KR20050054440A - 4륜 구동차의 동력 전달 장치 - Google Patents

4륜 구동차의 동력 전달 장치 Download PDF

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Abstract

과제
차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등을 미연에 회피한 다음, 차량의 선회 특성을 확실하게 제어할 수 있는 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 제공한다.
해결 수단
전자 제어 커플링(8)에 의해 리어 디퍼렌셜(9)측으로 분배되는 동력을 제어하고, 리어 디퍼렌셜(9)에 장비한 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)에 의한 차동 제한력을 조정한다. 차동 제한력에 따라 차량에 선회를 촉진하는 방향 또는 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키고, 이로써 차량의 언더 스티어나 오버 스티어를 억제한다.

Description

4륜 구동차의 동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION DEVICE FOR 4-WHEEL DRIVE VEHICLE}
기술 분야
본 발명은 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 관한 것이다.
배경 기술
근래, 전자 제어식 주문형 4륜 구동차가 널리 실용화되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 해당 특허 문헌 1에 기재된 4륜 구동차는 FF(프런트 엔진·프런트 드라이브)차를 베이스로 하고, 엔진으로부터의 동력을 자동 변속기를 통하여 전륜에 출력함과 함께, 동 엔진의 동력의 일부를 트랜스퍼 클러치를 통하여 후륜측에 분배하도록 구성되어 있다. 후륜에의 동력 전달량은 트랜스퍼 클러치의 계합력을 제어함으로써 조정되고, 이로써 전후륜의 동력 배분을 변화시켜 차량의 주행 상태에 따른 적절한 차량 거동, 예를 들면 조타 초기의 회두성(回頭性), 급가속시의 슬립 억제, 감속시의 안정성 등을 실현하고 있다.
[특허 문헌 1]
특개2002-127772호 공보
(US6634451, EP1203688)
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 동력 전달 장치는 전후륜의 동력 배분만을 조정할 수 있는데 불과하기 때문에, 차량의 선회 특성의 제어, 즉 차량의 언더 스티어나 오버 스티어를 제어하는데는 한계가 있다. 이 때문에 해당 제어를 목적으로 한 제동력 제어 장치나 트랙션 제어 장치 등을 병용할 필요가 생기고, 전체로서의 장치 및 제어가 복잡화하여, 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등 등의 문제를 야기하고 있다.
본 발명의 목적은, 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등을 미연에 회피한 다음, 차량의 선회 특성을 확실하게 제어할 수 있는 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제 1항의 발명은 전후륜의 한 쪽에 항상 동력이 전달되는 차량의 전후륜의 다른 쪽에 동력을 전달하는 동력 전달 기구와, 동력 전달 기구를 제어하여 전후륜의 다른 쪽에 전달되는 동력을 조정하는 동력 전달 제어 수단과, 전후륜의 다른 쪽의 좌우륜 사이에 배설되고. 동력 전달 기구로부터 전후륜의 다른 쪽에 전달된 동력을 해당 좌우륜에 분배하는 차동 장치를 구비한 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 있어서, 차동 장치가 입력되는 동력에 따라 좌우륜 사이에 차동 제한력을 발생하는 토크 감응형 차동 제한 기능이 있는 차동 장치로서, 동력 전달 제어 수단이, 차량의 운전 상태에 따라 동력 전달 기구로부터 차동 장치에 전달되는 동력을 제어하는 것이다.
따라서 전후륜의 한 쪽에는 항상 동력이 전달되고, 전후륜의 다른 쪽에는 동력 전달 제어 수단의 제어에 따른 동력이 동력 전달 기구를 통하여 전달되고 차동 장치에 의해 좌우륜에 분배된다. 동력 전달 제어 수단에 의한 동력의 제어는 차량의 운전 상태에 따라 행하여지고, 그에 수반하여 토크 감응형 차동 제한 기능이 있는 차동 장치에 입력되는 동력이 변화하면, 동력 변화에 따른 차동 제한력이 좌우륜 사이에 발생한다.
차량의 선회중에 있어서는 좌우륜 사이에 발생하는 차동 제한력에 따라 선회 내륜측과 선회 외륜측에의 동력 배분이 변화하고, 그에 따라 차량에는 선회를 억제하는 방향의 요모멘트(yaw moment)나 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트가 발생하기 때문에, 결과로서 차동 장치에 전달하는 동력에 따라 차량의 선회 특성을 확실하게 제어 가능하게 된다.
따라서, 차량의 선회 특성의 제어를 목적으로 한 제동력 제어 장치나 트랙션 제어 장치 등이 불필요하게 되기 때문에, 이들의 장치를 장비함에 의한 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등이 미연에 방지된다.
제 2항의 발명은, 제 1항에 있어서 동력 전달 제어 수단은 차량의 선회 상태를 검출하는 선회 상태 검출 수단을 가지며, 선회 상태 검출 수단에 의해 검출된 선회 상태에 따라 동력 전달 기구를 제어하는 것이다.
따라서 차량의 선회 상태, 예를 들면 현재의 차량이 언더 스티어 상태인지 오버 스티어 상태인지에 따라 동력 전달 제어 수단에 의해 동력 전달 기구가 제어되기 때문에, 현재의 차량의 선회 상태에 대해 적절한 방향의 요모멘트를 발생 가능하게 된다.
제 3항의 발명은, 제 2항에 있어서 동력 전달 제어 수단이 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시키고, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시키는 것이다.
차량의 선회중에 있어서 전후륜의 다른 쪽의 선회 내륜이 그립하고 있는 영역에서는, 차동 장치의 차동 제한력이 클수록 선회 내륜에 분배되는 동력이 증대하여 차량의 선회를 억제하는 요모멘트가 발생한다. 따라서, 선회 내륜이 그립하고 있는 영역 내에서 차동 제한력을 제어하는 경우, 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시켜 차동 제한력을 감소시키고, 한편, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시켜 차동 제한력을 증대시키면 좋다.
제 4항의 발명은, 제 2항에 있어서 동력 전달 제어 수단은 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시키고, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시키는 것이다.
차량의 선회중에 있어서, 통상으로는 전후륜의 다른 쪽의 선회 내륜이 같은 다른 쪽의 선회 외륜보다도 회전 속도가 작기 때문에, 이 때에 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시켜 차동 제한력을 발생시키면 고속측의 선회 외륜으로부터 저속측의 선회 내륜으로 동력 전달이 행하여지고, 선회 내륜에 작용하는 구동력이 선회 외륜에 작용한 구동력보다도 커진다. 이 상태에서 더욱 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시켜 차동 제한력을 증대시키면, 해당 선회 내륜은 구동력의 증대에 수반하여 슬립이 생기고 선회 외륜보다도 회전 속도가 커지기 때문에, 차동 제한력에 의해 고속측의 선회 내륜으로부터 저속측의 선회 외륜으로 동력이 전달되고, 선회 외륜에 작용하는 구동력이 선회 내륜에 작용하는 구동력보다도 커지고, 해당 좌우륜 사이의 구동력 배분에 의해 차량의 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트가 발생한다. 이와 같이 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시키면 좋다. 한편, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시켜 차동 제한력의 감소에 수반하여 선회 내륜에 작용하는 구동력을 증대시키면 좋다.
제 5항의 발명은, 제 2항에 있어서 동력 전달 제어 수단이 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 소정치 이상으로 설정하고, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 차동 장치에 전달되는 동력을 소정치 미만으로 설정하는 것이다.
차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 소정치 이상으로 설정하면 좋고, 선회 내륜에 작용하는 구동력을 증대시켜 선회 내륜을 슬립시키고 선회 내륜의 회전 속도를 증대시킨 다음 차동 제한을 행함에 의해 선회 외륜에 작용하는 구동력이 증대된다. 한편, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 차동 장치에 전달되는 동력을 소정치 미만으로 설정하면 좋고, 선회 내륜이 슬립하는 일 없이 차동 제한이 행하여져서 선회 내륜에 작용하는 구동력이 증대된다.
제 6항의 발명은, 제 2항에 있어서 동력 전달 제어 수단이 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 의거하여 설정되는 목표 동력 전달량에 따라 동력 전달 기구를 제어하는 것이다.
따라서 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 의거하여 목표 동력 전달량이 설정되기 때문에, 차량의 운전 상태나 주행 상태를 반영한 동력 전달 기구의 제어가 가능하게 된다.
제 7항의 발명은, 제 6항에 있어서 동력 전달 제어 수단이 차량의 실(實) 요레이트와 차량의 운전 상태에 의거하여 설정되는 목표 요레이트에 의거하여 목표 동력 전달량을 설정하는 것이다.
따라서 실제 요레이트와 차량의 운전 상태로부터 구한 목표 요레이트에 의거하여 목표 동력 전달량이 설정되기 때문에, 차량의 운전 상태를 반영한 동력 전달 기구의 제어가 가능하게 된다.
제 8항의 발명은 제 5항에 있어서, 소정치를 차량의 선회시에 차동 제한력에 의해 선회를 촉진하는 요모멘트를 발생하기 위해 필요한 차동 장치에의 경계 동력 전달량으로 한 것이다.
따라서 선회를 촉진하는 요모멘트를 발생하기 위해 필요한 값으로서 경계 동력 전달량이 설정되어 있기 때문에, 차량에 선회를 촉진하는 요모멘트나 선회를 억제하는 요모멘트를 확실하게 발생할 수 있고, 동력 전달 기구를 확실하게 제어 가능하게 된다.
제 9항의 발명은 제 8항에 있어서, 동력 전달 제어 수단이 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 따라 목표 동력 전달량을 설정하고, 차량의 선회 상태, 목표 동력 전달량 및 경계 동력 전달량에 따라 동력 전달 기구를 제어하는 것이다.
따라서 차량의 선회 상태 및 경계 동력 전달량에 더하여, 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 의거하여 설정된 목표 동력 전달량에 따라 동력 전달 기구가 제어되기 때문에, 차량의 운전 상태나 주행 상태를 반영한 동력 전달 기구의 제어가 가능하게 된다.
제 10항의 발명은, 제 9항에 있어서, 동력 전달 제어 수단이 차량의 선회 상태, 목표 동력 전달량, 경계 동력 전달량 및 동력 전달 기구에 의해 전달 가능한 최대 동력 전달량에 따라 동력 전달 기구를 제어하는 것이다.
따라서 차량의 선회 상태, 목표 동력 전달량 및 경계 동력 전달량에 더하여, 동력 전달 기구에 의해 전달 가능한 최대 동력 전달량에 따라 동력 전달 기구가 제어되기 때문에, 최대 동력 전달량을 넘은 부적절한 동력 전달 기구의 제어가 미연에 방지된다.
제 11항의 발명은, 제 1항에 있어서 동력 전달 기구가 전후륜의 한 쪽에 전달되는 동력의 동력원으로부터의 동력을 분배하여 차동 장치에 전달함과 함께, 전후륜의 한 쪽의 회전 속도가 전후륜의 다른 쪽의 회전 속도보다도 작을 때 또는 동력원의 출력 동력이 설정되는 차동 장치에의 동력 전달량보다도 작을 때는, 차동 장치에의 동력 전달을 금지하는 것이다.
따라서 동력원으로부터의 동력이 전후륜의 한 쪽에 전달됨과 함께, 그 동력원의 동력이 동력 전달 기구에 의해 분배되어 차동 장치에 전달되고, 간소한 구성에 의해 단일한 동력원으로 전후륜을 구동하는 동력 전달 장치가 실현된다.
이 경우, 전후륜의 한 쪽의 회전 속도가 전후륜의 다른 쪽의 회전 속도보다도 작을 때는, 동력 전달 기구를 통하여 전후륜의 다른 쪽에 동력을 전달할 수 없고, 한편, 설정되는 차동 장치에의 동력 전달량보다도 동력원의 출력 동력이 작을 때는, 동력 전달량에 상당하는 동력을 차동 장치에 전달할 수가 없고, 차동 장치에 전달되는 동력에 수반하는 차동 제한이 적정하게 행하여지지 않고 차량에 적절한 요모멘트를 줄 수가 없다. 그리고, 이와 같은 상황에서는 차동 장치에의 동력 전달이 금지되기 때문에, 이들의 부적합함을 미연에 방지 가능하게 된다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
제 1 실시형태
이하, 본 발명을 FF차 베이스의 전자 제어식 주문형 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 구체화한 제 1 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 도시한 전체 구성도이다. 눕혀 배치된 엔진(1)(동력원)에는 자동 변속기(2)가 접속되고, 자동 변속기(2)의 출력 기어(2a)에는 프런트 디퍼렌셜(3)(이하, 프런트 디퍼렌셜라고 한다)의 링 기어(3a)가 맞물려 있다. 프런트 디퍼렌셜(3)의 사이드 기어(3b)는 각각 드라이브 샤프트(4)를 통하여 좌우의 전륜(5a)과 접속되고, 엔진(1)으로부터의 동력이 프런트 디퍼렌셜(3)를 통하여 전륜(5a)에 전달된다. 프런트 디퍼렌셜(3)의 디퍼렌셜 케이스(3c)에는 파워 테이크 오프·유닛(6)(이하, PTU라고 한다)의 링 기어(6a)가 접속되고, 링 기어(6a)에는 프런트 프로펠러 샤프트(71)의 전단에 마련된 피니언 기어(7a)가 맞물려 있다. 또한, 자동 변속기(2), 프런트 디퍼렌셜(3), PTU(6)는 공통의 케이싱 내에 조립되어 있다.
프런트 프로펠러 샤프트(71)의 후부와 리어 프로펠러 샤프트(72)의 후부와의 사이에는 전자 제어 커플링(8)(동력 전달 기구)이 마련되고, 리어 프로펠러 샤프트(72)의 후단에 마련된 피니언 기어(7b)는 리어 디퍼렌셜(9)(차동 장치로서, 이하, 리어 디퍼렌셜라고 한다)의 링 기어(9a)와 맞물리고, 리어 디퍼렌셜(9)의 사이드 기어(9b)는 각각 드라이브 샤프트(10)를 통하여 좌우의 후륜(5b)과 접속되어 있다.
전자 제어 커플링(8)은, 내장하고 있는 전자 클러치(8a)의 계합력을 조정함에 의해 프런트 프로펠러 샤프트(71)와 리어 프로펠러 샤프트(72)와의 사이에서 전달되는 동력을 제어하고, 리어 디퍼렌셜(9)에 분배되는 동력을 제어할 수 있다. 이 전자 제어 커플링(8)의 작용에 의해, 차량의 전륜(5a) 및 후륜(5b)에 대한 엔진(1)의 동력의 배분은, 예를 들면 100:0 내지 50:50의 사이에서 임의로 조정 가능하게 되어 있다.
또한, 상기 리어 디퍼렌셜(9)로서 토크 감응형 리밋 슬립 디퍼렌셜(이하, LSD라고 한다)가 장비되어 있다. 해당 LSD(9)는 리어 프로펠러 샤프트(72)를 통하여 입력되는 토크에 따라 차동 제한력을 발생시켜 좌우륜 사이의 차동 제한을 행하는 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)로서는 헬리컬 기어식이나 캠식 등의 주지의 구성이 이용되고 있다.
한편, 차량의 실내에는 4WD용 ECU(11)(동력 전달 제어 수단)이 엔진 제어용 ECU(19), 변속 제어용 ECU, ABS 제어용 ECU(20) 등과 함께 설치되어 있고, 이 4WD용 ECU(11)는 다른 ECU와 마찬가지로 도시하지 않은 입출력 장치, 제어 프로그램이나 제어 맵 등의 기억에 제공되는 기억 장치(ROM, RAM 등), 중앙 처리 장치(CPU), 타이머 카운터 등을 구비하고 있다.
4WD용 ECU(11)의 입력측에는 차량의 전후 가속도(Gx)를 검출하는 전후 가속도 센서(12), 차량의 횡(橫) 가속도(Gy)를 검출하는 횡 가속도 센서(13), 차량의 요레이트(Yr)(실제 요레이트)를 검출하는 요레이트 센서(14)(선회 상태 검출 수단), 차량의 각 바퀴의 차륜 속도(Vfl, Vfr, Vrl, Vrr)를 검출하는 차륜 속도 센서(15a 내지 15d), 조타각(St)을 검출하는 조타각 센서(16), 브레이크 조작 정보(Bk)를 검출하는 브레이크 센서(17), 파킹 브레이크 조작 정보(Pbk)를 검출하는 파킹 브레이크 센서(18) 등의 각종 센서류가 접속됨과 함께, 엔진 제어용 ECU(19) 및 ABS 제어용 ECU(20)가 접속되어 있다. 또한, 4WD용 ECU(11)의 출력측에는 상기 전자 제어 커플링(8)의 전자 클러치(8a) 등의 각종 디바이스류가 접속되어 있다.
4WD용 ECU(11)는 상기 각종 센서로부터의 검출 정보에 의거하여 전자 제어 커플링(8)의 전자 클러치(8a)의 계합력을 제어한다. 해당 제어는 전후륜(5a, 5b)의 적절한 동력 분배에 의해 조타 초기의 회두성, 급가속시의 슬립 억제, 감속시의 안정성 등을 실현하는 전자 제어식 주문형 4륜 구동차가 일반적인 목적을 위해 실행됨과 함께, 더하여 본 실시형태에서는 리어 디퍼렌셜(9)로의 입력 토크 제어에 의해 해당 리어 디퍼렌셜(9)의 차동 제한력을 조정하여, 차량 선회시의 언더 스티어나 오버 스티어를 억제하기 위한 것도 실행된다. 후자의 제어는 차량 선회중에 요구되기 때문에, 예를 들면 조타각(St)이나 차량의 요레이트(Yr) 등에 의거하여 선회중이라고 판정한 때에 후자의 제어로 전환하고, 그 이외에는 전자의 제어로 전환한다. 또한, 전자의 제어에 관해서는, 예를 들면 선행 기술로서 설명한 특개2002-127772호 공보의 것과 같기 때문에, 상세한 설명은 생략하고, 이하, 후자의 제어에 관해 상세히 기술한다.
리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크는, 도 2의 블록도에 도시한 순서에 따라 후륜 출력 토크(Tout)로서 산출된다. 해당 산출 처리에는 상기 각종 센서로부터의 검출 정보에 더하여 차량 고유의 값으로서 차량 정수가 적용되고, 이 차량 정수로서, 전자 제어 커플링(8)에 의해 리어 디퍼렌셜(9)측에 전달 가능한 최대 토크(Tmax)(최대 동력 전달량), LSD 특성(Lsd)(예를 들면, 입력 토크에 대한 차동 제한력의 특성 등), 차량 제원(Sv)(예를 들면, 차량 중량(W)이나 휠 베이스(L) 등)이 미리 설정되어 있다.
전후 가속도 센서(12)에 의해 검출된 전후 가속도(Gx) 및 차륜 속도 센서(15a 내지 15d)에 의해 검출된 각 바퀴의 차륜 속도(Vfl, Vfr, Vrl, Vrr)는 차체 속도(車體速) 연산부(31)에 입력되고, 차체 속도 연산부(31)는 이들의 정보에 의거하여 차체 속도(Vb)을 산출한다. 이 차체 속도(Vb4)의 연산에서는, 예를 들면 특허 제3063628호 명세서에 기재된 수법이 채택된다. 상세는 설명하지 않지만, 해당 차체 속도(Vb)의 산출 처리에서는 각 바퀴의 차륜 속도중 3번째로 빠른 차륜 속도, 예를 들면 차량의 선회시에는 후내륜의 차륜 속도에 의거하여 차체 속도(Vb)을 산출하고, 어느 하나의 차륜이 슬립하고 있는 경우에는 전후 가속도(Gx)에 의거하여 차체 속도(Vb)을 산출하고 있다.
차체 속도 연산부(31)에서 산출된 차체 속도(Vb) 및 조타각 센서(16)에 의해 검출된 조타각(St)은 기준 요레이트 연산부(32)에 입력되고, 기준 요레이트 연산부(32)는 이들의 정보에 의거하여 기준 요레이트(Yrs)(목표 요레이트)를 다음 식 (1)에 따라 산출한다.
Yrs=St×Vb/(1+A×Vb2)/L …… (1)
여기서, A는 차량의 스터빌러티 팩터, L은 휠 베이스이고, 얻어진 기준 요레이트(Yrs)는 현재의 차체 속도(Vb) 및 조타각(St)을 전제로 한 이상적인 요레이트를 의미한다.
기준 요레이트 연산부(32)에서 산출된 기준 요레이트(Yrs) 및 요레이트 센서(14)에 의해 검출된 실제 요레이트(Yr)는 목표 토크 설정부(33)에 입력되고, 목표 토크 설정부(33)는 이들의 정보에 의거하여 리어 디퍼렌셜(9)에 입력하는 목표 토크(Ttgt)(목표 동력 전달량)를 산출한다. 목표 토크(Ttgt)는 차량의 요모멘트를 변화시켜 실제의 요레이트(Yr)를 기준 요레이트(Yrs)로 수정하기 위해 필요로 하는 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크로서 산출된다. 구체적으로는 도면중의 맵에 도시한 바와 같이 기준 요레이트(Yrs)와 실제 요레이트(Yr)와 차가 0 부근에서는 불감대로서 목표 토크(Ttgt)가 0으로 설정되고, 차의 절대치가 소정치 이상의 영역에서는 차의 절대치의 증가에 비례하여 목표 토크(Ttgt)를 증가 방향으로 설정하고 있다.
한편, 전후 가속도 센서(12)에 의해 검출된 전후 가속도(Gx), 횡 가속도 센서(13)에 의해 검출된 횡 가속도(Gy), 조타각 센서(16)에 의해 검출된 조타각(St), 요레이트 센서(14)에 의해 검출된 요레이트(Yr), 차체 속도 연산부(31)에서 산출된 차체 속도(Vb)은 노면 μ 추정부(34)에 입력되고, 노면 μ 추정부(34)는 이들의 정보에 의거하여 노면 마찰 계수(Myu)를 추정한다.
노면 마찰 계수(Myu)의 추정 처리는, 예를 들면 실공평6-18276호 공보 등에 의해 주지의 수법이기 때문에, 상세는 설명하지 않지만, 선회중 차량의 옆으로 미끄러짐의 발생 상황이 노면 마찰 계수와 상관하는 데 착안하여, 차량 선회시의 차속이나 조타각 등으로부터 연산식에 따라 횡 가속도 추정치를 산출하고, 산출한 횡 가속도 추정치와 센서 검출 값인 횡 가속도 실측치와의 비에 의거하여 노면의 마찰 계수를 구하고 있다. 예를 들면, 횡 가속도 추정치와 횡 가속도 실측치와의 비가 거의 1인 경우에는, 차량의 옆으로 미끄러짐이 발생하지 않고 노면의 마찰 계수가 높다고 간주하여, 비가 1보다 작고 옆으로 미끄러짐이 발생하고 있을 때는 비에 따른 노면의 마찰 계수라고 간주한다.
차량 정수로서의 차량 제원(Sv), 전후 가속도 센서(12)에 의해 검출된 전후 가속도(Gx) 및 횡 가속도 센서(13)에 의해 검출된 횡 가속도(Gy)는 내륜 하중 연산부(35)에 입력되고, 내륜 하중 연산부(35)는 이들의 정보에 의거하여 후내륜 하중(Wri)을 산출한다. 후내륜 하중(Wri)은 차량의 선회 내측의 후륜인 후내륜에 작용하는 하중을 의미하고, 이하의 순서로 산출한다.
선회에 수반하여 차량의 전후륜(5a, 5b)에 작용하는 하중은 차량 정지시부터 변화하고 있고, 우선, 전륜(5a)과 후륜(5b)과의 사이의 하중 이동량인 전후 하중 이동량(△Wx)을 다음 식 (2)에 따라 구한다.
△Wx=W×Gx×hg/L …… (2)
여기서, W는 차량 중량, hg는 중심 높이, L은 휠 베이스이고, 이들은 상기 차량 제원(Sv)으로서 미리 설정된 것이다.
또한, 좌우 후륜 사이의 하중 이동량인 좌우 하중 이동량(△Wyr)을 다음 식 (3)에 따라 구한다.
△Wyr=W×Gy×{hs/(1+Kf/Kr-W×hs/Kr)+Lf×hr/L}/Tr … (3)
여기서, Tr은 후륜 트레드, hs는 중심 높이-중심 위치의 롤 높이, Kf는 전륜 롤 강성, Kr은 후륜 롤 강성, Lf는 전륜 차축과 중심과의 거리, hr은 후륜 롤 센터 높이이고, 이들은 상기 차량 제원(Sv)으로서 미리 설정된 것이다.
이어서, 후내륜 하중(Wri)을 다음 식 (4)에 따라 구한다.
Wri=(Wr×9.8+△Wx)/2-△Wyr …… (4)
여기서, Wr은 후륜의 정지 분담 하중이다.
한편, 상기 노면 μ 추정부(34)에서 추정된 노면 마찰 계수(Myu), 내륜 하중 연산부(35)에서 산출된 후내륜 하중(Wri), 차량 정수로서 설정된 LSD 특성(Lsd)은 최소 토크 연산부(36)에 입력되고, 최소 토크 연산부(36)는 이들의 정보에 의거하여 최소 토크(Tc)(소정치, 경계 동력 전달량)를 산출한다. 상기한 바와 같이 리어 디퍼렌셜(9)에는 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)에 의해 입력 토크에 따른 차동 제한력이 작용하고, 차동 제한력에 따라 선회 내륜측인 후내륜의 슬립에 의해 차량의 선회 모멘트가 변화하지만, 해당 최소 토크(Tc)는 후내륜을 슬립시키기 위해 필요로 하는 최소한의 입력 토크로서 산출된다.
즉, 도 3은 차량 선회중의 좌우 후륜(5b)의 구동력 발생 상황을 도시한 설명도로서, 예를 들면 도면에 도시한 우선회에서는 선회 외측인 좌후륜(5b)의 하중이 증가하고, 선회 내측인 우후륜(5b)의 하중이 감소한다. 여기서, 전자 제어 커플링(8)을 통하여 리어 디퍼렌셜(9)에 입력된 동력은 LSD 특성(Lsd)에 따라 좌우 후륜(5b)에 분배되고, 통상의 그립 주행시에는 보다 회전 속도가 높은 선회 외륜으로부터 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)를 통하여 회전 속도가 낮은 선회 내륜에 토크 이동됨으로써, 우후륜(5b)측에 높은 구동력이 발생하고 있다. 그리고, 이 상태로부터 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 점점 증가시키면, LSD(9)의 차동 제한력이 증대하여 우후륜(5b)의 구동력이 점점 증가하고, 우후륜(5b)의 구동력이 우후륜(5b)의 하중과 노면 마찰 계수(Myu)로부터 결정되는 그립력을 상회하기 때문에, 우후륜(5b)은 슬립하기 시작하고 그립을 급감시킨다. 이 때의 경계의 입력 토크로서 최소 토크(Tc)가 설정되어 있는 것이다.
따라서 리어 디퍼렌셜(9)에 최소 토크(Tc) 이상의 토크를 입력하면, 후내륜(5b)을 슬립시켜 후내륜(5b)의 회전 속도를 후외륜(5b)의 회전 속도보다도 크게할 수 있다. 이 상태에서 차동 제한을 행하면 후내륜(5b)으로부터 후외륜(5b)으로 토크 이동이 행하여지고, 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생 가능하게 된다. 역으로 리어 디퍼렌셜(9)에 최소 토크(Tc) 미만의 토크를 입력하면, 후내륜(5b)을 그립시킨 상태에서 차동 제한을 행함에 의해 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생 가능하게 된다.
최소 토크 연산부(36)에 의해 산출된 최소 토크(Tc), 기준 요레이트 연산부(32)에 의해 산출된 기준 요레이트(Yrs), 목표 토크 설정부(33)에 의해 산출된 목표 토크(Ttgt), 차량 정수로서 설정된 리어 디퍼렌셜(9)측에 전달 가능한 최대 토크(Tmax) 및 요레이트 센서(14)에 의해 검출된 요레이트(Yr)는 출력 토크 설정부(37)에 입력되고, 출력 토크 설정부(37)는 이들의 정보에 의거하여 전자 제어 커플링(8)을 통하여 리어 디퍼렌셜(9)측에 출력한 후륜 출력 토크(Tout)를 산출한다.
기본적으로 후륜 출력 토크(Tout)는 목표 토크(Ttgt)로서 설정되지만, 상기 토크 감응형 LSD(9c)의 특성을 이용한 요모멘트의 발생 원리에 기인하여, 적절한 방향으로 요모멘트를 발생 불능한 경우가 존재한다. 그래서, 출력 토크 설정부(37)의 상세를 도시한 도 4와 같이, 최대 토크(Tmax)와 최소 토크(Tc)의 대소 관계 및 차량의 선회 상태(언더 스티어 상태나 오버 스티어 상태나)에 따라 후륜 출력 토크(Tout)의 설정을 달리하고 있다. 또한, 이 때의 차량의 선회 상태란 뉴트럴 스티어를 기준으로 한 것이 아니라, 기준 요레이트(Yrs)에 대한 실제의 요레이트(Yr)의 변화 방향을 나타낸다.
이하, 도 4에 의거하여 설명하면, 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 이상(Tmax≥Tc)인 경우에는 상기한 바와 같이 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 최소 토크(Tc) 이상으로 하여 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시키는 것도, 입력 토크를 최소 토크(Tc) 미만으로 하여 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키는 것도 가능하다.
따라서 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 이상(Tmax≥Tc)일 때에, 선회중의 차량이 언더 스티어 상태(Yr<Yrs)라면, 최소 토크(Tc)로부터 최대 토크(Tmax)의 범위 내에서 후륜 출력 토크(Tout)를 설정한다. 예를 들면, 최소 토크(Tc) 미만의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 최소 토크(Tc)를 설정하고, 최소 토크(Tc)로부터 최대 토크(Tmax) 사이의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 목표 토크(Ttgt)를 설정하고, 최대 토크(Tmax)를 넘는 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 최대 토크(Tmax)를 설정한다. 이로써 차량에는 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트가 발생하고 언더 스티어가 억제된다.
또한, 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 이상(Tmax≥Tc)일 때에, 선회중의 차량이 오버 스티어 상태(Yr>Yrs)라면, 최소 토크(Tc) 미만으로 후륜 출력 토크(Tout)를 설정한다. 예를 들면, 최소 토크(Tc) 미만의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 목표 토크(Ttgt)를 설정하고, 최소 토크(Tc) 이상의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 최소 토크(Tc)보다 작은 값을 설정한다. 이로써 차량에는 선회를 억제하는 방향의 요모멘트가 발생하고 오버 스티어가 억제된다.
한편, 이에 대해 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 미만(Tmax<Tc)인 경우에는, 최소 토크(Tc) 이상의 입력 토크를 필요로 하는 선회를 촉진하는 요모멘트의 발생은 불가능하게 되고, 선회를 억제하는 요모멘트만이 발생 가능하게 된다.
따라서 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 미만(Tmax<Tc)일 때에, 선회중의 차량이 언더 스티어 상태(Yr<Yrs)라면, 차량의 요모멘트를 수정 불능이라고 간주하고 후륜 출력 토크(Tout)를 0으로 제한한다.
또한, 최대 토크(Tmax)가 최소 토크(Tc) 미만(Tmax<Tc)일 때에, 선회중의 차량이 오버 스티어 상태(Yr>Yrs)라면, 최대 토크(Tmax) 미만으로 후륜 출력 토크(Tout)를 설정한다. 예를 들면, 최대 토크(Tmax) 미만의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 목표 토크(Ttgt)를 설정하고, 최대 토크(Tmax) 이상의 목표 토크(Ttgt)가 산출되어 있을 때는 후륜 출력 토크(Tout)로서 최대 토크(Tmax)를 설정한다. 즉, 이 때의 이상적인 후륜 출력 토크(Tout)의 설정 범위의 상한은 최소 토크(Tc)이지만, 달성 가능한 후륜 출력 토크(Tout)가 최대 토크(Tmax) 이하로 제한되어 있기 때문에, 최대 토크(Tmax)를 상한으로서 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고 있는 것이다. 이로써 차량의 오버 스티어가 억제된다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이 각 바퀴의 차륜 속도(Vfl, Vfr, Vrl, Vrr)는 전후륜 속도 연산부(38)에 입력되고, 전후륜 속도 연산부(38)에서는 이들의 정보에 의거하여 다음 식 (5), (6)에 따라 전륜 속도(Vf) 및 후륜 속도(Vr)을 산출한다.
Vf=(Vfl+Vfr)/2 …… (5)
Vr=(Vrl+Vrr)/2 …… (6)
상기 출력 토크 설정부(37)에서 산출된 후륜 출력 토크(Tout), 전후륜 속도 연산부(38)에서 산출된 전후륜 속도(Vf, Vr), 엔진 제어용 ECU(19)로부터 입력된 현재의 엔진 토크(Te), 브레이크 센서(17)에 의해 검출된 브레이크 조작 정보(Bk), 파킹 브레이크 센서(18)에 의해 검출된 파킹 브레이크 조작 정보(Pbk), ABS 제어용 ECU(20)로부터 입력된 ABS 모니터(Abs)(ABS 시스템의 작동 정보)는 출력 제한부(39)에 입력되고, 출력 제한부(39)에서는 이하에 나타낸 1) 내지 5)의 모든 조건이 성립하지 않을 때는, 입력된 후륜 출력 토크(Tout)를 그대로 출력하고, 어느 하나의 조건이 성립할 때는 후륜 출력 토크(Tout)를 0으로 제한한 다음 출력한다.
1) 전륜 속도(Vf)이 후륜 속도(Vr) 미만일 때(Vf<Vr).
2) 후륜 출력 토크(Tout)가 엔진 토크(Te)를 넘을 때(Tout>Te).
3) 브레이크가 조작중일 때(Bk=온).
4) 파킹 브레이크가 조작중일 때(Pbk=온).
5) ABS가 작동중일 때(Abs=온).
즉, 상기 조건 1)이 성립하고 있을 때는 프런트 프로펠러 샤프트(71)로부터 리어 프로펠러 샤프트(72)에의 동력 전달을 실시할 수 없고, 엔진(1)의 동력을 전자 제어 커플링(8)을 통하여 후륜(5b)측에 분배할 수 없다. 결과로서 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 컨트롤할 수 없고, 상기 토크 감응형 LSD(9)의 특성을 이용한 요모멘트의 수정을 실행 불능인 것을 의미하기 때문에, 해당 제어를 중지하고 있다.
상기 조건 2)가 성립하고 있을 때는, 엔진 토크(Te)를 넘는 후륜 출력 토크(Tout)를 리어 디퍼렌셜(9)에 입력하는 것은 불가능하고, 차량의 운전 상태에 따라 적절한 차동 제한력을 발생시킬 수 없고, 차량의 선회 거동을 악화시킬 우려가 있기 때문에, 해당 제어를 중지하고 있다.
상기 조건 3)의 브레이크, 조건 4)의 파킹 브레이크, 조건 5)의 ABS는 함께 리어 디퍼렌셜(9)에의 토크 입력에 대해 외란으로서 작용하여 적절한 제어를 바랄 수 없기 때문에, 해당 제어를 중지하고 있다.
이상과 같이 하여 산출된 후륜 출력 토크(Tout)에 의거하여 전자 제어 커플링(8)의 계합력이 제어된다. 즉, 후륜 출력 토크(Tout)에 대응하는 듀티율이 도시하지 않은 맵에서 설정되고, 그 듀티율에 의거하여 전자 클러치(8a)가 여자되어 전자 제어 커플링(8)의 계합력이 제어되고, 결과로서 리어 디퍼렌셜(9)에는 후륜 출력 토크(Tout)에 상당하는 토크가 입력된다. 이 입력 토크의 제어에 의거하여 도 3에 도시한 특성에 따라 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)에 의해 리어 디퍼렌셜(9)에 차동 제한력이 작용하고, 선회중의 차량이 언더 스티어 상태에 있을 때는 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시켜 언더 스티어의 억제에 의해 선회성을 향상시킬 수 있고, 선회중 차량이 오버 스티어 상태에 있을 때는 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시켜 오버 스티어의 억제에 의해 안정성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치는, 차량 선회시에 있어서 일반적인 선회 특성의 제어를 목적으로 한 제동력 제어 장치나 트랙션 제어 장치와 같은 기능을 이루기 때문에, 이들의 장치를 생략할 수 있다. 그리고, 해당 동력 전달 장치의 구성은, 전륜(5a)을 구동하는 엔진(1) 동력의 일부를 전자 제어 커플링(8)에 의해 후륜(5b)측에 분배하는 통상의 전자 제어식 주문형 4륜 구동차와 기본적으로 같고, 토크 감응형 LSD(9) 및 도 2에 상당하는 4WD용 ECU(11)의 제어를 추가하였을 뿐 간소한 것이기 때문에, 결과로서 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등을 미연에 회피한 다음, 차량의 선회 특성을 확실하게 제어할 수 있다.
또한, 출력 토크 설정부(37)에서는 실제의 요레이트(Yr) 및 기준 요레이트(Yrs)로부터 차량이 언더 스티어 상태인지 오버 스티어 상태인지를 판정하고, 그 판정 결과에 의거하여 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고 있기 때문에, 차량의 선회 상태에 대해 항상 적절한 방향의 요모멘트를 발생할 수 있고, 나아가서는 차량의 선회 특성을 더 한층 확실하게 제어할 수 있다.
또한, 출력 토크 설정부(37)에서는 실제의 요레이트(Yr) 및 차량의 운전 상태에 따른 이상치인 기준 요레이트(Yrs)로부터 구한 목표 토크(Ttgt)에 의거하여 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고 있기 때문에, 차량의 운전 상태를 반영한 전자 제어 커플링(8)의 제어를 실현할 수 있고, 이 점도 차량의 선회 특성의 확실한 제어에 공헌한다.
한편, 본 실시형태에서는 선회중의 차량의 후내륜을 슬립 또는 그립시킴에 의해 차량에 발생하는 요모멘트를 선회 억제측 또는 선회 촉진측으로 전환함과 함께, 출력 토크 설정부(37)에서는 선회중 차량의 후내륜을 슬립시키기 위해 필요로 하는 최소 토크(Tc)를 경계로 하여 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고 있기 때문에, 차량에 선회를 촉진하는 요모멘트나 선회를 억제하는 요모멘트를 확실하게 발생할 수 있고, 나아가서는 차량의 선회 특성을 더 한층 확실하게 제어할 수 있다.
그런데, 이와 같이 후내륜의 슬립 영역과 그립 영역과의 사이에서 리어 디퍼렌셜(9)의 차동 제한력을 제어하는 대신에, 선회 내륜의 그립 영역 내에서 차동 제한력을 제어하는 것도 가능하고, 이 경우에는 도 3에 의거하여 설명한 바와 같이 리어 디퍼렌셜(9)의 차동 제한력이 클수록 후내륜으로 분배되는 토크가 증대하여 차량의 선회를 억제하는 요모멘트가 발생하기 때문에, 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 감소시켜 차동 제한력을 감소시키고, 한편, 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시키는데는, 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 증대시켜 차동 제한력을 증대시키면 좋다. 이와 같이 제어한 경우라도 본 실시형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 출력 토크 설정부(37)에서는, 목표 토크(Ttgt)나 최소 토크(Tc)에 더하여 리어 디퍼렌셜(9)측에 전달 가능한 최대 토크(Tmax)를 고려한 다음 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고 있기 때문에, 최대 토크(Tmax)를 넘은 부적절한 후륜 출력 토크(Tout)의 설정, 나아가서는 부적절한 전자 제어 커플링(8)의 제어를 미연에 방지할 수 있다는 효과도 있다.
더하여, 출력 제한부(39)에서는, 미리 설정한 조건 1) 내지 5)에 의거하여 리어 디퍼렌셜(9)에의 토크 입력을 금지하고, 예를 들면 전후륜(5a, 5b)의 회전차 또는 엔진 토크(Te)의 부족에 기인하여 후륜(5b)측에 적정한 동력을 분배하는 것이 불능한 경우에는 제어를 중지하고 있기 때문에, 이와 같은 부적절한 상황에서 동력 전달할 때의 부적합함을 미연에 방지할 수 있다.
제 2 실시형태
다음에, 본 발명을 FF차에 후륜 구동용의 모터를 부가한 하이브리드식 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 구체화한 제 2 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 4륜 구동차는 제 1 실시형태와 동일 구성의 개소가 많기 때문에, 구성이 공통되는 개소는 동일 부재 번호를 붙이고 설명을 생략하고, 상위점을 중점적으로 설명한다.
도 5는 본 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 도시한 전체 구성도이다. 전륜측은 FF차와 완전히 같은 구성으로 되어 있고, 엔진(1)으로부터의 동력이 자동 변속기(2), 프런트 디퍼렌셜(3), 드라이브 샤프트(4)를 통하여 좌우의 전륜(5a)에 전달된다.
한편, 후륜(5b)측을 구동하기 위한 모터(51)(제 2의 동력원)는 차체의 후부에 설치되고, 모터(51)의 출력축(51a)에는 감속 기구(52)가 접속되어 있다. 감속 기구(52)의 출력 기어(52a)는 토크 감응형 차동 제한 기구(9c)를 구비한 리어 디퍼렌셜(9)의 링 기어(9a)와 맞물리고, 리어 디퍼렌셜(9)의 사이드 기어(9b)는 각각 드라이브 샤프트(10)를 통하여 좌우의 후륜(5b)과 접속되어 있다. 이와 같이 구성된 4륜 구동차에서는, 전륜(5a)으로의 동력이 엔진 출력의 범위 내에서 조정 가능하고, 후륜(5b)으로의 동력이 모터 출력의 범위 내에서 조정 가능하게 되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에서는, 상기 제 1 실시형태와 같이 도 2에 도시한 순서에 따라 4WD용 ECU(11)가 후륜 출력 토크(Tout)를 설정하고, 해당 후륜 출력 토크(Tout)에 의거하여 전자 제어 커플링(8)의 계합력을 제어하는 대신에 모터(51)의 출력을 제어한다. 또한, 본 실시형태에서는 전륜(5a)측의 엔진(1)과는 관계없이 모터(51)에 의해 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크가 제어되기 때문에, 제 1 실시형태에서 기술한 후륜(5b)측으로의 동력 분배에 수반하는 조건 1) 및 2)의 부적합함은 발생하지 않고, 이들의 조건에 의거한 출력 제한은 적용되지 않는다. 또한, 최대 토크(Tmax)는 모터(51)에 의해 출력 가능한 최대 출력 토크로 설정된다.
중복되는 설명은 하지 않지만, 결과로서 제 1 실시형태와 마찬가지로 리어 디퍼렌셜(9)에의 입력 토크를 조정함에 의해 리어 디퍼렌셜(9)의 차동 제한력이 조정되어 차량의 선회 특성을 확실하게 제어할 수 있음과 함께, FF차에 후륜 구동용의 모터(51) 및 감속 기구(52)를 추가하였을 뿐 간소한 구성이고, 또한, 제동력 제어 장치나 트랙션 제어 장치를 생략할 수 있기 때문에, 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등을 미연에 회피할 수 있다.
이상으로 실시형태의 설명을 마치지만, 본 발명의 양태는 이 실시형태로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 상기 제 1 실시형태에서는 FF차 베이스의 전자 제어식 주문형 4륜 구동차에 적용하고, 제 2 실시형태에서는 FF차에 후륜 구동용의 모터(51)를 부가한 하이브리드식 4륜 구동차에 적용하고, 각각 리어 디퍼렌셜(9)의 차동 제한력을 조정하여 차량에 적절한 요모멘트를 발생시켰지만, 차동 제한력의 조정은 후륜(5b)측 대신에 전륜(5a)측에서 행하도록 구성하여도 좋다. 즉, FR차 베이스의 전자 제어식 주문형 4륜 구동차나 FR차에 전륜 구동용의 모터를 부가한 하이브리드식 4륜 구동차로서 구성하고, 프런트 디퍼렌셜에의 입력 토크 제어에 의해 프런트 디퍼렌셜의 차동 제한력을 조정하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 기준 요레이트(Yrs)와 실제 요레이트(Yr)에 의거하여 리어 디퍼렌셜(9)(또는 프런트 디퍼렌셜)에 입력하는 목표 토크(Ttgt)를 설정하는 구성으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 차체 속도 연산부(31)에서 산출된 차체 속도(Vb), 횡 가속도 센서(13)에 의해 검출되는 횡 가속도(Gy)나 조타각 센서(16)에 의해 검출되는 조타각(St)과 차체 속도(Vb)으로부터 구하여지는 계산 횡 가속도 등의 주행 상태, 또는 차체 속도(Vb), 조타각(St), 스로틀 개방도(액셀 개방도) 등의 운전 상태에 따라 목표 토크(Ttgt)를 설정하는 구성으로 하여도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 제 1항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 차량 중량의 증가나 제조 비용의 앙등을 미연에 회피한 다음, 차량의 선회 특성을 확실하게 제어할 수 있다.
제 2항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 1항에 더하여, 차량의 선회 상태에 대해 적절한 방향의 요모멘트를 발생시키고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 3항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 2항에 더하여, 전후륜의 다른 쪽의 선회 내륜에 작용하는 구동력을 증감시켜 차량에 적절한 요모멘트를 발생할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 4항 및 제 5항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 2항에 더하여, 전후륜의 다른 쪽의 선회 외륜에 작용하는 구동력을 증감시켜 차량에 적절한 요모멘트를 발생할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 6항, 제 7항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 2항에 더하여, 목표 동력 전달량에 의거하여 차량의 운전 상태나 주행 상태를 반영한 동력 전달 기구의 제어를 실현할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 8항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 5항에 더하여, 경계 동력 전달량에 의거하여 차량에 적절한 요모멘트를 확실하게 발생할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 9항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 8항에 더하여, 목표 동력 전달량에 의거하여 차량의 운전 상태나 주행 상태 차량의 운전 상태를 반영한 동력 전달 기구의 제어를 실현할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 1O항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 9항에 더하여, 최대 동력 전달량을 넘은 부적절한 동력 전달 기구의 제어를 미연에 방지할 수 있고, 차량의 선회 특성을 한층 확실하게 제어할 수 있다.
제 11항의 발명의 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 의하면, 제 1항에 더하여 간소한 구성에 의해 단일한 동력원에서 전후륜을 구동하는 동력 전달 장치를 실현할 수 있고, 전후륜의 다른 쪽에 동력을 전달 불능한 때에 동력 전달을 금지하고, 부적절한 상황에서 동력 전달한 때의 부적합함을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 도시한 전체 구성도.
도 2는 후륜 출력 토크의 산출 순서를 도시한 블록도.
도 3은 차량 선회중의 좌우 후륜의 구동력 발생 상황을 도시한 설명도.
도 4는 출력 토크 설정부의 상세를 도시한 블록도.
도 5는 제 2 실시형태의 4륜 구동차의 동력 전달 장치를 도시한 전체 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진(동력원)
5a : 전륜
5b : 후륜
8 : 전자 제어 커플링(동력 전달 기구)
9 : 리어 디퍼렌셜(차동 장치)
11 : 4WD용 ECU(동력 전달 제어 수단)
14 : 요레이트 센서(선회 상태 검출 수단)
51 : 모터(제 2의 동력원)
Yr : 요레이트(실제 요레이트)
Yrs : 기준 요레이트(목표 요레이트)
Tc : 최소 토크(소정치, 경계 동력 전달량)
Ttgt : 목표 토크(목표 동력 전달량)
Tmax : 최대 토크(최대 동력 전달량)

Claims (11)

  1. 전후륜(5a, 5b)의 한 쪽에 항상 동력이 전달되는 차량의 상기 전후륜의 다른 쪽에 동력을 전달하는 동력 전달 기구(8)와,
    상기 동력 전달 기구를 제어하여 상기 전후륜의 다른 쪽에 전달되는 동력을 조정하는 동력 전달 제어 수단(11)과,
    상기 전후륜의 다른 쪽의 좌우륜 사이에 배설되고, 상기 동력 전달 기구로부터 상기 전후륜의 다른 쪽에 전달된 동력을 해당 좌우륜에 분배하는 차동 장치(9)를 구비한 4륜 구동차의 동력 전달 장치에 있어서,
    상기 차동 장치(9)가, 입력되는 동력에 따라 좌우륜 사이에 차동 제한력을 발생하는 토크 감응형(感應型) 차동 제한 기능이 있는 차동 장치로서,
    상기 동력 전달 제어 수단(11)은 상기 차량의 운전 상태에 따라 상기 동력 전달 기구로부터 상기 차동 장치에 전달되는 동력(Tout)을 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량의 선회 상태를 검출하는 선회 상태 검출 수단을 가지며, 해당 선회 상태 검출 수단에 의해 검출된 선회 상태에 따라 상기 동력 전달 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시키고, 상기 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 증대시키고, 상기 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량에 선회를 촉진하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 소정치 이상으로 설정하고, 상기 차량에 선회를 억제하는 방향의 요모멘트를 발생시킬 때는 상기 차동 장치에 전달되는 동력을 상기 소정치 미만으로 설정하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 의거하여 설정되는 목표 동력 전달량에 따라 상기 동력 전달 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량의 실제 요레이트와 상기 차량의 운전 상태에 의거하여 설정되는 목표 요레이트에 의거하여 상기 목표 동력 전달량을 설정하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 소정치는 상기 차량의 선회시에 상기 차동 제한력에 의해 선회를 촉진하는 요모멘트를 발생하기 위해 필요한 상기 차동 장치에의 경계 동력 전달량인 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량의 운전 상태 또는 주행 상태의 적어도 한 쪽에 따라 목표 동력 전달량을 설정하고, 상기 차량의 선회 상태, 상기 목표 동력 전달량 및 상기 경계 동력 전달량에 따라 상기 동력 전달 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 동력 전달 제어 수단은 상기 차량의 선회 상태, 상기 목표 동력 전달량, 상기 경계 동력 전달량 및 상기 동력 전달 기구에 의해 전달 가능한 최대 동력 전달량에 따라 상기 동력 전달 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 동력 전달 기구는 상기 전후륜의 한 쪽에 전달되는 동력의 동력원으로부터의 동력을 분배하여 상기 차동 장치에 전달함과 함께, 상기 전후륜의 한 쪽의 회전 속도가 전후륜의 다른 쪽의 회전 속도보다도 작을 때, 또는 상기 동력원의 출력 동력이 설정되는 상기 차동 장치에의 동력 전달량보다도 작을 때는, 상기 차동 장치에의 동력 전달을 금지하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차의 동력 전달 장치.
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