JPS62175223A - 車両の伝達トルク制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、パワープラントからトルク伝達経路を介して
前後輪間あるいは左右両輪間に伝達されるトルクを制御
する車両の伝達トルク制御装置に関する。

（従来の技術） この種の伝達トルク制御装置においては、トルク伝達経
路の途中に、トルク入力端回転数と出力側回転数の差に
応じて伝達トルク量が変化する湿式クラッチ、ビスコス
カップリング等のトルク伝達手段が介挿されたものがあ
る。かかるトルク伝達手段では、トルク入力側の回転軸
に連結した複数の摩擦板と、トルク出力側の回転軸に連
結した複数の摩擦板とが交互に配列された構造を有して
いる。

ここに、湿式クラッチでは、入出力側間の摩擦部材が油
圧等の流体圧力で締結され、この締結力に応じて、定ま
ったトルクの伝達が行なわれる。

従って、締結力、すなわち流体圧力を制御することによ
り、湿式クラッチを介して伝達されるトルク量の制御が
可能である。一方、ビスコスカップリングにおいては、
その−列が米国特許第３、７６０．９２２　号の明細書
に開示されているように、粘性流体中に、摩擦板である
円環状プレートが配置され、粘性流体のせん断力によっ
てトルク伝達が行なわれ、上記のプレートに形成した開
口の面積を変えることによって、所定のトルク伝達特性
を得ることが可能となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなトルク伝達手段においては、
入力端および出力側の摩擦板間に相対的なすべりを生じ
ながらトルク伝達が行なわれており、従って、常に発熱
が伴なう。この発熱状態が許容される状態にあるときに
は問題はないが、摩擦板間の相互ずベリ量が過度に大き
くなると、過熱状態に陥いり、摩擦板等に損傷が生ずる
おそれが生ずる。

本発明の目的は、このような過熱によって生ずる不具合
を回避し得るようにした車両の伝達トルク制御装置を提
供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） そのために、本発明の伝達トルク制御装置においては、
トルク伝達手段の発熱状態を検出する検出手段を備え、
トルク伝達手段が過熱状態に陥ったときには、トルク伝
達手段の入出力側の摩擦部材間のずベリ量が零になるよ
うに、これらの摩擦部材間を固定状態となして、これに
よって、摩擦部材間のすべりに起因する発熱を抑制し、
トルク伝達手段に生じた過熱状態を許容発熱状態へ移行
させるようにしている。

第１図を参照して、更に具体的に述べるならば、本発明
は、入出力側の摩擦部材相互間のずベリ量を所定の制御
特性に従って変化させ伝達トルク量Ｔ　ａ　ｕ　Ｔが可
変なトルク伝達手段△が、パワープラントＢからのトル
クＴＩＮを複数の車輪へ伝達するトルク伝達経路に介在
された車両の伝達トルク制御装置において、前記トルク
伝達手段への発熱状態を検出する検出手段Ｃと、検出さ
れた前記発熱状態から、前記トルク伝達手段Δの発熱状
態が許容状態を越えたことを検知したときには、前記ト
ルク伝達手段を固定状態にずべく指令を発生する固定指
示手段りと、該固定指示手段の信号を受けて前記トルク
伝達手段を固定状態にするために、当該トルク伝達手段
の入出力側の摩擦部材相互間のずベリ量を零とするよう
に制御する制御手段Ｅとを備えたことを特徴とするもの
である。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図ないし第５図は、本発明の一実施例を示すもので
あり、４輪駆動車の前後輪間に流体式トルク伝達手段を
介挿したものである。第２図において、符号１０はパワ
ープラントを示し、このパワープラント１０はエンジン
およびトランスミッション等からなっている。このパワ
ープラント１０の出力軸１２には、歯車列１３を介して
フロント側プロペラシャフト１４が連結されているとと
もに、流体式トルク伝達手段である油圧式可変クラッチ
１５を介してリヤ側プロペラシャフト１６が接続されて
いる。フロント側プロペラシャフト１４は、ファイナル
ギヤユニット１７を介して左右前輪８に接続されている
。また、リヤ側プロペラシャフト１６は、ファイナルギ
ヤユニット１９を介して左右後輪２０に接続されている
。このように、パワープラント１０から、出力軸１２、
歯車列１３、プロペラシャフト１４およびファイナルギ
ヤユニット１７を介して前輪１８に至るトルク伝達経路
が形成され、また、出力軸１２、クラッチ１５およびフ
ァイナルギヤユニット１９を介して後輪に至るトルク伝
達経路が形成される。

そして、クラッチ１５へ加える作動油の圧力を変化させ
て、クラッチ１５の伝達トルク量を変化させることによ
り、前後輪のトルク配分比が調整される。

次に、第３図を参照して、上記クラッチ１５の油圧制御
系について説明する。図に示すように、油タンク２１内
の作動油は、ポンプ２２によって吸い上げられ、所定の
圧力で吐出され、油圧制御弁２３を介して、クラッチ１
５の作動油室１５ａに供給される。油圧制御弁２３は、
制御ユニット２４で制御され、これによって、クラッチ
１５の作動油室１５ａへの作動油の圧力が調整される。

すなわち、クラッチ５のフロント側プロペラシャフト１
４に接続された摩擦板１５ｂと、リヤ側プロペラシャフ
ト１６に接続された摩擦板１５ｃとの間の締結力が制御
される。

上記の制御ユニット２４の入力端には、車速センサ２５
、舵角センサ２６、速度差センサ２７およびアクセル開
度センサ２８が接続されている。

車速センサ２５は、車速を検出してその車速に応じた車
速信号Ｓ、を出力する。舵角センサ２６は、舵角を検出
してその検出値に対応する舵角信号Ｓαを出力する。速
度差センサ２７は、トルク入力側および出力側の回転速
度差、すなわちフロント側およびリヤ側プロペラシャフ
ト１４．１６の間の回転速度差へ〇を検出し、速度差信
号ＳΔｎを出力する。また、アクセル開度センサ２８は
、アクセルの踏み込みが解除されたときにアクセルオフ
信号Ｓ。ｆ、を出力する。なお、上記車速センサ２５と
しては、フロント側プロペラシャフト１４の回転速度を
検出する回転速度センサを用いることができる。また、
回転速度差へ〇の算出は、上記の速度差センサ２５を用
いずに、リヤ側プロペラシャフト１６の回転速度を検出
する回転速度センサを制御ユニット２４に接続し、この
センサ出力値に基づき制御ユニットにおいて演算するよ
うにしてもよい。

制御ユニット２４は、上記の３つの信号Ｓ　ｖ　。

ＳαおよびＳ△ｎを用いて、予め記憶している制御マツ
プから制御電流ｌを算出し、算出された電流ｌを油圧制
御弁２３に供給する。

本例では、制御電流１と制御弁２３による制御油圧Ｐと
は比例関係にあり、また、制御油圧Ｐとクラッチ１５に
よる伝達トルク量Ｔ。ｏ７　とは同じく比例関係にある
。そして、本例では、かかる制御電流１の変化により、
第４図に一例を曲線ｆ（△ｎ　）として示すような、回
転速度差Δｎに対する伝達トルク特性が得られるように
なっている。

また、本例の制御ユニット２４においては、検出された
回転速度差へ〇から油圧クラッチ１５の発熱状態を算出
するようになっている。すなわち、第４図の曲線ｆ（Δ
ｎ）から、検出された回転速度差へ〇に対する伝達トル
クＴ。ＵＴを求めた後、次式によって油圧クラッチ１５
における発熱量Ｐを算出する。

Ｐ−Δｎ−Ｔｏｕｒ ここに、油圧クラッチ１５の許容発熱領域は、第４図に
おいて、許容発熱量を表わす曲線Ｐ１以下の領域■であ
り、また、一定の時間隔以内ならば連続運転が可能な発
熱量の領域は、曲線Ｐ１とＰ２で囲まれた領域■であり
、更に、油圧クラブチ１５にとって回避しなければなら
ない危険な発熱領域は、曲線Ｐ２以上の領域■である。

従って、本例の制御ユニット２４においては、領域■内
においては制御マツプに基づいて制御電流１を算出し、
この電流ｌによって油圧制御弁２３を制御する。これに
より、油圧クラッチ１５を介して、曲線ＴＯＩＩＴ　＝
　ｆ　（八〇）によって示される量のトルク伝達が行な
われる。しかるに、領域■内に運転状態が移行した場合
には、この領域■内に連続して留まる時間ｔを計数する
。この時間ｔが、一定時間ｔ１以上に亘る場合には、−
例を第４図の点Ａと点Ｂとを結ぶ曲線Ｔｒｉで示すよう
に、油圧クラッチ１５の摩擦板１５ｂ、１５Ｃ間のすべ
り量が零となるように、この油圧クラッチを固定する。

この結果、車両は前後輪間に１：１でトルク配分が行な
われる４輪駆動状態となる。また、領域■内に運転状態
が移行したときには、直ちに油圧クラッチ１５を開放状
態となす。第４図の点Ｃと点りを結ぶ曲線Ｔｒ２はこの
制御の一例を示すものである。この結果、車両は前輪駆
動状態となる。

次に、第５図に示すフローチャートに従って、本例の伝
達トルク制御動作を、更に詳しく説明する。ここで、理
解を容易にするために、伝達トルク制御が第４図の曲線
Ｔ。ｕｒ＝ｆ（Δｎ）に従って行なわれる場合を説明す
る。この場合には、回転速度差Δ口に対する伝達トルク
Ｔ。ＬＩＴが１対１に定まっている。従って、運転状態
が領域■、■、■のいずれにあるのかの判別を、発熱量
を直接に算出せずに、単に回転速度差Δｎから行なうこ
とが可能となる。すなわち、第４図に示すように、回転
速度差６口が０〜Δ口１の間のときは領域Ｉであり、同
様に、八０１〜△ｎ２の間が領域■、へ１２以上が領域
■である。

（１〕　　△ｎ〈Δｎ１の場合（領域■）この場合には
、ステップＳＴＩ、Ｓｒ１、Ｓｒ１、Ｓｒ４、Ｓｒ１、
Ｓｒ１およびＳｒ１を順次に実行して、再びステップＳ
ＴＩへ戻る制御が行なわれる。従って、第４図の曲線Ｔ
ＯＬＩ丁−ｆ　（八〇）に沿う伝達トルク量が得られる
ように、予め記憶されている制御マツプから制御電流１
の値を算出し、この値となるように油圧制御弁２３への
制御電流を調整する（ステップ５Ｔ７）。この結果、第
４図を参照するならば、検出された回転速度差が△ｎ３
の場合には、その値に対する曲線ｆ（八〇）のＹ座標軸
上の点Ｔｒ３が伝達トルク量となるように、クラッチ１
５の締結力が制御される。

（２）　　Δｎ１≦△ｎく△ｎ２の場合（領域■）この
領域内での運転が、予め定めた時間ｔｌに亘って継続さ
れるまでは、ステップＳＴＩがらＳｒ１を順次に実行し
た後、ステップＳＴ３、Ｓｒ１を実行してタイマの内容
を“１”歩進した後、ステップＳＴ７を実行するという
ループを繰り返す。すなわち、かかる領域■での運転は
、直ちに油圧クラッチ１５にとって危険な過熱状態には
至らないので、一定時間ｔ１を経過するまでは、曲線Ｔ
。ｕｒ＝ｆ（△ｎ）に沿った伝達トルク制御が行なわれ
る。

一定時間ｔ１を経過すると、ステップＳＴ３からステッ
プ５ＴＩＯへ進み、時間ｔ１が経過したことを表わずフ
ラグＦＬＧＩに“１パをたて、その後ステップ５Ｔｌｌ
へ進み、油圧クラッチ１５を固定状態となるように制御
する。すなわち、制御弁２３へ向けて最大電流１が供給
され、これにより油圧クラッチ１５には最大油圧Ｐが作
用し、摩擦板１５ｂ、１５ｃ間のすべりがほぼ零となる
。

第４図の曲線Ｔｒｉはこのときの伝達トルクの変化状態
を表わしている。この制御においては、一時的に油圧ク
ラッチの発熱量が増加するが、摩擦板１５ｂ、１５ｃ間
のすべりの減少、換言すると、回転速度差Δｎの減少に
伴なって、発熱量が減少し、実質的にこの発熱量が零と
なる。従って、油圧クラッチ１５が領域■で示される危
険な発熱状態へ移行することが回避される。

このうようにして、フラグＦＬＧＩが立った後は、ステ
ップＳＴ５からステップ５Ｔｌｌヘジヤンプするループ
が繰り返されて、油圧クラッチ１５は固定状態に保持さ
れる。この固定状態は、アクセルスイッチがオフされる
まで保持される。

アクセル開度センザ２８の出力信号Ｓ。、ｒがらアクセ
ルの踏み込みが解除されたことを検出すると、ステップ
ＳＴ２からステップ５Ｔ１４へ進み、フラグＦＬＣＩを
リセットし、更にステップ５Ｔ１５においてタイマをリ
セットする。この後、ステップＳＴ７へ進み、第４図の
曲線Ｔ。ｕｒ＝ｆ（八〇）に沿う制御に復帰する。

（３）　　△ｎ≧△ｎ２の場合（領域■）この状態に移
行すると、ステップＳＴＩ〜ＳＴ３を実行した後、ステ
ップＳＴ４から５Ｔ１２ヘジヤンプし、回転速度差６口
がへ０２以上になったことを表わすフラグＦ　Ｌ　Ｇ　
２を立てた後に、ステップ５Ｔ１３へ進み、直ちに油圧
クラッチ１５を開放状態に制御する。第４図の曲線Ｔｒ
２は、このときの伝達トルクの変化を示すものである。

この結果、油圧クラッチ１５の発熱が止み、クラッチが
領域■内へ移行することが回避される。また、後輪への
トルク伝達が行なわれなくなるので、車両は前輪駆動状
態になる。

このようにして、フラグＦ　Ｌ　Ｇ　２が立った後は、
ステップＳＴ３からステップ５Ｔ１３ヘジヤンプするル
ープが繰り返される。この解放状態は、アクセルオフ信
号Ｓ。ｆｒ　が出力されるまで保持される。アクセルオ
フ信号が出力されると、ステップＳ　Ｔ　’２からステ
ップ５Ｔ１４へ移行し、フラグＦＬＧ２がリセットされ
る。その後は、ステップ５Ｔ１５を介してステップＳＴ
７へ進み、第４図の曲線Ｔ。ｕｒ＝ｆ（八ｎ）に沿う制
御に復帰する。

このように、本例においては、運転状態が領域Ｈに移行
して、この領域内に一定時間以上に亘って継続して入っ
ているときには、油圧クラッチを固定して、入出力側の
摩擦板相互間のすべりを無くすようにした。従って、油
圧クラッチの摩擦板の発熱量は、固定状態に至る過程に
おいて、わずかの時間だけ増大するものの、その後はぼ
零に減少する。これにより、油圧クラッチが過熱状態に
陥ることを回避することができる。また、本例では、運
転状態が領域■に移行して、油圧クラッチにとって危険
な発熱状態に陥ったときには、直ちに油圧クラッチを解
放して、この油圧クラッチを介してのトルク伝達を禁止
するようにした。従って、この場合には、油圧クラッチ
の摩擦板の発熱が直ちに減少させることができるという
利点がある。

更に、上述の実施例では、油圧クラッチの発熱状態の検
出を、発熱量（６口・ＴｏｕＴ）に基づき行なっている
。従って、直接に油圧クラッチの温度を検出する場合に
比べて、制御遅れを回避できるという利点を有している
。しかしながら、本発明において、発熱状態の検出方法
が、発熱量（Δｎ−Ｔａｕ□）に限定されるものでない
ことは明らかである。

なお、上述の実施例では、第４図に示すように、領域■
内に運転状態が移行したときには、曲線Ｔｒ２で示すよ
うに油圧クラッチを解放して、直ちに発熱を抑制するよ
うにした。しかしながら、この場合においても、第４図
に破線Ｔｒ３で示すように、油圧クラッチを固定するこ
とにより、その発熱を抑制しても良いことは勿論である
。この場合には、一時的に発熱量が増大するので、曲線
Ｐ２をより安全側に設定する等の対策を施せば好適であ
る。

また、上述の例は、前、後輪へのトルク伝達経路間にト
ルク伝達手段を配置した場合であるが、左右両輪間にト
ルク伝達手段を配置した場合に対しても、本発明を同様
に適用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の伝達トルク制
御装置においては、油圧クラッチ等のトルク伝達手段の
発熱状態を検出して、この発熱状態が許容状態を越えた
発熱状態になったときにはトルク伝達手段の入出力側の
摩擦部材相互を固定状態となして、それらの間のすべり
量を実質的に零とするようにした。従って、トルク伝達
手段の発熱を抑制でき、このトルク伝達手段が過熱状態
に陥って、損傷等の不具合が生ずる事態を回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す概略図、第２図は本発明を
４輪駆動車に適用した例を示す全体構成図、第３図は第
２図の例における油圧制御系を中心に示す構成図、第４
図は回転速度差に対する伝達トルク量を示す特性図、第
５図は第２図の例における制御動作の一例を示すフロー
チャートである。 Ａ・・・・・・トルク伝達手段　　Ｂ・・・・・・パワ
ープラントＣ・・・・・・検出手段　　　　　Ｄ・・・
・・・固定指示手段Ｅ・・・・・・制御手段 Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入出力側の摩擦部材相互間のすべり量を所定の制御特性
   に従って変化させ伝達トルク量が可変なトルク伝達手段
   が、パワープラントからのトルクを車輪へ伝達するトル
   ク伝達経路に介在された車両の伝達トルク制御装置にお
   いて、 前記トルク伝達手段の発熱状態を検出する検出手段と、 検出された前記発熱状態から、前記トルク伝達手段の発
   熱状態が許容状態を越えたことを検知したときには、前
   記トルク伝達手段を固定状態にすべく指令を発生する固
   定指示手段と、 該固定指示手段の信号を受け前記トルク伝達手段を固定
   状態にするために、当該トルク伝達手段の入出力側の摩
   擦部材相互間のすべり量を零とするように制御する制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする車両の伝達トルク制御装置。