JPH01106733A - フリーホイール機構付４輪駆動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フリーホイール機構付４輪駆動車に関し、特
に２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換える動力伝達切
換機構を有する４輪駆動車に関するものである。

〔従来技術〕

従来、２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換える動力伝
達切換機構を有する所謂パートタイム方式の４輪駆動車
において、車速およびスロットル開度を検出しその各検
出信号をマイクロコンピュータ等からなる変速機制御装
置に入力して所定の制御特性で変速機にシフトアンプ又
はシフトダウンを指令して変速制御するようにした自動
変速機を備え、変速機制御装置において動力伝達切換機
構の状態即ち２輪駆動状態か４輪駆動状態かを検出して
その各状態に応じた変速特性で変速制御を行なわせるよ
うにしたものがある（特開昭５９−１７６１１９号公報
参照）。

ところで、上記４輪駆動車において、２輪駆動状態で従
動輪となる車輪の駆動系、特にその中でも差動装置が従
動輪の従動回転によって逆駆動して生じる回転抵抗によ
って、駆動力が損失しまた燃費が悪化する問題から、上
記の４輪駆動車において、２輪駆動状態で従動輪となる
左右の車輪の差動装置とそれらの車輪のいずれか一方と
の間の車軸上にクラッチ機構を設けて、２輪駆動状態で
クラッチ機構を切断することで差動装置が自由に挙動し
得る状態（差動装置−の機能停止状態）にして回転抵抗
を大幅に減少させ、２輪駆動状態での駆動力の損失を低
減させるようにしたフリーホイール機構を備えたものが
知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記フリーホイール機構を設けた４輪駆動車に
おいては、動力伝達切換機構の状態を横機を変速制御す
ることから次のような問題がある。

フリーホイール機構付４輪駆動車では、２輪駆動状態と
４輪駆動状態との各状態における走行特性の違いに加え
て、動力伝達切換機構の各状態におけるフリーホイール
機構の断接状態によっても走行特性には大きな違いが生
じるので、動力伝達切換機構の状態だけで変速機を変速
制御するとフリーホイール機構の切換状態によって走行
性が著しく撰なわれる場合がある。

即ち、４輪駆動状態から２輪駆動状態に動力伝達切換機
構を切換操作しこれと連動してフリーホイール機構を切
断させる場合には、変速制御装置が動力伝達切換機構の
切換えを検出して変速機に２輪駆動状態に応じた変速制
御を行うが、この時フリーホイール機構が締結状態から
完全に切断状態になるまでの機械的な作動時間があるた
めに、フリーホイール機構の作動時間と変速制御装置の
切換作動時間（主として電子制御による電気的作動時間
）との間で時間的なずれが生じる。即ち、フリーホイー
ル機構の作動が変速制御装置の切換作動よりも遅くなる
ために従動輪側の差動装置の回転抵抗と従動輪の転がり
抵抗が大きく、４輪駆動状態での負荷特性であるにもか
かわらず低い駆動力の２輪駆動状態の変速特性で制御さ
れるため、フリーホイール機構が完全に切断するまでの
微少時間の間エンジンブレーキがかかったような一時的
な減速ショックが生じるなど、走行性が損なわれるとい
う問題がある。

また、フリーホイール締結時の２輪駆動走行状態（車両
停車時にフリーホイールを締結し、４輪駆動状態に切換
える前の２輪駆動走行状態など）おいては、従動輪側の
回転抵抗が増えているためにパワー不足が生じて走行性
が損なわれる問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るフリーホイール機構付４輪駆動車は、２輪
駆動状態と４輪駆動状態とに切換える動力伝達切換機構
と、従動輪側の駆動系にその駆動系を断接するフリーホ
イール機構とを備えた４輪駆動車において、上記フリー
ホイール機構の締結状態を検出するフリーホイール締結
検出手段と、このフリーホイール締結検出手段の出力を
受けてフリーホイール機構の締結時に駆動輪に伝達され
る駆動力を増大させる駆動力増大手段とを設けたもので
ある。

〔作用〕

本発明に係るフリーホイール機構付４輪駆動車において
は、フリーホイール機構の締結状態を検出するフリーホ
イール締結検出手段の出力を受けて、フリーホイール機
構が締結状態にあるときには、駆動力増大手段によって
駆動輪に伝達される駆動力が増大されるので、駆動力伝
達切換機構を操作して４輪駆動状態から２輪駆動状態に
切換え且つフリーホイール機構を分断するようにな場合
に、フリーホイール機構の分断までの機械的作動時間が
かかっても、フリーホイール機構が完全に分断されるま
では駆動力増大手段により駆動力が増大されているので
、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切換えとフリーホ
イール機構の分断に伴う駆動抵抗増大分は駆動力増大手
段による駆動力の増大によって補充され、減速ショック
が起らず走行フィーリングが低下することがない。

〔発明の効果〕

本発明に係るフリーホイール機構付４輪駆動車によれば
、以上説明したように、フリーホイール機構が締結状態
にある場合には、駆動力増大手段によって駆動力が増大
されるので、動力伝達切換機構を操作して４輪駆動状態
から２輪駆動状態に切換えた時に起こる減速ショック等
が防止出来、走行フィーリングを向上させることが出来
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図に示すように、この実施例に係る４輪駆動車Ｃは
、エンジン１と、電子制御式オートマチックトランスミ
ッション（ＥＡＴ）からなる変速機２と、トランスファ
ー装置３とを車体前後方向に連結してなるパワープラン
ト４を有し、パワープラント４を車体前部に配置すると
共に、左右の前輪５・６間及び左右の後輪７・８間に前
輪差動装置（以下、フロントデフという）９及び後輪差
動装置（以下、リヤデフという）１０を夫々配設した構
成となっている。そして、上記トランスファー装置３の
右側部から前方へ延びる第１プロペラシヤフト１１をフ
ロントデフ９に連結すると共に、フロントデフ９と左右
の前輪５・６とを車幅方向に延びる前輪軸１２・１３を
介して連結し、また、トランス、ファー装置３の後部か
ら後方へ延びる第２プロペラシヤフト１４をリヤデフ１
０と車幅方向に延びる後輪軸１５・１６を介して左右の
後輪７・８連結し、これによりエンジン１の出力を変速
機２を介してトランスファー装置３で分配して左右の前
輪５・６及び左右の後輪７・８に夫々伝達する前輪駆動
系統１７と後輪駆動系統１８とが構成されている 上記トランスファー装置３は、第２図に拡大して示すよ
うに、ケース２１内に変速機２の出力軸に直結され或は
出力軸と一体の主軸２２と、これに平行な副軸２３とを
配置し、主軸２２を第２プロペラシヤフト１４に、゛ま
た副軸２３を第１プロペラシヤフト１１に夫々連結する
と共に、主軸２２上に遊嵌合された第１スプロケツト２
４と、副軸２３に一体形成された第２スプロケツト２５
との間にチェーン２６を巻掛け、且つ主軸２２上に上記
第１スプロケツト２４を主軸２２に対して結合・分離さ
せる２−４切換機構（動力伝達切換機構）３０を備えた
構成とされている。

上記２−４切換機構３０は、主軸２２に主軸２２と一体
回転するようにクラッチ部材３１をスプライン嵌合する
一方、これに隣接するように上記第１スプロケツト２４
に延長部２４ａを設け、クラッチ部材３１の外周とに同
一諸元のスプラインを形成すると共に、これらのスプラ
インに摺動自在にスリーブ３２を嵌合させた構成とされ
ている。

そして、このスリーブ３２をアクチュエータ３３により
ロッド３４及びフォーク３５を介して軸方向にスライド
させることにより、図示のようにスリーブ３２をクラッ
チ部材３１のスリーブのみに嵌合させて主軸２２と第１
スプロケツト２４とを分離した状態と図示の位置から後
方向（図上右方向）へスリーブ３２をスライドさせるこ
とにより、スリーブ３２をクラッチ部材３１のスプライ
ンと第１スプロケット延長部２４ａのスプラインの両者
に亙って嵌合させて、主軸２２と第１スプロケツト２４
とを結合した状態とに切換えるよになっている。これに
より、変速機２の出力が主軸２２、を介して第２プロペ
ラシヤフト１４側（後輪７・８側）へのみ伝達される２
輪駆動状態と、上記出力が主軸２２から２−４切換機構
３０、第１スプロケツト２４、チェーン２６、第２スプ
ロケツト２５及び副軸２３を介して第１プロペラシヤフ
トｌｌ側（前輪５・６側）にも伝達される４輪駆動状態
との切換えが可能とされている。そして、上記ロッド３
４の移動を検出して、スリーブ３２が主軸２２と第１ス
プロケツト２４とを結合した時、即ち４輪駆動時にＯＮ
となる４輪駆動検出５Ｗ３６が設けられている。

一方、上記フロントデフ９は、第３図に拡大して示すよ
うに、上記第１プロペラシヤフト１１に連結さ−れた入
力軸４１と、入力軸４１により一対の傘歯車４２・４３
を介して回転駆動されるデフケース４４と、デフケース
４４内に架設されたピニオンシャフト４５に回転自在に
支持された一対のピニオンギヤ４６・４７と、これらの
ピニオンギヤ４６・４７に噛合された一対のサイドギヤ
４８・４９とで構成されている。これらのサイドギヤ４
８・４９に上記前輪軸１２・１３が夫々連結されている
が、本実施例の場合、左側の前輪軸１２はフロントデフ
側の部分１２ａと車輪側の部分１２ｂとに分割され、こ
の画部分１２ａ・１２ｂを断接するフリーホイール機構
５０が設けられている。

上記フリーホイール機構５０は、前輪軸１２におけるフ
ロントデフ側部分１２ａの端部外周と、車輪側部分１２
ｂの端部にスプライン嵌合されたクラッチ部材５１の外
周とに隣接させて同一諸元のスプラインを形成すると共
に、これらのスプラインに摺動自在にスリーブ５２を嵌
合させた構成とされている。アクチュエータ５３により
ロッド５４及びフォーク５５を介してスリーブ５２を軸
方向にスライドさせることにより、図示のようにスリー
ブ５２をクラッチ部材５１のスプラインのみに嵌合させ
て、前輪軸１２のフロントデフ側部分１２ａと車輪側部
分１２ｂとを切断した状態と、図示の位置から図面上上
方へスリーブ５２をスライドさせて、スリーブ５２をク
ラッチ部材５１のスプラインと前輪軸１２のフロントデ
フ側部分１２ａのスプラインとに互って嵌合させて、前
輪軸１２の側部分１２ａ・１２ｂを締結した状態とに切
換えるようになっている。フリーホイール機構５０にお
いても、上記ロッド５４の移動を検出して、前輪軸１２
の側部分１２ａ−１２ｂが締結された時にＯＮとなるフ
リーホイール締結検出ＳＷ（フリーホイール締結検出手
段）５６と、側部分１２ａ・１２ｂが切断された時にＯ
Ｎとなるフリーホイール切断検出ＳＷ５７とが夫々設け
られている。

更に、上記のように構成された４輪駆動車Ｃには、第１
図に示すように、変速機２　（ＦＡＴ）を第６図に示す
低駆動力変速特性（以下、ＥＣＯＮＯＭＹモードという
）又は第５図に示す高駆動力変速特性（以下、ＰＯＷＥ
Ｒモードという）に基いて変速制御するＥＡＴコントロ
ールユニット６０（駆動力増大手段）と、２−４切換機
構３０を２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換制御し且
つこれと独立してフリーホイール機構５０を締結状態又
は切換状態に切断制御する４×４コントロールユニツト
６１とからなる制御装置が設けられている。

上記ＥＡＴコントロールユニット６０には、車両の走行
速度を検出する車速センサ５８と、エンジンのスロット
ル弁の開度を検出するスロットル開度センサ５９とから
の各検出信号が出力され、更に上記ＰＯＷＥＲ−１−−
ドとＥＣＯＮＯＭＹ−Ｅ−ドとの２種類の変速特性のう
ちいずれか一方を選択切換操作するＰ／Ｅ切換ＳＷ７０
からの信号と、フリーホイール締結検出ＳＷ５６及び４
輪駆動５Ｗ３６とからの信号が夫々入力されている。

更に、ＥＡＴコントロールユニット６０は、各センサ５
８・５９や各ＳＷ３６・５６・７０からの信号を受ける
入力インターフェイスと、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとか
らなるマイクロコンピュータと、出力インターフェイス
と、変速４１２の油圧装置からなる変速制御機構（図示
路）の変速用ソレノイドを駆動する為の駆動回路などを
備えおり、ＲＯＭには後述のフリーホイール締結時にＰ
ＯＷＥＲモードに切換える駆動力増大割込の制御とＰＯ
ＷＥＲモードとＥＣＯＮＯＭＹモードにおける夫々の自
動変速制御に必要な制御プログラム及びメモリマツプ（
第５図、第６図に示す各変速特性マツプ）等が予め入力
格納され、ＲＡＭには上記制御を実行するのに必要な各
種メモリ　（バッファ用メモリ、フラグ用メモリ、カウ
ンタ用メモリ等）が設けられ、各入力信号に応じて制御
プログラムに基いて変速機２の変速制御機構に制御信号
を出力するようになっている。

一方、４Ｘ４コントロールユニツト６１には２−４切換
機構３０を２輪駆動状態と４輪駆動状態とのいずれか一
方を選択切換操作する２−４切換５Ｗ７１と、フリーホ
イール機構５０を締結状態（ロック機能）にするフリー
ホイールロック５Ｗ７２と、４輪駆動検出ＳＷ３６及び
フリーホイール締結検出５Ｗ５６からの各信号が入力さ
れている。

更に、４×４コントロールユニツト６１は、上記各ＳＷ
７２・３６・５６からの各信号を受ける入力インターフ
ェイスと、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとからなるマイクロ
コンピュータと、出力インターフェイスと、アクチュエ
ータ３３及びアクチュエータ５３を駆動する駆動回路と
を備えており、ＲＯＭには２−４切換機構３０とフリー
ホイール機構５０の夫々の制御に必要な制御プログラム
等が予め入力格納されていて、ＲＡＭには上記各制御を
実行するのに必要な各種メモリ　（バッファ用メモリ、
フラグ用メモリ、カウンタ用メモリ等）が設けられてい
て、各入力信号に応じて制御プログラムに基いて各アク
チュエータ３３・５３を制御するようになっている。

次に、以上のように構成されたフリーホイール機構付４
輪駆動車Ｃの作用について説明する。

４×４コントロールユニツト６１においては、２−４切
換ＳＷ７１をＯＮ操作すると２−４切換機構３０が作動
して４輪駆動状態となると同時にフリーホイール機構５
０が連動して締結状態となり、また２−４切換ＳＷ７１
をＯＦＦ操作にすると２−４切換機構３０が後輪７・８
で駆動される２輪駆動状態となる一方、予めフリーホイ
ールロック５Ｗ７２がＯＮ操作されていない状態で且つ
フリーホイール締結検出ＳＷ５６がＯＮ状態の時にはフ
リーホイール機構５０を作動させて切断状態にさせ、予
めフリーホイールロック５Ｗ７２がＯＮ操作されている
状態では、その状態を２−４切換５Ｗ７１の０Ｎ１０Ｆ
Ｆ操作に拘らずフリーホイール機構５０を締結状態に維
持するように制御される。

即ち、２輪駆動状態であっても必要に応じてフリーホイ
ールロックＳＷ７２を予め停車中にＯＮ操作しておくこ
とによって、例えば頻繁に２−４切換５Ｗ７１を０Ｎ１
０ＦＦ操作して２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換操
作するような路面変化の激しい状況の場合においてフリ
ーホイール機構５０が繰返し断接されて機械的寿命が低
下するのを防止し、また２−４切換機構３０においてそ
の入力側（変速機側）と出力側（差動装置側）の回転速
度を一致させることにより走行中であっても２輪駆動状
態から４輪駆動状態への切換え操作を可能とするような
同期装置を２−４切換機構３０に組込まなくても前車輪
５・６と後車輪７・８との間に回転速度差のない通常の
走行状態であれば走行中に必要に応じて２輪駆動状態か
ら４輪駆動状態に切換え可能とするためである。

一方、ＥＡＴコントロールユニット６０においては、上
記４×４コントロールユニツト６１によって制御される
２−４切換機構３０及びフリーホイール機構５０の夫々
の状態を検出する４輪駆動検出ＳＷ３６及びフリーホイ
ール締結検出５Ｗ５６の信号とＰ／Ｅ切換ＳＷ７　Ｑの
信号を受けて次のように変速機２を制御している。

４輪駆動検出ＳＷ３６がＯＦＦ　（２輪駆動状態）で且
つフリーホイール締結検出ＳＷ５６が０ＦＦ（分断状Ｂ
）の時にＰ／Ｅ切換ＳＷ７０を０Ｎ１０ＦＦ　　（ＰＯ
ＷＥＲモード／ＥＣＯＮＯＭＹモード）切換操作すると
、Ｐ／Ｅ切換５Ｗ７０（７）ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ操作に従
って予めＲＯＭに格納されている自動変速制御プログラ
ム、即ちＰＯＷＥＲモード／ＥＣＯＮＯＭＹモードの変
速特性に基いて車速センサ５８とスロットル開度センサ
５９の信号に応じて変速機２の変速制御機構にシフトア
ンプ又はシフトダウンを指令する信号を出力する一方、
４輪駆動検出ＳＷ３６がＯＮ　（４輪駆動状態）である
時にはＰ／Ｅ切換ＳＷ７０のＯＮ１０ＦＦ状態及び操作
に拘らず変速機２に対してＰＯＷＥＲモードの変速特性
で指令信号を出力して自動変速制御を行なうが、これら
の制御については従来の制御と同様なので説明を省略す
る。

そして、本発明に係るフリーホイール機構付４輪駆動車
Ｃは、変速制御において、フリーホイール機構５０が締
結状態の時に車両の走行性を向上させるためにＥＡＴコ
ントロールユニット６０の通常の変速制御に割込んで変
速制御する駆動力増大制御を追加したものである。

次に、駆動増大制御の制御ルーチンについて、第４図に
示すフローチャートに基いて説明する。

図中８１〜Ｓ５は各ステップを示すもので、イグニッシ
ョンキーをＯＮ操作すると制御が開始され、Ｓｌにおい
てフリーホイール締結検出５Ｗ５６の信号を読込んでそ
れがＯＮ（締結状態）か否かが判定される。ＯＮのとき
にはＳ５に、移行して変速機２の変速制御をＰＯＷＥＲ
モードに基いて制御しＳ５から８２にもどり、ＯＦＦ　
（切断状態）のときにはＳ３に移行する。Ｓ３において
はＰ／Ｅ切換ＳＷ７０の信号がＯＦＦ　（ＥＣＯＮＯＭ
Ｙモード）か否かが判定される。ＯＮ　（ＰＯＷＥＲモ
ード）のときにはＳ５に移行して変速機２の変速制御を
ＰＯＷＥＲモードに基いて制御しＳ５から３２にもどり
、ＯＦＦ　（ＥＣＯＮＯＭＹモード）のときにはＳ４に
移行してＥＣＯＮＯＭＹモードに基いて制御してＳ２に
もどるようになっている。

従って、フリーホイール機構５０が締結状態にある状態
では２輪駆動状態及び４輪駆動状態に拘らず、変速機２
がＰＯＷＥＲモード即ち高駆動力特性の変速特性で制御
されることになるので、例えば、フリーホイールロック
ＳＷ７２がＯＦＦ状態の時に２−４切換ＳＷ７１を操作
して４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えると、４×
４コントロールユニツト６１からはアクチュエータ５３
に駆動信号が出力されてフリーホイール機構５０が切断
される。この場合、フリーホイール機構５０が完全に切
断されるまでの機械的作動時間の間にＥＡＴコントロー
ルユニット６０が４　輪”Ａ　ａｆｔ　検出５Ｗ３６の
信号（ＯＦＦ信号）を受けて変速特性をＥＣＯＮＯＭＹ
モードに切換制御することが一時的に禁止されるので、
従動輪（前輪５・６）側の差動装置９の回転抵抗と従動
輪５・６の転がり抵抗の増大によって起こる一時的な減
速ショックを防止して走行フィーリングを向上させるこ
とが出来る。更に、フリーホイールロックＳＷ７２を予
めＯＮ操作しておいて２−４切換ＳＷ７１を走行中に必
要に応じて操作して２輪駆動状態又は４輪駆動状態を選
択するような路面状態の変化の激しい状況の場合でも常
に変速機２がＰ　ＯＷＥ　Ｒモードに基づく変速特性で
上記のように変速制御されるので、２輪駆動状態と４輪
駆動状態との切換時の走行フィーリングには大きな差が
生じることもなく走行性が向上する。

尚、本実施例では、各コントロールユニット６０・６１
をマイクロコンピュータを用いて構成したが、必ずしも
コンピュータを用いる必要はなく他の制御回路を用いて
も構わないし、またコントロールユニット６０・６１を
一体的に構成しても構わない。さらに、２輪駆動状態で
は、前輪５・６が従動輪となるように構成したが、後輪
７・８が従動輪となるように構成してあっても構わない
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１スプリングは
４輪駆動軍令体の駆動系統図及び制御装置の全体構成図
、第２図はトランスファー装置の構成を示す部分拡大図
、第３図はフロントデフ及びフリーホイール機構の構成
を示す部分拡大図、第４図は駆動力増大割込制御のルー
チンを示すフローチャート、第５図はＰＯＷＥＲモード
における自動変速特性図、第６図はＥＣＯＮＯＭＹモー
ドにおける第５図相当図である。 ３０・・２−４切換機構、　５０・・フリーホイール機
構、　５６・・フリーホイール締結検出ＳＷ１　６０・
・ＥＡＴコントロールユニット。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社第４図 第５図 第６図 手続補正書（，７ｍ） 昭和６３年２月　１日 １．１材牛の耘 昭和６２年特許願第２６４５８１号 ２、発明の名称 フリーホイール機構付４輪駆動車 ３、補正をする者 明牛との隔　特許出願人 住　所　　広島県安芸１１Ｗｆ中町新地３番１号名　称
　　（３１３）　　マツダ株式会社イ懐者　古田徳昌 ４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換える動力伝
   達切換機構と、従動輪側の駆動系にその駆動系を断接す
   るフリーホイール機構とを備えた４輪駆動車において、 上記フリーホイール機構の締結状態を検出するフリーホ
   イール締結検出手段と、このフリーホイール締結検出手
   段の出力を受けてフリーホイール機構の締結時に駆動輪
   に伝達される駆動力を増大させる駆動力増大手段とを備
   えたことを特徴とするフリーホイール機構付４輪駆動車
   。