JPH0629091Y2

JPH0629091Y2 - ４輪駆動車の切換制御装置

Info

Publication number: JPH0629091Y2
Application number: JP1989035388U
Authority: JP
Inventors: 秀司昼田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2004-03-27
Also published as: JPH02125427U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は４輪駆動状態と２輪駆動状態とに駆動力伝達経
路を切換えるトランスファ装置を備えたパートタイム４
輪駆動車における切換制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、例えば実開昭６３−５７８４８号公報に示さ
れるように、エンジンからの駆動力を全輪に伝達する４
輪駆動状態と、所定の２輪、例えば後輪にのみ伝達する
２輪駆動状態とに、駆動力伝達経路を切換えるトランス
ファ装置を備え、運転者による操作等に応じて上記トラ
ンスファ装置が作動するようになっているパートタイム
４輪駆動車は知られている。上記トランスファ装置は、
通常、入力軸と後輪用出力軸および前輪用出力軸との間
にセンタデフ、巻掛け伝動機構等を配設するとともに、
スライド可能なスリーブを有する切換機構を設け、上記
スリーブが所定の位置にあるときに入力軸の回転が後輪
用出力軸にのみ伝えられ、スリーブが移動して前輪用出
力軸に繋がる係合部分（スプライン部分）に係合したと
きに、入力軸の回転が後輪用と前輪用の各出力軸にそれ
ぞれ伝達されるようになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のようなパートタイム４輪駆動車においては、高負
荷走行時のように上記トランスファ装置の入力軸に伝達
される入力トルクが大きい場合に、とくに４輪駆動状態
から２輪駆動状態への切換時にショックが生じ易いとい
う問題があった。

すなわち、４輪駆動状態ではトランスファ装置の入力ト
ルクが前輪側と後輪側とに二分されて伝達され、２輪駆
動状態では上記入力トルクが後輪側（２輪駆動状態で後
輪駆動の場合）にのみ伝達されるため、走行中に４輪駆
動状態と２輪駆動状態との間の切換が行なわれると、前
輪側のトルクおよび後輪側のトルクが変化する。この場
合に、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切換が走行中
に行なわれるとしても、このような切換を可能にするた
めには、公報の図面にも見られるように、スリーブが前
輪側の係合部分に係合する際に回転速度を同期させる同
期装置が設けられるので、この切換時には同期装置の作
用で比較的緩やかにトルクが変化する。ところが、４輪
駆動状態から２輪駆動状態への切換時には、単にスリー
ブが上記係合部分から離脱して前輪側への動力伝達が遮
断されるだけなので、その切換に伴って前輪側および後
輪側の各トルクが急速に変化し、とくにトランスファ装
置の入力トルクが大きいときは、前輪側および後輪側の
各トルクが大きな変動幅で急変するため、かなりのショ
ックがある。

本考案はこのような事情に鑑み、トランスファ装置の入
力トルクが大きいときに、４輪駆動状態から２輪駆動状
態への切換によるショックを未然に防止することができ
る４輪駆動車の切換制御装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記のような目的を達成するため、エンジンか
らの駆動力を全輪に伝達する４輪駆動状態と所定の２輪
に伝達する２輪駆動状態とに、駆動力伝達経路を切換え
るトランスファ装置を備えたパートタイム４輪駆動車に
おいて、上記トランスファ装置の入力軸に伝達される入
力トルクに対応した値を検出する検出手段と、この検出
手段によって検出された上記値が所定値以上のときに上
記４輪駆動状態から上記２輪駆動状態への切換を禁止す
る切換禁止手段とを設けたものである。

〔作用〕

上記構成によると、上記トランスファ装置の入力トルク
が大きいときに、とくに前輪側および後輪側の各トルク
の急変を招くような切換わりが避けられる。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の切換制御装置を備えた４輪駆動車の概
略を示す。この図において、エンジン１の出力側には、
変速機を介してトランスファ装置４が接続され、例えば
自動変速機付の４輪駆動車にあっては主自動変速機２お
よび副自動変速機３を介してトランスファ装置４が接続
されている。上記トランスファ装置４は、エンジン１か
ら変速機２，３を介して伝えられる駆動力を前輪駆動系
１０および後輪駆動系１５の双方に伝達する状態と、後
輪駆動系１５のみに伝達する状態とに、駆動力伝達経路
を切換えることにより、４輪駆動状態と２輪駆動状態と
の切換を行なうものである。上記前輪駆動系１０は、ト
ランスファ装置４の側部から前方に延びる第１プロペラ
シャフト１１と、この第１プロペラシャフト１１に連結
された前輪差動装置１２と、この前輪差動装置１２から
左右に延びて左右の前輪１３に連結された車軸１４とで
構成されている。また、上記後輪駆動系１５は、トラン
スファ装置４から後方に延びる第２プロペラシャフト１
６と、この第２プロペラシャフト１６に連結された後輪
差動装置１７と、この後輪差動装置１７から左右に延び
て左右の後輪１８に連結された車軸１９とで構成されて
いる。

上記トランスファ装置４は、コントロールユニット（Ｅ
ＣＵ）２５からの制御信号に応じてモータ２１により作
動されるようになっている。上記コントロールユニット
２５には、２−４切換スイッチとしての４ＷＤスイッチ
２２、トランスファ装置４の入力軸に伝達される入力ト
ルクに対応した値を検出する検出手段としてのスロット
ル開度センサ２３、トランスファ装置４の状態を調べる
ためのセンサ２４等からの信号が入力されている。上記
４ＷＤスイッチ２２は、車室に設けられて運転者等によ
り２輪駆動側と４輪駆動側とに切換操作される。スロッ
トル開度センサ２３は、エンジンの吸気通路中のスロッ
トル弁の開度を検出する。また、センサ２４は、たとえ
ばモータ２１の駆動量を調べる等により、トランスファ
装置４が４輪駆動状態あるいは２輪駆動状態となったか
どうかを調べる。

上記コントロールユニット（ＥＣＵ）２５は、４ＷＤス
イッチ２２からの信号等に応じて上記モータ２１を駆動
することによりトランスファ装置４を作動させるトラン
スファ制御手段２６を有するとともに、スロットル開度
センサ２３からの信号に応じ、スロットル開度が所定値
以上となったときに４輪駆動状態から２輪駆動状態への
切換を禁止する切換禁止手段２７を含むように構成さ
れ、つまりプログラムに従って後述のフローチャートに
示すような制御を行なうことにより、上記各手段２６，
２７としての機能を果すようになっている。

第２図はトランスファ装置４の具体的構造を示してい
る。このトランスファ装置４は、エンジン１からの駆動
力が伝えられる入力軸３１を有するとともに、入力軸３
１の後方に同心状に配置された後輪用出力軸３２と、入
力軸３１に平行に配置された前輪用出力軸３３を有し、
後輪用出力軸３２に第２プロペラシャフト１６が連結さ
れ、前輪用出力軸３３に第１プロペラシャフト１１が連
結されている。上記入力軸３１と後輪用出力軸３２との
間にはセンタデフ３４が設けられ、入力軸３１と前輪用
出力軸３３との間には巻掛け伝動機構３５が配置され、
また入力軸３１上におけるセンタデフ３４と巻掛け伝動
機構３５との間には、駆動モード切換機構３６が配置さ
れている。

上記センタデフ３４は、サンギヤ３７と、その周囲に配
置された複数のピニオンギヤ３８と、ピニオンギヤ３８
を支持するキャリヤ３９と、リングギヤ４０とからなる
プラネタリギヤ機構によって構成されており、上記キャ
リヤ３９は入力軸３１に、またリングギヤ４０は後輪用
出力軸３２に各々連結されている。上記巻掛け伝動機構
３５は、入力軸３１上に回転自在に設けられた第１スプ
ロケット４１と、前輪用出力軸３３に一体回転するよう
に設けられた第２スプロケット４２と、これらのスプロ
ケット４１，４２に巻掛けられたチェーン４３とによっ
て構成されている。

また、上記駆動モード切換機構３６は、センタデフ３４
のサンギヤ３７と一体回転するクラッチハブ４５の両側
に、センタデフ３４のリングギヤ４０の延長部と、第１
スプロケット４１の延長部とを隣接させるとともに、こ
れらの外周に同一緒元のスプライン４６，４７，４８を
設け、これらのスプライン４６，４７，４８にわたって
スライド可能にスリーブ４９を嵌合させた構成となって
いる。上記クラッチハブ４５と第１スプロケット４１の
延長部との間には、２輪駆動状態から４輪駆動状態への
切換ときにスリーブ４９の移動に伴ってこれらの回転速
度を同期させる同期装置５０が介設されている。

この第２図に示すトランスファ装置４による場合、スリ
ーブ４９を、クラッチハブ４５のスプライン４６とリン
グギヤ４０のスプライン４７とに嵌合させた位置Ｉ（同
図の実線位置）においては、クラッチハブ４５とスリー
ブ４９とを介してセンタデフ３４のサンギヤ３７とリン
グギヤ４０とが結合され、センタデフ３４がロックされ
るとともに、センタデフ３４と第１スプロケット４１と
の間が切断される。これにより、入力軸３１の回転がリ
ングギヤ４０から後輪用出力軸３２にそのまま出力され
る２輪駆動モードとなる。また、スリーブ４９を同図の
位置IIまでスライドさせると、スリーブ４９が、クラッ
チハブ４５のスプライン４６、リングギヤ４０のスプラ
イン４７および第１スプロケット４１のスプライン４８
の三者に嵌合し、センタデフ３４と第１スプロケット４
１とが結合される。これにより、入力軸３１の回転が後
輪用出力軸３２および前輪用出力軸３３の双方に出力さ
れ、センタデフ３４がロックされた４輪駆動モードとな
る。さらに、スリーブ４９を同図の位置IIIまでスライ
ドさせると、スリーブ４９が、クラッチハブ４５のスプ
ライン４６と第１スプロケット４１のスプライン４８と
にのみ嵌合する状態となり、センタデフ３４のサンギヤ
３７と第１スプロケット４１とが結合される一方、セン
タデフ３４のサンギヤ２７とリングギヤ４０とが分離さ
れた状態となる。これにより、入力軸３１の回転が後輪
用出力軸３２および前輪用出力軸３３にそれぞれ出力さ
れるとともに、リングギヤ４０とサンギヤ３７との差動
動作が可能となって、前後輪間の回転速度差が許容され
るセンタデフフリーの４輪駆動モードとなる。

このような駆動モードの切換のために、歯車装置５１
と、周面にカム溝５２ａを有するチェンジドラム５２
と、上記カム溝５２ａに係合するカムフォロア５３ａお
よびスリーブ４９に係合するシフトフォーク５３ｂを備
えたシフトロッド５３とを介し、モータ２１によってス
リーブ４９が軸線方向に作動される。すなわち、モータ
２１で歯車装置５１を介してチェンジドラム５２が回転
駆動されることにより、そのカム溝５２ａの側面でカム
フォロア５３ａが押されてシフトロッド５３が移動し、
これに伴い、シフトロッド５３のシフトフォーク５３ｂ
に係合するスリーブ４９が移動するようになっている。

第３図は、前記コントロールユニット２５によるトラン
スファ制御手段２６および切換禁止手段２７としての制
御の具体例を、フローチャートで示している。

このフローチャートにおいては、スタートすると、まず
ステップＳ_１で４ＷＤスイッチ２２からの信号、スロッ
トル開度センサ２３からのスロットル開度θの検出信号
等の各種信号を入力する。そして、４ＷＤスイッチ２２
からの信号による指令に応じ、ステップＳ_２で２輪駆動
から４輪駆動へ切換えるべき指令があったか否かを調
べ、その判定がＮＯのときは、ステップＳ_５で４輪駆動
から２輪駆動へ切換えるべき指令があったか否かを調べ
る。

上記ステップＳ_２での判定がＹＥＳのときは、ステップ
Ｓ_３，Ｓ_４で、トランスファ装置４のスリーブ４９が４
輪駆動位置となるまで、モータ２１のＣＷ方向（４輪駆
動位置側へスリーブ４９を移動させる方向）への通電を
行ない、それからリターンする。

また、ステップＳ_５での判定がＹＥＳのとき、つまり４
輪駆動から２輪駆動へ切換えるべき指令があったとき
は、さらにステップＳ_６でスロットル開度θが所定値θ
_０以上か否かを調べる。そしてスロットル開度θが所定
値θ_０以上のときは、ステップＳ_７でモータ２１への通
電を禁止し、スロットル開度θが所定値θ_０より小さい
ときに限り、ステップＳ_８，Ｓ_９で、トランスファ装置
４のスリーブ４９が２輪駆動位置となるまで、モータ２
１のＣＣＷ方向（２輪駆動位置側へスリーブ４９を移動
させる方向）への通電を行ない、それからリターンす
る。

このような当実施例によると、トランスファ装置４の切
換によって大きなトルクショックが生じるような場合に
は、４ＷＤスイッチ２２の操作による切換指令があって
も、上記切換が禁止される。

すなわち、２輪駆動から４輪駆動への切換時には、第４
図（ａ）のように、トランスファ装置４の入力トルクに
対し、フロント側トルク（前輪側へ伝達されるトルク）
が０から５０％に、またリア側トルク（後輪側へ伝達さ
れるトルク）が１００％から５０％にそれぞれ変化する
が、このときは同期装置５０が働くため、フロント側ト
ルクおよびリア側トルクの変化は比較的緩かとなる。一
方、４輪駆動から２輪駆動への切換時には、第４図
（ｂ）のように、トランスファ装置４の入力トルクに対
し、フロント側トルクが５０％から０に、またリア側ト
ルクが５０％から１００％にそれぞれ変化するが、この
ときはスリーブ４９が第１スプロケット４１のスプライ
ン４８から離脱するに伴って瞬間的に前輪側への動力伝
達が遮断されるので、上記フロント側およびリア側の各
トルクが急速に変化する。そして、このときのフロント
側およびリア側の各トルクの変動幅はトランスファ装置
４の入力トルクが大きくなるにつれて増大する。これに
対し、トランスファ装置４の入力トルクに関係するスロ
ットル開度θが所定値以上となったとき、４輪駆動から
２輪駆動への切換指令があっても、前記のステップＳ_６
の判定に応じたステップＳ_７の処理でこの切換が禁止さ
れることにより、上記フロント側およびリア側の各トル
クが大きな変動幅で急変することが避けられる。

なお、上記実施例ではトランスファ装置４がコントロー
ルユニット２５からの制御信号に応じてモータ２１によ
り作動されるようになっているが、車室に設けられた操
作部に機械的に連動してトランスファ装置４のスリーブ
４９が動くようにしておいてもよく、この場合は、例え
ば上記操作部等に対して４輪駆動位置から２輪駆動位置
への動きを阻止するロック機構を設け、トランスファ装
置４の入力トルクが大きいときにこのロック機構を作動
するようにしておけばよい。また、上記実施例では走行
中の２輪駆動状態から４輪駆動状態への切換を可能にす
るために同期装置５０を設けているが、このような同期
装置を設けずに走行中に２輪駆動状態から４輪駆動状態
への切換は禁止されるようにしたものにも、本考案を適
用することができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案は、４輪駆動状態と２輪駆動状態と
に駆動力伝達経路を切換えるトランスファ装置を備えた
パートタイム４輪駆動車において、上記トランスファ装
置の入力軸に伝達される入力トルクに対応した値が所定
値以上のときに上記４輪駆動状態から上記２輪駆動状態
への切換を禁止するようにしているため、トランスファ
装置の入力トルクが大きいときに、４輪駆動状態から２
輪駆動状態への切換によって前輪側および後輪側のトル
クが大きな変動幅で急変するという事態を避け、ショッ
クの発生を未然に防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる切換制御装置を備え
た４輪駆動車の全体概略図、第２図はトランスファ装置
の具体的構造を示す断面図、第３図は制御の具体例を示
すフローチャート、第４図（ａ）（ｂ）は２輪駆動状態
から４輪駆動状態への切換時と４輪駆動状態から２輪駆
動状態への切換時とにおけるフロント側およびリア側の
各トルクの変化を示す説明図である。１……エンジン、４……トランスファ装置、２３……ス
ロットル開度センサ、２５……コントロールユニット、
２７……切換禁止手段。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンからの駆動力を全輪に伝達する４
輪駆動状態と所定の２輪に伝達する２輪駆動状態とに、
駆動力伝達経路を切換えるトランスファ装置を備えたパ
ートタイム４輪駆動車において、上記トランスファ装置
の入力軸に伝達される入力トルクに対応した値を検出す
る検出手段と、この検出手段によって検出された上記値
が所定値以上のときに上記４輪駆動状態から上記２輪駆
動状態への切換を禁止する切換禁止手段とを設けたこと
を特徴とする４輪駆動車の切換制御装置。