JP2903867B2 - 四輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents
四輪駆動車の駆動力配分制御装置Info
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Description
更可能な四輪駆動車の駆動力配分制御装置、特に、旋回
限界付近での車両のコントロール性向上技術に関する。
としては、例えば、特開昭63−13331号公報に記
載されている装置が知られている。
車において、前後輪回転速度差が大きいほど前輪側への
配分する駆動トルクを増し、また、横加速度が大きいほ
ど制御ゲインを小さくし、前輪側への駆動トルク配分を
小さくし、走行性能(駆動性能,安定性)並びに旋回性
能(回頭性,限界の高さ,アクセルコントロール性)の
向上を図る技術が開示されている。
うな従来の駆動力配分制御装置にあっては、前後輪回転
速度差に比例した駆動トルクを前輪側に伝達する制御と
なっている為、高横加速度旋回時で前輪が大きな横力を
必要とする時に、ドライバーのアクセル操作で前後輪回
転速度差が増大すると、その増大に応じて前輪側に駆動
トルクが伝達されてしまい、マサツ円の原理によって、
前輪の横力が低下し、さらに、アンダーステアが出てし
まうという問題がある。
しては、図9に示すように、旋回中期である区間Bでク
リッピングポイントに向けてアクセル踏み込み操作を行
なうと、不要な前輪側への駆動トルク伝達により、前輪
の横力が低下してアンダーステアが強まり、旋回軌跡が
膨らんで目標のクリッピングポイントに着くことができ
ない。
されたもので、後輪にはエンジン駆動力を直接伝達し、
前輪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、低横加速度旋回時
での駆動性能を低下させることなく、限界旋回付近での
車両コントロール性の向上を図ると共に、低横加速度旋
回時の駆動性能確保と限界旋回付近での車両コントロー
ル性向上の両立をトルク変化にスムーズなつながりを持
たせながら図ることを第1の課題とする。
旋回側では旋回安定性の確保をより重視し、大半径旋回
になるほど車両コントロール性の確保をより重視するこ
とを第2の課題とする。
るため請求項1記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置
では、前後輪回転速度差不感帯設定手段により横加速度
に対し2次以上の高次関数で増大する前後輪回転速度差
不感帯を設定し、前後輪回転速度差検出値から前後輪回
転速度差不感帯設定値を差し引いた値に応じて前輪側へ
配分する駆動トルクの制御を行なう駆動力配分制御手段
を設けた。
に、エンジン直結駆動系の後輪に対し前輪への駆動系の
途中に設けられ、前輪へ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、前後輪の回転速度差を検出する前後輪回転速
度差検出手段bと、横加速度を検出する横加速度検出手
段cと、横加速度に対し2次以上の高次関数で増大する
前後輪回転速度差不感帯を設定する前後輪回転速度差不
感帯設定手段dと、前記前後輪回転速度差検出値から前
後輪回転速度差不感帯設定値を差し引いた値に応じた締
結力指令値を前記トルク配分用クラッチaへ出力する駆
動力配分制御手段eとを備えている事を特徴とする。
載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置では、請求項1記
載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、車速を
検出する車速検出手段fを設け、前記前後輪回転速度差
不感帯設定手段dを、高車速であるほど不感帯を増加し
て設定する手段としたことを特徴とする。
加速度が発生する時には、前後輪回転速度差不感帯設定
手段dにおいて、横加速度に応じて所定の前後輪回転速
度差不感帯が設定され、駆動力配分制御手段eにおい
て、前後輪回転速度差検出手段bからの前後輪回転速度
差検出値からこの前後輪回転速度差不感帯設定値を差し
引いた値に応じた締結力指令値がトルク配分用クラッチ
aへ出力される。
定される高横加速度領域での旋回時には、前後輪回転速
度差検出値のみに応じた締結力指令による駆動トルクに
比べ前輪側へ配分される駆動トルクが小さく抑えられ、
マサツ円の原理によって前輪の横力が増すことで前輪の
舵の効きが確保される。
アクセル操作によって後輪のスリップアングルをコント
ロールでき、また、ステアリング操作によって前輪のス
リップアングルをコントロールできる。
さい時には、前後輪回転速度差不感帯設定手段dで不感
帯がゼロまたは小さい値に設定されることで、加速旋回
により前後輪回転速度差が発生すると、前輪への駆動ト
ルクが少しづつ大きくなり、オーバステアの急増が防止
される。
輪が大きな横力を必要としない領域であるから、駆動性
能の向上を目的とすると、すみやかに4輪駆動状態にな
る方が望ましく、不感帯が存在しない方がよい。
と、ある横加速度値となるまで伝達されていた前輪側へ
の駆動トルクがある横加速度値を超えた途端、急に減少
し、車両挙動を不安定にすることがある。つまり、不感
帯の設定に関しては、横加速度に対し連続関数であるこ
とが望ましく、さらに、2次関数以上の高次関数で設定
すれば、低横加速度領域で不感帯を小さく抑え、高横加
速度領域で不感帯を大きくとれることで、低横加速度旋
回時での駆動性能確保と限界旋回付近での車両コントロ
ール性向上の両立を図るのに望ましい特性となる。
より限界旋回付近での車両コントロール性を向上させる
ことは、高横加速度状態が長く続く大半径旋回状態で有
効であり、小半径旋回状態では、不感帯よりもむしろ前
輪側へのトルク伝達応答性の方が問題となる。そこで、
高横加速度大半径旋回状態では車速が高速となり、高横
加速度小半径旋回状態では車速が低速となることに着目
し、車速を制御パラメータに含め、高車速であるほど不
感帯を増加して設定することで、小半径旋回側では旋回
安定性の確保がより重視され、大半径旋回になるほど上
記車両コントロール性の確保がより重視される。
する。
対応する本発明実施例の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る。
適用される車両は後輪ベースの四輪駆動車であり、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11を介して
伝達される。
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11a
(トルク配分用クラッチに相当)を内蔵した前記トラン
スファ11(例えば、先願の特願昭63−325379
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4
0を備えている。
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。
ク図である。
入力側には、各種入力センサ30として、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が接続され、トル
クスプリットコントローラ40の出力側には、ソレノイ
ドバルブ28が接続されている。
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、以下、各ステップについて説明する。
速VWFR,左後輪速VWRL,右後輪速VWRR,第1横加速度Y
G1 ,第2横加速度YG2 が入力される。
速VWFRとの平均値により前輪速VWF が演算され、上記左
後輪速VWRLと右後輪速VWRRとの平均値により後輪速VWR
が演算され、第1横加速度YG1 と第2横加速度YG2 との
平均値により横加速度YGが演算される(横加速度検出手
段に相当)。さらに、前輪速VWF がそのまま車体速Viと
して設定される(車速検出手段に相当)。
WR とから前後輪回転速度差検出値ΔV(=VWR-VWF ;
但し、ΔV≧0)が演算される(前後輪回転速度差検出
手段に相当)。
る2次関数による下記の式で不感帯係数KOFF が演算さ
れる。
より下記の式で前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFが演算さ
れる。
度差不感帯設定手段に相当する。
値ΔVから前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFを差し引いた
値が、前後輪回転速度差補正値ΔV’とされる。
値ΔV’に対するクラッチトルクTΔV の制御ゲインKh
が横加速度YGの逆数に基づいて下記の式で演算される。
後輪回転速度差補正値ΔV’とによってクラッチトルク
TΔV が演算される。
-i特性テーブルに基づいてクラッチトルクTΔV が得ら
れるソレノイド駆動電流iに変換される。
に対しディザー電流i*(例えば、i±0.1A 100Hz)が出
力される。
動力配分制御手段に相当する。
の不感帯係数KOFF が零とされ、また、ステップ84で
の前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFも零とされることで、
ステップ85で設定される前後輪回転速度差補正値Δ
V’は前後輪回転速度差検出値ΔVに一致する。
回転速度差の発生に対し最大の制御ゲインKhMAX を持つ
特性によりクラッチトルクTΔV が与えられる。
なる。
度差の発生に対して前輪10への伝達トルクがほぼ最大
とされ、前後輪駆動トルク配分としては、ほぼ50:50と
なることで、車両の発進性と安定性が高められる。
ない低速・中速走行時には、前後輪駆動トルク配分がほ
ぼ0:100 であるが、高速走行時には、走行抵抗の増大
に見合う分、前輪10へトルクが伝達されることで、車
両の高速安定性が高められる。
差が発生し、前後輪駆動トルク配分も加速の強さに応じ
て、0:100 〜50:50へと変化することで、車両の加速
性能と安定性とが高められる。
横加速度YGの大きさに対する2次関数特性(図6)によ
り不感帯係数KOFF が設定され、また、ステップ84で
不感帯係数KOFF と車体速Viに応じて前後輪回転速度差
不感帯ΔVOFFが設定され、ステップ85で設定される前
後輪回転速度差補正値ΔV’は、前後輪回転速度差検出
値ΔVから前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFから差し引い
た値となる。
するクラッチトルクTΔV の制御ゲインKhが、図5に示
すように、横加速度YGが大きいほど小さく設定される。
から前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFから差し引いた前後
輪回転速度差補正値ΔV’に対しては、図5の実線特性
である横加速度YGが大きくなるほど小さくなる制御ゲイ
ンKhを持つ特性によりクラッチトルクTΔV が与えられ
る。つまり、前後輪回転速度差検出値ΔVに対するクラ
ッチトルクTΔV の特性のイメージとしては、図7に示
すように、横加速度YGが大きくなるほど不感帯の幅が大
きく、また、制御ゲインKhが小さくなる。
る。
よりクラッチトルクTΔV が与えられることになるが、
低μ路定常旋回時には、駆動トルクがほぼゼロの状態に
あるため、前後輪回転速度差の発生もほぼなく、前後輪
駆動トルク配分がほぼ0:100 となり、後輪駆動車並の
ステアリングの効きが実現される。
よりクラッチトルクTΔV が与えられることになり、加
速の強さに応じて前後輪回転速度差が発生することで前
輪10側への伝達トルクが大きくなり、前後輪駆動トル
ク配分も加速の強さに応じて、0:100 〜50:50へと変
化することで、オーバステアの急増が防止され、車両コ
ントロール性が高められる。
旋回時には、前後輪回転速度差不感帯ΔVOFFが小さく、
この不感帯ΔVOFFを設定したことによる影響はほとんど
なく、従来システム並の駆動性能がそのまま確保され
る。
ラッチトルクTΔV が与えられることになるが、高μ路
定常旋回時には、駆動トルクがほぼゼロの状態にあるた
め、前後輪回転速度差の発生もほぼなく、前後輪駆動ト
ルク配分がほぼ0:100 となり、後輪駆動車並のステア
リングの効きが実現される。
って、横加速度の発生が十分に大きくなく、不感帯ΔV
OFFも十分大きく設定されない時には、横加速度の大き
さに応じた制御ゲインKhを持つ特性によりクラッチトル
クTΔV が与えられることになるが、加速初期で前後輪
回転速度差の発生が小さい領域では前輪10側へ伝達さ
れるトルクが小さく抑えられ、ステアリングの効きが維
持される。
が十分に大きく、不感帯ΔVOFFも十分大きく設定される
限界に近い加速旋回時には、不感帯ΔVOFFの幅が大き
く、しかも、低い制御ゲインKhを持つ特性によりクラッ
チトルクTΔV が与えられることになり、アクセル踏み
込み操作による加速により前後輪回転速度差の発生が大
きくなっても、前輪10側へ伝達されるトルクは、不感
帯ΔVOFFを超える前後輪回転速度差の発生領域でオーバ
ステアの急増を防止する程度にほんの少しづつ大きくな
るだけで、前輪10側へ配分される駆動トルクが小さく
抑えられ、マサツ円の原理によって、不感帯ΔVOFFの設
定により前輪10への駆動トルクが減じた分、前輪10
の横力が増すことになり、ステアリングの効きが確保さ
れる。
ライバーはアクセル操作によって後輪6のスリップアン
グルをコントロールでき、また、ステアリング操作によ
って前輪10のスリップアングルをコントロールできる
というように、車両コントロール性が向上する。
しては、図8に示すように、旋回中期である区間Bでコ
ーナポストに向けてアクセル踏み込み操作を行なうと、
前輪側への駆動トルク伝達が抑えられることにより、前
輪10の横力が増し、ステアリング操作に応じた旋回軌
跡により、速く目標のコーナポストに到達することがで
きる。
YGに対し2次の連続関数で設定する理由について説明す
る。
輪が大きな横力を必要としない領域であるから、駆動性
能の向上を目的とすると、すみやかに4輪駆動状態にな
る方が望ましく、不感帯が存在しない方がよい。
に、仮に一次関数で不感帯係数KOFF を設定すると、横
加速度値YG1 となるまで伝達されていた前輪側への駆動
トルクがこの横加速度値YG1 を超えた途端、急に減少
し、車両挙動を不安定にすることがある。つまり、不感
帯ΔVOFFの設定に関しては、横加速度YGに対し連続関数
であることが望ましく、さらに、2次関数以上の高次関
数で設定すれば、低横加速度領域で不感帯ΔVOFFを小さ
く抑え、高横加速度領域で不感帯ΔVOFFを大きくとれる
ことで、低横加速度旋回での駆動性能確保と限界旋回付
近での車両コントロール性向上の両立を図るのに望まし
い特性となる。
により設定し、車体速Viが大きいほど大きな不感帯ΔV
OFFに設定する理由について説明する。
の設定により限界旋回付近での車両コントロール性を向
上させることは、高横加速度状態が長く続く大半径旋回
状態で有効であり、小半径旋回状態では、不感帯ΔVOFF
よりもむしろ前輪側へのトルク伝達応答性の方が問題と
なる。
体速Viが高速となり、高横加速度小半径旋回状態では車
体速Viが低速となることに着目し、車体速Viを制御パラ
メータに含め、車体速Viが高いほど不感帯ΔVOFFを増加
して設定している。
伝達トルクの抑制を小さくしてオーバステアの急増を防
止する度合いを高めることで旋回安定性の確保がより重
視されることになり、大半径旋回になるほど前輪側への
伝達トルクの抑制を大きくすることで車両コントロール
性の確保がより重視されることになり、要求性能との一
致がみられる。
達し、前輪10には湿式多板クラッチ11a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、横加
速度Y G に対し2次の連続関数で前後輪回転速度差不感帯
ΔV OFF を設定し、前後輪回転速度差検出値から前後輪回
転速度差不感帯設定値を差し引いた値に応じて前輪側へ
配分する駆動トルクの制御を行なう装置とした為、低横
加速度旋回時での駆動性能を低下させることなく、限界
旋回付近での車両コントロール性の向上を図ることがで
きると共に、低横加速度旋回時の駆動性能確保と限界旋
回付近での車両コントロール性向上の両立をトルク変化
にスムーズなつながりを持たせながら図ることができ
る。
定を、車体速Viが大きいほど大きな値として設定するよ
うにした為、同じ高横加速度旋回時であっても、小半径
旋回側では旋回安定性の確保をより重視し、大半径旋回
になるほど車両コントロール性の確保をより重視するこ
とができる。
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。
っては、後輪にはエンジン駆動力を直接伝達し、前輪に
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、前後輪回転速度差不感帯
設定手段により横加速度に対し2次以上の高次関数で増
大する前後輪回転速度差不感帯を設定し、前後輪回転速
度差検出値から前後輪回転速度差不感帯設定値を差し引
いた値に応じて前輪側へ配分する駆動トルクの制御を行
なう駆動力配分制御手段を設けた為、低横加速度旋回時
での駆動性能を低下させることなく、限界旋回付近での
車両コントロール性の向上を図ることができると共に、
低横加速度旋回時の駆動性能確保と限界旋回付近での車
両コントロール性向上の両立をトルク変化にスムーズな
つながりを持たせながら図ることができるという効果が
得られる。
御装置にあっては、車速を検出する車速検出手段を設
け、前後輪回転速度差不感帯設定手段を、高車速である
ほど不感帯を増加して設定する手段とした為、上記請求
項1記載の発明の効果に加え、同じ高横加速度旋回時で
あっても、小半径旋回側では旋回安定性の確保をより重
視し、大半径旋回になるほど車両コントロール性の確保
をより重視することができるという効果が得られる。
両コントロール性向上技術であり、スポーツ走行をする
車両に適用するのに有効な技術となる。
すクレーム対応図である。
分制御装置)を適用した四輪駆動車の駆動系及び制御系
を示す全体概略図である。
る。
行なわれる前後輪駆動力配分制御作動を示すフローチャ
ートである。
回転速度差補正値に対するクラッチトルク特性図であ
る。
度に対する不感帯係数特性図である。
と不感帯をパラメータとした時の前後輪回転速度差検出
値に対するクラッチトルク特性のイメージ図である。
旋回時の旋回軌跡図である。
回時の旋回軌跡図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エンジン直結駆動系の後輪に対し前輪へ
の駆動系の途中に設けられ、前輪へ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、 前後輪の回転速度差を検出する前後輪回転速度差検出手
段と、 横加速度を検出する横加速度検出手段と、横加速度に対し2次以上の高次関数で増大する 前後輪回
転速度差不感帯を設定する前後輪回転速度差不感帯設定
手段と、 前記前後輪回転速度差検出値から前後輪回転速度差不感
帯設定値を差し引いた値に応じた締結力指令値を前記ト
ルク配分用クラッチへ出力する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。 - 【請求項2】 車速を検出する車速検出手段を設け、前
記前後輪回転速度差不感帯設定手段は、高車速であるほ
ど不感帯を増加して設定する手段であることを特徴とす
る請求項1記載の四輪駆動車の駆動力配分制御装置。
Priority Applications (2)
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JP4147119A JP2903867B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 四輪駆動車の駆動力配分制御装置 |
US08/066,268 US5346032A (en) | 1992-06-08 | 1993-05-25 | Torque distribution control system for four wheel drive vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4147119A JP2903867B2 (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 四輪駆動車の駆動力配分制御装置 |
Publications (2)
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JPH05338456A JPH05338456A (ja) | 1993-12-21 |
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