JPH05338457A - 車両用４輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面とタイヤの摩擦係数を推定し、走行状態
に応じた駆動力配分制御を行う。 【構成】 前後輪の駆動力配分を変更可能な機構を有す
る４輪駆動装置において、各々の検出手段１〜４で検出
される操舵角，操舵トルク，車輪速の各情報より路面摩
擦係数を推定する手段８と、前後輪速のスリップ量を演
算する手段５と、車輪速，スリップ量より駆動力配分を
決定する制御量を演算する手段７と、前記路面摩擦係数
より制御量を補正する手段９を備える。これにより、路
面摩擦係数，前後輪速のスリップ量に依存し駆動力配分
を可変するため、車両の走行状況に応じてより早くスリ
ップ量を抑制でき、ひいては車両の加速性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は前後輪の駆動力配分を変
更できる機構を備えた４輪駆動車両に関し、特に車両の
前後輪の駆動力配分を走行状況に対応して自動的に可変
できるようにした４輪駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来装置の一例を図５を用いて説明す
る。図５は、例えば特開平1-113668号及び特開平1ー1136
69号公報に開示された４輪駆動装置の動作概念を表わす
機能ブロック図である。この装置は、図５に示すよう
に、操舵輪の操舵角を検出する舵角センサ４０と、前後
輪回転数センサ４１及び４２と、車体加速度センサ４３
と、制御量演算部４４と、トルクスプリット制御部４５
と、トラクション制御部４６から成る。そして制御量演
算部４４は、前後輪回転数センサ４１，４２より検出さ
れる前後輪速をそれぞれ前輪速算出部４７，後輪速算出
部４８で算出し、さらに車輪速算出部４９で車輪速を算
出して、車体加速度センサ４３の情報も利用して車体速
度算出部５０で車体速度を算出する。さらに、算出され
た前後輪速をもとに前後車輪毎のスリップを各々の検出
部５１，５２で検出してトルクスプリット制御部４５に
入力することにより、このスリップに基づいてトルクス
プリット制御を行う。

【０００３】また、前後車輪毎のスリップと車体速度，
車体加速度情報を受けて４輪スリップ検出部５３で４輪
スリップを検出するとともに、それらの情報をもとに４
輪グリップ検出部５４で４輪グリップを検出することに
より、これらスリップ，グリップ情報に基づいてトラク
ション制御を行うものとなっている。なお、図５中５５
は目標前後輪速度差を設定するための目標前後輪速度差
設定部である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の車両
用４輪駆動装置は、スリップ検知量に依存して前後輪の
駆動力配分を可変することができるが、車両走行中は路
面状態が種々に変化するため、この走行状態での対応が
困難であり、きめ細かい制御が出来にくいものであっ
た。

【０００５】本発明は以上の点に鑑み、上記のような問
題点を解消するためになされたもので、路面とタイヤの
摩擦係数つまり路面摩擦係数を常に監視しながら、前後
輪の駆動力配分を可変することにより、走行状態に適応
した駆動力配分制御を行うことができる車両用４輪駆動
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る４輪駆動装
置は、前後輪の駆動力配分を変更可能な４輪駆動車両に
おいて、操舵輪の操舵角と前後輪の車輪速及び操舵時の
操舵トルクをそれぞれ検出し、これら操舵角，車輪速，
操舵トルクの各情報により路面摩擦係数を推定して、前
輪速と後輪速とのスリップ差により駆動力配分を演算す
るとともに、前記路面摩擦係数に依存しその駆動力配分
の制御量を補正することにより、駆動力配分を走行状態
に対応して可変するようにしたものである。

【０００７】

【作用】本発明における４輪駆動装置は、操舵角，車輪
速，操舵トルクより路面摩擦係数を推定し、この路面摩
擦係数に依存した駆動力配分の制御量を補正するので、
路面の変化に応じた適確な制御が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の動作概念を表わす機能
ブロック図である。本発明の４輪駆動装置は、図１に示
すように、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段１
と、操舵時の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段
２と、前輪の車輪速を検出する前輪速検出手段３と、後
輪の車輪速を検出する後輪速検出手段４と、前後輪の速
度差つまりスリップ量を演算するスリップ量演算手段５
と、前後輪の駆動力配分を調整可能な駆動力配分調整手
段６と、前後輪速，スリップ量より駆動力配分を演算し
その配分の制御量を駆動力配分調整手段６に出力する制
御量演算手段７と、各車輪速，操舵角の関係において所
定路面摩擦係数での予め決められた標準操舵トルクと前
記操舵トルクとの差により路面摩擦係数を推定する路面
摩擦係数推定手段８と、この路面摩擦係数に依存し前記
駆動力配分の制御量を補正する制御量補正手段９とから
構成されている。

【０００９】図２は本発明の一実施例を示す概略構成図
である。同図において、１０はエンジンであり、その出
力は左右の後輪１１ａ，１１ｂに通常は直結されてい
る。１２は前後輪の駆動力配分を可変する多板クラッチ
であり、この多板クラッチ１２はモータまたはソレノイ
ド等のクラッチ駆動部１３により前後の拘束力を変化で
きるもので、高速力が強くなればなるほど前輪への駆動
力が増加するものとなっている。１４はハンドル、１５
はその操舵角を検出する操舵角センサ、１６は操舵用シ
ャフト２７のねじれから操舵トルクを検出する操舵トル
クセンサ、１７は同じくシャフト２７の回転をモータ
（または油圧）１８によりアシストするギヤ機構であ
る。

【００１０】また、１９ａ，１９ｂは左右の前輪２０
ａ，２０ｂに配設された前輪速センサ、２１ａ，２１ｂ
は左右の後輪１１ａ，１１ｂに配設された後輪速センサ
である。２２は操舵角センサ１５，操舵トルクセンサ１
６，各前輪速センサ１９ａ，１９ｂ及び後輪速センサ２
１ａ，２１ｂから検出される操舵角，操舵トルク，車輪
速等を入力し、モータ（または油圧）１８に駆動信号を
出力するいわゆるパワーステアリング制御装置である。
２３は同じく各車輪速センサ１９ａ，１９ｂ及び２１
ａ，２１ｂと，操舵角センサ１５と，操舵トルク１６か
らの検出信号を入力し、駆動力配分を調整するクラッチ
駆動部１３に駆動信号を出力する４輪駆動制御装置であ
る。

【００１１】すなわち、この制御装置２３は、入力回路
２４と、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２５と、出力
回路２６等から成り、前記各センサ１５，１６，１９ａ
及び１９ａなどから検出される操舵輪の操舵角，前後輪
の車輪速，操舵時の操舵トルクをそれぞれ入力する。そ
して、これら操舵角，車輪速，操舵トルクの各情報によ
り路面摩擦係数を推定し、前輪速と後輪速とのスリップ
差により前後輪の駆動力配分を演算して、さらに前記路
面摩擦係数に依存し駆動力配分の制御量を補正すること
により、その出力に基づきクラッチ駆動部１３を駆動し
てその多板クラッチ１２により駆動力配分を走行状態に
応じて可変するものとなっている。

【００１２】次に動作について図３，図４を参照して説
明する。まず図３を用いて路面摩擦係数推定方法につい
て説明する。図３(a) はある操舵角θ（θ＝Ａ，Ｂ）に
おける車速と操舵トルクとの関係を示したグラフであ
り、車速が低い時は操舵トルクは大きく、車速が上昇す
るに従って操舵トルクは減少するが、ある車速以上にな
ると操舵トルクは再び大きくなることが判明している。

【００１３】また、図３(b) はある車速における操舵角
と操舵トルクの関係を示したグラフであり、路面摩擦係
数をμとすると、μ₁＞μ₂つまりμが大きいほどトルク
も大きくなるが、操舵角の変化に対して操舵トルクの変
化は少なく、ハンドルロック付近でトルクが激増する傾
向がある。従って、車速と操舵角との関係と複数のμに
おける標準操舵トルクのマップを図２のＣＰＵ２５に記
憶させておき、入力した車速，操舵角，操舵トルクより
当該マップからμ推定が可能となる。ここで車速とは例
えば前輪速の平均値または４輪の最も低速を意味する。

【００１４】次に、μ推定を利用した駆動力配分制御方
法について図４を用いて説明する。図４(a) において前
輪速が曲線３１のごとく時間につれて変化し、後輪速は
曲線３２のように変化したとする。ここで各車輪速は左
右車輪速の平均値とする。また、スリップ量は図４(b)
の曲線３３のように変化し、４つのしきい値Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆが設定されていることとする。一方、μ推定から
μを低，中，高域の３個に区別するとする。以上より駆
動力配分は低μでは図４(c) に示す特性３４、中μでは
図４(c) に示す特性３５、高μでは図４(c) に示す特性
３６のように変化する。

【００１５】従って、低μでは図４(b) のスリップ量３
３が最も低いしきい値Ｃを越えると、ゆっくり配分を変
化させてゆき、次のしきい値Ｄを越えると早く配分を変
化させている。逆にスリップ量減少域では、しきい値Ｅ
を下まわるとゆっくり配分を戻して行き、しきい値Ｄを
切ると早く配分を戻し、しきい値Ｃ以下になると制御を
中止する。この制御をまとめると下記表１，表２のよう
になる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】このように本実施例によると、操舵角，車
輪速，操舵角トルクより路面摩擦係数を推定し、この路
面摩擦係数に依存した駆動力配分の制御量を補正するこ
とにより、スリップ量増加，減少に応じてゆっくりまた
は早く配分力を増加，減少させることができる。さら
に、路面摩擦係数の推定に応じてしきい値を変更し制御
することもできる。従って、前後車輪の駆動力配分を路
面の状況に合わせて可変できるので、路面の変化に応じ
た適確な制御が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両用４
輪駆動装置において操舵角，車輪速，操舵トルクより路
面摩擦係数を推定し、前後輪速のスリップ量及び路面摩
擦係数に依存し駆動力配分を可変するようにしたので、
車両の走行状況に応じてより早くスリップを抑制でき、
強いては車両の加速性を向上させることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動作概念を示す機能ブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】本実施例の動作説明図で、(a)は車速と操舵ト
ルクを示すグラフ、(b)は操舵角と操舵トルクを示すグ
ラフである。

【図４】本実施例の車両走行時の各信号の動作説明図で
ある。

【図５】従来装置の一例を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ 操舵角検出手段 ２ 操舵トルク検出手段 ３ 前輪速検出手段 ４ 後輪速検出手段 ５ スリップ量演算手段 ６ 駆動力配分調整手段 ７ 制御量演算手段 ８ 路面摩擦係数推定手段 ９ 制御量補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後輪の駆動力配分を変更可能な４輪駆
   動車両において、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出
   手段と、操舵時の操舵トルクを検出する操舵トルク検出
   手段と、前輪の車輪速を検出する前輪速検出手段と、後
   輪の車輪速を検出する後輪速検出手段と、前輪速と後輪
   速とのスリップ差を演算するスリップ量演算手段と、前
   後輪の駆動力配分を変更可能な駆動力配分調整手段と、
   前輪速，後輪速及びスリップ量により前後輪の駆動力配
   分を演算し、その配分の制御量を前記駆動力配分調整手
   段に出力する制御量演算手段と、前記操舵角，前輪速ま
   たは後輪速の関係において所定路面摩擦係数での予め決
   められた標準操舵トルクと前記操舵トルクとの差により
   路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段と、この
   路面摩擦係数に依存し前記駆動力配分の制御量を補正す
   る制御量補正手段とを備えたことを特徴とする車両用４
   輪駆動装置。