JPH0699757A

JPH0699757A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JPH0699757A
Application number: JP24816292A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kashiwagi; 慶司柏木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】差動制限装置に許容される差動制限力のしき
い値を作動回転数から設定し、このしきい値に応じて入
力トルクを細かく制御することにより、車両の走破性が
悪化されるのを最小限度に抑制しつつ、差動制限装置の
耐久性をも向上する。【構成】コントロールユニット２３は、スロットル開
度信号，車輪速信号およびモード信号に基づいて、フロ
ント・デフ１５，リア・デフ１８，センター・デフ２１
にそれぞれ出力する電流値を演算する。各電流値に基づ
いて電磁多板クラッチによる作動制限力を制御する。各
車輪速から各デフギア１５，１８，２１の差動回転数Δ
Ｎf ，ΔＮr ，ΔＮc に対するしきい値ΔＮF ，ΔＮR
，ΔＮC を算出する。各しきい値ΔＮF ，ΔＮR ，Δ
ＮC と差動制限力との関係から制御領域を判断し、しき
い値が制御領域にあると判断した場合は、スロットル開
度の減少幅を段階的に設定して必要最小限度に抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の制御装置に関
し、とりわけ、駆動力の伝達経路に設けられた差動装置
の差動制限力が、所定のパラメータに応じて制御される
差動制限装置を備えた車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の左右駆動輪間の駆動力伝達経路に
は、差動装置としてのディファレンシャルギアが設けら
れ、このディファレンシャルギアの差動機能により左右
駆動輪間に回転差を与えて、車両の円滑な操舵が行われ
るようになっている。また、四輪駆動車にあっては、デ
ィファレンシャルギアが前後の左右駆動輪間に設けられ
るのみならず、前後車軸間の駆動力伝達経路にもディフ
ァレンシャルギアが設けられ、前後車輪への駆動力分配
が行われるようになっている。

【０００３】ところで、近年では前記ディファレンシャ
ルギアに多板クラッチ等の差動制限装置（ＬＳＤ）を設
けて、ディファレンシャルギアの差動機能を制限するこ
とにより、片輪が空回りするような状況下にあっても、
他方の片輪に駆動力を伝達することができるようになっ
たものがある。従って、前記差動制限装置を設けること
により、雪道とかぬかるみ等で片輪が空転される場合に
も、他方の片輪の回転により脱出ができるようになって
いる。

【０００４】しかしながら、前記差動制限装置による差
動機能を単に制限した場合には、この差動制限が長時間
に亘る場合には、摩擦熱によりこの差動制限装置の寿命
が著しく低下し、ときには焼付きを起こしてしまう。そ
こで、例えば、特開昭６４−１２９１８号公報（Ｂ６０
Ｋ１７／３５）に開示されるように、差動制限装置に
よる差動制限力が最大となって一定時間が経過したと
き、つまり、差動力が許容量に達した場合に、スロット
ル弁開度を所定量減少してエンジン回転数を低下させ、
もって、差動制限装置の作動回転数を少なくして発熱量
を減少させるようにしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の差動制限装置を備えた車両の制御装置にあって
は、差動制限力が許容量に達した時に、差動回転数を少
なくするためにスロットル弁開度を所定量減少させるた
め、この差動回転数の低下に伴って出力トルクが大きく
低下されることになり、車両の走破性が著しく悪化され
てしまうという課題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、差動制限装置に許容される差動制限力のしきい値を
作動回転数から設定し、このしきい値に応じて入力トル
クを細かく制御することにより、車両の走破性が悪化さ
れるのを最小限度に抑制しつつ、差動制限装置の耐久性
をも向上することができる車両の制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の第１の構成は、左右駆動輪間および，また
は前後車軸間に設けられた差動装置の差動制限力を、所
定のパラメータに応じて制御する差動制限装置を備えた
車両の制御装置において、各差動制限力に応じた差動回
転数のしきい値をそれぞれ設定し、このしきい値に応じ
て差動制限装置への入力トルクを制御し、現在の差動回
転数がしきい値以上の場合に入力トルクを減少させる構
成とする。

【０００８】また、かかる目的を達成するために本発明
の第２の構成は、左右駆動輪間および，または前後車軸
間に設けられた差動装置の差動制限力を、所定のパラメ
ータに応じて制御する差動制限装置を備えた車両の制御
装置において、車両の各走行モードに応じて差動回転数
のしきい値をそれぞれ設定し、このしきい値に応じて差
動制限装置への入力トルクを制御し、現在の差動回転数
が対応するしきい値以上の場合に入力トルクを減少させ
る構成とする。

【０００９】更に、前記差動制限装置への入力トルク制
御は、制御開始から所定時間だけ行うことが望ましい。

【００１０】更にまた、前記しきい値により設定された
差動回転数と現在の差動回転数との差を求め、この差動
回転数差に応じて入力トルクの減少量を変化させること
が望ましい。

【００１１】また、前記差動回転数差が大きくなるに伴
って、入力トルクの減少量を増大することが望ましい。

【００１２】

【作用】以上の構成により本発明にかかる車両の制御装
置の第１の構成にあっては、各差動制限力に応じてそれ
ぞれ設定された差動回転数のしきい値に応じて、差動制
限装置への入力トルクが制御されるため、入力トルクの
減少幅を各差動制限力に応じて必要最小限度に抑制する
ことができるため、車両の走破性の著しい悪化を伴うこ
となく、差動制限装置の損傷を防止することができる。

【００１３】また、本発明にかかる車両の制御装置の第
２の構成にあっては、車両の各走行モードに応じてそれ
ぞれ設定された差動回転数のしきい値に応じて、差動制
限装置への入力トルクが制御されるため、入力トルクの
減少幅を各走行モードに応じて必要最小限度に抑制する
ことができるため、車両の走破性の著しい悪化を伴うこ
となく、差動制限装置の損傷を防止することができる。

【００１４】更に、前記差動制限装置への入力トルク制
御は、制御開始から所定時間だけ行うことにより、差動
制限装置の損傷の恐れが排除された時点で、再度出力ト
ルクを復帰することができ、その時点で走破性を著しく
高めることができる。

【００１５】更にまた、前記しきい値により設定された
差動回転数と現在の差動回転数との差を求め、この差動
回転数差に応じて入力トルクの減少量を変化させること
により、入力トルクの減少幅を更に緻密に制御すること
ができ、差動制限装置の耐久性を更に向上することがで
きる。

【００１６】また、前記差動回転数差が大きくなるに伴
って、入力トルクの減少量を増大することにより、緻密
な入力トルク制御により走破性の向上を図ることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。図１から図９は本発明にかかる車両の
制御装置の一実施例を示し、図１は制御装置の全体構成
を示す概略構成図、図２は本実施例の制御を実行するた
めのフローチャート、図３はフロント・デフの差動回転
数の演算ルーチンを示すフローチャート、図４はリア・
デフの差動回転数の演算ルーチンを示すフローチャー
ト、図５はセンター・デフの差動回転数の演算ルーチン
を示すフローチャート、図６は車速とスロットル開度と
の関係で示す差動制限力の制御範囲を示す特性図であ
る。

【００１８】即ち、本実施例の車両の制御装置は図１に
示したように、エンジン１０にトランスミッション１
１、更に四輪駆動用のトランスファ１２が結合されてパ
ワーユニットが構成される。トランスファ１２には、フ
ロント・プロペラシャフト１３およびリア・プロペラシ
ャフト１４が延設される。フロント・プロペラシャフト
１３は、フロント・ディファレンシャルギア（以下フロ
ント・デフと称す）１５を介して前輪１６，１６を連結
する前車軸１７に連結される。リア・プロペラシャフト
１４は、リア・ディファレンシャルギア（以下リア・デ
フと称す）１８を介して後輪１９，１９を連結する後車
軸２０に連結される。また、トランスファ１２にはセン
ター・ディファレンシャルギア（以下センター・デフと
称す）２１が設けられ、フロント，リア・プロペラシャ
フト１３，１４間で差動機能を発揮する。前記フロント
・デフ１５，リア・デフ１８およびセンター・デフ２１
には、それぞれ作動制限装置としての図外の電磁多板ク
ラッチが内臓され、この電磁多板クラッチの締結力、つ
まり、電磁力を発生させるための電流値が変化されるこ
とにより、各ディファレンシャルギア（以下、デフギア
と称する）１５，１８，２１の作動制限力が制御できる
ようになっている。

【００１９】前記制御装置には、エンジン用コントロー
ルユニット２２およびディファレンシャル用コントロー
ルユニット２３が設けられる。エンジン用コントロール
ユニット２２には、スロットル開度センサー２４からの
スロットル開度信号が入力される。一方、ディファレン
シャル用コントロールユニット２３には、前記スロット
ル開度信号が入力されると共に、前輪１６，１６および
後輪１９，１９にそれぞれ設けた車輪速センサー２５，
２５…からの車輪速信号が入力され、更に、後述するデ
フロックのモード選択を行うマニュアルスイッチ２６か
らのモード信号が入力される。

【００２０】前記ディファレンシャル用コントロールユ
ニット２３は、入力された前記スロットル開度信号，車
輪速信号およびモード信号に基づいて、フロント・デフ
１５に出力するフロント・デフ電流値，リア・デフ１８
に出力するリア・デフ電流値およびセンター・デフ２１
に出力するセンター・デフ電流値が演算され、これら各
電流値に基づいて前記電磁多板クラッチによる作動制限
力が制御される。

【００２１】尚、前記マニュアルスイッチ２６は、オー
ト（ＡＵＴＯ）モード，センター（Ｃ）モード，リア
（Ｒ）モードおよびフロント（Ｆ）モードの４種類のモ
ードが設定される。ＡＵＴＯモードは、フロント・デフ
１５がアンロック状態、リア・デフ１８およびセンター
・デフ２１がオートモード制御される。Ｃモードは、フ
ロント・デフ１５がアンロック状態、センター・デフ２
１が完全ロック状態，リア・デフ１８がオートモード制
御される。Ｒモードは、フロント・デフ１５がオートモ
ード制御，センター・デフ２１およびリア・デフ１８が
完全ロック状態とされる。Ｆモードは、フロント・デフ
１５，センター・デフ２１およびリア・デフ１８が全て
完全ロック状態とされる。因に、ＡＵＴＯモードはオン
ロード走行に適し、Ｆモードはオンロード走行に適し、
ＣモードおよびＲモードはＡＵＴＯモードとＦモードと
の間の特性を発揮し、運転者の好みで選択される。

【００２２】かかる構成になる本実施例の車両の制御装
置は、図２に示したフローチャートに沿って各デフギア
１５，１８，２１の差動制限力が制御される。このフロ
ーチャートはディファレンシャル用コントロールユニッ
ト２３で実行される制御を示し、まず、イニシャライズ
されることにより、ステップＳ１で前輪１６，１６およ
び後輪１９，１９の車輪速、フロント・デフ１５，リア
・デフ１８およびセンター・デフ２１の各デフギアの電
流値（締結力）、そして走行モードを読み込む。次
に、ステップＳ２では読み込まれた各車輪速から、各デ
フギア１５，１８，２１の差動回転数ΔＮf ，ΔＮr ，
ΔＮc に対するしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC を算出
する。尚、ΔＮF はフロント・デフ１５のしきい値，Δ
ＮR はリア・デフ１８のしきい値，ΔＮC はセンター・
デフ２１のしきい値である。また、ΔＮf はセンター・
デフ１５の差動回転数，ΔＮr はリア・デフ１８の差動
回転数，ΔＮc はセンター・デフ２１の差動回転数であ
る。

【００２３】ここで、前記差動回転数ΔＮf ，ΔＮr ，
ΔＮc は、図３から図５に示すサブルーチンにより求め
ることができる。図３はフロント・デフ差動回転数ΔＮ
f の演算ルーチンで、ステップＳ３０により入力したフ
ロント車輪速Ｎfl，Ｎfrから、ステップＳ３１によりフ
ロント・デフ差動回転数ΔＮf が計算される。また、図
４はリア・デフ差動回転数ΔＮr の演算ルーチンで、同
様にステップＳ４０で入力したリア車輪速Ｎrr，Ｎrlか
ら、ステップＳ４１によりリア・デフ差動回転数ΔＮr
が計算される。更に、センター・デフ差動回転数ΔＮc
を演算する図５のルーチンでは、ステップＳ５０に入力
された各車輪速Ｎfl，Ｎfr，Ｎrr，Ｎrlから、ステップ
Ｓ５１によりセンター・デフ差動回転数ΔＮc が計算さ
れる。

【００２４】次に、ステップＳ３では読み込まれた走行
モードから悪路（オフロード）であるかどうかを判断
し、悪路でない（ＮＯ）と判断されたときはステップＳ
４に進み、悪路である（ＹＥＳ）場合はステップＳ５に
進む。ステップＳ４では前記各しきい値ΔＮF ，ΔＮR
，ΔＮC がどの制御領域にあるかを、予め設定された
マップから判断する。尚、このマップはしきい値ΔＮと
ロック値（差動制限力）との関係で表し、斜線で示した
上方部分を制御領域、斜線を付さない下方部分を非制御
領域として設定してある。前記制御領域は各段階毎に複
数の特性（段階１，段階２，段階３…）が設定されて、
リニアな制御状態に近付けるようになっており、段階が
１，２，３…と上昇されるに従って差動制限力が増大さ
れる。また、前記マップは各デフギア１５，１８，２１
に対応してそれぞれ設けることが望ましい。

【００２５】一方、悪路判断された場合のステップＳ５
ではステップＳ２によって決定された各しきい値ΔＮF
，ΔＮR ，ΔＮC を低めに設定し、次に前記ステップ
Ｓ４に進んで、この低くしたしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，
ΔＮC により制御領域が判断される。尚、前記しきい値
ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC は、ΔＮF ＜ΔＮR ＜ΔＮC の
関係をもって設定され、フロント・デフ１５の差動制限
力を小さくして焼付きを確実に防止することにより、前
輪１６，１６の操舵機能を確保すると共に、センター・
デフ２１は万一にも焼付きが生じた場合にあっても車両
走行が可能であるため、差動制限力を大きくして走破性
が重視されるようになっている。

【００２６】次に、ステップＳ６では前記ステップＳ２
で判断されたしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC およびス
テップＳ５で判断された低めのしきい値ΔＮF ，ΔＮR
，ΔＮC が制御領域にあるかどうかを判定し、制御領
域にある（ＹＥＳ）と判断した場合はステップＳ７から
Ｓ９に進み、しきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC が制御領
域のどの位置（段階１，段階２，段階３…）にあるかを
判断する。このとき、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９と進む
に従って、差動制限力が最も小さな段階１から順次大き
くなる段階２，段階３へと制御領域を検索し、それぞれ
のステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９で検索された領域に当ては
まるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３によっ
て、スロットル開度の減少幅Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１つを設
定する。尚、このときのスロットル開度の減少幅はＡ＜
Ｂ＜Ｃ＜Ｄの関係をもって設定されている。

【００２７】前記ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ
１３によって特定のスロットル開度の減少幅が設定され
るとステップＳ１４に進み、予め所定時間に設定された
タイマーをスタートさせる。そして、ステップＳ１５，
Ｓ１６によって所定時間が経過するまでタイマーをカウ
ントし、タイマーの設定時間が経過されるまでスロット
ル開度の減少制御を継続し、時間が経過した後はステッ
プＳ１７によってスロットル開度を制御前の状態に復帰
させる。尚、前記ステップＳ６でしきい値ΔＮF ，ΔＮ
R ，ΔＮC が制御領域にないと判断された場合は、何等
制御を行うこと無くリターンされる。

【００２８】従って、本実施例の車両の制御装置にあっ
ては、フロント・デフ１５，リア・デフ１８およびセン
ター・デフ２１を差動制限するにあたって、それぞれの
差動制限力に応じたしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC を
設定して、このしきい値に応じてスロットル開度を減少
し、もって、電磁多板クラッチの差動制限力を図６に示
したフリー（差動制限解除）とロック（完全締結）との
間で略リニア状態に制御して、電磁多板クラッチの発熱
量を抑制し、電磁多板クラッチの焼付きを防止できるよ
うになっている。尚、前記電磁多板クラッチの差動制限
力を決定する電流値は、各デフギア１５，１８，２１の
差動回転数ΔＮf ，ΔＮr ，ΔＮc とスロットル開度の
関数として決定されるようになっている。

【００２９】ところで、このように本実施例では各デフ
ギア１５，１８，２１のしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮ
C からスロットル開度の減少幅が決定されるため、出力
トルクの減少量を必要最小限度に抑制することができ
る。従って、デフギアの破損を防止しつつ、車両の走破
性が著しく悪化されてしまうのを防止することができ
る。

【００３０】また、本実施例では前記入力トルク制御
を、タイマー設定して制御開始から所定時間だけ行うよ
うにしたので、電磁多板クラッチの損傷の恐れが排除さ
れた時点で、再度出力トルクを復帰することができ、そ
の時点で走破性を著しく高めることができる。

【００３１】更に、本実施例では図２のフローチャート
において、ステップＳ３で走行モードから悪路かどうか
を判断し、悪路状態ではしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮ
C を減少して、小さくなったしきい値ΔＮF ，ΔＮR ，
ΔＮC でそれぞれ制御領域を判断するようにしたので、
悪路での走破性を高めつつ電磁多板クラッチの損傷を防
止することができる。尚、前記走行モードは、悪路判定
に限らず他の走行条件により判断して、前記しきい値Δ
ＮF ，ΔＮR ，ΔＮC の増減を調整することもできる。

【００３２】ところで、本実施例では前記しきい値ΔＮ
F ，ΔＮR ，ΔＮC を各ディファレンシャルギアの差動
回転数ΔＮf ，ΔＮr ，ΔＮc から決定したが、これに
限ることなく、前記しきい値ΔＮF ，ΔＮR ，ΔＮC に
より設定された差動回転数と現在の差動回転数ΔＮf ，
ΔＮr ，ΔＮc との差ΔＮ′をそれぞれ求め、この差動
回転数差ΔＮ′に応じて入力トルクの減少量を変化させ
る（図７，図８，図９参照）ことにより、入力トルクの
減少幅を更に緻密に制御することができ、差動制限装置
の耐久性を更に向上することができる。また、前記差動
回転数差ΔＮ′が大きくなるに伴って、入力トルクの減
少量を増大することにより、緻密な入力トルク制御によ
り走破性の大幅な向上を図ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に示す車両の制御装置にあっては、左右駆動輪間およ
び，または前後車軸間に設けられた差動装置の各差動制
限力に応じて設定された差動回転数のしきい値によっ
て、差動制限装置への入力トルクを制御し、現在の差動
回転数がしきい値以上の場合に入力トルクを減少させる
構成としたため、入力トルクの減少幅を各差動制限力に
応じて必要最小限度に抑制することができ、車両の走破
性の著しい悪化を伴うことなく、差動制限装置の損傷を
防止することができる。

【００３４】また、本発明の請求項２に示す車両の制御
装置にあっては、車両の各走行モードに応じてそれぞれ
設定された差動回転数のしきい値によって、差動制限装
置への入力トルクを制御するようにしたため、入力トル
クの減少幅を各走行モードに応じて必要最小限度に抑制
することができ、車両の走破性の著しい悪化を伴うこと
なく、差動制限装置の損傷を防止することができる。

【００３５】更に、本発明の請求項３にあっては、前記
差動制限装置への入力トルク制御を、制御開始から所定
時間だけ行うようにしたので、差動制限装置の損傷の恐
れが排除された時点で、再度出力トルクを復帰すること
ができ、その時点で走破性を著しく高めることができ
る。

【００３６】更にまた、本発明の請求項４にあっては、
前記しきい値により設定された差動回転数と現在の差動
回転数との差を求め、この差動回転数差に応じて入力ト
ルクの減少量を変化させるようにしたので、入力トルク
の減少幅を更に緻密に制御することができ、差動制限装
置の耐久性を更に向上することができる。

【００３７】また、本発明の請求項５にあっては、前記
差動回転数差が大きくなるに伴って、入力トルクの減少
量を増大したので、緻密な入力トルク制御により走破性
の向上を図ることができるという各種優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる車両の制御装置の一実施例を示
す全体の概略構成図である。

【図２】本発明の制御を実行するための一処理例を示す
フローチャートである。

【図３】本発明の制御においてフロント・デフの差動回
転数の演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】本発明の制御においてリア・デフの差動回転数
の演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】本発明の制御においてセンター・デフの差動回
転数の演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】本発明の制御において車速とスロットル開度と
の関係で示す差動制限力の制御範囲を示す特性図であ
る。

【図７】本発明の他の実施例を示す車速に対するデフロ
ック値の特性図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す差動回転数差とデフ
ロック値との関係を示す特性図である。

【図９】本発明の他の実施例を示す入力トルクと差動回
転数差との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１０エンジン１１トランスミッション１２トランスファ１５フロント・ディファレンシャルギア１６前輪１７全車軸１８リア・ディファレンシャルギア１９後輪２０後車軸２１センターディファレンシャルギア２３ディファレンシャル用コントロールユニット２４スロットル開度センサー２５車輪速センサー２６マニュアルスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右駆動輪間および，または前後車軸間
に設けられた差動装置の差動制限力を、所定のパラメー
タに応じて制御する差動制限装置を備えた車両の制御装
置において、各差動制限力に応じた差動回転数のしきい値をそれぞれ
設定し、このしきい値に応じて差動制限装置への入力ト
ルクを制御し、現在の差動回転数がしきい値以上の場合
に入力トルクを減少させることを特徴とする車両の制御
装置。
【請求項２】左右駆動輪間および，または前後車軸間
に設けられた差動装置の差動制限力を、所定のパラメー
タに応じて制御する差動制限装置を備えた車両の制御装
置において、車両の各走行モードに応じて差動回転数のしきい値をそ
れぞれ設定し、このしきい値に応じて差動制限装置への
入力トルクを制御し、現在の差動回転数がしきい値以上
の場合に入力トルクを減少させることを特徴とする車両
の制御装置。
【請求項３】差動制限装置への入力トルク制御を、制
御開始から所定時間だけ行うことを特徴とする請求項１
または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】しきい値により設定された差動回転数と
現在の差動回転数との差を求め、この差動回転数差に応
じて入力トルクの減少量を変化させることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項５】差動回転数差が大きくなるに伴って、入
力トルクの減少量を増大することを特徴とする請求項４
に記載の車両の制御装置。