JPH02106439A - 前後輪駆動車両用差動制御クラッチの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、前後輪操舵装置と差動制御クラッチとを備え
た前後輪駆動車両において、その差動制御クラッチを制
御する方法に関するものである。

従来の技術 ４輪駆動車などの前後輪駆動車両においては、前輪駆動
部材および後輪駆動部材の一方を他方に選択的に連結し
て２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換えるための切
換クラッチを備えている所謂パートタイム型のものや、
前輪駆動部材と後輪駆動部材とへ駆動トルクを分配する
センタディファレンシャル装置の差動作用を制限するた
めの差動制限クラッチを備えている所謂フルタイム型の
ものなどがある。上記のような切換クラッチおよび差動
制限クラッチは、車両の前輪と後輪との差動回転速度を
制御するものであるから、差動制御クラッチと称される
。たとえば、そのような差動制御クラッチは、特開昭５
０−１４７０２７号公報や特開昭５５−７２４２０号公
報に記載されている。

上記のような差動制御クラッチを備えた車両にの一種に
、車両の舵角に応じて差動制御クラッチの差動制限力を
減少制御することにより、車両の旋回走行時におけるス
リップを解消して操縦安定性を高めることが考えられて
いる。

発明が解決しようとする課題 ところで、上記のような前後輪駆動車両において、後輪
の舵角を前輪の舵角に関連して制御する前後輪操舵装置
（４ＷＳ）が設けられる場合がある。このような場合で
は、単に、前輪の舵角の増大に応じて差動制御クラッチ
の差動制限力を減少制御すると、前後輪に加える差動制
限力を不要に低下させて旋回性能を損なう場合があった
。すなわち、車両の旋回時において舵角が大きくなるほ
ど差動制限力を減少させる理由は、旋回時に発生する前
後輪の差動回転速度により車輪のスリップが発生し易く
なり、操縦安定性が損なわれる傾向となるからであるが
、前後輪操舵装置を備えた車両においては、前輪舵角の
増加に伴って前輪舵角と後輪舵角との差、換言すれば前
輪と後輪との差動回転速度が一様には増加せず、前輪舵
角がある程度増加したときに前後輪舵角差が零となって
前輪および後輪の旋回半径が一致する場合もある。

このため、単に前輪の舵角に応じて差動制御クラッチの
差動制限力を減少制御するだけでは、差動回転速度がな
いのに差動制限力を不要に低くする場合があり、それが
旋回時の内周側車輪の荷重減少に伴ってスリップを発生
し易くし、却って旋回時の操縦安定性が損なわれる場合
があったのである。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その目的とするところは、前後輪操舵装置および差動制
御クラッチを備えた車両において、車両旋回時の操縦安
定性を確実に高めることができる差動制御クラッチの制
御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 斯る目的を達成するための本発明の要旨とするところは
、前輪の舵角操作に関連して後輪の舵角を変化させる前
後輪操舵装置と、前輪および後輪の差動を制御する差動
制御クラッチとを備えた前後輪駆動車両において、その
差動制御クラッチの差動制限力を調節する制御方法であ
って、前記前輪および後輪の舵角差が大きくなるほど前
記差動制限力を減少させることにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、前輪および後輪の舵角差（回転速度
差）が大きくなるほど前記差動制限力が減少させられる
ので、単に前輪の舵角の増大に応じて差動制御クラッチ
の差動制限力を減少させる従来の場合に比較して、前後
輪に加えられる差動制限力を不要に減少させて旋回性能
が損なわれることが解消される。すなわち、従来におい
て車両の旋回時に前輪舵角が大きくなるほど差動制限力
を減少させる理由は、旋回時に発生する前後輪の差動回
転速度により車輪のスリップが発生し易いため、そのス
リップを抑制して操縦安定性が損なわれることを防止す
るためである。しかし、前後輪操舵装置を備えた車両に
おいては、前輪舵角と後輪舵角との差は前輪舵角の増加
に伴って必ずしも一様に増加しないので、本発明におい
ては、前輪と後輪との差動回転速度に対応する前後輪舵
角差に着目し、その舵角差が大きくなるほど差動制限力
を減少させることにより、前後輪の差動回転速度に対応
した適切な差動制限力が付与され得るので、単に前輪舵
角に対応した差動制限力の付与に起因する旋回時の操縦
安定性低下が解消されるのである。ここで前輪舵角をθ
ＨＦ、後輪舵角をθ■とすると、前後輪舵角差ΔθＦ−
８はθ８．−θ、。

により表される。但し前輪舵角θ）ＩＦと後輪舵角θ■
とにおける正方向は車両において反対向きである。

実施例 以下、本発明の一適用例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、横置エンジン４輪駆動車両の動力伝達系およ
び差動制御クラッチ８２の制御装置などを示す図である
。図において、エンジン１０の出力は、クラッチ１２を
介して自動変速機１４へ供給される。このクラッチ１２
は、トルクコンバータ、フルードカップリング、磁粉式
電磁クラッチ、油圧式多板クラッチなどから構成される
。上記自動変速機１４は、たとえば遊星歯車式有段変速
機、或いはベルト式無段変速機により構成される。油圧
制御回路１６は、自動変速機１４の変速比を変化させる
油圧アクチエータを作動させ、ギヤ段を自動的に切り換
えたり或いは可変プーリの有効径を自動的に切り換える
。

上記自動変速機１４から出力された駆動トルクはセンタ
ディファレンシャル装置２０により２分され、一方の駆
動トルクは前輪用ディファレンシャル装置２２を介して
前輪２４へ伝達されるとともに、他方の駆動トルクは後
輪用ディファレンシャル装置２６を介して後輪２８へ伝
達される。

センタディファレンシャル装置２０は、自動変速＠１４
の出力ギヤ１Ｂと噛み合う入力ギヤ３０を一体的に備え
て一軸まわりに回転可能に設けられたディファレンシャ
ルケース３２と、このディファレンシャルケース３２に
おいて上記−軸に直交する方向に取り付けられたピニオ
ン軸３４によってそれぞれ回転可能に支持された一対の
差動小歯車３６および３８と、それら差動小歯車３６お
よび３８とそれぞれ噛み合わされた前輪用差動大歯車４
０および後輪用差動大歯車４２とを備え、自動変速機１
４の出力ギヤ１８を介して入力された駆動トルクを前輪
用差動大歯車４０および後輪用差動大歯車４２へ分配す
る。

前輪用ディファレンシャル装置２２は、中空の前輪駆動
軸４４を介して前輪用差動大歯車４０に連結され且つ前
記−軸まわりに回転可能に設けられたディファレンシャ
ルケース４６と、このディファレンシャルケース４６に
おいて上記−軸に直交する方向に取り付けられたピニオ
ン軸４８によってそれぞれ回転可能に支持された一対の
差動小歯車５０および５２と、それら差動小歯車５０お
よび５２とそれぞれ噛み合わされた一対の差動大歯車５
４および５６とを備え、前輪駆動軸４４を介して伝達さ
れた駆動トルクを一対の差動大歯車５４および５６を介
して左右の前輪２４へ分配する。

センタディファレンシャル装置２０の後輪用差動大歯車
４２を介して伝達された駆動トルクは、後輪用差動大歯
車４２に固定された傘歯車５８、これに噛み合う傘歯車
６０、両端にユニバーサルジヨイントを備えた後輪駆動
用のプロペラシャフト６２を介して、傘歯車６４へ伝達
される。上記傘歯車５８、傘歯車６０、プロペラシャフ
ト６２、および傘歯車６４は、後輪２８を駆動するため
の駆動トルクをセンタディファレンシャル装置２０から
後輪用ディファレンシャル装置２６へ伝達するためのト
ランスファ装置６６を構成するものであり、上記傘歯車
６４はトランスファ装置６６の出力歯車として機能して
いる。

後輪用ディファレンシャル装置２６は、上記傘歯車６４
と噛み合うリングギヤ６８を備えたディファレンシャル
ケース７０と、このディファレンシャルケース７０に取
り付けられたピニオン軸７２によってそれぞれ回転可能
に支持された一対の差動小歯車７４および７６と、それ
ら差動小歯車７４および７６とそれぞれ噛み合わされた
一対の差動大歯車７８および８０とを備え、前記トラン
スファ装置６６を介して伝達された駆動トルクを一対の
差動大歯車７８および８０を介して左右の後輪２日へ分
配する。

前記センタディファレンシャル装置２０の入力部材とし
て機能するディファレンシャルケース３２と、センタデ
ィファレンシャル装置２０の出力部材として機能する前
輪駆動軸４４との間には、差動制御クラッチ８２が設け
られている。この差動制御クラッチ８２は、たとえば湿
式多板油圧クラッチにより構成されており、差動制御ク
ラッチ８２の差動制限力が零である場合にはセンタディ
ファレンシャル装置２０による前後輪の差動作用、すな
わちトルク分配作用が許可されるが、その差動制限力の
増大にともなってセンタディファレンシャル装Ｗ２０の
トルク分配作用が制限され、差動制御クラッチ８２が完
全に係合されるとセンタディファレンシャル装置ｔ　２
０のディファレンシャルケース３２と差動大歯車４０お
よび４２とが一体的に連結されてトルク分配作用が阻止
される。

クラッチ油圧制御回路８４は、電子制御装置８６からの
指令信号に応答して、差動制御クラッチ８２を駆動する
ための油圧アクチュエータ９０に作動油を供給したり或
いは油圧アクチュエータ９０から作動油を排出したりし
て、差動制御クラッチ８２の差動制限力を調節する。第
２図に詳しく示すように、上記油圧アクチュエータ９０
は、シリンダボア９１に摺動可能に嵌合されることによ
り油圧室９３を形成するピストン９５と、ピストン９５
を付勢するリターンスプリング９７とを備え、油圧室９
３内の作動油圧の増大に伴ってピストン９５が差動制御
クラッチ８２の摩擦板を押圧するように構成されている
。また、クラッチ油圧制御回路８４には、車両の油圧ポ
ンプ９２から圧送された作動油をクラッチ油圧に調圧す
る調圧弁９４と、この調圧弁９４により調圧されたクラ
ッチ油圧を油圧アクチュエータ９０に供給したり或いは
油圧アクチュエータ９０から作動油をドレン９６へ排出
したりして差動制御クラッチ８２の差動制限力を連続的
に変化させるクラッチ制御弁９８とを備えている。この
クラッチ制御弁９日は、たとえば、リニヤソレノイドを
備えて連続的に流量を変化させ得るリニヤ制御弁（流量
制御サーボ弁）や、オンオフ制御により流量を調節する
オンオフ開閉弁により構成される。リニヤ制御弁の場合
にはアナログ信号により駆動され、オンオフ開閉弁の場
合にはオンオフ信号によってデユーティ制御される。

電子制御装置８６には、たとえば、ステアリングホイー
ル１２０の操舵角度θ、を検出するステアリングホイー
ル舵角検出センサ１００、前輪２４の舵角θ訂および後
輪２８の舵角θ、をそれぞれ検出する前輪舵角センサ１
０２および後輪舵角センサ１０４、アクセル操作ペダル
の操作量に対応したスロットル弁開度を検出するスロッ
トルセンサ１０６、自動変速機１４の実際の変速比を検
出する変速比センサ１０８、車両速度を検出する車速セ
ンサ１１０、一対の前輪２４の回転速度をそれぞれ検出
する前輪回転速度センサ１１２．１１４、後輪２８の回
転速度を検出する後輪回転速度センサ１１６、エンジン
１０の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１１
７からの信号がそれぞれ供給されるようになっている。

一方、本実施例の車両には、たとえば、第３図に示すよ
うに、前後輪操舵装置１１８が備えられている。ステア
リングホイール１２０はギアボックス１２２を介してフ
ロントパー１２４と作動的に連結されており、ステアリ
ングホイール１２０の操作に関連したフロントパー１２
４の長手方向の変位によって一対の前輪２４の舵角が変
化するようになっている。また、後輪２８の舵角もリア
パー１２６の長手方向の変位によって変化するようにな
っている。上記フロントパー１２４とリアパー１２６と
は、ベルクランク１２８、前後連結パー１３０、調節レ
バー１３２、リンク１３４によって機械的に連結されて
いる。調節レバー１３２には長孔１３６が形成されてお
り、二〇長孔１３６に嵌め入れられたピン１３８により
、回動中心が移動可能に調節レバー１３２が支持されて
いる。上記ピン１３８は、電動モータ１４０により回転
駆動されるねじ軸１４２に螺合されたナツト１４４に固
定されている。後輪舵角制御装置１４６は、車速センサ
１１０により検出された車速■に関連してピン１３８の
位置を変位させることにより、第４図に示すように、転
舵比θＮＲ／θＨＦを変化させる。たとえば、車速が４
０ｋｍ／ｈ以下であれば、ピン１３８を前後連結バー１
３０が連結されている点Ａとリンク１３４が連結されて
いる点Ｂとの間に移動させて前輪舵角θＩＦと後輪舵角
θ□とを逆方向とし、転舵比θＨＲ／θに、を正とする
。反対に、車速か４０ｋｍ／ｈ以上であれば、ピン１３
８をリンク１３４が連結されている点Ｂよりも電動モー
タ１４０側（車両の進行方向に向かって右側）へ移動さ
せて前輪舵角θＨＦと後輪舵角θ□とを同方向とし、転
舵比θ■／θＨＦを負とする。

第１図に戻って、電子制御装置８６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ
、ＲＯＭから成る所謂マイクロコンピュータにより構成
されており、ＲＡＭの記憶機能を利用しつつ、予めＲＯ
Ｍに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、
油圧制御回路１６およびクラッチ油圧制御回路８４など
へ制御信号を出力する。すなわち、電子制御装置８６は
、図示しないプログラムに従って自動変速制御を常時実
行し、たとえば予め記憶された変速線図から実際のアク
セルペダル操作量、車速、シフトレバ−の操作位置など
に基づいて自動変速機１４の変速比を決定し、この変速
比へ切り換えるための制御信号を油圧制御回路１６へ出
力する。また、電子制御装置８６は、予め記憶されたプ
ログラムに従って、差動制限制御を実行し、たとえば、
予め定められた関係から、前輪舵角センサ１００により
検出された前輪舵角θＨＦと後輪舵角センサ１０２によ
り検出された後輪舵角θ□との差Δθ、−宵に基づいて
制御特性を表す関数を選択し、この関数から実際のステ
アリングホイール１２０の舵角θ□に基づいて差動制限
力Ｆｃを調節するための制御信号をクラッチ油圧制御回
路８４へ出力する。

以下、上記差動制限制御の作動の要部を第５図のフロー
チャートを用いて説明する。

先ずステップＳＬでは、車速センサ１１０からの信号に
基づいて車速■が読み込まれ、ステップＳ２では、前輪
舵角センサ１０２および後輪舵角センサ１０４からの信
号に基づいて前輪舵角θ訂および後輪舵角θ□が読み込
まれる。また、ステップＳ３では、ステアリングホイー
ル舵角センサ１００からの信号に基づいてステアリング
ホイールの舵角θ□が読み込まれる。そして、ステップ
Ｓ４では、前輪舵角θ□、と後輪舵角θ□との間の前後
輪差ΔθＦ−＊（＝ｌθ□−θ□１）が算出される。

続くステップＳ５およびＳ６において、上記前後輪舵角
差ΔθＦ−１１が予め定められた判断基準値Δθ１以下
であるか否か、および予め定められた判断基準値６０２
以上であるか否かがそれぞれ判断される。ステップＳ５
において前後輪舵角差Δθ、−えが判断基準値Δθ１以
下であると判断された場合には、ステップＳ７において
差動制限力Ｆｃを補正するための関数ｆ、が選択され且
つこの関数から実際のステアリングホイール舵角θ、お
よび車速Ｖに基づいて差動制限力の補正値ΔＦ、が決定
される。また、ステップＳ５において前後輪舵角差Δθ
Ｆ−Ｉｌが判断基準値Δθ１以下でないと判断され且つ
ステップＳ６において前後輪舵角差Δθ、１が判断基準
値６０２以上でないと判断された場合には、ステップＳ
８において差動制限力Ｆ、を補正するための関数ｆ２が
選択され且つこの関数から実際のステアリングホイール
舵角θ８および車速Ｖに基づいて差動制限力の補正値Δ
Ｆｃが決定される。さらに、そのステップＳ６において
前後輪舵角差ΔθＦ−Ｒが判断基準値６０２以上である
と判断された場合には、ステップＳ９において差動制限
力Ｆ、を補正するための関数ｆ、が選択され且つこの関
数から実際のステアリングホイール舵角θ８および車速
Ｖに基づいて差動制限力の補正値ΔＦｃが決定される。

上記差動制限力ＦＣを補正するための関数ｆ１゜ｆｚ、
ｆｘは、たとえば第６図に示すように、ステアリングホ
イール舵角の絶対値Ｉθ、１および車速■をそれぞれ独
立変数とする関数である。したがって、ステアリングホ
イール舵角１θＨ１が一定であっても補正値ΔＦ、は、
第７図に示すように、前後輪舵角差Δθ、−１の増加に
関連して正から負へ変化させられる。図において、区間
Ａの補正値ΔＦ、は関数ｆ、により決定され、区間Ｂの
補正値ΔＦｃは関数ｆ２により決定され、区間Ｃの補正
値ΔＦｃは関数ｆ、により決定されている。また、図に
おいて、１点鎖線は、ステアリングホイール舵角１θＨ
１および各区間における車速Ｖが一定である場合の補正
値ΔＦｃの例を示している。

続くステップ３１０では、上記のように決定された補正
値ΔＦｅが、図示しないステップにおいて第８図に示す
予め求められた関係から車両の駆動力などに基づいて決
定された基本差動制限力Ｆｃｏに加算されることにより
、差動制限力Ｆｃが補正され、ステップＳｌｌにおいて
上記補正後の差動制限力Ｆｃが正式の差動制限力値とし
て更新され、図示しないステップにおいてその差動制限
力値が得られるように差動制御クラッチ８２が制御され
る。

上記の方法によれば、前後輪舵角差ΔθＦ−１の増加に
関連して補正値ΔＦｃが正から負へ減少することにより
、差動制限力ＦＣが減少する方向へ補正される。換言す
れば、前後輪舵角差Δθ、−えが小さくなるほど補正値
ΔＦｅが増加して、差動制限力ＦＣが増加する方向へ補
正される。このため、単に舵角θ、またはθ□が太き（
なるほど前輪および後輪に加えられる差動制限力Ｆｃを
減少させる従来の制御に比較して、不要に差動制限力Ｆ
ｃを減少させることがないので、旋回性能が損なわれる
ことが解消される。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、
本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の適用例では、前後輪舵角差ΔθＦ−Ｒ
の増加に関連して、３種類の関数ｆｒ、ｆｘｆ、が選択
されて補正値ΔＦｃの算出に用いられていたが、２種類
或いは４種類以上の関数が用いられてもよいし、車速■
と、ステアリングホイール舵角１θＭ　１および前後輪
舵角差ΔθＦ−３の少なくとも一方とを変数とする１つ
の関数式を用いて補正値ΔＦｃが算出されてもよい。こ
の後者の場合には、前後輪舵角差ΔθＦ−１の増加に対
して差動制限力Ｆ、が連続的に減少させられ得る。

また、前述の適用例では、所謂フルタイム型の４輪駆動
車について説明されていたが、４輪駆動状態と２輪駆動
状態とを切り換える切換クラッチを備えた所謂パートタ
イム型の４輪駆動車においてその切換クラッチを制御す
る場合にも本発明が適用され得る。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一適用例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加え
られ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される装置の一例を示す図であ
る。第２図は第１図のクラッチ油圧制御装置を説明する
図である。第３図は、第１図の車両に設けられた前後輪
操舵装置の構成を説明する図である。第４図は、第３図
の後輪舵角制御装置の制御特性を示す図である。第５図
は、第１図の装置の作動を説明するフローチャートであ
る。第６図は、第５図のフローチャートの説明において
用いられる関係を示す図である。第７図は、第６図の関
係においてステアリングホイール舵角θ□を一定とした
場合における前後輪舵角差ΔθＦ−１１と差動制限力補
正値ΔＦｃとの関係を示す図である。第８図は、基本差
動制限力を決定するための関係を示す図である。 第２図 ２４：前輪 ２８：後輪 ８２：差動制御クラッチ １１８：前後輪操舵装置 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第３図 第４図 第６Ｆ！！Ｊ 第７図 第８図 車両の、駈動力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　前輪の舵角操作に関連して後輪の舵角を変化させる前
   後輪操舵装置と、前輪および後輪の差動を制御する差動
   制御クラッチとを備えた前後輪駆動車両において、該差
   動制御クラッチの差動制限力を調節する制御方法であっ
   て、 前記前輪および後輪の舵角差が大きくなるほど前記差動
   制限力を減少させることを特徴とする前後輪駆動車両用
   差動制御クラッチの制御方法。