JP2003048446A

JP2003048446A - 駆動力配分制御装置

Info

Publication number: JP2003048446A
Application number: JP2001240445A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Katsuyama; 悦生勝山
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】旋回時に車両のステア特性が急変して運転者
に違和感を与えるという不具合を解決すること。【解決手段】検出された車両状態量に基づいて駆動力
配分手段の作動を制御する制御手段を備えた駆動力配分
制御装置において、制御手段は、ステップ１０７で内輪
スリップ率が定数ｋを超えた過剰状態であるか否かの内
輪スリップ判断を行い、内輪スリップ率が過剰と判断し
たときには、ステップ１０８に進んで、内輪への駆動力
配分を抑える内輪スリップ抑制制御としてのＬＳＤ制御
を実行するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の左右輪に駆
動力を任意に配分させる駆動力配分装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動力配分制御装置において、左
右輪の差動を制限する差動制限（以下、ＬＳＤという）
制御と、車両運動状態量を検出して車両のヨーイングモ
ーメントを制御するヨー制御とを走行状態や路面状態に
応じて切り替えながら制御する装置が、例えば、特開平
７−１６４９１０号公報などにより知られている。この
従来技術にあっては、例えば、急加速時にはＬＳＤ制御
を実行し、緩加速時にはヨー制御を実行するようにして
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術にあっては、上記制御の切替を前後加速度の大
きさに基づいて行っていたため、例えば、旋回中に急加
速を行った際に、ヨー制御からＬＳＤ制御に切り替えら
れることになり、この場合、旋回横加速度の発生条件な
どによっては、車両のステア特性が急激に弱アンダステ
ア特性から強アンダステア特性に変化して運転者に違和
感を与えるおそれがあった。すなわち、旋回時に旋回を
スムーズに行うべくヨー制御により、旋回外輪側に駆動
力を与える制御を実行している状態から、急にＬＳＤ制
御に変更すると、車両のステア特性が弱アンダステア特
性から強アンダステア特性に急変する。

【０００４】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
成されたもので、旋回時に車両のステア特性が急変して
運転者に違和感を与えるという不具合を解決することを
目的とし、さらに、ヨー制御とＬＳＤ制御とを実行する
とともに、両制御を切り替える切替制御を実行する駆動
力配分制御装置において、前記切替制御の切替設定を運
転者に違和感を与えない設定として、制御品質の向上を
図ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、左右の駆動輪の間に設けられて駆動輪に
伝達する駆動力の配分を変更可能な駆動力配分手段と、
車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、検出され
た車両状態量に基づいて前記駆動力配分手段の作動を制
御する制御手段と、を備えた駆動力配分制御装置におい
て、前記制御手段が、車両状態量検出手段からの入力に
基づいて内輪スリップ率が過剰であるか否かの内輪スリ
ップ判断を行い、内輪スリップ率が過剰と判断したとき
には、内輪への駆動力配分を抑える内輪スリップ抑制制
御を実行することを特徴とする手段とした。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の駆動力配分制御装置において、前記制御手段
が、前記駆動力配分手段の制御にあたり車両状態に応じ
て車両にヨーモーメントを発生させるヨー制御と、左右
駆動輪の差動を制限する差動制限制御と、これらヨー制
御と差動制限制御とを切り替える切替制御を実行し、か
つ、前記内輪スリップ抑制制御として、ヨー制御から差
動制限制御に切り替える切替制御を実行することを特徴
とする手段とした。

【０００７】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の駆動力配分制御装置において、前記制
御手段が、内輪スリップ率判断を行うにあたり、内輪ス
リップ率が所定値を超えたときに内輪スリップ率が過剰
と判断することを特徴とする手段とした。

【０００８】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
または２に記載の駆動力配分制御装置において、前記制
御手段は、内輪スリップ率判断を行うにあたり、内輪の
車輪速度が後輪の車輪速度よりも大きい場合に内輪スリ
ップ率が過剰と判断することを特徴とする手段とした。

【０００９】

【発明の作用および効果】本発明にあっては、旋回時に
おいて、旋回内輪に与える駆動力が過剰となって内輪の
スリップ率が過剰となったときには、制御手段が内輪ス
リップ抑制制御を実行して、内輪への駆動配分を抑え
る。これにより、内輪が外輪に対して過剰に駆動するの
を抑えて、車両のステアリング特性が過アンダステア特
性へ移行するの抑制して旋回をスムーズに行うことがで
きる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、制御手段が旋
回内輪のスリップ判断がなされて内輪スリップ抑制制御
を実行した場合、ヨー制御からＬＳＤ制御に切り替え
る。このＬＳＤ制御によりスリップ率が過剰となってい
た旋回内輪の車輪速度が旋回外輪に車輪速度に近付ける
ように落として、旋回をスムーズに行うことができる。
また、この切替制御により、車両のステア特性が過アン
ダステア特性に急変するのを抑えることができ、運転者
に違和感を与えるのを抑制することができ、制御品質の
向上を図ることができるという効果が得られる。すなわ
ち、従来は、前後加速度により切替を判断していたた
め、旋回外輪の車輪速度が高い弱アンダステア状態であ
っても切替制御が成されてＬＳＤ制御に移行してステア
リング特性が強アンダステア特性に変化していたが、こ
のようなステアリング特性の急変を伴う切替制御を防止
することができる。

【００１１】また、内輪スリップ判断を行うにあたり、
請求項３に記載の発明にあっては、内輪スリップ率を所
定値と比較して、所定値よりも大きくなったときに内輪
スリップ率が過剰と判断する。また、請求項４に記載の
発明にあっては、内輪の車輪速度が外輪の車輪速度より
も所定値だけ大きいときに内輪スリップ率が過剰と判断
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図２は実施の形態の駆動力配分
制御装置を示す全体図であって、エンジンＥの出力が変
速機ＡＴおよびプロペラシャフトＰＳを介して左右の後
輪ＲＷに伝達される構成となっている。これら駆動輪で
ある後輪ＲＷ，ＲＷの車輪軸１６，１７の中間には、駆
動力配分手段としての動力配分装置ＰＤが設けられてい
る。

【００１３】図３は動力配分装置ＰＤを示す断面図であ
り、図において１はハウジングである。このハウジング
１は、入力側に位置する段付筒状の入力ハウジング部２
と、出力側に位置してこの入力ハウジング部２と一体に
設けられ、それぞれ左方向および右方向に延びた段付筒
状の出力ハウジング部３とから成り、この出力ハウジン
グ部３は、中央に位置した筒状の胴部３Ａと、この胴部
３Ａの左右両側に設けられた段付筒状のカバー部３Ｂ，
３Ｃとを備えている。

【００１４】また、出力ハウジング部３には、胴部３Ａ
の内側に位置してカバー部３Ｃとの間に、段付筒部３Ｄ
が設けられ、カバー部３Ｃと段付筒部３Ｄとの間には、
後述の油圧モータ１８が回転可能に配設されている。そ
して、段付筒部３Ｄは、カバー部３Ｃの側からカバー部
３Ｂの側に向けて軸方向に延びてその先端側は、後述の
入力歯車４Ａとの干渉を避けるように形成されている。

【００１５】図において４は推進軸であり、この推進軸
４は、ハウジング１の入力ハウジング部２の内部に回転
可能に設けられ、前記プロペラシャフトＰＳと結合され
ている。また、推進軸４には、出力ハウジング部３の胴
部３Ａの内部に延びる先端側に入力歯車４Ａが設けら
れ、この入力歯車４Ａは、後述のリング歯車７に噛合さ
れている。

【００１６】図において５は差動機構であって、カバー
部３Ｂの側に位置して出力ハウジング部３の内部に回転
可能に設けられている。この差動機構５は、遊星歯車機
構Ｇにより構成され、その外殻を成すディファレンシャ
ルケース６の外周側には入力歯車４Ａに噛合された前記
リング歯車７がボルトなどにより固定されている。そし
て、ディファレンシャルケース６は、推進軸４により入
力歯車４Ａおよびリング歯車７を介して回転駆動され、
このとき駆動力は後述のサンギヤ１３とキャリア８とに
より左右の車輪軸１６，１７に分配して伝達される。

【００１７】ここで、差動機構５は、ディファレンシャ
ルケース６の内周に全周に亘って形成された前記遊星歯
車機構Ｇのリングギヤ６Ａと、ディファレンシャルケー
ス６内に相対回転可能に設けられた遊星歯車機構Ｇのキ
ャリア８と、このキャリア８に回転可能に支持されてリ
ングギヤ６Ａに噛合された複数の第１プラネタリギヤ１
０と、これら第１プラネタリギヤ１０に噛合されてキャ
リア８に回転可能に支持された第２プラネタリギヤ１２
と、これら第２プラネタリギヤ１２に噛合されてキャリ
ア８に対して相対回転可能なサンギヤ１３とを備え、こ
のサンギヤ１３は、車輪軸１６と一体回転するようにス
プライン結合されている。したがって、ディファレンシ
ャルケース６の回転は、第１・第２プラネタリギヤ１
０，１２を介してサンギヤ１３に同方向の回転として伝
達される。

【００１８】そして、車両の直進走行時には、ディファ
レンシャルケース６の回転力が遊星歯車機構Ｇのサンギ
ヤ１３とキャリア８に均等に分配され、左右の車輪軸１
６，１７は同一の回転数で回転する。また、車両の旋回
時には、図外の車輪が路面から受ける反力などにより車
輪軸１６，１７の一方が他方よりも速く回転するよう
に、サンギヤ１３とキャリア８には、ディファレンシャ
ルケース６側の回転力が互いに異なる回転比をもって伝
達される。これにより、旋回内側となる車輪は相対的に
低い回転数となり、旋回外側の車輪は相対的に高い回転
数となって、車両のコーナリング性能などを高める差動
機能を発揮する。

【００１９】次に、差動機構５と車輪軸１６，１７との
関係について説明を加えると、サンギヤ１３は、スプラ
イン結合部を介して車輪軸１６に結合され、車輪軸１６
は、サンギヤ１３と一体的に回転する。さらに、車輪軸
１６は、出力ハウジング部３内に挿入されたスプライン
軸部１６Ａを有し、このスプライン軸部１６Ａは、シリ
ンダブロック２５に回り止め状態で連結されている。一
方、キャリア８は、スリーブ１４を介して、前記車輪軸
１６およびシリンダブロック２５を包むように形成され
たモータケース１９と結合されている。

【００２０】前記油圧モータ１８は、出力ハウジング部
３の内部において、差動機構５と左右方向に横並びで併
設されている。この油圧モータ１８は、例えばラジアル
ピストン式の油圧モータで、モータケース１９、シリン
ダブロック２５，ピストン２７および通路ブロック３２
を備え、シリンダブロック２５に形成されたシリンダ２
６に対して油圧ポンプ４０から圧油を給排してピストン
２７に駆動力を与えることにより、モータケース１９と
シリンダブロック２５との間に相対的な回転力を与え、
左右の車輪軸１６，１７に相対的な回転力を付与するも
のである。

【００２１】また、油圧ポンプ４０から油圧モータ１８
に給排する圧油は、方向制御弁４２により方向が切り替
えられ、この方向制御弁４２の切替位置に基づいて左右
の車輪軸１６，１７の相対回転方向を切り替えることが
できるとともに、圧油の給排を停止可能に構成されてい
る。また、油圧ポンプ４０の吐出圧は、圧力可変式のリ
リーフ弁４３により可変に制御され、これにより油圧モ
ータ１８の駆動力を任意に変更することができる。

【００２２】次に、動力配分装置ＰＤの作動について説
明する。エンジンＥを駆動させると、この回転出力は、
プロペラシャフトＰＳから推進軸４を介して差動機構５
のディファレンシャルケース６へと伝わり、ディファレ
ンシャルケース６の回転は、プラネタリギヤ１０，１２
を介してサンギヤ１３に同方向の回転として伝達され
る。また、差動機構５のキャリア８には、各プラネタリ
ギヤ１０，１２の公転が伝達され、これによりキャリア
８もディファレンシャルケース６と同方向に回転する。

【００２３】そして、車両の直進走行時には、ディファ
レンシャルケース６側の回転力が各プラネタリギヤ１
０，１２を介してサンギヤ１３とキャリア８とに均等に
分配され、サンギヤ１３とキャリア８とは同一の回転数
をもって、左右の車輪軸１６，１７を回転駆動するた
め、車両は左右の車輪を通じて走行駆動される。

【００２４】また、車両のステアリング操作（旋回）時
には、左右の車輪が路面から受ける反力などにより車輪
軸１６，１７の一方が他方よりも速く回転するように、
サンギヤ１３とキャリア８にはディファレンシャルケー
ス６側の回転力が互いに異なる回転比をもって伝達さ
れ、これにより旋回内側となる車輪は旋回外側に対して
相対的に低い回転数となって車両のコーナリング性能な
どを高めることができる。

【００２５】ところで、このような差動機構５による左
右の車輪軸１６，１７に対する駆動力配分は、左右の車
輪が路面から受ける反力などに依存しているため、例え
ばスリップの発生時などには駆動力の分配機能を失い、
車両の走行安定性を必ずしも向上できない場合がある。

【００２６】そこで、このような場合に、コントロール
ユニットＣＵは、車両の運転状態を検出する各種センサ
を含むセンサ群ＳＧの検出信号に基づいて方向制御弁４
２およびリリーフ弁４３に制御信号を出力して油圧モー
タ１８に圧油を給排する。これにより油圧モータ１８
は、通路ブロック３２の給排通路３３Ａ，３３Ｂおよび
各油路２８などを介してシリンダブロック２５内の各シ
リンダ２６内に圧油が給排されると、各シリンダ２６内
でピストン２７が往復され、油圧モータ１８のモータケ
ース１９とシリンダブロック２５とは相対回転すること
になる。

【００２７】この結果、左右の車輪軸１６，１７には、
モータケース１９とシリンダブロック２５との相対回転
による回転力が互いに逆向きに付与され、推進軸４から
差動機構５に加えられた駆動力は、油圧モータ１８によ
る回転力に従って左右の車輪軸１６，１７へと積極的に
配分される。そして、このときの駆動力配分により、例
えば、車両において任意の方向にヨーモーメントを発生
させるヨー制御を実行したり、あるいは、後輪ＲＷの左
右の差動を制限するＬＳＤ制御を実行したりすることが
できる。なお、上記ヨー制御およびＬＳＤ制御それ自体
については本発明の特徴とするものではないので詳細な
説明は省略する。

【００２８】本実施の形態にあっては、コントロールユ
ニットＣＵにおいて、上記のヨー制御とＬＳＤ制御との
切り替えの制御である切替制御を特徴とするもので、以
下、これについて説明する。

【００２９】図１のフローチャートは、実施の形態にお
ける切替制御を示すものである。ステップ１０１では、
車輪速度センサ９１が検出する全輪の車輪速度Ｖ１〜Ｖ
４を読み込む。続くステップ１０２では、左右駆動輪の
スリップ率ＳＬ，ＳＲを演算する。このスリップ率Ｓ
Ｌ，ＳＲは、例えば、車輪速度Ｖ１〜Ｖ４などに基づい
て車体速度を求め、この車体速度との比率から得ること
ができる。続くステップ１０３では、横加速度センサ９
２が検出する横加速度Ｇｙを読み込む。

【００３０】次のステップ１０４では、横加速度Ｇｙが
０よりも大であるか否か、すなわち左旋回であるか、右
旋回であるかを判断し、Ｇｙ＞０の場合ステップ１０５
に進んで、内輪スリップ率＝ＳＬとし、一方、Ｇｙ≦０
の場合ステップ１０６に進んで、内輪スリップ率＝ＳＲ
とする。

【００３１】次に、ステップ１０７では、内輪スリップ
率が予め設定された定数ｋよりも大きいか否かの判断、
すなわち特許請求の範囲の内輪スリップ判断を行い、内
輪スリップ率＞ｋの場合はステップ１０８に進んでＬＳ
Ｄ制御を実行し、一方、内輪スリップ率≦ｋの場合はス
テップ１０９に進んでヨー制御を実行する。ここでステ
ップ１０８のＬＳＤ制御の実行が、特許請求の範囲の内
輪スリップ抑制制御に相当し、請求項２に記載の発明に
相当する。そして、ステップ１１０において、ＬＳＤ制
御とヨー制御との選択された方の制御に基づく制御出力
を行う。

【００３２】以上説明した本実施の形態にあっては、外
輪よりも内輪の車輪速度の方が高くなって過度のアンダ
ステア特性となるおそれがある状況では、駆動内輪スリ
ップ率が定数ｋを超えることになって、ステップ１０７
→１０８の流れとなって、左右車輪速度差を小さくする
ＬＳＤ制御に移行する。したがって、内輪スリップ率が
抑えられ、車両挙動を穏やかにすることができるという
効果が得られる。図４は、実施の形態の制御特性図であ
り、内輪と外輪との車輪速度が図４（ａ）において点線
よりも右側に示すように内輪の車輪速度が外輪の車輪速
度よりも高くなるような走行状態では、ＬＳＤ制御が実
行されて内輪の車輪速度が外輪の車輪速度に一致するよ
うに制御される。この結果、加速度に基づいてＬＳＤ制
御に切り替える制御では、（ｂ）において点線で示すよ
うにアンダステア傾向が強くなっていたのに対して、内
輪の車輪速度が高くなったときのみＬＳＤ制御に切り替
える本実施の形態の切替制御にあっては、図示のように
オーバステア特性に保たれ、車両特性が急変することが
なく、車両挙動を穏やかにすることができるという効果
が得られる。なお、ステップ１０１〜１０７の判断に基
づいてＬＳＤ制御を実行する時には、図５に示すよう
に、一定の差動制限力を与えるようにしてもよい。

【００３３】また、旋回時に駆動輪である後輪ＲＷに生
じる横力Ｆｙは、図６（ａ）に示すように、その旋回時
における荷重で決定される摩擦円と、左右輪にそれぞれ
与えられた駆動力Ｆｘにより決定されるもので、通常、
路面に対する接地荷重の高い旋回外輪の横力Ｆｙが旋回
内輪の横力よりも大きく、これにより旋回がスムーズに
なされる。ところが、摩擦円が小さな旋回内輪において
駆動力が過剰となって図６（ｂ）に示すように駆動力Ｆ
ｘが摩擦円の近くになると、横力Ｆｙが急激に小さくな
り、車両挙動が唐突に乱れるおそれがある。そこで、上
述のように、内輪への駆動力を抑えることで、車両挙動
が唐突に乱れるのを抑えることができる。

【００３４】以上、図面に基づいて実施の形態について
説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、実施の形態にあっては、ステップ１０
７の内輪スリップ判断において、内輪スリップ率を定数
ｋと比較する例を示したが、内輪の車輪速度を外輪の車
輪速度と比較するようにしてもよい。この場合、内輪の
車輪速度が外輪の車輪速度よりも所定値以上大きくなっ
たときに内輪スリップ抑制制御を実行するようにしても
よいし、また、この所定値は、車輪速度あるいは車体速
度に比例して変化するようにしてもよい。また、実施の
形態にあっては、内輪スリップ抑制制御として、ＬＳＤ
制御への切替制御を示したが、これに限定されることは
なく、内輪へ伝達する駆動力を低下させる制御を実行す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の駆動力配分制御装置における切替
制御の流れを示すフローチャートである。

【図２】実施の形態の駆動力配分制御装置を示す全体図
である。

【図３】実施の形態の駆動力配分制御装置の要部を示す
断面図である。

【図４】実施の形態の駆動力配分制御装置における制御
指令値特性図である。

【図５】実施の形態の駆動力配分制御装置における制御
指令値特性図である。

【図６】駆動輪の駆動力と横力の説明図である。

【符号の説明】

１ハウジング２入力ハウジング部３出力ハウジング部３Ａ胴部３Ｂカバー部３Ｃカバー部３Ｄ段付筒部４推進軸４Ａ入力歯車５差動機構６ディファレンシャルケース６Ａリングギヤ７リング歯車８キャリア１０プラネタリギヤ１２プラネタリギヤ１３サンギヤ１４スリーブ１６車輪軸１６Ａスプライン軸部１７車輪軸１８油圧モータ１９モータケース２５シリンダブロック２６シリンダ２７ピストン２８各油路３２通路ブロック３３Ａ，３３Ｂ給排通路４０油圧ポンプ４２方向制御弁４３リリーフ弁９１車輪速度センサ９２横加速度センサＣＵコントロールユニットＥエンジンＧ遊星歯車機構ＰＤ動力配分装置ＰＳプロペラシャフトＲＷ後輪ＳＧセンサ群

フロントページの続きＦターム(参考） 3D036 GA05 GB09 GC05 GE04 GG40 GG43 GH17 GJ01 3D042 AA03 AB01 CA01 CA05 CA09 CA18 CB03 3J027 FA34 FA42 FB01 HA01 HB07 HH04 HK02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右の駆動輪の間に設けられて駆動輪に
伝達する駆動力の配分を変更可能な駆動力配分手段と、車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、検出された車両状態量に基づいて前記駆動力配分手段の
作動を制御する制御手段と、を備えた駆動力配分制御装
置において、前記制御手段は、車両状態量検出手段からの入力に基づ
いて内輪スリップ率が過剰であるか否かの内輪スリップ
判断を行い、内輪スリップ率が過剰と判断したときに
は、内輪への駆動力配分を抑える内輪スリップ抑制制御
を実行することを特徴とする駆動力配分制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の駆動力配分制御装置に
おいて、前記制御手段は、前記駆動力配分手段の制御にあたり車
両状態に応じて車両にヨーモーメントを発生させるヨー
制御と、左右駆動輪の差動を制限する差動制限制御と、
これらヨー制御と差動制限制御とを切り替える切替制御
を実行し、かつ、前記内輪スリップ抑制制御として、ヨ
ー制御から差動制限制御に切り替える切替制御を実行す
ることを特徴とする駆動力配分制御装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の駆動力配分制
御装置において、前記制御手段は、内輪スリップ率判断を行うにあたり、
内輪スリップ率が所定値を超えたときに内輪スリップ率
が過剰と判断することを特徴とする駆動力配分制御装
置。
【請求項４】請求項１または２に記載の駆動力配分制
御装置において、前記制御手段は、内輪スリップ率判断を行うにあたり、
内輪の車輪速度が後輪の車輪速度よりも大きい場合に内
輪スリップ率が過剰と判断することを特徴とする駆動力
配分制御装置。