JPH0729559B2 - 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、前後輪駆動力配分が変更可能な四輪駆動車の
駆動力配分制御装置、特に、低摩擦係数路での発進時や
中間加速時におけるハンチング対策に関する。

（従来の技術） 従来、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63−13331号公報に記載されているように、
前後輪回転速度差に基づきクラッチ締結力を増減させ、
エンジン駆動力の前後輪配分を可変とする装置が知られ
ていて、後輪駆動車の長所である操縦性を生かしながら
駆動輪スリップを抑制して駆動性能を高める為、前後輪
回転速度差（後輪−前輪）とクラッチ締結力（前輪駆動
トルク）との関係を、前後輪回転速度差が小さい時には
前輪駆動トルクを小さく、前後輪回転速度差が大きくな
るに従って前輪駆動トルクが大きくなる特性が得られる
設定とし、常に前後輪回転速度差を零に収束させる制御
としている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置に
あっては、車輪速検出値により得られる前後輪回転速度
差に基づきトルク配分用クラッチのクラッチ締結力を制
御する前後輪回転速度差フィードバック制御系の装置で
ある為、低摩擦係数路での発進時や中間加速時等では、
エンジン直結駆動輪である後輪やクラッチ締結駆動輪で
ある前輪の車輪速検出値のホイールスピンによる変動が
そのまま前後輪回転速度差の変動となってあらわれ、ク
ラッチ締結力の増減を繰り返す制御ハンチングが発生
し、これが車両騒音やガクガク振動の原因となる。

即ち、後輪駆動ベースの四輪駆動車で低摩擦係数路での
急発進時を例にとって説明すると、発進後すぐに後輪が
ホイールスピンすることにより前後輪回転速度差が出て
クラッチが締結される。

しかし、このクラッチ締結に伴なって後輪ホイールスピ
ンが収まると、前後輪回転速度差が小さくなりクラッチ
締結力が弱められる。

そして、このようにクラッチ締結力が弱められることで
エンジン駆動系に対する連結度合が小さくなった前輪は
イナーシャの減少で急速に回転を増して前輪ホイールス
ピン起し、再び、前後輪回転速度差が発生する為、前輪
ホイールスピンを収めるべくクラッチが締結される。

その結果、クラッチ締結力の増減が繰り返される制御ハ
ンチングが発生する。

また、この時の前後輪の車輪速をみると、第６図に示す
ように、イナーシャの大きな後輪はホイールスピン状態
が続き、前輪がホイールスピンとグリップとを繰り返す
４輪ホイールスピン状態となる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、前後輪のうち一方にはエンジン駆動力を直接伝達
し、他方にはトルク配分用クラッチを介して伝達するト
ルクスプリット式の四輪駆動車において、低摩擦係数路
での急発進時や中間加速時等において発生する制御ハン
チングを未然に防止すると共に低摩擦係数路での駆動性
能を高めることを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明の四輪駆動車の駆動力配
分制御装置では、第１図のクレーム対応図に示すよう
に、前後輪の一方へのエンジン直結駆動系に対し前後輪
の他方への駆動系の途中に設けられ、伝達されるエンジ
ン駆動力を外部からの締結力制御で変更可能とするトル
ク配分用クラッチａと、前後輪の回転速度差を検出する
前後輪回転速度差検出手段ｂと、車両に発生する前後加
速度を検出する前後加速度検出手段ｃと、エンジン直結
駆動輪のホイールスピンを検出する直結駆動輪ホイール
スピン検出手段ｄと、前記前後輪回転速度差検出手段ｂ
で検出した前後輪回転速度差が大きいほど強いクラッチ
締結力指令値を前記トルク配分用クラッチａに出力する
前後輪回転速度差対応駆動力配分制御手段ｅと、前記前
後加速度検出手段ｃで検出した前後加速度が大きいほど
強いクラッチ締結力指令値を前記トルク配分用クラッチ
ａに出力する前後加速度対応駆動力配分制御手段ｆと、
前記直結駆動輪ホイールスピン検出手段ｄでの非ホイー
ルスピン検出時には、前後輪回転速度差対応駆動配分制
御手段ｅを選択し、前記直結駆動輪ホイールスピン検出
手段ｄでのホイールスピン検出時には、前後加速度対応
駆動力配分制御手段ｆを選択する制御モード選択手段ｇ
と、を備えている事を特徴とする。

（作 用） 高摩擦係数路等での走行時で、直結駆動輪ホイールスピ
ン検出手段ｄにより非ホイールスピンであるとの検出時
には、制御モード選択手段ｇにおいて、前後輪回転速度
差対応駆動力配分制御手段ｅが選択される。

従って、前後輪回転速度差検出手段ｂで検出した前後輪
回転速度差が大きいほど強いクラッチ締結力指令値がト
ルク配分用クラッチａに出力される。

この前後輪回転速度差対応駆動力配分制御により、発進
時や加速時等で直結駆動輪が駆動力過剰により駆動スリ
ップを生じた場合、前後輪の回転速度差を零に収束され
るべく直結駆動輪へ伝達されていた駆動力の一部がクラ
ッチ締結駆動輪側へ配分され、直結駆動輪への伝達駆動
力を低減することによる駆動スリップの抑制で駆動性能
が高められる。

低摩擦係数路での急発進時や中間加速時等で、直結駆動
輪ホイールスピン検出手段ｄによりホイールスピンであ
るとの検出時には、制御モード選択手段ｇにおいて、前
後加速度対応駆動力配分制御手段ｆが選択される。

従って、前後加速度検出手段ｃで検出した前後加速度が
大きいほど強いクラッチ締結力指令値がトルク配分用ク
ラッチａに出力される。

つまり、４輪ホイールスピンに先行して発生する直結駆
動輪のホイールスピンが検出された時点で、前後輪回転
速度差対応駆動力配分制御に代え前後加速度対応駆動力
配分制御が行なわれるため、前後輪回転速度差フィード
バック制御特有の制御ハンチングが未然に防止される。

また、前後輪回転速度差対応駆動力配分制御に代えて行
なわれる前後加速度対応駆動力配分制御では、前後加速
度が大きいほど駆動力配分が４輪等配分方向に制御され
ることで、低摩擦係数路走行時における加速スリップも
有効に抑えられ、駆動性能が高められる。

（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図は四輪駆動車のトルクスプリット制御システム
（駆動力配分制御装置）が適用された駆動系を含む全体
システム図であり、まず、構成を説明する。

実施例のトルクスプリット制御システムが適応される車
両は後輪ベースの四輪駆動車で、その駆動系には、エン
ジン1,トランスミッション2,トランスファ入力軸3,リヤ
プロペラシャフト4,リヤディファレンシャル5,後輪6,ト
ランスファ出力軸7,フロントプロペラシャフト8,フロン
トディファレンシャル9,前輪10を備えていて、後輪６へ
はトランスミッション２を経過してきたエンジン駆動力
が直接伝達され、前輪10へは前輪駆動系である前記トラ
ンスファ入出力軸3,7間に設けてあるトランスファクラ
ッチ装置11を介して伝達される。

そして、駆動性能と操舵性能の両立を図りながら前後輪
の駆動力配分を最適に制御するトルクスプリット制御シ
ステムは、湿式多板摩擦クラッチを内蔵した前記トラン
スファクラッチ装置11（例えば、先願の特願昭63−3253
79号の明細書及び図面を参照）と、クラッチ締結力とな
る制御油圧Pcを発生する制御油圧発生装置20と、制御油
圧発生装置20に設けられたソレノイドバルブ28へ各種入
力センサ30からの情報に基づいて所定のディザー電流ｉ
^＊を出力するトルクスプリットコントローラ40とを備え
ている。

前記油圧制御装置20は、リリーフスイッチ21により駆動
または停止するモータ22と、該モータ22により作動して
リザーバタンク23から吸い上げる油圧ポンプ24と、該油
圧ポンプ24からのポンプ吐出圧（一次圧）をチェックバ
ルブ25を介して蓄えるアキュムレータ26と、該アキュム
レータ26からのライン圧（二次圧）をトルクスプリット
制御部40からのソレノイド駆動のディザー電流ｉ^＊によ
り所定の制御油圧Pcに調整するソレノイドバルブ28とを
備え、制御油圧Pcの作動油は制御油圧パイプ29を経過し
てクラッチポートに供給される。

前記各種入力センサ30としては、第３図のシステム電子
制御系のブロック図に示すように、左前輪回転センサ30
a,右前輪回転センサ30b,左後輪回転センサ30c,右後輪回
転センサ30d,第１横加速度センサ30e,第２横加速度セン
サ30f,前後加速度センサ30gを有する。

前記トルクスプリット制御部40は、第３図のシステム電
子制御系のブロック図に示すように、左前輪速演算回路
40a,右前輪速演算回路40b,左後輪速演算回路40c,右後輪
速演算回路40d,前輪速演算回路40e,後輪速演算回路40f,
回転速度差演算回路40g,締結力演算回路40h,T_M−ｉ変換
回路40i,ディザー電流出力回路40j,横加速度演算回路40
l,ゲイン演算回路40m,車体速演算回路40nを有する。

尚、図中、A/DはA/D変換器、D/AはD/A変換器である。

次に、作用を説明する。

第４図はトルクスプリットコントローラ40で行なわれる
前後輪駆動力配分制御作動の流れを示すフローチャート
で、以下、各ステップについて順に説明する。

ステップ80では、アナログ信号による各センサ信号がS
_WFL,S_WFR,S_WRR,S_YG1,S_YG2,S_XGが入力される。

ステップ81〜ステップ85では入力演算処理が行なわれ
る。

ステップ81では、各回転センサ信号のコンパレータ出力
の周期により左前輪速V_WFL,右前輪速V_WFR,左後輪速
V_WRL,右後輪速V_WRRが演算される。

ステップ82では、上記左前輪速V_WFLと右前輪速V_WFRとの
平均値により前輪速V_WFが演算され、上記左後輪速V_WRL
と右後輪速V_WRRとの平均値により後輪速V_WRが演算さ
れ、第１横加速度Y_G1と第２横加速度Y_G2との平均値によ
り横加速度Y_Gが演算される。

ステップ83では、前輪速V_WFと後輪速V_WRとから前後輪回
転速度差検出値△V_W（＝V_WR−V_WF;但し、△V_W≧０）が
演算される。

ステップ84では、前後輪回転速度差△V_Wに対するクラッ
チ締結力T_Mの制御ゲインKhが横加速度Y_Gの逆数に基づい
て下記の式で演算される。

Kh＝αh/Y_G（但し、Kh≦βｈ） 例えば、αｈ＝１でβｈ＝10とする。

ステップ85では、前後加速度検出値X_Gの絶対値|X_G|を積
分演算することにより車体速Viが求められる。

ステップ86及びステップ87では、加速走行時において後
輪（駆動直結輪）がホイールスピン状態かどうかの判別
処理が行なわれる。

ステップ86では、前後加速度検出値X_Gが設定値X_GO（例
えば、0.1m/sec²）以上かどうか判断される。

ステップ87では、後輪速V_WRが車体速Viの関数により与
えられるホイールスリップしきい値ｆ（Vi）以上かどう
かが判断される。

尚、ホイールスリップしきい値ｆ（Vi）は、例えばｆ
（Vi）＝Vi×1.05＋８（km/h）で与えられる。

そして、ステップ88以降で出力処理が行なわれる。

まず、ステップ86とステップ87との両条件を同時に満足
しない場合には、ステップ88へ進み、ステップ88では、
制御ゲインKhと前後輪回転速度差△V_Wとによってクラッ
チ締結力T_Mが演算される（これを制御特性マップであら
わすと第５図のようになる）。

一方、ステップ86とステップ87との両条件を同時に満足
する場合にはステップ89へ進み、ステップ89では、前後
加速度検出値X_Gと横加速度絶対値|Y_G|とによってクラッ
チ締結力T_Mが演算される。

尚、演算式は、T_M＝ａ（X_G−２・|Y_G|）であり、大きな
横加速度Y_Gが発生する旋回加速時には、制御ハンチング
よりも旋回安定性を向上させる為、クラッチ締結力T_Mを
弱めるようにしている。

ステップ90では、前記ステップ88またはステップ89で求
められたクラッチ締結力T_Mが、予め与えられたT_M−ｉ特
性テーブルによりソレノイド駆動電流ｉに変換される。

ステップ91では、ソレノイドバルブ28ヘディザー電流ｉ
^＊（例えば、ｉ±0.1A 100Hz）が出力される。

次に、４輪ホイールスピンの発生がない通常走行時と４
輪ホイールスピンが発生する低摩擦係数路加速度走行時
とに分けて駆動力配分作用を説明する。

（イ）通常走行時 高摩擦係数路での直進走行時等で４輪ホイールスピンの
発生がない通常走行時には、第４図のフローチャートに
おいて、ステップ86またはステップ87からステップ88→
ステップ90→ステップ91へと進む流れとなり、第５図に
示すように、前後輪回転速度差△V_Wが大きくなればなる
ほどクラッチ締結力T_Mが増大し、前輪側への駆動力配分
が増すことから、直結駆動輪である後輪への駆動力が過
大になることによる駆動輪スリップが抑制される。

さらに、横加速度Y_Gの逆数に応じて制御ゲインKhを決め
ていることで、横加速度Y_Gの発生が大きく制御ゲインKh
が小さくなる高摩擦係数路での旋回走行時にはタイトコ
ーナブレーキが有効に防止され、また、横加速度Y_Gの発
生が小さく制御ゲインKhが大きくなる低摩擦係数路での
旋回走行時には４輪駆動方向の駆動力配分となることで
駆動輪スリップが最小に抑えられる。

（ロ）低摩擦係数路加速走行時 ４輪ホイールスピンが発生する低摩擦係数路での急発進
時や中間加速時等では、第４図のフローチャートにおい
て、ステップ86→ステップ87→ステップ89→ステップ90
→ステップ91へと進む流れとなり、ステップ88で得られ
る前後輪回転速度差△V_Wに応じたクラッチ締結力T_Mより
過大なクラッチ締結力T_Mがステップ89での演算に基づい
て付与される。

従って、４輪ホイールスピンに先行して発生する後輪ホ
イールスピンが検出された時点で過大なクラッチ締結力
T_Mの付与により駆動力配分が４輪駆動状態に固定される
ことになる為、クラッチ締結力の増減を繰り返す制御ハ
ンチングが未然に防止され、この制御ハンチングを原因
として発生する車両騒音やガクガク振動も防止される
し、クラッチ耐久性も向上する。

また、駆動力配分が４輪駆動状態となる為、低摩擦係数
路での駆動性能も高められる。

さらに、実施例では、後輪ホイールスピンの発生時に付
与するクラッチ締結力T_Mを、T_M＝ａ（X_G−２・|Y_G|）に
より得るようにしている為、大きな横加速度Y_Gが発生す
る旋回加速時には、クラッチ締結力T_Mを弱めるめること
で旋回安定性を向上させることができる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成及び制御内容はこの実施例に限られるものではな
い。

例えば、実施例では、後輪側をエンジン駆動直結にした
後輪ベースの四輪駆動車の駆動力配分制御装置への適応
例を示したが、前輪側をエンジン駆動直結にした前輪ベ
ースの四輪駆動車の駆動力配分制御装置へも適応出来
る。

また、実施例では、エンジン直結駆動輪のホイールスピ
ン発生時に付与するクラッチ締結力を、前後加速度と横
加速度に応じて設定する好ましい例を示したが、エンジ
ン直結駆動輪のホイールスピン発生時には前後加速度X_G
（路面摩擦係数対応値）のみに応じてリジッド4WDとな
るクラッチ締結力を付与する例であっても良い。

（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、直結駆動輪ホイールスピン検
出手段での非ホイールスピン検出時には、前後輪回転速
度差対応駆動力配分制御手段を選択し、直結駆動輪ホイ
ールスピン検出手段でのホイールスピン検出時には、前
後加速度対応駆動力配分制御手段を選択する制御モード
選択手段を備えた装置としたため、前後輪のうち一方に
はエンジン駆動力を直結伝達し、他方にはトルク配分用
クラッチを介して伝達するトルクスプリット式の四輪駆
動車において、高摩擦係数路加速走行時等での駆動性能
の向上と、低摩擦係数路での急発進時や中間加速時等に
おいて発生する制御ハンチングの未然防止と、低摩擦係
数路走行時における駆動性能の向上とを併せて達成でき
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
すクレーム対応図、第２図は実施例のトルクスプリット
制御装置（駆動力配分制御装置）を適応した四輪駆動車
の駆動系及び制御系を示す全体概略図、第３図は実施例
装置に用いられた電子制御系を示すブロック図、第４図
は前後輪駆動力配分制御作動を示すフローチャート、第
５図はな前後輪回転速度差に対するクラッチ締結力特性
図、第６図は低摩擦係数路での急発進時における車体速
及び前後輪の各車輪速特性を示すタイムチャートであ
る。 ａ……トルク配分用クラッチ ｂ……前後輪回転速度差検出手段 ｃ……前後加速度検出手段 ｄ……直結駆動輪ホイールスピン検出手段 ｅ……前後輪回転速度差対応駆動力配分制御手段 ｆ……前後加速度対応駆動力配分制御手段 ｇ……制御モード選択手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後輪の一方へのエンジン直結駆動系に対
   し前後輪の他方への駆動系の途中に設けられ、伝達され
   るエンジン駆動力を外部からの締結力制御で変更可能と
   するトルク配分用クラッチと、 前後輪の回転速度差を検出する前後輪回転速度差検出手
   段と、 車両に発生する前後加速度を検出する前後加速度検出手
   段と、 エンジン直結駆動輪のホイールスピンを検出する直結駆
   動輪ホイールスピン検出手段と、 前記前後輪回転速度差検出手段で検出した前後輪回転速
   度差が大きいほど強いクラッチ締結力指令値を前記トル
   ク配分用クラッチに出力する前後輪回転速度差対応駆動
   力配分制御手段と、 前記前後加速度検出手段で検出した前後加速度が大きい
   ほど強いクラッチ締結力指令値を前記トルク配分用クラ
   ッチに出力する前後加速度対応駆動力配分制御手段と、 前記直結駆動輪ホイールスピン検出手段での非ホイール
   スピン検出時には、前後輪回転速度差対応駆動力配分制
   御手段を選択し、前記直結駆動輪ホイールスピン検出手
   段でのホイールスピン検出時には、前後加速度対応駆動
   力配分制御手段を選択する制御モード選択手段と、 を備えている事を特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制
   御装置。