JPS6313825A

JPS6313825A - 四輪駆動装置の制御方法

Info

Publication number: JPS6313825A
Application number: JP15687686A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Nakamura; 泰也中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-01-21
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0818501B2

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、自動車等の車輌に用いられる四輪駆動装置の
制御方法に係り、特に車輌用自動変速機と組合せられて
用いられる四輪駆動装置に組込まれるセンタディファレ
ンシャル装置の差動作用を制御する制御方法に係る。

従来の技術自動車等の車輌に用いられる四輪駆動装置の一つとして
、後輪と前輪との間にて差動作用を行うセンタディファ
レンシャル装置と、前記センタディファレンシャル装置
の差動作用を選択的に制限する差動制御装置とを有する
四輪駆動装置が既に提案されており、この種の四輪駆動
装置は、例えば、特開昭５０−１４７０２７号、特開昭
５５−７２４２０号、特開昭６０−１７６８２７号の各
公報に示されている。

センタディファレンシャル装置を有する四輪駆動装置に
於ては、センタディファレンシャル装置の差動作用によ
り車輌旋回時に前輪と後輪との回転半径の差によりタイ
トコーナブレーキ現象が生じることが回避されるが、こ
の反面、降雨路、積雪路、泥路等の悪路走行によって複
数個の車輪のうちのいずれか一つでも路面に対してスリ
ップを生じて駆動力を失うと、センタディファレンシャ
ル装置の差動作用により全ての車輪の駆動力が減少する
という現象が生じ、踏破性が著しく低減する。このため
センタディファレンシャル装置を宵する四輪駆動装置に
於ては、センタディファレンシャル装置の差動作用を選
択的に制限する差動制御クラッチの如き差動制限装置が
設けられている。

差動制限装置は、センタディファレンシャル装置の差動
作用を制限して前輪と後輪のいずれが路面に対しスリッ
プを生じても全ての車輪の駆動力が減少することを回避
する効果を生じるが、しかしタイトコーナブレーキ現象
の発生の回避には悪影響を及はずから、差動制御装置は
その差動制限作動を適宜に制御される必要がある。

発明が解決しようとする問題点ところで、車輌用自動変速機に於ては、一般に、車速と
スロットル開度に代表される機関出力とに応じて変速が
行われ、加速時や登坂路走行時にはシフトダウンが行わ
れる。この時には、内燃機関の出力軸トルクが増大し、
更に車輌用自動変速機の変速段が低速段に変わることに
より変速機の出力軸トルクが増大し、駆動トルクが急激
に増大する。このためこの時には車輌に生じる加速度に
よって前輪に作用する分担荷重が後輪に作用する分担荷
重に比して小さくなり、このためセンタディファレンシ
ャル装置が、駆動トルクを前輪と後輪に対して均等に分
配する、トルク分配均等型のものであっても前輪が後輪
に比して路面に対しスリップしやすくなり、これは登坂
路走行により路面勾配が大きくなるほど前輪の分担荷重
が少なくなって顕著なものとなる。

マニュアルシフトチェンジによるシフトダウン時には、
エンジンブレーキにより逆に制動トルクが急激に増大し
て車輌に負の加速度が生じるため、後輪に作用する分担
荷重が前輪に作用する分担荷重に比して小さくなり、こ
のためセンタディファレンシャル装置がトルク分配均等
型のものであっても後輪が前輪に比して路面に対しスリ
ップしやすくなり、これは降坂路走行により路面勾配が
大きくなるほど後輪の分配荷重が少なくなって顕著なも
のとなる。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良された四輪駆
動装置の制御方法を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段」二述の如き目的は、本発明によれば、後輪と前輪との
１■１にて差動を行うセンタディファレンシャル装置が
トルク分配均等型のものであって前記センタディファレ
ンシャル装置の差動作用が差動制限装置により選択的に
制限するよう構成されて四輪駆動装置の制御方法に於て
、変速装置の変速時には前記差動制限装置により前記セ
ンタディファレンシャル装置の差動作用を制限すること
を特徴とする四輪駆動装置の制御方法によって達成され
る。

前記差動制限装置により前記センタディファレンシャル
装置の差動作用を制限する変速はシフトダウン、特に第
一速段へのシフトダウンの如く、原動機の出力軸トルク
が比較的大きく増大する、或いは減少する出力軸トルク
の変化量が大きい変速であってよい。

発明の作用及び効果本発明による四輪駆動装置の制御方法によれば、変速時
には差動制限装置によってセンタディファレンシャル装
置の差動作用が制限され、これにより後輪と前輪とが直
結状態、或いは直結状態に近付き、前輪と後輪のいずれ
か一方が路面に対しスリップを生じてもこれに起因して
全ての車輪の駆動力が低減することが未然に回避される
。

実施例以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による制御方法の実施に用いられる四輪
駆動装置の一例を示している。第１図に於て、１０は内
燃機関を示しており、該内燃機関は車輌の前部に横置き
されており、該内燃機関には車輌用自動変速機１２と四
輪駆動用トランスファ装置１４とが順に接続されている
。車輌用自動変速機１２は、一般的構造の流体式トルク
コンバータ１６と、変速装置１８とを有している。

流体式トルクコンバータ１６は、入力部材１６ａによっ
て内燃機関１０の出力軸１１に駆動連結されて内燃機関
１０より回転動力を与えられ、出力部材１６ｂを変速装
置１８に駆動連結されている。

変速装置１８は、遊星歯車装置を含む一般的構造のもの
であって良く、複数個の前進変速段と少なくとも一つの
後輪変速段との間に切換わるようになっている。

変速装置１８の変速制御は油圧制御装置４０によって油
圧により行われるようになっている。

四輪駆動用トランスファ装置１４はセンタディファレン
シャル装置４２を有している。センタディファレンシャ
ル装置４２は、変速装置１８の出力歯車３８と噛合する
入力歯車４４を一体に備えたディファレンシャルケース
４６と、ディファレンシャルケース４６よりビニオン軸
４８によって各々回転可能に担持され且互いに対向して
配置された二つの差動ビニオン５０と、各々二つの差動
ビニオン５０に同時噛合した後輸出力用サイド歯車５２
及び前輸出力用サイド歯車５４とを有している。

後輸出力用サイド歯車５２には後輸出力歯車５６が接続
されており、後輸出力歯車５６には後輪駆動軸５８の後
輪駆動歯車６０が噛合している。

前輸出力用サイド歯車５４には中空の前輪駆動軸６２が
直接接続されている。

四輪駆動用トランスファ装置１４にはセンタディファレ
ンシャル装置４２の入力部材であるディファレンシャル
ケース４６とセンタディファレンシャル装置４２の一つ
の出力部材である前輪駆動軸６２とを選択的にトルク伝
達関係に接続する油圧作動式の差動制御クラッチ６４が
設けられている。差動制御クラッチ６４は、第２図によ
く示されている如く、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６６の油室６８に供給されるサ
ーボ油圧によってサーボピストン７０が戻しばね７２の
ばね力に抗して図にて右方へ移動することによりディフ
ァレンシャルケース４６と前輪駆動軸６２とをトルク伝
達関係に接続し、油室６８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６６の油室６８に対するサーボ油圧の供
給は油圧制御装置７４により行われるようになっている
。油圧制御装置７４は、車輌用自動変速機１２に組込ま
れたオイルポンプ７６より油圧を与えられてこれをスロ
ットル開度に応じた油圧に調圧するライン油圧制御弁７
８と、ライン油圧制御弁７８よりライン油圧を与えられ
る電磁式のサーボ油圧制御弁８０とを有【７ている。サ
ーボ油圧制御弁８０は、油室６８に接続されたボートａ
と、ライン油圧制御弁７８よりライン油圧を供給される
油圧ボートｂと、ドレンポルトＣとを有しており、通電
時にはボートａを油圧ボートｂに接続し、これに対し非
通電時にはボートａをドレンボートＣに接続するように
なっている。サーボ油圧制御弁８０には制御装置１００
より所定のデユーティ比のパルス信号が与えられ、これ
によりサーボ油圧制御弁８０はそのパルス信号のデユー
ティ比に応じて大きさのサーボ油圧を油室６８へ供給す
るようになる。

前輪駆動軸６２はフロントディファレンシャル装置８２
のディファレンシャルケース８４に駆動連結されている
。フロントディファレンシャル装置８２は、ピニオン軸
８６によってセンタディファレンシャルケース８４より
回転可能に担持され且互いに対向して配置された二つの
差動ピニオン８８と、各々二つの差動ピニオン８８に同
時噛合した右サイド歯車９０と左サイド歯車９２とを何
し、右サイド歯車９０には右側車軸９４が、左サイド歯
車９２には左側車軸９６の各々の一端部が駆動連結され
ている。

油圧制御装置４０と７４は電気式の制御装置１００より
の制御信号に基いて作動するようになっている。制御装
置１００は、スロットル開度センサ１０２より内燃機関
１０のスロットル開度に関する情報を、車速センサ１０
４より車速に関する情報を、マニュアルシフトポジショ
ンセンサ１０６より変速装置１８のマニュアルシフトレ
ンジに関する情報を、マニュアル切換スイッチ１０８よ
りその切換状態、即ちセンタディファレンシャルロック
モード時であるか否かに関する情報を各々与えられ、基
本的にはマニュアルシフトと車速とスロットル開度とに
応じて予め定められた変速パターンに従って変速装置１
８の変速段制御のための制御信号を油圧制御装置４０へ
出力し、また第３図に示されている如きフローチャート
に従って差動制御クラッチ６４の係合と開放を制御する
ための制御信号を油圧制御装置７４のサーボ油圧制御弁
８０へ出力するようになっている。

第３図に示されたフローチャートは所定時間毎に繰返し
実行され、ステップ１００に於ては、変速装置１８がシ
フトダウンを実施中であるが否かの判別が行われる。シ
フトダウン実施中である時にはステップ１０２へ進み、
これに対しシフトダウン実施中でない時にはステップ１
０１へ進む。

ステップ１０１に於ては、マニュアル切換スイッチ１０
８によりセンタディファレンシャルロックモードが設定
されているか否かの判別が行われる。センタディファレ
ンシャルロックモードにある時にはステップ１０２へ進
み、これに対しセンタディファレンシャルロックモード
でない時にはステップ１０３へ進む。

ステップ１０２に於ては、差動制御クラッチ６４を係合
させることが行われる。これにより差動制御クラッチ６
４が係合し、デファレンシャルケース４６と前輪駆動軸
６２とが直結され、前後輪直結の四輪駆動状態となる。

ステップ１０３に於ては、差動制御クラッチ６４を解放
することが行われる。これにより差動制御クラッチ６４
が解放され、センタディファレンシャル装置４２が差動
作用を自由に行い得る状態になる。

上述の如く本発明による四輪駆動装置の制御方法によれ
ば、マニュアル設定されるセンタディファレンシャルロ
ックモード時でない時にもシフトダウン実施中である時
には差動制御クラッチ６４が係合して前後輪直結の四輪
駆動状態となり、これによりシフトダウンによる加速に
伴ない前輪に作用する分担荷重が小さくなってこれが路
面に対してスリップを生じても全ての車輪の駆動力が同
時に低減することが未然に回避されるようになる。

シフトダウン時に内燃機関１の出力軸トルクが急激に増
大することによって前輪が路面に対しスリップを生じる
虞れが特にあるのは、特定の変速段、即ち第一速段への
シフトダウン時であって、しかも内燃機関１のスロット
ル開度が所定値以上である場合であり、従ってこのよう
な特定の条件下にてのみ前後輪直結の四輪駆動状態が得
られるようになっていてもよく、この場合は第４図に示
されている如きフローチャートに従って差動制御クラッ
チ６４の制御が行われればよい。

第５図は本発明による四輪駆動装置の制御方法の実施要
領のもう一つの一例を示すフローチャートである。

ステップ４０１に於ては、４−１シフトダウン指令が出
力された否かの判別が行われる。４→１シフトダウン指
令はマニュアルシフトレンジがＤレンジよりＬレンジに
切換えられたことに基くシフトダウンであり、この時に
はステップ４０２へ進み、そうではない時にはステップ
４０８へ進む。

ステップ４０２に於ては、スロットル開度がアイドル開
度相当の第一の所定値以下であるか否かの判別が行われ
る。スロットル開度が第一の所定値以下である時にはス
テップ４０５へ進み、これに対しスロットル開度が第一
の所定値以下でない時にはステップ４０３へ進む。

ステップ４０３に於ては、スロットル開度が高負荷運転
時に相当する第二の所定値以上であるか否かの判別が行
われる。スロットル開度が第二の所定値以上である時に
はステップ４０４へ進み、スロットル開度が第二の所定
値以上でない時にはステップ４０８へ進む。これにより
、スロットル開度が中間開度である時には４→１シフト
ダウンが行われても差動制御クラッチ６４の係合は行わ
れない。これはスロットル開度が中間開度である時には
変速機の出力軸トルクが急激に大きく増大も減少もせず
、差動制御クラッチ６４を係合させる必要がないからで
ある。

ステップ４０４に於ては、タイマのセット値Ｔを所定値
Ｔ１５ｅｔに設定することが行われる。またステップ４
０５に於ては、タイマのセット値Ｔを所定値Ｔ！！ｓｅ
ｔに設定することが行われる。所定値Ｔ２ｓｅｔは所定
値Ｔｌ５１３ｔより大きく、これは、スロットル開度が
第一の所定値以下である時にはスロットル開度が第二の
所定値以上である時に比して変速に有する時間が長いか
らである。

ステップ４０６に於ては、差動制御クラッチ６４を係合
させることが行われる。これにより差動クラッチ６４が
係合し、ディファレンシャルケース４６と前輪駆動輪６
２とが直結され、前後輪直結の四輪駆動状態となる。

次にステップ４０７に於ては、タイマの作動を開始する
ことが行われる。ステップ４０７の次はステップ４０８
へ進む。

ステップ４０８に於ては、タイマが作動中であるか否か
の判別が行われる。タイマが作動中である時にはステッ
プ４０９へ進み、これに対しタイマが作動中でない時に
はステップ４１０へ進む。

ステップ４０９に於ては、タイマのタイマ値がセット値
Ｔより大きいか否かの判別が行われる。

タイマ値がセット値Ｔより大きい時にはステップ４１０
へ進み、これに対しタイマ値がセット値Ｔより大きくな
い時にはステップ４１０と４１１の実行を飛ばすことが
行われる。

ステップ４１０に於ては、差動制御クラッチ２１を解放
することが行われる。これにより差動制御クラッチ２１
が解放され、センタディファレンシャル装置１０が差動
作用を自由に行い得る状態になる。

ステップ４１０の次はステップ４１１へ進み、ステプ４
１１に於ては、タイマの作動を停止してこれをリセット
するとか行われる。

上述の如きフローチャートに従って行われる四　−輪駆
動装置の制御特性は第６図或いは第７図に示されている
。

第６図に示されている如く、変速機の軸出力トルクがシ
フトダウンに伴って急激に増大する時、或いは第７図に
示されている如く、変速機の軸出力トルクがシフトダウ
ンに伴って急激に増大する時には、差動制御クラッチ６
４が係合し、前後輪直結の四輪駆動状態が得られ、前輪
と後輪のいずれかが路面に対してスリップを生じても全
ての車輪の駆動力が同時に低減することが回避される。

尚、変速時の差動制御クラッチの係合は完全係合でなく
てもよく、成る所定の滑りを許す非完全係合であっても
よい。

上述のタイマのセット値、即ち、変速時に差動制御クラ
ッチ６４を係合させる時間は、この制御が各変速段に於
て行われるならば、スロットル開度以外に、変速の種類
とマニュアルシフトレンジとに基いて実際に必要な変速
所要時間に応じて可変設定されれば良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御方法の実施に用いられる四輪
駆動装置の一例を示すスケルトン図、第２図は本発明に
よる制御方法の実施に用いられる差動制御装置の一例を
示すブロック線図第３図乃至第５図は各々本発明による
四輪駆動装置の制御方法の実施要領を示すフローチャー
ト、第６図及び第７図は変速時の作動特性を示すグラフ
の制御方法の一つの実施例を示すフローチャートである
。１０・・・内燃機関、〕］・・・出力軸、１２・・・車
輌用自動変速機、１４・・・四輪駆動用トランスファ装
置。１６・・・流体式トルクコンバータ、１８・・・変速装
置。３８・・・出力歯車、４０・・・油圧制御装置、４２・
・・センタディファレンシャル装置、４４・・・入力歯
車。４６・・・ディファレンシャルケース、４８・・・ビニ
オン軸、５０・・・差動ビニオン、５２・・・後輸出力
用サイド歯車、５４・・・前輸出力用サイド歯車、５６
・・・後輸出力歯車、５８・・・後輪駆動軸、６０・・
・後輪駆動歯車、６２・・・前輪駆動軸、６４・・・差
動制御クラッチ、６６・・・油圧サーボ装置、６８・・
・油室、７０・・・サーボピストン、７２・・・戻しば
ね、７４・・・油圧制御装置、７６・・・オイルポンプ
、７８・・・ライン油圧制御弁、８０・・・サーボ油圧
制御弁、８２・・・フロントディファレンシャル装置、
８４・・・ディファレンシャルケース、８６・・・ピニ
オン軸、８８・・・差動ビニオン、９０・・・右サイド
歯車、９２・・・左サイド歯車、９４・・・右側車軸、
９６・・・左側車軸、１００・・・制御装置、〕０２・
・・スロットル開度センサ、１０４・・・車速センサ、
１０６・・・マニュアルシフトポジションセンサ、１０
８・・・マニュアル切換スイッチ特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第３図；第４図；

Claims

【特許請求の範囲】

（１）後輪と前輪との間にて差動作用を行うトルク分配
均等型のセンタディファレンシャル装置と、前記センタ
ディファレンシャル装置の差動作用を選択的に制限する
差動制限装置とを有する四輪駆動装置の制御方法に於て
、変速装置の変速時には前記差動制限装置により前記セ
ンタディファレンシャル装置の差動作用を制限すること
を特徴とする四輪駆動装置の制御方法。
（２）特許請求の範囲第１項の四輪駆動装置の制御方法
に於て、変速装置の変速時に於ける前記差動制限装置に
よる前記センタディファレンシャル装置の差動制限は前
記変速装置の変速指令信号の出力に同期して起動するタ
イマにより計測される時間により時間制御されることを
特徴とする四輪駆動装置の制御方法。
（３）特許請求の範囲第２項の四輪駆動装置の制御方法
に於て、前記時間制御は変速の種類とスロットル開度と
マニュアルシフトレンジとに基いて実際に変速に必要な
時間に応じて行われることを特徴とする四輪駆動装置の
制御方法。
（４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの四
輪駆動装置の制御方法に於て、前記差動制限装置により
前記センタディファレンシャル装置の差動作用を制限す
る変速装置の変速はシフトダウンの変速であることを特
徴とする制御方法。
（５）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの四
輪駆動装置の制御方法に於て、前記差動制限装置により
前記センタディファレンシャル装置の差動作用を制限す
る変速装置の変速は第一速段へのシフトダウンの変速で
あることを特徴とする制御方法。
（６）特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの四
輪駆動装置の制御方法に於て、前記変速装置は自動変速
装置であり、前記差動制限装置によって前記センタディ
ファレンシャル装置の差動作用を制限する変速装置の変
速はマニュアルシフトチェンジに伴うシフトダウンの変
速であることを特徴とする制御方法。
（７）特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかの四
輪駆動装置の制御方法に於て、前記センタディファレン
シャル装置は後輪と前輪とに駆動トルクを不均等分配す
る不均等分配型のセンタディファレンシャル装置である
ことを特徴とする四輪駆動装置の制御方法。