JPH02290722A - 車両用差動制限クラッチ制御装置 - 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、左右輪の差動制限量を制御する車両用差動制
限クラッチ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の差動制限クラッチ制御装置としては、例えば、特
開昭５９−１９９３３１号公報に記載されているような
装置が知られている。

この従来装置は、ディファレンシャルロック装置を備え
る車両において、各駆動輸の接地荷重を検出するセンサ
と、該センサの夫々の出力信号を入力して比較し、各駆
動輪の接地荷重に所定の差異が生じた場合ディファレン
シャルロック装置か作動状態にあるときこの作動状態を
解除すべくアクチュエー夕を動作させるか又は警報装置
を動作させる制御回路とから成ることを特徴とするもの
であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の差動制限クラッチ制御装置に
あっては、左右の駆動輪の接地荷重に大幅な差異が生じ
ない限りはデフロツク状態（左右輪直結状態）のままで
あるため、デフロック状態のままで旋回を行なうとコー
ナ進入時はアンダーステア傾向を示し、コーナ出口部で
は横加速度によりオーバーステア傾向に変わる、すなわ
ち、リバースステア特性を示すという問題点があった。

さらに、旋回途中でデフロック状態から急にデフロック
解除状態に切り換わったとしても、ステア特性が急変し
、旋回走行安定性が著しく低くなってしまうという問題
点があった。

Ｃ問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述へるような解決手段とした。

本発明の解決手段を、第１図に示すクレーム概念図によ
り説明すると、エンジン駆動力を左右の駆動輪に分配伝
達する動力分割装置１と、該動力分割装置１の駆動入力
部２と駆動出力部３との間に設けられ、クラッチ締結力
の大きさにまり差動制限力の変更が可能な差動制限クラ
ッチ４と、入力千段５からの入力信号に基づいてクラッ
チ締結力の増減制御を行なうクラッチ制御千段６と、を
備えた車両用差動制限クラッチ制御装置において、前記
入力千段５として、車速センサ５０］，操舵角センサ５
０２，前記左右の駆動輪の車輪速センサ５０３，５０４
及びヨーイング運動量検出手段５０５を含み、前記クラ
ッチ制御手段６を、ヨーイング運動量検出手段５０５か
らの実際ヨーイング運動量が、車速Ｖと操舵角θとによ
り得られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋
回外輪速度が旋回内輪速度を超える旋回初期には実際ヨ
ーイング運動量が目標ヨーイング運動因に対して大にな
るほどクラッチ締結力を大とし、旋回外輪速度が旋回内
輪速度以下となる旋回中期から゛旋回復期には実際ヨー
イング運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になる
ほどクラッチ締結力を小としてクラッチ締結力を制御す
る手段とした。

尚、ここでヨーイング運動二とは、車両のヨー軸である
車両上下方向軸まわりの運動澄をいい、ヨーレイト＋ｊ
ｔ　（車両上下軸まわりの角速度）やヨー角加速度φ等
であらわされる。

（作　用） まず、旋回初期には、横加速度が小さく内輪スピンが発
生しない為、旋回半径差に応じて旋回外輪速度が旋回内
輪速度を超える。

従って、この時に差動制限力を付与すると、内輪駆動ト
ルクが大で、外輪駆動トルクが小となるため、旋回．半
径外側へのアンダーステア方向のヨーモーメントが発生
し、実際ヨーイング運動量は減少する。

これに対し、旋回外輪速度が旋回内輪速度を超える旋回
初期には実際ヨーイング運動量が目標ヨイング運動量に
対して大になるほどクラッチ締結力を大とする制御内容
としている。

その結果、実際ヨーイング運動量の減少に対してはクラ
ッチ締結力を弱めて差動制限力を低下させる制御が行な
われることになり、旋回初期にアンダーステア方向のヨ
ーモーメントが抑制されて旋回初期の車両の口頭性が高
まる。

次に、旋回中期から旋回後期にかけては、高い横加速度
により内輪スピンが発生し、旋回外輪速度が旋回内輪速
度以下となる。

従って、この時に差動制限力を付与すると、外輪駆動ト
ルクが大で、内輪駆動トルクが小となるため、旋回半径
内側へのオーバーステア方向のヨモーメントが発生し、
実際ヨーイング運動量は増加する。

これに対し、旋回外輪速度が旋回内輪速度以下となる旋
回中期から旋回後期には実際ヨーイング運動量が目標ヨ
ーイング運動量に対して大になるほどクラッチ締結力を
小とする制御内容としている。

その結果、実際ヨーイング運動量の増加に対してはクラ
ッチ締結力を弱めて差動制限力を低下させる制御か行な
われることになり、旋回中期から旋回後期にオーバース
テア方向のヨーモーメントが抑制されて旋回限界走行で
の車両挙動が向上して旋回限界走行安定性が高まる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

実施例の車両用差動制限クラッチ制御装置を適用した自
動車は、第２図に示すように、エンジン５０、トランス
ミッション５１、プロペラシャフト５２、差動装置（動
力分割装置）Ｂ、左後輪ドライブシャフト５３、右後輪
ドライブシャフト５４、左後輪５５、右後輪５６、左前
輪５７、右前輪５８を備えたもので、いわゆるＦＲ車（
フロントエンジン・リヤドライフ車）である。

前記差動装置Ｂは、第３図に示すように、ハウシング６
０、ドライブピニオン６１、リングギャ６２、ディファ
レンシャルケース６３、ビニオンメートシャフト６４、
デフビニオン６５、サイドギャ６６，６７、多板摩擦ク
ラッチ（差動制限クラッチ）６８．６９を備えている。

前記多板摩擦クラッチ６８．６９は、外部からの制御油
圧Ｐｃによるクラッチ締結で左右後輪５５．５６への差
動制限力の変更が可能なクラッチで、ディファレンシャ
ルケース（駆動入力部）６３に回転方向係合される複数
のクラッチプレート６８１．６９１と、該クラッチプレ
ート６８１６９１間に配置され、サイドギャ（駆動出力
部）６６．６７側に回転方向係合される複数のクラッチ
ディスク６８２，６９２と、前記クラッチプレート６８
１，６９１及びクラッチディスク６８２．６９２に締結
力を付与するクラッチピストン６８３と、制御油圧Ｐｃ
が供給されるピストン室６８４とを備えている。

尚、クラッチピストン６８３が設けられていない側の多
板摩擦クラッチ６９は、ハウジング６０及びディファレ
ンシャルケース６３からの反力により締結力が付与され
る。

差動制限クラッチ制御装置（クラッチ制御手段）７０は
、第３図に示すように、入力手段として車速センサ７１
，操舵角センサ７２．ヨーレイトセンサ７３，左後輪車
輪速センサ７４，右後輪車輪速センサ７５が設けられ、
制御回路として車載のマイクロコンピュータによるコン
トロールユット７６が設けられ、制御アクチュエー夕と
して電磁比例ソレノイドバルブ７アが設けられている。

前記車速センサ７１は、車速Ｖを検出し、車速Ｖに応じ
た車速信号（ｖ）を出力するセンサである。

前記操舵角センサ７２は、操舵角θを検出し、操舵角ｅ
に応じた操舵角信号（ｅ）を出力するセンサである。

尚、前記車速センサ７１及び操舵角センサ７２は、目標
ヨーレイトΦ゜及び目標ヨー角加速度φ゜を求めるセン
サとして用いられる。

これら目標値の演算式を示すと、 φ”＝Ｖ／Ｒ　　　　　　　　　　　　　　・・・■φ
”＝Ｖ／Ｒ　　　　　　　　　　　　　　　・−・■Ｒ
＝κｓｘＬ／ｔａｎ（θ／Ｎ）　　　・・・■Ｖ＝ｄＶ
／ｄｔ　　　　　　　　　　　　　・・・■Ｒ，旋回半
径　　Ｖ；車両加速度 κＳ：ゲイン　　　Ｌ：ホイールベース長Ｎ：ステアリ
ングギャ比 となり、■式により求めた旋回半径Ｒと車速センサ４１
による車速Ｖを■式に代入することで、目標ヨーレイト
φ０が得られ、■式により求めた旋回半径Ｒと■式によ
り求めた車両加速度安を■式に代入することで、目標ヨ
ー角加速度φ゛が得られる。

ここで、車両加速度やは、車両前後方向加速度センサを
付加し、このセンサからの加速度信号を用いてもよい。

また、実施例ではこれらの目標値に幅をもたせ、目標ヨ
ーレイトφ゜を目標ヨーレイト下限値φ一。いと目標ヨ
ーレイト上限値φｄエ．ｈという形で設定させ、目標ヨ
ー角加速度φ゛を目標ヨー角加速度下限値φＩ″ｏｗか
ら目標ヨー角加速度上限値ψ市。ｈまでの領域という形
で設定させている。

前記ヨーレイトセンサ７３は、車両の上下軸まわりの角
速度であるヨーレイトφを検出し、ヨーレイトφに応じ
たヨーレイト信号（Ｉｊ／）を出力するセンサである。

このヨーレイトセンサ７３は、実際ヨーレイトφと実際
ヨー角加速度ψを知るセンサとして用いられ、実際ヨー
角加速度ψは、 φ＝ｄψ／ｄｔ の演算式により得られる。

前記左右後輪車輪速センサ７４．７５は、左右後輪５５
．５６の車輪速ＮＬ，Ｎ８を検出し、車輪速ＮＬ，ＮＲ
に応じた車輪速信号（ｎβ），（ｎｒ）を出力するセン
サで、旋回時に内外輪の車輪速Ｎ。ＵＴ＋　ＮＩ　Ｎの
うちどちらの車輪速の方が大きいかの判断信号として用
いられる。

前記コントロールユニット７６は、内部回路として記憶
回路であるＲＡＭやＲＯＭや、中央演算処理回路である
ＣＰＵ等を備えていて、入力信号と予め記憶設定されて
いる情報に基づいて処理が行なわれ、前記電磁比例ソレ
ノイドバルブ４５に対し電流値工による制御電流信号（
ｉ）が出力される。

尚、コントロールユニット４４からの制御電流信号（ｉ
）は、実際ヨーレイトφと実際ヨー角加速度φが理想的
な目標ヨーレイトψ゜と目標ヨー角加速度φ゜に一致す
るように多様摩擦クラッチ３３への油圧を制御し、所定
の制御油圧Ｐｃとする信号で、出力電流値■を決めるた
め、ＮＯＵＴ〉ＮＩＮの時の制御マップＭ２（第４図）
とＩＮＯＬＩＴ≦ＮＩＮ時の制御マップＭ３（第５図）
とが予め設定されている。

前記電磁比例ソレノイドバルブ７７は、オイルポンプ７
８からのポンプ油圧路７９から分岐させたドレーン油路
８０の途中に設けられ、電磁力と油圧力との力のバラン
スによりリザーブタンク８１へのドレーン油量を制御し
、電流値工の大きさに応じた制御油圧Ｐｃに調圧するバ
ルブである。

次に、作用を説明する。

まず、第７図により、差動制限クラッチである多板摩擦
クラッチ６８．６９に締結力を付与し、差動制限力Ｔ。

ｌｌＴｃ２を発生させた場合の左輪トルクＴ　Ｌ　ｌ　
＋　　Ｔ　Ｌ　２及び右輪トルクＴｉｌｌ，　　ＴＦ＋
２について述べる。

差動制限力を付与しない場合は、左右輸トルクは等配分
であり、右後輪５６がスリップや空転等をしている場合
に、差動制限力Ｔ　（　＋を付与すると、トルク特性Ｔ
。１が選択され、左右輪トルクはそれぞれＴ　Ｌ　ｌ　
＋　Ｔ　Ｒ　＋となり、左後輪５５側の駆動トルクＴＬ
１が増大する。

また、差動制限力ＴＣ２を付与した場合も同様で、さら
に、左後輪５５がスリップや空転等をしている場合にも
、同様の作用を示す。

次いで、旋回時に高い差動制限力を付与した時のヨーモ
ーメントについて述べる。

まず、旋回初期であって、第８図に示す場合には、横加
速度が小さいため、内輪スピンが発生せず・Ｎ　ＯＵＴ
　＞　Ｎ　ＩＮの関係となる。

従って、この時に差動制限を行なうと、内翰駆動トルク
が大で、外輪駆動トルクが小となるため、旋回半径外側
へのアンダーステア方向のヨ〜モーメントが発生し、ヨ
ーレイトφ及びヨー角加速度φは減少される。

次に、旋回中期から旋回後期であって、第９図に示す場
合には、高い横加速度により内輪スピンが発生し、ＮＯ
ＵＴ≦ＮＩＮの関係となる。

従って、この時に差動制限を行なうと、内外輪の駆動力
差が大きくなり、外輪駆動トルクが大となるため、旋回
半径内側へのオーバーステア方向のヨーモーメントが発
生し、ヨーレイトφ及びヨー角加速度φが増加する。

このように、旋回初期にアンダーステア方向のヨーモー
メントを抑制する方向に差動制限量を制御すれば、旋回
初期の車両の旋回回頭性を高めることができるし、旋回
中期から旋回後期にかけてオーバーステア方向のヨーモ
ーメントを抑制する方向に差動制限量を制御すれば、旋
回加速時の限界走行での車両挙動を向上による旋回安定
性を高めることができることがわかり、このように差動
制ｎＲＮを制御するようにしている。

次いで、実施例装置のコントロールユニット７６での制
御作動の流れを、第６図に示すフローチャート図により
述べる。

（イ）　Ｎ　ＯＵＴ　＞　Ｎ　＋Ｎの時旋回初期であっ
て、内輪スリップがなくＮ。ＩＪＴ＞Ｎ．Ｎの関係にあ
る時は、ステップ２００→ステップ２０１→ステップ２
０２→ステップ２０３→ステップ２０４−ステップ２０
５という流れか、ステップ２００−ステップ２０１→ス
テップ２０６→ステップ２０３−ステップ２０４→ステ
ップ２０５という流れとなり、出力ステップであるステ
ップ２０５では制御マップＭ２にて検索された制御内容
に従って制御電流信号（１）が出力される。

つまり、実際ヨーレイトφ及び実際ヨー角加速度φが大
きい場合には、差動制限力を強め、実際ヨーレイトψ及
び実際ヨー角加速度φを減少させる方向に制御し、逆の
場合には、差動制限力を弱めるという制御を行ない、ほ
ぼ目標値であるψ゜Ｌｏｗ ≦φ≦ψＨ″ｉｇｈ及びφＬｏｗ≦ψ≦φハ１９、の範
囲内に収束させる。

（口）ＮｏＵＴ≦ＮＩＮの時 旋回中期から旋回後期であって、内輪スリップが発生し
、ＮＯＵＴ≦ＮＩＮの関係にある時は、ステップ２００
→ステップ２０１→ステップ２０２→ステップ２０３→
ステップ２０７−ステップ２０５という流れか、ステッ
プ２００→ステップ２０１→ステップ２０６→ステップ
２０３→ステップ２０７→ステップ２０５という流れに
なり、出力ステップであるステップ２０５で１１Ｉｉｌ
ｌ　？卸マップＭ，にて検索された制御内容に従って制
御電流信号（ｉ）が出力される。

尚、制御マップＭ３は、制御マップＭ２に対し増圧と減
圧との関係が逆になっている。

（ハ）直進走行時 直進走行時には、ステップ２００−ステップ２０１→ス
テップ２０８→ステップ２０５という流れになり、出力
ステップであるステップ２０５で？、最大油圧が得られ
る制御電流信号（１）か出力される。

尚、ステップ２０１は操舵角ｅにより右旋回か左旋回か
直進かの判断をする判断ステップ、ステップ２０２及び
ステップ２０６は内外輪の車輪速Ｎ。Ｕエ及びＮＩＮを
設定する設定ステップ、ステップ２０３はＮ。Ｕ■〉Ｎ
ＩＮかどうかの判断ステップである。

以上述べてきたように，実施例の車両用差動制限クラッ
チ制御装置ア０にあっては、入力手段として車速センサ
γ１，操舵角センサ７２，ヨーレイトセンサ７３，左後
輪車輪速センサ７４，右後輪車輪速センサ７５を設け、
コントロールユニット７６を、旋回内外輪の大小関係で
制御内容を逆とし、ヨーレイトセンサ７３の出力信号で
得られる実際ヨーレイトφ及び実際ヨー角加速度φが、
車速Ｖと操舵角ｅにより得られる目標ヨーレイトψ゜及
び目標ヨー角加速度φ゛に一致する方向に差動制限力を
制御する手段としたため、旋回初期には車両回頭性が高
められ、旋回中期から旋回後期には旋回安定性が高めら
れることになり、高横加速度旋回時にスピンやステア特
性の急変もない高い旋回性能を実現することができる。

加えて、目標ヨーイング運動量をヨーレイトとヨー角加
速度により規定し、比例＋黴分割御動作によるクラッチ
締結力制御とした為、ヨーレイトのみによる制御の場合
に比べ、高い制御応答性により目標とするステア特性を
得ることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの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設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、ヨーイング運動量をヨーレイトΦ
とヨー角加速度ψにより判断する例を示したが、φ十ψ
をヨーイング運動量としてもよいし、これらを適宜組み
合せたものであってもよい。

また、実施例では差動制限クラッチとして油圧により作
動するクラッチを示したか、電磁クラッチ等、油圧以外
の外力で作動するクラッチであってもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用差動制限クラ
ッチ制御装置にあっては、ヨーイング運動量検出手段か
らの実際ヨーイング運動量が、車速と操舵角とにより得
られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋回内
外輪の大小関係で制御内容を逆とするクラッチ締結力制
御を行なう手段としたため、旋回初期には車両回頭性が
高められ、旋回中期から旋回後期には旋回安定性が高め
られることになり、高横加速度旋回時にスピンやステア
特性の急変もない高い旋回性能を実現することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用差動制限クラッチ制御装置のク
レーム概念図、第２図は実施例の差動制限クラッチ制御
装置を適用した後輪駆動車の駆動系を示す図、第３図は
実施例の差動装置及び差動制限クラッチ制御装１を示す
概略図、第４図及び第５図は実施例装置のコントロール
ユニットに予め記憶させてある制御マップ図、第６図は
実施例装置のコントロールユニットでの制御作動の流れ
を示すフローチャート図、第７図は差動制限力による左
右輪のトルク特性を示す図、第８図は旋回初期に差動制
限を行なった場合のヨーモーメントの発生を示す作用説
明図、第９図は旋回中期から旋回後期にかけて差動制限
を行なった場合のヨー・モーメントの発生を示す作用説
明図である。 １・・・動力分割装置 ２・・・駆動入力部 ３・・・駆動出力部 ４・・・差動制限クラッチ ５・・・入力手段 ５０１・・・車速センサ ５０２・・・操舵角センサ ５０３・・・左駆動輪車輪速センサ ５０４・−・右駆動輪車輪速センサ ５０５・・・ヨーイング運動量検出手段６・・・クラッ
チ制御手段 第４図 第７図 ＮＯＬＩＴ　＞　Ｎ’Ｎ 一２ 第６一図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エンジン駆動力を左右の駆動輪に分配伝達する動力
   分割装置と、該動力分割装置の駆動入力部と駆動出力部
   との間に設けられ、クラッチ締結力の大きさにより差動
   制限力の変更が可能な差動制限クラッチと、入力手段か
   らの入力信号に基づいてクラッチ締結力の増減制御を行
   なうクラッチ制御手段と、を備えた車両用差動制限クラ
   ッチ制御装置において、 前記入力手段として、車速センサ、操舵角センサ、前記
   左右の駆動輪の車輪速センサ及びヨーイング運動量検出
   手段を含み、 前記クラッチ制御手段を、ヨーイング運動量検出手段か
   らの実際ヨーイング運動量が、車速と操舵角とにより得
   られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋回外
   輪速度が旋回内輪速度を超える旋回初期には実際ヨーイ
   ング運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になるほ
   どクラッチ締結力を大とし、旋回外輪速度が旋回内輪速
   度以下となる旋回中期から旋回後期には実際ヨーイング
   運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になるほどク
   ラッチ締結力を小としてクラッチ締結力を制御する手段
   としたことを特徴とする車両用差動制限クラッチ制御装
   置。