JPH0698902B2 - 車両の伝達トルク制御装置 - Google Patents

車両の伝達トルク制御装置

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JPH0698902B2
JPH0698902B2 JP61018580A JP1858086A JPH0698902B2 JP H0698902 B2 JPH0698902 B2 JP H0698902B2 JP 61018580 A JP61018580 A JP 61018580A JP 1858086 A JP1858086 A JP 1858086A JP H0698902 B2 JPH0698902 B2 JP H0698902B2
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torque transmission
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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、トルク入力側回転数と出力側回転数の左に
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
圧等の液体圧力で締結され、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、その一例が米国特許
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、
入力側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、摩擦板間の相互すべり量が過度に大き
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。
このような観点から、特開昭57−137724号公報には、ト
ルク伝達手段の発熱量を入出力部材の回転数差すなわち
すべり量と伝達トルクとの積の値を近似し、この値をす
べりが生じている時間で積分して発熱量Ｑ′を推定しこ
の推定値と予め設定した所定値γとを比較して、推定発
熱量Ｑ′が上記所定値γを越える場合には、エンストを
生じさせるように構成している。すなわち、トルク伝達
手段の推定発熱量Ｑ′が所定値γを越える場合にはトル
ク伝達手段のためのある種のフェールセイフ制御を行な
うようになっている。
また、実開昭59−158757号明細書にも同様な技術の開示
があり、この技術においては推定発熱量Ｑが所定値Ｑ′
を越えるとトルク伝達手段を固定または解放して、入出
力部材の相対回転を禁止することによって発熱状態を解
消するようになっている。
しかし、これらの技術では、この発熱量推定方法は積分
開始及び停止時間を正確に確定することが困難であり、
したがって発熱量算出の手順が複雑となるかあるいは、
推定発熱量の信頼性が低下するものである。したがって
このような推定発熱量に基づいて制御を行なうと、トル
ク伝達手段の過熱防止対策の適正を欠く恐れがある。ま
た、迅速な対応ができないという問題もある。
本発明はこのような事情に鑑みて構成されたものであっ
て、簡単な方法で迅速にトルク伝達手段の発熱状態を検
出し、トルク伝達手段の本来の機能な損なうことなく適
正な過熱防止制御を行なうことができる車両の伝達トル
ク制御装置を提供することを目的とする。
（問題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の伝達トルク制御装置
においは、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トルク伝達量を前記トルク伝達手
段の入出力側の摩擦部材相互間のすべり量に対するトル
ク伝達量が予め定められた所定の制御特性にしたがって
変化すべく制御する制御手段と、 前記トルク伝達手段における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が、前記トルク伝達手段の前記
すべり量とトルク伝達量とに基づき前記トルク伝達手段
の発熱状態が低い順に第１、第２及び第３領域として予
め定めた発熱領域内にあるか否かを判定する判定手段と
を有し、 前記トルク伝達手段の発熱状態が、第１領域にあるとき
には前記トルク伝達手段を所定の制御特性に従ってすべ
り量を制御し、第２領域にあるときには、所定時間にわ
たって継続した場合、前記トルク伝達手段をすべり量を
零とする固定状態若しくはトルク伝達を禁止する解放状
態として制御し、第３領域にあるときには直ちに前記ト
ルク伝達手段をすべり量を零とする固定状態若しくはト
ルク伝達を禁止する解放状態にして制御するように前記
制御手段により制御されることを特徴とする。
これによって、トルク伝達手段におけるすべりに起因し
た発熱を抑制して、適正にトルク伝達手段の過熱防止対
策を行なうようにしている。
第１図を参照してさらに、具体的に述べるならば、本発
明は、伝達トルク量が可変なトルク伝達手段Ａが、パワ
ープラントＢ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、
所定の制御特性に従って前記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変化させてトルク伝達量
を制御する制御手段Ｃと、 前記トルク伝達手段における発熱状態を検出する検出手
段Ｄ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
熱状態が予め低い順に第１、第２及び第３領域として定
めた発熱領域内にあるか否かを判定する判断手段Ｅとを
有し、トルク伝達手段の発熱状態が、第１領域にあると
きには前記トルク伝達手段を所定の制御特性に従ってす
べり量を制御し、第２領域にあるときには、所定時間に
わたって継続した場合、前記トルク伝達手段をすべり量
を零とする固定状態若しくはトルク伝達を禁止する解放
状態として制御し、第３領域にあるときには直ちに前記
トルク伝達手段をすべり量を零とする固定状態若しくは
トルク伝達を禁止する解放状態にして制御するように前
記制御手段により制御されるようになっている。
（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
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
右前輪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15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14に接続された摩擦板15
bを、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の入力側には、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SV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Δｎ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Soff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Δｎ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SV、ＳαおよびＳ
Δｎを用いて、予め記憶している制御マップから制御電
流ｉを算出して、算出された電流ｉを油圧制御弁23に供
給する。
本例では、制御電流ｉと制御弁23により制御油圧Ｐとは
比較関係にあり、また、制御油圧Ｐとクラッチ15による
伝達トルク量TOUT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ｉの変化により、第４図に一
例を曲線ｆ（Δｎ）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Δｎ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（Δｎ）
から、検出された回転速度差Δｎに対する伝達トルクT
OUT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・TOUT 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Ｉ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IIであり、更に、
油圧クラッチ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IIIである。従って、本
例の制御ユニット24においては、領域Ｉ内においては制
御マップに基づいて制御電流ｉを算出し、この電流ｉ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TOUT＝ｆ（Δｎ）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II内に運
転状態が移行した場合には、この領域II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、一例を第４図の点Ａと点Ｂとを結ぶ曲
線Tr1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
定させる。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III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Ｄ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
TOUT＝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Δｎに対する伝達トルクTOUT
が１対１に定まっている。従って、運転状態が領域Ｉ、
II、IIIのいずれにあるのかの判別を、発熱量を直接に
算出する必要がなくなり、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Δｎが０〜Δn1の間のときは領域Ｉであり、
同様に、Δn1〜Δn2の間が領域II、Δn2以上が領域III
である。
（１） Δｎ＜Δn1の場合（領域Ｉ） この場合には、ステップST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6
およびST7を順次に実行して、再びステップST1へ戻る制
御が行なわれる。従って、第４図の曲線TOUT＝ｆ（Δ
ｎ）に沿う伝達トルク量が得られるように、予め記憶さ
れている制御マップから制御電流ｉ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ST7）。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Δn3の場合には、その値に
対応する曲線ｆ（Δｎ）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15の締結力が制御され
る。
（２） Δn1≦Δｎ＜Δn2の場合（領域II） この領域内での運転が、予め定めた時間t1に亘って継続
されるまでは、ステップST1からST6を順次に実行した
後、ステップST8、ST9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II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TOUT＝ｆ（Δｎ）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ST8からステップST1
0へ進み、時間t1が経過したことを表わすフラグFLG1に
“1"をたて、その後ステップST11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imaxが供給され、これにより油圧ク
ラッチ15には最大油圧Pmax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Tr1はこのとき
の伝達トルクの変化を示す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III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。
このようにして、フラグFLG1が立った後は、ステップST
5からステップST11へジャ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。アクセル開度センサ28の出力信号Soffからアクセル
の踏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ST14へ進み、フラグFLG1をリセットし、更
にステップST15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TOUT＝ｆ（Δ
ｎ）に沿う制御に復帰する。
（３） Δｎ≧Δn2の場合（領域III） この状態に移行すると、ステップST1〜ST3を実行した
後、ステップST4からST12へジャンプし、回転速度差Δ
ｎがΔn2以上になったことを表わすフラグFLG2を立てた
後に、ステップST13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Tr2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の発熱が止め、クラッチが領域III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FLG2が立った後は、ステップST
3からステップST13へジャ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Soff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ST2からステップST14へ移行し、フラグFLG2が
リセットされる。その後は、ステップST15を介してステ
ップST7へ進み、第４図の曲線TOUT＝ｆ（Δｎ）に沿う
制御に復帰する。
このように、本例においては、トルク伝達手段にとって
危険な発熱状態の下限を示す曲線P2と、トルク伝達手段
の許容な発熱状態の上限を示す曲線P1とによって区画さ
れる発熱領域IIを定め、この領域内に一定時間以上にわ
たって油圧クラッチの発熱状態があるときには油圧クラ
ッチを固定するようにした。また、この領域IIを超えた
発熱状態に油圧クラッチがなったときには、油圧クラッ
チを直ちに解放するようにした。従って、いずれの場合
においても、油圧クラッチの摩擦板間のすべりによる発
熱が止め、油圧クラッチが過熱状態に陥ることはない。
また、このように領域IIを設けているので、過熱状態に
移行するおそれのある発熱状態から油圧クラッチを速や
かに安全側の状態へ移行させることができると共に、こ
の油圧クラッチを介してのトルク伝達を可能な限り継続
することができるので好適である。
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（Δｎ・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・TOUT）に限定されるものでないことは明
らかである。
なお、上述の実施例においては、第４図に曲線Tr1、Tr2
で示すように、油圧クラッチを制御するようにした。し
かしながら、これとは逆に、第４図に破線で示す曲線Tr
3、Tr4のように、領域IIに一定時間あるときには油圧ク
ラッチを解放し、この領域IIを超えた状態になったとき
には油圧クラッチを固定するようすることもできる。
また、上述の実施例において、領域IIを更に複数の領域
に区画し、油圧クラッチの固定、解放が行なわれるまで
の時間t1を各領域毎に異なるようにすれば、より正確な
油圧クラッチの発熱抑制制御を行ない得ることは勿論で
ある。
更に、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装
置においては、前記トルク伝達手段の発熱状態が、前記
の予め低い順に第１、第２及び第３領域として定めた発
熱領域内にあるかに応じて、トルク伝達手段の発熱状態
が、第１領域にあるときには前記トルク伝達手段を所定
の制御特性に従ってすべり量を制御し、第２領域にある
ときには、所定時間にわたって継続した場合、前記トル
ク伝達手段をすべり量を零とする固定状態若しくはトル
ク伝達を禁止する解放状態として制御し、第３領域にあ
るときには直ちに前記トルク伝達手段をすべり量を零と
する固定状態若しくはトルク伝達を禁止する解放状態に
制御する。発熱状態の領域を設定し、その属する領域に
応じて、異なる制御をトルク伝達手段に対して行なうよ
うになっているので、それぞれトルク伝達手段の制御を
行なうようにしているので、トルク伝達手段を介しての
トルク伝達を可能な限り継続して行いつつ、このトルク
伝達手段の過熱対策を迅速、正確に達成でき過熱状態を
適正に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……制御手段、Ｄ……検出手段、 Ｅ……判定手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】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トルク伝達量を前記トルク伝達手
    段の入出力側の摩擦部材相互間のすべり量に対するトル
    ク伝達量が予め定められた所定の制御特性にしたがって
    変化すべく制御する制御手段と、 前記トルク伝達手段における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が、前記トルク伝達手段の前記
    すべり量とトルク伝達量とに基づき前記トルク伝達手段
    の発熱状態が低い順に第１、第２及び第３領域として予
    め定めた発熱領域のうちのいずれの領域内にあるか否か
    を判定する判定手段とを有し、 前記トルク伝達手段の発熱状態が、第１領域にあるとき
    には前記トルク伝達手段を所定の制御特性に従ってすべ
    り量を制御し、第２領域にあるときには、所定時間にわ
    たって継続した場合、前記トルク伝達手段をすべり量を
    零とする固定状態若しくはトルク伝達を禁止する解放状
    態として制御し、第３領域にあるときには直ちに前記ト
    ルク伝達手段をすべり量を零とする固定状態若しくはト
    ルク伝達を禁止する解放状態にして制御するように前記
    制御手段により制御されることを特徴とする車両の伝達
    トルク制御装置。
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