JP3325345B2

JP3325345B2 - ４輪駆動車の駆動力制御装置

Info

Publication number: JP3325345B2
Application number: JP18721093A
Authority: JP
Inventors: 教秀浦林; 慶司柏木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JPH0717280A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、タイヤ横力の限界を考慮して差動
制限クラッチ手段の差動制限トルクを適切に制御できる
ようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、４輪駆動車には、前輪と後輪
へ駆動力を配分するトランスファ装置が設けられ、この
トランスファ装置には、通常、差動制限機能を持たない
差動ギヤ機構が設けられているが、最近では、４輪への
駆動力配分を制御可能にする為に、差動ギヤ機構と共に
又は差動ギヤ機構の代わりに、電磁多板クラッチからな
る差動制限装置を設けたものも提案されている。

【０００３】一方、車輪間又は車軸間の差動回転数に応
じて差動制限する差動制限装置として、特開昭６３−７
８８２５号公報には、直進走行時の駆動輪のスリップを
抑制しつつ、パワードリフト走行を可能とし、且つ旋回
走行時のステア特性の急変を防止する為に、横加速度が
所定値以下で、且つ、差動回転数が発生している状態の
ときには、差動制限トルクを高める差動制限制御を実行
し、また、横加速度が所定値以上のときには、差動制限
制御を中止するようにし、また、エンジンのスロットル
開度とスロットル開度変化率と車速とをパラメータとす
る所定のマップに基いて、差動制限トルクを制御するク
ラッチ制御装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】４輪駆動車が旋回走行
する場合、４輪駆動状態のときには、後輪のグリップ力
（タイヤ横力）が比較的小さくなるため、後端の横滑り
を介してオーバーステア傾向となるが、この４輪駆動状
態から急に前輪駆動状態に切換えると、後輪のグリップ
力が急増する一方、前輪のグリップ力（タイヤ横力）が
急減して、急にアンダーステア方向に切換えられるた
め、旋回走行の安定性が著しく損なわれる。

【０００５】従来の４輪駆動車においては、前記公報に
記載のように、横加速度が所定値以上になったときに、
差動制限を解除する場合には、前記のように後輪のグリ
ップ力が急増と、前輪のグリップ力の急減とにより、旋
回走行の安定性が損なわれること、更に、タイヤのグリ
ップ力の限界を考慮した駆動力配分ができないこと、等
の問題がある。本発明の目的は、４輪駆動車の駆動力配
分制御において、旋回走行の安定性を確保すること、タ
イヤのグリップ力の限界を考慮した駆動力配分を可能に
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の４輪駆動車の
駆動力制御装置は、４つの車輪に対する駆動力配分を、
差動制限トルクを制御可能な差動制限クラッチ手段を介
して制御する４輪駆動車の駆動力制御装置において、前
記４輪駆動車の走行状態に関連する複数の物理量のうち
の１つ又は複数をパラメータとして、差動制限クラッチ
手段の締結トルクの複数のトルク特性を予め設定したト
ルク特性記憶手段と、前記複数の物理量を夫々検出する
検出手段と、前記検出手段で検出された物理量を、前記
複数のトルク特性に夫々適用して締結トルクを求めるト
ルク演算手段と、前記トルク演算手段で求めた複数の締
結トルクを加算して合計締結トルクを求めるトルク加算
手段と、前記トルク加算手段で求めた合計締結トルクと
なるように差動制限クラッチ手段を制御する制御手段と
を備え、前記トルク特性記憶手段には、前記複数の物理
量の１つ又は複数をパラメータとして、前記トルク特性
に相関をもたせて予め設定された少なくとも１つのゲイ
ン特性が記憶され、前記トルク演算手段は、前記検出物
理量をゲイン特性に適用してゲインを求め、前記トルク
特性から求めた締結トルクに、前記ゲインを乗算してト
ルク加算手段に出力するように構成され、前記ゲイン特
性であって、前記検出手段で検出されたヨーレイトと車
速を受けて、車速とヨーレイトとをパラメータとして予
め設定され、車速の増大に応じてヨーレイトが減少する
特性ラインを有するゲイン特性と、を備えたものであ
る。

【０００７】請求項２の４輪駆動車の駆動力制御装置
は、請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力制御装置にお
いて、前記４輪駆動車は、パワーユニットからの駆動力
を前輪に常時伝達する前輪駆動力伝達系と、パワーユニ
ットからの駆動力を後輪に伝達する後輪駆動力伝達系
と、後輪駆動力伝達系に介設され差動制限力を制御可能
な差動制限クラッチ手段とを備え、前記ゲイン特性は車
体に作用するヨーレイトが特性ラインを超える領域で前
記ゲインを小さくするゲイン特性を備えたものである。

【０００８】請求項３の４輪駆動車の駆動力制御装置
は、請求項１に記載の４輪駆動車の駆動力制御装置にお
いて、前記４輪駆動車は、パワーユニットからの駆動力
を後輪に常時伝達する後輪駆動力伝達系と、パワーユニ
ットからの駆動力を前輪に伝達する前輪駆動力伝達系
と、前輪駆動力伝達系に介設され差動制限力を制御可能
な差動制限クラッチ手段とを備え、前記ゲイン特性は車
体に作用するヨーレイトが特性ラインを超える領域で前
記ゲインを大きくするゲイン特性を備えたものである。

【０００９】

【発明の作用及び効果】請求項１の４輪駆動車の駆動力
制御装置においては、４つの車輪に対する駆動力配分
を、差動制限クラッチ手段を介して制御するが、その
際、トルク特性記憶手段に記憶された差動制限クラッチ
手段の締結トルクの複数のトルク特性とこのトルク特性
と相関を持つゲイン特性から、複数の物理量が検出可能
な検出手段によって検出された車速とヨーレイトにより
トルク特性演算手段がゲインのひとつを決定し、そのゲ
インを他の物理量によってトルク特性演算手段から求め
た締結トルクのひとつに乗算してトルク加算手段に出力
し、更に、トルク加算手段で求めた合計締結トルクとな
るように制御手段で差動制限クラッチ手段を制御してい
る。

【００１０】車速とヨーレイトをパラメータとする前記
ゲイン特性の特性ラインは、ゲインが変化する境界線で
あり、この特性ラインは車速の増大に対してヨーレイト
が減少する特性に設定してあるため、この特性ラインが
タイヤのグリップ力( 横力)から許容される旋回限界に
略相当し、この旋回限界で許容される最大限の差動制限
が可能となるから、タイヤのグリップ力の限界を考慮し
た駆動力配分が可能となる。しかも、差動制限トルクが
車速の増大に伴って急変することがないので、旋回走行
における操縦安定性も確保できる。

【００１１】請求項２の４輪駆動車の駆動力制御装置に
おいては、後輪駆動力伝達系の差動制限力を制御可能な
差動制限クラッチ手段を制御することになるが、検出手
段によりヨーレイトと車速が夫々検出されると、制御手
段は、検出ヨーレイトと車速を受けて、ヨーレイトと車
速をパラメータとして予め設定され、車速の増大に応じ
てヨーレイトが減少する締結トルク設定特性を介して、
差動制限クラッチ手段を制御する。請求項１と同様の作
用・効果が得られるが、所定の車速以上では、ヨーレイ
トが特性ラインを超える領域でゲインを小さくするゲイ
ン特性を備えているので、特に、後輪のグリップ力が限
界以上になると、差動制限トルクを解除して前輪の駆動
力を増すことができるため、後輪のグリップ力を高め且
つ前輪のグリップ力を低下させてアンダーステア化を図
って、オーバーステア傾向を相殺できるため、旋回走行
時の操縦安定性を高めることができる。

【００１２】請求項３の４輪駆動車の駆動力制御装置に
おいては、前輪駆動力伝達系の差動制限力を制御可能な
差動制限クラッチ手段を制御することになるが、検出手
段によりヨーレイトと車速が夫々検出されると、制御手
段は、検出ヨーレイトと車速を受けて、ヨーレイトと車
速をパラメータとして予め設定され、車速の増大に応じ
てヨーレイトが減少する締結トルク設定特性を介して、
差動制限クラッチ手段を制御する。請求項１と同様の作
用・効果が得られるが、ヨーレイトが特性ラインを超え
る領域でゲインを大きくするゲイン特性を備えているの
で、特に、後輪のグリップ力が限界以上になると、差動
制限トルクを高めて前輪の駆動力を増すことができるた
め、後輪のグリップ力を高め且つ前輪のグリップ力を低
下させてアンダーステア化を図って、オーバーステア傾
向を相殺できるため、旋回走行時の操縦安定性を高める
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、通常の走行時には前輪駆動
とされ、差動制限が必要な走行状態では後輪をも駆動す
る型式の４輪駆動車に本発明を適用した場合の一例であ
る。最初に、この４輪駆動車ＭＣの概略全体構成につい
て説明する。図１に示すように、４輪駆動車ＭＣにおい
て、左右の前輪１，２間に左前輪車軸５と右前輪車軸６
とが設けられ、左右の後輪３，４間には左後輪車軸８と
右後輪車軸９とが設けられ、左前輪車軸５と右前輪車軸
６とは、左右の前輪１，２の差動を許す前輪用差動装置
７で連動連結され、左後輪車軸８と右後輪車軸９とは、
左右の後輪３，４の差動を許す後輪用差動装置１０で連
動連結されている。

【００１４】車体（図示略）の前部の中央部には、エン
ジンとこのエンジンに直結された自動変速機とからなる
パワーユニット１１が前後方向向きに配設され、このパ
ワーユニット１１の出力軸１２から前輪用差動装置７に
駆動力を伝達する前輪駆動力伝達系１３と、パワーユニ
ット１１の出力軸１２から後輪用差動装置１０に駆動力
を伝達する後輪駆動力伝達系１４とが設けられている。
前輪駆動力伝達系１３は、出力軸１２に固定されたギヤ
１５からギヤ１６に駆動力を伝達し、このギヤ１６の駆
動力を前輪用駆動軸１７を介して前輪用差動装置７に伝
達するように構成してある。後輪駆動力伝達系１４に
は、後輪用差動装置１０に連動連結された後輪駆動軸１
８と、出力軸１２と後輪駆動軸１８間に設けられた電磁
クラッチ１９であって差動制限トルクを制御可能な電磁
クラッチ１９（これが、差動制限クラッチ手段に相当す
る）とが設けられている。

【００１５】前記電磁クラッチ１９は、出力軸１２と一
体回転するケース２０と、ケース２０内に配設されケー
ス２０と一体回転する複数のクラッチプレート２１と、
ケース２０内に配設され後輪駆動軸１８と一体回転する
複数のクラッチディスク２２と、これら複数のクラッチ
プレート２１とクラッチディスク２２とに磁力を作用さ
せる電磁石（これは、コイル２３と磁路形成部材とを含
む）であって、車体に固定された電磁石等で構成されて
いる。この電磁クラッチ１９のコイル２３へ通電しない
状態では、電磁クラッチ１９が分断状態となって、左右
の前輪１，２のみが駆動され、後輪駆動軸１８へ駆動力
が伝達されないが、コイル２３へ通電すると、そのコイ
ル電流の大きさに比例する締結トルクに等しい駆動トル
クが後輪駆動軸１８へ伝達され、４輪駆動状態となる。

【００１６】次に、制御系について説明する。パワーユ
ニット１１を制御するパワーユニット制御装置３０と、
ブレーキ装置（図示略）を制御するＡＢＳ制御装置３１
（アンチスキッド制御用の制御装置）と、電磁クラッチ
１９を制御するクラッチ制御装置３２とが設けられてい
る。更に、センサ類としては、左前輪１の回転速度Ｎ１
を、左前輪車軸５と一体回転するディスク３３を介して
検出する左前輪車輪速センサ３４と、右前輪２の回転速
度Ｎ２を、右前輪車軸６と一体回転するディスク３５を
介して検出する右前輪車輪速センサ３６と、左後輪３の
回転速度Ｎ３を、左後輪車軸８に固定されたディスク３
７を介して検出する左後輪車輪速センサ３８と、右後輪
４の回転速度Ｎ４を、右後輪車軸９と一体回転するディ
スク３９を介して検出する右後輪車輪速センサ４０と、
ブレーキスイッチ４１と、ハンドル４２の舵角θｈを検
出する舵角センサ４３と、ニュートラル／インヒビタス
イッチ４４と、車体に作用するヨーレイトψｖを検出す
るヨーレイトセンサ４５と、エンジンに設けられたアイ
ドルスイッチ４６及びスロットル開度センサ４７及びク
ランク角センサ４８等が設けられている。

【００１７】前記車輪速センサ３４，３６，３８，４０
の車輪速信号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４は、ＡＢＳ制御装
置３１に入力され、ＡＢＳ制御装置３１からは、アンチ
スキッド制御実行中にＯＮとなるＡＢＳ信号と車輪速信
号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４がクラッチ制御装置３２に供
給される。前記ブレーキスイッチ４１からのスイッチ信
号ＢＲと、舵角センサ４３からの舵角信号θｈと、ヨー
レイトセンサ４５からのヨーレイト信号ψｖとは、クラ
ッチ制御装置３２に直接入力されている。

【００１８】前記ニュートラル／インヒビタスイッチ４
４からのスイッチ信号ＮＩと、アイドルスイッチ４６か
らのスイッチ信号ＩＤと、スロットル開度センサ４７か
らのスロットル開度信号ＴＶＯと、クランク角センサ４
５からのクランク角信号ＣＡは、パワーユニット制御装
置３０を介してクラッチ制御装置３２に供給される。前
記クラッチ制御装置３２から電磁クラッチ１９のコイル
２３に対してコイル電流Ｉｏｕｔを出力可能に構成して
あり、クラッチ制御装置３２は、イグニションスイッチ
がＯＮのときに、電源に接続されるとともに、イグニシ
ョンスイッチがＯＦＦのときに、バックアップバッテリ
４９から給電され、また、クラッチ制御装置３２は、基
本的には、イグニションスイッチがＯＮのときに入力さ
れるイグニション信号ＩＧが入力されている状態のとき
に作動するように構成されているが、テーリング処理の
ときには、イグニションスイッチ信号ＩＧがＯＦＦでも
作動する。

【００１９】前記クラッチ制御装置３２は、検出信号を
必要に応じてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、検出信号を
必要に応じて波形整形する波形整形回路、入出力インタ
ーフェイス、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマイクロ
コンピュータ、コイル２３にコイル電流Ｉｏｕｔを出力
するコイル駆動回路、等から構成されている。前記マイ
クロコンピュータのＲＯＭには、後述するように４輪駆
動車ＭＣの走行状態に応じて締結トルクを制御して、４
つの車輪１〜４に対する駆動力配分を制御する駆動力配
分制御の制御プログラムと、その制御プログラムに付随
する複数のマップ等が予め入力格納してあり、ＲＡＭに
は、その制御の演算処理に必要な種々のメモリ類が設け
られている。

【００２０】ここで、電磁クラッチ１９に対する制御の
概要について簡単に説明しておく。図２に示すように、
４輪駆動車ＭＣの走行状態や挙動に関連する物理量（物
理的パラメータ）として、主として前後輪の差動回転数
ΔＮと、ヨーレイトψｖと、車速Ｖとを用いるものとす
る。先ず、検出した差動回転数ΔＮをマップＭ１に適用
して締結トルクＴｎを求め、その締結トルクＴｎを、マ
ップＭ２のゲイン特性から求めたゲインＧ１ｎと、マッ
プＭ３のゲイン特性から求めたゲインＧ２ｎとで夫々ゲ
イン変更し、そのゲイン変更後の締結トルクＴｎに、必
要に応じてホールド処理を施して差動回転数反映締結ト
ルクＴ１を求める。

【００２１】前記と並行的に、検出したヨーレイトψｖ
と車速Ｖ（４輪駆動車ＭＣの速度）とから求めた推定横
加速度αをマップＭ４に適用して、締結トルクＴψを求
め、その締結トルクＴψを、マップＭ５のゲイン特性か
ら求めたゲインＧ１ψでゲイン変更してヨーレイト反映
締結トルクＴ２を求める。前記と並行的に、検出した車
速ＶをマップＭ６に適用して、締結トルクＴｖを求めて
て車速反映締結トルクＴ３を求める。

【００２２】次に、締結トルクＴ１とＴ２とＴ３を加算
した合計締結トルクＴｔを、マップＭ７に適用してコイ
ル電流Ｉに変換し、次に、そのコイル電流Ｉに、夫々必
要に応じて、ＡＢＳ対応処理によるゲインＧａとテーリ
ング処理によるゲインＧｔとを乗算して出力用コイル電
流Ｉｏｕｔを設定し、そのコイル電流Ｉｏｕｔをコイル
２３に出力する。

【００２３】ここで、前記マップＭ１，Ｍ４，Ｍ６の各
々は、締結トルクの特性を設定したトルク特性に相当す
るものであり、マップＭ２，Ｍ３，Ｍ５の各々は、締結
トルクに乗ずるゲインの特性を設定したゲイン特性に相
当するものである。次に、これらマップＭ１〜Ｍ７の構
成について説明する。マップＭ１は、図３に示すよう
に、差動回転数ΔＮをパラメータとして締結トルクＴｎ
の特性を設定したものであり、差動回転数ΔＮは、検出
された４輪の最大車輪速と最小車輪速との差として、次
式で決定される。

【００２４】ΔＮ＝Ｍａｘ〔N1,N2,N3,N4 〕−ｍｉｎ
〔N1,N2,N3,N4 〕マップＭ１において、実線は、加速時のトルク特性を示
し、破線は減速時のトルク特性を示し、ａ＝８０〜１２
０、ｂ＝４０〜８０、ｃ＝４００〜５００、程度の値で
ある。加速時には多少のスリップは好ましい、しかし、
減速時には、車輪のロックを防止して、極力多くの車輪
で制動力を分担させることが望ましいので、ａ＞ｂに設
定してある。これにより、制動性を高めることができ
る。

【００２５】マップＭ２は、図４に示すように、車速Ｖ
とヨーレイトψｖをパラメータとしてゲインＧ１ｎの特
性を設定したものであり、車速Ｖは検出された最低車輪
速に定数を掛けて次式により決定される。Ｖ＝ｍｉｎ〔N1,N2,N3,N4 〕・２π・ｒｔ・６０／１０
００但し、ｒｔは、タイヤの動荷重半径である。最低車輪速
は、路面をグリップしている車輪から発生するので、最
低車輪速から車速Ｖを求めることとした。マップＭ２に
おいて、領域Ａ１では、直進安定性確保の為に、ゲイン
Ｇ１ｎ＝１．０に設定し、領域Ａ３では、急旋回走行時
におけるスピン防止の為に、ゲインＧ１ｎ＝１．０に設
定し、領域Ａ４では、旋回走行時の走破性を確保し、パ
ワードリフト走行を可能とする為に、ゲインＧ１ｎ＝
１．０に設定してある。尚、ｄ＝２５〜３５、ｅ＝７０
〜１００、ｆ＝２５〜３０、ｇ＝４０〜６０、程度の値
である。尚、マップＭ２が、締結トルク設定特性に相当
するものである。

【００２６】更に、領域Ａ２では、タイトコーナーを旋
回する旋回性能を高める為に、ゲインＧ１ｎ＝０に設定
してある。また、旋回走行時には、前輪１，２の輪荷重
が大きく、また後輪３，４の輪荷重が小さいために後輪
３，４が横滑りしやすく、その結果オーバーステア傾向
となり、著しいオーバーステアにより車体がスピンしや
すくなる。それ故、領域Ａ５では、前輪１，２の駆動力
を高めて前輪１，２のグリップ力（タイヤ横力）を低下
させるとともに、後輪３，４のグリップ力（タイヤ横
力）を増大させることによってアンダーステア化を図
り、前記オーバーステア傾向を相殺する為に、ゲインＧ
１ｎ＝０に設定してある。尚、境界線Ｌ１は、０．４Ｇ
（但し、Ｇは重力加速度）の横加速度に相当するライン
であり、境界線Ｌ２，Ｌ３は、車速Ｖの増大に応じてヨ
ーレイトψｖが減少するため、横加速度の増大に応じた
前後輪１〜４へのトルク配分が可能になる。

【００２７】マップＭ３は、図５に示すように、車速Ｖ
と差動回転数ΔＮをパラメータとして、ゲインＧ２ｎの
特性を設定したものである。境界線Ｌ４は、タイヤの空
気圧の低下やテンパータイヤの装着により、タイヤ動半
径が１０％減少した場合に対応する差動回転数ΔＮのラ
インであり、領域Ｂ１では、タイヤの空気圧の低下やテ
ンパータイヤの装着による差動回転数ΔＮの影響を無視
する為に、ゲインＧ２ｎ＝０に設定してあり、領域Ｂ２
では、実質的に発生した差動回転数ΔＮに対応すべく、
ゲインＧ２ｎ＝１．０に設定してある。尚、ｈ＝７、ｉ
＝７０〜１００、ｊ＝３０〜５０程度の値であり、ｈ＝
７の値は、車輪速センサ３４，３６，３８，４０の検出
信号から検知可能な最低車速である。

【００２８】ホールド処理は、図６に示すように、ハン
チング防止の為に、締結トルクＴｎを所定時間保持する
制御であり、締結トルクＴｎ≧設定トルクＴｎｏ（これ
は、最大締結トルクの９５％の値である）のときにのみ
実行される。このホールド処理においては、Ｔｎ≧Ｔｎ
ｏのときには、カウンタにより計時しつつ、所定のホー
ルド時間ｔｈの間締結トルクＴｎが保持され、その所定
時間ｔｈ経過後には、ホールド処理を解除して所定の減
少率にて締結トルクＴｎが減少されるが、ホールド処理
の解除後、所定時間ｔｆ以内に締結トルクＴｎ≧設定ト
ルクＴｎｏとなると、次のホールド処理は、前回のホー
ルド時間ｔｈの２倍のホールド時間２ｔｈの間実行さ
れ、そのホールド時間２ｔｈの経過後には、前記同様
に、所定の減少率にて締結トルクＴｎが減少される。

【００２９】マップＭ４は、図７に示すように、推定横
加速度αをパラメータとして締結トルクＴψの特性を設
定したものである。前記推定横加速度αは、ヨーレイト
ψｖと車速Ｖとをパラメータとして、次式により決定さ
れる。 α＝（Ｖ・１０００／３６００）・（ψｖ・π／１０
０）このマップＭ４においては、ワインディング走行の走破
性を高め、パワードリフト走行を可能とする為に、推定
横加速度αがある値以上のときには、ラインＬ５に示す
ように、推定横加速度αの増大に応じて締結トルクＴψ
をある値までは増大させる。

【００３０】旋回限界（推定横加速度α＝ｍの位置）付
近においては、後輪３，４の輪荷重が小さいために後輪
３，４のグリップ力が低下し、オーバーステア傾向とな
るので、後輪３，４のグリップ力を増し、かつ前輪１，
２のグリップ力を減少させてオーバーステア傾向を解消
する為に、旋回限界以上では、ラインＬ６に沿って締結
トルクＴψを徐々に低下させるような特性に設定してあ
る。このように、旋回度合いが旋回限界以上のときに
は、締結トルクＴψが、ラインＬ６に沿って徐々に低下
する特性としたので、締結トルクＴψが急に解除される
ことがなく、前後輪１〜４のグリップ力が急変すること
がないから、限界的な旋回走行における操縦安定性を確
保することができる。尚、ｋ＝５．５〜６．０、ｍ＝
６．５〜７．０、ｎ＝４４０〜４６０、程度の値であ
る。

【００３１】マップＭ５は、図８に示すように、差動回
転数ΔＮをパラメータとしてゲインＧ１ψの特性を設定
したものであり、このマップＭ５は、旋回走行中に差動
回転が発生したときの応答性を高める為のものである。
尚、ｐ＝３０〜４０、ｑ＝６０〜８０、程度の値であ
る。

【００３２】マップＭ６は、車速Ｖをパラメータとして
締結トルクＴｖの特性を設定したものであり、このマッ
プＭ６は、高速走行時の直進安定性を確保する為のもの
である。尚、ｒ＝６０、ｓ＝７０〜９０、ｔ＝１００、
程度の値である。マップＭ７は、合計締結トルクＴｔと
コイル電流Ｉの関係を設定したマップであり、コイル２
３のヒステリシスの影響を加味して、合計締結トルクＴ
ｔの増加の際には、折線Ｌ７によりコイル電流Ｉが決定
され、また、合計締結トルクＴｔの減少の際には、折線
Ｌ８によりコイル電流Ｉが決定される。

【００３３】ＡＢＳ対応処理は、ＡＢＳ制御装置３１に
より、ＡＢＳ制御実行中には、車輪のロックを防止する
為に、電磁クラッチ１９の締結トルクを解除する処理で
あり、ＡＢＳ信号がＯＮで、かつ、ブレーキスイッチ信
号ＢＲがＯＮの場合には、ゲインＧａ＝０に設定され、
また、それ以外のときには、ゲインＧａ＝１．０に設定
される。

【００３４】マップＭ８は、走行状態から停車状態に移
行する際に、締結トルクの急変によるショックを防止す
る為のテーリング処理によるゲインＧｔの特性を設定し
たものであり、３ｓｅｃ間に亙って締結トルクを徐々に
減少させるような特性に設定してある。テーリング処理
条件は、イグニションスイッチ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クラ
ンク角信号ＣＡ＝０（ｒｐｍ）、車速Ｖ＝０、ニュート
ラル／インヒビタ信号ＮＩ＝ＯＮ、の諸条件が充足され
たときに実行される。

【００３５】次に、前記クラッチ制御装置３２において
実行されるクラッチ制御であって、４つの車輪への駆動
力配分を走行状態に応じて適切に設定する為の駆動力配
分制御の制御プログラムについて説明する。尚、図中、
符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・）は各ステップを示すも
のである。イグニションスイッチ信号ＩＧがＯＮになる
と制御が開始され、最初に、各種検出信号（Ｎ１〜Ｎ
４，ＢＲ，ＡＢＳ，ＴＶＯ，ＣＡ，ＮＩ等）が読み込ま
れ（Ｓ１）、次に前記読み込んだ検出信号を用いて、差
動回転数ΔＮと、ヨーレイトψｖと、車速Ｖと、推定横
加速度αとが、既述のように演算される（Ｓ２）。

【００３６】次に、差動回転数ΔＮをマップＭ１に適用
して締結トルクＴｎが演算され（Ｓ３）、次に、車速Ｖ
とヨーレイトψｖとをマップＭ２に適用してゲインＧ１
ｎが演算され（Ｓ４）、次に、車速Ｖと差動回転数ΔＮ
をマップＭ３に適用して、ゲインＧ２ｎが演算される
（Ｓ５）。次に、ホールド処理が必要か否か判定され
（Ｓ６）、その判定結果が No のときには締結トルクＴ
ｎが変更されずに保持され（Ｓ７）、また、Ｓ６の判定
結果がYes のときには、ホールド処理により締結トルク
Ｔｎが補正される（Ｓ８）。尚、このホールド処理につ
いては、既述の通りであるので、説明を省略する。次
に、差動回転数反映締結トルクＴ１が、次式により演算
される（Ｓ９）。Ｔ１＝Ｔｎ×Ｇ１ｎ×Ｇ２ｎ

【００３７】次に、推定横加速度αをマップＭ４に適用
して締結トルクＴψが演算され（Ｓ１０）、次に、差動
回転数ΔＮをマップＭ５に適用してゲインＧ１ψが演算
され（Ｓ１１）、次に、ヨーレイト反映締結トルクＴ２
が、次式により演算される（Ｓ１２）。Ｔ２＝Ｔψ×Ｇ１ψ

【００３８】次に、車速ＶをマップＭ６に適用して締結
トルクＴｖが演算され（Ｓ１３）、次に、車速反映締結
トルクＴ３が、次式により演算される（Ｓ１２）。Ｔ３＝Ｔｖ次に、前記トルクＴ１とＴ２とＴ３とを合計した合計締
結トルクＴｔが次式で演算される（Ｓ１５）。Ｔｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３

【００３９】次に、Ｓ１６において、合計締結トルクＴ
ｔをマップＭ７に適用してコイル電流Ｉが演算される
が、合計締結トルクＴｔが増加するときには、マップＭ
７のラインＬ７に基いて演算され、また、合計締結トル
クＴｔが減少するときには、マップＭ７のラインＬ８に
基いて演算される。次に、Ｓ１７において、ＡＢＳ信号
がＯＮでＡＢＳ制御実行中であり、かつ、ブレーキスイ
ッチ信号ＢＲがＯＮでブレーキが作動中か否か判定さ
れ、その判定結果が No のときには、ゲインＧａがＧａ
＝１．０に設定され（Ｓ１８）、また、Ｓ１７の判定結
果がYes のときには、ゲインＧａがＧａ＝０に設定され
る（Ｓ１９）。

【００４０】次に、Ｓ２０において、テーリング処理が
必要か否か判定されるが、この判定は、イグニションス
イッチ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クランク角信号ＣＡ＝０（ｒ
ｐｍ）、車速Ｖ＝０、ニュートラル／インヒビタ信号Ｎ
Ｉ＝ＯＮ、の諸条件が充足されたときにYes と判定さ
れ、前記諸条件が充足されないときに No と判定され
る。その判定結果が No のときには、ゲインＧｔがＧｔ
＝１．０に設定され（Ｓ２１）、また、その判定結果が
Yes のときには、ゲインＧｔがカウンタによる計時時間
とマップＭ８等に基いて演算される（Ｓ２２）。

【００４１】次に、Ｓ２３において、コイル２３へ出力
する出力用コイル電流Ｉout が、次式により演算され
る。Ｉout ＝Ｉ×Ｇａ×Ｇｔ次に、Ｓ２４において、出力用コイル電流Ｉout がコイ
ル２３へ出力され、その後リターンして、Ｓ１〜Ｓ２４
が、所定の微小時間ごとに繰り返して実行されることに
なる。

【００４２】尚、この４輪駆動車ＭＣにおいては、前記
駆動力配分制御を自動的に実行するオートモードと、常
時前輪のみ駆動するＦＦモードと、常時電磁クラッチ１
９を接続して４輪を駆動する４ＷＤモードとを択一的に
設定可能に構成してあり、また、高μ路走行用モード
と、低μ路走行用モードとを選択的に設定可能に構成し
てある。前記トルク特性及びゲイン特性は、高μ路を前
提とした特性であり、以上の説明は、オートモードと高
μ路走行用モードの場合に関するものである。尚、低μ
路走行用モードにおいても、前記トルク特性及びゲイン
特性と略同様の特性が適用されるが、前記各種の値（ａ
〜ｋ，ｍ，ｎ，ｐ〜ｔ）の値が、必要に応じてスリップ
抑制方向へ適宜変更され、また、マップＭ４の特性につ
いては、ラインＬ５自体が左方へ変更されることにな
る。

【００４３】以上説明したように、この４輪駆動車ＭＣ
のクラッチ制御装置３２により実行される駆動力配分制
御においては、差動回転数ΔＮに応じた締結トルクＴｎ
と、推定横加速度αに応じた締結トルクＴψと、車速Ｖ
に応じた締結トルクＴｖとを夫々のトルク特性マップか
ら求めて、それらの合計トルクに基いて、電磁クラッチ
１９の差動制限トルクを制御するため、坂道走行や旋回
走行時の差動回転数ΔＮに応じた駆動力配分と、旋回走
行時のヨーレイトψｖに応じた駆動力配分と、車速Ｖに
応じた駆動力配分とを理想的に実行することができる。

【００４４】しかも、締結トルクＴｎを、車速Ｖとヨー
レイトψｖとに基いてマップＭ２から求めたゲインＧ１
ｎでゲイン変更するため、差動回転数ΔＮと車速Ｖとヨ
ーレイトψｖとを総合的に加味して締結トルクＴｎを適
切に設定できる。特に、マップＭ２において、ラインＬ
２とＬ３とは、車速Ｖの増大に応じてよψｖが減少する
特性に設定してあるため、横加速度αの増大に応じたト
ルク配分であって、タイヤ横力の限界を考慮したトルク
配分が可能となり、旋回走行時のタイヤ横力の急変およ
びステア特性の急変を防止して、旋回性能を格段に高め
ることができる。更に、締結トルクＴｎを、車速Ｖと差
動回転数ΔＮとから求めたゲインＧ２ｎでゲイン変更す
るため、差動回転数ΔＮと車速Ｖとの相関関係を加味し
て締結トルクＴｎを適切に設定できる。

【００４５】また、締結トルクＴψを、差動回転数ΔＮ
から求めたゲインＧ１ｎでゲイン変更するため、ヨーレ
イトψと、車速Ｖと、差動回転数ΔＮとを総合的に加味
して締結トルクＴψを適切に設定することができる。ま
た、コイル２３のヒステリシスを加味したマップＭ７に
基いて、コイル電流Ｉを決定するため、コイル電流Ｉを
高精度に設定できる。前記に加えて、ホールド処理によ
り、ハンチングを抑制することができ、また、テーリン
グ処理により、車両停止時のショックを防止できる。

【００４６】尚、前記実施例においては、前記３つのト
ルク特性は、マップＭ１，Ｍ４，Ｍ６に予め設定した
が、これらの一部又は全部のトルク特性を、テーブルや
演算式に予め設定するように構成してもよい。また、同
様に、前記３つのゲイン特性は、マップＭ２，Ｍ３，Ｍ
５に予め設定したが、これらの一部又は全部のゲイン特
性を、テーブルや演算式に予め設定するように構成して
もよい。

【００４７】次に、前記実施例の４輪駆動車とは異な
り、常時後輪３，４を駆動する型式の４輪駆動車に本発
明を適用した場合の別実施例について、簡単に説明す
る。但し、前記実施例と同様のものに、同一符号を付し
てある。図１４に示すように、この４輪駆動車ＭＣＡに
は、左右の前輪１，２と、左右の後輪３，４と、左前輪
車軸５と、右前輪車軸６と、両車軸５，６を連動連結す
るフロント差動装置５０と、左後輪車軸８と、右後輪車
軸９と、両車軸８，９を連動連結するリヤ差動装置５１
と、エンジン５２と自動変速機５３とからなるパワーユ
ニットと、パワーユニットに連動連結され駆動力を前輪
１，２と後輪３，４とに分配するトランスファ装置５４
と、トランスファ装置５４をフロント差動装置５０に連
動連結する前輪用駆動軸１７と、トランスファ装置５４
をリヤ差動装置５１に連動連結する後輪用駆動軸１８等
が設けられている。

【００４８】前記トランスファ装置５４は、パワーユニ
ットからの駆動力を常時後輪用駆動軸１８に伝達する駆
動力伝達機構と、パワーユニットからの駆動力を差動制
限用の電磁多板クラッチ５５（これが、センタ差動装置
である）を介して前輪用駆動軸１７に駆動力を伝達する
差動制限機構等で構成されている。ここで、前記電磁多
板クラッチ５５について説明する。図１５に示すよう
に、パワーユニットの出力軸にギヤ列を介して連動連結
された軸部材５６と一体回転する入力部材５７と、前輪
用駆動軸１７と一体回転するアウタ軸５８との間には、
多板クラッチ５９が設けられ、コイル６１と磁路形成部
材６２とからなる電磁アクチュエータ６０は車体側に固
定され、電磁アクチュエータ６０とアウタ軸５８間に
は、ベアリング６３が装着され、アマチュア６４はアウ
タ軸５８に固定されている。

【００４９】電磁アクチュエータ６０のコイル６１へ通
電しない状態では、電磁多板クラッチ５５はＯＦＦ（分
断状態）であり、また、コイル６１へ通電すると、電磁
多板クラッチ５５はＯＮ（接続状態）となって、そのコ
イル電流に比例する差動制限トルク（つまり、前輪駆動
トルク）が前輪用駆動軸１７に伝達されるように構成さ
れている。前記フロント差動装置５０は、差動ギヤ機構
と、前記同様の差動制限用の電磁多板クラッチとから構
成され、また、リヤ差動装置５１は、差動ギヤ機構と前
記同様の差動制限用の電磁多板クラッチとから構成され
ている。

【００５０】更に、この４輪駆動車ＭＣＡの制御系とし
て、前記実施例と同様に、パワーユニット制御装置３
０、ＡＢＳ制御装置３１、クラッチ制御装置６５、４つ
の車輪速センサ３４，３６，３８，４０、ブレーキスイ
ッチ４１、舵角センサ４３、ニュートラルインヒビタス
イッチ４４、ヨーレイトセンサ４５、アイドルスイッチ
４６、スロットル開度センサ４７、クランク角センサ４
８、等が設けられ、種々の検出信号は、前記実施例と同
様に各制御装置３０，３１，６５に供給される。更に、
クラッチ制御装置６５には、オートモードと、Ｃモード
と、Ｒモードと、Ｆモードを択一的に設定する為のモー
ド設定器６６が接続されている。

【００５１】オートモードにおいては、フロント差動装
置５０の電磁多板クラッチがフリー状態に制御され、セ
ンタ差動装置５５とリヤ差動装置５１の電磁多板クラッ
チとが、４輪駆動車ＭＣＡの走行状態に応じて自動制御
される。Ｃモードにおいては、フロント差動装置５０の
電磁多板クラッチがフリー状態に制御され、センタ差動
装置５５が完全ロック状態に制御され、リヤ差動装置５
１の電磁多板クラッチが、４輪駆動車ＭＣＡの走行状態
に応じて自動制御される。Ｒモードにおいては、フロン
ト差動装置５０の電磁多板クラッチがフリー状態に制御
され、センタ差動装置５５と、リヤ差動装置５１の電磁
多板クラッチが完全ロック状態に制御される。Ｆモード
においては、フロント差動装置５０の電磁多板クラッチ
と、センタ差動装置５５と、リヤ差動装置５１の電磁多
板クラッチが、完全ロック状態に夫々制御される。

【００５２】前記センタ差動装置５５を、４輪駆動車Ｍ
ＣＡの走行状態に応じて自動制御する制御の特性につい
て、図１６、図１７を参照しつつ説明する。図１６は、
前後輪間の差動回転数ΔＮをパラメータとしてセンタ差
動装置５５の締結トルクＴｃのトルク特性を予め設定し
たマップであり、前後輪間の差動回転数ΔＮは、例え
ば、前輪１，２の車輪速Ｎ１，Ｎ２の平均値と後輪３，
４の車輪速Ｎ３，Ｎ４の平均値との差の絶対値として決
定される。

【００５３】図１７は、車輪速センサ３４，３６，３
８，４０から検出された車輪速Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４
から求めた差動回転数ΔＮを、図１６のマップに適用し
て求めた締結トルクＴｃをゲイン変更するゲインＧのゲ
イン特性を、車速Ｖとヨーレイトψｖとをパラメータと
して予め設定したマップであり、前記実施例におけるマ
ップＭ２と同様に、領域Ｚ１と領域Ｚ３ではゲインＧ＝
１．０に設定され、また、領域Ｚ２では、ゲインＧ＝０
に設定してある。

【００５４】領域Ｚ４では、ゲインＧ＝０に設定され、
また、領域Ｚ５では、ゲインＧ＝１．０に設定されてい
るが、領域Ｚ４を画定するラインＬ９，１０は、車速Ｖ
の増大に応じてヨーレイトψｖが減少する特性に設定し
てある。即ち、領域Ｚ４では、後輪駆動状態であるが、
後輪３，４の横滑りを介してオーバーステア傾向となる
が、前記実施例と同様に、車速Ｖの増大に応じて減少す
るヨーレイトψｖがラインＬ９，１０の値に達した時点
から、ゲインＧを１．０として、４輪駆動状態に切換え
て前輪１，２の駆動力を高め且つ後輪３，４の駆動力を
低下させて、後輪３，４のグリップ力（タイヤ横力）を
高め且つ前輪１，２のグリップ力（タイヤ横力）を低下
させて、アンダーステア方向へ修正する為に、ラインＬ
９，１０が前記の特性に設定してある。これにより、前
記実施例と同様の作用が得られ、旋回性能を格段に高め
ることができる。

【００５５】検出信号から求めた車速Ｖとヨーレイトψ
ｖとを図１７のマップに適用してゲインＧを求め、その
ゲインＧを、図１６から求めた締結トルクＴｃに乗算す
ることにより、最終締結トルクＴｃｆが決定され、その
最終締結トルクＴｃｆとなるようにセンタ差動制限装置
５５のコイル電流Ｉが制御される。

【００５６】４輪駆動車ＭＣＡの走行状態に応じて、フ
ロント差動装置５０の電磁クラッチの締結トルクを自動
制御する際、その締結トルクは、前記実施例と同様に、
左右の前輪１，２間の差動回転数と、車速と、ヨーレイ
トとをパラメータとして夫々設定された所定のトルク特
性と、各トルク特性に付随するゲイン特性とに基いて設
定されるが、それらトルク特性及びゲイン特性の特性自
体は、前記のものとは異なる所定の特性に設定される。

【００５７】４輪駆動車ＭＣＡの走行状態に応じて、リ
ヤ差動装置５１の電磁クラッチの締結トルクを自動制御
する際、その締結トルクは、前記実施例と同様に、左右
の後輪３，４間の差動回転数と、車速と、ヨーレイトと
をパラメータとして夫々設定された所定のトルク特性
と、各トルク特性に付随するゲイン特性とに基いて設定
されるが、それらトルク特性及びゲイン特性の特性自体
は、前記のものとは異なる所定の特性に設定される。
尚、前記実施例の電磁多板クラッチの代わりに、油圧式
又は空圧式の差動制限機構を備えたものにも、本発明を
同様に適用できるし、また、本発明は前記実施例に限定
されるものではなく、前記実施例に既存周知の技術を適
宜組み合わせた種々の変更を付加した構成とすることも
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る４輪駆動車の概略全体構成図であ
る。

【図２】４輪駆動車の駆動力配分制御の概要を説明する
説明図である。

【図３】締結トルクＴｎのトルク特性であるマップＭ１
の特性図である。

【図４】ゲインＧ１ｎのゲイン特性であるマップＭ２の
特性図である。

【図５】ゲインＧ２ｎのゲイン特性であるマップＭ３の
特性図である。

【図６】ホールド処理を説明する説明図である。

【図７】締結トルクＴψのトルク特性であるマップＭ４
の特性図である。

【図８】ゲインＧ１ψのゲイン特性であるマップＭ５の
特性図である。

【図９】締結トルクＴｖのトルク特性であるマップＭ６
の特性図である。

【図１０】合計締結トルクＴｔをコイル電流Ｉに変換す
るマップＭ７の特性図である。

【図１１】テーリング処理のゲインＧｔのゲイン特性で
あるマップＭ８の特性図である。

【図１２】駆動力配分制御のフローチャートの一部であ
る。

【図１３】駆動力配分制御のフローチャートの残部であ
る。

【図１４】別実施例に係る４輪駆動車の概略全体構成図
である。

【図１５】図１４の４輪駆動車のセンタ差動装置の断面
図である。

【図１６】図１４の４輪駆動車のセンタ差動装置の為の
トルク特性図である。

【図１７】図１６から求めた締結トルクをゲイン変更す
る為のゲイン特性図である。

【符号の説明】

ＭＣ４輪駆動車１９電磁クラッチ３２クラッチ制御装置３４，３６，３８，４０車輪速センサ４５ヨーレイトセンサＭＣＡ４輪駆動車５０フロント差動装置５１リヤ差動装置５５センタ差動装置（電磁多板クラッチ）６５クラッチ制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/28 - 17/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】４つの車輪に対する駆動力配分を、差動
制限トルクを制御可能な差動制限クラッチ手段を介して
制御する４輪駆動車の駆動力制御装置において、前記４輪駆動車の走行状態に関連する複数の物理量のう
ちの１つ又は複数をパラメータとして、差動制限クラッ
チ手段の締結トルクの複数のトルク特性を予め設定した
トルク特性記憶手段と、前記複数の物理量を夫々検出する検出手段と、前記検出手段で検出された物理量を、前記複数のトルク
特性に夫々適用して締結トルクを求めるトルク演算手段
と、前記トルク演算手段で求めた複数の締結トルクを加算し
て合計締結トルクを求めるトルク加算手段と、前記トルク加算手段で求めた合計締結トルクとなるよう
に差動制限クラッチ手段を制御する制御手段とを備え、前記トルク特性記憶手段には、前記複数の物理量の１つ
又は複数をパラメータとして、前記トルク特性に相関を
もたせて予め設定された少なくとも１つのゲイン特性が
記憶され、前記トルク演算手段は、前記検出物理量をゲイン特性に
適用してゲインを求め、前記トルク特性から求めた締結
トルクに、前記ゲインを乗算してトルク加算手段に出力
するように構成され、前記ゲイン特性であって、前記検出手段で検出されたヨ
ーレイトと車速を受けて、車速とヨーレイトとをパラメ
ータとして予め設定され、車速の増大に応じてヨーレイ
トが減少する特性ラインを有するゲイン特性と、を備えたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力制御装
置。
【請求項２】前記４輪駆動車は、パワーユニットから
の駆動力を前輪に常時伝達する前輪駆動力伝達系と、パ
ワーユニットからの駆動力を後輪に伝達する後輪駆動力
伝達系と、後輪駆動力伝達系に介設され差動制限力を制
御可能な差動制限クラッチ手段とを備え、前記ゲイン特性は車体に作用するヨーレイトが特性ライ
ンを超える領域で前記ゲインを小さくするゲイン特性を
備えたことを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動車の
駆動力制御装置。
【請求項３】前記４輪駆動車は、パワーユニットから
の駆動力を後輪に常時伝達する後輪駆動力伝達系と、パ
ワーユニットからの駆動力を前輪に伝達する前輪駆動力
伝達系と、前輪駆動力伝達系に介設され差動制限力を制
御可能な差動制限クラッチ手段とを備え、前記ゲイン特性は車体に作用するヨーレイトが特性ライ
ンを超える領域で前記ゲインを大きくするゲイン特性を
備えたことを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動車の
駆動力制御装置。