JPH01172035A - 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輪駆動車の制御装置に関するものである。

（従来技術） 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功換えられ
るようにしたものがあり、このような２輪駆動・４輪駆
動切換式のもののなかには、特開昭６０−６４０３６号
公報に示すように、登板時あるいは降板時に強制的に４
輪駆動とするようにしたものが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、自動車においては、積載重量が大きく異なる
場合がある。例えば乗用車やバス等では乗車員数が多く
なることにより、またトラックにおいては荷物を満載す
ることにより、車輪への荷重が極めて大きくなる場合が
ある。

このように、積載重量が大きい状態で２輪駆動により走
行しようとしると、駆動力が必ずしも路面に有効に伝達
されず、走行性の悪化をきたすおそれがある。

したがって、本発明の目的は、積載重量が大きいときの
走行性を向上させ得るようにした４輪駆動車の制御装置
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、２輪駆動と４輪駆動と
の切換えが可能な４輪駆動であることを前提として、積
載重量が所定以上のときは、強制的に４輪駆動とするよ
うにしである。具体的には、第１０図に示すように、前
輪と後輪とのいずれか一方を駆動する２輪駆動と前輪お
よび後輪の両方を駆動する４輪駆動とを切換えるための
切換機構を備えた４輪駆動車において、 積載重量を検出する積載重量検出手段と、積載重量が所
定以上のとき、前記切換機構を制御して強制的に４輪駆
動とする切換制御手段と、 を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、積載重量が大きいと
きは、４輪駆動となることにより、４輪全てを利用して
駆動力を路面へ伝達することができ、走行性が向上され
ることになる。

（実施例） 以下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主
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を介して前輪へ
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。

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は入力軸であり、この入力軸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。この入力軸１と
後輪駆動軸２上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ｌに伝達された回転を選択的
に、高拳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
ピニオンギア２５とを備えている。

この副変速装置ＳＴの軸方向外方に（入力軸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ｌ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２２
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切換キア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
２１と第３切換ギア２３とに噛合し、第２切換キア２２
とは被噛合とされた状態においては、入力軸ｌの回転は
、副変速装置ＳＴの一第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ピニオンギア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、サンギア入力−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リノグギア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ピニオンギア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切換キア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Ａにおいてはセンターデフ５の第２
サンギア３５と第２ピニオンギア３６が一体化されるた
め第シリングギア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切換キア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の王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ｌ
Ｏ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、次表に示す如き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を阻止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Ｍｌによっ
て回転されるねじ軸で、このねじ軸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、シフトフォーク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Ｍ１の回転に応じてねじスリーブ
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、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５１、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、この制御二二ッ）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５ＮＩ−３Ｎ５、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、センサＳＮ５は梼載重量
を検出するものである。このセンサＳＮ５としては、例
えば車体の沈み込み量すなわちサスペンションストロー
ク（ショックアブソーバの縮み量）を検出するものを用
いることができる。さらに、スイッチＳＷＩは、前述し
た表の第ｉ−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、制御二二ッ）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ＳＬｌ−３Ｌ４およ
びアクチュエータＭ２へ出力される。ソレノイドＳＬＩ
は、ロックアツプクラッチの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、これ等ソレノイドＳＬＩ〜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ＨＩ、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７クチ
ユエータを第１図で符号Ｍ２として示しである。

次に、制御ユニッ）Ｕの制御内容について、第６図、第
７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、ＱあるいはＲはステップを示す。

先ず、第６図のＰＩにおいて、前記センサ５Ｎ１−３Ｎ
５およびスイッチｓｗ１からの信号が読込まれる。この
後Ｐ２において、積載重量が所定以上であるか否かの重
量フラグの処理を行った後、Ｒ３において、重量フラグ
がセットされているか否かが判別される。この重量フラ
グは、後述するように、セットされているときが積載重
量が所定以上であることを示す。

上記Ｐ３の判別でＮｏのとき、すなわち積載重量が所定
以上でないときは、Ｒ４において、スイッチＳＷＩの操
作状況から、現在２ＷＤ　（２輪駆動）を運転者が要求
しているのか否かが判別される。このＲ４の判別でＹＥ
Ｓのときは、Ｒ５において実際に２ＷＤとなるようにア
クチュエータＭ１を作動させる。

上記Ｐ４の判別でＮＯのときは、４輪駆動が要求されて
いるときなので、Ｒ６において４輪駆動となるようにア
クチュエータＭ１を作動させる。

なお、このＲ６においては、実際には、スイー２チＳＷ
Ｉの操作状況に応じて、前述した第２〜第３の作動パタ
ーンのいずれか一つの作動パターンとされる。同様に、
前記Ｐ３の判別でＹＥＳのときは　積載重量が所定以上
のときなので、このときもＲ６−移行して４輪駆動とさ
れる。このように、積載重量が所定以上のときは、スイ
ッチＳｗｌによる選択状態に拘りなく自動的に４輪駆動
とされることにより、走行性を確実に向上させ得ること
になる。

前記重量フラグの設定は、第７図に示すフローチャート
にしたがって示されるが、このフローチャー１・は、第
６図のものに対して所定時間毎の割込処理によってなさ
れる。

先ず、Ｑｌにおいて、現在停車中であるか否かが判別さ
れる。このＱｌの判別でＮＯのときは、そのままＱｌの
判別が繰り返される。

上記Ｑ１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２において、車体
沈み込み量し、すなわち空車時における車体沈み込み量
に比して、どの程度車体が沈み込んでいるかが検出され
る。この後、Ｑ３において、上記沈み込み量りがあらか
じめ定めた所定値工５ Ｌｏ以−ｈにあるか否かが判別される。このＱ３の判別
でＹＥＳのときは、Ｑ４において型部フラグがセラ！・
され、またＱ３の判別でＮｏのときは、重量フラグがリ
セットされる。なお、Ｑｌの判別を設けたのは、走行中
の路面の凹凸の影響を無くすためであり、かつ走行中に
積載重量が大きく変化するということは事実上あり得な
いからである。

第８図は、Ｒ２における積載重量の検出を、他のセンサ
、＃に車速検出用とアクセル開度検出用のセンサからの
信号に基づいて論理的に求めるようにしたものである。

より具体的には、標準積載重量のときを基準として、車
速とアクセル開度とをパラメータとして得られる標準加
速度の大きさをデータとして利用しくマツプ化）、この
標準加速度と実際の加速度の最大値とを比較することに
より、積載重量が所定以上であるか否かをみるようにし
である。

以−ヒのことを前提として、第８図のＲ１において、実
際の加速度が検出され、この後Ｒ２において、この検出
された実際の加速度の最大値がＧＯとして記憶、更新さ
れる。引続き、Ｒ３において、第９図に示すマツプに照
らして、現在の車速とアクセル開度とから得られるべき
ＪｊＱ準加速度ＧＡＶが読込まれる。

Ｒ３の後はＲ４において、上記Ｇ、がＧＡＶ以下である
か否かが判別される。そして、このＲ４の判別でＹＥＳ
のときはＲ５において型部、フラグがセットされ、逆に
Ｒ４の判別でＮｏのときはＲ６において重量フラグがリ
セットされる。

以−ヒ実施例について説明したか、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。

■第６図のＲ３からＲ６へ移行した場合に、積載重量の
程度に応じて、表における第２〜第４の作動パターンの
いずれかを自動的に選択するようにしてもよい。すなわ
ち、積載重量が所定以上であることを前提として、積載
重量の大きさの程度を大、中、小とし、積載重量が大の
ときは特に悪路での走破性に優れた第４の作動パターン
とし、積載重量が小のときは比較的高速走行性に適した
第２の作動パターンとし、積載重量が中のときは第３の
作動パターンとするようにしてもよい。

■副変速装置ＳＴあるいはセンタデフ５を有しないもの
であってもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、積載重量
が大きいときの走行性を向上させることができる。

【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、第８図は本発明の制御例を示すフロー
チャート。 第９図は第８図に示す制御に用いるマツプ。 第１０図は本発明の全体構成図。 ＥＮ：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 ｌ二入力軸 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Φフリー状態切換用） ３１．３２．３３：切換ギア ３４ニスリーブギア ６１：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 ＳＮＩ　：センサ（切換位置検出用） ＳＮ５　：センサ（積載重量検出用） ＳＷＩ：切換スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪と後輪とのいずれか一方を駆動する２輪駆動
   と前輪および後輪の両方を駆動する４輪駆動とを切換え
   るための切換機構を備えた４輪駆動車において、 積載重量を検出する積載重量検出手段と、 積載重量が所定以上のとき、前記切換機構を制御して強
   制的に４輪駆動とする切換制御手段と、 を備えていることを特徴とする４輪駆動車の制御装置。