JPH0794207B2 - 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、前後輪異径タイヤ装着対策
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、
前後輪回転速度差検出手段からの回転速度差検出値に基
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方向の制御としている。

（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、前後輪回転速度差検出値を駆動輪スリップに
よる前後輪回転速度差とみなし、この検出値に基づきト
ルク配分用クラッチのクラッチ締結力を制御する装置で
あり、前後輪のタイヤ異径による回転速度差の影響が考
慮されていない為、このタイヤ異径分による前後輪回転
速度差だけ過剰にクラッチ締結力が付与される。

即ち、第７図に示すように、前後輪回転速度差検出値△
V_Wは、駆動輪スリップによる前後輪回転速度差△V_S（ク
ラッチ締結により縮小傾向）に、クラッチ締結とは無関
係に車速の上昇に応じて大きくなる前後輪のタイヤ異径
による回転速度差△V_Tを加えた値で出力され、車速に応
じて上昇するクラッチ締結力T_M′が付与される。

その結果、特に、高速走行時において不快な上下振動
（ブルブル振動）が発生したり、クラッチ滑り（＝△V_S
＋△V_T）による激しい発熱でディファレンシャル油温が
上昇する等の問題が生じる。

尚、前後輪のタイヤが異径となる原因としては、テンパ
ータイヤ装着時や偏摩耗時やタイヤ空気圧が異なる場合
や乗員の増減により輪荷重が変化する場合等があるが、
走行時のタイヤ径をみた場合には大なり小なり異径とな
っている。

また、高速走行時における不快な振動は、実験により確
かめられたもので、その原因は明確ではないが少なくと
もクラッチ締結力の変動ではなく、第８図に示すよう
に、前後輪のタイヤ異径による回転速度差が加わること
で大きな回転差のついたままの前後輪を強制的に滑り締
結した状態で走行させると駆動系で何らかの共振現象が
発生すると考えられる。

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、前後輪回転速
度差対応制御の実効を図ると共に前後輪のタイヤ異径に
よる過剰クラッチ締結力を抑制す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、第１図のクレーム対応図に示
すように、前後輪への一方へのエンジン駆動系に対し前
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締結力制御で変更可能とするト
クル配分用クラッチ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、車速を検出する車速
検出手段ｃと、前後輪のタイヤ異径によって生じる回転
速度差に一致するように車速の上昇に応じて大きくなる
前後輪回転速度差不感帯を設定する前後輪回転速度差不
感帯設定手段ｄと、前記前後輪回転速度差検出値と前後
輪回転速度差不感帯とに基づいて決めた締結力指令値を
前記トルク配分用クラッチａへ出力する駆動力配分制御
手段ｅと、を備えている事を特徴とする。

（作 用） 車両走行時には、前後輪回転速度差不感帯設定手段ｄに
おいて、前後輪のタイヤ異径によって生じる回転速度差
に一致するように車速検出手段ｃからの車速の上昇に応
じて大きくなる前後輪回転速度差不感帯が設定され、駆
動力配分制御手段ｅにおいて、前後輪回転速度差検出手
段ｂからの前後輪回転速度差検出値と前後輪回転速度差
不感帯とに基づいて締結力指令値が決められ、この締結
力指令値がトルク配分用クラッチａに対し出力される。

すなわち、締結力指令値を決定する前後輪回転速度差情
報として、前後輪回転速度差検出値のみを用いるのでは
なく、前後輪回転速度差検出値と前後輪回転速度差不感
帯とを用いているため、この車速に応じた前後輪回転速
度差不感帯が前後輪のタイヤ異径による回転速度差に相
当し、前後輪回転速度差検出値と前後輪回転速度差不感
帯とを用いて決められた締結力指令値は、駆動輪スリッ
プによる前後輪回転速度差に応じた締結力指令値とほぼ
一致したものとなる。

したがって、前後輪回転速度差対応制御の実効、つま
り、駆動輪スリップの発生に対して適正なクラッチ締結
力による駆動輪スリップの抑制が図られるし、前後輪の
タイヤ異径による回転速度差で発生する過剰クラッチ締
結力が抑制され、高速走行時における不快な振動発生や
ディファレンシャル油温の上昇等の問題が解消される。

（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分む全体
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輪トラ
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25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,前後輪回転速度差不
感帯設定回路40k,横加速度演算回路40l,ゲイン演算回路
40m,回転センサ断線検出回路40o,横加速度センサ異常検
出回路40p,フェイルセーフ回路40q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。

また、フェイルセーフ回路40qには警報ランプ50が接続
されている。

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、左前輪速V_WFL,右前輪速V_WFR,左後輪速
V_WRL,右後輪速V_WRR,第１横加速度Y_G1,第２横加速度Y_G2
が入力される。

ステップ81では、入力処理として、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、前輪速V_WFが
そのまま車速V_iとして設定される。

ステップ82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83では、前後輪回転速度差不感帯△Ｖの比例定
数Kiが横加速度Y_Gの逆数に基づいて下記の式により演算
される。

Ki＝αi/Y_G（但し、Ki≦βｉ） 例えば、αｉ＝0.001でβｉ＝0.01とする。

尚、前後輪回転速度差不感帯△Ｖを図にあらわすと第６
図のようになり、車速Viの上昇に従って大きな値とな
り、また、横加速度検出値Y_Gが大きな値となる。即ち、
横加速度検出値Y_Gが大きな旋回時には旋回に基づく回転
差が出ることから正確な異径タイヤによる回転速度差を
検出することは不可能となるためである。

ステップ84では、前後輪回転速度差不感帯△Ｖが上記比
例定数Kiと車速Viにより下記の式で演算される。

△Ｖ＝Ki×Vi ステップ85では、上記前後輪回転速度差検出値△V_Wから
前後輪回転速度差不感帯△Ｖを差し引く下記の式により
前後輪回転速度差補正値△Ｖ′が演算される。

△Ｖ′＝△V_W−△Ｖ（但し、△Ｖ′≧０） ステップ86では、前後輪回転速度差補正値△Ｖ′に対す
るクラッチ締結力T_Mの制御ゲインK_hが横加速度検出値Y_G
の逆数に基づいて下記の式で演算される。

K_h＝α_h/Y_G（但し、K_h≦β_ｈ） 例えば、α_ｈ＝１でβ_ｈ＝10とする。

ステップ87では、上記制御ゲインK_hと前後輪回転速度差
補正値△Ｖ′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）。

ステップ88では、前記ステップ87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89では、ソレノイドバルブ28へディザー電流ｉ
^＊（例えば、ｉ±0.1A 100Hz）が出力される。

次に、直進走行時と旋回走行時とに分けて駆動力配分作
用を説明する。

（イ）直進走行時 低摩擦係数路での直進走行時や加速直進走行時には、第
７図に示すように、駆動輪スリップによる前後輪回転速
度差△V_S（クラッチ締結により縮小傾向）に、クラッチ
締結とは無関係に車速Viの上昇に応じて大きくなる前後
輪のタイヤ異径による回転速度差△V_Tを加えた値で前後
輪回転速度差検出値△V_Wが出力される。

これに対し、クラッチ締結力T_Mを決定する前後輪回転速
度差情報として、従来のように、前後輪回転速度差検出
値△V_Wをそのまま用いるのではなく、この前後輪回転速
度差検出値△V_Wから車速Viの上昇に伴なって大きな値と
なる前後輪回転速度差不感帯△Ｖを差し引いた前後輪回
転速度差補正値△Ｖ′を用いている為、この前後輪回転
速度差不感帯△Ｖが前後輪のタイヤ異径による回転速度
差△V_Tに相当し、前後輪回転速度差補正値△Ｖ′は、駆
動輪スリップによる前後輪回転速度差△Vsにほぼ一致す
ることになる。

従って、第５図に示すように、前後輪回転速度差補正値
△′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、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
プが適切なクラッチ締結力T_Mにより抑制され、駆動輪ス
リップに着目した前後輪回転速度差対応制御の実効が図
られる。

また、前後輪のタイヤ異径による回転速度差で発生する
過剰クラッチ締結力が抑制され、高速走行時には第７図
のT_Mで示すようにクラッチ締結力の上昇が抑えられる
為、高速走行時において不快な上下振動の発生や、クラ
ッチ滑りによる激しい発熱でディファレンシャル油温が
上昇する等の問題も解消される。

（ロ）旋回走行時 高摩擦係数路での旋回走行時には、前後輪の旋回半径差
により回転速度差△V_Cが発生する為、前後輪回転速度差
検出値△V_Wは、駆動輪スリップによる前後輪回転速度差
△V_Sと、前後輪のタイヤ異径による回転速度差△V_Tと、
前後輪の旋回半径差により回転速度差△V_Cを加えた値と
なり、前後輪のタイヤ異径による回転速度差△V_Tの正確
な検出が不可能になる。

従って、前後輪回転速度差不感帯△Ｖを決めるにあたっ
て横加速度Y_Gの逆数に対応する比例定数Kiを含め、第６
図に示すように、前後輪回転速度差不感帯△Ｖを小さく
している。

尚、旋回時には車体ロールが発生することにより直進走
行時のような振動体感が無い為、振動等が発生しても問
題とならないし、また、旋回状態が長時間継続すること
もない為、ディファレンシャル油温の上昇も問題とはな
らない。

また、旋回時には、第５図に示すように、横加速度Y_Gに
応じてクラッチ締結力T_Mの制御ゲインK_hを決めるように
している為、横加速度Y_Gの発生が大きい高速面摩擦係数
路での走行時には制御ゲインK_hが小さくなり、タイトコ
ーナブレーキ等が有効に防止され、また、横加速度Y_Gの
発生が小さくタイトコーナブレーキがほとんど問題とな
らない低摩擦係数路での走行時には制御ゲインK_hが大き
くなり、４輪等配分方向の駆動力配分となることで駆動
輪スリップの発生が最小に抑えられる。

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
く、クラッチ締結力T_Mを前後輪回転速度差不感帯ΔＶで
直接補正するような制御内容としてもよい。

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。

（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、前後輪のタイヤ異径によって
生じる回転速度差に一致するように車速の上昇に応じて
大きくなる前後輪回転速度差不感帯を設定し、前後輪回
転速度差検出値と前後輪回転速度差不感帯とに基づいて
決めた締結力指令値により駆動力配分制御を行なう装置
としたため、前後輪回転速度差対応制御の実効を図るこ
とができると共に、前後輪のタイヤ異径による過剰クラ
ッチ締結力を抑制することができ、この過剰クラッチ締
結力を原因として発生する高速走行時の不快な振動やデ
ィファレンシャル油温の上昇を防止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補正値に対するクラッチ締結
力特性図、第６図は車速に対する前後輪回転速度差不感
帯特性図、第７図は車速に対するクラッチ締結力及び回
転速度差特性図、第８図はトルクスプリット式の四輪駆
動車での走行状態を示す図である。 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……車速検出手段 ｄ……前後輪回転速度差不感帯設定手段 ｅ……駆動力配分制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後輪への一方へのエンジン駆動系に対し
   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、 車速を検出する車速検出手段と、 前後輪のタイヤ異径によって生じる回転速度差に一致す
   るように車速の上昇に応じて大きくなる前後輪回転速度
   差不感帯を設定する前後輪回転速度差不感帯設定手段
   と、 前記前後輪回転速度差検出値と前後輪回転速度差不感帯
   とに基づいて決めた締結力指令値を前記トルク配分用ク
   ラッチへ出力する駆動力配分制御手段と、 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。