JP2623720B2 - ４輪駆動車の前後輪差動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、４輪駆動車の前後輪差動制御装置に係り、
特に、前後輪の差動を、車両走行状態を反映した信号に
より許可、制限可能に構成した４輪駆動車の前後輪差動
制御装置の改良に関する。

【従来の技術】

４輪駆動車の前後輪差動制御装置としては、 ２輪駆動状態及び４輪駆動状態のいずれかを差動制御
クラツチによつて切換え可能としたもの、 ２輪駆動状態〜４輪駆動状態を伝達容量可変の差動制
御クラツチによつて段階的又は連続的に切換え可能とし
たもの、 前後輪間にセンタデフアレンシヤル装置を備え、その
差動の許可又は禁止のいずれかを差動制御クラツチによ
つて切換え可能としたもの、 前後輪間にセンタデフアレンシヤル装置を備え、その
差動の許可〜制限（禁止を含む）状態を伝達容量可変の
差動制御クラツチによつて段階的又は連続的に切換え可
能としたもの、 等が提案されている。 これらの前後輪差動制御装置を具体的に制御する場
合、ａ）車両の全走行時、又はほとんどの走行時に、前
記前後輪の差動を制限あるいは禁止し、この差動制限あ
るいは禁止を車両の走行状態に応じて適宜に解除（又は
制限の程度を変更）するように構成することができる。
又、ｂ）通常時においては前後輪の差動が可能な状態に
維持して置き、車両の走行状態に応じて適宜に該前後輪
の差動を制限するように構成することもできる。 一般的な傾向としては、前輪と後輪との回転数差が大
きくなつたときに前輪及び後輪のいずれかが走行路面に
対してスリツプしていると判断し、差動を制限するとい
う制御が行われる。 通常、前後輪の回転数差が大きいときに差動制限を増
強すると、４輪がリジツドに連結された状態に近付き、
該回転数差が急激に小さくなる。しかしながら、例えば
前後輪のうち片側が完全に溝等に脱輪し、他側が非常に
負荷の高い路面状況（例えば縁石を乗越えなければなら
ない等）にある発進等の場合においては、差動制限を行
うためのクラツチ容量が不足して差動を抑え切ることが
できないという事態が発生する恐れがある。 この場合、一般に運連者は更にアクセルを踏込むた
め、よりスリツプが増大することが多い。このようなと
きは、差動制御クラツチが高い負荷の下で連続スリツプ
状態に置かれることになるため、該差動制御クラツチの
摩擦材の耐久性が著しく損なわれる恐れがある。 なお、このような問題に対処した技術として、特開昭
62−289435がある。この技術は、前輪と後輪との回転数
差が大きい状態下で差動制御クラツチを係合させると該
差動制御クラツチの耐久性について問題が生じることに
鑑み、このような状態下ではクラツチの耐久性を確保す
るために該クラツチの係合を行わないようにしたもので
ある。同公報においては、この際にエンジンの出力トル
クや変速段まで考慮する技術が併せて開示されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術は、前後輪の回転数差が
生じているときに予め差動制御クラツチの係合を中止す
るという内容のものであり、必要以上に差動制限が禁止
されてしまうという傾向があつた。

【発明の目的】

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであつて、差動制御クラツチの耐久性が真に問題とな
るような場合にのみこれを保護するようにし、該差動制
御クラツチの耐久性を保護しながら最大限差動制限の実
行ができるような４輪駆動車の前後輪差動制御装置を提
供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、第１図にその要旨を示すように、前後輪の
差動を車両走行状態を反映した信号により許可、制限可
能に構成した４輪駆動車の前後輪差動制御装置におい
て、前記前後輪の差動が制限されている状態であるか否
かを検出する手段と、前記前後輪の回転数の差を検出す
る手段と、前記前後輪の差動が制限されている状態であ
ると検出され、前記回転数の差が所定値以上と検出さ
れ、且つ、この差が所定値以上の状態が所定時間以上継
続したと検出されたときに、前記前後輪の差動の制限を
中止する手段と、現に前後輪にかけられている差動制限
力を検出する手段と、前記所定値及び所定時間のうち、
少なくとも一方を、現にかけられている差動制限力に応
じて変更する手段と、を備えたことにより、上記目的を
達成したものである。

【発明の作用及び効果】

本発明においては、差動制御クラツチが、前後輪の差
動を制限している状態でありながら、実際の前後輪の回
転数に所定値以上の差が生じており、しかもこの状態が
所定時間以上継続した場合に、差動制御クラツチの摩擦
材が現に高負荷の下で連続スリツプ状態に置かれている
と判断し、該差動制御クラツチを保護するべく前後輪の
差動制限を中止するようにしている。 その結果、実際に差動制御クラツチの耐久性に問題が
生じるような高負荷、高相対回転数の状態が長く続いた
ときにのみ差動制御クラツチが解放されるようになるた
め、該差動制御クラツチの耐久性を確保すると共に、本
来の差動制限を最大限実行させることができるようにな
る。 本発明において、前後輪の回転数の差が「所定値」以
上の状態が「所定時間」以上続いた場合を差動制御クラ
ツチの解除条件としたのは、低い相対回転数の場合はそ
れが多少長く続いても耐久性にそれ程影響はなく、又、
高い相対回転数であつても、それが短時間である場合に
はやはり問題は生じないと考えられるためである。 本発明では更に、前記前後輪の回転数差に関する「所
定値」、及びその継続状態に関する「所定時間」の要素
について、これを差動制限クラツチのそのときの差動制
限力に依存して適宜に変更・設定するようにしている。
これにより、差動制御クラツチの耐久性の確保と差動制
限の実行とを一層適確に両立させることができるように
なる。

【実施例】

以下添付の図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説
明する。 第２図は本発明に係る４輪駆動車の前後輪差動制御装
置が適用された車両用４輪駆動装置を示すスケルトン図
である。 この４輪駆動装置は、エンジン10、自動変速機20、セ
ンタデフアレンシヤル装置30、フロントデフアレンシヤ
ル装置40、トランスフア装置50、リヤデフアレンシヤル
装置60、差動制御クラツチ70、制御装置80、及び各種入
力系90を備える。 エンジン10は車両の前部に横置きにされている。エン
ジン10の出力は自動変速機20に伝達される。 自動変速機20は、流体式トルクコンバータ21及び補助
変速部22を備え、油圧制御部23によつて前進４段、後進
１段の変速段を自動的に切換える周知の構成とされてい
る。前進４段のうちの最高速段（第４速段）はオーバー
ドライブ段となつている。油圧制御部23は、制御装置80
の指令によつて制御される。自動変速機20を経た動力は
出力ギヤ24を介してセンタデフアレンシヤル装置30の入
力ギヤ31に伝達される。 センタデフアレンシヤル装置30は、この入力ギヤ31と
一体化されたデフアレンシヤルケース32を備える。デフ
アレンシヤルケース32には、周知の噛合構成によりピニ
オン軸33、２つの差動ピニオン34、35、後輪出力用サイ
ドギヤ36及び前輪出力用サイドギヤ37が取付けられてい
る。後輪出力用サイドギヤ36はトランスフア装置50のト
ランスフアリングギヤ51に連結されている。前輪出力用
サイドギヤ37は、中空の前輪駆動軸41に連結されてい
る。 フロントデフアレンシヤル装置40は、この前輪駆動軸
41と一体化されたデフアレンシヤルケース42を備える。
このデフアレンシヤルケース42には周知の噛合構成によ
りピニオン軸43、２つの差動ピニオン44、45、左側前輪
出力用サイドギヤ46及び右側前輪出力用サイドギヤ47が
取付けられている。左側前輪駆動用サイドギヤ46には左
側前輪車軸48が、又、右側前輪出力用サイドギヤ47には
右側前輪車軸49がそれぞれ連結されている。 一方、トランスフア装置50は、センタデフアレンシヤ
ル装置30の後輪出力用サイドギヤ36に連結されたトラン
スフアリングギヤ51、このトランスフアリングギヤ51と
噛合するドリブンピニオン52、このドリブンピニオン52
とプロペラシヤフト53を介して一体的に回転するトラン
スフア出力回転ギヤ54を備える。トランスフア出力ギヤ
54はリヤデフアレンシヤル装置60に連結されている。 リヤデフアレンシヤル装置60は、トランスフア出力ギ
ヤ54と噛合するリングギヤが一体的に形成されたデフア
レンシヤルケース61を備える。このデフアレンシヤルケ
ース61には、周知の噛合構成によりピニオン軸62、２つ
の差動ピニオン63、64、左側後輪出力用サイドギヤ65及
び右側後輪出力用サイドギヤ66が取付けられている。左
側後輪出力用サイドギヤ65は左側後輪車軸67に、右側後
輪出力用サイドギヤ66は右側後輪車軸68にそれぞれ連結
されている。 差動制御クラツチ70は、前記センタデフアレンシヤル
装置30の入力部材であるデフアレンシヤルケース32と該
センタデフアレンシヤル装置30の出力部材である前輪駆
動軸41とをトルク伝達関係に接続するものである。この
差動制御クラツチ70は、湿式の多板クラツチ部71及びこ
れを制御する油圧制御部72とから主に構成されている。 第３図に示されるように、多板クラツチ部71には油圧
サーボ部73が付設されている。この油圧サーボ部73の油
室74にサーボ油圧が供給されるとサーボピストン75がリ
ターンスプリング76のバネ力に抗して図中右方へ移動す
る。これによつて多板クラツチ部71が押圧され、該多板
クラツチ部71を介してデフアレンシヤルケース32と前輪
駆動軸41とがトルク伝達関係に接続される。又、油室74
に供給されるサーボ油圧の増減に応じてその伝達トルク
容量が比例的に増減される。油圧サーボ部73の油室74に
対するサーボ油圧の供給は油圧制御部72によつて行われ
る。この油圧制御部72の構成は未公知であるため、以下
に詳細に説明する。 第４図〜第７図にこの油圧制御部72の構成を示す。 第４図〜第７図において、符号160が調圧弁、190が第
１切換え弁、210が第２切換え弁、SD₁及びSD₂はこれら
第１、第２切換え弁190、210を切換えるための電磁弁を
それぞれ示している。 調圧弁160は、段付のスプール162を有する。又、この
調圧弁160は、入口ポート164、ドレンポート165、第
１、第２ブーストポート166、168、フイードバツクポー
ト170、及び出口ポート174を備える。 調圧弁160の入口ポート164には、ライン圧供給油路15
8よりエンジン10の負荷に応じて増減する一般的なライ
ン油圧が常に供給される。又、第１ブーストポート166
にもライン油圧供給油路158よりライン油圧が常に供給
される。これに対し、第２ブーストポート168には後述
の第１切換え弁190及び第２切換え弁210を介してライン
油圧が選択的に供給されるようになつている。又、フイ
ードバツクポート170には、絞り178を有する油路176に
よつて出口ポート174の出力油圧がフイードバツク供給
される。 調圧弁160は、スプール162に作用する図中上向きの力
と下向きの力とのバランスに応じて、入口ポート164及
びドレンポート165の出口ポート174に対する連通度合が
制御される。この連通度合の制御により、入口ポート16
4からのライン油圧が調圧され、この調圧された油圧、
即ちモジユレート油圧が出口ポート174から取出され
る。スプール162に作用する図中上向きの力は、第１ブ
ーストポート166及び第２ブーストポート168に与えられ
る油圧によつて発生される。又、スプール162に作用す
る図中下向きの力は、フイードバツクポート170に与え
られる油圧及び圧縮コイルバネ172のバネ力によつて発
生される。 第１ブーストポート166にのみライン油圧が供給され
ているときには、第８図に示されるような油圧特性のモ
ジユレート油圧Pm₂が出口ポート174に発生され、第１ブ
ーストポート166に加えて第２ブーストポート168にもラ
イン油圧が供給されているときには（同一スロツトル開
度のときに）前記モジユレート油圧Pm₂より高いモジユ
レート油圧Pm₁が出口ポート174に発生される。 調圧弁160の出口ポート174は、油路180によつて第１
切換え弁190の第２入口ポート194に接続されている。 第１切換え弁190は、パイロツトポート196に油圧が供
給されているか否かによつてスプール192が上下動し、
各ポート194、200、202、204、206の接続関係を切換え
るものである。 パイロツトポート196には油路184よりライン油圧がそ
の途中に設けられた電磁弁SD₂の開閉に応じて選択的に
供給されるようになつている。油路184の途中には絞り1
88が設けられている。これにより、電磁弁SD₂がOFFとさ
れ、これが閉弁状態であるときにはライン圧供給油路15
8からのライン油圧が油路184を経てパイロツトポート19
6に与えられる。又、電磁弁SD₂がONとされ、これが開弁
状態であるときには油路184のライン油圧はドレンさ
れ、パイロツトポート196には実質的な油圧は与えられ
なくなる。 パイロツトポート196に油圧が供給されているときに
は、第４図及び第５図に示されているように、スプール
192が圧縮コイルバネ198のバネ力に抗して図中下方に移
動させられる。そのため、第１入口ポート（油路182か
らライン油圧が供給されるポート）200が閉じ、第２入
口ポート（油路180からモジユレータ油圧が供給される
ポート）194が第１出口ポート202に連通され、又、第２
出口ポート204がドレンポート206に連通される。 これに対し、パイロツトポート196に油圧が供給され
ていないときは、第６図及び第７図に示されるように、
スプール192は圧縮コイルバネ198のバネ力によつて図中
上側に移動させられる。そのため第１入口ポート200と
第１出口ポート202とが連通され、又、第２入口ポート1
94と第２出口ポート204とが連通される。 第１切換え弁190の第１出口ポート202は、油路208に
よつて第２切換え弁210の第１入口ポート214に連通され
ている。又、第１切換え弁190の第２出口ポート204は、
油路226によつて第２切換え弁210の第２入口ポート220
に連通されている。 第２切換え弁210は、パイロツトポート216に油圧が供
給されているか否かによつてスプール212が上下動し、
第１、第２入口ポート214、220、第１、第２出口ポート
219、222、及びドレンポート224の各ポートが切換えら
れるようになつている。 第２切換え弁210のパイロツトポート216には油圧228
からライン油圧がその途中に設けられた電磁弁SD₁の開
閉に応じて選択的に供給されるようになつている。又、
油路228の途中には絞り232が設けられている。これによ
り、電磁弁SD₁がOFFとされ、これが閉弁状態であるとき
には、ライン圧供給油路158からのライン油圧が油路228
を経てパイロツトポート216に供給される。これに対
し、電磁弁SD₁がONとされ、これが開弁状態であるとき
には、油路228のライン圧がドレンされ、パイロツトポ
ート216には実質的な油圧が与えられなくなる。 パイロツトポート116に油圧が供給されているときに
は、第４図及び第６図に示されているように、スプール
212が圧縮コイルバネ218のバネ力に抗して図中下側に移
動させられる。そのため第１入口ポート214と第１出口
ポート219とが連通され、第２入口ポート220が第２出口
ポート222に連通される。 これに対し、パイロツトポート216に油圧が供給され
ていないときには、第５図及び第７図に示されるよう
に、スプール212が圧縮コイルバネ218のバネ力によつて
図中上側に移動させられる。そのため第１出口ポート21
9がドレンポート224に連通され、又、第２出口ポート22
2が第２入口ポート220に連通される。 第２切換え弁210の第１出口ポート219は、油路234を
介して前述の調圧弁160の第２ブーストポート168に連通
されている。又、第２切換え弁210の第２出口ポート222
は、油路236を介して前述の油圧サーボ部73の油室74に
連通されている。 次に、上述の如き構成からなる油圧制御部72の作用に
ついて説明する。この油圧制御部72は、２つの電磁弁SD
₁及びSD₂に対する通電が後述する制御装置80によつて個
別的に制御されることにより行われる。 電磁弁SD₁及びSD₂のいずれにも通電がなされず、２つ
の電磁弁SD₁及びSD₂が共に閉弁状態となつているときに
は、第４図に示される如く、第１切換え弁190のスプー
ル192及び第２切換え弁210のスプール212が共に下側に
移動する。このとき、第２切換え弁210の第２出口ポー
ト222は第２入口ポート220及び油路226を経て第１切換
え弁190の第２出口ポート204に連通され、又この第２出
口ポート204はドレンポート206に連通される。従つて、
油圧サーボ部73の油室74に供給される油圧、即ちクラツ
チ油圧Pcはドレンされ、Pc＝０になる。 電磁弁SD₁にのみ通電が行われ、電磁弁SD₂が閉弁、電
磁弁SD₁が開弁している状態のときは、第５図に示され
ている如く、第１切換え弁190のスプール192が下方に移
動され、第２切換え弁210のスプール212が上方に移動す
る。このとき、第２切換え弁210の第２出口ポート222
は、第１入口ポート214、油路208、第１切換え弁190の
第１出口ポート202及び第２入口ポート194、油路180を
介して調圧弁160の出口ポート174に連通する。その結
果、第２出口ポート222からは、調圧弁160の出口ポート
174に生じるモジユレート油圧が出力されるようにな
る。 調圧弁160の第２ブーストポート168は、油路234、第
２切換え弁210の第１出口ポート219を介してドレンポー
ト224に連通されていることから、調圧弁160の第２ブー
ストポート168には油圧が供給されず、第１ブーストポ
ート166にのみ油圧が供給されている。従つて、このと
きの調圧弁160の出口ポート174から取出される油圧は、
第８図にて符号Pm₂にて示されている低めの油圧とな
り、この低めの油圧Pm₂がクラツチ油圧Pcとして前記油
圧サーボ部73の油室74に供給されるようになる。 電磁弁SD₂にのみ通電が行われ、該電磁弁SD₂が開弁、
電磁弁SD₁が閉弁状態となつているときには、第６図に
示されるように、第１切換え弁190のスプール192が上方
に移動し、第２切換え弁210のスプール212が下方に移動
するようになる。このとき、第２切換え弁210の第２出
口ポート222は、第２入口ポート220、油路226、第１切
換え弁190の第２出口ポート204、第２入口ポート194、
及び油路180を介して調圧弁160の出口ポート174に連通
する。その結果、第２出力ポート222からは調圧弁160の
出口ポート174に生じるモジユレート油圧が出力される
ようになる。 調圧弁160の第２ブーストポート168は、油路234を介
して第２切換え弁210の第１出口ポート219を経て第１入
口ポート214に連通されている。この第１入口ポート214
は油路208を介して第１切換え弁190の第１出口ポート20
2から第１入口ポート200に連通されている。従つて第２
ブーストポート168にはライン油圧が供給されるように
なる。そのため調圧弁160の出口ポート174には第８図に
おいて符号Pm₁にて示される高めのモジユレート油圧が
発生し、この高めのモジユレート油圧Pm₁がクラツチ油
圧Pcとして前記油圧サーボ部73の油室74に供給されるよ
うになる。 電磁弁SD₁及びSD₂のいずれもがOFFとされ、該電磁弁S
D₁及びSD₂が共に開弁状態とされているときは、第７図
に示される如く、第１切換え弁190のスプール192及び第
２切換え弁210のスプール212が共に上方に移動するよう
になる。このとき、第２切換え弁210の第２出口ポート2
22は、第１入口ポート214、油路208を介して第１切換え
弁190の第１出口ポート202に連通される。この第１出口
ポート202は、第１入口ポート200に連通していることか
ら、第１出口ポート222には、ライン油圧が直接供給さ
れる。従つて、ライン油圧P_Lがクラツチ油圧Pcとして油
圧サーボ部73の油室74に供給されるようになる。 以上の構成により、電磁弁SD₁、SD₂を第８図上欄に示
したように切換えることにより、そのときのライン圧に
応じ、差動制御クラツチ70のクラツチ油圧Pc（＝差動制
御力）を「HIGH」「MIDDLE」「LOW」「FREE」の４段階
に制御することができる。 ここで「FREE」は全く自由な差動が許される油圧、
「LOW」は駆動系のガタを抑えたり、通常走行における
路面の細かな外乱の影響を吸収したりできるが、一方、
タイトコーナブレーキング現象を発生することなく自由
に旋回し得る程度の油圧、「MIDDLE」は、「LOW」より
強力な差動制限、例えば発進加速時の制御等を行うのに
充分な差動制限を加え得る油圧、「HIGH」は更にそれよ
りも強力な差動制限を行い得る油圧に相当している。 再び第２図の説明に戻る。 制御装置80は、入力系90からの各入力信号に応じて前
記油圧制御部23及び72を制御する。 この制御装置80には、スロツトル開度センサ91からの
スロツトル開度情報、マニユアルシフトポジシヨンセン
サ92からの自動変速機20のマニユアルシフトレンジ情
報、前輪回転数センサ93からの前輪回転数情報、後輪回
転数センサ94からの後輪回転数情報、操縦角センサ95か
らの車両の操縦角情報、制動センサ96からの制動情報、
O/Dスイツチ97からの運転者のオーバードライブ（第４
速段）走行の許可に関する情報が入力されている。O/D
スイツチ97がOFFとされたときは、自動変速機20は、第
４速段には変速されず、第１速段〜第３速段間で変速が
行われる。 又、制御装置80には、冷却水温センサ98からのエンジ
ン10の暖機状態に関する情報も入力されている。エンジ
ン10の暖機が未だ完了しないうちは、該エンジン10の暖
機を促進するため、この場合も自動変速機20は、第４段
速には変速されず、第１速段〜第３速段間で変速が行わ
れる。 更に制御装置80には、差動セレクトスイツチ99からの
運転者の差動制御状態の要求に関する情報も入力されて
いる。 差動セレクトスイツチ99は「FREE（フリー）」と「AU
TO（オート）」の２つのモードが選択できるようになつ
ている。FREEモードのときは差動制御クラツチ70のクラ
ツチ油圧Pcが「FREE」、即ち零（差動許可）とされる。
AUTOモードのときは車両走行状態に応じて自動的にクラ
ツチ油圧Pcが「FREE」、「LOW」、「MIDDLE」、「HIG
H」の４段階（第８図参照）に切換えられるようになつ
ている。 制御装置80は、公知の方法により、マニユアルシフト
レンジ情報と前輪回転数情報あるいは後輪回転数情報
（車速情報）とスロツトル開度情報とに応じて、予め定
められた変速パターンに従つて、自動変速機20の変速段
制御のための制御信号を油圧制御部23に出力する。 又、制御装置80は、車両の種々の走行状態に応じて、
前述の電磁弁SD₁及びSD₂を制御することにより、差動制
御クラツチ70のクラツチ油圧Pcを４段階に制御し、その
時の走行状態に最も相応しい差動（制限）力を発生させ
る。電磁弁SD₁、SD₂の制御によりクラツチ油圧Pcを４段
階に制御する構成については、既に詳述した通りであ
る。 第９図に上記実施例装置で採用されている概略制御手
順を示す。 差動セレクトスイツチ99がAUTOモード状態となつてい
ると、各種走行状態に応じて前後輪の差動を許可又は制
限する制御が行われる。その際、走行状態を検出するセ
ンサが複数あるため、差動許可の要求と差動制限の要求
とが同時に発生して互いに干渉し合うことが考えられ
る。この実施例ではこの不具合を避けるために、優先順
位の原則を採用している。この優先順位の原則とは、各
差動制御に優先順位を付け、優先順位の上位にある差動
制御を実行するときは他の下位にある差動制御を実行し
ないというものである。例えば悪路走行中（スリツプ走
行中）に操舵された場合、あるいは悪路走行中に制動及
び操舵が行われた場合等であつても、いずれか優位に立
つ差動制御において要求されている制御のみが実行され
る。その結果、各差動制御同士の干渉の発生が防止され
る。 なお、この実施例ではいずれの制御条件も成立しなか
つたときは、差動制御クラツチ70が「LOW」となるよう
にプログラムされている。 具体的に第９図の制御手順を説明する。 ステツプ250では差動セレクトスイツチ99の状態が判
定される。差動セレクトスイツチ99がFREEモードとされ
ているときにはステツプ272に進み、差動制御クラツチ7
0が［FREE」即ち差動許可の状態とされる。 又、差動セレクトスイツチ99がAUTOモードであつた場
合には、ステツプ252に進む。ステツプ252では制動時に
おける差動制御の実行条件が成立するか否かが判定され
る。ここにおける制動時の差動制御とは、特に低摩擦係
数道路における４輪ロツクによる操舵性能の低下を防止
するために、「制動状態」の検出と共にセンタデフアレ
ンシヤル装置30の差動を許可とする制御をいう。従つ
て、この制御条件が成立したときは、差動制御クラツチ
70を「FREE」とするためにステツプ272に進み、差動制
御クラツチ70は「FREE」とされる。 制動時における差動制御の実行条件が不成立な場合
は、ステツプ254に進む。ステツプ254では差動制御クラ
ツチ70の強制解除制御の実行条件が成立するか否かが判
定される。この強制解除制御が本発明に係る制御に相当
する。この実施例における強制解除制御は、差動は制限
されている状態のときに、即ち、電磁弁SD₁、SD₂の少な
くとも一方がONとされているときに、前後輪の回転数差
が所定値以下とならない状態が所定時間以上継続した場
合、差動制御クラツチ70を保護するために電磁弁SD₁、S
D₂を共にOFFとし、差動制御クラツチ70を「FREE」にす
る。前記所定値及び所定時間は、差動制御クラツチ70の
差動制限の程度に応じて複数組設定される。この強制解
除制御の実行条件が成立したときはステツプ272に進
み、差動制御クラツチ70は直ちに「FREE」とされる。 なお、この強制解除制御については第10図を用いて後
に詳述する。 強制解除の実行条件が成立しなかつたときはステツプ
256に進む。ここでは、Ｎ→Ｄシフト制御の実行条件が
成立するか否かが判定される。ここにおけるＮ→Ｄシフ
ト制御とは、停止又は停止に近い状態でＮ→Ｄ（Ｎ→
Ｒ、Ｎ→２、Ｎ→Ｌを含む）シフトが行われたとき、該
Ｎ→Ｄシフトの信号を検出後所定時間だけ差動制御クラ
ツチ70を「LOW」とし（ステツプ270）、該所定時間が経
過した後アイドルスイツチがONのときに差動作制御クラ
ツチ70を「HIGH」とするものである（ステツプ266）。
これにより、Ｎ→Ｄシフト時のガタ打ち音等を減少させ
る。 Ｎ→Ｄシフト制御の実行条件が成立しなかつたときに
はステツプ258に進む。ステツプ258ではスリツプ制御の
制御条件が成立するか否かが判定される。ここにおける
スリツプ制御とは、前後輪のいずれかが脱輪、前後輪が
異なる摩擦係数の路面に接地、４輪が低μ路に接地とい
うような状態で発進しようとしたときに、前後輪の差動
を制限することによりスリツプを抑制し、車両を円滑に
発進させる制御をいう。具体的には下記の条件が全て成
立し、しかもそれが所定時間だけ継続した場合に差動制
御クラツチ70を「HIGH」とする制御をいう。 前輪の平均回転数と後輪の平均回転数のいずれか小さ
い方が所定値以下 前後輪の回転数差が所定値以上 アイドル接点がOFF又はスロツトル開度が所定値以上 前輪の平均回転数と後輪の平均回転数のいずれか大き
い方が所定値以下 このような〜の条件が全て成立し、しかもそれが
所定時間継続した場合は、ステツプ266に進み差動制御
クラツチ70が「HIGH」とされる。 スリツプ制御の実行条件が成立しなかつたときは、ス
テツプ260に進む。ステツプ260では高車速時制御の実行
条件が成立するか否かが判定される。ここにおける高車
速時制御とは、車速が所定値以上になつたときに、差動
制御クラツチ70を「FREE」とする制御をいう。このよう
な制御を実行するのは、高車速状態になると前後輪のわ
ずかな有効半径の違いが大きな差動として顕在化するよ
うになるため、動力循環による駆動系の耐久性の低下を
防止するために、あるいは燃費を向上させるために、差
動制御クラツチ70が「FREE」とされる方が望ましいため
である。なお、「FREE」としたときに前後輪の実際の差
動状態を検出し、その結果前後輪の差動が所定値よりも
小さい状態が所定時間以上に亘つて継続したことが確認
されたときは、高車速であつても差動制御クラツチ70の
耐久性や燃費上特に問題がないため、再び標準状態であ
る「LOW」に切換えられるようになつている。 高車速時制御の実行条件が成立しなかつたときは、ス
テツプ262に進む。ステツプ262においては発進加速時制
御の実行条件が成立するか否かが判定される。ここにお
ける発進加速時制御とは、自動変速機20の変速段が第１
段階であり且つスロツトル開度が所定値以上の時にスリ
ツプを防止して良好な加速を得るべく差動制御クラツチ
70を「MIDDLE」とするものである。従つて、ステツプ26
2において発進加速時制御の実行条件が成立したときは
ステツプ268に進む。 ステツプ262の発進加速時制御の制御条件が成立しな
かつたときはステツプ264に進む。ステツプ264では変速
時制御の実行条件が成立するか否かが判定される。ここ
における変速時制御とは、差動制御クラツチ70を変速が
所定回数行われる毎に「FREE」とし、該差動制御クラツ
チ70の摩擦面に定期的に潤滑油を供給する制御をいう。
実行条件が成立した場合にはステツプ272に進んで差動
制御クラツチ70が「FREE」とされる。 このような制御フローが実行される結果、各制御には
優先順位が付けられ、上位に相当する差動制御の実行条
件が成立した段階でそれより下位に相当する差動制御の
成立判断が行われないことになる。その結果、差動制御
クラツチ70に関して同時に複数の制御指令が発生するこ
とがなく、制御の干渉が有効に防止される。 なお、ステツプ254の強制解除制御が例えば第10図で
示される多くのステツプからなるように、ステツプ250
〜264の各制御の実行条件の判定及び制御の実行は、必
ずしも第９図に示されるような単純なフローによつて達
成されるものではない。 次に、第10図に上述の強制解除制御（以下本制御とい
う）に焦点を絞つた制御フローを示す。 この制御フローはエンジンの始動によりスタートす
る。 先ず第10図（Ａ）のステツプ301において各種センサ
からの信号を入力する。本制御に関係ある信号として
は、車輪回転数、アクセル開度等がある。 ステツプ302においては本制御に必要な数値の演算を
実行する。ここで演算される数値としては、前輪平均回
転数N_F、後輪平均回転数N_R、車速（＝前後輪平均回転
数）Nv、前後輪回転数差ΔN_FR等がある。この前後輪の
回転数差ΔN_FRは、センタデフアレンシヤル装置30にお
ける差動回転数ΔN_Mと比例関係にあるため、ΔN_FRをΔN
_Mに置換えても以降の制御は可能である。 ステツプ350においては、差動セレクトスイツチ99がA
UTOモードとなつているか否かが判断される。AUTOモー
ドであつた場合、ステツプ351に進み、FREEモードであ
つた場合ステツプ356に進む。 ステツプ351及び357のフラグF_Aは、これが１のときに
本制御が実行中であることを示し、零のときに非実行中
を示すフラグである。従つて、ステツプ350において差
動セレクトスイツチ99がFREEモードと判定された場合に
は、ステツプ356で差動制限クラツチ70を即時「FREE」
とした後本制御が終了したということでフラグF_Aが零と
される。これは、差動制御クラツチ70が「FREE」とされ
たならば、これによつて本制御の目的が達成されてしま
うからである。 フラグF_Aは、当初は零に設定されているため、ステツ
プ351からステツプ360へと進んでくる。ステツプ360〜3
66では、差動制御クラツチ70の本制御以外のAUTO制御の
優先度に従つた制御（第９図参照）が実行される。 本制御は、第10図（Ｂ）のステツプ378〜386のステツ
プにより、差動制御クラツチが「HIGH」、「MIDDLE」、
「LOW」、とされているときに、それぞれ第10図（Ｃ）
〜（Ｆ）に示されたフローチヤートに従つて実施され
る。 AUTO制御における制御条件の成立によつて差動制御ク
ラツチ70が「FREE」とされたときは（ステツプ365）、
本制御は実施されない。これは、差動セレクトスイツチ
99がFREEモードとされたとき同様に、AUTO制御によつて
差動制御クラツチが「FREE」とされたときでも、もとも
と該差動制御クラツチ70の耐久性の問題が発生しないた
めである。 差動制限力が「HIGH」になつている場合、ステツプ37
8から第10図（Ｃ）のステツプ410へと進んでくる。 ステツプ410では、先ず前後輪の回転数差ΔN_FRがある
所定値ΔN_H1より大きくなつているか否かが判断され
る。ΔN_FR≧ΔN_H1であつた場合、フラグF₁は当初零に設
定されているため、ステツプ418から421へと進み、タイ
マT_A、T_B、T_C、T_D、T_E、T_Fがそれぞれカウントスタート
される。その後、ステツプ422において各フラグF₁〜F₆
が１に設定された後リターンされる。なお、フラグF₁〜
F₆は、それぞれタイマT_A〜T_Fがカウント中であることを
示すフラグである。 フラグF₁が１に設定されたことから、ΔN_FR≧ΔN_H1の
判定がなされている間はステツプ410、418から419へと
進み、タイマT_Aがある所定時間T_H1以上続いたと判断さ
れたときに差動制限力が「FREE」とされる（ステツプ41
9、429）。 所定時間T_H1が経過しないうちに前後輪の回転数差ΔN
_FRが所定値ΔN_H1より小さくなつた場合は、ステツプ410
から411、412と進み、タイマT_Aのカウントがリセツトさ
れると共にフラグF₁が零にリセツトされる。その後、前
後輪の回転数差ΔN_FRがΔN_H1より小さいΔN_H2より大き
いか否かが判断される。 もし、回転数差ΔN_FRがΔN_H2よりは大きいと判断され
た場合は、ステツプ414でフラグF₂が１となつている
か、即ちタイマT_Bがカウントスタートされているか否か
が判定され、既にタイマT_Bがカウントスタートされてい
た場合にはステツプ435に進み、該タイマT_Bが所定時間T
_H2（T_H2＞T_H1）より大きくなつた時点でステツプ429に
進んで差動制御クラツチ70が「FREE」とされる。 もし、タイマT_Bがカウントスタートされていなかつた
場合は、ステツプ415に進んでタイマT_Bのカウントがス
タートされ、該タイマT_Bがカウント中であることを示す
フラグF₂が１とされる（ステツプ416）。 その結果、この時点を起点としてタイマT_Bが所定時間
T_H2より大きくなつたか否かが判断され（ステツプ43
5）、大きくなつた時点でステツプ429に進んで差動制御
クラツチ70が「FREE」とされることになる。 タイマT_Bが所定時間T_H2に至らないうちに前後輪の回
転数差ΔN_FRが所定値ΔN_H2より小さくなつた場合はステ
ツプ432に進んでタイマT_Bのカウントがリセツトされ、
更にステツプ433でフラグF₂が零にリセツトされリター
ンされる。 結局この第10図（Ｃ）のフローの実行により、差動制
御クラツチ70が「HIGH」とされていたときに前後の回転
数差ΔN_FRが所定値ΔN_H1以上の状態が所定時間T_H1以上
継続したとき、及び、前後輪の回転数差ΔN_FRが所定値
ΔN_H2以上の状態が所定時間T_H2以上継続したときに、そ
れぞれ差動制御クラツチ70が「FREE」とされ、該差動制
御クラツチ70の耐久性が確保されることになる。 なお、ΔN_H1、T_H1、ΔN_H2、T_H2の値の定性的傾向は第
11図に示された通りである。 第10図（Ｂ）の流れ図に戻る。ステツプ378で差動制
御クラツチ70の状態が「HIGH」でないと判断されたとき
には、ステツプ379、ステツプ380においてタイマT_A、T_B
のカウントがリセツトされ、フラグF₁、F₂がリセツトさ
れる。ステツプ379及びステツプ380でタイマT_A、T_Bのカ
ウント及びフラグF₁、F₂がリセツトされているのは、一
度ステツプ378で差動制御クラツチ70が「HIGH」である
と判断されてタイマT_A、T_Bのカウントが開始され、従つ
てフラグF₁、F₂が１とされながら、そのカウント中にス
テツプ378で差動制御クラツチ70の状態が「HIGH」でな
いと判断される場合があるためである。 ステツプ381では差動制御クラツチ70の状態が「MIDDL
E」であるか否かが判断される。「MIDDLE」であると判
断されたときには、第10図（Ｄ）に示されるステツプ51
0以下のフローが実行される。このフローは、基本的に
前述した第10図（Ｃ）のフローと基本趣旨が全く同様で
あるため、対応するステツプに下２桁が同一の符号を付
すに止どめ重複説明を省略する。 この第10図（Ｄ）のフローの実行により、差動制御ク
ラツチ70が「MIDDLE」とされていたときに前後輪の回転
数差ΔN_FRが所定値ΔN_M1以上の状態が所定時間T_M1以上
継続したとき、及び、前後輪の回転数差ΔN_FRが所定値
ΔN_M2以上の状態が所定時間T_M2以上継続したときに、そ
れぞれステツプ529で差動制御クラツチ70が「FREE」と
され、該差動制御クラツチ70の耐久性が確保される。な
お、ΔN_M1、T_M1、ΔN_M2、T_M2の値の定性的傾向は第11図
に示された通りである。 第10図（Ｂ）のステツプ381において差動制御クラツ
チ70が「MIDDLE」でないと判断されたときには、ステツ
プ382及び383においてタイマT_C、T_Dのカウントがリセツ
トされ、フラグF₃、F₄がリセツトされる。この趣旨は前
述したステツプ397及び380におけるリセツトの趣旨と同
様である。 ステツプ384においては差動制御クラツチ70の状態が
「LOW」であるか否かが判定される。もし差動制御クラ
ツチ70の状態が「LOW」であつた場合には、第10図
（Ｅ）に示されるようなステツプ610以下のフローが実
行される。この第10図（Ｅ）のフローも基本的に第10図
（Ｃ）のフローと同趣旨であるため、対応するステツプ
に下２桁が同一の符号を付すに止どめ重複説明を省略す
る。 この第10図（Ｅ）のフローの実行により、差動制御ク
ラツチ70が「LOW」の状態とされていたときに、前後輪
の回転数差ΔN_FRが所定値ΔN_L1以上である状態が所定時
間T_L1以上継続したとき、及び、前後輪の回転数差ΔN_FR
が所定値ΔN_L2以上の状態が所定時間T_L2以上継続したと
きに、それぞれステツプ629で差動制御クラツチ70が「F
REE」とされ、該差動制御クラツチ70の耐久性が確保さ
れる。なお、ΔN_L1、T_L1、ΔN_L2、T_L2の値の定性的傾向
は第11図に示された通りである。 ステツプ384で差動制御クラツチ70の状態が「LOW」で
ないと判断されたときには、ステツプ385及び386におい
てタイマT_E、T_F及びフラグF₅、F₆がリセツトされた後リ
ターンされる。 前述したように、本制御が実施されている間に差動セ
レクトスイツチ99がFREEモードに切替えられた場合は即
時本制御を中止し、差動制御クラツチ70を「FREE」にす
る（ステツプ350〜356〜358）。 又、本制御の実施中に本制御よりも優先の差動制御の
実行条件が成立した場合にも本制御を中止し、当該優先
の制御を実行する（ステツプ351、370〜372）。 それ以外の場合で本制御が解除される条件を以下に説
明する。即ち、本制御を実行中のときはフラグF_Aが１に
設定されているため、ステツプ351からステツプ370へと
進むが、このステツプ370で特に優先の制御の条件が成
立しなかつた場合には、該ステツプ370から第10図
（Ｆ）のステツプ701へと進んでくる。基本的には本制
御は前後輪の回転数差ΔN_FRが所定値ΔN₁よりも小さい
状態が所定時間T_F1以上継続したときに解除される。こ
のΔN₁は、差動制御クラツチ70の回転数差が耐久性上の
許容回転数差より十分低い値とされる。所定時間T_F1を
設定するのは、前後輪の回転数差ΔN_FRがΔN₁より確実
に小さくなつたことを確認するためである。 具体的には、ステツプ701で前後輪の回転数差ΔN_FRが
所定値ΔN₁より小さいか否かが判定され、小さいと判定
されたときにはステツプ702を介してステツプ703に進み
タイマT_Lのカウントがスタートされる。ステツプ704で
は該タイマT_Lのカウントがスタートされたことを示すフ
ラグF₁₀が１に設定される。一度フラグF₁₀が１に設定さ
れるとステツプ702からステツプ705へと流れるようにな
り、ステツプ705でタイマT_Lが所定時間T_F1より大きくな
つた時点でステツプ706に進みフラグF_Aが零とされ本制
御が終了する。 タイマT_Lのカウントが未だ所定時間T_F1に至らないう
ちにステツプ701でNOの判定がなされたときはステツプ7
07に進んでそれまでのタイマT_Lのカウントがリセツトさ
れ、ステツプ708でフラグF₁₀が零にリセツトされる。従
つて、本制御はそのまま実行され続ける。 この実施例では、本発明を開始する条件である前後輪
の回転数差の「所定値」及び「所定（継続）時間」がそ
れぞれ差動制御クラツチ70の状態が「HIGH」、「MIDDL
E」、「LOW」の各モード、即ち、そのときに現に前後輪
にかけられている差動制限力に応じて第11図に示される
ように異なるようになつている。これは、各モードで差
動制御クラツチ70の摩擦面に加わる押圧力に差があるた
めであり、前後輪の回転数差ΔN_FRが同一の場合所定値
及び所定時間とも「HIGH」＜「MIDDLE」＜「LOW」の順
となつている。 又、この実施例では、第11図に示されるように、各モ
ード毎に２つのポイントを設定し、前後輪の回転数差Δ
N_FRが大きいときはその継続時間が短くても本制御の条
件が成立するようにし、ΔN_FRが小さいときはある程度
長い時間に亘つて継続されたときに本制御の開始条件が
成立するようにしている。従つて、現実の耐久性に関す
る情況を極めてきめ細かく掌握することができ、差動制
御クラツチ70の耐久性を大幅に向上させることができる
と共に、本来制限されるべきプログラムであつた場合に
その制限を最大限実行することができる。 なお、上記実施例においては、本制御を開始させるた
めの所定回転数差及び所定継続時間を各モード毎に２組
設けるようにしていたが、これを３組、４組、・・・に
増やすことができるのは当業者にとつて自明である。こ
の場合、制御フローは若干長くなるが一層の耐久性向上
と本来の差動制限の実行時間の拡大とを両立させること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の要旨を示すブロツク図、 第２図は、本発明が適用される４輪駆動車の動力伝達系
統を示すスケルトン図、 第３図は、センタデフアレンシヤル装置の差動を制限す
るための差動制御クラツチのスケルトン図、 第４図〜第７図は、上記差動制御クラツチの油圧サーボ
部に供給する油圧を発生させるための油圧回路図、 第８図は、該油圧回路によつて作り出される油圧の特性
及びこの油圧特性を実現するときの電磁弁のON−OFF状
態を示す線図、 第９図は、上記実施例装置で採用されている制御手順の
概略を示す流れ図、 第10図（Ａ）〜（Ｆ）は、差動制御クラツチの強制解除
制御に関する手順を示す流れ図、 第11図は、上記強制解除制御において用いられている前
後輪の所定回転数差及び所定継続時間の関係を示す線図
である。 10……エンジン、 20……自動変速機、 30……センタデフアレンシヤル装置、 40……前輪用デフアレンシヤル装置、 50……トランスフア装置、 60……後輪用デフアレンシヤル装置、 70……差動制御クラツチ、 80……制御装置、 90……入力系、 ΔN_FR……前後輪の回転数差、 ΔN_H1、ΔN_H2、ΔN_M1、ΔN_M2、ΔN_L1、ΔN_L2……所定回
転数差、 T_H1、T_H2、T_M1、T_M2、T_L1、T_L2……所定（継続）時間。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後輪の差動を車両走行状態を反映した信
   号により許可、制限可能に構成した４輪駆動車の前後輪
   差動制御装置において、 前記前後輪の差動が制限されている状態であるか否かを
   検出する手段と、 前記前後輪の回転数の差を検出する手段と、 前記前後輪の差動が制限されている状態であると検出さ
   れ、前記回転数の差が所定値以上と検出され、且つ、こ
   の差が所定値以上の状態が所定時間以上継続したと検出
   されたときに、前記前後輪の差動の制限を中止する手段
   と、 現に前後輪にかけられている差動制限力を検出する手段
   と、 前記所定値及び所定時間のうち、少なくとも一方を、現
   にかけられている差動制限力に応じて変更する手段と、 を備えたことを特徴とする４輪駆動車の前後輪差動制御
   装置。