(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからのトルクをトランスミッションを経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッションから前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファーを制御するトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションの出力軸、又は該トランスミッションと前記一方の方の車輪との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルク（以下、駆動軸トルクとする。）を把握する駆動軸トルク把握手段と、
走行している場所の勾配を把握する勾配把握手段と、
前記前輪と前記後輪との回転差を把握する回転差把握手段と、
前記目標の伝達トルクの演算において基本となり、前記回転差把握手段で求められた前記回転差に応じて定まる基本伝達トルクを求める基本伝達トルク演算手段と、
前記駆動軸トルクと、該駆動軸トルクに応じて前記基本伝達トルクを補正するための第１補正量との関係を予め定めた第１相関関係を用いて、前記駆動軸トルク把握手段で把握された前記駆動軸トルクに対する前記第１補正量を求める第１補正量演算手段と、
前記勾配と、該勾配に応じて前記基本伝達トルクを補正するための第２補正量との関係を予め定めた第２相関関係を用いて、前記勾配把握手段で把握された前記勾配に対する前記第２補正量を求める第２補正量演算手段と、
前記第１補正量と前記第２補正量とを用いて、前記基本伝達トルクを補正し、補正された該基本伝達トルクを前記目標の伝達トルクとする目標伝達トルク演算手段と、
前記トランスファーの前記伝達トルクが、前記目標伝達トルク演算手段で求めた前記目標の伝達トルクになるよう、該トランスファーを操作するトランスファー操作手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記第１相関関係は、前記駆動軸トルクが予め定められた値より大きい場合、該駆動軸トルクの増大に伴って、前記第１補正量も大きくなる関係であることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記第２相関関係は、前記勾配が予め定められた値より大きい場合、該勾配が大きくなるのに伴って、前記第２補正量も大きくなる関係であることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記基本伝達トルク演算手段は、予め定められた伝達トルクから、前記回転差に定数を掛けたものを減算して、前記基本伝達トルクを求めることを特徴とするとする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッションの出力軸、又は該トランスミッションと前記一方の車輪との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルクを検出するトルクセンサであることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項６】
請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記トランスミッションの現状の入力トルクと出力トルクとの比であるトルク比を把握するトルク比把握手段と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段と、
前記エンジン出力トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクに、前記トルク比把握手段で把握された前記トルク比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項７】
請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションが、前記エンジンに接続されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに接続される有段式変速機構とを有している場合、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータのトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段と、
前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項８】
請求項１、２、３又は４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記トランスミッションが、前記エンジンに接続されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに接続される有段式変速機構とを有している場合、
前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段と、
前記エンジン出力軸トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクと、前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクとのうち、いずれか一方のトルクを前記トランスミッションの入力軸トルクとする入力軸トルク選択手段と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータのトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段と、
前記入力軸トルク選択手段による選択の結果得られた前記トランスミッション入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記車速検出手段で検出された前記速度を用いて車両の平地走行抵抗トルクを求め、前記加速度検出手段で検出された前記加速度を用いて車両の加速抵抗トルクを求め、前記駆動軸トルク把握手段で求められた前記駆動軸トルクから、該平地走行抵抗トルクと該加速抵抗トルクを減算して、勾配抵抗トルクを求め、該勾配抵抗トルクを用いて前記勾配を求める勾配演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
車両のピンチ角速度を検出するジャイロセンサと、
前記ジャイロセンサにより検出された前記ピンチ角速度を積分して前記勾配を求める積分器と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記勾配把握手段は、
現状の運転位置を把握する位置把握手段を有し、該位置把握手段で把握された運転位置と予め記憶されている道路情報とに基づいて、運転者に現在の運転位置を示すナビゲーション手段と、
前記ナビゲーション手段が示す現在の運転位置における前記道路情報に元づいて、前記勾配を求める勾配算出手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記回転差把握手段は、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段で検出された前記加速度と前記勾配把握手段で把握された前記勾配と車両重量とから、前記前輪にかかる前輪荷重及び前記後輪にかかる後輪荷重をそれぞれ求め、予め記憶してある車輪の弾性係数を用いて、該前輪に該前輪荷重がかかったときの該前輪の動半径、及び該後輪に該後輪荷重がかかったときの該後輪の動半径をそれぞれ求め、該前輪の動半径と該後輪の動半径との差を用いて前記回転差を求める回転差演算手段と、
を有していることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段と前記勾配把握手段と前記回転把握手段とのうち、いずれかが故障した場合、該故障内容を把握する故障判断手段と、
前記故障内容に応じて、前記目標の伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段と、
を備え、
前記トランスファー操作手段は、前記故障時目標伝達トルク演算手段が前記目標の伝達トルクを求めると、前記トランスファーの前記伝達トルクが該目標の伝達トルクになるよう、該トランスファーを操作することを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１４】
エンジンからのトルクをトランスミッションを経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッションから前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファーを制御するトルク配分制御装置において、
前記目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段と、
複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを算出する正常時目標伝達トルク算出手段と、
複数の前記検出手段が故障したが否かをそれぞれ判断する故障判断手段と、
前記故障判断手段により、複数の前記検出手段のうち、予め定められた検出手段を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、該予め定められた検出手段で検出される検出値と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段で検出された検出値に応じた前記目標の伝達トルクを求め、前記故障判断手段により、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値に応じた、前記目標伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段と、
前記正常時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値とし、前記故障時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値として、前記トランスファーの前記伝達トルクが該目標値になるよう該トランスファーを操作するトランスファー操作手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検知手段のうち、いずれか２つの特定検知手段は、前記目標の伝達トルクを求めるために際して、一方が故障し、該一方から検出値が得られなくなっても他方の検出値で代替可能なものであり、
前記故障判断手段は、２つの前記特定検出手段のうち、一方が故障しても、他方が故障していなければ、両方とも故障していないとみなすことを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載の四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検出手段は、前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段とを含み、
前記予め定められた検出手段は、前記吸入空気量検出手段と前記車速検出手段であり、
前記検出値−目標値関係は、前記車速検出手段で検出される前記車速と、前記吸入空気量検出手段で検出される前記空気の量又は前記空気相当物理量と、前記目標の伝達トルクとの関係を定めていることを特徴とする四輪駆動車のトルク配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、四輪駆動車において、前後輪のトルク分配を制御する四輪駆動車のトルク配分制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車で、前後輪のトルク配分を制御する方式としては、油圧多板クラッチの油圧を制御することにより、直結四輪駆動状態から前輪駆動（ＦＦ）状態、あるいは後輪駆動（ＦＲ）状態まで変化させることが可能なトルクスプリット方式がある。走破性的にはタイヤの接地加重に応じたトルク配分が得られる直結四輪駆動が理想的であるが、前後輪の回転差が発生する状況ではトルクロスが発生し、燃費悪化などの悪影響がある。したがって、このようなトルクスプリット方式では、高い走破性を必要とする場合は、動力特性の最も良い直結四輪駆動側にし、定常走行時など駆動力が比較的小さくて済む場合は、トルクロスによる燃費悪化を防止するよう、ＦＦ側またはＦＲ側にしている。
【０００３】
本方式の制御としては、自動車技術Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．３の「四輪駆動車の駆動力配分制御技術」にあるように、通常走行時はギヤポジション，車速，スロットルにより駆動力を予測し、予め準備しておいたマップを用いて伝達トルクを決めている。また、従来技術では、不慮の故障、例えば、車速センサが故障して、車速センサによる検出値等を用いて伝達トルクを求めることができなくなった場合には、多少燃費が悪化しても高い走破性が得られるよう、直結四輪駆動状態にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ギヤポジション、車速、スロットルによる駆動力予測だけで、道路勾配変化による駆動力変化が考慮されないため、登坂時などで適切な駆動力を車輪に伝えられないという問題点がある。
さらに、従来技術では、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障すると、直ちに直結四輪駆動状態になり、燃費が悪化してしまうという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、登坂時等においても、適切な駆動力を各車輪に伝えることができる四輪駆動車のトルク配分制御装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、トランスファーの伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、走破性と燃費とをある程度両立しうる四輪駆動車のトルク配分制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置は、
エンジン（１）からのトルクをトランスミッション（２）を経由した後、前輪（８）と後輪（９）とのうち、一方の車輪（８）へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪（９）へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー（４）及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
トランスミッション（２）から前記他方の車輪（９）へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、トランスファー（４）を制御するトルク配分制御装置において、
トランスミッション（２）の出力軸、又はトランスミッション（２）と前記一方の方の車輪（８）との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルク（以下、駆動軸トルクとする。）を把握する駆動軸トルク把握手段（１３，１４，１５，２３，４０）と、
走行している場所の勾配を把握する勾配把握手段（１１，２２，５０）と、
前記前輪と前記後輪との回転差を把握する回転差把握手段（１１，２２，２５）と、
前記目標の伝達トルクの演算において基本となり、前記回転差把握手段で求められた前記回転差に応じて定まる基本伝達トルクを求める基本伝達トルク演算手段（２６）と、
前記駆動軸トルクと、該駆動軸トルクに応じて前記基本伝達トルクを補正するための第１補正量との関係を予め定めた第１相関関係を用いて、前記駆動軸トルク把握手段で把握された前記駆動軸トルクに対する前記第１補正量を求める第１補正量演算手段（２７）と、
前記勾配と、該勾配に応じて前記基本伝達トルクを補正するための第２補正量との関係を予め定めた第２相関関係を用いて、前記勾配把握手段で把握された前記勾配に対する前記第２補正量を求める第２補正量演算手段（２８）と、
前記第１補正量と前記第２補正量とを用いて、前記基本伝達トルクを補正し、補正された該基本伝達トルクを前記目標の伝達トルクとする目標伝達トルク演算手段（２９）と、
前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが、前記目標伝達トルク演算手段で求めた前記目標の伝達トルクになるよう、該トランスファー（４）を操作するトランスファー操作手段（５）と、
を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、以上のトルク配分制御装置において、
前記第１相関関係は、前記駆動軸トルクが予め定められた値より大きい場合、該駆動軸トルクの増大に伴って、前記第１補正量も大きくなる関係であることが好ましい。また、前記第２相関関係は、前記勾配が予め定められた値より大きい場合、該勾配が大きくなるのに伴って、前記第２補正量も大きくなる関係であることが好ましい。また、前記基本伝達トルク演算手段（２６）は、予め定められた伝達トルクから、前記回転差に定数を掛けたものを減算して、前記基本伝達トルクを求めるものであってもよい。
【０００８】
さらに、以上のトルク配分制御装置において、前記駆動軸トルク把握手段は、前記トランスミッション（２）の出力軸、又は該トランスミッション（２）と前記一方の車輪（８）との連結する前記各種シャフトのいずれかにかかるトルクを検出するトルクセンサであってもよい。
【０００９】
また、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
前記エンジンに入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、
前記トランスミッション（２）の現状の入力トルクと出力トルクとの比であるトルク比（ｔ×ｒ）を把握するトルク比把握手段（４１，４２，２３，４７）と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段（４６）と、
前記エンジン出力トルク演算手段で求められた前記エンジン出力軸トルクに、前記トルク比把握手段で把握されたトランスミッション（２）の前記トルク比（ｔ×ｒ）を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段（４９ａ）と、
を有しているものであってもよい。
【００１０】
また、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッション（２）が、エンジン（１）に接続されるトルクコンバータ（２ａ）と、トルクコンバータ（２ａ）に接続される有段式変速機構（２ｂ）とを有している場合、
エンジン（１）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
トルクコンバータ（２ａ）の出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段（１５）と、
有段式変速機構（２ｂ）の現状の変速比（ｒ）を把握する変速比把握手段（２３）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）のトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段（４１，４２）と、
前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクに、前記トルク比演算手段で求められた前記トルク比、及び前記変速比把握手段（２３）で把握された前記変速比を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段と、
を有しているものであってもよい。
【００１１】
なお、トルクコンバータ（２ａ）のトルク比を求める際に用いる、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルク比との予め定めた相関関係には、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数との比であるスリップ比ｅとトルク比ｔとの関係等、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルク比との関係を間接的に表す関係も含まれる。また、トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクを求める際に用いる、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルクコンバータの入力軸トルクとの予め定めた相関関係には、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数との比であるスリップ比ｅとトルクコンバータの容量係数λとの関係（ｅ−λ特性関係）、この関係から定まる容量係数λにエンジン回転数の自乗Ｎｅ2を掛けるという関係等、エンジン回転数とトルクコンバータ出力軸トルク回転数とトルクコンバータの入力軸トルクとの相関関係を間接的に表す関係も含まれる。
【００１２】
さらに、前記駆動軸トルク把握手段は、
前記トランスミッション（２）が、エンジン（１）に接続されるトルクコンバータ（２ａ）と、このトルクコンバータ（２ａ）に接続される有段式変速機構（２ｂ）とを有している場合、
前記エンジン（１）の回転数を検出するエンジン回転数検出手段（１４）と、
前記エンジン（１）に入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、
前記トルクコンバータ（２ａ）の出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転数検出手段（１５）と、
前記有段式変速機構の現状の変速比を把握する変速比把握手段（２３）と、
前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数と前記エンジンの出力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記吸入空気量検出手段で検出された前記空気の量又は前記空気相当物理量と前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数とに対応した前記エンジン出力軸トルクを求めるエンジン出力軸トルク演算手段（４６）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸トルク回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）の入力軸トルクとの予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルクコンバータ入力軸トルクを求めるトルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）と、
前記エンジン出力軸トルク演算手段（４６）で求められた前記エンジン出力軸トルクと、前記トルクコンバータ入力軸トルク演算手段（４１，４３，４４，４５）で求められた前記トルクコンバータ入力軸トルクとのうち、いずれか一方のトルクを前記トランスミッション（２）の入力軸トルクとする入力軸トルク選択手段（４８）と、
前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数と前記トルクコンバータ（２ａ）のトルク比との予め定めた相関関係を用いて、前記エンジン回転数検出手段（１４）で検出された前記エンジン回転数と前記トルクコンバータ出力軸回転数検出手段で検出された前記トルクコンバータ出力軸回転数とに対応した前記トルク比を求めるトルク比演算手段（４１，４２）と、
前記入力軸トルク選択手段（４８）による選択の結果得られた前記トランスミッション入力軸トルクに、前記トルク比演算手段（４１，４２）で求められた前記トルク比（ｔ）、及び前記変速比把握手段（２３）で把握された前記変速比（ｒ）を掛けて、前記駆動軸トルクを求める駆動軸トルク演算手段（４９ａ）と、
を有しているものであってもよい。
【００１３】
また、以上のトルク配分制御装置において、前記勾配把握手段は、
車両の速度を検出する車速検出手段（１１）と、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段（１１，２２）と、
前記車速検出手段（１１）で検出された前記速度を用いて車両の平地走行抵抗トルクを求め、前記加速度検出手段（１１，２２）で検出された前記加速度を用いて車両の加速抵抗トルクを求め、前記駆動軸トルク把握手段で求められた前記駆動軸トルクから、該平地走行抵抗トルクと該加速抵抗トルクを減算して、勾配抵抗トルクを求め、該勾配抵抗トルクを用いて前記勾配を求める勾配演算手段（５０）と、
を有しているものであってもよい。
【００１４】
また、前記勾配把握手段は、
車両のピンチ角速度を検出するジャイロセンサと、
前記ジャイロセンサにより検出された前記ピンチ角速度を積分して前記勾配を求める積分器と、
を有しているものであってもよい。
【００１５】
さらに、前記勾配把握手段は、
現状の運転位置を把握する位置把握手段を有し、該位置把握手段で把握された運転位置と予め記憶されている道路情報とに基づいて、運転者に現在の運転位置を示すナビゲーション手段と、
前記ナビゲーション手段が示す現在の運転位置における前記道路情報に元づいて、前記勾配を求める勾配算出手段と、
を有しているものであってもよい。
【００１６】
また、以上のトルク配分制御装置において、前記回転差把握手段は、
車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段（１１，２２）と、
前記加速度検出手段（１１，２２）で検出された前記加速度と前記勾配把握手段（５０）で把握された前記勾配と車両重量とから、前記前輪にかかる前輪荷重及び前記後輪にかかる後輪荷重をそれぞれ求め、予め記憶してある車輪の弾性係数を用いて、該前輪に該前輪荷重がかかったときの該前輪の動半径、及び該後輪に該後輪荷重がかかったときの該後輪の動半径をそれぞれ求め、該前輪の動半径と該後輪の動半径との差を用いて前記回転差を求める回転差演算手段（２５）と、
を有しているものであってもよい。
【００１７】
また、以上のトルク配分制御装置において、
前記駆動軸トルク把握手段（１３，１４，１５，２３，４０）と前記勾配把握手段（１１，２２，５０）と前記回転把握手段（１１，２２，２５）とのうち、いずれかが故障した場合、該故障内容を把握する故障判断手段（２１）と、
前記故障内容に応じて、前記目標の伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段（３０）と、
を備え、
前記トランスファー操作手段（５）は、前記故障時目標伝達トルク演算手段（３０）が前記目標の伝達トルクを求めると、前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが該目標の伝達トルクになるよう、該トランスファー（４）を操作することを特徴とするものであってもよい。
【００１８】
また、前記第２の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置は、エンジン（１）からのトルクをトランスミッション（２）を経由した後、前輪と後輪とのうち、一方の車輪へは各種シャフトをさらに経由して伝達し、他方の車輪へは伝達トルクを任意に変えることができるトランスファー（４）及び各種シャフトをさらに経由して伝達する四輪駆動車で、
前記トランスミッション（２）から前記他方の車輪へ伝達する伝達トルクが目標の伝達トルクになるよう、前記トランスファー（４）を制御するトルク配分制御装置において、
前記目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段（１１，１２，１３，１４，１５）と、
複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを算出する正常時目標伝達トルク算出手段（２２，２３，２５〜２９，４０，５０，３２）と、
複数の前記検出手段が故障したが否かをそれぞれ判断する故障判断手段（２１）と、
前記故障判断手段により、複数の前記検出手段のうち、予め定められた検出手段（１１，１３）を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、該予め定められた検出手段（１１，１３）で検出される検出値（Ｖ，Ｔｖｏ）と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段（１１，１３）で検出された検出値（Ｖ，Ｔｖｏ）に応じた前記目標の伝達トルクを求め、前記故障判断手段により、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段（１１，１３）を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値（Ｖ，Ｔｖｏ）に応じた、前記目標伝達トルクを求める故障時目標伝達トルク演算手段（３０，３２）と、
前記正常時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値とし、前記故障時目標伝達トルク演算手段で前記目標の伝達トルクが求められた場合には該目標の伝達トルクを目標値として、前記トランスファー（４）の前記伝達トルクが該目標値になるよう該トランスファー（４）を操作するトランスファー操作手段（５）と、
を備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
前記第２の目的を達成するための四輪駆動車のトルク配分制御装置において、
複数の前記検出手段（１１，１２，１３，１４，１５）は、前記エンジン（１）に入り込む空気の量、又は該空気の量と相関関係のある空気相当物理量を検出する吸入空気量検出手段（１３）と、車両の速度を検出する車速検出手段（１１）とを含み、
前記予め定められた検出手段は、前記吸入空気量検出手段（１３）と前記車速検出手段（１１）であり、
前記検出値−目標値関係は、前記車速検出手段（１１）で検出される前記車速と、前記吸入空気量検出手段（１３）で検出される前記空気の量又は前記空気相当物理量と、前記目標の伝達トルクとの関係を定めているものであってもよい。
【００２０】
なお、以上において、（  ）内の数字は、以下で説明する実施例の対応部位の番号である。
【００２１】
【作用】
前記第１の目的を達成するための制御装置では、前後輪の回転差、駆動軸トルク、道路勾配に応じて、前輪と後輪とのトルク配分比が定まる。具体的には、駆動力が必要で駆動軸トルクが大きい場合、道路勾配が大きい場合、又は前後輪の回転差が小さい場合は、トランスファーの伝達トルクが大きくなり、直結四輪駆動状態に近くなって、例えば、登坂時において、各車輪に適切な駆動力を伝えることができる。また、駆動力が不要で駆動軸トルクが小さい場合、道路勾配が小さい場合は、又は前後輪の回転差が大きい場合は、トランスファーの伝達トルクが小さくなり、ＦＦ側またはＦＲ側に近くなって、トルクロスを小さく抑えることができる。
【００２２】
とろこで、シャフトにかかるトルクを直接検出するトルクセンサは、非常に高価なものである。そこで、エンジン回転数検出手段等の検出値に基づいて、駆動軸トルクを演算で求めるものでは、装置の製造コストを大幅に低減することができる。
【００２３】
また、前記第２の目的を達成するための制御装置では、目標の伝達トルクを求めるために必要な複数の値をそれぞれ検出する複数の検出手段のうち、予め定められた検出手段を除く、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、故障時目標伝達トルク演算手段において、該予め定められた検出手段で検出される検出値と前記目標の伝達トルクとの予め定めた関係（以下、検出値−目標値関係とする。）を用いて、該予め定められた検出手段で検出された検出値に応じた前記目標の伝達トルクが求められる。また、各検出手段のうち、該予め定められた検出手段を含めて、いずれかの検出手段が故障したと判断された場合、前記検出値−目標値関係を用いて、該予め定められた検出手段で検出される検出値に関して、フェールセーフ条件として状況に応じて定まる値に応じた、前記目標伝達トルクが求められる。複数の検知手段のすべてが故障していなければ、正常時目標伝達トルク演算部において、複数の検出手段で検出された複数の検出値を用いて、前記目標の伝達トルクを求める。
【００２４】
このように、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態になることはなく、故障していないセンサから得られた情報で、走破性と燃費とをある程度両立しうる目標伝達トルクを求めている。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る四輪駆動車の一実施例について、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１に示すように、本実施例の四輪駆動車は、エンジン１と、エンジン１の出力軸に接続されているオートマティックトランスミッション（以下、ＡＴとする。）２と、一対の前輪８，８と、一対の前輪８，８相互を連結する前輪側駆動軸８ａと、一対の後輪９，９と、一対の後輪９，９相互を連結する後輪側駆動軸９ａと、ＡＴ２の出力軸に直結されている前輪側プロペラシャフト６ａと、前輪側プロペラシャフト６ａと前輪側駆動軸８ａとを連結する前輪側デファレンシャルギヤ６と、前輪側プロペラシャフト６ａからの伝達トルクを任意に変えることができ油圧多板クラッチで構成されているトランスファー４と、トランスファー４の出力軸に接続されている後輪側プロペラシャフト７ａと、後輪側プロペラシャフト７ａと後輪側駆動軸９ａとを連結する後輪側デファレンシャルギヤ７と、トランスファー４を操作する油圧制御バルブ５と、各種センサ１１，…，１５と、各種制御を実行するコントローラ２０とを備えている。
【００２７】
エンジン１に空気を送り込む吸気管には、スロットルバルブ１ａが設けられている。このスロットルバルブ１ａには、スロットルバルブ１ａの弁開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１２が設けられている。エンジン１のクランクシャフトには、エンジン出力軸の回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１４が設けられている。ＡＴ４は、エンジン１の出力軸に直結されているトルクコンバータ２ａと、トルクコンバータ２ａの出力軸に直結されている有段式変速用ギヤ列２ｂとを有している。トルクコンバータ２ａは、エンジン１の出力軸に直結されているポンプと、有段式変速ギヤ列２ｂの入力軸に直結されているタービンと、ポンプとタービンとの間にオイルを介して設けられているステータとを有している。このトルクコンバータ２ａのタービンに、タービンの回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５が設けられている。運転者が操作するアクセルペダル３には、その操作量Ａを検出するアクセルペダルセンサ１２が設けられている。また、前輪駆動軸８ａには、車速Ｖを検出する車速センサ１１が設けられている。なお、この車速センサ１１は、実際には、前輪駆動軸８ａの回転数を検出している。
【００２８】
コントローラ２０は、マイクロコンピュータを有して構成されており、ＡＴ４の制御と、トランスファー４を操作する油圧制御バルブ５の制御とを行っている。コントローラ２０は、各センサ１１，…，１５が故障したか否かを判断する故障判断部２１と、車速センサ１１で検出された車速Ｖを時間微分して車両の前後方向の加速度αを求める加速度演算部２２と、予め記憶されているギヤポジションマップを用いて、車速センサ１１で検出された車速Ｖとアクセルペダルセンサ１２で検出されたアクセルペダル操作量Ａとに応じたギヤポジションＧｐを求めるギヤポジション設定部２３と、前輪側駆動軸８ａのトルクＴｄを求める出力軸トルク演算部４０と、走行している場所の勾配θを求める勾配演算部５０と、前輪８と後輪９との回転差Δωを求める回転差演算部２５と、回転差演算部２５で求められた回転差Δωに応じて基本伝達トルクＴｃｏを求める基本伝達トルク演算部２６と、出力軸トルク演算部４０で求められた駆動軸トルクＴｄに応じた基本伝達トルクＴｃｏの第１補正量ΔＴｃを求める第１補正量演算部２８と、勾配演算部５０で求められた勾配θに応じた基本伝達トルクＴｃｏの第２補正量ΔＴｃωを求める第２補正量演算部２７と、第１補正量ΔＴｃ及び第２補正量ΔＴｃωを用いて基本伝達トルクＴｃｏを補正して目標伝達トルクＴｃを求める正常時伝達トルク演算部２９と、故障判断部２１でいずれかのセンサが故障していると判断されると、その故障時における目標伝達トルクＴｃを求める故障時伝達トルク演算部３０と、いずれかの伝達トルク演算部２９，３０で求められた目標伝達トルクＴｃを油圧制御バルブ５の操作量Ｐｃに換算する操作量換算部３２とを有している。
【００２９】
なお、以上は、コントローラ２０のソフトウェアー的構成であり、ハードウェアー的には、各種演算を実行するＣＰＵと、各種マップや各種データやＣＰＵが演算するためのプログラム等が記憶されているＲＯＭと、一時的に各種データ等を記憶しておくＲＡＭと、各センサからのアナログ信号をＣＰＵの演算に適したディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等を有して構成されている。
【００３０】
以上において、車両の加速度を得るために、車速センサ１１で検出された車速Ｖを時間微分して加速度αを求める加速度演算部２２を設けたが、この換わりに、加速度センサを設けてもよい。また、加速度演算部２２と加速度センサとの両方を設けて、車速センサ１１と加速度センサとのうち、一方のセンサが故障した場合、他方のセンサをバックアップセンサとして用いるようにしてもよい。また、車速センサ１１が故障した場合には、タービン回転数ＮｔとＡＴ４の変速比ｒとを用いて車速を求めるようにしてもよい。また、タービンセンサ１５が故障した場合には、車速ＶとＡＴ４の変速比ｒとを用いてタービン回転数Ｎｔを求めるようにしてもよい。
【００３１】
ここで、駆動軸トルク演算部４０による前輪側駆動軸トルクＴｄの求め方について、図２を用いて説明する。
まず、除算器４１で、タービンセンサ１５で検出されたタービン回転数Ｎｔをクランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅで割り、トルクコンバ−タのスリップ比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を求める。トルク比算出部４２では、図４に示すように、搭載されているトルクコンバータ２ａのスリップ比ｅとトルク比ｔとの関係を示しているマップを用いて、先に求められたスリップ比ｅに対応するトルク比ｔを求める。また、容量係数演算部４３では、図４に示すように、搭載されているトルクコンバータ２ａのスリップ比ｅと容量係数λとの関係を示しているマップを用いて、先に求められたスリップ比ｅに対応する容量係数λ（＝Ｔｐ／Ｎｅ2）を求める。乗算器４４では、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅを自乗する。乗算器４５では、容量係数演算部４３で求められた容量係数λに、乗算器４４で求められたＮｅ2を掛けて、ポンプトルクＴｐ（＝λ・Ｎｅ2）を求める。
【００３２】
以上のポンプトルクＴｐの演算と並行して、エンジントルク演算部４６では、図５に示すように、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いて、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅとスロットルセンサ１３で検出されたスロットル開度Ｔｖｏとに対応したエンジン出力軸トルクＴｅを求める。なお、ここでは、エンジン出力軸トルクＴｅを求めるために、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いたが、このマップにおけるスロットル開度の換わりに、この値と相関関係のある、吸気管からエンジン１に供給される吸気量、又はエンジン１への燃料噴射量を用いていもよい。この場合、スロットルセンサ１３の換わりに、吸気管からエンジン１に供給される空気量を検知する吸気量センサ等を設けることになることは言うまでもない。
【００３３】
ところで、エンジン１の出力軸とトルクコンバータ２ａのポンプとは、直結されているので、両者にかかるトルクは、現実には同じである。従って、乗算器４５で求められたポンプトルクＴｐと、エンジントルク演算部４６で求められたエンジン出力軸トルクＴｅとは、同じ値になるはずである。しかしながら、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度Ｔｖｏとエンジン出力軸トルクＴｅとの関係を示しているマップを用いて、エンジン出力軸トルクＴｅを求めると、このエンジントルクＴｅには、例えば、補機としてエアコンがあり、これを駆動させている場合、このエアコン駆動によるトルク減少が反映されない等の不都合がある。そこで、二つの異なる手法で、エンジン出力軸トルク(又はポンプトルク)を求め、状況に応じて、いずれか一方をＡＴ２の入力トルクＴｉｎとしている。乗算器４５で求められたポンプトルクＴｐと、エンジントルク演算部４６で求められたエンジン出力軸トルクＴｅとうち、いずれをＡＴ２の入力トルクＴｉｎにするかの選択は、入力トルク選択部４８が、タービンセンサ１５で検出されたタービン回転数Ｎｔ、クランク角センサ１４で検出されたエンジン回転数Ｎｅ、除算器４１で求められたスリップ比ｅに基づいて、運転状況を判断して行う。
【００３４】
変速比算出部４７では、ギヤポジション設定部２３で設定されたギヤポジションＧｐをマップを用いて変速比ｒに変換する。
入力トルク選択部４８から出力された入力トルクＴｉｎには、乗算機４９ａで、トルク比算出部４２で求められたトルク比ｔ、変速比算出部４７で求められた変速比ｒが掛けられて、前輪側プロペラシャフト６ａのトルクが求められる。このトルクに、乗算器４９ｃで、前輪側デファレンシャルギヤ６のギヤ比ｒｆが掛けられて、前輪側駆動軸８ａのトルクＴｄが求められる。
【００３５】
このように複数のセンサからの出力値から駆動軸トルクＴｄを推定する方法では、例えば、吸気量Ｑａとスロットル開度Ｔｖｏ、タービン回転数Ｎｔと車速Ｖ等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方が故障しても、駆動軸トルクＴｄを求めることができる。
また、駆動軸トルクＴｄを求める他の方法としては、前輪側駆動軸８ａにトルクセンサを配して、このトルクセンサから直接得る方法がある。
【００３６】
次に、勾配演算部５０による勾配の求め方について、図３を用いて説明する。前輪側駆動軸トルクＴｄは、（数１）に示すように、平地走行抵抗トルクＴｒと、加速抵抗トルクＴαと、勾配トルクＴθとの加算値である。
【００３７】
Ｔｄ＝Ｔｒ＋Ｔα＋Ｔθ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１）
また、平地走行抵抗トルクＴｒ、加速抵抗トルクＴα、勾配トルクＴθは、それぞれ、（数２）、（数３）、（数４）で表される。
Ｔｒ＝（μｒ・Ｗ＋ｋａ・Ｖ2）・Ｒ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数２）
Ｔα＝（Ｗ＋Ｗｋ）・α・Ｒ／ｇ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数３）
Ｔθ＝Ｗ・ｓｉｎθ・Ｒ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数４）
ここで、μｒ：転がり摩擦抵抗係数、Ｗ：実車重、ｋａ：空気抵抗係数、Ｒ：タイヤの動半径、Ｗｋ：回転慣性重量、ｇ：重力加速度、である。
【００３８】
従って、まず、（数２）及び（数３）により、平地走行抵抗トルクＴｒ、加速抵抗トルクＴαを求め、（数５）に示すように、駆動軸トルク演算部４０で求められた前輪側駆動軸トルクＴｄから、これらのトルクＴｒ，Ｔαを減算して勾配トルクＴθを求めて、この勾配トルクＴθを（数４）に代入することにより、勾配ｓｉｎθを求めることができる。
【００３９】
Ｔθ＝Ｔｄ−Ｔｒ−Ｔα  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数５）
そこで、本実施例では、実車重推定部５１で、現実の車重、つまり実車重Ｗを推定する。この実車重推定部５１での現実の実車重Ｗの推定は、後述する。続いて、平地走行抵抗トルク演算部５２で、この実車重Ｗと車速センサ１１で検出された車速Ｖとを用いて、（数２）に従って、平地走行抵抗トルクＴｒを求める。さらに、加速抵抗トルク演算部５３で、実車重Ｗと加速度演算部２２で求められた加速度αとを用いて、（数３）に従って、加速抵抗トルクＴαを求める。そして、駆動軸トルク演算部４０で求められた駆動軸トルクＴｄから、減算器５５で平地走行抵抗トルクＴｒを減算し、減算器５６で加速抵抗トルクＴαを減算して、勾配トルクＴθを求める。最終的には、勾配算出部５６で、（数４）に従って、勾配ｓｉｎθを求める。
【００４０】
勾配を推定する他の方法としては、ピンチ角速度を測定可能なセンサ（例えば振動ジャイロセンサ）でピッチ方向の角速度を検出し、その値を積分する方法や、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）などの信号から緯度情報を求め、その時間差分から求める方法、ナビゲーションに用いる地図情報に道路勾配がある場合はそれを直接用いる方法等がある。
【００４１】
次に、実車重推定部５１による実車重Ｗの推定方法について説明する。
上記勾配推定の基本式である（数５）に、（数２）（数３）（数４）を代入すると、（数６）となる。
【００４２】
0003745798.tif 000002
仮に、時刻ｔ１のときの駆動軸トルクをＴｄ1、勾配をθ1、車速をＶ1、加速度をα1とし、別の時刻ｔ２における駆動軸トルクをＴｄ2、勾配をθ2、車速をＶ2、加速度をα2としたとき、下記条件１が成立ならば、時刻ｔ１の状態を示す（数６）から時刻ｔ２の状態を示す（数６）を差し引いた（数７）から実車重Ｗを推定できる。
【００４３】
0003745798.tif 000003
以上の計算は所定のタイミングで繰返し実行するようにすれば、条件１は勾配のある道路では容易に成立すると考えられるので、実際の車重Ｗを高い頻度で推定可能である。ただし、条件１が成立しない場合は最も一般的な車重を用いるようにする。また、以上の計算では、勾配を用いて実車重Ｗを求めており、先に説明した勾配演算部５０では、実車重Ｗを用いて勾配を求めているため、これらの計算開始当初では、いずれか一方を先に決める必要がある。そこで、ここでは、計算開始時には、予め定まっている車体のみの重量に、大人二人分の重量を加えたものを仮の実車重として用いるようにしている。そして、その後の実車重の推定を繰り返して行って、実車重の推定値の精度を高めるようにしている。また、当然ではあるが、他の方法、例えば、ジャイロセンサで道路勾配を求める場合には、（数４）により簡単に実車重Ｗが求められる。
【００４４】
次に、回転差演算部２５による回転差Δωの求め方に付いて説明する。
まず、図４にて、回転差Δωの主な原因である前後輪８，９にかかる車重分配を求める方法を説明する。図４は静的状態の車両に働いている力を表した図である。図中において、Ｐ：車両の重心、Ｆ：駆動力、Ｗ：車重、ａ：水平方向における前輪と車両重心との距離、ｓ：前輪と後輪との間隔、ｈ：接地面と車両重心との距離、を表している。まず、静的接地荷重分配を考えると、前輪８に加わる静的荷重Ｗｆと後輪９に加わる静的荷重Ｗｒは、それぞれ、（数８）（数９）で表せる。
【００４５】
Ｗｆ＝（１−ａ／ｓ）・Ｗ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数８）
Ｗｒ＝（ａ／ｓ）・Ｗ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数９）
次に、加減速時の動的接地荷重分配を考えると、加減速時には加速度に応じた荷重の移動が生じる。したがって、加速時の前後輪８，９の荷重Ｗｆ’，Ｗｒ’は、加速時の移動荷重を正とすると（数１０）（数１１）で表せる。
Ｗｆ’＝Ｗｆ−ΔＷ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１０）
Ｗｒ’＝Ｗｒ＋ΔＷ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１１）
ここで、（数１０）及び（数１１）におけるΔＷは、（数１２）で表せる。
【００４６】
ΔＷ＝Ｆ・（ｈ／ｓ）＝Ｗ・（α／ｇ）・（ｈ／ｓ）  ・・・・（数１２）
次に、道路勾配に伴う接地荷重分配を考える。勾配をθ゜（登り勾配を正とする）とした時の荷重移動分ΔＷθは、（数１３）で表される。
ΔＷθ＝Ｗ・ｓｉｎθ・（ｈ／ｓ）  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１３）
したがって、登坂時の静的荷重配分は、（数１４）（数１５）で表せる。
【００４７】
Ｗｆθ＝Ｗｆ−ΔＷθ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１４）
Ｗｒθ＝Ｗｒ＋ΔＷθ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１５）
以上より、動的荷重移動と勾配荷重移動を考慮した前後輪８，９の荷重配分は、（数１６）（数１７）となる。
ΣＷｆ＝Ｗｆ−ΔＷ−ΔＷθ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１６）
ΣＷｒ＝Ｗｒ＋ΔＷ＋ΔＷθ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１７）
ここで、ΔＷは、加速度演算部２２で求めた加速度αを（数１２）に代入することで求めることができ、ΔＷθは、勾配演算部５０で求めたｓｉｎθを（数１３）に代入することで求めることができるので、動的荷重移動と勾配荷重移動を考慮した荷重配分を（数１６）（数１７）で求めることができる。
【００４８】
次に、以上で求めた車重分配から、前後輪の回転差Δωを求める方法について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、静止時におけるタイヤに加わる荷重とタイヤの半径方向のたわみ量との関係を表している。荷重がほとんどない領域ではやや歪んだ特性を示しているが、普通に車重がかかった状態では車重にほぼ比例してたわみが発生している。たわみ量は、そのままタイヤ半径の縮みとなる。したがって、タイヤ半径と荷重との関係は、荷重なし時の半径をＲｔ0とすれば（数１８）で表せる。なお、（数１８）において、ｋｔ1は比例常数である。
【００４９】
Ｒｔ＝Ｒｔ0−ｋｔ1・Ｗ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数１８）
ここで、タイヤが回転している場合は遠心力により見かけの荷重が小さくなることを考慮すると、タイヤ半径のひずみは、（数１８）から（数１９）に書き替えることができる。
【００５０】
Ｒｔ＝Ｒｔ0−ｋｔ1・（Ｗ−ｋｔ2・Ｖ2）  ・・・・・・・・・・・・・（数１９）
図８は、車速とタイヤの動半径の関係を示したものである。ここでのタイヤの動半径は、タイヤの種類や特性によって変わり、タイヤ半径Ｒｔの上限と考えることができる。そこで、（数１９）と図８により、前後輪のタイヤ半径Ｒｔｆ，Ｒｔｒを求め、（数２０）に示すように、車速Ｖを前後輪のタイヤ半径差（Ｒｔｆ−Ｒｔｒ）で割れば回転差Δωが求められる。
【００５１】
Δω＝Ｖ／（Ｒｔｆ−Ｒｔｒ）  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（数２０）
回転差を求める他の方法としては、前輪８と後輪９とにそれぞれ車速センサ（磁気ピックアップを用いた回転パルス計等）を取り付け、両車速センサからの出力値の差から求めるようにしてもよい。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャートに従って、本実施例のコントローラ２０の動作について説明する。
まず、ステップ１で、各センサからの信号が入力する。ステップ２では、故障判断部２１が、各センサからの信号のうち、いずれかが信号異常を起こしているか否かを判断する。一つでも異常があれば、ステップ１４に進み、まったく異常がなければ、ステップ３に進む。但し、複数のセンサのうち、前述したように、例えば、吸気量Ｑａを検出する吸気量センサとスロットル開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１３、タービン回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５と車速Ｖを検出する車速センサ１１等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方が故障した場合して、他のセンサが故障していない場合には、以下の処理に関しては、まったくセンサ故障がないものとして実行される。
ステップ３、ステップ４、ステップ５では、それぞれ、駆動軸トルク演算部４０による駆動軸トルクＴｄの演算、勾配演算部５０による勾配θの演算、回転差演算部２５による回転差Δωの演算が実行される。
【００５３】
ステップ６では、基本伝達トルク演算部２６で、基本伝達トルクＴｃｏが求められる。この基本伝達トルクＴｃｏの演算では、予め定められた伝達トルクＴｃｂから、ステップ５で求めた回転差の絶対値│Δω│に定数ｋｃを掛けたもの（ｋｃ・│Δω│）引いて、基本伝達トルクＴｃｏを求めている。従って、ここで求められた基本伝達トルクＴｃｏは、回転差Δωの増大に伴って、小さくなる。
【００５４】
ステップ７では、第１補正量演算部２８において、駆動軸トルクＴｄと第１補正量ΔＴｃとの第１相関関係を示したマップを用いて、ステップ３で求めた駆動軸トルクＴｄに対する第１補正量ΔＴｃが求められる。この第１相関関係は、駆動軸トルクＴｄが予め定められた値より大きい場合、駆動軸トルクＴｄの増大に伴って、第１補正量ΔＴｃもリニアに大きくなる関係である。
ステップ８では、第２補正量演算部２７において、勾配θと第２補正量ΔＴｃθとの第２相関関係を示したマップを用いて、ステップ４で求めた勾配θに対する第２補正量ΔＴｃθが求められる。この第２相関関係は、勾配θが予め定められた値より大きい場合、この勾配θが大きくなるのに伴って、第２補正量ΔＴｃθもリニアに大きくなる関係である。
【００５５】
ステップ９では、正常時伝達トルク演算部２９において、ステップ６で求めた基本伝達トルクＴｃｏに、ステップ７で求めた第１補正量ΔＴｃ、及びステップ８で求めた第２補正量ΔＴｃθを加えて、目標伝達トルクＴｃ（＝Ｔｃｏ＋ΔＴｃ＋ΔＴｃθ）を求める。
ステップ１０では、ステップ９で求めた目標伝達トルクＴｃが予め定めた目標伝達トルクの上限値Ｔｃｘより大きいか否かを判断し、上限値Ｔｃｘより大きい場合には、ステップ１１において、この上限値Ｔｃｘを目標伝達トルクＴｃとする。また、ステップ１２では、ステップ９で求めた目標伝達トルクＴｃが予め定めた目標伝達トルクの下限値Ｔｃｎより小さいか否かを判断し、下限値Ｔｃｎより小さい場合には、ステップ１３において、この下限値Ｔｃｎを目標伝達トルクＴｃとする。なお、以上のステップ１０〜１３の処理も、ステップ９と同様に、正常時伝達トルク演算部２９で実行される。
【００５６】
ステップ２において、各センサからの信号のうち、いずれか一つでも信号異常を起こしていると判断され、ステップ１４に進むと、ここで、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が異常か否かを判断し、これらのセンサ１１，１３が異常である場合には、ステップ１５に進み、これらのセンサ１１，１３が正常である場合には、直ちにステップ１６に進む。なお、ステップ１４の判断も、ステップ２の判断と同様に、故障判断部２１が実行する。また、ステップ１４の判断でも、ステップ２での判断と同様に、吸気量Ｑａを検出する吸気量センサとスロットル開度Ｔｖｏを検出するスロットルセンサ１３、タービン回転数Ｎｔを検出するタービンセンサ１５と車速Ｖを検出する車速センサ１１等、互いに代替可能な関係にある二つのセンサのうち、一方のみが故障した場合、その一方のセンサは故障していないもとのして扱われる。
【００５７】
ステップ１５では、異常時伝達トルク演算部３０において、ＡＴ２のフェールセーフ条件で定まるスロットル開度Ｔｖｏ及び車速Ｖを定める。
ステップ１６では、異常時伝達トルク演算部３０において、スロットル開度Ｔｖｏと車速Ｖと目標伝達トルクＴｃとの関係を定めたマップを用いて、異常時における目標伝達トルクＴｃを定める。このとき、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が正常であれば、これらのセンサ１１，１３で検出された車速Ｖ及びスロットル開度Ｔｖｏに応じた目標伝達トルクＴｃを求め、車速センサ１１及びスロットルセンサ１３が異常であれば、ステップ１５で定められた車速Ｖ及びスロットル開度Ｔｖｏに応じた目標伝達トルクＴｃを求める。
【００５８】
ステップ１７では、操作量換算部３２において、ステップ９〜１３で求められた正常時の目標伝達トルクＴｃ、又はステップ１６で求められた異常時の伝達トルクＴｃを油圧制御バルブ５の操作量Ｐｃに換算し、この操作量Ｐｃを油圧制御バルブ５に出力して、終了する。
油圧制御バルブ５が操作量分でけ駆動して、油圧多板クラッチで構成されるトランスファー４が動作すると、トランスミッション２からのトルクを目標伝達トルクだけ後輪９，９に伝達する。
【００５９】
以上、本実施例では、前後輪のトルク配分の決定に際して、道路勾配等が考慮されるので、例えば、登坂中においても十分な駆動力を得ることができる。また、本実施例では、非常に高価なトルクセンサを用いずに、複数の各種センサからのデータに基づいて駆動軸トルクを推定しているので、製造コストを抑えることができる。さらに、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態にならず、故障していないセンサから得られるデータ、又は、故障したセンサに対して代替可能なセンサから得られるデータを用いて、駆動力と燃費との双方を両立しうる伝達トルクを求めているので、複数のセンサのうちいずれかが故障した場合でも、極端に燃費が悪化することを防ぐことができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、前後輪のトルク配分の決定に際して、道路勾配等が考慮されるので、例えば、登坂中においても十分な駆動力を得ることができる。
【００６１】
また、他の発明によれば、伝達トルクの決定に必要な値を検出する複数のセンサのうち、いずれかが故障しても、直ちに直結四輪駆動状態にならず、故障していないセンサから得られるデータを用いて、駆動力と燃費との双方を両立しうる伝達トルクを求めているので、複数のセンサのうちいずれかが故障した場合でも、極端に燃費が悪化することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例のトルク配分制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施例の駆動軸トルク演算部の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る一実施例の勾配演算部の機能ブロック図である。
【図４】トルクコンバータの特性を示すグラフである。
【図５】エンジンの出力トルク特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係る一実施例において、前輪と後輪との荷重配分を説明するための説明図である。
【図７】タイヤのたわみ量と荷重との関係を示すグラフである。
【図８】車速とタイヤ動半径との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に係る一実施例のコントローラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、２…オートマティックトランスミッション、２ａ…トルクコンバータ、２ｂ…有段式変速用ギヤ列、３…アクセルペダル、４…トランスファー、５…油圧制御バルブ、６…前輪側デファレンシャルギヤ、６ａ…前輪側プロペラシャフト、７…後輪側デファレンシャルギヤ、７ａ…後輪側プロペラシャフト、８…前輪、８ａ…前輪駆動軸、９…後輪、９ａ…後輪駆動軸、１１…車速センサ、１２…アクセルペダルセンサ、１３…スロットルセンサ、１４…エンジン回転数センサ、１５…タービンセンサ、２０…コントローラ、２１…故障判断部、２２…加速度演算部、２３…ギヤポジション設定部、２５…回転差演算部、２６…基本伝達トルク演算部、２７…第２補正量演算部、２８…第１補正量演算部、２９…正常時伝達トルク演算部、３０…故障時伝達トルク演算部、３２…操作量換算部、４０…駆動軸トルク演算部、４８…入力トルク選択部、５０…勾配演算部、５１…重量推定部、５２…平地走行抵抗トルク演算部、５３…加速抵抗トルク演算部５３、５６…勾配算出部。
【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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【図８】
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【図９】
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