JPH054530A

JPH054530A - 車両の差動制限装置

Info

Publication number: JPH054530A
Application number: JP3156958A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shiraishi; 優白石; Hideji Hiruta; 秀司昼田; Nobuyuki Nakamura; 信之中村; Yoshitaka Kimura; 嘉孝木村; Minoru Takada; 稔高田; Yoshitsugu Masuda; 尚嗣増田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1993-01-14
Also published as: KR950004308B1; US5275254A; KR930000306A

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の運転状態や、構造的特性に適応した差
動制御を行うことができる差動制限装置を提供する。【構成】車軸間デファレンシャル及び車輪間デファレ
ンシャルを所定の条件でロック状態として差動制限を行
う車両の差動制限装置において、車軸間デファレンシャ
ルに設けられ、車軸間デファレンシャルの差動を制限す
る第１の電磁クラッチと、車輪間デファレンシャルに設
けられ、車輪間デファレンシャルの差動を制限する第２
の電磁クラッチと、これら電磁クラッチの差動制限動作
を制御するコントロールユニットとを備え、コントロー
ルユニットは、第１の電磁クラッチが車軸間デファレン
シャルをロック状態に保持する時間と、第２の電磁クラ
ッチが車輪間デファレンシャルをロック状態に保持する
時間とを相異なる時期に生じさせる作動時期制御手段を
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の差動制限装置に
関するものであり、より詳細には、車両の運転状態や、
構造的特性に適応した差動制御を行うことができる差動
制限装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】４輪駆動車は一般に、旋回時における前
後輪の軌跡差を補償すべく、前後輪の車軸間に配設され
るセンタデファレンシャル、前輪間に配設されるフロン
トデファレンシャル、及び後輪間に配設されるリヤデフ
ァレンシャルをそれぞれ備えている。このような４輪駆
動車が、例えば特開昭６２−１６６１１４号公報に記載
されており、この４輪駆動車には、油圧によりロック状
態及びアンロック状態の作動状態が夫々設定されるフロ
ントデファレンシャル、リヤデファレンシャル及びセン
タデファレンシャルのための差動制限装置が設けられて
いる。この差動制限装置は、各車輪の車輪速度信号と操
舵角信号とを制御回路に入力し、これらの値に基づいて
悪路判定、直進判定、加速判定及び制動判定を行い、各
種の走行状態に対応して、フロントデファレンシャル、
リヤデファレンシャル及びセンタデファレンシャルの作
動を制御し、これによって、操縦安定性、制動性、加速
性などの向上を図っている。

【０００３】また、この種の差動制限装置において、前
後輪の回転数差に基づいて差動制限装置の伝達トルク容
量を制御するように構成されたものが提案されている
（特開昭６２─１６６１１３号公報）。この差動制限装
置は、前後輪の回転数差が比較的小さいとき、伝達トル
ク容量を低減するように構成され、これによって、運転
状態に応じた適当な差動作用又は差動制限作用を確保し
ようとする。

【０００４】また、車両の発進状態を検出し、車両の発
進時にセンタデファレンシャルを自動的にロック状態に
するように構成されたデフロック制御装置が提案されて
いる（特開昭６３─２５１３２７公報）。このデフロッ
ク装置は、発進時における運転者の手動デフロック操作
を不要にし、発進時の確実なデフロック動作を確保しよ
うとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな差動制限装置では、デファレンシャルをロックする
際に、複数のデファレンシャルを実質的に同時にロック
してしまうことから、駆動トルクが急激に変動し、所謂
トルクショックを生じさせることがある。また、全ての
デファレンシャルの差動制限装置が、実質的に同じ条件
下で略同時にロック又はロック解除を行うので、或る運
転状態では、全ての差動制限装置が一斉にハンチングを
生じさせることが考えられる。更には、差動制限装置
は、各デファレンシャルの差動を規制する電磁式又は油
圧作動式の多板クラッチを一般に備えているが、かかる
クラッチに電磁式のものを用いた場合、各デファレンシ
ャルにおけるクラッチの同時作動は、差動制限装置の制
御系統に急激な電気負荷を課す恐れがある。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、デファレンシャルのロ
ック動作に伴う走行時のトルクショックを抑制すること
ができる車両の差動制限装置を提供することにある。本
発明の目的は又、所望の差動制限作用を確保しつつ、差
動制限装置の作動回数を低減することができる差動制限
装置を提供することにある。

【０００７】本発明は更に、電気的に作動される差動制
限装置において、制御系統に急激な電気負荷が生じるの
を回避できる差動制限装置を提供することを目的として
いる。本発明は又、殊に車両の発進時に、車輪のスリッ
プを効果的に防止できる車両の差動制限装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、車軸間デファレンシャル及び車輪間デファ
レンシャルを所定の条件でロック状態として差動制限を
行う車両の差動制限装置において、車軸間デファレンシ
ャルに設けられ、該車軸間デファレンシャルの差動を制
限する第１差動制限手段と、車輪間デファレンシャルに
設けられ、該車輪間デファレンシャルの差動を制限する
第２差動制限手段と、前記第１及び第２差動制限手段の
差動制限動作を制御する差動制御手段とを備え、前記差
動制御手段は、前記第１差動制限手段が前記車軸間デフ
ァレンシャルをロック状態に保持する時間と、前記第２
差動制限手段が前記車輪間デファレンシャルをロック状
態に保持する時間とを相異なる時期に生じさせる作動時
期制御手段を備えていることを特徴とする車両の差動制
限装置を提供する。

【０００９】かかる構成の差動制限装置によれば、作動
時期制御手段は、車軸間デファレンシャルがロック状態
に保持される時間と、車輪間デファレンシャルがロック
状態に保持される時間とが一致するのを妨げ、車軸間デ
ファレンシャルがロック状態に移行する時期及び／又は
ロック状態を解放する時期と、車輪間デファレンシャル
がロック状態に移行する時期及び／又はロック状態を解
放する時期とを意図的にずらす。従って、各デファレン
シャルは、同時にロック動作を行うことなく、これに伴
う走行時のトルクショックを妨げる。

【００１０】本発明の好ましい実施態様においては、前
記作動時期制御手段は、前記第１差動制限手段が車軸間
デファレンシャルのロック状態を解放する時期と、前記
第２差動制限手段が前記車輪間デファレンシャルのロッ
ク状態を解放する時期とを相異なる時期に生じさせる。
また、本発明の他の好適な実施態様では、前記作動時期
制御手段は、第１差動制限手段が車軸間デファレンシャ
ルをロック状態に移行させる時期と、前記第２差動制限
手段が前記車輪間デファレンシャルをロック状態に移行
させる時期とを相異なる時期に生じさせる。

【００１１】本発明の更に他の実施態様では、前記作動
時期制御手段は、前記第１及び第２差動制限手段が前記
車軸間及び車輪間デファレンシャルをロック状態に保持
した後に、これらの差動制限手段の一方が前記デファレ
ンシャルの一方をロック状態から解放したとき、この差
動制限手段が該デファレンシャルをロック状態から所定
時間継続的に解放した後に、前記差動制限手段の他方に
より前記車軸間及び車輪間デファレンシャルの他方のロ
ック状態を解放する。このように、いずれか一方の差動
制限手段のロック状態を意図的に長時間維持することに
より、所望の差動制限作用を確保しつつ、差動制限装置
の作動回数を低減し、差動制限装置のハンチングを効果
的に防止できる。

【００１２】本発明の他の好適な実施態様においては、
作動時期制御手段は、車速が所定車速未満であるとき、
前記車軸間デファレンシャルを前記車輪間デファレンシ
ャルよりも早期にロック状態に移行させ、車速が前記所
定車速以上であるとき、前記車輪間デファレンシャルを
前記車軸間デファレンシャルよりも早期にロック状態に
移行させるように構成され。これにより、差動制限装置
は、低速走行時に、車輪間デファレンシャルの差動作用
を保持したまま、車軸間デファレンシャルの差動を制限
し、車両の発進時などの車輪のスリップを効果的に打ち
消すことができ、逆に、中高速時には、前後に駆動力を
配分する車軸間デファレンシャルの差動作用を保持した
まま、操縦性に対する影響が比較的少ない車輪間デファ
レンシャルの差動を先に制限し、車両の操縦性を重視し
た差動制限を行うことができる。

【００１３】他の観点より本発明は、車軸間デファレン
シャル及び車輪間デファレンシャルを所定の条件でロッ
ク状態として差動制限を行う車両の差動制限装置におい
て、車軸間デファレンシャルに設けられ、該車軸間デフ
ァレンシャルの差動を制限する第１差動制限手段と、車
輪間デファレンシャルに設けられ、該車輪間デファレン
シャルの差動を制限する第２差動制限手段と、前記第１
及び第２差動制限手段の差動制限動作を制御する差動制
御手段とを備え、前記第１及び第２差動制限手段は夫
々、各車軸間又は各車輪間の差動を前記デファレンシャ
ルに比例的に摩擦力を付与することにより制限する摩擦
係合手段を備え、前記差動制御手段は、前記摩擦係合手
段の各々が各デファレンシャルに付与する摩擦力の時間
変化率を互い異なるように設定する変化率制御手段を備
えていることを特徴とする車両の差動制限装置を提供す
る。

【００１４】かかる構成の差動制限装置によれば、差動
が生じたときに、各デファレンシャルは、時間的なずれ
をもってロック状態に移行し、或いは、ロック状態から
解放されるので、各デファレンシャルは、同時にロック
動作を行うことなく、これに伴う走行時のトルクショッ
クを生じさせるのを回避できる。また、本発明の或る実
施態様では、前記第１差動制限手段及び／又は第２差動
制限手段は、前記差動制御手段からの電気信号に応じて
前記車軸間デファレンシャル及び／又は車輪間デファレ
ンシャルの差動を制限する摩擦係合手段を夫々備えてい
る。このように電気的に作動される第１差動制限手段及
び／又は第２差動制限手段を備えた差動制限装置では、
各差動制限手段の作動時期が一致するのが妨げられるの
で、差動制限装置の電気系統に過渡的に過大な負荷が生
じるのを回避できる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。図１は、本発明の車両の制御装置
の全体構成を示す全体構成図である。先ず、図１に示さ
れた車両の動力伝達系を説明する。１０はエンジンであ
り、このエンジン１０にはトランスミッション１１が接
続され、このトランスミッション１１にはトランスファ
１２が接続されている。このトランスファ１２には、エ
ンジン１０からの出力を前輪側に伝達するフロント・プ
ロペラシャフト１３及び後輪側に伝達するリヤ・プロペ
ラシャフト１４がそれぞれ接続されている。このフロン
ト・プロペラシャフト１３には、フロント・アクスル１
５を介して前輪１６が接続されている。またリヤ・プロ
ペラシャフト１４には、リヤ・アクスル１７を介して後
輪１８が接続されている。さらにトランスファ１２には
センタ・デファレンシャル２０（以下、センタデフとい
う。）、フロント・アクスル１５にはフロント・デファ
レンシャル２１（以下、フロントデフという。）、リヤ
・アクスル１５にはリヤ・デファレンシャル２２（以
下、リヤデフという。）がそれぞれ設けられている。

【００１６】また各前輪１６及び各後輪１８には、各車
輪の車輪速を検出する車輪速センサ３０がそれぞれ取り
付けられている。３１はブレーキスイッチであり、この
ブレーキスイッチ３１によりブレーキのオン・オフを検
出する。３２はスロットルセンサであり、このスロット
ルセンサ３２によりエンジン１０のスロットル開度を検
出する。

【００１７】４０はエンジン用コントロール・ユニット
であり、このエンジン用コントロール・ユニット４０に
はスロットルセンサ３２からスロットル開度が入力され
る。４１はアンチスキッドブレーキ装置用コントロール
・ユニット（以下、ＡＢＳ用コントロール・ユニットと
いう。）であり、このＡＢＳ用コントロール・ユニット
４１には、車輪速センサ３０から各車輪速が入力され
る。４３はデファレンシャル用コントロール・ユニット
であり、このデファレンシャル用コントロール・ユニッ
ト４３には、後述するデフロックのモード選択を行うマ
ニュアル・スイッチ４４及びバッテリー４５が接続され
ている。このデファレンシャル用コントロール・ユニッ
ト４３には、スロットルセンサ３２からスロットル開
度、ブレーキスイッチ３１からブレーキ信号、及び各車
輪の車輪速、マニュアル・スイッチ４４からモード信号
がそれぞれ入力される。これらの各入力された値に基づ
いて、デファレンシャル用コントロール・ユニット４３
から、センタデフ２０へセンタデフ電流、フロントデフ
２１へフロントデフ電流、リヤデフ２２へリヤデフ電流
がそれぞれ供給され、これらの電流値に基づいてセンタ
デフ２０、フロントデフ２１及びリヤデフ２２がアンロ
ック状態、中間ロック状態、完全ロック状態とされる。

【００１８】図２は、センタデフに設けられた電磁多板
クラッチを示す断面図である。センタデフ２０には、電
磁多板クラッチ５０が設けられ、この電磁多板クラッチ
５０によりセンタデフ２０がアンロック状態、中間ロッ
ク状態、完全ロック状態とされる。この電磁多板クラッ
チ５０は、フロント・プロペラシャフト１３とリヤ・プ
ロペラシャフト１４との差動を制限できるものであれ
ば、どのような形式のものでもよい。その一例を図２に
示す。図２において、電磁多板クラッチ５０は複数枚の
インナディスクとアウタディスクとよりなるクラッチ板
５１及びこのクラッチ板５１へ押圧力を生じさせるアク
チュエータ５２から構成されている。また５３は軸受、
５４は一方のプロペラシャフトに伝動連結する伝動部
材、５５は他方のプロペラシャフトに伝動連結する伝動
部材である。アクチュエータ５２は、ソレノイド５６に
電流が流れる時に発生する磁力によってアーマチュア５
７がクラッチ板５１を押圧するように構成されている。
この電磁多板クラッチ５０においては、ソレノイド５６
に流れる電流とクラッチ板５１を摩擦係合させる押圧力
すなわち電磁多板クラッチ５０で発生するトルクとが比
例関係にあるので、センタデフ２０の差動回転数を電流
の増減により連続的に変化させることができる。

【００１９】フロントデフ２１及びリヤデフ２２におい
ても、電磁多板クラッチが設けられているが、図２に示
すものと同様の構成のためその説明は省略する。次に表
１を参照してマニュアル・スイッチ４４により選択され
た各モードにおける制御内容について説明する。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に示すように、マニュアル・スイッチ
４４の「ＡＵＴＯ（Ａモード）」においては、フロント
デフ２１がアンロック状態、センタデフ２０とリヤデフ
２２がオートモード制御とされる。「Ｃ（Ｃモード）」
においては、フロントデフ２１がアンロック状態、セン
タデフ２０が完全ロック状態、リヤデフ２２がオートモ
ード制御とされる。「Ｒ（Ｒモード）」においては、フ
ロントデフ２１がアンロック状態、センタデフ２０とリ
ヤデフ２２が完全ロック状態とされる。「Ｆ（Ｆモー
ド）」においては、フロントデフ２１、センタデフ２０
及びリヤデフ２２の全てが完全ロック状態とされる。こ
こで、Ｉｆはフロントデフ電流、Ｉｃはセンタデフ電
流、Ｉｒはリヤデフ電流を、また数値はその電流値をそ
れぞれ表しており、各デフに設けられた電磁多板クラッ
チにこれらの値のデフ電流が供給されることにより、各
デフが完全ロック状態とされる。

【００２２】これらの各モードは、運転者により任意に
選択される。「Ａモード」においては、フロントデフ２
１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、市街地などの通常路を走行
するオンロード走行に適している。一方、「Ｆモード」
においては、フロントデフ２１、センタデフ２０及びリ
ヤデフ２２の全てが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
行するオフロード走行に適している。「Ｃモード」及び
「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。

【００２３】次に、図３乃至図９を参照して、デファレ
ンシャル用コントロール・ユニット４３における制御内
容を説明する。図３乃至図８において、符号Ｐはフロー
チャートにおける各ステップを示す。図３はオートモー
ド制御における車体速演算ルーチンを示すフローチャー
トである。図３に示すように、Ｐ１０において各車輪速
Ｎfr、Ｎfl、Ｎrr、Ｎrlを入力する。ここで、Ｎfrは右
前輪の車輪速、Ｎflは左前輪の車輪速、Ｎrrは右後輪の
車輪速、Ｎrlは左後輪の車輪速をそれぞれ表している。
次にＰ１１において、これらの各車輪速Ｎfr、Ｎfl、Ｎ
rr、Ｎrlの内の最低値を車体速度Ｖspと定義する。

【００２４】図４はオートモード制御におけるセンタデ
フ差動回転数演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。図４に示すように、Ｐ２０において各車輪速Ｎfr、
Ｎfl、Ｎrr、Ｎrlを入力する。次にＰ２１において、回
転差であるセンタデフ差動回転数ΔＮｃを求める。図５
はオートモード制御におけるリヤデフ差動回転数演算ル
ーチンを示すフローチャートである。図５に示すよう
に、Ｐ３０において後輪の各車輪速Ｎrr、Ｎrlを入力す
る。次にＰ３１において、リヤデフ差動回転数ΔＮｒを
求める。

【００２５】図６乃至図８はオートモード制御における
センタデフ電流の設定及び決定ルーチンを示すフローチ
ャートである。図６及び図７において、センタデフ差動
回転数ΔＮｃの関数として設定された制御マップ（図示
せず）から、所望のセンタデフ電流Ｉｃａが求められ
（Ｐ４０）、リアデフ差動回転数ΔＮｒの関数として設
定された制御マップ（図示せず）から、所望のリアデフ
電流Ｉｒａが求められる（Ｐ５０）。

【００２６】図８に示す如く、センタデフ電流Ｉｃａ及
びリアデフ電流Ｉｒａが共に、所定の最大電流値Ｉｍａ
ｘに達しているとき、出力すべきセンタデフ電流Ｉｃ及
びリアデフ電流Ｉｒを夫々、最大電流値Ｉｍａｘに設定
する（Ｐ６０、６１）。次いで、所定時間Ｔ１の経過後
に、センタデフ電流Ｉｃを最大電流値Ｉｍａｘに保持し
たまま、リアデフ電流Ｉｒを上記制御マップより求めら
れる現状のリアデフ電流Ｉｒａに設定する（Ｐ６２〜６
５）。更に、この状態、即ち、センタデフ電流Ｉｃが最
大電流値Ｉｍａｘに設定され、リアデフ電流Ｉｒが現状
のリアデフ差動回転数ΔＮｒに相関する状態を所定時間
Ｔ２だけ保持する（Ｐ６６、６７、６９）。

【００２７】この間に、もし、所望のリアデフ電流Ｉｒ
ａが最大電流値Ｉｍａｘに達すると（Ｐ６９）、出力す
べきセンタデフ電流Ｉｃを現状のセンタデフ差動回転数
ΔＮｃに相関するセンタデフ電流Ｉｃａに設定し、リア
デフ電流Ｉｒを最大電流値Ｉｍａｘに設定し（Ｐ７
０）、この状態を所定時間Ｔ３だけ保持する（Ｐ７１、
７２、７４）。この間に、もし、所望のセンタデフ電流
Ｉｃａが最大電流値Ｉｍａｘに達したならば（Ｐ７
３）、上記ステップＰ６５に移行し、出力すべきセンタ
デフ電流Ｉｃ及びリアデフ電流Ｉｒを夫々、最大電流値
Ｉｍａｘ及び電流値Ｉｒに夫々設定して（Ｐ６０、６
１）、この状態を所定時間Ｔ１だけ保持する。

【００２８】他方、センタデフ電流Ｉｃａ及びリアデフ
電流Ｉｒａのいずれかが、所定の最大電流値Ｉｍａｘに
達しないとき（Ｐ６０）、センタデフ電流Ｉｃａ及びリ
アデフ電流Ｉｒａのいずれが最大電流値流Ｉｍａｘに達
していないかを判定する（Ｐ８０、９０）。リアデフ電
流Ｉｒａが最大電流値流Ｉｍａｘに達していない場合、
センタデフ電流Ｉｃを最大電流値Ｉｍａｘに設定する一
方、リアデフ電流Ｉｒを上記制御マップより求められる
現状のリアデフ電流Ｉｒａに設定する（Ｐ８１）。更
に、この状態、即ち、センタデフ電流Ｉｃが最大電流値
Ｉｍａｘに設定され、リアデフ電流Ｉｒが現状のリアデ
フ差動回転数ΔＮｒに相関する状態を所定時間Ｔ２だけ
保持する（Ｐ８２、８３、８５）。この間に、もし、所
望のリアデフ電流Ｉｒａが最大電流値Ｉｍａｘに達する
と（Ｐ８４）、上記ステップ６１に移行し、センタデフ
電流Ｉｃａ及びリアデフ電流Ｉｒａの双方が所定の最大
電流値Ｉｍａｘに達した場合と同様な制御を行う（Ｐ６
１〜７４）。

【００２９】逆に、センタデフ電流Ｉｃａが最大電流値
流Ｉｍａｘに達していない場合、リアデフ電流Ｉｒを最
大電流値Ｉｍａｘに設定する一方、センタデフ電流Ｉｃ
を上記制御マップより求められる現状のセンタデフ電流
Ｉｃａに設定する（Ｐ９１）。更に、この状態、即ち、
リアデフ電流Ｉｒが最大電流値Ｉｍａｘに設定され、セ
ンタデフ電流Ｉｃが現状のセンタデフ差動回転数ΔＮｃ
に相関する状態を所定時間Ｔ３だけ保持する（Ｐ９２、
９３、９５）。この間に、もし、所望のセンタデフ電流
Ｉｃａが最大電流値Ｉｍａｘに達すると（Ｐ９４）、上
記ステップ６１に移行し、センタデフ電流Ｉｃａ及びリ
アデフ電流Ｉｒａの双方が所定の最大電流値Ｉｍａｘに
達した場合と同様な制御を行う（Ｐ６１〜７４）。

【００３０】また、上記ステップ８０、９０において、
センタデフ電流Ｉｃａ及びリアデフ電流Ｉｒａのいずれ
もが、所定の最大電流値Ｉｍａｘに達していないと判定
されたとき、センタデフ電流Ｉｃ及びリアデフ電流Ｉｒ
を夫々、現状のセンタデフ差動回転数ΔＮｃ及びリアデ
フ差動回転数ΔＮｒに相関するセンタデフ電流Ｉｃａ及
びリアデフ電流Ｉｒａに設定する（Ｐ１００）。

【００３１】図９は、上記制御によって達成されるセン
タデフ電流Ｉｃａ及びリアデフ電流Ｉｒの代表的な特性
と、センタデフ差動回転数ΔＮｃ及びリアデフ差動回転
数ΔＮｒの代表的な特性を示す線図である。図示の如
く、センタデフ電流Ｉｃの供給が停止される時期と、リ
アデフ電流Ｉｒの供給が停止される時期とは、重なるこ
となく、互いにずれており、これ故、センタデフ２０と
リアデフ２２とは、同時にロック状態を脱することな
く、或る程度の時間間隔を隔ててロック状態を脱する。
従って、上記制御によれば、両デフが同時に解除動作を
行わず、センタデフ２０とリアデフ２２のロック解除動
作に伴うトルクショックが軽減される。また、このよう
にセンタデフ２０とリアデフ２２のロック解除動作が同
時に生じないので、電磁多板クラッチ５０に対して作動
電流を供給するコントロール・ユニット４３の電気系統
に、急激な電気負荷の変動が生じるのを防止することが
できる。

【００３２】次に、図１０及び図１１を参照して、デフ
ァレンシャル用コントロール・ユニット４３における上
記制御の変形例について説明する。図１０に示すフロー
チャートでは、図８におけるステップＰ７０〜７４が省
かれている。他のステップＰ６０〜６９、Ｐ８０〜８
５、Ｐ９０〜９５およびＰ１００については、図８と実
質的に同じものであるので、各ステップの詳細な説明は
省略する。

【００３３】センタデフ電流Ｉｃａ及びリアデフ電流Ｉ
ｒａが共に、所定の最大電流値Ｉｍａｘに達すると、出
力すべきセンタデフ電流Ｉｃ及びリアデフ電流Ｉｒが夫
々、最大電流値Ｉｍａｘに設定され（Ｐ６０〜６５）、
この状態が所定時間Ｔ１だけ保持される。そして、セン
タデフ電流Ｉｃが最大電流値Ｉｍａｘに保持されたま
ま、リアデフ電流Ｉｒが上記制御マップより求められる
現状のリアデフ電流Ｉｒａに設定され（Ｐ６２〜６
５）、更に、この状態が所定時間Ｔ２だけ保持される
（Ｐ６６、６７、６９）。この制御に関しては、前述の
実施例と実質的に同じものである。しかしながら、本実
施例の制御では、センタデフ電流Ｉｃを最大電流値Ｉｍ
ａｘに設定し、リアデフ電流Ｉｒを現状のリアデフ差動
回転数ΔＮｒに相関する電流値Ｉｒａに保持した間に、
もし、所望のリアデフ電流Ｉｒａが最大電流値Ｉｍａｘ
に達すると（Ｐ６８）、出力すべきセンタデフ電流Ｉｃ
及びリアデフ電流Ｉｒを再び、最大電流値Ｉｍａｘに夫
々設定し、この状態を所定時間Ｔ１、保持する（Ｐ６１
〜６４）。従って、センタデフ電流Ｉｃは、現状のセン
タデフ差動回転数ΔＮｃに相関するセンタデフ電流Ｉｃ
ａに設定されることなく、最大電流値Ｉｍａｘに保持さ
れ、現状のリアデフ差動回転数ΔＮｒに相関するリアデ
フ電流Ｉｒａが最大電流値Ｉｍａｘよりも低下し、しか
も、その後所定時間Ｔ２、経過した後に、現状のセンタ
デフ差動回転数ΔＮｃに相関するセンタデフ電流Ｉｃａ
に設定される。なお、センタデフ電流Ｉｃａ及びリアデ
フ電流Ｉｒａの一方又は双方が所定の最大電流値Ｉｍａ
ｘに達していない場合の制御（Ｐ６０、Ｐ８０〜８５、
Ｐ９０〜９５、Ｐ１００）は、前述の実施例と全く同じ
であるので、説明を省略する。

【００３４】図１２に示すように、上記制御では、リア
デフ電流Ｉｒが数回に亘って上下する間、センタデフ電
流Ｉｃは最大電流値Ｉｍａｘに保持される。リアデフ差
動回転数ΔＮｒが収束し、リアデフ電流Ｉｒが所定時間
Ｔ２以上、最大電流値Ｉｍａｘに達しないと、センタデ
フ電流Ｉｃは現状のセンタデフ差動回転数ΔＮｒに相関
するセンタデフ電流Ｉｒａに設定される。図示の例で
は、センタデフ差動回転数ΔＮｃも又、所定時間Ｔ２経
過時に既に収束しているので、センタデフ電流Ｉｃの供
給も又、停止される。

【００３５】かくして、上記制御によれば、リアデフ電
流Ｉｒが変動する間、センタデフ電流Ｉｃは最大電流値
Ｉｍａｘに保持されるとともに、各電流Ｉｒ及びＩｃ
は、或る程度の時間間隔を隔てて停止されるので、セン
タデフ２０とリアデフ２２とは同時にロック状態を脱す
ることなく、ロック解除動作に伴うトルクショックを軽
減する。また、センタデフ２０とリアデフ２２のロック
解除動作が同時に生じないことから、電磁多板クラッチ
５０の作動電流を供給するコントロール・ユニット４３
の電気系統に、急激な電気負荷の変動が生じ難い。

【００３６】図１２乃至図１６は、本発明の他の実施例
を示している。図１２は、センタデフ電流及びリアデフ
電流を求めるための制御マップの切換えルーチンを示す
フローチャートであり、図１５及び図１６は、所望のセ
ンタデフ電流又はリアデフ電流を差動回転数より求める
ために用いられる２つの制御マップを示す線図である。
また、図１３及び図１４は、オートモード制御における
センタデフ電流及びリアデフ電流の設定ルーチンを夫々
示すフローチャートである。

【００３７】図１２に示すように、Ｐ１１０において、
センタデフ電流Ｉｃを設定する。このセンタデフ電流Ｉ
ｃは、図１５又は図１６に示す制御マップの一方を用い
て、センタデフ差動回転数ΔＮｃから求められる。各制
御マップにおいて電流値Ｉは、差動回転数ΔＮの関数と
して設定されており、例えば、図１５に示すように、差
動回転数ΔＮが所定の差動回転数を超えるまで、電流値
Ｉは、差動回転数ΔＮと正比例する値に設定され、差動
回転数ΔＮが所定の差動回転数を超えると、電流値Ｉ
は、最大電流値Ｉｍａｘに設定される。第１マップ（図
１５）と第２マップ（図１６）は、差動回転数と電流値
Ｉとの相関関係が或る領域までは異なっており、従っ
て、両マップを用いた場合、同一の差動回転数に対して
異なる電流値Ｉがセンタデフ電流Ｉｃ又はリアデフ電流
Ｉｒとして夫々設定できる。また、第１マップは、第２
マップよりも早期に最大電流値Ｉｍａｘに達するような
特性を有しており、第１マップによって設定される電流
値Ｉは、比較的低い差動回転数ΔＮの領域で最大電流値
Ｉｍａｘに達することとなる。なお、図１５及び図１６
は、センタデフ電流Ｉｃ設定用の制御マップと、リアデ
フ電流Ｉｒ設定用の制御マップとが共通であるものとし
て例示的に各制御マップを示しているが、センタデフ電
流Ｉｃ設定用の制御マップとリアデフ電流Ｉｒ設定用の
制御マップとを、各デファレンシャルの特性に応じた制
御マップとして設けても良い。一般に、リアデフ２２
は、センタデフ２０よりも早期にロックする傾向がある
ので、このような点を考慮して各別の第１及び第２制御
マップを作成するのが良いが、かかる各別の制御マップ
を用いる場合にも、第１マップは、第２マップよりも早
期に最大電流値Ｉｍａｘに達するような特性を備えなけ
ればならない。また、かかる１対の制御マップを、スロ
ットル開度の関数として電流値Ｉを求める制御マップと
しても良い。この場合もやはり、第１マップは、第２マ
ップよりも早期に最大電流値Ｉｍａｘに達するような特
性を備えることとなる。

【００３８】いずれの制御マップを用いるべきかの選択
は、図１２に示す制御マップ切換えルーチンによってな
される。先ず、車体速度Ｖspを入力し、車体速度Ｖspを
所定の車速、例えば、車速１０km/hと比較する（Ｐ１１
０、１１１）。車体速度Ｖspが所定車速未満であると
き、図１５に示す第１マップをセンタデフ電流Ｉｃ設定
用マップとして採用し、図１６に示す第２マップをリア
デフ電流Ｉｒ設定用マップとして採用する（Ｐ１１
２）。逆に、車体速度Ｖspが所定車速以上であるとき、
図１６に示す第２マップをセンタデフ電流Ｉｃ設定用マ
ップとして採用し、図１５に示す第１マップをリアデフ
電流Ｉｒ設定用マップとして採用する（Ｐ１１３）。

【００３９】第１マップは、上述の如く第２マップより
も早期に最大電流値Ｉｍａｘに達するような特性を備え
ているので、車体速度Ｖspが所定車速未満のとき、即
ち、発進時等の極低速時には、センタデフ電流Ｉｃは、
リアデフ電流Ｉｒよりも早期に増大することとなる。逆
に、車体速度Ｖspが所定車速以上のとき、即ち、通常走
行時等の車速１０km/h以上の中高速時には、リアデフ電
流Ｉｒは、センタデフ電流Ｉｃよりも早期に増大するこ
ととなる。

【００４０】図１３に示すＰ１２０において、上記第１
マップ又は第２マップの一方を用いて、電流値Ｉを、セ
ンタタデフ差動回転数ΔＮｃより求め、これをリヤデフ
電流Ｉｃとして設定する。次いで、センタデフ電流Ｉｃ
が最大電流値Ｉｍａｘであるか否かを判断し、センター
デフ電流Ｉｃが最大電流値Ｉｍａｘと異なる場合、すな
わち最大電流値Ｉｍａｘより小さい場合、Ｐ１２２にお
いて「Ｉｃ＝Ｉｃ」と設定する。このとき、センタデフ
２０は中間ロック状態となる。但し、「Ｉｃ＝０」の場
合はアンロック状態となる。センタデフ電流Ｉｃが最大
電流値Ｉｍａｘの場合、Ｐ１２３においてタイマをリセ
ットし、Ｐ１２４においてセンタデフ電流Ｉｃを「Ｉｃ
＝Ｉｍａｘ」と設定する。このとき、センタデフ２０は
完全ロック状態となる。次にＰ１２４においてタイマが
カウントアップされ、Ｐ１２６において所定時間経過し
たか否が判断される。すなわち、スリップなどによりセ
ンターデフ差動回転数ΔＮｃが急激に増大したとき、セ
ンタデフ２０を所定時間完全ロック状態に保持するよう
にしている。

【００４１】図１４に示すリヤデフ制御電流値設定ルー
チンは、基本的に上記センターデフ制御電流値設定ルー
チンと同様なものである。すなわち、図１５又は図１６
に示す制御マップの一方を用いて、電流値Ｉを、リアタ
デフ差動回転数ΔＮｒより求め、これをリヤデフ電流Ｉ
ｒとして設定する（Ｐ１３０）。次にＰ１３１におい
て、リヤデフ電流Ｉｒが最大電流値Ｉｍａｘか否かを判
断し、リヤデフ電流Ｉｃが最大電流値Ｉｍａｘより小さ
い場合は、Ｐ１３２において「Ｉｒ＝Ｉｒ」と設定す
る。このとき、リヤデフ２２は中間ロック状態となり、
また「Ｉｒ＝０」の場合はアンロック状態となる。リヤ
デフ電流Ｉｒが最大電流値Ｉｍａｘの場合、Ｐ１３３に
おいてタイマをセットし、Ｐ１３４においてセンターデ
フ電流Ｉｒを「Ｉｒ＝Ｉｍａｘ」と設定する。このと
き、リヤデフ２２は完全ロック状態となる。次にＰ１３
４においてタイマがカウントアップされ、Ｐ１３６にお
いて所定時間経過したか否が判断される。すなわち、ス
リップなどによりリヤデフ差動回転数ΔＮｒが急激に増
大したとき、リヤデフ２２を所定時間完全ロック状態に
保持するようにしている。

【００４２】このように、本実施例では、特性の異なる
２種の制御マップを設け、第１マップを、第２マップよ
りも早期に最大電流値Ｉｍａｘに達するような特性に構
成している。そして、これら制御マップを所定の車速を
基準に切り換えるための制御マップ切換えルーチンを設
け、発進時等の車速１０km/h未満の極低速時には、セン
タデフ電流Ｉｃを、リアデフ電流Ｉｒよりも早期に増大
させ、逆に、通常走行時等の車速１０km/h以上の中高速
時には、リアデフ電流Ｉｒを、センタデフ電流Ｉｃより
も早期に増大させている。従って、極低速時に、リアデ
フ２２は比較的遅れてロック状態に移行し、或いは、早
期にロック状態を解放し、センタデフ２０はリアデフ２
２よりも早期にロック状態に移行するとともに、リアデ
フ２２よりも早期にロック状態を解除する。他方、中高
速時に、センタデフ２０は比較的遅れてロック状態に移
行し、或いは、早期にロック状態を解放し、リアデフ２
２はセンタデフ２０よりも早期にロック状態に移行する
とともに、センタデフ２０よりも早期にロック状態を解
除する。かくして、本実施例では、各デファレンシャル
が同時にロック状態に移行したり、ロック状態を解除す
るのを回避し、これにより、ロック動作に伴うトルクシ
ョックを軽減するとともに、コントロール・ユニット４
３の電気系統に急激な電気負荷の変動が生じるのを防止
できる。しかも、発進時などの低速時に、リアデフ２２
の差動作用を比較的長期間保持しているので、発進時に
生じ得るスリップを効果的に防止でき、また、中高速時
に、操縦性に対する影響が比較的大きいセンタデフ２０
のロック状態移行時期を遅らせているので、所望の操縦
性を確保できる。

【００４３】図１７は、本発明による更に別の実施例を
示している。この実施例では、上述した制御マップの切
換えを行うことなく、センタデフ電流Ｉｃ及びリアデフ
電流Ｉｒの変化率を規制している。図示の如く、センタ
デフ電流Ｉｃは、比較的急激に増大するが、リアデフ電
流Ｉｒは、比較的緩慢に増大する。このような特性は、
センタデフ電流Ｉｃの変化率を所定の変化率ｄＩｃｍａ
ｘ以下に規制するとともに、リアデフ電流Ｉｒの変化率
を所定の変化率ｄＩｒｍａｘ以下に規制し、変化率ｄＩ
ｃｍａｘを変化率ｄＩｒｍａｘよりも大きく設定するこ
とにより達成される。なお、上記変化率は、単位時間当
たりの電流増大値である。

【００４４】このようにセンタデフ電流Ｉｃ及びリアデ
フ電流Ｉｒの変化率を異なる最大変化率ｄＩｃｍａｘ及
びｄＩｒｍａｘによって規制し、センタデフ電流Ｉｃの
比較的急激に増大させ、リアデフ電流Ｉｒを比較的緩慢
に増大させることにより、センタデフ電流Ｉｃが最大電
流値Ｉｍａｘに達する時期と、リアデフ電流Ｉｒが最大
電流値Ｉｍａｘに達する時期とを時間的にずらすことが
できる。かくして、本例の制御によれば、センタデフ２
０とリアデフ２２が同時に完全ロック状態に移行するを
回避でき、これに伴うトルクショックを軽減できる。ま
た、センタデフ電流Ｉｃ及びリアデフ電流Ｉｒの変化率
が異なるので、コントロール・ユニット４３の電気系統
に生じ得る急激な負荷変動を緩和できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各デファレンシャルが同時にロック動作を行うのを妨げ
ることにより、デファレンシャルのロック動作に伴う走
行時のトルクショックを抑制できる車両の差動制限装置
を提供することが可能となる。本発明は又、いずれか一
方の差動制限手段のロック状態を意図的に長時間維持す
ることにより、所望の差動制限作用を確保しつつ、差動
制限装置の作動回数を低減することができる差動制限装
置を提供することが可能にする。

【００４６】また、本発明によれば、電気的に作動され
る差動制限手段を備えた差動制限装置において、各差動
制限手段の作動時期が一致するのを妨げることにより、
差動制限装置の電気系統に過渡的に過大な負荷が生じる
のを回避できる。更に、本発明によれば、低速時には、
車輪間デファレンシャルの作動作用を生かした状態で、
車軸間デファレンシャルの差動を先に制限して、車輪の
スリップを効果的に打ち消し、逆に、中高速時には、前
後に駆動力を配分する車軸間デファレンシャルの差動作
用を生かした状態で、操縦性に対する影響が比較的少な
い車輪間デファレンシャルの作動を先に制限し、車両の
操縦性を重視した差動制限を行うことができる。これに
よって、殊に車両の発進時に、車輪のスリップを効果的
に防止できる車両の差動制限装置を提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の差動制限装置を適用した車両の制御装
置の全体構成を示す全体構成図である。

【図２】センタデフに設けられた電磁多板クラッチを示
す断面図である。

【図３】オートモード制御における車体速演算ルーチン
を示すフローチャートである。

【図４】オートモード制御におけるセンタデフ差動回転
数演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】オートモード制御におけるリヤデフ差動回転数
演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】オートモード制御におけるセンタデフ電流の設
定ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】オートモード制御におけるリアデフ電流の設定
ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】オートモード制御におけるセンタデフ電流及び
リアデフ電流の決定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図９】センタデフ電流及びリアデフ電流の代表的な特
性と、センタデフ差動回転数及びリアデフ差動回転数の
代表的な特性を示す線図である。

【図１０】本発明の他の実施例に係るフローチャートで
あり、オートモード制御におけるセンタデフ電流及びリ
アデフ電流の決定ルーチンが示されている。

【図１１】図１０に示す制御と関連するセンタデフ電流
及びリアデフ電流の代表的な特性と、センタデフ差動回
転数及びリアデフ差動回転数の代表的な特性を示す線図
である。

【図１２】本発明の更に他の実施例に係るフローチャー
トであり、電流値設定用制御マップの切換えルーチンが
示されている。

【図１３】オートモード制御におけるセンタデフ電流の
設定ルーチンを夫々示すフローチャートである。

【図１４】オートモード制御におけるリアデフ電流の設
定ルーチンを夫々示すフローチャートである。

【図１５】所望のセンタデフ電流又はリアデフ電流を差
動回転数より求めるために用いられる第１の制御マップ
を示す線図である。

【図１６】所望のセンタデフ電流又はリアデフ電流を差
動回転数より求めるために用いられる第２の制御マップ
を示す線図である。

【図１７】本発明による更に別の実施例を示すタイムチ
ャートであり、センタデフ電流及びリアデフ電流の代表
的な特性が示されている。

【符号の説明】

１６前輪１８後輪２０センタ・デファレンシャル（センタデフ）２１フロント・デファレンシャル（フロントデフ）２２リヤ・デファレンシャル（リヤデフ）３０車輪速センサ３１ブレーキスイッチ３２スロットルセンサ４１アンチスキッドブレーキ装置用コントロール・ユ
ニット４３デファレンシャル用コントロール・ユニット４４マニュアル・スイッチ５０電磁多板クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者増田尚嗣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】車軸間デファレンシャル及び車輪間デフ
ァレンシャルを所定の条件でロック状態として差動制限
を行う車両の差動制限装置において、車軸間デファレン
シャルに設けられ、該車軸間デファレンシャルの差動を
制限する第１差動制限手段と、車輪間デファレンシャル
に設けられ、該車輪間デファレンシャルの差動を制限す
る第２差動制限手段と、前記第１及び第２差動制限手段
の差動制限動作を制御する差動制御手段とを備え、前記
差動制御手段は、前記第１差動制限手段が前記車軸間デ
ファレンシャルをロック状態に保持する時間と、前記第
２差動制限手段が前記車輪間デファレンシャルをロック
状態に保持する時間とを相異なる時期に生じさせる作動
時期制御手段を備えていることを特徴とする車両の差動
制限装置。
【請求項２】前記作動時期制御手段は、前記第１差動
制限手段が車軸間デファレンシャルのロック状態を解放
する時期と、前記第２差動制限手段が前記車輪間デファ
レンシャルのロック状態を解放する時期とを相異なる時
期に生じさせることを特徴とする請求項１に記載の車両
の差動制限装置。
【請求項３】前記作動時期制御手段は、第１差動制限
手段が車軸間デファレンシャルをロック状態に移行させ
る時期と、前記第２差動制限手段が前記車輪間デファレ
ンシャルをロック状態に移行させる時期とを相異なる時
期に生じさせることを特徴とする請求項１に記載の車両
の差動制限装置。
【請求項４】前記作動時期制御手段は、前記第１及び
第２差動制限手段が前記車軸間及び車輪間デファレンシ
ャルをロック状態に保持した後に、これらの差動制限手
段の一方が前記デファレンシャルの一方をロック状態か
ら解放したとき、この差動制限手段が該デファレンシャ
ルをロック状態から所定時間継続的に解放した後に、前
記差動制限手段の他方により前記車軸間及び車輪間デフ
ァレンシャルの他方のロック状態を解放することを特徴
とする請求項１に記載の車両の差動制限装置。
【請求項５】前記作動時期制御手段は、車速が所定車
速未満であるとき、前記車軸間デファレンシャルを前記
車輪間デファレンシャルよりも早期にロック状態に移行
させ、車速が前記所定車速以上であるとき、前記車輪間
デファレンシャルを前記車軸間デファレンシャルよりも
早期にロック状態に移行させるように構成されることを
特徴とする請求項１に記載の車両の差動制限装置。
【請求項６】前記第１差動制限手段及び／又は第２差
動制限手段は、前記差動制御手段からの電気信号に応じ
て前記車軸間デファレンシャル及び／又は車輪間デファ
レンシャルの差動を制限する摩擦係合手段を夫々備えて
いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
記載の車両の差動制限装置。
【請求項７】車軸間デファレンシャル及び車輪間デフ
ァレンシャルを所定の条件でロック状態として差動制限
を行う車両の差動制限装置において、車軸間デファレン
シャルに設けられ、該車軸間デファレンシャルの差動を
制限する第１差動制限手段と、車輪間デファレンシャル
に設けられ、該車輪間デファレンシャルの差動を制限す
る第２差動制限手段と、前記第１及び第２差動制限手段
の差動制限動作を制御する差動制御手段とを備え、前記
第１及び第２差動制限手段は夫々、各車軸間又は各車輪
間の差動を前記デファレンシャルに比例的に摩擦力を付
与することにより制限する摩擦係合手段を備え、前記差
動制御手段は、前記摩擦係合手段の各々が各デファレン
シャルに付与する摩擦力の時間変化率を互い異なるよう
に設定する変化率制御手段を備えていることを特徴とす
る車両の差動制限装置。
【請求項８】前記摩擦係合手段は、電気信号によって
作動されることを特徴とする請求項７に記載の車両の差
動制限装置。