JPH01168527A - 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、２輪駆動−４輪駆動自動切換機構を備えた４
輪駆動車の切換制御装置に関するものである。

先行技術 ２輪駆動−４輪駆動自動切換機構を備えた４輪駆動車に
おいては、車輪の、たとえば、スリップを防止し、駆動
力を確保するため、４輪駆動に切換えるように制御して
いるが、高速運転時に４輪駆動に切換えるように制御す
る場合には、高速運転時の燃費性能が悪化してしまうた
め、駆動力確保の要求の高い低速高負荷運転状態におい
てのみ、４輪駆動に切換えるように制御するのが一般で
あった（たとえば、特開昭５６−４３０３２号公報など
。）。

発明の解決しようとする問題点 しかしながら、駆動力確保の要求が高いのは、低速高負
荷運転状態に限られるわけではなく、高速時においても
、アクセルペダルを踏み込む場合などには、車輪に加わ
るトルクが高くなり、車輪駆動力を確保する必要がある
。したがって、従来のように、低速高負荷運転状態にお
いてのみ、４４輪駆動に切換えるように制御する場合に
は、車輪の駆動力を十分に確保することができなかった
。

発明の目的 本発明は、燃費効率の低下を最小限に抑えつつ、全車速
域において、車輪の駆動力を確保することのできる２輪
駆動−４輪駆動自動切換機構を備えた４輪駆動車の制御
装置を提供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、エンジン負荷を検出するエンジ
ン負荷検出手段と、所定のエンジン負荷以上の高負荷時
において、２輪駆動−４輪駆動切換機構を４輪駆動に切
換えるように制御する切換制御手段と、前記所定のエン
ジン負荷を車速の増大にしたがって大きくなるように設
定する所定負荷設定手段を設けることによって達成され
る。

同一シフトレンジにふいては、同一のスロットルバルブ
開度、すなわち、同一のエンジン負荷における車輪の、
たとえば、スリップによる駆動力低下の度合は、車速が
大きいほど生じにくいから、車速が大きいほど、より高
いエンジン負荷まで、２輪駆動モードで走行することが
でき、したがって、前記所定のエンジン負荷の値を大き
く設定することが可能になり、また、シフトレンジが高
速段であるほど、同一のスロットルバルブ開度、すなわ
ち、同一のエンジン負荷における車輪への伝達トルクは
小さくなるから、シフトレンジが高速段であるほど、よ
り高いエンジン負荷まで、２輪駆動モードで走行するこ
とができ、したがって、前記所定のエンジン負荷の値を
大きく設定することが可能になる。本発明は、かかる知
見に基づくものである。このように、本発明においては
、車速の増大にしたがって、４輪駆動モードに切換える
エンジン負荷の値を大きく設定して（、Ｎるから、燃費
効率のの低下を最小限に抑えつつ、低速運転状態以外の
運転状態における車輪の駆動力を有効に確保することが
可能になる。

本発明の好ましい実施態様においては、さらに、シフト
・レンジが高速段になるほど、前記所定エンジン負荷を
増大させる割合が大きくなるように制御され、２輪駆動
モードにおける運転状態を拡大し、より燃費効率の低下
が防止されている。

実施例 以下、添付図面に基づき、本発明の実施例について、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明にかかる４輪駆動車の制御装置を備え
た２輪−４輪切換機構を有する４輪駆動車の全体構成図
である。

第１図において、本実施例の４輪駆動車においては、エ
ンジン１、主変速機２、副変速機３とトランスファー装
置４とを車体方向に一列に連結したパワープラント５が
車体前部に設けられ、左右の前輪６．６問および後輪７
．７間に、それぞれ前輪差動装置８および後輪差動装置
９が設けられている。トランスファー装置４の側部から
前方へ延びる第１プロペラシヤフト１０が、前輪差動装
置８に、トランスファー装置４から後方へ延びる第２プ
ロペラシヤフト１１が、後輪差動装置９に、それぞれ連
結され、また、前輪差動装置８から左右に延びる車軸１
２．１２が左右の前輪６．６に、後輪差動装置９から左
右に延びる車軸１３．１３が左右の後輪７．７に、それ
ぞれ連結されて、パワープラント５により前輪６．６を
駆動する前輪駆動系１４と、後輪７．７を駆動する後輪
駆動系１５が構成されている。また、前輪差動装置８と
前輪６の一方との間に、これらの間を断接するフリーホ
イール１６が備えられている。さらに、２輪−４輪駆動
の切換えを制御するコントロールユニット１７が設けら
れており、図示しないスロットルバルブ開度センサより
のスロットルバルブ開度検出信号、図示しない車速セン
サよりの車速検出信号および主変速機２よりのシフトレ
ンジ信号が、それぞれ入力され、これらの人力信号に基
づいて、後述の駆動モード切換機構５５に、駆動モード
切換信号を出力する。

第２図は、本実施例の４輪駆動車における副変速機３と
トランスファー装置４の構成の詳細を示す図面である。

第２図において、副変速機３は、主変速機２の出力軸２
０に同心状に連結された入力軸２１、入力軸２１の後方
に同心状に配置され、トランスファー装置４内に延びる
中間軸２２、これら入力軸２１および中間軸２２間に配
置された減速歯車機構２３および減速歯車機構２３の動
力伝達経路を切換える変速段切換機構２４とにより構成
されている。

減速歯車機構２３は、サンギア２５と、その周囲に配置
された複数のピニオンギア２６と、これらのピニオンギ
ア２６を回転自在に支持するキャリヤ２７と、各ピニオ
ンギア２６の外側に配置されたリングギア２８よりなる
プラネタリギア機構によって構成されている。キャリヤ
２７は中間軸２２に結合され、また、リングギア２８は
ミッションケース２９に固定されている。

変速段切換機構２４におい°Ｃは、入力軸２１の後端部
外周と、減速歯車機構２３のサンギア２５の延長部外周
と、キャリア２７に結合されたリング部材３０の内周と
に、それぞれ、スプライン３１．３２．３３が形成され
、入力軸２１の外周のスプライン３１にスリーブ３４が
スライド可能に嵌合されている。第２図における実線で
示される位置では、スリーブ３４の端部外周に設けられ
たスプラインが、リング部材３０のスプライン３３に嵌
合して、スリーブ３４およびリング部材３０を介して、
人力軸２１とキャリヤ２７とが結合され、入力軸２１の
回転が、キャリヤ２７を介して、そのまま中間軸２２に
伝達される高速段が得られ、他方、スリーブ３４を破線
で示す位置にスライドさせると、スリーブ３４の端部外
周に設けられたスプラインが、人力軸２１のスプライン
３１とサンギア２５のスプライン３２とにまたがって嵌
合し、スリーブ３４を介して、人力軸２１とサンギア２
５とが結合され、入力軸２１０回転がサンギア２５に入
力されるが、このとき、減速歯車機構２３においては、
リングギア２８が固定されているので、サンギア２５に
入力された回転が減速された上で、キャリヤ２７から中
間軸２２に伝達されることになり、低速段が得られる。

一方、トランスファー装置４は、第２図に示すように、
副変速機３から延びる中間軸２２の後方に同心状に後輪
用出力軸５１を、また、中間軸２２に平行に前輪用出力
軸５２を、それぞれ配置し、後輪用出力軸５１に第２プ
ロペラシヤフト１１を、前輪用出力軸５２に第１プロペ
ラシヤフト１０を、それぞれ連結するとともに、中間軸
２２と後輪用出力軸５１との間にセンタデフ５３を、中
間軸２２と前輪用出力軸５２との間に巻掛は伝動機構５
４を、それぞれ配置し、さらに、中間軸２２上のセンタ
デフ５３と巻掛は伝動機構５４との間に、コントロール
ユニット１７ノ出力信号にしたがって、２輪−４輪駆動
モードの切換えをおこなう駆動モード切換機構５５を配
置した構成とされている。

センタデフ５３は、サンギア５６と、その周囲に配置さ
れた複数のピニオンギア５７と、これらのピニオンギア
５７を支持するキャリヤ５８と、各ピニオンギア５７の
外側に配置されたリングギア５９よりなるプラネタリギ
ア機構によって構成されている。キャリヤ５８は中間軸
２２に、また、リングギア２８は後輪用出力軸５１に、
それぞれ連結されている。

巻掛は伝動機構５４は、中間軸２２上に遊嵌合された第
１スプロケツト６０と、前輪用出力軸５２に一体形成さ
れた第２スプロケツト６１と、第１、第２スプロケット
６０．６１間に巻掛けられたチェーン６２とにより構成
さている。

駆動モード切換機構５５は、センタデフ５３のサンギア
５６と一体回転するクラッチハブ６３の両側に、センタ
デフ５３のリングギア５９の延長部と、第１スプロケツ
ト６０の延長部を隣接させるとともに、これらの外周囲
に同一諸元のスプライン６４．６５．６６を設け、これ
らのスプライン６４．６５．６６にまたがって、スライ
ド可能にスリーブ６７を嵌合させた構成よりなっている
。ここに、クラッチハブ６３と第１スプロケツト６０の
延長部との間には、スリーブ６７の移動に伴って、これ
らの回転速度を同期させる同期装置６８が介設されてい
る。

スリーブ６７を、第２図のように、クラッチハブ６３の
スプライン６４と、リングギア５９のスプライン６５と
にまたがって嵌合させた位置Ｉにおいては、クラッチハ
ブ６３とスリーブ６７を介して、センタデフ５３のサン
ギア５６とリングギア５９とが結合され、センタデフ５
３が一体回転するようにロックされるとともに、センタ
デフ５３と第１スプロケツト６０との間が切断され、そ
の結果、中間軸２２からセンタデフ５３のキャリヤ５８
に人力された回転が、リングギア５９から後輪用出力軸
５１にそのまま出力される２輪駆動モードが得られる。

また、スリーブ６７の位置を、第２図の位置■までスラ
イドさせると、スリーブ６７が、クラッチハブ６３のス
プライン６４およびリングギア５９のスプライン６５に
嵌合するとともに、第１スプロケツト６０のスプライン
６６にも嵌合し、センタデフ５３がロックされた状態で
、センタデフ５３と第１スプロケツト６０とが結合され
る。その結果、中間軸２２からセンタデフ５３に入力さ
れた回転は、後輪用出力軸５１に出力される一方、第１
スプロケツト６０、チェーン６２および第２スプロケツ
ト６１よりなる巻掛は伝動機構５４を介して、前輪用出
力軸５２にも出力され、センタデフ５３がロックされた
４輪駆動モードが得られる。

さらに、スリーブ６７の位置を、第２図の位置■までス
ライドさせると、スリーブ６７が、クラッチハブ６３の
スプライン６４および第１スプロケツト６０のスプライ
ン６６とにのみまたがって嵌合する状態となり、センタ
デフ５３のサンギア５６と第１スプロケツト６０とが結
合される一方、センタデフ５３のサンギア５６とリング
ギア５９とが分離される。その結果、中間軸２２からセ
ンタデフ５３のキャリヤ５８に人力された回転は、リン
グギア５９から後輪用出力軸５１に出力され、かつサン
ギア５６から第１スプロケツト６０ないし前輪用出力軸
５２に出力されるとともに、リングギア５９とサンギア
５６との差動動作が可能となって、前後輪間の回転速度
差が許容されるセンターデフフリーの４輪駆動モードが
得られることになる。

さらに、スリーブ６７をスライドさせることにより、各
駆動モードの切換えをおこなうモータ７０が設けられて
いる。コントロールユニット１７ハ、スロットルバルブ
開度センサ（図示せず）からのスロットルバルブ開度検
出信号、車速センサ（図示せず）からの車速検出信号お
よび主変速機２からのシフト・レンジ信号にしたがって
、このモータ７０を駆動し、歯車装置７１を介して、溝
カム７２が回転駆動され、溝カム７２に係合されたカム
フォロアー７３、シフトロッド７４およびシフトフォー
ク７５を介して、スリーブ６７がスライドされ、所定の
駆動モードが得られるように構成されている。

第３図は、本実施例における２輪−４輪駆動モードの切
換制御方法を示す変速特性図である。

第３図において、シフト・アップラインは二点鎖線で、
シフト・ダウンラインは破線で、また、ロック・アップ
ラインは、−点鎖線で、それぞれ示されている。実線で
示されたラインＡは、２輪駆動と４輪駆動との駆動モー
ド切換えラインであり、駆動モード切換えラインＡの上
側、すなわち、高負荷側の領域が、４輪駆動領域、下側
、すなわち、低負荷側の領域が、２輪駆動領域を、それ
ぞれ示している。第３図においては、駆動モード切換え
ラインＡは、高速シフト・レンジはど、その傾きが大き
くなるように設定されるとともに、同一のシフト・レン
ジ内では、線形に、臨界スロットルバルブ開度が大きく
なるように設定されている。すなわち、シフト・レンジ
が高速段であるほど、２輪駆動モードを４輪駆動モード
に切換える臨界スロットルバルブ開度は、次第に大きく
設定され、また、同一シフト・レンジ内では、車速か大
きくなるほど、臨界スロットルバルブ開度が大きくなる
ように設定され、また、ラインＡの傾きは、高速シフト
・レンジはど大きく設定されている。これは、同一シフ
トレンジにおいては、同一のスロットルバルブ開度、す
なわち、同一のエンジン負荷における車輪の、たとえば
、スリップによる駆動力低下の度合は、車速が大きいほ
ど生じにくいから、車速か大きいほど、より高いエンジ
ン負荷まで、２輪駆動モードで走行することができ、し
たがって、前記所定のエンジン負荷の値を大きく設定す
ることが可能になり、また、シフトレンジが高速段であ
るほど、同一のスロットルバルブ開度、すなわち、同一
のエンジン負荷に対する車輪の伝達トルクは小さくなる
から、シフトレンジが高速段であるほど、前記所定のエ
ンジン負荷の値を大きく設定することができ、また、車
速が所定量増大したときの臨界スロットルバルブ開度の
低速段における増加分を、高速段における増加分として
も、低速段と高速段とでは減速比が異なるので、高速段
では、いまだ駆動力を確保することができるので、車輪
の、たとえば、スリップによる駆動力の低下は生じにく
く、シフトレンジが高速段であるほど、切換ラインの傾
きを大きく設定することができ、したがって、前記所定
のエンジン負荷の値を大きく設定することが可能になる
ためである。

コントロールユニット１７内には、第３図に示される変
速特性図をマツプの形で記憶し、図示しないスロットル
バルブ開度センサよりのスロットルバルブ開度信号、車
速センサよりの車速信号および主変速機２からのシフト
・レンジ信号にしたがって、２輪駆動−４輪駆動を切換
える臨界スロットルバルブ開度を演算する臨界スロット
ルバルブ開度演算手段１７ａ１および、この臨界スロー
／　）ルバルブ開度演算手段１７ａの出力と図示しない
スロットルバルブ開度センサから入力されたスロットル
バルブ開度信号とを比較し、駆動モード切換信号を駆動
モード切換機構５５に出力し、必要に応じて、モータ７
０を駆動させ、２輪駆動、４輪駆動の切換えをおこなう
切換制御手段１７ｂが設けられており、運転状態に応じ
て、第３図の特性図にしたがって、２輪駆動−４輪駆動
の駆動モードの切換えをおこなうように構成されている
。なお、前述した駆動モード切換ラインＡは、車速およ
びシフトレンジに基づき、演算される臨界スロットルバ
ルブ開度を、各車速に対応させて、第３図に示される車
速特性図上にプロットし、これらを結んだものである。

したがって、このマツプに基づいて、駆動モード切換え
制御をおこなってもよく、その場合の制御の一例を第４
図に示す。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

たとえば、前記実施例においては、同一のシフトレンジ
においては、臨界スロットルバルブ開度が、車速にした
がって線形に増大するように設定しているが、必ずしも
線形に増大するように設定することは要せず、車速にし
たがって増大するように設定すれば足りる。

また、前記実施例においては、コントロールユニット１
７内に、臨界スロットルバルブ開度を演算する臨界スロ
ットルバルブ開度演算手段１７ａおよび駆動モード切換
信号を駆動モード切換機構５５に出力する切換制御手段
１７ｂが、それぞれ設けられているが、これらは、物理
的な手段であることを要せず、たとえば、マイクロコン
ピュータなど、ソフト的に、かかる作用を実現する場合
も、本発明は包含する。

発明の効果 本発明によれば、燃費効率の低下を最小限に抑えつつ、
全車速域において、車輪の駆動力を確保することのでき
る２輪駆動−４輪駆動切換機構を備えた４輪駆動車の制
御装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる４輪駆動車の制御装
置を備えた２輪−４輪切換機構を有する４輪駆動車の全
体構成図である。第２図は、本発明の実施例の４輪駆動
車における副変速機３とトランスファー装置４の構成の
詳細を示す図面である。第３図は、本発明の実施例にお
ける２輪−４輪駆動モードの切換制御方法を示す変速特
性図である。第４図は、２輪−４輪駆動モードの切換制
御方法の例を示すフローチャートである。 １・・・エンジン、　２・・・主変速機、３・・・副変
速機、 ４・・・トランスファー装置、 ５・・・パワープラント、 ６・・・前輪、　７・・・後輪、 ８・・・前輪差動装置、 ９・・・後輪差動装置、 １０・・・第１プロペラシヤフト、 １１・・・第２プロペラシヤフト、 １２．１３・・・車軸、 １４・・・前輪駆動系、　１５・・・後輪駆動系、１６
・・・フリーホイール、 １７Ｉ・・コントロールユニット、 １７ａ・・・臨界スロットルバルブ開度演算手段、１７
ｂ・・・切換制御手段、 ２０・・・主変速機の出力軸、 ２１・・・副変速機の人力軸、 ２２・・・副変速機の中間軸、 ２３・・・減速歯車機構、 ２４・・・変速段切換機構、 ２５・・・サンギア、２６・・・ピニオンギア、２７・
・・キャリヤ、２８・・・リングギア、２９・・・ミッ
ションケース、 ３０・・・リング部材、 ３Ｌ　３２．３３・・・スプライン、 ３４・・・スリーブ、　５１・・・後輪用出力軸、５２
・・・前輪用出力軸、　５３・・・センタデフ、５４・
・・巻掛は伝動機構、 ５５・・・駆動モード切換機構、 ５６・・・サンギア、５７・・・ピニオンギア、５８・
・・キャリヤ、５９・・・リングギア、６０・・・第１
スプロケツト、 ６１・・・第２スプロケツト６１． ６２・・・チェーン、６３・・・クラツチノ１ブ、６４
．６５．６６・・・スプライン、 ６７・・・スリーブ、　６８・・・同期装置、７０・・
・モータ、　７１・・・歯車装置、７２・・・溝カム、
７３・・・カムフォロアー、７４・・・シフトロッド、 ７５・・・シフトフォーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２輪駆動−４輪駆動自動切換機構を備えた４輪駆動車
   の制御装置において、エンジン負荷を検出するエンジン
   負荷検出手段と、所定のエンジン負荷以上の高負荷時に
   おいて、前記２輪駆動−４輪駆動切換機構を４輪駆動に
   切換えるように制御する切換制御手段と、前記所定のエ
   ンジン負荷を車速の増大にしたがって大きくなるように
   設定する所定負荷設定手段を設けたことを特徴とする４
   輪駆動車の制御装置。