JP5039451B2 - 駆動トルクの配分方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の駆動される車軸の車輪への駆動トルクの配分方法に関する。

差動装置（デファレンシャル装置）又は釣り合わせ（バランシング）歯車装置は、自動車の車輪の互いに異なる回転運動を補償するのに役立つ。したがって、かかる差動装置は、特にコーナリングの際に、旋回内側車輪と旋回外側車輪の互いに異なる回転速度を補償するために、自動車の各駆動車軸に取り付けられている。駆動車軸に割り当てられた差動装置は、従来、「オープンデフ（open differential）」と呼ばれているものとして設計されている。これらは、トルクのバランス機能を有し、一般に、左駆動輪と右駆動輪との間のトルク平行をもたらす。駆動輪に働く摩擦係数が互いに異なる路面条件が存在している場合（“μスプリット（μ-strip）”）、自動車の伝達可能な推進力は、バランス効果により、摩擦係数の低い車輪の推進力の２倍の値に制限される。過剰の駆動トルクが存在する場合、このホイールスピンが起こる。

さらに、差動装置の積極的又は非積極的ロックによって上述の望ましくない効果を回避し又は減少することが知られている（ボッシュ−クラフトファールテクニッシェス・タッシェンブッフ（Bosch-Kraftfahrtechnisches Taschenbuch），第２４版，ヒューウェグ・ホフェルラーグ（Vieweg Verlag），ｐ．６６８（英語訳「モーター・ビークル・マニュアル（Motor Vehicle Manual）」参照）。この場合に生じるドライブトレーンの歪み（ドライブトレーン内の張力）に照らして、積極的ロックは、一般に、全輪駆動車がオフロードを走行している場合にのみオンに切り換えられる。

公知の非積極的ロック式差動装置のうち、ロック度が固定されたロック式差動装置、トルク感応型ロック式差動装置（例えば、トルセン型デファレンシャル（Torsen differential））、及び回転速度感応型ロック式差動装置（例えば、ビスコクラッチ（Visco clutches））が存在する。これら差動装置は、全て、受動的ロック式差動装置である。

車両の動的駆動コントローラによってロック度が制御される電子制御ロック式差動装置（能動的ロック式差動装置と呼ばれている）も知られている。

受動的ロック式差動装置は、コーナリングの際に駆動挙動に正の影響を与えることができるが、負の影響も与えることができる。原理的には、横力の無いコーナリングの際、ロック式差動装置は、そのロック機能によりアンダステアトルクを発生させる。このアンダステアトルクは、遅く走行する旋回内側車輪と早く走行する旋回外側車輪との間の歪み（ロック機能より発生する）及び路面を介する２つの車輪の結合に基づいている。歪みトルクは、旋回内側車輪に正に働き、旋回外側車輪に対しては負に働き、その結果、アンダステアトルクを発生させる。横Ｇの小さなコーナリングの際、この挙動は、負であると考えられる。

車両が大きな横Ｇで旋回する（即ち、コーナを通過する際）、旋回内側車輪は除重され、旋回外側車輪は加重される。旋回内側車輪に加わる荷重が減少していくと、旋回内側車輪の接地能力が減少するので、歪みトルクを完全に支えることはできなくなる。これと同様に、旋回外側車輪に加わる駆動力が増大する。この力が、ヨーモーメントを発生させ、このヨーモーメントは、カーブに入る車両の旋回を支える。アンダステアが減少し、オープンデフを備えた車両と比較すると、大きな横Ｇを達成できる。これは、旋回外側車輪の接地能力をより効果的に利用することができるからである。

電子制御式差動装置では、従来、ロック度を本質的にトラクションの関数として増大させることが知られている。したがって、この種の能動的ロック式差動装置は、主として、オフロード車で用いられる。しかしながら、電子ロック式差動装置は又、スポーツ車の操縦を向上させるために用いられている（例えば、フェラーリＦ４３０）。

独国特許出願公開第１９７３３６７４号明細書は、自動車の運転安定性を向上させる方法を開示しており、エンジン駆動トルクは、カーブで増大し、それと同時に、駆動輪の一方は、制動されて所望のヨーモーメントへの調節が行われる。

独国特許出願公開第１９９５４１３１号明細書から、車輪速から実際のカーブ半径を計算し、操舵角から所望の半径を計算し、そして、これらの関数として、差動歯車装置の割り当てられたブレーキ又はデファレンシャルロックを作動させることが知られている。

さらに、独国特許出願公開第１９６３７１９３号明細書から、駆動輪相互間の互いに異なる比を設定する特殊な差動装置を提供することが知られている。

独国特許出願公開第１０２００５０１８０６９号明細書は、能動的な車輪ステアリングの制御装置を開示しており、独国特許第１９６０１７９５号明細書から、旋回内側後輪を制動することによりヨーモーメントを増大させることが知られている。

さらに、独国出願公開第１０２３６７３４号明細書は、操舵角の設定に加えて又はこれに代えて、所望のカーブ経路を辿るために長手方向力を少なくとも一方の車輪に及ぼすことができるステアリングアクチュエータを示している。

さらに、独国特許出願公開第１９８１３７３６号明細書は、特に個々の車輪の選択的制動により運転安定性を調節する制御システムを開示しており、この場合、アンダステアが阻止される。

独国特許出願公開第１０２００４０４６００８号明細書は、ツインクラッチと呼ばれている構成により駆動トルクが車軸の駆動輪に配分されるドライブトレーンを開示している。ツインクラッチは、２つの個々のクラッチを有し、クラッチの入力部材は、互いに連結されていて、駆動トルクを受け取る。出力部材は、それぞれ、駆動輪に連結されている。このようなツインクラッチは、方向性のあるトルク配分を可能にし、更に、従来型の横方向差動装置に取って代わる。

さらに、米国特許第６，１２０，４０７号明細書は、従来型オープン横方向デフを有する駆動車軸を開示している。さらに、各駆動シャフトには、遊星歯車列装置及び作動可能なクラッチが割り当てられている。歯車列装置は、デフ（差動装置）歯車箱と駆動シャフトとの間で働き、必要に応じて（例えば、コーナリングの際）、車輪相互間の回転速度の差を設定できる。

本発明の目的は、概略的には、駆動トルクを自動車の駆動車軸の車輪に配分する改良方法を提供することにある。

本発明の目的は、詳細には、横Ｇが小さい場合にアンダステア効果を減少させることができる可変の、一般には電子制御ロック式の差動装置の作動方法を提供することにある。

この目的は、一般的な形態では、駆動トルクを自動車の駆動車軸の車輪に配分する方法であって、
自動車の車軸の旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の旋回スリップを計算するステップと、
旋回内側駆動輪と旋回内側従動輪との間の内側駆動スリップを計算するステップと、
内側駆動スリップと、係数を乗じた旋回スリップとの差の関数として駆動トルクを配分するステップとを有することを特徴とする方法によって達成される。

本発明の方法により、駆動トルクをこれら車輪相互間の回転速度の差の関数としてだけでなく、駆動車軸の車輪に配分することが可能になる。これとは逆に、駆動トルクの配分の計算は又、別の、特に、従動車軸の少なくとも一方の車両の回転速度を取り入れる。その結果、駆動車軸に関するスリップ状況の評価は、言わば、「より中立の基礎（more neutral basis）」に置くことができる。

内側駆動スリップが、係数を乗じた旋回スリップよりも高い場合、より大きな駆動トルクが旋回外側駆動輪に割り当てられると、特に好ましい。

この結果、旋回内側駆動輪がスリップし始めた場合、本発明の方法により、より大きなトルクを旋回外側車輪に割り当てることができる。
その結果、特に、アンダステア傾向を減少させることができる。

旋回スリップをスケール変更する係数は、最も簡単な場合、１である。この場合、旋回外側駆動輪への駆動トルクの配分は、内側駆動スリップが旋回スリップよりも高い又はこれに等しい場合に起こる。

初期段階においても（予想される場合）旋回外側駆動輪により大きな駆動トルクが割り当てられる場合、例えば係数として０．８を使用してもよい。他方、この反応は、後の段階でも開始すべきであり、係数として１．２を使用してもよい。
一般に、本発明に係る係数は、約０．２〜１．５の範囲にあるのが良い。

本発明の方法を実施する場合、係数は、永続的に設定されても良く、或いは、走行中、例えば、所望の運転モード（幾つかの例を挙げると、スポーツモード、ノーマルモード、快適モード）の関数として可変であっても良い。

別の好ましい例示の実施形態によれば、駆動トルクは、駆動車軸の可変ロック式差動装置の作動により配分される。
可変ロック式差動装置は、一般に、従来型横方向差動装置に基礎を置いており、したがって、比較的低いコストで入手でき、簡単なモジュール方式において、或る範囲の種々のドライブトレーンの一部であって良い。

この場合、ロック式差動装置は、内側駆動スリップが、係数を乗じた旋回スリップより高い又はこれに等しいロック状態の場合にのみ、所定の基本のロック値よりも大きなロック値に応答して作動されると、特に有利である。

一般に、駆動トルク配分は、内側駆動スリップ、即ち、本質的に、カーブの内側を走行する車輪に関する駆動スリップを計算し、特定のしきい値を超えて、ロック値に従うロックトルクを発生させるように起こる。

ロック式差動装置の時期尚早な作動を回避するため、この場合、旋回内側駆動輪が旋回スリップに等しい又はこれよりも高いスリップを有する場合にのみ、ロック式差動装置が所定の基本ロック値よりも大きなロック値に応答して作動される可変スリップしきい値が理想的である。

それにより、カーブ半径に依存するスリップしきい値を実現することができる。特に、ロック式差動装置が低い車速でも非常に幅の狭いカーブで作動される状況を阻止することができ、かかる場合は、最初に説明したドライブトレーンの歪み（張力）を生じさせる場合がある。

一般に、ロック式差動装置は、通常、０％のロック値に調節されることが好ましい。しかしながら、多くの場合、この種のロック式差動装置は、通常、本発明の場合に基本ロック値として示された或る特定のベースロック値を更に有する。しかしながら、上述したように、基本ロック値は、最も簡単な場合、０％であっても良い。

全体として、本発明の作動方法により、自動車のトラクションの向上を実現することができ、しかも、特に、コーナリングの際の運転挙動の向上やカーブ限界範囲における運転安全性の向上が得られる。

ロック状態の場合、ロック式差動装置は、ロック値が高くなればなるほど、内側駆動スリップがそれだけ一層高くなるよう作動されると、特に有利である。換言すると、漸増するスリップの場合、ロック式差動装置により得られるロックトルクが増大する。

ロック値の計算は、例えば、コントローラ、特に、Ｐコントローラ、ＰＩコントローラ、又はＰＩＤコントローラによって行うことができる。

この場合、駆動トルク配分の目的は、内側駆動スリップをできるだけ低く保つことにあることは言うまでもない。したがって、発生する内側駆動スリップは、好ましくは即座に（即ち、事実上リアルタイム）で横ばい状態にされる。したがって、ロックの度合いが高ければ高いほど、差動装置のロック作用を行わないで、内側駆動スリップがそれだけ一層高くなるということが言える。

別の好ましい実施形態によれば、基本ロック値は、ロック式差動装置の最小ロック値である。

上述したように、多くのロック式差動装置は、最小ロック値として或る特定の基本ロック値を備えており、ロック式差動装置が、常に、或る特定のロック作用を生じるようになっている。

しかしながら、好ましくは、基本ロック値は、１０％よりも低く、好ましくは、０％である。これは、それにより効率を最適化できるからである。

別の好ましい実施形態によれば、駆動車軸は、２つの個別のクラッチを備えたツインクラッチを有し、クラッチの入力部材は、駆動トルクを受け取り、クラッチの出力部材は、それぞれ、駆動車軸の車輪に連結され、駆動トルクは、ツインクラッチの作動により配分される。

この種のツインクラッチは、従来型差動装置に取って代わる。個々のクラッチを切り又は入れることにより（又は、個々のクラッチの滑り作動により）駆動トルクをほぼ独立して２つの駆動輪に配分することができる。個々のクラッチを両方共入れると、言わば１００％の横方向ロックが実現される。

別の変形実施形態によれば、駆動車軸は、駆動輪の相対的回転速度に影響を及ぼすために、横方向差動装置及びクラッチ制御式回転速度影響与え手段を備えた駆動トルクは、回転速度影響与え手段の作動により配分される。

クラッチ制御回転速度影響与え手段を備えた駆動車軸は、例えば、米国特許第６，１２０，４０７号明細書から知られている。

この種の駆動車軸の場合、例えば、横方向差動装置のデフ歯車箱をクラッチ制御装置によりそれぞれの歯車列を介して２つの駆動シャフトに連結することができる。これは、交互に起こり、歯車列相互間の適当な比によって、駆動輪相互間の回転速度の差を設定することができる。特にコーナリングでは、これは、駆動動的性能を向上させるために使用できる。
その結果、この種の駆動車軸の場合においても、駆動トルクを駆動輪に配分することができる。

最後に述べた２つの実施形態では、ちょうど可変ロック式差動装置の作動の場合のように、駆動トルクを内側駆動スリップと旋回スリップとの間の差（例えば、これに係数を掛けたもの）の関数として配分することが可能である。

したがって、全体として、格段に向上した応答挙動を達成できる。これは、駆動トルクの配分の計算は、少なくとも一方の従動輪の回転速度も取り入れているからである。旋回スリップは、好ましくは、自動車の従動車軸の旋回内側車輪と旋回外側車輪との間のスリップに基づいて計算される。
これは、旋回スリップ計算の結果が駆動スリップのために誤ったものになる可能性を排除する。

この場合、旋回スリップは、自動車の従動車軸の旋回内側車輪と旋回外側車輪との間のスリップが、第１の特性曲線（一般に、車に固有である）により、自動車の駆動車軸の旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の旋回スリップに変換されるよう計算されると、特に有利である。

この手立てにより、駆動車軸の旋回スリップを計算し、これを駆動スリップと関連して評価することは、比較的簡単である。

それに応じて、別の好ましい実施形態によれば、内側駆動スリップは、旋回内側従動輪の回転速度が、第２の特性曲線（一般に、車に固有である）により、旋回内側駆動輪の所望の回転速度に変換されるよう計算され、旋回内側駆動輪の実際の回転速度が、所望の回転速度と比較される。

第１の特性曲線及び（又は）第２の特性曲線は、自動車のステアリングホイールの角度に依存していると、特に有利である。
この手立てにより、旋回スリップ又は内側駆動スリップをそれぞれ非常に正確に計算することができる。というのは、それぞれのカーブ半径を計算に組み込むことができるからである。

この代替例として又はこれへの追加例として、旋回スリップ及び（又は）内側駆動スリップを実際の操舵角、即ち、車輪の角度（これは一般に、ステアリングホイールの角度に正比例する）の関数として計算することも可能である。

さらに、旋回外側駆動輪と旋回外側従動輪の間の外側駆動スリップが、計算され、駆動トルクは、外側駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしないように配分されると、有利である。

この結果、特に、旋回外側駆動輪の接地性能をオーバーシュートする状況を阻止することができる。これは、旋回外側駆動輪が十分な側方案内を保証せず、自動車が不安定な状態になるからである。

好ましい実施形態によれば、駆動トルクは、駆動車軸の可変ロック式差動装置の作動により配分され、ロック式差動装置は、外側駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしたときにロック値を減少させるよう作動される。

しかしながら、一般的に、この場合、ツインクラッチにより又は上述の変形実施形態の場合に言及した回転速度影響与え手段によって駆動トルクを配分することも又考えられる。

外側駆動スリップを計算し、駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしたときに、ロック値を減少させるよう既存の可変ロック式差動装置を作動させる考えは、それ自体発明であると考えられる。

好ましくは、設定可能な最大スリップのモニタは、アンダステアを抑える目的で駆動トルク配分に対して優先される（例えば、所与のロック状態の場合にロック式差動装置の作動）。
最も簡単な場合、例えば、ロック値は、設定可能な最大スリップをオーバーシュートしたときの最小ロック値に設定される。

しかしながら、変形例として、ロック式差動装置は、外側駆動スリップが最大スリップをオーバーシュートしたときに、ロック度が小さくなればなるほど、駆動スリップがそれだけ一層大きくなるよう作動されるようにすることも又可能である。

設定可能な最大スリップは、特に、自動車の速度に依存した値であるのが良い。
しかしながら、設定可能な最大スリップを、更に、一連の別のパラメータ、例えば、操舵角、横Ｇ、ヨーイング速度、エンジントルク及び（又は）スロットル弁位置に依存しても良い。

さらに、横Ｇが非常に低い場合に、ロックの度合いをゼロにし又は減少させることを断念することが可能である。これは、直線走行の場合であっても、外側駆動スリップを静摩擦係数が一般に低い道路に関し又は自動車の左側及び右側の静摩擦係数が異なる場合（“μスプリット”）に測定できるからである。当然のことながら、かかる場合、自動車の推進を保証するためにロック作用が維持されるべきである。

横Ｇを例えば次の公式、即ち、横Ｇ＝ｖ²／ｒ（この式において、ｖ＝車速、ｒ＝カーブ半径である）によって測定し又は計算することができる。

さらに、全体として、外側駆動スリップは、旋回外側従動輪の回転速度が、第３の特性曲線（一般に、車に固有である）により、旋回外側駆動輪の所望の回転速度に変換されるよう計算され、旋回外側駆動輪の実際の回転速度が、所望の回転速度と比較されるのが好ましい。
この場合、特に、第３の特性曲線は、自動車のステアリングホイールの角度及び（又は）実際に存在している操舵角に依存していると、有利である。

旋回スリップを例えば自動車の従動車軸の旋回内側車輪と旋回外側車輪との間のスリップに基づいて計算することができることを最初に述べたが、旋回スリップを操舵角によって計算することも可能である。この場合、一般に、旋回スリップは、操舵角に比例し、この旋回スリップを自動車固有に計算することができる。

しかしながら、変形例として、自動車の操舵角を旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の旋回スリップに基づいて計算することも可能である。

それにより、旋回スリップも又、操舵角センサが故障し又はセンサが用いられていない場合であっても操舵角を計算するために使用できる。

上述の特徴及び更に以下に説明されるべき特徴は、それぞれ指定された組合せだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組合せの状態で又は個々に利用できることは自明である。

本発明の例示の実施形態が、図面に記載されており、以下の説明においてこれら実施形態につき詳細に説明する。

図１では、概略的に示された自動車が、全体を符号１０で示されている。
自動車１０は、駆動前方車軸１２及び従動後方車軸１４を備えたシングル車軸駆動方式の自動車である。

前輪は、ＶＬ，ＶＲで示され、後輪は、ＨＬ，ＨＲで示されている。
フロント車軸１２の付近に、自動車１０は、横置きエンジン１６（内燃機関）を有し、その出力は、変速機１８に連結されている。

変速機１８は、最終駆動（ファイナルドライブ）歯車列２０を介して横方向差動装置２２の入力部材に連結されている。横方向差動装置２２の第１の出力部材は、左駆動シャフト２４に連結され、この左駆動シャフトは、左前輪ＶＬに連結されている。横方向差動装置２２の第２の出力部材は、右駆動シャフト２６に連結され、この右駆動シャフトは、右前輪ＶＲに結合されている。

横方向差動装置２２は、ロック式差動装置構造体２８の一部であり、このロック式差動装置構造体は、概略的に示されたロック式クラッチ３０、制御装置３２、及びアクチュエータ３４を有している。

ロック式クラッチ３０の第１の部材は、中空シャフト部分を介して横方向差動装置２２の入力部材に連結されている。ロック式クラッチ３０の第２の部材は、駆動シャフトのうちの一方（この場合、右駆動シャフト２６）に連結されている。
ロック式クラッチ３０は、ロック式差動装置構造体２８が０％のロック値（ロックの度合い）を有するようアクチュエータ３４によって完全に切ることもできる。

さらに、ロック式クラッチ３０は、横方向差動装置２２の入力部材と右駆動シャフト２６が非積極的に互いに連結され、この結果、１００％のロック値が設定される（この場合、前輪ＶＬ，ＶＲが互いに事実上剛結される）ようアクチュエータ３４によって作動できる。
ロック式クラッチ３０のアクチュエータ３４を作動させることにより、その結果、駆動トルクを駆動輪ＶＬ，ＶＲに配分することができる。

さらに、アクチュエータ３４を制御装置３２によって作動させることにより、ロック式クラッチ３０の任意所望のスリップ状態を設定することができ、その結果、ロック値を一般に、０％から１００％の間で自由に調節できるようになっている。

ロック式クラッチ３０は、例えば、乾式摩擦クラッチ、湿式摩擦クラッチ、及び特に乾式動作又は湿式動作多板クラッチであって良い。
アクチュエータ３４は、油圧アクチュエータであって良いが、好ましくは、電気機械又は電磁アクチュエータである。

制御装置３２は、ロック式差動装置構造体２８を作動させるのに役立ち、更に、多数のセンサに結合されると共に自動車１０のオーバーライディング制御装置に結合されている。

検出され又は計算される種々のパラメータの関数として、制御装置３２は、全体として最適化された運転挙動を利用できるようにするため、ロック式差動装置構造体２８の最適ロック値をそれぞれの運転の状況に合わせて計算する。

さらに、図１は、符号３６でステアリングホイールを示しており、このステアリングホイールは、詳細には図示していないステアリング機構体を介して前輪ＶＬ，ＶＲに働く。具体的に言えば、ステアリングホイール３６によって、操舵角αを設定することができ、この操舵角も図１に示されている。

図２は、変形実施形態としての自動車１０′を示している。自動車１０′は、構造及び機能が全体として図１の自動車１０と同じである。したがって、同一の要素は、同一の参照符号で示されている。以下においては相違点のみを説明する。

自動車１０′は、後輪駆動方式の車であり、この後輪駆動方式では、変速機１８の出力は、アンギュラ歯車４０（横置き形のエンジンの場合）及びカルダンシャフト４２を介してリヤ車軸１４′の付近のロック式差動装置構造体２８′に連結されている。

リヤ車軸１４′の付近のロック式差動装置構造体２８′の機能は、図１の自動車１０のフロント車軸１２に取り付けられたロック式差動装置構造体２８の機能と同一である。

シングル車軸駆動方式の自動車、例えば、図１及び図２の自動車１０，１０′の場合、従動車軸は、車輪回転速度センサを介して速度に関する情報を送る。以下のパラメータを求めるために速度情報を利用することができる。
・特に駆動スリップが無い状態でカーブ（コーナ）の内側の駆動輪及びカーブ（コーナ）の外側の駆動輪の所望の回転速度、
・コーナリングによる駆動車軸及び従動車軸で生じる旋回スリップ、及び
・コーナリングそれ自体の検出（具体的に言えば、適宜、方向も）。

さらに、操舵角、横Ｇ、及びヨーイング角速度の符号付き変数を求めることができる。

コーナリングの際の駆動輪の回転速度差に対応した特性値は、旋回スリップとして以下に示されている。内側駆動スリップは、コーナリングの際の旋回内側の車輪の回転速度差、即ち、本質的に、旋回内側駆動車輪のスリップに対応した特性値である（一般に、コーナリングの際、旋回内側車輪が除重されるので）。

外側駆動スリップは、コーナリングの際の旋回外側の車輪の回転速度差、即ち、本質的に、駆動旋回外側車輪のスリップに対応した特性値である（例えば高すぎるほどの横Ｇのために外側駆動スリップが高すぎる状態になった場合、車輪の最大側方案内力がオーバーシュートされ、即ち、車は、不安定な状態になり、その結果、外方に逸れる場合がある）。

ロック値又はロックの度合いは、０％から１００％の範囲内にある値であり、一般に、公式ＡＢＳ（ＭＬ−ＭＲ）−ＭＧＥＳに従って計算され、この式において、ＭＬは、左駆動輪により伝達されるトルクであり、ＭＲは、右駆動輪によって伝達されるトルクであり、ＭＧＥＳは、利用可能な全駆動トルクである。

２つの車輪相互間のスリップとして考えられるものは、一般に、これら車輪相互間の回転速度差である。

本発明は、内側駆動スリップが、旋回スリップよりも高く又は等しい場合に、ロック式クラッチ３０が０％よりも高い（又は、所定の限界ロック値よりも高い）ロック値まで作動されることを特徴としている。

それにより、低い横Ｇの場合、アンダステアの増大を阻止することができる。第２に、ロック式クラッチ３０は、好ましくは、外側駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしたときにロック値が小さくなる（好ましくは、０％に設定される）よう作動される。最大スリップは、側方案内力が旋回外側駆動輪から離れないようにするよう選択される（該当する場合には、現在の車パラメータに依存する）。

図３は、具体的には、駆動車軸に取り付けられた横方向差動装置がオープン式である車両及び駆動車軸に取り付けられた横方向差動装置が受動ロック式差動装置である車両と比較して、本発明に従って作動される可変ロック式差動装置を搭載した車両に関する一定コーナリングの場合の運転挙動を示している。
この場合、図３に示されたグラフ５０は、操舵角と車速との関係を示している。

オープン差動装置を備えた車両の特性は、符号５２で示され、受動ロック式差動装置を備えた自動車の特性は、符号５４で示され、本発明の特性は、符号５６で示されている。

理解できることとして、例えば、７０°の操舵角の場合、約９０又は９２ｋｍ／ｈのカーブ速度（コーナリング速度）は、公知の差動装置によって達成できる。本発明に従って作動されるロック式差動装置では、約９５ｋｍ／ｈのカーブ速度を実現できる。

図４は、駆動車軸内に受動ロック式差動装置を備えた先行技術の車両の運転挙動を示している。
図４のグラフ６０は、この場合、時間に対して、旋回内側車輪によって伝達されるトルク（曲線６２）、旋回外側車輪によって伝達されるトルク（曲線６４）、駆動輪の回転速度差（曲線６６）、及び達成される横Ｇ（極度６８）をプロットしている。

これと比較して、図５は、本発明に従って作動されるアクティブなロック式差動装置を搭載した車に関する対応の特性値をグラフ７０に示している。
図５では、曲線７２は、旋回内側車輪によって伝達されるトルクを示し、曲線７４は、旋回外側車輪によって伝達されるトルクを示し、曲線７６は、駆動輪の回転速度差を示し、曲線７８は、横Ｇを示している。

さらに、ロック式差動装置の動作が、図５に符号８０で示されている。漸増する横Ｇの場合、ロック値は、駆動輪相互間の回転速度差、即ち、旋回スリップが本質的に０％に調節されるような仕方で更に最大値まで増大することがわかる。

低い横Ｇの場合、旋回内側車輪と旋回外側車輪のトルクは、同一であり、ロック作用は達成されないことがわかる。

これとは対照的に、旋回内側車輪のトルクと旋回外側車輪のトルクは、互いに離れることが図４から分かる。より具体的には、旋回内側車輪に加わるトルクは、高く、したがって、アンダステアの増大が生じる。これは、本発明に従って回避できる。

これとは対照的に、本発明によれば、横Ｇが高い場合、得られるアンダステア傾向の減少度は一層大きい。
換言すると、旋回外側車輪に対するロック値を増加させるので、旋回内側車輪よりも著しく高いトルクを伝達することができる。

図６は、変形形態の自動車１０″を概略的に示している。自動車１０″は、エンジン１６と、変速機１８と、介在する始動及び隔離クラッチとを有している。変速機の出力は、カルダンシャフト４２を介して駆動車軸１４″に連結されている。

駆動トルクを駆動輪ＨＲ，ＨＬに配分するツインクラッチ４４が設けられている。ツインクラッチ４４は、２つの互いに同一のクラッチ４６Ａ，４６Ｂを有している。これらの入力部材は、カルダンシャフト４２に連結されている。個々のクラッチ４６Ａ，４６Ｂの出力部材は、駆動シャフト２４″，２６″に連結されている。個々のクラッチ４６Ａ，４６Ｂを互いに独立して作動させることにより、本発明に従ってトルクを駆動輪ＨＬ，ＨＲに配分することができる。

図７は、別の変形実施形態としてのドライブトレーン１０′″を示している。ドライブトレーン１０′″は、図６のドライブトレーン１０″と全く同一の構図を有するが、駆動車軸の付近に回転速度影響与え手段４８Ａ，４８Ｂが設けられている。これら回転速度影響与え手段を米国特許第６，１２０，４０７号明細書に示されている手段と同様に又は同一に構成するのが良い。一般に、オープン横方向差動装置２２が、駆動輪ＨＬ，ＨＲ相互間に設けられている。横方向差動装置２２のデフ歯車箱は、摩擦クラッチと歯車列構造体から成る装置を介してそれぞれ出力シャフトに連結されている。摩擦クラッチを入切することにより、駆動シャフト２４′″，２６′″相互間の回転速度差を設定することができる。その結果、回転速度影響与え手段４８Ａ，４８Ｂの摩擦クラッチを制御することにより、トルクを駆動輪ＨＬ，ＨＲに配分することができる。

図８には、ロック式差動装置を作動させる本発明の方法の一実施形態が符号９０で概略的に示されている。これに対応して、図示の実施形態は又、ツインクラッチ４４又は回転速度影響与え手段４８を備えた駆動車軸を作動させるために利用できる。

方法９０は、自動車に関し、ソフトウェアの形態の制御装置で具体化され（但し、この方法は、ハードウェアの状態でも具体化できる）、ループの形態で新たに繰り返し実行される。

この方法の開始にあたり、車輪回転速度の検出が、ブロック９２で行われ、必要な車パラメータは、ＣＡＮバスを介して供給される。自動車の車輪の回転速度に加えて、ステアリングホイール角度、横Ｇ、及びヨーレート速度も又、ブロック９２で読み込まれ又は計算できる。

ブロック９４において、まず最初に、旋回スリップの計算を実施する。これと平行して又はその直後に（独立に）内側駆動スリップの計算を実施する（ブロック９６）。
旋回スリップと内側駆動スリップをブロック９８で互いに比較する。
内側駆動スリップが旋回スリップよりも高くない限り（ブロック９８のＮ）、ロック値を最小ロック値に設定し（ブロック１００）、ループは、１０２で終了する。

これとは対照的に、内側駆動スリップが旋回スリップよりも高い又はこれに等しい場合、ブロック１０４において、ロック値を指定のスリップ差の関数として設定する。この場合、コントローラの感度の設定及び（又は）所望のロック値を計算するための増係数の設定の際に種々のスケール変更値も又含まれることがわかる。

例えば、旋回スリップは、互いに異なる運転特性を設定するため、ブロック９８での比較前に、０．５〜１．５の係数を施されるのが良い。最も簡単な場合、かかる係数は、値１に設定される。
さらに、ブロック１０４で求めた所望のロック値に以下のように決定されるスケール変更値を乗算する。

ブロック９２での車輪回転速度を含む種々の車パラメータの決定からブロック１０８において外側駆動スリップを計算する。
外側駆動スリップをブロック１１２において、ブロック１１０から得られた最大スリップと比較する。この場合、最大スリップは、特に、車速に依存している場合があり、該当する場合には、別のパラメータ、例えば横Ｇ、ヨーレート等にも依存する場合がある。

外側駆動スリップが最大スリップよりも高くない限り（ブロック１１２のＮ）、スケール変更値をブロック１１４で１に設定する。即ちブロック１０４で求めた所望のロック値に１を乗算し、即ち、この所望のロック値は、不変のままである。

これとは対照的に、外側駆動スリップが最大スリップよりも高い場合（ステップ１１２におけるＪ）、スケール変更値をステップ１１６において０に設定する。
その結果、ステップ１０４において、所望のロック値に０を乗算し、したがって、最小ロック値が設定されるようになる。

かくして、達成されることは、全体として、一般にステップ９４〜１０４において、ロック式差動装置が、横Ｇを著しく増大させ、即ち、アンダステア傾向を非常に顕著に減少させるように作動させることである。

しかしながら、これにより最大横方向案内力の限度が旋回外側駆動輪に達する限り、ロック作用が打ち消され、かくして、その結果再び、車を安定化させるアンダステア傾向が生じる。
ステップ１０４の実施後、方法９０は、ステップ１０２に進み、ここから、この方法は、新たに実行される。

本発明の作動方法を特に１つの車軸だけが駆動される自動車の場合にアクティブなロック式差動装置のために利用できることがわかる。

しかしながら、一般的に言って、２本以上の駆動車軸を備えた自動車の場合にも本発明の方法を利用することが可能である。
さらに、特に、自動車を１本だけの車軸（フロント車軸）だけでステアリングする場合、即ち、自動車が前輪ステアリング方式を備えていない場合でも、本発明の方法を利用できる。

さらに、車の操舵角又はカーブ半径をブロック９４で求めた旋回スリップから演繹することができる。それにより、このようにして求めた旋回スリップを用いて他の車システムのための操舵角情報を提供することができる。これは、特に対応のセンサ信号が存在しない又は間違っている場合（一般に、ＥＳＰを搭載していない車両は、操舵角センサを備えておらず、横Ｇ度に関する情報を提供しない）都合が良い場合がある。

しかしながら、旋回スリップは当然のことながら上手く通り抜けられるカーブ半径に対応しているので、旋回スリップ及び車速を介して横Ｇも又計算できる。

前輪駆動装置及びフロント車軸に設けられたアクティブなロック式差動装置を有する自動車の略図であり、ロック式差動装置が、本発明に従って作動可能であることを示す図である。 後輪駆動装置を備えた自動車の略図であり、本発明に従って作動できるアクティブなロック式差動装置が、リヤ車軸に設けられている状態を示す図である。 従動車軸に設けられたオープン差動装置、従動車軸に設けられた受動ロック式差動装置、及び本発明に従って作動されるアクティブなロック式差動装置を備えた車両において操舵角を車速に対して比較して示すグラフ図である。 従動車軸に設けられた先行技術の受動ロック式差動装置を備えた自動車のステアリング挙動又は運転挙動のグラフ図である。 従動車軸に本発明に従って作動されるロック式差動装置が設けられた自動車のステアリング又は運転挙動のグラフ図である。 本発明に従って作動できる別の自動車の略図である。 本発明に従って作動できる更に別の自動車の略図である。 本発明の方法を示すフローチャートである。

Claims (18)

1. 駆動トルクを自動車（１０）の駆動車軸（１２；１４′）の車輪に配分する方法であって、
   前記自動車（１０）の前記駆動車軸（１２；１４′）の旋回内側駆動車輪と旋回外側駆動車輪との間の旋回スリップ（７６）を計算するステップと、
   前記旋回内側駆動輪と旋回内側従動輪の間の内側駆動スリップを計算するステップと、
   前記内側駆動スリップと、運動特性を決定する係数を乗じた前記旋回スリップの差に応じて前記駆動トルクを配分するステップとを有する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記内側駆動スリップが、係数を乗じた前記旋回スリップよりも高い場合、より大きな駆動トルクが前記旋回外側駆動輪に割り当てられる、
   請求項１記載の方法。
3. 前記駆動トルクは、前記駆動車軸（１２；１４′）の可変ロック式差動装置（２８）の作動により配分される、
   請求項１又は２記載の方法。
4. 前記ロック式差動装置（２８）は、前記内側駆動スリップが、係数を乗じた前記旋回スリップよりも高い又はこれに等しいロック状態（９８）の場合にのみ、所定の基本のロック値よりも大きなロック値（８０）に基づいて作動される、
   請求項３記載の方法。
5. 前記ロック状態の場合、前記ロック式差動装置（２８）は、前記ロック値（８０）が高くなればなるほど、前記内側駆動スリップがそれだけ一層高くなるよう作動される、
   請求項４記載の方法。
6. 前記基本ロック値は、前記ロック式差動装置（２８）の最小ロック値（８０）である、 請求項４又は５記載の方法。
7. 前記基本ロック値は、１０％よりも低い、
   請求項４ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記駆動車軸は、２つの独立したクラッチ（４６Ａ，４６Ｂ）を備えたツインクラッチ（４４）を有し、該クラッチの入力部材は、駆動トルクを受け、前記クラッチの出力部材は、それぞれ、前記駆動車軸の車輪（ＨＬ，ＨＲ）に連結され、前記駆動トルクは、前記ツインクラッチ（４４）の作動により配分される、
   請求項１又は２記載の方法。
9. 前記駆動車軸は、前記駆動輪の相対的回転速度に影響を及ぼすために、横方向差動装置及びクラッチ制御式回転速度影響与え手段（４８Ａ，４８Ｂ）を備えた前記駆動トルクは、前記回転速度影響与え手段（４８Ａ，４８Ｂ）の作動により配分される、
   請求項１又は２記載の方法。
10. 前記旋回スリップ（７６）は、前記自動車（１０）の従動車軸（１４；１２′）の前記旋回内側車輪と前記旋回外側車輪との間のスリップに基づいて計算される、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記旋回スリップ（７６）は、前記自動車（１０）の前記従動車軸（１４；１２′）の前記旋回内側車輪と前記旋回外側車輪との間のスリップが、ステアリングホイールの角度に依存している第１の特性曲線により、前記自動車（１０）の前記駆動車軸（１２；１４′）の前記旋回内側車輪と前記旋回外側車輪との間の前記旋回スリップ（７６）に変換されるよう計算される、
    請求項１０記載の方法。
12. 前記内側駆動スリップは、前記旋回内側従動輪の回転速度が、ステアリングホイールの角度に依存している第２の特性曲線により、前記旋回内側駆動輪の所望の回転速度に変換され、前記旋回内側駆動輪の実際の回転速度が前記所望の回転速度と比較されるよう計算される、
    請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記旋回外側駆動輪と前記旋回外側従動輪との間の外側駆動スリップが、計算され、前記駆動トルクは、前記外側駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしないように配分される、
    請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記駆動トルクは、前記駆動車軸（１２；１４′）の可変ロック式差動装置（２８）の作動により配分され、前記ロック式差動装置（２８）は、前記外側駆動スリップが設定可能な最大スリップをオーバーシュートしたときに前記ロック値（８０）を減少させるよう作動される、
    請求項１３記載の方法。
15. 前記ロック式差動装置（２８）は、前記外側駆動スリップが前記最大スリップをオーバーシュートしたときに、前記ロック度（８０）が小さくなればなるほど、駆動スリップがそれだけ一層大きくなるよう作動される、
    請求項１４記載の方法。
16. 前記設定可能な最大スリップは、前記自動車（１０）の速度に依存した値である、
    請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記外側駆動スリップは、前記旋回外側従動輪の回転速度が、ステアリングホイールの角度に依存している第３の特性曲線により、前記旋回外側駆動輪の所望の回転速度に変換され、前記旋回外側駆動輪の実際の回転速度が前記所望の回転速度と比較されるよう計算される、
    請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記自動車（１０）の操舵角（α）は、前記旋回内側車輪と前記旋回外側車輪との間の前記旋回スリップに基づいて計算される、
    請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。

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