JPS61157439A - 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、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レアクラッチを介
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以上になると、
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、半クラツチ状態が長時
間続くこと等によってクラッチのすべりにより摩擦熱が
発生し、温度Ｔが上昇した場合、この温度Ｔの上昇によ
ってクラッチの摩擦係数が低下し、クラッチ締結圧が一
定である場合には、伝達トルクΔＴの低下を招き、伝達
トルクΔＴに変動が生じて、適正な駆動力配分制御を行
なえないという問題点があった。

尚、この問題点は、従来例のように駆動力配分を０Ｎ−
ＯＦＦ的な制御により行なう場合にも生じるが、２輪駆
動と４輪駆動の中間的な駆動力配分を含めた多段階や無
段階の駆動力配分制御を行なおうとする場合には非常に
大きな問題点となっていた。

（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
ファを伝達トルクの変更が可能な摩擦クラッチ３とし、
該摩擦クラッチ３とクラッチ駆動源４との間に伝達トル
クの変更を行なうアクチュエータ５を設け、該アクチュ
エータ５に対し所定の制御信号■を出力する制御手段６
を設け、該制御手段６と前記アクチュエータ５との間に
、前記摩擦クラッチ３に設けた温度センサ７から温度信
号［相］を入力し、温度変化による伝達トルクの変化が
ないように制御信号■を補正し、補正制御信号■を出力
する一制御信号補正手段８を　　・１設けた。

（作　用） 従って、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、摩擦クラッチ３の温
度変化に対応して制御信号■が補正されることで、摩擦
クラッチ３の温度変化を原因とする伝達トルクの変化を
なくすことができる。

（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６図に示す実施例についてその構成を
説明する。

１０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．トランスミッション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１６．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２１１
：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。

上記トランスミフシ１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湿式の多板摩
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、該クラッチドラム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
ョンティスク１５ｄと、交互に配置されるフリクション
プレート１５ｂとフリクションディスク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１５ｆと、を備えている。

Ｌ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Ｐをクラッチピストン
１５ｅに付与して、フリクシ冒ンプレート１．５ｂ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１、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の中に油を充填させ、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は制御圧油入力ポート。

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はスラストベアリング、３３は継手
フランジである。

４０は駆動力配分側ｍ装置であって、前輪側回転センサ
４１．後輪側回転センサ４２．イグニッションスイッチ
４３．比例定数設定手段４４．油温センサ５０．コント
ロールユニット４５．ｚ＜７１゜ブソレノイド４６．電
磁比例制御リリーフバルブ４７、分岐ドレーン管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４２は、そ
れぞれ前輪側駆動軸２１及び後輪側駆動軸１４の途中に
設けられたもので、軸に固定された回転板と、回転板の
孔位置に配置された光電管及び光電素子と、による回転
センサ等を用い、この角回転センサ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）、（ｎ
ｒ）が出力される。

上記イグニッションスイッチ４３は、キーシリングにキ
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
１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。

ＡＴｚＫ−ｆｕｎｃ　（ΔＮ）　　Ｋ；比例定数具体的
な比例定数設定手段４４としては１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。

上記油温センサ５０は、前記多板摩擦クラッチ１５の温
度をクラッチ周部の油温により間接的に検出するセンサ
で、第３、図に示すように、トランスファケース２２に
固定され、温度検出部５０ａをトランスファケース２２
内部の多板！ｓ擦ツクラッチ５に近接配置させ、ている
。

尚、油温センサ５０からは、油温に応じた温度信号（１
）が出力される。

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）と、油温センサ５
ｏからの温度信号（１）と、を入力し、前後輪の駆動軸
２１　、１４の回転数差ΔＮを演算し１回転数差ΔＮ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
配分を増加させると共に、比例定数信号（ｋ）及び温度
信号（１）によって補正させた制御信号（Ｃ）を前記バ
ルブソレノイド４６に出力するもので、第４Ｆｊ４に示
すように、カウント回路４５１．４５２．　クロック回
路４５３、ＲＡＭ４５４、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、ＣＰＯ４５６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。

上記ＲＡＭ４５４　（ランダム・アクセス・メモリ）は
、書込み読出しのできるメモリで、このＲＡＭ４５４に
は、ＣＰＵ４５８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）。

（ｎ　ｒ）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、ＣＰＯ４５６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。

また、ＲＯＭ４５５には、第６図に示すように、油温Ｔ
とクラッチ締結圧Ｐとの関係も、表（テーブル）の形で
予め記憶されていて、比例定数Ｋによる伝達トルクΔＴ
の補正後（または補正前）においてテーブルルックアッ
プされ、油温Ｔによるクラッチ締結圧Ｐの補正が行なわ
れる。ＩＩ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ＣＰＵ４５６では、前後輪の回転数差ΔＮの演算
や、ＲＡＭ４５４及びＲＯＭ４５５からの読み出し等を
行ない、−その結果信号を制御信号発生゛回路４５７に
出力する。

ｋ記制御信号発生回路４５７は、７クチユエータである
バルブソレノイド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）に応じたクラッチ締結圧Ｐとなす。

尚、クラッチ締結圧Ｐは、次式であられされる。

Ｐ＝ΔＴ／（ＩＬ−Ａ−２ｎ−Ｒｍ） ル；クラッチ板の摩擦係数　　Ａ；ピストンへの圧力作
用面積　　ｎ：フリクシ１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（ｎｆ）、（ｎｒ
）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んど伝達されず、はぼ後輪駆
動状態となる。

（ロ）前後輪の回転差が生じる場合 急加速時や発進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ツりを発生して前
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、電磁五個制御リリーフバルブ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
転数差ΔＮ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、クラッチ締結圧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を界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ΔＮ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、急加速時や発進時
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、回転数差ΔＮ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。

また、多板摩擦クラッチ１５の油温Ｔが上昇し、クラッ
チ板の摩擦係数トが低下してきた場合においても、油温
Ｔに応じてクラッチ締結圧Ｐの補正がなされることから
、クラッチ締結圧Ｐは油温Ｔが低い時よりも高い時の方
が高くなって１回転数差ΔＮが同じであれば、油温Ｔの
変化に関係なく、多板摩擦クラッチ１５を介した伝達ト
ルクΔＴはほぼ一定となり、所望する駆動力配分が得ら
れる。

これによって、クラッチ板のすべりが頻繁に起って油温
丁の変化が激しい場合でも、常に設定した駆動力配分を
行なうことができる。

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ＣＦυ４５６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１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１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。

例えば、第５図に示すように、比例定数Ｋが少し大きけ
れば、前記ΔＴｎは補正されて、ΔＴｎｒとなる。

ステップ２０４においては、油温センサ５０からの温度
信号（１）を入力し、前記ステップ２０３で補正された
伝達トルクΔＴに基づきクラッチ締結圧Ｐを補正する。

例えば、第６図に示すように、基準油温Ｔｏでのクラッ
チ締結圧ＰがＰｏの時、油温Ｔｎではクラッチ締結圧Ｐ
の補正がなされてＰｎとなる。

ステップ２０５においては、前記ステップ２０４におい
て温度補正されたクラッチ締結圧Ｐ（例えば、Ｐｎ）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本のではなく１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
て演算する。

また、実施例では、前後輪の回転数差に応じて駆動力配
分の制御を行なう装置を示したが、走行条件や走行状態
等を検知する各種のセンサ類を用いて駆動力配分制御を
行なうものや、切換スイッチ等を用いる装置等に温度に
よる制御信号補正手段を設けたものであってもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように１本発明の４輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、摩擦クラッチに設けた温度セ
ンサからの温度信号を入力して制御信号を補正する制御
信号補正手段を設けたため、摩擦クラッチの温度変化に
よる伝達トルクの変動を防止できるという効果が得られ
る。

【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
置のコントロールユニットにおいて予め記憶させている
油温とクラッチ締結圧との関係を示すグラフ、Ｍ７Ｕｆ
４は実施例装置のコントロールユニットにおける動作の
流れを示すフローチャート図、第８図は従来の駆動力配
分制御装置における摩擦クラッチの温度と伝達トルクの
関係を示すグラフである。 ｆ。 ｌ・・・前輪 ２・・・後輪 ３・・・摩擦クラッチ（トランスファ）４・・・クラッ
チ駆動源 ５・・・アクチュエータ ６・・・制御手段 ７・・・温度センサ ８・・・制御信号補正手段 ■・・・制御信号 ［相］・・・温度信号 ■・・・補正制御信号 特　　許　　出　　願　　人 日産自動車株式会社 第６囚 清１（η→

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伝達トル
   クの変更が可能な摩擦クラッチとし、該摩擦クラッチと
   クラッチ駆動源との間に伝達トルクの変更を行なうアク
   チュエータを設け、該アクチュエータに対し所定の制御
   信号を出力する制御手段を設け、該制御手段と前記アク
   チュエータとの間に、前記摩擦クラッチに設けた温度セ
   ンサから温度信号を入力し、温度変化による伝達トルク
   の変化がないように制御信号を補正し、補正制御信号を
   出力する制御信号補正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。