JP2864831B2 - 車両用差動制限制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部から差動制限力を
付与し、所定の制御条件に従って差動制限制御を行う車
両用差動制限制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用差動制限制御装置として
は、例えば、特開昭６２−１８３３０号公報に記載のも
のが知られている。

【０００３】上記従来公報には、エンジンブレーキ等に
より車両減速度が発生する旋回制動時、図９に示すよう
に、減速度合に応じて差動制限力を強めることでタック
イン現象を防止する技術が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用差動制限制御装置にあっては、減速度合に応
じて差動制限力を増大することでタックイン現象を防止
しているものの、車両減速度が大きな急制動時であって
も強い差動制限力の付与が続けられる為、急減速旋回時
には車両に差動制限力によるアンダーステアモーメント
が発生することとなって、車両が強アンダーステア特性
を示すようになり、ドライバーの意とする旋回ラインに
沿った旋回走行ができないという問題あった。

【０００５】ここで、タックイン現象とは、車両減速度
による荷重移動とタイヤ接地特性のため、図１０に示す
ように、前後コーナリングフォースＦｆ，Ｆｒがそれ以
前の釣り合い状態から前輪側のコーナリングフォースＦ
ｆが大きくなる状態に急変し、車両を旋回中心方向へ向
けようとするヨー軸回りのモーメントψを発生する現象
をいう。そこで、中減速域までの減速旋回時に差動制限
力を大きくしてエンジンブレーキによる制動トルクＢo
，Ｂi を高めると、外輪側制動トルクＢo と内輪側制
動トルクＢi の差が大きくなり、前記モーメントψを打
ち消す方向のモーメントＭが発生し、タックイン現象が
防止できる。しかし、急減速域の減速旋回時に差動制限
力を大きくすると制動トルクＢo ，Ｂi の差が大きくな
り過ぎ、モーメントＭがモーメントψを打ち消す大きさ
を超えてしまい、（Ｍ−ψ）の量のモーメントがアンダ
ーステアモーメントとなり、実際の旋回の曲率半径がド
ライバーが意とする旋回半径より大きくなるアンダース
テア特性を示し、特に、急制動時のように減速度合が大
きいと強アンダーステア特性を示す。

【０００６】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、外部から差動制限力を付与し、所定の制
御条件に従って差動制限制御を行う車両用差動制限制御
装置において、緩減速旋回時のタックイン防止と急減速
旋回時の強アンダーステア防止との両立を図ることを課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の車両用差動制限制御装置では、減速時を示す信
号が入力されたら中減速域までは減速度合に応じて差動
制限力を強め、それより高い減速域では減速度合が高ま
るほど差動制限力を弱めるように調整する手段とした。

【０００８】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、差動を許容しながらエンジン駆動力を左右の駆動輪
に分配伝達する差動手段ａと、該差動手段ａに設けら
れ、外部から差動制限力を付与する差動制限機構ｂと、
該差動制限機構ｂへの差動制限力制御を行うアクチュエ
ータｃと、車両減速度を検出する減速度検出手段ｄと、
減速度の大きさが通常制動による大きさか急制動による
大きさかを分ける設定減速度を予め決めておき、前記減
速度検出手段ｄから、減速時を示す信号が入力されたら
検出される減速度合が設定減速度以下の中減速域までは
減速度合に応じて差動制限力を強め、検出される減速度
合が設定減速度を超える高減速域では減速度合が高まる
ほど差動制限力を弱めるように調整する制御信号を前記
アクチュエータｃに対して出力する差動制限力制御手段
ｅとを備えていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】通常制動による旋回時等であって、減速度検出
手段ｄにより検出される減速度合が設定減速度以下の中
減速域までの時には、差動制限力制御手段ｅにおいて、
減速度合に応じて差動制限力を強める制御信号がアクチ
ュエータｃに対して出力される。従って、差動制限力に
より内輪制動トルクが増大し外輪制動トルクが減少する
トルク差によりアンダーステア方向のモーメントが発生
することになり、緩減速旋回時に車両減速度による荷重
移動とタイヤ接地特性に基づいて発生するタックイン方
向のモーメントがこのアンダーステア方向のモーメント
で打ち消され、タックイン現象が有効に防止される。

【００１０】急制動による旋回時等であって、減速度検
出手段ｄにより検出される減速度合が設定減速度を超え
る高減速域の時には、差動制限力制御手段ｅにおいて、
減速度合に応じて差動制限力を弱める制御信号がアクチ
ュエータｃに対して出力される。従って、急減速旋回時
にタックイン防止を超える過大なアンダーステア方向の
モーメントが残ってしまうことによる強アンダーステア
が防止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】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機構を備えた自動
車用差動制限装置を例にとる。

【００１３】（第１実施例）まず、構成について説明す
る。

【００１４】第１実施例装置は図２〜図４に示すよう
に、差動装置（差動手段に相当）１０、多板摩擦クラッ
チ機構（差動制限機構に相当）１１、油圧発生装置１
２、コントローラ１３、入力センサ１４を備えている。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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２２，２
２’により回転自在に支持されている。

【００１８】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。

【００１９】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２６がそれぞれに設けられている。

【００２０】多板摩擦クラッチ機構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により差動制限力を付与す
る機構である。

【００２１】この多板摩擦クラッチ機構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２
９、２９’、スラスト軸受３０，３０’、スペーサ３
１，３１’、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。

【００２２】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２
１，２１’に回転方向固定されたフリクションディスク
２７ｂ，２７’ｂ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。

【００２３】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、図３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、従来の
トルク比例式差動制限機構のように、回転差によるスラ
ストが発生しない構造としている。

【００２４】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’を油圧レベルに応じて締
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２８を反力受けとして締結され、他方の多板
摩擦クラッチオ２７’は、ハウジング１６からの締結力
となって締結される。

【００２５】油圧発生装置１２は、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４０、ポンプ
モータ４１、圧油路４２、チェックバルブ４３、第１ド
レーン油路４４、リリーフバルブ４５、リザーブタンク
４６、第２ドレーン油路４７、切換バルブ４８、バルブ
ソレノイド（アクチュエータに相当）４９、圧力スイッ
チ５０とを備えている。

【００２６】前記ポンプモータ４１は、コントロールユ
ニット１３からの通電信号（ｉ）及び通電解除信号
（ｏ）により作動・非作動を行うモータで、走行時であ
って差動制限を行っている時や差動制限を行う可能性が
ある時は通電信号（ｉ）よりモータを回転状態で、停車
時等の差動制限を全く必要としない時は通電解除信号
（ｏ）によりモータ停止状態である。

【００２７】前記圧油路４２は、前記油圧ポート３５に
加圧油を供給する圧油パイプ５１に連結される油路で、
油圧の立上がりを緩やかにするために途中にオリフィス
５２が設けられてある。

【００２８】前記リリーフバルブ４５は、圧油路４２を
流れる加圧油が所定以上の時に、調圧のためリザーブタ
ンク４６側へ逃がすバルブである。

【００２９】前記切換バルブ４８は、油圧ポート３５側
へ加圧油を供給するか、リザーブタンク４６へ戻すかの
切り換えを行うバルブで、コントロールユニット１３か
らの制御信号（ｃ）をバルブソレノイド４９が受けて作
動する。

【００３０】尚、制御信号（ｃ）が通電信号の時は、バ
ルブソレノイド４９による電磁力がバルブスプリング５
３に打ち勝って第２ドレーン油路４７を遮断する側に切
り換わり、油圧ポート３５へ加圧油が供給され、制御信
号（ｃ）が遮断信号の時は、バルブスプリング５３によ
り第２ドレーン油路４７を連通させる側に切り換わり、
加圧油はドレーンされる。

【００３１】前記圧力スイッチ５０は、圧油路４２の圧
力レベルをチェックし、圧力レベルが所定以上の時はス
イッチ信号（ｓ）をコントロールユニット１３に出力
し、圧力レベルを下げるフィードバック制御を行うため
の入力センサである。

【００３２】コントローラユニット１３は、車載のマイ
クロコンピュータを用いたもので、入力回路１３１、Ｒ
ＡＭ（ランダム．アクセス．メモリ）１３２、ＲＯＭ
（リード．オンリー．メモリ）１３３、ＣＰＵ（セント
ラル．プロセシング．ユニット）１３４、クロック回路
１３５、出力回路１３６を備えている。

【００３３】入力センサ１４としては、車速センサ１４
１又は前後Ｇセンサ１４２が設けられている。

【００３４】前記入力回路１３１は、前記入力センサ１
４からの入力信号（ｖ）又は（ｘ_G ）をＣＰＵ１３４に
て演算処理できるデジタル信号に変換する回路である。

【００３５】前記ＲＡＭ１３２は、書き込み読み出しの
できるメモリであり、各センサ１４１、１４２からの入
力信号の書き込みや、ＣＰＵ１３４での演算途中におけ
る情報の書き込みが行われる。

【００３６】前記ＲＯＭ１３３は、読み出し専用のメモ
リであって、ＣＰＵ１３４での演算処理に必要な情報が
予め記憶されていて、必要に応じてＣＰＵ１３４から読
み出される。

【００３７】前記ＣＰＵ１３４は、入力された各種の情
報を定められた処理条件に従って演算処理を行う装置で
ある。

【００３８】前記クロック回路１３５は、ＣＰＵ１３４
での演算処理時間を設定する回路である。

【００３９】前記出力回路１３６は、ＣＰＵ１３４から
の演算結果信号に基づいて、アクチュエータであるバル
ブソレノイド４９に対しデューティ信号による制御信号
（ｃ）を出力する回路である。

【００４０】前記車速センサ１４１は、トランスミッシ
ョン出力軸等に設けられ、トランスミッション出力軸の
回転数（車速に比例）を検出するセンサで、車速信号
（ｖ）を出力する。

【００４１】前記前後Ｇセンサ１４２は、車両の前後方
向の加減速を検出するセンサで、前後Ｇ信号（ｘ_G ）を
出力する。

【００４２】次に、作用について説明する。

【００４３】（イ）差動制限制御作動 図６は第１実施例装置のコントロールユニット１３で行
なわれる差動制限制御作動の流れを示すフローチャート
で、以下、各ステップについて説明する。

【００４４】ステップ２００では、車速センサ１４１か
らの車速信号（ｖ）により求められた車速Ｖが入力され
る。

【００４５】ステップ２０１では、前記ステップ２００
で入力された車速Ｖの時間微分値である車速微分値Ｖ’
が演算される。

【００４６】ステップ２０２では、前記２０１で演算さ
れた車速微分値Ｖ’と、予めコントロールユニット１３
のＲＯＭ１３３に記憶させてある車速微分値Ｖ’と差動
制限力Ｆ（指令値）との関係を示すマップ（図５）か
ら、車速微分値Ｖ’に応じた差動制限力Ｆ（指令値）が
テーブルルックアップにより検索される。

【００４７】尚、図５に示すマップには、車速微分値
Ｖ’が中減速域にあるＶo'までは、その値Ｖ’が大きく
なるほど大きな差動制限力Ｆを与え、それより高い減速
域では、その値Ｖ’が大きくなるほど小さな差動制限力
Ｆを与え、所定の高減速域以上になると一定の差動制限
力Ｆを与えるように設定されている。

【００４８】ステップ２０３では、前記ステップ２０２
で得られた差動制限力Ｆに応じたデューティ比による制
御信号（ｃ）が出力される。

【００４９】ここで、ステップ２００及びステップ２０
１は減速度検出手段に相当し、ステップ２０２及びステ
ップ２０３は差動制限力制御手段に相当する。

【００５０】（ロ）緩減速旋回時 通常制動による旋回時等であって、車速微分値Ｖ’が中
減速域のＶo'までの時には、差動制限力制御として、図
５のマップに示すように、車速微分値Ｖ’の大きさに応
じて差動制限力Ｆを強める制御が行なわれる。

【００５１】従って、差動制限力Ｆにより旋回内輪側の
制動トルクが増大し旋回外輪側の制動トルクが減少する
ことで生じるトルク差によりアンダーステア方向のモー
メントが車両重心回りに発生することになり、緩減速旋
回時に車両減速度による荷重移動とタイヤ接地特性に基
づいて発生するタックイン方向のモーメントが差動制限
力Ｆによるアンダーステア方向のモーメントで打ち消さ
れ、タックイン現象が有効に防止される。

【００５２】（ハ）急減速旋回時 急制動による旋回時等であって、車速微分値Ｖ’が中減
速域のＶo'を超える急減速域の時には、差動制限力制御
として、図５のマップに示すように、車速微分値Ｖ’の
大きさに応じて差動制限力Ｆを弱める制御が行なわれ
る。

【００５３】従って、差動制限力Ｆにより旋回内輪側の
制動トルクが増大し旋回外輪側の制動トルクが減少する
ことで生じるトルク差により発生するアンダーステア方
向のモーメントが減少し、急減速旋回時にタックイン防
止を超える過大なアンダーステア方向のモーメントが残
ってしまうことによる強アンダーステアが防止される。
この結果、車両の回頭性が向上し、狙った旋回ラインに
近いラインに沿う旋回走行が可能となる。

【００５４】次に、効果を説明する。

【００５５】第１実施例装置にあっては、車速微分値
Ｖ’が中減速域のＶo'までの時には、差動制限力制御と
して、車速微分値Ｖ’の大きさに応じて差動制限力Ｆを
強める制御を行ない、車速微分値Ｖ’が中減速域のＶo'
を超える急減速域の時には、差動制限力制御として、車
速微分値Ｖ’の大きさに応じて差動制限力Ｆを弱める制
御を行なう装置とした為、緩減速旋回時のタックイン防
止と急減速旋回時の強アンダーステア防止との両立を図
ることができる。

【００５６】（第２実施例）次に、図７及び図８に示す
第２実施例について説明する。

【００５７】この第２実施例は、前後Ｇセンサ１４２か
ら得られる前後Ｇ値Ｘ_G により、その減速度合が中減速
域までは差動制限力Ｆを強めるように調整し、それより
高い減速域では差動制限力Ｆを弱めるように調整するよ
うにした例である。

【００５８】尚、第２実施例の構成は、図４に示す第１
実施例装置と変わるところはなく、図示ならびに説明を
省略する。

【００５９】図８は第２実施例装置のコントロールユニ
ット１３で行なわれる差動制限制御作動の流れを示すフ
ローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

【００６０】ステップ２０４では、前後Ｇセンサ１４２
からの前後Ｇ信号（ｘ_G ）が入力される。

【００６１】ステップ２０５では、前記ステップ２０４
で読み込まれた前後Ｇ信号（ｘ_G ）により前後Ｇ値Ｘ_G
が演算される。

【００６２】ステップ２０６では、前記２０５で演算さ
れた前後Ｇ値Ｘ_G と、予めコントロールユニット１３の
ＲＯＭ１３３に記憶させてある前後Ｇ値Ｘ_G と差動制限
力Ｆ（指令値）との関係を示すマップ（図７）から、前
後Ｇ値Ｘ_G に応じた差動制限力Ｆ（指令値）がテーブル
ルックアップにより検索される。

【００６３】尚、図７に示すマップは、車速微分値Ｖ’
を前後Ｇ値Ｘ_G に変えているだけで図５のマップと同様
の特性を持つマップである。

【００６４】ステップ２０７では、前記ステップ２０６
で得られた差動制限力Ｆに応じたデューティ比による制
御信号（ｃ）が出力される。

【００６５】ここで、ステップ２０４及びステップ２０
５は減速度検出手段に相当し、ステップ２０６及びステ
ップ２０７は差動制限力制御手段に相当する。

【００６６】従って、車速微分値Ｖ’に代えて前後Ｇ値
Ｘ_G を用いるようにした点のみで第１実施例装置と異な
るだけで、作用的にも効果的にも第１実施例装置と同様
である。

【００６７】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は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変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００６８】例えば、第１実施例では、車速センサを用
いて車両の減速度を検出するようにしたが、車輪速度セ
ンサを用いて車両の減速度を検出するようにしても良
い。

【００６９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にあっ
ては、外部から差動制限力を付与し、所定の制御条件に
従って差動制限制御を行う車両用差動制限制御装置にお
いて、減速時を示す信号が入力されたら検出される減速
度合が設定減速度以下の中減速域までは減速度合に応じ
て差動制限力を強め、検出される減速度合が設定減速度
を超える高減速域では減速度合が高まるほど差動制限力
を弱めるように調整する差動制限力制御手段を設けた
為、緩減速旋回時のタックイン防止と急減速旋回時の強
アンダーステア防止との両立を図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】

【図１】本発明の車両用差動制限制御装置を示すクレー
ム対応図である。

【図２】本発明第１実施例装置の差動制限機構を内蔵し
た差動装置を示す断面図である。

【図３】図２のＺ方向矢視図である。

【図４】本発明第１実施例装置の電子制御系ならびに油
圧制御系を示す図である。

【図５】本発明第１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車速微分値と差動制限力との関係
を示すマップである。

【図６】本発明第１実施例装置のコントロールユニット
で行なわれる差動制限制御作動の流れを示すフローチャ
ートである。

【図７】本発明第２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前後Ｇ値と差動制限力との関係を
示すマップである。

【図８】本発明第２実施例装置のコントロールユニット
で行なわれる差動制限制御作動の流れを示すフローチャ
ートである。

【図９】従来装置での車両減速度合と差動制限力との関
係を示すマップである。

【図１０】タックイン現象を説明する説明図である。

【符号の説明】

ａ 差動手段 ｂ 差動制限機構 ｃ アクチュエータ ｄ 減速度検出手段 ｅ 差動制限力制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差動を許容しながらエンジン駆動力を左
   右の駆動輪に分配伝達する差動手段と、 該差動手段に設けられ、外部から差動制限力を付与する
   差動制限機構と、 該差動制限機構への差動制限力制御を行うアクチュエー
   タと、 車両減速度を検出する減速度検出手段と、減速度の大きさが通常制動による大きさか急制動による
   大きさかを分ける設定減速度を予め決めておき、前記 減
   速度検出手段から、減速時を示す信号が入力されたら検
   出される減速度合が設定減速度以下の中減速域までは減
   速度合に応じて差動制限力を強め、検出される減速度合
   が設定減速度を超える高減速域では減速度合が高まるほ
   ど差動制限力を弱めるように調整する制御信号を前記ア
   クチュエータに対して出力する差動制限力制御手段と、 を備えていることを特徴とする車両用差動制限制御装
   置。