JPS62155135A - 4輪駆動の制御装置 - Google Patents

4輪駆動の制御装置

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JPS62155135A
JPS62155135A JP29475685A JP29475685A JPS62155135A JP S62155135 A JPS62155135 A JP S62155135A JP 29475685 A JP29475685 A JP 29475685A JP 29475685 A JP29475685 A JP 29475685A JP S62155135 A JPS62155135 A JP S62155135A
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center differential
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detecting
differential
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Mitsugi Tatsuta
龍田 貢
Koji Sumiya
角谷 孝二
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Aisin AW Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
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Aisin AW Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
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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、4輪駆動の制?iU装置に係り、特にコーナ
リングの際に発生ずる前輪と後輪の旋回半径を吸収すべ
く前輪と後輪の回転数差を許容するためのセンターデフ
を備えた4輪駆動車における4輪駆動の制御装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
一般に、車輌における前後の車輪は、コーナリングの際
に旋回半径が異なる。4輪駆動車においては、この影響
を吸収しスムーズなコーナリングを行うために、旋回半
径の差に応じて前輪と後輪の回転数差を許容する機構、
すなわちセンターデフ機構を備えたものが提案されてい
る。
しかしながら、このセンターデフは、前輪と後輪のトル
クを均等な比率に分配する機能を有するため、駆動力伝
達限界は前輪あるいは後輪のうちの駆動力に対する低い
方の値にバランスすることとなる。しかも、4輪の内1
輪でも空転すると他の3輪にも駆動力を伝達しなくなる
。このため、センターデフ付4輪駆動車は、センターデ
フなし4輪駆動車に比べて、路面摩擦係数が低い時など
に、伝達駆動力が劣ることがある。このことは、例えば
加速時のように大きな駆動力を発生させたときに、この
駆動力を充分に路面に伝達できず、前輪あるいは後輪の
スリップ(空転)などの現象として現れる。
このような悪影響を防止するために、前輪と後輪間の動
力伝達をセンターデフを介することなく直結させるロッ
ク機構を設け、加速時或いは悪路走行時のような大きな
駆動力を必要とするときは、手動によりセンターデフ機
構をロックさせるようにしている。また、タイヤにかか
る荷重が小さくなるとスリップするという現象に着目し
て、サスペンションにかかるハネr1重を検出して自動
的にセンターデフ機構をロックさせることも提案されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、手動でセンターデフ機構をロックする場
合は、道路の状況を正確に判断することが困難なため、
ロックさせる動作が直ちに対応できず、安全かつ安定な
制御は行えず、また、サスペンションにかかるバネ荷重
を検出して自動的にセンターデフ機構をロックさせる場
合には、検出機構が大型化すると共にタイヤにかかる動
的荷重が測定しにくいという問題点がある。
一般に、タイヤの駆動力をF、路面とタイヤの17擦係
数をμ、タイヤの接地荷重をWとすると、タイヤはF〉
μWになるとスリップするので、F、μ、Wを測定して
センターデフ機構をロックさせればスリップは防止でき
る。しかし、タイヤの支持荷重は走行時には、車軸の重
心の位置、前後輪の中心間の距離、加速度の…I後、左
右、上下方向成分の変化によって1輪毎に異なるため、
正確な支持荷重を測定しにくいという問題を生じていた
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、支持
荷重を演算する演算手段、前記エンジン駆動力が左右、
前後の各車輪の摩擦係数と前記支持荷重との積よりも大
きい場合には、センターデフをロックして作動機構を無
効にさせることにより、車輌にスリップが発生ずる時点
を確実に検出し、これが検出されたときにはセンターデ
フ機構を自動的にロックしてセンターデフ機構の差動機
構を無効にするようにして、常にセンターデフの機能を
充分発揮させると共にエンジン駆動力を有効に活用し、
もって安全かつ安定した走行のできる4輪駆動の制御装
置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明の4輪駆動の制御装置は、4つの車輪
の走行中の支持荷重を計算することに着目している。車
両の走行中の加速度αの前後方向の成分をαつ、左右方
向の成分をαV、上下方向の成分をα2とし、左右の前
車輪、左右の後車輪のそれぞれの静止荷重をw、L、 
、W、、。、WRL。
、WRROとし、走行中の支持荷重をそれぞれW、いW
FR% WIL、 Wl@とじ、また、前後の車輪のホ
イルスパンを11、左右の車輪のホイルスパンを12と
し、重心Gの高さをhとする。第3図に示すように、加
速抵抗の考LCにより車輪の支持荷重の増減について考
えると、 (イ)前後方向の成分 2 Wy  = WFL + WF1112 Wl  
= W□+W■とすると、前輪及び後輪の支持荷重の増
減はR点及びF点の回りのモーメントの釣り合いからI なお、Wは車両の総重量で W = W、L、 + W□。+W、lL0+Wll、
10(ロ)左右方向の成分 2 WL =WFL +WllL12 Wll =Wr
* + Wll*とすると、左輪及び右輪の支持荷重の
増減はR1点及びLE点の回りのモーメントの釣り合い
から1゜ (ハ)上下方向の成分 前輪及び後輪の支持荷重の増減は力の釣り合い弐より ΔW、=−(αz / g )  WF。
ΔWR=−(αz  / g )  W++。
ところで、上記(イ)、(ロ)、(ハ)は独立であるか
ら前後左右の各車輪の支持荷重を積み重ねると、 α2 w、L=w、L、−−W、L0 W(α、/g)h W(α、/g)h w、、l=w、、、−−□ W、*。
W(α、/g)h 2I!。
6z α露 WRL=W、L、 −−WRL。
W(αx/g)h 2  l+ W (αy/g)h 2 β2 α2 W、、=W、、。 −□ W□。
W (α、/g)h W (α、/g)h となる。従って、車両の走行中の加速度αの前後方向の
成分をα8、左右方向の成分をαV、上下方向の成分を
α2を求めれば、左右前後の各車輪の走行中の支持荷重
W、いW□、WllL% Wlll+が計算できる。
本発明は上記の計算式により左右前後の各車輪の走行中
の支持荷重を求め、コーナリング等の際に発生する前輪
と後輪の旋回半径の差を吸収するように前輪と後輪の回
転数差を許容するセンターデフを備えた4輪駆動の制御
装置において、スロットル開度とエンジン回転数からエ
ンジン駆動力を演算する演算手段、路面とタイヤとの摩
擦係数を検出する検出手段、車両の加速度を検出する検
出手段、該加速度を検出する検出手段からの信号により
左右、前後の各車輪の支持荷重を演算する演算手段、前
記エンジン駆動力が前記摩擦係数と前記支持荷重との積
よりも大きい場合には、センターデフの作動機構を制限
させる比較判定手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。
〔作用及び発明の効果〕
本発明の4輪駆動の制御装置では、通常状態ではセンタ
ーデフを作動させてスムーズな走行状態を実現すると共
に、左右前後の各車輪の走行中の支持荷重を演算するこ
とにより、スリップ状態を速やかに検出してセンターデ
フを自動的にロックするため、駆動力を充分活かした安
定でかつ安全な走行状態を維持することができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明の制御装置における制御系の1実施例構
成を示す図、第2図は本発明の制御装置による処理の流
れを説明するための図、第3図は左右前後の各車輪の走
行中の支持荷重を演算するための説明図、第4図は本発
明の制御装置を適用するセンターデフ付4輪駆動車の動
力伝達系を示す図である6図中、lはスロットル開度検
出部、2はエンジン回転数検出部、3は摩擦係数検出部
、4は加速度検出部、5は駆動力64算部、6は荷重演
算部、7は記憶部、8は比較・判定部、9はセンターデ
フロック用ソレノイド、Aはセンターデフ機構、Bはフ
ロントデフ機構、51はリングギヤ、52はフロントデ
フケース、53はセンターデフ用クラッチ、55は第一
中空シャフト、57はデフキャリヤ、59はデフピニオ
ン、60.61はサイドギヤ、62は第2中空ソヤフト
、63はデフキャリヤ、65はデフピニオン、66.6
7はサイドギヤ、69.70は前輪駆動軸、71はセン
ターデフケース、72は後輪駆動用リングギヤ、73は
ギヤ、75はドライブピニオンシャフトを示す。
一般に、センターデフ付4輪駆動車において、エンジン
をフロント側に載置した場合には、第4図に示すような
駆動力伝達機構となる。即ち、エンジンの回転は、自動
変速機構(図示せず)を介して適宜変速され、リングギ
ヤ51を介して差動装置ケース52に伝達される。そし
て、通常の走行時においてはセンターデフ用クラッチ5
3は解^11状態にあり、この状態ではフロントデフケ
ース52の回転は第一中空シャフト55を介してセンタ
ーデフ機構へのデフキャリヤ57に伝達され、更にデフ
ビニオン59から左右のサイドギヤ60.61に伝達さ
れる。そして、左サイドギヤ60の回転は第2中空シヤ
フト62を介してフロントデフ機構Bのデフキャリヤ6
3に伝達され、更にデフビニオン65から左右のサイド
ギヤ66.67伝達されてそれぞれ左右の前輪駆動軸6
9.70に伝達される。一方、右サイドギヤ61の回転
は該ギヤとスプライン結合しているセンターデフケース
71に伝達され、更に、後輪駆動用リングギヤ72及び
ギヤ73を介してドライブピニオンシャフト75に伝達
され、そして図示しないプロペラシャフト及びリヤデフ
装置を介して左右の後輪駆動軸に伝達される。
また、雪路、砂道等で大きな駆動力を必要とする場合、
また車輪がスリップを生じるJされがある場合には、セ
ンターデフ用クラッチ53を結合させ、センターデフ機
構Aをロックさせる。この状態ではフロントデフケース
52の回転はセンターデフ用クラッチ53を介して直接
、フロントデフ機構Bのデフキャリヤ63に伝達され、
更にデフビニオン65から左右のサイドギヤ66.67
伝達されてそれぞれ左右の前輪駆動軸69.70に伝達
される。これと同時に、フロントデフケース52及びデ
フキャリヤ63とそれぞれ中空シャフト55.62を介
して一体となっているセンターデフ装置Aのデフキャリ
ヤ57及び左サイトギヤ60が差動運動することなく一
体に回転され、更にこの回転はセンターデフケース71
に伝達される。これにより、前輪駆動用のデフキャリヤ
63と同速度の回転が後輪駆動用リングギヤ72に伝達
されて、左右の後輪駆動軸が駆動される。
第1図は上記センターデフ用クラッチ53を結合或いは
解離状態にさせる制御装置のブロック図を示すもので、
検出部、電子演算制御装置、及びアクチュエータ(セン
ターデフロック用ソレノイド)から構成され、更に、検
出部はスロットル開度検出部1、エンジン回転数検出部
2、路面とタイヤとの間の摩擦係数検出部3及び車両の
加速度検出部4を備えており、また、演算制御部におい
ては演算部5でスロットル開度検出部l、エンジン回転
数検出部2からの出力信号により駆動力Fを計算し、演
Iγ部6において加速度検出部4及び記憶部7からの信
号により、前後及び左右の各車輪の支持前I「を演算す
る。記憶部7には各車輪の静止荷重、重心の位置、左右
及び前後の車輪間の距離、並びに重力の値が記憶されて
いる。そして、比較・判定部8において、摩擦係数検出
部3、駆動力演算部5、及び荷重演算部6からの出力信
号により比較・判定し、センターデフロック用ソレノイ
ド9に制御信号を出力するものである。
次に、第2図により本発明の制御装置の処理の流れを順
を追って説明する。先ず、第2図に示す本発明による実
施例について説明すると、■ スロットル開度、エンジ
ン回転数の検出部からの信号により駆動力Fを計算する
■ FJ擦係数μ及び加速度αの値を読み込む。
■ 前後及び左右の各車輪の支持荷重Wを、前述した計
算式により演算する。
■ 駆動力Fが摩擦係数μと各車輪の支持荷重Wとの積
よりも大きければ、センターデフ用クラッチ53を結合
状態にさせ、センターデフ機構Aをロックさせる信号を
出力し、逆に小さければセンターデフ用クラッチ53を
解離状態にさせ、センターデフ機構Aのロック状態を解
除させる信号を出力する。
■ 上記■〜■の処理を繰り返す。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、種々の変形が可能であることは勿論のことである。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通常
状態ではセンターデフ機構を作動させてスムーズな走行
状態を実現すると共に、左右前後の各車輪の走行中の支
持荷重を演算することにより、スリップ状態を速やかに
検出して自動的にセンターデフをロックするため、駆動
力を充分活かした安定でかつ安全な走行状態を維持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御装置における制御系の1実施例構
成を示す図、第2図は本発明の制?fU装置による処理
の流れを説明するための図、第3図は左右前後の各車輪
の走行中の支持荷重を演算するための説明図、第4図は
本発明の制御装置を適用するセンターデフ付4輪駆動車
の動力伝達系を示す図である。 ■・・・スロットル開度検出部、2・・・エンジン回転
数検出部、3・・・摩擦係数検出部、4・・・加速度検
出部、5・・・駆動力演算部、6・・・荷重演算部、7
・・・記憶部、8・・・比較・III定部、9・・・セ
ンターデフロック用ソレノイド、 A・・・センターデ
フ機構、B・・・フロントデフ機構、51・・・リング
ギヤ、52・・・フロントデフケース、53・・・セン
ターデフ用クラッチ、55・・・第一中空シャフト、5
7・・・デフキャリヤ、59・・・デフピニオン、60
.61・・・サイドギヤ、62・・・第2中空ンヤフト
、63・・・デフキャリヤ、65・・・デフピニオン、
66.67・・・サイl−ギヤ、69.70・・・前輪
駆動軸、71・・・センターデフケース、72・・・後
輪駆動用リングギヤ、73・・・ギヤ、75・・・ドラ
イブピニオンシャフト。 出願人 アイシン・ワーナー株式会社 代理人  弁理士  白 井 博 樹 (外2名) 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コーナリング等の際に発生する前輪と後輪の旋回
    半径の差を吸収するように前輪と後輪の回転数差を許容
    するセンターデフを備えた4輪駆動の制御装置において
    、スロットル開度とエンジン回転数からエンジン駆動力
    を演算する演算手段、路面とタイヤとの摩擦係数を検出
    する検出手段、車両の加速度を検出する検出手段、該加
    速度を検出する検出手段からの信号により左右、前後の
    各車輪の支持荷重を演算する演算手段、前記エンジン駆
    動力が前記摩擦係数と前記支持荷重との積よりも大きい
    場合には、センターデフの作動機構を制限させる比較判
    定手段とを備えたことを特徴とする4輪駆動の制御装置
JP29475685A 1985-12-27 1985-12-27 4輪駆動の制御装置 Expired - Lifetime JPH0643170B2 (ja)

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JPH0643170B2 JPH0643170B2 (ja) 1994-06-08

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62187623A (ja) * 1986-02-13 1987-08-17 Aisin Warner Ltd 4輪駆動車のセンタ−デフ機構制御装置
JPH01293230A (ja) * 1988-05-23 1989-11-27 Mazda Motor Corp 4輪駆動車のトルク配分制御装置

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