JPH01164630A - 自動変速機を備えた４輪駆動車の制御装置 - 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４輪駆動車におけるエンジン制御装置に関する
ものである。

（従来技術） 自動車のなかには、エンジンと車輪との間の駆動系に、
ロックアツプクラッチ付きのトルクコンバータを含む自
動変速機が介在されると共に、副変速装置が介在されて
、副変速装置の切換時（変速時）に、上記ロックアツプ
クラッチを切断すなわちロックアツプ解除して、この切
換時のショックを低減するようにしたものがある（特開
昭６１−１５３８号公報参照）。

一方、最近の自動車においては、前輪、後輪共に駆動す
るようにした４輪駆動車が多くなっている。この４輪駆
動車のなかには、２輪駆動と４輪駆動とを選択的に切換
えられるようにしたものがある。

また、４輪駆動車のなかには、前輪と後輪との回転差を
吸収するためのセンタデフを装備したものが増加する傾
向にある。そして、このようなセンタデフを有する４輪
駆動車においては、センタデフをロックするためのロッ
ク機構を備えて、前輪と後輪とのいずれか一方が空転し
たようなどきはセンタデフをロックすることにより、空
転しない他方の車輪へ動力を有効に伝達し得るようにし
たものが多くなっている（例えば特開昭５９−７０２３
８号公報参照）。

そして、最近の４輪駆動では、自動変速機を装備したも
のが増加する傾向にあり、これに伴ってロックアツプク
ラッチ付のトルクコンバータを駆動系に有するものが既
に多種実用化されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、４輪駆動車において、２輪駆動と４輪駆動と
を切換える切換機構およびセンタデフをロックするロッ
ク機構のいずれか一方あるいは両方を備えたものにあっ
ては、この切換機構あるいはロック機構の切換時にかな
りのショックを伴なうものとなる。

したがって、本発明の目的は、２輪駆動と４輪駆動とを
切換える切換機構およびセンタデフをロックするための
ロック機構の少なくとも一方を備えたものにおいて、こ
の切換機構あるいはロック機構の切換時におけるショッ
クを低減し得るようにした自動変速機を備えた４輪駆動
１ｔの制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、次のような構成としで
ある。すなわち、ロックアツプクラッチ付のトルクコン
バータを含む自動変速機がエンジンと車輪との間の駆動
系に介在され、 ２輪駆動と４輪駆動とを切換えるための切換機構および
前輪と後輪との間に介在されるセンタデフをロック状態
とするためのロック機構のうち少なくとも一方を備え、 前記切換機構またはロック機構の切換時に、１１４■記
ロツクアツプクラツチを切断するロックアツプ解除手段
を備えている、 ような構成としである。

このように、本発明では、切換機構あるいはロック機構
の切換時にロックアツプ解除するので、トルクコンバー
タの流体緩衝作用を利用して、この切換時におけるショ
ックを低減することができる。

（実施例） 以ド本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図において、Ｅはエンジンで、その出力（動力が）
が、ロックアツプクラッチ付のトルクコンバータＣ１−
Ｌ変速装置ＭＴ、副変速装置ＳＴを介して、トランスフ
ァＴＦへ伝達される。このトランスファＴＦは、２輪駆
動と４輪駆動とを選択的に切換えるための切換機構を備
えて、４輪駆動選択時には、後輪駆動軸２を介して後輪
へ動力が伝達されると共に、前輪駆動軸３を介して１１
１輪へ動力が伝達される。また、２輪駆動選択時には、
後輪駆動軸２を介して後輪のみに動力が伝達される。

なお、上記ロックアツプクラッチは、トルクコンバータ
Ｃのポンプとタービンとを流体を介することなく直結さ
せるものであるが、このロックアツプクラッチ付のトル
クコンバータについては周知なのでその詳細な説明は省
略する。

前記副変速装置ＳＴとトランスファＴＦ部分の詳細につ
いて、第２図を参照しつつ説明する。この第２図におい
て１は人力軸であり、この人力軸１には主変速装置ＭＴ
を経た後のエンジン出力が入力される。この人力軸１と
後輪駆動軸２Ｆに後述する副変速装置ＳＴとセンターデ
フ５とこれに切換えを行う第１切換機構６と第２切換機
構７とがそれぞれ配置されている。

副変速装置ＳＴは、入力軸１に伝達された回転を選択的
に、高・低二段階に切換えて後述するセンターデフ５側
に伝達するためのものであって、プラネタリ式ギア機構
で構成されている。具体的には、ケーシング２８側に固
定された第１リングギア２６と第１中間軸８上に相対回
転可能に取付けられた第１サンギア２４と、該第１中間
軸８に固定された第１キヤリア２７に取付けられた第１
ビニオンギア２５とを備えている。

この副変速装置Ｓ−Ｖの軸方向外方に（人力軸ｌ側）に
は、この副変速装置ＳＴのトルク伝達経路を切換える前
述した第１切換機構６が備えられている。この第１切換
機構６は、スリーブギア式切換機構で構成されており、
上記入力軸１に形成された第１切換ギア２１と、上記第
１キヤリア２７にスプライン係合された第２切換ギア２
２と、上記第１サンギア２４に形成された第３切換ギア
２３と、その軸方向に摺動変位せしめられることにより
これら三つの切換ギア２１．２２．２３に対して選択的
に噛合する第１スリーブギア２９とを備えている。そし
て、この第１切換機構６によれば、第１図に示す如く第
１スリーブギア２９が第１切換ギア２１と第２切換ギア
２２とに噛合した状態においては、入力軸１の回転は減
速されずにそのまま第１キヤリア２７に伝達され、該第
１キヤリア２７から後述のセンターデファレンシャル装
置５側に出力される。すなわち、高速変速段が構成され
る（パターンａ）。

これに対して、第１スリーブギ２９が第２図の状態から
右方向（副変速装置ＳＴ側）に移動して第１切換ギア２
１と第３切換ギア２３とに噛合し、第２切換ギア２２と
は被噛合とされた状態においては、入力軸１の回転は、
副変速装置ＳＴの第１サンギア２４に伝達され、さらに
該第１サングア２４から第１ビニオンギア２５を介して
第１リングギア２６に伝達される。したがって、入力軸
１の回転は減速されて第１キヤリア２７からセンターデ
フ５側に出力される。すなわち、サンギア人力−キャリ
ア出力方式のプラネタリ式ギアが構成され、これにより
低速変速段が構成される（パターンｂ）。

センターデフは、上記後輪駆動軸２と前輪駆動軸３との
間で差動作用を行うためのものであって、上記副変速装
置ＳＴと同様にプラネタリ式ギア機構で構成されている
。具体的には、後輪駆動軸２に形成された第２サンギア
３５と、上記副変速装置ＳＴの第１キヤリア２７に一体
的に形成された第２リングギア３７と、第３中間軸１０
と一体的に形成された第２キヤリア３８に固定された第
２ビニオンギア３６とを有している。

さらに、このセンターデフ５の軸方向外方には、該セン
ターデフ５のトルク伝達経路を切換えることによって後
輪駆動軸２と前輪駆動軸３との間における差動作用を制
御すると同時に２輪駆動（以下、単に２ＷＤという）と
４輪駆動（以下、単に４ＷＤという）の切換とを行う前
述した第２切換機構７が設けられている。すなわち、第
２切換機構７は、後輪駆動軸２に対してスプライン係合
された第４切換ギア３１と、第３中間軸１０にスプライ
ン係合された第５切換ギア３２と、該第３中間軸ｌＯの
外側に相対回動自在に係合された第４中間軸１１に一体
的に形成された第６切換ギア３３と、軸方向に摺動変位
することによりこれら三つの切換ギア３１．３２．３３
に対して選択的に噛合する第２スリーブギア３４とを有
している。また、第４中間軸１１にはフロント側駆動ギ
ア４１が形成され、さらにこのフロント側駆動ギア４１
はチェーン１５を介して上記前輪駆動軸３側に取付けた
フロント側従動ギア４２に連結されている。

この第２切換機構７の切換パターンはＡ、Ｂ、Ｃ三つあ
り、先ずパターンＡは第２図に示すように第２スリーブ
ギア３４により第４切換ギア３１と第５切換ギア３２と
が結合され、第６切換ギア３３がフリーとされた状態で
ある。このパターン八においてはセンターデフ５の第２
サンギア３５と第２と二オンギア３６が一体化されるた
め第２リングギア３７の回転はそのまま後輪駆動軸２側
のみに伝達され、２ＷＤ状態が実現される。

パターンＢは、第３図に示すように第２スリーブギア３
４により第５切換ギア３２と第６切換ギア３３が結合さ
れ、第４切換ギア３１がフリーとされた状態である。こ
のパターンＢにおいては、第４中間軸１１と第３中間軸
１０が結合されるため４ＷＤ状態が実現される。また、
これと同時に、センターデフ５はフリー状態となってお
り、後輪駆動軸２と前輪駆動軸３間において差動作用が
行われる。

パターンＣは、第４図に示すように第２スリーブギア３
４によって第４切換ギア３１と第５切換ギア３２と第６
切換ギア３３の三者が一体的に結合された状態である。

このパターンＣにおいては、第４中間軸と第３中間軸１
０とが結合されるため４ＷＤ状態が実現されると同時に
、後輪駆動軸２と第３中間軸１０とが結合されるところ
からセンターデフ５がロック状態になり後輪駆動軸２と
前輪駆動軸３との間における差動作用は行われない。

このように構成された動力伝達装置Ｚにおいては、上記
第１切換機構６と第２切換機構７の切換パターンの選択
により、法衣に示す如き４つの作動パターンが得られる
ようになっている。

なお、図示していないが２ＷＤ状態のときに従動輪（前
輪）側の駆動経路の回転なド■市するリモートフリーホ
イールを前輪駆動軸上に備えている。

（以下余白） 第５図には、前記第２切換機構７と、これを駆動するた
めの電磁式アクチュエータ（例えばステップモータ、Ｄ
Ｃモータ等）Ｍｌとが示されている。

この第５図において、６１はアクチュエータＭ１によっ
て回転されるねじ軸で、こ９ねじ軸６１のねじ部６１ａ
にはねじスリーブ６２が螺合されている。このねじスリ
ーブ６２には、シフトフォーり６２ａが突設され、この
シフトフォーク６２ａが、前記スリーブギヤ３４に対し
てその軸方向に動かないように係合されている。これに
より、アクチュエータＭｌの回転に応じてねしスリーブ
６２が図中左右動されて、前述した表に示す第１〜第４
の４つの作動パターンが選択され得る。そして、この現
在のパターンの位置が１回転軸６１の回転位置を検出す
るセンサＳＮＩによって検出される。なお、この第５図
においては、スリーブギヤ３４を介してギヤ３１と３３
との噛合いを円滑に行なうため、シンクロナイザキー５
１、シンクロナイザリング５２等を有する噛合同期装置
が設けられている。

再び第１図において、Ｕは例えばマイクロコンピュータ
により構成された制御ユニットで、この制御ユニットＵ
には、前記センサＳＮＩからの出力信号の他、センサあ
るいはスイッチＳＮＩ〜ＳＮ４、ＳＷｌからの信号が入
力される。上記センサＳＮ２〜ＳＮ４は、変速制御（ロ
ックアツプ制御）のために用いるもので、ＳＮＩは車速
を検出するものであり、ＳＮ３はアクセル開度を検出す
るものであり、ＳＮ４は主変速装置ＭＴの現在の変速段
を検出するものである。また、スイッチＳＷｌは、前述
した表の第１〜第４の４つの作動パターンをマニュアル
式に選択するためのものである。

一方、制御ユニットＵからは、前記アクチュエータＭ１
に対して出力される他、ソレノイドＳＬ１〜ＳＬ４およ
びアクチュエータＭ２へ出力される。ソレノイドＳＬＩ
は、ロックアツプクラツヂのＯＮ、ＯＦＦを行なうため
のものであり、またＳＬ２〜ＳＬ４は、その励磁、消磁
の組合わせに応じて主変速装置ＭＴの変速を行なうもの
である。勿論、これ箋ソレノイドＳ　Ｌ、　ｌ〜ＳＬ４
は、トルクコンバータＣを含む主変速装置ＭＴの変速用
（ロックアツプ用）油圧回路に組込まれて、変速用（ロ
ックアツプ用）の油圧式摩擦要素の作動を切換えるため
のものである。また、副変速調整ＳＴのＨｌ、ＬＯＷ切
換用（第１切換機構６の作動用）のアクチュエータにつ
いては、例えば第５図に示すようなもの（Ｍｌ、６１．
６２等）を適用する等のことが可能であり、このための
アクチュエータを第１図で符号Ｍ２として示しである。

次に、制御ユニットＵの制御内容について、第６図に示
すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の
説明でＰはステップを示す。

ここで、実施例では、制御ユニットＵは、事実上、アク
チュエータＭｌ、Ｍ２の作動を制御して２輪駆動・４輪
駆動切換えおよびセンタデフ５のフリー状態とロック状
態との切換え制御する第１ユニット部分と、ソレノイド
５ＬＩ−３Ｌ４を制御して変速制御およびロックアツプ
制御を行う第２ユニット部分とに独立している。この第
２ユニ・ットは、通常は、あらかじめ定めた変速特性お
よびロックアツプ特性基づいて、変速制御およびロック
アツプ制御を行う。そして、アクチュエータＭｌ、Ｍ２
が作動して、２輪駆動と４輪駆動との間の切換え、およ
びセンタデフ５のロックとフリーとの切換えの少なくと
も一方が行われるときに、ロックア・ツブ解除信号が上
記第１ユニツトから第２ユニツトに出力されて、このと
きは、第２ユニツトは、ロックアツプ特性に基づくこと
なく強制的にロックアツプ解除する。

以上のことを前提として、先ず、４輪駆動に関する制御
部分から説明すると、第６図のＰｌにおいて、各センサ
あるいはスイッチＳＷ１．ＳＮｌ〜ＳＮ４からの出力信
号が読込まれる。

Ｐｌの後、Ｐ３〜Ｐ５の判別処理によって、スイッチＳ
ＷＩにより運転者が前記第１〜第４の作動パターンのう
ちいずれの作動パターンを選択しているかが判別される
。このＰ３〜Ｐ５の判別でいずれもＮｏのときは、第１
〜第３の作動パターンが選択されていないときで、結局
第４の作動パターンが選択されているときとなる。この
ときは、Ｐ６において、センサＳＮＩの出力をみること
により、現在第４作動パターンとなっているか否かが判
別される。このＰ６の判別でＹＥＳのときは、運転者が
要求している作動パターンと現在の（実際の）作動パタ
ーンとが一致しているときなので、そのままリターンさ
れる。一方、Ｐ６の判別がＮｏのときは、Ｐ７において
ロックアツプ解除信号が出力されると共に（これにより
後述するロックアツプ制御においてロックアツプクラッ
チが切断される）、Ｐ８において、アクチュエータＭ１
に切換信号が出力されて、第４作動パターンが実現され
る。

前記Ｐ５の判別でＹＥＳのときは、Ｐ９以降の処理を得
る。このＰ９以降の処理、すなわちＰ９、［〕１０、ｐ
Ｈの意味するところは、前述したＰ６〜Ｐ８とは同じな
ので、その重複した説明は省略する。このことは、前記
Ｐ４でＮｏと判別されたときのＰ１２以降の処理（ＰＩ
２、ＰＩ３、ＰＩ４）、および前記Ｐ３でＮｏと判別さ
れたときのＰ１５以降の処理（ＰＩ５、ＰＩ６、ＰＩ９
）についても同様である このように、作動パターンが切換えられるときには、こ
の切換の間ロックアツプクラッチが切断されて、切換え
に伴なうショックが防止される。

変速制御とロックアツプ制御とは、第７図に示すフロー
チャートにしたがってなされる。先ず、Ｑｌにおいて、
あらかじめ作成された変速特性（実施例では車速とアク
セル開度とをパラメータとして作成されている）に基づ
く変速段となるように、ソレノイドＳＬ２〜ＳＬ４の励
磁、消磁の組合せが変更されて、自動変速がなされる。

Ｑｌの後Ｑ２においてロックアツプクラッチを接続すべ
き旨の判定の有無が判別される。すなわち、あらかじめ
作成されたロックアツプ特性（実施例では車速とアクセ
ル開度とをパラメータとして作成されている）に基づい
て、現在ロックアツプを行う（ロックアツプクラッチを
接続する）ような運転状態であるか否かの判定がなされ
るが、Ｑ２ではこのロックアツプを行う判定が有るか否
かかは判別されることになる。このＱ２の判別でＮＯの
ときは、Ｑ３において、ロックアツプ解除される。

＋７ｉｊ　４−己Ｑ２の゛量器がＹＥＳのとき、すなわ
ちロックアツプ特性に照した場合にロックアツプすべき
運転状態であるときは、Ｑ４において、ロックアツプ解
除信号かあるか否か、すなわち第６図Ｉ）７、ＰｌＯ１
Ｐ１３、ＰＩ６のロックアツプ解除信号が有るか否かが
判別される。このＱ４の判別でＮＯのときは、ロックア
ツプ特性にそのまましたがってよいときなので、Ｑ５に
おいてロックアツプがなされる（ロックアツプクラッチ
の接続）。逆に、Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、２輪駆
動と４輪駆動との切換時、あるいはセンタデフ５のロッ
クとフリーとの切換時であるので、Ｑ３に移行してロッ
クアツプ解除される（ロックアツプクラッチの切断）。

以上実施例について説明したが１本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

■２２輪駆動に前輪のみが駆動されるタイプのものであ
ってもよい。

■センタデフとしては、遊星歯車式に限らず、ベベルギ
ア、ビスカスカップリングを用いたもの笠、適宜の方式
のものを保釈し得る。

０２輪駆動と４輪駆動との切換機構およびセンタデフを
ロックするためのロック機構のうち、いずれか一方のみ
を有するものであってもよい。

■副変速装置ＳＴを有しないものであってもよい。

０２輪駆動・４輪駆動切換時あるいはセンタデフ５のロ
ック・フリーの切換時に行うロックアツプ解除は、完全
な切断ではなく、ロックアツプクラッチが滑り状態（半
クラッチ）となるような切断の仕方でもよい。この場合
は、ロックアツプクラッチの断続そのものに起因するシ
ョックを小さいものとすることができる。このようなロ
ックアッブクラッチの滑り状態は、例えばロックアツプ
クラッチの解除圧を調整するソレノイドＳＬＩをデユー
ティ制御することにより、あるいは自動変速装置のライ
ン圧を調整するソレノイドをデユーティ制御することに
よって行えばよい（ライン圧低下）。

（発明の効果） 本発明は以ヒ述べたことから明らかなように、２輪駆動
と４輪駆動との切換時におけるショック、あるいはセン
タデフのフリー状態とロック状態との切換時におけるシ
ョックを低減して、この切換えをスムーズに行なうこと
ができる。

特に、既存のロックアツプクラッチ付きのトルクコンバ
ータを有効に利用してＦ記ショックの低減を行なうので
、このショック低減のために専用の機器類を別途用いる
場合に比して容易かつ安価に実施化し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は４輪駆動車用の動力伝達装置の一例を示すスケ
ルトン図。 第３図、第４図は２輪駆動・４輪駆動の切換とセンタデ
フのフリー状態・ロック状態の切換とを行なう切換機構
の異なる作動状態を示す要部スケルトン図。 第５図は２輪駆動・４輪駆動の切換とセンタデフのフリ
ー状態・ロック状態の切換とを行なう切換機構の具体例
をその作動用アクチュエータと共に示す断面図。 第６図、第７図は本発明の制御例を示すフローチャート
。 ＩＮＮ：エンジン Ｃ：トルクコンバータ ＭＴ：主変速装置 ＳＴ：副変速装置 ＴＦ：トランスファ １：入力軸 ２：後輪駆動軸 ３：前輪駆動軸 ５：センターデフ ６：第１切換機構（副変速用） ７：第２切換機構 （２輪駆動・４輪駆動および ロック状態・フリー状態切換用） ３１．３２．３３：切換ギア ３４ニスリーブギア ６Ｉ：回転軸 ６１ａ：ねじ部 ６２：ねじスリーブ ６２ａ：シフトフォーク Ｍｌ：アクチュエータ ＳＷＩ：切換スイッチ ＳＮＩ：センサ（切換位置検出用）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロックアップクラッチ付のトルクコンバータを含
   む自動変速機がエンジンと車輪との間の駆動系に介在さ
   れ、 ２輪駆動と４輪駆動とを切換えるための切換機構および
   前輪と後輪との間に介在されるセンタデフをロック状態
   とするためのロック機構のうち少なくとも一方を備え、 前記切換機構またはロック機構の切換時に、前記ロック
   アップクラッチを切断するロックアップ解除手段を備え
   ている、 ことを特徴とする自動変速機を備えた４輪駆動車の制御
   装置。