JPS60203533A

JPS60203533A - ４輪駆動装置の油圧クラッチ制御装置

Info

Publication number: JPS60203533A
Application number: JP59059935A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Sakai; 康人坂井
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-03-27
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1985-10-15
Also published as: JPH0541455B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】木光明は、車両用４輪駆動装置の油圧制９Ｉｌ装置に関
し、特に４輪駆動用トランスファ装置に湿式多板の油圧
クラッチを用いる場合のその油圧クララｆのタラッヂト
ルク制御に関する、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（Ｆ「）またはリアーエン
ジン・リアードライブ（ＲＲ）をベースとし、４輪駆動
時にトランスファ装置により更に前後輪の他方へｂ動力
伝達づる構造になっており、上記トランスファＨａのト
ランスフン７クラツヂに油圧クラップを用いたものが、
従来例えば実開昭５Ｇ−１２２６３０号公報、特開昭５
６−４３０３３号公報の先行技術により提案されている
。

ところで、センタデフを持たず１〜ランスフツ・クラッ
チの係合で４輪駆動する直結方式の４輪駆動装置にａ３
いては、舗装路のようなタイヤグリップ力の人きい路面
を４輪駆動走行づる場合に、１）ａ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りを生じ、これによ
りタイトコープ−ブレー４二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、かかるブレーキング現象を解消する
には、旋回時にトランスファクラッチを解放するか、ク
ラッチトルクを減じて滑らせる必要がある。

このことから、上記先行技術における特開昭５６−４３
．０，１３　＠公報では、自動変速機のライン圧がス［
１ツトル聞麿に比例的に制御されており、旋回時には？
クセル開度の小さい状態で運転される点に省目し、上記
う・イン圧を油圧クラッチに供給してクララ１トルクを
制御し、旋回時にクラッチトルク以上の過大な捩りトル
クが住じだ場合は、１−ルク制御装貿として適宜滑りを
生じてブレーキング現象を回ａするようになっている。

しかるに、手動式変速機のように変速機自体にライン圧
回路を持たない場合は、油圧クラッチ制御用どして専用
の油圧回路が必要である。また近年、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右するが、この場合のライン
圧は例えば特開昭５７−３７１４（３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。従って、上記ライン圧をそ
のまま油圧クラッ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、４輪駆動用トランス
ファ装置における伸圧クラッヂのクラッチトルクを、Ｉ
ｉｔ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４輪駆動装回の油圧制御装置を提供するこ
とを目的とする。

この目的のため本発明の構成は、油圧源回路に対しクラ
ッチｖＩＩＩｌを介してトランスファ装置の油圧クラッ
チを＠語構成し、クラッチ制御回路では調圧弁による一
定油圧をデユーディソレノイド弁により排圧制御して制
御弁に作用することで、クラッチ圧をデユーティ比との
関係で零からリニアに制御するように槙成し、制御ユニ
ットによりエンジン出力特性、変速比、および前羨輪の
駆動力配分に応じてデユーティ比を定め、油圧タラップ
のクラッチトルクを少なくともエンジン出力に対応して
制御することを要旨とするものである。

以下、７一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、本発明が適用される４輪駆動Ｉ装
置の一例として、電磁式クラッ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？／′場合につい
てｕ２明すると、符号１は電磁式クラッチであり、この
電磁式クラッチ１が無段変速Ｉ幾２を介して前後輪の一
方の終減速装置３に伝動構成ひれ、この終減速Ｓ！＠３
から更にトランスフル装Ｅｆ４．ブ１コベラ軸５等を介
して前後輪の他方に伝動構成される。

電磁式クラッチ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１
１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１′−ヤ
ップに鎖状に結合して集積する電磁粉の結合力のイｊ無
により、電気的に係合または解放作用する。

無段変速１１２は大別すると前後進の切換部Ｏ。

ブーり比変換部７および油圧制御部８から成る。

切換部６は上記クラッチ１からの入力軸１２と、これに
同軸士に配置されたプーリ比変換部７の主軸１７どの間
に設けられるもので、入力軸１２に一体結合づる前進用
ドライブギヤ１８と、主軸１７に回転自ギヤ２０および
アイドラギヤ２１を介して噛合い構成され、更にこれら
の主軸１７とギヤ１８．１９の間に切換クラッチ２２が
５４プられる。そして、パーキング（Ｐ）またはニュー
トラル（Ｎ＞レンジの中立位置から切換クラッチ２２を
ギヤ１８側に係合すると、入力軸１０に主軸１１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、切換クラッチ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ＱＱ＜ノられ、且つプーリ２４゜
２５の間にエンドレスの駆動ベルト２６が掛（づ渡しで
ある。プーリ２４．２５はいり゛れも２分割に構成され
、可動側ブーり半体２４ａ、２５ａには油圧サーボ装Ｍ
２１゜２８が付設されてプーリ間隔を可変にしである。

そしてこの場合に、主プーリ２４は固定側プーリ半休２
４ｂに対して可動側ブーり半体２４ａを近づ番プてブ１
１ｎｏ　ａａ　ＬＭｍｍ／＋４）　Ｆ、ｌｌ−７’　−
１１’）！；ｔｌｌＪＬ−１１１空側ブーり半休２５１
）に対し可動側ブーり半休２５ａを３仝ざ番ノてプーリ
間隔を順次広げ、これにより駆動ベルト２Ｇのプーリ２
４．２５における巻付は径の比を変化して無段変速した
動力を副軸２３に取出ずようにな、っている。

油用制御郡８はポンプ駆動軸３０が主軸１１および人力
軸１２の内部を貫通してクランク軸１０に直結すること
により、エンジン運転車掌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に回路構成８打て、プ
ーリ比変換部４の無段変速制御を行う。

柊減速装買３は上記副軸２３に一対の中間減速ギＳフ３
３，３４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３Ｇがファイナルギ
ヤフ３１に噛合い、ファイナルギヤ３７から差動機構３
８を介して前後輪の一方の車軸３９．４０に伝動１１１
１成される。

更にトランスファ装置４は、上記ファイナルギヤ３７に
常時噛合うトランスファギヤ４１がトランス７１軸４２
に回転自在に嵌合し、これらのトランスファギヤ４１お
よびトランス７１軸４２の間に４輪駆動用の湿式多板式
油圧クラッチ４３が設けられる。

そしてトランスファ軸４２は、一対のベベルギ１７４４
゜４５により車体前後方向に方向変換されて、ドライブ
軸４Ｇを介してプロペラ軸５に３Ｉ結される。また、上
記無段変速機の油圧制御部８にＪ５４ブるポンプ油圧を
利用したクラッチ制御回路４７を右し、このクラッチ制
御回路４７が油圧クラッチ４３に回路構成され、４輪駆
動時制御ユニット４８からの電気信号でクラッヂトルク
の制御を行うようになっている。

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、主ブーり側の油圧サーボ装置２１において可動
側ブーり半休２４ａがピストンを兼ねてシリンダ２７ａ
に嵌合し、サーボ９２７ｂ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
側ブーり半体２５ａがシリンダ２８ａに嵌合し、サーボ
室２８１＋のライン圧で動作するようにされ、この場合
にブーり半休２４ａの力がプーリ半体２５ａに比べてラ
イン圧の受圧面積が人さくなっている。そして、油′ａ
５２のオイルをフィルタ５１を介して汲み上げるメイル
ポンプ３１のＩ！ｌ出側のう・イン圧油路４９が「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、ラーイン江油路４９から分岐する油
路５０が副プーリリーボ室２８（）に連通しである。

変速制御弁５４は弁本体５５．スプール５Ｇ、スプール
５Ｇの一方にイ」勢されるスプリング５１およびスプリ
ング力を変化りる作動部材５８から成り、スツールｊｉ
６のスプリング５７と反対側のボート５５ａに、主ブー
り側に設けられてエンジン回転数を検出する回転センリ
”５９からのピトー圧が油路６０を介して導かれ、ｉ′
１動部＋Ａ５８にはスロットル［度に応じて回動４るス
ロットルカムＧ１が当接しである。また、弁本体５：ｉ
のボート５５ｂはスプール５Ｇのランド５６ａ。

５Ｇ１）ににリライン圧供給用ボート５５ｃとドレンボ
ート５５（１の一方に選択的に辿通ずるようになってお
り、ボート５５（）が油路４９の油路４９ａにより主ブ
ー　ｌ、Ｊ　サーボ室２７１）ｋ一連通し、ボー１−５
５ｃが油ｔＢ４９ｂにより圧力調整弁５３側に辿通し、
ドレンボート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５Ｇにおいては
、ボート５５ａのエンジン回転数に応じたビ１−−圧と
、スロットルカム６１の回動に伴うスロワ１〜ル００度
に応じたスプリングツノ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、エンジン回転と共にピ
トー圧が上昇すると、ボート５ｂ　ｂと５５ｃが連通し
主プーリサーボ室２１１１にライン圧を供給して高速段
側への変速を開始し、このどきスロットル開度に応じた
スプリング５７の力が人さい程上記変速開始点をエンジ
ン回転の１０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Ｇ４の一方にイ」勢されるスプリングＧ５から
成り、スプール６４のスプリング６５と反対側のボート
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１ブー
！Ｊ２４の可動側プーリ半体２４ａに係合して実際の変
速比を検出するフィードバックセンサ６６がブッシュＧ
７を介して連結される。更に、ポンプ側の油路４９ｃは
、スプール６４の位置にかかわらず常に変速制御ブナ５
４側の油路４９１）に連通している。また、ドレン側の
油路６２も、ボート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ノ’
ｒ−（、ｉに微動しており、スプール６４のランド６４
ａ部のり欠により、ライン圧のボート６３ｃとドレン側
油路０２との連通が制御されることで、ライン圧を調ハ
ゝりるようになっている。

これにより、圧）ｊ調整弁５３のスプール６４にはビ１
−−−　Ｌト彷がライン圧をドレンして低下する方向に
１２１川し、これに対しフィードバックセンナ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Ｉｒ
ｌ１ぬる方向に作用する。そして、伝達トルクの大さい
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
低下寸べく制御し、常にベルトスリップを生じないよう
なプーリ押付力を保持する。

そこぐ、上記ライン圧油路の例えば油路４９ｃから分岐
づる油路７０にクラッチ制御回路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
はアキュムレータ７１を介して制御弁１２に連通し、こ
の制御弁１２から油路１３を介して油圧クラッチ４３に
連通ずる。また、油路７０から分岐する油路１４が調圧
弁７５に連通し、調圧弁７５からの油路７Ｇが制御弁７
２の制御側および／ニーティソレノイド弁１１に連通し
てあり、油路７０．７４．７Ｇにはそれぞれ絞り７８が
設（プられている。

アキュムレータ１１は制御弁１２の作動時に油圧クラッ
チ４３への急激な給油によるう、イン圧変動を補ｆする
しので、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。

■レノイド弁７１は制御ユニット４８からのデ］、　−
ティ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１２に作用する。

制御弁７２は弁本体８３．ランドの受１１面拍差を右す
るスプール８４．スプール８４の一力の制御圧が導入さ
れる油圧室８５、およびその他方に付勢されるスプリン
グ８Ｇから成り、ボート８３．１から導入される油路１
０のライン圧を制御してクラッチ圧を発生し、このクラ
ッチ圧をポーｌ−８３ｂにより油路７３を介して油圧ク
ラッチ４３に供給する。即ら、スプール８４のランド受
圧面積差によりクラッチ圧による（ｌｌ　＜ｎがスプリ
ング８Ｇの力と共に下方に作用し、油１１−室８；）の
制御圧により荷重がそれに対向して−Ｌ方に１′１用・
ｊる。そして、制御圧が高く４さるとスプール８４ヲ上
方移動してボート８３ａの開度を珀寸ことによりクラッ
チ圧を上昇し、制御圧が低くなるとスツール８４を下方
移動してボート８３ａを閉じ、且”つドレンポート８３
ｃを開いてクラッチ圧を低下するように動作する。これ
により、クラッチ圧Ｐａ。

制御圧ｌ〕ｌ）、スノ′リングカＦ、スプール人径面積
Ｓｉｒ小径面梢Ｓ、の間には次式の関係が成立する。

Ｐａ　＝　＜８１　・ＰＬ＋−Ｆ）／　（Ｓｌ−３ｚ　
）−（、Ｓ１／　（Ｓｌ−８ｔ、））ｐＨＦ／（Ｓｚ　
Ｓｔ）ここで３１．Ｓｚ、Ｆは一定であるｈＸら、クラッチ圧
１）　ａはデユーティ制御される制御圧ｐｂに応して比
例制御されることになる。

これを第４図に阜づいて説明するど、ソレノイド弁７７
のデユーティ比が０％では全く排汁されなくなって制御
圧は調圧弁７５の設定圧と等しくなり、クラッチ圧は最
も高い値になる。一方、デユーティ比を大きくすると排
圧制御されて制御圧が低下し、これに伴いクラッチ圧も
リニアに低下りる。

そして、成るデユーティ比以降の制御圧ではクラッチ圧
が零になり、こうしてクラッチ１王は１？コーテイ比に
よりＡフ領域とオンの６１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と、シリ御ユニット
４８には４輪駆動切換スイップ９０，７クヒル開度セン
サ９１．エンジン回転センサ９２および車速センサ９３
からの信号が入力する。そして制御ユニット４８は、ス
イッチ９０のオン信号により各センサ９１ないし９３の
信号を入力するスイッチ部９４．アクセル開ｆｆｉ［Ｂ
とエンジン回転ＮＯの関係からエンジン出力が特性マツ
プを参照してエンジン出力トルクＴｅをめるエンジント
ルク設定部９５．エンジン回転Ｎｅと車速センサ９３に
よるフフイナルギャ回転ＮＯ′ｃ総減速比Ｎｏ　／Ｎｅ
をｎ出覆る算出部９Ｇを右し、これらのエンジン１〜ル
クＴｅ、総減速Ｊｌ：Ｎｏ、／Ｎｃの値がクラッチ１〜
ルク演算部９７に入力号る。、こした、ファイナルギヤ
回転ＮＯの微分値ｄ　Ｎ　ｏ　、／　ｄ　ｔを所定値と
比較することによりスリップを判定づる判定部９８．こ
の判定により追加駆動輪への伝達比に２を通常は０．５
〜０．６に定めるが、スリップ時には１に定める設定部
９９を有し、この１ノニ達比に２ど、係数設定部１００
の伝達効率等に基づく修ｉ］］係数）〈１の値が演惇部
９１に入力する。そして演停部９１では、上記８値Ｔｅ
　、Ｎｏ　／Ｎｅの逆数、Ｋ１．に２を乗舜して必要ク
ラッチ１〜ルク−「ｃを悼出するのであり、このクラッ
チトルクＴＣに応じてデユ−ティ比設定部１０１でデユ
ーティ比が定められ、このデユーディ信号が駆動部１０
２を介して出力するようになっている。

ここでデユーティ比設定部１０１は、スイッチ９０のン
１フ１工号で必要クラッチ１〜ルクＴｃが零のＪｊＪ合
はデユーティ比を１００％（Ｊ近に定め、４輪駆動時に
エンジン１〜ルクＴｅ等の増大により必要クラッチトル
クＴ、ｃを増すと、デユーティ比を減じる。

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
転が上昇すると、電磁式クラッチ１がクラッチ電流によ
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１
プーリ２４に入）Ｊする。ここで走行ＤＩ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２７
ｂが排圧されて、駆動ベルト２Ｇは主ブー９２４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
ン回転に応じたピトー圧が高くなることで、主プーリサ
ーボ室２７１＋にもライン圧が導入され、主プーリ２４
のブーり間隔を狭くしながらそのベルト巻イ１り径を増
ず。こうして、エンジン回転を一定に保つように無段変
速され、この変速動ノｊが主７−　ＩＪ　２４から駆動
ベルト２６．副プーリ２５を介し゛Ｃ副軸２３に取出さ
れ、更に終減速装置３に伝達する。

ところで、４輪駆動切換スイツブ９０がＡフしていると
、制御ユニット４Ｂでデユーティ比１００％句近の信昼
が出力し、クラッチ制御回路４１のソレノイド弁？７７
は完全にＪＪＦ圧状態に保持され、制御圧を零にＪる。

このため、制御弁７２によりクラッチ圧も零になって油
圧クラッチ３４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ｎａ後輪の一方にのみ伝達して２
輪駆動走行となる。

−ｊｊ’、’Ｉ輪駆動切換スイッチ９０がＡンすると制
御Ｉ　：Ｌ−ツ１へ４８は動作状態になり、この場合の
エンジントルク「０等に応じて必要クラッチ１−ルクＴ
Ｃが算出され、これに基づいたデユーティ比の１８号が
出力りる。そこで、ソレノイド弁７７、制御弁７２にＪ
、り油圧クラッチ４３に所定のクラッチ圧を！１しない
ようになり、こうして油圧クラッチ４３は係合し−Ｃク
シツブ１〜ルクを生じる。そのため、終減速装ｒｊ３の
動力は更にトランスファ装置４．プロペラ軸５等を介し
て前後輪の他方へも仏達し、４輪駆動走行どなる。

ここで、油圧タラップ−４３のクラッチ１〜ルクは１ン
ジン１−ルクが大きいほど、変速比が大きいほど、ψに
主駆耐１　＊Ｑ　ｌ＋’ニスリップを／１：ｌ；た坦査
「去身（ｈるように制御されて、４輪駆動としての１４
ＯＬを充分発揮する。また旋回峙にアクレルを開放する
と、エンジン１−ルクに伴ってタラップトルクも大幅に
低下して油圧クラッチ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ッチ４
３の滑りｅ吸収され（、タイ１−」−ノーフレーキング
現象が未然に回避される。

なＪ５、上記実施例では無段変速機を４輪駆動し、その
油圧系を利用したものになっているが、本発明はこれに
限定されるｂのではない。また、クラッチ制御回路４１
において２輪間ｔｌｈｖ１デユーティ比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
っているが、他の方式にする口どもできる。

以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、ト
ランスファ装置４に油圧クラッチ４３を有する４輪駆動
装置で、エンジン出力等に応じた油圧を持たない場合に
、油圧クラッチ４３が制御ｊ−ニット４８とクラッチ制
御回路４７によりエンジン出力等に応じて最適なりラッ
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′ＪＡ
ｔことができる。

クラッチ制御回路４７において２輪駆動時に油圧クー、
ラップ４３をオフ領域に設定し得るので、油圧クララｆ
解敢の専用バルブが不要になる。アキュムレータ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ップ等の悪影響を防止できる
。制御ユニット４８によるデ、１−ティ制御であるので
、種々の情報によりデユー　ｊｊイ比を設定して的確な
タラッヂトルクの制御を（１い４１７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承り
スケルトン図、第２図は無段変速機の油１−１制陣系を
示１回路図、第３図は油圧クラッチの制！ｌｌ系を示１
回路図、第４図はデユーティ比どクラップ斤の関係を示
ず図である。１・・・電磁式クラップ、２・・・無段変速機、３・・
・終減速装置、４・・・トランスファ装置、５・・・プ
ロペラ軸、３１・・・Ａイルポンプ、３２・・・変速制
御四路、４３・・・油圧クラッチ、４７・・・クラッチ
制御回路、４８・・・制御ユニット、７２・・・制御弁
、７：ｉ・・・調斤弁、７７・・・ソレノイド弁。特許出願人　富士重工業株式会社代理人　弁理士　小　橋　信　浮量　弁理士　村　井　進

Claims

【特許請求の範囲】

前後輪の駆動系の途中のトランスファ装置に油ＬＬ−ク
ラッチを有する４輪駆動装置において、エンジンにより
駆動される油圧源回路をクラッチ制御回路を介して上記
油圧クラッチに回路組成し、該クラッチ制御回路は一定
油圧を住しる調圧弁、デ：Ｌ−テ’ｒ　（ｇ号により該
一定油圧を排圧して制御圧を生じるソレノイド弁、およ
び該制御圧によりクラッチ圧をデユーティ比との関係で
制御する制御弁をイＪし、４輪駆動時制御ユニットにお
いてエンモレ出力辺に応じデユーティ比を定めて上記油
圧クラッチの１〜ルク制御を行うように構成したことを
特徴どり−る１輪駆動装置の油圧制御装置。