作は、四輪駆動車両１が旋回状態にあることを条件に、繰り返し実行される。
【００４３】
まず、ＥＣＵ２３は、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度（図中、「駆動内輪速度」と記す）Ｖｉが外輪の回転速度（図中、「駆動外輪速度」と記す）Ｖｏより高いか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００４４】
ここで、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉが外輪の回転速度Ｖｏより高くないと判断した場合には、ＥＣＵ２３は、後輪２０Ｌ、２０Ｒ（図中、「従動輪」と記す）に分配する駆動力を０とするよう電子制御カップリング１８を制御し（ステップＳ２）、駆動力分配動作を終了する。
【００４５】
一方、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉが外輪の回転速度Ｖｏより高いと判断した場合には、ＥＣＵ２３は、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度Ｖｉと外輪の回転速度Ｖｏとの差（図中、「駆動内外輪速度差」と記す）ＤｄにゲインＧｄを乗じた値Ｇｄ×Ｄｄを後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力（図中、「従動輪駆動力」と記す）Ｆｄとして算出する（ステップＳ３）。
【００４６】
次いで、ＥＣＵ２３は、前輪１５Ｌ、１５Ｒと後輪２０Ｌ、２０Ｒとのスリップ率差Ｄｓを算出し、算出したスリップ率差（図中、「前後輪スリップ率差」と記す）ＤｓにゲインＧｓを乗じた値Ｇｓ×Ｄｓを後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力Ｆｓとして算出するようになっている（ステップＳ４）。
【００４７】
次いで、ＥＣＵ２３は、ステップＳ３で算出した駆動力Ｆｄと、ステップＳ４で算出した駆動力Ｆｓのうち高い方の駆動力を後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配し（ステップＳ５）、駆動力分配動作を終了する。
【００４８】
ここで、図３を参照して、本実施の形態の作用について説明する。図３には、実験により得られた、ステアリングの舵角と、後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力（従動輪配分比［％］）との関係、および、ステアリングの舵角と、四輪駆動車両１の旋回モーメント（ヨーレート［ｄｅｇ／ｓ］）との関係が示されている。また、図３において、通常の駆動力分配動作を実行したときの例が破線で示され、本実施の形態における駆動力分配動作を実行したときの例が実線で示されている。
【００４９】
図３に示すように、通常の駆動力分配動作を実行した場合には、ステアリングの舵角が約９０ｄｅｇ以上となる符号３で示す領域から、後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力（従動輪配分比［％］）を増加させても、四輪駆動車両１の旋回モーメント（ヨーレート［ｄｅｇ／ｓ］）が高くならないため、車両の旋回性能が向上できていない。
【００５０】
これに対し、本実施の形態における駆動力分配動作を実行した場合には、ステアリングの舵角が約９０ｄｅｇ以上となる領域においても、四輪駆動車両１の旋回モーメントを高くしていくことができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態は、四輪駆動車両１が旋回状態にあるときに前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度が外輪の回転速度以下となる旋回加速初期に、後輪２０Ｌ、２０Ｒに分配する駆動力を低下させることにより、早期に前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪をスリップさせる。
【００５２】
この結果、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪と外輪との間のトルク差が増加し、四輪駆動車両１の旋回モーメントが増加する。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ２３は、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施の形態は、四輪駆動車両１が旋回状態にあるときに前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の回転速度が外輪の回転速度より高い場合、すなわち、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪が過度にスリップした場合には、前輪１５Ｌ、１５Ｒの内輪の横力低下を防ぐように後輪２０Ｌ、２０Ｒに駆動力を分配するため、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、ＦＦ形式の四輪駆動車両に本発明における四輪駆動車両の制御装置を適用した例について説明したが、本発明における四輪駆動車両の制御装置は、ＥＣＵ２３は、フロントエンジン・リアドライブ形式の所謂、ＦＲ形式の四輪駆動車両に適用することもできる。
【００５５】
以上に説明したように、本発明に係る四輪駆動車両の制御装置は、従来のものと比較して、車両の旋回性能を向上させることができるという効果を有し、駆動源から主駆動輪と従駆動輪とに伝達される駆動力の分配比率を変更することができる駆動力分配機構を備えた四輪駆動車両に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１…四輪駆動車両、１５Ｌ、１５Ｒ…前輪（主駆動輪、操舵輪）、１７…プロペラシャフト、１８…電子制御カップリング（駆動力分配機構）、２０Ｌ、２０Ｒ…後輪（従駆動輪）、２３…ＥＣＵ（駆動力分配制御ユニット）
【図１】
2014118074.tif 000003
【図２】
2014118074.tif 000004
【図３】
2014118074.tif 000005