JPH08506B2 - 四輪駆動装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられる四輪駆動装置
の制御方法に係り、特にセンタディファレンシャル装置
と差動制御クラッチとを有する四輪駆動装置の制御方法
に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に用いられる四輪駆動装置の一つとし
て後輪と前輪との間にて差動作用を行うセンタディファ
レンシャル装置と、前記センタディファレンシャル装置
の差動作用を選択的に停止せしめて後輪と前輪とを選択
的に直結する差動制御クラッチとを有する四輪駆動装置
が既に提案されており、この種の四輪駆動装置は、例え
ば特開昭50−147027号、特開昭55−72420号の各公報に
示されている。

上述の如き四輪駆動装置を有する車輌に於ては、差動
制御クラッチが解放されている時にはセンタディファレ
ンシャル装置が差動作用をし得ることによりタイトコー
ナブレーキ現象の発生が回避されて旋回走行が良好に行
われ、これに対し差動制御クラッチが係合している時に
は前記センタディファレンシャル装置は差動作用を行う
ことを禁止されて前後輪直結の四輪駆動状態となり、駆
動性能が向上し、特に登坂路走行時の如き大出力走行時
の駆動性能が向上し、優れた走行性能が得られるように
なる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、車輌の前輪と後輪との回転数差は、前輪及
び後輪の各々のタイヤの有効半径、車輌旋回半径により
決まり、前後輪の各々のタイヤの有効半径は、各タイヤ
の空気圧及び摩耗量と分担荷重とによって変化し、この
ため旋回走行時のみならず直進走行時に於ても前輪と後
輪との間にて回転数差が生じ、この回転数差は高速走行
時ほど大きくなる。従って、高速直進走行時に於て、差
動制御クラッチの係合によって前輪と後輪とが完全に直
結されると、その前輪と後輪との回転数差がセンタディ
ファレンシャル装置によって吸収されないために後輪と
前輪とに対する動力伝達系に循環トルク（捩り上げトル
ク）が発生し、これは走行路面に対するタイヤの滑りに
よって吸収されるようになり、このため比較的摩擦係数
が高い通常路面の走行時に於ては、タイヤの摩耗が大き
く、また燃費の悪化を招く虞れがある。

本発明は高速走行時には前輪と後輪との回転数差によ
って動力伝達系に循環トルクが発生することを回避する
改良された四輪駆動装置の制御方法を提供することを目
的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、後輪と前輪との
間にて差動作用を行うセンタディファレンシャル装置
と、前記センタディファレンシャル装置の差動作用を選
択的に停止せしめて後輪と前輪とを選択的に直結する差
動制御クラッチとを有する四輪駆動装置の制御方法に於
て、変速装置の変速段がオーバドライブ段の如き最高速
変速段である時には前記差動制御クラッチの係合力を低
減することを特徴とする四輪駆動装置の制御方法によっ
て達成される。

前記差動制御クラッチの係合と解放はその切換による
ショックと変速ショックとの発生が同時になるよう前記
変速装置の変速段の切換と同期して行われて良い。

また、より一層駆動性能を重視するならば、前記差動
制御クラッチの係合力低減領域は自動変速装置の変速段
が最高速変速段、例えばオーバドライブ段であってしか
もその自動変速装置の流体式トルクコンバータのロック
アップクラッチが係合する運転領域のみであっても良
い。

発明の作用及び効果 本発明による四輪駆動装置の制御方法によれば、変速
装置の変速段が最高速変速段である時、特に流体式トル
クコンバータのロックアップクラッチの係合時には、即
ち高速運転時には差動制御クラッチの係合力が低減して
該差動制御クラッチが滑り得る状態になり、これにより
この走行状態時に於ては、前輪と後輪とが完全には直結
されず、センタディファレンシャル装置が差動作用を行
い得る状態に設定され、直進走行時に於ても前輪と後輪
のタイヤの有効半径の違いによって前輪と後輪とに回転
数差が生じれば、それは前記センタディファレンシャル
装置の差動作用によって吸収され、動力伝達系に循環ト
ルクが発生することがなく、前輪と後輪との回転数差に
よってタイヤが走行路面に対し滑ることがなく、タイヤ
の摩耗が激しくなること及び燃費が悪化することが回避
される。高速走行時に於ても急加速等による機関出力増
大時にはシフトダウン、特に自動変速段に於ては自動的
にキックダウンが行われるから、この時にはシフトダウ
ンに伴い差動制御クラッチが係合し得るようになり、こ
れにより前後輪直結の四輪駆動状態が得られ、これに伴
い優れた駆動性能の下に車輌が運転され得るようにな
る。

前記差動制御クラッチの係合と解放がその切換による
ショックと変速ショックの発生とが同時になるように前
記変速装置の変速段の切換と同期して行われれば、変速
装置の変速段が最高速変速段へアップシフトされる時、
或いは最高速変速段よりダウンシフトされる時に変速シ
ョックと差動制御クラッチの係合或いは解放に伴うショ
ックとが或る時間差をもって次々に起こることがなく、
この時のショックが一回ですむようになり、運転フィー
リングが悪化することが回避される。

本発明によゆ制御方法に於ては、変速装置の変速段、
流体式トルクコンバータのロックアップクラッチの差動
に応じて差動制御クラッチの係合作用が行われるから、
その制御に特別な車速センサ、機関負荷センサ等を必要
とせず、この制御は電気制御式の変速装置以外に油圧制
御式の変速装置と組合せられても適用され得るものであ
る。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による制御方法の実施に使用される四
輪駆動装置を示すスケルトン図である。図に於て、１は
内燃機関を示しており、該内燃機関は車輌の前部に縦置
きされており、該内燃機関の後部には車輌用自動変速機
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。

車輌用自動変速機２は、コンバータケース４内に設け
られたロックアップクラッチ5aを有する一般的構造の流
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軸（クランク軸）に駆動連結されて
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に与えられるようになっている。変速装置
７は、遊星歯車機構等により構成されたそれ自身周知の
変速装置であって複数個の変速段の間に切換わり、その
変速制御を油圧制御装置９により行われるようになって
いる。

四輪駆動用トランスファ装置３はフルタイム4WDのた
めの遊星歯車式のセンターディファレンシャル装置10を
有しており、センターディファレンシャル装置10は、変
速装置７より回転動力を与えられる入力部材としてのキ
ャリア11及び該キャリアに担持されたプラネタリピニオ
ン12と、プラネタリピニオン12に噛合したサンギア13及
びリングギア14とを有し、リングギア14は後輪駆動軸15
に接続され、サンギア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軸16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、前輪駆動用中間軸16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及び19に噛合する無端のチェーン20により駆動連結さ
れている。

四輪駆動用トランスファ装置３はサンギア13とリング
ギア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が設けられており、該差動制御クラッチの作動は
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により行われるようになっている。

後輪駆動軸15には自在継手23によりリアプロペラ軸24
の一端が駆動連結されている。

前輪駆動軸17には自在継手25によりフロントプロペラ
軸26の一端が連結されている。フロントプロペラ軸26
は、車輌用自動変速機２の一側方をその軸線に対し略平
行に延在しており、他端にて自在継手27によりフロトデ
ィファレンシャル装置30の入力軸であるドライブピニオ
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の鋳鉄製のオイルパン29と一体成型された
ディファレンシャルケース32より回転可能に支持されて
いる。

ドライブピニオン軸31の端部には傘歯車よりなるドラ
イブピニオン33が設けられており、該ドライブピニオン
はフロントディファレンシャル装置30のリングギア34と
噛合している。

油圧制御装置９及び22は電気式の制御装置45よりの制
御信号に基いて作動して変速装置７の変速段の切換制御
と差動制御クラッチ21の係合−解放制御を行うようにな
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、車速センサ46より車速に関する情報を、
スロットル開度センサ47より内燃機関１のスロットル開
度に関する情報を、マニュアルシフトポジションセンサ
48によりマニュアルシフトレンジに関する情報を、マニ
ュアル切換スイッチ49よりセンタディファレンシャルロ
ックモード時であるか否かに関する情報を与えられ、基
本的にはマニュアルシフトレンジと車速とスロットル開
度とに応じて第２図に示されている如く予め定められた
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
ロックアップクラッチ5aの係合制御のための制御信号を
油圧制御装置９へ出力し、またセンタディファレンシャ
ルロックモード時である時には変速装置７の変速段が最
高高速変速段、即ちオーバドライブ段（第四速段）でな
い限り差動制御クラッチ21が係合する信号を、それ以外
の時には差動制御クラッチ21の係合を禁止する、即ち差
動制御クラッチ21を解放する制御信号を油圧制御装置22
へ出力するようになっている。

これにより差動制御クラッチ21はセンタディファレン
シャルロックモード時であって係合していても変速装置
７の変速段がオーバドライブ段へアップシフトされる
と、強制的に解放される。これによりセンタディファレ
ンシャル装置10は差動作用を行い得る状態になり、前輪
と後輪との回転数差によって動力伝達系に循環トルクが
生じることが回避されるようになる。

センタディファレンシャルロックモード時であって変
速装置７の変速段がオーバドライブ段よりダウンシフト
されると、差動制御クラッチ21の係合が自動的に復帰
し、駆動性能と制動性能の向上のために前後輪直結の四
輪駆動状態に戻る。

上述の如く、差動制御クラッチ21の係合が禁止される
ことにより、この差動制御クラッチ21の係合禁止領域は
第２図に示されている自動変速装置の変速パターンのオ
ーバドライブ段領域と同じ領域になり、この領域は高車
速で、しかも機関出力が大きくない時であるから、大出
力走行時には優れた駆動性能が得られることとそれ以外
の高速走行時には前輪と後輪との回転数差によって動力
伝達系に循環トルクが発生することを回避することとが
両立するようになる。

上述の如き変速装置７の変速段の切換に伴う差動制御
クラッチ21の係合と解放はその切換によるショックと変
速ショックの発生が同時になるよう、第３図に示されて
いる如く、変速装置７の変速段の切換と同期して行われ
るようになっている。変速段の切換が開始されてから実
際に変速ショックが生じるまでの時間と差動制御クラッ
チ21の係合或いは解放の制御が開始されてから実際にそ
の切換に伴うショックが生じるまでの時間は互いに異っ
ており、前者の方が後者に比べて長いから、第３図に示
されていると如く、差動制御クラッチ21の切換信号は変
速信号が生じてから所定時間ｔ秒だけ遅延して発生する
ようになっている。

これにより差動制御クラッチ21の係合と解放による切
換ショックと変速装置７の変速による変速ショックとが
同時に発生するようになり、変速時に差動制御クラッチ
の切換ショックと変速ショックとが次々に起ることが回
避される。

差動制御クラッチ21の係合を禁止する領域は変速装置
７の変速段が最高速変速段、即ちオーバドライブ段であ
って、しかも流体式トルクコンバータ５のロックアップ
クラッチ5aが係合している時のみであってもよい。

この場合は、差動制御クラッチ21の係合が禁止される
領域がより限定され、前後輪直結の四輪駆動状態となり
得る運転領域が拡大されるようになる。

尚、上述の実施例に於ては、差動制御クラッチ21はオ
ン−オフ的制御が行われるようになっているが、本発明
はこれに限定されず、差動制御クラッチ21は、係合力を
定量的に可変制御され、変速装置７の変速段が最高速変
速段である時、或いは前記変速段が最高速変速段であっ
て流体式トルクコンバータ５のロックアップクラッチ5a
が係合している時には滑りを生じ得るよう、即ち不完全
係合状態となるよう係合力を低減されても良い。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御方法の実施に用いられる四輪
駆動装置の一例を示すスケルトン図、第２図は車輌用自
動変速機の一般的な変速パターンを示すグラフ、第３図
は本発明による四輪駆動装置の制御方法に於ける制御特
性を示すグラフである。 １……内燃機関,2……車輌用自動変速機,3……四輪駆動
用トランスファ装置,4……コンバータケース,5……流体
式トルクコンバータ,6……トランスミッションケース,7
……変速装置,8……入力部材,9……油圧制御装置,10…
…センターディファレンシャル装置,11……キャリア,12
……プラネタリピニオン,13……サンギア,14……リング
ギア,15……後輪駆動軸,16……前輪駆動用中間軸,17…
…前輪駆動軸,18、19……スプロケット,20……無端チェ
ーン,21……差動制御クラッチ,22……油圧制御装置,23
……自在継手,24……リアプロペラ軸,25……自在継手,2
6……フロントプロペラ軸,27……自在継手,29……オイ
ルパン,30……フロントディファレンシャル装置,31……
ドライブピニオン軸,32……ディファレンシャルケース,
33……ドライブピニオン,34……リングギア,45……制御
装置,46……車速センサ,47……スロットル開度センサ,4
8……マニュアルシフトポジションセンサ,49……マニュ
アル切換スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後輪と前輪との間にて差動作用を行うセン
   タディファレンシャル装置と、前期センタディファレン
   シャル装置の差動作用を選択的に停止せしめて後輪と前
   輪とを選択的に直結する差動制御クラッチとを有する四
   輪駆動装置の制御方法に於て、変速装置の変速段が最高
   速変速段である時には前記差動制御クラッチの係合力を
   低減することを特徴とする四輪駆動装置の制御方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項の四輪駆動装置の制
   御方法に於て、前記差動制御クラッチの係合と解放はそ
   の切換によるショックと変速ショックとの発生が同時に
   なるよう前記変速装置の変速段の切換と同期して行うこ
   とを特徴とする四輪駆動装置の制御方法。
3. 【請求項３】後輪と前輪ての間にて差動作用を行うセン
   タディファレンシャル装置と、前記センタディファレン
   シャル装置の差動作用を選択的に停止せしめて後輪と前
   輪とを選択的に直結する差動制御クラッチとを有する四
   輪駆動装置の制御方法に於て、自動変速装置の変速段が
   最高速変速段であり且自動変速装置の流体式トルクコン
   バータのロックアップクラッチが係合している時には前
   記差動制御クラッチの係合力を低減することを特徴とす
   る四輪駆動装置の制御方法。