JPH085335B2 - Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、フルタイム式４輪駆動車において前後輪の
トルク配分を任意に制御するトルク配分制御装置に関
し、詳しくは、前輪トルク配分量の多い場合と、後輪ト
ルク配分量の多い場合の制御に関する。The present invention relates to a torque distribution control device for arbitrarily controlling the torque distribution of front and rear wheels in a full-time four-wheel drive vehicle, and more specifically, control in the case where the front wheel torque distribution amount is large and the rear wheel torque distribution amount is large. Regarding

【従来の技術】[Prior art]

従来、４輪駆動車の前後輪トルク配分に関しては、例
えば特開昭56−43031号公報に示すように、前後輪の駆
動系の途中に油圧クラッチを設け、その油圧クラッチト
ルクを制御するものがある。Conventionally, regarding the front and rear wheel torque distribution of a four-wheel drive vehicle, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-43031, a hydraulic clutch is provided in the middle of the drive system for the front and rear wheels, and the hydraulic clutch torque is controlled. is there.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、上記先行技術の構成のものは、主として旋
回時のタイトコーナブレーキング現象を回避することを
目的としており、前後輪のトルク配分を積極的制御する
までには至っていない。また、かかる構成においては、
フロントエンジン・フロントドライブ（FF）をベースと
しているので、前輪荷重をW_F,後輪荷重をW_Rとしたと
き、前後輪のトルクT_F,T_Rは常にT_F/T_R＞W_F/W_Rの１つの
形態にしかなり得ない。従って高速安定性の点で有効に
なるが、T_F/T_R＜W_F/W_Rのトルク配分の関係の操縦性を満
たすことはできない。 本発明のこのような点に鑑みてなされたもので、前後
輪のトルクT_F,T_Rの配分を、前輪駆動から後輪駆動の間
で積極的に制御して、安定性，操縦性を共に満すことが
可能な４輪駆動車のトルク配分制御装置を提供すること
を目的としている。By the way, the configuration of the above-mentioned prior art is mainly intended to avoid the tight corner braking phenomenon at the time of turning, and has not yet reached a positive control of the torque distribution of the front and rear wheels. In addition, in such a configuration,
Since the front engine / front drive (FF) is the base, when the front wheel load is W _F and the rear wheel load is W _R , the front and rear wheel torques T _F and T _R are always T _F / T _R ＞ W _F / It can only be one form of W _R. Therefore, although it is effective in terms of high-speed stability, the maneuverability of the torque distribution relationship of T _F / T _R <W _F / W _R cannot be satisfied. In view of such a point of the present invention, the torque T _F , T _R distribution of the front and rear wheels is positively controlled between the front wheel drive and the rear wheel drive to improve stability and maneuverability. It is an object of the present invention to provide a torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle that can satisfy both requirements.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

上記目的を達成するため、本発明は、変速機出力側に
２位置の切換クラッチを設け、該切換クラッチの一方の
出力要素を前輪側に、他方の出力要素を後輪側にそれぞ
れ直接伝動構成し、それらの出力要素同士を伝達トルク
可変式の１組の油圧クラッチで連結し、その配分量を連
続的に変化する。そして、上記切換クラッチは前後輪の
荷重割合に応じて前後輪の一方に直結するように切換動
作し、上記油圧クラッチは切換クラッチの切換状態にお
いて、変速機出力トルクに応じたトルク配分割合に制御
するように構成されている。In order to achieve the above object, the present invention provides a two-position switching clutch on the transmission output side, and one output element of the switching clutch is directly transmitted to the front wheel side and the other output element is directly transmitted to the rear wheel side. Then, these output elements are connected to each other by a set of hydraulic clutches of variable transmission torque type, and the distribution amount thereof is continuously changed. Then, the switching clutch performs a switching operation so as to be directly connected to one of the front and rear wheels according to the load ratio of the front and rear wheels, and the hydraulic clutch is controlled to a torque distribution ratio according to the transmission output torque in the switching state of the switching clutch. Is configured to.

【作用】[Action]

上記構成に基づき、前後輪の荷重割合から切換クラッ
チにより前後輪のトルクT_F,T_RがT_F/T_R≧W_F/W_R,T_F/T_R≦W
_F/W_Rのいずれか一方のトルク配分状態に選択され、更に
油圧クラッチのクラッチトルクにより動力が振り分けら
れて、変速機出力トルクに応じて的確なトルク配分割合
になる。 こうして本発明では、前輪駆動から後輪駆動までの広
範囲なトルク配分状態になって、安定性と操縦性とを共
に向上することができ、トルク配分割合が変速機出力ト
ルクにより制御されて安定性と操縦性の効果を最適に発
揮することが可能となる。Based on the above configuration, the torque of front and rear wheels T _F , T _R is T _F / T _R ≧ W _F / W _R , T _F / T _R ≦ W from the load ratio of the front and rear wheels by the switching clutch.
Selected one of the torque distribution state of _F / W _R, further power is distributed by the clutch torque of the hydraulic clutch, the precise torque distribution ratio in accordance with the transmission output torque. Thus, in the present invention, a wide torque distribution state from front wheel drive to rear wheel drive is achieved, and both stability and maneuverability can be improved, and the torque distribution ratio is controlled by the transmission output torque to stabilize the stability. And it becomes possible to optimally exhibit the effect of maneuverability.

【実 施 例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、４輪駆動車の駆動系と制御系の全体
構成について説明すると、符号１はエンジン、２は変速
機、３はトランスファ装置であり、トランスファ装置３
において変速機出力軸４が、トルク配分の切換クラッチ
５に連結する。 切換クラッチ５は、出力軸４に一体的なハブ６を有
し、ハブ６の左右にギヤ7,8が出力軸４に対し回転自在
に設けてあり、スリーブ９がギヤ7,8のスプライン7a,8a
に選択的に噛合うようになっている。ギヤ7,8は、それ
ぞれギヤ10,11に噛合っており、ギヤ10は、フロントド
ライブ軸12,フロントデフ装置13を介して前輪に伝動構
成される。一方、ギヤ11は、リヤドライブ軸14側に連結
するが、両ギヤ10,11間、即ちフロントおよびリヤドラ
イブ軸12,14の間に、トルク配分を制御する伝達トルク
可変式の油圧クラッチ15が設けられる。 油圧クラッチ15は、フロントドライブ軸12にハブ15a
が、リヤドライブ軸14にドラム15bが一体的に結合して
成り、上記ギヤ11は、リヤドライブ軸14と一体的なドラ
ム15bに取付けられている。そしてリヤドライブ軸14
は、プロペラ軸16,リヤデフ装置17等を介して後輪に伝
動構成される。 制御系について説明すると、変速機２の出力側におい
て総駆動トルクを検出するトルクセンサ20、前後輪の荷
重を検出する荷重センサ21,22、マニュアルによるトル
ク配分設定手段23、更に車速等の要素で自動的にトルク
配分を定めるための車速センサ24を有する。そしてこれ
らのセンサ信号等は、制御ユニット25に入力して処理さ
れる。一方、切換クラッチ５のスリーブ９には、ダイヤ
フラムによる負圧式アクチュエータ26からのロッド27が
連結し、アクチュエータ26には、ソレノイド弁28を有す
る負圧通路29が回路構成されている。また油圧クラッチ
15には、油圧式アクチュエータ30を有する油圧通路42が
連通して、クラッチ油圧と共にクラッチトルクを可変に
している。そこで制御ユニット25の出力信号で、各アク
チュエータ26,30をそれぞれ動作するようになってい
る。 制御ユニット25は、トルク配分設定手段23や車速セン
サ24の信号により前後輪トルクT_F,T_Rの配分T_F/T_Rを定め
るトルク配分設定部31,荷重センサ21,22の信号で荷重W_F
/W_Rを算出する荷重配分算出部32を有し、これらの配分
値は、動作モード判定部33に入力して判定される。そし
てT_F/T_R≧W_F/W_Rの場合は、前輪直結モード部34の出力信
号で出力部35によりソレノイド弁28に、アクチュエータ
26により切換クラッチ５を前輪側に切換えるように指示
する。一方、T_F/T_R≦W_F/W_Rの場合は、後輪直結モード部
36の出力信号で同様に切換クラッチ５を後輪側に切換え
るように指示する。 また、トルクセンサ20の信号等で総駆動トルクを検出
する検出部37,トルク配分設定部31と前輪直結モード部3
4による後輪トルク算出部38,トルク配分設定部31と後輪
直結モード部38による前輪トルク算出部39を有し、これ
らのトルク値は、クラッチ油圧算出部40に入力して、総
駆動トルクＴに対する前後輪トルクT_F/T,T_R/Tに見合っ
たクラッチ油圧を算出する。即ち、総駆動トルクＴに応
じてクラッチ油圧上限のレベルを定め、この状態でT_F/
T,T_R/Tに対応したクラッチ油圧を設定するのであり、こ
の油圧信号が出力部41を介してアクチュエータ30に入力
するように構成されている。 次いで、このように構成されたトルク配分制御装置の
作用について説明する。 先ず、制御ユニット25の動作モード判定部33により前
輪直結モードが選択されると、その前輪直結モード部34
の出力信号がソレノイド弁28に入力し、アクチュエータ
26により切換クラッチ５のスリーブ９がギヤ７のスプラ
イン7aに噛合う。そこで変速機出力軸４は、切換クラッ
チ5,ギヤ7,10を介してフロントドライブ軸12に直結し
て、FFベースの４輪駆動となり、前後輪のトルク配分T_F
/T_R＞W_F/W_Rの関係になる。そしてこの場合において、第
２図（ｃ）のように油圧クラッチ15のクラッチ油圧を増
大すると、そのクラッチトルクに応じた分だけ前輪トル
クの一部が後輪に流れ、このため第２図（ａ）のように
前輪トルクT_Fの減少に対し、後輪トルクT_Rが増大する傾
向になる。 次いで、後輪直結モードが選択されると、切換クラッ
チ５でスリーブ９がギヤ８のスプライン8aに噛合うた
め、変速機出力軸４は、切換クラッチ5,ギヤ8,11および
クラッチドラム15bを介してリヤドライブ軸14に直結す
る。そこで、フロントエンジン・リヤドライブ（FR）ベ
ースの４輪駆動となり、T_F/T_R＜W_F/W_Rのトルク配分状態
になる。従ってこの場合は、後輪トルクの一部が油圧ク
ラッチ15により前輪に流れ、第２図（ｂ）の特性にな
る。 そして上記いずれの場合も、油圧クラッチ15が完全に
係合した場合は、直結式４輪駆動となる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, the overall structure of a drive system and a control system of a four-wheel drive vehicle will be described. Reference numeral 1 is an engine, 2 is a transmission, 3 is a transfer device, and 3 is a transfer device.
At, the transmission output shaft 4 is connected to the torque distribution switching clutch 5. The switching clutch 5 has a hub 6 integral with the output shaft 4, gears 7 and 8 are provided on the left and right of the hub 6 so as to be rotatable with respect to the output shaft 4, and a sleeve 9 is provided on a spline 7a of the gears 7 and 8. , 8a
To selectively engage. The gears 7 and 8 mesh with the gears 10 and 11, respectively, and the gear 10 is configured to be transmitted to the front wheels via a front drive shaft 12 and a front differential device 13. On the other hand, the gear 11 is connected to the rear drive shaft 14 side, but between the both gears 10 and 11, that is, between the front and rear drive shafts 12 and 14, there is a transmission torque variable hydraulic clutch 15 for controlling torque distribution. It is provided. The hydraulic clutch 15 includes a hub 15a on the front drive shaft 12.
However, the drum 15b is integrally connected to the rear drive shaft 14, and the gear 11 is attached to the drum 15b which is integrated with the rear drive shaft 14. And rear drive shaft 14
Is configured to be transmitted to the rear wheels via the propeller shaft 16, the rear differential device 17, and the like. Explaining the control system, on the output side of the transmission 2, a torque sensor 20 for detecting the total drive torque, load sensors 21, 22 for detecting the loads of the front and rear wheels, a manual torque distribution setting means 23, and further elements such as vehicle speed. It has a vehicle speed sensor 24 for automatically determining the torque distribution. These sensor signals and the like are input to the control unit 25 and processed. On the other hand, the sleeve 9 of the switching clutch 5 is connected to a rod 27 from a negative pressure type actuator 26 by a diaphragm, and a negative pressure passage 29 having a solenoid valve 28 is circuit-configured in the actuator 26. Also hydraulic clutch
The hydraulic passage 42 having the hydraulic actuator 30 communicates with the valve 15, and the clutch torque and the clutch torque are made variable. Therefore, each actuator 26, 30 is operated by the output signal of the control unit 25. The control unit 25 uses the signals of the torque distribution setting means 23 and the vehicle speed sensor 24 to determine the distribution T _F / T _R of the front and rear wheel torques T _F and T _{R. F}
/ W _R has a load distribution calculating section 32 for calculating a, these distribution value is determined by inputting the operation mode determination unit 33. When T _F / T _R ≧ W _F / W _R , the output signal from the front wheel direct coupling mode section 34 causes the output section 35 to turn on the solenoid valve 28 and the actuator.
26 is used to instruct to switch the switching clutch 5 to the front wheel side. On the other hand, if T _F / T _R ≤W _F / W _R , the rear wheel direct coupling mode section
Similarly, the output signal of 36 instructs the switching clutch 5 to switch to the rear wheel side. Further, a detection unit 37 that detects the total drive torque based on the signal of the torque sensor 20, the torque distribution setting unit 31, and the front wheel direct connection mode unit 3
4 has a rear wheel torque calculating section 38, a torque distribution setting section 31, and a front wheel torque calculating section 39 by a rear wheel direct-coupling mode section 38. These torque values are input to the clutch hydraulic pressure calculating section 40 to calculate the total driving torque. The clutch hydraulic pressure corresponding to the front and rear wheel torques T _F / T and T _R / T with respect to T is calculated. That is, the clutch hydraulic pressure upper limit level is determined according to the total drive torque T, and in this state, T _F /
The clutch hydraulic pressure corresponding to T, T _R / T is set, and this hydraulic pressure signal is input to the actuator 30 via the output unit 41. Next, the operation of the torque distribution control device thus configured will be described. First, when the front wheel direct connection mode is selected by the operation mode determination unit 33 of the control unit 25, the front wheel direct connection mode unit 34 is selected.
Output signal is input to solenoid valve 28
By 26, the sleeve 9 of the switching clutch 5 meshes with the spline 7a of the gear 7. Therefore, the transmission output shaft 4 is directly connected to the front drive shaft 12 via the changeover clutch 5, gears 7 and 10 to form an FF-based four-wheel drive, and torque distribution T _{F of the} front and rear wheels is performed.
/ T _R > W _F / W _R Then, in this case, when the clutch hydraulic pressure of the hydraulic clutch 15 is increased as shown in FIG. 2 (c), a part of the front wheel torque flows to the rear wheels by an amount corresponding to the clutch torque. ), The rear wheel torque T _R tends to increase as the front wheel torque T _F decreases. Next, when the rear wheel direct coupling mode is selected, the sleeve 9 meshes with the spline 8a of the gear 8 in the switching clutch 5, so that the transmission output shaft 4 passes through the switching clutch 5, the gears 8 and 11 and the clutch drum 15b. Directly connected to the rear drive shaft 14. Therefore, the front engine / rear drive (FR) -based four-wheel drive is used, and the torque distribution state is T _F / T _R <W _F / W _R. Therefore, in this case, a part of the rear wheel torque flows to the front wheels by the hydraulic clutch 15 and has the characteristic shown in FIG. 2 (b). In any of the above cases, when the hydraulic clutch 15 is completely engaged, the direct connection type four-wheel drive is performed.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上述べてきたように、本発明によれば、 前後輪のトルク配分をFFからFRの間で広範囲に制御す
るので、安定性，操縦性等の性能を向上することができ
る。 １組の切換クラッチと油圧クラッチとの組合わである
から、構造が簡単で、制御も容易である。As described above, according to the present invention, since the torque distribution of the front and rear wheels is controlled in a wide range from FF to FR, performance such as stability and maneuverability can be improved. Since it is a combination of one set of the switching clutch and the hydraulic clutch, the structure is simple and the control is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明のトルク配分制御装置の実施例を示す構
成図、第２図（ａ）ないし（ｃ）は特性図である。 ５……切換クラッチ、15……油圧クラッチ、25……制御
ユニット、31……トルク配分設定部、32……荷重配分算
出部、34……前輪直結モード部、36……後輪直結モード
部、38……後輪トルク算出部、39……前輪トルク算出
部。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a torque distribution control device of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (c) are characteristic diagrams. 5 ... switching clutch, 15 ... hydraulic clutch, 25 ... control unit, 31 ... torque distribution setting section, 32 ... load distribution calculation section, 34 ... front wheel direct connection mode section, 36 ... rear wheel direct connection mode section , 38 …… rear wheel torque calculation unit, 39 …… front wheel torque calculation unit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】変速機出力側に２位置の切換クラッチを設
け、 該切換クラッチの一方の出力要素を前輪側に、他方の出
力要素を後輪側にそれぞれ直接伝動構成し、 それらの出力要素同士を伝達トルク可変式の１組の油圧
クラッチで連結し、 前後輪のいずれか一方のトルク配分量の多い状態を選択
し、その配分量を連続的に変化する４輪駆動車のトルク
配分制御装置。1. A two-position switching clutch is provided on the transmission output side, one output element of the switching clutch is directly transmitted to the front wheel side, and the other output element is directly transmitted to the rear wheel side. Torque distribution control for a four-wheel drive vehicle in which two hydraulic clutches with variable transmission torque are connected to each other to select a state in which one of the front and rear wheels has a large torque distribution amount and the distribution amount is continuously changed. apparatus. 【請求項２】上記切換クラッチは前後輪の荷重割合に応
じて前後輪の一方に直結するように切換動作し、 上記油圧クラッチは切換クラッチの切換状態において、
変速機出力トルクに応じたトルク配分割合に制御する特
許請求の範囲第１項記載の４輪駆動車のトルク配分制御
装置。2. The switching clutch is operated so as to be directly connected to one of the front and rear wheels in accordance with the load ratio of the front and rear wheels, and the hydraulic clutch is in a switching state of the switching clutch.
The torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the torque distribution ratio is controlled according to the transmission output torque.