JP3857568B2 - ４輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は４輪駆動車の駆動力配分制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動車には、４輪駆動と２輪駆動とを適宜切り換えるパートタイム方式、常時４輪を駆動するフルタイム方式の他に、必要に応じて４輪駆動状態と２輪駆動状態との間を遷移するスタンバイ方式がある。
【０００３】
スタンバイ方式では、一般に、トランスミッション及びトランスファを備えたトランスアクスルは、エンジンの駆動力を左右一対のフロントアクスルを介してそれぞれ前輪に伝達するようになっている。又、トランスアクスルは、エンジンの駆動力をプロペラシャフトを介して駆動力伝達装置に伝達する。駆動力伝達装置は、ドライブピニオンシャフトを介してリアディファレンシャルに連結され、そのリアディファレンシャルは左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に連結されている。
【０００４】
駆動力伝達装置は、一般に、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、クラッチ機構に内蔵された電磁コイルを通電制御することにより、各クラッチ板を互いに摩擦係合させ、プロペラシャフトを介して伝達されるエンジンの駆動力を、リアディファレンシャルに伝達する。リアディファレンシャルに伝達された駆動力は左右一対のリアアクスルを介してそれぞれ後輪に伝達される。このクラッチ板の摩擦係合力は、電磁コイルに供給する電流値によって決まり、摩擦係合力が大きいほど、後輪への駆動力の伝達が大きい。つまり、スタンバイ方式では、駆動力伝達装置を制御する駆動力配分制御装置が、電磁クラッチ機構の摩擦係合力を制御して、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪と後輪との間の駆動力配分率を決定する。
【０００５】
この駆動力配分制御装置の制御、即ち、電磁クラッチ機構の摩擦係合力の制御は、予め用意された差動制限トルクマップを使用して行われる。差動制限トルクマップは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るための電磁コイルを通電するための指令値のマップテーブルである。
【０００６】
前記走行状態は、例えば、左右一対の前輪の平均回転速度と左右一対の後輪の平均回転速度との差動回転速度、スロットルバルブのスロットル開度、及び、速度をパラメータとした走行状態であって、それぞれセンサからの検出値を演算して求めることができる。つまり、駆動力伝達制御装置は、マップテーブルを使ってセンサ等で検出したパラメータから指令値を求め、その求めた指令値でもって電磁コイルを通電制御することによって、目標の電磁クラッチ機構の摩擦係合力を実現させて、その時の走行状態における最適な駆動力配分率にして車両安定走行を確保する。
【０００７】
ところで、以上のように構成された駆動力配分制御装置を備えた４輪駆動車においては、例えば、前輪または後輪のいずれかが砂地等にはまると、車輪と路面との間のトラクション不足により、車輪が空転した状態（スタック状態）となることがある。そして、このような場合には、前輪と後輪の差動回転速度が増大する。従って、この差動回転速度が一定時間、所定の閾値以上になっている場合には、駆動力伝達制御装置は、トラクション不足が生じていると判断し、電磁クラッチ機構の摩擦係合力を最大となるような最大トルク制御を行う。そして、この最大トルク制御によりトラクション不足が解消されると、４輪駆動車はスタック状態から脱出することができる。
【０００８】
しかし、それでもなお、トラクション不足が解消せず、スタック状態から脱出できない場合がある。このような場合には、駆動力伝達装置によって最大トルク制御が長時間行われることになるが、最大トルク制御が長時間続くと、摩擦熱により電磁クラッチ機構のクラッチ板が加熱し、過度な加熱によりクラッチ板が損傷するおそれがある。
【０００９】
従って、最大トルク制御を開始してから一定時間経過しても前輪と後輪の差動回転速度が所定の閾値以下とならない場合には、クラッチ板の損傷を保護するために、電磁クラッチ機構の摩擦係合力がゼロとなるように２輪駆動制御に切り換えることが行われている。これにより、加熱された電磁クラッチ機構は、一旦冷却されるようになり、クラッチ板の損傷が防がれるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の４輪駆動車の駆動力伝達制御装置においては、２輪駆動制御に移行して、電磁クラッチ機構のクラッチ板が十分に冷却された後も、しばらく２輪駆動制御のままである場合があり、最大トルク制御にすぐに復帰しないことがあった。その結果、適切な駆動力配分率が得られず、スタックからの脱出が円滑に行われないことがあった。
【００１１】
また、スタックからの脱出のための最大トルク制御においては、前輪と後輪とがプロペラシャフトを介して直結された状態となるため、４輪駆動車が曲がり角を走る時に、前輪と後輪との間の回転差を吸収することができないことによって引き起こされる、タイトコーナブレーキング現象が生じる問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動力伝達装置の熱による損傷を防ぎつつ、精度の高い駆動力配分を行って安定した走行を確保することのできる４輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関に発生する駆動力を前輪及び後輪の一方に直接的に伝達するとともに、その時の車両の走行状態に対応した指令値を決定し、その指令値に基づいて駆動力伝達装置の摩擦係合力を変化させ、前記駆動力を前記駆動力伝達装置を介して前記前輪及び後輪の他方に伝達する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、左右一対の前輪の平均回転速度と左右一対の後輪の平均回転速度との差動回転速度を検出する検出手段と、前記差動回転速度と前記指令値との積から前記駆動量伝達装置に発生する摩擦熱に関する発熱エネルギを推定演算する発熱エネルギ推定手段と、前記発熱エネルギ推定手段の前記発熱エネルギに基づいて前記４輪駆動車に最適な駆動モードを決定し、その駆動モードに対応するマップデータを選択するマップデータ選択手段と前記マップデータを使用して前記走行状態に対応する前記指令値を決定する指令値決定手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、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、前記マップデータ選択手段は、前記発熱エネルギを判定用閾値と比較することにより前記４輪駆動車に最適な駆動モードを決定することを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、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、前記判定用閾値は第１閾値を備え、前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、通常の前記駆動力配分を行うための通常駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第１閾値以上となると、前記駆動モードを４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードとすることを要旨とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記判定用閾値は第２閾値を備え、前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第２閾値以上となると、前記駆動モードを２輪駆動の前記駆動力配分を行うための２輪駆動モードとすることを要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１つに記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記判定用閾値は第３閾値を備え、前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードか、２輪駆動の駆動力配分を行うための２輪駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第３閾値以下となると、前記駆動モードを通常の駆動力配分を行うための通常駆動モードとすることを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記判定用閾値は第４閾値を備え、前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、２輪駆動の駆動力配分を行うための２輪駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第３閾値以上で前記第４閾値以下であるときには、前記駆動モードを前記４輪駆動傾向モードにすることを要旨とする。
【００１９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、駆動力伝達装置に発生する発熱エネルギを差動回転速度と指令値との積から推定演算し、推定演算した発熱エネルギに基づいて４輪駆動車に最適な駆動モードを決定するようにした。そして、決定した駆動モードに対応するマップデータを使用して、走行状態に対応する指令値を決定し、最適な駆動力配分を確保するようにした。
【００２０】
従って、駆動力伝達装置の摩擦熱により駆動力伝達装置が損傷しそうになっても、発熱エネルギを推定して駆動モードを切り換えることにより、駆動力伝達装置の摩擦熱の発生を抑制して損傷を未然に防ぐことができるようになる。
【００２１】
また、駆動力伝達装置に発生する発熱エネルギを、差動回転速度と指令値との積から推定するようにしたので、実際に駆動力伝達装置に発生する摩擦熱をセンサ等で測定する場合よりも応答性がよく、測定が容易である。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、推定演算した発熱エネルギを判定用閾値と比較することによって４輪駆動車に最適な駆動モードを決定するようにした。
従って、４輪駆動車の駆動量配分制御装置は、より精度の高い駆動力配分を確保することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動モードが通常駆動モードであるときに、発熱エネルギが第１閾値以上となると、駆動モードを４輪駆動傾向モードとするようにした。
【００２４】
従って、４輪駆動車が通常駆動モードにおいてスタックをすると、差動回転速度が増大するので、発熱エネルギが第１閾値以上となっているか否かを判断することにより、スタックしているかどうかを判断することができる。そして、第１閾値以上でスタックしていると判断した場合には、車輪と地面との間のトラクションを高めるように駆動モードを４輪駆動傾向モードとすることにより、４輪駆動車がスタック状態から脱出しやすくすることができる。
【００２５】
また、駆動モードを、前輪と後輪とが直結する４輪駆動モードとするのではなく、４輪駆動傾向モードにしたので、タイトコーナブレーキング現象が生じることがなく、安定した走行を確保することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動モードが４輪駆動傾向モードである時に、発熱エネルギが第２閾値以上となると、駆動モードを２輪駆動モードとし、発熱エネルギを減少させるようにした。
【００２７】
従って、４輪駆動車がスタック状態のまま、長時間４輪駆動傾向モードでスタックから脱出しようとすると、発熱エネルギが増大して駆動力伝達装置の損傷が生じやすくなるが、発熱エネルギが第２閾値以上となっているか否かで、駆動力伝達装置が損傷しやすい状況であるかどうかを判断することができる。そして、発熱エネルギが第２閾値以上であると判断した場合には、発熱エネルギを減少させるように駆動モードを２輪駆動モードとして、駆動力伝達装置の損傷を未然に防ぐことができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動モードが４輪駆動傾向モードか２輪駆動モードであるときに、発熱エネルギが第３閾値以下となると、駆動モードを通常駆動モードとした。
【００２９】
従って、４輪駆動車がスタック状態から脱出すると、通常走行になり、差動回転速度が減少するので、発熱エネルギが第３閾値以下となっているか否かでスタック状態から脱出して通常走行になっているかどうかを判断することができる。そして、発熱エネルギが第３閾値以下であると判断した場合には、通常駆動モードとすることにより、優れた燃費を確保することができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、４輪駆動車の駆動モードが２輪駆動モードであるときに、発熱エネルギが第３閾値より大きく且つ第４閾値以下である場合には、駆動モードを４輪駆動傾向モードとなるようにした。
【００３１】
従って、駆動力伝達装置を摩擦熱による損傷から保護するために、駆動モードを２輪駆動モードとしている場合には、放熱により発熱エネルギが減少して駆動力伝達装置の損傷が生じにくい状態となるが、発熱エネルギが第４閾値以下であるかで、損傷が生じにくい状況かを判断することができる。そして、発熱エネルギが第４閾値以下で第３閾値より大きい場合には、４輪駆動傾向モードとして、駆動力伝達装置の保護のためにスタックから脱出できなかった４輪駆動車を、再度、スタック状態から脱出しやすくすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前輪駆動ベースの４輪駆動車に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態における４輪駆動車の概略構成図を示す。図１において、４輪駆動車１は、内燃機関であるエンジン２及びトランスアクスル３を備えている。トランスアクスル３は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及びトランスファ３ｃ等を有している。前記フロントディファレンシャル３ｂは左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂと連結され、その一対のフロントアクスル４ａ，４ｂにはそれぞれ左側及び右側前輪５ａ，５ｂがそれぞれ連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、フロントディファレンシャル３ｂ及び左右一対のフロントアクスル４ａ，４ｂを介して左側及び右側前輪５ａ，５ｂにそれぞれトルク伝達される。
【００３４】
又、前記トランスファ３ｃはプロペラシャフト６に連結され、そのプロペラシャフト６は駆動力伝達装置７に駆動連結されている。従って、エンジン２の駆動力は、トランスミッション３ａ、トランスファ３ｃ及びプロペラシャフト６を介して駆動力伝達装置７に伝達される。駆動力伝達装置７はドライブピニオンシャフト８を介してリアディファレンシャル９に連結され、そのリアディファレンシャル９は左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂに連結されている。そして、左右一対のリアアクスル１０ａ，１０ｂには、それぞれ左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂが連結されている。
【００３５】
駆動力伝達装置７は、湿式多板式の電磁クラッチ機構を備え、同電磁クラッチ機構には電磁コイル７ａ（図２参照）と互いに接離可能な複数のクラッチ板を有している。そして、電磁コイル７ａに後記する電子制御装置（ＥＣＵ）２１からの制御信号（指令値Ｉ）に基づいて給電される電流値に応じて各クラッチ板は互いに摩擦係合し、ドライブピニオンシャフト８にプロペラシャフト６の駆動力がトルク伝達される。
【００３６】
詳述すると、プロペラシャフト６（エンジン２）からドライブピニオンシャフト８（左側及び右側後輪１１ａ，１１ｂ）に伝達される駆動力は、クラッチ板の摩擦係合力によって決まり、摩擦係合力が大きいほど大きい。そして、その摩擦係合力は電磁コイルに供給する電流値によって決まる。つまり、駆動力伝達装置７は、摩擦係合力を制御することによって、４輪駆動状態又は２輪駆動状態のいずれかを選択するとともに、４輪駆動状態において前輪５ａ，５ｂと後輪１１ａ，１１ｂとの間の駆動力配分率を制御する。
【００３７】
次に、駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の電気的構成について説明する。
図２に示すように、駆動力伝達制御回路は、電子制御装置（ＥＣＵという）２１を備えている。ＥＣＵ２１は、発熱エネルギ推定手段、マップデータ選択手段としてのＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４及び入出力回路２５を備えている。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３に記憶された各種プログラムにしたがって駆動力伝達装置７を駆動制御、すなわち、電磁コイル７ａを通電制御するための各種演算処理を実行する。ＲＯＭ２３は、駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａを通電制御するための各種プログラム、各種のデータ及び各種のマップデータを格納している。ＲＡＭ２４は、前記ＣＰＵ２２の演算処理結果を一時記憶したり、各種データを記憶したりする。
【００３８】
前記ＲＯＭ２３に格納される各種プログラムには、基本制御プログラム、切換フラグ演算プログラム、駆動モード選択プログラムがある。基本制御プログラムは、通常駆動モードと４輪駆動傾向モード、２輪駆動モードの３種類の駆動モードにおいて、その時の走行状態に対する前記電磁コイル７ａに供給する電流値を算出し、電磁コイル７ａをその算出した電流値で入出力回路２５を介して通電制御するプログラムである。
【００３９】
また、切換フラグ演算プログラムは、その時の走行状態に基づき、駆動力伝達装置７の電磁クラッチ機構に発生する発熱エネルギＵを推定演算し、演算結果に基づいて、切換フラグの値を「０」，「１」及び「２」の３種類のいずれかとするプログラムである。
【００４０】
さらに、また、駆動モード選択プログラムは、前記切換フラグ演算プログラムにおいて選択された切換フラグの値に基づいて、通常駆動モードと４輪駆動傾向モード、２輪駆動モードのうち、いずれか１つを選択するためのプログラムである。なお、この駆動モード選択プログラムにおいては、前記切換フラグが「０」であれば「通常駆動モード」が、切換フラグが「１」であれば「４輪駆動傾向モード」が、切換フラグが「２」であれば「２輪駆動モード」が選択されるようになっている。
【００４１】
ＲＯＭ２３に格納される各種データには、閾値データが格納されている。この閾値データは、第１閾値としての閾値Ｖ１，第２閾値としてのＶ２，第４閾値としてのＶ３，第３閾値としてのＶ４の４つのデータで構成されている。なお、この閾値Ｖ１〜Ｖ４の大小関係は、図４に示すように、閾値Ｖ４が最も小さく、閾値Ｖ４，閾値Ｖ１，閾値Ｖ３，閾値Ｖ２の順に徐々に大きくなっていくような大小関係となっている。そして、ＣＰＵ２２は、この閾値Ｖ１〜Ｖ４を読み込んだ後に前記切換フラグ演算プログラムに従って発熱エネルギＵを推定演算し、閾値Ｖ１〜Ｖ４と前記発熱エネルギＵと比較し、その比較結果に基づいて切換フラグの値を「０」，「１」及び「２」のいずれか１つとする。
【００４２】
ＲＯＭ２３に格納される各種マップデータには、駆動モードマップデータと、ゲインマップデータがある。駆動モードマップデータは、前記３種類駆動モード、のうち、通常駆動モードと４輪駆動傾向モードのためのマップデータである。これらの駆動モードマップデータは、その時の走行状態に対して最適な駆動力配分率とするための摩擦係合力（目標摩擦係合力）を得るために電磁コイル７ａを通電するための指令値Ｉのマップデータである。
【００４３】
走行状態は、本実施形態では、図１に示す左右一対の前輪５ａ，５ｂの平均回転速度と左右一対の後輪１１ａ，１１ｂの平均回転速度の差動回転速度ΔＮ、スロットルバルブのスロットル開度、及び、速度をパラメータとした走行状態である。
【００４４】
４輪駆動傾向モードの駆動モードマップデータと通常駆動モードの駆動モードマップデータとの相違は、各走行状態において、４輪駆動傾向モード、通常駆動モードの順に摩擦係合力が小さくなるように各駆動モードマップデータが形成されている。従って、駆動力伝達装置７が４輪駆動傾向モードで制御されている場合と通常駆動モードで制御されている場合とでは、駆動力伝達装置７の摩擦による発熱エネルギＵの発生は、駆動力配分率が小さくなる分だけ通常駆動モードほうが小さくなる。
【００４５】
ちなみに、駆動力伝達装置７が２輪駆動モードで駆動制御されている場合は、摩擦係合量が０であり、摩擦による発熱エネルギＵの発生が０となる。
ゲインマップデータは、前記発熱エネルギＵを推定演算する時に使用される放熱ゲインＫ１と吸熱ゲインＫ２とを求めるためのマップデータである。なお、放熱ゲインＫ１は、発熱エネルギＵが時間経過によって自然放熱して減少する時の、放熱エネルギを求める時に使用される係数である。また、吸熱ゲインＫ２は、発熱エネルギＵが電磁クラッチ機構の摩擦熱によって増加する時の、吸熱エネルギを求める時に使用される係数である。これら放熱ゲインＫ１と吸熱ゲインＫ２とは、運転状態、路面状態、外気温度などのパラメータによって異なっており、このゲインマップデータは、それぞれの条件に適合するゲインＫ１、Ｋ２を得るためのマップデータとなっている。そして、このゲインマップデータは、予め試験又は理論的に求められ、ＲＯＭ２３に記憶されている。
【００４６】
また、ＲＡＭ２４には、切換フラグ記憶部２４ａが設けられている。この切換フラグ記憶部２４ａには、前記切換フラグ演算プログラムにおいて選択された切換フラグの「０」，「１」及び「２」のいずれか１つの値が記憶される。そして、ＣＰＵ２２は前記駆動モード選択プログラムに従って、この切換フラグの値を切換フラグ記憶部２４ａから読み込み、前記３種類の駆動モード、すなわち、通常駆動モードと４輪駆動傾向モード、２輪駆動モードのうち、いずれか１つを選択する。
【００４７】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介してスロットル開度センサ３１と接続され、同開度センサ３１からスロットル開度信号を入力する。スロットル開度センサ３１は、スロットルバルブに設けられ同バルブの開度を検出する。ＣＰＵ２２は、スロットル開度センサ３１からの検出信号に基づいてその時々のスロットルバルブの開度（スロットル開度）を算出する。
【００４８】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪の回転を検出する検出手段としての車輪速センサ３２ａ〜３２ｄと接続されている。ＣＰＵ２２は車輪速センサ３２ａ〜３２ｄからの検出信号を入力し、各検出信号に基づいてその時々の各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂの車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲを算出する。又、ＣＰＵ２２は、左右前輪５ａ，５ｂの両車輪速ＶＦＬ，ＶＦＲから前輪平均車輪速ＶＦＮ（＝（ＶＦＬ＋ＶＦＲ）／２）を求めるとともに、左右後輪１１ａ，１１ｂの両車輪速ＶＲＬ，ＶＲＲから後輪平均車輪速ＶＲＮ（＝（ＶＲＬ＋ＶＲＲ）／２）を算出する。さらに、ＣＰＵ２２は、前輪平均車輪速ＶＦＮと後輪平均車輪速ＶＲＮとから差動回転速度ΔＮ（＝｜ＶＦＮ−ＶＲＮ｜）を算出するようになっている。
【００４９】
ＣＰＵ２２は、入出力回路２５を介して駆動力伝達装置７の電磁コイル７ａに電流を給電する駆動回路３３に接続されている。ＣＰＵ２２は、駆動回路３３に同ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電するための指令値Ｉの制御信号を出力する。駆動回路３３は、指令値Ｉの制御信号に基づいて駆動し、ＣＰＵ２２が算出した電流値を電磁コイル７ａに給電する。
【００５０】
つまり、ＣＰＵ２２は、通常駆動モード又は４輪駆動傾向モード、２輪駆動モードのための前記マップデータを使って前記算出したスロットル開度、差動回転速度ΔＮ及び車速に対する電磁コイル７ａに給電する目標電流値を指令値Ｉとして求める。そして、ＣＰＵ２２は、その求めた指令値Ｉの制御信号を入出力回路２５を介して駆動回路３３に出力する。
【００５１】
次に、上記のように構成した駆動力伝達装置７を駆動制御する駆動力伝達制御回路の作用を説明する。
まず、ＣＰＵ２２によって、予め定めた周期毎に、図３で示すフローチャートに従って、切換フラグ演算のための以下の処理動作が実行される。なお、このとき、４輪駆動車１は、ＣＰＵ２２によって、通常駆動モード、４輪駆動傾向モード、２輪駆動モードのいずれかの駆動モードに制御されている。
【００５２】
ＣＰＵ２２により、前記切換フラグ演算プログラムに従って、ＲＯＭ２３から閾値Ｖ１〜Ｖ４が読み込まれる（ステップＳ１）。そして、ＣＰＵ２２によって、車輪速センサ３２ａ〜３２ｄの検出信号に基づいて、差動回転速度ΔＮが算出される。また、ＣＰＵ２２によって、差動回転速度ΔＮが算出されると同時に、現在、電磁コイル７ａに給電されている電流値の指令値Ｉが読み込まれ、差動回転速度ΔＮと指令値Ｉとの積が演算される（ステップＳ２）。
【００５３】
続いて、ＣＰＵ２２によって、現在の運転状態、路面状態、外気温度等のパラメータに基づいて、前記ＲＯＭ２３のゲインマップデータから、対応する放熱ゲインＫ１と吸熱ゲインＫ２とが求められる。そして、求めたゲインＫ１，Ｋ２と、前記差動回転速度ΔＮと指令値Ｉとの積を使用して、次の式から発熱エネルギＵが推定演算される。なお、本処理動作より以前に、同様の処理動作によって求められた発熱エネルギＵの値を、前回発熱エネルギＵ０とする。
【００５４】

すなわち、今回の発熱エネルギＵは、前回の処理動作によって求められた前回発熱エネルギＵ０から、前回から現在までの放熱分（前回発熱エネルギＵ０×放熱ゲインＫ１）を減算するとともに、前回から現在までの吸熱分（差動回転速度ΔＮ×指令値Ｉ×吸熱ゲインＫ２）を加算することによって推定演算される（ステップ３）。
【００５５】
次に、ＣＰＵ２２によって、前記ＲＡＭ２４の切換フラグ記憶部２４ａから現在記憶されている切換フラグの値が読み込まれる。そして読み込まれた切換フラグの値が「０」であるか否か、すなわち、駆動モードが「通常駆動モード」であるか否かが識別される（ステップＳ４）。そして、切換フラグの値が「０」であると識別されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５に移動され、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１以上か否かが識別される（ステップＳ５）。
【００５６】
そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１以上であると識別されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に移動され、切換フラグの値が「１」、すなわち駆動モードが「４輪駆動傾向モード」とされる。また、ステップＳ５において、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１より小さいと識別されると（ステップＳ５でＮＯ）、切換フラグ演算の処理が終了され、ＣＰＵ２２は次の切換フラグ演算処理の周期まで待機する。
【００５７】
すなわち、駆動モードが「通常駆動モード」の状態で、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１を超えている場合には、ＣＰＵ２２は、差動回転速度ΔＮ及び指令値Ｉが、何らかの原因、例えば、車輪がスタックする等の原因で、増大し、駆動力伝達装置における発熱エネルギＵが閾値Ｖ１を越えていると判断する。そして、スタック等の問題を回避できるように、駆動モードが「４輪駆動傾向モード」に変更され、車輪と路面とのトラクションが高められるようになる。また、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１より小さい場合には、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が通常の走行を行っていると判断され、「通常駆動モード」が維持される。
【００５８】
また、ステップＳ４において、ＣＰＵ２２によって切換フラグの値が「０」でないと識別されると（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ７に移動され、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２以上か否かが識別される（ステップＳ７）。
【００５９】
そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２以上であると識別されると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ８に移動され、切換フラグの値が「２」とされ、駆動モードが「２輪駆動モード」とされる。また、ステップＳ７において、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２より小さいと識別されると（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ９に移動される。
【００６０】
すなわち、駆動モードが「通常駆動モード」以外の状態、すなわち、「４輪駆動傾向モード」或いは「２輪駆動モード」の状態で、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２を超えている場合には、ＣＰＵ２２によって、クラッチ板の摩擦熱により発熱エネルギＵが増大し、損傷が生じやすい状態になっていると判断される。従って、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２を超えている場合には、トラクション不足の解消ではなく、クラッチ板の損傷の回避が優先されるように、ＣＰＵ２２によって駆動モードが「２輪駆動モード」とされ、クラッチ板における摩擦係合力をゼロにして新たな摩擦熱が発生しないようにされる。
【００６１】
また、ステップ７において、ＣＰＵ２２によって発熱エネルギＵが閾値Ｖ２より小さいと識別されると（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ９に移動され、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下か否かが識別される（ステップＳ９）。
【００６２】
そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下であると識別されると（ステップＳ９でＹＥＳ）、ステップＳ１０に移動され、切換フラグの値が「０」とされ、駆動モードが「通常駆動モード」とされる。また、ステップＳ９において、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４より大きいと識別されると（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ１１に移動される。
【００６３】
すなわち、駆動モードが「通常駆動モード」以外の状態、すなわち、「４輪駆動傾向モード」或いは「２輪駆動モード」の状態で、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下となっている場合には、ＣＰＵ２２によって、４輪駆動車１が通常の走行を行っていると判断される。そして、低燃費の走行が可能となるように、駆動モードが「通常駆動モード」に変更される。
【００６４】
また、ステップＳ９において、ＣＰＵ２２によって発熱エネルギＵが閾値Ｖ４より大きいと識別されると（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ１１に移動され、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以上か否かが識別される（ステップＳ１１）。
【００６５】
そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以下であると識別されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移動され、切換フラグの値が「１」とされ、駆動モードが「４輪駆動傾向モード」とされる。また、ステップＳ１１において、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３より大きいと識別されると（ステップＳ９でＮＯ）、切換フラグ演算の処理が終了され、ＣＰＵ２２は次の切換フラグ演算処理の周期まで待機する。
【００６６】
すなわち、駆動モードが「４輪駆動傾向モード」或いは「２輪駆動モード」のいずれかの状態で、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以下となっている場合には、差動回転速度ΔＮ及び指令値Ｉが何らかの原因、例えば、車輪がスタックする等の原因で増大した状態となっていると判断される。また、同時に、発熱エネルギＵの大きさは、クラッチ板の損傷が生じやすい状態までには増大していないと判断される。従って、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以下の場合には、クラッチ板の損傷の回避ではなく、トラクション不足が優先され、ＣＰＵ２２によって駆動モードが「４輪駆動傾向モード」とされ、車輪と路面とのトラクションが高められるようになる。
【００６７】
また、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３より大きい場合には、発熱エネルギＵの大きさが、クラッチ板の損傷が生じるほどの状態ではないが、２輪駆動モードを４輪駆動傾向モードに変更するほど発熱エネルギＵが下降した状態ではないと判断される。そして、現在の駆動モード、すなわち「２輪駆動モード」或いは「４輪駆動傾向モード」が維持される。
【００６８】
また、図４は、４輪駆動車１が、通常駆動モードの状態でぬかるみ等にスタックし、車輪が空転し始めてから、スタックを脱出するまでの、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ１０までにおける指令値Ｉ、差動回転速度ΔＮ及び発熱エネルギＵの変化の一例を示している。ここで、指令値Ｉは実線で、差動回転速度ΔＮは破線で、発熱エネルギＵは一点鎖線で示されている。
【００６９】
図４に示すように、まず、時刻Ｔ１において、４輪駆動車１の駆動モードは「通常駆動モード」となっており、４輪駆動車１の運転者は、図示しないアクセルペダルを踏み込むことによって４輪駆動車１を発進させようとする。すると、ＣＰＵ２２は、通常駆動モードのマップデータに基づいて指令値Ｉを算出し、指令値Ｉの制御信号を駆動回路３３に出力して、各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂに駆動力が伝達される。しかし、この状態で、４輪駆動車１は、ぬかるみ等にスタックしており、４輪駆動車１は発進せず、差動回転速度ΔＮの値が増大する。また、差動回転速度ΔＮの増大に伴い、駆動力伝達装置７の発熱エネルギＵの値も増大する。
【００７０】
そして、時刻Ｔ２になると、運転者は、４輪駆動車１がスタックによって発進していないことに気づき、アクセルペダルの踏み込みを停止する。すると、ＣＰＵ２２は指令値Ｉの制御信号の出力を停止し、その結果、差動回転速度ΔＮの値がほぼ０となる。また、それに伴い、発熱エネルギＵの値が若干減少する。
【００７１】
次に、時刻Ｔ３になると、運転者は、再度、４輪駆動車１を発進させようとしてアクセルペダルを踏み込む。すると、ＣＰＵ２２は、通常駆動モードのマップデータに基づいて指令値Ｉを算出し、各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂに駆動力が伝達される。しかし、４輪駆動車１は、依然としてスタックされた状態となっており、差動回転速度ΔＮがさらに増大するとともに、発熱エネルギＵの値も増大する。
【００７２】
そして、時刻Ｔ４になると、発熱エネルギＵの値は、閾値Ｖ１を超え、ＣＰＵ２２は、前記切換フラグ演算プログラムに従って、駆動モードを「４輪駆動傾向モード」に切り換える。すると、ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モードのマップデータに基づいて、通常駆動モードの時よりも大きな値の指令値Ｉを算出し、車輪と路面とのトラクションを高めようにする。
【００７３】
しかし、時刻Ｔ５になっても、運転者は４輪駆動車１がスタックから脱出できていないと判断し、アクセルペダルの踏み込みを停止する。すると、ＣＰＵ２２は指令値Ｉの制御信号の出力を停止し、その結果、差動回転速度ΔＮの値がほぼ０になって、発熱エネルギＵの値が若干減少する。
【００７４】
次に、時刻Ｔ６になると、運転者は、再度、４輪駆動車１を発進させようとしてアクセルペダルを踏み込む。すると、ＣＰＵ２２は、４輪駆動傾向モードのマップデータに基づいて指令値Ｉを算出し、各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂに駆動力が伝達される。しかし、４輪駆動車１は、依然としてスタックされた状態となっており、差動回転速度ΔＮがさらに増大するとともに、発熱エネルギＵの値も増大する。
【００７５】
そして、時刻Ｔ７になると、発熱エネルギＵの値は、閾値Ｖ２に達し、ＣＰＵ２２は、前記切換フラグ演算プログラムに従って、駆動モードを「２輪駆動モード」に切り換える。すると、ＣＰＵ２２は、指令値Ｉを０とし、駆動力伝達装置７におけるクラッチ板の摩擦熱の発生を停止させるようにする。そして、その結果、発熱エネルギＵの値が減少する。
【００７６】
そして、時刻Ｔ８になると、発熱エネルギＵの値が閾値Ｖ３まで低下し、ＣＰＵ２２は発熱エネルギＵの大きさが、クラッチ板の損傷が生じやすい状態になっていないと判断し、駆動モードを「４輪駆動モード」に切り換える。すると、ＣＰＵ２２は、４輪駆動モードのマップデータに基づいて指令値Ｉを算出し、各前後輪５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂに駆動力が伝達される。
【００７７】
時刻Ｔ９になると、４輪駆動車１がスタック状態から脱出され、差動回転速度ΔＮの値が０となるとともに、指令値Ｉの値が０となる。そして、発熱エネルギＵの値は時刻変化に伴って、減少し、時刻Ｔ１０になると、閾値Ｖ４まで低下し、ＣＰＵ２２は４輪駆動車１が通常の走行を行っていると判断し、駆動モードを「通常駆動モード」に変更する。
【００７８】
次に、上記のように構成した実施形態の特徴を以下に記載する。
（１）本実施形態では、駆動力伝達装置７に発生する発熱エネルギＵを差動回転速度ΔＮと指令値Ｉとの積を使用して推定演算し、推定演算した発熱エネルギＵに基づいて４輪駆動車１に最適な駆動モードを決定するようにした。そして、決定した駆動モードに対応するマップデータを使用して、走行状態に対応する指令値Ｉを決定し、最適な駆動力配分を確保するようにした。
【００７９】
従って、駆動力伝達装置７の摩擦熱により駆動力伝達装置７が損傷しそうになっても、発熱エネルギＵを推定した駆動モードを切り換えることにより、駆動力伝達装置７の摩擦熱の発生を抑制して損傷を未然に防ぐことができるようになる。
【００８０】
（２）駆動力伝達装置７に発生する発熱エネルギＵを、差動回転速度ΔＮと指令値Ｉとの積から推定するようにしたので、実際に駆動力伝達装置７に発生する摩擦熱をセンサ等で測定する場合よりも応答性がよく、測定が容易である。
【００８１】
（３）４輪駆動車１の駆動モードが通常駆動モードであるときに、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１以上となると、駆動モードを４輪駆動傾向モードとするようにした。
【００８２】
従って、４輪駆動車１が通常駆動モードにおいてスタックすると、差動回転速度ΔＮが増大するので、発熱エネルギＵが閾値Ｖ１以上となっているか否かを判断することにより、スタックしているかどうかを判断することができる。そして、閾値Ｖ１以上でスタックしていると判断した場合には、車輪と地面との間のトラクションを高めるように駆動モードを４輪駆動傾向モードとすることにより、４輪駆動車１がスタック状態から脱出しやすくすることができる。
【００８３】
（４）４輪駆動車１がスタック状態から脱出しやすくするために、駆動モードを前輪と後輪とが直結する４輪駆動モードとするのではなく、４輪駆動傾向モードとしたので、タイトコーナブレーキング現象が生じることがなく、安定した走行を確保することができる。
【００８４】
（５）４輪駆動車１の駆動モードが４輪駆動傾向モードである時に、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２以上となると、駆動モードを２輪駆動モードとし、発熱エネルギを減少させるようにした。
【００８５】
従って、４輪駆動車１がスタック状態のまま、長時間４輪駆動傾向モードでスタックから脱出しようとすると、発熱エネルギＵが増大して駆動力伝達装置７の損傷が生じやすくなるが、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２以上となっているか否かで、損傷しやすい状況であるかどうかを判断することがきでる。そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ２以上であると判断した場合には、発熱エネルギＵを減少させるように駆動モードを２輪駆動モードとして、駆動力伝達装置７の損傷を未然に防ぐことができる。
【００８６】
（６）４輪駆動車１の駆動モードが４輪駆動傾向モードか２輪駆動モードであるときに、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下となると、駆動モードを通常駆動モードとなるようにした。
【００８７】
従って、４輪駆動車１がスタック状態から脱出すると、通常走行になり、差動回転速度ΔＮが減少するので、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下となっているか否かでスタック状態から脱出して通常走行になっているかを判断することができる。そして、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４以下であると判断した場合には、通常駆動モードとすることにより、優れた燃費を確保することができる。
【００８８】
（７）４輪駆動車１の駆動モードが２輪駆動モードであるときに、発熱エネルギＵが閾値Ｖ４より大きく且つ閾値Ｖ３以下である場合には、駆動モードを４輪駆動傾向モードとなるようにした。
【００８９】
従って、駆動力伝達装置７を摩擦熱による損傷から保護するために、２輪駆動モードとしている場合には、放熱により発熱エネルギＵが減少して駆動力伝達装置７の損傷が生じにくい状態となるが、発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以下であるか否かで損傷が生じにくい状況かを判断することができる。そして発熱エネルギＵが閾値Ｖ３以下で閾値Ｖ４より大きい場合には、４輪駆動モードとして、駆動力伝達装置の保護のためにスタックから脱出できなかった４輪駆動車１を、再度、スタック状態から脱出しやすくすることができる。
【００９０】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、４輪駆動傾向モードにおいては、４輪駆動傾向モードのマップデータを使用して指令値Ｉを得るようにしたが、通常駆動モードのマップデータにより求められる指令値Ｉに増加ゲインを積算することによって４輪駆動傾向モード用の指令値Ｉを得るようにしてもよい。
【００９１】
・上記実施形態では、切換フラグの値が「２」であると、２輪駆動モードに切り換えるようにしたが、２輪駆動傾向モードとなるようにしてもよい。
・上記実施形態では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の４輪駆動車に具体化したが、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式もしくはＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式の４輪駆動車に具体化してもよい。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、駆動力伝達装置の熱による損傷を防ぐとともに、精度の高い駆動力配分を行って安定した走行を確保することができる。
【００９３】
加えて、請求項３に記載の発明によれば、タイトコーナブレーキング現象が生じることなく、安定した走行を確保することができる。
加えて、請求項５に記載の発明によれば、優れた燃費を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における４輪駆動車の概略構成図。
【図２】 本実施形態における４輪駆動車の駆動力伝達装置を駆動制御する駆動力伝達制御回路図。
【図３】 本実施形態における切換フラグ演算のための処理動作を示すフローチャート。
【図４】 本実施形態における指令値Ｉ、差動回転速度ΔＮ及び発熱エネルギＵの変化の一例を示すグラフ。
【符号の説明】
ΔＮ…差動回転速度、Ｉ…指令値、Ｕ…発熱エネルギ、Ｖ１…第１閾値としての閾値、Ｖ２…第２閾値としての閾値、Ｖ３…第４閾値としての閾値、Ｖ４…第３閾値としての閾値、１…４輪駆動車、５ａ，５ｂ…前輪、７…駆動力伝達装置、１１ａ，１１ｂ…後輪、２２…発熱エネルギ推定手段，マップデータ選択手段としてのＣＰＵ、３２ａ…検出手段を構成する左側前輪車輪速センサ、３２ｂ…検出手段を構成する右側前輪車輪速センサ、３２ｃ…検出手段を構成する左側後輪車輪速センサ、３２ｄ…検出手段を構成する右側後輪車輪速センサ。

Claims (6)

1. 内燃機関に発生する駆動力を前輪及び後輪の一方に直接的に伝達するとともに、その時の車両の走行状態に対応した指令値を決定し、その指令値に基づいて駆動力伝達装置の摩擦係合力を変化させ、前記駆動力を前記駆動力伝達装置を介して前記前輪及び後輪の他方に伝達する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
   左右一対の前輪の平均回転速度と左右一対の後輪の平均回転速度との差動回転速度を検出する検出手段と、
   前記差動回転速度と前記指令値との積から前記駆動量伝達装置に発生する摩擦熱に関する発熱エネルギを推定演算する発熱エネルギ推定手段と、
   前記発熱エネルギ推定手段の前記発熱エネルギに基づいて前記４輪駆動車に最適な駆動モードを決定し、その駆動モードに対応するマップデータを選択するマップデータ選択手段と
   前記マップデータを使用して前記走行状態に対応する前記指令値を決定する指令値決定手段と
   を備えたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。
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、前記マップデータ選択手段は、前記発熱エネルギを判定用閾値と比較することにより前記４輪駆動車に最適な駆動モードを決定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。
3. 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、
   前記判定用閾値は第１閾値を備え、
   前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、通常の前記駆動力配分を行うための通常駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第１閾値以上となると、前記駆動モードを４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードと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。
4. 請求項２または３に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
   前記判定用閾値は第２閾値を備え、
   前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第２閾値以上となると、前記駆動モードを２輪駆動の前記駆動力配分を行うための２輪駆動モードと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。
5. 請求項２〜４のいずれか１つに記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
   前記判定用閾値は第３閾値を備え、
   前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、４輪駆動傾向の前記駆動力配分を行うための４輪駆動傾向モードか、２輪駆動の駆動力配分を行うための２輪駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第３閾値以下となると、前記駆動モードを通常の駆動力配分を行うための通常駆動モードと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。
6. 請求項５に記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
   前記判定用閾値は第４閾値を備え、
   前記マップデータ選択手段は、前記４輪駆動車の前記駆動モードが、２輪駆動の駆動力配分を行うための２輪駆動モードであるときに、前記発熱エネルギが前記第３閾値以上で前記第４閾値以下であるときには、前記駆動モードを前記４輪駆動傾向モードに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。

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