JPS62286839A - ４輪駆動車のセンタ−デフ機構制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、センターデフ殿構を有するフルタイム式４輪
駆動車に係わり、雪路やぬかるみでの発進や脱輪時の脱
出を容易にさせるための４輪駆動車のセンターデフ機構
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車走行においては、前輪駆動の方が後輪駆
動に比して直進安定性が良いが、コーナリング時には、
戻ろうとするタイヤにハンドルで力を加えなければなら
ないので、前輪駆動の方が曲がりにくい傾向がある。そ
の点、後輪駆動の場合には曲がり易いが、駆動力が強す
ぎると回り過ぎてしまう欠点がある。そこで、前輪と後
輪半々位の力で駆動するのが自動車走行上理想的であり
、その点、４輪駆動車は極めて優れている。ところで、
自動車の左右の車輪は、コーナリングの際に旋回半径が
異なるので、この影響を吸収し、スムーズにコーナリン
グを行うために、旋回半径の差に応じて左右の車輪の回
転数差を吸収する機構、すなわちデフ機構（フロントデ
フ、リアデフ）を備えている。この旋回半径の差は、前
輪と後輪との間にも生じるので、４輪駆動車においては
、旋回半径の差に応じて前輪と後輪の回転数差を吸収す
る機構、すなわちセンターデフ機構を備えたものが提案
されている。

しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と後輪の
トルクを所定の比率に分配する機能を有するため、駆動
力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動力の低い
方の値にバランスすることとなる。例えば、前輪の一方
が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げてしまい、
後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう。このため、
センターデフ付４輪駆動車は、センターデフ無し４輪駆
動車に比べて、路面摩擦係数が低い時などに伝達駆動力
が劣ることがある。このことは、例えば加速時のように
大きな駆動力を発生させた時に、駆動力を充分に路面に
伝達できず、前輪或いは後輪のスリップ（空転）などの
現象として現れる。

このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の動力伝達をセンターデフを介することなく直結させ
るセンターデフクラッチを設け、加速時或いは雪路やぬ
かるみ、脱輪時等で走行出来ない場合のような大きな駆
動力を必要とする時は、センターデフクラッチを手動で
係合させ、大きな駆動力を必要としない通常走行時には
、手動でセンターデフクラッチを解放していた。

また、特開昭５９−２１６７３１号公報に示されるよう
に、４輪のいずれかの空転を検出した場合に自動的にセ
ンターデフクラッチを係合する方式が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のように従来のセンターデフ付フル
タイム式４輪駆動車では、ドライバーの判断に従って選
択式、即ちマニュアル式によりセンターデフ機構のロッ
ク及びその解除を制御しているため、操作忘れによる不
具合が生じるケースが出てくる。このような不具合が生
じた場合、その後直ちに所定の操作を行っても、構造の
都合上即座に応答できないことがある０例えば、運転者
が未熟な場合、ロックボタンを押す等の作業を忘れ、発
進しようとすると車輪が空転し、さらに深みにはまり、
それからセンターデフをロックしても、容易に発進（脱
出）できな（なってしまうという問題を有している。

また、４輪のいずれかのスリップを検出した場合に自動
的にセンターデフクラッチをロックする方式の場合には
、ロックするためのアクチュエータに応答遅れがあり、
ロックが完了するまでに車輪が空転し、さらに深みには
まり、それからセンターデフをロックさせても、容易に
発進（脱出）できなくなってしまうという前述と同様な
問題を有している。

また、ロックが遅れるためにロック時に不快な振動、異
音、保合ショック等の発生の問題を生じると共に、クラ
ッチを構成する摩擦材等の耐久性が低下するという問題
も生じている。

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、雪路
、凍結路での発進をスムーズに行い、かつ、脱輪時の脱
出が容易であると共に、不快な振動、異音、保合ショッ
ク等の発生を生じることなく、かつ、センターデフクラ
ッチの摩擦材等の耐久性を向上させる４輪駆動車のセン
ターデフ機構制御装置を提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の４輪駆動車のセンターデフ機構制御
装置は、前輪と後輪の回転数差を許容するセンターデフ
機構および油圧制御装置により該センターデフ機構の差
動機構を制限するセンターデフクラッチを備えた４輪駆
動車において、車両が停止または比較的低速な時はセン
ターデフクラッチを係合または半クラッチ状態にさせる
ように油圧を計算するクラッチ圧設定回路を備えたこと
を特徴とするものである。

〔作用及び効果〕

本発明の４輪駆動車のセンターデフ機横制御装置では、
車両が停止または比較的低速の場合には、センターデフ
機構を予めロックさせておくので、スリップがなく、雪
路、凍結路での発進をスムーズに行うことが可能になる
と共に、脱輪時の脱出が容易である。また、ロック操作
を忘れることがなく、不快な振動、異音、係合ショック
等の発生も生じなくなると共に、センターデフクラッチ
の摩擦材等の耐久性を向上させることができる。

従って、迅速且つ的確にセンターデフ用クラッチを制御
することができ、センターデフ機能を有効に発ｌさせる
と同時に、エンジンの駆動力や制動力を有効に活用でき
、安全且つ安定した４輪駆動車の走行を保証することが
できる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の４輪駆動車のセンターデフ機横制御装
置の１実施例を示すブロック図、第２図は本発明による
油圧制御回路を示す図、第３図は油圧制御方式を説明す
るための図、第４図は本発明が適用される４輪駆動車の
センターデフ機構の縦断面図である。

一般に、センターデフ付４輪駆動車において、エンジン
をフロント側にＲＷした場合には、第４図に示すような
駆動力伝達機構となる。即ち、エンジンの回転は、自動
変速ｊ１ｇ構（図示せず）を介して適宜変速され、リン
グギヤ５Ｉを介してフロントデフケース５２に伝達され
る。そして、通常の走行時においてはセンターデフクラ
ッチ５３は解放状態にあり、この状態ではフロントデフ
ケース５２の回転は第一中空シャフト５５を介してセン
ターデフ機構Ａのデフキャリヤ５７に伝達され、更にデ
フピニオン５９から左右のサイトギヤ６０．６１に伝達
される。そして、左サイドギヤ６０の回転は第２中空シ
ヤフト６２を介してフロントデフ機構Ｂのデフキャリヤ
６３に伝達され、更にデフピニオン６５から左右のサイ
ドギヤ６６．６７伝達されてそれぞれ左右の前輪駆動軸
６９．７０に伝達される。一方、右サイドギヤ６１の回
転は該ギヤとスプライン結合しているセンターデフケー
ス７Ｉに伝達され、更に、後輪駆動用リングギヤ７２及
びギヤ７３を介してドライブビニオンソヤフト７５に伝
達され、そして図示しないプロペラシャフト及びリヤデ
フ装置を介して左右の後輪駆動軸に伝達される。

また、凍結路、砂道、凹凸路等で大きな駆動力を必要と
する場合、また車輪がスリップを生じる虞れがある場合
には、センターデフクラッチ５３を係合させ、センター
デフ機構へをロックさせる。

この状態ではフロントデフケース５２の回転はセンター
デフクラッチ５３を介して直接、フロントデフ機構Ｂの
デフキャリヤ６３に伝達され、更にデフピニオン６５か
ら左右のサイドギヤ６６．６７伝達されてそれぞれ左右
の前輪駆動軸６９．７０に伝達される。これと同時に、
フロントデフケース５２及びデフキャリヤ６３の回転は
、それぞれ中空シャフト５５．６２を介してセンターデ
フ機構Ａのデフキャリヤ５７及び左サイドギヤ６０に伝
達され、左右のサイドギヤ６０．６１は差動運動するこ
となく一体に回転され、更にこの回転はセンターデフケ
ース７１に伝達される。これにより、前輪駆動用のデフ
キャリヤ６３と同速度の回転が後輪駆動用リングギヤ７
２に伝達されて、左右の後輪駆動軸が駆動される。

本発明においては、フロントデフケース５２の外周に車
速センサ１を設置している。本実施例においては、咳車
逮センサ１はフロントデフケース５２の外周に設けられ
たドライブギヤに噛合するドリブンギヤにより構成され
るが、車速センサの取付は位置は、自動変速機の出力軸
と動力が’３輪に分配される間であればいずれの位置で
もよいし、検出方式は例えば水入磁石とリードスイッチ
の組み合わせにより電気的に検出する等種々の方式が考
えられる。また、本発明の１実施例においては、前輪駆
動軸７０に前輪トルクセンサ２を設置じヱいる。該前輪
トルクセンサ２には、本願の出願人が別途（特願昭６０
−２９８３０２号〜特願昭６０−２９８３０４号）従業
じている、２枚のスリット板を用いシャフトの所定スパ
ン間の回転角を検出するようにしたトルクセンサや何１
歪式トルクセンサが用いられるが、他のトルクセンサを
用いてもよいことはいうまでもない。

次に、第１図ないし第３図により本発明の制御装置につ
いて説明する。図中、１は車速センサ、２は前輪トルク
センサ、３はステアリングセンサ、５はクラッチ圧設定
回路、６はソレノイド、７はセンターデフロック制御弁
、９はスプール、１０は油圧ポンプ、５３はセンターデ
フクラッチを示す。

車速センサ１の出力信号はクラッチ圧設定回路５に入力
され、ここで車速に応じたクラッチ圧が計算され、その
出力信号はソレノイド６に出力される。ソレノイド６は
、第２図に示すようにクラッチ圧設定回路５の出力信号
に応じて、センターデフロック制御弁７のスプール９を
移動さセ、油圧ポンプ１０からセンターデフクラッチ５
３に送られる油圧を制御するものである。

クラッチ圧設定回路５においては、第３図（イ）に示す
ように、車両が停止または比較的低速のときは、センタ
ーデフクラッチが係合状態または半クラッチ状態になる
油圧になるようにし、車速が所定の値、ここまでスピー
ドが出れば正常に走行できる値、例えば５　ｋｍ　／　
ｈ程度になると、油圧を徐々に減少させセンターデフク
ラッチがスリップ状態となるようにし、ついにはセンタ
ーデフクラッチを解放させるように、車速に応じてクラ
ッチ圧を計算し設定する。この油圧を徐々に減少させセ
ンターデフクラッチがスリップ状態となるようにする理
由は、例えばカーブ等を走行中は駆動系にエネルギーが
蓄積されているために、急にセンターデフクラッチを係
合させるとショックが生じるためである。

上記実施例においては、車速に応じてクラ、チ圧を設定
しているが、これにステアリングセンサ３或いは前輪ト
ルクセンサ２の出力信号を付加させてもよい、この場合
には、第３図（ロ）に示すように、ステアリング角が大
きくなるにつれて、クラッチ圧を下げるように設定し、
ステアリング角が所定の値以上であれば、車両が停止ま
たは比較的低速のときでもセンターデフクラッチ５３を
係合させないように制御する。これは、前述したように
ステアリング角が大きい場合には、駆動系にエネルギー
が蓄積されているために、急にセンターデフクラッチを
係合させるとショックが生じるためである。また、ステ
アリング角が大きく駆動系にエネルギーが蓄積されてい
るということは、前輪トルクが負の状態であるから、前
輪トルクが負のときには、車両が停止または比較的低速
のときでもセンターデフクラッチ５３を係合させないよ
うに制御してもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能であることは勿論のことである。例えば
上記実施例においては、車速が所定の値になると、油圧
を徐々に減少させセンターデフクラッチがスリップ状態
となるようにし、ついにはセンターデフクラッチを解放
させているが、タイマーにより所定の時間を経過した場
合に上記制御を行うように計算させてもよい。

以上説明したように、本発明によれば車両が停止または
比較的低速の場合には、センターデフ機構を予めロック
させておくので、スリップがなく、雪路、凍結路での発
進をスムーズに行うことが可能になると共に、脱輪時の
脱出が容易である。また、ロック操作を忘れることがな
く、不快な振動、異音、保合ショック等の発生も生じな
くなると共に、センターデフロック装置の摩擦材等の耐
久性を向上させることができる。

従って、迅速且つ的確にセンターデフ用クラッチを制御
することができ、センターデフ機能を有効に発渾させる
と同時に、エンジンの駆動力や制動力を有効に活用でき
、安全且つ安定した４輪駆動車の走行を保証することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動車のセンターデフ機構制御装
置の１実施例を示すブロック図、第２図は本発明による
油圧制御回路を示す図、第３図（イ）および（ロ）は油
圧制御方式を説明するための図、第４図は本発明が適用
される４輪駆動車のセンターデフ機構の縦断面図である
。 １・・・車速センサ、２・・・前輪トルクセンサ、３・
・・ステアリングセンサ、５・・・クラッチ圧設定回路
、６・・・ソレノイド、７・・・センターデフロック制
御弁、５３・・・センターデフクラッチ。 出願人　アイシン・ワーナー株式会社（外１名）代理人
弁理士　　白　井　博　樹（外２名）第３図 （イ） 東速（に哄） （ロ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪と後輪の回転数差を許容するセンターデフ機
   構および油圧制御装置により該センターデフ機構の差動
   機構を制限するセンターデフクラッチを備えた４輪駆動
   車において、車両が停止または比較的低速な時はセンタ
   ーデフクラッチを係合または半クラッチ状態にさせるよ
   うに油圧を計算するクラッチ圧設定回路を備えたことを
   特徴とする４輪駆動車のセンターデフ機構制御装置。
2. （２）上記クラッチ圧設定回路は、ステアリング角が大
   きくなるにつれてクラッチ圧を下げるように設定するこ
   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
   のセンターデフ機構制御装置。
3. （３）ステアリング角が所定値以上の場合にはセンター
   デフクラッチを係合させないようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の４輪駆動車のセンターデ
   フ機構制御装置。
4. （４）前輪トルクが負の場合にはセンターデフクラッチ
   を係合させないようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の４輪駆動車のセンターデフ機構制御装
   置。