JPS588434A - ４輪駆動車の切換制御装置 - Google Patents

４輪駆動車の切換制御装置

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JPS588434A
JPS588434A JP56106648A JP10664881A JPS588434A JP S588434 A JPS588434 A JP S588434A JP 56106648 A JP56106648 A JP 56106648A JP 10664881 A JP10664881 A JP 10664881A JP S588434 A JPS588434 A JP S588434A
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wheel
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vehicle
steering angle
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

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】 本発明は、通常は前、後輪の一方による２輪駆動で、必
要に応じて４輪駆動に切替えることが可能なパートタイ
ム式４輪駆動串において、車両走行状態により自動的に
２輪駆動走行と４輪駆動走行の切換えを行う切換ＩＩＩ
ＩｉＩＩｌ装置に関するものである。
４輪駆動車として従来例えば特開昭５５−８３６１７号
公報にみられるように、中央差動装置を有する方式のも
のがあるが、そのような中央差動′＠置を設けると、必
然的にそのロック機構も必要になって伝動系の構造が複
雑化してしまう。そこで、本来一般的な通常走行時には
２輪駆動で充分である点を考−して、前、後輪の一方に
よる２輪−駆動走行をベースにし、必要に応じ前、ｍ輪
をトランスファクラッチで直結して４輪駆動走行にする
パートタイム方式のものが本件出願人により既に多数提
案されている。かかる方式においては、従来運転席の切
換用のレバーまたはスイッチの手動操作で２．４輪駆動
の切換えを行うようになっている。
ところで、２輪駆動走行と４輪駆町走行との使い分けに
ついてであるが、乾燥した平坦なコンクリート路面のよ
うな走行条件では２輪駆動走行で充分であって４輪駆動
に切換える必要はない。しかるに中央差動装置を具備し
ない直結タイプの４輪駆動車でこの場合に４輪駆動走行
すると、前。
後輪のタイヤ動荷重半径の微妙な差等のために、走行中
前、−輪の闇に内部循環トルク（捩れトルク）が発生し
てタイヤの摩耗の進行、燃費の悪化、及Ｖ娠動騒音等に
よる乗心地の悪化をもたらす。
また４輪駆動走行時に転舵すると、前、後輪の闇に回転
数の差を生じ、駆動装置に捩れが作用してブレーキング
したのと同じ状態になり、このためハンドルが重くなり
、停車状態から発進する際にはエンストする等、所謂タ
イトコーナブレーキング現象を起す。
一方、凍結路面、積雪路面等では２輪駆動のままでは駆
動輪のタイヤのグリップ能力の低下、走行抵抗の増大等
のため駆動輪の路面に対するスリップ率が増え、燃費の
悪化、操作性の低下及び制動能力の低下等をもたらす。
以上のような各路面状態に応じて２，４輪駆動を適切に
使い分ければ良いのであるが、実際には４輪駆動走行の
利点及び不都合について運転者のすべてが熟知している
わけではなく、場合によっては使い方が悪いために４輪
駆動車本来の能力を充分に生かしきれないことがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、運転
者の手動操作による２、４輪駆動走行の切換えは常に可
能にし、その上で乾燥した平坦な路面または凍結等のス
リップを生じ易い路面、転舵によるタイトコーナブレー
キング現象の有無を検出して２．４輪駆動の最適な走行
状態に自動的に切換えるようにした４輪駆動車の切換制
御装置を提供することを目的とする。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。
まず第１図において、ＦＦの２輪駆動をベースとした４
輪駆動車の一例についてその概略と本発明の原理につい
て説明すると、図において符号１はエンジンであり、こ
のエンジン１がらの動力が変速＠２内に組込まれた前輪
終減速装ｗ３を介して左右前輪４ａ、　４ｂの車軸５’
ａ、　５ｂに伝達されて２輪駆動走行する。また、変速
機２の後部のトランスファ装置６内にトランスファクラ
ッチｌが相付けられ、変速機２からの動力を更にトラン
スフ１クラツチ７によりプロペラ軸８、後輪終減速＠ｌ
Ｆ９を介して左右後輪１０ａ　、　１０ｂ　（７）串軸
１１ａ　、　１１ｂ　ニも伝達されることで、４輪駆動
走行するようになっている。
そして、前輪側の左右の串軸Ｓａ、　５ｂに回転センサ
１２ａ　、　１２ｂが、後輪側の左右の車軸１１ａ　、
　Ｉｌｂにも回転センサ１３ａ　、　１３ｂがそれぞれ
設けられ、更にステアリングホイール１４の操作で動作
するステアリングギヤボックス１５に転舵角センサ１６
が設けられる。また、運転席側には手動切換用ボタンス
イッチ１７があり、このスイッチ１７で４輪駆動走行の
状態に操作しない限り、上記各センサで検出された路面
状態に応じてトランスファクラッチ１の切換が自動的に
行われるのである。
次いで各センサによる路面状態の検出方法について説明
する。まず、実際のスリップ率ηは各車輪の回転速度を
ＮＦＲ、ＮＰＬ　、　Ｎ□＋　ＮＲＬ　＊前後輪の平均
回転速度をＮ、、Ｎ、　　とすると、ＮＦ　　＝　（Ｎ
ＦＩ　＋ＮＦＬ　）　／２　。
Ｎ＊＝＜Ｎ峠＋ＮＲＬ　）　／　２ η−１（ＮＦ　　／　ＮＲ） の関係で示される。
従って上記４つの回転センサ１２ａ　、　１２ｂ　、　
１３ａ　。
１３ｂで検出される＠転速度により上述の演算を行って
実際のスリップ率ηを求め、このスリップ率ηから路面
状態を判断してそれが大きい場合は４輪駆動走行に切換
えることもできる。しかるに、かかる判断だけではステ
アリングホイールの転舵により車両が旋回してスリップ
を生じている場合も含まれ、この場合にも４輪駆動走行
させるとタイトコーナブレーキング現象を生じるので除
く必要がある。
そこでこのような車両旋回時の理論スリップ率η′につ
いて第２図により説明する。「は後内輪の旋回半径＋ｒ
ｌ＋’ｌはそれぞれ前内輪、前外輪の旋回半径、Ｌは前
後ホイルベースの中心間距離、Ｔは左右タイヤ幅の中心
間距離を示す。ここでＴの値は前後輪共に等しいとし、
４つの車輪の動荷重半径は等しいとしこれをＲとする。
各車輪の回転角速度をω８．ωｖＬ、ωＲ１１、ωＲＬ
　、車体の旋回角速度をｂとすると、左旋回を例にとれ
ば、ｒｚ−（Ｖ’コ］】９、−πｒ　＋Ｔ）　’首］ω
ｗ−（ｒａ／Ｒ）＃、ωａ−（ｒｔ／Ｒ）θ。
ω＊Ｒ−（（ｒ　　＋Ｔ）／Ｒ）　　θ。
ωＩＩＬ　＝　（ｒ　／　Ｒ）　’ となる。
従って理論スリップ率η′は、 η′＝（ω＾　−ωＴ　）／ω＊＝１　　　（ωＦ／ω
−＝１−　」１す１ ｒ−１−７ ただし、Ｘ−ｒ／Ｔ　　、Ａ−Ｌ／Ｔ。
Ａは車体諸元で決まる値であり、Ｘは旋回半径で決まる
値である。このことから、理論スリップ率ηはＸの関数
となり、η’　＝’ａ　　（ｒ　）で示すことができる
。一方、旋回半径「左転舵角αとの藺には、ｒ−ｆ（α
）の関係があるから、転舵角αを知ることにより理論ス
リップ率η′を求めることができる。
かくして転舵角センサ１６にょる転舵角に基づいて求ま
る理論スリップ率η′を上述の実際のスリップ率ηから
減じた値を基準にしてスリップ状態を判断すれば、車両
旋回時誤って４輪駆動に切換わることを防止することが
できることになる。本発明はこのような原理により自動
切換するものである。
そこで−例として第３図以降の図面により自動変速機と
油圧クラッチ式のトランスファクラッチを用いる伝動系
について、切換制御装胃の具体的な実施例を説明する。
第３図において伝動系について説明すると、符号２０は
エンジンのクランク軸であり、このクランク軸２０がト
ルクコンバータ２１を介してタービン軸２２に連結され
る。自動変速機２′はプラネタリギヤ２３、タービン軸
２２の動力を選択的に入力するクラッチ２４．２５及び
プラネタリギヤ２３の各ｌ！索を選択的にロックするワ
ンウェイクラッチ２６、ブレーキ２７、ブレーキバンド
′２８を備えており、この自動変速機２′からの変速し
た動力が出力軸３０を介してリダクションギヤ３１に取
出される。そしてリダ　−クションギャ３１には前輪終
減速装置ｌ１３のドライブピニオン３２が取付けられて
直接駆動するようになっている。
また、ドライブピニオン３２にはトランスファドライブ
軸３３が連結されて自動変速機２′の後方へ延び、この
自動変速機２′の後部に装着されたトランスファ装置ｆ
Ｂ内のトランスファギヤ３４に連結され、このギヤ３４
から油圧クラッチ式のトランスファクラッチ１を介して
リヤドライブ軸３５、更に後輪側に連結される。そして
、クラッチ７の保合または解除により２，４輪駆動走行
の切換えが行われる。
次いで、クラッチ７の油圧−−系について説明すると、
電磁式の切換パルプ４０を有している。この切換パルプ
４０はスプール４１の一方にソレノイド４２からのロッ
ド４３が連結され、且つその他方にスプリング４４が付
勢してあり、入口ボート４５が油路４６を介して自動変
速機２′内のオイルポンプ４１に連通し、出口ボート４
８が油路４９を介してクラッチ７に連通し、更にドレン
ボート５０を有する。これによりソレノイド４２が非通
電の場合は図示のように、入口ボート４５が閉じ、出口
ボート４８がドレンボート５０に通じてクラッチ７は排
油により解除作用し、ソレノイド４２に通電されてロッ
ド４３によりスプール４１を左側に移動すると、ドレン
ボート５０を閉じ、出入口ボート４８．４５を通じてク
ラッチ７に給油することで係合作用する。
第４図において電気制御系について説明すると、前輪側
の左右の回転センサ１２ａ　、　１２ｂからの回転速噴
信号ＮＰ”　＊　ＮＰＬが加算器５１、符号変換器５２
を介して加算１１５３に入力し、後輪側の左右の回転セ
ンサ１３ａ　、　１３ｂからの回転速度信号Ｎ工＊　Ｎ
Ｉ？Ｌが加算器５４を介して上記加算器５３に入力する
。そして、加算器５３．５４の出力信号が除算器５５で
除算されることで実際のスリップ率ηが算出される。ま
た、転舵角センサ１６からの転舵角αの出力信号が演算
器５６で演算されて理論スリップ率η′が求まリ、更に
符号変換器５７を介して加算器５８により上記スリップ
率ηとの加算によりη−η′が算出され、これが比較＠
５９で基準電圧発生器６０の電圧と比較されて路面状態
の検出が行われる。
比較器５９の出力側は４輪駆動走行解除用のタイマ６１
を介してソレノイド４２に接続され、これに対し手動切
換用のボタンスイッチ１１も別個に操作可能にソレノイ
ド４２に接続しである。
本発明はこのように構成されているから、走行し始め及
び走行中に各車輪の回転速度が回転センサ１２ａ　、　
１２ｂ　、　１３ａ　、　１３ｂで検出され、且つステ
アリングホイールによる転舵角が、転舵角センサ１６で
検出されて、スリップ率η、理論スリップ率η′の算出
、及びそれによる路面状態の正常または異常が判断され
ている。そこで、乾燥した路面のようにスリップをほと
んど生じないでスリップ率ηの値が小さい場合、または
スリップを生じても転舵している場合で理論スリップ率
η′の値が大゛きいと、比較器５９からは信号が出力さ
れず、このため切換パルプ４０はソレノイド４２が非通
電であることでトランスファクラッチ７を排油して解除
することになる。これにより自、動蛮速機２′の動力は
後輪側に伝達されなくなって、前輪４ａ、　４ｂによる
２輪駆動走行が行われる。
一方、凍結路面や前輪４ａ、　４ｂの一方がぬかるみに
入ったような場合はスリップ率ηが急増するため、比較
器５９から信号が出力し、これによりソレノイド４２が
通電して切換パルプ４０の給油によりクラッチ１は係合
する。そこで、自動変速機２′の動力は後輪１０ａ　、
　１０ｂにも伝達されて、前、後輪４ａ、　４ｂ、　１
０ａ　、　１０ｂによる４輪駆動走行に切換ねる。とこ
ろでこのときタイマ６１がセットされて所定時閣軽過侵
２輪駆動走行に戻るのであり、このとき継続して大きい
スリップを生じていると再び４輪駆動になり、こうして
スリップを生じている闇断続的に４輪駆動走行に切換え
られる。
またこのような自動切換に対し、手動切換用ボタンスイ
ッチ１１＠：操作すると、その操作の際にソレノイド４
２に通電して上述のように４輪駆動に切換わる。
尚、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく
、例えば手動麦速のｗｉ速機を有する伝動系、ＲＲの２
輪駆動をベースにするものにも適用することができ、４
輪駆動の解除の場合にタイマ以外の種々の方法が考えら
れる。
以上の説明から明かなように本発明によると、１［ｉ状
態により４輪駆動走行が必要な場合にそのような状態に
自動的に切換ねるので、運転技術に関係なくホイールス
ピン等を未然に防止して安全な走行を行うことができ、
且つ４輪駆動車としての性能を充分発揮し得る。スリッ
プ率として実際のものに転舵の際の理論スリップ率も加
味しているので、車両旋回時誤って４輪駆動に切換ねっ
てタイトコーナブレーキング現象を生じるという不具合
はない。更に２輪駆動走行をベースにして心髄に応じ４
輪駆動に切換える方式であるから、不必要に４輪駆動す
る際のタイヤの摩耗、燃費の低下、振動、騒音の発生等
を最少限に押え得る。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図は本発明の詳細な説明する模式的平面図
、第３図は本発明による装置の一実施例の伝動系と油圧
制御系を示す構成図、第４図は同電気制御系を示す回路
図である。 ４ａ、　４ｂ・・・前輪、１・・・トランスフ１クラツ
チ、１０ａ　、　１０ｂ　・・・後輪、１２ａ　、　１
２ｂ　、　１３ａ　、　１３ｂ　・・・回転センサ、１
６・・・転舵角センサ、４０・・・切換パルプ、４２・
・・ソレノイド、５５・・・実際のスリップ率算出用除
棹器、５６・・・理論スリップ率算出用演算器、５９・
・・比較器、６０・・・基準電圧発生器、６１・・・４
輪駆動走行解除用タイマ。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人弁理士　　小　槙　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 前、後輪の回転速度により実際のスリップ率を求め、同
    時に転舵角により理論スリップ率を求め、これらの両ス
    リップ率に基づいて略直進走行する場合で前、後輪の間
    に所定のスリップを生じている間のみ、２．４輪駆動走
    行切換用のトランスファクラッチを係合して自動的に２
    輪駆動から４輪駆動に切換えるように構成したことを特
    徴とする４輪駆動車の切換制御装置。
JP56106648A 1981-07-07 1981-07-07 ４輪駆動車の切換制御装置 Granted JPS588434A (ja)

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