JPS63207732A - ４輪駆動車の駆動切換制御装置 - 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、車輪に対する駆動力の伝達を２輪駆動状態と
４輪駆動状態とに切換可能ないわゆるパートタイム式の
４輪駆動車において、その駆動状態を切り換える駆動切
換制御装置の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来より、この種のパートタイム式４輪駆動車は広く一
般に知られており、その駆動状態の切換えは通常、運転
者の手動操作により行うようになされている。しかし、
実際には、その切換えを行うべぎ走行状態および切換え
のタイミングを正確に判断するのに熟練を要し、車両の
走行状態に対応した適切な切換えを常に安定して実行す
ることは困難である。従って、このように駆動状態を手
動により切り換える以外に、車両の走行状態に応じて自
動的に切り換え得るようにすることが好ましい。

そこで、このような要求を満たす駆動切換制御装置の一
例として、従来、例えば特開昭６１−８９１２４号公報
に開示されているように、車両が走行している路面の状
態をマイクロ波や超音波等により検出し、その検出され
た路面がいわゆる低μ路であるときには自動的に４輪駆
動状態に切り換えることにより、車両のスリップを抑え
てその走行安定性を高めるようにしたものが提案されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、この提案のものでは、走行路面の状態を検出
するのにマイクロ波や超音波を利用するため、それらの
ための特殊なセンサ類が必要となり、コストアップ等を
招く嫌いがあった。

また、車両が走行する路面状態のみを検出するため、車
両の路面状態を要因としない例えば横風等の外乱による
スリップに対し十分に対処できない難もある。

（発明の目的） 本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、車両の走行する路面状態のみならず横風等の外乱に
よるスリップをも所定の状態に基づいて確実に検出して
、その検出時に強制的に４輪駆動状態に切り換えるよう
にすることにより、車両の走行安定性をざらに一層向上
せんとすることにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明の解決手段は、車速お
よびハンドルの舵角に基づいて車両の旋回動作を予測し
、その予測値と実際の旋回動作に対応する値とが所定以
上食い違うときに、低μ路あるいは横風等の外乱による
スリップが生じていると見做して、４輪駆動状態に切り
換えるようにしている。

具体的には、本発明は、上記の如く２輪駆動状態と４輪
駆動状態とに切換可能な４輪駆動車に対して、第１図に
示すように、その４輪駆動車の車速Ｖを検出する車速検
出手段６１と、車両のハンドル舵角θＨ（切れ角）を検
出する舵角検出手段６２と、車両の実際の旋回動作を定
量的に検出する横加速度センサあるいはジャイロスコー
プからなるヨーセンサ等の旋回動作検出手段６３とを設
ける。

さらに、上記車速検出手段６１および舵角検出手段６２
によりそれぞれ検出される検出値に基づいて車両の旋回
動作を定量的に予測する旋回動作予測手段６５と、該旋
回動作予測手段６５により予測される予測値を上記旋回
動作検出手段６３により検出される検出値と比較し１．
その比較値が予め設定された設定値以上異なるときに切
換指令信号を出力する比較手段６６と、２輪駆動状態で
の走行時に上記比較手段６６からの切換指令信号を受け
て４輪駆動状態に駆動切換えする駆動切換手段５６とを
設ける。

（作用） 以上の構成により、本発明では、車両の走行時、その車
速Ｖが車速検出手段６１により、ハンドル舵角θＨが舵
角検出手段６２により、さらに車両の実際の旋回動作が
旋回動作検出手段６３によりそれぞれ検出される。そし
て、旋回動作予測手段６５により、上記車速検出手段６
１および舵角検出手段６２によりそれぞれ検出される検
出値に基づいて車両の旋回動作が予測されるとともに、
比較手段６６において、該旋回動作予測手段６５により
予測される予測値と上記旋回動作検出手段６３により検
出される検出値とが比較され、その比較値が設定値以上
異なるとぎに、低μ路あるいは横風等の外乱による車両
のスリップが生じている状態と見做されて、上記比較手
段６６から切換指令信号が出力される。そして、車両の
駆動状態が２輪駆動状態にある場合には、上記比較手段
６６からの切換指令信号により駆動切換手段５６が作動
して、駆動状態がそれまでの２輪駆動状態から４輪駆動
状態に切り換えられる。この４輪駆動状態により車輪の
路面に対するグリップ力が増大し、よって不安定な路面
状態や横風等の外乱に抗して車両の走行安定性を向上さ
せることができるのである。

また、このように車両のスリップをその旋回動作の予測
値と実際値との比較に基づいて判断しているため、必要
な検出手段としては、車速検出手段６１、舵角検出手段
６２および旋回動作検出手段６３がおれば済み、マイク
ロ波や超音波等を利用する場合のように特殊なセンサ類
を不要とすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明の実施例に係るパートタイム式の４輪駆
動車を模式的に示し、１は車体、２は車体１の前部に出
力軸（図示せず）を車体１の前後方向に配置せしめて縦
置状態に支持されたエンジン、３は該エンジン２の後側
に配置支持された変速機であって、該変速機３の出力軸
３ａは、該出力軸３ａと同じ中心線上に配置された後輪
側出力！１１１２２（図面でのスペースの都合上オフセ
ットして示す〉と前輪側出力軸２１とを有するトランス
ファ装置１８に連結され、該トランスファ装置１８の前
輪側出力軸２１はフロントプロペラ軸４を介して左右フ
ロントアクスル軸５ａ、５ｂ上のフロントデフ６に連結
され、上記左右の７０ントアクスル軸５ａ、５ｂはそれ
ぞれドライブ軸７ａ。

７ｂを介して左右の前輪８ａ、８ｂに連結されている。

一方、後輪側出方軸２２は、同様に、リヤプロペラ軸９
を介して左右リヤアクスル軸１０ａ。

１０ｂ上のりャデフ１１に連結され、上記左右のリヤア
クスル軸１０ａ、１０ｂはそれぞれドライブ軸１２ａ、
１２ｂを介して左右の後輪１３ａ。

１３ｂに連結されている。

上記フロントデフ６およびリヤデフ１１はいずれも同じ
構成であり、プロペラ軸４（９）にベベルギヤ機＠１４
を介して駆動連結されたデフケース１５と、該デフケー
ス１５に支持された１対のベベルギヤからなるピニオン
１６．１６と、該ピニオン１６．１６にそれぞれ噛合し
、左右のアクスル軸５ａ、５ｂ　（１０ａ、１０ｂ）の
内端に固定された１対のベベルギヤからなるサイドギヤ
１７．１７とを備えた傘歯車機構からなる。

上記トランスファ装置１８は上記変速機３のハウジング
に連設されたハウジング１９を備え、該ハウジング１９
内には変速機３の出力軸３ａと後輪側出方軸２２との間
に該両軸３ａ、２２と同心状に車体前後方向に延びる入
力軸２０が設けられ、該入力軸２０の右側には上記前輪
側出力軸２１が平行に配置されている。上記入力軸２０
上には、前側から順に副変速機構２３．２／４輪駆動切
換機構３８およびセンタデフ３３（車軸間デフ）が設け
られている。

上記副変速機構２３は、上記変速機３の出ツノ軸３ａに
連結されたサンギヤ２４と、上記入力軸２０の前端に連
結され、上記サンギヤ２４に噛合するピニオン２５，２
５．・・・を担持するピニオンキャリア２６と、上記ピ
ニオン２５．２５．・・・に噛合するリングギヤ２７と
を有する遊星歯車機構で構成され、上記リングギヤ２７
は入力軸２０に回転自在に外嵌合支持した第１のスプラ
インギヤ２８に中空軸を介して一体的に連結されている
。この第１のスプラインギヤ２８の前方にはハウジング
１９の内壁に回転不能に固定支持した第２のスプライン
ギヤ２９が、また接方には上記入力軸２０に回転一体に
固定した第３のスプラインギヤ３Ｏがそれぞれ第１スプ
ラインギヤ２８と近接配置され、これらスプラインギヤ
２８〜３０には、第１スプラインギヤ２８の他のスプラ
インギヤ２９゜３０に対する噛合連結を切り換えるスリ
ーブギヤ３２が軸方向に移動可能に外嵌合され、このス
リーブギヤ３２はハウジング１９の左側外部から駆動さ
れるフォーク３１に係合されており、スリーブギヤ３２
の移動により第１のスプラインギヤ２８を第２または第
３のスプラインギヤ２９．３０の一方に噛合連結させ、
第２のスプラインギＶ２９に噛合連結したときには、上
記リングギヤ２７を回転不能にハウジング１９に固定し
て、変速機３の出力回転をサンギヤ２４および各ピニオ
ン２５を介して減速しながらパノＪ軸２０に伝達するＬ
Ｏモードとする一方、第３のスプラインギヤ３０に噛合
連結したとぎには、上記リングギヤ２７とピニオンキャ
リア２６とを回転一体に固定して、変速機３の回転を同
じ回転数で入力軸２０に伝達する１−ｆｉモードとする
ように構成されている。

一方、上記センタデフ３３は、１ノンギヤ３４と、上記
入力軸２０の後端に回転一体に連結され、上記サンギヤ
３４に噛合するビニオン３５，３５゜・・・を担持する
ピニオンキャリア３６と、上記後輪測用ツノ軸２２に回
転一体に連結されたリングギヤ３７とからなる遊星歯車
機構で４渦成され、入力軸２０からピニオンキャリア３
６に入力された動力をサンギヤ３４（前輪側）およびリ
ングギヤ３７（後輪側）に振り分けるようにしている。

さらに、上記２／４輪駆動切換機構３８は、入力軸２０
上に互いに近接配置された第１〜第３の３つのスプライ
ンギヤ３９〜４１と、中央の第１スプラインギヤ３９の
他の第２および第３のスプラインギヤ４０，４１に対す
る噛合連結を切り換えるスリーブギヤ４２と、該スリー
ブギヤ４２をハウジング１９の左側外部から駆動するフ
ォーク４３とからなり、上記前側の第２のスプラインギ
ヤ４０は入力軸２０に、第１のスプラインギヤ３９は上
記センタデフ３３のサンギヤ３４にそれぞれ回転一体に
連結されている。さらに、上記後側の第３のスプライン
ギヤ４１はその後方（センタデフ３３側）の入力軸２０
上に支持した駆動側スプロケット４４に回転一体に連結
され、該駆動側スプロケット４４と上記前輪側出力軸２
１に回転一体に固定した従動側スプロケット４５との間
にはヂエーン４６が巻き掛けられている。そして、上記
スリーブギヤ４２の移動により、第１のスプラインギヤ
３９を第２もしくは第３のスプラインギヤ４０．４１の
一方または双方に噛合連結さじ、第１のスプラインギヤ
３９を前側の第２のスプラインギヤ４０に噛合連結した
ときには、上記センタデフ３３のリンギヤ３４とピニオ
ンキャリア３６とを回転一体に固定し、かつそのサンギ
ヤ３４と駆動側スプロケット４４との駆動連結を遮断し
て、後輪１３ａ、１３ｂのみを駆動する２輪駆動状態（
２ＷＤ＞に保持する一方、後側の第３のスプラインギヤ
４１に噛合連結したときには、上記サンギヤ３４を上記
駆動側スプロケット４４に駆動連結し、前後輪８ａ、８
ｂ、１３ａ、１３ｂがセンタデフ３３を介して相互に連
結されて相対回転するフリー状態の４輪駆動状態（４Ｗ
Ｄ＞に切り換え、さらに、第２および第３のスプライン
ギヤ４０．４１の双方に噛合連結したときには、上記セ
ンタデフ３３の作動を停止させて、それをロック状態と
した４輪駆動状態に保持するように構成されている。

さらに、上記ハウジング１９の左側外側面には上記副変
速機構２３６よび２／４輪駆動切換機構３８のフォーク
３１．４３に連結されてそれらを駆動するアクチュエー
タとしてのモータ４７が取り付けられている。すなわち
、このモータ４７の出力軸にはクランクアーム４８か固
定され、該クランクアーム４８の先端部には車体前後方
向に延びる連結ロッド４９がピン結合され、この連結ロ
ッド４９は上記両フォーク３１．４３に係止されており
、モータ４７の作動により連結ロッド４９を軸方向に移
動させて、両フォーク３’ｌ、４３を同期して駆動する
ようになされている。

尚、上記左側のフロントアクスル軸５ａとドライブ軸７
ａとの間にはジヨイント軸５０が介設されていて、両軸
５ａ、７ａは該ジヨイント軸５０を介して連結され、そ
のアクスル軸５ａとジヨイント軸５０との連結部には、
２輪駆動状態での走行時に前輪の回転によるエンジンの
駆動損失を低減するためのフリーホイール機構５１が設
けられている。このフリーホイール機構５１は、アクス
ル軸５ａおよびジヨイント軸５０の連結端部にそれぞれ
取り付けられたスプラインギヤ５２，５３と、軸方向に
移動して上記両スプラインギヤ５２゜５３同士を連結ま
たは連結遮断するスリーブギヤからなるリモートフリー
ホイール５４と、該り・し−トホイール５４を駆動する
真空式アクチュエータとしてのダイアフラム装置５５と
を備え、ダイアフラム装＠５５によりリモートフリーホ
イール５４を駆動してアクスル軸５ａとジヨイント軸５
０との連結を遮断することにより、２輪駆動状態での走
行時、非駆動車輪としての前輪３ａ、３ｂの回転により
、フロントデフ６および該デフ６に連結されたトランス
ファ装置１８のギヤの回転による駆動損失を低減するよ
うにしている。

以上の構成において、フリーホイール機構５１、副変速
機構２３および２／４輪駆動切換機構３８に対する制御
パターンを下記の表に示す。

上記ダイアフラム装置１１５５およびモータ４７はＣＰ
Ｕ内蔵のコントローラ６０により作動制御されるように
構成されている。そして、このコントローラ６０には、
車両の走行速度Ｖ（車速）を検出づる車速検出手段とし
ての車速センサ６１と、車両のハンドル舵角θＨ（切れ
角）を検出する舵角検出手段としての舵角センサ６２と
、車体１にその鉛直軸回りの揺動（ヨー運動）に対して
出力が変化するように取り付けられて、車両の旋回動作
を検出する旋回動作検出手段としてのジャイロスコープ
６３との各検出信号が入力されているとともに、車両の
運転名により手動操作されて、例えばＯＮ操作時に４輪
駆動位置に切り換えられる２／４輪駆動切換ボタンスイ
ッチ６４の０Ｎ１０ＦＦ信号が入力されている。

ここで、上記コントローラ６０のＣＰｔＪにおいて処理
される信号の処理手順について第３図により概略的に説
明する。先ず、車両のイグニッションスイッチ（図示せ
ず）のＯＮ操作によるスタートの後、最初のステップＳ
１において上記切換ボタンスイッチ６４の操作位置に基
づいて２輪駆動状態かどうかを判定し、ここで、４輪駆
動状態への保持によりＮｏと判定されると、同じステッ
プＳ１を繰り返す。一方、２輪駆動状態への保持によっ
てＹＥＳと判定されたとぎには、ステップＳ２に進んで
、上記車速センサ６１により検出された車速Ｖを読み込
み、次いでステップＳ３において上記舵角センサ６２に
より検出されたハンドル舵角θＨを読み込み、さらにス
テップＳ４で上記ジャイロスコープ６３の出力値の変化
速度を読み込んだ後、ステップＳ５において上記車速Ｖ
およびハンドル舵角θＨに暴づいて車両の進行方向の予
想される変化速度（角速度）を算出する。この場合、ハ
ンドル舵角および車速を変数とする予め設定された関数
式に上記検出された実際のハンドル舵角θＨおよび車速
Ｖを代入して求める方法や、あるいは予め実験値等に基
づいて設定された車速毎のマツプにより、その車速Ｖで
のハンドル舵角θＨに基づいて求める方法が採用される
。しかる後、ステップＳ６に進み、上記ステップＳ４で
読み込まれたジャイロスコープ６３の変化速度とステッ
プＳ５で算出された予想変化速度との差が設定値以上あ
るかどうかを判定し、ここでＮｏと判定されたときには
そのまま初めのステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳと判定
されると、ステップＳ７に進んで、上記モータ４７に２
輪駆動状態から４輪駆動状態に切り換えるための切換指
令信号を出力した後、上記ステップＳ１に戻る。

よって、本実施例の場合、上記の処理手順におけるステ
ップＳ５により、上記車速センサ６１および舵角センサ
６２によりそれぞれ検出される検出値に基づいて車両の
旋回動作を予測するようにした旋回動作予測手段６５が
構成される。

また、同様に、ステップＳ６により、上記旋回動作予測
手段６５により予測される予測値を上記旋回動作検出手
段としてのジャイロスコープ６３により検出される検出
値と比較し、その比較（直が予め設定された設定値以上
異なるときに切換指令信号を出力するようにした比較手
段６６が構成される。

ざらに、上記２／４輪駆動切換機構３８およびそれを駆
動するモータ４７により、２輪駆動状態での走行時に上
記比較手段６６からの切換指令信号を受けて４輪駆動状
態に駆動切換えするようにした駆動切換手段５６が構成
されている。

したがって、上記実施例においては、運転者の２／４輪
駆動切換ボタンスイッチ６４のＯＦＦ操作により、車両
が後輪１３ａ、１３ｂのみの駆動による２輪駆動状態で
走行している場合、そのときの車速Ｖが車速センサ６１
により、ハンドル舵角θＨが舵角センサ６２により、ま
た実際の旋回動作がジャイロスコープ６３によりそれぞ
れ検出される。これらの検出信号はコントローラ６０に
入力され、その旋回動作予測手段６５において上記検出
された車速■およびハンドル舵角θＨに基づいて車両の
旋回動作が予測され、この予測により得られた予測値は
比較手段６６において上記ジャイロスコープ６３により
検出された検出値と比較される。そして、この予測値と
検出値との差が設定値以上のときには、低μ路必るいは
横風等の外乱によるスリップが生じていると判定され、
上記比較手段６６からモータ４７に切換指令信号が出力
され、この指令信号を受けたモータ４７の作動により、
２／４輪駆動切換機構３８が作動し、そのスリーブギヤ
４２が第１および第３のスプラインギヤ３９．４１同士
または第１〜第３のスプラインギヤ３９〜４１の仝休を
回転一体に連結し、このことにより車輪８ａ、８ｂ、１
３ａ、１３ｂに対する駆動状態が２輪駆動状態から強制
的に４輪駆動状態に切り換えられる。この４輪駆動状態
への切換えにより、走行路面に対するグリップ力が増大
し、よって車両の走行安定性を高めることができる。

また、その際、車速センサ６１および舵角センサ６２に
よりそれぞれ検出された検出値に基づいて車両の旋回動
作を予測し、その予測値とジャイロスコープ６３により
検出された実際の旋回動作に対応する値との比較により
車両のスリップを検出するので、要するセンサは車速セ
ンサ６１、舵角センサ６２およびジャイロスコープ６３
だけでよく、マイクロ波や超音波等を利用する場合のよ
うに特殊なセンサ類が不要であり、その分、コストダウ
ンを図ることができる。

しかも、路面状態の悪化のみならず横風等の外乱による
スリップをも検出することができて有利である。

尚、上記のようにして切り換えられた４輪駆動状態の走
行時、上記旋回動作の予測値と検出値との差が設定値よ
りも小さくなると、スリップが生じていない状態と見做
されて、４輪駆動状態の切換保持が解除され、車輪８ａ
、８ｂ、１３ａ、１３ｂに対する駆動状態は元の２輪駆
動状態に復帰される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、パートタイム式
の４輪駆動車において、車速とハンドル舵角とに基づい
て車両の旋回動作を予測し、その予測値を実際の旋回動
作に対応する値と比較して、それら両者間の比較値が設
定値以上異なるときに走行路面の悪化あるいは横風等の
外乱によるスリップが生じていると見做し、そのときの
駆動状態が２輪駆動状態にあっても強制的に４輪駆動状
態に切り換えるようにしたことにより、特殊なセンサ類
を要することなく、路面状態の悪化のみならず横風等の
外乱による車両のスリップを検出して、路面に対するグ
リップ力が増大した４輪駆動状態に保持でき、よって車
両の走行安定性を一層高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下の図面は本発明の実施例を示し、第２図は駆
動切換制御装置の構成を示すスケルトン図、第３図はコ
ントローラにおいて処理される処理手順を示すフローチ
ャート図である。 １・・・エンジン、３・・・変速機、８ａ、８ｂ・・・
前輪、１３ａ、１３ｂ・・・後輪、１８・・・トランス
ファ装置、３３・・・センタデフ、３８・・・２／４輪
駆動切換機構、４７・・・モータ、５６・・・駆動切換
手段、６０・・・コントローラ、６１・・・車速センサ
、６２・・・舵角センナ、６３・・・ジャイロスコープ
、６４・・・２／４輪駆動切換ボタンスイッチ、６５・
・・旋回動作予測手段、６６・・・比較手段。 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切換可能な４輪
   駆動車において、その車速を検出する車速検出手段と、
   車両のハンドルの舵角を検出する舵角検出手段と、車両
   の実際の旋回動作を検出する旋回動作検出手段と、上記
   車速検出手段および舵角検出手段によりそれぞれ検出さ
   れる検出値に基づいて車両の旋回動作を予測する旋回動
   作予測手段と、該旋回動作予測手段により予測される予
   測値を上記旋回動作検出手段により検出される検出値と
   比較し、その比較値が予め設定された設定値以上異なる
   ときに切換指令信号を出力する比較手段と、２輪駆動状
   態での走行時に上記比較手段からの切換指令信号を受け
   て４輪駆動状態に駆動切換えする駆動切換手段とを備え
   てなることを特徴とする４輪駆動車の駆動切換制御装置
   。