(57)【要約】【課題】ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に対応した自然で最適な車両運動性能を実現する。【解決手段】センタデファレンシャル差動制限制御部５０のモード設定部５４は、基本的には、モード切換スイッチ３５からの信号に従って、４ＷＤオートモード制御演算部５２か、或いは、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３に対して演算値の出力実行命令を出力するが、イグニッションスイッチ３４がＯＮされた初期状態では、新たにモード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されるまでは、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力する。また、車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨを超えた運転状態では、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力する。【選択図】　図２
2004142668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、
車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、
上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、
上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、
上記制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、上記手動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴とする車両の差動制限制御装置。
【請求項２】
前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、
車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、
上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、
上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、
上記制御選択手段は、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴とする車両の差動制限制御装置。
【請求項３】
前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、
車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、
上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、
上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、
上記制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、上記手動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させる一方、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴とする車両の差動制限制御装置。
【請求項４】
上記自動クラッチ制御手段は、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定する目標差動回転数設定手段と、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する実差動回転数検出手段と、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、上記クラッチ手段の締結力を演算設定するクラッチトルク演算設定手段とを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車の前軸と後軸との間のデファレンシャル装置等に配設して、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との差動制限制御を実行する車両の差動制限制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両においては、４輪駆動車における前後駆動力配分制御や、前後輪或いは左右輪の差動制限制御等の車両の駆動力の伝達制御には、油圧多板クラッチ等のクラッチ締結力を可変制御して行うものが多い。このようなクラッチ締結力を可変制御する差動制限制御は、その制御特性によって車両の走行性能が大きく変化することは勿論、同じ制御ロジック及び定数であっても、タイヤ等の経時変化や路面状況の違いによっても車両の走行性能は変化する。また、ドライバが求める車両の走行性能も個人差や運転状況の違いによって千差万別である。
【０００３】
このようなことから、ドライバが路面状態、走行条件等を判断してマニュアル操作で直接差動制限トルクを設定し、任意のトルク配分状態を実現できる車両用前後トルク配分制御装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１３２９１４号広報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライバの意図する車両の走行性能を実現するためには、様々な運転状態や路面状態等に応じて差動制限トルクを適切に可変制御する必要があり、上述の特許文献１の如く、マニュアル操作で差動制限トルクを直接変更するだけでは、狙いどおりに差動制限トルクを調節し、最適な車両の走行性能を実現することは困難である。また、ドライバがマニュアル操作により、センタデファレンシャルの差動制限クラッチを解放の状態で走行した場合は低μ路等において車両がスピン傾向となる等の思わぬ車両挙動となる可能性がある。逆に、ドライバがマニュアル操作により、差動制限クラッチを締結した状態で長時間走行すると駆動系に内部循環トルク等の無理な負荷がかかる場合がある。更に、ドライバのマニュアル操作による差動制限クラッチの締結では、燃費の悪化を招く可能性もある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に対応した自然で最適な車両の走行性能を実現することができる車両の差動制限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請求項１記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、上記制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、上記手動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、上記制御選択手段は、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴としている。
【０００９】
更に、請求項３記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段を備えた車両の差動制限制御装置において、車両の走行状態に応じて自動で上記クラッチ手段の締結力を演算設定する自動クラッチ制御手段と、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定する手動クラッチ制御手段と、上記自動クラッチ制御手段と上記手動クラッチ制御手段のどちらかを選択し上記クラッチ手段の締結力を出力させる制御選択手段とを有し、上記制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、上記手動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させる一方、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置において、上記自動クラッチ制御手段は、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定する目標差動回転数設定手段と、上記前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する実差動回転数検出手段と、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、上記クラッチ手段の締結力を演算設定するクラッチトルク演算設定手段とを有していることを特徴としている。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の車両の差動制限制御装置は、自動クラッチ制御手段では、車両の走行状態に応じて自動で、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し前輪側の回転軸と後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段の締結力を演算設定し、手動クラッチ制御手段では、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定し、制御選択手段では、自動クラッチ制御手段と手動クラッチ制御手段のどちらかを選択しクラッチ手段の締結力を出力させる。この際、制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、手動クラッチ制御手段によるクラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは自動クラッチ制御手段によるクラッチ手段の締結力を出力させる。このため、例えドライバが手動クラッチ制御手段を選択したままイグニッションスイッチをＯＦＦとして降車した場合であっても、次回発進の際には必ず自動クラッチ制御手段が選択されて最適なクラッチ締結力が得られるので、ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に応じた自然で最適な車両運動性能を実現することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の車両の差動制限制御装置は、自動クラッチ制御手段では、車両の走行状態に応じて自動で、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し前輪側の回転軸と後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段の締結力を演算設定し、手動クラッチ制御手段では、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定し、制御選択手段では、自動クラッチ制御手段と手動クラッチ制御手段のどちらかを選択しクラッチ手段の締結力を出力させる。この際、制御選択手段は、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、自動クラッチ制御手段によるクラッチ手段の締結力を出力させる。このため、車速が速くなり、ドライバが手動クラッチ制御手段で設定するクラッチ手段の締結力では最適なクラッチトルクの設定が困難と判断できる場合には、自動クラッチ制御手段が選択されて最適なクラッチ締結力が得られるので、ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に応じた自然で最適な車両運動性能を実現することができる。
【００１３】
更に、請求項３記載の車両の差動制限制御装置は、自動クラッチ制御手段では、車両の走行状態に応じて自動で、前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間に介装し前輪側の回転軸と後輪側の回転軸への駆動力の伝達を可変自在なクラッチ手段の締結力を演算設定し、手動クラッチ制御手段では、上記クラッチ手段に手動により選択した締結力を設定し、制御選択手段では、自動クラッチ制御手段と手動クラッチ制御手段のどちらかを選択しクラッチ手段の締結力を出力させる。この際、制御選択手段は、イグニッションスイッチがＯＮされた初期状態では、上記手動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力の出力が新たに選択されるまでは上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させる一方、車速が予め設定した閾値を超えた運転状態では、上記自動クラッチ制御手段による上記クラッチ手段の締結力を出力させる。このため、例えドライバが手動クラッチ制御手段を選択したままイグニッションスイッチをＯＦＦとして降車した場合であっても、次回発進の際には必ず自動クラッチ制御手段が選択されて最適なクラッチ締結力が得られる。また、車速が速くなり、ドライバが手動クラッチ制御手段で設定するクラッチ手段の締結力では最適なクラッチトルクの設定が困難と判断できる場合には、自動クラッチ制御手段が選択されて最適なクラッチ締結力が得られる。従って、ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に応じた自然で最適な車両運動性能を実現することができる。
【００１４】
ここで、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置では、請求項４記載のように、自動クラッチ制御手段は、具体的には、目標差動回転数設定手段で前輪側の回転軸と上記後輪側の回転軸との間の目標とする差動回転数を設定し、実差動回転数検出手段で前輪側の回転軸と後輪側の回転軸との間の実際の差動回転数を検出し、クラッチトルク演算設定手段で目標とする差動回転数と実際の差動回転数との偏差を求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、クラッチ手段の締結力を演算設定する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図６は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両の駆動系とセンタデファレンシャル差動制限制御部の概略説明図、図２はセンタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図、図３は４ＷＤオートモード制御演算部の機能ブロック図、図４は車速と前後軸間制御開始差動回転数の基本値マップの一例を示す説明図、図５は横加速度に基づく前後軸間制御開始差動回転数の補正係数マップの一例を示す説明図、図６は前後駆動力配分制御プログラムのフローチャートである。
【００１６】
図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てセンタデファレンシャル装置３に伝達される。そして、センタデファレンシャル装置３から後輪側には、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、前輪側には、トランスファドライブギヤ８、トランスファドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、センタデファレンシャル装置３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。
【００１７】
後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３ＲＬを経て左後輪１４ＲＬに伝達される一方、後輪右ドライブ軸１３ＲＲを経て右後輪１４ＲＲに伝達される。また、前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３ＦＬを経て左前輪１４ＦＬに伝達される一方、前輪右ドライブ軸１３ＦＲを経て右前輪１４ＦＲに伝達される。
【００１８】
センタデファレンシャル装置３は、入力側のトランスミッション出力軸２ａに大径の第１のサンギヤ１５が形成されており、この第１のサンギヤ１５が小径の第１のピニオン１６と噛合して第１の歯車列が構成されている。
【００１９】
また、後輪への出力を行うリヤドライブ軸４には、小径の第２のサンギヤ１７が形成されており、この第２のサンギヤ１７が大径の第２のピニオン１８と噛合して第２の歯車列が構成されている。
【００２０】
第１のピニオン１６と第２のピニオン１８は、ピニオン部材１９に一体に形成されており、複数（例えば３個）のピニオン部材１９が、キャリア２０に設けた固定軸に回転自在に軸支されている。そして、このキャリア２０の前端には、トランスファドライブギヤ８が連結され、前輪への出力が行われる。
【００２１】
また、キャリア２０には、前方からトランスミッション出力軸２ａが回転自在に挿入される一方、後方からはリヤドライブ軸４が回転自在に挿入されて、空間中央に第１のサンギヤ１５と第２のサンギヤ１７を格納している。そして、複数のピニオン部材１９の各第１のピニオン１６が第１のサンギヤ１５に、各第２のピニオン１８が第２のサンギヤ１７に、共に噛合されている。
【００２２】
こうして、入力側の第１のサンギヤ１５に対し、第１，第２のピニオン１６，１８、及び、第２のサンギヤ１７を介して後輪側の回転軸とし、第１，第２のピニオン１６，１８のキャリア２０を介して前輪側の回転軸として噛み合い構成され、リングギヤの無い複合プラネタリギヤを成している。
【００２３】
そしてかかる複合プラネタリギヤ式センタデファレンシャル装置３は、第１，第２のサンギヤ１５，１７、および、これらサンギヤ１５，１７の周囲に複数個配置される第１，第２のピニオン１６，１８の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。
【００２４】
また、第１，第２のピニオン１６，１８と第１，第２のサンギヤ１５，１７との噛み合いピッチ半径を適切に設定することで、基準トルク配分を所望の配分（例えば、後輪偏重にした不等トルク配分）にする。
【００２５】
センタデファレンシャル装置３は、第１，第２のサンギヤ１５，１７と第１，第２のピニオン１６，１８とを例えばはすば歯車にし、第１の歯車列と第２の歯車列のねじれ角を異にしてスラスト荷重を相殺させることなくスラスト荷重を残留させる。更に、ピニオン部材１９の両端で発生する摩擦トルクを、第１，第２のピニオン１６，１８とキャリア２０に設けた固定軸の表面に噛み合いによる分離、接線荷重の合成力が作用し摩擦トルクが生じるように設定する。こうして、入力トルクに比例した差動制限トルクを得られるようにすることで、このセンタデファレンシャル装置３自体によっても差動制限機能が得られるようになっている。
【００２６】
また、センタデファレンシャル装置３の２つの出力部材、すなわちキャリヤ２０とリヤドライブ軸４との間には、前後輪間の駆動力配分を可変する、クラッチ手段としての多板クラッチを採用したセンタデフクラッチ（トランスファクラッチ）２１が設けられている。そして、このトランスファクラッチ２１の締結力を制御することで、前後輪のトルク配分が、前後５０：５０の直結による４ＷＤから、センタデファレンシャル装置３によるトルク配分比（例えば前後３５：６５）の範囲で可変制御することが可能となっている。
【００２７】
トランスファクラッチ２１は、複数のソレノイドバルブを擁した油圧回路で構成するセンタデフクラッチ駆動部６０と接続されており、このセンタデフクラッチ駆動部６０で発生される油圧で解放、連結が行われる。そして、センタデフクラッチ駆動部６０を駆動させる制御信号（各ソレノイドバルブに対する出力信号）は、後述のセンタデファレンシャル差動制限制御部５０から出力される。
【００２８】
一方、後輪終減速装置７は、ベベルギヤ式の差動機構部２２と、この左右輪間の差動制限を行う、多板クラッチを採用したリヤデフクラッチ２３を備えて構成されており、リヤデフクラッチ２３は、ドライブピニオン６が噛合されるリングギヤ２４が固定されたデフケース２５と後輪右ドライブ軸１３ＲＲとの間に設けられている。
【００２９】
また、前輪終減速装置１１も、後輪終減速装置７と略同様に構成され、ベベルギヤ式の差動機構部２６と、この左右輪間の差動制限を行う、多板クラッチを採用したフロントデフクラッチ２７を備えて構成されている。そして、フロントデフクラッチ２７は、フロントドライブ軸１０のドライブピニオンが噛合されるリングギヤ２８が固定されたデフケース２９と前輪右ドライブ軸１３ＦＲとの間に設けられている。
【００３０】
上述のセンタデファレンシャル差動制限制御部５０には、制御に必要な信号が後述の如く各センサ類から入力される。
すなわち、各車輪１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速度ωｆｌ，ωｆｒ，ωｒｌ，ωｒｒが車輪速度センサ３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲにより検出されて、センタデファレンシャル差動制限制御部５０に入力される。また、センタデファレンシャル差動制限制御部５０には、車両に生じている横加速度Ｇｙが横加速度センサ３２から入力される。更に、車両には、図示しないブレーキペダルの踏み込み時にＯＮするブレーキスイッチ３３が設けられており、このブレーキスイッチ３３からのＯＮ−ＯＦＦ信号も、センタデファレンシャル差動制限制御部５０に入力される。また、車両のイグニッションスイッチ３４のＯＮ−ＯＦＦ信号もセンタデファレンシャル差動制限制御部５０に入力される。更に、車両には、この車両のトランスファクラッチ２１による前後駆動力配分制御を車両の運動状態に応じて自動で行う（４ＷＤオートモード）か、或いは、ドライバが好みの配分で手動で行う（４ＷＤマニュアルモード）かの選択を行うモード切換スイッチ３５が設けられており、このモード切換スイッチ３５からの選択信号がセンタデファレンシャル差動制限制御部５０に入力される。そして、ドライバが４ＷＤマニュアルモードを選択した際には、ドライバは特性変更ダイヤル３６を操作することにより、トランスファクラッチ２１の締結力をフリー状態からロック状態の間で自由に選択するようになっている。また、ドライバが現在選択している前後駆動力配分制御（４ＷＤオートモード或いは４ＷＤマニュアルモード）は、インストルメントパネルのコンビネーションメータ内に所定に設けた表示ランプ３７を点灯させることにより、ドライバに報知するように構成されている。また、車両には、制動時における車輪のロックを防止する公知のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が搭載されており、このＡＢＳ制御装置３８からのＡＢＳの作動状態を示す信号（ＡＢＳ作動時にＯＮとなる信号）も、センタデファレンシャル差動制限制御部５０に入力される。
【００３１】
センタデファレンシャル差動制限制御部５０は、マイクロコンピュータとその周辺回路とで構成され、図２に示すように、車速演算部５１、４ＷＤオートモード制御演算部５２、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３、モード設定部５４、クラッチトルク演算部５５から主要に構成されている。
【００３２】
車速演算部５１は、４輪の車輪速センサ、すなわち各車輪速度センサ３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲから各車輪１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速度ωｆｌ，ωｆｒ，ωｒｌ，ωｒｒが入力され、例えばこれらの平均を演算することにより車速Ｖ（＝（ωｆｌ，ωｆｒ，ωｒｌ，ωｒｒ）／４）を演算し、４ＷＤオートモード制御演算部５２、モード設定部５４に出力する。
【００３３】
４ＷＤオートモード制御演算部５２は、各車輪速度センサ３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲから各車輪１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速度ωｆｌ，ωｆｒ，ωｒｌ，ωｒｒが、横加速度センサ３２から横加速度Ｇｙが、ブレーキスイッチ３３からブレーキスイッチ信号が、車速演算部５１から車速Ｖが、モード設定部５４から演算値の出力実行命令の信号が入力される。
【００３４】
この４ＷＤオートモード制御演算部５２は、自動クラッチ制御手段として設けられるもので、具体的には、後述する如く、前後軸間の目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、前輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωＦｔｔ、後輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωＲｒｔを演算し、前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒ、前輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωＦｔ、後輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωＲｒを演算する。そして、これらそれぞれの偏差εｃｔｒｆ、εｃｔｒｒ、εＦｔ、εＲｒを求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、これに更に偏差比例分を考慮して、クラッチトルクＴｌｓｄｆｂを演算する。こうして、演算したクラッチトルクＴｌｓｄｆｂは、モード設定部５４から演算値の出力実行命令が入力された際に、クラッチトルク演算部５５に出力される。
【００３５】
すなわち、４ＷＤオートモード制御演算部５２は、図３に示すように、ブレーキスイッチディレイ処理部５２ａ、前後軸実差動回転数演算部５２ｂ、前輪側左右実差動回転数演算部５２ｃ、後輪側左右実差動回転数演算部５２ｄ、制御開始差動回転数演算部５２ｅ、目標差動回転数設定部５２ｆ、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈ、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部５２ｉから主要に構成されている。
【００３６】
ブレーキスイッチディレイ処理部５２ａは、ブレーキスイッチ３３からのＯＮ−ＯＦＦ信号が入力され、ハンチング防止のためブレーキスイッチ３３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるときに所定の短いディレイ時間が設定され、ブレーキスイッチ３３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるときにこのディレイ時間が経過して初めてブレーキスイッチ３３がＯＦＦ状態とされる（尚、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるときにはディレイ処理は行われない）。このブレーキスイッチディレイ処理部５２ａでディレイ処理されたブレーキスイッチ信号は、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。
【００３７】
前後軸実差動回転数演算部５２ｂは、各車輪速度センサ３１ＦＬ，３１ＦＲ，３１ＲＬ，３１ＲＲから各車輪１４ＦＬ，１４ＦＲ，１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速度ωｆｌ，ωｆｒ，ωｒｌ，ωｒｒが入力される。そして、これら車輪速度から、２種類の前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒを以下の（１）、（２）式により演算する。
Δωｃｔｒｆ＝（（ωｆｌ＋ωｆｒ）−（ωｒｌ＋ωｒｒ））／２　　…（１）
Δωｃｔｒｒ＝（（ωｒｌ＋ωｒｒ）−（ωｆｌ＋ωｆｒ））／２　　…（２）
この際、前軸の回転数が後軸の回転数より早い場合には、Δωｃｔｒｆは正の値、Δωｃｔｒｒは負の値となり、前軸の回転数が後軸の回転数より遅い場合には、逆に、Δωｃｔｒｆは負の値、Δωｃｔｒｒは正の値となる。こうして演算された前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。尚、このように２種類の前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒを演算するのは、後述のクラッチトルクの演算において、前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒの正負により、早い回転数の回転軸から遅い回転数の軸にトルクを伝達するようにクラッチトルクの設定をするためである。
【００３８】
前輪側左右実差動回転数演算部５２ｃは、前輪側左右輪の車輪速度センサ３１ＦＬ，３１ＦＲから左右前輪１４ＦＬ，１４ＦＲの車輪速度ωｆｌ，ωｆｒが入力され、横加速度センサ３２から横加速度Ｇｙが入力されて、車両の旋回状態（直進状態も含む）に応じて以下の（３）、（４）、（５）式の何れかにより、左前輪１４ＦＬと右前輪１４ＦＲとの間の実際の差動回転数ΔωＦｔを演算する。この際、車両の旋回状態は、横加速度Ｇｙにより判定し、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた所定値Ａｙｓ以下の場合は車両は略直進状態と判定し、横加速度Ｇｙが所定値Ａｙｓより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Ｇｙが所定値−Ａｙｓより小さい場合は車両は右旋回状態と判定する。尚、車両の旋回状態は、その他、ヨーレートや舵角等によっても判定可能であり、これらから判定するようにしても良い。
右旋回時…ΔωＦｔ＝ωｆｒ−ωｆｌ　　　　　…（３）
左旋回時…ΔωＦｔ＝ωｆｌ−ωｆｒ　　　　　…（４）
略直進時…ΔωＦｔ＝｜ωｆｒ−ωｆｌ｜　　　…（５）
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため（３）、（４）式で得られる実際の差動回転数ΔωＦｔは負の値となる。こうして、演算された左前輪１４ＦＬと右前輪１４ＦＲとの間の実際の差動回転数ΔωＦｔは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。
【００３９】
後輪側左右実差動回転数演算部５２ｄは、後輪側左右輪の車輪速度センサ３１ＲＬ，３１ＲＲから左右後輪１４ＲＬ，１４ＲＲの車輪速度ωｒｌ，ωｒｒが入力され、横加速度センサ３２から横加速度Ｇｙが入力されて、車両の旋回状態（直進状態も含む）に応じて以下の（６）、（７）、（８）式の何れかにより、左後輪１４ＲＬと右後輪１４ＲＲとの間の実際の差動回転数ΔωＲｒを演算する。この際、車両の旋回状態は、上述の前輪側左右実差動回転数演算部５０ｅと同様、横加速度Ｇｙにより判定し、横加速度の絶対値｜Ｇｙ｜が予め設定しておいた所定値Ａｙｓ以下の場合は車両は略直進状態と判定し、横加速度Ｇｙが所定値Ａｙｓより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Ｇｙが所定値−Ａｙｓより小さい場合は車両は右旋回状態と判定する。尚、車両の旋回状態は、その他、ヨーレートや舵角等によっても判定可能であり、これらから判定するようにしても良い。
右旋回時…ΔωＲｒ＝ωｒｒ−ωｒｌ　　　　　…（６）
左旋回時…ΔωＲｒ＝ωｒｌ−ωｒｒ　　　　　…（７）
略直進時…ΔωＲｒ＝｜ωｒｒ−ωｒｌ｜　　　…（８）
尚、左右両方の車輪がスリップしていない状態においては、旋回外輪の方が車輪速度が速くなるため（６）、（７）式で得られる実際の差動回転数ΔωＲｒは負の値となる。こうして、演算された左後輪１４ＲＬと右後輪１４ＲＲとの間の実際の差動回転数ΔωＲｒは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。
【００４０】
以上の前後軸実差動回転数演算部５２ｂ、前輪側左右実差動回転数演算部５２ｃ、及び、後輪側左右実差動回転数演算部５２ｄは、自動クラッチ制御手段における実差動回転数検出手段として設けられている。
【００４１】
制御開始差動回転数演算部５２ｅは、横加速度センサ３２から横加速度Ｇｙが、車速演算部５１から車速Ｖがそれぞれ入力される。そして、前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数（前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ）を、車速Ｖ、横加速度Ｇｙに応じ、予め設定しておいたマップを参照し、演算設定する。また、前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｒの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数（前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｒｓ）を、横加速度Ｇｙに応じ、予め設定しておいたマップを参照し、演算設定する。更に、左前輪１４ＦＬと右前輪１４ＦＲとの間の実際の差動回転数ΔωＦｔ、左後輪１４ＲＬと右前輪１４ＲＲとの間の実際の差動回転数ΔωＲｒのそれぞれの実際の差動回転数の下限値となる制御開始差動回転数（前輪側制御開始差動回転数ΔωＦｔｓ、後輪側制御開始差動回転数ΔωＲｒｓ）として、予め設定しておいた一定値Ｃｆｔｓ、ＣＲｒｓを設定する。
【００４２】
上述の前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓの設定では、まず、図４に示すような、車速Ｖと前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓの基本値マップから、現在の車速Ｖを基に前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓの基本値Δωｃｔｒｆｓｂを設定する。また、図５に示すような、横加速度Ｇｙに基づく前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓの補正係数マップから、現在の横加速度Ｇｙを基に前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓの補正係数ｋωｇｙを求める。そして、これらを乗じて、最終的な前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ（＝Δωｃｔｒｆｓｂ・ｋωｇｙ）を演算する。
【００４３】
この際、図４のマップでは、車速Ｖが高速になるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓが大きく設定されるようにしているが、これは、高速ほど閾値を緩和し、高速ほどクラッチの締結度合いを緩和して燃費の向上が図れるようにするためである。また、図５のマップでは、横加速度Ｇｙが大きくなるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓが大きく設定されるようにしているが、これは、横加速度Ｇｙが大きくなるほど閾値を緩和し、横加速度Ｇｙが大きくなるほどクラッチの締結度合いを緩和し、車両の旋回性能が向上されるようにするためである。
【００４４】
前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｒｓの設定も、特に図示はしないが、上述の図５のような、横加速度Ｇｙが大きくなるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｒｓが大きく設定されるマップにより設定される。
【００４５】
ここで、それぞれの制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓは、後述の如く、前後軸間、前輪左右輪間、後輪左右輪間の差動制限制御を実行するまでどの程度許容するかを定める閾値であり、実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒ、ΔωＦｔ、ΔωＲｒが制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓよりも小さい場合は、トランスファクラッチ２１に対する締結トルクを０とする。特に前後軸間においては、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ２１が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ２１の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するために設定される。また、前輪左右輪間や後輪左右輪間においては、制御開始差動回転数ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓが、例えば０に設定されている場合は、旋回内輪の車輪速度が旋回外輪の車輪速度より大きくなった場合、直ぐにセンタデファレンシャルの差動制限制御が実行されることとなり、それ以外の場合では、フロントデフクラッチ２７やリヤデフクラッチ２３が通常に作動しているとし、センタデファレンシャルの差動制限制御が、このデファレンシャル制御と干渉しないような制御設定となる。
【００４６】
尚、本実施の形態では、前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓを、車速Ｖ、横加速度Ｇｙに応じて設定するようになっているが、更に、センタデファレンシャル装置３に入力されるトルク（センタデフ入力トルク）をも考慮して設定するようにしても良く、また、ドライバの好みに合わせて選択的に可変できるように設定しても良い。更に、車両仕様によっては、これらのパラメータの何れか１つのみ、或いは、他の複数のパラメータの組み合わせ（例えば、横加速度Ｇｙとセンタデフ入力トルクの組み合わせ）に応じて設定されるようにしても良く、また、一定値としても良い。
【００４７】
前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｒｓも同様に、本実施の形態では、横加速度Ｇｙに応じて設定するようになっているが、更に、車速Ｖ、センタデフ入力トルク、ドライバの好みに応じて設定されるものであっても良い。また、車両仕様によっては、横加速度Ｇｙ以外のパラメータの何れか１つのみ、或いは、他の複数のパラメータの組み合わせ（例えば、横加速度Ｇｙとセンタデフ入力トルクの組み合わせ）に応じて設定されるようにしても良く、また、一定値としても良い。
【００４８】
また、前輪側制御開始差動回転数ΔωＦｔｓ、後輪側制御開始差動回転数ΔωＲｒｓは、本実施の形態では、一定値に設定されるようになっているが、前後軸間制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓの如く、他の車両挙動を示すパラメータの１つ、或いは、複数のパラメータに応じて設定するようにしても良い。
【００４９】
こうして、演算設定された、各制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓは、目標差動回転数設定部５２ｆ、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。
【００５０】
目標差動回転数設定部５２ｆは、制御開始差動回転数演算部５２ｅから各制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓが入力され、それぞれの制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓを基に以下の（９）、（１０）、（１１）、（１２）式により、前後軸間目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、前輪側目標差動回転数ΔωＦｔｔ、後輪側目標差動回転数ΔωＲｒｔを演算する。
Δωｃｔｒｆｔ＝Δωｃｔｒｆｓ＋Ｃｃｔｒｆｔ　　　　　…（９）
Δωｃｔｒｒｔ＝Δωｃｔｒｒｓ＋Ｃｃｔｒｒｔ　　　　…（１０）
ΔωＦｔｔ＝ΔωＦｔｓ＋ＣＦｔｔ　　　　　　…（１１）
ΔωＲｒｔ＝ΔωＲｒｓ＋ＣＲｒｔ　　　　　…（１２）
ここで、Ｃｃｔｒｆｔ、Ｃｃｔｒｒｔ、ＣＦｔｔ、ＣＲｒは、予め演算や実験等を基に設定しておいた定数である。こうして、設定された各目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、ΔωＦｔｔ、ΔωＲｒｔは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈに出力される。このように、制御開始差動回転数演算部５２ｅと、目標差動回転数設定部５２ｆは、自動クラッチ制御手段における目標差動回転数設定手段として設けられている。
【００５１】
スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇは、ブレーキスイッチディレイ処理部５２ａからディレイ処理されたブレーキスイッチ信号、前後軸実差動回転数演算部５２ｂから前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒ、前輪側左右実差動回転数演算部５２ｃから左前輪１４ＦＬと右前輪１４ＦＲとの間の実際の差動回転数ΔωＦｔ、後輪側左右実差動回転数演算部５２ｄから左後輪１４ＲＬと右前輪１４ＲＲとの間の実際の差動回転数ΔωＲｒ、制御開始差動回転数演算部５２ｅから各制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓ、目標差動回転数設定部５２ｆから各目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、ΔωＦｔｔ、ΔωＲｒｔが入力される。そして、このスライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇは、それぞれの回転数毎に目標差動回転数と実差動回転数との偏差を求め、少なくともこの偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、トランスファクラッチ２１のクラッチトルクを演算する。
【００５２】
すなわち、各回転数毎の目標差動回転数と実差動回転数との偏差は、以下のようにして演算できる。
前後軸間の差動回転数偏差εｃｔｒｆ＝Δωｃｔｒｆ−Δωｃｔｒｆｔ　…（１３）
前後軸間の差動回転数偏差εｃｔｒｒ＝Δωｃｔｒｒ−Δωｃｔｒｒｔ　…（１４）
前輪左右輪間の差動回転数偏差εＦｔ＝ΔωＦｔ−ΔωＦｔｔ　…（１５）
後輪左右輪間の差動回転数偏差εＲｒ＝ΔωＲｒ−ΔωＲｒｔ　…（１６）
【００５３】
そして、各回転数毎のスライディングモード制御によるトランスファクラッチ２１に対するクラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆ、ＴＳＭＣｃｔｒｒ、ＴＳＭＣＦｔ、ＴＳＭＣＲｒは、それぞれ、以下のような切り替え関数（１７）式、（２０）式、（２３）式、（２６）式を用いて演算される。
【００５４】
まず、前後軸間の差動回転数偏差εｃｔｒｆを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆの設定について説明する。
ＴＳＭＣｃｔｒｆ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｆ）　　　　　…（１７）
但し、ｘｃｔｒｆ＞０のとき、ＴＳＭＣｃｔｒｆ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｆ）＝ｘｃｔｒｆ
ｘｃｔｒｆ≦０のとき、ＴＳＭＣｃｔｒｆ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｆ）＝０
2004142668.tif 000003
ここで、
ｓｃｔｒｆ＝εｃｔｒｆ＋ｋｉ・∫（εｃｔｒｆ）ｄｔ　　　　…（１９）
（但し、積分範囲は０からｔまで）
また、ｋｗｃｔｒｆは微分項ゲインであり、（ｄεｃｔｒｆ／ｄｔ）＞０の場合はｋｗｕ、（ｄεｃｔｒｆ／ｄｔ）≦０の場合はｋｗｄとする。更に、Ｊｗは慣性項、Ｔｓｇは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、ｋｉは積分項ゲインである。
【００５５】
そして、実差動回転数Δωｃｔｒｆが制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓを下回った場合には、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ２１が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ２１の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するため、クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆは０とし、更に、積分値もリセット（∫（εｃｔｒｆ）ｄｔ＝０：但し、積分範囲は０からｔまで）する。また、ブレーキスイッチのＯＮ信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆは０とし、積分値もリセットする。
【００５６】
次に、前後軸間の差動回転数偏差εｃｔｒｒを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｒの設定について説明する。
ＴＳＭＣｃｔｒｒ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｒ）　　　　　…（２０）
但し、ｘｃｔｒｒ＞０のとき、ＴＳＭＣｃｔｒｒ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｒ）＝ｘｃｔｒｒ
ｘｃｔｒｒ≦０のとき、ＴＳＭＣｃｔｒｒ＝ｓａｔ（ｘｃｔｒｒ）＝０
2004142668.tif 000004
ここで、
ｓｃｔｒｒ＝εｃｔｒｒ＋ｋｉ・∫（εｃｔｒｒ）ｄｔ　　　　…（２２）
（但し、積分範囲は０からｔまで）
また、ｋｗｃｔｒｒは微分項ゲインであり、（ｄεｃｔｒｒ／ｄｔ）＞０の場合はｋｗｕ、（ｄεｃｔｒｒ／ｄｔ）≦０の場合はｋｗｄとする。更に、Ｊｗは慣性項、Ｔｓｇは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、ｋｉは積分項ゲインである。
【００５７】
そして、実差動回転数Δωｃｔｒｒが制御開始差動回転数Δωｃｔｒｒｓを下回った場合には、実際に制御する差動回転数が小さくなり過ぎて、トランスファクラッチ２１が静止摩擦状態で連結し、トランスファクラッチ２１の制御がスリップ−ロック状態となり制御の収束が遅くなり、また、制御安定性が悪化することを防止するため、クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｒは０とし、更に、積分値もリセット（∫（εｃｔｒｒ）ｄｔ＝０：但し、積分範囲は０からｔまで）する。また、ブレーキスイッチのＯＮ信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｒは０とし、積分値もリセットする。
【００５８】
次に、前輪左右輪間の差動回転数偏差εＦｔを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクＴＳＭＣＦｔの設定について説明する。
ＴＳＭＣＦｔ＝ｓａｔ（ｘＦｔ）　　　　　…（２３）
但し、ｘＦｔ＞０のとき、ＴＳＭＣＦｔ＝ｓａｔ（ｘＦｔ）＝ｘＦｔ
ｘＦｔ≦０のとき、ＴＳＭＣＦｔ＝ｓａｔ（ｘＦｔ）＝０
2004142668.tif 000005
ここで、
ｓＦｔ＝εＦｔ＋ｋｉ・∫（εＦｔ）ｄｔ　　　　…（２５）
（但し、積分範囲は０からｔまで）
また、ｋｗＦｔは微分項ゲインであり、（ｄεＦｔ／ｄｔ）＞０の場合はｋｗｕ、（ｄεＦｔ／ｄｔ）≦０の場合はｋｗｄとする。更に、Ｊｗは慣性項、Ｔｓｇは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、ｋｉは積分項ゲインである。
【００５９】
そして、前輪側左右輪間の実差動回転数ΔωＦｔが制御開始差動回転数ΔωＦｔｓを下回った場合には、フロントデフクラッチ２７の制御で十分対応可能な状態と判断し、トランスファクラッチ２１の制御が不必要に干渉しないように、クラッチトルクＴＳＭＣＦｔは０とし、更に、積分値もリセット（∫（εＦｔ）ｄｔ＝０：但し、積分範囲は０からｔまで）する。また、ブレーキスイッチのＯＮ信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクＴＳＭＣＦｔは０とし、積分値もリセットする。
【００６０】
次に、後輪左右輪間の差動回転数偏差εＲｒを用いるスライディングモード制御によるクラッチトルクＴＳＭＣＲｒの設定について説明する。
ＴＳＭＣＲｒ＝ｓａｔ（ｘＲｒ）　　　　　…（２６）
但し、ｘＲｒ＞０のとき、ＴＳＭＣＲｒ＝ｓａｔ（ｘＲｒ）＝ｘＲｒ
ｘＲｒ≦０のとき、ＴＳＭＣＲｒ＝ｓａｔ（ｘＲｒ）＝０
2004142668.tif 000006
ここで、
ｓＲｒ＝εＲｒ＋ｋｉ・∫（εＲｒ）ｄｔ　　　　…（２８）
（但し、積分範囲は０からｔまで）
また、ｋｗＲｒは微分項ゲインであり、（ｄεＲｒ／ｄｔ）＞０の場合はｋｗｕ、（ｄεＲｒ／ｄｔ）≦０の場合はｋｗｄとする。更に、Ｊｗは慣性項、Ｔｓｇは切替ゲイン、δはチャタリング防止用定数、ｋｉは積分項ゲインである。
【００６１】
そして、後輪側左右輪間の実差動回転数ΔωＲｒが制御開始差動回転数ΔωＲｒｓを下回った場合には、リヤデフクラッチ２３の制御で十分対応可能な状態と判断し、トランスファクラッチ２１の制御が不必要に干渉しないように、クラッチトルクＴＳＭＣＲｒは０とし、更に、積分値もリセット（∫（εＲｒ）ｄｔ＝０：但し、積分範囲は０からｔまで）する。また、ブレーキスイッチのＯＮ信号が入力された場合も、このブレーキ状態との干渉を避けるため、同様に、クラッチトルクＴＳＭＣＲｒは０とし、積分値もリセットする。
【００６２】
このように、本実施の形態のスライディングモード制御においては、偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成している。すなわち、切り替え関数（１８）式においては、偏差の積分項ｓｃｔｒｆを（｜ｓｃｔｒｆ｜＋δ）で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数（２１）式においては、偏差の積分項ｓｃｔｒｒを（｜ｓｃｔｒｒ｜＋δ）で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数（２４）式においては、偏差の積分項ｓＦｔを（｜ｓＦｔ｜＋δ）で除して積分項に関する極性を求め、切り替え関数（２７）式においては、偏差の積分項ｓＲｒを（｜ｓＲｒ｜＋δ）で除して積分項に関する極性を求めている。尚、δは、０で除することを防止する値ともなっている。このため、例え、それぞれの積分項の値が小さい場合であっても、この値の小ささに関係なく、その値をスライディングモード制御に利用してクラッチトルクを設定することにより、高応答に対応することが可能で、高精度でレスポンスの良いトラクション性能を実現することができるようになっている。
【００６３】
こうして、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇで演算された各クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆ、ＴＳＭＣｃｔｒｒ、ＴＳＭＣＦｔ、ＴＳＭＣＲｒは、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部５２ｉに出力される。
【００６４】
偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈは、ブレーキスイッチディレイ処理部５２ａからディレイ処理されたブレーキスイッチ信号、前後軸実差動回転数演算部５２ｂから前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒ、前輪側左右実差動回転数演算部５２ｃから左前輪１４ＦＬと右前輪１４ＦＲとの間の実際の差動回転数ΔωＦｔ、後輪側左右実差動回転数演算部５２ｄから左後輪１４ＲＬと右前輪１４ＲＲとの間の実際の差動回転数ΔωＲｒ、制御開始差動回転数演算部５２ｅから各制御開始差動回転数Δωｃｔｒｆｓ、Δωｃｔｒｒｓ、ΔωＦｔｓ、ΔωＲｒｓ、目標差動回転数設定部５２ｆから各目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、ΔωＦｔｔ、ΔωＲｒｔが入力される。そして、この偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈは、それぞれの回転数毎に目標差動回転数と実差動回転数との偏差を後述の如く求め、この偏差に応じて実差動回転数を目標差動回転数に収束させるクラッチトルクの比例成分（クラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆ、Ｔｐｃｃｔｒｒ、ＴｐｃＦｔ、ＴｐｃＲｒ）を演算する。
【００６５】
すなわち、各回転数毎の目標差動回転数と実差動回転数との偏差は、以下のようにして演算できる。
2004142668.tif 000007
【００６６】
そして、この偏差比例制御によるクラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆ、Ｔｐｃｃｔｒｒ、ＴｐｃＦｔ、ＴｐｃＲｒは、それぞれ以下のように算出される。
まず、前後軸間の差動回転数偏差εｐｃｔｒｆを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆは、
εｐｃｔｒｆ＞０の場合、Ｔｐｃｃｔｒｆ＝ｋｐ１・εｐｃｔｒｆ＋ｋｐ２・Δωｃｔｒｆ
εｐｃｔｒｆ≦０の場合、Ｔｐｃｃｔｒｆ＝ｋｐ２・Δωｃｔｒｆ
【００６７】
次に、前後軸間の差動回転数偏差εｐｃｔｒｒを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクＴｐｃｃｔｒｒは、
εｐｃｔｒｒ＞０の場合、Ｔｐｃｃｔｒｒ＝ｋｐ１・εｐｃｔｒｒ＋ｋｐ２・Δωｃｔｒｒ
εｐｃｔｒｒ≦０の場合、Ｔｐｃｃｔｒｒ＝ｋｐ２・Δωｃｔｒｒ
【００６８】
次に、前輪左右輪間の差動回転数偏差εｐＦｔを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクＴｐｃＦｔは、
εｐＦｔ＞０の場合、ＴｐｃＦｔ＝ｋｐ１・εｐＦｔ＋ΔωＦｔ
εｐＦｔ≦０の場合、ＴｐｃＦｔ＝ΔωＦｔ
【００６９】
次に、後輪左右輪間の差動回転数偏差εｐＲｒを用いた偏差比例制御によるクラッチトルクＴｐｃＲｒは、
εｐＲｒ＞０の場合、ＴｐｃＲｒ＝ｋｐ１・εｐＲｒ＋ΔωＲｒ
εｐＲｒ≦０の場合、ＴｐｃＲｒ＝ΔωＲｒ
ここで、ｋｐ１は第１の比例項ゲイン、ｋｐ２は第２の比例項ゲインである。
【００７０】
また、上述の偏差比例制御による各クラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆ、Ｔｐｃｃｔｒｒ、ＴｐｃＦｔ、ＴｐｃＲｒは、ブレーキスイッチのＯＮ信号が入力された場合、このブレーキ状態との干渉を避けるため、それぞれ０に設定される。
【００７１】
こうして、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊで演算された各クラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆ、Ｔｐｃｃｔｒｒ、ＴｐｃＦｔ、ＴｐｃＲｒは、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部５２ｉに出力される。
【００７２】
フィードバック制御クラッチトルク演算出力部５２ｉは、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇから各クラッチトルクＴＳＭＣｃｔｒｆ、ＴＳＭＣｃｔｒｒ、ＴＳＭＣＦｔ、ＴＳＭＣＲｒが、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈから各クラッチトルクＴｐｃｃｔｒｆ、Ｔｐｃｃｔｒｒ、ＴｐｃＦｔ、ＴｐｃＲｒが入力される。
【００７３】
そして、以下のように、それぞれに対応した４つのクラッチトルクＴｃｔｒｆ、Ｔｃｔｒｒ、ＴＦｔ、ＴＲｒを和算により求め、得られたトルクの最大値を最終的なトランスファクラッチ２１に対するフィードバック制御によるクラッチトルクＴｌｓｄｆｂとして設定し、モード設定部５４から演算値の出力実行命令が入力された際に、このクラッチトルクＴｌｓｄｆｂをクラッチトルク演算部５５に出力する。
すなわち、
Ｔｃｔｒｆ＝ＴＳＭＣｃｔｒｆ＋Ｔｐｃｃｔｒｆ
Ｔｃｔｒｒ＝ＴＳＭＣｃｔｒｒ＋Ｔｐｃｃｔｒｒ
ＴＦｔ＝ＴＳＭＣＦｔ＋ＴｐｃＦｔ
ＴＲｒ＝ＴＳＭＣＲｒ＋ＴｐｃＲｒ
Ｔｌｓｄｆｂ＝ＭＡＸ（Ｔｃｔｒｆ，Ｔｃｔｒｒ，ＴＦｔ，ＴＲｒ）　　…（３３）
【００７４】
こうして、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５２ｇ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５２ｈ、フィードバック制御クラッチトルク演算出力部５２ｉは、自動クラッチ制御手段におけるクラッチトルク演算出力手段として設けられている。
【００７５】
一方、図２において、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３は、特性変更ダイヤル３６からダイヤル位置の信号が、モード設定部５４から演算値の出力実行命令の信号が入力される。
【００７６】
すなわち、この４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３は、手動クラッチ制御手段として設けられるもので、モード設定部５４から演算値の出力実行命令が入力された際に、ドライバが設定した特性変更ダイヤル３６のダイヤル位置に対応するクラッチトルクＴｌｓｄｈをクラッチトルク演算部５５に出力する。
【００７７】
モード設定部５４は、制御選択手段として設けられており、イグニッションスイッチ３４からイグニッションスイッチ３４のＯＮ−ＯＦＦ信号が、モード切換スイッチ３５からドライバが選択した前後駆動力配分制御の信号（４ＷＤオートモードか、或いは、４ＷＤマニュアルモードの選択信号）が、車速演算部５１から車速Ｖが入力される。
【００７８】
そして、このモード設定部５４では、基本的には、モード切換スイッチ３５からの信号に従って、４ＷＤオートモード制御演算部５２か、或いは、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３に対して演算値の出力実行命令を出力するが、以下の２つの場合には、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力する。尚、このモード設定部５４で選択された前後駆動力配分制御は、モード表示ランプ３７にて表示される。
【００７９】
ｉ）イグニッションスイッチ３４がＯＮされた初期状態では、例え、モード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されている場合であっても、新たにモード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されるまでは、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力する。このため、例えドライバが４ＷＤマニュアルモードを選択したままイグニッションスイッチ３５をＯＦＦとして降車した場合であっても、次回発進の際には必ず４ＷＤオートモードが選択されて最適なクラッチトルクが得られるので、ドライバによるトランスファクラッチ２１のクラッチトルクの調整を考慮しつつ、運転状態等に応じた自然で最適な車両運動性能を実現することができる。
【００８０】
ｉｉ）車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨ（例えば、５０〜６０ｋｍ／ｈ）を超えた運転状態では、例え、モード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されている場合であっても、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力する。このため、車速Ｖが速くなり、ドライバが４ＷＤマニュアルモードで設定するトランスファクラッチ２１のクラッチトルクでは最適なクラッチトルクの設定が困難と判断できる場合には、４ＷＤオートモードが選択されて最適なクラッチ締結力が得られるので、ドライバによるトランスファクラッチ２１のクラッチトルクの調整を考慮しつつ、運転状態等に応じた自然で最適な車両運動性能を実現することができる。
【００８１】
クラッチトルク演算部５５は、ブレーキスイッチ３３からＯＮ−ＯＦＦ信号が、ＡＢＳ制御装置３８からＯＮ−ＯＦＦ信号が、４ＷＤオートモード制御演算部５２からクラッチトルクＴｌｓｄｆｂ（モード設定部５４から出力実行命令があった際）が、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３からクラッチトルクＴｌｓｄｈ（モード設定部５４から出力実行命令があった際）が、それぞれ入力される。
【００８２】
そして、入力された４ＷＤオートモード制御演算部５２からクラッチトルクＴｌｓｄｆｂ、或いは、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３からクラッチトルクＴｌｓｄｈの信号をクラッチトルクＴｌｓｄの信号に変換し、センタデフクラッチ駆動部６０に出力する。
【００８３】
ここで、ＡＢＳ制御装置３８からＯＮ信号、すなわちＡＢＳ作動中の信号がある場合は、ＡＢＳ制御との干渉を防止するため、クラッチトルクＴｌｓｄは、予め設定しておいた一定値ＣＡＢＳとする。また、ブレーキスイッチ３３からブレーキスイッチのＯＮ信号がある場合も、このブレーキ状態との干渉を防止するため、クラッチトルクＴｌｓｄは、予め設定しておいた一定値Ｃｂｒｋとする。
【００８４】
次に、上記構成のセンタデファレンシャル差動制限制御部５０における前後駆動力配分制御を図６のフローチャートで説明する。このフローチャートは、イグニッションスイッチ３４がＯＮされると所定時間毎に実行されるフローチャートで、まず、Ｓ１０１で必要なパラメータを読み込み、Ｓ１０２でイグニッションスイッチ３４が未だＯＮ状態か否か判定する。
【００８５】
このＳ１０２の判定で、イグニッションスイッチ３４がＯＮの場合には再びＳ１０１に戻り、イグニッションスイッチ３４がＯＦＦの場合にはＳ１０３に進む。
【００８６】
Ｓ１０３では、モード切換スイッチ３５から信号が入力されたか否か判定し、何ら信号が入力されていない場合にはＳ１０４に進み、前後駆動力配分制御を４ＷＤオートモードに設定し、モード表示ランプ３７にて４ＷＤオートモードであることを表示させる。
【００８７】
そして、Ｓ１０５に進み、モード設定部５４は、４ＷＤオートモード制御演算部５２に対して演算値の出力実行命令を出力し、４ＷＤオートモード制御演算部５２で演算したクラッチトルクＴｌｓｄｆｂをクラッチトルク演算部５５に出力させ、クラッチトルク演算部５５は、入力されたクラッチトルクＴｌｓｄｆｂを、ブレーキスイッチ３３のＯＮ−ＯＦＦ状態や、ＡＢＳ制御装置３８のＯＮ−ＯＦＦ状態に応じて出力する。
【００８８】
一方、Ｓ１０３で、モード切換スイッチ３５から信号が入力された場合は、Ｓ１０６に進み、ドライバがモード切換スイッチ３５で選択した前後駆動力配分制御が４ＷＤマニュアルモードか否か判定する。この判定の結果、４ＷＤマニュアルモードではない場合は、４ＷＤオートモードであるため上述のＳ１０４へと進み、４ＷＤマニュアルモードの場合は、Ｓ１０７に進む。
【００８９】
Ｓ１０７では、現在の車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨ（例えば、５０〜６０ｋｍ／ｈ）を超えている（Ｖ＞ＶＨ）か判定し、Ｖ＞ＶＨの場合は、ドライバが４ＷＤマニュアルモードで設定するトランスファクラッチ２１のクラッチトルクでは最適なクラッチトルクの設定が困難と判断し、前後駆動力配分制御を４ＷＤオートモードに変更すべく上述のＳ１０４へと進む。
【００９０】
逆に、Ｓ１０７で、現在の車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨ以下（Ｖ≦ＶＨ）の場合は、そのままＳ１０８に進み、前後駆動力配分制御を４ＷＤマニュアルモードに設定し、モード表示ランプ３７にて４ＷＤマニュアルモードであることを表示させる。この場合、例えば、４ＷＤオートモードの場合にモード表示ランプ３７を点灯させるものでは、モード表示ランプ３７を消灯させる。
【００９１】
そして、Ｓ１０９に進んで、モード設定部５４は、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３に対して特性変更ダイヤル３６でドライバが設定したクラッチトルクの出力実行命令を出力し、４ＷＤマニュアルモード制御演算部５３にクラッチトルクＴｌｓｄｈをクラッチトルク演算部５５に出力させ、クラッチトルク演算部５５は、入力されたクラッチトルクＴｌｓｄｈを、ブレーキスイッチ３３のＯＮ−ＯＦＦ状態や、ＡＢＳ制御装置３８のＯＮ−ＯＦＦ状態に応じて出力する。
【００９２】
以上のように本発明の実施の形態によれば、イグニッションスイッチ３４がＯＮされた初期状態では、新たにモード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されるまでは４ＷＤオートモードとするようになっている。このため、例えドライバが４ＷＤマニュアルモードを選択したままイグニッションスイッチ３５をＯＦＦとして降車した場合であっても、次回発進の際には必ず４ＷＤオートモードが選択されて最適なクラッチトルクが得られる。これにより、ドライバが４ＷＤマニュアルモードにしたことを忘れて発進するような場合でも４ＷＤオートモードが選択されて４ＷＤオートモードによる最適なクラッチトルクが得られ、低μ路等において車両がスピン傾向となる等の思わぬ車両挙動となることが防止され、また、ドライバがマニュアル操作により、トランスファクラッチ２１を締結した状態で長時間走行して駆動系に内部循環トルク等の無理な負荷がかかる、また、燃費が悪化する等の問題を確実に防止できる。また、本発明の実施の形態によれば、車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨを超えた運転状態の場合に強制的に４ＷＤオートモードとするようになっているので、車速Ｖが速くなり、ドライバが４ＷＤマニュアルモードで設定するトランスファクラッチ２１のクラッチトルクでは最適なクラッチトルクの設定が困難と判断できる場合には、４ＷＤオートモードが選択されて最適なクラッチトルクが得られる。このため、４ＷＤマニュアルモードで不適切なクラッチトルクが設定されて、車両挙動が不安定になることが確実に防止でき、また、トランスファクラッチ２１を締結した状態で長時間走行して駆動系に内部循環トルク等の無理な負荷がかかる、また、燃費が悪化する等の問題が確実に防止できる。
【００９３】
尚、本発明の実施の形態では、ｉ）イグニッションスイッチ３４がＯＮされた初期状態では、新たにモード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されるまでの場合と、ｉｉ）車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨを超えた運転状態の場合の両方の場合に強制的に４ＷＤオートモードとするようになっているが、車両の仕様によっては、ｉ）イグニッションスイッチ３４がＯＮされた初期状態では、新たにモード切換スイッチ３５によって４ＷＤマニュアルモードが選択されるまでの場合のみ、或いは、ｉｉ）車速Ｖが予め設定した閾値ＶＨを超えた運転状態の場合のみ強制的に４ＷＤオートモードとする制御としても良い。
【００９４】
また、本発明の実施の形態では、４ＷＤオートモード制御演算部５２は、前後軸間の目標差動回転数Δωｃｔｒｆｔ、Δωｃｔｒｒｔ、前輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωＦｔｔ、後輪側の左右輪間の目標差動回転数ΔωＲｒｔを演算し、前後軸間の実差動回転数Δωｃｔｒｆ、Δωｃｔｒｒ、前輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωＦｔ、後輪側の左右輪間の実差動回転数ΔωＲｒを演算する。そして、これらそれぞれの偏差εｃｔｒｆ、εｃｔｒｒ、εＦｔ、εＲｒを求め、少なくとも該偏差の積分項に関する極性を用いて切り替え関数を構成し、スライディングモード制御を適応し、これに更に偏差比例分を考慮して、クラッチトルクＴｌｓｄｆｂを演算する構成としているが、他に、スロットル開度に応じて、予め実験等により設定しておいたマップを参照してトランスファクラッチ２１に対するフィードフォワード制御によるクラッチトルクを求める構成のもの等であっても良い。
【００９５】
更に、本発明の実施の形態では、センタデファレンシャル装置３は、リングギヤの無い複合プラネタリギヤ式のもので構成しているが、他の構成のもの（例えば、リングギヤを有する複合プラネタリギヤ式のもの）でも良いことは云うまでもない。また、センタデファレンシャル装置３が無く、トランスファクラッチ２１のみの前後駆動力配分制御装置であっても適用できる。更に、トランスミッションの形式は、自動変速装置２以外のマニュアルトランスミッションでも良い。
【００９６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ドライバによる差動制限クラッチの締結力の調整を考慮しつつ、運転状態等に対応した自然で最適な車両運動性能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の駆動系とセンタデファレンシャル差動制限制御部の概略説明図
【図２】センタデファレンシャル差動制限制御部の機能ブロック図
【図３】４ＷＤオートモード制御演算部の機能ブロック図
【図４】車速と前後軸間制御開始差動回転数の基本値マップの一例を示す説明図
【図５】横加速度に基づく前後軸間制御開始差動回転数の補正係数マップの一例を示す説明図
【図６】前後駆動力配分制御プログラムのフローチャート
【符号の説明】
３　　センタデファレンシャル装置
１４ＦＬ、１４ＦＲ　左右前輪
１４ＲＬ、１４ＲＲ　左右後輪
２１　　トランスファクラッチ（クラッチ手段）
３１ＦＬ、３１ＦＲ　前輪側左右車輪速センサ
３１ＲＬ、３１ＲＲ　後輪側左右車輪速センサ
３４　　イグニッションスイッチ
３５　　モード切換スイッチ
３６　　特性変更ダイヤル
５０　　センタデファレンシャル差動制限制御部
５１　　車速演算部
５２　　４ＷＤオートモード制御演算部（自動クラッチ制御手段）
５２ｂ　前後軸実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５２ｃ　前輪側左右実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５２ｄ　後輪側左右実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５２ｅ　制御開始差動回転数演算部（目標差動回転数設定手段）
５２ｆ　目標差動回転数設定部（目標差動回転数設定手段）
５２ｇ　スライディングモード制御クラッチトルク演算部（クラッチトルク演算出力手段）
５２ｈ　偏差比例制御クラッチトルク演算部（クラッチトルク演算出力手段）
５２ｉ　フィードバック制御クラッチトルク演算出力部（クラッチトルク演算出力手段）
５３　　４ＷＤマニュアルモード制御演算部（手動クラッチ制御手段）
５４　　モード設定部（制御選択手段）
５５　　クラッチトルク演算部
６０　　センタデフクラッチ駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004142668.tif 000011
【図５】
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【図６】
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