JPH05106649A - 回転差感応継手の伝達トルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オリフィス開口面積の設定により継手伝達ト
ルク特性を可変に制御する回転差感応継手の伝達トルク
制御装置において、車両状態に応じた最適な伝達トルク
制御の確保と継手耐久信頼性の向上との両立をうまく図
ること。 【構成】 相対回転差と仮目標値による継手伝達トルク
が回転差感応継手での最大許容トルクを超える時にのみ
仮目標値に代えて最大許容トルクが得られるようにアク
チュエータ動作量に制限を加える手段とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のエンジン駆動系
に適用され、適用箇所の入出力部材の相対回転差に応じ
た継手伝達トルクを得ると共に、相対回転差に対する継
手伝達トルクの制御ゲインを制御する回転差感応継手の
伝達トルク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、制御型回転差感応継手としては、
例えば、特開平２−２９６０１５号公報（特願平１−１
１６６３６号）に記載のものが知られている。

【０００３】上記従来出典には、ハウジングとロータと
が相対回転する時、ピストンシリンダ室から吐出油路を
介してアキュムレータ室へ流出する吐出油をオリフィス
により流出抑制し、この流出抑制によりピストンシリン
ダ室の室圧を増大させて相対回転差に応じた伝達トルク
を発生するピストンポンプタイプの回転差感応継手にお
いて、前記吐出油路がスプール室と連通するスリット状
のロータ開口ポートの位置にスプールを配置し、ステッ
ピングモータにより軸方向の位置制御を行なうことでオ
リフィス開口面積（流出抑制効果）を変更し、ハウジン
グとロータとの相対回転差に対する継手伝達トルク特性
の制御ゲインを変更する制御型回転差感応継手が示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御型回転差感応継手にあっては、横加速度等の車
両状態に応じてオリフィス開口面積が最適に制御される
ものの、ハウジングとロータの相対回転差に対してオリ
フィス開口面積のとり得る範囲に制限を加えていない
為、相対回転差が大きい時にオリフィス開口面積を小さ
な値に制御すると、回転差感応継手に継手伝達トルク容
量の最大許容値を超えるトルクが伝達されることにな
り、継手の耐久信頼性に劣ってしまうという問題があ
る。

【０００５】これに対し、相対回転差が大きくても継手
伝達トルクが最大許容値を超えないようにオリフィス開
口面積の全閉域制御を禁止し、所定面積以上のオリフィ
ス開口面積領域でのみ制御する案があるが、この場合に
は、可変オリフィスを全閉として小相対回転差である程
度の伝達トルクを出す等の制御を行なうことができず、
制御自由度が制約され、最適な伝達トルク制御が確保さ
れない。

【０００６】本発明は、上述のような問題に着目してな
されたもので、オリフィス開口面積の設定により継手伝
達トルク特性を可変に制御する回転差感応継手の伝達ト
ルク制御装置において、車両状態に応じた最適な伝達ト
ルク制御の確保と継手耐久信頼性の向上との両立をうま
く図ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の回転差感応継手の伝達トルク制御装置では、
相対回転差と仮目標値による継手伝達トルクが回転差感
応継手での最大許容トルクを超える時にのみ仮目標値に
代えて最大許容トルクが得られるようにアクチュエータ
動作量に制限を加える手段とした。

【０００８】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、ハウジングとロータとが相対回転する時、出力油室
から吐出油路を介してアキュムレータ室へ流出する吐出
油を、アクチュエータａにより開口面積が制御される可
変オリフィスｂにより流出抑制し、この流出抑制により
出力油室の室圧を増大させて相対回転差に応じた継手伝
達トルクを発生する回転差感応継手ｃと、前記ハウジン
グとロータとの相対回転差を検出する相対回転差検出手
段ｄと、車両状態に応じて最適な継手伝達トルクを得る
仮目標値を演算する仮目標値演算手段ｅと、前記相対回
転差と仮目標値による継手伝達トルクが回転差感応継手
ｃでの最大許容トルク以下の時には、前記仮目標値を最
終目標値とし、相対回転差と仮目標値による継手伝達ト
ルクが回転差感応継手ｃでの最大許容トルクを超える時
には、最大許容トルクが得られる目標値を最終目標値と
する最終目標値設定手段ｆと、前記最終目標値が得られ
る駆動制御指令を前記アクチュエータａに対し出力する
伝達トルク制御手段ｇとを備えている事を特徴とする。

【０００９】

【作用】相対回転差と仮目標値による継手伝達トルクが
回転差感応継手ｃでの最大許容トルク以下の時には、最
終目標値設定手段ｆにおいて、仮目標値演算手段ｅによ
る仮目標値が最終目標値とされ、伝達トルク制御手段ｇ
において、最終目標値が得られる駆動制御指令がアクチ
ュエータａに対し出力される。

【００１０】この伝達トルク制御により、可変オリフィ
スｂにおいて車両状態に応じて最適の継手伝達トルクを
得るオリフィス開口面積が得られ、このオリフィス開口
面積に応じて回転差感応継手ｃの継手伝達トルク特性が
決まり、ハウジングとロータとが相対回転する時、出力
油室から吐出油路を介してアキュムレータ室へ流出する
吐出油が可変オリフィスｂのオリフィス開口面積に応じ
て流出抑制され、この流出抑制により出力油室の室圧が
増大し、相対回転差に応じた継手伝達トルクを発生する
作用を示す。

【００１１】相対回転差と仮目標値による継手伝達トル
クが回転差感応継手ｃでの最大許容トルクを超える時に
は、最終目標値設定手段ｆにおいて、最大許容トルクが
得られる目標値が最終目標値とされ、伝達トルク制御手
段ｇにおいて、最終目標値が得られる駆動制御指令がア
クチュエータａに対し出力される。

【００１２】従って、仮目標値を最終目標値とする場合
より大きなオリフィス開口面積により回転差感応継手ｃ
での伝達トルクが最大許容トルク以下に規定される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】まず、構成を説明する。

【００１５】図２は本発明第１実施例の回転差感応継手
の伝達トルク制御装置が適用されたトランスファを示す
断面図、図３は回転差感応継手の軸直交方向断面図、図
４は第１実施例の回転差感応継手の伝達トルク制御装置
が適用された後輪駆動ベースの四輪駆動車のパワートレ
ーンを示す概略図、図５は第１実施例の伝達トルク制御
系を示す図である。

【００１６】四輪駆動車のパワートレーンを図４により
説明すると、後輪１，２へは、リングギア３→トランス
ファケース４→トランスファギア５→プロペラシャフト
６→リヤディファレンシャル７→左右後輪軸８，９を介
してエンジントルクを直接伝達し、前輪１０，１１側へ
は、前後輪回転速度差に応じて制御型回転差感応継手１
２で発生する継手伝達トルクをフロントディファレンシ
ャル１３でのトルク等配分伝達作用により左右前輪軸１
４，１５に伝達するようにしている。そして、フロント
ディファレンシャル１３にトルク配分機能を持つ制御型
回転差感応継手１２をトランスファケース４に内蔵し、
側部にトランスファギア５を配置することでトランスフ
ァＡが構成されている。

【００１７】前記フロントディファレンシャル１３は、
図１に示すように、トランスファハウジング２０に回転
可能に支持されると共にリングギア３を介してエンジン
駆動力が入力されるトランスファケース４と、該ケース
４に支持されるピニオンシャフト２１と、該ピニオンシ
ャフト２１に回転自在に支持されるピニオン２２と、該
ピニオン２２に噛合する一対のサイドギア２３，２４を
備えている。そして、前記サイドギア２３は、制御型回
転差感応継手１２を介して左前輪軸１４にスプライン結
合され、前記サイドギア２４は、右前輪軸１５にスプラ
イン結合されている。

【００１８】前記制御型回転差感応継手１２は、図２及
び図３に示すように、前記サイドギア２３が一体に形成
されると共に内面にカム面３０ａが形成されたハウジン
グ３０と、左前輪軸１４にスプライン結合されたロータ
３１と、前記ハウジング３０とロータ３１との相対回転
差により前記カム面３０ａに摺接しながら径方向に往復
動する放射状配置のドライビングピストン３２と、該ド
ライビングピストン３２の往復動に伴なって体積変化す
るシリンダ室３３（出力油室に相当）と、ロータ３１の
軸心位置に油密状態で固定されたオリフィススリーブ３
４と、該オリフィススリーブ３４に形成されたスプール
室３５と、該スプール室３５に軸方向ストローク可能に
設けられたスプール３６と、該スプール３６の端部位置
に形成されたアキュムレータ室３７を有する。そして、
前記ロータ３１には、アキュムレータ室３７と前記シリ
ンダ室３３とをワンウェイバルブ３８を介して連通する
レギュレータ油路３９が形成されている。また、前記ロ
ータ３１及びオリフィススリーブ３４には、シリンダ室
３３とスプール室３５とを可変オリフィス４０を介して
連通する吐出油路４１が形成されている。

【００１９】前記スプール３６とアクチュエータとして
のモータ５０との間には、モータ５０の回転をスプール
３６の軸方向ストロークに変換する制御動作変換機構が
設けられている。また、モータ５０には、駆動制御指令
によりモータ回転角度を制御する伝達トルク制御装置が
連結されている。

【００２０】前記制御動作変換機構は、図２及び図５に
示すように、トランスファハウジング２０に設けられた
モータ５０と、そのモータ軸５１に設けられたフォーク
５２と、該フォーク５２に接するアウタースリーブ５３
と、該アウタースリーブ５３にベアリング５４を介して
設けられたインナースリーブ５５と、該インナースリー
ブ５５に固定されたクロスロッド５６と、該クロスロッ
ド５６に一端側が固定されると共に左前輪軸１４の軸心
位置に配置されたプッシュロッド５７とを有して構成さ
れている。尚、図２ではモータ５０とモータ軸５１は、
断面を９０°変えて描かれている。

【００２１】前記伝達トルク制御装置は、図４及び図５
に示すように、左右後輪１，２と左右前輪１０，１１の
それぞれの位置に設けられた車輪速センサ６０，６１，
６２，６３と、横加速度センサ６４と、これらのセンサ
類からのセンサ信号を入力し、モータ５０へ駆動制御指
令を出力する４ＷＤコントローラ６６とを有して構成さ
れている。

【００２２】次に、作用を説明する。

【００２３】図６は４ＷＤコントローラ６６において行
なわれる伝達トルク制御作動の流れを示すフローチャー
トであり、以下、各ステップについて説明する。

【００２４】ステップ７０では、車輪速センサ６０，６
１，６２，６３からの各車輪速と、横加速度センサ６４
からの横加速度Ｙｇが読み込まれる。

【００２５】ステップ７１では、読み込まれた各車輪速
に基づいて前後輪回転速度差ΔＮが演算される（相対回
転差検出手段に相当）。

【００２６】ステップ７２では、車両状態を示す横加速
度Ｙｇによりアクチュエータ動作仮目標値TGA'が求めら
れる（仮目標値演算手段に相当）。尚、伝達トルクの基
本制御則として、横加速度Ｙｇが大きいほどオリフィス
開口面積を大とし、横加速度Ｙｇが小さいほどオリフィ
ス開口面積を小とする制御マップや制御演算式が予め設
定されている。

【００２７】ステップ７３では、アクチュエータ動作仮
目標値TGA'と前後輪回転速度差ΔＮとに基づいて継手伝
達トルクＴが演算される。尚、継手伝達トルクＴは、前
後輪回転速度差ΔＮの２乗に比例し、オリフィス開口面
積の２乗に反比例する。

【００２８】ステップ７４では、継手伝達トルクＴと最
大許容トルクTMAXの大小が比較され、Ｔ＞TMAXの時には
ステップ７５へ進む。

【００２９】ステップ７５では、アクチュエータ動作仮
目標値TGA'を１ステップ分ΔTGA （アクチュエータ制御
単位分）だけオリフィス開口面積が大きくなる方向に修
正し、再び、ステップ７３へ戻り継手伝達トルクＴを演
算する。

【００３０】そして、ステップ７４でＴ≦TMAXを満足す
るとステップ７６へ進み、アクチュエータ動作仮目標値
TGA'がアクチュエータ動作最終目標値TGA として設定さ
れる。即ち、ステップ７３〜ステップ７６が最終目標値
設定手段に相当する。

【００３１】ステップ７７では、アクチュエータ動作最
終目標値TGA が得られる制御指令がモータ５０に対して
出力される（伝達トルク制御手段に相当）。

【００３２】次に、車両走行時の作用を説明する。

【００３３】（イ）継手伝達トルクＴが最大許容トルク
TMAX以下の時 継手伝達トルクＴが最大許容トルクTMAX以下の車両走行
時には、４ＷＤコントローラ６６において、横加速度Ｙ
ｇにより決定されたアクチュエータ動作仮目標値TGA'が
そのままアクチュエータ動作最終目標値TGA とされ、可
変オリフィス４０の開口面積が制御される。

【００３４】この伝達トルク制御により、可変オリフィ
ス４０において横加速度Ｙｇが大きい時には全開側で、
横加速度Ｙｇが小さい時に全閉側というように、横加速
度Ｙｇに応じて全閉から全開までのいずれかのオリフィ
ス開口面積が得られ、このオリフィス開口面積に応じて
制御型回転差感応継手１２の継手伝達トルク特性が決ま
り、前後輪速度差ΔＮによりハウジング３０とロータ３
１とが相対回転する時、シリンダ室３３から吐出油路４
１を介してアキュムレータ室３７へ流出する吐出油が可
変オリフィス４０のオリフィス開口面積に応じて流出抑
制され、この流出抑制によりシリンダ室３３の室圧が増
大し、相対回転差に応じた継手伝達トルクを発生する作
用を示す。

【００３５】この結果、横加速度Ｙｇが大きな高μ路旋
回時等においては、前後輪回転速度差ΔＮの発生に対し
て前輪側へのエンジントルク配分が小さく、タイトコー
ナブレーキング現象等が防止され、横加速度Ｙｇが小さ
な低μ路旋回時や直進走行時には、前後輪回転速度差Δ
Ｎの発生に対して前輪側へのエンジントルク配分が大き
く、旋回安定性や加速性の向上が図られる。

【００３６】（ロ）継手伝達トルクＴが最大許容トルク
TMAXを超えている時 継手伝達トルクＴが最大許容トルクTMAXを超えている車
両走行時には、４ＷＤコントローラ６６において、横加
速度Ｙｇにより決定されたアクチュエータ動作仮目標値
TGA'が、Ｔ≦TMAXを満足するまで１ステップ分ΔTGA の
単位で繰り返し修正され、Ｔ≦TMAXを満足した時点での
アクチュエータ動作仮目標値TGA'がアクチュエータ動作
最終目標値TGA とされ、可変オリフィス４０の開口面積
が制御される。

【００３７】従って、最初に演算されたアクチュエータ
動作仮目標値TGA'をアクチュエータ動作最終目標値TGA
とする場合より大きなオリフィス開口面積に制御される
ことになり、制御型回転差感応継手１２での伝達トルク
が最大許容トルクTMAX以下に規定される。

【００３８】以上説明してきたように、第１実施例にあ
っては、オリフィス開口面積の設定により継手伝達トル
ク特性を可変に制御する回転差感応継手の伝達トルク制
御装置において、前後輪回転速度差ΔＮとアクチュエー
タ動作仮目標値TGA'による継手伝達トルクＴが制御型回
転差感応継手１２での最大許容トルクTMAXを超える時に
のみアクチュエータ動作仮目標値TGA'に修正を加えて最
大許容トルクTMAXが得られるように制御する装置とした
為、横加速度Ｙｇに応じた最適な伝達トルク制御の確保
と継手耐久信頼性の向上との両立をうまく図ることがで
きる。

【００３９】次に、第２実施例について説明する。

【００４０】この第２実施例装置は、制御ソフトを除
き、ハード的には図２〜図５に示す第１実施例装置と同
様であるので、構成の説明を省略する。

【００４１】図７は第２実施例装置の４ＷＤコントロー
ラ６６において行なわれる伝達トルク制御作動の流れを
示すフローチャートであり、以下、各ステップについて
説明する。

【００４２】ステップ８０〜ステップ８２は、図６のス
テップ７０〜ステップ７２に対応する。

【００４３】ステップ８３では、最大許容トルクTMAXと
前後輪回転速度差ΔＮによりアクチュエータ動作最大目
標値TGLIM が演算される。

【００４４】ステップ８４では、アクチュエータ動作仮
目標値TGA'とアクチュエータ動作最大目標値TGLIM の大
小が比較される。

【００４５】そして、TGA'≦TGLIM の時には、ステップ
８５へ進み、アクチュエータ動作仮目標値TGA'がアクチ
ュエータ動作最終目標値TGA として設定される。

【００４６】また、TGA'＞TGLIM の時には、ステップ８
６へ進み、アクチュエータ動作最大目標値TGLIM がアク
チュエータ動作最終目標値TGA として設定される。

【００４７】尚、ステップ８３〜ステップ８６は最終目
標値設定手段に相当する。

【００４８】ステップ８７では、ステップ８５またはス
テップ８６で設定されたアクチュエータ動作最終目標値
TGA が得られる制御指令がモータ５０に対して出力され
る（伝達トルク制御手段に相当）。

【００４９】以上説明してきたように、第２実施例にあ
っては、オリフィス開口面積の設定により継手伝達トル
ク特性を可変に制御する回転差感応継手の伝達トルク制
御装置において、最大許容トルクTMAXと前後輪回転速度
差ΔＮによりアクチュエータ動作最大目標値TGLIM を演
算し、アクチュエータ動作仮目標値TGA'がアクチュエー
タ動作最大目標値TGLIM を超える時にのみアクチュエー
タ動作仮目標値TGA'に修正を加えて最大許容トルクTMAX
が得られるように制御する装置とした為、横加速度Ｙｇ
に応じた最適な伝達トルク制御の確保と継手耐久信頼性
の向上との両立をうまく図ることができる。

【００５０】以上、実施例を図面に基づいて説明してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではな
い。

【００５１】例えば、回転差感応継手をトルク配分装置
としてトランスファに適用した例を示したが、回転差感
応継手を左右駆動輪の差動制限装置として適用しても良
い。実施例では、回転差感応継手としてラジアルピスト
ンポンプタイプの継手を示したが、ベーンポンプタイプ
の継手やトロコイドポンプタイプ等、制御型可変オリフ
ィスを用いて継手伝達トルク特性の制御ゲインを変更す
るような継手であれば、実施例で示した以外の継手であ
っても適用できる。

【００５２】実施例では、アクチュエータとして、モー
タを用いた例を示したが、サーボモータや油圧モータや
油圧シリンダ等、電気や油圧による他のアクチュエータ
であっても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にあっ
ては、オリフィス開口面積の設定により継手伝達トルク
特性を可変に制御する回転差感応継手の伝達トルク制御
装置において、相対回転差と仮目標値による継手伝達ト
ルクが回転差感応継手での最大許容トルクを超える時に
のみ仮目標値に代えて最大許容トルクが得られるように
アクチュエータ動作量に制限を加える手段とした為、車
両状態に応じた最適な伝達トルク制御の確保と継手耐久
信頼性の向上との両立をうまく図ることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転差感応継手の伝達トルク制御装置
を示すクレーム対応図である。

【図２】本発明第１実施例の回転差感応継手の伝達トル
ク制御装置が適用されたトランスファを示す断面図であ
る。

【図３】回転差感応継手の軸直交方向断面図である。

【図４】第１実施例の回転差感応継手の伝達トルク制御
装置が適用された後輪駆動ベースの四輪駆動車のパワー
トレーンを示す概略図である。

【図５】第１実施例の伝達トルク制御系を示す図であ
る。

【図６】第１実施例装置の４ＷＤコントローラで行なわ
れる伝達トルク制御作動の流れを示すフローチャートで
ある。

【図７】第２実施例装置の４ＷＤコントローラで行なわ
れる伝達トルク制御作動の流れを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

ａ アクチュエータ ｂ 可変オリフィス ｃ 回転差感応継手 ｄ 相対回転差検出手段 ｅ 仮目標値演算手段 ｆ 最終目標値設定手段 ｇ 伝達トルク制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングとロータとが相対回転する
   時、出力油室から吐出油路を介してアキュムレータ室へ
   流出する吐出油を、アクチュエータにより開口面積が制
   御される可変オリフィスにより流出抑制し、この流出抑
   制により出力油室の室圧を増大させて相対回転差に応じ
   た継手伝達トルクを発生する回転差感応継手と、 前記ハウジングとロータとの相対回転差を検出する相対
   回転差検出手段と、 車両状態に応じて最適な継手伝達トルクを得る仮目標値
   を演算する仮目標値演算手段と、 前記相対回転差と仮目標値による継手伝達トルクが回転
   差感応継手での最大許容トルク以下の時には、前記仮目
   標値を最終目標値とし、相対回転差と仮目標値による継
   手伝達トルクが回転差感応継手での最大許容トルクを超
   える時には、最大許容トルクが得られる目標値を最終目
   標値とする最終目標値設定手段と、 前記最終目標値が得られる駆動制御指令を前記アクチュ
   エータに対し出力する伝達トルク制御手段と、 を備えている事を特徴とする回転差感応継手の伝達トル
   ク制御装置。