JPS61244628A - ４輪駆動車の駆動力配分制御装置 - 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） この発明は前輪へ伝達する駆動力と後輪へ伝達する駆動
力との配分比（以下、動力配分比）を自動制御する４輪
駆動車の駆動力配分制御装置に係り、特に、前後輪の回
転速度差および回転速度差の時間変化率に基づいて動力
配分比を制御する駆動力配分制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置としては、特開
昭５８−５３５２０号公報、特開昭５８−５６９２２号
公報あるいは特開昭５８−５６９２４号公報等に記載さ
れたものが知られている。例えば、特開昭５８−５３５
２０号公報に記載されたものは、前後輪の回転速度差Δ
Ｎと回転速度差ΔＮの時間変化率ΔＮとを加算した値が
所定値以上の時に、前後輪の一方を駆動する２輪駆動か
ら前後輪の双方を駆動する４輪駆動に切り換えるもので
あ、す、また、特開昭５８−５６９２２号公報に記載さ
れたものは、回転速度差ΔＮが所定値以上かつ時間変化
率Δ員が所定値以上の時に２輪駆動から４輪駆動へ切り
換えるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これら従来の４輪駆動車の駆動力配分制
御装置はいずれもが、単に２輪駆動と４輪駆動との切換
を行うにすぎないため、その切り換え時にステア特性が
急変して旋回走行時等の操縦安定性が低下するという問
題点があった。

また、上述した特開昭５８−５３５２０号公報あるいは
特開昭５８−５６９２２号公報に記載された駆動力配分
制御装置にあっては、２輪駆動と４、輪駆動とを切り換
え制御するための条件として時間変化率Δ白を採用する
が、この時間変化率ΔＮとして回転速度差から算出され
た値をそのまま用いるため、回転速度差ΔＮの検出誤差
を補正することができず正確な制御が不可能であるとい
う問題点があり、さらに、車両の走行条件に応じた制御
が不可能であるという問題点があった。すなわち、一般
に、回転速度差ΔＮは、２輪−４輪切換用トランスファ
の前後輪の各出力軸に設けられた速度検知用のピニオン
から検出された前後輪の回転速度を基に算出されるが、
このようなビニオンは配設位置の制約から歯数を多くと
れないため検出精度が低く、結果として、その回転速度
差ΔＮおよび時間変化率Δにの精度も低下して正確な制
御が不可能となっていた。また、回転速度差ΔＮおよび
その時間変化率Δ白は、車速等の車両の走行条件に依存
して変化し、例えば直進定速走行時を想定すると回転速
度差ΔＮおよび時間変化率Δ白は高車速域で大きくなる
。したがって、時間変化率Δ白を２輪駆動と４輪駆動と
の切り換えの固定的な条件として車両の走行条件とは無
関係に設定すると、必ずしも車両が最良の性能を発揮で
きるとは限らないという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） この発明は、前述した従来の問題点を解決することを目
的としてなされたもので、第１図に示すように、前輪へ
伝達する駆動力と後輪へ伝達する駆動力との配分比りを
変更可能な駆動力配分手段１１と、前輪の回転速度ＮＦ
Ｉ検出する前輪速度検知器１２と、後輪の回転速度ＮＲ
を検出する後、軸速度検知器１３と、前輪と後輪との回
転速度差ΔＮを算出する回転速度差算出手段！４と、前
輪と後輪六の回転速度差ΔＮの時間変化率へ侍を算出す
る回転加速度差算出手段１５と、該回転加速度差算出手
段１５により算出された時間変化率Δ青に補正係数Ａを
乗じて加速度補正値Ａ・、仝ｉを算出する補正手段１６
と、該補正手段１６により算出された加速度補正値Ａ・
Δにと前記回転速度差算出手段１５により算出された回
転速度差ΔＮを加算し、この加等した値ΔＮ＋Ａ・Δ盲
に対応した目標配分比Ｄ１を算出する目標配分比算出手
段１７．と、該目標配分比算出手段１７の出力信号に基
づいて前記配分比りが目標配分比Ｄ　となるように前記
駆動力配分手段１１を駆動する駆動手段１８と、を有す
るものである。

（作用） この発明にかかる４輪駆動車の駆動力配分制御装置によ
れば、前後輪の回転速度差ΔＮの時間変化率Δ山に補正
係数Ａを乗じた加速度補正値Ａ・Δ侍と回転速度差ΔＮ
とを加算して得た値に対応した目標配分値Ｄ　を算出し
、前後輪の駆動力の動力配分比りが目標配分比Ｄ１とな
るように制御する。したがって、完全な２輪駆動と４輪
駆動との切り換えのように動力配分比が急激に変わるこ
とも、無く、そのステア特性の急変が防止される。

また、上記補正係数を変更することで回転速度差ΔＮの
検出誤差等を補正することもでき、さらに、上記補正係
数を車両の走行条件に応じて制御することで、車両の最
良の性能を引き出すことも可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図および第５図は、この発明にかかる４輪駆動車の
駆動力配分制御装置の一実施例を前置エンジン後輪駆動
車をベースとした４輪駆動車に適用して示す図である。

まず、第２図により概要を説明すると、２１はエンジン
（機関）、２２はエンジン２１と一体に組み付けられた
トランスミッション（変速機）であり、トランスミッシ
ョン２２の出力軸は駆動力の配分比を変更するトランス
ファ（駆動力配分手段）２３を介して後輪プロペラシャ
フト２４Ｒおよび前輪プロペラシャフト２４Ｆに連結さ
れている。後輪プロペラシャフト２４Ｒは、後輪差動装
置２５Ｒおよび左右のアクスル２６ＲＬ、２６ＲＲを介
して左右の後輪２７ＲＬ、２７ＲＲに連結され、同様に
、前輪プロペラシャツ）　２４　Ｆは、前輪差動装置２
５Ｆおよび左右のアクスル２６ＦＬ、２６ＦＲを介して
左右の前輪２７ＦＬ、２７ＦＲに連結されている。

トランスファ２３は、第３図に示すように、２つの部材
２８ａ、２８ｂをボルト２９により接合して成るトラン
スファケース２８内に、トランスミッション２２の出力
軸と連結した入力軸３０が回転自在に収納され、また、
後輪プロペラシャフト２４Ｒと連結した後輸出力軸３１
がベアリング３２により回転自在に支持されている。こ
れら入力軸３０および後輸出力軸３１は、それぞれが略
パイプ状の継手部材３３に同軸的にスプライン結合して
、該継手部材３３を介し一体回転するよう接続している
。継手部材３３は、その外周部に後述する油圧式の摩擦
多板クラッチ４９のドラム４４が設けられ、また、トラ
ンスファケース２８にポルト３４ａにより固定された筒
状のベアリングホルダ３４に回転自在に挿通している。

入力軸３０には図中左方に第１中空軸３８が回転自在に
外挿し、また、図中右方に第１中空軸３日とスプライン
結合した第２中空軸３９がニードルベアリング４３を介
して回転自在に外挿している。第１中空軸３８は、その
外周上にカウンタギア４０ａと噛合したドライブギア３
８ａが一体に形成されている。

このカウンタギア４０ａは、トランスファケース２８に
ベアリング４１を介し回転自在に支持されたカウンタシ
ャフト４０に一体に形成され、前輪プロペラシャフト２
４Ｆと連結した前輸出力軸に設けられたドリブンギア４
２と噛合している。第２中空軸３９は一体に形成されて
径方向外方へ突出するハブ３９ａを有し、このハブ３９
ａと前述したドラム４４との間に摩擦多板クラッチ４９
が取り付られている。

摩擦多板クラッチ４９は、ドラム４４の内周壁にスプラ
イン結合した複数のドライブプレート４５と、第２中空
軸３９のハブ３９ａにスプライン結合してドライブプレ
ート４５と軸方向交互に配列された複数のドリブンプレ
ート４６と、ドラム４４および継手部材３３にそれぞれ
内外の円周面が液密的かつ軸方向の摺動自在に摺接して
油室４７を画成する略環状のピストン４８と、継手部材
３３に取り付けられたリテーナ５２とピストン４８との
間に縮装されてピストン４８を油室４７側へ付勢するス
プリング５３と、を備えでいる。油室４７は、継手部材
３３に形成された第１油路３５ａ、ベアリングホルダ３
４に形成された第２油路３５ｂおよびトランスファケー
ス２８に形成された第３油路３５ｃを介してトランスフ
ァケース２８の油圧ボー　ト３５ｄに連通している。こ
の摩擦多板タラソチ４９は、後述する制御装置５１から
油圧ボート３５ｄおよび第１、第２、第３油路３５ａ、
３５ｂ、３５Ｃを経て油室４７に高圧の圧油が供給され
ると、ピストン４８がスプリング５３の弾性力に抗し図
中左動してドライブプレート４５とドリブンプレート４
６とを摩擦接触させ、継手部材３３と第２中空軸３９と
の間すなわち入力軸３０と前輸出力軸との間を接続する
。

なお、３０ａは入力軸３０に形成された第１潤滑油路、
３１　ａは後輸出力軸３１に形成された第２潤滑油路、
３９ｂは第２中空軸３９に形成された第１クラツチ潤滑
油路、３９ｃは第２中空軸３９のハブ３９ａに形成され
た第２クラツチ潤滑油路、４４ａはドラム４４に形成さ
れた第３クラツチ潤滑油路であり、第１および第２潤滑
油路３０ａ、３１ａはニードルベアリング４３等へ潤滑
油を供給し、また、第１、第２および第３クラツチ潤滑
油路３９ｂ、３９Ｃ１４４ａは摩擦多板クラッチ４９の
ドライブプレート４５とドリブンプレート４６との摺接
部へ潤滑油を供給する。

また、３６は速度検知用のピニオンである。

再び、第２図において、５１は制御装置であり、この制
御装置５１には、前輪２７ＦＲ１２７ＦＬの回転速度を
検出する前輪回転センサ（前輪速度検知器）５４と、後
輪２７ＲＲ１２７ＲＬの回転速度を検出する後輪回転セ
ンサ（後輪速度検知器）５５と、が結線されている。前
輪回転センサ５４は、例えば、トランスファ２３の前輸
出力軸に設けられたピニオンギアの両側に配置されたフ
ォトトランジスタ等を有し、前輪２７ＦＲ１２７ＦＬの
回転速度に比例した周波数のパルス信号を制御装置５１
へ出力する。同様に、後輪回転センサ５５は、例えば、
トランスファ２３の後輸出力軸３１に設けられたピニオ
ンギアの両側に配置されたフォトトランジスタ等を有し
、後輪２７ＲＲ１２７Ｒ，Ｌの回転速度に比例した周波
数のパルス信号を制御装置５１へ出力する。

制御装置５１は、第４図に示すように、摩擦多板クラッ
チ４９の油室４７へ圧油を供給する油圧回路（駆動手段
に相当）５６と、この油圧回路５６が発生する油圧を前
輪回転センサ５４および後輪回転センサ５５の出力信号
に基づいて制御する電気制御回路５７と、を備えている
。油圧回路５６は、吐出ポートが摩擦多板クラッチ４９
の油室４７とともにリザーバタンク５９に連絡されたポ
ンプ５８と、ポンプ５８の吐出ボートとリザーバタンク
５９との間に介装された電磁弁６０と、を有している。

ポンプ５８は、エンジン２１により駆動されリザーバタ
ンク５９内の油を加圧して吐出する。電磁弁６０は、そ
のソレノイド６０ａが電気制御回路５７に結線され、こ
の電気制御回路５７からソレノイド６０ａへ通電される
電流値およびポンプ５８の吐出圧に応じた開度で油室４
７をリザーバタンク５９に開放し、油室４７へ供給され
る油圧（以下、クラッチ圧Ｐ）を変更する。すなわち、
この電磁弁６０は、例えばポンプ５８の吐出圧とソレノ
イド６０ａの電磁力とに応動するスプールを有し、クラ
ッチ圧Ｐをソレノイド６０ａへ通電される電磁値に応じ
た値に維持する。

電気制御回路５７は、前輪回転センサ５４が出力するパ
ルス信号を計数して前輪回転速度ＮＦを表示するアナロ
グ信号ｎｆに変換する第１カウンタ６１と、後輪回転セ
ンサ５５が出力するパルス信号を計数して後輪回転速度
ＮＲを表示するアナログ信％ｎｒに変換する第２カウン
タ６２と、第２カウンタ６２の出力信号ｎｒから第１カ
ウンタ６１の出力信号ｎｆを減算して前後輪の回転速度
差ΔＮを表示する信号Δｎを出力する減算器（回転速度
差算出手段）９３と、減算器６３の中力信号４ｎを微分
演算して回転速度差Δ、Ｎの時間変化率Δ盲を表示する
信号へ六を出力する微分器（回転加速度差算山手、段、
）６４と、微分器６４の出力信号Δ、みに所定の補正係
数ａを乗じて加速度補正値Ａ・Δ侍を表示す、る信号ａ
・Δみを出力する比例乗算器、（補正手段）６５と、減
算器６３の出力信号Δｎ、と比例乗算器６５の出力信号
ａ−Ａ、、ｎとを加算して目標、配分比Ｄ　を表示する
信号ｄ　　（ｄ　　−Δｎ、＋、ａ・Δｎ）を出力する
加算器（目標配分比算、山手段）６６と、加算器６６の
出力する信号ｄ　に応、した、クラッチ圧Ｐを検索、し
て該クラッチ圧Ｐを表示する信号■を出力する関数発生
器６７と、関数発生器６７の出、力信号■に応じた値の
電流を電磁弁６０のソレノイド６０ａに通電する増幅器
６８と、を有している。

次に、作用を説明する。　）、。

この４輪駆動車の駆動力配分側、御装置は、前１輪回転
速度ＮＦおよび後輪回転、速度ＮＲから回転速度差ΔＮ
を算出するとともに回転速度差ΔＮから時間変化率Δ侍
を算出し、時間変化率ΔＮに前輪回転センサ５４と後輪
回転センサ５５との回転速度Ｎ、Ｆ＜ＮＲの検知遅れお
よび摩擦多板クラッチ４９の動作遅れ等を補償する補正
係数Ａを乗じて加速、度補正値Ａ、・Δｋを算出する。

そして、回転速度差ΔＮと加速度補正値Ａ・ΔＮとを加
算して目標配分値Ｄ　（Ｄ　＝Δ、、Ｎ＋Ａ・、Δｋ）
を算出し、この目標配分値Ｄ　に対応したクラッチ圧Ｐ
を摩擦多板クラッチ４９の油室４７へ供給して動力配分
比りを目標配分値Ｄ　とする。したがって、その動力配
分比が急変してステ、ア特性が変化することも無くなり
、また、回転速度ＮＦ、ＮＲの検知遅れ等を補償して動
力・配分比りの正確な制御が可能となる。

詳しく説明すると、電気制御回路５７は各第１カウンタ
６１および第２カウンタ６２のそれぞれが前輪回転セン
サ５４および後輪回転センサ５５の出力するパルス信号
をカウントとして信号ｎｆ、、ｎｒを出力するまでに時
間τを要したとすると、減算器６３はこの時間τの経過
後に各カウンタ６１．６２から入力する信号ｎｆ、、ｎ
ｒを基にして信号Δｎを算出するため、減算器６３の時
間ｔにおける出力信号Δｎ　（ｔ）は、次式（１）に示
すように、上記計数時間τの中間時τ／２前における前
後輪の回転速度差ΔＮ（を−τ／２）に比例した値とし
て近似できる。

Δｎ　（ｔ）＃Ｃ・ΔＮ　（ｔ−ｒ／２）　−（１また
だし、Ｃは比例定数である。

そして、前後輪の回転速度差ΔＮ（ｔ−τ／２）は、次
式（２）に示すように、時間ｔにおける回転速度差ΔＮ
　（ｔ）からその時間変化率ΔＮ　（ｔ）に時間τ／２
を乗じたものを減算して近似的に得ることができる。

ΔＮ（を−τ／２）−ΔＮ　（ｔ）−τ／２・ΔＮ　（
ｔ　）　　−（２１ 一方、減算器６３の出力信号Δｎは、微分器６４で微分
されて信号Δ六に変換された後に比例乗算器６５で後に
述べるように検知遅れ等を補正する補正係数ａを乗じら
れ、信号ａ・へ六として加算器６６に入力する。加算器
６６は、減算器６３の信号Δｎと比例乗算器６５の出力
信号ａ・Δバとを加算し、次式（３）に示す目標配分比
Ｄ　を表示する信号ｄ“を関数発生器６７へ出力する。

ｄ　−Δｎ＋ａ・Δ計−（３） この信号ｄ　は式（３）を式（２）に基づいて下記式（
４）に示すように変換して表わされる。

ｄ　−Δｎ＋ａ暑八〇 一へ・　（ΔＮ−τ／２・ΔＮ） ＝Ｃ（ΔＮ　＋　（ａ　−ｒ　／　２　）　　・ΔＮ＋
　−１４１すなわち、式（４）から明らかなように、補
正係数ａを検知遅れ時間τの１／２の値τ／２に設定す
ることで、検知遅れを補償した前後輪の回転速度差ΔＮ
を得ることができる。なお、言うまでも無いが、補正係
数ａに摩擦多板クラッチ４９の動作遅れをも補償する値
を加えることもできる。この後、関数発生器６７は、第
５図に基づいて入力する信号ｄ１から目標のクラッチ江
戸を表示する信号Ｖを検索し、信号Ｖを増幅器６８へ出
力する。増幅器６８は、信号Ｖを増幅して電磁弁６０の
ソレノイド６０ａへ通電する。そして、電磁弁６０は、
ソレノイド６０ａに通電される電流値に応じてクラッチ
圧Ｐを変更し、クラッチ圧Ｐを目標のクラッチ圧Ｐ＊　
とする。このため、摩擦多板クラッチ４９は目標クラッ
チ圧Ｐ＊に対応した締結力で入力軸３０と曲軸出力軸を
連結し、動力配分比りを目標配分比Ｄ８とする。

このように、この駆動力配分制御装置にあっては、前後
輪回転センサ５４．５５による前後輪の回転速度ＮＦ、
ＮＲの検知遅れあるいは摩擦多板クラッチ４９の動作遅
れ等を補償することができるため、より正確な制御が可
能となり車両の性能をより向上させることができる。

なお、上述した実施例では補正係数Ａ（比例乗算器６５
における補正係数ａ）を上記検知遅れ等を補償する値に
設定しているが、この補正係数Ａを車速等車両の走行条
件に応じて変えて車両の性能を向上させることも可能で
あることは言うまでも無い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかる４輪駆動車
の駆動力配分制御装置によれば、前後輪の回転速度差Δ
Ｎの時間変化率ΔＮに補正係数Ａを乗じたものと回転速
度差ΔＮとを加算して目標配分比Ｄ２を算出し、動力配
分比りを目標配分比Ｄ１となるように制御する。このた
め、動力配分比りが急変して車両のステア特性等に悪影
響を及ぼすことも無くなるとともに、補正係数へを検知
遅れあるいは動作遅れ等を補償する値に設定することで
、また、補正係数へを車速等の車両走行条件に応じて変
えることで、車両の性能をより向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の４輪駆動車の駆動力配分制御装置の
構成図である。第２図から第デ図はこの発明の一実施例
にかかる４輪駆動車の駆動力配分制御装置の一実施例を
示す図であり、第２図は概略全体図、第３図は機構要部
の断面図、第４図は制御装置のブロック図、第５図は関
数発生器の出力特性を示す図である。 １１．２３−−−一駆動力配分手段（トランスファ）、
１２．５４−−−一・−前輪速度検知器（前輪速度セン
サ）、１３．５５・へ−後輪速度検知器（後輪速度セン
サ）、１４．６３−−−−−一回転速度差算出手段（減
算器）、１５．６４−−−−−一回転加速度差検知手段
（微分器）、１６．６５−−−−−一補正手段（比例乗
算器）、１７．６６−−−−−一目標配分比算出手段（
加算器）、１８．５６へ・・−駆動手段（油圧回路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪へ伝達する駆動力と後輪へ伝達する駆動力との配分
   比を変更可能な駆動力配分手段が設けられた４輪駆動車
   において、前輪の回転速度を検出する前輪速度検知器と
   、後輪の回転速度を検出する後輪速度検知器と、前輪と
   後輪との回転速度差を算出する回転速度差算出手段と、
   前輪と後輪との回転速度差の時間変化率を算出する回転
   加速度差算出手段と、該回転加速差度算出手段により算
   出された時間変化率に補正係数を乗じて加速度補正値を
   算出する補正手段と、該補正手段により算出された加速
   度補正値と前記回転速度差算出手段により算出された回
   転速度差とを加算し、この加算した値に対応した目標配
   分比を算出する目標配分比算出手段と、該目標配分比算
   出手段の出力信号に基づいて前記配分比が目標配分比と
   なるように前記駆動力配分手段を駆動する駆動手段と、
   を備えることを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御
   装置。