JPH0717283A

JPH0717283A - 差動制限制御装置

Info

Publication number: JPH0717283A
Application number: JP18721393A
Authority: JP
Inventors: Takao Imada; 隆夫今田; Keiji Kashiwagi; 慶司柏木; Norihide Urabayashi; 教秀浦林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】差動制限制御装置において、旋回限界に達し
た時のタイヤ横力の急変と、有効な駆動力の急変とを防
止すること。【構成】４輪駆動車のセンタ差動装置としての電磁多
板クラッチの締結トルクを、差動回転数反映締結トルク
と、推定横加速度反映締結トルクと、車速反映締結トル
クとの合計トルクで設定するようにし、推定横加速度反
映締結トルクは、推定横加速度に応じて設定した締結ト
ルクＴψを、差動回転数から求めたゲインでゲイン変更
して設定する。締結トルクＴψは、旋回限界以上のとき
には、図７のラインＬ６に示すように、旋回度合いの増
大に応じて徐々に減少する特性にて設定される。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、差動制限制御装置に関し、特
に、車両の旋回走行時の旋回度合いが所定の旋回限界以
上のときには、差動制限力を旋回度合いの増大に応じて
徐々に減少させるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の差動制限装置として
は、フロント差動装置における左右の前記間の差動を制
限する差動制限装置、４輪駆動車のセンタ差動装置にお
ける前記駆動軸と後輪駆動軸間の差動を制限する差動制
限装置、リヤ差動装置における左右の後輪間の差動を制
限する差動制限装置、等の種々の差動制限装置が実用化
されており、前記差動制限装置は、通常、差動ギヤ機構
と電磁多板クラッチからなるもの、又は、差動ギヤ機構
を設けずに電磁多板クラッチで構成したもの、等が実用
に供されている。

【０００３】例えば、特開平２−２３９６３６号公報に
記載には、左右の後輪間の差動を制限する差動制御装置
とその制御装置が記載されている。この差動制限装置に
おいては、差動ギヤ機構に、差動制限手段としての加圧
エアシリンダにより締結作動する型式の多板クラッチを
組み込み、４輪の車輪速を検出する車輪速センサと、ハ
ンドル舵角を検出する舵角センサとを設け、検出車輪速
と舵角とに基いて横加速度を求め、その横加速度が所定
の旋回限界を超えたときには、直ちに、多板クラッチを
解除するように制御するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前記公報に記
載の差動制限制御装置のように、左右輪間の差動を制限
する差動制限装置に関して、車両の旋回度合いが所定の
旋回限界を超えたときに、差動制限力を解除すること
は、安定した旋回走行の為に必要である。しかし、前記
公報の差動制限制御装置では、車両の旋回度合いが所定
の旋回限界を超えたときに、差動制限状態から、直ち
に、不連続的に、差動制限解除状態に移行するので、限
界的な旋回走行状態において、タイヤの横力および走行
に有効な駆動力が急変し、旋回走行の安定性が著しく低
下してしまうという問題がある。即ち、差動制限の解除
によって、駆動力が増大した方の左側又は右側のタイヤ
の横力は急減し、駆動力が減少した方の右側又は左側の
タイヤの横力は急増する。また、内外輪間で輪荷重が著
しく異なるような場合には、内輪がスピンし、内外輪の
合計駆動力がかなり低下することになる。

【０００５】４輪駆動車のセンタ差動装置における差動
制限装置においても、所定の旋回限界を超えたときに、
差動制限を急に解除すると、同様の問題が生じる。差動
制限状態では、左右の後輪も駆動されるため、左右の後
輪のタイヤに作用する横力は比較的小さく、左右の後輪
の横滑りがある程度許容される状態となっている。しか
し、その状態において、差動制限が急に解除されると、
左右の後輪は従動輪となってそのタイヤの横力が急増す
る一方、左右の前輪の駆動力が増してそのタイヤの横力
が急減するため、車両の旋回走行の安定性が著しく低下
してまうことになる。本発明の目的は、旋回限界に達し
たときのタイヤ横力の急変と、有効な駆動力の急変を防
止できる差動制限制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の差動制限制御
装置は、車両の旋回度合いに応じて車輪間又は車軸間の
差動を制限する差動制限手段を制御する差動制限制御装
置において、車両の旋回走行に関連する物理量を検出す
る検出手段と、前記検出手段の出力を受けて、旋回度合
いが所定の旋回限界以上のときには、差動制限手段の差
動制限力を旋回度合いの増大に応じて減少させる制御手
段とを備えたものである。

【０００７】請求項２の差動制限制御装置は、パワーユ
ニットからの駆動力を常時前輪に伝達する前輪駆動力伝
達系と、パワーユニットからの駆動力を後輪に伝達する
後輪駆動力伝達系と、後輪駆動力伝達系に介設され差動
制限力を制御可能な差動制限手段とを備えた４輪駆動車
において、車両の旋回走行に関連する物理量を検出する
検出手段と、前記検出手段の出力を受けて、旋回度合い
が所定の旋回限界以上のときには、差動制限手段の差動
制限力を旋回度合いの増大に応じて減少させる制御手段
とを備えたものである。

【０００８】

【発明の作用及び効果】請求項１の差動制限制御装置に
おいては、検出手段により車両の旋回走行に関連する物
理量が検出されると、制御手段は、検出手段の出力を受
けて、旋回度合いが所定の旋回限界以上のときには、差
動制限手段の差動制限力を旋回度合いの増大に応じて減
少させる。

【０００９】このように、旋回度合いが旋回限界に達し
たときに差動制限を急に解除せずに、旋回度合いが、旋
回限界以上のときには、差動制限手段の差動制限力を旋
回度合いの増大に応じて減少させることにより、タイヤ
の横力の急変を防止し、また、有効な駆動力の急変を防
止して、旋回走行の安定性及び安全性を確保することが
できる。

【００１０】請求項２の差動制限制御装置においては、
請求項１と略同様の作用・効果が得られるが、この４輪
駆動車のように常時前輪を駆動する場合、差動制限手段
をロックに保持した状態では、前後輪の駆動力は略等し
く、前後輪のグリップ力（タイヤ横力）も略ひとしい。
この状態で旋回走行していくと、後輪の横滑りを介して
オーバーステア傾向となるが、旋回限界付近において差
動制限手段を解除すると、後輪のグリップ力が回復し且
つ前輪のグリップ力が低下して、車体にアンダーステア
方向のモーメントが作用するため、限界的な旋回走行の
安全性が向上する。特に、ある車速値において差動制限
手段を急に解除すると、前記アンダーステア方向のモー
メントによりステア特性が急変して好ましくないが、差
動制限手段の差動制限力を旋回度合いの増大に応じて減
少させるため、ステア特性が急変することがなく、限界
的な旋回走行の安全性が格段に高まることになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、通常の走行時には前輪駆動
とされ、差動制限が必要な走行状態では後輪をも駆動す
る型式の４輪駆動車に本発明を適用した場合の一例であ
る。最初に、この４輪駆動車ＭＣの概略全体構成につい
て説明する。図１に示すように、４輪駆動車ＭＣにおい
て、左右の前輪１，２間に左前輪車軸５と右前輪車軸６
とが設けられ、左右の後輪３，４間には左後輪車軸８と
右後輪車軸９とが設けられ、左前輪車軸５と右前輪車軸
６とは、左右の前輪１，２の差動を許す前輪用差動装置
７で連動連結され、左後輪車軸８と右後輪車軸９とは、
左右の後輪３，４の差動を許す後輪用差動装置１０で連
動連結されている。

【００１２】車体（図示略）の前部の中央部には、エン
ジンとこのエンジンに直結された自動変速機とからなる
パワーユニット１１が前後方向向きに配設され、このパ
ワーユニット１１の出力軸１２から前輪用差動装置７に
駆動力を伝達する前輪駆動力伝達系１３と、パワーユニ
ット１１の出力軸１２から後輪用差動装置１０に駆動力
を伝達する後輪駆動力伝達系１４とが設けられている。
前輪駆動力伝達系１３は、出力軸１２に固定されたギヤ
１５からギヤ１６に駆動力を伝達し、このギヤ１６の駆
動力を前輪用駆動軸１７を介して前輪用差動装置７に伝
達するように構成してある。後輪駆動力伝達系１４に
は、後輪用差動装置１０に連動連結された後輪駆動軸１
８と、出力軸１２と後輪駆動軸１８間に設けられた電磁
クラッチ１９であって差動制限トルクを制御可能な電磁
クラッチ１９（これが、差動制限手段に相当する）とが
設けられている。

【００１３】前記電磁クラッチ１９は、出力軸１２と一
体回転するケース２０と、ケース２０内に配設されケー
ス２０と一体回転する複数のクラッチプレート２１と、
ケース２０内に配設され後輪駆動軸１８と一体回転する
複数のクラッチディスク２２と、これら複数のクラッチ
プレート２１とクラッチディスク２２とに磁力を作用さ
せる電磁石（これは、コイル２３と磁路形成部材とを含
む）であって、車体に固定された電磁石等で構成されて
いる。この電磁クラッチ１９のコイル２３へ通電しない
状態では、電磁クラッチ１９が分断状態となって、左右
の前輪１，２のみが駆動され、後輪駆動軸１８へ駆動力
が伝達されないが、コイル２３へ通電すると、そのコイ
ル電流の大きさに比例する締結トルクに等しい駆動トル
クが後輪駆動軸１８へ伝達され、４輪駆動状態となる。

【００１４】次に、制御系について説明する。パワーユ
ニット１１を制御するパワーユニット制御装置３０と、
ブレーキ装置（図示略）を制御するＡＢＳ制御装置３１
（アンチスキッド制御用の制御装置）と、電磁クラッチ
１９を制御するクラッチ制御装置３２とが設けられてい
る。更に、センサ類としては、左前輪１の回転速度Ｎ１
を、左前輪車軸５と一体回転するディスク３３を介して
検出する左前輪車輪速センサ３４と、右前輪２の回転速
度Ｎ２を、右前輪車軸６と一体回転するディスク３５を
介して検出する右前輪車輪速センサ３６と、左後輪３の
回転速度Ｎ３を、左後輪車軸８に固定されたディスク３
７を介して検出する左後輪車輪速センサ３８と、右後輪
４の回転速度Ｎ４を、右後輪車軸９と一体回転するディ
スク３９を介して検出する右後輪車輪速センサ４０と、
ブレーキスイッチ４１と、ハンドル４２の舵角θｈを検
出する舵角センサ４３と、ニュートラル／インヒビタス
イッチ４４と、車体に作用するヨーレイトψｖを検出す
るヨーレイトセンサ４５と、エンジンに設けられたアイ
ドルスイッチ４６及びスロットル開度センサ４７及びク
ランク角センサ４８等が設けられている。

【００１５】前記車輪速センサ３４，３６，３８，４０
の車輪速信号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４は、ＡＢＳ制御装
置３１に入力され、ＡＢＳ制御装置３１からは、アンチ
スキッド制御実行中にＯＮとなるＡＢＳ信号と車輪速信
号Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４がクラッチ制御装置３２に供
給される。前記ブレーキスイッチ４１からのスイッチ信
号ＢＲと、舵角センサ４３からの舵角信号θｈと、ヨー
レイトセンサ４５からのヨーレイト信号ψｖとは、クラ
ッチ制御装置３２に直接入力されている。

【００１６】前記ニュートラル／インヒビタスイッチ４
４からのスイッチ信号ＮＩと、アイドルスイッチ４６か
らのスイッチ信号ＩＤと、スロットル開度センサ４７か
らのスロットル開度信号ＴＶＯと、クランク角センサ４
５からのクランク角信号ＣＡは、パワーユニット制御装
置３０を介してクラッチ制御装置３２に供給される。前
記クラッチ制御装置３２から電磁クラッチ１９のコイル
２３に対してコイル電流Ｉｏｕｔを出力可能に構成して
あり、クラッチ制御装置３２は、イグニションスイッチ
がＯＮのときに、電源に接続されるとともに、イグニシ
ョンスイッチがＯＦＦのときに、バックアップバッテリ
４９から給電され、また、クラッチ制御装置３２は、基
本的には、イグニションスイッチがＯＮのときに入力さ
れるイグニション信号ＩＧが入力されている状態のとき
に作動するように構成されているが、テーリング処理の
ときには、イグニションスイッチ信号ＩＧがＯＦＦでも
作動する。

【００１７】前記クラッチ制御装置３２は、検出信号を
必要に応じてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、検出信号を
必要に応じて波形整形する波形整形回路、入出力インタ
ーフェイス、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマイクロ
コンピュータ、コイル２３にコイル電流Ｉｏｕｔを出力
するコイル駆動回路、等から構成されている。前記マイ
クロコンピュータのＲＯＭには、後述するように４輪駆
動車ＭＣの走行状態に応じて締結トルクを制御して、４
つの車輪１〜４に対する駆動力配分を制御する駆動力配
分制御の制御プログラムと、その制御プログラムに付随
する複数のマップ等が予め入力格納してあり、ＲＡＭに
は、その制御の演算処理に必要な種々のメモリ類が設け
られている。

【００１８】ここで、電磁クラッチ１９に対する制御の
概要について簡単に説明しておく。図２に示すように、
４輪駆動車ＭＣの走行状態や挙動に関連する物理量（物
理的パラメータ）として、主として前後輪の差動回転数
ΔＮと、ヨーレイトψｖと、車速Ｖとを用いるものとす
る。先ず、検出した差動回転数ΔＮをマップＭ１に適用
して締結トルクＴｎを求め、その締結トルクＴｎを、マ
ップＭ２のゲイン特性から求めたゲインＧ１ｎと、マッ
プＭ３のゲイン特性から求めたゲインＧ２ｎとで夫々ゲ
イン変更し、そのゲイン変更後の締結トルクＴｎに、必
要に応じてホールド処理を施して差動回転数反映締結ト
ルクＴ１を求める。

【００１９】前記と並行的に、検出したヨーレイトψｖ
と車速Ｖ（４輪駆動車ＭＣの速度）とから求めた推定横
加速度αをマップＭ４に適用して、締結トルクＴψを求
め、その締結トルクＴψを、マップＭ５のゲイン特性か
ら求めたゲインＧ１ψでゲイン変更してヨーレイト反映
締結トルクＴ２を求める。前記と並行的に、検出した車
速ＶをマップＭ６に適用して、締結トルクＴｖを求めて
車速反映締結トルクＴ３を求める。

【００２０】次に、締結トルクＴ１とＴ２とＴ３を加算
した合計締結トルクＴｔを、マップＭ７に適用してコイ
ル電流Ｉに変換し、次に、そのコイル電流Ｉに、夫々必
要に応じて、ＡＢＳ対応処理によるゲインＧａとテーリ
ング処理によるゲインＧｔとを乗算して出力用コイル電
流Ｉｏｕｔを設定し、そのコイル電流Ｉｏｕｔをコイル
２３に出力する。

【００２１】ここで、前記マップＭ１，Ｍ４，Ｍ６の各
々は、締結トルクの特性を設定したトルク特性に相当す
るものであり、マップＭ２，Ｍ３，Ｍ５の各々は、締結
トルクに乗ずるゲインの特性を設定したゲイン特性に相
当するものである。次に、これらマップＭ１〜Ｍ７の構
成について説明する。マップＭ１は、図３に示すよう
に、差動回転数ΔＮをパラメータとして締結トルクＴｎ
の特性を設定したものであり、差動回転数ΔＮは、検出
された４輪の最大車輪速と最小車輪速との差として、次
式で決定される。

【００２２】ΔＮ＝Ｍａｘ〔N1,N2,N3,N4 〕−ｍｉｎ
〔N1,N2,N3,N4 〕マップＭ１において、実線は、加速時のトルク特性を示
し、破線は減速時のトルク特性を示し、ａ＝８０〜１２
０、ｂ＝４０〜８０、ｃ＝４００〜５００、程度の値で
ある。加速時には多少のスリップは好ましい、しかし、
減速時には、車輪のロックを防止して、極力多くの車輪
で制動力を分担させることが望ましいので、ａ＞ｂに設
定してある。これにより、制動性を高めることができ
る。

【００２３】マップＭ２は、図４に示すように、車速Ｖ
とヨーレイトψｖをパラメータとしてゲインＧ１ｎの特
性を設定したものであり、車速Ｖは検出された最低車輪
速に定数を掛けて次式により決定される。Ｖ＝ｍｉｎ〔N1,N2,N3,N4 〕・２π・ｒｔ・６０／１０
００但し、ｒｔは、タイヤの動荷重半径である。最低車輪速
は、路面をグリップしている車輪から発生するので、最
低車輪速から車速Ｖを求めることとした。マップＭ２に
おいて、領域Ａ１では、直進安定性確保の為に、ゲイン
Ｇ１ｎ＝１．０に設定し、領域Ａ３では、急旋回走行時
におけるスピン防止の為に、ゲインＧ１ｎ＝１．０に設
定し、領域Ａ４では、旋回走行時の走破性を確保し、パ
ワードリフト走行を可能とする為に、ゲインＧ１ｎ＝
１．０に設定してある。尚、ｄ＝２５〜３５、ｅ＝７０
〜１００、ｆ＝２５〜３０、ｇ＝４０〜６０、程度の値
である。

【００２４】更に、領域Ａ２では、タイトコーナーを旋
回する旋回性能を高める為に、ゲインＧ１ｎ＝０に設定
してある。また、旋回走行時には、前輪１，２の輪荷重
が大きく、また後輪３，４の輪荷重が小さいために後輪
３，４が横滑りしやすく、その結果オーバーステア傾向
となり、著しいオーバーステアにより車体がスピンしや
すくなる。それ故、領域Ａ５では、前輪１，２の駆動力
を高めて前輪１，２のグリップ力（タイヤ横力）を低下
させるとともに、後輪３，４のグリップ力（タイヤ横
力）を増大させることによってアンダーステア化を図
り、前記オーバーステア傾向を相殺する為に、ゲインＧ
１ｎ＝０に設定してある。尚、境界線Ｌ１は、０．４Ｇ
（但し、Ｇは重力加速度）の横加速度に相当するライン
であり、境界線Ｌ２，Ｌ３は、車速Ｖの増大に応じて右
下がりに低下するため、横加速度の増大に応じた前後輪
１〜４へのトルク配分が可能になる。

【００２５】マップＭ３は、図５に示すように、車速Ｖ
と差動回転数ΔＮをパラメータとして、ゲインＧ２ｎの
特性を設定したものである。境界線Ｌ４は、タイヤの空
気圧の低下やテンパータイヤの装着により、タイヤ動半
径が１０％減少した場合に相当する差動回転数ΔＮのラ
インであり、領域Ｂ１では、タイヤの空気圧の低下やテ
ンパータイヤの装着による差動回転数ΔＮの影響を無視
する為に、ゲインＧ２ｎ＝０に設定してあり、領域Ｂ２
では、実質的に発生した差動回転数ΔＮに対応すべく、
ゲインＧ２ｎ＝１．０に設定してある。尚、ｈ＝７、ｉ
＝７０〜１００、ｊ＝３０〜５０程度の値であり、ｈ＝
７の値は、車輪速センサ３４，３６，３８，４０の検出
信号から検知可能な最低車速である。

【００２６】ホールド処理は、図６に示すように、ハン
チング防止の為に、締結トルクＴｎを所定時間保持する
制御であり、締結トルクＴｎ≧設定トルクＴｎｏ（これ
は、最大締結トルクの９５％の値である）のときにのみ
実行される。このホールド処理においては、Ｔｎ≧Ｔｎ
ｏのときには、カウンタにより計時しつつ、所定のホー
ルド時間ｔｈの間締結トルクＴｎが保持され、その所定
時間ｔｈ経過後には、ホールド処理を解除して所定の減
少率にて締結トルクＴｎが減少されるが、ホールド処理
の解除後、所定時間ｔｆ以内に締結トルクＴｎ≧設定ト
ルクＴｎｏとなると、次のホールド処理は、前回のホー
ルド時間ｔｈの２倍のホールド時間２ｔｈの間実行さ
れ、そのホールド時間２ｔｈの経過後には、前記同様
に、所定の減少率にて締結トルクＴｎが減少される。

【００２７】マップＭ４は、図７に示すように、推定横
加速度α（これが、旋回度合いに相当する）をパラメー
タとして締結トルクＴψの特性を設定したものである。
前記推定横加速度αは、ヨーレイトψｖと車速Ｖとをパ
ラメータとして、次式により決定される。 α＝（Ｖ・１０００／３６００）・（ψｖ・π／１０
０）このマップＭ４においては、ワインディング走行の走破
性を高め、パワードリフト走行を可能とする為に、推定
横加速度αがある値以上のときには、ラインＬ５に示す
ように、推定横加速度αの増大に応じて締結トルクＴψ
をある値までは増大させる。

【００２８】旋回限界（推定横加速度α＝ｍの位置）付
近においては、後輪３，４の輪荷重が小さいために後輪
３，４のグリップ力が低下し、オーバーステア傾向とな
るので、後輪３，４のグリップ力を増し、かつ前輪１，
２のグリップ力を減少させてオーバーステア傾向を解消
する為に、旋回限界以上では、ラインＬ６に沿って締結
トルクＴψを徐々に低下させるような特性に設定してあ
る。このように、旋回度合いが旋回限界以上のときに
は、締結トルクＴψが、ラインＬ６に沿って徐々に低下
する特性としたので、締結トルクＴψが急に解除される
ことがなく、前後輪１〜４のグリップ力が急変すること
がないから、限界的な旋回走行における操縦安定性を確
保することができる。尚、ｋ＝５．５〜６．０、ｍ＝
６．５〜７．０、ｎ＝４４０〜４６０、程度の値であ
る。

【００２９】マップＭ５は、図８に示すように、差動回
転数ΔＮをパラメータとしてゲインＧ１ψの特性を設定
したものであり、このマップＭ５は、旋回走行中に差動
回転が発生したときの応答性を高める為のものである。
尚、ｐ＝３０〜４０、ｑ＝６０〜８０、程度の値であ
る。

【００３０】マップＭ６は、車速Ｖをパラメータとして
締結トルクＴｖの特性を設定したものであり、このマッ
プＭ６は、高速走行時の直進安定性を確保する為のもの
である。尚、ｒ＝６０、ｓ＝７０〜９０、ｔ＝１００、
程度の値である。マップＭ７は、合計締結トルクＴｔと
コイル電流Ｉの関係を設定したマップであり、コイル２
３のヒステリシスの影響を加味して、合計締結トルクＴ
ｔの増加の際には、折線Ｌ７によりコイル電流Ｉが決定
され、また、合計締結トルクＴｔの減少の際には、折線
Ｌ８によりコイル電流Ｉが決定される。

【００３１】ＡＢＳ対応処理は、ＡＢＳ制御装置３１に
より、ＡＢＳ制御実行中には、車輪のロックを防止する
為に、電磁クラッチ１９の締結トルクを解除する処理で
あり、ＡＢＳ信号がＯＮで、かつ、ブレーキスイッチ信
号ＢＲがＯＮの場合には、ゲインＧａ＝０に設定され、
また、それ以外のときには、ゲインＧａ＝１．０に設定
される。

【００３２】マップＭ８は、走行状態から停車状態に移
行する際に、締結トルクの急変によるショックを防止す
る為のテーリング処理によるゲインＧｔの特性を設定し
たものであり、３ｓｅｃ間に亙って締結トルクを徐々に
減少させるような特性に設定してある。テーリング処理
条件は、イグニションスイッチ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クラ
ンク角信号ＣＡ＝０（ｒｐｍ）、車速Ｖ＝０、ニュート
ラル／インヒビタ信号ＮＩ＝ＯＮ、の諸条件が充足され
たときに実行される。

【００３３】次に、前記クラッチ制御装置３２において
実行されるクラッチ制御であって、４つの車輪への駆動
力配分を走行状態に応じて適切に設定する為の駆動力配
分制御の制御プログラムについて説明する。尚、図中、
符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・）は各ステップを示すも
のである。イグニションスイッチ信号ＩＧがＯＮになる
と制御が開始され、最初に、各種検出信号（Ｎ１〜Ｎ
４，ＢＲ，ＡＢＳ，ＴＶＯ，ＣＡ，ＮＩ等）が読み込ま
れ（Ｓ１）、次に前記読み込んだ検出信号を用いて、差
動回転数ΔＮと、ヨーレイトψｖと、車速Ｖと、推定横
加速度αとが、既述のように演算される（Ｓ２）。

【００３４】次に、差動回転数ΔＮをマップＭ１に適用
して締結トルクＴｎが演算され（Ｓ３）、次に、車速Ｖ
とヨーレイトψｖとをマップＭ２に適用してゲインＧ１
ｎが演算され（Ｓ４）、次に、車速Ｖと差動回転数ΔＮ
をマップＭ３に適用して、ゲインＧ２ｎが演算される
（Ｓ５）。次に、ホールド処理が必要か否か判定され
（Ｓ６）、その判定結果が No のときには締結トルクＴ
ｎが変更されずに保持され（Ｓ７）、また、Ｓ６の判定
結果がYes のときには、ホールド処理により締結トルク
Ｔｎが補正される（Ｓ８）。尚、このホールド処理につ
いては、既述の通りであるので、説明を省略する。次
に、差動回転数反映締結トルクＴ１が、次式により演算
される（Ｓ９）。Ｔ１＝Ｔｎ×Ｇ１ｎ×Ｇ２ｎ

【００３５】次に、推定横加速度αをマップＭ４に適用
して締結トルクＴψが演算され（Ｓ１０）、次に、差動
回転数ΔＮをマップＭ５に適用してゲインＧ１ψが演算
され（Ｓ１１）、次に、ヨーレイト反映締結トルクＴ２
が、次式により演算される（Ｓ１２）。Ｔ２＝Ｔψ×Ｇ１ψ

【００３６】次に、車速ＶをマップＭ６に適用して締結
トルクＴｖが演算され（Ｓ１３）、次に、車速反映締結
トルクＴ３が、次式により演算される（Ｓ１２）。Ｔ３＝Ｔｖ次に、前記トルクＴ１とＴ２とＴ３とを合計した合計締
結トルクＴｔが次式で演算される（Ｓ１５）。Ｔｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３

【００３７】次に、Ｓ１６において、合計締結トルクＴ
ｔをマップＭ７に適用してコイル電流Ｉが演算される
が、合計締結トルクＴｔが増加するときには、マップＭ
７のラインＬ７に基いて演算され、また、合計締結トル
クＴｔが減少するときには、マップＭ７のラインＬ８に
基いて演算される。次に、Ｓ１７において、ＡＢＳ信号
がＯＮでＡＢＳ制御実行中であり、かつ、ブレーキスイ
ッチ信号ＢＲがＯＮでブレーキが作動中か否か判定さ
れ、その判定結果が No のときには、ゲインＧａがＧａ
＝１．０に設定され（Ｓ１８）、また、Ｓ１７の判定結
果がYes のときには、ゲインＧａがＧａ＝０に設定され
る（Ｓ１９）。

【００３８】次に、Ｓ２０において、テーリング処理が
必要か否か判定されるが、この判定は、イグニションス
イッチ信号ＩＧ＝ＯＦＦ、クランク角信号ＣＡ＝０（ｒ
ｐｍ）、車速Ｖ＝０、ニュートラル／インヒビタ信号Ｎ
Ｉ＝ＯＮ、の諸条件が充足されたときにYes と判定さ
れ、前記諸条件が充足されないときに No と判定され
る。その判定結果が No のときには、ゲインＧｔがＧｔ
＝１．０に設定され（Ｓ２１）、また、その判定結果が
Yes のときには、ゲインＧｔがカウンタによる計時時間
とマップＭ８等に基いて演算される（Ｓ２２）。

【００３９】次に、Ｓ２３において、コイル２３へ出力
する出力用コイル電流Ｉout が、次式により演算され
る。Ｉout ＝Ｉ×Ｇａ×Ｇｔ次に、Ｓ２４において、出力用コイル電流Ｉout がコイ
ル２３へ出力され、その後リターンして、Ｓ１〜Ｓ２４
が、所定の微小時間ごとに繰り返して実行されることに
なる。

【００４０】尚、この４輪駆動車ＭＣにおいては、前記
駆動力配分制御を自動的に実行するオートモードと、常
時前輪のみ駆動するＦＦモードと、常時電磁クラッチ１
９を接続して４輪を駆動する４ＷＤモードとを択一的に
設定可能に構成してあり、また、高μ路走行用モード
と、低μ路走行用モードとを選択的に設定可能に構成し
てある。前記トルク特性及びゲイン特性は、高μ路を前
提とした特性であり、以上の説明は、オートモードと高
μ路走行用モードの場合に関するものである。尚、低μ
路走行用モードにおいても、前記トルク特性及びゲイン
特性と略同様の特性が適用されるが、前記各種の値（ａ
〜ｋ，ｍ，ｎ，ｐ〜ｔ）の値が、必要に応じてスリップ
抑制方向へ適宜変更され、また、マップＭ４の特性につ
いては、鎖線で図示のように、ラインＬ５自体が左方へ
変更されることになる。

【００４１】以上説明したように、この４輪駆動車ＭＣ
のクラッチ制御装置３２により実行される駆動力配分制
御においては、差動回転数ΔＮに応じた締結トルクＴｎ
と、推定横加速度αに応じた締結トルクＴψと、車速Ｖ
に応じた締結トルクＴｖとを夫々のトルク特性マップか
ら求めて、それらの合計トルクに基いて、電磁クラッチ
１９の差動制限トルクを制御するため、坂道走行や旋回
走行時の差動回転数ΔＮに応じた駆動力配分と、旋回走
行時のヨーレイトψｖに応じた駆動力配分と、車速Ｖに
応じた駆動力配分とを理想的に実行することができる。

【００４２】しかも、締結トルクＴｎを、車速Ｖとヨー
レイトψｖとに基いてマップＭ２から求めたゲインＧ１
ｎでゲイン変更するため、差動回転数ΔＮと車速Ｖとヨ
ーレイトψｖとを総合的に加味して締結トルクＴｎを適
切に設定できる。更に、締結トルクＴｎを、車速Ｖと差
動回転数ΔＮとから求めたゲインＧ２ｎでゲイン変更す
るため、差動回転数ΔＮと車速Ｖとの相関関係を加味し
て締結トルクＴｎを適切に設定できる。

【００４３】また、締結トルクＴψを、差動回転数ΔＮ
から求めたゲインＧ１ｎでゲイン変更するため、ヨーレ
イトψと、車速Ｖと、差動回転数ΔＮとを総合的に加味
して締結トルクＴψを適切に設定することができる。特
に、図７に示すマップＭ４に示すように、横加速度αが
所定の旋回限界（α＝ｍの位置）以上にときには、締結
トルクＴψを、ラインＬ６に沿って徐々に減少させるよ
うに構成してあるため、旋回限界以上の厳しい旋回走行
状態下において、前後輪１〜４のグリップ力（タイヤの
横力）が急変することがなく、有効な駆動力が急変する
ことがないから、旋回走行の安定性を確保することがで
きる。また、コイル２３のヒステリシスを加味したマッ
プＭ７に基いて、コイル電流Ｉを決定するため、コイル
電流Ｉを高精度に設定できる。前記に加えて、ホールド
処理により、ハンチングを抑制することができ、また、
テーリング処理により、車両停止時のショックを防止で
きる。

【００４４】尚、前記実施例においては、前記３つのト
ルク特性は、マップＭ１，Ｍ４，Ｍ６に予め設定した
が、これらの一部又は全部のトルク特性を、テーブルや
演算式に予め設定するように構成してもよい。また、同
様に、前記３つのゲイン特性は、マップＭ２，Ｍ３，Ｍ
５に予め設定したが、これらの一部又は全部のゲイン特
性を、テーブルや演算式に予め設定するように構成して
もよい。更に、マップＭ４に関して、横軸のパラメータ
として、車体に作用する実の横加速度を適用してもよ
く、その場合には、横加速度検出センサで検出した実の
横加速度を、マップＭ４に適用して締結トルクＴψを求
めることになる。

【００４５】次に、前記実施例とは異なり、常時後輪
３，４を駆動する型式の４輪駆動車に本発明を適用した
場合の別実施例について、簡単に説明する。但し、前記
実施例と同様のものに、同一符号を付してある。図１４
に示すように、この４輪駆動車ＭＣＡには、左右の前輪
１，２と、左右の後輪３，４と、左前輪車軸５と、右前
輪車軸６と、両車軸５，６を連動連結するフロント差動
装置５０と、左後輪車軸８と、右後輪車軸９と、両車軸
８，９を連動連結するリヤ差動装置５１と、エンジン
５２と自動変速機５３とからなるパワーユニットと、パ
ワーユニットに連動連結され駆動力を前輪１，２と後輪
３，４とに分配するトランスファ装置５４と、トランス
ファ装置５４をフロント差動装置５０に連動連結する前
輪用駆動軸１７と、トランスファ装置５４をリヤ差動装
置５１に連動連結する後輪用駆動軸１８等が設けられて
いる。

【００４６】前記トランスファ装置５４は、パワーユニ
ットからの駆動力を常時後輪駆動用駆動軸１８に伝達す
る駆動力伝達機構と、パワーユニットからの駆動力を差
動制限用の電磁多板クラッチ５５（これが、センタ差動
装置である）を介して前輪用駆動軸に伝達する差動制限
機構等で構成されている。ここで、前記電磁多板クラッ
チ５５について説明する。図１５に示すように、パワー
ユニットの出力軸にギヤ列を介して連動連結された軸部
材５６と一体回転する入力部材５７と、前輪用駆動軸１
７と一体回転するアウタ軸５８との間には、多板クラッ
チ５９が設けられ、コイル６１と磁路形成部材６２とか
らなる電磁アクチュエータ６０は車体側に固定され、電
磁アクチュエータ６０とアウタ軸５８間には、ベアリン
グ６３が装着され、アマチュア６４はアウタ軸５８に固
定されている。

【００４７】電磁アクチュエータ６０のコイル６１へ通
電しない状態では、電磁多板クラッチ５５はＯＦＦ（分
断状態）であり、また、コイル６１へ通電すると、電磁
多板クラッチ５５はＯＮ（接続状態）となって、そのコ
イル電流に比例する差動制限トルク（つまり、前輪駆動
トルク）が前輪用駆動軸１７に伝達されるように構成さ
れている。前記フロント差動装置５０は、差動ギヤ機構
と、前記同様の差動制限用の電磁多板クラッチとから構
成され、また、リヤ差動装置５１は、差動ギヤ機構と前
記同様の差動制限用の電磁多板クラッチとから構成され
ている。

【００４８】更に、この４輪駆動車ＭＣＡの制御系とし
て、前記実施例と同様に、パワーユニット制御装置３
０、ＡＢＳ制御装置３１、クラッチ制御装置６５、４つ
の車輪速センサ３４，３６，３８，４０、ブレーキスイ
ッチ４１、舵角センサ４３、ニュートラルインヒビタス
イッチ４４、ヨーレイトセンサ４５、アイドルスイッチ
４６、スロットル開度センサ４７、クランク角センサ４
８、等が設けられ、種々の検出信号は、前記実施例と同
様に各制御装置３０，３１，６５に供給される。更に、
クラッチ制御装置６５には、オートモードと、Ｃモード
と、Ｒモードと、Ｆモードを択一的に設定する為のモー
ド設定器６６が接続されている。

【００４９】オートモードにおいては、フロント差動装
置５０の電磁多板クラッチがフリー状態に制御され、セ
ンタ差動装置５５とリヤ差動装置５１の電磁多板クラッ
チとが、４輪駆動車ＭＣＡの走行状態に応じて自動制御
される。Ｃモードにおいては、フロント差動装置５０の
電磁多板クラッチがフリー状態に制御され、センタ差動
装置５５が完全ロック状態に制御され、リヤ差動装置５
１の電磁多板クラッチが、４輪駆動車ＭＣＡの走行状態
に応じて自動制御される。Ｒモードにおいては、フロン
ト差動装置５０の電磁多板クラッチがフリー状態に制御
され、センタ差動装置５５と、リヤ差動装置５１の電磁
多板クラッチが完全ロック状態に制御される。Ｆモード
においては、フロント差動装置５０の電磁多板クラッチ
と、センタ差動装置５５と、リヤ差動装置５１の電磁多
板クラッチが、完全ロック状態に夫々制御される。

【００５０】前記センタ差動装置５５を、４輪駆動車Ｍ
ＣＡの走行状態に応じて自動制御するときの制御する制
御の内容は、前記実施例のものと多少異なるが、前記実
施例と同様に、差動回転数ΔＮと、ヨーレイトψｖと、
車速Ｖとをパラメータとして予め設定された複数のトル
ク特性マップ及びトルク特性に相関を持たせて予め設定
された複数のゲイン特性マップに、差動回転数ΔＮとヨ
ーレイトψｖと車速Ｖの検出値を適用して、締結トルク
が設定される。このことは、フロント差動装置５０の電
磁クラッチの締結トルクの自動制御についても同様であ
る。

【００５１】次に、リヤ差動装置の電磁クラッチの締結
トルクＴαを設定する制御について説明する。図１６に
示すように、前記同様の推定横加速度αをパラメータと
して、締結トルクＴαのトルク特性のマップが予め設定
されてクラッチ制御装置６５に格納してあり、横加速度
α＝α３の位置が所定の旋回限界に相当する。

【００５２】次に、図１７のフローチャートに示すよう
に、制御が開始されると、各種信号（Ｎ１〜Ｎ４，ψ
ｖ）が読み込まれ（Ｓ３０）、次に、前記実施例と同様
に、推定横加速度αが演算され（Ｓ３１）、次に、Ｓ３
２〜Ｓ３８の判定を介して、横加速度αが設定値α１以
下のときには、締結トルクＴαが０に設定され（Ｓ３
３）、また、横加速度αが設定値α１より大きく且つ設
定値α２以下のときには、マップのライン１０により、
締結トルクＴαが演算され（Ｓ３５）、また、横加速度
αが設定値α２より大きく且つ設定値α３以下のときに
は、締結トルクＴαが最大締結トルクＴαｍに設定され
（Ｓ３７）、また、横加速度αが設定値α３より大きく
且つ設定値α４以下のときには、マップのライン１１に
より、締結トルクＴαが演算され（Ｓ３９）、また、横
加速度αが設定値α４よりも大きいときには、締結トル
クＴαが０に設定される。

【００５３】次に、以上のように演算された締結トルク
Ｔαより、所定のマップや演算式により電磁クラッチの
コイルに通電するコイル電流Ｉが演算され（Ｓ４１）、
次に、そのコイル電流Ｉをコイルへ出力後、制御演算は
リターンして、Ｓ３０〜Ｓ４２が、所定の微小時間おき
に繰り返して実行される。図１６のマップに基いて、旋
回度合いが旋回限界以上のときには、ラインＬ１１によ
り、旋回度合いの増大に応じて締結トルクＴαが徐々に
減少するように制御するため、前記実施例と同様に、旋
回限界以上の厳しい旋回走行におけるグリップ力（タイ
ヤ横力）や各後輪３，４に作用する駆動力の急変が生じ
ることがなく、旋回走行の安定性を確保することができ
る。

【００５４】尚、本実施例においては、旋回度合いとし
て、推定横加速度αを適用したが、車体に作用する横加
速度をセンサで検出してその検出横加速度を適用しても
よいし、また、横加速度とともに又は横加速度の代わり
に、ヨーレイトの変化率（ヨー加速度）を適用してもよ
いし、また、横加速度とともに又は横加速度の代わり
に、舵角センサ４３で検出した舵角θｈと車速Ｖを適用
してもよい。尚、前記実施例の電磁多板クラッチの代わ
りに、油圧式又は空圧式の差動制限機構を適用したもの
にも同様に本発明を適用できるし、また、本発明は前記
実施例に限定されるものではなく、既存周知の種々の変
更を付加した構成とすることもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る４輪駆動車の概略全体構成図であ
る。

【図２】４輪駆動車の駆動力配分制御の概要を説明する
説明図である。

【図３】締結トルクＴｎのトルク特性であるマップＭ１
の特性図である。

【図４】ゲインＧ１ｎのゲイン特性であるマップＭ２の
特性図である。

【図５】ゲインＧ２ｎのゲイン特性であるマップＭ３の
特性図である。

【図６】ホールド処理を説明する説明図である。

【図７】締結トルクＴψのトルク特性であるマップＭ４
の特性図である。

【図８】ゲインＧ１ψのゲイン特性であるマップＭ５の
特性図である。

【図９】締結トルクＴｖのトルク特性であるマップＭ６
の特性図である。

【図１０】合計締結トルクＴｔをコイル電流Ｉに変換す
るマップＭ７の特性図である。

【図１１】テーリング処理のゲインＧｔのゲイン特性で
あるマップＭ８の特性図である。

【図１２】駆動力配分制御のフローチャートの一部であ
る。

【図１３】駆動力配分制御のフローチャートの残部であ
る。

【図１４】別実施例に係る４輪駆動車の概略全体構成図
である。

【図１５】図１４の４輪駆動車のセンタ差動装置の断面
図である。

【図１６】図１４の４輪駆動車のリヤ差動装置の締結ト
ルクＴαのトルク特性図である。

【図１７】図１４の４輪駆動車のリヤ差動装置の締結ト
ルクＴαを設定する制御のフローチャートである。

【符号の説明】

ＭＣ４輪駆動車１９電磁クラッチ３２クラッチ制御装置３４，３６，３８，４０車輪速センサ４５ヨーレイトセンサＭＣＡ４輪駆動車５０フロント差動装置５１リヤ差動装置５５センタ差動装置（電磁多板クラッチ）６５クラッチ制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の旋回度合いに応じて車輪間又は車
軸間の差動を制限する差動制限手段を制御する差動制限
制御装置において、車両の旋回走行に関連する物理量を検出する検出手段
と、前記検出手段の出力を受けて、旋回度合いが所定の旋回
限界以上のときには、差動制限手段の差動制限力を旋回
度合いの増大に応じて減少させる制御手段と、を備えたことを特徴とする差動制限制御装置。
【請求項２】パワーユニットからの駆動力を常時前輪
に伝達する前輪駆動力伝達系と、パワーユニットからの
駆動力を後輪に伝達する後輪駆動力伝達系と、後輪駆動
力伝達系に介設され差動制限力を制御可能な差動制限手
段とを備えた４輪駆動車において、車両の旋回走行に関連する物理量を検出する検出手段
と、前記検出手段の出力を受けて、旋回度合いが所定の旋回
限界以上のときには、差動制限手段の差動制限力を旋回
度合いの増大に応じて減少させる制御手段と、を備えたことを特徴とする差動制限制御装置。