差動装置
【課題】４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪間に配設する差動装置において、動力ロスの抑制と直進安定性の向上とを高いレベルで両立した優れた差動装置を提供すること。
【解決手段】差動装置１は、２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータ４０と、４輪自動車１００の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、差動モータ４０を制御するためのモータ制御ユニット６と、指標値に対して差動モータ４０で発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップを格納する記憶手段６０４とを有してなる。モータ制御ユニット６は、差動制限トルクを上限トルク値として副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差に一致するように差動モータ４０を制御する。トルクマップでは、指標値に基づいて推定される旋回半径が大きくなるに伴って差動制限トルクが単調に増加している。
【解決手段】差動装置１は、２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータ４０と、４輪自動車１００の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、差動モータ４０を制御するためのモータ制御ユニット６と、指標値に対して差動モータ４０で発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップを格納する記憶手段６０４とを有してなる。モータ制御ユニット６は、差動制限トルクを上限トルク値として副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差に一致するように差動モータ４０を制御する。トルクマップでは、指標値に基づいて推定される旋回半径が大きくなるに伴って差動制限トルクが単調に増加している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪間に配置する差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪自動車の従動輪の左右輪の間に配設する差動装置として、例えば、４輪自動車が旋回走行する際の内輪差を吸収するよう、左右輪の回転差を積極的に発生させるように構成したものがある（特許文献１参照。）。この差動装置では、４輪自動車が旋回走行する際の内輪差を積極的に吸収することで、旋回走行時における走行安定性を向上しようとしている。このような差動装置では、差動モータの回転トルクを上記左右輪の差動トルクに変換している。さらに、上記の構成の差動装置を利用し、直進走行状態における走行安定性を向上するよう、上記差動モータの回転を規制して左右輪間の回転差を抑制するように構成したものがある。
【０００３】
しかしながら、上記従来の差動装置では、次のような問題がある。すなわち、完全な直進状態に近い大旋回半径の走行状態や、タイヤ空気圧等に起因して左右輪の径差が異なる場合等では、左右輪間で適正な回転差が生じている。このような走行状態で上記差動モータの回転を規制して左右輪の回転差を規制すると、かえって走行安定性が損なわれたり、上記４輪自動車のエンジン動力が損失するおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９１３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点を鑑みてなされたものであり、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪間に配設する差動装置において、動力ロスの抑制と直進安定性の向上とを高いレベルで両立した優れた差動装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御するように構成してあり、
上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加していることを特徴とする差動装置にある（請求項１）。
【０００７】
上記第１の発明の差動装置は、上記旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有している。
そして、上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記差動モータを制御し、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように制御する。ここで、上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加している。
【０００８】
すなわち、上記差動装置の差動モータは、直進状態あるいは、直進状態に近い大旋回半径の走行状態において、直進状態を維持するためのアシスト力を上記差動制限トルクを上限として発生させる。ここで、この差動制限トルクは、上記４輪自動車の旋回半径が大きくなり完全な直進状態に近づくほど、単調に大きくなるように設定してある。なお、上記差動制限トルクが単調に大きくなるとは、広義の単調増加により差動制限トルクを変化させることを意味している。すなわち、旋回半径Ｒ1（＞Ｒ2）に対しての差動制限トルクＴ1と、旋回半径Ｒ2に対しての差動制限トルクＴ2とが、常にＴ1≧Ｔ2の関係を満たすことを意味している。
【０００９】
そして、上記差動装置は、上記トルクマップを参照して得た上記差動制限トルクを上限トルク値として上記差動モータを制御し、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように制御する。すなわち、上記差動装置によれば、旋回半径が大きくなり、完全な直進状態に近づくほど、直進走行を維持するために上記差動モータの発生トルクが大きくなる。つまり、旋回半径が大きくなり、完全な直進状態に近づくほど、その直進状態を維持しようとするアシスト力が強くなる。
【００１０】
そのため、上記差動装置を備えた上記４輪自動車を運転するドライバーは、完全な直進状態に近づくほど、ステアリングがスロー（反応が鈍い状態。）になったような直進安定性の高い優れたステアリング操作感を得ることができる。それ故、上記差動装置によれば、上記４輪自動車の直進安定性を向上して、走行安全性を高めることができる。
【００１１】
一方、上記差動装置では、旋回半径が小さくなり、完全な直進状態から離れるに伴って上記差動制限トルクを小さくし、上記差動モータの発生トルクを小さくする。これにより、上記左右輪の回転差が生じる可能性が高い走行状態における動力ロスを抑制している。このようにして上記差動装置では、直進安定制御中における動力ロスを抑制している。
【００１２】
以上のように、上記第１の発明の差動装置によれば、動力ロスの抑制と直進安定性の向上とを高いレベルで両立させることができる。
なお、上記差動制限トルクを配列した上記トルクマップとしては、上記指標値に応じて差動制限トルクの値を配列したデータマップのほか、上記指標値に基づいて上記差動制限トルクを計算する計算式や論理式等であっても良い。すなわち、上記トルクマップとは、上記指標値に基づいて上記差動制限トルクを決定し得るように構成されたすべてのものを意味している。
さらになお、上記左右輪の径差がない場合、上記直進回転差はゼロとなる。一方、上記左右輪に径差がある場合には、上記直進回転差がゼロ以外の値をもつようになる。
【００１３】
第２の発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、該差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサとを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記差動モータを回生モードで運転し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記差動モータによる回生モードを実施しないように構成してあることを特徴とする差動モータにある（請求項６）。
【００１４】
上記第２の発明の差動装置では、上記４輪自動車が直進状態にあると判定したときに上記差動モータを回生モードで運転する。このとき、上記差動モータが発電するのに要する駆動トルクは、上記左右輪の差動を制限するトルクとして作用する。それ故、上記差動装置を備えた４輪自動車では、上記差動モータが回生モードを実施する際に、上記左右輪の差動が抑制され、直進安定性が向上する。
なお、上記直進状態とは、完全な直進状態を中心として、旋回半径が十分に大きく、完全な直進状態に近い走行状態を意味している。例えば、上記直進状態としては、旋回半径がおよそ３００ｍ〜４００ｍ以上である走行領域とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記第１の発明においては、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有しており、上記トルクマップは、上記操舵角及び上記車速に対して上記差動制限トルクを配列したものであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記車速及び上記操舵角に基づいて、上記４輪自動車の旋回半径を精度高く推定し得る。そして、精度良く旋回半径を推定し得る車速と操舵角に基づけば、上記差動装置を的確に制御することができる。
【００１６】
また、上記差動装置は、上記４輪自動車の直進状態を判定するための計測値を得る直進判定センサと、上記左右輪の回転差を直接的又は間接的に計測するための回転差センサとを有しており、上記差動制御ユニットは、上記直進判定センサの上記計測値に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを判定すると共に直進状態における上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習するように構成してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、例えば、上記左右輪の径差等に起因して直進状態における上記左右輪の回転差がゼロとならない場合にも対応可能になる。すなわち、上記差動装置は、上記左右輪の径差等に関わらず、上記４輪自動車の直進安定性を適切に向上させることができる。
【００１７】
また、上記差動装置は、上記直進判定センサとして、上記４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ又は横Ｇセンサを有し、上記回転差センサとして、上記左右輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサ又は上記差動モータの回転方向及び回転数を計測するモータ回転センサを有していることが好ましい（請求項４）。
上記ヨーレートセンサ又は上記横Ｇセンサを用いれば上記４輪自動車の直進状態を精度良く判定することができる。そして、上記４輪自動車が直進状態にあると判定したときの上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習させることができる。左右輪の回転差としては、上記車輪速センサを用いて直接的に計測することができるほか、上記モータ回転センサを用いて間接的に計測することもできる。
【００１８】
また、上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるような上記差動モータの制御は実施しないように構成してあることが好ましい（請求項５）。
【００１９】
この場合には、上記旋回半径が大きく、完全な直進状態を中心とした所定範囲内の走行領域において、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に略一致するように上記差動モータを制御する。そして、これにより、上記所定範囲内の走行領域において、上記４輪自動車の直進安定性を向上することができる。
なお、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるように上記差動モータを制御する制御範囲としては、例えば、上記旋回半径がおよそ３００ｍ〜半径４００ｍ以上の範囲に設定することができる。
【００２０】
上記第２の発明においては、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、車速及び操舵角に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを精度良く判断することができる。そして、４輪自動車が直進走行している際に、適切なタイミングで上記差動モータを回生モードで運転させることができる。
【００２１】
また、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記左右輪の回転速度を上記指標値として計測する車輪速センサを有することが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記左右輪の回転速度に基づけば、左右輪の回転差を容易に計算できる。そして、左右輪の回転差に基づけば、４輪自動車が直進状態にあるか否かを比較的容易に判断することができる。そして、４輪自動車が直進走行している際に、適切なタイミングで上記差動モータを回生モードで運転させることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例は、４輪自動車１００の副駆動輪５０Ｌ、Ｒ間に配設した差動装置１に関する例である。この内容について図１〜図１４を用いて説明する。
本例の差動装置１は、図１に示すごとく、４輪自動車１００の前輪又は後輪の左右輪（以下、副駆動輪５０Ｌ、Ｒと記載する。）の間に配設されたものである。
この差動装置１は、図２に示すごとく、副駆動輪５０Ｌ、Ｒにそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータ４０と、４輪自動車１００の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、差動モータ４０を制御するためのモータ制御ユニット６と、上記指標値に対して差動モータ４０で発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び４輪自動車１００が直進する際の副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差である直進回転差を格納する記憶手段６０４とを有してなる。
【００２３】
このモータ制御ユニット６は、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が上記直進回転差に一致するように差動モータ４０を制御するように構成してある。そして、上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される旋回半径が大きくなるに伴って差動制限トルクが単調に増加している。
なお、本例では、上記計測センサとして、４輪自動車１００の車速を計測する車速センサ６１と、ステアリング操作量であるステアリング舵角センサ６２とを利用している。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２４】
上記差動装置１は、図１及び図２に示すごとく、２つの出力要素（本例では、等配分デファレンシャル３０の出力軸３２Ｌ、３２Ｒ。）間の差動を制御するものである。
この差動装置１は、サンギア２３、該サンギア２３の外周側に同軸配置されたリングギア２２及び、該リングギア２２とサンギア２３とにギア係合するプラネタリギア２４を保持するキャリア２１の３つの歯車要素である選択構成要素を含む遊星歯車機構２０を２個（２０ａと２０ｂ）組み合わせた遊星歯車機構組２と、該遊星歯車機構組２を収容するハウジング２５と、一方の遊星歯車機構２０ｂにおけるリングギア２２、サンギア２３及びキャリア２１の各構成要素のうちのいずれかを回転させる差動モータ４０（本例では、副原動機を兼用している。以下、副原動機４０と記載する。）と、他方の遊星歯車機構２０ａにおける上記各構成要素のうちのいずれかの回転を停止させるように構成したブレーキ機構２５１とを有してなる。なお、図２では、車両エンジン８及び主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒ（図１）は、省略して示してある。
【００２５】
遊星歯車機構組２では、サンギア２３の歯数とリングギア２２の歯数との比であるギア比が一致している。
そして、上記各選択構成要素のうちの第１要素であるキャリア２１は、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂのキャリア２１ａ、２１ｂが相互に連結されている。
また、各選択構成要素のうちの第２要素であるリングギア２２は、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａがブレーキ機構２５１により回転を停止可能なように構成されていると共に他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂが副原動機４０のモータ軸に連結されている。
さらに、各選択構成要素のうちの第３要素であるサンギア２３は、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂのサンギア２３ａ、２３ｂが、それぞれ、出力軸３２Ｌ又は３２Ｒと直接的又は間接的に連結されている。
【００２６】
本例の差動装置１は、図１及び図２に示すごとく、１軸の入力軸３１と、出力要素としての２軸の出力軸３２Ｌ、３２Ｒを含むベベルギア式の等配分デファレンシャル３０を有してなる。そして、一方のサンギア２３ｂが、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１に連結され、他方のサンギア２３ａが、出力軸３２Ｌに連結されている。前後輪駆動装置１０では、等配分デファレンシャル３０の各出力軸３２Ｌ、３２Ｒが、差動装置１の出力要素となっている。
【００２７】
この差動装置１を利用した本例の前後輪駆動装置１０は、図１及び図２に示すごとく、４輪自動車１００の前輪或は後輪の主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒを駆動する主原動機８（以下、適宜車両エンジン８と記載。）と、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒを駆動する副原動機４０とを備えたものである。
副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの各ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒは、差動装置１における等配分デファレンシャル３０の各出力軸３２Ｌ、３２Ｒに、それぞれ連結してある。また、副原動機４０のモータ軸は、クラッチ機構４１を介して等配分デファレンシャル３０の入力軸３１と連結してある。また、主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒは、動力伝達ユニット８２を介して車両エンジン８と連結してある。
【００２８】
本例の遊星歯車機構組２は、図１及び図２に示すごとく、同一仕様の遊星歯車機構２０ａ、２０ｂ（以下、適宜ａ、ｂを省略して記載する。）を組み合わせて共通のハウジング２５に一体的に収容したものである。そして、各遊星歯車機構２０は、内周に配置されたサンギア２３と、キャリア２１に回転可能なように保持されていると共にサンギア２３の周りを公転する複数のプラネタリギア２４と、さらに、その外周側に配置されたリングギア２２とによる係合構造を有するものである。
【００２９】
本例の遊星歯車機構組２では、同図に示すごとく、キャリア２１を上記第１要素として構成してある。すなわち、各遊星歯車機構２０の各プラネタリギア２４が、共通のキャリア２１に保持される構造を有する。
また、本例では、リングギア２２を上記第２要素として構成してある。すなわち、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａが、ブレーキ機構２５１によって停止可能なように構成されており、かつ、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂが、差動モータのモータ軸に連結されている。なお、本例では、差動モータと副原動機４０とを共用してあるため、副原動機４０のモータ軸をリングギア２２ｂに連結してある。
【００３０】
さらに、本例では、図１及び図２に示すごとく、サンギア２３を上記第３要素として構成してある。そして、一方の遊星歯車機構２０ｂのサンギア２３ｂが、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１に連結されており、他方の遊星歯車機構２０ａのサンギア２３ａが、等配分デファレンシャル３０の一方の出力軸３２Ｌ及び一方の駆動輪５０Ｌのドライブシャフト５１Ｌに連結されている。
【００３１】
ここで、本例の遊星歯車機構組２の動作について、図１及び図２を用いて簡単に説明する。なお、各サンギア２３の歯数を同数のＺｓ、各リングギア２２の歯数を同数のＺｒとする。ブレーキ機構２５１によって一方のリングギア２２ａを停止し、他方のリングギア２２ｂに入力する回転数ωｉをゼロに設定したとき、一方のサンギア２３ｂを回転数ω１で回転させると、第１要素であるキャリア２１の回転数がωｃ＝Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）×ω１となる。このとき、他方のサンギア２３ａは、上記一方のサンギア２３ｂと同じω１で回転する。
【００３２】
また、ブレーキ機構２５１によって上記一方のリングギア２２ａを停止した状態で、回転数ω１のサンギア２３ａに対して、他方のサンギア２３ｂをω２＝ω１＋Δωで回転させるためには、第１要素であるキャリア２１をωｃ＝Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）×ω１で回転させる必要がある。そして、このキャリア２１の回転数を得るためには、他方のリングギア２２ｂにωｉ＝（−Ｚｒ）／Ｚｓ×Δωの回転を入力する必要がある。
【００３３】
本例の等配分デファレンシャル３０は、図１及び図２に示すごとく、ベベルギアを用いて構成されたものである。この等配分デファレンシャル３０の入力軸３１は、クラッチ機構３３を介して、副原動機４０のモータ軸に連結された減速機４２に連結されている。すなわち、クラッチ機構３３を断続することで、副原動機４０から等配分デファレンシャル３０への回転トルクの伝達を断続できるように構成してある。そして、等配分デファレンシャル３０の右側の出力軸３２Ｒは、右側の副駆動輪５０Ｒに連結されたドライブシャフト５１Ｒに連結されている。また、左側の出力軸３２Ｌは、上記のごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのサンギア２３ａと共に左側の副駆動輪５０Ｌに連結されたドライブシャフト５１Ｌに連結されている。
【００３４】
例えば、上記のように構成された差動装置１では、クラッチ機構３３を切断すると共にブレーキ機構２５１によりリングギア２２ａの回転を規制した状態で副原動機４０を回転駆動すれば、図３（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すごとく、副駆動輪５０Ｌ、Ｒに差動が生じる。ここで、図３（Ａ）と図４（Ｂ）とでは、副原動機４０の回転方向を反転させてある。
【００３５】
なお、等配分デファレンシャル３０としては、本例のベベルギアを用いて構成したものに代えて、図５及び図６に示すごとく、ダブルピニオンギアを用いて構成したものを適用することもできる。特に、ダブルピニオンを用いた等配分デファレンシャル３０の場合には、図４に示すごとく、２軸の出力軸３２Ｌ、３２Ｒに、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂの第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂをそれぞれ連結することもできる。
また、上記クラッチ機構３３としては、多板式クラッチや、単板式クラッチや、油圧式クラッチや、電磁式クラッチ等、さまざまな構造のクラッチを適用することができる。
【００３６】
本例の前後輪駆動装置１０は、図２及び図７に示すごとく、モータ制御ユニット６により制御されるように構成してある。このモータ制御ユニット６は、接続された各センサのセンサ出力を取り込み、副原動機モータ４０、クラッチ機構３３及びブレーキ機構２５１に向けて制御信号を出力するように構成してある。なお、各センサの信号は、モータ制御ユニット６に直接的に入力しても良く、車両エンジン８（図１）を制御するためのエンジンＥＣＵ等を介して間接的に入力することも良い。
【００３７】
車速センサ６１は、４輪自動車１００の走行速度を検出し、走行速度に応じた出力信号を生成するように構成してある。ステアリング舵角センサ６２は、運転者による操舵ハンドルの操作量としてのステアリング舵角を検出し、このステアリング舵角に応じた出力信号を生成するように構成してある。モータ回転センサ４０１は、副原動機４０の回転方向及びその回転数を計測するように構成してある。また、モータトルクセンサ４０２は、副原動機４０の発生トルクと高い相関を有する通電電流値を計測するように構成してある。
【００３８】
本例のモータ制御ユニット６は、図７に示すごとく、ＣＰＵ６０１と、入出力インターフェースとしてのＩ／Ｏユニット６０２と、記憶手段としてのＲＡＭ６０３及びＲＯＭ６０４とを有する。このモータ制御ユニット６は、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、車速センサ６０１で計測した車速、ステアリング舵角センサ６０２で計測した操舵角、モータ回転センサ４０１で計測したモータ回転数及び、モータトルクセンサ４０２としての電流センサで計測したモータ電流値を取り込む。また、モータ制御ユニット６は、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、差動モータ４０を制御するように構成してある。
【００３９】
ここで、モータ制御ユニット６のＲＯＭ６０４には、４輪自動車１００の直進走行状態を判定する第１のプログラムと、直進走行状態と判定されたときに直進安定制御を実施するための第２のプログラムと、モータ電流値に基づいてモータトルクを推定するためモータ特性マップと、車速及び操舵角に基づいて副原動機４０の差動制限トルクを得るためのトルクマップを格納してある。さらに、ＲＯＭ６０４には、４輪自動車１００が完全な直進状態で走行しているときの副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差である直進回転差を格納してある。なお、本例では、この直進回転差をゼロに設定してある。
【００４０】
上記特性マップは、副原動機４０の通電電流値と回転トルクとの関係をマップ化したものである。この特性マップは、図８に示すごとく、副原動機４０に通電する電流値と、発生トルクとの関係を表したマップである。そして、この特性マップを用いれば、副原動機４０に通電する電流値に基づいて副原動機４０が発生する実トルクの大きさを求めることができる。なお、同図では、横軸に電流値を規定し、縦軸に副原動機４０の発生トルクを規定してある。
【００４１】
上記トルクマップは、上記直進安定制御において、副原動機４０の差動制限トルクを配列したものである。このトルクマップは、図９に示すごとく、操舵角に対して、副原動機４０を制御する際の最大トルクである上記差動制限トルクを配列したものである。本例では、車速毎に、仕様が異なるトルクマップを複数準備した。図９に示すトルクマップは、ある車速において、操舵角に対する差動制限トルクを配列したものである。なお、同図では、横軸に操舵角を規定し、縦軸に差動制限トルクの絶対値を規定してある。
【００４２】
次に、上記第１及び上記第２のプログラムの内容説明を交えながら、本例の前後輪駆動装置１０の制御方法について説明する。
第１のプログラムは、図１０に示すごとく、取り込んだ車速及び操舵角に基づいて４輪自動車１００の旋回半径Ｒを推定し、完全な直進状態あるいは完全な直進状態に近い準直進状態にあるか否かを判定する。そして、その判定結果に応じて、直進安定制御を実施するか、通常制御を実施するかの切り替えを実施する。
【００４３】
この第１のプログラムは、同図に示すごとく、まず、ステップＳ１１０において、車速及び操舵角を取り込む。そして、ステップＳ１２０では、取り込んだ車速及び操舵角に基づいて４輪自動車１００の旋回半径Ｒを推定する。
ステップＳ１３０では、推定した旋回半径Ｒが、予め定めた旋回半径のしきい値Ｒthよりも大きいか否かの判断を行う。すなわち、ステップＳ１３０では、旋回半径Ｒが十分に大きく直進状態又は準直進状態にあるか、あるいは、旋回半径Ｒが小さい旋回状態にあるかの切り分けを行う。
【００４４】
４輪自動車１００の走行状態が、直進状態又は準直進状態にある場合には、ステップＳ１４０に移行する。このステップＳ１４０では、車速及び操舵角に基づいて上記トルクマップを参照し、差動制限トルクＴlimを得る。具体的には、車速に対応するトルクマップを選択し、操舵角に基づいてそのトルクマップを参照して差動制限トルクＴlimを得る。そして、ステップＳ１６０において、直進安定制御を実施する。
一方、４輪自動車１００の旋回半径Ｒが小さく、旋回状態にあると判定された場合には、ステップＳ１５０に移行し、予めプログラムされた所定の通常制御が実施される。
【００４５】
上記第２のプログラムは、上記ステップＳ１６０の直進安定制御を実施するものである。ここで、本例の前後輪駆動装置１０は、直進安定制御においては、図１１に示すごとく、クラッチ機構３３を開放すると共に、ブレーキ機構２５１を係合させる。この状態で、上記トルクマップを参照して得た差動制限トルクＴlimを上限トルク値として副原動機４０を制御する。具体的には、副原動機４０の発生トルクをリングギア２２ｂに作用することにより、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差となるよう、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂ間の差動を制御する。に所望の回転差を実現させる。
【００４６】
上記第２のプログラムでは、図１２に示すごとく、まず、ステップＳ２１０において、モータ回転センサ４０１が計測した差動モータ（本例では、副原動機４０。）の回転数を取り込む。そして、ステップＳ２２０では、差動モータである副原動機４０の回転数に基づいて副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差Δｒを計算する。
【００４７】
その後、ステップＳ２３０では、Δｒと直進回転差との比較を行う。Δｒが直進回転差と略一致していない場合には、ステップＳ２４０移行の処理ステップを実施する。なお、ここで、Δｒが直進回転差に略一致しているとは、直進回転差を中心値とした所定の範囲にΔｒが属していることをいう。さらに、この所定の範囲としては、制御上好ましいヒステリシスが生じるように設定することも良い。
【００４８】
ステップＳ２４０では、電流センサであるモータトルクセンサ４０２が計測したモータ電流値を取り込む。そして、ステップＳ２５０では、モータ電流値に基づいて副原動機４０（差動モータ）の実トルクであるＴrealを計算する。その後、ステップＳ２６０では、実回転トルクＴrealと上記ステップＳ１４０で求めた差動制限トルクＴlimとを比較する。そして、Ｔreal＜Ｔlimが成立する際にはステップＳ２７０に移行し、成立しない場合にはステップＳ２８０に移行する。
【００４９】
ステップＳ２７０では、差動制限トルクＴlimを上限トルク値として、Δｒが直進回転差に略一致するように副原動機４０（差動モータ）を制御する。一方、ステップＳ２８０では、副原動機４０（差動モータ）の実トルクＴrealが、差動制限トルクＴlim以下となるよう、副原動機４０（差動モータ）に通電する通電電流値を徐々に低下させていく。
【００５０】
なお、本例では、上記直進安定制御を実施しない通常制御（ステップＳ２８０）では、旋回アシスト制御を実施した。この旋回アシスト制御では、操舵角及び車速に基づいて推定される旋回半径Ｒで走行するために適切な副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差を求め、この回転差が得られるように積極的に副原動機４０を回転制御するものである。この旋回アシスト制御では、クラッチ機構３３を開放すると共に、ブレーキ機構２５１を係合させた状態で、副原動機４０を回転制御する。
【００５１】
なお、上記前後輪駆動装置１０は、４輪自動車１００の発進時には、ブレーキ機構２５１を開放してリングギア２２ａの回転を自由にすると共に、クラッチ機構３３を係合させて副原動機４０から等配分デファレンシャル３０に向けて駆動トルクを伝達させる。これにより、副原動機４０の回転トルクが副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒに伝達されて４輪駆動の走行状態が実現される。
【００５２】
以上のように、上記差動装置１のモータ制御ユニット６は、車速及び操舵角に基づいてトルクマップを参照して差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として副原動機４０を制御する。これにより、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差であるゼロとなるように制御する。ここで、車速毎に規定した各トルクマップでは、操舵角が小さくなる（旋回半径が大きくなる）に伴って差動制限トルクが単調に増加している。
【００５３】
すなわち、上記差動装置１の副原動機４０は、完全な直進状態あるいは、完全な直進状態に近い大旋回半径の走行状態において、上記差動制限トルクを上限トルク値として直進状態を維持するためのアシスト力を発生させる。ここで、この差動制限トルクは、上記４輪自動車の旋回半径が大きくなり（操舵角が小さくなり）完全な直進状態に近づくほど、単調に大きくなるように設定してある。
【００５４】
そして、上記差動装置１は、上記トルクマップを参照して得た上記差動制限トルクを上限トルク値として副原動機４０を制御し、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が上記直進回転差であるゼロに一致するように制御する。すなわち、上記差動装置１によれば、旋回半径が大きく完全な直進状態に近づくほど、直進走行を維持するために副原動機４０の発生トルクが大きくなる。つまり、旋回半径が大きく完全な直進状態に近づくほど、その直進状態を維持しようとするアシスト力が強くなる。
【００５５】
そのため、本例の差動装置１を備えた４輪自動車１００を運転するドライバーは、完全な直進状態に近づくほど、あたかもステアリングがスロー（反応が鈍い状態。）になったような直進安定性の高い優れたステアリング操作感を得ることができる。それ故、本例の差動装置１によれば、４輪自動車１００の直進性を向上して、走行安全性を高めることができる。
【００５６】
なお、トルクマップとしては、操舵角に応じて差動制限トルクのデータを配列したデータマップのほか、車速、操舵角に基づいて上記差動制限トルクを計算する計算式や論理式等であっても良い。すなわち、本発明におけるトルクマップとは、車速、操舵角に基づいて差動制限トルクを決定し得るように構成されたすべてのものを意味している。
【００５７】
なお、図１３に示すごとく、本例の前後輪駆動装置１０（図１）から減速機４２、クラッチ機構３３及び副原動機４０を省略する代わりに、差動モータ４５を追加して差動装置１を構成することもできる。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて各出力軸３２Ｌ、３２Ｒ間の差動を抑制することができる。
さらに、図１３に示す前後輪駆動装置１０から等配分デファレンシャルを省略して、図１４に示す差動装置１を構成することもできる。この差動装置１の出力要素は、従動輪５７Ｌ、５７Ｒに連結されたシャフト５７１Ｌ、５７１Ｒである。そして、このシャフト５７１Ｌ、５７１Ｒに対しては、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂがそれぞれ直結されている。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて、従動輪５７Ｌ、５７Ｒ間の差動を制御することができる。
【００５８】
またさらに、図１５に示すごとく、本例の前後輪駆動装置１０に対して、遊星歯車機構組２専用の差動モータ４５を、副原動機４０とは別に設けることもできる。この場合には、副原動機４０によって各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒを同方向に回転駆動しながら、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの間の回転差を、差動モータ４５を用いて制御することができる。
【００５９】
さらには、図１６に示すごとく、クラッチ機構及び副原動機を省略し、車両エンジン８により駆動されるプロペラシャフト３１０と等配分デファレンシャル３０の入力軸３１とをハイポイドギア等を介して連結した前後輪駆動装置１０を構成することもできる。この前後輪駆動装置１０によれば、差動モータ４５の回転を用いて各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの回転差を制御しながら、車両エンジン８の駆動トルクを各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒに伝達することができる。
【００６０】
（実施例２）
本例は、実施例１の差動装置を基にして、直進アシスト制御と通常制御との切り替えを行う上記第１のプログラムを変更した例である。この内容について、図１７を用いて説明する。
本例の第１のプログラムでは、図１７に示すごとく、まず、ステップＳ１３１において、車速が３０ｋｍ／ｈであって、かつ、操舵角が３０度未満であるか否かを判断する。そして、条件に適合したときには、ステップＳ１４１に移行し、操舵角に基づいてトルクマップを参照して差動制限トルクＴlimを取得する。なお、本例のトルクマップは、全車速領域に対応するように構成したものである。その後、ステップＳ１６０に移行して、直進安定制御を実施する。一方、上記の条件に適合しないときには、ステップＳ１５０に移行し、実施例１と同様の通常制御を実施する。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【００６１】
（実施例３）
本例は、実施例２を基にして、回生モードで副原動機を運転するという直進安定制御を実施した例である。この内容について図１８を用いて説明する。
本例では、図１８に示す制御フローチャートを用いて副原動機（図１における符号４０。）を制御している。同図に示すごとく、ステップＳ１３１では、車速が３０ｋｍ／ｈ以上であって、かつ、操舵角が３０度未満であるときに、直進状態であると判定した。そして、直進状態にあるときには、ステップＳ１６１に移行して直進安定制御を行い、それ以外のときはステップＳ１５０に移行して通常制御を実施した。
【００６２】
本例の直進安定制御は、実施例２の上記第２のプログラムによる直進安定制御とは異なり、副原動機を積極的に制御するものではない。本例の直進安定制御は、副原動機を回生モードで運転させることにより副駆動輪５０Ｌ、Ｒの差動を抑制するものである。そして、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの差動を抑制することで、４輪自動車の直進安定性を向上している。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例２と同様である。
【００６３】
（実施例４）
本例は、実施例１の差動装置を基にして、直進回転差の学習機能を追加した例である。この内容について、図１９を用いて説明する。
本例のモータ制御ユニット６は、実施例１の構成に加えて、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ４０３の出力信号を取り込むように構成してある。そして、モータ制御ユニット６は、ヨーレートセンサ４０３の出力信号が十分に小さく、かつ、車速がしきい値以上であるときに４輪自動車が直進状態にあると判定する。そして、この直進状態においてモータ回転センサ４０１の計測回転数から算出される副駆動輪５０Ｌ、Ｒ（図１参照。）の回転差を求め、この回転差をサンプル回転差として利用して上記直進回転差を学習する。このサンプル回転差を求めるに際しては、差動モータ４５の出力トルクが回転差に与える影響を排除するため、差動モータ４５にモータ電流を通電していない状態で上記サンプル回転差を計測するのが良い。
【００６４】
具体的には、本例では、直進回転差を記憶手段としてのＲＡＭ６０３に格納してあり、上記のように算出したサンプル回転差に基づいて直進回転差を更新する。例えば、（新しい直進回転差＝現在の直進回転差×０．９＋サンプル回転差×０．１）なる移動平均を求める式により直進回転差を学習することができる。
なお、その他の構成および作用効果については実施例１と同様である。
【００６５】
なお、上記ヨーレートセンサ４０３に代えて、横Ｇセンサを利用して４輪自動車の直進状態を判定することもできる。さらに、ヨーレートセンサ４０２に代えて、ＧＰＳ測位センサを利用して４輪自動車の直進状態を判定することもできる。ＧＰＳ測位センサでは、一般的に、異なる測位点の相対的な位置関係を比較的精度良く計測可能である。それ故、このＧＰＳ測位センサを用いれば、３点以上の測位点の位置関係に基づいて、直進状態を精度良く判定することができる。さらに、ヨーレートセンサ４０２に代えて、ナビゲーションシステムを電気的に接続することもできる。自車位置の測位機能を有すると共に自車位置における道路データを参照可能に構成したナビゲーションから道路曲率データを取り込めば、直線道路を走行中であるか否かの判定を容易に実施できる。そして、直線道路では、４輪自動車が直進状態にあるとの仮定のもとに上記直進回転差を学習することができる。
【００６６】
（実施例５）
本例は、実施例１の前後輪駆動装置に基づいて、遊星歯車機構組２の構成を変更した例である。この内容について、図２０〜図２４を用いて説明する。
実施例１の遊星歯車機構組２（図１参照。）では、キャリア２１を第１要素とし、リングギア２２を第２要素とし、さらに、サンギア２３を第３要素としている（図２０に示す構成。）。この構成は、構造が比較的、単純であり、低コスト、コンパクトに実現できるという特徴がある。特に、この構成では、入力に対して出力が増速されるため、タイヤ径が小さい車両など、左右輪の回転数差が大きい場合に特に有効となる。
【００６７】
実施例１の構成に代えて、図２１には、リングギア２２を第１要素とし、キャリア２１を第２要素とし、サンギア２３を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造が単純であり、低コスト、コンパクトに実現し得る点で有利である。特に、この構成では、入力に対する出力の回転比である増速比を最も大きく確保することができる。
【００６８】
また、図２２には、サンギア２３を第１要素とし、リングギア２２を第２要素とし、キャリア２１を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造を単純にでき、低コストに実現し得る。そして、この構成は、入力に対して出力が減速されるため出力トルクを大きくでき、歯車の負荷を少なくできるので遊星歯車機構を小型化できるという大トルクタイプのバランス型という特徴を有している。
【００６９】
また、図２３には、リングギア２２を第１要素とし、サンギア２３を第２要素とし、キャリア２１を第３要素とした構成を示している。この構成では、入力に対する出力の回転比である減速比を大きくできるため、出力に大トルクが要求される場合に有効である。
【００７０】
図２４は、サンギア２３を第１要素とし、キャリア２１を第２要素とし、リングギア２２を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造が若干複雑となるもののサンギア２３を第３要素とする他の組み合わせよりも歯車の負荷を少なくでき、小型化できるという有利な点を有する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。さらになお、上記のほかには、構造が複雑になるが、キャリアを第１要素として、サンギアを第２要素として、リングギアを第３要素とすることもできる。
【００７１】
（実施例６）
本例は、実施例１における図１６に示した差動装置の他の適用例である。この内容について図２５を用いて説明する。
本例の差動装置１は、２輪駆動の４輪自動車の主駆動輪６０Ｌ、６０Ｒに回転差を付与するためのものである。この差動装置１では、車両エンジン８により駆動されるプロペラシャフト３１０と等配分デファレンシャル３０の入力軸３１とがハイポイドギア等を介して連結されている。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて、主駆動輪６０Ｌ、６０Ｒ間の回転差を制御することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１の図１６に示す差動装置と同様である。
なおまた、本例の差動装置１は、上記のほか、４輪駆動の４輪自動車の主駆動輪或いは、副駆動輪の差動装置として利用できる。さらに、４輪駆動の４輪自動車の前後輪間に回転差を付与する差動装置として利用することもできる。
【００７２】
（実施例７）
本例は、実施例１の前後輪駆動装置を基にして、差動装置１の構成を変更した例である。この内容について、図２６を用いて説明する。
本例の差動装置１では、同図に示すごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａの回転を規制してある。そして、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂと、副原動機４０の回転を減速する減速機４２との間に、トルク伝達を断続するための差動クラッチ機構２５２を配設してある。なお、本例の差動装置１では、ハウジング２５とリングギア２２ａとを間接的に係合させることで、リングギア２２ａの回転を規制してある。
【００７３】
次に、本例の前後輪駆動装置１０の制御方法について説明する。
実施例１の前後輪駆動装置との相違点は、副駆動輪５０Ｌ、Ｒ間の回転差を制御する際に、クラッチ機構３３を開放すると共に、差動クラッチ機構２５２を係合させる点である。この状態で、副原動機４０によりリングギア２２ｂの回転を制御すれば、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂ間の差動を制御することができる。本例では、一方のサンギア２３ａには、上記のごとく、左副駆動輪５０Ｌのドライブシャフト５１Ｌが直接的に連結されている。そして、他方のサンギア２３ｂは、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１と直接的に連結され、等配分デファレンシャル３０を介在して右副駆動輪５０Ｒのドライブシャフト５１Ｒに連結されている。それ故、上記のごとく前後輪駆動装置１を制御すれば、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの回転差を制御できる。
【００７４】
なお、４輪自動車１００の発進時には、差動クラッチ機構２５２を開放すると共に、クラッチ機構３３を係合させて副原動機４０から等配分デファレンシャル３０に向けて駆動トルクを伝達させる。これにより、４輪自動車１００の４輪駆動状態を実現する。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【００７５】
（実施例８）
本例は、実施例１のその他の前後輪駆動装置（図１６参照。）を基にして、差動装置の構成を変更した例である。この内容について、図２７を用いて説明する。
本例の差動装置１では、同図に示すごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａの回転を規制してある。そして、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂと、差動モータ４５の回転を減速する減速機４２との間に、差動クラッチ機構２５２を配設してある。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１における、前後輪駆動装置の制御系統を示すシステム図。
【図３】実施例１における、旋回走行時における前後輪駆動装置での伝達トルクのフローを説明する説明図（Ａ）。
【図４】実施例１における、旋回走行時における前後輪駆動装置での伝達トルクのフローを説明する説明図（Ｂ）。
【図５】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図６】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図７】実施例１における、モータ制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図８】実施例１における、副原動機の特性を示す特性マップを示すグラフ。
【図９】実施例１における、操舵角と差動制限トルクの絶対値との関係を表すトルクマップ。
【図１０】実施例１における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１１】実施例１における、直進安定制御における前後輪駆動装置の動作を説明する説明図。
【図１２】実施例１における、直進安定制御を行う第２のプログラムを説明するフロー図。
【図１３】実施例１における、その他の差動装置の構成を示すブロック図。
【図１４】実施例１における、その他の差動装置の構成を示すブロック図。
【図１５】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１６】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１７】実施例２における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１８】実施例３における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１９】実施例４における、モータ制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図２０】実施例１における、遊星歯車機構組の構成を示す構成図。
【図２１】実施例５における、遊星歯車機構組の第１の構成を示す構成図。
【図２２】実施例５における、遊星歯車機構組の第２の構成を示す構成図。
【図２３】実施例５における、遊星歯車機構組の第３の構成を示す構成図。
【図２４】実施例５における、遊星歯車機構組の第４の構成を示す構成図。
【図２５】実施例６における、差動装置の構成を示すブロック図。
【図２６】実施例７における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図２７】実施例８における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７７】
１ 差動装置
１０ 前後輪駆動装置
２ 遊星歯車機構組
２０ａ、２０ｂ 遊星歯車機構
２１ キャリア
２２ リングギア
２３ サンギア
２４ プラネタリギア
２５ ハウジング
２５１ ブレーキ機構
３０ 等配分デファレンシャル
３１ 入力軸
３２Ｌ、３２Ｒ 出力軸
３３ クラッチ機構
４０ 副原動機
４２ 減速機
４５ 差動モータ
５０Ｌ、５０Ｒ 副駆動輪
５１Ｌ、５１Ｒ ドライブシャフト
６ モータ制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪間に配置する差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪自動車の従動輪の左右輪の間に配設する差動装置として、例えば、４輪自動車が旋回走行する際の内輪差を吸収するよう、左右輪の回転差を積極的に発生させるように構成したものがある（特許文献１参照。）。この差動装置では、４輪自動車が旋回走行する際の内輪差を積極的に吸収することで、旋回走行時における走行安定性を向上しようとしている。このような差動装置では、差動モータの回転トルクを上記左右輪の差動トルクに変換している。さらに、上記の構成の差動装置を利用し、直進走行状態における走行安定性を向上するよう、上記差動モータの回転を規制して左右輪間の回転差を抑制するように構成したものがある。
【０００３】
しかしながら、上記従来の差動装置では、次のような問題がある。すなわち、完全な直進状態に近い大旋回半径の走行状態や、タイヤ空気圧等に起因して左右輪の径差が異なる場合等では、左右輪間で適正な回転差が生じている。このような走行状態で上記差動モータの回転を規制して左右輪の回転差を規制すると、かえって走行安定性が損なわれたり、上記４輪自動車のエンジン動力が損失するおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９１３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点を鑑みてなされたものであり、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪間に配設する差動装置において、動力ロスの抑制と直進安定性の向上とを高いレベルで両立した優れた差動装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御するように構成してあり、
上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加していることを特徴とする差動装置にある（請求項１）。
【０００７】
上記第１の発明の差動装置は、上記旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有している。
そして、上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記差動モータを制御し、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように制御する。ここで、上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加している。
【０００８】
すなわち、上記差動装置の差動モータは、直進状態あるいは、直進状態に近い大旋回半径の走行状態において、直進状態を維持するためのアシスト力を上記差動制限トルクを上限として発生させる。ここで、この差動制限トルクは、上記４輪自動車の旋回半径が大きくなり完全な直進状態に近づくほど、単調に大きくなるように設定してある。なお、上記差動制限トルクが単調に大きくなるとは、広義の単調増加により差動制限トルクを変化させることを意味している。すなわち、旋回半径Ｒ1（＞Ｒ2）に対しての差動制限トルクＴ1と、旋回半径Ｒ2に対しての差動制限トルクＴ2とが、常にＴ1≧Ｔ2の関係を満たすことを意味している。
【０００９】
そして、上記差動装置は、上記トルクマップを参照して得た上記差動制限トルクを上限トルク値として上記差動モータを制御し、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように制御する。すなわち、上記差動装置によれば、旋回半径が大きくなり、完全な直進状態に近づくほど、直進走行を維持するために上記差動モータの発生トルクが大きくなる。つまり、旋回半径が大きくなり、完全な直進状態に近づくほど、その直進状態を維持しようとするアシスト力が強くなる。
【００１０】
そのため、上記差動装置を備えた上記４輪自動車を運転するドライバーは、完全な直進状態に近づくほど、ステアリングがスロー（反応が鈍い状態。）になったような直進安定性の高い優れたステアリング操作感を得ることができる。それ故、上記差動装置によれば、上記４輪自動車の直進安定性を向上して、走行安全性を高めることができる。
【００１１】
一方、上記差動装置では、旋回半径が小さくなり、完全な直進状態から離れるに伴って上記差動制限トルクを小さくし、上記差動モータの発生トルクを小さくする。これにより、上記左右輪の回転差が生じる可能性が高い走行状態における動力ロスを抑制している。このようにして上記差動装置では、直進安定制御中における動力ロスを抑制している。
【００１２】
以上のように、上記第１の発明の差動装置によれば、動力ロスの抑制と直進安定性の向上とを高いレベルで両立させることができる。
なお、上記差動制限トルクを配列した上記トルクマップとしては、上記指標値に応じて差動制限トルクの値を配列したデータマップのほか、上記指標値に基づいて上記差動制限トルクを計算する計算式や論理式等であっても良い。すなわち、上記トルクマップとは、上記指標値に基づいて上記差動制限トルクを決定し得るように構成されたすべてのものを意味している。
さらになお、上記左右輪の径差がない場合、上記直進回転差はゼロとなる。一方、上記左右輪に径差がある場合には、上記直進回転差がゼロ以外の値をもつようになる。
【００１３】
第２の発明は、４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、該差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサとを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記差動モータを回生モードで運転し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記差動モータによる回生モードを実施しないように構成してあることを特徴とする差動モータにある（請求項６）。
【００１４】
上記第２の発明の差動装置では、上記４輪自動車が直進状態にあると判定したときに上記差動モータを回生モードで運転する。このとき、上記差動モータが発電するのに要する駆動トルクは、上記左右輪の差動を制限するトルクとして作用する。それ故、上記差動装置を備えた４輪自動車では、上記差動モータが回生モードを実施する際に、上記左右輪の差動が抑制され、直進安定性が向上する。
なお、上記直進状態とは、完全な直進状態を中心として、旋回半径が十分に大きく、完全な直進状態に近い走行状態を意味している。例えば、上記直進状態としては、旋回半径がおよそ３００ｍ〜４００ｍ以上である走行領域とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記第１の発明においては、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有しており、上記トルクマップは、上記操舵角及び上記車速に対して上記差動制限トルクを配列したものであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記車速及び上記操舵角に基づいて、上記４輪自動車の旋回半径を精度高く推定し得る。そして、精度良く旋回半径を推定し得る車速と操舵角に基づけば、上記差動装置を的確に制御することができる。
【００１６】
また、上記差動装置は、上記４輪自動車の直進状態を判定するための計測値を得る直進判定センサと、上記左右輪の回転差を直接的又は間接的に計測するための回転差センサとを有しており、上記差動制御ユニットは、上記直進判定センサの上記計測値に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを判定すると共に直進状態における上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習するように構成してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、例えば、上記左右輪の径差等に起因して直進状態における上記左右輪の回転差がゼロとならない場合にも対応可能になる。すなわち、上記差動装置は、上記左右輪の径差等に関わらず、上記４輪自動車の直進安定性を適切に向上させることができる。
【００１７】
また、上記差動装置は、上記直進判定センサとして、上記４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ又は横Ｇセンサを有し、上記回転差センサとして、上記左右輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサ又は上記差動モータの回転方向及び回転数を計測するモータ回転センサを有していることが好ましい（請求項４）。
上記ヨーレートセンサ又は上記横Ｇセンサを用いれば上記４輪自動車の直進状態を精度良く判定することができる。そして、上記４輪自動車が直進状態にあると判定したときの上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習させることができる。左右輪の回転差としては、上記車輪速センサを用いて直接的に計測することができるほか、上記モータ回転センサを用いて間接的に計測することもできる。
【００１８】
また、上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるような上記差動モータの制御は実施しないように構成してあることが好ましい（請求項５）。
【００１９】
この場合には、上記旋回半径が大きく、完全な直進状態を中心とした所定範囲内の走行領域において、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に略一致するように上記差動モータを制御する。そして、これにより、上記所定範囲内の走行領域において、上記４輪自動車の直進安定性を向上することができる。
なお、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるように上記差動モータを制御する制御範囲としては、例えば、上記旋回半径がおよそ３００ｍ〜半径４００ｍ以上の範囲に設定することができる。
【００２０】
上記第２の発明においては、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、車速及び操舵角に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを精度良く判断することができる。そして、４輪自動車が直進走行している際に、適切なタイミングで上記差動モータを回生モードで運転させることができる。
【００２１】
また、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記左右輪の回転速度を上記指標値として計測する車輪速センサを有することが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記左右輪の回転速度に基づけば、左右輪の回転差を容易に計算できる。そして、左右輪の回転差に基づけば、４輪自動車が直進状態にあるか否かを比較的容易に判断することができる。そして、４輪自動車が直進走行している際に、適切なタイミングで上記差動モータを回生モードで運転させることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例は、４輪自動車１００の副駆動輪５０Ｌ、Ｒ間に配設した差動装置１に関する例である。この内容について図１〜図１４を用いて説明する。
本例の差動装置１は、図１に示すごとく、４輪自動車１００の前輪又は後輪の左右輪（以下、副駆動輪５０Ｌ、Ｒと記載する。）の間に配設されたものである。
この差動装置１は、図２に示すごとく、副駆動輪５０Ｌ、Ｒにそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータ４０と、４輪自動車１００の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、差動モータ４０を制御するためのモータ制御ユニット６と、上記指標値に対して差動モータ４０で発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び４輪自動車１００が直進する際の副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差である直進回転差を格納する記憶手段６０４とを有してなる。
【００２３】
このモータ制御ユニット６は、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が上記直進回転差に一致するように差動モータ４０を制御するように構成してある。そして、上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される旋回半径が大きくなるに伴って差動制限トルクが単調に増加している。
なお、本例では、上記計測センサとして、４輪自動車１００の車速を計測する車速センサ６１と、ステアリング操作量であるステアリング舵角センサ６２とを利用している。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２４】
上記差動装置１は、図１及び図２に示すごとく、２つの出力要素（本例では、等配分デファレンシャル３０の出力軸３２Ｌ、３２Ｒ。）間の差動を制御するものである。
この差動装置１は、サンギア２３、該サンギア２３の外周側に同軸配置されたリングギア２２及び、該リングギア２２とサンギア２３とにギア係合するプラネタリギア２４を保持するキャリア２１の３つの歯車要素である選択構成要素を含む遊星歯車機構２０を２個（２０ａと２０ｂ）組み合わせた遊星歯車機構組２と、該遊星歯車機構組２を収容するハウジング２５と、一方の遊星歯車機構２０ｂにおけるリングギア２２、サンギア２３及びキャリア２１の各構成要素のうちのいずれかを回転させる差動モータ４０（本例では、副原動機を兼用している。以下、副原動機４０と記載する。）と、他方の遊星歯車機構２０ａにおける上記各構成要素のうちのいずれかの回転を停止させるように構成したブレーキ機構２５１とを有してなる。なお、図２では、車両エンジン８及び主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒ（図１）は、省略して示してある。
【００２５】
遊星歯車機構組２では、サンギア２３の歯数とリングギア２２の歯数との比であるギア比が一致している。
そして、上記各選択構成要素のうちの第１要素であるキャリア２１は、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂのキャリア２１ａ、２１ｂが相互に連結されている。
また、各選択構成要素のうちの第２要素であるリングギア２２は、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａがブレーキ機構２５１により回転を停止可能なように構成されていると共に他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂが副原動機４０のモータ軸に連結されている。
さらに、各選択構成要素のうちの第３要素であるサンギア２３は、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂのサンギア２３ａ、２３ｂが、それぞれ、出力軸３２Ｌ又は３２Ｒと直接的又は間接的に連結されている。
【００２６】
本例の差動装置１は、図１及び図２に示すごとく、１軸の入力軸３１と、出力要素としての２軸の出力軸３２Ｌ、３２Ｒを含むベベルギア式の等配分デファレンシャル３０を有してなる。そして、一方のサンギア２３ｂが、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１に連結され、他方のサンギア２３ａが、出力軸３２Ｌに連結されている。前後輪駆動装置１０では、等配分デファレンシャル３０の各出力軸３２Ｌ、３２Ｒが、差動装置１の出力要素となっている。
【００２７】
この差動装置１を利用した本例の前後輪駆動装置１０は、図１及び図２に示すごとく、４輪自動車１００の前輪或は後輪の主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒを駆動する主原動機８（以下、適宜車両エンジン８と記載。）と、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒを駆動する副原動機４０とを備えたものである。
副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの各ドライブシャフト５１Ｌ、５１Ｒは、差動装置１における等配分デファレンシャル３０の各出力軸３２Ｌ、３２Ｒに、それぞれ連結してある。また、副原動機４０のモータ軸は、クラッチ機構４１を介して等配分デファレンシャル３０の入力軸３１と連結してある。また、主駆動輪８０Ｌ、８０Ｒは、動力伝達ユニット８２を介して車両エンジン８と連結してある。
【００２８】
本例の遊星歯車機構組２は、図１及び図２に示すごとく、同一仕様の遊星歯車機構２０ａ、２０ｂ（以下、適宜ａ、ｂを省略して記載する。）を組み合わせて共通のハウジング２５に一体的に収容したものである。そして、各遊星歯車機構２０は、内周に配置されたサンギア２３と、キャリア２１に回転可能なように保持されていると共にサンギア２３の周りを公転する複数のプラネタリギア２４と、さらに、その外周側に配置されたリングギア２２とによる係合構造を有するものである。
【００２９】
本例の遊星歯車機構組２では、同図に示すごとく、キャリア２１を上記第１要素として構成してある。すなわち、各遊星歯車機構２０の各プラネタリギア２４が、共通のキャリア２１に保持される構造を有する。
また、本例では、リングギア２２を上記第２要素として構成してある。すなわち、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａが、ブレーキ機構２５１によって停止可能なように構成されており、かつ、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂが、差動モータのモータ軸に連結されている。なお、本例では、差動モータと副原動機４０とを共用してあるため、副原動機４０のモータ軸をリングギア２２ｂに連結してある。
【００３０】
さらに、本例では、図１及び図２に示すごとく、サンギア２３を上記第３要素として構成してある。そして、一方の遊星歯車機構２０ｂのサンギア２３ｂが、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１に連結されており、他方の遊星歯車機構２０ａのサンギア２３ａが、等配分デファレンシャル３０の一方の出力軸３２Ｌ及び一方の駆動輪５０Ｌのドライブシャフト５１Ｌに連結されている。
【００３１】
ここで、本例の遊星歯車機構組２の動作について、図１及び図２を用いて簡単に説明する。なお、各サンギア２３の歯数を同数のＺｓ、各リングギア２２の歯数を同数のＺｒとする。ブレーキ機構２５１によって一方のリングギア２２ａを停止し、他方のリングギア２２ｂに入力する回転数ωｉをゼロに設定したとき、一方のサンギア２３ｂを回転数ω１で回転させると、第１要素であるキャリア２１の回転数がωｃ＝Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）×ω１となる。このとき、他方のサンギア２３ａは、上記一方のサンギア２３ｂと同じω１で回転する。
【００３２】
また、ブレーキ機構２５１によって上記一方のリングギア２２ａを停止した状態で、回転数ω１のサンギア２３ａに対して、他方のサンギア２３ｂをω２＝ω１＋Δωで回転させるためには、第１要素であるキャリア２１をωｃ＝Ｚｓ／（Ｚｓ＋Ｚｒ）×ω１で回転させる必要がある。そして、このキャリア２１の回転数を得るためには、他方のリングギア２２ｂにωｉ＝（−Ｚｒ）／Ｚｓ×Δωの回転を入力する必要がある。
【００３３】
本例の等配分デファレンシャル３０は、図１及び図２に示すごとく、ベベルギアを用いて構成されたものである。この等配分デファレンシャル３０の入力軸３１は、クラッチ機構３３を介して、副原動機４０のモータ軸に連結された減速機４２に連結されている。すなわち、クラッチ機構３３を断続することで、副原動機４０から等配分デファレンシャル３０への回転トルクの伝達を断続できるように構成してある。そして、等配分デファレンシャル３０の右側の出力軸３２Ｒは、右側の副駆動輪５０Ｒに連結されたドライブシャフト５１Ｒに連結されている。また、左側の出力軸３２Ｌは、上記のごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのサンギア２３ａと共に左側の副駆動輪５０Ｌに連結されたドライブシャフト５１Ｌに連結されている。
【００３４】
例えば、上記のように構成された差動装置１では、クラッチ機構３３を切断すると共にブレーキ機構２５１によりリングギア２２ａの回転を規制した状態で副原動機４０を回転駆動すれば、図３（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すごとく、副駆動輪５０Ｌ、Ｒに差動が生じる。ここで、図３（Ａ）と図４（Ｂ）とでは、副原動機４０の回転方向を反転させてある。
【００３５】
なお、等配分デファレンシャル３０としては、本例のベベルギアを用いて構成したものに代えて、図５及び図６に示すごとく、ダブルピニオンギアを用いて構成したものを適用することもできる。特に、ダブルピニオンを用いた等配分デファレンシャル３０の場合には、図４に示すごとく、２軸の出力軸３２Ｌ、３２Ｒに、各遊星歯車機構２０ａ、２０ｂの第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂをそれぞれ連結することもできる。
また、上記クラッチ機構３３としては、多板式クラッチや、単板式クラッチや、油圧式クラッチや、電磁式クラッチ等、さまざまな構造のクラッチを適用することができる。
【００３６】
本例の前後輪駆動装置１０は、図２及び図７に示すごとく、モータ制御ユニット６により制御されるように構成してある。このモータ制御ユニット６は、接続された各センサのセンサ出力を取り込み、副原動機モータ４０、クラッチ機構３３及びブレーキ機構２５１に向けて制御信号を出力するように構成してある。なお、各センサの信号は、モータ制御ユニット６に直接的に入力しても良く、車両エンジン８（図１）を制御するためのエンジンＥＣＵ等を介して間接的に入力することも良い。
【００３７】
車速センサ６１は、４輪自動車１００の走行速度を検出し、走行速度に応じた出力信号を生成するように構成してある。ステアリング舵角センサ６２は、運転者による操舵ハンドルの操作量としてのステアリング舵角を検出し、このステアリング舵角に応じた出力信号を生成するように構成してある。モータ回転センサ４０１は、副原動機４０の回転方向及びその回転数を計測するように構成してある。また、モータトルクセンサ４０２は、副原動機４０の発生トルクと高い相関を有する通電電流値を計測するように構成してある。
【００３８】
本例のモータ制御ユニット６は、図７に示すごとく、ＣＰＵ６０１と、入出力インターフェースとしてのＩ／Ｏユニット６０２と、記憶手段としてのＲＡＭ６０３及びＲＯＭ６０４とを有する。このモータ制御ユニット６は、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、車速センサ６０１で計測した車速、ステアリング舵角センサ６０２で計測した操舵角、モータ回転センサ４０１で計測したモータ回転数及び、モータトルクセンサ４０２としての電流センサで計測したモータ電流値を取り込む。また、モータ制御ユニット６は、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、差動モータ４０を制御するように構成してある。
【００３９】
ここで、モータ制御ユニット６のＲＯＭ６０４には、４輪自動車１００の直進走行状態を判定する第１のプログラムと、直進走行状態と判定されたときに直進安定制御を実施するための第２のプログラムと、モータ電流値に基づいてモータトルクを推定するためモータ特性マップと、車速及び操舵角に基づいて副原動機４０の差動制限トルクを得るためのトルクマップを格納してある。さらに、ＲＯＭ６０４には、４輪自動車１００が完全な直進状態で走行しているときの副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差である直進回転差を格納してある。なお、本例では、この直進回転差をゼロに設定してある。
【００４０】
上記特性マップは、副原動機４０の通電電流値と回転トルクとの関係をマップ化したものである。この特性マップは、図８に示すごとく、副原動機４０に通電する電流値と、発生トルクとの関係を表したマップである。そして、この特性マップを用いれば、副原動機４０に通電する電流値に基づいて副原動機４０が発生する実トルクの大きさを求めることができる。なお、同図では、横軸に電流値を規定し、縦軸に副原動機４０の発生トルクを規定してある。
【００４１】
上記トルクマップは、上記直進安定制御において、副原動機４０の差動制限トルクを配列したものである。このトルクマップは、図９に示すごとく、操舵角に対して、副原動機４０を制御する際の最大トルクである上記差動制限トルクを配列したものである。本例では、車速毎に、仕様が異なるトルクマップを複数準備した。図９に示すトルクマップは、ある車速において、操舵角に対する差動制限トルクを配列したものである。なお、同図では、横軸に操舵角を規定し、縦軸に差動制限トルクの絶対値を規定してある。
【００４２】
次に、上記第１及び上記第２のプログラムの内容説明を交えながら、本例の前後輪駆動装置１０の制御方法について説明する。
第１のプログラムは、図１０に示すごとく、取り込んだ車速及び操舵角に基づいて４輪自動車１００の旋回半径Ｒを推定し、完全な直進状態あるいは完全な直進状態に近い準直進状態にあるか否かを判定する。そして、その判定結果に応じて、直進安定制御を実施するか、通常制御を実施するかの切り替えを実施する。
【００４３】
この第１のプログラムは、同図に示すごとく、まず、ステップＳ１１０において、車速及び操舵角を取り込む。そして、ステップＳ１２０では、取り込んだ車速及び操舵角に基づいて４輪自動車１００の旋回半径Ｒを推定する。
ステップＳ１３０では、推定した旋回半径Ｒが、予め定めた旋回半径のしきい値Ｒthよりも大きいか否かの判断を行う。すなわち、ステップＳ１３０では、旋回半径Ｒが十分に大きく直進状態又は準直進状態にあるか、あるいは、旋回半径Ｒが小さい旋回状態にあるかの切り分けを行う。
【００４４】
４輪自動車１００の走行状態が、直進状態又は準直進状態にある場合には、ステップＳ１４０に移行する。このステップＳ１４０では、車速及び操舵角に基づいて上記トルクマップを参照し、差動制限トルクＴlimを得る。具体的には、車速に対応するトルクマップを選択し、操舵角に基づいてそのトルクマップを参照して差動制限トルクＴlimを得る。そして、ステップＳ１６０において、直進安定制御を実施する。
一方、４輪自動車１００の旋回半径Ｒが小さく、旋回状態にあると判定された場合には、ステップＳ１５０に移行し、予めプログラムされた所定の通常制御が実施される。
【００４５】
上記第２のプログラムは、上記ステップＳ１６０の直進安定制御を実施するものである。ここで、本例の前後輪駆動装置１０は、直進安定制御においては、図１１に示すごとく、クラッチ機構３３を開放すると共に、ブレーキ機構２５１を係合させる。この状態で、上記トルクマップを参照して得た差動制限トルクＴlimを上限トルク値として副原動機４０を制御する。具体的には、副原動機４０の発生トルクをリングギア２２ｂに作用することにより、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差となるよう、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂ間の差動を制御する。に所望の回転差を実現させる。
【００４６】
上記第２のプログラムでは、図１２に示すごとく、まず、ステップＳ２１０において、モータ回転センサ４０１が計測した差動モータ（本例では、副原動機４０。）の回転数を取り込む。そして、ステップＳ２２０では、差動モータである副原動機４０の回転数に基づいて副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差Δｒを計算する。
【００４７】
その後、ステップＳ２３０では、Δｒと直進回転差との比較を行う。Δｒが直進回転差と略一致していない場合には、ステップＳ２４０移行の処理ステップを実施する。なお、ここで、Δｒが直進回転差に略一致しているとは、直進回転差を中心値とした所定の範囲にΔｒが属していることをいう。さらに、この所定の範囲としては、制御上好ましいヒステリシスが生じるように設定することも良い。
【００４８】
ステップＳ２４０では、電流センサであるモータトルクセンサ４０２が計測したモータ電流値を取り込む。そして、ステップＳ２５０では、モータ電流値に基づいて副原動機４０（差動モータ）の実トルクであるＴrealを計算する。その後、ステップＳ２６０では、実回転トルクＴrealと上記ステップＳ１４０で求めた差動制限トルクＴlimとを比較する。そして、Ｔreal＜Ｔlimが成立する際にはステップＳ２７０に移行し、成立しない場合にはステップＳ２８０に移行する。
【００４９】
ステップＳ２７０では、差動制限トルクＴlimを上限トルク値として、Δｒが直進回転差に略一致するように副原動機４０（差動モータ）を制御する。一方、ステップＳ２８０では、副原動機４０（差動モータ）の実トルクＴrealが、差動制限トルクＴlim以下となるよう、副原動機４０（差動モータ）に通電する通電電流値を徐々に低下させていく。
【００５０】
なお、本例では、上記直進安定制御を実施しない通常制御（ステップＳ２８０）では、旋回アシスト制御を実施した。この旋回アシスト制御では、操舵角及び車速に基づいて推定される旋回半径Ｒで走行するために適切な副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差を求め、この回転差が得られるように積極的に副原動機４０を回転制御するものである。この旋回アシスト制御では、クラッチ機構３３を開放すると共に、ブレーキ機構２５１を係合させた状態で、副原動機４０を回転制御する。
【００５１】
なお、上記前後輪駆動装置１０は、４輪自動車１００の発進時には、ブレーキ機構２５１を開放してリングギア２２ａの回転を自由にすると共に、クラッチ機構３３を係合させて副原動機４０から等配分デファレンシャル３０に向けて駆動トルクを伝達させる。これにより、副原動機４０の回転トルクが副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒに伝達されて４輪駆動の走行状態が実現される。
【００５２】
以上のように、上記差動装置１のモータ制御ユニット６は、車速及び操舵角に基づいてトルクマップを参照して差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として副原動機４０を制御する。これにより、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が直進回転差であるゼロとなるように制御する。ここで、車速毎に規定した各トルクマップでは、操舵角が小さくなる（旋回半径が大きくなる）に伴って差動制限トルクが単調に増加している。
【００５３】
すなわち、上記差動装置１の副原動機４０は、完全な直進状態あるいは、完全な直進状態に近い大旋回半径の走行状態において、上記差動制限トルクを上限トルク値として直進状態を維持するためのアシスト力を発生させる。ここで、この差動制限トルクは、上記４輪自動車の旋回半径が大きくなり（操舵角が小さくなり）完全な直進状態に近づくほど、単調に大きくなるように設定してある。
【００５４】
そして、上記差動装置１は、上記トルクマップを参照して得た上記差動制限トルクを上限トルク値として副原動機４０を制御し、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの回転差が上記直進回転差であるゼロに一致するように制御する。すなわち、上記差動装置１によれば、旋回半径が大きく完全な直進状態に近づくほど、直進走行を維持するために副原動機４０の発生トルクが大きくなる。つまり、旋回半径が大きく完全な直進状態に近づくほど、その直進状態を維持しようとするアシスト力が強くなる。
【００５５】
そのため、本例の差動装置１を備えた４輪自動車１００を運転するドライバーは、完全な直進状態に近づくほど、あたかもステアリングがスロー（反応が鈍い状態。）になったような直進安定性の高い優れたステアリング操作感を得ることができる。それ故、本例の差動装置１によれば、４輪自動車１００の直進性を向上して、走行安全性を高めることができる。
【００５６】
なお、トルクマップとしては、操舵角に応じて差動制限トルクのデータを配列したデータマップのほか、車速、操舵角に基づいて上記差動制限トルクを計算する計算式や論理式等であっても良い。すなわち、本発明におけるトルクマップとは、車速、操舵角に基づいて差動制限トルクを決定し得るように構成されたすべてのものを意味している。
【００５７】
なお、図１３に示すごとく、本例の前後輪駆動装置１０（図１）から減速機４２、クラッチ機構３３及び副原動機４０を省略する代わりに、差動モータ４５を追加して差動装置１を構成することもできる。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて各出力軸３２Ｌ、３２Ｒ間の差動を抑制することができる。
さらに、図１３に示す前後輪駆動装置１０から等配分デファレンシャルを省略して、図１４に示す差動装置１を構成することもできる。この差動装置１の出力要素は、従動輪５７Ｌ、５７Ｒに連結されたシャフト５７１Ｌ、５７１Ｒである。そして、このシャフト５７１Ｌ、５７１Ｒに対しては、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂがそれぞれ直結されている。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて、従動輪５７Ｌ、５７Ｒ間の差動を制御することができる。
【００５８】
またさらに、図１５に示すごとく、本例の前後輪駆動装置１０に対して、遊星歯車機構組２専用の差動モータ４５を、副原動機４０とは別に設けることもできる。この場合には、副原動機４０によって各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒを同方向に回転駆動しながら、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの間の回転差を、差動モータ４５を用いて制御することができる。
【００５９】
さらには、図１６に示すごとく、クラッチ機構及び副原動機を省略し、車両エンジン８により駆動されるプロペラシャフト３１０と等配分デファレンシャル３０の入力軸３１とをハイポイドギア等を介して連結した前後輪駆動装置１０を構成することもできる。この前後輪駆動装置１０によれば、差動モータ４５の回転を用いて各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの回転差を制御しながら、車両エンジン８の駆動トルクを各副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒに伝達することができる。
【００６０】
（実施例２）
本例は、実施例１の差動装置を基にして、直進アシスト制御と通常制御との切り替えを行う上記第１のプログラムを変更した例である。この内容について、図１７を用いて説明する。
本例の第１のプログラムでは、図１７に示すごとく、まず、ステップＳ１３１において、車速が３０ｋｍ／ｈであって、かつ、操舵角が３０度未満であるか否かを判断する。そして、条件に適合したときには、ステップＳ１４１に移行し、操舵角に基づいてトルクマップを参照して差動制限トルクＴlimを取得する。なお、本例のトルクマップは、全車速領域に対応するように構成したものである。その後、ステップＳ１６０に移行して、直進安定制御を実施する。一方、上記の条件に適合しないときには、ステップＳ１５０に移行し、実施例１と同様の通常制御を実施する。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【００６１】
（実施例３）
本例は、実施例２を基にして、回生モードで副原動機を運転するという直進安定制御を実施した例である。この内容について図１８を用いて説明する。
本例では、図１８に示す制御フローチャートを用いて副原動機（図１における符号４０。）を制御している。同図に示すごとく、ステップＳ１３１では、車速が３０ｋｍ／ｈ以上であって、かつ、操舵角が３０度未満であるときに、直進状態であると判定した。そして、直進状態にあるときには、ステップＳ１６１に移行して直進安定制御を行い、それ以外のときはステップＳ１５０に移行して通常制御を実施した。
【００６２】
本例の直進安定制御は、実施例２の上記第２のプログラムによる直進安定制御とは異なり、副原動機を積極的に制御するものではない。本例の直進安定制御は、副原動機を回生モードで運転させることにより副駆動輪５０Ｌ、Ｒの差動を抑制するものである。そして、副駆動輪５０Ｌ、Ｒの差動を抑制することで、４輪自動車の直進安定性を向上している。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例２と同様である。
【００６３】
（実施例４）
本例は、実施例１の差動装置を基にして、直進回転差の学習機能を追加した例である。この内容について、図１９を用いて説明する。
本例のモータ制御ユニット６は、実施例１の構成に加えて、Ｉ／Ｏ回路部６０２を介して、４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ４０３の出力信号を取り込むように構成してある。そして、モータ制御ユニット６は、ヨーレートセンサ４０３の出力信号が十分に小さく、かつ、車速がしきい値以上であるときに４輪自動車が直進状態にあると判定する。そして、この直進状態においてモータ回転センサ４０１の計測回転数から算出される副駆動輪５０Ｌ、Ｒ（図１参照。）の回転差を求め、この回転差をサンプル回転差として利用して上記直進回転差を学習する。このサンプル回転差を求めるに際しては、差動モータ４５の出力トルクが回転差に与える影響を排除するため、差動モータ４５にモータ電流を通電していない状態で上記サンプル回転差を計測するのが良い。
【００６４】
具体的には、本例では、直進回転差を記憶手段としてのＲＡＭ６０３に格納してあり、上記のように算出したサンプル回転差に基づいて直進回転差を更新する。例えば、（新しい直進回転差＝現在の直進回転差×０．９＋サンプル回転差×０．１）なる移動平均を求める式により直進回転差を学習することができる。
なお、その他の構成および作用効果については実施例１と同様である。
【００６５】
なお、上記ヨーレートセンサ４０３に代えて、横Ｇセンサを利用して４輪自動車の直進状態を判定することもできる。さらに、ヨーレートセンサ４０２に代えて、ＧＰＳ測位センサを利用して４輪自動車の直進状態を判定することもできる。ＧＰＳ測位センサでは、一般的に、異なる測位点の相対的な位置関係を比較的精度良く計測可能である。それ故、このＧＰＳ測位センサを用いれば、３点以上の測位点の位置関係に基づいて、直進状態を精度良く判定することができる。さらに、ヨーレートセンサ４０２に代えて、ナビゲーションシステムを電気的に接続することもできる。自車位置の測位機能を有すると共に自車位置における道路データを参照可能に構成したナビゲーションから道路曲率データを取り込めば、直線道路を走行中であるか否かの判定を容易に実施できる。そして、直線道路では、４輪自動車が直進状態にあるとの仮定のもとに上記直進回転差を学習することができる。
【００６６】
（実施例５）
本例は、実施例１の前後輪駆動装置に基づいて、遊星歯車機構組２の構成を変更した例である。この内容について、図２０〜図２４を用いて説明する。
実施例１の遊星歯車機構組２（図１参照。）では、キャリア２１を第１要素とし、リングギア２２を第２要素とし、さらに、サンギア２３を第３要素としている（図２０に示す構成。）。この構成は、構造が比較的、単純であり、低コスト、コンパクトに実現できるという特徴がある。特に、この構成では、入力に対して出力が増速されるため、タイヤ径が小さい車両など、左右輪の回転数差が大きい場合に特に有効となる。
【００６７】
実施例１の構成に代えて、図２１には、リングギア２２を第１要素とし、キャリア２１を第２要素とし、サンギア２３を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造が単純であり、低コスト、コンパクトに実現し得る点で有利である。特に、この構成では、入力に対する出力の回転比である増速比を最も大きく確保することができる。
【００６８】
また、図２２には、サンギア２３を第１要素とし、リングギア２２を第２要素とし、キャリア２１を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造を単純にでき、低コストに実現し得る。そして、この構成は、入力に対して出力が減速されるため出力トルクを大きくでき、歯車の負荷を少なくできるので遊星歯車機構を小型化できるという大トルクタイプのバランス型という特徴を有している。
【００６９】
また、図２３には、リングギア２２を第１要素とし、サンギア２３を第２要素とし、キャリア２１を第３要素とした構成を示している。この構成では、入力に対する出力の回転比である減速比を大きくできるため、出力に大トルクが要求される場合に有効である。
【００７０】
図２４は、サンギア２３を第１要素とし、キャリア２１を第２要素とし、リングギア２２を第３要素とした構成を示している。この構成は、構造が若干複雑となるもののサンギア２３を第３要素とする他の組み合わせよりも歯車の負荷を少なくでき、小型化できるという有利な点を有する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。さらになお、上記のほかには、構造が複雑になるが、キャリアを第１要素として、サンギアを第２要素として、リングギアを第３要素とすることもできる。
【００７１】
（実施例６）
本例は、実施例１における図１６に示した差動装置の他の適用例である。この内容について図２５を用いて説明する。
本例の差動装置１は、２輪駆動の４輪自動車の主駆動輪６０Ｌ、６０Ｒに回転差を付与するためのものである。この差動装置１では、車両エンジン８により駆動されるプロペラシャフト３１０と等配分デファレンシャル３０の入力軸３１とがハイポイドギア等を介して連結されている。この差動装置１によれば、差動モータ４５を用いて、主駆動輪６０Ｌ、６０Ｒ間の回転差を制御することができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１の図１６に示す差動装置と同様である。
なおまた、本例の差動装置１は、上記のほか、４輪駆動の４輪自動車の主駆動輪或いは、副駆動輪の差動装置として利用できる。さらに、４輪駆動の４輪自動車の前後輪間に回転差を付与する差動装置として利用することもできる。
【００７２】
（実施例７）
本例は、実施例１の前後輪駆動装置を基にして、差動装置１の構成を変更した例である。この内容について、図２６を用いて説明する。
本例の差動装置１では、同図に示すごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａの回転を規制してある。そして、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂと、副原動機４０の回転を減速する減速機４２との間に、トルク伝達を断続するための差動クラッチ機構２５２を配設してある。なお、本例の差動装置１では、ハウジング２５とリングギア２２ａとを間接的に係合させることで、リングギア２２ａの回転を規制してある。
【００７３】
次に、本例の前後輪駆動装置１０の制御方法について説明する。
実施例１の前後輪駆動装置との相違点は、副駆動輪５０Ｌ、Ｒ間の回転差を制御する際に、クラッチ機構３３を開放すると共に、差動クラッチ機構２５２を係合させる点である。この状態で、副原動機４０によりリングギア２２ｂの回転を制御すれば、第３要素であるサンギア２３ａ、２３ｂ間の差動を制御することができる。本例では、一方のサンギア２３ａには、上記のごとく、左副駆動輪５０Ｌのドライブシャフト５１Ｌが直接的に連結されている。そして、他方のサンギア２３ｂは、等配分デファレンシャル３０の入力軸３１と直接的に連結され、等配分デファレンシャル３０を介在して右副駆動輪５０Ｒのドライブシャフト５１Ｒに連結されている。それ故、上記のごとく前後輪駆動装置１を制御すれば、副駆動輪５０Ｌ、５０Ｒの回転差を制御できる。
【００７４】
なお、４輪自動車１００の発進時には、差動クラッチ機構２５２を開放すると共に、クラッチ機構３３を係合させて副原動機４０から等配分デファレンシャル３０に向けて駆動トルクを伝達させる。これにより、４輪自動車１００の４輪駆動状態を実現する。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【００７５】
（実施例８）
本例は、実施例１のその他の前後輪駆動装置（図１６参照。）を基にして、差動装置の構成を変更した例である。この内容について、図２７を用いて説明する。
本例の差動装置１では、同図に示すごとく、一方の遊星歯車機構２０ａのリングギア２２ａの回転を規制してある。そして、他方の遊星歯車機構２０ｂのリングギア２２ｂと、差動モータ４５の回転を減速する減速機４２との間に、差動クラッチ機構２５２を配設してある。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１における、前後輪駆動装置の制御系統を示すシステム図。
【図３】実施例１における、旋回走行時における前後輪駆動装置での伝達トルクのフローを説明する説明図（Ａ）。
【図４】実施例１における、旋回走行時における前後輪駆動装置での伝達トルクのフローを説明する説明図（Ｂ）。
【図５】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図６】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図７】実施例１における、モータ制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図８】実施例１における、副原動機の特性を示す特性マップを示すグラフ。
【図９】実施例１における、操舵角と差動制限トルクの絶対値との関係を表すトルクマップ。
【図１０】実施例１における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１１】実施例１における、直進安定制御における前後輪駆動装置の動作を説明する説明図。
【図１２】実施例１における、直進安定制御を行う第２のプログラムを説明するフロー図。
【図１３】実施例１における、その他の差動装置の構成を示すブロック図。
【図１４】実施例１における、その他の差動装置の構成を示すブロック図。
【図１５】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１６】実施例１における、その他の前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１７】実施例２における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１８】実施例３における、第１のプログラムを説明するフロー図。
【図１９】実施例４における、モータ制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図２０】実施例１における、遊星歯車機構組の構成を示す構成図。
【図２１】実施例５における、遊星歯車機構組の第１の構成を示す構成図。
【図２２】実施例５における、遊星歯車機構組の第２の構成を示す構成図。
【図２３】実施例５における、遊星歯車機構組の第３の構成を示す構成図。
【図２４】実施例５における、遊星歯車機構組の第４の構成を示す構成図。
【図２５】実施例６における、差動装置の構成を示すブロック図。
【図２６】実施例７における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【図２７】実施例８における、前後輪駆動装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７７】
１ 差動装置
１０ 前後輪駆動装置
２ 遊星歯車機構組
２０ａ、２０ｂ 遊星歯車機構
２１ キャリア
２２ リングギア
２３ サンギア
２４ プラネタリギア
２５ ハウジング
２５１ ブレーキ機構
３０ 等配分デファレンシャル
３１ 入力軸
３２Ｌ、３２Ｒ 出力軸
３３ クラッチ機構
４０ 副原動機
４２ 減速機
４５ 差動モータ
５０Ｌ、５０Ｒ 副駆動輪
５１Ｌ、５１Ｒ ドライブシャフト
６ モータ制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御するように構成してあり、
上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加していることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
請求項１において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有しており、上記トルクマップは、上記操舵角及び上記車速に対して上記差動制限トルクを配列したものであることを特徴とする差動装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記差動装置は、上記４輪自動車の直進状態を判定するための計測値を得る直進判定センサと、上記左右輪の回転差を直接的又は間接的に計測するための回転差センサとを有しており、上記差動制御ユニットは、上記直進判定センサの上記計測値に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを判定すると共に直進状態における上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習するように構成してあることを特徴とする差動装置。
【請求項４】
請求項３において、上記差動装置は、上記直進判定センサとして、上記４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ又は横Ｇセンサを有し、上記回転差センサとして、上記左右輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサ又は上記差動モータの回転方向及び回転数を計測するモータ回転センサを有していることを特徴とする差動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるような上記差動モータの制御は実施しないように構成してあることを特徴とする差動装置。
【請求項６】
４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、該差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサとを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記差動モータを回生モードで運転し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記差動モータによる回生モードを実施しないように構成してあることを特徴とする差動モータ。
【請求項７】
請求項６において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有することを特徴とする差動装置。
【請求項８】
請求項６において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記左右輪の回転速度を上記指標値として計測する車輪速センサを有することを特徴とする差動装置。
【請求項１】
４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサと、上記差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記指標値に対して上記差動モータで発生させる最大トルクである差動制限トルクを配列したトルクマップ及び上記４輪自動車が直進する際の上記左右輪の回転差である直進回転差を格納する記憶手段とを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値に基づいて上記トルクマップを参照して上記差動制限トルクを得ると共に、該差動制限トルクを上限トルク値として上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御するように構成してあり、
上記トルクマップでは、上記指標値に基づいて推定される上記旋回半径が大きくなるに伴って上記差動制限トルクが単調に増加していることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
請求項１において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有しており、上記トルクマップは、上記操舵角及び上記車速に対して上記差動制限トルクを配列したものであることを特徴とする差動装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記差動装置は、上記４輪自動車の直進状態を判定するための計測値を得る直進判定センサと、上記左右輪の回転差を直接的又は間接的に計測するための回転差センサとを有しており、上記差動制御ユニットは、上記直進判定センサの上記計測値に基づいて上記４輪自動車が直進状態にあるか否かを判定すると共に直進状態における上記左右輪の回転差を上記直進回転差として学習するように構成してあることを特徴とする差動装置。
【請求項４】
請求項３において、上記差動装置は、上記直進判定センサとして、上記４輪自動車の自転角速度を計測するヨーレートセンサ又は横Ｇセンサを有し、上記回転差センサとして、上記左右輪の回転速度を個別に検出する車輪速センサ又は上記差動モータの回転方向及び回転数を計測するモータ回転センサを有していることを特徴とする差動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記左右輪の回転差が上記直進回転差に一致するように上記差動モータを制御し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記左右輪の回転差を上記直進回転差に一致させるような上記差動モータの制御は実施しないように構成してあることを特徴とする差動装置。
【請求項６】
４輪自動車の前輪又は後輪の左右輪の間に配設された差動装置であって、
該差動装置は、上記左右輪にそれぞれ独立して連結された２つの出力要素と、該２つの出力要素間に差動を発生させる差動モータと、該差動モータを制御するためのモータ制御ユニットと、上記４輪自動車の旋回半径の大きさに相関を有する指標値を計測する計測センサとを有してなり、
上記モータ制御ユニットは、上記指標値についてしきい値処理を実施することにより、上記旋回半径が大きく上記４輪自動車が直進状態に近い走行状態にあると判断した際、上記差動モータを回生モードで運転し、かつ、
それ以外の走行状態にあると判断した際には、上記差動モータによる回生モードを実施しないように構成してあることを特徴とする差動モータ。
【請求項７】
請求項６において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記４輪自動車の速度である車速を上記指標値として計測する車速センサと、ステアリング操作量である操舵角を上記指標値として計測する操舵角センサとを有することを特徴とする差動装置。
【請求項８】
請求項６において、上記差動装置は、上記計測センサとして、上記左右輪の回転速度を上記指標値として計測する車輪速センサを有することを特徴とする差動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−４６４９５（Ｐ２００６−４６４９５Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２８４３９（Ｐ２００４−２２８４３９）
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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