JPS61157437A - ４輪駆動車の駆動力配分制御装置 - 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） 本発明は、前後輪への駆動力配分を所定の制御条件によ
り制御させるようにした４輪駆動車の駆動力配分制御装
置に関する。

（従来の技術） 従来の４輪駆動車の駆動力配分制御装置としては１例え
ば特開昭５６−２６６３６号公報に記載されているよう
な装置が知られている。

この従来装置は、変速機において前後輪の一方へ直接動
力伝達し、油圧クラッチ式のトランスファクラッチを介
して上記前後輪の他方へも動力伝達すべく伝動構成し、
上記クラッチを通常はスプリングにより滑り可能な半ク
ラッチの保合状態にし、上記前後輪の間でスリップを生
じた場合はピストンの押圧により完全に一体化した保合
状態。

にするように２段に制御することを特徴とするも・ので
あった。

従って、従来装置では、前後輪の間でスリップが所定値
以下の時は、トランスファクラッチが半クラツチ係合状
態で、トランスファクラッチを介してわずかに駆動力伝
達される駆動力配分状態（２輪駆動に近い状態）であり
、また、前後輪の間でスリップが所定値具°上になると
、トランスファクラッチが完全係合をし、完全４輪駆動
走行状態になっていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置、
にあっては、第８図に、示すように、所定のスリップ率
ΔＳ１を境に２輪駆動状態から４輪駆動状態へと０Ｎ−
ＯＦＦ的に駆動力配分が切換わるものであったため、旋
回時にはステア特性が急変するし、必ずしも走行状態に
応じた最良の駆動力配分となっているわけではなく、駆
動ロスを生じる場合があるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決１手段とした。

本発明の解決手段を第１図に示すクレーム概念図により
説明すると、前後輪１，２への駆動力伝達系の途中にト
ランスファを備゛えた４輪駆動車において、前記トラン
スファをアクチュエータ３の制御作動で前後輪１．２へ
の駆動力配分の変更が可能な可変トルククラッチ４とし
１前後輪１．２の駆動力伝達系に設けた回転センサ５，
６からの回転信号■、■を入力し、前後輪１．２の駆動
力伝達系の回転数差を演算し、回転差数が大きくな−る
に従って回転数の小さい方の車輪への駆動力配分を増加
させる制御信号＠を前記アクチュエータ３に出力する制
御手段７を設けた。

（作　用） 従って１本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御装置では
、上述のような手段としたことで、前後輪の駆動力伝達
系の回転数差に応じて前後輪の駆動力配分が制御され、
回転数差が大きくなるに従って完全４輪駆動に近づく駆
動力配分にすることができる。

この駆動力配分制御によって、前後輪の回転数差の発生
度合に応じて駆動力配分がなめらかに変化し、旋回時に
ステア特性が急変することもな　　　１゜く、走行状態
や路面状態に応じた適切な駆動力配分が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、後輪駆動をベース
にした４輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。

まず、第２図〜第５図に示す実施例についてその構成を
説明する。

ｌＯは駆動力配分装置であって、第２図に示すように、
駆動入力軸１１．）ランスミッション１２、入力軸１３
．後輪側駆動軸１４．多板摩擦クラッチ１５．オイルポ
ンプ１６１．圧油吐出管１７、オイル吸入管１８．リザ
ーブタンク１９．ギヤトレーン２０．前輪側駆動軸２１
を備えている。

上記駆動入力軸１１は、エンジン及びクラッチを経過し
た駆動力が入力される軸である。

上記トランスミッション１２は、前記駆動入力軸１１か
らの回転駆動力をシフト操作により選択した変速段位置
に応じて変速させるもので、実施例では平行な二本のシ
ャフトに異なるギヤ比の歯車組を設けたタイプのものを
用いている。

上記入力軸１３は、トランスファとしての多板摩擦クラ
ッチ１５へ前記トランスミッション１２からの回転駆動
力を入力させる軸である。

上記後輪側駆動軸１４は、前記入力軸１３と同芯上に直
結させたもので、入力軸１３からの回転駆動力がそのま
ま伝達される。

上記多板摩擦クラッチ１５は、クラッチ締結圧により前
輪側への伝達駆動力の変更が可能なりラッチで、前記入
力軸１３及び後輪側駆動軸１４に固定させたクラッチド
ラム１５ａと、該クラ−。

チドラム１５ａに回転方向係合させたフリクションプレ
ー）１５ｂと、前記入力軸１３の外周部に回転可能に支
持させたクラッチハブ１５ｃと、該クラッチハブ１５ｃ
に回転方向係合させたフリクションディスク１５ｄと、
交互に配置されるフリクションプレート１５ｂとフリク
シボンディスク１５ｄとの一端側に設けられるクラッチ
ピストン１５ｅと、該クラッチピストン１５ｅと前記ク
ラッチドラム１５ａとの間に形成されるシリンダ室１５
ｆと、を備えている。

上記オイルポンプ１６は、リザーブタンク１９内のオイ
ルをオイル吸入管１８から吸入し、加圧させて圧油吐出
管１７に供給するポンプで、この圧油吐出管１７は前記
シリンダ室１５ｆに連通され、オイルポンプ１６からの
加圧油供給時は、クラッチ締結圧をクラッチピストン１
５ｅに付与して、フリ、クションプレート１５ｂとフリ
クションディスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１３から
の駆動力を前輪側へ伝達させる。

上記ギヤトレーン２０は、前記クラッチハブ１５Ｃに設
けられた第１ギヤ２０ａと、中間シャフト２０ｂに設け
られた第２ギヤ２０ｃと、前輪側駆動軸２１に設けられ
た第３ギヤ２０ｄと、によって構成され、多板摩擦クラ
ッチ１５の締結による前輪側への駆動力を伝達させる手
段である。

上記前輪側駆動軸２１は、車両の前輪に回転駆動力を伝
達させる軸である。

尚、第３図はトランスファの具体例を示したもので、ト
ランスファケース２２の中に前記多板摩擦クラッチ１５
やギヤ類やシャフト類が納められている。

第３図中１５ｇはディシュプレート、２３はリターンス
プリング、２４は制御圧油入力ボート。

２５は制御圧油路、２６は後輪側出力軸、２７は潤滑用
油路、２８はスピードメータ用ピニオン。

２９はオイルシール、３０はベアリング、３１はニード
ルベアリング、３２はステストベアリング、３３は継手
フランジである。

４０は駆動力配分制御装置であって、前輪側口伝センナ
４１．後輪側回転センサ４２．イグニッ／ヨンスイッチ
４３．比例定数設定手段４４．コｌトロールユニット４
５．バルブソレノイド４；、電磁比例制御リリーフバル
ブ４７９分岐ド・−ン管４８を備えている。

前輪側回転センサ４１及び後輪側回転センサ４は、それ
ぞれ前輪側駆動軸２１及び後輪側駆動１４の途中に設け
られたもので、軸に固定され回転板と回転板の孔位置に
配置された光電管及光電素子と、による回転センサ等を
用い、この回転センサ４１，４２からは軸回転に応じた
パルス信号による回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ）が出力さ
れる。

上記イグニッションスイッチ４３は、キーシリンダにキ
ーを差し込み、エンジン始動位置まで回動させることで
閉じ、ＯＮ信号（ｉ）を出力する。

上記比例定数設定手段４４は、前後輪の回転数差ΔＮが
運転者の操作状態や路面摩擦係数等に影響されることか
ら、これらの影響要素に対応させることができるように
設けられたものである。

尚、前輪側への伝達トルクΔＴは、第５図に示す　−よ
うに、回転数差ΔＮの関数として次式のようにあられさ
れ、比例定数Ｋを変更させることで、伝達トルクΔＴと
回転数差ΔＮとの関係も変えることができる。

ΔＴ＝に−ｆｕｎｃ　（ΔＮ）　　Ｋ；比例定数具体的
な比例定数設定手段４４としては、手動ダイヤルスイッ
チ等を用いて運転者が適宜に設定できるものであっても
よいし、路面摩擦係数センサ等を用いて自動的に比例定
数にの変更を行なうような手段であってもよい。

上記コントロールユニット４５は、前記回転センナ４１
．４２からの回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ）とイグニッシ
ョンスイッチ４３からのＯＮ信号（ｉ）と比例定数設定
手段４４からの比例定数信号（ｋ）を入力し、前後輪の
駆動軸２１．１４の回転数差ΔＮ（Ｎｒ−Ｎｆ）を演算
し、回転数差ΔＮが大きくなるに従って駆動力配分を４
輪駆動状態に近づける制御信号（Ｃ）を前記バルブソレ
ノイド４６に出力するもので、第４図に示すように、カ
ウント回路４５１，４５２、クロック回路４５３、ＲＡ
Ｍ４５４、ＲＯＭ４５５、ＣＰＵ４５６、制御信号発生
回路４５７を備えている。

カウント回路４５１，４５２は、それぞれの回転センサ
４１，４２から入力される回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ）
をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ４５６での演算処理が
行なえる信号とする回路である・ 上記クロック回路４５３は、時間指示を行ない、ＣＰＵ
４５６での演算処理を所定時間毎に行なわせるための回
路である。

Ｊｌ記ＲＡＭ４５４　（ランダム・アクセス・メモリ）
は、占込み読出しのできるメモリで、このＲＡＭ４５４
には、ＣＰＵ４５６で演算処理が行なわれている間に入
力される回転信号（ｎｆ）。

（ｎｒ）のカウント数を゛一時的に記憶させておく回路
である。

上記ＲＯＭ４５５　（リード・オンリー−メモリ）は読
出し専用のメモリで、このＲＯＭ４５５には、第５図の
実線に示すように、回転数差ΔＮと前輪側への伝達トル
クΔＴとの基本関係が表（テーブル）の形で予め記憶さ
れていて、ＣＰＵ４５６で回転数差ΔＮが演算された後
、テーブルルックアップが行われる。

上記ｃＰＵ４５６　（セントラル・プロセシング・′ユ
ニット）は、演算処理を行なう中央処理装置で、このＣ
ＰＵ４５６では、前後輪の回転数差ΔＮの演算や、ＲＡ
Ｍ４５４及びＲＯＭ４５５からの読み出し等？行ない、
その結果信号を制御信号発生回路４５７に出力する。

１一記制御信号発生回路４５７は、アクチュエータであ
る／ヘルプソレノイド４６に対し、ＣＰＵ４５６からの
結果信号に応じた制御信号（Ｃ）を出力する回路である
。

上記バルブソレノイド４６は、圧油吐出管１７からリザ
ーブタンク１９へ分岐連通さ゛せた分岐ドレーン管４８
の途中に設けた電磁比例制御リリーフバルブ４７′を駆
動させるアクチュエータで、制御信号（Ｃ）の出力がな
い場合は、チェック油路４９からの油圧で前記リリーフ
バルブ４７が開き、クラッチ開放状態となるが、制御信
号（Ｃ）の出力がある場合は、前記リリーフバルブ４７
が閉じ方向に移動し、オイルポンプ１６からの吐出圧を
制御信号（Ｃ）に応じた油圧となす。

尚クラッチ締結圧Ｐは、次式であられされる。′Ｐ＝Δ
Ｔ／　（７ｚ　・Ａ　・２　ｎ−Ｒｍ”）ル；クラッチ
板の摩擦係数　　Ａ；ピストンへ　　＋１の圧力作用面
積　　ｎ；フリクションディスク枚数　Ｒｍ；フリクシ
ョンディスクのトルク伝達有効半径　　　゛ 次に、実施例の作用を説明する。

（イ）前後輪の回転差がない場合 タイヤのすべりがない乾燥路等での直進走行時において
は、前後輪の回転数差がほとんど発生しなくコントロー
ルユニット４５に入力される回転信号（ｎ’　ｆ　）’
　、”　’（ｎ　ｒ”）にも差が生じない。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７は、開いたま
まの゛状態となり、多板摩擦クラッチ１５へは高い油圧
の供給がなく、クラッチ開放状態となる。

従って、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦クラッチ
１５を介して前輪側へほと元と伝達されず、はぼ後輪駆
動状態となる。

（ロ）前輪側の回転差が生じる場合 急加速時や制動時や低摩擦係数路での走行時等において
は、一方の”車輪にすべりやロックを発生して前後輪に
回転数差が生じ、コントロールユニット４５に入力され
る回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ）にも差が生じる。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７は、コントロ
ールユニット４５からの制御信号（Ｃ）により、回転差
に応じて閉じ、オイルポンプ１６からの加圧油のドレー
ン量が調整され、クラフチ締結圧Ｐを高めてクラッチ締
結状態となす。

従って、・入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦クラッ
チ１５を介して前輪側へも伝達され、前後輪の駆動力配
分は回転数差が大きければ大きい程、前輪側への駆動力
配−分が増大して完全４輪駆動に近い状態になる。

この駆動力配分制御作用によって、急加速時や旋回時に
おいてはホイールスピンを防止することができるし、ま
た急制動時においては片輪ロックの防止ができるし、さ
らに雪路や両路等の低摩擦係数路においては車輪スリッ
プを防止することができる。

尚、駆動力配分制御作用は、第６図に示すように、前後
輪の回転数差の発生度合に応じて徐々に駆動力配分が変
化するものであるために、例えば旋回時にステア特性が
急変することもなく、さらに駆動ロスを生じることもな
い。

次に、前述の駆動力配分制御作用を、コントロールユニ
ット４５のＣＰＵ４５６での作動の流れを示すフローチ
ャート図（第７図）により説明する。

まず、イグニッションスイッチ４３からのＯＮ信号（ｉ
）によりプログラムの実行がなされる。

そして、ステップ２００においては、前輪側回転センサ
４１及び後輪側回転センサ４２から入力された回転信号
（ｎｆ）、（ｎｒ）により、所定時間内におけるそれぞ
れのカウント数Ｎｆ、Ｎｒを読み込む。

ステップ２０１においては、前記ステップ２００におい
て読み込んだカウント数Ｎｆ、Ｎｒにより、回転数差Δ
Ｎを演算する。

尚、演算式は、ΔＮ＝Ｎｒ−Ｎｆである。

ステップ２０２においては、前記ステップ２０１により
演算された回転数差ΔＮに基づいて、ＲＯＭ４５５に予
め記憶させている回転数差ΔＮと伝達トルクΔＴとの関
係表（第５図のグラフと同じ関係）から伝達トルクΔＴ
をテーブルルックアップする。

例えば、第５図に示すように、回転数差ΔＮがΔＮｎで
あれば、伝達トルクΔＴはΔＴｎとなる。

ステップ２０３においては、比例定数設定手段４４から
の比例定数信号（ｋ）を入力し、前記ステップ２０２で
の伝達トルクΔＴを補正演算する。

ステップ２０４においては、前記ステップ２０３におい
て補正された伝達トルクΔＴ′に応じた結果信号を制御
信号発生回路４５７に出力させる。

尚、上述の処理はクロック回路４５３で、設定した所定
時間毎に繰り返しなされる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では後輪駆動車をベースにした４輪駆動
車を示したが、前輪駆動車をベースにしたものであって
もよい。尚、その場合、回転数差ΔＮはＮｆ−Ｎｒとし
て演算すればよい。

また、実施例では、伝達トルクΔＴと回転数差ΔＮの関
係を、粘性クラッチの特性が得られるように設定したも
のであるが、特にこの関係に限る必要はない。

また、クラッチ締結圧の制御手段も、実施例の電磁比例
式リリーフバルブに限らず、他の手段を用いてもよい。

また、回転センサの取付位置も、前輪側及び後輪側の駆
動伝達系に設けたものであれば、実施例の取付位置に限
定されない。

また、可変トルククラッチとしては、電磁クラッチ等を
用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の４輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、前後輪の回転数差が大きくな
るに従って、回転数の小さい方の車輪への駆動力配分を
増加させるように構成したため、回転数差が発生する走
行状態や走行条件等に応じて適切な駆動力配分にするこ
とができるという効果が得られる。

そして、上述の効果によって、急加速時や発進時におけ
るホイールスピン防止や、急制動時における片輪ロック
防止や、低摩擦係数路走行におけるスリップ防止を図る
ことができ、しかも、駆動力配分の急変化による弊害の
発生もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動車の駆動力配分制御装置を示
すクレーム概念図、第２図は実施例の駆動力配分制御装
置を示す示す全体図、第３図は実施例装置のトランスフ
ァを示す断面図、第４図は実施例装置のコントロールユ
ニットを示すブロック線図、第５図は実施例装置のコン
トロールユニットにおいて予め記憶させている回転数差
と伝達トルクとの関係を示すグラフ、第６図は実施例装
置における回転数差と駆動力配分比との関係を示すグラ
フ、第７図は従来装置におけるスリップ率（回転数差）
と駆動力配分比との関係を示すグラフである。 １・・・前輪 ２・・・後輪 ３・・・アクチュエータ ４・・・可変トルククラッチ ５．６・・・回転センサ ７・・・制御手段 （ジ、■・・・回転信号 ■・・・制御信号 特　　許　　出　　願　　人 日産自動車株式会社 回転数１→ ａＮ（Ｎｒ−Ｎず） （ＡＳ） 手続補正書（自発） 昭和６０年２月４日 特許庁長官　志　賀　　学　　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２７６０４８号 ２、発明の名称 ４輪駆動車の駆動力配分制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特　許　出　願　人 名　称　　　　日産自動車株式会社 ４□代理人　〒１５３ 住　所　　東京都目黒区下目黒１丁目５番１９−８０７
明細書の「図面の簡単な説明の欄」 ６、補正の内容 明細書の第１８頁第１７行目に［示すグラフ、第７図は
従来装置・・・」とあるを、次のように補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）前後輪への駆動力伝達系の途中にトランスファを備
   えた４輪駆動車において、前記トランスファをアクチュ
   エータの制御作動で前後輪への駆動力配分の変更が可能
   な可変トルククラッチとし、前後輪の駆動力伝達系に設
   けた回転センサからの回転信号を入力し、前後輪の駆動
   力伝達系の回転数差を演算し、回転数差が大きくなるに
   従って回転数の小さい方の車輪への駆動力配分を増加さ
   せる制御信号を前記アクチュエータに出力する制御手段
   を設けたことを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御
   装置。