JPS62175224A - 車両の伝達トルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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差に
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、トルク入力端の回転軸
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
圧等の流体圧力で締結され、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−列が米国特許第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ずベリを生じ
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ｍ１題はないが、摩擦板間の相互ずベリ量が過度に大
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。

本発明の目的は、このような過熱によって生ずる不具合
を回避しく得るようにした車両の伝達トルク制御装置を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そのために、本発明の伝達トルク制御装置においては、
トルク伝達手段の発熱状態を検出する検出手段を備え、
トルク伝達手段が過熱状態に陥ったときには、トルク伝
達手段の入出力側の摩擦部材間を解放状態となして、こ
のトルク伝達手段を介してのトルク伝達を禁止するよう
にし、これによって、摩擦部材間のずベリに起因する発
熱を抑制し、トルク伝達手段に生じた過熱状態を許容発
熱状態へ移行させるようにしている。

第１図を参照して、更に具体的に述べるならば、本発明
は、入出力側の摩擦部材相互間のずベリ量を所定の制御
特性に従って変化させ伝達トルク量Ｔ　Ｑ　Ｕ　Ｔが可
変なトルク伝達手段Δが、パワープラントＢからのトル
クＴ　Ｉ　Ｎを複数の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Ａの発熱状態を検出する検出手段Ｃと、検
出された前記発熱状態から、前記トルク伝達手段Δの発
熱状態が許容状態を越えたことを検知したときには、該
トルク伝達手段Δを介してのトルク伝達を禁止すべく指
令を発生ずる禁止指令手段りと、該禁止指令手段の信号
により前記トルク伝達手段Δの入出力側の摩擦部材間を
解放状態となして、該トルク伝達手段を介してのトルク
伝達を禁止する制御手段Ｅとを備えたことを特徴として
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を介して左右後輪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】２、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■５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１
５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１
４に接続された摩擦板１５ｂと、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の入力端には、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６口を検出し、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Ｓ。、ｆ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△ｎ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Ｓ　ｖ　。

ＳαおよびＳ△ｎを用いて、予め記憶している制御マツ
プから制御電流１を算出し、算出された電流１を油圧制
御弁２３に供給する。

本例では、制御電流ｌと制御弁２３による制御油圧Ｐと
は比例関係にあり、また、制御油圧Ｐとクラッチ１５に
よる伝達トルク量Ｔ　ｏ　ｕ　ｔ　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１の変化に
より、第４図に一例を曲線ｆ（八〇　）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（△
ｎ）から、検出された回転速度差Δｎに対する伝達トル
クＴ。ＵＴ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■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■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■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ツプに基づいて制御電流ｌを算出し
、この電流ｌ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Ｔ。、Ｔ＝ｆ
（八〇）によって示される量のトルり伝達が行なわれる
。しかるに、領域■内に運転状態が移行した場合には、
この領域■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、−例を第
４図の点Ａと点Ｂとを結ぶ曲線Ｔｒｉ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■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と点りを結ぶ曲線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
Ｔ。、、＝ｆ（八〇）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△ｎに対する伝達トルク
Ｔ　ｏ　ｕ　ｔが１対１に定まっている。従って、運転
状態が領域１１■、■のいずれにあるのかの判別を、発
熱量を直接に算出せずに、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△ｎがＯ〜Δｎ１の間のときは領域■であり
、同様に、へ０１〜Δ口２の間が領域■、へ１２以上が
領域■である。

（１）　　Δｎ〈△ｎ１の場合（領域１）この場合には
、ステップＳＴＩ、Ｓｒ１、Ｓｒ１、Ｓｒ１、Ｓｒ１、
Ｓｒ１およびＳｒ１を順次に実行して、再びステップＳ
ＴＩへ戻る制御が行なわれる。従って、第４図の曲線Ｔ
。ｕｙ＝ｆ（△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ツプから制御電流１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５Ｔ７）。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△ｎ３の場
合には、その値に対する曲線ｆ（八〇）のＹ座標軸」二
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）　　△ｎ１≦△ｎ〈△ｎ２の場合（領域■）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ＳＴＩからＳｒ１を順次に実行し
た後、ステップＳＴ８、Ｓｒ１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■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Ｔ。

ｕＴ＝ｆ（△ｎ）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５ＴＩＯへ進み、時間ｔ１が経過したことを表わずフ
ラグＦＬＧＩに“１”をたて、その後ステップ５ＴＩＩ
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１が供給
され、これにより油圧クラッチ１５には最大油圧Ｐが作
用し、摩擦板１５ｂ、１．５Ｃ間のすべりがほぼ零とな
る。

第４図の曲線Ｔｒｌはこのときの伝達トルクの変化状態
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、１５０間
のずベリの減少、換言すると、回転速度差へ〇の減少に
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■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。

このうようにして、フラグＦＬＧＩが立った後は、ステ
ップＳＴ５からステップ５Ｔ１１ヘジヤンプするループ
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。

アクセル面皮センサ２８の出力信号Ｓ　ａ　ｆ　ｒ　か
らアクセルの踏み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５Ｔ１４へ進み、フラグＦ
ＬＧＩをリセットし、更にステップＳＴ１．５において
タイマをリセットする。この後、ステ・ノブＳＴ７へ進
み、第４図の曲線Ｔ。。□−ｆ（Δｎ）に沿う制御に復
帰する。

（３）　　Δｎ≧八ｎへの場合（領域■）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５Ｔ１２ヘジヤンプし、回転速度差△口
が６０２以上になったことを表わすフラグＦ　Ｌ　Ｇ　
２を立てた後に、ステップ５Ｔ１３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Ｔｒ
２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の発熱が止み、クラッチが
領域■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Ｆ　Ｌ　Ｇ　２が立った後は、
ステップＳＴ３からステップ５Ｔｊ３ヘジヤンプするル
ープが繰り返される。この解放状態は、アクセルオフ信
号Ｓ。、１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５Ｔ
１４へ移行し、フラグＦＬＧ２がリセットされる。その
後は、ステップＳ　Ｔ　１．５を介してステップＳＴ７
へ進み、第４図の曲線Ｔｏｕｒ＝ｆ（△ｎ）に沿う制御
に復帰する。

このように、本例においては、運転状態が領域■に移行
して、油圧クラッチにとって危険な発熱状態に陥ったξ
きには、油圧クラッチを解放して、この油圧クラッチを
介してのトルク伝達を禁止するようにした。従って、油
圧クラッチの摩擦板の発熱が止み、油圧クラッチが過熱
状態になることを回避することができる。また、本例で
は、短かい時間の間ならば油圧クラッチが危険な過熱状
態には至らない運転領域を定め、一定時間以上に亘り運
転状態がこの領域内にあるときには油圧クラッチを固定
するようにした。かかる制御を行なうことにより、後輪
側へのトルク伝達を可能な限り行なうと共に、油圧クラ
ッチの過熱を確実に回避することができるので好ましい
。

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−Ｔｏｕｒ）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（Δ口・Ｔ、、Ｊ、）に限定されるものでな
いことは明らかである。

なお、上述の実施例では、第４図に示すように、領域■
内に一定時間以上に亘り運転状態があるときには、曲線
Ｔｒｉで示すように油圧クラッチを固定して摩擦板間の
すべりを無くし、発熱を抑制するようにした。しかしな
がら、この場合においても、第４図に破線Ｔｒ３（点Ａ
から点Ｅ）で示すように、油圧クラッチを解放すること
によりその発熱を抑制するようにしても良いことは勿論
である。この場合においては、トルク伝達手段として、
ビスコスカップリングと油圧クラッチとを直列接続した
ものを用い、通常時には油圧クラッチを接続しておき、
過熱時にはそれを切ることによりビスコスカップリング
の解放状態を形成することができる。

また、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制
御装置においては、油圧クラッチ等のトルク伝達手段の
発熱状態を検出して、この発熱状態が許容状態を越えた
発熱状態になったときには、トルク伝達手段の入出力側
の摩擦部材相互を解放状態となして、トルク伝達を禁止
するようにした。

従って、トルク伝達手段の発熱を抑制でき、このトルク
伝達手段が過熱状態に陥って、損傷等の不具合が生ずる
事態を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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入出力側の摩擦部材相互間のすべり量を所定の制御特性
   に従って変化させ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から、前記トルク伝達手段の発
   熱状態が許容状態を越えたことを検知したときには、該
   トルク伝達手段を介してのトルク伝達を禁止すべく指令
   を発生する禁止指令手段と、該禁止指令手段の信号によ
   り前記トルク伝達手段の入出力側の摩擦部材間を解放状
   態となして、トルク伝達を禁止する制御手段と、 を備えたことを特徴とする車両の伝達トルク制御装置。