JP3344741B2 - 四輪駆動車の駆動力分配制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、四輪駆動車において
前輪と後輪とに駆動力を分配する駆動力分配制御装置の
押圧力発生機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の四輪駆動車の駆動力分配制御装置
としては、例えば、特開昭６１−１５７４３７号公報所
載のものが知られている。この装置は、変速機からの駆
動力を前輪あるいは後輪のどちらか一方へ直接伝達し、
可変トルククラッチを介して他方の前輪あるいは後輪に
も駆動力を分配して伝達するものである。上記可変トル
ククラッチは、いわゆる半クラッチ状態の接続の強弱を
無段階に制御することで、前輪と後輪とへの駆動力分配
の変更の動作をおこなっているが、この半クラッチ状態
の接続の強弱は、油圧で動作する押圧力発生機構のプッ
シュロッドによりおこなわれている。つまり、プッシュ
ロッドで可変トルククラッチへの押圧力を加減し、この
押圧力の加減に応じて可変トルククラッチの半クラッチ
状態の接続の強弱が決まり、前輪と後輪とに駆動力が分
配される。

【０００３】上記押圧力発生機構はコントローラによっ
て制御されている。このコントローラは、前輪と後輪と
の駆動軸に設けた回転力センサーからの情報を入力し、
前輪と後輪との回転数の差を比較演算する。そしてこの
回転数の差を補正するために電磁比例ソレノイドに信号
を送る。電磁比例ソレノイドはコントローラからの制御
信号に応じて圧力制御弁を作動させ、押圧力発生機構の
プッシュロッドに作用させる圧力を決める。この圧力に
よって、プッシュロッドに押圧力を発揮させて、可変ト
ルククラッチの半クラッチ状態の接続の強弱を制御する
ことにより、前輪と後輪とに適切な駆動力が分配され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の駆動
力分配制御装置では、駆動力分配制御装置のプッシュロ
ッドの押圧力を検出する手段を備えていない。このため
プッシュロッドの実際の押圧力の出力状態をフィードバ
ックできないので、可変トルククラッチを精度よく制御
することができないという問題があった。また、可変ト
ルククラッチを動作させる押圧力発生機構を油圧で動作
させていたので、油圧回路を構成する配管や、プッシュ
ロッドの動作を制御するための圧力制御弁等が必要とな
り、部品点数が多くなっていた。このため、生産コスト
が高くなってしまうという問題もあった。さらに、部品
数の多さのために、この装置を車体に組み込むときに
は、配置制限をせざる得くなり、配置の自由度が低くな
るという問題があった。この発明の目的は、精度よく可
変トルククラッチを制御するとともに、生産コストが低
く、車体への組込みの自由度が高い四輪駆動車の駆動力
分配制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明では、前輪と後輪とへの動力伝達系の途中
に前輪と後輪とへの駆動力分配の変更が可能な可変トル
ククラッチを設けるとともに、プッシュロッドを備えた
押圧力発生機構と、プッシュロッドの動作を制御するコ
ントローラとを備え、上記可変トルククラッチの駆動力
分配の変更動作を、コントローラで制御された押圧力発
生機構のプッシュロッドで動作させる四輪駆動車の駆動
力分配制御装置において、上記押圧力発生機構にコント
ローラで出力を制御される電動モータと、この電動モー
タの出力側に設けた伝達ギヤと、この伝達ギヤの回転を
プッシュロッドの直線運動に変換する変換手段と、上記
伝達ギヤと変換手段とを連係するトーションバー等の弾
性体と、上記伝達ギヤの回転量を検出する第１の回転量
検出装置と、変換手段の回転量を検出する第２の回転量
検出装置とを備え、これら２つの回転量検出装置をコン
トローラに接続した構成としている。

【０００６】

【作用】コントローラで出力を制御されている電動モー
タが回転すると、その回転は伝達ギヤ、変換手段及びこ
れらを連係しているトーションバー等の弾性体によりプ
ッシュロッドの直線運動に変換される。この回転の伝達
過程において、伝達ギヤと変換手段とはトーションバー
等の弾性体を介して連係されているので、弾性体がねじ
れ、そのねじれ量だけ、伝達ギヤと変換手段との間に回
転量の差が生じる。このときの伝達ギヤの回転量と、変
換手段の回転量は、それぞれ第１、第２の回転量検出装
置で検出されコントローラに送られる。コントローラは
その回転量の差からプッシュロッドの実際の押圧力を算
出し、必要な押圧力となるように電動モータの回転を制
御する。

【０００７】

【実施例】図１〜４はこの発明の実施例を示したもので
ある。ここでは、押圧力発生機構１のケーシング２に、
図示しないコントローラで制御されている電動モータｍ
を取付け、その出力軸３にハイポイドピニオン４を取り
つけている。このハイポイドピニオン４は軸受５、６に
より、ケーシング２に回転自在に支持されている。そし
て、ケーシング２内には、ハイポイドギヤホイール７が
設けてあり、そこに形成されたハイポイドギヤ７ａと、
上記ハイポイドピニオン４とを噛み合わせ、これらハイ
ポイドピニオン４とハイポイドギヤホイール７とで伝達
ギヤとしている。

【０００８】上記ハイポイドギヤホイール７は、軸受８
によりケーシング２に回転自在に支持されているととも
に、その図中上部の中心に支持軸９をはめ込んである。
この支持軸９は、軸受１０によってカバー１１に回転自
在に支持されている。そしてこのカバー１１には、第１
の回転量検出器としての回転型ポテンショメータ１２ａ
が取りつけてある。このポテンショメータ１２ａの検出
軸１３は、支持軸９上部に取りつけてあり、支持軸９と
連結してあるハイポイドギヤホイール７の回転量を検出
することができる。また、ハイポイドギヤホイール７の
図中下部中心には、凹部１４が形成してあり、この凹部
１４にピニオンシャフト１５の一端を軸受で回転自在に
支持している。そして、このピニオンシャフト１５の一
端とハイポイドギヤホイール７の凹部１４とは、弾性体
としてのトーションバー１７で連係している。

【０００９】また、ピニオンシャフト１５には、ピニオ
ン１８が形成してあり、図２に示すようにプッシュロッ
ド１９に形成したラック２０と噛み合わせている。した
がって、ハイポイドギヤホイール７が回転すれば、ピニ
オンシャフト１５はトーションバー１７を介して回転す
る。そして、ピニオンシャフト１５に形成したピニオン
１８と噛み合うラック２０を形成したプッシュロッド１
９は、ピニオンシャフト１５の回転方向に応じて、その
軸方向に移動する。このようにピニオンシャフト１５と
プッシュロッド１９とで変換手段を構成し、伝達ギヤの
回転をプッシュロッド１９の直線運動に変換している。

【００１０】さらに、ピニオンシャフト１５の他端側の
ケーシング２には、第２の回転量検出装置としての回転
型ポテンションメータ１２ｂが取りつけてあり、その検
出軸２１はピニオンシャフト１５の他端の中心に取りつ
けある。このポテンショメータ１２ｂは、ピニオンシャ
フト１５の回転量を検出するものである。そして、これ
ら２つのポテンショメータ１２ａ、１２ｂは図示しない
コントローラに接続し、それぞれの回転量を信号として
コントローラに送っている。

【００１１】このように構成した押圧力発生機構１にお
いて、コントローラで制御された電動モータｍが回転す
ると、電動モータｍの出力軸３に設けたハイポイドピニ
オン４が回転し、これと噛み合うハイポイドギヤホイー
ル７も回転する。ハイポイドギヤホイール７が回転する
と、トーションバー１７を介してピニオンシャフト１５
も回転しようとするが、ピニオンシャフト１５とかみ合
っているプッシュロッド１９は、図示しない可変トルク
クラッチの負荷によりすぐには回転しない。この時、プ
ッシュロッド１９側の負荷と電動モータｍの回転量とに
応じてトーションバー１７がねじれ、それからピニオン
シャフト１５が回転する。こうして、ピニオンシャフト
１５が回転すれば、その回転量に応じてプッシュロッド
１９が、その軸線方向に移動し、可変トルククラッチに
対して押圧力を発生する。

【００１２】このとき、ハイポイドギヤホイール７の支
持軸９に取りつけたポテンショメータ１２ａが、ハイポ
イドギヤホイール７の回転量を検出するとともに、ピニ
オンシャフト１５に取りつけたポテンショメータ１２ｂ
がピニオンシャフト１５の回転量を検出し、それぞれの
情報をコントローラに送る。上記したように、ハイポイ
ドギヤホイール７とピニオンシャフト１５との間には、
可変トルククラッチの負荷と電動モータｍの回転量とに
応じてトーションバー１７がねじれ、回転量の差が生じ
る。

【００１３】この回転量の差はコントローラで演算処理
され、その結果をプッシュロッド１９の実際の押圧力と
判断する。つまり、ポテンショメータ１２ａ、１２ｂの
回転量の差からトーションバー１７のねじれ量を算出
し、このねじれ量が、プッシュロッド１９の押圧力の損
失に相当する。言い換えれば、電動モータｍの回転量
は、このねじれ量分だけ損失されてプッシュロッド１９
の押圧力となっている。したがって、ねじれ量分だけ損
失している押圧力が実際のプッシュロッド１９の押圧力
であり、この押圧力を必要とする押圧力となるように電
動モータｍの回転を制御すれば、常に精度の高い押圧力
をプッシュロッド１９に発生させることができ、それだ
け、可変トルククラッチの動作も精度よく行うことがで
きる。

【００１４】図３は上記の動作を示すブロック図であ
り、図４はコントローラの動作を示すフローチャートで
ある。先ず、コントローラは、スイッチ等からの指令を
受け、その指令の値に応じた量だけ電動モーターｍを回
転させる。そして、電動モーターｍが回転することによ
って、ハイポイドピニオン４及びハイポイドギヤホイー
ル７が回転する。ハイポイドギヤホイール７の回転量
は、ポテンションメータ１２ａによって検出され、ピニ
オンシャフト１５の回転量はポテンションメータ１２ｂ
によって検出される。

【００１５】そして２つのポテンショメータ１２ａ、１
２ｂと接続しているコントローラは、ポテンションメー
タ１２ａが検出した回転量とポテンションメータ１２ｂ
が検出した回転量との差から、プッシュロッド１５の実
際の押圧力を算出する。この算出したプッシュロッド１
５の実際の押圧力を、必要とする押圧力になるようにコ
ントローラは電動モータｍの回転を制御する。このよう
に、プッシュロッド１５の実際の押圧力をコントローラ
にフィードバックしているので、精度よく可変トルクク
ラッチを制御できるようになる。また、従来の油圧回路
のように多くの部品を必要としないので、生産コストを
低くすることができるとともに、部品数が少なくなった
ので、車体への部品配置の制限が減り、車体への組込み
の自由度が高くなった。

【００１６】

【発明の効果】第１、第２の回転量検出装置で、電動モ
ータ側の回転量と、プッシュロッド側の回転量を検出
し、この回転量の差からコントローラはプッシュロッド
の実際の押圧力を算出する。そして、必要とする押圧力
となるように電動モータを制御するので、例えば、押圧
力を検出する手段のない従来例に比べ、精度よく押圧力
を制御できるようになった。また、従来の油圧回路式に
比べ、多くの部品を必要としないので、生産コストを低
くすることができるとともに、部品数の少なさから小型
化することができ、車体への部品配置の制限が少なく車
体への組込みの自由度が高くなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である押圧力発生機構の断面
図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】実施例に示した駆動力分制御配装置の動作を示
すブロック図である。

【図４】実施例においてのコントローラの動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 押圧力発生機構 １７ トーションバー １９ プッシュロッド ｍ 電動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−66927（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−157437（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−201680（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−114527（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/348 F16D 28/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪と後輪とへの動力伝達系の途中に前
   輪と後輪とへの駆動力分配の変更が可能な可変トルクク
   ラッチを設けるとともに、プッシュロッドを備えた押圧
   力発生機構と、プッシュロッドの動作を制御するコント
   ローラとを備え、上記可変トルククラッチの駆動力分配
   の変更動作を、コントローラで制御された押圧力発生機
   構のプッシュロッドで動作させる四輪駆動車の駆動力分
   配制御装置において、上記押圧力発生機構にコントロー
   ラで出力を制御される電動モータと、この電動モータの
   出力側に設けた伝達ギヤと、この伝達ギヤの回転をプッ
   シュロッドの直線運動に変換する変換手段と、上記伝達
   ギヤと変換手段とを連係するトーションバー等の弾性体
   と、上記伝達ギヤの回転量を検出する第１の回転量検出
   装置と、変換手段の回転量を検出する第２の回転量検出
   装置とを備え、これら２つの回転量検出装置をコントロ
   ーラに接続した構成とした四輪駆動車の駆動力分配制御
   装置。