JPH05170001A - 自動車の動力分配装置及び差動装置用の確実伝動クラツチ，このようなクラツチを持つ動力分配装置及び差動装置及びその操作方法 - Google Patents

自動車の動力分配装置及び差動装置用の確実伝動クラツチ，このようなクラツチを持つ動力分配装置及び差動装置及びその操作方法

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JPH05170001A JP4139579A JP13957992A JPH05170001A JP H05170001 A JPH05170001 A JP H05170001A JP 4139579 A JP4139579 A JP 4139579A JP 13957992 A JP13957992 A JP 13957992A JP H05170001 A JPH05170001 A JP H05170001A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 自動車の動力分配装置又は差動止め用クラツ
チ１５が２つのクラツチ部分１６，１７から成り，一方
のクラツチ部分１７は常に係合解除方向にばね６３の作
用を受け，係合のため操作部材２０が第１の期間中この
ばね６３に抗して作用する。係合に成功しないと，第２
の期間の経過後この過程が反覆され，係合に成功する
と，第３の期間中この過程が維持される。クラツチ１５
が所定の限界値以上のトルクを伝達する限り，クラツチ
部分１６，１７の摩擦によりクラツチ１５は係合状態に
保たれる。このトルク限界値以下になると，クラツチ１
５はばね６３の力により係合解除される。 【効果】 正しい時点に自動的に係合又は係合解除され
るクラツチが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，操作部材により軸線方
向移動可能なクラツチ部分と，操作部材に作用する制御
装置とを持ち，従動クラツチ部分が第１の車輪動力伝達
系列に伝動結合され，駆動クラツチ部分が主動力伝達系
列と第２の車輪動力伝達系列とに結合されている，確実
伝動クラツチに関する。
【０００２】
【従来の技術】重い自動車特に貸物自動車又はトラクタ
では，非常に大きいトルクを伝達せねばならないので，
摩擦クラツチを使用すると，非常に大きく高価な構造が
必要である。前輪も駆動可能であるか又は差動止め可能
な自動車で，車軸内差動装置及び車軸間差動装置を用い
る場合，別の大きい摩擦クラツチを避けるため確実伝動
クラツチが使用される。
【０００３】しかしこのクラツチの欠点は，停止状態で
は大抵の場合係合不可能で，走行中は熟練した運転者に
よつてのみ係合可能なことである。その際全輪駆動に切
換えるか又は差動止めを行わねばならない困難な不斉地
へ自動車が達する前に，僅かな回転数差で両方のクラツ
チ部分をおだやかに係合させねばならず，それによりタ
イヤの摩耗が増大する。互いに引離すべきクラツチ部分
の係合片の間にトルクのため生ずる大きい摩擦力に打勝
たねばならないので，係合解除も困難である。係合解除
の際必要な力を少なくするため，ばねが使用されること
もあるが，それにより係合の際必要な力が大きくなる。
従つて全輪駆動又は差動止めが必要以上に長く入れたま
まにされるか又は忘れられることがあり，それにより路
上走行の際かじ取りが困難になる。
【０００４】従つて現在は液圧又は空気圧倍力器又は電
気的素子が操作部材としてよく使用される。おだやかな
係合が必要なため，自動係合も費用を要する。
【０００５】クラツチを係合させ，走行中係合状態に保
ち，それから再び係合解除できるようにするため，これ
らの操作部材を複動式にしかつ大きい寸法にせねばなら
ない。それにより，液圧又は空気圧操作では，油又は空
気ポンプの連続運転を必要とする漏れのため，更に電気
的操作部材ではその熱損失のため，大きいエネルギ消費
が生ずる。
【０００６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２１
６５３号明細書から，操作力を少なくするためクラツチ
の接触面を軸線方向に対して傾斜させることが公知であ
る。しかし 永続軸線方向力が生じ，取付け空間を必
要としかつ部分の高い回転数を伴う拘束装置により，こ
の軸線方向力を受止めねばならない。しかし僅かでも保
持力が必要で，トルクがクラツチを自動的に係合解除す
るが，釈放力の印加後初めて係合解除する。
【０００７】しかしクラツチを全自動的に係合させよう
とすれば，別の問題が生ずる。即ち係合判定基準とし
て，車両側では駆動される車輪の滑りが用いられ，また
クラツチ側では両方のクラツチ部分の回転数差（滑りと
称される）が用いられ，車両の停止なしの係合可能性は
この滑りに関係するが，係合解除判定基準として，クラ
ツチに作用するトルクが用いられる。
【０００８】クラツチが係合していると，それぞれの動
力伝達系列は固定的に結合されているので，再び係合解
除するための判定基準として，クラツチ部分の間の回転
数差は利用不可能である。しかしトルクの測定は費用を
要するだけでなく，特定のトルクにおいて係合解除を保
証するには不精確すぎる。自動的な係合解除は，伝達さ
れるトルクにより互いに押付けられるクラツチ面間の摩
擦に抗して行わねばならないため，問題を含んでおり，
動力伝達系列の弾性により振動も生ずるので，実際の走
行において故障はまれではない。
【０００９】上述した欠点及び問題は，車軸内及び車軸
間差動装置の差動止めにおいても，費用を要する動力分
配装置においても，費用の少ない動力分配装置における
前車軸駆動装置の固定的接続においても生ずる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，碓実
伝動クラツチをその操作装置も含めて改良して，費用の
増大なしに前述した問題を回避し，従つて正しい時点に
係合及び係合解除するクラツチを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，両方のクラツチ部分が周方向に作用す
る側面を有する係合片を持ち，ばねの力が，クラツチ部
分において伝達されるトルクが非常に小さい場合におけ
るこれらクラツチ部分の係合片の間の軸線方向摩擦力に
ほぼ等しく，前記の非常に小さいトルクを下回ると，移
動可能なクラツチ部分が自動的に係合解除され，制御装
置が，入力側を両方のクラツチ部分又はこれに関連する
動力伝達糸列にある回転数センサに接続され，また出力
側を単動操作部材に接続されて，所定の滑り限界値の通
過の際操作部材に作用する。
【００１２】
【発明の効果】周方向に作用する側面を持つ爪クラツチ
又は歯クラツチとしてのクラツチのクラツチ部分と精確
に大きさを定められるばね力との共同作用によつて，一
旦係合するクラツチはトルクの伝達のみによつて係合状
態に留まり，特定のトルクを下回ると初めてばねにより
係合解除される。従つてばねにより，特別な技術的費用
や係合解除制御装置なしに，碓実な係合解除が保証され
る。制御装置は係合用に限られ（制御装置により操作部
材も固定しようとすれば，操作部材を永続的に固定しな
いようにするため，制御装置に係合解除判定基準も必要
になる），両方のクラツチ部分又はこれに結合される動
力伝達系列にある回転数センサは，ただ１つの係合判定
基準即ち所定の滑り限界値に従つて，正しい時点にクラ
ツチの作用を可能にする。
【００１３】これらの限界値は，確実伝動クラツチ部分
をまだよく係合させることのできる回転数差の所にあ
り，１つの車輪の滑る際の回転数差に対応しているが，
かじ取り旋回の際の回転数差以上の所にある。従つて付
加的な論理回路を持つかじ取り角センサは必要でない。
【００１４】（ばねの力は操作部材の摩擦にも打勝たね
ばならないので）このばね力が非常に小さい伝達トルク
における摩擦力にほぼ等しいように，このばね力の大き
さを定めることは，ばね力が直ちに遅れなしにトルクの
零通過に反応することを意味し，ここで正又は負の非常
に小さい限界トルクが零通過点を中心とする区間を形成
している。これまで望まれたような制御される係合解除
では，トルク測定の困難を別として，零通過と操作部材
の作用との同時性は得られない。しかしクラツチが係合
解除されている場合，係合制御によりクラツチが直ちに
再係合する。
【００１５】従つて自動的な係合解除と限界値超過の際
の係合との組合わせによつて，本発明の根底にある問題
の実際的な解決が初めて行われる。
【００１６】この驚くほど簡単な解決では，更に限界値
に関係する係合過程を放置してはならないということ
が，先入観により打ち砕かれた。しかしこの解決策は，
驚くべきことに走行実験において非常によいことが実証
された。予想される状況例えば山頂の乗り越え又は衝撃
負荷においても，望ましくない係合解除はおこらなかつ
た。動力伝達糸列の歪み及び弾性と大きい質量慣性との
共同作用によつてのみ，この結果を説明できた。
【００１７】
【実施態様】軸線方向に突出する係合片を持つクラツチ
を使用すると，一層広い滑り範囲で自動係合を容易にす
るために，両方のクラツチ部分の係合片が傾斜する当り
面を持つている（請求項２）。
【００１８】僅かな歪み力及び慣性力しか生じない車両
では，係合片の側面が周方向に非常に小さい角だけ内方
へ傾斜する創成面により形成されていることによつて，
クラツチの早すぎる自動係合解除を回避できる（請求項
３）。
【００１９】筒形クラツチを使用することも本発明の範
囲に含まれ，これも走行実験で実証された（請求項
４）。
【００２０】操作部材がピストン及びピストン棒を持つ
シリンダであり，ピストンが一方の側に液圧を受け，他
方の側に圧縮ばねの作用を受けると，構造的に有利な構
成が得られる（請求項５）。クラツチ範囲外でシリンダ
とばねとをこのように構造的にまとめることにより，ク
ラツチ範囲に付加的な場所を必要とすることなく，保守
のため容易に接近でき，本発明による装置を後で設ける
ことも可能になる。
【００２１】ピストン棒と係合用二又片とが互いに固定
的に結合され，軸線に対して平行に移動可能に案内され
ていることによつて，操作部材の構造が更に簡単になる
（請求項６）。ピストン棒の案内部は同時に係合用二又
片の案内部として役立ち，係合用二又片を揺動可能に支
持する必要がない。
【００２２】本発明の有利な構成では，制御装置が，信
号の流れ方向に，両方の回転数センサの回転数信号用の
２つの変換器と滑り信号を形成する加算器とを持つ信号
処理部分，論理部分，経過制御部分，及び弁用増幅段を
含んでいる（請求項７）。制御装置のこの構造により，
クラツチの特別な配置及び使用に関係なく回転数差信号
得られ，クラツチ部分の回転数差に基いてクラツチの係
合についての決定が監視機能により確実にされ，あらゆ
る走行状態を考慮するクラツチの確実な係合が行われ
る。
【００２３】本発明の構成において，信号処理部分にあ
る少なくとも１つの変換器と加算器との間に，変速比修
正用の計算素子が設けられていると，センサの配置が自
由になる（請求項８）。第１のセンサは第１の車輪動力
伝達系列のどこにも設けられる。動力分配装置の場合，
計算素子はそのつどの変速比を考慮するので，第２のセ
ンサは主動力伝達系列又は第２の車輪動力伝達糸列のど
こにも設けられる。差動装置では，回転数は単に加算で
求められる。
【００２４】本発明の別の構成では，論理部分が，滑り
信号を所定の滑り限界値と比較する少なくとも１つの第
１の比較器を持ち，この比較器の出力信号がＡＮＤゲー
トに作用する（請求項９）。従つてこの論理部分によ
り，クラツチの構造に合わされる特定の滑り範囲におい
てのみ，クラツチの係合を行うことができる。
【００２５】本発明の好ましい構成では，正の滑り及び
負の滑り用のそれぞれ１つの窓比較器と加速度比較器と
が，それぞれ１つのＡＮＤ素子及び共通なＯＲ素子を介
してＡＮＤゲートに作用する（請求項１０）。それによ
り正の滑りを持つ走行状態と負の滑りを持つ走行状態と
が区別され，加速度の符号（正又は負の加速度）に関係
して，係合限界値を通過することが可能である。
【００２６】更に論理部分が，クラツチ部分又はこれに
関連する動力伝達系列の少なくとも１つの回転数を所定
の限界値と比較する少なくとも１つの第２の比較器を持
ち，この比較器の出力信号もＡＮＤゲートへ供給される
（請求項１１）。それにより係合滑り限界値に加えて，
高すぎる回転数における係合も阻止される。
【００２７】別の構成では，クラツチの係合を阻止でき
る別の安全信号例えばかじ取り角信号又は制動灯信号
が，論理部分のＡＮＤゲートに作用する（請求項１
２）。なぜならば，制動中及び強いかじ取り旋回の際，
（前輪駆動装置の接続又は差動装置の差動止めによる）
動力伝達系列の突然の歪みは望ましくなく，かつ有害だ
からである。
【００２８】制御装置の経過制御部分が，操作部材への
作用期間を規定する第１の単安定開閉素子を持つている
（請求項１３）。それにより，係合に成功しない時，ク
ラツチが損傷しないようにできる。
【００２９】有利な別の構成では，経過制御部分が，入
力側を応答センサに接続されまた出力側をＯＲ素子に接
続される第２の単安定開閉素子を持ち，第１の単安定開
閉素子の出力端もこのＯＲ素子に接続されている（請求
項１４）。このような回路により，クラツチが実際に係
合されるまで，係合過程を自動的に反覆できる。従つて
これは，熟練した運転者が手動切換えの際直観的に行う
ように，完全に自動的に行われる。
【００３０】本発明による装置の特に有利な構成では，
少なくとも１つの第１の比較器が可変限界値を持つ比較
器で，誤差補償計算機に接続されている（請求項１
５）。それにより特にクラツチを係合させる滑り限界値
が，車両の全寿命にわたつて，例えばタイヤの非対称摩
耗に関係なく一定に保たれる。有効タイヤ直径は数％相
違することがあり，クラツチを係合できる滑りも同じ程
度なので，この手段の利点は著しい。
【００３１】本発明は，少なくとも２つの駆動される車
軸を持ちかつ操作部材及び制御装置を持つ本発明のクラ
ツチを備えた自動車用の動力分配装置にも関する（請求
項１６）。このような動力分配装置では，軸線方向に移
動可能なクラツチ部分は第１の車輪動力伝達系列に相対
回転しないように結合され，移動不可能なクラツチ部分
は主動力伝達系列に結合されている。この装置は，前輪
駆動装置を接続可能な動力分配装置であるか，差動止め
可能な車軸間差動装置を持つ動力分配装置であるかに関
係ない。いずれにせよ大した構造費の増大なしに，本発
明のすべての利点を持つ動力分配装置が得られる。
【００３２】本発明は，本発明によるクラツチを差動止
めとして使用する自動車用の車軸内差動装置にも関する
（請求項１７）。ここでも大した構造費なしに，本発明
のすべての利点が得られる。
【００３３】本発明はクラツチの操作方法にも関し，３
つの動力伝達系列のうち２つの動力伝達系列の回転数信
号から滑り信号を求め，第１の所定の滑り限界値に達す
ると，第１の期間に限定される操作部材の作用によりク
ラツチを係合させ，行われたクラツチの係合が第１の期
間中に応答されなかつた時，第２の期間後に操作部材の
作用を反覆する（請求項１８）。
【００３４】この方法の主要な利点は，正しい滑り即ち
最適な回転数差で従つて衝撃なくクラツチが係合され，
僅かな操作力で限られた時間でのみ係合を行いさえすれ
ばよい。なぜならば，第１回で係合に成功しなかつた
時，再度係合が試みられるからである。両方のクラツチ
部分の互が対向する場合，このようなことがおこる。
【００３５】第１の滑り限界値の超過後クラツチの作用
は一般に非常に速く行われるが，滑りが速やかに増大し
て，試みの失敗後第２の試みの際クラツチを係合させる
のにはこの滑りが大きすぎることもある。これを防止す
るため，第２の所定の滑り限界値を超過すると，操作部
材の作用を行わない（請求項１９）。
【００３６】本発明による方法の別の実施態様によれ
ば，クラツチの係合を行つた後，第３の期間の経過後に
初めて操作部材の作用を終了する（請求項２０）。伝達
されるトルクによつてのみクラツチが保持される前に，
係合位置へのクラツチの保持が，クラツチの係合により
生ずることのある駆動装置の振動中行われるようにす
る。
【００３７】方法を発展させて，例えば滑りが係合のた
め速く増大しすぎ，運転者がそれに感づいて減速した
後，滑りが再び減少すると，滑りの減少の際作用する負
の滑り限界値も規定する（請求項２１）。それにより，
第２の滑り限界値の超過後車両を停止させなくてもよ
い。このような停止は不斉地では極めて望ましくない。
更にエンジンブレーキにより負の滑りが生ずる降坂の際
にも，クラツチを損傷なく係合できる。
【００３８】本発明による方法の改良において，クラツ
チが係合されないと，第１及び第２の車輪動力伝達系列
の回転数信号から，なるべく小さいかじ取り旋回角にお
いてのみ，平均滑りを求め，これにより加算的に滑り限
界値を修正する（請求項２２）。それにより，車輪直径
の相違によつて滑り限界値に誤りが生ずるのを防止でき
る。
【００３９】最後に本発明による方法の別の実施態様で
は，少なくとも１つのセンサが不適当な走行状態の発生
を通報すると，操作部材の作用を行わない。
【００４０】
【実施例】好ましい実施例及び使用例を示す図につい
て，本発明を以下に説明する。
【００４１】図１に全体を１で示す動力分配装置は，記
号的にのみ示した変速機付き機関２により駆動される。
この動力分配装置１は入力軸３，中間軸４，及び軸受
７，８に支持される駆動軸６の一部である駆動歯車５を
含んでいる。入力軸３，中間軸４及び駆動歯車５は主動
力伝達系列を形成している。
【００４２】駆動軸６には滑り軸受１１を介して前車軸
用駆動軸１０が支持され，公知のように動力分配装置外
で図示しない自在継手を介して図示しない前車軸を駆動
する。前車軸用駆動軸１０で車輪動力伝達系列が始まつ
ている。軸受８の側で駆動軸６は，図示しない自在継手
を介して第２の車輪動力伝達系列９へ移行し，この第２
の動力伝達系列は図示しない後車軸へ通じている。
【００４３】図示した例では，第２の車輪動力伝達系列
９が常に駆動され，即ち永続的にかつ固定的に主動力伝
達系列に結合されている。第１の系列１３は，１５で示
す確実伝動クラツチ，この実施例では爪クラツチ１５が
係合されている時にのみ，駆動される。この爪クラツチ
１５は，駆動軸６の一部である第１のクラツチ部分１６
と，移動スリーブ１８として構成されて係合用二又片１
９により係合せしめられる第２のクラツチ部分１７とか
ら成つている。係合のため操作部材２０が設けられて，
制御装置２１から制御される。更に公知の構造の回転数
センサ２２，２３が設けられ，その出力信号が制御装置
２１へ供給される。回転数センサ２２は，移動スリーブ
１８を相対回転しないように案内するスプライン１２の
所で前車軸用駆動軸１０の回転数を検出し，センサ２３
は駆動歯車５の歯を走査することにより駆動軸６の回転
数を測定する。
【００４４】図２は図１に示す動力分配装置の変形例
で，図１によるものとは異なり，車軸間差動装置３１を
含み，それにより差動止め可能な車軸間差動装置３１を
介して永続全輪駆動を可能にしている。従つて図１と一
致する部分には同じ符号をつけてある。
【００４５】中間軸４から駆動される駆動歯車３０は，
車軸間差動装置３１のケースと遊星キヤリヤ３４とを形
成し，円錐ころ軸受３３に支持される筒状片３２を持つ
ている。遊星キヤリヤ３４に支持される遊星歯車３５
は，外側で，後車軸用駆動軸３７の一部である内歯歯車
３６にかみ合い，駆動軸３７から第２の車輪動力伝達系
列３８が始まつている。遊星歯車３５は，内側で，前車
軸用駆動軸４０の一部である太陽歯車３９にかみ合い，
駆動軸４０から第１の車輪動力伝達系列４１が始まつて
いる。筒状片は第１のクラツチ部分１６を形成し，第２
のクラツチ部分１７は移動スリーブ１８の一部である。
【００４６】図３は車軸内差動装置４５を示し，この差
動装置は，駆動軸４６例えば図示しない推進軸を介し
て，図１又は２による動力分配装置に結合可能である。
駆動軸４６はここでは主動力伝達系列の一部である。ピ
ニオン４７は，差動装置ケース４９に取付けられている
傘歯車４８を駆動する。差動装置ケース４９は差動止め
筒状片５０に終つている。差動装置ケース４９から左へ
左半車軸５１が突出し，右へ右半車軸５２が突出し，こ
れらの半車軸が第１及び第２の車輪動力伝達系列を形成
している。左半車軸５１上には移動スリーブ５３がはま
つて，破線で示す角形レバー５４を介して操作部材５５
により移動される。差動止め筒状片５０上には第１のク
ラツチ部分５６があり（組立て上の理由から両者は別体
である），移動スリーブ５３上に第２のクラツチ部分５
７がある。移動スリープ５３は外周の一部に回転数セン
サ６７用の歯５８を備えている。第２の回転数センサ５
９はピニオン４７を走査し，そのためケースの適当な個
所に取付けられている。
【００４７】上述した３つの伝動装置に共通なクラツチ
１５が図４に詳細に示されている。ここで駆動軸６に第
１の軸線方向移動不可能なクラツチ部分１６が形成さ
れ，前車軸用駆動軸１０には移動スリーブ１８及び係合
用二又片１９が形成され，図の上半分では係合解除位置
で示されている。
【００４８】図９に示す形式の確実伝動クラツチも使用
可能である。ここで図１と同じ部分には同じ符号がつけ
てある。ここでは駆動軸６にあるクラツチ部分１６は，
その周囲に爪又は歯１４１から成る外形異形断面を持つ
ている。前車軸用駆動軸１０はスプライン１４４上に移
動スリーブ１４２を持ち，この移動スリーブが対応する
爪又は歯１４３から成る内側異形断面を持つている。従
つてここではクラツチは筒形クラツチとして構成されて
いる。移動スリーブ１４２は周囲溝１４５を持ち，図１
に示す係合用二又片１９がこの周囲溝にはまつている。
【００４９】操作部材２０は，ピストン棒６２を持つピ
ストン６１と，供給導管を図示してない液圧シリンダ６
０とを含んでいる。ピストン棒６２の一端には係合用二
又片１９が取付けられ，他端には応答センサ６８が対向
している。ピストン棒６２は液圧シリンダ６０の案内部
６４，６５に案内されている。
【００５０】ここで重要なことは，ピストン６１が一方
の側（この場合左側）にのみ液圧を受け，他方の側には
圧縮ばね６３が作用し，このばねはピストン棒の案内部
６５に支持されている。従つてこの液圧シリンダ６０は
単動式で，液圧の作用を受ける時にのみ，右方へ動き，
そうでない場合ばね６３により左方へ押され，この不動
作位置でクラツチ１５が係合解除されている。クラツチ
の係合位置は図の下半分に示され，クラツチ部分及び移
動スリーブは１７′及び１８′で示されている。
【００５１】図５には本発明によるクラツチの係合片７
０が著しく拡大されて示されている。ここに示す係合片
７０は，図１ないし４に示す実施例に用いられる。係合
片７０は，創成面が軸線方向７８に延びる側面７１を持
つている。半径方向にこれらの側面７１は，製造方法に
応じて平らであるか又は湾曲している。端面７３も底面
７２も軸線に対して直角な面内にあるか，又は例えば図
４からわかるように，円錐面内にある。端面７３には当
り面７４が形成されて，両方のクラツチ部分１６，１７
の相対移動の際クラツチの係合を容易にする。多くの使
用例のために変形される構成では，係合片７５が小さい
角だけ内方へ傾斜する側面７６を持つている。両方のク
ラツチ部分１６，１７は，その周囲にわたつて分布する
例えば５ないし１１個の係合片７０又は７５をそれぞれ
持ち，一方のクラツチ部分の係合片は他方のクラツチ部
分の係合片の間へはまる。
【００５２】図６には制御装置２１の回路図が示されて
いる。この制御装置は信号処理部分８０，論理部分８
１，経過制御部分８２，増幅段８３，及び操作部材２０
又は５５の付勢用弁８４から成つている。
【００５３】信号処理部分８０は，センサ２２，２３か
ら，走査される伝動装置部分の歯又は標識に対応するパ
ルスを受ける。即ちセンサ２２には図１のスプライン１
２又は図３の移動スリーブ５３の歯５８が対応し，セン
サ２３には図１の駆動歯車５の歯又は図３のピニオン４
７の歯が対応している。これらのパルスは変換器８５，
８６で回転数信号に変換され，例えばセンサ２３が図１
の中間軸４の部分に設けられ，それにより中間の変速比
を考慮せねばならない場合，計算素子８７において変速
比修正が行われる。両方の回転数信号は導線８８，８９
を介して差形成用加算器９１へ供給されるので，導線９
２に滑り信号が生ずる。ここで滑りは両方のクラツチ部
分１６，１７の回転数差を意味し，信号処理部分８０の
ためこの回転数差はセンサの配置とは無関係に得られ
る。
【００５４】論理部分８１は導線９２を介して滑り信号
の入力端で始まり，この信号は２つの窓比較器９３，９
４へ供給される。これらの比較器の各々には，後述する
２つの限界値が規定されている。両方の窓比較器の代り
に，最も簡単な場合，単一の窓比較器又は二重窓比較器
も設けることができる。滑り信号は更に微分素子９６を
介して２つの加速度比較器９７へ供給される。比較器９
３，９４，９７の出力信号は，ＡＮＤ素子９８における
２つの関連するそれぞれ２つの信号のＡＮＤ結合及びＯ
Ｒ素子９９におけるＯＲ結合後，ＡＮＤゲート９５の入
力側へ供給される。前述した実施例では，簡単な限界値
開閉器であつてもよい別の２つの比較器１００，１０１
が設けられて，導線８８及び８９から導線９０を介して
個々の回転数信号を受け，それにより一方又は他方の動
力伝達系列の回転数を監視して，回転数の超過を防止す
る。これらの比較器１００，１０１の出力端はＡＮＤ素
子１０２を介してＡＮＤゲート９５の入力側に接続され
ている。
【００５５】更にＡＮＤゲート９５の入力側の安全のた
め，制動灯開閉器１０３から到来して反転素子１０４に
より反転される信号と，かじ取り角センサ１０５から限
界値開閉器又は比較器１０６を介して到来するかじ取り
角信号とが供給される。それにより制動灯１０３が点灯
するか，特定のかじ取り角を超過する際，ＡＮＤゲート
９５は出力信号を発生せず，クラツチは係合不可能であ
る。
【００５６】導線９０は更に誤差補償計算機１０７へ通
じ，この計算機において長時間にわたる回転数差が求め
られ，それから修正信号が計算されて，導線１０８を介
して比較器９３，９４の限界値設定器へ供給され，これ
らの設定器が所定の限界値を調節するので，例えば車両
のタイヤの摩耗の相違が不利な影響を及ぼすことがな
い。直進走行の場合にのみこの修正信号を発生するため
に，かじ取り角センサ１０５も誤差補償計算機１０７に
接続されている。
【００５７】経過制御部分８２はＡＮＤゲート９５の出
力端に接続されている。このＡＮＤゲートの入力側のす
べての信号がクラツチの係合指令を意味するものである
場合，その出力信号は正（又は高）である。この指令に
より開始−停止発振器１１０が始動されるが，その周波
数は非常に低く，例えば０．５Ｈｚである。この周波数
は，後述する第２の期間Ｔ２を規定する２秒の周期に相
当している。この発振器１１０の出力パルスは単安定開
閉素子１１１例えばモノフロツプへ供給され，この単安
定開閉素子の出力信号は特定の長さ（第１の期間Ｔ１例
えば１秒）の単一パルスであり，導線１１２を介してＯ
Ｒ素子１１５及びパルスゲート１１３へ供給される。開
閉器であるＡＮＤ素子でもよいこのパルスゲート１１３
は，単安定開閉素子１１１の出力信号の第３の期間Ｔ３
中に応答器６８の出力信号も生ずる時，第２の単安定開
閉素子１１４へトリガ信号を供給する。第２の単安定開
閉素子１１４は，第３の期間Ｔ３例えば１０秒に相当す
る比較的長い出力信号をＯＲ素子１１５へ供給する。単
安定開閉素子１１１又は１１４から信号（第１の期間中
単安定開閉素子１１１からの係合指令，又は応答器６８
による実行通報後第３の期間中単安定開閉素子１１４か
らの保持指令）が到来すると，ＯＲ素子１１５が正の出
力信号を供給し，この出力信号が増幅段８３を介して操
作部材用弁８４を付勢する。この弁は通常の二方弁でよ
い。クラツチの係合が成功しないと，開始−停止発振器
１１０が第２の期間Ｔ２の経過後反覆を行う。
【００５８】上述した回路は，本発明の本質から逸脱す
ることなく，多くの素子又は回路部分を等価な素子又は
他の回路部分に代えることのできる実施例であるにすぎ
ない。固定的に接続される素子を，制御装置の機能を逐
次模擬するマイクロプロセツサにより代えることもでき
る。
【００５９】逐次処理の場合について図７の論理線図を
説明する。開始点１２０から，経過の開始（それにより
経過制御部分が始動する）に相当する正（高）の信号が
ＡＮＤゲート９５に生ずるか否かが，照会される。否で
あると，段階１２２で質問″ＩＦ開始″が否定的に応答
され，待ちループ１２１を通る。この状態は固められた
道路上における車両の通常の走行に相当し，大した車輪
滑り従つて両方のクラツチ部分１６，１７の間に大した
滑りが生じない。滑りが生じ，ＡＮＤゲート９５の他の
入力も正になると，段階１２２における応答が肯定的で
あると，″付勢″の段階１２３へ進み，それにより操作
部材２０を付勢する指令が増幅段８３へ与えられる。
【００６０】段階１２４（″ＩＦｔｖ＞Ｔ１″）におい
て，第１の期間例えば１秒を既に経過しているか否かが
規則正しく照会される。応答が否であると，段階１２６
（″ＩＦ応答″）へ進み，経過が行われていないと，段
階１２４へ再び戻り，段階１２４又は１２５において肯
定的な応答が与えられるまで，待ちループ１２５を通
る。
【００６１】段階１２４において肯定的な応答が与えら
れると，操作部材２０が操作される間の時間である第１
の期間Ｔ１（例えば１秒）が経過せしめられる。その直
前にセンサ６８の応答がまだ段階１２５へ入つていない
ので，これは係合に成功しなかつたことを意味する。も
つと長い試みが無駄であり，従つて段階１２７により操
作部材８３の付勢が解除され，段階１２８により第２の
期間Ｔ２（例えば２秒）の間更に待ち合わされ，それか
ら左の分枝１３４を通つて開始点へ戻される。
【００６２】これに反し段階１２４で応答が″否″であ
り，従つて第１の期間Ｔ１がまだ経過せず，段階１２５
においてセンサ６８の応答を既に受けている（従つてク
ラツチが係合されている）と，そこでの応答は肯定的で
あり，次の段階１３０において，ＡＮＤゲート９５の出
力段がなお正の信号を導いている（″ＩＦ開始″）か否
か，及び第３の期間がまだ経過していないか否かが，照
会される。応答が肯定的であると，段階１３１により付
勢が保持され，第３の期間が経過するまで（段階１３０
において″否″），ループ１３２において段階１３０へ
戻される。これは次のことを意味する。即ちクラツチが
首尾よく係合され，１０秒間係合位置に保たれ，それか
ら段階１３３で操作部材２０の付勢が解除される。それ
から経路１３４により開始点１２０へ戻され，そこから
待ちループ１２１が循環する。ここに示した期間は，動
力伝達の機械的条件に関係して選ばれる１例にすぎな
い。
【００６３】最後に図８は滑り限界値の位置とそれに関
連する経過とを示している。横軸には右方へ正の滑り値
が記入され，これらの滑り値では駆動クラツチ部分１６
の回転数が従動クラツチ部分１７の回転数より高い。負
の滑り値は原点から左方に記入され，これらの滑り値で
は駆動クラツチ部分１６の回転数が従動クラツチ部分１
７の回転数より低い。縦軸において″ＡＵＳ″はクラツ
チの係合解除を表わし，″ＥＩＮ″はクラツチの係合を
表わしている。
【００６４】滑りが徐々に増大して，第１の滑り限界値
ＳＷ１に達し，それにより図７による経過がクラツチの
係合で始まる。第１の試みで係合に成功すると，線２，
３に沿つて，″ＥＩＮ″に達する。しかし増大する滑り
において数回の成果のない係合の試みがなされると，滑
り限界値ＳＷ２を超過して，係合がもはや不可能にな
る。こうして滑りが線２，５，７，８に沿つて更に増大
する。運転者は滑りのこの増大を機関回転数の増大と認
めて，加速ペダルを戻す。今や滑りは点８から点７を経
て再び減少する。両方の滑り限界値ＳＷ２及びＳＷ１の
間での係合は，走行方向とは逆向きの衝撃を車両に生ず
ることになるので，この係合を防止するため，これらの
限界値が滑りの増大する時にのみ作用し，滑りの減少す
る時にはこれらの限界値が無視され，滑りは零点を通過
して負の滑り限界値−ＳＷ１（限界値ＳＷ１に等しいが
負）まで達する。減少する滑りにおける滑り限界値ＳＷ
２，ＳＷ１の無視は，微分素子９６，窓比較器９３と共
同動作する加速度比較器９７，及びＡＮＤ素子９８（図
６）によつて行われる。従つて滑りは点８から点７，
５，１を経て−ＳＷ１まで減少し，それから再び係合過
程が上述したように開始される。クラツチの係合に成功
すると，点１０に達し，そこから，クラツチが係合さ
れ，従つて滑りが零である時のように，点４へ達する。
しかし滑りが急速に減少するか，又は係合の試みが失敗
し，負の滑り限界値−ＳＷ２を下回ると，クラツチの係
合が再び不可能になる。
【００６５】制御装置の論理部分８１（図６）と図８に
従つて適当に選ばれる滑り限界値との共同作用によつ
て，考えられるすべての走行状態において，クラツチの
快適で損傷を伴わない係合が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による爪クラツチを持つ動力分配装置の
断面図である。
【図２】本発明による爪クラツチを持つ動力分配装置の
変形例の断面図である。
【図３】本発明による爪クラツチを持つ車軸内差動装置
の断面図である。
【図４】図１の部分Ａの拡大図である。
【図５】図４によるクラツチ部分を矢印Ｂの方向に見た
拡大平面図である。
【図６】制御装置のブロツク線図である。
【図７】制御装置の経過の流れ図である。
【図８】滑り限界値を示す線図である。
【図９】別の構造の確実伝動クラツチを持つ動力分配装
置の断面図である。
【符号の説明】
３，４，５ 主動力伝達系列 ９，３８ 第２の動力伝達系列 １３，４１ 第１の動力伝達系列 １５ 確実伝動クラツチ １６，１７ クラツチ部分 ２０，５５ 操作部材 ２１ 制御装置 ２２，２３ 回転数センサ ６３ ばね ７０，７５；１４１，１４３ 係合片 ７１，７６ 側面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲールハルト・ヨーゼフ・フリユーヴイル ト オーストリア国シエーナウ・シエーナウ・ ヌンメル50

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 確実伝動クラツチが係合片（７０，７
    ５；１４１，１４３）を有する２つのクラツチ部分（１
    ６，１７）を持ち，一方のクラツチ部分（１７）が，制
    御装置（２１）の作用を受ける操作部材（２０，５５）
    により軸線方向に移動可能で，ばね（６３）の力を常に
    係合解除方向に受け，従動クラツチ部分（１７）が第１
    の車輪動力伝達系列（１３，４１）に伝動結合され，駆
    動クラツチ部分（１６）が主動力伝達系列及び第２の車
    輪動力伝達系列（９，３８）に伝動結合されているもの
    において，両方のクラツチ部分（１６，１７）が周方向
    に作用する側面（７１，７６）を有する係合片（７０，
    ７５；１４１，１４３）を持ち，ばね（６３）の力がク
    ラツチ部分（１６，１７）において伝達されるトルクが
    非常に小さい場合におけるこれらクラツチ部分（１６，
    １７）の係合片（７０，７５；１４１，１４３）の間の
    軸線方向摩擦力にほぼ等しく，前記の非常に小さいトル
    クを下回ると，移動可能なクラツチ部分（１７）が自動
    的に係合解除され，制御装置（２１）が，入力側を両方
    のクラツチ部分（１６，１７）又はこれに関連する動力
    伝達系列（３，４，５；１０，１３；６，９；３，４，
    ３０；３９，４１；３７，３８；４６，４７，４８，４
    ９；５１，５２）にある回転数センサ（２２，２３）に
    接続され，また出力側を単動操作部材（２０，５５）に
    接続されて，所定の滑り限界値の通過の際操作部材（２
    ０，５５）に作用することを特徴とする，クラツチ。
  2. 【請求項２】 両方のクラツチ部分（１６，１７）が軸
    線方向に突出する係合片（７０，７５）を持ち，これら
    の係合片が周方向に傾斜する当り面（７４）を持つてい
    ることを特徴とする，請求項１に記載のクラツチ。
  3. 【請求項３】 係合片（７５）の側面（７６）が周方向
    に非常に小さい角（７７）だけ内方へ傾斜する創成面に
    より形成されていることを特徴とする，請求項１に記載
    のクラツチ。
  4. 【請求項４】 両方のクラツチ部分（１６，１７）がそ
    れぞれ外歯形（１４１）及びこれにはまる内歯形（１４
    ３）を持つていることを特徴とする，請求項１に記載の
    クラツチ。
  5. 【請求項５】 操作部材（２０）がピストン（６１）及
    びピストン棒（６２）を持つシリンダ（６０）であり，
    ピストン（６１）が一方の側に液圧を受け，他方の側に
    圧縮ばね（６３）の作用を受けることを特徴とする，請
    求項１に記載のクラツチ。
  6. 【請求項６】 ピストン棒（６２）が移動可能なクラツ
    チ部分（１７）に係合する係合用二又片（１９）に固定
    的に結合され，これと共に軸線に対して平行に移動可能
    に案内されていることを特徴とする，請求項５に記載の
    クラツチ。
  7. 【請求項７】 制御装置（２１）が，信号の流れ方向
    に，両方の回転数センサ（２２，２３）の回転数信号用
    の２つの変換器（８５，８６）と滑り信号を形成する加
    算器（９１）とを持つ信号処理部分（８０），論理部分
    （８１），経過制御部分（８２），及び弁（８４）用増
    幅段（８３）を含んでいることを特徴とする，請求項１
    に記載のクラツチ。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つの変換器（８５，８６）
    と加算器（９１）との間に，変速比修正用の計算素子
    （８７）が設けられていることを特徴とする，請求項７
    に記載のクラツチ。
  9. 【請求項９】 論理部分（８１）が，滑り信号を所定の
    滑り限界値（ＳＷ１，ＳＷ２，−ＳＷ１，−ＳＷ２）と
    比較する少なくとも１つの第１の比較器（９３，９４）
    を持ち，この比較器の出力信号がＡＮＤゲート（９５）
    に作用することを特徴とする，請求項７に記載のクラツ
    チ。
  10. 【請求項１０】 正の滑り及び負の滑り用のそれぞれ１
    つの窓比較器（９３，９４）と加速度比較器（９７）と
    が，それぞれ１つのＡＮＤ素子（９８）及び共通なＯＲ
    素子（９９）を介してＡＮＤゲート（９５）に作用する
    ことを特徴とする，請求項９に記載のクラツチ。
  11. 【請求項１１】 論理部分（８１）が，クラツチ部分
    （１６，１７）又はこれに関連する動力伝達系列の少な
    くとも１つの回転数を所定の限界値と比較する少なくと
    も１つの第２の比較器（１００，１０１）を持ち，この
    比較器の出力信号もＡＮＤゲート（９５）へ供給される
    ことを特徴とする，請求項９に記載のクラツチ。
  12. 【請求項１２】 少なくとも１つの別のセンサ（１０
    ５）とＡＮＤゲート（９５）に作用する第３の比較器
    （１０６）とが設けられていることを特徴とする，請求
    項１１に記載のクラツチ。
  13. 【請求項１３】 経過制御部分（８２）が，操作部材
    （２０，５５）への作用期間を規定する第１の単安定開
    閉素子（１１１）を持つていることを特徴とする，請求
    項７に記載のクラツチ。
  14. 【請求項１４】 経過制御部分（８２）が，入力側を応
    答センサ（６８）に接続されまた出力側をＯＲ素子（１
    １５）に接続される第２の単安定開閉素子（１１４）を
    持ち，第１の単安定開閉素子（１１１）の出力端もこの
    ＯＲ素子（１１５）に接続されていることを特徴とす
    る，請求項１３に記載のクラツチ。
  15. 【請求項１５】 少なくとも１つの第１の比較器（９
    ３，９４）が可変滑り限界値（ＳＷ１，ＳＷ２，−ＳＷ
    １，−ＳＷ２）を持つ比較器で，誤差補償計算機（１０
    ７）に接続されていることを特徴とする，請求項９又は
    １０に記載のクラツチ。
  16. 【請求項１６】 軸線方向に移動可能なクラツチ部分
    （１７）が第１の車輪動力伝達系列（１３，４１）に相
    対回転しないように結合され，移動不可能なクラツチ部
    分（１６）が主動力伝達系列（３，４）に相対回転しな
    いように結合されていることを特徴とする，請求項１な
    いし１５の少なくとも１つに記載のクラツチを持つ自動
    車用動力分配装置。
  17. 【請求項１７】 軸線方向に移動可能なクラツチ部分
    （１７）が第１の車輪動力伝達系列（５１）に相対回転
    しないように結合され，移動不可能なクラツチ部分（１
    ６）が主動力伝達系列（４６）に相対回転しないように
    結合されていることを待徴とする，請求項１ないし１５
    の少なくとも１つに記載のクラツチを持つ自動車用差動
    装置。
  18. 【請求項１８】 ３つの動力伝達系列（３，４，５；１
    ０，１３；６，９；３，４，３０；３９，４１；３７，
    ３８；４６，４７，４８，４９；５１；５２）のうち２
    つの動力伝達系列の回転数信号から滑り信号を求め，第
    １の所定の滑り限界値（ＳＷ１）に達すると，第１の期
    間（Ｔ１）に限定される操作部材（２０）の作用により
    クラツチ（１５）を係合させ，行われたクラツチの係合
    が第１の期間（Ｔ１）中に応答されなかつた時，第２の
    期間（Ｔ２）後に操作部材（２０）の作用を反覆するこ
    とを特徴とする，請求項１ないし１５の少なくとも１つ
    に記載のクラツチの切換え方法。
  19. 【請求項１９】 第２の所定の滑り限界値（ＳＷ２）を
    超過すると，操作部材（２０）の作用を行わないことを
    特徴とする，請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 クラツチ（１５）の係合を行つた後，
    第３の期間（Ｔ３）の経過後に初めて操作部材（２０，
    ５５）の作用を終了することを特徴とする，請求項１８
    に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 滑りの減少する際負の第１の滑り限界
    値（−ＳＷ１）を通過すると，操作部材（２０）を作用
    させ，負の第２の滑り限界値（−ＳＷ２）を通過する
    と，操作部材（２０）をもはや作用させないことを特徴
    とする，請求項１９に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 クラツチ（１５）が係合されないと，
    変換器（８５，８６）からの回転数信号から平均回転数
    差を求め，これにより滑り限界値（ＳＷ１，ＳＷ２，−
    ＳＷ１，−ＳＷ２）を修正することを特徴とする，請求
    項１８に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 少なくとも１つの別のセンサ（１０
    ３，１０５）が不適当な走行状態の発生を通報すると，
    操作部材（２０）の作用を行わないことを特徴とする，
    請求項１８に記載の方法。
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