JPH02286432A - 4輪駆動車の駆動力制御装置 - Google Patents
4輪駆動車の駆動力制御装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
輪の動力分配装置と、左右輪の差動制限。
分配トルクと差動制限トルクとを各走行条件等に応じ可
変に制御するものに関する。
のように常に前後輪のトルク配分が一定の比率(例えば
50 : 50)のものに対し、油圧クラッチ等により
前後輪のトルク配分を走行条件。
れている。また、左右輪の間に介設される差動装置の制
限装置においても、差動制限制御用油圧クラッチを設け
て差動制限トルクを各種条件により可変に制御し、走行
性能等の向上を図ることが考えられている。
は、各制御用に少なくとも2組の油圧クラッチ、更には
オイルポンプ、バルブ手段等の油圧制御系が必要になり
、これらを駆動系にいかに配置するかが重要になる。こ
こで、油圧クラッチのコンパクトな組付けを考慮すると
、変速機や差動装置のケース内部に配置することが考え
られるが、以下の点を考慮する必要がある。即ち、終減
速装置または変向装置等のハイポイドギヤのオイルは、
一般に歯面の負荷、すべり速度が極めて大きい状態で運
転されるため耐荷重性能の良好なものが使用されるが、
このギヤオイルは粘性が大きくて温度に対し粘度が著し
く変化するため、オイルポンプの作動流体として不適当
であり、低温時にはデユーティソレノイド弁による油圧
制御が不能にな名ことがある。また、このオイル条件下
の油圧クラッチは、一般に摩擦係数が低目で温度依存性
が大きく、しかも適切な摩擦係数調整剤を添加しないと
相対滑りを与えた場合に振動やスティックスリップを生
じ易く、長時間安定してすべり速度に対する摩擦特性(
μm■特性)を発揮させることが難しい。このことから
、変速機や変向装置等のケースに油圧クラッチを組込む
場合は、油圧クラッチ側を独立に区画してハイポイドギ
ヤオイルと異なるオイルを使用する必要がある。また、
油圧クラッチの油圧室は一般的な回転ドラム側ではなく
固定側に配置して、遠心油圧の影響を防ぎ、η7制御精
度を向上させることも重要である。
は、4輪駆動車の性能を最大限に発揮させると共に、左
右輪差動制限による走行性能、旋回性能等を向上するよ
うに制御することが望まれる。
昭61−155027号公報の先行技術がある。ここで
、変速機出力側のトランスファ装置のケース内に前輪駆
動用と後輪駆動用の2つの油圧クラッチを設け、この2
つの油圧クラッチの油圧制御で前後輪の動力配分を制御
することが示されている。また特開昭62−10322
7号公報の先行技術では、差動装置のディファレンシャ
ルケースとサイドギヤとの間に多板摩擦クラッチを設け
、油圧ピストンによりロッド、スペーサ。
差動制限トルクを生じる。そして左右輪回転速度差に応
じて差動制限トルクを可変制御することが示されている
。
輪の差動制限トルクといずれか一方の制御で、両者を同
時に行うものではない。また先行技術のいずれもが油圧
クラッチの潤滑油にギヤオイルを共用する構成であるた
め、既に述べたようなスティックスリップ等の問題があ
る。
とするところは、前後輪トルク配分用と差動制限トルク
用の2組の油圧クラッチを、差動装置等を用いてコンパ
クトで独立に動作し、遠心油圧を生じないように適正配
置することにある。
を、走行性、旋回性、操縦安定性1発進性等を向上する
ように制御することが可能な4輪駆動車の駆動力制御装
置を提供することにある。
前後輪の一方へは直接伝動構成し、その他方へは動力分
配装置を介して伝動構成する4輪駆動車において、第1
の油圧クラッチを備えた上記動力分配装置を、フロント
ディファレンシャル装置またはリヤディファレンシャル
装置の入力部に設置し、上記ディファレンシャル装置に
第2の油圧クラッチを備えた差動制限制御装置を装着し
、上記第1の油圧クラッチの伝達トルクで前後輪の動力
分配を制御し、上記第2の油圧クラッチの伝達トルクで
左右輪の差動制限をfli制御するものである。
に常に伝達し、同時に動力分配装置の第1の油圧クラッ
チの伝達トルクに応じ前後輪の他方にも伝達してフルタ
イムの4輪駆動で走行する。
をスリップや走行条件に応じて変化させ、前後輪の動力
分配制御をすることで前後輪のスリップを防止し、走破
性、走行安定性および発進性等を向上する。また差動制
限制御装置の第2の油圧クラッチによりディファレンシ
ャル装置の差動が制限され、この差動制限トルクをスリ
ップや走行条件に応じて可変に制御することで左右輪の
スリップを防止し、走行性、旋回性能等の向上を促すよ
うになる。
例えば手動変速機付の縦置きトランスアクスル型でフロ
ントエンジン・フロントドライブ(F F)ベースの4
輪駆動車の場合について、全体の概略を述べる。符号l
はエンジン、2はクラッチ、3は副変速機、IOは手動
変速機であり、これらが車体前後方向に縦置き配置され
る。
10への人ノj軸1■との間に設けられ、高低2段に切
換えられるように構成され、この副変速機3の下部にフ
ロントディファレンシャル装置5が配置される。
数段の変速ギヤ13とシンクロ機構14とが設けられ、
複数段に変速するように構成され、出力軸12がフロン
トディファレンシャル装置5を介して前輪6に伝動構成
される。また手動変速機10の後部にはトランスファ装
置7が配置され、出力軸12に対し更にトランスファギ
ヤ8を介してトランスファ軸9を連結している。
に連結してリヤ側に延びリヤディファレンシャル装置3
0に連結するが、リヤディファレンシャル装置30の入
力部のピニオン軸22に対しプロペラ軸21からのリヤ
ドライブ軸25が分割して同軸上に配置され、両者の間
に動力分配装置40が介設される。また、リヤディファ
レンシャル装置30には差動制限制御装置50が設けら
れ、左右の車軸23L。
リヤ31側にモータ60を備えたオイルポンプB1が取
付けられ、オイルポンプ6Iが油圧制御装置82を介し
て動力分配装置40.差動制限制御装置50に回路構成
され、制御ユニット70のデユーティ出力信号で電気的
に制御するように構成されている。
80側について詳細に述べる。
部にピニオン軸22のドライブピニオン32が軸受33
により支持して挿入され、両端を軸受34.34により
支持されたディファレンシャルケース35と一体なリン
グギヤ3Bがドライブピニオン32に噛合う。また、デ
ィファレンシャルケース35の内部でピニオン軸37の
ビニオン38が左右のサイドギヤ89L、39Rに噛合
い、サイドギヤ39L 、 39Rがそれぞれ車軸23
L 、 231?にスプライン結合して成り、動力を等
分に配分して左右後輪24L 、 24Hに伝達すると
共に、その回転差を吸収するようになっている。
ションケース41が一体的に突設され、エクステンショ
ンケース41の内部にリヤドライブ軸25が両端を軸受
42.42で支持して設置される。また軸受33の隣り
でキャリヤ31とピニオン軸22のスペーサ22aとの
間にオイルシール43が介設され、これによりエクステ
ンションケース41の内部の室41aがリヤディファレ
ンシャル装置30から分離され、ハイポイドギヤオイル
と異なる油圧クラッチ用潤滑油の使用が可能になってい
る。リヤドライブ輔25は、ピニオン軸22と同軸上に
配置されて端部がニードルベアリング44を介して嵌合
しており、両者の間に第1の油圧クラッチ45が介設さ
れる。
ンジ25aにドラム45aが取付けられ、ピニオン軸2
2にハブ45bがスラストワッシャ4Bで位置決めして
スプライン結合される。そしてドラム45aの背後のフ
ランジ25aが軸受42で支持され、ドラム45aとハ
ブ45b間にはプレート45cとディスク45dが複数
枚交互に配置されている。また固定側のキャリヤ31に
は、油圧室45e、ピストン451’およびリターンス
プリング45gが取付けられて、遠心油圧を生じないよ
うに構成され、ピストン45fがスラスト軸受47を介
してプレート45e側に抑圧接触し、クラッチトルクを
生じるようになっている。
2等に設けた油路22bが形成され、更に油圧クラッチ
用潤滑油がエクステンションケース41の内部の室41
aに所定量充填されており、各部の回転によりプレート
45C,ディスク45d等を潤滑すると共に、油路22
bからニードルベアリング44゜スラストワッシャ46
に潤滑油を給油する。
にサイドケース51が一体的に嵌着され、サイドケース
51の内部にディファレンシャルケース35の一端の軸
部35aが挿入され、車軸23Rに対し軸受53で支持
される。そしてサイドケース51.ディファレンシャル
ケース35の軸部35aおよび車軸231?の間にはオ
イルシール52が介設され、サイドケース51の内部の
室51aがリヤディファレンシャル装置30から分離構
成され、車軸23Rとディファレンシャルケース35の
軸部35aとの間に第2の油圧クラッチ55が設けられ
る。
とディファレンシャルケース軸部35aのハブ55bと
の間にプレート55cとディスク55dとが複数枚交互
に配置され、ドラム55aの背後がサイドケース51に
対しスラスト軸受54を介して支持される。また上述と
同様に、固定側のリテーナケース51aに油圧室55e
、ピストン55rおよびリターンスプリング55gが取
付けられ、ピストン55「がプレート55c側に抑圧接
触して゛差動制限トルクを生じるようになっている。
ンションケース41の内部の室41aと図示しない連絡
穴を介して連通しているため、第1の油圧クラッチ45
用の潤滑油が第2の油圧クラッチ55のドラム55aと
浸漬するように配置されるので、第2の油圧クラッチ5
5の各部の潤滑が可能になっている。
タ60により駆動されるオイルポンプ61の吐出圧がレ
ギュレータ弁63で調圧され、所定の作動油圧と潤滑油
圧を生じる0作動油圧の油路64は・クラッチ制御弁8
5aおよび65b、油路Haおよび86bを介して第1
.第2の油圧クラッチ45.55の油圧室側に連通ずる
。また、油路64は、パイロット弁67、油路Haおよ
び68bによりデユーティソレノイド弁89aおよび6
9b、クラッチ制御弁65aおよび85bの制御側に連
通ずる。そして制御ユニット70のデユーティ信号は、
デユーティソレノイド弁69a 、 89bに出力され
てデユーティ圧が生じ、このデユーティ圧でクラッチ制
御弁65a 、 85bを動作することで、第1.第2
の油圧クラッチ45゜55のクラッチ圧を所望の値に制
御するようになっている。
。
数センサ72.後左軸回転数センサ73.後右輪回転数
センサ74.スロットル開度センサ76、ギヤ位置セン
サ77、舵角センサ78.加速度センサ79を有する。
数NIP、後輪回転数センサ72の後輪回転数NRが入
力する回転速度差検出部80aを有し、回転速度差ΔN
aを、ΔNa −NP −Nl2により算出する。そし
て回転速度差ΔNaが設定値以上の場合は、スリップ判
定部81aでスリップを判定し、クラッチ圧設定部82
aでマツプを検索して高いクラッチ圧Paを定める。こ
のクラッチ圧Paは、舵角センサ78の舵角θにより減
少補正されてタイトコーナブレーキングが回避され、ク
ラッチ圧Paの信号は、デユーティ変換部83aでデユ
ーティ信号に変化されてデユーティソレノイド弁69a
に出力される。回転速度差ΔNaが設定値以下の場合は
、通常走行判定部84aで通常走行と判定され、クラッ
チ圧設定部85aでこの場合のクラッチ圧Paがマツプ
検索される。ここで後輪回転数センサ72の車速Vとス
ロットル開度センサ76のスロットル開度φによるマツ
プで、後輪への伝達トルクが前、後の軸重配分相当にな
るようにクラッチ圧Paを制御する。また、ギヤ位置セ
ンサ77のギヤ位置eを低速段側で増大補正し、舵角セ
ンサ78の舵角θで減少補正し、加速度センサ79の加
速度gで増大補正し、各走行条件に応じて最適なりラッ
チ圧Paを設定するのであり、このクラッチ圧Paもデ
ユーティ変換して出力するようになっている。
回転数NL、後右輪回転数センサ74の後右輪回転数N
Rが入力する回転速度差検出部80bを有し、回転速度
差ΔNbをΔNb −NL−NRにより算出する。この
場合も上述と同様に、スリップ判定部81b1通常走行
判定部84b、クラッチ圧設定部82bおよび85b、
デユーティ変換部83bを有する。そしてスリップおよ
び通常走行の場合に、上述と略同様のマツプ検索により
クラッチ圧pbを設定するようになっている。
用について述べる。
介して手動変速機IOに入力し、変速した動力が出力軸
12からフロントディファレンシャル装置5.前輪6に
常に伝達する。また変速動力は、るトランスファ装置7
.プロペラ軸21. リヤドライブ軸25を介して動
力分配装置40の第1の油圧クラッチ45に入力する。
ユニット70に入力して処理され、第5図(a)のフロ
ーチャートが実行される。そこで乾燥路面の定常走行で
は、NP絢Nl?で通常走行と判定され、前後輪の軸重
配分相当の分配比になるようにクラニッチ圧Paが連続
的に変化し、これに応じたデユーティ信号がデユーティ
ソレノイド弁69aに出力する。
61が常に駆動され、レギュレータ弁63により作動油
圧がデユーティソレノイド弁B9a 、 69bとクラ
ッチ制御弁65a 、 65bとに導かれている。
弁67で調圧されたパイロット圧をデユーティ信号で排
出1i制御してクラッチ制御弁65aの制御圧を変化さ
せることで、第1の油圧クラッチ45の油圧室45eに
作動油圧が導かれ、上述したクラッチ圧Paが生じる。
45dをクラッチ圧に応じ押圧してクラッチトルクが生
じることになり、このクラッチトルクに応じた動力が、
ビニオン輔22のドライブピニオン32.リングギヤ3
6を介してリヤディファレンシャル装置30のディファ
レンシャルケース35に入力する。そしてサイドギヤ3
9L 、 39Rに等分に配分されて後輪24L 、
24Rに伝達するのであり、こうしてフルタイムの4輪
駆動走行になる。
0に入力して第5図(b)のフローチャートが実行され
る。そこでかかる通常走行では、N L絢NRであり、
クラッチ圧pbが略零に設定され、デユーティソレノイ
ド弁89bにより差動制限制御装置50の第2の油圧ク
ラッチ55のクラッチ圧pbは略零である。このため、
リヤディファレンシャル装置30の各部はフリーになり
、旋回時には自由に差動作用して回転差を吸収する。
が大きく設定され、これに伴い第1の油圧クラッチ45
の伝達トルクが増加すると共に後輪への動力分配が増し
、4輪駆動の性能が向上する。
圧クラッチ55においてピストン551’がプレート5
5C,ディスク55dを押圧してディファレンシャルケ
ース35と一方のサイドギヤ391?との間に差動制限
トルクが生じる。このため左右後輪24シ。
ック気味になり走行安定性が向上し、後輪24L 、
24Rに効果的に動力伝達して発進加速性を促進する。
小さくなることで、タイトコーナブレーキングを生じる
ことなく円滑に旋回する。
速度差ΔNaによりスリップと判定されクラッチ圧Pa
が最大になる。このため、第1の油圧クラッチ45によ
り前後輪が直結状態になり、前後輪が略等分の動力配分
になってスリップが防止され、走破性が最も発揮される
。また、左右後輪24L 、 24Rの一方がスリップ
した場合も、回転速度差ΔNbによりスリップと判定さ
れ、クラッチ圧pbが最大になる。このため、第2の油
圧クラッチ55によりリヤディファレンシャル装置30
が一体化するようにディファレンシャルロックされ、悪
路からの脱出が可能となる。これらのスリップの制御は
、いずれか一方が各別に、または両方が同時に行われる
。
動力分配、差動制限の制御が行われる。
ッチ55を、リヤディファレンシャル装置30のディフ
ァレンシャルケース35の内部に設置したものである。
のサイドギヤ391.と一体的なハブ55bとの間にプ
レート55cとディスク55dとが設置され、ディファ
レンシャルケース35と一体的なフランジ35bに油圧
室55e、ピストン55「、リターンスプリング55g
が取付けられる。また、ディファレンシャルケース35
の内部のビニオン38とサイドギヤ39L 、 39R
の部分および第2の油圧クラッチ55にクラッチ用潤滑
油がオイルシール52によりリヤディファレンシャル装
置30から分7111構成されると共に、エクステンシ
ョンケース41内の第1の油圧クラッチ45の潤滑油と
共用可能なように図示しない油路で連通され、ピニオン
38.サンギヤ39L 、 39R、第2の油圧クラッ
チ55を潤滑するようになっている。
とリターンスプリング55g側の油圧室が路間−のため
、ディファレンシャルケース35内部に潤滑油を充填さ
せておけば遠心油圧はキャンセルできる構造になってい
る。
ンジン・リヤドライブ(FR)ベース。
ランスアクスル型にも適用でき、変速機は自動変速機、
無段変速機でもよい。
、ABS作動時に第1.第2の油圧クラッチ45.55
のトルクを制御して、駆動系を最も有効な結合状態に保
つことができる。
おいて油圧クラッチ付動力分配装置と、油圧クラッチ付
差動制限制御装置とを備え、動力分配と差動制限との両
制御を行うので、前後輪左右輪のスリップの防止以外に
、各走行条件や路面条件に応じて走行性、走破性、操縦
安定性。
輪駆動車の性能を最大限に発揮し得る。
ィファレンシャル装置に装着されるので、トランスミッ
ションおよびトランスファの構造がコンパクト化し、し
かも制御系はディファレンシャル装置に集約化でき、制
御応答性が向上する。
とを制御するので、電子−油圧制御系が共通化し、電子
制御システムも簡素化できる。
から分離して収容され、専用の潤滑油の使用が可能であ
るため、スティックスリップ等の発生がない。また、油
圧室、ピストンは固定側に設けられて、遠心油圧の影響
がない。
ャルケース内部に組付けることで、構造が更にコンパク
トになり、差動装置の車載性や支持方法の設計自由度が
増加する。
を示す全体構成図、 第2図は要部の水平断面図、 第3図は第2図の■−■断面図、 第4図は油圧および電気の制御系を示す図、第5図(a
)は動力分配制御の、(b)は差動制限制御の作用のフ
ローチャート図、 第6図は他の実施例を示す断面図である。 6・・・前輪、10・・・手動変速機、24L 、 2
4R・・・後輪、30・・・リヤディファレンシャル装
置、40・・・動力分配装置、45・・・第1の油圧ク
ラッチ、50・・・差動制限制御装置、55・・・第2
の油圧クラッチ、62・・・油圧制御装置、70・・・
制御ユニット
Claims (4)
- (1)前後輪の一方へは直接伝動構成し、その他方へは
動力分配装置を介して伝動構成する4輪駆動車において
、 第1の油圧クラッチを備えた上記動力分配装置を、フロ
ントディファレンシャル装置またはリヤディファレンシ
ャル装置の入力部に設置し、上記ディファレンシャル装
置に第2の油圧クラッチを備えた差動制限制御装置を装
着し、 上記第1の油圧クラッチの伝達トルクで前後輪の動力分
配を制御し、上記第2の油圧クラッチの伝達トルクで左
右幅の差動制限を制御することを特徴とする4輪駆動車
の駆動力制御装置。 - (2)上記第1の油圧クラッチは、上記ディファレンシ
ャル装置のキャリヤに突設するケース内部でオイルシー
ルにより上記ディファレンシャル装置側から分離して収
容設置し、 少なくとも油圧室とピストンとを上記ケース側に取付け
る請求項(1)記載の4輪駆動車の駆動力制御装置。 - (3)上記第2の油圧クラッチは、上記ディフアレンシ
ヤル装置のキャリヤの側方に突設するケース内部でオイ
ルシールにより上記ディファレンシャル装置側から分離
して、ディファレンシャルケースと一方のサイドギヤと
の間に設け、 少なくとも油圧室とピストンとを上記ケース側に取付け
る請求項(1)記載の4輪駆動車の駆動力制御装置。 - (4)上記第1の油圧クラッチの伝達トルクは前後輪の
スリップ、走行条件に応じ制御し、 上記第2の油圧クラッチの伝達トルクは左右幅のスリッ
プ、走行条件に応じ制御する請求項(1)記載の4輪駆
動車の駆動力制御装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2598322B2 JP2598322B2 (ja) | 1997-04-09 |
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JP2598322B2 (ja) | 1997-04-09 |
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