JPH0635260B2

JPH0635260B2 - 車両用駆動系クラツチ制御装置

Info

Publication number: JPH0635260B2
Application number: JP22160786A
Authority: JP
Inventors: 原平内藤; 裕二小張
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPS6378822A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置や、自動車の
差動装置等に用いられ、前後輪または左右輪への駆動力
配分を変更する駆動系クラッチのクラッチ締結力を制御
する車両用駆動系クラッチ制御装置に関する。

（先行の技術）先行の車両用差動制限クラッチ制御装置としては、本出
願人が提案した特願昭６０−２８４５７２号の明細書に
記載されている装置がある。

この先行技術の装置で実施例に記載されているタックイ
ン防止制御は、アクセル開度変化率と車速とで判断する
制御であって、制御開始条件が高車速でアクセルＯＦＦ
であり、制御解除条件が車速が設定車速以下の時、ある
いは、アクセルＯＮの時であり、タックイン防止制御中
は所定の差動制限量が保持される。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような先行技術にあっては、タック
インの判断をアクセル開度変化率と車速とで行なう制御
であるため、高車速で直線を走行し、コーナーへ進入す
る場合、進入直前の直進状態でタックインであると判断
されて差動制限が行なわれる為、第９図の点線軌跡に示
すように、アンダーステアが強く出て、外に大きく膨ら
む旋回走行軌跡を描いてしまうことになる。

また、同様に、Ｓ字カーブ等の連続したコーナーを旋回
する時も、第１０図の点線軌跡に示すように、次のコー
ナーへ入る時にアンダーステアが強く出てしまうという
問題点を残していた。

（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
以下に述べ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、エンジン駆動力を前後または左右の駆動
輪に分配伝達する動力分割装置１と、該動力分割装置１
の駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、制御外力
により伝達トルクを発生させる駆動系クラッチ手段２
と、車両状態を検出する検出手段３と、該検出手段３か
らの入力信号に基づきクラッチ締結力を増減させる制御
信号を出力するクラッチ制御手段４と、を備えた車両用
駆動系クラッチ制御装置において、前記検出手段３とし
て、車両の急減速状態を検出する急減速検出手段３０１
と求心加速度を検出する求心加速度検出手段３０２とを
含み、前記クラッチ制御手段４は、求心加速度が所定値
より大の時の急減速状態を車両がタックイン状態である
と判断し、このタックイン状態と判断した時に前記クラ
ッチ手段２に所定の締結力を付与する手段であることを
特徴とする。

（作用）本発明の車両用駆動系クラッチ制御装置では、求心加速
度が所定値より大の時で、かつ、急減速状態の時にタッ
クイン状態であると判断され、し、駆動系クラッチ手段
に締結力を付与されることになる。

従って、コーナーへ進入後の旋回状態で発生する求心加
速度をタックイン判断条件に含むものである為に、コー
ナー進入直前にタックイン状態であるとの誤判断によっ
て旋回性能を悪化させることなく、急減速時のタックイ
ンを有効に防止することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。尚、この
実施例を述べるにあたって、外部油圧により作動する多
板摩擦クラッチ手段を備えた自動車用差動制限制御装置
を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例装置は、第２図〜第４図に示すように、差動装置
（動力分割装置）１０、多板摩擦クラッチ手段（駆動系
クラッチ手段）１１、油圧発生装置１２、コントロール
ユニット（クラッチ制御手段）１３、入力センサ１４を
備えているもので、以下各構成について述べる。

差動装置１０は、左右輪に回転速度差が生じるような走
行状態において、この回転速度差に応じて左右輪に速度
差をもたせるという差動機能と、エンジン駆動力を左右
の駆動輪に等配分に分配伝達する駆動力配分機能をもつ
装置である。

この差動装置１０は、スタッドボルト１５により車体に
取り付けられるハウジング１６内に納められているもの
で、リングギヤ１７、ディファレンシャルケース１８、
ピニオンメートシャフト１９、デフピニオン２０、サイ
ドギヤ２１，２１′を備えている。

前記ディファレンシャルケース１８は、ハウジング１６
に対しテーパーローラベアリング２２，２２′により回
転自在に支持されている。

前記リングギヤ１７は、ディファレンシャルケース１８
に固定されていて、プロペラシャフト２３に設けられた
ドライブピニオン２４と噛み合い、このドライブピニオ
ン２４から回転駆動力が入力される。

前記サイドギヤ２１，２１′には、駆動出力軸である左
輪側ドライブシャフト２５と右輪側ドライブシャフト２
６がそれぞれに設けられている。

多板摩擦クラッチ手段１１は、前記差動装置１０の駆動
入力部と駆動出力部との間に設けられ、外部油圧による
クラッチ締結力が付与され、差動制限トルクを発生する
手段である。

この多板摩擦クラッチ手段１１は、ハウジング１６及び
ディファレンシャルケース１８内に納められているもの
で、多板摩擦クラッチ２７，２７′、プレッシャリング
２８，２８′、リアクションプレート２９，２９′，ス
ラスト軸受３０，３０′、スペーサ３１，３１′，プッ
シュロッド３２、油圧ピストン３３、油室３４、油圧ポ
ート３５を備えている。

前記多板摩擦クラッチ２７，２７′は、ディファレンシ
ャルケース（駆動入力部）１８に回転方向固定されたフ
リクションプレート２７ａ，２７′ａと、サイドギヤ
（駆動出力部）２１，２１′に回転方向固定されたフリ
クションディスク２７ｂ，２７ｂ′とによって構成さ
れ、軸方向の両端面にはプレッシャリング２８，２８′
とリアクションプレート２９，２９′とが配置されてい
る。

前記プレッシャリング２８，２８′は、クラッチ締結力
を受ける部材として前記ピニオンメートシャフト１９に
嵌合状態で設けられたもので、その嵌合部は、第３図に
示すように、断面方形のシャフト端部１９ａに対し角溝
２８ａ，２８′ａによって嵌合させ、トルク比例式差動
制限手段のように、左右輪回転差によるスラスト力が発
生しない構造としている。

前記油圧ピストン３３は、油圧ポート３５への油圧供給
により軸方向（図面右方向）へ移動し、両多板摩擦クラ
ッチ２７，２７′を油圧レべルに応じて締結させるもの
で、一方の多板摩擦クラッチ２７は、締結力がプッシュ
ロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リアク
ションプレート２９へと伝達され、プレッシャリング２
８を反力受けとして締結され、他方の多板摩擦クラッチ
２７′は、ハウジング１６からの締結反力が締結力とな
って締結される。

油圧発生装置１２は、第４図に示すように、クラッチ締
結力となる油圧を発生する外部装置で、油圧ポンプ４
０、ポンプモータ４１、ポンプ圧油路４２、ドレーン油
路４３、制御圧油路４４と、バルブアクチュエータとし
てバルブソレノイド４５を有する電磁比例減圧バルブ４
６を備えている。

前記電磁比例減圧バルブ４６は、油圧ポンプ４０からポ
ンプ圧油路４２を介して供給されるポンプ圧の作動油
を、コントロールユニット１３からの制御電流信号
（ｉ）により、指令電流値ｉ^＊の大きさに比例した制御
油圧Ｐに圧力制御をし、制御圧油路４４から油圧ポート
３５及び油室３４へ制御油圧Ｐを送油するバルブアクチ
ュエータで、制御電流信号（ｉ）は電磁比例減圧バルブ
４６のバルブソレノイド４５に対して出力される。

尚、制御油圧Ｐと差動制限トルクＴとは、Ｔ∝Ｐ・μ・ｎ・ｒ・Ａｎ；クラッチ枚数ｒ；クラッチ平均半径Ａ；受圧面積の関係にあり、差動制限トルクＴは制御油圧Ｐに比例す
る。

コントロールユニット１３は、車載のマイクロコンピュ
ータを中心とする制御回路で、入力インタフェース回路
１３１、メモリ１３２、ＣＰＵ（セントラル．プロセシ
ング．ユニット）１３３、出力インタフェース回路１３
４を備えている。

尚、前記コントロールユニット１３への入力センサ１４
としては、左前輪速センサ１４１、右前輪速センサ１４
２、アクセル開度センサ１４３が設けられている。

前記左右の前輪速センサ１４１，１４２は、左右の前輪
回転速度Ｗ_Ｌ，Ｗ_Ｒに応じた左前輪回転速度信号
（ｗ_Ｌ）及び右前輪回転速度信号（ｗ_Ｒ）を出力するセ
ンサである。

尚、この左右前輪速センサ１４１，１４２とコントロー
ルユニット１３の車速演算回路により車速検出手段が構
成され、また、左右前輪速センサ１４１，１４２とコン
トロールユニット１３の求心加速度演算回路により求心
加速度検出手段が構成される。

前記アクセル開度センサ１４３は、アクセルペダルへの
踏み込み度合を検出し、アクセル開度Ａ（スロットル開
度ともいう）に応じたアクセル開度信号（ａ）を出力す
るセンサである。

尚、このアクセル開度センサ１４３とコントロールユニ
ット１３のアクセル開度時間変化率演算回路により加速
操作検出手段が構成される。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、コントロールユニット１３で所定の制御周期によ
り行なわれる差動制限制御作動の流れを、第７図に示す
フローチャート図により説明する。

ステップ１００は、左右の前輪速センサ１４１，１４２
とアクセル開度センサ１４３から、左前輪速度Ｗ_Ｌと右
前輪速度Ｗ_Ｒとアクセル開度Ａとを読み込む読み込みス
テップである。

ステップ１０１は、左前輪速度Ｗ_Ｌと右前輪速度Ｗ_Ｒか
ら車速Ｖを演算する演算ステップである。

尚、車速Ｖの演算は次式により行なわれる。

但し、γはタイヤ半径ステップ１０２は、左前輪速度Ｗ_Ｌと右前輪速度Ｗ_Ｒと
車速Ｖとから求心加速度Ｙ_Ｇを演算する演算ステップで
ある。

尚、求心加速度Ｙ_Ｇの演算は、以下に述べる理論に従う
演算式に基づいて行なわれる。

一般に求心加速度Ｙ_Ｇは、Ｙ_Ｇ＝Ｒ_ｇ・ω^２… Ｒ_ｇ；旋回半径 ω；旋回角速度また、車速Ｖと旋回角速度ωとの関係は、Ｖ＝Ｒ_ｇ・ω… ，式より一方、従動輪の左右回転速度差ΔＷ（＝｜Ｗ_Ｌ−Ｗ
_Ｒ｜）は、車速Ｖに比例し、旋回半径Ｒ_ｇに反比例する
ことから、Ｋ_２；比例定数であらわされる。

さらに、式を変形すると、となる。

従って、′式を式に代入すると、が得られる。

以上の解析により得られる求心加速度Ｙ_Ｇをグラフにあ
らわすと、第６図に示すようになり、このＹ_Ｇ＝Ｋ・Ｖ
・ΔＷの関係を利用してコントロールユニット１３では
演算により求心加速度Ｙ_Ｇが求められる。

ステップ１０３は、今回のアクセル開度Ａと１周期前に
読み込まれたアクセル開度Ａ_０と制御周期ΔＴとによっ
てアクセル開度時間変化率Åを演算する演算ステップで
ある。

尚、アクセル開度時間変化率Åの演算は次式により行な
われる。

Å＝（Ａ−Ａ_０）／ΔＴステップ１０４は、アクセル開度Ａが設定アクセル開度
Ａ_０より小さいかどうかの判断を行なうステップであっ
て、Ａ≧Ａ_０の時は通常の制御内容に従って様々な走行
パターンに適合した制御が行なわれ、Ａ＜Ａ_０の時は、
Å＜Å１でかつＹ_Ｇ＞Ｙ２であるちいう条件の下でタッ
クイン防止制御が行なわれる。

以下、通常制御時とタックイン防止制御時とに分けて制
御作動の流れや作用を述べる。

（イ）通常制御時アクセル開度ＡがＡ≧Ａ_０の時、または、アクセル開度
がＡ＜Ａ_０であっても他のタックイン開始条件（Å＜Å
１，Ｙ_Ｇ＞Ｙ２）を満足しない時には、前記ステップ１
０４からステップ１０５→ステップ１０６→ステップ１
０７→ステップ１０８へと進む通常制御が行なわれる。

ステップ１０５は、タックイン防止制御時か通常制御時
かの標識となるタックインフラグＴFLGＷＯ＜通常制御
時を示すＴFLG＝０にセットするステップである。

ステップ１０６は、前述のステップ１００，１０１，１
０３で得られたアクセル開度Ａと車速Ｖとアクセル開度
時間変化率Åにより、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
に示す制御特性マップから仮指令電流値ｉ^＊＊が検索に
より求められる。

尚、制御特性マップは低摩擦係数路を基準に指令電流値
が設定されたマップであり、また、制御特性マップに表
示されているアクセル開度時間変化率Åの値は、アクセ
ル開度ゼロから全開までに要する時間を示しており、大
きい値程加速操作が緩やかで、小さい値程加速操作が急
であることを示す。

ステップ１０７は、前記ステップ１０４で得られた仮指
令電流値ｉ^＊＊を前記ステップ１０２で求められた求心
加速度Ｙ_Ｇにより補正し、指令電流値ｉ^＊を求める補正
演算ステップである。

尚、指令電流値ｉ^＊の演算式としては次式が用いられ
る。

ｉ^＊＝ｉ^＊＊＋ｆ_３（Ｙ_Ｇ）具体的には、Ｙ_Ｇ≧Ｙ_２；ｉ^＊＝ｉ^＊＊＋１Ｙ_Ｇ＜Ｙ_２；ｉ^＊＝ｉ^＊＊但し、Ｙ_２は設定求心加速度あるいは、ｉ^＊＝ｉ^＊＊＋Ｋ_ｇ×Ｙ_Ｇ但し、Ｋ_ｇは定数としてもよい。

すなわち、求心加速度Ｙ_Ｇが大きい場合には、指令電流
値ｉ^＊を増加させ、クラッチ締結力を強める。

ステップ１０６は、前記ステップ１０５で補正により最
終的に求められた指令電流値ｉ^＊を電磁比例減圧バルブ
４６に出力する出力ステップである。

次に、実施例装置を用いた車両の各走行パターンでの作
用を第８図により説明する。

一般に差動制限制御装置に望まれることは、加速性等の
動力性能を向上させることである。具体的には、第８図
の旋回加速走行と高速直進走行の性能を向上させる
ことであり、従来の差動制限制御装置でとを達成す
べくクラッチ締結力を強めに設定すると、旋回初期走
行と低摩擦係数路走行の性能が悪くなってしまう。

すなわち、高摩擦係数路であることにより発生し得る高
求心加速度旋回時には大きな差動制限トルクを必要と
し、高摩擦係数路であっても旋回初期走行時のように低
求心加速度時あるいは第８図に示す各状態量が低摩擦係
数路走行時と判断される場合には差動制限トルクが小さ
いことが望ましい。

よって、通常は低摩擦係数路を基準として設定した制御
特性マップにより小さな差動制限トルクを付与するよう
にすることで、低摩擦係数路走行での早期の尻振りを防
ぐと共に、旋回初期のアンダーステアも抑制される。

また、特別大きな差動制限トルクを必要としない高速直
進走行時には、低摩擦係数路用に設定したマップを車速
Ｖに応じて差動制限トルクを多少増加させることで十分
に高速直進安定性が確保される。

一方、高摩擦係数路での旋回時には求心加速度Ｙ_Ｇも大
きな値となり補正により指令電流値ｉ^＊も高い値となる
ため大きな差動制限トルクが得られることになる。

従って、高摩擦係数路での旋回時には、大きな差動制限
トルクにより、内輪スリップが抑えられ、外輪に多くの
トルクが伝達され、加速性を向上させることができると
共に、適度な回頭性をもつことになる。

尚、これは、高摩擦係数路であるがゆえに、タイヤのキ
ャパシティ（摩擦力）が大きいため実現できる。

ちなみに、低摩擦係数路ではタイヤのキャパシティが小
さいため、差動制限して外輪に多くのトルクを与える
と、内外輪共にタイヤがスリップしてしまい、横力が減
少して車両全体がスピンしてしまう。

（ロ）タックイン防止制御時アクセルペダルから急に足を離し、急減速しながらの旋
回時等であって、Ａ＜Ａ_０，Å＜Å１，Ｙ_Ｇ＞Ｙ２とい
うタックイン開始条件を満足している時は、前記ステッ
プ１０４からステップ１０９→ステップ１１０→ステッ
プ１１１→ステップ１１２→ステップ１０８へと進む流
れとなりタックイン防止制御が開始される。

ステップ１０９は、前記ステップ１０３で求めたアクセ
ル開度時間変化率Åが設定アクセル開度時間変化率Å１
より小さいか、すなわち、アクセルペダルを急に足離し
方向に操作しているかどうかを判断する判断ステップで
ある。

尚、このステップ１０９で急減速状態であることが検出
されることになる。

ステップ１１０は、前記ステップ１０２で求めた求心加
速度Ｙ_Ｇが第２設定求心加速度Ｙ２より大きいかどうか
を判断する判断ステップである。

尚、この第２設定求心加速度Ｙ２は、後述する第１設定
求心加速度Ｙ１よりも大きな値（Ｙ１＜Ｙ２）として設
定されている。

ステップ１１１は、前記ステップ１０４，１０９，１１
０の判断でタックイン防止制御の開始条件が全て満足さ
れていることで、タックインフラグＴ_ＦＬＧを、タック
イン防止制御中であることを示すＴ_ＦＬＧ＝１にセット
するステップである。

ステップ１１２は、タックイン検出１周期前の指令電流
値ｉ_０ ^＊を今回の指令電流値ｉ^＊とするステップであ
る。尚、タックイン発生前においては求心加速度は大き
な値として発生する為、前述したタックイン検出１周期
前の指令電流値ｉ_０ ^＊はステップ１０７にて大きな値と
なる様補正されたものである。

このように、タックイン防止制御が開始された後の制御
起動時において、Å≧Å１となったり、Ｙ_Ｇ≦Ｙ２とな
った場合には、ステップ１１３へ進み、このステップ１
１３でＴ_ＦＬＧ＝１であるためステップ１１４へ進み、
このステップ１０８で求心加速度Ｙ_Ｇが第１設定求心加
速度Ｙ１（Ｙ１＜Ｙ２）より小さいかどうかの判断がな
される。そして、Ｙ_Ｇ≧Ｙ１の時で、タックイン防止制
御の必要がある時はステップ１１２へ進み、クラッチ締
結力はそのまま保持されるが、Ｙ_Ｇ＜Ｙ１になった時に
はステップ１１５へ進み、指令電流値ｉ^＊がｃだけ減じ
られる。これによって、Ｙ_Ｇ＜Ｙ１になった後は、徐々
にクラッチ締結力を減少させながらのタックイン防止制
御となる。

尚、タックイン防止制御の途中で、アクセルペダルを踏
み込むことでアクセル開度Ａが、Ａ≧Ａ_０になった時
は、タックイン防止制御は解除されて通常制御に復帰す
る。

従って、コーナー進入後の旋回状態で発生する求心加速
度Ｙ_Ｇがタックイン防止制御の開始条件となるため、高
車速で直線を走行し、アクセルをＯＦＦにした後、コー
ナーへ進入する場合、コーナー進入直前は通常制御とな
り、コーナー進入後でアクセルペダルを急にもどしＡ＜
Ａ_０，Å＜Å１となり且つ求心加速度Ｙ_ＧがＹ_Ｇ＞Ｙ２
になった時のみタックイン防止制御が開始されること
で、第９図の実線軌跡に示すように、アンダーステアの
出ない旋回走行軌跡を描いていて走行できる。

また、同様に、Ｓ字カーブ等の連続したコーナーを旋回
する時も、第１０図実線軌跡に示すように、次のコーナ
ーへ入る時にアンダーステアの出ない旋回走行軌跡を描
いて走行できる。

さらに、タックイン防止作用については、タックイン発
生条件下でクラッチ締結力を保持することで、左右輪が
差動制限され、空転側である内輪側の駆動力が増大して
旋回方向とは逆方向のヨーモーメントが発生し、このヨ
ーモーメントが旋回方向とは同方向のタックインヨーモ
ーメントを打ち消すことで防止される。

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、左右駆動輪の差動を制限する差動
制限クラッチの制御例を示したが、例えば、特願昭５９
−２７６０４８号に図示される様な、四輪駆動車の前後
輪に駆動力を配分するトランスファクラッチのクラッチ
締結力制御装置に適用することができ、この場合にもコ
ーナー進入直前の直線走行時には、クラッチ締結力が低
くて２輪駆動側であるため、旋回回頭性が高まるし、そ
の後、旋回途中では４輪駆動側になることで、エンジン
ブレーキによる制動力が前後輪に配分されてタイヤの路
面グリップ力限界が高まり、２輪駆動状態でエンジンブ
レーキが強力である場合に発生しようとするタックイン
が防止される。

また、実施例では、アクチュエータとして、電磁比例減
圧バルブを示したが、開閉の電磁バルブ等を用い、制御
信号をデューティ信号にして油圧制御を行なうような例
であっても、また、電磁クラッチ等の他の差動制限手段
により可変の差動制限トルクを得るようにした例であっ
てもよい。

（発明の効果）以上説明したきたように、本発明の車両用駆動系クラッ
チ制御装置にあっては、求心加速度が所定値より大の時
の急減速状態を車両がタックイン状態であると判断し、
このタックイン状態と判断した時に前記クラッチ手段に
締結力を付与する手段である為、高い旋回性能を確保し
ながら、急減速旋回時のタックインを有効に防止できる
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駆動系クラッチ制御装置を示す
クレーム概念図、第２図は本発明実施例装置の差動制限
手段を内蔵した差動装置を示す断面図、第３図は第２図
Ｚ方向矢視図、第４図は実施例装置の油圧発生装置及び
制御装置を示す図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は
実施例のコントロールユニットに設定されている制御特
性マップ図、第６図は回転速度差及び車速に対する求心
加速度の関係特性図、第７図は実施例装置の差動制限制
御作動の流れを示すフローチャート図、第８図は各走行
パターンでの状態量をあらわした表を示す図、第９図は
コーナーでの旋回走行軌跡を示す図、第１０図はＳ字カ
ーブでの旋回走行軌跡を示す図である。１……動力分割装置２……駆動系クラッチ手段３……検出手段３０１……急減速検出手段３０２……求心加速度検出手段４……クラッチ制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪
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、制御外力により
伝達トルクを発生させる駆動系クラッチ手段と、車両状
態を検出する検出手段と、該検出手段からの入力信号に
基づきクラッチ締結力を増減させる制御信号を出力する
クラッチ制御手段と、を備えた車両用駆動系クラッチ制
御装置において、前記検出手段として、車両の急減速状態を検出する急減
速検出手段と求心加速度を検出する求心加速度検出手段
とを含み、前記クラッチ制御手段は、求心加速度が所定
値より大の時の急減速状態を車両がタックイン状態であ
ると判断し、このタックイン状態と判断した時に前記ク
ラッチ手段に所定の締結力を付与する手段であることを
特徴とする車両用駆動系クラッチ制御装置。