JPH044923Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はセンタデフ付４輪駆動車アンチスキツ
ド装置、特に車輪速度に基づき検出した車輪のロ
ツクをブレーキ液圧制御により防ぐセンタデフ付
４輪駆動車用アンチスキツド装置に関する。

車両の制動時に車輪の減速度あるいはスリツプ
率を検出し、この検出値に応じて車両のブレーキ
油圧系内のブレーキ圧力調整器としてのモジユレ
ータを作動させ、車輪ロツクを防ぐアンチスキツ
ド装置が知られている。このようなアンチスキツ
ド装置が車両に装着される場合、各車輪毎に車輪
速度センサおよびモジユレータを装着し、各車輪
のロツクをそれぞれ制動時に防ぎ、これにより制
動距離の短縮を計ることが望ましい。しかし、全
車輪に車輪速度センサ等をそれぞれ取付けること
は大幅なコストアツプ要因となることにより、改
良が望まれている。

ところで、センタデフ付４輪駆動車は制動時に
おいて、１輪ロツク、前後一方の左右輪による２
輪ロツク、前後各１輪からなる２輪ロツク、３輪
ロツクおよび４輪ロツクを生じると考えられる。
この場合、制動距離の増加や直進性が損なわれる
という不具合がある。

ところがセンタデフの無い、あるいはセンタデ
フがデフロツクを生じて直結となつた場合、４輪
駆動車は制動時に次のような特殊な挙動を示す。
即ち、(1)４輪中の１輪のみがロツクしたとする
と、このロツク輪と左右反対側の車輪は前後デフ
の差動作用により前後反対側の車輪の２倍の回転
速度で作動することになり、このような状態は実
際に発生することは少ない。(2)４輪中の前後一方
側の左右２輪のみが同時ロツクしたとすると、推
進軸はロツクとなり、前後反対側車輪が回転せず
この状態は生じない。(3)４輪中の前後の各１輪ず
つが同時ロツクしたとすると、これらロツク輪と
左右反対側の前後各車輪は前後デフとの差動作用
により、それぞれロツク前の約２倍の回転速度で
回転することになり、このような状態は過渡的に
起り得る。(4)４輪中の３車輪が同時ロツクしたと
すると、残り１輪は推進軸直結のため必ずロツク
に入ることにより、この状態は生じない。(5)４輪
全部が同時ロツクする状態は(3)の過渡的状態を経
て、あるいは直接にも発生し得る。

このように、４輪駆動車において、センタデフ
がデフロツツクすることにより推進軸が直結とな
り、このような状態で制動に入つた場合、過渡的
に前後各１輪がロツクする状態が生じても、これ
は全て４輪ロツクに向かう。このため、この４輪
ロツクに向かう状態にあるか否かを１つの車速セ
ンサで検出し、この４輪ロツクの傾向に応じて車
両のブレーキ液圧系の液圧を減少、増加制御すれ
ば、全車輪の各々のロツク傾向をそれぞれ車速セ
ンサで検出することもなく、全車輪をアンチスキ
ツド作動させることができると見做される。

ところで、差動作用を規制するリミツテドスリ
ツプデフが使用されているが、この差動作用を差
動制限トルクの付加により増減可能な可変式差動
制限装置付差動装置が本出願人により先に提案さ
れている。これは、車両用可変式差動制限装置付
差動装置及びこの差動装置を備えた４輪駆動車の
アンチスキツド装置（昭和59年５月31日提出の特
許願）内に開示される。この装置をセンタデフと
して用い制動時にデフロツクを生じさせれば、車
輪は制動時に常に推進軸が直結の４輪駆動車と同
一の挙動をすることになり、しかも、前後少なく
とも一方のデフとしても上述の可変式差動制限装
置付差動装置を用いれば上述(3)の過渡的前後２輪
ロツクをも規制できる。即ち、ブレーキ作動時に
センタデフに加え前後少なくとも一方のデフを共
にロツクさせ４輪駆動車の制動時に４輪ロツク以
外のロツクを生じさせないことができる。

本考案は車輪のロツク傾向を検出する速度セン
サの数を従来と比べ低減できるセンタデフ付４輪
駆動車用アンチスキツド装置を提供することを目
的とする。

上記目的の達成のため、本考案は、４輪駆動車
のセンタデフとして用いられると共に上記４輪駆
動車のフロントデフとリヤデフの少なくとも一方
として用いられ、かつ、車両制動時に差動作用が
制限されるよう油圧制御される１組の可変式差動
制限装置付差動装置と、上記車両の車輪速度に対
応した信号を送出する１つの速度センサと、上記
車両の加減速度に対応した信号を送出する加減速
度センサと、マスターシリンダにより発生された
前後輪ブレーキのブレーキ液圧を制御するモジユ
レータと、上記速度センサおよび加減速度センサ
からの両信号に基づき車輪がロツクに向かう状態
にあるか否かを検出すると共にこのロツク傾向に
応じて上記モジユレータを作動させるコントロー
ラとを有したことを特徴としている。

このようなセンタデフ付４輪駆動車用アンチス
キツド装置は、車両制動時に可変式差動制限装置
付差動装置の差動制限トルクを高めると、全輪同
時ロツクのみが生じることとなるので、１つの速
度センサの使用のみで全車輪のロツク傾向を検出
できる。

第１図には本考案の一実施例としてのセンタデ
フ付４輪駆動車用アンチスキツド装置を示した。
この装置は前推進軸１と後推進軸２とが中間差動
装置本体としてのセンタデフ３を介してトランス
フアー７１に直結されるセンタデフ付４輪駆動車
に装着される。この車両において、エンジンから
トランスフアー７１およびセンタデフ３を経て前
推進軸１に伝えられた駆動トルクは、公知の構造
の前輪差動装置本体（以後単にフロントデフと記
す）４を介し前車輪FWに伝えられ、後推進軸２
に伝えられた駆動トルクは、リヤデフ５を介して
後車輪RWに伝えられる。ここでセンタデフ３お
よびリヤデフ５は共に、可変式差動制限装置付差
動装置として形成されており、以後単に前者を中
間可変LSD３、後者を後部可変LSD５と記す。
中間可変LSD３はトランスフアー７１内の出力
ギヤよりの回転を前、後推進軸１，２に伝えるも
のであり、後部可変LSD５は後推進軸２よりの
回転を左右のアクスルシヤフト１０，１１に伝え
るものであり、同様の構造であることより、ここ
では後部可変LSD５を主に説明する。

ここで後部可変LSD５は第３図に示すように
デフケース６を有しており、これは図示しないデ
フキヤリヤ内に図示しないベアリングを介して枢
支される。デフケース６は図示しないドライブピ
ニオンに噛合するリングギヤ７と一体回転でき、
その内部には十字形ピニオンシヤフト８に枢着さ
れる４つのピニオンギヤ９を配備する。これらピ
ニオンギヤ９はアクスルシヤフト１０，１１に
各々スプライン結合されたサイドギヤ１２，１３
に噛合している。更に、デフケース６内には、ピ
ニオンシヤフト８の両側に配備される左右２つの
プレツシヤリング１４，１５が配備され、同リン
グはアクスルシヤフトの軸線方向に移動可能にデ
フケース６にスプライン結合される。プレツシヤ
リング１４，１５とデフケース６の内壁間にはク
ラツチ１６，１７が介在される。各クラツチ１
６，１７は、サイドギヤ１２，１３に軸線方向に
移動可能にスプライン結合されたフリクシヨンデ
イスク１８と、デフケース６にスプライン結合さ
れて軸線方向に移動可能なフリクシヨンプレート
１９とから成る。ピニオンシヤフト８の各端部に
はＶ字形カム２０が形成され（第４図参照）、プ
レツシヤリング１４，１５の互いに対向する面に
は同カム２０と対向するＶ字形溝２１が各々形成
される（第４図参照）。

更に第３図に示すように、デフケース６のクラ
ツチ対向面には環状溝が形成され、この溝内には
環状ピストン２３が軸線方向に移動可能に装架さ
れてフリクシヨンプレート１９に係合し、これに
より、溝内には圧力室２２を形成している。この
圧力室はケース油路２４、シヤフト油路２５およ
びキヤリヤ油路２６を介して、油圧制御バルブ２
７に接続される。この油圧制御バルブ２７は電磁
式三方弁であり、管路２８を介してポンプ２９に
接続された入口３０、管路３１を介して圧力室２
２に接続された出口３２および管路３３を介して
リザーバ３４に接続された戻り口３５を順次切換
接続する。即ち、油圧制御バルブ２７はソレノイ
ド２７１，２７２によりスプール３８を切換作動
させるものであり、中立又は非作動位置Ａ（実線
で示した）と、油圧を圧力室２２に加える作動位
置Ｂと、圧力室２２を閉じる油圧保持位置Ｃに切
換可能である。なお、第３図中符号３７はチエツ
クバルブを示している。

更に、油圧制御バルブ２７は出口３２より延出
する管路３１の途中より分岐路７２を延出させ
る。この分岐路７２は後部可変LSD５と同様の
構造と作動を行なう中間LSD３側の図示しない
圧力室（第３図中の後部可変LSD５内の圧力室
２２と同様の構造を有する）に連通する。このた
め、油圧制御バルブ２７からの油圧は両可変
LSD３，５を同時に同一作動させることになる。

油圧制御バルブ２７のソレノイド２７１，２７
２を励磁する出力信号は後述するコントローラ３
６より送出される。即ち、第１図に示すように、
コントローラ３６には差動制限トルク調整スイツ
チ３７が接続される。運転者が運転条件、路面状
況に合わせてスイツチ３７内の図示しない可動接
点を動かすと、コントローラ３６内に組込まれた
アンプ（図示せず）から発せられる定電圧がスイ
ツチ内の抵抗器４０によつて変化された後コント
ローラ３６に入力される。コントローラ３６はこ
の入力電圧に応じて駆動信号を発し、油圧制御バ
ルブ２７を作動位置Ｂに動かし所定の油圧が発生
するまで所定時間の間この位置に保ち、その後同
バルブを油圧保持位置Ｃに動かす。この結果、リ
ザーバ３４から定流量のポンプ２９を介して圧送
された作動油は油圧制御バルブ２７によつて所定
の油圧に調整されて圧力室２２に作用し、クラツ
チ１６に所定の押圧力を加える。

次に後部可変LSD５の作動（この作動は中間
可変LSD３内でも同時に同様に行なわれる）に
ついて説明する。先ず、油圧制御バルブ２７が中
立位置Ａにあり、車両が直進する場合、デフケー
ス６が回転されると、プレツシヤリング１４，１
５のＶ字形溝２１がピニオンシヤフトのＶ形カム
２０を押す。これにより、両クラツチ１６，１７
が押圧され、左右のサイドギヤ１２，１３はデフ
ケース６側と一体的に回転し、左右の後輪RWに
等しい駆動トルクが伝達される。

これに対し、車両が旋回する場合、路面抵抗差
による作動作用のため、旋回時の内輪側サイドギ
ヤ１２又は１３はデフケース６より遅く回転し、
外輪側サイドギヤ１３または１２はデフケース６
より早く回転する。このため、係合状態にあるク
ラツチ１６，１７の作用により、外輪側サイドギ
ヤは制動され、一方、内輪側サイドギヤは駆動方
向に引つ張られ、外輪側クラツチの制動による摩
擦トルクがデフケース６および内輪側クラツチを
介し同側サイドギヤに伝えられる。この結果、外
輪側駆動トルクは上記摩擦トルクの分だけ減少さ
れ、逆に内輪側駆動トルクは摩擦トルクの分だけ
増大することとなる。従つて、この摩擦トルクは
後部可変LSD５の差動作用を制限する差動制限
トルクをなし、このトルクの値は上述したように
クラツチ１６，１７の押圧力によつて決定され
る。

ところで、コントローラ３６にはブレーキスイ
ツチ４１が接続され、ブレーキスイツチ４１から
の入力信号によりコントローラ３６は所定の車速
以上であると、駆動信号を発し、油圧制御バルブ
２７を作動位置Ｂに動かし、所定の油圧が発生す
るまでの間、この位置Ｂに保ち、その後同バルブ
を油圧保持位置Ｃに動かす。この結果、ポンプ２
９からの作動油は油圧制御バルブ２７によつて所
定の油圧に調整されて圧力室２２に作用する。こ
の時の油圧値は左右輪の回転差をなくすデフロツ
クを生じさせるに相当する値に設定される。

このセンタデフ付４輪駆動車は更に、マスター
シリンダ４２から前後輪の各ブレーキ５１，５２
にＸ配管された一対のブレーキ配管４３，４４お
よびこれらに各々取付けられたモジユレータ４
５，４６と、推進輪の回転速度を感知する速度セ
ンサ４７と、加減速度センサ（以後単にＧセン
サ）４８と、ブレーキペダル４９に連動してブレ
ーキの作動を感知するブレーキスイツチ４１と、
イグニシヨンスイツチ５０がオンになると作動
し、センサ４７，４８およびスイツチ４１からの
信号に応答してモジユレータ４５，４６の作動を
制御するコントローラ３６を備える。ここで、速
度センサ４７とＧセンサ４８は公知の構造のもの
でよく、モジユレータ４５，４６はソレノイドの
作動により油圧又は空圧を用いてブレーキ液圧を
制御する油圧式又は空圧式、あるいはソレノイド
の作動によりブレーキ液圧を直接制御する電気式
等の公知の構造のものであり、これらの詳細説明
は省略する。

コントローラ３６は周知のマクロコンピユータ
であり、主に中央演算装置とメモリとインターフ
エースとから構成される。インターフエースには
速度センサ４７、クラツチスイツチ４１およびイ
グニシヨンスイツチ５０よりデジタル信号が入力
され、Ｇセンサ４８および作動制限トルク調整ス
イツチ３７内の抵抗器４０からの各アナログ信号
が図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号化
されて入力される。コントローラ３６内のメモリ
には中央演算装置を制御するプログラムが書込ま
れ、しかも各設定値やデータテーブルが記憶処理
される。

メモリに書込まれたプログラムをフローチヤー
トで示すと第５図のようになる。又そのプログラ
ムに従つて車両が制動時に制御された場合の推進
軸即ち全車輪の減速度−ｇと時間との関係を第６
図に示した。

以下、プログラムに従い本装置の作動を説明す
る。

プログラムがスタートするとコントローラはま
ず、前処理として、差動制限トルク設定スイツチ
３７からの入力の有無を検出し、入力のない時は
次のステツプ２へ、入力がある時は入力値に応じ
た駆動信号を発し、油圧制御バルブ２７を作動さ
せる。この場合、泥ねい地等よりの脱出である
と、差動制限トルクが大となるよう運転者はスイ
ツチ３７を手動操作し、低速旋回が可能なように
走行するには差動制限トルクが小となるよう操作
する。次にコントローラは車速が制御やめである
所定の低速値Voであるか否かを判断し（ステツ
プ２）、YESでは制御やめ（ステツプ３）に、
NOではステツプ４に進む。ステツプ４ではブレ
ーキペダルが踏込まれてブレーキスイツチ４１が
オンか否かを判別し、NOでは制御やめ（ステツ
プ３）に、YESではステツプ５に進む。ここで
は後部可変LSD５および中間可変LSD３を同時
にデフロツクさせるべく油圧制御バルブ２７に所
定の時間だけ出力信号を出力し、これにより高レ
ベルの差動制限トルクを発生させ、デフロツクさ
せる。この操作により車両は４輪ロツク以外のロ
ツクの発生を規制される。次に、ステツプ６に進
み、Ｇセンサ４８により常時入力されている加減
速度信号−goと車速センサ４７よりの車輪速度
信号とより、あらかじめデータテーブルとして記
憶されておかれた減速度設定範囲Ｇを呼び出す
（第６図参照）。一方、車速センサ４７の車輪速度
変化より減速度−ｇを算出する。そしてこの減速
度−ｇが第６図にａ部として示すように増加し、
やがて減速度設定範囲Ｇを減速側に上回る（第６
図中にｂ部として示した）か否かを判断し、NO
でステツプ７、YESでステツプ８へ進む。ステ
ツプ７では減速度−ｇが破線方向（第６図中にｃ
部として示した）にあることにより、常時ブレー
キ操作の継続処理がなされ、ステツプ９で制御や
めである低速値Voを下回つたか否かを判断する。
そしてYESでステツプ３の制御やめに、NOでス
テツプ10のブレーキスイツチ４１がオンか否かの
判断にそれぞれ進む。そしてブレーキスイツチが
踏まれている時はステツプ６に戻り、NOではス
テツプ３の制御やめに進む。

ステツプ８では制御やめの低速値Voを下回つ
たか否かを判断し、YESではステツプ３に、NO
ではステツプ11に進む。ステツプ11では予めデー
タテーブルに記憶処理されている駆動信号を２つ
のモジユレータ４５，４６に与える。これにより
モジユレータが作動し、前後輪ブレーキ５１，５
２内のブレーキ液圧を低下させ、そして低下した
ブレーキ液圧を保持するようにモジユレータを作
動させる。これにより、ｂ部に進んでいた減速度
−ｇの増加を抑え、即ち車輪の急激なロツク傾向
を抑える。この後、制御やめの低速値Voを下回
つたか否かを判断し、YESでステツプ３に、NO
でステツプ13に進む（ステツプ12）。ステツプ13
ではブレーキスイツチ４１がオンを続けているか
否かを判断し、NOでステツプ３へ、YESでステ
ツプ14へ進む。ステツプ14では再度ステツプ６と
同様に車輪の減速度−ｇが減速度設定範囲Ｇを減
速側に上回つているか否かを判断しYESでステ
ツプ11に戻り、第６図中にｄ部として示すよう
に、減速度−ｇの増加を抑えるよう更にブレーキ
液圧をゆるめ、NOでステツプ15に進む。ステツ
プ15では車輪の減速度−ｇが減速度設定範囲Ｇを
加速側に下回つたか、即ち、第６図中のｅ部に入
つたか否かを判断し、YESでステツプ16に、NO
でステツプ17に進む。ステツプ16ではモジユレー
タ４５，４６への駆動信号を停止し、マスターシ
リンダ４２からの油圧を再度前後輪ブレーキ５
１，５２に同時供給し、ブレーキ液圧こめを行な
い、第６図中のｅ部にある減速度−ｇを再度増加
させる操作をする。この結果、再び車輪の減速度
−ｇは増加傾向に入る（第６図中のｆ部参照）。
これはａ部と同一のパターンであり、ステツプ12
に再度戻り、制御を繰り返す。一方、ステツプ17
ではモジユレータ４５，４６への駆動信号をその
まま継続させ、前後輪ブレーキ５１，５２のブレ
ーキ液圧を現状維持し、再度ステツプ12側に戻
り、制御を繰り返す。なお、第６図中に車輪速度
v₀と実車体速度v₁を、上述の制御経過に沿うよう
に示した。

このように第１図に示したセンタデフ付４輪駆
動車用アンチスキツド装置は１つの速度センサ４
７と１つのＧセンサ４８からの入力信号に基づき
コントローラ３６が駆動信号を出力し、ブレーキ
配管４３，４４中の２つのモジユレータ４５，４
６を操作し、スリツプを抑えつつ短い制動距離で
車両を制動できる。

第１図に示した車両のブレーキ配管４３，４４
はＸ字形配管であり、これら２系統に２つのモジ
ユレータ４５，４６を取付けて、これらをコント
ローラ３６により制御したが、これに代え、第２
図に示すように、Ｘ字形配管の２系統に一体式の
１つのモジユレータ５３を取付けコントローラ３
６により制御してもよい。この場合も第１図のセ
ンタデフ付４輪駆動車用アンチスキツド装置と同
等の作動が行なわれる。

更に、第７図に示すように前後独立型配管のブ
レーキ配管５４，５５中の前部に２つ、後部に１
つのモジユレータ５６，５７，５８を配設し、こ
れらをコントローラ３６により同時制御してもよ
い。更に又、第８図に示すように前後独立型のブ
レーキ配管５４，５５中の前後２系統の一体式の
１つのモジユレータ５９を取付けコントローラ３
６により制御してもよい。これらの場合も第１図
のセンタデフ付４輪駆動車用アンチスキツド装置
と同等の作動が行なわれる。

上述の処において、車両の後部のデフとして後
部可変LSD５を用いたが、これに代えフロント
デフ４として前部可変LSDを用いても同様の作
用、効果を得ることができる。更に、油圧制御バ
ルブ２７はオン・オフ式であり、開時間の調整に
より、圧力室２２側の油圧値を増減させていた
が、これに代え第９図に示すようなデユーテイ制
御型の油圧制御バルブ６０を用いてもよい。この
油圧制御バルブ６０は定回転定流量型の油圧ポン
プ２９に接続された入口６１、圧力室２２に接続
された出口６２、リザーバ３４に接続された戻し
口６３を供え、バルブボデー６４内のスプール６
７にはソレノイド６５が接続され、その反対側端
には変位センサ６６が取付けられる。ソレノイド
６５はコントローラ３６に接続され、このコント
ローラは速度センサ４７やＧセンサ４８および差
動制限トルク調整スイツチ３７からの入力信号に
基づきソレノイドに駆動パルス信号を送出するよ
うになつている。ソレノイド６５が通電されない
時スプール６７は中立位置（実線で示す位置）に
あり、これに対しソレノイドが励磁されるとラン
ド６８がリターンばね６９に抗して左方移動し、
オリフイス７０が閉じ作動位置に達する。この
時、コントローラ３６は入力信号に基づき単位時
間ｔ当りの通電時間t₁を決定し（第１０図参照）、
これをソレノイド６５に通電する。これによりス
プール６７は変位し、この変位量ｘは変位センサ
６６によりコントローラ３６にフイードバツクさ
れ、コントローラ３６は実際変位量ｘが設定値と
一致するようソレノイド６５への通電時間を補正
する。これにより所定時に、所定量の差動制限ト
ルクを精度よく中間可変LSD３および後部可変
LSD５に加えることができる。

このように本考案によるセンタデフ付４輪駆動
車用アンチスキツド装置は中間可変LSD３およ
び後部可変LSD５が所定速度以上の制動時に共
にデフロツクするため、車両が４輪同時ロツク以
外のロツクを起こすことを考慮する必要がなく、
これ故に１つの速度センサ４７とＧセンサ４８で
車輪ロツクを検出し、コントローラ３６によりモ
ジユレータ４５，４６等を確実にアンチスキツド
制御できる。このため、特に車速センサの数を低
減でき、制御自体も簡素化され、コストを大幅に
低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第７図および第８図は本考案
の各々異なる実施例としての４輪駆動車用アンチ
スキツド装置の概略構成図、第３図は第１図中の
後部可変LSDおよび油圧制御バルブの要部断面
図、第４図は第３図中のプレツシヤリングの部分
平面図、第５図は同上アンチスキツド装置の制御
プログラムのフローチヤート、第６図は同上装置
の応答の様子を減速度および速度として表す線
図、第９図は第３図中の油圧制御バルブに代えて
用いられるデユーテイ型油圧制御バルブの断面
図、第１０図は第９図の油圧制御バルブへの入力
信号の電圧特性図をそれぞれ示している。 ３……中間可変LSD、４……フロントデフ、
５……後部可変LSD、３６……コントローラ、
４２……マスターシリンダ、４７……速度セン
サ、４８……Ｇセンサ、５１……前輪ブレーキ、
５２……後輪ブレーキ、４５，４６，５３，５
６，５７，５８，５９……モジユレータ、FW…
…前車輪、RW……後車輪。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ４輪駆動車のセンタデフとして用いられると共
   に上記４輪駆動車のフロントデフとリヤデフの少
   なくとも一方として用いられ、かつ、車両制動時
   に差動作用が制限されるよう油圧制御される１組
   の可変式差動制限装置付差動装置と、上記車両の
   車輪速度に対応した信号を送出する１つの速度セ
   ンサと、上記車両の加減速度に対応した信号を送
   出する加減速度センサと、マスターシリンダによ
   り発生された前後輪ブレーキのブレーキ液圧を制
   御するモジユレータと、上記速度センサおよび加
   減速度センサからの両信号に基づき車輪がロツク
   に向う状態にあるか否かを検出すると共にこのロ
   ツク傾向に応じて上記モジユレータを作動させる
   コントローラとを有したセンタデフ付４輪駆動車
   用アンチスキツド装置。