JPS63284035A - 自動車の力伝達制御装置 - 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、ロック可能な差動装置を備えた自動車の少な
くとも１本の軸への力の伝達を制御するための装置に関
する。

〔従来の技術とその欠点］ 複数の軸を有する出力の大きな自動車の場合、または一
方の軸が他方の軸よりも強く負荷される自動車の場合に
は、カーブ走行時の負荷変動がしばしば多少の強さの不
安定な走行状態につながる。自動車の運転者が例えばカ
ーブを走行し、アクセルペダルをゑ、に離すと、それに
よって生じる駆動トレーンのショックが、特にカーブ内
側の負荷解除された駆動軸の車輪における、この車輪と
道路の間の静止摩擦の損失につながる。この軸には、一
般的に半分の横方向案内力しか供されないので、横方向
加速度が大きいと、リアエンジンまたはリア負荷型の全
輪駆動車両の場合には車両が内側に向くことになり、ま
たフロントエンジンまたはフロント負荷型の全輪駆動車
両の場合には、前輪を介して車両が横滑り（カーブから
接線方向に離れること）を生じることになる。

自動車において被駆動車輪の静止摩擦の損失を回避する
ために、ロック可能なまたは自動ロック可能な差動装置
を使用することが知られている。しかし、この差動装置
は静止摩擦の損失の後で初めて働くので、車両が内側へ
向くことや、カーブから離れることに対して、充分に効
果的に対応することはできない。

同様に、自動車の負荷変動状態を構造的な手段によって
改善することが知られている。この場合例えば、機器ま
たは軸配置個所をずらすことによって補償される軸負荷
分配を行うかまたは高価な軸構造体を使用する。しかし
、これはしばしば車両のスペース上の問題を生じるかま
たは事情によっては車両のロールステア効果を損ない、
車両が限界範囲においてもはや制御不可能であるかもし
くは重心が中心から移動した車両において与えられるよ
うなある程度の自己安定作用がもはや生じない。

〔発明の課題〕

そこで、本発明は、カーブ走行時特にカーブ境界範囲の
走行時の負荷変動状態が大幅に改善されるように、冒頭
に述べた種類の自動車の力伝達制御装置を改良すること
を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この課題は、差動装置が公知の如く、特にマイクロコン
ピュータを備えた制御装置によって制御されるアクチュ
エータを介して、運転パラメータおよびまたは走行パラ
メータに依存して、そのロック作用を連続的に制御可能
であり、内燃機関の出力（予定出力）が制御を行う運転
パラメータとして役立ち、制御装置が内燃機関から供給
可能な出力帯域の中間の範囲にある出力値までは、大き
なロック値に対応する第１の制′４Ｂ′！！にの値によ
ってアクチュエータを付勢し、そして前記出力値の上方
では、小さなロック値に対応する制御量の値によってア
クチュエータを付勢することによって解決される。本発
明を有利に構成するための他の特徴は請求項２〜８に記
載しである。

〔発明の効果〕

本発明の効果は第１に、カーブ走行時の負荷変動状態が
改善されること、およびロック可能な差動装置のための
従来の制御装置に対して付加的な信号を検出処理する必
要がないことにある。

ロック作用を連続的に制御することができる自動車のロ
ック式差動装置の使用は、例えば西独間特許第３４３７
４３５号公報、西独間特許第３４３７４３６号公報、西
独国特許出願公開第３６０８０５９号公報、および１９
８６年ＡＴＺ８Ｂ　、第６号、Ｈ，ＢｏｔｔおよびＢａ
ｎｔｌｅ著″Ｄｅｒ　Ｐｏｒｓｃｈｅ　Ｔｙｐ９５９−
Ｇｒｕｐｐｅ　Ｂ−ｅｉｎ　ｂｅｓｏｎｄｅｒｅｓ　Ａ
ｕｔｏｍｏｂｉｌ’第２部第３５３〜３５り真によって
知られており、かつこれらに詳しく記載されている。

負荷変動時にカーブにおいてこのような全輪駆動車両が
内側へ向くことは、ロック可能な横差動装置の持続的な
部分的制御（例えば２０％のロック作用）によって大幅
に改善されることが判った。この場合しかし、高速時の
差動装置の大きすぎる応力を回避するために、制御値は
、出力闇値の超過に依存して例えば全負荷の５０％のと
きに５％のロック作用に減少させることができる。これ
は内側へ向くことに対してマイナスの作用を生じない。

更に、低速時（わき寄せ可能性）およびエンジンの低出
力時の操縦性を改善するために、出力闇値の下方でもし
くは例えば２０ｋｍ／ｈの下方で、ロック作用を完全に
除去し、そして例えば２０ｋｍ／ｈと５０ｋｍ／ｈの間
の速度範囲で、２０％の大きな制御値までもしくは出力
に依存して決められた制御値まで高めると有利である。

〔実施例〕

以下、図に例示した本発明の詳細な説明する。

第１図において、１は自動車である。自動車の内燃機関
２は図示していないクラッチ−変速装置、軸３およびロ
ック作用を連続的に制御可能な差動装置４を介して、軸
７の車輪５．６を駆動する。差動装置はそのために、制
御量ｍｑに依存してアクチュエータ８によって操作され
る。

他の軸ＩＩの車輪９．１０は必ずしも駆動されない。図
示の駆動システムはほんの一例であり、公知の駆動シス
テムの普遍性に制約を与えるものではない。全輪駆動車
両の場合には一般的に、制御は主駆動軸に限定される。

アクチュエータ８用の制御ｉＬｍｑを準備供給するため
の制御装置１２（第２図参照）は、好ましくはマイクロ
コンピュータ技術によって構成され、例えば８０５１型
のインテル（Ｉｎｔｅｌ　）−マイクロコンピュータ（
１チツプマイクロコ〉′ピユータ）を備えている。この
コンピュータはその運転のために必要な外部のすべての
構成部品と、外部の付加的なＲＡＭ−要素および１２０
Ｍ−要素を備えている。′制御装置は、エンジン回転数
センサ１３（エンジン回転数ｎｍ）　、アクセルペダル
センサ１４（アクセルペダル位置ｐｈｉ）またはスロッ
トル弁角度センサ１５（スロットル弁角度ａｌｐｈａ　
）　、そしてターボ過給器を備えた内燃機関の場合には
更に過給圧センサ１６（過給圧ρｍ）と過給気温度セン
サ（吸気温度ＴＩ）および回転数センサ１８，１９から
信号を得る。この回転数センサは、駆動されない車輪９
と１０の回転数（左側前方の車輪の回転数ｖｆｌ　、右
側前方の回転数ｖｆｒ　）または速度（全輪駆動車両の
場合には、付加駆動軸の・車輪の回転数または地面上で
の真の車両速度）を発信する。他の制御量として、回転
数センサ２０，２１から車輪５．６の回転数（左側後方
の回転数ｖｒｌ　、右側後方の回転数ｖｒｒ　）　、お
よび／または操縦角度センサ２２から操縦角度ｔｈｅｔ
ａ　、および／または差動装置の圧力センサ２３から制
御圧力ｐｑが圧力制御のために検出され、制御装置１２
に供給される。制御装置１２はデータ導線２４を介して
、他の制御装置例えばアンチロックシステムの制御装置
に接続可能である。このアチロックシステムの制御装置
はセンサ１８〜２１の信号を受け、評価する。この信号
がデータ導線２４を経て制御装置１２に伝送されるので
、センサ１８〜２１は考慮されない。

第３図には、制御装置１２の機能、すなわち入力量に依
存する制御ｆｉｍｑの＊ｉがブロック線図で示しである
。特性グラフ２５を介して、エンジン回転数ｎｅｗと図
示していな゛いアクセルペダル位置ｐｈｉまたはスロッ
トル弁角度ａｌｐｈａから予定出力Ｐｓが決定される。

この予定出力は、ターボ過給器を備えた内燃機関の場合
には更に、図示していない過給圧ｐｍと吸気温度ＴＩに
依存する。特性曲線グラフ２６は第１の制御量１ｌｌｑ
’　を与える。第１の制御量ｍｑ　　に基づく特性曲線
グラフ２６からの特性曲線は比較器２７によって比較さ
れる。この比較器は予定出力Ｐｓを、内燃機関から供給
可能な出力帯域の中央範囲にある出力値Ｐｓｍ　、特に
最大出力Ｐｓｍａｘの５０％のときの出力値Ｐｓｍと比
較する。　ＰｓがＰｓｏ＋よりも小さいと、制御量１１
ｑ「　は大きなロック値（例えば２０％のロック作用）
を生じる第１の制御量ｍｑ’　ｈに一致する。ＰｓがＰ
ｓｍよりも大きいと、制御量ＩＩＩＱｌは小さなロック
値（例えば５％のロック作用）を生じる第２の制御量ｍ
ｑ’　ｎに一致する。

この特性曲線グラフ２６を介して、速度に依存する特性
を制御量ｍｑ＋に付加的に印加することができる。その
ために、駆動されない車輪５゜６の回転数ｖｆｌ　％　
ｖｆｒから平均値算出器２８を経て、車両の速度νｆが
決定される。少なくともＰｓがＰｓＩｌｌよりも小さい
ときには、０ｋＩＩＩ／ｈと速度ｖｆａ（２０ｋａ＋／
ｈに相当する）との間の第１の速度範囲では第１の制御
量が０にセットされ、それに続く第２の速度範囲（ｖｆ
ａ　と、例えば５０　ｋｍ　／ｈに相当するｖｆｂとの
間の速度範囲）では、出力に依存して予め定められた値
まで連続的に増大する。ＰｓがＰｓｍよりも大きい場合
には、事情によっては、速度に依存する特性を抑制し、
常に小さいロック値を出力してもよい。

しかし、差動装置ロック４の制御は、上述のアプリオリ
制御（内側へ向くことを防止するために部域で作用する
）に、駆動軸７の車輪５゜６の回転数差ｄｎｑのアポス
テリオリ調整（回転数の差が発生したときにこの差に反
作用する）が重合わせられるときに、一層有効とな乞。

これについては、前記の特許出願出願公報と特許公報に
既に詳しく記載されているので、これを表す第２の制御
値ｍｑｌの準備については簡単に説明する。

そのために、差算出器２９を介して、被駆動軸の車輪５
．６の速度νｒｌ、ｖｒｒから、回転数差ｄｎｑ　（一
定のファクターまで差動装置の出力軸の回転数差に一致
する）が決定される。この回転数の差ｄｎｑから、累乗
３０特に二乗（ｄｎｑ２）が算出される。この累乗とフ
ァクターにの積３１から、第２の制御値ｍ　ｑ　ｌｆが
生じる。この制御値は、アクチュエータ８を制御するた
めの最終的な制御量ｍｑを算出する最大値選択部３１に
おいて、第１の制御値萌１と比較され、大きな値を制御
量ｍｑのの両値ｔａ　ｑｊ　、　ｏｌ　ｑ　Ｉ＋に割当
てる。

ファクターには一定であってもよく、また特性グラフ３
３を介して、予定出力Ｐｓおよび／または車速ｖｆおよ
び／または平均値算出器３４を介して検出される駆動輪
の速度ｖｈおよび／または両速度の差３５によって決ま
る回転数差ｄｎｌおよび／または操縦角度ｔｈｅｔａか
ら検出される。

第４図には、プログラムによる制御の実施がフローチャ
ートで示しである。

プログラムは３６のところから出発し、そして初期設定
ステップ３７−　そのとき記憶装置とプログラムカウン
タが復帰する　−　の後で、３８のマークＡに達する。

そこから先ず、センサ１３，１４または１５．１８およ
び１９（事情によっては１６．１７）から供給される測
定値の検出３９が行われる。次のプログラムステップに
おいて、測定値処理４０が行われる。

すなわち、予定出力Ｐｓと速度ｖｆが量ｎｍ、ａｌｐｈ
ａ（またはｔｈｅｔａとｐｉ、Ｔｍ）およびｖｆｌ、ｖ
ｆｒから決定される。

質問４１では、予定出力Ｐｓが出力値Ｐｓｍよりも大き
いかどうかが決定される。もしそうであれば、第１の制
御値ｒａ　ｑ　Ｉが４２で低いロック値に相当する制御
量ｍｑ’　ｎとなり、４３のマークＢに進む。

質問４１が否定されると、次に４４でνｆが低い速度範
囲にあるかどうかが質問される。もしそうであれば、第
１の制御値ｍｑ　　が４５で０になり、そして４２のマ
ークＢに進む。

もしそうでなければ、次の質問４６に進む。

この質問は、νｒが第２の速度範囲の上にあるかどうか
検査される。第２の速度範囲の上にある場合には、第１
の制御値ｍ　ｑ　＋　が４７で高いロック値に相当する
制御ｆｆ１ｍｑ’ｎになり、４２のマークＢに進む。そ
うでない場合には、４日で第１の制御値が関係式ｍｑ’
　＝ｆ（シｆ−シｆａ）の弐に従って決定され、４３の
マークＢに飛ふ。

４３のマークＢから、４９の制御値ｍ　ｑ　ｌ　を出力
しながら３８のマークＡまで直接戻されるかまたは、ア
プリオリ制御にアボステリオリ調整が重合わされる場合
には、値ｖｒｌ、ｖｒｒの検出４９と、被駆動軸の車輪
の回転数差ｄｎｇ　＝ｆ（νｒｌ＋ｖｒｒ）を決定する
ためにこの値の処理５１が行われる。

例えば５２で回転数差ｄｎｇの二乗に相応して第２の制
御ｉ１ｍｑ”　＝ｆ（ｄｎｇ）を算出した後、第２の制
御量ｍｑτ１が第１の制御量ｍｑ（よりも大きいかどう
かの質問５３がなされる。もしそうであれば、制御量ｍ
ｑが第２の制御量、ｑＩ＋に一致することになる。もし
そうでなければ５５で第１の制御量と等しくなる。再分
岐線から、３８のマークＡへの戻りが、５６のアクチュ
エータ８へ制御値ｍｑを出力しながら行われる。３８の
マークＡから新しいプログラム過程が開始される。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車の駆動ユニットの概略図、第２図は入力
量と出力量を有する制御装置の原理回路図、第３図は制
御装置による制御方法のブロック線図、第４図はマイク
ロコンピュータで制御方法を実施するための制御プログ
ラムのフローチャートである。 １・・・自動車、　　２・・・内燃機関、　４・・・差
動装置、　８・・・アクチュエータ、１２・・・制御装
置、　Ｐｓｍ　　・・・出力値、ｍｑｌ　　・・・制御
量、　ｍｑｌ　ｈ・・・大きなロック値に対応する制御
量の値、　ｍｑ’　ｎ・・・小さなロック値に対応する
制御量の値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロック可能な差動装置を備えた自動車の少なくとも
   １本の軸への力の伝達を制御するための装置において、
   差動装置（４）が、特にマイクロコンピュータを備えた
   制御装置（１２）によって制御されるアクチュエータ（
   ８）を介して、運転パラメータおよびまたは走行パラメ
   ータに依存して、そのロック作用を連続的に制御可能で
   あり、内燃機関（２）の出力（Ｐｓ）が制御を行う運転
   パラメータとして役立ち、制御装置（１２）が内燃機関
   （２）から供給可能な出力帯域（０＜Ｐｓ≦Ｐｓｍａｘ
   ）の中間の範囲にある出力値（Ｐｓｍ）までは、大きな
   ロック値に対応する第１の制御量（ｍｑ′）の値（ｍｑ
   ′ｈ）によってアクチュエータ（８）を付勢し、そして
   前記出力値（Ｐｓｍ）の上方では、小さなロック値に対
   応する制御量（ｍｑ′）の値（ｍｑ′ｎ）によってアク
   チュエータ（８）を付勢することを特徴とする自動車の
   力伝達制御装置。 ２、走行パラメータの、制御を行う他のパラメータとし
   て、走行速度（ｖｆ）が付加され、第１の低い速度範囲
   （０≦ｖｆ≦ｖｆａ）においてロック作用が除去され、
   第２の高い速度範囲（ｖｆａ＜ｖｆ≦ｖｆｂ）において
   制御量（ｍｑ′）が０から始まって、速度（ｖｆ）が大
   きくなるにつれて、出力に依存する予め定められたロッ
   ク値に対応する制御量（ｍｑ′＝ｍｑ′ｎ、ｍｑ′＝ｍ
   ｑ′ｈ）まで高まることを特徴とする、請求項１記載の
   自動車の力伝達制御装置。 ３、制御量（ｍｑ′）に他の制御量（ｍｑ′）が重合わ
   され、この他の制御量が少なくとも、差動装置（４）の
   出力軸（７）の回転数差（ｄｎｇ）の関数に依存するこ
   とを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自動車
   の力伝達制御装置。 ４、他の制御量（ｍｑ″）が更に、出力（Ｐｓ）の関数
   およびまたは自動車の２本の軸の車輪の間の回転数差（
   ｄｎｌ）およびまたは操縦角度（ｔｈｅｔａ）に依存す
   ることを特徴とする、請求項３記載の自動車の力伝達制
   御装置。 ５、回転数差（ｄｎｇ）の関数が差動装置（４）の出力
   軸（７）の回転数差（ｄｎｇ）の累乗、特に二乗に一致
   することを特徴とする、請求項３または請求項４記載の
   自動車の力伝達制御装置。 ６、アクチュエータ（８）がその都度、両制御量（ｍｑ
   ′、ｍｑ″）の大きな値で制御されることを特徴とする
   、請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の自
   動車の力伝達制御装置。 ７、出力値（Ｐｓｍ）がロック作用の約５０％の範囲に
   あり、大きなロック値が２０％のロック作用であり、小
   さなロック値が５％のロック作用であることを特徴とす
   る、請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の
   自動車の力伝達制御装置。 ８、低い速度範囲が０ｋｍ／ｈと２０ｋｍ／ｈの間にあ
   り、高い速度範囲が２０ｋｍ／ｈと５０ｋｍ／ｈの間に
   あることを特徴とする、請求項１から請求項７までのい
   ずれか一つに記載の自動車の力伝達制御装置。