JPH06107014A - ４輪駆動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４輪駆動車において、駆動、被駆動の切換わ
りによる駆動系のがた打ち音を低減する制御を実行する
と共に、これによって内部循環トルクが発生したりする
のを防止する。 【構成】 エンジン負荷が低負荷のときに、前後輪の差
動状態を制御する摩擦係合手段の係合力を増加すると共
に、エンジン負荷が上昇後も所定期間、この高められた
係合力を維持する。そして、この制御は、異径タイヤが
装着されていないことを条件として実行するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４輪駆動車の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンからのトルクを前後輪に
それぞれ伝達するトルク伝達経路内に摩擦係合手段を設
けると共に、この摩擦係合手段の係合力を変更すること
によって前後輪の差動許容状態を制御可能とした４輪駆
動車が提案されている（例えば特開昭６１−４４０３
１）。

【０００３】又、このような４輪駆動車において、スロ
ットル開度（エンジン負荷）が予め設定した開度以下と
なった場合に、前記摩擦係合手段の係合力を高め、例え
ばパートタイム式の４輪駆動車では２輪駆動から４輪駆
動に切換え、フルタイム式の４輪駆動車では直結４輪駆
動に切換えるというように、前後輪の差動がより制限さ
れた方向に制御するようにした技術も提案されている
（例えば、特開昭６３−６１６３５）。

【０００４】このように、スロットル開度が低いときに
（エンジン負荷が低いときに）、摩擦係合手段の係合力
を高めて、前後輪の駆動系を直結化することにより、駆
動、被駆動の切換わりによる駆動系のがた打ち音を低減
することができるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、前後輪のタイヤ径差については特に考慮して
おらず、従って装着タイヤ径、特に装着タイヤの有効半
径が前後輪で異なっていたとしても、それを何等考慮す
ることなく直結側への制御を行うようになっていた。と
ころが、装着タイヤの有効半径が前後輪で異なっている
にも拘らず、直結化側への制御をそのまま実施してしま
った場合には、以下のような問題が発生する恐れがあ
る。

【０００６】１）駆動系に内部循環トルクが作用し、運
動性能が悪くなる。

【０００７】２）駆動系に内部循環トルクが作用し、本
来の伝達トルク以上の力が駆動系の各部材に作用する場
合が生じ、各部材の耐久性が低下すると共に、発熱量が
増大する。

【０００８】３）摩擦係合手段に直結化するための油圧
が作用しているにも拘らず、摩擦板に相対回転が生じる
ため、該摩擦係合手段の耐久性が低下する。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解消す
るべく成されたものであって、駆動系が駆動状態、被駆
動状態間で切換わるときのがち打ち音やがた打ちショッ
クを良好に低減すると共に、該制御が実行されることに
よって前述したような新たな問題が発生するのを効果的
に防止することのできる、４輪駆動車の制御装置を提供
することをその目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、エンジンからのトルクを前後輪にそれ
ぞれ伝達するトルク伝達経路内に摩擦係合手段を設ける
と共に、この摩擦係合手段の係合力を変更することによ
って前後輪の差動許容状態を制御可能とした４輪駆動車
の制御装置において、エンジン負荷を検出する手段と、
エンジン負荷が低負荷のときに、前記摩擦係合手段の係
合力を増大すると共に、エンジン負荷が低負荷から高負
荷に上昇後も、所定期間は該摩擦係合手段の係合力を高
めておく係合力制御手段と、異径タイヤの装着を検知す
る手段と、異径タイヤの装着を検知したときには、前記
係合力制御手段による係合力の増大制御を禁止する手段
とを備えたことにより、上記課題を解決したものであ
る。

【００１１】

【作用】エンジン負荷が低負荷となったときに、摩擦係
合手段の係合力を増大することによって駆動、被駆動の
切換わり時のがた打ち音やがた打ちショックを低減する
という技術思想は、基本的に前述した特開昭６３−６１
６３５に開示されている技術思想と同様であるが、本発
明では、この技術に対し更にこの高係合力状態をエンジ
ン負荷が上昇した後も所定期間は維持するようにしてい
る。

【００１２】このため、例えば、低μ路等でアクセル全
閉の状態からアクセルを急激に踏み込んだような場合の
車両の安定性、動力性能を高く維持することができ、且
つ、このときの（被駆動から駆動に切換わるときの）が
た打ち音等も良好に吸収することができるようになる。

【００１３】又、本発明では、更に、前後輪のタイヤ径
差を検出し、前後輪にタイヤ径差があると検知したとき
には、この制御を禁止するようにしている。その結果、
駆動系に内部循環トルクが作用して運動性能が悪化した
り、あるいは本来の伝達トルク以上の力が駆動系の各部
材に作用して、これらの耐久性が低下したり、多量の発
熱が生じたりするのを防止することができるようにな
る。

【００１４】又、摩擦係合手段は、もしタイヤ径差があ
る状態で直結化が成されると、直結化のための油圧が作
用しているにも拘らず、相対回転が生じることになるた
め摩擦板の耐久性が低下するが、このような事態も防止
することができるようになる。

【００１５】なお、本発明において「タイヤ径」は、タ
イヤの有効半径を意味している。従って、このタイヤ径
は、テンパータイヤの使用やチェーンを装着したときの
ように、現に装着しているタイヤ自体に変化があった場
合の他に、同一径のタイヤを装着している場合であって
も、乗員数が変化したり、後部トランクに重量物を積載
したり、あるいは車両が急な坂道を走行中のように、前
後輪に作用する荷重が変化することによって各車輪の接
地点における有効半径が変化したような場合も、実質的
に異径タイヤが装着されたことになる。

【００１６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１７】図２は本発明が適用された、車両用４輪駆
動装置の実施例を示すスケルトン図である。

【００１８】図において、符号１０がエンジン、２０が
自動変速機、３０が遊星歯車式のセンタデファレンシャ
ル装置、４０がリヤプロペラシャフト、５０がチェー
ン、６０がフロントプロペラシャフト、７０がフロント
デファレンシャル、８０がフロントドライブシャフト、
そして９０がセンタデフクラッチ（摩擦係合手段）、１
００が制御装置（コンピュータ）である。

【００１９】前記エンジン１０は、車両の前部に縦置き
にされている。エンジン１０の出力は自動変速機２０に
伝達される。

【００２０】前記自動変速機２０は、流体式トルクコン
バータ２１及び補助変速部２２を備え、図示せぬ油圧制
御装置によって前進４段、後進１段の変速段を自動的に
切換える周知の構成とされている。前進４段のうち、最
高速段（第４速段）はオーバードライブ段となってい
る。自動変速機２０を経た動力は、出力ギヤ２４を介し
てセンタデファレンシャル装置３０に伝達される。

【００２１】センタデファレンシャル装置３０は、サン
ギヤ３１、該サンギヤ３１と噛合するプラネタリピニオ
ン３２、該プラネタリピニオン３２をサンギヤ３１の周
りで回転自在に支持するキャリア３３、及び前記プラネ
タリピニオン３２と噛合するリングギヤ３４を有する。

【００２２】前記自動変速機２０の出力ギヤ２４に伝達
されてきた動力は、このセンタデファレンシャル装置３
０のキャリア３３から入力され、一部はリングギヤ３４
を介してリヤプロペラシャフト４０へと伝達され、一部
はサンギヤ３１を介してチェーン５０へと伝達されるよ
うになっている。

【００２３】リヤプロペラシャフト４０側に伝達された
動力は、図示せぬリヤデファレンシャル、リヤドライブ
シャフトを介して左右の後輪へと伝達される。一方、チ
ェーン５０側に伝達された動力は、フロントプロペラシ
ャフト６０、フロントデファレンシャル７０、フロント
ドライブシャフト８０を介して図示せぬ左右の前輪に伝
達される。

【００２４】ここで、センタデフクラッチ９０は、セン
タデファレンシャル装置３０のキャリア３３とサンギヤ
３１とをトルク伝達関係に接続する。このセンタデフク
ラッチ９０は、湿式の多板クラッチを有するもので、こ
れ自体は周知のものである。即ち、制御装置１００から
の指令によって図示せぬソレノイドが所定のデューティ
比で駆動され、これによって発生された油圧をパイロッ
ト圧としてセンタデフクラッチ９０のクラッチ圧Ｐgaが
任意の値に制御され、その結果このクラッチ圧Ｐgaに応
じた係合力が発生するというものである。

【００２５】センタデフクラッチ９０によりセンタデフ
ァレンシャル装置３０のキャリア３３とサンギヤ３１と
がトルク伝達関係に接続されると、センタデファレンシ
ャル装置３０が全体として一体回転をするようになり、
両者の差動が制限されると共にフロント側及びリヤ側に
荷重配分率に応じたトルク分配率で動力伝達が為され
る。一方、キャリア３３とサンギヤ３１とが相対回転自
由に接続されると、フロント側及びリヤ側にリングギヤ
３４、サンギヤ３１の歯数比（半径比）に応じたトルク
分配がなされるようになる。

【００２６】なお、この実施例では、遊星歯車構造のセ
ンタデファレンシャル装置を採用すると共に、そのキャ
リアとサンギヤとをセンタデフクラッチによって差動制
限可能とし、前後輪へのトルク分配率をも積極的に変更
可能とでき得る機構としていたが、本発明を適用する４
輪駆動車は、このようにトルク分配率を積極的に変更す
るタイプのものである必要はなく、例えばセンタデファ
レンシャル装置によって基本的に前：後＝５：５で分配
すると共に、センタデフクラッチにより、いわゆるデフ
ロック（リジッド連結）にするタイプのものも適用可能
である。又、更には、センタデファレンシャル装置を持
たず、センタデフクラッチの係合力を任意に制御するこ
とによって、２輪〜４輪間の任意の駆動状態（差動状
態）を多段階、あるいは無段階（連続的）に得るように
した４輪駆動車でも本発明を適用することができる。
又、純２輪、直結４輪の単なる２段階とされた、いわゆ
るパートタイム式の４輪駆動車でも適用可能である。

【００２７】図２に戻って、前記制御装置１００は、各
種センサ１０１、１０２、１０３・・・を介して走行状
態を示す種々の信号を取り込み、この信号に基づいてエ
ンジン１０、自動変速機２０を制御すると共に、センタ
デフクラッチ９０のクラッチ油圧Ｐgaをエンジン負荷の
変動状態に依存して制御する構成とされている。

【００２８】取り込まれる信号には車速Ｖ、スロットル
開度θ、操舵角δ、ヨーレイトγ、横加速度（横Ｇ）、
前後加速度（前後Ｇ）、前輪回転数Ｎf 、後輪回転数Ｎ
r 、アイドル接点信号Ｉdl等が含まれる。

【００２９】まず、図３に異径タイヤが装着されている
か否かを判断するためのフローチャートを示す。

【００３０】ステップ２０２では、車速Ｖ、ヨーレート
γ、センタデフクラッチ９０の油圧Ｐcd、スロットル開
度θ、前後輪の回転数Ｎf 、Ｎr 及びシフト位置などを
読み込む。なお、センタデフクラッチ９０の油圧Ｐcd
は、制御装置１００内において直接的にそのデータを入
手することができる。

【００３１】次に、ステップ２０４で車両の走行状態に
ついて判断する。即ち、車速Ｖが下限車速Ｖ1 以上で且
つ上限車速Ｖ2 以下であること、ヨーレートγの絶対値
が予め定めた基準値γ1 以下であること、センタデフク
ラッチ９０の係合油圧Ｐcdが予め定めた基準油圧Ｐo 以
下であること、スロットル開度θが各変速段毎に設定し
た基準開度θi 以下であること、の全ての条件を満たし
ているか否かを判断する。

【００３２】なお、ここで車速Ｖを上記車速範囲内とし
たのは、低速域及び高速域での車輪速の比較的大きいノ
イズの影響を避けるためである。又、ヨーレートγが基
準値γ1 以下であることを判断しているのは、前後輪の
内輪差による影響を避けるためである。更に、前記基準
油圧Ｐo は、０に近い所定油圧であって、係合油圧Ｐcd
がこの基準油圧Ｐo 以下であることを確認するようにし
ているのは、差動制限による影響を避けるためである。
そして、スロットル開度θについて判断しているのは、
駆動力が大きければ車輪がスリップしてしまうからであ
り、又、その駆動力の限界は変速段によって異なってい
るから、基準開度θi を変速段毎に設定しているもので
ある。

【００３３】上記の全ての条件が満たされた場合、即ち
ステップ２０４の判断結果が全てＹＥＳであったときに
は、車両は前後輪の差動がフリーの状態でほぼ直線上を
中車速で、且つエンジンからの駆動力をほとんど受けな
い安定した状態で走行中であると判断できるため、ステ
ップ２０６に進んで前後輪の有効半径の比、即ち異径比
Ｋを演算する。この異径比Ｋは、前輪回転数Ｎf と後輪
回転数Ｎr との比（Ｎr ／Ｎf ）として求められ、ステ
ップ２０４の条件が満たされる毎に演算される。

【００３４】次に、求められた異径比Ｋについてノイズ
を除去するためのガードをかける。即ち、異径比Ｋが下
限値Ａ以下か否か（ステップ２０８）、又上限値Ｂ以上
か否か（ステップ２１０）を判断する。異径比Ｋが下限
値Ａより小さければ、その下限値Ａを異径比Ｋの値とし
て採用し（ステップ２１２）、又反対に異径比Ｋが上限
値Ｂを超えていれば、その上限値Ｂを異径比Ｋの値とし
て採用する（ステップ２１４）。

【００３５】上記のステップ２０８〜２１４の処理に続
けて、ステップ２１６ではフィルタによるノイズの除去
を行う。ここでは、ステップ２０６で求められた異径比
をＫo とし、又判断を行っているサイクルより１サイク
ル前に求められた異径比をＫn-1 とすると、

【数１】 Ｋn ＝（１５×Ｋn-1 ＋Ｋo ）／１６ …（１） の演算によってノイズの除去を行う。

【００３６】次に、前後輪の半径のずれの大きさ、換言
すれば、回転数のずれの大きさを判断するために、ステ
ップ２１６で求めた値Ｋn と、前後輪に径差がない場合
の値である「１」との差の絶対値ΔＫn を求める（ステ
ップ２１８）。

【００３７】この絶対値（以下、仮に異径幅という）Δ
Ｋn は、前輪と後輪とに異なる大きさのタイヤを装着し
た場合や、いずれか一方にチェーンを装着した場合、あ
るいは極めて重い荷物をトランク内に収容した場合など
のタイヤの有効半径に相違がある場合に所定値より大き
くなる。従って、ステップ２０４の条件を満たす走行状
態で、異径幅ΔＫn が所定値Ｃ以下であれば、前後輪に
径差がないと判断することができる。そこで、ステップ
２２０では、異径幅ΔＫn が予め定めた値Ｃ以下か否
か、即ちＣの幅を持った範囲内にあるか否かを判断し、
その結果がＣ以下であると認められた場合には、異径差
フラグＫＦを０にリセットする（ステップ２２２）。

【００３８】一方、異径幅ΔＫn が所定値Ｃよりも大き
かった場合には、異径タイヤが装着されているとして異
径差フラグＫＦ＝１が設定される（ステップ２２４）。

【００３９】なお、ステップ２０４の各判断をした結
果、１つでも成立していないものがあると認められたと
きには、ステップ２２６に進んで、異径比Ｋとして前回
のサイクルで求められた値Ｋn-1 を採用し、その後にス
テップ２２０に進む。なお、このルーチンが最初にスタ
ートするときは、異径比Ｋの初期値は１に設定してあ
る。

【００４０】このようにして求められた異径タイヤの装
着情報を考慮し、制御装置１００では図４に示されるよ
うなフローチャートに従って、エンジン負荷の値に依存
した本発明に係るがた打ち防止制御を実行する。

【００４１】この制御フローを図４に示す。

【００４２】まず、ステップ３００において、各種信号
が取り込まれる。

【００４３】ステップ３０１では、 Ｖ3 ≦Ｖ≦Ｖ4 ｜δ｜≦δo ＫＦ＝０ の３条件が成立するか否かが判定される。

【００４４】本発明に係るがた打ち防止制御は、この３
条件が全て成立したときに初めて実行される。車速Ｖが
所定値Ｖ3 とＶ4 の間に入っているという趣旨は、車速
Ｖがあまり高すぎると差動を制限することによる弊害が
生じるようになるためであり、又、車速Ｖがあまり低す
ぎると（アクセルペダルを放した状態でも）駆動領域に
入ってくるため、本制御を実行する意味が必ずしも存在
しない上に、この領域では別途の差動制御が行われる可
能性が高いためである。

【００４５】又、操舵角δの絶対値が所定値δo より小
さいことを条件としたのは、操舵角δが大きい場合は前
後輪の差動を許容してやらないとタイトブレーキング現
象が発生するためである。

【００４６】異径差フラグＫＦが０であることを条件と
したのは、既に詳述している通りであり、異径タイヤが
装着されている状態下で差動を制限すると内部循環トル
クの発生等によって様々な不具合が発生するためであ
る。

【００４７】ステップ３０１における３条件が全て成立
すると、フローは３０２へと進んで、スロットル開度θ
の大きさ及びその開閉速度Δθの大きさが判定される。
この判定は、スロットルの戻しが速く且つ低開度の場合
は、速やかにセンタデフクラッチ９０の係合力を立ち上
げる必要があるためである。

【００４８】即ち、スロットル開度θが所定値θ1 より
も小さく、且つスロットル開度θの閉じ速度Δθが所定
値−θ2 よりも小さいと判定されたときは、ステップ３
０３に進んで、本制御が実行中であることを示すフラグ
Ｆg が１に設定された後、ステップ３０４でセンタデフ
クラッチ９０のクラッチ圧Ｐgaが一気に最高圧Ｐga max
にまで高められ、速やかにその係合力が増大される。

【００４９】一方、θ＜θ1 、Δθ＜−θ2 の少なくと
も一方が成立していないと判定されたときには、ステッ
プ３０５に進んで、アイドル接点信号Ｉdlがオンである
か否か、即ちアクセルペダルが全閉とされているか否か
が判定される。

【００５０】アイドル接点がオンであると判定されたと
きには、ステップ３０６に進んで本制御を実行中である
ことを示すフラグＦg が１に設定され、ステップ３０７
でクラッチ圧ＰgaがＰga1 だけなだらかに増大させられ
る。

【００５１】ステップ３０８では、その結果クラッチ圧
Ｐgaが最大値Ｐga maxに至ったか否かが判定され、最大
値に至った段階でステップ３０９に進み、当該最大値Ｐ
ga maxが維持される。

【００５２】これに対し、ステップ３０１でＮＯの判定
がなされた場合、及びステップ３０５でアイドル接点信
号Ｉdlがオフであると判定されたときは、ステップ３１
０以降のクラッチ圧Ｐgaを減少させる制御に入る。

【００５３】まず、ステップ３１０でフラグＦg が１で
あるか否かが判定される。１であると判定されたとき
は、それまでクラッチ圧Ｐgaを増大させる制御が実行さ
れていたことを示すため、ステップ３１１に進んで、ク
ラッチ圧Ｐgaを所定値Ｐga2 だけ（なだらかに）減圧す
る処理がなされる。

【００５４】又、ステップ３１２では、その結果クラッ
チ圧Ｐgaが０（あるいは他の目的で決定される所定値）
に至ったか否かが判定され、０に至ったと判定された段
階でステップ３１３に進み、フラグＦg が０に設定され
る。

【００５５】一方、ステップ３１０でフラグＦg が１で
ないと判定されたときは、それまで本制御が実行されて
いなかったと認識されるため、ステップ３１４に進ん
で、クラッチ圧Ｐgaが０に維持されるようになってい
る。

【００５６】この制御フローによれば、アクセルペダル
が急速に且つ低開度にまで解放されたときには、センタ
デフクラッチ９０の係合力を急激に高めるため、がた打
ち音の発生防止を図ると共に、車両の安定性を確保で
き、一方、アクセルペダルがゆっくりと全閉とされたと
きは、ゆっくりとセンタデフクラッチ９０の係合力が増
大されるため、トルクの分配率の急変がなく、運転者に
違和感を与えることなくがた打ち音の発生を防止するこ
とができるようになる。

【００５７】即ち、例えば、エンジン負荷が急激に減少
するときには、もともと車両の挙動も急変することか
ら、むしろ摩擦係合手段の係合力を急激に高めた方が駆
動系のがた打ち音を確実に低減でき、又運転性能上も好
ましい。又、アクセルペダルを急激に操作したときに車
両の挙動が変化することについては、運転者もある程度
予知できるため、違和感を与えることもない。

【００５８】一方、例えばエンジン負荷が緩やかに低減
されたようなときには、通常がた打ち音が発生するまで
に余裕があり、又、仮に発生したとしてもその音は小さ
いため、摩擦係合手段の係合力も緩やかに増大させた方
が、トルク分配率の急変が必要以上に生じることがな
く、運転者に違和感を与えることもないため良好となる
ものである。

【００５９】更に、この実施例では、係合力の増大を、
アイドル接点信号Ｉdlのオフが検出されるまで維持する
と共に、この検出後にゆっくりと低下させるようにして
いるため、結果としてアクセルペダルが踏み込まれた直
後所定期間は係合力が高いままに維持されることにな
り、被駆動状態から駆動状態に反転するときのがた打ち
音の発生も効果的に防止することができるようになると
共に、例えばアクセル全閉とされている状態からの急発
進等の安定性を非常に向上させることもできるようにな
る。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ま
ず異径タイヤが装着されていないことを確認した上で、
エンジンが低負荷のときには常に摩擦係合手段の係合力
が増大されることになり、しかもエンジン負荷が上昇後
もしばらく高係合力が維持されるため、特に低μ路等で
アクセルを踏み込んだときの安定性を増大できると共
に、エンジンが駆動から被駆動、あるいは被駆動から駆
動へと転換されるときのがた打ち音を運転者に違和感を
与えることなく効果的に低減することができるようにな
るという優れた効果が得られる。

【００６１】又、異径タイヤが装着されていると検知さ
れたときには、それらの制御を禁止するようにしている
ため、駆動系に内部循環トルクが作用して運動性能が損
なわれたり、本来の伝達トルク以上の力が作用して各部
材の耐久性が低下したり、あるいは発熱量が異常に増大
したりするという不具合が発生するのを防止することが
できるようになる。又、摩擦係合手段に直結方向の油圧
が作用しているにも拘らず、摩擦板に相対回転が生じ、
該摩擦板の耐久性が低下するという問題も避けることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明が適用された車両用４輪駆動車の構成を
示すスケルトン図

【図３】上記実施例装置において実行される、異径タイ
ヤの装着状態を検知するための制御フローを示す流れ図

【図４】上記実施例装置において実行される、係合力増
大制御を示す流れ図

【符号の説明】

１０…エンジン ２０…自動変速機 ３０…センタデファレンシャル装置 ４０…リヤプロペラシャフト ５０…チェーン ６０…フロントプロペラシャフト ７０…フロントデファレンシャル ８０…フロントドライブシャフト ９０…センタデフクラッチ １００…制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンからのトルクを前後輪にそれぞれ
   伝達するトルク伝達経路内に摩擦係合手段を設けると共
   に、この摩擦係合手段の係合力を変更することによって
   前後輪の差動許容状態を制御可能とした４輪駆動車の制
   御装置において、 エンジン負荷を検出する手段と、 エンジン負荷が低負荷のときに、前記摩擦係合手段の係
   合力を増大すると共に、エンジン負荷が低負荷から高負
   荷に上昇後も、所定期間は該摩擦係合手段の係合力を高
   めておく係合力制御手段と、 異径タイヤの装着を検知する手段と、 異径タイヤの装着を検知したときには、前記係合力制御
   手段による係合力の増大制御を禁止する手段と、 を備えたことを特徴とする４輪駆動車の制御装置。