JPH0735130B2 - 四輪駆動車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、駆動力配分の調整を可能とする四輪駆動車に
関する。

（従来の技術） 従来、前後輪間の駆動力配分の調整を可能とする四輪駆
動車として特開昭60−135327号公報に記載されたものが
知られている。

これは、変速機と後輪用終減速機との間、および後輪用
終減速機と左右後輪との間のそれぞれに油圧クラッチを
設け、これら３つのクラッチを統合的に制御することに
より前後輪間の駆動力配分の調整を行うものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の四輪駆動車は、前輪駆動系に
は変速機からの出力を直接伝達するものであったため、
例えば前輪に作用するエンジンブレーキ力や駆動力によ
りタイヤのグリップ力の大半を使用してしまうような走
行条件下では車両旋回時に前輪が発生できるコーナリン
グフォースが極端に減少し良好な旋回性能が得られなく
なる惧れがあった。

また、後輪車軸に左右のクラッチが設けられているにも
かかわらず、各クラッチが統合的に制御されるものであ
ったため、左右輪間の駆動力配分の制御を行うことには
不可能であり、四輪駆動状態における加速時には四輪駆
動車特有の特性である強アンダステア特性を示す欠点が
あった。

（課題を解決するための手段） 本発明による上記課題を解決するための手段は、変速機
から入力される駆動力を前輪駆動系と後輪駆動系とに分
配して伝達するよう設けられたセンタデフ装置の差動作
用を制限可能に設けられたセンタデフクラッチと、上記
センタデフ装置から左右の後輪への駆動力の伝達をそれ
ぞれ独立して断接可能とすべく上記センタデフ装置と上
記左右の後輪との間の駆動力伝達経路にそれぞれ介在さ
れた左右のリヤクラッチとを有し、上記３つのクラッチ
がその接合率を調整可能に構成されると共に、上記３つ
のクラッチの作動状態を独立して制御可能なクラッチ操
作手段を備えたことを特徴とする四輪駆動車である。

（作用） 本発明によれば、センタデフ装置の差動制限を制御する
センタデフクラッチ、及びセンタデフ装置と左右の後輪
との間の駆動力伝達経路にそれぞれ介在された左右のリ
ヤクラッチの接合率がクラッチ操作手段により独立に制
御されるため、前後輪間の差動制限の制御はフロントク
ラッチにより、また後輪への駆動力配分は左右のリヤク
ラッチにより独立に制御されることになる。

そして、これら３つのクラッチを同時に遮断あるいは低
接合率にすれば、左右のリヤクラッチの入力側で駆動力
をリークさせることができ、駆動力の遮断あるいは低減
が可能になるものであり、旋回限界におけるコーナリン
グフォースの確保やアンチスキッドブレーキとの干渉の
回避が容易に可能となる。

さらに、左右のリヤクラッチの接合率を独立に制御する
ことにより左右後輪間の駆動力配分が調整され、左右後
輪間の駆動力の差により発生するヨーモーメントによっ
てステア特性を制御することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、図示しないトランスミッションから出
力される駆動力は、図中白抜き矢印で示すようにセンタ
デフ装置１のリングギヤからケーシング２に伝達され、
さらにピニオンギヤを介して一対のサイドギヤに出力さ
れるものとなっている。そして、一方のサイドギヤには
後輪用出力軸３が連絡されており、また他方のサイドギ
ヤには前輪用出力軸４が連結されていて、トランスミッ
ションからの出力は後輪用出力軸３と前輪用出力軸４と
に分配されて伝達されるものとなっている。更に前輪用
出力軸４は、前輪用の差動装置６のケーシングに駆動連
結されており、差動装置６は前輪用出力軸４から入力さ
れる駆動力を左右の前輪7,8に分配して伝達するものと
なっている。

一方、前輪用出力軸４とケーシング２との間には湿式多
板クラッチ式のセンタデフクラッチ５が設けられてお
り、このセンタデフクラッチ５により前輪用出力軸４と
ケーシング２とは接離自在となっている。また、センタ
デフクラッチ５の接合率は供給される油圧の大きさに応
じて制御されるものとなっており、具体的には後述のセ
ンタデフクラッチ用電磁バルブの開弁率を調整すること
によって供給油圧が制御され、クラッチ接合率が制御さ
れるものとなっている。このため、センタデフクラッチ
５の作動状態により後輪用出力軸３と前輪用出力軸４と
の間の差動制限状態が制御されるものとなっている。な
お、油圧供給機構および電磁バルブは公知のものを使用
可能であるため、具体的な構成の説明は省略する。

また、後輪用出力軸はプロペラシャフト９を介して左右
のリヤクラッチ10,11の一体化されたケーシング12に駆
動連結されている。リヤ左クラッチ10の湿式多板クラッ
チ機構13は、ケーシング12と左後輪14に連結された左後
輪車軸15との接続を制御するものとなっており、同様に
リヤ右クラッチ11の湿式多板クラッチ機構16は、ケーシ
ング12と左後輪17に連結された左後輪車軸18との接続を
制御するものとなっている。これら左右のリヤクラッチ
10,11は、センタデフクラッチ５と同様に供給される油
圧の大きさに応じて接合率が制御されるものとなってお
り、それぞれ独立に設けられた電磁バルブの開弁率を調
整することによって供給油圧が左右独立に制御されるも
のとなっている。このため、左右のリヤクラッチ10,11
の作動状態により後輪14,17へ伝達される駆動力が左右
独立に制御されるものとなっている。そして、リヤクラ
ッチ10,11を完全に切り離せば後輪14,17への駆動力伝達
を個別に遮断ことも可能となっており、この状態で更に
センタデフクラッチ５を完全に切り離せばプロペラ駆動
力はプロペラシャフト９からリークすることになるの
で、前輪7,8への駆動力伝達を遮断することも可能とな
っている。

なお、センタデフクラッチ５は油圧が供給されない状態
で完全に接合し、供給される油圧の増大とともに接合率
が低下する形式のものが使用されており、またリヤクラ
ッチ10,11はセンタデフクラッチ５とは逆に油圧が供給
されない状態で完全に切り離され、供給される油圧の増
大とともに接合率が上昇する形式のものが使用されてい
る。このため、油圧供給系に故障が生じても前輪への駆
動力伝達は確保され走行不能となることが防止される
し、停車時のギヤ入れ駐車機能も確保されるものとなっ
ている。

上記のように、第１図に示した駆動力伝達系の構成によ
れば、３つの電磁バルブの作動状態により、センタデフ
の差動制限状態および左右の後輪への駆動力伝達状態が
独立に制御されるものとなっており、前後輪間および左
右後輪間の駆動配分状態と前後輪間の差動制限状態とが
自由に制御できるようになる。

第２図は、上記３つの電磁バルブの作動を制御する制御
装置の概要を示すものである。

すなわち、センタデフクラッチ用電磁バルブ21,リヤ左
クラッチ用電磁バルブ22,リヤ右クラッチ用電磁バルブ2
3の作動は、マイクロコンピュータ等により構成される4
WDコントローラ24により制御されるものとなっている。
なお、このコントローラ24および各電磁バルブ21〜23
は、クラッチ操作手段をなすものである。

また、車体に作用する前後方向加速度を検出する前後Ｇ
センサ25、車体に作用する左右方向加速度を検出する左
右Ｇセンサ26、各車輪の回転速度を検出する車輪速セン
サ27〜30、ステアリングホイールの操舵角を検出する操
舵角センサ31、エンジンのスロットル開度を検出するス
ロットル開度センサ32、エンジンの回転数を検出するエ
ンジン回転数センサ33、トランスミッションの変速段を
検出する変速段センサ34、車体の前後方向の傾斜角を検
出する勾配センサ35が設けられており、これらのセンサ
25〜35により検出される情報がそれぞれコントローラ24
に入力されるものとなっている。また、アンチスキッド
ブレーキ装置のコントローラ36からはアンチスキッドを
実行している場合に制御中を示す信号が入力されるもの
となっている。

これらの入力情報に基づいてコントローラ24内で実行さ
れる制御は、第３図に示すフローチャート図に示され
る。

すなわち、第３図に示すように制御が開始されると、ま
ずステップS1で各センサからの検出信号が読みこまれる
と同時に入力情報に基づいて路面μおよび旋回限界指標
値が算出される。ここで路面μは前後Ｇセンサ25の出
力、各車輪速センサ27〜30の出力、および変速段センサ
33とエンジン回転数センサ33の出力から算出される駆動
出力回転数等に基づいて演算され、また旋回限界指標値
は左右Ｇセンサ26、操舵角センサ31、各車輪速センサ27
〜30の出力に基づいて算出される。

その後ステップS2において、ABSコントローラ36からの
出力に基づいてアンチスキッドブレーキが作動中である
か否かが判定され、作動中である場合は他の全ての制御
に優先してステップS3に到り、センタデフクラッチ５お
よびリヤクラッチ10,11が完全に切り離される。これ
は、各車輪間の駆動系による拘束状態がアンチスキッド
制御に干渉して正確なスキッド制御が実行されなくなる
のを防止するためである。

一方、ステップS2でスキッド制御が実行中でないと判別
された場合は、スキップS4に進み、操舵角センサ31の出
力に基づいて旋回中であるか否かが判別され、旋回中で
はないと判別された場合には、更にステップS5でスロッ
トル開度センサ31、エンジン回転数センサ34および各車
輪速センサの出力に基づいて加速中か否かが判別され
る。加速中であると判別された場合には、ステップS6に
進んで各車輪速センサの出力に基づいて高速走行中であ
るか否かが判別され、高速走行中である場合にはステッ
プS7に至る。ステップS7では、センタデフクラッチ５が
中間状態に制御されると共にリヤクラッチ10,11が完全
にロックされる。この状態は、高速直進走行時の加速状
態であり、センタデフの差動がある程度制限された四輪
駆動状態となって、高い加速性能が得られると共に前後
輪間の動力循環が回避される。また、ステップS6で高速
走行中ではないと判別された場合には、ステップS8に至
り、センタデフクラッチ５およびリヤクラッチ10,11が
完全にロックされる。この状態は低速直進走行時の加速
状態であり、直結四輪駆動状態となって高い加速性能が
得られると共に悪路および低μ路における走破性が向上
する。

一方、ステップS5で加速中ではないと判別された場合は
ステップS9に至り、センタデフクラッチ５が切り離され
ると共にリヤクラッチ10,11が完全にロックされる。こ
の状態は直進走行中の減速あるいは定常状態であり、左
右後輪間の差動が許容されないことにより後輪側に大き
なエンジンブレーキ力が作用するので、前輪に作用する
エンジンブレーキ力が低減され、前輪タイヤのグリップ
力に余裕を残して良好なステアリング初期応答性が確保
される。また、センタデフがフリー状態となるので動力
循環現象も回避される。

更にステップS4で旋回中であると判別された場合には、
ステップS10に進み、ステップS1で算出された旋回限界
指標値が所定値以上であるか否かが判別される。この旋
回限界指標値が所定値以上であると判別された場合は、
前述のステップS3に至り、センタデフクラッチ５および
リヤクラッチ10,11が完全に切り離される。この状態は
車両の旋回状態がタイヤのグリップ限界を越える惧れの
ある場合で、各クラッチ切り離されることによりエンジ
ンの出力は全てプロペラシャフト９からリークして、各
車輪に伝達される駆動力およびエンジンブレーキ力が遮
断されることになるので、タイヤの発揮できるコーナリ
ンクフォースが増大して旋回限界が向上し車体のスピン
発生が回避される。

また、ステップS10で旋回限界指標値が所定値以上では
ないと判別された場合には、ステップS11に進み加速中
であるか否かが判別され、加速中である場合はステップ
S13に進み、ステップ１で算出して路面μと基準値とを
比較して路面μが低いか否かが判別される。ステップS1
3で路面μが低いと判別された場合にはステップS14に至
り、センタデフクラッチ５および旋回外輪側のリヤクラ
ッチが完全にロックされると共に、旋回内輪側のリヤク
ラッチが中間状態に制御される。この状態は、低μ路に
おける旋回加速状態であり、旋回内輪側の後輪駆動力が
低減された直結四輪駆動状態となり、高い駆動性能が得
られると共に左右後輪の駆動力差によるヨーモーメント
によって旋回性が向上する。

また、ステップS13で路面μが低くないと判別された場
合には、ステップS15に至る。ステップS15では、センタ
デフクラッチ５および旋回内輪側のリヤクラッチは中間
状態に制御され、旋回外輪側のリヤクラッチは完全にロ
ックされる。この状態は、高μ路における旋回加速状態
であり、前後輪間の差動がある程度制限されると共に旋
回内輪側の後輪の駆動力が低減された四輪駆動状態とな
る。この状態では左右後輪間の駆動力差によるヨーモー
メントによって旋回性が向上する。また、旋回外輪側の
後輪の回転数が最も高くなることに起因して駆動力配分
が後輪寄りになって前輪の駆動力が相対的に低減される
ことにより、前輪のコーナリングフォースが向上するこ
とによってもステア応答性が向上する。また、旋回内輪
側のリヤクラッチが中間状態に制御されることによって
左右後輪間の差動が許容させると共に、センタデフクラ
ッチが中間状態に制御されることによってタイトコーナ
ブレーキング現象および高速走行時の動力循環現象も回
避される。

一方、ステップS11で加速中ではないと判別された場合
はステップS16に進み、勾配センサ12の出力に基づき下
り板走行中か否かが判別され、下り坂ではないと判別さ
れるとステップS17に至り、センタデフクラッチ５が完
全にロックされると共に左右のリヤクラッチ10,11が中
間状態に制御される。この状態は降板時以外における旋
回中の定常状態あるいは減速状態であり、前輪寄りの駆
動力配分の四輪駆動状態となって、路面μの変化に対す
る安定性が向上すると同時にタックイン現象が発生し易
くなり旋回性も向上する。また、リヤクラッチ10,11が
中間状態に制御されることにより、左右後輪間の差動が
許容され、且つタイトコーナーブレーキング現象および
高速走行時の動力循環現象も回避される。

また、ステップS16において下り坂であると判別された
場合にはステップS18に至り、センタデフクラッチ５お
よびリヤクラッチ10,11が中間状態に制御される。この
状態は降板時における旋回中の定常状態あるいは減速状
態であり、プロペラシャフト９からエンジンブレーキ力
の一部がリークして、各車輪に伝達されるエンジンブレ
ーキ力は低下するがその分コーナリングフォースが増大
して旋回性が向上する。また、左右のリヤクラッチが中
間状態に制御されることによって左右後輪間の差動が許
容されると共に、各クラッチが中間状態に制御されるこ
とによってタイトコーナブレーキング現象および高速走
行時の動力循環現象も回避される。

そして、上記ステップS3,S7,S8,S9,S14,S15,S17,S18の
処理が完了した後は、ステップS1に戻り以下の判別処理
が繰り返される。

上記実施例によれば、車両の運転状態に応じて各クラッ
チ5,10,11が独立に制御されることにより、前後輪間の
駆動力配分および左右後輪間の駆動力配分が広い範囲で
制御されるので、運転状態に応じた最適の駆動力配分が
得られ、車両の加速性能および旋回性能が一段と向上す
る効果を奏すると同時に、タイトコーナーブレーキング
現象や動力循環現象も効率良く回避される。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、クラッチ操作手段は各クラッチの状態を手動で制御
するものとして構成してもよく、また上記実施例の中間
状態におけるクラッチの接合率をより多段階に制御した
り無段階に制御するものとしてもい。そして、クラッチ
の接合率をより多段階に制御したり無段階に制御する場
合は、車輪のスリップ率や横加速度、操舵角等に応じて
最終的な接合率を決定すればよい。このほか種々の変形
実施が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、簡単な構成で前後輪間の駆動力配分および左右
後輪間の駆動力配分を広い範囲で制御することができ、
走行性能が大幅に向上する四輪駆動車を提供する効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す駆動系の概略構成図、第
２図は同制御系の概略構成図、第３図は制御内容を示す
フローチャート図である。 ５……センタデフクラッチ 10,11……リヤクラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−220930（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36520（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速機から入力される駆動力を前輪駆動系
   と後輪駆動系とに分配して伝達するよう設けられたセン
   タデフ装置の差動作用を制限可能に設けられたセンタデ
   フクラッチと、上記センタデフ装置から左右の後輪への
   駆動力の伝達をそれぞれ独立して断接可能とすべく上記
   センタデフ装置と上記左右の後輪との間の駆動力伝達経
   路にそれぞれ介在された左右のリヤクラッチとを有し、
   上記３つのクラッチがその接合率を調整可能に構成され
   ると共に、上記３つのクラッチの作動状態を独立して制
   御可能なクラッチ操作手段を備えたことを特徴とする四
   輪駆動車