JPS62191225A - 四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比を所定の制御条件に
より制御させるようにした四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５８−１０１８２９号公報に記載されている
ような装設が知られている。

この従来装置は、変速機から前、後輪の一方へ直接動力
伝達し、該前、後輪の他方へは２．４輪駆動切換用のク
ラッチを介して動力伝達するように構成する４輪駆動車
において、前輪側の回転を検出する前輪回転センサ、後
輪側の回転を検出する後輪回転センサ、及び後輪側の動
力トルクの方向を検出するトルク力向検出器を備え、上
記両回転センサで検１１５された前、後輪の回転差によ
るスリップ発生時、自動的に４１論駆動に切換え、スリ
７プの発生が無くなった場合でも力１１速状態にあると
上記ｉ・ルク方向検出器の信号で４輪駆動の状態に保持
することを特徴とするものであった。

（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装置にあっ
ては、前後輪の回転差によりスリップを発生した場合に
は、即座にクラッチ締結により４輪駆動状態に駆動の切
り換えがなされるものであったため、スリップが発生す
る急加速時や発進時等では、早期に４輪が駆動直結状態
になってしまい、エンジン回転の立ち上りが緩やかにな
って、エンジンの持つ最大出力または最大トルクに達す
るまで時間がかかってしまい、加速性能や発進性能を低
下させるという問題点があった。

特に、乾燥アスファルト路等の高摩擦係数路での急加速
時や発進時においてスリップが発生し、４輪駆動状態に
なってしまった場合には、各車輪の路面グリップ力が大
きいために、大幅にエンジン回転の立ち上りが緩やかに
なってしまうものであった。

（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設
けられた駆動力配分クラッチ３と、該駆動力配分クラッ
チ３を作動させるアクチュエータ４と、入力手段５から
の入力信号に基づいて、駆動力配分クラッチ３のクラッ
チ締結力を制御する制御信号を前記アクチュエータ４に
対して出力する制御手段６と、を備えた四輪駆動車の駆
動力配分制御装置において、前記入力手段５として、前
後輪回転速度差検知手段５０１とアクセル開度検知手段
５０２とエンジン回転数検知手段５０３とを含み、前記
制御手段６を１前後輪回転速度差が所定値以上で、かつ
アクセル開度が所定値以上のとき、エンジン回転数が所
定値以上になるまでは２輪駆動側の駆動力配分とし、エ
ンジン回転数が所定値以上になったら４輪駆動方向に制
御するようにした。

（作　用） 従って、本発明の四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、急加速時や発進時等
で前後輪回転速度差が所定値以上になり、アクセルペダ
ルへの踏み込みによりアクセル開度が所定値以上になっ
ても、エンジン回転数が所定値以上になるまでは２輪駆
動側の駆動力配分状態であるため、エンジン回転数の立
ち上りが早く、早期にエンジンの持つ最大出力または最
大トルクまで到達させることができる。

（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
にした四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６図に示す実施例についてその構成を
説明する。

駆動力配分制御装置Ｃを有するトランスファ装置ｌＯは
、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（駆動力配分クラッチ）１５．オイルポンプ１
６．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。

北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、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、１１（ｉ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ト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
コンディスク１５ｄと、交互に配置されるフリクション
プレート１５ｂとフリクシダンディスク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Ｐｃをクラッチピスト
ン１５ｅに付与して、フリクションプレート１５ｂとフ
リクシコンディスク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。

−ヒ記キャトレーン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：Ｊｒ２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図はトランスファ装置１ｏの具体例を示したも
ので、トランスファケース２２の中に前記多板摩擦クラ
ッチ１５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ピニオン。

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。

駆動力配分制御装置Ｃは、入力手段４０として手動スイ
ッチ４１．前輪回転速度センサ４２．後輪回転速度セン
サ４３．アクセル開度センサ４４、エンジン回転数セン
サ４５を備え、制御手段としてコントロールユニット５
０を備え、アクチュエータとしてバルブソレノイド６０
を有する電磁比例制御リリーフバルブ６１を備えている
。

手動スイッチ４１は、運転者が走行路面摩擦係数を判断
し、乾燥アスファルト路等の高摩擦係数路の時はＯＮに
し、逆に、雪路や両路等の低摩擦係数路の時はＯＦＦに
するスイッチである。

前輪回転速度センサ４２は、前輪側駆動系に設けられ、
前輪回転速度Ｎｆに応じた回転速度信号（ｎｆ）を出力
するセンサである。

後輪回転速度センサ４３は、後輪側駆動系に設けられ、
後輪回転速度Ｎｒに応じた回転速度信号（ｎｒ）を出力
するセンサである。

尚、この両回転速度センサ４２．４３は、前後輪の回転
速度差ΔＮ（、＝Ｎｒ−Ｎｆ）を検知する前後輪回転速
度差検知手段として用いられる。

アクセル開度センサ４４は、アクセルペダルの踏み込み
度合によるアクセル開度Ａに応じたアクセル開度信号（
ａ）を出力するアクセル開度検知手段としてのセンサで
ある。

エンジン回転数センサ４５は、エンジン回転数Ｎｅに応
じたエンジン回転数信号（ｎ　ｅ）を出力するエンジン
回転数検知手段としてのセンサである。

コントロールユニット５０は、前記各入力手段４１．４
２，４３，４４．４５からの入力信号と予め肥土〇させ
ている情報により、前後輪回転速度差ΔＮが設定速度差
ΔＮｏ以上で、かつ、アクセル開度Ａが設定アクセル開
度Ａｏ以上のとき、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン
回転数Ｎｅｏ以七になるまでは後輪駆動状態とし、エン
ジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｎｅｏ以上になっ
たら前後輪回転速度差ΔＮに応じた制御電流値ｉ×によ
る制御電流値信号（ｉ）を、前記電磁比例制御リリーフ
バルブ６１のバルブソレノイド６０に対して出力し、後
輪駆動状態から４輪駆動方向に駆動力配分を制御する制
御手段で、車載のマイクロコンピュータが用いられ、内
部回路として、入力回路５１、ＲＡＭ　（ランダム、ア
クセス、メモリ）５２、ＲＯＭ（リード、オンリー、メ
モリ）５３、ＣＰＵ（セントラル、プロセシング、ユニ
ット）５４、クロック回路５５、出力回路５６を備えて
いる。

前記入力回路５１は、前記各入力手段４１，４２．４３
．４４．４５からの人力信号をＣＰｔＪ５４にて演算処
理できる信号に変換する回路である。

前記ＲＡＭ５２は、書き込み読み出しのできるメモリで
、各検知手段４１，４２，４３，４４゜４５からの入力
信号の一時的書き込みや、ＣＰＵ５４での演算途中にお
ける情報の書き込みが行なわれる。

前記ＲＯＭ５３は、読み出し専用のメモリであって、Ｃ
ＰＵ５４での演算処理に必要な情報がマツプや演算式の
形で予め記憶されていて、必要に応じてＣＰＵ５４から
読み出される。

前記ＣＰＵ５４は、入力された各種情報を定められた処
理条件に従って演算処理を行なう装置である。

前記クロック回路５５は、ＣＰＵ５４での演算処理時間
を設定する回路である。

前記出力回路５６は、ＣＰＵ５４からの結果信号に基づ
いて制御電流値ｉ＊による制御電流信号（ｉ）を出力す
る回路である。

尚、前記ＲＯＭには、前後輪回転速度差ΔＮの演算式、
第５図に示すような制御特性マツプ、設定速度差ΔＮｏ
、設定アクセル開度Ａｏ、設定エンジン回転数Ｎｅｏ等
が予め記憶されている。

前記電磁比例制御リリーフバルブ６１は、圧油吐出管１
７からリザーブタンク１９へ分岐連通させた分岐ドレー
ジ管６２の途中に設けられたバルブソレノイド６０を有
するアクチュエータで、信号圧油路６３からの信号圧力
とバルブソレノイド６０による電磁力とで前記リリーフ
バルブ６１を開閉させ、制御電流信号（ｉ）の制御電流
値ｉｔに応じたクラッチ締結圧Ｐｃとなす。

尚、クラッチ締結圧Ｐｃは、次式であられされる。

Ｐｃ＝Ｔｆ／　　（ｐ　・　Ａ　・　２ｎ−Ｒｍ）Ｔｆ
、前輪側伝達トルク　　島；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有
効半径 従って、クラッチ締結圧Ｐｃを増大させると、前輪側伝
達トルクＴｆも比例して増大する。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、コントロールユニット５０で行なわれるｉｉ７後
輪の駆動力配分比の制御作動の流れを、第６図に示すフ
ローチャート図により説明する。

（イ）低摩擦係数路走行時 雪路や両路等の低摩擦係数路の走行時であって、手動ス
イッチ４１をＯＦＦにしている時は、ステップ１００→
ステツプ１０１→ステツプ１０２→ステツプ１０３へと
進む流れとなり、出力ステップであるステップ１０３で
は、前後輪回転速度差ΔＮと、第５図に示す制御特性マ
ツプと、から決定した制御電流値ＩＸによる制御電流信
号（ｉ）が出力される。

つまり、前後輪回転速度差ΔＮが大きくなればなるほど
、制御電流値ｉ×が高く、後輪駆動の駆動力配分比から
４輪駆動方向（前後輪等配分方向）の駆動力配分比に変
化する駆動力配分制御となる。

従って、急加速時や発進時等であって１前後輪回転速度
差ΔＮが生じた詩は、即座に多板摩擦クラッチ１５に対
してクラッチ締結圧Ｐｃが供給されて４輪駆動方向に制
御されることになるが、これは路面グリップ力の小さい
低摩擦係数路であるため、エンジン回転の立ち上りを抑
制する影響は、高摩擦係数路はど大きくなく、しかも、
低摩擦係数路では路面グリップ力を高めての走行安定性
の方が却って正視されることによる。

尚、ステップ１００は入力手段４１，４２，４３．４４
．４５からの人力信号の読み込みステップ、ステップ１
０１は前輪回転速度Ｎｆと後輪回転速度Ｎｒとによって
前後輪回転速度差ΔＮ　（＝Ｎｒ−Ｎｆ）を演算する演
算ステップ、ステップ１０２は手動スイッチ４１からの
スイッチ信号がＯＮかＯＦＦかを判断する判断ステップ
である。

（ロ）高摩擦係数路走行時 乾燥アスファルト路等の高摩擦係数路の走行時であって
、手動スイッチ４１をＯＮにしている時で、急加速や発
進等により前後輪回転速度差ΔＮがΔＮ〉ΔＮｏで、ア
クセル開度ＡがＡ　＞　Ａ　ｏの時は、ステップ１００
→ステツプ１０１→ステツプ１０２→ステツプ１０４→
ステツプ１０５→ステツプ１０６→ステツプ１０７へと
進む流れが、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数
Ｎｅ。

未満であり、かつ、ΔＮ〉ΔＮＯの関係が設定時間ｔｏ
以上になるまでの間はステップ１０８によりコントロー
ルユニット５０からバルブソレノイド６０へは制御電流
信号（ｉ）の出力は零とし、後輪駆動状態が維持される
。尚、この際、制御電流信号（ｉ）の出力は完全に零と
せず特に小さな所定値として、後輪駆動側の駆動力配分
状態としてもよい。

そして、エンジン回転数ＮｅがＮｅ≧Ｎｅｏになるか、
Ｎｅ＜ＮｅｏであってもΔＮ〉ΔＮＯの状態が設定時間
ｔｏ以上続くと、ステップ１０３へと進み、前述の（イ
）で述べたように、前後輪回転速度差ΔＮに応じた駆動
力配分制御で、４輪駆動方向に駆動力配分が制御される
。

また、手動スイッチ４１がＯＮであっても、前後輪回転
速度差ΔＮがΔＮ≦ΔＮＯの場合や、アクセル開度Ａが
Ａ≦Ａｏの場合には、エンジン回転数Ｎｅにかかわらず
、ステップ１０３へ進み駆動力配分制御がなされる。

尚、ステップ１０４，１０５．１０６．１０７は、いず
れも各制御条件の判断ステップである。

以上説明してきたように、実施例の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置Ｃにあっては、高摩擦係数路走行時であっ
て、前後輪回転速度差ΔＮが設定速度差ΔＮｏ以上で、
かつ、アクセル開度Ａ゛が設定アクセル開度ＡＯ以上の
とき、エンジン市松数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｎｅｏ
以上になるまでは後輪駆動側の駆動力配分状態を維持す
るようにしたため、エンジン回転数Ｎｅの立ち上りが駆
動直結による路面抵抗で抑制されることがなく、早期に
エンジンの持つ最大出力または最大トルクまで回転数が
立ち上り、急加速性能や発進性能を高めることができる
。

また、実施例では、駆動力配分クラッチとして前後輪の
駆動力配分比を無段階的に変更できる多板摩擦クラッチ
１５を用い、前後輪回転速度差ΔＮに応じたクラッチ締
結圧Ｐｃに制御するようにしたため、前後輪回転速度差
ΔＮの発生量に応じた、つまり、前後輪回転速度差ΔＮ
が大きい場合には前後輪等配分の駆動力配分比に、ΔＮ
が小さい場合には前輪側への伝達トルクが後輪側に比べ
て小さい駆動力配分比にすることができるし、旋回時に
おいて駆動力配分の変更で急激にステア特性が変化する
こともない。

さらに、実施例では、前後輪回転速度差ΔＮが、ΔＮ〉
ΔＮｏとなる関係が設定時間ｔｏ以上続くと、エンジン
回転数ＮｅがＮｅ＜Ｎｅｏであってもフランチ締結を行
なうようにしたため、急加速時や発進時等で４輪駆動状
態への駆動力配分変更が極端に遅れてしまうことによる
車両スピン等の弊害発生も防止できる。

次に、第７図に示す他の実施例について説明する。

この実施例は、入力手段としてギヤ位置センサ４６を追
加し、ギヤ位置によってエンジン回転数Ｎｅの設定エン
ジン回転数Ｎｅｏを可変にするようにした例である。

従って、この実施例では、ギヤ位置によるエンジン最大
出力の回転数の違いを修正することができる。

以上１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、前輪駆動車をペースにしたものであって
もよい。尚、その場合には、回転速度差ΔＮはＮｆ−Ｎ
ｒとして演算すればよい。

また、実施例では駆動力配分を後輪駆動から４輪駆動へ
と配分比を変化させることのできる例を示したが、従来
例のように、２輪駆動と４輪駆動とを０Ｎ−ＯＦＦ的に
駆動切り換えする装置にも適用できる。

また、実施例では、前後輪回転速度差検知手段として前
輪と後輪とのそれぞれの回転速度を検知する手段を示し
たが、前後輪の回転速度差を直接検知する手段を用いて
もよい。

また、前後輪回転速度差に対する制御特性マツプは、第
５図で示したマツプに限らず、他の各種のマツプを用い
ても、また、前後輪回転速度差ΔＮに、アクセル開度や
エンジン出力を加味した２次元、３次元マツプとしても
よい。

また、実施例では、路面摩擦係数を判断する手段として
、運転者の判断により操作する手動スイッチを示したが
、路面凹凸センサや雨滴センサ等のように自動的に路面
摩擦係数を判断して信号を出力する手段を用いてもよい
。

また、前記実施例で後輪駆動状態を維持する条件として
示した予め定めた設定エンジン回転数は、エンジン回転
数の変化速度によって決めるようにしてもよい。つまり
、エンジン回転数の変化速度が大の時には低Ｕ路と判断
し前記設定エンジン回転数の値は、比較的小さくするの
が良い。

（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、急加速時や発進時等では所定
の条件下で、エンジン回転数が所定値以上になるまで２
輪駆動側の駆動力配分状態を維持する手段としたため、
エンジン回転数の立ち上りが早く、早期にエンジンの持
つ最大出力または最大トルクまで到達させることができ
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
すクレーム概念図、第２図は実施例の駆動力配分制御装
置を有するトランスファ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装６を示す断面図、第４図
は実施例装置のコントロールユニー／　ト部を示すブロ
ック線図、第５図は実施例装置のコントロールユニット
において予め記憶させている制御特性マツプ図、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駆動力
配分制御作動の流れを示すフローチャート図、第７図は
他の実施例装置のコントロールユニット部を示すブロッ
ク線図である。 ■・・・前輪 ２・・・後輪 ３・・・駆動力配分クラッチ ４・・・アクチュエータ ５・・・入力手段 ５０１・・・前後輪回転速度差検知手段５０２・・・ア
クセル開度検知手段 ５０３・・・エンジン回転数検知手段 ６・・・制御手段 特　　許　　出　　願　　人 日産自動車株式会社 ＃性論］Ｕ渡しＮ−一ゆ （ａＮ＝Ｎｒ−Ｎｆ） 第６図

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設けられた駆動力
   配分クラッチと、該駆動力配分クラッチを作動させるア
   クチュエータと、入力手段からの入力信号に基づいて、
   駆動力配分クラッチのクラッチ締結力を制御する制御信
   号を前記アクチュエータに対して出力する制御手段と、
   を備えた四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、 前記入力手段として、前後輪回転速度差検知手段とアク
   セル開度検知手段とエンジン回転数検知手段とを含み、
   前記制御手段を、前後輪回転速度差が所定値以上で、か
   つアクセル開度が所定値以上のとき、エンジン回転数が
   所定値以上になるまでは２輪駆動側の駆動力配分とし、
   エンジン回転数が所定値以上になったら４輪駆動方向に
   制御するようにしたことを特徴とする四輪駆動車の駆動
   力配分制御装置。