JP2560798B2

JP2560798B2 - 四輪駆動装置の駆動トルク分配制御クラッチの油圧制御装置

Info

Publication number: JP2560798B2
Application number: JP63245332A
Authority: JP
Inventors: 信幸加藤; 耕治郎倉持; 信也中村; 康夫北條
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPH01195134A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動車等の車輌用に用いられる四輪駆動装置
に於ける二輪−四輪駆動切換用クラッチ、センタディフ
ロッククラッチの如き駆動トルク分配制御クラッチの油
圧制御クラッチに係る。

従来の技術自動車等の車輌に用いられる四輪駆動装置としては、
前輪駆動部材と後輪駆動部材とを選択的に駆動連結して
二輪駆動状態と四輪駆動状態との切換を行う切換クラッ
チを有している型式のもの、即ちパートタイム型のもの
と、センタディファレンシャル装置及び該センタディフ
ァレンシャル装置のディファレンシャル作用を禁止或い
は抑制すべく前輪駆動部材と後輪駆動部材とを選択的に
直結或いはそれに近い状態にするディファレンシャル制
御クラッチ（センタディフロッククラッチ）を有してい
る型式のもの、即ちフルタイム型のものとが既によく知
られている。

上述の如き切換クラッチ或いはディファレンシャル制
御クラッチはその係合状態により前輪と後輪の少なくと
も何れか一方に対する駆動トルクの伝達量を制御する、
所謂トルク分配制御クラッチであり、このクラッチの伝
達トルク容量、即ち係合状態を各種の制御条件に応じて
定量的に制御することが既に種々提案されており、これ
は例えば特開昭60−176827号、実開昭61−101034号、特
開昭62−139772号の各公報に示されている。

上述の如き四輪駆動装置に於けるトルク分配制御クラ
ッチは、多くの場合、油圧サーボ室に供給されるサーボ
油圧に応じて伝達トルクを可変設定される油圧制御式の
ものであり、この種のトルク分配制御クラッチの伝達ト
ルク容量の制御はこのクラッチの油圧サーボ室に供給す
るサーボ油圧をデューティ比制御或いはディザ制御を含
む電流制御により電磁的に調圧することにより行なわれ
ている。

発明が解決しようとする問題点トルク分配制御クラッチの油圧サーボ室に対するサー
ボ油圧がデューティ比制御或いはディザ制御を含む電流
制御により電磁的に調圧されると、そのサーボ油圧は無
段階に定量的に制御されることから、トルク分配制御ク
ラッチの伝達トルク容量も無段階に定量的に設定される
ようになり、これはきめ細かい制御を行うためには有用
である。

しかし、デューティ比制御或いはディザ制御を含む電
流制御により電磁式にサーボ油圧が調圧される場合、急
激な要求油圧の変化に対するサーボ油圧の変化の応答性
が充分でなく、このためトルク分配制御クラッチの伝達
トルク容量を急激に変化させることができず、応答性の
よいトルク分配制御が行われないという欠点がある。

また四輪駆動に於けるトルク分配制御に於ては、トル
ク分配制御クラッチの伝達トルク容量が過剰であると、
走行旋回時にタイトコーナブレーキング現象が生じ、原
動機に過大な負荷が作用するようになり、またトルクが
分配制御クラッチの耐久性が低下するようになる。

本発明は、駆動トルク分配制御クラッチの油圧サーボ
室に供給するサーボ油圧の大きさの種類を必要最小限に
留め、必要最小限を満たすトルク分配制御が応答性よく
行われるよう構成され、しかも故障時にはその油圧が正
規の制御目標値より高くなることを防止するフェイルセ
ーフ構造を組込まれた油圧制御装置を提供することを目
的としている。

問題点を解決するための手段上述の如き目的は、本発明によれば、油圧サーボ室に
供給されるサーボ油圧に応じて伝達トルク容量を可変設
定され該伝達トルク容量に応じて前輪と後輪の少なくと
も何れか一方に対する駆動トルクの伝達量を制御する四
輪駆動装置に於ける駆動トルク分配制御クラッチの油圧
制御装置に於て、複数個の電磁弁と、前記複数個の電磁
弁の各々の開閉によって信号圧ポートに油圧を選択的に
供給されることにより切換り前記油圧サーボ室に供給す
るサーボ油圧を制御する複数個の切換弁を有し、前記複
数個の電磁弁が全て通電状態のとき前記サーボ油圧が最
高油圧となり、非通電状態の電磁弁の個数が増大する程
前記サーボ油圧が低下し、前記複数個の電磁弁が全て非
通電状態のとき前記サーボ油圧が最低油圧となるよう構
成されていることを特徴とする油圧制御装置によって達
成される。

発明の作用及び効果上述の如き構成によれば、複数個の電磁弁の各々のオ
ン−オフ作動によって複数個の切換弁がそれぞれ切換作
動することにより、駆動トルク分配制御クラッチの油圧
サーボ室に供給されるサーボ油圧が段階的に制御され
る。油圧サーボ室に供給されるサーボ油圧は切換弁の切
換作動により段階的に制御されることから、これは瞬時
に応答性よく変化し、駆動トルク分配制御にタイムラグ
が生じることがない。

断線等により電磁弁が故障を生じると、これは常に非
通電状態になる。この時には前記サーボ油圧は電磁弁が
正常に作動している時に得られる正規の制御目標値より
高くなることがなく、これにより故障時にトルク分配制
御クラッチの伝達トルク容量制御目標値に対し過剰にな
ることが回避され、フェイルセーフが図られる。

実施例以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による駆動トルク分配制御クラッチの
油圧制御装置を組込まれる四輪駆動装置の一例を示して
いる。第１図に於て、10は内燃機関を示しており、該内
燃機関の図には示されていない出力部材は変速装置20の
入力部材22に駆動連結されている。変速装置20は、一般
的な車輌用変速装置であってよく、後輪出力軸24を有し
ている。後輪出力軸24はその中間部にて前輪駆動歯車26
を回転自在に支持している。前輪駆動歯車26は無端チェ
ーン28によって前輪駆動軸30に取付けられた前輪被駆動
歯車32と駆動連結されている。

後輪出力軸24と前輪駆動歯車26との間には二輪−四輪
駆動切換用の切換クラッチ40が設けられており、該切換
クラッチは係合することによって後輪出力軸24と前輪駆
動歯車26とをトルク伝達関係に接続するようになってい
る。

切換クラッチ40は、油圧作動式のものであり、その油
圧サーボ室に油圧が供給されることによって係合し、そ
の油圧の上昇に伴ない係合力を増大するようになってい
る。

第２図は本発明による駆動トルク分配制御クラッチの
油圧制御装置を組込まれる四輪駆動装置の他の一例を示
している。変速装置20はその出力軸34に出力歯車36を有
し、出力歯車36はセンタディファレンシャル装置42の入
力歯車44と噛合している。センタディファレンシャル装
置42は、傘歯車式の一般的なディファレンシャル装置で
あり、一方の側に後輪駆動軸46を他方の側に前輪駆動軸
48を各々有している。

入力歯車36と前輪駆動軸48との間にはディファレンシ
ャル制御クラッチ50が設けられている。

ディファレンシャル制御クラッチ50は、油圧作動式の
ものであり、そのサーボ室に油圧が供給されることによ
って係合し、その油圧の増大に応じて係合力を増大する
ようになっている。

第３図乃至第６図は切換クラッチ40或いはディファレ
ンシャル制御クラッチ50の如き駆動トルク分配制御クラ
ッチの本発明による油圧制御装置の一つの実施例を示し
ている。これらの図に於て、60は調圧弁を示している。
調圧弁60は、段付きのスプール弁62を有しており、ライ
ン油圧供給路58より入口ポート64に原動機の負荷に応じ
て増大する一般的なライン油圧を与えられ、第一のブー
ストポート66及び第二のブーストポート68に与えられる
油圧によりスプール弁62に作用する図にて上向きの力と
フィードバックポート70に与えられる油圧及び圧縮コイ
ルばね72によりスプール弁62に作用する図にて下向きの
力との平衡関係に応じて入口ポート64とドレンポート65
の出口ポート74に対する連通度合を制御して入口ポート
64よりのライン油圧を調圧し、この調圧された油圧、即
ちモジュレート油圧を出口ポート74に生じるようになっ
ている。フィードバックポート70は、途中に絞り78を有
する油路76によって出口ポート74に接続され、出口ポー
ト74よりモジュレート油圧を与えられるようになってい
る。第一のブーストポート66にはライン油圧供給路58よ
りライン油圧が常に供給され、これに対し第二のブース
トポート68には後述の第一の切換弁90及び第二の切換弁
110を経てライン油圧が選択的に供給されるようになっ
ている。

調圧弁60は、第一のブーストポート66にのみライン油
圧が供給されている時には第７図に示されている如き油
圧特性のモジュレート油圧Pm₂を生じ、これに対し第一
のブーストポート66に加えて第二のブーストポート68に
ライン油圧が供給されている時には第７図に示されてい
る如く、第一のブーストポート66にのみライン油圧が供
給されている時に比して同一スロットル開度にて大きい
油圧特性のモジュレート油圧Pm₁を発生するようにな
る。

調圧弁60の出力ポート74は油路80によって第一の切換
弁90の入口ポート94に連通接続されている。第一の切換
弁90は、スプール弁92を有するスプール弁式のものであ
り、パイロットポート96に油圧が供給されている時に
は、第３図及び第４図に示されている如く、スプール弁
92が圧縮コイルばね98のばね力に抗して図にて下方へ移
動した下方位置に位置することにより入口ポート100を
閉じて入口ポート94を出口ポート102に連通接続し、ま
た出口ポート104をドレンポート106に連通接続し、これ
に対しパイロットポート96に油圧が供給されていない時
には、第５図及び第６図に示されている如く、スプール
弁92が圧縮コイルばね98のばね力によって図にて上方へ
移動した上方位置に位置することにより出口ポート102
を入口ポート94に代えてもう一つの入口ポート100に連
通接続し、またもう一つの出口ポート104をドレンポー
ト106に代えて入口ポート94に接続するようになる。

入口ポート100には油路82よりライン油圧が直接供給
されるようになっており、パイロットポート96には油路
84よりライン油圧がその途中に設けられた電磁弁86の開
閉に応じて選択的に供給されるようになっている。また
油路84の途中には絞り88が設けられている。これにより
電磁弁86に通電が行われず、これが閉弁状態である時は
ライン油圧供給路58よりのライン油圧が油路84を経てパ
イロットポート96に与えられ、これに対し電磁弁86に通
電が行われてこれが開弁している時には油路84のライン
油圧がドレンされ、パイロットポート96には実質的な油
圧が与えられなくなる。

第一の切換弁90の出口ポート102は油路108によって第
二の切換弁110の入口ポート114に連通接続されている。
第二の切換弁110は、スプール弁112を有するスプール弁
式のものであり、パイロットポート116に油圧が供給さ
れている時には、第３図及び第５図に示されている如
く、スプール弁112が圧縮コイルばね118のばね力に抗し
て図にて下方へ移動した下方位置に位置することにより
入口ポート114を出口ポート119に連通接続し且もう一つ
の入口ポート120をもう一つの出口ポート122に連通接続
し、これに対しパイロットポート116に油圧が供給され
ていない時には、第４図及び第６図に示されている如
く、スプール弁112が圧縮コイルばね118のばね力によっ
て図にて上方へ移動した上方位置に位置することにより
出口ポート119を入口ポート114に代えてドレンポート12
4に連通接続し、またもう一つの出口ポート112を入口ポ
ート120に代えてもう一つの入口ポート114に連通接続す
るようになっている。入口ポート120は油路126によって
第一の切換弁90の出口ポート104に連通接続されてい
る。パイロットポート116には油路128よりライン油圧が
その途中に設けられた電磁弁130の開閉に応じて選択的
に供給されるようになっている。また油路128の途中に
は絞り132が設けられている。これにより電磁弁130に通
電が行われず、これが閉弁状態である時にはライン油圧
供給路58よりのライン油圧が油路128を経てパイロット
ポート116に与えられ、これに対し電磁弁130に通電が行
われてこれが開弁している時には油路128のライン油圧
がドレンされ、パイロットポート116には実質的な油圧
が与えられなくなる。

第二の切換弁110の出口ポート118は油路134によって
調圧弁60の第二のブーストポート68に連通接続されてい
る。出口ポート122は油路136によって切換クラッチ40或
いはディファレンシャル制御クラッチ50の図示されてい
ない油圧サーボ室に連通接続されている。

次に上述の如き構成よりなる油圧制御装置の作用につ
いて説明する。

上述の如き構成よりなる油圧制御装置に於ては、二つ
の電磁弁86及び130に対する通電が個別に制御されるこ
とにより行われる。電磁弁86及び130のいずれにも通電
が行われず、この二つの電磁弁86及び130が共に閉弁し
ている時は、第３図に示されている如く、第一の切換弁
90のスプール弁92及び第二の切換弁110のスプール弁112
が共に下方位置に位置している。この時には第二の切換
弁110の出口ポート122は入口ポート120及び油路126を経
て第一の切換弁90の出口ポート104に連通接続され、ま
た出口ポート104はドレンポート106に接続され、これに
より前記油圧サーボ室に供給されるサーボ油圧、即ち、
クラッチ油圧Pcはドレンされ、Pc＝０になる。

電磁弁130にのみ通電が行われ、電磁弁86が閉弁して
電磁弁130が開弁している時は、第４図に示されている
如く、第一の切換弁90のスプール弁92は下方位置に位置
し、第二の切換弁110のスプール弁112は上方位置に位置
するようになる。この時には出口ポート122は、入口ポ
ート114、油路108、第一の切換弁90の出口ポート102及
び入口ポート94、油路80を経て調圧弁60の出口ポート74
に連通し、出口ポート74に生じるモジュレート油圧を与
えられるようになる。調圧弁60の第二のブーストポート
68は、油路134、第二の切換弁110の出口ポート119を経
てドレンポート124に連通接続されていることから、調
圧弁60の第二のブーストポート68には油圧が供給され
ず、第一のブーストポート66にのみ油圧が供給される。
従ってこの時の調圧弁60の出力油圧、即ちモジュレート
油圧は第７図にて符号Pm₂にて示されている低めの油圧
になり、このモジュレート油圧Pm₂がクラッチ油圧Pcと
して前記油圧サーボ室に供給されるようになる。

切換弁130に代えてもう一つの切換弁86にのみ通電が
行われ、電磁弁86が開弁して電磁弁130が閉弁している
時は、第５図に示されている如く、第一の切換弁90のス
プール弁92は上方位置に位置し、第二の切換弁110のス
プール弁112は下方位置に位置するようになる。この時
には第二の切換弁110の出口ポート122は、出口ポート12
0、油路126、第一の切換弁90の出口ポート104及び出口
ポート94、油路80を経て調圧弁60の出口ポート74に連通
し、出口ポート74に現れるモジュレート油圧を与えられ
るようになる。調圧弁60の第二のブーストポート68は油
路134によって第二の切換弁110の出口ポート119を経て
入口ポート114に連通接続され、入口ポート114は油路10
8を経て第一の切換弁90の出口ポート102から入口ポート
100に連通し、これにより第二のブーストポート68には
ライン油圧が供給されるようになる。この時には調圧弁
60の出口ポート74には第７図に於て符号Pm₁にて示され
ている高めのモジュレート油圧が生じ、この高めのモジ
ュレート油圧Pm₁がクラッチ油圧Pcとして前記油圧サー
ボ室に供給されるようになる。

切換弁86と130のいずれにも通電が行われ、電磁弁86
と130が共に開弁している時は、第６図に示されている
如く、第一の切換弁86のスプール弁92及び第二の切換弁
110のスプール弁112が共に上方位置に位置するようにな
る。この時には出口ポート122は、入口ポート114、油路
108を経て第一の切換弁90の出口ポート102に連通接続さ
れ、この出口ポート102は入口ポート100に連通している
ことから、出口ポート122にはライン油圧が直接供給さ
れるようになり、ライン油圧P_Lがクラッチ油圧P_Cとして
図示されていない前記油圧サーボ室に供給されるように
なる。

電磁弁86と130の通電、非通電、即ち、オンオフに関
するクラッチ油圧（サーボ油圧）P_Cの大きさは次の表に
示されている。尚、○印はオン状態を、×印はオフ状態
を示している。

P_L＞Pm₁＞Pm₂＞０であるから、クラッチ油圧P_Cは、電
磁弁86と130とが共にオン状態である時に最高油圧P_Lに
なり、電磁弁86と130のいずれか一方がオフ状態である
時には中間油圧Pm₁或いはPm₂になり、電磁弁86と130と
が共にオフ状態である時に最低油圧０になる。

従って電磁弁86が断線等の故障によりオン状態になら
なくなった場合、P_C＝P_Lを得る時にはクラッチ油圧P_Cは
Pm₂に、P_C＝Pm₁を得る時にはクラッチ油圧P_Cは０に、P_C
はPm₂を得る時にはクラッチ油圧P_CはPm₂に、P_C＝０を得
る時には０に、また電磁弁130が故障によりオン状態に
ならなくなった場合、P_C＝P_Lを得る時にはクラッチ油圧
P_CはPm₁に、P_C＝Pm₁を得る時にはクラッチ油圧P_CはPm₁
に、P_C＝Pm₂を得る時にはクラッチ油圧P_Cは０に、P_C＝
０を得る時にはクラッチ油圧P_Cは０に、そして電磁弁86
と130とが共に故障によりオン状態にならない場合には
いずれに於てもクラッチ油圧P_Cは０に保たれる。

これにより電磁弁86、130が断線等により故障した時
にはクラッチ油圧P_Cは正規の制御目標或いはそれ以下に
保たれ、これが正規の制御目標値より高くなることがな
い。これにより故障時にトルク分配制御クラッチである
ディファレンシャル制御クラッチ50の伝達トルク容量が
制御目標値に対し過剰になることがない。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々本発明による駆動トルク分配制
御クラッチの油圧制御装置を組込まれる四輪駆動装置の
基本例を示す概略構成図、第３図乃至第６図は各々本発
明による油圧制御装置の一つの実施例を互いに異る作動
状態について示す油圧回路図、第７図は本発明による油
圧制御装置に於けるクラッチ油圧特性を示すグラフであ
る。 10……内燃機関,20……変速装置,22……入力軸,24……
後輪駆動軸,26……前輪駆動歯車,28……チェーン,30…
…前輪駆動軸,32……前輪非駆動歯車,34……出力軸,36
……出力歯車,40……切換クラッチ,42……センタディフ
ァレンシャル装置,44……入力歯車,46……後輪駆動軸,4
8……前輪駆動軸,50……ディファレンシャル制御クラッ
チ,58……ライン油圧供給路,60……調圧弁,62……段付
きスプール弁,64……入口ポート,65……ドレンポート,6
6……第一のブーストポート,68……第二のブーストポー
ト,70……フィードバックポート,72……圧縮コイルば
ね,74……出力ポート,76……油路,78……絞り,80、82、
84……油路,86……電磁弁,88……絞り,90……第一の切
換弁,92……スプール弁,94……入口ポート,96……パイ
ロットポート,98……圧縮コイルばね,100……入口ポー
ト,102、104……出口ポート,106……ドレンポート,108
……油路,110……第二の切換弁,112……スプール弁,114
……入口ポート,116……パイロットポート,118……圧縮
コイルばね,119……出口ポート,120……入口ポート,122
……出口ポート,124……ドレンポート,126、128……油
路,130……電磁弁,132……絞り,134、136……油路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧サーボ室に供給されるサーボ油圧に応
じて伝達トルク容量を可変設定され該伝達トルク容量に
応じて前輪と後輪の少なくとも何れか一方に対する駆動
トルクの伝達量を制御する四輪駆動装置に於ける駆動ト
ルク分配制御クラッチの油圧制御装置に於て、複数個の
電磁弁と、前記複数個の電磁弁の各々の開閉によって信
号圧ポートに油圧を選択的に供給されることにより切換
り前記油圧サーボ室に供給するサーボ油圧を制御する複
数個の切換弁を有し、前記複数個の電磁弁が全て通電状
態のとき前記サーボ油圧が最高油圧となり、非通電状態
の電磁弁の個数が増大する程前記サーボ油圧が低下し、
前記複数個の電磁弁が全て非通電状態のとき前記サーボ
油圧が最低油圧となるよう構成されていることを特徴と
する油圧制御装置。