JPH05338460A - ４輪駆動車のトルク配分制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輪速差を用いたスリップ制御とブレーキン
グ現象回避制御を、簡単且つ的確に行う。 【構成】 ４輪駆動車の駆動系にセンターディファレン
シャル装置２０と、差動を制限すると共に前後輪のトル
ク配分を制御する油圧クラッチ２７を設け、制御ユニッ
ト５０のスリップ判定部５５で、前後輪の車輪速差に基
づき高い精度でスリップ判定して差動制限トルクを補正
する。また極低速で転舵して走行する場合に、極低速転
舵検出部５６で車速と車輪速差により小回り旋回を検出
し、補正係数設定部５７で小回り旋回の状態に応じて補
正係数を設定し、補正部５８で差動制限トルクの制御量
を補正して、ブレーキング現象を的確に回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４輪駆動車において前
後輪のトルク配分を可変制御するトルク配分制御装置に
関し、詳しくは、前後輪の車輪速差を用いたスリップ制
御とブレーキング現象回避制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に４輪駆動車のトルク配分制御で
は、前後輪の４輪の車輪速を電磁ピックアップを用いた
回転センサで検出し、この車輪速に基づいてスリップを
判定することが前提になっている。ここで特に発進時に
は、車輪速が零から或る値に急激に変化し、且つこの変
化状態が４輪においてバラバラに起こる。このためスリ
ップ判定に前後輪の車輪速比を用いる制御では、車輪速
比の値が大きく変動してしまい、誤ってスリップ判定
し、これに伴い旋回時にブレーキング現象を生じること
がある。一方、この場合に車輪速差を用いると、回転セ
ンサの出力特性のバラツキに対して変動が少なくなって
スリップ判定の精度を向上でき、この点で車輪速差によ
りスリップ制御し、ブレーキング現象回避制御すること
が望まれる。

【０００３】従来、上記４輪駆動車のトルク配分制御で
車輪速差を用いたものに関しては、例えば特開平１−３
０９８２５号公報の先行技術がある。ここで前輪の回転
速度と後輪の回転速度との速度差を算出し、この速度差
をスリップしない上限と下限の誤差帯域と比較して、こ
れらの誤差帯域より外れる場合に回転数補正を制限する
摩擦部材を制御する。また旋回時の走行を妨害しないた
め、定数と横方向速度差で算出されるカーブ補正値を定
め、このカーブ補正値により第２の誤差帯域の限界基準
を補正することで、旋回時に生じる縦方向速度差の増大
を略相殺するように制御することが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、スリップ判定の設定値やカーブ補
正値を、車速と各車輪速等の比により算出して定めてい
る。このため、特に発進時において比の演算結果が不安
定になり、その結果、制御に誤差を生じることがある等
の問題がある。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、車輪速差を用いたスリップ制御とブレーキング現象
回避制御を、簡単且つ的確に行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、センターディファレンシャル装置と、セ
ンターディファレンシャル装置の差動を制限すると共
に、前後輪のトルク配分を制御する差動制限装置とを有
するセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車にお
いて、前輪の車輪速と後輪の車輪速の車輪速差を算出す
る車輪速差算出手段と、車輪速差に基づきスリップ判定
して差動制限トルクを補正するスリップ判定手段と、車
速と車輪速差により小回り旋回を検出する極低速転舵検
出手段と、小回り旋回の状態に応じて補正係数を設定す
る補正係数設定手段と、補正係数により差動制限トルク
の制御量を補正する補正手段とを備えるものである。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、４輪駆動走行時に前後輪の
車輪速差を用いることで、発進時のように車輪速のバラ
ツキを生じる場合でも高い精度でスリップ判定し、スリ
ップ発生時には的確に差動制限制御される。また極低速
で転舵して走行する場合は、車速と車輪速差により小回
り旋回が確実に検出され、この小回り旋回に応じた補正
係数で差動制限トルクを必要最小限低下して、確実にブ
レーキング現象が回避されるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、センターディファレンシャル装置
を備えたフルタイム式４輪駆動車の駆動系の概略につい
て説明すると、符合１はエンジン、２はクラッチ、３は
変速機であり、変速機出力軸４がセンターディファレン
シャル装置２０に入力している。センターディファレン
シャル装置２０から前方にフロントドライブ軸５が、後
方にリヤドライブ軸６が出力し、フロントドライブ軸５
はフロントディファレンシャル装置７、車軸８を介して
左右の前輪９Ｌ，９Ｒに連結する。リヤドライブ軸６
は、プロペラ軸１０、リヤディファレンシャル装置１
１、車軸１２を介して左右の後輪１３Ｌ，１３Ｒに連結
して伝動構成される。

【０００９】センターディファレンシャル装置２０は複
合プラネタリギヤ式であり、変速機出力軸４と一体の第
１のサンギヤ２１、リヤドライブ軸６と一体の第２のサ
ンギヤ２２、及びこれらのサンギヤ２１，２２の周囲に
複数個配置されるピニオン２３を有し、ピニオン２３の
第１のピニオンギヤ２３ａが第１のサンギヤ２１に、第
２のピニオンギヤ２３ｂが第２サンギヤ２２にそれぞれ
噛合っている。また、変速機出力軸４にはリダクション
のドライブギヤ２５が回転自在に設けられ、このドライ
ブギヤ２５と一体のキャリヤ２４にピニオン２３が軸支
され、ドライブギヤ２５はフロントドライブ軸５と一体
のドリブンギヤ２６に噛合って構成される。一方、上記
センターディファレンシャル装置２０には、差動制限装
置として油圧クラッチ２７が付設されている。この油圧
クラッチ２７は、例えばセンターディファレンシャル装
置２０の直後方でドラム２７ａをキャリヤ２４に、ハブ
２７ｂをリヤドライブ軸６にそれぞれ結合して同軸上に
配置される。

【００１０】このセンターディファレンシャル装置２０
の構成により、第１のサンギヤ２１に入力する変速動力
を、キャリヤ２４と第２のサンギヤ２２とに、所定の基
準トルク配分で分けて伝達する。また旋回時の前後輪の
回転差を、ピニオン２３の遊星回転により吸収するよう
になる。ここで基準トルク配分は、２つのサンギヤ２
１，２２と２つのピニオンギヤ２３ａ，２３ｂとの４つ
のギヤ噛合いピッチ円半径で自由に設定されることか
ら、前後輪の基準トルク配分が充分に後輪偏重に設定す
ることが可能になる。またフロントエンジンの搭載の場
合は、車両の前輪重量と後輪重量の静的重量配分が前輪
偏重であり、油圧クラッチ２７の差動制限による直結の
場合は、この重量配分に応じて前輪偏重にトルク配分さ
れる。従って油圧クラッチ２７の差動制限トルクを制御
することで、前後輪のトルク配分を、後輪偏重の基準ト
ルク配分から前輪偏重の重量配分に及ぶ広い範囲で制御
することが可能になる。

【００１１】次に、油圧クラッチ２７の油圧制御系につ
いて説明する。先ず変速機が自動変速機の場合は、その
油圧制御系のオイルポンプ３０の油圧をレギュレータ弁
３１で調圧したライン圧を利用して構成される。そこで
センタークラッチ油圧制御手段３２は、ライン圧油路３
３がクラッチ制御弁３４、油路３５を介して油圧クラッ
チ２７に連通する。またライン圧油路３３は、パイロッ
ト弁３６及びオリフィス３７を有する油路３８によりソ
レノイド弁４０に連通し、ソレノイド弁４０によるデュ
ーティ圧が油路３９を介してクラッチ制御弁３４の制御
側に作用する。ソレノイド弁４０は、制御ユニット５０
からの各走行条件に応じたデューティ信号が入力する
と、それにより油圧をドレンしてデューティ圧を生じる
ものであり、このデューティ圧に応じてクラッチ制御弁
３４を動作し、油圧クラッチ２７の差動制限トルクＴｃ
を可変制御するようになっている。

【００１２】図１において、制御ユニット５０の電子制
御系について説明する。先ずエンジン回転数Ｎｅを検出
するエンジン回転数センサ４７、スロットル開度θを検
出するスロットルセンサ４１、左右前輪の車輪速Ｎｆ
ｌ，Ｎｆｒを左右前輪回転センサ４２，４３、左右後輪
の車輪速Ｎｒｌ，Ｎｒｒを検出する左右後輪回転センサ
４４，４５、レンジ位置を検出するインヒビタースイッ
チ４６を有する。そしてこれらのセンサ及びスイッチ信
号は、制御ユニット５０に入力する。

【００１３】制御ユニット５０は、エンジン回転数Ｎ
ｅ、スロットル開度θ、レンジ信号が入力する差動制限
トルク設定部５１を有し、エンジン回転数Ｎｅとスロッ
トル開度θにより運転状態を、レンジ信号により走行モ
ードを判断する。そして例えばエンジン回転数Ｎｅとス
ロットル開度θに対しては、図３（ａ）のマップにより
差動制限トルクＴｃをいずれも増大関数的に設定する。
また左右前輪の車輪速Ｎｆｌ，Ｎｆｒ及び左右後輪の車
輪速Ｎｒｌ，Ｎｒｒは車速検出部５３に入力し、例えば
４輪のうちの最も小さい車輪速により車速Ｖを検出す
る。そしてこの車速Ｖを、極低速転舵検出部５６に入力
する。

【００１４】また左右の前輪と後輪の車輪速Ｎｆｌ，Ｎ
ｆｒ，Ｎｒｌ，Ｎｒｒが入力する車輪速差算出部５４を
有し、先ず、前輪の平均車輪速Ｎｆと後輪の平均車輪速
Ｎｒを求める。そして前輪の平均車輪速Ｎｆから後輪の
車輪速Ｎｒを減算して、車輪速差ΔＮを演算するのであ
り、この車輪速差ΔＮがスリップ判定部５５に入力す
る。ここでフル転舵した場合の車輪速差の付近に、スリ
ップを発生する際の車輪速差の限界が実験的に定めら
れ、これにより図３（ｂ）のように前輪スリップを判定
する第１の設定値Ａと、後輪スリップを判定する第２の
設定値Ｂとが設定される。そこで車輪速差ΔＮとこれら
の設定値Ａ，Ｂとを比較して、これらの設定値Ａ，Ｂを
越える場合にスリップと判定する。

【００１５】このスリップ判定の信号は、差動制限トル
ク設定部５１に入力して、スリップ状態に応じて差動制
限トルクＴｃを増大関数的に補正する。そして差動制限
トルクＴｃは、デューティ比変換部５２に入力して、差
動制限トルクＴｃに応じたデューティ比Ｄに変換し、こ
のデューティ信号をソレノイド弁４０に出力するように
なっている。

【００１６】更に、ブレーキング現象回避制御系につい
て説明すると、車速Ｖと車輪速差ΔＮが入力する極低速
転舵検出部５６を有して小回り旋回を検出し、補正係数
設定部５７で小回り旋回に応じた補正係数Ｋを設定す
る。ここで、車速Ｖ，車輪速差ΔＮにより旋回半径が検
出される。このため車速Ｖと共に旋回半径の小さい旋回
においてブレーキング現象を回避するには、車輪速差Δ
Ｎに対して差動制限トルクＴｃを早目に低下する必要が
ある。また車速Ｖと共に旋回半径が大きくなる場合に
は、車輪速差ΔＮに対して差動制限トルクＴｃを緩やか
に低下することでブレーキング現象を回避できる。

【００１７】そこで車速Ｖと車輪速差ΔＮに対して補正
係数Ｋが、図３（ｃ）のように減少関数的に設定されて
おり、このマップを参照して補正係数Ｋを設定する。そ
してこの補正係数Ｋがデューティ比変換部５２の出力側
の補正部５８に入力し、デューティ比Ｄに補正係数Ｋを
乗算して補正するようになっている。

【００１８】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず車両走行時にエンジン１の動力がクラッチ２を
介して変速機３に入力し、変速動力がセンターディファ
レンシャル装置２０の第１サンギヤ２１に入力する。こ
こで、センターディファレンシャル装置２０の各歯車諸
元により基準トルク配分が後輪偏重に設定されているた
め、このトルク配分でキャリヤ２４と第２サンギヤ２２
に分配して動力が出力される。

【００１９】このとき電子制御系の制御ユニット５０で
は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θにより運転
状態が判断され、差動制限トルク設定部５１でこの運転
状態に応じて差動制限トルクＴｃが設定される。そこで
低負荷運転では、差動制限トルクＴｃが小さく設定さ
れ、これに応じたデューティ信号がソレノイド弁４０に
出力する。そこで油圧制御系では、ソレノイド弁４０に
よる低いデューティ圧がクラッチ制御弁３４に作用し、
これに伴い油圧クラッチ２７の給油量が減じて低い差動
制限トルクＴｃを生じる。

【００２０】このため、上記センターディファレンシャ
ル装置２０の略基準トルク配分に基づいて、キャリヤ２
４からギヤ２５，２６、フロントドライブ軸５以降の前
輪９Ｌ，９Ｒと、リヤドライブ軸６以降の後輪１３Ｌ，
１３Ｒとにそれぞれ動力伝達して、後輪偏重の４輪駆動
走行になる。このトルク配分ではＦＲ的になって、旋回
性、操縦性が良好になる。またセンターディファレンシ
ャル装置２０は略フリーのため、旋回時には前後輪の回
転差を吸収しながら自由に旋回することが可能になり、
ブレーキ現象も回避される。一方、加速時等の高負荷で
は、差動制限トルクＴｃが増大制御される。このため前
後輪が直結気味になって走破性等を充分発揮する。

【００２１】このとき車輪速差算出部５４では、左右前
輪の平均車輪速Ｎｆと左右後輪の平均車輪速Ｎｒとによ
り車輪速差ΔＮが算出され、この車輪速差ΔＮがスリッ
プ判定部５５に入力する。そして発進時のように４輪の
車輪速が急激に増してバラツキを生じる場合でも、車輪
速差ΔＮの値の変動が小さく抑えられて、この車輪速差
ΔＮと第１、第２の設定値Ａ，Ｂとを比較することで、
高い精度でスリップ判定される。ここで、スリップ発生
時には後輪偏重の不等トルク配分であるので、ΔＮ＜Ｂ
の関係になり、常に後輪１３Ｌまたは１３Ｒが先にスリ
ップして、４輪のスリップが回避される。そしてこの後
輪スリップ時には、スリップ状態に応じて油圧クラッチ
２７の差動制限トルクＴｃが高く制御され、これにより
センターディファレンシャル装置２０の差動が制限され
る。また差動制限トルクＴｃに応じて第２サンギヤ２２
からキャリヤ２４側に動力がバイパスして伝達し、後輪
偏重から前輪寄りのトルク配分に移行したりまたは直結
することになり、こうしてスリップが防止される。

【００２２】また４輪の車輪速により車速Ｖが検出さ
れ、この車速Ｖと車輪速差ΔＮが極低速転舵検出部５６
に入力している。そこで極低速で転舵して走行すると、
この場合の車速Ｖと舵角に応じた車輪速差ΔＮにより、
４輪の車輪速にバラツキを生じる場合にも小回り旋回が
高い精度で検出される。そして車速Ｖが小さい場合は、
図３（ｃ）のマップにより車輪速差ΔＮに対して補正係
数が早目に小さく設定され、補正部５８でデューティ比
Ｄが減少補正される。このためセンターディファレンシ
ャル装置２０の油圧クラッチ２７の差動制限トルクＴｃ
が、転舵直後に急速に低下するようになり、これにより
ブレーキング現象が良好に回避される。

【００２３】また車速Ｖと共に旋回半径が大きい場合に
は、補正係数Ｋにより差動制限トルクＴｃの低下が緩や
かになり、こうして差動制限トルクＴｃが必要最小限だ
け低下される。このため低μ路においてスリップを発生
する場合には、差動制限トルクの過度の低下が防止され
て、ブレーキング現象が回避されると共にスリップ等も
防止される。

【００２４】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センターディファレンシャル装置を備えた４輪駆動車
で、差動制限トルクにより差動制限すると共に前後輪の
トルク配分が制御される制御系において、前後輪の車輪
速差によりスリップ制御する構成であるから、４輪の車
輪速がバラツキを生じて変動する条件でも、高い精度で
スリップ判定して差動制限トルクを適正に制御すること
ができる。車速と車輪速差により極低速で転舵して走行
することを検出して、このとき補正係数により差動制限
トルクを減少補正するので、ブレーキング現象を確実に
回避することができる。補正係数は車速と車輪速差に対
して減少関数的に設定されるので、差動制限トルクの低
下は必要最小限になって、スリップ防止等の効果も確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の４輪駆動車のトルク配分制御装置の実
施例の制御系を示すブロック図である。

【図２】本発明が適応されるセンターディファレンシャ
ル装置付４輪駆動車の全体の構成を示す構成図である。

【図３】差動制限トルク、スリップ判定、補正係数のマ
ップを示す図である。

【符号の説明】

２０ センターディファレンシャル装置 ２７ 差動制限用油圧クラッチ ５０ 制御ユニット ５１ 差動制限トルク設定部 ５３ 車速検出部 ５４ 車輪速差算出部 ５５ スリップ判定部 ５６ 極低速転舵検出部 ５７ 補正係数設定部 ５８ 補正部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センターディファレンシャル装置と、セ
   ンターディファレンシャル装置の差動を制限すると共
   に、前後輪のトルク配分を制御する差動制限装置とを有
   するセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車にお
   いて、前輪の車輪速と後輪の車輪速の車輪速差を算出す
   る車輪速差算出手段と、車輪速差に基づきスリップ判定
   して差動制限トルクを補正するスリップ判定手段と、車
   速と車輪速差により小回り旋回を検出する極低速転舵検
   出手段と、小回り旋回の状態に応じて補正係数を設定す
   る補正係数設定手段と、補正係数により差動制限トルク
   の制御量を補正する補正手段とを備えることを特徴とす
   る４輪駆動車のトルク配分制御装置。
2. 【請求項２】 補正係数は、車速と車輪速差に対して減
   少関数的に設定されることを特徴とする請求項１記載の
   ４輪駆動車のトルク配分制御装置。