JP2004019769A - Electronically controlled coupling - Google Patents

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JP2004019769A
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oil
coupling
clutch
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oil pump
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JP2002174812A
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Kazuo Kanazawa
金澤 一男
Mamoru Murakami
村上 守
Takatoshi Sakata
阪田 隆敏
Hiroharu Yoshinami
吉浪 弘治
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Koyo Seiko Co Ltd
Subaru Corp
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Fuji Heavy Industries Ltd
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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the durability by using a hydraulically operated wet type multiple disk clutch inside a complete mechanism, and at the same time, to enhance the degree of freedom of installation with a compact and simple constitution. <P>SOLUTION: An oil pump 4 to be driven by an electric motor 5 is continuously connected to a coupling case 3 to reservoir oil inside by storing the wet type multiple disk clutch 2. And, a discharging port of the oil pump 4 is directly connected to an oil pressure chamber 2a of the wet type multiple disk clutch 2 via a hydraulic supply passage 8, and at the same time, a throttle 10 is interposed by branching a cooling oil passage 9 from the middle of the hydraulic supply passage 8. The body of the wet type multiple disk clutch 2 is forcibly cooled by the oil from the cooling oil passage 9 while executing the control to make pump discharge pressure to become request operation pressure of the wet type multiple disk clutch 2 by controlling the number of rotation of the electric motor 5 via a motor driver 6 from an ECU 7. By this, even in the case of having no hydraulic source, the durability as the coupling is enhanced by using the hydraulically operated wet type multiple disk clutch inside the complete mechanism, and at the same time, the degree of the freedom of the installation is enhanced with the compact and simple constitution. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧によって結合動作する多板クラッチを介してトルク伝達を行う電子制御カップリングに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、4輪駆動車の動力伝達系においては、多板クラッチやビスカスカップリング等のカップリング機構を配設し、このカップリング機構を介して、後輪側への駆動力の配分を連続的に制御する技術が知られており、中でも、自動変速機を搭載する4輪駆動車では、自動変速機の油圧源を利用できることから油圧作動の湿式多板クラッチが採用されることが多い。
【0003】
一方、手動変速機搭載車等のように独自に油圧源を持たない場合には、多板クラッチを機械的な駆動力で締結させるカップリングが用いられる場合がある。このようなカップリングは、例えば、特開2000−346102号公報に開示されており、このカップリングでは、電磁石のアーマチュアによって金属多板クラッチであるコントロールクラッチを押圧・締結させ、このコントロールクラッチの締結トルクをカム機構を介して湿式多板クラッチであるメインクラッチに伝達して締結する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術に開示されているカップリングは、電気信号でコントロールクラッチを作動させ、メカニカルなカム機構を用いて湿式多板クラッチの押圧加重を増幅しているため、クラッチの熱的な耐久性や耐摩耗性、コイルの温度変化によるクラッチの制御性に難がある。
【0005】
また、油圧作動式の湿式多板クラッチを採用する場合には、オイルによる潤滑及び冷却によって上述の問題を低減することができる反面、油圧源を要することから適用が限定されるばかりでなく、クラッチ作動圧を得るための油圧回路や各種調圧弁等が必要となり、艤装上の制約が発生する。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、完結したカップリング機構内で油圧作動の湿式多板クラッチを用いてカップリングとしての耐久性を高めると共に、コンパクト且つ簡素な構成で艤装上の自由度を高めることのできる電子制御カップリングを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、油圧によって結合動作する湿式多板クラッチを介してトルク伝達を行う電子制御カップリングであって、上記多板クラッチを格納するケース内に、上記多板クラッチを結合動作させるための油圧室に供給するオイルを貯留すると共に、上記ケースに、電動モータによって駆動されるオイルポンプを連設し、上記オイルポンプの吐出圧が上記油圧室に直接作用するよう、上記オイルポンプの吐出口を上記油圧室で行き止まりとなる閉回路の油圧供給路を介して上記油圧室に直結させ、更に、上記多板クラッチを冷却するためのオイルを供給する冷却用オイル通路を上記油圧供給路から分岐させ、上記オイルポンプの吐出圧が上記多板クラッチの要求作動圧となるよう上記電動モータの回転数を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【0008】
すなわち、本発明は、電動モータによって駆動されるオイルポンプを、湿式多板クラッチを格納してオイルを貯留するケースに連設し、オイルポンプの吐出圧が多板クラッチの油圧室に直接作用するようオイルポンプの吐出口を油圧室で行き止まりとなる閉回路の油圧供給路を介して油圧室に直結させると共に、多板クラッチを冷却するためのオイルを供給する冷却用オイル通路を油圧供給路から分岐させ、オイルポンプの吐出圧が多板クラッチの要求作動圧となるよう電動モータの回転数を制御することで、油圧源を持たない場合であっても、完結した機構内で油圧作動の湿式多板クラッチを用いてカップリングとしての耐久性を高めると共に、コンパクト且つ簡素な構成で艤装上の自由度を高める。その際、冷却用オイル通路に絞りを介装し、冷却用オイルの流量を必要最小限に制限することが望ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図4は本発明の実施の一形態に係わり、図1は電子制御カップリングの基本構成図、図2は変速機のトランスファー周辺の要部断面図、図3はリヤデファレンシャル装置周辺の要部断面図、図4は電子制御装置(ECU)の制御処理を示すフローチャートである。
【0010】
図1において、符号1は車両の動力伝達系に介装される電子制御カップリング1であり、ドライブ及びドリブンの複数枚のプレートを交互に重ねて互いに面接触させることで駆動トルクの伝達を行う湿式多板クラッチ2、この湿式多板クラッチ2を格納して内部にオイルを貯留するカップリングケース3、カップリングケース3に連設され、内部のオイルを吸入・加圧して湿式多板クラッチ2に直接供給するオイルポンプ4、オイルポンプ4を駆動する電動モータ(以下、単にモータと記載する)5、モータ5を駆動するモータドライバ6、モータドライバ6を制御する電子制御装置(ECU)7を備えて一体的に構成される。カップリングケース3内のオイルは、湿式多板クラッチ2の作動油圧及び潤滑用としてカップリングケース3内に封入されている。
【0011】
オイルポンプ4の吐出口は、油圧供給路8を介して湿式多板クラッチ2を結合動作させるための油圧室2aに直結されており、モータ5の回転によってオイルポンプ4が駆動されると、カップリングケース3内のオイルが吸入・加圧され、オイルポンプ4の吐出圧が湿式多板クラッチ2の油圧室2aに直接的に作用する。
【0012】
すなわち、オイルポンプ4からの吐出オイルを湿式多板クラッチ2に導く油圧供給路8は、油圧室2aからのリターン経路が無い行き止まりの閉回路を形成する通路であり、モータ5の回転数制御によるポンプ吐出圧の調整のみで湿式多板クラッチ2の結合動作を制御し、圧力調整のためのパイロット回路やリターン回路、圧力調整弁やリリーフ弁等の各種調整弁を不要としている。
【0013】
モータ5の回転数制御は、ECU7によりモータドライバ6を介して実行される。ECU7は、車輪速センサや加速度センサ等の図示しない各種センサ類からの信号に基づいて運転状態を判断し、この運転状態に見合った伝達トルクを決定する。そして、オイルポンプ4の吐出圧が、この伝達トルクを発生する湿式多板クラッチ2の要求作動圧となるよう、モータ5の回転数を制御する。
【0014】
具体的は、湿式多板クラッチ2がクラッチ開放状態では、立ち上がり応答性確保のため、モータ5は、予め決められた回転数のスタンバイ状態に制御される。このスタンバイ状態の回転数は、オイルポンプ4の吐出圧をクラッチ締結の作動圧よりも低い状態に維持する回転数であり、クラッチを締結方向に作動させる場合には、モータ5の回転数を上昇させ、必要な伝達トルクを発生させるポンプ吐出圧となる回転数に制御する。
【0015】
この場合、オイルポンプ4からの吐出オイルが湿式多板クラッチ2の油圧室2aで行き止まりとなることから、オイルポンプ4及びモータ5に比較的大きな負荷がかかることが予想される。このため、オイルポンプ4として、例えばギヤポンプを採用する場合には、予めサイドクリアランスを比較的大きめに設定しておくことで、ポンプ負荷を低減する。また、モータ5としては、耐久性を上げるためにブラシレスモータを採用することが望ましく、さらには、油中で使用可能なモータを導入することで、艤装上の自由度を高めることができ、よりコンパクトにすることができる。
【0016】
また、湿式多板クラッチ2を効果的に冷却するため、油圧供給路8の中途から冷却用オイル通路9を分岐し、この冷却用オイル通路9からのオイルにより、湿式多板クラッチ2本体を強制的に冷却する。この強制冷却用のオイルは、必要最小限の流量とするため、冷却用オイル通路9に絞り10を介装して流量を制限する。尚、絞り10は必ずしも必要なわけではなく、要は、クラッチ作動に影響を及ぼさずに冷却に必要な最低限の流量が確保できれば良く、絞り10を省略することも可能である。
【0017】
図2は、以上の電子制御カップリング1をマニュアルトランスミッションを搭載する4輪駆動車に適用した例であり、トランスミッション(マニュアルトランスミッション)20の後方に、電子制御カップリング1をトランスファーとして連設する。
【0018】
トランスミッション20は、ギヤチェンジ操作に伴い、図示しないクラッチを介してエンジンの出力軸に連結されるメインシャフト21上を空転している各変速ギヤ、及び、これと常時噛み合いのドライブピニオン22上の変速ギヤがシンクロメッシュ機構23により各々係合される。
【0019】
メインシャフト21に伝達されたエンジンの駆動力は、ドライブピニオン22を介して図示しないフロントデファレンシャル装置から前輪に伝達されると共に、ドライブピニオン22の後方軸端に結合されるトランスファードライブギヤ24を介してトランスファードリブンギヤ25に伝達される。トランスファードリブンギヤ25は、電子制御カップリング1の入力軸となるクラッチ軸26に連設されており、電子制御カップリング1の出力軸となる後輪用出力軸27がプロペラシャフト28を介して図示しないリヤデファレンシャル装置に連設され、後輪に駆動力が分配される。
【0020】
トランスファーケースとして構成されるカップリングケース3内には、湿式多板クラッチ2の作動油及び潤滑用のオイルが貯留されており、ケース内の湿式多板クラッチ2は、クラッチ軸26から拡径されるクラッチドラム30と、後輪用出力軸27の外周に結合されるクラッチハブ31と、クラッチドラム30とクラッチハブ31との間を接離自在に連設するクラッチプレート部32と、クラッチプレート部32を押圧部材33を介して押圧するピストン34とを備えている。ピストン34の背面側には、ピストン34を軸方向に移動させて押圧部材33に押圧力を伝達することで、クラッチを結合させるための油圧室2aが形成されている。
【0021】
尚、押圧部材33とピストン34との間には軸受け35が配設されており、回転中の押圧部材33に対してピストン34の直線移動で押圧力を伝達可能としている。また、符号36は、ピストン34の押圧力に対してクラッチプレート部32を開放方向に付勢するリターンスプリングである。
【0022】
また、カップリングケース3の後輪用出力軸27の下部に形成される側壁部3aに、オイルポンプ4とモータ5とを一体化したポンプユニットが連設されており、側壁部3a内に、オイルポンプ4の吸入口に連通してカップリングケース3内に開口するオイル吸入通路37と、オイルポンプ4の吐出口を湿式多板クラッチ2の油圧室2aに直結する油圧供給路8と、この油圧供給路8から分岐して絞り10を経てカップリングケース3の後輪用出力軸27外周の空間部に開口する冷却用オイル通路9が設けられている。
【0023】
トランスミッション20とトランスファーとしての電子制御カップリング1とは、それぞれの室内がクラッチ軸26の外周に軸装されるオイルシール38を介して分離されており、トランスミッション20内のオイルと、電子制御カップリング1内のオイルとは分離されている。この場合、トランスミッション20内と電子制御カップリング1内とで同一のオイルを用いても良く、また、電子制御カップリング1内のオイルを、トランスミッション20内のオイルとは別のオイルとし、湿式多板クラッチ2やオイルポンプ4の特性を考慮したオイルを用いても良い。
【0024】
このようなトランスファーとしての電子制御カップリング1では、車両の走行状態や路面状態等に応じて決定される伝達トルクを発生するよう、モータ5がECU7により回転数制御され、前後輪間のトルク配分が100:0(クラッチ開放)から50:50(クラッチ締結)の間で可変制御される。
【0025】
このモータ5の回転数制御による伝達トルクの可変制御においては、オイルポンプ4の吐出オイルを直接湿式多板クラッチ2の油圧室2aに圧送してクラッチ作動圧としていることから、クラッチ作動圧を得るための各種油圧回路や調圧弁等の影響を受けず、制御性を向上することができる。更には、冷却用オイル通路9を介して湿式多板クラッチ2を強制的に冷却するため、クラッチの耐久性を向上することができる。
【0026】
一方、図3は、電子制御カップリング1を、プロペラシャフトとリヤデファレンシャル装置との間に設けた例を示す。同図においては、電子制御カップリング1のカップリングケース3が後方に延出されてリヤデファレンシャル装置40のケースの一部を兼用しており、電子制御カップリング1の入力軸となるクラッチ軸26がプロペラシャフトの後端に連設され、電子制御カップリング1の出力軸となる後輪用出力軸27がベベルギヤ41を介してビスカスカップリング42を内蔵するリヤデファレンシャル装置40に連設されている。電子制御カップリング1の内部構成は、出力軸周辺の構成が若干異なると共に、冷却用オイル通路9の開口位置が若干異なるのみであり、基本的には前述したトランスファーの場合と同様である。
【0027】
次に、電子制御カップリング1を制御するECU7のプログラム処理について、図4に示すフローチャートを例にとって説明する。
【0028】
この処理では、先ず、ステップS101で、図示しないイグニッションスイッチがONされたか否かを判別する。このステップは、車両の運転に先立って電子制御カップリング1を予めスタンバイ状態とするためのステップであり、イグニッションスイッチ以外にも、例えば、車両のドアが開かれたときにONするスイッチの信号で判別するようにしても良い。
【0029】
そして、ステップS101において、スイッチOFFのときには、ステップS102でモータ5の指示トルクを0として電子制御カップリング1を非作動(クラッチ開放)状態とし、スイッチONを判別したとき、ステップS103へ進んでモータ5を予め設定された回転数でスタンバイ運転させる。
【0030】
続くステップS104では、前後輪の車輪速センサからの信号に基づいて前後輪のスリップが発生しているか否かを判断する。その結果、スリップが発生していない場合には、ステップS105で発進時か否かの判定を行い、発進時である場合、ステップS106で、発進時の制御を行う。この発進時制御は、例えば、モータ5の指示トルクをエンジンのスロットル開度に応じて設定し、緩やかな発進の場合には、オイルポンプ4の吐出圧を比較的緩やかに上昇させてクラッチ締結圧を徐々に高める一方、迅速な発進が要求される場合には、オイルポンプ4の吐出圧を急速に上昇させて素早くクラッチが締結されるようにする。
【0031】
また、ステップS105において、発進時でない場合には、ステップS105からステップS107へ進み、通常制御か否かを判別する。そして、NOの場合には、ステップS103へ戻り、YESの場合、ステップS108へ進んで通常制御を行う。この通常制御では、例えば、スロットル開度と車速とに基づいてモータ5の指示トルクを決定し、運転状態に見合った伝達トルクを発生するクラッチ作動圧となるようオイルポンプ4の吐出圧を制御する。
【0032】
一方、ステップS104で前後輪にスリップが発生していると判断された場合には、ステップS104からステップS109へ進み、スリップ制御を行う。このスリップ制御は、例えば、前輪がスリップした場合、スリップの程度に応じてモータ5の指示トルクを増加させてオイルポンプ4の吐出圧すなわちクラッチ締結圧を調整し、前輪のスリップを抑える。
【0033】
このように、本実施の形態においては、湿式多板クラッチ2とオイルポンプ4とモータ5とを一体化し、モータ5の回転数制御によりオイルポンプ4を駆動してクラッチ締結圧を制御するため、コンパクト且つ機構的に完結したカップリングとして艤装上の自由度を高めることができ、車両の動力伝達系に容易に適用することができる。特に、独自の油圧源をもたないマニュアル変速機搭載車では有効である。
【0034】
しかも、オイルによる多板クラッチの強制冷却を行うため、クラッチの熱的な耐久性を向上することができるばかりでなく、モータ5の回転数制御によってクラッチ作動圧を制御することができるため、クラッチ作動を得るための油圧回路や各種調圧弁を不要とし、コスト低減を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、完結した機構内で油圧作動の湿式多板クラッチを用いてカップリングとしての耐久性を高めることができると共に、コンパクト且つ簡素な構成で艤装上の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子制御カップリングの基本構成図
【図2】変速機のトランスファー周辺の要部断面図
【図3】リヤデファレンシャル装置周辺の要部断面図
【図4】ECUの制御処理を示すフローチャート
【符号の説明】
1 電子制御カップリング
2 湿式多板クラッチ
2a 油圧室
3 カップリングケース
4 オイルポンプ
5 電動モータ
6 モータドライバ
7 電子制御装置
8 油圧供給路
9 冷却用オイル通路
10 絞り
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronically controlled coupling that transmits torque via a multi-plate clutch that is operated by hydraulic pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a power transmission system of a four-wheel drive vehicle, a coupling mechanism such as a multi-plate clutch or a viscous coupling is provided, and the drive force is continuously distributed to the rear wheels through the coupling mechanism. In particular, in a four-wheel drive vehicle equipped with an automatic transmission, a hydraulically operated wet multi-plate clutch is often employed because a hydraulic pressure source of the automatic transmission can be used.
[0003]
On the other hand, when the vehicle does not have its own hydraulic pressure source, such as a vehicle with a manual transmission, a coupling that couples the multi-plate clutch with a mechanical driving force may be used. Such a coupling is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-346102. In this coupling, a control clutch, which is a metal multi-plate clutch, is pressed and fastened by an armature of an electromagnet, and the control clutch is fastened. The torque is transmitted to the main clutch, which is a wet-type multi-plate clutch, via the cam mechanism, and is engaged.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the coupling disclosed in the above-mentioned prior art operates the control clutch by an electric signal and amplifies the pressing load of the wet multi-plate clutch by using a mechanical cam mechanism. There are difficulties in durability, wear resistance, and controllability of the clutch due to a change in coil temperature.
[0005]
In the case of employing a hydraulically operated wet multi-plate clutch, the above-mentioned problems can be reduced by lubrication and cooling with oil. A hydraulic circuit and various pressure regulating valves for obtaining the operating pressure are required, which imposes restrictions on outfitting.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enhances the durability as a coupling by using a hydraulically operated wet multiple disc clutch in a completed coupling mechanism, and has a compact and simple configuration that allows freedom in outfitting. It is an object of the present invention to provide an electronically controlled coupling capable of increasing the degree.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is an electronically controlled coupling for transmitting torque via a wet type multi-plate clutch which is coupled and operated by hydraulic pressure, wherein the multi-plate clutch is housed in a case storing the multi-plate clutch. Along with storing oil to be supplied to a hydraulic chamber for performing a joint operation, an oil pump driven by an electric motor is connected to the case, and a discharge pressure of the oil pump directly acts on the hydraulic chamber. The discharge port of the oil pump is directly connected to the hydraulic chamber through a closed-circuit hydraulic supply path that is a dead end in the hydraulic chamber, and further includes a cooling oil passage for supplying oil for cooling the multi-plate clutch. Control for controlling the number of revolutions of the electric motor so that the oil pressure is branched from the hydraulic pressure supply path and the discharge pressure of the oil pump becomes the required operating pressure of the multi-plate clutch. Characterized by comprising a stage.
[0008]
That is, in the present invention, an oil pump driven by an electric motor is connected to a case that stores and stores oil by storing a wet multi-plate clutch, and the discharge pressure of the oil pump directly acts on a hydraulic chamber of the multi-plate clutch. The discharge port of the oil pump is directly connected to the hydraulic chamber through a closed circuit hydraulic supply path that is dead-ended in the hydraulic chamber, and a cooling oil passage that supplies oil for cooling the multi-plate clutch from the hydraulic supply path. By branching and controlling the number of revolutions of the electric motor so that the discharge pressure of the oil pump becomes the required operating pressure of the multi-plate clutch, even if it does not have a hydraulic source, the hydraulic operation is completed within a complete mechanism. The durability as a coupling is increased by using a multi-plate clutch, and the degree of freedom in outfitting is increased with a compact and simple configuration. At this time, it is desirable to provide a throttle in the cooling oil passage and limit the flow rate of the cooling oil to a necessary minimum.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a basic configuration diagram of an electronic control coupling, FIG. 2 is a sectional view of a main portion around a transfer of a transmission, and FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a control process of an electronic control unit (ECU).
[0010]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electronic control coupling 1 interposed in a power transmission system of a vehicle, and the drive torque is transmitted by alternately stacking a plurality of drive and driven plates so as to make surface contact with each other. A wet multi-plate clutch 2; a coupling case 3 in which the wet multi-plate clutch 2 is housed and oil is stored therein; Pump 4 that supplies oil directly to the motor, an electric motor (hereinafter simply referred to as a motor) 5 that drives the oil pump 4, a motor driver 6 that drives the motor 5, and an electronic control unit (ECU) 7 that controls the motor driver 6. And are integrally configured. The oil in the coupling case 3 is sealed in the coupling case 3 for operating hydraulic pressure and lubrication of the wet multi-plate clutch 2.
[0011]
The discharge port of the oil pump 4 is directly connected to a hydraulic chamber 2 a for connecting and operating the wet multi-plate clutch 2 via a hydraulic supply path 8. The oil in the ring case 3 is sucked and pressurized, and the discharge pressure of the oil pump 4 directly acts on the hydraulic chamber 2 a of the wet multi-plate clutch 2.
[0012]
That is, the hydraulic supply path 8 that guides the oil discharged from the oil pump 4 to the wet-type multi-plate clutch 2 is a path that forms a dead-end closed circuit having no return path from the hydraulic chamber 2a, and is controlled by the rotation speed of the motor 5. The coupling operation of the wet multi-plate clutch 2 is controlled only by adjusting the pump discharge pressure, and a pilot circuit and a return circuit for pressure adjustment, and various adjustment valves such as a pressure adjustment valve and a relief valve are unnecessary.
[0013]
The rotation speed control of the motor 5 is executed by the ECU 7 via the motor driver 6. The ECU 7 determines an operation state based on signals from various sensors (not shown) such as a wheel speed sensor and an acceleration sensor, and determines a transmission torque corresponding to the operation state. Then, the rotation speed of the motor 5 is controlled so that the discharge pressure of the oil pump 4 becomes the required operating pressure of the wet multi-plate clutch 2 that generates this transmission torque.
[0014]
Specifically, when the wet-type multi-plate clutch 2 is in the clutch disengaged state, the motor 5 is controlled to a standby state at a predetermined number of revolutions in order to secure the startup response. The number of revolutions in the standby state is a number of revolutions for maintaining the discharge pressure of the oil pump 4 lower than the operating pressure for engaging the clutch. When the clutch is operated in the engaging direction, the number of revolutions of the motor 5 increases. Then, the number of rotations is controlled to a pump discharge pressure for generating a necessary transmission torque.
[0015]
In this case, since the discharge oil from the oil pump 4 reaches a dead end in the hydraulic chamber 2a of the wet multi-plate clutch 2, a relatively large load is expected to be applied to the oil pump 4 and the motor 5. For this reason, when, for example, a gear pump is adopted as the oil pump 4, the pump load is reduced by setting the side clearance relatively large in advance. Further, as the motor 5, it is desirable to employ a brushless motor in order to increase durability, and furthermore, by introducing a motor that can be used in oil, the degree of freedom in outfitting can be increased. It can be compact.
[0016]
Further, in order to effectively cool the wet multi-plate clutch 2, a cooling oil passage 9 is branched from the middle of the hydraulic supply passage 8, and the oil from the cooling oil passage 9 forcibly forces the wet multi-plate clutch 2 body. Cool down. In order to reduce the flow rate of the oil for forced cooling to a minimum necessary flow rate, the flow rate is limited by interposing a throttle 10 in the cooling oil passage 9. The throttle 10 is not always necessary. In short, it is only necessary to secure the minimum flow rate required for cooling without affecting the clutch operation, and the throttle 10 may be omitted.
[0017]
FIG. 2 shows an example in which the above-described electronically controlled coupling 1 is applied to a four-wheel drive vehicle equipped with a manual transmission. The electronically controlled coupling 1 is continuously provided as a transfer behind a transmission (manual transmission) 20.
[0018]
The transmission 20 is configured such that the transmission 20 idles on a main shaft 21 connected to an output shaft of an engine via a clutch (not shown) in accordance with a gear change operation, and shifts on a drive pinion 22 which always meshes with the transmission gear. The gears are respectively engaged by the synchromesh mechanism 23.
[0019]
The driving force of the engine transmitted to the main shaft 21 is transmitted from a front differential (not shown) to a front wheel via a drive pinion 22 and via a transfer drive gear 24 coupled to a rear shaft end of the drive pinion 22. The power is transmitted to the transfer driven gear 25. The transfer driven gear 25 is connected to a clutch shaft 26 serving as an input shaft of the electronic control coupling 1, and a rear wheel output shaft 27 serving as an output shaft of the electronic control coupling 1 is not shown via a propeller shaft 28. The driving force is distributed to the rear wheels and is connected to the rear differential device.
[0020]
Hydraulic oil and lubricating oil for the wet multi-plate clutch 2 are stored in the coupling case 3 configured as a transfer case. The wet multi-plate clutch 2 in the case is expanded in diameter from the clutch shaft 26. A clutch drum 31, a clutch hub 31 coupled to the outer periphery of the rear wheel output shaft 27, a clutch plate portion 32 that continuously connects and disconnects the clutch drum 30 and the clutch hub 31, and a clutch plate portion. And a piston 34 for pressing the pressing member 32 through the pressing member 33. On the rear side of the piston 34, a hydraulic chamber 2a for coupling the clutch is formed by transmitting the pressing force to the pressing member 33 by moving the piston 34 in the axial direction.
[0021]
A bearing 35 is provided between the pressing member 33 and the piston 34 so that the pressing force can be transmitted to the rotating pressing member 33 by the linear movement of the piston 34. Reference numeral 36 denotes a return spring that urges the clutch plate 32 in the opening direction with respect to the pressing force of the piston 34.
[0022]
A pump unit in which the oil pump 4 and the motor 5 are integrated is connected to a side wall 3a formed below the output shaft 27 for the rear wheel of the coupling case 3, and the inside of the side wall 3a An oil suction passage 37 communicating with a suction port of the oil pump 4 and opening into the coupling case 3; a hydraulic supply path 8 directly connecting the discharge port of the oil pump 4 to the hydraulic chamber 2a of the wet multi-plate clutch 2; A cooling oil passage 9 is provided which branches off from the hydraulic pressure supply path 8, passes through the throttle 10, and opens in a space around the output shaft 27 for the rear wheel of the coupling case 3.
[0023]
The transmission 20 and the electronic control coupling 1 as a transfer are separated from each other via an oil seal 38 mounted on the outer periphery of the clutch shaft 26, and the oil inside the transmission 20 and the electronic control coupling 1 are separated from each other. 1 is separated from the oil. In this case, the same oil may be used in the transmission 20 and the electronic control coupling 1, or the oil in the electronic control coupling 1 may be different from the oil in the transmission 20, and Oil considering the characteristics of the plate clutch 2 and the oil pump 4 may be used.
[0024]
In the electronic control coupling 1 as such a transfer, the rotation speed of the motor 5 is controlled by the ECU 7 so as to generate a transmission torque determined according to the running state of the vehicle, the road surface state, and the like, and the torque distribution between the front and rear wheels is performed. Is variably controlled between 100: 0 (clutch disengagement) and 50:50 (clutch engagement).
[0025]
In the variable control of the transmission torque by controlling the rotation speed of the motor 5, the clutch operating pressure is obtained since the discharge oil of the oil pump 4 is directly sent to the hydraulic chamber 2a of the wet multi-plate clutch 2 as the clutch operating pressure. Controllability can be improved without being affected by various hydraulic circuits, pressure regulating valves, and the like. Further, since the wet multi-plate clutch 2 is forcibly cooled through the cooling oil passage 9, the durability of the clutch can be improved.
[0026]
On the other hand, FIG. 3 shows an example in which the electronic control coupling 1 is provided between a propeller shaft and a rear differential device. In the figure, the coupling case 3 of the electronic control coupling 1 extends rearward and also serves as a part of the case of the rear differential device 40, and a clutch shaft 26 serving as an input shaft of the electronic control coupling 1. Is connected to the rear end of the propeller shaft, and a rear wheel output shaft 27 serving as an output shaft of the electronic control coupling 1 is connected via a bevel gear 41 to a rear differential device 40 containing a viscous coupling 42. . The internal configuration of the electronic control coupling 1 is basically the same as that of the above-described transfer, except that the configuration around the output shaft is slightly different and the opening position of the cooling oil passage 9 is slightly different.
[0027]
Next, a program process of the ECU 7 for controlling the electronic control coupling 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 4 as an example.
[0028]
In this process, first, in a step S101, it is determined whether or not an ignition switch (not shown) is turned on. This step is a step for setting the electronic control coupling 1 in a standby state before driving the vehicle. In addition to the ignition switch, for example, a signal from a switch that is turned on when a vehicle door is opened is used. The determination may be made.
[0029]
In step S101, when the switch is OFF, the command torque of the motor 5 is set to 0 in step S102 to deactivate the electronic control coupling 1 (clutch disengagement). 5 is operated in standby at a preset number of revolutions.
[0030]
In the following step S104, it is determined whether or not the front and rear wheels are slipping based on the signals from the front and rear wheel speed sensors. As a result, if no slip has occurred, it is determined in step S105 whether or not the vehicle has started, and if it has been started, control in starting is performed in step S106. In this starting control, for example, the command torque of the motor 5 is set in accordance with the throttle opening of the engine, and in the case of a gentle start, the discharge pressure of the oil pump 4 is increased relatively slowly to increase the clutch engagement pressure. When a rapid start is required, the discharge pressure of the oil pump 4 is rapidly increased so that the clutch is quickly engaged.
[0031]
In step S105, if the vehicle is not starting, the process proceeds from step S105 to step S107, and it is determined whether the control is the normal control. If NO, the process returns to step S103, and if YES, the process proceeds to step S108 to perform normal control. In this normal control, for example, the command torque of the motor 5 is determined based on the throttle opening and the vehicle speed, and the discharge pressure of the oil pump 4 is controlled so as to be a clutch operating pressure that generates a transmission torque corresponding to the driving state. .
[0032]
On the other hand, if it is determined in step S104 that slippage has occurred in the front and rear wheels, the process proceeds from step S104 to step S109 to perform slip control. In the slip control, for example, when the front wheel slips, the instruction pressure of the motor 5 is increased according to the degree of the slip to adjust the discharge pressure of the oil pump 4, that is, the clutch engagement pressure, and the slip of the front wheel is suppressed.
[0033]
As described above, in the present embodiment, the wet multi-plate clutch 2, the oil pump 4, and the motor 5 are integrated, and the oil pump 4 is driven by controlling the rotation speed of the motor 5 to control the clutch engagement pressure. As a coupling that is compact and mechanically complete, the degree of freedom in outfitting can be increased, and the coupling can be easily applied to a power transmission system of a vehicle. This is particularly effective for vehicles equipped with a manual transmission that does not have its own hydraulic power source.
[0034]
In addition, since the multi-plate clutch is forcibly cooled by oil, not only the thermal durability of the clutch can be improved, but also the clutch operating pressure can be controlled by controlling the rotation speed of the motor 5, so that the clutch operating pressure can be controlled. This eliminates the need for a hydraulic circuit and various pressure regulating valves for obtaining the operation, thereby reducing costs.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the durability as a coupling can be increased by using a hydraulically operated wet multi-plate clutch in a completed mechanism, and the degree of freedom in outfitting is reduced by a compact and simple configuration. Can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an electronic control coupling. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main portion around a transfer of a transmission. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main portion around a rear differential device. FIG. 4 is a flowchart showing a control process of an ECU. [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic control coupling 2 Wet type multi-plate clutch 2a Hydraulic chamber 3 Coupling case 4 Oil pump 5 Electric motor 6 Motor driver 7 Electronic control unit 8 Hydraulic supply path 9 Cooling oil path 10 Throttle

Claims (2)

油圧によって結合動作する湿式多板クラッチを介してトルク伝達を行う電子制御カップリングであって、
上記多板クラッチを格納するケース内に、上記多板クラッチを結合動作させるための油圧室に供給するオイルを貯留すると共に、上記ケースに、電動モータによって駆動されるオイルポンプを連設し、
上記オイルポンプの吐出圧が上記油圧室に直接作用するよう、上記オイルポンプの吐出口を上記油圧室で行き止まりとなる閉回路の油圧供給路を介して上記油圧室に直結させ、更に、上記多板クラッチを冷却するためのオイルを供給する冷却用オイル通路を上記油圧供給路から分岐させ、
上記オイルポンプの吐出圧が上記多板クラッチの要求作動圧となるよう上記電動モータの回転数を制御する制御手段を備えたことを特徴とする電子制御カップリング。
An electronically controlled coupling that transmits torque via a wet multi-plate clutch that operates by hydraulic pressure,
In a case for storing the multi-plate clutch, oil to be supplied to a hydraulic chamber for coupling and operating the multi-plate clutch is stored, and an oil pump driven by an electric motor is connected to the case,
The discharge port of the oil pump is directly connected to the hydraulic chamber through a closed-circuit hydraulic supply path that is a dead end in the hydraulic chamber so that the discharge pressure of the oil pump directly acts on the hydraulic chamber. A cooling oil passage for supplying oil for cooling the plate clutch is branched from the hydraulic supply passage,
An electronic control coupling, comprising: control means for controlling the number of revolutions of the electric motor so that a discharge pressure of the oil pump becomes a required operating pressure of the multi-plate clutch.
上記冷却用オイル通路に、絞りを介装したことを特徴とする請求項1記載の電子制御カップリング。2. The electronically controlled coupling according to claim 1, wherein a throttle is interposed in the cooling oil passage.
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