JP2950070B2 - 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】動力を伝達される左右の後輪などの駆動
輪は、円滑な旋回を可能にするために、差動装置を介し
てプロペラシャフトに連結されている。この差動装置に
おける差動作用を摩擦クラッチなどの制限手段で制限す
れば、その制限の度合いに応じて左右輪へのトルクの配
分状態が変化し、泥寧路等からの脱出が容易になるなど
のほかに、旋回性や加速性等が変化する。すなわち差動
制限の仕方によっては、車両の挙動安定性を向上させ、
また旋回加速性を向上させることができるので、例えば
実開平２−３８３３２号公報に記載された装置では、差
動制限力の基準値を車速および舵角に基づいて決めてお
き、これにスロットル開度に応じた補正値を加え、この
基準値および補正値で決まる差動制限力による左右輪の
差動制限を行うこととしている。この装置によれば、ス
ロットル開度が大きくなることに従って差動制限を強く
することになるから、高速直進性や旋回加速性などを向
上させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した制御装置で
は、アクセルペダルを踏み込むことにより差動制限力が
大きくなるが、スロットル開度に対する差動制限力の補
正値が一定であるために、旋回性が不充分となり、ある
いは旋回加速性が不充分になるなどの問題があった。す
なわち路面摩擦係数が充分大きいことを前提として基準
値および補正値を定めた場合、路面摩擦係数の大きいい
わゆる高μ路での旋回加速性が良好になるが、路面摩擦
係数の小さいいわゆる低μ路ではアンダーステア傾向が
強くなって旋回性が悪くなり、前記基準値および補正値
を小さく設定すれば、これとは反対の状況が生じる。こ
のように上記従来の装置では、路面状況に応じた制御を
行っていないので、必ずしも充分な走行性能を得ること
ができず、未だ改善すべき課題があった。

【０００４】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、高μ路での旋回加速性を低下させずに低μ路
での旋回性を向上させることのできる差動制限制御装置
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【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、左右輪１，２の
差動回転を制限する差動制限装置３による差動制限力を
制御する車両用差動制限制御装置において、車速を検出
する車速検出手段４と、舵角を検出する舵角検出手段５
と、路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段６
と、機関の出力の大きさを検出する機関出力検出手段７
と、車両の旋回時における差動制限力を、車速および舵
角ならびに機関出力に基づきかつ機関出力が大きいほど
大きい値に決定するとともに機関出力の増大に対する差
動制限力の増大の程度を路面摩擦係数が小さいほど小さ
くする差動制限力決定手段８と、前記差動制限力決定手
段８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３に指示信号を出力する出力手段９とを備えてい
ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この発明における差動制限制御装置は、差動制
限装置３による左右輪１，２の差動制限力を、車速検出
手段４で検出した車速および舵角検出手段５で検出した
舵角ならびに機関出力検出手段７で検出した機関出力に
基づいて差動制限力決定手段８が決定し、その場合、基
本的には、機関出力が大きいほど差動制限力を大きくす
る。一方、路面の摩擦係数を路面摩擦係数検出手段６が
直接もしくは間接的に検出しており、路面摩擦係数が小
さい場合には、大きい場合に比較して、機関出力に対す
る差動制限力の増大の程度を小さくする。したがって低
μ路では、旋回時にアクセルペダルを踏み込んで加速し
ようとした場合に、左右輪１，２の差動制限力が小さく
抑えられるので、アンダーステア特性が特には強くなら
ず、旋回性を確保でき、また高μ路では、旋回時にアク
セルぺダルを踏み込むことにより左右輪１，２の差動制
限力が大きくなって、旋回外輪が充分な駆動力を発揮す
るので、旋回加速性が確保される。

【０００７】

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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、左右の前輪３７，３８および左右の後輪１０，１１
のそれぞれに取り付けた回転数センサー３９，４０，４
１，４２と、操舵角センサー４３と、スロットル開度セ
ンサー４４とその他の図示しない各種のセンサーが接続
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。

【００１２】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。まず制動中か否かの判断を
行い（ステップ１００）、その判断結果が“ノー”であ
れば駆動輪である後２輪の回転速度ωRR，ωRLを読み込
み（ステップ１０１）、その読み込んだ回転速度ωRR，
ωRLの平均値として車速Ｖを算出する（ステップ１０
２）。つぎに操舵角から求めた舵角δおよびスロットル
開度θを順次読み込み（ステップ１０３，１０４）、こ
れらの読み込んだデータのうち車速Ｖおよび舵角に基づ
いてマップから基準付加油圧Ｐ1 を算出する（ステップ
１０５）。このマップは、予め油圧制御装置３０に記憶
させてあるものであって、その一例を示せば図７のとお
りである。すなわち基準付加油圧Ｐ1 は、一般的な傾向
として、低車速および高車速の領域では中車速の領域に
比較して高い油圧に設定され、また舵角δが所定角度以
上になると舵角δの増大に応じて低圧になるよう設定さ
れている。したがって低速域では、所定の舵角まで比較
的強めの差動制限を行うことのなるので、泥濘路からの
脱出性や左右の駆動輪が接触している路面の摩擦係数が
異なっている場合の発進加速性を確保でき、また舵角が
大きい場合には、差動制限を解除することによりタイト
コーナーブレーキング現象の発生を防止できる。また中
速域では、比較的早めに差動制限を解除することになる
ので、直進から旋回に入る際の回頭性を向上することが
できる。さらに高速域では、広い舵角範囲で差動制限を
強めることになるで、車線変更性能や舵の手応え感ある
いは差動制限力の変化によるステア特性の変化を防止す
ることができる。

【００１３】基準付加油圧Ｐ1 の算出に続くステップ１
０６では、車速Ｖおよび舵角δに基づいて目標横加速度
Ｇy0（＝｜Ｖ² ・δ／Ｌ｜：Ｌはホイールベース）を算
出する。これに対して実際に生じている横加速度Ｇy
は、左右の前輪３９，４０の回転速度ωFR，ωFLおよび
車速Ｖに基づいて推定する（ステップ１０７）。その演
算式は、Ｇy ＝｜（ωFR−ωFL）・Ｖ／Ｔ｜：Ｔは車両
のトレッド）である。このようにして求めた目標横加速
度Ｇy0と推定された実横加速度Ｇy とを比較する（ステ
ップ１０８）。

【００１４】実横加速度Ｇy が目標横加速度Ｇy0以上の
場合、すなわちステップ１０８の判断結果が“ノー”の
場合には、実横加速度Ｇy とスロットル開度θとに基づ
いてマップから目標付加油圧Ｐを求める（ステップ１０
９）。この目標付加油圧Ｐは、前記の基準付加油圧Ｐ1
とこれに加える補正油圧Ｐ2 とからなり、その補正油圧
Ｐ2 は以下のようにして求められる。図８は実横加速度
Ｇy と補正係数Ｋ_θとの関係を示すマップであり、実横
加速度Ｇy が所定の小さい値の場合には補正係数Ｋ_θは
一定値に維持され、実横加速度Ｇy がそれ以上の値にな
ると、実横加速度Ｇy の増大に応じて補正係数Ｋ_θが増
大し，さらに実横加速度Ｇy が所定の大きい値以上では
一定値になるよう設定されている。したがって前述した
ステップ１０７で実横加速度Ｇy が推定されると、図８
のマップに基づいて補正係数Ｋ_θが求められる。また図
９はスロットル開度θに応じて補正油圧Ｐ2 を定めたマ
ップであり、その特性線の勾配は、上記の補正係数Ｋ_θ
によって定められ、補正係数Ｋ_θが大きいほど勾配が大
きくなるように設定されている。したがって補正油圧Ｐ
2 は、実横加速度Ｇy とスロットル開度θとに基づいて
求められ、これらの値が大きいほど補正油圧Ｐ2 が高い
油圧に設定される。ここで実横加速度Ｇy は、路面摩擦
係数にほぼ対応した値になるので、補正油圧Ｐ2 はスロ
ットル開度θが大きくても路面摩擦係数が小さければ小
さい値に設定されることになる。目標付加油圧Ｐは、こ
のようにして求められた補正油圧Ｐ2 と前記の基準付加
油圧Ｐ1 との和として求められる。これに続くステップ
１１０では、目標付加油圧Ｐを設定するための制御電流
Ｉを前述した図５のマップから求め、ステップ１１１で
はその制御電流Ｉを出力する。

【００１５】すなわち上記の制御装置では、基準付加油
圧Ｐ1 に加えられる補正油圧Ｐ2 が、スロットル開度θ
に応じて大きくなるものの、路面摩擦係数が小さい場合
には、その補正油圧Ｐ2 が低圧になるため、低μ路では
付加油圧Ｐが相対的に低い圧力に設定され、その結果、
旋回加速時にアンダーステア傾向が強くなることを防止
することができる。また実横加速度Ｇy が大きくなる高
μ路では、スロットル開度θの増大に応じて補正油圧Ｐ
2 が大きくなるとともに、その増加傾向が相対的に大き
くなり、しかも基準付加油圧Ｐ1 が図７に示すように設
定されているから、旋回加速性が増し、あるいはパワー
ドリフトが可能になるなど、パワーコントロール性が良
好になる。

【００１６】なお、前述したステップ１００の判断結果
が“イエス”の場合、すなわち制動中の場合には、ステ
ップ１１２に進んで目標付加油圧Ｐを“０”に設定し、
ついでステップ１１０に進む。すなわちこの実施例で
は、非駆動輪である前２輪の車輪速度から旋回の強さを
推定することとしているので、制動による影響が車輪速
度差に出ることを避ける必要があり、そのため制動時に
は差動制限を行わないこととしたのである。

【００１７】また実横加速度Ｇy が目標横加速度Ｇy0よ
り小さいためにステップ１０８の判断結果が“イエス”
となった場合には、ステップ１１３に進んで、基準付加
油圧Ｐ1 を目標付加油圧Ｐとし、あるいは基準付加油圧
Ｐ1 から目標横加速度Ｇy0と実横加速度Ｇy との差に応
じた圧力をひいた圧力（Ｐ1 −Ｋp ・( Ｇy0−Ｇy)：Ｋ
p は比例定数）を目標付加油圧Ｐとして採用する。すな
わちアンダーステア傾向となっていれば、これを是正す
るために補正油圧Ｐ2 を加えず、もしくは基準付加油圧
Ｐ1 を横加速度に応じて低圧に制御する。そしてこの場
合も、ステップ１１０に進む。

【００１８】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ないのであって、スロットル開度θに基づいて機関出力
を検出する替わりに、吸気管負圧等の他のパラメータに
基づいて機関出力を検出してもよい。さらに路面の摩擦
係数は、横加速度と前後加速度とのベクトル和等の横加
速度以外のパラメータに基づいて検出することとしても
よい。さらに上記の実施例では、基準付加油圧に加える
補正油圧をスロットル開度に応じて変更するよう構成し
たが、これは必要演算量を少なくして制御装置の小型低
廉化を図るためであり、したがってこの発明では、情況
が許せば目標付加油圧を直接演算して求めることとして
もよい。

【００１９】

【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、機関出力に基づく差動制限力を
低μ路では高μ路に対して小さくするので、低μ路走行
時にアンダーステア傾向が強くなることを防止し、旋回
性を良好なものとすることができる。またこの発明で
は、基本的には、機関出力に応じて差動制限力を強くす
るので、高μ路での加速旋回性を良好にものとすること
ができる。総じてこの発明によれば、路面状態に応じて
車両安定性や加速性を向上させることができる。

【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】車速および舵角に基づいて基準付加油圧を求め
るマップである。

【図８】実横加速度に基づいて補正係数を求めるマップ
である。

【図９】補正係数をパラメータとしたスロットル開度と
補正油圧との関係を示すマップである。

【符号の説明】

１，２ 車輪 ３ 差動制限装置 ４ 車速検出手段 ５ 舵角検出手段 ６ 路面摩擦係数検出手段 ７ 機関出力検出手段 ８ 差動制限力決定手段 ９ 出力手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右輪の差動回転を制限する差動制限装
   置による差動制限力を制御する車両用差動制限制御装置
   において、 車速を検出する車速検出手段と、舵角を検出する舵角検
   出手段と、路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出
   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、車両の旋回時における差動制限力を、車速および
   舵角ならびに機関出力に基づきかつ機関出力が大きいほ
   ど大きい値に決定するとともに機関出力の増大に対する
   差動制限力の増大の程度を路面摩擦係数が小さいほど小
   さくする差動制限力決定手段と、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備えていること
   を特徴とする車両用差動制限制御装置。