JP2882219B2 - 車両用差動制限制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、左右の車輪や前後の
車輪の差動回転を制限する差動制限装置に関し、特にそ
の差動制限力を制御する差動制限制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】車両の円滑な走行および旋回を行うため
に、左右輪や前後輪の差動回転を行わせる差動装置が使
用されていることは周知のとおりである。差動装置によ
って差動回転を行わせる必要のある車輪は駆動輪である
から、その差動制限を行った場合には、各車輪の駆動ト
ルクが変化し、車両の旋回性に影響を及ぼす。例えば、
後輪駆動車の旋回時に、左右輪の差動制限を強めれば、
旋回内輪による駆動作用が増大する一方、旋回外輪の制
動作用が強くなるから、ヨーを抑制する方向のモーメン
トが生じ、アンダーステア傾向が強くなる。

【０００３】このような差動制限に伴うステア特性の変
化を利用して車両の旋回性を向上させる装置が、特開昭
６２−１９８５２２号公報に記載されている。この装置
は、実ヨーレートと目標ヨーレートとを比較し、実ヨー
レートが目標ヨーレートに一致するよう差動制限力を制
御するものであって、実ヨーレートが目標ヨーレートよ
り大きくなった場合には、差動制限力を高めてオーバー
ステア傾向を抑制することとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように左右輪
の差動制限力を高めた場合、一般的な傾向としてアンダ
ーステア傾向となるが、これは、旋回中に左右輪がある
程度以上のグリップ力を維持していることを条件として
成り立つ。すなわち旋回時の遠心力のために旋回内輪に
かかる荷重が小さくなったり、あるいは旋回内輪側の路
面μ（摩擦係数）が小さいなどの場合、差動制限を行う
ことによって旋回内輪がスリップし、それに伴って旋回
外輪の駆動トルクが大きくなるので、差動制限を行うこ
とによってオーバーステア傾向が強くなってしまう。

【０００５】このような場合、上述した従来の装置で
は、差動制限を強めてしまうから、オーバーステア傾向
を抑制することができない。そこで旋回内輪がスリップ
して横力を失うような状態で実ヨーレートが目標ヨーレ
ートよりも大きくなった場合には、上述した装置とは反
対に、差動制限を弱めることが考えられる。しかしなが
ら差動制限を弱くすれば、グリップ力の充分にある外輪
に与えるトルクを下げることになるから、オーバーステ
ア傾向を抑えることができるものの、車両全体としての
駆動力が弱くなって加速性能が劣るものとなってしま
う。また差動制限を強めることにより、あるいは弱める
ことにより、オーバーステア傾向を一律に抑えるとすれ
ば、運転者がオーバーステア気味の走行を望んでアクセ
ル操作などを行っても、運転者の意図する走行を行うこ
とができなくなってしまう不都合がある。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、車両の走行安定性と運転者の意図する走行との両
立を図ることのできる差動制限装置を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、図１に示す構成としたことを特徴と
するものである。すなわちこの発明は、差動回転を制限
する差動制限装置１による差動制限力を、実ヨーレート
と目標ヨーレートとの偏差に基づいて制御する車両用差
動制限制御装置において、実ヨーレートと目標ヨーレー
トとの偏差を求めるヨーレート偏差検出手段２と、実ヨ
ーレートと目標ヨーレートとの偏差が所定の境界値以下
の場合には実ヨーレートが目標ヨーレートより大きいほ
ど差動制限力を大きくし、かつ実ヨーレートと目標ヨー
レートとの偏差が前記境界値より大きい場合には実ヨー
レートが目標ヨーレートより大きいほど差動制限力を小
さくする差動制限力決定手段３と、機関の出力の大きさ
を検出する機関出力検出手段４と、前記境界値を機関出
力に応じた値に設定する境界値設定手段５と、前記差動
制限力決定手段３で決定された差動制限力を達成するよ
う前記差動制限装置１に指示信号を出力する出力手段６
とを具備していることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明における差動制限力は、ヨーレート偏
差に基づいて差動制限力決定手段３によって決定され
る。すなわち実際に生じている実ヨーレートと車速や舵
角等に基づいて求まる目標ヨーレートとの偏差が、ヨー
レート偏差検出手段２によって求められ、その偏差が所
定の境界値以下であれば、実ヨーレートが目標ヨーレー
トより大きいほど差動制限力は大きい値に決定される。
これとは反対にヨーレート偏差が境界値より大きい場合
には、実ヨーレートが目標ヨーレートより大きいほど差
動制限力は小さい値に決定される。そして前記境界値
は、機関出力検出手段４によって検出された機関出力に
応じた値、例えばスロットル開度に応じて大きくなる値
に基づいて境界値設定手段５によって設定される。そし
て差動制限力決定手段３によって決定された差動制限力
を達成するよう出力手段６が差動制限装置１に指示信号
を出力する。

【０００９】ヨーレート偏差は旋回初期よりも旋回後期
ほど大きくなるのが一般的な傾向であり、したがってこ
の発明の装置では、アクセルペダルを踏み込んでスロッ
トル開度を大きくしてあれば、境界値が大きくなるの
で、ヨーレート偏差がかなり大きくなるまで境界値を越
えず、そのため旋回後期においても差動制限力を大きく
するから、運転者の意図するオーバーステア気味の加速
性のある走行を実現できる。これとは反対にスロットル
開度が小さいことに伴って境界値が小さい値であれば、
ヨーレート偏差がある程度大きくなると境界値を越えて
しまい、その結果、差動制限力を弱くするから、ヨーレ
ート偏差の大きくなる旋回後期において旋回外輪の駆動
トルクの増大が抑えられてアンダーステア傾向となる。

【００１０】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいてより具体
的に説明する。図２はこの発明の一実施例を示すブロッ
ク図であり、ここに示す例は、左右の後輪１０，１１を
フロント側に搭載したエンジン１２によって駆動するＦ
Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ）車にこの発明を
適用した例であり、プロペラシャフト１３は差動制限機
構を内蔵した差動装置１４を介して、左右の後輪車軸１
５，１６に連結されている。

【００１１】その差動装置１４としては、従来知られて
いる差動装置を使用することができ、その一例を図示す
れば図３のとおりであって、プロペラシャフト１３から
動力を伝達するためのリングギヤ１７を取付けたデフケ
ース１８の内部に、リングギヤ１７の軸線に対して直交
する方向に軸線を向けて配置したピニオンギヤ１９が保
持されており、さらにこのピニオンギヤ１９に噛合する
左右一対のサイドギヤ（図では一方のサイドギヤのみを
示す）２０が設けられている。このサイドギヤ２０に
は、シャフト２１の一端部がスプライン嵌合し、またそ
のシャフト２１の他端部にはスリーブ２２がスプライン
嵌合しており、さらにそのスリーブ２２の外周部には、
複数の摩擦板２３がスプライン嵌合している。

【００１２】一方、前記シャフト２１の外周に伝達部材
２４が相対回転自在に嵌合されており、その伝達部材２
４の一端部は、デフケース１８にスプライン嵌合し、ま
た他方の端部は前記摩擦板２３より大径の円筒状に形成
されるとともに、摩擦板２３に対して交互に配列した他
の摩擦板２５が、前記大径の円筒状部分の内周面にスプ
ライン嵌合されている。さらにこれらの摩擦板２３，２
５と同一軸線上にピストン２６が配置されており、その
ピストン２６の背面側の油圧室２７に差動制限油圧を供
給することにより、摩擦板２３，２５が押圧されて摩擦
接触し、その結果、デフケース１８とサイドギヤ２０と
の間でトルク伝達されて、差動制限が行われるようにな
っている。すなわちここに差動制限クラッチ２８が形成
されている。

【００１３】上記の油圧室２７に対して差動制限油圧を
給排するための油圧装置２９と、その油圧を制御する油
圧制御装置３０とが設けられている。図４は油圧装置２
９の主要部分を示しており、リザーバタンク３１からオ
イルを汲み上げて加圧するポンプ３２の吐出口にはリリ
ーフ弁３３が接続されている。またこの吐出口には逆止
弁３４を介して電流制御減圧弁３５が接続され、さらに
逆止弁３４と電流制御減圧弁３５との間にアキュームレ
ータ３６が接続されている。したがってリリーフ弁３３
とアキュームレータ３６とによって定まる一定油圧が電
流制御減圧弁３５に供給されるようになっている。

【００１４】電流制御減圧弁３５は、電流値に応じて出
力圧を変えるものであって、電流値に比例して出力圧を
増大させるよう構成されており、その出力ポートが前記
油圧室２７に接続されている。したがって差動制限クラ
ッチ２８の付加油圧は制御電流Ｉに比例し、その特性の
一例を図示すれば図５のとおりである。また油圧制御装
置３０は、この電流制御減圧弁３５の電流を制御するも
のであって、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装
置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）ならびに入出力インターフェース
を主体に構成されている。そして油圧制御装置３０に
は、操舵角センサー３７やヨーレートセンサー３８、車
速センサー３９、スロットル開度センサー４０などが接
続されている。油圧制御装置３０はこれらのセンサーな
どから入力されるデータに基づいて、設定するべき付加
油圧Ｐを演算し、その油圧Ｐとなる電流値をマップとし
て記憶してある図５の特性線から求めて、前述した電流
制御減圧弁３５に出力するようになっている。

【００１５】つぎに上述した装置の作用を図６のフロー
チャートに従って説明する。まず車速Ｖを読み込み（ス
テップ１００）、その車速Ｖに応じた差動制限クラッチ
２８への付加油圧Ｐをマップに基づいて決定する（ステ
ップ１０１）。そのマップの一例を示せば図７に示すと
おりであり、所定の車速までは付加油圧Ｐを一定圧と
し、それ以上の車速では、車速の増加に伴って低い油圧
とするよう設定されている。付加油圧Ｐの決定につづけ
て舵角δを読み込み（ステップ１０２）、その舵角δと
車速Ｖとから目標ヨーレートγ0 を算出する（ステップ
１０３）。この目標ヨーレートγ0 は、舵角δと車速Ｖ
との積として求めることができるが、これ以外に、スタ
ビリティファクターおよびホイールベースをも含む演算
式によって求めることができる。

【００１６】ステップ１０４では、実際に生じているヨ
ーレート（実ヨーレート）γを読み込み、この実ヨーレ
ートγと目標ヨーレートγ0 との偏差Δγを Δγ＝（γ0 −γ）・γ の式で求める。なおここで、偏差Δγとして目標ヨーレ
ートγ0 と実ヨーレートγとの差と、実ヨーレートγと
の積を採っているのは次の理由による。すなわちヨーレ
ートは方向性のあるパラメータであるうえに、偏差Δγ
もアンダーステア傾向とオーバーステア傾向とを正
（＋）、負（−）の符号で表すことになるから、上述の
ように積を採れば、左旋回時および右旋回時のいずれで
あっても、アンダーステア傾向のときは正の値になり、
また反対にオーバーステア傾向のときには負の値にな
る。

【００１７】つぎにスロットル開度θを読み込み（ステ
ップ１０６）、そのスロットル開度θに応じた境界値Δ
γmax と勾配値Ｋγとをマップから求める（ステップ１
０７）。境界値Δγmax の値を決めているマップは図８
のとおりであり、所定のスロットル開度までは一定値と
され、それ以上のスロットル開度では、スロットル開度
の増大に応じて大きい値に設定されている。また勾配値
Ｋγは、後述する補正油圧Ｐγをヨーレート偏差Δγの
絶対値の増大に応じて低減制御する際の低下勾配を規定
するためのものであり、その値を決めているマップの一
例は図９のとおりである。すなわち所定のスロットル開
度まではスロットル開度の増大に伴って次第に小さい値
となり、所定以上のスロットル開度では“０”に設定さ
れている。

【００１８】そして上記の境界値Δγmax と勾配値Ｋγ
とをパラメータとして含むマップに基づいて補正油圧Ｐ
γを求める（ステップ１０８）。この補正油圧Ｐγは、
図７に示す付加油圧Ｐに加えられる圧力であり、そのマ
ップの一例は、図１０に示すように、横軸にヨーレート
偏差Δγをとり、縦軸に補正油圧Ｐγをとったものであ
り、ヨーレート偏差Δγが負の値となるオーバーステア
傾向の場合には、所定のヨーレート偏差までは補正油圧
Ｐγを“０”に設定し、それ以上のヨーレート偏差では
ヨーレート偏差Δγの増大に応じて補正油圧Ｐγを大き
くし、そしてヨーレート偏差Δγが境界値Δγmax を越
えた場合には、スロットル開度θに応じて決められた勾
配値Ｋγでヨーレート偏差Δγに応じて低くなるように
補正油圧Ｐγが設定されている。ステップ１０９では、
このようにして求められた補正油圧Ｐγを図７で求まる
付加油圧Ｐに加えた圧力を目標付加油圧Ｐとして採用
し、その圧力となる制御電流値Ｉを図５のマップから求
め（ステップ１１０）、その制御電流Ｉを出力する（ス
テップ１１１）。

【００１９】したがって上述した装置では、実ヨーレー
トγが目標ヨーレートγ0 より大きくなるオーバーステ
ア傾向の場合、ヨーレート偏差Δγが境界値Δγmax 以
下であれば、ヨーレート偏差Δγの増大に応じて補正油
圧Ｐγが高くなり、その結果、差動制限クラッチ２８に
供給される油圧が高くなって差動制限力が大きくなる。
すなわち旋回初期などのヨーレート偏差Δγが小さい状
態では、差動制限力がオーバーステア傾向の増大に応じ
て大きくなるから、ヨーを抑制するモーメントが大きく
なってオーバーステア傾向が弱められる。またヨーレー
ト偏差Δγが更に大きくなって境界値Δγmax を越えた
場合には、ヨーレート偏差Δγの増大に応じて補正油圧
Ｐγが勾配値Ｋγで低下し、その結果、ヨーレート偏差
Δγが大きくなるほど付加油圧Ｐすなわち差動制限力が
小さくなる。この状態では、旋回時の遠心力により旋回
内輪がスリップし易い状態になっているので、差動制限
力を弱くして旋回外輪の駆動トルクの増大を抑えること
により、オーバーステア傾向がアンダーステア傾向に是
正される。

【００２０】そして上記の境界値Δγmax は、スロット
ル開度θの増大に応じて大きくなるよう設定されている
から、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んで高い
加速性およびオーバーステア傾向のステア特性の走行を
求めている場合には、前記境界値Δγmax が大きくなる
ことにより、オーバーステア傾向でしかもヨーレート偏
差Δγがかなり大きい状態であっても付加油圧Ｐを高く
して差動制限力を大きくするから、旋回外輪の駆動トル
クが大きくなって高い加速性を得ることができるととも
に、オーバーステア傾向の強い旋回性能を得ることがで
きる。またその場合、ヨーレート偏差Δγが境界値Δγ
max を越えても補正油圧Ｐγの低下勾配が、スロットル
開度θが大きいことにより小さい値になるから、差動制
限力を比較的大きい値に維持することになる。

【００２１】また反対にスロットル開度θが小さい場合
には、境界値Δγmax が小さい値であることにより、ヨ
ーレート偏差Δγが特に大きくならなくても境界値Δγ
maxを越えてしまい、旋回内輪がグリップ力を失うよう
なオーバーステア状態では、直ちに差動制限力を低くす
るので、オーバーステア傾向が抑制されて車両の安定性
が増す。

【００２２】なお、この発明は上記の実施例に限定され
るものではないのであって、適用できる車両の駆動形式
や差動装置の構造などは、上記の実施例で示した構成以
外のものであってもよい。またヨーレート偏差に基づい
て補正油圧を求める替わりに、付加油圧をヨーレート偏
差に基づいて直接、求めることとしてもよい。さらにこ
の発明では、機関の出力の大きさをスロットル開度によ
らず吸気管負圧などの機関の出力に対応した他のパラメ
ータに基づいて検出することとしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の差動制限制御装置は、スロットル開度が大きい場合に
は、旋回の際のステア特性がオーバーステア傾向の強い
特性になっていても差動制限を強くするから、スロット
ル開度として現われている運転者の意図に従い加速性に
優れかつオーバーステア傾向を許容する走行を実現する
ことができる。またスロットル開度が小さい場合には、
境界値が小さい値になることにより、ヨーレート偏差が
比較的小さい状態であっても差動制限力を弱くしてオー
バーステア傾向を是正し、車両の安定性を確保できる。
このようにこの発明の装置によれば、車両の安定性を確
保しつつ、運転者の意図した走行を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な構成を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の一実施例を概略的に示すブロック図
である。

【図３】差動装置の断面図である。

【図４】差動制限クラッチ圧を制御するための油圧回路
図である。

【図５】差動制限クラッチ油圧と制御電流との関係を示
すマップである。

【図６】差動制限クラッチ油圧を制御するためのルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図７】車速に基づいて付加油圧を求めるためのマップ
である。

【図８】スロットル開度に基づいて境界値を求めるため
のマップである。

【図９】スロットル開度に基づいて車速に基づいて補正
油圧制御のための勾配値を求めるマップである。

【図１０】ヨーレート偏差に基づいて補正油圧を求める
ためのマップである。

【符号の説明】 １ 差動制限装置 ２ ヨーレート偏差検出手段 ３ 差動制限力決定手段 ４ 機関出力検出手段 ５ 境界値設定手段 ６ 出力手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差動回転を制限する差動制限装置による
   差動制限力を、実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差
   に基づいて制御する車両用差動制限制御装置において、 実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差を求めるヨーレ
   ート偏差検出手段と、実ヨーレートと目標ヨーレートと
   の偏差が所定の境界値以下の場合には実ヨーレートが目
   標ヨーレートより大きいほど差動制限力を大きくし、か
   つ実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差が前記境界値
   より大きい場合には実ヨーレートが目標ヨーレートより
   大きいほど差動制限力を小さくする差動制限力決定手段
   と、機関の出力の大きさを検出する機関出力検出手段
   と、前記境界値を機関出力に応じた値に設定する境界値
   設定手段と、前記差動制限力決定手段で決定された差動
   制限力を達成するよう前記差動制限装置に指示信号を出
   力する出力手段とを具備していることを特徴とする車両
   用差動制限制御装置。