JP2628882B2

JP2628882B2 - ４輪駆動車の伝達トルク制御装置

Info

Publication number: JP2628882B2
Application number: JP5325388A
Authority: JP
Inventors: 嘉寛渡辺
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-03-05
Filing date: 1988-03-05
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH01226443A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、パワープラントから所定のトルク伝達経路
を介して車両の前・後輪間に伝達される伝達トルクの大
きさを電子的に制御する４輪駆動車の伝達トルク制御装
置に関するものである。

（従来技術）上記のような４輪駆動車の伝達トルク制御装置の中に
は、そのトルク伝達経路の途中に、トルク入力側回転数
とトルク出力側回転数との回転数差に応じて各車輪への
伝達トルク量が変化する湿式クラッチやビスカスカップ
リング等のいわゆる流体式トルク伝達手段を介設したも
のがある。このような流体式トルク伝達手段では、一般
に上記トルク入力側の回転軸に連結した複数の摩擦板と
上記トルク出力側の回転軸に連結した複数の摩擦板とが
交互に配列された構造を有している（第３図参照）。そ
して湿式クラッチの場合には、それらを流体による圧力
で締結し、これによって入力側の摩擦板および出力側の
摩擦板を各々介して所定量のトルクを伝達するようにな
っている。また、一方ビスカスカップリングの場合にお
いては、例えば米国特許第3760922号公報や特開昭60−1
72764号公報の明細書および図面に各々開示されている
ように、摩擦板である円環状プレートに所定の大きさの
孔、あるいはスリットを形成すると共に粘性流体に所定
量の空気を導入することによって粘性クラッチを構成し
たり、該粘性クラッチを介してトランスアクスルの副出
力軸を前後２対の車輪（左右一対の前輪と左右一対の後
輪）に連結し、当該粘性クラッチのトルク入力側および
出力側間の回転速度差が所定値以上の場合には必要に応
じて一定のトルク伝達（締結）を行なうことにより４輪
駆動状態を実現できるようにしている。

ところで、当該車両の前・後輪間の上記のような流体
式伝達手段が介挿されている場合、当然パワープラント
自体の出力トルクが変動すると、それに伴って上記前・
後輪間の回転速度差も変動する。そこで、この回転速度
差に基づいて上記トルク伝達手段の摩擦板間の締結力
（油圧値）を任意に変化させるようにすれば、それによ
って上記の伝達トルク量そのものを常に任意に調整する
ことができることになる。しかし、このような締結力変
化に基づく伝達トルク量の制御においては、回転速度差
が小さい領域では摩擦板間の相対速度差が小さく、その
ため摩擦板間が安定した動摩擦状態での摩擦接触となら
ず、その結果、当該締結力と伝達トルク量とが比例せ
ず、従ってトルク伝達量の制御自体が不安定になるおそ
れがある。この回転速度差が小さい領域は、前・後輪間
の回転速度差が所定の基準値よりも小さい運転領域を意
味する。従って、今例えば、そのトルク伝達特性が第４
図の曲線Ｔ＝ｆ（Δｎ）で示されるように制御される場
合を考えると、トルク伝達の必要性の低い例えば直進時
等においてもわずかな回転差は発生し、上記回転速度差
Δｎが上記基準値に該当するΔnoよりも小さな領域で
は、装置自体の使用頻度を下げて信頼性を向上するため
に本来クラッチ摩擦板の締結力を零にして後輪へのトル
ク伝達を禁止するのが好ましい。該領域では、上記した
ように摩擦板間で安定した摩擦接触状態にない、つまり
摩擦板間で過渡的に静摩擦状態と動摩擦状態とが交互に
繰り返されることによって所謂スティック・スリップ現
象が発生し、その結果円滑なトルク伝達状態を実現でき
ないことになる。このため、上記のような低回転速度差
領域では、上記所定の回転速度差Δnoを基準として固定
的にスティック・スリップ現象を考慮した比較的広い不
感帯領域を設定し、該設定不感帯領域では自動的に上記
流体式トルク伝達手段のトルク伝達量を零に制御して上
記クラッチを解放させるようにすることが考えられてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上述のように流体クラッチを解放させる不
感帯領域を常に一定の基準回転速度差でもって固定的に
設定するようにした場合、他面次のような問題が生じ
る。

すなわち、上述のようなスティック・スリップ現象は
上記のごとく一般的には所定基準回転速度差以下の低回
転速度差領域で発生するとは言っても、本来その回転速
度差の変化速度自体が速い時と遅い時とでは当然その発
生状況が異なってくる。例えば本願発明者の検査研究し
たところによると、一般に上記回転速度差そのものは小
さくても当該回転速度差の変化速度が大きい時には比較
的上記スティック・スリップ現象が生じにくいことが見
出されている。従って、本来ならば、そのように回転速
度差の変化速度（回転速度差変化率）が大の場合には同
変化速度が小の場合に比較して上述した不感帯領域を仕
切る基準回転速度差は、より低くてもよいことになる。

しかるに、上述のようにトルク伝達制御を禁止する不
感帯領域を上記回転速度差の変化率を何等考慮すること
なしに先の説明のごとく常に一定の値に固定的に設定し
たのでは、トルク伝達量が零の状態の強制、つまり本来
４輪駆動システムを有する車両に対して必要以上に２輪
駆動の状態を強いることになって４率駆動車本来の安
全、かつ良好な走行特性を得ることのできる運転領域が
狭くなる。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述のような問題を解決することを目的と
してなされたものであり、上記問題を解決するために次
のような手段を備えて構成されている。

すなわち、パワープラントからの発生トルクを前輪側
又は後輪側に任意に伝達する流体式トルク伝達手段と、
該流体式トルク伝達手段のトルク伝達量を制御するトル
ク伝達量制御手段と、上記前輪側と後輪側との回転速度
差を検出する回転速度差検出手段と、上記前輪側と後輪
側との回転速度差の変化率を検出する回転速度差変化率
検出手段とを備え、上記回転速度差検出手段によって検
出された前・後輪間の回転速度差を基本として上記トル
ク伝達量制御手段により上記流体式トルク伝達手段のト
ルク伝達量を制御するとともに上記回転速度差検出手段
によって検出された回転速度差が所定差以下の低回転速
度差領域においては上記トルク伝達量制御手段の制御量
を零にする不感帯領域設定手段を設け、該不感帯領域設
定手段によって設定される不感帯幅を上記回転速度差変
化率検出手段によって検出される回転速度差変化率に応
じて可変ならしめるようにしている。

（作用）上記本発明の問題解決手段によると、先ずパワープラ
ントからの発生トルクを前輪側又は後輪側に任意に伝達
する流体式トルク伝達手段と、該流体式トルク伝達手段
のトルク伝達量を制御するトルク伝達量制御手段と、上
記前輪側と後輪側との回転速度差を検出する回転速度差
検出手段と、上記前輪側と後輪側との回転速度差の変化
率を検出する回転速度差変化率検出手段とが設けられて
いて、上記回転速度差検出手段によって検出された当該
車両の前・後輪間の回転速度差を基本として上記トルク
伝達量制御手段により上記トルク伝達手段のトルク伝達
量を制御するようになっている。

さらに上記構成では、それに加えて上記回転速度差検
出手段によって検出された回転速度差が所定回転速度差
以下の低回転速度差領域において上記トルク伝達量制御
手段の制御量を零にする不感帯領域設定手段を設け、該
不感帯領域設定手段によって設定される不感帯幅を上記
回転速度差変化率検出手段によって検出される回転速度
差変化率に応じて可変ならしめるようになっている。

（実施例）以下、図面第１図〜第６図を参照して本発明の実施例
を詳細に説明する。

第２図および第３図は、該本発明の第１実施例に係る
４輪駆動車の伝達トルク制御装置の全体システム並びに
要部の構成を示している。

先ず第２図において、符号10はパワープラントを示
し、このパワープラント10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。そして、該パワープラント
10の出力軸12には、所定の歯車列13を介してフロント側
プロペラシャフト14が連結されているとともに、流体式
トルク伝達手段である先に述べた粘性クラッチ等の油圧
式締結力可変クラッチ15を介してリア側プロペラシャフ
ト16が接続されている。そして、上記フロント側プロペ
ラシャフト14は、ファイナルギヤユニット17を介して前
輪18に接続されている。また、リア側プロペラシャフト
16は、ファイナルギヤユニット19を介して後輪20に接続
されている。

このようにしてパワープラント10から、出力軸12、歯
車列13、プロペラシャフト14およびファイナルギヤユニ
ット17を介して前輪18に至る本実施例における４輪駆動
車の前輪側トルク伝達経路が形成され、また、上記パワ
ープラント10のパワープラント出力軸12、油圧式可変ク
ラッチ15およびファイナルギヤユニット19を介して後輪
に至る同後輪側トルク伝達経路が各々形成されている。

そして、上記油圧式締結力可変クラッチ15へ加える作
動油の圧力を変化させて、同クラッチ15の伝達トルク量
（クラッチ締結力）を変化させることにより、上記前輪
18側と後輪20側のトルク配分比を調整するようになって
いる。

次に、第３図を参照して、上記油圧式締結力可変クラ
ッチ15の油圧制御系の構成および作用について説明す
る。同第３図に示すように、油タンク21内の作動油は、
オイルポンプ22によって吸い上げられた後に所定の圧力
で吐出され、電磁制御式の油圧制御弁23を介して上記油
圧式締結力可変クラッチ15の作動油室15a内に供給され
る。それによって上記油圧式締結力可変クラッチ15の上
記作動油室15a内へ供給される作動油の圧力が調整され
る。すなわち、言い換えると上記油圧式締結力可変クラ
ッチ15の摩擦板15b,15b間の締結力が制御される。

上記トルク制御ユニット24の入力側（インターフェー
ス回路）には、例えば車速センサ25、舵角センサ26、回
転速度差センサ27等が各々接続されている。先ず上記車
速センサ25は、当該車両の車速Ｖを検出してその車速に
応じた車速信号Svを出力する。舵角センサ26は、当該車
両の舵角を検出してその検出舵角値αに対応する舵角信
号Ｓαを出力する。また回転速度差センサ27は、上記油
圧式可変クラッチ15のトルク入力側および出力側間の回
転速度差、すなわちフロント側およびリヤ側プロペラシ
ャフト14,16間の回転速度差Δｎを検出し、回転速度差
信号ＳΔｎを出力する。なお、この場合上記車速センサ
25としては、例えばフロント側プロペラシャフト14の回
転速度を検出する回転速度センサを用いると都合がよ
い。また、上記回転速度差Δｎの算出は上記リア側プロ
ペラシャフト16の回転速度を検出する回転速度センサを
上記トルク制御ユニット24に対して接続し、このセンサ
の出力値に基づいて当該トルク制御ユニット24内におい
て演算するようにしてもよい。

トルク制御ユニット24は、先ず上記の３つの信号、車
速信号Sv、舵角信号Ｓαおよび回転速度差信号ＳΔｎを
用いて、予め記憶している制御マップから所定の制御電
流値ｉを算出し、該算出された値の印加電流ｉを油圧制
御弁23に供給印加する。

本実施例では、言うまでもなく該制御電流値ｉと上記
油圧制御弁23による制御油圧Ｐとは当然比例関係にあ
り、また当該制御油圧Ｐと上記油圧式締結力可変クラッ
チ15による伝達トルク量Trとは同じく比例関係にある。
そして、本実施例では、上記制御電流値ｉの値の変化に
より、第４図に示すような上述の回転速度差Δｎの変化
に対する所望の伝達トルク特性が得られるようになって
いる。

すなわち、該第４図に示すにように、上記前・後輪間
の実際の回転速度差Δｎが制御系自体の作動特性上安定
したトルク伝達特性を示す所定の基準値Δno以上の場合
には（領域では）曲線Ｔ＝ｆ（Δｎ）に沿うように伝達
トルク量Trが制御され、該所定の基準値Δno未満の不感
帯領域では原則として伝達トルク量Trは零（０）とされ
る。

次に、第５図のフローチャートに従って上記トルク制
御ユニット24において行われる本実施例の伝達トルク制
御動作を説明する。

先ず、ステップS₁において上述した各センサの入力信
号Sv,Sα,SΔｎを各々読み込む。

次にステップS₂に進んで上記前輪18と後輪20との間の
回転速度差Δｎの変化率（変化速度）ＤΔｎ（ＤΔｎ＝
ｄΔn/dt）を演算する。

その上で続いてステップS₃に進み、上記演算値ＤΔｎ
に応じて上記不感帯領域（Tr＝0,i＝０とする領域）を
仕切る基準値（閾値）Δnoを設定する。これにより、上
記第４図のトルク特性Ｔ＝ｆ（Δｎ）は第６図に示され
るように不感帯の領域幅を各々異にする例えば３種の任
意の特性（ａ）〜（ｃ）の何れかにシフトされる。そし
て、該特性に基いて以下のトルク制御がなされる。

すなわち、上記不感帯領域Δnoの設定が完了すると、
続いてステップS₄に進み、ステップS₄において、上記実
際に検出された前・後輪間の回転速度差Δｎが上述の第
６図の特性により設定された基準値Δno（Δno₁〜Δno₃
の何れか）以上であるか否かを判定する。

そして、その結果、NO（否定判定）の場合には、続い
てステップS₆に進んで既に述べたようにトルク伝達を禁
止すべく目標伝達トルクTrをTr＝０に設定するとともに
それに対応して上記油圧制御弁23に供給する制御電流ｉ
の値をｉ＝０に制御する。この結果、該状態では上記油
圧式締結力可変クラッチ15の締結力は零となり結局当該
クラッチ15は解放される。

他方、上記ステップS₄でYES（肯定判定）の場合に
は、上記と異なりステップS₅の方に移って通常通り上記
前・後輪間の回転速度差Δｎのみをパラメータとして第
４図のトルク特性Ｔ＝ｆ（Δｎ）上のトルクTrが得られ
るように目標トルクを設定するとともに上記油圧制御弁
23に対してそれに対応した印加電流ｉ（ｉ＝Tr）を供給
する。

（発明の効果）本発明の４輪駆動車の伝達トルク制御装置は、以上に
説明したように、パワープラントからの発生トルクを前
輪側又は後輪側に任意に伝達する流体式トルク伝達手段
と、該流体式トルク伝達手段のトルク伝達量を制御する
トルク伝達量制御手段と、上記前輪側と後輪側との回転
速度差を検出する回転速度差検出手段と、上記前輪側と
後輪側との回転速度差の変化率を検出する回転速度差変
化率検出手段とを備え、上記回転速度差検出手段によっ
て検出された前・後輪間の回転速度差を基本として上記
トルク伝達量制御手段により上記流体式トルク伝達手段
のトルク伝達量を制御するとともに上記回転速度差検出
手段によって検出された回転速度差が所定差以下の低回
転速度差領域においては上記トルク伝達量制御手段の制
御量を零にする不感帯領域設定手段を設け、該不感帯領
域設定手段によって設定される不感帯幅を上記回転速度
差変化率検出手段によって検出される回転速度差変化率
に応じて可変ならしめるようにしたことを特徴とするも
のである。

すなわち、該構成では、先ずパワープラントからの発
生トルクを前輪側又は後輪側に任意に伝達する流体式ト
ルク伝達手段と、該流体式トルク伝達手段のトルク伝達
量を制御するトルク伝達量制御手段と、上記前輪側と後
輪側との回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、
上記前輪側と後輪側との回転速度差の変化率を検出する
回転速度差変化率検出手段とが設けられていて、上記回
転速度差検出手段によって検出された当該車両の前・後
輪間の回転速度差を基本として上記トルク伝達量制御手
段により上記トルク伝達手段のトルク伝達量を制御する
ようになっている。

従って、上記本発明の構成によれば、前・後輪間の回
転速度差を基本としながらも当該回転速度差の変化率の
大きさによって不感帯領域の幅を任意に変更することが
可能となり、それだけ４輪駆動領域を拡大することがで
きるメリットを生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係る４輪駆動車の伝達トルク制御装置に於け
る基本システムのトルク伝達系路の構成を示す概略ブロ
ック図、第３図は、第２図の油圧系統における油圧コン
トロール部の具体的な構造を示す油圧回路図、第４図
は、同本発明の実施例において使用される基本トルクマ
ップ、第５図は、同実施例のトルク制御動作を示すフロ
ーチャート、第６図は、同第５図の制御動作において使
用される補正トルクマップである。 10……パワープラント 12……パワープラント出力軸 13……歯車列 14……フロント側プロペラシャフト 15……油圧式締結力可変クラッチ 16……リア側プロペラシャフト 18……前輪 20……後輪 23……油圧制御弁 24……トルク制御ユニット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パワープラントからの発生トルクを前輪側
又は後輪側に任意に伝達する流体式トルク伝達手段と、
該流体式トルク伝達手段のトルク伝達量を制御するトル
ク伝達量制御手段と、上記前輪側と後輪側との回転速度
差を検出する回転速度差検出手段と、上記前輪側と後輪
側との回転速度差の変化率を検出する回転速度差変化率
検出手段とを備え、上記回転速度差検出手段によって検
出された前・後輪間の回転速度差を基本として上記トル
ク伝達量制御手段により上記流体式トルク伝達手段のト
ルク伝達量を制御するとともに上記回転速度差検出手段
によって検出された回転速度差が所定差以下の低回転速
度差領域においては上記トルク伝達量制御手段の制御量
を零にする不感帯領域設定手段を設け、該不感帯領域設
定手段によって設定される不感帯幅を上記回転速度差変
化率検出手段によって検出される回転速度差変化率に応
じて可変ならしめるようにしたことを特徴とする４輪駆
動車の伝達トルク制御装置。