JPS6357332A - 四輪駆動装置の制御方法 - 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 この発明は後輪駆動軸と前輪駆動軸との差動を行なうセ
ンタディファレンシャル装置を備えた四輪駆動装置の制
御方法に関するものである。

従来の技術 この種の四輪駆動装置を、本出願人は特願昭６０−２８
０６６２Ｍとして既に提案した。その基本的な構成は、
自動変速装置の出力軸を、センタディファレンシャル装
置を構成する遊事歯車機構のプラネタリキャリヤに連結
し、また一方の出力部材となるリングギヤを後輪駆動軸
に連結するとともに他方の出力部材となるサンギヤをチ
ェーンおよびスプロケットからなる伝動手段を介して前
輸出力軸に連結し、そしてプラネタリキャリヤおよびリ
ンギヤならびにリングギヤの三者のうちのいずれか三者
の間に、伝達トルク容量を変えることのできる差動制御
クラッチを設けたものである。

したがってこのような構成であれば、差動制御クラッチ
を解放することによりセンタディファレンシャル装置が
完全な差動作用をなし、かっ差動制御クラッチを完全に
係合させることにより、センタディファレンシャル装置
が作用しなくなって後輪駆動軸と前輪駆動軸とが所謂直
結状態となり、これらの各状態に対し差動制御クラッチ
を完全係合と完全解放との中間の係合状態でその係合力
を調整すれば、後輪駆動軸と前輪駆動軸とへのトルク配
分を適宜に設定することができる。そこで前掲の特願昭
６０−２８０６６２号の装置では、差動制御クラッチに
よる伝達トルク容量を入力トルクに応じて制御する制御
装置を設けることにより、アクセルを踏み込んでスロッ
トル開度を大きくするに伴って伝達トルク容量を大きク
シ（すなわち差動制限を強め）、もって高出力の必要と
される状態での走破性あるいは操縦安定性（操安性）を
高めている。

発明が解決しようとする問題点 周知のように四輪駆動状態で後輪と前輪との差動を行な
わなければ、全ての車輪に駆動力が確実に伝達されるの
で走破性や操安性に優れる反面、後輪と前輪との回転数
差が許容されないためにタイトコーナブレーキング現象
などの不都合が生じ、また反対に差動を完全に行なえば
、タイトコーナブレーキング現象などの不都合が生じな
いものの走破性などが劣る問題がおる。そこで前述した
装置では、入力トルクおよびトランスファ装置の前段に
設けた変速機の変速段に応じて差動制御クラッチの伝達
トルク容量を変えることとしている。

しかしながらこのような制御は、必ずしもあらゆる走行
条件に対応し得るものではなく、例えば車両加速時に不
都合が生じる場合があった。すなわちアクセルを踏み込
んで加速する場合には、センタディファレンシャル装置
をロックして前後輪を直結状態にすることにより、動的
車重配分に応じた駆動力が前後輪に配分されて加速性能
や操安性が向上するが、アクセルを踏み込むことに伴う
スロットル開度の増加により差動制御クラッチの伝達ト
ルク容量を大きくするとすれば、次のような問題が生じ
る。すなわち高速走行時などのスロットル開度が大きい
場合にも差動制御クラッチの伝達トルク容量が大ぎくな
ってセンタディファレンシャル装置の差動作用が制限さ
れるから、前後輪でタイヤ摩耗やテンパータイヤ装着等
による半径差が生じていた場合には、前後輪のいずれか
が被動状態となって路面との間にわずかなりとも滑りが
生じ、その結果、摩耗が進行したり、おるいは燃費が悪
化したりするなどの問題が生じる。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、操
安性や加速性能を向上させることができるのみならず、
高速走行時でのタイヤ摩耗や燃費の悪化を防止すること
のできる四輪駆動装置の制御方法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 この発明は、上記の目的を達成するために、後輪駆動軸
と前輪駆動軸とに対してセンタディファレンシャル装置
を介して駆動力を伝達するとともに、そのセンタディフ
ァレンシャル装置の差動作用を伝達トルク容量可変な差
動制御クラッチによって制限する四輪駆動装置を制御す
るにあたり、スロットル開度と車速とに基づいて前記差
動制御クラッチの伝達トルク容量を制御することを特徴
とする方法である。

またこの発明では、前記スロットル開度が大きいほど差
動制御クラッチの伝達トルク容量を大きくすることが有
効でおる。

ざらにこの発明を特定された状況下で実施する場合には
、前記スロットル開度が予め定めた開度以上であれば、
車速に基づいて前記差動制御クラッチの伝達トルク容量
を制御することが好ましく、さらにまた、前記スロット
ル開度が予め定めた開度以上でおれば、車速が遅いほど
前記差動制御クラッチの伝達トルク容量を大きくするこ
とが好ましい。

作　　　　用 この発明の方法では、センタディファレンシャル装置の
作動作用を制限する差動制御クラッチの伝達トルク容量
を、スロットル開度と車速とに応じて制御するから、ス
ロットル開度が大きいと同時に車速か速ければ、高速走
行中であるから、差動制御クラッチの伝達トルク容量が
低下させられてセンタディファレンシャル装置が差動作
用をなし、その結果、前後輪の差動が可能になってタイ
ヤ半径の差に起因する回転数の差が吸収される。

これに対しスロットル開度が大きいにも拘らず車速が遅
い場合には、加速を開始した状態であるから、差動制御
クラッチの伝達トルク容量が増大させられてセンタディ
ファレンシャル装置の差動作用が制限され、その結果、
四輪に駆動力が伝達されて加速性能が向上する。

すなわちこの発明では、負荷状態と走行状態とが差動制
御に反映されるから、操安性や加速性能が向上するのみ
ならず、高速走行時の前後輪の回転数差を吸収してタイ
ヤ摩耗を低下させることができる。

実施例 以下にこの発明の方法を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の方法の一例を示すフローチャートで
あり、ここに示す方法は、例えば第２図および第３図に
示す装置を対象として実施される。

すなわち第２図において、１は内燃機関を示しており、
該内燃機関１は車両の前部に縦置きされており、内燃機
関１の後部には車両用自動変速機２と四輪駆動用トラン
スフ１装置３とか順に接続されている。

車両用自動変速機２は、コンバータケース４内に設けら
れた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ｌ１ＩＩ（クラ
ンク軸）に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に与えるようになっ
ている。

変速装置７は、従来一般に用いられているものと同様に
、遊星歯車機構等により構成された変速装置であって、
油圧制御装置９により複数の変速段に切換ねるよう構成
されている。

四輪駆動用トランスファ装置３はフルタイム４ＷＤ（常
時四輪駆動）のための遊星歯車式のセンタディファレン
シャル装置１０を有しており、センタディファレンシャ
ル装置１０は、変速装＠７から回転動力を与えられる入
力部材としてのキャリア１１およびキャリア１１に保持
されたプラネタリピニオン１２と、プラネタリピニオン
１２に噛合したサンギヤ１３およびリングギヤ１４とを
有し、リングギヤ１４は後輪駆動軸１５に接続され、サ
ンギヤ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１８．１９に噛合する無端のチェ
ーン２０により連結されている。

四輪駆動用トランスファ装置３は、サンギヤ１３とリン
グギヤ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を内蔵しており、該差動制御クラッチ２１
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により動作するようになっている。

差動制御クラッチ２１は、第３図に示したように、油圧
サーボ式の湿式多板クラッチであり、油圧サーボ装置３
５の油室３６に供給されるリーボ油圧によってザーボピ
ストン３７が戻しはね３８のばね力に抗して図の右方向
へ移動することによりセンタディファレンシャル装置１
０のサンギヤ１３とリングギヤ１４とを接続し、かつ油
室３６に供給されるり′−ポ油圧の増大に応じて伝達ト
ルク容量を比例的に増大するようになっている。

油圧制御装置２２は車両用自動変速機２に組込まれてい
るオイルポンプ３９から油圧を与えられてこれを所定油
圧に調圧するプレッシャレギュレ−タバルブ４０と、プ
レッシャレギュレータバルブ４０から油圧を与えられる
電磁式のサーボ油圧コントロールバルブ４１とを有して
いる。サーボ油圧コントロールバルブ４１は、）自圧サ
ーボ装置３５の油室３６に接続されたボートａと、プレ
ッシャレギュレータバルブ４０から油圧を供給される油
圧ボートｂと、ドレンポートＣとを有しており、通電時
にはボートａを油圧ポートｂに連通させ、これに対し非
通電時にはボートａをドレンボートＣに連通させるよう
になっている。サーボ油圧コントロールバルブ４１には
、制御装置４５から所定のデユーティ比のパルス信号が
与えられ、これによりサーボ油圧コントロールバルブ４
１はデユーティ比に応じた大きざのサーボ油圧を油圧サ
ーボ装置３５の油室３６へ供給する。

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、車両用自動変速機２の軸線に対しほぼ平行に
して配置されてあり、他端にて自在継手２７および中間
接続軸２Ｂによりフロン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２つと一体成形されたディファレンシャ
ルケース３２により回転可能に支持されている。

ドライブピニオン軸３１の端部には傘歯車からなるドラ
イブピニオン３３が設けられており、該ドライブピニオ
ン３３はフロントディファレンシャル装＠３０のリング
ギヤ３４と噛合している。

油圧制御装置９．２２は、電気式の制御装置４５からの
制御信号に基いて動作して変速装置７の変速段の切換制
御と差動制御クラッチ２１の伝達トルク制御を行なうよ
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、この制御装置４５には、車速セ
ンサ４６から車速Ｖに関する情報が、またスロットル開
度センサ４７から内燃機関１のスロットル開度θに関す
る情報が、ざらにマニュアルシフトポジションセンサ４
８からマニュアルシフトレンジに関する情報が、それぞ
れ入力されている。なおここで、車速センサ４６は、前
記後輪駆動軸１５０回転数を検出するセンサや前輪駆動
軸１７の回転数を検出するセンサあるいは面輪駆動用中
間軸１６の回転数を検出するセンサのいずれであっても
よく、またこれら全てのセンサの出力信号を採用すれば
、信頼性がより高くなる。

そして制御装置４５は、基本的には、マニュアルシフト
レンジと車速Ｖとスロットル開度θとに応じて予め定め
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
制御のための制御信号を油圧制御装置９へ出力し、また
車速Ｖとスロットル開度θとに応じて差動制御クラッチ
２１の伝達トルク客用を制御するための所定のデユーテ
ィ比のパルス信号をサーボ油圧コントロールバルブ４１
へ出力するよう堝成されている。

上記の装置を対象としたこの発明の制御方法の一例につ
いて次に説明すると、第１図に示すように、先ず車速■
およびスロットル開度θを読み込むくステップ１００　
）。ここで車速Ｖは、前記車速センサ４６の代りに回転
数センサを用いた場合は、回転数センサの信号に基づい
て演算することにより求める６ついで車速Ｖおよびスロ
ットル開度θに応じて差動制御クラッチ２１の伝達トル
ク容量Ｔｃを決定する（ステップ１０１）。これは、例
えばスロットル開度θおよび車速Ｖごとの伝達トルク容
量ＴＣを定めておき、読み込んだスロットル開度θおよ
び車速Ｖに従って伝達トルク容ｉＴｃを決めればよい。

このスロットル開度θおよび車速Ｖと伝達トルク容量Ｔ
Ｃとの関係の一例を、車速Ｖをパラメータとして示せば
第４図の通りであり、スロットル開度θが予め定めた開
度θＯ以下の場合には、スロットル開度θに従って伝達
トルク容量ＴＣを高めてセンタディファレンシャル装置
１０の差動作用の制限を強め、またスロットル開度θが
前記の開度００以上の場合には、車速Ｖか遅いほど伝達
トルク容量ＴＣを大きくする。

そしてこのようにして決定した伝達トルク容量Ｔｃとな
るよう、サーボ油圧コントロールバルブ４１に与えるデ
ユーティ比を決定しくステップ１０２）、それに対応す
るパルス信号をサーボ油圧コントロールバルブ４１に与
えて差動制御クラッチ２１にサーボ油圧を加えるくステ
ップ１０３）。

したがって上述の方法では、スロットル開度θが大ぎい
ほど伝達トルク容ｆｆ１Ｔｃが大きくなるから、スロッ
トル開度θが大きいことによる急加速時にはセンタディ
ファレンシャル装置１０の差動作用が制限されて所謂直
結四輪駆動に近い状態になり、その結果、高い動力性能
を得ることができる。またスロットル開度θが大きくて
も車速Ｖが速い場合には、スロットル開度θの大きいこ
とが直ちに急加速を意味しないので、この場合には伝達
トルク容量Ｔｃをある程度低い値に維持してセンタディ
ファレンシャル装置１０の差動作用が確保され、高速走
行時での片輪被駆動状態に起因するタイヤ摩耗や燃費の
悪化が防止される。これとは反対にスロツル開度θが大
きくかつ車速Ｖが遅い場合には、伝達トク容量Ｔｃ　＠
最大限近ぐまで高めてセンタディファレンシャル装置１
０がロック状態に近付き、急加速時の動力性能が高くな
る。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法では、スロットル開度
のみならず車速をも差動制御クラッチの伝達トルク容量
の制御データとするので、高速走行時で差動制限の緩和
によるタイヤ摩耗の防止や燃費の悪化の防止などを確実
に行なうことができ、また急加速時の差動制限の強化よ
って操安性や動力性能などの向上を行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例を示すフローチャート、
第２図はその方法で対象とする装置の簡略図、第３図は
その差動制御クラッチの制御システムの簡略図、第４図
は車速めよびスロットル開度と伝達トルク容量との関係
を車速をパラメータとして示す線図である。 ３・・・四輪駆動用トランスファ装置、　１０・・・セ
ンタディファレンシャル装置、　１５・・・後輪駆動軸
、１７・・・前輪駆動軸、　２１・・・差動制御クラッ
チ、４５・・・制御装置、　４６・・・車速センサ、　
４７・・・スロットル開度センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪駆動軸と前輪駆動軸とに対してセンタディフ
   ァレンシャル装置を介して駆動力を伝達するとともに、
   そのセンタディファレンシャル装置の差動作用を伝達ト
   ルク容量可変な差動制御クラッチによつて制限する四輪
   駆動装置を制御するにあたり、 スロットル開度と車速とに基づいて前記差動制御クラッ
   チの伝達トルク容量を制御することを特徴とする四輪駆
   動装置の制御方法。
2. （２）前記スロットル開度が大きいほど差動制御クラッ
   チの伝達トルク容量を大きくすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の四輪駆動装置の制御方法。
3. （３）前記スロットル開度が予め定めた開度以上である
   場合には、車速に基づいて前記差動制御クラッチの伝達
   トルク容量を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の四輪駆動装置の制御方法。
4. （４）前記スロットル開度が予め定めた開度以上である
   場合には、車速が遅いほど前記差動制御クラッチの伝達
   トルク容量を大きくすることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の四輪駆動装置の制御方法。