JPH0585377B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用の無段変速機付き４輪駆動装
置の油圧制御装置に関し、特に４輪駆動用トラン
スフア装置に湿式多板の油圧クラツチを用いる場
合のその油圧クラツチのクラツチトルク制御に関
する。

〔従来の技術〕

４輪駆動車における伝動系の４輪駆動装置は、
フロントエンジン・フロントドライブ（FF）ま
たはリアーエンジン・リアードライブ（RR）を
ベースとして、４輪駆動時にトランスフア装置に
より更に前後輪の他方へも動力伝達する構造にな
つており、上記トランスフア装置のトランスフア
クラツチに油圧クラツチを用いたものが、従来、
例えば実開昭56−122630号，特開昭56−43033号
公報等の先行技術により提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、センタデフを持たずトランスフアク
ラツチの係合で４輪駆動する直結方式の４輪駆動
装置においては、舗装路のようなタイヤグリツプ
力の大きい路面を４輪駆動走行する場合に、前後
輪に回転差を生じる旋回時に駆動系に過大な捩り
トルクを生じ、これによりタイトコーナブレーキ
ング現象を生じてエンストしたり、操舵力が重く
なる等の不具合を招くことが知られている。そこ
で、このようなタイトブレーキング現象を解消す
るには、旋回時にトランスフアクラツチを解放す
るか、クラツチトルクを減じて滑らせる必要があ
る。

このことから上記先行技術の特開昭56−43033
号公報では、自動変速機のライン圧がスロツトル
開度に比例的に制御されており、旋回時にはアク
セル開度の小さい状態で運転される点に着目し、
上記ライン圧を油圧クラツチに供給してクラツチ
トルクを制御し、旋回時にクラツチトルク以上の
過大な捩りトルクが生じた場合は、トルク制御装
置として適宜滑りを生じてブレーキング現象を回
避するようになつている。

ところで近年、車両用としてベルト式無段変速
機が提案されており、この無段変速機の油圧制御
系にライン圧回路を有するが、この場合のライン
圧は、例えば特開昭57−37146号公報に示すよう
に、旋回時のような低車速では低速段側にシフト
されて高くなるように制御される。従つて上記ラ
イン圧をそのまま油圧クラツチに用いることはで
きない。

本発明は、このような事情に鑑み、無段変速機
を用いて４輪駆動に構成し、その油圧制御系のラ
イン圧を利用して４輪駆動用トランスフア装置に
備える油圧クラツチのクラツチトルクを制御する
際に、旋回時ブレーキング現象を生じないように
最適制御するようにした無段変速機付４輪駆動装
置の油圧制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明は、プーリ
間隔可変の主プーリと副プーリとの間に駆動ベル
トが巻回され、主副プーリの各油圧サーボ装置に
供給される油圧により両プーリに対する駆動ベル
トの巻付け径の比を変化して無段変速した動力を
出力軸に取出す無段変速機を有し、この無段変速
機の出力軸から前後輪の一方側へは常時動力を伝
えるように構成し、他方側には油圧クラツチを有
するトランスフア装置を介して動力を伝えるよう
に構成した無段変速機付き４輪駆動装置の油圧制
御装置において、 上記無段変速機の油圧制御系におけるライン圧
回路を、クラツチ制御装置を介して上記トランス
フア装置の油圧クラツチに回路構成し、 上記クラツチ制御装置は、４輪駆動切換スイツ
チのオン信号時に、エンジン回転数と車速との関
係から両センサの検出信号に基づき、前記無段変
速機の変速特性ならびにエンジン出力特性を参照
して求めたエンジン出力トルクを算出し、該エン
ジン出力トルクに対応して上記油圧クラツチのト
ルク制御を行うように構成してなることを特徴と
する。

〔作用〕

このような構成によると、トランスフア装置に
油圧クラツチを有する無段変速機付４輪駆動装置
で、無段変速機の油圧制御系のライン圧を利用す
る場合に、油圧クラツチが、クラツチ制御回路に
よりエンジン出力トルク対応して最適なクラツチ
トルク制御を行うので、４輪駆動としての性能の
発揮と、タイトコーナブレーキング現象の回避を
共に満すことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。

まず第１図において、本発明は適用される無段
変速機付４輪駆動装置の一例として、電磁式クラ
ツチを備えたベルト式無段変速機を用いて４輪駆
動の伝動系を成す場合について説明すると、符号
１は電磁式クラツチであり、この電磁式クラツチ
１が無段変速機２を介して前後輪の一方の終減速
装置３に伝動構成され、この終減速装置３から更
にトランスフア装置４，プロペラ軸５等を介して
前後輪の他方に伝動構成される。

電磁式クラツチ１は、例えば電磁粉式のもので
エンジンからのクランク軸１０に一体結合するド
ライブメンバ１１と、変速機入力軸１２にスプラ
イン結合するドリブンメンバ１３を有し、両メン
バ１１，１３の間のギヤツプに鎖状に結合して集
積する電磁粉の結合力の有無により、電気的に係
合または解放作用する。

無段変速機２は、大別すると、前後進の切換部
６，プーリ比変換部７および油圧制御部８から成
る。上記切換部６は、上記クラツチ１からの入力
軸１２と、これに同軸上に配置されたプーリ比変
換部７の主軸１７との間に設けられるもので、入
力軸１２に一体結合する後進用ドライブギヤ１８
と、主軸１７に回転自在に嵌合する後進用ドリブ
ンギヤ１９とがカウンタギヤ２０およびアイドラ
ギヤ２１を介して噛み合い構成され、更に、これ
らの主軸１７とギヤ１８，１９の間に切換クラツ
チ２２が設けられる。そしてパーキング（Ｐ）ま
たはニユートラル（Ｎ）レンジの中立位置から切
換クラツチ２２をギヤ１８側に係合すると、入力
軸１０に主軸１７が直結してドライブ（Ｄ）また
はロー（Ｌ）レンジの前進状態にし、切換クラツ
チ２２をギヤ１９側に係合すると、入力軸１２の
動力がギヤ１８ないし２１により減速逆転してＲ
レンジの後進状態にする。

プーリ比変換部７は、上記主軸１７に対し副軸
２３が平行配置され、これらの両軸１７，２３に
それぞれ主プーリ２４，副プーリ２５が設けら
れ、且つプーリ２４，２５の間にエンドレスの駆
動ベルト２６が掛け渡してある。プーリ２４，２
５はいずれも２分割に構成され、可動側プーリ半
体２４ａ，２５ａには油圧サーボ装置２７，２８
が付設されてプーリ間隔を可変してある。そし
て、この場合に、主プーリ２４は固定側プーリ半
体２４ｂに対して可動側プーリ半体２４ａを近づ
けてプーリ間隔を順次狭くさせ、副プーリ２５は
逆に固定側プーリ半体２５ｂに対して可動側プー
リ半体２５ａを遠ざけてプーリ間隔を順次広げ、
これにより駆動ベルト２６のプーリ２４，２５に
おける巻付け径の比を変化して無段変速した動力
を副軸２３に取出すようになつている。

油圧制御部８は、ポンプ駆動軸３０が主軸１７
および入力軸１２の内部を貫通してクランク軸１
０に直結することにより、エンジン運転中常に油
圧を生じるオイルポンプ３１を有する。そして、
このオイルポンプ３１から給油される変速制御回
路３２により主プーリおよび副プーリ側の各油圧
サーボ装置２７，２８に回転構成されて、プーリ
比変換部７の無段変速制御を行う。

終減速装置３は上記副軸２３に一対の中間減速
ギヤ３３，３４を介して連結される出力軸３５を
有し、この出力軸３５に設けられるドライブギヤ
３６がフアイナルギヤ３７に噛合い、フアイナル
ギヤ３７から差動機構３８を介して前後輪の一方
の車軸３９，４０に伝動構成される。

更にトランスフア装置４は、上記フアイナルギ
ヤ３７に常時噛合うトランスフアギヤ４１がトラ
ンスフア軸４２に回転自在に嵌合し、これらのト
ランスフアギヤ４１およびトランスフア軸４２の
間に４輪駆動用の湿式多板式油圧クラツチ４３が
設けられる。そして、トランスフア軸４２は、一
対のベベルギヤ４４，４５により車体前後方向に
方向変換されて、ドライブ軸４６を介してプロペ
ラ軸５に連結される。また上記無段変速機の油圧
制御部８におけるポンプ油圧を利用したクラツチ
制御回路４７を有し、このクラツチ制御回路４７
が油圧クラツチ４３に回路構成され、４輪駆動時
制御ユニツト４８からの電気信号でクラツチトル
クの制御を行うようになつている。

第２図において無段変速機２の油圧制御系につ
いて説明すると、主プーリ側の油圧サーボ装置２
７において可動側プーリ半体２４ａがピストンを
兼ねてシリンダ２７ａに嵌合し、サーボ室２７ｂ
のライン圧で動作するようにされ、副プーリ側の
油圧サーボ装置２８においても可動側プーリ半体
２５ａがシリンダ２８ａに嵌合し、サーボ室２８
ｂのライン圧で動作するようにされ、この場合に
プーリ半体２４ａの方がプーリ半体２５ａに比べ
てライン圧の受圧面積が大きくなつている。そし
て、油溜５２のオイルをフイルタ５１を介して汲
み上げるオイルポンプ３１の吐出側のライン圧油
路４９が圧力調整弁５３および変速制御弁５４を
介して主プーリサーボ室２７ｂに連通し、ライン
圧油路４９から分岐する油路５０が副プーリサー
ボ室２８ｂに連通してある。

変速制御弁５４は、弁本体５５，スプール５
６，スプール５６の一方に付勢されるスプリング
５７，およびスプリング力を変化する作動部材５
８から成り、スプール５６のスプリング５７と反
対側のポート５５ａに、主プーリ側に設けられて
エンジン回転数を検出する回転数センサ５９から
のピトー圧が油路６０を介して導かれ、作動部材
５８にはスロツトル開度に応じて回動するスロツ
トルカム６１が当接してある。また弁本体５５の
ポート５５ｂは、スプール５６のランド５６ａ，
５６ｂによりライン圧供給用ポート５５ｃとドレ
ンポート５５ｄの一方に選択的に連通するように
なつており、ポート５５ｂが油路４９の油路４９
ａにより主プーリサーボ室２７ｂに連通し、ポー
ト５５ｃが油路４９ｂにより圧力調整弁５３側に
連通し、ドレンポート５５ｄが油路６２により油
溜側に連通する。

これにより変速制御弁５４のスプール５６にお
いてはポート５５ａのエンジン回転数に応じたピ
トー圧と、スロツトルカム６１の回転に伴うスロ
ツトル開度に応じたスプリング力とが対抗して作
用し、これら両者の関係により動作する。即ちエ
ンジン回転数と共にピトー圧が上昇すると、ポー
ト５５ｂと５５ｃが連通し主プーリサーボ室２７
ｂにライン圧を供給して高速段側への変速を開始
し、このときスロツトル開度に応じたスプリング
５７の力が大きい程、上記変速開始点をエンジン
回転数の高速側に移行する。

次いで、圧力調整弁５３は、弁本体６３，スプ
ール６４，スプール６４の一方に付勢されるスプ
リング６５から成り、スプール６４のスプリング
６５と反対側のポート６３ａ，６３ｂにはそれぞ
れ油路６０のピトー圧、油路４９ｃのライン圧が
導かれ、スプリング６５には主プーリ２４の可動
側プーリ半体２４ａに係合して実際の変速比を検
出するフイールドバツクセンサ６６がブツシユ６
７を介して連結される。更にポンプ側の油路４９
ｃは、スプール６４の位置にかかわらず常に変速
制御弁５４側の油路４９ｂに連通している。また
ドレン側の油路６２も、ポート６３ｄに連通して
いる。スプール６４は、ピトー圧とスプリングの
力により左右の微動しており、スプール６４のラ
ンド６４ａ部の切欠により、ライン圧のポート６
３ｃとドレン側油路６２との連通が制御されるこ
とで、ライン圧を調圧するようになつている。

これにより、圧力調整弁５３のスプール６４に
はピトー圧等がライン圧をドレンして低下する方
向に作用し、これに対してフイールドバツクセン
サ６６による変速比に応じたスプリング６５の力
がライン圧を高める方向に作用する。そして、伝
達トルクの大きい低速段ではスプリング６５の力
が大きいことからライン圧を高く設定し、高速段
側への変速に伴いライン圧を低下すべく制御し、
常にベルトストリツプを生じないようなプーリ押
付力を保持する。

そこで上記ライン圧油路の、例えば、油路４９
ｃから分岐する油路７０にクラツチ制御回路４７
が設けられるもので、この油圧制御系を第３図に
より説明する。

油路７０はアキユムレータ７１を介して制御弁
７２に連通し、この制御弁７２から油路７３を介
して油圧クラツチ４３に連通する。また、油路７
０から分岐する油路７４が調圧弁７５に連通し、
調圧弁７５からの油路７６が制御弁７２の制御側
およびデユーテイソレノイド弁７７に連通してあ
り、油路７０，７４，７６にはそれぞれ絞り７８
が設けられている。

アキユムレータ７１は、制御弁７２の作動時に
油圧クラツチ４３への急激な給油によるライン圧
変動補正するもので、オイルポンプ吐出量に充分
な余裕がある場合は除くこともできる。

ソレノイド弁７７は、制御ユニツト４８からの
デユーテイ信号に基づいて排圧制御し、零から調
圧弁７５の設定圧の範囲の制御圧を制御弁７２に
作用させる。

制御弁７２は、弁本体８８，ランドの受圧面積
差を有するスプール８４，スプール８４の一方の
制御圧が導入される油圧室８５、およびその他方
に付勢されるスプリング８６から成り、ポート８
３ａから導入される油路７０のライン圧を制御し
てクラツチ圧を発生し、このクラツチ圧をポート
８３ｂにより油路７３を介して油圧クラツチ４３
に供給する。即ちスプール８４のランド受圧面積
差によりクラツチ圧による荷重がスプリング８６
の力と共に下方に作用し、油圧室８５の制御圧に
より荷重がそれに対向して上方に作用する。そし
て制御圧が高くなるとスプール８４を上方移動し
てポート８３ａの開度を増すことによりクラツチ
圧を上昇し、制御圧が低くなるとスプール８４を
下方移動してポート８３ａを閉じ、且つドレンポ
ート８３ｃを開いてクラツチ圧を低下するように
動作する。

これにより、クラツチ圧Pa，制御圧Pb，スプ
リング力Ｆ，スプール大径面積S₁，小径面積S₂の
間には次式の関係が成立する。

Pa＝（S₁・Pb−Ｆ）／（S₁−S₂） ＝｛S₁／（S₁−S₂）｝Pb −Ｆ／（S₁−S₂） ここでS₁，S₂，Ｆは一定であるから、クラツチ
圧Paはデユーテイ制御される制御圧Pbに応じて
比例制御されることになる。

これを第４図に基づいて説明すると、ソレノイ
ド弁７７のデユーテイ比が０％では全く排圧され
なくなつて制御圧は調圧弁７５の設定圧と等しく
なり、クラツチ圧は最も高い値になる。一方、デ
ユーテイ比を大きくすると排圧制御されて制御圧
が低下し、これに伴いクラツチ圧もリニアに低下
する。そして、或るデユーテイ比以降の制御圧で
はクラツチ圧が零になり、こうしてクラツチ圧は
デユーテイ比によりオフ領域とオンの可変領域を
得ることになる。

次いで電気制御系について説明する。まず、制
御原理について説明すると、無段変速機２では第
５図に示すように、変速線図がエンジン回転数と
車速の関係で定められ、スロツトル全閉付近の変
速ライン₁は低いエンジン回転数N_Lに、スロツ
トル中開度の変速ライン₂は中間のエンジン回
転数N_Mに、スロツトル全開の変速ライン₃は高
いエンジン回転数N_Hに設定され、スロツトル開
度が一定の場合はエンジン回転数を一定に保つよ
うに変速制御される。このことから上記変速線図
を参照することにより、エンジン回転数Neと車
速Ｖとでスロツトル開度Ｂを求めることができ、
このスロツトル開度Ｂとエンジン回転数Neの関
係でエンジン出力特性を参照することによりエン
ジン出力トルクTeを求めることができるのであ
り、このような原理に基づいて電気制御系が構成
されている。

即ち４輪駆動切換スイツチ９０，エンジン回転
数センサ９２および車速センサ９３を有する。そ
して制御ユニツト４８は、切換スイツチ９０のオ
ン信号により各センサ９２，９３の信号を入力す
るスイツチ部９４，エンジン回転数Neと車速Ｖ
（No）の関係から変速特性マツプを参照してスロ
ツトル開度Ｂを求める設定部９１，そのスロツト
ル開度Ｂとエンジン回転数Neの関係からエンジ
ン出力特性マツプを参照してエンジン出力トルク
Teを求めるエンジントルク設定部９５，エンジ
ン回転数Neと車速センサ９３によるフアイナル
ギヤ回転数Noで終減速比No／Neを算出する算
出部９６を有し、これらのエンジントルクTe，
終減速比No／Neの値がクラツチトルク演算部９
７に入力する。またフアイナルギヤ回転数Noの
微分値dNo／dtを所定値と比較することによりス
リツプを判定する判定部９８，この判定により追
加駆動輪への伝達比K₂を通常は0.5〜0.6に定める
が、スリツプ時には１に定める伝達比設定部９９
を有し、この伝達比K₂と、係数設定部１００の
伝達効率等に基づく修正係数K₁の値が演算部９
７に入力する。そして演算部９７では、上記各値
Te、No／Neの逆数、K₁，K₂を乗算して必要ク
ラツチトルクTcを算出するのであり、このクラ
ツチトルクTcに応じてデユーテイ比設定部１０
１でデユーテイ比が定められ、このデユーテイ信
号が駆動部１０２を介して出力するようになつて
いる。

ここでデユーテイ比設定部１０１は、スイツチ
９０のオフ信号で必要クラツチトルクTcが零の
場合はデユーテイ比を100％付近に定め、４輪駆
動時にエンジントルクTe等の増大により必要ク
ラツチトルクTcを増すと、デユーテイ比を減じ
る。

このように構成された油圧制御装置の動作を説
明すると、車両の走行開始時アクセルの踏込みに
よりエンジン回転数が上昇すると、電磁式クラツ
チ１がクラツチ電流により係合する。そこで無段
変速機２の切換部６を前進段にシフトすることで
エンジン動力が主軸１７を介して主プーリ２４に
入力する。ここで走行開始時には、油圧制御系の
変速制御弁５４により主プーリサーボ室２７ｂが
排圧されて、駆動ベルト２６は主プーリ２４に最
も深く巻回して変速比最大の低速段となり、その
後、エンジン回転数に応じたピトー圧が高くなる
ことで、主プーリサーボ室２７ｂにもライン圧が
導入され、主プーリ２４のプーリ間隔を狭くしな
がらそのベルト巻付け径を増す。こうしてエンジ
ン回転数を一定に保つように無段変速され、この
変速動力が主プーリ２４から駆動され、更に終減
速装置３に伝達する。

ところで、４輪駆動切換スイツチ９０がオフし
ていると、制御ユニツト４８でデユーテイ比100
％付近の信号が出力し、クラツチ制御回路４７の
ソレノイド弁７７は完全に排出状態に保持され、
制御圧を零にする。このため、制御弁７２により
クラツチ圧も零になつて油圧クラツチ４３を解放
するようになり、これにより上記終減速装置３の
動力は前後輪の一方のみ伝達して２輪駆動走行と
なる。

一方、４輪駆動切換スイツチ９０がオンすると
制御ユニツト４８は操作状態になり、この場合の
エンジントルクTe等に応じて必要クラツチトル
クTcが算出され、これに基づいたデユーテイ比
の信号が出力する。そこで、ソレノイド弁７７，
制御弁７２により油圧クラツチ４３に所定のクラ
ツチ圧を生じるようになり、こうして油圧クラツ
チ４３は係合してクラツチトルクを生じる。その
ため、終減速装置３の動力は更にトランスフア装
置４，プロペラ軸５等を介して前後輪の他方へも
伝達し、４輪駆動走行となる。

ここで、油圧クラツチ４３のクラツチトルクは
エンジントルクが大きいほど、変速比が大きいほ
ど更に主駆動輪がスリツプを生じた場合に大きく
なるように制御されて、４輪駆動としての性能を
充分発揮する。また旋回時にアクセルを開放する
とエンジントルクに伴つてクラツチトルクも大幅
に低下して油圧クラツチ４３は滑り易い状態にな
り、このため、駆動系に生じる過大な捩りトルク
は油圧クラツチ４３の滑りで吸収されて、タイト
コーナブレーキング現象が未然に回避される。

なお、上記実施例ではクラツチ制御回路４７に
おいて、２輪駆動時デユーテイ比100％付近の信
号でソレノイド弁７７を排圧状態に保持した構成
になつているが、他の方式にすることもできる。

〔発明の効果〕

以上の実施例から明らかなように、本発明によ
れば、トランスフア装置４に油圧クラツチ４３を
有する無段変速機付４輪駆動装置で、無段変速機
２の油圧制御系のライン圧を利用する場合に、油
圧クラツチ４３が制御ユニツト４８とクラツチ制
御回路４７によりエンジン出力等に応じて最適な
クラツチトルク制御を行うので、４輪駆動として
の性能の発揮と、タイトコーナブレーキング現象
の回避を共に満すことができる。

クラツチ制御回路４７において２輪駆動時に油
圧クラツチ４３をオフ領域に設定し得るので油圧
クラツチ解放の専用バルブが不要になる。アキユ
ムレータ７１を追加した場合は、ライン圧の変動
を抑えることができて無段変速機側のベルトスリ
ツプ等の悪影響を防止できる。制御ユニツト４８
によるデユーテイ制御であるので、種々の情報に
よりデユーテイ比を設定して的確なクラツチトル
クの制御を行い得る。更に、エンジン出力トルク
を求めるスロツトル開度は無段変速機の変速特性
から導かれるので、専用のスロツトル開度センサ
が不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される４輪駆動装置の一
例を示すスケルトン図、第２図は無段変速機の油
圧制御系を示す回路図、第３図は油圧クラツチの
制御系を示す回路図、第４図はデユーテイ比とク
ラツチ圧の関係を示す線図、第５図は変速特性線
図である。 １……電磁式クラツチ、２……無段変速機、３
……終減速装置、４……トランスフア装置、５…
…プロペラ軸、３１……オイルポンプ、３２……
変速制御回路、４３……油圧クラツチ、４７……
クラツチ制御回路、４８……制御ユニツト、９０
……４輪駆動切換スイツチ、９２……エンジン回
転センサ、９３……車速センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プーリ間隔可変の主プーリと副プーリとの間
   に駆動ベルトが巻回され、主副プーリの各油圧サ
   ーボ装置に供給される油圧により両プーリに対す
   る駆動ベルトの巻付け径の比を変化して無段変速
   した動力を出力軸に取出す無段変速機を有し、 この無段変速機の出力軸から、前後輪の一方側
   へは常時動力を伝えるように構成し、他方側には
   油圧クラツチを有するトランスフア装置を介して
   動力を伝えるように構成した無段変速機付き４輪
   駆動装置の油圧制御装置において、 上記無段変速機の油圧制御系におけるライン圧
   回路を、クラツチ制御装置を介して上記トランス
   フア装置の油圧クラツチに回路構成し、 上記クラツチ制御装置は、４輪駆動切換スイツ
   チのオン信号時に、エンジン回転数と車速との関
   係から両センサの検出信号に基づき、前記無段変
   速機の変速特性ならびにエンジン出力特性を参照
   して求めたエンジン出力トルクを算出し、該エン
   ジン出力トルクに対応して上記油圧クラツチのト
   ルク制御を行うように構成してなることを特徴と
   する無段変速機付４輪駆動装置の油圧制御装置。