KR101100058B1 - 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치 - Google Patents

차량용 차동 제한 장치의 제어 장치 Download PDF

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Abstract

차량의 발진시나 주행시에 좌우의 구동륜에 차동 제한 토크를 부여할 때 차량의 편향의 발생을 바람직하게 억제할 수 있는 차량용 차동 제한 장치 <용 제어 장치> 를 제공한다.
차량의 상태량에 기초하여 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출하는 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 과, 미리 설정된 편향 허용 요 레이트와 차량의 실 요 레이트에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하는 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 과, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 를 얻기 위해서, 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 사용하여 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 제한하는 상한 가드 처리 수단 (72) 을 포함하기 때문에, 차동 상태에 따른 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 얻어지므로, 노면 상황에 따른 차동 제한 토크 (ΔT) 가 부여되어 차량의 편향이 바람직하게 억제된다.

Description

차량용 차동 제한 장치의 제어 장치{CONTROLLER FOR LIMITED SLIP DIFFERENTIAL DEVICES FOR VEHICLES}
본 발명은, 차량의 차동 톱니바퀴 장치에 의해 차동이 허용되는 좌우의 구동륜의 차동을 제한하기 위한 차동 제한 토크를 그 좌우의 구동륜에 부여하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 관한 것이다.
구동원에 의해 발생되는 구동력을 좌우의 구동륜에 분배함과 함께 그것들 좌우의 구동륜의 차동을 허용하는 차량의 차동 톱니바퀴 장치에 있어서, 그 차동 작용을 제한하기 위한 차동 제한 토크를 좌우의 구동륜에 부여하는 차동 제한 장치가 알려져 있다. 예를 들어 특허 문헌 1 의 차량용 차동 제한 장치가 그것이다. 이 차동 제한 장치에 의하면, 구동원으로부터 전달된 구동력을 차동 톱니바퀴 장치에 의해 좌우의 구동륜의 차동을 허용하면서 그것들 좌우의 구동륜에 배분할 때, 그것들 좌우의 구동륜의 회전차나 액셀 개도에 기초하여 차동 제한 토크가 각각 결정되고, 차속 등의 차량 상태에 따라 그 차동 제한 토크가 좌우의 구동륜에 부여되도록 되어 있다. 이와 같이 하면, 저 μ 도로측의 구동륜의 공전이 억제되어 구동원의 출력이 효율적으로 구동륜에 전달됨과 함께, 높은 발진, 가속 응답 성능이 얻어진다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평8-002277호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 상기 차동 제한 장치에 의해 차동 제한 토크가 좌우의 구동륜에 부여되면, 그것들 좌우의 구동륜에 발생하는 토크차에 기초하여 차량의 중심 주위의 모멘트가 발생하여 차량이 과잉하게 편향될 가능성이 있었다. 특히, 좌우의 구동륜이 접지되는 노면의 마찰 계수 (μ) 가 서로 상이한 상이 μ 도로 혹은 양다리 걸치기식 도로 (straddle road) 인 차량의 발진 주행의 경우에는, 좌우의 구동륜의 타이어 마찰원 (타이어의 접지 중심점으로부터 면방향으로 한계 마찰력의 크기를 나타내는 원) 이 상이하기 때문에, 상기 차동 제한 토크에 기초하여 발생하는 좌우의 구동륜의 토크차에 기인되어 차량이 편향되기 쉬워진다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이상의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 차량의 발진시나 주행시에 있어서, 좌우의 구동륜에 차동 제한 토크를 부여할 때 차량의 편향의 발생을 바람직하게 억제할 수 있는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
이러한 목적을 달성하기 위한 청구항 1 에 관련된 발명의 요지로 하는 바는, (a) 차량의 차동 톱니바퀴 장치에 의해 허용되는 좌우의 구동륜의 차동 작용을 제한하기 위한 차동 제한 토크를 그 좌우의 구동륜에 부여하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치로서, (b) 차량의 상태량에 기초하여 상기 차동 제한 토크를 산출하는 차동 제한 토크 산출 수단과, (c) 미리 설정된 편향 허용 요 레이트와 차량의 실 요 레이트에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값을 산출하는 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단과, (d) 상기 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크를 얻기 위해서, 그 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값을 사용하여 상기 차동 제한 토크 산출 수단에 의해 산출된 차동 제한 토크를 제한하는 상한 가드 처리 수단을 포함하고, (e) 상기 편향 허용 요 레이트는 차량의 편향을 탑승자가 느끼지 않는 미리 설정된 최대 편향 허용 요 레이트인 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 2 에 관련된 발명은 청구항 1 에 관련된 발명에 있어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량의 실 요 레이트와 상기 미리 설정된 편향 허용 요 레이트의 차가 작아지도록 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 3 에 관련된 발명은 청구항 2 에 관련된 발명에 있어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량의 실 요 레이트가 상기 편향 허용 요 레이트보다 낮은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 4 에 관련된 발명은 청구항 2 또는 3 에 관련된 발명에 있어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량의 실 요 레이트가 상기 편향 허용 요 레이트보다 높은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 5 에 관련된 발명은 청구항 2 내지 4 중 어느 하나에 관련된 발명에 있어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량의 타각에 따라 상기 편향 허용 요 레이트를 변경하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 6 에 관련된 발명은 청구항 2 내지 5 중 어느 하나에 관련된 발명에 있어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량에 입력되는 입력 모멘트와 그 차량의 조타각을 입력으로 하고 또한 계산 요 레이트를 출력으로 하는 차량의 운동 방정식을 풀어 얻어진 수식 모델에, 옵저버가 실제의 요 레이트와 상기 계산 요 레이트의 편차에 기초하는 상태량의 추정치를 부여하여 얻어지는 역모델을 사용하고, 상기 계산 요 레이트로서의 상기 편향 허용 요 레이트를 실현하기 위해서 필요한 모멘트를 산출하고, 그 필요한 모멘트에 기초하여 그 필요한 모멘트를 발생시키기 위해서 필요한 상기 좌우의 구동륜의 토크차를 상기 차동 제한 토크 상한 가드값으로서 산출하는 것을 특징으로 한다.
또, 청구항 7 에 관련된 발명은 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 관련된 발명에 있어서, (a) 상기 좌우의 구동륜에 상기 차동 제한 토크를 부여하면 그 구동륜이 슬립 경향이 되는 것을 판정하는 슬립 경향 판정 수단과, (b) 그 슬립 경향 판정 수단에 의해 상기 차동 제한 토크를 부여하면 상기 구동륜이 슬립 경향이 되는 것이 판정되면, 상기 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크를 상기 슬립 경향을 억제하기 위해서 미리 설정된 최소 차동 제한 토크로 하는 슬립 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
청구항 1 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, (a) 차량의 차동 톱니바퀴 장치에 의해 허용되는 좌우의 구동륜의 차동 작용을 제한하기 위한 차동 제한 토크를 그것들 좌우의 구동륜에 부여하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치로서, (b) 차량의 상태량에 기초하여 상기 차동 제한 토크를 산출하는 차동 제한 토크 산출 수단과, (c) 미리 설정된 편향 허용 요 레이트와 차량의 실 요 레이트에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값을 산출하는 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단과, (d) 상기 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크를 얻기 위해서, 그 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값을 사용하여 상기 차동 제한 토크 산출 수단에 의해 산출된 차동 제한 토크를 제한하는 상한 가드 처리 수단을 포함하고, (e) 상기 편향 허용 요 레이트는 차량의 편향을 탑승자가 느끼지 않는 미리 설정된 최대 편향 허용 요 레이트이기 때문에, 차동 상태에 따른 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값이 얻어져, 노면 상황에 따른 차동 제한 토크가 부여되어 차량의 편향이 바람직하게 억제된다.
또, 청구항 2 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은 상기 차량의 실 요 레이트와 상기 미리 설정된 편향 허용 요 레이트의 차가 작아지도록 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 산출하기 때문에, 차량의 편향이 억제되고 또한 구동력을 얻도록, 차동 제한 토크 상한 가드값이 필요 또한 충분하게 적절한 값으로 산출된다.
또, 청구항 3 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은 상기 차량의 실 요 레이트가 상기 편향 허용 요 레이트보다 낮은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 증가시키기 때문에, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크의 제한이 완화되므로, 차량의 실제의 요 레이트가 편향 허용 요 레이트에 근접되어 노면 상태에 관계없이 편향을 발생시키지 않는 주행이 가능해진다.
또, 청구항 4 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은 상기 차량의 실 요 레이트가 상기 편향 허용 요 레이트보다 높은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값을 감소시키기 때문에, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크의 제한이 강화되므로, 차량의 실제의 요 레이트가 편향 허용 요 레이트를 초과하는 것이 방지되어 노면 상태에 관계없이, 편향을 발생시키지 않는 주행이 가능해진다.
또, 청구항 5 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은, 상기 차량의 타각에 따라 상기 편향 허용 요 레이트를 변경하기 때문에, 차동 제한 토크 상한 가드값이 일정값으로 설정되는 경우와 비교하여 탑승자가 차량의 편향을 느끼지 않도록, 차량의 타각 즉 선회 정도에 따라 필요 또한 충분하게 적절한 값으로 설정된다.
또, 청구항 6 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단은 상기 차량에 입력되는 입력 모멘트와 그 차량의 조타각을 입력으로 하고 또한 계산 요 레이트를 출력으로 하는 차량의 운동 방정식을 풀어 얻어진 수식 모델에 옵저버가 실제의 요 레이트와 상기 계산 요 레이트의 편차에 기초하는 상태량의 추정치를 부여하여 얻어지는 역모델을 사용하여 상기 계산 요 레이트로서의 상기 편향 허용 요 레이트를 실현하기 위해서 필요한 모멘트를 산출하고, 그 필요한 모멘트에 기초하여 그 필요한 모멘트를 발생시키기 위해서 필요한 상기 좌우의 구동륜의 토크차를 상기 차동 제한 토크 상한 가드값으로서 산출하는 것이기 때문에, 순서대로 실제의 요 레이트와 상기 계산 요 레이트의 편차에 기초하는 상태량으로 역모델이 보정되므로, 노면 상황에 의한 차량 주행 상태에 따른 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값을 얻을 수 있고, 예를 들어 차량 발진시의 트랙션과 차량의 편향 방지의 양립이 가능해진다.
또, 청구항 7 에 관련된 발명의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, (a) 상기 좌우의 구동륜에 상기 차동 제한 토크를 부여하면 그 구동륜이 슬립 경향이 되는 것을 판정하는 슬립 경향 판정 수단과, (b) 그 슬립 경향 판정 수단에 의해 상기 차동 제한 토크를 부여하면 상기 구동륜이 슬립 경향이 되는 것이 판정되면, 상기 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크를 상기 슬립 경향을 억제하기 위해서 미리 설정된 최소 차동 제한 토크로 하는 슬립 억제 수단을 포함하므로, 차동 제한 토크의 부여에 의해 슬립 경향이 발생하기 때문에, 오히려 역효과가 되는 경우에는 그 차동 제한 토크가 미리 설정된 최소 차동 제한 토크로 되어 그 슬립 경향이 억제된다.
도 1 은 본 발명의 차동 제한 장치의 제어 장치가 적용되는 차량의 구동력 전달 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예인 차동 제한 장치를 포함하는 후륜용 차동 톱니바퀴 장치의 구성을 설명하는 골자도이다.
도 3 은 도 1 의 전자 제어 장치의 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블 록선 도면이다.
도 4 는 도 3 의 차동 제한 토크 상한치 산출 수단의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 5 는 도 4 의 차량 모멘트 산출 수단을 구성하는 차량 모델을 설명하는 도면이다.
도 6 은 좌구동륜이 저 μ 노면에 접지하고 우구동륜이 고 μ 노면에 접지 한 상태에서 발진 주행하는 상태에서 차동 제한 토크가 좌우의 구동륜에 부여되었을 때에 차량에 발생하는 모멘트를 설명하는 도면이다.
도 7 은 좌구동륜이 저 μ 노면에 접지하고 우구동륜이 고 μ 노면에 접지한 상태에서 발진 주행하는 상태에서 차동 제한 토크가 좌우의 구동륜에 부여되었을 때로서, 실 요 레이트가 편향 허용 요 레이트 이하인 경우를 나타내는 도면이다.
도 8 은 좌구동륜이 저 μ 노면에 접지하고 우구동륜이 고 μ 노면에 접지한 상태에서 발진 주행하는 상태에서 차동 제한 토크가 좌우의 구동륜에 부여되었을 때로서, 실 요 레이트가 편향 허용 요 레이트 이상인 경우를 나타내는 도면이다.
도 9 는 도 1 의 전자 제어 장치의 제어 작동의 주요부를 설명하는 플로우 차트이다.
부호의 설명
26 : 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (차동 톱니바퀴 장치)
30l, 30r : 후륜 (구동륜)
36 : 전자 제어 장치 (제어 장치)
60 : 차동 제한 토크 산출 수단
62 : 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단
64 : 차량 모멘트 산출 수단
66 : 상한 가드값 산출 수단
72 : 상한 가드 처리 수단
76 : 슬립 경향 판정 수단
78 : 슬립 억제 수단
C1 : 제 1 클러치 (차동 제한 장치)
C2 : 제 2 클러치 (차동 제한 장치)
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
실시예
도 1 은 본 발명이 바람직하게 적용되는 구동력 전달 장치 (10) 를 갖는 전후륜 구동 차량의 구성을 설명하는 골자도이다. 이 도 1 에 있어서, 구동력원인 엔진 (12) 에 의해 발생된 구동력 (구동 토크) 은, 자동 변속기 (14), 전륜용 차동 톱니바퀴 장치 (16), 및 좌우 1 쌍의 전륜 차축 (18l, 18r) 을 통하여 좌우 1 쌍의 전륜 (20l, 20r) 에 전달되는 한편, 중앙 차동 톱니바퀴 장치 (센터 디퍼렌셜) (22), 구동력 전달축인 프로펠라 샤프트 (24), 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26), 및 좌우 1 쌍의 후륜 차축 (28l, 28r) 을 통하여, 좌우 1 쌍의 후륜 (30l, 30r) 에 전달된다. 여기에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 구동력 전달 장치 (10) 에서는, 상기 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 에 의한 구동력의 배분에 관련된 구동륜으로서의 후륜 (30) 의 회전축과 상기 프로펠라 샤프트 (24) 의 회전축이 서로 직교하도록 배치 형성되어 있다.
상기 구동력 전달 장치 (10) 에는, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 를 제어하기 위해서 공급되는 유압 등을 제어하는 유압 회로 (34) 와, 그 유압 회로 (34) 에 구비된 도시하지 않은 전자 제어 밸브 등을 통하여 그 유압 회로 (34) 로부터 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 내에 공급되는 유압 등을 제어하는 전자 제어 장치 (36) 가 설치되어 있다.
상기 엔진 (12) 은 예를 들어 흡기관 내 혹은 기통 내에 공급 혹은 분사되는 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 가솔린 엔진 혹은 디젤 엔진 등의 내연 기관이다. 또, 상기 자동 변속기 (14) 는, 예를 들어 상기 엔진 (12) 으로부터 입력되는 회전을 소정의 변속비 (γ) 로 감속 혹은 증속하여 출력하는 유단식 자동 변속기 (오토매틱 트랜스 미션) 으로서, 전진 변속단, 후진 변속단 및 뉴트럴 중 어느 것이 선택적으로 성립되어, 각각의 변속비 (γ) 에 따른 속도 변환이 이루어진다. 또한, 이 자동 변속기 (14) 의 입력축은 도시되지 않은 토크 컨버터 등을 통하여 상기 엔진 (12) 의 출력축에 연결되어 있다.
상기 전자 제어 장치 (36) 는 CPU, ROM, RAM, 및 입출력 인터페이스 등을 포함하여 구성되고, RAM 의 일시 기억 기능을 이용하면서 ROM 에 미리 기억된 프로그램에 따라 신호 처리를 실행하는 소위 마이크로 컴퓨터를 포함하고, 예를 들어, 상 기 유압 회로 (34) 에 구비된 전자 제어 밸브에 공급되는 전류의 지령치를 제어함으로써 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 에 구비된 후술하는 클러치 (C1 및 C2) 에 공급되는 그 유압을 제어함으로써, 후술하는 좌우 바퀴 토크차 제어나 차동 제한 제어 등을 실행한다. 또, 상기 동력 전달 장치 (10) 에는 차속에 대응하는 상기 후륜 (30) 의 실제의 회전 속도를 검출하는 차륜 속도 센서, 상기 자동 변속기 (14) 의 변속단을 검출하는 시프트단 센서, 액셀 페달의 조작량인 액셀 개도 (θACC) 를 검출하는 액셀 센서, 상기 엔진 (12) 의 급배기관 내에 설치된 도시되지 않은 스로틀 밸브의 실제의 개도를 검출하는 스로틀 센서, 그 엔진 (12) 의 실제의 회전 속도를 검출하는 엔진 회전 속도 센서, 좌우의 전륜 (20l, 20r), 좌우의 후륜 (30l, 30r) 의 실제의 회전 속도를 각각 검출하는 차륜 회전 속도 센서, 스티어링 휠에 의한 타각 (θSW) 을 검출하는 타각 센서, 및 전후 G 를 검출하는 전후 G 센서 등이 설치되어 있고, 각각의 센서로부터 차속을 표시하는 신호, 시프트단을 표시하는 신호, 스로틀 개도를 표시하는 신호, 엔진 회전 속도를 표시하는 신호, 각 차륜의 회전 속도를 표시하는 신호, 스티어링 휠에 의한 타각 (θSW) 을 표시하는 신호, 및 전후 가속도를 표시하는 신호 등이 상기 전자 제어 장치 (36) 에 공급되도록 되어 있다.
도 2 는, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 의 구성을 설명하는 골자도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 에는, 엔진 (12) 으로부터 중앙 차동 톱니바퀴 장치 (22) 를 통하여 회전 구동되는 프로펠라 샤프트 (24) 의 단부에 접속된 베벨 기어 (38), 및 그 베벨 기어 (38) 와 서로 맞물리는 베벨 기어 (40) 를 통하여 구동력이 입력되고, 그 구동력을 좌우의 후륜 (30l, 30r) 에 배분하는 구동력 배분 장치로서도 기능한다. 이 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 는 구동력을 상기 좌우의 후륜 (30l, 30r) 에 배분하기 위한 차동 장치 본체 (42) 와, 그 차동 장치 본체 (42) 에 인접하여 후륜 차축 (28l, 28r) 과 동일 축에 배치 형성된 유성 톱니바퀴식의 변속 장치 (44) 와, 그 변속 장치 (44) 의 동력 전달을 선택적으로 성립시키는 전환 브레이크 (B) 와, 그 변속 장치 (44) 의 출력을 1 쌍의 후륜 차축 (28l, 28r) 에 선택적으로 전달하는 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 를 구비하고 있다.
차동 장치 본체 (42) 는 링 기어 (R1), 서로 맞물리는 복수 쌍의 피니언 기어 (P1 및 P2), 그들 피니언 기어 (P1 및 P2) 를 자전 및 공전할 수 있게 지지하는 캐리어 (CA1), 및 상기 복수 쌍의 피니언 기어 (P1 및 P2) 를 통하여 링 기어 (R1) 와 서로 맞물리는 선 기어 (S1) 를 구비한 더블 피니언형 유성 톱니바퀴 장치로서, 그 기어비 (ρ) (=선 기어 (S1) 의 치수 (齒數)/링 기어 (R1) 의 치수) 는 예를 들어 0.5 정도로 설정되어 있다. 상기 링 기어 (R1) 는 차동 장치 (42) 의 케이스 (46) 내에 그 케이스 (46) 와 일체적으로 설치되어 있어, 프로펠라 샤프트 (24) 의 회전이 베벨 기어 (38 및 40) 에 의해 감속되어 전달된다. 캐리어 (CA1) 는 좌후륜 차축 (28l) 을 통하여 좌후륜 (30l) 에 접속되어 있다. 선 기어 (S1) 는 우후륜 차축 (28r) 을 통하여 우후륜 (30r) 에 연결되어 있다.
변속 장치 (44) 는, 선 기어 (S2), 피니언 기어 (P3), 그 피니언 기어 (P3) 를 자전 및 공전할 수 있게 지지하는 캐리어 (CA2), 및 상기 피니언 기어 (P3) 를 통하여 선 기어 (S2) 와 서로 맞물리는 링 기어 (R2) 를 구비한 싱글 피니언형 유성 톱니바퀴 장치로 구성된다. 상기 선 기어 (S2) 는 케이스 (46) 와 일체적으로 연결되어 있어, 변속 장치 (44) 의 입력 부재로서 기능한다. 상기 캐리어 (CA2) 는 전환 브레이크 (B) 를 통하여 비회전 부재 (45) 에 선택적으로 연결된다. 상기 링 기어 (R2) 는 변속 장치 (44) 의 출력 부재로서 기능하고, 제 1 클러치 (C1) 를 통하여 차동 장치 본체 (42) 의 캐리어 (CA1) 및 좌후륜 차축 (28l) 에 선택적으로 슬립 걸어맞춰짐과 함께, 제 2 클러치 (C2) 를 통하여 차동 장치 본체 (42) 의 선 기어 (S1) 및 우후륜 차축 (28r) 에 선택적으로 슬립 걸어맞춰지도록 되어 있다. 또한, 전환 브레이크 (B), 제 1 클러치 (C1), 및 제 2 클러치 (C2) 는, 각각 슬립 걸어맞춤 가능한 다판식 마찰 걸어맞춤 장치로, 전자 제어 장치 (36) 에 의해 유압 회로 (34) 의 제어 밸브가 전환됨으로써 걸어맞춤 혹은 해방됨과 함께, 필요에 따라 슬립 걸어맞춤시의 전달 토크 용량이 제어된다.
이상과 같이 구성된 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 에 있어서, 전환 브레이크 (B), 제 1 클러치 (C1), 및 제 2 클러치 (C2) 가 함께 해방 상태로 되는 비제어시에서는 변속 장치 (44) 는 공전 상태가 되므로 차동 장치 본체 (42) 만이 기능 하고, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 의 차동이 허용되면서, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 에 균등하게 구동력이 배분된다. 이로써, 직진시에 있어서는 차동 장치 본체 (42) 는 일체적으로 회전되고, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 의 회전수는 거의 동일 회전이 된다. 이 때, 토크 이동 및 차동 제한은 실시되지 않고, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 는 통상적인 오픈 디퍼렌셜로서 기능한다.
발진 주행시에 있어서 전환 브레이크 (B) 가 해방되면, 변속 장치 (44) 의 캐리어 (CA2) 가 해방되고, 선 기어 (S2) 와 링 기어 (R2) 사이의 동력 전달이 차단된 상태에서, 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 가 완전 걸어맞춰지면, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 는 논스립 디퍼렌셜로서 기능하고, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 이 동일 회전 및 동일 구동력이 되지만, 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 의 부분 걸어맞춤이 실시되면, 우측의 후륜 차축 (28r) 및 우후륜 (30r) 과 좌측의 후륜 차축 (28l) 및 좌후륜 (30l) 사이의 차동 회전이 구속되므로, 그 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 의 걸어맞춤 용량에 대응한 차동 제한 토크 (ΔT) 가 좌우의 후륜 (30l, 30r) 에 부여되어, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 의 차동 제한 제어가 실시되도록 되어 있다. 이 차동 제한 제어에 있어서, 상기 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 는 차동 제한 클러치 혹은 차동 제한 장치로서 기능하고 있다. 또, 이 차동 제한 제어는 후술하는 바와 같이, 좌우의 후륜 (30l, 30r) 이 접지되는 노면의 마찰 계수 (μ) 가 서로 상이한 상이 μ 도로 혹은 양다리 걸치기식 도로인 차량의 발진 주행시에 차량의 편향을 방지하기 위해서도 사용된다.
또, 선회 주행 중에 있어서 전환 브레이크 (B) 가 걸어맞춰지면 변속 장치 (44) 의 캐리어 (CA2) 가 로크되고, 링 기어 (R2) 는 입력 회전 (선 기어 (S2) 의 회전) 에 대해 역회전으로 감속되어 출력된다. 이 상태에서 제 1 클러치 (C1) 가 슬립 걸어맞춰지면 링 기어 (R2) 의 출력이 캐리어 (CA1), 좌측의 후륜 차축 (28l), 및 좌후륜 (30l) 에 전달되고, 좌후륜 (30l) 의 구동력이 감소되어 우후륜 (30r) 의 구동력이 상대적으로 증대된다. 동시에 좌후륜 (30l) 의 회전수가 슬립 걸어맞춤에 의해 감속되기 때문에, 차동 장치 본체 (42) 에 의해 우후륜 (30r) 은 증속된다. 이 구동력 제어는 예를 들어 좌선회 중 등에 언더스티어를 억제할 때, 혹은 우선회 중에 오버스티어를 억제할 때 실행된다. 반대로 제 2 클러치 (C2) 가 슬립 걸어맞춰지면, 링 기어 (R2) 의 출력이 우측의 후륜 차축 (28r) 및 우후륜 (30r) 에 전달되고, 우후륜 (30r) 의 구동력이 감소되어 좌후륜 (30l) 의 구동력이 상대적으로 증대된다. 동시에 우후륜 (30r) 의 회전수가 슬립 걸어맞춤에 의해 감속되기 때문에, 차동 장치 본체 (42) 에 의해 좌후륜 (30l) 은 증속된다. 이 제어는, 예를 들어 우선회 중 등에 언더스티어를 억제할 때, 혹은 좌선회 중에 오버스티어를 억제할 때에 실행된다.
도 3 은, 전자 제어 장치 (36) 의 제어 기능의 주요부를 설명하는 기능 블록 선 도면이다. 도 3 에 있어서, 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 은 미리 설정된 관계로부터, 좌후륜 (30l) 및 우후륜 (30r) 의 회전 속도차 (구동륜 차속차) (ΔVRD), 액셀 개도 (θACC) 등의 차량의 상태량에 기초하여 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출한다. 예를 들어, 미리 기억된 관계 (ΔTV =C×ΔVRD) 로부터 실제의 회전 속도차 (ΔVRW) 에 기초하여 회전 속도차 유래의 차동 제한 토크 (ΔTV) 를 산출함과 함께, 미리 기억된 관계 (ΔTA =K×θACC·ΔVRD) 로부터 실제의 회전 속도차 (ΔVRW) 에 기초하여 액셀 개도 유래의 차동 제한 토크 (ΔTA) 를 산출한다. 상기 상수 (C) 는 일정값이어도 되지만, 차속의 증가에 수반하여 작은 값이 되는 차속 (V) 의 함수이어도 된다. 또, 상기 상수 (K) 는 일정값이어도 되지만, 가로 (G) (가로 방향 가속도) 가 커질수록 큰 값이 되는 가로 (G) 의 함수이어도 된다. 그리고, 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 은 소정치보다 높은 고차속인 경우는 상기 액셀 개도 유래의 차동 제한 토크 (ΔTA) 를 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 로서 결정하고, 소정치보다 낮은 저차속일 때, ΔTA>ΔTV 인 경우에는 양다리 걸치기식 도로가 아니라고 추정되어 차동 제한 토크 (ΔTA) 를 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 로서 결정하는데, 반대로 ΔTV >ΔTA 인 경우에는 상이 μ 도로 혹은 양다리 걸치기식 발진로라고 추정되어 차동 제한 토크 (ΔT)V 를 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 로서 결정한다.
차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 미리 기억된 관계로부터 실제의 차량의 요 레이트 (YR), 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA), 및 스티어링 휠에 의한 타각 (θSW) 에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출한다. 즉, 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은 차량의 실 요 레이트 (YR) 와 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 비교하여, 그것들 차량의 실 요 레이트 (YR) 와 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 의 차가 작아지도록 차동 제한 토 크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하고, 차량 상태 (노면 상황) 에 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 출력한다. 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은 실제의 차량의 요 레이트 (YR) 가 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 낮은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 증가시키지만, 실제의 차량의 요 레이트 (YR) 가 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 높은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 감소시킨다. 상기 미리 기억된 관계는 이와 같이 설정되어 있다. 상기 차량의 요 레이트 (YR) 는 차량의 중심을 통과하는 연직선 (PL) 둘레의 회전각 (요 각) 의 변화 속도이다. 또, 상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 는 차량의 편향을 탑승자가 느끼지 않는 미리 실험적으로 구해진 최대의 요 레이트 (YR) 로서 일정값이어도 되는데, 타각 (θSW) 의 증가에 따라 변화 (감소) 하는 타각 (θSW) 의 함수이어도 된다.
상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 미리 설정된 관계 즉 차량 모델 (미분 방정식) (FM) 로부터 실제의 차량의 요 레이트 (YR), 편향 허용 요 레이트 (YRA), 및 스티어링 휠에 의한 타각 (θSW) 에 기초하여 차량의 중심을 통과하는 연직선 (PL) 둘레의 차량 모멘트 (M) 를 산출하는 차량 모멘트 산출 수단 (64) 과, 그 차량 모멘트 (M) 에 기초하여 상기 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하는 상한 가드값 산출 수단 (66) 을 구비하고 있 다.
도 5 는 상기 차량 모멘트 산출 수단 (64) 에 있어서 사용되는 차량 모델 (FM) 을 설명하는 도면이다. 도 5 에 있어서, 실제의 차량 (68) 에 대해 타각 (θSW) 및 차량 모멘트 (M) 가 입력되었을 때에 실 요 레이트 (YR) 가 발생되는 계에 있어서, 차량의 운동 방정식으로부터 푼 수식 모델 (미분 방정식) (70) 에 의해 상기 타각 (θSW) 및 차량의 실 모멘트 (M) 에 기초하여 계산 요 레이트 (YRe) 가 산출되었을 때, 옵저버 (73) 가 그것들 실 요 레이트 (YR) 와 계산 요 레이트 (YRe) 의 편차 (YR-YRe) 로서 정의된 목표 요 레이트 (YRm) (=YR-YRe) 에 기초하여, 그 목표 요 레이트 (YRm) 에 소정의 게인 (G) 을 곱한 값을 상태량의 추정치로서 상기 모델 (70) 에 공급한다. 그 모델 (70) 에서는 상기 상태량의 추정치에 기초하여 상기 목표 요 레이트 (YRm) 가 작아지도록 계수 등이 보정되어, 순서대로 갱신된다. 도 5 의 1 점쇄선으로 나타나는 그것들 모델 (70) 및 옵저버 (73) 의 역모델을 상기 차량 모델 (FM) 로서 사용하고, 또한, 상기 계산 요 레이트 (YRe) 를 편향 허용 요 레이트 (YRA) 로 치환함으로써, 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 실현하기 위해서 필요한 차량 모멘트 (M) 가 산출된다.
도 4 로 돌아와, 상한 가드값 산출 수단 (66) 은, 상기와 같이 하여 산출된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 실현하기 위해서 필요한 차량 모멘트 (M) 에 기초하여, 그 차량 모멘트 (M) 를 발생시키기 위해서 필요한 상기 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 의 토크차 즉 차동 제한 토크를 산출하여, 그 차동 제한 토크를 차동 제한 토 크 상한 가드값 (ΔTL) 로서 산출한다.
도 3 으로 돌아와, 상한 가드 처리 수단 (72) 은, 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT)를 얻기 위해서, 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 사용하여 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 제한한다. 즉, 차동 제한 토크 (ΔT) 가 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 초과하지 않는 경우에는 제한하지 않지만, 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 초과하는 경우에는 그 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 으로 한다. 차동 제한 토크 출력 수단 (74) 은 상기 상한 가드 처리 수단 (72) 을 거쳐 공급된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 유압 회로 (34) 로 출력한다.
또, 슬립 경향 판정 수단 (76) 은, 상기 차동 제한 토크 출력 수단 (74) 으로부터 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 가 부여되면, 오히려 그것들 후륜 (30l 및 30r) 에 슬립이 발생하게 되는지 여부를 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 중 선회 주행의 내측이 되는 차륜 회전 속도가 외측이 되는 차륜 회전 속도보다 높은 것에 기초하여, 혹은, 차동 제한 토크 (ΔT) 와 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 동일 부호가 되었는지 여부에 기초하여 판정한다. 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 중 선회 주행의 내측이 되는 차륜 회전 속도가 외측이 되는 차륜 회전 속도보다 높을 때에 차동 제한 토크 (ΔT) 가 부여되면, 회전 속도가 높 은 내측 구동륜으로부터 그보다 상대적으로 저회전의 외측 구동륜에 토크 이동이 실시되어, 오히려 슬립 경향이 조장되는 것이다. 슬립 억제 수단 (78) 은 상기 슬립 경향 판정 수단 (76) 에 의해 차동 제한 토크 (ΔT) 를 부여하면 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 이 슬립 경향이 되는 것이 판정되면, 상한 가드 처리 수단 (74) 으로 사용되는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 최소 차동 제한 토크 (ΔT1) 로 설정하여 차동 제한 토크 출력 수단 (74) 으로부터 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 를 가급적으로 작게 하여 좌우 구동륜의 슬립 경향을 억제한다. 이 최소 차동 제한 토크 (ΔT1) 는 영 또는 영에 가까운 값으로 설정된다.
도 6, 도 7, 도 8 은, 예를 들어 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 이 저 μ 노면 및 고 μ 노면에 각각 접지한 상태에서 발진 혹은 주행하는 차량의 상이 μ 도로 발진 혹은 가속 주행에 있어서, 상기 차동 제한 토크 제어와 차량의 거동의 관계를 설명하는 도면이다. 도 6 은 좌후륜 (30l) 의 회전 속도 (VRL) 가 우후륜 (30r) 의 회전 속도 (VRR) 보다 고회전 (VRL>VRR) 일 때 차량의 중심을 통과하는 연직선 (PL) 둘레에 발생하는 차량 모멘트 (M) 에 기초하는 편향 방향 (H) 을 나타내고 있다. 이 때, 도 7 에 나타내는 바와 같이,편향 허용 요 레이트 (YRA) 가 실 요 레이트 (YR) 를 상회하고 있을 때 (YRA>YR) 에는, 여전히 탑승자가 차량의 편향을 느끼지 않는 상태이기 때문에, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 보다 높기 (ΔT>ΔTL) 때문에, 그 차동 제한 토크 (ΔT) 는 가드 처리 수단 (72) 에 의한 제한을 받지 않고 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여된다. 이 결과, 상대적으로 회전 속도가 높은 좌후륜 (30l) 으로부터 상대적으로 회전 속도가 낮은 우후륜 (30r) 으로 토크 이동이 발생하여 좌후륜 (30l) 의 회전이 억제되어 차량의 구동력이나 발진 가속성이 확보된다. 이 경우에 있어서도 차량 모멘트 (M) 가 발생하고 있는데, 탑승자가 차량의 편향을 느끼지 않는 상태이므로 도 7 에는 나타나지 않았다.
그러나, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 편향 허용 요 레이트 (YRA) 가 실 요 레이트 (YR) 이하가 될 때 (YRA
Figure 112009051996238-pct00001
YR) 에는 탑승자가 차량의 편향을 느끼는 상태이기 때문에, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 이하가 되기 (ΔTL
Figure 112009051996238-pct00002
ΔT) 때문에, 그 차동 제한 토크 (ΔT) 는 가드 처리 수단 (72) 에 의한 제한을 받고 나서 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여된다. 이 결과, 상대적으로 회전 속도가 높은 좌후륜 (30l) 으로부터 상대적으로 회전 속도가 낮은 우후륜 (30r) 으로 토크 이동이 제한됨으로써, 차량의 편향을 탑승자에게 느끼게 하지 않는 범위에서 차량의 구동력이 확보된다.
또한, 예를 들어 좌선회 주행 중에 있어서 후륜 (30l) 이 회전 속도가 높은 선회 내측륜이 되고, 후륜 (30r) 이 회전 속도가 낮은 선회 외측륜이 될 때, 도 7 혹은 도 8 에 나타내는 바와 같이 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여함으로써 좌후륜 (30l) 으로부터 우후륜 (30r) 으로 토크 이동을 발생시킴으로써, 더욱 더 슬립 경향을 조장하는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 슬립 억제 수단 (78) 에 의해, 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT1) 가 영 또는 영에 가까운 값으로 설정됨으로써, 상기 슬립 경향의 진행이 회피된다.
도 9 는, 전자 제어 장치 (36) 의 제어 작동의 주요부를 설명하는 플로우 차트이다. 도 9 에 있어서, 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 대응하는 단계 (이하, 간단히 S 라고 한다) S1 에서는, 미리 설정된 관계 (ΔTV=C×ΔVRD, ΔTA=K×θACC·ΔVRD) 로부터, 좌후륜 (30l) 및 우후륜 (30r) 의 회전 속도차 (구동륜 차속차) (ΔVRD), 액셀 개도 (θACC) 등의 차량의 상태량에 기초하여, 회전 속도차 유래의 차동 제한 토크 (ΔTV) 나 액셀 개도 유래의 차동 제한 토크 (ΔTA) 가 산출된다. 이어서, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 대응하는 S2 에서는, 편향 허용 요 레이트 (YRA) 는 차량의 편향을 탑승자가 느끼지 않는 미리 실험적으로 구해진 최대의 요 레이트 (YR) 로서, 일정값이어도 되는데, 타각 (θSW) 에 따라 편향 허용 요 레이트 (YRA) 가 변화 (증가) 되는 미리 기억된 관계로부터 실제의 타각 (θSW) 에 기초하여 편향 허용 요 레이트 (YRA) 가 결정된다. 또, 이 S2 에서는, 실제의 차량의 요 레이트 (YR) 가 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 낮은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 증가시키는데, 실제의 차량의 요 레이트 (YR) 가 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 높은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 감소시키도록 미리 설정된 관계로부터, 실제의 차량의 요 레이트 (YR), 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 및 스티어링 휠에 의한 타각 (θSW) 에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 산출된다.
이어서, 상기 슬립 경향 판정 수단 (76) 에 대응하는 S3 에서는, 차동 제한 토크 (ΔT) 의 부여에 의해 슬립 경향이 조장되는 상태인지의 여부가, 차동 제한 토크 (ΔT) 와 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 동일 부호가 되었는지의 여부 즉 차동 제한 토크 (ΔT) 와 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 의 승산값이 정 (正) 의 값 (ΔT×ΔTL>0) 이 되었는지의 여부에 기초하여 판단된다. 이 S3 의 판단이 긍정되는 경우에는, 상기 슬립 억제 수단 (78) 에 대응하는 S4 에 있어서, 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 최소 차동 제한 토크 (ΔT1) 로 설정되어 좌우의 후륜 (30l 및 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 가 가급적으로 작게 되어 좌우 구동륜의 슬립 경향이 억제된다.
그러나, 상기 S3 의 판단이 부정되는 경우에는, S5 에 있어서, 차동 제한 토 크 상한 가드값의 절대치 |ΔTL| 가 차동 제한 토크의 절대치 |ΔT| 이하인지의 여부가 판단된다. 이 S5 의 판단이 부정되는 경우에는, 상한 가드 처리가 불필요하기 때문에 S6 의 실행이 회피되지만, S5 의 판단이 긍정되는 경우에는, 가드 처리 수단 (72) 에 대응하는 S6 에 있어서, 차동 제한 토크 (ΔT) 가 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 넘지 않도록 그 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 된다. 그리고, 차동 제한 토크 출력 수단 (74) 에 대응하는 S7 에 있어서, 상기 S6 의 상한 가드 처리를 거친 차동 제한 토크 (ΔT) 가 출력된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 차량의 상태량에 기초하여 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출하는 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 과 미리 설정된 편향 허용 요 레이트와 차량의 실 요 레이트에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하는 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 과, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 를 얻기 위해서, 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 사용하여 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 제한하는 상한 가드 처리 수단 (72) 을 포함하기 때문에, 차동 상태에 따른 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 얻어지므로, 노면 상황에 따른 차동 제한 토크 (ΔT) 가 부여되어, 차량의 편향이 바람직하게 억제된다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 차량의 실 요 레이트 (YR) 와 미리 설 정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 의 차가 작아지도록 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하기 때문에, 차량의 편향을 억제하며 또한 구동력이 얻어지도록, 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 적절한 값으로 산출된다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 차량의 실 요 레이트 (YR) 가 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 낮은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 증가시키기 때문에, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 의 제한이 완화되므로, 차량의 실제의 요 레이트 (YR) 가 편향 허용 요 레이트 (YRA) 에 근접되어, 노면 상태에 관계없이 편향을 발생시키지 않는 주행이 가능해진다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 차량의 실 요 레이트 (YR) 가 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 높은 경우에는 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 감소시키기 때문에, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 의 제한이 강화되므로, 차량의 실제의 요 레이트 (YR) 가 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 초과하는 것이 방지되고, 노면 상태에 관계없이 편향을 발생시키지 않는 주행이 가능해진다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은 차량의 타각에 따라 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 변경하기 때문에, 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 일정값으로 설정되는 경우와 비교하여 탑승자가 차량의 편향을 느끼지 않도록, 차량의 타각 (θSW) 즉 선회 정도에 따라 ΔTL 이 필요 또한 충분하게 적절한 값으로 설정된다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 차량에 입력되는 입력 모멘트와 차량의 조타각을 입력으로 하고 또한 계산 요 레이트 (YRe) 를 출력으로 하는 차량의 운동 방정식을 풀어 얻어진 수식 모델에, 옵저버 (73) 가 실제의 요 레이트 (YR) 와 계산 요 레이트 (YRe) 의 편차 (YR-YRe) 에 기초하는 상태량의 추정치를 부여하여 얻어지는 역모델 (FM) 을 사용하고, 계산 요 레이트 (YRe) 로서의 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 실현하기 위해서 필요한 모멘트 (M) 를 산출하여, 그 필요한 모멘트 (M) 에 기초하여 그 필요한 모멘트를 발생시키기 위해서 필요한 좌우의 구동륜의 토크차를 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 으로서 산출하는 것이기 때문에, 순서대로 실제의 요 레이트 (YR) 와 계산 요 레이트 (YRe) 의 편차 (YR-YRe) 에 기초하는 상태량으로 역모델 (FM) 이 보정되므로, 노면 상황에 의한 차량 주행 상태에 따른 최적인 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 이 얻어져, 예를 들어 차량 발진시의 트랙션과 차량의 편향 방지의 양립이 가능해진다.
또, 본 실시예의 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치에 의하면, (a) 좌우의 구동륜에 상기 차동 제한 토크를 부여하면 그 구동륜이 슬립 경향이 되는 것을 판정하는 슬립 경향 판정 수단 (76) 과, (b) 그 슬립 경향 판정 수단에 의해 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 를 부여하면 좌우의 구동륜이 슬립 경향이 되는 것이 판정되 면, 좌우의 구동륜에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 를 상기 슬립 경향을 억제하기 위해서 미리 설정된 최소 차동 제한 토크 (ΔT1) 로 하는 슬립 억제 수단 (78) 을 포함하므로, 차동 제한 토크 (ΔT) 의 부여에 의해 슬립 경향이 발생하기 때문에 오히려 역효과가 되는 경우에는, 그 차동 제한 토크 (ΔT) 가 미리 설정된 최소 차동 제한 토크 (ΔT1) 로 되어 그 슬립 경향이 억제된다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명했는데, 본 발명은 그 밖의 양태에 있어서도 적용된다.
예를 들어, 상기 서술한 실시예의 동력 전달 장치 (10) 는, 4 륜 구동 차량이었지만, 전륜용 차동 톱니바퀴 장치 (16) 및 중앙 차동 톱니바퀴 장치 (22) 가 생략되고, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 를 통하여 좌우의 후륜 (30l, 30r) 이 한결같이 구동되는 소위 FR 형식의 후륜 구동 차량이어도 되고, 중앙 차동 톱니바퀴 장치 (22) 및 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 가 생략되어 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 와 동일하게 구성된 전륜용 차동 톱니바퀴 장치 (16) 를 통하여 좌우의 전륜 (20l, 20r) 이 한결같이 구동되는 소위 FF 형식의 전륜 구동 차량이어도 되고, 소위 RR 형식의 후륜 구동 차량이어도 된다. 요컨대, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 와 동일하게 구성된 차동 톱니바퀴 장치를 통하여 엔진 (12) 의 구동력에 의해 좌우의 구동륜이 구동되는 차량이면 된다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서, 구동원은 가솔린 엔진 혹은, 디젤 엔진 등의 내연 기관이었지만, 특별히 그것에 한정되는 것이 아니며, 전동 모터 등의 다른 구동원으로 이루어지는 것이어도 상관없다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서, 후륜 차축 (28) 의 좌후륜 차축 (28l), 우후륜 차축 (28r), 및 후륜 (30) 의 좌후륜 (30l), 우후륜 (30r) 의 좌우 관계는 특별히 한정되는 것이 아니며 좌우를 반대로 하여 실시할 수도 있다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서, 제 1 클러치 (C1), 제 2 클러치 (C2), 및 토크 이동 전환 브레이크 (B) 는 유압에 의해 구동하는 것이지만, 전자식 클러치 등, 다른 형식의 클러치 장치 및 브레이크 장치를 사용하여 실시할 수도 있다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서는, 후륜용 차동 톱니바퀴 장치 (26) 는 1 개의 유성 톱니바퀴 장치로 구성되어 있었지만, 2 개 이상의 유성 톱니바퀴 장치로 구성되는 등, 여러가지 다른 형식의 장치이어도 상관없다. 또, 유성 톱니바퀴 장치의 선 기어, 캐리어, 및 링 기어의 연결 관계도 모순이 없는 범위에서 자유롭게 변경할 수 있고, 전환 브레이크 (B) 의 위치도 모순이 없는 범위에서 자유롭게 변경하거나 폐지할 수 있다. 또, 차동 제한 장치로서 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 가 사용되고 있었지만, 1 개의 클러치로 구성되어도 되고, 설치되는 위치도 변경되어도 된다.
또, 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 은, 좌후륜 (30l) 및 우후륜 (30r) 의 회전 속도차 (구동륜 차속차) (ΔVRD), 액셀 개도 (θACC) 에 기초하여 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출하는 것이었지만, 다른 차량의 상태량에 기초하여 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출하는 것이어도 된다.
또, 상기 서술한 실시예에 있어서, 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은 옵저버 (73) 를 포함하는 차량 모델이 사용되고 있었지만, 반드시 옵저버 (73) 를 포함하지 않아도 된다.
또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 일 실시형태로서, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지의 변경, 개량을 더한 양태로 실시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 차량의 차동 톱니바퀴 장치 (26) 에 의해 허용되는 좌우의 구동륜 (30l, 30r) 의 차동 작용을 제한하기 위한 차동 제한 토크를 그 좌우의 구동륜에 부여하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치 (36) 로서,
    차량의 상태량에 기초하여 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 를 산출하는 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 과,
    미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 와 차량의 실 요 레이트 (YR) 에 기초하여 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하는 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 과,
    상기 좌우의 구동륜 (30l, 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크를 얻기 위해서, 그 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 사용하여 상기 차동 제한 토크 산출 수단 (60) 에 의해 산출된 차동 제한 토크 (ΔT) 를 제한하는 상한 가드 처리 수단 (72) 을 포함하고,
    상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 는 차량의 편향을 탑승자가 느끼지 않는 미리 설정된 최대 편향 허용 요 레이트이며,
    상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 상기 차량의 실 요 레이트 (YR) 와 상기 미리 설정된 편향 허용 요 레이트 (YRA) 의 차가 작아지도록 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 산출하고,
    상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 상기 차량에 입력되는 입력 모멘트와 그 차량의 조타각 (θSW) 을 입력으로 하고 또한 계산 요 레이트 (YRe) 를 출력으로 하는 차량의 운동 방정식을 풀어 얻어진 수식 모델 (70) 에, 옵저버 (73) 가 실제의 요 레이트 (YR) 와 상기 계산 요 레이트 (YRe) 의 편차에 기초하는 상태량의 추정치를 부여하여 얻어지는 역모델 (FM) 을 사용하고, 상기 계산 요 레이트 (YRe) 로서의 상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 실현하기 위해서 필요한 모멘트를 산출하고, 그 필요한 모멘트에 기초하여 그 필요한 모멘트를 발생시키기 위해서 필요한 상기 좌우의 구동륜 (30l, 30r) 의 토크차를 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 상기 차량의 실 요 레이트 (YR) 가 상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 낮은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 상기 차량의 실 요 레이트 (YR) 가 상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 보다 높은 경우에는 상기 차동 제한 토크 상한 가드값 (ΔTL) 을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치.
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 차동 제한 토크 상한 가드값 산출 수단 (62) 은, 상기 차량의 조타각 (θSW) 에 따라 상기 편향 허용 요 레이트 (YRA) 를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 좌우의 구동륜 (30l, 30r) 에 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 를 부여하면 상기 구동륜이 슬립 경향이 되는 것을 판정하는 슬립 경향 판정 수단 (76) 과,
    그 슬립 경향 판정 수단 (76) 에 의해 상기 차동 제한 토크 (ΔT) 를 부여하면 상기 구동륜이 슬립 경향이 되는 것이 판정되면, 상기 좌우의 구동륜 (30l, 30r) 에 부여되는 차동 제한 토크 (ΔT) 를 상기 슬립 경향을 억제하기 위해서 미리 설정된 최소 차동 제한 토크로 하는 슬립 억제 수단 (78) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동 제한 장치의 제어 장치.
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