JPH0514660B2 - - Google Patents

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ア装置や、
自動車の差動装置等に用いる駆動力配分クラツチ
や差動制限クラツチ等のクラツチ締結力を制御す
る車両用駆動系クラツ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として
は、例えば特開昭58−26636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、油圧クラツチ式のトランスフ
アクラツ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、上記クラツチを通常はスプ
リングにより滑り可能な半クラツチの係合状態に
し、上記前後輪の間でスリツプを生じた場合はピ
ストンの押圧により完全に一体化した係合状態に
するように２段に制御することを特徴とするもの
であつた。

従つて、従来装置では、前後輪の間でスリツプ
が所定値以下の時は、トランスフアクラツチが半
クラツチ係合状態で、トランスフアクラツチを介
してわずかに駆動力伝達される駆動力配分状態
（２輪駆動に近い状態）であり、また、前後輪の
間でスリツプが所定値以上になると、トランスフ
アクラツチが完全係合をし、完全４輪駆動走行状
態になつていた。

（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
御装置にあつては、所定のスリツプ率を境に２輪
駆動状態から４輪駆動状態へとON−OFF的に駆
動力配分が切換わるものであつたため、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つているわけではな
く、駆動ロスを生じる場合があるという問題点が
あつた。

これに対し、本出願人は、上述の問題点を解決
することを目的として、前後輪の回転数差が大き
くなるに従つ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
つたが、前後輪の回転数差が非常に大きくなつた
り、回転数差の大きな状態が長時間続くような場
合において、可変トルククラツチに滑りが生じ、
摩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、つまり、回転速度差制御を維持しながら駆動
系クラツチ手段の耐久性が問題となる過度の発熱
を抑えることを目的としてなされたもので、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図のクレーム概念図
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１の駆動入力部と駆動出力部との
間に設けられ、クラツ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ツチ手段２
と、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と、該回転数差検知手段３
０１からの回転数差信号に基づいて、前後輪また
は左右輪の回転数差が大きくなるに従つて滑り締
結により回転数の小さい側の車輪への伝達トルク
を増加させるべくクラツチ締結力の増減制御を行
なうクラツチ制御手段４と、を備えた車両用駆動
系クラツチ制御装置において、前記クラツチ制御
手段４は、滑り締結状態の駆動系クラツチ手段４
の単位時間当りの発熱量が予め設定した所定値を
超えたら制御定数を回転数差の増加に対するクラ
ツチ伝達トルクの増加割合が、前記単位時間当り
の発熱量が所定値以下の時よりも大きくなるよう
設定して駆動系クラツチ手段４の滑り締結制御を
行なうことを特徴とする。

従つて、本発明の車両用駆動系クラツチ制御装
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
系クラツチ手段が滑り締結され、この駆動系クラ
ツチ手段の締結によつて回転数の小さい側の車輪
への駆動トルクが滑らかに増加し、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、クラツチ制御手段は、滑り締結状態の
駆動系クラツチ手段の単位時間当りの発熱量が予
め設定した所定値を超えたら制御定数を回転数差
の増加に対するクラツチ伝達トルクの増加割合
が、前記単位時間当りの発熱量が所定値以下の時
よりも大きくなるよう設定して駆動系クラツチ手
段の滑り締結制御を行なうようにしたため、単位
時間当りの発熱量が大きな滑り締結時、滑り締結
制御をそのまま維持しながら、単位時間当りの発
熱量を小さく抑えることで駆動系クラツチ手段の
耐久性が問題となる過度の発熱を抑えることがで
きる。

（実施例） 以下、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つて、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装置は、第２図に示す
ように、トランスフア装置（動力分割装置）１
０、駆動入力軸１１、トランスミツシヨン１２、
入力軸１３、後輪側駆動軸１４、多板摩擦クラツ
チ（駆動系クラツチ手段）１５、オイルポンプ１
６、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（クラツチ制御手段）４０を
備えている。

上記駆動入力軸１１は、エンジン及びクラツチ
を経過した駆動力が入力される軸である。

上記トランスミツシヨン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
した変速段位置に応じて変速させるもので、実施
例では平行な二本のシヤ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、トランスフア装置１０内の
多板摩擦クラツチ１５へ前記トランスミツシヨン
１２からの回転駆動力を入力させる軸である。

上記後輪側駆動軸１４は、前記入力軸１３と同
芯上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。

上記多板摩擦クラツチ１５は、クラツチ締結圧
により前輪側への伝達トルクの変更が可能なクラ
ツチで、前記入力軸１３及び後輪側駆動軸１４に
固定させたクラツチドラム１５ａと、該クラツチ
ドラム１５ａに回転方向係合させたフリクシヨン
プレート１５ｂと、前記入力軸１３の外周部に回
転可能に支持させたクラツチハブ１５ｃと、該ク
ラツチハブ１５ｃに回転方向係合させたフリクシ
ヨンデイスク１５ｄと、交互に配置されるフリク
シヨンプレート１５ｂとフリクシヨンデイスク１
５ｄとの一端側に設けられるクラツチピストン１
５ｅと、該クラツチピストン１５ｅと前記クラツ
チドラム１５ａとの間に形成されるシリンダ室１
５ｆと、を備えている。

上記オイルポンプ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
ラツチ締結圧Ｐをクラツチピストン１５ｅに付与
して、フリクシヨンプレート１５ｂとフリクシヨ
ンデイスク１５ｄとを圧接させ、入力軸１３から
の駆動力を前輪側へ伝達させる。

上記ギヤトレーン２０は、前記クラツチハブ１
５ｃに設けられた第１ギヤ２０ａと、中間シヤフ
ト２０ｂ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
つて構成され、多板摩擦クラツチ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。

上記前輪側駆動軸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図はトランスフア装置１０の具体例を
示したもので、トランスフアケース２２の中に前
記多板摩擦クラツチ１５やギヤ類やシヤフト類が
納められている。

第３図中１５ｇはデイシユプレート、１５ｈは
リターンスプリング、２３はリターンスプリン
グ、２４は制御圧油入力ポート、２５は制御圧油
路、２６は後輪側出力軸、２７は潤滑用油路、２
８はスピードメータ用ピニオン、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。

上記油圧制御装置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ツト４５
を備え、制御アクチユ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４
７（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４
２は、それぞれ前輪側駆動軸２１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、回転板の孔位置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
の両回転センサ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），（nr）が出力さ
れる。

上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。

上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ΔTは、回転数差
ΔNの関数として次式のようにあらわされ、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（ｋ→k′）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＝Ｋ・func（ΔN） Ｋ；比例定数 上記コントロールユニツト４５は、車載のマイ
クロコンピユータが用いられ、前記回転センサ４
１，４２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からの比例定数信号（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ΔNが大きく
なるに従つ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、多板摩擦クラツチ１５の伝達損失パワーＬが
所定値L₀を超えたら急激にクラツチ締結力を増
大させて伝達トルクΔTを高くする制御信号(c)を
前記バルブソレノイド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、クロツク回路４５３、RAM４５
４、ROM４５５、CPU４５６、出力回路４５７
を備えている。

上記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、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、CPU４
５６で回転数差ΔNが演算された後、テーブルル
ツクアツプが行われる。

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L₀の線上にある油圧
特性立ち上り点C₁，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C₁，C₂，
C₃，C₄を超えたら勾配が急に立ち上り回転数差
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、多板摩擦クラツ
チ１５による駆動力の伝達ロス分で前輪側への伝
達トルクΔT（クラツチ締結圧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、多板摩擦クラツチ１５での単位時間当り
の発熱量に等しい。

上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ユエータで、制
御信号ｃの出力がない場合は、チエツク油路４９
からの油圧で前記リリーフバルブ４７が開き、ク
ラツ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)に応じたクラツチ締結
圧Ｐとなす。

尚クラツチ締結圧Ｐは、次式であらわされる。

Ｐ＝ΔT／（μ・Ｓ・2n・Rm） μ；クラツチ板の摩擦係数 Ｓ；ピストンへの
圧力作用面積 ｎ；フリクシヨンデイスク枚数
Rm；フリクシヨンデイスクのトルク伝達有効半
径 従つて、クラツチ締結圧Ｐにより伝達トルク
ΔT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
ニツト４５での作動の流れを示すフローチヤート
図（第６図）により述べる。

制御作動の流れは、ステツプ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、ステツプ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数Nf，Nrを読み込む。

ステツプ201においては、前記ステツプ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。

ステツプ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。

ステツプ203においては、比例定数設定手段４
４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k′）を読み込む。

ステツプ204においては、回転数差ΔN、アク
セル開度Ａ、比例定数Ｋに基づいて、ROM４５
５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ΔTをテーブルルツク
アツプする。

例えば、第５図に示すように、回転数差ΔNが
ΔNn₁、アクセル開度ＡがA₃、比例定数Ｋがｋで
あれば、伝達トルクΔTはΔTn₁となり、回転数
差ΔNが所定値L₀を超えたΔN₂であれば、伝達ト
ルクΔTはΔTn₂となる。

ステツプ205においては、前記ステツプ204にお
いてテーブルルツクアツプされた伝達トルクΔT
が得られる制御信号(c)をバルブソレノイド４６へ
出力する。

尚、上述の処理はクロツク回路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 タイヤのすべりがない乾燥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ツト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、多板摩擦クラツチ１５
へは高い油圧の供給がなく、クラツチ開放状態と
なる。

従つて、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦
クラツチ１５を介して前輪側へほとんど伝達され
ず、ほ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ツクを発生
して前後輪に回転数差が生じ、コントロールユニ
ツト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、
コントロールユニツト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１
６からの加圧油のドレーン量が調整され、クラツ
チ締結圧Ｐを高めて滑り締結状態となす。

従つて、入力軸１３からの駆動力は、多板摩擦
クラツチ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つて、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ロツク
の防止ができるし、さらに雪路や雨路等の低摩擦
係数路においては車輪スリツ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L₀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
板摩擦クラツチ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、伝達損失パワーＬが所定値L₀を超えた
場合は、回転数差ΔNに対する伝達トルクΔTの
制御ゲインである比例定数Ｋをｋからk′（＞ｋ）
の変更し、滑り締結状態を保ちながら多板摩擦ク
ラツチ１５の締結制御を行なようにしている為、
旋回時に前後輪間の旋回軌跡差に起因した回転数
差は許容されることになり、スムーズな旋回性を
確保しつつ、滑り締結状態にある多板摩擦クラツ
チ１５の発熱量を小さくすることができる。

即ち、第５図の特性からも明らかなように、同
一のトルクを得るに当り、急激にクラツチ締結力
を高めるようにした場合は、比例定数Ｋを一定に
保つ場合に比べ回転数差ΔNが小さな値となり、
発熱量も小となる。

ここで、発熱量のみに着目した場合、伝達損失
パワーが所定値を超えた場合にクラツチを完全締
結により固定して発熱量を抑える案もあるが、こ
の場合、クラツチ完全締結が旋回の途中で行なわ
れると、前後輪間の旋回軌跡差に起因した回転数
差が許容されず、スムーズな旋回性が確保できな
いばかりか、急激な駆動力配分変更によりステア
特性の急変も発生する。

これによつて伝達トルクΔT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。

以上、本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
る設計変更等があつ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
たものであつてもよい。尚、その場合には、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、伝達トルクΔT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、粘性クラツチ特性等であつてもよい。

また、クラツ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ツチに本発明装
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ツチ
手段を示したが、電磁クラツチ等、油圧以外の外
力で締結されるクラツチであつてもよい。

（発明の効果〕 以上説明してきたように、本発明にあつては、
前後輪または左右輪の回転数差が大きくなるに従
つ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べくクラツチ締結力の増
減制御を行なうクラツチ制御手段を備えた車両用
駆動系クラツチ制御装置において、クラツチ制御
手段は、滑り締結状態の駆動系クラツチ手段の単
位時間当りの発熱量が予め設定した所定値を超え
たら制御定数を回転数差の増加に対するクラツチ
伝達トルクの増加割合が、前記単位時間当りの発
熱量が所定値以下の時よりも大きくなるよう設定
して駆動系クラツチ手段の滑り締結制御を行なう
手段としたため、回転速度差制御を維持しながら
駆動系クラツチ手段の耐久性が問題となる過度の
発熱を抑える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ツチ制御装
置を示すクレーム概念図、第２図は実施例の駆動
力配分制御装置を示す全体図、第３図は実施例装
置のトランスフア装置を示す断面図、第４図は実
施例装置のコントロールユニツトを示すブロツク
線図、第５図は実施例装置のコントロールユニツ
ト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ツトでの制
御作動の流れを示すフローチヤート図である。 １…動力分割装置、２…駆動系クラツチ手段、
３…入力手段、３０１…回転数差検知手段、４…
クラツチ制御手段。

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
   ツチ締結力の大きさにより伝達トルクの変更が可
   能な駆動系クラツチ手段と、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と、該回
   転数差検知手段からの回転数差信号に基づいて、
   前後輪または左右輪の回転数差が大きくなるに従
   つ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べくクラツチ締結力の増
   減制御を行なうクラツチ制御手段と、を備えた車
   両用駆動系クラツチ制御装置において、 前記クラツチ制御手段は、滑り締結状態の駆動
   系クラツチ手段の単位時間当りの発熱量が予め設
   定した所定値を超えたら制御定数を回転数差の増
   加に対するクラツチ伝達トルクの増加割合が、前
   記単位時間当りの発熱量が所定値以下の時よりも
   大きくなるよう設定して駆動系クラツチ手段の滑
   り締結制御を行なうことを特徴とする車両用駆動
   系クラツチ制御装置。