JPH01247222A - ４輪駆動車のトルク配分制御装置 - 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、４輪駆動車における前後輪へのトルク配分を
変更するトルク配分制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、４輪駆動車において前後輪に異なるトルクを
分配するようにした技術は種々提案されている。例えば
、特開昭６２−５３２３１号公報に示されるように、エ
ンジン負荷に応じて動力伝達手段のトルク伝達量を変化
させ、前後輪のトルク配分比を設定して、急加速や急勾
配等でエンジン負荷が大きいときのタイヤのスリップを
防止するようにした技術が知られている。

そもそも車は、通常４つの車輪により大地と接している
ため、その限界性能は路面の摩擦係数μとタイヤへの荷
ＩＷの積により一義的に決まるタイヤの摩擦力により制
約される。そして、タイヤに加わる力は、駆動力、制動
力、遠心力があるが、これらをベクトル的に加算した値
が、上記したりイヤの摩擦力以内になければ、車両の安
定した走行は得られない。

ところで、タイヤに加わる荷重は、走行中に生じる前後
方向の加速度によって荷重移動を起こして前後輪に荷重
差が生じ、車の運動を支えるタイヤとしての能力に差が
生じており、特に摩擦係数μが低い場合はその影響が大
きい。

しかして、前記のような４輪駆動車では、駆動トルクを
４つの車輪に分配することによりタイヤ１本当りの負担
を軽減させ、摩擦係数μが低い路面で安定した性能を得
るものであるが、前後輪がセンタデファレンシャルによ
って繋がっていると、前後輪には同一の駆動トルクが分
配される。この結果、荷重の軽い車輪でスリップが発生
しやすくなることから、最も能力の低下したタイヤによ
り車としての性能が制約され、荷重の上昇した車輪では
その能力が十分に発揮されていないものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記点に対し、４輪駆動車において前後輪で異なるトル
ク配分を行うようにすると各車輪でのタイヤの性能がよ
り一層発揮可能であるが、このトルク配分の変更を前記
先行例のようにエンジン負荷に応じて変更するようにし
た場合には、例えば単にアクセルを踏み込んだ時にトル
ク配分を変更することになり、実際の荷重移動に対応し
たトルク配分の制御が得られない可能性がある。　すな
わち、エンジン負荷が増大しても荷重の移動を伴わない
場合があり、このような時にトルク配分を変更すると、
かえってタイヤ性能上で不利となる恐れがある。

そこで、本発明は、前輪と後輪とのトルク配分が変更可
能な車両で、前後輪でトルク配分を変えることが必要な
場合は、例えば発進加速時における荷重移動で生じた車
輪荷重変化、すなわち前輪側が荷重減少し、後輪側が増
加するという現象に適応させることであるから、この車
輪荷重変化に応じたトルク配分を行うようにした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
るものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明のトルク配分制御装置
は、前後輪のトルク配分比を可変とするトルク配分変更
手段を備えた４輪駆動車で、車両の加速度を検出する加
速度検出手段と、該加速度検出手段の信号を受け、加速
度に応じて前記トルク配分変更手段に出力するトルク配
分比を設定するトルク配分設定手段とを備えるように構
成したものである。

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図であ
る。

４輪駆動車１は駆動源としてエンジンＥを備え、このエ
ンジンＥの出力はセンターデファレンシャル２、フロン
トデファレンシャル３、リヤデファレンシャル４を介し
て前輪５，６および後輪７゜８に伝達されるものである
。また、このトルク伝達機構もしくはブレーキ装置１０
〜１３などによって前輪と後輪とのトルク配分を変更調
整可能なトルク配分変更手段Ａを設ける。

一方、車両の加速度を検出する加速度検出手段Ｂを設け
、この加速度検出手段Ｂの信号がトルク配分設定手段Ｃ
に出力される。該トルク配分設定手段Ｃは、車両の加速
度に応じて前後輪へのトルク配分比を設定し、それに基
づく信号を前記トルク配分変更手段Ａに出力し、加速度
が大きいほど後輪側へのトルク配分比を大きく設定する
ものである。

前記トルク配分変更手段Ａは、前輪側へのトルク伝達系
統にクラッチ機構を介装してその伝達量を調整し、後輪
側へのトルク伝達量とに差を設けてトルク配分比を変更
するもの、または、前輪側と後輪側のブレーキとを独立
形成し、−刃幅に制動力を作用させてトルク配分比を変
更するものなどによって構成される。

（作用） 上記のような４輪駆動車のトルク配分制御装置では、加
速時にはその加速度に応じて後輪側のトルク配分比が大
きくなるように設定し、これに応じて前輪側へのトルク
伝達量を低減して後輪側トルクを増大し、加速状態に伴
う後輪側への荷重移動に対応したトルク配分を得るよう
にしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。この実施例は、ブ
レーキ系統を前後輪で独立して制動可能に設け、トルク
配分を低下する側に制動力を作用させる一方、この制動
力によって失われる分のエンジン出力を増大してトルク
配分を変更する例である。

４輪駆動車１に搭載されたエンジンＥの出力はトランス
ミッション１４で減速され、該トランスミッション１４
の出力側にはセンターデファレンシャルを有するトラン
スファ２が配設されている。

このトランスファ２の前輪側出力軸１５にフロントデフ
ァレンシャル３が連結され、両側の前輪駆動軸１６を介
して前輪５．６に駆動力を伝達する。

同様に前記トランスファ２の後輪側出力軸１７にリヤデ
ファレンシャル４が連結され、両側の後輪駆動軸１８を
介して後輪７．８に駆動力を伝達するものであり、前記
センターデファレンシャル２はエンジン出力を前輪側と
後輪側とに等分に伝達するように構成されている。

前記エンジンＥのスロットル弁２０はスロットルモータ
２１の作動によってその開度が調整され、上記スロット
ルモータ２１にはエンジンコントローラ２２から制御信
号が出力されてエンジン出力が制御される。このエンジ
ンコントローラ２２にはアクセル操作量を検出するアク
セルセンサ２３からのアクセル信号が入力されて、運転
者のアクセル操作に対応してスロットル弁２０の開度を
作動するスロットル制御を行うものである。

一方、前記左右前輪５．６および左右後輪７゜８にはそ
れぞれ左右前輪側ブレーキ装置１０．１１および左右後
輪側ブレーキ装置１２．１３が配設されている。この各
ブレーキ装置１０〜１３へ供給する制動圧の制御によっ
て各車輪５〜８に対する制動力を、前輪５，６と後輪７
，８とで独立して調整可能に設けられている。すなわち
、各車輪５〜８のブレーキ装置１０〜１３へ供給する制
動圧は、後述の制動圧制御弁とそのアクチュエータとを
備えたブレーキコントローラ２５（トルク配分変更手段
Ａ）によって調整され、制動力の制御が前輪５，６と後
輪７，８とで独立して変更可能に設けられている。

そして、前記エンジンコントローラ２２およびブレーキ
コントローラ２５にはトルク配分コントローラ２６（ト
ルク配分設定手段Ｃ）からの制御信号が出力される。こ
のトルク配分コントローラ２６には、加速度を検出する
ために車速センサ３０（加速度検出手段Ｂ）からの車速
信号、横方向加速度センサ３１からの横加速度信号、舵
角センサ３２からの舵角信号、スロットルセンサ３３か
らのスロットル信号、ブーストセンサ３４からのブース
ト信号、アクセルセンサ２３からのアクセル信号などが
入力され、加速時および旋回走行時に前後輪のトルク配
分の変更制御を行うものである。

上記トルク配分コントローラ２６は、発進加速時のよう
に加速度に応じて後輪７．８側に荷重移動がある時には
前輪５，６側のブレーキ装置１０゜１１に制動力を加え
、この制動力に相当する分のエンジントルクを増加して
、全体としての車輪５〜８から路面に作用する駆動トル
クは同一でトルク配分が異なるように制御する。

次に、第３図により前記制動力を前後輪で独立して制御
するブレーキコントローラ２５の具体例を示す。

前輪側ブレーキ装置１０．１１（ディスクブレーキのキ
ャリパ）に対する第１油圧ライン３つに制動圧の供給を
制御する第１制動圧制御弁４１が介装され、後輪側ブレ
ーキ装置１２．１３（ディスクブレーキのキャリパ）に
対する第２油圧ライン４０に制動圧の供給を制御する第
２制動圧制御弁４２が介装されている。両制動圧制御井
４１゜４２は、シリンダ４１ａ、４２ａ内にピストン４
１ｂ、４２ｂを嵌挿して、これらのシリンダ４１ａ、４
２ａ内を容積可変室４１Ｃ，４２ｃと制御室４１ｄ、４
２ｄとに区画すると共に、該ピストン４１ｂ、４２ｂを
スプリング４１ｅ、４２ｅにより容積可変室４１ｃ、４
２ｃの容積が増大する方向に付勢した構成とされている
。そして、上記容積可変室４１ｃ、４２ｃが、マスクシ
リンダ３８から前輪側ブレーキ装置１０．１１に至る第
１油圧ライン３９および後輪側ブレーキ装置１２゜１３
に至る第２油圧ライン４０上にそれぞれ位置され、通常
はマスクシリンダ３８で発生された制動圧がこれら品容
積可変室４１ｃ、４２ｃを通って前後のブレーキ装置１
０〜１３に供給されるようになっている。

また、上記ピストン４１ｂ、４２ｂには、制御室４１ｄ
、４２ｄに導入される制御圧により該ピストン４１ｂ、
４２ｂがスプリング４１ｅ、４２ｅに抗して容積可変室
４１ｃ、４２ｃの容積が減少する方向に移動された時に
、これらの容積可変室４１Ｃ，４２Ｃへの制動圧入口を
閉じるチエツクバルブ４１ｆ、４２ｆが設けられている
。従って、制御室４１ｄ、４２ｄに制御圧が導入されて
ピストン４１ｂ、４２ｂがスプリング４１ｅ、４２ｅに
抗して移動されると、マスクシリンダ３８と容積可変室
４１ｃ、４２ｃとの間が遮断されると共に、これらの室
４１ｃ、４２Ｃ内で発生される制動圧が各ブレーキ装置
１０〜１３に供給されることになる。

一方、これらの制動圧制御弁４１．４２を作動させる第
１および第２アクチュエータ４３．４４は、それぞれ増
圧用電磁弁４３ａ、４４ａと、減圧用電磁弁４３ｂ、４
４ｂとで構成されている。

上記増圧用電磁弁４３ａ、４４ａは、オイルポンプ４５
からリリーフ弁４６を介して上記制動圧制御弁４１．４
２の制御室４１ｄ、４２ｄに至る制御圧供給ライン４９
．５０上に配置され、また減圧用電磁弁４３ｂ、４４ｂ
は、上記制御室４１ｄ。

４２ｄから導かれたドレンライン４７．４８上に配置さ
れている。そして、これらの電磁弁４３ａ。

４３ｂ、４４ａ、４４ｂは前記トルク配分コントローラ
２６からの信号により開閉制御され、増圧用電磁弁４３
ａ、４４ａが開通され且つ減圧用電磁弁４３ｂ、４４ｂ
が遮断された時に制動圧制御弁４１．４２の制御室４１
ｄ、４２ｄに制御圧が導入され、また増圧用電磁弁４３
ａ、４４ａが遮断され且つ減圧用電磁弁４３ｂ、４４ｂ
が開通された時に上記制御室４１ｄ、４２ｄから制御圧
が排出されるようになっている。上記構造により前輪側
と後輪側とで独立した制動圧を各ブレーキ装置１０〜１
３に作用させることができるものである。

前記トルク配分コントローラ２６の処理を第４図に示す
フローチャートに基づいて説明する。スタート後、ステ
ップＳ１で所定時間ごとの計測制御タイミングか否かを
判定し、このタイミングになると、車速、舵角、横方向
加速度、アクセル開度、ブースト値等の運動量を各セン
サからの信号に基づいて計０１する（Ｓ２）。

そして、ステップＳ３で舵角が所定値以下か否かを判定
し、旋回中でないＹＥＳ判定の場合には、ステップＳ４
で今回検出した車速Ｖｎと前回車速Ｖｎ−１との差から
加速度ｇを計算する。この加速度ｇに基づいて所定値以
上の加速状態か否かを判定しくＳ５）、この判定がＹＥ
Ｓで加速状態にある場合には、ステップＳ６で前後方向
加速度ｇに対応してリヤ側配分比Ｒをマツプから決定し
、加速度が大きくなるほど後輪７．８へのトルク配分を
０，５（等配分）より大きく設定する。

また、ステップＳ７は現在のエンジン発生トルクＰｓの
計算を行うものであり、ブースト値、スロットル開度ま
たはアクセル開度に基づいて求める。続いて、ステップ
Ｓ８は前記リヤ側配分比Ｒを実現するために必要とする
トルクＰｒの計算を行う。この必要トルクＰ「の計算は
、トルク配分の大きな後輪側に対する分配トルクＰｓＸ
Ｒを２倍して求める。

上記必要トルクＰｒがエンジン出力の最大トルクＰ　ｌ
１ａｘより小さいか否かを判定しくＳ９）、エンジント
ルクに余裕があるＹＥＳ判定時には、エンジントルクが
前記必要トルクＰ「となるようにスロットル開度を増大
制御する（　Ｓ　１０）。また、加速時には後輪側に荷
重移動があることから、ステップＳｌｌで前輪側のトル
クを低減するべく左右前輪５．６のブレーキ装置１０．
１１でそれぞれ均等分配から前後トルク分配の差の半分
に相当するトルク分の制動（左右前輪でＰｒ−Ｐｓ分）
を行うように前輪側に制動力を加える制御を行う。

さらに、前記ステップＳ９の判定がＮＯで、必要トルク
Ｐｒがエンジンの最大トルクＰ　ｍａｘより大きい場合
には、ステップＳ１２でエンジントルクを最大トルクＰ
　ｍａｗとすると共に、ステップＳ１３で左右前輪５，
６でそれぞれトルク増加分の半分に相当するトルク分の
制動（左右前輪でＰｍａｘ　−Ｐｓ分）を行うように前
輪側に制動力を加える制御を行う。

そして、前記ステップＳ５の判定がＮＯで、減速もしく
は定常走行の場合には、トルク配分の変更は行わない。

一方、前記ステップＳ３の判定がＮＯで旋回中の場合に
は、ステップＳＬ４で旋回制御を行う。この旋回制御の
詳細は示さないが、コーナ進入時に前輪５．６側のブレ
ーキ装置１０゜１１に制動力を、コーナ脱出時に後輪７
．８側のブレーキ装置１２．１３に制動力を加え、この
制動力により失われるトルクに相当する分のエンジント
ルクを増加するように制御してトルク配分を変更し、ス
テアリング特性をコーナリングに合せるように進入時に
オーバーステア傾向、脱出時にアンダーステア傾向とな
るようにするものである。

前記トルク配分の変更は、例えば、前輪側と後輪側とで
それぞれ５０ｋｇ−ｍの駆動トルクで走行しているとす
ると、ギヤ比により車輪駆動力と等価となる様補正した
エンジンの発生トルクＰｓは１００ｋｇ−ｍとなる。こ
こで加速状態に対応して左右前輪に合計で３０ｋｇ−ａ
＋の制動トルクを作用させ、さらに、この制動トルクに
よって失われた駆動トルクをエンジン出力の増大で補う
とエンジン出力トルクＰｒは１３０ｋｇ−ａとなる。こ
れを前後に６５ｋｇ−ｍずつ等分配するため、最終的な
分配トルクは前輪が６５−３０−３５ｋｇ−ｍで後輪が
８５ｋｇ−ｆｆｌとなり、後輪のトルク配分比には０．
６５となる。

上記実施例では、前輪５．６側と後輪７．８側との間に
センターデファレンシャル２を、左右前輪５．６問およ
び左右後輪７．８間にそれぞれフロントデファレンシャ
ル３およびリヤデファレンシャル４を配設してエンジン
出力を４輪に伝達する４輪駆動車１とすると共に、さら
に、前輪側と後輪側の制動力を独立に制御するブレーキ
機構とし、加速時もしくは旋回走行時に制動力調整によ
ってトルク配分を変更し、この制動によって失われたト
ルクを補うようにエンジンのスロットル弁を開くことに
よって、エンジン出力に余裕がある状態において駆動ト
ルクを維持しつつトルク配分を変更することができ、良
好な加速性および旋回走行性を得るようにしている。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、４輪駆動車で前後輪のト
ルク配分比を可変とするトルク配分変更手段を備え、車
両の加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出
手段の信号を受け、加速度に応じて前記トルク配分変更
手段に出力するトルク配分を設定するトルク配分設定手
段を設けたことにより、加速時にはその加速度に応じて
後輪側のトルク配分比が大きくなるように設定し、これ
に応じて前輪側へのトルク伝達量を低減して後輪側トル
クを増大し、加速に伴う荷重移動に対応したトルク配分
を得て、前輪側でのスリップの発生を回避しつつ後輪側
の駆動力を確保して良好な加速性を得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図、 第２図は具体例の４輪駆動車のトルク配分装置の全体構
成図、 第３°図は制動圧の前後独立制御が可能なブレーキ機構
の例を示す油圧回路図、 第４図はトルク配分コントローラの処理を説明するため
のフローチャート図である。 １・・・・・・４輪駆動車、Ａ・・・・・・トルク配分
変更手段、Ｂ・・・・・・加速度検出手段、Ｃ・・・・
・・トルク配分設定手段、Ｅ・・・・・・エンジン、２
・・・・・・センターデファレンシャル、３・・・・・
・フロントデファレンシャル、４・・・・・・リヤデフ
ァレンシャル、５．６・・・・・・前輪、７゜８・・・
・・・後輪、１０〜１３・・・・・・ブレーキ装置、２
０・・・・・・スロットル弁、２１・・・・・・スロッ
トルモータ、２２・・・・・・エンジンコントローラ、
２５・・・・・・プレーキコントローラ、２６・・・・
・・トルク配分コントローラ。 （Ｑ　　　　　　　ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の前後輪をエンジン出力により駆動し、前後
   輪のトルク配分比を可変とするトルク配分変更手段を備
   えた４輪駆動車において、車両の加速度を検出する加速
   度検出手段と、該加速度検出手段の信号を受け、加速度
   に応じて前記トルク配分変更手段に出力するトルク配分
   を設定するトルク配分設定手段とを備えたことを特徴と
   する４輪駆動車のトルク配分制御装置。