(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態に基づいて駆動源の駆動力を、主駆動輪に伝達すると共に、駆動力伝達装置を介して従駆動輪に配分する駆動力配分制御手段を備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
従駆動輪の車輪加速度を検出する車輪加速度検出手段と、
検出された従駆動輪の車輪加速度が予め設定された所定値を越えたときに駆動系の振動が生じる虞がある状態を検出する駆動系振動検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
駆動系の振動が生じる虞がある状態が検出されたときは、前記駆動力配分制御手段に対し、従駆動輪に配分する駆動力を低減する指令を出力する振動低減手段と、
を備え、
前記振動低減手段は、検出された車速が発進時と判断される所定車速を越えたときは、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記振動低減手段は、前記駆動力配分制御手段により算出される従駆動輪への配分トルクが所定値未満のときは、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記振動低減手段は、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令が所定時間継続して出力されたときは、駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の駆動力を、駆動力伝達装置、好ましくは摩擦クラッチを介して従駆動輪に配分する４輪駆動車に適用される駆動力配分制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、駆動系振動を低減させるために、駆動系振動の起こりやすい車速領域で前後輪を連結するカップリングの締結トルクを低下させるようにしている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平１−４１４３３号公報（図２参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置にあっては、特定の車速領域で常に締結トルクを低減させることから、その車速領域では常に走破性が低下するという問題があった。すなわち、駆動系の振動発生要因は、主駆動輪と従駆動輪の位相差がある状態で、カップリングの締結力を上昇させた場合に、駆動軸に捩りが蓄積され、その捩り戻しが振動や異音の原因となっている。よって、要求されるカップリングの締結トルクが小さい場合や、加速度の小さい場合には、カップリングトルクを低減する必要はないからである。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、駆動系の振動発生条件を特定することで不要な締結トルク低減を防止し、走破性の向上を図ることが可能な４輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、駆動系の振動が生じる虞がある状態を検出する駆動系振動検出手段を設け、駆動系の振動が生じる虞が検出されたときは、駆動力配分制御手段に対し、従駆動輪に配分する駆動力を低減する指令を出力することで、振動が検出されたときのみ振動低減制御を実行することが可能となり、不要な締結トルク低減を防止することで、走破性の低下を防止することができる。
また、従駆動輪の加速度が所定値以上のときを駆動系の振動が生じる虞がある状態として検出することで、事前に主駆動輪と従駆動輪との間における位相差の発生を防止することが可能となり、確実に振動低減を図ることができる。
また、車速が発進時のようにスリップしやすい状況ではなく、ある程度上昇した車速のときは、主駆動輪と従駆動輪の間の位相差がほとんど解消されるため、このときは素早く振動低減手段による駆動力低減指令を解除することで、走破性の悪化を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における４輪駆動車の駆動力配分制御装置を実現する実施の形態を、第１実施例に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施例）
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置を示す全体システム図である。図１において、１はエンジン、２はトランスミッション、３はリア側プロペラシャフト、４はリア側ディファレンシャル、５，６はリア側ドライブシャフト、７，８は左右の後輪（主駆動輪）、９はトランスファ、１０は電子制御カップリング（摩擦クラッチ）、１１はフロント側プロペラシャフト、１２はフロント側ディファレンシャル、１３，１４はフロント側ドライブシャフト、１５，１６は左右の前輪（従駆動輪）である。
【００１１】
また、図１において、１７は４ＷＤコントローラ、１８はＡＢＳコントローラ、１９はエンジンコントローラ、２０は左前輪速センサ、２１は右前輪速センサ、２２は左後輪速センサ、２３は右後輪速センサ、２４はアクセル開度センサ、２５はエンジン回転数センサである。
【００１２】
すなわち、エンジン１及びトランスミッション２を経過した駆動力を後輪７，８側に伝達するＦＲ車（フロントエンジン・リアドライブ車）をベースとし、電子制御カップリング１０を介して前輪１５，１６にエンジン駆動力の一部を伝達する４輪駆動車であり、駆動力配分比（％）は、電子制御カップリング１０が解放状態では、前輪：後輪＝０：１００（％）の後輪駆動配分比であり、電子制御カップリング１０の締結度合いに応じて前輪駆動配分比が０％〜５０％まで無段階に制御される。
【００１３】
前記電子制御カップリング１０は、４ＷＤコントローラ１７からの駆動電流により締結力制御される。この４ＷＤコントローラ１７と、ＡＢＳコントローラ１８と、エンジンコントローラ１９とは、ＬＡＮ通信線により接続されていて、この３つのコントローラ１７，１８，１９間で情報交換される。
【００１４】
前記ＡＢＳコントローラ１８には、左前輪速センサ２０からの左前輪速信号と、右前輪速センサ２１からの右前輪速信号と、左後輪速センサ２２からの左後輪速信号と、右後輪速センサ２３からの右後輪速信号が入力される。
【００１５】
前記エンジンコントローラ１９には、アクセル開度センサ２４からのアクセル開度信号と、エンジン回転数センサ２５からのエンジン回転数信号とが入力される。
【００１６】
図２は電子制御カップリング１０を示す断面図であり、図３は電子制御カップリング１０のカム機構を示す作用説明図である。図２及び図３において、２６は電磁ソレノイド、２７はクラッチ入力軸、２８はクラッチ出力軸、２９はクラッチハウジング、３０はアーマチュア、３１はパイロットクラッチ、３２はパイロットカム、３３はメインカム、３４はボール、３５はメインクラッチ、３６はニードルベアリングである。
【００１７】
前記クラッチ入力軸２７は、前記リアプロペラシャフト３に連結され、前記クラッチ出力軸２８は、前記フロントプロペラシャフト１１に連結されている。そして、前記クラッチ入力軸２７と前記クラッチ出力軸２８との間には、メインクラッチ３５が介装されている。
【００１８】
前記パイロットクラッチ３１は、クラッチハウジング２９とパイロットカム３２との間に介装されたクラッチである。
【００１９】
前記パイロットカム３２と、メインカム３３と、両カム３２，３３に形成されたカム溝３２ａ，３３ａの間に挟持されたボール３４と、によりカム機構が構成される（図３）。
【００２０】
ここで、電子制御カップリング１０の締結作動について説明する。
まず、４ＷＤコントローラ１７からの指令により、電磁ソレノイド２６に電流が流されると、電磁ソレノイド２６の回りに磁界が発生し、アーマチュア３０をパイロットクラッチ３１側に引き寄せる。この引き寄せられたアーマチュア３０に押され、パイロットクラッチ３１で摩擦トルクが発生し、パイロットクラッチ３１で発生した摩擦トルクは、カム機構のパイロットカム３２に伝達される。パイロットカム３２に伝達されたトルクは、カム溝３２ａ，３３ａ及びボール３４を介して軸方向のトルクに増幅・変換され、メインカム３３をクラッチ入力軸２７方向に押し付ける。このように、メインカム３３がメインクラッチ３５を押し付けることで、メインクラッチ３５に電流値に比例した摩擦トルクが発生する。メインクラッチ３５で発生したトルクは、クラッチ出力軸２８を経過し、駆動トルクとしてフロントプロペラシャフト１１へと伝達される。
【００２１】
（電子制御カップリングの締結制御における振動防止制御処理）
図４は電子制御カップリング１０の締結制御であって、特に振動時の制御内容を表すフローチャートである。
【００２２】
ステップ１０１では、下記式から擬似車体速VFETSを算出する。
VFETS(n)＝VFETS(n-1)＋K0｛(VwRR＋VwRL)/2−VFETS(n-1)｝
ここで、VwRRは右後輪車輪速、VwRLは左後輪車輪速である。
【００２３】
ステップ１０２では、エンジン出力トルクに基づく締結トルクTENGを下記式から算出する。
TENG＝K1*（エンジン出力トルク）
【００２４】
ステップ１０３では、前後輪車輪速差に基づく締結トルクTDVを下記式から算出する。
TDV＝K2*{(VwFR＋VwFL)/2−(VwRR＋VwRL)/2}
【００２５】
ステップ１０４では、TENGとTDVのうち大きい方を締結トルクTQとして設定する。
【００２６】
ステップ１０５では、振動防止制御解除タイマT_SINDがセットされているかどうかを判断し、セットされているときはステップ１０９へ進み、それ以外はステップ１０６へ進む。
【００２７】
ステップ１０６では、擬似車体速VFETSが低車速を表す所定車速V0よりも小さいかどうかを判断し、小さいときはステップ１０７へ進み、それ以外はステップ１１３へ進む。
【００２８】
ステップ１０７では、左右後輪車輪加速度d(VwRR)/dt，d(VwRL)/dtがスリップ状態を表す所定値G0よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ１０８へ進み、それ以外はステップ１１３へ進む。
【００２９】
ステップ１０８では、タイマT_SINDを20にセットする。
【００３０】
ステップ１０９では、タイマT_SINDをデクリメントする。
【００３１】
ステップ１１０では、締結トルクTQが比較的小さな所定締結トルクT0未満かどうかを判断し、T0未満のときはステップ１１２へ進み、T0以上のときはステップ１１１へ進む。
【００３２】
ステップ１１１では、擬似車体速VFETSが発進時から、ある程度車速が上昇したと考えられる所定車速V1より大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ１１２へ進み、それ以外はステップ１１３へ進む。
【００３３】
ステップ１１２では、タイマT_SINDをクリアする。
【００３４】
ステップ１１３では、タイマT_SINDがセットされているかどうかを判断し、セットされているときはステップ１１５へ進み、それ以外はステップ１１４へ進む。
【００３５】
ステップ１１４では、最終締結トルクTETSをTQにセットする。
【００３６】
ステップ１１５では、最終締結トルクTETSを小さな所定トルクT1にセットする。
【００３７】
ステップ１１６では、最終締結トルクTETSに基づいて電流指令値Iを出力する。
【００３８】
ステップ１１７では、電流指令値I出力後、所定時間経過したかどうかを判断し、所定時間が経過するまで本ステップを繰り返し、所定時間が経過したときはステップ１０１へ戻る。
【００３９】
上記制御内容について図５のタイムチャートに基づいて詳述する。まず、時刻ｔ１において、運転者の操作によりアクセルが踏み込まれると、主駆動輪である後輪７，８が駆動を開始する。このとき、擬似車体速VFETSを算出すると共に、エンジン出力トルクに基づく締結トルクTENG及び前後輪車輪速差に基づく締結トルクTDVを算出する。そして、指令トルクとしてTENGとTDVの大きい方をTQとしてセットする。このとき、まだ十分な締結トルクが得られておらず、前輪がスリップしているため従駆動輪である前輪１５，１６は回転しない。また、最終締結トルクTETSとしてTQがセットされる。
【００４０】
時刻ｔ２において、最終締結トルクTETSの上昇により、従駆動輪である前輪１５，１６に駆動力の伝達が開始されると、前輪の車輪速VwFR，VwFLの回転数が一気に上昇を開始する。
【００４１】
時刻ｔ３において、発進時と判断する低車速時（Ｖ１未満）であって、振動の起振力を与える従駆動輪加速度（ｄ（ＶｗＦＲ）／ｄｔもしくはｄ（ＶｗＦＬ）／ｄｔ）が所定加速度Ｇ０を越えたときは、捩りが蓄積されることによる共振の虞があるため、振動防止制御解除タイマＴ＿ＳＩＮＤをセットする。尚、発進時と判断する低車速Ｖ１としては、具体的には４〜１０ｋｍ／ｈの間で適宜設定される。また、所定加速度Ｇ０は、具体的には５〜３０ｇの間で適宜設定される。
【００４２】
そして、最終締結トルクTETSとしてTQをセットせず、共振を発生しない程度の締結トルクT1にセットする。尚、この締結トルクT1は、具体的には0〜10kgmの間で適宜設定される。
【００４３】
ここで、駆動系の共振が発生する理由について説明する。第１実施例における４輪駆動車の場合、後輪７，８が主駆動輪であり、前輪１５，１６が従駆動輪である。主駆動輪がスピンすると電子制御カップリング１０の締結を開始し、カップリング締結力が上昇することで従駆動輪の駆動が急激に開始される。低μ路等での発進時にあっては、急加速によりまず主駆動輪がホイルスピンし、その後、従駆動輪が回転を始めるため、前後軸間で回転方向の位相差が発生し、駆動軸に捩りが蓄積される。この蓄積された捩りの、捩り戻しによる駆動系の共振が発生する。これにより、異音の発生や、フィーリング悪化を招く虞がある。
【００４４】
そこで、捩りが蓄積されない締結トルクT1にセットすることで、従駆動輪側の駆動軸に捩り量が蓄積されることがなく、捩り戻しによる共振を防止することができる。
【００４５】
（振動防止制御終了処理）
次に、上記振動防止制御が実行されている間は、振動防止制御解除タイマT_SINDがカウントダウンされる。本実施例では、T_SINDとして２０がセットされている。これは、時間にしておよそ200msecであり、あまりに振動防止制御が長時間継続されると、十分な駆動力を得られない期間が長くなってしまう虞があるため、200msec経過したときには、自動的に振動防止制御を解除するものである。
【００４６】
また、200msec経過する前であっても、TENGもしくはTDVに基づいてセットされる締結トルクTQが、駆動軸に捩り量が蓄積されない程度のトルクT0まで低下したときは、振動防止制御を終了する。尚、このトルクT0は具体的には0〜10kgmの間で適宜設定されるが、T1よりは大きな値に設定されるものとする。
【００４７】
同様に、車速が発進時のようにスリップしやすい状況ではなく、ある程度上昇した車速V1のときは、主駆動輪と従駆動輪の間の位相差がほとんど解消されるため、振動防止制御を終了する。
【００４８】
尚、振動防止制御を終了する際、TETSをT0からTQに切り換えるときに、徐々にTQに近づくようにランプ制御を適用することで安定した駆動力配分制御を達成できることは言うまでもない。
【００４９】
以上説明したように、本実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置にあっては、主駆動輪と従駆動輪との間に発生する位相差により、駆動軸に捩りが蓄積される虞がある状態を検知し、このときにのみカップリングの締結トルクを低減する制御を実行することで、不要な走破性の低下を招くことなく、安定した駆動力配分制御を達成することができる。
【００５０】
また、従駆動輪の加速度を検知し、従駆動輪の加速度が所定値以上のときを駆動系の振動が発生する状態として検知することで、主駆動輪と従駆動輪との間に大きな位相差が発生する前（すなわち駆動軸に捩りが蓄積される前）に駆動力を低減することが可能となり、確実に駆動系振動を防止することができる。
【００５１】
更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００５２】
（イ）各請求項に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記振動低減手段は、検出された車速が発進時と判断される所定車速を越えたときは、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【００５５】
すなわち、車速が発進時のようにスリップしやすい状況ではなく、ある程度上昇した車速のときは、主駆動輪と従駆動輪の間の位相差がほとんど解消されるため、このときは素早く振動低減手段による駆動力低減指令を解除することで、走破性の悪化を防止することができる。
【００５６】
（ロ）各請求項または上記（イ）に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記振動低減手段は、前記駆動力配分制御手段により算出される従駆動輪への配分トルクが所定値未満のときは、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【００５８】
すなわち、駆動力配分制御手段は、基本的にエンジン出力トルクや主駆動輪及び従駆動輪の車輪速差に応じて従駆動輪への配分トルクをセットする。このとき、この駆動力配分制御手段により算出される従駆動輪への配分トルクが、駆動軸に捩り量が蓄積されない程度の所定値まで低下したときは、振動防止制御を終了することで、素早く振動低減手段による駆動力低減指令を解除することが可能となり、走破性の悪化を防止することができる。
【００５９】
（ハ）各請求項または上記（イ），（ロ）に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
前記振動低減手段は、前記駆動力配分制御手段に対する駆動力低減指令が所定時間継続して出力されたときは、駆動力低減指令を解除することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
【００６１】
すなわち、あまりに振動防止制御が長時間継続されると、十分な駆動力を得られない期間が長くなってしまう虞があるため、所定時間経過したときには、自動的に振動防止制御を解除することで、走破性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置に用いられた電子制御カップリングを示す断面図である。
【図３】第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置に用いられた電子制御カップリングのカム機構を示す作用説明図である。
【図４】第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置の振動防止制御を表すフローチャートである。
【図５】第１実施例における４輪駆動車の駆動力配分制御装置の振動防止制御を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
２  トランスミッション
３  リア側プロペラシャフト
４  リア側ディファレンシャル
５，６  リア側ドライブシャフト
７，８  左右の後輪（主駆動輪）
９  トランスファ
１０  電子制御カップリング（摩擦クラッチ）
１１  フロント側プロペラシャフト
１２  フロント側ディファレンシャル
１３，１４  フロント側ドライブシャフト
１５，１６  左右の前輪（従駆動輪）
１７  ４ＷＤコントローラ
１８  ＡＢＳコントローラ
１９  エンジンコントローラ
２０  左前輪速センサ（左輪速検出手段）
２１  右前輪速センサ（右輪速検出手段）
２２  左後輪速センサ
２３  右後輪速センサ
２４  アクセル開度センサ
２５  エンジン回転数センサ
２６  電磁ソレノイド
２７  クラッチ入力軸
２８  クラッチ出力軸
２９  クラッチハウジング
３０  アーマチュア
３１  パイロットクラッチ
３２  パイロットカム
３２ａ  カム溝
３３  メインカム
３３ａ  カム溝
３４  ボール
３５  メインクラッチ
３６  ニードルベアリング
【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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