JP2019211044A - ４輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回走行中に左右一対の電子制御カップリングの出力特性を把握することができる４輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】本実施例の車両１０の制御装置７０によれば、入力側回転部材すなわちリングギヤ５２ａと出力側回転部材すなわち後輪１６Ｌ、１６Ｒとの差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに基づいて左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒが推定されるので、推定された摩擦係数μｌ、μｒに基づき、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を把握することができる。これにより、旋回走行中に、たとえば左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を揃えるために伝達トルク指令値を補正する制御を実行することによって、４輪駆動車両の旋回安定性が損なわれることを抑制することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、左右一対の電子制御カップリングを備える４輪駆動車両の、制御装置に関するものである。

駆動力源から伝達トルクが伝達される左右一対の主駆動輪と、４輪駆動状態では前記駆動力源から伝達トルクの一部が動力伝達部材を介して伝達される左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の副駆動輪とそれぞれ直列に設けられ、伝達トルク指令値に応じて入力側回転部材から出力側回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる左右一対の電子制御カップリングと、を含む４輪駆動車両の、制御装置が知られている。たとえば特許文献１に記載されている４輪駆動車両の制御装置がそれである。

上記特許文献１に記載の４輪駆動車両の制御装置では、後輪すなわち副駆動輪の左右に配置された左右一対の電子制御カップリングに制御電流を供給して、左右後輪の伝達トルクをそれぞれ制御している。これにより、４輪駆動車両の旋回安定性などを効率的に制御することができる。

特開２０１７−００１４４７号公報

しかしながら、湿式多板クラッチで構成された電子制御カップリングは、湿式多板クラッチの個体差、温度特性あるいは経時変化などにより出力特性にバラツキが発生する。そのため、上記特許文献１に記載の４輪駆動車両の制御装置では、たとえば制御装置からの制御電流すなわち伝達トルク指令値に対して左右一対の電子制御カップリングから左右の後輪に伝達される伝達トルクに差が発生するため、４輪駆動車両の旋回安定性などが損なわれる可能性がある。したがって、４輪駆動車両の旋回安定性などが損なわれないように、たとえば左右一対の電子制御カップリングに供給する伝達トルク指令値を補正するため、旋回走行中に左右一対の電子制御カップリングの出力特性を把握する必要がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、旋回走行中に左右一対の電子制御カップリングの出力特性を把握することができる４輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、駆動力源から伝達トルクが伝達される左右一対の主駆動輪と、４輪駆動状態では前記駆動力源から伝達トルクの一部が動力伝達部材を介して伝達される左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の副駆動輪とそれぞれ直列に設けられ、伝達トルク指令値に応じて入力側回転部材から出力側回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる左右一対の電子制御カップリングと、を含む４輪駆動車両の、制御装置であって、前記左右一対の電子制御カップリングを解放して前記主駆動輪のみを駆動させる２輪駆動状態での旋回走行中に、等しい伝達トルクを指令する伝達トルク指令値を前記左右一対の電子制御カップリングにそれぞれ指令したときに、前記左右一対の電子制御カップリングのうちのいずれか一方がスリップ状態となった場合の前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との差回転の変化速度に基づいて前記左右一対の電子制御カップリングの摩擦係数を推定することにある。

本発明の４輪駆動車両の制御装置によれば、２輪駆動状態での旋回走行中に、前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との差回転の変化速度に基づいて前記左右一対の電子制御カップリングの摩擦係数が推定されるので、推定された前記摩擦係数に基づき、旋回走行中に、前記左右一対の電子制御カップリングの出力特性を把握することができる。これにより、たとえば前記左右一対の電子制御カップリングの出力特性を揃えるために前記伝達トルク指令値を補正する制御を実行することによって、４輪駆動車両の旋回安定性が損なわれることを抑制することができる。

本発明が適用される車両に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統及び制御機能の要部を説明する図である。 左右一対の電子制御カップリングの差回転加速度とクラッチ締結力との関係による摩擦係数の特性を示す図である。 左右一対の電子制御カップリングの出力特性を制御するための電子制御装置の制御動作の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本実施例が適用された車両１０の概略構成を説明する図であるとともに、その各部を制御するための制御系統及び制御機能の要部を説明する図である。車両１０は４輪駆動車両であって、駆動力源としてたとえばエンジン１２を備えている。エンジン１２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンなどの内燃機関である。車両１０は、エンジン１２の動力すなわちエンジン１２の駆動トルクいわゆる伝達トルクを前輪１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には、前輪１４という）に伝達する第１動力伝達経路と、エンジン１２の伝達トルクを後輪１６Ｌ、１６Ｒ（特に区別しない場合には、後輪１６という）に伝達する第２動力伝達経路とを備えている。前輪１４は、２輪駆動状態および４輪駆動状態のときに、前記第１動力伝達経路を介してエンジン１２から伝達トルクが伝達される駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、２輪駆動状態のときに従動輪となり、且つ４輪駆動状態のときに前記第２動力伝達経路を介してエンジン１２から伝達トルクが伝達される駆動輪となる副駆動輪である。したがって、車両１０は、ＦＦベースの前後輪駆動車両である。

前記第１動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、左右の前輪車軸２２Ｌ、２２Ｒ（特に区別しない場合には、前輪車軸２２という）などを備えている。フロントデフ２０は、前輪１４に伝達される伝達トルクを分配する前輪用伝達トルク分配ユニットして作用する。前記第２動力伝達経路は、エンジン１２の伝達トルクを後輪１６に分配する前後輪伝達トルク分配装置であるトランスファ２６、トランスファ２６にて分配されたエンジン１２の伝達トルクを後輪１６へ伝達する伝達トルク伝達軸であるプロペラシャフト２８を備えている。また、前記第２動力伝達経路は、プロペラシャフト２８から入力された伝達トルクを左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒに配分する後輪用伝達トルク分配ユニット３０、左右の後輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ(特に区別しない場合には、後輪車軸３２という)などを備えている。

変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の前記第１動力伝達経路およびエンジン１２と後輪１６との間の前記第２動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成している。変速機１８は、たとえば変速比γ(＝変速機入力回転速度Ｎin／変速機出力回転速度Ｎout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機、或いは公知の同期噛合型平行２軸式変速機などである。

トランスファ２６は、図１に示すように、第１回転部材３８と、プロペラシャフト２８の前輪１４側の端部に形成されたドリブンピニオン２８ａに噛み合うリングギヤ４０ａが形成された第２回転部材４０と、第１回転部材３８と第２回転部材４０との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式の第１クラッチ２４とを備えている。第１クラッチ２４によって第１回転部材３８と第２回転部材４０との動力伝達が接続された場合には、エンジン１２から前輪１４に出力された伝達トルクの一部が後輪１６すなわちプロペラシャフト２８に分配される。

第１回転部材３８は、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通する円筒部材であって、たとえば第１軸線Ｃ１まわりに回転可能にデフケース２０ｃおよびトランスファケース２６ｃに支持されている。第１回転部材３８の前輪１４Ｌ側の端部には、デフケース２０ｃに形成された図示しない内周噛合歯と噛み合う、図示しない外周噛合歯が形成されている。第１回転部材３８の前輪１４Ｌ側とは反対側の端部には、第１クラッチ２４に設けられた円筒状の可動スリーブ４２の内周歯４２ａと常時噛み合う第１クラッチ歯３８ｂが形成されている。

第２回転部材４０は、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通する円筒部材であって、たとえば第１軸線Ｃ１まわりに回転可能にトランスファケース２６ｃに支持されている。第２回転部材４０の前輪１４Ｒ側の端部には、前述したリングギヤ４０ａが形成されており、第２回転部材４０の前輪１４Ｒ側とは反対側の端部には、可動スリーブ４２の内周歯４２ａと噛合可能な第２クラッチ歯４０ｂが形成されている。

第１クラッチ２４は、第１回転部材３８にデフケース２０ｃおよび変速機１８を介して連結されたエンジン１２と、第２回転部材４０に連結されたプロペラシャフト２８との間の動力伝達を選択的に断接するトルク伝達装置としての噛合クラッチである。第１クラッチ２４は、第１回転部材３８に形成された第１クラッチ歯３８ｂと、第２回転部材４０に形成された第２クラッチ歯４０ｂと、第１クラッチ歯３８ｂと第１軸線Ｃ１方向の相対移動可能に常時噛み合い且つ第２クラッチ歯４０ｂにも噛合可能な内周歯４２ａが形成された可動スリーブ４２とを備えている。また、第１クラッチ２４は、可動スリーブ４２を、第２クラッチ歯４０ｂに噛み合う噛合位置と第２クラッチ歯４０ｂに噛み合わない非噛合位置とに第１軸線Ｃ１方向に移動させる第１アクチュエータ４４を備えている。なお、第１アクチュエータ４４は、たとえば第１クラッチ用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能な第１クラッチ用電動アクチュエータと、その第１クラッチ用電動アクチュエータに作動される噛合クラッチとから構成されている。第１クラッチ２４には、図示していないが、好適には、可動スリーブ４２の内周歯４２ａが第２クラッチ歯４０ｂと噛み合うに際して第１回転部材３８と第２回転部材４０との相対回転差を小さくする同期機構が備えられていても良い。なお、図１は、第１クラッチ２４が解放された状態を示している。

後輪用伝達トルク分配ユニット３０は、左右の後輪車軸３２Ｌ、３２Ｒの差回転を許容しつつトランスファ２６から分配される伝達トルクを後輪１６に伝達するデファレンシャル機構４６と、デファレンシャル機構４６とプロペラシャフト２８との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式の第２クラッチ５０とを備えている。トランスファ２６から分配された伝達トルクは、プロペラシャフト２８から第２クラッチ５０を介してデファレンシャル機構４６に伝達される。

デファレンシャル機構４６は、図１に示すように、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒを有している。デファレンシャル機構４６は、後輪１６のうちの左輪に対応する後輪１６Ｌに伝達する伝達トルクを調整する左電子制御カップリング３４Ｌと、後輪１６のうちの右輪に対応する後輪１６Ｒに伝達する伝達トルクを調整する右電子制御カップリング３４Ｒと、それら左電子制御カップリング３４Ｌと右電子制御カップリング３４Ｒとが両端部に連結された中央車軸４８とを有している。左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒには、図示しないが、たとえばカップリング用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能なカップリング用電動アクチュエータと、そのカップリング用電動アクチュエータによって摩擦力が調節される湿式多板クラッチとがそれぞれ備えられている。左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒは、カップリング用電磁コイルに通電することにより発生する磁力によって後輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達する伝達トルクがそれぞれ調整されるようになっている。つまり、左電子制御カップリング３４Ｌおよび右電子制御カップリング３４Ｒには、たとえば走行において要求される後輪１６Ｌ、１６Ｒの伝達トルクの大きさに対応する伝達トルク指令値に基づき、後述する電子制御装置７０からそれぞれのカップリング用電磁コイルに左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒへ伝達トルク指令値に対応する制御電流Ｉ３、Ｉ４がそれぞれ供給される。

後輪１６Ｌ側の左電子制御カップリング３４Ｌは、後輪１６に直列に設けられて、伝達トルク指令値が増加させられると後輪１６Ｌに伝達される伝達トルクが増加し、後輪１６Ｒ側の右電子制御カップリング３４Ｒは、後輪１６に直列に設けられて、伝達トルク指令値が増加させられると後輪１６Ｒ側に伝達される伝達トルクが増加するように構成されている。伝達トルク指令値が増加させられることにより、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒを締結する力であるクラッチ押付力いわゆるクラッチ締結力Ｗcが増加させられる。これにより、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒをそれぞれ制御することで、左右の後輪１６の伝達トルク配分を連続的に制御することができる。

図１に示すように、後輪用伝達トルク分配ユニット３０には、第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に後輪用伝達トルク分配ユニット３０内に設けられた第１回転部材５２と、第２軸線Ｃ２まわりに回転可能にデファレンシャル機構４６の中央車軸４８に一体的に固定された第２回転部材５４とが備えられている。第２クラッチ５０は、それら第１回転部材５２と第２回転部材５４との間の動力伝達を選択的に断接する噛合式のドグクラッチである。第１回転部材５２は、その内周側に中央車軸４８が貫通する円筒部材であり、その円筒部材である第１回転部材５２の後輪１６Ｌ側の端部には、プロペラシャフト２８の後輪１６側の端部に形成されたドライブピニオン２８ｂと噛み合うリングギヤ５２ａが形成されている。第１回転部材５２の後輪１６Ｌ側とは反対側の端部には、第２クラッチ５０に設けられた円筒状の可動スリーブ５６の内周歯５６ａと噛合可能な第１クラッチ歯５２ｂが形成されている。第２回転部材５４は、中央車軸４８に固定された円板部材であり、第２回転部材５４の外周部には、可動スリーブ５６の内周歯５６ａと常時噛み合う第２クラッチ歯５４ａが形成されている。

第２クラッチ５０は、図１に示すように、第１回転部材５２に連結されたプロペラシャフト２８と、第２回転部材５４に連結されたデファレンシャル機構４６の中央車軸４８との間の動力伝達を選択的に断接するトルク伝達装置としての噛合クラッチである。第２クラッチ５０は、第１回転部材５２に形成された第１クラッチ歯５２ｂと、第２回転部材５４に形成された第２クラッチ歯５４ａと、第２クラッチ歯５４ａと第２軸線Ｃ２方向の相対移動可能に常時噛み合い且つ第１クラッチ歯５２ｂにも噛合可能な内周歯５６ａが形成された可動スリーブ５６とを備えている。また、第２クラッチ５０は、可動スリーブ５６を、第１クラッチ歯５２ｂに噛み合う噛合位置と第１クラッチ歯５２ｂに噛み合わない非噛合位置とに第２軸線Ｃ２方向に移動させる第２アクチュエータ５８を備えている。なお、第２アクチュエータ５８は、たとえば第２クラッチ用電磁コイルおよびボールカムを含み電気的に制御可能な第２クラッチ用電動アクチュエータと、その第２クラッチ用電動アクチュエータによって作動させられる噛合クラッチとから構成されている。第２クラッチ５０には、図示していないが、好適には、可動スリーブ５６の内周歯５６ａが第１クラッチ歯５２ｂと噛み合うに際して第１回転部材５２と第２回転部材５４との相対回転差を小さくする同期機構が備えられていても良い。なお、図１は、第２クラッチ５０が解放された状態を示している。

車両１０には、前輪車軸２２と後輪車軸３２との間に異なるギヤ比が存在している。具体的には、車両１０は、第１クラッチ２４におけるドリブンピニオン２８ａの回転速度Ｎfp（ｒｐｍ）とリングギヤ４０ａの回転速度Ｎfr（ｒｐｍ）との比で表される前輪車軸側ギヤ比γf、および第２クラッチ２４におけるドライブピニオン２８ｂの回転速度Ｎrp（ｒｐｍ）とリングギヤ５２ａの回転速度Ｎrr（ｒｐｍ）との比で表される後輪車軸側ギヤ比γrを有しており、それぞれ異なるギヤ比となっている。たとえば前輪車軸側ギヤ比γfおよび後輪車軸側ギヤ比γrは、プロペラシャフト２８の回転速度に対して、リングギヤ５２ａの回転速度Ｎrrよりもリングギヤ４０ａの回転速度Ｎfrが低くなるように形成されている。前輪車軸側ギヤ比γfおよび後輪車軸側ギヤ比γrがそれぞれ異なるギヤ比である場合に、車両１０の車速Ｖが所定車速以上に上昇すると、たとえば左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材たとえばリングギヤ５２ａの回転速度Ｎrrと出力側回転部材たとえば後輪１６との回転速度Ｗｒｌ、Ｗｒｒ（ｒｐｍ）の回転速度差によりスリップが生じる。

以上のように構成された車両１０では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、左電子制御カップリング３４Ｌ、および右電子制御カップリング３４Ｒがそれぞれ係合させられると、エンジン１２から左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ伝達トルクが伝達される４輪駆動状態となる。また、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、左電子制御カップリング３４Ｌ、および右電子制御カップリング３４Ｒがそれぞれ解放させられると、エンジン１２から左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達トルクが伝達される２輪駆動状態となる。なお、上記２輪駆動状態では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、左電子制御カップリング３４Ｌ、および右電子制御カップリング３４Ｒがそれぞれ解放されるので、プロペラシャフト２８を左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒから切り離すディスコネクト状態となる。また、上記４輪駆動状態では、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、左電子制御カップリング３４Ｌ、および右電子制御カップリング３４Ｒがそれぞれ係合されるので、プロペラシャフト２８を左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒに接続するコネクト状態となる。ディスコネクト状態において、前輪車軸側ギヤ比γfおよび後輪車軸側ギヤ比γrにより、前輪１４の回転速度Ｗｆｌ、Ｗｆｒ（ｒｐｍ）は、後輪１６の回転速度Ｗｒｌ、Ｗｒｒより僅かに速い。

車両１０は、たとえば前後輪１４、１６の伝達トルクの配分を制御する電子制御装置７０を備えている。電子制御装置７０は、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。

電子制御装置７０には、車両１０が備える各種センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。たとえば、回転速度センサ８０により検出されるエンジン１２のエンジン回転速度Ｎe（ｒｐｍ）を表す信号、車速センサ８２により検出される車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を表す信号、アクセル開度センサ８４により検出されるアクセル開度Ａｃｃ（％）を表す信号、スロットル弁開度センサ８６により検出されるスロットル弁開度θth（％）を表す信号などがそれぞれ供給される。また、電子制御装置７０には、ステアリングセンサ８８により検出される操舵角θを表す信号と、車輪速センサ９０により検出される前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、１６Ｒの車輪速すなわち回転速度Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ（ｒｐｍ）を表す信号と、が電子制御装置７０に入力される。また、電子制御装置７０には、図示しない４ＷＤ切換スイッチにより検出される運転者からの４輪駆動状態への切換要求を表す４ＷＤ切換信号、タービン回転速度Ｎt（ｒｐｍ）などが供給される。

電子制御装置７０には、上記以外に種々の信号が供給される。たとえば電子制御装置７０には、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材の回転速度ωcin（ｒｐｍ）および出力側回転部材の回転速度ωcout（ｒｐｍ）を表す信号がそれぞれ供給される。入力側回転部材は、たとえばリングギヤ５２ａであって、回転速度センサ９４によって検出されたリングギヤ５２ａの回転速度Ｎrr（ｒｐｍ）を表す信号が入力側回転部材の回転速度ωcinを表す信号として電子制御装置７０に供給される。出力側回転部材は、たとえば後輪１６であって、車輪速センサ９０によって検出された後輪１６Ｌ、１６Ｒの回転速度Ｗｒｌ、Ｗｒｒを表す信号が出力側回転部材の回転速度ωcoutを表す信号として電子制御装置７０にそれぞれ供給される。

電子制御装置７０からは、車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。たとえば、エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓe、変速機１８の変速に関する油圧制御のための油圧制御指令信号Ｓpなどが出力される。また、電子制御装置７０からは、第１クラッチ２４を係合させるために第１アクチュエータ４４の第１クラッチ用電磁コイルに供給される第１制御電流Ｉ１、第２クラッチ５０を係合させるために第２アクチュエータ５８の第２クラッチ用電磁コイルに供給される第２制御電流Ｉ２が出力される。また、電子制御装置７０からは、後輪１６Ｌと中央車軸４８との間で伝達する伝達トルクを制御するために左電子制御カップリング３４Ｌに設けられた図示しないカップリング用電動アクチュエータのカップリング用電磁コイルに供給される第３制御電流Ｉ３、後輪１６Ｒと中央車軸４８との間で伝達する伝達トルクを制御するために右電子制御カップリング３４Ｒに設けられた図示しないカップリング用電動アクチュエータのカップリング用電磁コイルに供給される第４制御電流Ｉ４が出力される。また、電子制御装置７０からは、図示しないシフト装置のシフトレンジを指示するシフトレンジ信号、操舵の制動信号などが出力される。

図１に示すように、電子制御装置７０は、制御機能の要部として、走行状態判定手段すなわち走行状態判定部１００、トルク指令値制御手段すなわちトルク指令値制御部１０２、回転速度検出手段すなわち回転速度検出部１０４、差回転状態判定手段すなわち差回転状態判定部１０６、差回転加速度算出手段すなわち差回転加速度算出部１０８、摩擦係数推定手段すなわち摩擦係数推定部１１０、出力特性判定手段すなわち出力特性判定部１１２、トルク指令値補正手段すなわちトルク指令値補正部１１４を機能的に備えている。

走行状態判定部１００は、車両１０の走行状態を判定する。具体的には、車速センサ８２によって検出される車速Ｖ、アクセル開度センサ８４によって検出されるアクセル開度Ａｃｃ、スロットル弁開度センサ８６によって検出されるスロットル弁開度θth、車輪速センサ９０によって検出される前後輪１４、１６の回転速度Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、ステアリングセンサ８８により検出される操舵角θなどに基づいて、車両１０の走行状態たとえば車両１０が旋回走行中であるか否かを判定する。たとえば走行状態判定部１００は、車両１０の操舵角θが予め実験的にあるいは設計的に求められた所定の一定操舵角θathよりも大きく、車両１０の車速Ｖが予め実験的にあるいは設計的に求められた所定の一定車速Ｖthよりも大きい状態の場合に旋回走行中であると判定する。

また、走行状態判定部１００は、車両１０がディスコネクト状態であるか否かを判定する。たとえば走行状態判定部１００は、車両走行中に、第１クラッチ２４、第２クラッチ５０、左電子制御カップリング３４Ｌ、および右電子制御カップリング３４Ｒがそれぞれ解放させられた２輪駆動状態であるか否かを判定する。

トルク指令値制御部１０２は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに供給する伝達トルク指令値すなわち制御電流Ｉ３、Ｉ４を制御する。本実施例では、たとえば車両１０がディスコネクト状態且つ旋回走行中の伝達トルク指令値の補正に際しては、その補正量の決定のために２輪駆動モードでの旋回走行中の車両１０の挙動に影響が無い範囲すなわち旋回走行が継続可能な増加範囲に制御された相互に等しい一定の伝達トルクを示す伝達トルク指令値すなわち制御電流Ｉ３、Ｉ４を左右の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに指令する。車両１０がディスコネクト状態且つ旋回走行中に、トルク指令値制御部１０２によって等しい伝達トルク指令値が左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに供給されると、車両１０の旋回内輪の回転速度は旋回外輪の回転速度よりも相対的に遅いため旋回内輪と旋回外輪との間に回転速度の差が生じて、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒのいずれかに滑りすなわちスリップが発生する。

回転速度検出部１０４は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材の回転速度ωcinおよび出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrを検出する。具体的には、回転速度検出部１０４は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材の回転速度ωcinとしてリングギヤ５２ａの回転速度Ｎrrを回転速度センサ９４によって検出する。また、回転速度検出部１０４は、左電子制御カップリング３４Ｌの出力側回転部材の回転速度ωcoutlとして後輪１６Ｌの回転速度Ｗｒｌを車輪速センサ９０によって検出し、右電子制御カップリング３４Ｒの出力側回転部材の回転速度ωcoutrとして後輪１６Ｒの回転速度Ｗｒｒを車輪速センサ９０によって検出する。

差回転状態判定部１０６は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒのうちのいずれか一方がスリップ状態であるか否かを判定する。具体的には、差回転状態判定部１０６は、入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrとの回転速度差すなわち差回転ωdl、ωdrのうちのいずれか一方が、予め実験的に求められた一定の差回転判定値ωthよりも大きいか否かを判定する。差回転ωdlは、入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutlとの回転速度の差であり、差回転ωdrは、入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutrとの回転速度の差である。

差回転加速度算出部１０８は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrとの差回転ωdl、ωdrの変化速度をそれぞれ算出する。前記変化速度は、入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrとの差回転のそれぞれの時間変化率であり、すなわち差回転ωdl、ωdrの角加速度で表される差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dt（特に区別しない場合には、差回転加速度dωd／dtという）である。左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの差回転加速度dωd／dtは、クラッチ締結力Ｗc、車両１０の旋回半径Ｒおよび車速Ｖなどにより変化する。

摩擦係数推定部１１０は、差回転加速度算出部１０８によって算出された差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに基づいて、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒをそれぞれ推定する。具体的には、重量Ｗと加速度αとの乗算の値として表される力Ｆは、摩擦力Ｆとして重量Ｗと摩擦係数μとの乗算の値で表すことができるので、その関係について前記重量Ｗはクラッチ締結力Ｗcに置き換え且つ前記加速度αは差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに置き換えて想定することにより、差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに基づいて摩擦係数推定部１１０は摩擦係数μｌ、μｒをそれぞれ推定する。摩擦係数μｌは左電子制御カップリング３４Ｌの摩擦係数であって、摩擦係数μｒは右電子制御カップリング３４Ｒの摩擦係数である。摩擦係数推定部１１０は、たとえば予め実験的に求められた差回転加速度dωd／dtとクラッチ締結力Ｗcとの想定関係マップとの比較によって摩擦係数μｌ、μｒをそれぞれ推定する。

出力特性判定部１１２は、摩擦係数推定部１１０によって推定された摩擦係数μｌ、μｒに基づいて、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があるか否かを判定する。摩擦係数推定部１１０によって推定された摩擦係数μｌ、μｒが、たとえば前記想定関係マップで示される想定μ特性の想定値からの乖離が発生した場合、および左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒ双方の摩擦係数μｌ、μｒが所定の差よりも大きく乖離した場合には、出力特性判定部１１２は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があると判定する。前記摩擦係数の所定の差は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒ双方の摩擦係数μｌ、μｒが大きく乖離した場合を判定するために予め実験的にあるいは設計的に求められた一定の判定摩擦係数μthのことをいう。

図２は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの差回転加速度dωd／dtとクラッチ締結力Ｗcとの関係による摩擦係数μの特性を示す図である。図２の直線ａは、前記想定関係マップの一例として、予め実験的に求められた想定μ特性を示している。たとえばクラッチ締結力Ｗc１であるときの差回転加速度dωd１／dtである場合に、摩擦係数μ１が想定μ特性の想定値となる。図２の直線ｂは、クラッチ締結力Ｗc１であるときの差回転加速度dωd２／dtが差回転加速度dωd１／dtよりも大きく摩擦係数μ２が想定値μ１よりも大きい高μ特性を示している。図２の直線ｃは、クラッチ締結力Ｗc１であるときの差回転加速度dωd３／dtが差回転加速度dωd１／dtよりも小さく摩擦係数μ３が想定値μ１よりも小さい低μ特性を示している。すなわち摩擦係数推定部１１０によって推定された摩擦係数μｌ、μｒが、たとえば想定μ特性を基準とする予め実験的にあるいは設計的に求められた一定の想定許容範囲μroを超えて、想定μ特性の想定値から乖離した高μ特性あるいは低μ特性である場合には、出力特性判定部１１２は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があると判定する。

トルク指令値補正部１１４は、出力特性判定部１１２によって左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があると判定された場合に、伝達トルク指令値を補正する。具体的には、トルク指令値補正部１１４は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を揃えるために、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒの想定μ特性の想定値からの乖離、および摩擦係数μｌと摩擦係数μｒとの間の乖離すなわちμ特性の特性差の乖離を無くすように左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒのμ特性が想定μ特性になるように伝達トルク指令値を補正して差回転加速度dωd／dtに対するクラッチ締結力Ｗcを変化させる。

図３は、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を制御するための電子制御装置７０の制御動作の要部を説明するフローチャートであり、繰り返し実行される。

走行状態判定部１００に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０では、車両１０がディスコネクト状態であるか否かが判定される。Ｓ１０の判定が肯定された場合、すなわち車両１０がディスコネクト状態である場合には、走行状態判定部１００に対応するＳ２０が実行される。Ｓ１０の判定が否定された場合、すなわち車両１０がディスコネクト状態ではない場合には、本ルーチンは終了させられる。

走行状態判定部１００に対応するＳ２０では、車両１０が旋回走行中であるか否かが判定される。Ｓ２０の判定が肯定された場合、すなわち車両１０の操舵角θが所定の一定操舵角θathよりも大きく、車両１０の車速Ｖが所定の一定車速Ｖthよりも大きい状態である場合には、トルク指令値制御部１０２に対応するＳ３０が実行される。Ｓ２０の判定が否定された場合、すなわち車両１０の操舵角θが所定の一定操舵角θathよりも小さく、車両１０の車速Ｖが所定の一定車速Ｖthよりも小さい状態である場合には、本ルーチンは終了させられる。

トルク指令値制御部１０２に対応するＳ３０では、伝達トルク指令値に基づき、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに供給する伝達トルク指令値すなわち制御電流Ｉ３、Ｉ４が制御される。本実施例では、車両１０の挙動に影響が無い範囲に制御された相互に等しい伝達トルクを示す伝達トルク指令値が左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒにそれぞれ供給される。トルク指令値制御部１０２によって、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに制御された伝達トルク指令値が供給された場合には、回転速度検出部１０４に対応するＳ４０が実行される。

回転速度検出部１０４に対応するＳ４０では、回転速度検出部１０４によって左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側回転部材であるリングギヤ５２ａの回転速度ωcinおよび出力側回転部材の後輪１６Ｌ、１６Ｒの回転回転速度ωcoutl、ωcoutrが検出される。回転速度検出部１０４によって、入力側回転部材の回転速度ωcinおよび出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrが検出されると、差回転状態判定部１０６に対応するＳ５０が実行される。

差回転状態判定部１０６に対応するＳ５０では、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒのうちのいずれか一方がスリップ状態であるか否かが判定される。Ｓ５０の判定が肯定された場合、すなわち入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrとの差回転ωdl、ωdrのうちのいずれか一方が、一定の差回転判定値ωthよりも大きい場合には、摩擦係数推定部１１０に対応するＳ６０が実行される。Ｓ５０の判定が否定された場合、すなわち入力側回転部材の回転速度ωcinと出力側回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrとの差回転ωdl、ωdrが、一定の差回転判定値ωthよりも小さい場合には、本ルーチンは終了させられる。

摩擦係数推定部１１０に対応するＳ６０では、差回転加速度算出部１０８によって算出された差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに基づいて、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒが推定される。摩擦係数推定部１１０によって、摩擦係数μｌ、μｒが推定されると、出力特性判定部１１２に対応するＳ７０が実行される。

出力特性判定部１１２に対応するＳ７０では、摩擦係数推定部１１０によって推定された摩擦係数μｌ、μｒに基づいて、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があるか否かが判定される。Ｓ７０の判定が肯定された場合、すなわち摩擦係数μｌ、μｒが想定μ特性の想定値からの乖離が発生した場合および左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒ双方の摩擦係数μｌ、μｒが所定の差よりも大きく乖離した場合には、トルク指令値補正部１１４に対応するＳ８０が実行される。Ｓ７０の判定が否定された場合、すなわち摩擦係数μｌ、μｒが想定μ特性の想定値からの乖離が発生していない場合および左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒ双方の摩擦係数μｌ、μｒが所定の差よりも小さい場合には、本ルーチンは終了させられる。

トルク指令値補正部１１４に対応するＳ８０では、出力特性判定部１１２によって左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性に異常があると判定された場合に、伝達トルク指令値を補正する。すなわち、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を揃えるために、トルク指令値制御部１０８から左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒに補正された伝達トルク指令値が供給されるようにする。トルク指令値補正部１１４によって伝達トルク指令値が補正されると、本ルーチンは終了させられる。

このように、本実施例の車両１０の制御装置７０によれば、入力側回転部材すなわちリングギヤ５２ａと出力側回転部材すなわち後輪１６Ｌ、１６Ｒとの差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtに基づいて左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒが推定されるので、推定された摩擦係数μｌ、μｒに基づき、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を把握することができる。これにより、旋回走行中に、たとえば左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力特性を揃えるために伝達トルク指令値を補正する制御を実行することによって、４輪駆動車両の旋回安定性が損なわれることを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例においては、駆動力源としてエンジン１２を備える車両に適用されているが、必ずしもこれに限らず、駆動力源として電動機を１つ以上備えている電気自動車およびハイブリッド車両等にも適用され得る。

また、前述の実施例においては、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力側の回転部材はリングギヤ５２ａであったが、必ずしもこれに限らず、たとえば左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの入力軸となる中央車軸４８、第２回転部材５４、第１回転部材５２あるいはプロペラシャフト２８などであってもよい。すなわち回転速度センサ９４によって中央車軸４８、第２回転部材５４、第１回転部材５２あるいはプロペラシャフト２８の回転速度を表す信号が、入力側の回転部材の回転速度ωcinを表す信号として電子制御装置７０に供給されてもよい。

また、前述の実施例においては、左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの出力側の回転部材は後輪１６であったが、必ずしもこれに限らず、たとえば後輪車軸３２であってもよい。すなわち回転速度センサ９４によって検出された後輪車軸３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれの回転速度を表す信号が、出力側の回転部材の回転速度ωcoutl、ωcoutrを表す信号として電子制御装置７０にそれぞれ供給されてもよい。

また、前述の実施例においては、回転速度検出部１０４で検出される各部の回転速度および差回転加速度算出部１０８で算出される各部の差回転加速度の所定の期間における推移を記憶する記憶部を機能的に備えていてもよい。これにより、たとえば摩擦係数推定部１１０は、差回転加速度算出部１０８によって算出された差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtの所定の期間における推移に基づいて左右一対の電子制御カップリング３４Ｌ、３４Ｒの摩擦係数μｌ、μｒをそれぞれ推定してもよい。

また、前述の実施例においては、差回転加速度dωdl／dt、dωdr／dtは差回転加速度算出部１０８によって算出されていたが、必ずしもこれに限らず、たとえば、車両に加速度センサを設けることにより、前記加速度センサによって検出されるものであってもよい。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両（４輪駆動車両）
１２：エンジン（駆動力源）
１４：前輪（主駆動輪）
１６：後輪（副駆動輪、出力側の回転部材）
３４Ｌ、３４Ｒ：左右一対の電子制御カップリング
５２ａ：リングギヤ（入力側の回転部材）
７０：電子制御装置（制御装置）
dωd／dt：差回転加速度（差回転の変化速度）

Claims (1)

1. 駆動力源から伝達トルクが伝達される左右一対の主駆動輪と、４輪駆動状態では前記駆動力源から伝達トルクの一部が動力伝達部材を介して伝達される左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の副駆動輪とそれぞれ直列に設けられ、伝達トルク指令値に応じて入力側回転部材から出力側回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる左右一対の電子制御カップリングと、を含む４輪駆動車両の、制御装置であって、
   前記左右一対の電子制御カップリングを解放して前記主駆動輪のみを駆動させる２輪駆動状態での旋回走行中に、等しい伝達トルクを指令する伝達トルク指令値を前記左右一対の電子制御カップリングにそれぞれ指令したときに、前記左右一対の電子制御カップリングのうちのいずれか一方がスリップ状態となった場合の前記入力側回転部材と前記出力側回転部材との差回転の変化速度に基づいて前記左右一対の電子制御カップリングの摩擦係数を推定する
   ことを特徴とする４輪駆動車両の制御装置。
   
   
   
   
   
   

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