JPS63227423A - 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 この発明は四輪駆動装置の制御方法に関し、特に常時四
輪駆動車にお（ブるセンタディファレンシャル装置の差
動制限用摩擦係合手段を制御する方法に関するものであ
る。

従来の技術 差動制限を行なう常時（フルタイム）四輪駆動装置を、
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６０−２８０６６２＠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
きクシく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。

従来、上記のセンタディファレンシャル装置の差動制限
を行なう差動制限装置を備えた四輪駆動装置を制御する
方法として、上記の入力トルクとトランスファ装置に前
置される変速機での変速段とに基づいて制御する方法以
外に、シフトダウンや悪路走行あるいは前後輪のスリッ
プざらには操舵角などに基づいて差動制限装置の係合・
解放を制御する方法が考えられおり、またざらに制御を
行なうべき条件に優先順位を設定して差動制限装置の係
合・解放および伝達トルク容量の増減を制御する方法が
、従来考えられている。

発明が解決しようとする問題点 ところで差動制御クラッチは、一般には、スプリングよ
ってクラッチディスクとクラッチプレートとを解放状態
に維持し、またこのスプリングに対抗するよう油圧サー
ボ機構のサーボ油圧を作用させることによりクラッチデ
ィスクとクラッチプレートとを係合させ、かつその係合
力を調整することにより伝達トルク容量を適宜に設定す
るよう構成されている。しかるに差動制御クラッチの係
合・解放および伝達トルク容量の増減を走行状態に応じ
て常時灯なう上記の方法では、差動制御クラッチを頻繁
に係合・解放させるうえに、その切換動作を瞬時に行な
うことが必要であるが、スプリングの弾性力によって差
動制御クラッチの解放状態を保証するように構成してい
るから、サーボ油圧をかけて差動制御クラッチを係合さ
せる場合、サーボ油圧をかけ始めた後そのサーボ油圧が
スプリングの弾性力に打勝ちかつ間隙が零となって初め
て差動制御クラッチが係合し始める。すなわち第６図は
差動制御クラッチを係合させる電磁弁Ｓ叶をＯＮとした
後の差動制御クラッチにかかる圧力Ｐｃの時間的変化を
示す線図であって、電磁弁Ｓ叶がＯＮとなったのちに不
可避的遅れ時間１０が経過すると圧力ＰＣが上昇し始め
、スプリング荷重分の油圧でのパッククリアランスが詰
る時間ｔ１が経過すると、圧力Ｐｃがスプリング荷重に
相当する平均油圧ＰＯから次第に上昇し、時間ｔ２の後
に所定の最大圧力に達する。したがって（ｔＯ＋ｔｌ）
の間は差動制御クラッチの伝達トルク容量が零であり、
そのため差動制御クラッチを解放して走行している際に
前後輪のスリップなどの走行状態の変化によって差動制
御クラッチを瞬時に係合させる必要が生じた場合に、差
動制御クラッチの係合を指示する信号が出力された後、
必要な差動制限が行なわれるまでの間に時間的な遅れ（
例えば０．３〜０，４秒程度）が生じる問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、差
動制御クラッチなどの摩擦係合手段の応答性を良好にす
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、油圧サーボ
装置に予め定めた一定のサーボ油圧をかけておくことに
より、差動制限用の摩擦係合手段を係合もしくは解放状
態に付勢する弾性体の弾性力を相殺し、サーボ油圧の上
昇によって直ちに摩擦係合手段が切換え動作するように
したことを特徴とする方法であり、より具体的には、こ
の発明は、前車輪と後車輪との差動を行なう差ｒ＠機構
と、その差動機構の差動作用を制限する摩擦係合手段と
、その摩擦係合手段の係合・解放の制御を行なう油圧サ
ーボ機構とを有し、かつその油圧サーボ機構が油圧によ
る作用ツノに対抗するよう作用する弾性体を備えている
四輪駆動装置を制御するにあたり、前記油圧サーボ機構
から排圧した後、予め定めた時間の経過後に、前記油圧
サーボ機構におけるサーボ油圧を前記弾性体に対抗する
予め定めた一定圧力に維持することを特徴とする方法で
ある。

またこの発明では、前記弾性体が摩擦係合手段を解放す
るよう作用し、かつ前記予め定めた一定のサーボ油圧が
、摩擦係合手段を解放状態にする弾性体の弾性力を相殺
して摩擦係合手段を係合直前の状態に維持する圧力に設
定することができる。

作　　用 この発明の方法では、油圧サーボ機構から排圧すること
により、差動制限用の摩擦係合手段には弾性体の力のみ
が作用して摩擦係合手段の状態が変化するが、予め定め
た時間が経過すると、油圧サーボ機構に予め定めた圧力
のサーボ油圧がかかり、その圧力によって弾性体の作用
力が減じられる。すなわちサーボ油圧が更に高くなれば
、摩擦係合手段は弾性体による作用状態から油圧サーボ
機構による作用状態に直ちに切換ねる。より具体的には
、摩擦係合手段の解放状態は弾性体の力によって維持さ
れるが、摩擦係合手段が解放された後に一定時間が経過
すると、摩擦係合手段を解放状態に維持す弾性体の力が
サーボ油圧によって相殺され、摩擦係合手段は係合直前
の状態に設定される。その結果、サーボ油圧が上昇すれ
ば、摩擦係合手段は直ちに係合する。

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チャートで
あり、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１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内に設けられた歯車式の変速装置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軸（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
。

変速装置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にう構成
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ァレン
シャル装＠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
力部材としてのキ驚・リア１１およびキャリア１］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１２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、差動制限装置として
、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御装置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
サーボ式の湿式多板クラッチであり、油圧サーボ装置３
５の油室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右方向
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に接続されたポート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
はポートａを油圧ポートｂに連通させ、これに対し非通
電時にはポート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さ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Ｐ）Ｉｉ装置
３０の入力軸であるドライブピニオン軸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
制御信号に基づ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、一般的構造のマイ
クロコンピュータとタイマとして機能するカウンタとを
含み、この制御装置４５には、車速ｖ１操舵角ｅ、スロ
ットル開度θ、マニュアルシフトポジション、前輪回転
数、後輪回転数、ブレーキ信号等の信号がそれぞれ入力
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
を検出するセンサあ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
その変速段とスロットル開度θとに応じて差動制御クラ
ッチ２１の伝達トルク容重を制御する′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、ざらに旋回やスリップ等の非定常時に
はその非定常条１′１に応じた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に出力し、かつ
タイマのカウント値に応じて所定圧力のサーボ油圧を生
じざぜるようり一−ボ油圧コントロールパルプ４１へ予
め定めたデユーディ比のパルス信号を出力するように溝
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（Ａ＞に示すように先ず差
動制限を行なっているか否かをフラグによって判断しく
ステップ１００　）　、フラグが“１”（Ｆ＝１＞の場
合は差動制限解除中と判断して、ステップ１０１に進み
、ここではサーボ油圧コントロールバルブ４１に与えら
れているデユーティ比りが、戻しばね３８による荷重相
当圧力を生じさせるデユーティ比ｄ１に設定されている
か否かを判断する。ステップ１０１での判断結果が「イ
エス」の場合にはここでの制御を終了し、また反対に判
断結果が１ノー」の場合は、差動制限が行なわれいない
ことによりデユーティ比りが「Ｏ」となっていることに
なるから、この場合は、タイマの値Ｔｍが予め定めた時
間Ｔ１より大ぎいか否かの判断を行なう（ステップ１０
２）。ここでタイマは差動制御クラッチ２１を完全に解
放させるデユーティ比Ｄ＝０の継続時間をカウントする
ものであり、例えば第１図（Ｂ）に示すように、差動制
限解除伯母の入力（ステップ２００＞に基づいてデユー
ティ比りをｒＯＪに設定（ステップ２０１）した後、フ
ラグを１″にセットするとともにタイマのカウント値Ｔ
ＩをｒＯＪにリセットする（ステップ２０２）。

ステップ１０２の判断結果が「ノー」場合には、すなわ
ちタイマのカウント値Ｔｍが予め定めた時間Ｔ１より小
ざい場合には、デユーティ比りをｒＯＪに維持する（ス
テップ１０３）。この場合、油圧サーボ装置３５にはサ
ーボ油圧が全くかからないから、差動制御クラッチ２１
は戻しばね３８の弾性力を受けて完全に解放した状態に
おる。これに対しステラ１１０２判断結果が「イエス」
場合、すなわちタイマのカウント値Ｔｍが予め定めた時
間Ｔ１以上の場合には、デユーティ比りをｄ１設定する
（ステップ１０４）。その結果、油圧サーボ装置３５に
は、戻しばね３８の荷重に相当する圧力がかかるので、
差動制御クラッチ２１は係合直前の状態になる。

他方、ステップ１００の判断結果が「ノー」の場合には
、差動制御クラッチ２１が係合して差動制限を行なって
いるから、その状態を維持するためにデユーティ比りを
１００％に維持する（ステップ１０５）。なお、このス
テップ１０５の制御を行なわずに走査過程をリターンさ
せ、走行状態に応じたデユーティ比の制御を行なう他の
フローチャートに基づいて制御を行なうようにしてもよ
い。

したがって上記の方法によれば、サーボ油圧コントロー
ルバルブ４１に対するデユーティ比りをｒＯＪに設定し
て差動制御クラッチ２１を完全に解放し、しかる後に予
め設定した時間Ｔ１が経過した場合には、差動制御クラ
ッチ２１にかかる圧力Ｐｃが戻しばね３８の荷重に相当
する平均圧力ＰＯになり、そのため第４図に示すように
、サーボ油圧コントロールバルブ４１を構成する電磁弁
ＳｏｌをＯＮとした場合には、不可避的な遅れ時間ｔｏ
の後に直ちに圧力ＰＣが上昇し始め、最終的には差動制
御クラッチ２１を係合させる所定の最大圧力に達する。

なお、前記一定時間Ｔ１を設定した理由は、差動制御ク
ラッチ２１の解放を確実ならしめるためである。

以上）ホべた実施例は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５図を参照して説明する。第５図において内
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ＭＡ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ｌ・ルクコンバータ５３は、入力部材５３ａによ
って内燃機関５０の出力ｌ１ＩＩｌ１５５に連結されて
内燃機関５０から回転駆動ツノを与えられており、その
出力部材５３ｂ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
であって良く、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はセンタディフルンシ
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５９を一体に価えたディファレンシャルケース６
０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対の差動ピニオン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とセンタディフルンシャル装置５７の一つ
の出力部材である前輪駆動軸６８とを、選択的にトルク
伝達するよう接続する差動制限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６９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
応じた大きさ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はフロントディフルンシャル装置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
よってディフルンシャルケース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７８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
Ｖ、操舵角θ、スロットル開度θ、マニュアルシフトポ
ジション、前輪回転数、後輪回転数、ブレーキ信号等の
信号がそれぞれ入力されている。

そして制御装置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、
またその変速段とスロットル開度θとに応じて差動制御
クラッチ６９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
ルブへ出力し、ざらに旋回やスリップ等の非定常時には
その非定常条件に応じた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に出力し、かつタイマのカ
ウント値に応じて所定圧力のサーボ油圧を生じざぜるよ
うサーボ油圧コントロールバルブ４１へ予め定めたデユ
ーティ比のパルス信号を出力するように構成されている
。

以上のように構成した四輪駆動車であっても、前述した
例と同様に制御することができる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法によれば、弾性体の力
のみが予め定めた時間継続して摩擦係合手段に作用する
と、油圧サーボ機構におけるサーボ油圧がその弾性体の
作用力を減じる方向にかかり、したがって勺−小油圧が
更に高くなれば、摩擦係合手段の係合・解放の状態が不
可避的な遅れ時間の後に直ちに切換ねる。したがってこ
の発明の方法をフルタイム四輪駆動車のセンタディファ
レンシャル装置の差動制限装置の制御に適用すれば、差
動制限の解除状態から差動制限の実行状態への応答性が
従来になく良好となり、ひいては四輪駆動の利点を充分
生かした走行を行なうことができ、また摩擦係合手段の
早期摩耗を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７０−チヤードで
あって（Ａ＞は差動制御クラッチの制御のためのフロー
チャート、（Ｂ）は時間設定のためのフローチャート、
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
は差動制御クラッチにかかる圧力の時間的変化を示す線
図、第５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、第６図は従来の方法による差動制御クラ
ッチにかかる圧力の時間的変化を示す線図である。 ３．５２・・・四輪駆動用トランスファ、　１０２５７
・・・センタディファレンシャル装置、　２１，６９・
・・差動制御クラッチ、　３５・・・油圧サーボ装置、
３８・・・戻しばね、　４１・・・丈−小油圧コントロ
ールバルブ、　４５．７’ｌ・・・制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前車輪と後車輪との差動を行なう差動機構と、そ
   の差動機構の差動作用を制限する摩擦係合手段と、その
   摩擦係合手段の係合・解放の制御を行なう油圧サーボ機
   構とを有し、かつその油圧サーボ機構が油圧による作用
   力に対抗するよう作用する弾性体を備えている四輪駆動
   装置を制御するにあたり、 前記油圧サーボ機構から排圧した後、予め定めた時間の
   経過後に、前記油圧サーボ機構におけるサーボ油圧を前
   記弾性体に対抗する予め定めた一定圧力に維持すること
   を特徴とする四輪駆動装置の制御方法。
2. （２）前記弾性体が摩擦係合手段を解放するよう作用し
   、かつ前記予め定めた一定のサーボ油圧が、摩擦係合手
   段を解放状態にする弾性体の弾性力を相殺して摩擦係合
   手段を係合直前の状態に維持する圧力であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の四輪駆動装置の制御
   方法。