JP2525607B2 - ４輪駆動車のロックアップクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロックアップクラッチ付トルクコンバータ
を備えるとともにセンタデファレンシャル装置を有する
４輪駆動車のロックアップクラッチ制御装置に関するも
のである。

（従来の技術） 従来より、４輪駆動車として、エンジンの駆動力がト
ルクコンバータを介して伝達され、その駆動力をセンタ
デファレンシャル装置（以下、センタデフという）によ
って分配し、前後輪にそれぞれ伝達するようにした構造
は、例えば特開昭57-118927号公報に見られるように公
知である。

前記センタデフは、その差動をロック状態とフリー状
態とに切換えるセンタデフ切換機構が設けられ、走行状
態に対応して上記差動状態を切換えるようにしている。

また、前記トルクコンバータには、高速域において入
力側と出力側とを直結状態とするロックアップクラッチ
が設置されたものが一般に使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のような４輪駆動車においては、スリ
ップ状態の大きい極悪路を走行する場合、ぬかるみ状態
から脱出する場合などに前記センタデフを差動ロック状
態とするものであり、このセンタデフのロック状態は出
力を要求するような走行状態が比較的多いものである。

そして、上記のようなセンタデフのロック状態におい
ては、前輪の駆動軸と後輪の駆動軸とが一体的に連結さ
れた状態となり、カーブを走行したときにはブレーキン
グ現象が生じ、これらの駆動系での振動がエンジン側に
伝わり、エンジンの振動面で不利な状態となる。上記し
た例のごとく、４輪駆動車においては、そのセンタデフ
を差動ロック状態とフリー状態とで駆動特性の要求が異
なるものである。

しかして、例えば上記のようなセンタデフのロック状
態でトルクコンバータがロックアップクラッチを接続し
たロックアップ状態にあると、前記のような振動が直接
エンジン側に伝達されるとともに、出力要求時にトルク
コンバータの作用が有効に利用できない等、上記駆動特
性の変化に対応できない。

そこで本発明は上記事情に鑑み、例えばセンタデフが
ロック状態となっている場合の振動防止およびトルクコ
ンバータによるトルク増倍作用を有効に利用するように
ロックアップクラッチのロックアップ領域を変更するよ
うにした４輪駆動車のロックアップクラッチ制御装置を
提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明のロックアップクラ
ッチ制御装置は、センタデフの差動を制限するロック状
態に切換えるセンタデフ切換装置と、該センタデフ切換
装置による差動ロック状態を検出し、差動ロック時には
前記ロックアップクラッチのロックアップ領域を変更制
御する制御手段を設けるようにしたものである。

上記ロックアップ領域の変更としては、例えばセンタ
デフのロック時には全領域においてロックアップクラッ
チの作動を禁止するか、ロックアップゾーンを高速側に
ずらせてロックアップ状態となるのを遅らせることなど
によって実現するものである。

（作用） 上記のようなロックアップクラッチ制御装置では、セ
ンタデフのロック状態を検出すると、トルクコンバータ
のロックアップクラッチの作動をそのロックアップ領域
を変更制御し、例えばこのセンタデフのロック状態では
トルクコンバータによる流体を介した動力伝達領域を広
げて、駆動系からの振動伝達を抑制して振動面で有利と
なるとともに、トルクコンバータのトルク増倍作用を有
効に利用して走行性を向上する等、駆動特性の要求に合
致させている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１
図に４輪駆動車の概略構成を示す。

４輪駆動車１は車体前部にエンジン２を備え、該エン
ジン２の駆動力はトルクコンバータ３と変速機構４を有
する自動変速機５からトランスファ６に伝達され、該ト
ランスファ６で前後輪に分配され、後輪側出力軸７がプ
ロペラシャフト８を経てリヤデファレンシャル装置９に
連結されて後輪10に伝達される一方、前輪側出力軸11が
プロペラシャフト12を経てフロントデファレンシャル装
置13に連結されて前輪14に伝達される。

前記トランスファ６は第２図に示すような機構であ
り、センタデフ16を備えるとともに、２輪駆動と４輪駆
動の切換えおよび４輪駆動におけるセンタデフ16の差動
のロック・フリーの切換えを行うセンタデフ切換装置17
を備え、このセンタデフ切換装置17の切換作動をアクチ
ュエータ18（電動モータ）の駆動によって行うものであ
る。

前記トランスファ６の機構を模式的に示す第２図およ
び具体的に示す第３図において、23はトランスミッショ
ンからの動力を受ける入力軸、該入力軸23の軸線上には
後輪駆動軸に連結される後輪側出力軸７が入力軸23と相
対回転自在に配設されているとともに、入力軸23の外周
には出力歯車25が配置され、該出力歯車25は前輪側出力
軸11に連結されるトランスファギヤ26に対しチェーン27
を介して連結されている。また、上記入力軸23と後輪側
出力軸７との嵌合部外周にはセンタデフ16が配設されて
いる。

前記センタデフ16は遊星歯車装置からなるものであっ
て、入力軸23の外周に相対回転自在に枢支されたサンギ
ヤ29と、該サンギヤ29の外周側に位置するリングギヤ30
と、上記サンギヤ29とリングギヤ30との間にあって自転
および公転作用をなす複数のピニオンギヤ31,…とを有
している。上記ピニオンギヤ31,…は、キャリア32によ
って回転自在に枢支されており、該キャリア32は入力軸
23の端部に共回り可能に支持されている。また、上記リ
ングギヤ30は、後輪側出力軸７に共回り可能に支持され
ている。

上記サンギヤ29の枢支部外周には、前輪側への出力歯
車25が相対回転自在に枢支されているとともに、クラッ
チハブ33を介してスリーブ34が軸方向にスライド可能に
支持されている。該スリーブ34の軸方向両側には、入力
軸23に対して共回り可能に支持されたクラッチ用歯35
と、上記出力歯車25に一体形成されたクラッチ用歯36と
が配置されており、これらのクラッチ用歯35,36に対し
て軸方向にスライドしたスリーブ34が選択的に係止可能
に設けられ、これによってセンタデフ16による動力分配
を切換えるセンタデフ切換装置17が構成され、シフトフ
ォーク37により上記スリーブ34が軸方向にスライドされ
るようになっている。

そして、上記センタデフ切換装置17のアクチュエータ
18の駆動によりシフトロッド38（第３図参照）を介して
シフトフォーク37が作動する切換操作により、上記セン
タデフ16において次のような３種類のモードで動力分配
作用がなされる。

Ａ ２輪駆動モード（2H） スリーブ34を入力軸23側のクラッチ用歯35に係合さ
せ、サンギヤ29を入力軸23に直結すると、入力軸23に入
力された動力は、サンギヤ29およびキャリア32に入力さ
れ、ピニオンギヤ31,…の公転によりリングギヤ30から
後輪側出力軸７を介して直結状態で後輪10に伝達される
が、出力歯車25がフリー状態となっているため、前輪側
出力軸11への動力伝達はなく、後輪10のみの２輪駆動と
なる。

Ｂ 差動ロックの４輪駆動モード（4HL） スリーブ34を入力軸23側のクラッチ用歯35および出力
歯車25側のクラッチ用歯36の両方に係合させ、サンギヤ
29を入力軸23および出力歯車25に連結すると、入力軸23
に入力された動力は、サンギヤ29、キャリア32および出
力歯車25に入力され、ピニオンギヤ31,…の公転により
リングギヤ30から後輪側出力軸７を介して直結状態で後
輪10に伝達される一方、出力歯車25からチェーン27およ
びトランスファギヤ26を介して前輪側出力軸11へも伝達
され、前輪14および後輪10による４輪駆動となる。この
際、入力軸23からの動力は、サンギヤ29およびキャリア
32に同時に入力されるため、ピニオンギヤ31は自転せ
ず、差動ロックの状態となる。

Ｃ 差動フリーの４輪駆動モード（4HF） スリーブ34を出力歯車25側のクラッチ用歯36に係合さ
せ、サンギヤ29を出力歯車25に連結すると、入力軸23に
入力された動力は、キャリア32に入力された後、ピニオ
ンギヤ31,…を介してリングギヤ30およびサンギヤ29に
分配される。上記リングギヤ30に分配された動力は、後
輪側出力軸７を介して後輪10に伝達される一方、上記サ
ンギヤ20に分配された動力は、出力歯車25に入力された
のち、チェーン27およびトランスファギヤ26を介して前
輪側出力軸11に伝達され、よって、前輪14および後輪10
による４輪駆動となる。この際、入力軸23からの動力は
キャリア32にのみ入力されるため、ピニオンギヤ31,…
は自転および公転をし、差動フリーの状態となる。

前記自動変速機５のトルクコンバータ３はその入力側
と出力側とを直結するロックアップクラッチ（図示せ
ず）を備え、このロックアップクラッチの断接作動、変
速機構４の変速操作等はソレノイド弁等を備えた駆動部
41に対し、制御手段42（コントローラボックス）から制
御信号が出力されて制御される（第１図参照）。この自
動変速機５の基本的構造、作動制御等については公知の
ものと同様であり、より詳細な説明が必要であるなら
ば、例えば実開昭61-106658号の明細書の記載を参照さ
れたい。

また、前記トランスファ６における２輪駆動と４輪駆
動との切換えおよび差動ロック・フリーの切換えも、モ
ード切換用のアクチュエータ18に対して制御手段42から
制御信号が出力されて制御される。この制御手段42に
は、エンジンの負荷状態を検出する負荷センサ43からの
負荷信号、車速センサ44からの車速信号、運転者が操作
する２−４切換スイッチ45およびデフロック切換スイッ
チ46からの切換信号がそれぞれ入力される。

前記制御手段42によるロックアップクラッチの制御
は、第４図に示すように、負荷センサ43からの負荷信号
および車速センサ44からの車速信号がロックアップ判定
手段48に入力され、このロックアップ判定手段48におい
て予め設定されている負荷と車速の特性から、現在の運
転状態がロックアップゾーンか否かを判定し、ロックア
ップゾーンにある場合には駆動信号をANDゲート49を介
して前記自動変速機５の駆動部41におけるロックアップ
クラッチ駆動回路50のトランジスタ51に出力するもので
あり、このトランジスタ51のスイッチング作用によって
ロックアップソレノイド52を励磁してロックアップ状態
に作動するものである。

一方、２−４切換スイッチ45およびデフロック切換ス
イッチ46の操作信号はモード判定手段54に入力され、こ
のモード判定手段54は両切換スイッチ45,46の作動状態
に応じて２輪駆動モード（2H）か差動ロックの４輪駆動
モード（4HL）か差動フリーの４輪駆動モード（4HF）か
を判定し、対応するモードに応じた駆動信号をセンタデ
フ切換装置17のアクチュエータ18に出力してセンタデフ
16が上記モードに切換差動される。そして、センタデフ
16を差動ロック状態となる4HLモードに作動する場合に
は、このモード判定手段54からロック信号（ロック状態
検出信号）が反転されて前記ANDゲート49に入力され、
センタデフ16がロック状態にある間は、ANDゲート49の
ローレベル出力により、ロックアップクラッチ駆動回路
50はロックアップ判定手段48からロックアップ駆動信号
が出力されても非作動状態に保持される。

第５図は変形例を示し、前記例ではセンタデフ16のロ
ック状態をデフロック切換スイッチ46の操作に基づくモ
ード判定手段54の制御状態から検出するようにしている
が、この例ではセンタデフ切換装置17のアクチュエータ
18の作動量から切換モードを検出するモードセンサ55
（第１図参照）を設け、このモードセンサ55のデフロッ
ク（4HLモード）検出時に出力されるオン信号を反転し
てANDゲート49に入力するようにしたものであり、その
他は第４図と同様であり、センタデフ16のロック時には
ロックアップクラッチ駆動回路50を非作動状態に保持す
るものである。

さらに、第６図は他の実施例を示し、前記ロックアッ
プ判定手段48でロックアップゾーンか否かの判定を行う
判定マップの特性をデフロック時とフリー時とで変更す
るようにしたものである。すなわち、ロックアップゾー
ンＩは基本的には高車速領域であり、ロックアップクラ
ッチが非接続状態にあるトルコンゾーンIIは低車速側と
なり、また、負荷が高くなると低負荷時よりも高速側に
設定されるものである。そして、センタデフ16がロック
されていないフリー時（2H,4HFモード時）にはロックア
ップラインＡは実線で示すように低車速側に設定し、デ
フロック時（4HLモード時）にはこのロックアップライ
ンＡ′を破線で示すように高速側に設定してロックアッ
プゾーンＩを狭くし、ロックアップ状態となる運転条件
を少なくしている。特に、出力が要求される領域におけ
るデフロック時には殆どロックアップ状態とならないよ
うに設定しているものである。

なお、上記実施例においては２輪駆動時には後輪に動
力を伝達するようにしているが、前輪のみに動力を伝達
するようにして後輪に対してフリーホイールクラッチを
設置するようにしてもよい。また、動力を前後輪に分配
するセンタデフとしては遊星歯車装置のほかに、従来公
知の傘歯車からなるものを用いてもよい。

（発明の目的） 上記のような本発明によれば、センタデフ切換装置に
よる差動ロック状態を検出し、差動ロック時にはトルク
コンバータのロックアップクラッチのロックアップ領域
を変更制御するようにしたことにより、センタデフの差
動ロックに伴なう駆動特性の要求変化に対応できる。例
えばセンタデフのロック状態ではトルクコンバータによ
る流体を介した動力伝達状態とするようにして、駆動系
からの振動伝達を抑制して振動面で有利となるととも
に、トルクコンバータのトルク増倍作用を有効に利用し
て走行性の向上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における４輪駆動車の概略構
成図、 第２図はトランスファの構成を示す模式図、 第３図はトランスファの具体構造例を示す要部断面図、 第４図は制御手段の要部ブロック図、 第５図は変形例における同要部ブロック図、 第６図はさらに他の例における制御のロックアップゾー
ンの変更特性を示す特性図である。 １……４輪駆動車、２……エンジン、３……トルクコン
バータ、６……トランスファ、16……センタデファレン
シャル装置（センタデフ）、17……センタデフ切換装
置、18……アクチュエータ、41……駆動部、42……制御
手段、43……負荷センサ、44……車速センサ、46……デ
フロック切換スイッチ、48……ロックアップ判定手段、
54……モード判定手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロックアップクラッチ付トルクコンバータ
   を介して伝達されるエンジン駆動力をセンタデファレン
   シャル装置で分配し前後輪にそれぞれ伝達する４輪駆動
   車において、前記センタデファレンシャル装置の差動を
   ロック状態とフリー状態に切換えるセンタデフ切換装置
   と、該センタデフ切換装置による差動ロック状態を検出
   し、差動ロック時には前記ロックアップクラッチのロッ
   クアップ領域を変更制御する制御手段を備えたことを特
   徴とする４輪駆動車のロックアップクラッチ制御装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、差動ロック時には前記ロ
   ックアップクラッチのロックアップ領域を縮小する方向
   に制御する構成であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の４輪駆動車のロックアップクラッチ制御装
   置。