(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの伝達トルクを前後の車輪に配分して伝達し、前記前後の車輪の間の伝達トルク配分率が変更可能な差動制御装置と、この差動制御装置の伝達トルクを運転状態に応じて制御する制御装置よりなる駆動力伝達装置において、
前記制御装置は、前記前後の各車輪の回転速度の減速度の何れか１つが所定の第１しきい値以上であり、かつ、左右の後輪の回転速度の平均値と左右の前輪の回転速度の平均値との差が所定の第２しきい値以上となった場合には前記差動制御装置の伝達トルクを減少させるように制御することを特徴とする駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪駆動車における前後の車輪を連結する駆動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車の前後の車輪を連結する差動制御装置の伝達トルクは、車速、スロットル開度、旋回半径、前後輪の差動回転数などの運転状態に応じて制御装置により制御されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
道路の一部にぬかるみや積雪があると、その部分では車輪との間の摩擦係数が低下するので、そのような道路は摩擦係数が正常な普通路面と摩擦係数が低下した低μ路面が混在した状態となる。このような路面を四輪駆動車で走行すると、車両のパワートレイン（駆動系）全体に大きなトルクが瞬間的に加わるという問題がある。
【０００４】
これを検討するために、先ず図２に示すように、走行している自動車Ｍの左の前輪Ｔｆ２と後輪Ｔｒ２は普通路面ＧN 上にあって路面をスリップすることなくグリップし、右の前輪Ｔｆ１と後輪Ｔｒ１は低μ路面ＧL 上にあって路面に対し大きくスリップしている状態（(a) 参照）から、右前輪Ｔｆ１が低μ路面ＧL から抜けて、右後輪Ｔｒ１が低μ路面ＧL 上に残っている状態（(b) 参照）に移った場合を考える。この図２(b) の状態では、右前輪Ｔｆ１が低μ路面ＧL から抜けて普通路面ＧN をグリップするので、右前輪Ｔｆ１の回転速度は急激に減速されて左の前輪Ｔｆ２および後輪Ｔｒ２と同じ回転速度になるが、低μ路面ＧL 上に残っている右後輪Ｔｒ１は慣性により回り続けようとするので、駆動系に大きなトルクが瞬間的に加わる。このようなトルク変動が繰り返されると、駆動系が故障する原因となる問題がある。
【０００５】
本発明は、前述したような瞬間的な大きいトルクが駆動系に加わる場合には、駆動系に設ける差動制御装置の伝達トルクが小さくなるように制御することにより、このような各問題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明による駆動力伝達装置は、エンジンからの伝達トルクを前後の車輪に配分して伝達し、前記前後の車輪の間の伝達トルク配分率が変更可能な差動制御装置と、この差動制御装置の伝達トルクを運転状態に応じて制御する制御装置よりなる駆動力伝達装置において、前記制御装置は、前記前後の各車輪の回転速度の減速度の何れか１つが所定の第１しきい値以上であり、かつ、左右の後輪の回転速度の平均値と左右の前輪の回転速度の平均値との差が所定の第２しきい値以上となった場合には前記差動制御装置の伝達トルクを減少させるように制御することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の作用および効果】
低μ路面でスリップしていた１つの車輪が低μ路面から抜けて普通路面をグリップすればその車輪は回転速度が急激に減速され、その車輪およびそれと対をなす車輪の平均回転速度は減少するが、この両車輪と駆動力伝達装置を介して連結された残る１対の車輪で低μ路面上にあるものは慣性により回り続けようとするので、車両の駆動系に大きなトルクが瞬間的に加わる。しかし本発明によれば、制御装置は、前後の各車輪の回転速度の減速度の何れか１つが所定の第１しきい値以上で、かつ左右の後輪の回転速度の平均値と左右の前輪の回転速度の平均値との差が所定の第２しきい値以上となった場合に、差動制御装置の伝達トルクを減少させる。これにより、低μ路面でスリップしていた１つの車輪が普通路面をグリップして回転速度が急激に減速されれば、差動制御装置の伝達トルクは減少され、駆動系にはこの減少されたトルク以上のトルクが加わることはないので、駆動系を保護することができる。そして、左右の後輪の回転速度の平均値と左右の前輪の回転速度の平均値との差が所定の第２しきい値以上となった場合に差動制御装置の伝達トルクを減少させるので、伝達トルクを下げ過ぎることによる問題を回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図３に示す実施の形態により、本発明による駆動力伝達装置の説明をする。この実施の形態による駆動力伝達装置は、主として図１に示すように、エンジン１０により駆動される自動車Ｍの前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２と後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２を連結する駆動力伝達経路に設けた伝達トルクが変更可能な差動制御装置１５と、この差動制御装置１５の伝達トルクを制御する電子制御装置（制御装置）２０よりなるものである。エンジン１０からの駆動力は、トランスミッションを備えたトランスアクスル１１を経てトランスファ１２に伝達され、ここで前輪側に分配された駆動力はフロントデファレンシャル（図示省略）を経て左右の前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２に伝達され、また後輪側に分配された駆動力は、途中に差動制御装置１５が設けられたプロペラシャフト１３よりなる駆動力伝達経路およびリヤデファレンシャル１４を経て左右の後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２に伝達される。差動制御装置１５は電磁式または油圧式の多板摩擦クラッチで、電子制御装置２０からの制御出力に応じて伝達トルクが変化されるものである。左右の前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２および後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２には、それぞれの回転速度を検出する車輪速センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が設けられている。
【００１３】
電子制御装置２０は、自動車Ｍの走行状態に応じて差動制御装置１５に出力する係合力の制御値を演算するＣＰＵ２１と、この演算・出力などに必要な制御プログラムを保存しているＲＯＭ２２と、この演算などのための作業領域として使用されるＲＡＭ２３と、これらＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２およびＲＡＭ２３と、差動制御装置１５および車輪速センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４との間の入出力を行う入出力回路２４を備えている。電子制御装置２０のＣＰＵ２１は、各車輪速センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４により検出された各車輪Ｔｆ１，Ｔｆ２，Ｔｒ１，Ｔｒ２の回転速度ω1 ，ω2 ，ω3 ，ω4 に基づいて、各車輪の減速度ψ1 ，ψ2 ，ψ3 ，ψ4 、および後輪の回転速度ω3 ，ω4 の平均値から前輪の回転速度ω1 ，ω2 の平均値を減じた差ΔＮを演算し、各減速度がそれぞれ第１しきい値α以上であるか否か、および各差ΔＮが第２しきい値β以上であるか否かを判断し、これらの判断に基づいて差動制御装置１５の係合力を緩めて伝達トルクを減少させるものである。
【００１４】
次に、図２および図３により、この実施の形態の作動の説明をする。図２(a) に示す状態では、走行している自動車Ｍの左の前輪Ｔｆ２と後輪Ｔｒ２は普通路面ＧN 上にあって路面をスリップすることなくグリップし、右の前輪Ｔｆ１と後輪Ｔｒ１が低μ路面ＧL 上にあって路面に対し大きくスリップしており、差動制御装置１５の伝達トルクは、車速、スロットル開度、旋回半径、前後輪の差動回転数などの運転状態に応じた値になっている。この状態から図２(b) に示すように、右前輪Ｔｆ１が低μ路面ＧL から抜け、右後輪Ｔｒ１は低μ路面ＧL 上に残っている状態に自動車Ｍが移った場合を考える。
【００１５】
電子制御装置２０のＣＰＵ２１は、短い所定時間間隔Ｔ毎に図３に示すフローチャートを繰り返し実行する。ＣＰＵ２１は先ず各車輪速センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２および後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の回転速度ω1 ，ω2 ，ω3 ，ω4 を入力し（ステップ１００）、各車輪の減速度ψ1 ，ψ2 ，ψ3 ，ψ4 を演算し（ステップ１０１）、前述した差ΔＮを演算する（ステップ１０２）。ステップ１０１の減速度ψi （ｉ＝１，２，３，４）は、前回の実行時の回転速度ωi から今回の実行時の回転速度ωi を減じた値を前述した所定時間間隔Ｔで除することにより演算される。次いでＣＰＵ２１は各減速度ψi が予め定められた所定の第１しきい値α以上であるか否かを判断し（ステップ１０３）、何れか１つの減速度ψi でも第１しきい値α以上であれば制御動作をステップ１０４に進め、そうでなければ制御動作をステップ１０６に進める。
【００１６】
図２(a) の状態では、前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２および後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の何れも回転速度が急激に減速されることはないので、制御動作はステップ１０６に進められる。一方、図２(b) の状態に移れば、右前輪Ｔｆ１が低μ路面ＧL から抜けて普通路面ＧN をグリップし、その回転速度は左の前輪Ｔｆ２および後輪Ｔｒ２と同じ回転速度になるまで急激に減速されて右前輪Ｔｆ１の減速度ψ1 が第１しきい値α以上になるので、制御動作はステップ１０４に進められる。第１しきい値αは、前述のように何れか１つの車輪の急減速により、前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２と後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２を連結する駆動力伝達装置に瞬間的に加わる大きなトルクが定められた許容限度を超えないように定める。
【００１７】
制御動作がステップ１０４に進められた場合は、ＣＰＵ２１はステップ１０２で演算した差ΔＮが予め定められた所定の第２しきい値β以上であるか否かを判断し、差ΔＮが第２しきい値β以上であれば差動制御装置１５の係合力を緩めて（ステップ１０５）伝達トルクを減少させ、また差ΔＮが第２しきい値β以上でなければ差動制御装置１５の係合力を変えることなく、制御動作を終了する。駆動力伝達装置に加わる伝達トルクは差ΔＮの増大に応じて増大するが、第２しきい値βは、この伝達トルクの許容値に対応する差ΔＮに相当する値とする。
【００１８】
制御動作がステップ１０６に進められた場合は、ＣＰＵ２１はステップ１０２で演算した差ΔＮが異常に大きいか否かを判断し、差ΔＮが異常に大きい値であれば差動制御装置１５の係合力を緩めて（ステップ１０５）伝達トルクを減少させ、差ΔＮが異常に大きい値でなければ差動制御装置１５の係合力を変えることなく、制御動作を終了する。ここでいう異常に大きい値とは、第２しきい値βよりもかなり大きい値であるが、第２しきい値βより多少大きい程度としてもよい。すなわち、各車輪毎における減速度ψi が所定の第１しきい値α未満であっても、前後輪の回転速度差ΔＮが異常に大きくなると、車両の駆動系に過大な負荷がかかるので、それを回避するためである。
【００１９】
図２(a) に示すように、左の前後輪Ｔｆ２，Ｔｒ２は普通路面ＧN 上にあって路面をスリップすることなくグリップし、右の前後輪Ｔｆ１，Ｔｒ１が低μ路面ＧL 上にあって路面に対し大きくスリップしている状態から、図２(b) に示すように、右前輪Ｔｆ１が低μ路面ＧL から抜けて、右後輪Ｔｒ１が低μ路面ＧL 上に残っている状態に移った場合は、低μ路面ＧL から抜けて普通路面ＧN をグリップした右前輪Ｔｆ１の回転速度が急激に減速され、両前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２の平均回転速度も急激に減少するが、低μ路面ＧL 上に残った右後輪Ｔｒ１は慣性によりそのまま回転し続けるので両後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の平均回転速度は減少しない。このため前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２の平均回転速度と後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の平均回転速度が異なったものとなるので、前輪と後輪を連結する駆動力伝達装置には大きなトルクが瞬間的に加わる。しかし上述した実施の形態によれば、右前輪Ｔｆ１の回転速度が急激に減速されれば差動制御装置１５の係合力が緩められてその伝達トルクが減少されるので、前述のように瞬間的に加わろうとする大きなトルクは差動制御装置１５の滑りにより吸収され、車両の駆動系に加わるトルクは差動制御装置の伝達トルクと同程度の小さいものとなる。従って、車両の駆動系を故障から保護することができる。
【００２０】
上述した実施の形態では、さらに左右の後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の回転速度の平均値から左右の前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２の回転速度の平均値を減じた差ΔＮを演算し、上述のように右前輪Ｔｆ１の回転速度が急激に減速され、かつこの平均値の差ΔＮが所定の第２しきい値β以上となった場合に差動制御装置１５の伝達トルクを減少させるように制御しており、このようにすればそれ以前の制御状態における差動制御装置１５の伝達トルクが低く、それだけで右前輪Ｔｆ１の回転速度の急激な減速により生じる大きなトルクを吸収できる場合には、伝達トルクをそれ以上減少させることはないので、伝達トルクの下げ過ぎによるトラクション性能の低下などの問題を回避することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、前後の各車輪の回転速度の減速度の何れか１つが所定の第１しきい値α以上となれば差動制御装置１５の伝達トルクを減少させるようにして実施してもよく、それだけでも前項で述べた、瞬間的に加わる大きなトルクが車両の駆動系に加わることはなく、従って駆動系を保護することができるという効果を得ることができる。
【００２１】
また上述した実施の形態では、各車輪Ｔｆ１，Ｔｆ２，Ｔｒ１，Ｔｒ２の減速度の何れもが第１しきい値α以上でない場合でも、左右の後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の回転速度の平均値から左右の前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２の回転速度の平均値を減じた差ΔＮが異常に大きい場合には差動制御装置１５の伝達トルクを減少させるように制御しており、このようにすれば各車輪の減速度の何れもが第１しきい値α以上でない場合であっても前述した平均値の差ΔＮが異常に大きい場合には差動制御装置１５の伝達トルクを減少させるので、前後の車輪を連結する駆動系には、理由の如何を問わず前述のように減少されたトルク以上のトルクが加わることはなくなる。しかしながら各車輪の減速度の何れもが第１しきい値α以上でない場合に前述した平均値の差ΔＮが異常に大きくなることはまれであるので、各車輪の減速度の何れもが第１しきい値α以上でない場合には差動制御装置１５の係合力を変えることなく制御動作を終了するようにして実施しても差し支えない。
【００２２】
上述した実施の形態では、前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２が先に低μ路面ＧL から抜ける場合について説明したが、普通路面ＧN と低μ路面ＧL の配置は様々であり、後輪Ｔｒ１，Ｔｒ２の方が前輪Ｔｆ１，Ｔｆ２よりも先に低μ路面ＧL から抜ける場合もあり、本発明はそのような場合にも適用可能である。その場合にも適用可能とするには、ステップ１０４およびステップ１０６のΔＮを |ΔＮ| で置き換えたものとすればよい。
【００２３】
なお差動制御装置１５の係合力を緩めるのは各前輪の何れかが急激に減速されて駆動力伝達装置に大きいトルクが加わる短時間だけでよいので、各減速度ψi の何れもが第１しきい値α以上でなくなれば、所定の小時間後に差動制御装置１５の係合力を元に戻すようにすればよい。
【００２４】
またこの実施の形態では、センタデフを設けない四輪駆動車につき説明したが、本発明はセンタデフを有する四輪駆動車にも適用可能であり、その場合には例えばトランスファ１２にセンタデフを組み込むようにして実施すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による駆動力伝達装置の一実施形態の全体構成を示す説明図である。
【図２】  図１に示す実施形態の作動の説明図である。
【図３】  図１に示す実施形態の制御プログラムのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０…エンジン、１５…差動制御装置、２０…制御装置（電子制御装置）、Ｍ…自動車、Ｔｆ１，Ｔｆ２…前輪、Ｔｒ１，Ｔｒ２…後輪。
【図１】
0003825717.tif 000002
【図２】
0003825717.tif 000003
【図３】
0003825717.tif 000004