JPH03189241A

JPH03189241A - ４輪駆動装置

Info

Publication number: JPH03189241A
Application number: JP33228689A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 憲一渡辺; Eiji Nishimura; 西村　栄持
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1991-08-19

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、パワープラントの出力により前輪及び後輪を
駆動する車両に備えられる４輪駆動装置に関する。

（従来の技術）例えば特開昭６２−１８１９１６号公報に示されている
ように、後輪にパワープラントからの駆動力を伝達する
ようにした車両において、左右の後輪の駆動系統上に伝
達トルク可変の油圧クラッチをそれぞれ設け、これらの
クラッチの伝達トルクを制御することにより、左右の車
輪に対するトルク配分を車両の走行状態に応じて可変制
御して、旋回時等における走行性を改善するようにした
ものが知られている。

ところで、上記のような車輪毎に伝達トルクを制御する
クラッチ（以下、車輪クラッチという〉により、左右の
車輪間でのトルク配分を可変制御する構成は、４輪駆動
車における後輪駆動系に適用することも考えられる。こ
の場合、パワープラントの出力により、前輪が直接駆動
され、また左右の後輪がそれぞれ車輪クラッチを介して
駆動されることになる。

これによれば、車輪クラッチが設けられた左右の後輪間
のトルク配分の可変制御が可能であると共に、両車輪ク
ラッチのトータルのトルク伝達量の制御により、前、後
輪間のトルク配分の可変制御、さらに４輪駆動状態から
２輪駆動状態への切換え制御等が可能となり、種々の走
行状態において良好な走行性が得られる望みがある。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記のように４輪駆動車における後輪駆動系に
左右の車輪クラッチを設けた場合、常時駆動状態の前輪
との関係において左右の後輪のトルク配分をどのように
コントロールするか、特に旋回性能の一層の向上を図る
場合に、どのような制御が最も適切であるかというのが
解決すべき課題となる。

そこで、本発明は、上記のような車輪クラッチを４輪駆
動車に適用した場合に、旋回走行性の一層の向上を図り
うる４輪駆動装置を実現することを目的とする。

（課題を解決するための手段）すなわち、この発明に係る４輪駆動装置は、駆動力を発
生するパワープラントと、該パワープラントの出力を左
右の前輪及び左右の後輪にそれぞれ伝達する前輪駆動系
及び後輪駆動系と、後輪駆動系における左右の車輪への
動力伝達部に設けられて、これらの車輪に対する動力の
伝達をそれぞれ制御する左右の車輪クラッチとを有する
構成において、当該車両の舵角を検出する舵角検出手段
と、この検出手段によって検出された舵角の変化率が所
定値以上の旋回初期に、上記後輪駆動系へのパワープラ
ント出力の配分比を大きくすると共に、左右の後輪のう
ち旋回方向外側の車輪のトルク配分が内側の車輪のトル
ク配分より大きくなるように上記両車輪クラッチをそれ
ぞれ制御し、かつ舵角がほぼ一定の安定旋回状態に移行
すれば、後輪駆動系に対する配分比が徐々に減少するよ
うに上記車輪クラッチを制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする（作　　用）上記の構成によれば、左右の車輪クラッチの断接制御も
しくは伝達トルクの可変制御により、前輪及び後輪が駆
動される４輪駆動状態と前輪のみが駆動される２輪駆動
状態との切換え制御、４輪駆動状態での前、後輪間のト
ルク配分制御、さらに後輪における左右の車輪間のトル
ク配分制御等が可能となる。

そして、特に上記の構成によれば、上記舵角検出手段に
よって検出された舵角の変化率が所定値以上の旋回初期
には、後輪駆動系へのパワープラント出力の配分比が大
きく、さらに左右の後輪のうち旋回方向外側の車輪のト
ルク配分が内側の車輪のトルク配分より大きくなるよう
に上記車輪クラッチがそれぞれ制御されるので、当該車
両がオーバーステア傾向を示すことになって良好な口頭
性が得られる。

一方、上記の状態から舵角がほぼ一定の安定旋回状態に
移行したときには、後輪駆動系に対するトルク配分が徐
々に減少するように上記車輪クラッチが制御されるので
、当該車両が徐々に前輪による２輪駆動状態に移行し、
これにより走行状態がアンダーステア傾向に変化するこ
とになって操縦安定性が向上することになる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本実施例に係る４輪駆動車の概略の構成とその
制御システムを示すもので、この４輪駆動車は、エンジ
ン１と変速機２とでなるパワープラント３と、このパワ
ープラント３で発生された駆動力が一対の伝動歯車４．
５を介して入力されて、左右の前輪６．７及び左右の後
輪８．９をそれぞれ駆動する前輪駆動系１０及び後輪駆
動系２０とを有する。

上記前輪駆動系１０は、車体前後方向に配置されて、パ
ワープラント３からの駆動力により上記歯車４．５を介
して駆動される前輪駆動軸１１と、該軸１１から入力さ
れた動力を左右に分割する差動装置１２と、該装置１２
によって分割された動力を左右の前輪６．７にそれぞれ
伝達する左右の車軸１３．１４とで構成され、これらに
より左右の前輪６．７がパワープラント３からの駆動力
で常時駆動されるようになっている。

一方、上記後輪駆動系２０は、同じく車体前後方向に配
置されて、パワープランｌ−３からの駆動力により上記
歯車４．５を介して駆動される後輪駆動軸２１と、該駆
動軸２１により一対の傘歯車２２．２３を介して駆動さ
れて、動力を左右の後輪８．９にそれぞれ伝達する左右
の車軸２４．２５とで構成されている。

そして、この後輪駆動系２０においては、左右の車軸２
４．２５に上記後輪駆動軸２１側から左右の後輪８．９
側への動力の伝達を断接し、またその伝達トルクを変化
させる左右の車輪クラッチ２６．２７がそれぞれ設けら
れている。この車輪クラッチ２６．２７は、いずれも多
板式の油圧クラッチであって、図示しない油圧源から導
かれた油圧供給通路３１．３２が接続されていると共に
、これらの通路３１．３２には車輪クラッチ２６．２７
に対する油圧の給排を制御する油圧制御弁３３．３４が
それぞれ設けられている。

さらに、制御システムには、上記油圧制御弁３３．３４
の作動を制御するコントローラ３５が備えられ、該コン
トローラ３５から出力される制御信号ａ、ｂにより、上
記油圧制御弁３３．３４が開閉制御されて左右の車輪ク
ラッチ２６．２７に対する油圧の給排が制御され、これ
により両車輪クラッチ２６．２７の断接もしくはその伝
達トルクが制御されるようになっている。

そして、このコントローラ３５には、上記の各制御用と
して、前後左右の各車輪６〜９の回転速度をそれぞれ検
出する各車輪速センサ３６〜３９からの信号ｃ、ｄ、ｅ
、ｆと、当該車両の運転席に設けられたハンドル４０の
操作量、つまり舵角量を検出する舵角センサ４１からの
信号ｇと、旋回時に車体に作用する横加速度を検出する
横加速度センサ４２からの信号りと、さらに、当該車両
に備えられたＡＢＳ　（アンチロックブレーキングシス
テム〉の作動を制御するＡＢＳコントローラ４３からの
ＡＢＳ制御中であるか否かを示す信号ｉとが入力され、
該コントローラ３５が、これらの入力信号Ｃ〜ｉに基い
て、上記左右の車輪クラッチ２６．２７に対する制御を
行うようになっている。

次に、この実施例の作用を上記コントローラ３５の制御
動作を示すフローチャートに従って説明する。

第２図はコントローラ３５の制御動作のメインルーチン
を示すもので、まずステップＳ１で、コントローラ３５
は以下の制御で用いる各種の変数、フラグ、その他のイ
ニシャライズを行い、次いでステップＳ２で、左右の車
輪クラッチ２６．２７の締結度、換言すれば左右の後輪
８．９に対するトルク配分比を決定する。そして、ステ
ップＳ３で、両車輪クラッチ２６．２７の締結度がステ
ップＳ２で決定された値となるように、第１図に示す油
圧制御弁３３．３４に制御信号ａ、ｂを出力する。

上記ステップＳ２による車輪クラッチ２６．２７の締結
度の決定制御は、この実施例では、第３図に示すサブル
ーチンにより、次のように行われる。

つまり、この制御では、まずステップＳ１１で、第１図
に示す各センサ３６〜３９．４１．４２からの信号によ
って、左前輪６、右前輪７、左後輪８、右後輪９の各車
輪速ωＦＬ、ω、Ｒ１ωＲＬ、ωＲＲハンドル４０の舵
角量θ、その変化率ゆ、車速■、及び横加速度Ｇを入力
すると共に、さらにＡＢＳコントローラ４３からの信号
ｉとしてＡＢＳ制御中であるか否かを示すＡＢＳ作動信
号Ｆ　ＡＢＳを入力する。ここで、上記変化率すは舵角
量θの変化に基いて算出され、また車速■は上記各車輪
速ωＦＬ、ωＦＲ１ωＲＬ、ωＲλのうちの最も遅いも
のが車速として採用される。

次いで、コントローラ３５は、ステップＳＩ２で上記Ａ
ＢＳ作動信号Ｆ　ＡＢｆｉの値を判定し、これが１の場
合、つまりＡＢＳコントローラ４３によりＡＢＳ制御が
現に行われている場合は、ステップＳ１３で左右の後輪
８．９のトルク配分比ＴＲＬ、ＴＲＲを共にＯに設定す
る。したがって、この場合は左右の車輪クラッチ２６．
２７にはいずれも油圧が供給されず、車軸２４．２５が
遮断されて左右の後輪８．９に駆動力が伝達されない状
態となる。これは、左右の後輪８．９を自由に回転し得
る状態として、ＡＢＳ制御を正確に行うためである。

一方、ＡＢＳ制御が行われていないときは、Ｆ＾８５＝
０であって、コントローラ３５は上記ステップＳ１２か
らステップＳ１４を実行し、舵角量θの絶対値が所定値
θ。より小さいか否かを判定する。この所定値θ０は不
感帯の幅を示す極く小さな値であって、１θ１くθ。の
場合は、ハンドル４０は操作されておらず、当該車両が
直進状態にあると判断する。

そして、直進状態にある場合は、コントローラ３５は、
まずステップＳ＋５で後述する旋回時の制御で用いる旋
回フラグＦＣ及びタイマフラグＦＴＭを共に０にリセッ
トした上で、ステップＳ１６で次式に従って前、後輪間
の回転速度差Δω１を算出する。

Δω１　＝（ωＰＬ＋ωＰハ）−（ωＲＬ＋ωＩ）さら
に、コントローラ３５は、ステップＳＩ７で上記の速度
差Δωｌを第４図に示す予め設定されたマツプに適用し
、後輪８．９の最終トルク配分比ＴＲＬ、　ＴＲＲの決
定に用いられる第１後輪配分比Ｔ１を求める。その場合
に、第４図のマツプは、速度差Δω、が正のとき（前輪
６．７の回転速度が後輪８．９の回転速度より大きいと
き）に、その値が大きいほど第１後輪配分比Ｔ１が大き
くなるように設定されているので、例えば前輪６．７に
与えられる駆動力が過大であってスリップを生じている
場合に、その程度に応じて後輪８．９に対するＩ・ルク
配分比が増大されて、前輪６．７のスリップが抑制され
ることになる。

また、コントローラ３５は、ステップＳＩ８で、次式に
従って左右の車輪の回転速度差Δω２を算出する。

Δω２　：　（ωＦＬ＋ωＲ，）−（ωＦＲ＋ωＲＲ）
そして、ステップＳＩ９で、この速度差Δω２の絶対値
を第５図に示すマツプに適用し、同じく最終トルク配分
比ＴＩＬＬ、’ｒ”ＲＲの決定に用いられる第２陵輪配
分比Ｔ２を求める。その場合に、第５図のマツプは、１
Δω２１が大きいほど第２後輪配分比Ｔ２が大きくなる
ように設定されているので、例えば左右の車輪に対する
路面のｅｌ擦係数が異なって左右の車輪間に速度差が生
じた場合に、後輪８．９に対するトルク配分比が増大さ
れて、このような路面での走行時における車両の走行安
定性が確保されることになる。

さらに、コントローラ３５は、ステップＳ２０で、車速
■を第６図に示すマツプに適用し、同じく最終トルク配
分比ＴＲＬ、ＴＲＲの決定に用いられる第３後輪配分比
Ｔ３を求める。その場合に、第６図のマツプは、高車速
域で車速Ｖの上昇に従って第３トルク配分比Ｔ３が大き
くなるように設定されているから、高車速時に後輪８．
９に対するトルク配分比が増大されて、直進安定性が増
大することになる。

そして、コントローラ３５は、次にステップＳ２□を実
行し、上記のようにして求めた第１〜第３後輪配分比Ｔ
１．Ｔ２、Ｔ３のうちの最も大きなものを選択し、これ
を左右の後輪８．９に対するトータルのトルク配分比Ｔ
Ｒとして設定すると共に、ステップＳ２２で、このトー
タル後輪配分比Ｔ。を２分し、これらを左右の後輪８．
９に対する最終のトルク配分比ＴＲＬ、ＴＲＲとする。

このようにして、直進時における左右の後輪８．９に対
するトルク配分比ＴＲＬ、　ＴＲＲが決定されるが、そ
の場合に、第４〜６図のマツプから明らかなように、前
、後輪間及び左右の車輪間に回転速度差がなく、かつ車
速か特に高くない場合等の通常の走行時には、上記第１
〜第３後輪配分比Ｔ、　、Ｔ２、Ｔ３はいずれも０とな
るから、パワープラント３からの駆動力が前輪６．７に
のみ伝達される２輪駆動状態となり、また、上記各配分
比Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の少なくとも１つが０でない場合に
は、後輪８．９にも駆動力が伝達される４輪駆動状態と
なる。そして、この直進時の４輪駆動状態では、左右の
後輪８．９に対するトルク配分比は常に均等に設定され
ることになる。また、上記各後輪配分比Ｔ　ｒ　、Ｔ２
　、Ｔｓのいずれかが最大値（０，５＞となる場合は、
前、後輪に駆動力が均等に分配され、その結果、パワー
プラントの出力がすべての車輪に１／４ずつ伝達される
ことになる。

一方、ハンドル４０の舵角量θが所定値６０以上となる
旋回時には、コントローラ３５は上記ステップＳ１４か
らステップＳ２３を実行し、旋回フラグＦｃの値を判定
する。このフラグＦｃは、直進時及び旋回初期における
舵角量θが増大している間はＯ１旋回中において舵角量
θの増大が停止した安定旋回状態では１となる。したが
って、コントローラ３５は、直進状態から旋回状態への
移行時には、Ｆ　ｃ　＝　０であるからステップＳ２Ｓ
からステップＳ２４を実行し、舵角量変化率θの絶対値
が０より大きいか否かを判定すると共に、旋回開始時に
はこの値がＯより大きいから、さらにステップＳ２５を
実行して、舵角量変化率妙の現時点までの最大値ｍａｘ
　（θ）をその時点の変化率すとする（旋回開始時にお
いては、現時点の変化率すがその時点までの最大値ｍａ
ｘ　（６）となる）。

そして、ステップＳ２６で、第７図に示すマツプに基い
て、上記変化率６に対応する左右の後輪８．９のベース
配分比Ｔ　ＲＬＢ　、　Ｔ　ＲＲＩＩを設定する。その
場合に、左側へのハンドル操作時における舵角量θの増
大時にその変化率ゆが正の値となるものとすれば、第７
図に示すように、その方向へのハンドル操作時には、右
後輪９のベース配分比Ｔ　ＲＲＢが左後輪８のベース配
分比ＴＲＬＢより大きな値に設定され、逆に右側へのハ
ンドル操作時には、左後輪８のベース配分比ＴＲＬＢが
右後輪９のベース配分比Ｔ　ＲＲＢより大きな値に設定
され、かつこれらのベース配分比ＴＲＬＢ　、　ＴＲＲ
Ｂは舵角量変化率θが大きいほど大きな値に設定される
。

そして、ステップＳ２７で、このようにして設定したベ
ース配分比ＴＲＬＢ、ＴＲＲＢを左右の後輪８．９の最
終トルク配分比ＴＲＬ、ＴＲＲにそのまま置換する。

これにより、第９図に示すように、旋回初期における舵
角量の変化率すが増大している期間（イ）は、その増大
に応じて最終トルク配分比ＴＲＬ、ＴＲＲも増大し、こ
の配分比ＴＲＬ、ＴＲ８で左右の後輪８．９が駆動され
ると共に、変化率りが最大値６　ＭＡＸとなった後、０
まで低下する間、つまり、舵角量θの増大が終了して一
定舵角θｌで安定するまでの期間（ロ）は、舵角量変化
率乙の最大値ｂ　ＭＡＸに対応する最大配分比（ＴＲＬ
）ＭＡＸ、（Ｔ　ＲＲ）　ＭＡＸに保持されることにな
る。このように、舵角量一定の安定旋回状態に移行する
までの間は、後輪８．９に大きな配分比が与えられ、し
かも旋回方向に対して外側の後輪に内側の後輪より大き
な配分が与えられることにより、当該車両がオーバース
テア傾向を示すことになって旋回初期における良好な回
頭性が得られることになる。

その後、舵角量変化率りがＯとなって安定旋回状態に移
行すると、ステップ３２８で上記旋回フラグＦｃが１に
セットされるから、コントローラ３５は、次にステップ
Ｓ２３からステップ３２９を実行し、タイマフラグＦＴ
Ｍの値を判定する。このフラグＦＴＭは当初は０であり
、従ってコントローラ３５は、次にステップＳＳＯで、
後輪８，９に対するトルク配分比を減少させるための定
数ｃｏを設定する。この定数ＣＯは、第８図に示すマツ
プに基いて設定され、安定旋回中における一定舵角量θ
、の絶対値が大きいほど小さな値に設定される。

そして、ステップＳ３ｔで上記タイマフラグＦＴＭを１
にセットし、かつトルク配分比の低減値ＣをＯにクリア
すると共に、ステップＳ３□で、この低減値Ｃを用いて
、次式に従ってトルク配分比の低減係数Ｋを算出する。

Ｋ＝　（１０００−Ｃ）／１０００ここで、数値（１０００）は、制御サイクル周期との関
係で決定された一例としての値であって、この場合、上
記定数Ｃ８は１０００以下の値となる。

上記低減係数には当初は１であるが、次回以降の制御サ
イクルでは、上記ステップＳ２９からステップＳ３３が
実行されて（ＦＴＭ＝１）、低減値Ｃに定数Ｃ６が各サ
イクル毎に順次加算されるから次第に減少すると共に、
ステップＳ３４で０以下に減少したことが判定されたと
きに、ステップＳ３５でＯに固定される。

そして、コントローラ３５は、ステップＳ３６で、上記
のようにして１から０まで変化する低減係数Ｋをベース
配分比Ｔ　ＲＬＢ　　（−（Ｔ　ＫＬ）　ＭＡＸ）　、
ＴＲＲＢ　　（＝　（ＴＲＲ）　ＭＡＸ　）に掛けて、
後輪８．９の最終トルク配分比Ｔ　ＲＬ、Ｔ　ＲＲを算
出する。

このようにして、最終トルク配分比ＴＲＬ、ＴＲＲは、
第９図に示すように、安定旋回期間（ハ）においては、
期間（ロ）における最大配分比（ＴＲＬ）　ＭＡＸ、（
ＴＲＲ）□ＸからＯまで次第に減少されることになり、
当該車両が４輪駆動状態から前輪６．７のみが駆動され
る２輪駆動状態に徐々に移行して、旋回初期のオーバー
ステア傾向からアンダステア傾向に移行することになっ
て旋回中期における安定した走行性が得られることにな
る。そして、特に上記定数Ｃ８は、一定舵角量θ１が大
きいほど小さな値に設定されるので、該舵角量θ１が大
きい場合には、第９図に鎖線で示すように、後輪８．９
のトルク配分比ＴＲＬ、ＴＦＬＲは、舵角量θ、が小さ
い場合より長時間を掛けて０まで減少されることになり
、２輪駆動状態への移行が常に３円滑に行われることに
なる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、後輪駆動系に左右の車輪
に対する伝達トルクをそれぞれ可変制御する車輪クラッ
チを設けた４輪駆動装置において、当該車両の舵角を検
出する手段を設けると共に、この検出手段によって検出
された旋回時の舵角の変化に基づいて上記車輪クラッチ
の制御を適切に行うようにしたことにより、良好な回顧
性と操縦安定性とが両立することになって、４輪駆動車
において旋回性能がさらに向上するという効果が得られ
ることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は４輪駆動
車の概略の構成と制御システムとを示す図、第２図は制
御動作のメインルーチンを示すフローチャート図、第３
図は車両クラッチの締結度決定制御のサブルーチンを示
すフローチャート図、第４〜８図はこの制御で用いられ
る各マツプの説明図、第９図はこの制御の具体的動作を
示すタイムチャート図である。３・・・パワープラント、６．７・・・前輪、８．９・
・・後輪、１０・・・前輪駆動系、２０・・・後輪駆動
系、２６．２７・・・車輪クラッチ、３５・・・制御手
段（コントローラ）、４１・・・舵角検出手段（舵角セ
ンサ）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動力を発生するパワープラントと、該パワープ
ラントの出力を左右の前輪及び左右の後輪にそれぞれ伝
達する前輪駆動系及び後輪駆動系と、後輪駆動系におけ
る左右の車輪への動力伝達部に設けられて、これらの車
輪に対する動力の伝達をそれぞれ制御する左右の車輪ク
ラッチとを有する４輪駆動装置であって、当該車両の舵
角を検出する舵角検出手段と、この検出手段によつて検
出された舵角の変化率が所定値以上の旋回初期に、上記
後輪駆動系へのパワープラント出力の配分比を大きくす
ると共に、左右の後輪のうち旋回方向外側の車輪のトル
ク配分が内側の車輪のトルク配分より大きくなるように
上記両車輪クラッチをそれぞれ制御し、かつ舵角がほぼ
一定の安定旋回状態に移行すれば、後輪駆動系に対する
配分比が徐々に減少するように上記車輪クラッチを制御
する制御手段とが備えられていることを特徴とする４輪
駆動装置。