JPH03213725A - 制御型回転差感応継手 - 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、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力配分装置
や前後輪及び左右輪の差動制限装置等として用いられる
制御型回転差感応継手の改良に関する。

（従来の技術） 従来の制御型回転差感応継手としては、特開昭６３−　
＋　０　＋　５６７号の公報に記載されているような継
手が知られている。

この従来出典には、同軸上に相対回転可能に配置された
第１の回転軸及び第２の回転軸と、該第１、第２の回転
軸の相対回転速度差に応じて吐出される流体量をオリフ
ィスによる流出規制で流体圧に変換し、さらに、この流
体圧を両軸間の伝達トルクに変換する回転差感応継手と
、アクチュエタ駆動により軸方向にストロークするスプ
ールが示され、このアクチュエータにより駆動されるス
プールとオリフィスとの相対位置関係でオリフィス開口
面積を変更するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の制御型回転差感応継手
によって、オリフィス開口面積をきめ細かく制御し、走
行状態や車両状態に応じて伝達トルク特性を最適に制御
する場合、下記に述べるような問題か生じる。

■　スプールの基準位置をスプールストッパによって決
める構造となっていた為、スプールの基準位置が個々の
部品の工作精度や組付精度の積み重ねで決まることにな
り、ばらつきが発生してしまい、充分なスプールの軸方
向基準位置精度が得られない。

■　本出願人が先に提案した特願平１−１５６３０７号
の明細書及び図面に記載したように、アクチュエータか
らスライド機構やロッド等の伝達機構を介してスプール
を動作させる場合、アクチュエータの基準位置はブツシ
ュロッドかスプールに接触した瞬間でもって決めること
になるが、電源を一度切るとアクチュエータの保持力が
変化してアクチュエータ基準位置精度が得られない。

尚、上記■、■に記載したように、スプールやアクチュ
エータの基準位置が正規の位置からずれてしまった場合
には、オリフィス開口面積をきめ細かく制御することに
よる所期の走行状態や車両状態に応じた伝達トルク特性
の最適制御が行なわれなく、特に、伝達トルクの変化率
が大きなオリフィス開口面積の小面積領域では目標トル
クから大きく外れた伝達トルクとなり、伝達トルク特性
変更制御のメリットを生かせなくなる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、外部アクチュエータによりオリフィスの開口面積を変
更可能な制御型回転差感応継手において、オリフィスや
スプール等の加工精度や組付精度を上げることなく、ユ
ニット毎の伝達トルク特性のばらつきをなくすことを課
題とする。

（課題を解決するだめの手段） 上記課題を解決するために本発明の制御型回転差感応継
手では、トルク伝達特性の基準出しを行ない、その基準
位置をコントローラに記憶するマニュアルモート手段を
設けた。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転軸
及び第２の回転軸と、前記第１．第２の回転軸の相対回
転速度差に応じて吐出される流量をオリフィスによる流
出規制で流体圧に変換し、さらに、この流体圧を両軸間
の伝達トルクに変換する回転差感応継手と、前記オリフ
ィス位置にスプールを配置し、非回転部に設けたアクチ
ュエータにコントローラからの指令を与えてオリフィス
開口面積を変更するオリフィス開口面積変更手段と、前
記アクチュエータの作動位置を検出するアクチュエータ
作動位置検出手段と、前記アクチュエータの作動モード
をマニュアルモードとオートモードに切換えるモード切
換手段と、前記モード切換手段をマニュアルモード側に
入れた時、アクチュエータを外部設定に応じて作動可能
とすると共に、このアクチュエータ作動時に第１．第２
の回転軸に一定の相対回転速度差を与えながら伝達トル
クを検出し、基準伝達トルクが得られた時のアクチュエ
ータ作動位置である基準位置を前記アクチュエータ作動
位置検出手段からの検出信号に基づいてコントローラに
記憶させるマニュアルモード手段と、前記モード切換手
段をオートモード側に入れた時、自動的にアクチュエー
タをオリフィス全開位置に戻し、その後、走行状態に応
じた目標伝達トルクが得られる指令をコントローラに配
憶されているアクチュエータの基準位置に基づいて決定
するオートモード手段とを備えている事を特徴とする。

（作　用） 第１の回転軸と第２の回転軸とに相対回転速度差を生じ
た場合には、相対回転速度差に応じて吐出される流量が
オリフィスによる流出規制で流体圧に変換され、さらに
、この流体圧が両軸間の伝達トルクに変換される。

そして、この伝達トルク特性を変更する場合は、アクチ
ュエータに外部から所定の駆動指令を印加して駆動させ
ると、アクチュエータの動作がスプルのストローク動作
に変換され、流出規制効果を決めるオリフィス開口面積
がスプールとオリフィスとの相対位置関係で変更される
。

上２のように制御型回転差感応継手により伝達トルク変
更制御を行なうにあたって、アクチュエタの基準位置を
調整する場合には、モード切換手段をマニュアルモード
側に入れる。

この操作により、マニュアルモード手段においては、ア
クチュエータが外部設定に応じて作動可能とされ、この
アクチュエータ作動時に第１．第２の回転軸に一定の相
対回転速度差を与えながら伝達トルクを検出すると、基
準伝達トルクが得られた時のアクチュエータ作動位置で
ある基準位置がアクチュエータ作動位置検出手段からの
検出信号に基づいてコントローラに記憶され、その後、
モード切換手段をオートモード側に入れると、オートモ
ード手段において、自動的にアクチュエータがオリフィ
ス全開位置に戻り、アクチュエータの基準位置調整が完
了する。

その後の伝達トルク変更制御では、走行状態に応じた目
標伝達トルクが得られる指令かコントローラに記憶され
ているアクチュエータの基準位置に基づいて決定される
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

第６図は実施例の制御型回転差感応継手ＡｆＪ＜適用さ
れた後輪駆動車のパワートレーン及び差動制限制御系を
示す概略図で、制御型回転差感応継手Ａは、左右後輪Ｒ
Ｗ、ＲＷ間に設けられたりャディファレンシャル内蔵の
着動制限装置として適用されている。

第６図において、１８０は制御型回転差感応継手Ａの差
動制限トルク特性を変更するステッピングモータで、こ
のステッピングモータ１８０（アクチュエータ）はコン
トローラ２００により駆動制御される。

そして、このコントローラ２００には、車速センサ２０
１、右後輪回転センサ２０２、左後輪回転センサ２０３
、舵角センサ２０４、アクセル開度センサ２０５、ブレ
ーキスイッチ２０６、モータポテンショメータ２０７（
アクチュエータ作動位置検出手段）等が接続され、これ
らのセンサ信号を入力情報とし、左右後輪の回転速度差
やアクセル開度等に応じて差動制限トルク特性の変更制
御を行なったり、ブレーキ作動時に差動制限トルクの解
除制御を行なうようにしている。

また、コントローラ２００には、第４図に示すように、
モータ回転角度Ｍθの基準位置調整を行なうために、マ
ニュアルモードとオートモードとを切換えるモードスイ
ッチ２０８（モード切換手段）と、マニュアルモードで
の基準位置調整時にステッピングモータ１８０の最大回
転角Ｍ５を設定するモータ回転角設定部２０９と、ステ
ッピングモータ１８０をＯｏから最大回転角Ｍ５まで徐
々に駆動させるスイッチ信号を出力するセットスイッチ
２１０とが外部からの手動操作手段として設けられ、コ
ントローラ２００の内部には、゛マニュアルモード手段
とオートモード手段に相当する調整制御プログラムが組
込まれている。

第１図は制御型回転差感応継手Ａが内蔵状態で組み込ま
れたりャディファレンシャル１を示す断面図で、差動装
置としては、ドライブピニオン３及びリングギヤ４を介
して駆動力が入力されるディファレンシャルケース１０
と、ビニオンシャフト１１を介して回転自在に支持され
たビニオン１２と、該ビニオン１２に噛合する一対のサ
イドギヤ１３．１４と、該サイドギヤ１３，１４にそれ
ぞれ連結される左駆動軸１５及び右駆動軸１６とを備え
ている。

そして、前記左右駆動軸１５．１６には、差動回転の発
生が無い時には等配分に駆動トルクが伝達され、差動回
転の発生時には制御型回転差感応継手Ａによる差動制限
トルク分だけ駆動トルクが高回転側から低回転側へ伝達
される。

以下、第１図〜第４図により制御型回転差感応継手Ａの
構成を説明する。

制御型回転差感応継手へのうち、回転差感応継手機能を
示す回転差感応継手２０は、左駆動軸１５（第１の回転
軸）と右駆動軸１６（第２の回転軸）とのうちの一方の
左駆動軸１５にスプライン結合されたドライフハウジン
グ３０の内面に形成されたカム面３１と、他方の右駆動
軸１６にスプライン結合されたローター４０と、該ロー
ター４０に設けられ、差動回転によりカム面３１に摺接
しながら径方向に往復動する放射配置のドライビングピ
ストン５０と、該ドライビングピストン５０の往復動に
伴なって体積変化するシリンダ室６０と、該シリンダ室
６０にバランス油路７１を介して連通されたスプール室
７０と、該スプール室７０の一端が開口されると共に、
レギュレータ油路８０を介してシリンダ室６０に連通さ
れたアキュムレータ室９０と、前記バランス油路７１の
スプール室７０に対する開口端に形成されたオリフィス
１００を備えている。

尚、３２はドライブハウジングカバー、４１はシリンダ
穴、４２はリリーフバルブ穴、５１はシルリング、８１
はポールワンウェイバルブ、９１はアキュムレータピス
トン、９２はスプリングリテーナ、９３はリターンスプ
リングである。

前記オリフィス１００のオリフィス開口面積変更手段１
１０は、スプール１２０．センタ穴１３０、クロス穴１
４０．ブツシュロッド１５０．クロスロット１６０．ス
ライド機構１７０及びステッピングモータ１８０を備え
ている。

前記スプール＋２０は、前記オリフィス１００を全開か
ら全閉まで開口面積を変更可能なように、スプール室７
０に摺動可能に収納され、ローター４０の軸心位置に配
置されている。

そして、このスプール１２０は、第３図の断面図に示す
ように、アシストスプリング１２１によりオリフィス全
開方向（図中左方向）に付勢されている。

尚、このアシストスプリング１２１は、ローター４０に
ねじ７３で取り付けられたスプリングリテナ７４に一端
が固定されている。また、このスプリングリテーナ７４
には、アキュムレータ室９０とスプール室７０とを連通
する連通穴７５が開穴されている。また、前記スプール
穴７０内には、スプール＋２０が内圧により飛び出すの
を防止するストッパリング７６が設けられている。

前記センタ穴１３０は、スプール室７０に連通されて、
回動軸１５の軸心に形成されている。

前記クロス穴１４０は、センタ穴１３０の端部から左駆
動軸１５の径方向に貫通形成され、このクロス穴１４０
の幅は、前記スプール１２０の必要なストローク量と路
間−に設定されている。

前記ブツシュロッド１５０は、一端が前記スプール１２
０に連結されてセンタ穴１３０に軸心方向に摺動可能に
挿入されている。

前記クロスロッド１６０は、前記ブツシュ０ツド１５０
の他端に固着され、両端はクロス穴１４０から回転軸１
５の外部に僅かに突出されて設けられている。

前記スライド機構１７０は、前記クロスロッド１６０に
連結され、左駆動軸１５の外周に図中左右方向に摺動可
能に設けられた内スリーブ１７１と、該内スリーブ１７
１の外周にポールベアリング１７２を介在させて相対回
転を許容するべく設けられた外スリーブ１７３とを有す
る。

前記ステッピングモータ１８０は、ディファレンシャル
ハウジング５に取り付けられ、第４図に示すように、そ
のモータ軸１８３にフォークシャフト１８１が連結され
、このフォークシャフト１８１に略Ｕ字形状のフォ〜り
１８４が取付けられ、このフォーク１８２は前記外スリ
ーブ１７３に当接して配置される。

次に、作用を説明する。

（イ）モータ回転角度基準位置調整作用ユニット組付時
や工場出荷時等においては、上言己差動制限制御システ
ムが所期の性能を発揮するためと車両毎に性能ばらつき
が存在するのを防止するために、下記の手順によりモー
タ回転角度基準位置の調整が行なわれる。

この調整作用を、モータ回転角度基準位置調整の手順を
示す第５図のフローチャートに従って説明する。尚、第
５図において、点線であられしたステップは手動操作ス
テップであり、実線であられしたステップはコントロー
ラ２００での自動処理ステップである。

ます、電源ＯＮにまり調整の開始準備がなされ、ステッ
プ５００において、モード切換スイッチ２０８をマニュ
アルモート側に入れることで調整がスタートし、ステッ
プ５０１では、モータ回転角設定部２０９でのデジタル
スイッチ操作によりマニュアルモードでの基準位置調整
時にステッピングモータ１８０の最大回転角Ｍ５を設定
される。

例えば、第４図の場合には、１０．２度までステッピン
グモータ１８０が回転しなさいという設定となっている
。

次のステップ５０２では、左右の駆動軸１５゜１６間に
一定の相対回転差Ｎ。（ｒｐｍ　）が図外の軸回転機か
ら付与される。

その後、ステップ５０３でセットスイッチ２１０をＯＮ
操作すると、ステップ５０４では、ステッピングモータ
１８０を０°からモータ回転角設定部２０９により設定
された最大回転角Ｍ５まで徐々に駆動させる指令がコン
トローラ２００からステッピングモータ１８０に対して
出力される。

そして、このステッピングモータ１８０が回転している
間、調整時用に設けられた図外のトルクセンサにより差
動制限トルクＴがコントローラ２００により読み込まれ
、ステップ５０６では、検出による差動制限トルクＴが
基準差動制限トルクＴｏかどうかが判断される。

そして、ステッピングモータ１８０の回転を徐々に上昇
させていくうちに差動制限トルクＴが基準差動制限トル
ク■。に達したら、その時のモータ回転角度−θが基準
モータ回転角度Ｍ。としてモータポテンショメータ２０
７からコントローラ２００に読み込まれ、ステップ５０
８では、コントローラ２００のメモリに基準モータ回転
角度−０が記′ｌ設定される。

例えば、第７図に示すように、相対回転差３０ｒｐｍで
差動制限トルク２０ｋｇｍ等を基準とする。

以上の動作が終了した後、モード切換スイッチ２０８を
オートモート側に切換操作すると（ステップ５０９）、
ステップ５１０では、コントロラ２００からステッピン
グモータ１８０に対してモータ回転角度を０°まで戻す
駆動指令が出力され、次のステップ５１１で、モータ回
転角度−θが０°かどうかが判断され、Ｏｏとなった時
点で調整が終了する。

（ロ）差動制限作用 悪路走行時や片輪スタック時等で左右駆動軸１５．１６
に連結される左右後輪ＲＷ、ＲＷに回転速度差が発生す
る時は、ドライブハウシンク３０とローター４０とにも
相対回転か発生し、この相対回転によりカム面３１に摺
接するドライビングピストン５０は径方向に往復動し、
この往復動のうち回転軸中心に向かうことでシリンダー
室６０の容積を縮小する時には、スプール１２０による
流出規制で生じる流動抵抗でシリンダー室６０内の圧力
が高まり、この発生油圧とピストン５０の受圧面積とを
掛は合せた油圧力がドライビングピストン５０をカム面
３１に押し付ける力となり、この押し付は力が差動制限
トルクとして作用し、駆動トルクの配分において、等ト
ルク配分から高速回転側を小さくし低速回転側を大きく
するように差動が制限される。

（ハ）差動制限トルク変更制御作用 そして、本実施例装置による差動制限トルク特性は、オ
リフィス１００の開口面積を変化させることにより任意
に変更することができる。

即ち、ステッピングモータ１８０によりフォーク１８２
を外スリーブ１７３が第１図右方向に摺動する方向に回
動させた場合には、外スリーブ１７３の摺動に伴ない、
スライド機構１７０が図中右方向に移動すると共にクロ
スロット１６０及びプッシュロント１５０及びスプール
１２０が図中右方向にストロークして、オリフィス１０
０の開口面積を減少させる。

このようにオリフィス１００の開口面積が減少すると、
第７図に示すように、相対回転差に対して高ゲインの差
動制限トルク特性となる。

このような状態から、ステッピングモータ１８０を逆に
駆動させた場合には、スライド機構１７０に対するフォ
ーク１８２による位置規制が無くなり、アシストスプリ
ング１２１の付勢力により、外スリーブ１７３とフォー
ク１８２との当接状態を維持するようにしてスプール１
２０も図中左側にストロークし、オリフィス１００の開
口面積が広がる。

このように、オリフィス１００の開口面積が広がると、
第７図に示すように、相対回転差に対して低ゲインの差
動制限トルク特性となり、例えば、旋回初期を検出する
と、旋回性能を良好にすべく、低ゲインの差動制限トル
ク特性とし、旋回後期を検出すると、ダッシュ性能を向
上させるべく、高ゲインの差動制限トルク特性とする。

また、悪路走行時やスタック時を検出した場合にも、高
ゲインの差動制限トルク特性とする。

また、特に後輪ＲＷ、ＲＷの接地する路面μが左右で異
なる状態で制動を行ったことを検出した場合には、ＡＢ
Ｓ付の車両では、低μ路側の車輪ロックを防止しつつ高
μ路側の制動力を確保するべく、低ゲインの差動制限ト
ルク特性としたり、差動制限トルクを解除する。

このように、差動制限トルクを様々な走行状態や車両状
態に応じて制御することで、所望の最適走行性能を得る
ことができる。

以上説明してきたように、実施例の制御型回転差感応型
継手Ａにあっては、コントローラ２００を利用してマニ
ュアルモートとオートモートによリモータ回転角度基準
位置調整する手段を設けた為、オリフィス１００やスプ
ール１２０等の加工精度や組付精度を上げることなく、
さらには、ロッド１５０，１６０等の伝達機構等のがた
影響や電源を切った時のモータゼロ位置変化等の影響を
受けることなく、ユニット毎の差動制限トルク特性のば
らつきをなくすことができる。

この結果、差動制限トルク制御システムを搭載した全て
の車両において、ステッピングモータ１８０に対するオ
ープン制御としながら所期の最適制御性能を達成するこ
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、本発明の制御型回転差感応継手を
左右輪の差動制限装置に適用した例を示したが、四輪駆
動車の駆動力配分装置や前後輪の差動制限装置として用
いてもよい。

また、実施例では、アクチュエータとしてステッピング
モータを用いる例を示したか、ＤＣＣツタの他のアクチ
ュエータであっても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、外部アク
チュエータによりオリフィスの開口面積を変更可能な制
御型回転差感応継手において、トルク伝達特性の基準出
しを行ない、その基準位置をコントローラに記憶するマ
ニュアルモード手段を設けた為、オリフィスやスプール
等の加工精度や組付精度を上げることなく、ユニット毎
の伝達トルク特性のばらつきをなくすことことが出来る
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の制御型回転差感応継手を適用し
たりャディファレンシャルを示す縦断平面図、第２図は
第１図Ｉ−Ｉ線による回転差感応継手の縦断正面図、第
３図は実施例継手のスプール部を示す拡大断面図、第４
図は実施例継手のステッピングモータ部を示す断面図、
第５図はモータロ転角度基準位置調整の手順を示すフロ
ーチャート、第６図は実施例継手を適用したエンジン駆
動系及び制御系を示す概略図、第７図は実施例継手によ
る差動制限トルク特性図である。 Ａ・・・制御型回転差感応継手 １５・・・左駆動軸（第１の回転軸） １６・・・右駆動軸（第２の回転軸） ２０・・・回転差感応継手 ７０・・・スプール室 １００・・・オリフィス １１０・・・オリフィス開口面積変更手段１２０・・・
スプール １８０・・・ステッピングモータ ２００・・・コントローラ ２０γ・・・モータポテンショメータ （アクチュエータ作動位置検出手段） ２０８・・・モート切換スイッチ （モード切換手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転軸及
   び第２の回転軸と、 前記第１，第２の回転軸の相対回転速度差に応じて吐出
   される流量をオリフィスによる流出規制で流体圧に変換
   し、さらに、この流体圧を両軸間の伝達トルクに変換す
   る回転差感応継手と、前記オリフィス位置にスプールを
   配置し、非回転部に設けたアクチュエータにコントロー
   ラからの指令を与えてオリフィス開口面積を変更するオ
   リフィス開口面積変更手段と、 前記アクチュエータの作動位置を検出するアクチュエー
   タ作動位置検出手段と、 前記アクチュエータの作動モードをマニュアルモードと
   オートモードに切換えるモード切換手段と、 前記モード切換手段をマニュアルモード側に入れた時、
   アクチュエータを外部設定に応じて作動可能とすると共
   に、このアクチュエータ作動時に第１，第２の回転軸に
   一定の相対回転速度差を与えながら伝達トルクを検出し
   、基準伝達トルクが得られた時のアクチュエータ作動位
   置である基準位置を前記アクチュエータ作動位置検出手
   段からの検出信号に基づいてコントローラに記憶させる
   マニュアルモード手段と、 前記モード切換手段をオートモード側に入れた時、自動
   的にアクチュエータをオリフィス全開位置に戻し、その
   後、走行状態に応じた目標伝達トルクが得られる指令を
   コントローラに記憶されているアクチュエータの基準位
   置に基づいて決定するオートモード手段と、を備えてい
   る事を特徴とする制御型回転差感応継手。