JPH06107021A

JPH06107021A - 四輪駆動車の駆動装置

Info

Publication number: JPH06107021A
Application number: JP26047592A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kasuga; 慎司春日; Yasuo Hojo; 康夫北條
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジン振動のボデーへの伝播を、車両停車
時の前後輪への駆動力配分を調整することにより抑制
し、車両乗員の不快感をなくす。【構成】車両発進時には前後輪への駆動力配分を略等
価状態にする四輪駆動車の駆動装置において、車両の停
車時には、エンジンに固定された差動装置等のドライブ
シャフト支持部側への駆動力配分を車両発進時の駆動力
配分よりも低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前後輪への駆動力配分
を可変できる四輪駆動車の駆動装置に関し、特に、車両
停車時の駆動力配分を調整する四輪駆動車の駆動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の前後輪間への駆動力配分を可変す
る四輪駆動車の駆動装置としては、例えば特開昭６３−
２５１３２７号公報に開示されているように、車両の前
後輪間に、駆動力配分制御装置として、センタディファ
レンシャルギヤ（以下センタデフと称す）とこのセンタ
デフの差動を制限する油圧クラッチとを設け、車両の運
転状態に応じて油圧クラッチを制御することにより所定
の駆動力配分を得ることができるように構成している。

【０００３】かかる従来の技術では、車両発進時に前輪
と後輪への駆動力配分を略均等（所謂、前後輪の直結化
側制御）にして、一方の車輪がスリップした場合でも、
他方の車輪が十分に駆動されて安定した発進ができるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような駆動装置
の場合、車両発進時の駆動力配分を略均等にするため、
車両停車時より駆動力配分を直結化側にする制御が行わ
れている。

【０００５】このとき、変速位置がＤレンジ等の走行レ
ンジ位置でフットブレーキ等により車両が停車している
場合には、タイヤまで駆動力が付加された状態となって
おり、このような状態で駆動力配分が直結化側となって
いると、差動装置等のドライブシャフト支持部とドライ
ブシャフトとの間の結合力は強くなっている。

【０００６】すなわち、ドライブシャフト支持部とドラ
イブシャフトは軸方向に形成されたスプラインにより嵌
合接続し、ドライブシャフト支持部側からの周方向の駆
動力がスプラインを介してドライブシャフトに伝達され
るようになっている。このとき、ドライブシャフト支持
部側のスプラインとドライブシャフトのスプライン間に
は周方向に製造上のガタを有しており、駆動力配分が大
きいと、スプライン間のガタ詰め力も大きく、結果的に
結合力を強めることになる。

【０００７】このため、エンジンに差動装置等のドライ
ブシャフト支持部が固定されている形式の駆動装置で
は、前記スプライン嵌合部間で振動が減衰されることな
く、エンジン系の振動がドライブシャフト支持部からド
ライブシャフトに強く伝播し、サスペンション等を通じ
てボデーへ伝わり、運転者にアイドル振動として不快感
を与えるおそれがある。

【０００８】本発明の技術的課題は、エンジンに固定さ
れたドライブシャフト支持部側の駆動力を車両停車時に
は発進時よりも低下させることにより、ドライブシャフ
ト支持部とドライブシャフトとの間の結合力を低下さ
せ、エンジン振動のボデーへの伝播を抑制することにあ
る。

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明における四輪駆動車の駆動装置は図１に示す
ように構成されている。

【０００９】すなわち、エンジンと接続される自動変速
機と、自動変速機を介して伝達されるエンジンからの駆
動力を車両の前後輪に可変配分する駆動力可変配分機構
部と、車両発進時には前後輪の駆動力配分を略等しく制
御する制御手段と、を備え、前後輪のいずれか一方の車
輪を駆動するためのドライブシャフトの支持部がエンジ
ンに固定された四輪駆動車の駆動装置において、車両の
停車状態を検出する車両停車検出手段と、停車状態では
前記ドライブシャフト支持部側への駆動力配分を前記車
両発進時の駆動力配分よりも低下させるよう前記駆動力
可変配分機構部を調整する調整手段と、から構成する。

【００１０】

【作用】本発明の四輪駆動車の駆動装置では、車両発進
時には駆動力可変配分機構部により、前後輪への駆動力
配分を略均等（所謂、直結化側）に制御する。しかし、
停車状態であることが、車両停車検出手段により検出さ
れると、調整手段により駆動力可変配分機構部の駆動力
配分を調整して、エンジンに固定されたドライブシャフ
ト支持部側への駆動力配分を車両発進時よりも低下させ
る。その結果、仮に自動変速機がＤレンジ等の走行レン
ジに操作されていても、エンジンに固定されたドライブ
シャフト支持部とドライブシャフトとの間の結合力を低
下させ、エンジン系からの振動をドライブシャフトの結
合部で減衰させることができる。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいて、本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図２は本発明が適用された、車両用四輪駆
動車の駆動装置の実施例を示すスケルトン図である。

【００１３】図において、符号１０がエンジン、２０は
自動変速機、３０が遊星歯車式のセンタディファレンシ
ャル装置、４０がリヤプロペラシャフト、５０がチェー
ン、６０がフロントプロペラシャフト、７０が本発明の
ドライブシャフト支持部に相当するフロントディファレ
ンシャル、８０が本発明のドライブシャフトに相当する
フロントドライブシャフト、９０が本発明の駆動力可変
配分機構部に相当するセンタデフクラッチ、１００が制
御装置（コンピュータ）である。

【００１４】前記エンジン１０は、車両の前部に縦置き
にされている。エンジン１０の出力は自動変速機２０に
伝達される。

【００１５】前記自動変速機２０は、流体式トルクコン
バータ２１及び補助変速部２２を備え、図示せぬ油圧制
御装置によって前進４段、後進１段の変速段を自動的に
切り換える周知の構成とされている。

【００１６】前進４段のうち、最高速段（第４速段）は
オーバードライブ段となっている。

【００１７】自動変速機２０を経た駆動力は、出力ギヤ
２４を介してセンタディファレンシャル装置３０に伝達
される。

【００１８】センタディファレンシャル装置３０は、サ
ンギヤ３１、サンギヤ３１と噛合するプラネタリピニオ
ン３２、プラネタリピニオン３２をサンギヤ３１の周り
で回転自在に支持するキャリア３３、及び前記プラネタ
リピニオン３２と噛合するリングギヤ３４を有する。

【００１９】前記自動変速機２０の出力ギヤ２４に伝達
されてきた駆動力は、このセンタディファレンシャル装
置３０のキャリア３３から入力され、一部はリングギヤ
３４を介してリヤプロペラシャフト４０へと伝達され、
一部はサンギヤ３１を介してチェーン５０へと伝達され
るようになっている。

【００２０】リヤプロペラシャフト４０側に伝達された
駆動力は、図示せぬリヤディファレンシャル、リヤドラ
イブシャフトを介して左右の後輪へと伝達される。一
方、チェーン５０側に伝達された駆動力は、フロントプ
ロペラシャフト６０、エンジン１０に固定され、傘歯車
群によって形成されたフロントディファレンシャル７
０、周知のようにフロントディファレンシャル７０の傘
歯車の内周に形成されたスプラインと軸方向に形成され
たスプラインにより所定の製造上の結合ガタを持って嵌
合接続されるフロントドライブシャフト８０を介して図
示せぬ左右の前輪に伝達される。

【００２１】ここで、センタデフクラッチ９０は、セン
タディファレシンャル装置３０のキャリア３３とサンギ
ヤ３１とをトルク伝達関係に接続する。このセンタデフ
クラッチ９０は、湿式の多板クラッチを有するもので、
これ自体は周知のものである。即ち、制御装置１００か
らの指令に基づき図示せぬソレノイド弁によって発生さ
れた油圧をパイロット圧としてセンタデフクラッチ９０
のクラッチ圧Ｐgaが任意の値に制御され、その結果この
クラッチ圧Ｐgaに応じた締結力が発生するものである。

【００２２】なお、センタデフクラッチ９０によりセン
タディファレンシャル装置３０のキャリア３３とサンギ
ヤ３１とがトルク伝達関係に接続されると、センタディ
ファレンシャル装置３０が全体として一体回転をするよ
うになり、両者の差動が制限されると共にフロント側及
びリヤ側に荷重配分率に応じたトルク分配率で動力伝達
がなされる。

【００２３】一方、キャリア３３とサンギヤ３１とが相
対回転自由に接続されると、フロント側及びリヤ側にリ
ングギヤ３４、サンギヤ３１の歯数比（半径比）に応じ
たトルク分配がなされるようになる。本実施例では、相
対回転自由の場合には、歯数比の関係からフロント側の
駆動力が３に対し、リヤ側の駆動力が７となるようにな
っている。

【００２４】なお、制御装置１００は、中央演算処理装
置（ＣＰＵ）、書き込み・読出可能メモリ（ＲＡＭ）、
読出専用メモリ（ＲＯＭ）を中心に構成され、ＲＯＭに
格納された制御データおよびプログラムに従って作動
し、本発明の車両停車検出手段、制御手段、調整手段の
構成・機能を包含するものであり、前述したように各種
センサ群、すなわち、ブレーキが操作されていることを
表すブレーキランプスイッチ（ＢＫ）１０１、エンジン
の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度を検出する
スロットル開度（θ）センサ１０２、車速（Ｖ）センサ
１０３、自動変速機の変速位置を検出する変速位置セン
サ１０４等を介して走行状態を示す種々の信号を取り込
み、この信号に基づいてエンジン１０、自動変速機２０
を制御すると共に、センタデフクラッチ９０のクラッチ
油圧Ｐgaを制御する構成となっている。

【００２５】次に、本発明にかかる車両停車時の駆動力
配分制御について、制御装置１００内において具体的に
実行される制御フローを図３に基づいて説明する。尚、
本発明に直接関係しない、他の制御内容については詳細
説明を省略する。また、次の制御フローで用いられるフ
ラグは、車両のエンジン始動時毎に初期化（Ｆ＝０）さ
れるものである。

【００２６】この制御フローは所定の時間間隔、例えば
８msで作動するものであり、まず、ステップ２００にお
いて、各種信号が取り込まれる。

【００２７】次に、ステップ２０１では、発進時の準備
のために、クラッチ圧Ｐgaを最大の値に制御し、フロン
トとリヤへの駆動力配分を略均等とする。すなわち、セ
ンタディファレンシャル装置３０のキャリア３３とサン
ギヤ３１とを直結化側のトルク伝達関係に接続して、セ
ンタディファレンシャル装置３０が全体として一体回転
するようにして、両者の差動を制限する。

【００２８】ステップ２０２では、ブレーキランプ（ＢＫ）スイッチオンスロットル弁開度（θ）≦基準値（θ_STO）車速（Ｖ）≦基準値（Ｖ_ST2）の３条件が成立しているか否か、あるいは、自動変速機の変速位置がニュートラル（Ｎ）かパーキ
ング（Ｐ）の条件が成立しているか否かを判定する。

【００２９】本発明に係る車両停車時の駆動力可変配分
調整は、上記〜の条件が全て成立したとき、あるい
は、上記の条件が成立したときに初めて実行される。
すなわち、ブレーキランプ（ＢＫ）スイッチがオン、ス
ロットル弁開度（θ）が所定の基準値（スロットル弁全
閉〜その近傍の値）と等しいかそれ以下、かつ、車速
（Ｖ）が所定の基準値（車速０〜その近傍の値）と等し
いかそれ以下であるとは、車両が制動下でスロットル弁
が操作されることのない車両の停車状態と判定するため
のものであり、また、変速位置がニュートラル（Ｎ）あ
るいはパーキング（Ｐ）位置である状態も、車両の停車
状態と判定するためのものである。これらの条件が成立
しないときには、車両発進時と判断する。

【００３０】ステップ２０２における３条件が全て成
立、あるいは変速位置がニュートラル（Ｎ）またはパー
キング（Ｐ）レンジであると、フローはステップ２０３
に進んで、車両停車時の駆動力配分低下制御を表すフラ
グの状態から前回の制御状態を判断し、今回のフローで
初めて駆動力配分低下制御を行う場合には、ステップ２
０４でフラグをセットし、その後、ステップ２０５へと
進んで、クラッチ圧をスタンバイ油圧のみに減圧させ、
すなわち、発進時のクラッチ圧Ｐgaより低下させて、キ
ャリア３３とサンギヤ３１との相対回転を実質的に自由
とする。

【００３１】本実施例では、図４に制御特性図を示すよ
うに、スタンバイ油圧とするため車両発進時用に演算さ
れたクラッチ圧Ｐga（図４中のＢ圧）から車両停車時の
定数（Ｋｙ）によって規定される所定量を減算して最終
出力のクラッチ圧Ｐga（図４中のＣ圧）を得るようにし
ている。ここで定数（Ｋｙ）とは、クラッチ圧Ｐgaを目
標圧Ｐｘとするための、時間当たりの油圧の変化率を規
定するものであり、急激な変化によりショック等が発生
するのを防止するためのなまし定数である。従って、こ
の定数（Ｋｙ）はセンタデフクラッチ９０の特性に応じ
て任意に設定すれば良い。

【００３２】尚、スタンバイ油圧とは、センタデフクラ
ッチ９０がクラッチとして実質的に機能することはない
が、次にクラッチとしての機能を要求された場合に速や
かに対応できるよう応答遅れを防止するために加えられ
る予圧を意味するものである。

【００３３】このように演算された結果を、制御装置１
００から図示しないソレノイド弁に出力して、ソレノイ
ド弁を駆動して、クラッチ圧Ｐgaを発進時の値よりも低
下させて、前記のような相対回転自由の状態を実現す
る。

【００３４】ステップ２０３で、前回のフローから継続
して駆動力配分の低下制御を行う場合には、ステップ２
０４をジャンプして、ステップ２０５へと進み、フロン
ト側の駆動力を発進時よりも低下させるための前記調整
を継続実行する。

【００３５】従って、ステップ２０５の実行によって、
フロントディファレンシャル７０への駆動力配分は、歯
数比で定められるフロント側が３、リヤ側が７の割合に
調整され、フロントディファレンシャル７０とフロント
ドライブシャフト８０との間の特に周方向の結合力を低
下させ、エンジン１０からフロントディファレシンャル
７０を介してフロントドライブシャフト８０に伝播され
るエンジン振動を抑制する。

【００３６】すなわち、周方向の結合力の低下により、
フロントディファレンシャル７０の傘歯車とフロントド
ライブシャフト８０との間のスプライン嵌合部のガタ詰
め力が低下して、エンジン１０からフロントディファレ
ンシャル７０を介してフロントドライブシャフト８０に
伝播されるエンジン振動を、スプライン嵌合部の軸方向
移動等によって吸収する。

【００３７】その結果、ドライブシャフト８０から図示
しないサスペンション等を介してボデーに伝達されるエ
ンジン振動を軽減して、車両乗員の不快感をなくすこと
ができる。

【００３８】一方、ステップ２０２において、車両が停
車状態でないと判定されると、換言すれば車両発進時と
判断されると、ステップ２０６に進んで、車両停車時の
駆動力配分低下制御が行われていたか否かをフラグのセ
ット状態から判定し、駆動力配分低下制御が行われてい
なかった場合には、ステップ２０１でセットされたクラ
ッチ圧Ｐga（図４中のＢ圧）に基づく駆動力配分制御が
行われるべく、フローは終了する。

【００３９】ステップ２０６で、車両停車時の駆動力配
分低下制御が行われていたと判定された場合には、ステ
ップ２０７でフラグをリセットし、クラッチ圧Ｐgaをそ
のときの車両運転状態に適応する状態にまで急速に復帰
させるための処理を行う。本実施例では、図４に示すよ
うに、クラッチ圧Ｐgaをそのときの車両運転状態に応じ
た目標圧Ｐｘとするため、車両停車時のクラッチ圧Ｐga
（図４中のＡ圧）に車両発進時の定数（Ｋｘ）によって
規定される所定量を加算して最終出力のクラッチ圧Ｐga
（図４中のＢ圧）を得るようにしている。

【００４０】ここで定数（Ｋｘ）とは、上記定数（Ｋ
ｙ）と同様に、クラッチ圧Ｐgaを目標圧Ｐｘとするため
の、時間当たりの油圧の変化率を規定するものであり、
急激な変化によりショック等が発生するのを防止するた
めのなまし定数である。従って、この定数（Ｋｘ）もセ
ンタデフクラッチ９０の特性に応じて任意に設定すれば
良い。

【００４１】本実施例では、車両発進時の発進性能を向
上させるために、クラッチ圧Ｐgaの上昇側の定数（Ｋ
ｘ）を下降側の定数（Ｋｙ）より大に設定して、急速な
復帰を行うようにしている。

【００４２】このとき、制御装置１００からの演算結果
は、前記車両停車時と同様に図示しないソレノイド弁に
出力され、ソレノイド弁を駆動することにより、クラッ
チ圧Ｐgaを車両停車時よりも上昇させる。

【００４３】以上のように、本実施例によれば、車両の
停車状態が検出されると、クラッチ圧Ｐgaをクラッチと
しての機能が実質的に『零』となるスタンバイ油圧まで
発進時の圧力よりも低下させ、フロントディファレンシ
ャル７０とフロントドライブシャフト８０とのスプライ
ン嵌合部の結合力を低下させる。

【００４４】その結果、仮に、変速位置がＤレンジ等の
走行レンジでフットブレーキ等により停車状態にあって
も、エンジン１０から伝播される振動をスプライン嵌合
部の結合力低下により減衰して、フロントドライブシャ
フト８０に伝播する振動を低減するようにしたので、フ
ロントドライブシャフト８０からサスペンション等を通
じてボデーに伝播されるエンジン振動を抑制して、車両
乗員のエンジン振動による不快感をなくすことができ
る。

【００４５】また、本実施例では、駆動力可変配分機構
部として、任意の値に駆動力配分を可変できるセンタデ
フクラッチ９０を用いたため、制御装置１００による演
算結果を既存の図示しないソレノイド弁に出力するだけ
で、クラッチ圧Ｐgaを可変して駆動力を調整することが
できるため、新たに部品等を設けることなく、本発明の
効果を得ることができる。

【００４６】尚、上記実施例の制御フローにおいて、ス
テップ２０１の処理は本発明の制御手段に相当し、ステ
ップ２０２の処理は本発明の車両停車検出手段に相当
し、ステップ２０５の処理は本発明の調整手段に相当す
る。

【００４７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例
えば、駆動力可変配分機構部としては、二輪駆動状態と
四輪駆動状態とをオン−オフ的に切り換える形式のもの
でもよく、この場合には車両停車時には二輪駆動状態と
し、発進時には四輪駆動状態に切り換えれば良い。

【００４８】また、駆動力配分を低下させる調整手段と
しては、エンジン回転数を検出し、エンジン回転数が高
い程（但し所定のレベル）エンジン振動が小さいことか
ら、エンジン回転数の増大に比例して駆動力配分の低下
量を小さくして、車両発進時の直結化側への復帰を早め
るようにして調整しても良い。

【００４９】更に、上記実施例では、前輪側の駆動力を
低下させるようにしているが、要は前後輪のいずれか一
方のドライブシャフトと結合される差動装置等のドライ
ブシャフト支持部がエンジンに固定される側の駆動力を
低下させれば良いのであって、前輪側に限定されるもの
ではない。

【００５０】

【発明の効果】本発明の四輪駆動車の駆動装置は、車両
停車時には、エンジンに固定された前後輪のいずれか一
方のドライブシャフト支持部側への駆動力配分を車両発
進時の前後輪略等価配分状態より低下させる。従って、
仮に自動変速機がＤレンジ等の走行レンジに操作され、
フットブレーキ等により停車していても、エンジンに固
定されたドライブシャフト支持部側への駆動力配分が低
下するため、ドライブシャフト支持部とドライブシャフ
トとの間のスプライン嵌合部の結合力が低下し、ドライ
ブシャフト支持部を介してドライブシャフトからボデー
に伝播されるエンジン振動をスプライン嵌合部の結合力
低下により減衰する。その結果、ドライブシャフトから
サスペンション等を通じてボデーに伝播されるエンジン
振動を低減して、車両停車時のエンジン振動に基づく運
転者の不快感を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図。

【図２】本発明が適用された一実施例の四輪駆動車の駆
動装置の構成を示すスケルトン図。

【図３】上記実施例装置において実行される制御フロー
を示すフローチャート。

【図４】上記実施例装置の制御特性図。

【符号の説明】

１０・・・エンジン２０・・・自動変速機７０・・・フロントディファレンシャル（ドライブシャ
フト支持部）８０・・・フロントドライブシャフト（ドライブシャフ
ト）９０・・・センタデフクラッチ（駆動力可変配分機構
部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと接続される自動変速機と、自
動変速機を介して伝達されるエンジンからの駆動力を車
両の前後輪に可変配分する駆動力可変配分機構部と、車
両発進時には前後輪の駆動力配分を略等しく制御する制
御手段と、を備え、前後輪のいずれか一方の車輪を駆動
するためのドライブシャフトの支持部がエンジンに固定
された四輪駆動車の駆動装置において、車両の停車状態を検出する車両停車検出手段と、停車状
態では前記ドライブシャフト支持部側への駆動力配分を
前記車両発進時の駆動力配分よりも低下させるよう前記
駆動力可変配分機構部を調整する調整手段と、を備えた
ことを特徴とする四輪駆動車の駆動装置。