JPH03164334A

JPH03164334A - ４輪駆動車の駆動制御装置

Info

Publication number: JPH03164334A
Application number: JP25596489A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 憲一渡辺; Eiji Nishimura; 西村　栄持; Mitsuru Nagaoka; 長岡　満; Kaoru Toyama; 外山　薫
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-30
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1991-07-16
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2794207B2

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、特に、前輪と後輪との間で差動作
用を行うセンタディファレンシャルを備えた４輪駆動車
の駆動制御装置に関する。

（従来技術）自動車の４輪駆動装置においては、前輪と後輪との間に
センタディファレンシャルを設けることが従来から行わ
れている。このようにセンタディファレンシャルを設け
ることによって、その差動作用によりタイトコーナブレ
ーキ現象等が回避され安定した４輪駆動が可能になる。

しかし、このように４輪駆動装置にセンタディファレン
シャルを設けた場合には、悪路走行等においていずれか
の車輪がスリップを生じたり空転したときに、センタデ
ィファレンシャルの差動作用により全駆動力が減少する
ため、十分な走行性能が得られないということから、例
えばクラッチ手段からなる差動制限装置を設けて、前輪
の回転速度と後輪の回転速度との差が所定値以上となる
ようなスリップ状態においてはこの差動制限装置を作動
させて゛前輪と後輪とが直結された状態とし、それ以外
の走行時には差動制限装置の作動を解除してセンタディ
ファレンシャルの差動作用を許すよう構成することが従
来から行われている。そして、このようにセンダディフ
ァレンシャルを設けるとともにセンタディファレンシャ
ルの差動作用を制限する差動制限装置を設けた４輪駆動
車の駆動制御装置として、従来、例えば特開昭６２−２
６１５３公報に記載されているように、車輪の回転速度
や舵角等の情報を人力し、前・後輪の目標回転速度差を
舵角等によるマップから決定して、実際の回転・速度差
が目標回転速度差に近付くよう差動制限装置をフィード
バック制御するようにしたものが提案されている。

ところで、差動制限装置をフィードバック制御するにつ
いて制御目標値を上記のように回転速度差で設定するの
では、車両のいろいろな走行状態、例えばアンチロック
ブレーキシステム（略して、ＡＢＳ）のオン・オフ状況
，舵角が大きい場合のタイトコーナブレーキング，スタ
ックの発生等の種々の条件に応じて広範囲で多様な制御
特性を得ようとした場合に、各条件毎の数多くのマップ
と複雑な制御部を要することになり、処理時間が長くな
ってフィードバック制御の応答性が悪化するといった問
題が生ずる。そこで、制御目標をスリップ率によって設
定することにより、多様な条件に対応した簡潔な制御を
図ることが提案されている。

しかしながら、スリップ率によって制御目標値を設定し
たのでは、フィードバック制御においてこれを実際の駆
動状態を示す入力信号と比較して制御量を決定するまで
の処理時間が長くなるといった問題があって、応答性が
十分に向上されない。

（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、４
輪駆動車の差動制限手段によるスリップ率の制御の応答
性を向上させることを目的とする。

（発明の構成）本発明に係る４輪駆動車の駆動制御装置の構成は、第１
図（ａ）に示すように、駆動系が、前輪と後輪との間で
差動作用を行うセンタディファレンシャルと、該センタ
ディファレンシャルの差動作用を制限して前・後輪を直
結状態に近付ける差動制限手段とを備えた４輪駆動装置
で構成された４輪駆動車の駆動制御装置において、車輪
の回転速度を検出する車輪速度検出手段と、前・後車輪
間の目標スリップ率を設定する目標スリップ率設定手段
と、設定された目標スリップ率を前・後車輪の回転速度
差の目標値に変換する目標値変換手段と、前記車輪速度
検出手段の検出値より求めた前・後輪の回転速度差が前
記目標値変換手段により回転速度差に変換された制御目
標値になるよう前記４輪駆動装置の差動制限装置を制御
するフィードバック制御手段を備えたことを特徴として
いる。

また、本発明は、第１図（ｂ）に示すように、車両の駆
動状態を検出する駆動状態検出手段の出力により当該車
両の種々の走行状況を判断する走行状況判断手段を設け
、該走行状況判断手段により判断された走行状況に応じ
て目標スリップ率設定手段による目標スリップ率の設定
値を変更するよう構成することができる。

（作用）目標スリップ率設定手段によってスリップ率の形で設定
された制御目標値は、目標値変換手段によって前・後車
輪の回転速度差に変換される。そして、車輪速度検出手
段の検出値である前・後車輪の回転速度から求めた回転
速度差が、変換された上記目標値と比較され、実際の回
転速度差が目標回転速度差になるよう差動制限装置の操
作量が決定される。そして、それにより、センタディフ
ァレンシャルの差動作用が制限され、前・後輪の回転速
度差が上記制御目標値となるようフィードバック制御が
行われる。

また、目標スリップ率を車両の種々の走行状況に応じて
変更するよう構成したものにおいては、走行状況毎に最
適な目標値が選択される。

（実施例）以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す全体システム図である
。この実施例において、エンジンとトランスミッション
とからなるパワープラントｌは車両前部に縦置きで配置
され、その出力軸２は後方へ車両中間部まで延びてセン
タディファレンシャル３にギヤ連結されている。そして
、センタディファレンシャル３の、二つの出力部から前
輪駆動軸４および後輪駆動軸５が前後に延び、それらの
先端にはフロントディファレンシャル６およびリャディ
ファレンシャル７を介し左右前輪８．９および左右後輪
１０．１１の車軸１２，１３，１４，ｌ５がそれぞれ連
結されている。

センタディファレンシャル３には、差動制限のための油
圧クラッチ１６が設けられている。そして、この油圧ク
ラッチ１６へ締結油圧を供給する油圧通路Ｉ７には、コ
ントローラ１８によってデューティ制御される油圧制御
弁１９が設けられている。

車両には、四つの車輪８〜１ｌのそれぞれの回転速度を
検出する回転速度センサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０
ｄが設けられ、これらセンサ２０ａ〜２０ｄの検出信号
は上記コントローラｌ８に入力される。

また、コントローラ１８には、エンジンのスロットル弁
２ｌに付設されたスロットル開度センサからのスロット
ル開度信号，ハンドル２２の操作角度（舵角）を検出す
る舵角センサからの舵角信号，上記油圧通路ｌ７に設け
られた油圧センサ２３からの油圧信号および浦温センサ
２４からの油温信号がそれぞれ入力される。さらにまた
、コントローラｌ８には、アンチロックブレーキシステ
ム（ＡＢＳ）を制御するＡＢＳコントローラ２５からの
ＡＢＳ信号．電子制御式自動変速機（ＦＡＴ）の制御装
置であるＦＡＴコントローラ２６からのギヤ位置信号等
が入力される。

？３図（ａ）は上記制御システムにおける制御系の全体
ブロック図である。この図に見るように、制御系は判断
部（Ａ）と制御部（Ｂ）に分けられていて、判断部（Ａ
）には車両の駆動状態を示す上記各信号が人力される。

そして、判断部（Ａ）では、第３図（ｂ）に示すように
、例えば、左右前輸８，９の回転速度ωＦＲ，ωＦＬか
ら前輪速度ω，が計算され、左右後輪ｔｏ，ＩＩの回転
速度ω３■．ωＲＬから後輪速度ω８か計算される。そ
の池、四つの車輪８〜ＩＩの回転速度のうち最も小さい
回転速度の値によって車速Ｖが計算され、また、前輪速
度ω，および後輪速度ω８から前後輪速度比Ｓと前後輪
速度差Δωが計算される。また、判断部では、各入力信
号および上記各計算値を基に、Ａ　Ｂ　Ｓが“ＯＮ”の
状態，アンチロックブレーキング時，スタック状態．発
進時等の走行状況の判断が行われる。そして、各走行状
況に応じた制御目標値が設定される。この制御目標値は
、スタック制御等を除き、まずスリップ率ΔＳの上限Δ
Ｓ１１１１１Ｋおよび下限ΔＳ　ｓｉｎの設定の形で行
われる。こ？で、上限ΔＳ■８とは、前輪速度ω，が後
輪速度ω８より大きい場合の設定値であって、後述する
不感帯の上限を規定する。また、下限ΔＳ　ｓ＋Ｉｎと
は、後輪速度ω３が前輪速度ω，より大きい場合の設定
値であって、同じく不感帯の下限を規定する。

そして、これらΔＳ　ｍａｔおよびΔＳ　ｍＬｎは、前
輪速度ω，および後輪速度ωＲの大きい方（走行状態に
よっては小さい方）の値を乗ずることによって回転速度
差の上限Δωｆｆｉａ！および下限Δω■７に変換され
る。また、スタック制御等においては、直接Δω■８お
よびΔω■０の設定がなされる。

また、第３図（ｃ）は上記制御部（Ｂ）の詳細ブロック
図であり、第４図はこの制御部（Ｂ）において規定され
る制御特性の詳細図である。制御部（Ｂ）には上記判断
部（Ａ）によって設定された回転速度差の上限Δω■８
および下限Δω１，，が入力される。制御部（Ｂ）では
、実際の回転速度差Δωが上限Δω■８を越えないとき
、あるいは下限Δω１．，を越えないときはクラッチ油
圧の目標＠Ｔ■エ（前輪速度ωｔが後輪速度ωＲより太
き？場合）あるいはＴ．．１。（後輪速度ω、が前輪速
度ω，より大きい場合）をゼロとして、センタディファ
レンシャル３の自由な差動作用を許す。そして、Δωが
上限Δω．．８を越えたとき、あるいは下限Δω■０を
越えたときは、その差に応じてリニアにＴ．■およびＴ
１，１を変化させる。つまり、上限Δωｗａａｘおよび
下限Δω１．，によって規定される領域を一種の不感帯
とする比例制御を行う。そして、ΔωとΔω．．えとの
差、あるいはΔωとΔωｓｌｎとの差が一定限度を越え
ると、リミッタを働かせて最大油圧とする。次いで、制
御部（Ｂ）ではこれら上限側および下限側の目標クラッ
チ油圧Ｔ．．８およびＴ　ｗｒ　１　ｎの加算信号を発
生させて、その加算信号Ｔにタイムラグをもってゲイン
Ｋを掛けることで、Ｔが最大のときに実際に最大の締結
油圧となるよう油圧制御井ｌ９の制御ｆｆｉＭを決定す
る。そして、その制御ＩＭを油温等の補正信号によって
浦正し、バルブ制御信号として出力する。

なお、このように制御系を判断部（Ａ）と制御部（Ｂ）
とに分け、その各々の処理を別個のルー？ンで行わせる
ようにした場合、判断部の処理をメインルーチンとし、
制御部の処理は割り込みによって行う。

この実施例では、上記のようにスリップ率が回転速度差
に変換されて出力されるため、回転速度差の形で見る実
際の駆動状態との比較が容易であって、そのため制御の
処理時間が短縮される。また、スリップ率は変動があっ
て振れが大きいが、これを回転速度差に変換することで
安定した目標値が得られる。

また、走行状況に応じて上記のように上限Δω．．８と
下限Δω■．を設定し、これらによって規定される領域
を不感帯とする制御を行うようにするので、多様な制御
特性が容易に得られる。その際、上限Δω。．あるいは
下限Δωｓｉｎを越えた領域での特性は、二次曲線等い
ろいろな形に変更することができ、また、ΔωＩｌｌａ
ｘおよびΔω１ｎの値の取り方によって、ロック領域を
広げたり、あるいはフリー領域を広げたりといった特性
の変更も簡単に行える。

次に、上記実施例の制御を第５図および第６図に示すフ
ローチャートを基に詳細に説明する。

第５図は入力部および判断部の処理を実行するフローを
示す。

スタートし、まず、四つの車輪８〜１ｌのそれぞれの回
転速度ωＦＲＩωＦＬ．ωＲＲ．ωＲＬを入力し、次い
で、舵角θ．油温０．Ｔ．，油圧０．Ｐ．　　ＡＢＳ信
号．ギヤ位置Ｇ．スロットル開度Ｔ　Ｈ　Ｏを順次入力
する。

そして、ω問，ωＦＬＩ　ωＲＲ，ωＲＬのうち最も小
さい値を基に車速Ｖを計算する。また、左右前輪８．９
の回転速度ωＦＲ．ωＦＬから前輪速度ω，を計算し、
左右後輪１０．１１の回転速度ωＲＲ，ωＲＬから後輪
速度ω８を計算する。そして、前輪速度ω，および後輪
速度ω３から前後輪速度比Ｓを求め、次いで前後輪速度
差Δωを計算する。

つぎに、各走行状態の判断のステップに移り、まず、Ａ
ＢＳが“ＯＮ”の状態かどうかを見ろ。

そして、イエスすなわちＡＢＳが“ＯＮ”であれば、目
標スリップ率の上限ΔＳ　＠ａＸを１０と設定？、下限
ΔＳ　ｗｅ　ｌ　ｎを−１０と設定する。センタディフ
ァレンンヤル３の自由な差動作用を許した状態ではＡＢ
Ｓとしての機能が働かないため、ここではある程度スリ
ップ率を制限することになる。

そして、ΔＳＩＩａｘに前輪速度ω，と後輪速度ω３の
うちの大きい方の値を掛ける形でΔＳ■８を回転速度差
の上限Δω■３に変換し、また、同様にΔＳ　＋ｓ　ｌ
　ｎにω，とω３のうちの大きい方を掛ける形てΔＳ１
．，を回転速度差の下限Δω．ｎに変換する。

また、Ａ　Ｂ　Ｓ　ｈ＜″ＯＮ″でないときは、つぎに
タイトコーナブレーキング制御の状況かどうかを判断す
るステップに移り、まず、ハンドル舵角θが例えば３６
０゜といった所定の角度より大きいかどうかを見て、イ
エスであれば、つぎに、車速Ｖが１　０　ｋｍ／ｈより
小さいかどうかを見る。

そして、Ｖ＜ｌＯｋｍ／ｈであれば、内輪差が大きくて
タイトコーナブレーキングが発生する状況と判断して、
前輪側により大きな回転速度を許容するよう、Δω■、
を５０とし、Δω、１はゼロとする。

また、θ≦３６０＠あるいはＶ≧１　０　ｋｍ／ｈであ
るときは、つぎにスタック制御を判断するステップに移
る。そして、Ｖ　＜　５　ｋｍ／ｈかどうかを見て、Ｖ
　＜　５　ｋｍ／ｈであれば、スロットル開度ＴＨＯが
２０％より小さいかどうかを見て、小さければ、つぎに
前後輪速度比Ｓが２より大きいかどうかを見る。そして
、Ｖ　＜　５　ｋｍ／ｈで、ＴＨＯ＜２０％で、かつＳ
＞２ということであれば、スタックが発生していると判
断し、直結状態となるようΔω．．．ＸおよびΔω１，
，をゼロにする。

■≧５　ｋｍ／ｈ，　Ｔ　Ｈ　Ｏ≧２０％あるいはＳ≦
２であって、スタック発生の状況でないというときは、
つぎに発進制御の状況を判断するステップに移る。

そして、まず、Ｖ　＜　２　０　ｋｍ／ｈかどうかを見
て、■＜　２　０　ｋｍ／ｈであれば、つぎにギヤ位置
Ｇが１速かどうかを見る。

１速であれば、つぎにＴＨＯ≧５０％かどうかを見て、
イエスであれば、つぎにθく６０゜かどうかを見る。そ
して、■＜　２　０　ｋｍ／ｈで、ギヤ位置Ｇが１速で
、ＴＨＯ≧５０％で、θく６０゜であ？というときは、
発進制御の状況であると判断し、この場合には直結状態
に近付くようΔＳ　ｗａｘを０．０２とし、ΔＳ　ｍＬ
ｎを−０．０１とする。そして、このΔＳ■８およびΔ
Ｓ■１を、それぞれに前輪速度ω，および後輪速度ω８
の小さい方の値を乗ずることによって回転速度差の上限
Δωｗａｘおよび下限Δωｓｉｎに変換する。

つぎに、Ｖ　≦２　０　ｋｍ／ｈか、ギヤ位置Ｇが１速
以外か、ＴＨＯ＜５０％か、θ≧６０゜のいずれかであ
るときは、つぎの状況判断のステップに移る。

ここでは、まず、車速■が７　０　ｋｍ／ｈを越えてい
るかどうかを見て、７　０　ｋｍ／ｈを越える高速走行
時というときは、つぎに、前後輪速度比Ｓが１．２より
大きいかどうかを見る。そして、Ｖ＞７０ｋｍ／ｈでＳ
＞１．２ということであれば、いずれかの車輪が滑動状
態で内部循環トルクが大きくなって燃費の悪化しやすい
状況であると判断して、ΔＳ■８は０．５、ΔＳ　＋ａ
ＬＩ’ｌは−０．５というようにある程度の差動作用を
許すような目標値を設定する。

そして、このΔＳ　ｗａｘおよびΔＳ■。を、それぞれ
？前輪速度ω，および後輪速度ω８の小さい方の値を乗
ずることによって回転速度差の上限ΔωｍａＸおよび下
限Δω１ｎに変換する。

そして、以上のような状況でないときは、他の走行状況
を判断するステップに移り、それぞれの状況に応じた制
御目標値を設定することになる。

このようにして設定され変換された上限および下限の目
標値ΔωｓａｘおよびΔω■。は制御部へ出力される。

第６図は制御部の処理を実行するフローである。

ここでは、スタートして、まず、ΔωｗａｘおよびΔω
１ｎを入力する。

つぎに、実際の前後輪速度差Δωを入力し、次いで、Δ
ωが上限−Δω．．６Ｋを越えていないかどうかを見る
。そして、Δ、ωが上限Δω。８を越えていない（Δω
一Δω。８≦０）ということであれば、第４図（ａ）に
示す特性に従って目標クラッチ油圧の上限Ｔ■８をゼロ
とする。

また、ΔωがΔωｍｍＫを越えた（Δω−Δω１■〉０
）というときは、つぎに、ΔωとΔω．ａｘと？差が一
定限度Ａ以内であるかどうかを見て、一定限度Ａ以内で
ある（Δω一Δω．．■≦Ａ）というときはＴ１．８を
１／Ａ・（Δω−Δωヨ■）の形で設定する。

一方、ΔωとΔω■えとの差が一定限度Ａを越えた（Δ
ω−Δω，．。え＞Ａ）というときは、リミッタを働か
せてＴ　ｗａｘを１に制限する。

また、同様にしてΔωとΔω．．，の値を基に、第４図
（ｂ）の特性に従い下限Ｔ　＋ｅ　ｌ　ｎの設定を行う
。

そして、つぎに、Ｔ■８とＴ　ｍ　Ｌ　ｎの二つを加算
する形でクラッチ油圧の目標値Ｔを求め、次いで、リミ
ッタを働かせてＴの値を１以下に制限した後、ゲインＫ
を掛けてクラッチ油圧の制御量Ｍを決定する。

つぎに、油温（　０　．Ｔ　．）による補正量Ｃを加え
最終的な制御量Ｍによって油圧制御弁ｌ９の制御を行う
。

（発明の効果）本発明は上記のように構成されているので、４輪駆動車
において前後輪のスリップ率を応答性良くフィードバッ
ク制御することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の全体構成図、第２図は
本発明の一実施例の全体システム図、第３図（ａ）〜（
Ｃ）は同実施例における制御系の構成を示すブロック図
、第４図は同実施例における制御特性図、第５図および
第６図は同実施例の制御を実行するフａ−チャートであ
る。ｌ・パワープラント、３：センタディファレンシャル、
８〜ｌｌ：車輪、ｌ６：油圧クラッチ（差動制限装置）
、ｌ８；コントローラ、ｌ９：油圧制御弁、２０ａ〜２
０ｄ：回転速度センサ、２ｌ：スロットル弁、２２：ハ
ンドル、２５：ＡＢＳコントローラ、２６：ＥＡＴコン
トローラ、（Ａ）：判断部、（Ｂ）：制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動系が、前輪と後輪との間で差動作用を行うセ
ンタディファレンシャルと、該センタディファレンシャ
ルの差動作用を制限して前・後輪を直結状態に近付ける
差動制限手段とを備えた４輪駆動装置で構成された４輪
駆動車の駆動制御装置において、車輪の回転速度を検出
する車輪速度検出手段と、前・後車輪間の目標スリップ
率を設定する目標スリップ率設定手段と、設定された目
標スリップ率を前・後車輪の回転速度差の目標値に変換
する目標値変換手段と、前記車輪速度検出手段の検出値
より求めた前・後輪の回転速度差が前記目標値変換手段
により回転速度差に変換された制御目標値になるよう前
記４輪駆動装置の差動制限装置を制御するフィードバッ
ク制御手段を備えたことを特徴とする４輪駆動車の駆動
制御装置。
（２）車両の駆動状態を検出する駆動状態検出手段の出
力により当該車両の種々の走行状況を判断する走行状況
判断手段を設け、該走行状況判断手段により判断された
走行状況に応じて目標スリップ率設定手段による目標ス
リップ率の設定値を変更する請求項１記載の４輪駆動車
の駆動制御装置。