JPH0536249B2

JPH0536249B2 -

Info

Publication number: JPH0536249B2
Application number: JP60244676A
Authority: JP
Inventors: Motohira Naito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1993-05-28
Also published as: JPS62103226A

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つて差動制限を制御
する車両用差動制限制御装置に関する。

（従来の技術）従来の差動制限機構を備えた差動装置として
は、例えば「自動車工学全書９巻動力伝達装
置」（昭和55年11月15日(株)山海堂発行）の第321ペ
ージ〜第324ページに記載されているような装置
が知られている。

この従来装置は、差動制限機構として、デイフ
アレンシヤルケースとサイドギヤとの間に設けら
れる多板摩擦クラツチが用いられ、この多板摩擦
クラツチに対し、左右輪の回転速度差によりピニ
オンメートシヤフト部のカム機構で発生するスラ
スト力を付与し、このスラスト力によるクラツチ
締結力で差動制限トルクを発生させるトルク比例
式差動制限機構を用いた装置であつた。

尚、ここで差動制限機構とは、差動制限機能を
発揮する機構をいい、通常、リミテツドスリツプ
デイフアレンシヤルと称される装置は、差動制限
機構を内蔵した差動装置として両者を区別し、単
に差動装置（差動手段）と記した場合には制限機
能をもたない普通の差動装置（コンベンシヨナル
デイフアレシンシヤル）を指すものとする。

（発明が解決しよとする問題点）しかしながら、このような従来装置にあつて
は、左右輪の回転速度差に比例するスラスト力に
より差動制限トルクが発生し、この差動制限トル
クは左右輪回転速度差の増大に伴なつて一義的に
高まつていく構成となつているため、左右輪に回
転速度差が生じる旋回時においても旋回初期から
差動制限トルクが発生し、低速側である内輪側に
外輪側から大きな駆動トルクが伝達されること
で、旋回初期にアンダステア傾向が非常に強くな
つてしまうという問題点があつた。

つまり、旋回時における内外輪トルク特性をみ
ると、第９図に示すように、旋回初期において強
アンダステア傾向を示し、内輪がスリツプするよ
うな旋回後期には逆に外輪側へ伝達される駆動ト
ルクが大きくなりオーバステア傾向を示すとい
う、いわゆるリバースステア特性となり、車両の
旋回走行軌跡は、第８図の実線に示すような軌跡
となつていた。

尚、この従来装置は、皿バネ等によりイニシヤ
ルトルクTiを与えた予圧式＋トルク比例式の差
動制限機構を備えた差動装置である。

そこで、出願人は先行出願として、旋回時にお
いて内輪回転速度＜外輪回転速度の関係にある時
には、差動制限トルクを減少させる制御を行なう
内容の出願をした（実願昭60−110164号、出願日
昭和60年７月18日）。

しかし、先行技術における制御では、旋回初期
のアンダステア傾向は防止できるものの、旋回後
期のオーバステア傾向は依然として残つてしま
い、旋回後期において外輪スリツプ比が増大し、
路面への駆動伝達力不足による加速性能の低下や
横力の減少により旋回性能の低下を招くという問
題点を残していた。

尚、スリツプ比とは、車輪速度に対する速度差
（車輪速度と車速との差）による比であり、スリ
ツプ比Ｓは次式であらわされる。

Ｓ＝Ｗ−Ｖ／ＷＷ；車輪速度Ｖ；車速（問題点を解決するための手段）本発明は、このような従来の問題点を解決する
ことを目的としてなされたもので、この目的達成
のために本発明では、以下に述べる解決手段とし
た。

本発明の解決手段は第１図に示すクレーム概念
図により説明すると、差動を許容しながらエンジ
ン駆動力を左右駆動輪１，２に分配伝達する差動
手段３と、該差動手段３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４
と、車両状態を検知する入力センサ５と、該入力
センサ５の信号に基づき差動制限トルクを増減す
る制御信号を出力する制御手段６と、を備えた車
両用差動制限制御装置において、前記入力センサ
５として、車速を検出する車速センサ５０１と、
内外輪を識別する内外輪識別センサ５０２と、左
右駆動輪の回転数を検出する左輪回転センサ５０
３及び右輪回転センサ５０４とを含み、前記制御
手段６を、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ツプ比を設定し、車速と
左右輪回転数と内外輪識別により実際外輪スリツ
プ比を求め、この実際外輪スリツプ比が前記目標
外輪スリツプ比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。

（作用）従つて、本発明の車両用差動制限制御装置で
は、旋回時、制御手段６において、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
ツプ比が設定され、車速センサ５０１からの車速
と左輪回転センサ５０３及び右輪回転センサ５０
４からの左右輪回転数により求められる左右駆動
輪のスリツプ比のうち内外輪識別による選択で実
際外輪スリツプ比が求められる。そして、この実
際外輪スリツプ比が前記目標外輪スリツプ比に一
致する方向に差動制限トルクが制御される。

この差動制限トルクの制御は、実際外輪スリツ
プ比が目標外輪スリツプ比より大きくなつた場合
には差動制限トルクが弱められ、旋回外輪へのエ
ンジン駆動力の低減が図られ、また、実際外輪ス
リツプ比が目標外輪スリツプ比より小さくなつた
場合には差動制限トルクが強められ、旋回外輪へ
のエンジン駆動力の増大が図られる。

このように、実際外輪スリツプ比を目標外輪ス
リツプ比に一致させる差動制限トルク制御は、言
い換えると、旋回外輪への最適なエンジン駆動力
の伝達を達成するトラクシヨンコントロールとい
うことができ、このトラクシヨンコントロールに
より旋回外輪において路面への駆動伝達力の確保
と旋回に必要な横力の確保が達成でき、高横加速
度旋回時になどにおいてオーバステア傾向が抑え
られた良好な旋回性能が得られる。

（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つて、外部油圧
により作動する多板摩擦クラツチ機構を備えた自
動車用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。

実施例装置は、第２図〜第４図に示すように、
差動装置（差動手段）１０、多板摩擦クラツチ機
構（差動制限機構）１１、油圧発生装置（流体圧
発生手段）１２、コントロールユニツト（制御手
段）１３、入力センサ１４を備えているもので、
以下各構成について述べる。

差動装置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、
エンジン駆動力の左右の駆動輪に等配分に分配伝
達する駆動力分配機能をもつ装置である。

この差動装置１０は、スタツドボルト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、デイフアレ
ンシヤルケース１８、ピニオンメートシヤフト１
９、デフピニオン２０、サイドギヤ２１，２１′
を備えている。

前記デイフアレンシヤルケース１８は、ハウジ
ング１６に対しテーパーローラベアリング２２，
２２′により回転自在に支持されている。

前記リングギヤ１７は、デイフアレンシヤルケ
ース１８に固定されていて、プロペラシヤフト２
３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ヤフト２５と、右輪側ド
ライブシヤフト２６がそれぞれに設けられてい
る。

多板摩擦クラツチ機構１１は、前記差動装置１
０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ツ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。

この多板摩擦クラツチ機構１１は、ハウジング
１６及びデイフアレンシヤルケース１８内に納め
られているもので、多板摩擦クラツチ２７，２
７′、プレツシヤリング２８，２８′、リアクシヨ
ンプレート２９，２９′、スラスト軸受３０，３
０′、スペーサ３１，３１′、プツシユロツド３
２、油圧ピストン３３、油室３４、油圧ポート３
５を備えている。

前記多板摩擦クラツチ２７，２７′は、デイフ
アレンシヤルケース（駆動入力部）１８に回転方
向固定されたフリクシヨンプレート２７ａ，２
７′ａと、サイドギヤ（駆動出力部）２１，２
１′に回転方向固定されたフリクシヨンデイスク
２７ｂ，２７′ｂとによつて構成され、軸方向の
両端面にはプレツシヤリング２８，２８′とリア
クシヨンプレート２９，２９′とが配置されてい
る。

前記プレツシヤリング２８，２８′は、クラツ
チ締結力を受ける部材として前記ピニオンメート
シヤフト１９に嵌合状態で設けられたもので、そ
の嵌合部は、第３図に示すように、断面方形のシ
ヤフト端部１９ａに対し角溝２８ａ，２８′ａに
よつて嵌合させ、従来のトルク比例式差動制限機
構のように、回転左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、
両多板摩擦クラツチ２７，２７′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ツ
チ２７は、締結力がプツシユロツド３２→スペー
サ３１→スラスト軸受３０→リアクシヨプレート
２９へと伝達され、プレツシヤリング２８を反力
受けとして締結され、他方の多板摩擦クラツチ２
７′は、ハウジング１６からの締結反力が締結力
となつて締結される。

油圧発生装置１２は、クラツチ締結力となる油
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４
５、リザーブタンク４６、第２ドレーン油路４
７、切換バルブ４８、バルブソレノイド４９、圧
力スイツチ５０とを備えている。

前記ポンプモータ４１は、コントロールユニツ
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、走行時であつて、差動制限を行
なつている時や差動制限を行なう可能性がある時
は通電によりモータ信号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、前記油圧ポート３５に
制御圧の作動油を供給する制御圧油パイプ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イス５２が設けてある。

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側へポ
ンプ圧油を供給するか、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ユエータ
で、コントロールユニツト１３からの制御信号ｃ
をバルブソレノイド４９が受けて作動する。

尚、制御信号ｃが通電信号の時は、バルブソレ
ノイド４９による電磁力がバルブスプリング５３
に打つ勝つて第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へポンプ圧油が供
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４７を連通
させる側に切り換わり、ポンプ圧油はドレーンさ
れ、通電と遮電との繰り返し信号であるデユーテ
イ信号を制御信号ｃとし、通電または遮電時間を
制御することで油圧制御がなされる。

前記圧力スイツチ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
時はスイツチ信号ｓをコントロールユニツト１３
に出力し、圧力レベルを下げるフイードバツク制
御を行なうための入力センサである。

コントロールユニツト１３は、車載のマイクロ
コンピユータを用いたもので、入力回路１３１、
RAM（ランダム．アクセス．メモリ）１３２、
ROM（リード．オンリー．メモリ）１３３、
CPU（セントラル．プロセシング．ユニツト）１
３４、クロツク回路１３５、出力回路１３６を備
えている。

入力センサ１４としては、車速センサ１４１、
操舵角センサ１４２、左輪回転数センサ１４３、
右輪回転数センサ１４４が設けられている。

前記入力回路１３１は、前記入力センサ１４か
らの入力信号ｖ，θ，nl，nrをCPUにて演算処
理できる信号に変換する回路である。

前記RAM１３２は、書き込み出しのできるメ
モリで、各センサ１４１，１４２，１４３，１４
４からの入力信号の書き込みや、CPU１３４で
の演算途中における情報の書き込みが行なわれ
る。

前記ROM１３３は、読み出し専用のメモリで
であつて、CPU１３４での演算処理に必要な情
報が予め記憶されていて、必要に応じてCPU１
３４から読み出される。

前記CPU１３４は、入力された各種の情報を
定められた処理条件に従つて演算処理を行なう装
置である。

前記クロツク回路１３５は、CPU１３４での
演算処理時間を設定する回路である。

前記出力回路１３６は、CPU１３４からの演
算結果信号に基づいて、バルブソレノイド４９に
対しデユーテイ信号による制御信号ｃを出力する
回路である。

尚、前記ROM１３３には、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ツプ
比S_Aが予め記憶設定されているもので、この目
標外輪スリツプ比S_Aは、第５図に示すように、
スリツプ比Ｓとタイヤー路面間摩擦係数μとの関
係において、スリツプ比Ｓが0.15（スリツプ率で
15％）前後が最もタイヤー路面間摩擦係数μが大
きく駆動力を路面に対して伝達しやすいことと、
スリツプ比ＳとコーナリングフオースCFとの関
係において、この0.15のスリツプ比Ｓではコーナ
リングフオースCFも十分に確保できることから、
目標外輪スリツプ比S_AをS_A＝0.15に設定させてい
る。

前記車速センサ１４１は、トランスミツシヨン
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、ステアリングシヤ
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
ブシヤフト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
ブシヤフト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。

尚、前記操舵角センサ１４２は、操舵がなされ
ているか否か、つまり直進走行時か旋回時かの判
別を行なうセンサであると共に、旋回時の旋回方
向により左右輪の内外輪判別を行なうセンサであ
る。

また、車速センサ１４１と左輪回転数センサ１
４３及び右輪回転数センサ１４４は、旋回時にお
ける外輪のスリツプ比S_LまたはS_Rを求めるセンサ
として用いられる。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、実施例の作用を、差動制限制御の差動流
れを第６図に示すフローチヤート図により述べ
る。

(イ) 右旋回時右旋回時であつて、旋回半径の差により外輪
回転速度W_L（左輪回転速度）が内輪回転速度
W_R（右輪回転速度）より大きい旋回初期等にお
いては、ステツプ200→ステツプ201→ステツプ
202→ステツプ203→ステツプ204という流れと
なり、ステツプ204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、各回転数センサ１４２，１４３からは回
転数信号nl，nrが入力されるが、単位時間当り
の回転数をみることで回転速度W_L，W_Rの比較
を行なうことができる。

ステツプ200は、入力センサ１４からの車速
信号ｖ、操舵角信号θ、左右輪の回転数信号
nl，nrの読み込みステツプである。

ステツプ201は、前記ステツプ200で読み込ま
れた入力信号により車速Ｖと左右輪の回転速度
W_L，W_Rとによつて、内外輪となる左右輪のス
リツプ比S_L，S_Rを演算する演算ステツプであ
る。

演算式は、 S_L＝W_L−Ｖ／W_L、S_R＝W_R−Ｖ／W_R である。

ステツプ202は、前記ステツプ200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
判断を行なう判断ステツプである。

ステツプ203は、左輪回転速度W_L（外連回転
速度）と右輪回転速度W_R（内輪回転速度）との
大きさを比較する判断ステツプである。

次に、右旋回時であつて、内輪スリツプによ
り内輪回転速度W_Rが外輪回転速度W_Lより大き
くなる旋回後期等においては、ステツプ200→
ステツプ201→ステツプ202→ステツプ203→ス
テツプ205へと進み、このステツプ205において
外輪スリツプ比S_Lが目標外輪スリツプ比S_Aよ
り大きいか小さいかの判断がなされ、S_L＞S_A
の場合にはステツプ206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_L＜
S_Aの場合にはステツプ207→ステツプ208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、S_L＝S_Aの場合には、ステツプ207か
らステツプ200に戻り、その時の制御信号ｃが
変更なしにそのまま出力される。

例えば、外輪スリツプ比S_Lが目標外輪スリツ
プ比S_Aより大きい場合には、第７図に示すよ
うに、差動制限トルクTcをTc₁→Tc₂と減少さ
せることにより、外輪スリツプ比S_Lが目標外輪
スリツプ比S_Aに近づく方向に制御され、逆に
S_L＜S_Aの場合は、差動制限トルクTcをTc₂→
Tc₁と増大させることにより、外輪スリツプ比
S_Lが目標外輪スリツプ比S_Aに近づく方向に制
御され、外輪スリツプ比S_Lは第５図の範囲Ａ内
にほぼ納まつてしまう。

尚、差動制限トルクTc₁での左輪トルクT_Lは
T_L1であり、右輪トルクT_RはT_R1である。また、
差動制限トルクTc₂での左輪トルクT_LはT_L2で
あり、右輪トルクT_RはT_R2である。さらに、第
７図の特性線T_Eはエンジントルクを示す。

(ロ) 左旋回時左旋回の場合も、内外輪の関係が右旋回の場
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W_Rが内輪回転速度W_L
より大きい旋回初期等においては、ステツプ
200→ステツプ201→ステツプ202→ステツプ209
→ステツプ210という流れとなる。

また、外輪回転速度W_Rが内輪回転速度W_Lよ
り小さい旋回後期等においては、ステツプ200
→ステツプ201→ステツプ202→ステツプ209→
ステツプ211と進み、外輪スリツプ比S_Rと目標
外輪スリツプ比S_Aとの関係で、ステツプ211→
ステツプ212と進む流れと、ステツプ211→ステ
ツプ213→ステツプ214と進む流れと、ステツプ
211→ステツプ213→ステツプ200と進む流れに
別れる。

このように、実施例の車両用差動制限制御装
置にあつては、旋回時において、内外輪の回転
速度差を比較し、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Tcをゼロ
にする制御信号ｃを出力する手段としたため、
この関係が生じる旋回初期において強アンダス
テア傾向が防止される。

さらに、外輪回転速度＜内輪回転速度の関係
にある時は、実際外輪スリツプ比S_LまたはS_Rと
目標外輪スリツプ比S_Aとを比較し、実際外輪
スリツプ比S_LまたS_Rが、目標外輪スリツプ比
S_Aに一致する方向に制御する手段としたため、
この関係が生じる旋回後期においてオーバステ
ア傾向が防止され、最大の路面駆動伝達力が得
られると共に、必要十分な横力が確保され、旋
回性能が高まる。

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
る設計変更等があつ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
期においてアンダステア傾向を防止できる好まい
しい例を示したが、外輪スリツプ比の制御だけを
行なうものであつてもよい。

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

また、内外輪識別センサとして操舵角センサを
示したが、実際の車輪の舵角を検出する車輪方向
センサ等によつて内外輪を識別できるセンサを用
いてもよい。

また、目標外輪スリツプ比は0.15等の固定値で
なく、所定の幅を持つた値として設定する事も可
能である。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明にあつては、
左右駆動輪への差動制限トルクを電子制御する車
両用差動制限制御装置において、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ツ
プ比を設定し、車速と左右輪回転数と内外輪識別
により実際外輪スリツプ比を求め、この実際外輪
スリツプ比が目標外輪スリツプ比に一致するよう
に差動制限トルクの増減制御を行なう制御手段を
設けたため、旋回時における路面への駆動伝達力
の確保と、旋回に必要な横力の確保との両立を達
成することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用差動制限制御装置を示
すクレーム概念図、第２図は本発明実施例装置の
差動装置部を示す断面図、第３図は第２図Ｚ方向
矢視図、第４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５図は実施例装置のコント
ロールユニツトに予め記憶させてある目標外輪ス
リツプ比を決定するためのスリツプ比と路面間摩
擦係数及びコーナリングフオースの関係線図、第
６図は実施例装置の差動制限制御作動の流れを示
すフローチヤート図、第７図は実施例装置におけ
る内外輪トルク特性図、第８図は従来装置を備え
た車両の旋回軌跡図、第９図は従来装置における
内外輪トルク特性図である。１……駆動左輪、２……駆動右輪、３……差動
手段、４……差動制限機構、５……入力センサ、
５０１……車速センサ、５０２……内外輪識別セ
ンサ、５０３……左輪回転数センサ、５０４……
右輪回転数センサ、６……制御手段。

Claims

【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駆
動輪に分配伝達する差動手段と、該差動手段に設
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、車両状態を検知する入力セ
ンサと、該入力センサの信号に基づき差動制限ト
ルクを増減する制御信号を出力する制御手段と、
を備えた車両用差動制限制御装置において、前記入力センサとして、車速を検出する車速セ
ンサと、内外輪を識別する内外輪識別センサと、
左右駆動輪の回転数を検出する左輪回転センサ及
び右輪回転センサとを含み、前記制御手段を、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ツプ比を設定
し、車速と左右輪回転数と内外輪識別により実際
外輪スリツプ比を求め、この実際外輪スリツプ比
が前記目標外輪スリツプ比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ことを特徴とす
る車両用差動制限制御装置。