特許 7174617 デファレンシャル装置の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-09

(45)【発行日】2022-11-17

(54)【発明の名称】デファレンシャル装置の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 48/30 20120101AFI20221110BHJP

   F16H 48/38 20120101ALI20221110BHJP

   B60W 10/12 20120101ALI20221110BHJP

   B60W 10/18 20120101ALI20221110BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20221110BHJP

   B60W 10/00 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

F16H48/30

F16H48/38

B60W10/12

B60W10/18

B60W10/06

B60W10/00 150

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018241103

(22)【出願日】2018-12-25

(65)【公開番号】P2020101260

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】517175611

【氏名又は名称】ジーケーエヌ オートモーティブ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(72)【発明者】

【氏名】長岡 孝浩

(72)【発明者】

【氏名】川田 和隆

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６４－０１６４３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ４８／３０

Ｆ１６Ｈ ４８／３８

Ｂ６０Ｗ １０／１２

Ｂ６０Ｗ １０／１８

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材の回転により公転すると共に自転可能に前記入力部材に組付けられた差動部材と、前記差動部材と噛み合い相対回転可能に配置された一対の出力部材とを有する差動機構と、前記入力部材と一対の前記出力部材のうちいずれか一方の前記出力部材との間に設けられた断続部材とからなるデファレンシャル装置と、前記入力部材又は一対の前記出力部材のうち少なくとも１つの回転を制動させて前記断続部材の作動を助長する制御手段とを備え、
前記入力部材又は一対の前記出力部材のうち少なくとも１つと直接又は間接的に連結したブレーキを備え、
前記制御手段は、前記ブレーキを制動させ前記入力部材又は一対の前記出力部材の回転を遅らせ、
前記ブレーキは、一対の前記出力部材のそれぞれに対して設けられ、
前記制御手段は、それぞれの前記ブレーキを交互に制動させることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【請求項2】

回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材の回転により公転すると共に自転可能に前記入力部材に組付けられた差動部材と、前記差動部材と噛み合い相対回転可能に配置された一対の出力部材とを有する差動機構と、前記入力部材と一対の前記出力部材のうちいずれか一方の前記出力部材との間に設けられた断続部材とからなるデファレンシャル装置と、前記入力部材又は一対の前記出力部材のうち少なくとも１つの回転を制動させて前記断続部材の作動を助長する制御手段とを備え、
前記入力部材又は一対の前記出力部材のうち少なくとも１つと直接又は間接的に連結したブレーキを備え、
前記制御手段は、前記ブレーキを制動させ前記入力部材又は一対の前記出力部材の回転を遅らせ、
前記制御手段による前記ブレーキの制動は、車両走行時の車体振動数と共振しない間隔で断続制御されることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【請求項3】

請求項１記載のデファレンシャル装置の制御装置であって、
前記制御手段による前記ブレーキの制動は、車両走行時の車体振動数と共振しない間隔で断続制御されることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【請求項4】

請求項１又は２記載のデファレンシャル装置の制御装置であって、
前記制御手段は、前記入力部材へ入力される駆動力を一時的に低減させることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【請求項5】

請求項４記載のデファレンシャル装置の制御装置であって、
前記制御手段は、原動機の出力を低減させることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【請求項6】

請求項４記載のデファレンシャル装置の制御装置であって、
前記制御手段は、原動機と前記入力部材との間に配置されたクラッチの出力を低減させることを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に適用されるデファレンシャル装置の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、デファレンシャル装置としては、回転可能に配置された入力部材としてのデフケースと、デフケースの回転により公転すると共に自転可能にデフケースに組付けられた差動部材としてのピニオンと、ピニオンと噛み合い相対回転可能に配置された一対の出力部材としてのサイドギヤを有する差動機構と、デフケースと一方のサイドギヤとの間に設けられた断続部材としての移動部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このデファレンシャル装置では、移動部材が、デフケースに対して軸方向移動可能で一体回転可能に係合され、移動部材と一方のサイドギヤとの軸方向間にドグクラッチが設けられている。

【0004】

このようなデファレンシャル装置では、双方の間に設けられたドグクラッチ歯を係合させることにより、デフケースと一方のサイドギヤとが接続され、差動機構での差動がロック状態、いわゆるデフロック状態となって、デフケースに入力された駆動力が一対のサイドギヤから均等に出力される。

【0005】

このデファレンシャル装置には、エンジンからの出力を制御するエンジン出力制御部と、差動機構の状態と車速に応じてエンジン出力制御部を制御する出力低減要求制御部とが設けられている。

【0006】

このような制御部を有するデファレンシャル装置は、所定の車速を下回り、差動機構がロック状態であるとき、エンジンの出力の立ち上がり度合を緩やかになるように制御し、急発進時における車両の直進性を保持している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１１－１６９１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上記特許文献１のようなデフロック機能を有するデファレンシャル装置では、移動部材を作動させて、差動機構の差動をロック状態、或いはロック解除状態とさせている。

【0009】

しかしながら、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、差動機構をロック状態からロック解除状態、或いはロック解除状態からロック状態へ移行させるときに、断続させる対象である一対の回転部材間に作用する伝達トルクの影響によって、移動部材の作動に遅れを生じることがあった。

【0010】

そこで、この発明は、断続部材をスムーズに作動させることができるデファレンシャル装置の制御装置の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、回転可能に配置された入力部材と、前記入力部材の回転により公転すると共に自転可能に前記入力部材に組付けられた差動部材と、前記差動部材と噛み合い相対回転可能に配置された一対の出力部材とを有する差動機構と、前記入力部材と一対の前記出力部材のうちいずれか一方の前記出力部材との間に設けられた断続部材とからなるデファレンシャル装置と、前記入力部材又は一対の前記出力部材のうち少なくとも１つの回転を制動させて前記断続部材の作動を助長する制御手段とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置の制御装置である。

【0012】

このデファレンシャル装置の制御装置では、入力部材又は一対の出力部材のうち少なくとも１つの回転を制動させて断続部材の作動を助長する制御手段を備えているので、差動機構をロック状態からロック解除状態、或いはロック解除状態からロック状態へ移行させるときに、断続させる対象である回転部材の回転を制動することで、断続部材の作動抵抗を抑制させることができる。

【0013】

従って、このようなデファレンシャル装置の制御装置では、制御手段によって、断続部材をスムーズに作動させることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、断続部材をスムーズに作動させることができるデファレンシャル装置の制御装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置が適用される車両の動力系を示す概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置のデファレンシャル装置の断面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置の制御手段のブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置の制御手段によるブレーキ制御のフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置の制御手段による駆動力入力制御のフローチャートである。

【図6】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置の制御手段によるデフロック制御とブレーキ制御と駆動力入力制御とを組合せたときのフローチャートである。

【図7】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置の制御手段による原動機の出力制御とクラッチ制御とブレーキ制御とを組合せたときのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１～図７を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置について説明する。

【0017】

本実施の形態に係るデファレンシャル装置１５は、図示しないキャリアハウジングに収容され、回転可能に配置された入力部材としてのデフケース３と、デフケース３の回転により公転すると共に自転可能にデフケース３に組付けられた差動部材としてのピニオン５と、ピニオン５と噛み合い相対回転可能に配置された一対の出力部材としてのサイドギヤ７，９とを有する差動機構１１と、デフケース３と一方のサイドギヤ９との間に設けられた断続部材１３とからなる。

【0018】

また、キャリアハウジング内には、所定量の潤滑オイルが封入され、図示外の駆動ギヤ組やデファレンシャル装置の駆動回転によって潤滑オイルが攪拌されて、キャリアハウジング内の回転部材や摺動部材の潤滑と冷却が行われている。

【0019】

そして、このデファレンシャル装置１５の制御装置１は、デフケース３又は一対のサイドギヤ７，９のうち少なくとも１つの回転を制動させて断続部材１３の作動を助長する制御手段１７を備えている。

【0020】

また、図１においての制御装置１は、一対のサイドギヤ７，９のうち両方のサイドギヤ７，９と間接的に連結する車軸３１，３１側と車体側との間に設けられたブレーキ１９，１９を備えている。

【0021】

しかしながら、ブレーキの配置箇所については、これに限られるものではなく、デフケース３又は一対のサイドギヤ７，９のうち少なくとも１つと直接又は間接的に連結したブレーキ１９を備えていればよく、配置箇所や形状など、適宜有用に設定される。

【0022】

そして、制御手段１７は、ブレーキ１９を制動させデフケース３又は一対のサイドギヤ７，９の回転を遅らせる。

【0023】

さらに、ブレーキ１９は、一対のサイドギヤ７，９のそれぞれに対して設けられ、制御手段１７は、それぞれのブレーキ１９，１９を交互に制動させる。

【0024】

また、制御手段１７によるブレーキ１９の制動は、車両走行時の車体振動数と共振しない間隔で断続制御される。

【0025】

さらに、制御手段１７は、デフケース３へ入力される駆動力を一時的に低減させる。

【0026】

また、制御手段１７は、原動機としてのエンジン２１又は電動モータ２３との出力を低減させる。

【0027】

さらに、制御手段１７は、エンジン２１及び電動モータ２３とデフケース３との間に配置されたクラッチ２５の出力を低減させる。

【0028】

まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置１５の制御装置１が適用される車両の動力系の一例について説明する。

【0029】

図１に示すように、車両の動力系は、原動機としてのエンジン２１と電動モータ２３と、原動機からの駆動力を前輪側と後輪側とに伝達するトランスファ２７と、後輪側プロペラシャフト２９と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフとしてのデファレンシャル装置１５と、後車軸３１，３１と、後輪３３，３３と、前輪側プロペラシャフト３５と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ３７と、前車軸３９，３９と、前輪４１，４１などを備えている。

【0030】

この車両の動力系では、エンジン２１及び電動モータ２３からの駆動力がトランスファ２７に伝達され、常時、後輪側プロペラシャフト２９を介してデファレンシャル装置１５に伝達され、後車軸３１，３１を介して後輪３３，３３に駆動力が配分される。

【0031】

一方、トランスファ２７に伝達された駆動力は、前輪側プロペラシャフト３５を介してフロントデフ３７に伝達され、フロントデフ３７に適用された動力伝達を断続する断続機構が接続状態であると、前車軸３９，３９を介して前輪４１，４１に駆動力が配分され、車両が前後輪駆動の四輪駆動状態となる。

【0032】

これに対して、フロントデフ３７に適用された断続機構が接続解除状態であると、前輪側プロペラシャフト３５からフロントデフ３７への動力伝達が遮断され、前輪４１，４１側に駆動力が伝達されず、車両が後輪駆動の二輪駆動状態となる。

【0033】

なお、フロントデフ３７側への駆動力の断続は、トランスファ２７に適用された動力伝達を断続する断続機構の断続によって行ってもよい。

【0034】

以下、図１，図２を用いてデファレンシャル装置１５について説明するが、トランスファ２７に内蔵された場合のセンターデフ、又は図１に記載のようなフロントデフ３７に対しても、同様の構成を適用することができる。

【0035】

図１，図２に示すように、デファレンシャル装置１５は、差動機構１１と、断続機構４３とを備えている。

【0036】

差動機構１１は、デフケース３と、ピニオンシャフト４５，４７と、ピニオン５と、一対のサイドギヤ７，９とを備えている。

【0037】

デフケース３は、軸方向の両側に設けられたボス部４９，５１の外周でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。

【0038】

このデフケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部５３が設けられ、リングギヤが後輪側プロペラシャフト２９側に接続された伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、デフケース３に原動機からの駆動力が伝達される。

【0039】

このようなデフケース３には、ピニオンシャフト４５，４７と、ピニオン５と、一対のサイドギヤ７，９とが収容され、デフケース３に入力された駆動力が伝達される。

【0040】

ピニオンシャフト４５，４７は、２つの短尺のピニオンシャフト４５と長尺の１つのピニオンシャフト４７とからなる。

【0041】

２つの短尺のピニオンシャフト４５は、外端部をデフケース３に係合してピン５５で抜け止め及び回り止めされ、デフケース３と一体に回転駆動される。

【0042】

長尺の１つのピニオンシャフト４７は、中間に設けられた孔に２つの短尺のピニオンシャフト４５の内端部が係合されて抜け止め及び回り止めがなされ、デフケース３と一体に回転駆動される。

【0043】

このようなピニオンシャフト４５，４７のそれぞれの外端側には、複数のピニオン５がそれぞれ支承されている。

【0044】

複数のピニオン５は、デフケース３の周方向等間隔に４つ配置される４ピニオンタイプとなっており、それぞれ短尺の２つのピニオンシャフト４５の外端側と長尺のピニオンシャフト４７の両端側に支承されてデフケース３の回転によって公転する。

【0045】

このピニオン５の背面側とデフケース３との径方向間には、ピニオン５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ５７が配置されている。

【0046】

このようなピニオン５は、一対のサイドギヤ７，９に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ７，９に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト４５，４７に自転可能に支持されている。

【0047】

一対のサイドギヤ７，９は、それぞれに形成されたボス部でデフケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン５と噛み合っている。

【0048】

この一対のサイドギヤ７，９とデフケース３との軸方向間には、ピニオン５との噛み合い反力による一対のサイドギヤ７，９の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ５９，６１がそれぞれ配置されている。

【0049】

このような一対のサイドギヤ７，９は、内周側にスプライン形状の連結部６３，６５がそれぞれ設けられ、後車軸３１，３１に接続される駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ７，９と一体回転可能に連結され、デフケース３に入力された駆動力を後輪３３，３３側に出力する。

【0050】

このような差動機構１１における一対のサイドギヤ７，９の差動は、断続機構４３の接続によってロック状態とされ、一対のサイドギヤ７，９に伝達された駆動力が左右の後輪３３，３３に均一に出力される。

【0051】

このように差動機構１１の差動を断続する断続機構４３を有するデファレンシャル装置１５は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。

【0052】

断続機構４３は、断続部材１３と、断続部６７と、可動部材６９と、電磁石７１とを備えている。

【0053】

断続部材１３は、環状に形成され、周方向に連続する一部材で形成された基部７３がデフケース３の壁部７５とサイドギヤ９の背面側との軸方向間に軸方向移動可能に配置されている。

【0054】

この断続部材１３のデフケース３の壁部７５側には、デフケース３と一体回転可能に係合する係合部７７が設けられ、断続部材１３のサイドギヤ９の背面側には、断続部６７が設けられている。

【0055】

係合部７７は、断続部材１３の基部７３に周方向等間隔に設けられた複数の凸部７９と、デフケース３の壁部７５に周方向等間隔に軸方向に貫通して設けられた複数の孔部８１とからなる。

【0056】

この凸部７９と孔部８１とが回転方向に係合することにより、断続部材１３がデフケース３に回り止めされ、断続部材１３とデフケース３とが一体回転可能となる。

【0057】

この係合部７７には、断続部材１３を断続部６７の接続方向に移動させるカムが設けられている。

【0058】

詳細には、凸部７９と孔部８１との周方向両側の対向面には、同一傾斜のカム面がそれぞれ形成されている。

【0059】

このため、断続部材１３が断続部６７の接続方向に移動され、断続部６７に回転方向の噛み合い作用が生じたときに、デフケース３の回転によってそれぞれのカム面が係合することにより、断続部材１３をさらに断続部６７の噛み合い方向に移動させ、断続部６７の接続を強化させる。

【0060】

断続部６７は、断続部材１３の基部７３の係合部７７と軸方向反対側の側面で断続部材１３とサイドギヤ９の背面側との軸方向間に設けられ、断続部材１３とサイドギヤ９とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。

【0061】

この断続部６７は、互いの噛み合い歯が噛み合うことにより、断続部材１３とサイドギヤ９とが一体可能に接続、すなわちデフケース３とサイドギヤ９とが一体回転可能に接続され、差動機構１１の差動がロック状態となる。

【0062】

一方、断続部材１３とサイドギヤ９の背面側との軸方向間で断続部６７の径方向内側には、付勢部材８３が設けられ、断続部材１３を断続部６７の接続解除方向に付勢している。

【0063】

この付勢部材８３によって、断続部材１３が断続部６７の接続解除方向に移動され、断続部６７の接続が解除され、差動機構１１の差動がアンロック状態となる。

【0064】

この断続部６７の断続状態は、可動部材６９と電磁石７１とからなるアクチュエータによって制御される。

【0065】

可動部材６９は、電磁石７１の内径側でデフケース３のボス部５１の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ８５と、リング部材８７とを備えている。

【0066】

プランジャ８５は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石７１の内径側に配置されている。

【0067】

リング部材８７は、非磁性材料から形成され、プランジャ８５の内径側に一体に固定され、プランジャ８５の内周側からデフケース３側へ磁束が漏れることを防止している。

【0068】

このリング部材８７は、デフケース３のボス部５１の外周に軸方向移動可能に配置され、デフケース３のボス部５１の外周に圧入固定された非磁性材料からなる規制部材８９によって軸方向外側への移動規制がなされている。

【0069】

このようなリング部材８７は、断続部材１３側の軸方向の端面に、断続部材１３の凸部７９と当接可能な押圧部９１が設けられている。

【0070】

この押圧部９１は、電磁石７１によって作動される可動部材６９による軸方向の移動操作力を押圧部９１を介して断続部材１３に伝達し、断続部材１３を断続部６７の接続方向に押圧操作する。

【0071】

電磁石７１は、デフケース３のボス部５１の外周側でデフケース３の壁部７５に対して軸方向に隣接配置されると共に、キャリアなどの静止系部材に回り止めされ、電磁コイル９３と、コア９５とを備えている。

【0072】

電磁コイル９３は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。

【0073】

この電磁コイル９３には、外部に引き出されるリード線（不図示）が接続され、このリード線を介して通電を制御する制御手段１７のデフロックＥＣＵ１０５に接続されている。

【0074】

コア９５は、電磁コイル９３への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。

【0075】

このコア９５は、電磁コイル９３の内外周面及び電磁コイル９３のデフケース３の壁部７５と反対側に位置する軸方向一側端面を環状に覆っている。

【0076】

このようなコア９５の外径側には、デフケース３の壁部７５から軸方向に延設された延設部９７が磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって覆うように配置されていると共に、延設部９７の軸方向端面によって電磁石７１の軸方向内側への位置決めがなされている。

【0077】

一方、コア９５の軸方向外側の端面は、可動部材６９の軸方向外側への移動を規制するデフケース３のボス部５１に圧入固定された規制部材８９によって、可動部材６９と共に電磁石７１の軸方向外側への位置決めがなされている。

【0078】

なお、規制部材８９は、最終的にデフケース３を回転支持するためにデフケース３のボス部５１に圧入固定されたベアリングのインナレースの端面と当接し、軸方向外側への移動が規制されている。

【0079】

このように構成されたデファレンシャル装置１５では、電磁石７１の励磁によりコア９５とプランジャ８５とデフケース３の壁部７５とを透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ８５が断続部材１３側に移動操作され、リング部材８７が押圧部９１を介して断続部材１３を押圧する。

【0080】

この可動部材６９による断続部材１３の押圧操作により、断続部材１３が付勢部材８３の付勢力に抗して断続部６７の接続方向に移動され、断続部６７が接続される。

【0081】

この断続部６７の接続により、サイドギヤ９と断続部材１３とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ９とデフケース３とが接続されて差動機構１１がロック状態となる。

【0082】

一方、断続部６７の接続解除では、電磁石７１への通電を停止することにより、断続部材１３が付勢部材８３の付勢力によって断続部６７の接続解除方向に移動され、断続部６７の接続が解除される。

【0083】

この断続部６７の接続解除により、サイドギヤ９と断続部材１３とが相対回転可能となり、サイドギヤ９とデフケース３とが相対回転可能となって差動機構１１のロック状態が解除される。

【0084】

ここで、断続部材１３の凸部７９の軸方向の端面には、ボルトを介して断続部材１３と軸方向に一体移動可能に連動部材９９が固定されている。

【0085】

この連動部材９９は、デフケース３の壁部７５に設けられた孔部８１に対して径方向に貫通して設けられた径方向孔１０１に配置され、径方向の端部がデフケース３の外周面から露出して配置される操作部１０３となっている。

【0086】

このような連動部材９９の操作部１０３は、キャリアなどの静止系部材に固定されたポジションスイッチ（不図示）のスイッチ部に係合され、断続部材１３の軸方向移動によってスイッチ部を断続操作する。

【0087】

このポジションスイッチは、制御手段１７のデフロックＥＣＵ１０５に接続され、連動部材９９によるポジションスイッチの断続を検出することにより、断続部材１３の位置、すなわち断続機構４３が接続状態であるか否かを検出することができ、デファレンシャル装置１５がロック状態であるか否かを検出することができる。

【0088】

このようなデフロック機能を有するデファレンシャル装置１５において、車両が走行中であるとき、すなわちデファレンシャル装置１５が駆動状態のとき、差動機構１１が駆動力を受けた状態（差動機構に内部循環トルクが発生している状況を含む）で回転していると、断続部材１３を作動させて、断続部６７の断続状態の切り換えタイミングに遅れが生じることがあった。

【0089】

また、断続部材１３がデフケース３へ回転方向に係合している状態で、その係合部に生じている摩擦力や介在する潤滑オイルによる粘着力によっても、断続部６７の断続状態の切り換えタイミングに遅れを生じることがあった。

【0090】

さらに、断続部６７におけるそれぞれの噛み合い歯は、所定角度をもって形成されているので、互いの噛み合い位相が回転方向において一致していないと、断続部６７の接続タイミングに遅れを生じることがあった。

【0091】

例えば、差動機構１１をロック状態からロック解除状態に移行するときには、デフケース３が回転していると、デフケース３と断続部材１３との係合部７７に形成されたカムによって、断続部材１３が断続部６７の接続方向に移動され、断続部６７の噛み合いが強化されており、付勢部材８３の付勢力では断続部材１３を断続部６７の接続解除方向に移動させることができないことがあった。

【0092】

一方、差動機構１１をロック解除状態からロック状態に移行するときには、デフケース３とサイドギヤ９との差回転によって、断続部６７における互いの噛み合い歯が噛み合い位置に位置することが難しく、断続部材１３を断続部６７の接続方向に移動させることができないことがあった。

【0093】

特に、車両の走行時や旋回時において、差動機構１１のロック状態からロック解除状態への移行における断続部材１３の作動に対する影響が大きく、差動機構１１をスムーズにロック解除状態とすることができないと、車両の旋回性能が低下してしまう。

【0094】

このような差動機構１１の断続状態を切り換える断続部材１３の作動に対しては、差動機構１１における回転部材の回転に影響を与えることで、断続部材１３の作動を助長することができる。

【0095】

そこで、デファレンシャル装置１５には、差動機構１１におけるデフケース３や一対のサイドギヤ７，９を制動して、断続部材１３の作動を助長する制御装置１が適用されている。

【0096】

なお、以下では、差動機構１１のロック状態からロック解除状態への移行について説明するが、差動機構１１のロック解除状態からロック状態への移行においても、差動機構１１における回転部材を制動することで、断続部材１３の作動を助長することができる。

【0097】

図１～図３に示すように、制御装置１は、ブレーキ１９と、クラッチ２５と、制御手段１７とを備えている。

【0098】

ブレーキ１９は、一対のサイドギヤ７，９に連結された後車軸３１，３１と後輪３３，３３との間にそれぞれ設けられている。

【0099】

このブレーキ１９，１９は、制御手段１７のブレーキＥＣＵ１０９に接続され、ブレーキＥＣＵ１０９のブレーキ制御によって交互に作動され、一対のサイドギヤ７，９の回転を交互に遅らせるように制動する。

【0100】

なお、制動は、一度でもよく、間隔をあけて数度の場合であってもよい。

【0101】

このようにブレーキ１９，１９によって、一対のサイドギヤ７，９を制動することにより、差動機構１１がロック状態であるときの断続部６７において、駆動トルクに変動が生じ、また、差動機構１１に生じているロック状態の内部循環トルクを緩和させることができ、また、デフケース３と断続部材１３との接触面を互いに離間させ摩擦抵抗を低減させ、或いは潤滑オイルによる粘性抵抗を低減させ、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９との間に差回転が生じて噛み合いを解除し易くなり、付勢部材８３によって断続部材１３を断続部６７の接続解除方向にスムーズに安定して移動させることができる。

【0102】

なお、ブレーキ１９は、一対のサイドギヤ７，９のうちいずれか一方のみに設ける、或いは一対のサイドギヤ７，９のうちいずれか一方のみを制動するように連結部材に対して設けてもよく、この場合には、瞬間的に連続してブレーキ１９を作動させて一方のサイドギヤの回転を遅らせるように制動すればよい。

【0103】

加えて、ブレーキ１９は、後車軸３１と後輪３３との間に間接的に連結させなくともよく、一対のサイドギヤ７，９に対して直接的に連結させてもよい。

【0104】

クラッチ２５は、多板クラッチなどの中間制御可能な摩擦クラッチからなり、原動機としてのエンジン２１及び電動モータ２３と後輪側プロペラシャフト２９との間に設けられている。

【0105】

このクラッチ２５は、制御手段１７の原動機ＥＣＵ１０７に接続され、原動機ＥＣＵ１０７の断続制御によって作動され、デフケース３に出力される駆動力を低減し、デフケース３の回転を遅らせるように制動する。

【0106】

このようにクラッチ２５によって、デフケース３を制動することにより、差動機構１１がロック状態であるときの断続部６７において、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９との間に差回転が生じて噛み合いを解除し易くなり、付勢部材８３によって断続部材１３を断続部６７の接続解除方向にスムーズに移動することができる。

【0107】

なお、クラッチ２５は、後輪側プロペラシャフト２９とデフケース３との動力伝達経路上に設けてもよい。

【0108】

制御手段１７は、デフロックＥＣＵ１０５と、原動機ＥＣＵ１０７と、ブレーキＥＣＵ１０９と、メータＥＣＵ１１１とを備えている。

【0109】

デフロックＥＣＵ１０５は、断続部材１３を作動させる電磁石７１と、断続部材１３の位置を検出し差動機構１１の断続状態を検出するポジションスイッチとに接続されている。

【0110】

このデフロックＥＣＵ１０５は、電磁石７１への通電を制御して断続部材１３の作動を制御すると共に、断続部材１３の位置を検出して差動機構１１の断続状態を検出する。

【0111】

原動機ＥＣＵ１０７は、デフロックＥＣＵ１０５との間で情報を伝達可能に接続され、原動機としてのエンジン２１及び電動モータ２３と、原動機からデファレンシャル装置１５に伝達される駆動力を断続するクラッチ２５とに接続されている。

【0112】

この原動機ＥＣＵ１０７は、デフロックＥＣＵ１０５からの指令に応じて、エンジン２１及び電動モータ２３からデファレンシャル装置１５に入力される駆動力を制御する駆動力入力制御を行う。

【0113】

詳細には、原動機ＥＣＵ１０７がエンジン２１の出力制御を行う場合には、デフケース３で必要な回転に応じて、アクセルを制御するアクセル制御、電磁弁を制御する電磁弁制御、燃料の供給量を制御する燃料調整制御などを行う。

【0114】

一方、原動機ＥＣＵ１０７が電動モータ２３の出力制御を行う場合には、デフケース３で必要な回転に応じて、電動モータ２３に供給する電流を制御する電流制御などを行う。

【0115】

このような原動機ＥＣＵ１０７は、例えば、差動機構１１がロック状態からロック解除状態に移行するときに、断続部材１３が作動しないとき、原動機の駆動力入力制御を行い、原動機からデフケース３へ出力される駆動力を一時的に低減させる。

【0116】

この原動機ＥＣＵ１０７による駆動力入力制御により、デフケース３の回転が一時的に遅れるように制動され、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９との間に差回転が生じて断続部６７で噛み合いを解除し易くなり、付勢部材８３によって断続部材１３を断続部６７の接続解除方向にスムーズに移動することができる。

【0117】

なお、「一時的に低減」とは、瞬時の微少なトルクカットや出力低減を意味しており、「低減」とは、現状から低下させることを意味しており、０にさせることも含んでいる。

【0118】

また、一時的とは、一度（一旦）だけの場合、所定のインターバルを設けた複数度の場合などを含み、インターバルである場合の低減とラグの間隔は適宜設定できる。

【0119】

さらに、エンジン２１や電動モータ２３によって行われるデファレンシャル装置１５に入力される駆動力を制御する駆動力入力制御は、ある状態を起点とする「駆動力の低減」だけではなく、ある状態を起点とした「駆動力の増加からの低減」も含まれる。

【0120】

一方、原動機ＥＣＵ１０７は、デフロックＥＣＵ１０５からの指令に応じて、原動機とデファレンシャル装置１５との間に配置されたクラッチ２５のクラッチ制御を行う。

【0121】

この原動機ＥＣＵ１０７によるクラッチ２５の制御は、例えば、差動機構１１がロック状態からロック解除状態に移行するときに、断続部材１３が所定時間で作動しないとき、或いはロック解除状態への移行と共に、クラッチ２５の接続を解除、或いはクラッチ２５の締結力を低減させ、原動機からデフケース３へ出力される駆動力を低減させる。

【0122】

このような原動機ＥＣＵ１０７によるクラッチ２５の制御により、デフケース３の回転が遅れるように制動され、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９との間に差回転が生じて断続部６７で噛み合いを解除し易くなり、付勢部材８３によって断続部材１３を断続部６７の接続解除方向にスムーズに移動することができる。

【0123】

ブレーキＥＣＵ１０９は、デフロックＥＣＵ１０５との間で情報を伝達可能に接続され、一対のサイドギヤ７，９に連結されたブレーキ１９，１９に接続されている。

【0124】

このブレーキＥＣＵ１０９は、デフロックＥＣＵ１０５からの指令に応じて、ブレーキ１９，１９を交互に作動制動させるブレーキ制御を行う。

【0125】

このようなブレーキＥＣＵ１０９は、例えば、差動機構１１がロック状態からロック解除状態に移行するときに、断続部材１３が所定時間で作動しないとき、又は移行初期から、ブレーキ１９，１９に対してブレーキ制御を行い、一対のサイドギヤ７，９の回転を瞬間的に交互に遅らせる。

【0126】

このブレーキＥＣＵ１０９によるブレーキ制御により、一対のサイドギヤ７，９の回転が交互に遅れるように制動され、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９との間に差回転が生じて断続部６７で噛み合いを解除し易くなり、付勢部材８３によって断続部材１３を断続部６７の接続解除方向にスムーズに移動することができる。

【0127】

このブレーキＥＣＵ１０９によるブレーキ制御において、ブレーキ１９，１９の制動は、車両走行時の車体振動数と共振しない間隔で断続制御される。

【0128】

すなわち、左右のブレーキのいずれか一方を連続的に断続作動させた場合、或いは左右のブレーキを交互に断続作動させた場合、ブレーキによって生じる車体角速度の変化が車両の走行状態における固有幅と同調すると僅かながら車体共振する可能性がある。

【0129】

この場合には、サスペンションダンパーによる振動吸収で抑えることが可能だが、より過度の共振を伴う場合を考慮すると、ブレーキ制御における左右の制動間隔が、走行状態における車体の固有振動を増幅させないように、車体共振数と共振しないようにブレーキの断続作動を行うように制御の設定がされている。

【0130】

このようにブレーキ制御を設定することにより、車両の走行時における走行姿勢に悪影響を与えることがなく、ドライバや乗員へ車体振動による不快感を与えることがない。

【0131】

なお、この設定において、車両の低速、中速、高速のどの走行域に考慮するか、或いは全域に考慮するかは、差動機構１１をロック状態とさせるデフロックの用途に応じてブレーキ制御の制御間隔が設定される。

【0132】

また、車両走行時の車体共振数と共振しない間隔で「断続制御」とは、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを繰り返すだけでなく、所定範囲の強弱ブレーキの付与を繰り返すことも含まれる。

【0133】

さらに、ブレーキＥＣＵ１０９は、車両のブレーキを制御するＡＢＳ・ＥＣＵや車両の旋回姿勢を制御するＥＳＣ・ＥＣＵなどにも接続されており、車両のＡＢＳ制御やＥＳＣ制御などと干渉しないようにされているが、このブレーキＥＣＵ１０９の機能をＡＢＳ・ＥＣＵやＥＳＣ・ＥＣＵに持たせてもよい。

【0134】

メータＥＣＵ１１１は、デフロックＥＣＵ１０５との間で情報を伝達可能に接続され、車両に搭載された差動機構１１の断続状態を表示する計器に接続されている。

【0135】

このメータＥＣＵ１１１は、デフロックＥＣＵ１０５からの指令に応じて、差動機構１１の断続状態を計器に表示させ、差動機構１１の断続状態をドライバへ通知する。

【0136】

但し、メータＥＣＵ１１１の制御機能を、デフロックＥＣＵ１０５に統合してもよい。

【0137】

このように制御手段１７によって、差動機構１１がロック状態であるときに、差動機構１１の回転部材を制動することにより、差動機構１１のロック状態が不必要な車両の走行時や旋回時に、断続部材１３を作動させることができ、差動機構１１をスムーズかつ安定してロック解除状態とすることができる。

【0138】

このような制御手段１７の制御を、図４～図７のフローチャートを用いて説明するが、上述したように、ここでは、差動機構１１がロック状態であり、差動機構１１をロック解除状態にさせるときの制御について説明する。

【0139】

まず、図４のフローチャートを用いて、制御手段１７によるブレーキ制御について説明する。

【0140】

図４に示すように、制御手段１７は、まず、車両の各機構の演算処理を行う（Ｓ１）。

【0141】

次に、差動機構１１をロック解除状態とする条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ２）。

【0142】

差動機構１１をロック解除状態とする条件が成立していない場合（ＮＯ）には、前回と同様の制御を行い（Ｓ３）、差動機構１１がロック状態であることをドライバに通知する（Ｓ１０）。

【0143】

差動機構１１をロック解除状態とする条件が成立している場合（ＹＥＳ）には、差動機構１１をロック状態とする制御が行われている否かを判断する（Ｓ４）。

【0144】

差動機構１１をロック状態とする制御が行われていない場合（ＮＯ）には、電磁石７１への通電がなされていないものと判断し、差動機構１１をロック状態とする制御が行われている場合（ＹＥＳ）には、電磁石７１への通電を停止させる（Ｓ５）。

【0145】

次に、電磁石７１への通電が停止された状態で、差動機構１１がロック解除状態であるか否かを判断する（Ｓ６）。

【0146】

差動機構１１がロック解除状態となっている場合（ＹＥＳ）には、差動機構１１の状態を示すユニット状態フラグをフリーとする（Ｓ９）。

【0147】

差動機構１１がロック解除状態となっていない場合（ＮＯ）には、ブレーキ１９，１９を交互に制動させるブレーキ制御を行い（Ｓ７）、差動機構１１がロック解除状態であるか否かを判断する（Ｓ８）。

【0148】

差動機構１１がロック解除状態となっていない場合（ＮＯ）には、再び、ブレーキ制御を行い（Ｓ７）、差動機構１１がロック解除状態となっている場合（ＹＥＳ）には、差動機構１１の状態を示すユニット状態フラグをフリーとする（Ｓ９）。

【0149】

そして、差動機構１１がロック解除状態であることをドライバに通知する（Ｓ１０）。

【0150】

次に、図５のフローチャートを用いて、制御手段１７による駆動力入力制御について説明するが、ブレーキ制御と同様の制御には、同様の記号を記し、詳細な説明については省略する。

【0151】

図５に示すように、制御手段１７は、ブレーキ制御と同様に、Ｓ１～Ｓ６までの制御を行う。

【0152】

次に、Ｓ６の制御において、差動機構１１がロック解除状態となっていない場合（ＮＯ）には、原動機からデフケース３へ出力される駆動力を低減させる駆動力入力制御を行い（Ｓ１１）、差動機構１１がロック解除状態であるか否かを判断する（Ｓ１２）。

【0153】

なお、駆動力入力制御は、原動機からの出力を低減してもよいし、クラッチ２５を作動させて駆動力を低減してもよい。

【0154】

差動機構１１がロック解除状態となっていない場合（ＮＯ）には、再び、駆動力入力制御を行い（Ｓ１１）、差動機構１１がロック解除状態となっている場合（ＹＥＳ）には、差動機構１１の状態を示すユニット状態フラグをフリーとする（Ｓ９）。

【0155】

そして、差動機構１１がロック解除状態であることをドライバに通知する（Ｓ１０）。

【0156】

このような制御手段１７によるブレーキ制御や駆動力入力制御は、それぞれ独立して行ってもよいが、図６に示すように、差動機構１１の断続状態を制御するデフロック制御を行った（Ｓ１３）後、ブレーキ制御を行い（Ｓ１４）、次に、駆動力入力制御を行う（Ｓ１５）ように、ブレーキ制御と駆動力入力制御とを連動して行ってもよい。

【0157】

また、図７に示すように、クラッチ２５を接続解除とする要求がある場合（Ｓ１６）には、原動機からの出力を低減させる駆動力入力制御を行い（Ｓ１７）、次に、クラッチ２５を接続解除とするクラッチ制御を伴う駆動力入力制御を行い（Ｓ１８）、次に、ブレーキ制御を行い（Ｓ１９）、差動機構１１がロック解除状態であるか否かを判断し（Ｓ２０）、差動機構１１の状態をドライバに通知する（Ｓ２１）というように、原動機からデファレンシャル装置１５への駆動力の伝達経路に沿って、それぞれの制御を連動して行ってもよい。

【0158】

なお、ブレーキ制御、駆動力入力制御（原動機の出力制御）、駆動力入力制御（クラッチ制御）を行う順番は、どのような組合せであってもよく、効率的に断続部材１３を作動できる組合せを適宜選択することができる。

【0159】

このようなデファレンシャル装置１５の制御装置１では、デフケース３又は一対のサイドギヤ７，９のうち少なくとも１つの回転を制動させて断続部材１３の作動を助長する制御手段１７を備えているので、差動機構１１をロック状態からロック解除状態、或いはロック解除状態からロック状態へ移行させるときに、断続させる対象である回転部材の回転を制動することで、断続部材１３を作動させることができる。

【0160】

従って、このようなデファレンシャル装置１５の制御装置１では、制御手段１７によって、断続部材１３をスムーズに安定して作動することができる。

【0161】

また、制御手段１７は、ブレーキ１９を制動させデフケース３又は一対のサイドギヤ７，９の回転を遅らせるので、差動機構１１の回転部材の回転を遅らせるように制動することで、断続部材１３の作動を助長することができ、差動機構１１の断続状態の切換をスムーズに安定して行うことができる。

【0162】

さらに、ブレーキ１９は、一対のサイドギヤ７，９のそれぞれに対して設けられ、制御手段１７は、それぞれのブレーキ１９，１９を交互に制動させるので、ブレーキ１９，１９の制動による車両への影響を抑制することができ、差動機構１１での回転を効率的に制御することができる。

【0163】

また、制御手段１７によるブレーキ１９の制動は、車両走行時の車体振動数と共振しない間隔で断続制御されるので、車両の走行時における走行姿勢に悪影響を与えることがなく、車両の走行性能を安定して保持することができる。

【0164】

さらに、制御手段１７は、デフケース３へ入力される駆動力を一時的に低減させるので、差動機構１１におけるデフケース３の回転を遅らせるように制動することで、断続部材１３の作動を助長することができる。

【0165】

また、制御手段１７は、原動機としてのエンジン２１及び電動モータ２３との出力を低減させるので、原動機の出力を低減させるように制御することで、差動機構１１におけるデフケース３の回転を遅らせるように制動することができる。

【0166】

さらに、制御手段１７は、エンジン２１及び電動モータ２３とデフケース３との間に配置されたクラッチ２５の出力を低減させるので、クラッチ２５の出力を低減させるように制御することで、差動機構１１におけるデフケース３の回転を遅らせるように制動することができる。

【0167】

なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の制御装置では、一対のサイドギヤに対してブレーキが設けられているが、これに限らず、デフケースに対してブレーキを設けてもよい。

【0168】

この場合には、直接的にデフケースの回転を遅らせるブレーキであってもよく、原動機からデフケースまでの動力伝達経路上に設けられ間接的にデフケースの回転を遅らせるブレーキであってもよい。

【0169】

また、本実施の形態においては、差動機構がロック状態からロック解除状態へ移行するときの制御を示しているが、差動機構がロック解除状態からロック状態へ移行するときにも、制御手段によって、デフケースや一対のサイドギヤの回転を制動することで、断続部材の作動を助長することができる。

【0170】

さらに、断続部材は、デフケースと一方のサイドギヤとの間を断続するように配置されているが、これに限らず、断続部材を、一対のサイドギヤの間を断続するように配置してもよい。

【0171】

また、断続部材は、デフケース３と一対のサイドギヤ７，９のうちの一方との間を直接連結させる構成ではなく、それぞれの部材３，７，９に直接又は間接的に連結するそれぞれの連結部材間を断続する配置構成であってもよい。

【符号の説明】

【0172】

１…制御装置
３…デフケース（入力部材）
５…ピニオン（差動部材）
７，９…サイドギヤ（出力部材）
１１…差動機構
１３…断続部材
１５…デファレンシャル装置
１７…制御手段
１９…ブレーキ
２１…エンジン（原動機）
２３…電動モータ（原動機）
２５…クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】