JPH0351605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、前後輪差動機構の差動機能が阻止
あるいは制限されているときに、操向車輪の操舵
角が大きくなると、その阻止あるいは制限機能を
自動的に解除してその差動機能を再開できるよう
にした４輪駆動車に関する。

一般に、２輪駆動車は駆動摩擦力を発生させる
車輪が２輪だけなので坂道を登る力が弱く、２つ
の駆動輪のうち１つでもオフロード（道路外）の
ぬかるみ等に入り込むと左右輪の差動装置により
全く駆動力を発生できなくなり、さらに、車輪の
半径より高い障害物を乗り越えることができない
等の欠点を有している。このような２輪駆動車の
欠点を解決するためには４輪駆道車が従来用いら
れている。ところが、４輪駆動車は以上の欠点を
解決することはできるが、第１図に示すように、
操向車輪の操舵角θが大きくなつて前車輪と後車
輪との回転半径差（Ｒ−ｒ）が大きくなると前車
輪の回転数（正確には左右輪で異なるため平均回
転数）と後車輪の回転数との間にも大きな差が生
じる。この場合、無理に車両を操舵しようとする
と、前車輪や後車輪に回転を伝達するプロペラシ
ヤフトやアクスルシヤフトの両端部に非常に大き
なトルクが発生してステアリングホイールの手応
えがかたくなるとともに、プロペラシヤフトやア
クスルシヤフトが折れる危険が生じたり、あるい
は、前車輪および後車輪に互いに反対方向のスリ
ツプを生じて車輪の操舵にアンダステア（操舵角
により本来得られるべき旋回半径よりもその旋回
半径が大きくなる現象）傾向を生じるとともに、
この走行を制動、停止、またはエンストを生じる
ような摩擦力（タイトコーナブレーキと称されて
いる）がタイヤに発生する。このような事態を解
決するために、前車輪と後車輪との間に前後輪差
動機構の設けた４輪駆動車がある。ところが今度
は、前後４輪車のうち１つでも車輪がぬかるみ等
に入り込むと、左右輪の間の差動機構と前後輪差
動機構とが連動する結果、ぬかるみに入つた車輪
に全てまたはほとんどの駆動力が供給されて空転
してしまい、他の３車輪全部が駆動力を失つて、
車両が進行困難になるという欠点がある。このよ
うな事態を解決するために、前後輪差動機構を備
えた４輪駆動車には、前後輪差動機構の差動を阻
止する方向に制御できる前後輪差動制御手段（ロ
ツクアツプ機構やノン・スリツプ・デフ機構）を
設ける必要がある。すなわち、このような前後輪
差動制御手段によれば、前後輪差動機構の差動を
阻止方向に制御することにより、前車輪および後
車輪の一方がぬかるみ等に入り込んでも、ぬかる
み外にある高い摩擦力を有する他方の車輪に駆動
トルクを伝達することが可能となる。このような
前後輪差動機構および前後輪差動制御手段を設け
た４輪駆動車としては、例えば特開昭57−114727
号に係るものがある。

しかしながら、このような４輪駆動車にあつて
は、操向車輪の操舵角の大きさと前後輪差動制御
手段の差動の解除とは無関係となつていたため、
前後輪差動制御手段を差動阻止方向に差動させて
ぬかるみ等を脱出した後、摩擦係数の大きなな常
の道路に戻つて前後輪差動制御手段の差動機能阻
止方向の差動を解除せずに大きの操舵角で旋回す
る場合は、前記と同様、前車輪や後車輪に回転を
伝達するプロペラシヤフトやアクスルシヤフトの
両端部に非常に大きなトルクが発生してステアリ
ングホイールの手応えがかたくなるとともに、プ
ロペラシヤフトやアクスルシヤフトが折れる危険
が生じたり、あるいは、前車輪および後車輪に互
いに反対方向のスリツプを生じて車両の操舵にア
ンダステア傾向を生じるとともに、前述のような
タイトコーナブレーキ現象が発生する。このよう
な場合、専門家や愛好家は別として、それ以外の
一般人にとつては何でそのような状態が生じたの
か分からず、また、たとえ分かつたとしてもその
前後輪差動制御手段の差動阻止方向の差動を解除
する作業に苦痛を感じたりして、その４輪駆動車
の操作性が２輪駆道車に比較して難しいという問
題点があつた。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、前後輪差動機構と前後輪差動
制御手段とを有する４輪駆動車において、操舵角
検出手段と、前後輪差動制御検出手段と、操舵角
が所定値以上になると前後輪差動制御手段の差動
機能阻止方向の作動を解除するよう制御する差動
阻止解除手段とを備えることにより、上記問題点
を解決することを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。まず構成を説明すると、第２図において、１
は車体であり、２はこの車体１に支持されたエン
ジンである。このエンジン２には変速機３および
副変速機４が連結されている。変速機３には副変
速機４の一部を構成するハイ・ロー（２段変速）
切換装置５が連結されており、ハイ・ロー切換装
置５には、その出力軸５ａを介して、やはり副変
速機４の一部を構成する前後輪差動機構７が連結
されている。前後輪差動機構７は、デイフアレン
シヤルケース７ａと、デイフアレンシヤルケース
７ａに固定されたピニオンシヤフト７ｂと、ピニ
オンシヤフト７ｂに回転自在に支持された２個の
デイフアレンシヤルピニオン７ｃと、２個のデイ
フアレンシヤルピニオン７ｃと常に噛合する２個
のサイドギヤ７ｄとを有している。一方のサイド
ギヤ７ｄには後車輪用プロペラシヤフト１３の一
端が連結され、後車輪用プロペラシヤフト１３の
他端には後左右輪差動機構１４が連結されてい
る。後左右輪差動機構１４の両側には、後車輪用
アクスルシヤフト１５ａ，１５ｂを介して左右の
後車輪１６ａ，１６ｂが連結しており、後左右輪
差動機構１４により左右の後車輪１６ａ，１６ｂ
の回転数差を吸収できるようになつている。他方
のサイドギヤ７ｄには同一軸線上に第１チエーン
ホイール１８が連結されており、第１チエーンホ
イール１８はチエーンベルト１９を介して第２チ
エーンホイール２０の連結している。第２チエー
ンホイール２０の車軸には前車輪用プロペラシヤ
フト２１の一端が連結しており、前車輪用プロペ
ラシヤフト２１を他端には前左右輪差動機構２２
連結されている。前左右輪差動機構２２の両側に
は前車輪用アクスル２４ａ，２４ｂを介して左右
の前車輪２５ａ，２５ｂが連結しており、前左右
輪差動機構２２により左右の前車輪２５ａ，２５
ｂの回転数差を吸収できるようになつている。前
後輪差動機構７のデイフアレンシヤルケース７ａ
と第１チエーンホイール１８との間には前後輪差
動制御手段２６が介装されている。この前後輪差
動制御手段２６は、第３図に示すように、車両の
変速機３等を含む油圧系統に連結された前後輪差
動制御手段バルブ２７と、このバルブ２７のスプ
ール２７ａに当接してこのスプール２７ａを移動
可能な鉄心２３ａを軸線部に収納したソレノイド
２３と、それを差動させる油圧がかかる油室２９
ａが前後輪差動制御バルブ２７のポート（出入
口）と連結された油圧多板クラツチ２９とを有し
ている。油圧多板クラツチ２９は一対のクラツ
チ・プレート２９ｂ，２９ｃを備えており、それ
らの一方がデイフアレンシヤルケース７ｄに、他
方が第１チエーンホイール１８に連結されてい
る。ソレノイド２３に流れる電流の大きさを調整
することにより鉄心２３ａを移動させ、この鉄心
２３ａが移動することによりそれが当接するスプ
ール２７ａを移動させて前後輪差動制御バルブ２
７の油の流れを調整する。油室２９ａに油圧を高
くかければ油圧多板クラツチ２９が摩擦係合し、
油室２９ａの油圧を低くすれば油圧多板クラツチ
２９がスリツプし、油室２９ａをドレンさせると
油圧多板クラツチ２９の摩擦係合が外れるように
なつている。２８はその両端部が操向車輪として
の前車輪２５ａ，２５ｂに連結され、図外のステ
アリングホイールにより駆動される操舵手段であ
る。操舵手段２８の近傍の車体１には、操舵手段
２８が左右方向に移動する状態を検知して前車輪
２５ａ，２５ｂの操舵角を検出する操舵角検出手
段３０が設けられている。３１は、油圧多板クラ
ツチ２９の油室２９の油圧を測定して前後輪差動
制御手段２６の作動、すなわち油圧多板クラツチ
２９の摩擦係合の有無の検出する、前後輪差動制
御検出手段である。３２は、操舵角検出手段３０
および前後輪差動制御検出手段３１から出力され
た信号を入力し、その信号結果によりソレノイド
２３に信号を出力することができる電子制御回路
である。この電子制御回路３２は前後輪差動制御
手段２６の差動機能阻止方向の作動を解除するよ
うに制御する差動阻止解除手段の一部を構成す
る。

次に作用を説明する。今、前後輪差動制御手段
２６を差動阻止方向に差動させずに運転してお
り、第１図に示すように、操向車輪としての前車
輪２５ａ，２５ｂを操舵してその操舵角θが大き
くなると、前車輪２５ａ，２５ｂと後車輪１６
ａ，１６ｂとの路面上の旋回半径（Ｒ、ｒ）に大
きな差（Ｒ−ｒ）が生じ、そのために前車輪２５
ａ，２５ｂと後車輪１６ａ，１６ｂとのそれぞれ
の平均回転数の間にも大きな差が生じる。この平
均回転数の差は前後輪差動機構７が作動すること
により吸収され、車両は大きな操舵角で操舵され
ながら円滑に旋回することができる。前車輪２８
ａ，２５ｂおよび後車輪１６ａ，１６ｂの一方が
ぬかるみ等に入り込んで他方の車輪が駆動力を失
つてしまつたときは、前後輪差動制御手段２６を
作動阻止方向に作動させることにより、すなわち
ソレノイド２３に電流を流して鉄心２３ａを移動
させ、前後輪差動制御バルブ２７のスプール２７
ａの移動により油室２９ａに油圧をかけ、油圧多
板クラツチ２９が摩擦係合することにより前後輪
差動機構７の差動機能を阻止あるいは制限するよ
うに制御し、このようにして他方の車輪に駆動力
を伝達することが可能となるために車両はぬかる
み等から脱出することができる。車両がぬかるみ
等から脱出して通常の道路を走行する場合、前後
輪差動制御手段２６が作動していることを忘れて
操向車輪２５ａ，２５ｂを所定値以上の操舵角θ
で操舵すると、操舵角検出手段３０が操向車輪２
５ａ，２５ｂの操舵角θが所定値以上になつたこ
とを検出する。この場合、前後輪差動制御検出手
段３１は前後輪差動制御手段２６が作動、すなわ
ち油圧多板クラツチ２９が摩擦係合した状態にあ
ることを検出している。従つて、これら操舵角検
出手段３０および前後輪差動制御検出手段３１が
出力した検出信号が電子制御回路３２に入力され
ると、第４図に示すように、電子制御回路３２は
前後輪差動制御手段２６の差動機能阻止方向の作
動を解除するようソレノイド２３に信号を出力す
る。電子制御回路３２からの信号によりソレノイ
ド２３への電流供給が次第にストツプし、前後輪
差動制御バルブ２７のスプール２７ａの図中上方
移動により油室２９ａの油圧が徐々に低くなると
油圧多板クラツチ２９がスリツプし、前後輪差動
制御手段２６の差動阻止力、すなわち油圧多板ク
ラツチ２９の摩擦力が徐々に弱まる。そして、究
極的に油室２９ａがドレンされると油圧多板クラ
ツチ２９の摩擦係合が外れ、前後輪差動制御手段
２６が解除され差動機能が確保されることにな
る。このように、前後輪差動制御手段２６がスリ
ツプを伴つて徐々に解除されることにより、車両
の旋回特性が急激に変化して操縦上の安全性が損
なわれることを防止することができる。このよう
にして、前後輪差動制御手段２６の差動機能阻止
方向の差動が自動的に解除されるため、前後輪差
動機構７は再び差動を開始し、前車輪２５ａ，２
５ｂと後車輪１６ａ，１６ｂとのそれぞれの回転
数差を吸収して車体１は円滑に旋回することがで
きる。したがつて、プロペラシヤフト１３，２１
やアクスルシヤフト１５ａ，１５ｂ，２４ａ，２
４ｂの両端部に非常に大きなトルクが発生してス
テアリングホイールの手応えがかたくなるととも
にそれらのシヤフトが折れる危険が生じるのを防
止できるだけでなく、前車輪２５ａ，２５ｂおよ
び後車輪１６ａ，１６ｂに互いに反対方向のスリ
ツプを生じて車両の操舵にアンダステア傾向を生
じるとともに前述のようなタイトコーナブレーキ
現象が発生することを防止することができる。ま
た、専門家や愛好家以外の一般人にとつては、い
ちいち手動で前後輪差動制御手段２６の差動阻止
方向の差動を解除する必要がないため、車両の操
作性の改善を図ることができる。

第５図には、他の実施例を示す。

この実施例は、前記実施例において備えられて
いた操舵角検出手段３０および前後輪差動制御検
出手段３１の他に、ハイ・ロー切換装置５の出力
軸５ａの回転数を検知して車体１の速度を検出す
る車速検出手段４０を追加して備えたものであ
る。４輪駆動車が前後輪差動制御手段２６を作動
させたまま解除するのを忘れて通常の道路を高速
で走つた場合、操向車輪２５ａ，２５ｂが大きな
操舵角で操舵されると前記実施例では自動的に前
後輪差動制御手段２６が解除される。４輪駆動車
は前後輪差動制御手段２６を作動機能阻止方向に
作動させたまま操舵されて路面を旋回する場合
は、前述のタイトコーナブレーキ現象の影響によ
りアンダステア傾向を生じる。ところが、前後輪
差動制御手段２６の前記阻止作動を解除して操舵
された場合は、前後輪差動機構７が有効に作動し
てニユートラルステア（操舵角により本来得られ
るべき旋回半径で旋回する現象）状態で車両は旋
回する。このように前後輪差動制御手段２６が作
動機能阻止方向に作動されている場合と解除され
ている場合とでは車両の旋回特性が変化する。こ
のため、高速状態で車両の旋回特性がこのように
変化する場合にはアンダステアからニユートラル
ステアに変化するに留まらず、オーバステア（操
舵角により本来得られるべき旋回半径よりも小さ
な旋回半径で旋回する現象）かあるいは車両が方
向性を失つて操縦上の安全性が損なわれるおそれ
がある。このような現象を防止するために、この
実施例では車速検出手段４０を追加して備えたも
のである。すなわち、この実施例によれば、第６
図に示すように、操舵角検出手段３０、前後輪差
動制御検出手段３１、車速検出手段４０から信号
が電子制御回路３２に送られ、操向車輪２５ａ，
２５ｂの操舵角が所定値以上になり、前後輪差動
制御手段２６が作動しており、かつ、車両速度が
所定値以下であるときにのみ、電子制御回路３２
は前後輪差動制御手段２６の作動を解除するよ
う、すなわち油圧多板クラツチ２９の摩擦係合を
外すようソレノイド２３に信号を送り、前後輪差
動機構７が作動機能を発揮するようになつてい
る。このような実施例によれば、車両の速度が所
定値以上の高速状態で前後輪差動制御手段２６の
作動が解除されることが妨げるので、高速状態で
車両の旋回特性が変化することにより操縦上の安
全性が損なわれるという現象を防止することがで
きる。

以上説明してきたように、この発明によれば、
その構成を、車体と、車体に回転自在に支持され
る前車輪および後車輪と、前車輪および後車輪に
それぞれ連結され前車輪と後車輪との回転数差を
吸収する前後輪差動機構と、前後輪差動機構の差
動機能を制限あるいは阻止可能な前後輪差動制御
手段と、を有する４輪駆動車において、操向車輪
として作動する前車輪の操舵角を検出する操舵角
検出手段と、前記前後輪差動制御手段の差動機能
阻止方向の作動の有無を選出する前後輪差動制御
検出手段と、操向車輪の操舵角が所定値以上にな
りかつ前後輪差動制御手段が前記作動していると
きは前後輪差動制御手段の前記阻止方向作動を解
除するよう前後輪差動制御手段を制御する差動阻
止解除手段と、を備えたものとしたため、操向車
輪の操舵角が所定値以上になることにより、前車
輪と後車輪との間に駆動トルクを伝達するプロペ
ラシヤフトやアクスルシヤフトの両端部に非常に
大きなトルクが発生してステアリングホイールの
手応えがかたくなるとともにそれらのシヤフトが
折れる危険が生じたり、あるいは、前車輪および
後車輪に互いに反対方向のスリツプを生じて車両
の操舵のアンダステア傾向を生じるとともにその
走行を制動、停止、またはエンストを生じるよう
なタイトコーナブレーキ現象が発生することを、
防止することができるという効果が得られる。ま
た、専門家や愛好家以外の一般人にとつては、い
ちいち手動で前後輪差動制御手段の作動を解除す
る必要がないため、車両の操作性の改善を図るこ
とができるという効果が得られる。

また、車速検出手段に設けて、車速が所定値以
上の高速状態で前後輪差動制御手段の作動が解除
されるのを防止し、高速状態で車両の旋回特性が
変化することにより操縦上の安全性が損なわれる
という現象を防止することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は操向車輪の操舵角が大きい場合の路面
における前車輪と後車輪とのそれぞれの回転半径
の差動を示す車両の平面図、第２図はこの発明に
係る４輪駆動車の一実施例を示す骨組図、第３図
は前後輪差動制御手段を示す部分断面概略図、第
４図は第２図に示す一実施例の信号系統を示すブ
ロツク図、第５図は他の実施例に係る４輪駆動車
の骨組図、第６図は第５図に示す他の実施例の信
号系統を示すブロツク図である。 １……車体、７……前後輪差動機構、７ａ……
デイフアレンシヤルケース、７ｂ……ピニオンシ
ヤフト、７ｃ……デイフアレンシヤルピニオン、
７ｄ……サイドギヤ、１６ａ，１６ｂ……後車
輪、２３……ソレノイド、２５ａ，２５ｂ……前
車輪、２６……前後輪差動制御手段、２７……前
後輪差動制御バルブ、２７……油圧多板クラツ
チ、３０……操舵角検出手段、３１……前後輪差
動制御検出手段、３２……電子制御回路（差動阻
止解除手段）、４０……車速検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体と、車体に回転自在に支持される前車輪
   および後車輪と、前車輪および後車輪にそれぞれ
   連結され前車輪と後車輪との回転数差を吸収する
   前後輪差動機構と、前後輪差動機構の作動機能を
   制限あるいは阻止可能な前後輪差動制御手段と、
   を有する４輪駆動車において、操向車輪として作
   動する前車輪の操舵角を検出する操舵角検出手段
   と、前記前後輪差動制御手段の作動機能阻止方向
   の作動の有無を検出する前後輪差動制御検出手段
   と、操舵角検出手段および前後輪差動制御検出手
   段より信号を入力して操向車輪の操舵角が所定値
   以上になりかつ前後輪差動制御手段が差動機能阻
   止方向に作動しているときは前後輪差動制御手段
   の前記阻止作動を解除するよう前後輪差動制御手
   段を制御する差動阻止解除手段と、を備えたこと
   を特徴とする４輪駆動車。 ２ 前記前後輪差動制御手段は、その解除を徐々
   に行うことにより、その前後輪差動制御手段の解
   除による車輪の旋回特性の急激な変化を防止でき
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ４輪駆動車。 ３ 前記差動阻止解除手段は、車速検出手段から
   の信号が入力され、車両の速度が所定値以下であ
   るときにのみ前記手段が前後輪差動制御手段を前
   記阻止差動を解除するように制御することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の４輪駆動車。