JPS626831A - 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４輪駆動車の駆動力配分制御装置に係り、特
に、前後輪の駆動力配分比を前後輪のスリップ率に基づ
いて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、例え
ば、特開昭５８−５６９２２号公輻に記載されたような
ものが知られている。この４輪駆動車の駆動力配分制御
装置は、前後輪の回転角加速度差により２輪駆動走行時
のスリップを感知して４輪駆動に自動的に切換え、車輪
のスピンを防止する。

（この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４輪駆動車のの駆動力配分制御装置に
あっては、前後輪の回転角加速度差のみからスリップを
（対路面相対回転）を感知するため、車速に影響される
ことなくスリップの有無を判別する基準値を設定するこ
とが困難で誤検知を生じやすいという問題点があった。

すなわち、前後輪の回転角加速度差、自動車が平常走行
状態にあっても発生して、自動車の特性上車速に対し略
比例的に増大するため、例えば、上述の基準値を低速走
行時を基準に設定すると、高速走行時に生じる許容され
るべきスリップをも禁止すべきスリップと判断して４輪
駆動に切換え、高速旋回時にステア特性の急変等の不具
合を招くおそれがあった。

（問題点を解決するための手段） 前述した問題点を解決するため、第１の発明にかかる４
輪駆動車の駆動力配分制御装置は、第１図（ａ）に示す
ように、前後輪の一方の車輪を駆動して走行する２輪駆
動走行と前後輪の双方の車輪を駆動して走行する４輪駆
動走行とが可能な４輪駆動車において、前後輪の一方の
車輪の回転速度を検出する第１回転速度検知手段と、前
後輪の他方の車輪の回転速度を検出する第２回転速度検
知手段と、第１回転速度検知手段および第２回転速度検
知手段により検出された各回転速度から一方の車輪の回
転速度を基準にした前後輪のスリップ率を算出するスリ
ップ率演算手段と、該スリップ率演算手段により算出さ
れたスリップ率に対応した目標駆動力配分比を設定する
目標値決定手段と、前後輪の駆動力配分比が前記目標値
決定手段により設定された目標駆動力配分比となるよう
に前後輪の少なくとも一方の車輪へ伝達される駆動力配
分手段と、を備え、また、第２の発明にかかる４輪駆動
車の駆動力配分制御装置は、第１図（ｂ）に示すように
、前後輪の一方の車輪を駆動して走行する２輪駆動走行
と前後輪の双方の車輪を駆動して走行する４輪駆動走行
とが可能な４輪駆動車において、前後輪の一方の車輪の
回転速度を検出する第１回転速度検知手段と、前後輪の
他方の車輪の回転速度を検出する第２回転速度検知手段
と、第１回転速度検知手段および第２回転速度検知手段
により検出された各回転速度から一方の車輪の回転速度
を基準にした前後輪のスリップ率を算出するスリップ率
演算手段と、該スリップ率演算手段により算出されたス
リップ率から該スリップ率の時間変化率を算出する変化
率演算手段と、スリップ率演算手段により算出されたス
リップ率および変化率演算手段により算出されたスリッ
プ率の時間変化率に応じた目標駆動力配分比を設定する
目標値決定手段と、前後輪の駆動力配分比が目標値決定
手段により設定された目標駆動力配分比となるように前
後輪の少なくとも一方の車輪へ伝達される駆動力を変更
する駆動力配分手段と、を備えるものである。

（作用） 第１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、前後輪の回転速度比であるスリップ率に応じて
前後輪の駆動力配分を制御するため、車速に応じた適正
な駆動力配分比を設定することができる。この結果、高
速走行時において許容される前後輪の回転速度差は大き
くなり、高速走行時に前後輪の回転速度差を制限されて
車両のステア特性が過度のアンダーステア傾向を帯びる
ことも無く、また逆に、低速走行時に過度の回転速度差
を許容されて発進・加速性能が低下することも無くなる
。

さらに、第２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、スリップ率およびその時間変化率に応
じて前後輪の駆動力配分を制御するため、将来のスリッ
プ率を予見した予見制御および検知器の検知遅れあるい
はクラッチの動作遅れ等を補償する制御が可能となり、
過渡応答性を向上させることができる。

（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から第４図は、第１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示す図である。なお、こ
の実施例は、前置エンジン後輪駆動車をベースとする４
輪駆動車に適用したものを示す。

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の出力軸は前後輪の駆動力配分を変更可能なト
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。後輪プロペラシャツ）２４Ｒは、後輪
差動装置２５Ｒおよび左右のアクスル２６ＲＬ、２６Ｒ
Ｒを介して左右の後輪２７ＲＬ、２７ＲＲに連結され、
同様に、前輪プロペラシャフト２４Ｆ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
れらの入力軸３０および後輸出力軸３１は、それぞれが
略バイブ状の継手部材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２Ｂにボルト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３８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、前輪プロペラシャツ）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
が取り付けられている。

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
内外の両側面が液蜜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、を備えている。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に形成さた第３油路３５ｃを介してトランスファ
ケース２８の油圧ポート３５ｄに連通している。この摩
擦多板クラッチ４９は、油圧ポート３５ｄから第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４６とを摩擦接触させ、継手部材３
３と第２中空軸３９との間すなわち入力軸３０とを前輪
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、
３１ａは後輸出力軸３１に形成された第２潤滑油路、３
９ｂ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、３９ｃ、４４ａ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。

５０は高圧の圧油を発生する圧油源であり、圧油源５０
は電磁弁５４を介して前述の油圧ボー）３５ｄに連結さ
れている。電磁弁５４は、制御装置５１に結線されたソ
レノイド５４ａを有し、ソレノイド５４ａに通電される
電流値および油圧ボー）３５ｄの油圧に応じた開度で油
圧ボート３５　ｄと圧油源５０との間を連通ずる。すな
わち、この電磁弁５４は、例えばソレノイド５４ａの電
磁力と油圧ポート３５ｄの油圧とに応動するスプールを
有し、このスプールの動きで油室４７へ供給される油圧
（クラッチ圧）を変更する。

制御装置５１は、ワンチップマイコン等を有するもので
、後輪回転速度検知器（第１回転速度検知手段）５５お
よび前輪回転”速度検知器（第２回転速度検知手段）５
６が結線されている。後輪回転速度検知器５５は、例え
ばトランスファ２３の後輸出力軸の回転数を検出して後
輪２７ＲＬ、２７ＲＲの回転速度Ｎｒを表示する信号を
出力し、同様に、前輪回転速度検知器５６は、例えばト
ランスファ２３の前輸出力軸の回転数を検出して前輪２
７ＦＬ、２７ＦＲの回転速度Ｎｆを表示する信号を出力
する。制御装置５１は、入力する信号を演算処理して前
後輪の回転速度比であるスリップ率Ｓを算出し、このス
リップ率Ｓに対し所定の特性の値の電流ｉを電磁弁５４
のソレノイド５４ａに通電する。この制御装置５１は、
スリップ率演算手段および目標値決定手段に相当する。

次に作用を説明する。

この４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、第４図のフロ
ーチャートに示す一連の処理を制御装置５１内で繰り返
し実行し、前後輪の駆動力配分比を前後輪の回転速度比
であるスリップ率Ｓに対応した値になるよう制御する。

以下、第４図のフローチャートに基づいて説明すると、
まず、ステップＰ、において、前輪回転速度検知器５６
により前輪回転速度Ｎｆを読み込み、同様に、ステップ
Ｐ２において、後輪回転速度検知器５５により後輪回転
速度Ｎｒを読み込む。次のステップＰ、では、前輪回転
速度Ｎｆと後輪回転速度Ｎｒとから次式（１）に基づい
てスリップ率Ｓを算出する。ただし、式（１）の分母に
おける１の加算は、分母が零になることを禁止するため
のものである。

ｒ−Ｎｆ Ｓ＝□　・・・・・・（１） Ｎｆ＋１ 続くステップＰ４においては、ステップ率Ｓの関数Ｆと
して電流値１（ｉ＝Ｆ（ｓ））を算出し、そして後のス
テップＰ、において、電流値ｉの電流を電磁弁５４のソ
レノイド５４ａへ通電する。なお、前記関数Ｆ　（ｓｌ
はスリップ率Ｓに比例する一次関数Ｆ　（りにす、ｓ等
を設定する。（但し、ｂは定数）。

また、関数Ｆ（３）は車両の特性に応じ他の関数を用い
ても構わない。したがって、電磁弁５４はクラッチ圧Ｐ
をソレノイド５４ａに通電される電流値ｉに応じた値に
維持して摩擦多板クラッチ４９はクラッチ圧Ｐに応じた
締結力で入力軸３０と前輸出力軸とを接続し、前輪２７
Ｆ　Ｌ、　２７Ｆ　Ｒに電流値ｉに応じた駆動力が伝達
される。この結果、前後輪の駆動力配分比は、スリップ
率Ｓに対応した値に制御されて許容されるスリップすな
わち前後輪の回転速度差も車速の増大にともない大きく
なるため、高速走行時および低速走行時にあっても適正
な値となり種々の不都合が発生することも無くなる。す
なわち、前述した従来の前後輪の回転速度差でスリップ
の有無を判別するものにあっては、その判別の基準値を
低速走行時を基準に設定すると、高速走行時に許容され
るべきスリップを禁止して車両が過度のアンダーステア
傾向を帯びる等の不都合があり、また、判別の基準値を
高速走行時を基準に設定すると、許容されるスリップが
大きくなって発進・加速性能を低下させる等の不都合が
ある。この第１の発明にかかるものにあっては、このよ
うな不都合が発生することは無い。

第５図には、第２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示す。なお、この実施例にかか
る１輪駆動車の駆動力配分制御装置は、前述した第１の
発明にかかる４輪駆動車の駆動力配分制御装置と同一構
成であるため、以下、制御装置５１の機能の相異部分に
ついてのみ説明し、他の説明は省略する。

ワンチップマイコンを有する制御装置５１は、微分演算
機能を有している。この制御装置５１は、前述したよう
に、前輪回転速度検知器５６および後輪回転速度検知器
５５の出力信号からスリップ率Ｓを算出し、さらに、ス
リップ率Ｓの時間変化率ゑを算出し、これらスリップ率
Ｓおよびスリップ率Ｓの時間変化率ゐに応じた電流値ｉ
の電流を電磁弁５４のソレノイド５４ａへ出力する。

この４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、第５図のフロ
ーチャートに示す一連の処理を繰り返し実行し、前後輪
の駆動力配分比をスリップ率Ｓおよびスリップ率Ｓの時
間変化率Ｓに応じて制御する。

以下、第５図のフローチャートに基づいて説明する。ス
テップＱ＋からステップＱ３までの処理は、前述した第
４図のフローチャートにおけるステップＰ＋からステッ
プＰ、までの処理と同一であり、その説明は省略する。

ステップＱ４においては、ステップＱ３で算出したスリ
ップ率Ｓを微分処理して時間変化率Ｓを算出する。そし
て、ステップＱ、において、スリップ率Ｓおよびスリッ
プ率Ｓの時間変化率Ｓから次式（２）で定義される可変
数Ｘを算出する。

ｘ＝ｓ＋ａ−３・・・・・・（２） 次のステップＱ、では、可変数Ｘが零以上か否かを判断
し、可変数Ｘが零以上であればステップＱ？へ進み、可
変数Ｘが負であればステップＱ８へ進む。ステップＱ７
においては、関数Ｆ　（Ｘ）に従って電流値ｉを決定す
る。関数Ｆ　（Ｘ）÷ｂ−ｘ（但し、ｂは比例定数）と
設定すると可変数Ｘに定数すを乗じて電流値ｉ　　（ｉ
ｗｂ−ｘ）を算出し、ステップＱ、では電流値ｉに零を
設定する（ｉ＝０）。そして、続くステップＱ、におい
て、ステップＱ、　、Ｑ、で求めた電流値ｉの電流を電
磁弁５４のソレノイド５４ａに通電する。したがって、
前述した場合と同様に、前後輪の駆動力配分比は、可変
数Ｘすなわちスリップ率Ｓとその時間変化率Ｓとに対応
した値に制御され、車速に応じた適正な値となり、不都
合が生じることは無く、また、将来のスリップ率Ｓを予
測した予見制御および各回転速度検知器５５．５６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
償した制御が可能となりより一層の性能の向上が図れる
。すなわち、この４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、
特に、前後輪の駆動力配分比をスリップ率Ｓおよびその
時間変化率六に応じて制御するため、良好な過渡応答性
を得ることができる。

なお、上述した第１および第２の発明の各実施例は、油
圧式の摩擦多板クラッチを有するトランスファが装着さ
れたパートタイム式の４輪駆動車に適用したものを示す
が、ドグクラッチを有する４輪駆動車の２−４切換え制
御あるいは差動制限装置付中央差動装置を有するフルタ
イム式の４輪駆動車の駆動力配分制御にも適用できるこ
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、第１の発明にがかる４輪駆動
車の駆動力配分制御装置によれば、前後輪の駆動力配分
比を前後輪のスリップ率に応じて制御するため、車速に
応じた適正な駆動力配分比を設定することができるとい
う効果が得られる。

この結果、車両のステア特性が高速走行時に過度のアン
ダーステア傾向を帯びるようなことも無（なり、また、
発進・加速性能が低下するようなことも無（なる。

さらに、第２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、前後輪の駆動力配分比を前後輪のスリ
ップ率およびその時間変化率に応じて制御するため、上
記第１の発明の効果に加えて、将来のスリップ率を予測
した予見制御および検知器の検知遅れあるいはクラッチ
の動作の遅れを補償した制御が可能になるという効果が
得られる。この結果、車両の過渡応答性等の性能をより
一層向上させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は第１の発明にかかる４輪駆動車の駆動力
配分制御装置の構成図、第１図（ｂ）は第２の発明にか
かる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４図は第１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示し、第２図は概略全体
図、第３図は機構要部の断面図、第４図はフローチャー
トである。第５図は第２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示すフローチャートであ
る。 ２１・・・・・・エンジン（機関） ２３・・・・・・トランスファ（駆動力配分手段）、２
７ＦＬ、２７ＦＲ・・・・・・前輪、２７ＲＦ、２７Ｒ
Ｒ・・・・・・後輪、４９・・・・・・摩擦多板クラッ
チ、 ５１・・・・・・制御装置（スリップ率演算手段、目標
値決定手段、変化率演算手段）、 ５５・・・・・・後輪回転速度検値器（第１回転速度検
知手段）、 ５６・・・・・・前輪回転速度検値器（第２回転速度検
知手段）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前後輪の一方の車輪を駆動して走行する２輪駆動
   走行と前後輪の双方の車輪を駆動して走行する４輪駆動
   走行とが可能な４輪駆動車において、前後輪の一方の車
   輪の回転速度を検出する第１回転速度検知手段と、前後
   輪の他方の車輪の回転速度を検出する第２回転速度検知
   手段と、第１回転速度検知手段および第２回転速度検知
   手段により検出された各回転速度から一方の車輪の回転
   速度を基準にした前後輪のスリップ率を算出するスリッ
   プ率演算手段と、該スリップ率演算手段により算出され
   たスリップ率に対応した目標駆動力配分比を設定する目
   標値決定手段と、前後輪の駆動力配分比が前記目標値決
   定手段により設定された目標駆動力配分比となるように
   前後輪の少なくとも一方へ伝達される駆動力を変更する
   駆動力配分手段と、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。
2. （２）前後輪の一方の車輪を駆動して走行する２輪駆動
   走行と前後輪の双方の車輪を駆動して走行する４輪駆動
   走行とが可能な４輪駆動車において、前後輪の一方の車
   輪の回転速度を検出する第１回転速度検知手段と、前後
   輪の他方の車輪の回転速度を検出する第２回転速度検知
   手段と、第１回転速度検知手段および第２回転速度検知
   手段により検出された各回転速度から一方の車輪の回転
   速度を基準にした前後輪のスリップ率を算出するスリッ
   プ率演算手段と、該スリップ率演算手段により算出され
   たスリップ率から該スリップ率の時間変化率を算出する
   変化率演算手段と、スリップ率演算手段により算出され
   たスリップ率および変化率演算手段により算出されたス
   リップ率の時間変化率に応じた目標駆動力配分比を設定
   する目標値決定手段と、前後輪の駆動力配分比が目標値
   決定手段により設定された目標駆動力配分比となるよう
   に前後輪の少なくとも一方の車輪へ伝達される駆動力を
   変更する駆動力配分手段と、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。