JPH0637144B2 - 4輪駆動車の伝達トルク制御装置 - Google Patents

4輪駆動車の伝達トルク制御装置

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JPH0637144B2
JPH0637144B2 JP60191036A JP19103685A JPH0637144B2 JP H0637144 B2 JPH0637144 B2 JP H0637144B2 JP 60191036 A JP60191036 A JP 60191036A JP 19103685 A JP19103685 A JP 19103685A JP H0637144 B2 JPH0637144 B2 JP H0637144B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、4輪駆動車の伝達トルク制御装置に関し、更
に詳細には、前後輪へのトルク配分比を一定に維持する
ことのできる4輪駆動車の伝達トルク制御装置に関す
る。
(従来の技術) 4輪駆動車としては、例えば実開昭56−122630
号公報に示されているようにエンジン、トランスミッシ
ョン等からなるパワープラントに直接接続された第1駆
動軸と、パワープラントにクラック機構等の動力伝達手
段を介して接続された第2駆動軸とを備え、上記クラッ
チ機構の締結と解除を制御することによって、2輪駆動
と4輪駆動の切換えを行なうことができるものが知られ
ている。
(発明が解決しようとする問題点) 4輪駆動車における前後輪へのトルク配分比の調整は、
例えば上述の2輪駆動と4輪駆動の切換えを行なうクラ
ッチ機構の締結力を調節し、このクラッチ機構の伝達ト
ルク量を制御することによって行なうことができる。と
ころが、この機構により前後輪のトルク配分比を調整し
たときには、高速時において次の点が技術課題となる。
高速走行になればなるほど走行抵抗が増加するため駆動
トルクは高速になるほど車速を維持するために必要とな
る。したがって、車輪のグリップ力は摩擦円の前後方向
成分が横方向成分に比して大きくなる。すなわち、駆動
輪については、グリップ力の横方向成分が相対的に減少
し、横方向からの外力に対する抵抗力が減少する結果と
なる。この現象を車両全体の挙動について検討すると、
FF車の場合、後輪には駆動力が配分されないためグリ
ップ力の横方向成分が前後方向成分に比して相対的に高
くなる。一方、前輪にはすべての駆動力が入力されるた
めグリップ力の横方向成分が前後方向成分に比して減少
する。このため、前輪と後輪との横方向の入力に対する
グリップ力を比較すると前輪の方が相対的に低くなり、
車両重心に横方向の外力が加わった場合には、入力方向
に一致したヨーモーメントが発生することになり、直進
走行不安定を生じる。
逆にFR車の場合は、前輪の方が後輪よりも相対的に横
方向のグリップ力が大きくなり、上記FF車の場合とは
反対方向のヨーモーメントが生じることになり、直進走
行不安定を招くことになる。
いずれにしても、駆動力を前輪または後輪に偏向して配
分する場合には、直進走行時に横方向外力に起因してヨ
ーモーメントが生じる傾向となり、直進走行性が阻害さ
れる。
すなわち、安定した直進走行性を確保するためには、車
速の変化に対応して前後輪への駆動力の配分を制御する
必要が生じる。
従って、例えば動力伝達手段を設けて、前後輪のトルク
配分を制御するようにした場合においても高速時におい
て動力伝達手段により前後輪間トルク配分比を制御して
直進安定性を向上することが要求される。
(問題を解決するための手段) そこで本発明においては、車速に応じて動力伝達手段の
伝達トルク量を変化させ、これにより前後輪のトルク配
分比を制御して、直進走行安定性を向上するようにした
ことを特徴とするものである。
本発明にかかる4輪駆動車の伝達トルク制御装置は、パ
ワープラントからのトルクを前後輪にそれぞれ伝達する
トルク伝達経路の一方に、トルク伝達量可変の動力伝達
手段が設けられ、この動力伝達手段を可変制御して前後
輪へのトルク配分を制御する4輪駆動車の伝達トルク制
御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 車速の増大にに応じて前記動力伝達手段のトルク伝達量
を増加させ、前後輪のトルク配分比を制御する制御手段
と、 を備えたことを特徴とする。
(発明の効果) 以上説明した構成の本発明の4輪駆動車の伝達トルク制
御装置においては、上述のようにトルク配分比を車速に
応じて制御し、とくに高速になるほど前後輪のトルク配
分差がなくなるように制御するので、車両の直進走行安
定性を向上させることができる。このことは高速走行で
は特に重要な意義を有するものである。
(実施例) 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる4輪駆動車の伝達トルク制御装置について説明す
る。
第3図および第4図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。第3図において、符号1はパワープラトンを示
し、このパワープラトン1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。このパワープラント1の出
力軸2には、歯車列3を介してフロント側プロペラシャ
フト4が連結されているとともに、動力伝達手段である
油圧式可変クラッチ5を介してリヤ側プロペラシャフト
6が接続されている。フロント側プロペラシャフト4は
ファイナルギヤユニット7を介して前輪8にリヤ側プロ
ペラシャフト6はファイナルギヤユニット9を介して後
輪10にそれぞれ接続されている。以上の構成におい
て、クラッチ5へ加える作動油の圧力を変化させて、ク
ラッチ5の伝達トルク量を変化させ、これにより前後輪
のトルク配分比を調整する。
トルク配分率を一定にすることについて まず、リヤ側に上記動力伝達手段を設け、パワープラン
ト出力トルクをT、フロントおよびリヤ側トルクをそ
れぞれT、T、目標リヤトルク配分率をuとする
と、次のような式が成り立つ。
また、フロントおよびリヤ駆動力をそれぞれF
、フロントおよびリヤタイヤスリップ比をS、S
、フロントおよびリヤタイヤ角速度をω、ω、フ
ロントおよびリヤ接地荷重をN、N、フロントおよ
びリヤタイヤ動的有効半径をR、R、左右を平均し
てのフロントおよびリア車体速度をV、V、駆動係
数をμ、定数kは第9図に示すような使用するタイヤ固
有のスリップ特性から求められる値で μ=F/N(F;駆動力、N;接地荷重) k=μ/S(S;スリップ率) である。
更に、フロントおよびリヤギヤ比(プロペラシャフト/
ハーフシャフト)をG、G、フロントおよびリヤ側
のプロペラシャフトの各速度をn、nとそれぞれす
ると、トルクと角回転速度の関係は、次の式で表わすこ
とができる。
式(4)、(6)、(8)、(10)から 式(5)、(7)、(9)、(11)から 式(12)から 式(13)から フロントとリヤの車体速度比tは、 で表わすことができる。式(14)、(15)、(16)から リヤトルクと各回転速度との関係は、式(3)、(17)から
次のように表わすことができる。
リヤトルクと前後輪の回転速度差をΔnの関係は次のよ
うに示すことができる。
Δn=n−n……(19) ∴n=n−Δn……(20) 式(18)、(20)より 従って、車両の走行条件(例えば車速やコーナリング)
に応じて予め設定した目標リヤトルク配分率uを一定と
するには、前後輪回転速度差Δn、フロント側プロペラ
シャフト角速度nおよび車体速度比tを測定し、上記
式(21)にあてはめ、リヤ側トルクTを得られた値とす
ればよい。なお、舵角を一定にした場合、および車速を
一定にした場合の上記式(21)から得られたリヤ側トルク
と回転速度差Δnの関係を第1図、第2図に示し
た。
なお、前輪の間隔をb、後輪の間隔をb、前後輪の
間隔をl、転舵状態の内側の前輪の舵角をα3外側の
前輪の舵角α、回転中心から内側および外側の前輪の
および内側および外側の後輪への距離をそれぞれR
、R、Rとすると、車体速度比tは次のように
表わすことができる。
従って、舵角がわかれば、車体速度比tは知ることがで
きる。
次に、第4図を参照しつつ、上記クラッチ5のための油
圧制御系について説明する。図に示すように、油タンク
11内の作動油は、ポンプ12によって吸い上げられ、
所定の圧力で吐出され、油圧制御弁13を介して、クラ
ッチ5の作動油室5aに供給される。油圧制御弁13
は、制御ユニット14で制御されて、その作動油圧が調
整される。これによって、クラッチ5の作動油室5aへ
の作動油の圧力が調整され、クラッチ5の締結力が制御
される。
上記制御ユニット14には、車速を検出し、車速信号S
を出力する車速センサ15、舵角を検出し、舵角信号
Sαを出力する舵角センサ16、およびフロント側およ
びリヤ側プロペラシャフト4、6の回転速度差Δnを検
出し、速度差信号SΔを出力する速度差センサ17が
接続されている。なお、上記車速センサ15としては、
フロント側プロペラシャフト4の回転速度を検出する回
転速度センサを用いることができる。また、回転速度差
Δを求めるには、上記速度差センサを用いずに、リヤ
側プロペラシャフト6の回転速度を検出する回転速度セ
ンサを制御ユニット14に接続し、該制御ユニットで演
算するようにしてもよい。
制御ユニット14は、上記3つの信号S、Sαおよび
SΔを入力し、まず、車速信号Sに基づき、第5図
に示されているように、この車速信号で示されている車
速Vが所定の値Vより小さいとき、後輪トルク配分比
uを比較的小さな値uに、車速Vが上記値Vより大
きいとき、後輪トルク配分率uを比較的大きな値u
設定する。次いで、この後輪トルク配分率に従い例えば
第6図および第7図に示されているような予め記憶して
いる第1および第2の制御マップM、Mを読み出
し、この制御マップM、Mに従い制御電流iを油圧
制御弁13に供給する。これらの第1および第2制御マ
ップMおよびMは、第1図および第2図に示された
特性図に基づいて定められたものであり、縦軸が制御電
流iを、横軸が回転速度差Δを示している。第1制御
マップMは直進時用のものであり、車速が速くなるに
つれて回転速度差大側に移動する複数本の制御線l
、lを備えている。一方、第2制御マップM
は、転舵時用のものであり、舵角が大きくなるにつれ
て回転速度差大側に移動する複数本の制御線l
、lを備えている。
次に、上記伝達トルク制御装置の作動について説明す
る。
制御ユニット14は、各センサ15、16、17から車
速信号S、舵角信号Sαおよび回転速度差信号SΔ
を入力し、まず車速信号Sから後輪トルク配分率uを
決定し、次いで舵角信号Sαから直進状態か転舵状態か
を判断し、直進状態のときには第1制御マップMを、
転舵状態のときには第2制御マップMをそれぞれ読み
出す。まず、直進状態のときの制御について説明する
と、上記車速信号Sに応じて第1制御マップMから
適切な制御線l、lまたはlを選択し、回転速度
差信号SΔをこの制御線に照して制御電流iを決定す
る。この制御電流iは、油圧制御弁13に供給され、こ
の油圧制御弁13は、この制御電流iに応じて、該電流
iに比例した圧力Pの作動油をクラッチ5に供給する。
クラッチ5は、この作動油の圧力Pに応じた圧力で締結
され、その締結圧力に比例したトルクTリヤ側プロペ
ラシャフト6に伝達する。
一方転舵状態のときには、上記舵角信号Sαに応じて第
2制御マップから適切な制御線l、lまたはl
選択し、回転速度差信号SΔをこの制御線に照して制
御電流iを決定し、以下、上記と同様の制御を行なう。
以上により、回転速度差Δを知って、後輪のトルク配
分率uを車速に従い定められた値に維持する。また、上
記制御は、制御マップを用いて制御電流iを求める形式
のものについて説明したが、演算によって求める形式も
のもであってもよい。
なお、本発明は動力伝達手段を車速、舵角及び前後輪回
転差の3者を検出して制御する上記実施例に限定され
ず、直接パワープラント出力トルクを掲出し、動力伝達
手段を制御するもの等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、トルク配分率一定、舵角一定としたときの伝
達トルクT−回転速度差Δ特性を示すグラフ、 第2図は、トルク配分率一定、車速一定としたときの伝
達トルクTr−回転速度差Δ特性を示すグラフ、 第3図は、4輪駆動車の駆動系を示す概略図、 第4図は、本発明の一実施例による伝達トルク制御装置
の概略図、 第5図は、車速と後輪のトルク配分比の関係を示す特性
図、 第6図および第7図は、それぞれ上記伝達トルク制御装
置における伝達トルク制御に用いられる第1および第2
制御マップを示すグラフ、 第8図は、タイヤ固有のスリップ特性を示す特性図であ
る。 1……パワープラント、2……出力軸 4……フロント側プロペラシャフト 5……クラッチ 6……リヤ側プロペラシャフト 13……油圧制御弁、14……制御ユニット 15……車速センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−247517(JP,A) 特開 昭62−31529(JP,A) 特開 昭60−203532(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パワープラントからのトルクを前後輪にそ
    れぞれ伝達するトルク伝達経路の一方に、トルク伝達量
    可変の動力伝達手段が設けられ、この動力伝達手段を可
    変制御して前後輪へのトルク配分を制御する4輪駆動車
    の伝達トルク制御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 車速の増大にに応じて前記動力伝達手段のトルク伝達量
    を増加させ、前後輪のトルク配分比を制御する制御手段
    と、 を備えた4輪駆動車の伝達トルク制御装置。
JP60191036A 1985-08-30 1985-08-30 4輪駆動車の伝達トルク制御装置 Expired - Fee Related JPH0637144B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60203532A (ja) * 1984-03-27 1985-10-15 Fuji Heavy Ind Ltd 無段変速機付4輪駆動装置の油圧制御装置
JPS61247517A (ja) * 1985-04-25 1986-11-04 Nissan Motor Co Ltd 4輪駆動車の駆動力配分制御装置
JPS6231529A (ja) * 1985-08-05 1987-02-10 Nissan Motor Co Ltd 4輪駆動車の駆動力配分制御装置

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