JPS63188525A - 四輪駆動車のセンタデフロツク装置 - 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、センタデファレンシャル即ちセンタデフを
備えた四輪駆動車に適用されるセンタデフロック装置に
関する。

〔従来の技術〕

常時四輪を駆動するフルタイム四輪駆動車は、前後２つ
のデファレンシャルに加えて、もう１つのデファレンシ
ャルであるセンタデファレンシャル即ちセンタデフを備
えており、このセンタデフの働きで前後車輪の回転速度
差が吸収されるため、カーブを曲がる時にタイヤが礼ん
だり、装置自体に大きな負担が掛かるのを防止すること
ができる。

このセンタデフについては、駆動車輪が路面に対してス
リップしていない時には有効に機能するが、しかしなが
ら、雪路、ぬかるみ等で一つの車輪が完全にスリップし
てしまうような状況に陥った時にはエンジンはスリップ
状態の車輪を空回りさせるだけで、他の車輪がスリップ
状態になかったとしても、それらのスリップしていない
車輪にはほとんど駆動力が伝わらない状態になってしま
う。

これに対処するために、一般に車輪に過度な空回りが生
じた場合に、センタデフの機能を無効にして他の車輪に
も駆動力を伝えることができる。ようにするセンタデフ
ロック装置が設けられているものがある。本出願人に係
わる出願である特願昭６１−１５９８３６号に記載され
ているものにおいて、車輪のスリップ状態等に応じて生
じるフロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフト
との回転速度差に応答して作動させるアクチュエータ制
御手段によって、前記フロントプロペラシャフトと前記
リヤプロペラシャフトとの回転速度差を零でない所定値
に制御して、センタデフロック装置の電磁多板クラッチ
等のクラッチを滑らせることにより車両にショックを生
じることがないように構成し、また、従来の四輪駆動車
のセンタデフロック装置では、合計４個の車輪速度検出
手段を前車輪及び後車輪の車軸にそれぞれ１個ずつ設け
ることにより車輪のスリップ状態を検出していたのに対
し、車輪速度検出手段を前記フロントプロペラシャフト
と前記リヤプロペラシャフトとにそれぞれ１個ずつ合計
２個設けるだけで、車輪のスリップ状態を検出すること
を可能とした四輪駆動車のセンタデフロック装置を開示
した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、本出願人に係わる前記先願（特願昭６１
−１５９８３６号）に開示されている四輪駆動車のセン
タデフロック装置については、フロントプロペラシャフ
トとリヤプロペラシャフトに各々１個ずつ、従って合計
２個の車速センサーが取付けられ、両プロペラシャフト
の回転数の差によってセンタデフロック装置をオン又は
オフするように構成しているので、次のような問題が生
じることがある。

即ち、 ωｔ　；フロントプロペラシャフトの回転数、ω、；リ
ヤプロペラシャフトの回転数、ω０　；フロントプロペ
ラシャフトとリヤプロペラシャフトの回転数の差の特定
値、 として、 １ωず一ω７１〉ω。でセンタデフロック装置をオンと
し、Ｉω、−ω、１≦ω。でセンタデフロック装置をオ
フとする設計がなされた場合に、フロントプロペラシャ
フトとリヤプロペラシャフトの回転数の差の特定値ω。

の中には、微少ではあるが“時間の経過と共に変動する
割合γ（γは定数であり、以下、経時変動割合という）
”が含まれている。この経時変動割合γは、主として前
輪と後輪においてタイヤの不均一な摩耗、タイヤ空気圧
の不均衡、車両の積荷の状態の変化によって生じる要素
であって、車速は変わらなくても、このタイヤ径の変化
によって、結果的にフロントプロペラシャフトとリヤプ
ロペラシャフトとの間の回転数に差を生じさせるもので
ある。このため、設計者が意図していた特定値ω。は不
安定なものとなり、センタデフロック装置の作動に影響
を与えて、そのため設計通りの性能を発揮できないとい
う問題点がある。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、フロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフトと
の回転数の差の中に含まれる経時変動要素を習得させて
、両プロペラシャフトの回転速度差を補正することによ
り、センタデフロック装置の滑りを作動させる基準値に
なる特定の回転数差についての当初の設計性能を維持す
ると共に、フロントプロペラシャフトとリャプロペラシ
ャフトの回転速度差を一定値に制御し得る四輪駆動車の
センタデフロック装置を提供することである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明は、上記の問題点を解決し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、車輪のスリップ状態等に応じて生じ
るフロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフトと
の回転速度差に応答して前記回転速度差を零でない所定
値に制御すると共に、車両が加速していない状態におけ
る条件の中で、前記所定値に含まれる経時変動要素を学
習させて前記回転速度差を補正することを特徴とする四
輪駆動車のセンタデフロック装置に関し、更に具体的に
詳述すると、前記フロントプロペラシャフトの回転速度
が前輪右側車軸と前輪左側車軸の回転速度の平均値で求
められ、また前記フロントプロペラシャフトと前記リヤ
プロペラシャフトの間にセンタデフを配設し且つ前記セ
ンタデフと前記リヤプロペラシャフトとの間に取付けた
電磁多板クラッチを前記回転速度差に応答して作動する
アクチュエータ制御手段で制御して前記回転速度差を零
でない所定値に制御し、更に、前記経時変動要素が車両
の実質的な非加速時の平均前輪車軸回転速度と前記リヤ
プロペラシャフトの回転速度との差により検出され、し
かも前記回転速度差の補正が平均前輪車軸回転速度と前
記リヤプロペラシャフトの回転速度の差から更に前記経
時変動要素を差し引いて行われることを特徴とする四輪
駆動車のセンタデフロック装置に関する。

〔作用〕

この発明による四輪駆動車のセンタデフロック装置は、
上記のように構成されているので、次のように作動する
。即ち、この四輪駆動車のセンタデフ−ツク装置は、車
輪状態検出手段でフロントプロペラシャフトとリヤプロ
ペラシャフトとの回転速度差から前車輪及び後車輪のス
リップ状態を検出して信号をアクチュエータ制御手段へ
送り、回転速度差が一定値を超えると、前記アクチュエ
ータ制御手段からセンタデフロック用アクチュエータの
作動力を大きくする作動信号が前記アクチュエータへ送
られ、逆に前記回転速度差がその値以下になると、前記
アクチュエータ制御手段から前記アクチュエータの作動
力を小さくする作動信号が前記アクチュエータへ送られ
、これらの作動信号を受けた前記アクチュエータが、前
記センタデフロック装置のクラッチを滑らせて前記セン
タデフの差動回転を一定の値になるように制御して、前
記センタデフの差動回転が零にならないように制御する
が、車両が加速状態でないとするいくつかの条件が満た
される中で、前記所定値に含まれる経時変動要素が適宜
学習されて、前記フロントプロペラシャフトと前記リヤ
プロペラシャフトとの回転速度差が補正されるので、タ
イヤ径の変化に基づくような前記センタデフロックの作
動性能が設計通りの性能から逸脱するのを防止すること
ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による四輪駆動車のセ
ンタデフロック装置の一実施例を説明す第１図には、セ
ンタデフロック装置を備えた四輪駆動車の駆動系のシス
テム図が示されている。

前輪１．１は前輪右側車軸３と前輪左側車軸１９を介し
てフロントデファレンシャル即ちフロントデフ６に連結
され、後輪２．２は後輪車軸４を介してリヤデファレン
シャル即ちリヤデフ７に連結されている。また、フロン
トデフ６にはフロントプロペラシャフト５Ａが連結され
、リヤデフ７にはリヤプロペラシャフト５Ｂが連結され
ている。

これらのプロペラシャフト５Ａ、５Ｂはセンタデファレ
ンシャル即ちセンタデフ８に連結されている。エンジン
９からトランスミッションＬｏｔ−介して伝達されるト
ルクはフロントデフ６とリヤデフ７とに分配される。前
輪右側車軸３及び前輪左側車軸１９には各々の回転速度
を検出するセンサー１１．１１が取付けられており、リ
ヤプロペラシャツ）５Ｂには、その回転速度を検出する
センサー１１が取付けられており、これらセンサー１１
からの信号は、車輪状態検出、学習、補正手段等を有す
る車輪状態検出手段１４へ入力されるように構成されて
いる。車輪状態検出手段１４は、前輪右側車軸３及び前
輪左側車軸１９、並びにリヤプロペラシャフト５Ｂとの
回転速度情報により前輪１及び後輪２のスリップ状態を
検出して、それらの情報である作動信号をアクチュエー
タ制御手段１５へ送る。

センタデフ８とリヤプロペラシャフト５Ｂとの間には、
電磁多板クラッチ１２が設けられている。

その電磁多板クラッチ１２はアクチュエータ制御手段１
５からの作動信号に応答して作動するアクチュエータ１
３によって接続又は解放状態にされる。第２図に示すよ
うに、電磁多板クラッチ１２は複数枚のクラッチ板１６
及びそれらのクラッチ板１６へ押圧力を生じさせるアク
チュエータ１３から構成されている。そのアクチュエー
タ１３は、アクチュエータ制御手段１５からの作動信号
を受け、ソレノイド１７に電流が流れる時に発生する磁
力によってアーマチュア１８がクラッチ板１６を押圧し
て双方の回転部材を回転力伝達状態になるように構成さ
れている。ソレノイド１７に流れる電流とクラッチ板１
６を摩擦係合させる押圧力とは比例関係にあり、また、
電磁多板クラッチ１２で発生するトルクとクラッチの押
圧力とは比例関係にあるので、センタデフ８の差動回転
数は、電流の増減によって連続的に変化させることがで
きる。

次に、アクチュエータ制御手段１５について、第３図及
び第４図に示すフローチャートを参照して説明する。あ
る瞬間（Ｔ＝Ｏ）において、前輪左側車軸１９の回転速
度ωｆ１、前輪右側車軸３の回転速度ωｆｒｓ及びリヤ
プロペラシャツ）５Ｂの回転速度ω、がそれぞれのセン
サー１１によって検出される。その瞬間からΔを経過し
た時のリヤプロペラシャフトの回転数ω、（Ｔ＝Δｔ）
がリヤプロペラシャフト５Ｂ上に設けられたセンサー１
１で検出される。これらの信号が車輪状態検出手段１４
に入力される（２０）。次いで、車輪状態検出手段１４
は、前輪ｌと後輪２とのスリップ状態を検出し、それを
判断する（２１）。即ち、前輪右側車軸３と前輪左側車
軸１９との平均前輪回転速度Ｗ、（＝（ωｆＬ＋ω、、
）／２）と、リヤプロペラシャツ）５Ｂの回転速度ω１
との差（ω７−ω７）に、この発明の特徴とする経時変
動要素ω。′〔 但し、 （ωｆｌ＋ωｆ：）／２　　＋ω／ とする。〕 を差し引いた修正回転速度差が一定値ω。を超える場合
には、センタデフ８のロック用アクチュエータ１３のソ
レノイド１７に流れる電流ＩＡをΔＩ、たけ順次増加さ
せることにより修正回転速度差が小さくなるように制御
する（２２）、前記修正回転速度差が一定値ω。以下の
場合には、アクチュエータ１３のソレノイド１７に流れ
る電流Ｉ、をΔ■１だけ順次減少させることによりこの
修正回転速度差が大きくなるように制御する（２３）。

ただし、電流が負にならないように制御することは勿論
である。即ち、電流が零より大きい電流か又は負の電流
かを判断する（２４）。電流が零より大きい電流である
場合には処理は終わり、電流が負の電流である場合には
、電流を零にする（２５）。このように、アクチュエー
タ制御手段１５はソレノイド１７に流れる電流■、を上
述したように平均車軸回転速度とリヤプロペラシャフト
の回転速度差に経時変動要素ω。′を施した修正回転速
度差に基づいて調整することにより修正回転速度差が一
定値ω。になるようにアクチュエータ１３を制御するこ
とができる。

この発明が特徴とする回転速度差の経時変動割合Ｔを、
第４図に示すフローチャートを参照して説明すると、経
時変動割合Ｔの初期値を零とし、次に、ある瞬間（Ｔ＝
Ｏ）における前輪左側車軸１９の回転数ω、い前輪右側
車軸３の回転数ωｆｒ、及びリヤプロペラシャフト５Ｂ
の回転数ω１、並びにその瞬間からΔｔだけ経過した時
のリヤプロペラシャフト５Ｂの回転数ω、（Ｔ＝Δｔ）
がセンサー１１で検出され、検出信号は車輪状態検出手
段１４が兼ね備える学習補正手段へ送られる（３０）。

車両が加速していない状態、即ち、ある瞬間（Ｔ＝Ｏ）
と、その瞬間からΔｔだけ経過した時（Ｔ＝Δｔ）とで
のリヤプロペラシャフト５Ｂの回転速度の差〔ω、（Ｔ
＝Ｏ）−ω、（Ｔ＝Δ１））は零となるが、この場合に
前輪１と後輪２のタイヤ径に差がなければ、（ω、−ω
ｒ）＝０となるべきであるのに対し、実際はタイヤ径の
違い等により（ω、−ω、、）＝ω。′と、零でない値
の経時変動要素ωＪが生しるのが現実である。

この発明によれば、次の３条件、 を満たす時（３１）に、事実上車両が加速していない状
態と判断して、前述の経時変動割合γを算出して学習し
、回転速度が補正される（３２）。

即ち、上記（１）の条件はリヤプロペラシャフト５Ｂの
Δを内の速度変化率が微少の定数以下であることを示し
ており、 上記（２）の条件はリヤプロペラシャフト５Ｂの回転数
が一定範囲内にあることを示しており、及び・ 上記（３）の条件は前輪右側車軸３と前輪左側車軸１９
とでの相対回転速度比が微少の定数以下であることを示
している。

タイヤ径の違い等によるフロントプロペラシャフト５Ａ
とリヤプロペラシャフト５Ｂとの回転誤差、即ち上記経
時変動割合γの算出は、ω、として平均前輪回転速度を
採用して ２〔（ωパ＋ωｔ：＞　／２−ｏ）：　）によって行わ
れ、第４図のフローチャートによるこの経時変動割合γ
の演算結果は、これと同時に行われる第３図のフローチ
ャートの演算に適宜反映される。

第５図は、この発明による四輪駆動車のセンタデフロツ
タ装置における上記の作動状態を示すものであり、車両
走行経過時間と回転速度差の変遷を表すグラフである。

このグラフでは、経時変動要素ω。の検出、学習及び修
正を行う場合の車両が走り始めてからの経過時間に対す
るフロントプロペラシャフトとリヤプロペラシャフトと
の回転速度差の経時変動要素ω。と一定値ω。の変遷の
関係を表すグラフである。

また、第６図に示すグラフは、本出願人による先願のも
のにおける第５図と同様のグラフであり、この場合は、
経時変動要素ω。の検出、学習及び修正を行わない場合
の車両の走り始めてからの経過時間に対するフロントプ
ロペラシャフトとリヤプロペラシャフトとの回転速度差
と、一定値ω。

との関係を表すグラフである。

〔発明の効果〕

この発明による四輪駆動車のセンタデフロック装置は、
以上のように構成されており、次のような効果を奏する
ものである。即ち、この発明の四輪駆動車のセンタデフ
ロック装置によれば、第６図に示すように、フロントプ
ロペラシャフトとリヤプロペラシャフトと回転速度差に
含まれるタイヤ径の変化等によって生じる経時変動要素
ω。′は、時刻Ｔ、、’ｒｚにおいて、事実上、車両が
加速していない状態の時に検出される残留回転速度差と
して設定されることになり、先側のものが第５図に示す
ように、センタデフロック装置が作動するフロントプロ
ペラシャフトとリヤプロペラシャフトとの回転速度差ω
。は一定不変に設定されるものと比べて、経時変動要素
ωｊに重畳する状態で前記回転速度差ω。が移行するの
で、センタデフロツタ装置のオン、オフが設定値ω０を
境に常に安定して作動することになり、時間の経過に伴
う変動要素ω。の影響を受けることなく設計本来の性能
を発揮することができる。

このように、経時変動要素ω。の蓄積により前記回転速
度差ω。に占める割合が増えると、センタデフロック装
置が誤作動的に作動する機会が増えるが、しかし、この
発明によれば、経時変動要素ω。′の学習により設定値
ω。の幅が常に経時変動要素ω。′を除いた正味の幅と
して設定されるので、誤動作的作動は未然に防がれ、電
磁クラッチ等の関連部品を最適な状態に維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による四輪駆動車のセンタデフロック
装置の一実施例を示すシステム図、第２図は第１図のセ
ンタデフロツタ装置に組込まれた電磁多板クラッチの一
例を示した断面図、第３図はこの発明による四輪駆動車
のセンタデフロツタ装置の制御の手順を示すフローチャ
ート、第４図はこの発明による四輪駆動車のセンタデフ
ロック装置が作動するプロペラシャフトの回転速度差ω
。に含まれる経時変動割合γを検出するためのフローチ
ャート、第５図はこの発明による車両走行経過時間と回
転速度差の変遷を表すグラフ、及び第６図は本出願人に
よる先願のものにおける第５回と同様のグラフである。 ｌ−・・−前輪、２−−−−−・−後輪、３−−−−−
一前輪右側車軸、４・−・−・・後輪車軸、５　Ａ−−
−−−−・フロントプロペラシャフト、５　Ｂ−−−−
−−リヤプロペラシャフト、６・−・−・−・フロント
デフ、７−−−−−リアデフ、８−・−・・−センタデ
フ、９−・−エンジン、１０−−−−　）ランスミッシ
ョン、１１・・・−・センサー、１２−−〜−−−・電
磁多板クラッチ、１３・−・−・アクチュエータ、１４
−・−・−・車輪状態検出、学習及び補正手段、１５−
・−・アクチュエータ制御手段、１６・−・・・・−ク
ラッチ板、１７−−−−−・−ソレノイド、１８・−・
−・アーマチュア、１９−・・・・−・前輪左側車軸。 特許出願人　　　いす！自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 ＄Ｉ！！１ 第　　２１！１ 第　　３　図 図面の昂言（内ｌ′Ｆに変更なし） 第　　５　　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪のスリップ状態等に応じて生じるフロントプ
   ロペラシャフトとリヤプロペラシャフトとの回転速度差
   に応答して前記回転速度差を零でない所定値に制御する
   と共に、車両が加速していない状態で、前記所定値に含
   まれる経時変動要素を学習させて前記回転速度差を補正
   することを特徴とする四輪駆動車のセンタデフロック装
   置。
2. （２）前記フロントプロペラシャフトの回転速度は、前
   輪右側車軸と前輪左側車軸の回転速度の平均値で求めら
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の四
   輪駆動車のセンタデフロック装置。
3. （３）前記フロントプロペラシャフトと前記リヤプロペ
   ラシャフトの間にセンタデフを配設し、前記センタデフ
   と前記リヤプロペラシャフトとの間に取付けた電磁多板
   クラッチを、前記回転速度差に応答して作動するアクチ
   ュエータ制御手段で制御して前記回転速度差を零でない
   所定値に制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の四輪駆動車のセンタデフロック装置。
4. （４）前記経時変動要素は車両が実質的に加速していな
   い時の平均前輪車軸回転速度と前記リヤプロペラシャフ
   トの回転速度との差により検出されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の四輪駆動車のセンタデフ
   ロック装置。
5. （５）前記平均前輪車軸回転速度と前記リヤプロペラシ
   ャフトの回転速度の差から更に前記経時変動要素を差し
   引いて前記回転速度差が補正されることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の四輪駆動車のセンタデフロ
   ツク装置。