KR0154594B1 - 다판식 마찰 클러치 구조 - Google Patents

다판식 마찰 클러치 구조

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KR0154594B1
KR0154594B1 KR1019950030896A KR19950030896A KR0154594B1 KR 0154594 B1 KR0154594 B1 KR 0154594B1 KR 1019950030896 A KR1019950030896 A KR 1019950030896A KR 19950030896 A KR19950030896 A KR 19950030896A KR 0154594 B1 KR0154594 B1 KR 0154594B1
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도모유끼 하라
도시하루 다까사끼
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쯔지 요시후미
닛산 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

4륜 구동 차량은 위한 다판식 마찰 클러치는 4륜 구동 차량에서의 가변 구동력 분배를 실행하기 위한 전달 유니트 내에 제공된다. 전달 장치 케이싱의 내벽은 회전 제한 부재를 포함하여 전달 장치 케이싱 내에 배치된 클러치 피스톤의 축방향 이동에 따른 회전 이동을 제한하도록 되어 있다. 클러치 챔버는 회전 제한 부재와 클러치 피스톤 사이에 형성된다. 또, 클러치 피스톤은 다판식 클러치의 피스톤 및 회전부 사이에 배치된 드러스트 축 수납 부재를 거쳐서 다판식 마참 클러치의 회전부와 결합 가능하다. 또, 회전 제한 구조는 그 회전 이동에 따른 전달 유니트의 입력축과 결합 가능한 케이싱 보스 및 피스톤 보스를 포함한다. 케이싱 보스와 피스톤 보스의 결합 강도는 극히 낮게 설정되어 있다. 따라서, 4륜 구동 차량의 구동력 변동의 분배의 정확한 조절이 보장된다.

Description

다판식 마찰 클러치 구조
제1도는 본 발명에 따른 다판식 마찰 클러치를 사용한 4륜 구동 차량에서의 구동력 분배를 설명하는 블록 다이어그램.
제2도는 본 발명의 적합한 실시예에 따르는 다판식 마찰 클러치를 포함하는 제1도의 4륜 구동 차량의 전달 유니트의 횡단면도.
제3도는 시프트 슬리브 드러스트 작동을 설명하는 본 발명에 따르는 전달 유니트의 변속기 구조에 대한 확대 횡단면도.
제4도는 적합한 실시예에 따르는 다판식 마찰 클러치의 확대 횡단면도.
제5도는 전달 장치 케이싱의 축 방향 횡단면도.
제6도는 클러치 피스톤의 축 방향 횡단면도.
제7도는 본 발명에 따르는 유체 공급 회로 배치에 대한 개략도.
제8도는 제7도의 유체 공급 회로에 사용되는 차단 밸브에 대한 횡단면도.
제9도는 본 발명에 따르는 가변 구동력 분배를 수행하는 제어 유니트의 전개도.
제10도는 전후륜 회전 속도차와 전륜 토오크 전달 간의 관계를 나타내는 그래프.
제11도는 전륜 토오크 전달에 관련하여 클러치에서의 작동 유체 압력의 제어 응답을 도시한 그래프.
제12도는 클러치 압력 변환과 관련된 듀티 사이클 제어 응답을 도시한 그래프.
제13도는 4륜 구동 차량에서 이용되는, 가변 구동력 분배를 수행하는 종래의 전달 유니트의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다판식 마찰 클러치 2 : 입력축
3 : 전달 장치 케이싱 4 : 입력 포트
5 : 유체 공급 회로 6 : 밀봉
10 : 엔진 20 : 자동 변속기
22 : 전달 유니트 40 : 전달 장치 케이싱
50 : 베어링 54 : 출력축
60 : 구동 절환 구조 66 : 마찰 클러치
본 발명은 다판식 마찰 클러치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 4륜 구동 차량 등에 관련한 운전 상태와 같은 작동 환경에 적합한 자동차에서의 다판식 마찰 클러치에 관한 것이다. 본 출원인에 의한 미합중국 특허 출원 제08/320, 544호, 제08/319047, 제08/320, 543호 및 제08/341, 155호는 본 출원의 주제에 관련한 것이며 본 명세서에는 이들을 참고하여 기술한다.
일반적으로, 다판식 마찰 클러치는 4륜 구동 차량에서 사용되는 것으로 잘 알려져 있다. 이런 클러치는 본 출원의 배경을 설명하는 일본국 특허 공개 평 1-204826호에 발표되어 있다.
이하에서는, 4륜 구동 차량의 전륜 및 후륜에서 발생하는 다른 출력 구동력이 차량 변속기에 의한 출력되는 종래의 다판식 마찰 클러치의 작동을 제3도를 참조하여 설명하기로 한다.
도면에서 알 수 있듯이, 후륜으로부터의 구동력은 그 중앙부에 배치된 구동력 전달 유니트의 입력축(2)에 전달된다. 다판식 마찰 클러치(1)(이하 : 클러치라 한다)는 4륜 구동 차량의 전륜에서 발생하는 고동력 변동의 분배를 위해 입력축(2) 부근에 배치된다. 마찰 클러치(1)의 클러치 드럼(1a)은 스플라인 등을 거쳐서 입력축(2)에 장착된다. 클러치 드럼(1a)에는 그 회전 동작에 따라서 결합 가능한 복수 개의 마찰판(1b)이 제공된다. 또한, 클러치 허브는 입력축(2)의 외부 표면에 배치되어서 그것과 함께 회전한다. 클러치 허브는 마찰 판(1b) 사이에 끼워진 복수 개의 클러치 드럼(1d)에 제공되고, 상기 클러치 드럼(1d)은 또 그 회전 이동에 따라 결합 가능하다.
제13도의 마찰 클러치(1)의 상부 왼쪽에 도시된, 클러치 피스톤(le)은 마찰판(1b)과 클러치 드럼(1a) 사이에 배치된다. 또한, 실린더 챔버(1f)는 클러치 드럼(1a)의 내벽에 한정되어서, 클러치 피스톤(le)과 클러치 드럼(1a) 사이에 놓여지게 된다. 클러치 피스톤은 실린더 챔버(1f) 내에서 발생하는 것에 반대하는 방향으로 편중된 회복 스프링을 통하여 장착된다.
또한, 전달 장치 케이싱(3)에는 유체 공급 회로(5a, 5b)를 통해 유체 공급 저장소(도시 않됨)에서 실린더 챔버(1f)로 전달되는 작동 유체 압력(P)을 허용하게 위치한 입력 포트(4)가 제공된다. 또한 도면에서와 같이, 밀봉(6)은 전달 장치 케이싱(3)에서의 유체 공급 회로(5a, 5b) 및 클러치 드럼(1a)과 결합되는 유체 공급 회로(5b) 사이에 배치되어 압력 손실, 유체 누설 등을 방지한다.
그러나, 상기와 같은 다판식 마찰 클러치 구조에서는, 클러치 드럼(1a)에 작동 유체 압력(P)을 가하기 위해 별도의 유체 공급 회로(5b)가 요구된다. 또한, 전달 유체 공급 회로(5a) 및 클러치 드럼 유체 공급 회로(5b) 사이에는 밀봉(6)이 제공될 것이 필요하다. 이것에 따르면, 유체 공급 회로의 구조는 복잡해지고 또한 밀봉(6)은 마찰 마모를 받아서, 유체 회로의 전체적인 작업을 나쁘게 하고 그곳에서의 전체적인 능률을 작업 능률을 저하시킨다. 결국, 다판식 마찰 클러치(1)의 효과적인 작업을 위해서, 실린더 챔버(1f)에 필요한 작동 유체 압력(P)을 제대로 공급한다는 것은 보장될 수 없다. 이런 상황하에서, 전달 유니트에 의한 구동력 변동의 정밀한 분배는 유지될 수 없다.
이리하여, 상기의 단점들이 제거될 수 있고, 변환 구동력의 높은 정밀 분배가 신뢰성있게 유지될 수 있는 4륜 구동 차량의 다판식 마찰 클러치를 제공하는 것이 요구된다. 또한, 보수 요구 횟수를 적게 하면서 수명도 긴 4륜 구동 차량용 다판식 마찰 클러치가 우선적으로 요구된다.
본 발명의 목적은 종래 기술 분야의 단점들을 극복하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 변환 구동력의 높은 정밀 분배가 신용있게 유지되는 4륜 구동 차량에 장착되는 보수 필요성이 적은 다판식 마찰 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 실질적으로 수명이 긴 4륜 구동 차량에 장착되는 보수 필요성이 적은 다판식 마찰 클러치를 제공하는 것이다.
4륜 구동 차량을 위한 다판식 마찰 클러치는 4륜 구동 차량에서 구동력 변동의 분배를 실행하기 전달 유니트에 제공된다. 전달 장치 케이싱의 내벽은 회전 제한 요소를 포함하여서 전달 장치 케이싱 내에 배치된 클러치 피스톤의 축방향 동작에 따르는 회전 동작을 제한한다. 또한, 클러치 피스톤은 피스톤과 다판식 클러치의 회전부 사이에 배치된 드러스트 샤프트 수납 요소를 통해서 다판식 마찰 클러치의 회전부와 물릴 수 있다. 또한, 회전 제한 배치 요소는 케이싱 보스와 그 회전 이동에 따라 전달 유니트의 입력축과 물릴 수 있는 피스톤 보스를 포함한다. 케이싱 보스와 피스톤 보스 간의 결합력은 사실상 낮게 설정된다. 따라서, 4륜 구동 차량에서 구동력 변동의 분배를 매우 정밀하게 조절하는 것이 보장된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 출력축의 소정 결합 강도 및 토오크 분배 특성을 가진 회전 다판식 클러치 조립체를 구비하며 유체 챔버로부터 클러치 피스톤으로의 작동 유체 공급이 상기 차량의 대응 차륜의 회전 속도에 따라서 축방향으로 상기 클러치 피스톤을 이동시키도록 작동하는 4륜 구동 차량의 다판식 마찰 클러치에 있어서, 상기 클러치 피스톤의 결합 및 분리 방향으로의 축방향 이동에 따른 회전 이동을 제한하도록 작동하는 회전 제한부를 구비한 내벽부를 가진 케이싱과, 상기 케이싱의 내벽 및 상기 클러치 피스톤 사이에 개재된 실린더 챔버를 포함하며, 상기 다판식 클러치 조립체는 상기 클러치 피스톤의 상기 축방향 이동에 따라 결합을 확립하도록 상기 클러치 피스톤의 추력 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 유체 챔버로부터 마찰 클러치의 클러치 피스톤으로 작동 유체를 공급하며 차량의 대응 차륜의 회전 속도에 따라서, 상기 클러치 피스톤을 축방향으로 이동시키는 회전 운동을 제한하도록 작동하는 작동 유체 공급원과, 상기 클러치 피스톤의 결합 및 분리 방향으로의 축방향 이동에 따른 회전 이동을 제한하도록 작동하는 회전 제한부를 구비한 내벽부를 가진 케이싱과, 상기 케이싱 내벽과 상기 클러치 피스톤 사이에 개재된 실린더 챔버와, 상기 클러치 피스톤 상기 축방향 이동에 따라 상기 회전 제한부와의 결합을 확립하도록 상기 클러치 피스톤의 추력 방향으로 배치된 상기 마찰 클러치의 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치가 제공된다.
이하에는 본 발명에 따른 적합한 실시예를, 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
제1도를 참조하면, FR(전치 엔진/후륜 구동)형식 배치에 이용된느 소위 '임시' 4륜 구동(4WD) 차량에서 구동력 변동 분배비 조절에 대한 설명적 블럭 다이어그램이 도시되어 있다.
제1도에서 점선으로 된 사각형은 구동 동력원인 엔진(10)을 도시한 것이고, 도면에서 볼 수 있듯이, 차륜은 전방 좌측에서 후방 우측으로 12LF∼12RR로 표시된다. 차량 엔진(10)으로 부터의 구동력은 가변 분배 구동력 전환부(이하 변속기 유니트(14))에 의한 가변 분배비에 따라서 전달된다. 변속기 유니트(14)에 의한 구동력 분배의 제어는 유체 회로(16)와 차량(도시 않됨) 제어기(18)에 의해 실행된다.
변속기 유니트(14)에서, 엔진으로부터의 구동력은 기어비 선택형 자동 변속기(20)로 출력된다. 자동 변속기(20)으로부터 출력된 구동력은 전달 유니트(22)를 통해서 분할되어 전륜(12FL, 12FR)과 후륜(주 구동륜)(12RL, 12RR)에 분배된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 전달 유니트(22)는 분할된 구동력은, 전방 차동기어(26)에 연결되어 전방 구동 차축(28) 및 추진축(보통, 후륜 출력축)(30)를 구동시키는 전륜 출력축(24)과, 후방 구동 차축(34)을 구동하는 후방 차동 기어(32)를 거쳐서 차륜(12LF 내지 12RR)에 출력시킨다.
제 2 도를 참조하면, 전달 유니트(22)의 횡단면도가 도시되어 있다. 전달 장치 케이싱(40)은 그 내부에 회전가능하게 장착된 입력축(42)과 제1출력축(44)을 수용한다. 입력축(42)은 전방 케이싱(40a)에 제공된 입력축 베어링(46)에 의해 회전할 수 있게 지지되는 반면, 제1출력축을 수용 및 지지하여 전달 장치 케이싱(40)의 후방 케이싱(40b)에서의 제1출력축 베어링(48)에 의해 가역적으로 회전 가능하게 된다. 또한, 전방 및 후방 케이싱(40a, 40b) 각각에서의 케이싱(40)의 하부에는 제2출력축을 회전 가능하게 장착하는 베어링(50, 52)이 제공된다. 입력축(42)은 자동 변속기(20)의 출력축과 연결되는 반면에, 제1출력축은 후륜 출력축(30)과 연결되고 제2출력축은 전륜 출력축(24)과 연결된다.
또한, 보조 변속기부(58) 및 2-4륜 구동 절환 구조(60)는 입력축(42) 및 제1출력축과 결합된다.
보조 변속기부(58)는 입력축 및 제1출력축(42, 45)에 동축으로 배치된 유성기어(62)와, 절환 가능한 고속 및 저속 클러치 구조(64)를 포함한다.
유성 기어(62)는 입력축(42)의 외주에 제공된 선 기어 및 전방 케이싱(40a)의 내측에 부착된 내부 기어(62b), 선 기어와 내부 기어(62a, 62b)의 결합을 수행하는 피니언 기어(62c)를 포함한다. 피니언 기어(62c)는 피니언 캐리어(62d) 위에 회전 할 수 있게 장착된다.
고속/저속 절환 클러치 구조(64)는 제1출력축(44)의 외주에 배치되고, 복수개의 키이 홈과 내치(64b1) 및 외주치(64b2)를 포함하고 제1출력축의 축 방향에서 미끄럼 동작을 허용하도록 스플라인에 연결된다. 따라서, 시프트 슬리브(64b)는 내치(64b1)를 고속 시프트 기어(64c)에 결합하거나 외치(64b2)를 피니언 캐리어(62d)의 저속 시프트 기어(64d)에 결합하게 한다.
제3도를 참조하면, 일점 쇄선은 중립은 물론 고속 및 저속 작동을 실행하는 시프트 슬리브의 위치를 나타낸다. 즉, 제어기에서 출력된 신호 H에 따라서, 시프트 슬리브는 H위치에서 종료되고, L신호에 응답하여 L위치로 슬라이드하는 미끄럼 동작을 하게 된다.
2-4륜 구동 절환 배치는 가변 전륜 구동력 분배비 다판식 마찰 클러치(66)(이하 마찰 클러치(66)라 함), 제1출력축(5)과 함께 회전할 수 있는 제1스프로킷(68), 제2출력축과 함께 회전 할 수 있는 제2스프로킷(70) 및 제1스프로킷과 제2스프로킷(68, 70)간의 구동 연결을 실시하는 체인(72)을 포함한다.
제4도는 마찰 클러치(66)의 세부 횡단면도이다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제1스프로킷(68)은 복수 개의 마찰 판(66b)에 끼워지는 클러치 드럼에 연결된다. 출력축(44)은 마찰 판(66b)에 끼워지는 복수개의 마찰 클러치(66d)에 통합적으로 연결되는 클러치 허브(66c)에 스플라인 연결된다. 또한, 클러치 드럼(66a)의 축 방향 동작에 따라서 마찰 판(66b)과 디스크(66d)가 결합하게 되면 회전요소(66e)는 클러치 허브(66c)와 합동하여 구동된다. 커넥팅 핀(66k)은 회전요소(66e)는 클러치 허브(66c)와 합동하여 구동된다. 커넥팅 핀(66k)은 회전요소(66e)와 클러치 허브(66c) 사이에 결합되며, 후방 케이싱(40b)의 내벽 근처에 있는 클러치 피스톤(66g)은 회전 요소(66e)와 클러치 피스톤(66g) 사이에 배치된 축방향 드러스트 수용 요소(66f)를 통해서 축 방향으로 동작한다. 또한, 실린더 챔버(66h)는 클러치 피스톤(66g)과 후방 케이싱(40b)의 내벽 사이에 한정된다. 작동 유체는 유체 공급원(도시 않됨)에서 후방 케이싱에 형성된 포트(74)를 통해서 실린터 챔버로 공급된다. 클러치 피스톤은 후방 케이싱 방향으로 피스톤을 편심 시키는 회복 스프링(66j)을 통해서 장착된다.
이에 따라서, 클러치 압력(Pc)을 실린더 챔버(66f)로 공급하는 것에 따라, 피스톤(66g)은 제4도의 왼쪽 방향으로 동작하고, 축 방향 동작은 드러스트 수납 요소(66f)를 통해서 회전 요소(66e)로 전달되어 마찰 디스크(66d)를 마찰 판(66b)에 마찰 결합하게 한다. 클러치(66)의 접속력에 응답하여 소정의 토오크 분배비가 제1및 제2스프로켓(68, 70)과 드라이브 체인(72)을 통해서 제1및 제2출력축(44, 54) 간에 성립된다.
실린더 챔버에서의 유체 압력이 클러치 압력 Pc 이하로 떨어지면 피스톤(66g)은 반대 방향으로 움직이고 클러치의 마찰 결합은 마찰판(66b)과 디스크(66d)의 분리에 따라 종료되고 제1출력축(44)에서 제2출력축(54)으로의 구동열(72)을 통한 회전 구동력의 전달은 종료된다.
제5도를 참조하면, 전달 장치 케이싱(40)의 후방 케이싱(40b) 내벽의 축 방향 횡 단면도가 도시 되어 있다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 제1출력축(44)이 삽입 되는 개구(40b1)주위에는, 세 개의 구멍(65s)이 120°의 피치(S)로 케이싱 보스(65)에 형성된다. 피치(S)는 케이싱 보스 개구(65s)끼리의 사이에 형성된다. 한편, 제6도는 피스톤(66g)의 축 방향 측면도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 제1출력축(44)과 공축선상에 있는 내주연부(67a)에는 세 개의 피스톤 보스(67)가 돌출된다. 피스톤 보스(67)끼리 사이의 피치(S) 역시 120。와 같다.
이에 따라서, 피스톤 보스가 후방 케이싱(40b)의 내벽 구멍(65s)에 삽입되면 피스톤(66g)의 회전이 방지된다. 제4도에서 명백한 바와 같이 피스톤(66g)의 비회전 상태에서 유체 챔버(66h)는 피스톤(66g)과 후방 케이싱(40b) 사이에 삽입되지 않는다.
설정 토오크(T)가 피스톤(66g)에서 발생할 때 클러치 보스(67)는 피스톤(66g)을 그 회전 상태로 해제할 수 있게 설계되어 있다. 이에 따르면, 설정 토오크(T)와 동등한 최저 토오크 전달되는 제1 및 제2출력측(44, 54) 간에 성립 된다.
또한, 제2도 및 제3도로 돌아가서, 2-4륜 구동 배치(60)의 4륜 구동(4WD) 기어에는 스프로켓(68)에 인접한 4륜 구동 기어가 제공 된다. 시프트 슬리브(64b)가 시프트 슬리브의 내치(64b1)와 4륜 구동 기어(80) 사이에서 축 방향 전방 결합 이동하면, 제3도의 L 위치에서, 스프라킷(68, 70) 간의 강한 구동력 전달이 행해져서 도그 클러치 형식 배치를 확립한다.
또한, 제2도에서 알 수 있듯이, 위치 센서(68, 88)는 시프트 슬리브가 H 또는 L 위치에 위치 했는지 여부 및 제어기(18)에 대한 각각의 출력 신호(SH, SL)를 각각 출력하고 있는지 검출하기 위해 제공된다. 시프트 슬리브는 보조 변속기 레버(도시 않됨)의 작동에 따른 L, N 및 H 위치 간의 포크를 통해 이동한다.
이하에서, 포트(74)를 통해서 클러치 압력(Pc)을 전달 유니트(22)로 제공하기 위한 유체 회로의 작동은 제7도를 참조하여 설명된다.
유체 회로는 보조 펌프(104)로부터 구동력을 얻기 위해 서보 모터(102)를 통한 제1출력축의 역회전을 수행하기 위해서 직접 연결을 하기 위한 주 펌프(100)를 포함한다. 주 펌프(100) 및 보조 펌프(104)는 유체 탱크(105)로부터 각 스트레이너(106a, 108b)를 통해 작동 유체를 받아 들인다. 펌프(100, 104)의 출력 작동 유체는 각각의 압력 릴리프 라인(106b, 108a)을 통해서 출력된다. 릴리프 라인(106b, 108a)은 오일 요소(112)에 연결된 압력 레벨링 라인에 연결 된다. 오일 요소(112 (즉 펌프 100, 104))의 상류측에서 윤활부 슬라이드(114) 및 릴리프 회로(116)는 그곳의 다른 출구에 배치 된다. 오일 요소(112)의 하류측에는 오일 압력 조정 밸브(118)가 제공 된다.
압력 레벨링 라인(110a)에서, 분리 라인(110b, 110c, 110d)에는 클러치 압력 조정 벨브(112)와 기초 압력 밸브(124)의 입력측과 연통된 전자 개폐 밸브(120)가 각각 제공된다. 클러치 압력 조정 밸브(122)의 출력측에는 클러치 압력(Pc)을 전달 유니트(22)로 공급하기 위해 전자 밸브(120)에서 파일럿 압력 절환 밸브(126)로 파일럿 압력이 제공 된다. 기초 압력 밸브(124)의 출력측은 듀티 조절 밸브(128)의 입력측에 연결되어 있다. 또한, 작동 유체 온도 센서(130)는 오일 탱크(105)내의 작동 유체 온도를 검출하기 위해 제공 된다. 라인 압력 검출 스위치(132, 134)는 압력 조정 밸브(122) 및 파일럿 압력 스위치 밸브(126) 각각의 압력을 검출하기 위해서 제공된다. 검출된 압력은 검출 신호로서 제어기(18)에 출력된다.
본 발명을 사용하는 4륜 구동 차량의 구조에 따르면, 유압 회로(16)는 보통 전달 유니트(22) 내에 제공될 수 있다. 주 펌프(100)에 의해 흡입된 오일 탱크(105)로부터의 작동 유체는 제2도에 도시한 바와 같이 제1 및 제2기어(135a, 134b) 및 제1출력축(44) 사이의 연결을 수행한다. 또, 바이패스 회로(140)는 주 및 보조 펌프(100, 104)의 출력 라인(106b, 108b) 사이에 제공됨을 알 수 있을 것이다. 바이패스 회로 출력은 작동 유체 유동이 제7도에 점선으로 도시한 방향으로 확립되도록 출력 라인(106b)으로부터의 압력에 응답하여 개방되는 3채널 역전방지 배브(140b)에 삽입된다. 릴리프 회로(116)는 역전 방지 밸브(116b)가 개방되는 조건하에 있게 되면 점선으로 도시한 방향으로 유체 유동이 확립된다. 라인 압력 조절 밸브(118)에서 기초 압력은 내부 파일럿 압력 및 복귀 스프링(118a)을 거쳐서 확립된다. 라인 압력 조절 밸브(118)는 압력 레벨링 라인(110a)에 연결된 입력 포트(118A)를 포함한다. 제1 및 제2 제어 압력을 적용하도록 작동되는 윤활부(114), 출력 포트(118B) 및 파일럿 포트(118P1, 118P2)는 연통된다. 파일럿 포트(118P1, 118P2)는 복귀 스프링(118a)에 의해 편의된 압력 조절 밸브(118)의 스폴에 적용된다. 또, 라인 압력 조절 밸브(118)는 보조 펌프(104)로부터의 공급 압력 PL을 기초로 하여 주 펌프(100)를 거쳐서 전자 절환 밸브(120), 클러치 압력 조절 밸브 및 기초 압력 밸브(124)에 공급한다. 기초 압력 설정측 출력 포트(118B)는 작동 유체를 출력하여 윤활부(114)로 복귀시킨다.
도면을 참조하여, 클러치 압력 조절 밸브(122) 및 기초 압력 밸브(124)와 전자 듀티 제어 밸브(128)를 이하에 상술하기로 한다.
본 발명에 따른 클러치 압력 조절 밸브(122)에서, 예를 들어 클러치 압력 조절 밸브(122)의 스풀 같은 가동부는 스프링 등의 편의력에 대항하는 파일럿 압력에 노출된다. 클러치 압력 조절 밸브(122)의 구조에 따르면, 압력 라인(110c)은 입력 포트(122a)에 연결되고, 파일럿 압력 절환 밸브(126)는 출력 포트(122)에 연결된다. 제어 압력 변동(두 예정 제어 압력 사이의)은 내부 공급 파일럿 포트(122P1)에 의해 공급되지만 전자 듀티 제어 밸브(128)는 외부 파일럿 포트(122b)에 압력을 공급한다. 출력 포트(124b)로부터, 내부 라인 압력 변동 공급 밸브(124p)와 배출 포트(124h)는 밸브 하우징 내에 배치되고 복귀 스프링(122a)에 대해 편의된 스풀과 연통된다. 본 구조에 따라서, 클러치 압력 조절 밸브(122)에 전자 듀티 제어 밸브(128)로부터의 제어 압력이 공급되지 않으면, 입력 포트(122a)와 출력 포트(122b)를 포함하는 유체 회로는 폐쇄되어 제1 및 제2 제어 압력은 공급되지 않는다. 한편, 전자 제어 밸브(128)로부터 제어 압력이 공급되면, 스풀의 이동은 제어되어 출력 포트(122b)는 클러치 압력 조절 밸브(122)의 파일럿 제어 압력에 응답하여 제1 및 제2 클러치 제어 압력 Pc 사이에 확립된다.
기초 압력 밸브(124)의 구조에 따르면, 압력 라인(110e)과 파일럿 절환 밸브(126)는 입력 포트(124a)를 거쳐 연결되며, 전자 듀티 제어 밸브(128)는 출력 포트(124b)와 연결된다. 출력 포트(124b)로부터, 내부 라인 압력 변동(즉, 두 소정 제어 압력 사이의)은 밸브(124p)에 공급되고, 배출 밸브(124h)는 밸브 하우징 내에 배치되고 복귀 스프링(124a) 내에 배치되는 스풀 구조 등과 연통된다. 파일럿 포트(124p)에서의 파일럿 압력은 밸브 하우징 내에서 이동하도록 제어되어 전자 듀티제어 밸브(128)에 의해 제공된 제어 압력으로 기초 압력의 제어를 확립한다.
또, 본 실시예에따른 전자 듀티 제어 밸브(128)는 3포트/2위치 형으로 되어 있다. 입력 포트(128A)와 배출측을 거쳐 듀티 제어 밸브(128)에 연결된 기초 압력 밸브(124)는 배출 포트(128R)에 연결된다. 클러치 압력 조절 밸브(122)의 외부 파일럿 포트(122P2)는 출력 포트(128B)와 배출 포트(128R)에 연결된다. 복귀 스프링(128a)가 제공되며, 밸브의 내부 스풀은 출력 포트(128B)와 배출 포트(128R)에 연통된 정상 위치(128b)와 작동 위치(128c) 사이에서 이동 가능하다. 또, 솔레노이드의 설정된 듀티비에 따라서, 제어기(18)는 클러치 압력 조절 밸브(122)에 의해 출력된 파일럿 제어 압력에 응답하여 스풀의 이동을 제어하는 전자 전류 io를 공급한다. 이때, 제어 압력은 외부 파일럿 포트(122p2)를 거쳐서 클러치 압력 조절 밸브(122)에 대해 듀티 제어 밸브로부터 공급된다. 파일럿 제어 압력은 클러치 압력 Pc에 응답하며 마찰 클러치(66)의 결합 강도도 그에 응답하여 구동 토오크 전달을 수행한다.
3 지점/2 위치형 구조를 사용하는 스프링 오프셋형 전자 절환 밸브(120)에 있어서는, 라인 압력이 입력 포트(120A)로 공급되고 파일럿 절환 밸브(126)의 외부 파일럿 포트(126p1)는 입력 포트(120A)가 차단된 밸브 스풀의 정상 위치(120c)에 따라서 출력 포트(120B) 및 배출 포트(120D)와 관련된다. 작동 위치(120c)에 있어서, 입력 포트(120A)와 출력 포트(120B)는 연통되며 배출 포트(120D)는 차단된다. 제어 압력은 제어기(18)로부터의 제어 전류 i1에 따른 솔레노이드(120d)의 작동에 따른 작동 위치(120c)를 확립하는 외부 파일럿 포트(126p1)로부터 수납된다. 전류 i1의 출력이 오프로 되면, 복귀 스프링(120a)은 스풀을 정상 위치(120b)로 복귀시키도록 작동된다.
제8도는 파일럿 절환 밸브(126)로서 사용되는 스풀 밸브의 구조를 도시하고 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 압력 공급원 입력 포트(126A), 제2 압력 공급원 입력 포트(126B), 전자 밸브(120)의 솔레노이드(120d)를 배치하게 되며, 제어 압력 공급원 외부(126p1) 및 배출부(126H)는 관형 밸브 하우징(126i)에 존재하게 되고, 스풀(126e)은 이동된다. 밸브 하우징(126i)의 한 단부에는 복귀 스프링(126a)이 배치된다.
파일럿 제어 압력이 스풀(126e)로부터 외부 파일럿 포트(126p1)에 공급되면 입력 및 출력 포트(126A, 126B)는 차단된다. 출력 포트(126B)는 배출 포트(126D)와 연결되고 2륜 구동 모드 위치가 확립된다. 또, 솔레노이드(120d)가 온되면 전자 밸브(120)는 스풀을 이동시켜 4륜 구동 위치를 확립하도록 작동한다.
제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 고속 시프트 위치 센서(86), 저속 시프트 위치 센서(88)는 유동 제어 신호 i0, i1을 유체 회로(16)로 출력하는 제어기(18)로 신호를 출력한다. 본 실시예에 따르면, 동일 제어기로 오일 압력 온도 센서(130) 및 유체 압력 스위치(132, 134)로부터의 출력 신호를 기초로 한 제어 신호 CS2를 거쳐서 유체 회로 내의 유체 압력을 신뢰성있게 제어할 수 있다.
제9도는 본 실시예에 따른 제어기(18)의 부품을 도시하고 있다. 제어기 부품은 솔레노이드 (128d, 120d)의 제어를 수행하기 위한 제어 신호 CS0, CS1을 각각 출력하는 제어 회로(31a, 31b)를 구비한 마이크로 컴퓨터(7)를 포함한다.
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제어시(18)는 센서(86, 88, 90)로부터의 신호 SH, SL, Dn을 수납하는 제1마이크로 컴퓨터(7)의 제1 입력 인터페이스(7a)와, 센서(130, 132, 134)로부터의 신호 SY, SA1, SA2를 수납하는 제2 입력 인터페이스(8a)를 포함한다. 컴퓨터(7, 8)는 또 각각 계산 처리부(7b, 8b) 및 RAM이나 ROM등의 메모리 장치(7c, 8c), 그리고 출력 인터페이스(7d, 8d)도 포함한다. 출력 인터페이스(7d)는 개폐 전자 밸브(120)와 듀티 제어 밸브(128)의 솔레노이드(120d, 128d)에 유동 제어 신호 i1, i0 를 각각 공급한다. 마이크로 컴퓨터(7, 8)의 입력 및 출력 인터페이스(7a, 8a, 7d, 8d)에는 계산부(7c, 8c)가 소정의 아날로그 센서출력을 적절히 사용할 수 있도록 센서 입력 신호, 제어 신호 등을 수납하고 출력하기 위한 적절한 A/D 및 D/A 변환 수단이 배치될 수 있다.
또, 출력 인터페이스(8d)는 신호 SW를 모터 구동 회로(103)에 공급하여 전기서보 모터(102)가 모터(103)의 회전 속도 제어를 실행하도록 제어 신호 SM에 응답한 소위 초퍼 제어를 하도록 작동하게 한다. 이리하여, 유체 회로의 소정의 라인 압력이 확실히 유지된다. 이 구조에 따르면, 유체 압력 특성의 미세한 제어가 성취된다. 예를 들어, 외부 처리 수단 등(도시 않음)으로부터 제어기(18)에 입력되는 데이터에 따라서, 유체 압력 스위치(132)가 보조 펌프(104)로부터의 출력 압력에 따라 소정 설정 압력 미만의 오일 요소의 하류측의 압력 레벨링 라인(110a) 내의 압력을 검출하게 되면 유체 온도 센서(120)는 유체 온도치 신호 SY를 출력하도록 제어된다. 이리하여 출력 제어 신호 SM의 계산은 소정 설정 압력을 확립하도록 적절한 모터 제어를 실행하도록 조절된다.
본 구조에 따르면, 설정된 데이타와 기억된 데이타의 처리는 동시에 실행될 수 있다. 제10도 내지 제12도를 참조하면, 제10도는 전후륜 회전 속도차와 전륜 구동 토오크 사이의 관계에 관한 데이타를 도시하는 그래프이다. 또, 제11도의 그래프는 전류 토오크 전달에 관한 클러치의 작동 유체 압력의 응답 제어에 관련한 데이타를 표시하며, 제12도는 클러치 압력 변동에 관한 듀티 사이클 제어 응답을 도시한다.
이 때, 마찰 클러치(66)는 100% : 0% 내지 50% : 50%의 범위에서 토오크 분배비(후륜 : 전륜)를 설정하는 데 응답하도록 할 수 있다.
또, 보조 전달 레버는 2륜 구동 고속 범위, 4륜 구동 고속 범위, 또는 중립 범위, 4륜 구동 저속 범위의 선택에 사용될 수 있고, 2-4륜 구동 센서(90)는 선택 레버의 작동시에 모드 신호 Dn을 출력한다.
N범위가 선택되어 있을 때, 시프트 슬리브(64b)(제3도)는 N위치로 이동된다. 이때, 시프트 슬리브(64b), 고속 시프트 기어(64c), 저속 시프트 기어(64d) 및 구동 기어(80)는 상호 결합되어 네 차랸 모두의 구동 작동을 확립한다.
한편, 2H 기어 범위가 선택되면, 2-4륜 구동 모드 센서(90)는 제어기에 2륜 구동 모드 신호 Dn을 출력한다. 이에 따라서, 클러치 라인 압력 Pc의 전달 장치(22)의 입력 포트(74)에 대한 유체 압력 제어는 차단되고 2륜 구동 작동이 확립된다.
　상술한 구조에 따르면, 장기간 작동에 따른 밀봉부의 누설이 종래 기술에 비해 효과적으로 방지되고, 실린더 케이싱에 공급된 클러치 압력 Pc의 고정밀도 제어가 성취되어 정확성 및 응답 토오크 분배를 보장할 수 있다.
이리하여, 상술한 본 발명에 따르면, 구동력 분배의 고정밀 제어가 항상 확실히 유지되는 다단식 클러치가 제공된다. 또, 본 발명에 따르면, 단일 제어기 만으로도 토오크 분배 비율의 가변 제어 및 유체 회로 내의 유체 압력의 확실한 유지가 가능하다. 다판식 마찰 클러치 구조는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 개념 하에서 각종 방법으로 변경 실시될 수 있다.

Claims (6)

  1. 출력축의 소정 결합 강도 및 토오크 분배 특성을 가진 회전 다판식 클러치 조립체를 구비하며 유체 챔버로부터 클러치 피스톤으로의 작동 유체 공급이 상기 차량의 대응 차륜의 회전 속도에 따라서 축방향으로 상기 클러치 피스톤을 이동시키도록 작동하는 4륜 구동 차량의 다판식 마찰 클러치에 있어서, 상기 클러치 피스톤의 결합 및 분리 방향으로의 축방향 이동에 따른 회전 이동을 제한하도록 작동하는 회전 제한부를 구비한 내벽부를 가진 케이싱과, 상기 케이싱의 내벽 및 상기 클러치 피스톤 사이에 개재된 실린더 챔버를 포함하며, 상기 다판식 클러치 조립체는 상기 클러치 피스톤의 상기 축방향 이동에 따라 결합을 확립하도록 상기 클러치 피스톤의 추력 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 제한부의 제한 강도는 상기 다판식 클러치 조립체의 최소 결합 강도 보다 낮은 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케이싱의 내벽 상에 제공된 입력 회전 방향 연셜 수단의 결합 강도는 상기 회전 제한부의 상기 제한 강도 보다 낮게 설정된 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
  4. 유체 챔버로부터 마찰 클러치의 클러치 피스톤으로 작동 유체를 공급하며 차량의 대응 차륜의 회전 속도에 따라서, 상기 클러치 피스톤을 축방향으로 이동시키는 회전 운동을 제한하도록 작동하는 작동 유체 공급원과, 상기 클러치 피스톤의 결합 및 분리 방향으로의 축방향 이동에 따른 회전 이동을 제한하도록 작동하는 회전 제한부를 구비한 내벽부를 가진 케이싱과, 상기 케이싱 내벽과 상기 클러치 피스톤 사이에 개재된 실린더 챔버와, 상기 클러치 피스톤의 상기 축방향 이동에 따라 상기 회전 제한부와의 결합을 확립하도록 상기 클러치 피스톤의 추력 방향으로 배치된 상기 마찰 클러치의 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전 제한부의 제한 강도는 상기 마찰 클러치의 상기 결합 수단의 최소 결합 강도 보다 낮은 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 케이싱의 상기 내멱에 제공된 입력 회전 방향 연결 수단의 결합 강도는 상기 회전 제한부의 상기 제한 강도 보다 낮게 설정된 것을 특징으로 하는 다판식 마찰 클러치.
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