JPH0615302B2 - 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、差動制限手段に対し制御外力により差動制限
トルクを発生させ、所定の制御条件に従って差動制限を
制御する車両用差動制限制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の差動制限手段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３２１ページ〜第
３２４ページ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、差動制限手段として、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る多板摩擦ク
ラッチが用いられ、この多板摩擦クラッチに対し、左右
輪回転速度差によりピニオンメートシャフト部のカム機
構で発生するスラスト力をクラッチ締結力とし、このク
ラッチ締結力で差動制限トルクを発生させる、いわゆる
トルク比例式差動制限手段を備えた装置であった。

尚、ここで差動制限手段とは、差動制限機能を発揮する
手段をいい、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、差動制限手段を内蔵した差動装
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もたない普通の差動装置（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。

また、制動系に設けられるアンチスキッド装置として
は、例えば、「新編・自動車工学ハンドブック」（１９
８１年５月２５日（株）図書出版社発行）の６−３６ペ
ージに記載されているようなものが知られている。

このアンチスキッドブレーキ装置（Anti Brock System
；略称ＡＢＳともいう）は、車輪回転速度を検知しな
がら制動油圧を制御し、路面，タイヤ等の条件いかんに
かかわらず、常に最大摩擦係数が得られるように、車輪
スリップ率をほぼ１０％〜２０％範囲に保ち、制動時に
車輪のロックを防止しようとする装置である。

（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、差動制
限手段を備えた差動装置の差動制限作用と、アンチスキ
ッド装置の作動とは、相互に連動関係がないものであっ
たため、アンチスキッド装置の作動時においても差動制
限が行なわれてしまい、アンチスキッド装置の制動制御
を不能にさせてしまったり、アンチスキッド装置による
制動性能を低下させてしまうという問題点があった。

例えば、４輪の各輪を独立に制動制御するアンチスキッ
ド装置にあっては、差動制限により左右後輪の制動トル
クが互いに干渉してしまい制動制御が不能になり、後輪
ロックを生じたり、停止距離が長くなってしまう。

また、前輪の左右輪を独立に制動制御し、後輪の左右輪
は差動装置位置で車輪回転を検知し、左右後輪を同時に
制動制御するアンチスキッド装置にあっては、差動制限
により左右後輪が駆動直結されて後輪全体による大きな
慣性力（イナーシャフォース）が作用するため、目標減
速度を得るための減圧時間が長くなり、目標減速度への
収束特性が変動の大きな特性となってしまい、停止距離
が長く不安定で乗り心地が悪く、さらに、緩ブレーキ時
には後輪ロックの可能性も高まり、アンチスキッド装置
による制動性能を低下させてしまう。

（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の駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、制御
外力により差動制限トルクを発生させる差動制限手段４
と、車両状態を検知する入力センサ５と、該入力センサ
５からの入力信号に基づき差動制限トルクを増減させる
制御信号を出力する制御手段６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５として、制動
系に設けられるアンチスキッド装置の作動・非作動を検
知するアンチスキッド作動センサ５０１を含み、前記制
御手段６を、アンチスキッド装置の作動時には差動制限
を解除させる制御を行なう手段とした。

（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、アンチスキッド装置の作動時には差動制限を解
除させる制御を行なう手段としたことで、アンチスキッ
ド装置の作動時には差動制限作用のない普通の差動装置
となり、アンチスキッド装置の制動制御やアンチスキッ
ド装置による制動性能に影響を与えることがない。

（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
板摩擦クラッチ手段を備えた自動車用差動制限制御装置
を例にとる。

まず、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、多板摩擦クラッチ手段（差動制限手
段）１１、油圧発生装置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
差をま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。

多板摩擦クラッチ手段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
クラッチ締結力が付与され、差動制限トルクを発生する
手段である。

この多板摩擦クラッチ手段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
式差動制限手段にように、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→スペース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、第４図に示すように、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４
０、ポンプモータ４１、ポンプ圧油路４２、ドレーン油
路４３、制御圧油路４４と、バルブアクチュエータとし
てバルブソレノイド４５を有する電磁比例減圧バルブ４
６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
らのモータ信号（ｍ）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によるモータ信号
（ｍ）が出力され、停車時等の差動制限を全く必要とし
ない時は非通電によるモータ信号（ｍ）が出力される。

前記電磁比例減圧バルブ４６は、油圧ポンプ４０からポ
ンプ圧油路４２を介して供給されるポンプ圧の作動油
を、コントロールユニット１３からの制御電流信号
（ｉ）により、制御電流値i^*の大きさに比例した制御油
圧Ｐに圧力制御をし、制御圧油路４４から油圧ポート３
５及び油室３４へ制御油圧Ｐを送油するバルブアクチュ
エータで、制御電流信号（ｉ）は電磁比例減圧バルブ４
６のバルブソレノイド４５に対して出力される。

尚、制御油圧Ｐと差動制限トルクＴとは、 Ｔ∝Ｐ・μ・ｎ・ｒ・Ａ ｎ；クラッチ枚数 ｒ；クラッチ平均半径 Ａ；受圧面積 の関係にあり、差動制限トルクＴは制御油圧Ｐに比例す
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。

尚、入力センサ１４としては、アンチスキッド作動セン
サ１４１、車速センサ１４２、アクセル開度センサ１４
３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（ｂ），（ｖ），（ａ）をＣＰＵにて演算処理でき
る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、バルブソレノイド４５に対し制御電流信
号（ｉ）を出力する回路である。

前記アンチスキッド作動センサ１４１は、車両の制動系
に設けられるアンチスキッド装置の作動・非作動を検知
し、アンチスキッド作動信号（ｂ）を出力するセンサ
で、アンチスキッド装置の非作動時はｂ＝０の信号が出
力され、アンチスキッド装置の作動時はｂ＝１の信号が
出力される。

前記車速センサ１４２は、車両の車速を検出し、車速に
応じた車速信号（ｖ）を出力するセンサである。

前記アクセル開度センサ１４３は、アクセルペダルへの
踏み込み度合を検出し、アクセル開度（スロットル開度
ともいう）に応じたアクセル開度信号（ａ）を出力する
センサである。

尚、車速センサ１４２及びアクセル開度センサ１４３
は、コントロールユニット１３に予め設定されている制
御特性マップから制御電流値i^*を検索するためのセンサ
として用いられる。

また、コントロールユニット１３のＲＯＭ１３３には、
第５図に示すように、アクセル開度Ａの変化がない時
（アクセル開度微分値＝０）の制御特性マップＭ１
（第５図（イ））と、ゆっくりアクセルペダルを踏み込
んでいる時（＝１）の制御特性マップＭ２（第５図
（ロ））と、少し速めにアクセルペダルを踏み込んでい
る時（＝２）の制御特性マップＭ３（第５図（ハ））
と、速くアクセルペダルを踏み込んでいる時（＝３）
の制御特性マップＭ４（第５図（ニ））とが設定されて
いる。

尚、各マップＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、車速Ｖとアク
セル開度Ａによる二次元マップであり、制御電流値i
^*は、アクセル開度微分値が大きい程、全般的に高
く、車速Ｖとアクセル開度Ａの大きさに比例して高くな
ってゆく値としている。

次に、実施例の作用を説明する。

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

（イ）アンチスキッド装置の非作動時 アンチスキッド装置の非作動時は、ステップ２００→ス
テップ２０１→ステップ２０２→ステップ２０３→ステ
ップ２０４→ステップ２０５→ステップ２０６という作
動の流れになり、ステップ２０６では制御特性マップに
基づいて検索した制御電流値i^*による制御電流信号
（ｉ）が出力される。

尚、ステップ２００はアンチスキッド作動センサ１４１
からのアンチスキッド作動信号（ｂ）の読み込みステッ
プであり、ステップ２０１は前記ステップ２００で読み
込まれたアンチスキッド作動信号（ｂ）によりアンチス
キッド装置が作動時か非作動時かを判断する判断ステッ
プであり、ステップ２０２は車速センサ１４２からの車
速信号（ｖ）及びアクセル開度センサ１４３からのアク
セル開度信号（ａ）の読み込みステップであり、ステッ
プ２０３はアクセル開度信号（ａ）によるアクセル開度
Ａを時間により微分してアクセル開度微分値を演算す
る演算ステップであり、ステップ２０４は前記ステップ
２０３での演算されたアクセル開度微分値により制御
特性マップＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４からのいずれかの制
御特性マップを選択する選択ステップであり、ステップ
２０５は前記ステップ２０２で読み込まれた車速Ｖ及び
アクセル開度Ａにより選択された制御特性マップから制
御電流値i^*を検索する検索ステップである。

（ロ）アンチスキッド装置の作動時 アンチスキッド装置の作動時は、ステップ２００→ステ
ップ２０１→ステップ２０７→ステップ２０６という作
動の流れになり、ステップ２０６では作動制限トルクＴ
がゼロになる制御電流値i^*＝０による制御信号（ｉ）が
出力される。

尚、ステップ２０７は制御電流値i^*＝０の指令ステップ
である。

このように、実施例の差動制限制御装置にあっては、ア
ンチスキッド装置の作動時には差動制限トルクＴをゼロ
にして差動制限を解除させる制御を行なう構成としたた
め、アンチスキッド装置の作動時には普通の差動装置と
なり、アンチスキッド装置の制動制御を不能にさせてし
まったり、アンチスキッド装置による制動性能を低下さ
せてしまうことがない。

さらに、実施例では制御特性マップとして、車速Ｖ及び
アクセル開度Ａによる二次元マップを用いているため、
車速Ｖやアクセル開度Ａに応じた差動制限作用を得るこ
とができるし、アクセル開度微分値によってマップの
選択ができるようにしていることで、応答性の高い差動
制限作用を得ることができる。

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、設定制御特性として車速とアクセ
ル開度による二次元マップの特性を示したが、他の要
素、例えば路面摩擦係数や左右輪回転速度差等を含ん
で、または単独でマップを設定させ、様々な車両状態に
対応した差動制限制御を行なうようにしてもよい。

また、実施例では、アクチュエータとして、電磁比例減
圧バルブを示したが、開閉の電磁バルブ等を用い、制御
信号をデューティ信号にして油圧制御を行なうような例
としてもよい。

（発明の効果） 以上説明したきたように、本発明の車両用差動制限制御
装置にあっては、アンチスキッド装置の作動時には差動
制限を解除させる制御を行なう手段としたため、アンチ
スキッド装置の作動時には差動制限作用のない普通の差
動装置となり、これによってアンチスキッド装置の性能
を常に確保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図は本発明実施例装置の差動制限手段を
内蔵した差動装置を示す断面図、第３図は第２図Ｚ方向
矢視図、第４図は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（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は実施例
装置のコントロールユニットに予め記憶させてある制御
電流値の二次元制御特性マップ図、第６図は実施例装置
の差動制限制御作動の流れを示すフローチャート図であ
る。 １……駆動左輪 ２……駆動右輪 ３……差動手段 ４……差動制限手段 ５……入力センサ ５０１……アンチスキッド作動センサ ６……制御手段

Claims (1)

【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、該差動手段の駆動
   入力部と駆動出力部との間に設けられ、制御外力により
   差動制限トルクを発生させる差動制限手段と、車両状態
   を検知する入力センサと、該入力センサからの入力信号
   に基づき差動制限トルクを増減させる制御信号を出力す
   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、制動系に設けられるアンチスキ
   ッド装置の作動・非作動を検知するアンチスキッド作動
   センサを含み、前記制御手段を、アンチスキッド装置の
   作動時には差動制限を解除させる制御を行なう手段とし
   たことを特徴とする車両用差動制限制御装置。