JPH05338459A - ４輪駆動車のトルク配分制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後輪偏重の不等トルク配分を基準にしたトル
ク配分制御方式において路面状態に応じて、旋回加速時
の回頭性と安定性を共に向上する。 【構成】 ４輪駆動車の駆動系に、後輪偏重の不等トル
ク配分に設定するセンターディファレンシャル装置２０
と、差動を制限すると共に前後輪のトルク配分を制御す
る油圧クラッチ２７を設け、制御ユニット５０の路面μ
検出部５５で横Ｇセンサ４５の横加速度により路面状態
を検出し、補正係数設定部５６で特に低中速域での補正
係数を路面μに応じて設定し、補正部５７で差動制限ト
ルクの制御量を補正する。そして高μ路の旋回加速では
差動制限トルクを低下補正し、低μ路の旋回加速では差
動制限トルクをこの場合のスリップ状態に応じて高く制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センターディファレン
シャル装置を備えた４輪駆動車で、前後輪のトルク配分
を可変制御するトルク配分制御装置に関し、詳しくは、
後輪偏重の不等トルク配分方式での路面状態に対する補
正に関する。

【０００２】

【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
レンシャル装置により後輪偏重の不等トルク配分に設定
して、旋回性能や操縦性を良好にしている。またスリッ
プ時には、油圧クラッチの差動制限トルクにより前後輪
のトルク配分を、後輪偏重の状態から直結の前輪偏重の
状態に及ぶ範囲で可変制御するように構成した方式が、
既に本件出願人により提案されている。そして今後の課
題としては、このようなトルク配分制御系においてその
利点を充分に発揮するように電子制御することが望まれ
る。

【０００３】従来、上記４輪駆動車のトルク配分制御に
関しては、例えば特開平３−８６６３６号公報の先行技
術がある。ここで不等トルク配分制御系においてスリッ
プ制御とトラクション制御とを行い、スリップ制御では
常に先にスリップする後輪のスリップ率を算出し、この
スリップ率に応じて差動制限トルクを定めてトルク配分
制御することが示されている。

【０００４】

【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、後輪偏重の不等トルク配分の方式
において、スリップ状態を最適に判断してトルク配分制
御することができるが、路面状態が考慮されていないの
で、以下のような不具合がある。即ち、この種の後輪偏
重の不等トルク配分では加速時に後輪がスリップし易く
なり、このため低μ路での安定性を確保する上で、加速
時には差動制限トルクを大き目に設定して直結に近くト
ルク配分制御することが望まれる。しかし高μ路では加
速時に直結式にトルク配分制御されると、アンダーステ
アの傾向が強くなって回頭性、即ち後輪偏重の不等トル
ク配分の特性を発揮することができない。従って、路面
状態を的確に判断し、この路面状態に応じて高μ路の回
頭性、低μ路の安定性を両立するように補正することが
要求される。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、後輪偏重の不等トルク配分を基準にしたトルク配分
制御方式において、路面状態に応じて旋回加速時の回頭
性と安定性を共に向上することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、後輪偏重の不等トルク配分に設定するセ
ンターディファレンシャル装置と、センターディファレ
ンシャル装置の差動を制限すると共に、前後輪のトルク
配分を制御する差動制限装置と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、横Ｇセンサの
横加速度により路面状態を検出する路面μ検出手段と、
特に低中速域での補正係数を路面μに対して減少関数的
に設定する補正係数設定手段と、補正係数により差動制
限トルクの制御量を補正する補正手段とを備えるもので
ある。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、４輪駆動走行時に横加速度
により路面状態が判断され、横加速度の大きい高μ路の
旋回加速では、補正係数により差動制限トルクが低下補
正され、アンダーステア傾向が減じて回頭性が良くな
る。また横加速度の小さい低μ路の旋回加速では、この
場合の後輪スリップに応じて差動制限トルクが増大した
ままになり、安定性等が向上するようになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２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
て説明すると、符合１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
シャル装置２０に入力している。センターディファレン
シャル装置２０から前方にフロントドライブ軸５が、後
方にリヤドライブ軸６が出力し、フロントドライブ軸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９Ｌ，９Ｒに連結する。リヤドライブ軸６
は、プロペラ軸１０、リヤディファレンシャル装置１
１、車軸１２を介して左右の後輪１３Ｌ，１３Ｒに連結
して伝動構成される。

【０００９】センターディファレンシャル装置２０は複
合プラネタリギヤ式であり、変速機出力軸４と一体の第
１のサンギヤ２１、リヤドライブ軸６と一体の第２のサ
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のピニオンギヤ２３ａが第１のサンギヤ２１に、第
２のピニオンギヤ２３ｂ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にはリダクション
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はフロントドライブ軸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シャル装
置２０の直後方でドラム２７ａをキャリヤ２４に、ハブ
２７ｂをリヤドライブ軸６にそれぞれ結合して同軸上に
配置される。

【００１０】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のサンギヤ２１に入力する変速動力
を、キャリヤ２４と第２のサンギヤ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２
１，２２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か
ら、前後輪の基準トルク配分が充分に後輪偏重に設定す
ることが可能になる。またフロントエンジンの搭載の場
合は、車両の前輪重量と後輪重量の静的重量配分が前輪
偏重であり、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。従って油圧クラッチ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
ルク配分から前輪偏重の重量配分に及ぶ広い範囲で制御
することが可能になる。

【００１１】次に、油圧クラッチ２７の油圧制御系につ
いて説明する。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で調圧したライン圧を利用して構成される。そこで
油圧制御手段３２は、ライン圧油路３３がクラッチ制御
弁３４、油路３５を介して油圧クラッチ２７に連通す
る。またライン圧油路３３は、パイロット弁３６及びオ
リフィス３７を有する油路３８によりソレノイド弁４０
に連通し、ソレノイド弁４０によるデューティ圧が油路
３９を介してクラッチ制御弁３４の制御側に作用する。
ソレノイド弁４０は、制御ユニット５０からの各走行条
件に応じたデューティ信号が入力すると、それにより油
圧をドレンしてデューティ圧を生じるものであり、この
デューティ圧に応じてクラッチ制御弁３４を動作して、
油圧クラッチ２７の差動制限トルクＴｃを可変制御する
ようになっている。

【００１２】図１において、制御ユニット５０の電子制
御系について説明する。先ずエンジン回転数Ｎｅを検出
するエンジン回転数センサ４７、スロットル開度θを検
出するスロットルセンサ４１、前輪回転数Ｎｆを検出す
る前輪回転センサ４２、後輪回転数Ｎｒを検出する後輪
回転センサ４３、レンジ位置を検出するインヒビタース
イッチ４４、及び車両の横加速度Ｇｓにより路面状態を
検出する横Ｇセンサ４５を有する。そしてこれらのセン
サ及びスイッチ信号は、制御ユニット５０に入力する。

【００１３】制御ユニット５０は、エンジン回転数Ｎ
ｅ、スロットル開度θ、レンジ信号が入力する差動制限
トルク設定部５１を有し、エンジン回転数Ｎｅとスロッ
トル開度θにより運転状態を、レンジ信号により走行モ
ードを判断する。そして例えばエンジン回転数Ｎｅとス
ロットル開度θに対しては、図３（ａ）のマップにより
差動制限トルクＴｃをいずれも増大関数的に設定する。
また前輪回転数Ｎｆと後輪回転数Ｎｒとが入力する後輪
スリップ検出部５２を有し、例えば前後輪の角速度によ
り常に先にスリップする後輪のスリップ率Ｓを算出す
る。これらの前輪回転数Ｎｆと後輪回転数Ｎｒは車速検
出部５３にも入力して、例えばいずれか小さい方の回転
数により車速Ｖを検出する。

【００１４】これらの車速Ｖと後輪スリップ率Ｓは差動
制限トルク設定部５１に入力し、車速Ｖに対しては極低
速時にブレーキング現象を回避し、高速時に燃費の悪化
を防止するため、いずれも差動制限トルクＴｃを減少補
正する。また後輪スリップ率Ｓに対しては、差動制限ト
ルクＴｃを増大関数的に補正する。そして差動制限トル
クＴｃはデューティ比変換部５４に入力し、差動制限ト
ルクＴｃに応じたデューティ比Ｄに変換し、このデュー
ティ信号をソレノイド弁４０に出力するようになってい
る。

【００１５】また路面状態に応じた補正制御系につい説
明すると、横Ｇセンサ４５の横加速度Ｇｓが入力する路
面μ検出部５５を有する。ここで乾燥した高μ路の路面
状態で旋回加速すると横加速度Ｇｓが大きくなり、直進
走行や低μ路の路面状態では横加速度Ｇｓが小さくな
る。そこで路面μ検出部５５では、このような横加速度
Ｇｓに基づいて路面μが検出される。即ち、横加速度Ｇ
ｓが例えば０．３以下の場合に低μ路を、０．７以上の
場合に高μ路を、両者の中間の０．５の場合に中μ路を
それぞれ判断する。この路面μの信号と車速Ｖは補正係
数設定部５６に入力して、特に低中速域において路面μ
に応じて補正係数Ｋを設定し、この補正係数Ｋはデュー
ティ比変換部５４の出力側の補正部５７でデューティ比
Ｄと乗算して補正する。

【００１６】ここで図３（ｂ）のマップにより、横加速
度Ｇｓの小さい低μ路では補正係数Ｋが全域で１．０に
設定され、この場合は補正なしで安全性を確保する。一
方、横加速度Ｇｓが中間の中μ路では、補正係数Ｋが徐
々に減じて低中速域で０．５になり、その後、徐々に増
すように設定される。横加速度Ｇｓの大きい高μ路で
は、補正係数Ｋが同一に変化して低中速域で零に設定さ
れる。そして低中速域において路面μが高い程デューテ
ィ比Ｄを減少して、差動制限トルクＴｃを低下するよう
になっている。

【００１７】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず車両走行時にエンジン１の動力がクラッチ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。

【００１８】このとき電子制御系の制御ユニット５０で
は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θにより運転
状態が判断され、前，後輪回転数Ｎｒ，Ｎｒにより車速
Ｖが検出される。そしてアクセル踏込みの発進時には、
差動制限トルク設定部５１で差動制限トルクＴｃが大き
目に設定されるが、極低速であるのでそれが減少補正さ
れ、これに応じたデューティ信号がソレノイド弁４０に
出力する。そこで油圧制御系では、ソレノイド弁４０に
よる低いデューティ圧がクラッチ制御弁３４に作用し、
これに伴い油圧クラッチ２７の給油量が減じて低い差動
制限トルクＴｃを生じる。

【００１９】このため、上記センターディファレンシャ
ル装置２０の略基準トルク配分に基づいて、キャリヤ２
４からギヤ２５，２６、フロントドライブ軸５以降の前
輪９Ｌ，９Ｒと、リヤドライブ軸６以降の後輪１３Ｌ，
１３Ｒとにそれぞれ動力伝達し、後輪偏重の４輪駆動走
行になる。このトルク配分ではＦＲ的になって、旋回
性、操縦性が良好になる。またセンターディファレンシ
ャル装置２０は、略フリーのため旋回時には前後輪の回
転差を吸収しながら自由に旋回することが可能になり、
ブレーキ現象も回避される。

【００２０】次いで、通常走行では、運転状態に応じて
差動制限トルクＴｃが設定され、特に加速時等の高負荷
では、差動制限トルクＴｃが増大制御される。このため
前後輪が直結気味になって走破性等を充分発揮する。

【００２１】また、後輪スリップ検出部５２で後輪スリ
ップが検出されており、低μ路で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１３Ｌまたは
１３Ｒが先にスリップして４輪のスリップが回避され
る。そしてこの後輪スリップ時には、スリップ率Ｓに応
じて油圧クラッチ２７の差動制限トルクＴｃ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
の差動が制限される。また差動制限トルクＴｃ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、後輪偏重から前輪寄りのトルク配分に移行
したり、または直結することになり、こうしてスリップ
が防止される。

【００２２】更に、路面μ検出部５５では、横加速度Ｇ
ｓにより路面μが検出されている。そこで大きい横加速
度Ｇｓを生じると、高μ路の旋回加速を判断して補正係
数設定部５６で低中速域での補正係数Ｋが零に設定さ
れ、補正部５７でデューティ比Ｄが零に補正される。そ
こで油圧制御系において、油圧クラッチ２７の差動制限
トルクＴｃも零になり、センターディファレンシャル装
置２０の基準トルク配分に基づいて後輪偏重のトルク配
分になる。このため図４のようにヨーレイトが増大傾向
になってアンダーステアが減じ、回頭性が良くなる。一
方、横加速度Ｇｓが小さい場合は、低μ路の旋回加速を
判断して差動制限トルクＴｃが、この場合の後輪スリッ
プに応じて増大したままに制御される。そこで略直結の
トルク配分になって、安定性等が確保される。

【００２３】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。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、後
輪偏重の不等トルク配分に設定されるセンターディファ
レンシャル装置を備えた４輪駆動車で、差動制限トルク
により前後輪のトルク配分が制御される制御系におい
て、横加速度により路面状態が検出され、路面状態に応
じて低中速域の差動制限トルクが補正されるので、旋回
加速時のトルク配分を最適に制御できる。

【００２５】高μ路の旋回加速時には、差動制限トルク
が低下補正されるので、センターディファレンシャル装
置の基準トルク配分の利点を充分発揮して回頭性を向上
することができる。また低μ路の旋回加速時には、差動
制限トルクがスリップ状態に応じて増大補正されるの
で、安全性等を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の４輪駆動車のトルク配分制御装置の実
施例の制御系を示すブロック図である。

【図２】本発明が適応されるセンターディファレンシャ
ル装置付４輪駆動車の全体の構成を示す構成図である。

【図３】差動制限トルクと補正係数のマップを示す図で
ある。

【図４】高μ路の旋回加速時の状態を示す図である。

【符号の説明】

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 ４５ 横Ｇセンサ ５０ 制御ユニット ５５ 路面μ検出部 ５６ 補正係数設定部 ５７ 補正部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後輪偏重の不等トルク配分に設定するセ
   ンターディファレンシャル装置と、センターディファレ
   ンシャル装置の差動を制限すると共に、前後輪のトルク
   配分を制御する差動制限装置と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、横Ｇセンサの
   横加速度により路面状態を検出する路面μ検出手段と、
   特に低中速域での補正係数を路面μに対して減少関数的
   に設定する補正係数設定手段と、補正係数により差動制
   限トルクの制御量を補正する補正手段とを備えることを
   特徴とする４輪駆動車のトルク配分制御装置。
2. 【請求項２】 補正係数は、高μ路程差動制限トルクを
   低下するように設定されることを特徴とする請求項１記
   載の４輪駆動車のトルク配分制御装置。