JP3214172B2 - 差動制限トルク制御装置 - Google Patents

差動制限トルク制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加速状態情報に基づい
て左右駆動輪間に付与する差動制限トルクを電子制御す
る差動制限トルク制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、加速状態情報に基づいて左右駆動
輪間に付与する差動制限トルク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、特開昭61−102
321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、加速状態であればある
ほど差動制限トルクを大きくして車両の加速性能を向上
させる制御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、例えば、アク
セルの踏み込み量のみを制御入力として左右駆動輪に差
動制限トルクを付与する制御が行なわれる装置となって
いるため、低μ路等での加速旋回時においてアクセルの
踏み込み過ぎによりパワーオーバステアとなることがあ
るという問題があった。
【0005】つまり、限界旋回領域で高い差動制限トル
クを付与した場合、空転気味となる旋回内輪から旋回外
輪へエンジン駆動トルクが伝達され、これにより旋回外
輪側のコーナリングフォースが急激に低下し、パワーオ
ーバステアに至る。
【0006】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、その目的とするところは、加速状態情報
に基づいて左右駆動輪間に付与する差動制限トルクを電
子制御する差動制限トルク制御装置において、加速操作
に応じた旋回加速性を確保しながら限界旋回領域での車
両挙動の急変を防止することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の差動制限トルク制御装置では、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、加速状態を検出する加速状態検
出手段bと、加速状態に応じた加速感応目標トルクを演
算する加速感応目標トルク演算手段cと、車体速を検出
する車体速検出手段dと、車体速に基づき旋回外輪許容
すべり量を演算する旋回外輪許容すべり量演算手段e
と、実際の旋回外輪すべり量を検出する旋回外輪すべり
量検出手段fと、実際の旋回外輪すべり量が旋回外輪許
容すべり量を超えないように、前記加速感応目標トルク
にトルク上昇の制限や減少を含むフィルタ処理を施して
目標差動制限トルクを設定する目標差動制限トルク設定
手段gと、前記目標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に出力する加速感応差動制
限制御手段hと、を備えていることを特徴とする。
【0008】
【作用】加速走行時には、加速感応目標トルク演算手段
cにおいて、加速状態検出手段bからの加速状態に応じ
た加速感応目標トルクが演算される。一方、旋回外輪許
容すべり量演算手段eにおいて、車体速検出手段dから
の車体速に基づき旋回外輪許容すべり量が演算され、さ
らに、旋回外輪すべり量検出手段fにおいて、実際の旋
回外輪すべり量が検出される。
【0009】そして、目標差動制限トルク設定手段gに
おいて、実際の旋回外輪すべり量が旋回外輪許容すべり
量を超えないように、加速感応目標トルク演算手段cか
らの加速感応目標トルクにトルク上昇の制限や減少を含
むフィルタ処理を施して目標差動制限トルクが設定さ
れ、加速感応差動制限制御手段hにおいて、目標差動制
限トルクを得る制御指令が差動制限トルク付与手段aに
出力され、左右駆動輪間に差動制限トルクが付与され
る。
【0010】したがって、実際の旋回外輪すべり量が旋
回外輪許容すべり量に達しない旋回加速時には、加速状
態に応じた加速感応目標トルクがそのまま目標差動制限
トルクとされることで、高μ路加速旋回時等において旋
回加速性が確保される。
【0011】また、限界旋回域の加速旋回時であって、
実際の旋回外輪すべり量が旋回外輪許容すべり量に近い
時には、加速感応目標トルクにトルク上昇の制限をして
目標差動制限トルクとされ、実際の旋回外輪すべり量が
旋回外輪許容すべり量以上である時には、加速感応目標
トルクを減少して目標差動制限トルクとされ、実際の旋
回外輪すべり量が旋回外輪許容すべり量の領域内を保つ
ようにフィルタ処理が施されることで、旋回外輪側のコ
ーナリングフォースが保たれ、限界旋回域で加速操作に
伴って発生するパワーオーバステア等、いわゆる加速操
作に伴う唐突な車両挙動の急変が防止される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0013】まず、構成を説明する。
【0014】図2は本発明に対応する実施例の差動制限
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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】前記LSD制御バルブ12は、アクティブ
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。
【0019】前記アクティブ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17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(加速
状態検出手段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作動中フラグASなどが入
力される。
【0020】次に、作用を説明する。
【0021】[差動制限トルク制御作動処理]図3はア
クティブ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。
【0022】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が読み込まれる。
【0023】ステップ31では、各車輪回転数NFL,N
FR,NRL,NRRがそれぞれ左前輪速VFL,右前輪速VF
R,左駆動輪速VRL,右駆動輪速VRRとされる。そし
て、左前輪速VFLと右前輪速VFRのうち小さいほうが車
体速VFFとされる(車体速検出手段dに相当)。
【0024】ステップ32では、横加速度YG の発生方
向により旋回方向が判断され、右旋回時であるとの判断
時には、ステップ33で左駆動輪速VRLが旋回外輪速V
OUTとされ、左旋回時であるとの判断時には、ステップ
34で右駆動輪速VRRが旋回外輪速VOUT とされる。
【0025】ステップ35では、アクセル開度ACCと横
加速度YG と車体速VFFに基づきアクセル開度感応トル
クTAが演算される。
【0026】このアクセル開度感応トルクTAの算出手
法を説明すると、まず、車体速VFFに基づき車体速VFF
が高車体速領域で低下する値によるゲインKa’と制御
ゲイン最大値Kamax が演算され、このKa’とKama
x と横加速度オフセット値Y1と制御ゲイン最小値Kam
in とを用いて制御ゲインKaが演算される(図4に示
す特性)。そして、この制御ゲインKaとアクセル開度
ACCとアクセル開度オフセット値A0 とアクセル開度感
応最大トルクTAmaxとを用いてアクセル開度感応トルク
TAが演算される(図5に示す特性)。尚、Y1 ,Ka
min ,A0 ,TAmaxはチューニング定数である。
【0027】ステップ36では、横加速度YG に基づき
横加速度感応トルクTYGが演算される。
【0028】この横加速度感応トルクTYGは、横加速
度YG と横加速度オフセット値Y0 とゲインKYGを用い
て演算される(図6に示す特性)。尚、Y0 ,KYGはチ
ューニング定数である。
【0029】ステップ37では、アクセル開度感応トル
クTAと横加速度感応トルクTYGとの和により加速感
応目標トルクTADが演算される(加速感応目標トルク
演算手段cに相当)。
【0030】ステップ38では、車体速VFFと横加速度
YG に基づいて外輪目標すべり速度VSが演算される
(旋回外輪許容すべり量演算手段eに相当)。
【0031】この外輪目標すべり速度VSは、車体速V
FFに応じて基本目標すべり速度VSAが演算され(図7
に示す特性)、横加速度YG に応じて比例ゲインKSGが
演算され(図8に示す特性)、これらを掛け合わせたV
S=VSA*KSGの式により算出される。
【0032】ステップ39では、実外輪すべり速度VRS
が旋回外輪速VOUT と車体速VFFとの差により演算され
る(旋回外輪すべり量検出手段fに相当)。
【0033】ステップ40では、すべり速度差ΔVSが
外輪目標すべり速度VSと実外輪すべり速度VRSとの差
により演算される。
【0034】ステップ41では、図9に示す制御表にし
たがって加速感応目標トルクTADに後述するフィルタ
がかけられて加速感応制御トルクTAYとされる(目標
差動制限トルク設定手段gに相当)。
【0035】ステップ42では、加速感応制御トルクT
AYと初期トルクTiminとのセレクトハイによりイニシ
ャル制御トルクTIが設定される。
【0036】ステップ43では、イニシャル制御トルク
TIが得られる制御指令が出力される(加速感応差動制
限制御手段に相当)。
【0037】[アクセル開度感応トルクの設定と狙い]
アクセル開度感応トルクTAは、図5に示すように、ア
クセル開度ACCがアクセル開度オフセット値A0 までは
ゼロとされ、ACC≧A0 の領域ではアクセル開度ACCの
増大に伴って制御ゲインKaによる勾配でトルクを増
し、その最大値がアクセル開度感応最大トルクTAmaxに
規定される設定となっている。
【0038】尚、制御ゲインKaは、図4に示すよう
に、低横加速度領域では制御ゲイン最小値Kamin で与
えられ、高横加速度領域では制御ゲイン最大値Kamax
で与えられ、この中間領域ではゲインKa’により増大
する値で与えられるというように、横加速度YG が大き
いほど大きな値となる。
【0039】このアクセル開度感応トルクTAを付与す
る狙いは、下記の点にある。
【0040】(1) 旋回初期アンダーステアの防止 これは、アクセル踏み込み前、差動制限トルクを小とす
ることで達成される。
【0041】(2) アクセルコントロール性の向上 これは、旋回情報である横加速度に応じた制御ゲインに
よりアクセル開度に応じて差動制限量を増加する制御と
することで達成される。
【0042】(3) 加速性の向上 これは、アクセル踏み込み量に応じて差動制限量を増や
すことによる駆動スリップの抑制で達成される。
【0043】 (4) 低,中速走行による高横加速度旋回時のトラクショ
ン性能の向上と高速走行による高横加速度旋回時の旋回
安定性の向上との両立 これは、横加速度ゲインKa’と制御ゲイン最大値Ka
max をチューニング定数とすることなく、車体速VFFが
高車体速領域で低下させるように可変値で与え、これら
の値を用いて制御ゲインKaを設定することで達成され
る。
【0044】[横加速度感応トルクの設定と狙い]横加
速度感応トルクTYGは、図6に示すように、横加速度
YG が横加速度オフセット値Y0 まではゼロとされ、Y
G ≧Y0 の領域で比例ゲインKYGにより横加速度YG の
上昇にしたがって増すトルクで設定される。
【0045】この横加速度感応トルクTYGを付与する
狙いは、下記の点にある。
【0046】(1) 加速旋回時にアクセルコントロールの
レスポンス向上 これは、横加速度感応トルクTYGをアクセル開度感応
トルクTAと共に付与することで達成される。
【0047】(2) 制動減速時にタックイン量の適正化 これは、横加速度大ほど差動制限量を大とすることで達
成される。
【0048】[外輪目標すべり速度の設定と狙い]外輪
目標すべり速度VSは、図7に示すように、車体速VFF
が低車体速側で下降し、車体速VFFが中車体速域で最低
で、車体速VFFが高車速域で上昇するV字状の特性にて
基本目標すべり速度VSAが与えられ、さらに、比例ゲ
インKSGが図8に示すように、低横加速度領域では比例
ゲイン最小値KSGmin で与えられ、高横加速度領域では
比例ゲイン最大値KSGmax で与えられ、この中間領域で
は徐々に増大する値で与えられるというように、横加速
度YG が大きいほど大きな値で与えられ、VS=VSA
*KSGの式により設定される。
【0049】この外輪目標すべり速度VSの設定狙い
は、下記の点にある。
【0050】(1) 限界旋回時に車両挙動の安定性確保 これは、車体速VFFに応じて旋回外輪速度の許容値とし
て外輪目標すべり速度VSを設定し、アクセル開度感応
トルクTAを制限することで達成される。
【0051】(2) 低車体速時の加速性の重視 これは、低車体速域ではアクセル開度感応トルクTAを
制限しないように、外輪目標すべり速度VS、つまり旋
回外輪での許容スリップを大きくとっていることで達成
される。
【0052】(3) ドライ路旋回時のトラクション向上 これは、高横加速度を検出した時には比例ゲインKSGを
大きくし、旋回外輪での許容スリップを大きくするよう
にしていることで達成される。
【0053】[加速感応目標トルクに対するフィルタ処
理]加速感応目標トルクTADに対するフィルタ処理
は、すべり速度差ΔVSと10msec前のイニシャル制御ト
ルクTi(n-1) と加速感応目標トルクTADとの関係か
ら、図9に示す制御表にしたがって行なわれる。
【0054】図9においては、外輪すべりが許容値以下
の場合、外輪すべりが許容値より十分に小さい時(ΔV
S>5)と、外輪すべりが許容値より少し小さい時(3
<ΔVS≦5)と、外輪すべりがほぼ許容値レベルの時
(0≦ΔVS≦3)とに分けている。また、外輪すべり
が許容値以上の場合、少し許容値を超えている時(−3
≦ΔVS<0)と、大きく許容値を超えている時(ΔV
S<−3)とに分けている。さらに、これらの場合のそ
れぞれについて、トルク増加の時(Ti(n-1)<TA
D)と、トルク保持の時(Ti(n-1) =TAD)と、ト
ルク減少の時(Ti(n-1) >TAD)とに分けて処理法
を設定している。
【0055】(外輪すべりは許容値以下) (イ) トルク増加時、0≦ΔVS≦3ではトルクが保持さ
れ、3<ΔVS≦5ではトルクの増加幅が規制され、Δ
VS>5では規制なくトルク増加とされる。
【0056】ここで、3<ΔVS≦5では、10mse
cだけトルクを一定に保った後、TAY=min(TA
+TYG,Ti(n-1) +0.05)とされる。
【0057】(ロ) トルク保持時、0≦ΔVS<5ではト
ルクが保持され、ΔVS>5では規制なくTAY=TA
D(追従)とされる。
【0058】(ハ) トルク減少時には、すべり速度差ΔV
Sに関係なくTAY=TAD(追従)とされる。
【0059】(外輪すべりは許容値以上) (イ) トルク増加及びトルク保持時、−3≦ΔVS<0で
はトルクを徐々に減少させる方向に規制され、ΔVS<
−3ではトルクを大きく減少させる方向に規制される。
【0060】つまり、−3≦ΔVS<0では10mse
cだけトルクを一定に保った後、TAY=Ti(n-1) −
0.05とされ、ΔVS<−3ではTAY=Ti(n-1) −0.
5 とされる。
【0061】(ロ) トルク減少時、−3≦ΔVS<0では
トルク減少幅が小さく規制され、ΔVS<−3ではトル
ク減少幅が大きく規制される。
【0062】つまり、−3≦ΔVS<0では10mse
cだけトルクを一定に保った後、TAY=min(TA
+TYG,Ti(n-1) −0.05)とされ、ΔVS<−3で
はmin(TA+TYG,Ti(n-1) −0.5 )とされ
る。
【0063】[限界旋回領域に満たない加速旋回時]限
界旋回領域に満たない加速旋回時には、ΔVS>5km/h
となることで、図9の制御表から明らかなように、加速
感応目標トルクTAD(=TA+TYG)がそのまま加
速感応制御トルクTAYとされて差動制限トルク制御が
行なわれることになる。
【0064】したがって、アクセル開度感応トルクTA
と横加速度感応トルクTYGにより上記のアクセル操作
に応答する加速旋回性能が達成される。
【0065】[限界旋回領域での加速旋回時]限界旋回
領域での加速旋回時には、ΔVS≦5km/hとなること
で、図9の制御表から明らかなように、加速感応目標ト
ルクTADにフィルタ処理がかけられ、このフィルタ処
理により外輪すべりが許容値を保つ加速感応制御トルク
TAYにより差動制限トルク制御が行なわれることにな
る。
【0066】したがって、旋回外輪側のコーナリングフ
ォースが保たれ、限界旋回域で加速操作に伴って発生す
るパワーオーバステア等、いわゆる加速操作に伴う唐突
な車両挙動の急変が防止される。
【0067】次に、効果を説明する。
【0068】(1)加速状態情報に基づいて左右後輪
5,6間に付与する差動制限トルクを電子制御する差動
制限トルク制御装置において、実外輪すべり速度VRSが
旋回外輪のコーナリングフォースを保つ外輪目標すべり
速度VSを超えないように、加速感応目標トルクTAD
にトルク上昇の制限や減少を含むフィルタ処理を施して
加速感応制御トルクTAYを設定し、この加速感応制御
トルクTAYが得られる差動制限トルク制御を行なう装
置としたため、加速操作に応じた旋回加速性を確保しな
がら限界旋回領域での車両挙動の急変を防止することが
できる。
【0069】(2)外輪目標すべり速度VSを設定する
にあたって、車体速VFFが低車体速領域では、許容スリ
ップを大きくとったため、低車体速時に加速感応目標ト
ルクTADがフィルタ処理による制限を受けにくくな
り、低車体速時の加速性能を確保することができる。
【0070】(3)外輪目標すべり速度VSを設定する
にあたって、車体速VFFに対する特性の比例ゲインKSG
を高横加速度を検出した時には大きくし、旋回外輪での
許容スリップを大きくするようにしたため、ドライ路の
旋回トラクションを向上させることができる。
【0071】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。
【0072】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。
【0073】実施例では、旋回外輪すべり量として外輪
すべり速度を用いる例を示したが、外輪スリップ率や外
輪スリップ比等を用いても良い。
【0074】実施例では、加速感応トルクをアクセル開
度と横加速度により得る例を示したが、アクセル開度の
みでも良いし、さらに、アクセル開度変化速度や前後加
速度等を加えても良い。
【0075】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、加速状態情報に基づいて左右駆動輪間に付与する差
動制限トルクを電子制御する差動制限トルク制御装置に
おいて、実際の旋回外輪すべり量が旋回外輪許容すべり
量を超えないように、加速感応目標トルクにトルク上昇
の制限や減少を含むフィルタ処理を施して目標差動制限
トルクを設定する目標差動制限トルク設定手段を設け、
この目標差動制限トルクを得る制御指令を差動制限トル
ク付与手段に出力する加速感応差動制限制御手段を設け
た装置としたため、加速操作に応じた旋回加速性を確保
しながら限界旋回領域での車両挙動の急変を防止するこ
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】実施例装置のアクティブ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】実施例装置での横加速度に対する制御ゲイン特
性図である。
【図5】実施例装置でのアクセル開度感応トルク特性図
である。
【図6】実施例装置での横加速度感応トルク特性図であ
る。
【図7】実施例装置での車体速に対する基本目標すべり
速度特性図である。
【図8】実施例装置での横加速度に対する目標すべり速
度の比例ゲイン特性図である。
【図9】実施例装置で加速感応目標トルクにフィルタ処
理を施して加速感応制御トルクとする制御表を示す図で
ある。
【符号の説明】
a 差動制限トルク付与手段 b 加速状態検出手段 c 加速感応目標トルク演算手段 d 車体速検出手段 e 旋回外輪許容すべり量演算手段 f 旋回外輪すべり量検出手段 g 目標差動制限トルク設定手段 h 加速感応差動制限制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 23/04 F16H 1/445

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、 加速状態を検出する加速状態検出手段と、 加速状態に応じた加速感応目標トルクを演算する加速感
    応目標トルク演算手段と、 車体速を検出する車体速検出手段と、 車体速に基づき旋回外輪許容すべり量を演算する旋回外
    輪許容すべり量演算手段と、 実際の旋回外輪すべり量を検出する旋回外輪すべり量検
    出手段と、 実際の旋回外輪すべり量が旋回外輪許容すべり量を超え
    ないように、前記加速感応目標トルクにトルク上昇の制
    限や減少を含むフィルタ処理を施して目標差動制限トル
    クを設定する目標差動制限トルク設定手段と、 前記目標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加速感応差動制限制御手段
    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。
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