(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両内のディファレンシャル・アセンブリにおいて、
外部からの駆動トルクにより回転させられるデフ・ケースと、
このデフ・ケースに、デフ・ギヤ機構を介し駆動作用を生ずるように連結した少なくとも１個の出力軸と、
この少なくとも１個の出力軸に一緒に回転するように結合した少なくとも１個の内側摩擦板と、前記デフ・ケースに一緒に回転するように結合した少なくとも１個の外側摩擦板とを備え、前記デフ・ケースと、前記出力軸とを選択的に互いに係合させ又係合離脱させるための摩擦クラッチ・パックと、
この摩擦クラッチ・パックに、摩擦による荷重を選択的に加える流体圧クラッチ・アクチュエータと、
を包含し、
前記流体圧クラッチ・アクチュエータが、
前記摩擦クラッチ・パックに摩擦による荷重を加えるように、流体圧力を生じさせるための流体圧ポンプと、
前記摩擦クラッチ・パックを選択的に制御するための可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリと、
を備え、
前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリが、
弁閉鎖部材と、
この弁閉鎖部材に相補的な弁座と、
電磁アクチュエータであって、この電磁アクチュエータに供給される電流の大きさに基づいて、前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリの解放圧力を選択的に変えるように、前記弁閉鎖部材を前記弁座に係合させ、この弁座に押しつけるための電磁アクチュエータと、
を備え、
前記弁閉鎖部材を、この弁閉鎖部材が前記弁座に係合するときの閉じた位置と、前記弁閉鎖部材が前記弁座から軸線方向に間隔を置くときの開いた位置との間で可動にして、
成る、自動車両内のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２】
前記電磁アクチュエータに、前記デフ・ケースにより支えられたコイル巻線と、このコイル巻線から半径方向に間隔を置いて前記電流が供給されるときに、前記コイル巻線により生ずる磁束に応答してこのコイル巻線に対し軸線方向に可動なアーマチュアとを設け、前記アーマチュアが、前記弁閉鎖部材に係合しこの弁閉鎖部材を前記電流の大きさにより定まる軸線方向の力によって前記弁座に対し押しつけ、前記弁閉鎖部材の前記解放圧力を選択的に設定するようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項３】
前記コイル巻線を、前記デフ・ケースの回転軸線に同軸にした請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項４】
前記コイル巻線を、前記デフ・ケースにより回転できるように支えた請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項５】
前記コイル巻線を、実質的に環状の形にし、前記デフ・ケースの回転軸線に実質的に同軸に取付けた請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項６】
前記コイル巻線を、前記デフ・ケースの外周面に回転できるように取付けたコイル・ハウジングのまわりに巻付けた請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項７】
前記コイル・ハウジングを、実質的に環状の形にし、前記デフ・ケースの回転軸線に実質的に同軸に取付けた請求項６のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項８】
前記アーマチュアを、前記デフ・ケースに回転できないように結合した請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項９】
前記アーマチュアを、前記電磁アクチュエータの前記コイル巻線の外側に配置した請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１０】
前記アーマチュアを、実質的に環状の形にし、前記デフ・ケースの回転軸線に実質的に同軸に取付けた請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１１】
前記摩擦クラッチ・アセンブリが、前記少なくとも1個の出力軸に回転するように結合した複数の内側摩擦板と、前記デフ・ケースと共に回転するように結合した複数の外側摩擦板とを備えた摩擦クラッチ・パックであり、前記摩擦板を、摩擦を伴って相互に係合できるようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１２】
前記流体圧ポンプが、前記デフ・ケース内に配置され、前記デフ・ケースと、前記少なくとも１個の出力軸との間の相対回転に応じて流体圧力を生じさせるようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１３】
前記流体圧ポンプが、ジェロータ・ポンプである請求項１２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１４】
前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリを、最高解放圧力と、最低解放圧力との間で、前記デフ・ケース内で得られる最高流体圧力を選択的に設定するのに適するようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１５】
前記流体圧クラッチ・アクチュエータにさらに、前記流体圧ポンプと前記クラッチ・パックとの間で前記デフ・ケース内に配置され、圧力室を画定するピストン・アセンブリを設け、前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリが、前記圧力室内で得られる最高流体圧力を選択的に制御するようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１６】
前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリが、前記圧力室内で得られる前記最高圧力を、最高解放圧力と、最低解放圧力との間で選択的に制御するようにした請求項１５のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１７】
前記最低解放圧力が、前記摩擦クラッチ・パックの作動を防ぐレベルである請求項１６のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１８】
前記最高解放圧力が、前記摩擦クラッチ・パックの完全な作動を可能にするレベルである請求項１６のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１９】
前記圧力室内で得られる前記最高流体圧力を、前記摩擦クラッチの部分的作動ができるように、前記最低解放圧力と前記最高解放圧力との間で調整できるようにした請求項１６の流体圧式自動車両ディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２０】
前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリが、前記デフ・ケース内で最高解放圧力と最低解放圧力との間で得られる最高流体圧力を選択的に設定するのに適するようにした請求項１の流体圧式自動車両ディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２１】
前記最低解放圧力が、前記摩擦クラッチ・パックの作動を防ぐレベルである請求項２０のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２２】
前記最高解放圧力が、前記摩擦クラッチ・パックの完全な作動を可能にするレベルである請求項２０のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２３】
前記デフ・ケース内で得られる最高流体圧力が、前記摩擦クラッチ・パックの部分的作動が可能になるように、前記最低解放圧力と前記最高解放圧力との間で調整可能である請求項２０のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２４】
前記アーマチュアが実質的にＵ字形の横断面を備えた請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２５】
前記コイル巻線を、前記デフ・ケースに回転できるように取付けたコイル・ハウジングのまわりに巻付け、前記弁閉鎖部材が前記閉じた位置から前記開いた位置に動く際に、前記電磁アクチュエータにより前記弁閉鎖部材に加える前記軸線方向の力が、確実に実質的に一定になるようにする距離だけ、前記アーマチュアを、前記コイル・ハウジングから片寄らせ、前記軸線方向の力を、前記コイル巻線に供給される電流だけの関数とした請求項２のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２６】
前記摩擦クラッチ・パックの前記選択的制御を、少なくとも１つの自動車両パラメータに応答して定めるようにした請求項１のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２７】
前記少なくとも1つの車両パラメータを、車両速度、車輪速度差、車両偏揺れ速度、かじ取り角、エンジン・スロットル位置、車両横方向加速度、ブレーキ適用、氷検出、水分検出、ドライブライン形状及び偏揺れ安定性制御システム作動から成る群から選定した請求項２６のディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２８】
自動車両内のディファレンシャル・アセンブリにおいて、
外部の駆動トルクにより回転させられるデフ・ケースと、
このデフ・ケースから外方に延び、このデフ・ケースにデフ・ギヤ機構を介して駆動作用を生ずるように連結した２個の出力軸と、
これ等の出力軸の一方に一緒に回転するように結合した複数の内側摩擦板と、前記デフ・ケースに一緒に回転するように結合した複数の外側摩擦板とを備え、前記デフ・ケースと前記出力軸とを選択的に係合させ又係合離脱させる摩擦クラッチ・パックであって、前記摩擦板を摩擦を伴って相互に係合できるようにして成る摩擦クラッチ・パックと、
前記摩擦クラッチ・パックに選択的に摩擦による荷重を加える流体圧クラッチ・アクチュエータと、
を包含し、
前記流体圧クラッチ・アクチュエータが、
前記デフ・ケース内に配置され、前記クラッチ・パックに摩擦による荷重を加える流体圧力を生じさせるように、前記デフ・ケースと前記出力軸の一方との間の相対回転に応答して流体圧力を生じさせるジェロータ・ポンプと、
前記デフ・ケース内において前記ジェロータ・ポンプと前記クラッチ・パックとの間に配置され、圧力室を画定するピストン・アセンブリと、
前記リミテッド・スリップ・アセンブリを選択的に制御する可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリと、
を備え、
前記可変圧リリーフ・バルブ・アセンブリに、
弁閉鎖部材と、
この弁閉鎖部材に相補的な弁座と、
電磁アクチュエータであって、
この電磁アクチュエータを、前記デフ・ケースの外周面に回転できるように取付けたコイル・ハウジングのまわりに巻付けた実質的に環状のコイル巻線と前記コイル・ハウジングから半径方向に間隔を置いて位置させられ、前記コイル巻線に電流を供給するときに、前記コイル巻線により生ずる磁束に応答して前記コイル・ハウジングに対して軸線方向に可動な相補的なアーマチュアとを備えた電磁アクチュエータと、
を設け、
前記電磁アクチュエータに供給される電流の大きさに従って前記クラッチ・パックの完全な作動を可能にする最高解放圧力と、前記クラッチ・パックの作動を妨げる最低解放圧力との間に、前記弁閉鎖部材の解放圧力を選択的に設定するように、前記電流の大きさによって定まる軸線方向の力で前記アーマチュアが前記弁閉鎖部材を前記弁座に係合させ前記弁座に押しつけるようにし、
前記摩擦クラッチ・パックの部分的な作動を可能にするように、前記可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリが、前記最高解放圧力と前記最低解放圧力との間で絶えず調節できるように前記圧力室内で得られる最高圧力を選択的に制御するようにして成る、
自動車両内のディファレンシャル・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車両用リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリ（ｌｉｍｉｔｅｄ  ｓｌｉｐ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙｆｏｒ  ｍｏｔｏｒ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、ことに２個の従動軸間の所定量以上の相対回転速度を制限する電磁作動可変圧力リリーフ・バルブを備えた電子制御流体圧アクチュエータを持つリミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来当業者にはよく知られたディファレンシャルは、入力軸に作動的に結合した１対の出力軸を互いに異なる速度で回転させることにより各出力軸に協働する車輪に自動車両（ｍｏｔｏｒ  ｖｅｈｉｃｌｅ）の旋回中に道路に対するけん引作用を保持させるように自動車両の動力伝達システム内に配置してある。このような装置は入力軸により生ずるトルクを各出力軸間に実質的に配分する。しかしオープン・ディファレンシャルすなわちクラッチ又はばねを設けてないディファレンシャルとして当業界にはよく知られた形式のディファレンシャルは、一方の車輪が他方の車輪よりはるかに低い摩擦係数を持つような滑りやすい条件にあるとき、たとえば自動車両の一方の車輪が氷又は泥土の部分に位置し又他方の車輪が乾いた舗装面上にあるときには不適当である。このような条件では比較的低い摩擦係数を持つ車輪はけん引作用を失い、車輪に対する少量のトルクによりこの車輪の「スピンアウト」を生ずる。けん引作用を持つ車輪に生ずることのできる最高量のトルクはけん引作用を持たない車輪すなわち滑動車輪に加わるトルクに等しいから、エンジンはトルクを生ずることができなくて、けん引作用を持つ車輪は回転することができない。すなわち滑りやすい表面でけん引作用を生ずるように各出力軸間の差動回転を制限するディファレンシャルの必要なことは明らかである。
【０００３】
このようなディシファレンシャル・アセンブリは典型的にはリミテッド・スリップ・ディファレンシャルと呼ばれる。通常ディファレンシャル・アセンブリは、サイド・ギヤ及びデフ・ケースの間に摩擦クラッチを使う。摩擦クラッチは、デフ・ケーシング内に配置した各部材から構成した種種の流体圧アクチュエータ・アセンブリにより選択的に作動する。デフ・ケース内の流体圧アクチュエータ・アセンブリは、デフ・ケーシング内に配置されデフ・ケース及び出力軸間の相対回転に応答して作動するディスプレイスメント・ポンプを備えることが多い。ディスプレイスメント・ポンプは通常、回転作用を流体作用に変換するようにしたジェロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）・ポンプのような内接ギヤ・ポンプの形状を持つことが多い。内接ギヤ・ポンプでは、外向きの歯を持つ内歯ギヤが内向きの歯を持つ外歯ギヤと協働してこれ等両ギヤ間の流体室がハウジング内の内歯ギヤ及び外歯ギヤの回転に伴って容積が増減する。この装置の入口及び出口をギヤ・セットの各側に沿う適正な場所に接続することにより、可変のディスプレイスメント室は作動流体を受け又放出して、この装置がポンプ又はモータとして機能することができるようにする。軸又はその他の機械装置は、この装置の形式に従って内側ギヤ又は外側ギヤに接続することができる。流体アクチュエータ・アセンブリはさらに、摩擦クラッチに摩擦荷重を加える流体圧ピストン部材を備える。
【０００４】
自動車両制御装置の近年の進歩により、中速ないし高速におけるディファレンシャルのリミテッド・スリップ特性を不作用にする必要がある。このようなシステムの１例には、旋回中に自動車両の径路を補正するように自動車両のブレーキを使う偏揺れ安定性制御装置（ｙａｗ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。偏揺れ安定性制御特性の衝撃制動により、自動車両の各側の車輪間に速度差を生ずる。リミテッド・スリップ特性によりこの速度差によって係合作用を生じ偏揺れ安定性制御装置の性能に干渉する。従って、偏揺れ安定性制御装置のような装置の適正な性能が確実に得られるように特定の条件中に流体圧式リミテッド・スリップ・ディファレンシャルのリミテッド・スリップ特性を不作用にする必要はないが、又けん引作用を必要とし偏揺れ制御は必要としない他の特定の条件のもとでリミテッド・スリップ構造を可能にすることができる。現用の流体圧作動リミテッド・スリップ・ディファレンシャルでは、これ等のディファレンシャルがクラッチ・アセンブリを作動する流体圧力供給／制御循環路から隔離し区別する簡単なオン／オフ能力を持たない点で問題がある。
【０００５】
本発明は、最高のシステム流体圧力限度を制御することによりリミテッド・スリップ・クラッチをターンオンし又はターンオフすることができ或は任意の中間条件にセットすることのできる流体圧作動リミテッド・スリップ・ディファレンシャル内に生ずる流体圧力の外部制御を行なうことによって前記の欠点を除こうとするものである。
【０００６】
【発明の要約】
本発明は、リミテッド・スリップ能力（ｌｉｍｉｔｅｄ  ｓｌｉｐ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）及びオープン・ディファレンシャル能力（ｏｐｅｎ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を共に生じさせる改良された電子制御ディファレンシャル・アセンブリを提供する。
【０００７】
発明の好適な実施例によるディファレンシャル・アセンブリは、車軸ハウジング内に回転できるように支えられケース内部に回転できるように支えたデフ・ギヤ装置を納める回転できるデフ・ケースと差動回転ができるようにデフ・ギヤ装置にかみあう互いに対向する１対の出力軸とを備える。ディファレンシャル・アセンブリは、デフ・ケース内に配置されディファレンシャル・アセンブリを選択的に鎖錠するように設けた摩擦ディスク・クラッチ・パックを備えている。この摩擦クラッチ・パックは、デフ・ケースに回転できないように結合した若干の交互の外側摩擦板と、出力車軸の一方に駆動作用を伴うように結合した内側摩擦板とを備える。ディファレンシャル・アセンブリはさらに、クラッチ・パックに選択的に摩擦荷重を加える流体圧クラッチ・アクチュエータを備える。この流体圧クラッチ・アクチュエータは、流体圧力を生ずる流体圧ポンプと、デフ・ケース内でポンプ及びクラッチ・パックの間に配置され圧力室を形成するピストン・アセンブリと前記リミテッド・スリップ・アセンブリを選択的に制御する可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリとを備える。可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリは、摩擦クラッチ・パックが全「オン」条件にあるときの最高解放圧力と摩擦力クラッチ・パックが全「オフ」条件にあるときの最低解放圧力との間で圧力室内で得られる最高流体圧力を選択的に設定するソレノイド・アクチュエータとを備える。
【０００８】
可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリは、弁閉鎖部材と、この弁閉鎖部材に対し補足的な弁座と、弁閉鎖部材に係合しこの閉鎖部材を弁座に対し電磁アクチュエータに供給される電流の大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ  ｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｕｒｒｅｎｔ）によって定まる軸線方向の力によって付勢する電磁アクチュエータとを備えて圧力リリーフ・バルブ・アセンブリの解放圧力を電流の強さに基づいて選択的に変えるようにしてある。
【０００９】
従って本発明によるディファレンシャル・アセンブリによりクラッチ・パックに選択的に摩擦荷重を加える流体圧クラッチ・アクチュエータの流体圧力を動的に制御して全「オン」及び全「オフ」条件の間に最適量のリミテッド・スリップを生ずる。
【００１０】
本発明の目的及び利点は添付図面による以下の説明から明らかである。
【００１１】
【実施例】
本発明の好適な実施例を添付図面により以下に述べる。
図１は、選択的に作動できるリミテッド・スリップ・ディファレンシャル（ＬＳＤ）・アセンブリ１０を備える車両駆動車軸アセンブリ（ｖｅｈｉｃｌｅ  ｄｒｉｖｅ  ａｘｌｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１を示す。しかし本発明を速度感知リミテッド・スリップ・ディファレンシャルに関して述べるが、本発明は速度感知リミテッド・スリップ装置を利用する駆動列用のトルク・カップリング機構のようなその他の流体圧作動摩擦カップリングに使うのにも同様に適している。
【００１２】
ディファレンシャル・アセンブリ１０は、車軸ハウジング４内に回転できるように支えられ駆動トルクをエンジン（図示してない）から推進軸５を経てリング・ギヤ１４に駆動トルクを伝える駆動ピニオン・ギヤ３により駆動する回転できるデフ・ケース（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｃａｓｅ）１２を備える。デフ・ケース１２内に配置したデフ・ギヤ機構（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｇｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ）１５は、出力車軸８ａ、８ｂにその差動回転ができるように結合してある。ＬＳＤアセンブリ１０はさらに、係合したときに出力車軸８ａ、８ｂ間の差動速度を制限する摩擦クラッチ・パック２０と、クラッチ・パック２０を作動する加圧作動流体を生ずる速度感知流体圧ディスプレイメント・ポンプ２６と、ポンプ２６従ってクラッチ・パック２０の放出圧力を選択的に制御する可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ３０とを備える流体圧作動摩擦クラッチ・アセンブリの形のリミテッド・スリップ装置を備える。可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ３０は、制御入力のような１種類又は複数の自動車両パラメータに基づいてディファレンシャル制御モジュール（ＤＣＭ）６により電子制御される電磁式（なるべくはソレノイド）アクチュエータによって作動する。前記制御入力には、たとえば、車両速度、車輪速度差、車両偏揺れ速度（ｖｅｈｉｃｌｅ  ｙａｗ）、車両横方向加速度（ｖｅｈｉｃｌｅ  ｌａｔｅｒａｌ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）、かじ取り角（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）、エンジン・スロットル位置、ブレーキ適用、氷検出、水分検出、車両ドライブライン形状（ｖｅｈｉｃｌｅ  ｄｒｉｖｅｌｉｎｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び偏揺れ安定性制御システム作動（ｙａｗ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｃｔｕａｔｉｏｎ）がある。又プログラマブル制御機構は流体圧作動リミテッド・スリップ・ディファレンシャルに境界を接するように使うことができる。ＤＣＭ６は又、自動車両に取付けた蓄電池２のような給電源に接続する。
【００１３】
通電すると、ソレノイド作動弁アセンブリ３０は、最低圧力から最高圧力までの可変の範囲のポンプ放出圧力を変調することにより出力車軸８ａ、８ｂ間の駆動トルク分布を最低トルク値から最高トルク値までの範囲で可変的に制御することができる。たとえば偏揺れ安定性制御作動は自動車両偏揺れ割合が所定のレベルに達するときに行なわれる。この同じ偏揺れ割合で可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ３０は、ディファレンシャル１０のリミテッド・スリップ構造を取りはずすように作動する。自動車両偏揺れ割合が所定のレベル以下に低下すると、リミテッド・スリップ構造は「オン」に戻すことができる。このようにして有効に使うことのできる他の自動車両パラメータはステアリング角である。このことは、リミテッド・スリップ特性が必要であるかどうかを定めるように検知することができる。ステアリング角の小さな値から零までの範囲でリミテッド・スリップ特性を利用して一層大きいステアリング角で係合をはずすことができる。これ等の方法のいずれかは、車輪ＲＰＭ又は速度の差を監視することにより「オン」及び「オフ」の間で利用できるリミテッド・スリップの量を最適にする前記した方法と組合せることができる。
【００１４】
図２は本発明によるディファレンシャル・アセンブリ１０の好適な構物を示す。デフ・ケース１２は、車軸ハウジング４（図１に示してある）内にころ軸受（図示してない）によって回転できるように支えられ回転軸線１１を持つ。デフ・ケース１２は、なるべくはボルト（図示してない）により相互に締付けた２個の半部材１２ａ、１２ｂから成る。リング・ギヤ１４（図１に示してある）はフランジ１２’でデフ・ケース１２にボルト締めし又はその他の方法で固定してある。デフ・ケース１２内に配置したディファレンシャル・ギヤ機構１５は、デフ・ケース１２に固定したピニオン軸１７に回転できるように支えた１組のピニオン・ギヤ１６を備える。各ピニオン・ギヤ１６は、軸線１１のまわりに回転するようにした互いに対向する１対のサイド・ギヤ１８ａ、１８ｂにかみ合う。各サイド・ギヤ１８ａ、１８ｂはそれぞれ出力車軸８ａ、８ｂにスプラインばめしてある。サイド・ギヤ１８ａに隣接して、外歯スプラインを持ち協働する車軸８ａに駆動作用を生ずるように結合した内側クラッチ・スリーブ１９を配置してある。
【００１５】
リミテッド・スリップ装置の摩擦クラッチ・パック２０は、デフ・ケース１２内に設けてある。従来よく知られている摩擦クラッチ・パック２０は複数組の交互の外側摩擦板２２ａ及び内側摩擦板２２ｂを備える。通常外側摩擦板２２ａの外周には、デフ・ケース１２内に形成した対応するみぞに回転できないように組合う突起を設けてある。同様に内側摩擦板２２ｂの内周にはクラッチ・スリーブ１９に形成した対応するみぞに回転できないように組合う突起を設けてある。クラッチ・スリーブ１９は協働する車軸８ａにスプラインばめしてある。これと同時に外側摩擦板２２ａ及び内側摩擦板２２ｂは軸線方向に滑動できる。クラッチ板２２ａはクラッチ板２２ｂに摩擦を伴って組合いデフ・ケース１２とピニオン・ギヤ１６及び各サイド・ギヤ１８ａ、１８ｂにより形成したディファレンシャル機構１５との間にトルク・カップリング構造を形成する。トルクはリング・ギヤ（図示してない）からデフ・ケース１２に伝えられ、デフ・ケース１２はピニオン軸１７を介してディファレンシャル機構１５を駆動する。
【００１６】
クラッチ・パック２０は流体圧クラッチ・アクチュエータにより選択的に作動する。このクラッチ・アクチュエータは、速度感知流体圧ディスプレイスメント・ポンプ２６とクラッチ・パック２０に軸線方向に荷重を加えるピストン・アセンブリ２７とを備える。
【００１７】
デフ・ケース１２内に配置した速度感知流体圧ディスプレイスメント・ポンプ（ｓｐｅｅｄ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｐｕｍｐ）２６は、出力車軸８ａ、８ｂ間の相対回転が生ずるとクラッチ・パック２０を作動する。ポンプ２６により生ずる流体圧力は出力車軸８ａ、８ｂ間の回転速度差に実質的に比例するのは明らかである。クラッチ・パック２０を作動する加圧作動流体を生ずるのに使う流体圧ディスプレイスメント・ポンプ２６はジェロータ・ポンプ（ｇｅｒｏｔｏｒ  ｐｕｍｐ）がよい。ジェロータ・ポンプ２６は外部リング部材２６ａ，外部ロータ２６ｂ及び内部ロータ２６ｃを備える。内部ロータ２６ｃは出力車軸８ａに駆動作用を生ずるように結合され、外部リング部材２６ａはデフ・ケース１２に固定してある。内部ロータ２６ｃは外部ロータ２６ｂより１枚だけ歯が少ない。内部ロータ２６ｃを駆動するときは、内部ロータ２６ｃは外部ロータ２６ｂを駆動する。外部ロータ２６ｂは内部ロータ２６ｃに対して偏心的に外部リング部材２６ａ内で自由に回転して流体圧力を生成する。容積の増減する１連の流体ポケットを生成できる。従ってデフ・ケース１２及び出力車軸８ａ間に相対回転を生ずるときは、ジェロータ・ポンプ２６の内部ロータ２６ｃは作動流体圧力を生ずる。しかしデフ・ケース１２及び出力車軸８ａ間の相対回転に応答して流体圧力を生ずるその他の任意適当な形式の流体圧ポンプも本発明の範囲内であるのは明らかである。
【００１８】
ピストン・ハウジング２７ｂ内に配置した流体圧作動ピストン２７ａを備えたピストン・アセンブリ２７は、クラッチ・パック２０を押圧しサイド・ギヤ１８ａ及びデフ・ケース１２間の差動速度を遅らせる。この場合車軸８ａ、８ｂ間の差動速度の遅延が生ずる。ピストン２７ａを作動しクラッチ・パック２０を係合させる加圧作動流体は、ジェロータ・ポンプ２６により生ずる。このような構造では出力軸８ａ、８ｂ間の速度差が存在するときは、作動流体は吸引通路２９を経てポンプ２６に吸引される。ジェロータ・ポンプ２６は、ピストン２７ａ及びピストン・ハウジング２７ｂ間に形成したピストン圧力室２７ｃ内に加圧流体を送りクラッチ・パック２０を作動する。速度差の増大に伴い圧力が増す。ピストン圧力室２７ｃ内の加圧流体はピストン２７ａに加わる軸線方向の力を生ずる。この力はさらに摩擦板２２ａ、２２ｂの抵抗を受ける。クラッチ・パック２０が荷重を受けることにより各車軸８ａ、８ｂ間に伝達トルクの配分が行なわれる。
【００１９】
ピストン圧力室２７ｃ内の流体圧力次いでリミテッド・スリップ・ディファレンシャルアセンブリの出力トルク分布を制御するように、可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒｅｌｉｅｆ  ｖａｌｖｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）３０を設けてある。図３に例示した可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ３０は、電磁アセンブリに形成され、ソレノイドのように当業界にはよく知られた任意適当な電磁弁装置でよい電磁アクチュエータ３４により制御される圧力逃がし逆止め弁３２から成る。
【００２０】
逆止め弁３２は、ピストン圧力室２７ｃに連通する流体逃がし通路３６と、通路３６に開いて連通する実質的に円すい形の弁座３８と、流体逃がし通路３６を密封するように弁座３８に当たる球面形の弁閉鎖部材４０とを備える。弁閉鎖部材４０は球面形以外の適当な形たとえば円すい形にしてもよいのは明らかである。弁座３８はデフ・ケース１２の半部材１２ａに形成する。弁閉鎖部材４０は、この弁閉鎖部材４０が弁座３８に係合する閉じた位置（図３に示してある）と弁閉鎖部材４０が弁座３８から軸線方向に間隔を置いた開いた位置との間で可動である。
【００２１】
電磁アクチュエータ３４は、実質的に環状のコイル・ハウジング４２と、コイル・ハウジング４２のまわりに巻いたコイル巻線４４と、軸線１１の方向に可動な実質的に環状のアーマチュア５２とを備える。アーマチュア５２は、コイル巻線４４に同軸でコイル・ハウジング４２から半径方向に間隔を隔てエア・ギャップ５６を形成する。コイル・ハウジング４２は、デフ・ケース１２に対して回転するようにコイル・ハウジング・ブッシング５０によって軸線１１に実質的に同軸にデフ・ケース１２により支えてある。これと同時にコイル・ハウジング４２は車軸ハウジング（図示してない）に対して回転できない。コイル・ハウジング４２は普通の強磁性体のような単一体の透磁性体から形成するのがよい。或はコイル・ハウジング４２は透磁性材料から成る複数の層成体から形成してもよい。コイル・ハウジング・ブッシング５０は当業界にはよく知られた任意適当な非磁性材料から作る。車軸ハウジング（図示してない）にコイル・ハウジング４２を回転できないように固定するように、車軸ハウジング（図示してない）に固定した回転防止板４８にコイル・ハウジング４２を回転できないように結合する回転防止ピン４６を使う。或はコイル・ハウジング４２はデフ・ケース１２に回転できないように取付けてもよい。
【００２２】
環状アーマチュア５２は、軸線１１の方向に軸方向運動するようにアーマチュア・ブッシング５４内に支えてある。アーマチュア・ブッシング５４は、圧力ばめ、接着剤接着等のような任意適当な手段によりデフ・ケース１２の半部材１２ａに回転できないように取付けてある。アーマチュア・ブッシング５４は、当業者にはよく知られた任意適当な非磁性材料から作るのがよい。
【００２３】
図２及び３に示した実施例ではアーマチュア５２は、電磁アクチュエータ３４のコイル巻線４４の外側に配置してある。或はアーマチュア５２はコイル巻線４４内内に配置してもよい。
【００２４】
弁閉鎖部材４０は、アクチュエータ板５８により弁座３８に向かい付勢され弁座３８に保持される。次いでアクチュエータ板５８は、コイル巻線４４の外側に配置した電磁アクチュエータ３４のアーマチュア５２に係合するようにしてある。アクチュエータ板５８は、約１５°の環状の円弧の形にして当業者にはよく知られた適当な非磁性材料から作るのがよい。さらにアクチュエータ板５８は、ねじコネクタ、接着剤接着等のような当業界にはよく知られた任意適当な手段によりアーマチュア５２に固着する。
【００２５】
コイル巻線４４に給電するときは、アーマチュア５２を経て磁束が流れる。この磁束により、コイル巻線４４に対してアーマチュア５２を軸線方向に移動させる軸線方向の力を生ずる。アーマチュア５２はアクチュエータ板５８を動かし、次いで、コイル巻線４４に給電される電流の関数である所定の軸線方向保持力により弁部材４０を弁座３８に付勢する。当業者には明らかなように加圧作動流体は、コイル巻線４４により生ずる磁束によってアーマチュア５２に加わる軸線方向の保持力より大きい反作用が生ずることにより、弁閉鎖部材４０を弁座３８から離れる向きに押す。従ってこのような構造により、コイル巻線４４に供給される電流の関数である解放圧力を持つリリーフ・バルブが生成し流体圧システムに所定の圧力限度が生ずる。すなわち可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ３０は、コイル巻線４４に供給される電流の強さに基づいて圧力リリーフ・バルブ３２の解放圧力を選択的に設定し引続いてピストン圧力室２７ｃ内の圧力の値を定める。
【００２６】
ソレイド・アクチュエータ３４のコイル巻線４４に最高の電流を加えると、圧力リリーフ・バルブ３２の保持力は最高になり、圧力リリーフ・バルブ３２により最高の解放圧力が生ずる。この構造ではデフ・ケース１２内で得られる最高圧力は、流体圧クラッチ・パック２０を十分に作動するのに十分であり、デフ・アセンブリ１０にリミテッド・スリップ機能が生ずるようになる。リミテッド・スリップ特性は全「オン」条件にある。
【００２７】
圧力リリーフ・バルブ３２の圧力限度すなわち圧力リリーフ・バルブ３２の解放圧力は、電磁アクチュエータ３４のコイル巻線４４に加える電流を制御することによって調整することができる。
【００２８】
コイル巻線４４に一層弱い電流を加えると、リリーフ・バルブ３２に一層弱い軸線方向保持力が加わりリリーフ・バルブ３２により生ずる解放圧力がそれだけ低い値になる。このようにして、デフ・ケース１２内に得られる最高システム圧力を下げる調整機構が得られる。
【００２９】
ソレノイド・アクチュエータ３４のコイル巻線４４に最低の電流を加えるときは、圧力リリーフ・バルブ３２の保持力はその最低値になりリリーフ・バルブ３２により最低の解放圧力が生ずる。この構造ではリミテッド・スリップ特性は、デフ・ケース１２内で得られる最高圧力がクラッチ・パック２０を係合させるのに十分なだけ高くない点で全「オフ」条件に在って、ディファレンシャル能力に影響を及ぼさないで流体圧リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリ１０のリミテッド、スリップ特性を実質的に不能にする。
【００３０】
リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリ１０の「オン」及び「オフ」の各条件の間では、リリーフ・バルブ３２の解放圧力は、ソレノイド・アクチュエータ３４のコイル巻線４４に加える電流を変調することによって任意の値に設定する。このようにして、ディファレンシャル・アセンブリ利用のリミテッド・スリップの量を制限して種種の自動車両運転条件に適合するのに最適にすることのできる可変の最高圧力限度を流体圧式リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリ１０に設けることができる。このようにしてけん引作用の強化のための流体圧力を動的に制御する機会が得られる。たとえば解放圧力を低い値に設定すると、制御システムを使い車輪速度又は速度差を感知し増大した流体圧力を許容する。利用できる圧力の増加は速度差の関数である。このようにして全「オン」及び全「オフ」条件の間で最適量のリミテッド・スリップが得られる。
【００３１】
当業者には明らかなようにアーマチュア５２は横断面が任意適当な形状を持つ。図３の実施例に示すようにアーマチュア５２は、磁気抵抗電気モータに使われる極と同様にコイル巻線４４に面する磁極を持つ大体Ｕ字型の横断面を備える。さらにアーマチュア５２及びコイル・ハウジング４２の相互の幾何学的配置は、電磁アクチュエータ３４がその閉じた位置から開いた位置に移行する際に電磁アクチュエータ３４により弁閉鎖部材４０に加わる実質的に一定の軸線方向の力を保持するような形状である。この状態は、アーマチュア５２及びコイル・ハウジング４２（従ってコイル巻線）の間に適正な「オフ・セット」状態を保持することによって得られる。「オフ・セット」という用語はこの場合、アーマチュア５２及びコイル・ハウジング４２の間の不整合の量として、又は図３に示すようにコイル・ハウジング４２の外面４２’とアーマチュア５２の外面５２’との間の距離ｋとして定義する。
【００３２】
図４は、コイル巻線４４に一定の強さの電流を供給する間に「オフ・セット」距離ｋの関数として電磁アクチュエータ３４により弁閉鎖部材４０に加わる軸線方向の力を示す線図である。この線図は、軸線方向の力が「オフ・セット」距離ｋに対してわずかに変る場合に、実質的に「偏平」な区間Ｆｃを持つ曲線Ｆの形を持つ。しかしこの区間Ｆｃ以外の作用により軸線方向の力の急激な変化が生ずる。すなわちリリーフ・バルブ・アセンブリ３０の電磁アクチュエータ３４が「偏平」な区間Ｆｃで作動する間に、電磁アクチュエータ３４により弁閉鎖部材４０に加わる軸線方向の力は弁閉鎖部材４０がその閉じた位置から開いた位置に動く際に実質的に一定でありコイル巻線４４に供給される電流の関数である。又他方では「偏平」な区間Ｆｃ外の作動により電流及び「オフ・セット」距離ｋの関数である軸線方向の力を生ずる。この機能により、弁の「オフ・セット」に関する閉ループ・フィールドバックを必要とするはるかにむずかしい可変圧力リリーフ・バルブの制御を行う。他の比較伝統的なソレノイド極構造は、軸線方向の力対「オフ・セット」距離曲線にこの「偏平」区間を生じない。
【００３３】
前記した理由で本発明の好適な実施例による電磁アクチュエータ３４は、軸線方向力対オフ・セット距離曲線の「偏平」区間Ｆｃ内でコイル・ハウジング４２及びアーマチュア５２間に「オフ・セット」距離ｋを生ずるように配置され電磁アクチュエータ３４により弁閉鎖部材４０に加わる軸線方向の力がこの閉鎖部材が閉位置から開位置に移行する際に実質的に一定になりこの力がコイル巻線４４に加わる電流だけの機能になるようにする。
【００３４】
従って本発明による電子制御ディファレンシャル・アセンブリは、リミテッド・スリップ能力及びオープン・ディファレンシャル能力を共に生ずる可変圧力リリーフ・バルブを作動する電磁アクチュエータを設けた新規な構造のリミテッド・スリップ・アセンブリを備える。
【００３５】
以上本発明の好適な実施例を本発明の例示のために述べた。これ等の実施例は本発明を限定するものではなく、本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子制御リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリを備えた、自動車両の後車軸アセンブリを示す線図的平面図である。
【図２】本発明電子制御リミテッド・スリップ・ディファレンシャル・アセンブリの軸断面図である。
【図３】図２の破線の円Ａで示した可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリの拡大水平断面図である。
【図４】コイル・ハウジング及びアーマチュア間の「オフ・セット」の関数として電磁アクチュエータにより弁閉鎖部材に加わる軸線方向の力を示す線図である。
【符号の説明】
８ａ、８ｂ      出力軸
１０            ディファレンシャル・アセンブリ
１２            デフ・ケース
１５            デフ・ギヤ機構
２０            摩擦クラッチ・パック
２０ａ、２２ｂ  摩擦板
２６            流体圧ポンプ
３０            可変圧力リリーフ・バルブ・アセンブリ
３４            流体圧クラッチ・アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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