JPH03247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車の駆動を単軸駆動から不変
駆動軸を通じて２軸駆動に断続的に切換えるため
制御装置で、このときこの切換えは電気または電
気液圧的に制御されるクラツチによつて達成さ
れ、クラツチが閉じた状態においては不変作動の
駆動トレインはもう１つの車輪対を作動しつつ接
続できる駆動トレインと駆動連結しており、この
切換えは、不変駆動車軸の車輪対の少なくとも１
つの駆動スリツプが初めに与えられた敷居値を越
えたときに解除され、さらに電気的制御ユニツト
が設けられ、このユニツトが、各々の車軸に属す
る車輪対の外周速度を特徴づける回転数センサの
電気的出力信号の処理によつて、クラツチの制御
に必要な制御信号を生みだす装置に関する。

従来の技術 上述のような制御装置は、ドイツ公開公報
（DE−OS）第3472725号において不変作動の前軸
駆動トレインと接続される後軸駆動トレインをも
つた自動車について公知のものである。この装置
では後軸駆動トレインを動力分配装置または前軸
駆動トレインに駆動連結するために制御可能な結
合力をもつたすべりクラツチが設定され、このす
べりクラツチは、電気的制御ユニツトによつて、
不変駆動車輪対のスリツプが接続される駆動トレ
インによつて駆動される車輪対のスリツプよりも
常に与えられた値だけ大きいように制御されてい
る。

このような公知の制御装置における短所は、１
つには、すべりクラツチの領域に生じる強度の摩
耗であり、もう１つにはさらに決定的短所とし
て、走行安定性の欠損であり、これは不変駆動車
軸が接続される駆動軸に対して高い駆動スリツプ
に調整されていることによつてもたらされてい
る。これは、不変駆動トレインが後軸駆動トレイ
ンになつているときに、特に不都合である。

上述の短所は、同じような作用をもち、ドイツ
公開公報（DE−OS）第2805692号で不変後軸駆
動の自動車について公知の、もつぱら液圧で制御
される、前軸駆動トレインを不変作動後軸駆動ト
レインに接続するための装置もかかえているが、
この場合も全輪駆動への切換えは、同様に、不変
駆動後軸対の駆動スリツプが一定の敷居値を越え
たときに達成される。

全輪駆動における２つの駆動トレインのクラツ
チは、圧力制御される円板クラツチを媒介し、こ
の円板クラツチは、前方走行の場合、閉状態と解
放状態の間で“遊んで”いることができるが、し
かし後方走行の場合は閉じたままでなければなら
ないので、このままカーブを走行する際（操作可
能な前輪および後輪のそれぞれ異なつたカーブ半
径のために）駆動トレインにまたしても過大の緊
張があらわれる可能性があり、この緊張は極端な
場合（特に小さなカーブ半径で車輪と道路の間に
高い粘着係数をもつとき）全体として駆動トレイ
ンに過大なひずみをもたらし、したがつて駆動ト
レインに破損をひきおこす可能性がある。

発明が解決しようとする問題点 この発明の課題は、上述の制御装置を、全輪駆
動時にも良好な走行安定性とともに、カーブ走行
時にもひずみに対する駆動トレインの効果的保護
が達成されるよう改良することである。

問題点を解決するための手段 この課題は、本発明の特許請求の範囲第１項の
特徴部分に記載の方法で解決される。

この発明の制御装置は、不変後軸駆動をもつ自
動車の例で説明すると、次のような作用特性およ
び長所をもつている。

つまり、前軸駆動トレインの「不変」後軸駆動
トレインへの接続を伝える信号は、後軸における
駆動スリツプ敷居を越えることによつて解放され
た後、一定の最低時間（少なくとも、数秒、例え
ば３〜10秒）保持される。この時間は、スリツプ
値の調整とモニターに必要な最低時間100msより
ずつと大きいので、これによつて各々、自動車の
運動状態の吟味、および場合によつては単軸駆動
への逆切換えが行なわれることができる。時間間
隔が延長されると、車道コンデイシヨンの吟味を
同様に可能にする付加駆動トレインの切り離しが
達成され、このことは、しかし、不変駆動後軸に
おいて走行安定性を損なう駆動スリツプを生みだ
す可能性のある時間間隔が大巾に減らされ、これ
によつて全体として走行安定性に大きな利得が達
成されるという長所をもつている。接続される前
軸駆動トレインの切り離しが達成されるのは、上
述のより長い時間間隔内で、前輪駆動トレインの
回転モーメントセンサの出力信号が、接続される
駆動トレイン内に作用する回転モーメントが走行
方向に見て自動車の遅延に結合される方向をもつ
ことを示すときのみ、そのかぎりにおいてであ
る。このような信号が回転モーメント方向センサ
から発生されるのは、前方カーブ走行において、
道路と前輪対間の粘着力と車輪軌跡の大きい方の
半経から条件づけられて、 前輪上に加速モーメントが作用するが、上述の
粘着力のために車輪がこの加速モーメントについ
ていけないか、または不十分で、前輪駆動トレイ
ンに引きモーメントが生じるとき、または、後方
カーブ走行において上述の理由から前輪駆動トレ
インに押しモーメントが生じるときである。この
とき、このようなモーメントの出現持続時間の間
（与えられた持続時間内で）、クラツチは解放さ
れ、これによつて、ふつうならば駆動トレインに
危険なひずみをもたらしたはずのモーメントの消
去が可能になつている。自動車がその接続時間内
で激しく変化する粘着係数をもつ車道を走るよう
なカーブ走行状態においては、全体として、走行
安定性と駆動トレインの保護の間にできるかぎり
良好な妥協が達成されている。自動車が前軸駆動
トレインの接続後、さらにその接続時間の経過中
に同様に高い粘着係数をもつた車道領域を走るよ
うなカーブ走行状態に対して、ふつうならば出現
していたはずのねじれ張力の必要に応じた消去が
達成されている。

特許請求の範囲第２項の特徴部分は、この発明
の制御装置内に挿入することのできる回転モーメ
ント方向センサの基本構成の概要を示し、すでに
自動車に液体補助圧源が備えられているときは、
単純な液体方向弁および例えば単純な圧力スイツ
チからなる圧力対電圧変換器を用いて実現するこ
とができる。特許請求の範囲第３項の特徴部分
は、動力分配装置内に収納されることのできるコ
ンパクトで単純かつ作用安定性のある回転モーメ
ント方向センサ弁の構成を示しているが、その詳
細な構成は特許請求の範囲第４項および第５項の
特徴部分に示されている。

特許請求の範囲第６項の特徴部分は、流れ抵抗
測定ブリツジとして、特に対称で平行に分枝導管
をもち信号発信機として単純な差動圧スイツチを
もつことが好ましい圧力対電圧変換器の作用効果
の高い構成を示しており、この信号発信器の出力
信号は単純な論理回路によつて走行方向センサの
前方後方走行信号と結びつけられて電子液圧制御
クラツチに必要な制御を行なつている。またこの
クラツチに対しては、特許請求の範囲第７項の特
徴部分が特に効果的な構成を与えている。

この発明の制御装置は不変後軸駆動および接続
される前軸駆動をもつ自動車についても、不変前
軸駆動および接続される後軸駆動をもつ自動車に
ついても、同様に有効である。

実施例 この発明の詳細および特徴を図を用いた特別の
実施例によつて以下に述べる。

まず、第１図の詳細を説明するが、全体的に１
０で示される自動車は全駆動トレインの作用上基
本的役割をするエレメントで示されているが、こ
の全駆動トレインは主駆動として全体を１１で示
される不変作動の後軸駆動トレインおよび必要に
応じて自動的に接続または分離する前軸駆動トレ
イン１２をふくみ、この前軸駆動トレイン１２
は、電気および液圧で制御されるクラツチ１３の
開閉によつて動力分配装置１４を通じて後軸駆動
トレイン１１と結合されることができ、このと
き、自動車モータ１７と結合しているギヤ１８の
出力軸１６に生じている回転モーメントは、１対
１の割合で後軸駆動トレイン１１および前軸駆動
トレイン１２上に分配され、またこのとき動力分
配装置１４から自在シヤフト１９，２１に伝達さ
れる回転モーメントは通常の方法は後軸差動装置
２２および前軸差動装置２３を通じて後輪対２
４，２６または前輪対２７，２８に伝達される。
ギヤ１８の出力軸１６および自在シヤフト１９，
２１の前方走行時における回転モーメント（流
れ）の方向は、回転モーメント方向矢印２９およ
び３１または３２によつて表わされる。全輪駆動
時に後方走行に対して生じる回転モーメントはそ
れぞれ逆方向を示す矢印３３および３４または３
６によつて表わされる。

通常の運転時には、自動車は（クラツチ１３が
解放されているとき）後軸駆動トレイン１１のみ
を通して駆動される。前軸駆動トレイン１２は
（クラツチ１３の自動制御による結合によつて）、
後軸２４，２６にはじめに与えられた敷居値、例
えば３％より大きい駆動スリツプが生じるやいな
や、接続される。

後輪対の駆動スリツプを捕えるために、唯一の
回転数センサ３７が備えられ、この回転数センサ
３７は、後軸駆動トレイン１１の自在シヤフト１
９の回転数に対して特徴づけられる電圧信号を発
生し、この電圧信号は、したがつて後輪対２４，
２６の車輪外周速度の和に対する値となつてい
る。後軸回転センサ３７の出力信号は、前輪２７
および２８の車輪外周速度のモニタのために、そ
れぞれに対して取り付けられたもう２つの回転数
センサ３８および３９の出力信号と比較される。
この回転数比較は、よく知られた方法で電気的制
御ユニツト４１内で行なわれ、この制御ユニツト
４１は、駆動されている車輪のスリツプを上述の
敷居値と連続的に比較し、この敷居値が追い越さ
れるやいなや、制御出力４２において３〜10秒の
最小時間の出力信号が発生され、これによつて磁
気弁４３が通過状態に制御され、この通過状態に
おいて、クラツチ１３の制御圧室４４（第２図）
は、第１図では概略的に示されているだけだが、
これから説明する第２図に詳細が示されている補
助圧源４６の高い出力圧によつて衝撃され、これ
によつて、クラツチ１３が閉じられ、前軸駆動ト
レイン１２は後軸駆動トレイン１１と結合され
る。このとき、制御信号の相対的に長い持続時
間、つまり相対的に大きな全輪駆動サイクル時間
によつて走行状態の多くの場合、全輪駆動状態
は、１つのサイクル時間のみ接続されていればよ
いことになつている。

前軸駆動トレイン１２が接続されている間に自
動車がカーブ走行し、このとき車道と駆動車輪間
の粘着係数が低い車道上で前輪駆動トレイン１２
の自動接続が達成された後に、再び車道と（この
時全輪駆動となつている）車輪間の粘着係数が高
い車道域上を走行する状態にある場合、前輪２７
および２８は後輪２４および２６よりも大きいカ
ーブ半径をえがくために前輪駆動トレイン内に押
しモーメントが矢印３６′の方向に生じ、この押
しモーメントは、２つの駆動トレイン１１，１２
が力学的に一体として連結しているため動力分配
装置および前軸駆動トレイン１２の自在シヤフト
２１の領域に緊張をもたらし、駆動車輪と車道間
に作用する粘着係数が大きければ大きいほど、つ
まり、このような緊張が車輪のスリツプによつて
吸収されることが困難なほど、この緊張は調整さ
れることが困難になり、極限状態では自在シヤフ
ト２１の破損かつ（または）動力分配装置１４の
損傷をひきおこす可能性がある。同様のことは後
方走行状態に対しても対応した方向でなりたつ
が、この場合、前軸駆動トレイン１２内に調整不
可能な矢印３３′方向に作用する引きモーメント
が生じる。

このような駆動トレイン内に生じる付加モーメ
ントまたは緊張によつてひきおこされる駆動トレ
インの損傷を避けるためにクラツチ１３の開閉を
伝達する制御装置が以下に述べるように構成され
ている。変速ギヤ１４は、円板クラツチとして構
成され、電子液圧制御されるクラツチ１３も含め
てよく知られた方法で、クラツチ１３を閉じるこ
とによつてギヤ１８の出力軸１６と回転不能に連
結される駆動歯車４７、およびこれとかみ合う遊
び歯車４９、および遊び歯車４９とかみ合う出力
歯車４８とともに構成され、全体を５１で示され
る回転モーメント方向センサを備えている。この
回転モーメント方向センサ５１は、前方または後
方のカーブ走行において上述の緊張が前軸駆動ト
レイン１２に生じた場合、これに対応した電気的
出力信号を発生し、この信号を走行方向に対応し
たもう一つの信号とともに処理することによつ
て、制御信号が生成され、この制御信号が、クラ
ツチを閉じた状態に制御している電気制御ユニツ
ト４１の出力信号を、前軸駆動トレイン１２内に
許容される敷居値を越える引き、または押しモー
メントが作用したとき、かつそのかぎりで、落す
よう作用する。

回転モーメント方向センサ５１は、ここに図示
されている特殊な実施例の場合、液圧式の3/3路
回転弁として構成され、そのケーシング５２は動
力分配装置１４のケーシング５３内に納められて
いる。回転弁５１のピストン５４はは動力分配装
置１４の出力歯車４８の回転軸５６と同軸の、弁
ケーシング５１内の内孔５７内に回転できるよう
に取りつけられ、Ｏ型リングガスケツト５８，５
９および６１によつて密閉されている。ピストン
５４は第２図には示されていない自在継手によつ
て回転できないように前軸駆動トレインの自在シ
ヤフト２１と結合している。ピストン５４は、動
力分配装置１４の出力歯車４８に面する側におい
て、出力歯車４８をケーシング５３内で弁側に支
えているシヤフト部６３の端末部分６２をスリー
ブ状に取り囲むケーシング６４をもち、鉢型に形
成されている。このとき、軸部分６３のリング状
の端末面は、同様に鉢底面を形成するピストン５
４の内部平面に滑るように接し、ケーシング６４
は、また出力歯車４８のシヤフト部６３の外殻平
面に滑るように接している。弁ピストン５４と一
体として構成され、空洞管として構成された出力
歯車４８の軸受シヤフト６３内で軸方向に突出し
た棒ばね６６は、その内部端において動力分配装
置１４の出力歯車４８と、例えば軸受シヤフト６
３の内部歯とかみ合う外部歯によつて回転できな
いように結合している。弁ピストン５４は、した
がつて出力歯車４８に対して回転相対運動を行な
うことができ、ここに変位の増大にともなつて増
大する棒ばね６６による反動力が働く。

回転モーメント方向センサ５１をさらに第３図
の断面図を用いて詳しく説明する。

前軸駆動トレイン１２内に引きモーメント、ま
たは押しモーメントが加わつた際、出力歯車４８
に対するピストン５４の可能な相対運動を一定の
角領域に限定するために、扇形の内部溝６７およ
び６８をもつピストン５４のスリーブ状のケーシ
ング６４が設定され、これらの内部溝は、放射方
向の縦中央断面６９に対して対称に構成され、図
示されている実施例の場合は、90゜の角巾になつ
ている。

ピストンケーシング６４の内部溝６７および６
８には、扇形の止めリブ７１および７２がかみ合
い、この止めリブ７１，７２は、第３図において
ピストン５４の中央平面６９に垂直な出力歯車４
８の中央平面７３に関して対称に構成され、75゜
の角度をもつている。このため、第３図に示され
る出力歯車４８に関するピストン５４の方位角方
向の中心位置（棒ばね６６に完全にねじれ緊張の
ない状態）から出発して、ピストン５４は出力歯
車４８に対して時計まわりまたはその反対方向に
各々最大7.5゜の方向角方向相対運動を行なう。第
１内部リング溝７４およびピストン５４のケーシ
ング外表面によつて、リング状の入力圧室７６が
つくられ、ここに放射方向のケーシング内導管７
７が連結し、この導管に補助圧源４６の制御圧出
力７８が接続している。

弁ケーシング５２の第２外部リング溝７９およ
びピストン５４の外側の円筒形外殻表面によつ
て、センサ弁５１の第１リング状出力圧室７９が
形成され、この出力圧室７９は、弁５１の第１圧
力出力口８１と通じている。ピストン５４、およ
び弁ケーシング５２の額側の境界を形成するリン
グ状パツキング８２（この中央を、ピストン５４
を前軸駆動トレインの自在シヤフト２１に連結す
る継手結合部材８３が貫いている）によつて、弁
内孔５７の内部に、第２のリング状出力圧室８４
が形成され、この出力圧室８４は、センサ弁５１
の第２圧力出力口８６に通じている。

ピストンケーシング６４は、第３図において互
いに一直線上に並んでいる導管８７，８８をも
ち、これらの導管は、センサ弁５１の入力圧室７
７と連結している。出力歯車４８の中空円筒状の
軸受シヤフトの端末部６２において、放射方向に
みて、外にむかつて開き、かつ軸方向では弁ピス
トン５４方向に開いた細い縦溝８９および９１が
設けられ、これらの縦溝８９および９１は、第３
図に示されるピストン５４の出力歯車４８に対す
る位置において、両方とも弁ピストンケーシング
６４の放射方向の導管８７および８８に対して閉
じられているが、ピストン５４および動力分配装
置１４の出力歯車４８の相対回転が可能な角範囲
内では、しかし、ピストン５４の放射方向導管８
７または８８との連結が交互に達成されることが
できる。

止め部材６７および７１、または６８および７
２の形によつて決まるピストン５４および動力分
配装置１４の出力歯車４８間の最大相対変位位置
において、出力歯車４８の軸受シヤフト部材６３
の縦溝８９またはもう一つの縦溝９１のどちらか
が、ピストンケーシング６４の導管８７またはも
う一方の導管８８と、最大断面積のオーバーラツ
プで連結している。

ピストン５４は、さらに、第２図で示されるよ
うにＬ字型の第１オーバーフロー導管９２をも
ち、これはセンサ弁５１のリング状の第１出力圧
室７９と連結し、動力分配装置１４の出力歯車５
４のシヤフト部材６３の、第３図に示される下側
の縦溝９１が下側の放射方向導管８８と連結した
場合、第１出力圧室７９を入力圧室７６と連結
し、補助圧源４６から圧力媒体が弁５１の圧力出
力口８１にむかつて流れるようになる。さらに、
ピストン５４は、第２図で示されるように斜めに
なつた第２のオーバーフロー導管９３を備え、こ
の導管９３は、センサ弁５１の第２出力圧室８４
と連結し、出力歯車４８の軸受シヤフト端末部６
２の第３図で上側に示されている縦溝８９がピス
トン５４の対応する導管８７と連結した場合、セ
ンサ弁５１の入力圧室７６をその第２出力圧室８
４と連結し、このとき弁５１の入力圧室７６の圧
力媒体はその第２圧力出力口８６の方に流れるよ
うになる。センサ弁５１の圧力出力口８１および
８６から、それぞれ分枝導管９４または９６が圧
力媒体貯蔵タンク９９に導かれ、このときこれら
の分枝９４および９６は、絞り９７および９８に
よつてきまる一定の高い流れ抵抗（とくに同じ値
であることが望ましい）をもつようになつてい
る。２つの分枝導管９４，９６には、駆動トレイ
ンのさまざまの可能な作用および負荷状態と結び
ついたさまざまのセンサ弁５１の状態、つまり動
力分配装置１４の出力歯車４８に対するピストン
５４のさまざまの変位において、どちらか一方に
圧力媒体が通過することになる。これに応じて、
第１分枝導管９４または第２分枝導管９６の絞り
９７または絞り９８の、圧力媒体の流れの方向で
みて前方に圧力衝撃が生じる。センサ弁５１の回
転モーメントに依存した作用状態または分枝導管
９４および９６に生じた衝撃圧をモニターするた
めに、２つの圧力入力１０２，１０３をもつ、よ
く知られた形式の差動圧スイツチ１０１が備えら
れ、このとき、第１圧力出力８１および絞り９７
の間の圧力入力１０２は第１分枝導管９４に、弁
５１の第２圧力出力８６と絞り９８の間の第２圧
力入力１０３は第２分枝導管９６に連結されてい
る。差動圧スイツチ１０１は、第１電圧出力１０
４および第２電圧出力１０６をもつ。第１電圧出
力１０４には、第１分枝導管９４内の圧力が第２
分枝導管９６内の圧力より与えられた敷居値をこ
えて大きい場合、高い論理信号レベルの電圧出力
信号が発生し、第２分枝導管９６における圧力が
第１分枝導管９４における圧力より大きい場合、
低い論理信号レベルの信号が発生する。差動圧ス
イツチ１０１の第２電圧出力１０６には、第２分
枝導管９６における圧力が第１分枝導管９４にお
ける圧力より大きいとき、高い論理信号レベルの
出力信号が発生し、第１分枝導管９４における圧
力が第２分枝導管における圧力より大きい場合、
低い論理信号レベルの信号が発生する。

回転モーメントセンサ５１および圧力対電圧変
換装置１０１の作用をさらに説明するために、前
方走行の際、動力分配装置１４の出力歯車４８に
時計の針の回転方向の反対側、つまり第３図にお
ける矢印１０７の方向に駆動されるものとする。
このとき、後軸駆動トレイン１１のみが自動車前
方走行に使われている場合においても、円板クラ
ツチ１３は、ごくわずかの、補助圧供給源４６の
圧力制限弁１０８によつて制限された閉圧によつ
て衝撃される。この閉圧は、基本状態にある磁気
弁４３を通つて円板クラツチ１３の制御圧室４４
内に導かれ、出力歯車４８およびこれと弁ピスト
ン５４を通じて結合している前軸駆動トレイン１
２をほとんど“回転モーメント零”の状態で連動
していくのに十分な、適度のクラツチかみ合わせ
力を伝達する。棒ばね６６のねじれ剛性は、この
ような運転状況では、出力歯車のシヤフト部材６
３およびセンサ弁５１のピストン５４を第３図に
対応した相互位置状態、つまり２つの分枝導管９
４および９６がセンサ弁５１の圧力入力口７７に
対して閉鎖されている状態に保持するのに十分で
ある。この場合、差動圧スイツチ１０１の２つの
出力１０４，１０６は各々、低いレベル（Ｏボル
ト）信号を発生している。磁気弁４３が通過状態
に切換えられることによつて前軸駆動トレイン
１２が接続されると、円板クラツチ１３の制御圧
室４４は補助圧源４６の高圧出力１０９に接続さ
れ、これによつて円板クラツチ１３は最大かみ合
わせ力で閉じられ、この実施例の場合、後軸駆動
トレインおよび前軸駆動トレイン１２へ１対１の
回転モーメント分配が達成されている。このとき
出力歯車４８は（負荷のもとで）弁ピストン５４
に対して矢印１０７の方向にねじれ回転し、扇形
の止めリブ７１および７２が前側面７１′および
７２′によつてピストンケーシング６４の扇形溝
６７または６８の対応する側面６７′，６８′に接
し、これによつて、ピストンケーシング６４は出
力歯車４８と一体として結合する。

センサ弁５１のこのような作用状態において
は、第２分枝導管９６は弁５１の圧力入力７７と
連結し、差動圧スイツチ１０１はその第１出力１
０４に低レベル信号を、その第２出力１０６には
高レベル信号を生成する。自動車１０が前軸駆動
トレインの接続状態でカーブ走行に入つた場合、
これによつて前輪２７および２８に走行方向の加
速傾向が発生すると、この時からピストン５４
は、再び矢印１０７の方向で見て駆動歯車４８に
対して相対的な回転ねじれを受け、これによつて
止めリブ７１および７２の後側の止め端７１″お
よび７２″はその向い側の溝側面６７″および６
８″に接し、このとき第１分枝導管９４は通過状
態に切換わわる一方、第２分枝導管は閉鎖され、
それに応じて差動圧スイツチ１０１はその第１出
力１０４に高レベル出力信号を、第２出力１０６
に低レベル出力信号を発生する。このような自動
車運転状態およびこれからもたらされるセンサ弁
５１の作用状態では磁気弁５３は再びその基本状
態０にもどされ、つまりクラツチ１３が解放され
て、前軸駆動トレイン１２における危険な緊張の
発生が避けられる。

センサ弁５１が、クラツチ１３の解放によるピ
ストン５４および動力分配装置１４の出力歯車４
８の相対運動の逆戻りのために、再び第３図に示
されるニユートラル状態に達するやいなや（この
とき２つの流れ分枝９４，９６は弁５１の圧力入
力７７に対して閉鎖されており、それゆえ差動圧
スイツチ１０１はその両出力１０４および１０６
にＯボルト信号を発生する）、もともと持続して
いる電気制御ユニツト４１の接続制御信号によつ
て、前軸駆動トレイン１２は再び接続される。

その結果、必要に応じて解除される開閉サイク
ルシリーズによつて、カーブ走行の際、自動車１
０の駆動トレイン１１，１２に生じる緊張を許容
可能な低い最大値に押さえることが可能になつて
いる。

前軸駆動トレイン１２を接続しつつ後方走行す
る場合、（直行またはカーブ走行で）、上述の前方
走行に対して説明した相対運動に類似の出力歯車
４８および弁ピストン５４の相対運動が、各々反
対方向、つまり第３図の矢印１０９の方向に生じ
る。つまり、後方カーブ走行において駆動トレイ
ン１２に許容不可能な高い緊張が生じる可能性を
信号化する差動圧スイツチ１０１の出力信号の組
合せは、差動圧スイツチ１０１が直線前方走行に
対して生成する“危険でない”信号組合せに対応
し、また直線後方走行に対して生成される差動圧
スイツチ１０１の出力信号組合せは、直線走行の
際前軸駆動トレイン１２内に超過緊張が生じる可
能性と結びついた出力信号組合せに対応してい
る。

差動圧スイツチ１０１の出力信号を前軸駆動ト
レイン１１２の状況に応じた接続、切り離しに使
用するためには、さらに自動車１０の走行方向
（前方または後方）を取り入れる必要がある。

電気制御ユニツト４１内に収められている結合
回路１１１の構造が第４図に示されているが、こ
れによつて、前軸駆動トレイン１２を後軸駆動ト
レイン１１に必要に応じた順序および間隔で接続
し、または切離すための信号が、磁気弁４３の制
御のために得ることができる。

このような結合回路１１１の４つのそれぞれの
入力には、つぎのような信号が導入されている。

第１入力１１２には、走行方向発信器１１３の
出力信号が入力し、この信号は、自動車１０が後
方走行している場合、高い論理信号レベルの信号
を保ち、自動車１０がまつすぐ走つている場合、
低い（Ｏボルト）論理信号レベルの信号を保つて
いる。第２入力１１４、および第３入力１１６に
おいては、出力１０４または１０６に発生する差
動圧スイツチ１０１の出力信号が導かれている。
第４入力１１７において、結合回路１１１は、電
気制御ユニツト４１内で高レベル信号として生成
され、これによつて継続時間が決定され、この時
間間隔で前軸駆動トレイン１２が後軸駆動トレイ
ン１１に接続される信号を受け入れる。

結合回路１１１は、第１、３入力AND素子１
１８をもち、この素子１１８の第１逆転入力１１
９には走行方向発信器１１３の出力信号が、第２
逆転入力１２１には差動圧スイツチ１０１の第１
電圧出力１０４に発生する出力信号が、第３非逆
転入力１２２には差動圧スイツチ１０１の第２電
圧出力１０６に発生する出力信号が導入されてい
る。この第１の３入力AND素子１１８の出力信
号は、このため、自動車１０がまつすぐ走行し、
差動圧スイツチ１０１の２つの出力１０４，１０
６に（前方に対して）２つの駆動トレイン１１，
１２上に等しい回転モーメント分配を伝達するよ
うな信号組合せが生じる場合のみ、高レベルの出
力信号となる。

結合回路１１１は、第２の３入力AND素子１
２３をもち、その第１非逆転入力１２４には、走
行方向発信器１１３の出力信号が、第２非逆転入
力１２６には、差動圧スイツチ１０１の第１電圧
出力１０４に生じる出力信号が、第３逆転入力１
２７には差動圧スイツチ１０１の第２電圧出力１
０６に生じる出力信号が導入されている。この第
２、３入力AND素子１２３の出力信号は、この
ため、自動車が後方走行し、かつ２つの電圧出力
１０４，１０６に、この走行状態に対して後軸駆
動トレイン１１および前軸駆動トレイン１２上に
等しい回転モーメント分配をもたらす信号組合せ
が生じる場合、かつこのときのみ、高レベルの出
力信号となつている。

結合回路１１１の第３の３入力AND素子１２
９の第１非逆転入力１３１には、第４入力で受け
入れられ、電気制御ユニツト４１内で生成された
信号が、第２逆転入力１３２には、差動圧スイツ
チ１０１の第１電圧出力１０４に生じる信号が、
第３逆転入力１３３には差動圧スイツチ１０１の
第２電圧出力１０６に生じる信号が導入されてい
る。

この第３、３入力AND素子１２９の出力信号
は、したがつて、結合回路１１１の入力１１７で
受け入れられた接続制御信号が高レベル信号であ
り、かつ弁ピストン５４が動力分配装置１４の出
力歯車４８に関して第３図に対応した位置をと
り、２つの分枝導管９４，９６がセンサ弁５１の
圧力入力７７に対して閉鎖されているとき、かつ
このときのみ、磁気弁４３を通過状態に制御
し、したがつて前軸駆動トレイン１２の接続をも
たらす高レベル信号となつている。

第１、３入力AND素子１１８および第２、３
入力AND素子１２３の出力信号は、第1OR結合
素子１３４を通じて２入力AND素子１３７の入
力１３６に導かれ、この２入力AND素子はもう
１つの入力１３８において結合回路１１１の入力
１１７で受入れられた接続持続時間信号を受け入
れている。

この２入力AND素子１３７の出力信号および
第３、３入力AND素子１２９の出力信号は、も
う１つのOR素子１３８を通じて電気制御ユニツ
ト４１の制御出力４２を形成している結合回路１
１１の出力に導入されている。

走行方向発信器１１３として、第１図に概略的
に示されているように、スイツチが用いられるこ
とができ、これを通じてバツクギヤに入つている
場合後方走行ライトの電力供給が行われる。

補助圧源４６としては、自動車１０において例
えば無圧サーボ操縦または水準調整に用いられる
圧力供給ユニツトを用いることができ、この圧力
供給ユニツトはポンプ１３９によつて圧力調整さ
れた貯蔵タンク補給弁１４１を通じて高圧に過給
可能な貯蔵タンク１４２を持ち、また高い圧力水
準に保たれた出力１０９を持ち、この出力１０９
にクラツチ１３を閉じるのに必要な制御圧力が供
給されており、また適度な圧力レベルに保たれた
出力７８を持ち、この出力７８には回転モーメン
トセンサ弁５１の操作およびクラツチ１３の低圧
衝撃のための出力圧が供給され、この出力圧は、
流れ調整弁１４３によつてポンプ１３９の高圧出
力から分枝され、圧力制限弁１０８によつて定め
られた低圧に保たれている。

さらに、操作ブレーキの作動時に全輪駆動が切
られていれば、より効果的である。これに関係す
る制御信号を発生するために第１図に概略的に示
されているようなブレーキライトスイツチ１４４
が用いられることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、不変後軸駆動および制御可能なクラ
ツチと動力分配装置を通じて接続される前軸駆動
トレインを備え、さらに単軸駆動から２軸駆動へ
の断続的切り換え、または単軸駆動への切り戻し
のための本発明の制御装置を備えた自動車の駆動
トレインの概略図である。第２図は、第１図の制
御装置、とくに動力分配装置の出力シヤフトの回
転軸をふくむ平面で切断した断面図で示される回
転モーメント方向センサ、および制御装置の圧力
供給装置と電気制御回路の詳細を示している。第
３図は、第２図の回転モーメント方向センサの回
転弁の平面（−）に沿つた断面図である。第
４図は、第１，２図による装置の電気制御ユニツ
トの中に設けられた、状況に応じたクラツチ制御
に必要な制御信号を生成するための結合回路の詳
細を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クラツチが閉じた状態で不変駆動トレインが
   もう一対の車輪対に作動結合される駆動トレイン
   に結合している電気的または電子液圧的に制御可
   能なクラツチを閉じることによつて単軸駆動から
   不変駆動車輪を通じて二軸駆動へと自動車駆動を
   断続的に切換えるための制御装置で、不変駆動の
   車軸の車輪対の少なくとも一つの駆動スリツプが
   与えられた敷居値を越えたときにこの切り換えが
   解放され、各々の車軸に属する車輪対の外周速度
   に対応した回転数センサの電気的出力信号の処理
   によつてクラツチの制御に必要な制御信号を発生
   する電気的制御ユニツトを備えた制御装置であつ
   て、 ａ 結合される駆動トレイン１２に作用する回転
   モーメントの二つの可能ないずれかの方向に応
   答した二方向いずれかの論理信号レベルをもつ
   出力信号を発生する回転モーメント方向センサ
   ５１を備え、 ｂ いずれかの走行方向（前方または後方）に対
   応したいずれかの論理信号レベルをもつ出力信
   号を発生する走行方向発信器１１３を備え、 ｃ 電気的制御ユニツト４１は以下の三つの機
   能： c1 スリツプ敷居値を越えることによつて最小
   時間間隔で待機していた信号は解放され、こ
   れによつてクラツチ１３は閉状態に制御され
   ること、 c2 この信号は、不変駆動トレイン１１および
   結合された駆動トレイン１２内の回転モーメ
   ントの比が、動力分配装置１４の設定によつ
   て与えられた比に相当するとき、かつそのか
   ぎりで、（最小時間間隔内で）クラツチ１３
   を閉じるために必要な信号レベルに保たれる
   こと、 c3 信号は、不変駆動トレイン１１および結合
   された駆動トレイン１２における回転モーメ
   ントの比が動力分配装置１４の設定によつて
   与えられた値から最小値だけ離れたとき、か
   つこのかぎりで、クラツチ１３の解放に必要
   な信号レベルに変えられること を伝達することを特徴とする制御装置。 ２ 回転モーメントセンサ５１，１０１は、結合
   される駆動トレイン１２に作用する回転モーメン
   トのいずれかの方向の流れ方向によつていずれか
   の通過位置に制御することのできる３−３路弁５
   １で、制御圧力源４６，７８に接続する圧力入力
   口７７と、２つの圧力出力口８１，８６をもつも
   のを備え、これらの圧力出力口は、結合される駆
   動トレイン１２の回転モーメントのない状態に対
   応した弁５１の中間位置において圧力入力口７７
   に対して閉ざされ、また２つの通過位置では圧力
   入力口７７と結合されているか、またはこれに対
   して閉ざされているかのいずれかであり、また、
   圧力／電圧変換装置９４，９６，１０１が備えら
   れ、この装置が、センサ弁５１のいずれかの通過
   位置に対応した（さまざまの）電気的出力信号ま
   たは出力信号の組み合わせを発生することを特徴
   とする特許請求の範囲の第１項に記載の装置。 ３ センサ弁５１は、３−３路回転弁として構成
   され、そのケーシング５２は動力分配装置１４の
   ケーシング５３内に収められ、ピストン５４は動
   力分配装置１４の出力歯車４８と同軸で回転でき
   るようにケーシング５２内に取り付けられ、かつ
   このピストンは一方では、ピストン５４および動
   力分配装置１４の出力歯車４８の相対回転運動に
   対して相対変位とともに増大する反動力を生みだ
   す少なくとも１つのばね弾性部材６６によつて出
   力歯車に対して方位角方向に支えられ、他方また
   動力分配装置１４を、主駆動トレイン１１に結合
   する車軸２７，２８の差動装置２３に連結する自
   在シヤフト２１と一体として結合しており、かつ
   弁ピストン５４と出力歯車４８の回転変位は止め
   部材６７，６８および７１，７２によつて一定の
   角領域に限定され、この範囲内でピストン５４は
   出力歯車４８に関して回転モーメントに中立の中
   間位置を取ることができ、この位置では、弁５１
   の２つの圧力出力口８１，８６は圧力入力口７７
   に対して閉じられており、ピストンは出力歯車４
   ８に対して逆方向に末端位置まで回転されること
   ができ、この末端位置に弁５１のいずれかの通過
   位置の通過断面積の最大値が結びつけられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   装置。 ４ ピストン５４および出力歯車４８の相対回転
   に対する反動力を生みだすばね弾性部材６６は、
   ピストン５４および動力分配装置１４の出力歯車
   ４８と固定されて結合した棒ばねとして構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に
   記載の装置。 ５ 棒ばね６６は、センサ弁５１のピストン５４
   と一体として構成され、動力分配装置１４の出力
   歯車４８の出力側の軸受シヤフト６３の中腔内に
   突き出した端末部材によつて出力歯車４８に対し
   て回転できないように結合されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 圧力／電圧変換器９４，９６，１０１は、セ
   ンサ弁５１の圧力出力口（８１および８６）のそ
   れぞれから出て決められた流れの抵抗をもつ絞り
   部材９７，９８の各々を通つて補助圧力源４６の
   貯蔵タンクへと導かれる並行な２つの分枝導管を
   備え、この２つの導管間に差動圧スイツチ１０１
   が接続され、このスイツチが、第１および第２の
   出力口１０４および１０６のいずれかに高レベル
   および低レベルの電気信号を、２つの分枝導管９
   ４，９６のどちらにより高い衝撃圧がもたらされ
   ているかによつて与えられていること、および、
   この差動圧スイツチ１０１の出力信号および走行
   方向センサ１１３の出力信号が第１、３入力
   AND素子１１８に導かれ、このAND素子１１８
   は、逆転入力１１９において走行方向センサ１１
   ３の出力信号を前方走行に対しては低レベル信号
   として、後方走行に対しては高レベル信号として
   受け入れ、また第２逆転入力１２１においては、
   接続される駆動トレイン１２における引きモーメ
   ント（ねじれ）に対して特徴づけられる出力信号
   を高レベル信号として受け入れ、また非逆転入力
   １２２においては接続される駆動トレインにおけ
   る押しモーメントに対して特徴づけられる信号を
   高レベル信号として受け入れ、さらに第２の３入
   力AND素子１２３が備えられ、この素子１２３
   においては、第１非逆転入力１２４に方向センサ
   １１３の出力信号が導かれ、第２非逆転入力１２
   ６には接続される駆動トレイン１２の引きモーメ
   ントに対して特徴づけられる差動圧スイツチ１０
   １の出力信号が導かれ、また逆転入力１２７には
   接続される駆動トレイン１２の押しモーメントに
   対して特徴づけられる差動圧スイツチ１０１の出
   力信号が導かれ、さらに第３の３入力AND素子
   １２９が備えられ、この素子においては、第１非
   逆転入力１３１には接続される駆動トレイン１２
   の作動時間を決める電気制御ユニツト４１の信号
   が高レベル信号として導かれ、２つの逆転入力１
   ３２および１３３には、接続される駆動トレイン
   １２の引力および推力を特徴づける差動圧スイツ
   チ１０１の出力信号が導かれ、さらに２入力
   AND素子１３７が備えられ、このAND素子にお
   いては、その入力１３６に、第１および第２、３
   入力AND素子１１８および１２３の出力信号の
   OR結合素子１３４から得られる信号が導かれ、
   その第２の入力には同様に接続される駆動トレイ
   ン１２の接続時間を決める信号が導かれ、さらに
   OR素子１３８が備えられ、この素子には、入力
   信号として２入力AND素子１３７および第３、
   ３入力AND素子１２９の出力信号が導かれ、こ
   のときOR素子１３８の高レベル出力信号によつ
   てクラツチ１３の閉状態を解除することができる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜第５項の
   いずれか１項に記載の装置。（第４図） ７ 接続される駆動トレイン１２を後軸駆動トレ
   イン１１に結合するために圧力制御クラツチ１３
   が設けられ、このクラツチ１３に制御圧がOR素
   子１３８の出力信号によつて制御される磁気弁４
   ３を通じて導かれることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項に記載の装置。