JPS63103736A - 車両用駆動系クラツチ制御装置 - 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、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。

（先行の技術） 先行の差動制限クラッチ制御袋Ｍ（車両用駆動系クラッ
チ制御装置の一例）としては、本出願人が先に提案した
特願昭６０−２４４６７７号や特願昭６１−１７４５５
号の明細書及び図面に記載されたものがある。

この先行装置の制御内容は、駆動輪と非駆動輪の回転速
度差ΔＮが大きくなればなる程クラッチ締結圧を大きく
する制御が行なわれる。

尚、車速■は制御パラメータに含まれず、低速であろう
と、高速であろうと駆動輪と非駆動輪の回転速度差ΔＮ
の発生度合に応じて差動制限制御がなされる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような先行装置にあっては、駆動輪
と非駆動輪の回転速度差により一定量の差動制限トルク
が得られるものであった為、以下に述べるような問題点
があった。

■　スタック脱出性を重視して必要な差動制限トルクが
得られる制御内容に設定すると、走行時に駆動輪スリッ
プを検知した場合、差動制限量が大き過ぎて尻振り等が
発生し、車両の走行姿勢が不安定となる。

■　車両の走行安定性を重視して抑え気味の差動制限ト
ルクが得られる制御内容に設定すると、スタックからの
脱出時に差動制限量が不足してしまい、脱出不可能とな
ってしまう。

尚、これらの問題点は、制御ゲインであるクラッチ締結
力の立ち上り速度を低速側で緩やかにし、高速側で急に
した場合には、さらに顕著に発生してしまう。

また、四輪駆動車のトランスファクラッチ（締結により
４輪駆動側になる）の場合も、前述と同様な問題点が発
生する。

（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
り述べると、エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪
１．２に分配伝達する動力分割装置３と、該動力分割装
置３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４と、車両状態を検出する検出手段５
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６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６を、駆動輪１，２がスリップ状態である時には車
速が低い程クラッチ締結力を高める制御を行なう手段と
した。

（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
うな制御手段を備えていることで、駆動輪がスリップ状
態である時には、低車速時にはクラッチ締結力が高く、
高車速時にはクラッチ締結力が低いというように、車速
を制御パラメータとしてクラッチ締結力レベルが自動的
に変更される。

従って、低車速時には、駆動直結状態となることで、ス
タック脱出性等が高まり、高車速時には、駆動力配分の
変更度合が小さく、走行安定性が確保されるというよう
に、異なる要求性能を同時に達成出来る。

（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、外部油圧により作
動する多板摩擦クラッチ手段を備えた自動車用差動制限
クラッチ制御装置を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例装置は、第２図〜第４図に示すように、差動装置
（動力分割装置）ＩＯ１多板摩擦クラッチ手段（駆動系
クラッチ手段）１１、油圧発生装置１２、　　コントロ
ールユニット１３．入力センサ（検出手段）１４を備え
ているもので、以下各構成について述べる。

差動装置１０は、左右輪に回転速度差が生じるような走
行状態において、この回転速度差に応じて左右輪に速度
差をもたせるという差動機能と、エンジン駆動力を左右
の駆動輪に等配分に分配伝達する駆動力配分機能をもつ
装置である。

この差動装置ｌＯは、スタッドポルト１５により車体に
取り付けられるハウジング１６内に納められているもの
で、リングギヤ１７、ディファレンシャルケース１８、
ピニオンメートシャツ）１９、デフピニオン２０、サイ
ドギヤ２１，２１’を備えている。

前記ディファレンシャルケース１８は、ハウジング１６
に対しテーパーローラベアリング２２゜２２′により回
転自在に支持されている。

前記リングギヤ１７は、ディファレンシャルケース１８
に固定されていて、プロペラシャフト２３に設けられた
ドライブピニオン２４と噛み合い、このドライブピニオ
ン２４から回転駆動力が入力される。

前記サイドギヤ２１，２１’には、駆動出力軸である左
輪側ドライブシャフト２５と右輪側ドライブシャフト２
６がそれぞれに設けられている。

多板摩擦クラッチ手段１１は、前記差動装置ｌＯの駆動
入力部と駆動出力部との間に設けられ、外部油圧による
クラッチ締結力が付与され、差動制限トルクを発生する
手段である。

この多板摩擦クラッチ手段１１は、ハウジング１６及び
ディファレンシャルケース１８内に納められているもの
で、多板摩擦クラッチ２７．２７’、プレッシャリング
２８．２８’、リアクションプレート２９．２９’、ス
ラスト軸受３０．３０’　、スペーサ３１．３１’、ブ
ツシュロッド３２、油圧ピストン３３、油室３４、油圧
ポート３５を備えている。

前記多板摩擦クラッチ２７．２７’は、ディファレンシ
ャルケース（駆動入力部）Ｘａに回転方向固定されたフ
リクションブレー）２７ａ、２７’　　ａと、サイドギ
ヤ（駆動出力部）２１．２１’に回転方向固定されたフ
リクションディスク２７ｂ、２７’ｂとによって構成さ
れ、軸方向の両端面にはプレッシャリング２８．２８’
　とリアクションプレート２９．２９’　とが配置され
ている。

前記プレッシャリング２８．２８’は、クラッチ締結力
を受ける部材として前記ビニオンメートシャフト１９に
嵌合状態で設けられたもので、その嵌合部は、第３図に
示すように、断面方形のシャフト端部１９ａに対し角溝
２８ａ、２８’　ａによって嵌合させ、従来のトルク比
例式差動制限手段のように、回転差によるスラスト力が
発生しない構造としている。

前記油圧ピストン３３は、油圧ポート３５への油圧供給
により軸方向（図面右方向）へ移動し、両多板摩擦クラ
ッチ２７．２７’を油圧レベルに応じて締結させるもの
で、一方の多板摩擦クラッチ２７は、締結力がブツシュ
ロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リアク
シ璽ンプレート２９へと伝達され、プレッシャリング２
８を反力受けとして締結され、他方の多板摩擦クラッチ
２７′は、ハウジング１６からの締結反力が締結力とな
って締結される。

油圧発生装ａ１２は、第４図に示すように、クラッチ締
結力となる油圧を発生する外部装置で、油圧ポンプ４０
、ポンプモータ４１、ポンプ圧油路４２、ドレーン油路
４３、制御圧油路４４と、バルブアクチュエータとして
バルブソレノイド４５を有す°る電磁比例減圧バルブ４
６を備えている。

前記電磁比例減圧バルブ４６は、油圧ポンプ４０からポ
ンプ圧油路４２を介して供給されるポンプ圧の作動油を
、コントロールユニット１３からの制御電流信号（ｉ）
により、制御電流値ｉ寡の大きさに比例した制御油圧Ｐ
に圧力制御をし、制御圧油路４４から油圧ポート３５及
び油室３４へ制御油圧Ｐを送油するバルブアクチュエー
タで、制御電流信号（ｉ）は電磁比例減圧バルブ４６の
バルブソレノイド４５に対して出力される。

尚、制御油圧Ｐと差動制限トルクＴとは、Ｔｏ：Ｐ−島
・ｎ−ｒ−Ａ ｎ；クラッチ枚数 ｒ；クラマチ平均半径 Ａ：受圧面積 の関係にあり、差動制限トルクＴは制御油圧Ｐに比例す
る。

コントロールユニット１３は、駆動輪がスリップ状態で
ある時には（前後輪の回転速度差ΔＮで判断）、車速■
が低い程高い制御電流信号（ｉ）を出力すると共に、車
速Ｖが高い程クラッチ締結速度を緩やかにすべく制御電
流信号（ｉ）を出力する制御回路で、車載のマイクロコ
ンピュータが用いられ、内部回路として、入力回路１３
１．ＲＡＭ（ランダム、アクセス、メモリ）１３２、Ｒ
ＯＭ（ＩＪ−ド、オンリー、メモリ）１３３、ＣＰＵ（
セントラル、プロセシング、二二ッ））１３４、クロッ
ク回路１３５、出力回路１３６を備えている。

尚、入力センサ１４としては、前輪回転速センサ１４１
、後輪回転速センサ１４２、アクセル開度センサ１４３
が設けられている。

前記入力回路１３１は、前記入力センサ１４からの入力
信号（ｖｆ）、（ｖｒ）、（ａ）をＣＰＵ１３４にて演
算処理できる信号に変換する回路である。

前記ＲＡＭ　１３２は、書き込み読み出しのできるメモ
リで、各センサ１４１．１４２，１４３からの入力信号
の書き込みや、ＣＰＵ１３４での演算途中における情報
の書き込みが行なわれる。

前記ＲＯＭ　ｌ　３３は、読み出し専用のメモリであっ
て、ＣＰＵ１３４での演算処理に必要な情報が予め記憶
されていて、必要に応じてＣＰＵ１３４から読み出され
る。

前記ＣＰＵ　１３４は、入力された各種の情報を定めら
れた処理条件に従って演算処理を行なう装置である。

前記クロック回路１３５は、ＣＰＵ１３４での演算処理
時間を設定する回路である。

前記出力回路１３６は、ＣＰＵ１３４からの演算結果信
号に基づいて、バルブソレノイド４５に対し制御電流信
号（ｉ）を出力する回路である。

前記前輪回転速センサ１４１は、非駆動輪である前輪側
の前輪回転速Ｖｐを検出し、前輪回転速Ｖｐに応じた前
輪回転速信号（ｖｆ）を出力するセンサである。

前記前輪回転速センサ１４２は、駆動輪である後輪側の
後輪回転速ＶＲを検出し、後輪回転速■Ｒに応じた後輪
回転速信号（ｖ　ｒ）を出力するセンサである。

前記アクセル開度センサ１４３は、アクセルペダルへの
踏み込み度合を検出し、アクセル開度Ａ（スロットル開
度ともいう）に応じたアクセル開度信号（ａ）を出力す
るセンサである。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、実施例の差動制限制御の作動流れを第５図に示す
フローチャート図により述べる。尚、以下に示す制御は
、図示しないデータ読込みルーチンにより所定時間毎に
読込まれる前輪回転速■Ｆ、後輪回転速ＶＲ，アクセル
開度Ａの情報に基づいて行なわれる。

（イ）差動制限条件を満足しない時 アクセルペダルから足を離している時（アクセルオフ時
）、または、アクセルオン時であっても前後輪の回転速
度差ΔＮが設定回転速度差６８１未満の時には、ステッ
プ１０１→（ステップ１０２）→ステップ１０３へと進
む流れとなり、出力ステップであるステップ１０３では
制御電流値ｉ太＝０の制御電流信号（ｉ）が出力される
。

尚、ステップ１０１．１０２は判断ステップであり、ア
クセルオンかどうかはアクセル開度Ａにより、前後輪の
回転速度差ΔＮは演算式（ΔＮ＝ＶＲ−ＶＦ）により求
められる。

（ロ）差動制限条件を満足している時 アクセルオン時で、前後輪の回転速度差ΔＮが設定回転
速度差ΔＮ１以上の時には、車速Ｖの大きさに応じて、
Ｖ＞Ｖ２　、Ｖｔ　＜Ｖ≦Ｖ２．ＶＯくｖ≦Ｖ＋、Ｖ≦
ＶＯの４段階で異なる出力を行なう、但し、ＶＯ＜Ｖｌ
　＜Ｖ２である。

（Ｖ＞Ｖ２の時） この時には、ステップ１０１→ステツプ１０２→ステツ
プ１０４→ステツプ１０５へと進む流れとなり、出力ス
テップであるステップ１０５では、第６図に示すように
、非常に低い目標制御電流値ｉ４まで非常に緩やかに上
昇させる。

（Ｖｌ＜Ｖ≦Ｖ２の時） この時には、ステップ１０１→ステツプ１０２→ステツ
プ１０４→ステツプ１０６→ステツプ１０７へと進む流
れとなり、出力ステップであるステップ１０７では、第
６図に示すように、低い目標制御電流値ｉ３まで緩やか
に上昇させる。

（ＶＯ＜Ｖ≦Ｖ１の時） この時には、ステップ１０１→ステツプ１０２→ステツ
プ１０４→ステツプ１０６→ステツプ１０８→ステツプ
１０９へと進む流れとなり、出力ステップであるステッ
プ１０９では、第６図に示すように、目標制御電流値１
２まで急に上昇させる。

（Ｖ≦■０の時） この時には、ステー、ブ１０１→ステップ１０２→ステ
ップ１０４→ステップ１０６→ステップ１０８→ステッ
プ１１０へと進む流れとなり、出力ステップであるステ
ップ１１０では、第６図に示すように、高い目標制御電
流値１１まで急激に上昇させる。

尚、第６図に示す制御電流値１本の立ち上り特性を前後
輪の回転速度差ΔＮとクラッチ締結圧Ｐ（目標圧）との
関係であられすと、第７図に示すようになり、各特性は
、回転速度差ΔＮが大きくなる程クラッチ締結圧Ｐが高
まり、また、車速Ｖがｖ１→ｖ２→Ｖ３と大きくなる程
圧力レベルが低い特性を示す。

さらに、第７図に示す特性を、クラッチ締結作動時間Ｔ
との関係で示すと、第８図に示すようになり、目標油圧
に到達する時間は低車速である程短時間である。

以上説明してきたように、実施例の自動車用差動制限ク
ラッチ制御装置にあっては、以下に述べるような効果が
得られる。

■　駆動輪がスリップ状態である時には（前後輪の回転
速度差ΔＮで判断）、車速■が低い程高い制御電流信号
（ｉ）を出力し、クラッチ締結力を高くする装置とした
為、泥ねい地等のスタックからの脱出時には非常に高い
差動制限トルクが得られることになり、高いスタック脱
出性を示すし、また、中高速走行時に駆動輪スリップが
発生した場合にはクラッチ締結力レベルが小さく、わず
かな差動制限量が付与されるだけである為、尻振り降り
等が発生せず車両走行安定性が確保される。

■　■の制御内容と共に、車速Ｖが高い程クラッチ締結
速度を緩やかにすべく制御電流信号（ｉ）を出力する制
御を行なう装置とした為、スタックからの脱出時にはス
リップ量が大きくならないうちに差動制限量が大きくな
り、速やかなスタック脱出を図れるし、また、中高速走
行時には、目標の低いクラッチ締結力まで徐々に上昇す
る為、片輪への駆動力急増や駆動力急減が抑えられ尻振
り現象をなくすことが出来る。

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９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、差動制限クラッチ制御装置の例を
示したが、特開昭６１−１５７４３７号に示めされる様
な四輪駆動車のＷｊＡ動力を前後輪に分配するトランス
ファ装置の駆動力配分比を変更するトランスファクラッ
チにも適用できる。

尚、四輪駆動車に適用した場合には、低摩擦係数路での
発進性や走破性が高められると共に、発進後に所定の車
速に達したらクラッチ締結力を下げることで、４輪ドリ
フトが防止される。（但し、４輪ドリフトの代りに後輪
駆動ベースの四輪駆動車ならば後輪ドリフトが発生する
可能性があるが、後輪ドリフトの場合には操舵輪の操舵
が可能であり、４輪ドリフトよりも車両姿勢の立直しが
可能である。） また、実施例では駆動輪のスリップ状態を前後輪の回転
速度差ΔＮにより判断する例を示したが、加速度マによ
り間接的に判断しても、左右輪の回転速度差や車体速度
と駆動輪速度からスリップ状態を把握するようにしても
よいということは言うまでもない。

また、コントロールユニット１３（７）ＲＯＭ　１３３
には、第９図に示すように、アクセル開度Ａと車速Ｖに
応じた電流制御マツプＭを設定させておき、前後輪の回
転速度差ΔＮの大きさにかかわらず、車速■及びアクセ
ル開度Ａに比例する制御電流値ｉｔを出力してクラッチ
のイニシャル締結力が設定し、このイニシャル締結力に
前述した回転速度差ΔＮに応じた補正締結力を付加する
様にしてもよい。

また、実施例では、アクチュエータとして、電磁比例減
圧バルブを示したが、開閉の電磁バルブ等を用い、制御
信号をデユーティ信号にして油圧制御を行なうような例
としてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両の駆動系クラッ
チ制御装置にあっては、駆動輪がスリップ状態である時
には車速が低い程クラッチ締結力を高める制御を行なう
手段とした為、低車速時には、駆動直結状態となること
で、スタック脱出性等が高まり、高車速時には、駆動力
配分の変更度合が小さく、走行安定性が確保されるとい
うように、異なる要求性能を同時に達成出来るという効
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図は本発明実施例装置の差動制限
手段を内蔵した差動装置を示す断面図、第３図は第２図
Ｚ方向矢視図、第４図は実施例装置の油圧制御装置を示
す図、第５図は実施例装置の差動制限制御作動の流れを
示すフローチャート図、第６図は実施例装置でのスリッ
プ発生時における制御電流値の立ち上り特性図、第７図
は前後輪の回転速度差に対するクラッチ締結圧特性図、
第８図はクラッチ締結作動時間に対するクラッチ締結圧
特性図、第９図は車速とアクセル開度との２次元マツプ
による電流制御マツプ図である。 １．２・・・駆動輪 ３・・・動力分割装置 ４・・・駆動系クラッチ手段 ５・・・検出手段 ６・・・クラッチ制御手段

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、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
   、車両状態を検出する検出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、駆動輪がスリップ状態である
   時には車速が低い程クラッチ締結力を高める制御を行な
   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。 ２）前記クラッチ制御手段は、車速が高い程、クラッチ
   締結速度を緩やかにすべく制御信号を出力する手段であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用
   駆動系クラッチ制御装置。