JPH0628984B2 - 車両用駆動系クラツチ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差動装置や四輪駆動車のトランスファ装置等
の動力分割装置に用いられ、差動制限トルクや駆動力配
分トルクを可変に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としては、例え
ば特開昭５７−８０９２６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、前輪の回転数を検出する手段と、後輪
の回転数を検出する手段と、両検出手段の検出結果を比
較する手段と、比較手段からの比較結果により４輪駆動
の切換えを指示する指示手段とを具備し、前輪と後輪の
回転数の差が所定以上になったとき２輪駆動から４輪駆
動へ切換えを指示することができるものであった。

（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、回転数検出手段が誤検出値を出力していた
り、また、一方の検出手段が非作動であることにより、
前輪と後輪との回転数差が所定以上になった場合におい
ても２輪駆動から４輪駆動への切換えを指示するもので
あったため、本来は２輪駆動状態での走行が好ましい場
合にも、前後輪へ駆動力が等配分される４輪駆動状態の
ままとなってしまい、駆動力が伝達されるパワートレイ
ン系に常に大きな負荷が加わったり、駆動直結によりタ
イトコーナブレーキング現象が発生したりするという問
題点があった。

これに対し、本出願人は、異常を示す信号入力時には４
輪駆動状態から２輪駆動状態へと移行させる内容の出願
（特願昭６０−１８６２３６号）を行なった。

この先行出願では、センサ異常が低速による直進走行中
や旋回中に生じた場合にはタイトコーナブレーキング現
象等が防止されて好ましいが、センサ異常が高速旋回中
に発生した場合には、前後輪の駆動力配分が変化してし
まうため、スピン等の車両挙動急変が発生してしまうと
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、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、該動力分解装置１の
駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、外部からの
クラッチ締結力により伝達トルクを発生させる駆動系ク
ラッチ手段２と、車両状態を検知する検知手段３からの
入力信号に基づきクラッチ締結力を増減させる制御信号
を出力するクラッチ制御手段４と、を備えた車両用駆動
系クラッチ制御装置において、前記クラッチ制御手段４
を、前記検知手段３から異常を示す信号入力時であっ
て、高車速時には、異常を示す信号入力直前のクラッチ
締結力を保持させ、前記検知手段３から異常を示す信号
入力時であって、低車速時には、クラッチ締結力を減少
させる制御を行なう手段とした。

（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、検知手段が故障等によ
り異常を示す信号出力を行なった場合であって高車速時
には、異常を示す信号入力直前の正常信号に基づくクラ
ッチ締結力が保持され、前後輪または左右輪の駆動力配
分を変化させず、車両挙動の急変が防止される。

また、検知手段が故障等により異常を示す信号出力を行
なった場合であって低車速時には、クラッチ締結力が減
少され、パワートレイン系に負荷を与えず、しかも旋回
走行への影響が少ない安全サイド方向に駆動力配分が制
御される。

（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、実施例の構成を説明する。

実施例の駆動力配分制御装置Ｄは、第２図に示すよう
に、トランスファ装置（動力分割装置）１０，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，多板磨耗クラッチ（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。

上記駆動入力軸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
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、トランスファ装置１０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。

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クラッチで、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、該クラッチドラム１５ａ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
の外周部に回転可能に支持させたクラッチハブ１５ｃ
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、交互に配置されるフリクショ
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１５ｅ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。

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、クラッチ締結圧Ｐをクラッチピストン
１５ｅに付与して、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、前記クラッチハブ１５ｃに設
けられた第１ギヤ２０ａと、中間シャフト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。

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，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は潤滑油回路，２８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、検知手段として、車速センサ
５０，前輪側回転センサ４１，後輪側回転センサ４２及
び入力手段としてイグニッションスイッチ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（分岐ドレーン油路４８に設けられている）を備え
ている。

車速センサ５０は、車速を検出し、車速信号（ｖ）を出
力するセンサで、前記スピードメータ用ピニオン２８等
に設けられている。

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），（ｎ
ｒ）が出力される。

上記イグニッションスイッチ４３は、キーシリンダにキ
ーを差し込み、エンジン始動位置まで回動させることで
閉じ、ＯＮ信号（ｉ）を出力する。

上記比例定数設定手段４４は、前後輪の回転数差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
設けられたものである。尚、前輪側への伝達トルクΔＴ
は、第５図に示すように、回転数差ΔＮの関数として次
式のようにあらわされ、比例定数Ｋを変更させること
で、伝達トルクΔＴと回転数差ΔＮとの関係も変えるこ
とができる。

ΔＴ＝Ｋ・ｆｕｎｃ（ΔＮ） Ｋ；比例定数 具体的な比例定数設定手段４４としては、手動ダイヤル
スイッチ等を用いて運転者が適宜に設定できるものであ
ってもよいし、路面摩擦係数センサ等を用いて自動的に
比例定数Ｋの変更を行なうような手段であってもよい。

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、前記車速センサ５０からの車速信
号（ｖ）と前記回転センサ４１，４２からの回転信号
（ｎｆ），（ｎｒ）とイグニッションスイッチ４３から
のＯＮ信号（ｉ）と比例定数設定手段４４からの比例定
数信号（ｋ）を入力し、基本的には前後輪の駆動軸２
１，１４の回転数差ΔＮ（Ｎｒ−Ｎｆ）を演算し、回転
数差ΔＮが大きくなるに従ってクラッチ油圧を高めて駆
動力配分を４輪駆動状態に近づける制御信号（ｃ）を前
記バルブソレノイド４６に出力するもので、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、ＣＰＵ４５
６、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、ＣＰＵ４５６で回転数差ΔＮ（ΔＮ＝Ｎｒ−Ｎ
ｆ）が演算された後、テーブルルックアップが行われ
る。また、このＲＯＭ４５５には、前輪側回転数Ｎｆ及
び後輪側回転数Ｎｒ、終減速比及び車輪外径に基づく車
輪周速度に対応するそれぞれの演算車速Ｖｆ^＊，Ｖｒ^＊
の演算式と、この演算車速Ｖｆ^＊，Ｖｒ^＊と車速信号
（ｖ）による実際車速Ｖとの誤差車速ΔＶｆ，ΔＶｒの
演算式（ΔＶｆ＝Ｖｆ^＊−Ｖ，ΔＶｒ＝Ｖｒ^＊−Ｖ）
と、この誤差車速ΔＶｆ，ΔＶｒの誤差許容値となる設
定値Ａ（通常のスリップでは発生し得ない値を設定する
もので、例えばＡをΔＮ≒１８０rpm 相当の２０km／ｈ
に設定する）と、車速センサ５０の異常判断演算式ΔＶ
ｆｒ＝Ｖｆ^＊−Ｖｒ^＊と、高車速時か低車速時かを判断
する設定車速Ｂ（約３０km／ｈに相当）が記憶されてい
て、実施例では、車速センサ５０と両回転センサ４１，
４２からの入力信号により、ΔＶｆ＞Ａ，ΔＶｒ＞Ａか
どうかの判断（車速センサ５０の異常による場合も含
む）により異常検出を行なっている。

上記ＣＰＵ４５６（セントラル・プロセシング・ユニッ
ト）は、演算処理を行なう中央処理装置で、このＣＰＵ
４５６では、誤差車速ΔＶｆ，ΔＶｒの演算や、前後輪
の回転数差ΔＮの演算や、ＲＡＭ４５４及びＲＯＭ４５
５からの読み出し等を行ない、その結果信号を出力回路
４５７に出力する。

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油路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プバ
ルブ４７が開き、クラッ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からの吐出圧を制
御信号（ｃ）に応じた油圧となす。尚、クラッチ締結圧
Ｐは次式であらわされる。

Ｐ＝ΔＴ／（μ・Ｓ・２ｎ・Ｒｍ） μ；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半径 次に、実施例の作用を説明する。

（イ）両回転センサが正常の場合 制御作動の流れを、第７図のフローチャート図により説
明すると、両回転センサ４１，４２に故障がなく、正常
な回転信号（ｎｆ），（ｎｒ）が出力されている場合
は、ステップ１００→ステップ１０１→ステップ１０２
→ステップ１０３→ステップ１０４→ステップ１０５→
ステップ１０６→ステップ１０７→ステップ１１４→ス
テップ１０８と進み、ステップ１０８においては、ステ
ップ１０７で演算された最終的な補正演算による伝達ト
ルクΔＴに応じたクラッチ圧が得られる制御信号（ｃ）
が出力される。

尚、このプログラムの実行開始は、イグニッションスイ
ッチ４３からのＯＮ信号（ｉ）によりなされ、ステップ
１００では、入力信号が読み込まれ、ステップ１０１及
びステップ１０２では、両回転センサ４１，４２の異常
判断の基礎となる演算がなされ、ステップ１０３及びス
テップ１０４では、両回転センサ４１，４２の異常判断
がなされ、ステップ１０５〜ステップ１０７では駆動力
配分制御に必要な演算及びテーブルルックアップがなさ
れ、ステップ１１４では伝達トルクΔＴがΔＴ_０として
記憶される。

この正常状態における駆動力配分制御によって、前後輪
の回転差が生じない走行時はほぼ後輪駆動状態となり、
前後輪の回転差が生じる急加速時や制動時や低摩擦係数
路走行時等では、その回転差の大きさに大じて前輪側駆
動力配分が増大する４輪駆動状態となる。

尚、駆動力配分制御作用は、第６図に示すように、前後
輪の回転数差の発生度合に応じて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。

（ロ）回転センサが異常の場合 制御作動の流れは、ステップ１００→ステップ１０１→
ステップ１０２→ステップ１０３（→ステップ１０４）
→ステップ１０９→ステップ１１２またはステップ１０
０→ステップ１０１→ステップ１０２→ステップ１０３
（ステップ１０４）→ステップ１０９→ステップ１１０
→ステップ１１２と進み、ステップ１１２においては、
現在の車速Ｖが設定車速Ｂを超えているかどうかの判断
がなされ、設定車速Ｂを超えた高車速時にはステップ１
１３に進み、ΔＴ＝ΔＴ_０のままとするトルク保持指令
が出力され、設定車速Ｂ以下の低車速時にはステップ１
１１に進み、ΔＴ＝ΔＴ_０−Ｃによるクラッチ圧解除指
令が出力される。

尚、ステップ１０３及びステップ１０４では、それぞれ
の回転センサ４１，４２から出力されている回転信号
（ｎｆ），（ｎｒ）に異常がないかどうかの判断がなさ
れ、ステップ１０９では車速センサ５０の異常で、ΔＶ
ｆ＞ＡまたはΔＶｒ＞Ａとの判断がなされた場合のチェ
ックがなされる。

従って、車速センサ５０からの車速信号（ｖ）が正常
で、かつ、前記回転センサ４１，４２のいずれか一方が
異常な場合には、ΔＶｆｒはＡを越える値となる為ステ
ップ１０３またはステップ１０４からステップ１０９→
ステップ１１２へと進み、回転信号（ｎｆ），（ｎｒ）
のいずれかが異常であると判断される。

上述した場合以外に、前記回転センサ４１，４２が共に
異常な場合もある為、ステップ１１０でそのチェックを
行なう。

つまり、ステップ１１０では、車速信号（ｖ）による実
際車速ＶがＶ＞０かどうか、つまり車速センサ５０が作
動しているか否かのチェックがなされる。ステップ１１
０でＶ≦０と判断した場合には車速センサ５０の非作動
（異常）に起因してΔＶｆ＞Ａ，ΔＶｒ＞Ａと判断され
るが、回転センサ４１，４２は正常として、正常な駆動
力配分制御を行なう。この時の作動の流れは、ステップ
１０３またはステップ１０４から、ステップ１０９→ス
テップ１１０→ステップ１０５→ステップ１０６→ステ
ップ１０７→ステップ１０８へと進む。

しかし、ステップ１０９の後ステップ１１０でＶ＞０と
判断した場合には、車速センサ５０は正常に作動してい
るが、回転センサ４１，４２は共に異常だと判断する。

以上説明してきたように、実施例の駆動力配分制御装置
Ｄにあっては、各センサ４１，４２，５０から異常を示
す信号出力時であって、車速Ｖが設定車速Ｂを超えてい
る時には、ステップ１１４で記憶している制御状態を保
持するようにしたため、旋回走行中にセンサ異常が発生
しても前後輪の駆動力配分が変化せず、スピン等の車両
挙動が急変するような事態を避けることができる。

尚、設定車速Ｂで制御内容を区別した理由は、高車速時
はクラッチ締結状態、つまり４輪駆動状態としてもタイ
トコーナブレーキング現象の発生が小さく、逆に、駆動
力配分の変化が車両挙動に与える影響が大きいためであ
る。

また、各センサ４１，４２，５０から異常を示す信号出
力時であって、車速Ｖが設定車速Ｂ以下の時には、ステ
ップ１１１により制御周期後に設定トルク（約１kgｍ）
分だけ指令トルクが減少し、徐々に前輪側への伝達トル
クΔＴが０に近づき、２輪駆動状態になるようにしたた
め、４輪駆動状態のまま旋回する場合に発生されるタイ
トコーナブレーキング現象が防止されるし、パワートレ
イン系の負荷も軽減される。

さらに、センサ異常の判別において、センサがノイズ等
により瞬間的に非現実的な値となり、異常と判断されて
から、次の制御周期以降に正常値に復帰した場合であっ
ても、制御状態が異常検知直前に保持されているため、
容易に正常な制御状態に戻すことができる。

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４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、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、車輪の回転数を検知するセンサや、
車速センサを検知手段として設けた例を示したが、他の
検知手段、例えばアクセル開度センサやエンジン回転数
センサ等を用いた制御装置のセンサ異常検知に用いたも
のであってもよい。

また、左右の駆動輪間に配設される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く、この場合に
は、センサ異常で高車速時には、車両挙動の急変が防止
されるし、センサ異常で低車速時には、低車速小回り性
が確保される。

また、実施例では、伝達トルクΔＴと回転数差ΔＮの関
係を、粘性クラッチ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ず、他の手段を用いてもよい。

また、回転センサの取付位置も、前輪側及び後輪側の駆
動伝達に設けたものであれば、実施例の取付位置に限定
されない。

また、実施例では、トランスファとして前後輪への駆動
力配分比を徐々に変化させることのできる可変トルクク
ラッチを用いた例を示したが、ドグクラッチ等を用い、
２輪駆動７−４輪駆動をＯＮ・ＯＦＦ的に切り換えるト
ランスファ装置を備えたものに適用できる。

（発明の効果） 以上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、検知手段から異常を示す信号入
力時であって、高速時には、異常を示す信号入力直前の
クラッチ締結力を保持させ、検知手段から異常を示す信
号入力時であって、低車速時には、クラッチ締結力を減
少させる制御を行なう手段としたため、センサ異常時で
高車速時には前後輪または左右輪の駆動力配分を変化さ
せず、旋回中等での車両挙動の急変を防止でき、センサ
異常時で低車速車には、基本的な駆動力配分側の安全サ
イド方向に駆動力配分制御がなされ、円滑な旋回走行が
確保され、センサ異常時に全車速域で好適な駆動系クラ
ッチ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置
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
ロールユニッ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図、第６図は実施例
装置における回転数差と駆動力配分比との関係特性図、
第７図は実施例装置のコンロールユニットにおける制御
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……検知手段 ４……クラッチ制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、外部からのクラ
   ッチ締結力により伝達トルクを発生させる駆動系クラッ
   チ手段と、車両状態を検知する検知手段からの入力信号
   に基づきクラッチ締結力を増減させる制御信号を出力す
   る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、 前記クラッチ制御手段を、前記検知手段から異常を示す
   信号入力時であって、高車速時には、異常を示す信号入
   力直前のクラッチ締結力を保持させ、前記検知手段から
   異常を示す信号入力時であって、低車速時には、クラッ
   チ締結力を減少させる制御を行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。