JP2522777B2 - 四輪駆動車の駆動系制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前後輪駆動配分制御とエンジン出力制御と
を併用させることで駆動輪スリップの抑制制御を行なう
四輪駆動車の駆動系制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の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61-132421号公報に記載されているような装
置が知られている。

この従来装置は、前後輪それぞれのスリップ率を検出
する前輪スリップ率検出手段及び後輪スリップ率検出手
段を設け、前後輪のうち常駆動輪側のスリップ率を監視
し、該スリップ率が高い路面伝達駆動力が得られる目標
スリップ率に一致するように駆動系クラッチ手段の締結
力を増減制御する、即ち、駆動輪スリップが発生した場
合には、スリップの発生度合に応じて４輪駆動方向の駆
動力配分となるように、クラッチ締結力を高めていき、
エンジン駆動力を４輪に配分することで、各輪への伝達
駆動力低下により自動的に駆動輪スリップを抑制させる
ものであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、駆動
力配分制御のみによって駆動輪スリップの抑制制御を行
なおうとするものであった為、タイヤー路面間の摩擦係
数μと輪荷重とによって決まる車輪の路面伝達駆動力が
エンジンパワーを下回っている場合には、アクセル操作
によっては４輪共にスリップ状態になってしまうという
問題点を残していた。

そして、４輪共にスリップ状態となった場合には、路
面伝達駆動力の低下やコーナリングフォースの減少が著
しく発生してしまい、車両は不安定な挙動を示す。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的
としてなされたもので、この目的達成のために本発明で
は、以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を第１図に示すクレーム概念図によ
り説明すると、エンジン駆動力を前後輪に分配伝達する
エンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ
締結力により駆動力配分比の変更が可能な駆動系クラッ
チ手段１と、 前後輪それぞれのスリップ率を検出する前輪スリップ
率検出手段２及び後輪スリップ率検出手段３と、 前後輪のうち常駆動輪側のスリップ率を監視し、該ス
リップ率が高い路面伝達駆動力が得られる目標スリップ
率に一致するように前記駆動系クラッチ手段１の締結力
を増減制御するクラッチ制御手段４と、 前後輪の４輪が共にスリップ状態であるかどうかを検
出する４輪スリップ状態検出手段６と、 前記クラッチ制御手段４から制御指令が出力されてい
る時で、駆動系クラッチ手段１の締結により４輪駆動側
にすることで常駆動輪のスリップ抑制制御を行なってい
るにもかかわらず、前記４輪スリップ状態検出手段６に
より４輪共にスリップ状態であると検出された場合、ク
ラッチ制御手段４に対し駆動系クラッチ手段１をロック
させる指令を出すと共に、エンジン出力を低下させてス
リップ率を抑える指令を出す駆動系制御手段５と、 を備えていることを特徴とする手段とした。

（作用） 走行時、クラッチ制御手段４において、前後輪のうち
常駆動輪側のスリップ率を前輪スリップ率検出手段２ま
たは後輪スリップ率検出手段３からの検出値により監視
し、この実スリップ率が高い路面伝達駆動力が得られる
目標スリップ率に一致するように駆動系クラッチ手段１
の締結力が増減制御される。

すなわち、通常の走行時にアクセルの踏み込み過ぎや路
面摩擦係数が低いことで発生する駆動輪スリップに対し
ては、常駆動輪への伝達駆動力の一部を、外部からのク
ラッチ締結力により駆動力配分比の変更が可能な駆動系
クラッチ手段１を介した車輪側へ配分する駆動力配分制
御での常駆動輪への伝達駆動力の低減により、エンジン
出力を低下させることなく駆動輪スリップが抑えられ、
駆動性能や走行安定性が確保される。

例えば、タイヤが滑り易い低摩擦係数路走行時である
にもかかわらずアクセルを踏み込み過ぎた時等であっ
て、駆動系クラッチ手段１の締結により４輪駆動側にす
ることで常駆動輪のスリップ抑制制御を行なっているに
もかかわらず、４輪スリップ状態検出手段６により４輪
共にスリップ状態であると検出された場合、駆動系制御
手段５において、クラッチ制御手段４に対し駆動系クラ
ッチ手段１をロックさせる指令が出されると共に、エン
ジン出力を低下させてスリップ率を抑える指令が出され
る。

すなわち、駆動力配分制御中であるにもかかわらず４輪
共にスリップ状態となることで駆動力配分制御限界域で
あると判断され、駆動力配分制御限界域となったら、駆
動系クラッチ手段１をロックすることで前後輪駆動力配
分比が1:1の等配分比による最大効率の駆動力配分制御
とエンジン出力を低減させるエンジン出力制御との併用
により過大な駆動輪スリップが速やかに抑えられ、限界
走行域で路面伝達駆動力の低下やコーナリングフォース
の減少による不安定な車両挙動を防止出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。尚、こ
の実施例を述べるにあたって、後輪駆動をベースにした
四輪駆動車を例にとる。

まず、第１実施例の構成を説明する。

第１実施例の駆動系制御装置A1が適用される四輪駆動
車は、第２図に示すように、エンジン10、トランスミッ
ション11、トランスファ入力軸12、リヤプロペラシャフ
ト13、リヤディファレンシャル16、リヤドライブシャフ
ト17,18、後輪19,20、多板摩擦クラッチ（駆動系クラッ
チ手段）21、ギヤトレーン22、フロントドライブシャフ
ト23、フロントディファレンシャル24、前輪25,26を備
えている。

前記多板摩擦クラッチ21及びギヤトレーン22はトラン
スファ装置30に内蔵されていて、エンジン10からの駆動
力を直結により後輪19,20へ伝達され、この後輪駆動系
から多板摩擦クラッチ21とギヤトレーン22を介して前輪
25,26側へ駆動力が分配伝達される。

即ち、多板摩擦クラッチ21は、外部からのクラッチ油圧
Pcにより締結される為、クラッチ油圧Pcが高い程、前輪
25,26側への駆動力配分が高められる。

尚、トランスファ装置30の具体的な構造としては、例え
ば、従来出典で挙げた特開昭61-132421号公報の第３図
を参照。

前記駆動系制御装置A1は、電気的信号による制御指令
によりクラッチ圧Pcの制御と、エンジン出力Peの制御と
を行なう装置で、入力センサとして、回転速度信号（w
f），（wr）を出力する前輪回転速度センサ41,後輪回転
速度センサ42及び加速度信号（α）を出力する前後加速
度センサ43を備え、制御モジュールとして、マイクロコ
ンピュータを中心とする回路構成であり指令電流信号
（ic），（ie）を出力する制御回路44（クラッチ制御手
段，駆動系制御手段）を備え、制御機構として、指令電
流値Icに応じたクラッチ油圧Pcに制御する油圧制御機構
45と、指令電流値Ieに応じたエンジン出力Peに制御する
バルブ開度制御機構46を備えている。

前記油圧制御機構45は、第２図に示すように、油圧源
51、一次圧配管52、アキュムレータ53、圧力スイッチ5
4、電磁比例減圧弁55、二次圧（制御圧）配管56、ドレ
ーン配管57を備えていて、電磁比例減圧弁55への指令電
流値Icが高ければ高い程、高いクラッチ油圧Pcに制御さ
れる。

前記バルブ開度制御機構46は、第３図に示すように、
メインスロットルバルブ61とは別にインテークマニホー
ルド62の途中に設けられたサブスロットルバルブ63の開
閉制御を行なうもので、ノーマルオープンのサブスロッ
トルバルブ63に連結されるレバー64と、該レバー64に連
結されるソレノイドバルブ65とを備え、ソレノイドバル
ブ65への指令電流値Ieが高ければ高い程、サブスロット
ルバルブ63は閉方向になり、エンジン出力Peが低下す
る。

尚、第３図中、66はシリンダヘッド、67はフューエルイ
ンジャクタ、68はエアクリーナである。

次に、第１実施例の作用を説明する。

まず、第１実施例での駆動系制御装置A1での制御作動
の流れを第４図に示すフローチャート図により説明す
る。

ステップ100は初期設定ステップであり、次のステッ
プ101では、回転速度信号（wf），（wr）を出力する前
輪回転速度センサ41,後輪回転速度センサ42からの入力
信号により前輪回転速度Wfと後輪回転速度センサWrとが
読み込まれる。

ステップ102では、加速度信号（α）を出力する前後
加速度センサ43からの入力信号により前後加速度αが読
み込まれる。

ステップ103では、前記ステップ102で読み込まれた前
後加速度αを時間で積分することにより絶対車速Ｖが演
算により求められる。

尚、絶対車速Ｖの演算式は、 Ｖ＝∫αdt であり、この絶対車速Ｖは、後述する前後輪が共にスリ
ップした時に前輪スリップ率Sfを演算する為に使われ
る。

ステップ104では、前記ステップ101で読み込まれた両
回転速度Wf,Wrの大きさ比較が行なわれ、Wf＜Wrの時に
は次のステップ105へ進み、Wf≧Wrの時にはステップ101
へ戻る。

ステップ105では、前後輪回転速度Wf,Wrにより後輪ス
リップ率Srが演算により求められる。

尚、後輪スリップ率Srの演算式は、 Sr＝（Wf-Wr）/Wr である。

ステップ106では、後輪スリップ率Srが、第５図に示
す所定の範囲内、即ち、Smin＜Sr＜Smaxになるようにク
ラッチ圧Pcの制御が行なわれる。

具体的には、Smin＜Sr＜Smaxの時はクラッチ圧Pcの制御
を行なわず、Sr≧Smaxの時はクラッチ圧Pcの増圧制御を
行ない、Sr≦Sminの時はクラッチ圧Pcの減圧制御を行な
う。

このように、ステップ106では後輪スリップ率Srが駆
動力が最大となる範囲Smin〜Smaxに入るようにクラッチ
圧Pcが制御されることで、余裕駆動力が前輪25,26へ配
分される。

ステップ107では、前後輪の４輪共にスリップしてい
るかどうかが判断される。

このスリップ判断基準は、スリップすると車輪加速度は
急激に増大する為に前輪加速度Wfが設定加速度αｏを越
え、その後、絶対車速Ｖより前輪回転速度Wfが大きくな
ることで判断される。

従って、前後輪のそれぞれのスリップ率で判断する場合
に比べて、早期に４輪スリップ状態に入ったことが検知
され、以後のエンジン出力制御の開始を早めることが出
来る。

ステップ108では、クラッチ圧Pcを最大クラッチ圧Pc
maxにし、エンジン駆動力が前後輪にほぼ等配分される
４輪駆動状態にする。

ステップ109では、絶対車速Ｖと前輪回転速度Wfによ
り前輪スリップ率Sfが演算により求められる。

尚、前輪スリップ率Sfの演算式は、 Sf＝（Ｖ−Wf）/Wf である。

ステップ110では、前輪スリップ率Sfが、第５図に示
す所定の範囲内、即ち、Smin＜Sf＜Smaxかどうかが判断
され、YESの時はエンジン出力制御が行なわれず、NOの
時は次のステップ111へ進む。

ステップ111では、Sf≧Smaxかどうかが判断され、YES
の時はステップ112へ進み、サブスロットルバルブを閉
じ方向にしてエンジン出力Peを低下させる制御を行な
い、NOの時（Sf≦Sminの時）はステップ113へ進み、サ
ブスロットルバルブを開き方向に制御してエンジン出力
Peを増大させる減圧制御を行なう。

以上説明してきたように、第１実施例の駆動系制御装
置A1にあっては、以下に述べるような効果が得られる。

低摩擦係数路走行時にアクセルを踏み過ぎた時等で
あって、４輪共にスリップ状態になった場合には、駆動
力配分制御とエンジン出力制御との併用により過大な駆
動輪スリップが速やかに抑えられる。

これによって、前後輪のスリップ率Sf,Srが目標スリッ
プ率（Smin〜Smax）の範囲内となるように制御され、第
５図に示すように、駆動力係数μｔの低下やコーナリン
グフォースCFの減少が抑えられ、これらμｔやCFの低減
による不安定な車両挙動を防止出来る。

エンジン出力制御手段としてバルブ開度制御機構46
を付加し、制御回路44からの指令電流値Ieにより自動的
にエンジン出力制御を行なうようにしている為、ドライ
バのアクセルワークにかかわらず、前後輪のスリップ率
Sf,Srが最大駆動力が得られる目標スリップ率（Smin〜S
max）に自動制御される。

次に、第２実施例について説明する。

この第２実施例の駆動系制御装置A2は、第１実施例が
制御回路44からの指令電流離Ieにより自動的にエンジン
出力制御を行なうバルブ開度制御機構46をエンジン出力
制御手段としたのに対し、４輪共にスリップした場合に
は、インジケータ47によりドライバに対し、アクセル操
作要領を指示し、実際のエンジン出力制御はドライバに
よるアクセルワークで行なわせるようにした例である。

構成的には、第６図に示すように、バルブ開度制御機
構46に代えて、インジケータ47が車室内のダッシュパネ
ル部等に設けられている点で異なる。

作用的には、第７図に示すように、ステップ115で
は、前輪スリップ率Sfが、第５図に示す所定の範囲内、
即ち、Smin＜Sf＜Smaxかどうかが判断され、YESの時は
インジケータ47でOKの表示を出し（ステップ116）、NO
の時は次のステップ117へ進む。

ステップ117では、Sf≧Smaxかどうかが判断され、YES
の時はステップ118へ進み、インジケータ47でアクセルO
FFの表示を出し、NOの時（Sf≦Sminの時）はステップ11
6へ進み、インジケータ47でOKの表示を出す。

尚、第２実施例の他の構成及び作用については、第１実
施例と同様であるので、図面に同一符号を付して説明を
省略する。

従って、この第２実施例では、各輪の路面伝達駆動力
が最大レベルを上回るようなアクセル操作がされている
場合には、その旨を示すインジケータ47を設けた構成と
した為、不必要にドライバがアクセルを踏み込み操作す
る事を防止出来る。

これによって、エンジン出力制御手段としては、既存
のアクセルペダルにより操作されるスロットルバルブを
用いながら、インジケータ47の付加という簡単な構成
で、第１実施例ので述べた効果を得る事が出来る。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。

例えば、実施例では、エンジン出力制御として、エン
ジンへの吸気量により制御する例を示したが、点火時間
制御や燃料供給量制御やシフト位置変更制御等、各輪へ
伝達させる駆動力を制御出来る手法であれば実施例には
限定されない。

また、実施例では、４輪共にスリップ状態である事の
判断を前輪の加速度と絶対車速に対する前輪の回転速度
により判断する例を示したが、前後輪スリップ率の監視
により判断したり、絶対車速に対する各輪の車輪速度を
監視することにより判断したり等、他の手法を用いても
よい。

実施例では、絶対車速の検出を前後加速度の積分によ
り求める例を示したが、アンチスキッド制御等で行なわ
れるように、車輪速度から推定により絶対車速を求める
ようにしてもよい。

また、実施例では、駆動系クラッチ手段として油圧締
結による多板摩擦クラッチを示したが、電磁クラッチや
粘性クラッチ等他のクラッチを用いてもよい。

（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
系制御装置にあっては、クラッチ制御手段から制御指令
が出力されている時で、駆動系クラッチ手段の締結によ
り４輪駆動側にすることで常駆動輪のスリップ抑制制御
を行なっているにもかかわらず、４輪スリップ状態検出
手段により４輪共にスリップ状態であると検出された場
合、クラッチ制御手段に対し駆動系クラッチ手段をロッ
クさせる指令を出すと共に、エンジン出力を低下させて
スリップ率を抑える指令を出す駆動系制御手段を設けた
ため、走行時に発生する駆動輪スリップに対しては常駆
動輪への伝達駆動力の一部をクラッチを介した車輪側へ
配分する駆動力配分制御によりエンジン出力を低下させ
ることなく駆動輪スリップが抑えられ、駆動力配分制御
中であるにもかかわらず４輪共にスリップ状態となる駆
動力配分制御限界域となったら、最大効率の駆動力配分
制御とエンジン出力制御との併用により過大な駆動輪ス
リップが速やかに抑えられ、これによって、通常走行域
での駆動性能や走行安定性の確保と限界走行域での不安
定な車両挙動防止との両立を達成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系制御装置を示すク
レーム概念図、第２図は第１実施例の駆動系制御装置及
び四輪駆動車を示す図、第３図は第１実施例装置のバル
ブ開度制御機構を示す図、第４図は第１実施例装置での
制御作動の流れを示すフローチャート図、第５図はスリ
ップ率及びコーナリング特性図、第６図は第２実施例の
駆動系制御装置及び四輪駆動車を示す図、第７図は第２
実施例装置での制御作動の流れを示すフローチャート図
である。 １……駆動系クラッチ手段 ２……前輪スリップ率検出手段 ３……後輪スリップ率検出手段 ４……クラッチ制御手段 ５……駆動系制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動力を前後輪に分配伝達するエ
   ンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ締
   結力により駆動力配分比の変更が可能な駆動系クラッチ
   手段と、 前後輪それぞれのスリップ率を検出する前輪スリップ率
   検出手段及び後輪スリップ率検出手段と、 前後輪のうち常駆動輪側のスリップ率を監視し、該スリ
   ップ率が高い路面伝達駆動力が得られる目標スリップ率
   に一致するように前記駆動系クラッチ手段の締結力を増
   減制御するクラッチ制御手段と、 前後輪の４輪が共にスリップ状態であるかどうかを検出
   する４輪スリップ状態検出手段と、 前記クラッチ制御手段から制御指令が出力されている時
   で、駆動系クラッチ手段の締結により４輪駆動側にする
   ことで常駆動輪のスリップ抑制制御を行なっているにも
   かかわらず、前記４輪スリップ状態検出手段により４輪
   共にスリップ状態であると検出された場合、クラッチ制
   御手段に対し駆動系クラッチ手段をロックさせる指令を
   出すと共に、エンジン出力を低下させてスリップ率を抑
   える指令を出す駆動系制御手段と、 を備えていることを特徴とする四輪駆動車の駆動系制御
   装置。