JPH04287723A - 車両の２輪−４輪切換制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラッチを断・接制御
することにより２輪駆動（２ＷＤ）と４輪駆動（４ＷＤ
）との切り換えを行う車両の２輪−４輪切換制御装置に
関し、特に、４輪駆動に切り換わった後に２輪駆動への
切り換えを時間で制御するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両において、例えば変速機の後
段にクラッチ機構を設け、前後輪の回転速度差や車速等
の車両走行条件に応じて前記クラッチを遮断又は接続操
作することにより、２輪駆動と４輪駆動との切り換えを
可能とするものがある（実願平１−１４６４６２号等参
照）。

【０００３】ところで、従来のこのような車両では、通
常は２輪駆動で走行し、４輪駆動走行条件になった時に
クラッチを接続して４輪駆動に切り換える。そして、４
輪駆動に切り換わった後設定時間経過後にクラッチを遮
断して２輪駆動に戻すようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は４輪駆動に切り換わった後２輪駆動に戻すまでの設定
時間を、予め設定した固定値としていた。このため、前
記設定時間が適切に設定されていないと以下のような問
題を生じる。即ち、設定時間があまり短過ぎる場合には
、路面の摩擦係数μの値が小さくスリップし易い路面状
況でもすぐに２輪駆動に戻ってしまい２輪駆動と４輪駆
動の切り換えが頻繁になってしまう。また、逆に設定時
間があまり長過ぎる場合には、路面状況が４輪走行状態
から摩擦係数μが大きくスリップが発生し難い２輪駆動
走行状態に変わってもそのまま時間が経過するまでは４
輪駆動状態が継続されてしまう。従って、前記設定時間
の設定が難しいという問題がある。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みなされたもので
、４輪駆動から２輪駆動に切り換えるまでの設定時間を
路面状況に応じて可変設定することにより、４輪から２
輪への切り換え時期を適切なものとする車両の２輪−４
輪切換制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、走行条件に応じてクラッチを断・接制御
して２輪駆動と４輪駆動との切り換えを行うと共に２輪
駆動から４輪駆動に切り換わった時点から設定時間経過
後に２輪駆動に切り換えるクラッチ制御手段を備えた車
両の２輪−４輪切換制御装置において、車両の駆動輪の
軸トルクを検出する軸トルク検出手段と、車両搭載エン
ジンのトルクを検出するエンジントルク検出手段と、エ
ンジントルクの非減少時に前記軸トルクが減少した時に
、該減少直前の軸トルクの検出値と車両の諸元に基づい
て走行路面の摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、
２輪駆動から４輪駆動に切り換わった時に切り換わり直
前に前記摩擦係数演算手段で演算された摩擦係数値に応
じて前記設定時間を摩擦係数値が小さい程長く設定する
時間設定手段とを備えて構成した。

【０００７】

【作用】かかる構成において、エンジントルクが増加又
は一定の時に駆動輪がスリップしていない時は軸トルク
の減少はないが、駆動輪がスリップすると軸トルクは減
少する。このことから、エンジントルクの非減少時に軸
トルクの減少を検出した時には駆動輪がスリップしたこ
とを検出でき、その直前で最大となる軸トルクの値は駆
動輪と路面との間に生じる最大摩擦力に駆動輪の輪径を
乗算した値に等しく、且つ、前記最大摩擦力は車両の諸
元（重量）と路面の摩擦係数とによって求められるから
、最大軸トルクを検出することにより逆算により路面の
摩擦係数が求まる。そして、このようにして２輪駆動時
に摩擦係数を求め、２輪駆動から４輪駆動に切り換わっ
た時に、４輪駆動から２輪駆動に切り換える時間を、そ
の直前の摩擦係数値に応じて、摩擦係数値が小さければ
設定時間を長くし、大きければ設定時間を短くするよう
に可変設定する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例の構成を示す図２において、エンジン
１の駆動力は、図示しないトランスファーを介して２分
割され、一方はフロントディファレンシャル２に伝達さ
れて前輪３を駆動し、もう一方は、プロペラシャフト４
に介装した電磁クラッチ５を介してリヤディファレンシ
ャル６に伝達されて後輪７を駆動する。また、左右の前
輪３及び後輪４近傍には、それぞれ車輪速を検出する車
輪速センサ８ａ〜８ｄが設けられており、本実施例にお
いて駆動輪となっている前輪３側には、軸トルクを検出
する軸トルク検出手段としてのトルクセンサ９が設けら
れている。

【０００９】２輪駆動−４輪駆動の切り換えを制御する
コントロールユニット１０は、マイクロコンピュータを
内蔵し、前記車輪速センサ８ａ〜８ｄと車速を検出する
車速センサ１１からの検出信号に基づいて図３に示す走
行条件のマップから２輪駆動と４輪駆動の切換時期を判
断する。また、コントロールユニット１０は、前記トル
クセンサ９からの軸トルク検出信号と、エンジン１の回
転速度を検出するクランク角センサ１２及び吸入空気流
量を検出するエアフローメータ１３からの信号に基づい
てエンジン制御用コントロールユニット１４で演算され
出力される基本噴射量信号から算出されるエンジントル
クとに基づいて、後述するように路面の摩擦係数μの演
算を行い、この演算値に基づいて４輪駆動に切り換わっ
てから２輪駆動に戻すまでの設定時間の演算を行う。そ
して、これら各センサ類からの検出値や演算結果に基づ
いて図４のフローチャートに示すように電磁クラッチ５
を断・接制御する。従って、コントロールユニット１０
が、エンジントルク検出手段、摩擦係数演算手段、時間
設定手段及びクラッチ制御手段に相当し、これらの機能
は、本実施例ではコントロールユニット１０において後
述する各フローチャートに示すようにソフトウエア的に
備えられている。

【００１０】また、前記車輪速センサ８ａ〜８ｄの信号
は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御用に
用いられており、ＡＢＳ制御用コントロールユニット１
５にも入力している。そして、コントロールユニット１
０は、ＡＢＳ制御用コントロールユニット１５の動作を
常時モニタしており、ＡＢＳが作動してその作動信号が
入力した場合、直ちに電磁クラッチ５を断として２輪駆
動に切り換えるようになっている。

【００１１】次に図４に示すフローチャートに従って、
コントロールユニット１０における２輪駆動と４輪駆動
の切換制御動作について説明する。ステップ１では、現
在の走行が２輪駆動（２ＷＤ）か否かを判定し、２駆動
であればステップ２に進む。ステップ２では、車輪と路
面との間の摩擦係数μの演算を行う。この摩擦係数μの
演算は図５のフローチャートに示すようにして行われる
。

【００１２】即ち、ステップ１１では、トルクセンサ９
からの駆動輪（本実施例では前輪３）の軸トルクＴＲＱ
を入力する。ステップ１２では、エンジントルクＴｅが
演算される。これは、エンジン制御用コントロールユニ
ット１４で求められる基本噴射量Ｔｐ（＝Ｋ・Ｑ／Ｎ；
Ｋは定数，Ｑは吸入空気流量，Ｎはエンジン回転速度）
に比例する値として求められる。

【００１３】ステップ１３では、ステップ１２で演算さ
れたエンジントルクＴｅが減少中であるか否かを判定す
る。 この判定がＮＯである時、つまりエンジントルクＴｅが
単調増加である時はステップ１４へ進む。ステップ１４
では、軸トルクＴＲＱが減少したか否かを判定する。ス
テップ１４の判定がＹＥＳである時、つまりエンジント
ルクＴｅが単調増加中に軸トルクＴＲＱが減少した場合
は、ステップ１５に進み、この状態が初回であるか否か
を判定する。初回であればステップ１６に進む。

【００１４】ステップ１６では、前輪３にスリップが生
じた結果として軸トルクＴＲＱが減少したものと判断し
、前回の軸トルクの検出値ＴＲＱ−１が現在の走行路面
の摩擦係数μに対して発生しうる最大軸トルクであるか
ら、次式によりμを逆算する。 μ＝４・ＴＲＱ−１／（Ｒ・Ｗ・ｇ） ここで、Ｒは前輪３の半径，Ｗは車重，ｇは重力加速度
である。

【００１５】このようにして演算された摩擦係数μは、
コントロールユニット１０内のＲＡＭに記憶される。次
にステップ３では、車輪速センサ８ａ〜８ｄ及び車速セ
ンサ１１から前・後輪３，７の車輪速情報と車速情報を
入力する。ステップ４では、ステップ３で入力した情報
に基づいて図３に示す２輪と４輪の走行条件を予め定め
たマップを参照する。

【００１６】ステップ５では、前記マップの参照結果に
基づいて４輪走行条件か否かを判定する。この判定がＹ
ＥＳであればステップ６に進む。ステップ６では、ステ
ップ２で演算した摩擦係数μから図６に示すマップに基
づいて４輪駆動（４ＷＤ）に切り換えた後２輪駆動に切
り換えるまでの時間Ｔ０　を設定する。この時間の設定
は、μが大きくスリップし難い路面状況の場合であれば
短くして４輪駆動状態を極力短くし、μが小さくスリッ
プし易い場合には長くして４輪駆動状態を長くする。

【００１７】そして、ステップ７で、電磁クラッチ５を
励磁して接続して４輪駆動への切り換えを行う。４輪駆
動への切り換えが行われると、ステップ１の判定はＮＯ
となり、ステップ８に進む。ステップ８では、２輪駆動
から４輪駆動に切り換わってからの経過時間Ｔをカウン
トする。

【００１８】ステップ９では、経過時間Ｔとステップ６
で設定した設定時間Ｔ０　とを比較しＴ≦Ｔ０　の時に
は、ルーチンを終了し再びステップ１に戻る。Ｔ＞Ｔ０
　の時、即ち、経過時間が設定時間を越えた時には、ス
テップ１０に進む。ステップ１０では、電磁クラッチ５
への出力を停止して断とし４輪駆動から２輪駆動へ切り
換える。

【００１９】このように、４輪駆動になってから２輪駆
動に復帰させるまでの時間を、路面状況に応じて可変に
設定すれば、適切な２輪−４輪の切り換えが行え、車両
の走行性能を向上できる。また、軸トルクによりスリッ
プを検出する方が、車輪速から検出する場合に比べて早
く検出できるので、２輪から４輪への切り換えを素早く
でき走行安全性が良好となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動輪の軸トルクの変化に基づいて走行路面の摩擦係数を
検出し、この摩擦係数値に応じて、４輪駆動への切り換
え後２輪駆動に復帰させるまでの時間を可変設定するよ
うにしたので、４輪駆動から２輪駆動への切り換え精度
を向上できる。また、軸トルク変化に基づいて車両のス
リップ状態を検出することにより、車輪速で検出する場
合に比べて速い段階で検出できるので、走行時の安全性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を説明するブロック図

【図２】本
発明の一実施例を示す構成図

【図３】同上実施例の２輪
−４輪切換マップを示す図

【図４】同上実施例の切換制
御動作を示すフローチャート

【図５】摩擦係数演算動作を示すフローチャート

【図６
】摩擦係数μと設定時間Ｔの関係を示す図

【符号の説明】

１　　　　エンジン ３　　　　前輪 ５　　　　電磁クラッチ ７　　　　後輪 ８ａ〜８ｄ　　車輪速センサ ９　　　　トルクセンサ １０　　　　コントロールユニット（２ＷＤ−４ＷＤ切
換制御用） １１　　　　車速センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行条件に応じてクラッチを断・接制御し
   て２輪駆動と４輪駆動との切り換えを行うと共に２輪駆
   動から４輪駆動に切り換わった時点から設定時間経過後
   に２輪駆動に切り換えるクラッチ制御手段を備えた車両
   の２輪−４輪切換制御装置において、車両の駆動輪の軸
   トルクを検出する軸トルク検出手段と、車両搭載エンジ
   ンのトルクを検出するエンジントルク検出手段と、エン
   ジントルクの非減少時に前記軸トルクが減少した時に、
   該減少直前の軸トルクの検出値と車両の諸元に基づいて
   走行路面の摩擦係数を演算する摩擦係数演算手段と、２
   輪駆動から４輪駆動に切り換わった時に切り換わり直前
   に前記摩擦係数演算手段で演算された摩擦係数値に応じ
   て前記設定時間を摩擦係数値が小さい程長く設定する時
   間設定手段とを備えて構成したことを特徴とする車両の
   ２輪−４輪切換制御装置。