JPS62238116A - 車両用駆動系クラツチ制御装置 - 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、四輪駆動車のトランスファ装置や、自動ｉ１
（の差動装置等に用いる駆動力配分クラッチや差動制限
クラッチ等のクラッチ締結力を制御する車両用駆動系ク
ラッチ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置ごとしては、例
えば特開昭５８−２６６３８号公報に記載されているよ
うな装置が知られている。

この従来装置は、変速機において前後輪の一方へ直接動
力伝達し、油圧クラッチ式のトランスファクラッチを介
して上記前後輪の他方へも動力伝達すべく伝動構成し、
Ｌ記りラッチを通常はスプリングにより滑り可能な半ク
ラッチの係合状態にし、上記前後輪の間でスリップを生
じた場合はピストンの抑圧により完全に一体化した保合
状態にするように２段に制御することを特徴とするもの
であった。

従って、従来装置では、前後輪の間でスリップが所定値
以下の時は、トランスファクラッチが半クラッチ係合状
Ｉ出で、トランスファクラッチを介してわずかに駆動力
伝達される駆動力配分状態（２輪駆動に近い状ｙｆ′、
）であり、また１前後輪の間でスリップが所定領置」−
になると、トランスファクラッチが完全係合をし、完全
４輪駆動走行状態になっていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置に
あっては、所定のスリップ率を境に２輪駆動状態から４
輪駆動状態へと０Ｎ−ＯＦＦ的に駆動力配分が切換わる
ものであったため、旋回時にはステア特性が急変するし
、必ずしも走行状態に応じた最良の駆動力配分となって
いるわけではなく、駆動ロスを生じる場合があるという
問題点があった。

これに対し、本出願人は、上述の問題点を解決すること
を［］的として、前後輪の回転数差が大きくなるに従っ
て回転数が小さい側の車輪への駆動トルクを増加させる
という内容の出願を先に行なったが１前後輪の回転数差
が非常に大きくなったり、回転（＆差の大きな状態が反
部間続くような場合において、＋ｉ）変トルククラッチ
に滑りが生じ、席擦部材の温度が上昇して焼き付いたり
、伝達トルクの変動を招いたりし、急発進時等でのホイ
ールスピンや低摩擦係数路でのホイールスピンを効果的
に制御できないという問題点を残していた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので２この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を第１図に示すクレーム概念図により
説明すると、エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪
に分配伝達する動力分割装置１と、該動力分割装置ｌの
駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、クラッチ締
結力の大きさにより伝達トルクの変更が可能な駆動系ク
ラッチ手段２と、入力手段３からの入力信号に基づいて
クラッチ締結力の増減制御を行なうクラッチ制御手段４
と、を愉えた車両用駆動系クラッチ制御装置において、
前記入力手段３として１前後輪または左右輪の回転数差
を検知する回転数差検知手段３０１を含み、前記クラッ
チ制御手段４を、前後輪または左右輪の回転数差が大き
くなるに従って滑り締結により回転数の小さい側の車輪
への伝達トルクを増加させると共に、滑り締結状態の駆
動系クラッチ手段２の伝達損失パワーが所定値を超えた
ら急激にクラッチ締結力を増大させる制御を行なう手段
とした。

尚、ここで伝達損失パワーとは、駆動系クラッチ手段に
よる損失駆動力で伝達トルクΔＴと回転数差ΔＮとの乗
算値ΔＴ・ΔＮに比例する値であり、駆動系クラッチ手
段の単位時間当りの発熱量に等しい。

（作　用） 従って、本発明の車両用駆動系クラッチ制御装置では、
上述のような手段としたことで、前後輪または左右輪の
回転数差の発生度合に応じて駆動系クラッチ手段が滑り
締結され、この駆動系クラッチ手段の締結によって回転
数の小さい側の車輪への駆動トルクがなめらかに増加し
、旋回時にステア特性が急変することもなく、走行状態
や路面状態に応じた適切な駆動力配分が得られる。

さらに、駆動系クラッチ手段の伝達損失パワーが所定値
を超えたら急激にクラッチ締結力を増大させて、伝達ト
ルクを高めるようにしたため、駆動系クラッチ手段の焼
き付きが起こりにくく、耐久性のある滑り締結制御を行
なうことができる。

（実施例） 以下１本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、後輪駆動をベース
にした四輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。

まず、第２図〜第４図に示す実施例についてその構成を
説明する。

実施例の駆動力配分制御袋ｄは、第２図に示すように、
ｌ・ランスファ装；δ（動力分割装置）１Ｏ９駆動入力
軸１１．トランスミッション１２゜入力軸１３．後輪側
駆動軸１４．多板摩擦クラッチ（駆動系クラッチ手段）
１５．オイルポンプ１６、圧油吐出管１７．オイル吸入
管１８．リザーブタンク１９．ギヤトレーン２０．前輪
側駆動軸２１、油圧制御装置（クラッチ制御手段）４０
を備えている。

」二足駆動入力軸１１は、エンジン及びクラッチを経過
した駆動力が入力される軸である。

上記トランスミッション１２は、前記駆動入力軸１１か
らの回転駆動力をシフト操作により選択した変速段位と
に応じて変速させるもので、実施例では平行な二本のシ
ャフトに異なるギヤ比の歯車組を設けたタイプのものを
用いている。

上記入力軸１３は、トランスファ装７１１０内の多板摩
擦クラッチ１５へ前記トランスミッション１２からの回
転駆動力を入力させる軸である。

Ｌ記後輪側駆動軸１４は、前記入力軸１３と同窓Ｉ−に
直結させたもので、入力軸１３からの回転駆動力がその
まま伝達される。

−に記多板摩擦クラッチ１５は、クラッチ締結圧により
前輪側への伝達トルクの変更が可能なりランチで、前記
入力軸１３及び後輪側駆動軸１４に固定させたクラッチ
ドラム１５ａと、該クラッチドラＩ、Ｌ５ａに回転方向
係合させたフリクションプレート１５ｂと、前記入力軸
１３の外周部に回転ｎｆ能に支持させたクラッチハブ１
５ｃと、該クラッチハブ１５ｃに回転方向係合させたフ
リクションディスク１５ｄと、交互に配ｄされるフリク
ションプレート１５ｂとフリクションディスク１５ｄと
の一端側に設けられるクラッチピストン１５ｅと、該ク
ラッチピストンＬ５ｅと前記クラッチドラム１５ａとの
間に形成されるシリンダ室１５ｆと、を備えている。

−１−記オイルボンプ１６は、リザーブタンク１９内の
オイルをオイル吸入管１８から吸入し、加圧させて圧油
吐出管１７に供給するポンプで、この圧油吐出管１７は
前記シリンダ室１５ｆに連通され、オイルポンプ１６か
らの加圧油供給時は、クラッチ締結圧Ｐをクラッチピス
トン１５ｅに付グーして、フリクションプレート１５ｂ
とフリクションディスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１
３からの駆動力を前輪側へ伝達させる。

［−記ギ゛ヤトレーン２０は、前記クラッチハブ１５Ｃ
に設けられた：５１ギヤ２０ａと、中間シャツ１−２０
　ｂに設けられた第２ギヤ２０ｃと、前輪側駆動軸２１
に設けられた第３ギヤ２０ｄと、によって構成され、・
多板摩擦クラッチ１５の締結による前輪側への駆動力を
伝達させる手段である。

」二足前輪側駆動軸２１は、車両の前輪に回転駆動力を
伝達させる軸である。

尚、第３図はトランスファ装置ｌＯの具体例を示したも
ので、トランスファケース２２の中に前記多板摩擦クラ
ッチ１５やギヤ類やシャフト類が納められている。

第３図中１５ｇはディシュプレート、１５ｈはリターン
スプリング、２３はリターンスプリング、２４は制御圧
油入力ボート、２５は制御圧油路、２６は後輪側出力軸
、２７は潤滑用油路、２８はスピードメータ川ビニオン
、２９はオイルシール、３０はベアリング、３１はニー
ドルベアリング、３２はスラストベアリング、３３は継
手フランジである。

１−配油圧制御装置４０は、入力手段として、前輪側回
転センサ４１．後輪側回転センサ４２．アクセル開度セ
ンサ４３．比例定数設定手段４４を備え、制御回路とし
てコントロールユニット４５を備え、制御アクチュエー
タとしてバルブソレノイド４６を有する電磁比例制御リ
リーフバルブ４７（分岐ドレーン管４８に設けられてい
る）を備えている。

前輪側回転センサ４１及び後輪側回転センサ４２は、そ
れぞれ前輪側駆動軸？■及び後輪側駆動軸１４の途中に
設けられたもので、軸に固定された回転板と、回転板の
孔位首に配置された光電管及び光電素子と、による回転
センサ等を用い、この内回転センサ４１，４２からは軸
回転に応じたパルス信号による回転信号（ｎｆ）、（ｎ
ｒ）が出力される。

［１記アクセル開度センサ４３は、エンジン駆動力を間
接的に知ることができるアクセル開度Ａを検出し、アク
セル開度Ａに応じたアクセル開度信号（ａ　）を出力す
るセンサである。

に記比例定数設定手段４４は、後輪の回転数Ｎｒと前輪
の回転数Ｎｆとの回転数差ΔＮが運転者の操作状態や路
面摩擦係数等に影響されることから、これらの影響要素
に対応させることができるように、制御ゲインである比
例定数Ｋを手動により変えられるようにした手段である
。

尚、前輪側への伝達トルク八Ｔは、回転数差ΔＮの関数
として次式のようにあられされ、基本的な制御特性マツ
プＭ（第５図の実線）を変えなくても比例定数Ｋを変更
（ｋ４に’）させることで、伝達トルクΔＴと回転数差
ΔＮとの関係を補正することができる（第５図の破線）
。

ΔＴ＝に−ｆｕｎｃ　（ΔＮ）　　Ｋ、比例定数上記コ
ントロールユニット４５は、車載のマイクロコンピュー
タが用いられ、前記回転センサ４１．４２からの回転信
号（ｎｆ）、（ｎｒ）とアクセル開度センサ４３からの
アクセル開度信号（ａ）と比例定数設定手段４４からの
比例定数倍す（ｋｓ）を入力し、後輪の駆動軸１４と前
輪の駆動軸２１との回転数差ΔＮを演算し、回転数差Δ
Ｎが人きくなるに従って前輪側への伝達トルクΔＴを増
加させ、駆動力配分を４輪駆動状態に近づけると共に、
多板摩擦クラッチ１５の伝達損失パワーＬが所定値Ｌｏ
を超えたら急激にクラッチ締結力を増大させて伝達トル
クΔＴを高くする制御０壮（ｃ）を前記バルブツレメイ
ド４６に出力する制御回路で、第４図に示すように、内
部回路として、入力回路４５１、クロック回路４５３、
ＲＡＭ４５４．　ＲＯＭ４５５．　ＣＰＵ４５６、出力
回路４５７を備えている。

Ｌ記ＲＯＭ４５５（リード・オンリー・メモリ）は読出
し専用のメモリで、このＲＯＭ４５５には、第５図の実
線に示すように１回転数差ΔＮと前輪側への伝達トルク
ΔＴとの基本関係が表（テーブル）の形で予め記憶され
ていて、ＣＰＵ４５６で回転数差ΔＮが演算された後、
テーブルルックアップが行われる。

尚、回転数差ΔＮと伝達トルクΔＴとの関係は、伝達損
失パワーＬの所定値ＬＯの線上にある油圧特性ケも−１
ニリ点Ｃ＋　　、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４までは低勾配による
特性であるが、油圧特性立ち上り点Ｃ＋　　、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４を超えたら勾配が急に立ちＬり回転数差ΔＮに
対する伝達トルクΔＴの上昇率が増大する。

ここで、伝達損失パワーＬは、多板摩擦クラッチ１５に
よる駆動力の伝達ロス分で前輪側への伝達］・ルクΔＴ
（クラッチ締結圧Ｐ）と前後輪の回転数差ΔＮとを乗算
した値ΔＴ・ΔＮ（Ｐ・ΔＮ）に比例し、多板摩擦クラ
ッチ１５での単位時間当りの発８埴に等しい。

に記バルブソレノイド４６は、圧油吐出管１７からリザ
ーブタンク１９へ分岐連通させた分岐ドレーン管４８の
途中に設けた電磁比例制御リリーフバルブ４７を駆動さ
せるアクチュエータで、制御信号（Ｃ）の出力がない場
合は、チェック油路４９からの油圧で前記リリーフバル
ブ４７が聞き、フランチ開放状態となるが、制御信号（
Ｃ）の出力がある場合は、前記リリーフバルブ４７が閉
じ方向に移動し、オイルポンプ１６からの吐出圧をドレ
ーン量制御により制御信号（Ｃ）に応じたクラッチ締結
圧Ｐとなす。

尚クラッチ締結圧Ｐは、次式であられされる。

Ｐ＝ΔＴ／　Ｃｇ−５−２ｎ−Ｒｒｎ）ｐ；クラッチ板
の摩擦係数　　Ｓ；ピストンへの圧力作用面積　　ｎ：
フリクションディスク枚数　Ｒｍ；フリクションディス
クのトルク伝達有効゛ｈ径 従って、クラッチ締結圧Ｐにより伝達トルク八Ｔを決め
ることができる。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、駆動力配分制御作用を、コントロールユニット４
５での作動の流れを示すフローチャート図（第６図）に
より述べる。

制御作動の流れは、ステップ２００→ステツプ２０１→
ステツプ２０２→ステツプ２０３→ステツプ２０４→ス
テツプ２０５へと進む。

そして、ステップ２００においては、前輪側回転センサ
４１及び後輪側回転センサ４２から入力された回転信号
（ｎｆ）、（ｎｒ）により、所定時間内におけるそれぞ
れの回転ａＮｆ、Ｎｒを読み込む。

ステップ２０１においては、前記ステップ２００におい
て読み込んだ回転数Ｎｆ、Ｎｒにより、回転数差ΔＮを
演算する。

尚、演算式は、ΔＮ＝Ｎｒ−Ｎｆである。

ステップ２０２においては、アクセル開度センサ４３か
らのアクセル開度信号（ａ）により、アクセル開度Ａを
読み込む。

ステップ２０３においては、比例定数設定手段４４から
の比例定数信号（ｋｓ）により、設定されている比例定
数Ｋ（ｋまたはに’　）を読み込む。

ステップ２０４においては１回転数差ΔＮ、アクセル開
度Ａ、比例定数Ｋに基づいて、ＲＯＭ４５５に予め記憶
させている回転数差ΔＮと伝達トルクΔＴとの関係表（
第５図の制御特性マツプＭと同じ関係）から伝達トルク
八Ｔをテーブルルー。

クアップする。

例えば、第５図に示すように、回転数差ΔＮがΔＮｎ＋
　　、アクセル開度ＡがＡ３　　、比測定ｆｉＫがｋで
あれば、伝達トルクΔＴはΔＴ　ｎ　Ｉ　となり、回転
数差ΔＮが所定値Ｌｏを超えたΔＮ２であれば、伝達ト
ルクΔＴはΔＴｎｚとなる。

ステップ２０５においては、前記ステップ２０４におい
てテーブルルックアップされた伝達トルクΔＴが得られ
る制御信号（Ｃ）をバルブンレノイド４６へ出力する。

尚、上述の処理はクロック回路４５３で、設定した所定
時間毎に繰り返しなされる。

次に、前後輪の回転差がない場合と、前後輪に回転差が
生じた場合の作用を述べる。

（イ）前後輪の回転差がない場合 タイヤのすベリがない乾爆路等での直進走行時において
は、前後輪の回転数差がほとんど発生しなくコントロー
ルユニット４５に入力される回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ
）にも差が生じない。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７は、開いたま
まの状態となり、多板摩擦クラッチ１５へは高い油圧の
供給がなく、クラッチ開放状態となる。

従って、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦クラッチ
１５を介して前輪側へほとんど伝達されず、はぼ後輪駆
動状態となる。

（ロ）前後輪に回転差が生じる場合 急加速時や制動時や低摩擦係数路での走行時等において
は、一方の車輪にすべりやロックを発生して前後輪に回
転数差が生じ、コントロールユニット４５に入力される
回転信号（ｎｆ）、（ｎｒ）にも差が生じる。

このために、電磁比例リリーフバルブ４７は、コントロ
ールユニット４５からの制御信号（Ｃ）により、回転数
差ΔＮに応じて閉じ、オイルポンプ１６からの加圧油の
ドレーン量がｙＡ整され、クラ・ソチ締結圧Ｐを高めて
滑り締結状態となす。

従って、入力軸１３かもの駆動力は、多板摩擦クラッチ
１５を介して前輪側へも伝達され、前後輪の駆動力配分
は回転数差ΔＮが大きければ大きい程、また、アクセル
開度Ａが大きい程前輪側への駆動力配分が増大して完全
４輪駆動に近い状態になる。

この駆動力配分制御作用によって、急加速時や発進時に
おいてはホイールスピンを防止することができるし、ま
た急制動時においては片輪口７りの防止ができるし、さ
らに雪路や山路等の低摩擦係数路においては車輪スリッ
プを防止することができる。

尚、駆動力配分制御作用は、第５図に示すように、伝達
損失パワーＬが所定値Ｌｏまでは回転数差ΔＮ及びアク
セル開度Ａの発生度合に応じて多板摩擦クラ−７チ１５
の滑り締結により、徐々に駆動力配分が変化するもので
あるために、例えば旋回時にステア特性が急変すること
もなく、さらに駆動ロスを生じることもない。

また、所定値ＬＯを超えた場合は、強いクラッチ締結圧
Ｐによって滑りがほぼ生じない締結力となるように多板
摩擦クラッチ１５が締結されるために、多板ＩｔＩ！擦
クラツクラッチ摩擦発熱による焼き伺きが起こりにくく
、耐久性のある滑り締結制御を行なうことができる。

これによって、伝達トル７６丁の変動が小さくなり、急
発進時等でのホイールスピンや低摩擦係数路でのホール
スピンを効果的に制御できる。

以１；、未発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。

例えば、実施例では後輪駆動車をベースにした四輪駆動
車を示したが、前輪駆動車をベースにしたものであって
もよい。尚、その場合には１回転数差ΔＮはＮｆ−Ｎｒ
として演算すればよい。

また、実施例では、伝達トル７６丁と回転数差ΔＮの関
係を、正比例の特性が得られるように設定したものであ
るが、特にこの関係に限る必要はなく、粘性クラッチ特
性等であってもよい。

また、クラッチ締結圧の制御手段も、実施例の電磁比例
式リリーフバルブに限られず、他の手段を用いてもよい
。

また、差動装置の差動制限クラッチに本発明装置を適用
してもよい。

さらに、実施例では油圧作動の駆動系クラッチ手段を示
したが、′１シ磁クラッチ等、油圧以外の外力で締結さ
れるクラッチであってもよい。

（発明の効果） 以に説明してきたように、本発明の車両用駆動系クラッ
チ制御装置にあっては、前後輪または左右輪の回転数差
が大きくなるに従って、滑り締結により回転数の小さい
方の車輪への伝達トルクを増加させるように構成したた
め、回転数差が発生する走行状態や走行条件等に応じて
適切な駆動力配分にすることができるという効果が得ら
れる。

また、滑り締結状態の駆動系クラッチ手段の伝達損失パ
ワーが所定値を超えたら急激にクラッチ締結力を増大さ
せるようにしたため、駆動系クラッチ手段の発熱による
焼き付きが起こりにくく、１耐久性のある滑り締結制御
を行なうことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用駆動系クラッチ制御装置を示す
クレーム概念図、第２図は実施例の駆動力配分制御装と
を示す全体図、第３図は実施例装置のトランスファ装置
を示す断面図、第４図は実施例装置のコントロールユニ
ットを示すブロック線図、第５図は実施例装置のコント
ロールユニ７１・において予め記憶させている回転数差
と伝達トルクとの関係、を示す制御特性マツプ図、・第
６図は実施例装置におけるコントロールユニットでの制
御作動の流れを示すフローチャート図である。 １・・・動力分割装置 ２・・・駆動系クラッチ手段 ３・・・入力手段 ３０１・・・回転数差検知手段 ４・・・クラッチ制御手段 特　　許　　出　　願　　人 ｒ＋　＃　［ｌ動車株式会社 第５図 回払旺ΔＮ（・Ｎｒ−Ｎｆ） 第６図 ○苫Ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪に分配伝
   達する動力分割装置と、該動力分割装置の駆動入力部と
   駆動出力部との間に設けられ、クラッチ締結力の大きさ
   により伝達トルクの変更が可能な駆動系クラッチ手段と
   、入力手段からの入力信号に基づいてクラッチ締結力の
   増減制御を行なうクラッチ制御手段と、を備えた車両用
   駆動系クラッチ制御装置において、 前記入力手段として、前後輪またほ左右輪の回転数差を
   検知する回転数差検知手段を含み、前記クラッチ制御手
   段を、前後輪または左右輪の回転数差が大きくなるに従
   って滑り締結により回転数の小さい側の車輪への伝達ト
   ルクを増加させると共に、滑り締結状態の駆動系クラッ
   チ手段の伝達損失パワーが所定値を超えたら急激にクラ
   ッチ締結力を増大させる制御を行なう手段としたことを
   特徴とする車両用駆動系クラッチ制御装置。