JPH0628988B2 - 四輪駆動装置の制御方法 - Google Patents

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
置の差動作用を制限する差動制限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号の各公報に示されている。

上述の如き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何れか一
つでもが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動制御クラッチの如き差動制限装
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、即ち、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
動時には前記差動制御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た四
輪駆動装置が提案されており、これは特開昭５５−７２
４２０号公報に示されている。

発明が解決しようとする問題点 前輪と後輪との回転数差が所定値以上になった時にはセ
ンタディファレンシャル装置の差動作用が禁止されれ
ば、前後輪直結の四輪駆動状態となって悪路に於ける踏
破性が向上するが、しかしこれでは前輪と後輪との回転
数差が所定値以上になってセンタディファレンシャル装
置の差動作用が禁止されると、前輪と後輪との回転数差
が所定値以下になり、これにより差動制御クラッチが再
び解放され、所謂ハンチング現象が生じる。従って実際
の制御ではハンチング現象の発生を防止するため制御手
法を用いなければならず、しかしこれが用いられると、
今後は応答性が悪化し、刻々と変化する車輌運転状態及
び路面状態に対し必ずしも最適状態が維持されない。

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輪の駆動力が減少することの
回避とを両立し、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
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 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
の差が所定値を越えない値に保たれるよう前記差動制御
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
方法によって達成される。

所定値以上にならないようにすべき前記後輪回転数と前
記前輪回転数との差はタイトコーナブレーキ現象度合か
らして操舵角に応じて可変に設定されて良い。

本発明による制御方法の実施に用いられる差動制限装置
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、後輪回
転数と前輪回転数との差が所定値以下に保たれ、これに
より所定値以下の前後輪回転数差が許容され、前後輪回
転数差が所定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発進時等に循環
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きれなくなってスリップが生
じ、これによって後輪回転数と前輪回転数との差が所定
値以上になろうとすると、その差が所定値を越えて増大
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。

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
後輪回転数差は操舵角の増大に大じて増大するから、こ
の許容すべき前後輪回転数差が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
プにより全輪の駆動力が低下することの回避の両立の効
果がより一層顕著なものとなる。

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に与えられるように
なっている。変速装置７は、遊星歯車機構等により構成
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
めの遊星歯車式のセンタディファレンシャル装置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及び該キャリアに担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
ア１３及びリンクギア１４とを有し、リンクギア１４は
後輪駆動軸１５に接続され、サンギア１３は後輪駆動軸
１５と同芯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１９に噛合する無
端のチェーン２０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
於ける前後輪重量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はサンギア１３とリング
ギア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が設けられており、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に設けられた油圧制
御装置２２により行われるようになっている。

差動制御クラッチ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３９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バルブ４０と、プ
レッシャレギュレータバルブ４０より油圧を与えられる
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より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 に接続するようになっ
ている。サーボ油圧コントロールバルブ４１には制御装
置４５より所定のデュ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はデュ
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へ供給するようになる。

後輪駆動軸１５には自在継手２３によりリアプロペラ軸
２４の一端が駆動連結されている。

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、車輌用自動変速機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の鋳鉄
製のオイルパン２９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が設けられており、該ドライブピニオ
ンはフロントディファレンシャル装置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の伝達トルク制御を行うよう
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４６f より前
輪回転数に関する情報を、スロットル開度センサ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動制御クラッチ
２１の伝達トルク容量を制御するための所定のデューテ
ィ比のパルス信号をサーボ油圧コントロールバルブ４１
へ出力するようになっている。

差動制御クラッチ２１の伝達トルク容量Ｔc 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、操舵角に応じて所定値ΔＮset 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ΔＮset
以下である時には差動制御クラッチ２１の伝達トルク容
量Ｔc を所定値ΔＴc ずつ減少せしめ、これに対し回転
数差ΔＮが所定値ΔＮset 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。

制御目標回転数差である所定値ΔＮset は、第４図に示
されている如く、操舵角の増大に応じて増大する。但し
操舵角が零度であっても所定値ΔＮset は零には設定さ
れず、循環トルクの発生の回避に必要な値に設定され
る。

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ΔＮset を越えない範囲で差動
作用を自由に行ない得る状態となり、これによってタイ
トコーナブレーキ現象の発生が回避され、また発進時に
循環トルクが生じることが回避される。

後輪回転数Ｎr と前輪回転数Ｎf との差ΔＮが所定値Δ
Ｎset 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ΔＮset 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ΔＴc
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、本発明による制御方法は第５図に示されている如き
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、上述の実
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前記二つの出力
部材のうちの一方と入力部材、即ちキャリアとを可変の
伝達トルク容量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得られる。

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る
差動制御クラッチの制御システムを示す概略構成図、第
３図は本発明による四輪駆動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……油
圧制御装置，１０……センタディファレンシャル装置，
１１……キャリア，１２……プラネタリピニオン，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……無端チェーン，
２１……差動制御クラッチ，２２……油圧制御装置，２
３……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……自在継
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……
ディファレンシャルケース，３３……ドライブピニオ
ン，３４……リングギア，３５……油圧サーボ装置，３
６……油室，３７……サーボピストン，３９……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……制御装
置，４６r ……後輪回転数センサ，４６f ……前輪回転
数センサ，４７……スロットル開度センサ，４８……マ
ニュアルシフトポジションセンサ，４９……操舵角セン
サ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項２】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差が操舵角に応じて決定し
   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。