JP2830944B2 - 車両用駆動系クラッチ制御装置 - Google Patents

車両用駆動系クラッチ制御装置

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JP2830944B2 JP2104641A JP10464190A JP2830944B2 JP 2830944 B2 JP2830944 B2 JP 2830944B2 JP 2104641 A JP2104641 A JP 2104641A JP 10464190 A JP10464190 A JP 10464190A JP 2830944 B2 JP2830944 B2 JP 2830944B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置や、自動車
の差動装置等に用いられ、前後輪または左右輪への駆動
力配分を変更する駆動系クラッチのクラッチ締結力を制
御する車両用駆動系クラッチ制御装置に関する。
（従来の技術） 従来の車両用差動制限クラッチ制御装置としては、例
えば、特開昭63−71428号（特願昭61−217654号）公報
に記載されている装置が知られている。
この従来出典には、加速状態の入力情報のみで差動制
限力を制御する場合には、路面摩擦係数が変化すること
への対応性が無い為、横加速度を路面摩擦係数の間接情
報として取り込み、加速操作量に比例するクラッチ締結
力Taと横加速度（横向加速度，求心加速度と同義）に比
例するクラッチ締結力TYGを個別に求め、その和をクラ
ッチ締結力Ｔとする内容が示されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来装置において、高横加速度旋
回時に内輪にホイールスピンを抑えて旋回加速性を高め
るために、クラッチ締結力Ｔを大きくして高差動制限量
を付与しようとする場合には、クラッチ締結力TYGを大
きくするか、クラッチ締結力Taを大きくするかの２通り
の手法があるが、いずれの手法を採っても下記に述べる
ような問題が残る。
横加速度YGの発生に対しクラッチ締結力TYGを大き
くすると、コーナ進入時に必要以上に高いクラッチ締結
力Ｔが付与されたアンダーステアが大きくなって回頭性
に劣るし、また、高横加速度旋回の途中でアクセルOFF
操作をした場合にはタックアウト現象が出てしまう。
加速操作量に対しクラッチ締結力Taを大きくする
と、直進加速時にも大きな差動制限が行なわれる為、ス
プリットμ路で尻振りが発生したり、不必要に油圧のON
−OFF回数が上がり、油圧の作動頻度が増加する。
本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、差動制限力や前後輪駆動力配分を制御する車両用駆
動系クラッチ制御装置において、コーナ進入時のアンダ
ーステア発生の防止，スプリットμ路での尻振り防止及
びクラッチ作動頻度の減少を達成しながら、高横加速度
旋回時に旋回加速性の向上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の本発明の車両用駆動系クラ
ッチ制御装置では、第１図のクレーム対応図に示すよう
に、エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪に分配伝
達する動力分割装置１と、該動力分割装置１の駆動入力
部と駆動出力部との間に設けられ、制御外力により伝達
トルクを発生させる駆動系クラッチ手段２と、車両状態
を検出する所定の検出手段３からの入力信号に基づきク
ラッチ締結力を増減制御するクラッチ制御手段４と、を
備えた車両用駆動系クラッチ制御装置において、 前記検出手段３として、加速操作検出手段301と横加
速度検出手段302とを含み、 前記クラッチ制御手段４は、検出された加速操作量と
加速操作速度の少なくとも一方を加速操作状態値とし、
この加速操作状態値に対するクラッチ締結力の増加割合
を高横加速度であるほど大きく設定したクラッチ締結力
特性に基づいてクラッチ締結力を演算する加速操作状態
対応クラッチ締結力演算部と、横加速度検出値が高横加
速度であるほど大きなクラッチ締結力とする横加速度対
応クラッチ締結力演算部と、加速操作状態対応クラッチ
締結力と横加速度対応クラッチ締結力との和により指令
クラッチ締結力を求める指令クラッチ締結力演算部と、
指令クラッチ締結力を得る制御指令を出力する制御出力
部とを有する手段であることを特徴とする。
（作 用） 例えば、駆動系クラッチ手段２が差動制限クラッチで
ある場合、高横加速度による加速旋回時の作用を説明す
る。
コーナ進入時には、アクセルオフ操作が行なわれる
為、加速操作状態対応クラッチ締結力はほぼゼロとな
り、横加速度対応クラッチ締結力のみによる指令クラッ
チ締結力となり、差動制限力はほとんど付与されない。
従って、コーナ進入時に高い差動制限力を付与すること
によるアンダーステアの発生が無い。
そして、旋回途中で、アクセル急踏みによる加速操作
を行なうと、加速操作が急操作であるのに加え、高横加
速度の発生によりクラッチ締結力特性の増加割合も大き
な値となる為、指令クラッチ締結力は、加速操作状態対
応クラッチ締結力と横加速度対応クラッチ締結力との和
により与えられ、差動制限力が急激が高められる。
そして、時間の経過に伴って加速操作量が大きくなれ
ば、、クラッチ締結力の増大に伴って大きな差動制限力
が作用することで内輪ホイールスピンが防止され、加速
性能が向上する。
また、氷雪路等のスプリットμ路直進走行時には、横
加速度が小さく発生する為、急加速操作を行なってもク
ラッチ締結力特性の増加割合を小さいことからクラッチ
締結力が大きく作用せず、尻振り現象が発生することが
無い。また、横加速度が小さい直進加速時には、アクセ
ルON−OFF操作を繰り返してもクラッチ締結力の変化が
小さ為、油圧変動も小さく、旋回加速性を高めるために
加速操作量対応クラッチ締結力を大きくする場合に比べ
て油圧作動頻度が減少する。
尚、駆動系クラッチ手段２が、クラッチ締結力により
前後輪の一方にエンジン駆動力を伝達する駆動力配分ク
ラッチである場合も同様である。
（実施例） 以下、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手段を備えた車両用差動制限制
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（動力分割装置）10、多板摩擦クラッチ手段（駆動系
クラッチ手段）11、油圧発生装置12、コントロールユニ
ット（クラッチ制御手段）13、入力センサ14（検出手
段）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。
この差動装置10は、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21,2
1′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。
多板摩擦クラッチ手段11は、前記差動装置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
ラッチ締結力が付与され、差動制限トルクを発生する手
段である。
この多板摩擦クラッチ手段11は、ハウジング16及びデ
ィファレンシャルケース18内に納められていて、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′，スラスト軸受30,30′、スペー
サ31,31′、プッシュロッド32、油圧ピストン33、油室3
4、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（駆動入力部）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（駆動出力
部）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29,2
9′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、その嵌合部は、第３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、トルク比例式差動制限手段のように、左
右輪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、第４図に示すように、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、ポンプ圧油路42、ドレーン油路43、制
御圧油路44と、バルブアクチュエータとしてバルブソレ
ノイド45を有する電磁比例減圧バルブ46を備えている。
前記電磁比例減圧バルブ46は、油圧ポンプ40からポン
プ圧油路42を介して供給されるポンプ圧の作動油を、コ
ントロールユニット13からの制御電流信号（ｉ）によ
り、指令電流値ｉの大きさに比例した制御油圧Ｐに圧力
制御をし、制御圧油路44から油圧ポート35及び油室34へ
制御油圧Ｐを送油するバルブアクチュエータで、制御電
流信号（ｉ）は電磁比例減圧バルブ46のバルブソレノイ
ド45に対して出力される。
尚、制御油圧Ｐと作動制動力Ｔとは、 Ｔ∝Ｐ・μ・ｎ・ｒ・Ａ n;クラッチ枚数 r;クラッチ平均半径 A;受圧面積 の関係にあり、差動制限力Ｔは制御油圧Ｐに比例する。
コントロールユニット13は、車載のマイクロコンピュ
ータを中心とする制御回路で、入力インタフェース回路
131、メモリ132、CPU（セントラル．プロセンシング．
ユニット）133、出力インタフェース回路134を備えてい
る。
前記コントロールユニット13への入力センサ類14とし
ては、横加速度センサ141、アクセル開度センサ142が設
けられている。
前記横加速度センサ141は横加速度YGに応じた検出信
号を出力し、また、アクセル開度センサ142はアクセル
開度Ａに応じた検出信号を出力する。
次に、作用を説明する。
第５図はコントロールユニット13で所定の制御周期に
より行なわれる差動制限制御処理作動の流れを示すフロ
ーチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップ101では、アクセル開度Ａ及び横加速度YGが
読み込まれる。
ステップ102では、アクセル開度時間変化率が下記
の式により計算される。
Δt;制御周期 An;今回のアクセル開度 An-1;1制御周期前のアクセル開度 ステップ103では、アクセル開度Ａと横加速度YGによ
りアクセル操作量対応クラッチ締結力Taが求められる
（加速操作状態対応クラッチ締結力演算部に相当）。
即ち、第７図に示すKa−YG特性により横加速度YGから
高横加速度であるほど大きな値による制御ゲインKaが求
められ、次に、第６図のTa−Ａ特性を制御ゲインKaによ
り確定しておいて、アクセル開度Ａの大きさに比例した
値で与えられるアクセル操作量対応クラッチ締結力Taが
求められる。
ここで、第６図及び第７図に示す特性を数式化した次
式によりアクセル操作量対応クラッチ締結力Taを求める
ようにしても良い。
Ta＝ｆ（A,YG） ＝min｛max（Ｋ′・（YG−YO）,Kamin）,kamax｝ x max｛（Ａ−AO）,0｝ ステップ104では、アクセル開度時間変化率と横加
速度YGにより加速操作対応クラッチ締結力Ｔが求めら
れる（加速操作状態対応クラッチ締結力演算部に相
当）。
即ち、第９図に示すＫ−YG特性により横加速度YGか
ら高横加速度であるほど大きな値による制御ゲインＫ
が求められ、次に、第８図のＴ−特性を制御ゲイン
Ｋにより確定しておいて、アクセル開度時間変化率
の大きさに比例した値で与えられる加速操作対応クラッ
チ締結力Ｔが求められる。ここで、第８図及び第９図
に示す特性を数式化した次式により加速操作対応クラッ
チ締結力Ｔを求めるようにしても良い。
Ｔ＝ｆ（,YG） ＝min｛max（Ｋ″・（YG−Y1）,0,kmax）｝ xmax｛（−１）,0｝ ステップ105では、横加速度YGにより横加速度対応ク
ラッチ締結力TYGが求められる（横加速度等クラッチ締
結力演算部に相当）。
その特性は第10図のTYG−YG特性または下記の式に従
う。
TYG＝ｆ（YG） ＝min｛max（Ｋ・（YG−Y2）,0）,TYGmax）｝ ステップ106では、上記各ステップ103,104,105で求め
た各クラッチ締結力Ta,T,TYGの和により指令クラッチ
締結力Ｔを計算する（指令クラッチ締結力演算部に相
当）。
Ｔ＝Ta＋Ｔ＋TYG ステップ107では、指令クラッチ締結力Ｔを発生させ
る油圧Ｐとなるように、電磁比例減圧バルブ46のバルブ
ソレノイド45に対して制御電流信号ｉが出力される（制
御出力部に相当）。
次に、実施例装置が適用された車両での各走行パター
ンにおける作用を説明する。
（イ）高横加速度加速旋回時 高横加速度による加速旋回時であって、コーナ進入時
には、アクセルオフ操作が行なわれる為、指令クラッチ
締結力Ｔは、アクセル操作量対応クラッチ締結力TaはTa
≒０で、加速操作対応クラッチ締結力ＴはＴ≒０と
なり、ほぼ横加速対応クラッチ締結力TYGのみによるク
ラッチ締結力、つまり、Ｔ＝TYGとなり、差動制限力は
ほとんど付与されない。従って、コーナ進入時に高い差
動制限力を付与することによるアンダーステアの発生が
無い。
そして、旋回途中で、アクセル急踏みによる加速操作
を行なうと、加速操作が急操作でありアクセル開度時間
変化率が非常に大きくなるのに加え、横加速YGも高横
加速度が発生している状態であり制御ゲインＫも大き
な値となる為、指令クラッチ締結力ＴはＴ＝Ｔ＋TYG
となり、クラッチ締結力（差動制限力）が急激に高めら
れる。
そして、時間の経過に伴なってアクセル開度Ａが大き
くなれば指令クラッチ締結力Ｔ＝Ta＋Ｔ＋TYGで与え
られる。
従って、クラッチ締結力の増大に伴なって大きな差動
制限力が作用することで内輪ホイールスピンが防止さ
れ、加速性能が向上する。
（ロ）直進走行時 氷雪路等のスプリットμ路直進走行時には、横加速度
YGが小さく発生する為、急加速操作を行なってもクラッ
チ締結力が大きく作用せず、尻振り現象が発生すること
が無い。
また、横加速度YGの小さい直進加速時には、アクセル
ON−OFF操作を繰り返してもクラッチ締結力の変化が小
さい為、油圧変動も小さく、旋回加速性を高めるために
加速操作量対応クラッチ締結力を大きくする場合に比べ
て油圧作動頻度が減少する。
以上説明してきたように、実施例の車両用差動制限制
御装置にあっては、指令クラッチ締結力ＴをＴ＝Ta＋Ｔ
＋TYGで与え、アクセル開度Ａが大きくアクセル開度
時間変化率が大きく、横加速度YGが大きいほど大きな
クラッチ締結力を付与すると共に、各制御ゲインKa,K
,KYGを横加速度YGが大きくなるほど大きくする装置と
した為、コーナ進入時のアンダーステア発生の防止，ス
プリットμ路での尻振り防止及びクラッチ作動頻度の減
少を達成しながら、高横加速度旋回時に旋回加速性の向
上を図ることが出来る。
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変更等があっても
本発明に含まれる。
例えば、実施例では、左右駆動輪の差動を制限する作
動制限クラッチの制御例を示したが、例えば特願昭59−
276048号に図示される様な四輪駆動車の前後輪に駆動力
を配分する駆動力配分クラッチのクラッチ締結力制御装
置に適用することがでる。
即ち、高横加速度による加速旋回時であって、コーナ
進入時には、クラッチ締結力をほとんど付与しないと、
駆動力配分が後輪駆動側となり、オーバステアモーメン
トにより旋回回頭性が確保されるし、旋回途中でクラッ
チ締結力を増大して駆動力配分を４輪駆動側とすると、
エンジン駆動力が４輪に分担されて駆動輪スリップが減
少し、旋回加速性が向上する。
また、実施例では、アクチュエータとして、電磁比例
減圧バルブを示したが、開閉の電磁バルブ等を用い、制
御信号をデューティ信号にして油圧制御を行なうような
例であっても、また、電磁クラッチ等の他のクラッチ手
段としても良い。
（発明の効果） 以上説明していたように、本発明にあっては、差動制
限力や前後輪駆動力配分を制御する車両用駆動系クラッ
チ制御装置において、検出された加速操作量と加速操作
速度の少なくとも一方を加速操作状態値とし、この加速
操作状態値に対するクラッチ締結力の増加割合を高横加
速度であるほど大きく設定したクラッチ締結力特性に基
づいてクラッチ締結力を演算する加速操作状態対応クラ
ッチ締結力演算部と、横加速検出値が高横加速度である
ほど大きなクラッチ締結力とする横加速度対応クラッチ
締結力演算部と、加速操作状態対応クラッチ締結力と横
加速度対応クラッチ締結力との和により指令クラッチ締
結力を求める指令クラッチ締結力演算部と、指令クラッ
チ締結力を得る制御指令を出力する制御出力部とを有す
るクラッチ制御手段とした為、コーナ進入時のアンダー
ステア発生の防止，スプリットμ路での尻振り防止及び
クラッチ作動頻度の減少を達成しながら、加速直進走行
時の挙動安定性と高横加速度加速旋回時の旋回安定性と
の両立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図は本発明の車両用駆動系クラッチ制御装置を示す
クレーム対応図、第２図は本発明実施例装置の差動制限
手段を内蔵した差動装置を示す断面図、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
ユニットで行なわれる差動制限制御処理作動の流れを示
すフローチャート、第６図はアクセル開度に対するアク
セル操作量対応クラッチ締結力特性図、第７図は横加速
度に対する制御ゲイン特性図、第８図はアクセル開度時
間変化率に対する加速操作対応クラッチ締結力特性図、
第９図はは横加速度に対する制御ゲイン特性図、第10図
は横加速度に対する横加速度対応クラッチ締結力特性図
である。 １……動力分割装置 ２……駆動系クラッチ手段 ３……検出手段 301……加速操作検出手段 302……横加速度検出手段 ４……クラッチ制御手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪
    に分配伝達する動力分割装置と、該動力分割装置の駆動
    入力部と駆動出力部との間に設けられ、制御外力により
    伝達トルクを発生させる駆動系クラッチ手段と、車両状
    態を検出する所定の検出手段からの入力信号に基づきク
    ラッチ締結力を増減制御するクラッチ制御手段と、を備
    えた車両用駆動系クラッチ制御装置において、 前記検出手段として、加速操作検出手段と横加速度検出
    手段とを含み、 前記クラッチ制御手段は、検出された加速操作量と加速
    操作速度の少なくとも一方を加速操作状態値とし、この
    加速操作状態値に対するクラッチ締結力の増加割合を高
    横加速度であるほど大きく設定したクラッチ締結力特性
    に基づいてクラッチ締結力を演算する加速操作状態対応
    クラッチ締結力演算部と、横加速度検出値が高横加速度
    であるほど大きなクラッチ締結力とする横加速度対応ク
    ラッチ締結力演算部と、加速操作状態対応クラッチ締結
    力と横加速度対応クラッチ締結力との和により指令クラ
    ッチ締結力を求める指令クラッチ締結力演算部と、指令
    クラッチ締結力を得る制御指令を出力する制御出力部と
    を有する手段であることを特徴とする車両用駆動系クラ
    ッチ制御装置。
JP2104641A 1990-04-20 1990-04-20 車両用駆動系クラッチ制御装置 Expired - Fee Related JP2830944B2 (ja)

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