JPH05221249A

JPH05221249A - 車両の差動制限装置

Info

Publication number: JPH05221249A
Application number: JP2963792A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Imaishi; 成昭今石; Yoshihisa Yonkenya; 義久四軒家; Masashi Kimura; 正志木村; Takashi Hayaki; 隆早岐; Yoshitaka Kimura; 嘉孝木村; Takeshi Sugimoto; 武司杉本; Minoru Takada; 稔高田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】走行中の車両をエンジンブレーキによって減
速するときの差動制限により減速感を向上させる。【構成】車軸間または車輪間にアクチュエータによっ
て作動するクラッチが内装され、このクラッチの開閉に
応じて車軸間または車輪間の差動制限を行う差動機１
ｆ、１ｃ、１ｒを備えた車両Ｃにおいて、この車両Ｃに
は上記車輪の駆動状況に応じて上記クラッチが開閉する
ための制御を行う制御装置４が設けられ、この制御装置
４にはエンジン２が減速した際にその減速に応じて差動
制限させる減速時差動制限手段４４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に設けられた差動
機の差動制限装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に設けられる差動機は、車軸の両端
に設けられた一対の車輪の回転数を、それぞれ異ならせ
ることができる機構であり、例えば車両が進行方向を変
えるために旋回運動を行ったとき、内輪と外輪とで回転
数が異なることに対応するためのものである。この差動
機は、通常複数個のピニオンとこれらピニオンを挾持し
て噛合する円筒状ラック（円筒状部材の端縁部に円筒の
軸方向に歯を切ったもの）とから構成されるが、サンギ
ヤとその周りを状況に応じて公転あるいは自転する遊星
ギヤとで構成されるものが適用されることも多い。左右
の車輪の回転数の異なり、つまり差動を制限するため
に、通常差動機の内部には差動制限機構としてのクラッ
チが設けられている。従来、このクラッチは油圧によっ
て操作される純粋な機械的構成のものが主流であった
が、近年クラッチを電磁石の電磁力によって操作する、
いわゆる電磁制御差動機〔以下ＥＭＣＤ（Electro Magn
etic Control Differential）という〕が、種々の制御
を容易に行い得ることから注目されるに至っている。

【０００３】本発明の差動制限装置は、上記のような差
動制限装置に関するものである。そこでまず、差動制限
装置について通常用いられるＥＭＣＤを例にあげ、図９
を基に説明する。図９は特開昭６３−２１９１２３号公
報によって開示されたＥＭＣＤの一例を示す平面視の断
面図である。この図に示すように、ＥＭＣＤ１は、図外
の駆動軸の回転を伝動するデフケース１１と、図外の第
一回転軸に上記駆動軸の回転を伝動する遊星キャリヤ１
２と、図外の第二回転軸に同駆動軸の回転を伝動するサ
ンギヤー１３とから基本構成されるいわゆる遊星ギヤー
機構を差動機構として利用している。

【０００４】この遊星ギヤー機構に、二種類の電磁多板
クラッチ（パイロットクラッチ１４ａとメインクラッチ
１４ｂ）を内在させ、これらの電磁多板クラッチを電磁
石１５を励磁することによって作動させて遊星キャリヤ
１２とサンギヤー１３とが共回りするようにロックする
ことによって、第一回転軸と第二回転軸との差動が制限
されるようになされている。つまり、電磁石１５を励磁
すると、電磁石１５は左方の鉄塊１７’を吸い寄せ、パ
イロットクラッチ１４ａを押圧しながらデフケース１１
を右方に移動させ、デフケース１１の右方への移動によ
ってメインクラッチ１４ｂをも締結し、デフケース１１
と遊星キャリヤ１２、およびデフケース１１とサンギヤ
ー１３とは押圧リング１６による押圧力も受け、互いに
共回りするいわゆるデフロックされた状態になる。

【０００５】以上、図９を基に遊星ギヤー機構のＥＭＣ
Ｄ１について説明したが、古くからあるピニオン・リン
グギヤー方式の差動機に電磁クラッチが付設された電磁
制御差動機も存在する。

【０００６】このようなＥＭＣＤ１は、通常四輪駆動車
に採用されることが多い。図８は四輪駆動車の駆動力伝
達手段の概要を例示するスケルトン図であるが、この図
に示すように、通常ＥＭＣＤ１は車体Ｂの中央部に設け
られたセンターＥＭＣＤ１ｃ、前輪軸２５に設けられた
フロントＥＭＣＤ１ｆおよび後輪軸に設けられたリヤＥ
ＭＣＤ１ｒの三基が用いられている。

【０００７】センターＥＭＣＤ１ｃは前輪Ｗ１と後輪Ｗ
２との差動用として用いられ、フロントＥＭＣＤ１ｆは
前輪Ｗ１の左前輪Ｗ１１と右前輪Ｗ１２との差動用とし
て用いられ（車両の進行方向に向かって左を左と、右を
右と表記する、以下同じ）、リヤＥＭＣＤ１ｒは後輪Ｗ
２の左後輪Ｗ２１と右後輪Ｗ２２との差動用として用い
られる。

【０００８】従って、四輪駆動車においては、上記三基
のＥＭＣＤ１（センターＥＭＣＤ１ｃ、フロントＥＭＣ
Ｄ１ｆおよびリヤＥＭＣＤ１ｒ）が採用されていること
から、車両の走行中に前輪Ｗ１と後輪Ｗ２との間に回転
数の相違が発生してもそれに対応することができるし、
左前輪Ｗ１１と右前輪Ｗ１２との間に、あるいは左後輪
Ｗ２１と右後輪Ｗ２２との間に回転数の相違が発生して
もそれに対応することができる。

【０００９】このようなＥＭＣＤの他の例を開示すると
共に、それを使用した場合の運転制御方法について提案
されたものとして特開昭６３−１９２６２０号公報およ
び実公昭６３−１６１１号公報が挙げられる。

【００１０】まず、上記特開昭６３−１９２６２０号公
報には、ＥＭＣＤ内のクラッチ部材のトルクレベルの函
数として前側駆動軸と後側駆動軸とへのトルクの伝達を
制御するようにし、前側駆動軸への駆動力伝達用の中央
差動機構から前方に延びる前側の出力シャフトに与えら
れるトルクと、後側駆動軸への駆動力伝達用の中央差動
機構から後方に延びる後側の出力シャフトに与えられる
トルクとの間にバイアス（トルク差）を設けるように構
成されたトルク伝達の制御装置について記載されてい
る。

【００１１】また、上記実公昭６３−１６１１号公報に
は、ＥＭＣＤが係合状態にあるとき、ステアリングの転
舵力が所定値以上の場合は、電磁クラッチの伝達トルク
を低下させるようにした四輪駆動車の制御装置について
記載されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来、例えば車速等に
応じてＥＭＣＤの差動制限制御が行われているが、必ず
しも減速時には差動制限されないことがあり、制動の効
果が各車輪に均等に行き渡らず、減速時に適正な減速感
（つまり、減速のための運転操作に追随した適正な減速
が実行されつつあるという運転感覚）を味わうことがで
きないという問題点が存在した。

【００１３】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、減速するときに差動制限制御を行
い、適正な減速感を得ることができるように構成された
車両の差動制限装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
車両の差動制限装置は、車軸間または車輪間に設けられ
た差動機に、アクチュエータによって作動するクラッチ
が内装され、このクラッチの開閉に応じて車軸間または
車輪間の差動制限を行う車両の差動制限装置において、
この車両にはエンジンの減速を検知するエンジン減速検
知手段が設けられ、上記車両には車輪の駆動状況に応じ
て上記クラッチの制御を行う制御装置が設けられ、この
制御装置には上記エンジン減速検知手段がエンジンの減
速を検知した場合に上記クラッチが上記差動機の差動制
限を行う状態となるように上記アクチュエータを制御す
る減速時差動制限手段が設けられていることを特徴とす
るものである。

【００１５】本発明の請求項２記載の車両の差動制限装
置は、請求項１記載の車両の差動制限装置において、ス
ロットル開度が所定の開度以下であり、かつ、所定の回
転数以上のエンジンの回転によって車両が走行している
状態においてエンジンへの燃料の供給が遮断される際に
は、最高の差動制限が行われるように構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１６】本発明の請求項３記載の車両の差動制限装
置は、請求項２記載の車両の差動制限装置において、エ
ンジンへの燃料の供給が遮断された時点から予め設定さ
れた遅れ時間の経過後に、差動制限が実行されるように
構成されていることを特徴とするものである。

【００１７】本発明の請求項４記載の車両の差動制限装
置は、請求項２記載の車両の差動制限装置において、エ
ンジンへの燃料の供給遮断が解除された時点から予め設
定された遅れ時間の経過後に、差動制限が解除されるよ
うに構成されていることを特徴とするものである。

【００１８】本発明の請求項５記載の車両の差動制限装
置は、請求項３または４記載の車両の差動制限装置にお
いて、エンジンの冷却水の水温の上昇に応じて上記遅れ
時間を短く設定するように構成されていることを特徴と
するものである。

【００１９】

【作用】上記請求項１記載の車両の差動制限装置によれ
ば、車両にはエンジンの減速を検知するエンジン減速検
知手段が設けられ、上記車両には車輪の駆動状況に応じ
て上記クラッチの制御を行う制御装置が設けられ、この
制御装置には上記エンジン減速検知手段がエンジンの減
速を検知した場合に上記クラッチが上記差動機の差動制
限を行う状態となるように上記アクチュエータを制御す
る減速時差動制限手段が設けられているため、減速時に
各差動機は差動制限が実行され、各車輪は差動制限の度
合いに応じて共回りするため、制動動作に応じた適正な
減速感を得ることができる。

【００２０】上記請求項２記載の車両の差動制限装置に
よれば、スロットル開度が所定の開度以下であり、か
つ、所定の回転数以上のエンジンの回転によって車両が
走行している状態（フューエルカット領域にある状態）
において、エンジンへの燃料の供給が遮断される際に
は、最高の差動制限が行われるように構成されているた
め、車両が上記フューエルカット領域にある状態で走行
している場合、すなわちエンジンブレーキが掛っている
状態においては、完全デフロックが実行され、上記エン
ジンブレーキによる制動作用が各車輪に均等に伝わり、
安定した制動が実現すると共に、適正な制動感を得るこ
とができる。

【００２１】上記請求項３記載の車両の差動制限装置に
よれば、エンジンへの燃料の供給が遮断された時点か
ら、予め設定された遅れ時間の経過後に、差動制限が実
行されるように構成されているため、燃料供給遮断後差
動制限が実行されるまでの時間差によって、差動機のバ
ックラッシュによる衝撃を柔げることができる。

【００２２】上記請求項４記載の車両の差動制限装置に
よれば、エンジンへの燃料の供給遮断が解除された時点
から、予め設定された遅れ時間の経過後に、差動制限が
解除されるように構成されているため、この時間差によ
って差動機の差動制限解除ショックを柔げることができ
る。

【００２３】上記請求項５記載の車両の差動制限装置に
よれば、エンジンの冷却水の水温の上昇に応じて上記遅
れ時間を短く設定するように構成されているため、暖機
運転中など上記水温の低いエンジンのショックの大きい
場合には、上記遅れ時間を長引かせることによってショ
ックを分散させることができる。また、上記水温の高い
エンジンのショックの小さい場合は、上記遅れ時間を少
なくして減速時の応答性を高めることができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る車両の制限装置
の全体構成を例示する説明図である。本実施例において
は、差動機として電磁制御差動機（ＥＭＣＤ１）を用い
ている。

【００２５】そこで、まず図１によってＥＭＣＤを用い
た車両の動力伝達について説明する。この図に示すよう
に車両Ｃの前部にはエンジン２が搭載されている。この
エンジン２にはトランスミッション２１が接続され、こ
のトランスミッション２１にはトランスファ２２が接続
されている。このトランスファ２２には、エンジン２か
らの出力を前輪Ｗ１側に伝えるフロントプロペラシャフ
ト２３およびエンジン２からの出力を後輪Ｗ２側に伝え
るリヤプロペラシャフト２４が設けられている。エンジ
ン２の駆動力は、センターＥＭＣＤ（電磁制御差動機、
Electro Magnetic Control Differentialの略称）１ｃ
を介してフロントプロペラシャフト２３およびリヤプロ
ペラシャフト２４に伝動されるように構成されている。

【００２６】また、上記フロントプロペラシャフト２３
の前端部はフロントＥＭＣＤ１ｆを介して前輪駆動軸２
５に接続されており、リヤプロペラシャフト２４の後端
部はリヤＥＭＣＤ１ｒを介して後輪駆動軸２６に接続さ
れている。上記各ＥＭＣＤ１としては、先に図９におい
て説明したものと同じものが採用されている。

【００２７】そして、前輪Ｗ１および後輪Ｗ２には、各
車輪を対象として回転速度検出センサが設けられており
（前輪Ｗ１には二基の前輪回転速度検出センサＳ１（左
前輪Ｗ１１には左前輪回転速度検出センサＳ１１、右前
輪Ｗ１２には右前輪回転速度検出センサＳ１２）が設け
られ、後輪Ｗ２には二基の後輪回転速度検出センサＳ２
（左後輪Ｗ２１には左後輪回転速度検出センサＳ２１、
右後輪Ｗ２２には右後輪回転速度検出センサＳ２２）が
設けられている）、それぞれの車輪の回転速度を別個に
検出するようになっている。

【００２８】また、運転席足下のブレーキペダル近傍に
は、制動操作が行われたか否かを検出するブレーキ状態
検出スイッチ３１が、エンジン２の内部にはスロットル
の状態を検出するスロットル状態検出センサ３２がそれ
ぞれ設けられている。このスロットル状態検出センサ３
２によりエンジン２のスロットル開度が検出される。

【００２９】この車両には駆動力伝達機構を自動制御す
るために制御装置４が搭載されている。この制御装置４
の内部には、エンジン２の作動状態を制御するエンジン
コントロールユニット４１と、各回転速度検出センサＳ
からの信号の制御装置４への入力を中継するアンチスキ
ッドブレーキ装置用のコントロールユニット（以下、Ａ
ＢＳコントロールユニットと略称する）４２と、各ＥＭ
ＣＤ１に適正な差動制御のための指示信号を発進する差
動コントロールユニット４３とが備えられている。ま
た、制御装置４には電源としてのバッテリー４５が接続
されている。

【００３０】上記エンジンコントロールユニット４１に
は、スロットル状態検出センサ３２からのスロットル開
度信号が入力され、上記ＡＢＳコントロールユニット４
２には各回転速度検出センサＳからの車輪の回転速度信
号が入力され、これらを経由して差動コントロールユニ
ット４３に上記各検出信号が入力される。上記差動コン
トロールユニット４３には、各ＥＭＣＤ１の各種差動制
限のために設定された複数のモードから特定のモードを
選択する選択スイッチ４４が接続されている。

【００３１】上記差動コントロールユニット４３には、
スロットル状態検出センサ３２からスロットル開度信
号、ブレーキ状態検出スイッチ３１からブレーキ信号、
ＡＢＳコントロールユニット４２からアンチスキッドブ
レーキ装置が作動しているか否かを示すＡＢＳ信号、各
車輪（前輪Ｗ１および後輪Ｗ２）の回転速度および選択
スイッチ４４からの選択モード信号がそれぞれ入力され
る。

【００３２】これらの入力信号値に基づいて、差動コン
トロールユニット４３からセンターＥＭＣＤ１ｃ、フロ
ントＥＭＣＤ１ｆおよびリヤＥＭＣＤ１ｒに向かって、
図９に示す電磁石１５を励磁するための所定の値に設定
された電流（センタ電流、フロント電流およびリヤ電
流）が出力される。この差動コントロールユニット４３
から出力される電流値の強弱に応じて各ＥＭＣＤ１は、
概略アンロック状態、中間ロック状態および完全ロック
状態の差動状態の切り換え制御が達成される。また、差
動コントロールユニット４３からＡＢＳコントロールユ
ニット４２にＡＢＳ制御禁止信号が発進されることもあ
る。

【００３３】図２は、図９に示す電磁石１５に供給され
る電流値Ｉ（Ａ）とそのときの駆動軸から伝動される第
一回転軸と第二回転軸との間のロック状態を表すロック
トルクＦ（Ｎｍ）との関係を示すグラフである。なお、
センターＥＭＣＤ１ｃを対象に考えた場合、駆動軸はエ
ンジンのクランクシャフト、第一回転軸および第二回転
軸はフロントプロペラシャフト２３とリヤプロペラシャ
フト２４とみなすことができ、フロントＥＭＣＤ１ｆを
対象に考えた場合は、駆動軸はフロントプロペラシャフ
ト２３、第一回転軸および第二回転軸は左右の前輪駆動
軸２５とみなすことができ、リヤＥＭＣＤ１ｒを対象に
考えた場合は、駆動軸はリヤプロペラシャフト２４、第
一回転軸および第二回転軸は左右の後輪駆動軸２６とみ
なすことができる。

【００３４】この図から判る通り、電磁石１５に供給さ
れる電流値ＩとロックトルクＦとの間にはほぼ良好な比
例関係が存在するため、電磁石１５に通電する電流値を
制御することによって、極めて容易に第一回転軸と第二
回転軸との差動の制限の度合いを制御することが可能で
ある。

【００３５】つぎに、表１を参照しながら選択スイッチ
４４によって選択された各モードにおける制御内容につ
いて説明する。

【００３６】

【表１】

【００３７】この表に示すように、選択スイッチ４４の
「Ａモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆがアン
ロック状態、センターＥＭＣＤ１ｃとリヤＥＭＣＤ１ｒ
とがオートモード制御とされる。「Ｃモード」において
は、フロントＥＭＣＤ１ｆがアンロック状態、センター
ＥＭＣＤ１ｃが完全ロック状態、リヤＥＭＣＤ１ｒがオ
ートモード制御とされる。「Ｒモード」においては、フ
ロントＥＭＣＤ１ｆがアンロック状態、センターＥＭＣ
Ｄ１ｃとリヤＥＭＣＤ１ｒとが完全ロック状態とされ
る。「Ｆモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆ、
センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１ｒのすべて
が完全ロック状態とされる。

【００３８】ここで、Ｉfはフロント電流、Ｉcはセンタ
ー電流、Ｉrはリヤ電流である。また、数値はその電流
値をそれぞれ表しており、各ＥＭＣＤ１に設けられた図
９に示す電磁石１５にこれらの値の電流が供給パイロッ
トクラッチ１４ａおよびメインクラッチ１４ｂが作用し
て完全な差動制限（完全ロック状態）が実現する。完全
ロックのときの電流値がそれぞれ異なるのは、それぞれ
のＥＭＣＤ１の特性による。

【００３９】上記各モードは、運転者により任意に選択
される。「Ａモード」においては、フロントＥＭＣＤ１
ｆがアンロック状態とされているため、駆動性に影響が
少なく、操作性が優れており、市街地などの一般道路を
走行する、いわゆるオンロード走行に適している。片
や、「Ｆモード」においては、フロントＥＭＣＤ１ｆ、
センターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥＭＣＤ１ｒのすべて
が完全に差動制限が付された完全ロック状態とされてい
るため、操作性は低下するが駆動性に優れており、悪路
などを走行する、いわゆるオフロード走行に適してい
る。「Ｃモード」および「Ｒモード」は、これらの間の
特性を有し、運転者の好みに応じて選択される。

【００４０】「Ａモード」においては、通常は各ＥＭＣ
Ｄ１の電磁石１５には電流が供給されないアンロック状
態とされている。そして、走行中は各車輪（左前輪Ｗ１
１、右前輪Ｗ１２、左後輪Ｗ２１および右後輪Ｗ２２）
の回転速度（左前輪回転速度Ｎ１１、右前輪回転速度Ｎ
１２、左後輪回転速度Ｎ２１および右後輪回転速度Ｎ２
２）はそれぞれ専用の回転速度検出センサ（左前輪回転
速度検出センサＳ１１、右前輪回転速度検出センサＳ１
２、左後輪回転速度検出センサＳ２１および右後輪回転
速度検出センサＳ２２）によって検出され、逐一ＡＢＳ
コントロールユニット４２に入力されている。上記回転
速度のうちの最低値が車体速度Ｖspとして定義される。

【００４１】そして、以下の計算式によってセンターＥ
ＭＣＤ１ｃの差動回転数ΔＮcとΔＮrとが演算される。 ΔＮc＝｜（Ｎ１１＋Ｎ１２）−（Ｎ２１＋Ｎ２２）｜／２ ΔＮr＝｜Ｎ２１−Ｎ２２｜上記ΔＮc値は前輪Ｗ１と後輪Ｗ２との回転数の違いを
表す値であり、上記ΔＮr値は左後輪Ｗ２１と右後輪Ｗ
２２との回転数の違いを表す値である。これらの値が予
め設定された値よりも大きいときは、悪路を走行中にス
リップなどを起こし、車輪の回転が安定していない状態
を示しているため、このようなときに所定の計算式に基
づいてセンター電流Ｉｃおよびリヤ電流Ｉｒが決定さ
れ、その値の電流がセンターＥＭＣＤ１ｃおよびリヤＥ
ＭＣＤ１ｒに供給されるから、この電流値に応じた差動
制限が行われる。

【００４２】以上、本発明の車両の差動制限装置が適用
される基礎となる、ＥＭＣＤ１が設けられた差動制限制
御について実施例を基に説明したが、本発明は、このよ
うな差動制限制御において、特に制御装置４の内部に、
いわゆるエンジンブレーキ使用時の差動制限を実行する
前記減速時差動制限制御手段が備えられた差動制限装置
を提供するものである。以下本発明の車両の差動制限装
置の一例について詳細に説明する。

【００４３】なお、本実施例においては、本発明に係る
差動制限制御は、上記の基礎となる差動制限制御のう
ち、選択スイッチで「Ａモード」が選択された場合の全
てのＥＭＣＤ１、「Ｃモード」が選択された場合のアン
ロック状態とされるフロントＥＭＣＤ１ｆとオートモー
ド制御がされるリヤＥＭＣＤ１ｒ、および「Ｒモード」
が選択された場合のアンロック状態とされるフロントＥ
ＭＣＤ１ｆにおいて適用される。「Ｆモード」が選択さ
れた場合は、全てのＥＭＣＤ１が無条件に完全ロック状
態とされているため、減速時にのみ差動制限が実行され
る本発明に係る差動制限制御は適用されない。

【００４４】車両Ｃに搭載された制御装置４の内部の差
動コントロールユニット４３には、減速時差動制限制御
手段４４が設けられている。一方、前述の通りエンジン
コントロールユニット４１には、前記スロットル状態検
出センサ３２から発信されるスロットル開度信号、ステ
アリング２８から発信される操舵の舵角信号、および、
エンジン回転数を検出するクランクシャフト２７の近傍
に設けられたエンジン回転数検出センサ３３から発信さ
れるエンジン回転数信号などが入力されている。これら
の信号に基づいて、エンジンコントロールユニット４１
は、所定のエンジン作動の制御を行なっており、減速運
転時で特に後記所定領域にあるときに、フューエルカッ
ト（燃料供給遮断）を行うようになっている。そして、
上記差動コントロールユニット４３は、エンジンコント
ロールユニット４１からの信号により、現在車両がフュ
ーエルカット状態で走行しているか否かの判別を行い、
フューエルカット状態で走行していると判断したとき
は、特にその内部に設けられた減速時差動制限制御手段
４４による制御状態に移行する。この減速時差動制限制
御手段４４は本発明に係る減速時の差動制限制御を実行
する。

【００４５】そこで、図３を基に車両の走行状態が、フ
ューエルカット状態か否かの判別基準について説明す
る。図３は、エンジン回転数とスロットル開度との関係
において、フューエルカット（燃料の供給遮断）を行う
領域、いわゆるフューエルカット領域を示すグラフであ
る。この図に例示すように、エンジン回転数がアイドリ
ング時の回転数よりもある程度多く、かつ、スロットル
開度が全開の約２５％以下の開度である領域は、同図に
斜線で表示するように、フューエルカット領域と定義さ
れ、この領域に入ったような場合には、図外のエンジン
への燃料噴射手段であるインジェクタへの通電が遮断さ
れ、積極的にエンジン２に対する燃料の供給が遮断され
るように設定されている。

【００４６】このような領域が設けられる主な理由は、
まず燃料を節約すること、および、エンジン２への燃料
の供給を遮断することによってエンジンブレーキの効果
を上昇させることである。従って、フューエルカットは
減速操作の一部であるということができる。

【００４７】以上のような制御は、制御装置４のエンジ
ンコントロールユニット４１において実行され、運転状
態がフューエルカット領域にある場合はエンジンコント
ロールユニット４１内にある図外のフューエルカットス
イッチ（Ｆ／Ｃスイッチ）がＯＮ状態になると共に、図
外のインジェクタへの通電が遮断され、エンジン２に燃
料が供給されない状態になる。

【００４８】本実施例においては、上記Ｆ／Ｃスイッチ
のＯＮ、ＯＦＦ状態の信号を減速時差動制限制御手段４
４に入力し、このＦ／ＣスイッチがＯＮのときに、運転
状態がフューエルカット領域に突入していると判断さ
れ、ＥＭＣＤ１の差動制限制御が実行される。

【００４９】図４はＦ／ＣスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態
とＥＭＣＤのトルク値との関係を時系列で表示するグラ
フである。この図に示すように、Ｆ／ＣスイッチがＯＦ
ＦからＯＮに変わってから、若干の遅れ時間（ＡＩＮＣ
Ｄ）が経過した後、ＥＭＣＤ１に電流が供給され、ＥＭ
ＣＤ１はデフロックを開始する。そして、Ｆ／Ｃスイッ
チがＯＮからＯＦＦに変わってから、この場合も若干の
遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）が経過した後、ＥＭＣＤ１のデ
フロックの解除が実行される。

【００５０】このように、デフロックが開始されるとき
に適用される遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）は、急にデフロッ
クを実施することによるＥＭＣＤ１のバックラッシュを
緩和するためであり、また、同様の理由でデフロックが
解除されるときにも遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）が適用され
る。

【００５１】図５は、運転状態が前記のフューエルカッ
ト領域に突入した場合の車両の減速度（Ｄ）と遅れ時間
（ＡＩＮＣＤ）との関係を例示するグラフである。これ
ら両者の間には、減速度が大きくなるに従って遅れ時間
を漸増させる関係、すなわち（ＡＩＮＣＤ）＝ｆ（Ｄ）
なる関係を設定している。このようにした理由は、減速
ショックとロックショックとの発生時点をずらせること
によってショックを分散させるに際し、減速度が大きい
ほどショックも大きく、それに対応するためである。

【００５２】デフロックを解除するときも同様の考えに
基づいて、遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）を採用しているが、
図５のような図示は省略している。

【００５３】図６は、減速度（Ｄ）とデフロックのロッ
クトルクの変化率（ＡＩＮＣ）との関係を例示するグラ
フである。ロックトルクの変化率（ＡＩＮＣ）は図４の
時間の経過とＥＭＣＤのトルク値との関係を示すグラフ
において、傾斜線の勾配に相当する値である。図６のグ
ラフに示すように、減速度が大きくなるに従って、ロッ
クトルクの変化率は大きくなる、変化率（ＡＩＮＣ）＝
ｇ（Ｄ）なる関係を設定している。このように設定した
理由は、減速度が大きいほど遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）を
長くしているため、それだけデフロックのタイミングが
ずれており、それを速く回復させるためである。

【００５４】デフロックを解除するときにも、図示は省
略しているが、上記と同じ考えに基づいて、減速度に応
じた負のＥＭＣＤトルク値の変化率（ＡＤＥＣ）を設定
するようにしている。

【００５５】なお、上記減速度（Ｄ）は、前輪Ｗ１およ
び後輪Ｗ２の回転数を検出する前輪回転速度検出センサ
Ｒ１および後輪回転速度検出センサＲ２から制御装置４
に入力される車輪の回転数の時間に対する微分値が採用
される。この微分値の計算は減速時差動制限制御手段４
４内にて行われる。

【００５６】以下本発明の車両の差動制限装置の実施例
に係る作用について、図７に例示する制御フローのフロ
ーチャートに基づいて説明する。図７は本実施例に係る
差動制限制御の制御フローの一例を示すフローチャート
である。このフローチャートは、ＥＭＣＤ１のいずれか
一基を対象とした制御フローを示すものであり、従っ
て、三基ある各ＥＭＣＤ１を対象としてこのような制御
フローの各ステップが並列で実行される。

【００５７】また、このフローチャートは、運転状態が
図３に示すフューエルカット領域に突入した後の制御フ
ローを例示しており、この領域に入るまでは、エンジン
コントロールユニット４１がスロットル状態検出センサ
３２から発信されるスロットル開度信号およびエンジン
回転数検出センサ３３から発信されるエンジン回転数信
号を基に、予め入力されているフューエルカット領域を
決めるための設定値との比較演算を行い、フューエルカ
ット領域に突入している場合には、Ｆ／ＣスイッチをＯ
Ｎにし、インジェクタへの通電を遮断し、以後はエンジ
ンコントロールユニット４１によるエンジン作動制御
と、減速時差動制限制御手段４４によるＥＭＣＤ１の差
動制限の制御が並行して実施される。

【００５８】減速時差動制限制御手段４４においては、
まずステップＳ１において現状のフューエルカットフラ
ッグ（ＦＣ）がＯＮであるか否かが問われ、この条件を
満足している場合には、ステップＳ２において前回のフ
ューエルカットフラッグ（ＦＦＣ）がＯＮであったか否
かが問われる。フューエルカットフラッグ（ＦＣ）のＯ
Ｎ、ＯＦＦについてはエンジンコントロールユニット４
１内の図外のＦ／ＣスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態が参照
されて判別され、前回のフューエルカットフラッグ（Ｆ
ＦＣ）のＯＮ、ＯＦＦ状態については、前回のフューエ
ルカットフラッグ（ＦＦＣ）＝１のときにＯＮであった
と判断され、１以外のときはＯＦＦｄであったと判断さ
れる。

【００５９】上記ステップＳ１の条件を満足し、かつ、
ステップＳ２の条件を満足していない場合、すなわち、
エンジン回転数とスロットル開度とで表現される運転状
態がフューエルカット領域に突入したときは、ステップ
Ｓ３およびステップＳ４が実行されてリターンに至りそ
の後このルーチンが繰返し実行される。

【００６０】ステップＳ３では、フューエルカットをす
るための前回のフューエルカットフラッグ（ＦＦＣ）が
１とされる。

【００６１】ステップＳ４は、減速度（Ｄ）の値からデ
フロック開始の遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）およびロックト
ルクの変化率（ＡＩＮＣ）が、前記関係式に基づいて計
算され、更にＥＭＣＤ１に供給される電流目標値（Ａｏ
ｂｊ）が設定される。この目標値（Ａｏｂｊ）として
は、ＥＭＣＤ１が完全デフロックされる電流値（ＡＬ）
が設定される。この（ＡＬ）の値は、予め減速時差動制
限制御手段４４のに入力されている。

【００６２】次に、ステップＳ１およびステップＳ２の
条件を双方満足した場合、すなわち、フューエルカット
領域に突入してしまっている場合には、ステップＳ５な
いしステップＳ１５の、いわゆるエンジンブレーキが作
用している間の差動制限制御が実行される。

【００６３】まず、ステップＳ５において、操舵中であ
るか否かが問われる。操舵中でない場合はステップＳ７
が実行されるが、操舵中の場合にはステップＳ６が実行
され、電流上限値（ＡＭＡＸ）として舵角（Ｈ）との関
係で算出される電流値ｉ（Ｈ）が与えられる。この電流
値ｉ（Ｈ）の値は、完全デフロックが実行される電流値
（ＡＬ）の値よりも小さい値となっている。このように
される理由は、操舵中のときに初期設定された電流値が
ＥＭＣＤ１に通電されると、完全デフロックが実行さ
れ、全く内輪と外輪との差動が行われなくなるため、操
縦性が悪くなるからである。そのため舵角（Ｈ）に応じ
た少なめの値の電流値ｉ（Ｈ）が供給されるべく、上記
置き換えが実行されるのである。

【００６４】ステップＳ７においては、上記デフロック
開始の遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）が０であるか否かが判別
される。最初はステップＳ４において計算された初期値
ｆ（Ｄ）が設定されているため、この条件は満足され
ず、ステップＳ８が実行される。このステップＳ８は、
このステップを通過する毎に初期値として設定された上
記遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）から１づつ減算するステップ
であり、いわゆるタイマーとして機能している。従っ
て、この遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）の値が０になるまでス
テップＳ１からステップＳ８に至るルーチンが繰り返さ
れ、遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）が０になった時点で最初の
遅れ時間が経過し、ステップＳ７の条件を満足して次の
ステップＳ９が実行される。

【００６５】ステップＳ９乃至ステップＳ１１は、ＥＭ
ＣＤ１に供給する電流値を徐々にアップさせるためのル
ーチンである。まずステップＳ９において「電流値
（Ａ）≧目標電流値（Ａｏｂｊ）」が問われる。最初は
初期値として電流値（Ａ）には０が入力されているた
め、上記と「電流値（Ａ）≧目標電流値（Ａｏｂｊ）」
の条件を満足しないから、ステップＳ１１が実行され
る。ステップＳ１１は電流値（Ａ）に変化率（ＡＩＮ
Ｃ）を順次加えていくステップであり、このステップが
実行される毎に電流値（Ａ）は増加して行く。

【００６６】そして、電流値（Ａ）の値が目標電流値
（Ａｏｂｊ）を越えるとステップＳ９の条件を満足し、
ステップＳ１０が実行されて電流値（Ａ）には目標電流
値（Ａｏｂｊ）の値が入力される。次にステップＳ１２
に移る。

【００６７】ステップＳ１２は、上流側のステップで設
定された電流値（Ａ）の値が電流上限値（ＡＭＡＸ）よ
りも大きいか否かを判別するステップである。ステップ
Ｓ１１を通ってステップＳ１２に到達した場合は、上記
の条件を満足していないため、つまりＥＭＣＤ１に供給
する電流値を上昇させつつある最中であるため、ステッ
プＳ１４が実行されて（Ａｏ）に電流値（Ａ）の値が入
力される。この（Ａｏ）は、ＥＭＣＤ１に対する電流の
出力値であり、この値の電流が実際にＥＭＣＤ１に供給
されてデフロックが実行される。

【００６８】ステップＳ１２の条件を満足している場
合、すなわち、電流値（Ａ）が電流上限値（ＡＭＡＸ）
よりも大きくなった場合には、ステップＳ１３が実行さ
れて、（Ａｏ）は電流上限値（ＡＭＡＸ）の値と入れ換
えられる。ステップＳ１５は電流上限値（ＡＭＡＸ）を
設定するステップであり、供給され得る最大の電流値が
電流上限値（ＡＭＡＸ）に置き換え入力される。以後、
フューエルカット領域を脱出するまで、電流上限値（Ａ
ＭＡＸ）の電流値がＥＭＣＤ１に供給され続ける。

【００６９】そして、フューエルカット領域を脱出した
ときには、エンジンコントロールユニット４１内のＦ／
ＣスイッチはＯＦＦになるため、ステップＳ１の条件は
満足せず、ステップＳ１６以降の供給電流漸減のルーチ
ンが実行される。

【００７０】まず、ステップＳ１６においては「前回の
フューエルカットフラッグ（ＦＦＣ）＝１」であるか否
か、すなわち、前回はフューエルカット領域であったか
いなかが問われる。最初にこのステップに到達したとき
は、必ずこの条件を満足しているため、ステップＳ１７
が実行される。

【００７１】ステップＳ１７は、ステップＳ４とは逆に
フューエルカット領域を脱出してからＥＭＣＤ１への通
電を遮断するための遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）と、電流漸
減の変化率（ＡＤＥＣ）とが設定される。この場合も、
遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）および変化率（ＡＤＥＣ）は減
速度（Ｄ）の関数として定義され、予め設定されている
関係式遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）＝ｆ'(Ｄ）および変化率
（ＡＤＥＣ）＝ｇ'(Ｄ）より算出される。また、目標電
流値（Ａｏｂｊ）は０に設定される。そして、ステップ
Ｓ１８が実行され、前回のフューエルカットフラッグ
（ＦＦＣ）は０に置き換えられる。

【００７２】次の回からは、ステップＳ１６において、
前回のフューエルカットフラッグ（ＦＦＣ）は０に設定
されているため、ステップＳ１９以降が実行され、ＥＭ
ＣＤ１に供給される電流の漸減が行われる。

【００７３】まず、ステップＳ１９において、遅れ時間
（ＡＤＥＣＤ）が０か否かが判別され、０でない場合は
ステップＳ２０が実行されて遅れ時間（ＡＤＥＣＤ）の
値が１づつ減算され、０になるまでリターンとスタート
間の処理が繰り返される。そして、遅れ時間（ＡＤＥＣ
Ｄ）が０になれば、ステップＳ１９の条件を満足するた
め、すなわち予め設定された遅れ時間が経過したため、
次のステップＳ２１が実行される。

【００７４】ステップＳ２１においては、「電流値
（Ａ）≦目標電流値（Ａｏｂｊ）」が問われる。目標電
流値（Ａｏｂｊ）はステップＳ１７において０と設定さ
れており、電流値（Ａ）には前のステップＳ１０におい
て設定された電流目標値が入力されているため、最初は
必ずこの条件を満足せず、ステップＳ２３が実行され
る。

【００７５】ステップＳ２３は現に設定されている電流
値（Ａ）の値から変化率（ＡＤＥＣ）を減算するステッ
プであるため、このステップが実行される毎に電流値
（Ａ）の値は漸減し、ステップＳ２４で出力値としての
電流値（Ａｏ）が設定され、この電流値がＥＭＣＤ１に
供給される。

【００７６】そして、電流値（Ａ）が０より小さくなっ
た場合にステップＳ２１の条件が満足され、ステップＳ
２２が実行されて出力電流値（Ａｏ）は０とされ、この
状態に到達したところで、ＥＭＣＤ１の差動制限の制御
は、通常の差動コントロールユニット４３が行うものに
引き渡される。

【００７７】本実施例における差動制限制御において
は、減速運転時で、特にフューエルカット領域のときに
は、以上詳述したように、ＥＭＣＤ１の差動制限が実行
されるため、適正な減速感を得ることができる。また、
上記差動制限の開始および終了は、フューエルカットの
開始および終了よりも遅らせて実行されるため、バック
ラッシュによるショックを緩和することができ好都合で
ある。

【００７８】また、フューエルカット領域に突入した減
速状態であっても、操舵が実行されているときは、操舵
角度に応じて完全デフロックの場合に供給される電流値
よりも少ない値の電流が供給されるようにされているた
め、フューエルカット時の転舵中であっても、バランス
のとれた差動制限制御が実現し、より良好な運転感覚を
得ることができる。

【００７９】なお、上記のフューエルカット時の差動制
限制御に加えて、更に、エンジンの冷却水の水温に反比
例した状態で、差動制限を実行する時間、および解除す
る時間を遅らせるようにしてもよい。すなわち、エンジ
ン２のアイドリング駆動時のように水温が低いときには
エンジンショックが大きいため遅れ時間（ＡＩＮＣＤ）
を長くとり、エンジン２暖機後の高速運転時のように水
温が高いときには応答性を良好にするために遅れ時間
（ＡＩＮＣＤ）を短くするのである。そうすれば、更に
良好なフューエルカット時の差動制限制御を実現させる
ことができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両の差
動制限装置は、車輪の駆動状況に応じて差動機内のクラ
ッチの制御を行う制御装置が設けられ、この制御装置に
はエンジンが減速した際にその減速の応じて差動制限さ
せる減速時差動制限手段が設けられているため、減速に
応じた適正な度合いの差動制限が実現する。

【００８１】また、運転状態がフューエルカット領域に
あるとき、すなわちエンジンブレーキが掛っている状態
においてエンジンへの燃料の供給が遮断される際には、
最高の差動制限が行われるように構成すれば、完全デフ
ロックが実行され、上記エンジンブレーキによる制動作
用が各車輪に均等に伝わり、安定した制動が実現すると
共に、適正な減速感を得ることができる。

【００８２】更に、エンジンへの燃料の供給が遮断され
た時点から予め設定された遅れ時間の経過後に差動制限
が実行されるように構成すれば、燃料供給遮断後差動制
限が実行されるまでの時間差によって、差動機のバック
ラッシュによる衝撃を柔げることができる。

【００８３】加えて、エンジンへの燃料の供給遮断が解
除された時点から予め設定された遅れ時間の経過後に差
動制限が解除されるように構成すれば、差動機の差動制
限解除ショックを柔げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の差動制限装置の全体構成を例示
する説明図である。

【図２】電磁クラッチに供給される電流値と電磁クラッ
チのロックトルク値との関係を示すグラフである。

【図３】エンジン回転数とスロットル開度との関係にお
いてフューエルカット領域を示すグラフである。

【図４】フューエルカットスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態
と電磁制御差動機（ＥＭＣＤ）のトルク値との関係を時
系列で表示するグラフである。

【図５】減速度とデフロック開始の遅れ時間（ＡＩＮＣ
Ｄ）との関係を示すグラフである。

【図６】減速度とデフロックの変化率（ＡＩＮＣ）との
関係を示すグラフである。

【図７】本発明に係る差動制限制御の制御フローの一例
を示すフローチャートである。

【図８】四輪駆動車の駆動力伝達機構を例示するスケル
トン図である。

【図９】ＥＭＣＤの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ＥＭＣＤ（電磁制御差動機）１ｆフロントＥＭＣＤ１ｃセンターＥＭＣＤ１ｒリヤＥＭＣＤ１１デフケース１２遊星キャリヤ１３サンギヤー１４ａパイロットクラッチ１４ｂメインクラッチ１５電磁石２エンジン２１トランスミッション２２トランスファ２３フロントプロペラシャフト２４リヤプロペラシャフト２５前輪駆動軸２６後輪駆動軸２８ステアリング３１ブレーキ状態検出スイッチ３２スロットル状態検出センサ４制御装置４１エンジンコントロールユニット４２ＡＢＳコントロールユニット４３差動コントロールユニット４４減速時差動制限制御手段Ｗ１前輪Ｗ２後輪Ｒ１前輪回転速度検出センサＲ２後輪回転速度検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早岐隆広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者木村嘉孝広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者杉本武司広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者高田稔広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車軸間または車輪間に設けられた差動機
に、アクチュエータによって作動するクラッチが内装さ
れ、このクラッチの開閉に応じて車軸間または車輪間の
差動制限を行う車両の差動制限装置において、この車両
にはエンジンの減速を検知するエンジン減速検知手段が
設けられ、上記車両には車輪の駆動状況に応じて上記ク
ラッチの制御を行う制御装置が設けられ、この制御装置
には上記エンジン減速検知手段がエンジンの減速を検知
した場合に上記クラッチが上記差動機の差動制限を行う
状態となるように上記アクチュエータを制御する減速時
差動制限手段が設けられていることを特徴とする車両の
差動制限装置。
【請求項２】スロットル開度が所定の開度以下であ
り、かつ、所定の回転数以上のエンジンの回転によって
車両が走行している状態においてエンジンへの燃料の供
給が遮断される際には、最高の差動制限が行われるよう
に構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両
の差動制限装置。
【請求項３】エンジンへの燃料の供給が遮断された時
点から予め設定された遅れ時間の経過後に、差動制限が
実行されるように構成されていることを特徴とする請求
項２記載の車両の差動制限装置。
【請求項４】エンジンへの燃料の供給遮断が解除され
た時点から予め設定された遅れ時間の経過後に、差動制
限が解除されるように構成されていることを特徴とする
請求項２記載の車両の差動制限装置。
【請求項５】エンジンの冷却水の水温の上昇に応じて
上記遅れ時間を短く設定するように構成されていること
を特徴とする請求項３または４記載の車両の差動制限装
置。