JP2507621B2

JP2507621B2 - 車両用差動制限制御装置

Info

Publication number: JP2507621B2
Application number: JP20255189A
Authority: JP
Inventors: 原平内藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JPH0367725A

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62−110530号公報に記載されている装置が知られて
いる。

この制御装置では、制動操作時にブレーク液圧の増減
制御により車輪ロックを防止するアンチスキッド装置
（アンチロックブレークシステム）の差動時に差動制限
を解除する制御を行なう内容となっている。

（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、アンチスキッド装置の作動時には作動
制限機能を持たないフリーのディファレンシャル機能し
か発揮されないものであった為、左右輪が接する路面で
摩擦係数が異なるスプリットｕ路での急制動時には、低
ｕ路側の車輪ロックを防止するべく低いブレーキ液圧を
各ホイールシリンダに送るアンチロックとなり、制動距
離が長くなってしまうという問題を残していた。

即ち、３センサ・３チャンネルのアンチロックブレー
キシステムでは、低ｕ路側の車輪がロックしないように
ブレーキ液圧が制御され、また、４センサ・３チャンネ
ルのアンチロックブレーキシステムでは、低ｕ路側の車
輪速度をセレクトローにより選択し、ブレーク液圧が制
御される。

一方、前記制動距離が長くなるという問題点を解決し
ょうとしてスプリットｕ路での急制動時でアンチロック
ブレーキシステムが作動時に、大きな作動制限トルクを
付与し、左右輪を直結状態にすると、路面摩擦係数の差
による制動力のアンバランスでヨーモーメントが発生
し、車両挙動変化となってあらわれ、制動安定性が低下
する。

尚、上記問題は、スプリットｕ路での急制動時にドラ
イバーのブレーキペダル操作でブレーキ液圧を各ホイー
ルシリンダに送る場合にも同様に発生する。

そこで、本出願人は、特願昭63−325380号（昭和63年
12月23日出願）において、アンチロックブレーキシステ
ムまたは通常のブレーキのいずれか一方によるブレーキ
作動時であって車速が高速時には、低速時に比べて差動
制限トルクを小さくする車速のみに対応した差動制限ト
ルクを付与することにより、スプリットｕ路での制動性
能を向上させた装置を提案した。

しかし、この先行技術では、スプリットｕ路で十分な制
動安定性が確保できるだけの差動制限力を車速のみに基
づき設定し、スプリットｕ路であるか否かの判別は、特
に行なうことなく、制動時には上記差動制限力を一義的
に差動制限機構に付与する構成となっていた為、実際の
路面が左右輪間に大きなアンバランスがあるスプリット
ｕ路であった時にはブレーキ作動時の制動安定性が得ら
れるが、路面ｕが左右均一であった場合にはブレーキ作
動時、上記差動制限トルクによる旋回時の車両の回頭制
を抑える方向のモーメント（以下アンダーモーメントと
称す）が必要以上に発生してしまい車両が旋回し難くく
なるという問題点があった。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、左右輪間の差動制限トルクを外部からの制御により
付与する車両用差動制限制御装置において、左右均一ｕ
路での車両の回頭制を損なうことなく、スプリットｕ路
での制動安定性と制動距離の短縮化の両立を図ることを
課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために本発明の車両用差動制限制
御装置では、スプリットｕ路であるか否かの対応を左右
輪回転速度差の発生状況により行ない、且つ、付与する
差動制限トルクの最大値を車速により制御する手段とし
た。

即ち、第１図なクレー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、制御外力により差動制限トルク
を発生させる差動制限機構ａと、所定の検出手段ｂ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ｃ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ｂとして、ブレーキ作動時か否かを検
出するブレーキ作動検出手段b₁と、車速を検出する車速
検出手段b₂と、左右輪間の回転速度差を検出する左右輪
回転速度差検出手段b₃を有し、前記差動制限制御手段ｃ
は、ブレーク作動時に、左右輪回転速度差の増加に応じ
て差動制限トルクを増加させ、且つ、その差動制限トル
クの最大値を車速に応じて高速時には低速時に比べて小
さくなる特性で変化させる車速対応の差動制限制御を行
なう手段である事を特徴とする。

（作用）ブレーキ作動検出手段b₁においてブレーキ作動時であ
ると検出された時は、差動制限制御手段ｃにおいて、左
右輪回転速度差検出手段b₃により検出された左右輪回転
速度差の増加に応じて差動制限トルクを増加させ、且
つ、その差動制限トルクの最大値を車速検出手段b₂から
の車速に応じて変化させる差動制限制御が行なわれる。

従って、左右輪の路面グリップ力の差が大きくて左右
輪回転速度差が大きく発生するスプリットｕ路でのブレ
ーク作動時には、左右輪回転速度差に対応する差動制限
トルクは大きな値となるものの、車速に応じた差動制限
トルクの最大値の制限により最適な差動制限トルクが付
与される為、スプリットｕ路での制動安定性が確保され
且つ制動距離の短縮化が図れる。

また、左右輪の路面グリップ力の差が小さくて左右輪回
転速度差の発生が小さな左右均一ｕ路でのブレーキ作動
時には、最大値の制限をほとんど受けることなく左右輪
回転速度差に対応する小さな差動制限トルクが付与され
る為、過度のアンダーモーメントの発生を防止され、旋
回時の車両回頭性が確保される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第２図は外部油圧により作動する多板摩擦クラッチ機
構を備えた後輪駆動車用の差動制限制御装置の全体シス
テム図を示し、ディファレンシャル10、多板摩擦クラッ
チ機構11（差動制限機構）、油圧発生装置12、コントロ
ールユニット13（差動制限制御手段）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）とアクセル開度センサ142と左
輪回転速度センサ144と右輪回転速度センサ145とブレー
キスイッチ146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。

上記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り、スタッドボルト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1
8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、このドライプピニオン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
ぞれ設けられている。

上記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
生させる機構であり、ハウンジング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28,28′、リアクショ
ンプレート29,29′，スライド軸受30,30′、スペーサ3
1,31′、ブッシュロッド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27
a,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28a,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
27,27′を油圧レベルに応じて締結させるもので、一方
の多板摩擦クラッチ27は、締結力がプッシュロッド32→
スペーサ31→スラスト軸受30→リアクションプレート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。

上記油圧発生装置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、チェックバルブ43、第１ドレーン油路4
4、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信号が出力され、停車時等の
差動制限を全く必要としない時は非通電信号が出力され
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ィス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
なうバルブアクチュエータで、コントロールユニット13
からの制御電流値ｉ^＊をバルブソレノイド49が受けて作
動する。

前記圧力スイッチ50は、制御圧油路42の圧力レベルをチ
ェックし、圧力レベルが所定以上の時はスイッチ信号を
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。

上記コントロールユニット13は、車載のマイクロコン
ピュータを主体として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、CPU133、出力回路134
を備えている。

上記車速センサ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ップラレー
ダ式の対他車速計等の検出により車速Ｖを検出し、車速
出力するセンサである。

上記アクセル開度センサ142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を検出する
センサで、アクセル開度信号を出力する。

上記左輪回転速度センサ144及び右輪回転速度センサ1
45は、車軸に設けられたセンサロータに近接して配置さ
れ、磁気や光を利用して車輪回転速度を検出する手段
で、左右輪回転速度差を得る入力情報となる左輪回転速
度V_WL及び右輪回転速度V_WRに相当する信号がそれぞれか
ら出力される。

上記ブレーキスイッチ146は、ブレーキペダル位置に
設けられ、ブレーキ非操作時にはOFF信号、ブレーキ操
作時にはON信号によるブレーキスイッチ信号B_SWを出力
する。

次に、作用を説明する。

第６図はコントロールユニット13での差動制限制御作
動の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステッ
プについて順に説明する。

ステップ60では、車速V,アクセル開度A,左輪回転速度
V_WL,右輪回転速度V_WR,ブレーキスイッチ信号B_SWが読み
込まれる。

ステップ61では、今回読み込まれたアクセル開度Ａ
と、１制御周期あるいは数回前の制御周期で読み込まれ
たアクセル開度A₀と、制御周期時間dtとに基づいてアク
セル開度微分値が次式で計算される。

＝（Ａ−A₀）/dt ステップ62では、左輪回転速度V_WLと右輪回転速度V_WR
とによって左右輪回転速度差ΔV_Wが下記の式で計算され
る。

ΔV_W＝|V_WR−V_WL| ステップ63では、ブレーキスイッチ信号B_SWがON信号
であるかどうか、即ち、通常ブレーキ作動時かどうかが
判断される。

そして、ブレーキスイッチ信号B_SWがOFF信号である場合
には、ステップ64へ進み、ブレーキスイッチ信号B_SWがO
N信号である場合には、ステップ68へ進む。

ステップ64では、アクセル開度微分値A,アクセル開度
Ａ及び車速Ｖと、第7a図，第7b図，第7c図，第7d図に示
すマップに基づいて差動制限トルクT_Cが求められる。

ステップ68では、車速Ｖにより差動制限トルクの最大
値ＴΔVmaxを第８図の特性に従って計算する。

ＴΔVmax＝f₁（Ｖ）ステップ69では、左右輪回転速度差ΔV_Wに応じた差動
制限トルクＴΔＶを第９図の特性に従って計算する。

ＴΔＶ＝f₂（ΔV_W）＝ｋ＊ΔV_W ステップ70では、69で計算された差動制限トルクＴΔ
Ｖが、それぞれステップ66,68de得られた差動制限トル
ク最大値ＴΔVmax未満であるかどうかが判断され、ＴΔ
Ｖ＜ＴΔVmaxである場合には、ステップ71において指令
する差動制限トルクT_cがＴΔＶに設定され、ＴΔＶ≧Ｔ
ΔVmaxである場合には、ステップ72において指令する差
動制限トルクT_cがＴΔVmaxに設定される。

ステップ73では、差動制限トルクT_Cが得られる制御電
流値ｉ^＊が計算され、バルブソレノイド49に出力され
る。

次に、第８図及び第９図に示す各特性について説明す
る。

第８図はブレーキ作動時における差動制限トルクの最
大値特性であって、車速V₂以上の高速時には車速V₁以下
の低速時に比べ差動制限トルクの最大値ＴΔVmaxを小さ
く設定してあるという特徴を持ち、車速V₁〜V₂間は徐々
に最大値ＴΔVmaxを下降させる特性としている。

これは、スプリットｕ路での低速制動時における制動
距離の短縮化と高速制動時における車両挙動安定性との
両立を図るためである。

第９図は左右輪回転速度差ΔV_Wに対する差動制限トル
クＴΔＶの特性であり、左右輪回転速度差ΔV_Wの増加に
応じて差動制限トルクＴΔＶも増加する特性である。

このように、左右輪回転速度差ΔV_wの増加に応じて差
動制限トルクＴΔＶも増加する特性としているのは、左
右輪回転速度差ΔV_wが大きく発生するスプリットｕ路と
左右輪回転速度差ΔV_wの発生が小さい左右均一ｕ路とを
区別するためである。

次に、ブレーキ非差動時とブレーキ作動時における差
動制限制御の作用について説明する。

（イ）ブレーキ非作動時ブレーキを非作動する通常の走行時においては、車速
Ｖ及びアクセル開度Ａに対応した差動制限トルクが得ら
れ、高速走行安定性や高加速走行性が達成されると共に
アクセル開度微分値を制御条件に含めていることで、
急加速時等でアクセル操作速度が速い場合には、高応答
により差動制限制御が行なわれる。

（ロ）ブレーキ作動時スプリットｕ路でブレーキが作動する時には、左右の
路面摩擦係数の差が大きい為、同じブレーキ力が作用し
た場合、大きな左右輪回転速度差ΔV_Wが発生し、主に作
動制限トルクの最大値ＴΔVmaxが付与されることにな
る。

しかし、制動安定性が問題となる高速時には第８図の
特性に示すように差動制限トルクの最大値ＴΔVmaxが小
さく制限される為、スプリットｕ路での旋回制動安定性
が得られる。

尚、スプリットｕ路での制動時であって、ドライバー
の修正操舵能力が高い低車速時には、第８図の特性に示
すように、高車速時に比べて大きな差動制限トルクが付
与されることで、路面グリップ力の大きな高ｕ路側の制
動力が生かされて制動距離の短縮化が図られる。この場
合、左右のアンバランス制動力によりヨーモーメントが
発生することになるが、このヨーモーメントによる車両
挙動の変化は、低車速時でドライバーの修正操舵能力が
高いことで、修正操舵によって十分に補うことが出来
る。

また、左右均一ｕ路でのブレーキ作動時には、左右の
路面摩擦係数の差が小さい為、同じブレーキ力の作用に
対し左右輪回転速度差ΔV_wが小さくしか発生せず、作動
制限トルクの最大値ＴΔVmaxにかかわらず、第９図に示
す特性に従って小さな差動制限トルクが付与されること
になる。

従って、左右均一ｕ路での旋回中にブレーキが作動す
ることにより過度のアンダーモーメントが発生すること
がなく、旋回時の車両回頭性が確保される。

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い。

例えば、実施例では、ブレーキ作動の検知をブレーキ
スイッチにより行なう例を示したが、アンチロックブレ
ーキシステムを搭載した車の場合には、該、システムの
作動状態を示す信号をブレーキ作動検知信号とし、該信
号が出力された時に、前記と同様の車速対応差動制限制
御を行なうような適応例であっても良い。

また、ブレーキ非作動時での通常差動制限制御は、実
施例の制御内容に限られるものではなく、左右輪回転速
度差等のように他の走行条件により制御するものであっ
ても良い。

また、実施例では、差動制限機構として、差動装置と
差動制限クラッチとを組合わせた例を示したが、差動装
置を省略し、左右輪のそれぞれに差動及び差動制限機能
をもたせたクラッチを設けた差動制限機構に適応するこ
とも出来る。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明にあっては、左右輪
間の差動制限トルクを外部からの制御により付与する車
両用差動制限装置において、スプリットｕ路であるか否
かの対応を左右輪回転速度差の発生状況により行ない、
且つ、付与する差動制限トルクの最大値を車速により制
御する手段とした為、左右均一ｕ路での車両回頭性を損
なう事なくスプリットｕ路での制動安定性と制動距離の
短縮化の両立を図るこの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
体システム図、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差動制限制御作動の流れを示す
フローチャート、第7a図，第7b図，第7c図、第7d図はブ
レーキ非作動時の差動制限制御特性マップ図、第８図は
ブレーキ作動時の車速対応差動制御トルク最大特性図、
第９図は左右輪回転速度差に対する差動制限トルク特性
図である。ａ……差動制限機構ｂ……検出手段 b₁……ブレーキ作動検出手段 b₂……車速検出手段 b₃……左右輪回転速度差検出手段ｃ……差動制限制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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指導制限機構と、所定
の検出手段からの信号に基づき差動制御トルクを増減制
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、ブレーキ作動時か否かを検出する
ブレーキ作動手段と、車速を検出する車速検出手段と、
左右輪間の回転速度差を検出する左右輪回転速度検出手
段を有し、前記差動制限制御手段は、ブレーキ差動時に、左右輪回
転速度差の増加に応じて差動制限トルクを増加させ、且
つ、その差動制限トルクの最大値を車速に応じて高速時
には低速時に比べて小さくなる特性で変化させる車速対
応の差動制限制御を行なう手段である事を特徴とする車
両用差動制限制御装置。