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JPH0790706B2 - スリツプ防止機能を備えた4輪駆動車 - Google Patents

スリツプ防止機能を備えた4輪駆動車

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Publication number
JPH0790706B2
JPH0790706B2 JP15432386A JP15432386A JPH0790706B2 JP H0790706 B2 JPH0790706 B2 JP H0790706B2 JP 15432386 A JP15432386 A JP 15432386A JP 15432386 A JP15432386 A JP 15432386A JP H0790706 B2 JPH0790706 B2 JP H0790706B2
Authority
JP
Japan
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torque
wheel drive
drive vehicle
slip
engagement
Prior art date
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Application number
JP15432386A
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JPS6311430A (ja
Inventor
睦 川本
孝司 山田
貢 龍田
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Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
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  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、前後輪係合機構の係合度を制御してスリップ
を防止するスリップ防止機能を備えた4輪駆動車に関す
る。
〔従来の技術〕
一般に、自動車走行においては、前輪駆動の方が後輪駆
動に比して直進安定性が良いが、コーナリング時には、
戻ろうとするタイヤにハンドルで力を加えなければなら
ないので、前輪駆動の場合曲がりにくい傾向がある。そ
の点、後輪駆動の方が曲がり易いが、駆動力が強すぎる
と、回り過ぎてしまう欠点がある。そこで、前輪と後輪
半々位の力で駆動するのが自動車走行上理想的であり、
その点、4輪駆動車は極めて優れている。
ところで、自動車の左右の車輪は、コーナリングの際に
旋回半径が異なるので、この影響を吸収し、スムーズに
コーナリングを行うために、旋回半径の差に応じて左右
の車輪の回転数差を吸収する機構、すなわちデフ機構
(フロントデフ、リアデフ)を備えている。この旋回半
径の差は、前輪と後輪との間にも生じるので、4輪駆動
車においては、旋回半径の差に応じて前輪と後輪の回転
数差を吸収する機構、すなわちセンターデフ機構を備え
たものが提案されている。
しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と後輪の
トルクを均等な比率に分配する機能を有するため、駆動
力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動力の低い
方の値にバランスすることとなる。例えば、前輪の一方
が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げてしまい、
後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう。このため、
センターデフ付4輪駆動車は、センターデフ無し4輪駆
動車に比べて、路面摩擦係数が低い時などに伝達駆動力
が劣ることがある。このことは、例えば加速時のように
大きな駆動力を発生させた時に、駆動力を充分に路面に
伝達できず、前輪或いは後輪のスリップ(空転)などの
現象として現れる。
このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の差動制限をセンターデフを介することなく直結させ
るロック機構を設け、加速時或いは悪路走行時のような
大きな駆動力を必要とする時は、センターデフ機構を手
動でロックさせ、大きな駆動力を必要としない通常走行
時には、手動でロックを解除していた。
第5図はエンジンをフロント側に載置したセンターデフ
付フルタイム式4輪駆動車の駆動力伝達機構を説明する
ための図である。この駆動力伝達機構では、エンジンか
らの動力が自動変速機20内に配置されたトルクコンバー
タ21、主変速機22、及び副変速機23に伝達され、その出
力が駆動歯車24、次いで該駆動歯車24を介して前輪駆動
軸26に伝達され、前輪が駆動される。ここで、フロント
デフ機構25は、前輪の右側車輪と左側車輪の間の差動機
構である。一方、後輪駆動用プロペラシャフト27は傘歯
車28を介して、前後輪の間の差動機構であるところのセ
ンターデフ機構29に連結され、該センターデフ機構29は
後輪伝達装置30に結合されている。さらに、該センター
デフ機構29と並列的にセンターデフロック用クラッチ31
を配置している。従って、油圧回路(調圧ソレノイド)
32によって該クラッチ31の結合状態を制御することによ
って、センターデフのロックが制御される。
一般に、4輪駆動車としては、上記のようにセンターデ
フ付のフルタイム式4輪駆動車に対してセンターデフな
しのパートタイム式4輪駆動車がある。これは、通常は
前輪又は後輪のどちらかを駆動し、雪道等の駆動力が必
要な場合に適宜残りの車輪を駆動軸にクラッチ等を介し
て直結させて2輪駆動と4輪駆動との切換えを断続的に
行うものである。
従来の4輪駆動車におけるスリップの防止方法として
は、例えばパートタイム式4輪駆動車では特開昭58−18
0325号公報に提案されているように車輪の回転数を検出
し、異常な回転を示した場合にはスリップと判断して2
輪駆動から4輪駆動へ切り換えるものがあり、また、フ
ルタイム式4輪駆動車ではセンターデフ機構をロックす
るものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、回転数を検出してスリップを判断する従
来の方法には種々の問題がある。
例えば、上記従来の方法では、路面摩擦抵抗より駆動力
がオーバーしてスリップが発生し、さらに回転が異常状
態になってはじめて回転数の異常な変化が検出され、そ
の結果に基づいてスリップの防止制御を行うため、制御
に遅れが生じ、また、異常状態になってから前後輪係合
機構を係合させてもスリップ状態が続いたり、急に駆動
力が増大したりすると操縦性が悪くなる。このように、
回転が異常状態になってからでは、その回転を正常に戻
すまでに時間がかかる。しかも、回転数は、タイヤの空
気圧、操舵でも変化するため、異常と判断する回転数の
変化の限界をかなり高く設定しなければならず、応答遅
れが生じる。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、応答
遅れ、異常状態から正常状態への復帰の遅れを解消する
ことができるスリップ防止機能を備えた4輪駆動車を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明のスリップ防止機能を備えた4輪駆動
車は、係合度を制御することによって前輪と後輪との間
の差動制限を直結からスリップ領域を通して解放まで制
御可能になった前後輪係合機構を有する4輪駆動車にお
いて、設定された係合度で前後輪係合機構を駆動する係
合手段、入力側トルクを検出する入力側トルク検出手
段、路面伝達トルクを検出する路面伝達トルク検出手
段、及び係合度を設定し係合手段を制御する制御手段を
備え、該制御手段は、参照データを有し入力側トルクと
路面伝達トルクからスリップトルクを求め該スリップト
ルクより係合度を設定することを特徴とするものであ
る。
〔作用および発明の効果〕
本発明のスリップ防止機能を備えた4輪駆動車では、入
力側トルクと路面伝達トルクからスリップトルクを求め
るので、スリップの発生状態を正確に且つ早期に検出で
きる。そのため、該スリップトルクから係合度を設定し
て係合手段を制御し前後輪係合機構を駆動することによ
り、回転数の異常変化前に係合手段を制御することがで
き、スリップを事前に防止できる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明に係るスリップ防止機能を備えた4輪駆
動車の制御システムの1実施例構成を示す図、第2図は
電子制御ユニットによる処理の流れの例を説明するため
の図である。
第1図において、1はスロットルセンサー、2は車速セ
ンサー、3は変速段検出ユニット、4は前輪トルクセン
サー、5はA/D変換回路、6は波形成形回路、7はカウ
ント回路、8は電子制御ユニット、9はソレノイド駆動
回路、10は調圧ソレノイド、11はA/D変換回路、12は油
圧センサーを示す。電子制御ユニット8は、例えば制御
プログラム、入力トルクを求めるマップやソレノイドの
デューティ比を求めるマップを記憶するRAM、ROM等のメ
モリを内蔵するCPU(演算処理装置)の如きコンピュー
タ制御ユニットであり、メモリに記憶したマップを参照
しながら各種センサーの信号を読み込んで入力側トルク
と路面伝達トルクからスリップトルクを求め、油圧クラ
ッチの油圧(デューティ比)を設定(連続的、段階的)
してソレノイド駆動回路9を駆動し、調圧ソレノイド10
を制御する。調圧ソレノイド10は、センターデフ付のフ
ルタイム式4輪駆動車の場合には、センターデフロック
用のクラッチの係合を制御するものであり、これにより
差動機構の制限を行う。変速段検出ユニット3は、自動
変速機の場合にはその変速制御装置からの制御信号、又
は変速段で使用する係合油圧信号を読み込み、手動変速
機の場合にはシフトレバー位置を読み込むものである。
油圧センサー12、A/D変換回路11は、調圧ソレノイド10
を電子制御ユニット8で設定した所定の油圧に制御する
ためのフィードバック回路である。
本発明は、上記制御システムによりトルクからスリップ
を検出して前後輪係合機構であるクラッチの係合度を決
め、差動機構の制限を制御するものである。そこで、ま
ずトルクとスリップとの関係を説明する。入力側トルク
である通常のトランスミッション(T/M)出力トルクと
路面伝達トルクとの間のトルクバランスは T0=Tr+TLoss+Iφ により表すことができる。
ここでT0:T/M出力トルク Tr:路面伝達トルク TLoss:伝達損失 I:駆動系慣性モーメント φ:駆動系角加速度 であり、スリップしない状態では、路面伝達トルクTr
車両走行抵抗(空気抵抗、ころがり抵抗、加速抵抗)と
なる。また、駆動系角加速度φは車両の加速度と一致す
るため非常に遅く、Iφの項は小さくなる。他方、スリ
ップの状態では、路面伝達トルクTrが路面摩擦抵抗μで
決まり(Tr=μ・W:Wは車重)、T/M出力トルクT0の余剰
トルクはすべてIφで使われスリップが起こる。
これらのことから本発明では、入力側トルクの検出手
段、路面伝達トルク検出手段を使用し、その差が基準値
以上になった場合スリップ可能性ありと判断し差動制限
機構を作動させる。
次に、電子制御ユニットによる処理の流れを第2図によ
り説明する。
まず、スロットル開度、車速、及び変速段の各信号を所
定回(4回)入力し、それぞれの信号を平均化処理する
(〜)。
そして、前記の各信号によりアドレスを決定してメモリ
の出力トルクマップから出力トルク(入力側トルク)の
値T0を読み込む(,)。
続いて、路面伝達トルクとして前輪トルクセンサーによ
り前輪の実トルクTFrontを検出すると共に、出力トルク
値T0から前輪の予定配分トルク T0f=T0/4 を計算し、前輪の予定配分トルクT0f及び前輪の実トル
クTFrontからスリップトルク Tx=T0f−TFront を計算する(〜)。
スリップトルクTxが求まると、このスリップトルクTx
らアドレスを決定してメモリのデューティ比マップから
ソレノイドデューティ比を読み込み、これを目標値とし
て油圧センサーよる現在の油圧と比較しながら目標油圧
になるようにソレノイドを駆動する(〜)。
第3図は出力トルクマップの例を示す図、第4図はデュ
ーティ比マップの例を示す図である。出力トルクマップ
は、第3図に示すようにスロットル開度、変速段、及び
車速(エンジン回転数)のそれぞれの値に対応して出力
トルクを設定するものであるが、スロットル開度、及び
車速(エンジン回転数)のそれぞれの値に対応する出力
トルクマップを変速段毎に設け、変速段に応じて出力ト
ルクマップを選択するようにしてもよい。また、デュー
ティ比マップは、第4図に示すようにスリップトルクの
値に対応してデューティ比を設定するものである。
なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施例
に限定されるものではない。例えば上記実施例では、前
後輪係合機構をセンターデフ付のフルタイム式4輪駆動
車に適用して説明したが、パートタイム式4輪駆動車に
も同様に適用可能である。この場合の前後輪係合機構
は、前輪と後輪との間の差動制限を直結からスリップ領
域を通して解放まで制御可能になった機構であり、前者
ではセンターデフロック用のクラッチ、後者では前輪と
後輪とを直結させるセンタークラッチである。具体的に
は、油圧クラッチでなくても電磁式その他係合度を制御
できるものであればよい。
第3図及び第4図に示す参照データとしてのマップは、
走行条件の違いに応じて複数用意してもよい。スロット
ル開度、変速段、及び車速(エンジン回転数)のそれぞ
れの値と出力トルクとの関係は、夏期と冬季などの季節
や外気温度の違い、走行距離や走行年数等によって変化
する。そのため、これらの条件に対応した複数の出力ト
ルクマップをメモリに記憶しておき、スイッチの切り換
えや温度センサー、走行距離カウンターの信号によって
出力トルクマップを選択するようにしてもよい。同様
に、雪路や雨路、ジャリ路、アスファルト路等、路面の
摩擦抵抗が変わるとスリップトルクの値も変わるので、
これらの各路面の摩擦抵抗に対応して複数のデューティ
比マップをメモリに記憶しておき、路面の状況に応じて
デューティ比マップを選択するようにしてもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、入力
側トルクと路面伝達力トルクの間のトルクバランスをみ
るので、スリップ検出の精度が高くなり、しかもスリッ
プの初期にその状態に応じて前後輪の作動機構を制限す
るため、スリップを事前に防止でき、スリップの発生に
よる操縦性の不安定な状態を回避できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るスリップ防止機能を備えた4輪駆
動車の制御システムの1実施例構成を示す図、第2図は
電子制御ユニットによる処理の流れの例を説明するため
の図、第3図は出力トルクマップの例を示す図、第4図
はデューティ比マップの例を示す図、第5図はエンジン
をフロント側に載置したセンターデフ付フルタイム式4
輪駆動車の駆動力伝達機構を説明するための図である。 1……スロットルセンサー、2……車速センサー、3…
…変速段検出ユニット、4……前輪トルクセンサー、5
……A/D変換回路、6……波形成形回路、7……カウン
ト回路、8……電子制御ユニット、9……ソレノイド駆
動回路、10……調圧ソレノイド、11……A/D変換回路、1
2……油圧センサー。
フロントページの続き (72)発明者 龍田 貢 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・ワーナー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−249837(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】係合度を制御することによって前輪と後輪
    との間の差動制限を直結からスリップ領域を通して解放
    まで制御可能になった前後輪係合機構を有する4輪駆動
    車において、設定された係合度で前後輪係合機構を駆動
    する係合手段、入力側トルクを検出する入力側トルク検
    出手段、路面伝達トルクを検出する路面伝達トルク検出
    手段、及び係合度を設定し係合手段を制御する制御手段
    を備え、該制御手段は、参照データを有し入力側トルク
    と路面伝達トルクからスリップトルクを求め該スリップ
    トルクより係合度を設定することを特徴とするスリップ
    防止機能を備えた4輪駆動車。
  2. 【請求項2】前後輪の旋回半径の差を吸収するセンター
    デフ機構を前後輪係合機構と並列に有する4輪駆動車で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスリ
    ップ防止機能を備えた4輪駆動車。
  3. 【請求項3】制御手段は、走行条件に応じた複数の参照
    データを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載のスリップ防止機能を備えた4輪駆動
    車。
  4. 【請求項4】参照データは、入力トルク検出手段から得
    られるスロットル開度と車速と変速段の各信号の値に対
    応する入力トルクを設定したものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
    のスリップ防止機能を備えた4輪駆動車。
  5. 【請求項5】参照データは、スリップトルクに対応する
    係合度を設定したものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載のスリップ
    防止機能を備えた4輪駆動車。
  6. 【請求項6】係合度は、係合手段の駆動デューティ比に
    より設定することを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第5項記載のスリップ防止機能を備えた4輪駆動
    車。
JP15432386A 1986-06-30 1986-06-30 スリツプ防止機能を備えた4輪駆動車 Expired - Fee Related JPH0790706B2 (ja)

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EP3885472A4 (en) 2018-11-19 2022-01-05 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN

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