JPH0424253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前後輪への駆動力配分を所定の制御
条件により制御させるようにした４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４輪駆動車の駆動力配分制御装置として
は、例えば特開昭56−26636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、変速機において前後輪の一方
へ直接動力伝達し、油圧クラツチ式のトランスフ
アクラツチを介して上記前後輪の他方へも動力伝
達すべく伝動構成し、上記クラツチを通常はスプ
リングにより滑り可能な半クラツチの係合状態に
し、上記前後輪の間でスリツプを生じた場合はピ
ストンの押圧により完全に一体化した係合状態に
するように２段に制御することを特徴とするもの
であつた。

従つて、従来装置では、前後輪の間でスリツプ
が所定値以下の時は、トランスフアクラツチが半
クラツチ係合状態で、トランスフアクラツチを介
してわずかに駆動力伝達される駆動力配分状態
（２輪駆動に近い状態）であり、また、前後輪の
間でスリツプが所定値以上になると、トランスフ
アクラツチが完全係合をし、完全４輪駆動走行状
態になつていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の駆動力配分制
御装置にあつては、第８図に示すように、所定の
スリツプ率ΔS₁を境に２輪駆動状態から４輪駆動
状態へとON−OFF的に駆動力配分が切換わるも
のであつたため、旋回時にはステア特性が急変す
るし、必ずしも走行状態に応じた最良の駆動力配
分となつているわけではなく、駆動ロスを生じる
場合があるという問題点があつた。

（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図のクレーム概念図
により説明すると、前後輪１，２の一方のエンジ
ン直結駆動輪に対し他方のクラツチ締結駆動輪へ
の駆動力伝達系の途中に設けられ、アクチユエー
タ３の制御作動で伝達トルクの変更が可能な可変
トルククラツチ４と、前後輪の駆動力伝達系に設
けられた回転センサ５，６からの回転信号に基づ
いて前後輪回転数差を演算する前後輪回転数差演
算手段７と、前後輪回転数差に対する伝達トルク
の変化勾配である制御係数を前後輪回転数差の影
響要素に応じて設定する制御係数設定手段８と、
前後輪回転数差が大きくなるに従つてクラツチ締
結駆動輪への伝達トルクを増加させると共に制御
係数が大きいほど伝達トルク増加比率を大きくす
る制御信号を前記アクチユエータ３に出力する駆
動力配分制御手段９とを備えていることを特徴と
する。

尚、前後輪回転数差の影響要素とは、路面摩擦
係数や運転者のアクセル操作個性等をいい、制御
係数設定手段８としては路面摩擦係数検出手段を
用いて自動的にい設定される手段としても良い
し、手動ダイヤルスイツチ等の運転者が適宜設定
できる手段でも良い。

（作用） 従つて、本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御
装置では、上述のような手段としたことで、走行
時には、駆動力配分制御手段９において、前後輪
回転数差が大きくなるに従つてクラツチ締結駆動
輪への伝達トルクを増加させると共に制御係数が
大きいほど伝達トルク増加比率を大きくする制御
信号がアクチユエータ３に出力され、可変トルク
クラツチ４が作動する。

上記駆動力配分制御は、前後輪１，２の一方の
エンジン直結駆動輪に対し他方のクラツチ締結駆
動輪への駆動力伝達系の途中に設けられ、アクチ
ユエータ３の制御作動で伝達トルクの変更が可能
な可変トルククラツチ４により駆動力配分制御が
行なわれる為、可変トルククラツチ４により徐々
に前後輪駆動力配分比が変更され、旋回時にステ
ア特性が急変することもまた駆動ロスを生じるこ
ともない。

また、前後輪回転差の発生と設定された制御係
数とに応じて前後輪駆動力配分比を制御するもの
である為、下記の作用を示す。

低い制御係数に設定されている場合には、前後
輪回転差の増大に対しクラツチ締結駆動輪への伝
達トルク増大速度が遅く、低応答でしかも小さな
伝達トルクで前後輪駆動力配分比が等配分方向に
制御されることで、例えば、前後輪回転差を発生
する高摩擦係数路での小半径旋回時で前後輪が直
結されている場合に発生するタイトコーナブレー
キング現象を抑えることができるというように、
２輪駆動車的な特徴を残しながらエンジン直結駆
動輪のすべりやロツクが防止される。

高い制御係数に設定されている場合には、前後
輪回転差の増大に対しクラツチ締結駆動輪への伝
達トルク増大速度が速く、高応答でしかも大きな
伝達トルクで前後輪駆動力配分比が等配分方向に
制御されることで、例えば、急加速時や発進時に
おけるホイールスピン防止や、急制御時における
前後輪一方の片輪ロツク防止や、低摩擦係数路走
行でのスリツプ防止等を達成することができると
いうように、完全４輪駆動車的な特徴が優先さ
れ、エンジン直結駆動輪のすべりやロツクを速や
かに抑制することで走行安定性が図られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面より詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、後輪駆動を
ベースにした４輪駆動車の駆動力配分制御装置を
例にとる。

まず、第２図〜第５図に示す実施例についてそ
の構成を説明する。

１０は駆動力配分装置であつて、第２図に示す
ように、駆動入力軸１１、トランスミツシヨン１
２、入力軸１３、後輪側駆動軸１４、多板摩擦ク
ラツチ１５、オイルポンプ１６、油圧吐出管１
７、オイル吸入管１８、リザーブタンク１９、ギ
ヤトレーン２０、前輪側駆動軸２１を備えてい
る。

上記駆動入力軸１１は、エンジン及びクラツチ
を経過した駆動力が入力される軸である。

上記トランスミツシヨン１２は、前記駆動入力
軸１１からの回転駆動力をシフト操作により選択
した変速段位置に応じて変速させるもので、実施
例では平行な二本のシヤフトに異なるギヤ比の歯
車組を設けたタイプのものを用いている。

上記入力軸１３は、トランスフアとしての多板
摩擦クラツチ１５へ前記トランスミツシヨン１２
からの回転駆動力を入力させる軸である。

上記後輪側駆動軸１４は、前記入力軸１３と同
芯上に直結させたもので、入力軸１３からの回転
駆動力がそのまま伝達される。

上記多板摩擦クラツチ１５は、クラツチ締結圧
により前輪側への伝達駆動力の変更が可能なクラ
ツチで、前記入力軸１３及び後輪側駆動軸１４に
固定させたクラツチドラム１５ａと、該クラツチ
ドラム１５ａに回転方向係合させたフリクシヨン
プレート１５ｂと、前記入力軸１３の外周部に回
転可能に支持させたクラツチハブ１５ｃと、該ク
ラツチハブ１５ｃに回転方向係合させたフリクシ
ヨンデイスク１５ｄと、交互に配置されるフリク
シヨンプレート１５ｂとフリクシヨンデイスク１
５ｄとの一端側に設けられるクラツチピストン１
５ｅと、該クラツチピストン１５ｅと前記クラツ
チドラム１５ａとの間に形成されるシリンダ室１
５ｆと、を備えている。

上記オイルポンプ１６は、リザーブタンク１９
内のオイルをオイル吸入管１８から吸入し、加圧
させて圧油吐出管１７に供給するポンプで、この
圧油吐出管１７は前記シリンダ室１５ｆに連通さ
れ、オイルポンプ１６からの加圧油供給時は、ク
ラツチ締結圧をクラツチピストン１５ｅに付与し
て、フリクシヨンプレート１５ｂとフリクシヨン
デイスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１３からの
駆動力を前輪側へ伝達させる。

上記ギヤトレーン２０は、前記クラツチハブ１
５ｃに設けられた第１ギヤ２０ａと、中間シヤフ
ト２０ｂに設けられた第２ギヤ２０ｃと、前輪側
駆動軸２１に設けられた第３ギヤ２０ｄと、によ
つて構成され、多板摩擦クラツチ１５の締結によ
る前輪側への駆動力を伝達させる手段である。

上記前輪側駆動軸２１は、車両の前輪に回転駆
動力を伝達させる軸である。

尚、第３図はトランスフアの具体例を示したも
ので、トランスフアケース２２の中の前記多板摩
擦クラツチ１５やギヤ類やシヤフト類が納められ
ている。

第３図中１５ｇはデイシユプレート、２３はリ
ターンスプリング、２４は制御圧油入力ポート、
２５は制御圧油路、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ピニオン、
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。

４０は駆動力配分制御装置であつて、前輪側回
転センサ４１、後輪側回転センサ４２、イグニツ
シヨンスイツチ４３、比例定数設定手段４４、コ
ントロールユニツト４５、バルブソレノイド４
６、電磁比例制御リリーフバルブ４７、分岐ドレ
ーン管４８を備えている。

前輪側回転センサ４１及び後輪側回転センサ４
２は、それぞれ前輪側駆動軸２１及び後輪側駆動
軸１４の途中に設けられたもので、軸に固定され
た回転板と回転板の孔位置に配置された光電管及
び光電素子と、による回転センサ等を用い、この
両回転センサ４１，４２からは軸回転に応じたパ
ルス信号による回転信号nf，nrが出力される。

上記イグニツシヨンスイツチ４３は、キーシリ
ンダにキーを差し込み、エンジン始動位置まで回
動させることで閉じ、ON信号ｉを出力する。

上記制御係数設定手段４４は、前後輪の回転数
差ΔNが運転者の操作状態や路面摩擦係数等に影
響されることから、これらの影響要素に対応させ
ることができるように設けられたものである。

尚、前輪側への伝達トルクΔTは、第５図に示
すように、回転数差ΔNの関数として次式のよう
にあらわされ、制御係数Ｋを変更させることで、
伝達トルクΔTと回転数差ΔNとの関係も変える
ことができる。

ΔT＝ｋ・func（ΔN）ｋ；制御係数 具体的な制御係数設定手段４４としては、手動
ダイヤルスイツチ等を用いて運転者が適宜に設定
できるものであつてもよいし、特開昭59−160629
号等で公知の路面摩擦係数検出手段を用いて上記
回転数差ΔNが発生し易い低摩擦係数の路面では
自動的に制御定数ｋを値を大きくするように変更
する手段であつてもよい。

上記コントロールユニツト４５は、前記回転セ
ンサ４１，４２からの回転信号nf，nrとイグニツ
シヨンスイツチ４３からのON信号ｉと制御係数
設定手段４４からの制御係数信号ｋを入力し、前
後輪の駆動軸２１，１４の回転数差△Ｎ（Nr−
Nf）を演算し、回転数差ΔNが大きくなるに従つ
て駆動力配分を４輪駆動状態に近づける制御信号
ｃを前記バルブソレノイド４６に出力するもの
で、第４図に示すように、カウント回路４５１，
４５２、クロツク回路４５３、RAM４５４、
ROM４５５、CPU４５６、制御信号発生回路４
５７を備えている。

カウント回路４５１，４５２は、それぞれの回
転センサ４１，４２から入力される回転信号nf，
nrをデジタル信号に変換し、CPU４５６での演
算処理が行なえる信号とする回路である。

上記クロツク回路４５３は、時間指示を行な
い、CPU４５６での演算処理を所定時間毎に行
なわせるための回路である。

上記RAM４５４（ランダム・アクセス・メモ
リ）は、書込み読出しのできるメモリで、この
RAM４５４には、CPU４５６で演算処理が行な
われている間に入力される回転信号nf，nrのカウ
ント数を一時的に記憶させておく回路である。

上記ROM４５５（リード・オンリー・メモ
リ）は読出し専用のメモリで、このROM４５５
には、第５の実線に示すように、回転数差ΔNと
前輪側への伝達トルクΔTとの基本関係が表（テ
ーブル）の形で予め記憶されていて、CPU４５
６で回転数差ΔNが演算された後、テーブルルツ
クアツプが行われる。

上記CPU４５６（セントラル・プロセシン
グ・ユニツト）は、演算処理を行なう中央処理装
置で、このCPU４５６では、前後輪の回転数差
ΔNの演算や、RAM４５４及びROM４５５から
の読出し等を行ない、その結果信号を制御信号発
生回路４５７に出力する。

上記制御信号発生回路４５７は、アクチユエー
タであるバルブソレノイド４６に対し、CPU４
５６からの結果信号に応じた制御信号ｃを出力す
る回路である。

上記バルブソレノイド４６は、圧油吐出管１７
からリザーブタンク１９へ分岐連通させた分岐ド
レーン管４８の途中に設けた電磁比例制御リリー
フバルブ４７を駆動させるアクチユエータで、制
御信号ｃの出力がない場合は、チエツク油路４９
からの油圧で前記リリーフバルブ４７が開き、ク
ラツチ開放状態となるが、制御信号ｃの出力があ
る場合は、前記リリーフバルブ４７が閉じ方向に
移動し、オイルポンプ１６からの吐出圧を制御信
号ｃに応じた油圧となす。

尚クラツチ締結圧Ｐは、次式であらわされる。

Ｐ＝ΔT／（μ・Ａ・2n・Rm） μ；クラツチ板の摩擦係数 Ａ；ピストンへの
圧力作用面積 ｎ；フリクシヨンデイスク枚数、
Rm；フリクシヨンデイスクのトルクの伝達有効
半径 次に、実施例の作用を説明する。

(イ) 前後輪の回転差がない場合 タイヤのすべりがない乾燥路等での直進走行
時においては、前後輪の回転数差がほとんど発
生しなくコントロールユニツト４５に入力され
る回転信号nf，nrにも差が生じない。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７
は、開いたままの状態となり、多板摩擦クラツ
チ１５へは高い油圧の供給がなく、クラツチ開
放状態となる。

従つて、入力軸１３からの駆動力は、多板摩
擦クラツチ１５を介して前輪側へほとんど伝達
されず、ほぼ後輪駆動状態となる。

(ロ) 前輪側の回転差が生じる場合 急加速時や制動時や低摩擦係数路での走行時
等においては、一方の車輪にすべりやロツクを
発生して前後輪に回転数差が生じ、コントロー
ルユニツト４５に入力される回転信号nf，nrに
も差が生じる。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７
は、コントロールユニツト４５からの制御信号
ｃにより、回転差に応じて閉じ、オイルポンプ
１６からの加圧油のドレーン量が調整され、ク
ラツチ締結圧Ｐを高めてクラツチ締結状態とな
す。

従つて、入力軸１３からの駆動力は、多板摩
擦クラツチ１５を介して前輪側へも伝達され、
前後輪の駆動力配分は回転数差が大きければ大
きい程、前輪側への駆動力配分が増大して完全
４輪駆動に近い状態になる。

この駆動力配分制御作用によつて、急加速時や
旋回時においてはホイールスピンを防止すること
ができるし、また急制動時においては片輪ロツク
の防止がきるし、さらに雪路や雨路等の低摩擦係
数路においては車輪スリツプを防止することがで
きる。

尚、駆動力配分制御作用は、第６図に示すよう
に、前後輪の回転数差の発生度合に応じて徐々に
駆動力配分が変化するものであるために、例えば
旋回時にステア特性が急変することもなく、さら
に駆動ロスを生じることもない。

次に、前述の駆動力配分制御作用を、コントロ
ールユニツト４５のCPU４５６での作動の流れ
を示すフローチヤート図（第７図）により説明す
る。

まず、イグニツシヨンスイツチ４３からのON
信号ｉによりプログラムの実行がなされる。

そして、ステツプ200においては、前輪側回転
センサ４１及び後輪回転センサ４２から入力され
た回転信号nf，nrにより、所定時間内におけるそ
れぞれのカウント数Nf，Nrを読み込む。

ステツプ201においては、前記ステツプ200にお
いて読み込んだカウント数Nf，Nrにより、回転
数差ΔNを演算する（請求の範囲の前後輪回転数
差演算手段に相当）。

尚、演算式は、ΔN＝Nr−Nfである。

ステツプ202においては、前記ステツプ201によ
り演算された回転数差ΔNに基づいて、ROM４
５５に予め記憶させている回転数差ΔNと伝達ト
ルクΔTとの関係表（第５図のグラフと同じ関
数）から伝達トルクΔTをテーブルルツクアツプ
する。

例えば、第５図に示すように、回転数差ΔNが
ΔNnであれば、伝達トルクΔTはΔTnとなる。

ステツプ203においては、制御係数設定手段４
４からの制御係数信号ｋを入力し、前記ステツプ
202での伝達トルクΔTを補正演算する。

ステツプ204においては、前記ステツプ203にお
いて補正された伝達トルクΔT′に応じた結果信号
を制御信号発生回路４５７に出力させる。尚、ス
テツプ202〜ステツプ204は、請求の範囲の駆動力
配分制御手段に相当する。

尚、上述の処理はクロツク回路４５３で、設定
した所定時間毎に繰り返しなされる。

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、本発明の要旨の逸脱しない範囲におけ
る設計変更等であつても本発明に含まれる。

例えば、実施例では後輪駆動車をベースにした
４輪駆動車を示したが、前輪駆動車をベースにし
たものであつてもよい。尚、その場合、回転数差
ΔNはNf−Nrとして演算すればよい。

また、実施例では、伝達トルクΔTと回転数差
ΔNの関係を、粘性クラツチの特性が得られるよ
うに設定したものであるが、特にこの関係に限る
必要はなく、例えば比例的な関係や、回転数差
ΔNの増加に対する伝達トルクの増加割合を回転
数差ΔNが大になるほど大きくする関係にする事
もできる。

また、クラツチ締結圧の制御手段も、実施例の
電磁比例式リリーフバルブに限らず、他の手段を
用いてもよい。

また、回転センサの取付位置、前輪側及び後輪
側の駆動伝達系に設けたものであれば、実施例の
取付位置に限定されない。

また、可変トルククラツチとしては、電磁クラ
ツ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４輪駆動車
の駆動力配分制御装置にあつては、前後輪の一方
のエンジン直結駆動輪に対し他方のクラツチ締結
駆動輪への駆動力伝達系の途中に設けられ、アク
チユエータの制御作動で伝達トルクの変更が可能
な可変トルククラツチにより駆動力配分制御を行
なう装置とした為、可変トルククラツチにより
徐々に前後輪駆動力配分比が変更され、旋回時に
ステア特性が急変することもまた駆動ロスを生じ
ることもないという効果が得られる。

また、前後輪回転数差が大きくなるに従つてク
ラツチ締結駆動輪への伝達トルクを増加させると
共に制御係数が大きいほど伝達トルク増加比率を
大きくする制御信号を可変トルククラツチのアク
チユエータに出力する駆動力配分制御手段を設け
た為、低い制御係数に設定されている場合には、
２輪駆動車的な特徴を残しながらエンジン直結駆
動輪のすべりやロツクを防止でき、また、高い制
御係数に設定されている場合には、完全４輪駆動
車的な特徴が優先され、エンジン直結駆動輪のす
べりやロツクを速やかに抑制することで走行安定
性を図ることができるというように、制御係数の
設定により走行路や運転車の好み等に応じて最適
な駆動力配分制御を達成でき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４輪駆動車の駆動力配分制御
装置を示すクレーム概念図、第２図は実施例の駆
動力配分制御装置を示す示す全体図、第３図は実
施例装置のトランスフアを示す断面図、第４図は
実施例装置のコントロールユニツトを示すブロツ
ク線図、第５図は実施例装置のコントロールユニ
ツトにおいて予め記憶させている回転数差と伝達
トルクとの関係を示すグラフ、第６図は実施例装
置における回転数差と駆動力配分比との関係を示
すグラフ、第７図は実施例装置のコントロールユ
ニツトにおける作動の流れを示すフローチヤート
図、第８図は従来装置におけるスリツプ率（回転
数差）と駆動力配分比との関係を示すグラフであ
る。 １……前輪、２……後輪、３……アクチユエー
タ、４……可変トルククラツチ、５，６……回転
センサ、７……前後輪回転数差演算手段、８……
制御係数設定手段、９……駆動力配分制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前後輪の一方のエンジン直結駆動輪に対し他
   方のクラツチ締結駆動輪への駆動力伝達系の途中
   に設けられ、アクチユエータの制御作動で伝達ト
   ルクの変更が可能な可変トルククラツチと、 前後輪の駆動力伝達系に設けられた回転センサ
   からの回転信号に基づいて前後輪回転数差を演算
   する前後輪回転数差演算手段と、 前後輪回転数差に対する伝達トルクの変化勾配
   である制御係数を前後輪回転数差の影響要素に応
   じて設定する制御係数設定手段と、 前後輪回転数差が大きくなるに従つてクラツチ
   締結駆動輪への伝達トルクを増加させると共に制
   御係数が大きいほど伝達トルク増加比率を大きく
   する制御信号を前記アクチユエータに出力する駆
   動力配分制御手段と、 を備えていることを特徴とする４輪駆動車の駆動
   力配分制御装置。