JP3157244B2 - 車両の差動制限装置 - Google Patents

車両の差動制限装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の電磁制御差動機
における差動制限装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両に設けられる差動機は、車軸の両端
に設けられた一対の車輪の回転数を、それぞれ異ならせ
ることができる機構であり、例えば車両が進行方向を変
えるために旋回運動を行ったとき、内輪と外輪とで回転
数が異なることに対応するためのものである。この差動
機は、通常複数個のピニオンとこれらピニオンを挾持し
て噛合する円筒状ラック（円筒状部材の端縁部に円筒の
軸方向に歯を切ったもの）とから構成されるが、サンギ
ヤとその周りを状況に応じて公転あるいは自転する遊星
ギヤとで構成されるものが適用されることも多い。左右
の車輪の回転数の異なり、つまり差動を制限するため
に、通常差動機の内部には差動制限機構としてのクラッ
チが設けられている。従来、このクラッチは油圧によっ
て操作される純粋な機械的構成のものが主流であった
が、近年クラッチを電磁石の電磁力によって操作する、
いわゆる電磁制御差動機〔以下ＥＭＣＤ（Electro Magn
etic Control Differential）という〕が、種々の制御
を容易に行い得ることから注目されるに至っている。
【０００３】本発明の差動制限装置は、このようなＥＭ
ＣＤを対象とした差動制限装置に関するものである。そ
こでまず、差動制限装置について通常用いられるＥＭＣ
Ｄを例にあげ、図８を基に説明する。この図に示すよう
に、ＥＭＣＤ１は、図外の駆動軸の回転を伝動するデフ
ケース１１と、図外の第一回転軸に上記駆動軸の回転を
伝動する遊星キャリヤ１２と、図外の第二回転軸に同駆
動軸の回転を伝動するサンギヤー１３とから基本構成さ
れるいわゆる遊星ギヤー機構を差動機構として利用して
いる。
【０００４】この遊星ギヤー機構に、二種類の電磁多板
クラッチ（パイロットクラッチ１４ａとメインクラッチ
１４ｂ）を内在させ、これらの電磁多板クラッチを電磁
石１５を励磁することによって作動させて遊星キャリヤ
１２とサンギヤー１３とが共回りするようにロックする
ことによって、第一回転軸と第二回転軸との差動が制限
されるようになされている。つまり、電磁石１５を励磁
すると、電磁石１５は左方の鉄塊１７を吸い寄せ、パイ
ロットクラッチ１４ａを押圧しながらデフケース１１を
右方に移動させ、デフケース１１の右方への移動によっ
てメインクラッチ１４ｂをも締結し、デフケース１１と
遊星キャリヤ１２、およびデフケース１１とサンギヤー
１３とは押圧リング１６による押圧力も受け、互いに共
回りするいわゆるデフロックされた状態になる。
【０００５】以上、図８を基に遊星ギヤー機構のＥＭＣ
Ｄ１について説明したが、古くからあるピニオン・リン
グギヤー方式の差動機に電磁クラッチが付設された電磁
制御差動機も存在する。
【０００６】このようなＥＭＣＤ１は、通常四輪駆動車
に採用されることが多い。図７は四輪駆動車の駆動力伝
達手段の概要を例示するスケルトン図であるが、この図
に示すように、通常ＥＭＣＤ１は車体Ｂの中央部に設け
られたセンターＥＭＣＤ１ｃ、前輪軸２５に設けられた
フロントＥＭＣＤ１ｆおよび後輪軸に設けられたリヤＥ
ＭＣＤ１ｒの三基が用いられている。
【０００７】センターＥＭＣＤ１ｃは前輪Ｗ１と後輪Ｗ
２との差動用として用いられ、フロントＥＭＣＤ１ｆは
前輪Ｗ１の左前輪Ｗ１１と右前輪Ｗ１２との差動用とし
て用いられ（車両の進行方向に向かって左を左と、右を
右と表記する、以下同じ）、リヤＥＭＣＤ１ｒは後輪Ｗ
２の左後輪Ｗ２１と右後輪Ｗ２２との差動用として用い
られる。
【０００８】従って、四輪駆動車においては、上記三基
のＥＭＣＤ１（センターＥＭＣＤ１ｃ、フロントＥＭＣ
Ｄ１ｆおよびリヤＥＭＣＤ１ｒ）が採用されていること
から、車両の走行中に前輪Ｗ１と後輪Ｗ２との間に回転
数の相違が発生してもそれに対応することができるし、
左前輪Ｗ１１と右前輪Ｗ１２との間に、あるいは左後輪
Ｗ２１と右後輪Ｗ２２との間に回転数の相違が発生して
もそれに対応することができる。
【０００９】このようなＥＭＣＤの他の例を開示すると
共に、それを使用した場合の運転制御方法について提案
されたものとして特開昭６３−１９２６２０号公報が挙
げられる。この特開昭６３−１９２６２０号公報には、
ＥＭＣＤ内のクラッチ部材のトルクレベルの函数として
前側駆動軸と後側駆動軸とへのトルクの伝達を制御する
ようにし、前側駆動軸への駆動力伝達用の中央差動機構
から前方に延びる前側の出力シャフトに与えられるトル
クと、後側駆動軸への駆動力伝達用の中央差動機構から
後方に延びる後側の出力シャフトに与えられるトルクと
の間にバイアス（トルク差）を設けるように構成された
トルク伝達の制御装置について記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＥＭＣＤの制御においては、各ＥＭＣＤが差動制限（デ
フロック）されている状態でエンジンを停止させたとき
には、各ＥＭＣＤ（センターＥＭＣＤ、フロントＥＭＣ
ＤおよびリヤＥＭＣＤ）はエンジンの停止と同時に差動
機構への電力供給が遮断され、ロック状態が即解除され
るため、回転軸には残存トルクが存在し、その拘束状態
が開放されるに際して「パキン」という異音と共にショ
ックが発生して車体が振動する。
【００１１】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、車両の発進時および停止時に車体に横
振れや振動が発生しないようにＥＭＣＤの制御を行うこ
とができる車両の差動制限装置を提供することを目的と
している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
車両の差動制限装置は、車軸間または車輪間に電磁クラ
ッチが内装された電磁制御差動機を有する車両に上記車
輪の駆動状況に応じて電磁クラッチに供給する電流値を
制御する制御装置を設け、この制御装置に上記電磁クラ
ッチに対する通電状態の遮断に際して電流値を漸減させ
る供給電流漸減手段を設けてなる車両の差動制限装置に
おいて、上記制御装置には複数の電磁制御差動機への通
電遮断を、時間差をもって順次行うように制御する遮断
順序制御手段が設けられていることを特徴とするもので
ある。
【００１３】本発明の請求項２に係る車両の差動制限装
置は、車軸間または車輪間に電磁クラッチが内装された
電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動状況に応
じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する制御装置
を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対する通電
状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電流漸減手
段を設けてなる車両の差動制限装置において、車軸には
その車軸の循環トルクを検出するトルクセンサが設けら
れ、このトルクセンサの検出トルク値が予め設定された
基準設定値よりも大きいことが確認された場合には、電
磁クラッチに供給される電流が漸減過程の状態で再度車
両の電気系統に電流が供給されても、上記電磁クラッチ
に供給されている漸減過程の電流が減衰してしまうまで
通電を継続するように制御する通電継続制御手段が制御
装置内に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】本発明の請求項３に係る車両の差動制限装
置は、車軸間または車輪間に電磁クラッチが内装された
電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動状況に応
じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する制御装置
を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対する通電
状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電流漸減手
段を設けてなる車両の差動制限装置において、制御装置
には、エンスト発生時にはそれを検知し、電磁クラッチ
への通電を一挙に遮断するエンスト時制御手段が設けら
れていることを特徴とするものである。
【００１５】本発明の請求項４に係る車両の差動制限装
置は、請求項３記載の車両の差動制限装置において、上
記エンスト時制御手段は、エンスト発生時にイグニッシ
ョンスイッチがオフされた場合には、電磁クラッチへの
通電遮断に際し電流値を漸減させるように構成されてい
ることを特徴とするものである。
【００１６】本発明の請求項５に係る車両の差動制限装
置は、車軸間または車輪間に電磁クラッチが内装された
電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動状況に応
じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する制御装置
を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対する通電
状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電流漸減手
段を設けてなる車両の差動制限装置において、上記制御
装置には、電力消費が大きくなり過ぎるような状況での
上記電流値漸減の期間中の消費電力量を少なくするため
に上記供給電流漸減手段よりも上記電流値の漸減速度を
速くする電流値漸減速度制御手段が設けられていること
を特徴とするものである。
【００１７】本発明の請求項６に係る車両の差動制限装
置は、請求項５記載の車両の差動制限装置において、上
記電流漸減速度制御手段は、電磁クラッチへの通電遮断
と、車両の他のユニットへの通電とが同時に行われる状
態では、電磁クラッチに対する電流値漸減速度を速くす
るように制御するものであることを特徴とするものであ
る。
【００１８】本発明の請求項７に係る車両の差動制限装
置は、車両の少なくとも１つの電磁制御差動機を制限的
に制御する車両の差動制限装置であって、上記電磁制御
差動機は、一対の駆動軸を備え、これら一対の駆動軸の
双方を駆動し、車両が旋回するとき異なる速度で駆動軸
を回転させ、かつ、駆動軸を電磁的にロックおよびロッ
ク解除するものであり、上記電磁制御差動機が所定の異
なるパターンで制御される制御モードを手動で選択する
ための選択スイッチと、車両の特定の駆動条件を検出す
るセンサと、上記選択スイッチによって選択された制御
モードに従って駆動軸をロックするべく電磁制御差動機
に制限的にロックのための電流を与え、上記センサが通
常の駆動条件を検出したときには、駆動軸のロックを徐
々に解除するように上記ロックのための電流を徐々に低
減し、上記センサが特定の駆動条件を検出したときに
は、駆動軸のロックを一挙に解除するべく電磁制御差動
機に供給していた電流を一挙に遮断する制御装置とを備
えていることを特徴とするものである。
【００１９】
【作用】上記請求項１記載の車両の差動制限装置によれ
ば、車両には車輪の駆動状況に応じて電磁クラッチに供
給する電流値を制御する制御装置が設けられ、この制御
装置には上記電磁クラッチに対する通電状態の遮断に際
して電流値を漸減させる供給電流漸減手段が設けられて
いる。従って、この供給電流漸減手段の制御に応じて電
磁クラッチに対する通電量が漸減し、電磁制御差動機の
ロック状態が徐々に開放され、車軸その他各所に残留し
ている循環トルクは徐々に開放されるため、通電遮断に
よる急激な循環トルクの放出が行われず、不快音の発生
を防止することができる。
【００２０】そして、上記制御装置には複数の電磁制御
差動機への通電遮断を、時間差をもって順次行うように
制御する遮断順序制御手段が設けられているため、複数
の電磁制御差動機の差動制限状態が同時に解除されるこ
とはなく、差動制限解除に伴う影響を更に小さくするこ
とができる。
【００２１】上記請求項２記載の車両の差動制限装置に
よれば、車軸に設けられたトルクセンサの検出トルク値
が予め設定された基準設定値よりも大きいことが確認さ
れた場合には、電磁クラッチに供給される電流が漸減過
程の状態で再度車両の電気系統に電流が供給されても、
上記電磁クラッチに供給されている漸減過程の電流が減
衰してしまうまで通電を継続するように制御する通電継
続制御手段が制御装置内に設けられているため、車両の
電気系統通電に拘らず車軸に発生した循環トルクは開放
され、電磁クラッチの負荷を軽減させることができる。
【００２２】上記請求項３記載の車両の差動制限装置に
よれば、エンスト発生時にはそれを検知し、電磁クラッ
チへの通電を一挙に遮断するように制御するエンスト時
制御手段が制御装置内に設けられているため、スタータ
によるエンジン再稼動時等のバッテリーの負荷を軽減さ
せることができる。
【００２３】上記請求項４記載の車両の差動制限装置に
よれば、上記エンスト時制御手段は、エンスト発生と同
時にイグニッションスイッチ断を検出した状態において
は、電磁クラッチへの通電状態遮断に際し電流値は漸減
させられるため、異音の発生は防止される。
【００２４】上記請求項５記載の車両の差動制限装置に
よれば、制御装置に電流値の漸減速度を速くする電流値
漸減速度制御手段を設けたため、循環トルクを徐々に開
放することを確保した上で電力の消費量を低く抑えるこ
とが可能になる。
【００２５】上記請求項６記載の車両の差動制限装置に
よれば、電流漸減速度制御手段は、電磁クラッチへの通
電遮断と、車両の他のユニットへの通電とが同時に行わ
れる状態では、電磁クラッチに対する電流値漸減速度を
速くするように制御するため、他のユニットと電磁クラ
ッチとの双方に通電される時間は短くなり、電力の消費
を抑制することができ、バッテリーの電力ダウンを防止
することができる。
【００２６】上記請求項７記載の車両の差動制限装置に
よれば、車両が通常の駆動条件であることを検出手段が
検出すれば、駆動軸をロックさせるロック電流が徐々に
低減されるため、循環トルクは徐々に開放され、車両停
止時に不快な振動が生じない。これに対し、車両が、エ
ンストや、他のユニットに通電されている特定の駆動条
件を検出手段が検出すれば、ロック電流が一挙に遮断さ
れるため、バッテリーが集中的に消費される不都合がな
くなり、いわゆる「バッテリーあがり」が防止される。
【００２７】
【実施例】図１は本発明の車両の制限装置の全体構成を
例示する説明図である。まず図１によってＥＭＣＤを用
いた車両の動力伝達について説明する。この図に示すよ
うに車両Ｃの前部にはエンジン２が搭載されている。こ
のエンジン２にはトランスミッション２１が接続され、
このトランスミッション２１にはトランスファ２２が接
続されている。このトランスファ２２には、エンジン２
からの出力を前輪Ｗ１側に伝えるフロントプロペラシャ
フト２３およびエンジン２からの出力を後輪Ｗ２側に伝
えるリヤプロペラシャフト２４が設けられている。エン
ジン２の駆動力は、センターＥＭＣＤ（電磁制御差動
機、Electro Magnetic Control Differentialの略称）
１ｃを介してフロントプロペラシャフト２３およびリヤ
プロペラシャフト２４に伝動されるように構成されてい
る。
【００２８】また、上記フロントプロペラシャフト２３
の前端部はフロントＥＭＣＤ１ｆを介して前輪駆動軸２
５に接続しており、リヤプロペラシャフト２４の後端部
はリヤＥＭＣＤ１ｒを介して後輪駆動軸２６に接続して
いる。上記各ＥＭＣＤ１としては、先に図８において説
明したものと同じものが採用されている。
【００２９】そして、前輪Ｗ１および後輪Ｗ２には、各
車輪を対象として回転速度検出センサが設けられてお
り、それぞれの車輪の回転速度は別個に検出可能とされ
ている。具体的には、前輪Ｗ１には二基の前輪回転速度
検出センサＲ１（左前輪Ｗ１１には左前輪回転速度検出
センサＲ１１、右前輪Ｗ１２には右前輪回転速度検出セ
ンサＲ１２）が設けられ、後輪Ｗ２には二基の後輪回転
速度検出センサＳ２（左後輪Ｗ２１には左後輪回転速度
検出センサＳ２１、右後輪Ｗ２２には右後輪回転速度検
出センサＳ２２）が設けられている。
【００３０】また、運転席足下のブレーキペダル近傍に
は、制動操作が行われたか否かを検出するブレーキ状態
検出スイッチ３１が、エンジン２の内部にはスロットル
の状態を検出するスロットル状態検出センサ３２がそれ
ぞれ設けられている。このスロットル状態検出センサ３
２によりエンジン２のスロットル開度が検出される。
【００３１】このような車両の駆動力伝達機構を自動制
御するために制御装置４が搭載されている。この制御装
置４の内部には、エンジン２の駆動を制御するエンジン
コントロールユニット４１と、各回転速度検出センサＳ
からの信号の制御装置４への入力を中継する後述のアン
チスキッドブレーキ装置用のコントロールユニット（以
下、ＡＢＳコントロールユニットと略称する）４２と、
各ＥＭＣＤ１に適正な差動制御のための指示信号を発信
する差動コントロールユニット４３とが備えられてい
る。制御装置４には電源としてのバッテリー４５が接続
されている。
【００３２】上記エンジンコントロールユニット４１に
は、スロットル状態検出センサ３２からのスロットル開
度信号が入力され、上記ＡＢＳコントロールユニット４
２には各回転速度検出センサＳからの車輪の回転速度信
号が入力され、これらを経由して差動コントロールユニ
ット４３に上記各検出信号は入力される。上記差動コン
トロールユニット４３には、各ＥＭＣＤ１の各種差動制
限のためにあらかじめ用意された複数のモードの選択を
行う選択スイッチ４４が接続されている。
【００３３】このエンジンコントロールユニット４１に
は、スロットル状態検出センサ３２からスロットル開度
信号、ブレーキ状態検出スイッチ３１からブレーキ信
号、ＡＢＳコントロールユニット４２からアンチスキッ
ドブレーキ装置が作動しているか否かを示すＡＢＳ信
号、各車輪（前輪Ｗ１および後輪Ｗ２）の回転速度およ
び選択スイッチ４４からの選択モード信号がそれぞれ入
力される。
【００３４】これらの入力信号値に基づいて、差動コン
トロールユニット４３からセンターＥＭＣＤ１ｃ、フロ
ントＥＭＣＤ１ｆおよびリヤＥＭＣＤ１ｒに向かって、
図８に示す電磁石１５を励磁するための所定の値に設定
された電流（センタ電流、フロント電流およびリヤ電
流）が出力される。この差動コントロールユニット４３
から出力される電流値の強弱に応じて各ＥＭＣＤ１は、
概略アンロック状態、中間ロック状態および完全ロック
状態の差動状態の切り換え制御が達成される。また、差
動コントロールユニット４３からＡＢＳコントロールユ
ニット４２にＡＢＳ制御禁止信号が発信されることもあ
る。
【００３５】図２は、図８に示す電磁石１５に供給され
る電流値Ｉ（Ａ）と、駆動軸から伝動される第一回転軸
と第二回転軸との間のロック状態を表すロックトルクＦ
（Ｎｍ）との関係を示すグラフである。なお、センター
ＥＭＣＤ１ｃを対象に考えた場合は、駆動軸はエンジン
のクランクシャフト、第一回転軸と第二回転軸とはフロ
ントプロペラシャフト２３とリヤプロペラシャフト２４
とみなすことができ、フロントＥＭＣＤ１ｆを対象に考
えた場合は、駆動軸はフロントプロペラシャフト２３、
第一回転軸と第二回転軸とは左右の前輪駆動軸２５とみ
なすことができ、リヤＥＭＣＤ１ｒを対象に考えた場合
は、駆動軸はリヤプロペラシャフト２４、第一回転軸と
第二回転軸とは左右の後輪駆動軸２６とみなすことがで
きる。
【００３６】図２から判る通り、電磁石１５に供給され
る電流値ＩとロックトルクＦとの間にはほぼ良好な比例
関係が存在するため、電磁石１５に通電する電流値を制
御することによって、極めて容易に第一回転軸と第二回
転軸との差動の制限の度合いを制御することが可能であ
る。
【００３７】つぎに、表１を参照しながら選択スイッチ
４４によって選択された各モードにおける制御内容につ
いて説明する。
【表１】
【００３８】この表に示すように、選択スイッチ４４の
「Ａモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆがアン
ロック状態、センターＥＭＣＤ１ｃとリヤＥＭＣＤ１ｒ
とがオートモード制御とされる。「Ｃモード」において
は、フロントＥＭＣＤ１ｆがアンロック状態、センター
ＥＭＣＤ１ｃが完全ロック状態、リヤＥＭＣＤ１ｒがオ
ートモード制御とされる。「Ｒモード」においては、フ
ロントＥＭＣＤ１ｆがアンロック状態、センターＥＭＣ
Ｄ１ｃとリヤＥＭＣＤ１ｒとが完全ロック状態とされ
る。「Ｆモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆ、
センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１ｒのすべて
が完全ロック状態とされる。
【００３９】ここで、Ｉfはフロント電流、Ｉcはセンタ
ー電流、Ｉrはリヤ電流である。また、数値はその電流
値をそれぞれ表しており、各ＥＭＣＤ１に設けられた図
８に示す電磁石１５にこれらの値の電流が供給パイロッ
トクラッチ１４ａおよびメインクラッチ１４ｂが作用し
て完全な差動制限（完全ロック状態）が実現する。完全
ロックのときの電流値がそれぞれ異なるのは、それぞれ
のＥＭＣＤ１の特性による。
【００４０】上記各モードは、運転者により任意に選択
される。「Ａモード」においては、フロントＥＭＣＤ１
ｆがアンロック状態とされているため、駆動性に影響が
少なく、操作性が優れており、市街地などの一般道路を
走行する、いわゆるオンロード走行に適している。片
や、「Ｆモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆ、
センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１ｒのすべて
が完全に差動制限が付された完全ロック状態とされてい
るため、操作性は低下するが駆動性に優れており、悪路
などを走行する、いわゆるオフロード走行に適してい
る。「Ｃモード」および「Ｒモード」は、これらの間の
特性を有し、運転者の好みに応じて選択される。
【００４１】「Ａモード」においては、通常は各ＥＭＣ
Ｄ１の電磁石１５には電流が供給されないアンロック状
態とされている。そして、走行中は各車輪（左前輪Ｗ１
１、右前輪Ｗ１２、左後輪Ｗ２１および右後輪Ｗ２２）
の回転速度（左前輪回転速度Ｎ１１、右前輪回転速度Ｎ
１２、左後輪回転速度Ｎ２１および右後輪回転速度Ｎ２
２）はそれぞれ専用の回転速度検出センサ（左前輪回転
速度検出センサＲ１１、右前輪回転速度検出センサＲ１
２、左後輪回転速度検出センサＳ２１および右後輪回転
速度検出センサＳ２２）によって検出され、逐一ＡＢＳ
コントロールユニット４２に入力されている。上記回転
速度のうちの最低値が車体速度Ｖspとして定義される。
【００４２】そして、以下の計算式によってセンターＥ
ＭＣＤ１ｃの差動回転数ΔＮcとΔＮrとが演算される。 ΔＮc＝｜（Ｎ１１＋Ｎ１２）−（Ｎ２１＋Ｎ２２）｜
／２ ΔＮr＝｜Ｎ２１−Ｎ２２｜ 上記ΔＮc値は前輪Ｗ１と後輪Ｗ２との回転数の違いを
表す値であり、上記ΔＮr値は左後輪Ｗ２１と右後輪Ｗ
２２との回転数の違いを表す値である。これらの値が予
め設定された値よりも大きいときは、悪路を走行中にス
リップなどを起こし、車輪の回転が安定していない状態
を示しているため、このようなときに所定の計算式に基
づいてセンター電流Ｉｃおよびリヤ電流Ｉｒが決定さ
れ、その値の電流がセンターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥ
ＭＣＤ１ｒに供給されるから、この電流値に応じた差動
制限が行われる。
【００４３】つぎに、表２を参照してブレーキ状態検出
スイッチ３１およびＡＢＳ装置が作動した場合の制御内
容について説明する。
【表２】
【００４４】ＡＢＳ装置は、車体の速度と各車輪の回転
速度に基づいて各車輪のスキッド状態を検出し、このス
キッド状態に応じて制動時における車輪の作動制限状態
を打ち消すように各車輪の制動力を制御している。
【００４５】しかしながら、フロントＥＭＣＤ１ｆ、セ
ンターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１ｒを有する車
両においては、これらのいずれかが完全ロック状態とさ
れた場合、車体の速度が推定できなくなり、そのため適
切なＡＢＳ制動を行うことが困難となる。このため、本
発明においては、ブレーキ状態検出スイッチ３１および
ＡＢＳ装置が作動した場合、表２に示したような制御を
行うようにしている。
【００４６】まず「Ａモード」においては、ブレーキが
作動した場合、すなわちブレーキ信号オンの場合、「Ｉ
ｆ＝０、Ｉｃ＝０、Ｉｒ＝０」と設定し、フロントＥＭ
ＣＤ１ｆ、センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１
ｒのすべてをアンロック状態とする。また、「Ｆモー
ド」においては、ＡＢＳ制御は行わない。
【００４７】「Ｃモード」および「Ｒモード」において
は、表２に示すような「Ａモード」と「Ｆモード」との
中間的な制御が行われる。
【００４８】以上、本発明の車両の差動制限装置が適用
される基礎となる、ＥＭＣＤ１が設けられた差動制限の
制御について説明したが、本発明はこのような差動制限
の制御において、特に、すでに実行されている差動制限
を解除する場合の制御において、車体に横振れや振動を
与えない状態でスムーズに実施する装置を提供するもの
である。以下本発明の車両の差動制限装置の一例につい
て詳細に説明する。
【００４９】まず、上記制御装置４の内部に形成された
差動コントロールユニット４３内には、各ＥＭＣＤ１
（フロントＥＭＣＤ１ｆ、センターＥＭＣＤ１ｃおよび
リヤＥＭＣＤ１ｒ）への通電状態を漸減遮断する供給電
流漸減手段４３ａが設けられている。供給電流漸減手段
４３ａは供給電流の遮断に際し、電流値を漸減させて最
終的に供給を遮断するように作用する。
【００５０】図３はこの状態を説明するためのグラフで
ある。このグラフの上側にはイグニッションスイッチの
オン、オフ状態が示され、同グラフの下側には時間の経
過とＥＭＣＤ１に供給される電流値との関係が示されて
いる。従来、イグニッションスイッチ５が切られると
（オンからオフになると）、ＥＭＣＤ１に供給されてい
た電流は、同グラフの点線で示すように瞬時に０になっ
ていたが、本発明においては、傾斜した実線で示すよう
に、ＥＭＣＤ１へ供給されていた電流はイグニッション
スイッチ５断から順次漸減するようにＥＭＣＤ１への通
電が継続され、所定時間経過後電流値は０になるように
されている。このような通電量を漸減させる働きは供給
電流漸減手段４３ａが担当している。
【００５１】この供給電流漸減手段４３ａは、内部に所
定容量の電気抵抗、コンデンサ、ソレノイドあるいは各
種の電子素子が組み込まれた電子回路で形成され、時間
の経過に伴って電流値が漸減するとともに、通電が遮断
されてからも残留電流がなくなるまで徐々に減衰しなが
ら対象物に供給されるように構成された公知のものが適
用されている。
【００５２】上記各ＥＭＣＤ１へ流されている電流は、
大きく分類して、イグニッションスイッチ５を切って車
両のすべての電気系統の通電を遮断したときと、前記選
択スイッチ４４を操作して差動制限制御のモードを変更
したときにその供給が遮断される。上記モード変更にお
いては、例えばＦモードからＲモードに変更があったと
きは、センターＥＭＣＤ１ｃとリヤＥＭＣＤ１ｒとは差
動制限は解除されないから、それらへの通電はそのまま
継続されるが、フロントＥＭＣＤ１ｆは差動制限が解除
されるため、フロントＥＭＣＤ１ｆへの通電は遮断され
る。どのＥＭＣＤ１の通電が遮断されるかについては、
前掲の表１を基にして、現モードと変更後のモードとの
制御内容を対比することによって知ることができる。実
際のモード変更操作においては、制御装置４はどのＥＭ
ＣＤ１が電流の通電遮断が必要かを判断し、対象となる
ＥＭＣＤ１への通電を遮断するように構成されている。
【００５３】従って、イグニッションスイッチ５を切っ
たときには、イグニッションスイッチ断信号が制御装置
４内の供給電流漸減手段４３ａに入力され、現に通電さ
れているＥＭＣＤ１を対象として供給電流漸減手段４３
ａ経由で通電の遮断が行われる。また、選択スイッチ４
４が操作され、差動制限制御のモードの変更が行われた
ときは、その情報は選択スイッチ４４から制御装置４に
入力され、どのＥＭＣＤ１の通電を遮断するかの解読が
なされ、対象となるＥＭＣＤ１への通電遮断が供給電流
漸減手段４３ａ経由で実行される。
【００５４】つぎに、複数のＥＭＣＤ１（フロントＥＭ
ＣＤ１ｆ、センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１
ｒ）に対しては、通電遮断を時間差をもって順次行うよ
うに構成されている。そのために遮断順序制御手段が供
給電流漸減手段４３ａの内部機構として設けられてい
る。そして、車軸の循環トルク（差動による回転差によ
って生じたねじれ力）の小さいものから順次通電の漸減
を開止し、通電遮断の完了は循環トルクの最も大きいも
のが最後になるように設定されている。具体的には、フ
ロントＥＭＣＤ１ｆ、センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤ
ＥＭＣＤ１ｒの順序で通電の遮断が実行されことが多い
が、逐一車軸の循環トルクを検出し、循環トルクの小さ
い順に通電遮断するように構成することもできる。
【００５５】また、制御装置４の内部には、イグニッシ
ョンスイッチ５が切られ、ＥＭＣＤ１への通電を漸減遮
断する過程において、再度イグニッションスイッチ５が
入れられ、車両の電気系統への通電が再開されるような
場合に、通常ならば前述の選択モードに従って各ＥＭＣ
Ｄ１へも通電されるが、図７に示す各車軸（フロントプ
ロペラシャフト２３、リヤプロペラシャフト２４、前輪
駆動軸２５あるいは後輪駆動軸２６）に大きな循環トル
クが形成している場合には、そのトルクを完全に開放さ
せるためにＥＭＣＤ１への漸減電流の通電を、電流が減
衰してしまうまで継続する通電継続制御手段４３ｂが設
けられている。このため、上記各車軸にはその車軸の循
環トルクを検出するトルクセンサ６が設けられ、このト
ルクセンサ６が検出した各車軸の循環トルクの値は、制
御装置４内の通電継続制御手段４３ｂに入力されるよう
に構成されている。
【００５６】このトルクセンサ６の検出トルク値が予め
設定された基準設定値よりも大きい場合には、供給電流
漸減手段４３ａ経由の通電遮断の制御が、一旦切り換え
られて通電継続制御手段４３ｂに引き渡され、この通電
継続制御手段４３ｂ経由で再度対象となるＥＭＣＤ１に
電流が減衰してしまうまで通電が行われる。この通電
は、通電継続制御手段４３ｂ内に内臓された図示のない
タイマーに予め設定された時間だけ行われ、その後、制
御は供給電流漸減手段４３ａに引き渡される。このよう
な操作の間に、車軸に溜められた循環トルクは開放され
る。
【００５７】また、制御装置４の内部には、供給電流漸
減手段４３ａとは別に電磁クラッチ１４ａ、１４ｂに対
する電流値漸減速度を速くさせるように制御する電流漸
減速度制御手段４３ｃが設けられている。これは、電磁
クラッチへの通電遮断と、車両の他のユニット（例え
ば、ヘッドライトやエアコンディショナー）への通電と
が同時に行われる場合には、電力の消費が大きくなりす
ぎてバッテリーの消耗が急激に起こるいわゆる「バッテ
リーあがり」を防止するためである。
【００５８】このため、図示せざる他ユニットへ通電し
たことを示す信号は制御装置４内の電流漸減速度制御手
段４３ｃに伝達されるように構成されており、この他ユ
ニットへの通電を示す信号が電流漸減速度制御手段４３
ｃに入力されている状態でＥＭＣＤ１への通電が遮断さ
れる場合には、ＥＭＣＤ１への通電遮断は電流漸減速度
制御手段４３ｃ経由で行われ、供給電流漸減手段４３ａ
経由の場合よりも電流値の漸減速度は速くされる。
【００５９】また、制御装置４の内部には、エンスト発
生時にそれを検知した場合には、電磁クラッチへの通電
を一挙に遮断するように制御するエンスト時制御手段４
３ｄが設けられている。エンストが発生したときには、
通常エンジン再スタートのためにイグニッションスイッ
チ５を入れて図示のないセルモータを駆動させることが
行われるが、セルモータの消費電力は極めて大きく、こ
れとの同時通電は「バッテリーあがり」の原因になるた
め、これを防止する目的で上記エンスト時制御手段４３
ｄが設けられている。
【００６０】また、エンスト時にエンジン始動装置（セ
ルモータ）を利用して車両を安全領域に退避させる際
に、バッテリー４５の消耗を防止することができる。
【００６１】そして、上記エンスト時制御手段４３ｄ
は、エンスト発生と同時にイグニッションスイッチ５が
切られた状態を検出したときは、電磁クラッチ１４ａ、
１４ｂへの通電状態遮断は供給電流漸減手段４３ａを介
して行われるように構成されている。これによって、上
記退避時以外の場合に、通電状態が瞬時に遮断されるこ
とによる異音の発生を防止することができる。
【００６２】以下本発明の作用について、図４乃至図６
のフローチャートを基に説明する。図４は本実施例に係
る差動制限制御のメインルーチンを示すフローチャート
である。図５はエンスト発生時のサブルーチンフローチ
ャートであり、図６はＥＭＣＤ１への通電解除開止後、
終了までにスタータがオンになった場合のサブルーチン
フローチャートである。
【００６３】図４に示すように、本制御が開始される
と、まずステップＳ１が実行されて、各種の検出値が制
御装置４に入力される。検出値としては、前述のとお
り、前輪回転速度検出センサＲ１および後輪回転速度検
出センサＲ２によって検出される回転速度信号（車速信
号として入力される）、各車軸に設けられたトルクセン
サ６から入力される循環トルク値の信号、選択スイッチ
４４から入力される選択モード信号などがあげられる。
【００６４】そして、ステップＳ２においてＥＭＣＤ１
のうち通電遮断の対象になるものが、選択スイッチ４４
からのモード信号が参照されて抽出される。
【００６５】つぎに、ステップＳ３で上記車速信号が参
照されて車速が０であるか否か（すなわち、車両が走行
中であるのか否か）が判別され、車速が０でなかったら
（すなわち、車両が走行中であるなら）、ステップＳ４
移行のステップはすべて飛ばされてリターンに至り、再
度ステップＳ１からのステップが繰り返される。以上要
すれば、車両走行中は本差動制限制御は不要なためであ
る。
【００６６】ステップＳ３で車速が０のときは、ステッ
プＳ４が実行される。このステップＳ４は、各車軸に設
けられたトルクセンサ６の検出結果（循環トルク）に基
づいて、各ＥＭＣＤ１に対する通電遮断の順序を決定す
るステップである。このステップＳ４で上記順序が決定
される。
【００６７】つぎに、ステップＳ５において、イグニッ
ションスイッチ５のオン、オフが判別され、それがオフ
の場合はステップＳ８において、ステップＳ４で決定さ
れた順序により循環トルクの小さいものから順次所定の
時間差をもってＥＭＣＤ１への通電の漸減遮断が開始さ
れる。
【００６８】通常ステップＳ８実行後ステップＳ９を介
して通電遮断実行終了のステップＳ１０およびリターン
に至るが、再度エンジンを始動させるべくスタータオン
がなされ、それがステップＳ９において検出された場合
には、ステップＳ１１に至り後述するサブルーチンの
「スタータオンルーチン」が実行される。
【００６９】上記ステップＳ５において、イグニッショ
ンスイッチ５がオンの状態の場合は、ステップＳ６にお
いてエンジンの回転数が０であるか否かが判別され、そ
れが０ではないとき、すなわち、エンジンが回転してい
るときには、アイドリング状態を表しているため、ＥＭ
ＣＤ１への通電解除は行われず、そのままリターンステ
ップに至る。
【００７０】ステップＳ６において、エンジンの回転数
が０の場合、すなわち、イグニッションスイッチ５はオ
ンの状態であるにも拘らず、エンジンが駆動していない
状態のときは、エンストが発生していると判断され、ス
テップＳ７のサブルーチンである「エンストルーチン」
が実行される。
【００７１】この「エンストルーチン」においては、図
５に示すように、まず、ステップＳ７１においてスター
タがオンされているか否かが判別される。これは、エン
スト発生時には、運転者はエンジンを再駆動させようと
して、すぐにスタータを操作することが多く、また、エ
ンジン始動装置を利用して緊急退避を行うことがあるか
らであり、そのようなときは過剰な電力の消耗を防止す
るためにステップＳ７２が実行されてＥＭＣＤ１への通
電は直ちに停止させられ、瞬時に電流値は０にされる。
【００７２】これに対して、引き続きスタータがオフの
場合は、運転者に再度エンジンを駆動させる意志はない
と判断され、ＥＭＣＤ１への通電を漸減させつつ継続
し、最終的に遮断するステップＳ７３が実行される。
【００７３】また、先のステップＳ９の「スタータオン
ルーチン」においては、図６に示すように、ステップＳ
１１１において車軸の循環トルクは予め設定された所定
の基準値以上であるか否かが判別され、基準値以上のと
きはＥＭＣＤ１への通電量を引き続き漸減させるステッ
プＳ１１２が実行され、循環トルクが上記基準値以下の
ときはステップＳ１１３が実行されて、引き続きＥＭＣ
Ｄ１への通電は継続される。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両の差
動制限装置は、車輪の駆動状況に応じて電磁クラッチに
供給する電流値を制御する制御装置が設けられ、この制
御装置には上記電磁クラッチへの通電状態遮断に際し電
流値を漸減させる供給電流漸減手段が設けられ、この供
給電流漸減手段の制御の基に電磁クラッチが急激には遮
断状態とならないように徐々に電流が漸減する状態で通
電遮断が行われ、車軸に残留している循環トルクは徐々
に開放されるため、通電遮断による急激な循環トルクの
放出が行われず、不快音が発生したりすることはない。
【００７５】上記制御装置には複数の電磁制御差動機へ
の通電遮断を時間差をもって順次行うようにすれば、複
数の電磁制御差動機の差動制限が同時に解除されること
はなく、差動制限解除に伴う影響を更に小さくすること
が可能である。
【００７６】車軸に設けられたトルクセンサの検出トル
ク値が予め設定された基準設定値よりも大きいことが確
認された場合には、電磁クラッチに供給される電流が漸
減過程の状態で再度車両の電気系統に電流が供給されて
も、上記電磁クラッチに供給されている漸減過程の電流
が減衰してしまうまで通電を継続するように制御する通
電継続制御手段を制御装置内に設ければ、車両の電気系
統への通電再開に拘らず車軸に発生した循環トルクは開
放され、電磁クラッチの負荷を軽減させることができ
る。
【００７７】電磁クラッチへの通電遮断と、車両の他の
ユニットへの通電とが同時に行われる状態においては、
電磁クラッチに対する電流値漸減速度を速くさせるよう
に制御することによって、他のユニットと電磁クラッチ
との双方に通電される時間は短くなり、電力消費量を節
約することができ、引いてはバッテリーの電力ダウンを
防止することができる。
【００７８】エンスト発生時にはそれを検知し、電磁ク
ラッチへの通電を一挙に遮断するように制御すれば、ス
タータによるエンジン再稼動時等のバッテリーの負荷を
軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の差動制限装置の全体構成を例示
する説明図である。
【図２】電磁制御差動機（ＥＭＣＤ）に供給される電流
値とロックトルクとの関係を示すグラフである。
【図３】イグニッションスイッチがオンからオフに移行
したときのＥＭＣＤに供給される電流の経時変化を例示
するグラフである。
【図４】本実施例に係る差動制限制御の制御フローを示
すフローチャートである。
【図５】エンスト発生時のサブルーチンフローチャート
である。
【図６】ＥＭＣＤへの通電を漸減させ、電流値が０にな
るまでの間にスタータがオンになった場合のサブルーチ
ンフローチャートである。
【図７】四輪駆動車の駆動力伝達手段の概要を例示する
スケルトン図である。
【図８】電磁制御差動機の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＥＭＣＤ（電磁制御差動機） １ｆ フロントＥＭＣＤ １ｃ センターＥＭＣＤ １ｒ リヤＥＭＣＤ １１ デフケース １２ 遊星キャリヤ １３ サンギヤー １４ａ パイロットクラッチ １４ｂ メインクラッチ １５ 電磁石 ２ エンジン ２１ トランスミッション ２２ トランスファ ２３ フロントプロペラシャフト ２４ リヤプロペラシャフト ２５ 前輪駆動軸 ２６ 後輪駆動軸 ３１ ブレーキ状態検出スイッチ ３２ スロットル状態検出センサ ４ 制御装置 ４１ エンジンコントロールユニット ４２ ＡＢＳコントロールユニット ４３ 差動コントロールユニット ５ イグニッションスイッチ ６ トルクセンサ Ｗ１ 前輪 Ｗ２ 後輪 Ｒ１ 前輪回転速度検出センサ Ｒ２ 後輪回転速度検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早岐 隆 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 木村 嘉孝 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 杉本 武司 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 高田 稔 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−288021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−192620（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−4528（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−5128（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−184228（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−104120（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 23/00 - 23/08 B60K 17/28 - 17/36 F16D 48/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車軸間または車輪間に電磁クラッチが内
    装された電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動
    状況に応じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する
    制御装置を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対
    する通電状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電
    流漸減手段を設けてなる車両の差動制限装置において、
    上記制御装置には複数の電磁制御差動機への通電遮断
    を、時間差をもって順次行うように制御する遮断順序制
    御手段が設けられていることを特徴とする車両の差動制
    限装置。
  2. 【請求項２】 車軸間または車輪間に電磁クラッチが内
    装された電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動
    状況に応じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する
    制御装置を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対
    する通電状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電
    流漸減手段を設けてなる車両の差動制限装置において、
    車軸にはその車軸の循環トルクを検出するトルクセンサ
    が設けられ、このトルクセンサの検出トルク値が予め設
    定された基準設定値よりも大きいことが確認された場合
    には、電磁クラッチに供給される電流が漸減過程の状態
    で再度車両の電気系統に電流が供給されても、上記電磁
    クラッチに供給されている漸減過程の電流が減衰してし
    まうまで通電を継続するように制御する通電継続制御手
    段が制御装置内に設けられていることを特徴とする車両
    の差動制限装置。
  3. 【請求項３】 車軸間または車輪間に電磁クラッチが内
    装された電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動
    状況に応じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する
    制御装置を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対
    する通電状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電
    流漸減手段を設けてなる車両の差動制限装置において、
    制御装置には、エンスト発生時にはそれを検知し、電磁
    クラッチへの通電を一挙に遮断するエンスト時制御手段
    が設けられていることを特徴とする車両の差動制限装
    置。
  4. 【請求項４】 上記エンスト時制御手段は、エンスト発
    生時にイグニッションスイッチがオフされた場合には、
    電磁クラッチへの通電遮断に際し電流値を漸減させるよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項３記載の車
    両の差動制限装置。
  5. 【請求項５】 車軸間または車輪間に電磁クラッチが内
    装された電磁制御差動機を有する車両に上記車輪の駆動
    状況に応じて電磁クラッチに供給する電流値を制御する
    制御装置を設け、この制御装置に上記電磁クラッチに対
    する通電状態の遮断に際して電流値を漸減させる供給電
    流漸減手段を設けてなる車両の差動制限装置において、
    上記制御装置には、電力消費が大きくなり過ぎるような
    状況での上記電流値漸減の期間中の消費電力量を少なく
    するために上記供給電流漸減手段よりも上記電流値の漸
    減速度を速くする電流値漸減速度制御手段が設けられて
    いることを特徴とする車両の差動制限装置。
  6. 【請求項６】 上記電流漸減速度制御手段は、電磁クラ
    ッチへの通電遮断と、車両の他のユニットへの通電とが
    同時に行われる状態では、電磁クラッチに対する電流値
    漸減速度を速くするように制御するものであることを特
    徴とする請求項５記載の車両の差動制限装置。
  7. 【請求項７】 車両の少なくとも１つの電磁制御差動機
    を制限的に制御する車両の差動制限装置であって、上記
    電磁制御差動機は、一対の駆動軸を備え、これら一対の
    駆動軸の双方を駆動し、車両が旋回するとき異なる速度
    で駆動軸を回転させ、かつ、駆動軸を電磁的にロックお
    よびロック解除するものであり、上記電磁制御差動機が
    所定の異なるパターンで制御される制御モードを手動で
    選択するための選択スイッチと、車両の特定の駆動条件
    を検出するセンサと、上記選択スイッチによって選択さ
    れた制御モードに従って駆動軸をロックするべく電磁制
    御差動機に制限的にロックのための電流を与え、上記セ
    ンサが通常の駆動条件を検出したときには、駆動軸のロ
    ックを徐々に解除するように上記ロックのための電流を
    徐々に低減し、上記センサが特定の駆動条件を検出した
    ときには、駆動軸のロックを一挙に解除するべく電磁制
    御差動機に供給していた電流を一挙に遮断する制御装置
    とを備えていることを特徴とする車両の差動制限装置。
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