JPH0790705B2 - スリツプ防止制御付4輪駆動車 - Google Patents

スリツプ防止制御付4輪駆動車

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JPH0790705B2
JPH0790705B2 JP15432286A JP15432286A JPH0790705B2 JP H0790705 B2 JPH0790705 B2 JP H0790705B2 JP 15432286 A JP15432286 A JP 15432286A JP 15432286 A JP15432286 A JP 15432286A JP H0790705 B2 JPH0790705 B2 JP H0790705B2
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孝司 山田
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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、前後輪の回転加速度を検出・比較して前後輪
係合手段の係合度を制御しスリップを防止するスリップ
防止制御付4輪駆動車に関する。
〔従来の技術〕
一般に、自動車走行においては、前輪駆動の方が後輪駆
動に比して直進安定性が良いが、コーナリング時には、
戻ろうとするタイヤにハンドルで力を加えなければなら
ないので、前輪駆動の場合曲がりにくい傾向がある。そ
の点、後輪駆動の方が曲がり易いが、駆動力が強すぎる
と、回り過ぎてしまう欠点がある。そこで、前輪と後輪
半々位の力で駆動するのが自動車走行上理想的であり、
その点、4輪駆動車は極めて優れている。
ところで、自動車の左右の車輪は、コーナリングの際に
旋回半径が異なるので、この影響を吸収し、スムーズに
コーナリングを行うために、旋回半径の差に応じて左右
の車輪の回転数差を吸収する機構、すなわちデフ機構
(フロントデフ、リアデフ)を備えている。この旋回半
径の差は、前輪と後輪との間にも生じるので、4輪駆動
車においては、旋回半径の差に応じて前輪と後輪の回転
数差を吸収する機構、すなわちセンターデフ機構を備え
たものが提案されている。
しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と後輪の
トルクを均等な比率に分配する機能を有するため、駆動
力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動力の低い
方の値にバランスすることとなる。例えば、前輪の一方
が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げてしまい、
後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう。このため、
センターデフ付4輪駆動車は、センターデフ無し4輪駆
動車に比べて、路面摩擦係数が低い時などに伝達駆動力
が劣ることがある。このことは、例えば加速時のように
大きな駆動力を発生させた時に、駆動力を充分に路面に
伝達できす、前輪或いは後輪のスリップ(空転)などの
現象として現れる。
このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の差動制限をセンターデフを介することなく直結させ
るロック機構を設け、加速時或いは悪路走行時のような
大きな駆動力を必要とする時は、センターデフ機構を手
段でロックさせ、大きな駆動力を必要としない通常走行
時には、手動でロックを解除していた。
第4図はエンジンをフロント側に載置したセンターデフ
付フルタイム式4輪駆動車の駆動力伝達機構を説明する
ための図である。この駆動力伝達機構では、エンジンか
らの動力が自動変速機40内に配置されたトルクコンバー
タ41、主変速機42、及び副変速機43に伝達され、その出
力が駆動歯車44、次いで該駆動歯車44を介して前輪駆動
軸46に伝達され、前輪が駆動される。ここで、フロント
デフ機構45は、前輪の右側車輪と左側車輪の間の差動機
構である。一方、後輪駆動用プロペラシャフト47は傘歯
車48を介して、前後輪の間の差動機構であるところのセ
ンターデフ機構49に連結され、該センターデフ機構49は
後輪伝達装置50に結合されている。さらに、該センター
デフ機構49と並列的にセンターデフロック用クラッチ51
を配置している。従って、油圧回路(調圧ソレノイド)
52によって該クラッチ51の結合状態を制御することによ
って、センターデフのロックが制御される。
一般に、4輪駆動車としては、上記フルタイム式4輪駆
動車に対してパートタイム式4輪駆動車がある。これ
は、センターデフがなく、通常は前輪又は後輪のどちら
かを駆動し、雪道等の駆動力が必要な場合に適宜残りの
車輪を駆動軸にクラッチ等を介して直結させて2輪駆動
と4輪駆動との切換えを断続的に行うものである。
ところで、従来、4輪駆動によりスリップを防止しよう
とする技術は例えば特開昭58−180325号公報に提案され
ている。これは、パートタイム式4輪駆動車に適用し加
速度を活用してスリップを防止しようとするものであ
り、2輪駆動時に駆動輪の回転角加速度を検出し、車速
と負荷(スロットル開度)が変化する際の駆動力を考慮
した判定基準値よりスリップの発生を判断して2輪駆動
から4輪駆動への自動切り換えを行っている。具体的に
は、車速と負荷の両者により駆動力が定まり、各駆動力
によりスリップ発生の度合が異なることに対応して、ス
リップ発生の判定基準値を補正してスリップの発生を判
断するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、例えば登坂や降坂などの車両の走行状態
により同一の車両や負荷でも加速(駆動力)が異なる。
また、同じスロットル開度での車両のエンジン出力も経
時的変化や季節によって変化する。そのため、上記従来
の技術では、一義的にスリップ限界の基準値が決められ
ず、精度よいスリップ検出ができないという問題があ
る。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、簡単
な構成により且つ高い精度でスリップ検出が行え、前後
輪係合機構の係合度を制御してスリップを防止できるよ
うにしたスリップ防止制御付4輪駆動車を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明のスリップ防止制御付4輪駆動車は、
係合度を制御することによって前輪と後輪との間の差動
制限を直結からスリップ領域を通して解放まで制御可能
になった前後輪係合機構を有する4輪駆動車において、
設定された係合度で前後輪係合機構を駆動する係合手
段、前輪と後輪の回転加速度を検出する加速度検出手
段、前輪と後輪の回転加速度を比較して係合度を設定し
て係合手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とす
るものである。
〔作用および発明の効果〕
本発明のスリップ防止制御付4輪駆動車では、前輪と後
輪の回転加速度を比較することによって、高い精度でス
リップが検出でき迅速にスリップ防止の制御を行うこと
ができる。すなわち、車輪の回転加速度はスリップが発
生した場合とスリップせず車体を加速する場合では極端
に異なるので、スリップの度合に応じて前輪と後輪の回
転加速度の比較結果が得られ、この結果に応じて早期に
スリップ状態に対応した差動機構を制限を行うことがで
きる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の4輪駆動車のスリップ防止制御装置の
1実施例を説明するための図、第2図は制御装置の具体
的な機能構成例を示すブロック図、第3図は制御装置に
よるソレノイド油圧設定例を説明するための図である。
第1図において、1は前輪スピードセンサー、2と5は
ノイズ除去回路、3と6は波形成形回路、4は後輪スピ
ードセンサー、7は制御装置、8はソレノイド駆動回
路、9はソレノイド、10はA/D変換回路、11は油圧セン
サーを示す。制御装置7は、例えばメモリ内蔵のCPU
(演算処理装置)で構成し、前輪スピードセンサー1及
び後輪スピードセンサー4からの信号を読み込み、前後
輪の回転加速度比を求め、この加速度比からソレノイド
デューティ比を求めてソレノイド駆動回路8を制御する
ものである。ノイズ除去回路2,5及び波形成形回路3,6
は、前輪スピードセンサー1及び後輪スピードセンサー
4の信号が制御装置7で処理できるように、ノイズを除
去し、矩形波に波形成形する信号処理回路である。油圧
センサー11、A/D変換回路10は、ソレノイド9を制御装
置7で設定した所定の油圧に制御するためのフィードバ
ック回路である。
次に、制御装置の具体的な構成及び処理を第2図により
説明する。
第2図において、21は前輪スピードセンサーからの矩形
波信号入力部、22と25は周期計測部、23と26は平均化処
理部、24は後輪スピードセンサーからの矩形波信号入力
部、27は加速度比又は差の演算部、28はアドレス変換
部、29はソレノイドデューティ比読み込み部、30は油圧
設定マップ格納部、31は油圧信号供給部、32はデューテ
ィ比決定部、33はソレノイド駆動部を示す。
まず、第1図に示す前輪スピードセンサー1及び後輪ス
ピードセンサー4からノイズ除去回路2,5及び波形成形
回路3,6を通して矩形波信号が入力されると、周期計測
部22と25において周期計測が行われ、しかる後、平均化
処理部23と26においてn周期にわたり各周期の変化分Δ
S=(Sti−Sti-l)/tについての平均化処理が行われ
る。すなわち、この平均値がn周期の平均加速度αf
となる。
前後輪それぞれについての加速度αfを求めると、
加速度比又は差の演算部27では、その比αf又は差
α−αの演算を行い、これよりアドレス変換して油
圧設定マップ格納部30からソレノイドデューティ比を読
み込む。
油圧設定マップは、例えば第3図に示すように前後輪が
同じ加速度である加速度比が1付近では油圧0であり、
加速度比が大きくなるに伴って、また逆に小さくなるに
伴って油圧が徐々に高くなるよに設定される。すなわ
ち、加速度比が1から外れるに伴って前輪と後輪との結
合を強めてゆくように油圧を制御する。この加速度比に
対する変化率は、直線であっても他の関数曲線であって
もよい。また、スリップする場合には加速度比が1から
或る程度外れた値になるので、加速度比が1付近は所定
幅ΔWの不感帯を設定するようにしてもよい。加速度の
差よりマップを設定する場合も同様である。
マップよりソレノイドデューティ比を読み込むと、その
デューティ比(例えば30%)に従って油圧信号を制御
し、ソレノイドを駆動する。
通常、低摩擦路で走行する場合、荷重配分や摩擦係数の
バラツキから前後輪が同時にグリップの限界を越すこと
はほとんどなく、また、同時にスリップした場合はセン
ターデフをロックしてもスリップの減少には効果がな
い。また、スリップが起こった場合は、スリップせず車
体を加速する場合に比べてタイヤ、駆動機構の加速とな
るため極端に車輪の回転加速度が高くなる。このことか
ら、本発明のように車速センサー、前後輪スピードセン
サーのうち2つのを用いて単位時間当たりの変化率を比
較し、スリップの度合を判断して油圧を0%〜100%の
範囲で多段的に変えながらセンターデフの差動制限機構
を作動させると、スリップを効果的に防止できる。
なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施例
に限定されるものではない。例えば上記実施例は、前後
輪係合機構をセンターデフ付フルタイム式4輪駆動車に
適用して説明したが、パートタイム式4輪駆動車にも同
様に適用可能である。この場合の前後輪係合機構は、係
合度を制御することによって前輪と後輪との間の差動制
限を直結からスリップ領域を通して解放まで制御可能に
なった機構であり、前者ではセンターデフロック用のク
ラッチ、後者では前輪と後輪とを直結させるセンターク
ラッチである。具体的には、油圧クラッチでなくても電
磁式その他係合度を制御できるものであればよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スロ
ットルセンサー等を必要とせず、スピードセンサーのみ
でスリップを精度よく且つ容易に検出できる。また、ス
リップの発生初期段階からその発生状態に応じで前後輪
係合機構の係合度を調節できるため、スムーズな係合度
の変化を与えることが可能となり、スリップ発生状態で
急に前後輪係合機構により前後輪を直結することによる
飛び出し現象等を回避できる。従って、走行性、操作性
の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の4輪駆動車のスリップ防止制御装置の
1実施例を説明するための図、第2図は制御装置の具体
的な機能構成例を示すブロック図、第3図は制御装置に
よるソレノイド油圧設定例を説明するための図、第4図
はエンジンをフロント側に載置したセンターデフ付フル
タイム式4輪駆動車の駆動力伝達機構を説明するための
図である。 1……前輪スピードセンサー、2と5……ノイズ除去回
路、3と6……波形成形回路、4……後輪スピードセン
サー、7……制御装置、8……ソレノイド駆動回路、9
……ソレノイド、10……A/D変換回路、11……油圧セン
サー、21……前輪スピードセンサーからの矩形波信号入
力部、22と25……周期計測部、23と26……平均化処理
部、24……後輪スピードセンサーからの矩形波信号入力
部、27……加速度比又は差の演算部、28……アドレス変
換部、29……ソレノイドデューティ比読み込み部、30…
…油圧設定マップ格納部、31……油圧信号供給部、32…
…デューティ比決定部、33……ソレノイド駆動部。
フロントページの続き (72)発明者 龍田 貢 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・ワーナー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−72420(JP,A) 特開 昭61−295134(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】係合度を制御することによって前輪と後輪
    との間の差動制限を直結からスリップ領域を通して解放
    まで制御可能になった前後輪係合機構を有する4輪駆動
    車において、設定された係合度で前後輪係合機構を駆動
    する係合手段、前輪と後輪の回転加速度を検出する加速
    度検出手段、前輪と後輪の回転加速度を比較して係合度
    を設定して係合手段を制御する制御手段を備えたことを
    特徴とするスリップ防止制御付4輪駆動車。
  2. 【請求項2】前後輪の旋回半径の差を吸収するセンター
    デフ機構を前後輪係合機構と並列に有する4輪駆動車で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスリ
    ップ防止制御付4輪駆動車。
  3. 【請求項3】制御手段は、前輪と後輪の回転加速度の比
    較値に対応する係合度の参照データを備えたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のスリップ
    防止制御付4輪駆動車。
  4. 【請求項4】比較値は、前輪と後輪の回転加速度の比で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のスリ
    ップ防止制御付4輪駆動車。
  5. 【請求項5】比較値は、前輪と後輪の回転加速度の差で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のスリ
    ップ防止制御付4輪駆動車。
  6. 【請求項6】係合度は、係合手段の駆動デューティ比に
    より設定することを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第3項のいずれかに記載のスリップ防止制御付4輪
    駆動車。
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