JPH0433466Y2

JPH0433466Y2 -

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Publication number: JPH0433466Y2
Application number: JP10219386U
Authority: JP
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1992-08-11
Also published as: JPS638428U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、入出力要素間でスリツプ可能に動
力伝達を行う動力伝達装置に関するものである。

（従来の技術）入出力要素間のスリツプ（相対回転）を制御し
ながら、それらの要素間で動力伝達を行う従来の
動力伝達装置としては、例えば、本出願人が実開
昭59−150046号公報にて開示した第９図に示す自
動車用自動変速機のロツクアツプクラツチ装置が
ある。

図中１は自動車のエンジン、２はエンジン１と
図示しない歯車変速装置との間に介装されたトル
クコンバータ、３はトルクコンバータ２内に設け
られたロツクアツプクラツチをそれぞれ示す。

ここでは、エンジン１のクランクシヤフト４を
トルクコンバータ２の、入力要素としてのポンプ
インペラ５に駆動結合し、ポンプインペラ５に対
向させた、出力要素としてのタービンランナ６
は、トルクコンバータの出力軸７に駆動結合す
る。また、ステータ８は、一方向クラツチ９を介
して中空固定軸１０上に配設する。そして、トル
クコンバータのコンバータ室２ａ内に位置するロ
ツクアツプクラツチ３は、トーシヨナルダンパ１
１を介して出力軸７に、その軸線方向へ移動可能
に駆動結合する。

かかるトルクコンバータ２は、ポンプ１２から
供給路１３を経てコンバータ室２ａ内に供給され
た作動油を、エンジン１により駆動されるポンプ
インペラ５によつてかき廻し、これをタービンラ
ンナ６に衝突させた後ステータ８に通流させるこ
とにより、ポンプインペラ５から回転力を、また
ステータ８から反力を、それぞれ作動油を介して
タービンランナ６に伝達して、ポンプインペラ５
とタービンランナ６との間にスリツプを生じなが
ら、エンジン１の駆動力を出力軸７、ひいては歯
車変速装置に伝達すべく機能する。尚ここで、コ
ンバータ室２ａ内に供給された作動油は、戻り路
１４を経て、放熱器１５を通過した後にリザーバ
１６に戻る。また、コンバータ室２ａ内の作動油
圧は、戻り路１４の途中に介挿された図示しない
保圧弁により、所定のコンバータ圧Pcに保たれ
る。

そして、ここにおけるロツクアツプクラツチ３
は、コンバータ室２ａ内にロツクアツプ室２ｂを
画成し、このロツクアツプ室２ｂ内のロツクアツ
プ圧P_L／ｕと、コンバータ圧Pcとの差圧により
図中左行して、その差圧に応じた力でポンプイン
ペラ５、タービンランナ６間を結合し、それらの
間のスリツプを制限すべく機能する。

ここでは、このロツクアツプクラツチ３を、通
常の構成を有するマイクロコンピユータであるス
リツプ制御用コンピユータ１７にて作動制御可能
とすべく、ロツクアツプ室２ｂを、出力軸７の中
空孔および回路１８を経て、スリツプ制御弁１９
に連通させる一方、スリツプ制御用コンピユータ
１７にて電磁弁２０を作動制御可能とし、この電
磁弁２０により自動変速機のライン圧P_Lをオリ
フイス２１，２１を介し適宜にドレインして制御
圧P_sを発生させ、この制御圧P_sをスリツプ制御弁
１９に与えて、回路１８を、スリツプ制御弁１９
の、コンバータ圧Pcが導かれるポートおよびド
レインインポートに適宜に連通させる。

また、スリツプ制御用コンピユータ１７には、
戻り路１４内の作動油温を検出する温度センサ２
２と、エンジン１の回転数を検出する回転数セン
サ２３と、トルクコンバータ２の出力回転数を検
出する回転数センサ２４と、スロツトルバルブの
開度を検出するスロツトル開度センサ２５とをそ
れぞれ接続する。

このように構成したロツクアツプクラツチ装置
は、回転数センサ２３，２４の出力信号に基づ
き、ポンプインペラ５、タービンランナ６間のス
リツプ回転数を算出し、このスリツプ回転数を、
センサ２３の出力信号から得たエンジン回転数
と、センサ２５の出力信号から得たスロツトル開
度とに応じたロツクアツプクラツチ３の作動によ
り適宜に制限して、動力伝達効率を向上させる。

またこの装置は、センサ２２の出力信号から得
た作動油温が所定温度以上のときには、スリツプ
回転数、エンジン回転数およびスロツトル開度に
応じてロツクアツプクラツチ３を完全締結状態も
しくは完全解放状態とし、このことにて、ロツク
アツプクラツチ３の滑り結合に伴う摩擦熱の発生
をなくして、トルクコンバータ２の加熱を防止す
る。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、一般に、油圧クラツチのクラツチフ
エーシングの摩耗速度は、第１０図に示すよう
に、作動油圧によつて増加率は異なるものの、ク
ラツチの単位時間当たりの発熱量の増加に応じて
増加する。従つて、作動油温が低い場合でも、発
熱量が大きければ、クラツチフエーシングが急速
に摩耗する場合がある。

そして、このクラツチの発熱量をＱ、作動油温
をＴとすれば、以下の関係式が成立する。

ＡdT／dt＋BT＝Ｑ（Ａ，Ｂは定数） ……（）従つて、作動油温Ｔと、その時間微分値dT／dtとが明らかになれば、発熱量Ｑを求めることができ
る。

しかしながら、上述した従来の装置にあつて
は、作動油温Ｔのみに基づいて、ロツクアツプク
ラツチ３を完全締結もしくは完全解放としてお
り、これがため、作動油温Ｔが低い状態で大きな
発熱量Ｑが発生すると、Ｔが所定温度まで上昇す
る間に、ロツクアツプクラツチ３に摩耗量が極め
て多くなる、あるいはロツクアツプクラツチ３が
焼損するおそれがあるという問題があつた。

この考案は、発熱量Ｑに基づいて液圧クラツチ
を完全締結もしくは完全解放とすることにて上述
した問題点を有利に解決した動力伝達装置を提供
するものである。

（問題点を解決するための手段）この考案の動力伝達装置は、第１図に示すよう
に、入出力要素３１，３２間を適宜に駆動結合可
能な液圧クラツチ３３と、前記液圧クラツチ３３
を作動させる作動流体の圧力を制御可能な圧力制
御手段３４と、前記作動流体の温度を検出する温
度検出手段３５と、前記温度検出手段３５からの
出力に応じて、前記作動流体の温度とその温度の
時間微分値に所定値を乗じた値との和が所定値以
上の間、前記液圧クラツチ３３が完全締結又は完
全解放されるように前記圧力制御手段３４を作動
させるクラツチ保護手段３６とを具えてなる。

（作用）かかる装置にあつては、温度検出手段３５がク
ラツチ作動流体の温度Ｔに対応する信号をクラツ
チ保護手段３６に出力し、クラツチ保護手段３６
が、この信号に基づき、温度Ｔと、その時間微分
値dT／dtに所定値を乗じた値との和を求め、そして、その和が所定値以上の間、圧力制御手段３４
を介して液圧クラツチ３３を完全締結又は完全解
放させる。

従つて、この装置によれば、液圧クラツチ３３
の発熱量が所定値以上となつた場合には液圧クラ
ツチ３３を完全締結又は完全解放状態とし得て、
液圧クラツチ３３の滑り結合に伴う摩擦熱の発生
をなくすことができ、このことにて、クラツチフ
エーシングの早期摩耗および焼損を確実に防止す
ることができる。

（実施例）以下に、この考案の実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第２図は、この考案の動力伝達装置を、四輪駆
動車の後輪用入力軸と後輪用出力軸との間の動力
伝達装置に適用した一実施例を示す断面図であ
り、第３図は、この例の装置を用いた四輪駆動車
の動力伝達経路を示す。

第３図中４１はエンジン、４２は変速機をそれ
ぞれ示し、ここでは、エンジン４１の出力軸を変
速機４２の入力軸に駆動結合し、変速機４２の出
力軸を、前輪用差動歯車装置４３を介して左右前
輪４４，４４に駆動結合するとともに、後輪用入
力軸４５に駆動結合する一方、後輪用出力軸４６
を、後輪用差動歯車装置４７を介して左右後輪４
８，４８に駆動結合し、そして、後輪用入力軸４
５と後輪用出力軸４６との間に、この例の動力伝
達装置４９を介装する。

ここにおける動力伝達装置４９は、入力要素と
しての後輪用入力軸４５と、出力要素としての後
輪用出力軸４６との間を駆動結合可能な、液圧ク
ラツチの一例としての油圧クラツチ５０を有して
おり、この油圧クラツチ５０は、クラツチドラム
５１を、後輪用入力軸４５に結合するとともに後
輪用出力軸４６に支持して具える。

ここでは、クラツチドラム５１内に配設したク
ラツチハブ５２を後輪用出力軸４６に一体的に結
合して、クラツチドラム５１の外部筒状部分５１
ａとクラツチハブ５２の筒状部分５２ａとの間
に、外部筒状部分５１ａにスプライン結合したク
ラツチプレート５３と、筒状部分５２ａにスプラ
イン結合したクラツチプレート５４とを数枚づつ
交互に配置し、また、クラツチドラム５１の外部
筒状部分５１ａと内部筒状部分５１ｂとの間に
は、クラツチプレート５３，５４を相互に押圧可
能なピストン５５を摺動自在に嵌め合わせる。

このピストン５５は、リターンスプリング５６
によつて図では右方へ常時付勢されおり、ピスト
ン５５とクラツチドラム５１との間に画成された
油室５７内の作動油圧が十分低い場合にはクラツ
チの締結を無くし、油室５７内の作動油圧が上昇
すると、リターンスプリング５６に抗して図では
左方へ移動し、クラツチプレート５３，５４の相
互の押圧をもたらすことにて、作動油圧の上昇に
応じて油圧クラツチ５０の締結力を増加させるべ
く機能する。

かかる油室５７内の作動油圧の制御のために、
ここでは、油室５７を、内部筒状部分５１ｂに設
けた貫通孔５８、後輪用出力軸４６に形成した外
周条溝５９および半径方向孔６０、後輪用出力軸
４６とその内部に配置したトーシヨンバー６１と
の間の環状通路６２、そして、同じく後輪用出力
軸４６に形成した半径方向孔６３および外周条溝
６４を介して、作動油供給路６５に連通させる。
また、油室５７を、貫通孔５８、後輪用出力軸４
６にそれぞれ形成した外周条溝６６，６７および
それらの外周条溝６６，６７に後輪用出力軸４６
の内部で連通する通路６８を介して、作動油排出
路６９に連通させる。

そして、作動油供給路６５には、オイルポンプ
７０、二方向切換電磁弁７１および定圧弁７２か
らなる油圧源７３を接続する一方、作動油排出路
６９は、オリフイス７４と、電流比例式電磁弁７
５とを設ける。

ここで、油圧源７３は、電磁弁７１のOFF時
には、条溝６４に一定油圧を供給し、電磁弁７１
のON時には、条溝６４への圧力供給を停止すべ
く機能する。また、電磁弁７５はそこに流れる電
流ｉの増加に応じて作動油排出路６９からの排出
油量を減少させるべく機能する。

さらに、ここでは電磁弁７１および７５を、圧
力制御手段の一例としての、通常の構成を有する
マイクロコンピユータ７６に接続し、このマイク
ロコンピユータ７６には、また、作動油排出路６
９にて作動油温Ｔを検出する油温センサ７７と、
油圧クラツチ５０の完全締結もしくは完全解放を
選択的に指示可能な選択スイツチ７８と、クラツ
チ過熱警報表示器７９とをそれぞれ接続する。

またここでは、トーシヨンバー６１の一端部を
後輪用出力軸４６に駆動結合する一方、他端部
を、ラビリンス構造の粘性カツプリング８０を介
してクラツチドラム５１、ひいては後輪用入力軸
４５に駆動結合する。

ここにおける粘性カツプリング８０は、その内
部に封入された粘性油を介して、周知の作用によ
り、後輪用入出力軸４５，４６間の相対回転に応
じたトルクを発生させるものであり、粘性カツプ
リング８０が発生させたトルクは、トーシヨンバ
ー６１に、上述の相対回転に応じた捩れを生じさ
せる。

この装置では、このトーシヨンバー６１の捩れ
によつても油室５７内の作動油圧を制御すべく、
環状通路６２内に可変オリフイス８１を設ける。

この可変オリフイス８１は、互いに摺接する二
個の環状オリフイスブツシユ８２，８３にて構成
し、ブツシユ８２は後輪用出力軸４６に対して相
対回転可能にトーシヨンバー６１に結合する一
方、ブツシユ８３はトーシヨンバー６１に対して
相対回転可能に後輪用出力軸４６に結合する。そ
してここでは、ブツシユ８２，８３の内周部分に
軸方向スリツト８２ａ，８３ａをトーシヨンバー
６１が捩じれていない状態で互いに円周方向へず
れる位置にて、それぞれ形成する。

かかる可変オリフイス８１にあつては、後輪用
出力軸４６に対して後輪用出力軸４５、ひいては
クラツチドラム１５が相対回転すると、この相対
回転に応じて、粘性カツプリング８０、トーシヨ
ンバー６１の作用に基づき軸方向スリツト８２
ａ，８３ａのオーバーラツプが生じ、このオーバ
ーラツプの幅が、相対回転の増加に応じて増加す
る。従つて、この可変オリフイス８１の開口率
は、第４図に示すように、後輪用入出力軸４５，
４６間の相対回転の増加に応じて増加することに
なる。

このことから、上述した動力伝達装置にあつて
は、油圧源７３の電磁弁７１をOFFとして条溝
６４に所定の作動油圧を供給し、かつ、電磁弁７
５に流れる電流ｉを0Aとして作動油排出路６９
からの排出油量をオリフイス７４のみにて制限す
ることとすると、後輪用入出力軸４５，４６間の
相対回転が増加した場合に、可変オリフイス８１
の開口率の増加に基づき、油室５７内に供給され
る作動油の量が、そこから排出される作動油量よ
りも増加して、油圧クラツチ５０内の作動油圧が
上昇する。そして、この作動油圧の上昇は、第５
図にｉ＝0Aの線にて示すように、入出力軸４５，
４６間の相対回転の増加に応じた油圧クラツチ５
０の伝達トルクの上昇をもらたす。

従つて、この動力伝達装置によれば、第３図に
示す四輪駆動車の、エンジン４１から駆動力を直
接的に伝達される前輪４４にスリツプが生じて、
後輪用入出力輪４５，４６間にスリツプが生ずる
と、そのスリツプ量に応じて後輪４８に駆動力を
伝達して、車両の駆動力を常に十分確保すること
ができる。

この一方、上述した動力伝達装置にあつては、
電磁弁７５に流れる電流ｉを増加させると、作動
油排出路６９からの排出油量が減少して、入出力
軸４５，４６間の相対回転の増加に対する油圧ク
ラツチ５０の伝達トルクの増加特性が変化する。
すなわち、例えば、相対回転が極く小さい場合に
は、第６図に示すように、電流ｉの増加に応じて
クラツチ作動油圧が上昇し、これに応じて、油圧
クラツチ５０の伝達トルクも増加する。そして、
電流ｉが十分大きく（例えば、ここではｉ＝
2.0A）、電磁弁７５が完全に閉止されると、油圧
クラツチ５０の伝達トルクは上限値（例えば、こ
こでは60Kg・ｍ）となり、これによつて油圧クラ
ツチ５０は、相対回転の大小にかかわらず、完全
締結状態となる。

また、電磁弁７５に流れる電流ｉを0Aとし、
かつ、電磁弁７１をONとして条溝６４への圧力
供給を停止した場合には、油室５７内の作動油圧
が実質的に無圧となり、これによつて、油圧クラ
ツチ５０は、相対回転の大小にかかわらず、完全
解放状態となる。

従つて、この動力伝達装置によれば、電磁弁７
１，７５を作動制御することにて、所要に応じて
油圧クラツチ５０を完全締結状態あるいは完全解
放状態とすることができる。

ここでは、かかる電磁弁７１，７５の制御を、
油圧クラツチ５０の発熱量Ｑに応じて行うべく、
マイクロコンピユータ７６に、第７図のフローチ
ヤートにて示す作動プログラムを所定時間ごとに
繰り返し実行させるものとする。

すなわちここでは、マイクロコンピユータ７６
を、クラツチ保護手段としても機能させる。

このプログラムでは、スタート後に、先ず、ス
テツプ101に進んで、油温センサ７７から作動油
圧Ｔに対応する信号を読込むとともに、選択スイ
ツチ７８から、油圧クラツチ５０の完全解放を選
択するＨ信号もしくは油圧クラツチ５０の完全締
結を選択するＬ信号を読込む。

そして、ステツプ102では、作動油温Ｔの時間
微分値dT／dtを演算により求め、引続くステツ
プ103では、次式に基づく演算により発熱量Ｑを
求める。

ａ dT／dt＋Ｔ＝Q′ ａ dT／dt＋Ｔ＝Q′ Ｑ＝Ｂ・Q′ ……（）前述の（）式においてＡ
／Ｂ＝ａとしたものすなわちここでは、dT／dtに所定の定数ａを
乗じた後、それにＴを加えて、発熱量Ｑに対応す
る値Q′を求め、さらに、Q′に所定の定数Ｂを乗
じてＱを求める。

次にステツプ104に進んで、発熱量Ｑが所定値
Q₀以上であるか否かを判断する。そして、Ｑが
Q₀未満であるときには、油圧クラツチ５０の過
熱のおそれはないとみなし、ステツプ105にて、
クラツチ過熱警報表示器７９をOFFとした後、
ステツプ106で、電磁弁７５を所要に応じた電流
値とし、また電磁弁７１をOFFとしてプログラ
ムを終了する。これによつて、油圧クラツチ５０
は、入出力軸４５，４６間のスリツプ量に応じ、
適宜に駆動力を伝達することになる。

尚ここで、電流ｉの値は、例えば、作動油温Ｔ
の上昇に起因する油圧クラツチ５０の伝達トルク
低下の補正のために変化させても良く、あるい
は、四輪駆動車の走行条件に油圧クラツチ５０の
伝達トルク容量を適宜に対応させるために変化さ
せることもできる。

一方、ステツプ104にて、発熱量Ｑが所定値Q₀
以上であつた場合には、クラツチの過熱のおそれ
があるとみなして、ステツプ107に進み、クラツ
チ過熱警報表示器７９をONとした後、ステツプ
108で、選択スイツチ７８から出力されている信
号がＨ信号かＬ信号かを判断する。

この判断の結果、選択スイツチ７８からの信号
がＬ信号であれば、ステツプ109に進んで、電磁
弁７５の電流値ｉを2.0Aに、また、電磁弁７１
をOFFとしてプログラムを終了する。これによ
つて、油圧クラツチ５０は完全締結状態となる。

また、ステツプ108にて、選択スイツチ７８か
らの信号がＨ信号であると判断した場合には、ス
テツプ110に進んで、電磁弁７５の電流値ｉを0A
とし、また電磁弁７１をONとしてプログラムを
終了する。これによつて、油圧クラツチ５０は完
全解放状態となる。

以上に述べたように、この例の動力伝達装置に
よれば、油圧クラツチ５０の発熱量が所定値より
も小さい場合には、所要に応じて油圧クラツチ５
０の伝達トルクを変化させ、このことにて、例え
ば、四輪駆動車の前輪４４のスリツプの際に、後
輪４８に十分な駆動力を伝達して車両の駆動力を
十分に確保することができる。

また、油圧クラツチ５０の発熱量が所定値を越
えた場合には、例えば、四輪駆動車を選択する際
には選択スイツチ７８をＬ側とし、二輪駆動を選
択する際には選択スイツチ７８をＨ側とすること
にて、油圧クラツチ５０を完全締結もしくは、完
全解放状態とし得て、油圧クラツチ５０の滑り結
合に伴う摩擦熱の発生をなくすことができ、従つ
て、クラツチプレート５３，５４のクラツチフエ
ーシングの早期摩耗および焼損を確実に防止する
ことができる。

第８図は、この考案を、第９図に示す従来の動
力伝達装置に適用した例を示すものであり、ここ
では、スリツプ制御用コンピユータ１７に、第８
図に示す作動プログラムを実行させることにて、
このコンピユータ１７を、クラツチ保護手段とし
ても機能させる。

すなわち、このプログラムでは、スタート後
に、先ずステツプ111にて、温度センサ２２から
作動油温Ｔを読込み、引続くステツプ112にて、
油温Ｔの時間微分値dT／dtを演算し、さらに、
ステツプ113にて、上述の（）式からロツクア
ツプクラツチ３の発熱量Ｑを求める。

次に、ステツプ114で、発熱量Ｑが所定値Q₀以
上であるか否かを判断する。そして、ＱがQ₀未
満であるときには、ロツクアツプクラツチ３の過
熱のおそれはないものとみなして、ステツプ115
に進み、通常のスリツプ制御を行うものとした後
にプログラムを終了する。

一方、ステツプ114で、発熱量Ｑが所定値Q₀以
上であつた場合には、ロツクアツプクラツチ３の
過熱のおそれがあるとみなして、ステツプ116に
進み、ロツクアツプクラツチ３を、スリツプ回転
数、エンジン回転数およびスロツトル開度に応じ
て完全締結もしくは完全解放状態とした後にプロ
グラムを終了する。

この例の装置によつてもまた、ロツクアツプク
ラツチ３の発熱量が所定値を越えた場合には、ロ
ツクアツプクラツチ３を完全締結もしくは完全解
放状態とし得るので、クラツチフエーシングの早
期摩耗および焼損を確実に防止することができ
る。

（考案の効果）かくして、この考案の装置によれば、クラツチ
フエーシングの早期摩耗および損傷を確実に防止
することができ、ひいては、動力伝達装置の耐久
性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の動力伝達装置の概念図、第
２図はこの考案の装置の一実施例を示す構成図、
第３図は第２図に示す例の装置を適用した四輪駆
動車の動力伝達経路を示す略線図、第４図はこの
例における後輪用入出力軸間相対回転数−可変オ
リフイス開口率の関係線図、第５図はこの例にお
ける後輪用入出力軸間相対回転数−油圧クラツチ
伝達トルクの関係線図、第６図はこの例における
電磁弁７５の電流値−油圧クラツチ作動油圧−油
圧クラツチ伝達トルクの関係線図、第７図はこの
例におけるマイクロコンピユータの作動プログラ
ムを示すフローチヤート、第８図は他の実施例に
おけるスリツプ制御用コンピユータの作動プログ
ラムを示すフローチヤート、第９図は従来の動力
伝達装置を示す構成図、第１０図は一般のクラツ
チ発熱量−クラツチフエーシング摩耗速度の関係
線図である。３１……入力要素、３２……出力要素、３３…
…液圧クラツチ、３４……圧力制御手段、３５…
…温度検出手段、３６……クラツチ保護手段、４
５……後輪用入力軸、４６……後輪用出力軸、５
０……油圧クラツチ、７３……油圧源、７６……
マイクロコンピユータ、７７……油温センサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

入出力要素間を適宜に駆動結合可能な液圧クラ
ツチと、前記液圧クラツチを作動させる作動流体
の圧力を制御可能な圧力制御手段と、前記作動流
体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段からの出力に応じて、前記作動流体の温度
とその温度の時間微分値に所定値を乗じた値との
和が所定値以上の間、前記液圧クラツチが完全締
結又は完全解放されるように前記圧力制御手段を
作動させるクラツチ保護手段とを具えてなる動力
伝達装置。