JPH0425899B2

JPH0425899B2 -

Info

Publication number: JPH0425899B2
Application number: JP60089763A
Authority: JP
Inventors: Motohira Naito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1985-04-25
Publication date: 1992-05-06
Also published as: JPS61247517A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、前後輪への駆動力配分を所定の制御
条件により制御させるようにした４輪駆動車の駆
動力配分制御装置に関する。（従来の技術）従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置として
は、例えば特開昭56−26636号公報に記載されて
いるような装置が知られている。この従来装置は、変速機において前後輪一方へ
直接動力伝達し、油圧クラツチ式のトランスフア
クラツチを介して上記前後輪の他方へも動力伝達
すべく伝動構成し、上記クラツチを通常はスプリ
ングにより滑り可能な半クラツチの係合状態に
し、上記前後輪の間でスリツプを生じた場合はピ
ストンの押圧により完全に一体化した係合状態に
するように２段に制御することを特徴とするもの
であつた。従つて、従来装置では、前後輪の間でスリツプ
が所定値以下の時は、トランスフアクラツチが半
クラツチ係合状態で、トランスフアクラツチを介
してわずかに駆動力伝達される駆動力配分状態
（２輪駆動に近い状態）であり、また、前後輪の
間でスリツプが所定値以上になると、トランスフ
アクラツチが完全係合をし、完全４輪駆動走行状
態になつていた。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の駆動力配分制
御装置にあつては、所定のスリツプ率ΔS₁を境に
２輪駆動状態から４輪駆動状態へとON−OFF的
に駆動力配分が切換わるものであつたため、旋回
時にはステア特性が急変するし、必ずしも走行状
態に応じた最良の駆動力配分となつているわけで
はなく、駆動ロスを生じる場合があるという問題
点があつた。また、このような問題点を解決する先行技術と
して、本出願人は特願昭59−276048号の出願を行
なつた。しかし、この先行技術は、実際の前後軸回転速
度差に基づいたフイードフオワード制御であつた
ため、基準が変化する旋回時等においては必ずし
も適切な駆動力配分を得ることが難かしい場合が
あつた。（問題点を解決するための手段）本発明は、上述のような問題点を解決すること
を目的としてなされたもので、この目的達成のた
めに本発明では、以下に述べるような解決手段と
した。本発明の解決手段を第１図に示すクレーム概念
図により説明すると、前後輪１，２への駆動力伝
達系の途中に設けられ、アクチユエータ３の制御
作動で前後輪１，２への駆動力配分の変更が可能
な可変トルククラツチ４と、該可変トルククラツ
チ４から前後輪１，２への駆動軸系の回転速度を
検出する回転センサ５，６と、舵角を検出する舵
角センサ７と、車速を検出する車速センサ８と、
舵角センサ７からの舵角信号と車速センサ８か
らの車速信号により前後軸回転速度差を推定す
る前後軸回転速度差推定値演算手段９ａと、前記
回転センサ５，６からの回転速度信号，によ
り前後軸回転速度差実際値を演算する前後軸回転
速度差実際値演算手段９ｂと、前後軸回転速度差
実際値を時間で微分した回転速度差変化率を演算
する回転速度差変化率演算手段９ｃと、前後軸回
転速度差実際値と前後軸回転速度差推定値との大
小を比較し、実際値が推定値より大である時は、
回転速度差変化率が正の時にクラツチ締結力を増
し回転速度差変化率が負である時にクラツチ締結
力を保持し、実際値が推定値より小である時は、
回転速度差変化率が正の時にクラツチ締結力を保
持し回転速度差変化率が負の時にクラツチ締結力
を減じる制御指令を前記アクチユエータ３に出
力するクラツチ制御手段９ｄとを備えていること
を特徴とする。（作用）従つて、本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御
装置では、上述のような手段としたことで、車速
と舵角から推定した前後軸回転速度差の推定値に
実際の前後軸回転速度差が近づくように前後輪の
駆動力配分が制御され、走行条件に対応して変化
する推定値を基準とした駆動力配分の制御を行な
うことができる。この駆動力配分制御によつて、推定値に対する
実際の前後軸回転速度差の発生度合に応じて駆動
力配分がなめらかに変化し、旋回時にステア特性
が急変することもなく、走行状態や路面状態に応
じた適切な駆動力配分が得られる。また、前後軸回転速度差の変化率を制御入力情
報とし、可変トルククラツチの締結力制御をする
場合に締結力減少制御を含む制御としたことで、
タイトコーナーブレーキング現象の発生を適切に
防止することができる。（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、後輪駆動を
ベースにした４輪駆動車の駆動力配分制御装置を
例にとる。まず、第２図〜第５図に示す実施例についてそ
の構成を説明する。１０は駆動力配分装置であつて、第２図に示す
ように、入力軸１１、トランスミツシヨン１２、
入力軸１３、後輪側駆動軸１４、多板摩擦クラツ
チ１５、オイルポンプ１６、圧油吐出管１７、オ
イル吸入管１８、リザーブタンク１９、ギヤトレ
ーン２０、前輪側駆動軸２１を備えている。上記駆動入力軸１１は、エンジン及びクラツチ
を経過した駆動力が入力される軸である。上記トランスミツシヨン１２は、前記駆動入力
軸１１からの回転駆動力をシフト操作により選択
した変速段位置に応じて変速させるもので、実施
例では平行な二本のシヤフトに異なるギヤ比の歯
車組を設けたタイプのものを用いている。上記入力軸１３は、トランスフアとしての多板
摩擦クラツチ１５（可変トルククラツチに相当）
へ前記トランスミツシヨン１２からの回転駆動力
を入力させる軸である。上記後輪側駆動軸１４は、前記入力軸１３と同
芯上に直結させたもので、入力軸１３からの回転
駆動力がそのまま伝達される。上記多板摩擦クラツチ１５は、クラツチ締結圧
により前輪側への伝達駆動力の変更が可能なクラ
ツチで、前記入力軸１３及び後輪側駆動軸１４に
固定させたクラツチドラム１５ａと、該クラツチ
ドラム１５ａに回転方向係合させたフリクシヨン
プレート１５ｂと、前記入力軸１３の外周部に回
転可能に支持させたクラツチハブ１５ｃと、該ク
ラツチハブ１５ｃに回転方向係合させたフリクシ
ヨンデイスク１５ｄ、交互に配置されるフリクシ
ヨンプレート１５ｂとフリクシヨンデイスク１５
ｄとの一端側に設けられるクラツチピストン１５
ｅと、該クラツチピストン１５ｅと前記クラツチ
ドラム１５ａとの間に形成されるシリンダ室１５
ｆと、を備えている。上記オイルポンプ１６は、リザーブタンク１９
内のオイルをオイル吸入管１８から吸入し、加圧
させて圧油吐出管１７に供給するポンプで、この
圧油吐出管１７は前記シリンダ室１５ｆに連通さ
れ、オイルポンプ１６からの加圧油供給時は、ク
ラツチ締結圧をクラツチピストン１５ｅに付与し
て、フリクシヨンプレート１５ｂとフリクシヨン
デイスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１３からの
駆動力を前輪側へ伝達させる。上記ギヤトレーン２０は、前記クラツチハブ１
５ｃに設けられた第１ギヤ２０ａと、中間シヤフ
ト２０ｂに設けられた第２ギヤ２０ｃと、前輪側
駆動軸２１に設けられた第３ギヤ２０ｄと、によ
つて構成され、多板摩擦クラツチ１５の締結によ
る前輪側への駆動力を伝達させる手段である。上記前輪側駆動軸２１は、車両の前輪に回転駆
動力を伝達させる軸である。尚、第３図はトランスフアの具体例を示したも
ので、トランスフアケース２２の中に前記多板摩
擦クラツチ１５やギヤ類やシヤフト類が納められ
ている。第３図中１５ｇはデイシユプレート、２３はリ
ターンスプリング、２４は制御圧油入力ポート、
２５は制御圧油路、２６は後輪側出力軸、２７は
潤滑用油路、２８はスピードメータ用ピニオン、
２９はオイルシール、３０はベアリング、３１は
ニードルベアリング、３２はスラストベアリン
グ、３３は継手フランジである。４０は駆動力配分制御装置であつて、前輪側回
転センサ４１、後輪側回転センサ４２、舵角セン
サ４３、車速センサ４４、コントロールユニツト
４５、バルブソレノイド４６、電磁比例制御リリ
ーフバルブ４７（４６，４７はアクチユエータに
相当）、分岐ドレーン管４８を備えている。前輪側回転センサ４１及び後輪側回転センサ４
２は、それぞれ前輪側駆動軸２１及び後輪側駆動
軸１４の途中に設けられたもので、軸に固定され
た回転板と回転板の孔位置に配置された光電管及
び光電素子と、による回転センサ等を用い、この
両回転センサ４１，４２からは軸回転に応じたパ
ルス信号による回転速度信号nf，nrが出力され
る。上記舵角センサ４３は、ステアリング操作によ
り回転または移動するステテアリング系に設けら
れた舵角検出手段で、実施例ではこの舵角センサ
４３から舵角に応じたパルス信号による舵角信号
θが出力される。上記車速センサ４４は、車速に相当する駆動軸
の回転速度等を検出する手段で、実施例ではこの
車速センサ４４から車速に応じたパルス信号によ
る車速信号ｖが出力される。上記コントロールユニツト４５は、前記回転セ
ンサ４１，４２からの回転速度信号nf，nrと舵角
センサ４３からの舵角信号θと車速センサ４４か
らの車速信号ｖを入力し、前記舵角信号θと車速
信号ｖにより前後軸回転速度差ΔN^*を推定し、
前記回転速度信号Nf，Nrによる実際の前後軸回
転速度差ΔN（Nr−Nf）が推定値ΔN^*に近づき、
しかもΔNのの変化率ΔN〓（ΔN／Δt）が０に収束
するような制御信号ｃを前記バルブソレノイド４
６に出力するもので、第４図に示すように、カウ
ント回路４５１，４５２，４５３，４５４、クロ
ツク回路４５５、RAM４５６、ROM４５７、
CPU４５８、制御信号発生回路４５９を備えて
いる。カウント回路４５１，４５２，４５３，４５４
は、両回転センサ４１，４２、舵角センサ４３及
び車速センサ４４から入力される回転速度信号
nf，nr、舵角信号θ及び車速信号ｖをデジタル信
号に変換し、CPU４５６での演算処理が行なえ
る信号とする回路である。上記クロツク回路４５５は、時間指示を行な
い、CPU４５８での演算処理を所定時間毎に行
なわせるための回路である。上記RAM４５６（ランダム・アクセス・メモ
リ）は、書込み読出しのできるメモリで、この
RAM４５６には、CPU４５８で演算処理が行な
われている間に入力される回転速度信号nf，nr、
舵角信号θ及び車速信号ｖのカウント数を一時的
に記憶させておく回路である。上記ROM４５７（リード・オンリー・メモ
リ）は読出し専用のメモリで、このROM４５７
には、回転速度差ΔN，ΔN^*や速度差の変化率
ΔN〓を演算する演算式や、第５図に示すように、
回転速度差ΔN，ΔN^*の比較及び変化率ΔN〓の正
負と、多板摩擦クラツチ１５へのクラツチ圧Pc
との関係が表（テーブル）の形で予め記憶されて
いて、CPU４５８からこれらの演算式や関係が
読み出される。上記CPU４５８（セントラル・プロセシン
グ・ユニツト）は、演算処理を行なう中央処理装
置で、このCPU４５８では、前後軸の回転速度
差ΔN，ΔN^*や速度差の変化率ΔN〓の演算、RAM
４５６及びRON４５７からの読み出し等を行な
い、その結果信号を制御信号発生回路４５９に出
力する。上記制御信号発生回路４５９は、アクチユエー
タであるバルブソレノイド４６に対し、CPU４
５８からの結果信号に応じた制御信号ｃを出力す
る回路である。上記バルブソレノイド４６は、圧油吐出管１７
からリザーブタンク１９へ分岐連通させた分岐ド
レーン管４８の途中に設けた電磁比例制御リリー
フバルブ４７を駆動させるアクチユエータで、制
御信号ｃの出力がない場合は、チエツク油路４９
からの油圧で前記リリーフバルブ４７が開き、ク
ラツチ開放状態となるが、制御信号ｃの出力があ
る場合は、前記リリーフバルブ４７が閉じ方向に
移動し、オイルポンプ１６からの吐出圧を制御信
号ｃに応じた油圧となす。尚、クラツチ圧Pcは、次式であらわされる。 Pc＝ΔT／（μ・Ａ・2n・Rm） μ：クラツチ板の摩擦係数Ａ；ピストンへの
圧力作用面積ｎ；フリクシヨンデイスク枚数
Rm；フリクシヨンデイスクのトルク伝達有効半
径次に、実施例の作用を説明する。 (イ) 前後軸回転速度差ΔNが生じない場合タイヤのすべりがない乾燥路等での直進走行時
においては、舵角信号θと車速信号ｖによる推定
の前後軸速度差ΔN^*は零であり、回転速度信号
nf，nrによる実際の前後軸回転速度差ΔNもほぼ
零となる。このために、電磁比例リリーフバルブ４７は、
開いたままの状態となり、多板摩擦クラツチ１５
へはクラツチ圧Pcの供給がなく、クラツチ開放
状態となる。従つて、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦
クラツチ１５を介して前輪側へほとんど伝達され
ず、ほぼ後輪駆動状態となる。 (ロ) 前後軸回転速度差ΔNが生じる場合急加速時や低摩擦係数路等での走行時において
は、車輪のすべりにより前後軸回転速度差ΔNが
生じ、制動時や旋回時等においては、車輪のロツ
クやブレーキキングにより前後軸回転速度差ΔN
が生じるもので、この時に、ΔNとΔN^*との比較
及びΔN〓の正負をみてクラツチ圧Pcの制御を行な
う。尚、実際の前後軸回転速度差ΔNと推定の前後
軸回転速度差ΔN^*との間には、ΔN＞ΔN^*の場合
とΔN＜ΔN^*の場合があり、また、前後軸回転速
度差ΔNを時間Δtで微分した変化率ΔN〓（ΔN／
Δt）は正の場合と負の場合があり、実施例では、
これらの組合わせによつてクラツチ圧Pcの制御
を異ならせているもので、表１にその制御作動を
示す。

【表】次に、前述のクラツチ圧Pcの制御作用を、コ
ントロールユニツト４５の作動の流れを示すフロ
ーチヤート図（第６図）により説明する。まず、ステツプ200においては、前輪側回転セ
ンサ４１及び後輪側回転センサ４２から入力され
た回転速度信号nf，nrにより、所定時間内におけ
るそれぞれのカウント数Nf，Nrを読み込む。ステツプ201においては、前記ステツプ200にお
いて読み込んだカウント数Nf，Nrにより、回転
速度差ΔN（ΔN＝Nr−Nf）を演算すると共に、
変化率ΔΔN〓（ΔN^*＝ΔN／Δt）を演算する（前後
軸回転速度差実際値演算手段及び回転速度差変化
率演算手段に相当）。ステツプ202においては、舵角センサ４３及び
車速センサ４４から入力された舵角信号θ及び車
速信号ｖにより、それぞれの舵角カウント数θ及
び車速カウント数Ｖを読み込む。ステツプ203においては、前記ステツプ202で読
み込んだカウント数θ，Ｖにより、回転速度差
ΔN^*（ΔN^*＝ｆ（θ，Ｖ））を推定演算する（前後
軸回転速度差推定値演算手段に相当）。ステツプ204においては、前記ステツプ201，
203による回転速度差ΔN，ΔN^*の差（ΔN−
ΔN^*）が０より大きいか小さいかの判断がなさ
れ、θN−ΔN^*＞０の場合はステツプ205に進み、
ΔN−ΔN^*＜０の場合は、ステツプ206に進む。ステツプ205においては、変化率ΔN〓が正か負
かの判断がなされ、ΔN〓＞０であればステツプ
207に進み、ΔN〓＜０であればステツプ208に進
む。ステツプ207においては、クラツチ圧Pcを増圧
（４輪駆動状態への移行）させる制御信号ｃがア
クチユエータであるバルブソレノイド４６に対し
て出力される。尚、増圧は回転速度差ΔNの大きさに比例させ
ている。ステツプ208においては、クラツチ圧Pcを保持
させる制御信号ｃがバルブソレノイド４６に対し
て出力される。ステツプ206においては、変化率ΔN〓が負か正
かの判断がなされ、ΔN〓＜０であればステツプ
209に進み、ΔN〓＞０であれば前記ステツプ208に
進む。ステツプ209においては、クラツチ圧Pcを減圧
（２輪駆動状態への移行）させる制御信号ｃがバ
ルブソレノイド４６に対して出力される（ステツ
プ204〜ステツプ209はクラツチ制御手段に相当）。尚、減圧も回転速度差ΔNの大きさに比例させ
ている。尚、上述の処理はクロツク回路４５５で、設定
した所定時間毎に繰り返しなされる。クラツチ圧Pcが制御される具体例として、タ
イトコーナを旋回する場合について、第５図によ
り説明する。コーナ入口で前後軸回転速度差の推定値ΔN^*
と実際値ΔNとに差が生じていない領域Ｃ１で
は、クラツチ圧Pcの供給がなく、後輪駆動状態
（２輪駆動状態）のままである。コーナーに突入し、前後軸回転速度差ΔNの変
化率ΔN〓が正で、前後軸回転速度差の実際値ΔN
が推定値ΔN^*よりも大きい領域Ｃ２では、制御
信号ｃによりクラツチ圧Pcが増圧され、後輪駆
動状態から４輪駆動状態へと移行する。旋回中で、減速により前後軸回転速度差ΔNの
変化率ΔN〓が負に転じた領域Ｃ３では、制御信号
ｃによりクラツチ圧Pcが増圧状態のまま保持さ
れ、４輪駆動状態が維持される。旋回後半で、前述の状態から実際値ΔNが推定
値ΔN^*よりも小さくなつた領域Ｃ４では、制御
信号ｃによりクラツチ圧Pcが減圧され、４輪駆
動状態から２輪駆動側へと移行する。尚、ΔN＜ΔN^*になるのは、推定値ΔN^*に比べ
実際値ΔNが過小に出ることによる。さらに、前述の状態から、変化率ΔN〓が正に転
じた領域Ｃ５では、制御信号ｃによりクラツチ圧
Pcが減圧状態のまま保持され、後輪への駆動力
配分が大きい状態が維持される。コーナ出口側で、変化率ΔN〓が正で、ΔN＞
ΔN^*に転じた領域Ｃ６では、前述の領域Ｃ２と
同様に、クラツチ圧Pcが増圧され、４輪駆動状
態へと移行する。このように、コーナリング時においては、実際
値ΔNが推定値ΔN^*に近づくようにクラツチ圧Pc
の制御がなされ、駆動力配分としては前輪駆動状
態から徐々に前輪側への駆動力配分が増加する制
御となるので、旋回時にステア特性が急変するこ
ともなく、さらに駆動ロスを生じることもない。また、旋回中は４輪駆動状態に近い状態となる
ので、コーナリング特性が向上するし、完全４輪
駆動の場合に駆動逃げがなくて生じるタイトコー
ナーブレーキング現象も、旋回途中で減圧制御が
なされることで防止することができる。以上は旋回時を例として述べたが、このような
駆動力配分制御作用によつて、急加速時や発進時
においてはホイールスピンを防止することができ
るし、また急制動時においては片輪ロツクの防止
ができるし、さらに雪路や雨路等での低摩擦係数
路においては車輪スリツプを防止することができ
る。以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があつても本発明に含まれる。例えば、実施例では後輪駆動車をベースにした
４輪駆動車を示したが、前輪駆動車をベースにし
たものであつてもよい。尚、その場合、前後軸回
転速度差ΔNはNf−Nrとして演算すればよい。また、クラツチ圧の制御手段も、実施例の電磁
比例式リリーフバルブに限らず、他の手段を用い
てもよい。また、回転センサの取付位置も、前輪側及び後
輪側の駆動伝達系に設けたものであれば、実施例
の取付位置に限定されない。また、可変トルククラツチとしては、電磁クラ
ツチ等を用いてもよい。（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の４輪駆動車
の駆動力配分制御装置にあつては、前輪軸の回転
速度差の推定値を基準として、この推定値に実際
値が近づくような駆動力配分の制御を行なわせる
構成としたため、基準値に対して回転速度差が発
生する走行状態や走行条件等に応じて適切な駆動
力配分にすることができるという効果が得られ
る。そして、上述の効果によつて、急加速時や発進
時におけるホイールスピン防止や、急制動時にお
ける片輪ロツク防止や、低摩擦係数路走行におけ
るスリツプ防止を図ることができ、しかも、駆動
力配分の急変化による弊害の発生もない。また、前記軸回転速度差の変化率を制御入力情
報とし、可変トルククラツチの締結力制御をする
場合に締結力減少制御を含む制御としたことで、
タイトコーナブレーキング現象の発生を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御
装置を示すクレーム概念図、第２図は実施例の駆
動力配分制御装置を示す全体図、第３図は実施例
装置のトランスフアを示す断面図、第４図は実施
例装置のコントロールユニツトを示すブロツク線
図、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは実施例装置のコントロー
ルユニツトにおける演算値とクラツチ圧とのタイ
ムチヤート図、第６図は実施例装置におけるコン
トロールユニツトでの制御作動の流れを示すフロ
ーチヤート図である。１……前輪、２……後輪、３……アクチユエー
タ、４……可変トルククラツチ、５，６……回転
センサ、７……舵角センサ、８……車速センサ、
９ａ……前後軸回転速度差推定値演算手段、９ｂ
……前後軸回転速度差実際値演算手段、９ｃ……
回転速度差変化率演算手段、９ｄ……クラツチ制
御手段、……舵角信号、……車速信号、，
……回転速度信号、……制御指令。

Claims

【特許請求の範囲】１前後輪への駆動力伝達系の途中に設けられ、
アクチユエータの制御作動で前後輪への駆動力配
分の変更が可能な可変トルククラツチと、該可変トルククラツチから前後輪への駆動軸系
の回転速度を検出する回転センサと、舵角を検出する舵角センサと、車速を検出する車速センサと、舵角センサからの舵角信号と車速センサからの
車速信号により前後軸回転速度差を推定する前後
軸回転速度差推定値演算手段と、前記回転センサからの回転速度信号により前後
軸回転速度差実際値を演算する前後軸回転速度差
実際値演算手段と、前後軸回転速度差実際値を時間で微分した回転
速度差変化率を演算する回転速度差変化率演算手
段と、前後軸回転速度差実際値と前後軸回転速度差推
定値との大小を比較し、実際値が推定値より大で
ある時は、回転速度差変化率が正の時にクラツチ
締結力を増し回転速度差変化率が負である時にク
ラツチ締結力を保持し、実際値が推定値より小で
ある時は、回転速度差変化率が正の時にクラツチ
締結力を保持し回転速度差変化率が負の時にクラ
ツチ締結力を減じる制御指令を前記アクチユエー
タに出力するクラツチ制御手段と、を備えていることを特徴とする４輪駆動車の駆動
力配分制御装置。