JP2643233B2

JP2643233B2 - 差動制限力制御装置

Info

Publication number: JP2643233B2
Application number: JP4383088A
Authority: JP
Inventors: 裕二小張; 隆志今関
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH01218924A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、差動制限クラッチの締結力制御により左右
駆動輪の差動制限力を可変に制御出来る車両における差
動制限力制御装置に関する。

（従来の技術）従来の差動制限力制御装置としては、例えば特開昭61
−67629号公報や特開昭61−102321号公報に記載されて
いる装置が知られている。

前者の装置は、車速を入力情報とし、車速が高車速に
なる程クラッチの締結力を増大させる制御内容であり、
後者の装置は、加速状態を入力情報とし、急加速状態に
なる程クラッチの締結力を増大させる制御内容である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来装置にあっては、車速
あるいは加速状態の入力情報のみでクラッチ締結力を制
御する構成となっていた為、クラッチ締結力が全体的に
強めの高摩擦係数路に適する制御内容とした場合には、
低摩擦係数路走行時に差動制限力の急な高まりにより尻
振りが発生するし、また、高摩擦係数路での走行時にお
いてもタイトコーナーでのターンイン時に強アンダース
テアとなってしまう。一方、クラッチ締結力が全体的に
弱めの低摩擦係数路に適する制御内容とした場合には、
高摩擦係数路走行時において差動制限力が低いために旋
回内輪のスピンが顕著に出て旋回加速性に劣ってしま
う。尚、対応策として、路面摩擦係数により制御内容を
補正する事が考えられるが、路面摩擦係数を直接正確に
検出する事は難しい。

そこで、本出願人は、上述の課題を解決するべく、特
願昭62−264525号の明細書及び図面で、旋回半径が大き
い程、また求心加速度が高い程、差動制限力を増大する
内容の装置を提案した。

しかし、この先行装置にあっては、旋回半径の大小に
かかわらず、旋回半径と求心加速度をパラメータとして
差動制限力が制御されるものであった為、一定車速から
ハンドルを切り込んでの小半径旋回の場合、大きな旋回
半径となる旋回前期の差動制限力付与により、アンダー
ステア方向のモーメントの増大が著しくなるし、また、
加速しながらハンドルを切り込んでの小半径旋回の場
合、小さな旋回半径となる旋回後期の差動制限力不足に
より車両の回頭性に劣るし、更に、減速しながらハンド
ルを切り込んでの小半径旋回の場合も、差動制限力不足
によりタックイン防止効果が劣ってしまう。

即ち、一定車速からハンドルを切り込んだ場合と、加
速しながらハンドルを切り込んだ場合とでは、同じ求心
加速度，旋回半径であっても、前者の場合には、内輪側
駆動力が外輪側駆動力により大きく、アンダーステア方
向のモーメントによりアンダーステアが大きくなり易
く、後者の場合には、逆に外輪側駆動力が内輪側駆動力
より大きくなり、オーバステア方向のモーメントにより
オーバステア気味になるものの、内輪側からの駆動力の
流出が多く十分な駆動特性を得る事は難しかった。

これは、第４図のタイヤの摩擦円の関係に示すよう
に、一定速状態でタイヤ横力に余裕がある場合に比べ、
大きな加速を行なうと横力は低下し、横流れし易くな
る。これは、車両においてのアンダーステア，オーバス
テア特性の差となる。

また、加速操作により駆動力を増大させ、タイヤのキ
ャパシティ以上に駆動力が入ると、タイヤは空転する。
この状態は、旋回時において輪荷重の小さい内輪から始
まる為、駆動モーメントにおいてオーバステア方向とな
る。

（課題を解決するための手段）本発明は、上述のような課題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、第１図のクレーム概念図に示すように、所定の検出
手段からの入力検出値に基づいて決められた差動制限力
指令値を出力する差動制限力制御手段ａと、該差動制限
力制御手段２からの指令値に基づく外部締結力制御によ
り左右駆動輪の差動制限力を可変に制御する差動制限ク
ラッチｂと、を備えた差動制限力制御装置において、前
記検出手段として、車両の旋回半径を検出する旋回半径
検出手段ｃと車両の求心加速度を検出する求心加速度検
出手段ｄと車両の前後加速度を検出する前後加速度検出
手段ｅとを含み、前記差動制限力制御手段ａは、旋回半
径が所定半径を越えている時には、旋回半径値及び求心
加速度絶対値に応じて増加する値を差動制限力指令値と
し、旋回半径が所定半径以下の時には、求心加速度絶対
値及び前後加速度絶対値に応じて増加する値を差動制限
力指令値とする手段である事を特徴とする。

（作用）・大旋回半径時には、差動制限力制御手段ａから差動制
限力指令値として、旋回半径値及び求心加速度絶対値に
応じて増加する値が出力される。これにより、各走行状
態では以下のような作用となる。

低速〜中速での直進時（直進であることで旋回半径は
無限大）には、差動制限力制御手段ａからは差動制限力
を最大にする指令値が出力される。従って、スプリット
μ路の走行時には、左右輪の差動制限によりデフロック
時と同様に走破性が向上する。

低速〜中速での旋回時には、旋回半径が一定であると
すると、車速が高まるにつれて求心加速度が増大し、差
動制限力制御手段ａからは差動制限力を増大する指令が
出力される。

従って、高車速旋回時程、アンダーステア方向のモー
メント発生が大きくなり、旋回性能としては安全側であ
るアンダーステア傾向となる。

高速時（高速直進時には旋回半径が無限大となり、高
速旋回時には求心加速度が非常に大きくなる）には、直
進，旋回にかかわらず差動制限力制御手段ａからは高い
差動制限力とする指令値が出力される。

従って、高速直進走行時における横風等の外乱に対し
ては高い差動制限力により車両安定性が確保されるし、
また、高速旋回時には、差動制限力によりアンダーステ
ア方向のモーメントを発生させ、車両のアンダーステア
量を増やすことで旋回安定性が向上する。

・小旋回半径時には、差動制限力制御手段ａから差動制
限力指令値として、求心加速度絶対値及び前後加速度全
体値に応じて増加する値が出力される。これにより、各
走行状態では以下のような作用となる。

一定車速からハンドルを切り込んでの小半径旋回の場
合、旋回半径にかかわらず、前後加速度の発生がほとん
どない為、差動制限力制御手段ａからは求心加速度に応
じた小さな差動制限力を付与する指令が出力される。

従って、アンダーステア方向のモーメントの増大が抑
えられ、定速小半径旋回時に強アンダーステア傾向が防
止される。

加速しながらハンドルを切り込んでの小半径旋回の場
合、旋回半径にかかわらず、前後加速度の発生がある
為、差動制限力制御手段ａからは前後加速度及び求心加
速度に応じた大きな差動制限力を付与する指令が出力さ
れる。

従って、加速旋回での差動制限力付与により、オーバ
ステア方向のモーメントが増大し、車両の回頭性が向上
するし、同時に、内輪のホイールスピンを防止して十分
な駆動特性を得る。

減速しながらハンドルを切り込んでの小半径旋回の場
合も、加速の場合と同様に、差動制限力制御手段ａから
は大きな差動制限力を付与する指令が出力される。

従って、差動制限力付与により外輪側の制動力が増大
し、タックインが防止される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

実施例の差動制限力制御装置が適応される後輪駆動車
は、第２図に示すように、エンジン10、トランスミッシ
ョン11、プロペラシャフト12、ディファレンシャル13、
ドライブシャフト14,15、後輪16,17、前輪18,19を備え
ている。

そして、前述した公知技術と同様なディファレンシャ
ル13に内蔵した差動制限クラッチ20（湿式多板摩擦クラ
ッチ等）の締結力制御により左右の後輪16,17の差動制
限力ΔＴを可変に制御する差動制限力制御は、外部油圧
源30からの加圧油を差動制限制御バルブ31を介して差動
制限クラッチ20に導くことで行なわれる。

また、差動制限制御バルブ31にバルブ駆動信号（ｉ）
を出力するコントローラ32は、差動制限力制御を行なう
電子制御回路である。

そして、コントローラ32への入力センサとしては、右
前輪速センサ33,左前輪速センサ34とが設けられてい
る。

次に、作用を説明する。

第３図に示すフロチャート図に基づきコントローラ32
での制御作動の流れを述べる。

ステップ100では、右前輪速N_FRと左前輪速N_FLとが読
み込まれる。

ステップ101,ステップ102及びステップ103では、前記
右前輪速N_FRと左前輪速N_FLに基づいて、ステップ101で
旋回半径Ｒが演算され、ステップ102で求心加速度Ygが
演算され、ステップ103で前後加速度Xgが演算される。

尚、演算式は、車速V,ヨーレイトとした場合に、次
式の通りである。

Ｖ＝｛（N_FL＋N_FR）/2｝/r ＝K1・|N_FL−N_FR| Ｒ＝V/ ＝K2・｜（N_FL＋N_FR）／（N_FL−N_FR）｜ Yg＝V²/R ＝K3・｜（N_FL＋N_FR）×（N_FL−N_FR）｜ Xg＝＝｛（_FL＋_FR）/2｝/r 但し、K1,K2,K3は車両諸元により決まる比例定数、ｒ
はタイヤ半径である。

ステップ104では、ステップ101で求めた旋回半径Ｒが
設定旋回半径R_O以下かどうかが判断される。そして、Ｒ
≦R_Oの時にはステップ105へ進み、Ｒ＞R_Oの時にはステ
ップ106へ進む。

ステップ105では、ステップ101,102で求めた旋回半径
Ｒと求心加速度絶対値|Yg|と、予め設定されている制御
特性関数や制御特性マップに基づいて、差動制限力指令
値ΔＴが決められる。

尚、制御特性マップとしては、例えば、ステップ105
の枠内に記載されているような、旋回半径Ｒと求心加速
度絶対値|Yg|との夫々に比例して差動制限力指令値ΔＴ
が増大するような二次元マップとしている。

ステップ106では、ステップ102,103で求めた求心加速
度絶対値|Yg|と前後加速度絶対値|Xg|と、予め設定され
ている制御特性関数や制御特性マップに基づいて、差動
制限力指令値ΔＴが決められる。

尚、制御特性マップとしては、例えば、ステップ106
の枠内に記載されているような、求心加速度絶対値|Yg|
と前後加速度絶対値|Xg|との夫々に比例して差動制限力
指令値ΔＴが増大するような二次元マップとしている。

ステップ107では、差動制限クラッチ20において前記
ステップ105またはステップ106で求められた差動制限力
指令値ΔＴが得られる締結力にするべく差動制限制御バ
ルブ31にバルブ駆動信号（ｉ）が出力される。

以下、大旋回半径時と小旋回半径時とに分けて作用を
説明する。

（イ）大旋回半径時Ｒ＞R_Oの大旋回半径時には、コントローラ32から差動
制限力指令値ΔＴとして、旋回半径Ｒ及び求心加速度絶
対値|Xg|に応じて増加する値が出力される。これによ
り、各走行状態では以下のような作用となる。

低速〜中速での直進時（直進であることで旋回半径
Ｒは無限大）には、コントローラ32からは差動制限力を
最大する指令値ΔＴが出力される。

従って、スプリットμ路の走行時には、左右輪16,17
の差動制限によりデフロック時と同様に走破性が向上す
る。

低速〜中速での旋回時には、旋回半径Ｒが一定であ
るとすると、車速Ｖが高まるにつれて求心加速度Ygが増
大し、コントローラ32からは差動制限力を増大する指令
値ΔＴが出力される。

高速時（高速直進時には旋回半径Ｒが無限大とな
り、高速旋回時には求心加速度Ygが非常に大きくなる）
には、直進，旋回にかかわらずコントローラ32からは高
い差動制限力とする指令値ΔＴが出力される。

（ロ）小旋回半径時Ｒ≦R_Oの小旋回半径時には、コントローラ32から差動
制限力指令値ΔＴとして、求心加速度絶対値|Yg|及び前
後加速度絶対値|Xg|に応じて増加する値が出力される。
これにより、各走行状態では以下のような作用となる。

一定車速からハンドルを切り込んでの小半径旋回の
場合、旋回半径Ｒにかかわらず、前後加速度Xgの発生が
ほとんどない為、コントローラ32からは求心加速度Ygに
応じた小さな差動制限力を付与する指令値ΔＴが出力さ
れる。

加速しながらハンドルを切り込んでの小半径旋回の
場合、旋回半径Ｒにかかわらず、前後加速度Xgの発生が
ある為、コントローラ32からは前後加速度Xg及び求心加
速度Ygに応じた大きな差動制限力を付与する指令値ΔＴ
が出力される。

減速しながらハンドルを切り込んでの小半径旋回の
場合も、加速の場合と同様に、前後加速度Xgの発生があ
る為、コントローラ32からは大きな差動制限力を付与す
る指令値ΔＴが出力される。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではない。

例えば、指令値ΔＴの特性は、実施例に示したものに
限られず、先行出願（特願昭62−26425号）において記
載した様な様々な特性により指令値ΔＴを決めることが
出来る。

また、旋回半径検出手段としては、実施例以外に操舵
角センサからの操舵角信号により求めても良いし、求心
加速度検出手段としては、求心加速度センサからの求心
加速度信号で直接求めても、車速と旋回半径から演算に
より求めても良いし、前後加速度検出手段としては、前
後Ｇセンサにより直接求めても、車速センサからの車速
を微分することで求めても良い。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の差動制限力制御装
置にあっては、検出手段として、車両の旋回半径を検出
する旋回半径検出手段と車両の求心加速度を検出する求
心加速度検出手段と車両の前後加速度を検出する前後加
速度検出手段とを含み、差動制限力制御手段は、前記半
径が所定半径を越えている時には、旋回半径値及び求心
加速度絶対値に応じて増加する値を差動制限力指令値と
し、旋回半径が所定半径以下の時には、求心加速度絶対
値及び前後加速度絶対値に応じて増加する値を差動制限
力指令値とする手段とした為、大旋回半径時には、アン
ダーステアモーメントが発生し易い差動制限力制御によ
り、車両の安全な直進及び旋回性能確保が達成出来ると
共に、小旋回半径時には、極力アンダーステアモーメン
トを抑制する差動制限力制御により、車両の旋回回頭性
の向上や内輪のホイールスピンの防止やタックインの防
止を達成出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の差動制限力制御装置を示すクレーム概
念図、第２図は実施例の差動制限力制御装置が適応され
た後輪駆動車を示す全体概略図、第３図は実施例装置の
コントローラでの制御作動の流れを示すフローチャート
図、第４図はタイヤ横力を横軸に制駆動力を縦軸にとっ
たタイヤの摩擦円を示す図である。ａ……差動制限力制御手段ｂ……差動制限クラッチｃ……旋回半径検出手段ｄ……求心加速度検出手段ｅ……前後加速度検出手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の検出手段からの入力検出値に基づい
て決められた差動制限力指令値を出力する差動制限力制
御手段と、該差動制限力制御手段からの指令値に基づく
外部締結力制御により左右駆動輪の差動制限力を可変に
制御する差動制限クラッチと、を備えた差動制限力制御
装置において、前記検出手段として、車両の旋回半径を検出する旋回半
径検出手段と車両の求心加速度を検出する求心加速度検
出手段と車両の前後加速度を検出する前後加速度検出手
段とを含み、前記差動制限力制御手段は、旋回半径が所定半径を越え
ている時には、旋回半径値及び求心加速度絶対値に応じ
て増加する値を差動制限力指令値とし、旋回半径が所定
半径以下の時には、求心加速度絶対値及び前後加速度絶
対置に応じて増加する値を差動制限力指令値とする手段
である事を特徴とする差動制限力制御装置。