JPS61132421A - 前後輪駆動車の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は機関により前輪および後輪の双方が駆動可能
な前後輪駆動車の駆動力制御装置に係り、詳しくは、前
輪と後輪とのスリップ比が目標値（目標スリップ比）に
なるよう前輪または後輪への伝達トルクを制御して大き
な駆動力を得る駆動力制御装置に関する。

（従来の技術） 車両は、その全体として得ることができる駆動力（全駆
動力）が各駆動車輪が発揮する駆動力の総和である。こ
のため、前輪および後輪の双方を機関により駆動して走
行することができる作業車あるいは４輪駆動車等の前後
輪駆動車にあっては、発進あるいは加速時等の大きな駆
動力を必要とする場合に、前輪あるいは後輪の一方を駆
動して走行する少数輪駆動走行から前輪および後輪の双
方を駆動して走行する多数輪駆動走行へ移行させて大き
な駆動力を得るものがあり、従来、このような前後輪駆
動車の駆動力制御装置として、特開閉５５−１４８６２
２号公報、特開昭５８−５６９１９号公報および特開昭
５８−５６９２１号公報等に記載されたようなものが知
られている。

例えば、特開昭５５−１４８６２２号公報に記載された
前後輪駆動車の駆動力制御装置は、小数の車輪を駆動し
て走行する小数輪駆動走行時に駆動車輪が対地スリップ
を生じると、より多数の車輪を駆動して走行する多数輪
駆動走行へ移行させて大きな駆動力を得るものであり、
また、特開昭５８−５６９１９号公報に記載された前後
輪駆動車の駆動ノコ制御装置は、４輪駆動車に適用され
るものであって、車両の停止時や発進時に所定の時間が
経過するまで前輪および後輪を駆動する４輪駆動走行を
維持し、発進時に大きな駆動力を得るものである。

（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
このような従来の前後輪駆動車の駆動力制御装置にあっ
ては、発進時等の大きな駆動力を必要とする場合に、小
数輪駆動走行から多数輪駆動走行へ単に移行さセるにず
ぎず、機関の出力と駆動車輪のグリツプ力との関係を考
慮していないため、走行路面の摩擦係数μ等によっては
必ずしも大きな駆動力を得ることができないという問題
点があった。すなわち、車両が得ることのできる全駆動
力は当然に機関の出力１−ルクおよび駆動車輪のグリツ
プ力に制約されるが、例えば一般的な４輪駆動車による
乾燥コンクリ−１・路面等の高摩擦係数（μ−〇、８、
程度）の路面上での走行を想定して機関の出力；・ルク
ＴＥを２輪駆動走行時のグリツプ力Ｇ２と４輪駆動走行
時のグリツプ力Ｇ４と比較すると、次式のような関係で
表される゛。

Ｇ４〉Ｔビ　＞Ｇ。

このため、車両は、発進あるいは加速時等の大きな駆動
力を必要とする場合に、機関を出力ｌ・ルク′１゛εが
最大となる回転数に維持しても、４輪駆動走行へ移行す
る際に４輪のグリツプ力Ｇ４が機関の過大な負荷となっ
て機関の出力が低下することがあり、結果的に大きな全
駆動力を得ることができない。

一方、上述のような場合に、車両が２輪駆動走行を継続
すれば、機関の出力トルクＴ６を増大させると車両の全
駆動力は駆動する２輪のグリツプ力Ｇ２を超えて、駆動
する２輪がスピン（高速空転）と称せられる対地スリッ
プを発生してしまう。

（問題点を解決するための手段） この発明にかかる前後輪駆動車の駆動力制御装置は゛、
上述した従来の問題点を鑑みてなされたもので、第１図
に示すように、機関１１と前輪１２との間の動力伝達系
あるいは機関１１と後輪１３との間の動力伝達系の少な
くとも一方に設けられ伝達トルクが変更可能なクラッチ
手段１４と、前輪１２の回転速度を検出する前輪回転速
度検知器】５と、後輪１３の回転速度を検出する後輪回
転速度検知器１６と、前輪回転速度検知器１５と後輪回
転速度検知器１６の出力信号に基づいて前輪１２と後輪
１３とのスリップ比を算出するスリップ比算出手段１７
と、前輪１２と後輪１３との目標スリップ比を決定する
目標スリップ比決定手段１８と、スリップ比算出手段１
７と目標スリップ比決定手段１８の出力信号に基ついて
クラッチ手段１４を制御し、前輪１２と後輪】３とのス
リップ比が目標スリップ比になるようクラッチ手段１４
の伝達トルクを変更する制御手段１９と、を有している
。

（作用） この発明にかかる前後輪駆動車の駆動力制御装置によれ
ば、前輪１２と後輪１３とのスリップ比が適正な値であ
る目標スリップ比になるよう前輪１２あるいは後輪１３
の少なくとも一方への伝達トルクを制御するため、前輪
１２あるいは後輪１３の一方のみを駆動して走行する場
合のように、機関１１の出力トルクが駆動する一方の前
輪グリツプ力に対して過大となって該車輪がスピンを発
生するようなことも無くなり、さらに、前輪１１および
後輪１２の双方を駆動する場合にあっても、その双方車
輪のグリツプ力が機関１１に過大な負荷として作用して
機関１１の出力を低下させるようなことも無（、大きな
駆動力を得ることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図から第６図は、この発明の一実施例を４輪駆動車
に適用して示す図である。

まｊ゛、構成を説明すると、第２図において、２１はエ
ンジン（機関）、２２はエンジン２１と一体に絹み付け
られた（・ランスミッションであり、トランスミッショ
ン２２の出力軸は２輪−４輪切換用のトランスファ　（
クラッチ手段）２３を介して後輪プロペラシャフト２４
．および前輪プロペラシャツ１゜２４Ｆに連結されてい
る。後輪プロペラシャフト２４ｅは、後輪差動装置２５
Ｒおよび左右のアクスル２６ＫＬ、２６販を介して左右
の後輪２７虹、２７ゆに連結され、同様に、前輪プロペ
ラシャフト２４ｐは、前輪差動装置２５Ｆおよび左右の
アクスル２６「１．２６Ｆ、を介して左右の前輪２７ｐ
Ｌ、　２７Ｆ、に連結されている。

］・ラランソファ２は、第３図に示すように、２つの部
材２８ａ、２８ｂをポルト２９により接合して成るトラ
ンスファケース２８内に、トランスミッション２２の出
力軸と連結した入力軸３０が回転自在に収納され、また
、後輪プロペラシャフト２４’　Ｒと連結した後輸出力
軸３１がヘアリング３２により回転自在に支持されてい
る。これら入力軸３０と後輸出力軸３１とは、それぞれ
が同軸的に継手部材３３とスプライン結合して、該継手
部材３３により一体回転するよう接続されている。継手
部月３３は、入力軸３０と後輸出力軸３１とがスプライ
ン結合した略円筒形状のボス部３３ａと、該ボス部３３
ａから一体的に放射方向外方へ延出したフランジ部３３
ｂと、を有している。継手部材３３のフランジ部３３ｂ
には、後述する油圧式の摩擦多板クラッチ３４が設けら
れ、また、ボス部３３ａには摩擦多板クラッチ３４へ油
圧を供給する油路３５ａが形成されている。なお、３６
はトランスフ１ケース２８内に嵌着されヘアリング３７
により後輸出力軸３１を回転自在に支持するヘアリング
ホルダであり、ヘアリングホルダ３６には、ｌ・ランス
ノアケース２日の部月２８　ｂに形成されて後述する制
御装置に接続された油圧ボート３５Ｃ，！：継手部材３
３のボス部３３ａに形成された油路３５ａとを連通ずる
油路３５ｂが形成されている。

３８は入力軸３０が同軸的かつ回転自在に挿通された第
１中空軸、同様に、３９は入力軸３６が同軸的かつ回転
自在に挿通された第２中空軸であり、これら第１中空軸
３８と第２中空軸３９とは一体回転するようにスプライ
ン結合している。第１中空軸３８は、その外周上にカウ
ンタギア４０ａと噛合したドライブギア３８ａが一体に
形成されている。カウンタギア４０ａはｉ−ランスファ
ケース２８にヘアリング４１を介し回転自在に支持され
たカウンタシャフト４０に一体に形成され、図示しない
前輸出力軸に設けられたドリブンギア４２と噛合してい
る。また、第２中空軸３９は、入力軸３０にスラストベ
アリング４３を介して回転自在に係合したボス部３９ａ
と、該ボス部３９ａと一体のドラム部３９ｂとを有し、
該ドラム部３９ｂと前述した継手部材３３のフランジ部
３３ｂとの間に油圧式の摩擦多板クラッチ３４が取り付
けられている。

摩擦多板クラッチ３４は、継手部材３３のフランジ部３
３ｂに嵌着されたクラッチドラム４４の内周壁にスプラ
イン結合した複数のドライブプレート４５と、第２中空
軸３９のドラム部３９ｂの外周壁にスプライン結合して
ドライブプレート４５と軸方向に交互に配置された複数
のドリブンプレー１・４６と、継手部材３３のホス部３
３ａとフランジ部３３ｂとの間の略環状空間に軸方向の
移動可能に収納されて油路３５ａと連通した油室４７を
画成する略環状のピストン４８と、ビス］・ン４８と継
手部材３３のホス部３３ａに取り付けられたリテ−す４
９との間に縮装されてピストン４８を図中右方へ付勢す
るリターンスプリング５０と、を備えている。この摩擦
多板クラッチ３４は、後述する制御装置から油圧ボー１
−３５　ｃおよび油路３５ｂ、３５ａを介し油室４７に
高圧の油圧が供給されると、ピストン４８が図中左動し
てドライブプレー１・４５とドリブンプレート４６とを
圧接させ、継手部材３３と第２中空軸３９との間すなわ
ち入力軸３０と前輸出力軸との間を供給される油圧に応
じたＩ・ルクで接続する。

再び第２図において、５１は制御装置であり、制御装置
５１には、トランスファ２３の後輸出力軸３１の回転速
度ずなわち後輪２７．い２７Ｒ＋２の回転速度ωＲを検
出する後輪回転速度センサ（後輪回転速度検知器）５２
にと前輸出力軸の回転速度すなわぢ前輪２７トシ、２７
Ｆρの回転速度ωＦを検出する前輪回転速度センナ（前
輪回転速度検知器）５２Ｆとが結線されている。これら
回転速度センサ５２４．５２Ｆ　は検出した回転速度ω
Ｋ、ωＦに対応した周波数の検知信号を制御装置５１に
出力する。この制御装置５１は、後述する第４図および
第５図に示すように、摩１察多板クラッチ３４の油室４
７に油圧を供給する油圧駆動回路５３と、油圧回路５３
が発生ずる油圧を回転速度センサ５２Ｒ，５２Ｆの出力
信号に基づいて制御する電気制御回路５４と、を有して
いる。

油圧駆動回路５３を第４図に基づいて説明すると、同図
において、３４は前述の摩擦多板クラッチを示し、摩擦
多板クラッチ３４は、逆止弁５５を介してポンプ５６と
接続され、また、方向切換弁５７を介してリザーバタン
ク５８と接続されている。ポンプ５６は、制御回路５４
に結線されたモータ５９により駆動され、リザーバタン
ク５８内の油を加圧して吐出する。方向切換弁５７は、
制御回路５４に結線されたソレノイＦ’　５７　ａを備
え、ソレノイド５７ａが通電されない時摩擦多板クラッ
チ３４の油室４７をリザーバタンク５８に開放する第１
切換位置Ｉ　（図示位置）を採り、ソレノイド５７ａが
通電されると油室４７をリザーバタンク５８から遮断し
てポンプ５６のみに連通ずる第２切換位置■を採る。こ
の方向切換弁５７は、後述するように、制御回路５４か
らソレノイド５７ａに断続電流が通電され（チョッパ制
御）、この断続電流の衝撃比に応して第１切換位置Ｉと
第２切換位置■とを採る時間の割合を変化させ、摩擦多
板クラッチ３４の油室４７へ供給する油圧を変更する。

なお、６０は圧力調整弁、６】は絞りである。

制御回路５４は、第５図に示すように、前輪回転速度セ
ンサ５２Ｆが出力する回転速度ωＦに対応した周波数の
信号を周波数に対応した電位の信号に変換する第１　Ｆ
−Ｖコンバータ６３と、後輪回転速度センサ５２［が出
力する回転速度ωｋに対応した周波数の信号を周波数に
対応した電位の信号に変換する第２Ｆ−Ｖコンバータ６
４と、第１Ｆ−Ｖコンバータ６３および第２１−Ｖコン
バータ６４の出力信号に基づいて下式に示すスリップ比
Ｓを算出する演算回路（スリップ比算出手段）６５と、
目標スリップ比Ｓｔに対応する所定電位の基準信号（目
標スリップ比に対応）を出力する定電圧発生器（目標ス
リップ比決定手段）６６と、演算回路６５の出力信号と
定電発生器６６の出力信号とを比較し演算回路６５の出
力信号が定電圧発生器６６の出力信号より大きい時に駆
動信号を出力する比較器６７と、比較器６７から駆動信
号が入力すると所定衝撃比の継続電流を方向切換弁５７
のソレノイド５７ａに出力する駆動回路６８と、を有し
ている。

Ｓ−γ・ωＦ−丁・６）ｋ／γ・ω自 供し、γ；タイヤ半径 上記比較器６７ば、定電圧発生器６６の出力信号に基づ
いて２つの第１基準値と第２基準値とを設定するヒステ
リシス回路が付加されたもので、演算回路６５の出力信
号が第１基準値より大きくなると駆動信号を駆動回路６
８へ出力し、また、演算回路の出力信号が第２基準値よ
り小さくなると駆動信号の出力を停止する。なお、定電
圧発生器６６が出力する基準信号すなわち該基準信号に
基づいて比較器６７により設定される第１基準値と第２
基準値は、大きな駆動力係数μｔを得ることができる範
囲の目標スリップ比Ｓｔを設定する。例えば、前述した
高摩擦係数の走行路面においては、スリップ比Ｓと駆動
力係数μｔとが第６図に示すような関係を有するため、
上記第１基準値を第６図中のスリップ比Ｓ　ｍａｘに対
応した値に定め、また、第２基準値をスリップＳ　ｍｉ
ｎに対応した値に定める。

なお、上記第１基準値および第２基準値すなわち定電圧
発生器６７が出力する基準信号は、走行路面の摩擦係数
等の車両の走行条件に応じて可変としてもよい。

次に、作用を説明する。

車両が大きな駆動力を必要とする場合の一例として加速
時を説明する。

今、前輪２７Ｅい２７ＦＲと後輪２７［い２７昧との間
の回転数差すなわちトランスファ２３の前輸出力軸と後
輸出力軸３１との間の回転数差が零であれば、制御回路
５４は油圧回路５３の方向切換弁５７のソレノイド５７
ａに駆動電流を出力することは無く、トランスファ２３
の摩擦多板クラッチ３４の油室４７はリザーバタンク５
８と連通されている。このため、入力軸３０と前輸出力
軸との間は遮断され、車両は後輪２７ρい２７［［のみ
をエンジン２１により駆動して走行している。

ここで、エンジン２１の出力トルクが後輪２７．Ｌ。

２７ハのグリツプ力を超えると、後輪２７Ｉ２Ｌ、２７
ｐ［ハ対地スリップ（スピン）を発生して後輪２７ＲＬ
　、　２７ｆｉと前輪２７ＦＬ、２７０．との間すなわ
ち後輸出力軸３】と前輸出力軸との間に回転数差か生し
、この時のスリップ比Ｓは前述した式により示される。

そして、後輪２７Ｒい２７昧のスピンが激しくなると、
スリップ比Ｓが−１に近づき駆動力係数μｔが低下して
全駆動力も低下するが、スリップ比Ｓが制御回路５４の
比較器６７により設定された第１基準値に対応したＳ　
ｍａｘを超えると、比較器６７が駆動信号を駆動回路６
８へ出力して駆動回路６８が所定衝撃比の断続電流を方
向切換弁５７のソレノイｌ”　５７　ａへ出力する。こ
のため、方向切換弁５７は、ソレノイド５７ａへ入力す
る断続電流の衝撃比に応して第１切換位置Ｉと第２切換
位置■を交互に採り、ｌ・ランスファ２３の摩擦多板ク
ラッチ３４の油室４７に衝撃比に応じた油圧を供給する
。この結果、トランスファ２３ば、入力軸３０と前輸出
力軸との間が接続され、車両は、後輪２７１い２７味と
ともに前輪２７ＦＬ、２７．。

もエンジン２１により駆動して走行する。すなわち、車
両は前輪２７ＦＬ、２７ＦＲおよび後輪２７［Ｌ、２７
．艮を駆動する４輪駆動走行へ移行してスリップ比Ｓが
低下するため、第６図に示すように、駆動力係数μｔが
増大して車両の全体としての駆動力も増大する。

この後、車両が加速走行から定速走行に移行すると、後
輪２７．い２７曲の駆動力も低下し、上述したスピンを
発生ずることなく走行が可能となり、スリップ比Ｓが制
御回路５４の比較器６７により設定された第２基準値に
対応したＳ　ｍｉｎより低下すると、比較器６７が駆動
信号の出力を停止するため、駆動回路６８も方向切換弁
５７のソレノイド５７ａへの断続電流の出力を停止する
。したがって、摩擦子板クラッチ３４は、油室４７内の
油圧が・低下して入力軸３０と前輸出力軸との間を遮断
し、車両は後輪２７ＫＬ、２７ＲＲのみを駆動する２輪
駆動走行へ移行する。

このように、この４輪駆動車の駆動力制御装置にあって
は、前輪２７ＦＬ、２７．、と後輪２７Ｒシ、２７ｇ。

とのスリップ比Ｓが目標値である目標スリップ比になる
よう前輪２７．−い２７陳への伝達ｌ・ルクを制御する
ため、２輪駆動走行時にみられるような過大なスピンを
後輪２７ＲＬ、２７ｆｌが生じることもなく、また、４
輪駆動走行への移行時に４輪のグリツプ力Ｇ４がエンジ
ン２１への過大な負荷となってエンジン２１の出力が低
下することも無くなり、車両は大きな駆動力係数μｔを
保持して大きな駆動力を得ることができる。

なお、上述した実施例は、後輪２７に１．２７昧をエン
ジン２１に直結して前輪２７Ｆシ、２７Ｆ、への伝達ト
ルクを変更可能な４輪駆動車に本発明を適用したものを
示すが、後輪２７丸、２７１１Ｒへの伝達トルクを変更
可能な４輪駆動車、あるいはより多数の車輪を駆動可能
な作業車等にも本発明が適用できることは言うまでも無
い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明にかかる前後輪駆動
車の駆動力制御装置にあっては、前輪と後輪とのスリッ
プ比が目標スリップ比になるよう前輪あるいは後輪の少
なくとも一方への伝達ｌ・ルクを制御するため、前輪あ
るいは後輪の一方を駆動して走行するような場合に駆動
車輪が過大な対地スリップを発生することが無くなると
ともに、前輪および後輪の双方を駆動して走行するよう
な場合に駆動車輪のグリツプ力が機関の過大な負荷とな
って機関の出力を低下させることも無くなり、車両は大
きな駆動力係数を維持して大きな駆動力を得ることがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる前後輪駆動車の駆動力制御装
置の構成図である。第２図から第６図はこの発明の一実
施例にかかる前後輪駆動車の駆動力制御装置を示す図で
あり、第２図は全体概略図、第３図は機構要部の断面図
、第４図は油圧回略図、第５図はブロック図、第６図は
スリップ比と駆動力係数との関係を示すグラフである。 １１．２１−−−−一機関（エンジン）、１２．２７Ｆ
イ２７Ｆ、　−−一−−前輪、１３．２７１２Ｌ、２７
ｉＩＩ−−−−−−後輪、１４．２３−−−−−クラッ
チ手段（トランスファ）、１５．５２Ｆ−−−−一前輪
回転速度検知器（前輪回転速度センサ）、 １６．５２１１−−−−−一後輪回転速度検知器（後輪
回転速度センサ）、 １７．６５−−−−−−スリップ比算出手段（演算回路
）、１８．６６−−−−−−目標スリップ比決定手段（
定電圧発生器）、 １９．６７−−−−一制御手段（比較器）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関と前輪との間の動力伝達系あるいは機関と後輪との
   間の動力伝達系の少なくとも一方に、伝達トルクを変更
   可能なクラッチ手段が設けられた前後輪駆動車において
   、前輪の回転速度を検出する前輪回転速度検知器と、後
   輪の回転速度を検出する後輪回転速度検知器と、前輪回
   転速度検知器と後輪回転速度検知器の出力信号に基づい
   て前輪と後輪とのスリップ比を算出するスリップ比算出
   手段と、前輪と後輪との目標スリップ比を決定する目標
   スリップ比決定手段と、スリップ比算出手段と目標スリ
   ップ比決定手段の出力信号に基づいてクラッチ手段を制
   御し、前輪と後輪とのスリップ比が目標スリップ比にな
   るようクラッチ手段の伝達トルクを変更する制御手段と
   、を有することを特徴とする前後輪駆動車の駆動力制御
   装置。