JPS6378823A - 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 この発明は前後輪に対するトルク分配率を摩擦係合手段
によって変えることのできる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 周知のように四輪駆動状態では、四輪の全てでけん引力
を発生し、また車両の挙動の確保を四輪の全てで行なう
から、高速時の操安性や悪路の走破性などが優れている
。特にパートタイム四輪駆動車を四輪駆動状態にした場
合やフルタイム四輪駆動車のセンタディファレンシャル
装置をロックした駆動状態の場合には、四輪の各々には
動的車両重量配分に応じた駆動力が伝達されるから、悪
路の走破性や登板力が優れる。

他方、従来、急制動時の方向安定性の確保や制動距離の
短縮を目的としてアンチスキッドコントロールシステム
（以下、ＡＢＳと記す）が採用されている。これは制動
時の車両の基準速度を各種の方法で求めるとともに、そ
の基準速度と車輪の速度とを比較し、その比較結果から
車輪のスキッドの前兆を判断し、ブレーキのスリップ率
を適当に保つものである。

これらの四輪駆動装置とＡＢＳとを共に搭載することが
、比較的高級な車種に行なわれるようになってきている
が、例えばセンタディファレンシャル装置を備えたフル
タイム四輪駆動車において悪路走行のためにセンタディ
ファレンシャル装置をロックして差動制限を行なってい
れば、走破性が優れるものの、四輪の全てが同一速度で
回転するためにアンチスキッドコントロールのための基
準速度を正確に求められず、ＡＢＳが有効に機能しない
おそれがある。また反対に、ＡＢＳを有効に機能させる
ために、センタデイファレシャル装置の差動制限を常時
解除するとすれば、悪路の走破性が劣る不都合がある。

従来、このような問題を解決するための装置が、特開昭
６１−１５３９号公報や特開昭６１−３７５４１号公報
に記載されている。これらの装置は、車輪がロックする
直前あるいはブレーキスリップ制御装置の動作時に、セ
ンタディファレンシャル装置の差動制限を解除し、また
は駆動輪にトルクを伝達する駆動軸に介装した断続クラ
ッチを解放する構成である。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記の各公報に記載された従来の装置は、車輪
がロックする直前にあることやブレーキスリップ制御装
置が動作を開始しまたは開始したことを条件としてセン
タディファレンシャル装置の差動制限解除や断続クラッ
チの解放を行なうから、直結四輪駆動状態のような優れ
た制動性能が得られなくなる問題がある。そこで本発明
者は制動時に差動制限や二輪−四輪駆動切換えのための
クラッチを完全には解放せずに、若干の伝達トルク＠量
が生じるようスリップ制御する方法を既に提案した。こ
の方法によれば、ＡＢＳの機能を生かし、かつ制動性能
を高く維持することができる。

しかしながら中・高μ路ではそのような利点を生かすこ
とができるものの、凍結路面や圧雪路面等の低μ路では
、タイヤの受は持ち得る制動力の容量が小さいために四
輪ロックに到り易く、ＡＢＳのスムースな動作を妨げて
、かえって制動能力を悪化させるおそれがあった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、低μ路
での制動性能を向上させ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、エンジンか
らの駆動力を、摩擦係合手段を介して前輪および後輪に
対して分配し、もしくは摩擦係合手段によって差動制限
を行なう差動機構を介して前輪および後輪に対して分配
する四輪駆動装置を制御するにあたり、走行路が低μ路
か否かの判定を行なうとともに、低μ路と判定した場合
に限り、制動の開始に伴って、前記摩擦係合手段を解放
して係合力を零にすることを特徴とする方法である。

作　　　用 この発明の方法では、走行中にブレーキペダルを踏み込
むなどの制動を行なった場合に、予め低μ路か否かの判
定を行なって低μ路と判断されていれば、制動の開始に
伴って摩擦係合手段の係合が解除され、その結果、二輪
駆動状態もしくはセンタディファレンシャル装置を完全
に作用させた四輪駆動状態となる。したがって前輪もし
くは後輪にはエンジンからの駆動力が伝達されず、もし
くは前後輪の差動が自由に許されるため、ＡＢＳによる
ブレーキのスリップ制御を有効に行なうことができ、制
動性能が向上する。

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
スファ装置３とが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軸（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−〇　− 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、変速装置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に噛合したサンギア１３およびリングギア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１８．１９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、油圧ザーボ装置３
５の油室３６に供給されるサーボ油圧によってザーボピ
ストン３７が戻しばね３８のばね力に抗して図の石方向
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のサンギア１３とリングギア１４とを接続し、かつ油
室３６に供給されるサーボ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ータバルブ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 油圧フントロールバルブ４１は、油圧ザーボ装置３５の
油室３６に接続されたポート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
、ドレンボートＣとを有しており、通電時にはポートａ
を油圧ボートｂに連通させ、これに対し非通電時にはポ
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４
５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４１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
して配置されており、細端にて自在継手２７および中間
接続軸２８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６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置３０のリング
ギア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、後輪回
転数Ｎｒ，前輪回転数Ｎｆ，スロットル開度θ、マニュ
アルシフトレバ−の設定ポジション、ブレーキ信号、八
ＢＳ動作信号、加速度Ｇなどの各信号が入力されている
。

そして制御装置４５は、基本的には、後輪回転数Ｎｒお
よび前輪回転数１’４ｆの両方もしくは一方から求めら
れる車速Ｖとマニュアルシフトレンジとスロットル開度
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へ出力するよう構成されている。これに加え制御装
置４５には、前後輪の回転数差ΔＮ　（＝Ｎｒ　−Ｎｆ
　）とスロットル開度θに応じた差動制御クラッチ２１
の伝達トルク容量ＴＣの制御、および車速Ｖとスロット
ル開度θに応じた差動制御クラッチ２１の伝達トルク容
量Ｔｃの制御、ならびに加速度Ｇに応じた差動制御クラ
ッチ２１の伝達トルク容量ＴＣの制御を、それぞれの前
提条件に従って行なう機能が備えられている。

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、車両発進の
入力（ステップ１００）があった場合、先ず路面が低μ
路か否かの判定を行なう。具体的には、後輪回転数Ｎｒ
と前輪回転数Ｎｆとから前後輪の回転数差ΔＮを求める
一方、スロットル開度θごとに許容される回転数差へＮ
θを定めておき、実際の回転数差ΔＮが予め設定しであ
る回転数差へＮθより大きいか否かを判断する（ステッ
プ１０１）。低μ路では分担荷重の小ざい車輪にスリッ
プが生じ易く、そのようなスリップが生じることによっ
て、後輪回転数Ｎｒと前輪回転数Ｎｆとの差として求め
た回転数差ΔＮが、スロットル開度θごとに定めた回転
数差ΔＮθより大きければ低μ路と判定される。したが
ってステップ１０１の判断結果がノーの場合は、走行路
面が中・高μ路と判定されるから、従来性なわれている
通常の制御と同様に、前記差動制御クラッチ２１の伝達
トルク容ＩＴｃを、スロットル開度θと車速Ｖとをパラ
メータとした関数で定まる値に制御しくステップ１０２
）、これに対しステップ１０１の判断結果がイエスの場
合は、低μ路と判定されるから、フラグＦを（１１ＩＩ
に設定（ステップ１０３　）　Ｌ／た後に、差動制御ク
ラッチ２１の伝達トルク容量Ｔｃを、前後輪の回転数差
ΔＮおよびスロットル開度θに応じて制御する（ステッ
プ１０４）。−例として、スロットル開度θが大きいほ
ど、また回転数差ΔＮが大きいほど、伝達トルク容量Ｔ
ｃを大きくする。

このような制御を行ないつつ走行している間にブレーキ
信号が入力（ステップ１０５）されると、すなわち制動
が行なわれると、フラグＦが“′１″か否かの判断が行
なわれる（ステップ１０６）。フラグＦは前述したよう
に低μ路の場合に“１″とされるから、ステップ１０６
の判断結果がノーの場合、すなわち中・高μ路の場合は
、差動制御クラッチ２１の伝達トルク容量Ｔｃを、減速
の際の加速度（減速度（−Ｇ））に応じて制御しくステ
ップ１０７　）　、またステップ１０６の判断結果がイ
エスの場合には、差動制御クラッチ２１の伝達トルク容
量Ｔｃを零にし、差動制御クラッチ２１を解放する（ス
テップ１０８）。

したがって低μ路の走行時に制動を行なうとセンタディ
フ７レンシャル装置１０がフリーとなって前後輪の完全
な差動が行なわれるとともに、Ａ　。

８８によって車輪のロックが有効に防止される。

なお、前述したステップ１０２．１０４．１０１．１０
８における伝達トルク容ＩＴｃの制御は、具体的には、
制御装置４５からサーボ油圧コントロールバルブ４１に
所定のデユーティ比のパルス信号を送って行ない、した
がって伝達トルク容量ＴＣとデユーティ比の時間的変化
をブレーキ信号の入力の前後に亘って示せば第４図の通
りである。すなわち第４図に示すように、制動を行なっ
ていない状態では、デユーティ比に応じて伝達トルク容
量が変化し、ブレーキ信号が入力されて制動が開始され
た後は、デユーティ比が０％に下がるとともに、所定の
遅れ時間Δｔの後に伝達トルク容量ＴＣが零になり、セ
ンタディファレンシャル装置１０がフリーになる。また
フラグＦは次回の低μ路か否かの判定に先立って“Ｏｔ
ｔにリセットする。

以上述べた実施例は、回転数差ΔＮから低μ路か否かを
判定する方法であるが、この発明では路面センサを設け
てそのセンサからの出力信号に基づいて低μ路か否の判
定を行なってもよい。また低μ路か否かの判定は、車両
の発進時にのみ行なわず、例えば加速度が予め定めた一
定値以上の場合に前後輪の回転数差を求めて行なっても
よい。

さらに上記の実施例はＦＲ車（前置きエンジン後輪駆動
車）をベースとした四輪駆動装置を例に取って説明した
が、この発明はＦＦ車（前置きエンジン前輪駆動車）を
ベースとした四輪駆動装置にも適用することができる。

第５図はその例を示す簡略図であって、その構成は以下
の通りである。

第５図において、内燃機関５０は車両の前部に横置きさ
れており、内燃機関５０には車両用自動変速機５１と、
四輪駆動用トランスフッ・装置５２とが順に接続されて
いる。車両用自動変速機５１は、一般的構造の流体式ト
ルクコンバータ５３と、変速装置１８とを有している。

流体式トルクコンバータ５３は、入力部ｔｔＡ　５３ａ
によって内燃機関５０の出力軸５５に連結されて内燃機
関５０から回転駆動力を与えられており、＝　１５− その出力部材５３ｂは変速装置５４に連結されている。

変速装＠５４は、遊星歯車装置を含む一般的構造のもの
であって良く、複数の前進変速段と少なくとも一つの後
退変速段との間に切換わるようになっている。

変速装置５４の変速制御は油圧制御装置５６により油圧
によって行なわれるようになっている。

四輪駆動用トランスファ装置５２はセンタディファレン
シャル装置５７を有している。センタディファレンシャ
ル装置５７は、変速装置５４の出力歯車５８と噛合する
入力歯車５９を一体に備えたディファレンシャルケース
６０と、ディファレンシャルケース６０に設けたピニオ
ン軸６１によってそれぞれ回転可能に保持されかつ互い
に対向して配置された１対の差動ピニオン６２と、これ
らの差動ピニオン６２に共に噛合した後輸出力用サイド
ギヤ６３および前輸出力用サイドギヤ６４とを有してい
る。

後輸出力用サイドギヤ６３には後輸出力歯車６５が接続
されており、後輸出力歯車６５には後輪駆動軸６６の後
輪駆動歯車６７が噛合している。

前輸出力用サイドギヤ６４には中空の前輪駆動軸６８が
直接接続されている。

四輪駆動用トランスファ装置５２には、センタディファ
レンシャル装置５７の入力部材であるディファレンシャ
ルケース６０とセンタディファレンシャル装置５７の一
つの出力部材である前輪駆動軸６８とを、選択的にトル
ク伝達するよう接続する油圧動作式の差動制御クラッチ
６９が設けられている。差動制御クラッチ６９は、油圧
サーボ式の湿式多板クラッチであり、油圧ザーボ装置（
図示せず）に供給されるサーボ油圧の増大に応じてその
伝達トルク容量を比例的に増大するようになっている。

油圧サーボ装置に対するサーボ油圧の供給は、油圧制御
装置７０により行なわれるようになっている。油圧制御
装置７０は、制御装置７１から所定のデユーティ比のパ
ルス信号が与えられ、そのパルス信号のデユーティ比に
応じた大きざのサー小油圧を供給するようになっている
。

前輪駆動軸６８はフロントディファレンシャル装置７２
のディファレンシャルケース７３に連結されている。フ
ロントディファレンシャル装置７２は、ピニオン軸７４
によってディファレンシャルケース７３に回転可能に保
持されかつ互いに対向配置された二つの差動ピニオン７
５と、これらの差動ピニオン７５に共に噛合した右サイ
ドギヤ７６と左サイドギヤ７７とを有し、右サイドギヤ
７６には右側車軸７８が、左サイドギヤ７７には左側車
軸７９の一端部それぞれ連結されている。

油圧制御装置５６．７０は、電気式の制御Ｉ装置７１か
らの制御信号に基づいて動作するようになっている。制
御装置７１には、前述した実施例におけると同様に、後
輪回転数Ｎｒ、前輪回転数Ｎｆ１スロットル開度θ、マ
ニュアルシフトレバ−の設定ポジション、ブレーキ信号
、ＡＢＳ動作信号、加速度Ｇなどの各信号が入力されて
いる。

そして制御装置７１は、基本的には、後輪回転数Ｎｒお
よび前輪回転数Ｎｆの両方もしくは一方から求められる
車速Ｖとマニュアルシフトレンジとスロットル開度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
５４の変速段の切換制御のための制御信号を油圧制御装
置５６へ出力するよう構成されている。これに加え制御
装置７１には、前後輪の回転数差ΔＮ　（−Ｎｒ　−Ｎ
ｆ　）とスロットル開度θに応じた差動制御クラッチ６
９の伝達トルク容量Ｔｃの制御、および車速Ｖとスロッ
トル開度θに応じた差動制御クラッチ６９の伝達トルク
容量ＴＣの制御、ならびに加速度Ｇに応じた差動制御ク
ラッチ６９の伝達トルク容量Ｔｃの制御を、それぞれの
前提条件に従って行なう機能が備えられている。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法によれば、低μ路の走
行時に限って制動に伴い、センタディファレンシャル装
置の差動制限の解除もしくは二輪駆動状態への切換えが
行なわれるから、ＡＢＳが有効に機能して車輪のロック
が防止され、したがって低μ路での制動性能が従来にな
く向上し、また中・高μ路では摩擦係合手段の伝達トル
ク容量がわずかなりとも維持されて、その場合の制動性
能が良好に保たれる。

【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
は車速と境界操舵角との関係を示す線図、第５図はこの
発明の方法で対象とする他の四輪駆動装置の簡略図であ
る。 ３．５２・・・四輪駆動用トランスファ、　１０，５７
・・・センタディファレンシャル装置、　１５．６６・
・・後輪駆動軸、　１７．６８・・・前輪駆動軸、２１
．６９・・・差動制御クラッチ、　４５．７１・・・制
御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　エンジンからの駆動力を、摩擦係合手段を介して前輪
   および後輪に対して分配し、もしくは摩擦係合手段によ
   って差動制限を行なう差動機構を介して前輪および後輪
   に対して分配する四輪駆動装置を制御するにあたり、 走行路が低μ路か否かの判定を行なうとともに、低μ路
   と判定した場合に限り、制動の開始に伴って、前記摩擦
   係合手段を解放して係合力を零にすることを特徴とする
   四輪駆動装置の制御方法。