JPH0729562B2 - 車両用駆動系クラツチ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置や、自動車の
差動装置等に用いられ、前後輪または左右輪への駆動力
配分を変更する駆動系クラッチのクラッチ締結力を制御
する車両用駆動系クラッチ制御装置に関する。

（先行の技術） 先行の車両用差動制限クラッチ制御装置としては、本出
願人が提案した実願昭61−52274号の明細書に記載され
ている装置がある。

この先行技術の装置は、車速が所定値以下で、アクセル
オンで、かつ、駆動輪スリップ状態である時にはクラッ
チ締結力を高める制御内容の装置である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような先行装置にあっては、スプリ
ットμ路（左右輪の路面摩擦係数μが異なる走行路）で
の発信加速時等で、駆動輪の片輪スリップを検知した場
合には、制御条件を満足することで急激に大きな差動制
御トルクが付与され、左右輪の差動を制限して高い発進
加速性が得られるものの、以下に述べるような問題点を
残している。

後輪駆動車の後輪差動制御用として、実願昭61−52274
号装置の制御を適用した場合には、タイトコーナーを中
車速（前記所定値以下の車速）でパワースライド状態で
コントロールしてコーナーを抜ける時、故意にスリップ
させているにもかかわらず禁止すべきスリップ状態であ
ると誤検知してクラッチ締結力を急増させる為、車体が
急にスピンしてしまう。

また、四輪駆動車のセンターデフの差動制限用クラッチ
や前後輪駆動力配分用クラッチの制御に実願昭61−5227
4号装置の制御を適用した場合には、前述した様な旋回
時にクラッチ締結力が急増する為、ステア特性が急変し
てしまう。

（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、エンジン駆動力を前後または左右の駆動
輪に分配伝達する動力分割装置１と、該動力分割装置１
の駆動入力部と駆動出力部との間に設けられ、制御外力
により伝達トルクを発生させる駆動系クラッチ手段２
と、車両状態を検出する検出手段３と、該検出手段３か
らの入力信号に基づきクラッチ締結力を増減させる制御
信号を出力するクラッチ制御手段４と、を備えた車両用
駆動系クラッチ制御装置において、前記検出手段３とし
て、求心加速度を検出する求心加速度検出手段301と駆
動輪スリップを検出する駆動輪スリップ検出手段302を
含み、前記クラッチ制御手段４は、求心加速度検出値が
直進走行か旋回走行かを判別する求心加速度しきい値以
下で、かつ、駆動輪スリップ状態にあるときには、クラ
ッチ締結力を高めて駆動輪スリップを抑制するスリップ
防止制御を行ない、求心加速度検出値が求心加速度しき
い値を越えた時には当該スリップ防止制御を行なわない
で駆動輪スリップの発生を許容する手段である事を特徴
とする。

（作 用） 直進走行時で、求心加速度検出手段301からの求心加速
度検出値が直進走行か旋回走行かを判別する求心加速度
しきい値以下で、かつ、駆動輪スリップ検出手段302か
らの駆動輪スリップ検出値が駆動輪スリップ状態にある
ときには、クラッチ制御手段４において、クラッチ締結
力を高めて駆動輪スリップを抑制するスリップ防止制御
が行なわれる。

従って、発進時や直進加速時等では、エンジン駆動力を
前後輪に配分する前後軸駆動力配分制御や左右駆動輪の
差動を制限する差動制限制御により駆動輪スリップが防
止され、発進性能や直進加速性能が高められる。

一方、旋回時で、求心加速度検出手段301からの求心加
速度検出値が求心加速度しきい値を越えた時には上記ス
リップ防止制御を行なわないで駆動輪スリップの発生を
許容する制御が行なわれる。

従って、旋回時に駆動輪スリップが発生したとしても駆
動輪スリップの発生が許容されることで、ドライバが後
輪を意図的にスリップさせてのパワースライド走行が確
保される。

また、旋回中においてもスリップ防止制御を維持する場
合のように、前後輪駆動力配分や左右輪駆動力配分が急
激に変化することが無いことで、駆動力配分比の急変に
伴うステア特性の急変の防止が達成される。

（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、外部油圧により作動する多
板摩擦クラッチ手段を備えた自動車用差動制限制御装置
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
（動力分割装置）10、多板摩擦クラッチ手段（駆動系ク
ラッチ手段）11、油圧発生装置12、コントロールユニッ
ト（クラッチ制御手段）13、入力センサ14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、スタッドボルト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
ングギヤ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、ハウジング16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26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10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′、プッシュロッド32、油圧ピストン33、
油室34、油圧ポート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27
b,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ピ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、トルク比例式差動制限手段のよう
に、左右輪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、油圧ポート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、締結力がプッシュロッド32→
スペーサ31→スラスト軸受30→リアクションプレート29
へと伝達され、プレッシャリグ28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、油圧ボンプ40からポンプ
圧油路42を介して供給されるポンプ圧の差動油を、コン
トロールユニット13からの制御電流信号（ｉ）により、
指令電流値ｉ^＊の大きさに比例した制御油圧Ｐに圧力制
御をし、制御圧油路44から油圧ポート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（ｉ）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Ｐと差動制限トルクＴとは、 Ｔ∝Ｐ・μ・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、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
タを中心とする制御回路で、入力インタフェース回路13
1、メモリ132、CPU（セントラル．プロセシング．ユニ
ット）133、出力インタフェース回路134を備えている。

尚、前記コントロールユニット13への入力センサ14とし
ては、左前輪速センサ141、右前輪速センサ142、後輪速
センサ143、アクセル開度センサ144が設けられている。

前記左右の前輪速センサ141,142は、左右の前輪回転速
度ＷF1,WF2に応じた左前輪回転速度信号（wf₁）及び右
前輪回転速度信号（wf₂）を出力するセンサである。

尚、この左右前輪速センサ141,142とコントロールユニ
ット13の車速演算回路により車速検出手段が構成され、
また、左右前輪速センサ141,142とコントロールユニッ
ト13の求心加速度演算回路により求心加速度検出手段が
構成される。

前記後輪速センサ143は、リヤディファレンシャルの入
力軸部等に設けられ、後輪回転速度ＷRに応じた後輪回
転速度信号（wr）を出力するセンサである。

前記アクセル開度センサ144は、アクセルペダルへの踏
み込み度合を検出し、アクセル開度Ａ（スロットル開度
ともいう）に応じたアクセル開度信号（ａ）を出力する
センサである。

尚、このアクセル開度センサ144とコントロールユニッ
ト13のアクセル開度時間変化率演算回路により加速操作
検出手段が構成される。

次に、実施例の作用を説明する。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、コントロールユニット13で所定の制御周期により
行なわれる差動制限制御作動の流れを、第７図に示すフ
ローチャート図により説明する。

ステップ100は、左右の前輪速センサ141,142の後輪速セ
ンサ143とアクセル開度センサ144から、左前輪速度ＷF1
と右前輪速度ＷF2と後輪速度ＷRとアクセル開度Ａとを
読み込む読み込みステップである。

ステップ101は、左前輪速度ＷF1と右前輪速度ＷF2から
車速Ｖを演算する演算ステップである。

尚、車速Ｖの演算は次式により行なわれる。

ステップ102は、左前輪速度ＷF1と右前輪速度ＷF2と車
速Ｖとから求心加速度Y_Gを演算する演算ステップであ
る。

尚、求心加速度Y_Gの演算は、以下に述べる理論に従う演
算式に基づいて行なわれる。

一般に求心加速度Y_Gは、 Y_G＝Rg・ω^２ … Rg;旋回半径 ω；旋回角速度 また、車速Ｖと旋回角速度ωとの関係は、 Ｖ＝Rg・ω … ，式より、 一方、従動輪の左右回転速度差ΔＷ（＝|WF1−ＷF2｜）
は、車速Ｖに比例し、旋回半径Rgに反比例することか
ら、 であらわされる。

さらに、式を変形すると、 となる。

従って、′式を式に代入すると、 が得られる。

以上の解析により得られる求心加速度Y_Gをグラフにあら
わすと、第６図に示すようになり、このY_G＝Ｋ・Ｖ・Δ
Ｗの関係を利用してコントロールユニット13では演算に
より求心加速度Y_Gが求められる。

ステップ103は、今回のアクセル開度Ａと１周期前に読
み込まれたアクセル開度A₀と制御周期ΔＴとによってア
クセル開度時間変化率を演算する演算ステップであ
る。

尚、アクセル開度時間変化率の演算は次式により行な
われる。

＝（Ａ−A₀）／ΔＴ ステップ104は、今回読み込まれた後輪速度ＷRと１周期
前に読み込まれた後輪速度ＷR-1と制御周期ΔＴとによ
って後輪回転加速度Rを演算する演算ステップであ
る。

尚、後輪回転加速度Rを演算は次式により行なわれ
る。

R＝（ＷR−ＷR-1）／ΔＴ ステップ105は、求心加速度Y_Gが設定求心加速度Y0より
大きいかどうかの判断を行なうステップであつて、Y_G＞
Y0の時は駆動輪スリップの有無にかかわらず、通常の制
御内容に従って制御が行なわれ、Y_G≦Y0の時は駆動輪ス
リップ発生時であるという条件の下で駆動輪スリップ防
止制御が行なわれる。

以下、通常制御時と駆動輪スリップ防止制御時とに分け
て制御作動の流れや作用を述べる。

（イ）通常制御時 旋回走行時であってY_G＞Y0の時、またY_G≦Y0の時であっ
ても駆動輪スリップが発生していなく、かつ、ＳFLG＝
０の時には、前記ステップ105からステップ106→ステッ
プ107→ステップ108へと進む通常制御が行なわれる。

ステップ106は、スリップ防止制御時か通常制御時かの
標識となるスリップフラグＳFLGを、通常制御時を示す
ＳFLG＝０にセットするステップである。

ステップ107は、前述のステップ100,101,103で得られた
アクセル開度Ａと車速Ｖとアクセル開度時間変化率に
より、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す制御特性
マップから指令電流値ｉ^＊が検索により求められる。

尚、制御特性マップに表示されているアクセル開度時間
変化率の値は、アクセル開度ゼロから全開までに要す
る時間を示しており、大きい値程加速操作が緩やかで、
小さい値程加速操作が急であることを示す。

ステップ108は、前記ステップ107で求められた指令電流
値ｉ^＊を電極比例減圧バルブ46に出力する出力ステップ
である。

従って、多板摩擦クラッチ手段11は、駆動輪スリップ防
止制御時のように、高いクラッチ締結力で差動が制限さ
れることなく、単に、アクセル開度A,車速V,アクセル開
度時間変化率に応じたクラッチ締結力が付与されるこ
とになる。この為、パワースライドによる旋回走行を行
なって、後輪が駆動輪スリップ状態となったとしても、
クラッチ締結力の急増による車体のスピンは回避され、
パワースライド旋回走行が確保される。

（ロ）駆動輪スリップ防止制御時 発進加速走行時や直進加速走行時等であつて、Y_G≦Y0
で、かつ、後輪回転加速度Rが設定後輪回転加速度O
を越えている時には、前記ステップ105からステップ110
→ステップ111→ステップ112→ステップ113→ステップ1
08への進む流れとなり、設定タイマー時間T0まで駆動輪
スリップ防止制御が行なわれる。

ステップ110は、ステップ104で求めた後輪回転加速度
Rが設定後輪回転加速度Oを越えているかどうかの判断
を行なう判断ステップである。

ステップ111は、タイマーをゼロにリセットするステッ
プである。

ステップ112は、駆動輪スリップ防止制御時を示すスリ
ップフラグＳFLGを、ＳFLG＝１にセットするステップで
ある。

ステップ113は、スリップ検知時の設定指令値i1（高電
流値）を指令電流値ｉ^＊とするステップである。

このように、駆動輪スリップ防止制御が開始された後の
制御起動時において、ステップ110での判断がＷR≦ＷO
となっても、ステップ114でＳFLG＝１（駆動輪スリップ
防止制御時）であると判断される為、ステップ115に進
み、タイマーが設定タイマー時間T0を越えているかどう
かが判断され、Timer≦T0ああればステップ113 え進み、駆動輪スリップ防止制御は続けられる。

すなわち、駆動輪スリップ防止制御の制御条件を満足し
て制御が開始されれば、Y_G＞Y0となるか、もしくは設定
タイマー時間T0を経過するまで設定指令値i1を指令電流
値ｉ^＊として多板摩擦クラッチ11を強く締結させる制御
が行なわれる。

従って、スプリットμ路での発進加速時やアクセルベダ
ルを急踏みしての直進加速走行時等では、左右輪の差動
が制限されて駆動輪スリップが防止されることになる。

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、左右駆動輪の差動を制限する差動
制限クラッチの制御例を示したが、特願昭59−276048号
に図示されている様な四輪駆動車の前後輪に駆動力を配
分するトランスファクラッチのクラッチ締結力制御装置
に適用することができ、この場合には、求心加速度が大
きい時に駆動輪スリップ防止制御を禁止することで、タ
イトコーナブレーキングやドリフトアウトが防止でき
る。

また、実施例では、駆動輪スリップの判断基準を後輪回
転加速度Rにより行なう例を示したが、前後輪の回転
速度差ΔＷFR（＝ＷR−ＷF）が所定値以上の時に駆動輪
スリップ状態であると判断するようにしてもよい。

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
信号をデューティ信号にして油圧制御を行なうような例
であっても、また、電磁クラッチ等の他の差動制限手段
により可変の差動制限トルクを得るようにした例であっ
てもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用駆動系クラッ
チ制御装置にあっては、クラッチ制御手段を、求心加速
度検出値が直進走行か旋回走行かを判別する求心加速度
しきい値以下で、かつ、駆動輪スリップ状態にあるとき
には、クラッチ締結力を高めて駆動輪スリップを抑制す
るスリップ防止制御を行ない、求心加速度検出値が求心
加速度しきい値を越えた時には当該スリップ防止制御を
行なわないで駆動輪スリップの発生を許容する手段とし
たため、直進走行時に、駆動輪スリップの防止により発
進性能や直進加速性能の向上を図りながら、同時に、旋
回走行時に、駆動輪スリップの発生許容によりパワース
ライド走行の確保やステア特性の急変防止を達成できる
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駆動系クラッチ制御装置を示す
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（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は
実施例のコントロールユニットに設定されている制御特
性マップ図、第６図は回転速度差及び車速に対する求心
加速度の関係特性図、第７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……動力分割装置 ２……駆動系クラッチ手段 ３……検出手段 301……求心加速度検出手段 302……駆動輪スリップ検出手段 ４……クラッチ制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動力を前後または左右の駆動輪
   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、制御外力により伝達トルクを発生させる駆動系ク
   ラッチ手段と、 車両状態を検出する検出手段と、 該検出手段からの入力信号に基づきクラッチ締結力を増
   減させる制御信号を出力するクラッチ制御手段と、 を備えた車両用駆動系クラッチ制御装置において、 前記検出手段として、求心加速度を検出する求心加速度
   検出手段と駆動輪スリップを検出する駆動輪スリップ検
   出手段を含み、 前記クラッチ制御手段は、求心加速度検出値が直進走行
   か旋回走行かを判別する求心加速度しきい値以下で、か
   つ、駆動輪スリップ状態にあるときには、クラッチ締結
   力を高めて駆動輪スリップを抑制するスリップ防止制御
   を行ない、求心加速度検出値が求心加速度しきい値を越
   えた時には当該スリップ防止制御を行なわないで駆動輪
   スリップの発生を許容する手段である事を特徴とする車
   両用駆動系クラッチ制御装置。