JPH0784141B2 - 四輪駆動車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、駆動力配分の調整を可能とする四輪駆動車に
関する。

（従来の技術） 従来、前後輪間の駆動力配分の調整を可能とする四輪駆
動車として特開昭60−135327号公報に記載されたものが
知られている。

これは、変速機と後輪用終減速機との間、および後輪用
終減速機と左右後輪との間のそれぞれに油圧クラッチを
設け、これら３つのクラッチを統合的に制御することに
より前後輪間の駆動力配分の調整を行うものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の四輪駆動車は、前輪駆動系に
は変速機からの出力を直接伝達するものであったため、
後輪寄りの駆動力配分を得ることは不可能であった。

また、後輪車軸に左右のクラッチが設けられているにも
かかわらず、各クラッチが統合的に制御されるものであ
ったため、左右輪間の駆動力配分の制御を行うことは不
可能であり、四輪駆動状態では四輪駆動車特有の特性で
ある強アンダステア特性を示す欠点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明による上記課題を解決するための手段は、変速機
から前輪差動装置への駆動力の伝達を断接可能とすべく
変速機と前輪差動装置との間の駆動力伝達経路に介在さ
れたフロントクラッチと、上記変速機から左右の後輪へ
の駆動力の伝達をそれぞれ独立して断接可能とすべく上
記変速機と上記左右の後輪との間の駆動力伝達経路にそ
れぞれ介在された左右のリヤクラッチとを有し、走行状
態を検出する走行状態検出手段と、同走行状態検出手段
により検出された走行状態に基づいて上記３つのクラッ
チ各々の接合率を演算するコントローラと、同コントロ
ーラによる演算結果に基づいて上記３つのクラッチを各
々作動するクラッチ作動手段と、を備えたことを特徴と
する四輪駆動車である。

（作用） 本発明によれば、変速機と前輪差動装置との間の駆動力
伝達経路に介在されたフロントクラッチ、及び変速機と
左右の後輪との間の駆動力伝達経路にそれぞれ介在され
た左右のリヤクラッチの接合率がクラッチ作動手段によ
り走行状態に基づいて独立に制御されるため、前輪への
駆動力配分はフロントクラッチにより、また後輪への駆
動力配分は左右のリヤクラッチにより制御され、前輪駆
動と後輪駆動の間で前後輪間の駆動力配分が制御可能に
なるものであり、個々の走行状態で加速性能及び旋回性
能が最も向上するように、前後輪間の駆動力配分を広い
範囲で選択することができるものである。

また、これら３つのクラッチを同時に遮断あるいは低接
合率にすれば、駆動力の遮断あるいは低減が可能にな
り、旋回限界におけるコーナリングフォースの確保やア
ンチスキッドブレーキとの干渉の回避が容易に可能とな
る。

さらに、左右のリヤクラッチの接合率を独立に制御する
ことにより左右後輪間の駆動力配分が調整され、左右後
輪間の駆動力の差により発生するヨーモーメントによっ
てステア特性を制御することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、図示しないトランスミッションから出
力される駆動力は、図中白抜き矢印で示すようにフロン
トクラッチ１のケーシング２に伝達されるものとなって
いる。このケーシング２には後輪用出力軸３が直結され
ており、トランスミッションからの出力はそのまま後輪
用出力軸３に伝達されるものとなっている。一方、前輪
用出力軸４はフロントクラッチ１の湿式多板クラッチ機
構５を介してケーシング２に接離自在に連結されてい
る。

この前輪用出力軸４は、前輪用の差動装置６のケーシン
グに駆動連結されており、差動装置６は前輪用出力軸４
から入力される駆動力を左右の前輪7,8に分配して伝達
するものとなっている。また、フロントクラッチ１の接
合率は供給される油圧の大きさに応じて制御されるもの
となっており、具体的には後述のフロントクラッチ用電
磁バルブの開弁率を調整することによって供給油圧が制
御され、クラッチ接合率が制御されるものとなってい
る。このため、フロントクラッチ１の作動状態により前
輪7,8へ伝達される駆動力が制御されるものとなってお
り、フロントクラッチ１を完全に切り離せば前輪7,8へ
の駆動力伝達を遮断することも可能となっている。な
お、油圧供給機構および電磁バルブは公知のものを使用
可能であるため、具体的な構成の説明は省略する。

また、後輪用出力軸はプロペラシャフト９を介して左右
のリヤクラッチ10,11の一体化されたケーシング12に駆
動連結されている。リヤ左クラッチ10の湿式多板クラッ
チ機構13は、ケーシング12と左後輪14に連結された左後
輪車軸15との接続を制御するものとなっており、同様に
リヤ右クラッチ11の湿式多板クラッチ機構16は、ケーシ
ング12と左後輪17に連結された左後輪車軸18との接続を
制御するものとなっている。これら左右のリヤクラッチ
10,11は、前述のフロントクラッチ１と同様に供給され
る油圧の大きさに応じて接合率が制御されるものとなっ
ており、それぞれ独立に設けられた電磁バルブの開弁率
を調整することによって供給油圧が左右独立に制御され
るものとなっている。このため、左右のリヤクラッチ1
0,11の作動状態により後輪14,17へ伝達される駆動力が
左右独立に制御されるものとなっており、リヤクラッチ
10,11を完全に切り離せば後輪14,17への駆動力伝達を個
別に遮断ことも可能となっている。

なお、フロントクラッチ１は油圧が供給されない状態で
完全に接合し、供給される油圧の増大とともに接合率が
低下する形式のものが使用されており、またリヤクラッ
チ10,11はフロントクラッチ１とは逆に油圧が供給され
ない状態で完全に切り離され、供給される油圧の増大と
ともに接合率が上昇する形式のものが使用されている。
このため、油圧供給系に故障が生じても走行不能となる
ことが防止されるし、停車時のギヤ入れ駐車機能も確保
されるものとなっている。

上記のように、第１図に示した駆動力伝達系の構成によ
れば、３つの電磁バルブの作動状態により、前輪7,8、
左後輪14および右後輪17への駆動力伝達状態が独立に制
御されるものとなっており、前後輪間および左右後輪間
の駆動配分状態が自由に制御できるようになる。

第２図は、上記３つの電磁バルブの作動を制御する制御
装置の概要を示すものである。

すなわち、フロントクラッチ用電磁バルブ21,リヤ左ク
ラッチ用電磁バルブ22,リヤ右クラッチ用電磁バルブ23
の作動は、マイクロコンピュータ等により構成される4W
Dコントローラ24により制御されるものとなっている。
なお、このコントローラ24および各電磁バルブ21〜23
は、クラッチ操作手段をなすものである。

また、車体に作用する前後方向加速度を検出する前後Ｇ
センサ25、車体に作用する左右方向加速度を検出する左
右Ｇセンサ26、各車輪の回転速度を検出する車輪速セン
サ27〜30、ステアリングホイールの操舵角を検出する操
舵角センサ31、エンジンのスロットル開度を検出するス
ロットル開度センサ32、エンジンの回転数を検出するエ
ンジン回転数センサ33、トランスミッションの変速段を
検出する変速段センサ34、車体の前後方向の傾斜角を検
出する勾配センサ35が設けられており、これらのセンサ
25〜35により検出される情報がそれぞれコントローラ24
に入力されるものとなっている。また、アンチスキッド
ブレーキ装置のコントローラ36からはアンチスキッドを
実行している場合に制御中を示す信号が入力されるもの
となっている。

これらの入力情報に基づいてコントローラ24内で実行さ
れる制御動作は、第３図に示すフローチャート図に示さ
れる。

すなわち、第３図に示すように制御が開始されると、ま
ずステップS1で各センサからの検出信号が読みこまれる
と同時に入力情報に基づいて路面μおよび旋回限界指標
値が算出される。ここで路面μは前後Ｇセンサ25の出
力、各車輪速センサ27〜30の出力、および変速段センサ
33とエンジン回転数センサ33の出力から算出される駆動
出力回転数等に基づいて演算され、また旋回限界指標値
は左右Ｇセンサ26、操舵角センサ31、各車輪速センサ27
〜30の出力に基づいて算出される。

その後ステップS2において、ABSコントローラ36からの
出力に基づいてアンチスキッドブレーキが作動中である
か否かが判定され、作動中である場合は他の全ての制御
に優先してステップS3に到り、フロントクラッチ１およ
びリヤクラッチ10,11が完全に切り離される。これは、
各車輪間の駆動系による拘束状態がアンチスキッド制御
に干渉して正確なスキッド制御が実行されなくなるのを
防止するためである。

一方、ステップS2でスキッド制御が実行中でないと判別
された場合は、ステップS4に進み、操舵角センサ31の出
力に基づいて旋回中であるか否かが判別され、旋回中で
はないと判別された場合には、更にステップS5でスロッ
トル開度センサ31、エンジン回転数センサ34および各車
輪速センサの出力に基づいて加速中か否かが判別され
る。加速中であると判別された場合には、ステップS6に
進んで各車輪速センサの出力に基づいて高速走行中であ
るか否かが判別され、高速走行中である場合にはステッ
プS7に至る。ステップS7では、フロントクラッチ１が中
間状態に制御されると共にリヤクラッチ10,11が完全に
ロックされる。この状態は、高速直進走行時の加速状態
であり、後輪寄りの駆動力配分の四輪駆動状態となっ
て、高い加速性能が得られると共に前後輪間の動力循環
が回避される。

また、ステップS6で高速走行中ではないと判別された場
合には、ステップS8に至り、フロントクラッチ１および
リヤクラッチ10,11が完全にロックされる。この状態は
低速直進走行時の加速状態であり、直結四輪駆動状態と
なって高い加速性能が得られると共に悪路および低μ路
における走破性が向上する。

一方、ステップS5で加速中ではないと判別された場合は
ステップS9に進んで勾配センサ34の出力から下り坂か否
かが判別され、下り坂走行中であると判別された場合は
ステップS10に至る。ステップS10では、フロントクラッ
チ１が切り離されると共にリヤクラッチ10,11がロック
されて後輪駆動となる。この状態は減速あるいは定常状
態の直進降坂時であり、前輪が駆動系から遮断されるこ
とにより前輪にエンジンブレーキ力が作用することが防
止されるので、前輪タイヤのグリップ力に余裕を残して
良好なステアリング初期応答性が確保される。

また、ステップS9で下り坂走行中ではないと判別された
場合はステップS11に進み、ステップS1で算出された路
面μと基準値とを比較して路面μが低いか否かが判別さ
れ、路面μが低いと判別された場合には、ステップS12
に至る。ステップS12ではフロントクラッチ１が完全に
ロックされると共にリヤクラッチ10,11が中間状態に制
御される。この状態は降坂時以外の低μ路直進走行中の
定常状態あるいは減速状態であり、前輪寄りの駆動力配
分の四輪駆動状態となって、路面μの変化に対する高い
安定性と良好な直進安定性が確保される。

また、ステップS11で路面μが低くないと判別された場
合には、前述のステップS7に至りフロントクラッチ１が
中間状態に制御されると共にリヤクラッチ10,11が完全
にロックされる。この状態は降坂時以外の高μ路直進走
行中の定常状態あるいは減速状態であり、後輪寄りの駆
動力配分の四輪駆動状態となって、高い加減速性能が得
られると共に高速走行時の動力循環も回避され、前輪タ
イヤのグリップ力に余裕を残して良好なステアリング初
期応答性が確保される。

更にステップS4で旋回中であると判別された場合には、
ステップS13に進み、ステップS1で算出された旋回限界
指標値が所定値以上であるか否かが判別される。この旋
回限界指標値が所定値以上であると判別された場合は、
前述のステップS3に至り、フロントクラッチ１およびリ
ヤクラッチ10,11が完全に切り離される。この状態は車
両の旋回状態がタイヤのグリップ限界を越える惧れのあ
る場合で、各クラッチが切り離されることにより、タイ
ヤに伝達される駆動力およびエンジンブレーキ力が遮断
されるので、タイヤの発揮できるコーナリングフォース
が増大して旋回限界が向上しスピンの発生が回避され
る。

ステップS13で旋回限界指標値が所定値以上ではないと
判別された場合には、ステップS14に進み加速中である
か否かが判別され、加速中である場合はステップS16に
進み、路面μが低いか否かが判別される。ステップS16
で路面μが低いと判別された場合にはステップS17に至
り、フロントクラッチ１および旋回外輪側のリヤクラッ
チが完全にロックされると共に、旋回内輪側のリヤクラ
ッチが中間状態に制御される。この状態は、低μ路にお
ける旋回加速状態であり、旋回内輪側の後輪駆動力が低
減された四輪駆動状態となり、高い駆動性能が得られる
と共に左右後輪の駆動力差によるヨーモーメントによっ
て旋回性が向上する。

また、ステップS16で路面μが低くないと判別された場
合には、ステップS18に至る。ステップS18では、フロン
トクラッチ１および旋回内輪側のリヤクラッチは中間状
態に制御され、旋回外輪側のリヤクラッチは完全にロッ
クされる。この状態は、高μ路における旋回加速状態で
あり、前輪および旋回内輪側の後輪の駆動力が低減され
た四輪駆動状態となる。この状態では左右後輪間の駆動
力差によるヨーモーメントによって旋回性が向上すると
同時に、前輪の駆動力が低減されることにより前輪のコ
ーナリングフォースが向上することによってもステア応
答性が向上する。また、旋回内輪側のリヤクラッチが中
間状態に制御されることによって左右後輪間の差動が許
容されると共に、フロントクラッチが中間状態に制御さ
れることによってタイトコーナブレーキング現象および
高速走行時の動力循環現象も回避される。

一方、ステップS14で加速中ではないと判別された場合
はステップS19に進み、下り坂走行中か否かが判別さ
れ、下り坂ではないと判別されると前述のステップS12
に至り、フロントクラッチ１が完全にロックされると共
にリヤクラッチ10,11が中間状態に制御される。この状
態は降坂時以外における旋回中の定常状態あるいは減速
状態であり、前輪寄りの駆動力配分の四輪駆動状態とな
って、路面μの変化に対する安定性が向上すると同時に
タックイン現象が発生し易くなり旋回性も向上する。ま
た、リヤクラッチ10,11が中間状態に制御されることに
より、左右後輪間の差動が許容され、且つタイトコーナ
ブレーキング現象および高速走行時の動力循環現象も回
避される。

また、ステップS19において下り坂であると判別された
場合にはステップS20に至り、フロントクラッチ１およ
びリヤクラッチ10,11が中間状態に制御される。この状
態は降坂時における旋回中の定常状態あるいは減速状態
であり、エンジンブレーキ力の伝達は低下するがその分
コーナリングフォースが増大して旋回性が向上する。ま
た、左右のリヤクラッチが中間状態に制御されることに
よって左右後輪間の差動が許容されると共に、フロント
クラッチが中間状態に制御されることによってタイトコ
ーナブレーキング現象および高速走行時の動力循環現象
も回避される。

そして、上記ステップS3,S7,S8,S10,S12,S17,S18,S20の
処理が完了した後は、ステップS1に戻り以下の判別処理
が繰り返される。

上記実施例によれば、個々の走行状態で加速性能及び旋
回性能が最も向上するように、各クラッチ1,10,11が独
立に制御されることにより、前後輪間の駆動力配分およ
び左右後輪間の駆動力配分が広い範囲で制御されるの
で、運転状態に応じた最適の駆動力配分が得られ、車両
の加速性能および旋回性能が一段と向上する効果を奏す
ると同時に、タイトコーナーブレーキング現象や動力循
環現象も効率良く回避される。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、クラッチ操作手段は各クラッチの状態を手動で制御
するものとして構成してもよく、また上記実施例で中間
状態としたクラッチの接合率をより多段階に制御したり
無段階に制御するものとしてもよい。そして、クラッチ
の接合率をより多段階に制御したり無段階に制御する場
合は、車輪のスリップ率や横加速度、操舵角等に応じて
最終的な接合率を決定すればよい。このほか種々の変形
実施が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、簡単な構成で前後輪間の駆動力配分および左右
後輪間の駆動力配分を広い範囲で制御することができ、
走行性能が大幅に向上する四輪駆動車を提供する効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す駆動系の概略構成図、第
２図は同制御系の概略構成図、第３図は制御内容を示す
フローチャート図である。 １……フロントクラッチ 10,11……リヤクラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−220930（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速機から前輪差動装置への駆動力の伝達
   を断接可能とすべく変速機と前輪差動装置との間の駆動
   力伝達経路に介在されたフロントクラッチと、上記変速
   機から左右の後輪への駆動力の伝達をそれぞれ独立して
   断接可能とすべく上記変速機と上記左右の後輪との間の
   駆動力伝達経路にそれぞれ介在された左右のリヤクラッ
   チとを有し、 走行状態を検出する走行状態検出手段と、同走行状態検
   出手段により検出された走行状態に基づいて上記３つの
   クラッチ各々の接合率を演算するコントローラと、同コ
   ントローラによる演算結果に基づいて上記３つのクラッ
   チを各々作動するクラッチ作動手段と、を備えたことを
   特徴とする四輪駆動車。