JPH04159429A - ４輪駆動車用駆動力制御装置 - 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輪駆動車の駆動力を制御するのに好適に用
いられる４輪駆動車用駆動力制御装置に関し、特に、旋
回加速時にオーバステアリング状態となるのを防止でき
るようにした４輪駆動車用駆動力制御装置に関する。

〔従来の技術Ｊ 第６図ないし第８図に従来技術の４輪駆動車用駆動力制
御装置を示す。

図において、ｌは４輪駆動車、２は該４輪駆動車１に登
載されたエンジンを示し、該エンジン２には変速装置３
が設けられ、該変速装置３の出力軸３Ａはセンターデフ
となるビスカスカップリング４の入力側に連結されてい
る。５，５は４輪駆動車ｌの駆動軸となる左、右の前輪
、６，６は４輪駆動車ｌの駆動軸となる左、右の後輪を
示し、該各後輪６はリアデフ７を介してプロペラシャフ
ト８に連結され、該プロペラシャフト８の一端側は前記
ビスカスカップリング４の出力側に連結されている。ま
た、各前輪５はフロントデフ９を介してシャフト１０に
連結され、該シャフト１０の他端側はビスカスカップリ
ング４の他の出力側に連結されている。

１１．１１・・・は各前輪５および各後輪６側に設けら
れた車輪速センサを示し、該各車輸速センサ１１は各前
輪５、各後輪６の回転速度を車輪速度Ｖとして検出し、
その検出信号を後述のコントロールユニット１４に出力
するようになっている。

１２は４輪駆動車１の前後方向の加速度を検出する加速
度検出手段としての加速度センサを示し、該加速度セン
サ１２は４輪駆動車１の加速時、減速時に前後方向に発
生する加速度ＧＸを検出し、これをコントロールユニッ
ト１４に出力するようなっている。

１３はビスカスカップリング４に圧油を給排し、前輪５
側と後輪６側とのトルク配分を変える油圧装置、１４は
マイクロコンピュータ等によって構成されたコントロー
ルユニットを示し、該コントロールユニット１４の入力
側は各車輪速センサ１１、加速度センサ１２等に接続さ
れ、その出力側は油圧装置１３に接続されている。そし
て、該コントロールユニット１４は各車輪速センサ１１
から出力される各前輪５．各後輸６の車輪速度Ｖに基づ
きそれぞれの加速度を演算し、この演算加速度が加速度
センサ１２から加速度Ｇｘより太き（なったときに油圧
装置１３等に制御信号を出力し、各前輪５、各後輪６の
駆動力を制御するうようになっている。

このように構成される従来技術では、エンジン２により
変速装置、ビスカスカップリング４等を介して駆動され
る各前輪５、各後輪６が路面上で空転（以下、スリップ
という）しているが否かを、前記各車輪速センサ１１か
らの車輪速度Ｖによる演算加速度が加速度センサ１２か
らの加速度Ｇｘ　　（４輪駆動車１の実際の加速度）よ
りも大きいか否かで判定し、このスリップ発生時にはエ
ンジン２の吸気通路途中に設けたスロットルアクチュエ
ータ（図示せず）を作動させて、吸気量を制限すること
によりエンジン２の回転出力を低下させ、各前輪５およ
び各後輪６のスリップを抑えるべく駆動力を制御するよ
うにしてる。

また、４輪駆動車１のステアリング操作による旋回加速
時等には、ステアリング操作される各前輪５とステアリ
ング操作されない各後輪６との間で回転差が生じるから
、この場合には各前輪５の車輪速度Ｖによる演算加速度
、各後輪６の車輪速度Ｖによる演算加速度と加速度セン
サ１２による加速度Ｇｘとから各前輪５または各後輪６
のスリップの有、無を判定し、スリップ発生時には油圧
装置１３を作動させてビスカスカップリング４に圧油を
給排し、エンジン２から変速装置３、ビスカスカップリ
ング４を介して各前輪５、各後輪６に伝えられるトルク
配分を調整することによって各前輪５、各後輪６のスリ
ップを抑えるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、４輪駆動車１の旋回
加速時に油圧装置１３、ビスカスカップリング４により
各前輪５と各後輪６とのトルク配分を調整し、スリップ
を抑えるようにしている。

しかし、実際には４輪駆動車１を所定のステアリング角
（操舵角）で旋回加速した場合、４輪駆動車１の重心を
中心としたヨーレイトγ（第８図参照）が前後方向の加
速度に応じて第７図に示すごとく変化する。この場合ヨ
ーレイトγは路面の摩擦係数μが高い高μ路面では特性
線１５に沿ってそれ程増加しないものの、摩擦係数μの
低い低μ路面では特性線１６に沿って漸次増加し、オー
バステアリング状態となってしまう。

即ち、４輪駆動車１の旋回加速時には該４輪駆動車１に
慣性力等による横方向の加速度が発生し、横方向に滑り
力が作用するようになる。この場合高μ路面では各前輪
５、各後輪６のタイヤによる路面へのグリップ力が大き
いから、前記ヨーレイトγはそれ程増加しない。しかし
、低μ路面ではグリップ力が小さ（なるから、第７図に
示す特性線１６の如く前後方向の加速度が太き（なるに
つれて、ヨーレイトγは漸次増加し、旋回加速時にオー
バステアリング状態となってしまう。

このため、従来技術では、４輪駆動車１を低μ路面等で
第８図中の矢示Ａ方向に旋回加速しようとしても、実際
にはヨーレイトγの増加により矢示Ｂ方向に旋回加速さ
れ、オーバステアリング状態となって４輪駆動車１の操
舵性が低下する上に、場合によっては４輪駆動車１が重
心を中心としてヨーレイトγの方向にスピンしてしまい
、旋回走行時の安全性を確保できなくなるという問題が
ある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明は低μ路面等での旋回加速時にオーバステアリ
ング状態となるのを防止でき、安全性を向上できるよう
にした４輪駆動車用駆動力制御装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、前。

後、左、右の車輪をエンジンによって駆動する４輪駆動
車と、該４輪駆動車に設けられ、該４輪駆動車の前後方
向の加速度を検出する第１の加速度検出手段と、前記４
輪駆動車に設けられ、該４輪駆動車の左右方向に発生す
る横方向の加速度を検出する第２の加速度検出手段と、
前記４輪駆動車のステアリング操作時に発生するオーバ
ステアリング特性を、前記４輪駆動車の前後方向および
横方向の加速度に基づき路面の摩擦係数に応じた特性と
して記憶する特性記憶手段と、前記第１の加速度検出手
段で検出した前後方向の加速度に基づき前記４輪駆動車
がオーバステアリング状態となる横方向の加速度の限界
値を、該特性記憶手段で記憶したオーバステアリング特
性から設定する限界値設定手段と、前記第２の加速度検
出手段で検出した横方向の加速度が該限界値設定手段に
よる限界値を越えたか否かを判定する判定手段と、該判
定手段により横方向の加速度が限界値を越えたと判定し
たときに、前記エンジンによる４輪駆動車の駆動力を低
下させる駆動力制御手段とからなる構成を採用している
。

また、前記第１および第２の加速度検出手段は単一の加
速度センサによって構成するのが好ましい。

［作用］ 上記構成により、４輪駆動車がオーバステアリング状態
となる横方向の加速度の限界値を前後方向の加速度に基
づき設定し、旋回加速時に横方向の加速度がこの限界値
を越えたときに駆動力を低下させることができ、これに
よって横方向の加速度を低減でき、オーバステアリング
状態となるのを早期に防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づき説
明する。なお、実施例では前述した第６図に示す従来技
術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

図中、２１は４輪駆動車１の前後方向の加速度Ｇ、と横
方向の加速度Ｇアとを検出する第１．第２の加速度検出
手段としての加速度センサを示し、該加速度センサ２１
は第２図に示す如（ケーシング２２と後述の加速度検出
素子２６とから大略構成され、ケーシング２２は有底筒
状に形成され、底部側がねじ穴２３Ａ、２３Ａ、・・・
を有するフランジ２３Ｂとなったケーシング本体２３と
、該ケーシング本体２３の上端側を施蓋した蓋体２４と
からなっている。そして、該ケーシング２２は各ねじ穴
２３Ａ等を介して４輪駆動車１内に固設され、蓋体２４
には加速度検出素子２６が許容限度以上に撓むのを規制
するストッパ２５が垂下して設けられている。

２６は圧電体によって丸棒状に形成され、ケーシング本
体２３内に固定部材２７を介して取付けられた加速度検
出素子を示し、該加速度検出素子２６は第３図に示す如
く、Ｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線に対して４５度をなす方向に４
分割された圧電材料からなる分割片２６Ａ、２６Ｂ、２
６Ｃ，２６Ｄを対角線位置で接合することにより丸棒状
に形成されている。そして、該加速度検出素子２６の上
端側の自由端には分割片２６Ａ〜２６Ｄを精度よ（撓ま
せるために大径のおもり部２６Ｅが設けられている。ま
た、該おもり部２６Ｈの上面側にはストッパ２５の下端
側に係合することにより加速度検出素子２６の撓み量を
規制する有底の係合穴２６Ｆが形成されいている。

そして、該加速度検出素子２６は４輪駆動車ｌに作用す
る前後方向、左右方向（横方向）の加速度ＧＸ、ＧＹに
よりｘ−Ｘ線の前後方向、Ｙ−Ｙ線の左右方向に撓み変
形し、このときに分割片２６Ａ〜２６Ｄのいずれかが圧
縮変形して矢示２８．２９，３０．３１方向に起電力を
発生させ、この起電力は電極３２．３３，３４．３５か
ら各リード線３６を介して後述のコントロールユニット
４０に加速度ＧＸ、ＧＹの検出信号として出力されるよ
うになっている。ここで、電極３２〜３５は加速度検出
素子２６の外周面で分割片２６Ａ〜２６Ｄのそれぞれの
接合部位に架は渡して貼設され、分割片２６Ａ〜２６Ｄ
に矢示２８〜３１方向に生じた起電力を隣合う２つの電
極３２〜３５から各リード線３６を介してコントロール
ユニット４０に出力するようになっている。

３７はスロットルバルブ（図示せず）の弁開度θを検出
するスロットルセンサを示し、該スロットルセンサ３７
はエンジン２の吸気通路途中に設けられるスロットルバ
ルブに付設され、このスロットルバルブがアクセルペダ
ル（図示せず）の操作により開、閉弁されるときに、そ
の弁開度θを検出し、検出信号をコントロールユニット
４０は出力するようになっている。そして、このスロッ
トルバルブはその弁角度θに応じてエンジン２の吸気量
を制御し、この吸気量に対応してエンジン２の出力を増
減させるようになっている。また、エンジン２の吸気通
路途中にはスロットルバルブと直列にサブスロットルバ
ルブ（図示せず）が設けられている。

３８はこのサブスロットルバルブを開、閉弁させるスロ
ットルアクチュエータを示し、該スロットルアクチュエ
ータ３８は車両のスリップ発生時にサブスロットルバル
ブを閉弁させて前記吸気量を制限させ、常時はサブスロ
ットルバルブを全開状態に保持することにより、前記吸
気量をスロットルバルブの弁開度θに応じて制御させる
ようになっている。そして、該スロットルアクチュエー
タ３８はコントロールユニット４０からの制御信号に基
づきサブスロットルバルブを開、閉弁させる電動モータ
等によって構成されている。３９はエンジン２に点火信
号を出力する点火装置を示し、該点火装置３９はコント
ロールユニット４０からの制御信号に基づき、４輪駆動
車１のスリップ発生時等にエンジン２の点火時期を変え
、エンジン２の出力をスロットルアクチュエータ３８と
共に低下させるようになっている。

さらに、４０はマイクロコンピュータ等によって構成さ
れるコントロールユニットを示し、該コントロールユニ
ット４０は従来技術で述べたコントロールユニット１４
とほぼ同様に構成されているものの、その入力側には各
車輪速センサ１１に加えて加速度センサ２１、スロット
ルセンサ３７等が接続され、出力側にはスロットルアク
チュエータ３８、点火装置３９および油圧装置１３等が
接続されている。そして、該コントロールユニット４０
はその記憶回路内に第５図に示すプログラム等を格納し
、油圧装置１３に制御信号を圧力して前輪５側と後輪６
側とのトルク配分を変える機能の他に、４輪駆動車１の
旋回加速時にオーバステアリング状態となるのを防止す
る駆動力制御処理等を行なうようになっている。

また、該コントロールユニット４０の記憶回路にはその
記憶エリア４０Ａ内に特性記憶手段を構成すべく第４図
に示す特性マツプが格納され、この特性マツプは４輪駆
動車１のステアリング操作時に発生するオーバステアリ
ング特性を、前後方向の加速度ＧＸｔ横方向の加速度Ｇ
ｙに基づく路面の摩擦係数μに応じた特性線βｌ＋Ｉ２
！＋・・・βゎ　（全体として特性線ｌという）として
設定されている。ここで、特性線β１は氷上等の摩擦係
数μが低い低μ路面でのオーバステアリング特性を示し
、特性線βは特性線β２・・・Ｉ０に向けて漸次高μ路
面でのオーバステアリング特性を示し、路面の摩擦係数
μが特性線βのうちいずれかに該当するときにこの特性
線Ｉ２＋　、　ｆｆ、　、・・・Ｉ２．、がら、前後方
向の加速度ＧＸに基づき横方向の加速度Ｇアの限界値Ｇ
ｌｌを、例えばＧｍ＝ａＹ、とじて設定するようになっ
ている。

本実施例による４輪駆動車１の駆動力制御装置は上述の
ごとき構成を有するもので、その基本的動作については
従来技術によるものと格別差異はない。

そこで、まず加速度センサ２１による加速度Ｇｘ、Ｇｘ
の検出動作について説明するに、４輪駆動車１の加速、
減速時には加速度検出素子２６に慣性力が作用し、該加
速度検出素子２６は第３図に示すＸ−Ｘ線の前後方向に
撓むから、例えば加速時には分割片２６Ｂが伸長して分
割片２６Ｄが圧縮され、該分割片２６Ｄに矢示３１方向
の起電力が生じ、電極３２．３５間から各リード１！３
６を介して加速度Ｇｘに対応した検出信号が出力される
。

また、４輪駆動車１のステアリング操作時（旋回時）等
には加速度検出素子２６に横方向の加速度ＧＹに対応し
た慣性力が作用し、該加速度検出素子２６はＹ−Ｙ線の
左右方向に撓むから、分割片２６Ａ、２６Ｃの一方が圧
縮され、他方が伸長するようになり、例えば分割片２６
Ａが圧縮されたときには、該分割片２６Ａに加速度ＧＹ
に対応した起電力が矢示２８方向に生じ、電極３２，３
３間から各リード線３６を介して加速度ＧＹに対応した
検出信号が出力される。そして、旋回加速時には各リー
ド線３６から加速度Ｇ、、Ｇ、に対応した検出信号が共
に出力される。

次に、４輪駆動車１の旋回加速時における駆動力制御処
理について第５図を参照して説明する。

まず、処理動作がスタートすると、ステップ１でスロッ
トルセンサ３７からスロットルバルブの弁開度θを読込
み、ステップ２で弁開度θの変化率Δθを、 として演算し、ステップ３に移って変化率△θが正の値
であるか否かで４輪駆動車１が加速中であるか否かを判
定する。そして、ステップ３で「ＮＯ」と判定したとき
には定速走行時または減速時であるから、ステップ４に
移ってリターンする。

また、ステップ３でｒＹＥｓＪと判定したときには加速
時であるから、ステップ５に移って各車輪速センサ１１
から車輪速度Ｖを読込み、ステップ６で前輪５、後輪６
の演算加速度αを、として求め、ステップ７に移って加
速度センサ２１から４輪駆動車１に実際に作用している
前後方向の加速度Ｇｘを読込む。そして、ステップ８で
は前輪５、後輪６の回転状態゛に対応する演算加速度α
と実際の加速度Ｇｘとから両者を比較することにより、
現在の路面状態を路面の摩擦係数μの値として検出し、
この摩擦係数μに対応する特性線ρを第４図に示す特性
マツプから選定する。

ここで、現在の路面状態を特性線βのうち、特性！！ρ
１として選定した場合を例に挙げると、ステップ９では
前記ステップ７で読込んだ前後方向の加速度Ｇｘに基づ
き、例えば加速度ＧＸＩのときに特性線β１から横方向
の加速度Ｇｙの限界値Ｇ藤を、Ｇｌ＝ＧＹ１として設定
する。そして、ステップ１ｏに移って加速度センサ２１
から４輪駆動車１に現在作用している横方向の加速度Ｇ
ｙを読込み、ステップ１１で現在の加速度ＧＹと限界値
ＧＢ（ＧＹυとを Ｆ　＝　Ｇ　Ｙ　−Ｇ　ｍ　　・・・・・・（３）とし
て減算し、この減算値Ｆが正の値となっているか否かを
ステップ１２で判定する。

そして、ステップ１２でｒＹＥＳＪと判定したときには
現在の横方向の加速度Ｇｙが限界値Ｇ−を越え、４輪駆
動車１が旋回加速時にオーバステアリング状態となり、
スピン等が発生し易くなっているから、ステップ１３に
移ってスロットルアクチュエータ３８、点火装置３９等
のうち、少なくともいずれか一方に制御信号を出力し、
例えばスロットルアクチュエータ３８でサブスロットル
バルブを閉弁させることによりエンジン２の吸気量を制
限し、４輪駆動車１の駆動力を低下させることによって
オーバステアリング状態となるのを早期に防止する。

また、ステップ１２でｒＮＯＪと判定したときにはステ
ップ１４で減算値ＦがＦ＝Ｏであるか否かを判定し、ｒ
ＹＥＳＪと判定したときにはステップ１５に移って駆動
力を現在の状態に保持させる制御信号をスロットルアク
チュエータ３８、点火装置３９等に出力し、４輪駆動車
１の加速度Ｇ８を、例えば現在の加速度ＧＸＩに保持さ
せることによってオーバステアリング状態となるのを防
止する。一方、ステップ１４で「ＮＯ」と判定したとき
には横方向の加速度ＧＹが限界値Ｇｌｌよりも小さく、
オーバステアリング状態ならずに４輪駆動車１を運転で
きるから、ステップ１６に移って前記駆動力制御を解除
させる解除信号をスロットルアクチュエータ３８１点火
装置３９等に出力し、現在の旋回加速状態を続行させる
。

かくして、本実施例によれば、４輪駆動車の旋回加速時
におけるオーバステアリング特性を予め記憶した第４図
に示す特性マツプから、現在の路面状態に対応する特性
線４を選定し、加速度センサ２１で検出した現在の加速
度Ｇｘに基づきこの特性線βから横方向の加速度Ｇｙの
限界値Ｇ！ｌを設定し、加速度センサ２１で検出した横
方向の加速度ＧＹがこの限界値Ｇ８を越えるか否かで駆
動力制御を行なうようにしたから、４輪駆動車１が旋回
加速時にオーバステアリング状態となるのを早期に防止
でき、旋回時の安全性を向上できる上に、可及的に速い
速度で旋回走行を続行できる。

また、加速度センサ２１には４輪駆動車ｌの前後方向の
加速度Ｇｘと横方向の加速度Ｇマとを共に検出する加速
度検出素子２６を設け、該加速度検出素子２６からの検
出信号を電極３２〜３５から各リード線３６を介してコ
ントロールユニット４０に出力する構成としたから、単
一の加速度センサ２１を用いて加速度Ｇｘ、ＧＹを検出
でき、全体をコンパクトに形成して小型、軽量化を図り
つる上に、加速度検出素子２６を圧電性材料によって形
成でき、温度特性を向上できる等、種々の効果を奏する
。

なお、前記実施例では、第５図に示すプログラムのうち
、ステップ９が本発明の構成要件である限界値設定手段
の具体例を示し、ステップ１２が判定手段の具体例であ
り、ステップ１３が駆動力制御手段の具体例である。

また、前記実施例では、４輪駆動車１の加速時を弁開度
θの変化率Δθに基づき判定するものとして述べたが、
これに替えて、加速度センサ２１からの加速度Ｇｘに基
づき加速判定を行なうようにしてもよい。

さらに、前記実施例では、加速度センサ２１を用いて４
輪駆動車１の加速度ＧＸ、ＧＹを共に検出すものとして
述べたが、これに替えて、前後方向の加速度Ｇｘと横方
向の加速度ＧＹとを別個の加速度センサによって検出す
るようにしてもよい〔発明の効果〕 以上詳述した通り本発明によれば、４輪駆動車のオーバ
ステアリング特性を、前後方向および横方向の加速度に
基づく路面の摩擦係数に応じた特性として記憶し、この
オーバステアリング特性から前後方向の加速度に基づき
横方向の加速度の限界値を設定し、検出した横方向の加
速度がこの限界値を越えたときに駆動力を低下させるよ
うにしたから、４輪駆動車の旋回加速時にオーバステア
リング状態となるのを早期に防止でき、安全性を向上で
きる。また、単一の加速度センサで前後方向および横方
向の加速度を検出でき、小型化を図りつる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第１図は
制御ブロック図、第２図は加速度センサの縦断面図、第
３図は第２図中の矢示ｍ−■方向拡大断面図、第４図は
コントロールユニットの記憶エリア内に格納された特性
マツプを示す説明図、第５図は駆動力制御処理を示す流
れ図、第６図ないし第８図は従来技術を示し、第６図は
４輪駆動車の構成図、第７図は前後方向の加速度に対す
るヨーレイト変化を示す特性線図、第８図は４輪駆動車
のオーバステアリング状態を示す説明図である。 １・・・４輪駆動車、２・・・エンジン、５・・・前輪
、６・・・後輪、２１・・・加速度センサ（第１および
第２の加速度検出手段）、４ｏ・・・コントロールユニ
ット、Ｇｘ、ＧＹ・・・加速度、Ｇ、・・・限界値。 特許出願人　　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　　　広　瀬　和　彦 第３図 第４ｒｇ 浦友輸のヵロを度（ＧＹ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前、後、左、右の車輪をエンジンによって駆動す
   る４輪駆動車と該４輪駆動車に設けられ、該４輪駆動車
   の前後方向の加速度を検出する第１の加速度検出手段と
   、前記４輪駆動車に設けられ、該４輪駆動車の左右方向
   に発生する横方向の加速度を検出する第２の加速度検出
   手段と、前記４輪駆動車のステアリング操作時に発生す
   るオーバステアリング特性を、前記４輪駆動車の前後方
   向および横方向の加速度に基づき路面の摩擦係数に応じ
   た特性として記憶する特性記憶手段と、前記第１の加速
   度検出手段で検出した前後方向の加速度に基づき前記４
   輪駆動車がオーバステアリング状態となる横方向の加速
   度の限界値を、該特性記憶手段で記憶したオーバステア
   リング特性から設定する限界値設定手段と、前記第２の
   加速度検出手段で検出した横方向の加速度が該限界値設
   定手段による限界値を越えたか否かを判定する判定手段
   と、該判定手段により横方向の加速度が限界値を越えた
   と判定したときに、前記エンジンによる４輪駆動車の駆
   動力を低下させる駆動力制御手段とから構成してなる４
   輪駆動車用駆動力制御装置。
2. （２）前記第１および第２の加速度検出手段は単一の加
   速度センサによって構成してなる請求項（１）に記載の
   ４輪駆動車用駆動力制御装置。