JPH0729555B2 - 四輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置の駆動力配分
クラッチに用いられる四輪駆動車の駆動力配分制御装置
に関する。

（従来の技術） 従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置としては、例え
ば、特開昭61−191431号公報（特願昭60−33286号）や
実開昭61−143927号公報（実願昭60−28503号）に記載
されているような装置が知られている。

前者の従来装置は、前後輪の駆動力配分の変更を可能と
する四輪駆動車において、タイトコーナブレーキング及
びホイールスピンをステア特性を急変させる事なく防止
する為に、後輪よりも前輪回転数が大の時は、２輪駆動
側にし、後輪回転数が前輪よりも大の時は４輪駆動側と
する。

後者の従来装置は、前後輪の駆動力配分の変更を可能と
する四輪駆動車において、エンジンブレーキ作動時にス
テア特性を急変させることなく制動特性を向上させる為
に、制動時には徐々に２輪駆動状態から４輪駆動状態へ
と駆動力配分を移行する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前者の装置にあっては、前輪回転数Nf＞
後輪回転数Nrの時には２輪駆動側に駆動力配分が変更さ
れる装置となっていた為、Nf＞NrとなるアクセルOFF時
にも２輪駆動状態となり、エンジンブレーキによる制動
トルクを２輪のみで分担することになり、特に低μ路で
タイヤスリップ比が増加し、直進安定性が悪化してしま
うという問題点があった。

また、後者の装置にあっては、車速とは無関係に、アク
セルOFFのエンジンブレーキ時で且つNf＞Nrの時には、
４輪駆動側に駆動力配分が変更される構成となっていた
為、低速でのアクセルOFF時には、Nf＞Nrの発生がエン
ジンブレーキによるスリップを原因とするものか旋回軌
跡を原因とするものかの区別が出来ず、タイトコーナブ
レーキが発生してしまうという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を、第１図に示すクレーム概念図によ
り説明すると、後輪駆動ベースの四輪駆動車で、前輪へ
のエンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッ
チ締結力により伝達トルクの変更ができる駆動系クラッ
チ手段１と、所定の検出手段２からの検出信号に基づい
て前記駆動系クラッチ手段１の締結力を増減制御する制
御信号を出力するクラッチ制御手段３と、を備えた四輪
駆動車の駆動力配分制御装置において、前記検出手段２
として、前輪回転速度検出手段201の後輪回転速度検出
手段202と車速検出手段203と後輪回転速度から前輪回転
速度を差し引いた前後輪回転速度差を検出する前後輪回
転速度差検出手段204を含み、前記クラッチ制御手段３
は、前輪回転速度が後輪回転速度より大きな減速スリッ
プ時で、且つ、検出される車速が、旋回時に前後輪の旋
回軌跡差により発生する前後輪回転速度差が負から正へ
と移行する分岐点となる設定車速以上の場合には、前後
輪回転速度差が大きくなるほどクラッチ締結力を増し、
２輪駆動状態から４輪駆動状態へと駆動力配分を移行さ
せる制御を行なう手段とした事を特徴とする。

（作 用） アクセルOFF操作等により前輪回転速度検出手段201から
の前輪回転速度が後輪回転速度検出手段202からの後輪
回転速度より大きくなる時には、クラッチ制御手段３に
おいて、車速検出手段203により検出される車速が設定
車速未満の場合には、クラッチ締結制御が行なわれず、
車速検出手段203により検出される車速が設定車速以上
の場合には、前後輪回転速度差検出手段204からの前後
輪回転速度差が大きくなるほどクラッチ締結力を増し、
２輪駆動状態から４論駆動状態へと駆動力配分を移行さ
せる制御が行なわれる。

ここで、設定車速は、旋回時に前後輪の旋回軌跡差によ
りある車速までは前輪回転速度が後輪回転速度より大き
くなり、ある車速を越えると後輪回転速度が前輪回転速
度より大きくなるという関係にあり、このある車速、つ
まり、後輪回転速度から前輪回転速度を差し引いた前後
輪回転速度差が負から正へと移行する分岐点の車速をい
う。

従って、車速が設定車速未満の場合には、前輪回転速度
が後輪回転速度より大きくなっても、その原因が旋回軌
跡差にある場合が含まれる状況であるため、クラッチ締
結制御が行なわれず、２輪駆動状態（後輪駆動状態）が
保持される。この結果、低速小回り旋回時に４輪駆動状
態とした場合に発生するタイトコーナブレーキが防止さ
れる。

一方、車速が設定車速以上の場合には、前輪回転速度が
後輪回転速度より大きくなったら、その原因がエンジン
ブレーキ等による減速スリップにあると区別できるた
め、２輪駆動状態から４輪駆動状態へと駆動力配分を移
行させる制御が行なわれる。この結果、負の駆動力であ
る制動力が前後輪回転速度差、つまり、減速スリップの
発生度合いに応じて４輪に配分されることで、２輪駆動
状態を保持する場合のような直結駆動輪である後輪のロ
ック傾向が抑えられ、直進安定性が向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。尚、この
実施例を述べるにあたって、後輪駆動をベースにした四
輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例の駆動力配分制御装置Ｄが適用される四輪駆動車
は、第２図に示すように、トランスファ装置10,エンジ
ン11,トランスミッション12,トランスファ入力軸13,後
輪側駆動軸14,多板摩擦クラッチ（駆動系クラッチ手
段）15,リヤディファレンシャル16,後輪17,フロントデ
ィファレンシャル18,前輪19,ギヤトレーン20,前輪側駆
動軸21を備えている。

上記トランスミッション12は、前記エンジン11からの回
転駆動力をシフト操作により選択した変速段位置に応じ
て変速させるもので、実施例では平行な二本のシャフト
に異なるギヤ比の歯車組を設けたタイプのものを用いて
いる。

上記トランスファ入力軸13は、トランスファ装置10内の
多板摩擦クラッチ15へ前記トランスミッション12からの
回転駆動力を入力させる軸である。

上記後輪側駆動軸14は、前記トランスファ入力軸13と同
芯上に直結させたもので、トランスファ入力軸13からの
回転駆動力がそのまま伝達される。

上記多板摩擦クラッチ15は、クラッチ油圧により前輪側
への伝達トルクの変更が可能なクラッチで、前記トラン
スファ入力軸13及び後輪側駆動軸14に固定させたクラッ
チドラム15aと、該クラッチドラム15aに回転方向係合さ
せたフリクションプレート15bと、前記入力軸13の外周
部に回転可能に支持させたクラッチハブ15cと、該クラ
ッチハブ15cに回転方向係合させたフリクションディス
ク15dと、交互に配置されるフリクションプレート15bと
フリクションディスク15dとの一端側に設けられるクラ
ッチピストン15eと、該クラッチピストン15eと前記クラ
ッチドラム15aとの間に形成されるシリンダ室15fと、を
備えている。

上記リヤディファレンシャル16及びフロントディファレ
ンシャル18は、左右の後輪17,17及び左右の前輪19,19に
差動を許しながら駆動力を分配伝達する差動装置であ
る。

上記ギヤトレーン20は、前記クラッチハブ15cに設けら
れた第１ギヤ20aと、中間シャフト20bに設けられた第２
ギヤ20cと、前輪側駆動軸21に設けられた第３ギヤ20d
と、によって構成され、多板摩擦クラッチ15の締結によ
る前輪側への駆動力を伝達させる手段である。

上記前輪側駆動軸21は、車両の前輪19,19に回転駆動力
を伝達させる軸である。

尚、第４図はトランスファ装置10の具体例を示したもの
で、トランスファケース22の中に前記多板摩擦クラッチ
15やギヤ類やシャフト類が納められている。

第４図中15gはディシュプレート、15hはリターンスプリ
ング,24はクラッチ圧油入力ポート,25はクラッチ圧油
路,26は後輪側出力軸,27は潤滑用油路,28はスピードメ
ータ用ピニオン,29はオイルシール,30はベアリング,31
はニードルベアリング,32はスラストベアリング,33は継
手フランジである。

次に、実施例の駆動力配分制御装置Ｄは、第３図に示す
ように、前記多板摩擦クラッチ15を締結させるための油
圧力を発生させる外部装置としての油圧発生装置50と、
この油圧発生装置50からの油圧を所定のクラッチ油圧Ｐ
に制御する油圧制御装置40とを備えている。

上記油圧発生装置50は、オイルポンプ51、ポンプ圧油路
52、クラッチ圧油路53、分岐ドレーン油路54、リザーブ
タンク55、吸込油路56を備えている。

上記油圧制御装置40は、検知手段として、前輪回転速度
センサ41,後輪回転速度センサ42,車速センサ43を備え、
制御回路として、コントロールユニット45を備え、制御
アクチュエータとして、バルブソレノイド46a及びチェ
ック油路46bを有する前記電磁比例リリーフバルブ46
（分岐ドレーン油路54に設けられている）を備えてい
る。

前輪回転速度センサ41及び後輪回転速度センサ42は、そ
れぞれ前輪側駆動軸21及び後輪側駆動軸14の途中や左右
の前輪19,19位置等に設けられたもので、軸に固定され
たセンサロータと、センサロータに近接配置され、磁力
変化を検知するピックアップセンサと、による回転速度
センサ等が用いられ、この両回転速度センサ41,42から
は軸回転に応じた正弦波信号等による回転信号（nf），
（nr）が出力される。

前記車速センサ43は、車速Ｖを検出し、車速Ｖの応じた
車速信号（ｖ）を出力する。

前記コントロールユニット45は、車載のマイクロコンピ
ュータを中心とする制御回路が用いられ、前記回転速度
センサ41,42からの回転信号（nf），（nr）を入力し、
基本的には前後輪の駆動軸21,14の回転速度差ΔＮ（Nr
−Nf）を演算し、回転速度差ΔＮの正負により加速時制
御及び減速時制御をするもので、第５図に示すように、
内部回路として、入力インターフェース451、RAM452、R
OM453、CPU454、出力インターフェース455を備えてい
る。

上記ROM454（リード．オンリー．メモリ）は読出し専用
のメモリであり、制御処理に必要な各種情報が予め記憶
されている。

上記電磁比例リリーフバルブ46は、指令電流信号（ｉ）
の出力が指令電流値Ｉ^＊＝０の場合はクラッチ油圧Ｐ＝
０となるが、指令電流信号（ｉ）の出力が指令電流値Ｉ
^＊＞０の場合はバルブが閉じ方向に移動し、オイルポン
プ51からのポンプ圧をドレーン油量制御により指令電流
値Ｉ^＊の大きさに応じたクラッチ油圧Ｐとなす（第６
図）。

尚、クラッチ油圧Ｐと前輪側への伝達トルクΔＴとの関
係は次式であらわされる（第７図）。

Ｐ＝ΔT/（μ・Ｓ・2n・Rm） 但し μ；クラッチ板の摩擦係数 S;ピストンへの圧力
作用面積 n;フリクションディスク枚数 Rm;フリクシ
ョンディスクのトルク伝達有効半径 従って、クラッチ油圧Ｐを増大させると、前輪側への伝
達トルクΔＴも比例して増大する。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、実施例での制御作動の流れを、第11図に示すフロ
ーチャート図により説明する。

ステップ100では、各センサ41,42,43から前輪回転速度N
f,後輪回転速度Nr,車速Ｖが読み込まれる。

ステップ101では、前記ステップ100で読み込まれた前輪
回転速度Nfと後輪回転速度Nrから前後輪回転速度差ΔＮ
が演算により求められる。

尚、演算式は、ΔＮ＝Nr−Nfである。

ステップ102では、前後輪回転速度差ΔＮが正かどうか
が判断される。

そして、ΔＮがΔＮ＞０の場合には、加速制御のステッ
プ103へ進み、ΔＮ≦０の場合には、減速制御のステッ
プ104及びステップ105へ進む。

ステップ103では、前輪側への伝達トルクΔＴが車速Ｖ
と前後輪回転速度差ΔＮとをパラメータとする関数によ
る式、即ち、ΔＴ＝ｆ（V,ΔＮ）で演算により求められ
る。

具体的には、第８図のΔＮ＞０側の特性線図に示すよう
に、前後輪回転速度差ΔＮが大きくなるに従って伝達ト
ルクΔＴが増大し、また、車速Ｖが大きくなるに従って
伝達トルクΔＴの増大割合であるゲインが増す特性とな
る。

ステップ104では、減速制御における伝達トルクΔＴの
増大割合であるゲインＫが車速Ｖをパラメータとする関
数による式、即ち、Ｋ＝ｆ（Ｖ）で演算により求められ
る。

具体的には、第９図に示すように、Ｖ≦VoではＫ＝０
で、V₀＜Ｖ＜V₁では０〜K₀へと徐々に変化し、Ｖ≧V₁で
はＫ＝K₀のゲイン値が得られる。

尚、ゲインＫをゼロにするかどうかの分岐点となる設定
車速V₀は、第10図に示すように、旋回時に、前後輪の旋
回軌跡差により発生する前後輪回転速度差ΔＮが負から
正へと移行する車速値である。

ステップ105では、前記ステップ101で求められた前後輪
回転速度差ΔＮとステップ104で求められたゲインＫと
によって前輪側への伝達トルクΔＴを演算により求め
る。

尚、演算式は、ΔＴ＝Ｋ×｜ΔN|である。

具体的には、第８図のΔＮ＜０側の特性線図に示すよう
に、設定車速V₀までは前後輪回転速度差ΔＮにかかわら
ず伝達トルクΔＴはゼロであり、設定車速V₀を越えたら
前後輪回転速度差ΔＮが大きくなるに従って伝達トルク
ΔＴが増大する。尚、V₀＜Ｖ＜V₁の領域では、車速Ｖが
大きくなるに従って伝達トルクΔＴの増大割合であるゲ
インＫが増す特性となる。

ステップ106では、ステップ103またはステップ105で求
めた前輪側への伝達トルクΔＴが得られる指令電流値ｉ
^＊による信号（ｉ）が出力される。

このように、車速Ｖが設定車速V₀未満の場合で、前輪回
転速度Nfが後輪回転速度Nrより大きい場合には、前輪側
への伝達トルクΔＴがゼロで後輪駆動状態が保持される
為、この条件を満足する低速旋回時でのタイトコーナブ
レーキの発生が防止される。

また、車速Ｖが設定車速V₀以上の場合で、前輪回転速度
Nfが後輪回転速度Nrより大きい場合には、後輪駆動状態
から前輪側へ駆動力が配分される４輪駆動状態へと移行
する為、この条件を満足する所定の車速状態からのアク
セルOFFによるエンジンブレーキ作動時には、制動力が
４輪に分配されて直進安定性が向上する。

更に、実施例では設定車速V₀を境にON−OFF的に駆動力
配分内容を変更する制御を行なうのではなく、V₀＜Ｖ＜
V₁の領域では過渡的に前輪側への伝達トルクΔＴが徐々
に増大されるようにしている為、設定車速V₀前後の領域
での旋回時におけるステア特性の急変等がなく、車両姿
勢の安定が確保される。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、油圧制御アクチュエータとして電
磁比例式リリーフバルブを用いた例を示したが、他の手
段、例えばデューティ制御信号を用いる場合にはソレノ
イド開閉弁構造のもの等としても良い。

また、実施例では、クラッチ手段として油圧締結による
多板摩擦クラッチを示したが、電磁クラッチや粘性クラ
ッチ等、伝達トルクの変更が出来る他のクラッチを用い
ても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、クラッチ制御手段を、前輪回
転速度が後輪回転速度より大きな減速スリップ時で、且
つ、検出される車速が、旋回時に前後輪の旋回軌跡差に
より発生する前後輪回転速度差が負から正へと移行する
分岐点となる設定車速以上の場合には、前後輪回転速度
差が大きくなるほどクラッチ締結力を増し、２輪駆動状
態から４輪駆動状態へと駆動力配分を移行させる制御を
行なう手段としたため、低車速旋回時のタイトコーナブ
レーキ発生の防止と、高車速からのアクセルOFFにより
エンジンブレーキ作動時の直進安定性との両立を達成で
き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駆動力配分制御装置を示
すクレーム概念図、第２図は実施例の駆動系クラッチ制
御装置が適用される四輪駆動車を示す図、第３図は実施
例の四輪駆動車の駆動力配分制御装置を示す全体図、第
４図は実施例装置のトランスファ装置を示す断面図、第
５図は実施例装置のコントロールユニットを示すブロッ
ク線図、第６図はクラッチ油圧と前輪側への伝達トルク
の関係特性図、第７図は指令電流値とクラッチ油圧の関
係特性図、第８図は実施例装置のコントロールユニット
に予め設定されている前後輪回転速度差ΔＮに対する前
輪側への伝達トルクΔＴの制御特性線図、第９図は減速
制御時における車速Ｖに対するゲイン特性図、第10図は
設定車速V₀を決めるための旋回時における車速Ｖと前後
輪回転速度差ΔＮとの関係特性図、第11図は実施例装置
のコントロールユニットにおける駆動力配分制御作動の
流れを示すフローチャート図である。 １……駆動系クラッチ手段 ２……検出手段 201……前輪回転速度検出手段 202……後輪回転速度検出手段 203……車速検出手段 204……前後輪回転速度差検出手段 ３……クラッチ制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後輪駆動ベースの四輪駆動車で、前輪への
   エンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ
   締結力により伝達トルクの変更ができる駆動系クラッチ
   手段と、 所定の検出手段からの検出信号に基づいて前記駆動系ク
   ラッチ手段の締結力を増減制御する制御信号を出力する
   クラッチ制御手段と、 を備えた四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、 前記検出手段として、前輪回転速度検出手段と後輪回転
   速度検出手段と車速検出手段と後輪回転速度から前輪回
   転速度を差し引いた前後輪回転速度差を検出する前後輪
   回転速度差検出手段を含み、 前記クラッチ制御手段は、前輪回転速度が後輪回転速度
   より大きな減速スリップ時で、且つ、検出される車速
   が、旋回時に前後輪の旋回軌跡差により発生する前後輪
   回転速度差が負から正へと移行する分岐点となる設定車
   速以上の場合には、前後輪回転速度差が大きくなるほど
   クラッチ締結力を増し、２輪駆動状態から４輪駆動状態
   へと駆動力配分を移行させる制御を行なう手段とした事
   を特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制御装置。