JP2887827B2 - 車両の左右輪の差動制限制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、左右輪の差動を少なく
とも操舵角に依存して制限する差動制限機構を備えた車
両の左右輪の差動制限制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋回中の車両の左右輪間に差動制限力を
与えると、旋回を妨げる方向に、即ち車両を直進状態に
戻そうとする方向に力が作用する。この作用を、この明
細書では差動制限によるアンチヨーモーメントと称する
ことにする。このアンチヨーモーメントは、加速時であ
っても減速時であっても、又左右輪どちらの車輪につい
てもタイヤ摩擦円の限界内であれば作用する。従って、
この作用を有効に利用することにより、ステアリングの
切り込み、切り戻しによる車両の挙動をより運転者の意
図に沿った方向に制御することが可能となる。

【０００３】従来、車両の旋回時に左右輪の差動を制限
・制御し、アンチヨーモーメントの作用を利用して操舵
に対する車両の応答性・収束性を向上させるようにした
技術として、以下のようなものが提案されている。

【０００４】例えば、特開平１−１０１２３６号公報に
おいては、操舵角（δ）が所定値以下の場合、又は操舵
角（δ）が所定値以上の場合に差動制限力を低下させる
技術が提案されている。

【０００５】又、特開昭６２−２４１７３２号公報に
は、車体の横加速度（Ｙg ）に基づいて旋回初期か旋回
後期かを判断し、旋回初期には差動制限力を減少して旋
回性を向上させ、旋回後期には差動制限力を増大して直
行への戻り性を助長する技術が提案されている。

【０００６】更には、特開平４−２４４４２９号公報に
は、ステアリングを切り増すときと切り戻すときとで場
合分けをし、ステアリングを切り増すときは、切り増し
量（dδ) が大きい程、又切り増し速度（ dδ／dt) が
高い程、差動制限力を小さくして小廻り旋回を可能に
し、切り戻すときは、切り戻し量（ dδ）が大きいとき
程、又切り戻し速度（ dδ／dt）が高いとき程差動制限
力を大きくして安定した大廻り旋回を可能にするという
技術が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の旋回時の差動制限制御は、 a）直進に近い状態からの
切り込み、 b）直進に近い状態からの切り戻し、 c）既
にステアリングがかなり切られている状態からの切り戻
し、あるいは d）更なる切り増し、 e）加速中における
操舵、 f）減速中における操舵等の種々の条件下におい
て適合する制御を実行しようとした場合、制御が複雑化
する上に、それでもその時の走行状態に最適な差動制限
力の指標を見出すのが至難であるという問題があった。

【０００８】例えば、上述した特開平４−２４４４２９
号に提案されている技術においても、切り増し量 dδ、
切り増し速度 dδ／dtの他、現実には更に車速Ｖ、アク
セル開度Ａ、あるいは求心加速度Ｙg 等をも考慮して差
動制限力を決定することとしており、実際にはかなり複
雑な制御が要求されるが、それにも拘らず必ずしも完全
な制御ができない恐れがある。

【０００９】この事情をすこし具体的に説明すると、特
開平４−２４４４２９号公報における技術においては、
操舵角δ自体、即ちステアリングが現時点でどの程度切
られているかについては考慮していない。しかしなが
ら、操舵角が零（直進状態）、操舵角が小（大廻り旋
回）、あるいは操舵角が大（小廻り旋回）等の各状態
は、実際には差動制限力の決定に大きく関与するべきで
ある。

【００１０】しかしながら、この操舵角δは、たとえ同
じ値であっても、それが切り戻されている時にとる値な
のか、あるいは切り増されている時にとる値なのかによ
って持つべき意味合いは全く異なってくる。そのため、
前記特開平４−２４４４２９号公報の技術においては、
あえて操舵角の絶対値を制御の指標とせず、代わりに求
心加速度Ｙg や更には車速Ｖ、アクセル開度Ａ等も考慮
するようにしたものと考えられる。

【００１１】しかしながら、現実には、これらを総合的
に考慮するのは容易ではなく、コンピュータの必要容量
が膨大となる上に、考慮するパラメータが多い分設計が
不適となる場合が発生する恐れもそれだけ高くなる。

【００１２】しかも、より現実的な問題として、切り込
み（切り増し）と切り戻しとでは車両に期待する動きが
全く逆になるため、判断するべき必須の要件となるが、
これをどのようにして判断するかも重要な問題である。
一般的には、操舵零（直進）を基準として一方の方向を
正、他の方向を負とし、正の領域においては操舵角δが
増大するときは切り増し、減少するときには切り戻しと
いうようにし場合分けする方法が考えられる。

【００１３】しかしながら、このようにして領域の正負
と操舵角δの増減状態から切り増し、切り戻しを判断す
る方法では、切り増しと切り戻しの切換えの際に差動制
限の指令値が不連続に激変するという問題がある。この
問題は例えばＳ字路等においてステアリング自体は一方
の側へ連続的に切られながら、車両が正の操舵領域から
負の操舵領域に移行するようなときに特に顕著となる。

【００１４】このように指令値の不連続性という問題に
ついても、従来は有効な解決手段は提案されていなかっ
た。

【００１５】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、考慮すべきパラメータが少な
く、しかも例えばステアリングの切り増しから切り戻し
への転換時等においても差動制限力の指令値に不連続な
激変が発生せず、（操舵に対する車両の応答性、収束性
制御に関し）いかなる旋回状態においても適切な差動制
限力を得ることのできる車両の左右輪の差動制限制御装
置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、左右輪の差動を少なくとも操舵角に依
存して制限する差動制限機構を備えた車両の左右輪の差
動制限制御装置において、前記操舵角δを、操舵角零を
基準として一方の方向を正にとり、他方の方向を負にと
って検出する手段と、検出された操舵角δから操舵角速
度 dδ／dtを演算する手段と、操舵角δと操舵角速度 d
δ／dtの各値を乗算する手段と、少なくとも乗算結果δ
＊ dδ／dtに依存して、該乗算結果δ＊ dδ／dtが小さ
いときは前記差動制限機構の差動制限力を増大し、乗算
結果δ＊ dδ／dtが大きいときは差動制限力を減少する
手段と、を備えたことにより上記課題を解決したもので
ある。

【００１７】なお、本発明は、更に車速をも考慮し、車
速が高いときは乗算結果δ＊ dδ／dtを差動制限力の増
減に反映させるときのゲインを増大し、車速が低いとき
は当該ゲインを減少するようにすると一層良好な効果が
得られる。

【００１８】

【作用】本発明においては、車両の旋回中の差動制限力
の最適値を得るために、いかなるパラメータを用いてこ
れをどのように反映させるべきかにつき抜本的に見直す
ことにより開発された。

【００１９】この結果、操舵角δを、操舵角零を基準と
して正、負まで考慮して検出し、この検出された操舵角
δから操舵角速度 dδ／dtを求め、これらの各値を乗算
し、該乗算結果δ＊ dδ／dtが小さいときは差動制限力
を増大し、逆に大きいときは差動制限力を減少するよう
にした。

【００２０】本発明においては、このように操舵角δ及
び操舵角速度 dδ／dtの積を求めるようにしたため、操
舵角δが正の場合であっても負の場合であっても、即ち
左右どちら側に操舵されている時であっても、δ＊ dδ
／dtが正のときには切り込み（切り増し）、負のときに
は切り戻しと判断することができる。

【００２１】又、ステアリングを切り込むときには切り
込むときの操舵角δが大きければ大きい程、又切り込む
操舵速度 dδ／dtが速ければ速い程差動制限力が減少さ
せられる。これにより、差動制限によるアンチヨーモー
メントが小さくなり、車両はより旋回し易くなる。即
ち、切り込むときの操舵角δが大きいとき程、又切り込
む操舵速度 dδ／dtが速いとき程車両がより旋回し易い
状態が形成されることになる。

【００２２】一方、切り戻し時においては、切り戻し時
の操舵角δが大きければ大きい程、又、切り戻す操舵速
度 dδ／dtが速ければ速い程差動制限力が増加させられ
る。これにより、差動制限によるアンチヨーモーメント
が大きくなり、車両を直進状態に戻り易くする。即ち、
切り戻すときの操舵角δが大きいとき程、又切り戻すと
きの操舵速度 dδ／dtが速いとき程より強力に車両を直
進状態に戻そうとする状態が形成されることになる。

【００２３】なお、この乗算結果δ＊ dδ／dtを差動制
限力の増減に反映させるときのゲインを、車速に依存さ
せるようにすると、一層きめ細かな制御を実現できる。
例えば、交差点等の右、左折後にステアリングを切り戻
しながら加速するような場合、乗算結果δ＊ dδ／dtに
対するゲインが大きいと場合によってはタイトコーナブ
レーキングが発生してしまう恐れがあるため、ゲインを
小さくし、一方高車速時においてはゲインを高めること
によって高速走行時の直進安定性あるいは走行レーンの
変更安定性を確保するというような制御が容易に実現で
きるようになる。

【００２４】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００２５】図２にこの実施例に係るシステムの概略を
示す。

【００２６】図において符号２、４が車両の左右輪、６
が差動装置（デファレンシャル装置）である。この差動
装置６の機能により、車両がコーナを曲がるとき等、左
右輪の回転に差が生じるべき状態になっても両輪を滑ら
すことなく、適切な回転数差をもって駆動することがで
きる。

【００２７】差動制限手段８は、この差動装置６に付設
され、具体的には左右輪のドライブシャフト２a 、４a
が相対回転不能となるようにこれらの部材を例えばデュ
ーティソレノイド８a によって駆動させる湿式の多板ク
ラッチ等によって連結可能としたものである。この差動
制限手段８の差動制限力は、差動制限制御手段１０によ
って制御される。差動制限制御手段１０には車速検出手
段１２からの車速Ｖ、操舵角検出手段１４からのステア
リングの操舵角δが入力され、これらの入力信号を元に
後述の制御フローに従って発生するべき差動制限力の指
令値を求め、それに対応するデューティ信号を差動制限
手段８のデューティソレノイド８a に送る。

【００２８】差動制限手段８では、このデューティ信号
を受けてデューティソレノイド８aが駆動され、この駆
動によって多板クラッチの油圧を調整することにより、
両ドライブシャフト２a 、４a の結合力、即ち差動制限
力を増減する。

【００２９】この差動制限に関するシステムのハード構
成自体については、既に種々の構成が公知であるため、
ここではシステムの概略を説明するのに止どめることに
する。

【００３０】次に、図３を用いて前記差動制限制御手段
１０によって実行される制御フローを示す。

【００３１】まずステップ１０２において、操舵角δが
検出される。又、ステップ１０４において車速Ｖが検出
される。

【００３２】ステップ１０６では操舵角δから操舵角速
度 dδ／dtが算出される。又、ステップ１０８ではδ＊
dδ／dtの値が算出される。

【００３３】ステップ１１０では（操舵に対する車両の
応答性・収束性を向上させるため）差動制限をするため
の指令値Ｔ1 の算出がδ＊ dδ／dtの値及びゲインＫ1
_* の関数f1としてマップから求められる。

【００３４】図４にδ＊ dδ／dtの値及びゲインＫ1 _*
と差動制限指令値Ｔ1 との関係を示す。図において横軸
がδ＊ dδ／dtの値、縦軸が差動制限指令値Ｔ1 にそれ
ぞれとられている。δ＊ dδ／dtは、切り戻しのときは
負、切り込みのときは正になる。図から明らかなよう
に、切り込みのときはゲインＫ1 _* として、Ｋ1 _P が設
定され、δ＊ dδ／dtが大きいとき程、即ち操舵角が大
きいとき程、又切り込み速度が速いとき程差動制限指令
値Ｔ1 が小さくなるように設定されている。なお、縦軸
の原点は、後述するＴ2 との関係で決定される。いずれ
にしても図の上方程Ｔ1 の値は大きくなる。

【００３５】一方、切り戻しのときはゲインＫ1 _* とし
て、Ｋ1 _M が設定され、δ＊ dδ／dtの値が小さいとき
程（δ＊ dδ／dtは切り戻し時は負の値であるため、｜
δ＊dδ／dt｜の値が大きいとき程）差動制限の指令値
Ｔ1 が大きくされ、大きいとき程、即ちδ＊ dδ／dtが
零に近付いていく程差動制限力の指令値Ｔ1 が小さくな
るように設定されている。これにより、切り戻すとき
は、切り戻すときの操舵角δが大きいとき程、又切り戻
すときの速度 dδ／dtが大きいとき程差動制限力が強め
られることになり、それだけ車両を直進状態に戻そうと
する力を強く得ることができる。

【００３６】この実施例では、操舵の切り込み、切り戻
しの判断にδ＊ dδ／dtの値（具体的にはその符号）を
利用するようにしたため、ステアリングを切り込みとき
と切り戻すときとで発生する差動制限力を全体として大
きく異ならせるようにしながら、発生される差動制限力
は切り込み→切り戻し、切り戻し→切り込みのいずれの
場合も必ず連続的となり、差動制限力が不連続に急変す
ることがない。即ち、例えばＳ字等において右旋回から
左旋回へステアリングが連続的に変化している場合は、
その途中において切り戻しから切り込みに変化する時点
が生ずる。しかしながら、このような場合でも、操舵角
δ＝０の時点を通過することからδ＊ dδ／dtは負の大
きな値から零に向かって大きくなり、その後符号を変え
て正の値が増加するような態様となる。従って、差動制
限指令値Ｔ1 は切り戻しから切り込みへの切換えに拘ら
ず、ステアリングが一定の方向に回転している限り減少
し続けることになる。このため、切り戻しの領域にある
うちはかなり強い差動制限によって直進状態により戻り
易く、又切り込みの領域に入った後は差動制限力が一層
低減されて切り込み易くなるという作用を極めて自然に
且つ滑らかに得ることができる。

【００３７】又、この状態から再び切り戻しにかかる場
合は、δ＊ dδ／dtが再び負の大きな値となるため、差
動制限指令値Ｔ1 も再び大きな値となり、その結果大き
な差動制限力により直進状態へ戻り易くなる力が作用す
る。この場合でも、δ＊ dδ／dtは dδ／dtが、必ず零
を経ながら連続的に変化することから、δ＊ dδ／dtは
ステアリングの動きに応じて速く大きく変化するとして
も決して不連続となることはなく、その変化は運転者の
意図するステアリングの動きの変化と完全に一致する。

【００３８】更に、この実施例の方法によれば、直進状
態からの切り込みよりも旋回状態からの更なる切り込み
時の方が差動制限力は減少され、又、より大きな操舵角
での旋回状態から直進状態に戻る場合には、より大きな
差動制限力が加わることになる。

【００３９】又、より速い操舵時には遅い操舵時よりも
差動制限力の増減の速度も速められる。このような傾向
は運転者がより旋回し易い挙動を望む走行状態と、より
直進状態に戻り易い挙動を望む走行状態とに完全に一致
する。

【００４０】従って、δ＊ dδ／dtの値を指標として差
動制限指令値Ｔ1 の指令値を求めることにより、いかな
るステアリング操作時においても適正な車両挙動を得る
ことができるようになる。

【００４１】ところで、図４における傾斜角Ｋ1 _* （Ｋ
1 _M ，Ｋ1 _P ）は、δ＊ dδ／dtの値を差動制限力に反
映させるときのゲイン、即ちδ＊ dδ／dtが所定量変わ
った時にそれに依存してどれだけ差動制限力を変更する
かを決定するゲインに相当している。このゲインＫ1 _*
を図５に示されるゲインＫ2 により、車速に応じて変更
し、即ちゲインＫ1 _* ＊Ｋ2 とし、車速が低いときはほ
とんど零に近い値とし、車速が高くなるに従ってゲイン
を高くするようにすると一層良好である。

【００４２】即ち、これにより低車速時にはδ＊ dδ／
dtに対するゲインが小さくなるため、例えば交差点等の
右・左折後に切り戻しながら加速するような場合であっ
ても、（差動制限力はあまり大きく設定されないため）
タイトコーナブレーキング現象が発生してしまうのを防
止できる。又、高車速時においては、もともとδ、ある
いは dδ／dtもあまり大きくはならないが、ゲインを大
きくしてδ＊ dδ／dtの値が小さくても差動制限力の増
減を大きくすることにより、走行レーンの変更やより安
定した高速直進性を得ることができる。

【００４３】図３の制御フローに戻って、ステップ１１
２では、差動制限指令値Ｔ2 の算出が車速Ｖの関数f2と
してマップから求められる。この差動制限指令値Ｔ2 は
いわゆる従来一般に行われてきた差動制限に関する指令
値であり、この実施例では例えば図６に示されるよう
な、車速Ｖに応じて増加するような指令値とされる。し
かしながら、ここでの指令値Ｔ2 は、例えば図７に示さ
れるような、操舵角δの絶対値に応じて減少するような
特性のものとしてもよい。無論、これらを組合せた特性
としてもよい。

【００４４】ステップ１１４では、最終差動制限指令値
ＴがＴ1 ＋Ｔ2 として求められる。これにより、いわゆ
る従来の差動制限指令値Ｔ2 に対して操舵の切り込み、
切り戻しに伴う車両挙動に関する制御値であるＴ1 が付
加され、全体としての差動制限指令値Ｔが決定されるこ
とになる。

【００４５】ステップ１１６では、指令値Ｔに対応した
デューティ信号が油圧指令値として出力される。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
操舵の切り込み、切り戻しをδ＊ dδ／dtという値を指
標にして捕らえ、これに応じて差動制限力を増減するよ
うにしたため、操舵に関して運転者の望んでいる車両挙
動と完全に一致する車両挙動を差動制限力の増減によっ
て（制御指令値に連続性をもたせた上で）補佐すること
ができるようになり、操舵に対する車両の応答性・収束
性を非常に滑らかに向上させることができるようになる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明が適用された差動制限制御装置のシステ
ムの概略を示すブロック図

【図３】上記実施例装置において実行される制御フロー
を示す流れ図

【図４】δ＊ dδ／dt及びゲインＫ1 _* （Ｋ1 _M 、Ｋ1
_P ）と差動制限指令値Ｔ1 との関係を示す線図

【図５】ゲインＫ2 を車速Ｖに依存させる様子を示した
線図

【図６】従来行われていた、差動制限指令値Ｔ2 を車速
Ｖに依存させる様子を示した線図

【図７】従来行われていた、差動制限指令値Ｔ2 を操舵
角δに依存させる様子を示した線図

【符号の説明】

δ…操舵角 dδ／dt…操舵角速度 ２…左輪 ４…右輪 ６…差動装置（デファレンシャル装置） ８…差動制限手段 １０…差動制限制御手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 23/04 B60K 17/34 - 17/358

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右輪の差動を少なくとも操舵角に依存し
   て制限する差動制限機構を備えた車両の左右輪の差動制
   限制御装置において、 前記操舵角δを、操舵角零を基準として一方の方向を正
   にとり、他方の方向を負にとって検出する手段と、 検出された操舵角δから操舵角速度 dδ／dtを演算する
   手段と、 操舵角δと操舵角速度 dδ／dtの各値を乗算する手段
   と、 少なくとも乗算結果δ＊ dδ／dtに依存して、該乗算結
   果δ＊ dδ／dtが小さいときは前記差動制限機構の差動
   制限力を増大し、乗算結果δ＊ dδ／dtが大きいときは
   差動制限力を減少する手段と、 を備えたことを特徴とする車両の左右輪の差動制限制御
   装置。
2. 【請求項２】請求項１において、更に車速を検出する手
   段を備え、前記乗算結果δ＊ dδ／dtを差動制限力の増
   減に反映させるときのゲインを車速に依存させ、車速が
   高いときは該ゲインを大きく車速が低いときは該ゲイン
   を小さく設定することを特徴とする車両の左右輪の差動
   制限制御装置。