JP2000071804A - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回中に急に逆方向にハンドルをきっても左
右車輪間のトルク移動の方向変化が生じないディファレ
ンシャル装置の提供を目的とする。 【解決手段】 エンジン１からの駆動トルクを左右の後
輪１３L ，R に配分出力するリヤデフ７であって、それ
ぞれ多板クラッチ１７L,R と変速機構１９L,R とからな
る第１と第２のトルク移動機構１５L,R が差動機構８と
各車軸１６L,R とを連結し、各多板クラッチ１７L,R を
選択的に係合操作する油圧ユニット２１と、各車輪１１
L,R , １３L,R が受ける輪荷重を検出する荷重センサ３
１からの情報により油圧ユニット２１の作動を制御する
制御ユニット３３とを備え、制御ユニット３３は車両の
加速時には左右後輪１３L,R の輪荷重の差に応じて輪荷
重の大きい側の後車輪への配分トルクを増加制御し、車
両の減速時には輪荷重の小さい側の後車輪への配分トル
クを増加制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両出力軸へ駆動力
を配分制御可能なディファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のディファレンシャル装置
（以下デフと略称する）としては、例えば特開平７−１
５６６８１号公報に図２、図３に示すものが開示されて
いる。図２は４輪駆動車の駆動系の全体制御系を示す機
能ブロック図である。また、図３はリヤデフ部に配置さ
れ両後輪間で駆動トルクの移動を行うトルク移動機構の
制御手段（以下ＥＣＵという）の機能構成を示す。

【０００３】図２に示すように、エンジン１０１の駆動
力はトランスミッション１０３を経てプラネタリギヤ式
のセンタデフ１０５に伝達され、前輪１０７，１０９へ
はさらにフロントデフ１１１を介して駆動力が伝達され
る。一方、後輪１１３，１１５へはセンタデフ１０５か
らベベルギヤ機構１１７、プロペラシャフト１１９およ
びベベルギヤ機構１２１、リヤデフ１２３を介して駆動
力が伝達される。

【０００４】車両の走行状態に応じてリヤデフ１２３に
入力される後輪駆動力を左右の後輪１１３，１１５間で
駆動トルク移動を行って、例えば旋回性能を向上するト
ルク移動機構１２５は、このリヤデフ１２３の両側に左
右対称に設けられ、変速機構１２７，１２７と油圧クラ
ッチ機構１２９L,１２９R とから構成されている。

【０００５】各油圧クラッチ機構１２９L,１２９R には
油圧ユニット１３１から油圧が供給される。油圧ユニッ
ト１３１はＥＣＵ１３３により作動を制御され、油圧ク
ラッチ機構１２９L,１２９R のいずれか一方を係合し他
方を開放する場合と、両方共開放する場合とが設定され
ている。また油圧ユニット１３１はセンタデフ１０５の
前輪１０７，１０９側出力部と後輪１１３，１１５側出
力部との差動を制限する差動制限用油圧クラッチ１０６
の係合を制御する。

【０００６】リヤデフ１２３の一方側の油圧クラッチ機
構１２９L が係合し他方側のそれ１２９R が開放される
と、その係合トルクは変速機構１２７を介してその変速
比によりその一方側の車軸を減速し、これにより一方側
の車軸から他方側の車軸へ駆動トルクが移動する。ま
た、油圧クラッチ機構１２９L,１２９R が両方共開放さ
れる場合は駆動トルクの移動作用が停止する。

【０００７】こうして、油圧クラッチ機構１２９L,１２
９R の選択係合により左右の後輪１１３，１１５間に駆
動トルクが移動制御される。

【０００８】そして、ＥＣＵ１３３は、図３に示すよう
に、基準回転速度差追従制御部１３５と、操舵角速度比
例制御部１３７と、タックイン対応制御部１３９との各
駆動力設定部と、機構状態判定部１４１と総合判定部１
４３とを備え、各制御部はハンドル角度、車速、車輪速
度、ハンドル角速度、アクセル開度等の情報に基づき油
圧ユニット１３１の作動を制御する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＥＣＵ１３
３の操舵角速度比例制御部１３７は、ハンドル角速度情
報から操舵角速度に対応してトルク移動量、移動方向を
設定し、車速の中速から低高速、中高速域におけるイン
パルス操舵に応じてこれを補正する制御であるので、旋
回中に急に逆方向にハンドルをきるとトルク移動もそれ
までとは逆方向に行われ、車両の安定性が損なわれる恐
れがある。

【００１０】そこで、本発明は、旋回中に急に逆方向に
ハンドルをきっても左右車輪間のトルク移動の方向変化
が生じないディファレンシャル装置の提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、エンジンから入力される
駆動トルクを差動機構を介して一対の出力部材に配分出
力するディファレンシャル装置であって、それぞれが摩
擦クラッチと変速機構とからなり前記差動機構と各出力
部材とを連結する第１と第２のトルク伝達機構と、前記
各摩擦クラッチを選択的に係合操作する油圧ユニット
と、各車輪が受ける荷重を検出する荷重センサからの情
報により前記油圧ユニットの作動を制御する制御ユニッ
トとを備えることを特徴とする。

【００１２】したがって、例えばフロントデフまたはリ
ヤデフの場合、左右輪間の荷重差に応じて制御ユニット
がいずれか側の車輪への出力部材に配分するトルクを増
減制御するように設定可能となり、車両の旋回性能の向
上を図ることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、エンジンから入
力される駆動トルクを２つの出力部材に配分出力するデ
ィファレンシャル装置であって、前記両出力部材間を連
結する摩擦クラッチと、該摩擦クラッチを係合操作する
油圧ユニットと、各車輪が受ける荷重を検出する荷重セ
ンサからの情報により前記油圧ユニットの作動を制御す
る制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記両
出力部材の一方に連結された車輪の荷重と他方に連結さ
れた車輪の荷重との荷重差に応じて駆動トルク配分を制
御することを特徴とする。

【００１４】したがって、例えばセンターデフの場合
は、制御ユニットが前後輪間の荷重差に応じて油圧ユニ
ットの供給油圧の設定を変えることにより、前後輪間の
差動が制限されて前後輪への配分トルク割合の制御が可
能となり、車両の悪路脱出性、発進加速性や登坂性能な
どの向上を図ることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のディファレンシャル装置であって、前記荷重
センサは、各車輪部サスペンションと車体との連結部に
配置されることを特徴とする。

【００１６】したがって、請求項１または２の発明と同
等の作用・効果が得られると共に、車輪荷重の検出によ
りトルク配分を制御するので制御システムが簡素化され
る。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載のディファレンシャル装置であって、前
記制御ユニットは、車両の加速時には車輪の輪荷重の差
に応じて輪荷重の大きい側の前記出力部材への配分トル
クを増加制御し、車両の減速時には輪荷重の小さい側の
前記出力部材への配分トルクを増加制御することを特徴
とする。

【００１８】したがって、フロントデフまたはリヤデフ
では、加速旋回時には輪荷重が増加する旋回外輪への配
分トルクが増加され、減速旋回時には輪荷重が減少する
旋回内輪への配分トルクが制動トルクとなって増加さ
れ、請求項１〜３の発明のいずれかと同等の作用・効果
が得られる。

【００１９】そして、例えば左旋回中に急に逆方向の右
にハンドルをきっても、車両が減速状態であれば、右後
輪荷重は大側から小側へ移行するが左後輪から右後輪へ
の駆動トルク移動の方向は変らずに継続され、移動する
トルクは右後輪に制動トルクとして作用し、車両の旋回
性能が維持される。

【００２０】また、センターデフでは、加速時には輪荷
重が増加する後輪への配分トルクが増加され、車両の悪
路脱出性、発進加速性や登坂性能などが向上され、請求
項１〜３の発明のいずれかと同等の作用・効果が得られ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１により
説明する。図１は本実施形態のリヤディファレンシャル
装置とセンターディファレンシャル装置（以下それぞれ
リヤデフ、センターデフと略称する）を備えた車両のス
ケルトン図である。

【００２２】エンジン１の駆動力はセンターデフ３を介
してフロントデフ５とリヤデフ７に配分され、フロント
デフ５とリヤデフ７からそれぞれ前輪１１L ，１１R と
後輪１３L ，１３R に配分伝達される。この車両の動力
伝達系の構成は前記従来例（図２）と同様であるので、
重複する説明は省略する。

【００２３】リヤデフ７の差動機構８の左右には、駆動
トルクの左右移動を行うトルク移動機構１５L ，１５R
が設けられている。トルク移動機構１５L ，１５R は、
それぞれ油圧式の多板クラッチ（摩擦クラッチ）１７L
，１７R と変速機構１９L ，１９R とからなり、リヤ
デフ７と各車軸１６L ，１６R との間をそれぞれ連結し
ている。

【００２４】多板クラッチ１７L ，１７R は、油圧ユニ
ット２１から図示しないバルブを経て両クラッチ１７L
，１７R に選択的に供給される油圧により係合され
る。これにより、左右後輪１３L ，１３R 間のトルク移
動作用が行われる。また、センターデフ３に設けられ、
前後輪１１，１３の差動回転を制限する（駆動トルクを
配分する）油圧式多板クラッチ２３も、同油圧ユニット
２１からの供給油圧により係合する。

【００２５】各前後輪１１L ，１１R 、１３L ，１３R
部には、ストラット式サスペンション２５L ，２５R 、
２７L ，２７R が設けられている。そして、サスペンシ
ョン２５L ，２５R 、２７L ，２７R の各頂部と車体と
の間にそれぞれ荷重センサ３１（例えばピエゾ荷重セン
サ）が配置され、検出値を後述する電子制御ユニット３
３（以下ＣＰＵ３３という）に入力する。

【００２６】ＣＰＵ３３は各荷重センサ３１が検出した
輪荷重を基に荷重差を算出し、油圧ユニット２１の作動
を制御する。そして、車両の加速時には高荷重側後車輪
へ駆動トルク移動を行い、車両の減速時には低荷重側後
車輪へ駆動トルク移動を行う。

【００２７】なお、動力伝達系の構成は、車軸と車両の
固定側部材との間に多板クラッチ、または油圧駆動ポン
プを設けて、供給油圧を調整することでトルク移動を行
うように構成することもできる。

【００２８】つぎに、リヤデフ７、センターデフ３の作
用を説明する。

【００２９】ＣＰＵ３３は各輪の荷重センサ３１が検出
する輪荷重から荷重差を算出する。例えば後輪１３につ
いてみると、車両の左加速旋回時には遠心力により右後
輪１３R の輪荷重が増加し、左後輪１３L ，の輪荷重が
減少する。このとき、ＣＰＵ３３はその荷重差に応じて
油圧ユニット２１に右後輪側への駆動トルク移動量、つ
まり供給油圧を指示する。この供給油圧を多板クラッチ
１７L が受けて係合され、多板クラッチ１７R が開放さ
れて、旋回促進方向に（右後輪１３R 側へ）駆動トルク
の移動がなされる。これにより、安定した車両の旋回性
能が得られる。

【００３０】そして、この左加速旋回中に逆方向の右に
急ハンドルをきると、左右後輪荷重の大小関係がそれま
での関係と逆転するまでは駆動トルクの移動方向が変ら
ないので、車両の安定が急にくずれることはない。

【００３１】なお、この逆方向の右に急ハンドルをきる
とき、車両が減速状態であれば、それまでと同じく右後
輪１３R へ駆動トルク移動がなされ、駆動トルク移動の
方向は変らず、移動トルクは右後輪に制動トルクとして
作用し、車両の旋回性能が維持される。

【００３２】このように、車両の減速時には低荷重輪へ
荷重差に応じた駆動トルク移動がなされるので、車両の
通常または緊急回避の左減速旋回時に車両が減速状態に
なれば旋回内側の左後輪１３L 側へ駆動トルク（制動ト
ルク）移動がなされ、左旋回性能または左緊急回避性能
が維持される。

【００３３】また、ＣＰＵ３３は各輪の荷重センサ３１
の検出荷重から前輪１１L ，１１R側と後輪１３L ，１
３R 側との荷重差を演算し、前後輪１１，１３間の荷重
差に応じて油圧ユニット２１に供給油圧を指示して、セ
ンターデフ３の多板クラッチ２３を係合させ、前後輪１
１，１３へ配分する駆動トルク量を制御する。

【００３４】例えば、前進の発進加速時には後輪１３L
，１３R の輪荷重が増加し、前後輪間の荷重差に応じ
て後輪１３L ，１３R への駆動力が増加配分される。ま
た、前進の減速時にも前後輪間の荷重差に応じて後輪１
３L ，１３R への駆動トルク（制動トルク）が増加配分
される。

【００３５】こうして、本実施形態によれば、リヤデフ
７では、例えば左加速旋回時には、制御ユニットが、輪
荷重が増加する右後輪１３R へ左右輪の荷重差に応じて
駆動トルクを移動（増加）制御するので、車両の左旋回
性能が向上される。

【００３６】そして、左旋回中に急に逆方向の右にハン
ドルをきっても、車両が減速状態であれば、輪荷重が減
少する右後輪１３R へ駆動トルク移動が継続され、駆動
トルク移動の方向が急に変ることがなく、移動トルクは
右後輪１３R に制動トルクとして作用し、車両の安定は
維持される。

【００３７】この右減速旋回から右加速旋回に移行する
と輪荷重が増加する左後輪１３L へ駆動トルクが移動し
（トルク移動方向が変って）車両の右旋回性能が良好に
維持される。

【００３８】また、センターデフ３では、車両の加速時
には、制御ユニットが前後輪間の荷重差に応じて後輪へ
の配分トルク割合を増加制御するので、車両の加速性能
が向上される。

【００３９】また、車輪荷重の検出によりトルク配分を
制御するので制御ユニット（制御システム）が簡素化さ
れる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、例えばフロントデフまたはリ
ヤデフの場合、左右輪間の荷重差に応じて制御ユニット
がいずれか側の車輪への出力部材に配分するトルクを増
減制御するように設定可能となり、車両の旋回性能の向
上を図ることができる。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、例えばセ
ンターデフの場合は、制御ユニットが前後輪間の荷重差
に応じて油圧ユニットの供給油圧の設定を変えることに
より、前後輪間の差動が制限されて前後輪への配分トル
ク割合の制御が可能となり、車両の悪路脱出性、発進加
速性や登坂性能などの向上を図ることができる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２の発明と同等の効果が得られると共に、車輪荷
重の検出によりトルク配分を制御するので制御システム
が簡素化される。

【００４３】請求項４に記載の発明によれば、フロント
デフまたはリヤデフでは、加速旋回時には輪荷重が増加
する旋回外輪への配分トルクが増加され、減速旋回時に
は輪荷重が減少する旋回内輪への配分トルクが制動トル
クとなって増加され、請求項１〜３の発明のいずれかと
同等の効果が得られる。

【００４４】そして、例えば左旋回中に急に逆方向の右
にハンドルをきっても、車両が減速状態であれば、右後
輪荷重は大側から小側へ移行するが左後輪から右後輪へ
の駆動トルク移動の方向は変らずに継続され、移動する
トルクは右後輪に制動トルクとして作用し、車両の旋回
性能が維持される。

【００４５】また、センターデフでは、加速時には輪荷
重が増加する後輪への配分トルクが増加され、車両の悪
路脱出性、発進加速性や登坂性能などが向上され、請求
項１〜３の発明のいずれかと同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のスケルトン図である。

【図２】従来例のスケルトン図である。

【図３】従来例の機能ブロック図である。

【符号の説明】

３ センターデフ ５ フロントデフ ７ リヤデフ ８ 差動機構 １１L ，１１R 左右の前輪 １３L ，１３R 左右の後輪 １５L 第１のトルク移動機構（トルク伝達機構） １５R 第２のトルク移動機構（トルク伝達機構） １６L ，１６R 後車軸 １７L ，１７R ，２３ 多板クラッチ（摩擦クラッチ） １９L ，１９R 変速機構 ２１ 油圧ユニット ２５L ，２５R 、２７L ，２７R サスペンション ３１ 輪荷重センサ ３３ ＣＰＵ（制御ユニット）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから入力される駆動トルクを差
   動機構を介して一対の出力部材に配分出力するディファ
   レンシャル装置であって、 それぞれが摩擦クラッチと変速機構とからなり前記差動
   機構と各出力部材とを連結する第１と第２のトルク伝達
   機構と、 前記各摩擦クラッチを選択的に係合操作する油圧ユニッ
   トと、 各車輪が受ける荷重を検出する荷重センサからの情報に
   より前記油圧ユニットの作動を制御する制御ユニットと
   を備えることを特徴とするディファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 エンジンから入力される駆動トルクを２
   つの出力部材に配分出力するディファレンシャル装置で
   あって、 前記両出力部材間を連結する摩擦クラッチと、該摩擦ク
   ラッチを係合操作する油圧ユニットと、 各車輪が受ける荷重を検出する荷重センサからの情報に
   より前記油圧ユニットの作動を制御する制御ユニットと
   を備え、 前記制御ユニットは、前記両出力部材の一方に連結され
   た車輪の荷重と他方に連結された車輪の荷重との荷重差
   に応じて駆動トルク配分を制御することを特徴とするデ
   ィファレンシャル装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のディファレン
   シャル装置であって、 前記荷重センサは、各車輪部サスペンションと車体との
   連結部に配置されることを特徴とするディファレンシャ
   ル装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のディフ
   ァレンシャル装置であって、 前記制御ユニットは、車両の加速時には車輪の輪荷重の
   差に応じて輪荷重の大きい側の前記出力部材への配分ト
   ルクを増加制御し、車両の減速時には輪荷重の小さい側
   の前記出力部材への配分トルクを増加制御することを特
   徴とするディファレンシャル装置。