JPS63141834A - 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、自動車の差動装置に用いられ、差動制限量を
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゛ストカ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（差動制限量）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・ （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、駆動ト
ルクと多板摩擦クラッチのイニシャルトルクに応じて一
定量の差動制限量が発生するものであった為、片輪のみ
トルク伝達が可能で、左右輪に高回転速度差が発生する
ようなスプリットｐ路（左右輪の路面摩擦係数が異なる
走行路）では高い差動制限量が得られることで走破能力
が高められるが、以下に述べるような問題点があった。

スプリットｇ路での走破性を高めるべく前記イニシャル
トルクを太きく設定すると左右輪が共に低ｐ路上を走行
する時では両駆動輪が同時に大きくスリップし、タイヤ
のコーナリングフォースが低下することにより車両の尻
振りが発生し易く、操縦安定性が悪化してしまう。

（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
説明すると、左右の駆動輪間に設けられ、外部からの制
御力により締結される差動制限クラッチ手段１と、車両
状態を検出する所定の検出手段２と、該検出手段手段２
からの検出信号に基づいて出力される制御信号で差動制
限量を増減制御させるクラッチ制御手段３と、を備えて
いる車両用差動制限制御装置において、前記検出手段２
として、非駆動輪回転速度検出手段２０１と左駆動輪回
転速度検出手段２０２と右駆動輪回転速度検出手段２０
３とを含み、前記クラッチ制御手段３は、非駆動輪に対
し左右駆動輪のどちらか一方、または左右両駆動輪の回
転速度が高い時に差動制限量を増大させると共に、左右
駆動輪のスリップ比が共に所定値を越えた時に差動制限
量を低下させる手段とした。

（作　用） 本発明の車両用差動制限制御装置では、上述のような手
段とした為、スプリッ）ｇ路等の走行時であって、非駆
動輪に対し左右駆動輪のどちらか一方の駆動輪の回転速
度が高い時、及び低摩擦係数路等の走行時であって、非
駆動輪に対し左右両駆動輪の回転速度が高い時、のいず
れの時でも差動制限量は増大する。

また、差動制限量の増大により駆動輪スリップを抑制し
てもなお左右駆動輪のスリップ比が共に所定値を越える
時には、差動制限量は低下する。

従って、差動制限量の増大により駆動輪スリップ抑制作
用を発揮させる範囲を、左右駆動輪のスリップ比が共に
所定値を越える時を上限としている為、タイヤのコーナ
リングフォースを低下させない範囲での差動制限制御と
なり、低摩擦係数路走破性の向上と操縦安定性の向上と
の両立を図ることが出来る。

（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後輪駆動車用差動
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
１０、多板摩擦クラッチ手段（差動制限クラッチ手段）
１１、油圧発生装置１２、コントロールユニット（クラ
ッチ制御手段）１３、入力手段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
の駆動後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５ｉ１０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
、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、ノ＼ウジング１
６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’、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）２
９．２９’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１
９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のように、駆動トルクによるスラス
ト力は特に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２８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
ュエータとしてバルブソレノイド４５を有する電磁比例
減圧バルブ４６を備えている。

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）１３からの制御電流信号（ｉ）
により、指令電流値ｉ末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。

ｒｒｉ制御電流信号（Ｄは電磁比例減圧バルブ４６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ズＰ−弘・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
ータを中心とする制御回路で、入力インタフェース回路
１３１、メモリ１３２．ＣＰＵ（セントラル、プロセシ
ング、ユニット）１３３、出力インタフェース回路１３
４を備えている。

尚、前記コントロールユニッ）１３への入力手段１４と
しては、左前輪回転速度センサ１４１、右前輪回転速度
センサ１４２、左後輪回転速度センサ１４３．右後輪回
転速度センサ１４４が設けられている。

前記左前輪回転速度センサ１４１及び右前輪回転速度セ
ンサ１４２は、非駆動輪である左右前輪の回転速度を検
出する手段で、センサ１４１からは左前輪回転速度ＮＦ
Ｌに応じた左前輪回転速度信号（ｎｆｌ　）　、センサ
１４２からは右前輪回転速度ＮＦＲに応じた右前輪回転
速度信号（ｎｆｒ　）が出力される。

前記左後輪回転速度センサ１４３及び右後輪回転速度セ
ンサ１４４は、駆動輪である左右後輪の回転速度を検出
する手段で、センサ１４３からは左後輪回転速度ＮＲＬ
に応じた左後輪回転速度信号（ｎｒｌ　）　、センサ１
４４からは右後輪回転速度ＮＲＲに応じた右後輪回転速
度信号（ｎｒｒ　）が出力される。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、コントロールユニット１４での差動制限制御の作
動流れを、第５図に示すフローチャート図により述べる
。

ステップ１００では、各車輪回転速度上ンサ１４１．１
４２．１４３．１４４からの信号により、左前輪回転速
度ＮＦＬ、右前輪回転速度ＮＦＲ。

左後輪回転速度ＮＲＬ、右後輪回転速度ＮＲＲが読み込
まれる。

ステップ１０１では、前記ステップ１００で読み込まれ
た左前輪回転速度ＮＦＬと右前輪回転速度ＮＦＲとによ
り、前輪の平均車輪速Ｎ　ＦＡＶＥが演算により求めら
れる。

尚、演算式は、ＮＦＡＶＥ＝　（ＮＦＬ＋　ＮＦＲ）　
／　２である。

ステップ１０２では、前記ステップ１０１で求められた
前輪の平均車輪速Ｎ　ＦＡＶＥと、ステップ１００で読
み込まれた左後輪回転速度ＮＲＬ及び右後輪回転速度Ｎ
ＲＲとによって、左右後輪のそれぞれについての前輪の
平均車輪速に対する回転速度差ΔＮＬ　　、ΔＮＲとが
演算により求められる。

尚、演算式は次式の通りである。

Ａ　Ｎ　Ｌ　＝　Ｎ　ＲＬ−ＮＦＡＶＥΔＮＲ＝　ＮＲ
Ｒ−ＮＦＡＶＥ ステップ１０３では、前記ステップ１０２で求めた回転
速度差ΔＮＬ　、ΔＮＲの少なくとも一方が設定回転速
度差６８０以上かどうかの判断がなされる。

尚、ステップ１０３でΔＮＬ≧ΔＮｏまたはΔＮＲ≧Δ
ＮＯの時にはステップ１０４へ進み、ステップ１０３で
ΔＮＬ＜ΔＮｏかつΔＮＲ＜ΔＮＯの時にはステップ１
０７へ進む。

ステップ１０４では、左右後輪のそれぞれについての前
輪の平均車輪速に対するスリップ比ＳＬ、ＳＲが演算に
より求められる。

尚、演算式は次式の通りである。

ＳＬ　＝　ＮＲＬ／ＮＦＡＶＥ Ｓ　Ｒ＝　ＮＲＲ／　ＮＦＡＶＥ ステップ１０５では、前記ステップ１０４で求めたスリ
ップ比ＳＬ、ＳＲの両方が設定スリップ比Ｓｏを越えて
いるかどうかの判断がなされる。

尚・　ステップ１０５でＳＬ　＞Ｓ　ｏかつＳＲ＞Ｓ。

の時にはステップ１０７へ進み、それ以外の時にはステ
ップ１０６へ進む。

ステップ１０６では、前記ステー、プ１０３でＹＥＳと
判断され、ステップ１０５でＮＯと判断された時に、差
動制限トルクＴを徐々に増大させる制御電流信号（ｉ）
が出力される。

ステップ１０７では、ステップ１０３でＮｏと判断され
た時、またはステップ１０３及びステップ１０５でＹＥ
Ｓと判断された時に、差動制限トルクＴをゼロにする制
御電流信号（ｉ）が出力される。

次に、様々な走行態様での差動制限制御作動について説
明する。

（イ）高摩擦係数路走行時 乾燥アスファルト路等の高摩擦係数路での走行時におい
ては、ステップ１００→ステツプ１０１→ステツプ１０
２→ステツプ１０３へと進み、通常のアクセルワークに
より走行している限りは、駆動輪スリップの発生がほと
んどない為、このステップ１０３ではＮｏと判断され、
ステップ１０７に進む。

従って、差動制限量の発生のない通常の走行状ｊＢとな
る。

但し、高摩擦係数路走行昨であっても、アクセルペダル
を急激に踏み込む急発進時や急加速時等において駆動輪
スリップが発生した場合には、ステップ１０３でＮｏと
判断されて、駆動輪スリップを抑制するべく差動制限量
が発生することがある。

（ロ）低摩擦係数路走行時 両路、氷雪路等の低摩擦係数路での走行時においては、
ステップ１００→ステツプ１０１→ステツプ１０２→ス
テツプ１０３へと進み１通常のアクセルフークにより走
行していてもタイヤが滑り易い状態にある為、左右後輪
のそれぞれについての前輪の平均車輪速に対する回転速
度差ΔＮＬ　、ΔＮＲが発生すると、このステップ１０
３ではＹＥＳと判断され、ステップ１０４に進む。

そして、ステップ１０４では、左右後輪のそれぞれにつ
いてスリップ比ＳＬ、ＳＲが演算により求められ、ステ
ップ１０５では、前記ステップ１０４で求めたスリップ
比ＳＬ、ＳＲの両方が設定スリップ比ＳＯを越えている
かどうかの判断がなされるが、駆動輪スリップの開始直
後は設定スリップ比ＳＯまでに達していない為、ステッ
プ１０５でＮＯと判断され、ステップ１０６で差動制限
トルクＴを徐々に増大させるべく制御電流信号（ｉ）が
出力される。ここで、前記制御電流信号（ｉ）は、前回
の出力電流値をｆｏｌｄとした場合、今回の出力電流値
ｉ　ｎｅｗは、ｉ　ｎｅｗ　＝　ｉ　ｏｌｄ＋Δｉとな
る様に徐々に出力電流値を増加させるものである。

そして、ステップ１０３でＹＥＳと判断され、ステップ
１０５でＮｏと判断される限りは、ステップ１００〜ス
テツプ１０６の流れが緑り返えされ、差動制限トルクＴ
が徐々に増大してゆき、駆動輪スリップが抑制される６
次いで、この駆動輪スリップの抑制作用でステップ１０
３でＮｏと判断されたら、ステップ１０７へ進み、差動
制限トルクＴは解除される。

また、ステップ１０５で差動制限トルクＴが与えられた
にもかかわらず、アクセルを踏み込み方向に操作したり
、路面摩擦係数が急に低下したりして、ステップ１０５
でＹＥＳと判断された場合には、直ちにステップ１０７
へ進み、差動制限トルクＴが解除される。

これは、第６図に示すように、スリップ比ＳＬ　　。

ＳＲが設定スリップ比Ｓｏを越えるような場合には、駆
動側の両タイヤのコーナリングフォースＣＦが低下して
尻振りを発生し易く、却って左右各タイヤによりコーナ
リングフォースＣＦを確保した方が操縦安定性が高まる
為である。

（ハ）スプリットｇ路走行時 左右輪の路面摩擦係数が異なるスプリッ）ｇ路での走行
時にも、前述の低摩擦係数路での走行時と同様な制御作
動の流れとなる。

これは、ステップ１０３で、左右後輪のそれぞれについ
ての前輪の平均車輪速に対する回転速度差ΔＮＬ　　、
ΔＮＲが発生しているかどうかが判断され、少なくとも
、一方がこの条件を満足していればステップ１０４→ス
テツプ１０５→ステツプ１０６へと進むことによる。

そして、ステップ１０５でＹＥＳと判断された場合にも
前述と同様に、ステップ１０７へ進み、差動制限トルク
Ｔは解除され、操縦安定性が高められる。

以上説明してきたように、実施例の自動車用差動制限制
御装置にあっては、以下に述べるような効果が得られる
。

■　非駆動輪である前輪に対し駆動輪である左右後輪の
どちらか一方、または左右両後輪の回転速度が高い時に
差動制限トルクＴを増大させる装置とした為、スプリッ
トル路等の走行時であって、前輪に対し左右後輪のどち
らか一方の後輪回転速度が高い時、及び低摩擦係数路等
の走行時であって、前輪に対し左右両後輪の回転速度が
高い時、のいずれの時でも差動制限トルクが増大し、有
効に駆動輪スリップを抑制することが出来る。

■　左右後輪の・スリップ比ＳＬ、Ｓｌ？が共に設定ス
リップ比ＳＯを越えた時に差動制限トルクＴを解除させ
る装置とした為、差動制限トルクＴの増大により駆動輪
スリップを抑制してもなお左右後輪のスリップが高まる
方向にある時は、タイヤのコーナリングフォースＣＦの
低下が抑えられ、尻振り等の発生を防止することで、操
縦安定性の向上を図ることが出来る。

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、左右駆動輪のスリップ比の判断を
、ＳＬ＞ＳｏかっＳＲ＞Ｓ　ｏの例を示したが、（ＳＬ
　＋ＳＲ）／２＞Ｓ　ｏとしてもよい。

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。

（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、非駆動輪に対し左右駆動輪のどちらか
一方、または左右前駆動輪の回転速度が高い時に差動制
限量を増大させると共に、左右駆動輪のスリップ比が共
に所定値を越えた時に差動制限量を低下させる手段とし
た為、差動制限量の増大による低摩擦係数路走破性の向
上と、タイヤのコーナリングフォースを低下させない範
囲での差動制限制御を行なうことによる操縦安定性の向
上と、の両立を図ることが出来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図実施例装置のコントロールユニット
での差動制限制御作動の流れを示すフローチャート図、
第６図はスリップ比に対する路面摩擦係数とコーナリン
グフォースの特性図である。 １・・・差動制限クラッチ手段 ２・・・検出手段 ２０１・・・非駆動輪回転速度検出手段２０２・・・左
駆動輪回転速度検出手段２０３・・・右駆動輪回転速度
検出手段３・・・クラッチ制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）左右の駆動輪間に設けられ、外部からの制御力によ
   り締結される差動制限クラッチ手段と、車両状態を検出
   する所定の検出手段と、該検出手段手段からの検出信号
   に基づいて出力される制御信号で差動制限量を増減制御
   させるクラッチ制御手段と、を備えている車両用差動制
   限制御装置において、 前記検出手段として、非駆動輪回転速度検出手段と左駆
   動輪回転速度検出手段と右駆動輪回転速度検出手段とを
   含み、 前記クラッチ制御手段は、非駆動輪に対し左右駆動輪の
   どちらか一方、または左右両駆動輪の回転速度が高い時
   に差動制限量を増大させると共に、左右駆動輪のスリッ
   プ比が共に所定値を越えた時に差動制限量を低下させる
   手段とした事を特徴とする車両用差動制限制御装置。