JP2002127773A - ４輪駆動車の駆動力配分装置 - Google Patents

４輪駆動車の駆動力配分装置

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JP2002127773A
JP2002127773A JP2000321614A JP2000321614A JP2002127773A JP 2002127773 A JP2002127773 A JP 2002127773A JP 2000321614 A JP2000321614 A JP 2000321614A JP 2000321614 A JP2000321614 A JP 2000321614A JP 2002127773 A JP2002127773 A JP 2002127773A
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torque
drive wheel
wheel
sub
drive
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Ryuzo Sakakiyama
隆三 榊山
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
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    • B60K17/35—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed including arrangements for suppressing or influencing the power transfer, e.g. viscous clutches
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    • B60K23/0808—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch

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Abstract

(57)【要約】 【課題】副駆動輪へ伝達するトルクを必要以上に増加さ
せることなく、坂路発進時の主駆動輪のスリップを防止
できるようにする。 【解決手段】エンジン出力を前輪１３Ｒ，１３Ｌに対し
ては直接伝達し、後輪１５Ｒ，１５Ｌに対してはトラン
スファクラッチ３を介して伝達する車両において、制御
ユニット３０では停車時の前後加速度センサ２６の出力
値から路面勾配を求め、この路面勾配に基づき副駆動輪
トルク下限値を設定し、トランスファクラッチ３の締結
力を制御するクラッチ制御弁１７へ副駆動輪トルク下限
値に対応する駆動信号を出力し発進に備える。トランス
ファクラッチ３の締結力を路面勾配に応じて設定するた
め、必要最小限の伝達トルクで坂路発進時の主駆動輪の
スリップを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主駆動輪に対して
は駆動力を直接伝達し、副駆動輪に対しては必要最小限
の駆動力を伝達するようにした４輪駆動車の駆動力配分
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、前輪駆動系及び後輪駆動系の
一方へは直接動力を伝達し、他方の駆動系に対してはク
ラッチ等のカップリング装置を用いて駆動力を分配制御
する技術が知られている。
【０００３】この種の４輪駆動車では、４輪駆動機構の
軽量化のため、副駆動輪への伝達容量を極力下げること
で、４輪駆動化に伴うデファレンシャル装置等のカップ
リング装置やアクスル軸等、動力伝達機構の必要強度を
下げる試みがなされているが、低μ路での登坂発進にお
いて、主駆動輪に過度のスリップが発生し易くなり、４
輪駆動として十分なトラクション性能が得られない問題
がある。
【０００４】そのため、例えば特開平９−２４０３０１
号公報では、動力源からの動力により主駆動輪である前
輪と油圧ポンプとを駆動し、前輪で車両を駆動する一
方、油圧ポンプから圧送された作動油を可変容量ポンプ
モータに供給し、この可変容量ポンプモータにより副駆
動輪である後輪を駆動させ、凍結路や降雪路等の低μ路
での発進において、スリップが発生した場合、前輪の回
転数が後輪の回転数よりも大きくなるため、この両輪の
差回転に応じて可変容量ポンプモータの後輪に対するト
ルク伝達を可変設定すると共に、路面傾斜角センサの出
力値に基づき急勾配登坂路の場合は、大きな駆動トルク
を後輪へ伝達する技術が開示されている。
【０００５】この公報に開示されている技術では、スリ
ップに応じたトルクを副駆動輪へ伝達することができる
ため、副駆動輪に対して伝達するトルクを必要最小限と
することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されている技術では、副駆動輪へ伝達するトルクを、
主駆動輪のスリップによる差回転から検知する場合、必
ず主駆動輪にスリップが発生してから副駆動輪のトルク
が増大することになる。例えば路面摩擦係数０．３で勾
配２０°の登坂能力を目標とする車両において、主駆動
輪にスリップが発生して、路面と車輪との摩擦係数が
０．１に低下したと仮定した場合、副駆動輪に伝達すべ
きトルクは、スリップが発生していない場合に比し、４
０％以上増加してしまうことになる。又主駆動輪のスリ
ップの発生を止めるトルクも必要になる。
【０００７】これらのトルクの値は主駆動輪系の慣性モ
ーメントと、如何に短時間にスリップを回避させたかに
よって決定されるが、おおよそ２０％以上のトルク容量
増大が必要になる。
【０００８】すなわち、主駆動輪にスリップが発生する
と、副駆動輪に伝達すべきトルク容量が、目標性能に対
して１．６倍以上必要となり、装置全体が大型化してし
まうばかりでなく、重量が増加してしまう不具合があ
る。
【０００９】又、路面勾配を検出するために、通常では
使用しない路面傾斜角センサを特別に設けなければなら
ず、部品点数が増加し、製品コストが高くなってしまう
不都合がある。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、副駆動輪へ伝
達するトルクを必要以上に増加させることなく、発進時
を含む坂路走行時の主駆動輪のスリップを確実に防止す
ることができると共に、システム全体の小型化が実現で
き、しかも部品点数を増加させることなく、コストアッ
プを最小限に押さえることの可能な４輪駆動車の駆動力
配分装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１発明は、動力源の出力を主駆動輪へ直接伝達し副駆
動輪に対しては伝達トルク容量可変型カップリング装置
を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分装置におい
て、車両の運転状態に基づき上記副駆動輪に伝達する基
本トルクを設定する副駆動輪基本トルク設定手段と、車
両に設けた前後加速度センサの出力値と車速に基づいて
求めた加速度とを比較して路面の勾配に対応する勾配補
正係数を求める路面勾配補正係数設定手段と、上記基本
トルクを上記勾配補正係数で補正して副駆動輪トルクを
設定する副駆動輪トルク設定手段と、上記伝達トルク容
量可変型カップリング装置に対し上記副駆動輪トルクに
対応する伝達トルクを発生させる駆動手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【００１２】このような構成では、先ず、動力源に対し
伝達トルク容量可変型カップリング装置を介して連設す
る副駆動輪に伝達する基本トルクを、車両の運転状態に
基づき設定し、次いで車両に設けた前後加速度センサの
出力値と車速に基づいて求めた加速度とを比較して路面
の勾配に対応する勾配補正係数を求め、基本トルクを勾
配補正係数で補正して副駆動輪トルクを設定し、駆動手
段にて伝達トルク容量可変型カップリング装置に対し副
駆動輪トルクに対応する伝達トルクを発生させる。
【００１３】第２発明は、動力源の出力を主駆動輪へ直
接伝達し副駆動輪に対しては伝達トルク容量可変型カッ
プリング装置を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分
装置において、極低速運転時或いは停車時における車両
に設けた前後加速度センサの出力値に基づき路面勾配を
求め該路面勾配に基づき副駆動輪トルクを設定する副駆
動輪トルク設定手段と、上記伝達トルク容量可変型カッ
プリング装置に対し上記副駆動輪トルクに対応する伝達
トルクを発生させる駆動手段とを備えることを特徴とす
る。
【００１４】このような構成では、先ず、極低速運転時
或いは停車時における車両に設けた前後加速度センサの
出力値に基づき路面勾配を求め、この路面勾配に基づき
副駆動輪トルクを設定し、駆動手段にて動力源と副駆動
輪とを連設する伝達トルク容量可変型カップリング装置
に、副駆動輪トルクに対応する伝達トルクを発生させ
る。
【００１５】第３発明は、動力源の出力を主駆動輪へ直
接伝達し副駆動輪に対しては伝達トルク容量可変型カッ
プリング装置を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分
装置において、車両の運転状態に基づき上記副駆動輪に
伝達する基本トルクを設定する副駆動輪基本トルク設定
手段と、上記動力源の出力と予め設定されている車両諸
元により求めた駆動力とから車両の運動方程式に基づき
平坦路走行時の理論加速度を設定する理論加速度設定手
段と、車輪速度から推定加速度を算出する推定加速度設
定手段と、上記車体加速度と上記推定加速度との比較に
より求めた路面勾配に基づき副駆動輪トルクを設定する
副駆動輪トルク設定手段と、上記伝達トルク容量可変型
カップリング装置に対し上記副駆動輪トルクに対応する
伝達トルクを発生させる駆動手段とを備えることを特徴
とする。
【００１６】このような構成では、先ず、車両の運転状
態に基づき副駆動輪に伝達する基本トルクを設定し、動
力源の出力と予め設定されている車両諸元により求めた
駆動力とから車両の運動方程式に基づき平坦路走行時の
理論加速度を設定し、又車輪速度から推定加速度を算出
し、車体加速度と推定加速度との比較により求めた路面
勾配に基づき副駆動輪トルクを設定し、次いで駆動手段
にて動力源と副駆動輪とを連設する伝達トルク容量可変
型カップリング装置に対し副駆動輪トルクに対応する伝
達トルクを発生させる。
【００１７】この場合、好ましくは、１）上記副駆動輪
トルク設定手段では設定した副駆動輪トルクを舵角セン
サで検出した操舵角に基づいて設定した舵角補正係数で
補正して補正副駆動輪トルクを設定することを特徴とす
る。
【００１８】２）上記副駆動輪トルク設定手段で設定す
る副駆動輪トルクは発進後減量補正されることを特徴と
する。
【００１９】３）上記副駆動輪トルク設定手段で設定す
る補正副駆動輪トルクは発進後減量補正されることを特
徴とする。
【００２０】４）上記舵角補正係数は操舵角に比例して
減少する特性を有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図７に本発明の第１実施
の形態を示す。図１には４輪駆動制御系の全体構成図が
示されている。同図に示すように、本実施の形態で示す
車両は前輪駆動ベースの４輪駆動車であり、従って前輪
が主駆動輪、後輪が副駆動輪となる。尚、後輪駆動ベー
スの４輪駆動車であっても、後輪を主駆動輪、前輪を副
駆動輪とすることで、本実施の形態を適用できることは
言うまでもない。
【００２２】この４輪駆動車の車両前部に駆動源として
のエンジンが配置されており、このエンジン１の出力軸
に、流体トルクコンバータを使用した自動変速機或いは
クラッチ機構部を含むマニュアル変速機等の変速機構部
２が連設され、この変速機構部２の後部に延出されたト
ランスファ入力軸２ａに、伝達トルク容量可変型カップ
リング装置の一例であるトランスファクラッチ３を介し
てリヤドライブ軸４が連設されている。又、リヤドライ
ブ軸４から後方へプロペラシャフト５、ドライブピニオ
ン軸部６を介してリヤディファレンシャル装置７が連結
されている。
【００２３】トランスファクラッチ３は、トランスファ
入力軸２ａに設けられたクラッチドラム３ａとリヤドラ
イブ軸４に設けられたクラッチハブ３ｂとを有し、この
クラッチドラム３ａとクラッチハブ３ｂとの間に、クラ
ッチドラム３ａに連結するドライブプレートと、クラッ
チハブ３ｂに連結するドリブンプレートとを交互に配設
してなる油圧多板式クラッチプレート３ｃが介装されて
いる。
【００２４】又、クラッチドラム３ａに、トランスファ
ドライブギヤ８が設けられており、このトランスファド
ライブギヤ８に噛合するフロントドライブギヤ９がフロ
ントドライブ軸１０に固設されている。更に、このフロ
ントドライブ軸１０が、フロントディファレンシャル装
置１１に連結されている。
【００２５】又、フロントディファレンシャル装置１１
に、前輪左ドライブ軸１２Ｌを介して左前輪１３Ｌが連
設され、前輪右ドライブ軸１２Ｒを介して右前輪１３Ｒ
が連設されており、リヤディファレンシャル装置７に
は、後輪左ドライブ軸１４Ｌを介して左後輪１５Ｌが連
設され、後輪右ドライブ軸１４Ｒを介して右後輪１５Ｒ
が連設されている。尚、符号１６は、変速機構部２、ト
ランスファクラッチ３等を収納するトランスファケース
である。
【００２６】又、トランスファクラッチ３のクラッチプ
レート３ｃは、図示しない油圧系統から、駆動手段とし
てのクラッチ制御弁１７を介して供給される油圧力によ
って締結力が可変され、解放状態では前輪駆動となり、
クラッチプレート３ｃの締結力が高められるに従い後輪
側へのトルク配分が上昇し、完全な締結状態で前後輪に
配分されるトルクが等しくなる。
【００２７】一方、符号２０はＡＢＳユニットで、この
ＡＢＳユニット２０では、前後輪１３Ｌ，１３Ｒ，１５
Ｌ，１５Ｒにそれぞれに併設された各車輪速センサ１８
Ｌ，１８Ｒ，１９Ｌ，１９Ｒからの信号に基づいて、図
示しないブレーキ系統の油圧を制御し、制動時の車輪の
ロックを回避する。更に、このＡＢＳユニット２０に
は、車体の前後方向の加速度を検出する前後加速度セン
サ（以下、「縦Ｇセンサ」と略称）２６が接続されてい
る。
【００２８】又、符号３０は、トランスファクラッチ３
の締結力を制御する制御ユニットで、シリアル回線等を
介してＡＢＳユニット２０と接続されている。この制御
ユニット３０には、ステアリングホイール２１に設けら
れて操舵角θｓｔを検出する舵角センサ２２、シフト位
置を検出するシフト位置センサ２３、エンジン回転数Ｎ
ｅを検出するエンジン回転数センサ２４、スロットル開
度θｔｈを検出するスロットル開度センサ２５等のセン
サ類が接続されている。
【００２９】更に、制御ユニット３０には、トランスフ
ァクラッチ３への油圧を制御する上述のクラッチ制御弁
１７等のアクチュエータ類が接続されており、トランス
ファクラッチ３の締結力を制御して、前後輪の速度差に
応じて前後輪へのトルク配分を可変し、路面摩擦係数μ
の低い路面（低μ路）での車輪のスリップを防止するス
リップ制御等を行う。
【００３０】すなわち、前後の路面摩擦係数μが異なる
路面での発進等のように、前後輪の車輪速差（回転数
差）が生じた場合、クラッチ制御弁１７を介してトラン
スファクラッチ３の締結力を強化し、直結方向に近づけ
てスリップの発生を抑制する。
【００３１】この場合、トランスファクラッチ３の締結
力は、後輪側へ伝達する必要トルクに応じて制御され
る。この伝達トルク制御は制御ユニット３０で行なわ
れ、具体的には、図２〜図４のフローチャートに従って
処理される。
【００３２】図示しないイグニッションスイッチをＯＮ
すると、図２に示す発進時伝達トルク制御ルーチンが起
動し、先ずステップＳ１で停車状態か否かを、車輪速セ
ンサ１８Ｌ，１８Ｒ，１９Ｌ，１９Ｒで検出した各車輪
速の平均値から求めた車速Ｖと発進判定車速Ｖ１（例え
ば２Ｋｍ／ｈ）とを比較して判定し、Ｖ≦Ｖ１のほぼ停
車状態のときは、ステップＳ２へ進み、前回運転時に設
定した副駆動輪トルクＴ-1を読込み、ステップＳ３で、
この副駆動輪トルクＴ-1を、今回の副駆動輪トルクＴと
設定して出力し（Ｔ←Ｔ-1）、ルーチンを抜け、発進に
備える。
【００３３】すると、制御ユニット３０からクラッチ制
御弁１７に対して、副駆動輪トルクＴに対応する駆動信
号が出力される。クラッチ制御弁１７としてデューティ
ソレノイド弁が使用されている場合、制御ユニット３０
では副駆動輪トルク下限値Ｔ１に基づきトランスファク
ラッチ３の作動油圧を制御するデューティ比を算出し、
トランスファクラッチ３の締結力を制御する。
【００３４】このとき、車両が勾配路面で停車している
場合は、後述する停車時伝達トルク制御ルーチンで、前
回停車したときの路面勾配を検出し、この路面勾配に応
じた副駆動輪トルクＴ-1が設定されるため、発進時に
は、この副駆動輪トルクＴ-1に基づき、トランスファク
ラッチ３に対して必要最小限の締結力が設定される。
【００３５】トランスファクラッチ３に対する締結力を
必要最小限とすることで、相対的にトランスファクラッ
チ３や、このトランスファクラッチ３に油圧を供給する
ポンプ等の容量を縮小して、システム全体の小型化、軽
量化を実現することができる。
【００３６】その後、発進操作が行なわれて車速Ｖが発
進判定車速Ｖ１を越えると、ステップＳ１からステップ
Ｓ４へ分岐し、前回運転時に設定した副駆動輪基本トル
クＴｏ-1を読込み、ステップＳ５で、副駆動輪基本トル
クＴｏ-1と副駆動輪トルクＴとを比較する。この副駆動
輪基本トルクＴｏ-1は、後述する走行時伝達トルク制御
ルーチンで、停車直前のエンジントルクＴｅと車速Ｖと
に基づいて設定された平坦路走行相当の基本値である。
【００３７】そして、Ｔｏ-1＜Ｔのときは、ステップＳ
６へ進み、副駆動輪トルクＴを設定減量値ΔＴ１分減少
した値で更新し（Ｔ←Ｔ−ΔＴ）、ステップＳ３へ戻
る。この減量値ΔＴ１は、演算周期に応じて最適な値が
設定されている。尚、この減量値ΔＴ１は、副駆動輪ト
ルク下限値Ｔ１に応じて可変設定するようにしても良
い。
【００３８】一方、Ｔｏ-1≦Ｔのときは、ステップＳ７
へ進み、副駆動輪基本トルクＴｏ-1を、今回の副駆動輪
トルクＴと設定して出力し（Ｔ←Ｔｏ-1）、ルーチンを
抜ける。
【００３９】その結果、例えば坂路発進の際に読込む副
駆動輪トルクＴ-1は、後述する図４に示す停車時伝達ト
ルク制御ルーチンにおいて、路面勾配に基づいて設定さ
れた副駆動輪トルク下限値Ｔ１が設定されているため、
発進の際には、Ｔ-1＞Ｔｏ-1の関係がある。
【００４０】従って、発進時は、前回のエンジン停止時
に設定された副駆動輪トルク下限値Ｔ１が副駆動輪トル
クＴとして設定され、発進後、車速Ｖが発進判定車速Ｖ
１を越えると、Ｔｏ-1≦Ｔとなるまで、ステップＳ１→
ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップ
Ｓ３のルーチンを繰り返し実行し、やがてＴｏ-1≦Ｔに
達したとき、ステップＳ７へ進み、副駆動輪基本トルク
Ｔｏ-1を、今回の副駆動輪トルクＴとして更新し（Ｔ←
Ｔｏ-1）、ルーチンを抜け、通常の走行制御へ移行す
る。
【００４１】車両が通常走行へ移行すると、図３に示す
走行時伝達トルク制御ルーチンが実行され、先ず、ステ
ップＳ１１で、各センサからの入力信号を読込み、ステ
ップＳ１２でエンジントルクＴｅと車速Ｖと変速段をパ
ラメータとして副駆動輪基本トルクマップを参照し、副
駆動輪基本トルクＴｏを設定する。
【００４２】図５に示すように副駆動輪基本トルクマッ
プは、変速段毎に備えられており、又、図６に示すよう
に各副駆動輪基本トルクマップには、エンジントルクＴ
ｅが増大するに従い副駆動輪基本トルクＴｏを増大さ
せ、逆に車速Ｖが増加するほど副駆動輪基本トルクＴｏ
を減少させる特性を有している。
【００４３】尚、本実施の形態ではエンジントルクＴｅ
をＴｅ１〜Ｔｅ４（Ｔｅ１＜Ｔｅ２＜Ｔｅ３＜Ｔｅ４）
の四段階に区分しているが、より細かく区分しても良
い。又、このエンジントルクＴｅは、例えばエンジン回
転数Ｎｅとスロットル開度θｔｈとに基づきマップを参
照して設定する。この場合、車速Ｖは、各車輪速センサ
１８Ｌ，１８Ｒ，１９Ｌ，１９Ｒで検出した各車輪速の
平均値以外に、エンジン回転数Ｎｅと予め設定される駆
動系の諸元、及び現在の変速段に基づき算出した車体速
度を車速Ｖとしても良い。
【００４４】次いで、ステップＳ１３へ進み、車速Ｖの
変化に基づき加速度αｖ（αｖ←｜ｄｖ｜／ｄｔ）を算
出する。又、ステップＳ１４で、縦Ｇセンサ２６の出力
値Ｇｙの変化に基づき加速度αｇを設定する（αｇ←ｆ
（Ｇｙ））。
【００４５】そして、ステップＳ１５へ進み、車速に基
づく加速度αｖに対する縦Ｇセンサ２６の出力値に基づ
く加速度αｇとの偏差から路面勾配を推定し、この路面
勾配に基づき勾配補正係数ｋ１をマップ検索、或いは演
算により求める。尚、勾配補正係数ｋ１は、推定した路
面勾配にほぼ比例し、この路面勾配が大きくなるほど大
きな値に設定される。
【００４６】すなわち、車両の走行する路面勾配をθと
した場合、走行維持の縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙに
は、ｓｉｎθ分の出力誤差（但し、前進と後進とで極性
は反転する）が発生する。従って、車速に基づく加速度
αｖと縦Ｇンサの出力に基づく加速度αｇとの偏差を検
出することで、路面勾配を推定することができる。
【００４７】その後、ステップＳ１６へ進み、副駆動輪
基本トルクＴｏを勾配補正係数ｋ１で補正して、副駆動
輪トルクＴを算出し（Ｔ←ｋ１・Ｔｏ）、ルーチンを抜
ける。
【００４８】その結果、通常走行では、路面勾配に応じ
た副駆動輪トルクＴが設定されるため、副駆動輪トルク
Ｔが不必要に増加されず、トランスファクラッチ３、及
びトランスファクラッチ３に作動圧を供給する油圧系の
小型軽量化を実現することができる。
【００４９】そして、車速Ｖが停車判定車速（例えば２
Ｋｍ／ｈ）以下になると、図４に示す停車時伝達トルク
制御ルーチンが実行される。このルーチンは、発進する
際の副駆動輪トルクＴを、車両の停車時、或いは停車直
前のパラメータに基づいて設定するもので、先ず、ステ
ップＳ２１で、縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙと坂路判定
値Ｇ１（本実施の形態では、３°に相当する値）とを比
較する。上述したように、縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙ
は、路面勾配によって、ｓｉｎθの出力誤差が発生する
ため、停車直前或いは停車時、すなわち加減速度の因子
がほとんど含まれていない縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙ
を検出することで、停車時の路面勾配を推定することが
できる。
【００５０】そして、Ｇｙ≧Ｇ１の坂路と判定したとき
は、ステップＳ２２へ進み、縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇ
ｙに基づき副駆動輪トルク下限値Ｔ１を、トルク下限値
マップを参照して設定する。
【００５１】図７には、前輪駆動ベースの４輪駆動にお
ける坂路発進時の後輪へ伝達する必要トルクの下限値Ｔ
１と路面勾配θとの関係を示したもので、路面摩擦係数
μが低下するに従い後輪側の駆動輪トルクを増加させる
ことで車輪のスリップを防止する。この場合、路面勾配
θと縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙとがほぼ比例関係にあ
るので、トルク下限値マップには、図７に示す特性に従
い、縦Ｇセンサ２６の出力値Ｇｙと副駆動輪トルク下限
値Ｔ１との関係が格納されている。
【００５２】この場合、図７に二点鎖線、或いは波線で
示すように、副駆動輪トルク下限値Ｔ１は路面摩擦係数
μによって変動するが、路面摩擦係数μを検出すること
が難しいため、本実施の形態では、μ＝０．３〜０．５
程度を想定して設定している。しかし、路面摩擦係数μ
を検出することができる場合は、この路面摩擦係数μに
基づいて副駆動輪トルク下限値Ｔ１を補正するようにし
ても良い。
【００５３】その後、ステップＳ２３へ進み、副駆動輪
トルク下限値Ｔ１で副駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔ
１）、出力する。そして、ステップＳ２４で、前回の副
駆動輪トルクＴ-1を今回の副駆動輪トルクＴで更新して
（Ｔ-1←Ｔ）、ルーチンを抜ける。
【００５４】又、ステップＳ２１で、Ｇｙ＜Ｇ１、すな
わち路面はほぼ平坦であると判定したときは、ステップ
Ｓ２５へ分岐し、走行時伝達トルク制御ルーチンのステ
ップＳ１２で設定した最新の副駆動輪基本トルクＴｏで
副駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔｏ）、ステップＳ２
６へ進み、前回の副駆動輪基本トルクＴｏ-1を今回の副
駆動輪基本トルクＴｏで更新して（Ｔｏ-1←Ｔｏ）、ル
ーチンを抜ける。
【００５５】その結果、車両が坂路で停止した場合は、
路面勾配θを考慮した副駆動輪トルクＴが設定され、次
回の発進に備える。尚、副駆動輪トルク下限値Ｔ１は、
副駆動輪基本トルクＴｏを加算補正し或いは積算係数に
て補正して求めるようにしても良い。
【００５６】又、図８、図９に本発明の第２実施の形態
を示す。本実施の形態では、第１実施の形態で設定した
副駆動輪トルク下限値Ｔ１を、停車時或いは停車直前の
舵角センサ２２で検出した操舵角θｓｔに応じて舵角補
正するもので、第１実施の形態の図４に示すフローチャ
ートに代えて、図８に示すフローチャートを採用する。
【００５７】すなわち、先ず、ステップＳ３１，Ｓ３２
では、図４のステップＳ２１，Ｓ２２と同様、縦Ｇセン
サ２６の出力値Ｇｙと坂路判定値Ｇ１（例えば３°に相
当する値）とを比較し、Ｇｙ≧Ｇ１の坂路と判定したと
きは、ステップＳ３２へ進み、縦Ｇセンサ２６の出力値
Ｇｙに基づきトルク下限値マップを参照して、副駆動輪
トルク下限値Ｔ１を設定する。
【００５８】次いで、ステップＳ３３へ進み、舵角セン
サ２２で検出した操舵角θｓｔに基づきマップを参照
し、或いは演算により舵角補正値ｋ２を設定する。舵角
補正値ｋ２は、主駆動輪である前輪１３Ｒ，１３Ｌの操
舵角θｓｔ（転舵角）が大きくなるほど、前輪１３Ｒ，
１３Ｌの駆動トルクが低下するので、副駆動輪トルク下
限値Ｔ１を減量補正し、前輪側への伝達トルクを確保す
るようにしたもので、図９に示すように、舵角補正値ｋ
２は操舵角θｓｔに比例して減少される。
【００５９】その後、ステップＳ３４へ進み、副駆動輪
トルク下限値Ｔ１に舵角補正係数ｋ２を乗算して補正副
駆動輪トルク下限値Ｔ１’を設定し（Ｔ１’←ｋ２・Ｔ
１）、続くステップＳ３５で、補正副駆動輪トルク下限
値Ｔ１’で副駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔ１’）、
出力する。
【００６０】そして、ステップＳ３６で、前回の副駆動
輪トルクＴ-1を今回の副駆動輪トルクＴで更新して（Ｔ
-1←Ｔ）、ルーチンを抜ける。
【００６１】又、ステップＳ３１で、Ｇｙ＜Ｇ１と判定
されたときは、ステップＳ３７へ分岐し、図４のステッ
プＳ２５と同様、走行時伝達トルク制御ルーチンのステ
ップＳ１２で設定した最新の副駆動輪基本トルクＴｏで
副駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔｏ）、出力する。そ
して、ステップＳ３８へ進み、前回の副駆動輪基本トル
クＴｏ-1を今回の副駆動輪基本トルクＴｏで更新し（Ｔ
ｏ-1←Ｔｏ）、ルーチンを抜ける。
【００６２】その結果、坂路に停車した状態からの発進
制御においては、操舵角θｓｔに比例して減少補正され
た副駆動輪トルクＴで、トランスファクラッチ３の締結
力が設定されるため、前輪１３Ｒ，１３Ｌが転舵されて
いる状態からの坂路発進においても前輪１３Ｒ，１３Ｌ
の駆動トルクの低下が相対的に抑制され、スリップ発生
を有効に回避することができる。
【００６３】又、図１０に本発明の第３実施の形態によ
る駆動力配分装置の機能ブロック図を示す。本実施の形
態では走行路面が平坦路か坂路かを、エンジン１の出力
と予め設定されている車両諸元から求めた駆動力とから
車両の運動方程式に基づき求めた平坦路走行時の理論加
速度と、車輪速変化から求めた推定加速度とを比較して
判定するようにしたものである。従って、本実施の形態
では、縦Ｇセンサは不要となる。
【００６４】同図の符号４０はトランスファクラッチ３
の締結力を制御する制御ユニットで、クラッチ制御機能
として、平均車輪速演算部４１、推定加速度演算部４
２、駆動力演算部４３、走行抵抗演算部４４、理論加速
度演算部４５、副駆動輪基本トルク演算部４６、坂路判
定部４７、副駆動輪トルク下限値設定部４８、副駆動輪
トルク設定部４９を備えている。
【００６５】平均車輪速演算部４１は、車輪速センサ１
８Ｌ，１８Ｒ，１９Ｌ，１９Ｒ（図１参照）で検出した
各車輪速の平均から平均車輪速Ｖａを算出する。
【００６６】推定加速度演算部４２は、平均車輪速Ｖａ
の単位時間当たりの変化から推定加速度αｏを算出す
る。
【００６７】駆動力演算部４３は、駆動力Ｆ（ｋｇｆ）
を次式から算出する。 Ｆ＝Ｔｅ・ｌ・ηｔ／１０００・ｒ 但し、Ｔｅ；エンジントルク、ｌ：総減速比、ηｔ：動
力伝達効率（固定値）、ｒ：車輪の有効半径（固定値）
である。
【００６８】ここで、エンジントルクＴｅ（ｍ−ｋｇ
ｆ）は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θｔｈと
に基づきマップ参照、或いは演算により設定する。又、
総減速比ｌはエンジンから駆動軸までの減速比であり、
シフト位置センサ２３で検出したシフト位置に基づき、
対応する減速機の変速比にを調べ、この変速比に基づき
算出する。
【００６９】走行抵抗演算部４４は、無風平坦路走行時
の走行抵抗Ｒを、 Ｒ＝Ｒｒ＋Ｒｌ＋Ｒｉ から算出する。但し、Ｒｒ：転がり抵抗、Ｒｌ：空気抵
抗、Ｒｉ：勾配抵抗（平坦路走行時は０）である。
【００７０】ここで、転がり抵抗Ｒｒは、 Ｒｒ←μｒ・Ｗ から算出する。但し、Ｗ：車両重量（Kg）、μｒ：路面
によって決定される転がり抵抗係数である。
【００７１】空気抵抗Ｒｌは、 Ｒｌ←μa・Ｓ・Ｖ２ から算出する。但し、μa：車両の形状によって決定さ
れる空気抵抗係数、Ｓ：車両の前面投影面積（ｍ２）で
ある。
【００７２】理論加速度演算部４５は、無風平坦路走行
時の理論加速度αｔを次式から算出する。この場合、無
風平坦路の余裕駆動力Ｕは、 Ｕ＝Ｆ−Ｒ …（１） であり、この余裕駆動力Ｕは、 Ｕ＝（１＋φ）・Ｗ・α／ｇ …（２） から算出される。但し、φ：Ｗｒ／Ｗ、Ｗ：車体総重
量、Ｗｒ：回転慣性部相当重量、ｇ：重力加速度であ
り、車体加速度αｖ以外は固定値であるため、これらを
定数κとした場合、上式（１）（２）から、理論加速度
αｔは、 αｔ＝(Ｆ−Ｒ)／κ から算出することができる。
【００７３】副駆動輪基本トルク演算部４６は、平均車
輪速演算部４１で求めた平均車輪速Ｖａと、駆動力演算
部４３で算出したエンジントルクと、現在の変速段とを
パラメータとして副駆動輪基本トルクマップ（図６、図
７参照）に基づき、副駆動輪基本トルクＴｏを設定す
る。
【００７４】坂路判定部４７は、推定加速度演算部４２
で求めた推定加速度αｏと理論加速度演算部４５で求め
た理論加速度αｔとを比較して、坂路走行か否かを調べ
る。すなわち、平坦路走行時は推定加速度αｏと理論加
速度αｔとは、ほぼ同じ値を示し（αｏ≒αｖ）、一方
登坂路走行時は推定加速度αｏが理論加速度αｔ以下と
なる（αｏ＜αｖ）。坂路判定部４７では理論加速度α
ｔと推定加速度αｏとの加速度差Δα（Δα＝αｔ−α
ｏ）が設定値以上の場合、坂路と判定する。
【００７５】副駆動輪トルク下限値設定部４８では、坂
路判定部４７での判定結果を読込み、登坂路と判定した
ときは、加速度差Δαに基づきトルク下限値マップを参
照して、副駆動輪トルク下限値Ｔ１を設定する。尚、こ
のトルク下限値マップは、加速度差Δαの増加にほぼ比
例して副駆動輪トルク下限値Ｔ１を増加させる特性を有
しており、この副駆動輪トルク下限値Ｔ１は加速度差Δ
αに応じた必要トルクの最小値が格納されている。
【００７６】そして、副駆動輪トルク設定部４９では、
副駆動輪基本トルク演算部４６で設定した副駆動輪基本
トルクＴｏと副駆動輪トルク下限値設定部４８で設定し
た副駆動輪トルク下限値Ｔ１とを読込み、副駆動輪トル
ク下限値Ｔ１が設定されているときは、当該副駆動輪ト
ルク下限値Ｔ１で副駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔ
１）、対応する駆動信号をクラッチ制御弁１７へ出力
し、トランスファクラッチ３の締結力を制御する。又、
副駆動輪トルク下限値Ｔ１の設定されてない平坦路走行
（及び降坂路走行）時には副駆動輪基本トルクＴｏで副
駆動輪トルクＴを設定し（Ｔ←Ｔｏ）、対応する駆動信
号をクラッチ制御弁１７へ出力し、トランスファクラッ
チ３の締結力を制御する。
【００７７】このように、本実施の形態によれば、走行
路面が登坂路か否かを、推定加速度αｏと理論加速度α
ｔとの加速度差Δαに基づいて判定し、登坂路走行時は
加速度差Δαに基づいて副駆動輪トルクＴを設定するよ
うにしたので、縦Ｇセンサを備えてない車両であって
も、後輪へ配分する伝達トルクを路面勾配に応じて適切
に設定することができる。
【００７８】尚、本発明は上述した各実施の形態に限る
ものではなく、例えば第３実施の形態で設定する副駆動
輪トルク下限値Ｔ１は、舵角センサで検出した操舵角θ
ｓｔに応じて補正するようにしても良い。
【００７９】又、降坂路走行時も、登坂路走行と同様、
路面勾配に応じて後輪への伝達トルクを増加させること
で、エンジンブレーキを有効に働かせることができる。
尚、この場合、ブレーキ動作時は４輪ロックを防止する
ため後輪側への伝達トルクを減少補正する。
【００８０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
副駆動輪へ伝達するトルクを必要以上に増加させること
なく、発進時を含む坂路走行時の主駆動輪のスリップを
確実に防止することができ、その結果、トルクを伝達す
るカップリング装置、及びこのカップリング装置に油圧
を供給するポンプ等の容量を縮小することができ、シス
テム全体の小型化が実現できる。
【００８１】又、傾斜角センサ等の特殊なセンサを用い
ることなく、既存のセンサを利用して路面勾配を検出す
ることができるので、部品点数を増加させることがな
く、コストアップを最小限に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による４輪駆動制御系の全体構
成図
【図２】同、発進時伝達トルク制御ルーチンを示すフロ
ーチャート
【図３】同、走行時伝達トルク制御ルーチンを示すフロ
ーチャート
【図４】同、停車時伝達トルク制御ルーチンを示すフロ
ーチャート
【図５】同、副駆動輪基本トルクマップの説明図
【図６】同、変速段毎の副駆動輪基本トルクマップの説
明図
【図７】同、副駆動輪トルク下限値と路面勾配との関係
を示す説明図
【図８】第２実施の形態による停車時伝達トルク制御ル
ーチンを示すフローチャート
【図９】同、舵角補正値と操舵角との関係を示す説明図
【図１０】第３実施の形態による制御ユニットの機能ブ
ロック図
【符号の説明】
１ エンジン（動力源） ３ トランスファクラッチ（伝達トルク容量可変型カッ
プリング装置） １３Ｌ，１３Ｒ 前輪（主駆動輪） １５Ｌ，１５Ｒ 後輪（副駆動輪） １７ クラッチ制御弁（駆動手段） ２２ 舵角センサ ４２ 推定加速度演算部 ４６ 副駆動輪基本トルク演算部 ４９ 副駆動輪トルク設定部 Ｆ 駆動力 Ｇｙ 出力値 ｋ１ 勾配補正係数 ｋ２ 舵角補正係数 Ｔ 副駆動輪トルク Ｔ１’ 補正副駆動輪トルク下限値 Ｔｏ 副駆動輪基本トルク Ｖ 車速 Ｖａ 平均車輪速 θ 路面勾配 θｓｔ 操舵角 αｏ 推定加速度 αｔ 理論加速度 αｖ 車体加速度

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動力源の出力を主駆動輪へ直接伝達し副駆
    動輪に対しては伝達トルク容量可変型カップリング装置
    を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分装置におい
    て、 車両の運転状態に基づき上記副駆動輪に伝達する基本ト
    ルクを設定する副駆動輪基本トルク設定手段と、 車両に設けた前後加速度センサの出力値と車速に基づい
    て求めた加速度とを比較して路面の勾配に対応する勾配
    補正係数を求める路面勾配補正係数設定手段と、 上記基本トルクを上記勾配補正係数で補正して副駆動輪
    トルクを設定する副駆動輪トルク設定手段と、 上記伝達トルク容量可変型カップリング装置に対し上記
    副駆動輪トルクに対応する伝達トルクを発生させる駆動
    手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車の駆動力配
    分装置。
  2. 【請求項２】動力源の出力を主駆動輪へ直接伝達し副駆
    動輪に対しては伝達トルク容量可変型カップリング装置
    を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分装置におい
    て、 極低速運転時或いは停車時における車両に設けた前後加
    速度センサの出力値に基づき路面勾配を求め該路面勾配
    に基づき副駆動輪トルクを設定する副駆動輪トルク設定
    手段と、 上記伝達トルク容量可変型カップリング装置に対し上記
    副駆動輪トルクに対応する伝達トルクを発生させる駆動
    手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車の駆動力配
    分装置。
  3. 【請求項３】動力源の出力を主駆動輪へ直接伝達し副駆
    動輪に対しては伝達トルク容量可変型カップリング装置
    を介して伝達する４輪駆動車の駆動力配分装置におい
    て、 車両の運転状態に基づき上記副駆動輪に伝達する基本ト
    ルクを設定する副駆動輪基本トルク設定手段と、 上記動力源の出力と予め設定されている車両諸元により
    求めた駆動力とから車両の運動方程式に基づき平坦路走
    行時の理論加速度を設定する理論加速度設定手段と、 車輪速度から推定加速度を算出する推定加速度設定手段
    と、 上記車体加速度と上記推定加速度との比較により求めた
    路面勾配に基づき副駆動輪トルクを設定する副駆動輪ト
    ルク設定手段と、 上記伝達トルク容量可変型カップリング装置に対し上記
    副駆動輪トルクに対応する伝達トルクを発生させる駆動
    手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車の駆動力配
    分装置。
  4. 【請求項４】上記副駆動輪トルク設定手段では設定した
    副駆動輪トルクを舵角センサで検出した操舵角に基づい
    て設定した舵角補正係数で補正して補正副駆動輪トルク
    を設定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
    載の４輪駆動車の駆動力配分装置。
  5. 【請求項５】上記副駆動輪トルク設定手段で設定する副
    駆動輪トルクは発進後減量補正されることを特徴とする
    請求項１〜３の何れかに記載の４輪駆動車の駆動力配分
    装置。
  6. 【請求項６】上記副駆動輪トルク設定手段で設定する補
    正副駆動輪トルクは発進後減量補正されることを特徴と
    する請求項４記載の４輪駆動車の駆動力配分装置。
  7. 【請求項７】上記舵角補正係数は操舵角に比例して減少
    する特性を有することを特徴とする請求項４或いは６記
    載の４輪駆動車の駆動力配分装置。
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