JPS6277233A - ４輪駆動の制御装置 - 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輪駆動の制御装置に係り、特にコーナリン
グの際に発生する前輪と後輪の旋回半径を吸収すべく前
輪と後輪の回転数に差を許容するためのセンターデフを
備えた４輪駆動車における４輪駆動の制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般に、車輌における左右の車輪は、コーナリングの際
に旋回半径が異なる。従って、一般には、この影響を吸
収し、スムーズなコーナリングを行うために、旋回半径
の差に応じて左右の車輪の回転数差を許容する機構、す
なわちデフ機構（フロントデフ、リアデフ）を備えてい
る。

一方、このような現象、すなわち旋回半径の差は前輪と
後輪との間にも生じているため４輪駆動車においては、
旋回半径の差に応じて前輪と後輪の回転数差も許容する
機構、すなわちセンターデフ機構を備えたものが提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このセンターデフは、前輪と後輪のトル
クを均等な比率に分配する機能を有するため、駆動力伝
達限界は前輪あるいは後輪のうちの駆動力に対する低い
方の値にバランスすることとなる。すなわち、最大牽引
力Ｆμは、前輪の限界牽引力をＦμ２、後輪の限界牽引
力をＦμ、としたとき、簡単のために、センターデフの
トルク分配比ｌ：１の場合を考えると、 センターデフ付４輪駆動車： Ｆμ＋　＝２ＸＦ＃、（ただしＦμ、＜Ｆμ。

の場合） センターデフなし又はセンターデフをロックした４輪駆
動車： Ｆμ２＝Ｆμ、＋Ｆμ、 であり、Ｆμ＋　＜ＦＡｌｔ　となることがわかる。

このため、センターデフ付４輪駆動車は、センターデフ
なし４輪駆動車に比べて、路面摩擦係数が低い時などに
、伝達駆動力が劣ることがある。

このことは、例えば加速時のように大きな駆動力を発生
させたときに、この駆動力を充分に路面に伝達できず、
前輪あるいは後輪のスリップなどの現象としてあられれ
るが、このような悪影響を除去しうるセンターデフ付４
輪駆動の制御装置はまだ提案されていない。

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、セン
ターデフ機構による悪影響が発生する時点を確実に検出
し、これが検出されたときにはセンターデフ機構をロッ
クして、センターデフの機能を充分発揮させると共に駆
動力の低下等の発生しない４輪駆動の制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の４輪駆動の制御装置は、コーナリン
グの際に発生する前輪と後輪の旋回半径の差を吸収する
ように前輪と後輪の回転数差を吸収するセンターデフを
備えた４輪駆動の制御装置において、アクセル開度と前
輪及び後輪の回転数を検出して、当該前輪及び後輪の回
転数の変化率とアクセル開度の変化率とを比較し、前輪
あるいは後輪の回転数の変化率がアクセル開度の変化率
に比べて著しく大きくなったことを条件にセンターデフ
をロックして作動機構を無効にする機構を備えたことを
特徴とするものである。

〔作用及び発明の効果〕

本発明の４輪駆動の制御装置では、アクセル開度と前輪
及び後輪の回転数を検出して、当該前輪及び後輪の回転
数の変化率とアクセル開度の変化率とを比較し、前輪あ
るいは後輪の回転数の変化率がアクセル開度の変化率に
比べて著しく大きくなったとき、センターデフをロック
して作動機構を無効にする機構を備えているので、通常
状態ではセンターデフを作動させてスムーズな走行状態
を実現すると共に、スリップ発生時などの異常状態では
、そのような状態を速やかに検出してセンターデフをロ
ックするため、駆動力を充分活がした安定でかつ安全な
走行状態を維持することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明の制御装置における制御系の１実施例構
成を示す図、第２図は本発明の制御装置による処理の流
れを説明するための図、第３図は本発明の制御装置を通
用するセンターデフ付４輪駆動車の動力伝達系を示す図
、第４回はスリップが発生しない場合の各種変数のタイ
ムチャートを示す図、第５図はスリップが発生した場合
の各種変数のタイムチャートを示す図である。図中、１
はアクセル開度検出部、２は前・後輪回転数検出部、３
は演算部、４は比較・判定部、５は記憶部、６は信号発
生部、７はリセット部、ｌｏは自動変速機、１１はトル
クコンバータ、１２は主変速機、１３は副変速機、１４
は駆動歯車、１５はフロントデフ装置、１６は前輪駆動
軸、１７は後輪駆動力用プロペラシャフト、１８は傘歯
車、１９はセンターデフ装置、２０は後輪伝達装置、２
１はセンターデフロック装置を示す。

一般に、センターデフ付４輪駆動車において、エンジン
をフロント側に載置した場合には、第３図に示すような
駆動力伝達機構となる。すなわち、エンジンからの動力
が自動変速機１０内に配置されたトルクコンバータ１１
、主変速機１２、及び副変速機１３に伝達され、その出
力が駆動歯車１４、センターデフ装置１９、次いでフロ
ントデフ装置１５を介して前輪駆動軸１６に伝達され、
前輪が駆動される。一方、後輪駆動力用プロペラシャフ
ト１７は、傘歯車１８を介してセンターデフ装置１９に
連結される。

このような動力伝達系において、本発明では、センター
デフ装置１９と並列的にセンタープフロツタ装置２１を
配置し、スリップ発生を検出した時に該センタープフロ
ツタ装置２１を制御指令信号に基づいて動作させて、セ
ンターデフ装置１９による前・後輪差動機能を無効にす
るものである。

次に、本発明の基礎をなすスリップの検出に対する考え
方を各種変数の時間的変化を示した第４図及び第５図に
基づいて説明する。

まず、第４図はスリップが発生しない場合のタイムチャ
ートであるが、ここでθはアクセル開度、Ｖ、　、Ｖ、
は前・後輪の回転数、Δθはθの変化率、Δ■１、Δ■
、はＶ、、Ｖ、の変化率、Δ■１、ｒ／ΔθはΔ■７、
Δｖ７とΔθとの比を表したものである。なお、■、と
ｖｌはセンターデフの作動により、必ずしも同一値では
ないが、同様に変化をするものであるため、ここではそ
の傾向を示す図としてまとめて描いである。

第４回に示すように、アクセル開度θが上昇してもスリ
ップが発生しないときには、それに対応して前・後輪の
回転数Ｖ、　、Ｖ、も上昇するため、ΔＶｔ　、　、　
／Δθの比は一定値となっていることがわかる。

これに対し、第５図はスリップが発生した場合における
第４図と同様の各種変数のタイムチャートを示したもの
であるが、スリップが発生すると車輪が高速で空転する
ため、回転数■、と■、は急激に上昇し、これに伴って
その時間的変化であるΔｖｆ、ΔｖＰも急激に上昇する
。従って、ΔＶＴ１．／Δθの比も第５図Ａに示すよう
に上昇することとなるからこの上昇状態を監視すれば、
スリップ発生時点を確実に検出できるものである。

なお、Δ■１、ΔＶｒはスリップが発生していなくても
車輪の回転数Ｖ、とＶｌが上昇すればそれに伴って上昇
するものであるから、Δｖｆ、ΔＶ、の上昇が必ずしも
スリップ状態を意味しない。

従って、Δｖｔ、Δ■、の上昇でなく、ΔＶ、１、／Δ
θの上昇によってスリップ発生時点を検出するのが容易
である。

次に、本発明の制御装置における制御系の１実施例を第
１図により説明すると、本発明の制御装置における制御
系は、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部ｌと
前・後輪のそれぞれの回転数を検出する前・後輪回転数
検出部２とを有する。

そしてこの各検出部１．２からの検出信号を演算部３に
入力し、ここで、その時点におけるアクセル開度の変化
率に対する前・後輪回転数の変化率の比（第４図、第５
図におけるΔＶ、、、／八〇）を計へし、その値を比較
、判定部４に入力する。他方、記憶部５には、微小時間
前の同様の計算値を記憶しておき、その値を前記比較・
判定部４に入力して現時点の計算値と微小時間前の計算
値とを比較する。そして、現時点の計算値の方が大きけ
れば、第５図におけるΔ■２、ｒ／Δθの上昇状態であ
るから、スリップ状態と判定し、信号発生部６からデフ
ロツタ信号を発生させる。またリセント部７は、この時
記憶部５の値を新しい値にリセットするものである。

この制御系における処理の流れを示したのが第２図であ
り、これを詳細に説明すると次のようになる。

■　アクセル開度θと前・後輪の回転数Ｖ、　、Ｖ、を
検出する。

■　θの変化率Δθ及びＶ、　、Ｖ、の変化率ΔＶ２、
Δｖ、、を計算する。この計算は、微分回路を用いるか
、又は微小時間Δｔの間におけるθ、Ｖ、　、Ｖ、のそ
れぞれの変化量を計数することによって行うことができ
る。

■　ΔθがＯか否か判定する。

■　ΔθがＯのとき、すなわちアクセル開度θが変化し
ていない時には、センターデフ装置の制開信号をそのま
ま変更せずに維持する。すなわち、ΔθがＯのときは、
第５図におけるΔθの変化Ｂ及びＣに見られるように、
スリップ発生（Ｃの部分）又は非発生（Ｂの部分）の状
態が持続しているときだからである。

■　ΔθがＯでなければ、’）Ｃｔ＝Δｖｒ／Δθ、Ｘ
１＝ΔＶ、／Δθの値をそれぞれ計算する。

なお、このとき、車輌の慣性等によりθの変化とＶ、　
、Ｖ、の変化の間に若干の時間のずれが発生するが、こ
れについてはそれに見合った時間遅れ要素を用いるなど
して設計上対処すればよい。

■　Δθが正か否かを判定する。

■　ここでΔθが正のときには、記憶部に記憶された微
小時間Δを抄部の値ＸｔＯ１Ｘ１゜と現時点の値ｘｔ　
、Ｘ、をそれぞれ比較し、現時点の値の何れか一方が増
大しているならば、第５図Ａにおけるスリップ状態と判
定してデフロック信号を発生する。

■　上記■においてΔθが負の場合において、それまで
デフロック信号が出されているときは、第５図りに示す
ように、アクセル開度θが低下してきてスリップ状態が
解消される場合であるから、デフロック信号を解除する
。また、デフロック信号が出されていない場合には、ア
クセル開度θが低下することによって新たにスリップ状
態が発生することはあり得ないから、現状維持（すなわ
ら、センターデフ作動状態）とする。

■　上記■でＸｆ＞Ｘｆｏ、Ｘｒ＞Ｘｒｏのいずれも成
立していない場合において、第５図Ｅ、Ｅ’、Ｆのよう
にその前の状態を維持しているときには、スリップ状態
Ｅ、Ｅ’、スリップ状ａＦであるから、センターデフに
関する信号は現状維持とする。

［相］　最後に記憶部の内容を新しいものにリセットす
る。

■　上記■〜［相］を繰り返す。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スリ
ップ発生時などの異常状態を速やかに検出してセンター
デフをロックするため、駆動力を充分活かした安定でか
つ安全な走行状態を維持できる。また、アクセル開度と
前・後輪のそれぞれの回転数を検出するセンサー及び電
子演算制御装置を備えることによつて簡単な構成により
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置における制御系の１実施例構
成を示す図、第２図は本発明の制御装置による処理の流
れを説明するための図、第３図は本発明の制御装置を適
用するセンターデフ付４輪駆動車の動力伝達系を示す図
、第４図はスリップが発生しない場合の各種変数のタイ
ムチャートを示す図、第５図はスリップが発生した場合
の各種変数のタイムチャートを示す図である。 １・・・アクセル開度検出部、２・・・前・後輪回転数
検出部、３・・・演算部、４・・・比較・判定部、５・
・・記憶部、６・・・信号発生部、７・・・リセット部
、１ｏ・・・自動変速機、１１・・・トルクコンバータ
、１２・・・主変速機、１３・・・副変速機、１４・・
・駆動歯車、１５・・・フロントデフ装置、１６・・・
前輪駆動力、１７・・・後輪駆動力用プロペラシャフト
、１８・・・傘歯車、１９・・・センターデフ装置、２
０・・・後輪伝達装置、２１・・・センターデフロック
装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コーナリングの際に発生する前輪と後輪の旋回半
   径の差を吸収するように前輪と後輪の回転数に差を許容
   するセンターデフを備えた４輪駆動の制御装置において
   、アクセル開度と前輪及び後輪の回転数を検出して、当
   該前輪及び後輪の回転数の変化率とアクセル開度の変化
   率とを比較し、前輪あるいは後輪の回転数の変化率がア
   クセル開度の変化率に比べて著しく大きくなったことを
   条件にセンターデフをロックして作動機構を無効にする
   機構を備えたことを特徴とする４輪駆動の制御装置。
2. （２）前輪及び後輪の回転数の変化率とアクセル開度の
   変化率との比較は、前記回転数の変化率とアクセル開度
   変化率との比を計算し、予め記憶させた微小時間前の計
   算値との比較によって行うことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の４輪駆動の制御装置。