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JPH062449B2 - 車両用差動制限クラッチ制御装置 - Google Patents

車両用差動制限クラッチ制御装置

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JPH062449B2
JPH062449B2 JP10956890A JP10956890A JPH062449B2 JP H062449 B2 JPH062449 B2 JP H062449B2 JP 10956890 A JP10956890 A JP 10956890A JP 10956890 A JP10956890 A JP 10956890A JP H062449 B2 JPH062449 B2 JP H062449B2
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JP
Japan
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turning
clutch
yawing momentum
vehicle
force
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原平 内藤
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、左右輪の差動制限量を制御する車両用差動制
限クラッチ制御装置に関する。
(従来の技術) 従来の差動制限クラッチ制御装置としては、例えば、特
開昭59−199331号公報に記載されているような
装置が知られている。
この従来装置は、ディファレンシャルロック装置を備え
る車両において、各駆動輪の接地荷重を検出するセンサ
と、該センサの夫々の出力信号を入力して比較し、各駆
動輪の接地荷重に所定の差異が生じた場合ディファレン
シャルロック装置が作動状態にあるときこの作動状態を
解除すべくアクチュエータを動作させるか又は警報装置
を動作させる制御回路とから成ることを特徴とするもの
であった。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の差動制限クラッチ制御装置に
あっては、左右の駆動輪の接地荷重に大幅な差異が生じ
ない限りはデフロック状態(左右輪直結状態)のままで
あるため、デフロック状態のままで旋回を行なうとコー
ナ進入時はアンダーステア傾向を示し、コーナ出口部で
は横加速度によりオーバーステア傾向に変わる、すなわ
ち、リバースステア特性を示すという問題点があった。
さらに、旋回途中でデフロック状態から急にデフロック
解除状態に切り換わったとしても、ステア特性が急変
し、旋回走行安定性が著しく低くなってしまうという問
題点があった。
(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2と駆動出力部3との間に設けられ、クラッチ締結力
の大きさにより差動制限力の変更が可能な差動制限クラ
ッチ4と、入力手段5からの入力信号に基づいてクラッ
チ締結力の増減制御を行なうクラッチ制御手段6と、を
備えた車両用差動制限クラッチ制御装置において、前記
入力手段5として、車速センサ501,操舵角センサ5
02,前記左右の駆動輪の車輪速センサ503,504
及びヨーイング運動量検出手段505を含み、前記クラ
ッチ制御手段6を、ヨーイング運動量検出手段505か
らの実際ヨーイング運動量が、車速Vと操舵角θとによ
り得られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋
回外輪速度が旋回内輪速度を超える旋回初期には実際ヨ
ーイング運動量が目標ヨーイング運動量に対して大にな
るほどクラッチ締結力を大とし、旋回外輪速度が旋回内
輪速度以下となる旋回中期から旋回後期には実際ヨーイ
ング運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になるほ
どクラッチ締結力を小としてクラッチ締結力を制御する
手段とした。
尚、ここでヨーイング運動量とは、車両のヨー軸である
車両上下方向軸まわりの運動量をいい、ヨ (作用) まず、旋回初期には、横加速度が小さく内輪スピンが発
生しない為、旋回半径差に応じて旋回外輪速度が旋回内
輪速度を超える。
従って、この時に差動制限力を付与すると、内輪駆動ト
ルクが大で、外輪駆動トルクが小となるため、旋回半径
外側へのアンダーステア方向のヨーモーメントが発生
し、実際ヨーイング運動量は減少する。
これに対し、旋回外輪速度が旋回内輪速度を超える旋回
初期には実際ヨーイング運動量が目標ヨーイング運動量
に対して大になるほどクラッチ締結力を大とする制御内
容としている。
その結果、実際ヨーイング運動量の減少に対してはクラ
ッチ締結力を弱めて差動制限力を低下させる制御が行な
われることになり、旋回初期にアンダーステア方向のヨ
ーモーメントが抑制されて旋回初期の車両の回頭性が高
まる。
次に、旋回中期から旋回後期にかけては、高い横加速度
により内輪スピンが発生し、旋回外輪速度が旋回内輪速
度以下となる。
従って、この時に差動制限力を付与すると、外輪駆動ト
ルクが大で、内輪駆動トルクが小となるため、旋回半径
内側へのオーバーステア方向のヨーモーメントが発生
し、実際ヨーイング運動量は増加する。
これに対し、旋回外輪速度が旋回内輪速度以下となる旋
回中期から旋回後期には実際ヨーイング運動量が目標ヨ
ーイング運動量に対して大になるほどクラッチ締結力を
小とする制御内容としている。
その結果、実際ヨーイング運動量の増加に対してはクラ
ッチ締結力を弱めて差動制限力を低下させる制御が行な
われることになり、旋回中期から旋回後期にオーバース
テア方向のヨーモーメントが抑制されて旋回限界走行で
の車両挙動が向上して旋回限界走行安定性が高まる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
まず、構成を説明する。
実施例の車両用差動制限クラッチ制御装置を適用した自
動車は、第2図に示すように、エンジン50、トランス
ミッション51、プロペラシャフト52、差動装置(動
力分割装置)B、左後輪ドライブシャフト53、右後輪
ドライブシャフト54、左後輪55、右後輪56、左前
輪57、右前輪58を備えたもので、いわゆるFR車
(フロントエンジン・リヤドライブ車)である。
前記差動装置Bは、第3図に示すように、ハウジング6
0、ドライブピニオン61、リングギヤ62、ディファ
レンシャルケース63、ピニオンメートシャフト64、
デフピニオン65、サイドギヤ66,67、多板摩擦ク
ラッチ(差動制限クラッチ)68,69を備えている。
前記多板摩擦クラッチ68,69は、外部からの制御油
圧Pcによるクラッチ締結で左右後輪55,56への差
動制限力の変更が可能なクラッチで、ディファレンシャ
ルケース(駆動入力部)63に回転方向係合される複数
のクラッチプレート681,691と、該クラッチプレ
ート681,691間に配置され、サイドギヤ(駆動出
力部)66,67側に回転方向係合される複数のクラッ
チディスク682,692と、前記クラッチプレート6
81,691及びクラッチディスク682,692に締
結力を付与するクラッチピストン683と、制御油圧P
cが供給されるピストン室684とを備えている。
尚、クラッチピストン683が設けられていない側の多
板摩擦クラッチ69は、ハウジング60及びディファレ
ンシャルケース63からの反力により締結力が付与され
る。
差動制限クラッチ制御装置(クラッチ制御手段)70
は、第3図に示すように、入力手段として車速センサ7
1,操舵角センサ72,ヨーレイトセンサ73,左後輪
車輪速センサ74,右後輪車輪速センサ75が設けら
れ、制御回路として車載のマイクロコンピュータによる
コントロールユニット76が設けられ、制御アクチュエ
ータとして電磁比例ソレノイドバルブ77が設けられて
いる。
前記車速センサ71は、車速Vを検出し、車速Vに応じ
た車速信号(v)を出力するセンサである。
前記操舵角センサ72は、操舵角θを検出し、操舵角θ
に応じた操舵角信号(θ)を出力するセンサである。
尚、前記車速センサ71及び操舵角センサ72は、目標
ヨーレイト 及び目標ヨー角加速度を求めるセンサとして用いら
れる。
これら目標値の演算式を示すと、 R=KsXL/tan(θ/N) … =dV/dt … R;旋回半径 ;車両加速度 Ks;ゲイン L;ホイールベース長 N;ステアリングギヤ比 となり、式により求めた旋回半径Rと車速センサ41
による車速Vを式に代入することで、目標ヨーレイト
が得られ、式により求めた旋回半径Rと式によ
り求めた車両加速度を式 れる。
ここで、車両加速度は、車両前後方向加速度センサを
付加し、このセンサからの加速度信号を用いてもよい。
また、実施例ではこれらの目標値に幅をもたせ、 での領域という形で設定させている。
前記ヨーレイトセンサ73は、車両の上下軸ま るセンサである。
このヨーレイトセンサ73は、実際ヨーレイト の演算式により得られる。
前記左右後輪車輪速センサ74,75は、左右後輪5
5,56の車輪速N,Nを検出し、車輪速N,N
に応じた車輪速信号(nl),(nr)を出力するセ
ンサで、旋回時に内外輪の車輪速NOUT,NINのうちど
ちらの車輪速の方が大きいかの判断信号として用いられ
る。
前記コントロールユニット76は、内部回路として記憶
回路であるRAMやROMや、中央演算処理回路である
CPU等を備えていて、入力信号と予め記憶設定されて
いる情報に基づいて処理が行なわれ、前記電磁比例ソレ
ノイドバルブ45に対し電流値Iによる制御電流信号
(i)が出力される。
尚、コントロールユニット44からの制御電流 33への油圧を制御し、所定の制御油圧Pcとする信号
で、出力電流値Iを決めるため、NOUT>NINの時の制
御マップM(第4図)と、NOUT≦NIN時の制御マッ
プM(第5図)とが予め設定されている。
前記電磁比例ソレノイドバルブ77は、オイルポンプ7
8からのポンプ油圧路79から分岐させたドレーン油路
80の途中に設けられ、電磁力と油圧力との力のバラン
スによりリザーブタンク81へのドレーン油量を制御
し、電流値Iの大きさに応じた制御油圧Pcに調圧する
バルブである。
次に、作用を説明する。
まず、第7図により、差動制限クラッチである多板摩擦
クラッチ68,69に締結力を付与し、差動制限力
C1,TC2を発生させた場合の左輪トルクTL1,TL2
び右輪トルクTR1,TR2について述べる。
差動制限力を付与しない場合は、左右輪トルクは等配分
であり、右後輪56がスリップや空転等をしている場合
に、差動制限力TC1を付与すると、トルク特性TC1が選
択され、左右輪トルクはそれぞれTL1,TR1となり、左
後輪55側の駆動トルクTL1が増大する。
また、差動制限力TC2を付与した場合も同様で、さら
に、左後輪55がスリップや空転等をしている場合に
も、同様の作用を示す。
次いで、旋回時に高い差動制限力を付与した時のヨーモ
ーメントについて述べる。
まず、旋回初期であって、第8図に示す場合には、横加
速度が小さいため、内輪スピンが発生せず、NOUT>N
INの関係となる。
従って、この時に差動制限を行なうと、内輪駆動トルク
が大で、外輪駆動トルクが小となるため、旋回半径外側
へのアンダーステア方向のヨーモー 次に、旋回中期から旋回後期であって、第9図に示す場
合には、高い横加速度により内輪スピンが発生し、N
OUT≦NINの関係となる。
従って、この時に差動制限を行なうと、内外輪の駆動力
差が大きくなり、外輪駆動トルクが大となるため、旋回
半径内側へのオーバーステア方向の このように、旋回初期にアンダーステア方向のヨーモー
メントを抑制する方向に差動制限量を制御すれば、旋回
初期の車両の旋回回頭性を高めることができるし、旋回
中期から旋回後期にかけてオーバーステア方向のヨーモ
ーメントを抑制する方向に差動制限量を制御すれば、旋
回加速時の限界走行での車両挙動を向上による旋回安定
性を高めることができることがわかり、このように差動
制限量を制御するようにしている。
次いで、実施例装置のコントロールユニット76での制
御作動の流れを、第6図に示すフローチャート図により
述べる。
(イ)NOUT>NINの時 旋回初期であって、内輪スリップがなくNOUT>NIN
関係にある時は、ステップ200→ステップ201→ス
テップ202→ステップ203→ステップ204→ステ
ップ205という流れか、ステップ200→ステップ2
01→ステップ206→ステップ203→ステップ20
4→ステップ205という流れとなり、出力ステップで
あるステップ205では制御マップMにて検索された
制御内容に従って制御電流信号(i)が出力される。
る方向に制御し、逆の場合には、差動制限力を弱 収束させる。
(ロ)NOUT≦NINの時 旋回中期から旋回後期であって、内輪スリップが発生
し、NOUT≦NINの関係にある時は、ステップ200→
ステップ201→ステップ202→ステップ203→ス
テップ207→ステップ205という流れか、ステップ
200→ステップ201→ステップ206→ステップ2
03→ステップ207→ステップ205という流れにな
り、出力ステップであるステップ205では制御マップ
にて検索された制御内容に従って制御電流信号
(i)が出力される。
尚、制御マップMは、制御マップMに対し増圧と減
圧との関係が逆になっている。
(ハ)直進走行時 直進走行時には、ステップ200→ステップ201→ス
テップ208→ステップ205という流れになり、出力
ステップであるステップ205では、最大油圧が得られ
る制御電流信号(i)が出力される。
尚、ステップ201は操舵角θにより右旋回か左旋回か
直進かの判断をする判断ステップ、ステップ202及び
ステップ206は内外輪の車輪速NOUT及びNINを設定
する設定ステップ、ステップ203はNOUT>NINかど
うかの判断ステップである。
以上述べてきたように、実施例の車両用差動制限クラッ
チ制御装置70にあっては、入力手段として車速センサ
71,操舵角センサ72,ヨーレイトセンサ73,左後
輪車輪速センサ74,右後輪車輪速センサ75を設け、
コントロールユニット76を、旋回内外輪の大小関係で
制御内容を逆とし、ヨーレイトセンサ73の出力信号で
得られ 車速Vと操舵角θにより得られる目標ヨーレイト 差動制限力を制御する手段としたため、旋回初期には車
両回頭性が高められ、旋回中期から旋回後期には旋回安
定性が高められることになり、高横加速度旋回時にスピ
ンやステア特性の急変もない高い旋回性能を実現するこ
とができる。
加えて、目標ヨーイング運動量をヨーレイトとヨー角加
速度により規定し、比例+微分制御動作によるクラッチ
締結力制御とした為、ヨーレイトのみによる制御の場合
に比べ、高い制御応答性により目標とするステア特性を
得ることができる。
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、ヨーイング運動量をヨー し、これらを適宜組み合せたものであってもよい。
また、実施例では差動制限クラッチとして油圧により差
動するクラッチを示したが、電磁クラッチ等、油圧以外
の外力で作動するクラッチであってもよい。
(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明の車両用差動制限クラ
ッチ制御装置にあっては、ヨーイング運動量検出手段か
らの実際ヨーイング運動量が、車速と操舵角とにより得
られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋回内
外輪の大小関係で制御内容を逆とするクラッチ締結力制
御を行なう手段としたため、旋回初期には車両回頭性が
高められ、旋回中期から旋回後期には旋回安定性が高め
られることになり、高横加速度旋回時にスピンやステア
特性の急変もない高い旋回性能を実現することができる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の車両用差動制限クラッチ制御装置のク
レーム概念図、第2図は実施例の差動制限クラッチ制御
装置を適用した後輪駆動車の駆動系を示す図、第3図は
実施例の差動装置及び差動制限クラッチ制御装置を示す
概略図、第4図及び第5図は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制御マップ図、第6図は
実施例装置のコントロールユニットでの制御作動の流れ
を示すフローチャート図、第7図は差動制限力による左
右輪のトルク特性を示す図、第8図は旋回初期に差動制
限を行なった場合のヨーモーメントの発生を示す作用説
明図、第9図は旋回中期から旋回後期にかけて差動制限
を行なった場合のヨーモーメントの発生を示す作用説明
図である。 1…動力分割装置 2…駆動入力部 3…駆動出力部 4…差動制限クラッチ 5…入力手段 501…車速センサ 502…操舵角センサ 503…左駆動輪車輪速センサ 504…右駆動輪車輪速センサ 505…ヨーイング運動量検出手段 6…クラッチ制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン駆動力を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、クラッチ締結力の大きさに
    より差動制限力の変更が可能な差動制限クラッチと、入
    力手段からの入力信号に基づいてクラッチ締結力の増減
    制御を行なうクラッチ制御手段と、を備えた車両用差動
    制限クラッチ制御装置において、 前記入力手段として、車速センサ、操舵角センサ、前記
    左右の駆動輪の車輪速センサ及びヨーイング運動量検出
    手段を含み、 前記クラッチ制御手段を、ヨーイング運動量検出手段か
    らの実際ヨーイング運動量が、車速と操舵角とにより得
    られる目標ヨーイング運動量に一致するように、旋回外
    輪速度が旋回内輪速度を超える旋回初期には実際ヨーイ
    ング運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になるほ
    どクラッチ締結力を大とし、旋回外輪速度が旋回内輪速
    度以下となる旋回中期から旋回後期には実際ヨーイング
    運動量が目標ヨーイング運動量に対して大になるほどク
    ラッチ締結力を小としてクラッチ締結力を制御する手段
    としたことを特徴とする車両用差動制限クラッチ制御装
    置。
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