JPH0362571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通常前、後輪の一方による２輪駆動
で、必要に応じて４輪駆動の走行を行うパートタ
イム式４輪駆動車において、２輪駆動走行時の駆
動輪のスリツプ発生の際に、４輪駆動に自動的に
切換える切換制御装置に関し、特にスリツプ発生
の判定およびそれに伴う切換えを車速と負荷の状
態に応じて補正するものに関する。

〔従来の技術と課題〕

一般に４輪駆動は大きい駆動力を得たい場合、
オフロード、凍結、積雪等の低摩擦路面の走行の
場合において、特に顕著な性能を発揮することが
できる。そこでパートタイム式４輪駆動車の２、
４輪駆動の自動切換えにおいて、上述の前者の大
きい駆動力を得たい場合として、低速段の第１速
又は後退速の変速位置で４輪駆動に切換えるもの
が、従来例えば実公昭48−8821号公報により提案
されている。

ところで、このような大きい駆動力を得たい場
合の４輪駆動への切換えは、運転者の判断で適切
に行うことができ、切換えが遅れても２輪駆動の
性能は維持されているので、あまり問題にはなら
ず、強いて自動化する必要性は小さいと言える。

これに対し、低摩擦路面におけるタイヤのスリ
ツプ発生の有無はそのスリツプ発生によるハンド
ル操作の異常等から運転者がはじめて知るもの
で、このとき４輪駆動に切換えたのでは既に遅
く、４輪駆動車としての性能を発揮し得ないまま
で車両操作不能に至ることがある。従つて、かか
るスリツプの発生に対する４輪駆動への切換え
は、スリツプ発生の初期においてそのことを的確
に判断して切換える必要があり、このことから運
転者の判断を待つまでもなく自動的に切換えるこ
とが非常に重要になる。

ここで、車輪のスリツプは２輪駆動での前、後
輪の回転速度差又は駆動輪の回転角速度により検
出することが可能であり、このことから本件出願
人による例えば特願昭56−155857号の出願によ
り、スリツプ検出に駆動輪の回転角速度を用いて
４輪駆動に自動的に切換える発明が提案されてい
る。そしてかかる回転角速度は急発進、急加速の
場合に生じ、このとき誤つてスリツプが発生した
ものと判定されるのを防ぐため、判定の基準とな
る基準値を予め設定しておいて、この基準値との
比較により実質的なスリツプ発生の有無を判断す
るようになつており、この基準値は最大の駆動力
で急発進したような場合の回転角速度より大きい
値が一義的に定めてあるにすぎない。

ところで実際の走行においては、第５図のよう
に各変速段を通じて車速に対する全負荷の最大駆
動力曲線はａのようになり、負荷が小さくなるに
従つて駆動力曲線はｂ，ｃ，ｄのようになる。こ
こで、駆動力が大きい場合は駆動輪回転時の角加
速度の検出値が大きいことから、スリツプ発生の
有無の判定基準値も大きくしないと誤つて判断さ
れる恐れがあり、逆に駆動力が小さい場合は角速
度の検出値が小さいため、判定基準値も小さくし
ないと的確に判断されなかつたり、判断が遅い等
の不具合を生じるのであり、このことから駆動力
に対応して判定基準値を補正する必要がある。そ
してこの場合の駆動力は第５図のように車速の上
昇に応じて小さくなり、更に負荷が小さくなるの
に応じて同様に小さくなり、車速と負荷の一方で
は正確に定めることができず、結局その両者で２
次元的に定め得ることから、上記スリツプ発生の
有無の判定基準値もこれらの車速の負荷との関係
で補正しなければならない。

本発明はこのような事情に鑑み、車速と負荷に
よる駆動力曲線の関係に着目し、スリツプ発生の
有無の判定基準値をそれと同時に車速の上昇に応
じて小さくし、更に負荷が小さくなるのに応じて
小さくするように設定し、車速と負荷が変化する
際の各駆動力において、常に一定の精度でスリツ
プ発生の初期に的確に判断を行い得るようにした
４輪駆動車の切換制御装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、前、後輪
の一方へは直接動力伝達し、必要に応じトランス
フアクラツチの係合により上記前、後輪の他方へ
も動力伝達する４輪駆動車において、駆動輪の回
転変動により回転角加速度を算出し、上記回転角
加速度と、車速の上昇に応じて小さくなり、負荷
が小さくなるのに応じて小さくなるように設定さ
れた基準値とを比較し、上記回転角加速度が基準
値より大きいときに２輪駆動時スリツプが発生し
たものと判定し、自動的に４輪駆動に切換えるよ
うに構成されている。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明する。

まず第１図において本発明が適用される４輪駆
動車の一例の伝動系について説明すると、符号１
はエンジンからのクランク軸であり、このクラン
ク軸１がトルクコンバータ２を介してタービン軸
３に連結され、タービン軸３により自動変速機４
に伝動構成される。自動変速機４はプラネタリギ
ヤ５、タービン軸３の動力をギヤ５の入力要素に
選択的に入力するクラツチ６，７、及びギヤ５の
各要素を選択的にロツクするワンウエイクラツチ
８、ブレーキ９及びブレーキバンド１０を備えて
おり、この自動変速機４からの変速された動力が
出力軸１１により前方に取出され、リダクシヨン
ドライブ及びドリブンギヤ１２，１３により軸１
６に伝えられる。

また、トルクコンバータ２と自動変速機４との
間の下部には前輪終減速装置１４が配置され、こ
の装置１４のクラウンギヤ１５に上記ギヤ１３と
一体の軸１６の一端に形成されたドライブピニオ
ン１７が噛合うことにより、前輪による２輪駆動
走行を行うようになつている。

軸１６の他方はトランスフアドライブ軸１８に
より後方へ延設され、自動変速機４の後部に装着
されるトランスフア装置１９のトランスフアドラ
イブ及びドリブンギヤ２０，２１に連結する。そ
してこのギヤ２１は２、４輪駆動切換用の油圧ク
ラツチから成るトランスフアクラツチ２２を介し
てリヤドライブ軸２３に連結され、リヤドライブ
軸２３から更にプロペラ軸２４を介して終輪終減
速装置２５に伝動構成される。こうして、クラツ
チ２２が排油により解放されると後輪側への動力
伝達が遮断され、給油により係合することで更に
後輪側への伝達されて４輪駆動走行の状態にな
る。

次いで、クラツチ２２の油圧制御系について説
明すると、自動変速機４の油圧源であるオイルポ
ンプ２６から切換バルブ２７を有する油路２８に
よりクラツチ２２に連通してある。切換バルブ２
７はオイルポンプ２６側の入口ポート２９、クラ
ツチ２２側の出口ポート３０、及びドレンポート
３１を有し、ソレノイド３２の通電の有無とリタ
ーンスプリング３３の作用によりスプール３４を
移動するように構成されている。そこで、ソレノ
イド３２が非通電の場合は図のように入口ポート
２９が閉じ、出口ポート３０がドレンポート３１
に連通することでクラツチ２２が排油により解放
作用し、ソレノイド３２が通電するとスプール３
４が左側に移動してドレンポート３１が閉じ、
出、入口ポート３０，２９の連通によりクラツチ
２２に給油されて係合するのであり、これにより
上述の２、４輪駆動の切換えが行われる。

第２図において電気制御系について説明する
と、自動変速機４の図示しないセレクトレバーの
個所に手動による切換スイツチ３６が設けてあ
り、このスイツチ３６が上述の切換バルブ２７の
ソレノイド３２、バツテリ３７に直列に接続して
ある。また、上記２、４輪駆動切換用のスイツチ
３６の操作に関係なくスリツプ発生の際に自動的
に切換えるため、そのスイツチ３６に対し自動切
換用のスイツチ３８が並列に接続される。

次いで、スリツプ発生の有無の判断を行う制御
系の概略を第２図において説明すると、まず第１
図の伝動系において２輪駆動時の駆動輪は前輪で
あることから、トランスフアクラツチ２２より前
輪側の例えばトランスフアドリブンギヤ２１を利
用してそこに前輪回転センサ４０が設置される。
そしてこの回転センサ４０からのパルスにより角
加速度検出回路４１で前輪の回転角加速度が算出
され、この値が比較器４２に入力される。また、
カウンタ等の車速検出回路４３で車速が求まり、
これに対し負荷を検出するための例えばスロツト
ル弁開度センサ４４の検出値がＡ／Ｄ変換器４５
でデイジタル値に変換され、これと上記車速とで
前輪回転角加速度の基準値設定回路４６の基準値
が補正されて上記比較器４２に入力し、実質的な
スリツプ発生の有無が判断される。こうして、車
速及び負荷により各駆動力に対応して設定された
基準値に対し、回転センサ４０からの信号をもと
に算出された回転角加速度の方が大きい場合は、
スリツプが発生したものと判定され、比較器４２
から出力信号が出てスイツチ３８をオンする。な
お、符号４７はクロツクパルス発生回路であり、
これによるクロツク周波数で一定時間（ｔ秒）を
設定して車速、角加速度の算出、クロツク毎の
Ａ／Ｄ変換、比較が行われる。

第３図において、上述の処理を実際のマイコン
で行う場合について説明すると、前輪回転センサ
４０からのパルスがカウンタ４８で一定時間（ｔ
秒間）計数されて車速V₁が算出され、この値が
RAM４９のレジスタ５０に書込まれるが、
RAM４９の他のレジスタ５１には前回の車速V₀
が書込まれている。また、スロツトル弁開度セン
サ４４により検出されＡ／Ｄ変換器４５でデイジ
タル値に変換された負荷Ｒの値がRAM４９にレ
ジスタ５２に書込まれる。

一方、第５図の車速と負荷による駆動力曲線の
関係と同じように車速と負荷により設定された基
準値の２次元テーブルマツプがROM５３に予め
記憶してあり、上述の車速V₀と負荷Ｒにより定
まるテーブルマツプ上の基準値αが読出され、且
つレジスタ５４に書込まれる。その後、CPU（中
央演算器５５で車速V₁とV₀の減算により一定時
間（ｔ秒間）の車速の変化である前輪回転角加速
度が算出され、これと基準値αとの比較がなされ
て角加速度の方が基準値より大きい場合はスリツ
プが生じたものと判定され、小さい場合は車速
V₁が次回の判定のためにレジスタ５１に書込ま
れる。以下このような作用が繰り返されるのであ
り、この場合のフローチヤートは第４図のように
なる。プログラムはROM５３に記憶されてお
り、CPUは逐次そのプログラムを実行する。

本発明はこのように構成されているから、スイ
ツチ３６がオフされて切換バルブ２７のソレノイ
ド３２が非通電の状態にあり、トランスフアクラ
ツチ２２は排油により解放して前輪のみによる２
輪駆動が行われているとき、その前輪側の回転セ
ンサ４０からのパルスで前輪の回転角加速度が算
出される。一方、スリツプ発生の有無の判定基準
値が車速と負荷により各駆動力に応じ補正して定
められ、これと上記回転センサ４０のパルスをも
とに算出された前輪の回転角加速度とが比較され
る。従つて、それぞれの車速においても負荷によ
り駆動力が異なるのに対応し、駆動力と共にスリ
ツプ発生の度合いが大きい場合、逆に駆動力に共
にスリツプ発生の度合いが小さい場合のいずれに
おいても、同じ条件でスリツプ発生の有無が判断
される。

そして、スリツプが発生したものと判定される
と、第２図のスリツプ３８がオンしてソレノイド
３２に通電することで、自動的に４輪駆動に切換
わり、低摩擦路面での車輪のスリツプが回避され
るのである。

なお、スリツプの検出は上記実施例の回転加速
度以外に前、後輪の回転速度差でも行うことがで
き、その場合も車速と負荷により補正を行い得る
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明による
と、車速と負荷の両者により駆動力が定まり、各
駆動力によりスリツプ発生の度合いが異なること
に対応して、スリツプ発生の有無の判定基準値が
それぞれ補正して可変にされ、各駆動力で常に一
定の精度で判断するので、誤つた判断、判断の遅
延等の不具合が防止され、スリツプ発生の際に初
期段階で的確に判断して４輪駆動に自動切換えす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される４輪駆動車の伝動
系及び油圧回路の一例を示すスケルトン図、第２
図は本発明による装置の一実施例を示すブロツク
回路図、第３図はマイコン処理する場合のブロツ
ク図、第４図はフローチヤート、第５図は駆動力
性能曲線を示す図である。 ４……自動変速機、１４……前輪終減速装置、
２２……トランスフアクラツチ、２５……終輪終
減速装置、２７……２、４輪駆動切換バルブ、３
２……ソレノイド、３８……自動切換用スイツ
チ、４０……回転センサ、４１……角加速度検出
回路、４２……比較器、４３……車速検出回路、
４４……スロツトル弁開度センサ、４６……基準
値設定回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前、後輪の一方へは直接動力伝達し、必要に
   応じトランスフアクラツチの係合により上記前、
   後輪の他方へも動力伝達する４輪駆動車におい
   て、駆動輪の回転変動により回転角加速度を算出
   し、上記回転角加速度と、車速の上昇に応じて小
   さくなり、負荷が小さくなるのに応じて小さくな
   るように設定された基準値とを比較し、上記回転
   角加速度が基準値より大きいときに２輪駆動時ス
   リツプが発生したものと判定し、自動的に４輪駆
   動に切換えるように構成したことを特徴とする４
   輪駆動車の切換制御装置。