JP3186879B2 - 差動制限トルク制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、左右駆動輪間に付与す
る差動制限トルクにより旋回外輪のスリップ状態を電子
制御する差動制限トルク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、左右駆動輪間に付与する差動制限
トルクにより旋回外輪のスリップ状態を電子制御する差
動制限トルク制御装置としては、例えば、特開平２−１
５５８４２号公報に記載のものが知られている。

【０００３】上記従来出典には、旋回時、実外輪スリッ
プ量を、路面への駆動伝達力と旋回に必要な横力とを保
つ範囲でアクセル増加量に応じて値が増加する目標外輪
スリップ量に一致する方向に差動制限トルクを制御する
ことにより、旋回加速時にアクセルの踏み加減によりテ
ールスライド量のコントロールを可能とする技術が示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の差動制限トルク制御装置にあっては、旋回外輪側で
許容するスリップ量である目標外輪スリップ量がアクセ
ル操作量と比例ゲインにより決まってくるため、この比
例ゲインを大きくとった場合、アクセル操作量が中域で
のアクセルの踏み加減によりテールスライド量のコント
ロール性を高めることができるが、その反面、アクセル
を踏み込みすぎると、目標外輪スリップ量が大きくなり
過ぎ、強オーバステア特性が出易い特性となる。

【０００５】一方、差動制限トルク制御システムが搭載
される車両でエンジンが高出力エンジンである場合、エ
ンジン出力が十分に高くなるアクセル操作量が中域での
トラクション性能を向上させたいという要求がある。

【０００６】しかし、上記の様に、アクセル踏み込み過
ぎ時に強オーバステアが出易く、操安性が低下するとい
う問題の発生により、安全性をより重視する立場から必
然的に、比例ゲインを小さくとらざるを得ず、アクセル
操作量が中域でのアクセルコントロール性が劣ってしま
い、要求性能を満足できないものとなっていた。

【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、左右駆動輪間に付与する差動制限トルク
により旋回外輪のスリップ状態を電子制御する差動制限
トルク制御装置において、アクセル操作量が中域でのト
ラクション性能の向上とアクセル操作量が高域での操安
性の向上との両立を図ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の差動制限トルク制御装置では、検出されるアク
セル操作量が設定操作量までの通常操作量領域ではアク
セル操作量の増加に応じて増加し、検出されるアクセル
操作量が設定操作量を超える高操作量領域ではアクセル
操作量の増加に対し増加を抑えるあるいは一定あるいは
減少する目標外輪スリップ状態を設定する目標外輪スリ
ップ状態設定手段を設け、実外輪スリップ状態が目標外
輪スリップ状態に一致するように差動制限トルク制御を
行なう手段とした。

【０００９】すなわち、図１のクレーム対応図に示すよ
うに、左右駆動輪間に設けられ、外部からの制御指令に
応じた差動制限トルクを付与する差動制限トルク付与手
段ａと、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出
手段ｂと、検出されるアクセル操作量が設定操作量まで
の通常操作量領域ではアクセル操作量の増加に応じて増
加する目標外輪スリップ状態を設定し、検出されるアク
セル操作量が設定操作量を超える高操作量領域ではアク
セル操作量の増加に対し増加を抑えるあるいは一定ある
いは減少する目標外輪スリップ状態を設定する目標外輪
スリップ状態設定手段ｃと、左右駆動輪のそれぞれのス
リップ状態を検出する左駆動輪スリップ状態検出手段ｄ
及び右駆動輪スリップ状態検出手段ｅと、旋回時に旋回
内輪と旋回外輪を識別する旋回時内外輪識別手段ｆと、
旋回時内外輪識別により左駆動輪スリップ状態と右駆動
輪スリップ状態の一方を実外輪スリップ状態として選択
する実外輪スリップ状態選択手段ｇと、実外輪スリップ
状態を目標外輪スリップ状態に一致させる差動制限トル
クを得る制御指令を前記差動制限トルク付与手段ａに出
力する差動制限トルク制御手段ｈとを備えている。

【００１０】

【作用】加速旋回時、目標外輪スリップ状態設定手段ｃ
において、アクセル操作量検出手段ｂからの検出される
アクセル操作量が設定操作量までの通常操作量領域では
アクセル操作量の増加に応じて増加する目標外輪スリッ
プ状態が設定され、検出されるアクセル操作量が設定操
作量を超える高操作量領域ではアクセル操作量の増加に
対し増加を抑えるあるいは一定あるいは減少する目標外
輪スリップ状態が設定される。

【００１１】一方、左駆動輪スリップ状態検出手段ｄ及
び右駆動輪スリップ状態検出手段ｅにおいて、左右駆動
輪のそれぞれのスリップ状態が検出され、旋回時内外輪
識別手段ｆにおいて、旋回時に旋回内輪と旋回外輪が識
別され、実外輪スリップ状態選択手段ｇにおいて、旋回
時内外輪識別により左駆動輪スリップ状態と右駆動輪ス
リップ状態の一方が実外輪スリップ状態として選択され
る。

【００１２】そして、差動制限トルク制御手段ｈにおい
て、実外輪スリップ状態を目標外輪スリップ状態に一致
させる差動制限トルクを得る制御指令が、左右駆動輪間
に設けられ、外部からの制御指令に応じた差動制限トル
クを付与する差動制限トルク付与手段ａに出力される。

【００１３】したがって、検出されるアクセル操作量が
設定操作量までの通常操作量領域ではアクセル操作量の
増加に応じて増加する目標外輪スリップ状態が設定され
ることで、外輪側で許容される外輪スリップ量はアクセ
ル操作量に応じて増加することになり、アクセル操作量
が通常操作量領域であっても旋回外輪側で高い路面伝達
駆動力が保たれることで、通常アクセル操作量領域での
アクセルワークに対して良好な加速性が確保される。

【００１４】また、検出されるアクセル操作量が設定操
作量を超える高操作量領域ではアクセル操作量の増加に
対し増加を抑えるあるいは一定あるいは減少する目標外
輪スリップ状態が設定されることで、外輪側で許容され
る外輪スリップ量はアクセル操作量にかかわらず増加を
抑えられるか一定かアクセル操作量に応じて減少するこ
とになり、アクセル操作量が高操作量領域において、旋
回外輪側でコーナリングフォースの低下が防止されるこ
とで、高アクセル操作量領域でのアクセルワークに対し
て車両挙動の安定性が確保される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】まず、構成を説明する。

【００１７】図２は本発明実施例の差動制限トルク制御
装置が適用された後輪駆動車の全体システム図である。

【００１８】図２において、１はエンジン、２はトラン
スミッション、３はプロペラシャフト、４は電制リミテ
ッドスリップディファレンシャル（以下、電制ＬＳＤと
略称する）、５，６は後輪、７，８は前輪である。

【００１９】前記電制ＬＳＤ４には、油圧ユニット９か
ら付与されるクラッチ制御圧に応じて左右後輪５，６間
に差動制限トルクを発生させる差動制限クラッチ１０が
内蔵されている。

【００２０】前記油圧ユニット９は、油圧源１１とＬＳ
Ｄ制御バルブ１２とを有して構成されている。尚、油圧
ユニット９及び差動制限クラッチ１０は、差動制限トル
ク付与手段ａに相当する。

【００２１】前記ＬＳＤ制御バルブ１２は、ＬＳＤコン
トローラ１３からの制御電流ＩLSDにより制御作動を
し、差動制限クラッチ１０へのクラッチ制御圧を作り出
す。

【００２２】前記ＬＳＤコントローラ１３には、左前輪
回転センサ１４からの左前輪回転数ＮFLと、右前輪回転
センサ１５からの右前輪回転数ＮFRと、左後輪回転セン
サ１６からの左後輪回転数ＮRLと、右後輪回転センサ１
７からの右後輪回転数ＮRRと、横加速度センサ１８から
の横加速度ＹG と、前後加速度センサ１９からの前後加
速度ＸG と、アクセル開度センサ２０（アクセル操作量
検出手段ｂに相当）からのアクセル開度ＡCCと、ブレー
キスイッチ２１からのスイッチ信号BSと、ＡＢＳコント
ローラ２２からのＡＢＳ作動信号ASなどが入力される。

【００２３】次に、作用を説明する。

【００２４】［差動制限トルク制御作動処理］ 図３はＬＳＤコントローラ１３で10msecの制御周期で行
なわれる差動制限トルク制御作動処理の流れを示すフロ
ーチャートであり、以下、各ステップについて説明す
る。

【００２５】ステップ３０では、左前輪回転数ＮFLと、
右前輪回転数ＮFRと、左後輪回転数ＮRLと、右後輪回転
数ＮRRと、横加速度ＹG と、アクセル開度ＡCCとが読み
込まれる。

【００２６】ステップ３１では、各車輪回転数ＮFL，Ｎ
FR，ＮRL，ＮRRからそれぞれ左前輪速ＶFLと、右前輪速
ＶFRと、左後輪速ＶRLと、右後輪速ＶRRが演算される。

【００２７】ステップ３２では、左前輪速ＶFLと右前輪
速ＶFRとの平均値により車体速ＶFが演算される。

【００２８】ステップ３３では、図４に示す目標外輪ス
リップ比特性とアクセル開度ＡCCにより目標外輪スリッ
プ比Ｓ_A が演算される（目標外輪スリップ状態設定手段
ｃに相当）。

【００２９】ここで、目標外輪スリップ比特性は、図４
に示すように、アクセル開度ＡCCが、０≦ＡCC≦ＡCC1
の領域では、比例ゲインＫ_A によりアクセル開度ＡCCの
増大に応じて約２０％まで増す目標外輪スリップ比Ｓ_A
が与えられ、ＡCC1 ＜ＡCC≦１００％の領域では約２０
％で一定の目標外輪スリップ比Ｓ_A が与えられる。

【００３０】ステップ３４では、左右後輪のスリップ比
Ｓ_L ，Ｓ_R がそれぞれ下記の式により演算される（左駆
動輪スリップ状態検出手段ｄ及び右駆動輪スリップ状態
検出手段ｅに相当）。

【００３１】 Ｓ_L ＝｛（ＶRL−ＶF ）／ＶRL｝×１００（％） Ｓ_R ＝｛（ＶRR−ＶF ）／ＶRR｝×１００（％） ステップ３５では、センサ信号による横加速度ＹG の出
方により右旋回時か左旋回時かの判別と同時に左右後輪
のうちいずれが旋回外輪側となるかの判別が行なわれる
（旋回時内外輪識別手段ｆに相当）。

【００３２】ステップ３６では、旋回外輪速である左後
輪速ＶRLが旋回内輪速である右後輪速ＶRR未満かどうか
が判断される。

【００３３】ステップ３７では、ステップ３６において
旋回初期等であって旋回半径差によりＶRL≧ＶRRの関係
にある時、左右後輪の差動を許容するべく差動制限トル
クをゼロにする制御信号が出力される。

【００３４】ステップ３８では、左後輪スリップ比Ｓ_L
が目標外輪スリップ比Ｓ_A を越えているかどうかが判断
される。

【００３５】ステップ３９では、左後輪スリップ比Ｓ_L
と目標外輪スリップ比Ｓ_A が同じかどうかが判断され
る。

【００３６】ステップ４０では、ステップ３８での判断
によりＳ_L ＞Ｓ_A の時、旋回外輪である左後輪への駆動
力伝達を減少させるべく差動制限トルクを減少させる制
御信号が出力される。

【００３７】ステップ４１では、ステップ３８とステッ
プ３９での判断によりＳ_L ＜Ｓ_A の時、旋回外輪である
左後輪への駆動力伝達を増大させるべく差動制限トルク
を増大させる制御信号が出力される。

【００３８】なお、Ｓ_L ＝Ｓ_A の時にはその状態を保持
するべく現在出力されている制御信号がそのまま保持さ
れ、この増大・減少・保持を繰り返すことにより右旋回
時において旋回外輪の左後輪スリップ比Ｓ_L を目標外輪
スリップ比Ｓ_A に一致させる差動制限トルク制御が行な
われる。

【００３９】ステップ４２では、旋回外輪速である右後
輪速ＶRRが旋回内輪速である左後輪速ＶRL未満かどうか
が判断される。

【００４０】ステップ４３では、ステップ４２において
旋回初期等であって旋回半径差によりＶRR≧ＶRLの関係
にある時、左右後輪の差動を許容するべく差動制限トル
クをゼロにする制御信号が出力される。

【００４１】ステップ４４では、右後輪スリップ比Ｓ_R
が目標外輪スリップ比Ｓ_A を越えているかどうかが判断
される。

【００４２】ステップ４５では、右後輪スリップ比Ｓ_R
と目標外輪スリップ比Ｓ_A が同じかどうかが判断され
る。

【００４３】ステップ４６では、ステップ４４での判断
によりＳ_R ＞Ｓ_A の時、旋回外輪である右後輪への駆動
力伝達を減少させるべく差動制限トルクを減少させる制
御信号が出力される。

【００４４】ステップ４７では、ステップ４４とステッ
プ４５での判断によりＳ_R ＜Ｓ_A の時、旋回外輪である
右後輪への駆動力伝達を増大させるべく差動制限トルク
を増大させる制御信号が出力される。

【００４５】なお、Ｓ_R ＝Ｓ_A の時にはその状態を保持
するべく現在出力されている制御信号がそのまま保持さ
れ、この増大・減少・保持を繰り返すことにより左旋回
時において旋回外輪の右後輪スリップ比Ｓ_R を目標外輪
スリップ比Ｓ_A に一致させる差動制限トルク制御が行な
われる。

【００４６】以上のステップ３６〜ステップ４７は、実
外輪スリップ状態選択手段ｇ及び差動制限トルク制御手
段ｈに相当する。

【００４７】［加速旋回時］旋回途中からアクセル踏み
込み量を増して加速旋回を行なう時の作用について説明
する。

【００４８】＊旋回初期 例えば、右旋回初期であってＶRL≧ＶRRの時には、図３
のフローチャートで、ステップ３０→ステップ３１→ス
テップ３２→ステップ３３→ステップ３４→ステップ３
５→ステップ３６→ステップ３７へと進む流れとなり、
ステップ３７では、差動制限トルクがゼロとされる。

【００４９】また、右旋回初期であってＶRL＜ＶRRの時
には、横加速度ＹG が小さく、ゲインＫは最大値Ｋ₂ に
設定されることになるが、アクセル開度ＡCCがアクセル
踏み込み前で小さいことから目標外輪スリップ比Ｓ_A は
小さな値となり、外輪スリップ量の許容幅が狭く、差動
制限トルクが低めの制御となる。

【００５０】したがって、旋回初期には、いずれの場合
であっても旋回外輪のスリップ比は小さく抑えられるこ
とになり、図５のコーナリングフォースＣＦの特性に示
すように、高いコーナリングフォースＣＦが得られ、旋
回安定性が確保される。

【００５１】＊旋回中期 上記旋回初期からアクセル踏み込み量を増してゆく旋回
中期においては、アクセル開度ＡCCが増大してゆく。

【００５２】したがって、アクセル開度ＡCCの増大によ
り、図４からも明らかなように、アクセル開度ＡCCが０
≦ＡCC≦ＡCC1 の領域では、比例ゲインＫ_A によりアク
セル開度ＡCCの増大に応じて約２０％まで増す目標外輪
スリップ比Ｓ_A が与えられ、外輪スリップ量の許容幅が
アクセル開度ＡCCの増大に応じて増す。

【００５３】このように、目標外輪スリップ比Ｓ_A が０
％側から２０％へと上昇した場合、図５に示すように、
タイヤ−路面摩擦係数μが最大値に向かって増加する傾
向となり、アクセル開度ＡCCが中域であっても旋回外輪
側で高い路面伝達駆動力が保たれることで、アクセル開
度ＡCCがＡCC1 付近の中域でのアクセルワークに対して
良好な加速性が確保される。

【００５４】また、このアクセル開度ＡCCの中域で、後
輪側を旋回外方に流すテールスライド量をアクセルの踏
み込み増減によりコントロールすることもできる。

【００５５】＊旋回後期 コーナ出口での加速旋回後期では、コーナ出口からの直
線路での加速性を確保するべくアクセルの踏み込み量を
さらに増す。

【００５６】したがって、アクセル開度ＡCCがＡCC1 ＜
ＡCC≦１００％となる高アクセル開度域では、図４から
も明らかなように、アクセル開度ＡCCの増大にかかわら
ず約２０％で一定の目標外輪スリップ比Ｓ_A が与えら
れ、外輪スリップ量の許容幅がアクセル開度ＡCCの増大
にかかわらず一定量が保たれる。

【００５７】このように、目標外輪スリップ比Ｓ_A が約
２０％に保持された場合、図５に示すように、タイヤ−
路面摩擦係数μの最大値が維持されると共に旋回外輪側
でのコーナリングフォースＣＦも低下することなく一定
値が維持されることで、アクセル開度ＡCCの高域で加速
を増すアクセルワークに対して強オーバステアになるこ
となく車両挙動の安定性が確保される。

【００５８】次に、効果を説明する。

【００５９】（１）左右後輪５，６間に付与する差動制
限トルクにより外輪スリップ比を電子制御する差動制限
トルク制御装置において、アクセル開度ＡCCが、０≦Ａ
CC≦ＡCC1 の領域では、比例ゲインＫ_A によりアクセル
開度ＡCCの増大に応じて約２０％まで増す目標外輪スリ
ップ比Ｓ_A を与え、ＡCC1 ＜ＡCC≦１００％の領域では
約２０％で一定の目標外輪スリップ比Ｓ_A を与え、旋回
外輪となる実後輪スリップ比Ｓ_L またはＳ_R が目標外輪
スリップ比Ｓ_A に一致するように差動制限トルク制御を
行なう装置としたため、アクセル操作量が中域でのトラ
クション性能の向上とアクセル操作量が高域での操安性
の向上との両立を図ることができる。

【００６０】（２）アクセル開度ＡCCがＡCC1 ＜ＡCC≦
１００％の領域では約２０％で一定の目標外輪スリップ
比Ｓ_A を与えるようにしたため、アクセル操作量が高域
でアクセル操作に対して一定のステア特性が保たれ、ド
ライバーにとって違和感がなく高い操安性が確保され
る。特に、エンジン出力がスポーツ車ほど高出力ではな
い乗用車などにおいて、トラクション性能の向上と操安
性の向上との最適な両立を達成することができる。

【００６１】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は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や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００６２】例えば、実施例では、油圧式の多板クラッ
チにより差動制限トルクを付与する例を示したが、外部
からの制御指令により可変に差動制限トルクを制御でき
るものであれば電磁クラッチなどであっても良い。

【００６３】実施例では、後輪駆動車への適用例を示し
たが、前輪駆動車にも適用することができる。

【００６４】実施例では、アクセル開度ＡCCに対する目
標外輪スリップ比Ｓ_A の特性として図４に示す特性を示
したが、この特性に限られず、アクセル開度ＡCCが通常
操作量領域を超える領域ではアクセル開度ＡCCの増加に
対し目標外輪スリップ比Ｓ_Aの増加を抑える特性とした
り、目標外輪スリップ比Ｓ_A を減少させる特性としても
よい。

【００６５】例えば、ハイパワーエンジンを搭載した車
両では、高出力となる中アクセル領域で安定性を考慮
し、高アクセル開度域では、コーナリングフォースＣＦ
の増大を図って車両を安定方向に挙動コントロールする
必要から、図６に示すように、アクセル開度域を低アク
セル開度域（０〜ＡCC2 ）と中アクセル開度域（ＡCC2
〜ＡCC3 ）と高アクセル開度域（ＡCC3 〜）に分け、低
アクセル開度域では比例ゲインＫ_B により、また中アク
セル開度域では比例ゲインＫ_C （＜Ｋ_B ）により、高ア
クセル開度域では比例ゲイン−Ｋ_D による目標外輪スリ
ップ比Ｓ_A の特性としてもよい。

【００６６】実施例では、スリップ状態としてスリップ
比を用いる例を示したが、スリップ速度（すべり速度）
やスリップ率やスリップ量としてもよい。

【００６７】例えば、駆動輪速と車体速との差であるす
べり速度を用いる場合、図７に示すように、アクセル開
度ＡCCが、０≦ＡCC≦ＡCC4 の領域では、比例ゲインＫ
_S によりアクセル開度ＡCCの増大に応じてＶ_Smaxまで増
す目標外輪すべり速度Ｖ_S を与え、ＡCC4 ＜ＡCC≦１０
０％の領域ではＶ_Smaxで一定の目標外輪すべり速度Ｖ_S
を与えるようにしてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、左右駆動輪間に付与する差動制限トルクにより旋回
外輪のスリップ状態を電子制御する差動制限トルク制御
装置において、検出されるアクセル操作量が設定操作量
までの通常操作量領域ではアクセル操作量の増加に応じ
て増加し、検出されるアクセル操作量が設定操作量を超
える高操作量領域ではアクセル操作量の増加に対し増加
を抑えるあるいは一定あるいは減少する目標外輪スリッ
プ状態を設定する目標外輪スリップ状態設定手段を設
け、実外輪スリップ状態が目標外輪スリップ状態に一致
するように差動制限トルク制御を行なう装置としたた
め、アクセル操作量が通常操作量領域でのトラクション
性能の向上とアクセル操作量が高操作量領域での操安性
の向上との両立を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の差動制限トルク制御装置を示すクレー
ム対応図である。

【図２】実施例の差動制限トルク制御装置が適用された
後輪駆動車の全体システム図である。

【図３】実施例装置のＬＳＤコントローラで行なわれる
差動制限トルク制御作動処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図４】実施例装置でのアクセル開度ＡCCに対する目標
外輪スリップ比Ｓ_A の特性図である。

【図５】スリップ比に対するコーナリングフォースＣＦ
及びタイヤ−路面間摩擦係数μの特性図である。

【図６】ハイパワーエンジン用のアクセル開度ＡCCに対
する目標外輪スリップ比Ｓ_A の特性図である。

【図７】アクセル開度ＡCCに対する目標外輪すべり速度
Ｖ_S の特性図の一例である。

【符号の説明】

ａ 差動制限トルク付与手段 ｂ アクセル操作量検出手段 ｃ 目標外輪スリップ状態設定手段 ｄ 左駆動輪スリップ状態検出手段 ｅ 右駆動輪スリップ状態検出手段 ｆ 旋回時内外輪識別手段 ｇ 実外輪スリップ状態選択手段 ｈ 差動制限トルク制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右駆動輪間に設けられ、外部からの制
   御指令に応じた差動制限トルクを付与する差動制限トル
   ク付与手段と、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、検出されるアクセル操作量が設定操作量までの通常操作
   量領域では アクセル操作量の増加に応じて増加する目標
   外輪スリップ状態を設定し、検出されるアクセル操作量
   が設定操作量を超える高操作量領域ではアクセル操作量
   の増加に対し増加を抑えるあるいは一定あるいは減少す
   る目標外輪スリップ状態を設定する目標外輪スリップ状
   態設定手段と、 左右駆動輪のそれぞれのスリップ状態を検出する左駆動
   輪スリップ状態検出手段及び右駆動輪スリップ状態検出
   手段と、 旋回時に旋回内輪と旋回外輪を識別する旋回時内外輪識
   別手段と、 旋回時内外輪識別により左駆動輪スリップ状態と右駆動
   輪スリップ状態の一方を実外輪スリップ状態として選択
   する実外輪スリップ状態選択手段と、 実外輪スリップ状態を目標外輪スリップ状態に一致させ
   る差動制限トルクを得る制御指令を前記差動制限トルク
   付与手段に出力する差動制限トルク制御手段と、 を備えていることを特徴とする差動制限トルク制御装
   置。