JPH09507446A - 自動ディファレンシャルロックを装備した車両、特に商用車のための、空圧式ブレーキ制御装置を有するトラクションコントロール機構並びにディファレンシャルロックの連結作動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 伝達される駆動トルクなしにばね力（ばね１３）の作用を受けて自動的に解離されるクラッチ爪（１１）を有するディファレンシャルロックを装備した車両、特に商用車において、設計変更を加えたＡＢＳ−ＡＳＲ装置が設けられており、該ＡＢＳ−ＡＳＲ装置の論理回路は、ディファレンシャルロックを連結するための圧縮空気シリンダ（５）用の作動弁としてＡＳＲ弁を併用するように構成されている。ＡＳＲ制御動作を開始しかつ車両の右側の駆動車輪と左側の駆動車輪との間に接地摩擦係数の相違を検出した時に、２つの稼働条件を同時に満たした場合にディファレンシャルロックを連結作動させるべくＡＳＲ弁（１）が前記作動弁としてフル制御されるまでは、圧力限界値より下の圧力で慣用のＡＳＲブレーキ制御を実施すべくＡＳＲ弁の動作がタイミング制御されるように、前記ＡＳＲ弁もしくは作動弁は働く。

Description

【発明の詳細な説明】 自動ディファレンシャルロックを装備した車両、特に商用車のための、空圧式ブ レーキ制御装置を有するトラクションコントロール機構並びにディファレンシャ ルロックの連結作動法 技術分野 本発明は、請求の範囲の請求項１に上位概念として記載した通りの、クラッチ 爪を連結するために作動弁から給圧される圧縮空気シリンダによって作動される 自動ディファレンシャルロックを装備した車両、特に商用車のための、空圧式ブ レーキ制御装置を有するトラクションコントロール機構（ＡＳＲシステム）並び にディファレンシャルロックの連結作動法に関するものである。 背景技術 切換え可能な駆動装置を備えた自動車及び／又は車軸ディファレンシャル又は セントラルディファレンシャルのための切換え可能なディファレンシャルロック （差動停止装置）を備えた自動車では、大きな摩擦クラッチの欠点を回避すべく 概ね噛合い式のクラッチが採用されている。 当該背景技術では、爪クラッチを備えたディファレンシャルロックが開発され ており（欧州特許出願公開 第０５１０４５７号明細書）、この場合、回転数差が最高ほぼ１５０ｒｐｍの場 合でもクラッチ爪を破損することなしに、ディファレンシャルロックを連結作動 することが可能である。ディファレンシャルロックの連結作動は圧縮空気シリン ダを介して行われれ、該圧縮空気シリンダは機械的なリンクを介してクラッチを その爪が噛み合うまで押圧する。爪が噛合うと、圧縮空気シリンダの作動力はも はや不要となる。それというのは、クラッチ爪の特殊な形状付与により、自動車 のエンジンから駆動トルクが伝達される限りクラッチ爪が解離されないからであ る。作動時に圧縮空気シリンダには電磁空圧式の単純な３ポート２位置式方向制 御弁を介して圧縮空気が給圧される。 前記形式のディファレンシャルロックを備えた、オフロードでも使用される商 用車では、空圧式ブレーキ制御装置を有するトラクションコントロール機構（Ａ ＳＲシステム）の採用が次第に増加している。この場合、４０ｋｍ／ｈより低い 車両速度では、ドライバー慣用のブレーキ制御装置が必要に応じて作動される。 この場合は、制動すべき車輪の所謂ＡＳＲ弁の開放によってフィード圧を準備し 、次いで、下流側に配置された後置の圧力制御弁を介して駆動車輪の制動圧を、 最適の差分制動効果が得られるまで制御するようになっている。 発明の開示 本発明の課題は、ＡＢＳ／ＡＳＲ機構を備えた車両、特に前記形式の自動ディ ファレンシャルロックを装備した商用車を、その電子制御装置の点で、著しい付 加経費をかけることなしにディファレンシャルロックのための自動的なロック切 換え以外に、慣用のＡＢＳ／ＡＳＲブレーキ制御をも実施できるように構成し、 これにより、特にオフロード地帯のスプリットμ路面（μ‐Split‐Fahrbahnen ＝路面両側で異なった摩擦係数を有する走行路面）における坂道発進時に、回転 数差が過度に高いためにまだディファレンシャルロックが作動されていない場合 でも車両を加速することができるようにすると共に、エンストの危険を生ぜしめ ることなしにスプリットμ路面上で「ソフトな」発進を可能にすることである。 前記課題を解決するための本発明のトラクションコントロール機構の構成手段 は、請求項１に記載したように、（ａ）車両のＡＢＳ／ＡＳＲ装置のＡＳＲ弁が 、ディファレンシャルロックのクラッチ爪を連結させるための圧縮空気シリンダ 用の作動弁を同時に構成しており、かつ、（ｂ）ディファレンシャルロックを連 結作動させるのに要する圧縮空気シリンダの最低圧力（圧力限界値）より下の圧 力でＡＳＲブレーキ制御を行うようにＡＢＳ／ＡＳＲ装置が構成されている点に あり、またディファレンシャルロックの連結作動法の構成手段は、請求項５に記 載したように、（ａ）左側 の駆動車輪と右側の駆動車輪との間に接地摩擦係数の差を検出した場合にＡＳＲ ブレーキ制御を行うべく、ディファレンシャルロックを連結するための圧力限界 値より下の圧力が平均的に補正制御されるように、ＡＳＲ弁をタイミング制御動 作させ、（ｂ）２つの条件を満たした場合にディファレンシャルロックを連結作 動させるべくＡＳＲ弁をフル制御する点にある。 ＡＢＳ−ＡＳＲ制御装置の論理回路構成の変更によりＡＢＳ／ＡＳＲ装置を修 正することによって有利に、実質的にディファレンシャルロックのばね戻し力に よって規定された圧力レベルより下の圧力では車両の駆動車輪のドライバー慣用 のブレーキ制御を行うことが可能になり、換言すれば、制御論理回路が左側の駆 動車輪と右側の駆動車輪との間の接地摩擦係数（粘着係数）の相違を検知してこ れを補正制御しようとする場合には、ディファレンシャルロックのための圧縮空 気シリンダの作動弁はノーマルなＡＳＲ弁として作用する。この場合、論理回路 は、有利にはディファレンシャルロックの連結作動のために設定れた２つの条件 が満たされるまでは慣用のブレーキ制御を維持するように設計されている。前記 ２つの条件が満たされると始めて、差動装置にディファレンシャルロックを連結 作動させるために作動弁、つまりＡＳＲ弁がフル制御される。これによって、エ ンストは確実に回避される。また、駆動車輪の回転数がディファレンシャルロッ クの連結に先立って同期化されるので、ディファレンシャルロックの爪も強度の 面で負荷を受けることが著しく少なくなる。 有利な構成及び改良手段はその他の請求項に記載した通りである。 図面の簡単な説明 図１は空圧式ブレーキ制御装置と本発明による自動ディファレンシャルロック とを備えたＡＳＲシステムの概略図である。 図２はディファレンシャルロックの作動力に抗して作用するばねを第１図の場 合と対比して異なった位置に配置した本発明の構成態様の概略図である。 図３は駆動される２本の後車軸を備えた商用車における本発明の構成の概略図 である。 発明を実施するための最良の形態 次に図面に基づいて本発明の実施例を説明する。 図面に概略的に示した装置ではＡＳＲ弁１が設けられており、該ＡＳＲ弁は、 圧縮空気源に通じたリザーバタンク３に接続されている。またＡＳＲ弁１は圧縮 空気シリンダ５に接続されており、かつ本発明によれば該圧縮空気シリンダ５に 対して、以下に説明するように作動弁として作用する。圧縮空気シリンダ５はリ ンク７を介して、ディファレンシャルロック９又は該ディファレンシャルロック のクラッチ爪１１を作動する。該クラッチ爪１１は、ディファレンシャルロック を連結作動させるために、ばね１３の力に抗して相互に噛合うことができる。冒 頭に記載した形式のディファレンシャルロックでは、クラッチ爪が噛合っている 場合には圧縮空気シリンダ５の作動力はもはや不要である。それというのは、ク ラッチ爪の特別の形状付与により、車両のエンジンから駆動トルクが伝達されて いる限りクラッチ爪は解離できないからである。さらに、ＡＳＲ弁１からは、高 回転選択弁１５（シャトル弁又は２方向制御弁）に通じる連絡導管が分岐してお り、前記高回転選択弁には、車両の駆動車輪２５，２７のブレーキシリンダ２１ ，２３用のＡＢＳ圧力制御弁１７，１９が接続されている。 ＡＳＲ制御動作が働いていず、もしくはディファレンシャルロックが作動され ていない場合に、駆動車輪用のブレーキシリンダ２１，２３の従来慣用のブレー キ操作を可能にするように、車両のドライバー慣用の運転ブレーキ装置（ＢＢＡ ）からは別の連絡導管が高回転選択弁１５へ通じている。 略示した装置のＡＳＲ制御動作はディファレンシャルロック作動に関連して次 のように経過する。すなわち： ＡＳＲ制御が開始されても、制御論理回路が左側の駆動車輪と右側の駆動車輪 との間の接地摩擦係数（粘着係数）の相違を検知してこれを補正制御しようとし ない限りはブレーキ・ディファレンシャルロック系統 全体は不作用状態にある。補正制御しようとする時点以降、ディファレンシャル ロックの連結作動、換言すればディファレンシャルロック９のクラッチ爪の噛合 いを作動するために要する最低圧力（圧力限界値）より下の圧力を平均的に制御 するようにＡＳＲ弁の動作はタイミング制御される。制動されていない方の車輪 のＡＢＳ圧力制御弁は「保持」に切換えられる。制動されていない駆動車輪の圧 力制御弁を介して慣用のブレーキ制御が通常のように実施される。このブレーキ 制御を介して駆動トルクが「支えられ」、これによって、駆動車輪を介して良好 な接地摩擦係数で駆動力が伝達される。この慣用のブレーキ制御は、次に挙げる ２つの稼働条件が同時に満たされるまで維持される。すなわち： 第１の条件は、車両が所定の最低速度、例えば５ｋｍ／ｈで走行していること 、 第２の条件は、両方の駆動車輪がほぼ等しい速度で回転していることである。 上記の両条件が満たされるとＡＳＲ弁１は、ディファレンシャルロックを連結 作動させるべく圧縮空気シリンダ５のための作動弁としてフル制御される。それ と同時に駆動車軸の両方のＡＢＳ圧力制御弁が「放圧」にセットされる。この状 態は、ディファレンシャルロックのクラッチ爪の噛合いが検知されるまで維持さ れる。当該形式のディファレンシャルロックの場合、 いかなる場合もこの検知時間は２秒間で充分であることが確認された。この時間 の経過後、作動弁つまりＡＳＲ弁は再び滅勢され、ＡＢＳ圧力制御弁が「加圧」 に切換えられる。いまやディファレンシャルロックは、エンジントルクがもはや 伝達されなくなるまで、自動的に連結作動状態に維持される。エンジントルクが 伝達されなくなると、ばね１３の力によりディファレンシャルロックは再び解離 される。 前掲の稼働条件が考慮されない限り、前記トラクションコントロール機構には 、スプリットμ路面上でのスムーズな発進という点で問題が生じる。それという のは、ディファレンシャルロックの連結作動が機械的な理由に基づいてもはや不 可能になるほど、駆動車輪の回転数差が急速に大きくなることがあるからである 。本発明によればＡＳＲ制御は、駆動トルクの減少により両方の駆動車軸の回転 数がほぼ均等化されてディファレンシャルロックの連結作動が可能になるまで、 前述のように純然たる低回転選択制御を行うことができる。 前掲の稼働条件を斟酌した本発明に基づく制御によって坂道発進の問題も適正 に対処される。 坂道発進時に前記の「低回転選択」状態が生じた場合には、車両はまず後方へ 転がることになる。ＡＢＳ電子制御装置が前進走行と後進走行とを区別できない ために、この場合ディファレンシャルロックは許容不 能に高い回転数で作動されることになる。それというのは、高い接地摩擦係数に おける車輪の負の速度が電子制御装置によって正の速度として評価されてしまう からである。ブレーキ制御のために前記の条件を考慮することによって、この問 題は適正に対処される。 純然たる「低回転選択」制御の問題はスプリットμ路面、要するに接地摩擦係 数の等しくない路面における「ソフトな」発進時にも発生することがある。それ というのは、ディファレンシャルロックが、場合によっては過度に早期に連結作 動されることがあり、その結果、エンストの危険が生じるからである。ディファ レンシャルロックの連結作動によって、より低い接地摩擦係数で路面上を転動す る方の車輪の回転数は、充分な接地摩擦係数で路面上に位置していて未だ殆ど静 止した状態にある車輪に強制的に同調されることになる。しかしながら、本発明 に基づく制御は、車両が所定の最低速度で走行することを前提としているので、 これによってエンストの問題は排除される。 坂道発進時及びスプリットμ路面における「ソフトな」発進時に過度に高い回 転数差が存在する場合の前記問題は、所定の条件を考慮した本発明に基づくＡＢ Ｓ／ＡＳＲ論理回路の適合によって回避される。それというのは、圧縮空気シリ ンダに圧縮空気を給圧するＡＳＲ弁が、慣用のブレーキ制御を付加的に実施でき るように圧力限界値よりも下の圧力ではタイミング制 御動作されるという効果が利用されるからである。 本発明に固有の思想によって、多額の付加経費をかけることなしに自動的なデ ィファレンシャルロック切換え以外に、慣用のＡＳＲブレーキ制御も実施するこ とが可能になる。これにより、万能的なブレーキ制御及びディファレンシャルロ ック制御が得られる。図示の装置の更なる付加的な利点は、クラッチ爪が噛合い 状態にあると同時にＡＢＳ／ＡＳＲ制御動作が働いていない場合には、同一構成 部材、つまり圧力制御弁１７，１９の併用下で高回転選択弁１５を介して、ドラ イバー慣用の運転ブレーキ装置の「通し制御」が可能である点にも見ることがで きる。 また本発明の思想を逸脱しない範囲内で、少なくとも２つの圧力レベルを、程 度の差こそあれ、定常的に設定できるように、ＡＳＲ弁を稼働させることも可能 である。この場合のＡＳＲ弁は例えば比例動作弁を成している。 図１の実施例では、ばね１３は、ディファレンシャルロック内に位置するもの として図示されている。しかし該ばね１３は、圧縮空気シリンダ５に直接配設さ れていてもよく（図２）或いは作動系の別の部位に配置されていてもよい。 図３では、２本の後車軸用駆動軸を備えた商用車における本発明の原理の適用 例が略示されている。該商用車は、前車輪３１，３３を備えた駆動されない１本 の前車軸２９と、後車軸用駆動軸３５；３７を備えた２本の後車軸とを有してい る。両方の後車軸用駆動軸３５；３７には、駆動される後車輪３９，４１；４３ ，４５が配設されている。本発明によれば、ディファレンシャルロック９に対比 できる長手方向ディファレンシャルロック４７が両方の後車軸用駆動軸３５と３ ７との間に間挿されている。この構成においても、圧力限界値より下の圧力では 公知形式のＡＳＲ制御によって後車輪３９，４１；４３，４５に対して作用させ ることができる一方、圧力が最低圧力を上回りかつ所定条件が満たされている場 合には、後車軸用駆動軸を同期化させるように前記長手方向ディファレンシャル ロックを作動することも可能になる。従って、一方の後車軸の後車輪３９，４１ の個々の速度の和は、他方の後車軸の後車輪４３，４５の速度の和に等しい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 アルフレート ウッツト ドイツ連邦共和国 Ｄ−82256 フュルス テンフェルトブルック アム ドルーデン ボーゲン 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．クラッチ爪を連結するために作動弁から給圧される圧縮空気シリンダによっ て作動される自動ディファレンシャルロックを装備した車両、特に商用車のため の、空圧式ブレーキ制御装置を有するトラクションコントロール機構において、 ａ）車両のＡＢＳ／ＡＳＲ装置のＡＳＲ弁（１）が、ディファレンシャルロッ ク（９）のクラッチ爪（１１）を連結作動させるための圧縮空気シリンダ（５） 用の作動弁を同時に構成しており、かつ、 ｂ）ディファレンシャルロックを連結作動させるのに要する圧縮空気シリンダ の最低圧力（圧力限界値）より下の圧力ではＡＳＲブレーキ制御を行うようにＡ ＢＳ／ＡＳＲ装置が構成されていることを特徴とする、自動ディファレンシャル ロックを装備した車両、特に商用車のための、空圧式ブレーキ制御装置を有する トラクションコントロール機構。 ２．ディファレンシャルロックを連結作動させるための最低圧力より下の圧力を 平均的に補正制御できるようにＡＳＲ弁（１）の動作がタイミング制御可能であ る、請求項１記載のトラクションコントロール機構。 ３．ディファレンシャルロックを連結作動させるために、少なくとも２つの条件 を満たした場合にＡＳＲ弁（１）がフル制御可能である、請求項１又は２記載の トラクションコントロール機構。 ４．ディファレンシャルロックが長手方向ディファレンシャルロック（４７）と して、後車輪（３９，４１；４３，４５）のための２本の後車軸用駆動軸（３５ ；３７）間に設けられている、請求項１記載のトラクションコントロール機構。 ５．請求項１記載のトラクションコントロール機構を備えた車両におけるディフ ァレンシャルロックの連結作動法において、 ａ）左側の駆動車輪と右側の駆動車輪との間に接地摩擦係数の差を検出した場 合にＡＳＲブレーキ制御を行うべく、ディファレンシャルロックを連結作動する ための圧力限界値より下の圧力が平均的に補正制御されるように、ＡＳＲ弁の動 作をタイミング制御し、 ｂ）２つの条件を満たした場合にディファレンシャルロックを連結作動させる べくＡＳＲ弁の動作をフル制御することを特徴とする、ディファレンシャルロッ クの連結作動法。 ６．次の２つの稼働条件、すなわち： ａ）車両が所定の最低速度で走行しているという稼働条件、及び ｂ）車両の両方の駆動車輪がほぼ等速度で回転しているという稼働条件 が予め規定されている、請求項５記載のディファレンシャルロックの連結作動 法。 ７．ディファレンシャルロックが連結作動されたのを検出するまでＡＳＲ弁のフ ル制御を維持する、請求項５又は６記載のディファレンシャルロックの連結作動 法。 ８．フル制御時に同時に両方のＡＢＳ圧力制御弁を「放圧」にセットする、請求 項５から７までのいずれか１項記載のディファレンシャルロックの連結作動法。 ９．ディファレンシャルロックを連結作動させるのに要する時間が経過した後、 ＡＳＲ弁（操作弁）を再び滅勢させる一方、ＡＢＳ圧力制御弁を「加圧」にセッ トする、請求項５から８までのいずれか１項記載のディファレンシャルロックの 連結作動法。