JP2513238B2

JP2513238B2 - 四輪駆動車のセンタデフロック装置

Info

Publication number: JP2513238B2
Application number: JP16773187A
Authority: JP
Inventors: 郁雄黒沢; 基竹村; 直行黒滝; 浩志高橋; 英隆古賀; 文博直江; 淳山崎
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1987-07-07
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPS6412918A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、センタデファレンシャルを備えた四輪駆
動車のセンタデフロック装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、常時四輪を駆動するフルタイム四輪駆動車は、
前後２つのデファレンシャルに加えてもう１つのデファ
レンシャルであるセンタデファレンシャルを備えてお
り、センタデファレンシャルの働きで前輪と後輪との回
転速度差が吸収されるためカーブを曲がる時にタイヤが
軋んだり、装置自体に大きな負担が掛かるのを防止でき
る。

しかし、センタデファレンシャルは、雪路、ぬかるみ
等で一つの車輪が完全にスリップしてしまうような状況
に陥った時、エンジンはスリップ状態の車輪を空回りさ
せるだけで、スリップしていない車輪にはほとんど駆動
力が伝わらない状態になるので、これに対処するため車
輪に過度な空回りが生じた場合に、センタデファレンシ
ャルの機能を無効にして他の車輪にも駆動力を伝えるこ
とができるセンタデフロック装置を設けている。

かかる四輪駆動車のセンタデフロック装置について、
特願昭61-159836号（特開昭63-17122号公報参照）にお
いて、車輪のスリップ状態等に応じて生じるフロントプ
ロペラシャフトとリヤプロペラシャフトとの回転速度差
に応答して作動させるアクチュエータ制御手段によっ
て、前記フロントプロペラシャフトと前記リヤプロペラ
シャフトとの回転速度差を零でない所定値に制御したも
のを開示している。

該センタデフロック装置では、センタデファレンシャ
ルの差動回転数をある一定値に制御するものであり、零
になる状態にしないように、センタデファレンシャルと
プロペラシャフトとの間に配設された電磁クラッチを前
記アクチュエータ制御手段からの作動信号に応答して作
動するアクチュエータで滑らせるように制御するので、
車両にショックが生じることがなく、またセンタデフロ
ック装置の電磁クラッチを滑らせて制御するようにした
ので、車輪速度検出手段をフロントプロペラシャフトと
リヤプロペラシャフトとにそれぞれ１個ずつ合計２個設
けるだけで車輪のスリップ状態を検出することが可能と
なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記公報に開示されたセンタデフロッ
ク装置において用いられるクラッチが電磁クラッチ、特
に電磁多板クラッチとした場合は、その電磁多板クラッ
チの制御力をある一定値以上に大きくしなければなら
ず、そのためには、電磁多板クラッチが大きくなり、レ
イアウト上、或いはスペース上、車両への搭載条件に制
約を受けるという不具合がある。

また、電磁多板クラッチの熱容量が比較的小さい場合
には、長時間にわたって最大制御力を発生させた時、内
部発熱によって大きな温度上昇が生じ、電磁多板クラッ
チの寿命低下を招き、最悪の場合には焼損に到るという
問題点を有している。この発明の目的は、上記の問題点
を解決することであり、車両においてアクセルペダルと
気化器等のスロットル弁とがスロットル弁制御手段を通
して電気的に結合されており、即ちアクセルペダルの踏
込量に応じた電気量を発生する要素と該要素が発生した
電気量に応じて前記スロットル弁の弁開度を制御する要
素とが設けられているが、その点に着目し、センタデフ
ァレンシャルとプロペラシャフトとの間に配設された電
磁多板クラッチ等の電磁クラッチの制御電流が供給過剰
となった時に、スロットル弁開度を減少させるように制
御し、前記電磁クラッチを必要以上に大きくすることな
く、耐久性を確保した四輪駆動車のセンタデフロック装
置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するため、次のように
構成されている。即ち、この発明は、フロントプロペラ
シャフトとリヤプロペラシャフトとの間に配設されたセ
ンターデファレンシャルと、該センターデファレンシャ
ルに配設された前記フロントプロペラシャフトと前記リ
ヤプロペラシャフトとの差動を制限する電磁クラッチ
と、前記フロントプロペラシャフトと前記リヤプロペラ
シャフトの回転速度を各々検出する各センサーと、該各
センサーからの検出信号に基づいて前記フロントプロペ
ラシャフトと前記リヤプロペラシャフトの回転速度差を
演算する車輪状態検出手段と、該車輪状態検出手段によ
って演算された前記回転速度差が一定値を超える場合
に、前記電磁クラッチへ供給する電流を制御して前記回
転速度差が前記一定値以下になるように制限し、前記電
磁クラッチへ所定値以上の制御電流を供給しても前記回
転速度差が前記一定値を超える状態が一定時間経過した
場合にはスロットル弁開度を減少させるように制御する
制御手段と、を有することを特徴とする四輪駆動車のセ
ンタデフロック装置に関する。

また、この四輪駆動車のセンタデフロック装置におい
て、前記電磁クラッチは電磁多板クラッチで構成されて
いる。

〔作用〕

この発明による四輪駆動車のセンタデフロック装置
は、上記のように構成されているので、フロントプロペ
ラシャフトとリヤプロペラシャフトの回転速度差が一定
値より大きい場合に、電磁クラッチの電流を順次大きく
し、前記回転速度差を一定値以下まで下げるように制御
するが、電磁クラッチに所定値以上の制御電流を供給し
ても前記回転速度差が前記一定値よりも大きく、その状
態が一定時間以上継続した場合には、スロットル弁の弁
開度を減少させるように制御する。しかしながら、前記
電磁クラッチへの前記制御電流の供給が一定時間以上継
続すると、自動的にスロットル弁開度を減少させるよう
に制御するので、エンジンの回転速度がアクセルペダル
の踏込量にかかわらず低下し始め、前記フロントプロペ
ラシャフトと前記リヤプロペラシャフトの回転速度差が
一定値以下になり、結果として前記電磁クラッチへの前
記制御電流を何時までも流す必要がなくなる。従って、
前記電磁クラッチの熱容量が比較的小さくても、内部発
熱を一定以下に抑えることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による四輪駆動車の
センタデフロック装置の一実施例を説明する。

第１図には、この四輪駆動車のセンタデフロック装置
を備えた駆動系のシステム図が示されており、前輪1,1
は前輪車軸３を介してフロントデファレンシャル６に連
結され、後輪2,2は後輪車軸４を介してリヤデファレン
シャル７に連結されている。フロントデファレンシャル
６にはフロントプロペラシャフト5Aが連結され、リヤデ
ファレンシャル７にはリヤプロペラシャフト5Bが連結さ
れている。プロペラシャフト5A,5Bはセンタデファレン
シャル８に連結されている。

エンジン９からトランスミッション10を介して伝達さ
れるトルクはフロントデファレンシャル６とリヤデファ
レンシャル７とに分配される。フロントプロペラシャフ
ト5Aとリヤプロペラシャフト5Bには、各々の回転速度を
検出するセンサー11,11がそれぞれ設置され、センサー1
1,11からの信号は車輪状態検出手段14へ入力されるよう
に構成されている。車輪状態検出手段14は、フロントプ
ロペラシャフト5Aとリヤプロペラシャフト5Bとの回転速
度差により前輪１及び後輪２のスリップ状態を検出して
アクチュエータ制御手段15へ作動信号を送る。

センタデファレンシャル８とリヤプロペラシャフト5B
との間には、電磁多板クラッチ12が取り付けられ、電磁
多板クラッチ12はアクチュエータ制御手段15からの作動
信号に応答して作動するアクチュエータ13によって接続
又は解放状態にされる。電磁多板クラッチ12は、フロン
トプロペラシャフト5Aとリヤプロペラシャフト5Bとの差
動を制限できるものであれば、形式を問わないが、その
一例を第２図に示す。

第２図において、電磁多板クラッチ12は複数枚のイン
ナディスク及びアウタディスクから成るクラッチ板16及
びそのクラッチ板16へ押圧力を生じさせるアクチュエー
タ13から構成されている。図中、符号19は軸受、符号20
は一方の駆動系即ちプロペラシャフトに伝動連結する伝
動部材、符号21は他方の駆動系即ちプロペラシャフトに
伝動連結する伝動部材を示す。

アクチュエータ13は、アクチュエータ制御手段15から
の作動信号を受け、ソレノイド17に電流が流れる時に発
生する磁力によってアーマチュア18がクラッチ板16を押
圧するように構成されている。電磁多板クラッチ12は、
ソレノイド17に流れる電流とクラッチ板16を摩擦係合さ
せる押圧力、従って電磁多板クラッチ12で発生するトル
クには比例関係であるので、センタデファレンシャル８
の差動回転数は、電流の増減で連続的に変化させること
ができる。

車両の運転室のアクセルペダル（図示せず）とエンジ
ン９へ空気又は混合気を供給するスロットル弁とは、ス
ロットル弁開度制御手段（図示せず）を介して電気的に
結合され、アクセルペダルの踏込量に処した電気量に応
じて上記スロットル弁開度が制御される仕組みになって
いる。

次に、アクチュエータ制御手段15について、第３図に
示すフローチャートを参照して説明する。

まず、フロントプロペラシャフト5A及びリヤプロペラ
シャフト5Bに対してそれぞれ設けたセンサー11によって
各々の回転速度ω_１，ω_２を検出し、それらの信号が車
輪状態検出手段14に入力される。また、スロットル弁開
度θ_Ｓも適宜の検出手段により検出する（ステップ3
0）。

車輪状態検出手段14は、フロントプロペラシャフト5A
とリヤプロペラシャフト5Bとのスリップ状態を検出す
る。即ち、フロントプロペラシャフト5Aとリヤプロペラ
シャフト5Bとの回転速度差｜ω_１−ω_２｜が一定値ω_０
を超えるかどうかを判断する。一定値ω_０を超える場合
にはステップ32に進み、一定値ω_０を超えない場合には
ステップ37に進む（ステップ31）。

回転速度差｜ω_１−ω_２｜が一定値ω_０を超える場合
には、センタデファレンシャル８のロック用アクチュエ
ータ13のソレノイド17に流れる電流I_AをΔI_A毎に増加さ
せる。そして、ソレノイド17に流れる電流I_AをΔI_Aごと
に増加させることにより回転速度差｜ω_１−ω_２｜が小
さくなるように制御する（ステップ32）。

次いで、ソレノイド17への制御電流I_Aが最大制御電流
I_MAXになっているかどうかを判断し、制御電流I_Aが最大
制御電流I_MAXになっている場合にはステップ34に進み、
ソレノイド17への制御電流I_Aが最大制御電流I_MAX以下で
あれば、処理を最初に戻し、上記の制御を繰り返す（ス
テップ33）。

ソレノイド17への制御電流I_Aが最大制御電流I_MAXであ
れば、時間を計数ｎする（ステップ34）。

ソレノイド17への制御電流I_Aが最大制御電流I_MAXの状
態が一定時間以上か又は以下であるかを判断する。一定
時間以下であれば、処理を最初に戻して上記の制御を繰
り返し、また一定時間以上であれば、ステップ36に進む
（ステップ35）。

ソレノイド17への制御電流I_Aが最大制御電流I_MAXの状
態が一定時間以上であれば、スロットル弁開度θ_ＳをΔ
θ_Ｓだけ減じる（ステップ36）。

また、フロントプロペラシャフト5Aとリヤプロペラシ
ャフト5Bの回転速度差｜ω_１−ω_２｜が一定値ω_０以下
の場合には、アクチュエータ13のソレノイド17に流れる
制御電流I_Aを電流ΔI_A毎に減少させ、それにより両者の
回転速度差｜ω_１−ω_２｜が大きくなるように制御する
（ステップ37）。

ここで、制御電流I_Aが負にならないように制御するこ
とは勿論である（ステップ38）。

そして、制御電流I_Aが負になれば、その制御電流I_Aを
零にする（ステップ39）。

上記のように制御することによって、アクチュエータ
制御手段15はソレノイド17に流れる電流をフロントプロ
ペラシャフト5Aとリヤプロペラシャフト5Bとの回転速度
差｜ω_１−ω_２｜に基づいて調整することにより、フロ
ントプロペラシャフト5Aとリヤプロペラシャフト5Bとの
回転速度差｜ω_１−ω_２｜が一定値ω_０になるように、
アクチュエータ13を制御することができる。

以上のように、この発明による四輪駆動車のセンタデ
フロック装置におけるアクチュエータ制御手段15の作動
は制御されるものであるが、この発明は、次のような特
徴を有している。即ち、ソレノイド17に流れる電流I_Aが
最大電流I_MAXを超えると、その時点以後、電流I_Aが最大
電流I_MAXに維持されている場合には、この状態を維持す
るフローチャートのループを繰り返す回数ｎがカウント
され始める（ステップ34）。

フロントプロペラシャフト5Aとリヤプロペラシャフト
5Bとの回転速度差｜ω_１−ω_２｜が一定値ω_０を超えて
いる限りこの状態が継続するが、ループ繰り返し回数ｎ
が、最大電流I_MAXを継続して供給できる限界に設定され
た一定時間に対応する最大繰り返し数n_MAXを超える（ス
テップ35）と、例えば、一部車輪が空回りを続けた場合
のように、ループ繰り返し回数ｎが、最大電流I_MAXを継
続して供給できる限界に設定された一定時間に対応する
最大繰り返し数n_MAXを超えると、スロットル弁開度θ_Ｓ
はΔθ_Ｓだけ減少されるように制御される。

〔発明の効果〕

この発明による四輪駆動車のセンタデフロック装置
は、以上のように構成され、次のような効果を有する。
即ち、前述の先願の四輪駆動車のセンタデフロック装置
はフロント及びリヤの両プロペラシャフトの相対回転差
が零でない一定の値にするための電磁多板クラッチへの
制御電流には特別に制限が設けられていないので、電磁
多板クラッチは制御力の大きいものにし、また内部発熱
に対する耐久性を確保するためにも熱容量の大きいもの
とする必要があった。

しかしながら、この四輪駆動車のセンタデフロック装
置については、前記電磁多板クラッチの制御電流が最大
電流となって一定時間経過した時に、スロットル弁開度
を減少する方向に制御し、場合によっては、スロットル
弁開度を零にするので、エンジン回転数の低下により上
記相対回転差が一定値以下となり、前記電磁多板クラッ
チの制御電流を減少させるため、内部発熱が比較的小さ
く抑えられ、前記電磁多板クラッチの容量が小さいもの
を用いても寿命低下を招くことがなく、焼損に到る危険
性が発生する最悪事態を回避することができる。

また、この四輪駆動車のセンタデフロック装置は、そ
の結果、比較的小さい電磁クラッチ（特に、前記電磁多
板クラッチ）を使用でき、車両のレイアウト上、及びス
ペース上、車載条件に制約を受けるようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による四輪駆動車のセンタデフロック
装置の一実施例を示すシステム図、第２図は第１図のセ
ンタデフロック装置に組込んだ電磁多板クラッチの一例
を示した断面図、及び第３図はこの発明による四輪駆動
車のセンタデフロック装置の制御を示すフローチャート
である。１……前輪、２……後輪、5A……フロントプロペラシャ
フト、5B……リヤプロペラシャフト、６……フロントデ
ファレンシャル、７……リヤデファレンシャル、８……
センタデファレンシャル、９……エンジン、10……トラ
ンスミッション、11……センサー、12……電磁多板クラ
ッチ、13……アクチュエータ、14……車輪状態検出手
段、15……アクチュエータ制御手段、16……クラッチ
板、17……ソレノイド、18……アーマチュア。

フロントページの続き (72)発明者高橋浩志神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内 (72)発明者古賀英隆神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内 (72)発明者直江文博神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内 (72)発明者山崎淳神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フロントプロペラシャフトとリヤプロペラ
シャフトとの間に配設されたセンターデファレンシャル
と、該センターデファレンシャルに配設された前記フロ
ントプロペラシャフトと前記リヤプロペラシャフトとの
差動を制限する電磁クラッチと、前記フロントプロペラ
シャフトと前記リヤプロペラシャフトの回転速度を各々
検出する各センサーと、該各センサーからの検出信号に
基づいて前記フロントプロペラシャフトと前記リヤプロ
ペラシャフトの回転速度差を演算する車輪状態検出手段
と、該車輪状態検出手段によって演算された前記回転速
度差が一定値を超える場合に、前記電磁クラッチへ供給
する電流を制御して前記回転速度差が前記一定値以下に
なるように制限し、前記電磁クラッチへ所定値以上の制
御電流を供給しても前記回転速度差が前記一定値を超え
る状態が一定時間経過した場合にはスロットル弁開度を
減少させるように制御する制御手段と、を有することを
特徴とする四輪駆動車のセンタデフロック装置。
【請求項２】前記電磁クラッチは電磁多板クラッチであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の四輪
駆動車のセンタデフロック装置。