JPH04169335A - ４輪駆動車の不等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、センターディファレンシャル装置を備えてト
ルク配分制御される４輪駆動車において、前後輪のトル
ク配分を走行条件に応じてアクティブに不等配分する不
等トルク配分制御装置に関し、詳しくは、制動時のＡＢ
Ｓ作動の有無に関連した差動制限制御に関する。

〔従来の技術〕

センターディファレンシャル装置を備えたフルタイム式
４輪駆動車において、センターディファレンシャル装置
の基準トルク配分を後輪偏重に設定する。また、センタ
ーディファレンシャル装置には差動制限装置を付設して
、差動制限トルクを後輪偏重から直結した場合の車重配
分の間で電子的に制御する。この不等トルク配分制御系
により、常に後輪を先にスリップさせて４輪スリップを
防ぎ、ＦＲ傾向の駆動で操縦性、旋回性等を向上し、更
に広い制御領域を得る方式が、本件出願人により既に提
案されている。そして、この広い制御領域で各走行条件
に応じて差動制限トルクを適正に定め、最適に電子制御
することが開発されている。

ここで、かかる後輪偏重をベースとした不等トルク配分
制御系において、ブレーキ操作による制動時の差動制限
制御に関しては、主として高μ路の路面状態での通常制
動の場合と、低μ路の路面状態で車輪ロックを防止する
ためＡＢＳ制御系が作動する場合とが考えられる。ここ
て、本件のトルク配分制御は本来４輪での駆動性能を効
果的に発揮するためてあり、制動の場合はこの技術思想
か不要になる。従って、上述の通常制動とＡＢＳ作動時
には、それぞれ制動とＡＢＳの機能が充分発揮できるよ
うに考慮することが望まれる。

そこで、従来上記制動時の差動制限制御に関しては、例
えば特開昭６３−７８８２３号、特開昭８３−１３４３
４６号の各公報の先行技術かある。ここで、制動状態が
判断された場合、更には低μ路に限り差動制限を解除す
る。また、ＡＢＳ作動時には差動を制限または解除する
ことか示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、上記先行技術のものにあっては、通常制動と
ＡＢＳ作動の場合か各別に取扱われており、制動時にこ
れらの両者が共存する場合に適切に制御できない。また
、ＡＢＳ作動の場合については差動制限を解除する傾向
にあるが、ＡＢＳ機能を助長する方向で対処することが
望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、差動制限トルクにより後輪偏重から車
重配分の広い領域で、前後輪のトルクを制御する不等ト
ルク配分制御において、制動時の通常制動とＡＢＳ作動
の場合に各機能を適切に生じ、且つＡＢＳ作動の際の機
能を向上することか可能な４輪駆動車の不等トルク配分
制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の４輪駆動車の不等ト
ルク配分制御装置は、基準トルク配分を後輪偏重の不等
トルク配分に定めるセンターディファレンシャル装置の
差動を制限することで、前輪偏重のトルク配分に制御す
る差動制限装置ｌを有するセンターディファレンシャル
装置付４輪駆動車において、差動制限装置を制御する制
御ユニットは、少なくとも通常制動を判断して差動制限
トルクを零に設定する手段と、ＡＢＳ作動を判断して所
定の小さい差動制限トルクに設定する手段と、これらの
両差動制限トルクの共存の有無を判断して、共存する場
合はＡＢＳ作動側を優先させる手段とを備えるものであ
る。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、４輪駆動での車両走行時に、制御ユ
ニットでは少なくとも制動時に通常制動とＡＢＳ作動が
判断され、いずれか一方の場合は各差動制限トルクがそ
のまま出力して、制動性能またはＡＢＳ機能を向上する
。また、両者が共存すると、ＡＢＳ作動側が優先されて
ＡＢＳ機能を向上することになり、この優先指示により
ＡＢＳ作動の故障の際には通常制動の状態に保持するよ
うにフェイルセーフされ、４輪ロック等の不具合を防止
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２図において、センターディファレンシャル装置を備
えたフルタイム式４輪駆動車の駆動系の概略について述
べると、符合Ｉはエンジン、２はクラッチ、３は変速機
であり、変速機出力軸４がセンターディファレンシャル
装！２０に入力している。センターディファレンシャル
装置２ｏがら前方にフロント駆動軸５が、後方にリヤ駆
動軸Ｂが出力し、フロント駆動軸５はフロントディファ
レンシャル装置７．車軸８を介して左右の前輪９に、リ
ヤ駆動軸６はプロペラ軸１ｏ、リヤディファレンシャル
装置化車軸１２を介して左右の後輪１３にそれぞれ連結
して、伝動構成される。

センターディファレンシャル装！２０は複合プラネタリ
ギヤ式であり、変速機出方軸４と一体の第１サンギヤ２
１．リヤ駆動軸６と一体の第２サンギヤ２２．及びこれ
らのサンギヤ２１．２２の周囲に複数個配置されるピニ
オン２３を有し、ピニオン２３の第１ビニオン２３ギヤ
２３ａが第１サンギヤ２１に、第２ピニオン２３ギヤ２
３ｂが第２サンギヤ２２にそれぞれ噛合っている。また
、変速機出力軸４にはりダクションのドライブギヤ２５
が回転自在に設けられ、このドライブギヤ２５と一体の
キャリヤ２４にピニオン２３が軸支され、ドライブギヤ
２５はフロント駆動軸５と一体のドリブンギヤ２６に噛
合って構成される。

一方、上記センターディファレンシャル装置２０には、
差動制限装置として油圧クラッチ２７が付設されている
。この油圧クラッチ２７は、例えばセンターディファレ
ンンヤル装置２０の直後力でドラム２７ａをキャリヤ２
４に、ノ＼ブ２７ｂをリヤ駆動軸６にそれぞれ結合して
同軸上に配置される。

このセンターディファレンシャル装置２０の構成により
、第１サンギヤ２１に入力する変速動力を、キャリヤ２
４と第２サンギヤ２２とに、所定の基準トルク配分で分
けて伝達する。また、旋回時の前後輪の回転差を、ピニ
オン２３の遊星回転により吸収するようになる。ここで
、基準トルク配分は２つのサンギヤ２１．２２と２つの
ピニオンギヤ２３ａ、２３ｂとの４つのギヤ噛合いピッ
チ円半径で自由に設定されることになる。そこで、前輪
トルクＴＦと後輪トルクＴＲ，の基準トルク配分ｅＴＳ
を、例えば以下のように充分に後輪偏重に設定すること
が可能になる。

ｅｔｓ−ＴＦ　　：　ＴＲ丑３４：Ｉ３６またフロント
エンジンの搭載の場合は、車両の前輪重量ＷＦと後輪重
量ＷＲの静的重量配分ｅＶか、例えば以下のようになっ
ている。

ｅｗ−ＷＦ　：　ＷＲ＃６２　：　３８従って、油圧ク
ラッチ２７の差動制限による直結の場合は、この重量配
分に応じて前輪偏重にトルク配分される。以上により、
油圧クラ・ソチ２７の差動制限トルクを制御することで
前後輪のトルク配分を、後輪偏重の基準トルク配分ｅＴ
ｓと、前輪偏重の重量配分ｅｗとの広い範囲で制御する
ことが可能になるのである。

次に、油圧クラッチ２７の油圧制御系について述べる。

先ず、変速機が自動変速機の場合は、その油圧制御系の
オイルポンプ３０の油圧をレギュレータ弁３１て調圧し
たライン圧を利用して構成される。そこで、ライン圧油
路３２がクラッチ制御弁３３．油路３４を介して油圧ク
ラッチ２７に連通ずる。また、ライン圧油路３２はパイ
ロット弁３５及びオリフィス３６を有する油路３７によ
りソレノイド弁３８に連通し、ソレノイド弁３８による
デユーティ圧か油路３９を介してクラッチ制御弁３３の
制御側に作用する。ソレノイド弁３８は制御ユニット５
０からの各走行条件に応じたデユーティ信号が人力する
と、それにより油圧をドレンしてデユーティ圧を生じる
ものであり、このデユーティ圧に応じてクラッチ制御弁
３３を動作し、油圧クラッチ２７の差動制限トルクを可
変制御するようになっている。

第１図において、上記４輪駆動車に適応される、本発明
の不等トルク配分制御装置の実施例の電子制御系につい
て述べる。

先ず、入力情報として、前輪の回転数ＮＦを検出する前
輪回転センサ４０．後輪の回転数ＮＲを検出する後輪回
転センサ４１．スロットル開度センサ４２、変速機のシ
フト位置を検出するシフト位置センサ４３．ブレーキス
イッチ４４．エンジン回転数センサ４５等を有する。

制御ユニット５０は前輪回転数ＮＦと後輪回転数Ｎｌ（
が入力する車速検出部５１１前後回転比算出部５２を有
する。車速検出部５１はエンジン回転数Ｎｅが設定値以
上において、例えば前輪回転数ＮＦと後輪回転数Ｎｌ（
の平均値により車速Ｖを算出する。

前後回転比算出部５２はこの制御で重要なスリップ、転
舵及びこれ以外の走行条件、更にスリップ等の状態を、
回転比により判断及び検出てきることを考慮して設けら
れるものである。そこで、前輪回転数ＮＦと後輪回転数
ＮＨにより回転比ｅＮを、以下のように設定する。

ｅ　Ｎ＝　ＮＦＬ　／　ＮＦ また、制御ユニット５０は上記車速Ｖ２前後回転比ｅＮ
　＋　スロットル開度θ及びシフト位置の信号か人力す
る通常モード判定部５３９発進モード判定部５４．転舵
モード判定部５５．スリップモード判定部５６を有する
。また、スロットル開度θとブレーキスイッチの信号が
入力する制動モード判定部５７、シフト位置のルンジの
信号が入力するルンジモード判定部５８．ＡＢＳ作動と
ブレーキスイッチの信号が入力するＡＢＳモード判定部
５９を有する。

通常モード判定部５３は前進１速ないし４速、または後
進速のシフト位置、及びθ、■により通常走行の状態を
判断するものであり、このモード判定信号でトルク設定
部６０において差動制限用基本トルクＴｃ１を定める。

トルク設定部６０には各シフト位置毎にθとＶの関係で
トルクＴｃ１がマツプにより与えられており、１速また
は後進速のマツプＭ１は第３図（ａ）のように、トルク
Ｔｃ１がθに対しては増大関数で、■に対しては減少関
数で設定されている。即ち、θの小さい領域ではトルク
Ｔｃ１を減じて大転舵時のタイトコーナブレーキ現象を
防止し、この場合にＶが低い程トルクＴｃ１を増して走
破性を向上するようになっている。

一方、２速以上の高速段でも上記マツプと同様の傾向で
設定されていると、高速段で旋回加速後にアクセル戻し
すると、θの減少に応じてトルクも減じ、後輪ブレーキ
トルクが増してスピン傾向になる。そこで、２速以上の
高速段のマツプＭ２は同図（ｂ）のように、θの小さい
領域でトルクＴｃ１が大きく設定され、アクセル戻し後
も差動制限トルクを増大保持するようになっている。

発進モード判定部５４はＶが零であり、回転比ｅＮが設
定値以内で直進と判断される場合に、発進走行を判断す
る。そして、このモード判定信号でトルク設定部６１に
おいて発進時のトルクＴｃ２を定めるが、この場合のト
ルクＴｃ２は同図（Ｃ）のマツプＭ３のように、θに対
して高いレベルの増大関数で設定されている。

スリップモード判定部５６は回転比ｅＮが設定値以下の
場合に前輪スリップを、設定値以上の場合に後輪スリッ
プを判断する。そして、このスリップ判定信号でトルク
設定部６３において、θとＶをパラメータとしたマツプ
Ｍ４でトルクＴｃ３を定める。この場合に、後輪スリッ
プでは同図（ｄ）の実線のようにトルクＴｃ３を増大す
るが、前輪スリップでは破線のようにトルクＴｃ３を減
少する。

更に、転舵モード判定部５９は回転比ｅＮがフル転舵の
下限設定値と微小転舵の上限設定値の範囲内の場合に、
転舵による旋回走行を判断する。この転舵モードでは上
記各モードでの走行時のトルクを、タイトコーナブレー
キ現象を生しないように減少補正すればよい。そこで、
補正係数設定部６２では同図（ｅ）のマツプＭ５のよう
に、補正係数ｋが回転比ｅＮに対して増大関数で、■に
対しても増大関数で設定されており、低速大転舵はど補
正係数ｋを小さく定める。

制動モード判定部５７はスロットル全開でブレーキスイ
ッチ４４のＯＮ信号が入力する場合に、通常制動を判断
する。そして、この制動信号でトルク設定部６４におい
て、差動制動のトルクを零に定め、制動性能を最大限発
揮するようになっている。

ルンジモード判定部５８はルンジのシフト信号の入力に
より判断し、この場合は強制的にスリップモードのトル
クＴｃ３に設定して悪路からの脱出を可能にする。

更に、ＡＢＳモード判定部５９はブレーキスイッチＯＮ
とＡＢＳ作動信号の両人力により判断し、トルク設定部
６５て所定の小さいトルクＴｃ４に定め、車輪回転の回
復を促すようになっている。

これらの各モードで設定されたトルクＴｃ１〜Ｔｃ４．
補正係数には差動制限トルク算出部７ｏに入力する。こ
の算出部７０では、通常モードのトルクＴｃ１　に対し
て発進、スリップのモードのトルクＴｃ２またはＴｃ３
を優先して選択し、且つこの選択されたトルクに補正係
数ｋを乗算して差動制限トルクＴｓを以下のように算出
する。

Ｔｓ　冨ｋ　拳Ｔｃ （Ｔｃ−Ｔｃ１　、Ｔｃ２．Ｔｃ３．Ｔｃ４）差動制限
トルクＴｓはデユーティ比変換部７１に入力し、トルク
Ｔｓに対して同図（ｒ）の変換マツプＭ６を用いてデユ
ーティ比りに変換し、このデユーティ比りの信号を駆動
部７２を介してソレノイド弁３８に出力するように構成
されている。

次に、制動時における上記制動モードとＡＢＳモードの
各制御の調整について説明する。

このような制動時にＡＢＳ作動する場合は、速やかにＡ
ＢＳ作動の制御に移行することが望まれる。また、ＡＢ
Ｓの制御装置の故障の際には、全輪ロック等の不具合を
生じないようなフェイルセーフ機能が作用することが望
まれる。

そこで、制動モード判定部５７とＡＢＳモード判定部５
９との判定信号か人力する優先順位決定部７５を有し、
両判定信号の共存の有無を判断する。そして、両者が共
存する場合はＡＢＳ作動側の優先を決定し、差動制限ト
ルク算出部７０でＡＢＳ作動側のトルクＴｃ４を選択す
るようになっている。

次いで、この実施例の作用を説明する。

先ず、車両走行時にエンジン１の動力がクラ・ソチ２を
介して変速機３に入力し、変速動力がセンターディファ
レンシャル装置２０の第１サンギヤ２１に入力する。こ
こで、センターディファレンシャル装置２０の各歯車諸
元により基準トルク配分が後輪偏重に設定されているた
め、このトルク配分でキャリヤ２４と第２サンギヤ２２
に分配して動力が出力される。

一方、このとき電子制御系の制御ユニット５０には前輪
回転数ＮＦ、後輪回転数ＮＩＬ、　　シフト位置。

スロットル開度θの各信号か入力し、車速Ｖ１前後回転
比ｅＮが算出される。そして、これらの信号が各モード
判定部５３〜５９に人力して、通常１発進、転舵、スリ
ップ、制動、ルンジ、ＡＢＳ制御の各走行条件が判断さ
れる。

そこで、高μ路での発進時にはそのモード判定部５４で
判断され、この場合のマツプＭ３により高トルクＴｃ２
に設定され、このデユーティ信号がソレノイド弁３８に
人力する。そして、油圧制御系のソレノイド弁３８から
高いデユーティ圧ＰＤがクラッチ制御弁３３に作用し、
これに伴い油圧クラッチ２７の給油量が増してクラッチ
圧Ｐｃが上昇し、所定の高い差動制限トルクＴｓを生じ
るのである。

このため、センターディファレンシャル装置２０では差
動が制限され、差動制限トルクＴｓに応じて第２サンギ
ヤ２２からキャリヤ２４側に動力がバイパスして伝達し
、後輪偏重から前輪偏重のトルク配分状態になる。そし
て、キャリヤ２４から前輪側に、第２サンギヤ２２から
後輪側にそれぞれ動力伝達して、第５図の点Ｐ２のよう
な不等トルク配分の４輪駆動走行になり、前後輪により
出足良く発進加速することになる。

発進後に前後輪の回転数ＮＦ、Ｎｌ’ｊか略等しくなり
回転比ｅＮが設定値以内になると、通常モードがその判
定部５３で判断される。このとき、１速や後進速の低速
段では、マツプＭ１により比較的低トルクＴｃ１に設定
され、これに基づき油圧制御されて、油圧クラッチ２７
の差動制限トルクＴｓが低く制御される。このため、前
後輪のトルクは略基準トルク配分に応じて、第５図の点
Ｐ１に寄った後輪偏重のトルク配分となり、４輪駆動で
ありながらＦＲ的になり、旋回性、操縦性が良好になる
。この場合に、特にθが小さい領域で旋回する際には、
センターディファレンシャル装置２０が略フリーになり
、前後輪の回転差ΔＮを吸収しながら自由に旋回するこ
とが可能になる。

また、上述の発進１通常モードでの走行時に、θが大き
い高負荷条件では、差動制限トルクＴｓが増大制御され
るため、前後輪が直結気味になって走破性等を充分発揮
する。一方、特にこのような走行条件において転舵する
と、それが転舵モード判定部５５て検出され、回転比ｅ
Ｎ等に応じて補正係数ｋが設定される。そして、転舵が
大きい程、差動制限トルクＴｓが一時的に減少補正され
るのであり、このためタイトコーナブレーキ現象を生じ
ることなく旋回することが可能になる。

通常のブレーキ操作による制動時には、それが制動モー
ド判定部５７で判断され、差動制限が解除されることに
なり、これにより４輪で充分制動性能が発揮される。

次に、低μ路の走行時にはスリップモード判定部５６で
スリップの有無が判断されており、通常のスリップ発生
時には後輪偏重の不等トルク配分で常に後輪が先にスリ
ップして、４輪のスリップが回避される。この後輪スリ
ップ時には、マツプＭ４により差動制限トルクＴｓが高
く制御され、これによりセンターディファレンシャル装
置２０の差動が制限され、且つ第５図の点Ｐ３のように
前輪偏重のトルク配分に移行することになる。また、逆
に前輪スリップが判断されると、差動制限トルクＴｓの
低下により後輪偏重のトルク配分に制御されるのであり
、こうして非スリツプ側の車輪駆動力が常に増大するよ
うに制御してスリップ防止される。

尚、このスリップモードでは回転比ｅＮが設定値から外
れた場合は勿論のこと、車速Ｖが上昇したり、スロット
ル開度θが低下してスリップ回避が判断されると、スリ
ップモードの制御が解除されて通常モードの制御に復帰
する。

この低μ路での制動時に車輪ロックしてブレーキ系でＡ
ＢＳ制御が作動すると、それがＡＢＳモード判定部５９
で判断される。そしてこの場合は差動制限トルクが小さ
い値に設定されるため、制動作用を損なうことなく車輪
回転の復帰を促して、ＡＢＳ制御機能を助長する。

また、悪路等においてルンジにシフトすると、スリップ
モードと同様の大きい差動制限トルクに設定されて、走
破性が向上される。

以上説明した各走行条件でのモードの制御をまとめて示
すと、第６図のようになる。

更に、ブレーキ操作による制動時には、第４図のフロー
チャートが実行される。即ち、ステップＳ１でＡＢＳ作
動信号の人力の有無か判断され、人力する場合はステッ
プＳ２に進んで優先的にこの場合の差動制限トルクＴｃ
４か出力する。そこで上述のように、所定の小さい差動
制限トルクＴｃ４により各車輪においては、制動時に制
動作用が略独立して有効に行われ、非制動時には全輪の
回転復帰が促進されることになり、これによりＡＢＳ作
動の車輪ロック防止機能を助長するようになる。

一方、ＡＢＳ作動しない場合、またはＡＢＳ制御装置の
故障でＡＢＳ作動信号が人力しない場合はステップＳ３
に進み、通常制動の場合はステップＳ４．　Ｓ５に進む
。そして、このような通常制動時やＡＢＳ作動故障時に
は、差動制限トルクが解除され、これにより上述のよう
に各車輪で何も制限されることなく最大限制動作用され
る。特に、車輪ロックを生し易い状況でのＡＢＳ作動故
障の際に、誤って差動制限トルクが大きく制御されると
、全輪ロックを生じて操縦性能を著しく損なうことにな
るが、上記差動制限の解除によりこのような不具合を生
じないようにフェイルセーフされる。

以上、本発明の実施例について説明したが、これのみに
限定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、センターディフ
ァレンシャル装置を備えた４輪駆動車で、差動制限トル
クによりトルク配分制御される制御系において、制動時
の場合は通常制動とＡＢＳ作動において優先順位が与え
られるので、両者の制御を適切に行うことができる。ま
た、ＡＢＳ作動の故障の場合に通常制動に保持するよう
にフェイルセーフ機能されるので、操安性等を良好に確
保できる。

ＡＢＳ作動では所定の小さい差動制限トルクが設定され
てＡＢＳ機能を助長するので、効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

１図は本発明の不等トルク配分制御装置の実施例の電子
制御系を示すスケルトン図、 第２図は本発明が適応される４輪駆動車の全体の構成を
示す構成図、 第３図（ａ）ないしくｆ）は各マツプを示す図、第４図
は制動時の作用のフローチャートを示す図、 第５図は不等トルク配分の制御状態を示す図、第６図は
各走行条件での各モードの制御状態を示す図である。 ■・・・エンジン、９・・前輪、１３・・・後輪、２０
・・・センターディファレンシャル装置、２７・・・差
動制限用油圧クラッチ、３３・・・クラッチ制御弁、３
８・・・ソレノイド弁、５０・・制御ユニット、５３・
・通常モード判定部、５４・・・発進モード判定部、５
５・転舵モード判定部、５６・・・スリップモード判定
部、５７・・・制動モード判定部、５８・・・ルンジモ
ード判定部、５９・・・ＡＢＳモード判定部、６０，１
１ｉ１，６３，６４．６５・・・トルク設定部、６２・
・・補正係数設定部、７０・・差動制限トルク算出部、
７５・・・優先順位決定部。 第５図 クラッチ圧Ｐｃ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準トルク配分を後輪偏重の不等トルク配分に定めるセ
   ンターディファレンシャル装置の差動を制限することで
   、前輪偏重のトルク配分に制御する差動制限装置を有す
   るセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車におい
   て、 差動制限装置を制御する制御ユニットは、少なくとも通
   常制動を判断して差動制限トルクを零に設定する手段と
   、ＡＢＳ作動を判断して所定の小さい差動制限トルクに
   設定する手段と、これらの両差動制限トルクの共存の有
   無を判断して、共存する場合はＡＢＳ作動側を優先させ
   る手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車の不等ト
   ルク配分制御装置。