JP5210345B2 - Differential control device - Google Patents
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Description
本発明は、車輌に搭載され、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a differential device that is mounted on a vehicle and that distributes a driving force while allowing a differential between left and right drive wheels.
エンジンおよび変速機から出力される駆動力を、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置が車両に備えられている。 A vehicle is provided with a differential device that allows the driving force output from the engine and the transmission to distribute the driving force while allowing the left and right driving wheels to be differential.
この差動装置は、遊星歯車機構により差動を許容すると共に、クラッチの断続や歯車の摩擦力等によって駆動力の分配を動的に行うものが広く知られている。 As this differential device, one that allows differential by a planetary gear mechanism and that dynamically distributes a driving force by the engagement / disengagement of a clutch or the frictional force of a gear is widely known.
このような差動装置として、二組の遊星歯車機構を組み合わせて、車両左右旋回時においては、接地荷重に応じて左右車軸それぞれへの駆動力を分配し、車両直進時において加速させるなど高出力走行の際には、左右車軸の回転速度が等しくなるように差動を制限する左右駆動力分配装置が知られている（特許文献１参照。）。 As such a differential device, two sets of planetary gear mechanisms are combined to distribute the driving force to the left and right axles according to the ground load when the vehicle turns left and right, and to accelerate when the vehicle goes straight, etc. A left / right driving force distribution device that limits the differential so that the rotational speeds of the left and right axles are equal during traveling is known (see Patent Document 1).
前述の従来技術では、左右旋回時に二組の遊星歯車機構を非直結状態（二組の遊星歯車機構の内少なくとも２つの回転部材が異なる回転速度にて回転している状態）として左右車軸それぞれの駆動力を分配する状態（第１の走行モード）と、高出力走行時に左右車輪に同一の駆動力が働くように、二組の遊星歯車機構を直結状態（二組の遊星歯車機構の全ての回転部材が同一回転速度にて回転している状態）として左右車軸の回転速度が等しくなる状態（第２の走行モード）とを、切り換える。 In the above-described prior art, the two planetary gear mechanisms are in a non-directly connected state (a state in which at least two rotating members of the two planetary gear mechanisms are rotating at different rotational speeds) when turning left and right. The two planetary gear mechanisms are connected directly (all of the two planetary gear mechanisms) so that the driving force is distributed (first traveling mode) and the same driving force is applied to the left and right wheels during high output traveling. The state in which the rotational speeds of the left and right axles are equal (second traveling mode) is switched as a state in which the rotating member is rotating at the same rotational speed.
ところで、このような従来の減速装置では、第１走行モードと第２走行モードとが等速に設定されている。すなわち、いずれの走行モードにおいても、第２遊星歯車機構に入力される回転速度は同一である。 By the way, in such a conventional speed reducer, the first travel mode and the second travel mode are set at a constant speed. That is, in any travel mode, the rotational speed input to the second planetary gear mechanism is the same.
そのため、いずれの走行モードにおいても、所定の車速を得るためには同じエンジン回転速度が必要となるので、必要な車速を得るためにエンジン回転速度が上昇する。特に第２走行モードにおいては、高速巡航のときのエンジン回転速度が大きく上昇するため、燃費効率が低下するという問題がある。そこで、この第２走行モードにおけるエンジン回転速度を低下させることができれば、燃費の向上が見込まれる。 For this reason, in any travel mode, the same engine speed is required to obtain a predetermined vehicle speed, so that the engine speed increases in order to obtain the required vehicle speed. In particular, in the second travel mode, there is a problem that the fuel efficiency is lowered because the engine speed during high-speed cruising greatly increases. Therefore, if the engine rotation speed in the second traveling mode can be reduced, fuel efficiency can be improved.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な構成となることなく、燃費を向上させることができる差動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a differential device that can improve fuel efficiency without a complicated configuration.
本発明の一実施態様によると、駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、ブレーキ締結時に第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動軸に連結する第５回転部材と、他方の駆動軸に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、駆動源と第５回転部材及び第６回転部材との間に配されるクラッチから構成され、一方の駆動軸及び他方の駆動軸の差動を許容する差動装置と、車両の走行状態に基づき、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とする第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、選択手段により選択された走行モードに基づき、ブレーキおよびクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to an embodiment of the present invention, the first rotating member connected to the drive source, the second rotating member connected to the brake, and the third rotating member that rotates at a lower rotational speed than the first rotating member when the brake is engaged. A second planetary gear mechanism having a fourth rotation member connected to the third rotation member, a fifth rotation member connected to one drive shaft, and a sixth rotation member connected to the other drive shaft. A planetary gear mechanism, a differential device that includes a clutch disposed between a drive source, a fifth rotating member, and a sixth rotating member, and that allows a differential between one drive shaft and the other drive shaft, and a vehicle Selection to select one of the travel modes, the first travel mode in which the brake is engaged and the clutch is disengaged, and the second travel mode in which the brake is disengaged and the clutch is engaged based on the travel state Means and choice Based on the running mode selected by, characterized in that it comprises control means for controlling the engagement state of the brake and clutch, the.
本発明によると、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とすることで第１回転部材より引く回転速度で第３回転部材を回転させる第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択することができる。これにより、第２走行モードは第１走行モードと比較して差動装置におけるギヤ比を小さくすることができるので、複雑な構成となることなく、所定の車速を得るために必要な駆動源（エンジン）の回転速度を低下させることで、燃費を向上させることができる。 According to the present invention, the first traveling mode in which the third rotating member is rotated at the rotational speed pulled from the first rotating member by setting the brake in the engaged state and the clutch in the released state, and the clutch in the engaged state with the brake in the released state. The second traveling mode to be selected can be selected. Thereby, since the gear ratio in the differential gear can be made smaller in the second traveling mode than in the first traveling mode, the drive source (in order to obtain a predetermined vehicle speed without being complicated) ( The fuel efficiency can be improved by reducing the rotation speed of the engine.
以下に、本発明の実施形態の差動装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a differential device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態の差動装置３０が適用された車両の駆動系の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle drive system to which a
車両の駆動系は、エンジン１０と、変速機２０と、差動装置３０と、左車軸４１に接続される左車輪４０と、右車軸５１に接続される右車輪５０と、から構成される。
The vehicle drive system includes an
エンジン１０によって発生された駆動力は、変速機２０によって運転状態に応じて減速される。変速機２０から出力される駆動力は、出力側歯車２１と係合する入力側歯車２２を介して、差動装置３０に入力される。
The driving force generated by the
差動装置３０は、後述するように二組の遊星歯車機構等からなり、制御装置３５によって制御されることによって、入力された駆動力を、左車軸４１を介した左車輪４０と、右車軸５１を介した右車輪５０とに分配して、差動を許容しながら伝達する。
The
制御装置３５は、エンジン１０、変速機２０等に備えられる各種センサによって、エンジン回転速度、スロットル開度、ステアリング操舵角、ヨーモーメント等を取得する。そして、これら取得した各種データに基づいて、差動装置３０の動作状態を制御する。
The
図２は、本発明の実施形態の差動装置３０の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
差動装置３０は、リングギヤＲ１（第１回転部材）、サンギヤＳ１（第２回転部材）及びキャリアＣ１（第３回転部材）を有するシングルピニオン式の第１遊星歯車機構３１と、リングギヤＲ２（第４回転部材）、サンギヤＳ２（第５回転部材）、キャリアＣ２（第６回転部材）を有するダブルピニオン式の第２遊星歯車機構３２と備える。
The
変速機２０から入力される駆動力は、入力側歯車２２と連結するリングギヤＲ１に入力される。
The driving force input from the
また、この駆動力は、クラッチＣＬ２を介して第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２に入力される。また、クラッチＣＬ１を介して第２遊星歯車機構３２のサンギヤＳ２に連結された左車軸４１にも入力される。
Further, this driving force is input to the carrier C2 of the second
また、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１と、第２遊星歯車機構３２のリングギヤＲ２とが連結されている。
Further, the carrier C1 of the first
また、第１遊星歯車機構３１のサンギヤＳ１は、ブレーキＢＫを介して、差動装置３０のケース３３に接続されている。
The sun gear S1 of the first
また、第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２は右車軸５１に連結され、サンギヤＳ２は左車軸４１に連結されている。また、クラッチＣＬ１又はＣＬ２の締結状態によって、一方の駆動輪（左車輪４０及び左車軸４１）と他方の駆動輪（右車輪５０及び右車軸５１）との差動を許容する。
The carrier C2 of the second
これらクラッチＣＬ１、クラッチＣＬ２及びブレーキＢＫは、制御装置３５からの指示に基づいてその締結力が制御され、締結状態、解放状態及びスリップ締結状態（入出力回転差を許容しながらトルクを伝達する状態）の３つの状態に制御可能である。
The clutch CL1, the clutch CL2, and the brake BK are controlled in engagement force based on an instruction from the
次に、このように構成された差動装置３０の動作を説明する。
Next, the operation of the
図３は、本発明の実施形態の差動装置３０の駆動力の伝達の様子を示す共線図である。
FIG. 3 is a collinear diagram showing a state of transmission of the driving force of the
本実施形態の差動装置３０は、左右旋回時において左右車軸の差動を許容するＬｏｗモード（第１走行モード）と、直進時において左右車軸の差動を制限するＨｉｇｈモード（第２走行モード）とを備える。
The
図３（ａ）はＬｏｗモードを示し、図３（ｂ）はＨｉｇｈモードを示す。 FIG. 3A shows the Low mode, and FIG. 3B shows the High mode.
Ｌｏｗモードでは、ブレーキＢＫを締結状態とすることでリングギヤＲ１の回転速度よりも低い回転速度でキャリアＣ１が回転する。これにより、入力された駆動力を第１遊星歯車機構３１において減速し、右車軸及び左車軸に連結された第２遊星歯車機構３２へと伝達する。
In the Low mode, the carrier C1 rotates at a rotational speed lower than the rotational speed of the ring gear R1 by setting the brake BK to the engaged state. Thereby, the input driving force is decelerated in the first
Ｌｏｗモードにおける右旋回時は、クラッチＣＬ１の係合圧を増大させて、入力駆動力を左車軸４１へと出力すると共に、クラッチＣＬ２を解放する。
At the time of turning right in the Low mode, the engagement pressure of the clutch CL1 is increased, the input driving force is output to the
この状態では、左車軸４１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ１の締結力により制御される。これによって、右旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
In this state, the driving force of the
また、Ｌｏｗモードにおける左旋回時は、クラッチＣＬ２の係合圧を増大させて、入力駆動力を右車軸５１へと出力すると共に、クラッチＣＬ１を解放する。
Further, during left turn in the Low mode, the engagement pressure of the clutch CL2 is increased, the input driving force is output to the
この状態では、右車軸５１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ２の締結力により制御される。これによって、左旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
In this state, the driving force of the
また、Ｌｏｗモードにおいて、直進時は、ブレーキＢＫを締結状態としてサンギヤＳ１をケース３３に固定させると共に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を解放する。
In the low mode, when traveling straight, the brake BK is engaged and the sun gear S1 is fixed to the
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが非直結状態（サンギヤＳ１とＣ１とが異なる回転速度にて回転している。このように少なくとも２つの回転部材（本実施形態においては、例えば、キャリアＣ１とリングギヤＲ１）が異なる回転速度にて回転している状態を、非直結状態と称す。）となる。第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が、左車軸４１及び右車軸５１それぞれに均等して出力される。
In this state, the first
一方、Ｈｉｇｈモードにおいては、ブレーキＢＫを解放すると共にクラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を共に最大係合圧で締結する。 On the other hand, in the high mode, the brake BK is released and both the clutch CL1 and the clutch CL2 are engaged at the maximum engagement pressure.
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態（キャリアＣ１とリングギヤＲ２、リングギヤＲ１とキャリアＣ２、リングギヤＲ１とサンギヤＳ２の三組が連結している。このように少なくとも二組が連結して、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２の全ての回転部材（本実施形態においては、サンギヤＳ１、キャリアＣ１、リングギヤＲ１、サンギヤＳ２、キャリアＣ２、リングギヤＲ２）が同一回転速度にて回転する状態を、直結状態と称す）となる。左車軸４１には入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して直接伝達される。また、右車軸５１には入力駆動力がクラッチＣＬ２及びキャリアＣ２を介して直接伝達される。
In this state, the first
すなわち、Ｈｉｇｈモードでは、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態となることで、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
In other words, in the high mode, the first
次に、制御装置３５による差動装置３０の制御について説明する。
Next, control of the
図４は、本発明の実施形態の制御装置３５のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of the
この図４に示すフローチャートは、車両が運転状態であるときに制御装置３５によって所定の周期（例えば０．１ｍｓ毎）に実行される。
The flowchart shown in FIG. 4 is executed by the
まず、制御装置３５は、現在の運転状態が高速巡航状態であるか否か判定する（Ｓ１０１）。
First, the
高速巡航状態であるか否かは、変速機２０の変速段が最高速段であり、かつ、スロットル開度と車速との関係が、予め設定したマップにより所定の条件を満たしている場合に、高速巡航状態であると判定する。
Whether or not the vehicle is in a high-speed cruise state is determined when the gear position of the
例えば、変速機２０の変速段が最高速段であり、車速が十分高く、かつ、スロットル開度が十分小さい場合に、高速巡航状態であると判定する。この車速及びスロットル開度の一例として、車速（ＶＳＰ）が８０ｋｍ／ｈ以上であり、かつ、スロットル開度（ＴＶＯ）が２／８未満とする。
For example, when the speed of the
また、予め設定されるマップとして、図５に示すようなマップを制御装置３５が予め記憶しておき、このマップに基づいて高速巡航状態であるか否かを判定してもよい。この図５に示すマップの一例では、高速巡航状態を判定する閾値を、車速が大きくなるほどスロットル開度が大きな開度となるように設定している。このようにすることによって、高速巡航状態をより適切に判定することができる。
Further, as a map set in advance, the
またさらに、ステアリング操舵角が所定の操舵角未満（例えば８０ｄｅｇ未満）である場合という条件を、高速巡航状態の判定に追加してもよい。 Furthermore, a condition that the steering angle is less than a predetermined steering angle (for example, less than 80 deg) may be added to the determination of the high-speed cruise state.
高速巡航状態であると判定した場合はステップＳ１０２に移行し、制御装置３５は、差動装置３０のモードをＨｉｇｈモードに決定する。高速巡航状態でないと判定した場合はステップＳ１０４に移行し、差動装置３０のモードをＬｏｗモードに決定する。
When it determines with it being a high-speed cruise state, it transfers to step S102, and the
ステップＳ１０２において、差動装置３０をＨｉｇｈモードに決定した場合は、ステップＳ１０３において、制御装置３５は、ブレーキＢＫを解放状態に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を締結状態に、それぞれ制御する。
If the
このステップＳ１０３の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力はクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸に伝達される。
By the control in step S103, the input driving force is transmitted to the
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
In this state, the driving force input to the
ステップＳ１０４においてＬｏｗモードを決定した場合は、ステップＳ１０５において、制御装置３５は、右旋回が開始されているか否かを判定する。
When the low mode is determined in step S104, in step S105, the
右旋回が開始されているか否かは、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上右旋回側に変化したか否かによって判定する。
Whether the right turn is started is determined by whether the
右旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１０６に移行し、Ｌｏｗ右旋回モードを決定する。 When it determines with it being the start of right turn, it transfers to step S106 and determines Low right turn mode.
Ｌｏｗ右旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
In the Low right turn mode, the
このステップＳ１０６の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２により減速されて、右車軸５１に伝達される。
By the control in step S106, the input driving force is transmitted to the
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じて増力されて左車軸４１に伝達される。
In this state, the driving force input to the
次に、ステップＳ１０７において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
Next, in step S107, the
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１０８に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を減少させて、左車軸４１の駆動力を増速させる。
If it is determined in step S107 that the predicted yaw angle exceeds the actual yaw angle, the process proceeds to step S108. In this case, the actual behavior of the vehicle is in an understeer state with respect to the steering angle. Therefore, the
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
As a result, the driving force of the
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１０９に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を増加させ、左車軸４１の駆動力を減少させる。
If it is determined in step S107 that the predicted yaw angle does not exceed the actual yaw angle, the process proceeds to step S109. In this case, the actual behavior of the vehicle is in an oversteer state with respect to the steering angle. Therefore, the
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
As a result, the driving force of the
ステップＳ１０５において、右旋回の開始でないと判定した場合は、ステップＳ１１０に移行して、左旋回が開始されているか否かを判定する。 If it is determined in step S105 that the right turn is not started, the process proceeds to step S110, and it is determined whether a left turn is started.
左旋回が開始されているか否かは、ステップＳ１０５の制御と同様に、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上左旋回側に変化したか否かによって判定する。
Whether or not the left turn has been started is the same as the control in step S105. The
左旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１１１に移行し、Ｌｏｗ左旋回モードを決定する。 When it determines with it being the start of left turn, it transfers to step S111 and determines Low left turn mode.
Ｌｏｗ左旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、それぞれ制御する。
In the Low left turn mode, the
このステップＳ１１１の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸５１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２によって減速されて、左車軸４１に伝達される。
By the control in step S111, the input driving force is transmitted to the
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて増力されて右車軸５１に伝達される。
In this state, the driving force input to the
次に、ステップＳ１１２において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
Next, in step S112, the
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を減少させて、右車軸５１の駆動力を増速させる。
If it is determined in step S112 that the predicted yaw angle exceeds the actual yaw angle, the process proceeds to step S113. In this case, the actual behavior of the vehicle is in an understeer state with respect to the steering angle. Therefore, the
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
As a result, the driving force of the
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を増加させ、右車軸５１の駆動力を減少させる。
If it is determined in step S112 that the predicted yaw angle does not exceed the actual yaw angle, the process proceeds to step S113. In this case, the actual behavior of the vehicle is in an oversteer state with respect to the steering angle. Therefore, the
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
As a result, the driving force of the
ステップＳ１１０において、左旋回の開始でないと判定された場合は、ステップＳ１１５に移行し、制御装置３５は、右車輪５０のスリップが発生したか否かを判定する。
When it is determined in step S110 that the left turn is not started, the process proceeds to step S115, and the
右車輪５０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、右車軸５１の回転速度から左車軸４１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
The occurrence of slip of the
右車輪５０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１６に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
If it is determined that the slip of the
このステップＳ１１６の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じた駆動力として左車軸４１に伝達される。
By the control in step S116, the driving force input to the
この制御によって、スリップが発生した右車輪５０とは逆側の左車軸４１に駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
By this control, it is possible to transmit a driving force to the
ステップＳ１１６において、右車輪５０のスリップが発生していないと判定した場合は、ステップＳ１１７に移行し、制御装置３５は、左車輪４０のスリップが発生したか否かを判定する。
When it is determined in step S116 that the
左車輪４０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、左車軸４１の回転速度から右車軸５１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
The occurrence of slip of the
左車輪４０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１８に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、それぞれ制御する。
If it is determined that the slip of the
このステップＳ１１８の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて駆動力として右車軸５１に伝達される。
By the control in step S118, the driving force input to the
この制御によって、スリップが発生した左車輪４０とは逆側の右車軸５１の駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
By this control, it is possible to transmit the driving force of the
すなわち、このステップＳ１１５からＳ１１８の制御によって、スリップ側の車輪とは逆側の車輪に駆動力を発生させて差動を制限することで、いわゆるリミテッド・スリップ・ディファレンシャル（ＬＳＤ）として機能させることができる。 In other words, by controlling the steps S115 to S118, the driving force is generated on the wheel on the opposite side to the wheel on the slip side to limit the differential so that it functions as a so-called limited slip differential (LSD). it can.
また、ステップＳ１１７において、左車輪４０のスリップが発生していないと判定し場合はステップＳ１１９に移行する。
If it is determined in step S117 that the
すなわち、左右旋回でなく、かつ、左右車輪のいずれもスリップが発生していない場合は、直進状態である。 That is, when the vehicle does not turn left and right and no slip occurs on either of the left and right wheels, the vehicle is in a straight traveling state.
ステップＳ１１９では、Ｌｏｗ直進モードを決定する。 In step S119, the low straight-ahead mode is determined.
Ｌｏｗ直進モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
In the low straight-ahead mode, the
このステップＳ１１９の制御によって、入力駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速された後、第２遊星歯車機構３２によって左車軸４１及び右車軸５１に分配されて伝達される。
By the control of step S119, the input driving force is decelerated by the first
その後、本フローチャートによる処理を終了する。 Thereafter, the processing according to this flowchart is terminated.
このような処理によって、差動装置３０において、車両の挙動（左右旋回、スリップ等）に応じて左車軸４１と右車軸５１とに駆動力を分配することができる。また、高速巡航時には、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１へと伝達することができる。
By such processing, in the
なお、このように、制御装置３５が、車両の走行状態に基づいて、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度を減速して第２遊星歯車機構３２へと出力するＬｏｗモード（第１走行モード）と、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度をそのまま等速で第２遊星歯車機構３２へと出力するＨｉｇｈモード（第２走行モード）と、を選択することによって、選択手段が構成される。
As described above, the
以上のように、本発明の実施形態の差動装置３０は、駆動力を減速し、左車軸４１又は右車軸５１の差動を許容しながら駆動力を分配するＬｏｗモードと、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１に伝達するＨｉｇｈモードを選択することができる。
As described above, the
特に、Ｈｉｇｈモードでは、Ｌｏｗモードと比較してギヤ比を小さくするので、車速を得るのに必要なエンジン回転速度を低下させることができるので、燃費を向上させることができる。 In particular, in the high mode, since the gear ratio is made smaller than in the low mode, the engine rotation speed necessary to obtain the vehicle speed can be reduced, so that fuel efficiency can be improved.
より具体的には、本発明の実施形態の差動装置３０は、第１遊星歯車機構３１のリングギヤＲ１に駆動力が入力され、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１から駆動力が出力される構成としている。
More specifically, in the
この場合、Ｌｏｗモード（第１走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを非直結とした場合は、第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が第２遊星歯車機構３２を介して左右車軸へと伝達される。
In this case, when the first
一方で、Ｈｉｇｈモード（第２走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを直結とした場合は、入力された駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速されることなく、左右車軸へと伝達される。
On the other hand, when the first
このような構成によって、ＬｏｗモードとＨｉｇｈモードとのギヤ比に差を持たせることができる。 With such a configuration, it is possible to make a difference in the gear ratio between the Low mode and the High mode.
また、本発明の実施の形態の差動装置３０は、従来から一般に用いられているシングルピニオン式及びダブルピニオン式の遊星歯車機構、クラッチ及びブレーキから構成されるので、複雑な構成部品が増加することがないので、製造コスト、組立コストを抑制することができる。
Further, the
また、変速機２０の最高速段（例えば変速段７段）であって、エンジン回転速度とスロットル開度とから高速巡航時と判断したときにはＨｉｇｈモードに移行するので、高速巡航時に、差動装置３０におけるギヤ比を小さくすることができるので、燃費を向上させることができる。
Further, when the speed is the highest speed (e.g., the seventh speed) of the
特に、高速巡航時では、車両が横風を受けたときや半径の大きいカーブを走行するときなど、横方向の力を受けたときにも、左右駆動軸に同一の駆動力を働かせることによって、車両を直進させようとする力を働かせることができ、車両の安定性を高めることができる。 In particular, during high-speed cruising, when the vehicle receives a lateral force, such as when the vehicle receives a crosswind or travels on a curve with a large radius, the same drive force is applied to the left and right drive shafts, A force for moving the vehicle straight can be applied, and the stability of the vehicle can be improved.
また、本発明の実施形態の差動装置３０は、Ｌｏｗモードと、Ｌｏｗモードよりもギヤ比の小さいＨｉｇｈモードとを選択することができるので、このギヤ比の変更を２段変速段として扱うことができる。
Further, since the
近年、自動変速機の多段化により、自動変速機自体の体積、重量が大きくなり、設置スペースの確保が難しくなると共に燃費向上の妨げとなっていた。 In recent years, the increase in the number of stages of the automatic transmission has increased the volume and weight of the automatic transmission itself, making it difficult to secure an installation space and hindering improvement in fuel consumption.
これに対して、本発明の実施形態の差動装置３０を適用することによって、差動装置３０側で２段変速を行うことができる。
On the other hand, by applying the
より具体的には、変速段が６速である変速機を搭載し、かつ、本実施形態の差動装置３０を適用することによって、実質的に変速段が７速である変速機を搭載したとして作用することができる。
More specifically, a transmission having a sixth gear is mounted, and a transmission having a seventh gear is substantially mounted by applying the
これによって、達成される変速段が低減されることがない。例えば、６速の変速機を搭載しても、本発明の差動装置３０によって実質的に７速の変速機と同等の変速機とすることができる。そのため、変速機の小型化、軽量化が可能となり、設置スペースの自由度が高くなり、燃費効率やコストを向上させることができる。
As a result, the shift speed achieved is not reduced. For example, even if a 6-speed transmission is installed, the
なお、本発明の実施形態では、変速機は有段／無段に限られず、ＣＶＴ等の他の方式の変速機であってもよい。また、自動変速機であっても手動変速機であってもよい。 In the embodiment of the present invention, the transmission is not limited to a stepped / continuous step, and may be a transmission of another type such as CVT. Further, it may be an automatic transmission or a manual transmission.
また、本発明の実施形態ではＦＦ車両を例に説明したが、これに限られるものではなく、ＦＲ車両や４ＷＤ等、他の駆動方式の車両においても同様に適用可能である。 In the embodiment of the present invention, the FF vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to vehicles of other drive systems such as FR vehicles and 4WD.
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
１０ エンジン
２０ 変速機
３０ 差動装置
３１ 第１遊星歯車機構
３２ 第２遊星歯車機構
３３ ケース
３５ 制御装置
４０ 左車輪
４１ 左車軸
５０ 右車輪
５１ 右車軸
ＢＫ ブレーキ
ＣＬ１ クラッチ（第１クラッチ）
ＣＬ２ クラッチ（第２クラッチ）
Ｃ１ キャリア（第１キャリア）
Ｃ２ キャリア（第２キャリア）
Ｒ１ リングギヤ（第１リングギヤ）
Ｒ２ リングギヤ（第２リングギヤ）
Ｓ１ サンギヤ（第１サンギヤ）
Ｓ２ サンギヤ（第２サンギヤ）
10
CL2 clutch (second clutch)
C1 carrier (first carrier)
C2 carrier (second carrier)
R1 ring gear (first ring gear)
R2 ring gear (second ring gear)
S1 Sun gear (first sun gear)
S2 Sun gear (second sun gear)
Claims (5)
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された走行モードに基づき、前記ブレーキおよび前記クラッチの締結状態を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする差動装置の制御装置。 A first planetary gear mechanism having a first rotating member connected to a drive source, a second rotating member connected to a brake, and a third rotating member that rotates at a lower rotational speed than the first rotating member when the brake is engaged; ,
A second planetary gear mechanism having a fourth rotating member connected to the third rotating member, a fifth rotating member connected to one driving wheel, and a sixth rotating member connected to the other driving wheel;
A differential device that includes a clutch disposed between the drive source and at least one of the fifth rotating member and the sixth rotating member, and allows a differential between the one driving wheel and the other driving wheel. When,
Based on the running state of the vehicle, either the first running mode in which the brake is engaged and the clutch is released, or the second running mode in which the brake is released and the clutch is engaged A selection means for selecting a mode;
Control means for controlling the engagement state of the brake and the clutch based on the travel mode selected by the selection means;
A control device for a differential device, comprising:
前記第２遊星歯車機構は、ダブルピニオン式遊星歯車であり、
前記第１遊星歯車機構の第１キャリアと前記第２遊星歯車機構の第２リングギヤとが連結されており、
前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに連結された左車軸と、
前記第２遊星歯車機構の第２キャリアに連結された右車軸と、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに入力する第１クラッチと、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２キャリア入力する第２クラッチと、
締結状態によって前記第１遊星歯車機構の第１サンギヤを停止させるブレーキと、
を備え、
前記制御手段は、車両の走行状態によって、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記ブレーキの締結状態を制御して、前記第１走行モード又は第２走行モードのいずれかの走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の差動装置の制御装置。 The first planetary gear mechanism is a single pinion type planetary gear in which a driving force from the driving source is input to a first ring gear;
The second planetary gear mechanism is a double pinion planetary gear,
A first carrier of the first planetary gear mechanism and a second ring gear of the second planetary gear mechanism are coupled;
A left axle connected to a second sun gear of the second planetary gear mechanism;
A right axle connected to a second carrier of the second planetary gear mechanism;
A first clutch that inputs a driving force from the driving source to a second sun gear of the second planetary gear mechanism in an engaged state;
A second clutch for inputting a driving force from the driving source according to an engaged state to a second carrier of the second planetary gear mechanism;
A brake for stopping the first sun gear of the first planetary gear mechanism in an engaged state;
With
The control means controls the engagement state of the first clutch, the second clutch, and the brake according to the traveling state of the vehicle, and selects either the first traveling mode or the second traveling mode. The control device for a differential device according to claim 1.
前記車両が右旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記第２クラッチを解放し、前記ブレーキを締結させ、
前記車両が左旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを解放し、前記第２クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記ブレーキを締結させることを特徴とする請求項３に記載の差動装置の制御装置。 In the first traveling mode, the control means is
When it is determined that the vehicle is turning right, the first clutch is slip-engaged by a predetermined input / output rotation difference, the second clutch is released, the brake is fastened,
4. When it is determined that the vehicle is turning left, the first clutch is released, the second clutch is slip-engaged by a predetermined input / output rotational difference, and the brake is fastened. The control device of the differential device according to 1.
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
から構成され、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択可能であることを特徴とする差動装置。 A first planetary gear mechanism having a first rotating member connected to a drive source, a second rotating member connected to a brake, and a third rotating member that rotates at a lower rotational speed than the first rotating member when the brake is engaged; ,
A second planetary gear mechanism having a fourth rotating member connected to the third rotating member, a fifth rotating member connected to one driving wheel, and a sixth rotating member connected to the other driving wheel;
A differential device that includes a clutch disposed between the drive source and at least one of the fifth rotating member and the sixth rotating member, and allows a differential between the one driving wheel and the other driving wheel. When,
Consisting of
Based on the running state of the vehicle, a first running mode in which the brake is engaged and the clutch is released can be selected, and a second running mode in which the brake is released and the clutch is engaged is selectable. A differential device characterized by that.
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