JP2000326750A

JP2000326750A - ４輪駆動車の制御システム

Info

Publication number: JP2000326750A
Application number: JP11137636A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ito; 健一郎伊藤; Makoto Yasui; 誠安井; Shiro Goto; 司郎後藤; Isao Hori; 勲堀
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】トランスミッションの外部で前輪駆動系の途
中に回転伝達装置を装着することにより、デファレンシ
ャルで減速された後の、回転数の低い部位で回転伝達装
置の使用が可能になり、発熱、摩耗に有利で、かつ、係
合回転差の小さい使用可能な領域で制御することによっ
て、簡単にフルタイム４ＷＤとして走行可能なシステム
を提供する。【解決手段】前後輪を直結した４輪駆動車の前輪に装
着され、駆動力の伝達、遮断の切り換えを行う車両の回
転伝達装置において、カム部材１７と外輪１６を内外に
回転可能に嵌合させ、そのカム部材１７と外輪１６の間
に、保持器２８と両方向係合可能な複数のローラ３１と
を収納して２方向クラッチＡを形成すると共に、ロータ
４３を外輪１６側に連結した電磁クラッチＢを併設し、
車両の条件をセンサで検出してその情報を制御回路に入
力し、この制御回路で電磁クラッチＢの電磁石３９への
電流を制御することにより４ＷＤと２ＷＤの切り換えを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、いわゆるＦＲベ
ースの４輪駆動車において、車両の前輪駆動経路上に駆
動力の伝達と遮断の切換えを行う回転伝達装置を装着し
たレイアウトの車両の、２ＷＤと４ＷＤの切り換えを制
御するためのシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲベースの４輪駆動車において、前輪
に対する駆動力の伝達と遮断を切換えて２ＷＤと４ＷＤ
の選択が行えるようにした制御システムとして、本出願
人は特願平１０−３６０５２号によってすでに提案し
た。

【０００３】この制御システムは、ＦＲベースの４輪駆
動車のトランスファ内部に、係合子を用いた２方向クラ
ッチと、この２方向クラッチの係合と切り離しを電磁石
で行う電磁クラッチで構成された回転伝達装置を組み込
み、電磁石への電流を制御することにより、前輪駆動系
への動力の伝達と遮断を切り換えるようになっている。

【０００４】この制御システムを使用することによっ
て、パートタイム式４輪駆動車特有のタイトコーナブレ
ーキング現象を回避することができ、かつ、路面の状況
に合わせて、２ＷＤと４ＷＤを適切に切り換えることが
できるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トランスフ
ァ内部に上記回転伝達装置を組み込むことは、トランス
ファの全長を長くする必要があり、大変な構造変更が必
要となる。

【０００６】また、トランスファの推進軸の回転数は、
トランスミッションから出力されたそのままであり、数
千ｒｐｍの回転数である。即ち、高速で回転伝達装置が
回転するため、発熱、摩耗、係合回転差大等の問題が生
じる可能性がある。また、２ＷＤ走行選択時、上記回転
伝達装置によってトランスファ内部で動力を遮断したと
しても、前輪駆動系に別に切り離し装置を設けない限
り、前輪駆動系を停止させることは不可能であるという
点で改善の余地が見いだされた。

【０００７】そこで、この発明の課題は、トランスファ
の外部で前輪駆動系の途中に回転伝達装置を装着するこ
とにより、デファレンシャルで減速された後の、回転数
の低い部位で回転伝達装置の使用が可能になり、発熱、
摩耗に有利で、かつ、係合回転差の小さい使用可能な領
域で制御することによって、簡単にフルタイム４ＷＤと
して走行可能なシステムを提供することにある。

【０００８】また、もう一つの課題は、シンクロ装置を
備えたトランスファと回転伝達装置を組み合わせて使用
することによって、２ＷＤ走行時は前輪駆動系を停止さ
せ、燃費の向上を狙い、かつ、走行中に切り換えること
が可能となり、４ＷＤ走行時は簡単にフルタイムとして
走行可能になるシステムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、トランスミッションから
の出力を、内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達
し、かつ、前輪推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲベ
ースの４輪駆動車の前輪駆動軸とホイールの動力伝達部
分で、左右前輪のどちらか一方に、前輪駆動軸とホイー
ルの回転伝達と遮断を行う２方向クラッチと、該２方向
クラッチのロックとフリーを制御する電磁クラッチとか
らなる回転伝達装置を装着し、電磁クラッチの電磁石に
配線した制御回路で電磁石への電流を制御することによ
り４ＷＤと２ＷＤの切り換えを行うようにした構成を採
用したものである。

【００１０】請求項２の発明は、トランスミッションか
らの出力を、内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝
達し、かつ、前輪推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲ
ベースの４輪駆動車の前輪駆動軸とホイールの動力伝達
部分で、左右前輪の両方に、前輪駆動軸とホイールの回
転伝達と遮断を行う２方向クラッチと、該２方向クラッ
チのロックとフリーを制御する電磁クラッチとからなる
回転伝達装置を装着し、電磁クラッチの電磁石と配線で
接続した制御回路で電磁石への電流を制御することによ
り４ＷＤと２ＷＤの切り換えを行うようにした構成を採
用したものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記回転伝達装置の２方向クラッチが、ホイ
ールに嵌合された外輪と、前輪駆動軸に嵌合された内方
部材とを同軸上に配置し、両対向面の一方に円筒面を、
他方にその円筒面と楔空間を形成する複数のカム面を形
成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器の
ポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって噛み込
むローラを組み込み、上記保持器と外輪または内方部材
との間に、ローラを係合させずに中立位置に保持するた
めの弾性部材を組み込み、上記保持器の端部にアーマチ
ュアを回転不能かつ軸方向可動に取り付けた構造を有
し、また、電磁クラッチは、上記外輪と内方部材の間に
組み込まれ、内方部材または外輪に回転不能に固定され
た摩擦部材と、ナックルに固定され、この摩擦部材と上
記アーマチュアを吸着させて２方向クラッチの係合と解
放を切り換えるための電磁石とからなり、上記電磁石へ
の配線が制御回路に導かれている構成を採用したもので
ある。

【００１２】請求項４の発明は、トランスミッションか
らの出力を、内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝
達し、かつ、前輪推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲ
ベースの４輪駆動車の前輪推進軸から左右ホイールを駆
動するためにデファレンシャルによって分岐させられた
前輪駆動軸上で、デファレンシャルからの入力駆動軸と
ホイール側の出力駆動軸に分断された部分に、入力駆動
軸と出力駆動軸の回転伝達と遮断を行う２方向クラッチ
と、該２方向クラッチのロックとフリーを制御する電磁
クラッチとからなる回転伝達装置を装着し、電磁クラッ
チの電磁石に配線した制御回路で電磁石への電流を制御
することにより４ＷＤと２ＷＤの切り換えを行うように
した構成を採用したものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、上記回転伝達装置の２方向クラッチが、入力、また
は出力駆動軸と回転不能に嵌合された外輪と、出力、ま
たは入軸駆動軸に回転不能に嵌合された内方部材とを同
軸上に配置し、両対向面の一方に円筒面を、他方にその
円筒面と楔空間を形成する複数のカム面を形成し、上記
外輪と内方部材の対向面間に設けた保持器のポケット
に、外輪と内方部材の相対回転によって噛み込むローラ
を組み込み、上記保持器と外輪または内方部材との間
に、ローラを係合させずに中立位置に保持するための弾
性部材を組み込み、上記保持器の端部にアーマチュアを
回転不能かつ軸方向可動に取り付けた構造を有し、ま
た、電磁クラッチは、上記外輪と内方部材の間に組み込
まれ、内方部材または外輪に回転不能に固定された摩擦
部材と、ハウジングに固定され、この摩擦部材と上記ア
ーマチュアを吸着させて２方向クラッチの係合と解放を
切り換えるための電磁石とならなり、上記電磁石への配
線が制御回路に導かれている構成を採用したものであ
る。

【００１４】上記各請求項の発明において、前記電磁石
への電流を、車両の状態を判断する各センサーからの情
報を制御回路に入力し、それに基づいて判断するための
具体的な手段は、下記に列挙した中から選択して使用す
ることができる。

【００１５】即ち、車輪速度を検出するセンサー、アク
スルスロットルの負荷状態を検出するセンサー、エンジ
ンの回転数を検出するセンサー、オートマチックトラン
スミッションのギヤポジションを検出するセンサー、フ
ットブレーキの作動を検出するセンサー、アンチロック
ブレーキシステムが作動したことを検出するセンサー、
外気温を検出するセンサー、車両の前後傾き角度を検出
するセンサー、トランスファのギヤポジションを検出す
るセンサーである。

【００１６】また、請求項１６の発明は、請求項２又は
３の発明において、ＡＵＴＯモードの制御時に、上記回
転伝達装置を両方同時に制御するのではなく、どちらか
一方に常時設定された値の電流を流してロックさせてお
き、もう片一方の回転伝達装置の電流を可変とする構成
を採用したものである。

【００１７】また、請求項１７の発明は、請求項１乃至
５の発明の回転伝達装置において、２ＷＤと４ＷＤの切
り換えをダイヤル等のスイッチで行っている構成を採用
したものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１９】図１はこの発明の第１の実施の形態におけ
る４輪駆動車の車輪駆動系のレイアウトを、図２乃至図
５は回転伝達装置１の具体的な構造を示している。

【００２０】図１において、エンジン２にトランスミッ
ション３を介して連なるトランスファー４の出力が、フ
ロントプロペラシャフト５とフロントディファレンシャ
ル６で前輪７と、リアプロペラシャフト８で後輪９に伝
達され、前輪駆動軸１０の端部に連結した等速ジョイン
トのステム軸と一方前輪７の間に回転伝達装置１が装着
されている。

【００２１】上記４輪駆動車の全輪の回転数をセンサ１
１で個々に検出し、その検出回転数を制御回路である制
御コントローラ（ＥＣＵ）１２に入力すると共に、トラ
ンスミッション３とトランスファー４の回転検出値と、
モード選択スイッチ１３の信号も制御コントローラ１２
に入力し、制御コントローラ１２は、前後輪７、９の回
転数差と、予め設定した設定値とを比較し、後輪９側の
回転数がその設定値を越えた時に、上記回転伝達装置１
に出力して作動させるようになっている。

【００２２】上記回転伝達装置１は、図２に示すよう
に、等速ジョイント１４のステム軸１５上に２方向クラ
ッチＡと電磁クラッチＢを併設して形成されている。

【００２３】２方向クラッチＡは、従動部材である円筒
状の外輪１６の内部に駆動部材である円筒状のカム部材
１７が軸受１８を介して回転自在に収納され、該カム部
材１７の内径部にステム軸１５の先端部がスプライン１
９を介して一体に回転するよう結合されている。

【００２４】上記ステム軸１５に外嵌するスピンドル２
０がナックル２１に固定された固定部材となり、このス
ピンドル２０にハブ軸受２２を介してハブ２３が回転可
能に取り付けられ、ステム軸１５は、ナックル部の軸受
２４と２方向クラッチＡによる２点支持により支持さ
れ、２方向クラッチＡの外輪１６はハブ２３にボルト２
５で固定され、外端部が端壁１６ａにより閉鎖されてい
る。

【００２５】図２と図３のように、上記外輪１６の内径
面に円筒面２６が形成され、これに対応するようカム部
材１７に設けた大径部の外径面に、円周方向に所定の間
隔をおいて複数のカム面２７が形成され、各カム面２７
は、外輪１６の円筒面２６との間で円周方向の両側が狭
幅になる楔状空間を形成している。

【００２６】前記カム部材１７の外径部に環状の保持器
２８が外嵌挿入され、保持器２８の一端側は連成したプ
レート部２９を介してカム部材１７に回転可能となるよ
う支持され、他端側は後述する電磁クラッチＢのアーマ
チュアを介して回転自在に支持されている。

【００２７】この保持器２８には、図３（Ｂ）に示すよ
うに、円周方向にカム面２１と同数のポケット３０が形
成され、その各ポケット３０に係合子としてのローラ３
１を組み込まれている。ローラ３１はカム部材１７のカ
ム面２７に対して１個ずつ組み込まれており、保持器２
８によって円周方向に所定量移動すると、カム面２７と
円筒面２６の間に係合し、外輪１６とカム部材１７を回
転方向に一体化する。

【００２８】図３乃至図５のように、保持器２８のプレ
ート部２９と、カム部材１７の端面に設けたスイッチば
ね３２の収納部３３の周壁３４の両者には、円周方向の
一部に切り欠き３５、３６があり、そこに弾性部材であ
るスイッチばね３２を撓ませて両端部３２ａ、３２ａを
セットする。

【００２９】保持器２８とカム部材１７は互いの切り欠
き３５、３６が合致しているとき、カム部材１７のカム
面２７と保持器２８のポケット３０及びローラ３１の位
置関係は、図３（Ｂ）の如く、ローラ３１と外輪１６の
間に隙間が存在するように設定されている。従って、ス
イッチばね３２がセットされていると、ローラ３１が中
立位置に保持され、カム部材１７と外輪１６は係合され
ず空転可能な状態となる。

【００３０】上記ローラ３１は、図３（Ａ）の如く、軸
方向中央部に同心溝３７を形成し、その溝３７に弾性リ
ング３８を弾性装着してカム部材１７のカム面２７に押
さえられており、ローラ３１が中立位置にある状態で、
ローラ３１、カム部材１７、保持器２８と外輪１６は空
転状態になるが、この時、ローラ３１と外輪１６は非接
触となるため、摩擦や異常摩耗の発生を防止することが
できる。

【００３１】また、カム部材１７に設けたカム面２７
は、図３（Ｂ）に示すように、Ｖ字状やＵ字状等の狭角
形状の僅かな凹みによって形成し、この凹み内にローラ
３１が納めることで、上記ローラ３１との係合角度を小
さく設定している。この事により、回転伝達装置１が駆
動系の最終位置に設置される不利の解消、即ち、、デフ
ァレンシャル装置等の減速装置を通過することにより、
回転数が遅くなることで係合に時間を要し、車体へのシ
ョックの発生を起こすのを防止する役目を果たすことが
できる。

【００３２】前記電磁クラッチＢは、外輪１６の開放端
側の内部に組み込まれており、電磁石３９を収納した固
定用ロータ４０が、ハブ軸受固定用ナット４１を介して
スピンドル２０に回転不能に固定され、外輪１６の内径
に挿入されて回り止めとなるロータガイド４２と、ロー
タガイド４２内に嵌合し、かつ、電磁石３９に対して回
転可能に外嵌するロータ４３がロータガイド４２と回り
止めピン４４で外輪１６に回転不能に結合され、ロータ
４３とロータガイド４２の対向するフランジ面間に、ア
ーマチュア４５が軸方向隙間をもって挟み込まれ、ロー
タ４３とアーマチュア４５の対向面間に皿ばねのごとき
弾性部材４６が設けられている。

【００３３】なお、電磁クラッチＢのリード線４７は、
スピンドル２０の外径部の溝の中を通ってフランジ２０
ａの外径部に引き出され、制御コントローラ１２に導か
れている。

【００３４】上記ロータ４３とロータガイド４２、外輪
１６はいかなるときも相対回転しないと共に、ロータ４
３が外輪１６に固定された摩擦部材となり、また、アー
マチュア４５は、電磁石３９への通電のＯＮによる磁力
によってロータ４３に移動吸着され、弾性部材４６はロ
ータガイド４２のフランジ面に向けてアーマチュア４５
を軽く付勢し、電磁石３９への通電をＯＦＦしたとき、
ロータ４３に対して非接触として摩耗が発生するのを防
止している。

【００３５】ここで、ロータガイド４２は非磁性体材料
からなり、アーマチュア４５が外輪１６へ接触して磁力
が外輪１６へ漏洩しないように設定している。外輪１６
へ磁力が逃げると、意図するアーマチュア４５の吸着力
が得られないばかりか、吸着できないこともある。

【００３６】このように、ロータガイド４２とロータ４
３の摩擦面との間にアーマチュア４５を遊嵌することに
よって、これら二つの部品によってアーマチュア４５の
移動量を管理調節することができ、なおかつ、外輪１６
への磁力の漏洩を防止することができることになる。

【００３７】前記した２方向クラッチＡにおいて、保持
器２８の電磁クラッチＢ側となる他端側に一対の突起４
６が延長状に設けられ、上記アーマチュア４５のスリッ
ト部４７に突起４６がはめ込まれ、これにより、保持器
２８とアーマチュア４５は回転方向に一体となるよう結
合され、アーマチュア４５は保持器２８に対して回転不
能で軸方向の移動は可能となっている。

【００３８】即ち、ロータ４３は外輪１６とつながって
おり、アーマチュア４５は、保持器２８、スイッチばね
３２を介してカム部材１７とつながっているため、外輪
１６とカム部材１７の相対回転が可能である。

【００３９】この発明の第１の実施の形態は、上記のよ
うな構成であり、２ＷＤで走行する場合は、トランスフ
ァ４にて前輪駆動系の係合を切り離すことによって、回
転伝達装置１の電磁石３９への電流をＯＦＦにしてロッ
クが生じないようにすると、回転伝達装置１と反対側の
前輪駆動軸が前輪７から回転させられるが、回転伝達装
置１のステム軸１５が前輪７と切り離されているため、
進行方向と逆側に回転することによって、前輪推進軸５
を停止させることができ、燃費、振動の面で有利であ
る。

【００４０】しかし、トランスファ４にシンクロ装置を
持っていないので、４ＷＤに切り換える場合には一旦車
両を停止させる必要がある。

【００４１】また、トランスファ４の内部に動力を遮断
する機構を備えていない場合でも、回転伝達装置１の電
磁石３９への電流をＯＦＦにすることによって、２ＷＤ
として走行できる。しかし、この場合は、前輪推進軸５
を停止させることはできないが、車両走行中に４ＷＤに
切り換えることができる。

【００４２】図６は第２の実施の形態における４輪駆動
車の車輪駆動系のレイアウトを示し、トランスファ４に
シンクロ装置５１を備えたものである。

【００４３】この第２の実施の形態では、いかなる場合
でも走行中に４ＷＤに切り換えることができる。

【００４４】２ＷＤから４ＷＤ（ＡＵＴＯ、ＬＯＣＫモ
ード）に切り換える場合は、まず、トランスファ４のシ
ンクロ装置５１が作動し、停止している前輪推進軸５の
回転を同調させ、トランスファ４内部のギヤにて前輪駆
動系と後輪駆動系を嵌合させる。

【００４５】この状態では、回転伝達装置１の電磁石３
９への電流が流されていないので、車両は４ＷＤとして
走行することはできない。

【００４６】しかし、トランスファ４のポジション信号
によって、同調が完了した時点で、制御コントローラ１
２はＡＵＴＯモード又はＬＯＣＫモードの制御を始める
ことができ、その時点で４ＷＤとしての走行が可能であ
る。

【００４７】次に、ＡＵＴＯモードで運転する場合の作
動を説明する。

【００４８】運転席のダイヤル式モード選択スイッチ１
３によって、ＡＵＴＯモードが選択された場合、制御コ
ントローラ１２はＡＵＴＯモードの制御を開始する。制
御コントローラ１２は４車輪の回転数をセンサ１１で検
出しており、アスファルトなどの路面摩擦係数の高いと
ころでは、車輪がスリップしにくいため、回転伝達装置
１の電磁石３９への電流をＯＦＦにしている。

【００４９】ところが、急加速または滑りやすい路面に
さしかかった場合は、主駆動輪である後輪９のスリップ
が大きくなり、制御コントローラ１２は４ＷＤが必要で
あると判断し、回転伝達装置１の電磁石３９への電流が
ＯＮされ、回転伝達装置１はロックして４ＷＤの走行と
なる。

【００５０】また、アクセルスロットル開度も常時モニ
ターしており、予め設定された値よりアクセルが踏み込
まれた場合は、回転伝達装置１の電磁石３９への電流を
ＯＮにする。オートマチックトランスミッションは流体
による動力伝達のため、アクセルを踏んでから動力軸の
回転が上がるまでのタイムロスが発生する。従って、ア
クセルスロットル開度を用いて判断することにより、車
両が加速するという判断を早く行うことができ、車両の
制御性が向上する。

【００５１】また、エンジン回転数を常時モニターして
おくことによって、エンジンの負荷状態を推測すること
ができ、たとえば、エンジン回転数が上がっていないの
に、アクセルスロットル開度が立ち上がった場合など
は、スロットルの変化にエンジン回転数がついてこれな
いようなすばやい操作であると判断し、制御コントロー
ラ１２の制御信号をわざと遅らせて、不必要な出力信号
を除去することができる。

【００５２】即ち、図７のように、アクセルを短時間踏
んだ場合などは、エンジン回転数の立ち上がっていない
ので、回転伝達装置１の電磁石３９への出力信号（電
流）をカット（ＯＦＦ）する。

【００５３】また、オートマチックトランスミッション
のギヤポジションを検出する位置センサによって、車両
進行方向を判断できるため、例えば、前進方向に進む場
合の制御設定値と後退方向に進む場合の制御設定値を分
けることができる。また、パーキングやニュートラルポ
ジションの場合は、電流を完全にＯＦＦすることがで
き、電力消費の低減が可能となる。

【００５４】また、フットブレーキの作動を検出するこ
とによって、車両は減速状態にあると判断することがで
きる。例えば、摩擦係数の低い路面で停止する場合に、
車輪がロックして回転数に大きな変化が発生する場合
に、フットブレーキ信号によって回転伝達装置１への出
力をカットすることにより、不必要なロックをさせない
ようにすることができる。

【００５５】また、アンチロックブレーキシステムが作
動した場合の信号を取り込んで、制御コントローラ１２
は回転伝達装置１への出力をカットし、安定したＡＢＳ
作動を実現する。

【００５６】また、外気温度を検出することによって、
予め設定された温度以下になった場合は、回転伝達装置
１の電磁石３９に電流を流して強制的にロックさせるこ
とができる。回転伝達装置１の内部の潤滑油が超低温状
態では粘度が高くなって、空転機能に影響がでるような
ケースでは、回転伝達装置１をロックさせておくことに
よって、安定した係合状態を作ることができる。

【００５７】また、車両の前後傾き角度を検出する傾斜
センサの情報により、急坂等で車両の発進が困難である
と推測される場合は、予め回転伝達装置１の電磁石３９
に電流を流し、ロックさせておくことで滑らかな発進を
実現させることができる。

【００５８】また、トランスファ４のギヤポジションが
低速ギヤ（４ＷＤ−ＬＯモード）を検出した場合は、回
転伝達装置１の電磁石３９に予め設定した電流を流して
ロック状態を保ち、大きな動力が入力されることに備え
ることができる。

【００５９】図８は、これらを説明した制御ブロック図
を示している。

【００６０】次にＬＯＣＫモードでの作用を説明する。

【００６１】ＬＯＣＫモードが選択された場合は、回転
伝達装置１に常時設定された値の電流を流しつづけるこ
とによって、直結状態を保ち、過酷なオフロード走行に
備える。

【００６２】図９は、第３の実施の形態である４輪駆動
車の車輪駆動系のレイアウトを示している。

【００６３】この第３の実施の形態は、トランスファ４
からの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝
達し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得るいわゆるＦ
Ｒベースの４輪駆動車の前輪駆動軸とホイールの動力伝
達部分に、図２乃至図５で示した回転伝達装置１を左右
前輪７、７の両方に組み込んだレイアウトである。

【００６４】図９の第３の実施の形態に示すレイアウト
の車両は、２ＷＤで走行する場合は、トランスファ４に
て前輪駆動系の係合を切り離すことによって、両車輪に
装着された回転伝達装置１への電流をＯＦＦにしてやる
（ロックさせない）と、両方のドライブシャフトが前輪
７から切り離されるため、前輪駆動系を完全に停止させ
ることができ、燃費、振動の面で有利である。しかし、
トランスファ４にシンクロ装置を持っていないので、４
ＷＤに切り換える場合は一旦車両を停止させる必要があ
る。

【００６５】または、トランスファ４内部に動力を遮断
する機構を備えていない場合でも、回転伝達装置１への
電流を０ＦＦにすることによって、２ＷＤとして走行で
きる。しかし、この場合は、前輪推進軸５を停止させる
ことはできないが、車両走行中に４ＷＤに切り換えるこ
とはできる。

【００６６】また、図１０の第４の実施の形態に示すよ
うなトランスファ４にシンクロ装置５１を備えた車両の
レイアウトの場合は、いかなる場合でも走行中に４ＷＤ
に切り換えることができる。２ＷＤから４ＷＤに切り換
える作動は第２の実施の形態と同じであり省略する。

【００６７】ＡＵＴＯモードの制御は、両方同時に制御
するのではなく、どちらか一方に常時設定された値の電
流を流して、ロックさせておき、もう片一方の回転伝達
装置１の電流を可変とする。両方同時に制御することは
制御遅れを倍化させることのなるため、好ましい方法で
はない。

【００６８】それ以外のＡＵＴＯモードの作用に関して
は、第１の実施の形態と同等であるので省略する。

【００６９】ＬＯＣＫモードが選択された場合は、回転
伝達装置１の両方に常時設定された値の電流を流しつづ
けることによって、直結状態を保ち、過酷なオフロード
走行に備える。

【００７０】図１１は、第５の実施の形態である４輪駆
動車の車輪駆動系のレイアウトを、図１２は回転伝達装
置１の具体的な構造を示している。

【００７１】この第５の実施の形態は、トランスファ４
からの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝
達し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得る、いわゆる
ＦＲベースの４輪駆動車の前輪推進軸から左右ホイール
を駆動するためにデフアレンシヤル６によって分岐させ
られた前輪駆動軸上に、デフアレンシヤル６からの入力
駆動軸６１と回転不能に嵌合された外輪１６と、ホイー
ルに連結された出力駆動軸６２と回転不能に験合された
内方部材１７とを同軸上に配置し、両対向面間の一方に
円筒面２６を、他方にその円筒面２６と楔空間を形成す
る複数のカム面２７を形成し、上記外輪１６と内方部材
１７の対向面問に設けた保持器２８のポケットに、外輪
１６と内方部材１７の相対回転によって噛み込むローラ
３１を組み込み、上記保持器２８と外輪１６または内方
部材１７との問に、ローラ３１を係合させずに中立位置
に保持するための弾性部材３２を組み込み、上記保持器
２８の端部にアーマチェア４５を回転不能かつ軸方向可
動に取り付けて、２方向クラッチＡを形成し、上記外輪
１６と内方部材１７との問に、内方部材１７または外輪
１６に回転不能に固定された摩擦部材としてのロータ４
３と上記アーマチェア４５を吸着させ、ローラ３１の係
合と解放を切り換えるための電磁クラッチＢの電磁石３
９がハウジング６３に回転不能に固定されており、上記
電磁石３９への配線が制御回路１２に導かれている回転
伝達装置１を組み込んだレイアウトである。

【００７２】図１１の第５の実施の形態に示すレイアウ
トの車両は、２ＷＤで走行する場合は、トランスファ４
内部ギヤにて前輪駆動系の係合を切り離すことによっ
て、回転伝達装置１の電流をＯＦＦにしてやる（ロック
させない）と、回転伝達装置１のホイ−ルと連結されて
いる出力駆動軸６２と、反対側のホイールからデファレ
ンシヤルによって逆回転させられる入力駆動軸６１間
で、相対回転することができるため、前輪推進紬５（フ
ロントプロペラシャフト）を停止することができ、燃
費、振動の面で有利である。しかし、トランスファ４に
シンクロ装置を持っていないので、４ＷＤに切り換える
場合は一旦車両を停止させる必要がある。

【００７３】または、トランスファ４内部に動力を遮断
する機構を備えていない場合でも、回転伝達装置１の電
流をＯＦＦにすることによって、２ＷＤとして走行でき
る。しかし、この場合は、前輪推進軸５を停止させるこ
とはできないが、車両走行中に４ＷＤに切り換えること
はできる。

【００７４】また、図１３の第６の実施の形態に示すよ
うなトランスファ４にシンクロ装置５１を備えた車両レ
イアウトの場合は、いかなる場合でも走行中に４ＷＤに
切り換えることができる。２ＷＤから４ＷＤに切り換え
る作動は第２の実施の形態と同じであり省略する。ＡＵ
ＴＯモード、ＬＯＣＫモードの制御は、第１の実施の形
態及び第２の実施の形態と同様であるので省略する。

【００７５】なお、外輪を出力駆動軸６２に、内方部材
１７を入力駆動軸６１に連結しても成立し、効果は同じ
である。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、前後
輪を直結した４輪駆動車の前左右輪のどちらか、または
両方、または前輪駆動軸上に、ローラ型２方向クラッチ
と電磁クラッチを併設した回転伝達装置を装着し、この
回転伝達装置の切り離しと結合を制御することによっ
て、４ＷＤと２ＷＤの切り換えが自動的に行え、簡単に
フルタイム４ＷＤとして走行可能とすることができ、且
つ、シンクロ装置を備えたトランスファと回転伝達装置
を組み合わせて使用することによって、２ＷＤ走行時は
前輪駆動系を停止させ、燃費の向上を狙い、かつ、４Ｗ
Ｄ走行時は簡単にフルタイムとして走行可能とすること
ができるのである。

【００７７】また、回転伝達装置をデファレンシャルで
減速された後の、回転数の低い部位で使用することによ
り、発熱、摩耗に有利で、かつ、係合回転差の小さい使
用可能な領域で制御することによって、簡単にフルタイ
ム４ＷＤとして走行可能になる。

【００７８】さらに、シンクロ装置を備えたトランスフ
ァと回転伝達装置を組み合わせて使用することによっ
て、２ＷＤ走行時は前輪駆動系を停止させ、燃費の向上
を狙い、かつ、走行中に切り換えることが可能となり、
４ＷＤ走行時は簡単にフルタイムとして走行可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動系
の第１の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【図２】同上における回転伝達装置の縦断面図

【図３】（Ａ）は図２の要部を拡大した縦断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図４】スイッチばねの部分を示す側面図

【図５】（Ａ）はカム部材の側面図、（Ｂ）同縦断面図

【図６】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動系
の第２の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【図７】エンジン回転数の制御利用方法を示す説明図

【図８】制御の方法を示すブロック図

【図９】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動系
の第３の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【図１０】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動
系の第４の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【図１１】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動
系の第５の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【図１２】同上に用いる回転伝達装置の縦断面図

【図１３】回転伝達装置を用いた４輪駆動車の車輪駆動
系の第６の実施の形態を示すレイアウトの平面図

【符号の説明】

１回転伝達装置７前輪９後輪１０前輪駆動軸１１センサー１６外輪１７カム部材２６円筒面２７カム面２８保持器３１ローラ３２スイッチばね３９電磁石４２ロータガイド４３ロータ４５アーマチュアＡ２方向クラッチＢ電磁クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤司郎静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者堀勲静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 3D036 GA12 GB05 GD08 GG03 GG09 GG24 GG29 GG35 GG37 GG55 GH06 GH18 GJ08 3D043 AA01 AA05 AB17 EA02 EA16 EB07 EB12 EE01 EE02 EE03 EE07 EE09 EE18 EF09 EF12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスミッションからの出力を、内部
の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪
推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲベースの４輪駆動
車の前輪駆動軸とホイールの動力伝達部分で、左右前輪
のどちらか一方に、前輪駆動軸とホイールの回転伝達と
遮断を行う２方向クラッチと、該２方向クラッチのロッ
クとフリーを制御する電磁クラッチとからなる回転伝達
装置を装着し、電磁クラッチの電磁石に配線した制御回
路で電磁石への電流を制御することにより４ＷＤと２Ｗ
Ｄの切り換えを行うようにしたことを特徴とする４輪駆
動車の制御システム。
【請求項２】トランスミッションからの出力を、内部
の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪
推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲベースの４輪駆動
車の前輪駆動軸とホイールの動力伝達部分で、左右前輪
の両方に、前輪駆動軸とホイールの回転伝達と遮断を行
う２方向クラッチと、該２方向クラッチのロックとフリ
ーを制御する電磁クラッチとからなる回転伝達装置を各
々装着し、電磁クラッチの電磁石に配線した制御回路で
電磁石への電流を制御することにより４ＷＤと２ＷＤの
切り換えを行うようにしたことを特徴とする４輪駆動車
の制御システム。
【請求項３】上記回転伝達装置の２方向クラッチが、
ホイールに嵌合された外輪と、前輪駆動軸に嵌合された
内方部材とを同軸上に配置し、両対向面の一方に円筒面
を、他方にその円筒面と楔空間を形成する複数のカム面
を形成し、上記外輪と内方部材の対向面間に設けた保持
器のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって噛
み込むローラを組み込み、上記保持器と外輪または内方
部材との間に、ローラを係合させずに中立位置に保持す
るための弾性部材を組み込み、上記保持器の端部にアー
マチュアを回転不能かつ軸方向可動に取り付けた構造を
有し、また、電磁クラッチは、上記外輪と内方部材の間
に組み込まれ、内方部材または外輪に回転不能に固定さ
れた摩擦部材と、ナックルに固定され、この摩擦部材と
上記アーマチュアを吸着させて２方向クラッチの係合と
解放を切り換えるための電磁石とからなり、上記電磁石
への配線が制御回路に導かれていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項４】トランスミッションからの出力を、内部
の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪
推進用出力軸へ動力が分岐されるＦＲベースの４輪駆動
車の前輪推進軸から左右ホイールを駆動するためにデフ
ァレンシャルによって分岐させられた前輪駆動軸上で、
デファレンシャルからの入力駆動軸とホイール側の出力
駆動軸に分断された部分に、入力駆動軸と出力駆動軸の
回転伝達と遮断を行う２方向クラッチと、該２方向クラ
ッチのロックとフリーを制御する電磁クラッチとからな
る回転伝達装置を装着し、電磁クラッチの電磁石に配線
した制御回路で電磁石への電流を制御することにより４
ＷＤと２ＷＤの切り換えを行うようにしたことを特徴と
する４輪駆動車の制御システム。
【請求項５】上記回転伝達装置の２方向クラッチが、
入力、または出力駆動軸と回転不能に嵌合された外輪
と、出力、または入力駆動軸に回転不能に嵌合された内
方部材とを同軸上に配置し、両対向面の一方に円筒面
を、他方にその円筒面と楔空間を形成する複数のカム面
を形成し、上記外輪と内方部材の対向面に設けた保持器
のポケットに、外輪と内方部材の相対回転によって噛み
込むローラを組み込み、上記保持器と外輪または内方部
材との間に、ローラを係合させずに中立位置に保持する
ための弾性部材を組み込み、上記保持器の端部にアーマ
チュアを回転不能かつ軸方向可動に取り付けた構造を有
し、また、電磁クラッチは、上記外輪と内方部材の間に
組み込まれ、内方部材または外輪に回転不能に固定され
た摩擦部材と、ハウジングに固定され、この摩擦部材と
上記アーマチュアを吸着させて２方向クラッチの係合と
解放を切り換えるための電磁石とからなり、上記電磁石
への配線が制御回路に導かれていることを特徴とする請
求項４に記載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項６】上記電磁石への電流を、車両の状態を判
断する各センサーからの情報を制御回路に入力し、それ
に基づいて判断することを特徴とする請求項１乃至５の
何れかに記載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項７】車輪速度を検出するセンサーを使用した
ことを特徴とする請求項６に記載の４輪駆動車の制御シ
ステム。
【請求項８】アクスルスロットルの負荷状態を検出す
るセンサーを使用したことを特徴とする請求項６に記載
の４輪駆動車の制御システム。
【請求項９】エンジンの回転数を検出するセンサーを
使用したことを特徴とする請求項６に記載の４輪駆動車
の制御システム。
【請求項１０】オートマチックトランスミッションの
ギヤポジションを検出するセンサーを使用したことを特
徴とする請求項６に記載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項１１】フットブレーキの作動を検出するセン
サーを使用したことを特徴とする請求項６に記載の４輪
駆動車の制御システム。
【請求項１２】アンチロックブレーキシステムが作動
したことを検出するセンサーを使用したことを特徴とす
る請求項６に記載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項１３】外気温を検出するセンサーを使用した
ことを特徴とする請求項６に記載の４輪駆動車の制御シ
ステム。
【請求項１４】車両の前後傾き角度を検出するセンサ
ーを使用したことを特徴とする請求項６に記載の４輪駆
動車の制御システム。
【請求項１５】トランスファのギヤポジションを検出
するセンサーを使用したことを特徴とする請求項６に記
載の４輪駆動車の制御システム。
【請求項１６】ＡＵＴＯモードの制御時に、上記回転
伝達装置を両方同時に制御するのではなく、どちらか一
方に常時設定された値の電流を流してロックさせてお
き、もう片一方の回転伝達装置の電流を可変とすること
を特徴とする請求項２又は３に記載の４輪駆動車の制御
システム。
【請求項１７】２ＷＤと４ＷＤの切り換えをダイヤル
等のスイッチで行っていることを特徴とする請求項１乃
至５の何れかに記載の４輪駆動車の制御システム。