JPS63134346A - 車両用４輪駆動制御装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用４輪駆動制御装置の改良に関する。

【従来の技術】

前後輪間の差動を許容可能なセンタデファレンシャル装
置を備え、且つ、該センタデファレンシャル装置の差動
機能を外部からの制御信号により制限可能に構成した車
両用４輪駆動制御装置は例えば実開昭４７−２０３号、
特開昭５０−１４７０２７＠の各公報に既に開示されて
いる。 上述の如き４輪駆動制御装置においては、センタデファ
レンシャル装置の差動作用により、車両旋回時に前輪と
後輪との回転半径の差によりいわゆるタイトコーナプレ
イキング現象が発生するのを防止できるが、その反面、
複数個の車輪の内のいずれか一つにスリップが発生する
と、センタデファレンシャル装置の差動作用によってす
べての車輪の駆動力が減少するという問題が発生ずる。 このため、センタデファレンシャル装置を有する４輪駆
動装置においては、このセンタデファレンシャル装置の
差動作用を制限する差動制限装置が設けられている。こ
の種の差動制限装置としては、一般に粘性流体式のカッ
プリング、あるいは摩擦係合式の湿式クラッチ等が用い
られている。 粘性流体式のカップリングによる差動制限装置を用いた
ものは、前輪と後輪との回転数の差によって自動的にセ
ンタデファレンシャル装置の差動作用を制限でき、構造
がそれだけ簡素である。 これに対し、摩擦係合式のクラッチによる差動制限装置
を用いたものは、車両の走行状態を検出した種々の外部
からの制御信号により、所定の条件が成立した任意の時
期にセンタデファレンシャル装置の差動機能を制限、解
除することができるという利点を有する。 この利点を利用したものとしては、例えば、次のような
ものがある。その１つは車両の鍼速度検出手段を設け、
減速度が所定値以上となったときにセンタデファレンシ
ャル装置の差動機能を制限する方向に制御することによ
り、前輪及び後輪のいずれか一方が先にロック状態とな
るのを防止するようにしたものである（実開昭５９−１
５４４２７号公報）。 又、伯の例としては例えばアンチスキッド装置が備えら
れている制動装置を有している車両において、車両の制
動状態の検出と共にこのアンチスキッド装置を有効に機
能させるべく、センタデファレンシャル装置の差動機能
を解除するように制御するようにしたものがある（特願
昭６Ｏ−１３０４９１＝未公知）。この制御は、センタ
デファレンシャル装置の差動殿能を制限した状態にてブ
レーキペダルを踏み込んだ場合、前輪及び後輪が一体的
に回転するため、アンチスキッド装置が前輪及び後輪の
独立したスリップ状態を検出することができず、その機
能を充分に果し得ないという不具合を解消しようとした
ものである。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、センタデファレンシャル装置の差動機能
の制限、あるいは解除にあたって、上述のような２つの
技術思想を基本にした場合、現実の車両走行においては
、必ずしも充分な走行安定性が得られないことがあると
いう問題があった。 即ち、例えば上記二つの従来の技術思想を総合すると、
車両が制動状態に入ったときは、該車両にアンチスキッ
ド装置が備えられている場合にはセンタデファレンシャ
ル装置の差動機能を解除しく特願昭６０−１３０４９１
の開示に係る技術思想）、一方、アンチスキッド装置が
備えられていない車両については車両の制動状態検出と
共にセンタデファレンシャル装置の差動機能を制限する
（実開昭５９−１５４４２７号公報の開示に係る技術思
想）のがよいということになる。 しかしながら、たとえ、アンチスキッド装置がない場合
であっても、センタデファレンシャル装置の差動機能が
制限された状態で車両の制動が行なわれると、確かに摩
擦係数μが高い道路ではいわゆる直結４輪駆動に近い状
態の制動性能が得られて制動距離短縮のメリットが得ら
れるが、摩擦係数μの低い道路では、急制動と共に全輪
ロックに至り、操舵性能が低下するという問題が発生す
るおそれがある。そしてこの高μ路におけるメリットと
低μ路におけるデメリットとを比較した場合、低μ路に
おけるデメリットの方が大きいと考えられる。

【発明の目的］ 本発明は、このような問題を考慮してなされたものであ
って、特に低μ路における急制動時の全輪ロックを防止
し、もって制動時に操舵性能が低下するのを防止するこ
とのできる車両用４輪駆動制御装置を提供することを目
的とする。 【問題点を解決するための手段】 本発明は、前後輪間の差動を許容可能なセンタデファレ
ンシャル装置と、該センタデファレンシャル装置の差動
機能を外部からの制御信号により制限可能とする差動制
限装置と、を備えた車両用４輪駆動制御装置において、
車両の制動状態を検出する制動状態検出手段と、車両が
制動状態にあると判断されたときに、前記センタデファ
レンシャル装置の差動制限装置を差動可能側に制御する
手段と、を備えたことにより、上記目的を達成したもの
である。

【発明の作用及び効果】

本発明においては、車両の制動状態を検出する手段を備
え、車両が制動状態に入ったと検出されたときにセンタ
デファレンシャル装置の差動機能を差動可能側、即ち制
限のない状態の側に制御するようにしている。従って、
４輪が常に独立した回転速度で回転することができ、低
μ路における急制動時においても操舵性能の低下を最小
限に抑えることができる。 この場合、仮に路面が高μ路であった場合、差動機能を
制限する場合に比較すると若干制動性能の低下が発生ず
る可能性はあるが、センタデファレンシャル装置の差動
が許容されたとしても「４輪駆動」は確保されており、
高μ路であっても少なくとも通常の２輪駆動の車両より
は高い制動性能が期待できるので特に問題はないと考え
られる。 なお、前記実開昭５９−１５４４２７号公報においては
、その実用新案登録請求の範囲第２項において、車輪と
路面との間の摩擦係数μまで考慮した記載がなされてい
るが、摩擦係数μが低いときほどセンタデファレンシャ
ル装置の差動機能をより制限するように制御しているも
のであり、本発明とは、その制御方向が全く逆であり、
達成しようとする目的も異なるものである。 又、本発明は、低μ路における急制動時に全輪がロック
することによって操舵性能が低下するのを防止しようと
したものであって、アンチスキッド装置の機能を発揮さ
せるためにセンタデファレンシャル装置の差動制限を解
除する技術とはその目的、構成、効果が異なる。即ち、
本発明は、アンチスキッド装置の存在の有無は基本的に
問題とされない。 好ましい実施態様は、前記制動状態検出手段が、ブレー
キ信号がＯＮであり、且つ車速が所定値以上であるか否
かを検出するものとされていることである。ブレーキ信
号及び車速信号は、共に全ての車両に既に設けられてい
るものであり、従って、このようにすることにより本発
明達成のために特に新たにセンサ系を設けることな（車
両の制動状態を検出することができる。ここにおいて、
制動状態の検出にあたって車速の要素まで考慮するよう
にしたのは、車速か所定値以下でブレーキＯＮのときは
停車中の可能性が高いこと、及び極低車速の場合は４輪
ロックによる操舵性能の低下はほとんど考慮の必要がな
いためである。そして、操舵性能の低下の心配がないの
であれば、極力本来的な差動制限を維持するようにした
方がよいためである。 このように、本発明においては、具体的にどのような状
態を以て「制動状態」と判断するかを限定するものでは
ない。例えば、「制動状態」の検出は、このほかにブレ
ーキペダルの踏み込み（イ）が所定値以上か否かを検出
するものであってよい。 あるいは、ブレーキ信号がＯＮであり、車速が所定値以
上であり、且つブレーキの踏み込み速度が所定値以上で
あるか否かを以て［制動状態ｊか否かを検出してもよい
。ブレーキの踏み込み速度まで考慮するとよいのは、本
発明の目的を考慮した場合に、ブレーキの踏み込み速度
が速いほど４輪ロックによる操舵性能の低下が発生し易
いためである。 又、本発明は車両が制動状態に入ったと検出されたとき
に、センタデファレンシャル装置を「差動可能側」に制
御することを必須としているものであり、必ずしも完全
差動可能状態とすることを要求しているものではない。 例えば「制動状態」の程度に応じて差動制限解除の程度
を変更するように構成するのは自由である。 【実施例］ 以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第２図は本発明に係る４輪駆動車の車輪回転速度検出装
置が適用された車両用４輪駆動装置を示すスケルトン図
である。 この４輪駆動装置は、エンジン１０１自動変速１１２０
１センタデフアレンシヤル装置３０．フロントデファレ
ンシャル装置４０１トランスフア装置５０、リヤデファ
レンシャル装置６０、クラッチ装置７０、制御装置８０
、及び各種入力系９゜を備える。 前記エンジン１０は車両の前部に横置きにされている。 エンジン１０の出力は自動変速機２０に伝達される。 自動変速１ｆｉ２０は、流体式トルクコンバータ２１及
び補助変速装置２２を備え、油圧制御ｉＴｌ装置２３に
よって前進４段、後進１段の変速段を自動的に切換える
構成とされている。油圧制御装＠２３は、制御装置８０
の指令によって制御される。自動変速機２０を経た動力
は出力ギヤ２４を介してセンタデファレンシャル装置３
０の入力ギヤ３１に伝達される。 センタデファレンシャル装置３０は、この入力ギヤ３１
を一体的に支持するデファレンシャルケース３２、該デ
ファレンシャルケース３２に取付けられたビニオンｆＮ
ｄ３３によって各々回転可能に支持され、且つ互いに対
向して配置された２つの差動ビニオン３４．３５、該差
動ビニオン３４．３５に同時に噛合した後輸出力用サイ
ドギヤ３６、及び前輸出力用サイドギヤ３７を備える。 後輸出力用サイドギヤ３６はトランスファ装置５０のト
ランスファリングギヤ５１に連結されている。前輸出力
用サイドギヤ３７は、中空の前輪駆動軸４１を介してフ
ロントデファレンシャル装置４０のデファレンシャルケ
ース４２に連結されている。 フロントデファレンシャル装置４０は、デファレンシャ
ルケース４２に取付けられたビニオン軸４３によって各
々回転可能に支持され、且つ互いに対向して配置された
２つの差動ビニオン４４．４５、この２つの差動ビニオ
ン４４．４５に同時に噛合した左側前輪出力用サイドギ
ヤ４６、及び右側前輪出力用サイドギヤ４７とを備える
。左側前輪駆動用サイドギヤ４６には左側前輪車軸４８
が、又、右側前輪出力用サイドギヤ４７には右側前輪車
軸４９がそれぞれ連結されている。 一方、トランスファ装置５０は、センタデファレンシャ
ル装置３０の後輸出力用サイドギヤ３６に連結されたト
ランスファリングギヤ５１、このトランスファリングギ
ヤ５１と噛合するドリブンビニオン５２、このドリブン
ビニオン５２とプロペラシャフト５３を介して一体的に
回転するトランスファ出力回転ギヤ５４を備える。トラ
ンスファ出力ギヤ５４はリヤデファレンシャル装置６０
に連結されている。 リヤデファレンシャル装置６０は、トランスファ出力ギ
ヤ５４と噛合するリングギヤが形成されたデファレンシ
ャルケース６１、このデファレンシャルケース６１に取
付けられたごニオン＠６２によって各々回転可能に支持
され、且つ互いに対向して配置された２つの差動ビニオ
ン６３．６４、この２つの差動ビニオン６３．６４に同
時に噛合した左側後輪出力用サイドギヤ６５及び右側後
輪出力用サイドギヤ６６とを備える。左側後輪出力用サ
イドギヤ６５は左側後輪車軸６７に、右側後輪出力用サ
イドギヤ６６は右側後輪車＠６８にそれぞれ連結されて
いる。 差動制御クラッチ７０は、前記センタデファレンシャル
装置３０の入力部材であるデファレンシャルケース３２
と該センタデファレンシャル装置３０の出力部材である
前輪駆動軸４１とを選択的にトルク伝達関係に接続する
もので、湿式の多板クラッチ７１及びこれを制御する油
圧制御装置７２とから主に構成されている。即ち、第３
図に示されるように、多板クラッチ７１には油圧サーボ
装置７３が付設されており、この油圧サーボ装置７３の
油室７４に供給されるサーボ油圧によってサーボピスト
ン７５がリターンスプリング７６のバネ力に抗して図中
右方へ移動する。これによってデファレンシャルケース
３２と前輪駆動軸４１とがトルク伝達関係に接続され、
且つ、油室７４に供給されるサーボ油圧の増減に応じて
その伝達トルク啓開が比例的に増減される。油圧サーボ
装置７３の油室７４に対するサーボ油圧の供給は油圧制
御装置７２によって行われる。油圧制御装置７２は自動
変速機２０内に組込まれたオイルポンプ２４の油圧をエ
ンジン負荷に応じた油圧に調圧するライン圧制御弁７７
と、電磁式のサーボ油圧制御弁７８とを備える。サーボ
油圧制御弁７８は、油室７４に接続されたボートａと、
ライン油圧制御弁７７よりライン油圧を供給される油圧
ボートｂと、ドレンボートＣとを備える。このサーボ油
圧制御弁７８は、通電時にはポートａを油圧ポートｂに
接続し、非通電時にはポートａをドレンポートＣに接続
する。サーボ油圧制御装７８の制御は制御装置８０より
所定のデユーティ比のパルス信号が与えられることによ
って行われる。これにより、このデユーティ比に応じた
大きさのサーボ油圧が油室７４に供給され、該デユーテ
ィ比に応じた強さのセンタデファレンシャル装置１Ｒ３
０の差動制限が実行される。 制御装置８０は、入力系９０からの各入力信号に応じて
前記油圧制御装＠２３及び７２を制御する。この制御装
置８０には、スロットル間（資）センサ９１からのスロ
ットル開度情報、マニアルシフトポジションセンサ９２
からの自動変速機２０のマニアルシフトレンジ情報、前
輪回転速度センサ９３からの前輪回転速度情報、後輪回
転速度センサ９４からの後輪回転速度情報、操舵角セン
サ９５からの車両の操舵角情報、あるいはブレーキスイ
ッチセンサ９６からのブレーキ情報等が入力されている
。なお、車速は前後輪の回転速度情報から求められる。 制御装置８０は、これらの入力信号を受けて、マニアル
シフトレンジ情報と前輪回転速度あるいは後輪回転速度
（車速）とスロットル開度とに応じて予め定められた変
速パターンに従って自動変速機２０の変速段制御のため
の制御信号を油圧制御装置２３に出力する。又、前輪回
転速度と後輪回転速度との差等に応じて差動制御クラッ
チ装置７０の伝達トルク容量を制御するための所定のデ
ユーティ比のパルス信号を油圧制御装＠７２に出力する
。このデユーティ比はセンタデファレンシャル装置３０
の差動を常時制限するのを基本とし、旋回時等にこの制
限の強さを低減するように制御される。 第４図に上記装置において用いられている制御手順を示
す。 この制御手順においては、「制動状態」は、ブレーキ信
号がＯＮで、且つ車速Ｖが所定値■１以上という条件で
判断する。これは、車速Ｖが所定値Ｖ１以下でブレーキ
ＯＮのときは停車中の可能性が高いこと、及び極低車速
の場合は４輪ロックによる操舵性能の低下は考慮の必要
がほとんどないためである。なお、所定値ｖ１は数に＋
ｎ　／　ｈ程度に設定される。このように制御するよう
にしたのは、本発明の目的が制動時における操舵性能の
低下防止にあるため、操舵性能の低下がほとんど問題と
ならない領域においては、可能な限りメインルーチンに
よって決定される本来の差動制限の状態に維持しておく
べきであるという考えに依る。 又、この制御手順においては、ブレーキ信号がＯＮの場
合であっても、スロットル開度θが所定値０１以上、且
つ車両加速度へＶが所定値ΔＶ１以上のときは「制動状
態」ではないということで差動制限解除の制御には入ら
ない。これは、ブレーキ信号系統が短絡等の理由でＯＮ
状態のままになっていると考えられるためであり、その
場合のフェイルセーフを考慮したためである。 更に、この制御手順においては、ブレーキ信号がＯＮで
あっても車速Ｖが所定値■２以下で且つ車速Ｖがこの所
定値ｖ２以下になってから設定時間ｔ１経過した後は本
発明が問題とする「制動状態」を脱したとして差動制限
解除の制御を終了するようにしている。ここで所定値Ｖ
２は先の所定値ｖ１より小さな値（はとんど停止と見な
される車速）であり、ｔｌは差動制限解除の制御を開始
したときの初車速Ｖｏによって決定される設定時間であ
る。定性的にはこの１１は差動制限解除の制御開始の初
車速■１が大きいときほど長く設定される。 具体的に第４図の制御手順を説明する。 ステップ２０２ではブレーキ信号がＯＮか否かが判断さ
れる。ブレーキＯＮのとぎはステップ２０４に進み、Ｏ
ＦＦのとぎはステップ２０６に進む。ステップ２０４で
はスロットル開度θが所定値０１以上か否かを判断ザる
。θ〉θ１ならステップ２０８に、θ≦θ１ならステッ
プ２１０に進む。 ステップ２０８では車両加速度△Ｖは所定値Δｖ１以上
か否かを判定する。ΔＶ〉△Ｖ１ならステップ２０６に
、ΔＶ≦△ｖ１ならばステップ２１０に進む。ステップ
２１０では差動制限解除中か否かの判定用フラグＦ１を
判定する。Ｆ１＝１のときはステップ２１２に、Ｆｌが
１でないときはステップ２１４に進む。ステップ２１４
では、車速Ｖが第１の所定値■１以上か否かを判断する
。 ｖ＞ｖｊのときはステップ２１６に進み、■≦Ｖ１のと
きは本制御（差動解除の制御）から抜け、メインフロー
へと進む。 ステップ２１６では、制動制御中の判定用フラグＦ１を
１とし、そのときの車速Ｖを制御開始車速Ｖｏとして記
憶する。ステップ２１２においては、差動制限解除の制
御を終了させてもよいか否かを判断するために、まず車
速Ｖが第２の所定値Ｖ２以下か否かを判定する。Ｖ＜Ｖ
２のときはステップ２１８に進む。■≧■２のときはス
テップ２２０に進んで差動制限を解除するためにソレノ
イドをＯに設定し、ステップ２２０でその旨の出力をす
る。 一方、ステップ２１８においては、差動制限解除の制御
を終了するための時間検索中の判定用フラグＦ２を判定
する。Ｆ２−１のときはステップ２２４に進み、Ｆ２が
１でないときはステップ２２６に進む。ステップ２２６
ではＦ２＝１としてタイマＴＭ１をスタートさせる。ス
テップ２２４ではこのタイマＴｔＶｌ＋が差動制限解除
の制御開始時の初車速Ｖｏから決まる設定時間ｔ１だけ
経過したか否かを判定する。ＴＭ＋＞ｊ＋のときはステ
ップ２２８に進み、１Ｍ１≦１１のときはステップ２２
０に進む。ステップ２２８においてはフラグＦ１、Ｆ２
をクリアし、差動制限解除の制御手順から抜はメインフ
ローへと進む。 なお、ステップ２０６においてはフラグＦ１が１か否か
が判定される。Ｆ１＝１のときはステップ２３０に進み
Ｆｌをリセットする。Ｆｌが１でないときはそのまま本
制御手順から抜はメインフローへと進む。 この実施例によれば、特に低μ路走行時においてセンタ
デファレンシャル装置の差動制限が行なわれている状態
での制動によって４輪ロックに至り、操舵性能が低下す
るのを効果時に防止することができる。又、「制動状態
」を単にブレーキ化号の０Ｎ−ＯＦＦによって判断して
いるのではなく、本発明の趣旨に沿った条件で判断する
ようにしているため、操舵性能の低下のおそれが少ない
ときには可能な限り速やかにメインフローへ戻すことに
より、本来の差動制限を円滑に行なうことができる。 なお、この差動制限解除の制御により、車両は前後輪の
差動が許容されるようにはなるが、４輪駆動状態は確保
されているため、高μ路における制動性能の低下はほと
んど問題とならない。逆に、低μ路においては、前後輪
がロック状態とならないため、操舵性能を高く維持して
おくことができるという大きなメリットが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明の実施例が適用された車両用４輪駆動車の動力伝
達系統を示すスケルトン図、第３図は、センタデファレ
ンシャル装置を制御するための湿式クラッチの制御回路
図、第４図は、上記装置において用いられている制御手
順を示す流れ図である。 ３０・・・センタデファレンシャル、 ７０・・・差動制御スイッチ、 ９６・・・ブレーキスイッチセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前後輪間の差動を許容可能なセンタデファレンシ
   ャル装置と、該センタデファレンシャル装置の差動機能
   を外部からの制御信号により制限可能とする差動制限装
   置と、を備えた車両用４輪駆動制御装置において、 車両の制動状態を検出する制動状態検出手段と、車両が
   制動状態にあると判断されたときに、前記センタデファ
   レンシャル装置の差動制限装置を差動可能側に制御する
   手段と、 を備えたことを特徴とする車両用４輪駆動制御装置。
2. （２）前記制動状態検出手段が、ブレーキ信号がＯＮで
   あり、且つ車速が所定値以上か否かを検出するものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の車両用４輪駆動制御装置
   。