JPH0825399B2

JPH0825399B2 - 車両用駆動系クラツチ制御装置

Info

Publication number: JPH0825399B2
Application number: JP28295486A
Authority: JP
Inventors: 修司鳥居; 富雄神藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPS63137026A

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の駆動力配
分クラッチや左右輪間に設けられる差動装置の差動制限
クラッチに用いられ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61−157437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、前後輪回転速度センサからのセンサ
信号に基づいて前後輪の回転速度差を演算し、この前後
輪回転速度差が大きい程、すなわち駆動輪スリップの発
生が大きい程トランスファクラッチの締結力を増大させ
て４輪駆動側に駆動力配分を変更し、速やかに駆動輪ス
リップを抑制させようとするものであった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来装置にあっては、前後
輪回転速度差に対するクラッチ締結力制御則（制御特
性）は一義的に定まったものであった為、走行路面の摩
擦係数変化や制御装置が適応される車両の様々なハード
的変化に対して制御ソフトが必ずしも十分に対応出来な
いという問題点を残していた。

例えば、乾燥良路で軽快に走り易い制御則（前輪側に
駆動力を多く配分しない特性）に設定すると、氷雪路等
の低摩擦係数路での走行安定性やスタック脱出性が十分
でなくなってしまう。

また、一義的に制御則を定めてしまうと、タイヤの摩
耗度合，多板クラッチの経時変化，トランスファユニッ
トの温度状況等によっても僅かであるが同様の傾向を示
す。

これに対し、従来公報に述べられているように、路面
摩擦係数によって制御特性の制御定数を変更するという
案もあるが、直接路面摩擦係数を検出することは、実際
上不可能に近い。

（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輪または左右輪に
分配伝達するエンジン駆動系の途中に設けられ、外部か
らのクラッチ締結力により伝達トルクの変更ができる駆
動系クラッチ手段１と、前輪回転速度センサ２及び後輪
回転速度センサ３からの入力信号に基づき常駆動輪のス
リップ発生状態を検出するスリップ発生状態検出部401
と、該検出部401からのスリップ発生状態に応じて前記
駆動系クラッチ手段１と締結力を制御する制御信号を出
力する出力部402とを有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に、前記スリップ発生状態検出部401
からの検出信号の監視により常駆動輪のスリップ発生頻
度を検出するスリップ発生頻度検出部403と、該検出部4
03からのスリップ発生頻度が大きくなればなる程より高
い締結力レベルのクラッチ締結力制御則になる様に変更
する制御則変更部404設けた事を特徴とする。

（作用）本発明の車両用駆動系クラッチ制御装置では、上述の
ように、スリップ発生状態検出部からの検出信号の監視
により常駆動輪のスリップ発生頻度を検出するスリップ
発生頻度検出部を有する手段とした為、このスリップ発
生頻度が走行路面の状態，タイヤの状況，クラッチの状
況，運転状況等の非常に豊富な入力情報をもたらす。

従って、センサ類を多く用いない簡単な手段でありな
がら、スリップ発生頻度が大きくなればなる程より高い
締結力レベルのクラッチ締結力制御則になる様に変更す
ることで、走行路面の摩擦係数変化や制御装置が適応さ
れる車両の様々なハード的変化に対応した最適のクラッ
チ締結力制御を行なうことが出来る。

（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クラッチ制御装置を例にとる。

まず、第１実施例の構成を説明する。

実施例の駆動力配分クラッチ制御装置Ｄが適用される
四輪駆動車は、第２図に示すように、トランスファ装置
10,エンジン11,トランスミッション12,トランスファ入
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,リヤディファレンシャル16,後輪17,フロ
ントディファレンシャル18,前輪19,ギヤトレーン20,前
輪側駆動軸21を備えている。

上記トランスミッション12は、前記エンジン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。

上記トランスファ入力軸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、前記トランスファ入力軸13と
同芯上に直結させたもので、トランスファ入力軸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、クラッチ油圧により前輪
側への伝達トルクの変更が可能なクラッチで、前記トラ
ンスファ入力軸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。

上記リヤディファレンシャル16及びフロントディファ
レンシャル18は、左右の後輪17,17及び左右の前輪19,19
に差動を許しながら駆動力を分配伝達する差動装置であ
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19,19に回転駆動
力を伝達させる軸である。

尚、第４図はトランスファ装置10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４図中15gはディシュプレート、15hはリターンスプ
リング,24はクラッチ圧油入力ポート,25はクラッチ圧油
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。

次に、実施例の駆動力配分クラッチ制御装置Ｄは、第
３図に示すように、前記多板摩擦クラッチ15を締結させ
るための油圧力を発生させる外部装置としての油圧発生
装置50と、この油圧発生装置50とからの油圧を所定のク
ラッチ圧Ｐに制御する油圧制御装置40とを備えている。

上記油圧発生装置50は、オイルポンプ51、ポンプ油圧
路52、クラッチ圧油路53、分岐ドレーン油路54、リザー
ブタンク55、吸込油路56を備えている。

上記油圧制御装置40は、検知手段として、前記回転速
度センサ41,後輪回転速度センサ42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46a及びチェック油路46b
を有する前記電磁比例リリーフバルブ46（分岐ドレーン
油路54に設けられている）を備えている。

前輪回転速度センサ41及び後輪回転速度センサ42は、
それぞれ前輪側駆動軸21及び後輪側駆動軸14の途中や左
右の前輪19,19位置等に設けられたもので、軸に固定さ
れたセンサロータ、センサロータに近接配置され、磁力
変化を検知するピックアップセンサと、により回転速度
センサ等が用いられ、この両回転速度センサ41,42から
は軸回転に応じた正弦波信号等による回転信号（nf），
（nr）が出力される。

上記コントロールユニット45は、車載のマイクロコン
ピュータを中心とする制御回路が用いられ、前記回転速
度センサ1,42からの回転信号（nf），（nr）を入力し、
基本的には前後輪の駆動軸21,14の回転速度差ΔＮ（Nr
−Nf）を演算し、回転速度差ΔＮが大きくなるに従って
前輪側への伝達トルクΔＴ（クラッチ油圧Ｐを高めて駆
動力配分を４輪駆動状態に近づける指令電流信号（ｉ）
を前記電磁比例リリーフバルブ46に出力するもので、第
５図に示すように、内部回路として、入力インターフェ
ース451、RAM452、ROM453、CPU454、出力インターフェ
ース455を備えている。

上記ROM454（リード．オンリー．メモリ）は読出し専
用のメモリで、このROM454には、第８図に示すような前
後輪回転速度差ΔＮと指令電流値^＊との制御則（Ａ特性
とＢ特性）が予め記憶設定されている。

また、両特性は、前後輪回転速度差ΔＮが所定値まで
は漸増し所定値を越えると急増する指令電流値Ｉ^＊の特
性であり、Ａ特性に比べてＢ特性の方が指令電流値Ｉ^＊
が大きめに設定されている。

上記電磁比例リリーフバルブ46は、指令電流信号
（ｉ）の出力が指令電流値Ｉ^＊＝０の場合はクラッチ圧
Ｐ＝０となるが、指令電流信号（ｉ）の出力が指令電流
値Ｉ^＊＞０の場合はバルブが閉じ方向に移動し、オイル
ポンプ51からのポンプ圧をドレーン油量制御により指令
電流値Ｉ^＊の大きさに応じたクラッチ圧Ｐとなす（第６
図）。尚、クラッチ圧Ｐと前輪側への伝達トルクΔＴと
の関係は次式であらわされる（第７図）。

Ｐ＝ΔT/（μ・Ｓ・2n・Rm）但し μ；クラッチ板の摩擦係数 S;ピストンへの圧力
作用面積 s;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従って、クラッチ圧Ｐを増大させると、前輪側への伝
達トルクΔＴも比例して増大する。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、第１実施例での駆動力配分クラッチ制御作動の
流れを、第９図に示すフローチャート図により説明す
る。

まず、第１実施例は、前後輪回転速度差ΔＮでスリッ
プ発生状態を検出し、この回転速度差ΔＮが所定値ΔN₀
を越えることが一定時間T₀の間に何回のカウント数ｎで
あるかによってスリップ発生頻度を検出し、ｎ＞n₀であ
ればＢ特性を選択し、ｎ≦n₀であればＡ特性を選択して
指令電流信号（ｉ）を出力するようにした例である。

まず、カウンタ数ｎをゼロにセットし（ステップ10
0）、タイマ値ｔをゼロにセットし（ステップ101）、前
後輪回転速度差ΔＮ（＝Nr−Nf）を読み込む（ステップ
102）。

次いで、前後輪回転速度差ΔＮが所定値ΔN₀を越えて
いるかどうかが判断され（ステップ103）、ＮΔ＞ΔN₀
であればカウント数ｎに１が加算される（ステップ10
4）。

ステップ103でΔＮ≦ΔN₀またはステップ104でカウン
ト数ｎがｎ＋１にされた後、タイマ値ｔが加算され（ス
テップ105）、タイマ値ｔが一定時間T₀を越えているか
どうかが判断され、ｔ≦T₀の場合にはステップ102から
の流れが繰り返される（ステップ106）。

ステップ106でｔ＞T₀であると判断されると、ステッ
プ107へ進み、一定時間T₀の間のカウント数ｎが出力さ
れ、このカウント数ｎが所定値n₀を越えているかどうか
が判断される（ステップ108）。

ステップ108でｎ＞n₀の場合には、Ｂ特性が選択され
（ステップ109）、このＢ特性と前後輪回転速度差ΔＮ
とによって指令電流信号（ｉ）が出力される（ステップ
110）。

ステップ108でｎ≦n₀の場合には、Ａ特性が選択され
（ステップ111）、このＡ特性と前後輪回転速度差ΔＮ
とによって指令電流信号（ｉ）が出力される（ステップ
112）。

以上説明してきたように、第１実施例の駆動力配分ク
ラッチ制御装置Ｄにあっては、以下に述べるような効果
が得られる。

前後輪回転速度差ΔＮによりスリップ発生状態を検
出し、スリップ発生状態の監視により常駆動輪である後
輪のスリップ発生頻度を検出する装置とした為、入力セ
ンサとしては、前輪回転速度センサ41と後輪回転速度セ
ンサ42だけの簡単な構成でスリップ発生頻度を入力情報
として得ることが出来る。

前述のスリップ発生頻度が走行路面の状況，タイヤ
の状況，クラッチの状況，運転状況等の非常に豊富な入
力情報をもたらすし、スリップ発生頻度が多い時は高い
クラッチ圧レベルのＢ特性によってクラッチ締結圧の制
御を行なうようにしている為、走行路面の摩擦係数変化
や制御装置が適応される車両の様々なハード的変化が対
応した最適のクラッチ圧制御を行なうことが出来る。

制御特性として、第８図に示すように、低回転速度
差域では指令電流値Ｉ^＊が漸増し、高回転速度差域では
指令電流値Ｉ^＊が急増する特性を設定している為、低回
転速度差領域でのタイトコーナブレーキング現象防止効
果と、高回転速度差領域での発進性や加速性向上効果の
両立を達成できる。

次に、第10図及び第11図に示す第２実施例装置につい
て説明する。

この第２実施例装置の構成については、第１実施例と
同様であって、第１実施例が制御特性としてＡ特性とＢ
特性の二つの特性を設定した例であったのに対し、第10
図に示すように、一つの特性マップを設定している点に
おいて異なる。

また、第２実施例での駆動力配分クラッチ制御作動の
流れを、第11図に示すフローチャート図により説明す
る。

まず、第２実施例は、前後輪回転速度差ΔＮでスリッ
プ発生状態を検出し、この回転速度差ΔＮが所定値ΔN₀
を越えることが一定時間T₀の間に何回のカウント数ｎで
あるかによってスリップ発生頻度を検出し、ｎ＞n₀であ
れば最大の指令電流値Ｉ^＊maxを所定時間T1出力し、ｎ
≦n₀であれば特性マップに基づいて指令電流信号（ｉ）
を出力するようにした例である。

第２実施例でのクラッチ制御作動の流れのうち、ステ
ップ100からステップ108までは第１実施例と同じであ
る。

ステップ108でｎ＞n₀の場合には、指令電流値Ｉ^＊が
最大の指令電流値Ｉ^＊maxである指令電流信号（ｉ）が
出力される（ステップ120）。そして、ステップ121でタ
イマ値t1がゼロにセットされ、ステップ122でＩ^＊＝Ｉ
^＊maxの場合にはステップ123でタイマ値t1に１加算さ
れ、ステップ124でタイマ値t1が一定時間T1を越えてい
るかどうかが判断される。

すなわち、最大の指令電流値Ｉ^＊maxは、一定時間T1
だけ出力されることになる。

ステップ108でｎ≦n₀の場合には、第10図に示す特性
マップが選択され、この特性マップと前後輪回転速度差
ΔＮとによって得られる電流値Ｉ^＊による指令電流信号
（ｉ）が出力される（ステップ125）。

従って、この第２実施例では、第１実施例で述べた効
果に加えて、予め設定しておく制御特性マップが一つで
よく、メモリの記憶容量が小さくて済む。

次に、第12図〜第14図に示す第３実施例装置について
説明する。

この第３実施例装置は、入力センサとして車両の前後
加速度Xgを検出する前後加速度センサ43が追加されてい
る点において第1,第２実施例と異なり（第12図）、ま
た、制御特性としては、第１実施例と同様にＡ特性とＢ
特性の二つの特性を設定した例である（第13図）。

また、第３実施例での駆動力配分クラッチ制御作動の
流れを、第14図に示すフローチャート図により説明す
る。

まず、第３実施例は、後輪スリップ比相当値Ｓ＝ΔN/
Nr（前輪スリップ比相当値Ｓ＝ΔN/Nfで代用してもよ
い）でスリップ発生状態を検出し、この値Ｓが所定値S₀
を越え、かつ、前後加速度Xgが所定値Xg₀よりも小さい
状態が一定時間T₀の間に何回のカウント数ｎであるかに
よってスリップ発生頻度を検出し、ｎ＞n₀であればＡ特
性を選択し、ｎ≦n₀であればＢ特性を選択して選択した
各特性マップに基づいて指令電流信号（ｉ）を出力する
ようにした例である。

第３実施例でのクラッチ制御作動の流れのうち、ステ
ップ100〜ステップ102とステップ104〜ステップ112まで
は第１実施例と同じである。

ステップ130及びステップ131では、前輪回転速度Nf及
び後輪回転速度Nrが読み込まれる。

ステップ132では後輪スリップ比相当値Ｓ＝ΔN/（Nr
＋１）が計算され、ステップ133でこの値Ｓが所定値S₀
を越えているかどうかが判断され、Ｓ＞S₀の場合にはス
テップ134へ進み、前後加速度Xgが所定値g₀を越えてい
るかどうかが判断され、Xg≦Xg₀の場合にステップ104へ
進み、カウント数ｎが加算される。

すなわち、カウント数ｎが加算されるためには、Ｓ＞
S₀でかつXg≦Xg₀であるという両条件を満足する必要が
あり、Xg≦Xg₀を加えていることで、アクセルを急踏み
しての加速操作により駆動輪スリップが発生した場合に
は、カウント数ｎを加算しないで、スポーツ走行時等で
の加速性を確保するようにしている。

従って、この第３実施例では、第１実施例で述べた効
果に加えて、加速走行時に駆動力の急な配分変更がな
く、加速走行安定性が確保される。

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、前後輪への駆動力配分クラッチ
を制御する例を示したが、特願昭60−162267号に示す様
に左右輪の間に介装される差動装置（ディファレンシャ
ル）を有する車両では、差動装置の差動制限を行なう差
動制限クラッチにも適用できる。

また、クラッチ油圧の制御手段も、実施例の電磁比例
式リリーフバルブに限らず、他の手段、例えばデューテ
ィ制御信号を用いる場合にはソレノイド開閉弁構造のも
の等としてもよい。

また、実施例では、クラッチ手段として油圧締結によ
る多板摩擦クラッチを示したが、電磁クラッチや粘性ク
ラッチ等他のクラッチを用いてもよい。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の駆動系クラッチ制
御装置にあっては、クラッチ制御手段に、スリップ発生
状態検出部からの検出信号の監視により常駆動輪のスリ
ップ発生頻度を検出するスリップ発生頻度検出部と、該
検出部からのスリップ発生頻度が大きくなればなる程よ
り高い締結力レベルのクラッチ締結力制御則になる様に
変更する制御則変更部を設けた為、センサ類を多く用い
ない簡単な手段でありながら、走行路面の摩擦係数変化
や制御装置が適応される車両の様々なハード的変化に対
応した最適のクラッチ締結力制御を行なうことが出来る
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図は実施例の駆動系クラッチ制御
装置が適用される四輪駆動車を示す図、第３図は実施例
の車両用駆動系クラッチ制御装置を示す全体図、第４図
は実施例装置のトランスファ装置を示す断面図、第５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６図はクラッチ油圧と前輪側への伝達トルクの関
係特性図、第７図は指令電流値とクラッチ油圧の関係特
性図、第８図は実施例装置のコントロールユニットに予
め設定されている前後輪回転速度差に対する指令電流値
の制御特性線図、第９図は第１実施例装置のコントロー
ルユニットにおける駆動系クラッチ制御作動の流れを示
すフローチャート図、第10図は第２実施例装置のコント
ロールユニットに予め設定されている前後輪回転速度差
に対する指令電流値の制御特性線図、第11図は第２実施
例装置のコントロールユニットにおける駆動系クラッチ
制御作動の流れを示すフローチャート図、第12図は第３
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13図は第３実施例装置のコントロールユニットに
予め設定されている前後輪回転速度差に対する指令電流
値の制御特性線図、第14図は第３実施例装置のコントロ
ールユニットにおける駆動系クラッチ制御作動の流れを
示すフローチャート図である。１……駆動系クラッチ手段２……前輪回転速度センサ３……後輪回転速度センサ４……クラッチ制御手段 401……スリップ発生状態検出部 402……出力部 403……スリップ発生頻度検出部 404……制御則変更部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン駆動力を前後輪または左右輪に分
配伝達するエンジン駆動系の途中に設けられ、外部から
のクラッチ締結力により伝達トルクの変更ができる駆動
系クラッチ手段と、前輪回転速度センサ及び後輪回転速
度センサからの入力信号に基づき常駆動輪のスリップ発
生状態を検出するスリップ発生状態検出部と、該検出部
からのスリップ発生状態に応じて前記駆動系クラッチ手
段の締結力を制御する制御信号を出力する出力部とを有
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に、前記スリップ発生状態検出部
からの検出信号の監視により常駆動輪のスリップ発生頻
度を検出するスリップ発生頻度検出部と、該検出部から
のスリップ発生頻度が大きくなればなる程より高い締結
力レベルのクラッチ締結力制御則になる様に変更する制
御則変更部を設けた事を特徴とする車両用駆動系クラッ
チ制御装置。