JPS61247517A - 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） 本発明は、前後輪への駆動力配分を所定の制御条件によ
り制御させるようにした４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４輪駆動車の駆動力配分制御装置としては、例え
ば特開昭５６−２６６３６号公報に記載されているよう
な装置が知られている。

この従来装置は、変速機において前後輪の一方へ直接動
力伝達し、油圧クラッチ式のトランスファクラッチを介
して上記前後輪の他方へも動力伝達すべく伝動構成し、
上記クラッチを通常はスプリングにより滑り可能な半ク
ラッチの係合状態にし、上記前後輪の間でスリップを生
じた場合はピストンの押圧により完全に一体化した保合
状態にするように２段に制御することを特徴とするもの
であった。

従って、従来装置では、前後輪の間でスリップが所定値
以下の時は、トランスファクラッチが半クラツチ係合状
態で、トランスファクラッチを介してわずかに駆動力伝
達される駆動力配分状態（２輪駆動に近い状態）であり
、また、前後輪の間でスリップが所定値以上になると、
トランスファクラッチが完全係合をし、完全４輪駆動走
行状態になっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 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、所定のスリップ率ΔＳ１を境に２輪駆動状態
から４輪駆動状態へと０Ｎ−ＯＦＦ的に駆動力配分が切
換わるものであったため、旋回時にはステア特性が急変
するし、必ずしも走行状態に応じた最良の駆動力配分と
なっているわけではなく、駆動ロスを生じる場合がある
という問題点があった。

また、このような問題点を解法する先行技術として、本
出願人は特願昭５９−２７６０４８号の出願を行なった
。

しかし、この先行技術は、実際の前後軸回転速度差に基
づいたフィードフォオワード制御であったため、基準が
変化する旋回時等においては必ずしも適切な駆動力配分
を得ることが難かしい場合があった （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、前後輪１．２への駆動力伝達系の途中にト
ランスファを備えた４輪駆動車において、前記トランス
ファをアクチュエータ３の制御作動で前後輪１．２への
駆動力配分の変更が可能な可変トルククラッチ４とし、
該可変トルククラッチ４から前後輪１．２への駆動軸系
の回転速度を検出°する回転センサ５，６と、舵角を検
出する舵角センサ７と、車速を検出する車速センサ。

８とを設け、舵角センサ７からの舵角信号■と車速セン
サ８からの車速信号■により前後軸回転速度差を推定し
、前記回転センサ５，６からの回転速度信号■、■によ
る実際の前後軸回転速度差が推定値に近づくような制御
信号■を前記アクチュエータ３に出力する制御手段９を
設けた。

（作　用） 従って、本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御装置では
、上述のような手段としたことで、車速と舵角から推定
した前後軸回転速度差の推定値に実際の前後軸回転速度
差が近づくように前後輪の駆動力配分が制御され、走行
条件に対応して変化する推定値を基準とした駆動力配分
の制御を行なうことができる。

この駆動力配分制御によって、推定値に対する実際の前
後軸回転速度差の発生度合に応じて駆動力配分がなめら
かに変化し、旋回時にステア特性が急変することもなく
、走行状態や路面状態に応じた適切な駆動力配分が得ら
れる。

（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４輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。

まず、第２図〜第５図に示す実施例についてその構成を
説明する。

１０は駆動力配分装置であって、第２図に示すように、
駆動入力軸１１．トランスミッション１２、入力軸１３
．後輪側駆動軸１４．多板摩擦クラッチ１５．オイルポ
ンプ１６．圧油吐出管１７、オイル吸入管１８．リザー
ブタンク１９．ギヤトレーン２０．前輪側駆動軸２１を
備えている。

上記駆動入力軸１１は、エンジン及びクラッチを経過し
た駆動力が入力される軸である。

上記トランスミッション１２は、前記駆動入力軸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。

上記入力軸１３は、トランスファとしての多板摩擦クラ
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、前記入力軸１３と同芯上に直
結させたもので、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、クラッチ締結圧により前
輪側への伝達駆動力の変更が可能なりラッチで、前記入
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）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）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。

上記オイルポンプ１６は、リザーブタンク１９内のオイ
ルをオイル吸入管１８から吸入し、加圧させて圧油吐出
管１７に供給するポンプで、この圧油吐出管１７は前記
シリンダ室１５ｆに連通され、オイルポンプ１６からの
加圧油供給時は、クラッチ締結圧をクラッチピストン１
５ｅに付与して、フリクシ璽ンプレート１５ｂとフリク
ションディスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１３からの
駆動力を前輪側へ伝達させる。

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、車両の前輪に回転駆動力を伝
達させる軸である。

尚、第３図はトランスファ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１１擦クラツチ１
５やギヤ類やシャフト類が納められている。

第３図中１５ｇはディシュプレート、２３はリターンス
プリング、２４は制御圧油入力ポート。

２５は制御圧油路、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ビニオン。

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。

４０は駆動力配分制御装置であって、前輪側回転センサ
４１．後輪側回転センサ４２．舵角セン＋４３．車速セ
ンサ４４．コントロールユニット４５、バルブソレノイ
ド４６．電磁比例制御リリーフバルブ４７９分岐ドレー
ン管４８を備えている。

前輪側回転センサ４１及び後輪側回転センサ４２は、そ
れぞれ前輪側駆動軸２１及び後輪側駆動軸１４の途中に
設けられたもので、軸に固定された回転板と回転板の孔
位置に配置された光電管及び光電素子と、による回転セ
ンサ等を用い、この再回転センサ４１，４２からは軸回
転に応じたパルス信号による回転速度信号（ｎｆ）、（
ｎｒ）が出力される。

上記舵角センサ４３は、ステアリング操作により回転ま
たは移動するステアリング系に設けられた舵角検出手段
で、実施例ではこの舵角センサ４３から舵角に応じたパ
ルス信号による舵角信号（θ）が出力される。

上記車速センサ４４は、車速に相当する駆動軸の回転速
度等を検出する手段で、実施例ではこの車速センサ４４
から車速に応じたパルス信号による車速信号（Ｖ）が出
力される。

上記コントロールユニット４５は、前記回転センサ４１
，４２からの回転速度信号（ｎｆ）。

（ｎ　ｒ）と舵角セサ４３からの舵角信号（θ）と車速
センサ４４からの車速信号（Ｖ）を入力し、前記舵角信
号（θ）と車速信号（Ｖ）により前後軸回転速度差ΔＮ
５を推定し、前記回転速度信号（Ｎｆ）、（Ｎｒ）によ
る実際の前後軸回転速度差ΔＮ（Ｎｒ−Ｎｆ）が推定値
Δダに近づき、しかもΔＮのの変化率ΔＮ（ΔＮ／Δｔ
）がＯに収束するような制御信号（Ｃ）を前記バルブソ
レノイド４６に出力するもので、第４図に示すように、
カウント回路４５１，４５２，４５３，４５４、クロッ
ク回路４５５、ＲＡＭ４５６、ＲＯＭ４５７、ＣＰＵ４
５８、制御信号発生回路４５９を備えている。

カウント回路４５１．４５２，４５３，４５４は、再回
転センサ４１，４２、舵角センサ４３及び車速センサ４
４から入力される回転速度信号（ｎｆ）、（ｎｒ）、舵
角信号（θ）及び車速信号（Ｖ）をデジタル信号に変換
し、ＣＰＵ４５６での演算処理が行なえる一号とする回
路である。

上記クロック回路４５５は１時間指示を行ない、ＣＰＵ
４５８での演算処理を所定時間毎に行なわせるための回
路である。

上記ＲＡＭ４５６　（ランダム・アクセス・メモリ）は
、書込み読出しのできるメモリで、このＲＡＭ４５６に
は、ＣＰＵ４５８で演算処理が行なわれている間に入力
される回転速度信号（ｎｆ）、（ｎｒ）、舵角信号（θ
）及び車速信号（Ｖ）のカウント数を一時的に記憶させ
ておく回路である。

上記ＲＯＭ４５７（リード・オンリー・メモリ）は読出
し専用のメモリで、このＲＯＭ４５７には、回転速度差
ΔＮ、ΔＮ８や速度差の変化率６食を演算する演算式や
、第５図に示すように、回転速度差ΔＮ、ΔＮの比較及
び変化率ΔＮの正負と、多板摩擦クラッチ１５へのクラ
ッチ圧Ｐｃとの関係が表（テーブル）の形で予め記憶さ
れていて、ＣＰＵ４５８からこれらの演算式や関係が読
み出される。

上記ＣＰＯ４５８（セントラル・プロセシング・ユニッ
ト）は、演算処理を行なう中央処理装置で、このＣＰＵ
４５８では、前後軸の回転速度差ΔＮ、ΔＮや速度差の
変化率ΔＮの演算、ＲＡＭ４５６及びＲＯＭ４５７から
の読み出し等を行ない、その結果信号を制御信号発生回
路４５９に出力する。

上記制御信号発生回路４５９は、アクチュエータである
バルブソレノイド４６に対し、ＣＰＵ４゜５８からの結
果信号に応じた制御信号（Ｃ）を出力する回路である。

上記バルブソレノイド４６は、圧油吐出管１７からリザ
ーブタンク１９へ分岐連通させた分岐ドレーン管４８の
途中に設けた電磁比例制御リリーフバルブ４７を駆動さ
せるアクチュエータで、制御信号（Ｃ）の出力がない場
合は、チェック油路４９からの油圧で前記リリーフバル
ブ４７が開き、クラッチ開放状態となるが、制御信号（
Ｃ）の出力がある場合は、前記リリーフバルブ４７が閉
じ方向に移動し、オイルポンプ１６からの吐出圧を制御
信号（Ｃ）に応じた油圧となす。

尚、クラッチ圧Ｐｃは、次式であられされる。

Ｐｃ＝ΔＴ／　（ｐ・Ａ−２ｎ−Ｒｍ）ｐＬ：クラッチ
板の摩擦係数　　Ａ；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
スクのトルク伝達素゛効半径 次に、実施例の作用を説明する。

（イ）前後軸回転速度差ΔＮが生じない場合タイヤのす
べりがない乾燥路等での直進走行時においては、舵角信
号（θ）と車速信号（Ｖ）による推定の前後軸回転速度
差ΔＮ８は零であり、回転速度信号（ｎｆ）、（ｎｒ）
による実際の前後軸回転速度差ΔＮもほぼ零となる。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７は。

開いたままの状態となり、多板摩擦クラッチ１５へはク
ラッチ圧Ｐｃの供給がなく、クラッチ開放状態となる。

従って、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦クラッチ
１５を介して前輪側へほとんど伝達されず、はぼ後輪駆
動状態となる。

（ロ）前後軸回転速度差ΔＮが生じる場合急加速時や低
摩擦係数路等での走行時においては、車輪のすべりによ
り前後軸回転速度差ΔＮが生じ、制動時や旋回時等にお
いては、車輪のロックやブレーキキングにより前後軸回
転速度差ΔＮが生じるもので、この時に、ΔＮとΔＮと
の比較及びΔＮの正負をみてクラッチ圧Ｐｃの制御を行
なう。

尚、実際の前後軸回転速度差ΔＮと推定の前後軸回転速
度差ΔＮとの間には、ΔＮ〉ΔＮの場合とΔＮくΔＮも
場合があり、また１前後軸回転速度差ΔＮを時間Δｔで
微分した変化率Δｋ（ΔＮ／Δｔ）は正の場合と負の場
合があり、実施例では、これらの組合わせによってクラ
ッチ圧Ｐｃの制御を異ならせているもので、表１にその
制御作動を示す。

表　　１ 次に、前述のクラッチ圧Ｐｃの制御作用を、コントロー
ルユニット４５の作動の流れを示すフローチャート図（
第６図）により説明する。

まず、ステップ２００においては、前輪側回転センサ４
１及び後輪側回転センサ４２から入力された回転速度信
号（ｎｆ）、（ｎｒ）により、所定時間内におけるそれ
ぞれのカウント数Ｎｆ、Ｎｒを読み込む。

ステップ２０１においては、前記ステップ２００におい
て読み込んだカウント数Ｎｆ、Ｎｒにより、回転速度差
ΔＮ（ΔＮ＝Ｎｒ−Ｎｆ）を演算すると共に、変化率Δ
貧（ΔＮ＝ΔＮ／Δｔ）を演算する。

ステップ２０２においては、舵角センサ４３及び車速セ
ンサ４４から入力された舵角信号（θ）及び車速信号（
Ｖ）により、それぞれの舵角カウント数θ及び車速カウ
ント数Ｖを読み込む。

ステップ２０３においては、前記ステップ２０２で読み
込んだカウント数θ、■により、回転速度差ΔＮ“（Δ
Ｎ’＝ｆ（θ、■））を推定演算す−る。

ステップ２０４においては、前記ステップ２０１．２０
３による回転速度差ΔＮ、ΔＮの差（ΔＮ−ΔＮ”）が
０より大きいか小さいかの判断がなされ、ΔＮ−ΔＮ′
〉０の場合はステップ２０５に進み、ΔＮ−ΔＮ’＜　
Ｏの場合は、ステップ２０６に進む。

ステップ２０５においては、変化率６食が正か負かの判
断がなされ、Δｉ〉０であればステップ２０７に進み、
Δ袖く０であればステップ２０８に進む。

ステップ２０７においては、クラッチ圧Ｐｃを増圧（４
輪駆動状態への移行）させる制御信号（ｅ）がアクチュ
エータであるバルブソレノイド４６に対して出力される
。

尚、増圧は回転速差ΔＮの大きさに比例させている。

ステップ２０８においては、クラッチ圧Ｐｃを保持させ
る制御信号（Ｃ）がバルブツレメイド４６に対して出力
される。

ステップ２０６においては、変化率６食が負か正かの判
断がなされ、Δ扁く０であればステップ２０９に進み、
Δ貸〉０であれば前記ステップ２０８に進む。

ステップ２０９においては、クラッチ圧Ｐｃを減圧（２
輪駆動状態への移行）させる制御信号（Ｃ）がバルブソ
レノイド４６に対して出力される。

尚、減圧も回転速度差ΔＮの大きさに比例させている。

尚、上述の処理はクロック回路４５５で、設定した所定
時間毎に繰り返しなされる。

クラッチ圧Ｐｃが制御される具体例として、タイトコー
ナを旋回する場合について、第５図により説明する。

実際値ΔＮとに差が生じていない領域Ｃ１では、クラッ
チ圧Ｐｃの供給がなく、後輪駆動状態（２輪駆動状態）
のままである。

コーナに突入し、前後軸回転速度差ΔＮの変化率６食が
正で、前後軸回転速度差の実際値ΔＮが推定値ΔＮより
も大きい領域Ｃ２では、制御信号（Ｃ）によりクラッチ
圧Ｐｃが増圧され、後輪駆動状態から４輪駆動状態へと
移行する。

旋回中で、減速により前後軸回転速度差ΔＮの変化率Δ
Ｎが負に転じた領域Ｃ３では、制御信号（Ｃ）によりク
ラッチ圧Ｐｃが増圧状態のまま保持され、４輪駆動状態
が維持゛される。

旋回後半で、前述の状態から実際値ΔＮが推定値ΔＮよ
りも小さくなった領域Ｃ４では、制御信号（Ｃ）により
クラッチ圧Ｐｃが減圧され、４輪駆動状態から２輪駆動
側へと移行する。

尚、ΔＮくΔＮになるのは、推定値ΔＮに比べ実際値Δ
Ｎが過小に出ることによる。

さらに、前述の状態から、変化率６食が正に転じた領域
Ｃ５では、制御信号（Ｃ）によりクラッチ圧Ｐｃが減圧
状態のまま保持され、後輪への駆動力配分が大きい状態
が維持される。

コーナ出口側で、変化率Δｉが正で、ΔＮ〉ΔＮに転じ
た領域Ｃ６では、前述の領域Ｃ２と同様に、クラッチ圧
Ｐｃが増圧され、４輪駆動状態へと移行する。

このように、コーナリング時においては、実際値ΔＮが
推定値ΔＮに近づくようにクラッチ圧ＰＣの制御がなさ
れ、駆動力配分としては後輪駆動状態から徐々に前輪側
への駆動力配分が増加する制御となるので、旋回時にス
テア特性が急変することもなく、さらに駆動ロスを生じ
ることもない。

また、旋回中は４輪駆動状態に近い状態となるので、コ
ーナリング特性が向上するし、完全４輪駆動の場合に駆
動逃げがなくて生じるタイトコーナブレーキング現象も
、旋回途中で減圧制御がなされることで防止することが
できる。

以上は旋回時を例として述べたが、このような駆動力配
分制御作用によって、急加速時や発進時においてはホイ
ールスピンを防止することができるし、また急制動時に
おいては片輪ロックの防止ができるし、さらに雪路や両
路等での低摩擦係数路に・おいては車輪スリップを防止
することができる。

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、実施例では後輪駆動車をベースにした４輪駆動
車を示したが、前輪駆動車をベースにしたものであって
もよい、尚、その場合、前後軸回転速度差ΔＮはＮｆ−
Ｎｒとして演算すればよい。

また、クラッチ圧の制御手段も、実施例の電磁比例式リ
リーフバルブに限らず、他の手段を用いてもよい。

また、回転センサの取付位置も、前輪側及び後輪側の駆
動伝達系に設けたものであれば、実施例の取付位置に限
定されない。

また、可変トルククラッチとしては、電磁クラッチ等を
用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の４輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、前後軸の回転速度差の推定値
を基準として、この推定値に実際値が近づくような駆動
力配分の制御を行なわせる構成としたため、基準値に対
して回転速度差が発生する走行状態や走行条件等に応じ
て適切な駆動力配分にすることができるという効果が得
られる。

そして、上述の効果によって、急加速時や発進時におけ
るホイールスピン防止や、急制動時における片輪ロック
防止や、低摩擦係数路走行におけるスリップ防止を図る
ことができ、しかも、駆動力配分の急変化による弊害の
発生もない。

また、実施例にあっては、上述の効果に加えて、前後軸
回転速度差の変化率をみて減圧制御を含む制御としたこ
とで、タイトコーナブレーキング現象の発生を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４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図は実施例の駆動力配分制御装
置を示す示す全体図、第３図は実施例装置のトランスフ
ァを示す断面図、第４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５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
は実施例装置のコントロールユニー／　）における演算
値とクラッチ圧とのタイムチャート図、第６図は実施例
装置におけるコントロールユニットでの制御作動の流れ
を示すフローチャート図である。 ｌ・・・前輪 ２・・・後輪 ３・・・アクチュエータ ４・・・可変トルククラッチ ５．６・・・回転センサ ７・・・舵角センサ ８・・・車速センサ ９・・・制御手段 ■・・・舵角信号 ■・・・車速信号 ■、■・・・回転速度信号 ■・・・制御信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）前後輪への駆動力伝達系の途中にトランスファを備
   えた４輪駆動車において、前記トランスファをアクチュ
   エータの制御作動で前後輪への駆動力配分の変更が可能
   な可変トルククラッチとし、該可変トルククラッチから
   前後輪への駆動軸系の回転速度を検出する回転センサと
   、舵角を検出する舵角センサと、車速を検出する車速セ
   ンサとを設け、舵角センサからの舵角信号と車速センサ
   からの車速信号により前後軸回転速度差を推定し、前記
   回転センサからの回転速度信号による実際の前後軸回転
   速度差が推定値に近づくような制御信号を前記アクチュ
   エータに出力する制御手段を設けたことを特徴とする４
   輪駆動車の駆動力配分制御装置。 ２）前記制御手段が、実際の前後軸回転速度差と、推定
   の前後軸回転速度差の比較と、実際の前後軸回転速度差
   を時間で微分した回転速度差の変化率と、によって制御
   信号を出力する手段としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の４輪駆動車の駆動力配分制御装置。