JPS6253232A - ４輪駆動車の伝達トルク制御装置 - 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、４輪駆動車の伝達トルク制御装置に関し、更
に詳細には、前後輪へのトルク配分比を一定に維持する
ことのできる４輪駆動車の伝達トルク制御装置に関する
。

（従来の技術） ４輪駆動車としては、例えば実開昭５６−１２２６３０
号公報に示されているようにエンジン、トランスミッシ
ョン等からなるパワープラントに直接接続された第１駆
動軸と、パワープラントにクラッチ機構等の動力伝達手
段を介して接続された第２駆動軸とを備え、上記クラッ
チ機構の締結と解除を制御することによって、２輪駆動
と４輪駆動の切換えを行なうことができるものが知られ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） ４輪駆動車における前後輪へのトルク配分比の調整は、
例えば上述の２輪駆動と４輪駆動の切換えを行なうクラ
ッチ機構の締結力を調節し、このクラッチ機構の伝達ト
ルク単を制御することによって１１なうことができる。

ところが、この機構により前後輪のトルク配分比を調整
したときには、制動時において次の点が技術課題となる
。

制動時においては、前後輪が完全に同時ロックされるこ
とはなく、いずれか一方の車輪が早期にロックされる。

制動の効きを向−トさせるためには、このロック限界を
高め、車輪が早期にロックしないようにする必要がある
。

ところが、例えば−１−記動力伝達手段を設け、前後輪
のトルク配分を制御するようにした場合には、制動時に
おいても、動力伝達手段により前後輪間の結合状態が低
く、ロックされていない側の車輪により早期ロックされ
る側の車輪を駆動し、ロック限界を高めることができな
い。

（問題を解決するための手段） そこで本発明は、上記動力伝達手段の伝達トルク量を調
整し、これによって前後輪のトルク配分を制御するとと
もに、制動時には、上記伝達トルク量を増量するように
したことを特徴とするものである。

すなわち本発明の４輪駆動車の伝達トルク制御装置は、
パワープラントからのトルクを前後輪にそれぞれ伝達す
るトルク伝達経路の少なくとも一方に、トルク伝達％　
ｎＪ変の動力伝達手段が設けられ、この動力伝達１段を
可変制御して前後輪へのトルク配分を制御する４輪駆動
車の伝達トルク制御装置であって、ブレーキ装置の作動
を検出するブレーキスイッチを設け、該ブレーキスイッ
チから制動時を示す出力信号を受けたとき前記動力伝達
手段のトルク伝達量の制御を禁止する制御手段を備えて
いることを特徴とするものである。

（発明の効果） 以上説明した構成の本発明の４輪駆動車の伝達トルク制
御装置においては、制動時に、上記動力伝達手段のトル
ク伝達量を増量するように制御するようにしたので、早
期ロックが生じる側の車輪が他の車輪に駆動され、その
ロックが遅れるようになり、ロック限界が高まり、制動
時の安定性が向」ユするとともに、ロックによる制動力
の低下が防止できる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる４輪駆動車の伝達トルク制御装置について説明する
。

第３図および第４図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。第３図において、符号１はパワープラントを示し
、このパワープラント１はエンジンおよびトランスミッ
ション等からなっている。

このパワープラント１の出力軸２には、歯車列３を介し
てフロント側プロペラシャフト４が連結されているとと
もに、動力伝達手段である油圧式可変クラッチ５を介し
てリヤ側プロペラシャフト６が接続されている。フロン
ト側プロペラシャフト４はファイナルギヤユニット７を
介して前輪８にリヤ側プロペラシャフト６はファイナル
ギヤユニット９を介して後輪ＩＯにそれぞれ接続されて
いる。以上の構成において、クラッチ５へ加える作動油
の圧力を変化させて、クラッチ５の伝達トルク量を変化
させ、これにより前後輪のトルク配分比を調整する。

トルク配分率を一定にすることについてまず、リヤ側に
上記動力伝達手段を設け、パワープラント出力トルクを
ＴＰ、フロントおよびリヤ（則トルクをそれぞれＴ、　
、Ｔｒ、目標リヤトルク配分率をＵとすると、次のよう
な式が成り立つ。

Ｔ、　＝Ｔ＋＋Ｔｒ　　　　　　　・・・・・・（１）
Ｔ、　＝　ＩＩ　Ｔ、　　　　　　　　　＝−（２）ま
た、フロントおよびリヤ駆動力をそれぞれＦ、　、Ｆ、
　、フロントおよびリヤタイヤスリップ比をＳ　Ｆ　、
Ｓｒ　％　フロントおよびリヤタイヤ角速度をω１、ω
１、フロントおよびリヤ接地荷重をＮ　ｆ　ｓ　Ｎｒ　
％フロントおよびリヤタイヤ動的有効半径をＲｒ　、Ｒ
ｒ　、左右を平均してのフロントおよびリア車体速度を
Ｖ　ｆ　、Ｖｒ　、駆動力係数をμ、タイヤのスリップ
特性より決る定数をｋとすると、次の式が成り立つ。な
お、上記駆動力係数μ、定数には第８図に示すような使
用するタイヤ個有のスリップ特性から求められる値でμ
−Ｆ／Ｎ（Ｆ；駆動力、Ｎ；接地荷重）、ｋ−μ／Ｓ（
Ｓ；スリップ率）である。

Ｆ、−μＮｒ　　−ｋ　Ｓｔ　Ｎｔ　　　・・・・・・
（４）Ｆ、−μＮｒ　−ｋＳｒＮｒ　　・・・・・・（
５）し 更に、フロントおよびリヤギヤ比（ベロペラシャフト／
ハーフシャフト）をＧ　ｌ　、Ｇｒ　％フロントおよび
リヤ側のペロペラシャフトの各速度をｎ　ｒ　％　ｎ　
ｒ　　とそれぞれすると、トルクと角回転速度の関係は
、次の式で表わすことができる。

ｎ、　　＝Ｇｒ　ω、　　　　　　　　　　　＝・・−
（］　］）式（４）、（６）、（８）、（１０）から式
（５）、（７）、（９）、（１１）から式（１２）から ・・・・・・（１４） 式（１３）から ・・・・・・（１５） フロントとリヤの車体速度比ｔは、 ■。

を−□　　　　・・・・・・（１６） ■。

で表わすことができる。式（１４）、（１５）、（１６
）から・・・・・・（１７） リヤトルクと各回転速度との関係は、式（３）、（１７
）から次のように表わすことができる。

、＝、Ｔｒ　− リヤトルクと前後輪の回転速度差を△ｎの関係は次のよ
うに示すことができる。

Δｎ−ｎｆ　−ｎｒ　　　　　・・・・・・（１９）、
’、ｎｒ　＝ｎｒ　　−Δｎ　　　　　−−（２０）式
（１８）、（２０）より ２メ ←　　　１２ 従って、車両の走行条件例えば車速やコーナリングに応
じて予め設定した目標リヤトルク配分率Ｕを一定とする
には、前後輪回転速度差△ｎ１フロント側プロペラシャ
フト角速度ｎ、および車体速度比ｔを測定し、上記式（
２１）にあてはめ、リヤ側トルクＴ、を得られた値とす
ればよい。なお、舵角を一定にした場合、および車速を
一定にした場合の上記式（２１）から得られたリヤ側ト
ルクＴｒと回転速度差△ｎの関係を第１図、第２図に示
した。

なお、前輪の間隔をｂ＋、後輪の間隔をｂ２、前後輪の
間隔を１１転舵状態の内側の前輪の舵角をα３、外側の
前輪の舵角をα２、回転中心から内側および外側の前輪
および内側および外側の後輪への距離をそれぞれＲ１、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とすると、車体速度比ｔは次のように
表わすことができる。

ｔａｎα、　　　　　ｔａｎα２ 従って、舵角がわかれば、車体速度比ｔは知る二とがで
きる。

次に、第４図を参照しつつ、上記クラ・ソチ５のρめの
油圧制御系について説明する。図に示すように、油タン
ク１１内の作動油は、ポンプ１２によって吸い上げられ
、所定の圧力で吐出され、油田制御弁１３を介して、ク
ラッチ５の作動油室５ａに供給される。油圧制御弁１３
は、制御ユニット１４で制御されて、その作動油圧が調
整される。これによって、クラッチ５の作動油室５ａへ
の作動油の圧力が調整され、クラッチ５の締結力が制御
される。

上記制御ユニッ）１４には、車速を検出し、車速信号Ｓ
Ｖ　を出力する車速センサ１５、舵角を検出し、舵角信
号Ｓαを出力する舵角セン″１１１６、フロント側およ
びリヤ側プロペラシャフト４．６の回転速度差△。を検
出し、速度差信号Ｓ△０を出力する速度差センサ１７、
およびブレーキ装置の作動を検出し、ブレーキ信号Ｓ、
を出力するブレーキスイッチ１８が接続されている。な
お、上記車速センサ１５としては、フロント側プロペラ
シャフト４の回転速度を検出する回転速度センサを用い
ることができる。また、回転速度差△。を求めるには、
上記速度差センサを用いずに、リヤ側プロペラシャフト
６の回転速度を検出する回転速度センサを制御ユニット
１４に接続し、該制御ユニットで演算するようにしても
よい。

制御ユニット１４は、上記３つの信号ＳＶ％Ｓαおよび
ＳΔ、を入力し、予め記憶している次のような第１およ
び第２の制御マツプＭ３、Ｍ２に従い制御電流ｌを油圧
制御弁１３に供給する。

これらの第１および第２制御マツプＭ１　およびＭ２　
は、第１図および第２図に示された特性図に基づいて定
められたものであり、縦軸が制御電流ｌを、横軸が回転
速度差Δ、を示している。第１制御マツプＭ１　　は直
進時用のものであり、車速か速くなるにつれて回転速度
差大側に移動する複数本の制御線βｌ　、Ｌ　、Ｌ　、
更には制動時に使用される勾配の大きい制御線！１．を
備えている。

一方、第２制御マツプＭ２　は、転舵時用のものであり
、舵角が大きくなるにつれて回転速度差大側に移動する
複数本の制御線Ｉ！４、ｆ！５．１６を備えている。ま
た、マツプＭ、も」１記制御線β６．と同様の制御線ｌ
、２を有している。

次に、上記伝達トルク制御装置の作動について説明する
。

制御ユニット１４は、まず各センサ１５．１６．１７か
ら車速信号Ｓｖ、舵角信号Ｓαおよび回転速度差信号Ｓ
Δ、を入力し、舵角信号Ｓαから直進状態か転舵状態か
を判断し、直進状態のときには第１制御マツプＭ１を、
転舵状態のときには第２制御マツプＭ２　をそれぞれ読
み出す。まず、直進状態のときの制御について説明する
と、上記車速信号ＳＶ　に応じて第１制御マツプＭ１　
から適切な制御線ｐ１、β２または！、を選択し、回転
速度差信号Ｓ△０をこの制御線に照して制御電流】を決
定する。この制御電流ｌは、油圧制御弁１３に供給され
、この油圧制御弁１３は、この制御電流１に応じて、該
電流１に比例した圧力Ｐの作動油をクラッチ５に供給す
る。クラッチ５は、この作動油の圧力Ｐに応じた圧力で
締結され、その締結圧力に比例したトルクＴｒリヤ側プ
ロペラシャフト６に伝達する。

一方転舵状態のときには、上記舵角信号Ｓαに応じて第
２制御マツプから適切な制御線、ｌ’、　、１５または
１６　を選択し、回転速度差信号Ｓ△０をこの制御線に
照して制御電流１を決定し、以下、上記と同様の制御を
行なう。以上により、回転速度差△。を知って、後輪の
トルク配分率Ｕを一定に維持する。なお、後輪のトルク
配分率Ｕは車両の諸元に応じて予め設定した固定値ある
いは車両の走行条件に応じて変更される値とすることが
できる。

制御ユニット１４はまた、ブレーキスイッチ１８からブ
レーキ信号Ｓ、を受けたとき、制御線Ａｂｌｓｊｌ’ｂ
２に基づいて電流１を制御する。このとき、電流１は、
通常の制御のときよりはかなり大きくなるように制御さ
れ、従って油圧制御弁１３が発生する作動油の圧力ｐも
大きなものとなる。

かくして、クラッチ５は、完全には締結されていないが
、はぼ締結状態となり、これにより後輪１０は前輪８よ
りわずかに遅れてロックされ、望ましい制動状態が得ら
れる。なお、」１記制御は、制御マツプを用いて制御電
流ｌを求める形式のものについて説明したが、演算によ
って求める形式０式％ また、上記実施例においては、フロント側プロ　　　　
！ベラシャフト４をパワープラント１の出力軸２に常に
連結させ、リヤ側プロペラシャフト６と出力軸２の間に
クラッチ５を設けたものについて説明したが、これを逆
にしてもよく、更に、第７図に示すように２つ目のクラ
ッチ２０および歯車列２１を出力軸２とフロント側プロ
ペラシャフト４の間に設けて、直結するプロペラシャフ
トを選択できるようにしてもよい。なお、この場合には
、第２の油圧制御弁２２を設ける必要がある。

なお、本発明は、動力伝達手段を車速、舵角及び前後輪
回転差の３者を検出して制御する上記実施例に限定され
ず、直接パワープラント出力トルクを検出し、動力伝達
手段を制御するもの等にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トルク配分率一定、舵角一定としたときの伝
達トルクＴｒ−回転速度差Δ。特性を示すグラフ、 第２図は、トルク配分率一定、車速一定としたときの伝
達トルクＴｒ−回転速度差△。特性を示すグラフ、 第３図は、４輪駆動車の駆動系を示す概略図、第４図は
、本発明の一実施例による伝達トルク制御装置の概略図
、 第５図および第６図は、それぞれ１−記伝達トルク制御
装置における伝達トルク制御に用いられる第１および第
２制御マツプを示すグラフ、第７図は、本発明の他の実
施例による伝達トルク制御装置の概略図、 第８図は、タイヤ個有のスリップ特性を示す特性図であ
る。 ■・・・・・・パワープラント　　２・・・・・・出力
軸４・・・・・・フロント側プロペラシャフト５・・・
・・・クラッチ ６・・・・・・リヤ側プロペラシャフト１３・・・・・
・油圧制御弁　　１４・・・・・・制御コニット１８・
・・・・・ブレーキスイッチ 」土　ｃｔ／１ｒｑＴ平シ 」土　（Ｊ／Ｉｒ刈１平に ′！　埴冨冊ｋ［咄 １　遂冨陽［１宙 第８図 手続補正書 ６０．１０．１５ 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第１９１０３９
号２、発明の名称　　　４輪駆動車の伝達トルク制御装
置３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　（３１３）マツダ株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　　発 ６、補正の対象　　　　明細書の発明の詳細な説明の欄
■、　明細書第７頁第８行および第１θ行の“ペロベラ
”を「プロペラ」に訂正する。 ２、　同書第１０頁の式 ［ ％式％） を次のように改める。 置−、Ｔ、＝ ｉ ・・・・・・　（１８）　　　Ｊ ３、　同書第１０頁全体を次のように改める。 と−一）、　　　　　　　　　　　　　　　　　　と−
一）２メ Ｉ 〆← ４、　同書第１４頁第２行の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パワープラントからのトルクを前後輪にそれぞれ伝達す
   るトルク伝達経路の少なくとも一方に、トルク伝達量可
   変の動力伝達手段が設けられ、この動力伝達手段を可変
   制御して前後輪へのトルク配分を制御する４輪駆動車の
   伝達トルク制御装置であって、ブレーキ装置の作動を検
   出するブレーキスイッチを設け、該ブレーキスイッチか
   ら制動時を示す出力信号を受けたとき前記動力伝達手段
   のトルク伝達量を増量するように制御する制御手段を備
   えた４輪駆動車の伝達トルク制御装置。