JPS62173332A - 差動制限装置 - 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限装置、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
て他車輪にさらに強いトルクを伝達して脱出を容易にす
る差動制限作用を存する差動装置の、差動作用の制限を
車両状況に応じて制御する車両の差動制限装置に関する
。

（従来の技術） このような差動制限作用を有する差動制限装置としては
従来、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
圧力により差動制限作用が発生して、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。

また、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行の継続を可
能にしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このうような従来の差動制限装置にあっ
ては、差動制限作用は皿バネによる予圧を除いては、エ
ンジンからの駆動力（トルク）がディファレンシャルケ
ースを介してビニオンメートシャフトに伝えられ、この
駆動トルクによりプレッシャリングがビニオンメートシ
ャフトとカム作用を行い、このカム作用により互いに離
隔したプレッシャリングにより多板クラッチ機構を押圧
することにより差動制限作用を行うようになっていたた
め、高速旋回中にエンジンからの駆動力が急激に減少す
ると差動制限作用も急激に緩和されて（皿バネによる予
圧トルク分は残る）差動を許容する状況に移行し、それ
までの差動制限作用によるアンダステア特性が変化して
車両は急激にそれまでより小さな旋回半径で旋回しよう
とする、いわゆる巻込み現象（タックイン）を生じて操
縦安定性が害されるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る差動制限装置は、ディファレンシャルケー
スとサイドギアとの間に介装された摩擦クラッチと、こ
の摩擦クラッチに流体圧によりクラッチ締結力を付与す
るクラッチ締結手段と、このクラッチ締結手段に流体圧
を供給する流体圧発生手段と、を備えた差動制限装置に
おいて、エンジンの出力低下制御時に信号を出力するエ
ンジン出力低下信号出力手段と、このエンジン出力低下
信号出力手段からの信号に基づいて前記流体圧発生手段
の流体圧を制御するよう制御信号を出力する制御手段と
、を設け、前記エンジンの出力低下制御時には前記流体
圧発生手段は流体圧を略一定の高圧に保持するようにし
たことを構成としている。

（作　用） 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、差動機構により内輪より外輪を速（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
まって駆動トルクが小さくなった場合には、差動制限機
構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駆動車輪の駆動トルクの何倍がの
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。エンジンのフューエルカット等のエ
ンジン出力低下制御が行われたときは流体圧発生手段は
流体圧を略一定の高圧に保持することにより、車両が旋
回中にエンジンからの駆動力が急激に減少してもそれま
での差動制限作用を確保し、特に車両が高速旋回中にタ
ックイン現象を起こすことを有効に防止して車両の操縦
安定性を確保することができる。

（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１．２図は本発明による差動制限装置の一実施例を
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
ジンの出力軸が図外の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２に連結されている。この差
動機構ｌは、エンジンの動力を左右あるいは前後の駆動
車輪に分配するために図中左右の２つの駆動軸３に伝達
するとともに、左右あるいは前後（４輪駆動車の場合）
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。

゛　さら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
両端部には一対のビニオンメートギア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、上記両ビニオンメートギア１
１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収納さ
れている。

また、上記差動制限機構４は次のように構成されている
。ピニオンメートギア１１およびサイドギア１２ヲＦｉ
”）ブレンジャリング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
されたピニオンメートシャフト１００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１
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（摩擦ク
ラッチ）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、リアクションプレート１
８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２０．リアクシ
ョンプレート１８を介してクラッチ機構１５を押圧する
方向にたがいに接近することができる。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
よう配設され、このピストン２６はハウジング２２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、この油路２８から圧油が供給されるとピス
トン２Ｇ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２９が介装されて
いる。リアクションプレート１８、ベアリング２０、ス
ペーサ２１、ブツシュロッド２５、ピストン２６、シリ
ンダ孔２７は、全体としてクラッチ締結手段２４を構成
する。

差動機構１の油路２８は配管３１を介して電磁制御弁３
０に連通しており、電磁制御弁３０は配管３３を介して
油圧ポンプ３２に連結するとともに、配管３５を介して
リザーバタンク３４に連通している。電磁制御弁３０、
油圧ポンプ３２、リザーバタンク３４は流体圧発生手段
４０を構成する。流体圧発生手段４０は電磁制御弁３０
を介してコントローラ（制御手段）３６から出力された
指令電流ｉに応じて油圧を発生させる。コントローラ３
６には、車両の車速を検出して車速信号■を出力する車
速センサ３７、アクセル開度を検出してアクセル開度信
号Ａを出力するアクセル開度センサ３８、および、エン
ジンのフューエルカット時にフューエルカット時号Ｆ（
エンジン出力低下信号）を出力するエンジン集中電子制
御システム（エンジン出力低下信号出力手段）３９が接
続されており、コントローラ３６は、車速信号■、アク
セル開度信号Ａおよびフューエルカット信号Ｆに基づい
て、油圧を制御する指令電流ｉを適切な値に設定して出
力するようになっている。

次に作用について説明する。

図外の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
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。図
に基づいて説明すると、コントローラ３６は各検出手段
３７．３８およびエンジン集中電子制御システム３９か
ら入力された信号を読込む。次に、エンジン集中電子制
御システム３９からのフューエルカット信号Ｆが入力さ
れたかどうかを判断する。

フューエルカット信号Ｆがコントローラ３６に入力され
ないとき（Ｆ＝Ｏ）は、コントローラ３６は車速検出セ
ンサ３７からの車速信号■とアクセル開度センサ３８か
らのアクセル開度信号Ａとの組合せに基づいて、たとえ
ば第２図（ａ）のデータマツプに示すような制御信号、
すなわら車速および（または）アクセル開度が大きくな
るほど大きくなるような指令電流ｉを油圧発生手段４０
の電磁制御弁３０に出力する。データマツプ中の符号０
．１．２３ば、それぞれ指令電流が零、小、中、大であ
ることを意味する。油圧発生手段４０は、その制御信号
に応じて油圧Ｐを発生させ、その油圧Ｐを油路２８に供
給する。このことによりクラッチ締結手段２４を介して
クラッチ機構１５にクラッチ締結力を付与し、差動機構
１に対する差動制限ａ横４の差動抵抗力を最適に制御す
ることにより旋回時の車両の操縦安定性を向上させるこ
とができる。エンジン集中電子制御システム３９がフュ
ーエルカット信号Ｆを出力し、この信号Ｆがコントロー
ラ３６に入力されたとき（Ｆ＝１）は、コントローラ３
６は第２図（ｂ）のデータマツプに示すように、車速信
号Ｖおよびアクセル開度信号Ａとは無関係に常に油圧発
生手段４０の電磁制御弁３０に制御信号３に相当する指
令電流ｉを出力する。すなわち、常に最大の油圧を保持
するよう油圧発生手段４０への制御信号の出力を維持す
る。このことにより、油圧発生手段４０による油圧も大
となり、クラッチ機構１５の締結トルクも大きくなって
車両の旋回中にエンジンからの駆動力が急激に減少して
も、差動制限機構４の差動抵抗力を大きくしたまま保持
してそれが変化することを防止し、車両の操縦安定性を
確保することができる。この制御は車速に関係なく行わ
れるが、特に高速旋回時にあってはタックイン防止の点
で大きな効果を上げることができる。

差動制限機構４の差動制限トルクＴは一般に次の式によ
って表わされる。

ＴＯＣＰ−Ａ−ｒ−ｎ−ｐ 但し、Ｐ：油圧 Ａ：油圧ピストン２６の受圧面積 ｒ：クラッチ機構１５の平均半径 ｎ：クラッチ機構１５のプレート枚数 μ：クラッチ機構１５の摩擦係数 上記の弐において、Ａ、ｒ、ｎ、およびμはそれぞれ、
特定の差動制限装置について固有の定数であるから、Ｔ
ＣＫ：に−Ｐ（Ｋは定数）となり、前記の差動制限トル
クＴは油路２８を介して差動制限機構４のクラッチ締結
手段２４に供給される油圧Ｐに比例する。この油圧Ｐは
コントローラ３６から油圧発生手段４０に出力される制
御信号（指令電流ｉ）に応じて一義的に決定される。し
たがって、この制御信号を制御することによって差動制
限機構４の作動制限量（トルク）を制御することができ
る。

なお、高速走行時に車両を制動しようとする場合にもフ
ューエルカットが作動するので、その際にも大きな作動
制限量を保持して直進性を増大することができ、車両の
片輪ロックや尻振りが起こることを有効に防止すること
ができる。また、油圧発生手段４０の電磁制御弁３０の
作動はフューエルカット信号Ｆの出力よりも僅かに遅れ
るので、電子制御システム３９による実際のフューエル
カットを、フューエルカット信号Ｆがコントローラ３６
に入力された後、一定時間後、たとえば０．１秒後に行
うようにすることにより、この作動の遅れを解消するこ
とができる。また、車両が降板時にフューエルカットが
作動して、フューエルカット−１１ｉＦｉのまま旋回し
たときなど、大きな作動制限量を長時間保持したままで
は車両が長時間にわたってアンダステア傾向になってし
まうおそれがあり、一方タツクインは一定時間内に収束
することを考慮して、前記実施例のような制御作用はフ
ューエルカットの作動直後の一定時間内に限定して行う
ようにしても目的を達することができる。また、フュー
エルカットが作動したときの制御油圧Ｐは第２図（ｂ）
のデータマツプに示すような最大圧とせずに、フューエ
ルカット直前の状態に維持するようにしてもよく、この
ような制御によれば操舵時のキックバックに伴う違和感
を防止することができる。さらに、アクセルがＯＦＦ状
態（アクセル開度零）だけでなくＯＮ状態（アクセル所
定型開）にあっても高速フューエルカット（たとえば１
８０ｋｍ／時）、あるいはエンジン高回転フューエルカ
ット（たとえば６６００ｒ、ｐ、ｍ　）等が行なわれる
が、このようなフューエルカットが旋回中に行なわれる
とアクセルがＯＦＦ状態のときと同様に車両が不安定と
なる。しかしながら、このような場合においても前記実
施例においてはエンジン集中電子制御システム３９から
フューエルカット信号Ｆがコントローラ３６に出力され
るため、車両を安定化させることができる。尚、前述し
たエンジン出ノｊ低下制御は、燃料の噴射パルス出力を
停止するというフューエルカット制御に限るものではな
く、機関が所定の運転状態に移動するとドライバーの意
志とは別にスロットル開度を閉にするものや、点火時期
をずらす事によりエンジン出力を低下させるものも含み
、本発明は、これらのエンジン出力低下制御を有する車
両にも適用可能である事は言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、エンジンのフュー
エルカット等のエンジン出力低下制御時に、摩擦クラッ
チにクラッチ締結力を付与するクラッチ締結手段に流体
圧を供給する流体圧発生手段がその流体圧を略一定の高
圧に保持するようにしたため、車両が旋回中にエンジン
からの駆動力が急激に減少してもそれまでの差動制限作
用を確保し、特に車両が高速旋回中にタンクイン現象を
起こすことを有効に防止して車両の操縦安定性を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明による差動制限装置の一実施例を示
す図であり、第１図はその全体構成図、第２図はその作
用を説明するためのデータマツプであり、第２図（ａｌ
はフューエルカットが作動しないとき（Ｆ＝００とき）
の車速信号■とアクセル開度信号Ａとの組合せにおける
指令電流値ｉのデータマツプ、第２図（ｂｌはフューエ
ルカットが作動してフューエルカット信号Ｆがコントロ
ーラ３６に入力されたとき（Ｆ＝１のとき）の指令電流
値ｉのデータマツプである。 ■・・・・・・差動機構、 ２・・・・・・入力軸、 ３・・・・・・駆動軸、 ４・・・・・・差動制限機構、 ６・・・・・・ドライブピニオン、 ７・・・・・・ディファレンシャルケース、８・・・・
・・ドリブンギア、 １０・・・・・・ビニオンメートシャフト、１１・・・
・・・ピニオンメートギア、１２・・・・・・サイドギ
ア、 １２ａ・・・・・・軸部、 １３・・・・・・プレッシャリング、 １５・・・・・・クラッチ機構Ｖ！！擦クラッチ）、１
６・・・・・・フリクションディスク、１７・・・・・
・フリクションプレート、１８・・・・・・リアクショ
ンプレート、１８ａ・・・・・・突起、 ２０・・・・・・ヘアリング、 ２１・・・・・・スペーサ、 ２２・・・・・・ハウジング、 ２３・・・・・・挿通孔、 ２４・・・・・・クラッチ締結手段、 ２５・・・・・・ブツシュロフト、 ２６・・・・・・ピストン、 ２７・・・・・・シリンダ孔、 ２８・・・・・・油路、 ２９・・・・・・シール部材、 ３０・・・・・・電子制御弁、 ３Ｉ、３３．３５・・・・・・配管、 ３２・・・・・・油圧ポンプ、 ３４・・・・・・リザーバタンク、 ３６・・・・・・コントローラ（制御手段）、３７・・
・・・・車速センサ、 ３８・・・・・・アクセル開度センサ、３９・・・・・
・エンジン集中電子制御システム（エンジン出力低下信
号出力手段）、 ４０・・・・・・油圧発生手段（流体圧発生手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディファレンシャルケースとサイドギアとの間に介装さ
   れた摩擦クラッチと、この摩擦クラッチに流体圧により
   クラッチ締結力を付与するクラッチ締結手段と、このク
   ラッチ締結手段に流体圧を供給する流体圧発生手段と、
   を備えた差動制限装置において、エンジンの出力低下制
   御時に信号を出力するエンジン出力低下信号出力手段と
   、このエンジン出力低下信号出力手段からの信号に基づ
   いて前記流体圧発生手段の流体圧を制御するよう制御信
   号を出力する制御手段と、を設け、前記エンジンの出力
   低下制御時には前記流体圧発生手段は流体圧を略一定の
   高圧に保持するようにしたことを特徴とする差動制限装
   置。