JPS63130435A - ４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、４輪駆動車の駆動力制御装置に関し、特に高
速走行時の車両走行安定性を確保することのできる４輪
駆動車の駆動力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、路面摩擦係数（μ）の小さい雪積路面（低μ
路）等での駆動性の優れた四輪駆動車が、提案、開発さ
れている。これには、旋回時のタイトコーナーリングブ
レーキング現象を吸収するために、前後輪に駆動力を伝
達する動力伝達系に差動装置（センターデエファレンシ
ャル装置）を設けたもの（以下、センターデフ付き常時
４輪駆動車という）や、前記動力伝達系をリジットに連
結するもの（以下、リジット四輪駆動車という）等があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが、従来のものは次の様な問題点がある。

低μ路での旋回時などでエンジントルクを高めて加速す
る場合（低めて減速する場合）には、前記センターデフ
付き四輪駆動車では、予め設定された差動装置のトルク
配分に応じて、前輪のトルク増加（減少）に比例して後
輪の駆動力が増加（減少）する。またリジット四輪駆動
車では前後輪の重量配分に比例して駆動力が増加（減少
）する。

このように前後輪の駆動力が走行状態に関わらず増減す
ると、いずれも前・後輪のコーナリングフォースの低下
を招きやすく、車両の走行安定、操縦性が低下するとい
う問題点を有しており、特に後輪のコーナリングフォー
スの低下は、車両の走行安定性を欠くという問題がある
。

本発明は上記問題点に鑑み、車両走行状態、例えば車体
速度や車体加速度に応じて前後輪の駆動力を適切に分配
することができる４輪駆動車の駆動力制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、入力軸からの動力を、動力伝達手段を
介して前・後車輪に伝達する４輪駆動車において、 前記動力伝達手段を指令信号に基づいて動力伝達割合を
可変とする可変動力伝達手段にするとともに、 車速に応じた車速信号を出力する車速信号発生手段と、 前記車速センサからの車速信号に応じて後輪に対する前
輪に伝達すべき動力伝達比を演算し前記可変動力伝達手
段に指令信号として出力する制御手段 とを備えることを特徴とする。

〔作用と効果〕

よって本発明によれば、制御手段が車速信号発生手段か
らの車速信号に応じて、後輪に対して前輪に伝達すべき
動力伝達比を演算し、前記可動動力伝達手段に指令信号
として出力する。可変動力伝達手段はこの指令信号に基
づいて動力伝達割合を変化させ、前・後輪への駆動力を
適切に分配することができるので、車体速度に基づいて
、前・後輪のコーナリングフォースをバランスさせて適
切に調節し、走行安定性の改善を計ることができる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
２図は本発明の一実施例を示す構成図である。

エンジン１で発生した出力トルクは、トランスミッショ
ン２により変換され、前軸２ａ、後軸２ｂに伝えられる
。エンジン１の出力トルクは、エンジン回転速度を検出
するエンジン回転速度センサ３（又はトルクセンサ）か
ら信号に基づいて、制御回路（ＥＣＵ）４で算出される
。またＥＣＵ４はエンジン１の出力トルクを適切に制御
すべく信号を、図示せぬエンジン出力制御装置に出力す
る。エンジン出力制御装置としては、例えば点火装置、
燃料供給装置、スロットル制御装置が用いられ、ＥＣＵ
４がエンジン１の出力をダウンする場合、点火装置にお
いては点火時期を遅角し、燃料供給装置においては噴射
燃料量を減少し、スロットル制御装置においては吸入空
気量を減少すべく、各装置に信号を送出する。

前輪側においては、前軸２ａの出力が前輪可変トルク伝
達手段５を介して、差動装置６に伝えられ、前輪７ａ、
７ｂを駆動する。また後輪側においては、後軸２ｂの出
力が後輪可変トルク伝達手段８を介して、差動装置９に
伝えられ、後輪１゜ａ、ｌＯｂを駆動する。ここで可変
トルク伝達手段５．８は、各々前軸２ａ、後軸２ｂから
前輪７ａ、７ｂ、後輪１０ａ、１０ｂへ伝達される伝達
トルクを可変にするものであって、例えばＥＣＵ４から
のトルク伝達信号に応じて、湿式多板クラッチに作用す
る油圧を増減し、伝達トルクを増減するように構成でき
る。またこれは伝達信号に応じて、伝達トルク可変な電
磁クラッチや、作動油の粘性もしくは複数のクラッチ板
の間隔の少なくとも一方を変更可能な粘性クラッチでも
実現可能である。

１１は、前後輪の各輪の車輪回転速度を検出してパルス
信号を出力する車輪速度センサである。

１２は車両の重心付近に設けられた車体加速度センサで
、車両の前後方向の加速度に対応した加速度信号を出力
する。

尚、１３は操舵用ステアリングホイール、１４は前輪７
ａ、７ｂを操舵するギアボックスである。

次に、上記ＥＣＵ４の実行する制御処理を第３図のフロ
ーチャートに基づいて説明する。この第３図の制御は、
車両の走行に伴って起動し、所定時間毎に繰り返し実行
される。

ステップ１００では、車輪速度センサ１１等からセンサ
の信号を読み取る。ステップ１１０では各車輪の車輪速
度センサ１１からのパルス信号に基づいて車輪周速度Ｖ
Ｗｉ（＝２πｒ−ｎ／Ｎ）を算出する。ここでｉは各輪
を示すサフィックスで、ｉ＝１は左前輪、ｉ＝２は右前
輪、ｉ＝３は左後輪、ｉ＝４は右後輪を示し、ｒは車輪
の有効半径、ｎは車輪速度センサ１１からの毎秒のパル
ス数、Ｎはセンサのロータハブの数である。

ステップ１２０では、前、後輪平均加速度ＶＷ　Ｆ　＋
ＶＷＲを次式より算出する。

Ｖ、Ａｙ＝　（Ｖｗｚ＋Ｖｗ＋）　／２．　　Ｌｒ＊＝
　（Ｖｗ３＋Ｖｔ１４）　／　２ 但し、各輪の加速度Ｖｔｍ５（ｉ＝１〜４）は、前回の
ルーチンでの算出値ｖｗ＋（ｎ−１）、今回のルーチン
の算出値Ｖｗｔ（ｎ）、演算用′ＭＬに基づいて、Ｖｗ
、＝　ＣＶｗｔ　（ｎ）　　Ｖｗ＋　（ｎ　　１　）　
）　／Ｌより算出される。

ステップ１３０では車体加速度センサＩ２からの加速信
号■、を積分演算し、車体速度Ｖ、　　（ｍ／５ｅｃ）
を算出する。ステップ１４０では、各車輪周速度■。、
と車体速度■８と最大値をＭＡＸ　（Ｖ、ｉ。

Ｖ、）として求め、各輪（ｉ＝１〜４）のスリンプ率を
次式に基づいて算出する。

ＶｑＡｘｉ　＝　Ｍ　Ａ　Ｘ　＜　ＶＷｉ＋　　ｖ　＊
　）Ｓ、”　（■Ｐｔ　　Ｖａ　）　／　■、ａｘｔス
テップ１５０では、上記各輪のスリップ率ｓｉより、前
輪の平均スリップ率ＳＦ、及び後輪の平均スリ、プ率Ｓ
、ｌを次式に基づいて算出する。

Ｓｒ　＝　（Ｓｔ　＋　Ｓｚ　）　／　２ＳＲ±（Ｓ、
　＋Ｓ、　）　／２ 次に、ステップ１６０では平均スリップ率Ｓｙ。

ＳＲに基づいて、前輪側指令値Ｆ　（Ｓ）　、後輪側指
令値Ｒ（Ｓ）を次式に基づいて演算する。

Ｆ　（Ｓ）＝Ｆｏ　Ｃｔ十Ｋｓ　（ＳＰ　−３Ｆ）　十
ＫＧ（ｖｓ　　Ｖｗｙ）　）　　　　　・・・・・・（
１）Ｒ（Ｓ）　＝Ｒｏ　（１＋Ｋｓ　（ＳＰ　−３Ｒ）
　＋Ｋａ（Ｖ、−Ｖｗ＊））　　　　・・・・・・（２
）ただし、本実施例での各定数はスリップ防止定数Ｋｓ
　＝　ｌ　Ｏ、加速度定数に、＝２．目標スリンプ率５
ｐ＝０．１〜０．１５に設定されている。また、Ｆ、、
Ｒ，は可変トルク伝達手段の種類や容量によって決まる
初期指令値である。尚、スリップを防止するためＦｏ、
Ｒｏはエンジン回転速度、スロットル開度、トランスミ
ッション変速比等の検出信号により変化させてもよい。

式（ａ）において、スリンブ項ＫＳ　　（ｓｐ　　　Ｓ
Ｆ）は、目標スリップ率Ｓ。

から前輪スリップ率Ｓ、を減算した項であって、Ｓ　Ｐ
　＞　Ｓ　Ｆのときは両者の差に応じた正の値となって
１旨令値Ｆ　（Ｓ）を大きくし、又Ｓ　Ｐ　＜　Ｓ　ｒ
のときは両者の差に応じた負の値となって指令値Ｆ（Ｓ
）を小さくするように影響し、前輪スリップ率Ｓ、と目
標スリップ率ＳＰが等しいとき最小値界となる。また加
速度項Ｋｃ（Ｖａ−※ＷＦ）は、車体加速度■、と前輪
平均加速度（８，との差に応じた正（負）の値となって
、指令値Ｆ　（Ｓ）を大きく（小さく）する。同様に後
輪側指令値Ｒ（Ｓ）も、スリップ項、加速度項によって
値が算出される。

このようにしてスリンプ率ＳＦ、Ｓ１１に基づいて最適
な指令値Ｆ　（Ｓ）　、　　Ｒ（Ｓ）が算出されるが、
影響度合の小さい加速度項は省略してもよい。また上式
（１）、　（２）では、前輪平均スリップ率Ｓ４．後輪
平均スリップ率ＳＲを用いたが、前輪の左右輪のスリッ
プ率Ｓ＋、Ｓｚの最大値ＭＡＸ　（Ｓ、、ＳＺ　）。

後輪の左右輪のスリップ率Ｓ：１．Ｓ４の最大値ＭＡＸ
　（Ｓ＋、　Ｓｚ　）を用いてもよい。最大値を用いる
ことにより圧雪、氷上路での片輪スリップをより効果的
に抑止できるとラメリットがある。

次にステップ１７０では、ブレーキスイッチ１５からの
信号に基づいてブレーキ操作の有無を判定し、ブレーキ
操作が無の場合には、ステップ１８０へ進む。ステップ
１８０では車体速度ＶＢと車体加速度■８に基づいて１
．全駆動力に対する前輪への駆動力配分比Ｔを次式に基
づいて算出する。

Ｔ＝Ｔ、（１＋Ｋｖ　ｘＶＢ−０，１ｘＫｏｘＶ、）・
・・・・・（３） ここで、定数Ｔ０は停車状態から発進する際に、予め駆
動力配分比Ｔを決めるための定数で、車両重量等に基づ
いて決り、本実施例ではＴ。−０，３５〜０．６の範囲
で選択される。また定数に、は０゜０３〜０，０４に設
定されている。またステップ１８０では、前輪駆動力分
配比ＴがＴ＜０．Ｔ＞１になるときには各々Ｔ＝Ｏ，Ｔ
＝１となるように制限を加えて算出する。弐（３）によ
れば、第４図に示す様に車体速度ＶＢの増加に応じて、
前輪駆動力分配比が大きくなり、後輪に対して前輪に駆
動力が多く分配され、また第５図に示す様に車体加速度
Ｖ８の増加に応して、前輪駆動力配分比Ｔが小さくなる
。　・ ステップ１７０でブレーキ操作有と判定された場合には
、ステップ１９０でブレーキ操作時の前輪駆動力配分比
Ｔを次式に基づいて算出する。

Ｔ＝Ｔｏ　　（１＋Ｋｉ　ＶＩＩ）　　　　　　−・・
−・−（４）ただし、定数に、＝０．０２〜０．０５で
、ステップ１９０でのＴの算出はステップ１８０と同様
に０≦Ｔ≦１に制限される。ステップ１９０では、ブレ
ーキ操作による制動時には車両荷重が前輪側へ移動して
、後輪荷重が軽くなり後輪がロックしやすくなる点を補
償するため、制動時に後輪側への駆動力配分比を増加す
るように上記（４）式に基づいて配分比Ｔを算出する。

ステップ２００では、ステップ１８０、又は１９０で算
出された前輪駆動力配分比Ｔが０．５より小さいか否か
判定し、Ｔ　＜　０．５の場合には、ステップ２１０で
所定時間経過後、ステップ２３０へ進み前輪より後輪へ
の駆動力配分を増大すべく指令値Ｆ　（ｃ）　、　　Ｒ
（Ｃ）を算出し、Ｔ２Ｏ，５の場合には、ステップ２２
０で所定時間経過後に、ステップ２１０へ進み、後輪よ
り前輪への駆動力配分を増加すべく指令値Ｆ　（Ｃ）　
、　Ｒ（Ｃ）を算出する。

ステップ２３０では、前輪側最終指令値Ｆ　（Ｃ）を求
める。これは、ステップ１６０でスリップ率Ｓから求め
た後輪側指令値Ｒ（Ｓ）に前後配分比Ｔ／（１−Ｔ）を
乗算した値Ｆ　（Ｔ）と、ステ・ンプ１６０でスリップ
率から求めた前輪側指令値Ｆ（Ｓ）との最小値（ＭＩＮ
）として求める。つまり次式の様に求める。

Ｆ　（Ｔ）＝Ｒ（Ｓ）ｘＴ／　（１−Ｔ）Ｆ　　（Ｃ）
＝ＭＩＮ　　ＣＦ　　（Ｓ）、Ｆ　　（Ｔ）　　〕この
とき後輪側アクチュエータ最終指令値Ｒ（Ｃ）はステッ
プ１６０でスリップ率Ｓから求められた後輪側指令値Ｒ
（Ｓ）を用いる。つまりＲ（Ｃ）　＝Ｒ（Ｓ）となる。

よって、ステップ２３０では、後輪側最終指令値Ｒ（Ｃ
）は後輪スリップ率Ｓから求められた指令値Ｒ（Ｓ）を
用い、前輪側最終指令値Ｆ　（Ｃ）は、前輪スリップ率
から求められる前輪指令値Ｆ（Ｓ）と駆動力配分比Ｔに
基づいて求められる値Ｆ　（Ｔ）との内の最小値が用い
られる。

ステップ２４０では、後輪側最終指令値Ｒ（Ｃ）を算出
する。これは指令値Ｆ　（Ｓ）に前後配分比（１−Ｔ）
／Ｔを乗算した値Ｒ（Ｔ）と、ステップ１６０でスリッ
プ率Ｓから求めた後輪側指令値Ｒ（Ｓ）との最小値（Ｍ
ＩＮ）として次式の様に求める。

Ｒ（Ｔ）　＝Ｆ　（ｓ）　ｘ　（１−Ｔ）　／ＴＲ（Ｃ
）＝ＭＩＮ　（Ｒ（Ｓ）、Ｒ（Ｔ））ここで前輪側最終
指令値Ｆ　（Ｃ）はステップ１６０でスリップ率から求
められた指令値Ｆ　（Ｓ）を用いる。つまりＦ　（Ｃ）
　−Ｆ　（Ｓ）となる。

よって、ステップ２４０では前輪側最終指令値Ｆ　（Ｃ
）は前輪スリップＳから求められた指令値Ｆ　（Ｓ）を
用い、後輪側最終指令値Ｆ　（Ｃ）は後輪スリップ等か
ら求められる指令値Ｒ（Ｓ）と駆動力配分比Ｔに基づい
て求められる指令値Ｒ（Ｔ）との内の最小値が用いられ
る。ステップ２５０では、ステップ２３０、又は２４０
で算出された最終指令値Ｆ　（Ｃ）　、　　Ｒ（Ｃ）が
前輪可変トルク伝達手段５と後輪可変トルク伝達手段８
に各々出力される。尚、ステップ２１０，２２０で所定
時間経過を判定する。いわゆるタイマを設けたが、これ
はＴ　＝　０．５付近でのハンチングを防止するオニめ
にヒステリシスを設けるためである。

上述の制御フローチャートによって、車体速度ＶＢが大
きくなるに応して、全動力に対して前輪への動力配分比
が大きくなるので、高速時での走行安定性が改善される
。また、加速性を損なうことないように車体加速度■、
に応して、後輪への動力配分比が大きく制御される。す
なわち、低速かつ加速時はスリップ率の一定限度内で後
輪に多めに動力を配分することで、加速性と安定性の両
立を達成できる。一方、高速走行時は前輪への動力配分
が大きいので、後輪のコーナリングツす一ス（またはサ
イドフォース）に余裕をもたせることができ、車両の方
向安定性が改善される。

尚、可変トルク伝達手段の種類によって、最終指令値Ｆ
　（Ｃ）　、　　Ｒ（Ｃ）はその手段に対応して電圧、
電流、油圧に変換出力される。あるいは０Ｎ−ＯＦＦ制
御のためのデユーティ（ＯＮ−ＯＦＦ）比に変換出力さ
れる。

尚、ステップ１１３０．１９０では、先述のように数式
（３）、　（４）に基づいて前輪駆動力配分比Ｔを算出
する他に、例えばＥＣＵ４のＲＯＭ内に第６１羽に示す
ようなマツプを記憶させておいて、このマツプから前輪
駆動力配分比Ｔを求めてもよい。第６図のマツプは、車
体速度（Ｖｅ　）と車体加速度（ＶＢ　）に基づいて、
前輪駆動力配分比Ｔが求められる。

尚、上記実施例においては、前輪、後輪可変トルク伝達
手段５．８を用いて前後輪に伝達する四輪駆動車を説明
したが、第７図、第８図に示す様な構成としてもよい、
第７図は、エンジンからの動力（Ｔイとして示す）が伝
達されるセンタディファレンシャルギア２０．その差動
を制限する差動制限クラッチ２１．可変トルク伝達フラ
ンチ３０を備えている。第８図は、エンジンからの動力
が伝達される遊星ギア式センタギア２２．その差動を制
限する差動制限クラッチ２１．可変トルク伝達クラッチ
を備え、上記クラッチ２１．３０は制御信号に応じて差
動側眼力、伝達トルクが制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック構成図、第２図
は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は制御装置（
ＥＣｔＪ４）内での処理手順を示すフローチャート、第
４図、第５図は各々車体速度■３゜車体加速度Ω８に対
応した駆り１力配分比Ｔを示す特性、第６図は車体速度
■８と車体加速度■□に基づく動力配分比Ｔを求めるマ
ツプ、第７図、第８同は他の例を示す構成図である。 ４・・・ＥＣＵ、５・・・前輪可変トルク伝達手段、８
・・・後輪可変トルク伝達手段、１１・・・車輪速度セ
ンサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸からの動力を、動力伝達手段を介して前・
   後車輪に伝達する４輪駆動車において、前記動力伝達手
   段を指令信号に基づいて動力伝達割合を可変とする可変
   動力伝達手段にするとともに、 車速に応じた車速信号を出力する車速信号発生手段と、 前記車速センサからの車速信号に応じて後輪に対する前
   輪に伝達すべき動力伝達比を演算し前記可変動力伝達手
   段に指令信号として出力する制御手段 とを備える４輪駆動車の駆動力制御装置。
2. （２）前記制御手段は、前記車速信号による車速の増加
   に応じて、後輪に対して前輪に伝達される駆動力を増加
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の４輪
   駆動車の駆動力制御装置。
3. （３）前記制御手段は、車体加速度を演算するとともに
   、前記車体加速度に応じて、後輪に対して前輪に伝達さ
   れる駆動力を増加することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の４輪駆動車の駆動力制御装置。