JP3579962B2 - Four-wheel drive - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンからの駆動力を前後輪に可変に分配できる所謂トルクスプリット型の四輪駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
四輪駆動車に適用される四輪駆動装置においては、電子制御式クラッチを備えて前後輪への駆動力乃至トルクを可変に分配できる所謂トルクスプリット型のものが実用化されている。これによれば、走行状況に応じてトルク配分を最適化でき、四輪を常時最適に駆動することができるため、走行性能を格段に向上すると共に、不要なスリップ等を防止して安全性をも高めることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような装置において、二輪駆動への切換えが可能なパートタイム方式を考えた場合、二輪駆動時にクラッチの制御を止めて分断してしまうのが簡単で、また、運転席から操作できるスイッチ等を設け、切換えを電気的に行うことも容易に考えられる。
【0004】
しかし、こうした場合、スイッチ等の故障、ハーネス異常(断線、ショート等)、或いは乗員による誤操作等が生じると、運転者の意思に反して勝手に切換えがなされてしまう。特にこのような故障等と、正規操作による切換えとの判別は極めて難しく、構造的な対処が非常に困難である。
【0005】
一方、従来の特に後輪駆動ベースの装置において、四輪駆動から二輪駆動への切換時に前輪をその駆動系から分断し、走行回転する前輪により駆動系が逆駆動されるのを防止して、燃費の向上、振動騒音の低減等を図るものがある。この前輪と駆動系とを断続するのが断続機構(所謂フリーホイールハブ等)で、これは手動で操作するものが一般的であるが、運転者の手間を軽減するため、前述の切換制御と同期させて自動制御することも考えられる。
【0006】
しかし、この場合にも、前述のハーネス異常等が生じると断続機構の断続が勝手になされてしまい、特に四輪駆動での走行中に断続機構が分断され、前輪への駆動力が急に除かれてしまうと、ステアリング特性がアンダーステア傾向からオーバーステア傾向に急変することもあり得、操縦安定性が低下する。
【0007】
そこで、本発明は上記課題を解決すべく創案されたものであり、その目的は、四輪駆動から二輪駆動への切換時におけるステアリング特性の急変を防止し得る四輪駆動装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る四輪駆動装置は、エンジンからの駆動力を前後輪に分配するためのクラッチと、クラッチの締結力を前後輪の速度差に基づいて制御すると共にそのクラッチを断続して四輪駆動と二輪駆動とを切り換えるコントローラと、四輪駆動時に四輪を駆動系に接続し、二輪駆動時に前輪を駆動系から分断する断続機構とを備え、上記コントローラに、上記断続機構の断続を制御し且つ四輪駆動から二輪駆動への切換時に車速が所定速度以下になるまで上記断続機構の接続状態を保持するための演算処理部を設けたものである。
【0009】
【作用】
上記構成においては、車速が所定速度以下になるまで断続機構が接続状態に保持され、逆に言えば所定速度以下の場合にのみ分断される。よって、分断を行う車速を十分安全な低速に定めれば、通常走行中においての分断を防止できる。
【0010】
【実施例】
以下本発明の好適実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【0011】
図1は、本発明に係る四輪駆動装置を示す構成図である。図中左側に位置する1が前輪、右側に位置する2が後輪で、これにおいてはエンジン3からの駆動力によって後輪2が常時直接的に駆動されるようになっている。即ち、この四輪駆動装置5は後輪駆動(FR)ベースとなっている。なお図2は、図1の構成をより具体的に描いたものなので適宜参照されたい。
【0012】
四輪駆動装置5は、エンジン3からの駆動力或いはトルクを入力して前後輪1,2に各々出力するためのトランスファ6を有する。なお、エンジン3とトランスファ6との間には変速装置(トランスミッション)4が介設される。トランスファ6は、セレクタレバー7の手動操作によって高速段(以下ハイモードという)及び低速段(以下ローモードという)を切り換えるための切換機構8と、切換機構8からの入力を実質的に分配するためのクラッチ9とから主に構成される。
【0013】
切換機構8は、入力軸10に同軸に設けられた入力スプライン11及び入力ギヤ12と、サンギヤとしての入力ギヤ12及び固定ギヤ13間で歯合回転するプラネタリギヤ14と、プラネタリギヤ14の回転に伴って入力軸10回りを回転する円筒状ギヤ15とを有する。そして入力スプライン11、又は円筒状ギヤ15に付属したスプラインが、セレクタレバー7の操作により、後輪駆動軸16の入力端の駆動スプライン16aに、スライド可能なシフトスリーブ18を介して選択的に接続されるようになっている。図示例においては、通常の四駆走行を想定して四駆ハイモード4Hが選択されており、この場合、シフトスリーブ18は、入力スプライン11と駆動スプライン16aとを接続して、入力軸10を後輪駆動軸16に直結する。また四駆ローモード4Lが選択されると、シフトスリーブ18は、円筒状ギヤ15に付属したスプラインと駆動スプライン16aとを接続して、後輪駆動軸16を減速回転させるようになる。なお四駆ハイモード4Hは、通常の雪道、ぬかるみ等の路面状況で選択され、四駆ローモード4Lは、急坂、極悪路、けん引等の比較的高い駆動力を要する状況で選択される。
【0014】
後輪駆動軸16の出力端には、終減速装置17の一部をなす小ギヤ16bが設けられ、小ギヤ16bは、デファレンシャルケース19に一体に設けられた大ギヤ20を駆動する。そして大ギヤ20は、左右の差動小ギヤ21及び後輪車軸22を介して後輪2をそれぞれ駆動する。なお図2に示すように、後輪駆動軸16において、そのトランスファ6から延出する部分は後輪側プロペラシャフト16cによって形成される。
【0015】
クラッチ9は、湿式多板式の構成が採用され、即ちこれは、後輪駆動軸16に列設された複数のインナプレート23と、インナプレート23間に配置されたアウタプレート24との摩擦接続により駆動力を分配するようになっている。インナプレート23は後輪駆動軸16に、またアウタプレート24はクラッチハウジング25にそれぞれスプライン嵌合されており、軸方向にはスライド移動でき、回転方向には移動できぬようになっている。クラッチハウジング25は後輪駆動軸16の回りを回転可能である。そしてインナプレート23とアウタプレート24とは、その近傍に固定されたアクチュエータ即ち電磁ソレノイド26の発生電磁力をきっかけに、スライド移動して圧着を行うようになっている。よって、このクラッチ9においては、電磁ソレノイド26を制御することでインナプレート23とアウタプレート24との接触状態或いは当たり具合を制御し、前後輪1,2への分配トルクを車両の走行状態に応じて制御する仕組みとなっている。そして、このようにクラッチ9の締結力を制御することにより、クラッチ9からは0:100 〜50:50 (前輪:後輪)の分配トルクを常時連続的に得ることができる。
【0016】
さらに、クラッチハウジング25と後輪駆動軸16とには直結用スプライン27,28がそれぞれ設けられる。これら直結用スプライン27,28は、四駆ローモード4Lが選択されたとき、スライド可能な接続スリーブ29によって互いに接続される。こうなると、クラッチハウジング25は後輪駆動軸16に直結されることになり、メカニカルロックが達成されてクラッチ9による分配トルク制御はなされない。このように、直結用スプライン27,28と接続スリーブ29とは、クラッチ9の前輪駆動側を後輪駆動系に直結するため直結機構9aを形成する。
【0017】
図3には、セレクタレバー7を乗員室内から見たときの様子が示されている。セレクタレバー7は、クランク状のゲート55に沿って移動可能で、ゲート55には、四駆ローモード4L及び四駆ハイモード4Hに加え、後述するニュートラルモードN及び二駆ハイモード2Hのポジションがそれぞれ与えられている。よって運転者は、セレクタレバー7をゲート55に沿って移動して各モードを選択することになる。そして図1,図2に示すように、トランスファ6には、セレクタレバー7のポジションによってON/OFFが切り換わる二つのスイッチSW1,SW2が設けられる。これらスイッチSW1,SW2のON/OFFの組み合わせは図4に示す通りである。
【0018】
図1に戻って、クラッチハウジング25にはスプロケット30が設けられ、スプロケット30からは前輪駆動力が、チェーン31及び駆動スプロケット32を介して前輪駆動軸33に伝達される。そして前記同様、前輪駆動軸33の出力端には終減速装置34の一部をなす小ギヤ35が設けられ、小ギヤ35は大ギヤ36、デファレンシャルケース37、差動小ギヤ38及び前輪車軸39を介して前輪1をそれぞれ駆動する。なお図2に示すように、前輪駆動軸33において、そのトランスファ6から延出する部分は前輪側プロペラシャフト33aによって形成される。
【0019】
さらに、トランスファ6において、後輪駆動軸16と前輪駆動軸33とには速度検出のための突起付ディスク41,42がそれぞれ設けられる。突起付ディスク41,42は、その周縁部に等間隔且つ複数の突起を有する。そして突起付ディスク41,42の近傍には、ホール素子を用いた無接触近接式の速度センサ43,44が設けられ、速度センサ43,44は、回転するディスク41,42の突起が通過する毎にパルス信号を出力する。
【0020】
これら速度センサ43,44は、主にクラッチ9の電子制御を行うためのコンピュータ式コントローラ45(例えばECU)に電気的に接続される。コントローラ45は、速度センサ43,44からの信号及び他の信号等を入力する入力部46と、入力部46からの入力信号に基づき演算処理を行う演算処理部47と、演算処理部47で得られた出力値等に基づき出力信号や作動電流を出力する出力部48とから主に構成される。ここで、出力部48から電磁ソレノイド26に出力される作動電流は、具体的にはパルス電流によるデューティ比の変化により増減される。そしてその作動電流の増減によりクラッチ9の電子制御が達成される。またコントローラ45は、セレクタレバー7のポジションを示すスイッチSW1,SW2によるON/OFF信号や、後述する断続機構40の接続状態を示す信号等も入力して、かかる四輪駆動装置5を一括して制御するものである。
【0021】
四駆ハイモード4Hにおける通常制御において、演算処理部47は、速度センサ43,44からのパルス信号を読み取って、時間当たりの回転位相から、各軸16,33の回転速度、さらにはそれらを補正して後輪速度Vr及び前輪速度Vfを算出する。なお本実施例では、前輪速度Vfを車両自体の速度即ち車速に等しいとしている。そしてこれらに速度差がある場合、例えば発進加速等においてVr>Vfの場合には、その速度差を打ち消すように前輪1側にトルクを分配させる。具体的には、電磁ソレノイド26に与える作動電流を増大して、インナプレート23とアウタプレート24との押付けを強くする。一方Vr■Vfの場合は、それらプレート23,24の押付けを逆に弱くする。こうしてコントローラ45は、速度センサ43,44からパルス信号が送出される瞬間毎に、インナープレート23とアウタプレート24との圧着を増減し、クラッチ9の制御を行う。
【0022】
一方、前述したように、かかる四輪駆動装置5においては、二駆ハイモード2H即ち高速二輪駆動モードを選択することもできる。この場合、シフトスリーブ18及び接続スリーブ29の位置は四駆ハイモード4Hの場合に等しく、クラッチ9は分断されたまま制御がなされない。
【0023】
そして二駆ハイモード2Hのとき、一方即ち左側の前輪車軸39は、その車軸39の接続・分断を行うための断続機構40によって分断される。具体的に、前輪車軸39は分割車軸39a,39bからなり、分割車軸39a,39bには断続用スプライン56a,56bが設けられ、これら断続用スプライン56a,56bは、四駆ハイモード4Hのときには接続スリーブ40aを介して接続される一方、二駆ハイモード2Hのときには接続スリーブ40aのスライド移動により分断される。ここで接続スリーブ40aの移動は、セレクタレバー7の操作と同期して、アクチュエータ40bによる空気圧制御によって自動的になされる。
【0024】
図2にはアクチュエータ40bの構成が詳細に示されており、これによると、断続機構40にはバキュームポンプ50が接続され、バキュームポンプ50で発生した真空圧はバキュームタンク51に溜められ、その真空圧が電磁弁52の切換えによって断続機構40に選択的に供給されることにより、接続スリーブ40aの往復移動がなされて断続機構40の自動切換が達成される。なお53は逆止弁である。
【0025】
ここで、演算処理部47は、出力部48から電磁弁52に作動電流を供給して前述の制御を実行する。そして演算処理部47は、断続機構40に設けられたスイッチSW3により、接続スリーブ40aの位置を検出して断続を確認することができる。断続機構40はスイッチSW3がONのときに接続、 OFFのときに分断するようになっており、そのON/OFFと各モードとの組み合わせは図4に示す通りである。これによれば、四輪駆動の場合はON(接続)、それ以外の場合は OFF(分断)になっているのが分かる。
【0026】
このように、前輪車軸39が分断されると、左右の前輪1は前輪駆動系から分断されて走行中フリーに回転できるようになる。そして、それらの走行中の回転により、前輪駆動軸33からクラッチハウジング25に至る前輪駆動系が逆駆動されないので、それらを走行中であっても静止状態に保持でき、燃費の悪化、振動騒音等を防止できる。
【0027】
次にニュートラルモードNについて説明すると、前述したように、四駆ローモード4Lの場合、切換機構8においては円筒状ギヤ15及び駆動スプライン16aが、直結機構9aにおいては直結用スプライン27及び28がそれぞれメカニカルに接続される。そして四駆ハイモード4Hから四駆ローモード4Lへの切換えを考えた場合、各ギヤには速度差があるため調速が必要となるが、本実施例では調速のための機構を持たないため、各ギヤの接続は停止時のみ行うことができる。よって途中で、一旦ニュートラルモードNに入れて各ギヤを完全に分断し、シフトスリーブ18及び接続スリーブ29を一方にのみ噛み合う中間位置にした後、それから接続を行うようにして接続をスムーズにしている。またニュートラルモードNを設けたことで、四駆ハイモード4Hから四駆ローモード4Lへの直接的な切換えを防止し、これにより各機構8,9aの破損防止等を図れる。ここでニュートラルモードNにおいては、エンジン3からの駆動力は前後輪1,2いずれにも伝達されず、また前述のクラッチ9の制御も行われない。
【0028】
このように、かかる四輪駆動装置5は、可変分配式で且つパートタイム式の構成がなされている。
【0029】
さて、特に四駆ローモード4Lで走行中、スイッチSW1,SW2の故障、或いはこれらスイッチSW1,SW2とコントローラ45とを結ぶハーネスの異常等により、図4に示すON/OFFの組み合わせが変わり、即ちモード切換信号がコントローラ45に入力されて、二駆ハイモード2HやニュートラルモードNが不意に選択されてしまう場合がある。こうなると、前述したような断続機構40の制御が実行されて断続機構40が分断状態となり、実質的な二輪駆動或いはニュートラル状態となって操縦安定性が低下する場合がある。
【0030】
そこで、本実施例では、このような問題を解決すべく以下の制御を実行している。
【0031】
図5は、コントローラ45の演算処理部47による断続機構40の制御のフローチャートを示す。四駆ローモード4Lで走行中、ハーネス異常等により二駆ハイモード2H或いはニュートラルモードNへのモード切換信号が入力されると、先ず前輪側速度センサ44の信号から前輪速度Vfを読み取る。そしてVfが所定速度V以下、即ち十分な低速以下であるかどうかを判断して、そうであれば次のステップに進んで、後輪側速度センサ43の信号から後輪速度Vrを読み取る。そして同じくVrがV以下であるかどうかを判断し、そうであれば次のステップに進んで、電磁弁52に作動電流を供給して断続機構40を分断する。一方これにおいては、モード切換信号の入力後、前輪速度Vf(車速に等しい)と後輪速度VrとのいずれもがV以下まで落ちない限り、断続機構40の接続状態は保持される。
【0032】
これによると、四駆ローモード4Lで走行中不意に切換えがなされても、断続機構40が接続され続けるため、前輪1が駆動系から外れて完全な二輪駆動或いはニュートラル状態に切り換わってしまうのを防止でき、これによりステアリング特性の急変を防止でき、操縦安定性を保持できる。ここで、断続機構40が分断する車速を十分な低速としたので、分断を安全な速度にて行うことができる。或いは、速度Vは実質上停止と同等な速度に設定され、本実施例の場合、停止又はそれに近い状態ではじめて分断を行うとも言える。なお上記の制御は、四駆ローモード4Lからの切換えの場合に限られ、四駆ハイモード4Hからの切換えの場合は走行状況等に即した別の制御が実行される。そして四駆ローモード4Lからの切換えがなされたという判断は、演算処理部47が切換前のモードを監視することにより行われている。上記においては、ハーネス異常等の場合を想定して説明したが、正規操作による切換えの場合も全く同様な制御がなされ、つまりこの制御はフェイルセーフの機能をも兼ね備えたものである。
【0033】
尚、本発明は上記実施例に限るものではなく、例えば断続機構を前輪車軸以外の場所に設ける等、様々な変形実施例が可能である。
【0034】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【0035】
(1) 四輪駆動走行中に駆動モード検出スイッチ系に不良が発生しても、ステアリング特性の急変を防止でき、操縦安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る四輪駆動装置の実施例を示す構成図である。
【図2】図1の四輪駆動装置をより具体的に描いた構成図である。
【図3】セレクタレバー及びゲートを示す平面図である。
【図4】各モードにおけるスイッチのON/OFFの組合せを示す表である。
【図5】演算処理部による制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 前輪
2 後輪
3 エンジン
5 四輪駆動装置
9 クラッチ
40 断続機構
45 コントローラ
47 演算処理部
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a so-called torque split type four-wheel drive device capable of variably distributing a driving force from an engine to front and rear wheels.
[0002]
[Prior art]
As a four-wheel drive device applied to a four-wheel drive vehicle, a so-called torque split type that has an electronically controlled clutch and can variably distribute driving force or torque to front and rear wheels has been put to practical use. According to this, the torque distribution can be optimized according to the driving situation, and the four wheels can always be driven optimally, so that the driving performance is remarkably improved, and unnecessary slips are prevented to improve safety. Can also be increased.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a device, when considering a part-time system capable of switching to two-wheel drive, it is easy to stop and disconnect the clutch control at the time of two-wheel drive, and a switch that can be operated from the driver's seat It is also conceivable that the switching is performed electrically by providing such a method.
[0004]
However, in such a case, if a failure of a switch or the like, an abnormality of a harness (a disconnection, a short circuit, or the like), or an erroneous operation by an occupant or the like occurs, the switching is performed without permission of the driver. In particular, it is extremely difficult to discriminate such a failure or the like from switching by a normal operation, and it is very difficult to deal with the structure.
[0005]
On the other hand, in a conventional rear-wheel drive-based device in particular, the front wheels are separated from the drive system when switching from four-wheel drive to two-wheel drive, and the drive system is prevented from being reversely driven by the front wheels that rotate while traveling. Some of them aim to improve fuel efficiency, reduce vibration noise, and the like. An intermittent mechanism (a so-called freewheel hub or the like) for intermittently connecting the front wheel and the drive system is generally operated manually. It is also conceivable to perform automatic control in synchronization.
[0006]
However, also in this case, if the aforementioned harness abnormality or the like occurs, the intermittent mechanism is interrupted, and the intermittent mechanism is disconnected during traveling with four-wheel drive, and the driving force to the front wheels is suddenly removed. If it is deviated, the steering characteristics may suddenly change from the understeer tendency to the oversteer tendency, and the steering stability is reduced.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a four-wheel drive device capable of preventing a sudden change in steering characteristics when switching from four-wheel drive to two-wheel drive. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a four-wheel drive device according to the present invention controls a clutch for distributing a driving force from an engine to front and rear wheels, and controls a clutch engagement force based on a speed difference between front and rear wheels. A controller that switches between four-wheel drive and two-wheel drive by switching on and off the clutch, and a disconnection mechanism that connects the four wheels to the drive system during four-wheel drive and disconnects the front wheels from the drive system during two-wheel drive; An arithmetic processing unit is provided for controlling the connection and disconnection of the connection / disconnection mechanism, and for maintaining the connection state of the connection / disconnection mechanism until the vehicle speed falls below a predetermined speed when switching from four-wheel drive to two-wheel drive.
[0009]
[Action]
In the above configuration, the intermittent mechanism is maintained in the connected state until the vehicle speed becomes equal to or lower than the predetermined speed, and conversely, it is disconnected only when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined speed. Therefore, if the vehicle speed at which the division is performed is set to a sufficiently safe low speed, the division during the normal traveling can be prevented.
[0010]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a four-wheel drive device according to the present invention. 1 is a front wheel on the left side of the drawing and 2 is a rear wheel on the right side. In this case, the rear wheel 2 is always directly driven by the driving force from the engine 3. That is, the four-wheel drive device 5 is based on rear-wheel drive (FR). Note that FIG. 2 illustrates the configuration of FIG. 1 more specifically and should be referred to as appropriate.
[0012]
The four-wheel drive device 5 has a transfer 6 for inputting a driving force or torque from the engine 3 and outputting the driving force or torque to the front and rear wheels 1 and 2 respectively. A transmission (transmission) 4 is interposed between the engine 3 and the transfer 6. The transfer 6 has a switching mechanism 8 for switching between a high-speed gear (hereinafter referred to as high mode) and a low-speed gear (hereinafter referred to as low mode) by manual operation of the selector lever 7, and for substantially distributing an input from the switching mechanism 8. Mainly composed of the clutch 9.
[0013]
The switching mechanism 8 includes an input spline 11 and an input gear 12 provided coaxially with the input shaft 10, a planetary gear 14 that meshes with an input gear 12 and a fixed gear 13 as a sun gear, and a rotation of the planetary gear 14. And a cylindrical gear 15 that rotates around the input shaft 10. The input spline 11 or the spline attached to the cylindrical gear 15 is selectively connected to the drive spline 16 a at the input end of the rear wheel drive shaft 16 via the slidable shift sleeve 18 by operating the selector lever 7. It is supposed to be. In the illustrated example, the four-wheel drive high mode 4H is selected assuming normal four-wheel drive. In this case, the shift sleeve 18 connects the input spline 11 and the drive spline 16a to connect the input shaft 10 It is directly connected to the rear wheel drive shaft 16. When the 4WD low mode 4L is selected, the shift sleeve 18 connects the spline attached to the cylindrical gear 15 and the drive spline 16a, and causes the rear wheel drive shaft 16 to rotate at a reduced speed. The four-wheel drive high mode 4H is selected under normal road conditions such as snowy roads and muddy areas, and the four-wheel drive low mode 4L is selected under conditions requiring relatively high driving force such as steep slopes, extremely rough roads, and towing.
[0014]
An output end of the rear wheel drive shaft 16 is provided with a small gear 16b which forms a part of the final reduction gear 17, and the small gear 16b drives a large gear 20 provided integrally with the differential case 19. The large gear 20 drives the rear wheel 2 via the left and right differential small gears 21 and the rear wheel axle 22, respectively. As shown in FIG. 2, a portion of the rear wheel drive shaft 16 extending from the transfer 6 is formed by a rear wheel side propeller shaft 16c.
[0015]
The clutch 9 has a wet multi-plate structure, that is, a frictional connection between a plurality of inner plates 23 arranged in a row on the rear wheel drive shaft 16 and an outer plate 24 arranged between the inner plates 23. The driving force is distributed. The inner plate 23 and the outer plate 24 are spline-fitted to the rear wheel drive shaft 16 and the clutch housing 25, respectively, so that they can slide in the axial direction but cannot move in the rotational direction. The clutch housing 25 is rotatable around the rear wheel drive shaft 16. Then, the inner plate 23 and the outer plate 24 are slid to perform pressure bonding by using an electromagnetic force generated by an actuator, that is, an electromagnetic solenoid 26 fixed in the vicinity thereof. Therefore, in this clutch 9, by controlling the electromagnetic solenoid 26, the state of contact or contact between the inner plate 23 and the outer plate 24 is controlled, and the torque distributed to the front and rear wheels 1, 2 according to the running state of the vehicle. Control mechanism. By controlling the engagement force of the clutch 9 in this way, a distributed torque of 0: 100 to 50:50 (front wheel: rear wheel) can always be continuously obtained from the clutch 9.
[0016]
Further, splines 27 and 28 for direct connection are provided on the clutch housing 25 and the rear wheel drive shaft 16, respectively. These direct connection splines 27 and 28 are connected to each other by a slidable connection sleeve 29 when the 4WD low mode 4L is selected. In this case, the clutch housing 25 is directly connected to the rear wheel drive shaft 16, and the mechanical lock is achieved, so that the distribution torque control by the clutch 9 is not performed. As described above, the direct connection splines 27 and 28 and the connection sleeve 29 form a direct connection mechanism 9a for directly connecting the front wheel drive side of the clutch 9 to the rear wheel drive system.
[0017]
FIG. 3 shows a state when the selector lever 7 is viewed from the passenger compartment. The selector lever 7 is movable along a crank-shaped gate 55. In the gate 55, in addition to the four-wheel low mode 4L and the four-wheel high mode 4H, the positions of a neutral mode N and a two-wheel high mode 2H described later are set. Each is given. Therefore, the driver moves the selector lever 7 along the gate 55 to select each mode. As shown in FIGS. 1 and 2, the transfer 6 is provided with two switches SW1 and SW2 that are turned on / off by the position of the selector lever 7. The ON / OFF combinations of the switches SW1 and SW2 are as shown in FIG.
[0018]
Returning to FIG. 1, a sprocket 30 is provided in the clutch housing 25, and a front wheel driving force is transmitted from the sprocket 30 to a front wheel driving shaft 33 via a chain 31 and a driving sprocket 32. As described above, a small gear 35 which is a part of the final reduction gear 34 is provided at the output end of the front wheel drive shaft 33. The small gear 35 is composed of a large gear 36, a differential case 37, a small differential gear 38, and a front wheel axle 39. , The front wheels 1 are respectively driven. As shown in FIG. 2, a portion of the front wheel drive shaft 33 extending from the transfer 6 is formed by a front wheel side propeller shaft 33a.
[0019]
Further, in the transfer 6, the rear wheel drive shaft 16 and the front wheel drive shaft 33 are provided with projection disks 41 and 42 for speed detection, respectively. The disks with projections 41 and 42 have a plurality of projections at equal intervals on the periphery. In the vicinity of the protruding disks 41, 42, non-contact proximity type speed sensors 43, 44 using a Hall element are provided, and the speed sensors 43, 44 are provided each time the protrusions of the rotating disks 41, 42 pass. To output a pulse signal.
[0020]
These speed sensors 43 and 44 are electrically connected to a computer controller 45 (for example, an ECU) for mainly performing electronic control of the clutch 9. The controller 45 includes an input unit 46 that inputs signals from the speed sensors 43 and 44 and other signals, an arithmetic processing unit 47 that performs arithmetic processing based on the input signal from the input unit 46, and an arithmetic processing unit 47. And an output section 48 for outputting an output signal or an operating current based on the output value or the like. Here, the operating current output from the output unit 48 to the electromagnetic solenoid 26 is specifically increased or decreased by a change in the duty ratio due to the pulse current. Then, electronic control of the clutch 9 is achieved by increasing or decreasing the operating current. The controller 45 also receives an ON / OFF signal from the switches SW1 and SW2 indicating the position of the selector lever 7, a signal indicating the connection state of the intermittent mechanism 40 described later, and the like, and collectively operates the four-wheel drive device 5. Control.
[0021]
In the normal control in the 4WD high mode 4H, the arithmetic processing unit 47 reads the pulse signals from the speed sensors 43 and 44, and corrects the rotational speeds of the shafts 16 and 33 and the rotational speeds from the rotational phase per time. Then, the rear wheel speed Vr and the front wheel speed Vf are calculated. In this embodiment, the front wheel speed Vf is assumed to be equal to the speed of the vehicle itself, that is, the vehicle speed. When there is a speed difference between them, for example, when Vr> Vf in starting acceleration or the like, the torque is distributed to the front wheels 1 so as to cancel the speed difference. Specifically, the operating current applied to the electromagnetic solenoid 26 is increased, and the pressing between the inner plate 23 and the outer plate 24 is increased. On the other hand, when Vr ■ Vf, the pressing of the plates 23 and 24 is weakened. In this way, the controller 45 controls the clutch 9 by increasing or decreasing the pressure between the inner plate 23 and the outer plate 24 every time a pulse signal is sent from the speed sensors 43 and 44.
[0022]
On the other hand, as described above, in the four-wheel drive device 5, the two-wheel drive high mode 2H, that is, the high-speed two-wheel drive mode can be selected. In this case, the positions of the shift sleeve 18 and the connection sleeve 29 are equal to those in the case of the four-wheel drive high mode 4H, and the clutch 9 is disconnected and no control is performed.
[0023]
In the two-wheel drive high mode 2H, one of the front wheel axles 39, that is, the left front axle 39, is disconnected by an intermittent mechanism 40 for connecting and disconnecting the axle 39. Specifically, the front wheel axle 39 is composed of divided axles 39a and 39b, and the divided axles 39a and 39b are provided with intermittent splines 56a and 56b, and these intermittent splines 56a and 56b are connected when in the 4WD high mode 4H. While the connection is made via the sleeve 40a, in the two-wheel drive high mode 2H, the connection is broken by the sliding movement of the connection sleeve 40a. Here, the movement of the connection sleeve 40a is automatically performed by air pressure control by the actuator 40b in synchronization with the operation of the selector lever 7.
[0024]
FIG. 2 shows the configuration of the actuator 40b in detail. According to this, a vacuum pump 50 is connected to the intermittent mechanism 40, and the vacuum pressure generated by the vacuum pump 50 is stored in a vacuum tank 51, and the vacuum By selectively supplying the pressure to the intermittent mechanism 40 by switching the solenoid valve 52, the connecting sleeve 40a is reciprocated and the automatic switching of the intermittent mechanism 40 is achieved. Reference numeral 53 denotes a check valve.
[0025]
Here, the arithmetic processing unit 47 supplies the operating current from the output unit 48 to the solenoid valve 52 to execute the above-described control. Then, the arithmetic processing unit 47 can detect the position of the connection sleeve 40a by using the switch SW3 provided in the connection / disconnection mechanism 40 to confirm the connection / disconnection. The connection / disconnection mechanism 40 is configured to be connected when the switch SW3 is ON and disconnected when the switch SW3 is OFF, and the combination of ON / OFF and each mode is as shown in FIG. According to this, it can be seen that it is ON (connected) in the case of four-wheel drive, and OFF (disconnected) in other cases.
[0026]
Thus, when the front wheel axle 39 is separated, the left and right front wheels 1 are separated from the front wheel drive system, and can freely rotate during traveling. Since the front wheel drive system from the front wheel drive shaft 33 to the clutch housing 25 is not reversely driven by the rotation during traveling, they can be kept stationary even during traveling, resulting in deterioration of fuel efficiency, vibration noise, etc. Can be prevented.
[0027]
Next, the neutral mode N will be described. As described above, in the case of the 4WD low mode 4L, the cylindrical gear 15 and the drive spline 16a are provided in the switching mechanism 8, and the direct connection splines 27 and 28 are provided in the direct connection mechanism 9a. Connected mechanically. When switching from the four-wheel drive high mode 4H to the four-wheel drive low mode 4L is considered, there is a speed difference between the respective gears, so that it is necessary to adjust the speed. In this embodiment, however, there is no mechanism for adjusting the speed. Therefore, connection of each gear can be performed only at the time of stop. Therefore, on the way, the neutral mode N is entered once, each gear is completely cut off, the shift sleeve 18 and the connecting sleeve 29 are set to an intermediate position where only one of them meshes, and then the connection is made so that the connection is smooth. . Further, by providing the neutral mode N, it is possible to prevent direct switching from the 4WD high mode 4H to the 4WD low mode 4L, thereby preventing damage to the mechanisms 8, 9a. Here, in the neutral mode N, the driving force from the engine 3 is not transmitted to any of the front and rear wheels 1 and 2, and the control of the clutch 9 is not performed.
[0028]
Thus, the four-wheel drive device 5 is of a variable distribution type and of a part-time type.
[0029]
By the way, especially when the vehicle is running in the 4WD low mode 4L, the combination of ON / OFF shown in FIG. 4 changes due to failure of the switches SW1 and SW2 or abnormality of the harness connecting the switches SW1 and SW2 and the controller 45. In some cases, the mode switching signal is input to the controller 45, and the two-wheel drive high mode 2H or the neutral mode N is unexpectedly selected. In this case, the control of the intermittent mechanism 40 as described above is executed, and the intermittent mechanism 40 is in a disconnected state, and is substantially in a two-wheel drive or neutral state, so that the steering stability may be reduced.
[0030]
Therefore, in the present embodiment, the following control is executed to solve such a problem.
[0031]
FIG. 5 shows a flowchart of control of the intermittent mechanism 40 by the arithmetic processing unit 47 of the controller 45. When a mode switching signal to the 2WD high mode 2H or the neutral mode N is input due to a harness abnormality or the like while driving in the 4WD low mode 4L, the front wheel speed Vf is first read from the signal of the front wheel speed sensor 44. The Vf predetermined speed V 0 or less, i.e., sufficient or a determines if an slower or less, proceed to the next step if so, reads the rear wheel speed Vr from the signal of the rear-wheel-side speed sensor 43. And also Vr is determined whether a V 0 or less, the process proceeds to the next step if so, to divide the intermittent mechanism 40 by supplying the operating current to the solenoid valve 52. Whereas in this, after the input of the mode switching signal, as long as none of the rear wheel speed Vr and wheel speed Vf (equivalent to vehicle speed) does not fall to V 0 below, the connection is intermittent mechanism 40 is maintained.
[0032]
According to this, even if the switching is suddenly performed during traveling in the 4WD low mode 4L, the intermittent mechanism 40 is kept connected, so that the front wheel 1 is disengaged from the driving system and is switched to a complete two-wheel drive or neutral state. This can prevent sudden changes in steering characteristics and maintain steering stability. Here, since the vehicle speed at which the interrupting mechanism 40 splits is set to a sufficiently low speed, the splitting can be performed at a safe speed. Alternatively, the speed V 0 is set to substantially stop the same speed, in the present embodiment, it can be said to perform the first split in a state close stop or to it. Note that the above-described control is limited to the case of switching from the four-wheel drive low mode 4L. In the case of switching from the four-wheel drive high mode 4H, another control is performed in accordance with the driving situation and the like. The determination that switching from the 4WD low mode 4L has been performed is performed by the arithmetic processing unit 47 monitoring the mode before switching. In the above description, the case where the harness is abnormal has been described. However, exactly the same control is performed in the case of switching by the normal operation, that is, this control also has a fail-safe function.
[0033]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modified embodiments are possible, for example, providing an intermittent mechanism at a place other than the front wheel axle.
[0034]
【The invention's effect】
The present invention exhibits the following excellent effects.
[0035]
(1) Even if a failure occurs in the drive mode detection switch system during four-wheel drive traveling, a sudden change in steering characteristics can be prevented, and steering stability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a four-wheel drive device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram more specifically depicting the four-wheel drive device of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view showing a selector lever and a gate.
FIG. 4 is a table showing ON / OFF combinations of switches in each mode.
FIG. 5 is a flowchart illustrating control by an arithmetic processing unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front wheel 2 Rear wheel 3 Engine 5 Four-wheel drive 9 Clutch 40 Intermittent mechanism 45 Controller 47 Operation processing part

Claims (1)

エンジンからの駆動力を前後輪に分配するためのクラッチと、該クラッチの締結力を前後輪の速度差に基づいて制御すると共にそのクラッチを断続して四輪駆動と二輪駆動とを切り換えるコントローラと、四輪駆動時に四輪を駆動系に接続し、二輪駆動時に前輪を駆動系から分断する断続機構とを備え、上記コントローラに、上記断続機構の断続を制御し且つ四輪駆動から二輪駆動への切換時に車速が所定速度以下になるまで上記断続機構の接続状態を保持するための演算処理部を設けたことを特徴とする四輪駆動装置。A clutch for distributing the driving force from the engine to the front and rear wheels, a controller for controlling the engagement force of the clutch based on the speed difference between the front and rear wheels, and intermittently switching the clutch to switch between four-wheel drive and two-wheel drive; An intermittent mechanism that connects the four wheels to the drive system during four-wheel drive, and disconnects the front wheels from the drive system during two-wheel drive. The controller controls the intermittent operation of the intermittent mechanism and switches from four-wheel drive to two-wheel drive. A four-wheel drive device provided with an arithmetic processing unit for maintaining the connection state of the intermittent mechanism until the vehicle speed becomes equal to or lower than a predetermined speed at the time of switching.
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