JPH04154429A - ４輪駆動車 - 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） この発明は、オーバステア（Ｏ３）特性およびアンダー
ステア（ＵＳ）特性の制御範囲を拡大させた駆動力配分
制御装置を備えた４輪駆動車に関する。

（従来の技術） 自動車の運動性能向上や悪路走破性を向上するために、
従来、４輪駆動車が知られている。従来の４輪駆動車は
、例えば、第９図に示すように、エンジンＥからの駆動
力を、油圧湿式多板クラッチＣＬＩ、ＣＬ２により前後
輪にトルク配分している。この前後輪のトルク配分は、
例えば、車体に発生する横加速度、路面状況等に応じて
決定し、種々の走行状態に適合する運動性能を実現しよ
うとしている。そして、クラッチＣＬ１．ＣＬ２から前
輪および後輪への駆動力は、差動ギアＤＩ。

Ｄ２を介して各左右の車輪に伝達され、これらの差動ギ
アＤＩ、Ｄ２により左右輪の回転速度差を吸収している
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の４輪駆動車においては、前後輪の
駆動力配分の方式は、全輪駆動から後輪のみの駆動、ま
たは前輪のみの駆動に切り換えたり、前輪および後輪間
で一方の駆動力の一部を他方に配分するといた方式であ
った。

これを第５図を参照してより詳しく説明すると、第５図
においては、横軸は、正側に前輪の駆動力を、負側に前
輪の制動力を表し、縦軸は、正側に後輪の駆動力を、負
側に後輪の制動力を表すものとすると、上述した従来の
駆動力配分方式では、いずれも第５図の第１象限ないし
は第３象限内での駆動力または制動力の配分を行ってい
ることになる。ところで、旋回加速時の駆動力配分を考
えると、同一加速度であっても、前後輪の駆動力の配分
によって種々のＵＳ１０Ｓ特性が得られる。

第５図の実線Ａは等加速度線を示しており、いま、太実
線で示すニュートラルステア線（ＮＳ線）と等加速度線
Ａとが交わる作動点Ａ５ては、ニュートラルステア特性
（ＮＳ特性）が得られ、ＮＳ線より前輪駆動力が小であ
ると、Ｏ８特性の傾向が強まり、大であるとＵＳ特性の
傾向が強まる。なお、図中−点鎖線はｏｓｓｏ％線を、
二点鎖線はＵ３５０％線をそれぞれ示す。

第５図は、車両の旋回時に駆動力配分を調整し、タイミ
ングよくＯ８化制御あるいはＵＳ化制御を実行すると旋
回性能の向上を図ることができることを示している。し
かしながら、従来の４輪駆動車では、等加速度線Ａが縦
軸と交わる作動点Ａｌから、横軸と交わる作動点Ａ２間
で駆動力配分か行なわれるたけ、車両の旋回時のＯ８化
制御あるいはＵＳ化制御を実行するには、制御域か狭か
った。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、特に、旋回時のＵＳ１０Ｓ化制御範囲の拡大を図り
、旋回性能の向上と共に直進安定性の向上をも図った４
輪駆動車を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明によれば、内燃エン
ジンの駆動力を駆動力配分制御装置を介して前輪および
後輪に伝達する４輪駆動車において、前記駆動力配分制
御装置は、前輪と後輪の回転数比を制御することにより
、前輪および後輪への駆動力の配分範囲を前輪駆動かつ
後輪制動、または前輪制動かつ後輪駆動の範囲まで拡大
させたことを特徴とする４輪駆動車か提供される。

（作用） 駆動力配分制御装置は、前輪と後輪の回転数比を制御す
ることにより、旋回加速時においても、一方の車輪に制
動力を発生させ、その分他方の車輪の駆動力を増大させ
て前後輪のコーナリングフォースのアンバランス量の増
大によるＯ３／ＵＳ化制御力を拡大させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基ついて詳細に説明する
。

第°１図は、本発明に係る４輪駆動車を示し、エンジン
Ｅの駆動力は、駆動力配分制御装置１０を介して前輪お
よび後輪に配分される。この駆動力配分制御装置１０は
、詳細は後述するように、前後輪の回転数比を所定の値
に制御することにより前後輪の駆動力の配分を制御する
ものである。駆動力配分制御装置１０は、前輪側駆動軸
２０を介して差動装置Ｄｉに、後輪側駆動軸２１を介し
て差動装置Ｄ２にそれぞれ接続されている。前輪側の差
動装置ＤＩは左右の車軸２２．２３を介してそれぞれ左
右の車輪ＦＬ、ＦＲに接続されている。

後輪側の差動装置Ｄ２も前輪側と同様に、左右の車軸２
４．２５を介してそれぞれ左右の車輪ＲＬ。

ＲＲに接続されている。

駆動力配分制御装置ＩＯとしては、前後輪の回転数比を
無段階に制御可能な無段変速機であればよく、ベルトド
ライブ方式、リングコーン方式等のＣＶＴ装置（Ｃｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｔｒａｎｓｍ
ｉｓｓｉｏｎ）であってもよいし、前輪側の駆動軸がリ
ングギアに、後輪側の駆動軸がサンギアに接続された遊
星歯車装置であってもよい。遊星歯車装置の場合、ピニ
オンギアを回転自在に支持するキャリアをサーボモータ
により正転ないしは逆転させることにより前後輪の回転
数比を無段階に変化させることができる。

第２図は、駆動力配分制御装置１０の内部構成の一例を
示し、エンジンＥの回転は、差動装置Ｄ３を介して前後
輪への駆動軸２０．２１に伝達されるが、各駆動軸２０
．２１はＣＶＴ装置１２により連結され、このＣＶＴ装
置１２のプーリー比を変化させることにより前後輪の回
転数比を制御するものである。

第３図は、駆動力配分制御装置１０の別の態様を示腰エ
ンジンＥの回転が一方の駆動軸、例えば後輪駆動軸２１
に伝達され、前後輪の駆動軸２０゜２１かＣＶＴ装置１
４により連結されている。そして、このＣＶＴ装置１４
のプーリー比を変化させることにより前後輪の回転数比
を制御するものである。

駆動力配分制御装置ｌＯの、上述のようなＣｖＴ装置の
ブーり比の制御は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０により
駆動力配分制御装置１０への作動油圧の供給を制御する
ことにより行なわれる。電子制御装置４０には、回転数
比制御に必要な種々の運転情報、例えば、各車輪速Ｖｗ
、ステアリングの操舵角θ□、車体に発生する横加速度
や前後加速度Ｇ１エンジンＥの駆動トルクＴｚ、スロッ
トル弁開度θＴイ等の信号が各種センサから入力される
。

電子制御装置４０は、上述した各種センサからの各種運
転情報信号をフィルタリング、増幅、サンプリング、Ａ
／Ｄ変換等を行ってデータとじて読み込んだり、後述す
る制御プログラムの実行による演算結果に基づき、前述
の駆動力配分制御装置ＩＯへの駆動信号を出力するＩ１
０インターフェイス、詳細は後述する駆動力配分制御プ
ログラムを実行する中央演算装置（ＣＰＵ）、前述の駆
動力配分制御プログラムや各種プログラム変数値、演算
結果等を記憶する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等から
構成されている。

次に、本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御装置の作用
を、第４図に示す駆動力配分制御ルーチンのフローチャ
ートを参照して説明する。

電子制御装置４０は、先ず、ステップＳＩＯにおいて上
述した各種運転情報を入力する。このとき、各輪に取付
られた車輪速センサからの検出信号に基づき各輪の回転
速度が演算され、左右の前輪の回転速度の平均から前輪
の回転速度ωｆが、同様に、左右の後輪の回転速度の平
均から後輪の回転速度ω「が演算される。

次に、入力したステアリング操舵角θ８から前後輪の旋
回軌跡差が演算され（ステップ５１２）、この旋回軌跡
差を用いてステップＳ１０で得られた前後の回転速度ω
ｆおよびωｒを補正する（ステップ５１４）。このとき
、得られる各補正値ωｒ゛およびω「゛が等しいとき（
ωｆ’＝ωｒ°）、ニュートラルステア（ＮＳ）状態で
運転されていることを意味し、ωｆ’＞ω「°のとき、
ＵＳ特性状態で運転され、ω（”＜ωｒ゛のとき、Ｏ８
特性状態で運転されていることを意味する。

次いで、電子制御装置４０は上述した各種運転情報から
ＵＳ特性状態で運転すべきか（ステップ５１６）、或い
はＯ８特性状態で運転すべきかを判定する（ステップ８
１８）。このとき、運転状態からどの程度のＵＳ化制御
を実行すべきか、或いはＯ８化制御を実行すべきかも演
算される。

ステップＳ１６および１８の判別結果がいずれも否定（
Ｎｏ）の場合、電子制御装置４０はステップＳ２０を実
行して前後輪の補正された回転速度が等しくなるように
（ωｆ’＝ωｒ°）、駆動力配分制御装置１０に駆動信
号を出力する。すなわち、前述のステップＳ１４で求め
た回転速度補正値に差があると、この差を０にする方向
に前後輪の回転数比を変化させ、ステップＳ１６および
１８の判別結果がいずれも否定である限り、このステッ
プＳ２０を繰り返し実行して前後輪の補正された回転速
度を等しくさせる。

ステップＳ１６の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、す
なわち、ＵＳ化制御を実行すべきであると判別されたと
き、電子制御装置４０はステップＳ２２を実行し、駆動
力配分制御装置ｌＯに駆動信号を出力して補正された前
後輪の回転数比が、ωｆ’＞ωｒ′となる所要値に制御
する。この結果、後輪が引きずり状態となり、後輪弱制
動状態かつ前輪駆動力増大が実現され、ＵＳ特性の傾向
が強まる。

一方、ステップＳ１６の判別結果が否定で、かつ、ステ
ップＳ１８の判別結果が肯定の場合、すなわち、Ｏ８化
制御を実行すべきであると判別されたとき、電子制御装
置４０はステップＳ２４を実行し、駆動力配分制御装置
ＩＯに駆動信号を出力して補正された前後輪の回転数比
が、ωｒ’＞ωｆ′となる所要値に制御する。この結果
、前輪か引きずり状態となり、前輪弱制動状態かつ後輪
駆動力増大が実現され、Ｏ８特性の傾向が強まる。

なお、上述したステップ３１６および１８のＵＳ化制御
およびＯ８化制御を実行すべきか否かを判定する方法に
ついては、特に限定されるものでなく、種々の判定方法
を適用することかできる。

本発明の４輪駆動車では、前後輪の回転数比を制御する
ことにより、前輪制動状態かつ後輪駆動状態、或いはそ
の逆の後輪制動状態かつ前輪駆動状態が実現できること
になり、ＵＳ１０Ｓ化制御範囲が拡がったことになる。

これを第５図を参照して説明すると、エンジンＥの駆動
力が一定である場合、本発明のＯ８化制御を実行すると
、例えば前述した等加速度線Ａ上の作動点Ａ５　　にュ
ートラルステア特性状態にある点）から前輪駆動力が減
少する方向に変化し、従来の４輪駆動車の作動限界点Ａ
ｔを超えて前輪弱制動領域（第５図の第２象限）に入り
、後輪駆動力の増大が実現する。

一方、本発明のＵＳ化制御を実行すると、等加速度線Ａ
上の作動点Ａ５から前輪駆動力か増大する方向に変化し
、従来の４輪駆動車の作動限界点Ａ２を超えて後輪弱制
動領域（第５図に示す第４象限）に入り、前輪駆動力の
増大か実現する。この結果、本発明の４輪駆動車におい
ては、ＵＳ１０Ｓ化制御範囲か、等加速度線Ａについて
言えば、Ａ３点からＡ４点の範囲に拡大することになる
。

このことは、加速度を増大することなく、換言すれば、
低加速域でもＵＳ１０Ｓ特性を大きく変化させることが
できることを意味している。

第６図は、基準状態におけるタイヤの摩擦内を用いて駆
動力（制動力）とコーナリングフォースとの関係を示す
ものであり、この図から前輪および後輪の駆動力がそれ
ぞれ値ＤＦｆおよびＤＦｒであるときの、それぞれのコ
ーナリングフォースの大きさが分かる。いま、これらの
駆動力の和である総組動力Ｄ　（＝ＤＦｆ＋ＤＦｒ）を
一定に保ち、前輪および後輪の駆動力配分を変化させた
場合を考えると、従来の４輪駆動車では、ＵＳ化制御を
実行するときには、第７Ｂ図で示すように、後輪駆動力
が０で、前輪のみを駆動する場合がＵＳ化制御の限界で
あった。一方、本発明の４輪駆動車によれば、後輪を弱
制動状態にし、前輪の駆動力をその分増大させることが
できるから、後輪および前輪に作用するコーナリングフ
ォースのアンバランス量が増大する結果（第７Ａ図に示
す略Ｘｕｓ分だけ増大する）、ＵＳ化制御の制御幅を増
大させることができ、旋回時のスピン抑制に役立たせる
ことができる。

Ｏ８化制御を実行するときには、従来の４輪駆動車では
、第８Ｂ図で示すように、前輪駆動力が０で、後輪のみ
を駆動する場合がＯ８化制御の限界であった。一方、本
発明の４輪駆動車によれば、前輪を弱制動状態にし、後
輪の駆動力をその分増大させることができるから、後輪
および前輪に作用するコーナリングフォースのアンバラ
ンス量が増大する結果（第８Ａ図に示す略Ｘｏｓ分だけ
増大する）、Ｏ８化制御の制御幅を増大させることがで
き、旋回時のドリフト抑制に役立たせることができる。

４゜ なお、エンジンブレーキ側においても、従来第５図の第
３象限だけの制御が実行されていたが、これを第２象限
および第４象限に制御領域を拡大させることにより、旋
回特性の向上を図ることができる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の４輪駆動車に依れば、駆動
力配分制御装置により前輪と後輪の回転数比を調整して
前輪および後輪への駆動力の配分範囲を前輪駆動かつ後
輪制動、または前輪制動かつ後輪駆動の範囲まで拡大さ
せるようにしたので、ＵＳ１０Ｓ化制御範囲が拡大する
結果、車両旋回時のスピンやドリフトを容易に抑制する
ことができ、コーナリング特性の向上と同時に直進安定
性の向上も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の４輪駆動車の概略構成を示すブロッ
ク図、第２図は、第１図の駆動力配分制御装置の構成例
を示すブロック図、第３図は、第１図の駆動力配分制御
装置の別の構成例を示すブロック図、第４図は、第１図
に示す電子制御装置４０により実行される駆動力配分制
御の制御手順を示すフローチャート、第５図は、前輪お
よび後輪の駆動力および制動力に対する、ＵＳ特性領域
およびＯ８特性領域を示すグラフ、第６図は、基準状態
のタイヤ摩擦内を用いて、前輪および後輪の駆動力（制
動力）とコーナリングフォースとの関係を示すグラフ、
第７Ａ図および第７Ｂ図は、本発明および従来の４輪駆
動車によるＵＳ化制御時の前輪および後輪のコーナリン
グフォースの制御範囲を示すグラフ、第８Ａ図および第
８Ｂ図は、本発明および従来の４輪駆動車によるＯ８化
制御時の前輪および後輪のコーナリングフォースの制御
範囲を示すグラフ、第９図は、従来の４輪駆動車の構成
を示すブロック図である。 １０・・・駆動力配分制御装置、１２．１４・・・ＣＶ
Ｔ装置、２０．２１・・・駆動軸、２２〜２５・・・車
軸、４０・・・電子制御装置、Ｅ・・・内燃エンジン、
ＤＩ〜Ｄ３・・・差動装置。 第 図 第２図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンの駆動力を駆動力配分制御装置を介して前
   輪および後輪に伝達する４輪駆動車において、前記駆動
   力配分制御装置は、前輪と後輪の回転数比を制御するこ
   とにより、前輪および後輪への駆動力の配分範囲を前輪
   駆動かつ後輪制動、または前輪制動かつ後輪駆動の範囲
   まで拡大させたことを特徴とする４輪駆動車。