JPH01145229A

JPH01145229A - 四輪駆動車の駆動力配分制御装置

Info

Publication number: JPH01145229A
Application number: JP62302473A
Authority: JP
Inventors: Genpei Naitou; 原平内藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-07
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: US4887689A; DE3840397C2; DE3840397A1; JP2528485B2

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、四輪駆動車のトランスファ装置の駆動力配分
クラッチに用いられる四輪駆動車の駆動力配分制御装置
に関する。

（従来の技術）従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置としては１例え
ば特開昭６１−１５７４３７号公報に記載されているよ
うな装置が知られている。

この従来装置は、前後輪回転速度センサからのセンサ信
号に基づいて前後輪の回転速度差を演算し、この前後輪
回転速度差が大きい程、すなわち駆動輪スリップの発生
が大きい程トランスファクラッチの締結力を増大させて
四輪駆動側に駆動力配分を変更し、速やかに駆動輪スリ
ップを抑制させようとするものであった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来装置にあっては、前後輪
回転速度差の増加と共にクラッチ締結力を増加させて直
結４輪駆動方向としていたし、また、旋回特性は、低、
中速から高速に至るまでニュートラルステアとなる制御
定数が設定されていた為、以下に述べるような問題点を
残していた。

■　高速直進走行時においても前後輪回転速度差が発生
してから遅れてクラッチが締結される為、レーンチェン
ジ時や微小な外乱に対して安定性が悪い。

■　高速旋回加速時には弱アンダーステア特性が好まし
いにもかかわらず、旋回特性はニュートラルステア特性
である為、高速旋回時にドライバーは十分注意しながら
ハンドル操作を行なわなければならない。

■　前記■及び■の問題を解決するべく高速走行時を主
体にクラッチ締結力を制御すると、低、中速時に走行安
定性が悪化してしまう。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を第１図に示すクレーム概念図により
説明すると、エンジン駆動力を前後輪に分配伝達するエ
ンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ締
結力により伝達トルクの変更がで祭る駆動系クラッチ手
段ｌと、所定の検出手段２からの検出信号に基づいてク
ラッチ締結力を増減制御する制御信号を出力するクラッ
チ制御手段３と、を備えた四輪駆動車の駆動力配分制御
装置において、前記検出手段２として、前後輪回転速度
差検出手段２０１と車速検出手段２０２とを含み、前記
クラッチ制御手段３は、前後輪回転速度差に基づいてク
ラッチ締結力を演算する第１の演算手段３０１と、車速
のみに基づいてクラッチ締結力を演算する第２の演算手
段３０２と、第１の演算手段３０１と第２の演算手段３
０２との最大値を選択して目標クラッチ締結力とする最
大値選択手段３０３とを持つ手段である事を特徴とする
。

（作　用）低・中速での定速・加減速時には、第１の演算手段３０
１による前後輪回転速度差に基づくクラッチ締結力を目
標クラッチ締結力とする選択が最大値選択手段３０３で
行なわれる。

従って、定速・加速時には良好な旋回性が実現出来るし
、減速時には高い減速走行安定性を得ることが出来る。

高速走行時には、第１の演算手段３０１による前後輪回
転速度差に基づくクラッチ締結力と、第２の演算手段３
０２による車速に基づくクラッチ締結力との比較により
いずれか大きい値の方を目標クラッチ締結力とする選択
が最大値選択手段３０３で行なわれ、前後輪回転速度差
が小さく高車速の場合には、車速に基づくクラッチ締結
力が選択される。

従って、高速直進走行時においては前後輪回転速度差が
発生する前からクラッチ締結がなされる為、レーンチェ
ンジ時や微小な外乱に対しての安定性が高いし、高速旋
回加速時には、車速によるクラッチ締結で回頭性の低い
弱アンダーステア特性が得られる為、高速旋回時にドラ
イバーは安心してハンドル操作を行なうことが出来る。

（実施例）以下１本発明の実施例を図面により詳述する６尚、この
実施例を述べるにあったで、後輪駆動をベースにした四
輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。

まず、構成を説明する。

実施例の駆動力配分制御装置りが適用される四輪駆動車
は、第２図に示すように、トランスファ装置ｌＯ、エン
ジン１１、トランスミッション１２、トランスファ人力
軸１３、後輪側駆動軸１４、多板摩擦クラッチ（駆動系
クラッチ手段）１５、　　リヤディファレンシャル１６
、後輪１７、フロントディファレンシャル１８．ｉ輪１
９、ギヤトレーン２０、前輪側駆動軸２１を備えている
。

上記多板摩擦クラッチ１５は、前記トランスファ人力軸
１３（後輪側駆動軸１４に直結される）と前輪駆動軸２
１側との間に介装されたもので、クラッチ圧制御により
前輪１９側への伝達トルクの変更が可能である。

尚、第３図はトランスファ装置１０の具体例を示したも
ので、トランスファケース２２の中に前記多板摩擦クラ
ッチ１５やギヤ類やシャフト類が納められている。

第３図中、１５ｇはプッシュプレート、１５ｈはリター
ンスプリング、２４はクラッチ圧油入力ポート、２５は
クラッチ圧油路、２６は後輪側出力軸、２７は潤滑用油
路、２８はスピードメータ用ビニオン、２９はオイルシ
ール、３０はベアリング、３１はニードルベアリング、
３２はスラストベアリング、３３は継手フランジである
。

次に、前記多板摩擦クラッチ１５を締結させるための所
定のクラッチ油圧Ｐを供給する油圧制御装置４０は、第
４図に示すように、検知手段として、後輪回転速度セン
サ４１、左前輪速度センサ４２、右前輪速度センサ４３
を備え、制御処理手段として、コントロールユニット４
５を備え、制御アクチュエータとして、電磁比例リリー
フバルブ４６を備えている。

前記各車輪速度センサ４１．４２．４３は、それぞれ左
右の前輪１９位置や後輪側駆動軸１４の途中に設けられ
、軸に固定されたセンサロータと、センサロータの回転
による磁力変化を検知するピックアップとによる回転セ
ンサ等が用いられ、これら各センサ４１．４２．４３か
らは軸回転に応じた車輪速信号（ｎｒ）、（ｗｆ＋　）
。

（ｗｆａ）が出力される。

前記コントロールユニット４５は、車載のマイクロコン
ピュータを中心とする制御回路が用いられ、内部回路と
して、入力インターフェース４５１、ＲＡＭ４５２．Ｒ
ＯＭ４５３゜ＣＰＵ４５４．出力インターフェース４５
５を備えている。　上記電磁比例リリーフバルブ４６は
、コントロールユニット４５からの指令電流信号（ｉ）
の出力が指令電流値Ｉ＊＝０の場合はクラッチ油圧Ｐ＝
０となるが、指令電流信号（ｉ）の出力が指令電流値Ｉ
＊〉０の場合はバルブが閉じ方向に移動し、油圧源５０
からのライン圧をドレーン油量制御により指令電流値Ｉ
＊の大きさに応じたクラッチ油圧Ｐとなす（第５図）。

尚、クラッチ油圧Ｐとクラッチ締結力Ｔとの関係は次式
であられされる（第６図）。

Ｐ＝Ｔ／　（ｕ　・Ｓ　−２ｎ　−Ｒｍ）但し、Ｕ：ク
ラッチ板の摩擦係数、Ｓ：ピストンへの圧力作用面積、
ｎ：フリクションディスク枚数、Ｒｍ：フリクションデ
ィスクのトルク伝達有効半径で、クラッチ油圧Ｐを増大
させると、クラッチ締結力Ｔも比例して増大する。

次に、作用を説明する。

まず、実施例での駆動力配分制御作動の全体的流れを、
第７図に示すフローチャート図により説明する。

ステップａでは、各センサ４１．４２．４３から左前輸
速ｗｆ＋、右前輪速ｗｆ　ｚ、後輪回転速度Ｎｒが読み
込まれる。

ステップｂでは、前記ステップａで読み込まれた左前輪
速ｗｆ、と右前輪速ｗｆｚとタイヤ径ｒとから、車速Ｖ
ｆと前後輪回転速度差ΔＮと左右前輪回転速度差Δｎが
演算により求められる。

車速Ｖｆは、左右前輪速ｗ　ｆ　１．　ｗ　ｆ　２の小
さい方とタイヤ径ｒとから次式で求められる。

Ｖｆ＝ｒ＊　（ｍｉｎ　（ｗｆ　Ｉ＋　ｗｆｚ））尚、
車速Ｖｆは、左右前輪速ｗｆ、、ｗｆ２の平均値により
求めても良いし、また、直接、絶対車速を検出しても良
い。

前後輪回転速度差ΔＮは、後輪回転速度Ｎｒと平均前輪
回転速度とから次式で求められる。

ΔＮ＝Ｎｒ−（（ｗｆ　＋　＋ｗｆ　２）／２）尚、こ
れは、前後輪の差動回転検出により直接検出しても良い
。

左右前輪回転速度差Δｎは、左前輪速ｗｆ、と右前輪速
ｗｆｚとから次式により求められる。

Δｎ　（＝１ｗｆ　、−ｗｆ２１）尚、この左右前輪回転速度差Δｎは、旋回半径Ｒならび
に横加速度Ｙｇを演算により得るためのものである為、
操舵角θにより旋回半径Ｒを求め゛ても、横加速度セン
サ等で直接、横加速度Ｙｇを検出しても良い。

ステップＣでは、前記ステップｂで求められた前後輪回
転速度差ΔＮがΔＮ≧０かΔＮ＜０かの判断がなされる
。

そして、前記ステップｂからは、ステップＣの判断に基
づいてステップｄ（定速・加速時の制御）またはステッ
プｅ（減速時の制御）へ進む前後輪回転速度差ΔＮに基
づく制御と、ステップｒ（高速時の制御）へ進む車速Ｖ
ｆに基づく制御とが並行して実行される。

ステップｄの定速・加速時の制御では、左右前輪回転速
度差Δｎと車速Ｖｆとから横方向加速度Ｙｇを求め、横
方向加速度Ｙｇと前後輪回転速度差ΔＮによりクラッチ
締結力Ｔｘが演算される。

尚、詳しくは■の処理内容を示す第８図により後述する
。

ステップｅの減速時の制御では、車速Ｖｆと前後輪回転
速度差絶対値１ΔＮ１によりクラッチ締結力Ｔ　ｎｅｇ
が演算される。尚、詳しくは■の処理内容を示す第９図
〜第１１図により後述する。

ステップｆの高速時の制御では、車速Ｖｆのみによりク
ラッチ締結力Ｔｖが演算される。尚、詳しくは■の処理
内容を示す第１２図及び第１３図により後述する。

ステップｇ及びステップｈでは、それぞれ逆側のクラッ
チ締結力Ｔｘ、ＴｎｅｇをＯ（ゼロ）に設定する。

ステップｉでは、目標クラッチ締結力Ｔ＊が、各クラッ
チ締結力Ｔｘ、Ｔｎｅｇ　、Ｔｖのうち最大値を選択す
ることにより求められる。

Ｔ＊＝ｍａｘ　（Ｔｘ、Ｔｎｅｇ　、Ｔｖ）ステップｊ
では、前記目標クラッチ締結力Ｔ＊が得られるクラッチ
圧制御信号（ｉ）が電磁比例リリーフバルブ４６に出力
される。

次に、前記ステップｄでの定速・加速時の制御処理内容
■を第８図のフローチャート図により説明する（特願昭
６２−３６０３６号参照）。

ステップ１００では、前記ステップｂでの各データに基
づいて旋回半径Ｒが演算により求められる。

尚、旋回半径Ｒの演算式は、以下の通りである。

次のステップ１０１〜ステツプ１０９で旋回半径Ｒの増
大割合の減少及び増加方向の変化速度を規制するローパ
スフィルタが実現される。

ステップ１０１では、前記ステップ１００で得られた旋
回半径Ｒと１周期前の旋回半径Ｒ８との差により単位時
間当りの変化量ΔＲが演算により求められる。

ステップ１０２では、ΔＲの正負を判断し、旋回半径Ｒ
が増加方向か減少方向かの判断がなされ、以後の処理ル
ートを異ならせる。

ステップ１０２でΔＲが正、即ち、旋回半径Ｒが増加方
向である場合には、ステップ１０３でその変化幅が設定
値Ａ４よりも大きいか否かが判断され、この設定値Ａ４
が旋回半径Ｒが増加する場合のローパスフィルタの値と
なる。

そして、ステップ１０３でΔＲがＡ４より大きい場合は
、ステップ１０４に進んでフィルタリングされ、旋回半
径Ｒｘが、Ｒ、＋Ａ　４の演算式により求められる６また、ステップ１０３でΔＲがＡ４より小さい場合は、
ステップ１０５へ進み、演算による旋回半径Ｒがそのま
ま旋回半径Ｒｘとしてセットされる。

一方、ステップ１０２でΔＲが負、即ち、旋回半径Ｒが
減少方向である場合には、ステップ１０６でその変化幅
が設定値Ａ５より大きいか否かが判断され、この設定値
Ａ５が旋回半径Ｒが減少する場合のローパスフィルタの
値となる。尚、前記設定値Ａ５は設定値Ａ４よりも大の
値である。

そして、ステップ１０６で１ΔＲ１がＡ５より大きい場
合は、ステップ１０７へ進んでフィルタリングされ、旋
回半径ＲｘがＲ８−Ａ３の演算式により求められる。

また、ステップ１０６で１ΔＲ１がＡ５より小さい場合
は、ステップ１０８へ進み、演算による旋回半径Ｒがそ
のまま旋回半径Ｒｘとしてセットされる。

ステップ１０９では、今回の制御周期で求められた旋回
半径Ｒｘの値がΔＲの演算用のＲ６として記憶される。

ステップ１１０では、ローパスフィルタにかけられた旋
回半径Ｒｘと、車速Ｖｔ’とによって横加速度Ｙｇが演
算により求められる。

尚、演算式は、以下の通りである。

ステップ１１１では、比例係数（ゲイン）Ｋが前記横加
速度Ｙｇを用いて下記の演算式により求められる。

ステップ１１２では、前記ステップｂで求められた前後
輪回転速度差ΔＮの補正値ΔＮｘが求められる。

尚、前記補正値ΔＮｘはΔＮｅｏの場合は、タイトコー
ナとみなしてΔＮｘ＝０とし、ΔＮ≧０の場合は、旋回
軌跡分の補正を行なって、ΔＮｘ＝△Ｎ−ｆ　（Ｒｘ、
Ｖｆ）とする。

ステップ１１３では、前記比例係数にと補正値ΔＮｘと
からクラッチ締結力Ｔｈ　（＝Ｋ・ΔＮｘ）が演算によ
り求められる。

ステップ１１４では、所定の比例係数ＫＩ２と前後輪回
転速度差ΔＮとからクラッチ締結力Ｔβ（＝Ｋ・ΔＮ）
が演算により求められる。

ステップ１１５では、クラッチ締結力Ｔｘとして前記両
クラッチ締結力Ｔｈ、Ｔｆｆのうち大きい方の値が選択
される。

つまり、Ｔｈ≧Ｔ２の時　　　　　Ｔｘ＝ＴｈＴｈくＴ
Ｉ２の時　　　　　Ｔｘ＝ＴＪ２として設定される。

このように、クラッチ締結力Ｔｘは、通常、旋回半径Ｒ
の値にフィルタをかけることにより間接的に横加速度Ｙ
ｇによって決定する比例係数にの値にフィルタをかけて
求められたクラッチ締結力Ｔｈとなるが、極端に小さな
値とはならないように、実測値の基づいて求められる所
定のクラッチ締結力ＴＩ２が最低帯られるようにしてい
る。

次に、前記ステップｅでの減速時の制御処理内容■を第
９図のフローチャート図により説明する。

ステップ１２０では、ゲインＫ　ｎｅｇが車速Ｖｆの関
数により求められる。

このゲインＫ　ｎｅｇは、第１Ｏ図及び第１１図に示す
ように、前後輪回転速度差ΔＮが負から正に転じる車速
Ｖ。まではＫｎｅｇ＝Ｏであり、車速Ｖ。

から車速Ｖ、まではＫｎｅｇ＝Ｏ〜に、まで徐々に増大
し、車速Ｖ、を越えたらＫｎｅｇ＝に、の値となる。

ステップ１２１では、前記ステップ２００で得られたゲ
インＫ　ｎｅｇと、前後輪回転速度差絶対値１ΔＮ１と
からクラッチ締結力Ｔ　ｎｅｇが次式での演算により求
められる。

Ｔｎｅｇ　＝Ｋｎｅｇ　＊　ｌΔＮ１次に、前記ステップｆでの高速時の制御処理内容■を第
１２図のフローチャート図により説明する。

ステップ１３０では、車速Ｖｆのみによる関数でクラッ
チ締結力Ｔｖが次式での演算により求められる。

Ｔｖ＝ｆ　（Ｖｆ）この単連関数ｆ　（Ｖｆ）は、第１３図に示すような内
容で、車速感応によるクラッチ締結力の増加は、高速走
行時の安定性が主眼であるので、クラッチ締結力Ｔｖが
ゼロ以上となる始点の車速Ｖ２はおよそ８０　ｋｍ／ｈ
で、最大クラッチ締結力Ｔ　ｖ　ｍａｘに達する車速Ｖ
３はおよそ１２０ｋｍ／ｈ程度とし、低・中速時の旋回
性に影響が及ばない範囲とする。

また、最大クラッチ締結力Ｔｖｍａｘは、高速直進安定
性を満足する値であり、且つ、加速旋回時にステア特性
を弱アンダーステア特性にするのに十分な値とする。

次に、走行時における作用を説明する。

（イ）低・中速での定速・加速時例えば、８０　ｋｍ／ｈ以下の低・中速での定速・加速
時には、車速対応のクラッチ締結力Ｔｖがほぼゼロであ
る為、クラッチ締結力Ｔｘが目標クラッチ締結力Ｔ＊と
じて選択される。

従って、先願の特願昭６２−３６０３６号の明細書に述
べたように、良好な旋回性が実現される。

（ロ）減速時減速時には、高車速でない限り、クラッチ締結力Ｔｎｅ
ｇが目標クラッチ締結力Ｔ＊とじて選択される。

従って、先願の特願昭６２−２５９０３７号の明細書に
述べたように、高い減速走行安定性が得られる。

（ハ）高速走行時例えば、８０　ｋｍ／ｈ以上の高速走行時には、クラッ
チ締結力Ｔｘとクラッチ締結力Ｔｖとの値うち大きい方
の値が目標クラッチ締結力１本として選択される。つま
り、前後輪回転速度差ΔＮが小さい場合でも車速Ｖｆが
高車速の場合には、クラッチ締結力Ｔｖの値が目標クラ
ッチ締結力１本として選択されるつ従って、高速直進走行時においては前後輪回転速度差Δ
Ｎが発生する前から多板摩擦クラッチ１５が車速Ｖｆに
より締結される為、レーンチェンジ時や微小な外乱に対
しての安定性が高い。

また、高速旋回加速時には、車速対応のクラッチ締結で
回頭性の低い弱アンダーステア特性が得られる為、高速
旋回時にドライバーは安心してハンドル操作を行なうこ
とが出来る。

以上説明してきたように、実施例の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置りにあっては、前後゛軸回転速度差ΔＮに
基づいて得られるクラッチ締結力ＴｘまたはＴ　ｎｅｇ
と、車速Ｖｆのみに基づいて得られるクラッチ締結力Ｔ
ｖとのうちいずれか最大値を選択して目標クラッチ締結
力Ｔ＊を得るようにした為、低・中速走行での加・減速
の安定性と、高速直進走行での安定性と、高速旋回加速
での最適なステア特性とを全て満足出来るという効果が
得られる。

尚、実際の走行では、前記（イ）〜（ハ）のように走行
状況が明確に異なることは少なく、各要素が複合的にな
っているが、各要素によるクラッチ締結力のうち影響度
のいちばん大きな最大値を選択することで安定サイドに
制御されることになる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、油圧制御アクチュエータとして電
磁比例式リリーフバルブを用いた例を示したが、他の手
段、例えばデユーティ制御信号を用いる場合にはソレノ
イド開閉弁構造のもの等としてもよい。

また、実施例では、クラッチ手段として油圧締結による
多板摩擦クラッチを示したが、電磁クラッチや粘性クラ
ッチ等を用いてもよい。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、クラッチ制御手段は、前後輪
回転速度差に基づいてクラッチ締結力を演算する第１の
演算手段と、車速のみに基づいてクラッチ締結力を演算
する第２の演算手段と、第１の演算手段と第２の演算手
段との最大値を選択して目標クラッチ締結力とする最大
値選択手段とを持つ手段である為、低・中速走行での加
・減速の安定性と、高速直進走行での安定性と、高速旋
回加速での最適なステア特性とを全て満足出来るという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の四輪駆動車の駆動力配分制御用装置を
示すクレーム概念図、第２図は実施例の駆動系クラッチ
制御装置が適用される四輪駆動車を示す図、第３図は実
施例装置のトランスファ装置を示す断面図、第４図は実
施例装置のコントロールユニットを示すブロック線図、
第５図はクラッチ油圧とクラッチ締結力の関係特性図、
第６図は指令電流値とクラッチ圧の関係特性図、第７図
は実施例装置のコントロールユニットでの駆動力配分制
御作動の流れを示すフローチャート図、第８図は定速・
加速時の制御処理作動の流れを示すフローチャート図、
第９図は減速時の制御処理作動の流れを示すフローチャ
ート図、第１０図は車速に対するゲイン特性図、第１１
図は車速に対する前後輪回転速度差特性図、第１２図は
高速時の制御処理作動の流れを示すフローチャート図、
第１３図は車速に対するクラッチ締結力特性図である。ｌ−・駆動系クラッチ手段２−・・検出手段２０１・−前後輪回転速度差検出手段２０２・・・車速検出手段３・−・クラッチ制御手段３０１・・・第１の演算手段３０２−・・第２の演算手段３０３−・−最大値選択手段

Claims

【特許請求の範囲】１）エンジン駆動力を前後輪に分配伝達するエンジン駆
動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ締結力によ
り伝達トルクの変更ができる駆動系クラッチ手段と、所
定の検出手段からの検出信号に基づいてクラッチ締結力
を増減制御する制御信号を出力するクラッチ制御手段と
、を備えた四輪駆動車の駆動力配分制御装置において、前記検出手段として、前後輪回転速度差検出手段と車速
検出手段とを含み、前記クラッチ制御手段は、前後輪回転速度差に基づいて
クラッチ締結力を演算する第１の演算手段と、車速のみ
に基づいてクラッチ締結力を演算する第２の演算手段と
、第１の演算手段と第２の演算手段との最大値を選択し
て目標クラッチ締結力とする最大値選択手段とを持つ手
段である事を特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制御装
置。２）前記第２の演算手段は、車速が設定値より小さい場
合にクラッチ締結力をゼロ近辺の最低値とする手段であ
る特許請求の範囲第１項記載の四輪駆動車の駆動力配分
制御装置。