JP3169129B2 - ４輪駆動自動車の駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は４輪駆動自動車の駆動制御装置に関するもの
である。

従来の技術 ４輪駆動自動車において、前輪側と後輪側との駆動力
配分比が直進走行安定性に影響を与えるものであること
は特開昭62−50230号公報にて知られており、ステアリ
ングハンドルの操舵角および車速に応じて前後輪の駆動
力配分比を制御することにより、高速時の安定性，低速
時の回頭性を確保しながら、極低速大転舵にタイトブレ
ーキング現象が発生せず、しかも滑りやすい路面では４
輪駆動状態が維持されるようにしたものも既に開発され
特開昭63−2730号公報にて公開されている。

発明が解決しようとする課題 キヤブオーバ型自動車のようにエンジンルーム，客
室，トランクルームが１つの箱に共存するワンボックス
型では構造上重心位置が高くなるので、最大安定傾斜角
度がセダン型自動車等に比べて小さくなり転覆しやすい
特性を有している。

本発明は、前後輪を直結状態にした４輪駆動自動車が
旋回時、前後輪の旋回半径の差から前輪側にブレーキが
かかるタイトブレーキング現象が起こることに着目し、
該タイトブレーキング現象を利用して事故防止等のため
の急転舵時その転舵角，転舵角速度，車速から車両の転
覆発生危険領域に入ったと判断されるとき前輪を旋回方
向より外側へドリフトさせることにより転覆限界を向上
させた４輪駆動自動車の駆動制御装置を提供することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、エンジンおよびトランスミッション等より
なるパワユニットから前後輪に至る駆動力伝達系統にセ
ンタデフ装置を設けた４輪駆動自動車或は上記駆動力伝
達系統のいずれか一方にトランスファクラッチ装置を設
けた４輪駆動自動車又は上記パワユニットから前輪に至
る駆動力伝達系統にワンウェイクラッチ装置を設けた４
輪駆動自動車において、車速センサおよび前輪舵角セン
サから得られる車速およびハンドル角，ハンドル角速度
から走行中の車両が転覆発生危険領域に入ったと判別し
たとき出力信号を発する判別手段と、該判別手段の出力
信号により上記センタデフ装置或はトランスファクラッ
チ装置又はワンウェイクラッチ装置を直結とする結合手
段とを設けたことを特徴とするものである。

作用 上記により、旋回半径の大きい前輪側にタイトブレー
キング現象が発生し、該タイトブレーキング現象により
前輪はロック気味となり旋回方向外側にドリフトするの
で、事故回避等のための急転舵時の車両の転覆限界を著
しく向上させることができる。

実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明する。

第１図において、１はエンジン，変速機等よりなるパ
ワユニットで、該パワユニット１の出力軸のトルクはセ
ンタデフ装置２を介してフロントドライブ軸３およびリ
ヤドライブ軸４に伝達され、前輪５および後輪６を駆動
するようになっている。

７はトルク配分制御機構であり、図示実施例では油圧
クラッチを用いた例を示している。即ち、トルク配分制
御機構７は、第４図（イ）に示すようにフロントドライ
ブ軸３にて例えば歯車比１の第１の歯車機構８を介して
等速回転するプレート7aとリヤドライブ軸４にて歯車比
が１より大なる歯車機構９を介して減速回転するケース
7bとからなる多板油圧クラッチにより構成され、該多板
油圧クラッチに供給される油圧がゼロのときは該多板油
圧クラッチのクラッチトルクがゼロであるのでセンタデ
フ装置２によりフロントドライブ軸３とリヤドライブ軸
４のトルク配分比は同じになる。

多板油圧クラッチに供給される油圧が増大するに従っ
てプレート7aとケース7bとの回転差によって油圧に応じ
たクラッチトルクが発生し、低回転側のケース7bには該
クラッチトルクが加わりリヤドライブ軸４のトルク配分
は油圧の増大に応じて増大し、逆にフロントドライブ軸
３のトルク配分は減少して行く。

従ってデューテイソレノイドバルブ10により図示しな
い油圧源より上記多板油圧クラッチに供給する油圧を制
御することにより前後輪への駆動トルク配分を自由に変
更制御することができる。

11はコントロールユニットであり、該コントロールユ
ニット11には前輪舵角を検出する舵角センサ12の舵角信
号，車速を検出する車速センサ13の車速信号が入力さ
れ、前輪舵角と車速とから前後輪の駆動トルク配分目標
値を演算し、該駆動トルク配分目標値よりトルク配分制
御機構７に供給する油圧を決定してデューテイソレノイ
ドバルブ10に出力信号を発し、決定値通りの油圧をトル
ク配分制御機構７に供給し、目標値通りの駆動トルク配
分とするものである。

上記のように走行条件に応じて前後輪へのトルク配分
を制御し得るようにした４輪駆動自動車において、本発
明はリヤドライブ軸４と多板油圧クラッチのケース7bと
の間に介装されたトルク配分制御用の第２の歯車機構９
と並列に設けられ前記第１の歯車機構８と同じ歯車比を
有する第３の歯車機構14と、上記トルク配分制御用の第
２の歯車機構９から上記第３の歯車機構14へ切換えるク
ラッチ機構15と、入力信号により該クラッチ機構15を上
記第３の歯車機構14側へ切換えるアクチュエータ16とか
らなるギヤ切換機構17を設けると共に、車速センサ13が
検出した車速および舵角センサ12が検出したハンドル角
の関係が第３図に示す転覆発生危険領域にあり、且つ舵
角センサ12の舵角信号から演算により求めた舵角速度信
号が示すハンドル角速度が所定値（例えば800度／秒程
度）以上となったときトルク配分制御機構７に供給され
る油圧を増加させると共に、クラッチ機構15を第２の歯
車機構９側から第３の歯車機構14側に切換えるようデュ
ーテイソレノイドバルブ10に出力信号を発するロジック
回路11aをコントロールユニット11に設けたものであ
る。

第２図は上記の制御態様を示すフローチャートであ
る。

上記のように車速および前輪舵角（ハンドル角）が第
３図に示すマップにおいて転覆発生危険領域にあり且つ
ハンドル角速度が所定値以上になったときは、第４図
（ロ）に示すようにトルク配分制御機構７は直結となる
と共に、クラッチ機構15は第１の歯車機構８の歯車比と
同じ歯車比１を有する第３の歯車機構14側に切換わるた
め、旋回中であるにも拘わらず上記直結となったトルク
配分制御機構７の両端にそれぞれ同じ歯車比１を有する
第１の歯車機構８および第３の歯車機構14を介して結合
されたフロントドライブ軸３およびリヤドライブ軸４は
等速回転するので、旋回半径の大きい前輪側にタイトブ
レーキング現象が発生する。該タイトブレーキング現象
により前輪はロック気味となり旋回方向外側にドリフト
するので事故回避のための急転舵時の車両の転覆限界を
著しく向上させることができる。

即ち本発明人が行った実験によれば、車速48km/hのＪ
ターン時（ハンドル角速度800度／秒）にワンボックス
カーＡ車では転覆限界となるハンドル角が170度から300
度に改善された。

尚転覆状態に至るのは転舵終了後１秒以上経過してか
らであるので、コントロールユニット11のロジック回路
11aの応答性は十分である。

又上記実施例では走行条件に応じて前後輪へのトルク
配分を制御し得るようにした４輪駆動自動車に適用した
例を述べたが、センタデフ装置にデフロック機構を設
け、該デフロック機構を、ハンドル角および車速が第３
図に示す転覆発生危険領域にあり且つハンドル角速度が
所定値以上となったときロックするようにしても同様の
効果を得ることができることは言うまでもなく、さらに
又第１の歯車機構８および第３の歯車機構14の歯車比を
共に１とした例を述べたが、任意の等しい値を採用し得
ることは勿論である。

尚トルク配分制御機構は前輪側或は後輪側のいずれの
駆動力配分を増大させる場合であっても油圧多板クラッ
チの入出力回転比即ち第１の歯車機構と第２の歯車機構
との歯車比の差は１％程度であるものでは旋回半径の差
による前後輪の回転数差を充分下回るので、第３の歯車
機構14を省略し、第１の歯車機構８と第２の歯車機構９
とを用い、該両歯車機構8,9間に介装された油圧多板ク
ラッチの油圧を増加させて直結状態としても、転覆限界
をある程度上げることができる。

第５図は２輪駆動と４輪駆動を切り換えることができ
るようになっているパートタイム式４輪駆動自動車に適
用した第２の実施例を示すもので、18はエンジン，クラ
ッチ，変速機等よりなるパワユニットであり、該パワユ
ニット18の出力軸にはギヤ18aが固着され、該ギヤ18aは
後輪用デイファレンシャル装置19のケースに設けられた
ギヤ19aに噛み合い、該後輪用デイファレンシャル装置1
9から左右のリヤアクスルシャフト20,21を介して図示し
ない左右の後輪に駆動力が伝達されるようになってい
る。

21は２輪駆動と４輪駆動とを切換えるためのトランス
ファクラッチ装置であり、該トランスファクラッチ装置
21はギヤが固着された出力軸21aと、該出力軸21aに軸方
向に摺動可能なるよう嵌装されると共にその一端部に上
記出力軸21aに設けられたギヤと係脱可能なギヤを備え
他端部に上記後輪用デイファレンシャル装置19のケース
に設けられたギヤ19aと常時噛合うギヤを備えたスライ
ドスリーブ21bとからなり、該スライドスリーブ21bと出
力軸21aとの間のギヤによる係合が解除されたときは後
輪のみが駆動される２輪駆動となり、上記スライドスリ
ーブ21bと出力軸21aとがギヤにより係合されたときは後
輪用デイファレンシャル装置19のケースの回転はトラン
スファクラッチ装置21,ベベルギヤ22を介してプロペラ
シャフト23に伝達され、該プロペラシャフト23の回転力
は図示しない前輪リングギヤを介して前輪用デイファレ
ンシャル装置に入力され、該前輪用デイファレンシャル
装置より左右の前輪に駆動力が伝達されるようになって
いる。

上記のように走行条件に応じてパワユニットから前後
輪に至る駆動力伝達系統のいずれか一方に設けたトラン
スファクラッチ装置の係合ならびにその解除を行なうこ
とにより２輪駆動と４輪駆動とを選択し得るようにした
パートタイム式４輪駆動自動車において、本発明は上記
トランスファクラッチ装置を、ハンドル角および車速が
第３図に示す転覆発生危険領域にあり且つハンドル角速
度が所定値以上となったとき係合状態とするようにした
ものであり、この場合でも前記第１の実施例と全く同様
の効果を得ることができることは言うまでもない。

第６図（イ），（ロ）はパワユニットから前後輪に至
る駆動力伝達系統のうちパワユニットから前輪に至る駆
動力伝達系統にワンウェイクラッチ装置を設けた旋回時
等で前後輪に回転差が生じたとき４輪駆動から２輪駆動
に切換えるようにした４輪駆動自動車に適用した第３の
実施例を示すもので、24は図示しないパワユニットの出
力軸により直接又は間接に駆動される駆動軸、25は該駆
動軸24の先端小径部にニードルベアリング26を介して回
転可能に支持されるフロントドライブ軸、27および28は
上記フロントドライブ軸25にベアリング29,29,29を介し
て回転可能に支持される前進用スプラインおよび後進用
スプラインで、該前進用スプライン27および後進用スプ
ライン28の内周面はそれぞれ多角に形成されており、該
多角形の辺部分とフロントドライブ軸25の内周面間には
ケージ（図示省略）に介装されてコロクラッチ30,31が
介装され、上記前進用スプライン27および後進用スプラ
イン28の外周面には駆動軸24にねじ止め固着されたスプ
ライン（フロントドライブ）24aに回動を拘止され軸方
向にのみ摺動可能なるようスプライン結合されたスリー
ブ（フロントドライブ）32の先端部に係止される係止部
27aおよび28aが設けられる。

上記の構成において、第６図（イ）に示すようにスリ
ーブ（フロントドライブ）32の先端部を前進用スプライ
ン27の係止部27aに係止させた前進時は、駆動軸24に伴
なう上記前進用スプライン27の回転により該前進用スプ
ライン27の内周部のコロクラッチ30は前進用スプライン
27の内周に形成した多角形の角部即ち前進用スプライン
27内周とフロントドライブ軸25外周の隙間の狭い部分に
てフロントドライブ軸25の外周面に押しつけられて楔作
用をなし、該コロクラッチ30を介してフロントドライブ
軸25も前進用スプライン27即ち駆動軸24と共に一体とな
って回転し４輪駆動方式となる。

次に旋回時等のようにフロントドライブ軸25が駆動軸
24より早く回転した場合はコロクラッチ30は前進用スプ
ライン27の辺部分にて単に空転するのみで２軸駆動方式
となる。

要するに、前進用スプライン27即ち駆動軸24とフラン
トドライブ軸25間は一方向クラッチの機能が組み込まれ
ているので、フロントドライブ軸25の回転数が駆動軸24
の回転数即ちリヤドライブ軸の回転数より早くなる旋回
走行時は駆動軸即ちリヤドライブ軸のみが駆動される２
軸駆動方式となりタイトブレーキング現象の発生を防止
し、直線走行時はフロントドライブ軸25および駆動軸24
即ちリヤドライブ軸が同一回転数で回転する４軸駆動方
式となり充分な駆動を得ることができる。

尚スリーブ（フロントドライブ）32の先端部を後進用
スプライン28の係止部28aに係止させた後進時は、コロ
クラッチ31が楔作用をなす方向が前進時のコロクラッチ
30とは逆になるのみで他は全く同じなので詳細な説明は
省略する。

上記のようにパワユニットから前後輪に至る駆動力伝
達系統のうちパワユニットから前輪に至る駆動力伝達系
統にワンウェイクラッチ装置を設け、該ワンウェイクラ
ッチ装置を直進走行時は直結として４輪駆動方式とし、
前輪の回転数が後輪の回転数より大となる旋回走行時は
ワンウェイクラッチ装置が働いて後輪のみが駆動される
２輪駆動方式とする４軸駆動自動車において、本発明は
第６図（ロ）に示すようにスリーブ（フロントドライ
ブ）32の先端部を前進用スプラインの係止部27aおよび
後進用スプライン28の係止部28aの双方に係止させるこ
とにより、前進時であるか後進時であるかに関係なくフ
ロントドライブ軸25および駆動軸24即ちリヤドライブ軸
を直結状態とし得るよう構成すると共に、ハンドル角お
よび車速が第３図に示す転覆発生危険領域にあり且つハ
ンドル角速度が所定値以上となったとき上記スリーブ
（フロントドライブ）32を前進用スプライン27および後
進用スプライン28の双方に係止させてフロントドライブ
軸25および駆動軸24即ちリヤドライブ軸を直結状態とす
るようにしたものであり、この場合でも第１の実施例と
全く同様の効果を得ることができることは言うまでもな
い。

発明の効果 上記のように本発明によれば、エンジンおよびトラン
スミッション等よりなるパワユニットから前後輪に至る
駆動力伝達系統にセンタデフ装置を設けた４輪駆動自動
車或は上記駆動力伝達系統のいずれか一方にトランスフ
ァクラッチ装置を設けた４輪駆動自動車又は上記駆動力
伝達系統のうちパワユニットから前輪に至る駆動力伝達
系統にワンウェイクラッチ装置を設けた４輪駆動自動車
において、車速センサおよび前輪舵角センサから得られ
る車速およびハンドル角，ハンドル角速度から走行中の
車両が転覆発生危険領域に入ったと判別したとき出力信
号を発する判別手段と、該判別手段の出力信号により上
記センタデフ装置或はトランスファクラッチ装置又はワ
ンウェイクラッチ装置を直結とする結合手段とを設けた
ことにより、旋回半径の大きい前輪側にタイトブレーキ
ング現象が発生し、該タイトブレーキング現象により前
輪はロック気味となり旋回方向外側にドリフトするの
で、事故回避等のための急転舵時における車両の転覆限
界を著しく向上させることができるもので、構成の簡単
なることと相俟って実用上多大なる効果をもたらし得る
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を示す平面説明図、第２図は
本発明における制御態様の一例を示すフローチャート、
第３図は車速とハンドル角に対する転覆発生危険領域を
示す説明図、第４図（イ）および（ロ）はそれぞれ前後
輪への駆動トルク配分制御および前後輪の駆動軸直結時
における駆動力伝達経路を示す説明図、第５図は本発明
を適用すべきトランスファクラッチ装置付き４輪駆動自
動車の動力伝達系統を示す説明図、第６図は本発明を適
用すべきワンウェイクラッチ装置付き４輪駆動自動車の
動力伝達系統を示す説明図で、（イ）はワンウェイクラ
ッチ装置としての作動時、（ロ）はワンウェイクラッチ
装置が前後進に関係なく直結とする状態を示している。 １……パワユニット、２……センタデフ装置、３……フ
ロントドライブ軸、４……リヤドライブ軸、５……前
輪、６……後輪、７……トルク配分制御機構、８……第
１の歯車機構、９……第２の歯車機構、10……デューテ
ィソレノイドバルブ、11……コントロールユニット、11
a……ロジック回路、12……舵角センサ、13……車速セ
ンサ、14……第３の歯車機構、15……クラッチ機構、16
……アクチュエータ、17……ギヤ切換機構、18……パワ
ユニット、19……後輪用デイファレンシャル装置、20…
…リヤアクスルシャフト、21……トランスファクラッチ
装置、22……ベベルギヤ、23……プロペラシャフト、24
……駆動軸、25……フロントドライブ軸、26……ニード
ルベアリング、27……前進用スプライン、28……後進用
スプライン、29……ベアリング、30,31……コロクラッ
チ、32……スリーブ（フロントドライブ）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−2730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−22530（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−41031（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンおよびトランスミッション等より
   なるパワユニットから前後輪に至る駆動力伝達系統にセ
   ンタデフ装置を設けた４輪駆動自動車において、車速セ
   ンサおよび前輪舵角センサから得られる車速およびハン
   ドル角，ハンドル角速度から走行中の車両が転覆発生危
   険領域に入ったと判別したとき出力信号を発する判別手
   段と、該判別手段の出力信号により上記センタデフ装置
   を直結とする直結手段とを設けたことを特徴とする４輪
   駆動自動車の駆動制御装置。
2. 【請求項２】請求項（１）に記載の直結手段を、センタ
   デフ装置から前輪に至るフロントドライブ軸にて第１の
   歯車機構を介して回転するプレートと、上記センタデフ
   装置から後輪に至るリヤドライブ軸にて第２の歯車機構
   を介して回転するケースとからなる多板油圧クラッチに
   て構成し、該多板油圧クラッチへの供給油圧を増加させ
   て直結状態とするようにしたことを特徴とする４輪駆動
   自動車の駆動制御装置。
3. 【請求項３】エンジンおよびトランスミッション等より
   なるパワユニットから前後輪に至る駆動力伝達系統のい
   ずれか一方にトランスファクラッチ装置を設けた４輪駆
   動自動車において、車速センサおよび前輪舵角センサか
   ら得られる車速およびハンドル角，ハンドル角速度から
   走行中の車両が転覆発生危険領域に入ったと判別したと
   き出力信号を発する判別手段と、該判別手段の出力信号
   により上記トランスファクラッチ装置を直結とする直結
   手段とを設けたことを特徴とする４輪駆動自動車の駆動
   制御装置。
4. 【請求項４】エンジンおよびトランスミッション等より
   なるパワユニットから前後輪に至る駆動力伝達系統のう
   ちパワユニットから前輪に至る駆動力伝達系統にワンウ
   ェイクラッチ装置を設けた４輪駆動自動車において、車
   速センサおよび前輪舵角センサから得られる車速および
   ハンドル角，ハンドル角速度から走行中の車両が転覆発
   生危険領域に入ったと判別したとき出力信号を発する判
   別手段と、該判別手段の出力信号により上記ワンウェイ
   クラッチ装置を直結とする直結手段とを設けたことを特
   徴とする４輪駆動自動車の駆動制御装置。