JPS6192927A - 車両の差動制御装置 - 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） 本発明は車両の差動制御装置、詳しくは、旋回時に内輪
より外輪を速く回す差動作用、および、片側の車輪がぬ
かるみ等にはまり空転したときはその差動作用を制限し
て他車軸にさらに強いトルクを伝達して脱出を容易にす
る差動制限作用を有する差動装置の、差動作用の制限を
車両制動状況に応じて制御する車両の差動制御装置に関
する。

（従来の技術） このような差動制限作用を有する差動装置としては、従
来、ニラサンサービス同報第４４６号（昭和５６年１０
月、日産自動車株式会社発行）第６９頁以降に記載され
たようなものがある（リミテッドスリップディファレン
シャル）。この従来の差動装置は、同誌に記載されてい
るようにプレッシャリングがピニオンメートシャフトと
のカム作用により互いに離隔するように押圧され、この
押圧力によりクラッチ作用が発生して、空転しない固定
側の車輪に一定のトルク比により空転している車輪に伝
えられるトルクの何倍かのトルクを伝えることができる
。尚、空転側の車輪に伝えられるトルクが極端に小さな
場合でも、皿バネの作用による予圧により他方の固定側
の接地車輪にイニシャルトルクを伝えて走ることを可能
にしている。

一方、車両制動時に後輪が前輪より先に同時ロックされ
ると後輪の左右方向の路面摩擦力はほとんどなくなり、
わずかなアンバランスでいわゆる尻振りを起こし非常に
危険となる。ステアリング操作は可能な状態にあるが、
尻振り現象が予測を越え急激に起こった場合には修正が
困難となる。このとき、後輪の一方だけでもロックされ
ていなければ尻振りは最小限に防げる。

しかしながら、前記のような従来の差動装置にあっては
、左右駆動車輪相互間には皿バネの作用により常に予圧
が働いていて、空転例の車輪に伝えられるトルクが極端
に小さな場合でも他方の接地車輪にイニシャルトルクを
伝えることができる構造になっているものの駆動トルク
が作用しない制動時には、左右輪を直結状態にまで近付
けるには致らなかった。その為、左右車輪のそれぞれの
路面摩擦係数がわずかに異なる場合において、一方の車
輪が先にロックされたとすると、前記イニシャルトルク
により他方の車輪で前記ロックした車輪を回転させるこ
とによりロック状態を解除することはできなかった。ま
た、前述した片輪ロックを防ぐ為にイニシャルトルクを
大きく設定すると、片輪ロックの発生限界は高まるもの
の、最終的に両輪がロックした場合の□解除が難しくな
り、前述のような尻振り現象を起こして車両の走行安定
性が悪化するおそれがあるという問題点があった。

（発明の目的） そこで、本発明は、車両制動状況に応じて差動制限作用
を制御する制御手段を設けることにより、左右駆動車輪
が同時にロックされて車両の走行安定性が悪化するのを
防止することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係る車両の差動制御装置は、入力部から入力さ
れた駆動力を互いに差動可能な２つの出力部を介して左
右の駆動車輪に分配して伝達する差動機構と、差動抵抗
力を発生して前記差動機構の差動作用を制限する差動制
限機構と、この差動制限機構に連結し車両制動状況に応
じて差動制限作用を周期的に増減制御する制御手段と、
を備えたことを構成としている。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１〜６図は本発明の一実施例に係る車両の差動制御
装置を示す図である。

まず、構成について説明すると、第１図において、エン
ジンの出力軸が変速機およびプロペラシャフトを介して
差動機構１の入力軸（入力部）２に連結されている。こ
の差動機構１は、エンジンの動力を左右の駆動車輪に分
配するために左右の２つの駆動軸（出力部）３に伝達す
るとともに、左右の駆動車輪の差動回転を制限する差動
制限機構４を備えている。

更に詳細に説明すると、上記差動機構１は、入力軸２の
端部に嵌着されたドライブピニオン６と噛合うようディ
ファレンシャルケース７の外周に固着されたドリブンギ
ア８を備えており、入力軸２の回転に伴ってディファレ
ンシャルケース７が回転する。ディファレンシャルケー
ス７内には、ディファレンシャルケース７が回転する軸
線に直交する方向にピニオンメートシャフト１０が配設
されており、このピニオンメートシャフト１０の両端部
には一対のピニオンメートギア１１（一方の図を省略）
が回転自在に支持されている。また、ディファレンシャ
ルケース７内には、上記両ピニオンメートギア１１にそ
れぞれ噛合し互いに同軸上で対向するよう一対のサイド
ギア１２が、ハウジング２２に回転自在に支持された左
右の駆動軸３に一体回転可能に連結されている。

また、上記差動制限機構４は、ピニオンメートギア１１
およびサイドギア１２を覆うプレッシャリング１３がデ
ィファレンシャルケース７内に配設されている。このプ
レッシャリング１３は、左右２分割されて各対向端部に
■型溝（図示せず）が設けられており、この溝に嵌合し
て断面が略４角形に形成されたビニオンメートシャフト
１０の両端部を支持している。また、プレッシャリング
１３の外周に軸線方向に形成された突起がディファレン
シャルケース７の内側に形成された溝に摺動可能に嵌合
し、プレッシャリング】３とディファレンシャルケース
７とは互いに軸線方向（図中左右方向）に摺動すること
ができる。また、ディファレンシャルケース７内のディ
ファレンシャルケース７とプレッシャリング１３との間
には、ディファレンシャルケース７と左右のサイドギア
１２の軸部１２ａとを連結する多板からなるクラッチ機
構１５が図中左右に二組設けられている。

この各クラッチ機構１５は、プレッシャリング１３とデ
ィファレンシャルケース７との間に左右方向（駆動軸３
の軸線方向）に交互に重なるよう配設されたフリクショ
ンディスク１６とフリクションプレート１７とから構成
されている。フリクションディスク１６はその内周に有
する突起がサイドギア１２の軸部１２ａの外周の溝に摺
動可能に嵌合しており、サイドギア１２と一体的に回転
する。他方、フリクションプレート１７は、その外周に
有する突起がディファレンシャルケース７の内周の溝に
摺動可能に嵌合されており、ディファレンシャルケース
７と一体的に回転する。さらに、ディファレンシャルケ
ース７の両端部外方には環状の円板からなるリアクショ
ンプレート１８がそれぞれ配設され、各リアクションプ
レート１８のディファレンシャルケース７側には複数の
突起１８ａが形成され、これらの各突起１８ａがこれに
対応するようディファレンシャルケース７に設けられた
複数の孔を遊貫して上記フリクションプレート１７に当
接している。各リアクションプレート１８のディファレ
ンシャルケース７と反対側には、ベアリング２０を介し
て環状のスペーサ２１が取付けられており、リアクレヨ
ンプレート１日がベアリング２０によりディファレンシ
ャルケース７と同軸上に回転自在に支持されている。ま
た、上記各スペーサ２１はディファレンシャルケース７
を収納するハウジング２２内に嵌合され、ベアリング２
０、リアクションプレート１８を介してクラッチ機構１
５を押圧する方向に摺動することができる。さらに、ハ
ウジング２２の図中左端部には、スペーサ２１に対向し
て開口し駆動軸３と平行に延在する挿通孔２３が形成さ
れ、この挿通孔２３にはブツシュロッド２５がその一端
部をスペーサ２１に当接するよう挿通されている。ブツ
シュロッド２５の他端部には環）状のピストン２６が当
接するよう配置され、このピストン２６はハウジング２
２内に形成された環状のシリンダ孔２７内に摺動自在に
収納されている。

シリンダ孔２７の図中左側には油路２８が連通しており
、この油１７８２８から圧油が供給されるとピストン２
６はブツシュロッド２５を図中右方に押圧し、油路２８
から圧油が排除されることによりブツシュロッド２５の
押圧力は軽減される。ピストン２６とシリンダ孔２７を
形成しているハウジング２２との間には油密用のシール
部材３０が介装されている。油路２８は第２図に示すよ
うに、ソレノイドバルブ３１を介してリザーバタンク３
２と、およびチェック弁３３を介して油圧ポンプ３５と
連通している。チェック弁３３の油圧ポンプ３５と反対
側はリリーフバルブ３６を介してリザーバタンク３２と
連通しており、油圧ポンプ３５はモータ３７により駆動
される。油路２８を通ってシリンダ孔２７に供給される
油圧は圧力スイッチ３８により検出され、油圧が設定値
に満たないと圧力スイッチ３８は制御回路４０に信号を
送り、制御回路４０はこの信号に基づいてモータ３７に
信号を送り油圧ポンプ３５を駆動させる。油圧が設定値
より著しく上昇したときはリリーフバルブ３６により低
下させられる。制御回路４０はブレーキセンサ（車両制
動検出手段）４１から出力された信号を入力し、この信
号に基づいてソレノイドバルブ３１をデューティ制御す
るようになっている。ブレーキセンサ４１は車両のブレ
ーキ制動圧あるいは制動減速度等を測定して車両の制動
状況を検出する。第３図に示すように、制御回路４０は
、ブレーキセンサ４１からの信号が入力して第４図（ａ
ｌに示すような設定電圧信号Ｅを出力する設定電圧発生
器４２、同じく第４図（ａｌに示すような三角波信号り
を発生する三角波発生器４３、および設定電圧発生器４
２からの設定電圧信号Ｅおよび三角波発生器４３からの
三角波信号りに基づいて第４図中）に示すようなパルス
信号Ｐをソレノイドバルブ３１に出力する比較器４５を
有している。第５図に示すように、ブレーキセンサ４１
は車両の制動維持状態を検出する制動維持センサ部４６
と、矩形波信号を発生する矩形波発生器４７、および、
制動維持センサ部４６からの信号により矩形波発生器４
７からの矩形波信号を外部へ出力させるリレー４９とを
有している。また、設定電圧発生器４２は基準電圧を発
生する基準電圧発生器４８と、ブレーキセンサ４１から
の第６図中）に示すような正負両方向の矩形波の入力信
号を基準電圧発生器４日が発生する基準電圧により第６
図（ｅ）に示すような正方向のみの矩形波に修正して比
較器４５に出力する加算器５０とを有している。比較器
４５は設定電圧発生器４２からこのような矩形波信号を
入力し、ＯＮのときは前述のようにこのときの上限値に
対応する設定電圧信号Ｅおよび三角波発生器４３からの
三角波信号りに基づいて第４図（ｂ）に示すようなパル
ス信号Ｐをソレノイドバルブ３１に出力し、ＯＦＦのと
きはこのようなパルス信号Ｐをソレノイドバルブ３１に
出力しない。矩形波発生器４７が発生する矩形波の周期
は１〜２秒くらいであり、三角波発生器４３が発生する
三角波の周期は、１／１００秒台くらいに設定されてい
る。

ところで、走行中は常に油路２８からシリンダ孔２７内
に所定圧力が導入されており、このためにピストン２６
、ブツシュロッド２５、スペーサ２１、ベアリング２０
およびリアクションプレート１８を介してクラッチ機構
１５には常に予圧が加えられている。

次に作用について説明する。車両の左右駆動車輪が共に
接地して旋回走行する場合には、差動機構１により内輪
より外輪を速く回して円滑な旋回走行を可能にする。駆
動車輪の一方がぬかるみ等にはまってその駆動トルクが
小さくなった場合には、前述のような差動制限機構４に
より他方の接地駆動輪に一定のトルク比に基づいてぬか
るみ等にはまったく駆動車輪の駆動トルクの何倍かの大
きなトルクを伝達してぬかるみ等からの脱出を容易にす
ることができる。

路面が部分的に水たまりとなったりあるいは凍結したり
していて各車輪と路面との間の摩擦係数が一定でなく、
特に車両の後左右駆動車輪のそれぞれの路面摩擦係数が
わずかに異なる場合において、車両が制動作用を開始す
るとブレーキセンサ４１の制動維持センサ部４６はリレ
ー４９に信号を出力する。このことによりリレー４９は
ＯＮとなって矩形波発生器４７からの矩形波信号を設定
電圧発生器４２の加算器５０に出力し、さらに加算器５
０はその矩形波信号を基準電圧発生器４８からの基準信
号のレベルに加算して比較器４５に出力する。この矩形
波信号がＯＮ（第６図（Ｃ１におけるＥ値）のときは比
較器４５は、第４図（ａｌに示すように設定電圧発生器
４２からの設定電圧Ｅと三角波発生器４３からの三角波
信号りとを比較し、この比較に基づいて第４図（′ｂ）
に示すようなパルス信号Ｐを形成してソレノイドバルブ
３１に出力しソレノイドバルブ３１をデユーティ制御す
る。ソレノイドバルブ３１がパルス信号Ｐを入力してデ
ユーティ制御されると油路２８からシリンダ孔２７に供
給される油圧は高くなり、ピストン２６、ブツシュロッ
ド２５、スペーサ２１、ベアリング２０およびリアクシ
ョンプレート１８を介してクラッチ機構１５に予圧より
大きな圧力が加えられる。前記矩形波信号がＯＦＦ　（
第６図ＴＣＩにおけるＯ値）のときは比較器４５は、第
４図（ａｌにおけるような信号の比較を行わず第４図（
ｂｌに示すようなパルス信号Ｐも形成せず、さらにソレ
ノイドバルブ３１に信号を出力することもしない。した
がって油路２８からシリンダ孔２７に供給される油圧は
再び低くなりクラッチ機構１５に加えられる圧力は元の
予圧に戻る。このように設定電圧発生器４２からの矩形
波信号の０Ｎ−ＯＦＦ変化により油圧が高くなったり低
くなったり変動し、このことによりクラッチ機構１５に
加えられる圧力も予圧より高くなったり予圧に戻ったり
して１．２秒間隔（矩形波の周期により）で変動する。

クラッチ機構１５に予圧よりも大きな圧力が加わったと
きは、一方の車輪が低い路面摩擦係数のために車両制動
時に先にロックされようとしても、他方のまだロックさ
れない車輪から一方のロックされようとしている車輪に
その一方の車輪を回転できるようなトルクが伝達される
。

したがって、一方の車輪がロックしようとする限界値を
向上させることができる。しかしながら、車両制動時に
クラッチ機構１５に予圧より大きな圧力が加わったまま
だと左右輪共にロックした場合、路面からの逆駆動力に
より少なくとも一方の車輪が回転しようとしても回転し
にくく、両輪ロックの状態が続く。そこで本発明はこの
ような相反する要求を両立させるために、前述のように
クラッチ機構１５に加えられる圧力を変動させるように
している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、左右駆動車輪が
同時にロックされて車両の走行安定性が悪化するのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の一実施例に係る車両の差動制御装
置を示す図であり、第１図は差動制限機構を有する差動
機構の断面側面図、第２図は第１図における油路２８か
らシリンダ孔２７内に液圧を供給する液圧回路と車両制
動状況に応じて差動制限作用を制御する制御手段のブロ
ック図との相関結合図、第３図は第２図における制御回
路４０の詳細を示すブロック図、第４図（ａ）は第３図
における制御電圧発生器４２が出力した設定電圧信号Ｅ
と三角波発生器４３が出力した三角波信号りとが比較器
４５において比較された状態を示す波形図、第４図（ｂ
）は比較器４５が第４図（ａ）における波形図の比較に
基づいて出力するパルス信号Ｐの波形図、第５図は第３
図におけるブレーキセンサ４１および設定電圧発生器４
２の詳細を示すブロック図、第６ＴＩ！Ｊ（ａ）は車両
制動時に制動維持センサ部４６が信号を出力する状態を
示す図、第６図中）は矩形波発生器４７が発生する矩形
波の波形図、第６図ＴＯ）は車両制動時に設定電圧発生
器４２から比較器４５に出力される信号の波形図である
。 １−−−−−一差動機構、 ２・−・〜入力軸（入力部）、 ３−−−−−一駆動軸（出力部）、 ４・−・・−・差動制限機構、 ３１・−・・ソレノイドバルブ、 ４０・−−−−一制御回路、 ４１−−−−−・ブレーキセンサ（車両制動検出手段）
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力部から入力された駆動力を互いに差動可能な
   ２つの出力部を介して左右の駆動車輪に分配して伝達す
   る差動機構と、差動抵抗力を発生して前記差動機構の差
   動作用を制限する差動制限機構と、この差動制限機構に
   連結し車両制動状況に応じて差動制限作用を周期的に増
   減制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする車両
   の差動制御装置。
2. （２）前記制御手段は、車両の制動の有無を検出する車
   両制動検出手段と、この車両制動検出手段からの信号に
   基づいて信号を出力する制御回路と、前記差動制限機構
   に連結し前記制御回路からの信号に基づいて前記差動制
   限機構の差動制限作用を制御するソレノイドバルブと、
   を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   車両の差動制御装置。