JPH02241838A - 四輪駆動車 - 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） 本考案は、駆動力配分の調整を可能とする四輪駆動車に
関する。

（従来の技術） 従来、前後輪間の駆動力配分の調整を可能とする四輪駆
動車として特開昭６０−１３５３２７号公報に記載され
たものが知られている。

これは、変速機と後輪用終、減速機との間、および後輪
用終減速機と左右後輪との間のそれぞれに油圧クラッチ
を設け、これら３つのクラッチを統合的に制御すること
により前後輪間の駆動力配分の調整を行うものであった
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の四輪駆動車は、前輪駆動系に
は変速機からの出力を直接伝達するものであったため、
例えば前輪に作用するエンジンブレーキ力や駆動力によ
りタイヤのグリップ力の大半を使用してしまうような走
行条件下では車両旋回時に前輪が発生できるコーナリン
グフォースが極端に減少し良好な旋回性能が得られなく
なる惧れがあった。

また、後輪車軸に左右のクラッチが設けられているにも
かかわらず、各クラッチが統合的に制御されるものであ
ったため、左右輪間の駆動力配分の制御を行うことは不
可能であり、四輪駆動状態における加速時には四輪駆動
車特有の特性である強アンダステア特性を示す欠点があ
った。

（課題を解決するための手段） 本発明による上記課題を解決するための手段は、変速機
から入力される駆動力を前輪駆動系と後輪駆動系とに分
配して伝達するよう設けられたセンタデフ装置の差動作
用を制限可能に設けられたセンタデフクラッチと、上記
センタデフ装置から左右の後輪への駆動力の伝達をそれ
ぞれ独立して断接可能とすべく上記センタデフ装置と上
記左右の後輪との間の駆動力伝達経路にそれぞれ介在さ
れた左右のリヤクラッチとを有し、上記３つのクラッチ
がその接合率を調整可能に構成されると共に、上記３つ
のクラッチの作動状態を独立して制御可能なクラッチ操
作手段を備えたことを特徴とする四輪駆動車である。

（作用） 本発明によれば、センタデフ装置の差動制限を制御する
センタデフクラッチ、及びセンタデフ装置と左右の後輪
との間の駆動力伝達経路にそれぞれ介在された左右のリ
ヤクラッチの接合率がクラッチ操作手段により独立に制
御されるため、前後輪間の差動制限の制御はフロントク
ラッチにより、また後輪への駆動力配分は左右のリヤク
ラッチにより独立に制御されることになる。

そして、これら３つのクラッチを同時に遮断あるいは低
接合率にすれば、左右のリヤクラッチの入力端で駆動力
をリークさせることができ、駆動力の遮断あるいは低減
が可能になるものであり、旋回限界におけるコーナリン
グフォースの確保やアンチスキッドブレーキとの干渉の
回避が容易に可能となる。

さらに、左右のリヤクラッチの接合率を独立に制御する
ことにより左右後輪間の駆動力配分が調整され、左右後
輪間の駆動力の差により発生するヨーモーメントによっ
てステア特性を制御することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、図示しないトランスミッションから出
力される駆動力は、図中白抜き矢印で示すようにセンタ
デフ装置１のリングギヤからケーシング２に伝達され、
さらにピニオンギヤを介して一対のサイドギヤに出力さ
れるものとなっている。

そして、一方のサイドギヤには後輪用出力軸３が連結さ
れており、また他方のサイドギヤには前輪用出力軸４が
連結されていて、トランスミッションからの出力は後輪
用出力軸３と前輪用出力軸４とに分配されて伝達される
ものとなっている。更に前輪用出力軸４は、前輪用の差
動装置６のケーシングに駆動連結されており、差動袋＠
６は前輪用出力軸４から入力される駆動力を左右の前輪
７゜８に分配して伝達するものとなっている。

一方、前輪用出力軸４とケーシング２との間にはは湿式
多板クラッチ式のセンタデフクラッチ５が設けられてお
り、このセンタデフクラッチ５により前輪用出力軸４と
ケーシング２とは接離自在となっている。また、センタ
デフクラッチ５の接合率は供給される油圧の大きさに応
じて制御されるものとなっており、具体的には後述のセ
ンタデフクラッチ用電磁バルブの開弁率を調整すること
によって供給油圧が制御され、クラッチ接合率が制御さ
れるものとなっている。このため、センタデフクラッチ
５の作動状態により後輪用出力軸３と前輪用出力軸４と
の間の差動制限状態が制御されるものとなっている。な
お、油圧供給機構および電磁バルブは公知のものを使用
可能であるため、具体的な構成の説明は省略する。

また、後輪用出力軸はプロペラシャフト９を介して左右
のリヤクラッチ１０．１１の一体化されたケーシング１
２に駆動連結されている。リヤ左クラッチ１０の湿式多
板クラッチ機構１３は、ケーシング１２と左後輪１４に
連結された左後輪車軸重５との接続を制御するものとな
っており、同様にリヤ右クラッチ１１の湿式多板クラッ
チ機構１６は、ケーシング１２と左後輪１７に連結され
た左後輪車軸１８との接続を制御するものとなっている
。これら左右のリヤクラッチェロ、１１は、センタデフ
クラッチ５と同様に供給される油圧の大きさに応じて接
合率が制御されるものとなってふり、それぞれ独立に設
けられた電磁バルブの開弁率を調整することによって供
給油圧が左右独立に制御されるものとなっている。この
ため、左右のリヤクラッチ１０．１１の作動状態により
後輪１４．１７へ伝達される駆動力が左右独立に制御さ
れるものとなっている。そして、リヤクラッチｉｏ、ｔ
ｉを完全に切り離せば後輪１４．１７への駆動力伝達を
個別に遮断ことも可能となっており、この状態で更にセ
ンタデフクラッチ５を完全に切り離せば駆動力はプロペ
ラシャフト９からリークすることになるので、前輪７．
８への駆動力伝達を遮断することも可能となっている。

なお、センタデフクラッチ５は油圧が供給されない状態
で完全に接合１１、供給される油圧の増大とともに接合
率が低下する形式のものが使用されており、またリヤク
ラッチ１０．１１はセンタデフクラッチ５とは逆に油圧
が供給されない状態で完全に切り離され、供給される油
圧の増大とともに接合率が上昇する形式のものが使用さ
れている。

このため、油圧供給系に故障が生じても前輪への駆動力
伝達は確保され走行不能となることが防止されるし、停
車時のギヤ入れ駐車機能も確保されるものとなっている
。

上記のように、第１図に示した駆動力伝達系の構成によ
れば、３つの電磁バルブの作動状態により、センタデフ
の差動制限状態および左右の後輪への駆動力伝達状態が
独立に制御されるものとなっており、前後輪間および左
右後輪間の駆動配分状態と前後輪間の差動制限状態とが
自由に制御できるようになる。

第２図は、上記３つの電磁バルブの作動を制御する制御
装置の概要を示すものである。

すなわち、センタデフクラッチ用電磁バルブ２１゜リヤ
左クラッチ用電磁バルブ２２．リヤ右クラッチ用電磁バ
ルブ２３の作動は、マイクロコンビコータ等により構成
される４ＷＤコントローラ２４により制御されるものと
なっている。なお、このコントローラ２４および各電磁
バルブ２１〜２３は、クラッチ操作手段をなすものであ
る。

また、車体に作用する前後方向加速度を検出する前後Ｇ
センサ２５、車体に作用する左右方向加速度を検出する
左右Ｇセンサ２６、各車輪の回転速度を検出する車輪速
センサ２７〜３０、ステアリングホイールの操舵角を検
出する操舵角センサ３１、エンジンのスロットル開度を
検出するスロットル開度センサ３２、エンジンの回転数
を検出するエンジン回転数センサ３３、トランスミッシ
ョンの変速段を検出する変速段センサ３４、車体の前後
方向の傾斜角を検出する勾配センサ３５が設けられてお
り、これらのセンサ２５〜３５により検出される情報が
それぞれコントローラ２４に入力されるものとなってい
る。また、アンチスキッドブレーキ装置のコントローラ
３６からはアンチスキッドを実行し２ている場合に制御
中を示す信号これらの入力情報に基づいてコントローラ
２　、ｉ内で実行される制御は、第３図に示すフローチ
ャート図に示される。

すなわち、第３図に示すように制御が開始されると、ま
ずステップＳ１で各センサからの検出信号が読みこまれ
ると同時に入力情報に基づいて路面μおよび旋回限界指
標値が算出される。ここで路面μは前後Ｇセンサ２５の
出力、各車輪速センサ２７〜３０の出力、および変速段
センサ３３とＪフジ２回転数センサ３３の出力から算出
される駆動出力回転数等に基づいて演算され、また旋回
限界指標値は左右Ｇセンサ２６、操舵角センサ３１、各
車輪速センサ２７〜３０の出力に基づいて算出される。

その後ステップＳ２において、ＡＢＳコントローラ３６
からの出力に基づいてアンチスキッドブレーキが作動中
であるか否かが判定され、作動中である場合は他の全て
の制御に優先してステップＳ３に到り、センタデフクラ
ッチ５およびリヤクラッチ］、０．１１が完全に切り離
される。これは、各車輪間の駆動系による拘束状態がア
ンチス」−ラド制御に干渉して正確なスキッド制御が実
行されなくなるのを防止するためである。

一方、ステップＳ２でスキッド制御が実行中でないと判
別された場合は、ステップＳ４に進み、操舵角センサ３
１の出力に基づいて旋回中であるか否かが判別され、旋
回中ではないと判別された場合には、更にステップＳ５
でスロットル開度センサ３１、エンジン回転数センサ３
４および各車輪速センサの出力に基づいて加速中か否か
が判別される。加速中であると判別された場合には、ス
テップＳ６に進んで各車輪速センサの出力に基づいて高
速走行中であるか否かが判別され、高速走行中である場
合にはステップＳ７に至る。ステップＳ７では、センタ
デフクラッチ５が中間状態に制御されると共にリヤクラ
ッチｉｏ、ｔｉが完全にロックされる。この状態は、高
速直進走行時の加速状態であり、センタデフの差動があ
る程度制限された四輪駆動状態となって、高い加速性能
が得られると共に前後輪間の動力循環が回避される。

また、ステップＳ６で高速走行中ではないと判別された
場合には、ステップＳ８に至り、センタデフクラッチ５
およびリヤクラッチｔｏ、ｔｉが完全にロックされる。

この状態は低速直進走行時の加速状態であり、直結四輪
駆動状態となって高い加速性能が得られると共に悪路お
よび低μ路における走破性が向上する。

一方、ステップＳ５で加速中ではないと判別された場合
はステップＳ９に至り、センタデフクラッチ５が切り離
されると共にリヤクラッチ１０，１１が完全にロックさ
れる。この状態は直進走行中の減速あるいは定常状態で
あり、左右後輪間の差動が許容されないことにより後輪
側に大きなエンジンブレーキ力が作用するので、前輪に
作用するエンジンブレーキ力が低減され、前輪タイヤの
グリップ力に余裕を残して良好なステアリング初期応答
性が確保される。また、センタデフがフリー状態となる
ので動力循環現象も回避される１゜更にステップＳ４で
旋回中であると判別された場合には、ステップ３１０に
進み、ステップＳ１で算出された旋回限界指標値が所定
値以上であるか否かが判別される。この旋回限界指標値
が所定値以上であると判別された場合は、前述のステッ
プＳ３に至り、センタデフクラッチ５およびリヤクラッ
チｉｏ、ｚが完全に切り離される。この状態は車両の旋
回状態がタイヤのグリップ限界を越える惧れのある場合
で、各クラッチが切り離されることによりエンジンの出
力は全てプロペラシャフト９からリークして、各車輪に
伝達される駆動力およびエンジンブレーキ力が遮断され
ることになるので、タイヤの発揮できるコーナリングフ
ォースが増大して旋回限界が向上し車体のスピン発生が
回避される。

また、ステップＳ１０で旋回限界指標値が所定値以上で
はないと判別された場合には、ステップＳ１１に進み加
速中であるか否かが判別され、加速中である場合はステ
ップ５１３に進み、ステップ１で算出した路面μと基皇
値とを比較して路面μが低いか否かが判別される。ステ
ップＳ１３で路面μが低いと判別された場合にはステッ
プＳ１４に至り、センタデフクラッチ５および旋回外輪
側のリヤクラッチが完全にロックされると共に、旋回内
輪側のリヤクラッチが中間状態に制御される。

この状態は、低μ路における旋回加速状態であり、旋回
内輪側の後輪駆動力が低減された直結四輪駆動状態とな
り、高い駆動性能が得られると共に左右後輪の駆動力差
によるヨーモーメントによって旋回性が向上する。

また、ステップ３１３で路面μが低くないと判別された
場合には、ステップＳ１５に至る。ステップ３１５では
、センタデフクラッチ５および旋回内輪側のリヤクラッ
チは中間状態に制御され、旋回外輪側のリヤクラッチは
完全にロックされる。

この状態は、高μ路における旋回加速状態であり、前後
輪間の差動がある程度制限されると共に旋回内輪側の後
輪の駆動力が低減された四輪駆動状態となる。この状態
では左右後輪間の駆動力差に、Ｌるヨーモーメントによ
って旋回性が向上する。また、旋回外輪側の後輪の回転
数が最も高くなることに起因して駆動力配分が後輪寄り
になって前輪の駆動力が′相対的に低減されることによ
り、前輪のコーナリングフォースが向上することによっ
てもステア応答性が向上する。また、旋回内輪側のリヤ
クラッチが中間状態に制御されることによ−って左右後
輪間の差動が許容されると共に、センタデフクラッチが
中間状態に制御されることによ、ってタイトコーナブレ
ーキング現象および高速走行時の動力循環現象も回避さ
れる。

一方、ステップＳ１１で加速中ではないと判別された場
合はステップ５１６に進み、勾配センサ１２の出力に基
づき下り仮定行中か否かが判別され、下り坂ではないと
判別されるとステップＳ１７に至り、センタデフクラッ
チ５が完全にロックされると共に左右のリヤクラッチｉ
ｏ、ｉｔが中間状態に制御される。この状態は降板時以
外における旋回中の定常状態あるいは減速状態であり、
前輪寄りの駆動力配分の四輪駆動状態となって、路面μ
の変化に対する安定性が向上すると同時にタックイン現
象が発生し易くなり旋回性も向上する。

また、リヤクラッチ１０．１１が中間状態に制御される
ことにより、左右後輪間の差動が許容され、且つタイト
コーナブレーキング現象および高速走行時の動力循還現
象も回避される。

また、ステップ８１６において下り坂であると判別され
た場合にはステップ３１８に至り、センタデフクラッチ
５およびリヤクラッチ１０．１１が中間状態に制御され
る。この状態は降板時における旋回中の定常状態あるい
は減速状態であり、プロペラシャフト９からエンジンブ
レーキ力の一部がリークして、各車輪に伝達されるエン
ジンブレーキ力は低下するがその分コーナリングフォー
スが増大して旋回性が向上する。また、左右のリヤクラ
ッチが中間状態に制御されることによって左右後輪間の
差動が許容されると共に、各クラッチが中間状態に制御
されることによってタイトコーナブレーキング現象およ
び高速走行時の動力循環現象も回避される。

そして、上記ステップＳ：３．５７．５８．Ｓ９゜５１
４．５１５．３１７，３１８の処理が完了した後は、ス
テップＳ１に戻り以下の判別処理が繰り返される。

上記実施例によれば、車両の運転状態に応じて各クラッ
チ５，１０．１１が独立に制御されることにより、前後
輪間の駆動力配分および左右後輪間の駆動力配分が広い
範囲で制御されるので、運転状態に応じた最適の駆動力
配分が得られ、車両の加速性能および旋回性能が一段と
向上する効果を奏すると同時に、タイトコーナーブレー
キング現象や動力循環現象も効率良く回避される。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、クラッチ操作手段は各クラッチの状態を手動で制御
するものとして構成してもよく、また上記実施例の中間
状態におけるクラッチの接合率をより多段階に制御した
り無段階に制御するものとしてもい。そして、クラッチ
の接合率をより多段階に制御したり無段階に制御する場
合は、車輪のスリップ率や横加速度、操舵角等に応じて
最終的な接合率を決定すればよい。このほか種々の変形
実施が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、簡単な構成で前後輪間の駆動力配分および左右
後輪間の駆動力配分を広い範囲で制御することができ、
走行性能が大幅に向上する四輪駆動車を提供する効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す駆動系の概略構成図、第
２図は同制御系の概略構成図、第３図は制御内容を示す
フローチャート図である。 ５・・・センタデフクラッチ １０．１１・・・リャクラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　変速機から入力される駆動力を前輪駆動系と後輪駆動
   系とに分配して伝達するよう設けられたセンタデフ装置
   の差動作用を制限可能に設けられたセンタデフクラッチ
   と、上記センタデフ装置から左右の後輪への駆動力の伝
   達をそれぞれ独立して断接可能とすべく上記センタデフ
   装置と上記左右の後輪との間の駆動力伝達経路にそれぞ
   れ介在された左右のリヤクラッチとを有し、上記３つの
   クラッチがその接合率を調整可能に構成されると共に、
   上記３つのクラッチの作動状態を独立して制御可能なク
   ラッチ操作手段を備えたことを特徴とする四輪駆動車