整備事例 アクティブクラッチ故障 交換 レクサス GX VJA252W

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ポジティブ スペアパーツ番号 名前
1 - 逆止弁 - 出口側
2 - アクティブクラッチモジュール
3 - チェックバルブ／軸流電磁弁
4 - 油圧および温度センサー
5 - 入力シャフト
6 - 電気油圧ポンプ
7 - オイルフィルター
8 - 受信機
9 - チェックバルブ - 入口側
10 - チェックバルブとバイパスバルブを兼ねたバルブ
11 - リング状のピストン
12 - 外側ハブ用のスプライン付き内側カップリングハブ。
13 - 湿式クラッチの内側ディスクと外側ディスク

アクティブクラッチは、常時四輪駆動システムの利点と、非常時四輪駆動システムの効率性および経済性を兼ね備えています。ディファレンシャルとプロペラシャフトの間に位置するクラッチは、機械的、油圧的、および電子的な機能を実行する独立したユニットであり、透過的な自動制御により、駆動力を前後アクスルに配分します。

アクティブクラッチは以下の機能を実行します。
電子トルク制御。
必要な牽引力に基づいて迅速に作動します。
ホイール速度信号が歪んだり、電子安定制御システムの動作を妨げたりしないように、急速な停止機能を備えています。これは、摩擦係数が非常に低い路面では特に重要です。
停止状態からの早期作動により、ホイールスリップを最小限に抑えます。
車の操縦や駐車時には、それに対抗する力は存在しない。
シャーシダイナモメーターによるブレーキテストに対する感度はありません。

アクティブクラッチ第4世代 - 2009年モデル以降の車両：

第4世代クラッチは、第3世代クラッチで使用されていた差動速度駆動ポンプは搭載していませんが、より大容量の電動アクスルポンプと高圧アキュムレータを搭載しています。
第3世代クラッチのスロットルフォロワーバルブと圧力センサーは、減圧フォロワーバルブに置き換えられました。
第3世代クラッチのトルクリミッター減圧弁は、電子制御弁と制御ソフトウェアに置き換えられています。

第4世代アクティブクラッチは、従来型の第3世代クラッチに比べて以下の改良が施されています。
高速差動速度時の基本トルクを低減。
トルクの作動は、差動速度に応じて行われるようになった。
トルクリミッターの精密制御。
圧力アキュムレータに蓄えられたエネルギーは、電動ポンプの最大電流を低減させ、応答速度を向上させる。
制御モジュール - 第3世代および第4世代カップリング
アクティブクラッチハウジングに取り付けられた制御モジュールは、制御弁／軸方向ソレノイド弁と一体化しています。制御モジュールは、車両内の他のモジュールやセンサーからの情報を解析することで、軸方向ソレノイド弁を制御し、クラッチディスクに作用する油圧を調整します。制御モジュールが通信するモジュールおよびセンサーの一部を以下に示します。
電線で接続された要素：
チェックバルブ／軸流電磁弁
電気油圧ポンプ
油圧および温度センサー
高速CANバス
エンジン制御モジュール
アンチロックブレーキシステム／トラクションコントロールシステムモジュール
トラクションコントロールスイッチ
車両ヨーレートセンサー
ステアリングホイール角度センサー

軸方向ソレノイドバルブは、PWM（パルス幅変調）信号を使用して制御バルブの出力パラメータを連続的に調整します。クラッチディスクに作用する作動流体の圧力によって、後車軸に供給されるトルク量が決定されます。

アクティブクラッチには油圧センサーと温度センサーが内蔵されており、制御モジュールはあらゆる動作条件および環境条件下でトルク伝達を正確に制御できます。これらの信号を使用して、制御モジュールはクラッチの過熱を防ぐための対策を適用します。極端な場合、クラッチの損傷を防ぐために、作動油温度が105℃を超えるとクラッチが切断されます。温度が101℃を下回ると、通常のクラッチ動作が再開されます。

制御モジュールには、アクティブクラッチシステムとその入出力信号を継続的に監視する統合診断システムが搭載されています。制御モジュールが故障を検出すると、DTC（診断トラブルコード）が生成されます。DTCは、ランドローバーが指定する診断システムを使用してアクセスできます。

電気油圧ポンプ
濡れた草地、雪道、氷上など、摩擦係数の非常に低い路面を走行する場合、初期のホイールスピンやトラクションの喪失が発生する可能性があります。アクティブクラッチの場合、トルクがクラッチを介して伝達される前に、ホイールがほぼ60度回転することがあります。

この現象に対処するため、ランドローバーは第3世代クラッチに独自の高圧プリチャージ機能を開発しました。この機能は、エンジン始動と同時に油圧回路を作動させます。事実上、電動油圧ポンプは、クラッチに500Nmのトルクを維持するように設計されています。（このトルクポテンシャルは、第4世代クラッチでは1,500Nmに増加されています。）

テレインレスポンス搭載車両には、路面状況に応じて最適なトラクションが得られるよう、プリチャージレベルを調整できるという利点があります。プリチャージレベルは、テレインレスポンスモードによって異なります。例えば、
テリアンレスポンスが「スペシャルプログラムオフ」に設定されている場合（テリアンレスポンス非搭載車両の通常動作と同じ）、車両が直線で静止状態から発進する際、第3世代クラッチは後車軸に500Nmのトルクを、第4世代クラッチは1,500Nmのトルクを伝達するようにプログラムされます。この制御方式により、路面状況や地形に関わらず、発進時のトラクションロスを最小限に抑えます。車両が加速するにつれて、クラッチ圧が低下し、燃費が向上します。
ステアリング角度を監視することで、クラッチがトルクを伝達しないようにプログラムすることができる。これにより、低速走行時や急なステアリング角度での車両操作時にクラッチがロックするのを防ぐことができる。
草地／砂利／雪道モードでは、クラッチはより高速に達するまでプリチャージ状態を維持するようにプログラムされています。低速走行時や急なステアリング角度での走行時でも、摩擦の少ない路面ではトラクションがクラッチロックよりも優先されるため、これらの条件は同様に適用されます。

詳細については、「乗り心地と操縦性の最適化」（204-06 乗り心地と操縦性の最適化、説明と操作）の章を参照してください。

機械式油圧ポンプ - 第3世代カップリング
プロペラシャフトはフロントクラッチディスクアセンブリ（プライマリー）に接続され、リアクラッチディスクアセンブリはディファレンシャルピニオン（セカンダリー）に接続されます。6つの油圧ローラーを備えた斜板もディファレンシャルピニオンに接続されます。クラッチの入力側と出力側に速度差がない場合、ローラーは作動しません。

しかし、前車軸と後車軸が異なる速度で回転し始めると、斜板がローラーに対して回転し、油圧が発生します。この油圧によって対向するクラッチディスクが整列し、後車軸へのトルク伝達が増加します。車軸間の速度差が大きくなるにつれて、油圧はさらにクラッチディスクを互いに押し付け、後車軸へのトルク伝達を増加させます。

制御弁／軸方向ソレノイド弁は、クラッチプレートにかかる圧力、ひいては後車軸に伝達されるトルク量を制御します。厳しい製造公差と極めて低い部品摩耗により、車両の耐用期間全体にわたって正確なトルク制御が保証されます。

機械式油圧ポンプ - 第4世代カップリング
第4世代クラッチは、斜板を用いて機械的に油圧を上昇させるのではなく、新しい油圧ポンプを用いて油圧を発生させ、クラッチディスクを接触させる方式を採用しています。斜板をなくすことでクラッチディスクの表面積が大きくなり、必要な油圧が低減されます。1,500 Nmのトルクを発生させるのに必要な油圧は、第3世代クラッチの100 barから第4世代クラッチの40 barに低減されています。なお、第

4世代カップリングの入力側と出力側の位置は、前述の第3世代カップリングと同じです。

バイパスバルブ
摩擦係数が非常に低い表面では、例えば以下のような駆動系の制動トルクが発生する可能性がある。

エンジンを制動する際の逆トルク、または
前輪によるプロペラシャフトの強制的な回転。

これにより後輪の速度に影響が生じ、車輪速度信号が歪むため、後輪の真のグリップ能力が損なわれる可能性があります。この可能性を排除するため、スタビリティコントロールシステムが作動すると、クラッチが即座に切断されます。この目的のために、バイパスバルブが使用され、システム内の圧力を直ちに公称レベルまで下げます。4

bar の基本圧力 (詳細は下記参照) のバランスを取るため、第 3 世代のクラッチは、大きなディスクスプリングを使用してクラッチディスクを広げ、クラッチを介したトルク伝達を防止します。0°C でも、トルク伝達は 10 ms 以内に 300 Nm からゼロに低下します。しかし、第 4 世代のクラッチは、クラッチ内にディスクを押し付ける基本圧力がないため、クラッチディスクを広げるためのディスクスプリングを必要としません。

受信機
クラッチディスクが噛み合うまでの移動距離が長くなるほど、圧力を上げてトルクを伝達するために必要な作動油の変位に時間がかかります。これを解消するため、第3世代クラッチにはリザーバーが装備されています。このリザーバーは、油圧回路内の公称圧力を4バールに維持します。この圧力はクラッチを介して大きなトルクを伝達するには不十分ですが、ディスクを非常に接近させると同時に、完全な噛み合いと最大のトルク伝達を確保するために必要な作動油の変位を非常に少なく抑えます。完全なトルク伝達は150ミリ秒で達成できます。

第4世代クラッチでは、ディスクスプリングを用いてディスク同士を圧縮することで（クラッチを介した大きなトルク伝達を発生させることなく）、150msの作動時間を実現しています。第3世代クラッチのようにポンプを常時使用して基本圧力を発生させる必要がないため、燃費が向上しています。

ウェットクラッチディスクキット
クラッチディスクセットは7組のディスクで構成され、内側のディスクは硬化鋼製、外側のディスクは焼結表面処理を施した鋼製です。クラッチディスクはトランスミッションフルード中で作動します。

クラッチディスクセットを介したトルク伝達は1,500 Nmに制限されています。これにより、低速ギアではトラクションの安定性を確保するために前輪駆動要素が維持されます。高速ギアでは、理論的にはクラッチはすべての駆動力を後輪車軸に伝達できますが、そのためには極端な条件が必要となります。