JPS62214019A - 駆動輪推進制御装置付車両の差動制限制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用差動装置に用いられ、左右輪の差動制
限量を可変制御する駆動輪推進制御装置付車両の差動制
限制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、ディファレンシャルロッキングデバイス（差動制
限手段）を制御する装置としては、例えば、特開昭６０
−１４３１３５号公報に記載され豐いるような装置が知
られている。

この従来装置は、アクセルペダルがホイールのスピンを
起こす可能性のある操作をされた時、ディファレンシャ
ルロッキングディバイスを作動させ、左右輪の差動を制
限しよう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、このような従来装置にあっては、旋回中
はディファレンシャルロックが遮断され、あるいは、デ
ィファレンシャルロック後には駆動輪推進制御装置が遮
断される制御となっていたため、旋回時にはディファレ
ンシャルの制御が行なわれず、駆動輪からの路面伝達ト
ルクを高め、横力を保ちながらの旋回走行ができないと
いう問題点があった。

つまり、アンロック状態で旋回すると駆動力が内輪より
流出すると共に、加速限界が低い状態で駆動輪推進制御
装置が作動することになり、また、仮に旋回中にロック
状態になったとしても駆動輪推進制御は行なわれないた
め、外輪スリップ比はアンロック状態での外輪スリツプ
比よりも大きくなり、旋回限界が低くなってしまう。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、−１−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
り述べると、エンジン駆動力を左右の駆動輪１．２に分
配伝達する差動装置３の駆動入力部と駆動出力部との間
に設けられ、差動制限トルクの変更が１１能な差動制限
手段４と、検知手段５からの入力信号に基づいて外部か
ら差動制限力の増減制御を行なう差動制限制御手段６と
、を備えた駆動輪推進制御装置付車両の差動制限制御装
置において、前記検知手段５として、旋回方向検知手段
５０１と左右駆動輪の回転速度検知手段５０２．５０３
を含み、前記差動制限制御手段６を、旋回時であって内
輪の回転速度が外輪の回転速度より速い場合には、外輪
スリップ比を設定スリップ比に一致させる方向に差動制
限制御を行なうと共に、この差動制限制御時には駆動輪
のホイールスピンを防止する駆動輪推進制御装置７の作
動を禁１トするようにした。

尚、ここで駆動輪推進制御装置（トラクションコントロ
ール装置ともいう）とは、ホイールスピンの発生時また
はホイールスピンの発生が予想されるアクセル操作時等
に、駆動輪への駆動力を減少させる方向に制御し、ホイ
ールスピンの発生を抑えようとする装置で、駆動力制御
は、Ｉ・ランスミッションのギヤ位置変更や、スロット
ルバルブのバルブ開度変更や、駆動輪への制動力付与等
で行なわれる。

（作　用） 従って、本発明の駆動輪推進制御装置付車両の差動制限
制御装置では、上述のような手段としたことで、旋回時
であって内輪の回転速度が外輪の回転速度より速い場合
には、外輪ス１ルンブ比を設定スリップ比に一致させる
方向に差動制限制御が行なわれると共に、駆動輪推進制
御装置の作動が禁ｌｌ−６されるため、駆動輪推進制御
ではなく、差動制限制御により外輪スリップ比が制御さ
れ、駆動輪から路面へ駆動トルクが有効に伝達されなが
らの限界性能の高い旋回走行を行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、トラクションコン
トロール装置を装備すると共に、外部油圧により作動す
る多板摩擦クラッチ手段（差動制限手段）を備えた自動
車用差動制限クラ・ソチ制御装置を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例装置は、第２図〜第４図に示すように、差動装置
ＩＯ１多板摩擦クラッチ手段（差動制限手段）１１、油
圧発生装置１２、コントロールユニット（差動制限制御
手段）１３、検知手段１４、トラクションコントロール
装置（駆動輪推進制御装置）１５を備えているもので、
以下各構成について述べる。

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。

この差動装置１０は、スタッドポルト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、リングキャ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。

前記ディファレンシャルケース１８は、／＼ウジング１
６に対しテーパーローラベアリング２２゜２２′により
回転自在に支持されている。

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。

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２
６がそれぞれに設けられている。

多板摩擦クラッチ手段１１は、前記差動装置ｌＯ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
クラッチ締結力が付与され、差動制限トルクを発生する
手段である。

この多板摩擦クラッチ手段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２９．２９
’、スラスト軸受３０．３０’　、スペーサ３１．３１
’、ブツシュロッド３２、油圧ピストン３３、油室３４
、油圧ボート３５を備えている。

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（駆動入力部）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（駆動出力部）２１．２１’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。

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ビ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、第３図に
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
例式差動制限手段のように、回転差によるスラスト力が
発生しない構造としている。

前記油圧ピストン３３は、油圧ボート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、締結力がブツシュ
ロッド３２→スペーサ３１→スラスト軸受３０→リアク
シヨンプレート２９へと伝達され、プレッシャリング２
８を反力受けとして締結され、他方の多板摩擦クラッチ
２７′は、ハウジング１６からの締結反力が締結力とな
って締結される。

油圧発生装置１２は、第４図に示すように、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、ポンプ圧油路４２、ドレーン油路
４３、制御圧油路４４と、バルブアクチュエータとして
バルブソレノイド４５を有する電磁比例減圧バルブ４６
を備えている。

前記電磁比例減圧バルブ４６は、油圧ポンプ４０からポ
ンプ圧油路４２を介して供給されるポンプ圧の作動油を
、コントロールユニット１３からの制御電流信号（１）
により、制御電流値ｉ＊の大きさに比例した制御油圧Ｐ
に圧力制御をしく第５図）、制御圧油路４４から油圧ボ
ート３５及び油室３４へ制御油圧Ｐを送油するバルブア
クチュエータで、制御電流信号（＋）は電磁比例減圧バ
ルブ４６のバルブソレノイド４５に対して出力される。

尚、制御油圧（クラッチ圧）Ｐと差動制限トルクＴとは
、 ＴＣＸ−Ｐ−ｇ−ｎ−ｒ−Ａ ｎ；クラッチ枚数 ｒ；クラッチ平均半径 Ａ；受圧面積 の関係にあり、第６図のトルク特性に示すように、差動
制限トルクＴは制御油圧Ｐに比例する。

コントロールユニット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、ＲＡＭ　（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。

尚、コントロールユニット しては、検知手段として車速センサ１４１、操舵角セン
サ（旋回方向検知手段）１４２、左輪回転速度センサ１
４３、右輪回転速度センサ１４４が設けられている。

前記入力回路１３１は、前記入力手段１４からの入力信
号（Ｖ）、（θ）、（Ｗ文）　、　（ｗ−ｒ）、を入力
する回路である。

前記ＲＡＭ　１３２は、書き込み読み出しのできるメモ
リで、各センサ１４１，１４２，１４３゜１４４からの
入力信号の書き込みや、ＣＰＵ　ｌ　３４での演算途中
における情報の書き込みが行なわれる。

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ＣＰＵ　１３４から読み出される
。

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なう装置である。

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。

前記出力回路１３６は、ＣＰＵ１３４からの演算結果信
号に基づいて、パルプソレノイド４５に対し制御電流信
号（＋）及びＩ・ラクションコントロール装置１５に対
し作動許可信号（ｄ＋）、作動禁１）−信号（ｄｏ）を
出力する回路である。

前記車速センサ１４１は、車両の車速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、スリ
ップ比Ｓを求めるためのセンサとして用いられる。

前記操舵角センサ１４２は、ステアリングシャフト部等
に設けられ、操舵角θに応じた操舵角信号（θ）を出力
するセンサで、この操舵角センサ１４２は、旋回走行時
か直進走行時かの判別と、旋回走行時であれば左右輪の
どちらが外輪でどちらが内輪かの判別とを行なうセンサ
として用いられる。

前記左輪回転速度センサ１４３は、駆動左輪側のドライ
ブシャフト部等に設けられ、左輪回転速度ＷＬに応じた
左輪回転速度信号（ｗＭ）を出力するセンサである。

前記右輪回転速度センサ１４４は、駆動右輪側のドライ
ブシャフト部等に設けられ、右輪回転速度ＷＲに応じた
右輪回転速度信号（ｗｒ）を出力するセンサである。

尚、前記コントロールユニット１３のＲＯＭｌ３３には
、設定スリップ比Ｓｏ　　（＝０．１５）や設定クラッ
チ圧Ｐｏ　　（Ｐｏはクラ・ンチ圧Ｐの差動制限制御限
界圧）や左輪スリップ比Ｓｔ、右輪スリップ比ＳＲの演
算式等が予め記憶設定されている。

ここで、左右輪スリップ比ＳＬ、ＳＲの演算式を示すと
、 である。

前記トラクションコントロール装置１５　ハ、ホイール
スピンを防止するため、ホイールスピンの発生時または
ホイールスピンの発生が予想されるアクセル操作時等に
、駆動輪への駆動力を減少させる方向に駆動力制御する
装置で、具体的な駆動力制御は、トランスミッションの
ギヤ位置変更や、スロットルバルブのバルブ開度変更や
、駆動輪への制動力付与等で行なわれる。

尚、このトラクションコントロール装置１１５は、前記
コントロールユニット１３から作動許可信号（ｄｌ）が
出力されている時にだけ装置が作動し、作動共１ト信号
（ｄｏ　）が出力されている時には、装置の作動はない
。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、実施例の差動制限制御の作動流れを第９図に示す
フローチャート図により述べる。

（イ）直進走行時 直進走行時の制御作動の流れは、ステップ２゜Ｏ→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→ステップ２０６という流れ
となり、出力ステップであるステップ２０５では最大ク
ラッチ圧Ｐｍａｘが得られる制御電流信号（ｉ）が出力
され、ステラ７’２０６ではトラクションコントロール
１ｊｌ１５に対して作動許可信号（ｄｌ）が出力される
。

尚、ステップ２００は操舵角θ及び車速Ｖの読み込みス
テップであり、ステップ２０１は操舵角θによる旋回方
向の判定及び内外輪の判別ステップであり、ステップ２
０２は駆動輪回転速度ＷＬ。

ＷＲの読み込みステップであり、ステップ２０３はＶ、
ＷＬ、ＷＲによる左右輪のスリップ比ＳＬ。

ＳＲの演算ステップであり、ステップ２０４は前　　。

記ステップ２０１での旋回方向の判定に基づいて作動の
流れを分岐させる分岐ステップである。

従って、操舵角θが直進走行（Ｉやかなカーブ走行等を
含む）を示す角度範囲内である時は、最大の差動制限ト
ルクＴｍａｘを付与しながらの走行となり、直進走行安
定性が増し、また、駆動輪スリップに関しては、トラク
ションコントロール装置１５への作動許可信号（ｄｌ）
により駆動輪スリップがトラクションコントロール（駆
動力制御）で抑えられ、ホイールスピンの発生が防止さ
れる。

（ロ）左旋回時 左旋回時で、右輪ＷＲ（外輪）が左輪ＷＬ（内輪）より
速い場合（ＷＬ≦Ｗ　Ｒ）は、旋回初期と判断され、ス
テップ２００→ステツプ２０１→ステツプ２０２→ステ
ツプ２０３→ステツプ２０４→ステツプ２０７→ステツ
プ２０８→ステツプ２０６という作動の流れとなり、ス
テップ２０７ではＷＬ＞ＷＲかどうかが判断され、出力
ステップであるステップ２０８では、差動制限トルクＴ
が大きいと直進性が強く曲がりにくいため、クラッチ圧
ＰをＰ＝Ｏとする制御電流信号（＋）が出力される。

そし−Ｃ１旋回中期や旋回後期等で、左輪ＷＬ（内輪）
が右輪ＷＲ（外輪）よりも速くなった場合（ＷＬ＞ＷＲ
）は、内輪スピンが発生し、駆動力が左輪（内輪）から
流出しているとの判断に基づき、ステップ２００→ステ
ツプ２０１→ステツプ２０２→ステツプ２０３→ステツ
プ２０４→ステツプ２０７→ステツプ２０９→ステツプ
２１０→ステップ２１１という流れ、または、ステップ
２０９からステップ２１２→ステツプ２１３→ステツプ
２１１という流れとなる。

つまり、ステップ２０９で外輪スリップ比ＳＲが設定ス
リップ比ＳＯより大きいかどうかが判断され、ＳＲ≦Ｓ
Ｏの場合は、ステー２プ２１０でクラッチ圧Ｐの増加指
令が出され、差動制限トルクＴを増大させ、また、Ｓ　
Ｒ＞ＳＯの場合は、ステップ２１３でクラッチ圧の減少
指令が出され（ただし、設定クラッチ圧２０以上）、差
動制限トルクＴを減少させ、差動制限トルクＴの制御だ
けにより外輪スリップ比ＳＲを設定スリップ比ＳＯに一
致させる方向に制御させると共に、この差動制限トルク
Ｔの制御時は、ステップ２１１でトラクションコントロ
ール装置１５へは作動禁止信号（ｄｏ　）が出力される
。

このように、左旋回時には、外輪スリップ比ＳＲが設定
スリップ比Ｓｏを中心とした所定範囲内に保たれること
になり、最大の加速力と必要十分な横力が確保される。

すなわち、スリップ比Ｓとタイヤ・路面間摩擦係数用及
びコーナリングフォースＣＦの関係は、およそ第７図に
示すような関係にあり、設定スリップ比Ｓｏを０．１５
程度にすると路面に伝達される駆動力が最も高くなり、
しかも、この時にはコーナリングフォースＣＦも十分に
保たれることになる。

また、内輪スピンによるトルク流出量で外輪の駆動力が
制御できる点に着目し、外輪スリップ比ＳＲが設定スリ
ップ比Ｓｏより大きい場合には（Ｓ　Ｒ＞Ｓｏ　）　、
第８図に示すように、差動制限トルクＴをＴｃ＋→Ｔ　
Ｃ２と減少させることにより、旋回外輪側（右輪）のト
ルクをＴｏ＋　→ＴＯ２と減少させることができ、これ
により外輪スリップ比ＳＲはスリップ比の減少方向に制
御される。

逆に、外輪スリップ比ＳＲが設定スリップ比Ｓ。

より小さい場合には（ＳＲ≦Ｓｏ）、第８図に示すよう
に、差動制限トルクＴをＴｃ２→Ｔｃ＋　と増大させる
ことにより、旋回外輪側（右輪）のトルクをＴｃ２→Ｔ
ｃ＋　と増大させることができ、これにより外輪スリッ
プ比ＳＲはスリップ比の増大方向に制御される。

さらに、エンジン駆動力をさらに大きくしていくと、外
輪への伝達駆動力が絶対的に大きくなり、外輪スリップ
比ＳＲが増加し、クラッチ圧Ｐの減少制御を行なってい
るにもかかわらず、差動制限トルクＴの制御では設定ス
リップ比ＳＯを中心として範囲を越えてしまう。

従って、クラッチ圧Ｐが設定クラッチ圧ＰＯ以下になっ
た時には差動制限制御による外輪の駆動制御の限界領域
を越えていると判断し、ステップ２１２からステップ２
０６へと進んで、トラクションコントロール装置１５に
作動許可信号（ｄｌ）が出力される。

尚、前記トラクションコントロール装置１５は、駆動輪
のホイールスピンを防止する為のものであり、具体的に
は燃料の供給量を減らしてエンジン出力を低下させるも
のや、駆動輪に対して制動力をイ・１加する技術を示す
。

（ハ）右旋回時 右旋回時にも、内輪と外輪との関係が、左旋回時とは逆
になるだけで、全く同様の制御がなされるため、ここで
は説明を省略する。

尚、右旋回時でのステップを、ステップ２１４〜ステツ
プ２２０で示し、これらのステップは左旋回時のステッ
プ２０７〜ステツプ２１３のそれぞれに対応する。

以Ｉ：説明してきたように、実施例のトラクションコン
！・ロール装置を装備した自動車用差動制限クラッチ制
御装置にあっては、旋回時であって、内輪の回転速度が
外輪の回転速度より速い場合には、外輪スリップ比ＳＲ
またはＳｔ、を設定スリップ比Ｓｏに一致させる方向に
差動制限制御を行なうと共に、この差動制限制御時には
駆動輪のホイールスピンｉｌｔ　防＋を二するトラクシ
ョンコントロール装置１５の作動を禁止するようにした
ため、外輪スリップ比ＳＲまたはＳｔ、の制御が、トラ
クションコントロール装置１５による駆動力を低下させ
ての制御ではなく、駆動力を低下させない差動制限制御
で行なわれ、駆動輪から路面へ駆動トルクが有効に伝達
され、加速力を落すことなく、しかも横力を保持したま
まの限界性能が高い旋回走行を行なうことができる。

以−Ｆ１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、実施例では油圧作動のクラッチを示したが、電
磁クラッチ等、他の差動制限手段を用いてもよい。

また、実施例では、アクチュエータとして、電磁比例減
圧バルブを示したが、開閉の電磁バルブ等を用い、制御
信号をデユーティ信号にして油圧制御を行なうような例
としてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の駆動輪推進制御装置
付車両の差動制限制御装置にあっては、旋回時であって
内輪の回転速度が外輪の回転速度より速い場合には、外
輪スリップ比を設定スリップ比に一致させる方向に差動
制限制御が行なわれ２す ると共に、駆動輪推進制御装置の作動が禁Ｉにされるた
め、駆動輪推進制御ではなく、差動制限制御により外輪
スリップ比が制御され、駆動輪から路面へ駆動トルクが
有効に伝達されながらの限界性能の高い旋回走行を行な
う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図は本発明の駆動輪推進制御装置付車両の差動制限
制御装置を示すクレーム概念図、第２図は本発明実施例
装置の差動制限手段を内蔵した差動装置を示す断面図、
第３図は第２図Ｚ方向矢視図、第４図は実施例装置の油
圧発生装置及び制御装置を示す図、第５図は制御電流値
に対する制御油圧（クラッチ圧）の特性図、第６図は制
御油圧Ｐに対する差動制限トルク特性図、第７図はスリ
ップ比に対するタイヤ・路面間摩擦係数及びコーナリン
グフォースの関係特性図、第８図は駆動トルク及び差動
制限トルクの関係特性図、第９図は実施例装置の差動制
限制御作動の流れを示すフローチャート図である。 １．２・・・駆動輪 ３・・・差動装置 ４・・・差動制限手段 ５・・・検知手段 ５０１・・・旋回方向検知手段 ５０２・・・駆動左輪回転速度検知手段５０３・・・駆
動右輪回転速度検知手段６・・・差動制限制御手段 ７・・・駆動輪推進制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エンジン駆動力を左右の駆動輪に分配伝達する差動
   装置の駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、差動
   制限トルクの変更が可能な差動制限手段と、検知手段か
   らの入力信号に基づいて外部から差動制限力の増減制御
   を行なう差動制限制御手段と、を備えた駆動輪推進制御
   装置付車両の差動制限制御装置において、 前記検知手段として、旋回方向検知手段と左右駆動輪の
   回転速度検知手段を含み、前記差動制限制御手段を、旋
   回時であって内輪の回転速度が外輪の回転速度より速い
   場合には、外輪スリップ比を設定スリップ比に一致させ
   る方向に差動制限制御を行なうと共に、この差動制限制
   御時には駆動輪のホイールスピンを防止する駆動輪推進
   制御装置の作動を禁止するようにしたことを特徴とする
   駆動輪推進制御装置付車両の差動制限制御装置。