JPH03220027A - 自動車の動力伝達装置 - 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、自動車、特に４輪駆動車の動力伝達装置の改
良に関する。

［従来の技術］ 前輪側に伝達されるトルクと、後輪側に伝達されるトル
クの比を運転状態に応じて制御するように構成された自
動車の動力伝達装置が種々知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述のような自動車の動力伝達装置を用いて
、特に旋回走行時に加速状態であっても定速状態であっ
てもスムーズな走行を得ることができるようにさせたい
という要請がある。

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、この種
の動力伝達装置において、特に旋回走行時に加速状態で
あっても定速状態であってもスムーズな走行を得ること
ができるようにした。自動車の動力伝達装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため１本発明の第１請求項の自動車の動力伝達装置
は、自動車の前輪と後輪とにエンジントルクを配分しう
る動力伝達装置において、操舵角を検出する操舵角検出
手段と、車体に作用する横方向の加速度を検出する横加
速度検出手段と、同車体に作用する前後方向の加速度を
検出する前後加速度検出手段と、上記の操舵角検出手段
、横加速度検出手段及び前後加速度検出手段の各検出信
号を入力されて、旋回走行中であると判定したときに、
上記前輪側に伝達されるトルクの後輪側に伝達されるト
ルクに対する比が、上記車体に作用する横方向の加速度
の増大に伴って低減し前後方向の加速度の増大に伴って
増大するように伝達トルクを制御するトルク制御手段と
を具備されていることを特徴としている。

また、本発明の第２請求項の自動車の動力伝達装置は、
自動車の前輪と後輪とにエンジントルクを配分しうる動
力伝達装置であって、そのトルク配分部分で前輪側の回
転速度と後輪側の回転速度との間に差が生じるように各
軸の終減速比、トランスファー比及び各輪の動荷重半径
が設定された動力伝達装置において、操舵角を検出する
操舵角検出手段と、車体に作用する横方向の加速度を検
出する横加速度検出手段と、同車体に作用する前後方向
の加速度を検出する前後加速度検出手段と、上記トルク
配分部分に設けられたクラッチと、上記の操舵角検品手
段、横加速度検出手段及び前後加速度検出手段の各検出
信号を入力し、旋回走行中であると判定したときに、上
記前輪側に伝達されるトルクの後輪側に伝達されるトル
クに対する比が、上記車体に作用する横方向の加速度の
増大に伴って低減し前後方向の加速度の増大に伴って増
大するように、上記クラッチの接続状態を調節してトル
クを制御するトルク制御手段とを具備されていることを
特徴としている。

［作　用］ 本発明の第１　！ｉｆ求項の自動車の動力伝達装置では
、旋回走行中であるときには、トルク制御手段が、前輪
側に伝達されるトルクの後輪側に伝達されるトルクに対
する比が、車体に作用する横方向の加速度の増大に伴っ
て低減し、前後方向の加速度の増大に伴って増大するよ
うに制御する。したかって、例えば旋回時には、後輪側
への伝達トルクが前輪側への伝達トルクに対して増大し
、例えば加減速時には、前輪側への伝達トルクが後輪側
への伝達トルクに対して増大する。

また、本発明の第２請求項の自動車の動力伝達装置では
、第１請求項の装置と同様に、前輪側に伝達されるトル
クと後輪側に伝達されるトルクとの割合が調整されるが
、特に、トルク配分部分で前輪側の回転速度と後＠何の
回転速度との間に差が生じるように各輪の終減速比、ト
ランスファー比及び各輪の動荷重半径が設定さ九でいる
ので。

トルク配分部分に設けられたクラッチを接合させること
で、このクラッチ部分において、後輪側と後輪側のうち
回転速度の速い方から遅い方へとトルクが伝達されるよ
うになり、これにより５前輪側と後輪側とのトルク配分
を極めて広い範囲で調整できるようになる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図〜３図は１本発明の第１実施例を示すものである
。

全体構成を示す第１図において、符号２はエンジンであ
って、同エンジン２の出力はトルクコンバータ４及び自
動変速機６を介して出力軸８に伝達される。出力軸８の
出力は、中間ギア１０を介して遊星歯車式差動装置１２
に伝達される。

この遊星歯車式差動装置１２の出力は、一方において減
速歯車機構１９．前輪用の差動歯車装置１４を介して車
軸１７Ｌ、１７Ｒから左右の前輪１６．１８に伝達され
、他方においてベベルギヤ機構１５．プロペラシャフト
２０及びベベルギヤ機構２１．後輪用の差動歯車装置２
２を介して車軸２５Ｌ、２５Ｒから左右の後輪２４．２
６に伝達される。遊星歯車式差動装Ｍ１２は、従来周知
のものと同様にサンギア１２ａ、同サンギア１２ａの外
方に配置されたプラネタリギア１２ｂと、同プラネタリ
ギア１２ｂの外方に配置されたリングギア１２ｃとを備
え、プラネタリギア１２ｂを支持するキャリア１２ｄに
自動変速機６の出力軸８の出力が入力され、サンギア１
２ａは前輪用差動歯車装置１４に連動され、リングギア
１２ｃはプロペラシャフト２０に連動されている。

さらに、リングギア１２ｃとキャリア１２ｄとの間には
自身の油圧室に作用される圧力によって摩擦力が変わる
油圧多板クラッチ２８が介装されている。

したがって、遊星歯車式差動装置１２は、油圧多板クラ
ッチ２８を完全フリーの状態からロックさせた状態まで
適宜制御することにより、前輪側及び後輪側へ伝達され
るトルクを、前輪：後輪が約３３　：　６７程度から５
０　：　５０の間で制御することができる。具体的には
、油圧多板クラッチ２８の油圧室内の圧力がゼロで完全
フリーの状態のときは、前輪：後輪が３３　：　６７程
度であり（前輪系と後輪系との負荷バランス等によって
異なるが一般的にはこの程度の値となる）、油圧室内の
圧力が設定圧（９ｋｇ／ａ＆）とされて油圧多板クラッ
チ２８がロック状態にあって、差動制限が実質的にゼロ
となると、前輪：後輪が５０　：　５０となって直結状
態となる。

また、符号３０はステアリングホイール３２の中立位置
からの回転角度、即ち操舵角θＳを検出する操舵センサ
、３４は車体に作用する横方向の加速度Ｇｙを検出する
横加速度センサ、３６は車体に作用する前後方向の加速
度ＧＸを検出する前後加速度センサ、３８はエンジン２
のスロットル開度０丁を検出するスロットルセンサ、３
９はエンジン２のエンジンキースイッチ、４０．４２．
４４．４６はそれぞれ左前輪１６、右前輪１８、左後輪
２６、右後輪２８の回転速度を検出する車輪速センサで
あり、これらスイッチ及び各センサの出力はコントロー
ラ４８に入力されている。

符号５０は図示しないがアンチロックブレーキ装置であ
り、このアンチロックブレーキ装置５０がアンチロック
ブレーキの作動信号を出力したときにその状態を示す信
号がコントローラ４８に入力されるように構成されてい
る。５２はコントローラ４８の制御信号に基づき点灯す
る警告灯である。なお、コントローラ４８は、図示しな
いが後述する制御に必要なＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、イ
ンタフェイス等を備えている。

符号５４は油圧源、５６は同油圧源５４と油圧多板クラ
ッチ２８の油圧室との間に介装された圧力制御弁であり
、同圧力制御弁５６はコントローラ４８からの制御信号
により制御される。なお、油圧多板クラッチ２８に関す
る油圧系の詳細は第２図に示しである。

即ち、第２図に示すように、リザーバは自動変速機６の
ものを兼用しており、同リザーバ６内のオイルを吸引す
るポンプ５８はその吐呂口からチエツク弁６０及び圧力
制御弁６２を介して油圧多板クラッチ２８の油圧室に接
続されている。圧力制御弁６２は、油圧多板クラッチ２
８の油圧室とポンプ５８とを連通ずる第１位置と、該油
圧室と自動変速機６のリザーバとを連通ずる第２位置と
をとることができる。

チエツク弁６０と圧力制御弁６２との間の通路には設定
圧（９ｋｇ／ａｄ）で開弁じてオイルを自動変速機６の
リザーバへ逃すリリーフ弁６４が設けられ、またこの通
路にはアキュムレータ６６及び圧力スイッチ６８が接続
されている。圧力スイッチ６８の検出信号はコントロー
ラ４８に入力されている。なお、ポンプ５８を駆動する
モータ５８ａはコントローラ４８の制御信号により制御
される。

次に、コントローラ４８の作動、即ち同コントローラ４
８による制御内容を第３図に示すフローチャー１−に従
って説明する。

コントローラ４８は先ずステップＳ１で制御に必要なＲ
ＡＭ内の所要メモリ領域をクリアする。

次いでステップＳ２で各スイッチ及びセンサの検出信号
を読込みと共にその検出信号を後のステップで使用する
形態に合わせて変換させて所要メモリ領域に記憶する。

ステップＳ３では、ステップＳ２で記憶したＡＢＳ　（
アンチロックブレーキ装置）の作動状態がアンチロック
作動信号を出力している状態であるか判定する。このス
テップＳ３でｒＹＥＳＪ　、つまりアンチロック作動信
号が出力されているときには、ステップＳ４に進んで油
圧多板クラッチ２８の油圧室内の油圧がゼロとなるよう
に圧力制御弁６２を上記第２位置に制御する制御信号を
出力する。ステップＳ３でｒＮＯＪ、つまりアンチロッ
ク作動信号が出力されていないときには、ステップＳ５
に進む。

ステップＳ５では、ステップＳ２で記憶したスロットル
開度０丁が９０％以上であるか判定する。

なお、ここで言う％はスロットル全開を１００％とした
ときの値である。

ステップＳ５でｒＹＥｓＪ、つまりスロットル開度０丁
が９０％以上であるときには、ステップＳ６に進んで油
圧多板クラッチ２８の油圧室内の油圧が９ｋｇ／ｄとな
るように圧力制御弁６２を上記第１位置に制御する制御
信号を出力する。

ステップＳ５でｒＮＯＪ　、つまりスロットル開度θＴ
が９０％未満であるときには、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ステップＳ２で記憶した操舵角Ｏ５
が判定される。操舵角θｓ〉２７０°であるときはステ
ップＳ４に進む。θｓ〈４５°のときはステップＳ８に
進んで、ステップＳ２で記憶した前輪の回転数（ｒｐｍ
）と後輪の回転数（ｒｐｍ）との差Ｎが１０ｒｐｍより
も大きいか判定する。

ステップＳ８でｒＹＥＳＪ、つまり前後輪間の回転数の
差Ｎが１Ｏｒｐｍより大きいときにはステップＳ９に進
んで警告灯５２を点灯する制御信号を出力する。ステッ
プＳ８でｒＮＯＪ　、つまり前後輪間の回転数の差Ｎが
１０ｒｐｍ以下であるときにはステップＳ１０に進む。

ところでステップＳ７の判定で、操舵角Ｏ５が、４５°
≦Ｏ５≦２７０°であるときにはやはりステップＳ１０
に進む。

ステップＳ１０では、ステップＳ２で記憶した横加速度
Ｇ、及び前後加速度ＧＸを基にＲＯＭ内に記憶された横
加速度−係数（Ｋｖ）マツプ及び前後加速度−係数（Ｋ
ｘ）マツプを参照して各係数Ｋｙ及びＫＸを算出すると
共に両係数を乗じ、更に係数αを乗じて目標油圧Ｐを求
める（ｐ＝α・Ｋｙ−Ｋｘ）。なお、係数αは自動車自
体の特性により適宜設定されるものである。

ステップＳＩＯの処理を終えると、ステップＳ１１に進
んで、ステップＳＩＯで求めた目標油圧Ｐが設定値Ｐ。

（４，５ｋｇ／ｃＪ）よりも大きいか判定される。ｐ　
＞　ｐ　ｏであるときにはステップＳ６に進み、Ｐ≦Ｐ
ｏであるときにはステップＳ４に進む。

そして、ステップＳ４またはＳ６の処理を終えるとステ
ップＳ１２に進んで、ステップＳ２で記憶したエンジン
キースイッチ３９の状態が同エンジンキースイッチ３９
をオフされていることを示しているか判定する。

エンジンスイッチ３９がオフであるならばコントローラ
４８は制御を中止し、オフでなければ以後の状況変化を
監視すべく再びステップＳ２に戻る。

次に、上述した制御内容を備えたこの第１実施例に係る
動力伝達装置について、実際の現象を参照して作用及び
効果を説明する。

先ず、旋回走行時において操舵角Ｏ５が大きい場合、こ
れは市街地での屈曲路、交差点曲折時あるいはパーキン
グのための切返し時等が該当するが、この場合、前輪１
６．１８の軌跡と後輪２４．２６の軌跡が異なるために
前後輪間の回転数差が大きくなる。これに対してはステ
ップＳ７の判定でステップＳ４に進んで多板クラッチ２
８の油圧室内の油圧がゼロに制御されるので、差動歯車
装置１２が何らその差動に制限を受けることがなく、こ
れにより所謂タイトブレーキング現象を生じることなく
旋回走行を行うことができる。

また操舵角θＳが中程度（４５°以上２７０゜以下）の
場合、これは所謂通常の旋回走行に該当する。この場合
には、ステップＳ７の判定でステップＳ１０の処理が行
われてそのときの横加速度Ｇｙが大きければ低い目標油
圧Ｐが設定され前後加速度Ｇ、が大きければ高い目標油
圧Ｐが設定され、その目標油圧Ｐが高ければステップＳ
４の処理が、目標油圧Ｐが低ければステップＳ６の処理
が実行される。

これにより、旋回走行時において横加速度Ｇｙが大きけ
れば、高μ路と判断して油圧多板クラッチ２８の油圧室
内を低い油圧に調整して前輪側のトルクが低減されてよ
り旋回性（回頭性）を高めることができ、また、たとえ
横加速度Ｇｙが大きくても前後加速度Ｇｘが大きければ
、油圧多板クラッチ２８の油圧室内を高い油圧に調整し
て前輪１６．１８及び後輪２６．２８の一方がスリップ
してしまうことなく前輪及び後輪を所謂直結状態にして
前輪及び後輪の両方に確実に動力を伝達することができ
る。

また操舵角θＳが小さい（４５°未満）の場合、これは
直結状態または極めて半径の大きい旋回状態が該当する
。このときにもし前後輪間の回転数差Ｎが１Ｏｒｐｍよ
りも大きければ、前輪１６．１８または後輪２４．２６
の何れかに異径タイヤ（例えば、スペースセイバタイヤ
）が装着されているかまたは何れかの車輪の空気圧が極
めて低下していることに原因があるので、ステップＳ９
で警告灯５２を点灯して運転者に注意を促すと共に、ス
テップＳ４の処理を実行して駆動系各部の損傷を防ぐこ
とができる。

また、図示しないアクセルペダルを一杯に踏み込むよう
な急加速状態においては、ステップＳ５の判定でステッ
プＳ６の処理が実行され多板クラッチ２８の油圧室内を
高い油圧に調整して前＠１６．１８及び後輪２６．２８
を所謂直結状態にして前輪及び後輪の両方に確実に動力
を伝達することができる。

更にＡＢＳ　（アンチロックブレーキ）作動中であれば
、ステップＳ３でｒＹＥＳＪと判定されてステップＳ４
で多板クラッチ２８の油圧室内の油圧がゼロに制御され
るので、差動歯車装置１２が何らその差動に制限を受け
ることがなく、これによりＡＢＳが十分にその機能を発
揮することができる。

次に本発明の第２実施例を第４図及び第５図に従って説
明する。

この第２実施例において、全体的な構成は第１図に示す
ものと同様であり、異なる点は、第４図から明らかなよ
うに、圧力制御弁６２に代えて圧力制御弁７０を採用し
た点、及び第５図に明らかなようにステップＳｌｌに代
えてステップＳ１４を採用した点にある。圧力制御弁７
０は、油圧多板クラッチ２８の油圧室内の油圧を０〜９
ｋｇ／ａｊの範囲でコントローラ４８からの制御信号に
応じた任意の値に制御できる電磁比例圧力制御弁からな
っている。またステップＳ１４では、油圧多板クラッチ
２８の油圧室内の油圧がその前のステップＳＩＯで求め
た目標油圧Ｐになるように圧力制御弁７ｏに対して制御
信号を出力するように構成されている。

したがって、この第２実施例によれば、油圧多板クラッ
チ２８の油圧室内の油圧をより精度良く制御することが
できるという効果を奏する。

ところで、上述の各実施例では、前輪の終減速比ρｆ、
前輪の動荷重半径ｒｆｙ後輪の終減速比ρ１、後輪の動
荷重半径ｒｒ及びトランスファー比ρ、の間に、 （ｐｆ／ｒｆ）＝（ρ１・ρｔ／ｒｒ）の関係が成立す
ることが前提となっているが、これらの第１及び第２の
実施例において、すべての走行状態で。

（ρｆ／ｒｆ）＜（ρ１・ρｔ／ｒｒ）・・・（１）の
関係が成立するように設定することが考えられる。

なお、前輪の終減速比ρｆは例えば減速歯車機構１９に
関し、後輪の終減速比ρ１は例えばベベルギヤ機構２１
に関し、トランスファー比ρｔは例えばベベルギヤ機構
１５に関する値である。

このような設定により、前輪及び後輪がともにスリップ
していなければ、油圧多板クラッチ２８のクラッチディ
スクについては、後輪側の回転速度の方が前輪側の回転
速度よりも速くなる。このため、油圧多板クラッチ２８
の油圧室内の圧力を上げてクラッチを接続状態にすると
、後輪側のクラッチディスクと後輪側のクラッチディス
クとの間で、この差回転に応じて、後輪側から前輪側へ
とトルク伝達が行なわれる。

これにより、前輪側への配分トルクを後輪側よりも格段
に大きくすることができて、前輪側へのトルクが最大と
なるトルク配分比は、上述の（ρｆ／ｒｒ）の値及び（
ρ１・ρｔ／ｒｒ）の値の設定等により、前輪へのトル
ク配分を大幅に増大することができ、例えば、前後輪へ
のトルク配分比、つまり、前輪：後輪を１００：Ｏにす
ることやこれ以上（例えば１２０ニー２０）に設定する
こともできる。したがって、例えば、トルク配分比（前
輪：後輪）を、３３　：　６７から１００　：　ｏまで
の極めて広い範囲に調整できる。

したがって、このような不等式（１）が成立するように
設定することによって、上述の各実施例におけるトルク
配分制御をより適切に行なえるようになって、その効果
も一層大きなものになる。

なお、−成約には、上述の（ρｆ／ｒｆ）の値と（ρ１
・ρｔ／ｒｒ）の値との差が僅かなものになるように各
要素を設定するものと考えられる。

また、上述の例では、そのトルク配分部分で前輪側の回
転速度よりも後輪側の回転速度の方が速くなるように設
定したが、この逆、つまり、前輪側の回転速度の方が後
輪側の回転速度よりも速くなるように設定することも考
えられ、。この場合、後輪側へのトルク配分量を大幅に
増大できる。

なお、上記各実施例において、各制御のファクタにおけ
る閾値は上述の具体例に限定されることなく、自動車の
特性等に応じて適宜変更することができるのは言うまで
もない。

［発明の効果コ 本発明の第１請求項及び第２請求項の自動車の動力伝達
装置によれば、旋回走行時において車体に作用する横加
速度が大きければ高μ路と判断して前輪側のトルクが低
減されてより旋回性（回頭性）を高めることができ、ま
ただとえ該横加速度が大きくても前後加速度が大きけれ
ば前輪及び後輪を所謂直結状態にして前輪及び後輪の一
方がスリップしてしまうことなく前輪及び後輪の両方に
確実に動力を伝達することができる。

特に、本発明の第２請求項の自動車の動力伝達装置によ
れば、前輪側と後輪側へのトルク配分を極めて広い範囲
で調整できるようになり、上述の効果を、より一層確実
にまたより一層大幅に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１実施例としての自動車の動力
伝達装置を示すもので、第１図はその全体説明図、第２
図は第１図の油圧系の詳細を示す油圧回路図、第３図は
そのコントローラ４８の作動を説明するフローチャート
、第４，５図は本発明の第２実施例としての自動車の動
力伝達装置を示すもので、第４図はその油圧回路図、第
５図はそのコントローラ４８の作動を説明するフローチ
ャートである。 ２−エンジン、１２−差動歯車装置、１４−前輪用差動
歯車装置、２２−後輪用差動歯車装置、２８−油圧多板
クラッチ、３４・−・横加速度センサ、３６−前後加速
度センサ、４８−コントローラ、５６．７０−圧力制御
弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の前輪と後輪とにエンジントルクを配分し
   うる動力伝達装置において、操舵角を検出する操舵角検
   出手段と、車体に作用する横方向の加速度を検出する横
   加速度検出手段と、同車体に作用する前後方向の加速度
   を検出する前後加速度検出手段と、上記の操舵角検出手
   段、横加速度検出手段及び前後加速度検出手段の各検出
   信号を入力されて、旋回走行中であると判定したときに
   、上記前輪側に伝達されるトルクの後輪側に伝達される
   トルクに対する比が、上記車体に作用する横方向の加速
   度の増大に伴って低減し前後方向の加速度の増大に伴っ
   て増大するように伝達トルクを制御するトルク制御手段
   とを具備されていることを特徴とする、自動車の動力伝
   達装置。
2. （２）自動車の前輪と後輪とにエンジントルクを配分し
   うる動力伝達装置であって、そのトルク配分部分で前輪
   側の回転速度と後輪側の回転速度との間に差が生じるよ
   うに各輪の終減速比、トランスファー比及び各輪の動荷
   重半径が設定された動力伝達装置において、操舵角を検
   出する操舵角検出手段と、車体に作用する横方向の加速
   度を検出する横加速度検出手段と、同車体に作用する前
   後方向の加速度を検出する前後加速度検出手段と、上記
   トルク配分部分に設けられたクラッチと、上記の操舵角
   検出手段、横加速度検出手段及び前後加速度検出手段の
   各検出信号を入力し、旋回走行中であると判定したとき
   に、上記前輪側に伝達されるトルクの後輪側に伝達され
   るトルクに対する比が、上記車体に作用する横方向の加
   速度の増大に伴って低減し前後方向の加速度の増大に伴
   って増大するように、上記クラッチの接続状態を調節し
   てトルクを制御するトルク制御手段とを具備されている
   ことを特徴とする、自動車の動力伝達装置。