JPS62103227A - 車両用差動制限制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差動制限手段である摩擦クラッチ手段に外部
からの流体圧によりクラッチ締結力を付与し、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
１１月１５日　林山海堂発行）の第３２１ページ〜第３
２４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ビ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ｌ・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。

（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
限手段として多板摩擦クラッチが用いられていたもので
あったため、片輪スピン等により左右輪の回転速度差が
大きくなるような場合には、クラッチの摩擦係数特性に
より差動制限トルクが不足し、この領域では十分な差動
制限機能が得られないという問題点があった。

つまり、多板摩擦クラッチの摩擦係数特性は、クラッチ
プレートの材質や枚数で幾分具なるものの、一般に第９
図に示すように、締結圧が一定である場合には、左右輪
回転速度差ΔＮが大きくなるに従って、摩擦係数用が低
下し、滑りやすくなるという特性を示す。

そして、多板摩擦クラッチの締結により得られる差動制
限トルクＴは。

ＴｏＣＰ−ｇ−ｎ−ｒ−Ａ ｎ；クラッチ枚数 ｒ；クラッチ平均半径 Ａ；受圧面積 であるため、差動制限トルク特性は第１０図に示すよう
になり、締結圧Ｐが同じてあっても、摩擦係数ルの変化
により必ずしも同じ差動制限トルクＴが得られるとは限
られない。

従って、低摩擦係数路等の走行時で左右輪回転速度差が
大きい場合には、差動制限トルクが不足して車輪の駆動
スリップが残り、操縦安定性や車両姿勢安定性を損なっ
て車両の尻振り現象が発生してしまうことがあった。

また、このことは、カム機構に代えて、外部からの流体
圧により摩擦クラッチに対してクラッチ締結力を付与す
るような装置（特開昭５３−４５８３２号公報、特開昭
５９−１９９３３１号公報等）についても同様なことが
いえ、同じ流体圧を摩擦クラッチに付与したとしても、
左右輪回転速度差が大きい場合には、所望する差動制限
トルクが得られない。

（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る摩擦
クラッチ手段４と、該摩擦クラッチ手段４に接続される
流体圧発生手段５と、該流体圧発生手段５からの流体圧
を制御するアクチュエータ６に対し、車両状態を検知す
る入カセンサアからの入力信号に基づき、所定の制御信
号を出力する制御手段８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７として、左右駆動輪
１．２の回転速度差を検知する左右輪回転速度差センサ
７０１を含み、前記制御手段８を、左右輪回転速度差Δ
Ｎが大きくなるに従って流体圧Ｐの増大率が次第に高ま
る制御特性が得られる手段とした。

（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、左右輪回転速度差ΔＮが大きくなるに従って流
体圧Ｐの増大率が次第に高まる制御特性が得られる手段
としたことで、左右輪回転速度差に伴なう摩擦クラッチ
の摩擦係数低下が補償され、左右輪回転速度差の大きい
領域で差動制限トルクが不足してしまうことを防止でき
る。

また、走行状態や運転操作等に応じて差動制限の制御を
行なうような場合においても、出力流体圧の補正制御に
用いることで、所望する差動制限トルクを得ることがで
きる。

（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小川差動制限
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（摩擦クラッ
チ手段）１１、油圧発生装置（流体圧発生手段）１２、
コントロールユニット（制御手段）１３、入力センサ１
４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
差をも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、スタッドポルト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、
ビニオンメートシャフト１９、デフビニオン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Ｌ４ｉｉｌみ合い、このドライ
ブピニオン２４が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’、ブツシュロッド３２、油圧ピス
トン３３、油室３４、油圧ボート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２７　ａ　、　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ビ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
比例式差動制限機構のように、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、油圧ボート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、締結力がブツシュ
ロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リアク
シヨンプレート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・ン
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４０
、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
のバルブンレノイド４５を有する電磁比例減圧バルブ４
６をｔ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ｎｆ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、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から油圧ボート３５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、
コントロールユニッ）１３からは電磁比例減圧バルブ４
６のバルブソレノイド４５に対して制御電流信号（ｉ）
が出力される。

コントロールユニッ）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、左輪回転数センサ１４１
、右輪回転数センサ１４２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（ｎ文）、（ｎｒ）をＣＰＵにて演算処理できる信
号（カウント信号等）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ＣＰＵ　１３４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。

前記左輪回転数センサ１４１は、電磁ピックアップ構造
の検知手段で、左輪側ドライブシャフト２５に設けられ
た検知歯車４７のギヤ部分に配置され、駆動左輪の回転
数を検出するセンサで、回転数信号（ｎ！ｌ）を出力す
る。

前記右輪回転数センサ１４２は、電磁ピックアップ構造
の検知手段で、右輪側ドライブシャフト２６に設けられ
た検知歯車４８のギヤ部分に配置され、駆動右輪の回転
数を検出するセンーサで、回転数信号（ｎｒ）を出力す
る。

尚、左輪回転数センサ１４１及び右輪回転数センサ１４
２は、左右輪の回転数差（左右輪回転速度差ΔＮ）を求
める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、左右輪回転速度差ΔＮが大きくな
るに従って制御油圧Ｐの増大率が次第に高まるプログレ
ッシブな制御特性がテーブル（表）の形で予め記憶され
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）左右輪に回転速度差ΔＮが生じない時乾燥路等の
走行において、左右輪に回転速度差ΔＮが生じない時の
作動の流れは、ステップ２゜Ｏ→ステップ２０１→ステ
ップ２０２→ステップ２０３という流れになり、ステッ
プ２０３では電流値ｉがゼロの制御電流信号（ｉ）が出
力される。

尚、ステップ２００は左右輪回転数センサ１４１．１４
２からの回転数信号（ｎ文）、（ｎ、ｒ）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
読み込まれた信号にょる左輪回転数ＮＬと右輪回転数Ｎ
Ｒとから回転速度差ΔＮ（ΔＮ＝　Ｉ　ＮＲ−ＮＬ　ｌ
）を演算する演算ステップであり、ステップ２０２は回
転速度差ΔＮがゼロかどうかの判断ステップである。

ここで、回転速度差ΔＮの判断基準をゼロとせず、重速
等に応じて判断基準の回転速度差を異ならせたり、通常
の乾燥路走行等で生じるわずかの回転速度差や検出誤差
等を考慮して判断基準となる回転速度差を設定しておい
てもよい。

（ロ）左右輪に回転速度差ΔＮが生じた時低摩擦係数路
や悪路等の走行において、左右輪に回転速度差が生じた
時の作動の流れは、ステップ２００→ステツプ２０１→
ステツプ２０２→ステ、シブ２０４→ステツプ２０５と
いう流れになり、ステップ２０５では目標の制御油圧Ｐ
が得られる制御電流信号（ｉ）が出力される。

尚、ステップ２０４は、前記ステップ２０１で演算され
た回転速度差ΔＮに応じた制御油圧Ｐをテーブルルック
アップするステップで、例えば、回転速度差ΔＮがΔＮ
１であった場合には、第５図に示すように、制御油圧Ｐ
としてＰｌがテーブルルックアップされ、ステップ２０
５では制御油圧Ｐ１が得られる制御電流信号（ｉ＋　）
が出力される。

このように、実施例の差動制限制御装芒にあっては、左
右輪回転速度差ΔＮが大きくなるに従って制御油圧Ｐの
増大率が次第に高まるプログレッシブな制御特性が得ら
れる構成としているため、左右輪回転速度差ΔＮに伴な
う多板摩擦クラッチ２７．２７’　の摩擦係数用の低下
が補償され、特に左右輪回転速度差ΔＮの大きい領域で
の差動制限トルクＴの不足が防止される。

これによって、低摩擦係数路等の走行時において、車輪
の駆動スリップが抑制され、操縦安定性や車両姿勢安定
性を高めることができる。

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、制御特性として左右輪回転速度差
ΔＮにだけ対応する制御油圧が得られる特性を示したが
、第７図に示すように、左右輪回転速度差ΔＮに回転速
度差変化率Δ々（ΔＮの微分値）を加味して、ΔＮ＋ａ
ΔＮに対してプログレッシブな制御油圧Ｐが得られる制
御特性としてもよく、この場合は回転速度差変化率Δｋ
をみていることで、駆動スリップをより速く検知でき、
駆動スリップの発生初期を含めて応答性の高い差動制限
制御を行なうことができる。

また、第９図に示すように、コントロールユニットに左
右輪回転速度差ΔＮと回転速度差変化率Δ良とによる二
次元マツプ（制御特性）を予め記憶させておいて、これ
らの演算値からサーチして電流値を決めるようにしても
よい。

実施例では、入力センサとして左右輪回転速度差センサ
だけが設けられ、左右輪に回転速度差が生じた時に差動
制限を行なうようにした例を示したが、先行出願の特願
昭５９−１８７７８０号。

特願昭５９−１８７７８１号、特願昭５９−１９１２７
０号、特願昭６０−１５７８３７号等のように、車速や
減速度等の車両状態に応じて差動制限の制御を行なうよ
うな制御手段において、出力信号の補正を行なう補正制
御手段として用いてもよく、この場合には、左右輪回転
速度差の影響を受けることなく所望する差動制限トルク
を得ることができる。

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′ｉ！磁バルブ等を用い、
制御信号をデユ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。

さらに、制御特性は、テーブルやマツプ以外に、演算式
の形で記憶させたものであってもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用差動制限制御
装置にあっては、左右輪回転速度差が大きくなるに従っ
て流体圧の増大率が次第に高まる制御特性が得られる手
段としたため、左右輪回転速度差に伴なう摩擦クラッチ
の摩擦係数低下が補償され、左右輪回転速度差の大きい
領域で差動制限トルクが不足してしまうことを防止でき
るという効果が得られる。

また、走行状態や運転操作等に応じて差動制限の制御を
行なうような場合においても、出力流体圧の補正制御に
用いることで、所望する差動制限トルクを得ることがで
きる。

【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図は実施例装置のコントロールユニッ
トに予め記憶させである左右輪回転速度差と制御油圧と
の制御特性図、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、第７図は他の実施例装
置における制御特性図、第８図は他の実施例装置におけ
る制御特性マツプ図、第９図は左右輪回転速度差に対す
る摩擦係数特性図、第１Ｏ図は左右輪回転速度差に対す
る差動制限トルク特性図である。 ｌ・・・駆動左輪 ２・・・駆動右輪 ３・・・差動手段 ４・・・摩擦クラッチ手段 ５・・・流体圧発生手段 ６・・・アクチュエータ ７・・・入力センサ ７０１・・・左右輪回転速度差センサ ８・・・制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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る摩擦クラッチ手段と、該
   摩擦クラッチ手段に接続される流体圧発生手段と、該流
   体圧発生手段からの流体圧を制御するアクチュエータに
   対し、車両状態を検知する入力センサからの入力信号に
   基づき、所定の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、左右駆動輪の回転速度差を検知
   する左右輪回転速度差センサを含み、前記制御手段を、
   左右輪回転速度差が大きくなるに従って流体圧の増大率
   が次第に高まる制御特性が得られる手段としたことを特
   徴とする車両用差動制限制御装置。