(57)【要約】【課題】駆動力伝達系を保護するための特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑える。【解決手段】特殊制御状態時の場合、現在のトルクリミッタ値が特殊制御時の許容トルク値の最大値を越えているか否かを調べ（Ｓ１０１，Ｓ１０２）、現在のトルクリミッタ値が特殊制御時の許容トルク値の最大値を越えている場合、現在のトルクリミッタ値から定数Ａ１を減算してトルクリミッタ値を緩やかに下降させる（Ｓ１０３）。一方、特殊制御状態から通常制御状態への移行時には、現在のトルクリミッタ値に定数Ａ２を加算してトルクリミッタ値を通常制御状態時のトルクリミッタ最大値まで緩やかに上昇させる（Ｓ１０１，Ｓ１０４）。これにより、制御状態の切換え時の急激なトルク変化を防止すると共に、特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑える。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリング機構の締結力を制御して伝達トルクを可変し、駆動力を分配する車両の駆動力分配制御装置において、
上記カップリング機構の締結力を制限するトルクリミッタを、車両の運転状態に応じた通常制御状態のリミッタ値から駆動力伝達系を保護するための特殊制御状態のリミッタ値に連続的に変化させる手段と、
上記特殊制御状態下における上記カップリング機構の締結力を、上記特殊制御状態のリミッタ値以下に制御する手段を備えたことを特徴とする車両の駆動力分配制御装置。
【請求項２】
上記特殊制御状態を、異径タイヤ装着時の制御状態とすることを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力分配制御装置。
【請求項３】
上記特殊制御状態を、駆動力伝達系の異常なオイル温度上昇を検出したときの制御状態とすることを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力分配制御装置。
【請求項４】
上記特殊制御状態を、上記カップリング機構の締結力が設定値以上で異常な前後輪の差回転を検出したときの制御状態とすることを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力分配制御装置。
【請求項５】
上記通常制御状態から上記特殊制御状態へ移行するときの単位時間当たりの上記トルクリミッタの変化量と、上記特殊制御状態から上記通常制御状態へ復帰するときの単位時間当たりの上記トルクリミッタの変化量とを、上記特殊制御状態に応じて互いに異なる値に設定することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力分配制御装置。
【請求項６】
上記通常制御状態から上記特殊制御状態へ移行するときの単位時間当たりの上記トルクリミッタの変化量と、上記特殊制御状態から上記通常制御状態へ復帰するときの単位時間当たりの上記トルクリミッタの変化量とを、上記特殊制御状態に応じて略等しい値に設定することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力分配制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カップリング機構の締結力を制御して伝達トルクを可変し、駆動力を分配する車両の駆動力分配制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、４輪駆動車等の駆動力伝達系においては、多板クラッチ等からなるカップリング機構をトランスファ内に配設し、このカップリング機構の締結トルクを制御して後輪側への駆動力の配分を連続的に制御するシステムが知られている。
【０００３】
このようなシステムでは、カップリング機構の締結トルクを制限するトルクリミッタを設けており、例えば、特許第２５９９９６５号公報には、エンジンから出力される駆動力を分割して前輪駆動系及び後輪駆動系に伝達するセンタデファレンシャルを備えた４輪駆動車において、後輪駆動系（或いは前輪駆動系）に機械的なトルクリミッタを設け、このトルクリミッタ作動中には、センタデファレンシャルの差動を制限することで、急発進や急加速を可能とする技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５９９９６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトルクリミッタは、伝達トルクを一定値に固定するようにしているため、異径タイヤ装着時やデファレンシャル（特にリヤデファレンシャル）のオイル温度が異常に上昇したような状態で実行される特殊制御時に、走行性能の悪化を招くばかりでなく、通常制御状態から特殊制御状態への移行時や特殊制御状態から通常制御状態への復帰時の制御状態の切換え時に、締結トルクが急激に変化し、操縦安定性や走行性能の悪化を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、駆動力伝達系を保護するための特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑えることのできる車両の駆動力分配制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、カップリング機構の締結力を制御して伝達トルクを可変し、駆動力を分配する車両の駆動力分配制御装置において、上記カップリング機構の締結力を制限するトルクリミッタを、車両の運転状態に応じた通常制御状態のリミッタ値から駆動力伝達系を保護するための特殊制御状態のリミッタ値に連続的に変化させる手段と、上記特殊制御状態下における上記カップリング機構の締結力を、上記特殊制御状態のリミッタ値以下に制御する手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明による車両の駆動力分配制御装置は、カップリング機構の締結力を制限するトルクリミッタを、車両の運転状態に応じた通常制御状態のリミッタ値から駆動力伝達系を保護するための特殊制御状態のリミッタ値に連続的に変化させ、このリミッタ値以下に特殊制御状態下のカップリング機構の締結力を制御することで、急激なトルク変化を防止し、特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑える。
【０００９】
特殊制御状態は、異径タイヤ装着時の制御状態、駆動力伝達系の異常なオイル温度上昇を検出したときの制御状態、カップリング機構の締結力が設定値以上で異常な前後輪の差回転を検出したときの制御状態が該当し、この特殊制御状態に応じ、通常制御状態から特殊制御状態へ移行するときの単位時間当たりのトルクリミッタの変化量と、特殊制御状態から通常制御状態へ復帰するときの単位時間当たりの上記トルクリミッタの変化量とを、互いに異なる値或いは略等しい値に設定することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係わり、図１はシステムの概略構成図、図２はトルクリミッタ制御処理のフローチャート、図３はトルクリミッタによる制御領域を示す説明図である。
【００１１】
先ず、図１に基づいて４輪駆動車の動力伝達系について説明する。同図において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の出力軸に連結されるトランスミッション２の後部に、トランスファ３が一体的に連設されている。トランスファ３は、トランスミッション２からの駆動力が入力されるプラネタリギヤ機構４と、このプラネタリギヤ機構４に連設され、後述するトランスファ制御ユニット２０により締結トルクが電子制御される多板クラッチからなるカップリング機構としてのトランスファクラッチ５とでセンターデファレンシャルを構成し、エンジン１の出力がトランスミッション２で所定に変速された後、トランスファ３を介して駆動力が前輪側と後輪側とに分配される。
【００１２】
本形態においては、トランスミッション２の出力側がプラネタリギヤ機構４のリングギヤに連結され、このリングギヤとサンギヤとに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアがプロペラシャフト６を介してリヤデファレンシャル７に連結されている。また、プラネタリギヤ機構４のキャリアがトランスファクラッチ５のクラッチドラムに連結され、サンギヤがトランスファクラッチ５のクラッチハブに連結されると共にフロントドライブシャフト８を介してフロントデファレンシャル９に連結されている。
【００１３】
トランスファクラッチ５は、クラッチドラムとクラッチハブとの間を接離自在に連設するクラッチプレートをキャリアを介して押圧する駆動機構、例えば電磁クラッチ及びトルク増幅用カムからなる電磁駆動機構を備え、この電磁駆動機構の励磁電流を制御することで締結トルクが制御される。
【００１４】
そして、トランスミッション２からプラネタリギヤ機構４に入力される駆動力がキャリアからリヤデファレンシャル７を介して左右の後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達されると共に、トランスファクラッチ５の締結力に応じたキャリアとサンギヤとの差動出力がフロントデファレンシャル９を介して左右の前輪１０Ｌ，１０Ｒに伝達される。すなわち、トランスファクラッチ５が完全締結状態では、キャリアとサンギヤとが一体的に固定されて前輪側と後輪側とに均等にトルク配分され、トランスファクラッチ５が解放状態では、後輪偏重のトルク配分となる。
【００１５】
トランスファクラッチ５の締結トルクは、マイクロコンピュータを中心として構成されるトランスファ制御ユニット２０により電子的に制御される。このトランスファ制御ユニット２０には、エンジン運転状態や車両走行状態を検出する各種センサ・スイッチ類からの各信号、他の制御ユニットにおける制御信号等が入力され、これらの信号に基づいて締結トルクの指示値を演算する。
【００１６】
トランスファ制御ユニット２０に入力される信号としては、図１に示すように、右前輪１０Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＲ、左前輪１０Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＦＬ、右後輪１１Ｒの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＲ、左後輪１１Ｌの車輪速を検出する車輪速センサ２１ＲＬ、エンジン１のスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ２２、ブレーキペダルの踏込みによりＯＮするブレーキスイッチ２３、ハンドブレーキレバーを引いたときにＯＮするハンドブレーキスイッチ２４、ＡＢＳ制御ユニット３０からのＡＢＳ作動信号、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ２５、オイル温度が設定温度以上の高温状態となったときにＯＮする油温スイッチ２６等からの各信号が入力される。
【００１７】
このようなトランスファクラッチ５の締結トルク制御においては、トランスミッション２、トランスファ３、リヤデファレンシャル７、フロントデファレンシャル９等の駆動力伝達系を保護するための特別な処理を必要とせず、トランスファクラッチ５の締結トルクを運転状態に応じて制御する通常の制御状態と、トランスファクラッチ５の締結トルクを減少させて駆動力伝達系を保護しなければならない特殊制御状態との双方の制御状態において、連続的に変化する可変トルクリミッタを設ける。
【００１８】
そして、あらゆる制御状態でトランスファクラッチ５の締結トルクを可変トルクリミッタ以下の締結トルクに制御することで、通常制御状態から特殊制御状態への移行時、或いは特殊制御状態から通常制御状態への復帰時に、締結トルクの急激な変化を回避し、各部のオイル温度の過度な上昇や各部品の性能低下を防止して操縦安定性や走行性能の悪化を抑制する。
【００１９】
ここにおいて、特殊制御としては、以下の（１）〜（３）に示す制御状態を代表的な例として挙げることができる。
（１）左右前輪１０Ｌ，１０Ｒ及び左右後輪１１Ｌ，１１Ｒが同一のタイヤサイズでない異径タイヤ装着時の制御状態
（２）トランスミッション２、トランスファクラッチ５、リヤデファレンシャル７、フロントデファレンシャル９の何れかで異常なオイル温度上昇を検出したときの制御状態
（３）トランスファクラッチ５がある程度締結している状態で、異常な前後輪の差回転を検出したときの制御状態（例えば、アクセル開度が中程度での急発進やダート路等の不整路面走行時の制御状態）
【００２０】
以下、トランスファ制御ユニット２０によるトルクリミッタ制御処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
このトルクリミッタ制御処理では、先ず、ステップＳ１０１において、現在、異径タイヤ装着時等の特殊制御状態を判定していない状態か否かを調べる。例えば、前後輪の各車輪速センサ２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬからの信号に基づいて異径タイヤ装着が判定され、この異径タイヤ装着により通常制御状態から特殊制御状態へ移行しているか、或いは判定が解除されて特殊制御状態から通常制御状態へ移行しているかを調べる。
【００２２】
そして、特殊制御状態の判定がなされている状態である場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進み、現在のトルクリミッタ値が特殊制御時に許容されるトルク値の最大値を越えているか否かを調べる。この特殊制御時に許容されるトルク値の最大値は、駆動力伝達系を保護することのできる最大トルク値であり、異径タイヤ装着時には、各部のオイル温度、特にリヤデファレンシャル７のオイル温度が設定温度以上に昇温しない最大トルク値として、エンジン出力や駆動力伝達系の構成等を考慮して予め設定されている。
【００２３】
その結果、現在のトルクリミッタ値が特殊制御時に許容されるトルク値の最大値に達している場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０７へ進む。また、現在のトルクリミッタ値が特殊制御時に許容されるトルク値の最大値を越えている場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０３へ進んで現在のトルクリミッタ値から所定の定数Ａ１を減算してトルクリミッタ値を更新することにより、トルクリミッタ値を特殊制御時に許容されるトルク値の最大値に向けて緩やかに下降させ、ステップＳ１０７へ進む。
【００２４】
ステップＳ１０７では、車両の運転状態に応じて設定されるトランスファクラッチ５の締結トルクの指示値（センターデフ指示トルク）、例えばスロットル開度等のエンジン負荷と車速とに基づいて設定されるセンターデフ指示トルクがトルクリミッタ値を越えているか否かを調べる。そして、センターデフ指示トルクがトルクリミッタ値を越えていない場合には、センターデフ指示トルクを変更することなくルーチンを抜け、センターデフ指示トルクがトルクリミッタ値を越えている場合、ステップＳ１０７からステップＳ１０８へ進んでセンターデフ指示トルクをトルクリミッタ値で規制し、ルーチンを抜ける。
【００２５】
図３は、通常制御状態と異径タイヤ装着時の特殊制御状態とのトルクリミッタ値の変化を示す例であり、図中、Ｌ１のラインで示す通常制御状態のトルクリミッタ値に対し、異径タイヤ装着状態を判定したとき、トルクリミッタ値をＬ２で示すラインまで緩やかに下降させ、通常制御状態から特殊制御状態へ移行する際にも、トランスファクラッチ５の締結トルクをＬ１で示すトルクリミッタからＬ２で示すトルクリミッタ以下の領域内で制御することで、車両挙動への悪影響を回避し、操縦安定性及び走行性能の悪化を最小限に抑える。
【００２６】
一方、ステップＳ１０１において、特殊制御状態を判定していない状態、すなわち、特殊制御状態の判定が解除されて通常制御状態に移行する場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０４へ進んで現在のトルクリミッタ値に所定の定数Ａ２を加算してトルクリミッタ値を更新することで、通常制御状態時のトルクリミッタ最大値まで緩やかに上昇させる。尚、通常制御状態のトルクリミッタ最大値は、エンジン出力や駆動力伝達系の構成等を考慮し、各部品の性能と操縦安定性を保証することのできるトランスファ５の締結トルクの最大値として予め設定されている。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、異径タイヤ装着状態の判定を解除して特殊制御状態から通常制御状態へ移行する際に、トルクリミッタをＬ２で示すトルクリミッタ値からＬ１で示す通常制御状態のトルクリミッタ値へ向けて緩やかに上昇させ、車両挙動の急激な変化を防止する。
【００２８】
この場合、特殊制御状態から通常制御状態へ移行するときの単位時間当たりのトルクリミッタの変化量を決定する定数Ａ２と、通常制御状態から特殊制御状態へ移行するときの単位時間当たりのトルクリミッタの変化量を決定する定数Ａ１との関係は、以下の（ａ）〜（ｃ）に示すように、制御状態に応じて適宜設定される。
【００２９】
（ａ）Ａ２＜Ａ１
リヤデファレンシャル７等のオイル温度が高温となって通常制御状態から特殊制御状態に移行し、その後、特殊制御が解除された場合、通常制御状態から特殊制御状態への移行時のトルクリミッタ値の単位時間当たりの変化量を相対的に大きくすることで速やかにオイル温度を低下させる。
【００３０】
（ｂ）Ａ２＞Ａ１
異径タイヤ装着状態を判定して通常制御状態から特殊制御状態へ移行し、その後、異径タイヤ装着状態の判定が解除された場合には、特殊制御状態から通常制御状態への移行時のトルクリミッタ値の単位時間当たりの変化量を相対的に大きくすることで、通常制御への復帰を早める。
【００３１】
（ｃ）Ａ２≒Ａ１
低車速域では、通常制御状態から特殊制御状態への移行時のトルクリミッタ値の単位時間当たりの変化量と特殊制御状態から通常制御状態への移行時のトルクリミッタ値の単位時間当たりの変化量とを略同じにすることで、制御状態の切換えに伴う車両挙動への影響を最小限に抑える。
【００３２】
そして、ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５で、更新後のトルクリミッタ値が通常制御状態のトルクリミッタ最大値を越えたか否かを調べ、トルクリミッタ値が通常状態時のトルクリミッタ最大値を越えていない場合には、ステップＳ１０５からステップＳ１０７へ進む。また、更新後のトルクリミッタ値が通常状態時のトルクリミッタ最大値を越えた場合には、ステップＳ１０５からステップＳ１０６へ進んでトルクリミッタ値を通常状態時のトルクリミッタ最大値に固定し、ステップＳ１０７へ進む。
【００３３】
前述したように、ステップＳ１０７では、車両の運転状態に応じて設定されるセンターデフ指示トルクがトルクリミッタ値を越えているか否かを調べ、トルクリミッタ値を越えていない場合には、センターデフ指示トルクを変更することなくルーチンを抜ける。また、センターデフ指示トルクがトルクリミッタ値を越えている場合には、ステップＳ１０７からステップＳ１０８へ進んでセンターデフ指示トルクをトルクリミッタ値に規制してルーチンを抜ける。
【００３４】
このように、本実施の形態においては、トランスファクラッチ５の締結トルクを運転状態に応じて制御する通常の制御状態と、トランスファクラッチ５の締結トルクを減少させて駆動力伝達系を保護しなければならない特殊制御状態とでトルクリミッタを連続的に変化させ、このトルクリミッタ以下にトランスファクラッチ５の締結トルクを制御するため、通常制御状態と特殊制御状態との切換え時の急激なトルク変化を防止することができ、また、特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑えることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カップリング機構の締結トルクを運転状態に応じて制御する通常の制御状態と、駆動力伝達系を保護しなければならない特殊制御状態とでトルクリミッタを連続的に変化させ、このトルクリミッタ以下にカップリング機構の締結トルクを制御するため、通常制御状態と特殊制御状態との切換え時の急激なトルク変化を防止することができ、また、特殊制御状態下での操縦安定性や走行性能に与える悪影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システムの概略構成図
【図２】トルクリミッタ制御処理のフローチャート
【図３】トルクリミッタによる制御領域を示す説明図
【符号の説明】
１　エンジン
２　トランスミッション
３　トランスファ
５　トランスファクラッチ
７　リヤデファレンシャル
９　フロントデファレンシャル
２０　トランスファ制御ユニット
Ｌ１　通常制御状態のトルクリミッタ値
Ｌ２　特殊制御状態のトルクリミッタ値
Ａ１，Ａ２　トルクリミッタの変化量を決定する定数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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