JPH08324272A - 四輪駆動車の駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＢＳ及びトルク配分制御を行う際の走行安
定性を確保する。 【構成】 車輪１，２のロックを回避して安定した制動
力に制御するアンチロックブレーキシステムを搭載した
四輪駆動車において、エンジン３からの駆動力をその締
結力に応じて決まる比率配分で前後輪１，２に伝達する
クラッチ機構９と、クラッチ機構９を、通常走行時には
前後輪１，２の速度差に基づいて最適な締結力となるよ
うに作動させ、アンチロックブレーキシステムが作動し
ている時には所定の締結力に固定もしくは締結力の制御
幅を限定した範囲とするコントローラ４５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンからの駆動力
を前後輪に適宜分配する四輪駆動車の駆動力配分装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来にあって多くの車両に搭載されてい
るアンチロックブレーキシステム（以下ＡＢＳという）
は、すべりやすい路面等での制動において車輪のロック
を回避しながら、タイヤと路面の摩擦係数に追随し、安
定した制動力に制御するものである。

【０００３】一方四輪駆動車には、四輪駆動と二輪駆動
とに適宜切り換えるパートタイム方式と、常時四輪駆動
のフルタイム方式とがある。一般にパートタイム方式
は、必要に応じて手動操作により前後輪を機械的に直結
するもので、四輪が同じ摩擦係数の路面上にある場合、
駆動力（トルク）配分は前後輪の動的荷重配分に比例
し、前後輪のいずれかがスリップしてもタイヤのグリッ
プ力に応じた駆動力配分となる。またフルタイム方式
は、前後輪の回転差を吸収しながら駆動力を前後輪へ常
時伝達するようになっており、前後輪の駆動力配分が常
に一定の比率となる固定分配式と、路面状況や走行状態
などに応じて駆動力配分が可変となる可変分配方式とが
ある。

【０００４】駆動力配分を制御する可変分配方式におい
ては、車速センサーにより前後輪速度を検出して、その
車速差に基づいて油圧多板クラッチを制御したり、或い
は車速差から生じる油圧の負荷量の違いにより前輪或い
は後輪への駆動力配分を変化させることで、走行安定性
を確保するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでＡＢＳを搭載
した可変配分方式の四輪駆動車においては、ＡＢＳ作動
時にトルク配分制御を行うと、それぞれが別個の検出値
に基づいて制御を行っているので、お互いの駆動系制御
が干渉し、車両の挙動変化が大きくなる場合があるとい
う問題があった。

【０００６】そこで本発明は、ＡＢＳ及びトルク配分制
御を行う際の走行安定性を確保できる四輪駆動車の駆動
力配分装置を提供すべく創案されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車輪のロック
を回避して安定した制動力に制御するアンチロックブレ
ーキシステムを搭載した四輪駆動車において、エンジン
からの駆動力をその締結力に応じて決まる比率配分で前
後輪に伝達するクラッチ機構と、このクラッチ機構を、
通常走行時には前後輪の速度差に基づいて最適な締結力
となるように作動させ、アンチロックブレーキシステム
が作動している時には所定の締結力に固定もしくは、締
結力の制御幅を限定した範囲とするコントローラとを備
えたものである。

【０００８】

【作用】上記構成によって、コントローラは、ＡＢＳが
作動していない通常走行時においては、前後輪の速度差
に基づいてクラッチ機構を作動させ、前後輪への最適な
駆動力配分を行う。ＡＢＳ作動時においては、予め設定
した所定の締結力となるようにクラッチ機構を固定、も
しくは締結力の制御幅を限定した範囲とするようにクラ
ッチ機構を制御して、相互の制御干渉を回避する。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

【００１０】図１及び図２は、本発明である四輪駆動車
の駆動力配分装置の一実施例を示したものである。この
四輪駆動車４は、手動操作により二輪駆動（２Ｈ）と四
輪駆動の高速（４Ｈ）及び低速（４Ｌ）とに適宜切り換
えるパートタイム方式の駆動系を備えたものであって、
エンジン３からの駆動力がトランスファ部６を経由して
リヤプロペラシャフト１６に伝達されて後輪２が常時駆
動され、前輪１はシフトレバー７が操作されたときにト
ランスファ部６からフロントプロペラシャフト３３に駆
動力が伝達されるようになっている。そしてその駆動力
を適宜配分する駆動力配分装置は、トランスファ部６に
設けられたクラッチ機構たる多板クラッチ９と、前後輪
１，２の速度をそれぞれ検出するための車輪速センサー
４３，４４と、車輪速センサー４３，４４の検出値に基
づいて多板クラッチ９を適宜作動させるコントローラ４
５とにより主として構成されている。

【００１１】トランスファ部６は、シフトレバー７の操
作によって四輪駆動における速度切換（４Ｈ−４Ｌ）を
行う切換機構８と、切換機構８を経由した駆動力を実質
的に分配する多板クラッチ９とを備えている。切換機構
８は、エンジン３にトランスミッション５を介して連結
する入力軸１０と、リヤプロペラシャフト１６に自在継
手５１を介して連結する第一の中間軸５２とを、遊星歯
車機構５３を介して適宜連結するものであり、その構成
については後述する。リヤプロペラシャフト１６の出力
端には、終減速装置１７の一部をなす小ギヤ１８が取り
付けられ、小ギヤ１８は、デファレンシャルケース１９
に取り付けられた大ギヤ２０に噛合されている。そして
大ギヤ２０は、左右の差動小ギヤ２１を介して後輪車軸
２２及び後輪２へと回転力を伝達するようになってい
る。

【００１２】多板クラッチ９は、第一の中間軸５２に取
り付けられた複数のインナプレート２３と、インナプレ
ート２３間に配置されたアウタプレート２４とを備え、
アウタプレート２４はこれらプレート２３，２４を覆う
クラッチハウジング２５の内壁に取り付けられている。
クラッチハウジング２５の前端には第一の中間軸５２と
同軸に延びた外筒部５４が取り付けられ、第一の中間軸
５２に対して回転自在に形成されている。そしてインナ
プレート２３とアウタプレート２４は、その近傍に固定
された電磁コイル２６の磁力をきっかけにクラッチ接続
方向に圧着するようになっている。すなわち、電磁コイ
ル２６を励磁すべく供給される電流値に従って、インナ
プレート２３とアウタプレート２４との接触状態が変化
して、クラッチ締結力（押付け力）が増減されるように
なっている。さらに外筒部５４の前端にはスプロケット
５５が取り付けられ、第二の中間軸５６に取り付けられ
たスプロケット５７にチェーン５８を介して連結されて
いる。第二の中間軸５６は、第一の中間軸５２と並行に
設けられ、フロントプロペラシャフト３３に自在継手５
１を介して連結している。フロントプロペラシャフト３
３の前端には終減速装置３４を構成する小ギヤ３５が取
り付けられ、小ギヤ３５からの駆動力は、大ギヤ３６、
デファレンシャルケース３７及び差動小ギヤ３８に順次
伝達されて、前輪車軸３９及び前輪１を回転させるよう
になっている。すなわち電磁コイル２６への給電制御に
より、多板クラッチ９の締結力を変化させ、この締結力
に応じて決まる比率配分（0:100 〜 50:50）で、前後輪
１，２にトルク伝達を行えるようになっている。

【００１３】そしてコントローラ４５は、主として車輪
速センサー４３，４４の検出値に基づいて電磁コイル２
６への給電制御を行うようになっている。車輪速センサ
ー４３，４４は、第二の中間軸５６に取り付けられた突
起付ディスク（ギヤ）４１に対向する前輪速度センサー
４３と、第一の中間軸５２に取り付けられた突起付ディ
スク４２に対向した後輪速度センサー４４とで成る。突
起付ディスク４１，４２は、その周縁部に等間隔且つ複
数の突起が形成されている。車輪速センサー４３，４４
はその突起を感知してこれが通過する毎にパルス信号を
出力し、コントローラ４５の入力部４６に入力させるよ
うになっている。これら入力情報は、演算処理部４７に
おいて演算処理され、電磁コイル２６に供給すべき最適
な電流量（電圧デューティ比）を決める。例えば前後輪
１，２で速度差があった場合は走行中にスリップが生じ
ているとみなして、これを解消するような多板クラッチ
９の締結力となる電圧デューティ比を決定し、出力部４
８から出力する。

【００１４】この入力部４６には、車輪速センサー４
３，４４からのパルス信号の他に、ブレーキ信号及びＡ
ＢＳ作動信号が入力されるようになっている。すなわち
コントローラ４５にはブレーキペダル７１の踏み込みを
検出するためのブレーキセンサー７２と、ＡＢＳのコン
トロールユニット７３とが結線されている。ＡＢＳコン
トロールユニット７３は、車両Ｇサンサー（加速度セン
サー）やエンジン回転センサー（図示せず）等に基づい
て、前後輪１，２それぞれの制動力を適宜調節してロッ
クを防止するものであり、この制御を開始すると同時に
コントローラ４５へＡＢＳ作動信号を出力するようにな
っている。なおブレーキ信号をコントローラ４５に入力
するのは、ＡＢＳ作動信号が、ドライバーの意思（ブレ
ーキ操作）によるものであることを確認するためであ
る。

【００１５】そして演算処理部４７は、ブレーキ信号及
びＡＢＳ作動信号が入力されると、通常のトルク配分制
御は行わずに、トルク配分の変化が少なくなるように多
板クラッチ９の締結力の制御幅を狭くするか、予め設定
したトルク配分となるように多板クラッチ９の締結力を
固定する。このトルク配分の変化幅の値もしくは固定ト
ルク配分の値は、ＡＢＳ作動時にあってねじり振動等が
発生せず、バランスよく最も安定した走行が得られるよ
うに、搭載する車両とのチューニングにより定めるもの
とする。なおコントローラ４５の出力部４８からは、車
両の駆動状態（２Ｈ，４Ｈ）のモード信号がＡＢＳコン
トロールユニット７３に出力されるようになっている。
またコントローラ４５の入力部４６には、シフトレバー
７の位置を検出するポジションセンサー６１，６２から
の情報が入力されるようになっており、シフトレバー７
が四輪駆動側に操作されたときに、多板クラッチ９を作
動させて四輪駆動モード（４Ｈ）に切り換えると共に、
トルク配分制御を開始するようになっている。

【００１６】次にトランスファ部６の切換機構８の構成
を説明する。この切換機構８は、入力軸１０に設けられ
た入力スプライン１１及び入力ギヤ１２と、サンギヤと
なる入力ギヤ１２と固定ギヤ１３との間で歯合回転する
プラネタリギヤ１４と、プラネタリギヤ１４の回転に伴
って入力軸１０を中心に回転する円筒状ギヤ１５とを備
えて構成されている。そしてシフトレバー７の操作によ
り、入力スプライン１１又は円筒状ギヤ１５が、第一の
中間軸５２の入力端に取り付けられた駆動スプライン６
３に、スライド可能なシフトスリーブ６４を介して選択
的に接続されるようになっている。図１においては、ハ
イモード（４Ｈ）が選択された状態を示しており、シフ
トスリーブ６４は入力スプライン１１と駆動スプライン
６３とを接続することで、入力軸１０を第一の中間軸５
２に直結させる。またローモード（４Ｌ）が選択される
と、シフトスリーブ６４は円筒状ギヤ１５と駆動スプラ
イン６３とを接続して第一の中間軸５２を減速回転させ
るようになる。なおハイモード（４Ｈ）は、通常走行の
他に雪道、ぬかるみ等の比較的スリップし易い路面状況
で選択され、ローモード（４Ｌ）は、急坂や極悪路にお
けるけん引等の非常に高い駆動力を要する状況で選択さ
れる。

【００１７】またクラッチハウジング２５と第一の中間
軸５２とにはメカニカルロックとなる直結用スプライン
２７，２８がそれぞれ設けられている。これら直結用ス
プライン２７，２８は、ローモード（４Ｌ）が選択され
たとき、スライド可能な接続シフトスリーブ２９によっ
て互いに接続される。この接続により、クラッチハウジ
ング２５は第一の中間軸５２（リヤプロペラシャフト１
６）に直結されることになり、多板クラッチ９によるト
ルク配分制御は行われない。なお二輪駆動モード（２
Ｈ）が選択された場合は、シフトスリーブ６４及び接続
シフトスリーブ２９の位置はハイモード（４Ｈ）の場合
に等しいが、多板クラッチ９は分断された状態であるた
め、フロントプロペラシャフト３３への駆動伝達は行わ
れない。そしてクラッチ分断状態にある前輪駆動系（フ
ロントプロペラシャフト３３）は、アクスル断続機構６
５によって静止状態に保持される。

【００１８】このアクスル断続機構６５は、前輪１と終
減速機３４との間で分割された前輪車軸３９の分割位置
に設けられ、分割車軸３９ａ，３９ｂの対向した端部に
それぞれ取り付けられたスプライン６６，６７と、スラ
イドによってこれらスプライン６６，６７を接続・解除
する接続シフトスリーブ６８と、接続シフトスリーブ６
８を適宜動作させるためのアクチュエータ６９とにより
主として構成されている。そしてコントローラ４５の作
動信号によって、二輪駆動（２Ｈ）のときにはスプライ
ン６６，６７間の接続を断つことにより、走行に伴う前
輪１からの回転が終減速装置３４において空回りとなっ
て、リヤプロペラシャフト３３に伝達されないようにな
っている。このように構成することで、走行に伴う無駄
なエネルギー消費を避けることができる。なおアクチュ
エータ６９としては、エアシリンダや負圧により動作す
るダッシュポットなどにより構成してよい。

【００１９】次に本実施例の作用を説明する。

【００２０】シフトレバー７が二輪駆動（２Ｈ）から四
輪駆動（４Ｈ）へと切換え操作されると、コントローラ
４５はポジションセンサー６１，６２からの信号によっ
てこれを感知し、まず所定の電圧デューティ比を以て電
磁コイル２６を励磁させる。この励磁によって、多板ク
ラッチ２５は適宜な締結力を発揮して第一の中間軸５２
から第二の中間軸５６にトルク伝達し、静止していたフ
ロントプロペラシャフト３３を回転させる。フロントプ
ロペラシャフト３３の回転が充分上がったなら、アクス
ル断続機構６５を作動させて前輪１（前輪車軸３９）と
フロントプロペラシャフト３３とを終減速装置３４を介
して連結させ、前輪速センサー４３及び後輪速センサー
４４による前後輪速度の検出値に基づいて、トルク配分
制御（本制御）を開始する。すなわち前後輪１，２で速
度差があった場合は走行中にスリップが生じているとみ
なして、これを解消するような多板クラッチ９の締結力
となる電圧デューティ比を決定し、その電流値を以て電
磁コイル２６を励磁させて、多板クラッチ２５の締結力
を調節する。

【００２１】このトルク配分制御に際しては、まずＡＢ
Ｓが作動しているか否かを判断する。すなわち図３に示
すように、コントローラ４５は、ブレーキセンサー７２
からブレーキＯＮの信号が入力され、且つＡＢＳコント
ロールユニット７３からＡＢＳ作動信号が入力されたと
きは、前後輪速度差に基づくトルク配分制御によるトル
ク配分の制御幅を限定した範囲に抑えるか、或いはトル
ク配分制御は行わず、予め設定したＡＢＳ作動時におけ
る最も好ましいトルク配分で多板クラッチ９の締結力を
制御もしくは固定する。

【００２２】このように、前後輪１，２の速度差に基づ
いて最適な締結力となるように多板クラッチ９を作動さ
せてトルク配分制御を行うと共に、ＡＢＳ作動時にはト
ルク配分の制御幅を限定した範囲に抑えるか、予め設定
した一定の比率配分にて前後輪１，２を駆動させるよう
にしたので、トルク配分制御とＡＢＳの制動力制御とが
干渉するのを防止でき、車両の挙動変化を最小限に抑え
ることができる。すなわち走行安定性のより一層の向上
が達成される。また本発明は、基本的にはコントローラ
を一部改良するだけで実現するものであり、極めて汎用
性に富む。

【００２３】なお本実施例にあっては、切り換え方式の
四輪駆動車に適用した場合を示したが、フルタイム方式
の四輪駆動車で前後輪のトルク配分を制御するものにも
広く適用されるものである。

【００２４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ＡＢＳ及
びトルク配分制御の相互干渉による車両の過度な挙動変
化を防止でき、走行安定性のより一層の向上が達成され
るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置の一実施
例を示した平面図である。

【図２】図１の要部の具体的な構成を示した平面図であ
る。

【図３】図１の作用を説明するためのフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 前輪（車輪） ２ 後輪（車輪） ３ エンジン ９ 多板クラッチ（クラッチ機構） ４３ 前輪速度センサー（車輪速センサー） ４４ 後輪速度センサー（車輪速センサー） ４５ コントローラ ７３ ＡＢＳコントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィル ワトソン アメリカ合衆国 ミシガン州 スターリン グ・ハイツ 18 １／２マイル・ロード 6690 ボーグ・ワーナー・オートモーティ ブ・インク・パワートレイン・システム ズ・コーポレーション内 (72)発明者 ダン ショワルター アメリカ合衆国 ミシガン州 スターリン グ・ハイツ 18 １／２マイル・ロード 6690 ボーグ・ワーナー・オートモーティ ブ・インク・パワートレイン・システム ズ・コーポレーション内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪のロックを回避して安定した制動力
   に制御するアンチロックブレーキシステムを搭載した四
   輪駆動車において、エンジンからの駆動力をその締結力
   に応じて決まる比率配分で前後輪に伝達するクラッチ機
   構と、該クラッチ機構を、通常走行時には前後輪の速度
   差に基づいて最適な締結力となるように作動させ、上記
   アンチロックブレーキシステムが作動している時には所
   定の締結力に固定もしくは締結力の制御幅を限定した範
   囲とするコントローラとを備えたことを特徴とする四輪
   駆動車の駆動力配分装置。