JPH03224827A - 自動車の差動制限制御装置 - 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、自動車の駆動系統に組込まれている差動機構
の機能を制限して悪路あるいは不整地などでの脱出性能
を向上させる自動車の差動制限機構の制御装置に関する
ものである。

〈従来の技術〉 自動車の片方の駆動輪が泥渾地又は雪道などのような低
摩擦路面に嵌り込んだ場合は、この駆動輪の接地抵抗（
伝達トルク）が小さくなる。すると、差動機構による差
動作用で反対側の駆動輪にも同じような小さなトルクし
か伝えられなくなってしまうために、自動車全体として
の駆動トルクが低下して脱出困難になる。

このような不具合を解消するために、差動機構の内部に
クラッチ機構を設け、このクラッチ機構を作動させるこ
とによって駆動トルクの低下を防止するようにした各種
の差動制限装置が種々提案されて実用化されている。

即ち、従来の差動制限装置においては、例えば「自動車
工学便覧」の第５編１−３１頁〜１−３２頁（昭和５７
年１１月２６日、社団法人自動車技術会発行）などに記
載されているように、トルク比例式の差動制限装置、予
圧式の差動制限装置、トルク比例予圧式の差動制限装置
、機械式の差動制限装置あるいはＺＦ式デフロツタ機構
などを組込むことにより、片輪スリップによるハンドル
取られを防止するとともに低摩擦路面からの脱出性能を
高くするようにしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、従来の差動制限装置においては、いずれも左
右の駆動輪の回転差が充分に高くなった後でないと差動
機能が制限されないために、低摩擦路面に突入すること
が予測される場合に予め差動機能を制限しておくことが
できず、あるいは、直進走行時に差動制限機構を作動さ
せて自動車の直進安定性を高くすることができないとい
う問題点があった。

又、このような不具合を解消するために、差動制限機構
を人為的にオン・オフ制御できるようにしたものもある
が、この場合は左右の駆動輪がともにスリップをした場
合は横方向へのグリップ力が極めて小さくなっていわゆ
る尻振り現象を起すという不具合があり、殊に、旋回中
に片側の駆動輪がスリップして差動制限機構が作動して
しまうと、これにともなってステア特性がアンダステア
方向に変化して旋回し難くなり、もしくは、左右の駆動
輪がともにスリップしてスピンを起してしまう可能性が
ある。

本発明は、このような従来の問題点を解消するためにな
されたものであり、差動機能を制限する必要性が生じ、
あるいは、差動制限機能を発揮させたほうが都合がよい
場合に回転センサの出力信号などによる外部信号に基づ
いて差動制限機能を発揮させることにより、低摩擦路面
での脱出性能の低下を伴なうことなく直進時の走行安定
性をも向上させることができ、しかも、旋回時の安定性
をも確保することができる自動車の差動制限装置を提供
することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために本発明では、差動制限機構及
び該差動制限機構の差動制限力を増減制御するアクチュ
エータとを備えた自動車において、操舵角に応答した信
号を出力する操舵角センサ及び車速に応答した信号を出
力する車速センサ並びに左右駆動輪間の回転差及び前後
輪間の回転差を検出する回転センサを設けるとともに、
車速及び操舵角に応じた最適差動制限力に対応する信号
をあらかじめ記憶させた記憶手段を設けている。又、前
記該記憶手段から読み出した信号を前記アクチュエータ
に制御信号として供給する制御手段及び前記回転センサ
の出力に基づいて左右いずれか一方の駆動輪のみがスリ
ップしたことを検出したときに前記記憶手段から読み出
した信号を徐々に増大補正して制御手段に供給する補正
手段を設けている。そして、前記操舵角センサの出力に
基づいて検出した操舵角が所定値より大きいとき並びに
前記回転センサの出力に基づいて左右の駆動輪がともに
スリップしたことを検出したときに前記アクチュエータ
に解除信号を供給する解除手段を設けて自動車の差動制
限制御装置を構成している。

〈作用〉 このような構成としているために、左右駆動輪の間の回
転差が所定値より小さいときはスリップのない正常な走
行状態であると判断し、記憶手段から読み出された信号
がそのままの状態でアクチュエータに制御信号として供
給される。従って、この場合はそのときの車速及び操舵
角度に応じた最適制限力が得られるために、自動車の操
安特性が確保される。

一方、左右駆動輪の回転差が所定値より大きくなったと
き、つまり、いずれか一方の駆動輪がスリップしたこと
が検出されたときは回転センサの出力に基づいて補正手
段が機能する。すると、記憶手段から読み出されてアク
チュエータに供給されている信号が徐々に増大補正され
るために、差動制限機構の差動制限力が徐々ド増加して
左右駆動輪の間の回転差が徐々に減少させる。従って、
左右駆動輪の間の回転差が解消され、脱出性能が向上す
る。しかしながら、片側の駆動輪がスリップしていたと
しても操舵角が所定値より大きいときは解除手段が作動
して差動制限機構を不作動状態に戻すために、旋回の途
中でステア特性がアンダステア方向に変化すること及び
両側の駆動輪のスリップなどが回避されるので旋回安定
性が保証される。尚、スリップの解消にともなって補正
手段が停止すると、記憶手段から読み出された信号の増
大補正の度合が徐々に小さくなってそのときの車速及び
操舵角によって定まる標準値まで差動制限力が戻される
。

又、前後輪間の回転差が所定値より大きくなったとき、
つまり、左右の駆動輪がともにスリップをしているとき
は横方向へのグリップ力が極端に小さくなるので危険で
ある。しかしながら、このように左右の駆動輪がともに
スリップをした場合は回転センサの出力に基づいてアク
チュエータの解除信号が供給されるために、差動制限機
構が全く機能しなくなる。すると、片方の駆動輪がスリ
ップしていたとしても他方の駆動輪がスリップしなくな
るために横方向へのグリップ力が失われることがなく、
安全性が確保される。尚、このように左右の駆動輪がと
もにスリップした場合は運転者のその旨を報知（警告）
するようにしてもよい。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

図は本発明に係る自動車の差動制限制御装置の一実施例
を示す概略構成図であり、デフキャリヤ１に収容された
デフケース２には左右一対のサイドギヤ３を軸着すると
ともに、デフケース２に固定したスパイダ４にピニオン
５を軸着することにより、該ピニオン５を介して前記両
サイドギヤ３を連動させている。６はデフケース２に固
定したリングギヤ、７はリングギヤ６を駆動するドライ
ブピニオンであり、前記サイドギヤ３にスプライン嵌合
させたアクスルシャフト（図示省略）の先端にそれぞれ
駆動輪を結合している。尚、このような差動機構の構成
は従来のものと実質的に同一構成である。

ここに前記左右一対のサイドギヤ３のうち、図中右側に
位置するサイドギヤ３とともに図示しないドライブシャ
フトにスプライン嵌合されたスリーブ８を設け、前記デ
フケース２に軸方向移動自在に挿着している。そして、
前記スリーブ８に軸方向移動自在にのみ係合保持させた
複数枚のフリクションディスクと前記デフケース２に軸
方向にのみ移動自在に係合保持させた複数枚のフリクシ
ョンプレートとを前記プレッシャプレート９の左側面と
デフケース２に形成したクラッチ面との間において交互
に重合させて挟み込むことにより、プレッシャプレート
９の右側面とデフケース２との間に形成されたチャンバ
１０の圧力を増減させてプレッシャプレート９をクラッ
チ面に接離させると、図中右側のサイドギヤ３とデフケ
ース２との間の相対回転が拘束又は許容される摩擦りラ
ッチ機構を構成している。

又、エアタンク１１から前記チャンバ１０に至るエア通
路１２に給気弁１３を介装するとともに、このエア通路
１２と大気とを排気弁１４を介して接続し、これらの給
気弁１３及び排気弁１４をそれぞれコントローラ１５の
出力に基づいて開閉制御することにより、前記チャンバ
１０をエアタンク１１と大気とに切換接続してその内圧
を増減調整できるようにしている。

前記コントローラ１５には左右の前輪及び左右後輪（駆
動輪）の回転数に対応した信号をそれぞれ出力する回転
センサ１６を接続することにより、例えば左右の前輪間
の回転差に基づいてそのときの操舵角度を判断するとと
もに、左右前輪の平均回転数に基づいて車速を算出する
。又、コントローラ１５は左右の後輪（駆動輪）の回転
差に基づいていずれか一方の駆動輪がスリップしている
か否かを判断し、しかも、前後輪の回転差に基づいて左
右の駆動輪がともにスリップしているか否かを判断する
。更に、コントローラ１５にブレーキセンサ　０ １７及び手動スイッチ１８の出力信号を供給するととも
に、図示しない記憶手段、補正手段、解除手段及び制御
手段を設けることにより、回転センサ１６、ブレーキセ
ンサ１７、手動スイッチ１８の出力に基づいて前記給気
弁１３及び排気弁１４に供給されるパルス（制御）信号
のオンの時間的割合（デユーティ）を増減変化させるこ
とにより、これら給気弁１３及び排気弁１４の開度な可
変制御させる。

因に、前記記憶手段には車速及び操舵角に応じた最適差
動制限力に対応する信号があらかじめ記憶されており、
この記憶手段から読み出した信号を補正手段を経て制御
手段に供給するようにしている。ここに、制御手段は供
給された信号に応じて前記給気弁１３及び排気弁１４に
供給される制御信号（パルス信号）を可変制御し、補正
手段は記憶手段から読み出されて制御手段に供給される
信号を必要に応じて徐々に増大補正し、若しくは、増大
補正の度合を徐々に小さくする機能を有している。解除
手段は回転センサ１６の出力に基づいて操舵角が所定値
より大きくなっていることを検出し１ま たとき及び左右の駆動輪がともにスリップをしていると
判断したとぎに記憶手段から読み出された信号の大きさ
に関係なく制御手段から不作動信号（デユーティゼロの
信号）を出力させる。

このように構成された自動車の差動制限制御装置におい
て、自動車が走行に供されると回転センサ１６の出力に
基づいてそのときの車速及び操舵角が検出（算出）され
、この車速及び操舵角に応じた信号が記憶手段から読み
出される。そして、左右駆動輪（後輪）の回転差が所定
値より小さいとき、つまり、自動車が通常の走行に供さ
れているときは、記憶手段から読み出された信号がその
まま制御手段に供給されるために、この信号に応答した
制御信号が給気弁１３及び排気弁１４に供給される。従
って、このような通常の走行時には車速及び操舵角に応
じて差動制限力が最適制御されるために、自動車の旋回
性能などを損なうことなく高速直進性などが確保される
。

一方、左右いずれか一方の駆動輪がスリップした場合は
補正手段が機能して記憶手段から制御子　２ 段に供給されている信号を徐々に増大補正する。

すると、これに基づいて給気弁１３の開度が増大補正さ
れるのでエアタンク１１からチャンバ１０に供給される
エアの圧力が高くなる。従って、プレッシャプレート９
による押圧力が増加して摩擦クラッチ機構の結合力が大
きくなって差動制限力が大きくなるために、駆動輪のス
リップが抑制されて脱出性能が高くなる。

しかしながら、回転センサ１６の出力に基づいて検出し
た操舵角が所定値より大きいときは解除手段が作動して
制御手段から不作動信号（デユーティゼロの信号）を出
力させるために、給気弁１３が閉弁保持されるとともに
排気弁１４が開弁保持されるのでチャンバｌＯの内圧が
大気圧に戻される。

従って、このような旋回時には、差動制限機構が機能し
なくなり、旋回途中におけるステア特性の変化が予防さ
れ、もしくは、両側の駆動輪のスリップが予防される。

尚、駆動輪がスリップしなくなると補正手段による補正
の度合が徐々に小さくなって差動制限力がそのときの車
速及び操舵角　３ に対応する最適値に戻されるために、ショックなどが発
生することもない。

更に、左右の駆動輪がともにスリップをしていることが
検出された場合は解除手段が機能するために給気弁１３
が閉じられると同時に排気弁１４が開弁操作される。す
ると、この状態ではチャンバ１０の内圧が大気圧と同一
に保持されるために、プレッシャプレート９による押圧
作用が行なわれず、スリーブ８及びサイドギヤ３がデフ
ケース２に対して自由に回転するために少なくとも一方
の駆動輪がスリップしなくなるために、横方向へのグリ
ップ力が損なわれることがない。

尚、ブレーキを作動させた場合はブレーキセンサ１７の
出力に基づいて解除手段が機能し、手動スイッチ１８を
オン操作した場合は車速が所定値より低くなれば補正手
段が自動的に機能して差動制限力を最大にする。

上記実施例では一方のサイドギヤ３とデフケース２との
間に摩擦クラッチ機構を介装し、このクラッチ機構をエ
アの圧力で制御して差動制限力を　４ 増減制御するようにしているが、他方のサイドギヤとデ
フケースとの間にも同様のクラッチ機構を介在させてク
ラッチ機構の負荷を小さくすることもできる。又、実施
例では作動流体としてエアを使用しているが、油圧を使
用してチャンバ１０を小型化することもできる。更に、
実施例では左右前輪間の回転差に基づいて操舵角を検出
するとともに、左右前輪の平均回転数に基づいて車速を
検出するようにしているが、操舵角センサ及び車速セン
サの具体的な構成は実施例に限定されない。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、車速及び操舵角に
応じて差動制限力を増減補正するようにしているために
、通常は格別な操作を必要とすることなく自動車の操安
特性を向上させることができる。又、操舵角が所定値よ
り大きくなっている旋回時及び左右の駆動輪がともにス
リップをした場合は差動制限機能が解除されるために、
万一にも旋回途中でのステア特性の変化及び両側の駆動
輪のスリップを招く可能性がなく、旋回時の安全　５ 性を確保でき、しかも、横方向へのグリップ力が小さく
なる両側駆動輪の同時スリップが予防されるので安全で
ある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る自動車の差動制限制御装置の一実施例
を示す概略構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）差動制限機構及び該差動制限機構の差動制限力を
   増減制御するアクチュエータとを備えた自動車において
   、操舵角に応答した信号を出力する操舵角センサと、車
   速に応答した信号を出力する車速センサと、左右駆動輪
   間の回転差並びに前後輪間の回転差を検出する回転セン
   サと、車速及び操舵角に応じた最適差動制限力に対応す
   る信号をあらかじめ記憶させた記憶手段と、該記憶手段
   から読み出した信号を前記アクチュエータに制御信号と
   して供給する制御手段と、前記回転センサの出力に基づ
   いて左右いずれか一方の駆動輪のみがスリップしたこと
   を検出したときに前記記憶手段から読み出した信号を徐
   々に増大補正して制御手段に供給する補正手段と、前記
   操舵角センサの出力に基づいて検出した操舵角が所定値
   より大きいとき並びに前記回転センサの出力に基づいて
   左右の駆動輪がともにスリップしたことを検出したとき
   に前記アクチュエータに解除信号を供給する解除手段と
   を備えてなる自動車の差動制限制御装置。