JPH02155842A - 車両用差動制限制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、制御外力により差動制限トルクが付与され、
所定の制御条件に従って差動制限を制御する車両用差動
制限制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の車両用差動制限制御装置としては、例えば、特開
昭６２−１０３２２６号公報（特願昭６０−２４４６７
６号）に記載された装置が知られている。

この制御装置は、差動制限制御手段に、路面への駆動伝
達力と旋回に必要な横力とを保つ目標外輪スリップ比を
予め設定しておき、実際外輪スリップ比が目標外輪スリ
ップ比に一致する方向に差動制限トルクを制御する内容
となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の車両用差動制限制御装
置にあっては、アクセル操作量の大小にかかわらず外輪
スリップ比（外輪すべり速度の場合も同じ）が一義的に
設定された目標値に一致する様に制御される為、旋回時
に運転者が旋回後半でアクセル踏み込みによる加速操作
を行なったとしても、車両挙動はアクセル踏み込み操作
前と何ら変わらない挙動がそのまま維持されることにな
り、アクセル踏み込み加減によるテールスライド■を運
転者自身でコントロールすることが出来ないと共に、ア
クセル操作違和感が生じるという問題があった。

即ち、アクセル操作量とは無関係に、駆動輪の外輪を一
義的に設定された目標値に一致する制御を行なった場合
には、アクセル踏み込みによる加速操作を行なったとし
ても踏み込み操作前と同様な駆動輪の外輪スリップ状態
となり、常に同じようなタイヤ横力の減少やオーバステ
ア量が発生することで車両挙動の変化が見られない。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもので
、加速旋回走行時にアクセル踏み込み加減によるテール
スライド量のコントロールを可能にすると共に、アクセ
ル操作違和感の解消を図り得る差動制限制御装置の開発
を課題とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決することを目的としてなされ
たもので、この目的達成のために本発明の車両用差動制
限制御装置では、第１図のりｌツム対応図に示すように
、差動を許容しながらエンジン駆動力を左右の駆動輪に
分配伝達する駆動系に設けられ、制御外力にまり差動制
限トルクを発生させる差動制限機構１と、所定の検出手
段２からの信号に基づき差動制限トルクを増減制御する
差動制限制御手段３とを備えた車両用差動制限制御装置
において、前記検出手段２として、車速検出手段２０１
と、旋回時内外輪識別検出手段２０２と、左駆動輸速検
出手段２０３及び右駆動輪速検出手段２０４と、アクセ
ル操作量検出手段２０５とを有し、前記差動制限制御手
段３は、検出信号により求められる実外輪スリップ量が
、路面への駆動伝達力と旋回に必要な横力とを保つ範囲
でアクセル操作量の増加に応じて値が増加する目標外輪
スリップ量に一致する方向に差動制限トルクを制御する
手段である事を特徴とする。

尚、外輪スリップ量とは、外輪スリップ比や外輪すベリ
速度等を指す総称である。

（作　用） 旋回時には、差動制限制御手段３において、外輪速と車
速とに基づいて実外輪スリップ量が求められ、この実外
輪スリップ量がアクセル操作量に基づいて決められた目
標外輪スリップ量に一致する方向、即ち、実外輪スリッ
プ量が目標外輪スリップ量より小さい時は差動制限トル
クを増大し、逆の関係になると差動制限トルクを減少す
ることで実外輪スリップ量を目標外輪スリップ量に収束
させる制御が行なわれる。

具体的に、旋回後期にアクセル踏み込み量を増して加速
旋回走行を行なう時の作用を述べる。

アクセル踏み込み前でアクセル操作量が小さい時には、
目標外輪スリップ量も小さな値となり、外輪スリップ量
の許容幅が狭く、差動制限トルクが低めの制御となり、
路面への伝達駆動力は小さいが、タイヤ横力が充分に確
保されて高い旋回安定性が達成される。

アクセルの踏み込み操作を行なうと、目標外輪スリップ
量がアクセル操作量に応じて高い値となり、外輪スリッ
プ量の許容幅もアクセル操作量に応じて拡大する。

この目標外輪スリップ量の変化により、差動制限トルク
はアクセル操作量に応じて高くなる制御となり、車両ス
ピン等には至らない最小限の路面への駆動伝達力と旋回
に必要な横力とは保たれるものの、アクセル操作量に応
じて、タイヤ横力の減少傾向と路面への伝達駆動力の増
大傾向とが同時進行で発生する、即ちアクセル操作量に
応じてオーバステア量が増加し、アクセル操作量に対応
したテールスライドが生じる車両挙動を示す。

従って、加速旋回走行時には、アクセル操作量に対応し
たテールスライドが生じる為、運転者自身でアクセルワ
ークによりテールスライド量をコントロールすることが
出来る。

また、旋回時にアクセル操作を行なった場合、アクセル
操作と車両挙動変化とが対応関係を示す為、アクセル操
作違和感が解消される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、外部油圧により作
動する多板摩擦クラッチ機構を備えた接輪駆動車用の差
動制限制御装置を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

第２図は実施例装置の全体概略図を示し、ディファレン
シャル１０、多板摩擦クラッチ機構（差動制限機構）１
１、油圧発生装置１２、コントロールユニット（差動制
限制御手段）１３を備えていて、コントロールユニット
１３の入力センサ１４としては、車速センサ１４１　（
車速検出手段）と操舵角センサ１４２（内外輪識別検出
手段）と左輪回転数センサ１４３（左駆動輪速検出手段
）と右輪回転数センサ１４４（右駆動輪速検出手段）と
アクセル開度センサ１４５（アクセル操作量検出手段）
を有する。

以下、第３図〜第５図により各構成について述べる。

ディファレンシャル１０は、左右輪に回転速度差が生じ
るような走行状態において、この回転速度差に応じて左
右輪に速度差をもたせるという差動機能と、エンジン駆
動力を左右の駆動輪に等配分に分配伝達する駆動力配分
機能をもつ装置である。

このディファレンシャル１０は、スタッドポルト１５に
より車体に取り付けられるハウジング１６内に納められ
ているもので、リングギヤ１７、ディファレンシャルケ
ース１８、ピニオンメートシャフト１９、デフピニオン
２０、サイドギヤ２１．２１″を備えている。

前記ディファレンシャルケース１８は、ハウジング１６
に対しテーパーローラベアリング２２２２′により回転
自在に支持されている。

前記リングギヤ１７は、ディファレンシャルケース１８
に固定されていて、プロペラシャフト２３に設けられた
ドライブピニオン２４と噛み合い、このドライブピニオ
ン２４から回転駆動力が入力される。

前記サイドギヤ２１，２１’　には、駆動出力軸である
左輪側ドライブシャフト２５と右輪側ドライブシャフト
２６がそれぞれに設けられている。

多板摩擦クラッチ機構１１は、前記ディファレンシャル
１０の駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、外部
油圧によるクラッチ締結力により差動制限トルクを発生
させる機構である。

多板摩擦クラッチ機構１１は、ハウジング１６及びディ
ファレンシャルケース１８内に納められているもので、
多板摩擦クラッチ２７．２７’　、プレッシャリング２
８．２８°、リアクションプレート２９．　２９′、ス
ラスト軸受３０．３０’、スペーサ３１．３１’　、ブ
ツシュロッド３２、油圧ピストン３３、油室３４、油圧
ポート３５を備えている。

前記多板摩擦クラッチ２７．２７’　は、ディファレン
シャルケース１８に回転方向固定されたフリクションプ
レート２７ａ、２７’　　ａと、サイドギヤ２１，２１
′に回転方向固定されたフリクションディスク２７ｂ、
２７°　ｂとによって構成され、軸方向の両端面にはプ
レッシャリング２８゜２８′　とリアクションプレート
２９．２９°　とが配置されている。

前記プレッシャリング２８．２８°は、クラッチ締結力
を受ける部材として前記ピニオンメートシャフト１９に
嵌合状態で設けられたもので、その嵌合部は、第４図に
示すように、断面方形のシャフト端部１９ａに対し角溝
２Ｂａ、２８’　　ａによって嵌合させ、従来のトルク
比例式差動制限機構のように、回転差によるスラスト力
が発生しない構造としている。

前記油圧ピストン３３は、油圧ポート３５への油圧供給
により軸方向（図面右方向）へ移動し、両多板摩擦クラ
ッチ２了、２７′　を油圧レベルに応じて締結させるも
ので、一方の多板摩擦クラッチ２７は、締結力がブツシ
ュロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リア
クシヨンプレート２９へと伝達され、プレッシャリング
２８を反力受けとして締結され、他方の多板摩擦クラッ
チ２７°は、ハウジング１６からの締結反力が締結力と
なって締結される。

油圧発生装置１２は、クラッチ締結力となる油圧を発生
する外部装置で、油圧ポンプ４０、ポンプモータ４１、
制御圧油路４２、チエツクバルブ４３、第１ドレーン油
路４４、リリーフバルブ４５、リザーブタンク４６、第
２ドレーン油路４７、切換バルブ４８、バルブソレノイ
ド４９、圧力スイッチ５０とを備えている。

前記ポンプモータ４１は、コントロールユニット１３か
らのモータ信号（ｍ）により作動・非作動を行なうモー
タで、走行時であって、差動制限を行なっている時や差
動制限を行なう可能性がある時は通電によるモータ信号
（ｍ）が出力され、停車時等の差動制限を全く必要とし
ない時は非通電によるモータ信号（ｍ）が出力される。

前記制御圧油路４２は、前記油圧ボート３５に制御圧の
作動油を供給する制御圧油バイブ５１に連結される油路
で、油圧の立上がりを緩やかにするため途中にオリフィ
ス５２が設けである。

前記リリーフバルブ４５は、制御圧油路４２を流れるポ
ンプ圧が所定圧以上の時に、調圧のためリザーブタンク
４６側へ逃がすバルブである。

前記切換バルブ４８は、油圧ポー　ト３５側ヘボンブ圧
油を供給するか、リザーブタンク４６へ戻すかの切り換
えを行なうバルブアクチュエータで、コントロールユニ
ット１３からの制御信号（Ｃ）をバルブソレノイド４９
が受１」て作動する。

尚、制御信号（ｃ）が通電信号の時は、パルフッレノイ
ド４９による電磁力がバルブスプリング５３に打ち勝っ
て第２ドレーン油路４７を遮断する側に切り換わり、油
圧ポート３５ヘポンブ圧油が供給され、制御信号（ｃ）
が遮電信号の時は、バルブスプリング５３により第２ド
レーン油路４Ｙを連通させる側に切り換わり、ポンプ圧
油はトレーンされ、通電と遮電との繰り返し信号である
デユーティ信号を制御信号（ｃ）とし、通電または遮電
時間を制御することで油圧制御かなされる。

前記圧力スイッチ５０は、制御圧油路４２の圧力レベル
をチエツクし、圧力レベルが所定以上の時はスイッチ信
号（Ｓ）をコントロールユニット１３に出力し、圧力レ
ベルを下げるフィードバック制御を行なうための入力セ
ンサである。

コントロールユニット１３は、車載のマイクロコンピュ
ータを用いた電子制御回路で、入力回路１３１、ＲＡＭ
、ＲＯＭ等によるメモリ１３２、ＣＰＵ　１３３、出力
回路１３４を備えている。

前記車速センサ１４１は、トランスミッション出力軸の
回転数や１つ又は複数の従動輪の回転数やドツプラレー
ダ式の対地車速計等の検出により車速を検出し、車速信
号（ｖ）を出力するセンサである。

前記操舵角センサ１４２は、ステアリングシャフトやス
テアリングリンケージ等の変位により操舵角を検出する
センサで、操舵角信号（θ）を出力する。

前記左輪回転数センサ１４３は、左輪側ドライブシャフ
ト２５等に設けられ、駆動左輪の回転数を検出するセン
サで、回転数信号（ｎｌ）を出力する。

前記右輪回転数センサ１４４は、右輪側ドライブシャフ
ト２６等に設けられ、駆動右輪の回転数を検出するセン
サで、回転数信号（ｎｒ）を出力する。

前記アクセル開度センサ１４５は、エンジンのスロット
ルバルブ位置等に設けられ、アクセル開度Ａ。０を検出
するセンサで、アクセル開度信号（ＡＣＣ）を出力する
。

以下、目標外輪すべり量として、目標外輪スリップ比Ｓ
Ａに基づいて制御する第１実施例（第６図〜第８図）で
の差動制限トルク制御と、目標外輪すべり速度Δω１に
基づいて制御する第２実施例（第９図及び第１０図）で
の差動制限トルク制御について説明する。

第１実施例の差動制限トルク制御作動について説明する
。

まず、スリップ比Ｓとは、次式で定義される車速Ｖに対
する車輪速ωのスリップ比率である。

ω−Ｖ Ｓ＝　　　・１００（％） ω そして、第１実施例では、コントロールユニット１３に
、第７図に示すように、アクセル開度Ａ。Ｃが大きくな
るに従って目標外輪スリップ比ＳＡを大きくする演算式
が予め設定されている。

尚、この目標外輪スリップ比ＳＡは、第６図のスリップ
比Ｓとタイヤ−路面間摩擦係数μの関係特性及びスリッ
プ比ＳとコーナリングフォースＣＦの関係特性に示すよ
うに、スリップ比が約１５％前後が最もタイヤ−路面間
摩擦係数μが大きく駆動力を路面に対して伝達しやすい
が、コーナリングフォースＣＦ（タイヤ横力に比例する
）は低くなる。また、スリップ比Ｓが小さいと駆動力を
路面に対して伝達しにくいが、高いコーナリングフォー
スＣＦが得られるという関係を考慮して設定される。

次に、第１実施例での差動制限制御作動の流れを第８図
に示すフローチャートにより述べる。

（イ）右旋回時 右旋回時であって、旋回半径の差により外輪側である左
輪回転速度ω、が内輪側である右輪回転速度０８以上と
なる旋回初期等には、ステップ８０→ステツプ８１→ス
テツプ８２→ステツプ８３→ステツプ８４→ステツプ８
５へと進む流れとなり、ステップ８５では差動制限トル
クをゼロにする制御信号（ｃ）が出力される。

尚、ステップ８０では、入力センサ１４から車速信号（
Ｖ）、操舵角信号（θ）、左右輪の回転数信号（ｎｌ）
　　（ｎｒ）　、アクセル開度信号（ＡＣ，）が読み込
まれる。

ステップ８１では、アクセル開度Ａｃｃに基づき、第７
図に示す関係から下記の演算式で目標外輪スリ・ンブ比
ＳＡが演算される。

Ｓ　Ａ　＝　ｔ　（ＡＣＣ）　−ｋＸＡＣＣ（ｋ；比例
定数）ステップ８２では、前記ステップ８０で読み込ま
れた車速Ｖと左右輪の回転速度ω１．ω□とによって、
下記の演算式で左右輪のスリップ比Ｓ、。

ＳＲか演算される。

ステップ８３では、前記ステップ８０で読み込まれた操
舵角θにより、右旋回時か左旋回時かの判断が行なわれ
る。

ステップ８４では、左輪回転速度ω、（外輪回転速度）
と右輪回転速度ωＲ（内輪回転速度）との大きさを比較
される。

次に、右旋回時であって、内輪スリップにより内輪回転
速度ω８が外輪回転速度ω、より大きくなる旋回後期等
には、ステップ８４からステップ８６へと進み、実外輪
スリップ比ＳＬが目標外輪スリップ比ＳＡより大きいか
小さいかの判断がなされるし、また、ステップ８８にお
いて実外輪スリップ比ＳＬと目標外輪スリップ比Ｓ＾と
が同じかどうかの判断がなされる。

そして、Ｓ　Ｌ　＞　Ｓ　Ａの場合にはステップ８７に
進み、差動制限トルクを減少させる制御信号（ｃ）が出
力され、Ｓ、くＳＡの場合にはステップ８９に進み、差
動制限トルクを増大させる制御信号（Ｃ）が出力され、
５Ｌ＝ＳＡの場合にはその時の制御信号（Ｃ）を保持し
たまま出力され、この増大、減少、保持の繰り返しによ
り実外輪スリ・ンプ比ＳＬを目標外輪スリップ比ＳＡに
一致させる制御が行なわれる。

（ロ）左旋回時 左旋回の場合も、内外輪の関係か右旋回の場合と逆にな
るだけで、全く同様な制御作動の流れとなる。

つまり、外輪回転速度ω８が内輪回転速度ω１より大き
い旋回初期等には、ステップ８０−ステップ８１→ステ
ップ８２−１ステツプ８３→ステツプ９０→ステツプ９
１という流れとなる。

また、外輪回転速度ω８が内輪回転速度ω、より小さい
旋回後期等には、実外輪スリップ比Ｓ１と目標外輪スリ
・ンプ比ＳＡとの関係で、ステップ９２→ステツプ９３
と進む流れと、ステップ９２→ステツプ９４→ステツプ
９５と進む流れと、ステップ９２−１ステツプ９４→ス
テツプ８０と進む流れに別れる。

次に、第１実施例装置で旋回後期にアクセル踏み込み量
を増して加速旋回走行を行なう時の作用を述べる。

アクセル踏み込み前でアクセル操作量が小さい時、即ち
、アクセル開度Ａ。Ｃが小さい時には、目　Ｂ 標外輪スリップ比ＳＡも小さな値となり、外輪スリップ
量の許容幅が狭く、差動制限トルクが低めの制御となり
、路面への伝達駆動力は小さいが、タイヤ横力が充分に
確保されて高い旋回安定性が達成される。

そして、アクセルの踏み込み操作を行なうと、目標外輪
スリップ比ＳＡがアクセル開度Ａ。０に応じて高い値と
なり、外輪スリップ量の許容幅もアクセル開度Ａ。Ｃに
応じて拡大する。

この目標外輪スリップ比ＳＡの変化により、差動制限ト
ルクがアクセル開度Ａ。０に応じて高くなる制御となり
、車両スピン等には至らない最小限の路面への駆動伝達
力と旋回に必要な横力とは保たれるものの、第６図の矢
印に示すように、アクセル開度Ａ　ｃｃに応じて、タイ
ヤ横力（コーナリングフォース）の減少傾向と路面への
伝達駆動力の増大傾向とが同時進行で発生する。

即ち、アクセル操作量に応じてオーバステア量が増加し
、アクセル操作量に対応したテールスライドが生じる車
両挙動を示す。

以上説明してきたように、第１実施例の車両用差動制限
制御装置にあっては、以下に列挙する効果が併せて得ら
れる。

■　加速旋回走行時には、アクセル操作量に対応したテ
ールスライドが生じる為、運転者自身でアクセルの踏み
込み加減によりテールスライド量をコントロールするこ
とが出来る。

■　旋回時にアクセル操作を行なうとアクセル操作と車
両挙動変化とが対応関係を示す為、アクセル操作違和感
が解消される。

■　旋回時において内外輪の回転速度を比較し、外輪回
転速度〉内輪回転速度の関係にある時は、差動制限トル
クをゼロにする制御を行なう為、この関係が生じる旋回
初期において強アンダーステア傾向が防止される。

次に、第２実施例の差動制限トルク制御作動ＩＪついて
説明する。

まず、すべり速度△ωとは、次式で定義される車輪スリ
ップによる過回転量である。

△ω＝ω−（Ｖ／ｒ） 但し、ｒ：タイヤ径、ω：車輪速、Ｖ：車速また、スリ
ップ比Ｓとの関係は、 Ｓ＝１−　（Ｖ／ｒω）＝１−　（Ｖ／ｒΔωＶ）とな
る。

そして、第９図に示すようにアクセル開度Ａｃｏに比例
し、アクセル開度Ａｃｏが１００％の時に約６〜１２ｒ
ａｄ／ｓによる目標外輪ずベリ速度Δω、が得られる演
算式が予め設定されている。

また、左右輪のすベリ速度△ωい△ω□の演算式は、 である。

差動制限トルク制御作動の流れとしては、第１０図に示
すように、スリップ比をすべり速度に変えただけで、実
外輪スリップ比Ｓ、またはＳ８をアクセル開度対応の目
標外輪スリップ比ｓＡに致させる第１実施例と同様で説
明を省略する。

また、効果的にも第１実施例装置での上記■、■及び■
の効果が得られることになる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、制御条件に旋回時における内外輪
の回転速度差による制御を含み、旋回初期においてアン
ダーステア傾向を防止できる好ましい例を示したが、外
輪すべり速度や外輪スリップ比の制御だけを行なうもの
であってもよい。

また、実施例では、差動制限機構として多板摩擦クラッ
チによる例を示したか、可変トルククラッチであれば電
磁クラッチ等を用いたものであってもよい。

更に、第７図及び第９図に示すアクセル開度対応特性と
して直線特性を示したが、曲線特性や階段線図特性等で
あっても良いし、運転者により特性の選択を出来るよう
にしても良い。

また、内外輪識別を操舵角検出に基づく旋回方向により
行なう例を示したが、横加速度や左右前輪回転速度等で
識別するようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用差動制限制御
装置にあっては、検出信号により求められる実外輪スリ
ップ量か、路面への駆動伝達力と旋回に必要な横力とを
保つ範囲でアクセル操作量の増加に応じて値が増加する
目標外輪スリップ量に一致する方向に差動制限トルクを
制御する手段とした為、加速旋回走行時にアクセル踏み
込み加減によるテールスライド量のコントロールを可能
にすると共に、アクセル操作違和感の解消を図ることが
出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の本発明の車両用差動制限制御装置を示
すクレーム対応図、第２図は実施例の差動制限制御装置
を示す全体概略図、第３図は実施例装置のディファレン
シャル部を示す断面図、第４図は第３図Ｚ方向矢視図、
第５図は実施例装置の油圧発生装置及び制御装置を示す
図、第６図は実施例装置での目標外輪スリップ比（目標
外輪すべり速度）を決定するためのスリップ比に対する
路面間摩擦係数及びコーナリングフォースの関係特性図
、第７図は第１実施例装置での目標外輪スリップ比の制
御マツプ図、第８図は第１実施例装置での差動制限制御
作動の流れを示すフローチャート図、第９図は第２実施
例装置での目標外輪すべり速度の制御マツプ図、第１０
図は第２実施例装置での差動制限制御作動の流れを示す
フローチャート図である。 １・・・差動制限機構 ２・・・検出手段 ２０１・・・車速検出手段 ２０２・・・内外輪識別検出手段 ２０３・・・左駆動輪速検出手段 ２０４・・・右駆動輪速検出手段 ２０５・・・アクセル操作量検出手段 ３・・・差動制限制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）差動を許容しながらエンジン駆動力を左右の駆動輪
   に分配伝達する駆動系に設けられ、制御外力により差動
   制限トルクを発生させる差動制限機構と、所定の検出手
   段からの信号に基づき差動制限トルクを増減制御する差
   動制限制御手段とを備えた車両用差動制限制御装置にお
   いて、 前記検出手段として、車速検出手段と、旋回時内外輪識
   別検出手段と、左駆動輪速検出手段及び右駆動輪速検出
   手段と、アクセル操作量検出手段とを有し、 前記差動制限制御手段は、検出信号により求められる実
   外輪スリップ量が、路面への駆動伝達力と旋回に必要な
   横力とを保つ範囲でアクセル操作量の増加に応じて値が
   増加する目標外輪スリップ量に一致する方向に差動制限
   トルクを制御する手段である事を特徴とする車両用差動
   制限制御装置。