JP2021195002A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４輪駆動状態や２輪駆動状態などの車両の駆動方式に応じて、オートモードで差動ロック機構の作動を的確に制御することができる駆動制御装置を提供する。【解決手段】一対の車輪３１１，３１１間に差動装置２０１が配置されて、駆動源３０３から差動装置２０１を介して一対の車輪３１１，３１１を駆動回転させる車両３０１に用いられる駆動制御装置１において、差動装置２０１が、一対の出力部材の差動回転をロック可能な差動ロック機構を備え、駆動制御装置１が、差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換え可能なオートモードを備えて制御する制御機構３を備えた車両３０１の駆動を制御し、制御機構３が、車両３０１の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、車両３０１の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部５を有した。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用される駆動制御装置に関する。

従来、車両としては、前後に少なくとも一対の車輪を有し、かつ少なくとも前側の一対の車輪間又は後側の一対の車輪間に差動装置が配置されて、駆動源から差動装置を介して一対の車輪を駆動回転させるものがある。

この車両に適用される差動装置としては、駆動力が入力され回転可能に配置された入力部材としてのデフケースと、デフケースに支承されて自転可能であると共にデフケースの回転によって公転する差動部材としてのピニオンと、ピニオンと噛み合って相対回転可能であると共にそれぞれが駆動力を出力可能な一対の出力部材としてのサイドギヤと、一対のサイドギヤの差動回転をロック可能な差動ロック機構とを備えたものがある。

このような差動装置が搭載された車両の駆動を制御する駆動制御装置としては、差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換え可能なオートモードを備えて制御する制御機構としての判断手段を備えたものが知られている（特許文献１参照）。

この駆動制御装置では、判断手段のオートモードにおいて、一対の車輪間の差回転が所定の回転差以上であるときに、判断手段が、差動ロック機構をロックするように作動させ、一対のサイドギヤの差動回転をロックする。

このように一対のサイドギヤの差動回転をロックすることにより、一対の車輪間の差回転がなくなり、片側の車輪のスリップを回避することができ、悪路の走破性を向上することができる。

特開２０１４−５５６６３号公報

ところで、上記特許文献１の駆動制御装置では、例えば、車両が４輪駆動状態で、車速が所定の速度以下であるときに、オートモードで差動ロック機構の作動を制御していた。

このため、上記特許文献１の駆動制御装置では、２輪駆動状態での、オートモードで差動ロック機構の作動を制御することができず、車両走行時の駆動力を十分に発揮することができなかった。

そこで、この発明は、４輪駆動状態や２輪駆動状態などの車両の駆動方式に応じて、オートモードで差動ロック機構の作動を的確に制御することができる駆動制御装置の提供を目的としている。

本発明は、前後に少なくとも一対の車輪を有し、かつ少なくとも前側の前記一対の車輪間又は後側の前記一対の車輪間に差動装置が配置されて、駆動源から前記差動装置を介して前記一対の車輪を駆動回転させる車両に用いられ、前記差動装置は、駆動力が入力され回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材に支承されて自転可能であると共に前記入力部材の回転によって公転する差動部材と、前記差動部材と噛み合って相対回転可能であると共にそれぞれが駆動力を出力可能な一対の出力部材と、前記一対の出力部材の差動回転をロック可能な差動ロック機構とを備え、前記差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換え可能なオートモードを備えて制御する制御機構を備えた車両の駆動を制御する駆動制御装置であって、前記制御機構は、前記車両の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、前記車両の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、前記オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部を有することを特徴とする。

この駆動制御装置では、制御機構が、車両の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、車両の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部を有する。

このため、制御機構のオートモードにおいて、制御部が、車両の２輪駆動状態と、４輪駆動状態とで、差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換えるタイミングを異ならせることで、差動ロック機構の作動を的確に制御し、車両走行駆動方式に合わせて駆動力を十分に発揮できる。

このように車両の駆動方式に応じて、差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦの切換タイミングを異ならせることにより、異なる駆動方式における車両の走破性を向上することができる。

従って、このような駆動制御装置では、制御部が、車両の２輪駆動状態と、４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えているので、４輪駆動状態や２輪駆動状態などの車両の駆動方式に応じて、オートモードで差動ロック機構の作動を的確に制御することができる。

本発明によれば、４輪駆動状態や２輪駆動状態などの車両の駆動方式に応じて、オートモードで差動ロック機構の作動を的確に制御することができる駆動制御装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る駆動制御装置が適用される車両の動力系の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動制御装置が適用される差動装置の一例を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動制御装置の制御の流れを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動制御装置の制御の方式を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る駆動制御装置が適用される車両の動力系の一例を示す概略図である。

図１〜図５を用いて本発明の実施の形態に係る駆動制御装置について説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係る駆動制御装置１は、前後に少なくとも一対の車輪を有し、かつ少なくとも前側の一対の車輪３１９，３１９間に差動装置３１５が配置され、又は後側の一対の車輪３１１，３１１間に差動装置２０１が配置されて、駆動源３０３から差動装置２０１を介して一対の車輪３１１，３１１を駆動回転させる車両３０１に用いられる。まず、本実施形態では、駆動制御装置として差動装置２０１側に適用した場合について説明する。

差動装置２０１は、駆動力が入力され回転可能に配置された入力部材としてのデフケース２０３と、デフケース２０３に支承されて自転可能であると共にデフケース２０３の回転によって公転する差動部材としてのピニオン２０５と、ピニオン２０５と噛み合って相対回転可能であると共にそれぞれが駆動力を出力可能な一対の出力部材としてのサイドギヤ２０７，２０９と、一対のサイドギヤ２０７，２０９の差動回転をロック可能な差動ロック機構２１１とを備えている。

さらに、駆動制御装置１は、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換え可能なオートモードを備えて制御する制御機構３を備えた車両３０１の駆動を制御する。

そして、制御機構３は、車両３０１の前後のうち少なくとも一方のみの車輪が駆動される２輪駆動状態と、車両３０１の前後両方の車輪が駆動される４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部としてのデフロックＥＣＵ５を有する。

また、車両３０１の前後両方の車輪が駆動される４輪駆動状態は、さらに駆動トルクが増大可能な第２の４輪駆動状態に切り換え可能であり、デフロックＥＣＵ５は、第２の４輪駆動状態に対応した第３の切換タイミングを備えている。

さらに、差動装置２０１は、自己制御で差動制限可能な差動制限機構２１３を備え、デフロックＥＣＵ５は、差動装置２０１が差動制限機構２１３を備えた場合に、切換タイミングをさらに別な切換タイミングへも調整可能である。

まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る駆動制御装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。

図１に示すように、車両３０１の動力系は、エンジンや電動モータなどの駆動源３０３と、駆動源３０３からの駆動力がトランスミッション３０４を介して前輪側と後輪側とに伝達するトランスファ３０５と、後輪側プロペラシャフト３０７と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフである第１の差動装置２０１と、後車軸３０９，３０９と、後輪３１１，３１１と、前輪側プロペラシャフト３１３と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフである第２の差動装置３１５と、前車軸３１７，３１７と、前輪３１９，３１９などを備えている。

この車両３０１の動力系では、駆動源３０３からの駆動力がトランスファ３０５に伝達され、常時、後輪側プロペラシャフト３０７を介して差動装置２０１に伝達され、後車軸３０９，３０９を介して後輪３１１，３１１に駆動力が配分される。

一方、トランスファ３０５に伝達された駆動力は、このトランスファ３０５に備えられた図示外のクラッチを接続すると、駆動源３０３からの駆動力の一部が前輪側プロペラシャフト３１３を介して差動装置３１５に伝達される。そして、差動装置３１５に備えられた図示外の断続機構（一般的にアクスルディスコネクトやフリーランニングなどと称される）が接続状態で動力伝達がなされると、前車軸３１７，３１７を介して前輪３１９，３１９に駆動力が配分され、車両３０１が前後輪駆動の４輪駆動状態となる。

これに対して、差動機構３１５に適用された断続機構が接続解除状態であると、前輪側プロペラシャフト３１３からフロントデフ３１５への動力伝達が遮断され、前輪３１９，３１９側に駆動力が伝達されず、車両３０１が後輪駆動の２輪駆動状態となる。

トランスファ３０５内には、通常走行における第１の４輪駆動状態から駆動トルクが増大可能な第２の４輪駆動状態へ切り換え可能なＨｉ−Ｌｏｗ切り換えギヤ機構が備えられており、ドライバによる手動選択又は車両の走行状態を検出してデフロックＥＣＵによる自動選択が可能になっている。

なお、車両３０１の動力系では、主として後輪側に駆動力が伝達されるＦＲベースの車両となっているが、これに限らず、主として前輪側に駆動力が伝達されるＦＦベースの車両にも、駆動制御装置を適用することができる。

この場合には、駆動源３０３からの駆動力が、常時、フロントデフである第１の差動装置３１５に伝達され、車両が前輪駆動の２輪駆動状態となる。そして、リヤデフに適用された断続機構が接続状態であると、リヤデフである第２の差動装置２０１が駆動され、車両が前後輪駆動の４輪駆動状態となる。断続機構が接続解除状態であると、車両が前輪駆動の２輪駆動状態に戻る。

なお、ＦＲベース車両における差動装置３１５側、或いはＦＦベース車両における差動装置２０１側への駆動力の断続は、トランスファ３０５に適用された動力伝達を断続する断続機構のみの断続によって行ってもよい。

次に、図２を用いて、車両３０１に搭載され、駆動制御装置によって作動が制御される差動装置２０１について説明する。

図２に示すように、差動装置２０１は、差動機構２１５と、差動ロック機構２１１と、差動制限機構２１３とを備えている。

差動機構２１５は、デフケース２０３と、ピニオンシャフト２１７と、ピニオン２０５と、一対のサイドギヤ２０７，２０９とを備えている。

デフケース２０３は、軸方向両側に形成されたボス部２１９，２２１のそれぞれの外周でベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。

このデフケース２０３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部２２３が形成されている。

このフランジ部２２３に固定されたリングギヤは、例えば、駆動源３０３（図１参照）から駆動力を伝達する後輪側プロペラシャフト３０７（図１参照）と一体回転可能に設けられた動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が入力されてデフケース２０３を回転駆動させる。

このようなデフケース２０３には、ピニオンシャフト２１７と、ピニオン２０５と、一対のサイドギヤ２０７，２０９などが収容されている。

ピニオンシャフト２１７は、両端部がデフケース２０３に形成された孔部に係合され、一方の端部がピンで抜け止めされデフケース２０３と一体に回転駆動される。

このピニオンシャフト２１７の両端側には、ピニオン２０５がそれぞれ支承されている。

ピニオン２０５は、デフケース２０３の周方向等間隔に複数（ここでは２つ）配置され、それぞれピニオンシャフト２１７の端部側に支承されてデフケース２０３の回転によって公転する。

このピニオン２０５は、噛み合っている一対のサイドギヤ２０７，２０９に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト２１７に自転可能に支持されている。

このようなピニオン２０５は、デフケース２０３に入力された駆動力を一対のサイドギヤ２０７，２０９に伝達する。

一対のサイドギヤ２０７，２０９は、デフケース２０３内に相対回転可能に収容され、それぞれ第１出力部材２２５と、第２出力部材２２７とからなる。

第１出力部材２２５は、環状に形成され、外周側にピニオン２０５のギヤ部と噛み合うギヤ部２２９が形成されている。

第２出力部材２２７は、第１出力部材２２５と軸方向に近接して配置可能なように、第１出力部材２２５を収容可能な凹状の収容部を有して環状に形成されている。

この第２出力部材２２７の内周側には、一対のサイドギヤ２０７，２０９に伝達された駆動力を出力する出力部２３１が設けられている。

また、第２出力部材２２７の外周側には、差動制限機構２１３のテーパリング２７３と摺動する摺動部２３３が設けられている。

このような第２出力部材２２７と第１出力部材２２５との間には、カム部２３５が設けられて互いに一体回転可能に連結されている。

カム部２３５は、第１出力部材２２５の内周側に設けられ回転方向前後に傾斜した係合面を有する複数の凹凸部と、第２出力部材２２７の出力部２３１の外周側に設けられ回転方向前後に傾斜した係合面を有する複数の凹凸部とからなる。

このカム部２３５は、第１出力部材２２５と第２出力部材２２７との互いの複数の凹凸部が回転方向に係合することにより、互いに連結する凹凸部が第１出力部材２２５と第２出力部材２２７とを一体回転可能とさせる。

このようなカム部２３５における複数の凹凸部の回転方向の係合面は、所定角度傾斜され相互に当接するカム面が形成されているが、カム面の形態に関しては、回転方向に連結し回転軸方向にスラスト力を発生させる構造であれば、他の形状も適宜採り得る。

このカム部２３５におけるカム面は、一対のサイドギヤ２０７，２０９の回転により、ピニオン２０５のギヤ部から伝達された駆動力によって第１出力部材２２５，２２５を介して第２出力部材２２７，２２７を軸方向外側にそのカムスラスト力で移動させる。

この第２出力部材２２７，２２７の軸方向移動により、一対のサイドギヤ２０７，２０９の摺動部２３３，２３３とテーパリング２７３，２７３との摺動が強化され、差動制限機構２１３における差動制限力を強化することができる。

このような一対のサイドギヤ２０７，２０９の出力部２３１，２３１には、例えば、後車軸３０９，３０９（図１参照）に連結された駆動軸が一体回転可能に連結され、デフケース２０３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ２０７，２０９から後輪３１１，３１１（図１参照）側に分配して出力される。

このような差動機構２１５は、その差動が差動ロック機構２１１によって断続される。

差動ロック機構２１１は、クラッチ部材２３７と、断続部２３９と、アクチュエータ２４１とを備えている。

クラッチ部材２３７は、環状に形成され、周方向に連続する一部材で形成された基部２４３がデフケース２０３の壁部２４５とサイドギヤ２０７のギヤ部２２９の背面側との軸方向間に軸方向移動可能に配置されている。

このクラッチ部材２３７のデフケース２０３の壁部２４５側には、デフケース２０３と一体回転可能に係合する係合部２４７が設けられ、クラッチ部材２３７のサイドギヤ２０７のギヤ部２２９の背面側には、断続部２３９が設けられている。

係合部２４７は、クラッチ部材２３７の基部２４３に周方向等間隔に設けられた複数の凸部２４９と、デフケース２０３の壁部２４５に周方向等間隔に軸方向に貫通して設けられた複数の孔２５１とからなる。

この凸部２４９と孔２５１とが回転方向に係合することにより、クラッチ部材２３７がデフケース２０３に回り止めされ、クラッチ部材２３７とデフケース２０３とが一体回転可能となる。

この係合部２４７としての凸部２４９と孔２５１との周方向両側の対向面には、同一傾斜のカム面がそれぞれ形成されている。

このカム面は、クラッチ部材２３７が断続部２３９の接続方向に移動され、断続部２３９に回転方向の噛み合い作用が生じたときに、デフケース２０３の回転によってそれぞれのカム面が係合する。

このそれぞれのカム面の係合により、クラッチ部材２３７をさらに断続部２３９の噛み合い方向に移動させ、断続部２３９の接続を強化させる。

断続部２３９は、クラッチ部材２３７の基部２４３の係合部２４７と軸方向反対側の側面で、クラッチ部材２３７とサイドギヤ２０７のギヤ部２２９の背面側との軸方向間に設けられている。

この断続部２３９は、クラッチ部材２３７とサイドギヤ２０７の第２出力部材２２７とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。

このような断続部２３９は、互いの噛み合い歯が噛み合うことにより、クラッチ部材２３７とサイドギヤ２０７とが一体回転可能に接続、すなわちデフケース２０３とサイドギヤ２０７とが一体回転可能に接続され、差動機構２１５の差動がロック状態となる。

この差動機構２１５のロック状態では、デフケース２０３に入力され、一対のサイドギヤ２０７，２０９に伝達された駆動力が、例えば、左右の後輪３１１，３１１（図１参照）側に均一に出力される。

一方、クラッチ部材２３７とサイドギヤ２０７のギヤ部２２９の背面側との軸方向間で断続部２３９の径方向内側には、付勢部材２５３が配置されている。

この付勢部材２５３は、クラッチ部材２３７を、常時、断続部２３９の接続解除方向に付勢している。

このような付勢部材２５３によって、クラッチ部材２３７が断続部２３９の接続解除方向に移動され、断続部２３９の接続が解除され、差動機構２１５の差動がアンロック状態となる。

このような断続部２３９の断続状態は、アクチュエータ２４１によって制御される。

アクチュエータ２４１は、可動部材２５５と、電磁石２５７とを備えている。

可動部材２５５は、電磁石２５７の内径側でデフケース２０３のボス部２１９の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ２５９と、リング部材２６１とを備えている。

プランジャ２５９は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石２５７の内径側に配置されている。

リング部材２６１は、非磁性材料から形成され、プランジャ２５９の内径側に一体に固定され、プランジャ２５９の内周側からデフケース２０３側へ磁束が漏れることを防止している。

このリング部材２６１は、デフケース２０３のボス部２１９の外周に軸方向移動可能に配置され、デフケース２０３のボス部２１９の外周に圧入固定された非磁性材料からなる規制部材２６３によって軸方向外側への移動規制がなされている。

このようなリング部材２６１は、クラッチ部材２３７側の軸方向の端面に、クラッチ部材２３７の凸部２４９と当接可能な押圧部２６５が設けられている。

この押圧部２６５は、電磁石２５７によって可動部材２５５がクラッチ部材２３７側に移動されたときに、その軸方向の移動操作力をクラッチ部材２３７に伝達し、クラッチ部材２３７を断続部２３９の接続方向に押圧操作する。

電磁石２５７は、デフケース２０３のボス部２１９の外周側でデフケース２０３の壁部２４５に対して軸方向に隣接配置されている。

この電磁石２５７は、回り止め部（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材に回り止めされ、電磁コイル２６７と、コア２６９とを備えている。

電磁コイル２６７は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。

この電磁コイル２６７には、外部に引き出されるリード線（不図示）が接続され、このリード線を介して通電を制御する駆動制御装置１に電気的に接続されている。

コア２６９は、電磁コイル２６７への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。

このコア２６９は、電磁コイル２６７の内外周面及び電磁コイル２６７のデフケース２０３の壁部２４５と反対側に位置する軸方向一側端面を環状に覆っている。

このようなコア２６９の外径側には、デフケース２０３の壁部２４５から軸方向に延設部２７１が設けられ、磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって覆うように配置されている。

この延設部２７１は、軸方向の端面がコア２６９に設けられた径方向外側に向けて突出する凸部と当接することによって、電磁石２５７の軸方向内側への位置決めがなされている。

一方、コア２６９の軸方向外側の端面は、可動部材２５５の軸方向外側への移動を規制する規制部材２６３によって、可動部材２５５と共に電磁石２５７の軸方向外側への位置決めがなされている。

このような差動ロック機構２１１は、電磁石２５７の励磁によりコア２６９とプランジャ２５９とデフケース２０３の壁部２４５とを透過する磁束によって、最短の磁束ループを形成する。

この磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ２５９がクラッチ部材２３７側に移動操作され、リング部材２６１が押圧部２６５を介してクラッチ部材２３７を押圧する。

この可動部材２５５によるクラッチ部材２３７の押圧操作により、クラッチ部材２３７が付勢部材２５３の付勢力に抗して断続部２３９の接続方向に移動され、断続部２３９が接続される。

この断続部２３９の接続により、サイドギヤ２０７とクラッチ部材２３７とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ２０７とデフケース２０３とが接続されて差動機構２１５がロック状態となる。

一方、断続部２３９の接続解除では、電磁石２５７への通電を停止することにより、クラッチ部材２３７が付勢部材２５３の付勢力によって断続部２３９の接続解除方向に移動され、断続部２３９の接続が解除される。

この断続部２３９の接続解除により、サイドギヤ２０７とクラッチ部材２３７とが相対回転可能となり、サイドギヤ２０７とデフケース２０３とが相対回転可能となって差動機構２１５のロック状態が解除される。

なお、アクチュエータは、上述したように電磁石を作動源として如何なる手段かを用いてクラッチ部材を操作して断続部を接続又は接続解除するものであってもよい。

例えば、電磁石以外の作動源として、流体圧作動シリンダとピストンを用いた構成、或いは電動モータと減速機構やカム機構を組み合わせた構成など、適宜採用することができる。

ここで、例えば、クラッチ部材２３７には、クラッチ部材２３７と一体に軸方向移動され、デフケース２０３の外部に配置される検知部材（不図示）が設けられている。

この検知部材は、キャリアなどの静止系部材に固定され、駆動制御装置１に電気的に接続されたポジションスイッチ（不図示）と対向して配置される。

このポジションスイッチは、検知部材の軸方向位置を検出し、一体移動するクラッチ部材２３７の軸方向位置を検出する。

このようにポジションスイッチによってクラッチ部材２３７の軸方向位置を検出することにより、断続部２３９が接続状態であるか否かを検出することができ、差動ロック機構２１１がロック状態であるか否かを検出することができる。

なお、ポジションスイッチは、検知部材と接触することによってＯＮ−ＯＦＦされる接触型センサ、或いは検知部材と非接触に近接して配置され検知部材の位置を検出する非接触型センサなどを用いることができる。

差動制限機構２１３は、一対のサイドギヤ２０７，２０９とデフケース２０３との間に配置された一対のテーパリング２７３，２７３を備えている。

一対のテーパリング２７３，２７３は、それぞれ環状部２７５，２７５を備え、回転軸方向一端側から回転軸方向他端側に向けて所定角度をもって縮径するように形成されている。

このテーパリング２７３の環状部の内周面は、サイドギヤ２０７，２０９に所定角度をもって形成された摺動部２３３と摺動する摺動面が設けられている。

また、環状部２７５の外周面は、デフケース２０３に所定角度をもって形成されたテーパ面に相対回転不能かつ相対移動不能に当接されている。

このようなテーパリング２７３には、デフケース２０３に設けられた内部に部材を収容するための孔部（不図示）に回転方向に係合する係合部（不図示）が設けられ、孔部に係合部を係合させることにより、テーパリング２７３がデフケース２０３と一体回転可能に配置される。

なお、上述したように、テーパリング２７３は、環状部２７５がデフケース２０３のテーパ面とサイドギヤ２０７，２０９の摺動部２３３との間に保持されており、回転軸方向に対しても適切に位置決めされている。

このテーパリング２７３は、環状部２７５が、差動機構２１５の回転状況に応じて、ピニオン２０５との噛み合い反力によって軸方向に移動された一対のサイドギヤ２０７，２０９の摺動部２３３と摺動することにより、差動機構２１５の差動を制限する。

このようなテーパリング２７３の環状部２７５と一対のサイドギヤ２０７，２０９の摺動部２３３とは、デフケース２０３に入力する駆動トルクの大きさに応じて摩擦トルクを生じるトルク感応型のコーンクラッチとなっている。

このような差動制限機構２１３は、差動装置２０１において、差動ロック機構２１１がロック解除状態（ＯＦＦ状態）であるときに、例えば、一方の後輪３１１（図１参照）にスリップが生じた場合などのような差動機構２１５の回転状況に応じた差動制限力を発生させる。

この差動制限力の発生により、差動機構２１５の差動が制限され、車両３０１（図１参照）の悪路に対する走破性を向上することができる。

このように差動装置２０１は、差動機構２１５の状況に応じた差動制限力を発生する自己制御型の差動制限機構２１３による差動制限機能と、断続部２３９の接続によって差動機構２１５をロック状態とさせる差動ロック機構２１１によるデフロック機能とを有するデファレンシャル装置となっている。

このような差動装置２０１において、差動ロック機構２１１は、ロックのＯＮ−ＯＦＦ（ロック状態−ロック解除状態）の切り換えが、駆動制御装置１によって制御されている。

図１〜図４に示すように、駆動制御装置１は、制御機構３及び制御部としてのデフロックＥＣＵ５を備えてメインＥＣＵとの通信を可能に配置されている。メインＥＣＵ７は、車両における駆動源３０３、トランスミッション３０４、その他の状態制御を行っている。ただし、デフロックＥＣＵ５は単独の位置づけではなく、メインＥＣＵ７との協調制御又はメインＥＣＵ７への統合も可能である。

デフロックＥＣＵ５やメインＥＣＵ７には、例えば、車両３０１の走行状態で検出されるグリップ限界センサ、左右輪の差回転を検出する左右輪差回転センサ、駆動源３０３から入力される駆動力の大きさを検出する駆動力センサ、車両３０１の横傾斜状況を検出する横傾斜センサ、車両３０１の横加速度を検出する横加速度センサ、車速センサ、ドライバの選択した操作状況などを検出するドライバセンサなどの各種センサの情報が受信可能となっている。

なお、車速センサから直接車速を検知してもよいが、前後左右車輪に設けられた回転センサが検知した回転に基づいて車速を演算してもよい。

また、デフロックＥＣＵ５やメインＥＣＵ７へは、上述した各種センサの他に、アクセル角センサなどからなる加減速フィールセンサ、操舵角センサ、駆動源３０３としてのエンジンの起動・停止、燃料・エア供給量などを制御するエンジン制御指令、ブレーキセンサ、スロットル開度センサ、前後輪差回転センサ、ヨーモーメントセンサ、油温センサ、外気温センサなどの各種センサの情報が入力される。

このような各種センサの情報を受信可能であるデフロックＥＣＵ５やメインＥＣＵ７は、必要なセンサ情報を選択、演算又は記録チャートとの対比が可能であり、車両３０１に搭載された各機構に制御情報を出力して各機構の作動を制御する。

デフロックＥＣＵ５は、メインＥＣＵ７との間で各種センサなどの情報が送受信可能となっており、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦに関わるマニュアルモード或いはオートモードに必要な各種センサ情報が入力可能であり、差動ロック機構２１１のアクチュエータ２４１である電磁石２５７と電気的に接続され、受信された情報に基づき、電磁石２５７への通電を制御する。

ここで、駆動制御装置１は、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの切り換えにおいて、ドライバなどの操作者によって任意に選択できるマニュアルモードと、デフロックＥＣＵ５が自動的に選択するオートモードとを有する。

なお、差動装置２０１は、自己制御型の差動制限機構２１３を有するので、差動ロック機構２１１のロックがＯＦＦ（ロック解除状態）である場合、差動制限機構２１３が自己制御で差動機構２１５の差動を制限する（図４ではＬＳＤと示す）。

マニュアルモードでは、ドライバなどの操作者が、例えば、車室内に設けられたモードスイッチ（図３のモードＳＷ）をマニュアルモードとし、そのマニュアルスイッチをＯＮ−ＯＦＦ操作することにより、差動ロック機構２１１のロックをＯＮ（ロック状態：図４のＤＩＦＦ．ＬＯＣＫ）とする、或いは差動ロック機構２１１のロックをＯＦＦ（ロック解除状態：図４のＬＳＤ）とすることを任意に選択することができる。

オートモードでは、ドライバなどの操作者が、例えば、車室内に設けられたモードスイッチ（図３のモードＳＷ）をオートモード（図４のＡＵＴＯ）とし、デフロックＥＣＵ５が、差動ロック機構２１１のロックをＯＮ（ロック状態：図４のＤＩＦＦ．ＬＯＣＫ）とする、或いは差動ロック機構２１１のロックをＯＦＦ（ロック解除状態：図４のＬＳＤ）とすることを自動的に切り換える。

ここで、車両３０１は、後輪駆動の２輪駆動状態（図４の２ＷＤ）と、前後輪駆動の４輪駆動状態との駆動方式を有し、４輪駆動状態は、車速が所定速度以上で駆動トルクが所定トルク以下の第１の４輪駆動状態（図４の４Ｈ）と、車速が所定速度以下で駆動トルクが所定トルク以上の第２の４輪駆動状態（図４の４Ｌ）との駆動方式を有する。

この各駆動方式は、ドライバなどの操作者が、例えば、車室内に設けられた選択スイッチを切り替えることによって、任意に選択することができるが、車両の走行状況に応じて、デフロックＥＣＵ５が、自動的に駆動方式を切り換えるようにしてもよい。

従来の駆動制御装置では、例えば、車速が所定速度以下で駆動トルクが所定トルク以上の第２の４輪駆動状態（図４の４Ｌ）の駆動方式でのみ、オートモードで差動ロック機構２１１のロックをＯＮ−ＯＦＦしていた。

本実施形態の駆動制御装置１のデフロックＥＣＵ５は、車両３０１の前後のうち少なくとも一方のみ（ここでは後輪側）が駆動される２輪駆動状態（図４の２ＷＤ）と、車両３０１の前後両方が駆動される第１の４輪駆動状態（図４の２Ｈ）とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えている。

また、デフロックＥＣＵ５は、駆動トルクが増大可能な第２の４輪駆動状態（図４の４Ｌ）に対応した第３の切換タイミングを備えている。

第２の４輪駆動状態（図４の４Ｌ）では、差動装置２０１への入力トルクの閾値が、この駆動方式における閾値に設定されているので、デフロックＥＣＵ５のオートモードで差動ロック機構２１１のロックのＯＮを入力トルクが小さい段階から早めに切り換えることで、一方の車輪にスリップを生じていないときのようなかなり早い段階で差動ロック機構２１１がロックされ、駆動トルクを車輪へレスポンス良く伝達して走破性を向上させることができる。

一方、第１の４輪駆動状態（図４の４Ｈ）では、差動装置２０１への入力トルクの閾値が、この駆動方式よりも低速な第２の４輪駆動状態における閾値よりも高く設定されているので、例えば、車両走行時に一方の車輪に多少のスリップを許容することでステアリングの操作性、すなわち旋回性を向上させている。。

また、２輪駆動状態（図４の２ＷＤ）では、上述した第１の４輪駆動状態における差動装置２０１への入力トルクより僅かに高い又は同程度の閾値を設定し、かつ左右輪の回転差に対する所定の閾値を加えることで、通常走行時の操安性を向上させることともに、緊急時の走破性を向上させることができる。

そこで、デフロックＥＣＵ５のオートモードでは、例えば、差動装置２０１への入力トルクの閾値が異なるように設定された第１と第２と第３との切換タイミングを有することにより、各駆動方式における差動装置２０１への入力トルクが閾値を超えたときに、各駆動方式に応じた的確なタイミングで差動ロック機構２１１のロックをＯＮとし、差動機構２１５の差動をロック状態とさせる。

このため、車両３０１の駆動方式に応じて、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦを的確に制御することができ、各駆動方式における車両３０１の操安性を向上させ、走破性を向上させることができる。

なお、２輪駆動状態、第１，第２の４輪駆動状態におけるそれぞれの切換タイミングは、閾値として左右輪の回転差を用いるなど、デフロックＥＣＵにダイレクトに入力する各種センサ情報、又はメインＥＣＵに入力される各種センサ情報から引用される特定のセンサ情報を直接利用し又は組み合わせて利用して、決定されても良い。

ここで、差動装置２０１は、自己制御で差動機構２１５の差動を制限する差動制限機構２１３を有しており、差動ロック機構２１１のロックがＯＦＦ状態であるときには、差動機構２１５の差動が差動制限機構２１３によって制限されている。

この差動制限機構２１３は、差動機構２１５の差動を制限可能な条件があり、車両３０１の走行状況によって、条件を超える値が入力されるまでは、差動制限機構２１３では、差動機構２１５の差動を制限することができる。

そこで、デフロックＥＣＵ５は、オートモードにおいて、差動制限機構２１３の閾値に応じて、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの切換タイミングを調整する。

ここで、差動制限機構２１３の閾値は、例えば、デフロックＥＣＵ５へ入力される、上述した左右輪の差回転の他に、車両３０１の走行状態で検出されるグリップ限界、駆動源３０３から入力される駆動力の大きさ、車両３０１の横傾斜状況、車両３０１の横加速度の少なくともいずれかの入力によって決定される。

デフロックＥＣＵ５のオートモードでは、上述した条件において、差動制限機構２１３の閾値を超えるいずれかの値が入力されたとき、差動制限機構２１３では差動機構２１５の差動を制限することができないと判断し、差動ロック機構２１１のロックをＯＮとし、差動機構２１５の差動をロック状態とさせる。

このように差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの切換タイミングを、差動制限機構２１３の閾値に合わせて設定することにより、差動制限機構２１３の差動制限力を最大限発揮させ、的確なタイミングで差動ロック機構２１１を作動させることができ、車両３０１の操安性を向上させ、走破性を向上することができる。

このような差動制限機構２１３は、車両３０１の各駆動方式において、車両３０１の走行状態が異なるので、差動機構２１５の差動を制限可能な閾値が、各駆動方式で異なっている。

このため、デフロックＥＣＵ５のオートモードでは、第１と第２と第３との切換タイミングが、各駆動方式における差動制限機構２１３の制限特性を発揮できる異なる閾値によって設定されている。

このため、車両３０１の各駆動方式において、差動制限機構２１３の差動制限力を最大限発揮させ、的確なタイミングで差動ロック機構２１１を作動させることができ、各駆動方式における車両３０１の走破性を向上することができる。

このようにデフロックＥＣＵ５は、差動装置２０１が差動制限機構２１３を有している場合、オートモードにおける第１と第２と第３との切換タイミングを差動制限機構２１３に合わせて調整することができる。

このような駆動制御装置１の制御を、図３，図４を用いて説明する。

図３，図４に示すように、駆動制御装置１は、まず、ドライバなどの操作者が、選択スイッチによって、車両３０１の各駆動方式において、いずれの駆動方式を選択したのかを確認し（Ｓ１）、選択された車両３０１の駆動方式を確定する（Ｓ２）。

なお、車両３０１の駆動方式については、車両３０１の路面や気象などの走行状態に合わせて、デフロックＥＣＵ５が自動的に各駆動方式を選択してもよく、この場合には、自動的に選択された車両３０１の駆動方式を確定する。

次に、駆動制御装置１は、ドライバなどの操作者が、モードスイッチによって、マニュアルモードとオートモードとのいずれかのモードを選択したのかを確認する（Ｓ３）。

なお、車両にマニュアルモードの設定が無い場合には、このステップＳ３は省略可能であり、ステップＳ１で選択された駆動方式に沿って、ステップＳ４以降の設定された所定の切換タイミングで差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦ制御が行われる。

次に、駆動制御装置１は、確定された駆動方式と、選択されたモードに合わせて差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの作動の制御に移行する（Ｓ４）。

このとき、駆動制御装置１は、選択されたモードがマニュアルモードである場合、各駆動方式において、ドライバなどの操作者によるマニュアルスイッチの操作に合わせて、差動ロック機構２１１のロックをＯＮ（ロック状態：図４のＤＩＦＦ．ＬＯＣＫ）とする、或いは差動ロック機構２１１のロックをＯＦＦ（ロック解除状態：図４のＬＳＤ）とする。

一方、駆動制御装置１は、選択されたモードがオートモード（図４のＡＵＴＯ）である場合、確定された駆動方式に合わせて、デフロックＥＣＵ５が、直接又はメインＥＣＵ７から差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの切換タイミングの条件を取得する（Ｓ５）。

そして、駆動制御装置１は、各駆動方式（図４の２ＷＤ，４Ｈ，４Ｌ）におけるオートモード（図４のＡＵＴＯ）において、デフロックＥＣＵ５が、直接又はメインＥＣＵ７から取得した条件に基づき、差動ロック機構２１１のロックをＯＮ（ロック状態：図４のＤＩＦＦ．ＬＯＣＫ）とする、或いは差動ロック機構２１１のロックをＯＦＦ（ロック解除状態：図４のＬＳＤ）とすることを自動的に切り換える（Ｓ６）。

このような駆動制御装置１では、制御機構３が、車両３０１の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、車両３０１の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えたデフロックＥＣＵ５を有する。

このため、制御機構３のオートモードにおいて、デフロックＥＣＵ５が、車両３０１の２輪駆動状態と、４輪駆動状態とで、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換えるタイミングを異ならせることができる。

このように車両３０１の駆動方式に応じて、差動ロック機構２１１のロックのＯＮ−ＯＦＦの切換タイミングを異ならせることにより、異なる駆動方式における車両３０１の操安性を向上させ、走破性を向上することができる。

従って、このような駆動制御装置１では、デフロックＥＣＵ５が、車両３０１の２輪駆動状態と、４輪駆動状態とで、オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えているので、４輪駆動状態や２輪駆動状態などの車両３０１の駆動方式に応じて、オートモードで差動ロック機構の作動を的確に制御することができる。

また、車両３０１の前後両方が駆動される４輪駆動状態は、さらに駆動トルクが増大可能な第２の４輪駆動状態に切り換え可能であり、デフロックＥＣＵ５は、第２の４輪駆動状態に対応した第３の切換タイミングを備えている。

このため、様々な車両３０１の駆動方式に応じて、オートモードによって、的確な切換タイミングで差動ロック機構２１１の作動を制御することができる。

さらに、差動装置２０１は、自己制御で差動制限可能な差動制限機構２１３を備え、デフロックＥＣＵ５は、差動装置２０１が差動制限機構２１３を備えた場合に、切換タイミングをさらに調整可能である。

このため、差動制限機構２１３の差動制限機能を効率的に発揮させつつ、的確な切換タイミングで差動ロック機構２１１の作動を制御することができる。

（第２実施形態）
図５を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係る駆動制御装置１０１は、差動装置２０１が、一対のサイドギヤ２０７，２０９のいずれか一方又は両方の駆動回転を制動可能なブレーキ２７７によって、差動回転を制御可能である。

そして、デフロックＥＣＵ５は、ブレーキ２７７の作動に第１と第２と第３の切換タイミングを備えている。

なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図５に示すように、ブレーキ２７７は、一対のサイドギヤ２０７，２０９（図２参照）に連結された後車軸３０９，３０９と後輪３１１，３１１との間にそれぞれ設けられている。

このブレーキ２７７，２７７は、アクチュエータ（不図示）が駆動制御装置１０１のデフロックＥＣＵ５に電気的に接続され、デフロックＥＣＵ５の制御によって作動され、一対の左右車輪３１１，３１１、すなわち一対の左右サイドギヤ２０７，２０９からの回転を制動し、差動機構２１５（図２参照）の差動を疑似的にロック状態とさせることができる。

なお、ブレーキ２７７，２７７は、差動機構２１５をロック状態とさせるタイミングで、少なくともいずれか一方のブレーキ２７７を作動させて、差動機構２１５をロック状態とさせればよい。

ここで、本実施形態における差動装置２０１は、ブレーキ２７７が差動機構２１５の差動をロック状態とさせることができるので、クラッチ部材２３７を有する差動ロック機構２１１（図２参照）を有していない。

すなわち、本実施形態においては、ブレーキ２７７が、差動機構２１５の差動を疑似的にロック状態、或いはロック解除状態とさせる差動ロック機構として機能する。

このようなブレーキ２７７は、マニュアルモードである場合、ドライバなどの操作者によるマニュアルスイッチの操作に合わせて、差動機構２１５をロック状態に疑似的に制御する、或いは差動機構２１５をロック解除状態とする。

一方、ブレーキ２７７は、オートモードである場合、デフロックＥＣＵに直接、またはメインＥＣＵ７を介して入力する条件に合わせて、デフロックＥＣＵ５が、差動機構２１５を疑似的にロック状態とする、或いは差動機構２１５をロック解除状態とすることを自動的に切り換える。

このような差動ロック機構として機能するブレーキ２７７を有する差動装置２０１に適用される駆動制御装置１０１は、デフロックＥＣＵ５が、オートモードにおいて、車両３０１の各駆動方式に応じて、ブレーキ２７７のＯＮ−ＯＦＦを切り換える切換タイミングとして、差動ロック機構２１１と同様の第１と第２と第３の切換タイミングを備えている。

このようにデフロックＥＣＵ５が、車両３０１の各駆動方式に応じたブレーキ２７７の作動を制御する第１と第２と第３の切換タイミングを備えることにより、車両３０１の駆動方式に応じて、ブレーキ２７７の作動を的確に制御することができ、各駆動方式における車両３０１の操安性が向上し、走破性を向上することができる。

このような駆動制御装置１０１では、デフロックＥＣＵ５が、ブレーキ２７７の作動に第１と第２と第３の切換タイミングを備えているので、車両３０１の駆動方式に応じて、オートモードでブレーキ２７７の作動を制御することができる。

本実施形態は第１実施形態と同様にデフロックＥＣＵ５が個別に設定された場合を説明したが、デフロックＥＣＵを設けずに、ブレーキＥＣＵ、トラクションコントロールＥＣＵなどのブレーキ系を制御するＥＣＵが制御機構３を構成しても良い。

なお、本実施の形態に係る制御装置では、差動装置が、差動制限機構を備え、差動制限機構に合わせて、差動ロック機構の切換タイミングを調整しているが、これに限らず、差動装置が差動制限機構を備えていない場合には、各駆動方式に応じて、差動ロック機構の切換タイミングを異ならせばよい。

また、差動ロック機構は、前後の差動装置３１５，２０１それぞれに設けられ、それぞれ又はいずれかの差動装置を発明の構成要素として本発明の駆動制御装置が構成されても良い。

１，１０１ 駆動制御装置
３ 制御機構
５ デフロックＥＣＵ（制御部）
７ メインＥＣＵ（制御部）
２０１ 差動装置
２０３ デフケース（入力部材）
２０５ ピニオン（差動部材）
２０７，２０９ サイドギヤ（出力部材）
２１１ 差動ロック機構
２１３ 差動制限機構
２７７ ブレーキ
３０１ 車両
３０３ 駆動源
３１１ 後輪（車輪）
３１９ 前輪（車輪）

Claims (4)

1. 前後に少なくとも一対の車輪を有し、かつ少なくとも前側の前記一対の車輪間又は後側の前記一対の車輪間に差動装置が配置されて、駆動源から前記差動装置を介して前記一対の車輪を駆動回転させる車両に用いられ、
   前記差動装置は、駆動力が入力され回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材に支承されて自転可能であると共に前記入力部材の回転によって公転する差動部材と、前記差動部材と噛み合って相対回転可能であると共にそれぞれが駆動力を出力可能な一対の出力部材と、前記一対の出力部材の差動回転をロック可能な差動ロック機構とを備え、
   前記差動ロック機構のロックのＯＮ−ＯＦＦを自動で切り換え可能なオートモードを備えて制御する制御機構を備えた車両の駆動を制御する駆動制御装置であって、
   前記制御機構は、前記車両の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、前記車両の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、前記オートモードの切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部を有することを特徴とする駆動制御装置。
2. 請求項１記載の駆動制御装置であって、
   前記車両の前後両方が駆動される４輪駆動状態は、さらに駆動トルクが増大可能な第２の４輪駆動状態に切り換え可能であり、
   前記制御部は、前記第２の４輪駆動状態に対応した第３の切換タイミングを備えていることを特徴とする駆動制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の駆動制御装置であって、
   前記差動装置は、自己制御で差動制限可能な差動制限機構を備え、
   前記制御部は、前記差動装置が前記差動制限機構を備えた場合の切換タイミング有することを特徴とする駆動制御装置。
4. 前後に少なくとも一対の車輪を有し、かつ少なくとも前側の前記一対の車輪間又は後側の前記一対の車輪間に差動装置が配置されて、駆動源から前記差動装置を介して前記一対の車輪を駆動回転させる車両に用いられ、
   前記差動装置は、駆動力が入力され回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材に支承されて自転可能であると共に前記入力部材の回転によって公転する差動部材と、前記差動部材と噛み合って相対回転可能であると共にそれぞれが駆動力を出力可能な一対の出力部材とを備え、
   前記差動装置の前記一対の出力部材のいずれか一方又は両方の駆動回転を制動可能なブレーキによって、差動回転を制御可能な制御機構を備えた車両の駆動を制御する駆動制御装置であって、
   前記制御機構は、前記車両の前後のうち少なくとも一方のみが駆動される２輪駆動状態と、前記車両の前後両方が駆動される４輪駆動状態とで、前記ブレーキの制動の切り換えタイミングが異なる第１と第２の切換タイミングを備えた制御部を有することを特徴とする駆動制御装置。

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