JPS638026A - 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 本発明は、自助中等の車輌に用いられる四輪駆動装置の
制御方法に係り、特にセンタディファレンシャル装置を
有する四輪駆動装置の制御方法に係る。

従来の技術 自動ｌｌ専の車輌に用いられる四輪駆９ｈ　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ピンタデ
ィフ７１レンシャル装置と、航記センタディファレンシ
１１ル装置の差動作用を制限する差動制限装置とをイエ
する四輪駆動装置が既に提案されており、この種の四輪
部！ＩＩ装置は、例えば特開昭５０−１４７０２７号、
特開昭５５−７２４２０号の各公報に示されている。

上）ホの如き四輪駆動装置に於ては、センタディフ７レ
ンシャル装置の差動作用により車輌旋回時にＯｆｆ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何
れか一つでもがスリップを生じて駆動ノｊを失うと、ビ
ンタデイ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云う現象が生じ、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
有する四輪駆動装置に於ては、センタディファレンシャ
ル装置の差動作用を制限する差′＃Ｊらり御りラッヂの
如き差動制限装置を設けることが行われている。そして
後輪回転数と前輪回転数との差が所定値以上の時、即ら
、一方のタイヤが路面に対し滑りを生じている時には差
動制御クラッチを係合させて後輪と前輪とを直結し、そ
れ以外の四輪駆動時には前記差動υ１１１１クラッチを
解放させてセンタディファレンシャル装置の差動作用を
許すよう構成されｔこ四輪駆動状態が既に提案されてお
り、これは特開昭５５−７２４２０号公報に示されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 タイトコーナブレーキ現象の発生を回避するために許容
すべき前後輪回転数差は一定でなく、これは車速と操舵
角とに応じて変化する。このため許容サベき前後輪回転
数差が一定値に定められてこれに応じて差動制御クラッ
チの係合制御が行なわれたのでは、タイトコーナブレー
キ現象の発（［を回避すること、或いはタイヤスリップ
による走行駆動力の低減を回！！することが完全には行
われなくなる。

本発明は、旋回時のタイトコーナブレーキ現象の発生の
回避と悪路等に於て複数個の車輪の一つが走行路面に対
しスリップを生じた時に全幅の駆動力が減少することの
回避とを確実に両立し、刻々と変化する車輌運転状態及
び路面状態に対して最適状態を維持するよう改良された
四輪駆！７Ｉ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 上述の如き目的は、本発明によれば、一つの入力部材と
後輪用と前輪用の二つの出力部材とを有し後輪と前輪と
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前記入力部
材と前記二つの出力部材のうちの二つの部材を可変の伝
達トルク容量をもってηいに接続し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差動制限装置と、
前記差動制限装置の伝達トルク客間を制御する制御装置
とを有している四輪駆動装置の制御２０方法に於て、後
輪回転数と前輪回転数とを検出し、後輪回転数と前輪回
転数との差が車速と操舵角とに応じて決定した所定値（
許容値）を越えない値に保たれるよう匍記差肋制限装胃
の伝達トルク′ｄ串を制御することを特徴とする制御方
法によって達成される。

本発明による制御方法の実施に用いられる７！ｌＪ制限
装置は伝達トルク容量を外部よりの制御信号によって自
由に変化するものであれば良く、この差動制限装置とし
ては、油圧サーボ式の湿式多板クラッチ、電磁パウダク
ラッチ等が用いられて良い。

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、許容す
べき前後輪回転数差が車速と操舵角とに応じて決定され
、後輪回転数と前輪回転数との差がその許容値以下に保
たれ、これによりタイトコーナブレーキ現象の発生の回
避のための前後輪回転数差が許容され、前後輪回転数差
が前記許容値を越えて大きい値になることがないタイト
コーナブレーキ現象の回避はもとより循環トルクが発生
することが回避される。前輪或いは後輪が駆動力を路面
に対し伝達しされなくなって路面に対しスリップが生じ
、これによって後輪回転数と前輪回転数との差が許容値
以上になろ−うと１δと、その差が許容値を越えて増大
しないよう差動制限装置の伝達トルク容量が増大し、セ
ンタディファレンシャル装置の差動作用が徐々に制限さ
れ、これによって車輌は徐々に前後輪直結の四輪駆動状
態に近付くようになり、車輌の駆動性能が向上して踏破
性が向上し、悪路の踏破が行われるよ・うになる。

そして本発明による四輪駆動装置の制御方法に於ては、
タイトコーナブレーキ現象の回避のために許容すべき前
後輪回転数差は車速及び操舵角の増大に応じて増大する
ことに鑑みて、この許容ずべき前後輪回転数差が車速と
操舵角に応じて設定されることにより、タイトコーナブ
レーキ現象の回避とスリップにより全幅の駆動力が低下
することの回避とが各々確実に完全に行われるようにな
る。

実施例 以下に添例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使用される四輪
駆動装置を示すスケルトン図である。図に於て、１は内
燃機関を示しており、該内燃機関は車輌の前部に縦置き
されており、該内燃機関の後部には車輌用自動変速機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。

車輌用自動変速機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ｊｉシ、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）に駆動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に与えられろように
なっている。変速装置７は、’ｆｉ星歯星歯車機構上り
構成されたそれ自身周知の変速装置であって複数個の変
速段の間に切換わり、その変速制御を油圧制御２Ｉ］装
置９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３はフルタイム４ＷＤのた
めのＭＮＮ小中のセンタディファレンシャル装置１０を
有しており、ピンクディファレンシャル装置１０は、変
速装置７より回転動力を与えられる入力部材としてのキ
ャリア１１及び該ヤ↑・リアに担持されたプラネタリビ
ニオン１２と、プラネタリビニオン１２に噛合したサン
１！ア１３及びリングギア１４とを有し、リングギア１
４は後輪駆動軸１５に接続され、サンギア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１装置３には耐
輪駆動用中間軸１６と平行に前輪駆動＠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及び１つに噛合
する無端のチェーン２ｏにより駆動連結されている。

尚、センタディファレンシャル装置１０はそれ自身の遊
星歯車比により前後輪トルク分配比が最大発進加速時に
於ける前後輪１口は分配比に見合ったものになるよう構
成されている。

四輪駆動用トランスファ装置３はナンギア１３とリング
１＝７１４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が設（）られており、該差動制御クラッチ
の作動は四輪駆動用トランスファ装置３に設けられた油
圧ゐり（社）装置２２により行才）れるようになってい
る。

差動制願クラッチ２１は、第２図に示されている如く、
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３５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にて
右方へ移動することによりトルク伝達関係にセンタディ
ファレンシャル装置１０のサンギア１３とリングギア１
４とを接続し、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は車輌用自動変速機２に組込まれてい
るオイルポンプ３つより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パルプ４０と、プ
レッシャレギュレータバルブ４０より油ｙＥを与えられ
る電ハ奎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
り゛−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より油圧を供給され
る油圧ポートｂと、ドレンポーｌ−ｃとを有しており、
通電時には・Ｉζ−トａを１１＃７圧ボートｂに接続し
、これに対し非通電時にはポートａをドレンポートＣに
１シ続す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ｉＩｌ装置４５より所定のデユーティ
比のパルス信号が与えられ、これよりサーボ油圧コント
ロールバルブ４１はデユーデ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へ供給するよう
になる。

後輪駆！１３（４１１５には自在継手２３によりり７ブ
ロベラ軸２４の一端が駆８３ｆ！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、巾輌用自動変速磯２の一側方をその軸線に対し
略平行に延在しており、他端にて自在継手２７及び中間
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！６
鉄製のオイルパン２つと一体成型されたディファレンシ
ャルケース３２より回転可能に支持されている。

ドライブピニオン軸３１の端部には傘歯車よりなるドラ
イブピニオン３３が設けられてＪ′３つ、該ドライブピ
ニオンは）１コントデイフアレンシヤル装置３０のリン
グギア３４と噛合している。

油圧制御装置９及び２２は電気式の制御装置４５よりの
制御信号に基いて作動して変速装置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、ＲＩＩ　ｉを
行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を含み、後輪回転数センサ４６ｒ
より後輪回転数に関する情報を、前輪回転数センサ４６
「より前輪回転数に関する情報を、スロットル間度廿ン
ナ４７より内燃機関１のスロットル開度に関する情報を
、マニュアルシフトポジションセンサ４８よりマニュア
ルシフトレンジに関する情報を、操舵角センサ４９より
車輌の操舵角に関する情報を各々与えられ、基本的には
マニュアルシフトレンジと後輪回転数或いは前輪回転数
により決まる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
後輪回転数と前輪回転数との差と操舵角に応じて差仙糾
御クラッチ２１の伝達トルク容量をｉｌ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へ出力するよう辷なっている。

差ｖＪ制御クりッヂ２１の伝達トルク容ｆｆ１Ｔｃの制
御は、具体的には第３図に示されている如きフローチャ
ートに従って行われる。

即ち、車速を示す後輪回転＠Ｎｒ或いは前輪回転数Ｎｆ
と操舵角θＳに応じて所定値ΔＮ　Ｓ（！ｔを決定し、
後輪回転数Ｎｒと前輪回転数Ｎｆとの差ΔＮが所定値Δ
Ｎ５ｅｔ以下である時には差動＄制御クラッチ２１の伝
達トルク容ｆｆ１Ｔｃを所定値へＴＣずつ減少せしめ、
これに対し回転数差ΔＮが所定値ΔＮ　Ｓｅｔ以上であ
る時には作動制御クラッチ２１の伝達トルク容量を所定
値ΔＴｃずつ増大せしめるようになっている。

制御目標回転数差、即ら許容回転数差である所定値ΔＮ
　ｓｅｔは、第４図に示されている如（、後輪回転数Ｎ
ｒ或いは前輪回転ａＮｆより見出される車速と操舵角θ
Ｓの増大に応じて増大する。但し操舵角θＳが零度であ
っても所定値ΔＮ　ｓｅｔは零には設定されず、１ＩＩ
ＩＮ環トルクの発生の回避に必要な値に設定されて良い
。

これにより、センタディファレンシャル装置１０は前後
輪回転数差ΔＮが所定値ΔＮ５ｅｔを越えない範囲Ｃ差
動作用を自由に行＜ＴいＩＲる状態となり、これによっ
てタイトコーナブレー４現象のＲ１が回避され、またに
循環トルクが生じることが回避される。

尚、後輪回転数Ｎｒが前輪回転数Ｎ［より小さい時は後
輪回転数Ｎ１・が重速を示すから、この時には後輪回転
ｅ！ＩＮｒと操舵角θＳとしてｃ６じて所定値ΔＮ５ｅ
ｔの決定が１１われ、これに対し前輪回転数Ｎ「が後輪
回転数Ｎｒより小さい時は前輪回転数Ｎ「が車速を示す
力旨う、この時には前輪回転数Ｎｆと操舵角Ｏ３とに応
じて所定値ΔＮ　Ｓｅｔの決定が７１なわれる。実際の
中途に対する後輪回転数Ｎｒ及び前輪回転数Ｎｆの１ｆ
Ｉ５？吊は前輪と後輪とのタイＡ）有効径等の〕ｑいに
よりυいに＋、ｖ４なるから、所定１直ΔＮ　ｓｅｔの
決定が後輪回転数ＩＮ　Ｆ’による場合と前輪回転数Ｎ
「による場合とでは適正所定値△Ｎ５ｅｔが異なるａ第
４図に於ては、所定値ΔＮ　ｓｅｔがの決定が、後輪回
転数による場合の適正所定値ΔＮ　ｓｅｔは実線で、前
輪回転数Ｎ「による場合の適正所定値ΔＮ５ｅｔは破線
で各々示されている。

後輪回転数Ｎｒと前輪回転数ＮｒとのＺΔＮが所定値Δ
Ｎ　ｓｅｔ以上に増大しようとする時は後輪と前輪のい
ずれか一方が路面に対して滑りを生じた時であり、この
時には前後輪回転数差ΔＮが所定値ΔＮ５ｅｔに維持さ
れるよう差動制御クラッチ２１の伝達トルク容量ＴＣを
ＡＴＣずつ増大することが行われる。これによりこの時
には差動制御クラッチ２１の伝達トルク容量ＴＣが徐々
に増大してセンタディファレンシャル装置１０の差動作
用が徐々に制限され、車輌の駆動状態が徐々に前後輪直
結に近付き、回転数差ΔＮが減少すると共に車輌の駆動
性能が向上して悪路の踏破が行われる。

尚、本発明によるＩｌｌ　１方法は第５図に示されてい
る如ぎフローチャートに従って行われても良い。

差動制御クラッチ２１の如き差動制御装置は、上１本の
実施例の如く、センタディファレンシャル装置の二つの
出力部材を可変の伝達トルク容量をもって接続するもの
以外に、センタディファレンシャル装置の＠２二つの出
力部材のうちの一方と入力部材、即らキャリアとを可変
の伝達トルク８吊をもって接続するものであっても良く
、この場合も上述の実施例と同様の作用効果が１ｑられ
る。

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図は本発明による四輪駆動装置の制御方法の実施に
用いられる四輪駆動装置を示す概略構成図、第２図は本
発明による四輪駆動装置の制御方法の実施に用いられろ
差動制御クラッチの制御システムを示ず概略構成図、第
３図は本発明による四輪外０装置の制御方法の実施例を
示すフローチャート、第４図は本発明による四輪駆動装
置の制御方法に於ける制御目標回転数差の設定特性の一
例を示すグラフ、第５図は本発明による四輪駆動装置の
制御方法の他の実施例を示すフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・車輌用自動変速機、３・・
・四輪駆動用トランスファ装置、４・・・コンバータケ
ース、５・・・流体式トルクコンバータ、６・・・トラ
ンスミッションケース、７・・・変速装置、８・・・入
力部材。 ９・・・；１む圧制ｔｉｌｌ装置、１０・・・センタデ
ィファレンシャルｔｕ？、１１・・・キャリア、１２・
・・プラネタリビニオン、１３・・・サンギア、１４・
・・リングギア、１５・・・後輪駆動軸、１６・・・前
輪駆動用中間軸、１７・・・前輪駆動軸、１８．１９・
・・スプロケット、２０・・・無端ｆ１−ン、２１・・
・差動制御クラッチ、２２・・・油圧制御装置、２３・
・・自在継手、２４・・・リアプロペラ軸、２５・・・
自在継手、２６・・・フロントプロペラ軸、２７・・・
自イを継手、２９・・・オイルパン、３０・・・フロン
トディファレンシャル装置、３１・・・ドライブピニオ
ン軸、３２・・・デイフ７レンシ↑Ｉルクース、３３・
・・ドライブピニオン、３４・・・リングギア、３５・
・・油圧サーボ装置、３６・・・油室、３７・・・サー
ボピストン、３つ・・・オイルポンプ、４０・・・プレ
ッシャレギュレータバルブ、４１・・・サーボ油圧コン
トロールバルブ、４５・・・Ｌｌｌ　ｆｉｌ装置、４６
ｒ・・・後輪回転数センサ、４６ｆ・・・前輪回転数セ
ンサ。 ４７・・・スロットル間一度センサ、４８・・・マニュ
アルシフトポジションごンサ、４９・・・操舵角センサ
特　ｎ　出　願　人　　トヨタ自助車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　　明ｒ１　　昌毅第４図 第５図 にニＬつ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一つの入力部材と後輪用と前輪用の二つの出力部
   材とを有し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
   ャル装置の前記入力部材と前記二つの出力部材のうちの
   二つの部材を可変の伝達トルク容量をもって互いに接続
   し前記センタディファレンシャル装置の差動作用を制限
   する差動制限装置と、前記差動制限装置の伝達トルク容
   量を制御する制御装置とを有している四輪駆動装置の制
   御方法に於て、後輪回転数と前輪回転数とを検出し、後
   輪回転数と前輪回転数との差が車速と操舵角とに応じて
   決定した所定値を越えない値に保たれるよう前記差動制
   限装置の伝達トルク容量を制御することを特徴とする制
   御方法。
2. （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、後輪回転数と前輪回転数との差が前記所定値以
   下である時には前記差動制御装置の伝達トルク容量を低
   減し、前記回転数差が前記所定値以上である時には前記
   伝達トルク容量を増大することを特徴とする制御方法。