JP2690099B2

JP2690099B2 - ４輪駆動車の伝達トルク制御装置

Info

Publication number: JP2690099B2
Application number: JP63053254A
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: 1997-12-10
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JPH01226444A

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。

（従来の技術）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
−172764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
輪駆動応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・後輪間に上記のような流体
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。このような構成を採用したも
のとして最近主として欧州で多く開発されるようになっ
ている自動４輪駆動（略して自動4WD）と呼ばれる差動
回転数比例式の伝達トルク制御装置を備えた車両駆動シ
ステムがある（例えば雑誌「自動車技術」Vol.40,No3,1
986の第277頁〜第283頁参照）。

該システムに於ける上記伝達トルク制御装置は、上述
のような流体式のトルク伝達手段（油圧式クラッチ）を
介して前輪側と後輪側とを連結し、前・後輪間の回転数
差が零付近の時にはトルク伝達量をも零にし、クラッチ
締結力を零の状態にして２輪駆動形態とする一方、例え
ば前輪側がスキッドし始めることなどにより前輪側回転
数と後輪側回転数との間に回転数差が生じるようになる
と、当該回転数差に応じたトルクを後輪側に伝達し４輪
駆動形態に変更して前輪側スキッドを防止して安定した
走行状態を維持させるようになっている（前輪駆動ベー
スの場合）。

そして、この場合、上記回転数差に応じてリア側に伝
達されるトルクの量は、例えば第４図（Ａ）の基本制御
特性に示すようになっており、該特性に応じたトルク配
分制御が行なわれる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上記第４図（Ａ）の基本制御特性は、原則
として上記前・後輪間における入力側回転数に対する出
力側回転数の回転数差が正の場合、つまり常に入力側回
転数よりも出力側回転数の方が小さい場合を前提として
設定されており、その関係が逆になる、例えば高速での
コーナリング時には後述のように最適なトルク配分とす
ることができない問題がある。つまり、高速でのコーナ
リング時は前輪の旋回軌跡に対し後輪が外側を通るよう
になるため、上記回転数差が負となり、しかも高速であ
るためその差は大きくなる。従って、伝達トルク量を第
４図（Ａ）の基本制御特性にて制御すると全輪が直結さ
れた４輪駆動車に近い状態となってトルク伝達系路内の
内部干渉を生じタイトコーナブレーキング現象が作用す
るようになり高速時のコーナリング性能が悪化してしま
う問題がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記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って、該問題を解決する手段とし
て、先ずパワープラントからの発生トルクを当該車両の
前輪又は後輪に所定の割合で伝達する流体式トルク伝達
手段と、該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間の回
転数の差を検出する回転数差検出手段とを備え、上記回
転数差検出手段によって検出された前・後輪間の回転数
の差に応じた基本制御特性に従って上記流体式トルク伝
達手段のトルク伝達量を制御するようにしてなる４輪駆
動車の伝達トルク制御装置において、上記流体式トルク
伝達手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側出力回転
数の回転数の差が正であるか負であるかを判定する回転
数差正・負判定手段を設け、該正・負判定手段の判定結
果に応じて、上記流体式トルク伝達手段の駆動側入力回
転数に対する被駆動側出力回転数の回転数の差が正であ
るときには、同回転数の差に応じた上記基本制御特性に
従ってトルク伝達量を制御する一方、同回転数の差が負
であるときには、トルク伝達を行う所定の値に固定した
他の制御特性に従ってトルク伝達量を制御するようにし
てなるものである。

（作用）上記本発明の問題解決手段では、先ず基本構成とし
て、エンジン・トランスミッション等のパワープラント
からの発生トルクを当該車両の前輪又は後輪に所定の割
合で伝達する流体式トルク伝達手段と、該トルク伝達手
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間の回転数の差を検出する回転
数差検出手段とが設けられていて、上記回転数差検出手
段によって検出された前・後輪間の回転数の差に応じた
基本制御特性に従って上記流体式トルク伝達手段のトル
ク伝達量が制御される。

そして、さらに上記の構成・作用に加えて、上記流体
式トルク伝達手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側
出力回転数の回転数の差が正であるか負であるかを判定
する回転数差正・負判定手段が設けられており、該正・
負判定手段の判定結果に応じて、上記流体式トルク伝達
手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側出力回転数の
回転数の差が正であるときには、同回転数の差に応じた
上記基本制御特性に従ってトルク伝達量を制御し、例え
ば非コーナリング走行時の走破性を可及的に向上せしめ
る一方、同回転数の差が負であるときには、トルク伝達
を行う所定の値に固定した他の制御特性に従ってトルク
伝達量を制御し、例えばコーナリング走行時の安定した
ステアリング特性、コーナリング性能を実現するように
なっている。

（実施例）以下、図面第１図〜第５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、該本発明の実施例に係る４輪駆
動車の伝達トルク制御装置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、油圧式締結力
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
て後輪に至る同本実施例における後輪側トルク伝達経路
が形成されている。

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
を変化させることにより、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およびトルクセンサ28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、上記油圧式締結力可変クラッチ15のトル
ク入力側および出力側間の回転数差（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
間の回転数差Δｎを検出し、回転数差信号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
数差Δｎの算出は、上記リア側プロペラシャフト16の回
転速度を検出する所定の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
うにして構成される。

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および回転数差信号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（Ａ），（Ｂ）の特性に示すような上述の
回転数差Δｎの正・負変化±Δｎに対応する所望の伝達
トルク特性（基本トルク特性）が得られるようになって
いる。

すなわち、先ず第４図（Ａ）の特性に示すように、上
記前・後輪間の回転数差Δｎが正であって所定の設定値
Δno以上の場合には曲線Ｔ＝ｆ（Δｎ）に沿うように伝
達トルク量Trが制御され、該所定の設定値Δno未満では
原則として伝達トルク量Trは零（０）とされる。一方、
上記回転数差Δｎが負である場合には、第４図（Ｂ）の
特性に示すようにＴ＝ａ（一定）の特性に従って伝達ト
ルク量が制御される（後述）。

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25〜27の
各入力信号、車速信号Sv、舵角信号Ｓα、前・後輪間の
回転数差信号ＳΔｎの値を各々読み込む。

次に、ステップS₂に進んで上記実際に検出された上記
前・後輪間の回転数差Δｎが所定の設定値Δｎ＝０以上
であるか否かを判定する。そして、その結果、YES（肯
定判定）の場合には更にステップS₃へ進み、第４図
（Ａ）の曲線Ｔ＝ｆ（Δｎ）に沿う伝達トルク量が得ら
れるように、予め記憶されている対応する同特性の制御
マップから上述した制御電流ｉの値を算出（ルックアッ
プ）し、該算出値ｉとなるように上記油圧式制御弁23へ
の実際の制御電流値を調整する。この結果、第４図
（Ａ）に示すように、上記検出された回転速度差Δｎが
Δn₁の場合には、その値Δn₁に対応するＹ座標軸上の点
Tr₁が伝達トルク量となるように上記油圧式締結力可変
クラッチ15の締結力が制御される。

一方、上記回転数差ΔｎがΔｎ＝０より小の負の回転
数差、すなわち出力側回転数の方が入力側より高いとき
には、上記ステップS₂からステップS₄へ進み、上記油圧
式締結力可変クラッチ15のトルク伝達量を第４図（Ｂ）
の特性によって制御する。すなわち、先ず目標トルクTr
を第４図（Ｂ）の特性に応じて一定値ａに設定するとと
もに上記油圧制御弁23への制御電流ｉの値をTr＝ａに設
定されたトルクTrに応じた値となして油圧式締結力可変
クラッチ15の締結力を小さめにコントロールにする。こ
の結果、上記実施例の構成によれば、上述した流体式ト
ルク伝達手段である油圧式締結力可変クラッチ15の入力
側回転数ｎ（in）と出力側回転数ｎ（out）間の回転数
差Δｎが正（Δｎ≧０）の場合には通常通り第４図
（Ａ）のトルク特性に基いて伝達トルク量の制御を行な
い当該運転時の回転数差Δｎが大となる程後輪側へのト
ルク伝達量を大にして前輪側スキッドを防止し、路面グ
リップ力の高い良好な４輪駆動特性を得るようになす一
方、上記前・後輪間の回転数差Δｎが負（Δｎ＜０）の
場合には上記のような第４図（Ａ）の特性に代えて回転
数差Δｎの割に伝達トルク量が相対的に小さくなる第４
図（Ｂ）の特性に基いて一定トルク量に制御し、トルク
伝達系路内のトルク伝達量過多（油圧値の高過ぎ）によ
る内部干渉を抑制し、高速コーナリング時のタイトコー
ナブレーキング現象を防止している。

また、一方上記後輪側へのトルク伝達量が少なすぎる
（油圧値が低すぎる）場合には、後輪側への駆動力の伝
達量が低下して２輪駆動形態になるとともに上記トルク
伝達系路内に於ける内部干渉が全くなくなって逆にコー
ナリング時の安定性が損なわれてしまう。そのため、上
記第４図（Ｂ）の特性におけるトルク値Tr₂は、上記ト
ルク伝達量過多による上記内部干渉を所定許容範囲内に
抑制し得て、しかも完全２輪駆動形態までには到らない
４輪駆動形態として最適な高速コーナリング時のトルク
伝達特性が確保されるように前輪と後輪に適切な駆動力
を配分することができる値（Tr₂＝ａ）に設定してい
る。それによって、上記のタイトコーナブレーキング現
象を防止し、安定したコーナリング性能を得るようにな
っている。

なお、上記実施例においては流体式トルク伝達手段と
して油圧式締結力可変クラッチを適用したものである
が、ビスカスカップリングを適用したものでも同様に考
えられる。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、パワープラントか
らの発生トルクを当該車両の前輪又は後輪に所定の割合
で伝達する流体式トルク伝達手段と、該トルク伝達手段
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間の回転数の差を検出する回転数
差検出手段とを備え、上記回転数差検出手段によって検
出された前・後輪間の回転数の差に応じた基本制御特性
に従って上記流体式トルク伝達手段のトルク伝達量を制
御するようにしてなる４輪駆動車の伝達トルク制御装置
において、上記流体式トルク伝達手段の駆動側入力回転
数に対する被駆動側出力回転数の回転数の差が正である
か負であるかを判定する回転数差圧・負判定手段を設
け、該正・負判定手段の判定結果に応じて、上記流体式
トルク伝達手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側出
力回転数の回転数の差が正であるときには、同回転数の
差に応じた上記基本制御特性に従ってトルク伝達量を制
御する一方、同回転数の差が負であるときには、トルク
伝達を行う所定の値に固定した他の制御特性に従ってト
ルク伝達量を制御するようにしたことを特徴とするもの
である。

すなわち、該本発明の構成では、先ず基本構成とし
て、エンジン・トランスミッション等のパワープラント
からの発生トルクを当該車両の前輪又は後輪に所定の割
合で伝達する流体式トルク伝達手段と、該トルク伝達手
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間の回転数の差を検出する回転
数差検出手段とが設けられていて、上記回転数差検出手
段によって検出された前・後輪間の回転数の差に応じた
基本制御特性に従って上記流体式トルク伝達手段のトル
ク伝達量が制御される。

そして、さらに上記の構成・作用に加えて、上記流体
式トルク伝達手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側
出力回転数の回転数の差が正であるか負であるかを判定
する回転数差圧・負判定手段が設けられており、該正・
負判定手段の判定結果に応じて、上記流体式トルク伝達
手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側出力回転数の
回転数の差が正であるときには、同回転数の差に応じた
上記基本制御特性に従ってトルク伝達量を制御し、例え
ば非コーナリング走行時の走破性を可及的に向上せしめ
る一方、同回転数の差が負であるときには、トルク伝達
を行う所定の値に固定した他の制御特性に従ってトルク
伝達量は制御し、例えばコーナリング走行時の安定した
ステアリング特性、コーナリング性能を実現するように
なっている。

従って、本発明によると、例えば非コーナリング走行
時などには前後輪間の回転数の差に対応した適切なトル
ク配分で高い走行性能を実現できるとともに、例えば高
速コーナリング時などのトルク伝達手段の出力側回転数
が入力側回転数よりも高くなったような場合にも、それ
に応じた最適なトルク配分量で安定したステアリング特
性に適切に制御し得るようになり、車両走行状態に応じ
た良好な４輪駆動特性を実現できる。

また、駆動側入力回転数に対する被駆動側出力回転数
の差が正か負かによって、制御特性自体を切替えてトル
ク伝達量を制御するようにしたので、制御特性の変更が
必要な状況を的確に検出でき、信頼性が向上する。

【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のトル
ク伝達系路を示す油圧系統図、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、本発明の実施例において使用さ
れるトルクマップ、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当該車
両の前輪又は後輪に所定の割合で伝達する流体式トルク
伝達手段と、該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間
の回転数の差を検出する回転数差検出手段とを備え、上
記回転数差検出手段によって検出された前・後輪間の回
転数の差に応じた基本制御特性に従って上記流体式トル
ク伝達手段のトルク伝達量を制御するようにしてなる４
輪駆動車の伝達トルク制御装置において、上記流体式ト
ルク伝達手段の駆動側入力回転数に対する被駆動側出力
回転数の回転数の差が正であるか負であるかを判定する
回転数差正・負判定手段を設け、該正・負判定手段の判
定結果に応じて、上記流体式トルク伝達手段の駆動側入
力回転数に対する被駆動側出力回転数の回転数の差が正
であるときには、同回転数の差に応じた上記基本制御特
性に従ってトルク伝達量を制御する一方、同回転数の差
が負であるときには、トルク伝達を行う所定の値に固定
した他の制御特性に従ってトルク伝達量を制御するよう
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。