JPS6253231A - ４輪駆動車の伝達トルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
動軸よ、パワープラントにクラッチ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、」二組クラ
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、エンジンの高負荷時法の点が技術課題とな
る。エンジンが高負荷状態となる例えば急加速を行なう
ときや急勾配の坂道を走行するとき、前後輪の接地荷重
のバランスが定常走行中よりくずれ、接地荷重の下がっ
た側のタイヤでスリップを引き起こし易くなる。従って
、例えば急加速時や急勾配走行時等のエンジン高負荷時
においては動力伝達手段により前後輪のトルク配分比を
タイヤのスリップを抑制するよう制御して効率的に車両
を走行させることが要望される。

（問題を解決するだめの手段） そこで本発明は、前後輪のトルク配分比をエンジン負荷
に応じて望ましい値に調整するようにしたことを特徴と
するものである。

すなわち本発明の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少なくとも一方に、トルク伝達全可
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、エンジン負荷を検出する
負荷検出手段、および該負荷検出手段からの出力信号に
応じて前記動力伝達手段のトルク伝達子を変化させ、前
後輪のトルク配分比を制御する制御手段を備えた４輪駆
動車の伝達トルク制御装置を備えていることを特徴とす
るものである。

（発明の効果） 以」−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、エンジン負荷に応じて、前後輪の
トルク配分比を設定するようにしたので、急加速、急勾
配等でエンジン負荷が大のときのタイヤのスリップを防
止でき、走行安定性が向上する。

（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はパワープラントを示し
、このパワープラント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の伝達トルク景を変化
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と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
ＴＰ、フロントおよびリヤ佃１トルクをそれぞれＴ　ｆ
　Ｓ’ｒｒ％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。

Ｔ、　　−Ｔｒ　十Ｔ、　　　　　　・・・・・・（１
）Ｔ、＝ｕＴ、　　　　　　　　　・・・・・・（２）
また、フロントおよびリヤ駆動力をそれぞれＦ　ｒ　、
Ｆｒ　Ｎフロントおよびリヤタイヤスリップ比をＳ　ｔ
　％　Ｓｒ　％フロントおよびリヤタイヤ角速度をω１
、ω１、フロントおよびリヤ接地荷重をＮ　ｆ　、Ｎｒ
　％フロントおよびリヤタイヤ動的有効半径をＲｆ　％
　Ｒｒ　％左右を平均してのフロントおよびリア車体速
度をＶ　ｆ　、Ｌ　、駆動係数をμ、タイヤのスリップ
特性により決る定数をｋとすると、次の式が成り立つ。

なお、上記駆動係数μ、定数には第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。

Ｆｒ　　−μＮｒ　　”ｋｓｒＮｆ　　・・・・・・（
４）Ｆｒ　−μＮｒ　−ｋ　５ｒＮｒ　　・・・・・・
（５）■。

更に、フロントおよびリヤギヤ比（ペロペラシャフト／
ハーフシャフト）をＣＩ　％　Ｇ　ｒ　％フロントおよ
びリヤ側のペロペラシャフトの各速度をｎｒ　、ｎｒ　
　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。

Ｊｒ ｎｔ　　＝Ｇｒ　　ω、　　　　　　　　、・・−・（
１０）ｎ　ｒ　”’　Ｇ　ｒ　　ω、・・・・・・（１
１）式（４）、（６）、（８）、（１０）から式（５）
、（７）、（９）、（１１）から式（１２）から 式（１３）から ■。

を−□　　　　・・・・・・（１６） ■。

で表わすことができる。式（１４）、（１５）、（１６
）から・・・・・・（１７） 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△ｎの関係は次のよ
うに示すことができる。

△ｎ　＝　ｎｆ−ｎ、　　　　　　−・・・（１９）パ
・ｎ・　−ｎｆ　　−△ｎ　　　　・・・・・・（２０
）式（１８）、（２０）より メーーー＼　　　　　　　　　　　　　　　　　　〆一
一一、２　　　　　　　　　　　　　　　　　　〆メ　
　　　　　　　　　　　　　　　←← １２　。

従って、車両の走行条件（例えば車速やコーナリンク）
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、前後輪回転速度差へ〇、フロント側プロペラ
シャフト角速度ｎｒ　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Ｔｒと回転速度差△ｎ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ｂ２　、前後輪
の間隔を！、転舵状態の内側の前輪の舵角をα１、外側
の前輪の舵角をα２、回転中心から内側および外側の前
輪および内側および外側の後輪への距離をそれぞれＲ１
、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１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。

ｔａｎα、　　　　　ｔａｎα２ 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、」二組クラッチ５のｔこめ
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１
３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。

１、記制御コニット１４には、車速を検出し、車速信％
：３８ｖを出力する車速センサ１５、舵角を検出し、舵
角信号８αを出力する舵角セン→ノ１６、フ■］ント側
およびリヤ側プロペラシャフト４．６の回転速度差へｎ
を検出し、速度差信号　ＳΔ。

を出力する速度差セン勺１７およびスロットル開度、ア
クセル開度等を検出することによりエンジン負荷１．−
’を検出し、負荷信号Ｓ１　を出力する負荷セン刃１８
が接続されている。なお、上記車速セン勺１５としては
、フロント側プ１１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△。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）１４は、−に記憶つの信号ＳＶ　、Ｓα、
ＳΔ。、ＳＬ　を人力し、まず、負荷信号８１　に基づ
き、第５図に示されているように、この負荷信号ＳＬ　
で示されている負荷りがかなり大きな所定の値よりり。

より小さなとき、後輪トルク配分率Ｕを比較的小さな値
Ｕ１　　に、負荷、が上記値り。より大きいときは、後
輪トルク配分率Ｕを社較的小さな値に設定する。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の制御マツプＭ１、Ｍ２　を読み出し、この制御マツ
プＭ１、Ｍ２　に従い制御電流ｌを油圧制御弁１３に供
給する。これらの第１および第２制御マツプＭ１　およ
び　Ｍ２　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１を、
横軸が回転速度差Δ、を示している。第１制御マツプＭ
１　　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１１．１２
、β３を備えている。一方、第２制御マツプＭ２　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１４、β５、β６
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、まず各センサ１５．１６．１７．
１８から車速信号Ｓｖ、舵角信号Ｓα、回転速度差信号
Ｓ△。およびエンジン負荷信号Ｓ１を人力し、まずエン
ジン負荷信号Ｓｔ　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制御マツプＭ１　を、転舵状
態のときには第２制御マツプＭ２　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Ｓｖ　に応じて第１制御マツプＭ１　から適
切な制御線Ｌ　１．ｉ２．またはＩ１３を選択し、回転
速度差信号Ｓ△０をこの制御線に照して制御電流ｌを決
定する。この制御電流１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】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、ＩＪ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制御マツプから適切な制御線Ｉ！４．１５またはＬを
選択し、回転速度差信号Ｓ△。をこの制御線に照して制
御電流ｌを決定し、以下、」二組と同様の制御を行なう
。以」二により、回転速度差△。を知って、後輪のトル
ク配分率Ｕをエンジン負荷に基づき定められた値に維持
する。なお、上記制御は、制御マツプを用いて制御電流
１を求める形式のものについて説明したが、演算によっ
て求める形式のものであってもよい。

また、上記実施例においては、フロント側プロペラシャ
フト４をパワープラントｌの出力軸２に常に連結させ、
リヤ側プロペラシャフト６と出力軸２の間にクラッチ５
を設けたものについて説明したが、これを逆にしてもよ
く、更に、第８図に示すように２つ目のクラッチ２０お
よび歯車列２１を出力軸２とフロント側プロペラシャフ
ト４の間に設けて、直結するプロペラシャフトを選択で
きるようにしてもよい。なお、この場合には、第２の油
圧制御弁２２を設ける必要がある。

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検出し、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Ｔｒ　一回転速度差△。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△。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、エンジン負荷と後輪のトルク配分率の関係を
示す特性図 第６図およず第７図は、それぞれ上記伝達トルり制御装
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
制御マツプを示すグラフ、第８図は、本発明の他の実施
例による伝達トルク制御装置の概略図であり、 第９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■コペラシャフト５・・・クラッチ　　６・
・リヤ側プロペラシャフト１３・・・油圧制御弁　　１
４・・・制御ユニット１８・・・エンジン負荷センザ 第４図 第５図 第９圀 手続補正口 ３．補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　（３１３）マツダ株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　　発 １、明細書第７頁第５行および第７行の“ペロペラ”を
「プロペラ」に訂正する。 ２、　同書第１０頁の式 ％式％ を次のように改める。 ｒ、’、Ｔｒ＝ ・・・・・・　（］、８）　　　Ｊ ３、　同書箱１２頁全体を次のように改める。 ど−−−−と−一一き、 ′２！＋　　　　　　　　　　　　　　　　メＩ ８　　　　　　　　　　　　　　　（へ）４、同書第１
４頁第１行の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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少なくとも一方に、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、エンジン負荷を検出する
   負荷検出手段、および該負荷検出手段からの出力信号に
   応じて前記動力伝達手段のトルク伝達量を変化させ、前
   後輪のトルク配分比を制御する制御手段を備えた４輪駆
   動車の伝達トルク制御装置。