(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン又はモータより供給される車両の動力を複数の駆動可能輪に分配する際の従動輪へのトルク配分比ｒをカップリング装置により制御する動力分配制御装置において、
前記トルク配分比ｒの上限値ｒmaxよりも小さく、スリップ現象が発生しない確実な駆動力の得られる範囲内の好適値ｒ０に一旦達した前記トルク配分ｒがその後も前記好適値ｒ０の近傍に留まる残留時間Ｔを制御する残留時間制御手段を有し、
前記残留時間制御手段は、
前記カップリング装置に対する制御電流Ｉの、主駆動輪の回転数と前記従動輪の回転数との差である差動回転数ΔＮにより決定される電流指令値と、前記制御電流の電流測定値との電流偏差ΔＩに関する、比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御を行い、
前記差動回転数ΔＮの所定微小時間内の変化量ｄΔＮがｄΔＮ≦０を満たす領域においては、アクセルペダルの踏み込み量θ、エンジン回転数ｐ又はスロットルバルブ開度ｍである運転者の加速操作に関連する加速操作関連値が大きい程、大きくなるように時定数τを決定し、
その時定数τに応じて、前記比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御のゲインを変化させることにより、前記時定数τが大きい程、前記残留時間Ｔを長くする
ことを特徴とする動力分配制御装置。
【請求項２】
エンジン又はモータより供給される車両の動力を複数の駆動可能輪に分配する際の従動輪へのトルク配分比ｒをカップリング装置により制御する動力分配制御装置において、
前記トルク配分比ｒの上限値ｒmaxよりも小さく、スリップ現象が発生しない確実な駆動力の得られる範囲内の好適値ｒ０に一旦達した前記トルク配分ｒがその後も前記好適値ｒ０の近傍に留まる残留時間Ｔを制御する残留時間制御手段を有し、
前記残留時間制御手段は、
前記カップリング装置に対する制御電流Ｉの、主駆動輪の回転数と前記従動輪の回転数との差である差動回転数ΔＮにより決定される電流指令値と、前記制御電流の電流測定値との電流偏差ΔＩに関する、比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御を行い、
前記差動回転数ΔＮの所定微小時間内の変化量ｄΔＮがｄΔＮ≦０を満たす領域においては、アクセルペダルの踏み込み量θ、エンジン回転数ｐ又はスロットルバルブ開度ｍである運転者の加速操作に関連する加速操作関連値が大きい程、大きくなるように時定数τを決定し、
前記トルク配分比ｒの単位時間当たりの変動量Δｒの下限値の絶対値を、前記時定数τが大きくなるほど、小さくなるように設定し、前記トルク配分比ｒの絶対値の変化量をその下限値の絶対値より小さくして、このように決定されたトルク配分比ｒに応じて前記電流指令値を制御することにより、前記時定数τが大きい程、前記残留時間Ｔを長くする
ことを特徴とする動力分配制御装置。
【請求項３】
前記残留時間制御手段は、前記変化量ｄΔＮがｄΔＮ＞０を満たす場合には、前記時定数τの値を、前記変化量ｄΔＮを独立変数Ｂとする単調減少関数ｆ２（Ｂ）により決する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動力分配制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力を複数の駆動可能輪に分配する動力分配制御装置に関し、特に、オン・デマンド４ＷＤ機構の４輪駆動車において従動輪へのトルク配分比を決定する手段に関する。ただし、ここで言う「従動輪」とは、エンジン又はモータより供給される車両の動力（駆動力）のトルク配分比を一時的に０又は比較的小さく設定し得る駆動可能輪のことである。また、ここで言う「主駆動輪」とは、走行中或いは加速中に比較的大きな動力（駆動力）が常時伝達される駆動可能輪のことである。
【０００２】
【従来の技術】
電子制御により各駆動可能輪に対するトルク配分比を制御する装置としては、例えば、公開特許公報「特開平７−４０７５３：左右輪と前後輪の駆動力配分総合制御装置」（以下、「従来技術１」と言う。）に記載されているものや、公開特許公報「特開平７−２５２５８：差動制限制御装置」（以下、「従来技術２」と言う。）に記載されているもの等が一般に知られている。
【０００３】
これらの従来技術においては、前輪と後輪へのトルク配分比が可変な所謂オン・デマンド４ＷＤ機構の４輪駆動車において、例えば、従動輪へのトルク配分比ｒが「０≦ｒ≦ｒmax ＜１（ｒmax は所定の定数）」と可変になっている場合、前輪と後輪との間の差動回転数ΔＮを監視し、この差動回転数ΔＮが大きくなるに従って従動輪へのトルク配分比ｒを大きくするのが一般的な制御理論となっている。即ち、従動輪へのトルク配分比ｒは、ある飽和点（上限値：ｒmax ）に達するまでは、前輪と後輪との間の差動回転数ΔＮに略比例する様に制御するのが一般的な制御方法である。
【０００４】
また、カップリング装置のクラッチ機構としては、油圧式クラッチよりも応答性が高い電磁クラッチを利用したものが現在多数普及しつつある。
図１３((a),(b)）は、従来の動力分配制御装置の論理的な構成を例示するブロック図である。例えば、上記の様なトルク配分比ｒの算出は、本図１３の「トルク配分比演算部２０２」により具体的に実行される。
ただし、本図１３における各変数の定義は、以下の通りである。
【０００５】
（変数の定義）
ｎ  ：  各駆動可能輪の回転数（ｎ１，ｎ２，，，）の総称
ΔＮ  ：  前輪と後輪との間の差動回転数
ｒ  ：  従動輪へのトルク配分比
Ｉn ：  コイル電流指令値
Ｖn ：  コイル電圧指令値
Ｖcc：  電源電圧
λ  ：  チョッパー制御（ＰＷＭ制御）におけるデューティー比
【０００６】
また、これらの従来技術の中には、例えば図１３(b) に示す様に、電磁クラッチのコイル電流を実際に計測し、この測定値Ｉa とコイル電流の指令値Ｉn との電流偏差ΔＩ（≡Ｉn −Ｉa ）に基づいたＰＩＤ制御（図中の「ＰＩＤ２１０」により実行される比例積分微分制御）により、コイル電流Ｉをより正確に制御するものがある。
【０００７】
図１３(b) の「ＰＩＤ２１０」により実行される比例積分微分制御では、例えば、以下の式（１）に基づいてコイル電圧指令値Ｖn の値を決定する等の方法がとられてきた。
【数１】
Ｖn ＝λ′ＶCC＋ｇ1 ΔＩ＋ｇ2 ∫ΔＩｄｔ＋ｇ3 ｄΔＩ／ｄｔ  …（１）
【数２】
λ＝Ｖn ／ＶCC                                              …（２）
【０００８】
ただし、ここでλ′は、前回の制御周期で求め前回のＰＷＭ制御で用いられたデューティー比（又はデューティー比λの暫定的な初期値）であり、ゲインｇ1 ，ｇ2 ，ｇ3 はそれぞれ適当な定数である。
また、式（２）は、図１３(b) の「デューティー比演算部２０５」により実行される、上記のデューティー比λの計算式である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１４は、従来技術の問題点を示すグラフであり、スロットルバルブ開度ｍ、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪との差動回転数ΔＮの各状態変数の経時的変化を各々例示する。より具体的にはこのグラフは、例えば積雪時の凍結路面上等における「低摩擦路急発進」時の四輪駆動車の駆動状態（スリップ・ストップ状態）をシミュレートした結果を示すものであり、本グラフよりクラッチ機構がチャタリングを起こしていることが読み取れる。
【００１０】
カップリング装置のクラッチ機構を電磁クラッチで構成した場合、クラッチ機構の応答性（速応性）は極めて高くなる。このため、電磁クラッチを用いたオンデマンド４ＷＤシステムでは、例えば、上記の様な低摩擦路での発進や加速の場合等に、例えば図１４に示す様なチャタリングやスリップ・ストップ現象を引き起こすことがある。また、クラッチ機構の応答性が高いと、例えば比較的摩擦係数の高い路面での急発進時においても、カップリング装置がチャタリングを起こす事がある。
即ち、これらの場合には、安定した確実なトラクション（駆動力）が十分に得られなくなったり、チャタリングの異音や振動のために乗り心地が低下したりする等の恐れがある。
【００１１】
しかし、この対策としてクラッチ機構（主に電磁クラッチ）の応答性を画一的に（全面的に）下げてしまったのでは、４輪駆動による確実かつ安定したトラクション（加速性能）が即要求される緊急時に、トラクションについて十分に高い応答性（速応性）が得られなくなる恐れが生じる。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、要求される加速性能（トラクション）に対して応答性が高く、かつ、チャタリングやスリップ・ストップ現象が発生しない装置、即ち、速応性と減衰性（収束性）の両面で優れた動力分配制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、第１の手段は、エンジン又はモータより供給される車両の動力を複数の駆動可能輪に分配する際の従動輪へのトルク配分比ｒをカップリング装置により制御する動力分配制御装置において、トルク配分比ｒの上限値ｒmaxよりも小さく、スリップ現象が発生しない確実な駆動力の得られる範囲内の好適値ｒ０に一旦達したトルク配分ｒがその後も好適値ｒ０の近傍に留まる残留時間Ｔを制御する残留時間制御手段を有し、残留時間制御手段は、カップリング装置に対する制御電流Ｉの、主駆動輪の回転数と従動輪の回転数との差である差動回転数ΔＮにより決定される電流指令値と、制御電流の電流測定値との電流偏差ΔＩに関する、比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御を行い、差動回転数ΔＮの所定微小時間内の変化量ｄΔＮがｄΔＮ≦０を満たす領域においては、アクセルペダルの踏み込み量θ、エンジン回転数ｐ又はスロットルバルブ開度ｍである運転者の加速操作に関連する加速操作関連値が大きい程、大きくなるように時定数τを決定し、その時定数τに応じて、比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御のゲインを変化させることにより、時定数τが大きい程、残留時間Ｔを長くすることを特徴とする動力分配制御装置である。
【００１４】
ただし、ここで加速操作関連値Ａは、複数のパラメータより構成された１組のパラメータ群であっても良い。また、加速操作関連値Ａは、運転者の車両加速に関する操作意思を反映したものであれば何でも良く、例えば、アクセル・ペダルの踏み込み量やエンジン回転数等であっても良い。本発明の加速操作関連値Ａは、最低限２値以上の値を取り得る変数（加速操作パラメータ）により構成することが可能である。
【００１５】
尚、本発明で使用される例えば上記のｆ１等の様な各関数は、一般に、公知の情報処理技術により、例えば所定のデータマップ（テーブル）や、多項式や、或いは所定のアルゴリズム等の任意の手段により、具体的に構成することができるものである。即ち、本発明で使用される全ての関数は、実数から実数への（より詳細には、有理数から有理数への）一対一、若しくは、多対１の対応をする写像により構成されていれば何でも良く、その具体的実現手法が限定的に問われるものではない。
【００１６】
また、第２の手段は、エンジン又はモータより供給される車両の動力を複数の駆動可能輪に分配する際の従動輪へのトルク配分比ｒをカップリング装置により制御する動力分配制御装置において、トルク配分比ｒの上限値ｒmaxよりも小さく、スリップ現象が発生しない確実な駆動力の得られる範囲内の好適値ｒ０に一旦達したトルク配分ｒがその後も好適値ｒ０の近傍に留まる残留時間Ｔを制御する残留時間制御手段を有し、残留時間制御手段は、カップリング装置に対する制御電流Ｉの、主駆動輪の回転数と従動輪の回転数との差である差動回転数ΔＮにより決定される電流指令値と、制御電流の電流測定値との電流偏差ΔＩに関する、比例制御、比例積分制御、又は比例積分微分制御を行い、差動回転数ΔＮの所定微小時間内の変化量ｄΔＮがｄΔＮ≦０を満たす領域においては、アクセルペダルの踏み込み量θ、エンジン回転数ｐ又はスロットルバルブ開度ｍである運転者の加速操作に関連する加速操作関連値が大きい程、大きくなるように時定数τを決定し、トルク配分比ｒの単位時間当たりの変動量Δｒの下限値の絶対値を、時定数τが大きくなるほど、小さくなるように設定し、トルク配分比ｒの絶対値の変化量をその下限値の絶対値より小さくして、このように決定されたトルク配分比ｒに応じて電流指令値を制御することにより、時定数τが大きい程、残留時間Ｔを長くすることを特徴とする動力分配制御装置である。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
更に、第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、残留時間制御手段を、変化量ｄΔＮがｄΔＮ＞０を満たす場合には、時定数τの値を、変化量ｄΔＮを独立変数Ｂとする単調減少関数ｆ２（Ｂ）により決する手段としたことである。
【００２０】
ただし、ここでＢは、複数のパラメータより構成された１組のパラメータ群であっても良い。また、関数ｆ２は「Ｂ１＜Ｂ２⇒ｆ２（Ｂ１）≧ｆ２（Ｂ２）」なる広義の単調減少関数であり、従って、特に関数値が一定の定数関数であっても良い。
以上の手段により、前記の課題を解決することができる。
【００２１】
【作用及び発明の効果】
本発明における「残留時間Ｔ」は、車両がスリップ・ストップ状態に陥った際に、その状態の立て直しに必要とされる時間であり、この期間中は、できるだけ全駆動可能輪により確実な駆動性能が供給されることが望ましい。逆に言えば、少なくともこれらのスリップ状態が立て直されるまでの間（例えば、スリップ・ストップ状態から、確実な駆動力による安定発進状態に移行するまでの期間）は、従動輪へのトルク配分は、そのトルク配分比ｒが好適値ｒ０近傍の値に維持されていることが望ましい。
【００２２】
図１は、図１４の一部を拡大したグラフであり、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪の差動回転数ΔＮの時間ｔに対する変化を示している。
本図１から判るように、この「低摩擦路急発進」時の四輪駆動車の駆動状態においては、概ね「ｒ０−δ＜ｒ≦ｒ０」なる範囲がトルク配分比ｒの適正範囲であると考えられる。必要以上にトルク配分比ｒが大きいとその分燃費が抑制されず、また、トルク配分比ｒが必要量より小さいと差動回転数ΔＮが増大し、スリップ現象が発生する。
【００２３】
従って、例えば図１、図１４に示す状況下では、「ｒ０−δ＜ｒ」、或いは「ｒ０−δ＜ｒ≦ｒ０」なる時間が十分に確保されていれば、即ち上記の「残留時間Ｔ」が十分に確保できていれば、上記のチャタリングやスリップ・ストップ現象は回避できる。
本発明の残留時間制御手段は、この「残留時間Ｔ」を１つのパラメータ（時定数τ）を用いて制御するものであり、この残留時間Ｔは、１つの時定数τに略比例する様に制御される。
【００２４】
差動回転数ΔＮが０に収束しつつある場合（ｄΔＮ≦０なる場合）、この収束性（減衰性）を維持してチャタリング等の発生を回避するために、上記の残留時間Ｔは４輪駆動による安定したトラクションが必要とされる時程長い方が良い。
この安定したトラクションの必要性（必要度）は、上記の加速操作関連値Ａより定量的に読み取ることができる。例えば、差動回転数ΔＮが大きく、かつ、アクセルペダルの踏み込み量θ（又は、スロットルバルブ開度ｍ等）が大きな場合程、スリップ状態が激しく、かつ、４輪駆動による安定したトラクションが必要とされているものと判断して良い。
【００２５】
図２は、これらの手段により「ｄΔＮ≦０」成る条件下において、上記の「残留時間Ｔ」を長くした際の、スロットルバルブ開度ｍ、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪との差動回転数ΔＮの各状態変数の時径的変化を各々示すグラフである。上記の本発明の手段によれば、例えばスロットルバルブ開度ｍ等の加速操作関連値Ａより定量的に「安定したトラクションの必要度」が計られ、差動回転数ΔＮが０に収束しつつある場合（ｄΔＮ≦０なる場合）には、このトラクションの必要度に応じて時定数τの値を関数ｆ１にて決定する。この様な時定数τを調整パラメータとする残留時間Ｔの最適化制御により、各状態に応じて必要とされる上記の残留時間Ｔが適切に確保される。
これにより、スリップ状態が立て直されるまでの間、トルク配分比ｒが適正範囲（「ｒ０−δ＜ｒ」、或いは「ｒ０−δ＜ｒ≦ｒ０」）に維持される。
【００２６】
また、トルク配分比ｒを制御する際にその速応性を確保した上で、上記の様に時定数τを好適な値に決定した後、このτの値に応じて、ＰＩＤ制御される電磁クラッチのコイル電流の電流偏差等の係数（ゲインＧ）を調整することにより、一旦好適値に達したトルク配分比ｒの安定性（収束性）を確保するものである。
【００２７】
また、上記の本発明の第２の手段は、トルク配分比ｒを制御する際にその速応性を確保した上で、上記の様に時定数τを好適な値に決定した後、このτの値に応じてその後のトルク配分比ｒの変動量を制限することにより、一旦好適値に達したトルク配分比ｒの安定性（収束性）を確保するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図３は、４輪駆動車に搭載された、本実施例に係わる動力分配制御装置１００の模式的なシステム構成図である。
本４輪駆動車は、ＦＦベースの所謂オン・デマンド４ＷＤ機構を有しており、この機構により、前輪と後輪へのトルク配分比が好適に制御される。
【００２９】
トランスアクスル４０は、トランスミッションとトランスファを一体に備えているものであり、エンジン３０から供給される駆動力（トルク）は、トランスアクスル４０によりギヤ比が選択されて、フロント・ディファレンシャル・ギヤ（差動装置）２５に出力される。その後、フロント・ディファレンシャル・ギヤ（差動装置）２５に伝達されたトルクは、前輪車軸２７，２７、及び、プロペラシャフト２０に配分され、主駆動輪（前輪）１，２が駆動される。
また、プロペラシャフト２０の後方の一端にはカップリング（クラッチ機構）５０が接続されている。
【００３０】
そして、プロペラシャフト２０を介してカップリング５０に伝達されたトルクは、後輪駆動シャフト２４、リア・ディファレンシャル・ギヤ２６、後輪車軸２８に順次伝達されて、従動輪（後輪）３，４を駆動する。ただし、従動輪（３，４）へのトルク配分比ｒが０の場合には、カップリング５０のクラッチ機構は、解放状態（非結合状態）に制御されるため、従動輪（後輪）３，４は駆動されない。このカップリング５０のクラッチ機構は、一般には従来と同様に、電磁的な動作による機構（電磁式クラッチ）であっても、油圧による機構（油圧式クラッチ）であっても良い。
【００３１】
ただし、本第１実施例においては、電磁式クラッチによりカップリング５０のクラッチ機構を構成するものとする。このクラッチ機構により、従動輪（３，４）へのトルク配分比ｒが所定の範囲内（０≦ｒ≦ｒmax ＜１）で実現される。このトルク配分比ｒの最大値ｒmax は１／２程度で良い。例えば「０≦ｒ≦１／２」とすれば、「ｒ＝１／２（＝ｒmax ）」成る時にクラッチ機構が直結されることになり、この時前輪と後輪とに略同等のトルクが配分されることになる。
また、電磁式クラッチの動作は、図４のコイルＣに流す電流Ｉ（或いは、図５の電流Ｉn ）により制御する。即ち、トルク配分比ｒの目標値に応じて、コイルＣに流す電流Ｉの目標値（指令電流）Ｉn が決定される。
【００３２】
回転センサ５〜８から各々出力される車輪速信号ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４（以下、総称的に「駆動可能輪回転数ｎ」又は単に「ｎ」等と言う場合がある。）は、各駆動可能輪１，２，３，４の回転数〔ｒｐｍ〕に一致又は比例したデータである。また、スロットル弁開度センサ１０からは、スロットルバルブ開度ｍの値が出力される。そして、これらの出力データは、図４の動力分配制御装置１００に入力される。
【００３３】
図４は、本第１実施例における動力分配制御装置１００のハードウェア構成図である。カップリング５０を構成する電磁クラッチを動作させるコイルＣは、直流の駆動電源（電源電圧ＶCC）より電力の供給を受ける。この直流電流の大きさＩは、パワーＭＯＳ・ＦＥＴにより構成される電子制御スイッチＳＷと、ＰＭＯＳ駆動回路１０８と、ＰＷＭ変換器１０５とを用いたチョッパ制御により制御される。
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３上に記憶されている後述のプログラムや上記の数値（ｍ，ｎ，ＶCC，ｉ）等を用いて、ＰＷＭ変換器１０５に出力すべきデューティー比λを算出する。
【００３４】
電子制御スイッチＳＷの下位電圧側（０アース側）には、抵抗値ｒ〔Ω〕を有する抵抗１１０がコイル電流路に対して直列に（即ち、コイル電流路上に）接続されている。この抵抗１１０の下位電圧側には電流検出器１０９の負端子が、上位電圧側には電流検出器１０９の正端子が、それぞれ接続されている。電流検出器１０９は、抵抗１１０の両端の電位差ｖ〔Ｖ〕を入力することにより、抵抗１１０を流れる電流ｉを検出し、Ａ／Ｄ変換器１０６に出力する。ＣＰＵ１０１は、コイル電流Ｉ〔Ａ〕の値（コイル電流測定値Ｉa ）をＡ／Ｄ変換器１０６より入力した上記の電流ｉより算出する。この算出方法としては、例えば、電流ｉの所定周期内に測定された数個の値の平均をとる等の方法がある。
【００３５】
図５は、本第１実施例における動力分配制御装置１００の論理的な構成を示すブロック図である。本構成は、図１３（ｂ）に示した従来の構成に対して、残留時間制御部３００を追加したものである。
この残留時間制御部３００は、前記の時定数τを算出する時定数演算部３０１と、この時定数τに基づいてＰＩＤ制御におけるゲインＧを算出するゲイン補償部３０２とから構成されている。
【００３６】
以下、図６を用いて、図５の各ブロックの動作を説明する。
図６は、本第１実施例における動力分配制御装置１００のＣＰＵ１０１（図４）が実行するプログラムのフローチャートである。本プログラムではまず最初に、ステップ６０５により、図４の電流ｉ、スロットルバルブ開度ｍ、各駆動可能輪の回転数ｎ（ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４）及び電源電圧Ｖccをそれぞれ入力する。
ただし、電源電圧Ｖccは経時的な変化が比較的小さな物理量であるので、必ずしも各制御周期毎に毎回入力する必要はない。
【００３７】
次に、ステップ６１０（差動回転数演算部２０１）では、次式（３）により、前輪と後輪の間の差動回転数ΔＮを求める。
【数３】
ΔＮ＝ｃ１（ｎ１＋ｎ２−ｎ３−ｎ４）／２                    …（３）
ここでｃ１は、適当な比例定数である。ただし、各回転センサ（５〜８）からの入力ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４がそれぞれ各駆動可能輪の回転数と一致する場合には、ｃ１＝１としても良い。
【００３８】
次に、ステップ６１５（トルク配分比演算部２０２）では、上記の差動回転数ΔＮより、従動輪へのトルク配分比ｒ（０≦ｒ≦ｒmax ）を決定する。ここで、ｒの上限値ｒmax の値は、例えばカップリング装置５０の直結状態を意味する１／２にする。また、ｒの値は、公知の従来技術と同様にΔＮに対して略比例する様に決定する。
【００３９】
また、以下のステップ６２０〜ステップ６５０のステップ群により、上記の残留時間制御部３００が具体的に実現される。即ち、ステップ６２０では、ステップ６１５で求めた差動回転数ΔＮの前回の制御周期からの増分ｄΔＮを求め、この値が０以下ならばステップ６２５へ、この値が正ならばステップ６３０へ処理を移す。
【００４０】
ステップ６２５では、図７に示す単調増加関数ｆ１により、時定数τの値を決定する。これにより、差動回転数ΔＮが減少（或いは不変）傾向となっても、スロットルバルブ開度ｍの値が大きな場合程、即ち、運転者が加速意思を強く持っている場合程、４輪駆動による安定したトラクションが維持される時間、即ち前記の「残留時間Ｔ」が長くなる。
【００４１】
また、ステップ６３０では、図８に示す単調減少関数ｆ２により、時定数τの値を決定する。これにより、４輪駆動による安定したトラクションが必要な緊急時等の、増分ｄΔＮが大きな場合程、即ち、スリップ状態が急速に悪化又は激化しつつある場合程、時定数τが小さく設定されるため、駆動性能に関する高い速応性が得られる。以上のステップ６２０〜ステップ６３０により、前記時定数演算部３０１が構成されている。
【００４２】
また、ステップ６５０（ゲイン補償部３０２）では、上記の時定数τに基づいて図９に示す関数ｇ（次式（４））によりゲインＧを求め、これにより前記式（１）の比例項ΔＩの係数ｇ1 を補償する。
即ち、本第１実施例では、後述の処理において、式（１）の代わりに、このゲイン補償に基づいた次式（５）を用いてＰＩＤ制御を実施する。
【００４３】
【数４】
Ｇ＝ｇ（τ）                                                …（４）
【数５】
Ｖn ＝λ′ＶCC＋ＧΔＩ＋ｇ2 ∫ΔＩｄｔ＋ｇ3 ｄΔＩ／ｄｔ    …（５）
【００４４】
ステップ６６０（コイル電流演算部２０３）では、ステップ６１５（トルク配分比演算部２０２）で求めたトルク配分比ｒより、コイル電流指令値Ｉn を決定する。ステップ６７０では、今回の制御周期内において所定回数測定された図４の電流ｉの平均値よりコイル電流測定値Ｉa を算出する。
【００４５】
ステップ６８０（ＰＩＤ制御部２１０）では、電流偏差ΔＩ（≡Ｉn −Ｉa ）と式（４）のゲインＧを用いて、式（５）に示す通りにコイル電圧指令値Ｖn を求める。
ただし、略同様の手段により、積分項のゲインｇ2 や、或いは微分項のゲインｇ3 に対する補償を同時に、或いは単独で行っても良い。また、上記の関数ｇの代わりに、例えば図９に示す関数ｈ等の様に、従属変数（関数値Ｇ）が独立変数（時定数τ）に対して指数関数的に減少したり、或いは略反比例したりする様な単調減少関数を用いることもできる。
【００４６】
更に、ステップ６９０（デューティー比演算部２０５）では式（２）によりデューティー比λを算出し、ステップ６９５ではこのデューティー比λを図４、図５のＰＷＭ制御部２０６に対して出力する。
【００４７】
尚、上記の関数ｇ，関数ｈ等の単調減少関数は、図４のコイルＣや、カップリング装置５０等の特性に合わせて経験的に好適なものを選択すれば良い。
例えば、この様なゲイン補償部３０２（ステップ６５０）の作用により、トルク配分比ｒの急激な減少を抑制することができる様になる。即ち、これらのゲイン補償制御により、例えば図２に示した様に、前記の残留時間Ｔが適度に維持できる様になる。
【００４８】
（第２実施例）
図１０は、本第２実施例における動力分配制御装置４００のハードウェア構成図である。本動力分配制御装置４００は、図３の４ＷＤシステムに第１実施例の動力分配制御装置１００（図４）の代わりに搭載可能なものである。
本動力分配制御装置４００と前記の動力分配制御装置１００との差異は、Ａ／Ｄ変換器１０６及び電流検出器１０９の有無に関する点だけである。即ち、本動力分配制御装置４００においてはコイル電流Ｉの帰還ループを有していない。
【００４９】
図１１は、本第２実施例における動力分配制御装置４００の論理的な構成を示すブロック図である。本構成は、図１３（ａ）の従来の論理的な構成を改良したものであり、トルク配分比演算部２０２とコイル電流演算部２０３との間に、本発明の手段に基づく残留時間制御部５００が設けられている点が、最も大きな特徴となっている。
【００５０】
この残留時間制御部５００は、時定数τを算出する時定数演算部５０１と、この時定数τに基づいて従動輪へのトルク配分比ｒの単位時間ｓ当りの変動量Δｒの下限値ｋＤ（ｋ＝±１）を制御するトルク変動制限部５０２とから構成されている。
【００５１】
以下、図１２を用いて、図１１の各ブロックの動作を説明する。
図１２は、本第２実施例における動力分配制御装置４００のＣＰＵ１０１（図１０）が実行するプログラムのフローチャートである。本プログラムではまず最初に、ステップ８０５により、図１０のスロットルバルブ開度ｍ、各駆動可能輪の回転数ｎ（ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４）及び、電源電圧Ｖccをそれぞれ入力する。
ただし、電源電圧Ｖccは経時的な変化が比較的小さな物理量であるので、必ずしも各制御周期毎に毎回入力する必要はない。
【００５２】
ステップ６１０〜ステップ６２５までの各ステップは、前記の第１実施例と同様に動作する。即ち、例えば、ステップ６２０では、ステップ６１５で求めた差動回転数ΔＮの前回の制御周期からの増分ｄΔＮを求め、この値が０以下ならばステップ６２５へ、この値が正ならばステップ８３０へ処理を移す。
尚、本第２実施例における残留時間制御部５００は、ステップ６２０、ステップ６２５、及びステップ８２６〜ステップ８５５までの各ステップから構成されている。
【００５３】
ステップ８２６では、符号を表す変数ｋに−１を代入する。
一方、ステップ８３０では、図８に破線で示す様に、差動回転数ΔＮの変動量とは無関係に時定数τの値を所定の適当な定数τ0 に決定する。ステップ８３５では、符号を表す変数ｋに＋１を代入する。
以上のステップ６２０、ステップ６２５、及びステップ８２６〜ステップ８３５までの処理により、上記の時定数演算部５０１の処理が実行される。
【００５４】
以下、変動量Δｒの下限値ｋＤを制御するトルク変動制限部５０２の動作について説明する。本トルク変動制限部５０２は、ステップ８４０〜ステップ８５５までの各ステップから構成されている。
ステップ８４０では、次式（６）により従動輪へのトルク配分比ｒの変動量Δｒを求める。ただし、ここでｒは今回ステップ６１５（トルク配分比演算部２０２）で求めた値であり、ｒ′は前回（前制御周期において）本残留時間制御部５００からコイル電流演算部２０３に対して出力したトルク配分比の指令値である。
【数６】
Δｒ＝ｒ−ｒ′                                              …（６）
【００５５】
次に、ステップ８４５では、次式（７）によりトルク配分比ｒの変動量Δｒの下限値の絶対値Ｄを求める。ここでδ（＞０）は例えば図１、図２に示す様な現状況下におけるトルク配分比ｒの適正範囲の幅であり、ｓ（＞０）は上記の各制御周期の長さであり、τ（＞０）は今回時定数演算部５０１（ステップ６２５又はステップ８３０）で求めた時定数である。ただし、δ，ｓには適当な定数を用いて良い。
【数７】
Ｄ＝δｓ／τ                                                …（７）
【００５６】
ステップ８５０では、次式（８）によりトルク配分比ｒの変動量Δｒの値を再設定する代入演算処理を実行する。
【数８】
Δｒ＝ＭＡＸ（Δｒ，ｋＤ）                                  …（８）
ただし、ここで、ＭＡＸ（ａ，ｂ）はａとｂの内から小さくない方を選択する関数である。
【００５７】
ステップ８５５では、次式（９）によりは今回コイル電流演算部２０３に対して出力するトルク配分比の指令値ｒ′を再設定する代入演算処理を実行する。
【数９】
ｒ′＝ｒ′＋Δｒ                                            …（９）
ただし、ここで、左辺のｒ′は更新されるべき今回の指令値、右辺のｒ′は前回の制御周期で使用された指令値である。
【００５８】
ステップ８６０（コイル電流演算部２０３）では、ステップ８５５で求めたトルク配分比の指令値ｒ′より、コイルＣに流すべきコイル電流Ｉ（図１０）の指令値Ｉn を決定する。
ステップ８８０（コイル電圧演算部２０４）では、ステップ８６０で求めたコイル電流の指令値Ｉn より、コイル電圧の指令値Ｖn を決定する。
【００５９】
更に、ステップ６９０（デューティー比演算部２０５）では式（２）によりデューティー比λを算出し、ステップ６９５ではこのデューティー比λを図１０、図１１のＰＷＭ制御部２０６に対して出力する。
【００６０】
この様な方法によっても、高い速応性と安定した減衰性（収束性）が保証されたトルク配分比を実現することができるため、要求される加速性能（トラクション）に対して応答性が高く、かつ、チャタリングやスリップ・ストップ現象が発生しない優れた動力分配制御装置を得ることができる。
【００６１】
尚、運転者の加速操作に関連する本発明の加速操作関連値（Ａ）は、運転者の車両加速に関する操作意思を反映したものであれば何でも良く、例えば、アクセル・ペダルの踏み込み量やエンジン回転数等であっても良い。本発明の加速操作関連値（Ａ）は、最低限２値以上の値を取り得る変数により構成することが可能である。
【００６２】
また、例えば、スロットルバルブ開度ｍ等の関連値としては、エンジン出力を駆動可能輪に伝達する伝達系のギヤやシャフトの回転数等でも良い。これらの数値又はその変化量等より、運転者の車両加速に関する操作意思を検出することも可能である。
【００６３】
また、上記の各実施例においては、抵抗１１０の抵抗値ｒや、或いはスイッチＳＷ（パワーＭＯＳ・ＦＥＴ）の導通時の抵抗値γが十分小さいことを仮定しているため、式（２）によりデューティー比λを求めたが、これらのｒやγの大きさが無視できない場合には、次式（１０）により、デューティー比λを求めるものとする。
【数１０】
λ＝Ｖn ／｛ＶCC−Ｉ（ｒ＋γ）｝                        …（１０）
ただし、ここでＩは図４又は図１０に記載したコイル電流であり、この値にはコイル電流の指令値Ｉn 又はコイル電流の測定値Ｉa を用いるものとする。
【００６４】
尚、上記のｆ１，ｆ２，ｇ等の各関数は、一般に公知の情報処理技術により、例えば所定のデータマップ（テーブル）、多項式、アルゴリズム等の任意の手法を用いて、具体的に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の作用を説明する、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪の差動回転数ΔＮの時間ｔに対する変化を示すグラフ。
【図２】  本発明の効果を説明する、スロットルバルブ開度ｍ、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪との差動回転数ΔＮの時間ｔに対する変化を示すグラフ。
【図３】  本発明による動力分配制御装置１００が搭載された車両のシステム構成図。
【図４】  第１実施例における動力分配制御装置１００のハードウェア構成図。
【図５】  第１実施例における動力分配制御装置１００の論理的な構成を示すブロック図。
【図６】  第１実施例における動力分配制御装置１００のＣＰＵ１０１が実行するプログラムのフローチャート。
【図７】  時定数τのスロットルバルブ開度ｍに対する関係（単調増加関数ｆ１）を示すグラフ。
【図８】  時定数τの差動回転数ΔＮの増分ｄΔＮに対する関係（単調減少関数ｆ２）を示すグラフ。
【図９】  ゲインＧの時定数τに対する関係（単調減少）を示すグラフ。
【図１０】  第２実施例における動力分配制御装置４００のハードウェア構成図。
【図１１】  第２実施例における動力分配制御装置４００の論理的な構成を示すブロック図。
【図１２】  第２実施例における動力分配制御装置４００のＣＰＵ１０１が実行するプログラムのフローチャート。
【図１３】  従来の動力分配制御装置の論理的な構成を示すブロック図。
【図１４】  従来技術の問題点（チャタリング）を示す、スロットルバルブ開度ｍ、従動輪へのトルク配分比ｒ、及び主駆動輪と従動輪との差動回転数ΔＮの時間ｔに対する変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１００、４００  …  動力分配制御装置
３００、５００  …  残留時間制御部
３０１、５０１  …  時定数演算部
３０２  …  ゲイン補償部
５０２  …  トルク変動制限部
１０１  …  ＣＰＵ（中央演算処理装置）
５０  …  カップリング（クラッチ機構）
１０  …  スロットル弁開度センサ
Ｃ  …  コイル
ＳＷ  …  スイッチ（パワーＭＯＳ・ＦＥＴ）
ｒ  …  従動輪へのトルク配分比
ｒ０  …  ｒの好適値
ΔＮ  …  主駆動輪と従動輪との差動回転数
δ  …  ｒの適正範囲の幅
Ｔ  …  残留時間
τ  …  残留時間制御用の時定数
Ｉ  …  電磁クラッチのコイル電流
Ｇ  …  Ｉを比例制御する制御項（比例項等）のゲイン
Ａ  …  加速操作関連値（θ，ｐ、又はｍ等）
θ  …  アクセルペダルの踏み込み量
ｐ  …  エンジン回転数
ｍ  …  スロットルバルブ開度
ｆ１  …  Ａを独立変数とする単調増加関数
ｆ２  …  単調減少関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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