JP3430494B2

JP3430494B2 - ４輪駆動車の制御装置

Info

Publication number: JP3430494B2
Application number: JP33328993A
Authority: JP
Inventors: 教秀浦林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JPH07186766A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４輪駆動車の制御装置
に係わり、特に前輪用差動装置、後輪用差動装置及びこ
れらの両差動装置間の差動制限トルクを車両の運転状態
に応じて変化させる差動制限クラッチ手段を有する４輪
駆動車の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、４輪駆動車には、前輪と後輪
への駆動力を配分するトランスファ装置が設けられ、こ
のトランスファ装置には、通常、差動制限機能を持たな
い差動ギヤ機構が設けられているが、最近では、４輪へ
の駆動力配分を制御可能にするために、差動ギヤと共に
又は差動ギヤの代わりに、電磁多板クラッチからなる差
動制限装置を設けたものも提案されている。一方、特開
昭６３−２５１３２７号公報には、前輪と後輪との間の
回転速度差を吸収するためのセンタ差動装置及びこのセ
ン差動装置をロックする差動制限装置を設け、車両発進
時に必ずこのセンダ差動装置を差動制限装置によりロッ
クして、車両発進時に前輪と後輪とに伝達されるエンジ
ンの動力配分を均等化し、円滑な発進ができるようにし
た４輪駆動車が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで通常の走行時
には例えば一方の車輪である前輪のみを駆動する前輪駆
動とされ、差動制限が必要な走行状態では他方の車輪で
ある後輪をも駆動するいわゆるパートタイムの４輪駆動
車に上記の従来の技術を適用した場合、以下のような問
題が生じる。即ち、前輪用差動装置と後輪用差動装置と
の間に電磁多板クラッチを設けた４輪駆動車において、
円滑な発進を可能とするために、車両の発進時に電磁多
板クラッチに通電して前輪と後輪とに等しい駆動トルク
を伝達するようにすると、円滑な発進は可能となるが、
その反面、後輪用デフには従動輪として機能している前
輪駆動時の通常走行時よりも相当過大なトルクが作用す
る。そのため、後輪デフは、通常走行時にはこのような
過大なトルクが作用しないにもかかわらず、４輪駆動時
のためにこの過大なトルクに耐える得る構造のものとす
る必要がある。このため、後輪用デフの信頼性を向上さ
せるために複雑で大きなものとする必要があり、一方で
は、なるべくコンパクト化したいという要請がある。従
って、このような従来のものでは、信頼性及びコンパク
ト化を両立させることができないという問題があり、こ
のような問題を解決したいという要請があった。

【０００４】そこで、本発明は、このような従来からの
要請に基づいてなされたものであり、車両発進時に通常
走行時に従動輪となる側の車輪用差動装置に伝達される
過大な駆動トルクを防止することにより、この車輪用差
動装置の信頼性を向上させると共にコンパクト化を図っ
た４輪駆動車の制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、前輪用差動装置、後輪用差動装置及びこれ
らの両差動装置間の差動制限トルクを車両の運転状態に
応じて変化させる差動制限クラッチ手段を有する４輪駆
動車の制御装置において、路面摩擦係数を推定する路面
摩擦係数推定手段と、車両の発進時、路面摩擦係数推定
手段により推定された路面摩擦係数が所定値以上であり
且つ変速機の変速段が最低変速段であるとき、車両の発
進後所定時間は差動制限クラッチ手段により両差動装置
間の差動制限トルクを零として前輪又は後輪の何れか一
方を従動輪とすると共に所定時間経過後は差動制限クラ
ッチ手段により両差動装置間の差動制限トルクを制御し
て４輪駆動状態とする制御手段と、を有することを特徴
としている。このように構成された本発明においては、
制御手段が、車両の発進時、路面摩擦係数推定手段によ
り推定された路面摩擦係数が所定値以上であり且つ変速
機の変速段が最低変速段であるとき、車両の発進後所定
時間は差動制限クラッチ手段により前輪用差動装置と後
輪用差動装置の間の差動制限トルクを零とすることによ
り、前輪又は後輪の何れか一方が従動輪となる。このた
め、本来は、車両発進時で路面摩擦係数が所定値以上で
あり且つ最低変速段とき車輪の差動装置に過大なトルク
が作用するが、本発明によれば、従動輪となった車輪に
は駆動トルクが伝達されないので、車両の発進時所定時
間内は従動輪となった車輪の差動装置に過大な駆動トル
クが作用することがない。さらに、所定時間経過後は、
制御手段が、差動制限クラッチ手段により両差動装置間
の差動制限トルクを制御して４輪駆動状態とする。この
場合には、従動輪は既に回転しており、路面と車輪間の
摩擦抵抗は、発進時に比べて相当低下しており、差動制
限クラッチ手段により駆動トルクが伝達され駆動状態と
なっても、発進時のような過大な駆動トルクが作用する
ことがない。

【０００６】また、本発明において、好ましくは、上記
所定時間は、路面摩擦係数が大きい程大きく設定され
る。これにより、路面摩擦係数が大きい路面ほど差動装
置に大きな駆動トルクが作用するが、所定時間を長く設
定しているため、これを防止できる。さらに、本発明に
おいて、好ましくは、従動輪の回転速度が所定値以上の
場合には、制御装置が、差動制限クラッチ手段により前
輪差動装置と後輪差動装置との間の差動制限トルクを制
御して４輪駆動状態としている。これは、従動輪の回転
速度が所定値以上となった場合には、路面と車輪との間
の摩擦抵抗は小さくなっており、従動輪を駆動状態とし
ても大きな駆動トルクがその車輪の差動装置に作用する
ことがないからである。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。この実施例は、通常の走行時には前輪
駆動とされ、差動制限が必要な走行状態では後輪をも駆
動する型式の４輪駆動車に本発明を適用した場合の例で
ある。先ず、図１を参照して本発明が適用される４輪駆
動車の概略全体構成を説明する。図１に示すように、４
輪駆動車において、左右の前輪１、２間に左前輪車軸５
と右前輪車軸６とが設けられ、左右の後輪３、４間には
左後輪車軸８と右後輪車軸９とが設けられ、左前輪車軸
５と右前輪車軸６とは、左右の前輪１、２の差動を許す
前輪用差動装置７で連動連結され、左後輪車軸８と右後
輪車軸９とは、左右の後輪３、４の差動を許す後輪用差
動装置１０で連動連結されている。車体の前部の中央部
には、エンジンとこのエンジンに連結された自動変速機
とからなるパワーユニット１１が前後方向向きに配設さ
れ、このパワーユニット１１の出力軸１２から前輪用差
動装置７に駆動力を伝達する前輪駆動力伝達系１３と、
パワーユニット１１の出力軸１２から後輪用差動装置１
０に駆動力を伝達する後輪駆動力伝達系１４とが設けら
れている。

【０００８】前輪駆動力伝達系１３は、出力軸１２に固
定されたギヤ１５からギヤ１６に駆動力を伝達し、この
ギヤ１６の駆動力を前輪用駆動軸１７を介して前輪用差
動装置７に伝達するように構成してある。後輪駆動力伝
達系１４には、後輪用差動装置１０に連動連結された後
輪駆動軸１８と、出力軸１２と後輪駆動軸１８間に設け
られた電磁クラッチ１９であって差動制限トルクを制限
可能な電磁クラッチ１９（差動制限クラッチ手段）とが
設けられている。前記電磁クラッチ１９は、出力軸１２
と一体回転するケース２０と、ケース２０内に配設され
ケース２０と一体回転する複数のクラッチプレート２１
と、ケース２０内に配設され後輪駆動軸１８と一体回転
する複数のクラッチディスク２２と、これら複数のクラ
ッチプレート２１とクラッチディスク２２とに磁力を作
用させる電磁石（これは、コイル２３と磁路形成部材と
を含む）であって、車体に固定された電磁石等で構成さ
れている。この電磁クラッチ１９のコイル２３へ通電し
ない状態では、電磁クラッチ１９が分断状態となって、
左右の前輪１、２のみが駆動され、後輪駆動軸１８へ駆
動力が伝達されないが、コイル２３へ通電すると、その
コイル電流の大きさに比例する締結トルクに等しい駆動
トルクが後輪駆動軸１８へ伝達され、４輪駆動状態とな
る。

【０００９】次に、制御系を説明する。パワーユニット
１１を制御するパワーユニット制御装置３０と、ブレー
キ装置（図示せず）を制御するＡＢＳ制御装置３１（ア
ンチスキッド制御用の制御装置）と、電磁クラッチ１９
を制御するクラッチ制御装置２３とが設けられている。
更に、センサ類としては、左前輪１の回転速度Ｎ１を、
左前輪車軸５と一体回転するディスク３３を介して検出
する左前輪車輪速センサ３４と、右前輪２の回転速度Ｎ
２を、右前輪車軸６と一体回転するディスク３５を介し
て検出する右前輪車輪速センサ３６と、左後輪３の回転
速度Ｎ３を、左後輪車軸８に固定されたディスク３７を
介して検出する左後輪車輪速センサ３８と、右後輪４の
回転速度Ｎ４を、右後輪車軸９と一体回転するディスク
３９を介して検出する右後輪車輪速センサ４０と、ブレ
ーキスイッチ４１と、ハンドル４２の舵角θｈを検出す
る舵角センサ４３と、ニュートラル／インヒビタスイッ
チ４４と、車体に作用するヨーレイトψｖを検出するヨ
ーレイトセンサ４５と、エンジンに設けられたアイドル
スイッチ４６及びスロットル開度センサ４７及びクラン
ク角センサ４８等が設けられている。

【００１０】前記車輪速センサ３４、３６、３８、４０
の車輪速信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は、ＡＢＳ制御装
置３１に入力され、ＡＢＳ制御装置３１からは、アンチ
スキッド制御実行中にＯＮとなるＡＢＳ信号と車輪速信
号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４がクラッチ制御装置３２に供
給される。また、ＡＢＳ制御装置３１は、車輪速信号Ｎ
１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４に基づいて、路面摩擦係数μを推
定し、クラッチ制御装置３２に供給する。前記ブレーキ
スイッチ４１からのスイッチ信号ＢＲと、舵角センサ４
３からの舵角信号θｈと、ヨーレイトセンサ４５からの
ヨーレイト信号ψｖとは、クラッチ制御装置３２に直接
入力されている。前記ニュートラル／インヒビタスイッ
チ４４からのスイッチ信号ＮＩと、アイドルスイッチ４
６からのスイッチ信号ＩＤと、スロットル開度センサ４
７からのスロットル開度信号ＴＶＯと、クランク角セン
サ４５からのクランク角信号ＣＡは、パワーユニット制
御装置３０を介してクラッチ制御装置３２に供給され
る。前記クラッチ制御装置３２から電磁クラッチ１９の
コイル２３に対してコイル電流Ｉｏｕｔを出力可能に構
成してあり、クラッチ制御装置３２は、イグニションス
イッチがＯＮのときに、電源に接続されるとともに、イ
グニションスイッチがＯＦＦのときに、バックアップバ
ッテリ４９から給電され、また、クラッチ制御装置３２
は、基本的には、イグニションスイッチがＯＮのときに
入力されるイグニション信号ＩＧが入力されている状態
のときに作動するように構成されているが、テーリング
処理のときには、イグニションスイッチ信号ＩＧがＯＦ
Ｆでも作動する。

【００１１】前記クラッチ制御装置３２は、検出信号を
必要に応じてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、検出信号に
必要に応じて波形整形する波形整形回路、入出力インタ
ーフェイス、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマイクロ
コンピュータ、コイル２３にコイル電磁Ｉｏｕｔを出力
するコイル駆動回路、等から構成されている。前記マイ
クロコンピュータのＲＯＭには、後述するように４輪駆
動車の走行状態に応じて締結トルクを制御して、４つの
車輪１〜４に対する駆動力配分を制御する駆動力配分制
御の制御プログラムと、その制御プログラムに付随する
複数のマップ等が予め入力格納してあり、ＲＡＭには、
その制御の演算処理に必要な種々のメモリ類が設けられ
ている。ここで、電磁クラッチ１９に対する制御の概要
について簡単に説明しておく。図２に示すように、４輪
駆動車の走行状態や挙動に関連する物理量（物理的パラ
メータ）として、主として前後輪の差動回転数ΔＮと、
ヨーレイトψｖと、車速Ｖとを用いるものとする。先
ず、検出した差動回転数ΔＮをマップＭ１に適用して締
結トルクＴｎを求め、その締結トルクＴｎを、マップＭ
２のゲイン特性から求めたゲインＧ１ｎと、マップＭ３
のゲイン特性から求めたゲインＧ２ｎとで夫々ゲイン変
更し、そのゲイン変更時の締結トルクＴｎに、必要に応
じてホールド処理を施して差動回転数反映締結トルクＴ
１を求める。

【００１２】前記と並行的に、検出したヨーレイトψｖ
と車速Ｖ（４輪駆動車の速度）とから求めた推定横加速
度αをマップＭ４に適用して、締結トルクＴψを求め、
その締結トルクＴψを、マップＭ５のゲイン特性から求
めたゲインＧ１ψでゲイン変更してヨーレイト反映締結
トルクＴ２を求める。前記と並行的に、検出した車速Ｖ
をマップＭ６に適用して、締結トルクＴｖを求めて車速
反映締結トルクＴ３を求める。次に、締結トルクＴ１と
Ｔ２とＴ３を加算した合計締結トルクＴｔを、マップＭ
７に適用してコイル電流Ｉに変換し、次に、そのコイル
電流Ｉに、夫々必要に応じて、ＡＢＳ対応処理によるゲ
インＧａとテーリング処理によるゲインＧｔとを乗算し
て出力用コイル電流Ｉｏｕｔを設定し、そのコイル電流
Ｉｏｕｔをコイル２３に出力する。ここで、前記マップ
Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６の各々は、締結トルクの特性を設定し
たトルク特性を相当するものであり、マップＭ２、Ｍ
３、Ｍ５の各々は、締結トルクに乗ずるゲインの特性を
設定したゲイン特性に相当するものである。次に、これ
らマップＭ１〜Ｍ７の構成について説明する。マップＭ
１は、図３に示すように、差動回転数ΔＮをパラメータ
として締結トルクＴｎの特性を設定したものであり、差
動回転数ΔＮは、検出された４輪の最大車輪速と最小車
輪速との差して、次式に決定される。

【００１３】ΔＮ＝Ｍａｘ〔N1,N2,N3,N4 〕−ｍｉｎ
〔N1,N2,N3,N4 〕マップＭ１において、実線は、加速時のトルク特性を示
し、破線は減速時のトルク特性を示し、ａ＝８０〜１２
０、ｂ＝４０〜８０、ｃ＝４００〜５００、程度の値で
ある。加速時には多少のスリップを許容するが、減速時
には、車輪のロックを防止して、極力多くの車輪で制動
力を分担させることが望ましいので、ａ＞ｂに設定して
ある。これにより、制動性を高めることができる。マッ
プＭ２は、図４に示すように、車速Ｖとヨーレイトψｖ
をパラメータとしてゲインＧ１ｎの特性を設定したもの
であり、車速Ｖは検出された最低車輪速に定数を掛けて
次式により決定される。Ｖ＝ｍｉｎ〔N1,N2,N3,N4 〕・２π・ｒｔ・６０／１０
００但し、ｒｔは、タイヤの動荷重半径である。最低車輪速
は、路面をグリップしている車輪から発生するので、最
低車輪速から車速Ｖを求めることとした。マップＭ２に
おいて、領域Ａ１では、直進安定性確保の為に、ゲイン
Ｇ１ｎ＝1.０に設定し、領域Ａ３では、急旋回走行時に
おけるスピン防止の為に、ゲインＧ１ｎ＝1.０に設定
し、領域Ａ４では、旋回走行時の走破性を確保し、パワ
ードリフト走行を可能とする為に、ゲインＧ１ｎ＝1.０
に設定してある。尚、ｄ＝２５〜３５、ｅ＝７０〜１０
０、ｆ＝２５〜３０、ｇ＝４０〜６０、速度の値であ
る。

【００１４】更に、領域Ａ２では、タイトコーナーを旋
回する旋回性能を高める為に、ゲインＧ１ｎ＝０に設定
してある。また、旋回走行時には、加速による荷重移動
により前後車輪の接地荷重が変化し、ステアリング特性
が変化する。それ故、領域Ａ５では、荷重移動によるス
テアリング特性変化を補正するために推定横加速度αに
よるトルク特性に切り換える必要があり、そのため、ゲ
インＧ１ｎ＝０に設定してある。尚、境界線Ｌ１は、0.
４Ｇ（但し、Ｇは重力加速度）の横加速度に相当するラ
インであり、境界線Ｌ２、Ｌ３は、車速Ｖの増大に応じ
てヨーレイトψｖが減少するため、横加速度の増大に応
じた前後輪１〜４へのトルク配分が可能になる。マップ
Ｍ３は、図５に示すように、車速Ｖと差動回転数ΔＮを
パラメータとして、ゲインＧ２ｎの特性を設定したもの
である。境界線Ｌ４は、タイヤの空気圧の低下やテンパ
ータイヤの装置により、タイヤ動半径が１０％減少した
場合に対応する差動回転数ΔＮのラインであり、領域Ｂ
１では、タイヤの空気圧の低下やテンパータイヤの装置
による差動回転数ΔＮの影響を無視する為に、ゲインＧ
２ｎ＝０に設定してあり、領域Ｂ２では、実質的に発生
した差動回転数ΔＮに対応すべく、ゲインＧ２ｎ＝1.０
に設定してある。尚、ｈ＝７、ｉ＝７０〜１００、ｊ＝
３０〜５０程度の値であり、ｈ＝７の値は、車輪速セン
サ３４、３６、３８、４０の検出信号から検知可能な最
低車速である。

【００１５】ホールド処理は、図６に示すように、ハン
チング防止の為に、締結トルクＴｎを所定時間保持する
制御であり、締結トルクＴｎ≧設定トルクＴｎｏ（これ
は、最大締結トルクの９５％の値である）のときにのみ
実行される。このホールド処理においては、Ｔｎ≧Ｔｎ
ｏのときには、カウンタにより計時しつつ、所定のホー
ルド時間ｔｈの間締結トルクＴｎが保持され、その所定
時間ｔｈ経過後には、ホールド処理を解除して所定の減
少率にて締結トルクＴｎが減少されるが、ホールド処理
の解除後、所定時間ｔｆ以内に締結トルクＴｎ≧設定ト
ルクＴｎｏとなると、次のホールド処理は、前回のホー
ルド時間ｔｈの２倍のホールド時間２ｔｈの間実行さ
れ、そのホールド時間２ｔｈの経過後には、前記同様
に、所定の減少率にて締結トルクＴｎが減少される。マ
ップＭ４は、図７に示すように、推定横加速度αをパラ
メータとして締結トルクＴψの特性を設定したものであ
る。前記推定横加速度αは、ヨーレイトψｖと車速Ｖと
をパラメータとして、次式により決定される。 α＝（Ｖ・１０００／３６００）・（ψｖ・π／１０
０）このマップＭ４においては、ワインディング走行の走破
性を高め、パワードリフト走行を可能とする為に、推定
横加速度αがある値以上のときには、ラインＬ５に示す
ように、推定横加速度αの増大に応じて締結トルクＴψ
をある値までは増大させる。

【００１６】旋回限界（推定横加速度α＝ｍの位置）付
近においては、前後輪が直結されるため、スピンアウト
傾向となるので、後輪３、４のグリップ力を増し、かつ
前輪１、２のグリップ力を減少させてこのスピンアウト
傾向を解消する為に、旋回限界付近では、ラインＬ６に
沿って締結トルクＴψを徐々に低下させるような特性に
設定してある。このように、旋回度合いが旋回限界付近
のときには、締結トルクＴψが、ラインＬ６に沿って徐
々に低下する特性としたので、締結トルクＴψが急に解
除されることがなく、前後輪１〜４のグリップ力が急変
することがないから、限界的な旋回走行における操縦安
定性を確保することができる。尚、ｋ＝5.５〜6.０、ｍ
＝6.５〜7.０、ｎ＝４４０〜４６０、程度の値である。
マップＭ５は、図８に示すように、差動回転数ΔＮをパ
ラメータとしてゲインＧ１ψの特性を設定したものであ
り、このマップＭ５は、旋回走行中に差動回転が発生し
たときの応答性を高める為のものである。尚、ｐ＝３０
〜４０、ｑ＝６０〜８０、程度の値である。マップＭ６
は、車速Ｖをパラメータとして締結トルクＴｖの特性を
設定したものであり、このマップＭ６は、高速走行時の
直進安定性を確保する為のものである。尚、ｒ＝６０、
ｓ＝７０〜９０、ｔ＝１００、程度の値である。

【００１７】マップＭ７は、合計締結トルクＴｔとコイ
ル電流Ｉの関係を設定したマップであり、コイル２３の
ヒステリシスの影響を加味して、合計締結トルクＴｔの
増加の際には、折線Ｌ７によりコイル電流Ｉが決定さ
れ、また、合計締結トルクＴｔの減少の際には、折線Ｌ
８によりコイル電流Ｉが決定される。ＡＢＳ対応処理
は、ＡＢＳ制御装置３１により、ＡＢＳ制御実行中に
は、車輪のロックを防止する為に、電磁クラッチ１９の
締結トルクを解除する装置であり、ＡＢＳ信号がＯＮ
で、かつ、ブレーキスイッチ信号ＢＲがＯＮの場合に
は、ゲインＧａ＝０に設定され、また、それ以外のとき
には、ゲインＧａ＝1.０に設定される。マップＭ８は、
走行状態から停車状態に移行する際に、締結トルクの急
変によるショックを防止する為のテーリング処理による
ゲインＧｔの特性を設定したものであり、３ｓｅｃ間に
亙って締結トルクを徐々に減少させるような特性に設定
してある。テーリング処理条件は、イグニションスイッ
チ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クランク角信号ＣＡ＝０（ｒｐ
ｍ）、車速Ｖ＝０、ニュートラル／インヒビタ信号ＮＩ
＝ＯＮ、の諸条件が充足されたときに実行される。

【００１８】次に、図１２乃至図１４により、前記クラ
ッチ制御装置３２において実行されるクラッチ制御であ
って、４つの車輪への駆動力配分を走行状態に応じて適
切に設定する為の駆動力配分制御の内容を説明する。な
お、図１２乃至図１４において、符号Ｓは、各ステップ
を示している。先ず、Ｓ１において、イグニションスイ
ッチ信号ＩＧがＯＮになると制御が開始され、最初に、
各種検出信号（Ｎ１〜Ｎ４，ＢＲ，ＡＢＳ，ＴＶＯ，Ｃ
Ａ，ＮＩ，θｈ，μ等）が読み込まれる。次に、Ｓ２に
おいて、１速か否かを判定し、Ｓ３において、舵角θｈ
が所定値即ちほぼ直進状態か否かを判定する。これらの
Ｓ２とＳ３により、車両が発進状態か否かを判定する。
発進状態であると判定された場合には、Ｓ４に進み、路
面摩擦係数μが、所定値であるμ₁以上であるか否かを
判定する。路面摩擦係数μが所定値μ₁以上であれば、
Ｓ５において、タイマー時間ＴＭを読み込み、Ｓ６にお
いて、経過時間を加算する。次に、Ｓ７において、タイ
マー時間ＴＭが、所定時間ＴＭ₁以下であるか否かを判
定する。この所定時間ＴＭ₁は、図１５に示すマップに
より設定され、路面摩擦係数μが大きい程大きく設定さ
れ、また、所定値μ₁以下では、零と設定されている。

【００１９】タイマー時間ＴＭが所定時間ＴＭ₁以下で
あれば、Ｓ８において、左後輪の回転速度Ｎ３が所定値
以下か否かを判定し、所定値以下であれば、Ｓ９におい
て、合計締結トルクＴｔを零と設定する。この後、後述
するＳ２４に飛び、Ｓ２４において、コイル電流が零と
設定され、最終的に、Ｓ３２において、電磁クラッチの
コイルに通電しない状態となる。この結果、車両発進時
において、路面摩擦係数μが所定値μ₁以上で、所定時
間ＴＭ₁以内で且つ後輪の回転速度が所定値以内の場合
には、電磁クラッチ１９が分断状態となり、左右の前輪
１，２のみが駆動され、後輪駆動軸１８へ駆動力が伝達
されない状態となる。一方、車両発進時でなく、また、
車両発進時でも路面摩擦係数μが所定値μ₁以下、所定
時間ＴＭ₁経過した場合、若しくは後輪の回転速度が所
定値以上の場合には、Ｓ１０に進む。Ｓ１０において
は、Ｓ１において読み込んだ検出信号を用いて、差動回
転数ΔＮと、ヨーレイトψｖと、車速Ｖと、推定横加速
度αとを、既述のように演算する。

【００２０】次に、Ｓ１１において、差動回転数ΔＮを
マップＭ１に適用して締結トルクＴｎを演算し、次に、
Ｓ１２において、車速ＶとヨーレイトψｖとをマップＭ
２に適用してゲインＧ１ｎを演算し、次に、Ｓ１３にお
いて、車速Ｖと差動回転数ΔＮをマップＭ３に適用し
て、ゲインＧ２ｎを演算する。次に、Ｓ１４において、
ホールド処理が必要か否を判定し、その判定結果がＮｏ
のときには締結トルクＴｎを変更せずに保持し（Ｓ１
５）、また、Ｓ１４の判定結果がＹｅｓのときには、ホ
ールド処理により締結トルクＴｎを補正する（Ｓ１
６）。尚、このホールド処理については、既述の通りで
あるので、説明を省略する。次に、Ｓ１７において、差
動回転数反映締結トルクＴ１を、次式により演算する。Ｔ１＝Ｔｎ×Ｇ１ｎ×Ｇ２ｎ次に、Ｓ１８において、推定横加速度αをマップＭ４に
適用して締結トルクＴ１ψを演算し、次に、Ｓ１９にお
いて、差動回転数ΔＮをマップＭ５に適用してゲインＧ
１ψを演算し、次に、Ｓ２０において、ヨーレイト反映
締結トルクＴ２を、次式により演算する。

【００２１】Ｔ２＝Ｔψ×Ｇ１ψ 次に、Ｓ２１において、車速ＶをマップＭ６に適用して
締結トルクＴｖを演算し、次に、Ｓ２２において、車速
反映締結トルクＴ３を、次式により演算する。Ｔ３＝Ｔｖ次に、Ｓ２３において、前記トルクＴ１とＴ２とＴ３と
を合計した合計締結トルクＴｔを次式で演算する。Ｔｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３次に、Ｓ２４において、合計締結トルクＴｔをマップＭ
７に適用してコイル電流Ｉを演算するが、合計締結トル
クＴｔが増加するときには、マップＭ７のラインＬ７に
基いて演算し、また、合計締結トルクＴｔが減少すると
きには、マップＭ７のラインＬ８に基いて演算する。次
に、Ｓ２５において、ＡＢＳ信号がＯＮでＡＢＳ制御実
行中であり、かつ、ブレーキスイッチ信号ＢＲがＯＮで
ブレーキが作動中か否を判定し、その判定結果がＮｏの
ときには、ゲインＧａをＧａ＝1.０に設定し（Ｓ２
６）、また、Ｓ２５の判定結果がＹｅｓのときには、ゲ
インＧａをＧａ＝０に設定する（Ｓ２７）。

【００２２】次に、Ｓ２８において、テーリング処理が
必要か否かを判定する。この判定は、イグニションスイ
ッチ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クランク角信号ＣＡ＝０（ｒｐ
ｍ）、車速Ｖ＝０、ニュートラル／インヒビタ信号ＮＩ
＝ＯＮ、の諸条件が充足されたときにＹｅｓと判定さ
れ、前記諸条件が充足されないときにＮｏと判定され
る。その判定結果がＮｏのときには、ゲインＧｔをＧｔ
＝1.０に設定し（Ｓ２９）、また、その判定結果がＹｅ
ｓのときには、ゲインＧｔがカウンタによる時計時間と
マップＭ８等に基いて演算される（Ｓ３０）。次に、Ｓ
３１において、コイル２３へ出力する出力用コイル電流
Ｉｏｕｔを、次式により演算する。Ｉｏｕｔ＝Ｉ×Ｇａ×Ｇｔ次に、Ｓ３２において、出力用コイル電流Ｉｏｕｔをコ
イル２３へ出力し、その後リターンして、Ｓ１〜Ｓ３２
が、所定の微小時間ごとに繰り返して実行されることに
なる。尚、この４輪駆動車においては、前記駆動力配分
制御を自動的に実行するオートモードと、常時前輪のみ
駆動するＦＦモードと、常時電磁クラッチ１９を接続し
て４輪を駆動する４ＷＤモードとを択一的に設定可能に
構成してあり、また、高μ路走行用モードと、低μ路走
行用モードとを選択的に設定可能に構成してある。

【００２３】また、本発明は、後輪を常時駆動し、前輪
を通常の走行状態のときは従動輪とし、４輪駆動が必要
な場合のみ、後輪も駆動するようにした４輪駆動車にも
適用できる。前記トルク特性及びゲイン特性は、高μ路
を前提とした特性であり、Ｓ１０〜Ｓ３２は、オートモ
ードと高μ路走行用モードの場合に関するものである。
尚、低μ路走行用モードにおいても、前記トルク特性及
びゲイン特性と略同様の特性が適用されるが、前記各種
の値（ａ〜ｋ、ｍ、ｎ、ｐ〜ｔ）の値が、必要に応じて
スリップ抑制方向へ適宜変更され、また、マップＭ４の
特性については、ラインＬ５自体が左方へ変更されるこ
とになる。以上説明したように、本実施例によれば、車
両発進時において、路面摩擦係数μが所定値μ₁以上
で、所定時間ＴＭ₁以内で且つ後輪の回転速度が所定値
以下の場合には、電磁クラッチ１９が分断状態となり、
左右の前輪１，２のみが駆動され、後輪駆動軸１８へ駆
動力が伝達されない状態となる。その結果、車両の発進
時に、後輪用差動装置１０に過大なトルクが作用するこ
とがない。また、路面摩擦係数μが所定値μ₁以下、所
定時間ＴＭ₁経過した場合、若しくは後輪の回転速度が
所定値以上となった場合には、電磁クラッチ１９のコイ
ル２３が通電状態となり、コイル電流の大きさに比例す
る締結トルクに等しい駆動トルクが後輪駆動軸１８へ伝
達され４輪駆動状態となる。この場合は、後輪が既に回
転しており、路面と車輪間の摩擦抵抗は、発進時に比べ
て相当低下しており、そのため、発進時のような過大な
トルクが後輪側に作用することがない。

【００２４】従って、本実施例によれば、発進時及びそ
の後の４輪駆動状態での走行時においても後輪側へ過大
なトルクが作用することがないので、後輪用差動装置１
０をコンパクトな構造で且つ信頼性の高いものとするこ
とができる。また、この実施例では、発進後の所定時間
ＴＭ₁を路面摩擦係数μが大きいほど大きく設定してい
る。この理由は、以下の通りである。即ち、高μ路ほ
ど、発進時に後輪が駆動状態となっていれば、路面と駆
動輪との間の摩擦抵抗が大きいため、後輪差動装置１０
にも大きなトルクが作用する。このような過大なトルク
が作用するのを防止するため、上記所定時間ＴＭ₁を長
く設定しているのである。また、この所定時間ＴＭ
₁は、所定値μ₁以下では、零と設定されている。これ
により、発進時であっても、電磁クラッチ１９により、
後輪には駆動トルクが伝達される。しかしながら、低μ
路であるため、路面と駆動輪との間の摩擦抵抗は小さ
く、後輪用差動装置１９に大きなトルクが作用すること
がない。さらに、本実施例においては、車両発進時所定
時間内であっても、後輪の回転速度が所定値以上となっ
た場合には、電磁クラッチ１９により駆動トルクを後輪
に伝達し４輪駆動状態としている。後輪の回転速度が所
定値以上となった場合には、路面と車輪との間の摩擦抵
抗は小さくなっており、後輪を駆動状態としても大きな
トルクが後輪用差動装置１９に作用することがないから
である。

【００２５】また、以上説明したように、本実施例のク
ラッチ制御装置３２により実行される駆動力配分制御
（差動制限制御）においては、差動回転数△Ｎに応じた
締結トルクＴｎと、推定横加速度αに応じた締結トルク
Ｔψと、車速Ｖに応じた締結トルクＴｖとを夫々のトル
ク特性マップから求めて、それらの合計トルクに基い
て、電磁クラッチ１９の差動制限トルクを制御するた
め、坂道走行や旋回走行時の差動回転数△Ｎに応じた駆
動力配分と、旋回走行時のヨーレイトψｖに応じた駆動
力配分と、車速Ｖに応じた駆動力配分とを理想的に実行
できる。しかも、締結トルクＴｎを、車速Ｖとヨーレイ
トψｖとに基いてマップＭ２から求めたゲインＧ１ｎで
ゲイン変更するため、差動回転数△Ｎと車速Ｖとヨーレ
イトψｖとを総合的に加味して締結トルクＴｎを適切に
設定できる。特に、マップＭ２において、ラインＬ２と
Ｌ３とは、車速Ｖの増大に応じてよψｖが減少する特性
に設定してあるため、横加速度αの増大に応じたトルク
配分であって、タイヤ横力の限界を考慮したトルク配分
が可能となり、旋回走行時のタイヤ横力の急変およびス
テア特性の急変を防止して、旋回性能を格段に高めるこ
とができる。

【００２６】特に、マップＭ２において、所定の車速ｄ
以下の領域に関し、ヨーレイト微小領域Ａ１ではゲイン
Ｇ１ｎ＝1.０に設定することで、直進安定性を高めるこ
とができ、また、ヨーレイト中間領域Ａ２ではゲインＧ
１ｎ＝０に設定することで、タイトコーナーを旋回する
際の旋回性を高めることができ、また、ヨーレイト過大
領域Ａ３ではゲインＧ１ｎ＝1.０に設定することで、ス
ピン防止を図り操縦安定性を高めることができる。しか
も、マップＭ２において、ラインＬ２とＬ３とは、車速
Ｖの増大に応じてよψｖが減少する特性に設定してある
ため、横加速度αの増大に応じたトルク配分であって、
タイヤ横力の限界を考慮したトルク配分が可能となり、
旋回走行時のタイヤ横力の急変およびステア特性の急変
を防止して、旋回性能を格段に高めることができる。特
に、マップＭ３において、領域Ｂ１と領域Ｂ２を仕切る
ラインＬ４は、タイヤ動半径が１０％減少した場合に相
当する差動回転数△Ｎを示すラインであり、差動回転数
△ＮがラインＬ４以下の領域では、ゲインＧ２ｎがＧ２
ｎ＝０に設定してあるため、タイヤの空気圧の低下や、
半径の小さなテンパータイヤを装着した場合に発生する
誤差的な差動回転数△Ｎにより締結トルクＴｎが増加制
御されることがないから、差動制限制御の精度や信頼性
を高めることができる。

【００２７】更に、締結トルクＴｎを、車速Ｖと差動回
転数△Ｎとから求めたゲインＧ２ｎでゲイン変更するた
め、差動回転数△Ｎと車速Ｖとの相関関係を加味して締
結トルクＴｎを適切に設定できる。しかも、マップＭ１
は、実線で示す加速時のトルク特性と、破線で示す減速
時のトルク特性とを異なる特性に設定してあり、減速時
のトルク特性は、加速時のトルク特性よりも、差動制限
作用を高めてあるので、加速時と減速時に夫々適切な特
性でもって差動制限でき、加速時の駆動性の確保と、減
速時の制動性の確保を両立させることができる。また、
締結トルクＴψを、差動回転数△Ｎから求めたゲインＧ
１ｎでゲイン変更するため、ヨーレイトψと、車速Ｖ
と、差動回転数△Ｎとを総合的に加味して締結トルクＴ
ψを適切に設定することができる。また、締結トルクＴ
ψを、差動回転数△Ｎから求めたゲインＧ１ｎでゲイン
変更するため、ヨーレイトψと、車速Ｖと、差動回転数
△Ｎとを総合的に加味して締結トルクＴψを適切に設定
することができる。特に、図７に示すマップＭ４に示す
ように、横加速度αが所定の横加速度（α＝ｍの位置）
以上にときには、締結トルクＴψを、ラインＬ６に沿っ
て徐々に減少させるように構成してあるため、旋回限界
付近の厳しい旋回走行状態下において、前後輪１〜４の
グリップ力（タイヤの横力）が急変することがなく、有
効な駆動力が急変することがないから、旋回走行の安定
性を確保することができる。

【００２８】また、コイル２３のヒステリシスを加味し
たマップＭ７に基いて、コイル電流Ｉを決定するため、
コイル電流Ｉを高精度に設定できる。前記に加えて、ホ
ールド処理により、ハンチングを抑制することができ、
また、テーリング処理により、車両停止時のショックを
防止できる。尚、前記実施例においては、前記３つのト
ルク特性は、マップＭ１、Ｍ４、Ｍ６に予め設定した
が、これらの一部又は全部のトルク特性を、テーブルや
演算式に予め設定するように構成してもよい。また、同
様に、前記３つのゲイン特性は、マップＭ２、Ｍ３、Ｍ
５に予め設定したが、これらの一部又は全部のゲイン特
性を、テーブルや演算式に予め設定するように構成して
もよい。更に、マップＭ４に関して、横軸のパラメータ
として、車体に作用する実の横加速度を適用してもよ
く、その場合には、横加速度検出センサで検出した実の
横加速度を、マップＭ４に適用して締結トルクＴψを求
めることになる。尚、合計締結トルクＴｔは、必要に応
じて車速反映締結トルクＴ３を用いずに求めるように構
成してもよいし、また、合計締結トルクＴｔは、必要に
応じてヨーレイト反映締結トルクＴ２を用いずに求める
ように構成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の４輪駆動車
の制御装置によれば、車両発進時に通常走行時に従動輪
となる側の車輪用差動装置に伝達される過大な駆動トル
クを防止することによりこの車輪用差動装置の信頼性を
向上させると共にコンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の４輪駆動車の制御装置が適用される４
輪駆動車を示す全体構成図

【図２】４輪駆動車の駆動力配分制御の内容を示す説明
図

【図３】締結トルクＴｎのトルク特性を示すマップＭ１

【図４】ゲインＧ１ｎのゲイン特性を示すマップＭ２

【図５】ゲインＧ２ｎのゲイン特性を示すマップＭ３

【図６】ホールド処理を示す線図

【図７】締結トルクＴψのトルク特性を示すマップＭ４

【図８】ゲインＧ１ψのトルク特性を示すマップＭ５

【図９】締結トルクＴｖのトルク特性を示すマップＭ６

【図１０】合計締結トルクＴｔをコイル電流に変換する
マップＭ７

【図１１】テーリング処理のゲインＧｔのゲイン特性を
示すマップＭ８

【図１２】駆動力配分制御を示すフローチャートの前半
部

【図１３】駆動力配分制御を示すフローチャートの中間
部

【図１４】駆動力配分制御を示すフローチャートの後半
部

【図１５】路面摩擦係数μと所定時間ＴＭ₁との関係を
示すマップ

【符号の説明】

１前輪２前輪３後輪４後輪７前輪用差動装置１０後輪用差動装置１９電磁クラッチ２３コイル３１ＡＢＳ制御装置３２クラッチ制御装置３８左後輪車輪速センサ４０右後輪車輪速センサ４３舵角センサ４４ニュートラル／インヒビタスイッチ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪用差動装置、後輪用差動装置及びこ
れらの両差動装置間の差動制限トルクを車両の運転状態
に応じて変化させる差動制限クラッチ手段を有する４輪
駆動車の制御装置において、路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段と、車両の発進時、上記路面摩擦係数推定手段により推定さ
れた路面摩擦係数が所定値以上であり且つ変速機の変速
段が最低変速段であるとき、車両の発進後所定時間は上
記差動制限クラッチ手段により上記両差動装置間の差動
制限トルクを零として前輪又は後輪の何れか一方を従動
輪とすると共に上記所定時間経過後は上記差動制限クラ
ッチ手段により上記両差動装置間の差動制限トルクを制
御して４輪駆動状態とする制御手段と、を有することを特徴とする４輪駆動車の制御装置。
【請求項２】上記所定時間は、路面摩擦係数が大きい
程大きく設定される請求項１記載の４輪駆動車の制御装
置。
【請求項３】上記制御装置は、上記従動輪の回転速度
が所定値以上の場合、上記差動制限クラッチ手段により
上記両差動装置間の差動制限トルクを制御して４輪駆動
状態とする請求項１記載の４輪駆動車の制御装置。