JP2507595B2

JP2507595B2 - 四輪駆動車の駆動力配分制御装置

Info

Publication number: JP2507595B2
Application number: JP11311089A
Authority: JP
Inventors: 宜幸江藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPH02293221A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、前後輪駆動力配分が変更可能な四輪駆動車
の駆動力配分制御装置、特に、入力センサのフェイル対
策に関する。

（従来の技術）従来、四輪駆動車の駆動力配分制御装置としては、例
えば、特開昭62−253527号公報に記載されているよう
に、前輪回転センサ及び後輪回転センサからのセンサ信
号に基づき前後輪回転速度差を演算し、この前後輪回転
速度差に応じてクラッチ締結力を増減させ、エンジン駆
動力の前後輪配分を可変とする装置が知られている。

そして、この従来出典には、入力センサの異常時でかつ
高車速時には、異常直前のクラッチ締結力を保持するこ
とで車両挙動の急変を防止し、また、入力センサの異常
時でかつ低車速時には、徐々にクラッチ締結力を減じる
ことでタイトコーナブレーキや駆動系負荷を低減するフ
ェイルセーフ技術が示されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置
にあっては、低車速時であり、入力センサからのセンサ
異常が一時的なオープン（断線）やショート等である場
合でも異常が検出された時点からクラッチ締結力を減少
する制御が行なわれる為、その後、センサ信号が正常と
なり正常制御に復帰する時点でクラッチ締結力が急変す
ることがあり、車両挙動の急変を許すことになる。

また、車輪回転センサ等が異常の時で車速が低車速時
には一義的に異常が検出された時点からクラッチ締結力
を減少する制御が行なわれる為、わずかな駆動力配分の
変化が旋回限界性能に影響する雨路や氷雪路等の低摩擦
係数路での低速旋回走行時にセンサ異常が発生した場合
には前述の締結力減少で車両挙動の急変を許すことにな
る。

また、センサ異常対策に車速条件を含む為、車速情報
をもたらすセンサが正常であることが前提条件となり、
異常である場合には所期のフェイルセーフ作動を期待で
きない。

例えば、高速旋回走行時に車輪回転センサが異常となっ
た場合で、車速情報をもたらすセンサからは低速である
異常信号を出力している場合には、センサ異常検出時か
らクラッチ締結力が減少して車両挙動の急変を許すこと
になる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、前後輪のうち一方にはエンジン駆動力を直接伝達
し、他方にはトルク配分用クラッチを介して伝達するト
ルクスプリット式の四輪駆動車において、一時点か継続
的かのセンサ異常態様及び車速や路面摩擦係数等の走行
条件による影響を受けないで、入力センサの異常時に車
両の走行安全性を確保することを課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため本発明の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、センサ異常検出時には、まず
締結力を保持しておいて、異常が一時的である場合は正
常制御に復帰させ、継続的である場合には徐々に２輪駆
動状態に復帰させる装置とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、前後輪
の一方へのエンジン直結駆動系に対し前後輪の他方への
駆動系の途中に設けられ、伝達されるエンジン駆動力を
外部からの締結力制御で変更可能とするトルク配分用ク
ラッチａと、駆動力配分制御に必要な車両情報を検出す
る入力センサｂと、前記入力センサｂからのセンサ信号
異常を検出する入力センサ異常検出手段ｃと、前記入力
センサ異常検出手段ｃにより異常が検出されると直ちに
異常検出直前の締結力を保持し、異常検出が一時的であ
る時は正常制御（センサ信号に基くトルクスプリット制
御）に復帰し、異常検出状態が所定時間継続する時は、
その時間経過した時点から保持されている締結力を徐々
に零にする制御を行なう駆動力配分制御手段ｄと、を備
えている事を特徴とする。

（作用）入力センサが一時的なショートやオープン等による異
常時には、駆動力配分制御手段ｄにおいて、入力センサ
異常検出手段ｃにより異常が検出されると直ちに異常検
出直前の締結力が保持され、その後、センサ信号が正常
になると正常制御に復帰する制御が行なわれる。

従って、入力センサの異常時のうち一時的な異常時に
は、異常の前後時間区間でのクラッチ締結力の変化が最
小に抑えられる為、車両挙動の変化がほとんど発生する
ことはなく、車両の走行安全性が確保される。

入力センサが継続的なショートやオープン等による異
常時には、駆動力配分制御手段ｄにおいて、入力センサ
異常検出手段ｃにより異常が検出されると異常検出時か
ら所定時間が経過するまで異常検出直前の締結力が保持
され、その後、締結力を徐々に零にする制御が行なわれ
る。

従って、入力センサの異常時のうち継続的な異常時に
は、車速や路面摩擦係数の高低にかかわらず、駆動力配
分が所定時間固定された後、徐々に２輪駆動方向に駆動
力配分が変更されることになる為、車両が最も不安定な
低摩擦係数路での高速旋回走行時であっても車両挙動の
急変が防止されて車両の走行安全性が確保される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は四輪駆動車のトルクスプリット制御システム
（駆動力配分制御装置）が適用された駆動系を含む全体
システム図であり、まず、構成を説明する。

実施例のトルクスプリット制御システムが適応される
車両は後輪ベースの四輪駆動車で、その駆動系には、エ
ンジン1,トランスミッション2,トランスファ入力軸3,リ
ヤプロペラシャフト4,リヤディファレンシャル5,後輪6,
トランスファ出力軸7,フロントプロペラシャフト8,フロ
ントディファレンシャル9,前輪10を備えていて、後輪６
へはトランスミッション２を経過してきたエンジン駆動
力が直接伝達され、前輪10へは前輪駆動系である前記ト
ランスファ入出力軸3,7間に設けてあるトランスファク
ラッチ装置11を介して伝達される。

そして、駆動性能と操舵性能の両立を図りながら前後輪
の駆動力配分を最適に制御するトルクスプリット制御シ
ステムは、湿式多板摩擦クラッチを内蔵した前記トラン
スファクラッチ装置11（例えば、先願の特願昭63−3253
79号の明細書及び図面を参照）と、クラッチ締結力とな
る制御油圧Pcを発生する制御油圧発生装置20と、制御油
圧発生装置20に設けられたソレノイドバルブ28へ各種入
力センサ30からの情報に基づいて所定のディザー電流i^*
を出力するトルクスプリットコントローラ40とを備えて
いる。

前記油圧制御装置20は、リリーフスイッチ21により駆
動または停止するモータ22と、該モータ22により作動し
てリザーバタンク23から吸い上げる油圧ポンプ24と、該
油圧ポンプ24からのポンプ吐出圧（一次圧）をチェック
バルブ25を介して蓄えるアキュムレータ26と、該アキュ
ムレータ26からのライン圧（二次圧）をトルクスプリッ
ト制御部40からのソレノイド駆動のディザー電流i^*によ
り所定の制御油圧Pcに調整するソレノイドバルブ28とを
備え、制御油圧Pcの作動油は制御油圧パイプ29を経過し
てクラッチポートに供給される。

前記各種入力センサ30としては、第３図のシステム電
子制御系のブロック図に示すように、左前輪回転センサ
30a,右前輪回転センサ30b,左後輪回転センサ30c,右後輪
回転センサ30d,第１横加速度センサ30e,第２横加速度セ
ンサ30fを有する。

前記トルクスプリット制御部40は、第３図のシステム
電子制御系のブロック図に示すように、左前輪速演算回
路40a,右前輪速演算回路40b,左後輪速演算回路40c,右後
輪速演算回路40d,前輪速演算回路40e,後輪速演算回路40
f,回転速度差演算回路40g,締結力演算回路40h,T_M−ｉ変
換回路40i,ディザー電流出力回路40j,前後輪回転速度差
不感帯設定回路40k,横加速度演算回路40l,ゲイン演算回
路40m,回転センサオープン検出回路40n,回転センサショ
ート検出回路40o,横加速度センサ異常検出回路40p,フェ
イルセーフ回路40qを有する。

尚、図中、A/DはA/D変換器、D/AはD/A変換器である。

また、フェイルセーフ回路40qには各センサ30a〜30fか
らのセンサ信号が異常である時に点灯する警報ランプ50
が接続されている。

次に、作用を説明する。

第４図はトルクスプリットコントローラ40で行なわれ
る前後輪駆動力配分制御作動の流れを示すフローチャー
トで（制御周期10msec）、以下、各ステップについて順
に説明する。

ステップ80では、各車輪回転センサ30a〜30dからサイ
ン波形電圧信号による回転センサ信号S_WFL，S_WFR，
S_WRL，S_WRRと、両横加速度センサ30e,30fからアナログ
電圧信号による横加速度センサ信号S_YG1，S_YG2が入力さ
れる。

ステップ81では、前記回転センサ信号のコンパレータ
出力の周期により左前輪速V_WFL，右前輪速V_WFR，左後輪
速V_WRL，右後輪速W_WRRが演算される。

ステップ82では、入力演算処理として、上記左前輪速
V_WFLと右前輪速V_WFRとの平均値により前輪速V_WFが演算
され、上記左後輪速V_WRLと右後輪速V_WRRとの平均値によ
り後輪速V_WRが演算され、両横加速度センサ信号S_YG1，S
_YG2との平均値により横加速度Y_Gが演算される。

ステップ83〜ステップ88は、各回転センサ30a,30b,30
c,30dの信号線が遮断していないかどうかを検出するオ
ープン検出処理ステップである。

ステップ83では、正常であればサイン波形電圧信号に
よる回転センサ信号S_wi（ｉ＝FL,FR,RL,RR）が、定電圧
値V_ccとなっているかどうかによりオープン異常が判断
される。

S_wi＝V_ccの場合には、ステップ84へ進み、オープン異常
検出を示すべくT_woi＝T_woi＋１に書き換えられ、S_wi≠V
_ccの場合には、ステップ85へ進み、オープン正常検出を
示すべくT_woi＝０にセットされる。

そして、ステップ84またはステップ85からステップ86へ
進み、T_woiが設定タイマー値T₁（例えば、0.5sec）以上
かどうかが判断される。

T_woi≧T₁の場合には、ステップ87へ進み、オープン異常
確定を示すF_woi＝１にセットされ、T_woi＜T₁の場合に
は、ステップ88へ進み、オープン異常未確定を示すF_woi
＝０にセットされる。

ステップ89〜ステップ94は、各回転センサ30a,30b,30
c,30dの信号線がショートしていないかどうかを検出す
るショート検出処理ステップである。

ステップ89では、正常であればサイン波形電圧信号に
よる回転センサ信号S_wiが、OV（ボルト）でかつその回
転センサ以外の車輪速V_wj（但し、j:i以外の車輪）が設
定電圧値V_wth以上となっているかどうかによりショート
異常が判断される。

YESの場合には、ステップ90へ進み、ショート異常検出
を示すべくT_wsi＝T_wsi＋１に書き換えられ、NOの場合に
は、ステップ91へ進み、ショート正常検出を示すべくT
_wsi＝０にセットされる。そして、ステップ90またはス
テップ91からステップ92へ進み、T_wsiが設定タイマー値
T₂（例えば、2sec）以上かどうかが判断される。

T_wsi≧T₂の場合には、ステップ93へ進み、ショート異常
確定を示すF_wsi＝１にセットされ、T_wsi＜T₂の場合に
は、ステップ94へ進み、ショート異常未確定を示すF_wsi
＝０にセットされる。

ステップ95〜ステップ100は、両横加速度センサ30e,3
0fのセンサ異常かどうかを検出するセンサ異常検出処理
ステップである。

ステップ95では、センサ正常であればほぼ零となるべ
き横加速度センサ信号S_YG1，S_YG2の電圧絶対値の差が、
設定電圧値V_o以上となっているかどうかによりセンサ異
常が判断される。

ステップ95でYESの場合には、ステップ96へ進み、セン
サ異常検出を示すべくT_YGNG＝T_YGNG＋１に書き換えら
れ、NOの場合には、ステップ97へ進み、センサ正常検出
を示すべくT_YGNG＝０にセットされる。

そして、ステップ96またはステップ97からステップ98へ
進み、T_YGNGが設定タイマー値T₃（例えば、0.5sec）以
上かどうかが判断される。

T_YGNG≧T₃の場合には、ステップ99へ進み、オープン異
常確定を示すF_YGNG＝１にセットされ、T_YGNG＜T₃の場合
には、ステップ100へ進み、センサ異常未確定を示すF
_YGNG＝０にセットされる。

ステップ101〜ステップ103は、クラッチ締結力演算処
理ステップである。

ステップ101では、前輪速V_WFと後輪速V_WRとから前後
輪回転速度差ΔV_W（＝V_WR−V_WF；但し、ΔV_W≧０）が演
算される。

ステップ102では、クラッチ締結力の制御ゲインK_hが
横加速度Y_Gの逆数に基づいて下記の式で演算される。

K_h＝α_h／Y_G（但し、K_h≦β_h）例えば、α_h＝１でβ_h＝10とする。

ステップ103では、上記制御ゲインK_hと前後輪回転速
度差ΔV_wとによってクラッチ締結力Ｔ_Δｖが演算される
（これを制御特性マップであらわすと第５図のようにな
る）。

ステップ104〜ステップ111は、正常，異常に対応して
所定のクラッチ締結力T_Mを得る出力処理ステップであ
る。

ステップ104では、異常確定かどうかを示す各フラグF
_woi，F_wsi，F_YGNGの総和が０かどうかが判断される。

ステップ105では、異常検出かどうかを示す各フラグT
_woi，T_wsi，T_YGNGの総和が０かどうかが判断される。

そして、ステップ104及びステップ105のいずれも０で
入力センサ30a〜30fの全てが異常が検出も確定もしてい
ない正常であると判断された場合には、ステップ106へ
進み、ステップ103で求めたクラッチ締結力Ｔ_Δｖをク
ラッチ締結力指令値T_Mにする処理がなされる。

また、ステップ104ではYESであるが、ステップ105ではN
Oであり、入力センサ30a〜30fのいずれかの異常が検出
されているが、未だ異常が確定していない段階では、ス
テップ107へ進み、１制御周期前（10msec前）の時に求
められたクラッチ締結力指令値T_M-1をクラッチ締結力指
令値T_Mにする処理がなされる。

また、ステップ104でNOであり、入力センサ30a〜30fの
いずれかが異常であると確定した場合には、ステップ10
8へ進み、１制御周期前の時に求められたクラッチ締結
力指令値T_M-1から締結力減少値ΔＴ（例えば、0.001kg
m）を差し引いた値をクラッチ締結力指令値T_Mにする処
理がなされると共に、ステップ109では警報ランプ50に
対する点灯指令が出力される。

ステップ110では、前記ステップ106またはステップ10
7またはステップ108で求められたクラッチ締結力指令値
T_Mが、予め与えられたT_M−ｉ特性テーブルによりソレノ
イド駆動電流ｉに変換される。

ステップ111では、ソレノイドバルブ28へディザー電
流i^*（例えば、ｉ±0.1A100Hz）が出力される。

次に、センサ正常時とセンサー時的異常時とセンサ継
続的異常時とに分けて駆動力配分制御作用を説明する。

（イ）センサ正常時各入力センサ30a〜30fが正常である時には、第４図の
フローチャートにおいて、ステップ101→ステップ102→
ステップ103→ステップ104→ステップ105→ステップ106
→ステップ110→ステップ111へと進む流れとなり、第５
図に示すように、前後輪回転速度差ΔV_wが大きくなれば
なるほどクラッチ締結力指令値T_Mが増大し、前輪側への
駆動力配分が増すことから、駆動輪である後輪への駆動
力配分が過大になることによる駆動輪スリップが抑制さ
れる。

さらに、横加速度Y_Gの逆数に応じて制御ゲインK_hを決め
ていることで、横加速度Y_Gの発生が大きく制御ゲインK_h
が小さくなる高摩擦係数路での旋回走行時にはタイトコ
ーナブレーキ等が有効に防止され、また、横加速度Y_Gの
発生が小さく制御ゲインK_hが大きくなる低摩擦係数路で
の旋回走行時には４輪駆動方向の駆動力配分とすること
で駆動輪スリップの発生が最小に抑えられる。

（ロ）センサー時的異常時各入力センサ30a〜30fが一時的なショートやオープン
等による異常時には、第４図のフローチャートにおい
て、異常検出かどうかを示す各フラグT_woi，T_wsi，T
_YGNGの総和が０でなくなる為、ステップ103からステッ
プ104→ステップ105→ステップ107→ステップ110→ステ
ップ111へと進む流れとなり、ステップ107において１制
御周期前（10msec前）の時に求められたクラッチ締結力
指令値T_M-1をクラッチ締結力指令値T_Mにすることで、い
ずれかの入力センサ異常が検出されると直ちに異常検出
直前の締結力が保持される。

その後、異常信号を出力したセンサからのセンサ信号が
正常になると、異常検出かどうかを示す各フラグT_woi，
T_wsi，T_YGNGの総和が０となり、ステップ103からステッ
プ104→ステップ105→ステップ106→ステップ110→ステ
ップ111へと進み、正常制御に復帰する制御が行なわれ
る。

（ハ）センサ継続的異常時各入力センサ30a〜30fが継続的なショートやオープン
等による異常時には、センサー時的異常時と同様に、ま
ず、異常が検出されると、ステップ107において１制御
周期前（10msec前）の時に求められたクラッチ締結力指
令値T_M-1をクラッチ締結力指令値T_Mにし、異常検出直前
の締結力が保持される。

そして、この異常検出状態が異常確定かどうかを判断す
る所定時間継続した場合には、ステップ104で異常確定
かどうかを示す各フラグF_woi，F_wsi，F_YGNGの総和が０
でなくなる為、ステップ103からステップ104→ステップ
108→ステップ109→ステップ110→ステップ111へと進む
流れとなり、ステップ108により締結力を徐々に零にす
る制御が行なわれると共に、ステップ109により警報ラ
ンプ50の点灯指令が出力される。

ちなみに、第６図は左前輪の回転センサ信号S_WFLが一時
的オープンとなり、その後、継続的オープンとなった場
合のタイムチャートで、左前輪の回転センサ信号S_WFLの
異常が放置した場合には、前輪側駆動力配分比の点線特
性に示すように、センサ異常時に駆動力配分比が急変す
るが、実施例の場合には、前輪側駆動力配分比の実線特
性に示すように、駆動力配分比がほとんど変化せず、し
かも継続的オープンとなった場合には、徐々に安全サイ
ドの後輪駆動方向に移行することが解る。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成及び制御内容はこの実施例に限られるものでは
ない。

例えば、実施例では、後輪側をエンジン駆動直結にし
た後輪ベースの四輪駆動車の駆動力配分制御装置への適
応例を示したが、前輪側をエンジン駆動直結にした前輪
ベースの四輪駆動車の駆動力配分制御装置へも適応出来
る。

また、実施例では、入力センサとして各車輪の回転セ
ンサと横加速度センサを示したが、駆動力配分制御に必
要情報をもたらすセンサとして用いられるセンサであれ
ば実施例に限られることはない。

また、具体的なセンサ異常検出手法も実施例に限られ
ることはない。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の四輪駆動車の駆動
力配分制御装置にあっては、センサ異常検出時には、ま
ず締結力を保持しておいて、異常が一時的である場合は
正常制御に復帰させ、継続的である場合には徐々に２輪
駆動状態に復帰させる装置とした為、前後輪のうち一方
にはエンジン駆動力を直接伝達し、他方にはトルク配分
用クラッチを介して伝達するトルクスプリット式の四輪
駆動車において、一時的か継続的かのセンサ異常状態及
び車速や路面摩擦係数等の走行条件による影響を受けな
いで、入力センサの異常時に車両の走行安全性を確保す
ることが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の四輪駆動車の駆動力配分制御装置を示
すクレーム対応図、第２図は実施例のトルクスプリット
制御装置（駆動力配分制御装置）を適応した四輪駆動車
の駆動系及び制御系を示す全体概略図、第３図は実施例
装置に用いられた電子制御系を示すブロック図、第４図
は前後輪駆動力配分制御作動を示すフローチャート、第
５図はな前後輪回転速度差に対するクラッチ締結力特性
図、第６図は回転センサが一時的オープン異常及び継続
的オープン異常となった時のタイムチャートである。ａ…トルク配分用クラッチｂ…入力センサｃ…入力センサ異常検出手段ｄ…駆動力配分制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前後輪の一方へのエンジン直結駆動系に対
し前後輪の他方への駆動系の途中に設けられ、伝達され
るエンジン駆動力を外部からの締結力制御で変更可能と
するトルク配分用クラッチと、駆動力配分制御に必要な車両情報を検出する入力センサ
と、前記入力センサからのセンサ信号異常を検出する入力セ
ンサ異常検出手段と、前記入力センサ異常検出手段により異常が検出されると
直ちに異常検出直前の締結力を保持し、異常検出が一時的である時は正常制御に復帰し、異常検
出状態が所定時間継続する時は、その時間経過した時点
から保持されている締結力を徐々に零にする制御を行な
う駆動力配分制御手段と、を備えている事を特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制
御装置。