JP3652492B2 - 4輪駆動システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切換えを行う回転伝達装置を備えた4WD車両の4輪駆動制御システム、更に詳しくは、車両の低温始動時における機能維持を可能にするシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
前後輪を直結した4WD車が舗装路を旋回すると、いわゆるタイトコーナブレーキング現象が発生するが、この問題を解決する手段として、本出願人は、特願平8−172598号や特願平9−28001号によってローラ型2ウエイクラッチと電流制御手段を使用した回転伝達装置を提案している。
【0003】
この回転伝達装置Aは、図5、図6に示すように、前輪1の各端部にハブクラッチ2が装着されているFRベースの4WD車において、エンジン3に連なるトランスミッション4からの出力をトランスファ5の内部の入力軸6を介して直接後輪7の推進軸8に伝達し、トランスファ5の内部に、入力軸6と、それと同軸上かつ相対回転可能に装着されたチエンスプロケット9と入力軸6を同調回転させるためのシンクロ機構22と、該スプロケット9と入力軸6の回転伝達と遮断を行うための係合子としてのローラを用いた2ウエイクラッチ10と、その2ウエイクラッチ10のロックとフリーを制御する電流制御手段である電磁クラッチ11を設け、これによって、従来の典型的なパートタイム4WDの走行モード(2WD、4WD−Hi、4WD−L)に加えて、4WDの制御モードが追加されている。
【0004】
図7は回転伝達装置Aにおける2ウエイクラッチ10と電磁クラッチ11の具体的な構造を示し、2ウエイクラッチ10は、内方部材12と外輪13を軸受を介して同軸上に回転可能に嵌合させ、内方部材12と外輪13の一方に複数のカム面14を設け、他方に円筒面15を設け、両面間に楔型空間を形成し、その楔型空間内に保持器16を設け、保持器16に形成した複数のポケットに係合子としてのローラ17を組み込み、ローラ17が円筒面15とカム面14に係合しない中立位置へ保持器16を支持付勢するスイッチばね18を、保持器16とカム面14を有する内方部材12または外輪13の間で係止して形成されている。
【0005】
また、2ウエイクラッチ10のロックとフリーを制御する電流制御手段である電磁クラッチ11は、外輪13または内方部材12に固定された摩擦フランジ19と、保持器16の端部に保持器16とスライド可能、相対回転不可能に嵌合したアマチュア20を適当な隙間を介して重ね合わせ、その摩擦フランジ19とアマチュア20を磁力により圧接させるための電磁コイル21を設け、電磁コイル21の電流をオン−オフすることによってローラ17を係合または空転させるようになっている。
【0006】
ところで、4WD車は、低温降雪地で威力を発揮するが、車両の低温始動時は、トランスファ内に充填してあるオイルも低温であり、その粘度も大きくなっている。上記4WD車は、モード切替えスイッチ23により、2WDモードやAUTOモードが選択されて走行するとき、ハブクラッチ2はオフされ、フロント駆動系は回転停止され、2ウエイクラッチ10は空転状態になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、車両の低温始動時は、トランスファ内のオイルも低温で粘度が大きいため、2WDモード選択時に2ウエイクラッチ10が外輪13の停止に対して内方部材12が回転する空転中に、オイルの引きずり抵抗によってローラ17がロックしてしまうことがある。
【0008】
ロックした後は、2ウエイクラッチ10の外輪13と内方部材12の相対回転がなくなり、オイルの影響を受けなくなってロックが再度外れる。即ち、2ウエイクラッチ10は、ロックとフリーを繰り返し、これが原因で振動が発生するという問題がある。
【0009】
そこで、この発明の課題は、車両の低温始動時に、油温の検出によって、2ウエイクラッチの空転回転数を小さくするか、オイルの粘度を小さくし、2ウエイクラッチのロックとフリーによる振動の発生を防止することができる回転伝達装置を装着した4WD車両の駆動システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような課題を解決するためトランスミッションからの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪との間にハブクラッチを組込んだ前輪推進軸へ動力を分岐し得るFRベースの4WD車用トランスファの内部に、2WDと4WDの切換えを行う回転伝達装置を装着し、該回転伝達装置が、係合子を用いた2ウエイクラッチと、この2ウエイクラッチのロックとフリーを制御する電磁クラッチを備え、2WDモードまたはAUTOモード選択時にトランスファ内の潤滑油の油温を検出する温度センサの信号に依存して、ハブクラッチを作動させる、及び/又は電磁クラッチの電磁コイルへ通電して潤滑油の粘度を減少させ、低温始動時の2ウェイクラッチの潤滑油による引きずり抵抗を減少させるように制御をする構成を採用したのである。
【0011】
上記の構成としたこの発明の4輪駆動システムによれば、2WDモード又はAUTOモードを選択して低温始動させた場合でも、2ウェイクラッチの潤滑油による引きずり抵抗を減少させて2ウェイクラッチのロックとフリーによる振動の発生を防止することができる。上記制御は、このシステムを制御するコントローラへ、トランスファ内に設けた温度 センサから入力される油温の検出信号に基づいて行なわれる。上記制御では前輪のハブクラッチを作動させ、その外輪を内方部材と同方向に回転させて両部材の空転回転数を減少させるようにするか、及び/又は2ウェイクラッチの電磁コイルへ通電して潤滑油の粘度を減少させるように制御が行なわれる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図1乃至図3に示すシステムの第1の実施の形態は、回転伝達装置Aを収納したトランスファ5に、その内部に収納した潤滑オイル31の油温を検出する温度センサ32を設けている。この温度センサ32による油温の検出信号はECU(コントローラ)33に入力され、ECU33はハブクラッチ2のアクチュエータを作動させるようになっている。
【0013】
車両の低温始動時において、運転者がモード切替えスイッチ23を2WDモードに選択して走行するとき、温度センサ32によるトランスファ5内の油温測定値の信号がECU33に入力され、油温測定値がECU33に予め設定している設定温度よりも低い場合、車軸結合離脱装置であるハブクラッチ2を係合させる。
【0014】
2WDモードの選択時、従来の回転伝達装置Aは、停止する外輪13に対して内方部材12が空転することになるが、このときハブクラッチ2を係合させると、前輪1の回転が外輪13に伝達され、外輪13が内方部材12と同方向に回転し、これによって内方部材12と外輪13の空転回転数が小さくなり、潤滑オイル31が低温で粘度が大きくなっている場合でも、該オイルの引きずり抵抗による2ウエイクラッチ10のロック発生を防止することができる。
【0015】
車両の走行と共にトランスファ5内の油温が上昇し、温度センサ32による油温測定値が設定温度を越えると、ハブクラッチ2の係合を解き、前輪駆動系を停止させて通常の2WDモードにする。トランスファ5内の潤滑オイル31の油温が設定値よりも上昇すると、該オイルの粘度が小さくなり、引きずり抵抗も減少するので、前輪駆動系を停止させて外輪13と内方部材12に相対回転が生じても、2ウエイクラッチ10が係合することはなく、従って、低温始動時に2ウエイクラッチ10がロックとフリーを繰り返して振動を発生するのを有効に防止できる。
【0016】
次に、図4に示す第2の実施の形態のシステムは、回転伝達装置Aをトランスファ5内下部の前輪出力軸34に装着し、シンクロ機構22と2ウエイクラッチ10及び電磁クラッチ11を潤滑オイル31内に浸漬状となるよう配置し、トランスファ5に内部の潤滑オイル31の油温を検出する温度センサ32を取り付けている。
【0017】
この第2の実施形態においては、車両の低温始動時において、運転者がモード切替スイッチ23を2WDモードに選択して走行するとき、温度センサ32によるトランスファ5内の油温測定値の信号が、ECU33に入力され、油温測定値がECU33に予め設定してある設定温度よりも低い場合、図2で示した如く、電流制御手段である電磁クラッチ11の電磁コイル21及びまたはシンクロ機構22の電磁コイル24に通電を行い、これら電磁コイル21、24の発熱によって、トランスファ5内の潤滑オイル31の油温、特に2ウエイクラッチ10内の温度を瞬時に上昇させ、これによって潤滑オイル31の粘度を小さくし、該オイル31の引きずり抵抗による2ウエイクラッチ10のロックの発生を防止する。
【0018】
この第2の実施の形態におけるAUTOモード選択時の電磁コイル21への通電時における電圧は、電磁コイル21による通電で生じる摩擦フランジ19とアマチュア20の間の摩擦力がスイッチばね18のトルクを上回らないような値に設定し、2ウエイクラッチ10のロックが生じないようにしておく。
【0019】
上記各実施の形態において、温度センサ32の油温測定信号によるハブクラッチ2や電磁コイル21、24の制御は、ECU33に設定温度Iと設定温度IIを設定し、両者の設定温度にヒステリシスを設け、設定温度Iより設定温度IIを高く設定し、温度センサ32の測定温度が設定温度I以下のとき、ハブクラッチ2の係合または電磁コイル21、24への通電を行い、測定温度が設定温度IIを越えるとハブクラッチ2の係合を解いたり、電磁コイル21、24への通電を切るようにする。
【0020】
また、第1の実施の形態ではハブクラッチ2の係脱を、第2の実施の形態では電磁コイル21、24への通電のオン、オフをそれぞれ単独で行うようにしたが、両実施の形態を組み合せて併用するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、トランスファ内の油温を検出し、低温始動時に2WDやAUTOモードで走行するとき、前輪駆動系を回転させるようにしたので、回転伝達装置における2ウエイクラッチの空転回転数を小さくでき、又回転伝達装置の電磁クラッチに通電するようにすれば、電磁クラッチの発熱により、潤滑オイルの油温を上昇させ、その粘度を小さくできるので、低温により潤滑オイルの粘度が高くて引きずり抵抗が大きい場合でも、2ウエイクラッチのロックの発生を防止でき、2ウエイクラッチのロックとフリーの繰り返しによる振動を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御システムの第1の実施の形態を示す4WD駆動車のレイアウトを示す平面図
【図2】制御システムのブロック図
【図3】制御システムの作動を示すフローチャート図
【図4】回転伝達装置を下部出力軸に装着した4WD駆動車のレイアウトを示す平面図
【図5】回転伝達装置を組み込んだ4WD駆動車のレイアウトを示す平面図
【図6】回転伝達装置を組み込んだトランスファの断面図
【図7】(A)は回転伝達装置の縦断面図、(B)は同上の縦断面図
【符号の説明】
5 トランスファ
6 入力軸
10 2ウエイクラッチ
11 電磁クラッチ
12 内方部材
14 カム面
15 円筒面
16 保持器
17 ローラ
18 スイッチばね
21 電磁コイル
22 シンクロ機構
23 モード切替えスイッチ
31 潤滑オイル
32 温度センサー
33 ECU

Claims (3)

  1. トランスミッションからの出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪との間にハブクラッチを組込んだ前輪推進軸へ動力を分岐し得るFRベースの4WD車用トランスファの内部に、2WDと4WDの切換えを行う回転伝達装置を装着し、該回転伝達装置が、係合子を用いた2ウエイクラッチと、この2ウエイクラッチのロックとフリーを制御する電磁クラッチを備え、2WDモードまたはAUTOモード選択時にトランスファ内の潤滑油の油温を検出する温度センサの信号に依存して、ハブクラッチを作動させる、及び/又は電磁クラッチの電磁コイルへ通電して潤滑油の粘度を減少させ、低温始動時の2ウェイクラッチの潤滑油による引きずり抵抗を減少させるように制御をすることを特徴とする4輪駆動システム。
  2. 前輪回転伝達装置が、入力軸を同調回転させるための電磁コイルを有するシンクロ機構を有し、引きずり抵抗を減少させる制御として電磁クラッチ及び/又はシンクロ機構の電磁コイルへ通電して潤滑オイルの粘度を減少させるように制御することを特徴とする請求項1に記載の4輪駆動システム。
  3. 前記ハブクラッチの作動及び/又は電磁クラッチ、シンクロ機構の電磁コイルへの通電の制御をするコントローラにおいて、温度センサの油温測定信号に対し設定温度Iと設定温度IIを設定し、両者の設定温度にヒステリシスを設け、かつ設定温度Iより設定温度IIを高く設定し、油温設定温度が設定温度I以下ではハブクラッチの係合、及び/又は電磁クラッチ、シンクロ機構の電磁コイルへの通電をし、測定温度が設定温度IIを越えるとハブクラッチの係合の解除、及び/又は電磁クラッチ、シンクロ機構の電磁コイルへの通電を遮断するように制御することを特徴とする請求項2に記載の4輪駆動システム。
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