JPH0615301B2 - 車両用差動制限制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、外部からの流体圧により差動抵抗力を付与
し、所定の制御条件に従って差動制限制御を行なう車両
用差動制限制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の差動制限機構を備えた差動装置としては、例えば
「自動車工学全書９巻 動力伝達装置」（昭和５５年１
１月１５日 （株）山海堂発行）の第３２４ページの図
５．３２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、差動制限機構として、ディファレンシ
ャルケースとサイドギヤとの間に設けられた多板摩擦ク
ラッチが用いられ、この多板摩擦クラッチに対し、初期
締結圧としてばね力で差動抵抗力を付与すると共に、ピ
ニオンメートシャフト部のカム機構により発生するスラ
スト力で差動抵抗力を付与させるトルク比例予圧式差動
制限機構であった。

尚、ここで差動制限機構とは、差動制限機能を発揮する
機構をいい、通常、リミテッドスリップディファレンシ
ャルと称される装置は、差動制限機構を内蔵した差動装
置として両者を区別し、単に差動装置（差動手段）と記
した場合には制限機能をまたもい普通の差動装置（コン
ベンショナルディファレンシャル）を指すものとする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、予圧ト
ルク分とトルク比例分との組合せによる差動抵抗力によ
り、トランスファトルク特性が一義的に定まる構成とな
っていたため、エンジンブレーキによる旋回制動時に、
タックイン防止効果が得られるようにトランスファレシ
オ（トルク配分比）を大きく設定すると、左右輪に回転
数差が生じる旋回駆動時に、低速側である内輪側に外輪
より大きな駆動トルクが伝達されて、旋回初期にアンダ
ステア傾向が強まり、また、旋回後期には旋回遠心力に
より内輪側が浮き上がろうとしてオーバステア傾向が強
まり、いわゆる急激なリバースステアとなって操縦安定
性が低くなってしまうものであった。

従って、一義的にトランスファレシオを設定しなければ
ならない従来装置では、相反するタックイン防止とリバ
ースステア防止との両立ができず、一般にトランスファ
レシオを小さく設定していたため、タックイン防止効果
が低いという問題点があった。

尚、タックイン現象とは、車両減速度による荷重移動
と、タイヤ接地特性のために、前後コーナリングフォー
スＦｆ，Ｆｒが、それ以前の釣り合い状態から、第９図
に示すように前輪側のコーナリングフォースＦｆが大き
くなる状態に急変し、車両を旋回中心方向へ向けようと
するヨー軸回りのモーメントψを発生する現象をいい、
旋回制動時に差動抵抗力を大きくしてエンジンブレーキ
による制動トルクＢｏ，Ｂｉを高めると、外輪側制動ト
ルクＢｏと内輪側制動トルクＢｉの差が大きくなり、前
記モーメントψを打ち消す方向のモーメントＭが発生
し、タックイン現象を防止できるが、旋回駆動時に差動
抵抗力を大きくすると駆動トルクＤｏ，Ｄｉは内輪側駆
動トルクＤｉが外輪側駆動トルクＤｏより大きくなるこ
とで旋回の曲率半径が増加していくアンダステア傾向を
示す。

（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、差動を許容しながらエンジン駆動力を左右
の駆動輪１，２に分配伝達する差動手段３と、該差動手
段３に設けられ、外部からの流体圧により差動抵抗力を
付与する差動制限機構４と、該差動制限機構４への流体
圧供給制御を行なうアクチュエータ５を有する流体圧発
生手段６と、入力センサ７から差動制限必要時を示す信
号が入力されたら差動抵抗力を付与する制御信号を前記
アクチュエータ５に対して出力する制御手段８と、を備
えた車両用差動制限制御装置において、前記入力センサ
７として、車両減速度を検出する減速度センサ７０１を
含み、該減速度センサ７０１から、減速時を示す信号が
入力されたら減速度合に応じて差動抵抗力を増大させる
制御を行なう制御手段８とした。

（作 用） 従って、本発明の車両用差動制限制御装置では、上述の
ように、減速時を示す信号が入力されたら減速度合に応
じて差動抵抗力を増大させる手段としたことで、エンジ
ンブレーキ等により車両減速度が発生する旋回制動時に
は、減速度合に応じて差動抵抗力が増大することでタッ
クイン現象を防止でき、旋回時であっても車両減速度の
発生が小さかったり、減速度の発生がない旋回駆動時に
は、差動抵抗力が小さかったり差動抵抗力がなく、旋回
初期のアンダステア傾向を抑えることができる。

（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
板摩擦クラッチ機構を備えた自動車用差動制限制御装置
を例にとる。

まず、第１実施例の構成を説明する。

実施例装置は、第２図〜第４図に示すように、差動装置
（差動手段）１０、多板摩擦クラッチ機構（差動制限機
構）１１、油圧発生装置（流体圧発生手段）１２、コン
トロールユニット（制御手段）１３、入力センサ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１０は、スタッドボルト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フト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。

多板摩擦クラッチ機構１１は、前記差動装置１０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
クラッチ締結力により差動抵抗力を付与する機構であ
る。

この多板摩擦クラッチ機構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′、プッ
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）１８に回転方向固定されたフ
リクションプレート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ピ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
式差動制限機構のように、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、締結力がプッシュ
ロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リアク
ションプレート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。

油圧発生装置１２は、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、
圧油路４２、チェックバルブ４３、第１ドレーン油路４
４、リリーフバルブ４５、リザーブタンク４６、第２ド
レーン油路４７、切換バルブ４８、バルブソレノイド
（アクチュエータ）４９、圧力スイッチ５０とを備えて
いる。

前記ポンプモータ４１は、コントロールユニット１３か
らの通電信号（ｉ）及び通電解除信号（ｏ）により作動
・非作動を行なうモータで、走行時であって、差動制限
を行なっている時や差動制限を行なう可能性がある時は
通電信号（ｉ）よりモータ回転状態で、停車時等の差動
制限を全く必要としない時は通電解除信号（ｏ）により
モータ停止状態である。

前記圧油路４２は、前記油圧ポート３５に加圧油を供給
する圧油パイプ５１に連結される油路で、油圧の立上が
りを緩やかにするため途中にオリフィス５２が設けてあ
る。

前記リリーフバルブ４５は、圧油路４２を流れる加圧油
が所定圧以上の時に、調圧のためリザーブタンク４６側
へ逃がすバルブである。

前記切換バルブ４８は、油圧ポート３５側へ加圧油を供
給するか、リザーブタンク４６へ戻すかの切り換えを行
なうバルブで、コントロールユニット１３からの制御信
号（ｃ）をバルブソレノイド４９が受けて作動する。

尚、制御信号（ｃ）が通電信号の時は、バルブソレノイ
ド４９による電磁力がバルブスプリング５３に打ち勝っ
て第２ドレーン油路４７を遮断する側に切り換わり、油
圧ポート３５へ加圧油が供給され、制御信号（ｃ）が遮
電信号の時は、バルブスプリング５３により第２ドレー
ン油路４７を連通させる側に切り換わり、加圧油はドレ
ーンされる。

前記圧力スイッチ５０は、圧油路４２の圧力レベルをチ
ェックし、圧力レベルが所定以上の時はスイッチ信号
（ｓ）をコントロールユニット１３に出力し、圧力レベ
ルを下げるフィードバック制御を行なうための入力セン
サである。

コントロールユニット１３は、車載のマイクロコンピュ
ータを用いたもので、入力回路１３１、ＲＡＭ（ランダ
ム．アクセス．メモリ）１３２、ＲＯＭ（リード．オン
リー．メモリ）１３３、ＣＰＵ（セントラル．プロセシ
ング．ユニット）１３４、クロック回路１３５、出力回
路１３６を備えている。

入力センサ１４としては、スロットル開度センサ１４
１、車速センサ１４２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（θ），（ｖ）をＣＰＵ１３４にて演算処理できる
デジタル信号に変換する回路である。

前記ＲＡＭ１３２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ＲＯＭ１３３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ＣＰＵ１３４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、アクチュエータであるバルブソレノイド
４９に対しデューティ信号による制御信号（ｃ）を出力
する回路である。

前記スロットル開度センサ１４１は、アクセル操作によ
るスロットル開度の変化を検出するセンサで、スロット
ル開度信号（θ）を出力する。

前記車速センサ１４２は、トランスミッション出力軸等
に設けられ、トランスミッション出力軸の回転数（車速
に比例）を検出するセンサで、車速信号（ｖ）を出力す
る。

尚、前記スロットル開度センサ１４１は、スロットル開
度θの時間微分値を演算で得ることで、車両減速度を
間接的に求めるセンサとして用いられる。

また、車速センサ１４２は、第１実施例装置が差動抵抗
力設定を車両減速度と車速との二次元マップにて設定さ
せているため、車速を求めるセンサとして用いられる。

次に、第１実施例の作用を説明する。

まず、第１実施例の作用を、差動制限制御の作動流れを
示すフローチャート図（第６図）により述べる。

まず、制御作動は、ステップ２００→ステップ２０１→
ステップ２０２→ステップ２０３へと進むことによって
なされる。

ステップ２００では、入力センサ１４であるスロットル
開度センサ１４１と車速センサ１４２とから、スロット
ル開度信号（θ）と車速信号（ｖ）とが読み込まれる。

ステップ２０１では、前記ステップ２００で読み込まれ
たスロットル開度信号（θ）により、スロットル開度θ
ｎの微分値ｎが演算される。

尚、この微分値ｎは、ｔ秒間隔で読み込まれたスロッ
トル開度θ_ｎ−１，θｎとから、次の演算式により求め
られる。

ｎ＝（θｎ−θ_ｎ−１）／ｔ ステップ２０２では、前記ステップ２００で読み込まれ
た車速信号（ｖ）による車速Ｖｎと、前記ステップ２０
１で演算されたスロットル開度微分値ｎとに基づい
て、予めコントロールユニット１３のＲＯＭ１３３に記
憶させてあるスロットル開度微分値θ及び車速Ｖと差動
抵抗力Ｆ（指令値）の関係を示す二次元マップ（第５
図）から、差動抵抗力Ｆｎ（指令値）がテーブルルック
アップにより検索される。

ステップ２０３では、前記ステップ２０２で得られた差
動抵抗力Ｆｎに応じたデューティ比による制御信号
（ｃ）が出力される。

尚、第５図に示す二次元マップでは、差動抵抗力Ｆ（指
令値）の大きさを、スロットル開度微分値が大きな車
両減速度を示す値であればある程大きく、しかも、車速
Ｖが高ければ高い程大きく設定させている。

このように、第１実施例では、スロットル開度微分値
により、減速度合に応じて差動抵抗力を増大させるよう
にしたことで、エンジンブレーキ等により車両減速度が
発生する旋回制動時には、減速度合に応じて差動抵抗力
が増大することでタックイン現象を防止でき、また、旋
回時であっても車両減速度の発生が小さかったり、減速
度の発生がない旋回駆動時には、差動抵抗力が小さかっ
たり差動抵抗力がなく、旋回初期のアンダステア傾向を
抑えることができる。

さらに、第１実施例では、車速Ｖの増大の従って差動抵
抗力Ｆが大きくなるように設定していることで、タック
イン現象の発生に影響を及ぼす車速Ｖにも対応し、全車
速域で整然とタックイン現象を防止できる。

次に、第７図及び第８図に示す第２実施例について説明
する。

この第２実施例は、車両減速度を検出するセンサとして
車速センサ１４２を用い、車速Ｖの時間微分値である車
速微分値による減速度合に応じて差動抵抗力Ｆを増大
させるようにした例である。

尚、第２実施例の構成は、第１実施例における入力セン
サ１４のうちスロットル開度センサ１４１を省略した点
と、記憶情報や処理がわずかに異なるコントロールユニ
ット１３を用いた点だけが、第１実施例と相違し、他の
構成は第１実施例と同様であるので、図示及び説明を省
略する。

ここで、第７図は第２実施例装置のコントロールユニッ
ト１３のＲＯＭ１３３に予め記憶させてある車速微分値
と差動抵抗力Ｆ（指令値）との関係を示すマップであ
り、第８図は第２実施例のコントロールユニット１３で
の制御作動の流れを示すフローチャート図である。

尚、第２実施例における制御作動は、ステップ２０４→
ステップ２０５→ステップ２０６→ステップ２０７へと
進むことによってなされる。

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、減速度センサとして、車両減速度
を間接的に検出するスロットル開度センサ及び車速セン
サを示したが、間接的に検出するセンサとしては他に車
輪速度センサ等を用いてもよいし、直接的に検出するセ
ンサとして車両前後Ｇセンサを用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用差動制限制御
装置では、減速時を示す信号が入力されたら減速度合に
応じて差動抵抗力を増大させる手段としたため、エンジ
ンブレーキ等により車両減速度が発生する旋回制動時に
は、減速度合に応じて差動抵抗力が増大することでタッ
クイン現象を防止でき、旋回時であっても車両減速度の
発生が小さかったり、減速度の発生がない旋回駆動時に
は、差動抵抗力が小さかったり差動抵抗力がなく、旋回
初期のアンダステア傾向を抑えることができ、タックイ
ン防止とアンダステア防止の両立を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】

第１図は本発明の車両用差動制限制御装置を示すクレー
ム概念図、第２図は本発明第１実施例装置の差動装置部
を示す断面図、第３図は第２図Ｚ方向矢視図、第４図は
第１実施例装置の油圧発生装置及び制御装置を示す図、
第５図は第１実施例装置のコントロールユニットに予め
記憶させてあるスロットル開度微分値及び車速と差動抵
抗力との関係を示す二次元マップ、第６図は第１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７図は第２実施例装置のコントロールユニットに
予め記憶させてある車速微分値と差動抵抗力との関係を
示すマップ、第８図は第２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９図はタックイン
現象を説明する説明図である。 １……駆動左輪 ２……駆動右輪 ３……差動手段 ４……差動制限機構 ５……アクチュエータ ６……流体圧発生手段 ７……入力センサ ７０１……減速度センサ ８……制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】差動を許容しながらエンジン駆動力を左右
   の駆動輪に分配伝達する差動手段と、該差動手段に設け
   られ、外部からの流体圧により差動抵抗力を付与する差
   動制限機構と、該差動制限機構への流体圧供給制御を行
   なうアクチュエータを有する流体圧発生手段と、入力セ
   ンサから差動制限必要時を示す信号が入力されたら差動
   抵抗力を付与する制御信号を前記アクチュエータに対し
   て出力する制御手段と、を備えた車両用差動制限制御装
   置において、 前記入力センサとして、車両減速度を検出する減速度セ
   ンサを含み、該減速度センサから、減速時を示す信号が
   入力されたら減速度合に応じて差動抵抗力を増大させる
   制御を行なう制御手段としたことを特徴とする車両用差
   動制限制御装置。
2. 【請求項２】前記制御手段が、減速度合に応じて差動抵
   抗力を増大させると共に、車速が高くなるに従って差動
   抵抗力を大きくさせる制御を行なう手段である特許請求
   の範囲第１項記載の車両用差動制限制御装置。