JP3656502B2

JP3656502B2 - ４輪駆動車のトルク配分装置

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Publication number: JP3656502B2
Application number: JP2000051251A
Authority: JP
Inventors: 豊森; 良夫高橋; 勇作井戸; 良平繁田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: US6575261B2; US20020003057A1; JP2001233078A; EP1127726B1; EP1127726A2; DE60119803D1; EP1127726A3; DE60119803T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車のトルク配分装置に関するもので、特に、旋回時のタイトコーナブレーキング、及び、スリップを回避するための制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動車においては、前後輪の差動を制限した状態で半径の小さなコーナを走行すると、前後輪の走行距離の差から、前後輪にブレーキが掛かった状態となる、いわゆるタイトコーナブレーキング現象が発生し、一般的に操縦性に影響を与えることが知られている。
【０００３】
このタイトコーナブレーキング現象を回避するため、例えば特開平８−２２７８号に記載されたものが提案されている。この技術では、コーナ走行中の前輪の外側輪と後輪の内側輪との車輪の速度差を算出し、この速度差が予め設定したタイトコーナブレーキング現象が発生する旋回半径における速度差よりも大きいときに、タイトコーナブレーキング現象が発生していると判断し、トルク配分装置の差動制限クラッチの係合力を弱め、前後輪の差動を許容している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した技術においては、駆動輪の左右輪のいずれか一方のみが低μ路を走行しているとき、例えば、水が溜まった状態の轍に駆動輪の左右輪のいずれか一方のみが入った際にも車輪がスリップすることがあり、タイトコーナブレーキング現象を誤検出し、前後輪の差動を一瞬許容することがあった。
【０００５】
更に、低μ路、例えば、深雪路、ダート路等で発進しようとした際に、駆動輪の一輪のみがスリップすることが度々発生する。例えば、前輪駆動ベースの４輪駆動車においては前輪側に大きな駆動力を与えるため、前輪側の一輪のみがスリップし易くなる。このような場合にも、上記技術においては、タイトコーナブレーキング現象を誤検出し、前後輪の差動を一瞬許容することがあった。このように前後輪の差動を一瞬許容すると、必要な駆動力が十分に得られなくなり、低μ路を走行しているときに轍からの脱出ができなかったり、低μ路で発進しようとしたときに発進がスムーズにできない恐れがある。
【０００６】
また、極低速旋回時のタイトコーナブレーキングを防止するとともに、スリップすることを防止するため、例えば、特開平１１−１１２９号に記載されたものが提案されている。この技術では、各４輪の車輪速度、操舵角度、ヨーレートに基づき前輪と後輪との車輪速度差を算出し、トルク配分装置の差動制限クラッチの係合力を制御し、極低速旋回時のタイトコーナブレーキング現象を防止するとともに、スリップすることを防止している。しかしながら、上述した技術においては、ヨーレートセンサが必要であるし、制御が複雑となる。
更に、前輪と後輪との車輪速度差に基づいて制御する方式のため、駆動輪の一輪のみがスリップするときは、スリップを検出できないことがあり、必要な駆動力が十分に得られなくなり、低μ路を走行しているときに轍からの脱出ができなかったり、低μ路で発進しようとしたときに発進がスムーズにできない恐れがある。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、タイトコーナブレーキング現象の発生を防止するとともに、駆動輪の一輪のみがスリップすることを確実に防止することができる４輪駆動車のトルク配分装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、上記目的を達成するため、機関から駆動輪へ伝達される出力トルクを従動輪へ配分する差動制御装置を備えた４輪駆動車のトルク配分装置において、前記駆動輪および前記従動輪の各４輪の車輪速度を検出する速度検出手段と、前記検出した従動輪の車輪速度に基づき内側輪と外側輪がいずれであるかを判断する駆動輪内外輪判断手段と、前記検出した車輪速度に基づき駆動輪の内側輪と外側輪の車輪速度差を求め前記駆動輪の内側輪の車輪速度が大きいときに駆動輪の内側輪のスリップと判断する内輪スリップ判断手段と、駆動輪の内側輪と従動輪の内側輪と外側輪の車輪速度から算出した駆動輪の外側輪の車輪速度と前記検出した駆動輪の外側輪の車輪速度とを比較し駆動輪の外側輪のスリップと判断する外輪スリップ判断手段と、前記内側輪のスリップと判断されたときと前記外側輪のスリップと判断されたときに前記差動制御装置による従動輪への伝達トルクが増大するように制御する伝達トルク制御手段とを備えることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２は、上記目的を達成するため、機関から駆動輪へ伝達される出力トルクを従動輪へ配分する差動制御装置を備えた４輪駆動車のトルク配分装置において、前記駆動輪および前記従動輪の各４輪の車輪速度を検出する速度検出手段と、操舵角度を検出する操舵角センサと、この検出した操舵角度に基づき内側輪と外側輪がいずれであるかを判断する駆動輪内外輪判断手段と、この駆動輪の内側輪と外側輪との車輪速度差を求め前記駆動輪の内側輪の車輪速度が大きいときに駆動輪の内側輪のスリップと判断する内輪スリップ判断手段と、前記操舵角度と前記検出した従動輪の車輪速度とに基づき求めた駆動輪の外側輪の車輪速度と前記検出した駆動輪の外側輪の車輪速度とを比較して外側輪のスリップと判断する外輪スリップ判断手段と、前記内側輪のスリップと判断されたときと前記外側輪のスリップと判断されたときに前記差動制御装置による従動輪への伝達トルクが増大するように制御する伝達トルク制御手段とを備えることを技術的特徴とする。
【０００９】
【作用および発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば速度検出手段により各４輪の車輪速度を検出し、駆動輪内外輪判断手段により検出した車輪速度に基づき駆動輪の内側輪と外側輪とを判断し、内輪スリップ判断手段により検出した車輪速度に基づき駆動輪の内側輪がスリップしているかを判断し、外輪スリップ判断手段により検出した車輪速度に基づき駆動輪の外側輪がスリップしているかを判断し、伝達トルク制御手段により、駆動輪の内側輪のスリップと判断されたときと駆動輪の外側輪のスリップと判断されたときに、従動輪への伝達トルクが増大するように制御するようにしたので、駆動輪の内側輪と外側輪の少なくとも一輪がスリップすることを正確に防止することができる。さらに、操舵角センサを使用しないためセンサ数が少なく、制御を簡単にすることができる。
請求項２の発明によれば速度検出手段により各４輪の車輪速度を検出し、操舵角センサにより操舵角度を検出し、駆動輪内外輪判断手段により検出した操舵角度と検出した車輪速度に基づき駆動輪の内側輪と外側輪とを判断し、内輪スリップ判断手段により検出した操舵角度と前記車輪速度から駆動輪の内側輪のスリップを判断し、外輪スリップ判断手段により検出した車輪速度と検出した操舵角度に基づき駆動輪の外側輪のスリップを判断し、更に駆動輪の内側輪のスリップと判断されたときと駆動輪の外側輪のスリップと判断されたときに伝達トルク制御手段により従動輪への伝達トルクが増大するように制御するようにしたので、駆動輪の内側輪と外側輪の少なくとも一輪がスリップすることを正確に精度良く防止することができる。さらに、検出した車輪速度と検出した操舵角度により制御するため、車輪速度のみから判断する場合より精度良く判断することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態に係る４輪駆動車のトルク配分装置について図を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るトルク配分装置を搭載する４輪駆動車の概念構想図である。
トランスアクスル１４はトランスミッション、トランスファおよびフロントディファレンシャル１５を一体に備えるもので、エンジン１２の駆動力をトランスアクスル１４のフロントディファレンシャル１５を介して、アクスルシャフト１６に出力して左右の前輪ＲＴ１、ＲＴ２を駆動させるとともに、第１プロペラシャフト１８側に出力させる。第１プロペラシャフト１８は、トルク配分装置２０を介して第２プロペラシャフト２２に連結されており、トルク配分装置２０により第１プロペラシャフト１８と第２プロペラシャフト２２がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はリヤディファレンシャル２５に伝達され、リヤディファレンシャル２５からアクスルシャフト２６へ出力されて左右の後輪ＲＴ３、ＲＴ４を駆動させる。
【００１１】
トルク配分装置２０は、第１プロペラシャフト１８と第２プロペラシャフト２２間に配設されているもので、トルクを第１プロペラシャフト１８から第２プロペラシャフト２２へ伝達するクラッチ板１９と図略のクラッチ板１９を押圧する押圧機構を備える。この押圧機構に電子制御回路５０から指令値が与えられると、指令値に応じた押圧力がクラッチ板１９に作用する。例えば指令値により第１プロペラシャフト１８から第２プロペラシャフト２２へのトルク配分が増大するように制御されるときには、クラッチ板１９が直結して、第１プロペラシャフト１８のトルクを第２プロペラシャフト２２へ直接伝達する。また、第１プロペラシャフト１８から第２プロペラシャフト２２へのトルク配分が行われないように制御するときには、押圧機構による押圧力がクラッチ板１９に作用しなくなるため、クラッチ板１９が離れ、第１プロペラシャフト１８のトルクは第２プロペラシャフト２２へは伝達しないようになっている。このように、指令値の大小に応じてクラッチ板１９の係合力を変化させ、第１プロペラシャフト１８から第２プロペラシャフト２２へ供給される伝達トルクを調整できるように構成されている。
【００１２】
駆動輪ＲＴ１、ＲＴ２及び従動輪ＲＴ３、ＲＴ４には、それぞれブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と、車輪速度を検出する車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とが配設されている。なお、車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、各ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を独立して制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）用の車輪速センサを用いている。また、車両の操舵系を操作するステアリングホイール５９に接続されたステアリングコラムには操舵角度θを検出する操舵角センサＳ５が設けられている。
【００１３】
次に図２に基づいて、前記トルク配分装置２０を制御する電子制御回路５０の概念を説明する。車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及び、操舵角センサＳ５からの信号は電子制御回路５０に入力される。電子制御回路５０は入出力回路５８と種々の演算・制御を行うＣＰＵ５２と制御プログラムを保持するＲＯＭ５４とＣＰＵ５２の作業領域として用いられるＲＡＭ５６とから構成される。さらにＣＰＵ５２において演算した結果は出力信号として入出力回路５８を介してトルク配分装置２０に伝達される。
【００１４】
次に、前記電子制御回路５０によるタイトコーナブレーキング現象の検出とスリップの検出、及び、トルク配分装置２０の制御動作について図４を参照して説明する。まず、ステップＳ１０として各種センサ入力を行う。車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から、前輪ＲＴ１、ＲＴ２、及び後輪ＲＴ３、ＲＴ４の車輪速度ω1 、ω2 、ω3 、ω4を入力し、操舵角センサＳ５から操舵角度θを入力する。
続いて、ステップＳ２０で駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断する。この判断について図３を参照して説明を行う。検出した従動輪の左側の車輪速度をω３、検出した従動輪の右側の車輪速度をω４とすると、ω３がω４より小さいときは左旋回しているときであり、ω３が検出された車輪ＲＴ３が存在する側が内側輪と判断できる。また車輪速度ω３がω４より大きいときは右旋回しているときであり、ω４が検出された車輪ＲＴ４が存在する側が内側輪と判断できる。次にステップＳ３０以降の説明に移るが、ステップＳ２０で左旋回と判断されたとして説明を行う。
【００１５】
ステップＳ３０では、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断する。この判断は、操舵角度θが予め設定したタイトコーナブレーキング現象が発生する操舵角度θ_１未満のときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０ではトルク配分装置のクラッチ板１９の係合力を強めて従動輪に大きな駆動力を与える通常制御を行う。通常制御とは、例えば、検出した車輪速度に応じてトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を制御するようにすれば、検出した車輪速度が遅いときにはスリップし易いため従動輪に大きな駆動力を与えるようにトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を強くしてスリップを防止し、検出した車輪速度が速くなることに伴いトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を弱める制御のことである（以下、このステップＳ７０での制御を通常制御ということとする。）。また、前記操舵角度θが前記操舵角度θ_１以上のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、次のステップＳ４０に移行する。
【００１６】
ステップＳ４０では内輪スリップの判断を行う。駆動輪の内側輪の車輪速度ω１が駆動輪の外側輪の車輪速度ω２より大きいかを判断し、この判断により大きい（ＮＯ）と判断されたときには、内輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行う。また、駆動輪の内側輪の車輪速度ω１が駆動輪の外側輪の車輪速度ω２以下（ＹＥＳ）と判断されたときは次のステップＳ５０に移行する。
【００１７】
ステップＳ５０では外輪スリップが発生しているかについての判断を行う。この判断について図３を参照して説明する。図中で各車輪の半径をｒ、各車輪ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ４の旋回半径をＲ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、車両の旋回角速度をω、前輪の内側輪ＲＴ１と外側輪ＲＴ２との間のフロントトレッドをＬf 、後輪の内側輪ＲＴ３と外側輪ＲＴ４との間のリヤトレッドをＬr 、前輪の内側輪ＲＴ１及び外側輪ＲＴ２と後輪の内側輪ＲＴ３及び外側輪ＲＴ４との間のホイルーベースをＬとする。ここで、車輪ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ４が滑らない場合には、回転速度は(1)〜(4)式のように表せる。
Ｒ1 ω＝ｒω1 …(1)
Ｒ2 ω＝ｒω2 …(2)
Ｒ3 ω＝ｒω3 …(3)
Ｒ4 ω＝ｒω4 …(4)
【００１８】
これら(1)〜(4)式に基づき、(5)式が成立する。
Ｒ1 ／ω1 ＝Ｒ2 ／ω2 ＝Ｒ3 ／ω3 ＝Ｒ4 ／ω4 …(5)
また、前輪の内側輪ＲＴ１と外側輪ＲＴ２との間のフロントトレッドＬf 、後輪の内側輪ＲＴ３と外側輪ＲＴ４との間のリヤトレッドＬr との差は僅かであるため、Ｌf ≒ Ｌr とすると、(6)、(7)式が求められる。
Ｒ1 ² ＝Ｒ3 ² ＋Ｌ² …(6)
Ｒ2 ² ＝Ｒ4 ²＋Ｌ²…(7)
ここで、(6)式から(7)式を減算すると(8)式が求められる。
Ｒ1 ²−Ｒ2 ² ＝Ｒ3 ²−Ｒ4 ²…(8)
(5)式と(8)式より算出した駆動輪の外側輪の車輪速度をω２_１ ^２とすると、(9)式が求められる。
ω２_１ ^２＝ ω４^２＋ω１^２−ω３^２ …(9)
【００１９】
このような関係から、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２^２が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２_１ ^２より大きい（ステップＳ５０の判定がＮＯ）とき、外輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行うためスリップを防止できる。また、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２^２が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２_１ ^２以下（ステップＳ５０の判定がＹＥＳ）のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断して、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０ではトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を弱めることにより、タイトコーナブレーキング現象を防止できる。
【００２０】
なお、前述した図４のステップＳ３０のタイトコーナブレーキング現象の発生の有無の判断では、操舵角センサから検出した操舵角度θで判断したが、以下に述べるように車輪速度から求めた旋回半径により判断しても良い。
後輪の外側輪ＲＴ４の旋回半径Ｒ4 は、内側輪ＲＴ３にリヤトレッドＬr を加えた次の(10)式により表せる。
Ｒ4 ＝Ｒ3 ＋Ｌr …(10)
【００２１】
ここで、(5)式、(10)式により後輪の内側輪ＲＴ３の旋回半径Ｒ3を、次の(11)式により求めることができる。
Ｒ3 ＝Ｌr ／｛（ω4 ／ω3 ）−１｝ …(11)
【００２２】
このような関係に基づき、後輪の内側輪ＲＴ３の旋回半径Ｒ３が予め設定したタイトコーナブレーキング現象の発生し得る旋回半径Ｒ３_１を超えるときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行し通常制御を行う。また、後輪の内側輪ＲＴ３の旋回半径Ｒ３が前記旋回半径Ｒ３_１以下のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、ステップＳ４０に移行する。
このように後輪の内側輪ＲＴ３の旋回半径Ｒ3によりタイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断すると、操舵角センサを不要にすることが可能となる。
以上はステップＳ２０において左旋回と判断された場合を説明したが、右旋回と判断された場合も駆動輪の内側輪の車輪速度をω１、駆動輪の外側輪の車輪速度をω２、従動輪の内側輪の車輪速度をω３、従動輪の外側輪の車輪速度をω４とすることにより、ステップＳ３０以降は図４では図略してあるが同様に説明される。
【００２３】
上述した第１実施形態によれば、前輪駆動車において、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を図４のステップＳ３０で判断するが、駆動輪より比較的スリップしにくい従動輪の車輪速度を使用して判断するため正確にタイトコーナブレーキング現象を判断できる。
【００２４】
次に、以下本発明の第２実施形態について図５を参照して説明を行う。この第２実施形態においては図４のステップＳ２０、Ｓ３０、Ｓ５０を図５のステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１５０に変更したものであり、第１実施形態と異なる内容は操舵角センサにより検出した操舵角度を制御に使用しているとことである。よってこの第２実施形態の説明では第１実施形態と異なる図５のＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１５０の説明を行う。
【００２５】
ステップＳ１２０では駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断するステップであり、操舵角センサから検出した操舵角度θによりいずれが内側輪か外側輪かを判断する。またこの判断は第１実施形態の図４のステップＳ２０で述べたように検出した従動輪の車輪速度から判断しても良い。
次に、ステップＳ１３０以降の説明に移るが、ステップＳ１２０で左旋回と判断されたとして説明を行う。
【００２６】
ステップＳ１３０では、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断する。この判断は、操舵角度θが予め設定したタイトコーナブレーキング現象が発生する操舵角度θ_１未満のときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行し通常制御を行う。また、前記操舵角度θが前記操舵角度θ_１以上のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、次のステップＳ１４０に移行するが、ステップＳ１４０は第１実施形態の図４のステップＳ４０と同様であるため説明を省略する。次にステップＳ１５０の説明を行う。
【００２７】
ステップＳ１５０では外輪スリップが発生しているかについての判断を行う。この判断について図３を参照して説明する。駆動輪の外側輪の車輪速度をω2_２とし、これを算出する過程を説明する。従動輪の内側輪の車輪速度と外側輪の車輪速度との平均車輪速度をω５とすると(12)式のように表される。
ω５＝（ω３＋ ω４）／２ …(12)
ここで、Ｎをステアリングギヤ比とすると、操舵角θより、実舵角をδとするとδ＝θ／Ｎと表される。これより算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω2_２は(13)式のように表される。
ω2_２＝ ω５／ｃｏｓδ ＝（ω３＋ω４）／（２ｃｏｓδ） …(13)
前記(13)式はフロントトレッドＬｆ／２に相当する項の影響は少ないとして考慮していないが、フロントトレッドＬｆ／２に相当する項を考慮して計算することにより更に精度の高い判定が可能である。
【００２８】
このような関係から、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２_２より大きい（ステップＳ１５０の判定がＮＯ）とき、外輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行うためスリップを防止できる。また、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω２が駆動輪の外側輪の車輪速度ω２_２以下（ステップＳ１５０の判定がＹＥＳ）のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断して、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０ではトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を弱めることによりタイトコーナブレーキングを防止できる。
以上はステップＳ１２０において左旋回と判断された場合を説明したが、右旋回と判断された場合も駆動輪の内側輪の車輪速度をω１、駆動輪の外側輪の車輪速度をω２、従動輪の内側輪の車輪速度をω３、従動輪の外側輪の車輪速度をω４とすることにより、ステップＳ１３０以降は図５では図略してあるが同様に説明される。
【００２９】
上述した第２実施形態によれば、前輪駆動車において図５のステップＳ１２０の駆動輪の内外輪の判断を操舵角度から行うので、車輪速度から判断するときと異なり車輪がスリップしていても車輪のスリップとは無関係に正確に駆動輪の内外輪の判断が可能である。さらに、図５のステップＳ１５０の外輪スリップ判断については、駆動輪より比較的スリップしにくい従動輪の車輪速度を使用して判断するため正確に外輪スリップを判断できる。
【００３０】
次に、本発明の第３実施形態に係る４輪駆動車のトルク配分装置について図を参照して説明する。この第３実施形態においては第１実施形態から図１を図６に、及び、図４のステップＳ２０〜Ｓ５０を図７のＳ２２０〜Ｓ２５０に変更したものであり、第１実施形態と異なる内容は前輪駆動車を後輪駆動車に変更したことである。よってこの第３実施形態の説明では第１実施形態と異なる図６、及び、図７のＳ２２０〜Ｓ２５０の説明を行う。
【００３１】
図６は本発明の第３実施形態に係るトルク配分装置を搭載する４輪駆動車の概念構想図である。トランスアクスル１４はトランスミッション、トランスファを一体に備えるもので、エンジン１２の駆動力をトランスアクスル１４、第１プロペラシャフト２２、リヤディファレンシャル２５を介して、アクスルシャフト２６に出力して左右の後輪ＲＴ３、ＲＴ４を駆動させる。これとともにトルク伝達装置２０に出力させる。トルク伝達装置２０は第２プロペラシャフト６１に連結されている。トランスアクスル１４と第２プロペラシャフト６１がトルク伝達可能に連結された場合には、駆動力はフロントディファレンシャル１５に伝達され、フロントディファレンシャル１５からアクスルシャフト１６へ出力されて左右の前輪ＲＴ１、ＲＴ２を駆動させる。
【００３２】
トルク配分装置２０は、トランスアクスル１４と第２プロペラシャフト６１間に配設されているもので、トルクをトランスアクスル１４から第２プロペラシャフト６１へ伝達するクラッチ板１９と図略のクラッチ板１９を押圧する押圧機構を備える。この押圧機構に電子制御回路５０から指令値が与えられると、指令値に応じた押圧力がクラッチ板１９に作用する。例えば指令値によりトランスアクスル１４から第２プロペラシャフト６１へのトルク配分が増大するように制御されるときには、クラッチ板１９が直結して、トランスアクスル１４のトルクを第２プロペラシャフト６１へ直接伝達する。またトランスアクスル１４からトルクを第２プロペラシャフト６１へのトルク配分が行われないように制御するときには、押圧機構による押圧力がクラッチ板１９に作用しなくなるため、クラッチ板１９が離れ、トランスアクスル１４のトルクは第２プロペラシャフト６１へは伝達しないようになっている。このように、指令値の大小に応じてクラッチ板１９の係合力を変化させ、トランスアクスル１４から第２プロペラシャフト６１へ供給される伝達トルクを調整できるよう構成されている。
【００３３】
従動輪ＲＴ１、ＲＴ２及び駆動輪ＲＴ３、ＲＴ４には、それぞれブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と、車輪速度を検出する車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とが配設されている。なお、車輪速センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、各ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を独立して制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）用の車輪速センサを用いている。また、車両の操舵系を制御するステアリングホイール５９に接続されたステアリングコラムには操舵角度θを検出する操舵角センサＳ５が設けられている。
【００３４】
次に図７のステップＳ２２０〜Ｓ２５０の説明を行う。
最初に、ステップＳ２２０で駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断する。この判断について図３を参照して説明を行う。検出した従動輪の左側の車輪速度をω１、検出した従動輪の右側の車輪速度をω２とすると、ω１がω２より小さいときは左旋回しているときであり、ω１が検出された車輪ＲＴ１が存在する側が内側輪と判断できる。また車輪速度ω１がω２より大きいときは右旋回しているときであり、ω２が検出された車輪ＲＴ２が存在する側が内側輪と判断できる。
次にステップＳ２３０以降の説明に移るが、ステップＳ２２０で左旋回と判断したとして説明を行う。
【００３５】
ステップＳ２３０では、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断する。この判断は、操舵角度θが予め設定したタイトコーナブレーキング現象が発生する操舵角度θ_１未満のときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行し通常制御を行う。また、前記操舵角度θが前記操舵角度θ_１以上のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、次のステップＳ２４０に移行する。
ステップＳ２４０では内輪スリップの判断を行う。駆動輪の内側輪の車輪速度ω３が駆動輪の外側輪の車輪速度ω４より大きいかを判断し、この判断により大きい（ＮＯ）と判断されたときには、内輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行うためスリップを防止できる。また、駆動輪の内側輪の車輪速度ω３が駆動輪の外側輪の車輪速度ω４以下（ＹＥＳ）と判断されたときは次のステップＳ２５０に移行する。
【００３６】
ステップＳ２５０では外輪スリップが発生しているかについての判断を行う。この判断について図３を参照して説明する。(1)式〜(8)式の求め方は第１実施形態と同じため説明を省略する。
【００３７】
ここで、(5)式と(8)式より算出した駆動輪の外側輪の車輪速度をω４_１ ^２とすると、(14)式が求められる。
ω４_１ ^２＝ −ω１^２＋ω２^２＋ω３^２ …(14)
【００３８】
このような関係から、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４^２が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４_１ ^２より大きい（ステップＳ２５０の判断がＮＯ）とき、外輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行うためスリップを防止できる。また、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４^２が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４_１ ^２以下（ステップＳ２５０の判断がＹＥＳ）のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断して、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０ではクラッチ板１９の係合力を弱めることにより、タイトコーナブレーキングを防止できる。
【００３９】
なお、前述した図７のステップＳ２３０のタイトコーナブレーキング現象の発生の有無の判断では、操舵角センサから検出した操舵角度θで判断したが、以下に述べるように車輪速度から求めた旋回半径により判断しても良い。
図３において前輪の内側輪ＲＴ１と外側輪ＲＴ２との間のフロントトレッドＬｆ、前輪の内側輪ＲＴ１と外側輪ＲＴ２との旋回時の等価的フロントトレッドをＬｐとすると前輪の旋回半径、及び、車輪速度に基づき(15)式が成立する。
Ｒ１：ｒω１＝Ｒ１＋Ｌｐ：ｒω２ …(15)
Ｌｐ≒ Ｌｆが成り立つので(15)式によりに(16)式が成立する。
Ｒ１＝Ｌｆｒω１／（ｒω２− ｒω１） …(16)
【００４０】
このような関係に基づき、前輪の内側輪ＲＴ１の旋回半径Ｒ１が予め設定したタイトコーナブレーキング現象の発生し得る旋回半径Ｒ１_１を超えるときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行し通常制御を行う。また、前輪の内側輪ＲＴ１の旋回半径Ｒ１が前記旋回半径Ｒ１_１以下のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、ステップＳ２４０に移行する。
このように後輪の内側輪ＲＴ１の旋回半径Ｒ１によりタイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断すると、操舵角センサを不要にすることが可能となる。
以上はステップＳ２２０において左旋回と判断された場合を説明したが、右旋回と判断された場合も従動輪の内側輪の車輪速度をω１、従動輪の外側輪の車輪速度をω２、駆動輪の内側輪の車輪速度をω３、駆動輪の外側輪の車輪速度をω４とすることにより、ステップＳ２３０以降は図７では図略してあるが同様に説明される。
【００４１】
上述した第３実施形態によれば、後輪駆動車において、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を図７のステップＳ２３０で判断するが、駆動輪より比較的スリップしにくい従動輪の車輪速度を使用して判断するため正確にタイトコーナブレーキング現象を判断できる。
【００４２】
次に、以下本発明の第４実施形態について図８を参照して説明を行う。この第４実施形態においては図７のステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２５０を図８のステップＳ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３５０に変更したものであり、第３実施形態と異なる内容は操舵角センサにより検出した操舵角度を制御に使用しているとことである。よってこの第４実施形態の説明では第３実施形態と異なる図８のＳ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３５０の説明を行う。
【００４３】
ステップＳ３２０では駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断するステップであり、操舵角センサから検出した操舵角度θによりいずれが内側輪か外側輪かを判断する。またこの判断は第３実施形態の図７のステップＳ２２０で述べたように検出した従動輪の車輪速度から判断しても良い。
次に、ステップＳ３３０以降の説明に移るが、ステップＳ３２０で左旋回と判断されたとして説明を行う。
【００４４】
ステップＳ３３０では、タイトコーナブレーキング現象の発生の有無を判断する。この判断は、操舵角度θが予め設定したタイトコーナブレーキング現象が発生する操舵角度θ_１未満のときはタイトコーナブレーキング現象は発生しないと判断して、ステップＳ７０に移行し通常制御を行う。また、前記操舵角度θが前記操舵角度θ_１以上のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断し、次のステップＳ３４０に移行するが、ステップＳ３４０は第３実施形態の図７のステップＳ２４０と同様であるため説明を省略する。次にステップＳ３５０の説明を行う。
【００４５】
ステップＳ３５０では外輪スリップが発生しているかについての判断を行う。
まず、駆動輪の外側輪の車輪速度をω４_２とし、これを算出する過程を説明する。従動輪の内側輪の車輪速度と外側輪の車輪速度との平均車輪速度をω６とすると(17)式のように表される。
ω６＝（ω１＋ ω２）／２ …(17)
これより算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４_２は(18)式のように表される。
ω４_２＝ ω６ｃｏｓδ ＝（ω１＋ω２）ｃｏｓδ／２ …(18)
【００４６】
このような関係から、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４が算出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４_２より大きい（ステップＳ３５０の判定がＮＯ）とき、外輪スリップと判断して、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では通常制御を行うためスリップを防止できる。また、検出した駆動輪の外側輪の車輪速度ω４が駆動輪の外側輪の車輪速度ω４_２以下（ステップＳ３５０の判定がＹＥＳ）のときは、タイトコーナブレーキング現象が発生すると判断して、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０ではトルク配分装置２０のクラッチ板１９の係合力を弱めることによりタイトコーナブレーキングを防止できる。
以上はステップＳ３２０において左旋回と判断された場合を説明したが、右旋回と判断された場合も従動輪の内側輪の車輪速度をω１、従動輪の外側輪の車輪速度をω２、駆動輪の内側輪の車輪速度をω３、駆動輪の外側輪の車輪速度をω４とすることにより、ステップＳ３３０以降は図８では図略してあるが同様に説明される。
【００４７】
上述した第４実施形態によれば、後輪駆動車において図８のステップＳ３２０の駆動輪の内外輪の判断を操舵角度から行うので、車輪速度から判断するときと異なり車輪がスリップしていても車輪のスリップとは無関係に正確に駆動輪の内外輪の判断が可能である。また、図８のステップＳ３５０の外輪スリップ判断については、駆動輪より比較的スリップしにくい従動輪の車輪速度を使用して判断するため正確に外輪スリップを判断できる。
【００４８】
請求項１および請求項２に示した内容と発明の実施の形態との対応を示す。速度検出手段は図４、５、７，８のフローチャートのステップＳ１０として機能し、駆動輪内外輪判断手段は図４、５、７，８のフローチャートのステップＳ２０、Ｓ１２０、Ｓ２２０、Ｓ３２０として機能し、内輪スリップ検出手段は図４、５、７，８のフローチャートのステップＳ４０、Ｓ１４０、Ｓ２４０、Ｓ３４０として機能し、外輪スリップ検出手段は図４、５、７，８のフローチャートのステップＳ５０、Ｓ１５０、Ｓ２５０、Ｓ３５０として機能し、伝達トルク制御手段は図４、５、７，８のフローチャートのステップＳ６０およびステップＳ７０として機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトルク配分装置を備える４輪駆動車の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の電子制御回路のブロック図である。
【図３】本発明に係る左旋回時の旋回半径の算出方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る電子制御回路による処理を示す左旋回時の第１実施形態のフローチャートである。
【図５】本発明に係る電子制御回路による処理を示す左旋回時の第２実施形態のフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係るトルク配分装置を備える４輪駆動車の構成を示す説明図である。
【図７】本発明に係る電子制御回路による処理を示す左旋回時の第３実施形態のフローチャートである。
【図８】本発明に係る電子制御回路による処理を示す左旋回時の第４実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
１００、２００４輪駆動車
１２エンジン
１５フロントデフ
１９クラッチ板
２０トルク配分装置
５０電子制御回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４車輪速センサ
ＲＴ１、ＲＴ２前輪
ＲＴ３、ＲＴ４後輪
ω 旋回角速度
ω1 、ω2 、ω3 、ω4、ω５、ω６車輪速度
θ、θ１操舵角
δ 実舵角

Claims

機関から駆動輪へ伝達される出力トルクを従動輪へ配分する差動制御装置を備えた４輪駆動車のトルク配分装置において、前記駆動輪および前記従動輪の各４輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、前記検出した従動輪の車輪速度に基づき駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断する駆動輪内外輪判断手段と、前記検出した車輪速度に基づき駆動輪の内側輪と外側輪の車輪速度差を求め前記駆動輪の内側輪の車輪速度が大きいときに駆動輪の内側輪のスリップと判断する内輪スリップ判断手段と、駆動輪の内側輪と従動輪の内側輪と外側輪の車輪速度から算出した駆動輪の外側輪の車輪速度と前記検出した駆動輪の外側輪の車輪速度とを比較し駆動輪の外側輪のスリップと判断する外輪スリップ判断手段と、前記内側輪のスリップと判断されたときと前記外側輪のスリップと判断されたときに前記差動制御装置による従動輪への伝達トルクが増大するように制御する伝達トルク制御手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車のトルク配分装置。
機関から駆動輪へ伝達される出力トルクを従動輪へ配分する差動制御装置を備えた４輪駆動車のトルク配分装置において、前記駆動輪および前記従動輪の各４輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、操舵角度を検出する操舵角センサと、この検出した操舵角度に基づき駆動輪のいずれが内側輪か外側輪かを判断する駆動輪内外輪判断手段と、この駆動輪の内側輪と外側輪との車輪速度差を求め前記駆動輪の内側輪の車輪速度が大きいときに駆動輪の内側輪のスリップと判断する内輪スリップ判断手段と、前記操舵角度と前記検出した従動輪の車輪速度とに基づき求めた駆動輪の外側輪の車輪速度と前記検出した駆動輪の外側輪の車輪速度とを比較して外側輪のスリップと判断する外輪スリップ判断手段と、前記内側輪のスリップと判断されたときと前記外側輪のスリップと判断されたときに前記差動制御装置による従動輪への伝達トルクが増大するように制御する伝達トルク制御手段とを備えることを特徴とする４輪駆動車のトルク配分装置。