JPH01113665A - スリップ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

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、車輪スリップを防止するトラクション制御
等に用いたスリップ検出装置に関する。

【従来の技術】

センターデフ付の４輪駆動車のスリップに関しては、前
後輪の一方の２輪スリップとその両方の４輪スリップが
ある。ここで、上記２輪スリップの場合は、センターデ
フをデフロックすることでスリップを解消できるが、差
動制限により旋回性能は著しく悪化する。また、デフロ
ックすると車輪のスリップ状態が判断できなくなり、こ
のためデフロック解除を自動的に制御することは不可能
である。従って、かかるデフロックは非常脱出時。 雪道等の特別な低μ路走行時等においてマニュアル操作
することが一般に行われている。 そこで、近年上記２＠スリツプに関して、グリップ側車
輪のトルク配分を多くするようにトルクスプリット制御
によるトラクション制御が考えられている。かかるトル
クスプリット制御では前後輪のトルク配分で上記２輪ス
リップを回避するものであるから、センターデフによる
旋回性が失われず、駆動力も確保されてトラクションの
効果を有する。また、この場合は常に前後輪の回転差を
センターデフにより吸収しているので、回転差が零のス
リップ状態脱出を判断でき、直ちに元に復帰制御するこ
とが可能なる。 ここで、上記２輪スリップに対するトルクスプリット制
御が厳密に行われると、上記２輪スリップを生じないぎ
りぎりにトルク配分されることで、スリップを生じると
すれば４輪スリップ状態になり、トルクスプリット制御
の精度が良いほど上記２輪スリップは生じ難いが、逆に
４輪スリップを生じ易くなると言える。この４輪スリッ
プはトルクスプリットでは解消できず、このためトルク
スプリット以外のトラクション制御に委ねる以外にない
。 こうして、４輪駆動車のトラクション制御は車輪スリッ
プとの関係で行われることから、スリップ検出が必要に
なる。ここで、４輪駆動車は４輪が駆動輪であってスリ
ップの可能性を有することから、この車輪速のみで上記
２輪、４輪のスリップを検出すると誤差が大きくなり、
このため検出精度奢向上するように工夫する必要がある
。 従来、４輪駆動車のスリップ検出に関しては、例えば実
開昭５９−９９８２７号公報の先行技術がある。ここで
、車両の速度を検出する車速センサ、タイヤの回転を検
出するタイヤ回転センサを有し、これらの車速とタイヤ
回転とによりタイヤの空転を検知することが示されてい
る。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、上記先行技術の車速センサが例えば変速機出
力側に取付けられてその回転で車速を算出するものとす
ると、車輪スリップ時には実際の車体の移動速度から大
きく外れた値になる。また、４輪スリップの検出はでき
ない。 本発明は、このような点に鑑み、４輪駆動車の４輪スリ
ップを高い精度で検出することが可能なスリップ検出装
置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、車体の移動は車体
加速度センサによる検出値かられかり、前後輪の一方の
２輪スリップ条件以外では４輪スリップまたはグリップ
になり、４輪スリップの場合は車体と車輪の速度に大き
い差を生じる点に着目している。 そこで、４輪駆動車のスリップ検出において、少なくと
も前後輪速の算出部１前後輪速を平均した車＠速の算出
部、車体加速度を積分して求める車体速度の算出部を有
し、上記２輪スリップの条件以外で上記車＠速と車体速
度との差が設定値以上の場合に４輪スリップを判定する
ように構成されている。

【作　　　用】

上記構成に基づき、前後輪の一方の２輪スリップ条件を
除いた４輪のスリップまたはグリップの条件において、
車体加速度による車体速度に対し車輪速か設定値以上に
なると４輪スリップを判定するようになる。 こうして本発明では、上記２輪スリップを除いた条件で
、車体加速度による車体速度を用いて正確に４輪スリッ
プを検出することが可能になる。

【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１図において、本発明が適用されるセンターデフ付の
トルクスプリットおよびスロットル制御によりトラクシ
ョン制御可能な４輪駆動車の駆動系として、フロントエ
ンジンでｍｙきであり゛、トルクコンバータ付自動変速
機を備えたものについて述べると、エンジン１．トルク
コンバータ２゜および自動変速Ｉ１３が車両前後方向に
配置され、動力伝達可能に連結している。自動変速機３
の出力軸４はセンターデフ装置２０に入力し、センター
デフ装置２０にはトルクスプリット装置２５がバイパス
して設けである。 センターデフ装置２０は、プラネタリギヤ式であり、サ
ンギヤ２１．リングギヤ２２．サンギヤ２１とリングギ
ヤ２２に噛合うピニオン２３．およびキャリア２４から
成り、キャリア２４に変速機出力軸４が同軸状に連結す
る。また、２つの出力側のサンギヤ２１゜リングギヤ２
２において、大径のリングギヤ２２から変速機出力軸に
回動自在に設けられたりダクションギャ５，６を介して
出力軸４と平行なフロントドライブ軸７に連結し、この
フロントドライブ軸７がフロントデフ装置８．車軸９を
介して左右の前輪１０Ｌ、ＩＯＲに伝動構成される。一
方、小径のサンギヤ２１からリヤドライブ軸１１に連結
し、このリヤドライブ軸１１がリヤデフ装置１２．車軸
１３等を介して左右の後輪１４Ｌ、１４Ｒに伝動構成さ
れる。 こうしてセンターデフ装置２０は、変速機出力を前後輪
に所定のトルク配分で伝達し、かつ前後輪の回転差を吸
収する。ここで、上記駆動系により車体前方の方が後方
より静的荷重が大きいのに対応し、リングギヤ２２から
前輪へ伝達されるトルクの方がサンギヤ２１から後輪へ
伝達されるトルクより大きくなっている。 トルクスプリット装置２５は、フロントドライブ軸７と
同軸のバイパス軸２６．トルク可変制御可能なりラッチ
として例えば油圧クラッチ２７を有し、バイパス軸２６
が油圧クラッチ２７のハブ２７ａに、そのドラム２７ｂ
が一対のギヤ２８．２９を介してリヤドライブ軸１１に
伝動構成される。ここで、上記リダクションギヤ５．６
もこの場合の構成要素であり、そのギヤ比を例えば“１
”にし、ギヤ２８．２９のギヤ比がそれより若干小さく
設定される。−また油圧クラッチ２７は、油圧ユニット
３０からの作動油の供給によりクラッチトルクを生じ得
るようになっている。 こうして油圧クラッチ２７では、ハブ２７ａに対しドラ
ム２７ｂの方が若干低速の回転差を生じ、このため油圧
クラッチ２７にクラッチ圧を与えてクラッチトルクを発
生させるとハブ２７ａの前輪側からドラム２７ｂの後輪
側にクラッチ圧等に応じたトルク移動を行って、前輪側
と後輪側のトルク配分を可変する。即ち、センターデフ
装置２０の入力トルクをＴｉ、センターデフ装置２０に
よるフロント側配分比をγとすると、フロントドライブ
軸７の伝達トルクはγ・Ｔｉに、リヤドライブ軸１１の
トルクは（１−γ）・Ｔｉに配分される。そこで、クラ
ッチトルクをＴＣ、ギヤ２８．２９のギヤ比をＫとする
と、トルク移動によりフロントドライブ軸７．リヤドラ
イブ軸１１のトルクＴＦ　、ＴＲは、ＴＦ＝γ・Ｔｉ　
−Ｔｃ ＴＲ＝（１−ｙ）−Ｔｉ　＋ＫＴｃ になる。こうして、クラッチトルクＴｃの変化によりフ
ロント側トルクＴＦの配分比はセンターデフ装置２ｑに
おける配分比以下で連続的に変化し、リヤ側トルクＴＲ
の配分比はセンターデフ装置２０における配分比以上で
連続的に変化してトルクスプリット作用する。 また、エンジン１のスロットル弁１５にはモータ等のア
クチュエータ１６が取付けられ、このアクチュエータ１
６でスロットル弁開度の電子制御が可能になっている。 電子制御系として、左右前輪と後輪の回転数センサ４０
Ｌ、４０Ｒ，４１１，４１Ｒ、車体加速度センサ４２．
アクセル開度センサ４３．スロットル開度センサ４４゜
舵角センサ４５を有し、これらのセンサ信号が制御ユニ
ット５０に入力する。制御ユニット５０は、センサ信号
を処理してスリップ状態を判断し、クラッチ圧制御信号
を油圧ユニット３０に、スロットル制御信号をアクチュ
エータ１６に出力する。 第２図において、制御ユニット５０について述べる。ス
リップ検出部５１．トルクスプリット制御部５２および
スロットル制御部５３を有する。 スリップ検出部５１は、回転数センサ４０１．４ＯＲの
左右前輪回転数ＮＦＬ、　ＮＦＲが入力する前ｗＡ速速
算郡部４と、回転数センサ４１Ｌ、４１Ｒの左右後輪回
転数ＮＲＬ、　ＮＲＲが入力する後輪速算出部５５を有
する。 そして前輪速算出部５４．後輪速算出部５５で前後輪速
ＮＦ　、ＮＲを以下により算出する。 ＮＦ　＝　（ＮＦＬ十ＮＦＲ）／２ ＮＲ＝　（ＮＲＬ÷ＮＲＲ）／２ 上記前後輸遠ＮＦ　、ＮＲは前輪スリップ検出部５６に
入力し、転舵角センサ４５の出力値λ等により理論的に
設定された目標前後輪速度差ΔＮＳが目標前後輪速度差
設定部６２にて算出される。目標前後輪速度差ΔＮｓ用
いて、ＮＦ　−ＮＲ＞ΔＮｓの場合に前輪スリップを検
出する。また、前後輪速ＮＦ　、ＮＲは後輪スリップ検
出部５７に入力し、ＮＲ−ＮＦ　＞ΔＮＳの場合に後輪
スリップを検出する。これらの２輪スリップ信号はトル
クスプリット制御部５２に入力し、クラッチ圧制御信号
により油圧ユニット３０を働かせて、前ｌｆ！ｉ側トル
クと後輪側トルクとでトルクのやりとりを調節するトル
クスプリット制御を行なう。 一方、前後輪速ＮＦ　、ＮＲは車輪速算出部５８に入力
し、４輪平均で車速に対応した車輪速Ｖを以下により算
出する。 Ｖ＝　（ＮＦ　＋ＮＲ）　／２ また、加速度センサ４２の車体加速度Ｇは車体加速度算
出部５９に入力し、車体加速度Ｇを以下のように積分し
て車速に対応した車体速度Ｖｇを算出する。 Ｖｇ＝ｆＧｄｔ これらの車輪速Ｖと車体遠度Ｖｇは４＠スリップ検出部
６０に入力するが、ここには上記前輪スリップ検出部５
６．後輪スリップ検出部５７の２輪スリップ信号が入力
しており、上記２Ｗａスリップ条件以外の４輪のスリッ
プまたはグリップの条件下のみで以下のように判断する
。即ち、Ｖ＞Ｖｆの関係から両者の速度差ΔＶを、Δｖ
＝ｖ−ｖｇにより求め所定の設定値ΔＶｓを用いて、Δ
■〉ΔＶｓの場合に４１ｆｉｌスリツプを、これ以外の
場合に４Ｉ＆グリツプを検出する。 この４輪スリップまたはグリップ信号はスロットル制御
部５３に入力し、スリップ時はスロットル開度を絞り、
グリップ時はスロットル開度をアクセル開度に追従制御
するのであり、このスロットル制御信号を出力する。 ここで、４輪のスリップ等が車輪速Ｖ、車体速度ＶＩＪ
で検出されており、これらの車輪速■、車体速度Ｖｇを
用いてスリップ率を直接算出することができる。そこで
、車輪速Ｖ、車体速度ｖｇが入力するグリップ率算出部
６１を有し、ここでスリップ率Ｓを以下により求める。 ｓ　＝　（１−Ｖ（］／Ｖ） そして、このスリップ率Ｓはスロットル制御部５３に入
力し、スロットル開度の調整時にスリップ率Ｓを略２０
％に保ち、μｍＳ特性図において牽擦係数μが最大で駆
動輪のグリップ力が最も大きい状態に制御するようにな
っている。 次いで、このように構成された４輪駆動車の作用につい
て述べる。 先ず、車両走行時に自動変速ｍ３がドライブ（Ｄ）等の
走行レンジにシフトされると、エンジン１の動力がトル
クコンバータ２を介し自動変速機３へ入力して変速動力
が出力し、この動力がセンターデフ装置２０のキャリア
２４に伝達する。そしてリングギヤ２２とサンギヤ２１
により車両の車輪に対する静的荷重配分に対応して、前
後輪側に例えば６０　：　４０のトルク配分比で振り分
けられる。リングギヤ２２からの動力はりダクションギ
ャ５，６゜フロントドライブ軸７．フロントデフ装置８
等を介して前輪１０Ｌ、　１０Ｒに、サンギヤ２１から
の動力はリヤドライブ軸１１．リヤデフ装置１２等を介
して後輪１４１．１４Ｒにそれぞれ伝達するのであり、
こうしてセンターデフ付のフルタイム４輪駆動走行にな
る。 このときトルクスプリット装置２５の油圧クラッチ２７
は、リダクションギヤ５，６とギヤ２８．２９とのギヤ
比により回転差を生じて回転し、後輪へのトルク移動可
能になっている。 一方、電子制御系の各センサで種々の情報が検出され、
これが制御ユニット５０に入力する。そして、スリップ
検出して種々の制御を行うが、これについて第３図のフ
ローチャート図を参照して述べる。 先ず、スリップ検出部５１の前輪速算出部５４．後輪遠
算出部５５で前後輪速ＮＦ　、ＮＲを算出し、これが前
輪スリップ検出部５６．後輪スリップ検出部５７に入力
し、両者の差を目標前後輪速度差設定部６２で算出され
る目標前後輪速度差ΔＮｓと比較する。そして、前後輪
速ＮＦ　、ＮＲの一方が他方より設定値ΔＮＳの値以上
に大きい場合に前′ｖａまたは後輪のスリップを検出し
、このスリップ信号がトルクスプリット制御部５２に入
力し、スリップ状態に応じたクラッチ圧制御信号が油圧
ユニット３０に入力して油圧クラッチ２７のクラッチト
ルクを制御する。そこで、前後輪の一方の２輪スリップ
時には、前輪側トルクと後輪側トルクとの間でトルク移
動を行なうようにトルクスプリット制御され、これによ
り駆動力が確保され、上記２輪スリップを回避する方向
に移行する。また、上記２ｖｓスリツプを生じない場合
は、他の要素で走行条件に応じてトルクスプリット制御
される。 一方、上記２＠スリツプ以外の条件で４＠スリップ検出
部６０が検出可能になり、車輪速■と車体加速度Ｇを積
分した速度ｖｇの差へＶと、設定値ΔＶｓとを比較する
。そして差ΔＶが設定値ΔＶＳ以下の小さい場合、即ち
、車輪速Ｖが車体速度ｖｇに略沿って上昇する場合は４
輪グリップが検出され、スロットル制御部５３からアク
セル開度に応じたスロットル制御信号がアクチュエータ
１６に入力してスロットル弁１５を開閉することで、ス
ロットル開度がアクセル開度に対応するように調整され
る。　　　　・ 一方、第４図に示すように車輪速Ｖのみが急上昇し、設
定値ΔＶｓ以上になると、この時点ｔ１で４Ｖａスリツ
プが検出され、スロットル制御部５３によりスロットル
弁が絞られる。このため、エンジン１の出力は低下し、
これに伴い車輪速Ｖの上昇が抑えられて低下し、再び設
定値ΔＶＳ以下になる。するとこの時点ｔ２で４輪グリ
ップが検出されてスロットル開度は元に復帰し、車輪速
Ｖはエンジン出力と共に上昇するのであり、このような
制御が１回または数回繰返されて４輪スリップが回避さ
れ、車輪速Ｖは車体速度ｖｇに略沿ったものになる。 なお、上記制御において最適なスリップ率Ｓ。 車体速度■９との関係で車輪速■を制御すれば、路面μ
の高い状態を保って車輪速Ｖの低下、再上昇が更に抑制
され、４輪スリップを早期に回避するようになる。 以上本発明の一実施例について述べたが、前後輸速ＮＦ
　、ＮＲを駆動系で直接検出しても良い。 前後輪の一方の２Ｍスリップの１−ルクスプリット制御
等は上述に限定されない。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、４輪駆動車に
おいて車輪速と車体加速度による車体速度により、４輪
スリップを正確に検出する。 ４Ｍスリップの検出は前後輪の一方の２輪スリップの条
件以外の４輪のスリップまたはグリップの条件下で行う
ので、両者の混同を防止し得る。 車輪速と車体速度によりスリップ率を算出して路面μを
最適化し得るので、４Ｗａスリツプ防止効果を向上する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される４輪駆動車の概略を示す構
成図、 第２図はスリップ検出装置の実施例と制御系のブロック
図、 第３図は作用のフローチャート図、 第４図は４輪スリップの防止状態を示すタイムチャート
図である。 ５１・・・スリップ検出部、５４・・・前輪速算出部、
５５・・・後輪速算出部、５８・・・車輪速算出部、５
９・・・車体速度算出部、６０・・・４輪スリップ検出
部特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理
士　　小　橋　信　淳 同　　弁理士　　村　井　　　進 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４輪駆動車のスリップ検出において、 少なくとも前後輪速の算出部、前後輪速を平均した車輪
   速の算出部、車体加速度を積分して求める車体速度の算
   出部を有し、 前後輪の一方の２輪スリップの条件以外で上記車輪速と
   車体速度との差が設定値以上の場合に４輪スリップを判
   定することを特徴とするスリップ検出装置。