JPS6341245A - 四輪駆動車のスリツプ率制御装置 - 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、四輪駆動車の高速安定性向上に有効な四輪駆
動車のスリップ率制御装置に関する。

〔従来の技術〕

四輪駆動車は、摩擦係数の低い路面、例えば雪道あるい
は凍結路等において優れた操縦性、安定性を発揮すると
いう点で、近年普及している。このような四輪駆動車の
駆動力伝達系として、例えば前後輪を必要に応じて直結
するもの、前後輪間にセンタディファレンシャルギアを
備えたもの等が提案されている。これらの四輪駆動車は
、駆動力トルクを前後輪に均等に分配するか、あるいは
予め定められた所定割合に分配するように構成されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術は、発進時や高速走行時等に四輪全
ての駆動力を路面に伝達することができるという点で、
加速性能や走行安定性能が向上するという利点がある。

しかしながら、四輪が駆動輪であるために、過大な駆動
力が伝達されると四輪全てにあるいは駆動力トルクの大
きな車輪側に加速スリップが発生してしまうという問題
点がある。このことは、特に高速旋回時にコーナーリン
グフォースが失われて、走行安定性を欠（大きな原因と
なる。すなわち、一般の二輪駆動車にあっては、駆動輪
の２つに加速スリップが発生しても、残る２つの遊動輪
によってコーナーリングフォースが確保されるのに対し
、四輪駆動車にあっては、駆動輪となる四輪全てのコー
ナーリングフォースがほぼ同時に失われるために、操縦
性、安定性が確保できずに、いわゆる四輪ドリフトとい
うような現象が生じてしまう。′この現象に対して、車
両の走行姿勢を安定に維持しながら危険を回避すること
は、一般の運転者にとって極めて珪しいものである。

本発明は上記問題点に鑑み、四輪駆動車において、四輪
の加速スリップの発生を防止して車両の操縦性、安定性
を確保する四輪駆動車のスリップ率制御装置を堤供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、第１図に示す様に原動機からの出力を
変速機を介して前、後輪に伝達する四輪駆動車において
、 前輪および後輪の各々の回転に応じた回転速度を検出し
て車輪速度信号を得る車輪速度検出手段ＭＩ、と、 車体の走行速度を求める車体速度信号を得る車体速度検
出手段Ｍ２と、 前記前輪、後輪の車輪速度信号及び前記車体速度信号に
基づいて、加速スリップを判定する加速スリップ判定手
段Ｍ、と、 前記原動機から前記前、後輪に伝達される伝達トルクを
可変にする可変トルク伝達手段Ｍ、と、前記加速スリッ
プ判定手段が加速スリップを判定した時、前記可変トル
ク伝達手段へ前記伝達トルクを減少すべき制御信号を出
力する制御手段Ｍ４とを備えたことを特徴とする。

ここで車輪速度検出手段Ｍ１とは、前輪側と後輪側の各
々の車輪回転速度に応じた信号を得るものであって、例
えば、四輪各輪の回転速度から前輪側と後輪側の平均回
転速度を算出する算出手段、変速機から前輪と後輪へ各
々トルクを伝達する前軸、後軸の回転速度を各々検出軸
回転速センサ等により実現できる。

車体速度検出手段Ｍ２は、車体速度信号を得るものであ
って、例えば車体の前後方向に作用する加速度を検出す
る加速度センサからの加速度信号を順次積分して算出す
ることによって実現できる。

特に四輪駆動車においては、遊動輪となるべく車輪が無
いため、遊動輪の回転速度に基づいて車体速度を算出で
きないとう点で、上記例は有用である。

加速スリップ判定手段Ｈ：ｌは前記車輪速度信号及び前
記車体速度信号に基づいて、前輪側と後輪側での加速ス
リップを判定するもので、例えば前輪画と後輪側のスリ
ップ率が、加速スリップ率基準値より大きくなるとき加
速スリップと判定することで実現できる。

可変トルク伝達手段ＭＳは前、後輪に伝達される伝達ト
ルクを可変にするものであって、例えば、原動機と変速
機からなる駆動力源から、前輪と後輪とのトルク伝達経
路のいずれか一方の経路、又は各々の経路に各々湿式多
板クラッチを介装し、この湿式多板クラッチに作用する
油圧の増減に応じて伝達トルクを増減するように構成で
きる。さらに例えば、作動油の粘性もしくは複数のクラ
ッチ板の間隔の少なくとも一方を外部からの制御信号に
応じて変更可能な粘性クラッチを使用することもできる
。

〔作用〕

上記構成によれば、前輪側又は後輪側で加速ス’Ｊ　ツ
ブが発生すると、加速スリップ判定手段がこれを車輪速
度信号と車体速度信号に基づいて判定してスリップ信号
を出力する。制御手段がこのスリップ信号を受けると、
可変トルク伝達手段に伝達トルクを減少すべき制御信号
を出力し、可変トルク伝達手段が前輪又は後輪に伝達さ
れる伝達トルクを減少する。これによって、四輪の駆動
輪のうち、前輪側又は後輪側の加速スリ、プが抑制する
ことができる。

〔発明の効果〕

従って本発明は、前輪側又は後輪側の加速スリップが抑
制されるため、四輪全てに同時にスリップの発生するこ
と、つまり四輪全てのコーナーリングフォースが失われ
ることを回避することができるため、高速走行時や加速
時の操縦安定性が確保できるという効果がある。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
２図は本発明の一実施例を示す構成図である。

エンジン１で発生した出力トルクは、トランスミッショ
ン２により変換され、前軸２ａ、後軸２ｂに伝えられる
。エンジン１の出力トルクは、エンジン回転速度を検出
するエンジン回転速度センサ３　（又はトルクセンサ）
から信号に基づいて、制御回路（ＥＣＵ）４で算出され
る。またＥＣＵ４はエンジンｌの出力トルクを適切に制
御すべく信号を、図示せぬエンジン出力制御装置に出力
する。エンジン出力制御装置としては、例えば点火装置
、燃料供給装置、スロットル制御装置が用いられ、ＥＣ
Ｕ４がエンジン１の出力をダウンする場合、点火装置に
おいては点火時期を遅角し、燃料供給装置においては噴
射燃料量を減少し、スロットル制御装置においては吸入
空気量を減少すべ（、各装置に信号を送出する。

前輪側においては、前軸２ａの出力が前輪可変トルク伝
達手段５を介して、差動装置６に伝えられ、前輪７ａ、
７ｂを駆動する。また後輪側においては、後軸２ｂの出
力が後輪可変トルク伝達手段８を介して、差動装置９に
伝えられ、後軸１０ａ、１０ｂを駆動する。ここで可変
トルク伝達手段５．８は、各々前軸２ａ、後軸２ｂから
前輪７ａ、７ｂ、後軸１０ａ、１０ｂへ伝達される伝達
トルクを可変にするものであって、例えばＥＣＵ４から
のトルク伝達信号に応じて、湿式多板クラッチに作用す
る油圧を増減し、伝達トルクを増減するように構成でき
る。またこれは伝達信号に応じて、伝達トルク可変な電
磁クラッチや、作動油）粘性もしくは複数のクラッチ板
の間隔の少なくとも一方を変更可能な粘性クラッチでも
実現可能である。

１１は、前後輪の各輪の車輪回転速度を検出してパルス
信号を出力する車輪速度センサである。

１２は車両の重心付近に設けられた車体加速度センサで
、車両の前後方向の加速度に対応した加速度信号を出力
する。

尚、１３は操舵用ステアリングホイール、１４は前輪７
ａ、７ｂを操舵するギアボックスである。

次に、上記ＥＣＵ４の実行するスリップ率制御処理を第
３図のフローチャートに基づいて説明する。このスリッ
プ率制御は、車両の走行に伴って起・υＪされ、所定時
間毎に繰り返し実行される。

ステップ１００では、各輪の車輪速度センサｌｌからの
パルス（ｆ、号に基づいて、各車輪速度■ｏ、（ｉ＝１
〜４）を算出する。ここで、ｉは各輪を示すサフィック
スで、ｉ＝１は左前輪、ｉ＝２は右前輪、ｉ＝３は左後
輪、ｉ＝４は右後輪である。

次にステップ１０１では車体加速度センサ１２からの加
速信号を積分演算し、車体速度ｖ８を算出する。

ステップ１０２では前輪加速スリップ率基＊ＫＦ　。

後輪加速スリップ率基準に、を、車速■８に基づいて次
により算出する。

ＫＦ　＝ＣＶＢ　＋に、　　　　Ｋｌ　＝ＧＫＦここで
Ｃは負の係数、Ｋは予め定められた基本スリ・ツブ率基
準、Ｇは前輪対後輪のスリップ重比を定めた係数である
。上述によると、スリップ率基準Ｋｒ、Ｋｎは車速Ｖ、
の上昇に対応して減少することで、高速走行時の安定性
を確保している。

ステップ１０３では各輪（ｉ＝１〜４）のスリップ率Ｓ
１をＳｚ　＝　（Ｖ−ｉ　　Ｖ＋＋　）／Ｖ、ｔより算
出する。ステップ１０４では、左右後輪スリップ率Ｓ３
、Ｓ４　と後・輸加速スリップ率基準に８とを各々比較
し、いずれか一方のスリップ率Ｓ３　、Ｓ４が、前記基
準ＫＲより大きい場合又は、両方のスリップ率Ｓ３、Ｓ
４が大きい場合には、後輪に加速スリップ有（ＹＥＳ）
と判定して、ステップ１０５へ進み、スリップ率Ｓ、　
、Ｓ、が共に前記基準ＫＲより小さい場合には、後輪に
加速スリップ無（ＮＯ）と判定しスリップ１０９へ進む
。ステップ１０５とステップ１０９では、左右前輪スリ
ップ率Ｓｔ　、Ｓｚと前輪加速スリップ率基準Ｋ。

とを各々比較し、いずれか一方のスリップ率Ｓｌ、Ｓ２
が、前記基準ＫＦより大きい場合には、前輪に加速スリ
ップ有（ＹＥＳ）と判定し、スリップ率Ｓ、　、Ｓ２が
共に前記基準ＫＦより小さい場合には、前輪に加速スリ
ップ無（ＮＯ）と判定する。

前記ステップ１０４．１０５で前、後輪が加速スリップ
状態にあるとき、ステップ１０６へ進み、ステップ１０
６で、まず後輪側へ伝達される伝達トルクを減少すべく
トルク伝達信号を後輪可変トルク伝達手段８へ出力する
。このステップ１０６で後輪側へ伝達される伝達トルク
を減少させたことにより、エンジンｌの出力トルクが前
輪側へ増大して伝達されて、前輪側の車輪回転速度が上
昇するので、ステップ２００では後述する処理に基づい
て、エンジンの出力トルクを減少すべく信号を出力する
。次に、ステップ１０７では前輪側へ伝達される伝達ト
ルクを後輪側への伝達トルクより遅らせて減少すべくト
ルク伝達信号を前輪可変トルク伝達手段５へ所定の遅延
時間後に出力する。

このように前、後輪が共に加速スリ７ブ状態にあるとき
には、前輪よりも後輪のスリップ率を優先して減少させ
ているため、後輪での加速スリップが抑制されて車両の
姿勢が安定に保持させることになる。

また後輪側のみ加速スリップが有ると、ステップ１０４
．１０５よりステップ１０８に至り、ステップ１０８で
前記ステップ１０６と同様に後輪側へ伝達される伝達ト
ルクを減少すべくトルク伝達信号を、出力し、ステップ
２１０でエンジンの出力トルクを減少する。

また前輪側のみ加速スリップが有ると、ステップ１０４
．１０９を経て、ステップ１１０で前輪側へ伝達される
伝達トルクを減少すべくトルク伝達信号を前輪可変トル
ク伝達手段５へ出力し、ステップ２１１でエンジンの出
力トルクを減少する。

尚、ステップ１０８．１１０では各々後輪側、前輪側へ
伝達トルクを直接的に減少させたが、これに代えて加速
スリップの発生していない反対側、つまり前輪側、後輪
側への伝達トルクを増加させることにより間接的に伝達
トルクを減少してもよい。

また、前輪側、後輪側共に加速スリップが無い場合には
、ステップ１０４．１０９からステップ１１１に至り、
ステップ゛１１１でステ・ンブ１０７．１１０で実施さ
れた前輪側の伝達トルクの減少分を元に戻すべく前輪側
のトルク伝達信号を前輪可変トルク伝達手段５へ出力す
る。次に、ステップ１１２では、前記ステップ１１１と
同様に、ステップ１０６．１０８で実施された後輪側の
伝達トルクの減少分を元に戻すべく後輪側のトルク伝達
信号を、後・輪可変トルク伝達手段８へ所定の遅延時間
後に出力する。この様に前、後輪が共に加速スリップ状
態にない時には、後輪よりも前輪の伝達トルク優先して
元に戻す為、路面μが変化した場合でも後輪側の加速ス
リップが優先的に制御され、路面の乗り移りに対しても
車両の安定性が保たれる。

ステップ２００でのエンジン出力制御を、第４図に基づ
いて説明すると、ステップ２０１でエンジン回転速度セ
ンサ３からの信号に基づいて、エンジン回転数（ＮＥ）
が算出され、ステップ２０２で前記エンジン回転数（Ｎ
Ｅ）に基づいて現在のエンジン出力トルクＴを算出する
。次のステ。

プ２０３で、エンジン出力トルクダウン値りを、前輪側
、後輪側平均スリップ率ＳＦ、ＳＲと前輪、後輪加速ス
リップ率基準ＫＦ　、ＫＲとの各々の差、ＨＦ　、Ｈ，
及び加速スリップの発生箇所に対応する補正係数Ｇに基
づいて、次式 ％式％（） より算出する。関数ｆ、ｇは前記差１１、出力トルクＴ
をパラメータとして予め求められた関数である。また補
正係数Ｇは、前輪側、又は後輪側の一方に加速スリップ
が発生した時の係数Ｇ１と、前後両側に加速スリップが
発生した時の係数Ｇ２とがその場合によって切換えられ
る。尚、係数Ｇ０、Ｇ２はＧ２＝２・Ｇ１の関係がある
。これはスリップの発生箇所が多い程、エンジン出力ト
ルクを減少する必要が生じることに基づくものである。

次にステップ２０４では、前述の様に求められたダウン
値りを出力して、エンジン出力トルクを減少させる。

尚、上述実施例では車体速度Ｖ、に関わりなく、前輪、
後輪への伝達トルクを減少すべく制御したが、ステップ
１０３と、１０４の間に、車速判定ステップを設け、車
体速度■８が所定値より高速時には、ステップ１０４以
降の制御を行い、低速時にはステップ１０４以降の制御
を禁止してもよい。これは、停車状態からの発進時に生
じる加速スリップでは、制御を行わず、高速走行時の車
両安定性のみを確実に制御できるという点でメリットが
ある。

また、上述の実施例においては前輪側と後輪側との各々
伝達される伝達トルクを可変するため、前輪側、後輪側
に共に可変トルク伝達手段を設けたが、いずれか一方側
は可変トルク伝達手段をなくし、変速機の出力を車輪側
に直結してもよい。

また上述実施例においては、加速スリップが生じたか否
かに応じて、前、後輪側へ伝達される伝達トルクを制御
したが、加速スリップ判定ステップ１０４．１０５．１
０９を減速スリップ判定に代えるとともに、加速スリッ
プの発生した前輪側又は後輪側への伝達トルクを減少さ
せる処理ステップ１０６．１１０等を伝達トルクの増大
する処理に代え、更にステップ２００．２１０でエンジ
ン出力トルクを増大すべ（制御することにより、減速ス
リップ時にも制御することができることは言うまでもな
い。また減速スリップの発生した車輪側への伝達トルク
を直接的に増加して減速スリップを防止する他に、減速
スリップの発生していない反対側への伝達トルクを減少
するとこにより間接的に伝達トルクを増加してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック構成図、第２図は本発明
の一実施例を示す構成図、第３図は電子制御装置（ＥＣ
Ｕ４）の処理を示すフローチャート、第４図はエンジン
出力を制御するときの処理を示すフローチャートである
。 １・・・エンジン、２・・・変速機、４・・・ＥＣＵ、
５・・・前輪側可変トルク伝達手段、７ａ、７ｂ・・・
前輪。 ８・・・後輪側可変トルク伝達手段、１０ａ、１０ｂ・
・・後輪、１１・・・車輪回転速センサ、１２・・・車
体加速度センサ、Ｍｌ・・・車輪速度検出手段、Ｍ２・
・・車体速度検出手段、Ｍ３・・・加速スリップ判定手
段。 Ｍ４・・・制御手段、Ｍ５・・・可変トルク伝達手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機からの出力を変速機を介して前、後輪に伝
   達する四輪駆動車において、 前輪および後輪の各々の回転に応じた回転速度を検出し
   て車輪速度信号を得る車輪速度検出手段と、 車体の走行速度を求める車体速度信号を得る車体速度検
   出手段と、 前記前輪、後輪の車輪速度信号及び前記車体速度信号に
   基づいて、前輪側と後輪側での加速スリップを判定して
   スリップ信号を出力する加速スリップ判定手段と、 前記原動機から前記前、後輪に伝達される伝達トルクを
   制御信号に基づいて可変にする可変トルク伝達手段と、
   前記スリップ信号を受けると、前記可変トルク伝達手段
   へ前記伝達トルクを調整すべき制御信号を出力する制御
   手段とを備えたことを特徴とする四輪駆動車のスリップ
   率制御装置。
2. （２）前記車体速度検出手段は、車体の前後方向に作用
   する加速度を検出する加速度検出手段からの加速度信号
   に基づいて前記車体速度を求めることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の四輪駆動車のスリップ率制御装
   置。
3. （３）前記制御手段、前記車体速度が所定値以上の高速
   時に、前記制御信号を出力することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の四輪駆動車のスリップ率制御装置
   。
4. （４）前記制御手段は前記可変トルク伝達手段から前記
   後輪へ伝達される伝達トルクを減少すべき制御信号を出
   力することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の四
   輪駆動車のスリップ率制御装置。
5. （５）前記制御手段は、前記制御信号に対応して生じる
   余剰な原動機からの出力を抑制すべく制御信号を出力す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の四輪駆
   動車のスリップ率制御装置。