JP2558352B2

JP2558352B2 - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP2558352B2
Application number: JP1175048A
Authority: JP
Inventors: 悟鈴木; 秀明伊奈; 雅弘高田; 寿泉
Original assignee: Fuji Iron Works Co Ltd
Current assignee: Fuji Univance Corp
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH0338433A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、車両の駆動力配分に使用する油圧式動力伝
達継手を有する車両用動力伝達装置に関する。

［従来の技術］本出願人は、差動回転数が所定値に達したとき、吐出
圧を検出して継手をロックするようにした油圧式動力伝
達継手を特願昭63−311531号で提案している。

この動力伝達継手は、相対回転可能な入出力軸間に設
けられ、前記両軸の回転速度差に応じた量の流体を流動
させる流量発生手段と、前記流体の流動抵抗を発生する手段を備え、前記流体の流動抵抗により前記入出力軸間の伝達トル
クが制御されるトルク伝達継手において、流体の吐出路および吸入路を連通させる主通路内に、
オリフィスを有し吐出路側が所定の吐出圧に達するとス
プリングに抗して移動するオリフィスバルブと、該オリ
フィスバルブが移動したとき前記オリフィスを閉止する
ニードルバルブを備えたものである。

この継手のトルク特性を第13図に示す。第13図におい
て、Ａは通常のトルク特性を、Ｂはロック状態を、Ｃは
ロックポイントを、それぞれ示す。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この油圧式動力伝達継手にあっては、
ロックポイントが機械的に決まってしまうため、タイト
コーナーブレーキング現象を回避しようとすると、ロッ
ク回転数を高めに設定せざるを得ず、路面によっては、
ロックした方が良い場合でもロックしないという不具合
がある。また、ロック直前の回転数で長時間運転すると
温度が高くなり過ぎるという問題点もあった。また、ロ
ックからの回復が遅いという問題点もあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、センサーからの運転情報を演算処理して
継手のロックおよびロック解除を制御することにより、
タイトコーナーではロックせず、必要な路面状態ではロ
ックし、また、過度な温度上昇を回避するとともに、ロ
ック解除の遅れをなくすようにした車両用動力伝達装置
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するために、本発明は、前輪に駆動力
を伝達する第１の回転軸と後輪に駆動力を伝達する第２
の回転軸の回転速度差により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出路に設けたオリフィスと、制御装置
からの信号によりオリフィスを閉止する弁手段を備えた
油圧式動力継手を設けると共に、車両の運転状態を検出するセンサーからの信号を受け
て弁手段を制御する制御装置を設け、制御装置が前後輪
の回転数、前後輪間の回転速度差および操舵角によりオ
リフィスを閉止しない制御領域を判別し、その領域にお
いてはオリフィスの閉止を禁止する制御を行ない、ま
た、制御装置がオリフィスの閉止を禁止する制御領域を
除いては、前後輪間の回転速度差とその持続時間の関数
関係によりオリフィスを閉止する制御を行ない、また、
制御装置が所定以上の減速状態が基準時間を越えて持続
した場合に、オリフィスの閉止状態を解除する制御を行
なうようにしたものである。

［作用］本発明においては、センサーからの運転情報を制御装
置に入力して、演算処理を行ない、演算結果に基づいて
ロックおよびロック解除を制御する。

走行状態によってはたとえ差動回転数が大きい場合で
あってもロックしない方が良い場合、例えばタイトコー
ナー走行中にはロックさせない。また、差動回転数と持
続時間の関数からロックさせるタイミングを決めてロッ
クさせる。したがって、ロックポイントを低めに設定す
ることができ、継手の温度は許容値を越えることがな
い。

さらに、アクセルオフ状態が所定の時間持続した場合
にはロックを解除するので、必要以上にロック解除が遅
れることがない。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第12図は本発明の一実施例を示す図であり、
後輪駆動車をベースとした車両に適用した場合のもので
ある。

まず、構成を説明すると、第２図において、１は出力
軸であるフロントドライブシャフト（第１の回転軸）
（以下、ロータ）であり、ロータ１はケーシング2,3に
ベアリング4,5を介して回転自在に軸支されている。

ロータ１にはニードルベアリング６を介してドリブン
スプロケット７が回転自在に支持され、ドリブンスプロ
ケット７とドライブスプロケット８の間にはチェーン９
が架設されている。なお、10は出力フランジ、11はナッ
ト、12,13はオイルシール、14はストップリング、15は
スラストワッシャである。

ロータ１には軸方向に複数個のプランジャー室16が形
成され、プランジャー室16内には軸方向に往復動する複
数のプランジャー17が収納されている。ドリブンスプロ
ケット７に固定したカムハウジング18の内側面にはカム
面18Aが形成され、カム面18Aにはプランジャー17が摺接
する。なお、プランジャー17とプランジャー室16が全体
として油圧ポンプを構成している。

19はプランジャー室16に連通する吸入路であり、吸入
路19には吸入弁20が介装されている。すなわち、吸入弁
20はプランジャー室16と同軸上でかつ底部に設けられて
いる。21は吸入弁20を保持するリターンスプリングであ
り、このリターンスプリング21を保持するプラグ22は前
記プランジャー17のリターンスプリング23により保持さ
れている。

24はプランジャー室16の側壁に開口し、ロータ１の中
心に向かって形成された吐出路であり、吐出路24には吐
出弁25がリターンスプリング26を介して介装されてい
る。

また、ロータ１の中心部には主通路27が形成されてお
り、主通路27は、流動抵抗を発生させる手段としてのオ
リフィス28を介して吐出路24に連通する高圧室29に連通
している。

また、主通路27はロータ１に形成した通路30を介して
吸入路19に連通している。

また、31は前記リターンスプリング26を保持するプラ
グ、32はピストン、33はピストン32を保持するスプリン
グである。また、34,35はオイルシール、36はストップ
リング、37はスラストワッシャである。

ここで、38は前記オリフィス28を閉止する弁手段であ
り、弁手段38は非磁性の筒体39と該筒体39内に収納され
可動磁性体40と一体に形成されている。可動磁性体40は
連通溝41が形成されるとともにリターンスプリング42に
より付勢されている。

43はケーシング３に固定され、磁気回路を形成する磁
気枠であり、磁気枠43は可動磁性体40の後端より内側で
非磁性の筒体39に非接触状態に保持され、内部にソレノ
イドコイル44を収納している。

次に、第３図に基づいて他の動力伝達装置を説明す
る。

第３図において、68はオリフィス28を開閉する弁手段
であり、弁手段68はロータ１に挿入したプラグ部材67内
に移動可能に収納されている。プラグ部材67とケーシン
グ３との間にはシール部材66が介装されている。

弁手段68の後端にはロータ１と一体で回転し、弁手段
68の移動を制御するダイアフラム機構70が一体的に取り
付けられている。ダイアフラム機構70はダイアフラムカ
バー71とダイアフラムカバー71の内部を第１室72Aと第
２室72Bに画成するダイアフラム73と、ダイアフラム73
を支持するダイアフラムプレート74と、弁手段68を付勢
するリターンスプリング75と、により構成されている。

76はダイアフラム機構70を収納するカバーであり、カ
バー76はケーシング３に取り付けられている。カバー76
の内部はシール部材77を介してＡ室78AとＢ室78Bに画成
され、Ａ室78Aは連通孔71Aを介して第１室72Aに、Ｂ室7
8Bは開口部71Bを介して第２室72Bにそれぞれ連通し、Ａ
室78Aには第１ポート79が、Ｂ室78Bには第２ポート80
が、それぞれ開口している。したがって、第１ポート79
および第２ポート80の空気圧を外部より制御することに
より、ダイアフラム機構70を制御することができる。

次に、動力伝達装置の配置を第４図に示す。

第４図において、51はエンジン、52はトランスミッシ
ョン、53はトランスファーである。トランスファー53内
にメインシャフト（第２の回転軸）54がベアリング55,5
6を介してケーシング2,3に回転自在に支持され、メイン
シャフト54にはドライブスプロケット８が設けられてい
る。ドライブスプロケット８にチェーン９で連結される
ドリブンスプロケット７は、ニードルベアリング６を介
してロータ１に回転自在に支持されている。ロータ１に
は前述した動力伝達装置57が組み込まれている。なお、
58は右前輪、59は左前輪、60は右後輪、61は左後輪、62
は前輪側デファレンシャルギア装置、63は後輪側デファ
レンシャルギア装置、64は前輪側プロペラシャフト、65
は後輪側プロペラシャフトである。

次に、第１図に基づいて制御装置を説明する。

第１図において、81は制御装置であり、この制御装置
81には前輪回転センサ（図外）から前輪回転数（Nf）を
示す信号、後輪回転センサ（図外）から後輪回転数（N
r）を示す信号、操舵角センサ（図外）から操舵角
（θ）を示す信号、およびアクセルスイッチ（図外）か
らアクセル開度（β）を示す信号が、それぞれ入力す
る。制御装置81はこれらの各信号に基づいて制御信号を
ソレノイドコイル44、または負圧源（図外）を開閉する
ソレノイドバルブ（図外）に送る。これにより弁手段3
8,68を制御し、オリフィス28を開閉して、第５図中Ｄに
示すロック状態、または第５図中Ｅで示す通常特性にす
る。

次に、作用を説明する。

第６図は継手のロックおよびロック解除を制御する制
御ルーチンを示す。

第６図において、まず、ステップS1でデータを制御装
置81に読込む。すなわち、前輪回転数Nf、後輪回転数N
r、操舵角θ、アクセル開度βおよび継手ロック信号を
それぞれ入力する。

次に、ステップS2で継手がロック中であるか否かを判
別し、ロック中のときはロック解除ルーチンに進み、ロ
ック中でないときは、ステップS3で差動回転数ΔＮ（Δ
Ｎ＝Nf−Nr）を演算する。

ここで、継手のロック回避の判定について説明する。

まず、タイトコーナー旋回中のロックを回避する。FR
車においては、第７図に示すように、タイトコーナー中
と駆動中では差動回転の方向が異なるため、判定が可能
である。なお、コースト時にはもともと差動回転が小さ
いためロック領域外である。第７図中、，は差動回
転の方向を示し、またはは差動回転が大きいこ
とを示す。したがって、FR車では、ステップS4でΔＮ＞
０の時はリターンしてロックを回避する。

なお、FF車では前記判定が通用しないため、このS4ス
テップは省略し、後述する判定で代用する。

次に、中、高速コーナーリング中にロックすることに
よる挙動変化を回避する。このため、第８図のＦで示す
領域でのロックを回避する。この領域ＦではFF車のタイ
トコーナーブレーキング現象も回避することができる。
すなわち、ステップS5でNf≧N₀（所定値）かつθ≧θ_０
（所定値）のときはリターンしてロックを回避する。

以上述べたロック回避の条件に当はまらないときは、
第９図のロークルーチンに入る。

このルーチンでは、砂地、雪路などの低μ路におい
て、継手をロックして必要以上の差動をさせないこと
で、走破性を向上するとともに、温度上昇を防止する。

ただし、低μ路とは言っても条件は千差万別であり、
差動回転数があるポイント以上でロックするという単純
な判定方法では、次のような問題がある。

：低い差動回転数でロックするようにすると、不用意
にロックする確率が高くなる。

：高い差動回転数でロックするようにすると、ロック
してほしい条件でもロックせず、温度上昇が高くなり過
ぎたり、走破性が悪くなる恐れがある。

必要性としては、下記のことを挙げることができる。

：差動回転数が大きいほど早くロックしたい。そうし
ないと脱出不能になる恐れがある。

：差動状態が持続すると、継手の温度が許容限度を越
える恐れがある場合は時間は多少遅れても確実にロック
して温度上昇を防止したい。

：温度上昇の過大を検出する方法では検出の時間遅れ
のため、充分な保護ができない。また、回転体の温度を
精度良く検出するのは困難であり、コストも高くなる。
したがって、温度検出でロックする機構は採用すること
ができない。

以上のことから、第10図に示すように、差動回転数Δ
Ｎと持続時間を判定条件とする。第10図のＧは判定曲線
を、Ｈは許容温度到達時間曲線を、それぞれ示す。

しかしながら、差動回転数ΔＮは、時々刻々変化する
ため、実際に前記制御を行なうには、差動回転数ΔＮを
一旦ある係数Ｆに置き換えてその係数Ｆの積算値ΣＦを
判断の基準とする（第11図、参照）。

すなわち、第９図において、ステップS11で差動係数
Ｆ（Ｆ＝ｆ（ΔＮ））を第11図の曲線Ｉより求め、ステ
ップS12でその積算値Σを求め、ステップS13でΣＦと低
差動時のΣＦの下限値−Fc′と比較し、ΣＦ＜−Fc′の
ときは、ステップS14でΣＦ＝−Fc′とし、またΣＦ≧
−Fc′であるときはステップS15でΣＦと基準値Fcと比
較する。

ΣＦ≧Fcであるときはリターンし、ΣＦ＞Fcのとき
は、ステップS16でオリフィス28を弁手段38,68で閉止し
て継手をロックし、ステップS17でロック解除フラグを
リセットしておく。なお、積算値ΣＦが基準値Fcを越え
るときは、第10図の判定曲線Ｇを越えたことになる。

次に、ステップS2で継手がロック中のときは、第12図
のロック解除ルーチンに入る。

しかしながら、砂地、雪路などの低μ路を走行中はロ
ック状態を維持したい。このため、低μ路の判定を行な
う必要がある。まず、ロックしてない時は、差動回転が
大きいので、判断することができ、ロックルーチンにて
ロックすることができる。

しかしながら、ロック中は差動が発生しないため、本
来は継手の伝達トルクにて判定すべきだが、トルク測定
が困難で、かつ、コストが高い。したがって、この場合
には判定はできない。

次に、舗装路に出たら、タイトコーナーに至る前にロ
ックを解除したい。このため、タイトコーナーの判定を
行なう必要がある。まず、ロック中は差動が発生しない
ため、差動回転での判定はできない。

しかしながら、前記ロック回避領域での判定は可能で
ある。但し、ロックしたままタイトコーナーに突込み途
中でロックが解除された場合は車両の挙動が不安定とな
るため、さけなければならない。

一方、タイトコーナーが出現する場所は一般的には交
差点のようなところであり、当然その手前で減速（アク
セルOFF）するはずである。したがって、減速状態にな
ったらロックを解除すれば、タイトコーナーブレーキン
グは回避することができる。

以上のことから、ロック中に「低μ路を走行中」を判
定することができないため、減速状態を検出してロック
解除することにすれば、次のような理由により実用上問
題ない。

：低μ路走行中にアクセルOFFにてロック解除しても
ショック等を発生せず、また、アクセルONすれば再びロ
ックすることができる。このため、走破性も損なわれな
い。

：タイトコーナーに達する前にロックは解除される確
率が高く、また、解除されないまでも、コーナーリング
中に突然解除されるよりは安全である。

したがって、第12図のステップS21でアクセル開度β
を所定値（βｃ）と比較し、β≧βｃのときはステップ
S22でアクセルをはなしている持続時間Ｉを０としてリ
ターンし、β＜βｃのときは、ステップS23で持続時間
Ｉをインクリメントし、ステップS24でＩと基準値Icと
を比較する。

Ｉ≦Icのときはリターンし、Ｉ＞I₀のときは、ステッ
プS25でロックを解除し、ステップS26で前記積算値ΣＦ
を０として、ロック用フラグを初期化する。なお、アク
セル開度βではなく、エンジンの吸入負圧を検出する方
法にまたは前後輪回転数の減少状態を検出する方法でも
良い。

以上のように、タイトコーナー走行中のロックを確実
に回避することができるので、ロックポイントを低めに
設定することができ、路面状態の多少の差異があっても
ロックすることができる。したがって、タイトコーナー
ブレーキング現象の発生を防止することができ、かつ走
破性、操安性を向上させることができる。

また、差動回転数ΔＮと持続時間の関数からロックタ
イミングを決めるので、ロックポイントを低めに設定す
ることができるとともに継手の温度が設定値を越えるこ
とがない。また、アクセルオフ状態が所定時間持続した
とき、ロックを解除するので、必要以上のロック解除が
遅れることがない。

［発明の効果］以上説明してきたように、タイトコーナー走行中はロ
ックさせず、必要な低μ路ではロックさせるので、タイ
トコーナーブレーキング現象の発生を防止することがで
き、また走破性を高めることができる。また、ロックポ
イントを低めに設定することができるので、継手の温度
が許容値を越えるのを防止することができる。さらに、
ロック解除の遅れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部説明図、第２図は動力伝達装置の断面図、第３図は他の動力伝達装置の断面図、第４図は動力伝達装置の配置を示す図、第５図はトルク特性を示すグラフ、第６図は制御ルーチンを示す図、第７図は差動回転の方向の説明図、第８図はロック不可領域の説明図、第９図はロックルーチンを示す図、第10図は判定曲線の説明図、第11図は差動係数の説明図、第12図はロック解除ルーチンを示す図、第13図は従来のトルク特性を示す図である。図中、１……ロータ（第１の回転軸）、 2,3……ケーシング、 4,5……ベアリング、６……ニードルベアリング、７……ドリブンスプロケット、８……ドライブスプロケット、９……チェーン、 10……出力フランジ、 11……ナット、 12,13……オイルシール、 14……ストップリング、 15……スラストワッシャ、 16……プランジャー室、 17……プランジャー、 18……カムハウジング、 18A……カム面、 19……吸入路、 20……吸入弁、 21……リターンスプリング、 22……プラグ、 23……リターンスプリング、 24……吐出路、 25……吐出弁、 26……リターンスプリング、 27……主通路、 28……オリフィス、 29……高圧室、 30……通路、 31……プラグ、 32……ピストン、 33……リターンスプリング、 34,35……オイルシール、 36……ストップリング、 37……スラストワッシャ、 38……弁手段、 39……筒体、 40……可動磁性体、 41……連通溝、 42……リターンスプリング、 43……磁気枠、 44……ソレノイドコイル、 46……カバー、 51……エンジン、 52……トランスミッション、 53……トランスファー、 54……メインシャフト（第２の回転軸）、 55,56……ベアリング、 57……動力伝達装置、 58……右前輪、 59……左前輪、 60……右後輪、 61……左後輪、 62……前輪側デファレンシャルギア装置、 63……後輪側デファレンシャルギア装置、 64……前輪側プロペラシャフト、 65……後輪側プロペラシャフト、 66……シール部材、 67……プラグ部材、 68……弁手段、 70……ダイアフラム機構、 71……ダイアフラムカバー、 71A……連通孔、 71B……開口部、 72A……第１室、 72B……第２室、 73……ダイアフラム、 74……ダイアフラムプレート、 75……リターンスプリング、 76……カバー、 77……シール部材、 78A……Ａ室、 78B……Ｂ室、 79……第１ポート、 80……第２ポート、 81……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者泉寿静岡県湖西市鷲津2418番地株式会社富士鉄工所内 (56)参考文献特開昭60−116526（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪に駆動力を伝達する第１の回転軸と後
輪に駆動力を伝達する第２の回転軸の回転速度差により
駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出路に設けたオリフィスと、制御装置
からの信号により前記オリフィスを閉止する弁手段を備
えた油圧式動力継手を設けると共に、車両の運転状態を検出するセンサーからの信号を受けて
前記弁手段を制御する制御装置を設け、前記制御装置が
前後輪の回転数、前後輪間の回転速度差および操舵角に
より前記オリフィスを閉止しない制御領域を判別し、そ
の領域においてはオリフィスの閉止を禁止する制御を行
ない、また、前記制御装置が前記オリフィスの閉止を禁
止する前記制御領域を除いては、前後輪間の回転速度差
とその持続時間の関数関係によりオリフィスを閉止する
制御を行ない、また、前記制御装置が所定以上の減速状
態が基準時間を越えて持続した場合に、前記オリフィス
の閉止状態を解除する制御を行なうことを特徴とする車
両用動力伝達装置。