JP2527936B2 - Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle - Google Patents

Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle

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JP2527936B2
JP2527936B2 JP61120406A JP12040686A JP2527936B2 JP 2527936 B2 JP2527936 B2 JP 2527936B2 JP 61120406 A JP61120406 A JP 61120406A JP 12040686 A JP12040686 A JP 12040686A JP 2527936 B2 JP2527936 B2 JP 2527936B2
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torque
clutch
gear
speed change
sensor
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緑 久保田
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Fuji Jukogyo KK
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Description

駆動車のトルク配分制御装置。Torque distribution control device for driving vehicle.

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、センターデフ装置付のフルタイム式4輪駆
動車において、前,後輪の駆動トルク配分を任意に制御
して、操縦制または安定性重視の走行を可能にする4輪
駆動車のトルク配分制御装置に係り、詳しくは、センタ
ーデフ装置の駆動力配分機能を利用するものに関する。
The present invention relates to a full-time four-wheel drive vehicle with a center differential device, which controls the drive torque distribution between the front and rear wheels to enable control or stability-oriented traveling. The present invention relates to a torque distribution control device, and more particularly, to a device that uses a driving force distribution function of a center differential device.

【従来の技術】[Prior art]

従来、フルタイム式4輪駆動車の前,後輪駆動トルク
配分に関しては、例えば特開昭56−43031号公報に示す
ように、前,後輪の駆動系の途中に油圧クラッチを設
け、そのクラッチトルクを制御するようにしたものがあ
った。また、例えば特開昭55−72420号公報に示すよう
に、センターデフ装置に差動制限用として油圧クラッチ
を設けたものもあった。 ところで、上記先行技術の前者は、駆動系に直接介設
された油圧クラッチにより大きい伝達トルクを制御する
構成なので、クラッチ容量が増し、スリップを許容する
上で摩耗等の耐久性が要求される。また、後者は、前,
後輪の一方がスリップして回転差が生じたときに機能す
る。 これらはいずれも、直結4WD時のタイトコーナブレー
キング現象を回避するために後輪のトルクを減じたり、
またはセンターデフ付の緊急脱出用としてデフロックす
るものであった。 このため、センターデフ装置をバイパスしてトルク分
配装置を設け、車速センサからの情報に基づいて、高速
時には、より安定性を重視して前輪駆動のトルク配分と
し、また、低速時には、操縦性(回頭性)を重視して後
輪駆動に近い駆動トルク配分としたものである。 さらに、ハンドル操舵角を検出し、これに応じて前後
の駆動トルク配分を変え、旋回時などにおける回頭性を
確保するようにしたものも提案されている。
Regarding the front and rear wheel drive torque distribution of a full-time four-wheel drive vehicle, a hydraulic clutch is provided in the middle of the drive system for the front and rear wheels, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 56-43031, for example. There was one that controlled the clutch torque. Further, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-72420, there has been a center differential device provided with a hydraulic clutch for limiting the differential. By the way, since the former of the above-mentioned prior art is a structure which controls a larger transmission torque to the hydraulic clutch directly interposed in the drive system, the clutch capacity increases and durability such as wear is required to allow slip. The latter is the former,
It works when one of the rear wheels slips and a rotation difference occurs. All of these reduce the torque of the rear wheels to avoid the tight corner braking phenomenon at the time of direct connection 4WD,
Or it was a diff lock for emergency escape with a center diff. Therefore, a torque distribution device is provided to bypass the center differential device, and based on the information from the vehicle speed sensor, the front wheel drive torque distribution is emphasized more at high speeds and stability is emphasized. The drive torque distribution is similar to that of rear-wheel drive, with an emphasis on turning performance. Further, there is also proposed a method in which the steering angle of the steering wheel is detected and the front-rear drive torque distribution is changed according to the detected steering angle to ensure the turning ability when turning.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、上記先行技術のような構成にあっては、上
記のようなトルク配分を行うには、変速機からの駆動ト
ルクを前,後輪に振り分け、かつそのトルク配分を任意
に制御可能にする必要がある。そしてこの場合のトルク
配分は、パワーロスが生じないようにすることが望まれ
ていた。 また、車速センサや操舵角センサからの情報に基づく
走行状態によって駆動トルク配分を制御していたので、
通常走行時の4輪駆動車の前後トルク配分は、登降坂な
どの道路条件や積載荷重にかかわりなく一定で、例えば
ベベルギヤ式センターデフを内蔵するものは、常にその
トルク配分が50:50であった。 しかし、登降坂などの道路条件や、あるいはトランク
に荷物をたくさん積んだりすると、車両の重量配分が後
寄りとなり、50:50のトルク配分では十分な駆動力が得
られず、良好な登坂性能を発揮することができないとい
う問題がある。 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、登降
坂角度や積載状態に応じて前,後輪の駆動トルク配分を
自動的にコントロールして、登坂性能および操縦性,安
定性の向上を図るようにした4輪駆動車のトルク配分制
御装置を提供することを目的とする。
By the way, in the configuration of the prior art, in order to perform the torque distribution as described above, the drive torque from the transmission is distributed to the front and rear wheels, and the torque distribution can be controlled arbitrarily. There is a need. In this case, the torque distribution is desired to prevent power loss. Further, since the driving torque distribution is controlled by the traveling state based on the information from the vehicle speed sensor and the steering angle sensor,
The front-to-rear torque distribution of a four-wheel drive vehicle during normal driving is constant regardless of road conditions such as climbing and descending roads and loading load. For example, the torque distribution is always 50:50 for those with a built-in bevel gear type center differential. It was However, when road conditions such as uphill and downhill conditions or when a lot of luggage is loaded in the trunk, the weight distribution of the vehicle becomes backward, and with a torque distribution of 50:50, sufficient driving force cannot be obtained and good climbing performance is achieved. There is a problem that you can not exert it. The present invention has been made in view of the above point, and automatically controls the drive torque distribution of the front and rear wheels in accordance with the climbing and descending angle and the loading state to improve climbing performance, maneuverability, and stability. It is an object of the present invention to provide a torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle designed to achieve the above.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明は、変速機出力軸
をセンターデフ装置を介して前,後輪に伝動し、上記セ
ンターデフ装置をバイパスして設けたトルク分配装置
を、上記センターデフ装置の一方のサイドギヤ側に設け
た第1の変速ギヤ段と、他方のサイドギヤ側に設けた第
1の変速ギヤ段よりギヤ比の大きい第2の変速ギヤ段,
上記第2の変速ギヤ段よりギヤ比の小さい第3の変速ギ
ヤ段と、この第2,第3の変速ギヤ段のドリブン側に設け
られ、第2または第3の変速ギヤ段と選択係号する切換
クラッチと、第1の変速ギヤ段のドリブン側と上記切換
クラッチとを伝動トルク可変に連結する油圧クラッチと
で構成してなる4輪駆動装置において、上記切換クラッ
チの選択と上記油圧クラッチのクラッチトルクを制御し
て前,後輪の駆動トルク配分を自動制御するトルク配分
制御装置であって、変速機出力軸の駆動トルクを検出す
る出力トルクセンサと、車速センサと、エアサスペンシ
ョン空気圧を検出する前,後輪荷重センサまたは登降坂
角度を検出する車体角度センサとを設け、車速および登
降坂角度または積載状態に対応する最適な駆動力配分値
をマップ化して格納した記憶手段と、上記前,後輪荷重
センサまたは車体角度センサからの信号に基づいて登降
坂角度および積載状態を求める登降坂角度・積載状態演
算手段と、上記車速センサからの車速信号および上記演
算手段で求めた登降坂角度または積載状態をアドレス信
号として上記記憶手段からマップ検索して駆動力配分値
を求める動力配分決定手段と、上記動力配分決定手段に
よって求められた駆動力配分値から上記切換クラッチに
よる変速ギア段の選択を決定する切換クラッチ切換指定
発生手段と、上記出力トルクセンサによって検出された
駆動トルクと上記動力配分決定手段によって求められた
駆動力配分値とから上記油圧クラッチのクラッチトルク
を算出するクラッチトルク演算手段とからなることを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a torque distribution device in which a transmission output shaft is transmitted to front and rear wheels via a center differential device, and the center differential device is bypassed. A first gear shift stage provided on one side gear side and a second gear shift stage having a gear ratio larger than the first gear stage provided on the other side gear side,
A third shift gear having a smaller gear ratio than the second shift gear, and a second or third shift gear provided on the driven side of the second and third shift gears and a selection signal. In the four-wheel drive system, the four-wheel drive system includes a switching clutch that is connected to the first shift gear and a hydraulic clutch that connects the switching clutch to the switching clutch in a variable transmission torque. A torque distribution control device for automatically controlling drive torque distribution between front and rear wheels by controlling a clutch torque, wherein an output torque sensor for detecting a drive torque of a transmission output shaft, a vehicle speed sensor, and an air suspension air pressure are detected. A front and rear wheel load sensor or a vehicle body angle sensor for detecting the uphill / downhill angle is provided to map the optimum driving force distribution value corresponding to the vehicle speed and the uphill / downhill angle or the loading condition. Storage means, uphill / downhill angle / loading state calculating means for obtaining the uphill / downhill angle and loading state based on signals from the front / rear wheel load sensors or vehicle body angle sensors, vehicle speed signal from the vehicle speed sensor and the above calculation A power distribution deciding means for obtaining a driving force distribution value by performing a map search from the storage means by using the climbing and descending angle or the loading state obtained by the means as an address signal, and switching from the driving force distribution value obtained by the power distribution deciding means. The clutch torque of the hydraulic clutch is determined from the switching clutch switching designation generating means that determines the selection of the shift gear stage by the clutch, the drive torque detected by the output torque sensor, and the driving force distribution value obtained by the power distribution determining means. And a clutch torque calculating means for calculating

【作用】[Action]

上記構成に基づき、マイクロコンピュータからなるト
ルク配分制御装置は、前,後輪にそれぞれ設けた輪荷重
センサによって検出されるエアサスペンションの空気圧
信号または車体角度センサによって検出される車体角度
(ピッチ角)信号とによって車両の登降坂角度および積
載状態を判定し、この判定状態信号および車速センサに
よって検出された車速信号をアドレス信号として、予め
マップの形で記憶装置に格納されている最適駆動力配分
値を読出す。この駆動力配分値が後輪駆動寄りであれ
ば、切換クラッチを第2の変速ギヤ段に係合させ、駆動
力配分値に応じた油圧を油圧クラッチへ印加して対応す
るクラッチトルクを発生させ、このクラッチトルクをセ
ンターデフ装置によって略等分に配分された後輪駆動ト
ルクに加算すると共に、前輪駆動トルクより減算して後
輪駆動寄りとし、回頭性や登坂能力の向上を図る。一
方、駆動力配分値が前輪駆動よりであれば、切換クラッ
チを第32の変速ギヤ段に係合させ、駆動力配分値に応じ
た油圧を油圧クラッチに印加し、上述とは逆の動作によ
って前輪駆動寄りのトルク配分とし、走行安定性や降坂
時のエンジンブレーキ効果の向上を図る。
Based on the above-mentioned configuration, the torque distribution control device including a microcomputer includes an air suspension air pressure signal detected by a wheel load sensor provided on each of front and rear wheels or a vehicle body angle (pitch angle) signal detected by a vehicle body angle sensor. The uphill and downhill angle of the vehicle and the loading state are determined by and the optimal driving force distribution value stored in the storage device in advance in the form of a map is determined by using the determination state signal and the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor as an address signal. Read. If the drive force distribution value is closer to the rear wheel drive, the switching clutch is engaged with the second shift gear, and the hydraulic pressure corresponding to the drive force distribution value is applied to the hydraulic clutch to generate the corresponding clutch torque. The clutch torque is added to the rear-wheel drive torque distributed by the center differential device substantially equally, and is subtracted from the front-wheel drive torque so as to be closer to the rear-wheel drive, thereby improving the turning ability and the climbing ability. On the other hand, if the driving force distribution value is higher than that of the front wheel drive, the switching clutch is engaged with the 32nd speed change gear, the hydraulic pressure corresponding to the driving force distribution value is applied to the hydraulic clutch, and the reverse operation is performed. The torque distribution will be closer to the front-wheel drive to improve running stability and engine braking effect when going downhill.

【実 施 例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図はセンターデフ付4輪駆動車の伝動系の構成を示す
スケルトン図であり、図において、符号1はエンジン、
2はトランスミッション、3は前輪、4は後輪、5はフ
ロントデフ、6はリヤデフ、7はベベルギヤの組合せで
構成されるセンターデフで、その前輪側駆動軸7aをフロ
ントデフ5に、後輪側駆動軸7bをリヤデフ6に連結す
る。8はトランスミッション2の出力軸2aに固着された
第1歯車、9はセンターデフ7のデフケースに設けられ
た第2歯車で、第1歯車8と噛合う。10はセンターデフ
7をバイパスして設けられたトルク分配装置、11はトル
ク分配装置10のバイパス軸10aに介設された油圧クラッ
チ、12はセンターデフ7の前輪側駆動軸7aに固着された
第3歯車、13はバイパス軸10aの一端に固着された第4
歯車で、第3歯車12と噛合って第1の変速ギヤ段を構成
する。14は油圧クラッチ11のドラム側中空軸に遊嵌され
た大径の第5歯車、15はセンターデフ7の後輪側駆動軸
7bに固着された小径の第6歯車で、第5歯車14と噛合っ
て第2の変速ギヤ段を構成する。16は油圧クラッチ11の
ドラム側中空軸の一端に遊嵌された小径の第7歯車、17
は後輪側駆動軸7bに固着された大径の第8歯車で、第7
歯車16と噛合って第3の変速ギヤ段を構成する。18は第
5歯車14と第7歯車16との間に移動可能に配設された切
換クラッチで、第5歯車14または第7歯車16に係合し
て、第3図,第4図に示すように油圧クラッチ11のドラ
ム11bから突設された中空軸11cとの連結をオン・オフす
る。19は切換クラッチ18の切換操作を行うアクチュエー
タ、20は油圧ユニットで、所定の油圧Pcを油圧クラッチ
11へ印加し、バイパス軸10aに固着されたクラッチハブ1
1aとドラム11bとの接触圧によってクラッチトルクTcを
発生する。21はトランスミッション出力軸2aに取付けら
れた出力トルクセンサで、駆動トルクTを検出する。22
は例えば前輪3などに配置される車速センサ、23F,23R
は輪荷重センサで、第5図に示すようにエアサスペンシ
ョン24内の空気圧を検出して積載状態および走行中の輪
荷重の変化を判定する。30はマイクロコンピュータから
なるトルク配分制御装置である。 上記トルク配分制御装置30の構成を示す第2図におい
て、符号31は記憶装置で、車速Vおよび登降坂角度αま
たは積載状態に対応する最適駆動力配分値、即ち前輪駆
動力配分値RFが、予めマップなどの形で格納されてい
る。32は登降坂角度・積載状態演算手段で、例えば輪荷
重センサ23F,23Rの信号に基づいて登降坂角度αを、さ
らに積載状態、即ち車両の重量配分を求める。33は駆動
力配分決定手段で、車速センサ22からの車速信号Vおよ
び演算手段32で求められた登降角度αをアドレス信号と
してマップ検索し、前輪駆動力配分値RFを求める。35は
切換クラッチ切換指令発生手段で、配分値RFが0.5より
小さいと、第2の変速ギヤ段14,15と係合するように切
換クラッチ18に例えばオフ信号を出力し、配分値RFが0.
5より大きいと、第3の変速ギヤ段16,17と係合するよう
にオン信号を出力する。34はクラッチトルク演算手段
で、配分値RFと出力トルクセンサ21によって検出される
駆動トルクTとによって、油圧クラッチ11で発生すべき
クラッチトルクTcを演算し、これに相当する油圧指令を
油圧ユニット20へ与える。 次に、トルク分配装置10の動作を第3図,第4図によ
って説明する。 トランスミッション出力軸2aの駆動トルクTは、第1
歯車8,第2歯車9を介してセンターデフ7へ伝達され、
ここで略等分に配分されて前輪側駆動軸7と後輪側駆動
軸7bとに伝達される。このとき油圧クラッチ11への印加
油圧Pcが零でオフになっていると、トルク分配装置10は
何等作用せず、前輪3および後輪4は、それぞれ(T/
2)の駆動トルクTF,TRで駆動される。この油圧クラッチ
11は、切換クラッチ18が第2の変速ギヤ段である第5歯
車14,第6歯車15側に係合している場合(第3図)に
は、ハブ11aが第1の変速ギヤ段である第3歯車12,第4
歯車13およびバイパス軸10aを介して回転し、ドラム11b
が小径の第6歯車15と大径の第5歯車14との減速比K,切
換クラッチ18,中空軸11cを介して減速回転しているの
で、油圧ユニット20から徐々に油圧Pcを加えると、回転
差により油圧Pcに応じたクラッチトルクTcが発生し、低
速回転側のドラム11bにそのクラッチトルクTcが加えら
れ、後輪側駆動軸7bへの駆動トルクTRは、 TR=(T/2)+K・Tc となる。 一方、前輪側駆動軸7aへの駆動トルクTFは、 TF=(T/2)−Tc となり、油圧クラッチ11へ印加される油圧Pcに応じて後
輪駆動寄りとなる。 また、切換クラッチ18が第3の変速ギヤ段である第7
歯車16,第8歯車17に係合している場合には、油圧クラ
ッチ11のドラム11bは、大径の第8歯車17と小径の第7
歯車16との減速比K′,切換クラッチ18、中空軸11cを
介して増速回転しているので、油圧ユニット20からの油
圧Pcに応じて発生するクラッチトルクTcは低速回転側の
ハブ11aに加えられ、前述とは逆に、前輪側駆動軸7aへ
の駆動トルクTFは、 TF=(T/2)+Tc となる。 一方、後輪側駆動軸7bへの駆動トルクTRは、 TR=(T/2)−K′・Tc となって前輪駆動寄りとなる。 このトルク配分制御は、従来は車速センサ22および操
舵角センサからの情報などで行われていて、登坂等の道
路条件や積載状態に対しての考慮はなされていなかった
ので、十分な登坂性能および操縦性や安定性が得られな
かった。 そこで、本発明によるトルク配分制御装置30は、前,
後輪のエアサスペンション24に設けられた輪荷重センサ
23F,23Rからの輪荷重情報、または図示されていない車
体角度センサからの車体角度(ピッチ)情報を入力し、
登降坂角度・積載状態演算手段32において登降坂角度α
および車両重量の配分を求め、駆動力配分決定手段33
は、この登降坂角度αと車速センサ22からの車速信号V
とに基づいてこれをアドレス信号として、記憶装置31に
予めマップの形で格納されている最適な前輪駆動力配分
値RF、RF=TF/(TF+TR)を求める。 いま、前輪駆動寄りの走行状態から例えば登坂路に入
ると、記憶装置31のマップから読出される前輪駆動力配
分値RFは、50:50を越えて0.5より小さくなるので、切換
クラッチ切換指令発生手段35は、それまでのオン信号に
代えてオフ信号をアクチュータ19に出力し、切換クラッ
チ18の係合を、第3の変速ギヤ段である第7歯車16,第
8歯車17ら第2の変速ギヤ段である第5歯車,第6歯車
に切換える。また、クラッチトルク演算手段34は、読出
された前輪駆動力配分値RFと、出力トルクセンサ21によ
って検出されるトランスミッション出力軸2aの駆動トル
クTとにより、 RF=1/[1+{(T/2)+K・Tc} ÷{(T/2)−Tc}) を満足するような油圧クラッチ11のクラッチトルクTcを
算出し、このクラッチトルクTcに相当する油圧指令を油
圧ユニット20に与え、相当する油圧Pcを油圧クラッチ11
に印加して後輪駆動寄りの4輪駆動とし、登坂能力を高
める。 一方、降坂の場合は、前輪駆動寄りの前輪駆動力配分
値RFが記憶装置31のマップから読出されるので、切換ク
ラッチ切換指令発生手段35からはオン信号がアクチュエ
ータ19に出力され、切換クラッチ18は第3の変速ギヤ段
である第7歯車16,第8歯車17と係合し、クラッチトル
ク演算手段34は、 RF=1/[1+{(T/2)+K′・Tc} ÷{(T/2)+Tc}) を満足するような油圧クラッチ11のクラッチトルクTcを
算出し、このクラッチトルクTcに相当する油圧指令を、
油圧ユニット20から油圧クラッチ11に印加し、前輪駆動
寄りとする。 なお、積載状態が変化した場合は、同様の制御を行っ
て操縦性の向上および安定性の確保を図る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram showing the structure of a transmission system of a four-wheel drive vehicle with a center differential, in which reference numeral 1 is an engine,
Reference numeral 2 is a transmission, 3 is a front wheel, 4 is a rear wheel, 5 is a front diff, 6 is a rear diff, and 7 is a center diff composed of a combination of bevel gears. The drive shaft 7b is connected to the rear differential 6. Reference numeral 8 is a first gear fixed to the output shaft 2a of the transmission 2, and 9 is a second gear provided in the differential case of the center differential 7, which meshes with the first gear 8. 10 is a torque distribution device provided by bypassing the center differential 7, 11 is a hydraulic clutch provided on the bypass shaft 10a of the torque distribution device 10, and 12 is a first clutch fixed to the front wheel side drive shaft 7a of the center differential 7. 3 gears, 13 is a fourth fixed to one end of the bypass shaft 10a
The gear meshes with the third gear 12 to form a first gear stage. Reference numeral 14 is a large-diameter fifth gear that is loosely fitted to the drum side hollow shaft of the hydraulic clutch 11, and 15 is a rear wheel side drive shaft of the center differential 7.
The sixth gear having a small diameter fixed to 7b meshes with the fifth gear 14 to form a second speed change gear. 16 is a small-diameter seventh gear that is loosely fitted to one end of the drum-side hollow shaft of the hydraulic clutch 11, 17
Is a large-diameter eighth gear fixed to the rear wheel side drive shaft 7b.
It meshes with the gear 16 to form a third gear stage. A switching clutch 18 is movably arranged between the fifth gear 14 and the seventh gear 16, and is engaged with the fifth gear 14 or the seventh gear 16 and is shown in FIGS. 3 and 4. As described above, the connection between the hydraulic clutch 11 and the hollow shaft 11c protruding from the drum 11b is turned on / off. Reference numeral 19 is an actuator for switching the switching clutch 18, 20 is a hydraulic unit, and a predetermined hydraulic pressure Pc is applied to the hydraulic clutch.
Clutch hub 1 applied to 11 and fixed to bypass shaft 10a
Clutch torque Tc is generated by the contact pressure between 1a and drum 11b. Reference numeral 21 denotes an output torque sensor attached to the transmission output shaft 2a, which detects the drive torque T. twenty two
Is, for example, a vehicle speed sensor arranged on the front wheel 3 or the like, 23 F , 23 R
Is a wheel load sensor that detects the air pressure in the air suspension 24 as shown in FIG. 5 to determine changes in the wheel load during loading and during running. Reference numeral 30 is a torque distribution control device including a microcomputer. In FIG. 2 showing the configuration of the torque distribution control device 30, the reference numeral 31 denotes a storage device, which is an optimum driving force distribution value corresponding to the vehicle speed V and the uphill / downhill angle α or the loading state, that is, the front wheel driving force distribution value R F. , Are stored in advance in the form of a map or the like. Reference numeral 32 denotes an uphill / downhill angle / loading state calculation means, which obtains the uphill / downhill angle α based on signals from the wheel load sensors 23 F and 23 R , and further determines the loading state, that is, the weight distribution of the vehicle. Reference numeral 33 denotes a driving force distribution determining means, which uses the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 22 and the ascending / descending angle α obtained by the calculating means 32 as an address signal to perform a map search to obtain a front wheel driving force distribution value R F. Reference numeral 35 denotes a switching clutch switching command generating means which, for example, outputs an OFF signal to the switching clutch 18 so as to engage with the second speed change gears 14 and 15 when the distribution value R F is smaller than 0.5, thereby distributing the distribution value R F. Is 0.
When it is larger than 5, an ON signal is output so as to engage with the third transmission gear stage 16,17. Reference numeral 34 denotes a clutch torque calculation means, which calculates a clutch torque Tc to be generated in the hydraulic clutch 11 based on the distribution value R F and the drive torque T detected by the output torque sensor 21, and outputs a hydraulic pressure command corresponding to the calculated clutch torque Tc. Give to 20. Next, the operation of the torque distribution device 10 will be described with reference to FIGS. The drive torque T of the transmission output shaft 2a is the first
It is transmitted to the center differential 7 via the gear 8 and the second gear 9,
Here, it is distributed in approximately equal parts and transmitted to the front wheel side drive shaft 7 and the rear wheel side drive shaft 7b. At this time, if the hydraulic pressure Pc applied to the hydraulic clutch 11 is zero and is off, the torque distribution device 10 does not operate at all and the front wheel 3 and the rear wheel 4 are respectively (T /
It is driven by the driving torque T F , T R of 2). This hydraulic clutch
When the switching clutch 18 is engaged with the fifth gear 14 and the sixth gear 15 which are the second gear stage (Fig. 3), the hub 11a is the first gear stage. There is a third gear 12, a fourth
It rotates through the gear 13 and the bypass shaft 10a, and the drum 11b.
Is decelerating and rotating via the reduction ratio K between the small diameter sixth gear 15 and the large diameter fifth gear 14, the switching clutch 18, and the hollow shaft 11c, so when the hydraulic pressure Pc is gradually added from the hydraulic unit 20, A clutch torque Tc corresponding to the oil pressure Pc is generated due to the rotation difference, and the clutch torque Tc is added to the low speed rotation side drum 11b, and the driving torque T R to the rear wheel side drive shaft 7b is T R = (T / 2) + K · Tc. On the other hand, the drive torque T F applied to the front wheel side drive shaft 7a is T F = (T / 2) −Tc, which is closer to the rear wheel drive depending on the hydraulic pressure Pc applied to the hydraulic clutch 11. In addition, the switching clutch 18 is the third shift gear, the seventh shift gear.
When engaged with the gear 16 and the eighth gear 17, the drum 11b of the hydraulic clutch 11 includes the large diameter eighth gear 17 and the small diameter seventh gear 17.
Since the rotation speed is increased through the reduction ratio K ′ with the gear 16, the switching clutch 18, and the hollow shaft 11c, the clutch torque Tc generated according to the hydraulic pressure Pc from the hydraulic unit 20 is applied to the hub 11a on the low speed rotation side. In addition, contrary to the above, the drive torque T F to the front wheel side drive shaft 7a is T F = (T / 2) + Tc. On the other hand, the driving torque T R applied to the rear wheel side drive shaft 7b becomes T R = (T / 2) −K ′ · Tc, which is closer to the front wheel drive. This torque distribution control is conventionally performed based on the information from the vehicle speed sensor 22 and the steering angle sensor, and the road conditions such as climbing and the loading state have not been taken into consideration. The maneuverability and stability were not obtained. Therefore, the torque distribution control device 30 according to the present invention is
Wheel load sensor provided on the rear wheel air suspension 24
Input wheel load information from 23 F , 23 R , or vehicle body angle (pitch) information from a vehicle body angle sensor (not shown),
Uphill / Downhill Angle / Uphill / Downhill Angle α
And the weight distribution of the vehicle are calculated, and the driving force distribution determination means 33
Is the uphill / downhill angle α and the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 22.
Based on the above, using this as an address signal, the optimum front wheel driving force distribution values R F , R F = T F / (T F + T R ) stored in advance in the form of a map in the storage device 31 are obtained. Now, for example, when entering an uphill road from a running state near the front wheel drive, the front wheel drive force distribution value R F read from the map of the storage device 31 exceeds 50:50 and becomes smaller than 0.5. The generating means 35 outputs an OFF signal to the actuator 19 instead of the ON signal so far, and the engagement of the switching clutch 18 is changed to the second gear from the seventh gear 16 and the eighth gear 17 which are the third gear stage. The fifth gear and the sixth gear, which are the speed change gear stages, are switched. Further, the clutch torque calculation means 34 uses the read front wheel drive force distribution value R F and the drive torque T of the transmission output shaft 2a detected by the output torque sensor 21 to obtain R F = 1 / [1 + {(T / 2) + K · Tc} ÷ {(T / 2) -Tc}) is calculated, and the clutch torque Tc of the hydraulic clutch 11 is calculated, and a hydraulic pressure command corresponding to this clutch torque Tc is given to the hydraulic unit 20. Equivalent hydraulic pressure Pc to hydraulic clutch 11
To drive four wheels closer to the rear wheel drive to enhance the climbing ability. On the other hand, in the case of a downhill, since the front wheel drive force distribution value R F closer to the front wheel drive is read from the map of the storage device 31, an ON signal is output from the switching clutch switching command generation means 35 to the actuator 19, and switching is performed. The clutch 18 is engaged with the seventh gear 16 and the eighth gear 17, which are the third gear stage, and the clutch torque calculation means 34 determines that R F = 1 / [1 + {(T / 2) + K '· Tc}. ÷ {(T / 2) + Tc}) is calculated, and the clutch torque Tc of the hydraulic clutch 11 is calculated, and a hydraulic pressure command corresponding to this clutch torque Tc is given as
It is applied from the hydraulic unit 20 to the hydraulic clutch 11 so that it is closer to the front wheel drive. When the loading state changes, similar control is performed to improve maneuverability and ensure stability.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車
体角度センサまたは輪荷重センサを用いて走行路面の登
降坂角度および積載状態を判別し、この状態に応じて前
後輪の駆動力配分を自動的にコントロールするようにし
たので、登坂能力を高めると共に、登降坂路における操
縦性や安定性および各種積載状態における登坂能力や発
進性、さらに操縦性や安定性が向上するという効果が得
られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the vehicle body angle sensor or the wheel load sensor is used to determine the uphill / downhill angle of the traveling road surface and the loading state, and the driving force distribution of the front and rear wheels is determined according to this state. Since the automatic control is performed, the climbing ability can be enhanced, and the maneuverability and stability on the uphill and downhill roads, the climbing ability and startability in various loading states, and the maneuverability and stability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のセンターデフ装置付4輪駆動車の構成
を示すスケルトン図、第2図は本発明のトルク配分制御
装置の構成を示すブロック図およびトルク分配装置のト
ルク配分図、第3図,第4図は本発明に係るトルク分配
装置のトルク配分を示す図、第5図は輪荷重センサを取
付けたエアサスペンションの断面図である。 2……トランスミッション、3……前輪、4……後輪、
7……センターデフ、8,9,12〜17……歯車、10……トル
ク分配装置、11……油圧クラッチ、18……切換クラッ
チ、19……アクチュエータ、20……油圧ユニット、21…
…出力トルクセンサ、22……車速センサ、23F,23R……
輪荷重センサ、30……トルク配分制御装置。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing the configuration of a four-wheel drive vehicle with a center differential device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the torque distribution control device of the present invention, and a torque distribution diagram of the torque distribution device, third. 4 and 5 are views showing torque distribution of the torque distribution device according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of an air suspension to which a wheel load sensor is attached. 2 ... transmission, 3 ... front wheel, 4 ... rear wheel,
7 ... Center differential, 8, 9, 12 to 17 ... Gear, 10 ... Torque distribution device, 11 ... Hydraulic clutch, 18 ... Switching clutch, 19 ... Actuator, 20 ... Hydraulic unit, 21 ...
… Output torque sensor, 22 …… Vehicle speed sensor, 23 F , 23 R ……
Wheel load sensor, 30 ... Torque distribution control device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】変速機出力軸をセンターデフ装置を介して
前,後輪に伝動し、上記センターデフ装置をバイパスし
て設けたトルク分配装置を、上記センターデフ装置の一
方のサイドギヤ側に設けた第1の変速ギヤ段と、他方の
サイドギヤ側に設けた第1の変速ギヤ段よりギヤ比の大
きい第2の変速ギヤ段,第2の変速ギヤ段よりギヤ比の
小さい第3の変速ギヤ段と、この第2,第3の変速ギヤ段
のドリブン側に設けられ、第2または第3の変速ギヤ段
と選択係号する切換クラッチと、第1の変速ギヤ段のド
リブン側と上記切換クラッチとを伝動トルク可変に連結
する油圧クラッチとで構成してなる4輪駆動装置におい
て、上記切換クラッチの選択と上記油圧クラッチのクラ
ッチトルクを制御して前,後輪の駆動トルク配分を自動
制御するトルク配分制御装置であって、 変速機出力軸の駆動トルクを検出する出力トルクセンサ
と、車速センサと、エアサスペンション空気圧を検出す
る前,後輪荷重センサまたは登降坂角度を検出する車体
角度センサとを設け、 車速および登降坂角度または積載状態に対応する最適な
駆動力配分値をマップ化して格納した記憶手段と、 上記前,後輪荷重センサまたは車体角度センサからの信
号に基づいて登降坂角度および積載状態を求める登降坂
角度・積載状態演算手段と、 上記車速センサからの車速信号および上記演算手段で求
めた登降坂角度または積載状態をアドレス信号として上
記記憶手段からマップ検索して駆動力配分値を求める動
力配分決定手段と、 上記動力配分決定手段によって求められた駆動力配分値
から上記切換クラッチによる変速ギア段の選択を決定す
る切換クラッチ切換指定発生手段と、 上記出力トルクセンサによって検出された駆動トルクと
上記動力配分決定手段によって求められた駆動力配分値
とから上記油圧クラッチのクラッチトルクを算出するク
ラッチトルク演算手段とからなることを特徴とする4輪
1. A torque distribution device, wherein a transmission output shaft is transmitted to front and rear wheels via a center differential device, and which is provided by bypassing the center differential device, is provided on one side gear side of the center differential device. A first speed change gear, a second speed change gear having a larger gear ratio than the first speed change gear provided on the other side gear, and a third speed change gear having a lower gear ratio than the second speed change gear. And a switching clutch that is provided on the driven side of the second and third speed change gears and serves as a selection sign for the second or third speed change gear, and the driven side of the first speed change gear and the above-mentioned changeover. In a four-wheel drive system including a clutch and a hydraulic clutch for variable transmission torque coupling, the selection of the switching clutch and the clutch torque of the hydraulic clutch are controlled to automatically control the drive torque distribution between the front and rear wheels. Torque distribution The control device is provided with an output torque sensor for detecting the drive torque of the transmission output shaft, a vehicle speed sensor, and front and rear wheel load sensors for detecting the air suspension air pressure or a vehicle body angle sensor for detecting the up / down slope angle. , Storage means for storing an optimal driving force distribution value corresponding to the vehicle speed and the uphill / downhill angle or the loading state in a map, and the uphill / downhill angle and loading based on the signals from the front and rear wheel load sensors or the vehicle body angle sensor. An uphill / downhill angle / loading state calculating means for obtaining the state, a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor, and the uphill / downhill angle or the loading state obtained by the above calculating means are used as address signals in a map search from the storage means to obtain a driving force distribution value. The power distribution determining means to be obtained and the transmission gear by the switching clutch based on the driving force distribution value obtained by the power distribution determining means. The clutch torque for calculating the clutch torque of the hydraulic clutch from the switching clutch switching designation generating means for determining the selection of the above, the driving torque detected by the output torque sensor and the driving force distribution value obtained by the power distribution determining means. Four wheels characterized by comprising a calculation means
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