JPH03125633A - 四輪駆動車のトラクション制御装置 - 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、前後輪の駆動力配分が可変に制御されるトル
クスプリット四輪駆動車のトラクション制御装置に関す
る。

（従来の技術） まず、四輪駆動車の前後輪駆動力配分制御装置としては
、例えば、特開昭６３−１４１８３１号公報に記載され
ている装置が知られていて、この従来装置では、後輪駆
動ベースの四輪駆動車で、前後輪回転速度差が大きくな
るに従って前輪への伝達駆動力を増大して駆動力配分を
４輪駆動側にすると共に横加速度が大きくなるに従って
駆動輪スリップの発生に対する前輪への伝達駆動力の増
大割合を減少するようにしている。

また、トラクション制御装置としては、下記に列挙する
ような装置が知られている。

■　特開昭６１−２６８５２９号公報；全での車輪速及
び擬似車速のうち最低値をセレクトロー手段で選び、こ
の最低値を基準としてホイールスビンを防止するように
駆動力低減制御を行なう。

■　特開昭６１−２８５１３０号公報；全での車輪速の
平均値を基準とし、ホイールスピンを防止するように駆
動力低減制御を行なう。

■　特開昭６１−２８５１３１号公報；全での車輪速の
うち最低値をセレクトロー手段で選び、この最低値を基
準としてホイールスピンを防止するように駆動力低減制
御を行なう。

さらに、駆動力配分制御装置とトラクション制撰装置と
が同時に搭載された車両としては、特開昭６３−１７０
２１９号公報（特願昭６２−２７８６号）に記載された
装置が知られていて、この従来出典には、トラクション
制御を実行する前に駆動系クラッチ手段をロックし、直
結４ＷＤ状態とする技術が示されている。

（発明が解決しようとする課題） そこで、上記四輪駆動車の前後輪駆動力配分制御装置と
トラクション制御装置とを単純に組合わせただけで同時
に車両に搭載した場合、トラクション制御装置が全ての
車輪のどれか１つを基準として（■、■）または４輪金
ての平均車輪速を基準として（■）ホイールスピンを検
出し、トラクション低減制御を行なう装置となっている
為、前後輪駆動力配分により旋回中の前後輪間の回転速
度差の発生を旋回状態に応じて許容しながら車両のヨー
運動をコントロールする際、駆動輪スリップの発生によ
りホイールスピンを抑制するトラクション制御が行なわ
れてしまい、前後輪駆動力配分による車両のヨー運動コ
ントロールができず、所謂、両制御装置間に制御干渉が
生じる。

一方、前後輪駆動力配分制御装置のみでは、車両のヨー
モーメント、即ち、姿勢角はコントロールできるが、４
輪トータルの駆動力が過大となり４輪共に路面グリップ
力が低下した場合には、旋回軌跡が外へ膨らんでしまう
。

また、従来の駆動力配分制御装置とトラクション制御装
置とが同時に搭載された車両では、トラクション制御を
実行する前に駆動系クラッチ手段をロックし、直結４Ｗ
Ｄ状態とする為、トラクション制御が行なわれている時
には駆動力配分制御による車両のヨーコントロールが行
なわれず、駆動力配分制御装置を搭載した意義が失われ
てしまう。さらに、トラクション制御には、直結４ＷＤ
状態とされる為、４輪共に同じスリップ状態となり、セ
レクトロー制御を導入してトラクション制御を行なう装
置（■、■）の意義が失われ、これらの装置を搭載して
いても平均車輪速による上記■の装置と同様になってし
まう。

以上をまとめると、トルクスプリット式四輪駆動車のク
ラッチ制御は、旋回軌跡相当の前後輪回転速度差を許容
する、即ち、高横加速度旋回時には後輪の駆動トルクを
増し、後輪を積極的に駆動スリ・ンプさせる等の制御を
行なって車両のヨー運動をコントロールするものである
。

この様に、ヨーをコントロールする為に、場合によって
は積極的に駆動スリップをさせるようにしているにもか
かわらず、後輪のスリップ状態を捕えてエンジン出力を
低下させる等のトラクション制御を行なうと、本来の前
後輪駆動力配分制御によるヨーコントロールが不可能に
なる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、駆動力配分制御装置とトラクション制御装置とが同時
に搭載された四輪駆動車のトラクション制御装置におい
て、前後輪駆動力配分制御による車両のヨーコントロー
ルを確保しながら、同時に、車輪横力が減少する急加速
旋回時や低摩擦係数路旋回時等での４輪ドリフトアウト
による旋回軌跡の膨らみをトラクション制御により抑制
することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の四輪駆動車のトラク
ション制御装置では、可変駆動力配分クラッチの締結に
よりトルクが伝達されるクラッチ締結駆動輪のスリップ
値を基準とし、締結駆動輪スリップ値が過大となった場
合に駆動力を減少するトラクション制御を行なう手段と
した。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、前後輪の
一方へのエンジン直結駆動系に対し前後輪の他方への駆
動系の途中に設けられた可変駆動力配分クラッチａと、
前記可変駆動力配分クラッチａに、旋回状態信号と前後
輪回転速度差信号を基に決定した値のクラッチ締結力を
与える制御を行なう前後輪駆動力配分制御手段すと、前
記可変駆動力配分クラッチａの締結によりトルクが伝達
されるクラッチ締結駆動輪のスリップ値を検出する締結
駆動輪スリップ値検出手段Ｃと、前記締結駆動輪スリッ
プ値がスリップしきい値よりも大きい場合、締結駆動輪
スリップ値に応じて路面伝達駆動力を低減するトラクシ
ョン制御手段ｄと、を備えている事を特徴とする。

（作　用） 旋回走行時には、前後輪駆動力配分制御手段すにおいて
、旋回状態信号と前後輪回転速度差信号を基に決定した
値のクラッチ締結力を可変駆動力配分クラッチａに与え
る締結力制御が行なわれ、例えば、駆動輪スリップが大
きくなるに従ってクラッチ締結駆動輪への伝達駆動力を
増大すると共こ横加速度が大きくなるに従って駆動輪ス
リップに対するクラッチ締結駆動輪への伝達駆動力の増
大割合を減少する制御が行なわれる。

一方、締結駆動輪スリップ値検出手段Ｃにおいては、可
変駆動力配分クラッチａの締結によりトルクが伝達され
るクラッチ締結駆動輪のスリップ値が検出され、検出さ
れた締結駆動輪スリップ値がスリップしきい値よりも大
きい場合、トラクション制御手段ｄにおいて、締結駆動
輪スリップ値に応じて路面伝達駆動力を低減するトラク
ション制御が行なわれる。

従って、旋回走行時において、エンジン直結駆動輪に駆
動スリップが発生しても、クラッチ締結駆動輪にホイー
ルスピンの発生がない限りトラクション制御は行なわれ
なく、前後輪駆動力配分制御による車両のヨーコントロ
ールはそのまま確保される。

一方、急加速旋回時や低摩擦係数路旋回時等で、クラッ
チ締結駆動輪にホイールスピンが発生した場合には、ト
ラクション制御により路面に伝達される駆動力を減少す
る制御が行なわれ、車輪横力を増大させることで、４輪
ドリフトアウトによる旋回軌跡の膨らみの発生が抑制さ
れる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第２図は実施例の四輪駆動車のトラクション制御装置を
示す全体システム図で、適用車両のパワートレーンは、
エンジン１、トランスミッション２、リヤプロペラシャ
フト３、リヤディファレンシャル４、左右のリヤドライ
ブシャフト５．６、左右の後輪７．８、湿式多板クラッ
チ９（可変駆動力配分クラッチ）、フロントプロペラシ
ャフト１０、フロントディファレンシャル１１、左右の
フロントドライブシャフト１２，１３、左右の前輪１４
．１５を備えている。

そして、後輪７．８へは路面伝達駆動力が直接伝達され
るが、前輪１４．１５へは湿式多板クラッチ９を介して
伝達される。即ち、前後輪への駆動力配分は湿式多板ク
ラッチ９の締結力を油圧によって制御することで、零油
圧による前輪：後輪＝Ｏ二１００（後輪駆動）から最大
油圧による前輪：後輪＝ｓｏ：ｓｏ（リジッド４ＷＤ状
態）まで無段階に変更させることが可能である。

前記湿式多板クラッチ９の締結力を制御する前後輪駆動
力配分制御装置は、電子制御系として、左前輪速センサ
２０、右前輪速センサ２１、左後輪速センサ２２、右後
輪速センサ２３、第１横加速度センサ２４、第２横加速
度センサ２５、ＥＴＳ（電制トルクスプリットシステム
）コントローラ２６を備え、油圧制御系として、オイル
ポンプ２７、ソレノイド制御弁２８、制御圧油路２９を
備えている。

そして、ＥＴＳコントローラ２６では、各センサ２０〜
２５からの信号を入力し、前後輪回転速度差ΔＮ（駆動
輪スリップ情報）と横加速度Ｙ（１’　（旋回状態情報
）とに基づく湿式多板クラッチ９の締結力制御により、
前後輪回転速度差ΔＮが大きくなるに従って前輪１４．
１５への伝達トルクＴ。

を増大すると共に横加速度Ｙ６が大きくなるに従って前
後輪回転速度差ΔＮに対する前輪側伝達トルクＴ、のゲ
インＫ（増大割合）を減少する前後輪駆動力配分制御が
行なわれる。

次に、路面伝達駆動力の低減により車輪のホイールスピ
ンを抑制するトラクション制御装置は、入力情報を得る
手段として、共用される左前輪速センサ２０及び右前輪
速センサ２１と前後加速度センサ３０とを備え、演算処
理手段としてＴＣＳコントローラ３１を備え、開側アク
チュエータとして、エンジン１の吸気通路に設けられる
第２スロツトルバルブ３４を開閉駆動させるステ・ンブ
モータ３２を備えている。

尚、エンジン１の吸気通路に設けられるタンデム配置に
よる第１．第２スロットルバルブ３３，３４のうち第１
スロツトルバルブ３３は、アクセルペダルに連動して機
械的に開閉駆動される。

前記ＴＣＳコントローラ３１では、クラッチ締結駆動輪
である前輪１４．１５の前輪スリップ率ＳＦがスリップ
しきい値Ｓ０を超えた時、第２スロツトルバルブ３４の
閉鎖駆動指令を出力することでエンジン駆動力低減制御
が行なわれる。

次に、作用を説明する。

（イ）前後輪駆動力配分制御 第３図は所定の制御周期によりＥＴＳコントローラ２６
で行なわれる前後輪駆動力配分制御作動の流れを示すフ
ローチャートであり、以下、各ステップの作動を順に説
明する。

ステップ４０では、左前輪速ＶＷＦＬＩ右前輪速ＶＷＦ
ＲＩ左後輪速ＶＷ　ＲＬ　＋右後輪速ＶＷＲＲＩ第１横
加速度Ｙ６１．第２横加速度ＹＯ２が入力される。

ステップ４１では、上記左前輪速ＶＷＦＬと右前輪速Ｖ
ＷＦＲ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ＶＷＲＦＩとの平均値によ
り後輪速ＶＷＲが演算され、第１横加速度ＹＧＩと第２
横加速度ＹＧ２どの平均値により横加速度Ｙ６が演算さ
れる。

ステップ４２では、上記前輪速ＶＷＦと後輪速ＶＷＲに
より前後輪回転速度差ΔＮ（＝　ＶＷＲＶｗＦ：但し、
ΔＮ≧０）が演算される。

ステップ４３では、前後輪回転速度差ΔＮに対する前輪
側伝達トルクＴやのゲインＫが横加速度Ｙ、３の逆数に
基づいて下記の式で演算される。

Ｋ＝α／ＹＧ（但し、に≦β） であり、特性図としてあられすと、第４図のような特性
を示す。

ステップ４４では、ゲインにと前後輪回転速度差ΔＮと
によって前輪側伝達トルクＴ、（＝に−ｆ（ΔＮ））が
演算される。

尚、特性図としてあられすと、第５図のような特性を示
す。

ステップ４５では、前記ステップ４４で求められた前輪
側伝達トルクＴ、が、予め与えられたＴｆ−１特性テー
ブルによりソレノイド駆動電流ｉに変換される。

ステップ４６では、ソレノイド制盲弁２８へデイザ−電
流ｉ＊（例えば、ｉ±Ｏ，ＩＡ　１００Ｈｚ）が出力さ
れる。

以上のように湿式多板クラッチ９の締結力が制御される
ことにより、高摩擦係数路での加速旋回時等のように、
横加速度ＹＧの発生が大きい場合には、第５図の１点鎖
線特性に示すように、前後輪回転速度差ΔＮの増加に対
して前輪側伝達トルクＴｆの増加割合が小さく、前後輪
駆動力配分制御としては、後輪７．８側に多く路面伝達
駆動力が配分され、後輪７．８の駆動スリップ許容によ
り横力を減少させることでヨー軸回りのオーバモーメン
トが抑制される。

また、低摩擦係数路での旋回走行時等のように、横加速
度Ｙ６の発生が小さい場合には、第５図の点線特性に示
すように、前後輪回転速度差ΔＮの増加に対して前輪側
伝達トルクＴ、の増加割合が大きく、前後輪駆動力配分
制御としては、前輪１４゜１５側に多く路面伝達駆動力
が配分され、後輪７．８の駆動スリップ抑制により横力
を増大させることでヨー軸回りのアンダーモーメントが
抑制される。

即ち、車両の旋回時のステア特性をニュートラルステア
の理想的な車両挙動が得られるようにヨー軸回りのモー
メントがコントロールされる。

（ロ）トラクション制御 第６図は所定の制御周期によりＴＣＳコントローラ３１
で行なわれるトラクション制御作動の流れを示すフロー
チャートであり、以下、各ステップの作動を順に説明す
る。

ステップ５０では、左前輪速ＶＷＦＬＩ右前輪速ＶＷ　
Ｆ　Ｒ＋前後加速度Ｘ。が読み込まれる。

ステップ５１では、上記左前輪速ＶＷＦＬと右前輪速Ｖ
ＷＦ　Ｒとの平均値により前輪速ＶＷＦが演算され、前
後加速度ｘＧの積分演算処理により車体速■（車両の対
地速度）が求められる。

ステップ５２では、前輪速ＶＷＦと車体速■とに基づい
て下記の式により前輪スリップ率Ｓｐが求められる。

ステップ５３では、ステップ５２に求められた前輪スリ
ップ率ＳＦがスリップ率しきい値８０以上であるかどう
かが判断される。

そして、斜≧Ｓｏの時にはステップ５４へ進み、前回の
ステップ数５ＴＥＰ　＋。ＬＯ）から１０を減じた値（
但し、５ＴＥＰ　＋０ＬＤＩ−１０≧Ｏ）をモータ３２
のステップ数５ＴＥＰにセットしてステップモータ３２
を１゜段階逆転するように指令する。

また、Ｓｐ＜Ｓｏの時にはステップ５％へ進み、前回の
ステップ数５ＴＥＰ　（。、。、に１０を加えた値（但
し、５ＴＥＰ　ｔ。ＬＤ＋　＋ＩＯ＜ＭＡＸ　）をモー
タ３２のステップ数５ＴＥＰにセットしてステップモー
タ３２を１０段階正転するように指令する。

ステップ５６では、ステップ５４またはステップ５５で
セットされたモータステップ数５ＴＥＰが得られるモー
タ駆動指令をステップモータ３２に出力する。

以上のように第２スロツトルバルブ３４の閉駆動による
エンジン駆動力の低減制御は、前輪スリップ率Ｓ、がス
リップ率しきい値３０以上である時に行なわれるように
した為、下記に述べるような作用を示す。

旋回走行時において、エンジン直結駆動輪である後輪７
．８に駆動スリップが発生しても、クラッチ締結駆動輪
である前輪１４．１５にホイールスピンの発生がない限
りトラクション制御は行なわれなく、上記前後輪駆動力
配分制御による車両のヨーコントロールはそのまま確保
される。

しかしながら、急加速旋回時や低摩擦係数路旋回時等で
、駆動力配分としてはほぼ前後輪等配分に制御されてい
るにもかかわらず、クラッチ締結駆動輪である前輪１４
．１５にホイールスピンが発生した場合には、トラクシ
ョン制御によりエンジン駆動力を減少する制卸が行ない
車輪横力を増大させることで、４輪ドリフトアウトによ
る旋回軌跡の膨らみの発生が抑制される。

即ち、前後輪共に過大なエンジン駆動力が与えられた状
態であり、そのまま放置した場合には、車輪横力が減少
して４輪ドリフトアウトによる旋回軌跡の膨らみが発生
することを、前輪１４．１５にホイールスピン発生によ
り予測している。

この結果、４輪ドリフトアウトの発生が予測されるまで
は前後輪駆動力配分制御による車両のヨーコントロール
が妨げられることはなく、車輪横力が減少する急加速旋
回時や低摩擦係数路旋回時等での４輪ドリフトアウトに
よる旋回軌跡の膨らみ発生がトラクション制御により有
効に防止される。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、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。

例えば、実施例ではＥＴＳコントローラとＴＣＳコント
ローラとを独立して設けた例を示したが、両者をコント
ロールユニットとしてまとめたものであっても良い。

また、実施例では、後輪駆動ベースの車両に前後輪駆動
力配分制御装置を適用した例を示したが、前輪駆動ベー
スの車両に前後輪駆動力配分制御装置を適用しても良い
。

また、実施例では、前後輪駆動力配分装置として、外部
からの制御油圧により伝達トルクを変更できる多板摩擦
クラッチを用いた例を示したが、外部制御により伝達ト
ルクが変更可能なりラッチであれば、例えば、制御型ビ
スカスクラッチや制御型オリフィスクラッチや電磁クラ
ッチ等を用いても良い。

また、実施例ではトラクション制御装置として、タンデ
ムスロットルバルブの第２スロツトルバルブ開閉制御に
よる例を示したが、エンジンのフューエルカット制御や
点火時期制御やジングルスロットルバルブ開閉制御や電
子制御トランスミッションによりギヤ比を高めにする制
御やブレーキ制菌等、他の制御手段やこれらのものを複
数組合わせた手段により制御を行なうものであっても良
い。

また、実施例では、トラクション制御において、前輪速
を左右前輪の平均速により求める例を示したが、タラク
ション制徊優先で、車両の旋回軌跡が膨らまない安定サ
イドの制御を行なう場合には、左右前輪のうちセレクト
ハイを行ない、早い方の速度を前輪速とすることにより
、早期にホイールスピンによる前輪横力減少を抑制する
ようにしても良い。一方、前後輪駆動力配分制鄭優先で
、ヨーコントロール性を十分に生かすには、左右前輪の
うちセレクトローを行ない、遅い方の速度を前輪速とす
ることにより、例えば、旋回中に、前外輪のトラクショ
ンを有効に生かすようにしても良い。

また、実施例では、前輪スリップ率Ｓｐの検出を前輪速
と車体速により得る例を示したが、以下に述べるように
、クラッチ締結力の関数として推定しても良い。

前輪側伝達トルクＴ＋、輪荷重り、タイヤ静荷重半径ｒ
、タイヤ制駆動剛性係数にとすると、前輪スリップ率Ｓ
Ｆは、 となり、タイヤ駆動力Ｑ＋、タイヤー路面間摩擦係数μ
、とすると、前輪側伝達トルク■、は、Ｔｆ＝Ｑケｒ　
＝　μ＋・Ｌ　Ｌｌｒ　　　　　　　−（２）となる。

よって、（＋）、　（２）式から、 μ　ず ５Ｆ＝−・・・（３） となる。

そして、タイヤ制駆動剛性係数には、タイヤ−路面間摩
擦係数μ、やタイヤのスリップ角により変わる。そこで
、ｋを横加速度Ｙ。と前後輪回転速度差ΔＮの関数とし
て、 ｋ＝　ｆ（ｙａ　、ΔＮ）　＝２０＋ＹＧ　　Ａ＊ΔＮ
で求められ、クラッチ締結力の関数として前輪スリップ
率ＳＦを推定することができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、駆動力配
分制御装置とトラクション制御装置とが同時に搭載され
た四輪駆動車のトラクション制御装置において、可変駆
動力配分クラッチの締結によりトルクが伝達されるクラ
ッチ締結駆動輪のスリップ値を基準とし、締結駆動輪ス
リップ値が過大となった場合に駆動力を減少するトラク
ション制御を行なう手段とした為、前後輪駆動力配分制
御による車両のヨーコントロールを確保しながら、同時
に、車輪横力が減少する急加速旋回時や低摩擦係数路旋
回時等での４輪ドリフトアウトによる旋回軌跡の膨らみ
をトラクション制御により抑制することが出来るという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の四輪駆動車のトラクション制御装置を
示すクレーム対応図、第２図は実施例のトラクション制
御装置が適用された四輪駆動車の全体システム図、第３
図は実施例装置のＥＴＳコントローラでの前後輪駆動力
配分制御作動の流れを示すフローチャート、第４図はＥ
ＴＳコントローラに設定されてい、る横加速度に対する
ゲイン特性図、第５図はＥＴＳコントローラでの前後輪
回転速度差に対する前輪側への伝達トルク特性図、第６
図は実施例装置のＴＣＳコントローラでのトラクション
制御作動の流れを示すフローチャートである。 ａ・・・可変駆動力配分クラッチ ｂ・・・前後輪駆動力配分制御手段 Ｃ・・・締結駆動輪スリップ値検出手段ｄ・・・トラク
ション制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）前後輪の一方へのエンジン直結駆動系に対し前後輪
   の他方への駆動系の途中に設けられた可変駆動力配分ク
   ラッチと、 前記可変駆動力配分クラッチに、旋回状態信号と前後輪
   回転速度差信号を基に決定した値のクラッチ締結力を与
   える制御を行なう前後輪駆動力配分制御手段と、 前記可変駆動力配分クラッチの締結によりトルクが伝達
   されるクラッチ締結駆動輪のスリップ値を検出する締結
   駆動輪スリップ値検出手段と、前記締結駆動輪スリップ
   値がスリップしきい値よりも大きい場合、締結駆動輪ス
   リップ値に応じて路面伝達駆動力を低減するトラクショ
   ン制御手段と、 を備えている事を特徴とする四輪駆動車のトラクション
   制御装置。