(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間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、
上記一方の回転軸と上記他方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、
上記一方の回転軸と上記他方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て上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算手段とを備え、
上記クラッチトルク演算手段における上記切り替え関数は、上記極性の値に所定のゲインを乗算した値に、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の微分項に所定のゲインを乗算した値を加算したものであることを特徴とする車両の差動制限制御装置。
【請求項２】
上記クラッチトルク演算手段は、上記スライディングモード制御により演算した上記クラッチ手段の締結力に、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の比例項に所定のゲインを乗算した値を加算して、最終的な上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴とする請求項１記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項３】
一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間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、
上記一方の回転軸と上記他方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、
上記一方の回転軸と上記他方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、
少なくとも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に基づいた積分項を用いて算出した極性の値に所定のゲインを乗算した項を有する切り替え関数を構成し、該切り替え関数が正の値の時に上記切り替え関数の値を制御値とするスライディングモード制御を用いて上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算手段と、
を備えたことを特徴とする車両の差動制限制御装置。
【請求項４】
上記クラッチトルク演算手段における上記切り替え関数は、上記極性の値に所定のゲインを乗算した項に、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数とに基づいた微分項に所定のゲインを乗算した項を加算したものであることを特徴とする請求項３記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項５】
上記クラッチトルク演算手段は、上記スライディングモード制御により演算した上記クラッチ手段の締結力に、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数とに基づいた比例制御により算出した上記クラッチ手段の締結力を加算して、最終的な上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項６】
上記クラッチ手段は、左右輪間に介装するデファレンシャル装置の差動を制限するクラッチ手段であって、
上記目標差動回転数設定手段は、上記左右輪間の目標とする差動回転数を設定し、
上記実差動回転数検出手段は、上記左右輪間の実際の差動回転数を検出し、
上記クラッチトルク演算手段は、上記目標差動回転数設定手段で設定した目標とする差動回転数と、上記実差動回転数検出手段で検出した実際の差動回転数との偏差を用いて上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴とする請求項１、３、４の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項７】
上記目標差動回転数設定手段は、予め車速と横加速度と上記クラッチ手段への入力トルクの少なくとも一つに応じて上記実際の差動回転数の下限値を設定し、この下限値を基に上記目標とする差動回転数を設定することを特徴とする請求項１、３、４の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項８】
上記目標差動回転数設定手段は、設定する上記目標とする差動回転数が選択的に可変自在であることを特徴とする請求項１、３、４の何れか一つに記載の車両の差動制限制御装置。
【請求項９】
上記クラッチトルク演算手段は、ブレーキ作動時とアンチロックブレーキ作動時の少なくともどちらかの場合は、上記クラッチ手段の締結力を予め設定しておいた値とすることを特徴とする請求項１、３、４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や、前輪及び後輪のデファレンシャル装置等に配設して、一方の回転軸と他方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】
従来より、一方の回転軸と他方の回転軸の間、特に４輪駆動車の前後軸間における差動制限制御としては、回転軸間の実際の差動回転数を検出し、この実際の差動回転数をＰＩＤ制御等によりフィードバックして目標とする差動回転数に収束させる技術が知られている。
【０００３】
しかし、車両の様々な運動状態の基では、単純なＰＩＤ制御では応答性、ハンチング等の問題が発生する可能性があり、ＰＩＤ制御における、それぞれのゲインを他パラメータ（横加速度、加速度、ヨーレート等）と連動させて対応することが行われている。例えば、特開平６−２１１０６３号公報では、左右輪或いは前後輪の駆動力配分によりヨーイング運動量をＰＤ制御或いはＰＩＤ制御によりフィードバック制御する技術において、比例項のゲイン、微分項のゲイン、積分項のゲインを、一方の回転軸と他方の回転軸との間の回転速度差に応じて可変設定する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１１０６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のゲインを他のパラメータと連動させ設定する技術では、走行中に時々刻々変化する各パラメータに対応するため、高精度のセンサと高速の演算処理機能が必要で、高精度でレスポンスの良いトラクション性能を実現しようとすると、システム全体のコストアップやシステムの複雑化を招いてしまう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、システム全体のコストアップやシステムの複雑化を生じることなく、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可能な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、一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間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、上記一方の回転軸と上記他方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、上記一方の回転軸と上記他方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て上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算手段とを備え、上記クラッチトルク演算手段における上記切り替え関数は、上記極性の値に所定のゲインを乗算した値に、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の微分項に所定のゲインを乗算した値を加算したものであることを特徴としている。
【０００９】
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、請求項１記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチトルク演算手段は、上記スライディングモード制御により演算した上記クラッチ手段の締結力に、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の比例項に所定のゲインを乗算した値を加算して、最終的な上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴としている。
【００１０】
また、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、一方の回転軸と他方の回転軸との間に介装し、上記一方の回転軸と上記他方の回転軸との間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、上記一方の回転軸と上記他方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、上記一方の回転軸と上記他方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、少なくとも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に基づいた積分項を用いて算出した極性の値に所定のゲインを乗算した項を有する切り替え関数を構成し、該切り替え関数が正の値の時に上記切り替え関数の値を制御値とするスライディングモード制御を用いて上記クラッチ手段の締結力を演算するクラッチトルク演算手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
更に、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３記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチトルク演算手段における上記切り替え関数は、上記極性の値に所定のゲインを乗算した項に、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数とに基づいた微分項に所定のゲインを乗算した項を加算したものであることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の本発明による車両の差動制限制御装置は、請求項３又は請求項４記載の車両の差動制限制御装置において、上記クラッチトルク演算手段は、上記スライディングモード制御により演算した上記クラッチ手段の締結力に、上記目標とする差動回転数と上記実際の差動回転数とに基づいた比例制御により算出した上記クラッチ手段の締結力を加算して、最終的な上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６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、３、４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、上記クラッチ手段は、左右輪間に介装するデファレンシャル装置の差動を制限するクラッチ手段であって、上記目標差動回転数設定手段は、上記左右輪間の目標とする差動回転数を設定し、上記実差動回転数検出手段は、上記左右輪間の実際の差動回転数を検出し、上記クラッチトルク演算手段は、上記目標差動回転数設定手段で設定した目標とする差動回転数と、上記実差動回転数検出手段で検出した実際の差動回転数との偏差を用いて上記クラッチ手段の締結力を演算することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項７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、３、４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、上記目標差動回転数設定手段は、予め車速と横加速度と上記クラッチ手段への入力トルクの少なくとも一つに応じて上記実際の差動回転数の下限値を設定し、この下限値を基に上記目標とする差動回転数を設定することを特徴としている。
【００１７】
更に、請求項８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、３、４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、上記目標差動回転数設定手段は、設定する上記目標とする差動回転数が選択的に可変自在であることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項９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、３、４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、上記クラッチトルク演算手段は、ブレーキ作動時とアンチロックブレーキ作動時の少なくともどちらかの場合は、上記クラッチ手段の締結力を予め設定しておいた値とすることを特徴としている。
【００１９】
すなわち、請求項１記載の車両の差動制限制御装置は、目標差動回転数設定手段で一方の回転軸と他方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一方の回転軸と他方の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する。そして、クラッチトルク演算手段は、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てクラッチ手段の締結力を演算し、この演算した締結力でクラッチ手段を制御する。このように、スライディングモード制御を利用してクラッチ手段の締結力を演算するようにすることで、わずかな目標差動回転数とのずれに対しても高応答に対応できるので、高精度センサを用いたシステム全体のコストアップやシステムの複雑化を生じることなく、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可能となる。
【００２０】
この際、クラッチトルク演算手段における切り替え関数は、極性の値に所定のゲインを乗算した値に、目標とする差動回転数と実際の差動回転数との偏差の微分項に所定のゲインを乗算した値を加算したものとする。
【００２１】
また、クラッチトルク演算手段は、請求項２記載のように、スライディングモード制御により演算したクラッチ手段の締結力に、目標とする差動回転数と実際の差動回転数との偏差の比例項に所定のゲインを乗算した値を加算して、最終的なクラッチ手段の締結力を演算する。
【００２２】
更に、請求項３記載の車両の差動制限制御装置は、目標差動回転数設定手段で一方の回転軸と他方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一方の回転軸と他方の回転軸との間の実際の差動回転数を検出する。そして、クラッチトルク演算手段は、少なくとも目標とする差動回転数と実際の差動回転数との偏差に基づいた積分項を用いて算出した極性の値に所定のゲインを乗算した項を有する切り替え関数を構成し、該切り替え関数が正の値の時に切り替え関数の値を制御値とするスライディングモード制御を用いてクラッチ手段の締結力を演算し、この演算した締結力でクラッチ手段を制御する。すなわち、従来のＰＩＤ制御でクラッチトルクを算出するものでは、積分項が制御偏差の過去の履歴を持つために、クラッチトルクを適切な値に収束させるのに時間がかかり、制御の応答性が悪化することがあった。本請求項４記載の車両の差動制限制御装置では、積分項の極性をもちいて、ＯＮ−ＯＦＦ的にゲインだけ変化させ、実際値を目標値に近づけるスライディングモード制御を用いてクラッチトルクを算出しているので、従来の積分項のような過去の履歴を反映するものがなく、制御の応答性を格段に向上させることができると共に、安価なシステムで達成できる。また、積分項の極性であるため、チャタリング自体も防止することができる。従って、高精度センサを用いたシステム全体のコストアップやシステムの複雑化を生じることなく、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可能となる。
【００２３】
この請求項３に対し、請求項４記載の構成を加えることにより、上述の請求項３の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることが可能となる。すなわち、請求項３記載のように、スライディングモード制御の演算式が、積分項の極性にゲインを乗算した項だけであると、０を超えたら常にＯＮ−ＯＦＦ的に制御が働いてしまう。しかし、本請求項４記載の車両の差動制限制御装置では、切り替え関数は、極性の値に所定のゲインを乗算した項に、微分項に所定のゲインを乗算した項を加算するようにしているので、この項が不感帯の役目を成し、すなわち、極性に所定のゲインを乗算した値が微分項に所定のゲインを乗算した値よりも大きくならないと制御が働かないのでチャタリングを効果的に防止することができる。
【００２４】
また、請求項３又は請求項４に対し、請求項５記載の構成を加えることにより、上述の請求項３又は請求項４の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることが可能となる。すなわち、比例制御だけでは、目標差回転と実差回転の偏差が小さい緩やかな制御に対して追従性は悪くないが、タイヤスリップ等で許容できる範囲以外の偏差に対しては追従できない。従って、本請求項５では、比例制御にスライディングモード制御を加えたことにより大幅な変化に対しても追従性を向上することができる。
【００２６】
更に、クラッチ手段は、具体的には請求項６記載のように、左右輪間に介装するデファレンシャル装置の差動を制限するクラッチ手段であって、目標差動回転数設定手段は、左右輪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は、上記左右輪間の実際の差動回転数を検出し、クラッチトルク演算手段は、目標差動回転数設定手段で設定した目標とする差動回転数と、実差動回転数検出手段で検出した実際の差動回転数との偏差を用いてクラッチ手段の締結力を演算する。
【００２８】
また、目標差動回転数設定手段が、請求項７記載のように、予め車速と横加速度とクラッチ手段への入力トルクの少なくとも一つに応じて実際の差動回転数の下限値を設定し、この下限値を基に目標とする差動回転数を設定するようにすれば、車両の運動状態を正確に反映した目標とする差動回転数を得ることが可能になり、精度の良い制御が行える。
【００２９】
更に、請求項８記載のように、目標差動回転数設定手段が、目標とする差動回転数が選択的に可変自在であれば、ドライバの好みに応じた自然な制御特性を得ることが可能となる。
【００３０】
また、請求項９記載のように、クラッチトルク演算手段は、ブレーキ作動時とアンチロックブレーキ作動時の少なくともどちらかの場合は、クラッチ手段の締結力を予め設定しておいた値とすることで、ブレーキ作動時とアンチロックブレーキ作動時における制御の無用な干渉を防止することができる。
【００３１】
【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７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はエンジン出力特性のマップの一例を示す説明図、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はセンタデフ入力トルク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７はダイヤル位置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である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を介して一方の出力側とし、第１，第２のピニオン１６，１８のキャリア２０を介して他方の出力側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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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油圧式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。
【００４３】
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５１と接続されており、このセンタデフクラッチ駆動部５１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５１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。
【００４４】
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、油圧式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。
【００４５】
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、油圧式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。
【００４６】
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、エンジン１のスロットル弁の開度θthがスロットル開度センサ３３から、エンジン回転数Ｎeがエンジン回転数センサ（或いはエンジン１に関する種々の制御を行うエンジン制御装置）３４から、自動変速装置２におけるギヤ比Ｇrが自動変速装置２に関する変速制御等を実行するトランスミッション制御装置３５から、それぞれ入力される。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３６が設けられており、このブレーキスイッチ３６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３７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。また、ドライバの操作可能な位置には、センタデファレンシャル差動制限制御の特性を可変することでトラクション性能をドライバの好みに合わせて、回頭性を重視する特性か、或いは、安定性を重視する特性かに調整自在な可変ダイヤル３８が設けられている。
【００４７】
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５０ａ、センタデフ入力トルク推定部５０ｂ、ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃ、前後軸実差動回転数演算部５０ｄ、前輪側左右実差動回転数演算部５０ｅ、後輪側左右実差動回転数演算部５０ｆ、制御開始差動回転数演算部５０ｇ、目標差動回転数設定部５０ｈ、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊ、クラッチトルク演算出力部５０ｋから主要に構成されている。
【００４８】
車速演算部５０ａ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、制御開始差動回転数設定部５０ｇに出力する。
【００４９】
センタデフ入力トルク推定部５０ｂは、スロットル開度センサ３３、エンジン回転数センサ（或いはエンジン制御装置）３４、トランスミッション制御装置３５から、それぞれスロットル開度θth、エンジン回転数Ｎe、ギヤ比Ｇrが入力される。そして、例えば、スロットル開度θthとエンジン回転数Ｎeとから予め記憶しておいたエンジン出力特性のマップ（図３にその一例を示す）を参照し、エンジン出力トルクＴcd'を求め、このエンジン出力トルクＴcd'にギヤ比Grを乗算してセンタデファレンシャル装置３への入力トルクＴcdを推定する。すなわち、Ｔcd＝Ｔcd'・Gr。こうして推定されたセンタデフ入力トルクＴcdは、制御開始差動回転数演算部５０ｇに出力される。
【００５０】
ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃは、ブレーキスイッチ３６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３６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３６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３６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５０ｃ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５０ｉ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊ、クラッチトルク演算出力部５０ｋに出力される。
【００５１】
前後軸実差動回転数演算部５０ｄ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５０ｉ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊ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変えられるようにするためである。こうして、前後軸実差動回転数演算部５０ｄで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５０ｉ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊに出力される。
【００５２】
前輪側左右実差動回転数演算部５０ｅ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Ａysより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Gyが−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５０ｉ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊに出力される。
【００５３】
後輪側左右実差動回転数演算部５０ｆ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Ａysより大きい場合は車両は左旋回状態、横加速度Gyが−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５０ｉ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊに出力される。
【００５４】
以上の前後軸実差動回転数演算部５０ｄ、前輪側左右実差動回転数演算部５０ｅ、及び、後輪側左右実差動回転数演算部５０ｆは、実差動回転数検出手段として設けられている。
【００５５】
制御開始差動回転数演算部５０ｇは、横加速度センサ３２から横加速度Ｇyが、可変ダイヤル３８からドライバにより選択されたダイヤル位置が、車速演算部５０ａから車速Ｖが、センタデフ入力トルク推定部５０ｂから推定されたセンタデフ入力トルクＴcdが、それぞれ入力される。
【００５６】
そして、これら車速Ｖ、横加速度Ｇy、センタデフ入力トルクＴcd、及び、ダイヤル位置に応じ、予め設定しておいたマップを参照し、前後軸間の実差動回転数Δωctrf、Δωctrr、左前輪１４FLと右後輪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（前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfs、Δωctrrs、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）を演算する。
【００５７】
この制御開始差動回転数の設定を、前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsを例に具体的に説明する。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。更に、図６に示すような、センタデフ入力トルクＴcd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、現在のセンタデフ入力トルクＴcdを基に前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの補正係数ｋωtを求める。そして更に、図７に示すような、ダイヤル位置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、現在のダイヤル位置を基に前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsの補正係数ｋωdp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・ｋωt・ｋωdp）を演算する。
【００５８】
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。
【００５９】
そして、具体的には図４に示すように、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、高速ほど閾値を緩和し、高速ほど締結度合いを緩和して燃費の向上が図れるようになっている。
【００６０】
また、具体的には図５に示すように、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、横加速度Ｇyが大きくなるほど閾値を緩和し、横加速度Ｇyが大きくなるほど締結度合いを緩和して車両の旋回性能が向上されるようになっている。
【００６１】
更に、具体的には図６に示すように、センタデフ入力トルクＴcdが大きくなるほど前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsが小さく設定されるようにして、センタデフ入力トルクＴcdが大きくなるほど閾値を厳しくし、センタデフ入力トルクＴcdが大きくなるほど強く締結されるようにして、安定したトラクション性能が得られるようになっている。
【００６２】
また、具体的には図７に示すように、ダイヤル位置に応じて前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsを可変可能になっており、それぞれのドライバが自分の好みに合わせて運転し易いトラクション性能を選択できる。また、車両特性等が経時的に変化したり、或いは、車両間の特性に誤差が生じても、この可変ダイヤル３８で適正な特性に設定可能となっている。
【００６３】
尚、上述の前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsでは、車速Ｖ、横加速度Ｇy、センタデフ入力トルクＴcd、ダイヤル位置の全てのパラメータにより前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsが正確に可変設定できるようになっているが、少なくとも何れか一つ以上のパラメータに応じて前後軸間制御開始差動回転数Δωctrfsが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、これらパラメータの何れにも依存することなく一定値であっても良い。こうして、他の制御開始差動回転数Δωctrrs、ΔωFts、ΔωRrsも同様にして演算設定され、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５０ｈ、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊに出力される。
【００６４】
目標差動回転数設定部５０ｈは、制御開始差動回転数演算部５０ｇ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５０ｉ、及び、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊに出力される。このように、制御開始差動回転数演算部５０ｇと、目標差動回転数設定部５０ｈは、目標差動回転数設定手段として設けられている。
【００６５】
スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉは、ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃ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５０ｄ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５０ｅ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５０ｆ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５０ｇ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５０ｈ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５０ｉ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て、トランスファクラッチ２１のクラッチトルクを演算する。
【００６６】
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）
【００６７】
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。
【００６８】
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
ｘctrf＝ｋwctrf・Ｊw・（ｄεctrf／ｄｔ）
＋Tsg・（ｓctrf／（｜ｓctrf｜＋δ））  …（１８）
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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
ｘctrr＝ｋwctrr・Ｊw・（ｄεctrr／ｄｔ）
＋Tsg・（ｓctrr／（｜ｓctrr｜＋δ））  …（２１）
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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
ｘFt＝ｋwFt・Ｊw・（ｄεFt／ｄｔ）
＋Tsg・（ｓFt／（｜ｓFt｜＋δ））  …（２４）
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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
ｘRr＝ｋwRr・Ｊw・（ｄεRr／ｄｔ）
＋Tsg・（ｓRr／（｜ｓRr｜＋δ））  …（２７）
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
また、本実施の形態のスライディングモード制御を上述の説明とは別に下記のようにも説明できる。前後軸間の差動回転数偏差εctrfを用いた場合について説明すると、偏差の積分項ｓctrfを用いて算出した極性の値ｓctrf／（｜ｓctrf｜＋δ）に所定のゲインTsgを乗算した項を有する切り替え関数ｓａｔ（ｘctrf）を構成して、この切り替え関数が正の値、すなわち、ｓａｔ（ｘctrf）が０より大きい時、ｓａｔ（ｘctrf）の値を制御値としてクラッチトルクを設定する。
【００７８】
すなわち、従来のＰＩＤ制御でクラッチトルクを算出するのでは、積分項が制御偏差の過去の履歴を持つために応答性が悪化するが、本発明においては、積分項の極性を用いてＯＮ−ＯＦＦ的にゲインだけ変化させ、実際値を目標値に近づけるスライディングモード制御を用いてクラッチトルクを算出しているので、従来の積分制御のような過去の履歴を反映することがなく応答性を向上できると共に安価なシステムで達成できる。また、積分項の極性であるためチャタリング自体も防止することができる。
【００７９】
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５０ｉで演算された各クラッチトルクＴSMCctrf、ＴSMCctrr、ＴSMCFt、ＴSMCRrは、クラッチトルク演算部５０ｋに出力される。
【００８０】
偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊは、ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃ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５０ｄ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５０ｅ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５０ｆ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５０ｇ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５０ｈ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５０ｊ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。
【００８１】
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εpctrf＝Δωctrf−Δωctrft
−（Δωctrft−Δωctrfs）  …（２９）
前後軸間の差動回転数偏差εpctrr＝Δωctrr−Δωctrrt
−（Δωctrrt−Δωctrrs）  …（３０）
前輪左右輪間の差動回転数偏差εpFt＝ΔωFt−ΔωFtt
−（ΔωFtt−ΔωFts）  …（３１）
後輪左右輪間の差動回転数偏差εpRr＝ΔωRr−ΔωRrt
−（ΔωRrt−ΔωRrs）  …（３２）
【００８２】
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
【００８３】
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
【００８４】
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
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、クラッチトルク演算部５０ｋに出力される。
【００８８】
クラッチトルク演算部５０ｋは、ＡＢＳ制御装置３７からＡＢＳの作動状態を示す信号が、ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃからディレイ処理されたブレーキスイッチ信号が、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉ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５０ｊから各クラッチトルクＴpcctrf、Ｔpcctrr、ＴpcFt、ＴpcRrが入力される。
【００８９】
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のトルクＴcdとして設定し、このクラッチトルクＴcdとなるようにセンタデフクラッチ駆動部５１に制御信号を出力する。
すなわち、
Ｔctrf＝ＴSMCctrf＋Ｔpcctrf
Ｔctrr＝ＴSMCctrr＋Ｔpcctrr
ＴFt＝ＴSMCFt＋ＴpcFt
ＴRr＝ＴSMCRr＋ＴpcRr
Ｔcd＝ＭＡＸ（Ｔctrf，Ｔctrr，ＴFt，ＴRr）    …（３３）
【００９０】
ここで、ＡＢＳ制御装置３７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Ｔcdは、予め設定しておいた一定値ＣABSとする。また、ブレーキスイッチディレイ処理部５０ｃ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Ｔcdは、予め設定しておいた一定値Ｃbrkとする。
【００９１】
このように、本発明の実施の形態においては、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉ、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊ、及び、クラッチトルク演算出力部５０ｋでクラッチトルク演算手段が主要に構成されている。
【００９２】
尚、本発明の実施の形態においては、４つのクラッチトルクＴctrf、Ｔctrr、ＴFt、ＴRrを演算し、これらの最大値を最終的なトランスファクラッチ２１の締結トルクとなるように制御しているが、車両仕様によっては、これら４つ全てではなく、何れか１つ、或いは、何れか複数のクラッチトルクを求めて、最終的なトランスファクラッチ２１の締結トルクとなるように制御するようにしても良い。
【００９３】
また、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の差動制限を制御するトランスファクラッチ２１の制御を例に説明しているが、センタデファレンシャル装置３の無い４輪駆動車の前後軸間の差動制限制御を行うクラッチに対しても同様に適応できる。更に、フロントデフクラッチ２７や、リヤデフクラッチ２３において、そのクラッチトルクを制御する装置を有する場合、本実施の形態で説明したスライディングモード制御を用いたクラッチトルクの設定が、これらクラッチトルクの設定に適応できることは云うまでもない。
【００９４】
また、本発明の実施の形態においては、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉからの各クラッチトルクＴSMCctrf、ＴSMCctrr、ＴSMCFt、ＴSMCRrに、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊからの各クラッチトルクＴpcctrf、Ｔpcctrr、ＴpcFt、ＴpcRrを和して最終的な４つのクラッチトルクＴctrf、Ｔctrr、ＴFt、ＴRrを求めるようにしているが、偏差比例制御クラッチトルク演算部５０ｊからの各クラッチトルクＴpcctrf、Ｔpcctrr、ＴpcFt、ＴpcRrの影響が小さい車両等では、スライディングモード制御クラッチトルク演算部５０ｉからの各クラッチトルクＴSMCctrf、ＴSMCctrr、ＴSMCFt、ＴSMCRrのみを最終的な４つのクラッチトルクＴctrf、Ｔctrr、ＴFt、ＴRrとしても良い。
【００９５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、システム全体のコストアップやシステムの複雑化を生じることなく、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】エンジン出力特性のマップの一例を示す説明図
【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】センタデフ入力トルク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７】ダイヤル位置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
【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
５０    センタデファレンシャル差動制限制御部
５０ｄ  前後軸実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５０ｅ  前輪側左右実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５０ｆ  後輪側左右実差動回転数演算部（実差動回転数検出手段）
５０ｇ  制御開始差動回転数演算部（目標差動回転数設定手段）
５０ｈ  目標差動回転数設定部（目標差動回転数設定手段）
５０ｉ  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手段）
５０ｊ  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手段）
５０ｋ  クラッチトルク演算出力部（クラッチトルク演算手段）
５１    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】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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