JPS63125436A - 車両用四輪駆動装置の制御方法 - 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 この発明は後輪駆動軸と前輪駆動軸との差動を行なうセ
ンタディファレンシャル装置およびその差動作用の制限
を行なう差動制御装置を備えたフルタイム四輪駆動車、
もしくは二輪駆動−四輪駆動の切換えを行なう摩擦クラ
ッチなどの係合装置を備えたパートタイム四輪駆動車の
四輪駆動装置の制御方法に関するものである。

従来の技術 この種の四輪駆動装置のうち例えばフルタイム四輪駆動
の装置を、本出願人は特願昭６０−２８０６６２号とし
て既に提案した。その基本的な構成は、自動変速装置の
出力軸を、センタディファレンシャル装置を構成する遊
星歯車機構のプラネタリキャリヤに連結し、また一方の
出力部材となるリングギヤを後輪駆動軸に連結するとと
もに他方の出力部材となるサンギヤをチェーンおよびス
プロケットからなる伝動手段を介して前輸出力軸に連結
し、そしてプラネタリキャリヤおよびサンギヤならびに
リングギヤの三者のうちのいずれか三者の間に、伝達ト
ルク容量を変えることのできる差動制御クラッチを設け
たものである。

したがってこのような構成であれば、差動制御クラッチ
を解放することによりセンタディファレンシャル装置が
完全な差動作用をなし、かつ差動制御クラッチを完全に
係合させることにより、センタディファレンシャル装置
が作用しなくなって後輪駆動軸と前輪駆動軸とが所謂直
結状態となり、またこれらの各状態に対し差動制御クラ
ッチを完全係合と完全解放との中間の係合状態でその係
合力を調整すれば、後輪駆動軸と前輪駆動軸とへのトル
ク配分を適宜に設定することができる。そこで前掲の特
願昭６０−２８０６６２Ｍの装置では、差動制御クラッ
チによる伝達トルク容量を入力トルクに応じて制御する
制御装置を設けることにより、アクセルを踏み込んでス
ロットル開度を大きくするに伴って伝達トルク容量を大
きクシ（すなわち差動制限を強め）、もって高出力の必
要とされる状態での走破性あるいは操縦安定性（操安性
）を高めている。

発明が解決しようとする問題点 周知のように四輪駆動状態で後輪と前輪との差動を行な
わなければ、全ての車輪に駆動力が確実に伝達されるの
で走破性や操安性に優れる反面、後輪と前輪との回転数
差が許容されないためにタイトコーナブレーキング現象
などの不都合が生じ、また反対に差動を完全に行なえば
、タイトコーナブレーキング現象などの不都合が生じな
いものの走破性などが劣る問題がある。そこで前述した
装置では、入力トルクおよびトランスファ装置の前段に
設けた変速機の変速段に応じて差動制御クラッチの伝達
トルクｌｆｆ１を変えることとしている。

しかしながらこのような制御は、必ずしもあらゆる走行
条件に対応し得るものではなく、例えば差動制限を行な
った走行時にパーキングブレーキが動作した場合には、
以下のような不都合があった。

すなわち上記のセンタディファレンシャル装置および差
動制御クラッチを備えた所謂フルタイム四輪駆動車にあ
っては、走行時には、四輪の全てに対して駆動力を伝達
し、またその駆動力の制御を（テなうことになるが、一
般の車両に設けられているパーキングブレーキは、四輪
の全てを均等に制動することが困難であるために後方の
二輪のみをロックする方式を採用している。したがって
差動制限を行なった状態の四輪駆動状態で走行中に何ら
かの原因でパーキングブレーキがかかった場合には後輪
のみが制動され、これに対して前輪には駆動力を伝達す
る状態になっているために、センタディファレンシャル
装置には、エンジンを含む前輪側の回転部材の慣性モー
メントに起因するトルクのうち差動制御クラッチによる
伝達トルク容量分のトルクが全体にかかり、これがセン
タディファレンシャル装置に対する過大トルクとなって
その耐久性を損なったり、また差動制御クラッチの摩擦
が過大となってその焼損などが生じたりするおそれがあ
った。

このような事情は前輪駆動車をベースとしたパートタイ
ム四輪駆動車でも同様であり、摩擦クラッチなどの係合
装置を係合させて四輪駆動状態として走行している間に
パーキングブレーキがかかった場合には、係合装置を主
体とするトランスファ装置には、エンジン側からの入力
と後輪側からの制動力とがかかり、そのため係合装置の
過大な滑りやそれに起因する焼損、あるいはチェーンな
どによる動力伝達手段に過大な負荷がかかるなどの不都
合が生じる。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、センタ
ディファレンシャル装置や差動制御装置もしくは二輪駆
動−四輪駆動の切換えを行なう係合装置の耐久性を向上
させることのできる四輪駆動装置の制御方法を提供する
ことを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、センタディ
ファレンシャル装置およびそのセンタディファレンシャ
ル装置の差動作用を制限する差動制御装置を介して後輪
駆動軸と前輪駆動軸とに駆動力を分配し、もしくは係合
解放可能な係合装置を介して後輪駆動軸と前輪駆動軸と
に駆動力を分配し、かつパーキングブレーキ装置によっ
て制動可能な車両用四輪駆動装置を制御するにあたり、
走行状態でパーキングブレーキ装置による制動が行なわ
れた場合に前記差動制御装置によるセンタディファレン
シャル装置の差動制限を解除し、もしくは前記係合装置
を解放することを特徴とする方法である。

またこの発明では、前記走行状態の判断を、検出して得
た車速と予め設定した車速とを比較することにより行な
うことができる。

作　　用 差動制御装置が動作している走行状態では、差動制御装
置により設定される容量のトルクが荷重に応じたトルク
に付加されて前輪と後輪に対して伝達されるが、この状
態でパーキングブレーキが作用すると、後輪のみが制動
されると同時に、差動制御装置によるセンタディファレ
ンシャル装置の差動制限が解除され、したがってセンタ
ディファレンシャル装置は所謂フリー状態になるため過
大なトルクが作用することはない。また二輪駆動−四輪
駆動切換えのための係合装置が係合した四輪駆動状態で
の走行中にパーキングブレーキがかかると、その係合装
置が解放されて二輪駆動となり、エンジン側からの入力
に対して後輪側の制動力が対抗して作用することがなく
なり、結局は係合装置に過大なトルクが作用することは
ない。また当然に差動制御装置を摩擦クラッチによって
構成した場合あるいは係合装置を摩擦クラッチによって
構成した場合には、その滑りが生じなくなるために、焼
損などの異常が生じることはない。

実施例 以下にこの発明の方法を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の方法の一例を示すフローヂャートで
おり、ここに示す方法は、例えば第２図および第３図に
示す装置を対象として実施される。

すなわち第２図において、１は内燃機関を示しており、
該内燃機関１は車両の前部に縦置きされており、内燃機
関１の後部には車両用自動変速機２と四輪駆動用トラン
スファ装置３とが順に接続されている。

車両用自動変速機２は、コンバータケース４内に設けら
れた一般的構造の流体式トルクコンバータ５とトランス
ミッションケース６内に設けられた＠単式の変速装置７
とを有し、流体式トルクコンバータ５の入力部材８によ
って内燃機関１の図示されていない出力’Ｎｉ（クラン
ク軸）に連結されて内燃機関１の回転動力を流体式トル
クコンバータ５を経て変速装置７に与えるようになって
いる。

変速装＠７は、従来一般に用いられているものと同様に
、遊星歯車機構等により構成された変速装置であって、
油圧制御装置９により複数の変速段に切換わるよう構成
されている。

四輪駆動用トランスファ装置３はフルタイム４ＷＤ（常
時四輪駆動）のための遊星歯車式のセンタディフルンシ
ャル装置１０を有しており、センタディファレンシャル
装置１０は、変速装置７から回転動力を与えられる入力
部材としてのキャリア１１およびキャリア１１に保持さ
れたプラネタリピニオン１２と、プラネタリピニオン１
２に噛合したサンギヤ１３およびリングギヤ１４とを有
し、リングギヤ１４は後輪駆動軸１５に接続され、サン
ギヤ１３は後輪駆動軸１５と同志のスリーブ状の前輪駆
動用中間軸１６に接続されている。

四輪駆動用トランスファ装置３には、前輪駆動用中間軸
１６と平行に前輪駆動軸１７が設けられており、前輪駆
動用中間軸１６と前輪駆動軸１７とは、その各々に取付
けられたスプロケット１８．１９に噛合する無端のチェ
ーン２０により連結されている。

四輪駆動用トランスファ装置３は、差動制御装置として
、サンギヤ１３とリングギヤ１４とを選択的に接続する
油圧作動式の差動制御クラッチ２１を内蔵しており、該
差動制御クラッチ２１は四輪駆動用トランスファ装置３
に設けられた油圧制′＃Ｊ装置２２により動作するよう
になっている。

差動制御クラッチ２１は、第３図に示したように、油圧
ザーボ式の湿式多板クラッチであり、油圧サーボ装置３
５の油至３６に供給されるサーボ油圧によってサーボピ
ストン３７が戻しばね３８のばね力に抗して図の石方向
へ移動することによりセンタディファレンシャル装置１
０のサンギヤ１３とリングギヤ１４とを接続し、かつ油
室３６に供給されるサーボ油圧の増大に応じて伝達トル
ク容量を比例的に増大するようになっている。

油圧制御装置２２は車両用自動変速機２に組込まれてい
るオイルポンプ３９から油圧を与えられてこれを所定油
圧に調圧するプレッシャレギュレータバルブ４０と、プ
レッシャレギュレータバルブ４０から油圧を与えられる
電磁式のサーボ油圧コントロールバルブ４１とを有して
いる。サーボ油圧コントロールバルブ４１は、油圧サー
ボ装置３５の油室３６に接続されたボートａと、プレッ
シャレギュレータバルブ４０から油圧を供給される油圧
ポートｂと、ドレンポートＣとを有しており、通電時に
はボートａを油圧ポートｂに連通させ、これに対し非通
電時にはボートａをドレンポートＣに連通させるように
なっている。サーボ油圧コントロールバルブ４１には、
制御装置４５から所定のデユーティ比のパルス信号が与
えられ、これによりサーボ油圧コントロールバルブ４１
はデユーティ比に応じた大きざのサーボ油圧を油圧サー
ボ装置３５の油室３６へ供給する。

後輪駆動軸１５には、自在継手２３によりリアプロペラ
軸２４の一端が連結されている。

前輪駆動軸１７には、自在継手２５によりフロントプロ
ペラ軸２６の一端が連結されている。フロントプロペラ
軸２６は、車両用自動変速機２の軸線に対しほぼ平行に
して配置されており、他端にて自在継手２７および中間
接続軸２８によりフロントディファレンシャル装置３０
の入力軸であるドライブごニオン軸３１の一端に連結さ
れている。ドライブピニオン軸３１は内燃機関１の鋳鉄
製のオイルパン２９と一体成形されたディファレンシャ
ルケース３２により回転可能に支持されている。

ドライブピニオン軸３１の端部には傘歯車からなるドラ
イブピニオン３３が設けられており、該ドライブピニオ
ン３３はフロントデイフルンシャル装置３０のリングギ
ヤ３４と噛合している。

油圧制御装置９．２２は、電気式の制御装置４５からの
制御信号に基いて動作して変速装置７の変速段の切換制
御と差動制御クラッチ２１の伝達トルク制御を行なうよ
うになっている。制御装置４５は、一般的惜造のマイク
ロコンピュータを含み、この制御装置４５には、車速Ｖ
１スロットル開度θ、マニュアルシフトポジション、な
らびにパーキングブレーキに関する情報がそれぞれ入力
されている。なおここで、車速Ｖは、前記後輪駆動軸１
５の回転数を検出するセンサや前輪駆動軸１７の回転数
を検出するセンサ必るいは前輪駆動用中間軸１６の回転
数を検出するセンサのいずれのセンサからの出力信号で
あってもよく、またこれら全てのセンサの出力信号を採
用すれば、信頼性がより高くなる。

そして制御装置４５は、基本的には、マニュアルシフト
レンジと車速Ｖとスロットル開度θとに応じて予め定め
られた変速パターンに従って変速装置７の変速段の切換
制御のための制御信号を油圧制御装置９へ出力し、また
重速Ｖとスロットル開度θとに応じて差動制御クラッチ
２１の伝達トルク容量を制御するための所定のデユーテ
ィ比のパルス信号をサーボ油圧コントロールバルブ４１
へ出力し、さらにパーキングブレーキの状態に応じてナ
ーボ油圧コントロールバルブ４１に対して信号を出力し
、差動制御クラッチ２１に対するサーボ油圧を排圧する
よう構成されている。

上記の装置を対象としたこの発明の制御方法の一例につ
いて次に説明すると、第１図に示すように、先ずパーキ
ングブレーキが動作していることを示す信号が前記制御
装置４５に入力される（ステップ１００　）と、車速Ｖ
が予め設定した車速ＶＯより大きいか否かを判断（ステ
ップ１０１１、すなわち走行状態であるか否かを判断す
る。なおこの場合、車速Ｖは車速センサで直接検出して
もよく、あるいは回転センサを用いた場合には、得られ
た回転数から演痺して求めてもよい。また基準となる車
速ＶＯは必ずしもＯ触／ｈでおる必要はなく、センタデ
ィファレンシャル装＠１０や差動制御クラッチ２１など
の強度との兼合いで適宜に設定することができる。ステ
ップ１０１の判断結果が「ノー」の場合には制御を終了
し、これに対し判断結果が「イエス」の場合には、ステ
ップ１０２に進んで差動制限中であるか否かの判断を行
なう。

これは具体的には、油圧サーボ装置３５の油室３６に油
圧が供給されているか否か、おるいはサーボ油圧コント
ロールバルブが切り換わっている否か、差動制御クラッ
チ２１が実際に係合しているか否かを検出することなど
により行なうことができる。ステップ１０２の判断結果
が「ノー」の場合には制御を終了し、これとは反対に判
断結果が「イエス」の場合には、差動制御クラッチ２１
を完全に解放する（ステップ１０３）。これは具体的に
は、サーボ油圧コントロールバルブ４１を切換えてポー
トａをドレンポートＣに連通させることにより、油圧サ
ーボ装置３５の油室３６から排圧して行なう。

すなわち差動制限を行なった状態での走行中にパーキン
グブレーキが作用した場合には、差動制御クラッチ２１
を解放してセンタディファレンシャル装置１０がフリー
状態とされ、したがって後輪駆動軸１５の回転が制動さ
れても前輪駆動軸１７側のメンバーが自由に回転できる
ので、センタディファレンシャル装＠１０に過大なトル
クが作用することがなく、また当Ａ、差動制御クラッチ
２１が過剰に摩擦したりすることがない。

以上述べた実施例はＦＲ車（前置きエンジン後輪駆動車
）をベースとした四輪駆動装置を例に取ったものである
が、この発明はＦＦ車（前置きエンジン前輪駆動車）を
ベースとした四輪駆動装置にも適用することができ、そ
の例を第４図を参照して説明する。第４図はその例を示
す簡略図であって、内燃機関５０は車両の前部に横置き
されており、内燃機関５０には車両用自動変速機５１と
、四輪駆動用トランスファ装置５２とが順に接続されて
いる。車両用自動変速機５１は、一般的構造の流体式ト
ルクコンバータ５３と、変速装置１８とを有している。

流体式トルクコンバータ５３は、入力部材５３）ａによ
って内燃機関５０の出力軸５５に連結されて内燃機関５
０から回転駆動力を与えられており、その出力部材５３
ｂは変速装置５４に連結されている。

変速装置５４は、遊星歯車装置を含む一般的構造のもの
でおって良く、複数の前進変速段と少なくとも一つの後
退変速段との間に切換ねるようになっている。

変速装置５４の変速制御は油圧制御装置５６により油圧
によって行なわれるようになっている。

四輪駆動用トランスファ装置５２はセンタディファレン
シャル装置５７を有している。センタディファレンシャ
ル装置５７は、変速装置５４の出力歯車５８と噛合する
入力歯車５つを一体に備えたディファレンシャルケース
６０と、ディファレンシャルケース６０に設けたピニオ
ン軸６１によってそれぞれ回転可能に保持されかつ互い
に対向して配置された１対の差動ビニオン６２と、これ
らの差動ピニオン６２に共に噛合した後輸出力用サイド
ギヤ６３および前輸出力用サイドギヤ６４とを有してい
る。

後輸出力用サイドギヤ６３には後輸出力歯車６５が接続
されており、後輸出力歯車６５には後輪駆動軸６６の後
輪駆動歯車６７が噛合している。

前輸出力用サイドギヤ６４には中空の前輪駆動軸６８が
直接接続されている。

四輪駆動用トランスファ装置５２には、センタディファ
レンシャル装置５７の入力部材であるディファレンシャ
ルケース６０とセンタディファレンシャル装置５７の一
つの出力部材でおる前輪駆動軸６８とを、選択的にトル
ク伝達するよう接続する差動制御装置としての油圧動作
式の差動制御クラッチ６９が設けられている。差動制御
クラッチ６つは、油圧サーボ式の湿式多板クラッチであ
り、油圧サーボ装置（図示せず）に供給されるサーボ油
圧の増大に応じてその伝達トルク容量を比例的に増大す
るようになっている。

油圧サーボ装置に対するサーボ油圧の供給は、油圧制御
装置７０により行なわれるようになっている。油圧制御
装置７０は、制御装置７１から所定のデユーティ比のパ
ルス信号が与えられ、そのパルス信号のデユーティ比に
応じた大きざのサーボ油圧を供給するようになっている
。

前輪駆動軸６８はフロントデイフルンシャル装置７２の
ディファレンシャルケース７３に連結されている。フロ
ントディファレンシャル装置７２は、ピニオン軸７４に
よってディファレンシャルケース７３に回転可能に保持
されかつ互いに対向配置された二つの差動ピニオン７５
と、これらの差動ピニオン７５に共に噛合した右サイド
ギヤ７６と左サイドギヤ７７とを有し、右サイドギヤ７
６には右側車軸７Ｂが、左サイドギヤ７７には左側車軸
７９の一端部がそれぞれ連結されている。

油圧制御装置５６，７０は、電気式の制御装置７１から
の制御信号に基づいて動作するようになっている。制御
装置７１には、前述した実施例におけると同様に、車速
■、スロットル開度θ、マニュアルシフトポジション、
ならびにパーキングブレーキに関する情報がそれぞれ入
力されている。

そして制Ｗ装置７１は、基本的には、マニュアルシフト
レンジと車速Ｖとスロットル開度θとに応じて予め定め
られた変速パターンに従って変速装置５４の変速段の切
換制御のための制御信号を油圧制御装置５６へ出力し、
また車速Ｖとスロットル開度θとに応じて差動制御クラ
ッチ６つの伝達トルク容最を制御するための所定のデユ
ーティ比のパルス信号をサーボ油圧コントロールバルブ
へ出力し、ざらにパーキングブレーキの状態に応じてサ
ーボ油圧コントロールバルブに対して信号を出力し、差
動制御クラッチ６９に対するサーボ油圧を排圧するよう
構成されている。

なお、上記の各実施例はセンタディファレンシャル装置
を備えたフルタイム四輪駆動車を対象とするものである
が、この発明は前輪駆動車（ＦＦ車）をベースとし、摩
擦クラッチなどの係合装置によって二輪駆動と四輪駆動
とに切換えることのできるパートタイム四輪駆動車にも
適用することができる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法によれば、走行中にパ
ーキングブレーキが動作されて後輪の制動が行なわれた
場合には、差動制御装置によるセンタディファレンシャ
ル装置の差動制限が解除され、またパートタイム四輪駆
動車では係合装置が解放されて二輪駆動状態に切換わる
から、センタディファレンシャル装置は前輪と後輪との
各々に対する荷重の状態に応じて自由に差動作用をなす
ために、センタディファレンシャル装置に過大なトルク
が作用することを防止でき、また二輪駆動−四輪駆動切
換えのための係合装置に過大なトルクが作用することを
防止でき、これらの差動制御装置や係合装置の耐久性が
良好となる。またその場合には、差動制御装置や係合装
置として摩擦クラッチを用いていれば、その焼損などの
不都合を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例を示すフローチャート、
第２図はその方法で対象とする装置の簡略図、第３図は
その差動制御クラッチの制御システムの簡略図、第４図
はこの発明の方法で対象とする他の四輪駆動装置の簡略
図である。 ３．５２・・・四輪駆動用トランスファ、　１０，５７
・・・センタディファレンシャル装置、　１５．６６・
・・後輪駆動軸、　１７．６８・・・前輪駆動軸、２１
．６９・・・差動制御クラッチ、　４５．７１・・・制
御！装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）センタディフアレンシャル装置およびそのセンタ
   ディフアレンシャル装置の差動作用を制限する差動制御
   装置を介して後輪駆動軸と前輪駆動軸とに駆動力を分配
   し、もしくは係合解放可能な係合装置を介して後輪駆動
   軸と前輪駆動軸とに駆動力を分配し、かつパーキングブ
   レーキ装置によつて制動可能な車両用四輪駆動装置を制
   御するにあたり、 走行状態でパーキングブレーキ装置による制動が行なわ
   れた場合に前記差動制御装置によるセンタディファレン
   シャル装置の差動制限を解除し、もしくは前記係合装置
   を解放することを特徴とする車両用四輪駆動装置の制御
   方法。
2. （２）前記走行状態の判断を、検出して得た車速と予め
   設定した車速とを比較することにより行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の車両用四輪駆動装置
   の制御方法。