JPH07115597B2 - 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、差動制限手段に制御外力を付与し、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） 従来の差動制限制御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（株）山海堂発行）の第321ベージ〜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、車両状態を検知する入力センサからの入力信号に
より差動制限トルクを増減させる差動制限制御装置とし
て、例えば、実開昭59−70953号公報や特開昭59−19933
1号公報等に記載されている装置が知られている。

（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、左右輪
の回転速度差や車輪スリップ状態等に応じて差動制限ト
ルクが得られるものの、トランスミッションのギヤ位置
とは全く無関係に差動制限がなされるものであったたた
め、運転者の意図や車両状態や走行状態への対応性がな
く、差動制限を得たい時に差動制限がなされなかった
り、差動制限の不要時に差動制限が行なわれたり、ま
た、差動制限トルクが大きすぎたり小さすぎたり、さら
に、差動制限トルクが変化してほしくない時に変化して
しまう等という問題点があった。

例えば、同じ車速で走行している場合であっても、ギヤ
位置により運転車の意図が異なるにもかかわらず、一義
的に差動制限がなされてしまう。また、同じアクセル踏
み込み量であっても、ギヤ位置により車輪駆動トルクが
異なるにもかかわらず、一義的に差動制限がなされてし
まう。

また、ギヤ位置を２速にし、旋回加速走行している場合
は、車速の上昇で変化する差動制限トルクにより旋回走
行フィーリングが悪化してしまう。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の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、トラ
ンスミッションのギヤ位置を検出するギヤ位置センサ50
1を含み、前記制御手段６を、ギヤ位置に応じて異なる
差動制限トルクを発生させ、該差動制限トルクは、ギヤ
位置が低速段および後退段の時には中・高速段の時に比
べ低い値とする手段としたことを特徴とする。

（作 用） 走行時には、ギヤ位置センサ501からの入力信号により
トランスミッションのギヤ位置が検出される。そして、
制御手段６において、このギヤ位置が低速段および後退
段の時には中・高速段の時に比べ低い値の差動制限トル
クが得られる制御指令が差動制限手段４に出力され、ギ
ヤ位置が中・高速段の時には低速段および後退段の時に
比べ高い値の差動制限トルクが得られる制御指令が差動
制限手段４に出力される。

したがって、車庫入れ等によく使用される低速段や後退
段の時には、左右の駆動輪1,2の差動を制限する差動制
限トルクが低く抑えられることで、差動による小回り性
能が確保され、容易に車庫入れ操作が行なわれる。

また、追い越し等のスポーツ的な走行をする時等によく
使用される中速段の時には、左右の駆動輪1,2の差動を
制限する高い差動制限トルクが付与されることで、例え
ば、旋回中の急激なアクセル操作でもタックイン等が抑
えられて狙ったコースを旋回走行できるし、追い越し時
には左右の駆動輪1,2に十分な駆動力が確保されること
でスムーズな追い越し走行ができる。

また、高速走行する時等によく使用される高速段の時に
は、左右の駆動輪1,2の差動を制限する高い差動制限ト
ルクが付与されることで、尻振りが抑えられ、高速直進
安定性に優れた走行を行なうことができる。

（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
駆動輪に等分配に分配伝達する駆動力分配機能をもつ装
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１内に納められているもので、リ
ングギヤ１、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
しテーバ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26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′，スラスト輪受30、30′、
スペーサ31,31′、プッシュロッド32、油圧ピストン3
3、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27
b,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→
スペーサ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、バルブソレノイド45を有する電磁比例減圧
バルブ46（バルブアクチュエータ）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、
電流値ｉの大きさに比例した制御油圧Ｐに制御をし、制
御圧油路44から油圧ポート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、制御電流信号（ｉ）
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∝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）13
4、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、トランスミッションのギヤ
位置（シフト位置）を検知し、ギヤ位置信号（ｓ）を出
力するギヤ位置センサ141が設けられている。

前記入力回路131は、前記ギヤ位置センサ141からの入力
信号（ｓ）をCPUにて処理できる信号に交換する回路で
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。

尚、コントロールユニット13のROM133には、第５図に示
すように、ギヤ位置に応じて異なる差動制限トルクＴを
発生させる制御電流値ｉ^＊が制御電流値マップとして設
定されており、実施例では、１速時及びリバース時（ギ
ヤ位置信号S₁,R）は小電流値、２速時及び３速時（ギヤ
位置信号S₂,S₃）は大電流値、４速時（ギヤ位置信号
S₄）は中電流値に設定させている。

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）１速時またはリバース時 車庫入れ等によく使用される１速位置またはリバース位
置においては、ステップ200→ステップ201→ステップ20
2→ステップ203という流れになり、ステップ203では小
電流値による制御電流信号（ｉ）が出力される。

尚、ステップ200はギヤ位置センサ141からのギヤ位置信
号（ｓ）の読み込みステップであり、ステップ201はギ
ヤ位置信号（ｓ）がどのギヤ位置を示す信号であるの判
断ステップであり、ステップ202は前記ステップ201で判
断されたギヤ位置（リバース位置または１速位置）に基
づいて制御電流値マップから電流値を検索するステップ
である。

（ロ）２速時または３速時 追い越し等スポーツ的な走行をする時等によく使用され
る２速位置または３速位置においては、ステップ200→
ステップ201→ステップ204→ステップ205という流れに
なり、ステップ205では大電流値による制御電流信号
（ｉ）が出力される。

（ハ）４速時 高速走行をする時等によく使用される４速位置（オーバ
ドライブ位置）においては、ステップ200→ステップ201
→ステップ206→ステップ207という流れになり、ステッ
プ207では中電流値による制御電流信号（ｉ）が出力さ
れる。

このように、実施例の差動制限制御装置にあっては、１
速時またはリバース時においては、小電流値による制御
電流信号（ｉ）を出力し、差動制限トルクを小さくした
ため、車庫入れ操作を容易に行なうことができる。

また、２速時または３速時においては、大電流値による
制御電流信号（ｉ）を出力し、差動制限トルクを大きく
したため、例えば旋回中の急激なアクセル操作でも差動
制限トルクが一定に保たれ、タックイン等が抑えられて
狙ったコースを旋回走行できると共に、追い越し時には
左右輪共に十分な駆動力を確保し、スムーズな追い越し
走行が可能となる。

また、４速時においては、中電流値による制御電流信号
（ｉ）を出力し、適度な差動制限トルクを発生させるよ
うにしたため、高速直進安定性に優れた走行を行なうこ
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、ギヤ位置のうち、リバース位置と
１速位置とでは同じ差動制限トルクが得られ、２速位置
と３速位置とでも同じ差動制限トルクが得られる例を示
したが、各ギヤ位置でそれぞれ異なった差動制限トルク
が得られるようにしてもよい。

また、実施例では、各ギヤ位置に対して１通りの制御電
流値による制御電流値マップを設定させた例を示した
が、制御電流値の大きさが異なる複数の制御電流値マッ
プを設定させておいて、手動切換スイッチによる選択
や、路面摩擦係数センサ等による入力信号で最適のマッ
プを選択を自動的に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、ギヤ位置に応じて異なる差動制限トル
クを発生させ、該差動制限トルクは、ギヤ位置が低速段
および後退段の時には中・高速段の時に比べ低い値とす
る制御手段を設けた構成としたため、ギヤ位置が低速段
および後退段の時の小回り性能の確保と、ギヤ位置が中
・高速段の時の旋回安定性，駆動性能，高速直進安定性
の確保との両立を図ることが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御手段を
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
トに予め記憶させてある各ギヤ位置に対する制御電流値
を示す制御マップ図、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……ギヤ位置センサ ６……制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大和田 正次 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−70426（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−22431（ＪＰ，Ｕ)

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、トランスミッションのギヤ位置
   を検出するギヤ位置センサを含み、 前記制御手段を、ギヤ位置に応じて異なる差動制限トル
   クを発生させ、該差動制限トルクは、ギヤ位置が低速段
   および後退段の時には中・高速段の時に比べ低い値とす
   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。