JPS63116932A - 四輪駆動車の駆動力制御装置 - 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〕 本発明は四輪駆動車の駆動力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

摩擦係数の低い路面、例えば雪道あるいは凍結路等にお
いて四輪駆動車は優れた操安性を発揮する。そして、こ
のような四輪駆動車として、前後のトルク配分を可変に
構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点］ 車両にあっては、平坦路に比べて傾斜路ではタイヤの接
地荷重が少なくなると共に、勾配抵抗が発生する為、駆
動輪に加速スリップが発生し易くなる。

そこで本発明は、傾斜路にあっては、車輪の目標スリッ
プ率（基準スリップ率）を平坦路のそれに比べて小さく
することによって、坂道での安定した操縦性を確保する
と共に、路面摩擦係数に応じて、この目標スリップ率を
補正することにより、目標スリップ率の低下を必要最小
限に抑え、坂道での加速性を確保することを目的として
なされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前述の目的を達成するために、第１図にその
構成を示す如き、 車両のエンジンからの動力を前輪と後輪とに分配し、そ
れぞれの伝達率を調節する伝達率調節手段Ｍ１と、 この車両の前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出手段
Ｍ２と、 この車両の前輪または後輪の少なくともいずれか一方の
所定幅の平坦路での平坦路基準スリップ率を出力する平
坦路基準スリップ率出力手段Ｍ３と、 前記平坦路基準スリップ率と前記傾斜角とに基づいて、
傾斜路基準スリップ率を演算する演算手段Ｍ４と、 この車両が走行中の路面の摩擦係数を推定する路面摩擦
係数推定手段ＭＳと、 前記摩擦係数に応じて前記傾斜路基準スリップ率を補正
する補正手段Ｍ６と、 前記所定幅のスリップ率が前記傾斜路基準スリップ率に
なるように、前記伝達率調節手段を制御する制御手段Ｍ
７とを備えるという技術的手段を採用する。

〔作用〕

第１図に示す各構成と相互の作用を説明する。

伝達率調節手段Ｍ１とは、車両のエンジンの動力を前後
輪に分配し、それぞれの伝達率を調節するものである。

傾斜角検出手段Ｍ２とは、車両の前後方向の傾斜角を検
出するものである。

平坦路基準スリップ率出力手段Ｍ３とは、前輪または後
輪の少なくともいずれか一方の、平坦路である場合の最
適な基準スリップ率値を出力するものである。例えば、
推定された路面μ値により、高μ路では、２０％、低μ
路では、１５％等の規定値を出力するものである。

演算手段Ｍ４とは、傾斜角に応じた傾斜路基準スリップ
率を算出するものである。例えば、登り坂の場合は、後
輪側の基準スリップ率を傾斜角に対応して下げるように
規定したマツプもしくは演算式により実現できる。又、
下り坂の場合は、逆に前輪側の基準スリップ率を下げる
ように規定する。

路面摩擦係数推定手段Ｍ５は、タイヤと路面間の摩擦係
数μ値を推定するものである。例えば、駆動力調節手段
の状態から車輪に与えられる駆動トルクを推定し、これ
と車輪加速度得られる車輪の回転トルクとからμ値を推
定することができる。

補正手段Ｍ６は、算出された傾斜路基準スリップ率に対
して、路面μ値により補正を加えて、傾斜路基準スリッ
プ率を決定するものである。これにより、演算手段Ｍ４
によって傾斜角に応じて平坦路より下げられた傾斜路基
準スリップ率を、摩擦係数に応じである程度戻すことに
より、傾斜路から高μ路では、運動性能が確保される。

制御手段Ｍ７は、補正手段Ｍ６で補正された傾斜路基準
スリップ率を実現できる様に、伝達率調節手段Ｍ１を制
御する指令値を出力するものである。

本発明の四輪駆動車のスリップ率制御装置は第１図に例
示する様に、傾斜角検出手段Ｍ２が検出した傾斜角に応
じて傾斜路基準スリップ率を算出する。そして、路面摩
擦係数推定手段Ｍ５によって推定された路面摩擦係数に
よって、傾斜路基準スリップ率に補正を加える。これに
より、最適な傾斜路基準スリップ率を決定し、制御手段
Ｍ７が所定の車輪のスリップ率がこの傾斜路基準スリッ
プ率になるように伝達率調節手段Ｍ１に指令する様に働
く。

すなわち、登板路等においては、タイヤの接地荷重が小
さいことや傾斜により発生する勾配抵抗が車両に作用す
る為、一般に加速スリップが起きやすい、そこで、登板
時には後輪側を、降板時には前輪側の目標スリップ率を
下げることが行われる。路面摩擦係数が高いときは、こ
の目標スリップ率の低下分が小さくされる。

〔発明の効果〕

本発明の四輪駆動車の駆動力制御装置は、平坦路では現
状と同程度の運動性能を、傾斜路では、加速スリップの
発生しにくいより安定した運動性能を確保する様に働く
。

〔実施例］ 本発明を適用した一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、この実施例の構成を第２図に基づいて説明する。

第２図はこの実施例の本発明に係る構成を示すブロック
構成図である。この車両の各輪１ａ、１ｂ、ｌｃ、ｌｄ
には、前後のディファレンシャル２ａ、２ｂ、湿式多板
クラッチ３ａ、３ｂおよびトランスミッション４を介し
てエンジン５の駆動力が伝達される。

ここで、湿式多板クラッチ３ａ、３ｂが伝達率調節手段
Ｍ１に相当する。これらの湿式多板クラッチ３ａ、３ｂ
により、前輪側１ａ、ｌｂ、後輪側１ｃ、ｌｄのそれぞ
れに伝達される駆動力が調節される。湿式多板クラッチ
３ａ、３ｂが伝達する駆動力は油圧により制御され、ポ
ンプ６またはりザーバ７と切換弁８ａ、８ｂを介して接
続される。これら切換弁８ａ、８ｂにより、湿式多板ク
ラッチが伝達する駆動力が調節される。これらの切換弁
８ａ、８ｂそれぞれのソレノイドはマイクロコンピュー
タ９により制御される。

マイクロコンピュータ９には、以下に述べるセンサから
の信号が入力される。

各車輪１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄそれぞれの回転速度を検
出する車輪速度センサ１０ａ、１０ｂ。

１０ｃ、ｌｏｄ。

エンジン５のスロットル開度を検出するスロットルセン
サ１１、 エンジン５の回転数を検出する回転数センサ１２、 トランスミッション４の減速比を検出するギヤセンサ１
３、 この車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサ１
４、 傾斜角検出手段Ｍ２に相当する傾斜角センサ１５、 ステアリングハンドルの切角を検出するステアリング角
センサ１６、 およびブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキセン
サ１７などである。

平坦路基準スリップ率出力手段Ｍ３、演算手段Ｍ４、路
面摩擦係数推定手段Ｍ５、補正手段Ｍ６、および制御手
段Ｍ７はマイクロコンピュータ９が実行する処理に相当
する。

エンジン制御コンピュータ１８は、エンジン５の出力を
制御すべく構成され、スロットルアクチュエータや点火
進角回路、燃料噴射装置などを制御する。

次に、マイクロコンピュータ９が実行する処理を、第３
図ないし第８図に基づいて説明する。

なお、以下の説明において、αとは傾斜角センサ１５が
出力する車両の前後方向の傾斜角であり、登板方向を正
とする。μとは路面摩擦係数である。

ＫＳＰＦ、ＫＳＰＲとは、前輪側、後輪側それぞれの平
坦路基準スリップ率である。

ＫＳＦ、ＫＳＲとは、前輪側、後輪側それぞれの傾斜路
基準スリップ率であり、スリップ率制御はこのＫＳＦ、
ＫＳＲを目標値として行われる。

ＫＳＩＩＦ、ＫＳμＲとは、前輪側、後輪それぞれの許
容スリップ率であり、これが、補正手段Ｍ６で補正され
た傾斜路基準スリップ率に相当する。

ＳＦ、ＳＲとは、前輪側、後輪側それぞれの実際のスリ
ップ率である。

第３図において、マイクロコンピュータ９は、車両の図
示せぬイグニッションスイッチの閉成と共に電源を供給
されてその作動を開始し、電源遮断と共にその作動を停
止する。

ステップ１１０では、メモリ領域の初期化処理などを行
う。

ステップ１２０では、ＫＳＰＦ、ＫＳＰＲに初期値を与
える。これは例えば最も効率が良いとされる１５（％）
、２０　（％）程度の値がそれぞれに設定される。

ステップ１３０では、各センサからの信号を入力し、所
定のメモリに格納する。

ステップ１４０では、加速度センサ１４から得られる車
体加速度を積分処理することにより車体速度■８が演算
される。

ステップ１５０では、車体速度■。および各車輪速度セ
ンサ１０ａ、１０ｂ、１０Ｃ，１０ｄから得られる車輪
速度に基づいて、前輪左右輪の平均のスリップ率ＳＦ、
ならびに後輪左右輪の平均のスリップ率ＳＲが求められ
る。

ステップ１６０では、μを推定する。この実施例テハ、
スロットルセンサ１１からのスロットル開度、回転数セ
ンサ１２からのエンジン回転数、ギヤセンサ１３からの
変速比、および切換弁８ａ。

８ｂの作動経歴から求められる湿式多板クラッチ３ａ、
３ｂの伝達率などから各車輪に働く駆動トルクを算出す
る。一方、各車輪速度を微分して得られる車輪加速度と
各車輪の慣性モーメントとから各車輪の回転トルクを算
出する。そして、これらの駆動トルク、回転トルクから
路面との摩擦トルクを求め、この摩擦トルクからμを推
定する。

ステップ１７０では、μ、車体速度、ステアリング切れ
角などから効率のよい加速が可能なＫＳＰＦＳＫＳＰＲ
を演算する。

ステップ１８０では、αが本実施例による傾斜角補正で
十分な効果が得られる程度の角度にα以上か否かを判定
する。

否であれば、ステップ１９０にてＫＳＦをＫＳＰＦの値
とし、ＫＳＲをＫＳＰＲの値とする。

ステップ２００では、ステップ１７０にて演算したＫＳ
ＰＦ、ＫＳＰＲからＫＳＦ、ＫＳＲ，ＫＳｕＦ、ＫＳｕ
Ｒを演算する。

ステップ４００では、切換弁８ａ、８ｂの駆動デユーテ
ィや、エンジン制御コンピュータ１８への指令値などを
演算、出力し、前輪側へ伝達される動力、後輪側へ伝達
される動力のそれぞれが調節される。

第４図は、第３図のステップ２００の処理を示すフロー
チャートである。

ステップ２１０では、各車輪速度Ｖ。が０か否かが判定
される。これは、各車輪速度の最小値との比較で行われ
る。否であれば、車両は停車中であると判定し、ステッ
プ２２０で、ＫＳＦ、ＫＳＲを演算する。これにより、
坂道からの発進時にも、その傾斜に応じたスリップ率を
目標とすることができる。

ステップ２３０では、ステップ１３０で入力したαが前
回に入力したαから変化したか否かを判定する。αに変
化があれば、ステップ２４０にて、ＫＳａＦ、ＫＳａＦ
を演算する。ステップ２５０では、ＫＳＦ、ＫＳＲを演
算する。ステップ２６０では、遅延時間開タイマーの時
間をＯとしリセットする。

ステップ２７０では、ステップ１６０にて推定したμが
前回推定したμから変化したか否かを判定する。μに変
化があれば、ステップ２８０にて、ＫＳｔｔＦＳＫＳｕ
Ｒを演算する。

ステップ２９０では、ステップ２８０で演算されたＫＳ
ａＦ、ＫＳａＦと、ＫＳＦＳＫＳＲとのそれぞれを比較
し、ＫＳＦまたはＫＳＲのいずれかが大きいときは、ス
テップ２５０に進み、再度、ＫＳＦ、ＫＳＲを演算する
。ＫＳ／／Ｆ、ＫＳａＦの双方ともＫＳＦ、ＫＳＲより
大きいときは、ステップ３００に進む。

ステップ３００では、タイマー時間もが所定のＴ、より
小さいか否かを判定し、小さいとき、ステップ３１０に
進む。ステップ３１０では、ＫＳＦ、ＫＳＲの時間補正
が行われる。ステップ３２０では、タイマー時間ｔを１
だけカウントアツプする。

第４図に示すステップ２２０，２５０の処理を第５図の
フローチャートで説明する。

ステップ２２１では、αが０より大か否かを判定し、登
板中か降板中かを判定する。登板、降板に応じ、ステッ
プ２２２、ステップ２２３で下記の（１）、（２）式の
演算を行い、ＫＳＰＦからＫＳＦを、ＫＳＰＲからＫＳ
Ｒを演算する。

ＫＳＦ＝ＫＳＰ　Ｆ　　ａｔ　Ｘ　Ｉ　（Ｘ　ｌ　　−
・”　　（１）ＫＳ　Ｒ＝ＫＳ　Ｐ　Ｒａｘ　Ｘ　ｌ　
ａ　ｌ　　・・・・・・（２）（ただし、ａｌ　、ａｔ
は所定の定数である。）第４図に示すステップ２４０．
２８０の処理を第６図のフローチャートで説明する。

ステップ２４１では、後輪側が制御中か否かを判定し、
ステップ２４３では、前輪側が制御中か否かを判定する
。これは、この実施例では登板路では後輪側のみを、降
板路では前輪側のみを制御するため、αにより判定され
る。そして、ステップ２４１，２４３の判定に応じて、
ステップ２４２．２４４の処理が行われ、下記の（３）
、（４）式からＫＳｕＦ、ＫＳμＲが演算される。

ＫＳｔＩＦ＝ＫＳＰＦ　　（ａｔ　Ｘ　ｌ　（Ｘ　１）
Ｘｔｚ／μ　・・・・・・　（３） ＫＳμＲ＝ＫＳＰＲ（ａｚＸｌｃｒｌ）Ｘｂ、／μ　・
・・・・・　（４） （ただし、ｂ＋、ｂｚは所定の定数である。）第４図に
示すステップ３１０の処理を第７図のフローチャートで
説明する。

ステップ３１１では、ＫＳＲがＫＳｕＲより大きいか否
かを判定し、否のとき次のステップ３１２をジャンプす
る。ステップ３１２では、下記の（６）式により、ＫＳ
Ｒを補正する。ステップ３１３では、ＫＳＦがＫＳｕＦ
より大きいか否かを判定し、否のとき次のステップ３１
４をジャンプする。

ステップ３１４では、下記の（５）式により、ＫＳＦを
補正する。

ＫＳＦ＝ＫＳＦ＋Ｃ，・・・・・・　（５）　　　・Ｋ
　Ｓ　Ｒ−Ｋ　Ｓ　Ｒ＋　Ｃｚ　　　・・・・・・　（
６）（ただし、Ｃ＋　、Ｃｚは所定の定数である。）第
３図に示すステップ４００の処理を第８図のフローチャ
ートで説明する。

ステップ４１０では、ＳＲがＫＳＲより大きいか否かを
判定し、否のとき次のステップ４２０をジャンプする。

ステップ４２０では、後輪側への動力の伝達率を制御す
る。ステップ４３０では、ＳＦがＫＳＦより大きいか否
かを判定し、否のときステップ４４０をジャンプする。

ステップ４４０では、前輪側への動力の伝達率を制御す
る。

ステップ４２０，４４０の伝達率の制御は、それぞれＫ
ＳＲ，ＫＳＦを目標とし、スリップ率がこの・目標とな
るような駆動力を伝達する伝達率を求める。そして、湿
式多板クラッチ３ａ、３ｂの伝達率が目標の伝達率とな
るように、切換弁８ａ、８ｂのソレノイドに加えられる
駆動デユーティが決定され、出力される。

ステップ４５０では、ステップ４２０，４４０の伝達率
制御に伴って、不足あるいは余分な動力を補い除くため
に、エンジン制御コンピュータ１８に出力アップ信号、
あるいは出力ダウン信号を出力する。さて、以上に説明
したこの実施例により、平坦路基準スリップ率ＫＳＰＦ
、ＫＳＰＲ１傾斜路基準スリップ率ＫＳＦ、ＫＳＲおよ
び許容スリップ率ＫＳＰＦ、ＫＳＰＲがいかに定められ
るかを、第９図、第１０図に基づいて説明する。

第９図は、傾斜角α一定（６°）で路面摩擦係数μが、
０．８．０．９．０．４と変化した場合を示す。

平坦路から６°の傾斜路に至ると、ステップ２３０．２
４０，２５０，２６０の処理により、傾斜路基準スリッ
プ率ＫＳＲと許容スリップ率ＫＳμＲとが低下する。こ
こで低下が徐々に進行するのは傾斜角が徐々に変化する
ためである。やがて、タイマー時間りがＴ、に至ると、
ステップ３００゜３１０．３２０の処理により、傾斜路
基準スリップ率ＫＳＲは徐々に許容スリップ率ＫＳμＲ
まで上昇される。

第９図に示す如く、時刻も、で路面摩擦係数μが変化す
ると、ステップ１７０により、平坦路基準スリップ率Ｋ
ＳＰＲが下げられ、ステップ２８０により許容スリップ
率ＫＳμＲが下げられる。

しかし、ステップ２９０の処理により、傾斜路基準スリ
ップ率ＫＳＲは変化されない。このとき、路面摩擦係数
μの変化が太き（、ＫＳＲ≧ＫＳμＲとなれば、ステッ
プ２９０でステップ２５０へ分岐し、傾斜路基準スリッ
プ率ＫＳＲがさらに下げられる。

第１Ｏ図は、路面摩擦係数μ一定（０，６）で傾斜角が
、Ｏ’、３’、６°、０″と変化した場合を示す。第１
０図に示す如（、路面摩擦係数μが一定であれば、平坦
路基準スリップ率ＫＳＰＲは変化しない。また、傾斜角
αが変化する毎に傾斜路基準スリップ率ＫＳＲ１許容ス
リップ率ＫＳμＲともに変化されている。このように、
この実施例では、傾斜角αが変化した場合を優先し、し
かも、μのみの変化では、許容スリップ率が下回らない
限り、傾斜路基準スリップ率を下げないこととした。

以上に述べたこの実施例の構成および作動により、スリ
ップ率制御のための目標値（傾斜路基準スリップ率）が
傾斜角αに応じて平坦路より下げられるため、傾斜路に
おいても安定した操縦性を確保することができる。

また、目標値を、傾斜角αと路面摩擦係数μとに応じた
値まで所定時間Ｔ、後から回復させるため、ある程度の
加速性を確保できる。

また、傾斜角αの変わり目、および路面摩擦係数μの変
わり目では、許容スリップ率より傾斜路基準スリップ率
が低目になるため、変わり目で過渡的に増加する加速ス
リップを効率よく抑制することができる。

以上に述べた実施例では、ステップ１５０で演算される
スリップ率ＳＦ、ＳＲは、前輪側、後輪側それぞれの左
右側の平均値とした。しかし、左右輪のより大きいスリ
ップ率または小さいスリップ率を選択するように構成し
てもよい。

また、許容スリップ率ＫＳｕＦ、ＫＳμＲをそのまま目
標値とし、実際のスリップ率ＳＦ、ＳＲと比較し、この
許容スリップ率を実現するように、伝達率を制御しても
よい。

なお本実施例では、登板路においては後輪側を、降板路
においては前輪側のみを制御する。これは、低μ路の傾
斜路では、当然前後輪共に制御を実施した方が、より安
定性が向上すると考えられるが、高μ路の傾斜路では、
その分損失となる為である。

特に登板時には傾斜路基準スリップ率が許容スリップ率
まで上げられるまで充分な運動性能が得られないことも
考えられるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック構成図、第２図は本発明を適
用した一実施例の構成図、第３図ないし第８図は一実施
例のマイクロコンピュータの作動を示すフローチャート
、第９図、第１０図は一実施例の作動を説明するタイム
チャートである。 Ｍｌ・・・伝達率調節手段、Ｍ２・・・傾斜角検出手段
。 Ｍ３・・・平坦路基準スリップ率出力手段、Ｍ４・・・
演算手段、Ｍ５・・・路面摩擦係数推定手段、Ｍ６・・
・補正手段、Ｍ７・・・制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両のエンジンからの動力を前輪と後輪とに分配し、
   それぞれの伝達率を調節する伝達率調節手段と、 この車両の前後方向の傾斜角を検出する傾斜角検出手段
   と、 この車両の前輪または後輪の少なくともいずれか一方の
   所定輪の平坦路での平坦路基準スリップ率を出力する平
   坦路基準スリップ率出力手段と、前記平坦路基準スリッ
   プ率と前記傾斜角とに基づいて、傾斜路基準スリップ率
   を演算する演算手段と、 この車両が走行中の路面の摩擦係数を推定する路面摩擦
   係数推定手段と、 前記摩擦係数に応じて前記傾斜路基準スリップ率を補正
   する補正手段と、 前記所定輪のスリップ率が前記傾斜路基準スリップ率に
   なるように、前記伝達率調節手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする四輪駆動車の駆動力制御装置
   。