| 【発明の名称】 |
四輪駆動車の走行システム |
| 【発明者】 |
【氏名】野尻 博海
【住所又は居所】静岡県磐田市東貝塚１５７８番地 エヌティエヌ株式会社内
【氏名】永野 佳孝
【住所又は居所】静岡県磐田市東貝塚１５７８番地 エヌティエヌ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】４ＷＤモード、２ＷＤモードおよび４ＷＤと２ＷＤを自動的に切換えるＡＵＴＯモードを備えた四輪駆動車が四輪駆動状態であることを車両運転者に知らせることができるようにすることである。
【解決手段】前輪６に対する駆動トルクの伝達と遮断を切換えて二輪駆動と四輪駆動を選択できる回転伝達装置１０をツーウェイクラッチ１１と、そのツーウェイクラッチ１１の係合を制御する電磁クラッチ１２とで構成する。車両運転者の運転中に見える位置に係合中ランプ３５を設ける。回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１が係合されている間、係合中ランプ３５を点灯させ、その点灯によって四輪駆動車が四輪駆動状態であることを車両運転者に知らせるようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 前輪に対する駆動トルクの伝達と遮断を切換えて二輪駆動と四輪駆動を選択できる回転伝達装置を有し、その回転伝達装置が、ツーウェイクラッチと、そのツーウェイクラッチの係合を制御する電磁クラッチとで構成され、その回転伝達装置のツーウェイクラッチが係合しているか否かを判別する判別手段を具え、その判別手段の判別結果を表示手段によって表示する四輪駆動車の走行システム。
【請求項２】 前記判別手段が、前輪の回転に対応するパルス数と、後輪の回転に対応するパルス数のパルス数差が設定値を超えたかに基づいてツーウェイクラッチの係合を判別する構成とされ、前記電磁コイルに対する通電によって表示手段を係合表示とし、判別手段によりツーウェイクラッチの係合解除を判別した際に表示手段を解除表示とすることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車の走行システム。
【請求項３】 前記電磁クラッチに対する通電を開始したのち、後輪の回転に対応するパルス数と、前輪の回転に対応するパルス数のパルス数差が設定値を超えた場合に表示手段を係合表示とする請求項１又は２に記載の四輪駆動車の走行システム。
【請求項４】 前記表示手段が、ランプから成り、点灯を係合表示とし、消灯を解除表示とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の四輪駆動車の走行システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の後輪を駆動する駆動経路上に、前輪に対して駆動力の伝達と遮断の切換えを行なう回転伝達装置を装着したＦＲベースの四輪駆動車における走行システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１に示すように、エンジン１からトランスミッション２に伝達される動力を後輪プロペラシャフト３に伝達して後輪４を駆動し、その後輪駆動経路上に回転伝達装置１０を組込み、その回転伝達装置１０により二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）の切換えを行ない、四輪駆動を選択した場合に、後輪プロペラシャフト３の回転を前輪プロペラシャフト５に伝達して前輪６を駆動するようにしたＦＲベースの四輪駆動車を本件出願人は既に提案している。
【０００３】ここで、前記回転伝達装置１０は、図２（Ｉ）、（II）に示すように、ツーウェイクラッチ１１と、そのツーウェイクラッチ１１の係合を制御する電磁コイル１２とから成る。
【０００４】ツーウェイクラッチ１１には、ローラタイプのツーウェイクラッチとスプラグタイプのツーウェイクラッチとが存在する。
【０００５】図２（Ｉ）、（II）では、ローラタイプのツーウェイクラッチ１１が示されている。このツーウェイクラッチ１１は、後輪プロペラシャフト３に連結される内輪１３の外周にカム面１４を形成し、そのカム面１４と外輪１５の円筒形内面１６間にローラから成る係合子１７を組込み、その係合子１７を保持する保持器１８にスイッチばね１９の弾性力を付与して、係合子１７がカム面１４と円筒形内面１６に対して係合しない係合解除位置に保持器１８を保持するようにしている。
【０００６】電磁コイル１２は、保持器１８に対して軸方向で対向する位置に配置され、その電磁コイル１２と保持器１８との間に、外輪１５に対して回り止めされた摩擦フランジ２０と、アーマチュア２１とが組込まれ、前記アーマチュア２１は保持器１８に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能とされている。
【０００７】上記の構成から成る回転伝達装置１０においては、電磁コイル１２に対する通電によってツーウェイクラッチ１１を係合させ、内輪１３の回転を外輪１５に伝えるようにしている。外輪１５の回転は、図１に示すように、チェーン伝動機構等の伝動機構７を介して前輪６を駆動する前輪プロペラシャフト５に伝達されるようになっている。
【０００８】上記のような回転伝達装置１０を装着した四輪駆動車においては、２ＷＤモードや４ＷＤモードという車両走行モードの他に、車両の走行状態に合わせて、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）を自動的に切換えるＡＵＴＯモードが追加されている。
【０００９】ＡＵＴＯモードの走行状態において、二輪駆動と四輪駆動を自動的に切換える制御として、後輪４および前輪６の回転数をＡＢＳセンサＳ1 乃至Ｓ4 で検出し、その後輪４と前輪６の回転数差または回転数変化を利用したものが知られている（特開平８−１７５２０６号公報、特開平１１−２０１１９５号公報）。
【００１０】ＡＵＴＯモードでは、雪道や氷上などの路面の摩擦係数μが低い低μ路において、後輪４がスリップした場合、あるいはエンジンブレーキが発生した場合、車両のスピンを防止するため、回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１を係合させるようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＡＵＴＯモードや、４ＷＤモードから２ＷＤモードに切換えた場合に、電磁コイル１２に対する通電を遮断するが、ツーウェイクラッチ１１の係合時のトルクが残留して、車両が二輪駆動にならないことがある。
【００１２】例えば、上記回転伝達装置１０においては、図３（Ｉ）で示すように、内輪１３が外輪１５よりも速く回転している状態で図２（Ｉ）に示す電磁コイル１２に通電していないとき、係合子１７はカム面１４および円筒形内面１６に対して非係合の中立位置に保持され、ツーウェイクラッチ１１は係合解除状態にある。
【００１３】その係合解除状態において、電磁コイル１２に通電すると、アーマチュア２１が摩擦フランジ２０に吸着され、保持器１８に回転抵抗が付与されるため、内輪１３と保持器１８は相対的に回転し、図３（II）に示すように、係合子１７がカム面１４および円筒形内面１６に係合する。
【００１４】このとき、電磁コイル１２に対する通電を遮断しても、係合子１７は図３（III ）で示すように、係合状態に保持され、内輪１３の回転が外輪１５に伝達され、両輪１３、１５は同速度で回転する。
【００１５】上記のような回転伝達状態において、例えば、車両がコーナを曲がるときのように、前輪６を駆動する外輪１５の回転速度が後輪４を駆動する内輪１３の回転速度を上回ると、図３（IV）で示すように、係合子１７の係合が解除され、内輪１３から外輪１５への回転伝達が遮断される。
【００１６】したがって、ＡＵＴＯモードや４ＷＤモードで係合子１７がカム面１４および円筒形内面１６に係合しているときに、２ＷＤモードに切換えて電磁コイル１２への通電を遮断しても、内・外輪１３、１５の回転数の大小関係が反対になるまで係合子１７は係合状態に保持され、車両は四輪駆動状態に保持される。
【００１７】このとき、車両運転者は、四輪駆動状態にあることを予測しておらず、車両操作に違和感を得ることになる。
【００１８】この発明の課題は、４ＷＤモード、２ＷＤモードおよび４ＷＤと２ＷＤを自動的に切換えるＡＵＴＯモードを備えた四輪駆動車において、四輪駆動状態であることを車両運転者に知らせることができるようにすることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、この発明においては、前輪に対する駆動トルクの伝達と遮断を切換えて二輪駆動と四輪駆動を選択できる回転伝達装置を有し、その回転伝達装置が、ツーウェイクラッチと、そのツーウェイクラッチの係合を制御する電磁クラッチとで構成され、その回転伝達装置のツーウェイクラッチが係合しているか否かを判別する判別手段を具え、その判別手段の判別結果を表示手段によって表示する構成を採用したのである。
【００２０】上記のように構成すれば、表示手段の表示を確認することによって、四輪駆動状態にあるかどうかを判別することができる。
【００２１】この発明に係る四輪駆動車の走行システムにおいて、前記判別手段として、前輪の回転に対応するパルス数と、後輪の回転に対応するパルス数のパルス数差が設定値を超えたかに基づいてツーウェイクラッチの係合を判別する構成のものを採用することができる。このような判別手段を採用する場合は、電磁コイルに対する通電によって表示手段を係合表示とし、前記判別手段によりツーウェイクラッチの係合解除を判別した際に表示手段を解除表示とする表示方法を採用することができる。また、表示手段として係合中ランプを点灯あるいは消灯させるようにしてもよい。この場合、点灯を係合表示とし、消灯を解除表示とする。
【００２２】ここで、車両の停止状態において、電磁コイルに通電しても回転伝達装置のツーウェイクラッチは係合せず、アクセルを踏み込んで車両を走行させたときにツーウェイクラッチは係合状態とされる。
【００２３】そのため、係合中ランプ等の表示手段の表示に際し、電磁コイルに対して通電を開始したのち、後輪の回転に対応するパルス数と前輪の回転に対応するパルス数のパルス数差が設定値を超えた場合に係合中ランプ等の表示装置を表示状態にするようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ＦＲベースのパートタイム四輪駆動車は図１乃至図３に示した通りであり、その四輪駆動車には、図４に示すように、車両の走行モードを切換えるモード切換えスイッチ３０と、走行モードを表示するモード表示部３１とが設けられている。
【００２５】モード表示部３１は、２ＷＤモードランプ３２、ＡＵＴＯモードランプ３３、４ＷＤモードランプ３４、係合中ランプ３５を有し、前記モード切換えスイッチ３０で２ＷＤを選択すると、２ＷＤモードランプ３２が点灯されるようになっている。また、モード切換えスイッチ３０でＡＵＴＯモードを選択すると、ＡＵＴＯモードランプ３３が点灯され、さらに、４ＷＤモードを選択すると、４ＷＤモードランプ３４が点灯されるようになっている。
【００２６】一方、係合中ランプ３５は、回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１が係合状態にある間、点灯状態とされる。
【００２７】ここで、４ＷＤの走行状態では、ツーウェイクラッチ１１が係合状態にあるため、４ＷＤモードランプ３４と係合中ランプ３５を兼用することもできる。
【００２８】上記のモード表示部３１は、車両運転者が運転中において視認し得る位置に設けられている。
【００２９】回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１は、前述のように、例えば、外輪１５の回転速度が内輪１３の回転速度とを下回るときに電磁コイル１２に通電すると係合状態とされ、その通電が遮断され、外輪１５の回転速度が内輪１３の回転速度を上回ると係合解除状態とされるため、第１の実施形態では、ツーウェイクラッチ１１の係合判定を行ない、係合と判定されたとき係合中ランプ３５を点灯させるようにしている。
【００３０】ツーウェイクラッチ１１の係合判定に際し、パルス発生器としての回転エンコーダを使用している。使用する回転エンコーダは、図１に示すように、後輪プロペラシャフト３の回転速度を検出する後輪スピードセンサＳ5 と前輪プロペラシャフト５の回転速度を検出する前輪スピードセンサＳ6 の組み合わせか、または、アンチロックブレーキシステムに使用されている後輪左右のＡＢＳセンサＳ1、Ｓ2 から出力される回転数の平均値と前輪左右のＡＢＳセンサＳ3 、Ｓ4 から出力される回転数の平均値における回転差を利用している。
【００３１】回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１の係合状態では、後輪プロペラシャフト３と前輪プロペラシャフト５は同速度で回転しているため、両者の回転差は発生しない。回転差は、後輪の回転に応じて回転エンコーダから出力される回転パルスと、前輪の回転に応じて回転エンコーダから出力される回転パルスを検出して求めるが、両者の回転エンコーダが全く同時に回転パルスを発生することはなく、図５に示すように、位相差が生じる状態で回転パルスが出力されることになる。
【００３２】この場合、前輪回転パルスと後輪回転パルスとは最大１パルス分の位相差が生じる。このため、ツーウェイクラッチ１１の係合時におけるパルス差は最大１パルスとなる。
【００３３】回転伝達装置１０のツーウェイクラッチ１１が係合していない２ＷＤでの走行状態では、摩擦力の高い平坦な道路を完全に直進走行していない限り、前輪６と後輪４に回転差が生じ、両者の間には必ず回転差が発生する。
【００３４】このため、前輪６と後輪４の回転差を監視すれば、回転伝達装置１０の係合状態を検出することができる。
【００３５】図６に示すように、ツーウェイクラッチ１１の係合を制御する電磁コイル１２への通電中は前記ツーウェイクラッチ１１が係合しているので、通電を開始したら係合と判断して係合中ランプ３５を点灯させるようにしている。そして、電磁コイル１２に対する通電を遮断してから、回転パルス差が所定の範囲内（実施形態では±２パルス内）に保たれている間まではツーウェイクラッチ１１が係合していると判断し、一度でも所定の範囲を超えた場合に係合解除されたと判断して係合中ランプ３５を消灯させるようにしている。
【００３６】上記のように、ツーウェイクラッチ１１が係合している間、係合中ランプ３５を点灯状態としておくことによって、係合中ランプ３５が点灯しているか否かによって、四輪駆動状態にあるかどうかを判別することができる。
【００３７】第１の実施形態では、電磁コイル１２に通電されると係合中ランプ３５を点灯させるようにしたが、係合中ランプ３５が点灯していても、回転駆動装置１０のツーウェイクラッチ１１は係合状態になっていない場合が考えられる。
【００３８】例えば、車両の停止中に電磁コイル１２に通電されると、ツーウェイクラッチ１１の内・外輪１３、１５に回転差はなく、ツーウェイクラッチ１１は係合しない。アクセルを踏んで車両が発進すると、ＦＲベースの四輪駆動車では後輪４が先に回転し、そのとき、電磁コイル１２が通電されていれば、後輪４と前輪６の相互間に発生する回転差によって、ツーウェイクラッチ１１は係合することになる。
【００３９】このように、停止中に電磁コイル１２に通電してもツーウェイクラッチ１１は係合していないので、第２の実施形態では、電磁コイル１２に通電し、その通電中に後輪４と前輪６の相互間に回転差が発生したら、ツーウェイクラッチ１１が係合状態にあると判断して係合中ランプ３５を点灯させるようにしている。
【００４０】後輪４と前輪６の回転差は、第１の実施形態と同様に、回転パルス数差で判定するが、後輪４と前輪６が等しい回転数であっても両者の回転エンコーダが同時に回転パルスを発生することはなく、最大１パルス分の位相差が存在するため、前記回転パルス数差は２パルス以上とする。
【００４１】上記のような係合中ランプ３５の点灯制御によって、ツーウェイクラッチ１１が係合状態にあるか否かを正確に判別することができる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、２ＷＤモード、４ＷＤモードおよび走行状態により２ＷＤと４ＷＤを自動的に切換えるＡＵＴＯモードを備えた四輪駆動車において、回転伝達装置のツーウェイクラッチが係合しているか否かを判別手段によって判別し、その判別手段の判別結果を表示手段により表示するようにしたので、表示手段の表示によって四輪駆動状態にあることを車両運転者に知らせることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２６９２
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市西区京町堀１丁目３番１７号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月１９日（２００２．３．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４２０６
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２６７０８３（Ｐ２００３−２６７０８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月２５日（２００３．９．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−７６３２４（Ｐ２００２−７６３２４） |
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