差動装置の制御装置
【課題】燃費を向上ができる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】第１遊星歯車機構と、第２遊星歯車機構と、差動装置と、車両の走行状態に基づき、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とする第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、選択手段により選択された走行モードに基づき、ブレーキおよびクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備える。
【解決手段】第１遊星歯車機構と、第２遊星歯車機構と、差動装置と、車両の走行状態に基づき、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とする第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、選択手段により選択された走行モードに基づき、ブレーキおよびクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載され、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび変速機から出力される駆動力を、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置が車両に備えられている。
【０００３】
この差動装置は、遊星歯車機構により差動を許容すると共に、クラッチの断続や歯車の摩擦力等によって駆動力の分配を動的に行うものが広く知られている。
【０００４】
このような差動装置として、二組の遊星歯車機構を組み合わせて、車両左右旋回時においては、接地荷重に応じて左右車軸それぞれへの駆動力を分配し、車両直進時において加速させるなど高出力走行の際には、左右車軸の回転速度が等しくなるように差動を制限する左右駆動力分配装置が知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２８３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の従来技術では、左右旋回時に二組の遊星歯車機構を非直結状態（二組の遊星歯車機構の内少なくとも２つの回転部材が異なる回転速度にて回転している状態）として左右車軸それぞれの駆動力を分配する状態（第１の走行モード）と、高出力走行時に左右車輪に同一の駆動力が働くように、二組の遊星歯車機構を直結状態（二組の遊星歯車機構の全ての回転部材が同一回転速度にて回転している状態）として左右車軸の回転速度が等しくなる状態（第２の走行モード）とを、切り換える。
【０００７】
ところで、このような従来の減速装置では、第１走行モードと第２走行モードとが等速に設定されている。すなわち、いずれの走行モードにおいても、第２遊星歯車機構に入力される回転速度は同一である。
【０００８】
そのため、いずれの走行モードにおいても、所定の車速を得るためには同じエンジン回転速度が必要となるので、必要な車速を得るためにエンジン回転速度が上昇する。特に第２走行モードにおいては、高速巡航のときのエンジン回転速度が大きく上昇するため、燃費効率が低下するという問題がある。そこで、この第２走行モードにおけるエンジン回転速度を低下させることができれば、燃費の向上が見込まれる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な構成となることなく、燃費を向上させることができる差動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によると、駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、ブレーキ締結時に第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動軸に連結する第５回転部材と、他方の駆動軸に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、駆動源と第５回転部材及び第６回転部材との間に配されるクラッチから構成され、一方の駆動軸及び他方の駆動軸の差動を許容する差動装置と、車両の走行状態に基づき、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とする第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、選択手段により選択された走行モードに基づき、ブレーキおよびクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とすることで第１回転部材より引く回転速度で第３回転部材を回転させる第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択することができる。これにより、第２走行モードは第１走行モードと比較して差動装置におけるギヤ比を小さくすることができるので、複雑な構成となることなく、所定の車速を得るために必要な駆動源（エンジン）の回転速度を低下させることで、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の車両の駆動系の説明図である。
【図２】本発明の実施形態の差動装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態の差動装置の共線図である。
【図４】本発明の実施形態の制御装置のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の高速巡航状態を判定するマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態の差動装置について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の差動装置３０が適用された車両の駆動系の説明図である。
【００１５】
車両の駆動系は、エンジン１０と、変速機２０と、差動装置３０と、左車軸４１に接続される左車輪４０と、右車軸５１に接続される右車輪５０と、から構成される。
【００１６】
エンジン１０によって発生された駆動力は、変速機２０によって運転状態に応じて減速される。変速機２０から出力される駆動力は、出力側歯車２１と係合する入力側歯車２２を介して、差動装置３０に入力される。
【００１７】
差動装置３０は、後述するように二組の遊星歯車機構等からなり、制御装置３５によって制御されることによって、入力された駆動力を、左車軸４１を介した左車輪４０と、右車軸５１を介した右車輪５０とに分配して、差動を許容しながら伝達する。
【００１８】
制御装置３５は、エンジン１０、変速機２０等に備えられる各種センサによって、エンジン回転速度、スロットル開度、ステアリング操舵角、ヨーモーメント等を取得する。そして、これら取得した各種データに基づいて、差動装置３０の動作状態を制御する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態の差動装置３０の機能ブロック図である。
【００２０】
差動装置３０は、リングギヤＲ１（第１回転部材）、サンギヤＳ１（第２回転部材）及びキャリアＣ１（第３回転部材）を有するシングルピニオン式の第１遊星歯車機構３１と、リングギヤＲ２（第４回転部材）、サンギヤＳ２（第５回転部材）、キャリアＣ２（第６回転部材）を有するダブルピニオン式の第２遊星歯車機構３２と備える。
【００２１】
変速機２０から入力される駆動力は、入力側歯車２２と連結するリングギヤＲ１に入力される。
【００２２】
また、この駆動力は、クラッチＣＬ２を介して第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２に入力される。また、クラッチＣＬ１を介して第２遊星歯車機構３２のサンギヤＳ２に連結された左車軸４１にも入力される。
【００２３】
また、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１と、第２遊星歯車機構３２のリングギヤＲ２とが連結されている。
【００２４】
また、第１遊星歯車機構３１のサンギヤＳ１は、ブレーキＢＫを介して、差動装置３０のケース３３に接続されている。
【００２５】
また、第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２は右車軸５１に連結され、サンギヤＳ２は左車軸４１に連結されている。また、クラッチＣＬ１又はＣＬ２の締結状態によって、一方の駆動輪（左車輪４０及び左車軸４１）と他方の駆動輪（右車輪５０及び右車軸５１）との差動を許容する。
【００２６】
これらクラッチＣＬ１、クラッチＣＬ２及びブレーキＢＫは、制御装置３５からの指示に基づいてその締結力が制御され、締結状態、解放状態及びスリップ締結状態（入出力回転差を許容しながらトルクを伝達する状態）の３つの状態に制御可能である。
【００２７】
次に、このように構成された差動装置３０の動作を説明する。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態の差動装置３０の駆動力の伝達の様子を示す共線図である。
【００２９】
本実施形態の差動装置３０は、左右旋回時において左右車軸の差動を許容するＬｏｗモード（第１走行モード）と、直進時において左右車軸の差動を制限するＨｉｇｈモード（第２走行モード）とを備える。
【００３０】
図３（ａ）はＬｏｗモードを示し、図３（ｂ）はＨｉｇｈモードを示す。
【００３１】
Ｌｏｗモードでは、ブレーキＢＫを締結状態とすることでリングギヤＲ１の回転速度よりも低い回転速度でキャリアＣ１が回転する。これにより、入力された駆動力を第１遊星歯車機構３１において減速し、右車軸及び左車軸に連結された第２遊星歯車機構３２へと伝達する。
【００３２】
Ｌｏｗモードにおける右旋回時は、クラッチＣＬ１の係合圧を増大させて、入力駆動力を左車軸４１へと出力すると共に、クラッチＣＬ２を解放する。
【００３３】
この状態では、左車軸４１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ１の締結力により制御される。これによって、右旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
【００３４】
また、Ｌｏｗモードにおける左旋回時は、クラッチＣＬ２の係合圧を増大させて、入力駆動力を右車軸５１へと出力すると共に、クラッチＣＬ１を解放する。
【００３５】
この状態では、右車軸５１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ２の締結力により制御される。これによって、左旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
【００３６】
また、Ｌｏｗモードにおいて、直進時は、ブレーキＢＫを締結状態としてサンギヤＳ１をケース３３に固定させると共に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を解放する。
【００３７】
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが非直結状態（サンギヤＳ１とＣ１とが異なる回転速度にて回転している。このように少なくとも２つの回転部材（本実施形態においては、例えば、キャリアＣ１とリングギヤＲ１）が異なる回転速度にて回転している状態を、非直結状態と称す。）となる。第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が、左車軸４１及び右車軸５１それぞれに均等して出力される。
【００３８】
一方、Ｈｉｇｈモードにおいては、ブレーキＢＫを解放すると共にクラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を共に最大係合圧で締結する。
【００３９】
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態（キャリアＣ１とリングギヤＲ２、リングギヤＲ１とキャリアＣ２、リングギヤＲ１とサンギヤＳ２の三組が連結している。このように少なくとも二組が連結して、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２の全ての回転部材（本実施形態においては、サンギヤＳ１、キャリアＣ１、リングギヤＲ１、サンギヤＳ２、キャリアＣ２、リングギヤＲ２）が同一回転速度にて回転する状態を、直結状態と称す）となる。左車軸４１には入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して直接伝達される。また、右車軸５１には入力駆動力がクラッチＣＬ２及びキャリアＣ２を介して直接伝達される。
【００４０】
すなわち、Ｈｉｇｈモードでは、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態となることで、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
【００４１】
次に、制御装置３５による差動装置３０の制御について説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態の制御装置３５のフローチャートである。
【００４３】
この図４に示すフローチャートは、車両が運転状態であるときに制御装置３５によって所定の周期（例えば０．１ｍｓ毎）に実行される。
【００４４】
まず、制御装置３５は、現在の運転状態が高速巡航状態であるか否か判定する（Ｓ１０１）。
【００４５】
高速巡航状態であるか否かは、変速機２０の変速段が最高速段であり、かつ、スロットル開度と車速との関係が、予め設定したマップにより所定の条件を満たしている場合に、高速巡航状態であると判定する。
【００４６】
例えば、変速機２０の変速段が最高速段であり、車速が十分高く、かつ、スロットル開度が十分小さい場合に、高速巡航状態であると判定する。この車速及びスロットル開度の一例として、車速（ＶＳＰ）が８０ｋｍ／ｈ以上であり、かつ、スロットル開度（ＴＶＯ）が２／８未満とする。
【００４７】
また、予め設定されるマップとして、図５に示すようなマップを制御装置３５が予め記憶しておき、このマップに基づいて高速巡航状態であるか否かを判定してもよい。この図５に示すマップの一例では、高速巡航状態を判定する閾値を、車速が大きくなるほどスロットル開度が大きな開度となるように設定している。このようにすることによって、高速巡航状態をより適切に判定することができる。
【００４８】
またさらに、ステアリング操舵角が所定の操舵角未満（例えば８０ｄｅｇ未満）である場合という条件を、高速巡航状態の判定に追加してもよい。
【００４９】
高速巡航状態であると判定した場合はステップＳ１０２に移行し、制御装置３５は、差動装置３０のモードをＨｉｇｈモードに決定する。高速巡航状態でないと判定した場合はステップＳ１０４に移行し、差動装置３０のモードをＬｏｗモードに決定する。
【００５０】
ステップＳ１０２において、差動装置３０をＨｉｇｈモードに決定した場合は、ステップＳ１０３において、制御装置３５は、ブレーキＢＫを解放状態に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を締結状態に、それぞれ制御する。
【００５１】
このステップＳ１０３の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力はクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸に伝達される。
【００５２】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
【００５３】
ステップＳ１０４においてＬｏｗモードを決定した場合は、ステップＳ１０５において、制御装置３５は、右旋回が開始されているか否かを判定する。
【００５４】
右旋回が開始されているか否かは、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上右旋回側に変化したか否かによって判定する。
【００５５】
右旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１０６に移行し、Ｌｏｗ右旋回モードを決定する。
【００５６】
Ｌｏｗ右旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００５７】
このステップＳ１０６の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２により減速されて、右車軸５１に伝達される。
【００５８】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じて増力されて左車軸４１に伝達される。
【００５９】
次に、ステップＳ１０７において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
【００６０】
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１０８に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を減少させて、左車軸４１の駆動力を増速させる。
【００６１】
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
【００６２】
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１０９に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を増加させ、左車軸４１の駆動力を減少させる。
【００６３】
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
【００６４】
ステップＳ１０５において、右旋回の開始でないと判定した場合は、ステップＳ１１０に移行して、左旋回が開始されているか否かを判定する。
【００６５】
左旋回が開始されているか否かは、ステップＳ１０５の制御と同様に、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上左旋回側に変化したか否かによって判定する。
【００６６】
左旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１１１に移行し、Ｌｏｗ左旋回モードを決定する。
【００６７】
Ｌｏｗ左旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、それぞれ制御する。
【００６８】
このステップＳ１１１の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸５１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２によって減速されて、左車軸４１に伝達される。
【００６９】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて増力されて右車軸５１に伝達される。
【００７０】
次に、ステップＳ１１２において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
【００７１】
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を減少させて、右車軸５１の駆動力を増速させる。
【００７２】
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
【００７３】
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を増加させ、右車軸５１の駆動力を減少させる。
【００７４】
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
【００７５】
ステップＳ１１０において、左旋回の開始でないと判定された場合は、ステップＳ１１５に移行し、制御装置３５は、右車輪５０のスリップが発生したか否かを判定する。
【００７６】
右車輪５０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、右車軸５１の回転速度から左車軸４１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
【００７７】
右車輪５０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１６に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００７８】
このステップＳ１１６の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じた駆動力として左車軸４１に伝達される。
【００７９】
この制御によって、スリップが発生した右車輪５０とは逆側の左車軸４１に駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
【００８０】
ステップＳ１１６において、右車輪５０のスリップが発生していないと判定した場合は、ステップＳ１１７に移行し、制御装置３５は、左車輪４０のスリップが発生したか否かを判定する。
【００８１】
左車輪４０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、左車軸４１の回転速度から右車軸５１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
【００８２】
左車輪４０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１８に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、それぞれ制御する。
【００８３】
このステップＳ１１８の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて駆動力として右車軸５１に伝達される。
【００８４】
この制御によって、スリップが発生した左車輪４０とは逆側の右車軸５１の駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
【００８５】
すなわち、このステップＳ１１５からＳ１１８の制御によって、スリップ側の車輪とは逆側の車輪に駆動力を発生させて差動を制限することで、いわゆるリミテッド・スリップ・ディファレンシャル（ＬＳＤ）として機能させることができる。
【００８６】
また、ステップＳ１１７において、左車輪４０のスリップが発生していないと判定し場合はステップＳ１１９に移行する。
【００８７】
すなわち、左右旋回でなく、かつ、左右車輪のいずれもスリップが発生していない場合は、直進状態である。
【００８８】
ステップＳ１１９では、Ｌｏｗ直進モードを決定する。
【００８９】
Ｌｏｗ直進モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００９０】
このステップＳ１１９の制御によって、入力駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速された後、第２遊星歯車機構３２によって左車軸４１及び右車軸５１に分配されて伝達される。
【００９１】
その後、本フローチャートによる処理を終了する。
【００９２】
このような処理によって、差動装置３０において、車両の挙動（左右旋回、スリップ等）に応じて左車軸４１と右車軸５１とに駆動力を分配することができる。また、高速巡航時には、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１へと伝達することができる。
【００９３】
なお、このように、制御装置３５が、車両の走行状態に基づいて、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度を減速して第２遊星歯車機構３２へと出力するＬｏｗモード（第１走行モード）と、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度をそのまま等速で第２遊星歯車機構３２へと出力するＨｉｇｈモード（第２走行モード）と、を選択することによって、選択手段が構成される。
【００９４】
以上のように、本発明の実施形態の差動装置３０は、駆動力を減速し、左車軸４１又は右車軸５１の差動を許容しながら駆動力を分配するＬｏｗモードと、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１に伝達するＨｉｇｈモードを選択することができる。
【００９５】
特に、Ｈｉｇｈモードでは、Ｌｏｗモードと比較してギヤ比を小さくするので、車速を得るのに必要なエンジン回転速度を低下させることができるので、燃費を向上させることができる。
【００９６】
より具体的には、本発明の実施形態の差動装置３０は、第１遊星歯車機構３１のリングギヤＲ１に駆動力が入力され、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１から駆動力が出力される構成としている。
【００９７】
この場合、Ｌｏｗモード（第１走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを非直結とした場合は、第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が第２遊星歯車機構３２を介して左右車軸へと伝達される。
【００９８】
一方で、Ｈｉｇｈモード（第２走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを直結とした場合は、入力された駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速されることなく、左右車軸へと伝達される。
【００９９】
このような構成によって、ＬｏｗモードとＨｉｇｈモードとのギヤ比に差を持たせることができる。
【０１００】
また、本発明の実施の形態の差動装置３０は、従来から一般に用いられているシングルピニオン式及びダブルピニオン式の遊星歯車機構、クラッチ及びブレーキから構成されるので、複雑な構成部品が増加することがないので、製造コスト、組立コストを抑制することができる。
【０１０１】
また、変速機２０の最高速段（例えば変速段７段）であって、エンジン回転速度とスロットル開度とから高速巡航時と判断したときにはＨｉｇｈモードに移行するので、高速巡航時に、差動装置３０におけるギヤ比を小さくすることができるので、燃費を向上させることができる。
【０１０２】
特に、高速巡航時では、車両が横風を受けたときや半径の大きいカーブを走行するときなど、横方向の力を受けたときにも、左右駆動軸に同一の駆動力を働かせることによって、車両を直進させようとする力を働かせることができ、車両の安定性を高めることができる。
【０１０３】
また、本発明の実施形態の差動装置３０は、Ｌｏｗモードと、Ｌｏｗモードよりもギヤ比の小さいＨｉｇｈモードとを選択することができるので、このギヤ比の変更を２段変速段として扱うことができる。
【０１０４】
近年、自動変速機の多段化により、自動変速機自体の体積、重量が大きくなり、設置スペースの確保が難しくなると共に燃費向上の妨げとなっていた。
【０１０５】
これに対して、本発明の実施形態の差動装置３０を適用することによって、差動装置３０側で２段変速を行うことができる。
【０１０６】
より具体的には、変速段が６速である変速機を搭載し、かつ、本実施形態の差動装置３０を適用することによって、実質的に変速段が７速である変速機を搭載したとして作用することができる。
【０１０７】
これによって、達成される変速段が低減されることがない。例えば、６速の変速機を搭載しても、本発明の差動装置３０によって実質的に７速の変速機と同等の変速機とすることができる。そのため、変速機の小型化、軽量化が可能となり、設置スペースの自由度が高くなり、燃費効率やコストを向上させることができる。
【０１０８】
なお、本発明の実施形態では、変速機は有段／無段に限られず、ＣＶＴ等の他の方式の変速機であってもよい。また、自動変速機であっても手動変速機であってもよい。
【０１０９】
また、本発明の実施形態ではＦＦ車両を例に説明したが、これに限られるものではなく、ＦＲ車両や４ＷＤ等、他の駆動方式の車両においても同様に適用可能である。
【０１１０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１１】
１０ エンジン
２０ 変速機
３０ 差動装置
３１ 第１遊星歯車機構
３２ 第２遊星歯車機構
３３ ケース
３５ 制御装置
４０ 左車輪
４１ 左車軸
５０ 右車輪
５１ 右車軸
ＢＫ ブレーキ
ＣＬ１ クラッチ（第１クラッチ）
ＣＬ２ クラッチ（第２クラッチ）
Ｃ１ キャリア（第１キャリア）
Ｃ２ キャリア（第２キャリア）
Ｒ１ リングギヤ（第１リングギヤ）
Ｒ２ リングギヤ（第２リングギヤ）
Ｓ１ サンギヤ（第１サンギヤ）
Ｓ２ サンギヤ（第２サンギヤ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載され、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび変速機から出力される駆動力を、左右駆動輪の差動を許容して駆動力を分配する差動装置が車両に備えられている。
【０００３】
この差動装置は、遊星歯車機構により差動を許容すると共に、クラッチの断続や歯車の摩擦力等によって駆動力の分配を動的に行うものが広く知られている。
【０００４】
このような差動装置として、二組の遊星歯車機構を組み合わせて、車両左右旋回時においては、接地荷重に応じて左右車軸それぞれへの駆動力を分配し、車両直進時において加速させるなど高出力走行の際には、左右車軸の回転速度が等しくなるように差動を制限する左右駆動力分配装置が知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２８３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の従来技術では、左右旋回時に二組の遊星歯車機構を非直結状態（二組の遊星歯車機構の内少なくとも２つの回転部材が異なる回転速度にて回転している状態）として左右車軸それぞれの駆動力を分配する状態（第１の走行モード）と、高出力走行時に左右車輪に同一の駆動力が働くように、二組の遊星歯車機構を直結状態（二組の遊星歯車機構の全ての回転部材が同一回転速度にて回転している状態）として左右車軸の回転速度が等しくなる状態（第２の走行モード）とを、切り換える。
【０００７】
ところで、このような従来の減速装置では、第１走行モードと第２走行モードとが等速に設定されている。すなわち、いずれの走行モードにおいても、第２遊星歯車機構に入力される回転速度は同一である。
【０００８】
そのため、いずれの走行モードにおいても、所定の車速を得るためには同じエンジン回転速度が必要となるので、必要な車速を得るためにエンジン回転速度が上昇する。特に第２走行モードにおいては、高速巡航のときのエンジン回転速度が大きく上昇するため、燃費効率が低下するという問題がある。そこで、この第２走行モードにおけるエンジン回転速度を低下させることができれば、燃費の向上が見込まれる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な構成となることなく、燃費を向上させることができる差動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施態様によると、駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、ブレーキ締結時に第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動軸に連結する第５回転部材と、他方の駆動軸に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、駆動源と第５回転部材及び第６回転部材との間に配されるクラッチから構成され、一方の駆動軸及び他方の駆動軸の差動を許容する差動装置と、車両の走行状態に基づき、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とする第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、選択手段により選択された走行モードに基づき、ブレーキおよびクラッチの締結状態を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ブレーキを締結状態としてクラッチを解放状態とすることで第１回転部材より引く回転速度で第３回転部材を回転させる第１走行モードと、ブレーキを解放状態としてクラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択することができる。これにより、第２走行モードは第１走行モードと比較して差動装置におけるギヤ比を小さくすることができるので、複雑な構成となることなく、所定の車速を得るために必要な駆動源（エンジン）の回転速度を低下させることで、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の車両の駆動系の説明図である。
【図２】本発明の実施形態の差動装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態の差動装置の共線図である。
【図４】本発明の実施形態の制御装置のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の高速巡航状態を判定するマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態の差動装置について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の差動装置３０が適用された車両の駆動系の説明図である。
【００１５】
車両の駆動系は、エンジン１０と、変速機２０と、差動装置３０と、左車軸４１に接続される左車輪４０と、右車軸５１に接続される右車輪５０と、から構成される。
【００１６】
エンジン１０によって発生された駆動力は、変速機２０によって運転状態に応じて減速される。変速機２０から出力される駆動力は、出力側歯車２１と係合する入力側歯車２２を介して、差動装置３０に入力される。
【００１７】
差動装置３０は、後述するように二組の遊星歯車機構等からなり、制御装置３５によって制御されることによって、入力された駆動力を、左車軸４１を介した左車輪４０と、右車軸５１を介した右車輪５０とに分配して、差動を許容しながら伝達する。
【００１８】
制御装置３５は、エンジン１０、変速機２０等に備えられる各種センサによって、エンジン回転速度、スロットル開度、ステアリング操舵角、ヨーモーメント等を取得する。そして、これら取得した各種データに基づいて、差動装置３０の動作状態を制御する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態の差動装置３０の機能ブロック図である。
【００２０】
差動装置３０は、リングギヤＲ１（第１回転部材）、サンギヤＳ１（第２回転部材）及びキャリアＣ１（第３回転部材）を有するシングルピニオン式の第１遊星歯車機構３１と、リングギヤＲ２（第４回転部材）、サンギヤＳ２（第５回転部材）、キャリアＣ２（第６回転部材）を有するダブルピニオン式の第２遊星歯車機構３２と備える。
【００２１】
変速機２０から入力される駆動力は、入力側歯車２２と連結するリングギヤＲ１に入力される。
【００２２】
また、この駆動力は、クラッチＣＬ２を介して第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２に入力される。また、クラッチＣＬ１を介して第２遊星歯車機構３２のサンギヤＳ２に連結された左車軸４１にも入力される。
【００２３】
また、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１と、第２遊星歯車機構３２のリングギヤＲ２とが連結されている。
【００２４】
また、第１遊星歯車機構３１のサンギヤＳ１は、ブレーキＢＫを介して、差動装置３０のケース３３に接続されている。
【００２５】
また、第２遊星歯車機構３２のキャリアＣ２は右車軸５１に連結され、サンギヤＳ２は左車軸４１に連結されている。また、クラッチＣＬ１又はＣＬ２の締結状態によって、一方の駆動輪（左車輪４０及び左車軸４１）と他方の駆動輪（右車輪５０及び右車軸５１）との差動を許容する。
【００２６】
これらクラッチＣＬ１、クラッチＣＬ２及びブレーキＢＫは、制御装置３５からの指示に基づいてその締結力が制御され、締結状態、解放状態及びスリップ締結状態（入出力回転差を許容しながらトルクを伝達する状態）の３つの状態に制御可能である。
【００２７】
次に、このように構成された差動装置３０の動作を説明する。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態の差動装置３０の駆動力の伝達の様子を示す共線図である。
【００２９】
本実施形態の差動装置３０は、左右旋回時において左右車軸の差動を許容するＬｏｗモード（第１走行モード）と、直進時において左右車軸の差動を制限するＨｉｇｈモード（第２走行モード）とを備える。
【００３０】
図３（ａ）はＬｏｗモードを示し、図３（ｂ）はＨｉｇｈモードを示す。
【００３１】
Ｌｏｗモードでは、ブレーキＢＫを締結状態とすることでリングギヤＲ１の回転速度よりも低い回転速度でキャリアＣ１が回転する。これにより、入力された駆動力を第１遊星歯車機構３１において減速し、右車軸及び左車軸に連結された第２遊星歯車機構３２へと伝達する。
【００３２】
Ｌｏｗモードにおける右旋回時は、クラッチＣＬ１の係合圧を増大させて、入力駆動力を左車軸４１へと出力すると共に、クラッチＣＬ２を解放する。
【００３３】
この状態では、左車軸４１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ１の締結力により制御される。これによって、右旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
【００３４】
また、Ｌｏｗモードにおける左旋回時は、クラッチＣＬ２の係合圧を増大させて、入力駆動力を右車軸５１へと出力すると共に、クラッチＣＬ１を解放する。
【００３５】
この状態では、右車軸５１の駆動力が増大される。また、駆動力の増大は、クラッチＣＬ２の締結力により制御される。これによって、左旋回ヨーモーメントが発生するので、スムーズな旋回が可能となる。
【００３６】
また、Ｌｏｗモードにおいて、直進時は、ブレーキＢＫを締結状態としてサンギヤＳ１をケース３３に固定させると共に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を解放する。
【００３７】
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが非直結状態（サンギヤＳ１とＣ１とが異なる回転速度にて回転している。このように少なくとも２つの回転部材（本実施形態においては、例えば、キャリアＣ１とリングギヤＲ１）が異なる回転速度にて回転している状態を、非直結状態と称す。）となる。第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が、左車軸４１及び右車軸５１それぞれに均等して出力される。
【００３８】
一方、Ｈｉｇｈモードにおいては、ブレーキＢＫを解放すると共にクラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を共に最大係合圧で締結する。
【００３９】
この状態では、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態（キャリアＣ１とリングギヤＲ２、リングギヤＲ１とキャリアＣ２、リングギヤＲ１とサンギヤＳ２の三組が連結している。このように少なくとも二組が連結して、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２の全ての回転部材（本実施形態においては、サンギヤＳ１、キャリアＣ１、リングギヤＲ１、サンギヤＳ２、キャリアＣ２、リングギヤＲ２）が同一回転速度にて回転する状態を、直結状態と称す）となる。左車軸４１には入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して直接伝達される。また、右車軸５１には入力駆動力がクラッチＣＬ２及びキャリアＣ２を介して直接伝達される。
【００４０】
すなわち、Ｈｉｇｈモードでは、第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とが直結状態となることで、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
【００４１】
次に、制御装置３５による差動装置３０の制御について説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態の制御装置３５のフローチャートである。
【００４３】
この図４に示すフローチャートは、車両が運転状態であるときに制御装置３５によって所定の周期（例えば０．１ｍｓ毎）に実行される。
【００４４】
まず、制御装置３５は、現在の運転状態が高速巡航状態であるか否か判定する（Ｓ１０１）。
【００４５】
高速巡航状態であるか否かは、変速機２０の変速段が最高速段であり、かつ、スロットル開度と車速との関係が、予め設定したマップにより所定の条件を満たしている場合に、高速巡航状態であると判定する。
【００４６】
例えば、変速機２０の変速段が最高速段であり、車速が十分高く、かつ、スロットル開度が十分小さい場合に、高速巡航状態であると判定する。この車速及びスロットル開度の一例として、車速（ＶＳＰ）が８０ｋｍ／ｈ以上であり、かつ、スロットル開度（ＴＶＯ）が２／８未満とする。
【００４７】
また、予め設定されるマップとして、図５に示すようなマップを制御装置３５が予め記憶しておき、このマップに基づいて高速巡航状態であるか否かを判定してもよい。この図５に示すマップの一例では、高速巡航状態を判定する閾値を、車速が大きくなるほどスロットル開度が大きな開度となるように設定している。このようにすることによって、高速巡航状態をより適切に判定することができる。
【００４８】
またさらに、ステアリング操舵角が所定の操舵角未満（例えば８０ｄｅｇ未満）である場合という条件を、高速巡航状態の判定に追加してもよい。
【００４９】
高速巡航状態であると判定した場合はステップＳ１０２に移行し、制御装置３５は、差動装置３０のモードをＨｉｇｈモードに決定する。高速巡航状態でないと判定した場合はステップＳ１０４に移行し、差動装置３０のモードをＬｏｗモードに決定する。
【００５０】
ステップＳ１０２において、差動装置３０をＨｉｇｈモードに決定した場合は、ステップＳ１０３において、制御装置３５は、ブレーキＢＫを解放状態に、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２を締結状態に、それぞれ制御する。
【００５１】
このステップＳ１０３の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力はクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸に伝達される。
【００５２】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力が減速されることなく、左車軸４１及び右車軸５１に伝達される。
【００５３】
ステップＳ１０４においてＬｏｗモードを決定した場合は、ステップＳ１０５において、制御装置３５は、右旋回が開始されているか否かを判定する。
【００５４】
右旋回が開始されているか否かは、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上右旋回側に変化したか否かによって判定する。
【００５５】
右旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１０６に移行し、Ｌｏｗ右旋回モードを決定する。
【００５６】
Ｌｏｗ右旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００５７】
このステップＳ１０６の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ１を介して左車軸４１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２により減速されて、右車軸５１に伝達される。
【００５８】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じて増力されて左車軸４１に伝達される。
【００５９】
次に、ステップＳ１０７において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
【００６０】
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１０８に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を減少させて、左車軸４１の駆動力を増速させる。
【００６１】
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
【００６２】
ステップＳ１０７において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１０９に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ１の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ１のスリップ量を増加させ、左車軸４１の駆動力を減少させる。
【００６３】
これにより、右車軸５１に対する左車軸４１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
【００６４】
ステップＳ１０５において、右旋回の開始でないと判定した場合は、ステップＳ１１０に移行して、左旋回が開始されているか否かを判定する。
【００６５】
左旋回が開始されているか否かは、ステップＳ１０５の制御と同様に、制御装置３５がステアリングの操舵角を取得し、この操舵角の変化量が所定値以上左旋回側に変化したか否かによって判定する。
【００６６】
左旋回の開始であると判定した場合はステップＳ１１１に移行し、Ｌｏｗ左旋回モードを決定する。
【００６７】
Ｌｏｗ左旋回モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、それぞれ制御する。
【００６８】
このステップＳ１１１の制御によって、入力駆動力がクラッチＣＬ２、キャリアＣ２を介して右車軸５１に伝達される。また、入力駆動力は第２遊星歯車機構３２によって減速されて、左車軸４１に伝達される。
【００６９】
この状態では、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて増力されて右車軸５１に伝達される。
【００７０】
次に、ステップＳ１１２において、制御装置３５は、車速、スロットル開度、ステアリング操舵角等から算出した予想ヨー角度と、車両の加速度センサ等から取得した現在の実ヨー角度をと比較する。
【００７１】
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていると判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がアンダーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を増大させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を減少させて、右車軸５１の駆動力を増速させる。
【００７２】
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を増速させて、実ヨー角度を上昇させるので、アンダーステアが解消される。
【００７３】
ステップＳ１１２において、予想ヨー角度が実ヨー角度を超えていないと判定した場合はステップＳ１１３に移行する。この場合は、ステアリング操舵角に対して、実際の車両の挙動がオーバーステア状態である。そこで、制御装置３５は、クラッチＣＬ２の締結圧を減少させることでクラッチＣＬ２のスリップ量を増加させ、右車軸５１の駆動力を減少させる。
【００７４】
これにより、左車軸４１に対する右車軸５１の駆動力を減少させて、実ヨー角度を減少させるので、オーバーステアが解消される。
【００７５】
ステップＳ１１０において、左旋回の開始でないと判定された場合は、ステップＳ１１５に移行し、制御装置３５は、右車輪５０のスリップが発生したか否かを判定する。
【００７６】
右車輪５０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、右車軸５１の回転速度から左車軸４１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
【００７７】
右車輪５０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１６に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００７８】
このステップＳ１１６の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ１のスリップに応じた駆動力として左車軸４１に伝達される。
【００７９】
この制御によって、スリップが発生した右車輪５０とは逆側の左車軸４１に駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
【００８０】
ステップＳ１１６において、右車輪５０のスリップが発生していないと判定した場合は、ステップＳ１１７に移行し、制御装置３５は、左車輪４０のスリップが発生したか否かを判定する。
【００８１】
左車輪４０のスリップの発生は、左右旋回でない状態において、左車軸４１の回転速度から右車軸５１の回転速度を差し引いた値が、所定値以上であるときに、スリップを判定する。
【００８２】
左車輪４０のスリップが発生したと判定した場合は、ステップＳ１１８に移行して、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ２をスリップ締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、それぞれ制御する。
【００８３】
このステップＳ１１８の制御によって、差動装置３０に入力された駆動力は、クラッチＣＬ２のスリップに応じて駆動力として右車軸５１に伝達される。
【００８４】
この制御によって、スリップが発生した左車輪４０とは逆側の右車軸５１の駆動力を伝達させて、スリップによる駆動力の減少を抑制して、車両の挙動変化を抑制することができる。
【００８５】
すなわち、このステップＳ１１５からＳ１１８の制御によって、スリップ側の車輪とは逆側の車輪に駆動力を発生させて差動を制限することで、いわゆるリミテッド・スリップ・ディファレンシャル（ＬＳＤ）として機能させることができる。
【００８６】
また、ステップＳ１１７において、左車輪４０のスリップが発生していないと判定し場合はステップＳ１１９に移行する。
【００８７】
すなわち、左右旋回でなく、かつ、左右車輪のいずれもスリップが発生していない場合は、直進状態である。
【００８８】
ステップＳ１１９では、Ｌｏｗ直進モードを決定する。
【００８９】
Ｌｏｗ直進モードでは、制御装置３５は、ブレーキＢＫを締結状態に、クラッチＣＬ１を解放状態に、クラッチＣＬ２を解放状態に、それぞれ制御する。
【００９０】
このステップＳ１１９の制御によって、入力駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速された後、第２遊星歯車機構３２によって左車軸４１及び右車軸５１に分配されて伝達される。
【００９１】
その後、本フローチャートによる処理を終了する。
【００９２】
このような処理によって、差動装置３０において、車両の挙動（左右旋回、スリップ等）に応じて左車軸４１と右車軸５１とに駆動力を分配することができる。また、高速巡航時には、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１へと伝達することができる。
【００９３】
なお、このように、制御装置３５が、車両の走行状態に基づいて、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度を減速して第２遊星歯車機構３２へと出力するＬｏｗモード（第１走行モード）と、第１遊星歯車機構３１に入力された回転速度をそのまま等速で第２遊星歯車機構３２へと出力するＨｉｇｈモード（第２走行モード）と、を選択することによって、選択手段が構成される。
【００９４】
以上のように、本発明の実施形態の差動装置３０は、駆動力を減速し、左車軸４１又は右車軸５１の差動を許容しながら駆動力を分配するＬｏｗモードと、駆動力を減速することなく左車軸４１及び右車軸５１に伝達するＨｉｇｈモードを選択することができる。
【００９５】
特に、Ｈｉｇｈモードでは、Ｌｏｗモードと比較してギヤ比を小さくするので、車速を得るのに必要なエンジン回転速度を低下させることができるので、燃費を向上させることができる。
【００９６】
より具体的には、本発明の実施形態の差動装置３０は、第１遊星歯車機構３１のリングギヤＲ１に駆動力が入力され、第１遊星歯車機構３１のキャリアＣ１から駆動力が出力される構成としている。
【００９７】
この場合、Ｌｏｗモード（第１走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを非直結とした場合は、第１遊星歯車機構３１によって減速された駆動力が第２遊星歯車機構３２を介して左右車軸へと伝達される。
【００９８】
一方で、Ｈｉｇｈモード（第２走行モード）において第１遊星歯車機構３１と第２遊星歯車機構３２とを直結とした場合は、入力された駆動力が第１遊星歯車機構３１によって減速されることなく、左右車軸へと伝達される。
【００９９】
このような構成によって、ＬｏｗモードとＨｉｇｈモードとのギヤ比に差を持たせることができる。
【０１００】
また、本発明の実施の形態の差動装置３０は、従来から一般に用いられているシングルピニオン式及びダブルピニオン式の遊星歯車機構、クラッチ及びブレーキから構成されるので、複雑な構成部品が増加することがないので、製造コスト、組立コストを抑制することができる。
【０１０１】
また、変速機２０の最高速段（例えば変速段７段）であって、エンジン回転速度とスロットル開度とから高速巡航時と判断したときにはＨｉｇｈモードに移行するので、高速巡航時に、差動装置３０におけるギヤ比を小さくすることができるので、燃費を向上させることができる。
【０１０２】
特に、高速巡航時では、車両が横風を受けたときや半径の大きいカーブを走行するときなど、横方向の力を受けたときにも、左右駆動軸に同一の駆動力を働かせることによって、車両を直進させようとする力を働かせることができ、車両の安定性を高めることができる。
【０１０３】
また、本発明の実施形態の差動装置３０は、Ｌｏｗモードと、Ｌｏｗモードよりもギヤ比の小さいＨｉｇｈモードとを選択することができるので、このギヤ比の変更を２段変速段として扱うことができる。
【０１０４】
近年、自動変速機の多段化により、自動変速機自体の体積、重量が大きくなり、設置スペースの確保が難しくなると共に燃費向上の妨げとなっていた。
【０１０５】
これに対して、本発明の実施形態の差動装置３０を適用することによって、差動装置３０側で２段変速を行うことができる。
【０１０６】
より具体的には、変速段が６速である変速機を搭載し、かつ、本実施形態の差動装置３０を適用することによって、実質的に変速段が７速である変速機を搭載したとして作用することができる。
【０１０７】
これによって、達成される変速段が低減されることがない。例えば、６速の変速機を搭載しても、本発明の差動装置３０によって実質的に７速の変速機と同等の変速機とすることができる。そのため、変速機の小型化、軽量化が可能となり、設置スペースの自由度が高くなり、燃費効率やコストを向上させることができる。
【０１０８】
なお、本発明の実施形態では、変速機は有段／無段に限られず、ＣＶＴ等の他の方式の変速機であってもよい。また、自動変速機であっても手動変速機であってもよい。
【０１０９】
また、本発明の実施形態ではＦＦ車両を例に説明したが、これに限られるものではなく、ＦＲ車両や４ＷＤ等、他の駆動方式の車両においても同様に適用可能である。
【０１１０】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１１】
１０ エンジン
２０ 変速機
３０ 差動装置
３１ 第１遊星歯車機構
３２ 第２遊星歯車機構
３３ ケース
３５ 制御装置
４０ 左車輪
４１ 左車軸
５０ 右車輪
５１ 右車軸
ＢＫ ブレーキ
ＣＬ１ クラッチ（第１クラッチ）
ＣＬ２ クラッチ（第２クラッチ）
Ｃ１ キャリア（第１キャリア）
Ｃ２ キャリア（第２キャリア）
Ｒ１ リングギヤ（第１リングギヤ）
Ｒ２ リングギヤ（第２リングギヤ）
Ｓ１ サンギヤ（第１サンギヤ）
Ｓ２ サンギヤ（第２サンギヤ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、前記ブレーキ締結時に前記第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された走行モードに基づき、前記ブレーキおよび前記クラッチの締結状態を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする差動装置の制御装置。
【請求項２】
前記選択手段は、車両の走行状態が高速巡航走行状態であるか否を判定し、前記判定結果に基づいて車両の走行状態が前記高速巡航走行であると判定した場合に、前記第２走行モードを選択し、前記高速巡航モードでないと判定した場合に、前記第１走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の差動装置の制御装置。
【請求項３】
前記第１遊星歯車機構は、前記駆動源からの駆動力を第１リングギヤに入力されるシングルピニオン式遊星歯車であり、
前記第２遊星歯車機構は、ダブルピニオン式遊星歯車であり、
前記第１遊星歯車機構の第１キャリアと前記第２遊星歯車機構の第２リングギヤとが連結されており、
前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに連結された左車軸と、
前記第２遊星歯車機構の第２キャリアに連結された右車軸と、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに入力する第１クラッチと、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２キャリア入力する第２クラッチと、
締結状態によって前記第１遊星歯車機構の第１サンギヤを停止させるブレーキと、
を備え、
前記制御手段は、車両の走行状態によって、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記ブレーキの締結状態を制御して、前記第１走行モード又は第２走行モードのいずれかの走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の差動装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１走行モードにおいて、
前記車両が右旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記第２クラッチを解放し、前記ブレーキを締結させ、
前記車両が左旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを解放し、前記第２クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記ブレーキを締結させることを特徴とする請求項３に記載の差動装置の制御装置。
【請求項５】
駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、前記ブレーキ締結時に前記第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
から構成され、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択可能であることを特徴とする差動装置。
【請求項１】
駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、前記ブレーキ締結時に前記第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、のいずれかの走行モードを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された走行モードに基づき、前記ブレーキおよび前記クラッチの締結状態を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする差動装置の制御装置。
【請求項２】
前記選択手段は、車両の走行状態が高速巡航走行状態であるか否を判定し、前記判定結果に基づいて車両の走行状態が前記高速巡航走行であると判定した場合に、前記第２走行モードを選択し、前記高速巡航モードでないと判定した場合に、前記第１走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の差動装置の制御装置。
【請求項３】
前記第１遊星歯車機構は、前記駆動源からの駆動力を第１リングギヤに入力されるシングルピニオン式遊星歯車であり、
前記第２遊星歯車機構は、ダブルピニオン式遊星歯車であり、
前記第１遊星歯車機構の第１キャリアと前記第２遊星歯車機構の第２リングギヤとが連結されており、
前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに連結された左車軸と、
前記第２遊星歯車機構の第２キャリアに連結された右車軸と、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２サンギヤに入力する第１クラッチと、
締結状態によって前記駆動源からの駆動力を前記第２遊星歯車機構の第２キャリア入力する第２クラッチと、
締結状態によって前記第１遊星歯車機構の第１サンギヤを停止させるブレーキと、
を備え、
前記制御手段は、車両の走行状態によって、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記ブレーキの締結状態を制御して、前記第１走行モード又は第２走行モードのいずれかの走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の差動装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１走行モードにおいて、
前記車両が右旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記第２クラッチを解放し、前記ブレーキを締結させ、
前記車両が左旋回であると判定したときは、前記第１クラッチを解放し、前記第２クラッチを所定の入出力回転差によるスリップ締結とし、前記ブレーキを締結させることを特徴とする請求項３に記載の差動装置の制御装置。
【請求項５】
駆動源と連結する第１回転部材と、ブレーキと連結する第２回転部材と、前記ブレーキ締結時に前記第１回転部材より低い回転速度で回転する第３回転部材とを有する第１遊星歯車機構と、
前記第３回転部材と連結する第４回転部材と、一方の駆動輪に連結する第５回転部材と、他方の駆動輪に連結する第６回転部材とを有する第２遊星歯車機構と、
前記駆動源と前記第５回転部材及び前記第６回転部材の少なくとも一方との間に配されるクラッチから構成され、前記一方の駆動輪及び前記他方の駆動輪の差動を許容する差動装置と、
から構成され、
車両の走行状態に基づき、前記ブレーキを締結状態として前記クラッチを解放状態とする第１走行モードと、前記ブレーキを解放状態として前記クラッチを締結状態とする第２走行モードと、を選択可能であることを特徴とする差動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２２０４８３（Ｐ２０１１−２２０４８３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９２１６４（Ｐ２０１０−９２１６４）
【出願日】平成２２年４月１３日（２０１０．４．１３）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１３日（２０１０．４．１３）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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