JPH02290733A - ４輪駆動車の駆動力制御装置 - 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、リャエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）ベース
の４輪駆動車において駆動系に装備される前後輪の動力
配分装置と、左右輪の差動制限装置とによる駆動力制御
装置に関し、詳しくは、駆動力配分トルクと差動制限ト
ルクとを各走行条件等に応じ可変に制御するものに関す
る。

〔従来の技術〕

一般に４輪駆動車では、センターディファレンシャル付
のように常に前後輪のトルク配分が一定の比率（例えば
５０　：　５０）のものに対し、油圧クラッチ等により
前後輪のトルク配分を走行条件，路面状態により可変に
制御して最適化することが考えられている。また、左右
輪の間に介設される差動装置の制限装置においても、差
動制限制御用油圧クラッチを設けて差動制限トルクを各
種条件により可変に制御し、走行性能等の向上を図るこ
とが考えられている。

上記前後輪トルクと左右輪差動制限トルクの可変制御で
は、各制御用に少なくとも２組の油圧クラッチ，更には
オイルポンプ，バルブ手段等の油圧制御系が必要になり
、これらを駆動系にいかに配置するかが重要になる。こ
こで、油圧クラッチのコンパクトな組付けを考慮すると
、変速機や差動装置のケース内部に配置することが考え
られるが、以下の点を考慮する必要がある。即ち、終減
速装置または変向装置等のハイポイドギャのオイルは、
一般に歯面の負荷，すべり速度が極めて大きい条件下で
運転されるため、耐荷重性能の良好なものが使用される
が、このギヤオイルは粘性が大きくて温度に対し粘度が
著しく変化するため、オイルポンプの作動流体として不
適当であり、低温時にはデューティソレノイド弁による
油圧制御が不能になることがある。また、このオイル条
件下の油圧クラッチは、一般に摩擦係数が低目でかつ摩
擦係数は温度依存性が大きく、しかも適切な摩擦係数調
整剤を添加しないと相対滑りを与えた場合に振動やステ
ィックスリップを生じ易く、長時間安定してすべり速度
に対する摩擦特性（μ−Ｖ特性）を発揮させることが難
しい。このことから、終減速装置や変向装置等のケース
に油圧クラッチを組込む場合は、油圧クラッチ側を独立
に区画してハイボイドギャオイルと異なるオイルを使用
する必要がある。また、油圧クラッチの油圧室は一般的
な回転ドラム側ではなく固定側に配置して、遠心油圧の
影響を防ぎ、制御精度を向上させることも重要である。

一方、前後輪トルクと差動制限トルクの制御系において
は、４輪駆動車の性能を最大限に発揮させると共に、左
右駆動輪差動制限による走行性能，旋回性能等を向上す
るように制御することが望まれる。

そこで従来、この種の動力制御に関しては、例えば特開
昭６１−１５５０２７号公報の先行技術がある。ここで
、変速機出力側のトランスファ装置のケース内に前輪駆
動用と後輪駆動用の２つの油圧クラッチを設け、この２
つの油圧クラッチの油圧制御で前後輪の動力配分を制御
することが示されている。また特開昭６２−１０３２２
７号公報の先行技術では、差動装置のディファレンシャ
ルケースとサイドギヤとの間に多板摩擦クラッチを設け
、油圧ピストンによりロツド，スベーサ，軸受，リアク
ションプレートを介しクラッチを押圧して差動制限トル
クを生じる。そして左右輪回転速度差に応じて差動制限
トルクを可変制御することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術は、前後輪のトルク配分と左右
駆動輪の差動制限トルクといずれか一方の制御で、両者
を同時に行うものではない。また先行技術のいずれもが
油圧クラッチの潤滑油にギヤオイルを共用する構成であ
るため、既に述べたようなスティックスリップ等の問題
がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、ＲＲベースの４輪駆動系において前後
輪トルク配分用と差動制限トルク用の２組の油圧クラッ
チを、トランスアクスル内のりャ側差動装置等を用いて
コンパクトで独立に動作し、遠心油圧を生じないように
適正配置することにある。また各油圧クラッチによるト
ルク配分，差動制限トルクを、走行性．旋回性，操縦安
定性，発進性等を向上するように制御することが可能な
４輪駆動車の駆動力制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の駆動力制御装置は、
車体後部に搭載したエンジン，クラッチおよび変速機か
らの動力を、リャディファレンンヤル装置を介して後輪
に直接伝動構成し、動力配分装置等を介して前輪にも伝
動構成するＲＲべ−スの４輪駆動車において、上記りャ
ディファレンシャル装置の差動装置に隣接して、差動制
限制御装置の第２の油圧クラッチを装着し、上記リヤデ
ィファレンシャル装置の付近のトランスファ装置に動力
配分装置の第１の油圧クラッチを装着し、上記第１の油
圧クラッチの伝達トルクで前後輪の動力配分を制御し、
上記第２の油圧クラッチの伝達トルクで左右駆動輪の差
動制限を制御するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、変速機からの変速動力は、リヤディ
ファレンシャル装置を介して後輪に常に伝達し、同時に
動力配分装置の第１の油圧クラッチの伝達トルクに応じ
前輪にも伝達してフルタイムの４輪駆動で走行する。そ
して動力配分装置の第１の油圧クラッチの伝達トルクを
スリップや走行条件に応じて変化させ、前後輪の動力配
分制御をすることで前後輪のスリップを防止し、走破性
，走行安定性および発進性等を向上する。また差動制限
制御装置の第２の油圧クラッチによりディファレンシャ
ル装置の差動が制限され、この差動制限トルクをスリッ
プや走行条件に応じて可変に制御することで左右駆動輪
のスリップを防止し、走行性，旋回性能等の向上を促す
ようになる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本発明が適用されるＲＲベースの４輪
駆動車として、例えば手動変速機付の横置きトランスア
クスル型の場合について、全体の概略を述べる。符号１
はエンジン、２はクラッチ、１０は手動変速機であり、
これらが車体後部で左右方向に横置き配置され、手動変
速機１０の前方にリヤディファレンシャル装置２０，ト
ランスファ装置３０が配置される。そしてクラッチ２の
クラッチハウジング３と手動変速機ＩＯのトランスミッ
ションケース４の内部にリヤディファレンシャル装置２
０が収容されてトランスアクスル型を成し、同様にトラ
ンスファ装置３０もクラッチハウジング３，トランスミ
ッションケース４およびエクステンションケース５の内
部に収容される。

手動変速機１０は、入力軸１１と出力軸１２との間に複
数組の変速ギャ１３とシンクロ機構１４とが設けられ、
複数段に変速するように構成される。出力軸１２のドラ
イブギャ１５はリャデイファレンシャル装置２０のリン
グギャ２１に噛合い、リングギャ２１に取付けられた差
動装置２２から左右の車軸６Ｌ，　ＯＲを介して左右後
輪７Ｌ，　７Ｒに直接伝動構成される。そこで、かかる
差動装置２２に隣接して差動制限制御装置５０が設けら
れる。

トランスファ装置３０は、リャデイファレンシャル装置
２０と平行に配置されたトランスファ軸３ｌのギャ３２
がリングギャ２１に噛合い、トランスファ軸３ｌは更に
一対の変向ギヤ３３．　３４を介して車体中心の前後方
向のギヤ軸３５に連結する。そしてギヤ軸３５が、エク
ステンションケース５内部の動力配分装置４０を介して
フロントドライブ軸３６に連結し、フロントドライブ軸
３６は、継手１６，プロペラ輔１７を介してフロント側
に延び、フロントデイファレンシャル装置１８，車軸８
，８を介して左右の前輪９，９に伝動構成される。

制御系として、リヤディファレンシャル装置２０の付近
のトランスミッションケース４もしくはクラッチハウジ
ング３にモータ６０を備えたオイルボンブ６■が取付け
られ、オイルポンプ６ｌからの吐出圧が油圧制御装置６
２を介して動力配分装置４０，差動制限制御装置５０に
回路構成され、制御ユニット７０のデューティ信号で電
気的に制御するように構成されている。

第２図において、リヤディファレンシャル装置２０側に
ついて詳細に述べる。

先ず、動力配分装置４０は、エクステンションケース５
の内部で同軸上に配置されたギヤ軸３５とドライブ軸３
Ｂとの間に第１の油圧クラッチ４５が設けられて成る。

第１の油圧クラッチ４５は、軸受４１により支持された
ドライブ輔３６にドラム４５ａが一体結合し、ギヤ軸３
５にハブ４５ｂがスプライン結合され、両者のプレート
４５Ｃとディスク４５ｄとが複数枚交互に配置されてい
る。また固定側のエクステンションケース５には、油圧
室４５ｅ，ピストン４５ｆが取付けられて遠心油圧を生
じないように構成され、ピストン４５ｒがレリーズ軸受
４５ｇを介してプレート４５ｃ側に押圧接触してクラッ
チトルクが生じるようになっている。

リヤディファレンシャル装置２０の差動装置２２は、リ
ングギャ２１と一体的なデイファレンシャルケース２３
の内郎にピニオン輔２４によりビニオン２５が設けられ
、ピニオン２５に左右のサイドギヤ２６Ｌ　，　２６Ｒ
が噛合って成り、動力を等分に配分して左右後輪７Ｌ，
　７Ｒに伝達すると共に、その回転差を吸収するように
なっている。

差動制限制御装置５０は、クラッチノ１ウジング３とそ
こに装着されるケース５１の内部で、デイファレンシャ
ルケース２３と一方の車軸６Ｒとの間に第２の油圧クラ
ッチ５５が設けられる。この第２の油圧クラッチ５５は
、車軸６Ｒのドラム５５ａとデイファレンシャルケース
軸部２３ａのハブ５５ｂとの間にプレート５５ｃとディ
スク５５ｄとが交互に配置され、ドラム５５ａの背後が
サイドケース５■に対しスラスト軸受５４を介して支持
される。また上述と同様に、固定側のサイドケース５１
に油圧室５５Ｃ，ピストン５５ｆおよびリターンスプリ
ング５５ｇが取付けられ、ピストン５５ｒがスラスト軸
受５４を介しプレート５５Ｃ側に抑圧接触して差動制限
トルクを生じるようになっている。

ここで第１，第２の油圧クラッチ４５．　５５の部分は
、リヤディファレンシャル装置２０，トランスファ装置
３０用潤滑浦からオイルシール５６により分離した室に
収容設置すると共に、所望の摩擦特性を有する油圧クラ
ッチ用オイル（例えばＡＴＦ）が所定量充填され、各部
の回転によりプレート４５Ｃ，ディスク４５ｄ等を潤滑
するため、クラッチディスクとプレート間の相対滑りに
伴う振動やスティックスリップの発生を防止している。

第３図において、先ず油圧制御系について述べる。モー
タ６０により駆動されるオイルポンプ６１の吐出圧がレ
ギュレータ弁６３で調圧され、所定の作動油圧と潤滑油
圧を生じる。作動油圧の油路６４は、クラッチ制御井６
５ａおよび６５ｂ，油路８６ａおよび６８ｂを介して第
１，第２の油圧クラッチ４５．　５５の油圧室側に連通
ずる。また、油路６４は、パイロット弁６７，油路６８
ａおよび６８ｂによりデューティソレノイド弁６９ａお
よび６９ｂ，クラッチ制御井６５ａおよび８５ｂの制御
側に連通ずる。そして制御ユニット７０のデューティ信
号は、デューテイソレノイド弁８９ａ　，　８９ｂに出
力されてデューテイ圧が生じ、このデューティ圧でクラ
ッチ制御弁８５ａ　，　６５ｂを動作することで、第１
，第２の油圧クラッチ４５．５５のクラッチ油圧を所望
の値に制御するようになっている。

次いで、制御ユニット７０の電気制御系について述べる
。

先ず、人力信号として前輪回転数センサ７１，後輪回転
数センサ７２，左輪回転数センサ７３，右輪回転数セン
サ７４，　スロットル開度センサ７６，ギヤ位置センサ
７７．舵角センサ７８，加速度センサ７９を有する。動
力配分制御系では、前輪回転数センサ７１の前輪回転数
ＮＦ，後輪回転数センサ７２の後輪回転数ＮＲが入力す
る回転速度差検出部８０ａを有し、回転速度差ΔＮａを
、ΔＮａ　−ＮＰ−ＮＲにより算出する。そして回転速
度差ΔＮａが設定値以上の場合は、スリップ判定部８１
ａでスリップを判定し、クラッチ油圧設定部８２ａでマ
ップを検索して高いクラッチ油圧Ｐａを定める。このク
ラッチ油圧Ｐａは、舵角センサ７８の舵角θにより減少
補正されてタイトコーナブレーキング現象が回避され、
クラッチ油圧Ｐａの信号は、デューティ変換部８３ａで
デューティ信号に変化されてデューティソレノイド弁８
９ａに出力される。回転速度差ΔＮａが設定値以下の場
合は、通常走行判定部８４ａで通常走行と判定され、ク
ラッチ油圧設定部８５ａでこの場合のクラッチ油圧Ｐａ
がマップ検索される。ここで後輪回転数センサ７２の車
速Ｖとスロットル開度センサ７６のスロットル開度αに
よるマップで、前輪への伝達トルクを前後の輔重配分相
当になるようにクラッチ油圧Ｐａを制御する。また、ギ
ヤ位置センサ７７のギヤ位置ｅを低速段側で増大補正し
、舵角センサ７８の舵角θで減少補正し、加速度センサ
７９の加速度ｇで増大補正し、各走行条件に応じて最適
なクラッチ油圧Ｐａを設定するのであり、このクラッチ
油圧Ｐａもデューティ変換して出力するようになってい
る。

また差動制限制御系は、左輪回転数センサ７３の左輪回
転数Ｎ１，，右輸回転数センサ７４の右輪回転数ＮＲが
入力する回転速度差検出部８０ｂを有し、回転速度差Δ
ＮｂをΔＮｂ−ＮＬ−ＮＲにより算出する。この場合も
上述と同様に、スリップ判定部８ｌｂ，通常走行判定部
８４ｂ，クラッチ油圧設定部８．２ｂおよび８５ｂ，デ
ューティ変換部１１３ｂを有する。そしてスリップおよ
び通常走行の場合に、上述と略同様のマップ検索により
クラッチ油圧ｐｂを設定するようになっている。

次いて、かかる構成の４輪駆動車の駆動力制御装置の作
用について述べる。

先ず、エンジン１の動力は、クラッチ２を介して手動変
速機１０に入力し、変速した動力が出力軸ｌ２からリヤ
ディファレンシャル装置２０に入力し、差動装置２２に
より左右駆動輪に等分に配分されて、車輔８Ｌ，　６１
？を介して後輪７Ｌ，　７Ｒに常に伝達する。

また変速動力は、リングギャ２１からなるトランスファ
装置３０を介して動力配分装置４０の第１の油圧クラッ
チ４５に入力する。ここで車両走行時に、前後輪回転数
ＮＰ，ＮＲ等の信号が制御ユニット７０に人力して処理
され、第４図（ａ）のフローチャートが実行される。そ
こで乾燥路面の定常走行では、ＮＦ　＃ＮＲで通常走行
と判定され、前後輪の輔重配分相当の配分比になるよう
にクラッチ油圧Ｐａが連続的に変化し、これに応じたデ
ューティ信号がデューティソレノイド弁６９ａに出力す
る。

一方、油圧制御系では、モータ６０によりオイルポンプ
６ｌが常に駆動され、レギュレータ弁６３により作動油
圧がデューティソレノイド弁８９ａ　，　８９ｂとクラ
ッチ制御弁６５ａ　，　６５ｂとに導かれている。

このため、デューティソレノイド弁６９ａがパイロット
弁６７で調圧されたパイロット圧をデューティ信号で排
出制御してクラッチ制御弁６５ａの制御圧を変化させる
ことで、第１の油圧クラッチ４５の油圧室４５ｅに作動
油圧が導かれ、上述したクラッチ油圧Ｐａが生じる。そ
こで、ピストン４５ｒは、プレート４５ｃ，ディスク４
５ｄをクラッチ油圧に応じ押圧してクラッチトルクが生
じることになり、このクラッチトルクに応じた動力が、
更にフロントドライブ軸３６からブロベラ軸１７等を介
してフロントディファレンシャル装置［８に人力し、車
軸８，８を介して前輪９，９にも伝達するのであり、こ
うしてＲＲベースのフルタイムの４輪駆動走行になる。

またこの時、左右輪回転数ＮＬ，ＮＲの信号も制御ユニ
ット７０に入力して第４図（ｂ）のフローチャートが実
行される。そこでかかる通常走行では、ＮＬ岬ＮＲであ
り、クラッチ油圧ｐｂが略零に設定され、デューティソ
レノイド弁６９ｂにより差動制限制御装置５０の第２の
油圧クラッチ５５のクラッチ油圧ｐｂは略零である。こ
のため、リヤディファレンシャル装置２０の各部はフリ
ーになり、旋回時には自由に差動作用して回転差を吸収
する。

次いで発進，加速時には、負荷に応じてクラッチ油圧Ｐ
ａが大きく設定され、これに伴い第１の油圧クラッチ４
５の伝達トルクが増加すると共に後輪への動力配分が増
し、４輪駆動の性能が向上する。このとき、クラッチ浦
圧ｐｂも増大することで、第２の油圧クラッチ５５にお
いてピストン５５１’がプレート５５ｃ，ディスク５５
ｄを押圧してディフアレンシャルケース２３と一方のサ
イドギヤ２６Ｒとの間に差動制限トルクが生じる。この
ため左右後輪７Ｌ，　７Ｒは、差動制限されてディファ
レンシャルロック気味になり走行安定性が向上し、後輪
７Ｌ，７Ｒに効果的に動力伝達して発進加速性を促進す
る。

また旋回時には、舵角θに応じてクラッチ油圧Ｐａ，Ｐ
ｂが減圧され、後輪動力配分が減り差動制限トルクも小
さくなることで、タイトコーナブレーキング現象を生じ
ることなく円滑に旋回する。

ここで、ＮＬ　＞ＮＲ　，ＮＬ−ＮＲ一ΔＮ　ｌ）が設
定値以下の場合、リングギャ２１のトルクをＴＩとして
上述の差動制限１・ルクＴｃが発生する時には、ディフ
ァレンシャルケース２２がＮＲよりもΔＮｂ／２だけ速
く回転するため、ディファレンシャルケース２２から油
圧クラッチ５ａを介して右車輪６Ｒに動力がバイパスし
て伝達されることで、左輪トルク−　（ＴＩ−ＴＯ）／
２，右輪トルク−（ＴＩ　＋ＴＣ）／２となり、右車輪
偏重のトルク不等配分になる。また、ＮＬ　＜ＮＲ　，
ＮＲ−ＮＬ一ΔＮｂが設定値以下の場合にも、差動制限
トルク発生時には、ディファレンシャルケース２２がＮ
ＲよりもΔＮ　ｂ／２だけ遅く回転するため、油圧クラ
ッチ５０からディファレンシャルケース２２側に動力が
流れ、左輪トルク−（　Ｔ　ｔ　＋　Ｔ　ｃ）／２，右
輪トルクー（ＴＩ　−ＴＣ）／２となり、左車輪偏重の
トルク不等配分となる。

このことで、差動制限トルクＴｃを変化させることで通
常のディファレンシャルの作動状態からディファレンシ
ャルロックの状態までの間で任意の状態をアクティブに
制御できることになる。

一方、悪路走行時において後輪がスリップすると、回転
速度差ΔＮａによりスリップと判定されクラッチ油圧Ｐ
ａが最大になる。このため、第１の油圧クラッチ４５に
より前後輪が直結状態になり、前後輪が略等分の動力配
分になってスリップが防止され、走破性が最も発揮され
る。また、左右後輪７Ｌ，　７Ｒの一方がスリップした
場合も、回転速度差ΔＮｂによりスリップと判定され、
クラッチ油圧ｐｂが最大になる。このため、第２の油圧
クラッチ５５によりリヤディファレンシャル装置２０が
一体化するようにディファレンシャルロックされ、悪路
からの脱出が可能となる。これらのスリップの制御は、
いずれか一方が各別に、または両方が同時に行われる。

以上、本発明の一実施例について述べたが、これのみに
限定されない。特に、動力配分装置４０の第１の油圧ク
ラッチ４５は、トランスファ軸３１の途中に設けてもよ
い。またアンチスキッドブレーキシステム（ＡＢＳ）付
車両の場合は、ＡＢＳ作動時に第１，第２の油圧クラッ
チ４５．　５５の一方または両方のトルクを制御するこ
とで、駆動系を最も有効な結合状態に保つことができる
。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、ＲＲベースの
４輪駆動車において油圧クラッチ付動力配分装置と、油
圧クラッチ付差動制限制御装置とを備え、動力配分と差
動制限との両制御を行うので、前後輪左右輪のスリップ
の防止以外に、各走行条件や路面条件に応じて走行性，
走破性，操縦安定性，発進性，旋回性等を向上し得る。

特に、動力配分と差動制限トルクとの組合わせにより、
４輪駆動車の性能を最大限に発揮し得る。

さらに、動力配分装置と差動制限制御装置とはトランス
アクスルのりャディファレンシャル装置側に装着される
ので、構造がコンパクト化し、制御系も簡素化する。

また、第１，第２の油圧クラッチで動力配分と差動制限
とを制御するので、電子一油圧制御系が共通化し、しか
も電子制御システムも簡素化する。

さらにまた、両油圧クラッチは所望の摩擦特性を有する
専用の潤滑油で使用されるため、スティックスリップ等
の発生がない。また、油圧室，ピストンは固定側に設け
られて、遠心油圧の影響がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動車の駆動力制御装置の実施例
を示す全体構成図、 第２図は要部の水平断面図、 第３図は油圧および電気の制御系を示す図、第４図（ａ
）は動力配分制御の，（ｂ）は差動制限制御の作用のフ
ローチャート図である。 ■・・・エンジン、２・・・クラッチ、７Ｌ，　７Ｒ・
・・後輪、９・・・前輪、２０・・・リヤディファレン
シャル装置、２２・・・差動装置、４０・・・動力配分
装置、４５・・・第１の油圧クラッチ、５０・・・差動
制限制御装置、５５・・・第２の油圧クラッチ、６２・
・・油圧制御装置、７０・・・制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体後部に搭載したエンジン、クラッチおよび変
   速機からの動力を、リヤディファレンシャル装置を介し
   て後輪に直接伝動構成し、動力配分装置等を介して前輪
   にも伝動構成するリヤエンジン・リヤドライブベースの
   ４輪駆動車において、上記リヤディファレンシャル装置
   の差動装置に隣接して、差動制限制御装置の第２の油圧
   クラッチを装着し、 上記リヤディファレンシャル装置の付近のトランスファ
   装置に動力配分装置の第１の油圧クラッチを装着し、 上記第１の油圧クラッチの伝達トルクで前後輪の動力配
   分を制御し、上記第２の油圧クラッチの伝達トルクで左
   右駆動輪の差動制限を制御することを特徴とする４輪駆
   動車の駆動力制御装置。
2. （２）上記第１の油圧クラッチはトランスファ装置の軸
   上に設け、 上記第２の油圧クラッチは差動装置のディファレンシャ
   ルケースと一方のサイドギヤとの間に設け、 上記第１、第２の油圧クラッチを油圧室とピストンとを
   固定部材であるケース側に取付ける請求項（１）記載の
   ４輪駆動車の駆動力制御装置。