JPS63176727A - 車両用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 この発明は湿式多板クラッチなどの摩１察係合手段によ
って前後輪に対するトルクの分配率を変えることのでき
る四輪駆動装置の制御方法に関するものでおる。

従来の技術 この種の四輪駆動装置のうち例えばフルタイム四輪駆動
装置を、本出願人は特願昭６０−２８０６６２＠とじて
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ナンギャ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＼７の三者のうらのいずれか三者の間に、伝達ト
ルク各組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おれば、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
係合ざぜることにより、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停台状態でその係
合力を調整すれば、後輪駆動軸と前輪駆動軸とに対する
トルク配分率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号の装置では、
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０１＋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くし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おるいは
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漸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に
ｈ日え、シフトダウンや悪路走行あるいは前後輪のスリ
ップさらには操舵角などに基づいて差動制限装置による
差動制限容ωを制御する方法が考えられおり、またざら
にゐ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
する方法か、従来考えられている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに常時差動制限を行なう上記の方法によれば、定
常走行時はスロットル開度と変速機での変速段とく応じ
て差動制限容量を決め、制動時やスリップ発生時などの
非定常時にはその条件に応じて差動制限容量を決めるこ
とになるが、その差動制限容量は各条件に応じた一定容
量でおるから、運転者が要求する走行性あるいは運転感
覚に必ずしも一致しない場合があった。すなわち走行状
態を大別すると、敏捷性に富むスポーティな走行とスム
ースでイージーな所謂エコノミーな走行とに分けること
ができ、これらの走行モードは例えば電子制御式自動変
速機においてはパワーシフトパターンおよびエコノミー
シフトパターンとして設定されているか、前者の場合に
は、低い変速段で比較的迷い車速まで加速し、車輪で発
生するトルクを大きくして走行することになり、また後
者の場合には車速の増加に伴って早い時期にかつ細かく
シフトアップを行ない、スリップや急加速を避けた走行
を行なう。これらの走行状態は飽くまで運転者の好みに
よるものであるが、パワーシフトパターンの際に一般的
な差動制限を行なったとすると、差動制限容量が不足し
て前輪もしくは後輪に対するトルク分配率が少なくなっ
て操安性が低下する状況が生じる場合かあり、また反対
にエコノミーシフトパターンの際には差動制限容量か過
剰となってタイトコーナーブレーキング現象が生じ、運
転者の要求に合わない走行状態になる問題がある。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、運
転者の好む走行状態に合った四輪駆動状態を達成するこ
とのできる制御方法を提供することを目的とするもので
おる。

問題点を解決するための手段 車輪で発生するトルクか運転感覚に大きく影響し、また
前後輪での１ヘルクは四輪駆動１〜ランスフアのトルク
分配率に影＠されるから、運転者の走行感覚に合った走
行状態を作り出すためには前後輪に対するトルク分配率
をも制御する必要があるのであり、したがってこの発明
は、上記の目的を達成するために、変速機から出力され
る駆動力を前後輪に分配するとともに、その前輪および
後輪に対するトルク分配率を、摩１察係合手段による伝
達トルク容量を走行条件に基づいて変化さけることによ
って制御するに必たり、車速もくしは変速機出力軸回転
数とスロワ１〜ル開度とに応じて行なねれる変速機によ
る変速のパターンを求め、得られた変速パターンに応じ
て前記伝達トルク容ωを変えることを特徴とする方法で
ある。

またこの発明では、伝達トルク容量を増減させる根拠と
なる変速パターンとして、電子制御式変速機における電
子制御装量に予め設定した変速パターンを利用すること
ができる。

さらにこの発明では、シフトアップタイミングを、高車
速側にずらせた変速パターンの場合に伝達トルク容量を
増大させることができる。

作　　　　用 この発明では、先ず走行中の変速パターンを求める。こ
れは、電子制御式自動変速機においては予め設定されて
いる変速パターンのうちから運転者によって選択された
変速パターンを利用すればよく、それ以外の場合には、
例えばスロットル開度と車速とを検出し、かつその時点
での変速段を予め定めた基準となる変速段と比較するこ
と（より、実行されている変速パターンの判定を行なっ
て変速パターンを求めてもよい。そして得られた変速パ
ターンに応じて摩擦係合手段による伝達トルク容量を増
減する。例えば比較的低い変速段で高速まで加速する変
速パターンの場合には、摩１察係合手段での伝達トルク
容量を大きくし、おる程度のタイトコーナーブレーキン
グ現象が生じても操安性の確保を優先させ、またこれと
は反対にシフトアップを比較的早い時点で行なう変速パ
ターンの場合には、摩１ｇ係合手段による伝達トルク８
団を下げてタイトコーナーブレーキング現象の発生を防
止する。

実施例 つぎにこの発明の方法を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の方法の一例を示すフローヂャートで
めり、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
スファ装置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＋？１ｕｌｌ（
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、
後述する制御装置４５で制御される油圧制御装置９によ
り所定の変速パターンに従った複数の変速段に切換ねる
よう構成されている。

四輪駆動用トランスフ１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
シャル装置１０を有しており、センタディフルンシャル
装置１０は、変速装置７から回転動力を与えられる入力
部材としてのキレ１ノア１１およびキャリア１１に保持
されたプラネタリごニオン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と同芯のスリーブ状の前輪
駆動用中間’１１１１６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！Ｎ１１６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おり、油圧サーボ装置３
５の油窄３６に供給されるサーボ油圧によってサーボピ
ストン３７か戻しばね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
至３６に供給されるサーボ油圧の増大に応じて伝達トル
ク客用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４１し
ている。サーボ油圧コントロールバルブ４１は、油圧ザ
ーボ装置３５の油至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
圧ボートｂと、ドレンボートＣとを有しており、通電時
にはポートａを油圧ボートｂに連通させ、これに対し非
通電時にはポートａをドレンボート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４
１はデユーティ比に応じた大ぎざのサーボ油圧を油圧サ
ーボ装置３５の油至３６へ供給する。

後輪駆動＠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ｑ１］１７には、自在継手２５によりフロント
プロペラ軸２６の一端か連結されている。フロン１へプ
ロペラ＠２６は、車両用自動変速数２のＩＩＩＩＩＩ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
ンシャル装置ｆｆｔ　３０の入力軸でおるドライブピニ
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Ｕ＋鉄製のオイルパン２９と一体
成形されたデイフ７レンシＡ・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はフロントディファレンシャル装置３０のリング
ギヤ３４と噛合している。

油圧制御装置９．２２は、電気式のゐＩＩｔｌＯ装置４
５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を含み、車速Ｖ、操舵角Ｏ、
スロットル開度０、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１５の回転数を検出するセンザヤ前輪駆動ｌ１１１１
７の回転数を検出するセンサ必るいは前輪駆動用中間１
１１１１６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とスロットル同段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の伝達トルク容量を制御ａＯするための所定の
デユーティ比のパルス信号をナー小油圧コントロールバ
ルブ４１へ出力し、さ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４１に出力するよう
に構成されている。

ここで変速パターンは、パワーシフトパターン、エコノ
ミーシフトパターンおよびノーマルシフトパターンの三
種類か予め設定されており、バｆノーシフ１〜パターン
は、比較的低い変速段で高速まで加速するようシフトア
ップし、したがって全体的に高トルクで走行するパター
ンでおり、またエコノミーシフトパターンは、比較的車
速か遅い時点でかつ細かくシフ１〜アツプを行なうパタ
ーンであり、さらにノーマルシフトパターンは、車速の
ほぼ一定割合いの増大に応じてシフトアップを行なうパ
ターンである。また差動制御クラッチ２１の伝達トルク
容量は、上記の条件に基づいて制（財）されるが、その
値はパワーシフトパターンにおいて他のシフトパターン
よりも大きく設定されている。

より具体的には、第４図に示すように、所定のスロット
ル間度θ以上では、パワーシフトパターンでの伝達トル
ク容ｆｆ１Ｔｃか佃のシフトパターンでの伝達トルク容
量ＴＣよりも大きくなるよう設定されている。

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図に示すように先ず変速パタ
ーンかパワーシフ１〜パターンか否かの判断を１１なう
（ステップ１００　）。これは、電子制御式自動変速機
の場合には、運転者によって選択されたシフトパターン
かパワーシフトパターンでおるか否かの判断によって行
なえばよく、そうでない場合には、実際の走行中でのシ
フトアップのタイミングをその時点でのスロットル開度
および車速との関係で判断してパワーシフトパターンで
おるか否かの判定を行なえばよい。この判断結果か「イ
エス」の場合には、差動制御クラッチ２１による伝達ト
ルク容吊丁Ｃかパワーシフトパターンに応じた伝達トル
ク容＝］−ｃｐにへっているか否かの判断を行なう（ス
テップ１０１）。その判断結果が「イエス」の場合には
制御を終了し、また判断結果が「ノー」の場合には、伝
速トルク容ｆｆ１Ｔｃをパワーシフ［・パターンに応じ
た伝達トルク容量Ｔｃｐに設定する（ステップ１０２）
。すなわち伝達トルク容量を大きくする。これは具体的
には、前記サーボ油圧コントロールバルブ４１に対して
出力するパルス信号を変えてデユーティ比を大きくする
ことにより行なうことができる。

他方、ステップ１００の判断結果か「ノー」の場合、す
なわちパワーシフトパターンになっていない場合には、
伝達トルク容ｆｆ１Ｔｃがエコノミーシフトパターンに
応じた伝達ｉ〜ルク容ｆｆ１Ｔｃｅになっているか否か
の判断を行なう（ステップ１０３）。

この判断結果か「イエス」の場合には制御を終了し、ま
た判断結果か「ノー」の場合には、伝達１〜ルク容ｆｆ
１Ｔｃをエコノミーシフトパターンに応じた伝達トルク
容ω−１ｃｅに設定する（ステップ１０４）。この操作
は前記サーボ油圧コントロールバルブ４１に対するパル
ス信号を変えてそのデユーティ比を小さくすることによ
り行なえばよい。

したかって上記の方法によれば、高トルクで走行するパ
ワーシフトパターンの場合には、差動制御クラッチ２１
による伝達トルク容ｆｆ１Ｔｃが大きくなって差動制限
か強まり、すなわち前後輪のそれぞれに対するトルク分
配率が動的な車中配分に近くなり、その結果、タイトコ
ーナーブレーキング現象か生じる場合かあるものの操安
性が良好になり、運転者の要求する走行性能を満すこと
かできる。これに対してエコノミーシフトパターンの場
合には、差動制御クラッチ２１による伝達トルク容Φか
小さくなって差動制限が弱まり、すなわちセンタディフ
ァレンシャル装置がフリー状態に近付き、その結果、タ
イトコーナーブレーキング現象が確実に防止されて運転
者の要求するスムースでイージーな走行状態となる。

以上述べた実施例は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
か、この発明はＦＦ車（萌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５
０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Ｉ
ａ５１は、一般的＠造の流体式１〜ルクコンバータ５３
と、変速装置１８とを有している。

流体式トルクコンバータ５３は、入力部材５３ａによっ
て内燃機関５０の出力軸５５に連結されて内燃機関５０
から回転駆動力を与えられており、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憎造のもの
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はヒンタデイファレン
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を一体に備えたディファレンシャルケース
６０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および前輪出力用ザイドギャ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
されてあり、後輸出力歯車６５には後輪駆動１ｆＩ１１
１６６の後輪駆動歯車６７が噛合している。

前輪出力用ナイドキャ６４には中空の前輪駆動ｌＮ１６
８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とセンタディファレンシャル装置５７の一
つの出力部材である前輪駆動＠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、油圧丈−ボ式の湿式多板クラッチであ
り、油圧サーボ装置（図示じず）に供給される番ナーポ
油圧の増大に応じてその伝達トルクＢ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
部装置１ｆｆ７０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ざ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はフロントディファレンシャル装置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＠１１
７４によってディファレンシャルケース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７６には右側車軸７８が、左ナイドギヤ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。

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６つ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、さ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するように構成され
ている。

ここで変速パターンは、パワーシフトパターン、エコノ
ミーシフトパターンおよびノーマルシフトパターンの三
種類が予め設定されており、パワーシフトパターンは、
比較的低い変速段で高速まで加速するようシフトアップ
し、したがって全体的に高トルクで走行するパターンで
あり、またエコノミーシフトパターンは、比較的車速か
遅い口）点でかつ細かくシフトアップを行なうパターン
であり、さらにノーマルシフトパターンは、車速のほぼ
一定割合いの増大に応じてシフトアップを行なうパター
ンである。また差動制御クラッチ６９の伝達トルク容量
は、上記の条件に基づいて制御されるが、その値はパワ
ーシフトパターンにおいて他のシフトパターンよりも大
ぎく設定されている。

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

なお、上記の各実施例はセンタディファレンシャル装置
を備えたフルタイム四輪駆動車を対象とするものでおる
が、この発明の方法は、タラッヂの係合・解放によって
四輪駆動と二輪駆動とに切換えるパートタイム四輪駆動
装置においてそのクラッチをスリップ制御して前後輪に
対するトルクの分配率を制御する場合にも適用すること
かできる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法によれば、差動制限の
強弱を変速パターン応じて行なうことにより、運転者の
要求に応じた走行状態を遼成し、操安性の確保や燃費の
向上を図ることができる。

【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
は伝達トルク容量のスロットル開度に応じた変化をエコ
ノミーシフトパターンの場合とパワーシフミルパターン
の場合とについて示す線図、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で必る。 ３．５２・・・四輪駆動用トランスファ、　１０，５７
・・・センタディフ７レンシＡフル装置、　２１，６９
・・・差動制御クラッチ、　４１・・・サーボ油圧コン
トロールバルブ、　４５．７１・・・制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速機から出力される駆動力を前後輪に分配する
   とともに、その前輪および後輪に対するトルク分配率を
   、摩擦係合手段による伝達トルク容量を走行条件に基づ
   いて変化させることによつて制御するにあたり、 車速もくしは変速機出力軸回転数とスロットル開度とに
   応じて行なわれる変速機による変速のパターンを求め、
   得られた変速パターンに応じて前記伝達トルク容量を変
   えることを特徴とする車両用四輪駆動装置の制御方法。
2. （２）前記変速機が電子制御装置からの出力信号に基づ
   いて制御される電子制御式変速機であり、かつその電子
   制御装置によつて実行する変速パターンが、選択可能な
   ように予め複数種類設定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の車両用四輪駆動装置の制御方
   法。
3. （３）シフトアップのタイミングが第１の変速パターン
   におけるよりも高車速側にずれた第２の変速パターンの
   場合に、前記伝達トルク容量を大きくすることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の車両用四輪駆動装置の
   制御方法。