JPH031300Y2

JPH031300Y2 -

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Publication number: JPH031300Y2
Application number: JP8159085U
Authority: JP
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1991-01-16
Also published as: JPS61196825U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、自動車等の車両用差動装置に用いら
れる差動制限制御装置に関する。

（従来の技術）従来の差動制限装置としては、例えば、実開昭
58−102325号公報に記載されているようなものが
知られている。

この従来装置は、差動装置に用いられる予圧式
差動制限装置と呼ばれるもので、差動制限を行な
う多板クラツチに予め皿バネによる付勢力を付与
し、差動抵抗力を発生させる構造になつていた。
尚、差動制限装置とは、差動制限機能を発揮する
装置をいい、通常リミテツドスリツプデイフアレ
ンシヤルと称される装置は、差動制限装置を内蔵
した差動装置として両装置を区別して記す。（単
に、差動装置と記した場合には制限機能をもたな
い差動装置を示すもとする。）また、従来の差動制限装置としては、差動小歯
車軸（ピニオンメートシヤフト）部のカム機構に
より発生するスラスト力で多板クラツチ摩擦機構
に差動抵抗力を発生させるトルク比例式差動制限
装置も知られている。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の差動制限装置
にあつては、左右輪の回転数差をゼロにする方向
に差動が制限される構造となつていたため、走行
状態（旋回時の横向加速度やアクセル開度等）へ
の対応性がなく、走行状態によつてはステア特性
が急変したりして旋回走行時等でのハンドル操作
が難しくなるという問題点があつた。

例えば、旋回初期には左右輪の駆動力差によつ
てアンダステア方向のモーメントが発生していた
のが、差動制限により内側の車輪が空転すること
でオーバステア方向のモーメントに逆転してしま
うということがあつた。

（問題点を解決するための手段）本考案は、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
めに本考案では以下に述べる解決手段とした。

本考案の解決手段を、第１図に示すクレーム概
念図により説明すると、走行状態に応じて左右輪
１，２に回転速度差をもたせる差動手段３と、該
差動手段３による差動を制限する差動制限手段４
と、入力センサ５から差動制限必要時を示す信号
が入力された差動制限手段４を作動させる制御信
号ｃを差動制限手段４に対して出力する制御手段
６と、を備えた差動制限制御装置において、前記
差動制限手段を左右輪１，２のそれぞれに設けた
制御手段４０１，４０２とし、前記入力センサ５
ととして車速センサ５０１、操舵角センサ５０２
及び走行状態検出センサ５０３を設け、前記車速
信号ｖ及び操舵角信号θにより目標走行状態値
C′を演算し、走行状態検出センサ５０３からの走
行状態信号ｓによる実際走行状態値Ｃが目標走行
状態値C′に一致するように、前記制動手段４０
１，４０２の一方に制御信号ｃを出力する制御手
段６とした。

（作用）従つて、本考案の差動制限制御装置では、上述
のように、車速と操舵角とから望ましい目標走行
状態を演算し、左右輪の回転数差やヨーレイト等
によつて得られる実際走行状態と前記目標走行状
態とを比較し、実際走行状態が目標走行状態に一
致するように左右輪のいずれか一方に制動トルク
を与えて差動を制限する手段としたことで、走行
状態に対応して差動制限がなされ、走行中にステ
ア特性を急変させることがない。

（実施例）以下、本考案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つて、後輪駆動車
の後輪側に設けた差動制限制限装置を例にとる。

まず、第１実施例の構成を説明する。

第１実施例の差動制限制限装置Ａは、第２図に
示すように、プロペラシヤフト１０、差動装置１
１、左輪側ドライブシヤフト１２、右輪側ドライ
ブシヤフト１３、左車輪１４、右車輪１５、左輪
側ブーキ装置１６、右輪側ブレーキ装置１７、ブ
レーキ油圧発生装置１８、油圧ライン１９、左側
制御バルブ２０、右側制御バルブ２１、車速セン
サ２２、操舵角センサ２３、左輪側回転数センサ
２４、右輪側回転数センサ２５、コントロールユ
ニツト２６を備えている。

プロペラシヤフト１０は、エンジン及びトラン
スミツシヨン等を経過してきた回転駆動力を差動
装置１１に入力させる軸である。

差動装置１１は、旋回走行や悪路走行等の左右
輪に回転速度差を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車輪１４と右車輪
１５とに速度差をもたせ、スリツプをしないで円
滑に両車輪１４，１５を回転させる装置である。

尚、実施例の差動装置１１は、リングギヤ１１
１，デイフアレンシヤルケース１１２、ピニオン
シヤフト１１３、デフピニオン１１４，１１５、
サイドギヤ１１６，１１７を備え、前記プロペラ
シヤフト１０に設けられたドライブピニオン１０
１からリングギヤ１１１に回転駆動力が入力され
る。

左輪側ドライブシヤフト１２と右輪側ドライブ
シヤフト１３は、前記サイドギヤ１１６，１１７
にそれぞれ設けられ、左車輪１４と右車輪１５と
に駆動トルクを伝達する。

左輪側ブレーキ装置１６と右輪側ブレーキ装置
１７は、前記左車輪１４と右車輪１５のホイール
部に設けられ、両車輪１４，１５のそれぞれに制
動トルクを与える装置であつて、実施例ではブレ
ーキペダル操作等で制動させるために設けられた
既存のブレーキ装置を兼用させている。

ブレーキ油圧発生装置１８は、マスタシリンダ
等のブレーキ操作により油圧を発生させるブレー
キ油圧発生装置とは別に、差動制限制御用として
車載された装置で、エンジン回転等を利用して常
時所定の油圧を発生させいる。

油圧ライン１９は、前記ブレーキ油圧発生装置
１８と両ブーキ装置１６，１７とを連結するライ
ンであつて、この油圧ライン１８は、左輪側油圧
ライン１９１と右輪側油圧ライン１９２とに分岐
され、両油圧ライン１９１，１９２の途中には油
圧の供給・排出を行なう左側制御バルブ２０と右
側制御バルブ２１とがそれぞれに設けられてい
る。

左側制御バルブ２０と右側制御バルブ２１は、
３位置切換のソレノイドバルブ構造であつて、コ
ントロールユニツト２６からの通電による制御信
号ｃが入力されたらバルブ開となつて、両ブーキ
装置１６，１７の一方に油圧供給され、バルブ開
側のブレーキ装置が作動する。

尚、両制御バルブ２０，２１は、第２図に示す
ように、常位置２０ａ，２１ａと、ブレーキ作動
位置２０ｂ，２１ｂと、ブレーキ解除時の定時間
保持位置２０ｃ，２１ｃとを備えている。

車速センサ２１は、車両速度Ｖを検出し、車両
速度Ｖに比例した車速信号ｖを出力するセンサ
で、実施例ではトランスミツシヨン出力軸の回転
数センサ等で間接的に車速の検出をするセンサを
用いている。

操舵角センサ２３は、操舵角度θを検出し、操
舵角度θに比例した操舵角信号θを出力するセン
サで、ステアリングシヤフト部等に設けられる。

左輪側回転数センサ２４と右輪側回転数センサ
２５は、左車輪１４の回転速度ω_Lと、右車輪１
５の回転速度ω_Rとを検出し、それぞれの回転速
度ω_L，ω_Rに比例した回転速度信号ω_l，ω_rを出力
するセンサで、両ドライブシヤフト１２，１３等
に設けられる。

コントロールユニツト２６は、前記車速信号ｖ
及び操舵角信号θにより目標回転速度差Δω′を演
算し、前記回転速度信号ω_l，ω_rによる実際回転
速度差Δωが目標回転速度差Δω′に一致するよう
に両制御バルブ２０，２１の一方に制御信号ｃを
出力して、一方の車輪に制動トルクを与えるもの
で、第２図に示すように、入力回路２６１、
CPU（セントラル．プロセシング．ユニツト）２
６２、RAM（ランダム．アクセス．メモリ）２
６３、ROM（リード．オンリー．メモリ）２６
４、クロツク回路２６５、出力回路２６６を備え
ている。

入力回路２６１は、各センサ２２，２３，２
４，２５から入力されるパルス信号による入力信
号をカウントしたり、アナログ信号を変換するこ
とで、CPU２６２での演算処理やRAM２６３へ
書き込むことができるデジタル信号に変換する回
路である。

CPU２６２は、中央演算処理装置と呼ばれる
もので、RAM２６３に書き込まれた入力センサ
からのデータや、ROM２６４に予め記憶されて
いる演算式や各種情報等を読み出し、所定の処理
手順に従つて演算処理を行ない、その結果信号を
出力回路２６６に出力する回路である。

RAM２６３は、書き込み読み出しのできるメ
モリで、入力センサからの信号等を演算処理まで
一時的に記憶させるメモリ回路である。

ROM２６４は、読み出し専用のメモリで、演
算式や演算に必要な各種情報等を予め記憶させて
おくメモリ回路である。

クロツク回路２６５は、CPU２６２で行なわ
れる１回の演算処理時間を設定する回路である。

出力回路２６６は、電源回路を含み、CPU２
６２からの結果信号が一方のブレーキ装置に制動
トルクを与えるべき信号である場合に、両制御バ
ルブ２０，２１の一方に通電による制御信号ｃを
出力する回路である。

次に、第１実施例の作用を説明する。

差動装置１１は左右のドライブシヤフト１２，
１３に等しい駆動トルクを伝達するために、旋回
を含めた走行中においては次式が成立する。

１／2M₀＝T_L＋B_L １／2M₀＝T_R＋B_R M₀；エンジンから作動装置に与えられるト
ルクＴ；タイヤ路面間の駆動トルクＢ；制動トルク尚、_L，_Rはそれぞれ左，右に示す。

例えば、右旋回中にアンダーステアが強まり、
旋回半径が増大していく場合には、右車輪１５に
制動トルクB_Rを与えることによつて、言い換え
れば、右車輪１５側の差動を制限することによつ
て駆動トルクＴの関係が、T_L＞T_Rとなり、旋回
半径の増大を抑えることができる。また、泥地や
旋回中の荷重移動等によつて右車輪１５側の駆動
トルクT_Rが減少した場合にも、前述同様に、右
車輪１５に制動トルクB_Rを与えることによつて
T_Lを増大させることができる。

このように、左右のブレーキ装置１６，１７の
一方に走行状態に応じて制動トルクを与え、一方
の車輪の差動を自動的に制限させるのが、実施例
の差動制限制限装置Ａであつて、以下、コントロ
ールユニツト２６による制御作動を、第３図に示
すフローチヤート図に従つて述べる。

まず、ステツプ２００では、各入力センサ２
２，２３，２４，２５からの車速信号ｖ、操舵角
信号θ、回転速度信号ωl，ωrが読み込まれる。

ステツプ２０１では、前記ステツプ２００で読
み込まれた信号のうち、車速信号ｖと操舵角信号
θとを入力データとして目標回転速度差Δω′が演
算される。

尚、この演算は、以下の式に従つてなされる。

まず、旋回半径をＲ、スリツプ角が無い時の旋
回半径をR₀とすると、Ｒ／R₀＝１＋Ks・V² R₀＝ｌ・ｎ／θ Ｒ＝Ｖ／ψ Ks；スタビリテイフアクター（定数）Ｖ；車速ｌ；ホイールベースｎ；ステアリングレシオ θ；操舵角 ψ〓；ヨーレイトとなる。

上式により ψ＝Vθ／（１＋Ks・V²）ｌ・ｎ車輪スリツプが無い時の目標回転速度差Δω′は、 Δω′＝ψ・ｔ／ｒ＝Vθ／（１＋Ks・V²）ｌ・ｎ ×ｔ／ｒｔ；トレツドｒ；タイヤ半径この式において、車速Ｖと操舵角θがわかれ
ば、他は定数であるので、目標回転速度差Δω′を
知ることができる。

ステツプ２０２では、前記ステツプ２００で読
み込まれた信号のうち、回転速度信号ω_l，ω_rを
入力データとして実際回転速度差Δωが演算され
る。

尚、この演算式は、 Δω＝ω_L−ω_R ω_L，ω_R；左右輪の回転速度となる。

ステツプ２０３では、目標回転速度差Δω′と実
際回転速度差Δωとの比較がなされ、その比較結
果によつて、左輪側ブレーキ装置１６を作動させ
る制御信号ｃを出力するステツプ２０４か、右輪
側ブレーキ装置１７を作動させる制御信号ｃを出
力するステツプ２０５か、両ブレーキ装置１６，
１７を作動させないステツプ２０６か、のいずれ
かのステツプに進む。

(イ) Δω＞Δω′の場合この場合は、左車輪１４の回転速度ω_Lが大き
いということであり、右旋回時であれば外輪側が
回り過ぎているし、左旋回時であれば内輪側が回
り過ぎているし、直進時であれば左車輪１４が空
転していることを示すものであるため、左輪側ブ
レーキ装置１６を作動させるステツプ２０４に進
む。

(ロ) Δω＜Δω′の場合この場合は、右車輪１５の回転速度ω_Rが大き
いということであり、右旋回時であれば内輪側が
回り過ぎているし、左旋回時であれば外輪側が回
り過ぎているし、直進時であれば右車輪１５が空
転していることを示すものであるために右輪側ブ
レーキ装置１７を作動させるステツプ２０５に進
む。

(ハ) Δω＝Δω′の場合この場合は、実際回転速度差Δωが目標回転速
度差Δω′に一致していることで、両ブレーキ装置
１６，１７に作動をさせないステツプ２０６に進
む。

以上の制御作動は、クロツク回路２６５による
設定時間毎に繰り返しなされる。

また、制御信号ｃの出力は、｜Δω−Δω′｜の大
きさに比例した出力時間としてもよいし、｜Δω
−Δω′｜の大きさに比例したデユーテイ比による
出力としてもよい。

このように、第１実施例では、スタビリテイフ
アクタKsを所定のステア特性が得られる定数に
設定し、このKsを一定となるように差動制限制
御が行なわれることで、旋回時や低摩擦係数路等
の走行時に、ステア特性を急変させることがな
い。

尚、このスタビリテイフアクタKsを車速Ｖに
応じて変える制御であつても、また、ステアリン
グレシオｎとホイールベースｌとスタビリテイフ
アクタKsとの関係を意図的に変える制御であつ
ても、さらには、車体スリツプ角がゼロとなる様
なモデルと対比しながらの制御等であつてもよ
い。

次に、第４図に示す第２実施例について説明す
る。

この実施例は、走行状態検出手段としてジヤイ
ロによるヨーレイトセンサ２７（車体上下軸まわ
りの角度を検出するセンサ）を用いた例である。

尚、他の構成は、第１実施例と同様であるの
で、図面に同一符号を付して説明を省略する。

次に、第２実施例の作用を説明する。

第５図に示すフローチヤート図に従つてコント
ロールユニツト２６′による制御作動を述べる。

まず、ステツプ２１０では、各入力センサ２
２，２３，２７からの車速信号ｖ、操舵角信号
θ、ヨーレイト信号ψが読み込みまれる。

ステツプ２１１では、前記ステツプ２１０でで
読み込まれた信号のうち、車速信号ｖと操舵角信
号θとを入力データとして目標ヨーレイトψ′が演
算される。

尚、目標ヨーレイトψ′は、 ψ′＝Vθ／（１＋Ks・V²）・ｌ・ｎとなる。

ステツプ２１２では、前記ステツプ２１０で読
み込まれた信号のうち、ヨーレイト信号ψによる
実際ヨーレイトψと前記ステツプ２１１で演算さ
れた目標ヨーレイトψ′との比較がなされ、実際ヨ
ーレイトψが目標ヨーレイトψ′に一致する方向の
制御となるように、ステツプ２１３，２１４，２
１５のうちいずれかのステツプに進む。

以上、本考案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で
はなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における
設計変更等があつても本考案に含まれる。

例えば、実施例では走行状態検出センサとして
ドライブシヤフトの回転速度センサ及びヨーレイ
トセンサを示したが、旋回状態等の走行状態を検
出できるセンサであれば実施例に限定されない
し、回転速度センサとヨーレイトセンサを組み合
せたものであつてもよい。

また、実施例では、車速センサとして間接的に
車速を検出するセンサを示したが、絶対車速を検
出できるセンサを用いた場合には、左右輪同時空
転時において同時に制動トルクを付与することが
できるし、ステア特性もより目標に近づけること
ができ、機能拡大が図れる。

また、差動制限制御としては、左右各輪の目標
回転数と実際回転数との比較により制御すること
もできる。

（考案の効果）以上説明してきたように、本考案の差動制限制
限装置にあつては、車速と操舵角とから望ましい
目標走行状態を演算し、左右輪の回転数差やロー
レイト等によつて得られる実際走行状態と前記目
標走行状態とを比較し、実際走行状態が目標走行
状態に一致するように左右輪のうずれか一方に制
動トルクを与えて差動を制限する構成としたた
め、走行状態に対応して差動制限がなされ、走行
中にステア特性を急変させることがないという効
果が得られる。

また、制動トルクを左右輪へ同時に与えるので
はなく、左右輪の一方に制動トルクを与え、駆動
トルク差によつて車両のヨーイング運動を発生さ
せるようにしているため、車両のトー角変化のみ
で横力を発生させていた従来の車両に比べてヨー
イング運動の応答性及び安定性の向上を図ること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の差動制限制限装置を示すクレ
ーム概念図、第２図は第１実施例の差動制限制限
装置を示す全体図、第３図は第１実施例装置にお
けるコントロールユニツトでの作動の流れを示す
フローチヤート図、第４図は第２実施例の差動制
限制限装置を示す全体図、第５図は第２実施例装
置におけるコントロールユニツトでの作動の流れ
を示すフローチヤート図である。１……左輪、２……右輪、３……差動手段、４
０１，４０２……制動手段（差動制限手段４）、
５０１……車速センサ、５０２……操舵角セン
サ、５０３……走行状態検出センサ｝（入力セン
サ５）、６……制御手段、ｖ……車速信号、θ…
…操舵角信号、ｓ……走行状態信号、ｃ……制御
信号、C′……目標走行状態値、Ｃ……実際走行状
態値。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】走行状態に応じて左右輪に回転速度差をもたせ
る差動手段と、該差動手段による差動を制限する
差動制限手段と、入力センサから差動制限必要時
を示す信号が入力されたら差動制限手段を作動さ
せる制御信号を差動制限手段に対して出力する制
御手段と、を備えた差動制限制御装置において、前記差動制限手段を左右輪のそれぞれに設けた
制動手段とし、前記入力センサとして車速セン
サ、操舵角センサ及び走行状態検出センサを設
け、前記車速信号及び操舵角信号により目標走行
状態値を演算し、走行状態検出センサからの走行
状態信号による実際走状態値が目標走行状態値に
一致するように、前記制動手段の一方に制御信号
を出力する制御手段としたことを特徴とする差動
制限制御装置。