JP2615085B2 - ４輪駆動車のトラクション制御装置 - Google Patents
４輪駆動車のトラクション制御装置Info
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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- B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
- B60K23/0808—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
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Description
本発明は、センターデフ装置付のフルタイム式４輪駆
動車において、車輪スリップを防止するトルクスプリッ
ト制御可能なトラクション制御装置に関する。
動車において、車輪スリップを防止するトルクスプリッ
ト制御可能なトラクション制御装置に関する。
センターデフ付の４輪駆動車のスリップに関しては、
前後輪の一方の２輪スリップとその両方の４輪スリップ
がある。ここで、２輪スリップの場合は、センターデフ
をデフロックすることでスリップを解消できるが、差動
制限が一義的に決定されることにより旋回性能は著しく
悪化する。また、デフロックすると車輪のスリップ状態
が判断できなくなり、このためデフロック解除を自動的
に制御することは不可能である。従って、かかるデフロ
ックは非常脱出時，雪道等の特別な低μ路走行時等にお
いてマニュアル操作することが一般に行われている。 そこで、近年上記２輪スリップに関して、グリップ側
車輪のトルク配分を多くするようにトルクスプリット制
御することが考えられている。かかるトルクスプリット
制御では前後輪のトルク配分で２輪スリップを回避する
ものであるから、センターデフの旋回性が失われず、駆
動力も確保されてトラクションの効果を有する。また、
この場合は常に前後輪の回転差を目標値にフィードバッ
ク制御するので上記２輪スリップ脱出状態になるとき、
直ちに通常制御となる。 ここで、上記２輪スリップに対するトルクスプリット
制御が行われると、２輪スリップを生じないぎりぎりに
トルク配分されることで、スリップを生じるとすれば４
輪スリップ状態になり、トルクスプリット制御の精度が
良いほど２輪スリップは生じ難く、限界性能は向上する
が、４輪が同時にスリップした時のコントロールが難し
くなり、この４輪スリップはトルクスプリットでは解消
できず、このためエンジン出力を低下させる等により動
力を低下させるトラクション制御に委ねる以外にない。 従来、上記４輪駆動車の動力を低下させるトラクショ
ン制御に関しては、例えば特開昭62−87630号公報の先
行技術がある。ここで、駆動輪のホイールスピン発生時
には動力を低下させてホイールスピンを防止し、低車速
でのホイールスピンの場合は動力低減を禁止して発進性
を確保することが示されている。
前後輪の一方の２輪スリップとその両方の４輪スリップ
がある。ここで、２輪スリップの場合は、センターデフ
をデフロックすることでスリップを解消できるが、差動
制限が一義的に決定されることにより旋回性能は著しく
悪化する。また、デフロックすると車輪のスリップ状態
が判断できなくなり、このためデフロック解除を自動的
に制御することは不可能である。従って、かかるデフロ
ックは非常脱出時，雪道等の特別な低μ路走行時等にお
いてマニュアル操作することが一般に行われている。 そこで、近年上記２輪スリップに関して、グリップ側
車輪のトルク配分を多くするようにトルクスプリット制
御することが考えられている。かかるトルクスプリット
制御では前後輪のトルク配分で２輪スリップを回避する
ものであるから、センターデフの旋回性が失われず、駆
動力も確保されてトラクションの効果を有する。また、
この場合は常に前後輪の回転差を目標値にフィードバッ
ク制御するので上記２輪スリップ脱出状態になるとき、
直ちに通常制御となる。 ここで、上記２輪スリップに対するトルクスプリット
制御が行われると、２輪スリップを生じないぎりぎりに
トルク配分されることで、スリップを生じるとすれば４
輪スリップ状態になり、トルクスプリット制御の精度が
良いほど２輪スリップは生じ難く、限界性能は向上する
が、４輪が同時にスリップした時のコントロールが難し
くなり、この４輪スリップはトルクスプリットでは解消
できず、このためエンジン出力を低下させる等により動
力を低下させるトラクション制御に委ねる以外にない。 従来、上記４輪駆動車の動力を低下させるトラクショ
ン制御に関しては、例えば特開昭62−87630号公報の先
行技術がある。ここで、駆動輪のホイールスピン発生時
には動力を低下させてホイールスピンを防止し、低車速
でのホイールスピンの場合は動力低減を禁止して発進性
を確保することが示されている。
ところで、上記先行技術のものにあっては、４輪のう
ち１輪でもホイールスピンするとトラクション制御する
ことを前提にしているので、スロットル制御を頻繁に行
う必要があり、駆動力の安定確保を損う。また、発進時
にトラクション制御により動力を低下させることを禁止
して加速性を確保しているで、これにより発進時のホイ
ールスピンを防止できなくなる不具合を招く。このこと
から、すべてのホイールスピンをトラクション制御のみ
により防止するという技術指向には種々の問題があると
言える。 本発明は、このような点に鑑み、車輪スリップの状態
によりトルクスプリット制御に併用してエンジン出力を
低下させる等により動力を低下させるトラクション制御
を行い、常にスリップ防止と駆動力の安定確保を図るよ
うにした４輪駆動車のトラクション制御装置を提供する
ことを目的とする。
ち１輪でもホイールスピンするとトラクション制御する
ことを前提にしているので、スロットル制御を頻繁に行
う必要があり、駆動力の安定確保を損う。また、発進時
にトラクション制御により動力を低下させることを禁止
して加速性を確保しているで、これにより発進時のホイ
ールスピンを防止できなくなる不具合を招く。このこと
から、すべてのホイールスピンをトラクション制御のみ
により防止するという技術指向には種々の問題があると
言える。 本発明は、このような点に鑑み、車輪スリップの状態
によりトルクスプリット制御に併用してエンジン出力を
低下させる等により動力を低下させるトラクション制御
を行い、常にスリップ防止と駆動力の安定確保を図るよ
うにした４輪駆動車のトラクション制御装置を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、トルクスプリッ
ト制御可能な４輪駆動車において、種々の情報を検出す
るセンサ，上記センサの信号を入力して処理する制御ユ
ニットを有し、上記制御ユニットのクラッチ制御信号で
トルクスプリット制御を、スロットル制御信号でスロッ
トル開度を調整して動力を低下させるトラクション制御
を行うように回路構成し、上記制御ユニットは、前後輪
の車輪速から前後輪の一方の２輪スリップを判定するス
リップ状態判定部,2輪スリップ判定時にトルクスプリッ
ト制御する制御部，上記スリップ状態判定部による２輪
スリップ判定時以外において車体の加速度と４輪の何れ
かの車輪の加速度を比較して４輪スリップを検出する４
輪スリップ検出部，上記４輪スリップ検出部の４輪スリ
ップ検出時にスロットル開度を減少する補正部を有し、
上記スリップ状態判定部の２輪スリップ判定時にトルク
スプリット制御し、上記４輪スリップ検出部の４輪スリ
ップ検出時にトラクション制御することを特徴とする。
ト制御可能な４輪駆動車において、種々の情報を検出す
るセンサ，上記センサの信号を入力して処理する制御ユ
ニットを有し、上記制御ユニットのクラッチ制御信号で
トルクスプリット制御を、スロットル制御信号でスロッ
トル開度を調整して動力を低下させるトラクション制御
を行うように回路構成し、上記制御ユニットは、前後輪
の車輪速から前後輪の一方の２輪スリップを判定するス
リップ状態判定部,2輪スリップ判定時にトルクスプリッ
ト制御する制御部，上記スリップ状態判定部による２輪
スリップ判定時以外において車体の加速度と４輪の何れ
かの車輪の加速度を比較して４輪スリップを検出する４
輪スリップ検出部，上記４輪スリップ検出部の４輪スリ
ップ検出時にスロットル開度を減少する補正部を有し、
上記スリップ状態判定部の２輪スリップ判定時にトルク
スプリット制御し、上記４輪スリップ検出部の４輪スリ
ップ検出時にトラクション制御することを特徴とする。
上記構成に基づき、４輪駆動車の制御ユニットでは２
輪スリップとそれ以外の場合が判断され、２輪スリップ
時にはトルクスプリットによりそれを防止するように制
御され、これ以外の場合で４輪スリップを検出すると、
それを防止するように動力を低下させるトラクション制
御がなされる。 こうして本発明では、動力を低下させるトラクション
制御を４輪スリップのみに限定することで、トラクンシ
ョン制御により動力を低下させることによる不具合を最
小限に抑え、走行性能，動力性能を共に向上することが
可能になる。
輪スリップとそれ以外の場合が判断され、２輪スリップ
時にはトルクスプリットによりそれを防止するように制
御され、これ以外の場合で４輪スリップを検出すると、
それを防止するように動力を低下させるトラクション制
御がなされる。 こうして本発明では、動力を低下させるトラクション
制御を４輪スリップのみに限定することで、トラクンシ
ョン制御により動力を低下させることによる不具合を最
小限に抑え、走行性能，動力性能を共に向上することが
可能になる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、本発明のトルクスプリット付トラク
ション制御装置の概略について述べる。先ず、センター
デフ付のトルクスプリット制御可能な４輪駆動車の駆動
系として、フロントエンジンで縦置きであり、トルクコ
ンバータ付自動変速機を備えたものについて述べると、
エンジン1,トルクコンバータ2,および自動変速機３が車
両前後方向に配置され、動力伝達可能に連結している。
自動変速機３の出力軸４はセンターデフ装置20に入力
し、センターデフ装置20にはトルクスプリット装置25が
バイパスして設けてある。 センターデフ装置20は、プラネタリギヤ式であり、サ
ンギヤ21,リングギヤ22,サンギヤ21とリングギヤ22に噛
合うピニオン23,およびキャリア24から成り、キャリア2
4に変速機出力軸４が同軸状に連結する。また、センタ
ーデフ装置20の２つの出力側のサンギヤ21,リングギヤ2
2において、大径のリングギヤ22から変速機出力軸４に
回動自在に設けられたリダクションギヤ5,さらにリダク
ションギヤ６を介して出力軸４と平行なフロントドライ
ブ軸７に連結し、このフロントドライブ軸７がフロント
デフ装置8,車軸９を介して左右の前輪10L,10Rに伝動構
成される。一方、小径のサンギヤ21からリヤドライブ軸
11に連結し、このリヤドライブ軸11がリヤデフ装置12,
車軸13等を介して左右の後輪14L,14Rに伝動構成され
る。 こうしてセンターデフ装置20は、変速機出力を前後輪
に所定のトルク配分比で伝達し、かつ前後輪の回転数差
を吸収する。ここで、上記駆動系により車体前方の方が
後方より静的荷重が大きいのに対応し、リングギヤ22か
ら前輪へ伝達されるトルクの方がサンギヤ21から後輪へ
伝達されるトルクより大きくなっている。 トルクスプリット装置25は、フロントドライブ軸７と
同軸のバイパス軸26,トルク可変制御可能なクラッチと
して例えば油圧クラッチ27を有し、バイパス軸26が油圧
クラッチ27のハブ27aに、そのドラム27bが一対のギヤ2
8,29を介してリヤドライブ軸11に伝動構成される。ここ
で、上記リダクションギヤ5,6もこの場合の構成要素で
あり、そのギヤ比を例えば“1"にし、ギヤ28,29のギヤ
比がそれより若干小さく設定される。また油圧クラッチ
27は、油圧ユニット30からの作動油の供給によりクラッ
チトルクを生じ得るようになっている。 こうして油圧クラッチ27では、ハブ27aに対しドラム2
7bの方が若干低速の回転数差を生じ、このため油圧クラ
ッチ27にクラッチ圧を与えてクラッチトルクを発生させ
るとハブ27aの前輪側からドラム27bの後輪側にクラッチ
圧に応じたトルク移動を行って、前輪側と後輪側のトル
ク配分を可変にする。即ち、センターデフ装置20の入力
トルクをTi,センターデフ装置20による前輪側トルク配
分比をγとすると、フロントドライブ軸７の伝達トルク
はγ・Tiに、リヤドライブ軸11のトルクは（１−γ）・
Tiに配分される。そこで、クラッチトルクをTc,ギヤ28,
29のギヤ比をＫとすると、トルク移動によりフロントド
ライブ軸7,リヤドライブ軸11のトルクＴF,TRは、 ＴF＝γ・Ti−Tc ＴR＝（１−γ）・Ti＋KTc になる。こうして、クラッチトルクTcの変化により前輪
側トルクＴFの配分比はセンターデフ装置20における配
分比以下の範囲で連続的に変化し、後輪側トルクＴRの
配分比はセンターデフ装置20における配分比以上の範囲
で連続的に変化してトルクスプリット作用する。 また、エンジン１のスロットル弁15にはモータ等のア
クチュエータ16が取付けられ、このアクチュエータ16で
スロットル弁開度の電子制御が可能になっている。 電子制御系として、左右前輪と後輪の回転数センサ40
L,40R,41L,41R,車体加速度センサ41,アクセル開度セン
サ43,スロットル開度センサ44,および舵角センサ45を有
し、これらのセンサ信号が制御ユニット50に入力する。
制御ユニット50は、センサ信号を処理してスリップ状態
を判断し、クラッチ圧制御信号を油圧ユニット30に、ス
ロットル制御信号をアクチュエータ16に出力する。 第２図において、制御ユニット50について述べる。先
ず、回転数センサ40L,40Rの左右前輪回転数ＮFL,NFRが
入力する前輪速算出部51と、回転数センサ41L,41Rの左
右後輪回転数NRL,NRRが入力する後輪速算出部52を有
し、前輪速算出部51,後輪速算出部52で前後輪速ＮF,NR
を、 ＮF＝（ＮFL＋ＮFR）/2 ＮR＝（ＮRL＋ＮRR）/2 により算出する。前輪速算出部51,後輪速算出部52の前
後輪速ＮF,NRは車輪速算出部53に入力し、４輪平均の車
輪速Ｎを、 Ｎ＝（ＮF＋ＮR）/2 により算出する。 また、前後輪の車輪速ＮF,NRはスリップ状態判定部54
に入力し、ＮFとＮRとの差と舵角センサ45により検出さ
れた舵角等により前後輪の一方がスリップしている２輪
スリップ状態を判断する。即ち、舵角等により可変に設
定される設定値ΔNsに対し、ＮF−ＮR＞ΔNsの場合は前
輪スリップと判断し、ＮF−ＮR＜ΔNsの場合は後輪スリ
ップと判断して、これ以外のＮF−ＮR＝ΔNsの場合を４
輪のスリップまたはグリップと判断する。この判定結果
はトルクスプリット制御部55に入力し、２輪スリップ時
はＮFとＮRとの車輪速の差とそれに対する目標値（設定
値ΔNs）等によりクラッチ圧を定め、このクラッチ圧に
応じたデューティ比の制御信号を、力する。 加速度センサ42の車体加速度G,車輪速算出部53の車輪
速Ｎおよび上記判定結果は４輪のスリップ・グリップ検
出部56に入力し、ＮF−ＮR＝ΔNsの条件の下に車体加速
度G,車輪速Ｎを用いて４輪のスリップまたはグリップを
検出する。即ち、車輪速Ｎを微分した車輪加速度ＧNと
車体加速度Ｇとの差ΔＧ（ΔＧ＝ΔＧN−Ｇ），または
車輪速Ｎと車体加速度Ｇを積分した車体速度ＮGとの差
ΔＮ（ΔＮ＝Ｎ−ＮG）を求め、スリップ設定値ΔGs
（ΔNs）に対して、ΔＧ（ΔＮ）≧Gs（ΔNs）の場合に
４輪スリップを検出する（但しΔGs（ΔNs）＞０）。ま
たグリップ設定値ΔGs′（ΔNs′）に対して、ΔＧ（Δ
Ｎ）≦ΔGs′（ΔNs′）の場合に４輪スリップ後の４輪
グリップを検出する（但しΔGs′（ΔNs′）＜０）。 一方、アクセル開度センサ43のアクセル開度φは目標
スロットル開度決定部57に入力し、アクセル開度φに対
し目標スロットル開度θｄが第３図（ａ）のように増大
関数で設定される。この目標スロットル開度θｄとスロ
ットル開度センサ44のスロットル開度θは操作量算出部
58に入力し、両者の差に応じたスロットルアクチュエー
タの操作量のスロットル制御信号を出力する。 そこで、上記目標スロットル開度決定部57の出力側に
補正部59が付加され、４輪スリップ・グリップ検出部56
において４輪スリップの検出の際に目標スロットル開度
θｄを減少補正し、４輪スリップから４輪グリップに復
帰した場合は目標スロットル開度θｄを元に復帰する。
ここで目標スロットル開度θｄの減少補正量は、例えば
第３図（ｂ）のようにスリップ検知時の車体加速度Ｇと
の関係で設定されており、車体加速度Ｇが小さい時にス
リップが生じた場合は路面μが小さくてスリップ率も大
きいと判断して多く補正する。 次いで、このように構成されたトラクション制御装置
の作用について述べる。 先ず、車両走行時に自動変速機３がドライブ（Ｄ）等
の走行レンジにシフトされると、エンジン１の動力がト
ルクコンバータ２を介し自動変速機３へ入力して変速動
力が出力し、この動力がセンターデフ装置20のキャリア
24に伝達する。そしてリングギヤ22にサンギヤ21により
車両の車輪に対する静的荷重配分に対応して、前後輪側
に例えば60:40のトルク配分比で振り分けられる。リン
グギヤ22からの動力はリダクションギヤ5,6,フロントド
ライブ軸7,フロントデフ装置８等を介して前輪10L,10R
に、サンギヤ21からの動力はリヤドライブ軸11,リヤデ
フ装置12等を介して後輪14L,14Rにそれぞれ伝達するの
であり、こうしてセンターデフ付のフルタイム４輪駆動
走行になる。 このときトルクスプリット装置25の油圧クラッチ27
は、リダクションギヤ5,6とギヤ28,29とのギヤ比により
ハブ27aとドラム27bの間で回転数差を生じて回転し、後
輪へのトルク移動可能になっている。 一方、電子制御系の各センサで種々の情報が検出さ
れ、これが制御ユニット50に入力する。そして、前後輪
のトルク分配を変化されるトルクスプリット制御および
動力を制限するトラクション制御されるが、これについ
て第４図のフローチャート図を参照して述べる。 先ず、スリップフラグをクリアしてイニシャライズさ
れ、前輪速算出部51,後輪速算出部52で前後輪速ＮF,NR
を算出し、さらに舵角センサ45からの舵角等に応じて可
変れるΔNs（＝ｆ（λ））を設定し、スリップ状態判定
部54でスリップ状態を判定する。そこで、ＮF−ＮR＞Δ
NsあるいはＮF−ＮR＜ΔNsの前後輪の一方の２輪スリッ
プ判定時には、トルクスプリット制御部55でスリップ状
態に応じたクラッチ圧が設定され、この制御信号が油圧
ユニット30に入力して油圧クラッチ27のトルクを制御す
る。ここで、目標値（設定値ΔNs）に対し実際の前輪速
ＮFが後輪速ＮRよりが大きい場合は、前輪側がスリップ
としている判断して、油圧クラッチ27のクラッチ圧を上
昇することにより、（ＮF−ＮR）を設定値ΔNsに収束さ
せてスリップ解除するようにセンターデフ装置20の差動
制限をし、逆の場合は、後輪側がスリップしてている判
断して、油圧クラッチ27のクラッチ圧を低下することに
より、センターデフ装置20の差動を促し、（ＮF−ＮR）
を設定値ΔNsに収束させる。以上の制御によりスリップ
を生じないようにトルクスプリットがフィードバック制
御される。 一方、スリップ状態判定部54でＮF−ＮR＝ΔNsの場合
に車輪速算出部53の車輪速N,車体加速度Ｇが４輪スリッ
プ・グリップ検出部56に入力し、例えば車輪加速度ＧN
を算出して両加速度の差ΔＧ（＝ＧN−Ｇ）を求める。
ここで、スリップフラグがクリアの場合はスリップ設定
値ΔGsと比較し、ΔＧ＜ΔGsの場合は４輪グリップと判
定し、目標スロットル開度決定部57のアクセル開度φに
応じて設定される目標スロットル開度θｄをそのまま出
力する。そこで、この目標スロットル開度θｄとスロッ
トル開度θとによる操作量の制御信号が、スロットル弁
15のアクチュエータ16に入力して目標スロットル開度θ
ｄと一致するように開度調整される。 これに対して、車体加速度Ｇに対し車輪加速度ＧNの
上昇率が大きく、車体加速度Ｇと車輪加速度ＧNとの差
ΔＧがスリップ設定値ΔGs以上に増大すると４輪スリッ
プを検出してスリップフラグをセットし、補正部59で目
標スロットル開度θｄを減少補正する。このため、この
補正値θｄに基づいてスロットル開度は絞られてエンジ
ン１の出力を減じるようになり、これに伴い車輪速N,そ
の加速度ＧNを低下する。そして、かかるスロットル制
御はフラグセットにより保持され、車輪速Ｎの低下と共
に減少する車体加速度Ｇと車輪加速度ＧNとの差ΔＧ
が、今度は４輪スリップ・グリップ検出部56でグリップ
用設定値ΔGs′と比較される。ここで差ΔＧがグリップ
用設定値ΔGs′以下になると、４輪グリップと判定して
スリップフラグをクリアし、補正部59での補正を解除し
てスロットル制御が目標スロットル開度θｄに応じたも
のに復帰するのであり、こうして４輪スリップを回避す
るように動力を低下させるトラクション制御がなされ
る。 以上本発明の一実施例について述べたが、これのみに
限定されるものではない、４輪スリップまたはグリップ
の検出はこれ以外のものでも良い。２輪ベースでトラン
スファクラッチによる直結型の４輪駆動車にも適用でき
る。 なお、動力を低下させるトラクション制御部として本
実施例ではスロットル開度を調整するように構成した
が、これに限らず、ブレーキ制御，あるいは点火時期制
御等により動力を低下させるように構成しても良い。
ション制御装置の概略について述べる。先ず、センター
デフ付のトルクスプリット制御可能な４輪駆動車の駆動
系として、フロントエンジンで縦置きであり、トルクコ
ンバータ付自動変速機を備えたものについて述べると、
エンジン1,トルクコンバータ2,および自動変速機３が車
両前後方向に配置され、動力伝達可能に連結している。
自動変速機３の出力軸４はセンターデフ装置20に入力
し、センターデフ装置20にはトルクスプリット装置25が
バイパスして設けてある。 センターデフ装置20は、プラネタリギヤ式であり、サ
ンギヤ21,リングギヤ22,サンギヤ21とリングギヤ22に噛
合うピニオン23,およびキャリア24から成り、キャリア2
4に変速機出力軸４が同軸状に連結する。また、センタ
ーデフ装置20の２つの出力側のサンギヤ21,リングギヤ2
2において、大径のリングギヤ22から変速機出力軸４に
回動自在に設けられたリダクションギヤ5,さらにリダク
ションギヤ６を介して出力軸４と平行なフロントドライ
ブ軸７に連結し、このフロントドライブ軸７がフロント
デフ装置8,車軸９を介して左右の前輪10L,10Rに伝動構
成される。一方、小径のサンギヤ21からリヤドライブ軸
11に連結し、このリヤドライブ軸11がリヤデフ装置12,
車軸13等を介して左右の後輪14L,14Rに伝動構成され
る。 こうしてセンターデフ装置20は、変速機出力を前後輪
に所定のトルク配分比で伝達し、かつ前後輪の回転数差
を吸収する。ここで、上記駆動系により車体前方の方が
後方より静的荷重が大きいのに対応し、リングギヤ22か
ら前輪へ伝達されるトルクの方がサンギヤ21から後輪へ
伝達されるトルクより大きくなっている。 トルクスプリット装置25は、フロントドライブ軸７と
同軸のバイパス軸26,トルク可変制御可能なクラッチと
して例えば油圧クラッチ27を有し、バイパス軸26が油圧
クラッチ27のハブ27aに、そのドラム27bが一対のギヤ2
8,29を介してリヤドライブ軸11に伝動構成される。ここ
で、上記リダクションギヤ5,6もこの場合の構成要素で
あり、そのギヤ比を例えば“1"にし、ギヤ28,29のギヤ
比がそれより若干小さく設定される。また油圧クラッチ
27は、油圧ユニット30からの作動油の供給によりクラッ
チトルクを生じ得るようになっている。 こうして油圧クラッチ27では、ハブ27aに対しドラム2
7bの方が若干低速の回転数差を生じ、このため油圧クラ
ッチ27にクラッチ圧を与えてクラッチトルクを発生させ
るとハブ27aの前輪側からドラム27bの後輪側にクラッチ
圧に応じたトルク移動を行って、前輪側と後輪側のトル
ク配分を可変にする。即ち、センターデフ装置20の入力
トルクをTi,センターデフ装置20による前輪側トルク配
分比をγとすると、フロントドライブ軸７の伝達トルク
はγ・Tiに、リヤドライブ軸11のトルクは（１−γ）・
Tiに配分される。そこで、クラッチトルクをTc,ギヤ28,
29のギヤ比をＫとすると、トルク移動によりフロントド
ライブ軸7,リヤドライブ軸11のトルクＴF,TRは、 ＴF＝γ・Ti−Tc ＴR＝（１−γ）・Ti＋KTc になる。こうして、クラッチトルクTcの変化により前輪
側トルクＴFの配分比はセンターデフ装置20における配
分比以下の範囲で連続的に変化し、後輪側トルクＴRの
配分比はセンターデフ装置20における配分比以上の範囲
で連続的に変化してトルクスプリット作用する。 また、エンジン１のスロットル弁15にはモータ等のア
クチュエータ16が取付けられ、このアクチュエータ16で
スロットル弁開度の電子制御が可能になっている。 電子制御系として、左右前輪と後輪の回転数センサ40
L,40R,41L,41R,車体加速度センサ41,アクセル開度セン
サ43,スロットル開度センサ44,および舵角センサ45を有
し、これらのセンサ信号が制御ユニット50に入力する。
制御ユニット50は、センサ信号を処理してスリップ状態
を判断し、クラッチ圧制御信号を油圧ユニット30に、ス
ロットル制御信号をアクチュエータ16に出力する。 第２図において、制御ユニット50について述べる。先
ず、回転数センサ40L,40Rの左右前輪回転数ＮFL,NFRが
入力する前輪速算出部51と、回転数センサ41L,41Rの左
右後輪回転数NRL,NRRが入力する後輪速算出部52を有
し、前輪速算出部51,後輪速算出部52で前後輪速ＮF,NR
を、 ＮF＝（ＮFL＋ＮFR）/2 ＮR＝（ＮRL＋ＮRR）/2 により算出する。前輪速算出部51,後輪速算出部52の前
後輪速ＮF,NRは車輪速算出部53に入力し、４輪平均の車
輪速Ｎを、 Ｎ＝（ＮF＋ＮR）/2 により算出する。 また、前後輪の車輪速ＮF,NRはスリップ状態判定部54
に入力し、ＮFとＮRとの差と舵角センサ45により検出さ
れた舵角等により前後輪の一方がスリップしている２輪
スリップ状態を判断する。即ち、舵角等により可変に設
定される設定値ΔNsに対し、ＮF−ＮR＞ΔNsの場合は前
輪スリップと判断し、ＮF−ＮR＜ΔNsの場合は後輪スリ
ップと判断して、これ以外のＮF−ＮR＝ΔNsの場合を４
輪のスリップまたはグリップと判断する。この判定結果
はトルクスプリット制御部55に入力し、２輪スリップ時
はＮFとＮRとの車輪速の差とそれに対する目標値（設定
値ΔNs）等によりクラッチ圧を定め、このクラッチ圧に
応じたデューティ比の制御信号を、力する。 加速度センサ42の車体加速度G,車輪速算出部53の車輪
速Ｎおよび上記判定結果は４輪のスリップ・グリップ検
出部56に入力し、ＮF−ＮR＝ΔNsの条件の下に車体加速
度G,車輪速Ｎを用いて４輪のスリップまたはグリップを
検出する。即ち、車輪速Ｎを微分した車輪加速度ＧNと
車体加速度Ｇとの差ΔＧ（ΔＧ＝ΔＧN−Ｇ），または
車輪速Ｎと車体加速度Ｇを積分した車体速度ＮGとの差
ΔＮ（ΔＮ＝Ｎ−ＮG）を求め、スリップ設定値ΔGs
（ΔNs）に対して、ΔＧ（ΔＮ）≧Gs（ΔNs）の場合に
４輪スリップを検出する（但しΔGs（ΔNs）＞０）。ま
たグリップ設定値ΔGs′（ΔNs′）に対して、ΔＧ（Δ
Ｎ）≦ΔGs′（ΔNs′）の場合に４輪スリップ後の４輪
グリップを検出する（但しΔGs′（ΔNs′）＜０）。 一方、アクセル開度センサ43のアクセル開度φは目標
スロットル開度決定部57に入力し、アクセル開度φに対
し目標スロットル開度θｄが第３図（ａ）のように増大
関数で設定される。この目標スロットル開度θｄとスロ
ットル開度センサ44のスロットル開度θは操作量算出部
58に入力し、両者の差に応じたスロットルアクチュエー
タの操作量のスロットル制御信号を出力する。 そこで、上記目標スロットル開度決定部57の出力側に
補正部59が付加され、４輪スリップ・グリップ検出部56
において４輪スリップの検出の際に目標スロットル開度
θｄを減少補正し、４輪スリップから４輪グリップに復
帰した場合は目標スロットル開度θｄを元に復帰する。
ここで目標スロットル開度θｄの減少補正量は、例えば
第３図（ｂ）のようにスリップ検知時の車体加速度Ｇと
の関係で設定されており、車体加速度Ｇが小さい時にス
リップが生じた場合は路面μが小さくてスリップ率も大
きいと判断して多く補正する。 次いで、このように構成されたトラクション制御装置
の作用について述べる。 先ず、車両走行時に自動変速機３がドライブ（Ｄ）等
の走行レンジにシフトされると、エンジン１の動力がト
ルクコンバータ２を介し自動変速機３へ入力して変速動
力が出力し、この動力がセンターデフ装置20のキャリア
24に伝達する。そしてリングギヤ22にサンギヤ21により
車両の車輪に対する静的荷重配分に対応して、前後輪側
に例えば60:40のトルク配分比で振り分けられる。リン
グギヤ22からの動力はリダクションギヤ5,6,フロントド
ライブ軸7,フロントデフ装置８等を介して前輪10L,10R
に、サンギヤ21からの動力はリヤドライブ軸11,リヤデ
フ装置12等を介して後輪14L,14Rにそれぞれ伝達するの
であり、こうしてセンターデフ付のフルタイム４輪駆動
走行になる。 このときトルクスプリット装置25の油圧クラッチ27
は、リダクションギヤ5,6とギヤ28,29とのギヤ比により
ハブ27aとドラム27bの間で回転数差を生じて回転し、後
輪へのトルク移動可能になっている。 一方、電子制御系の各センサで種々の情報が検出さ
れ、これが制御ユニット50に入力する。そして、前後輪
のトルク分配を変化されるトルクスプリット制御および
動力を制限するトラクション制御されるが、これについ
て第４図のフローチャート図を参照して述べる。 先ず、スリップフラグをクリアしてイニシャライズさ
れ、前輪速算出部51,後輪速算出部52で前後輪速ＮF,NR
を算出し、さらに舵角センサ45からの舵角等に応じて可
変れるΔNs（＝ｆ（λ））を設定し、スリップ状態判定
部54でスリップ状態を判定する。そこで、ＮF−ＮR＞Δ
NsあるいはＮF−ＮR＜ΔNsの前後輪の一方の２輪スリッ
プ判定時には、トルクスプリット制御部55でスリップ状
態に応じたクラッチ圧が設定され、この制御信号が油圧
ユニット30に入力して油圧クラッチ27のトルクを制御す
る。ここで、目標値（設定値ΔNs）に対し実際の前輪速
ＮFが後輪速ＮRよりが大きい場合は、前輪側がスリップ
としている判断して、油圧クラッチ27のクラッチ圧を上
昇することにより、（ＮF−ＮR）を設定値ΔNsに収束さ
せてスリップ解除するようにセンターデフ装置20の差動
制限をし、逆の場合は、後輪側がスリップしてている判
断して、油圧クラッチ27のクラッチ圧を低下することに
より、センターデフ装置20の差動を促し、（ＮF−ＮR）
を設定値ΔNsに収束させる。以上の制御によりスリップ
を生じないようにトルクスプリットがフィードバック制
御される。 一方、スリップ状態判定部54でＮF−ＮR＝ΔNsの場合
に車輪速算出部53の車輪速N,車体加速度Ｇが４輪スリッ
プ・グリップ検出部56に入力し、例えば車輪加速度ＧN
を算出して両加速度の差ΔＧ（＝ＧN−Ｇ）を求める。
ここで、スリップフラグがクリアの場合はスリップ設定
値ΔGsと比較し、ΔＧ＜ΔGsの場合は４輪グリップと判
定し、目標スロットル開度決定部57のアクセル開度φに
応じて設定される目標スロットル開度θｄをそのまま出
力する。そこで、この目標スロットル開度θｄとスロッ
トル開度θとによる操作量の制御信号が、スロットル弁
15のアクチュエータ16に入力して目標スロットル開度θ
ｄと一致するように開度調整される。 これに対して、車体加速度Ｇに対し車輪加速度ＧNの
上昇率が大きく、車体加速度Ｇと車輪加速度ＧNとの差
ΔＧがスリップ設定値ΔGs以上に増大すると４輪スリッ
プを検出してスリップフラグをセットし、補正部59で目
標スロットル開度θｄを減少補正する。このため、この
補正値θｄに基づいてスロットル開度は絞られてエンジ
ン１の出力を減じるようになり、これに伴い車輪速N,そ
の加速度ＧNを低下する。そして、かかるスロットル制
御はフラグセットにより保持され、車輪速Ｎの低下と共
に減少する車体加速度Ｇと車輪加速度ＧNとの差ΔＧ
が、今度は４輪スリップ・グリップ検出部56でグリップ
用設定値ΔGs′と比較される。ここで差ΔＧがグリップ
用設定値ΔGs′以下になると、４輪グリップと判定して
スリップフラグをクリアし、補正部59での補正を解除し
てスロットル制御が目標スロットル開度θｄに応じたも
のに復帰するのであり、こうして４輪スリップを回避す
るように動力を低下させるトラクション制御がなされ
る。 以上本発明の一実施例について述べたが、これのみに
限定されるものではない、４輪スリップまたはグリップ
の検出はこれ以外のものでも良い。２輪ベースでトラン
スファクラッチによる直結型の４輪駆動車にも適用でき
る。 なお、動力を低下させるトラクション制御部として本
実施例ではスロットル開度を調整するように構成した
が、これに限らず、ブレーキ制御，あるいは点火時期制
御等により動力を低下させるように構成しても良い。
以上述べてきたように、本発明によれば、 ４輪駆動車のトラクション制御において、車輪のスリ
ップ状態を判断し、前後輪の一方の２輪スリップの場合
はトルクスプリット装置で前輪と後輪のトルク配分を制
御することによりスリップ防止と共に駆動力が安定して
確保され、走行性を向上することが可能になる。 上記トルクスプリット装置で解消できない４輪スリッ
プの非常時にのみエンジン出力を低下させる等によりト
ラクション制御して動力を制限し、スリップを防止する
ので、動力を低下させるトラクション制御の使用範囲が
限定されて必要以上の動力制限を回避でき、駆動力が安
定して確保される。また、４輪スリップ時の動力を低下
させるトラクション制御により、４輪において均一かつ
効果的にスリップ防止することができる。 ４輪スリップとグリップの検出は車輪速と車体加速度
により精度良く行い得る。 ２輪スリップ以外の条件で４輪スリップを検出するの
で、誤った検出を防止できる。
ップ状態を判断し、前後輪の一方の２輪スリップの場合
はトルクスプリット装置で前輪と後輪のトルク配分を制
御することによりスリップ防止と共に駆動力が安定して
確保され、走行性を向上することが可能になる。 上記トルクスプリット装置で解消できない４輪スリッ
プの非常時にのみエンジン出力を低下させる等によりト
ラクション制御して動力を制限し、スリップを防止する
ので、動力を低下させるトラクション制御の使用範囲が
限定されて必要以上の動力制限を回避でき、駆動力が安
定して確保される。また、４輪スリップ時の動力を低下
させるトラクション制御により、４輪において均一かつ
効果的にスリップ防止することができる。 ４輪スリップとグリップの検出は車輪速と車体加速度
により精度良く行い得る。 ２輪スリップ以外の条件で４輪スリップを検出するの
で、誤った検出を防止できる。
第１図は本発明のトラクション制御装置の実施例の概略
を示す構成図、 第２図は油圧ユニットのブロック図、 第３図は各種の特性図、 第４図は作用のフローチャート図である。 15……スロットル弁、16……アクチュエータ、25……ト
ルクスプリット装置、50……制御ユニット、51……前輪
速算出部、52……後輪速算出部、53……車輪速算出部、
54……スリップ状態判定部、55……トルクスプリット制
御部、56……４輪スリップ・グリップ検出部、57……目
標スロットル開度決定部、59……補正部
を示す構成図、 第２図は油圧ユニットのブロック図、 第３図は各種の特性図、 第４図は作用のフローチャート図である。 15……スロットル弁、16……アクチュエータ、25……ト
ルクスプリット装置、50……制御ユニット、51……前輪
速算出部、52……後輪速算出部、53……車輪速算出部、
54……スリップ状態判定部、55……トルクスプリット制
御部、56……４輪スリップ・グリップ検出部、57……目
標スロットル開度決定部、59……補正部
Claims (1)
- 【請求項１】トルクスプリット制御可能な４輪駆動車に
おいて、 種々の情報を検出するセンサ，上記センサの信号を入力
して処理する制御ユニットを有し、上記制御ユニットの
クラッチ制御信号でトルクスプリット制御を、スロット
ル制御信号でスロットル開度を調整して動力を低下させ
るトラクション制御を行うように回路構成し、 上記制御ユニットは、前後輪の車輪速から前後輪の一方
の２輪スリップを判定するスリップ状態判定部,2輪スリ
ップ判定時にトルクスプリット制御する制御部，上記ス
リップ状態判定部による２輪スリップ判定時以外におい
て車体の加速度と４輪の何れかの車輪の加速度を比較し
て４輪スリップを検出する４輪スリップ検出部，上記４
輪スリップ検出部の４輪スリップ検出時にスロットル開
度を減少する補正部を有し、 上記スリップ状態判定部の２輪スリップ判定時にトルク
スプリット制御し、上記４輪スリップ検出部の４輪スリ
ップ検出時にトラクション制御することを特徴とする４
輪駆動車のトラクション制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271003A JP2615085B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ４輪駆動車のトラクション制御装置 |
| US07/260,802 US5004064A (en) | 1987-10-27 | 1988-10-20 | Traction control system for a four-wheel drive motor vehicle |
| DE88310057T DE3882486T2 (de) | 1987-10-27 | 1988-10-26 | Zugkraftsteuerungssystem für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug. |
| EP88310057A EP0314453B1 (en) | 1987-10-27 | 1988-10-26 | Traction control system for a four-wheel drive motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271003A JP2615085B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ４輪駆動車のトラクション制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01114524A JPH01114524A (ja) | 1989-05-08 |
| JP2615085B2 true JP2615085B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=17494055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62271003A Expired - Lifetime JP2615085B2 (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ４輪駆動車のトラクション制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5004064A (ja) |
| EP (1) | EP0314453B1 (ja) |
| JP (1) | JP2615085B2 (ja) |
| DE (1) | DE3882486T2 (ja) |
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