CN101595007A - 车辆用差动限制装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用差动限制装置，其在车辆的起动时或行驶时，可以适当地抑制在向左右驱动轮施加差动限制转矩时产生车辆的偏转的情况。该装置包括：差动限制转矩计算单元(60)，其基于车辆的状态量来计算差动限制转矩(ΔT)；差动限制转矩上限保护值计算单元(62)，其基于预先设定的偏转容许偏航率和车辆的实际偏航率，来计算差动限制转矩上限保护值(ΔT)；上限保护处理单元(72)，其为了获得施加在左右驱动轮上的差动限制转矩(ΔT)，使用由差动限制转矩上限保护值计算单元(62)计算出的差动限制转矩上限保护值(ΔTL)，来限制由差动限制转矩计算单元(62)计算出的差动限制转矩(ΔT)，因此可获得与差动状态对应的最佳的差动限制转矩上限保护值(ΔTL)，所以可以施加与路面状况对应的差动限制转矩(ΔT)，可以适当地抑制车辆的偏转。

Description

车辆用差动限制装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用差动限制装置的控制装置，其将用于对由车辆的差动齿轮装置容许差动的左右驱动轮的差动进行限制的差动限制转矩向其左右驱动轮施加。
背景技术
在将由驱动源产生的驱动力向左右驱动轮分配并且容许这些左右驱动轮的差动的车辆的差动齿轮装置中，已知有将用于限制该差动作用的差动限制转矩向左右驱动轮施加的差动限制装置。例如专利文献1的车辆用差动限制装置就是这种装置。根据该差动限制装置，在一边利用差动齿轮装置容许左右驱动轮的差动，一边将由驱动源传递的驱动力向这些左右驱动轮分配时，基于这些左右驱动轮的旋转差或踏板开度来分别决定差动限制转矩，与车速等车辆状态对应地向左右驱动轮施加该差动限制转矩。如果如此操作，则能够抑制低μ路侧的驱动轮的空转，将驱动源的输出有效地向驱动轮传递，并获得较高的起动、加速响应性能。
专利文献1：日本特开平8-002277号公报
然而，当利用上述差动限制装置向左右驱动轮施加差动限制转矩时，基于在这些左右驱动轮中产生的转矩差而产生环绕车辆的重心的力矩，从而有可能使车辆过多地偏转。特别是，在属于左右驱动轮所接触的路面的摩擦系数μ相互不同的不同μ路或者交错路的车辆的起动行驶的情况下，由于左右驱动轮的轮胎摩擦圆(从轮胎的接地中心点沿面方向显示出极限摩擦力的大小的圆)不同，因此存在因基于上述差动限制转矩产生的左右驱动轮的转矩差而使车辆容易偏转的不良状况。
发明内容
本发明是以上述的事情作为背景而完成的，其目的在于，提供一种车辆用差动限制装置，其在车辆的起动时或行驶时，能够适当地抑制在向左右驱动轮施加差动限制转矩时产生车辆的偏转的情况。
用于达到该目的的技术方案1涉及的发明的主旨在于，(a)是一种车辆用差动限制装置的控制装置，该车辆用差动限制装置将用于限制由车辆的差动齿轮装置容许的左右驱动轮的差动作用的差动限制转矩向该左右驱动轮施加，该控制装置的特征在于，包括：(b)差动限制转矩计算单元，其基于车辆的状态量来计算上述差动限制转矩；(c)差动限制转矩上限保护值计算单元，其基于预先设定的偏转容许偏航率和车辆的实际偏航率来计算差动限制转矩上限保护值；(d)上限保护处理单元，其为了获得上述对左右驱动轮施加的差动限制转矩，使用由该差动限制转矩上限保护值计算单元计算出的差动限制转矩上限保护值来限制由上述差动限制转矩计算单元计算出的差动限制转矩。
另外，技术方案2涉及的发明在技术方案1涉及的发明的基础上，具有如下特征，即：上述差动限制转矩上限保护值计算单元以使上述车辆的实际偏航率与上述预先设定的偏转容许偏航率之间的差变小的方式来计算上述差动限制转矩上限保护值。
另外，技术方案3涉及的发明在技术方案2涉及的发明的基础上，具有如下特征，即：上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率低于上述偏转容许偏航率的情况下，增加上述差动限制转矩上限保护值。
另外，技术方案4涉及的发明在技术方案2或3涉及的发明的基础上，具有如下特征，即：上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率高于上述偏转容许偏航率的情况下，减少上述差动限制转矩上限保护值。
另外，技术方案5涉及的发明在技术方案2至4中任意一项涉及的发明的基础上，具有如下特征，即：上述差动限制转矩上限保护值计算单元与上述车辆的转向角对应地改变上述偏转容许偏航率。
另外，技术方案6涉及的发明在技术方案2至5中任意一项涉及的发明的基础上，具有如下特征，即：上述差动限制转矩上限保护值计算单元在求解以向上述车辆输入的输入力矩和该车辆的转向角作为输入且以计算偏航率作为输出的车辆的运动方程式而得到的数学式模型中，由观测器赋予基于实际的偏航率和上述计算偏航率之间的偏差的状态量的推定值而得到反模型，使用该反模型来计算为了实现作为上述计算偏航率的上述变更容许偏航率而所需的力矩，并基于该所需的力矩将为了产生该所需的力矩而所需的上述左右驱动轮的转矩差作为上述差动限制转矩上限保护值来计算。
另外，技术方案7涉及的发明在技术方案1至6中任意一项涉及的发明的基础上，具有如下特征，即包括：(a)滑动倾向判定单元，其对向上述左右驱动轮施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向的情形进行判定；(b)滑动抑制单元，其在由该滑动倾向判定单元判定为施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向时，将对上述左右驱动轮施加的差动限制转矩设为为了抑制上述滑动倾向而预先设定的最小差动限制转矩。
根据技术方案1涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于(a)是一种车辆用差动限制装置的控制装置，该车辆用差动限制装置将用于限制由车辆的差动齿轮装置容许的左右驱动轮的差动作用的差动限制转矩向该左右驱动轮施加，该控制装置的特征在于，包括：(b)差动限制转矩计算单元，其基于车辆的状态量来计算上述差动限制转矩；(c)差动限制转矩上限保护值计算单元，其基于预先设定的偏转容许偏航率和车辆的实际偏航率来计算差动限制转矩上限保护值；(d)上限保护处理单元，其为了获得上述对左右驱动轮施加的差动限制转矩，使用由该差动限制转矩上限保护值计算单元计算出的差动限制转矩上限保护值来限制由上述差动限制转矩计算单元计算出的差动限制转矩，因此，可获得与差动状态对应的最佳的差动限制转矩上限保护值，所以可以施加与路面状况对应的差动限制转矩，适当地抑制车辆的偏转。
另外，根据技术方案2涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元以使上述车辆的实际偏航率与上述预先设定的偏转容许偏航率之间的差变小的方式计算上述差动限制转矩上限保护值，因此可以按照抑制车辆的偏转且获得驱动力的方式，以所需且充分合适的值来计算出差动限制转矩上限保护值。
另外，根据技术方案3涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率低于上述偏转容许偏航率的情况下，增加上述差动限制转矩上限保护值，因此可以缓和对左右驱动轮施加的差动限制转矩的限制，从而使车辆的实际的偏航率接近于偏转容许偏航率，无论路面状态如何，都可以实现不产生偏转的行驶。
另外，根据技术方案4涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率高于上述偏转容许偏航率的情况下，减少上述差动限制转矩上限保护值，因此对左右驱动轮施加的差动限制转矩的限制得到强化，从而可以防止车辆的实际的偏航率超过偏转容许偏航率，无论路面状态如何，都可以实现不产生偏转的行驶。
另外，根据技术方案5涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元与上述车辆的转向角对应地改变上述偏转容许偏航率，因此与差动限制转矩上限保护值被设定为一定值的情况相比，可以与车辆的转向角，也就是转弯程度对应地设定为所需且充分合适的值，使搭乘者感觉不到车辆的偏转。
另外，根据技术方案6涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元在求解以向上述车辆输入的输入力矩和该车辆的转向角作为输入且以计算偏航率作为输出的车辆的运动方程式而得到的数学式模型中，由观测器赋予基于实际的偏航率和上述计算偏航率之间的偏差的状态量的推定值而得到反模型，使用该反模型来计算为了实现作为上述计算偏航率的上述变更容许偏航率而所需的力矩，并基于该所需的力矩将为了产生该所需的力矩而所需的上述左右驱动轮的转矩差作为上述差动限制转矩上限保护值来计算，因此可以逐次地以基于实际的偏航率和上述计算偏航率之间的偏差的状态量来修正反模型，从而可获得与由路面状况造成的车辆行驶状态对应的最佳的差动限制转矩上限保护值，例如能够兼顾车辆起动时的牵引和车辆的偏转防止这两方面。
另外，根据技术方案7涉及的发明的车辆用差动限制装置的控制装置，由于包括：(a)滑动倾向判定单元，其对上述左右驱动轮施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向的情形进行判定；(b)滑动抑制单元，其在由该滑动倾向判定单元判定为施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向时，将对上述左右驱动轮施加的差动限制转矩设为为了抑制上述滑动倾向而预先设定的最小差动限制转矩，因此，在因差动限制转矩的施加而产生滑动倾向反而导致相反效果的情况下，可以将该差动限制转矩设为预先设定的最小差动限制转矩，从而限制其滑动倾向。
附图说明
图1是说明本发明的差动限制装置的控制装置所适用的车辆的驱动力传递装置的构成的图。
图2是说明包含作为本发明的一个实施例即差动限制装置的后轮用差动齿轮装置的构成的主要结构图。
图3是说明图1的电子控制装置的控制功能的要部的功能块线图。
图4是说明图3的差动限制转矩上限值计算单元的构成例的图。
图5是说明构成图4的车辆力矩计算单元的车辆模型的图。
图6是说明在以左驱动轮接触低μ路面而右驱动轮接触高μ路面的状态起动行驶的状态下，对左右驱动轮施加差动限制转矩时在车辆中产生的力矩的图。
图7是在以左驱动轮接触低μ路面而右驱动轮接触高μ路面的状态起动行驶的状态下，对左右驱动轮施加差动限制转矩的情况，是表示实际偏航率在偏转容许偏航率以下的情况的图。
图8是在以左驱动轮接触低μ路面而右驱动轮接触高μ路面的状态起动行驶的状态下，对左右驱动轮施加差动限制转矩的情况，是表示实际偏航率在偏转容许偏航率以上的情况的图。
图9是说明图1的电子控制装置的控制动作的要部的流程图。
其中附图标记说明如下，
26：后轮用差动齿轮装置(差动齿轮装置)，30l、30r：后轮(驱动轮)，36：电子控制装置(控制装置)，60：差动限制转矩计算单元，62：差动限制转矩上限保护值计算单元，64：车辆力矩计算单元，66：上限保护值计算单元，72：上限保护处理单元，76：滑动倾向判定单元，78：滑动抑制单元，C1：第一离合器(差动限制装置)，C2：第二离合器(差动限制装置)。
具体实施方式
下面，在参照附图的同时，对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
图1是说明具有本发明被恰当适用的驱动力传递装置10的前后轮驱动车辆的构成的主要结构图。该图1中，利用作为驱动力源的发动机12产生的驱动力(驱动转矩)经由自动变速器14、前轮用差动齿轮装置16、及左右一对前轮车轴18l、18r向左右一对前轮20l、20r传递，另一方面，经由中央差动齿轮装置(中央差速器)22、作为驱动力传递轴的传动轴24、后轮用差动齿轮装置26、及左右一对后轮车轴28l、28r，向左右一对后轮30l、30r传递。这里，如图1所示，本实施例的驱动力传递装置10中，将利用上述后轮用差动齿轮装置26对驱动力的分配中的作为驱动轮的后轮30的旋转轴与上述传动轴24的旋转轴相互正交地被配置。
在上述驱动力传递装置10中设置有：控制为了控制后轮用差动齿轮装置26而供给的油压等的油压回路34；控制经由设于该油压回路34中的未图示的电磁控制阀等而从该油压回路34向后轮用差动齿轮装置26内供给的油压等的电子控制装置36。
上述发动机12例如是利用向进气管内或气缸内供给或喷射的燃料的燃烧来产生驱动力的汽油发动机或柴油发动机等内燃机。另外，上述自动变速器14例如是将从上述发动机12输入的旋转以规定的变速比γ减速或增速而输出的有级式的自动变速器(automatic transmission)，能够选择性地实现前进变速档、后退变速档及空档中的某个，而完成与各个变速比γ对应的速度变换。而且，该自动变速器14的输入轴借助未图示的变矩器等与上述发动机12的输出轴连结。
上述电子控制装置36包含如下的所谓微机，该微机包含CPU、ROM、RAM及输入输出接口等而构成，且在利用RAM的临时存储功能的同时依照预先存储在ROM中的程序执行信号处理，该电子控制装置36例如通过控制向设于上述油压回路34中的电磁控制阀供给的电流的指令值而控制向设于后轮用差动齿轮装置26中的后述的离合器C1及C2供给的其油压，由此来执行后述的左右轮转矩差控制或差动限制控制等。另外，在上述动力传递装置10中设置有：检测与车速对应的上述后轮30的实际的转速的车轮速度传感器；检测上述自动变速器14的变速档的档位传感器；检测作为油门踏板的操作量的油门开度θACC的油门踏板传感器；检测设于上述发动机12的进排气管内的未图示的节气门阀的实际的开度的节气门传感器；检测其发动机12的实际的转速的发动机转速传感器；分别检测左右前轮20l、20r、左右后轮30l、30r的实际的转速的车轮转速传感器；检测方向盘的转向角θSW的转向角传感器；检测前后G的前后G传感器等，从各个传感器向上述电子控制装置36供给表示车速的信号、表示档位的信号、表示节气门开度的信号、表示发动机转速的信号、表示各车轮的转速的信号、表示方向盘的转向角θSW的信号、及表示前后加速度的信号等。
图2是说明后轮用差动齿轮装置26的构成的主要结构图。如图2所示，向后轮用差动齿轮装置26中，经由锥齿轮38及与该锥齿轮38啮合的锥齿轮40输入驱动力，其中，该锥齿轮38与由发动机12借助中央差动齿轮装置22旋转驱动的传动轴24的端部连接，从而也作为将该驱动力向左右后轮30l、30r分配的驱动力分配装置发挥作用。该后轮用差动齿轮装置26具备：用于将驱动力向上述左右后轮30l、30r分配的差动装置主体42；与该差动装置主体42相邻地与后轮车轴28l、28r同轴地配置的行星齿轮式的变速装置44；选择性地实现该变速装置44的动力传递的切换制动器B；将该变速装置44的输出向一对后轮车轴28l、28r选择性地传递的第一离合器C1及第二离合器C2。
差动装置主体42是具备齿圈R1、相互啮合的多对小齿轮P1及P2、能够自转及公转地支承这些小齿轮P1及P2的齿轮架CA1、以及借助上述多对小齿轮P1及P2与齿圈R1啮合的太阳齿轮S1的双齿轮型的行星齿轮装置，其传动比ρ(＝太阳齿轮S1的齿数/齿圈R1的齿数)例如被设定为0.5左右。上述齿圈R1在差动装置42的机壳46内与该机壳46一体地被设置，传动轴24的旋转被锥齿轮38及40减速而传递。齿轮架CA1经由左后轮车轴28l与左后轮30l连接。太阳齿轮S1借助右后轮车轴28r与右后轮30r连结。
变速装置44由具备太阳齿轮S2、小齿轮P3、能够自转及公转地支承该小齿轮P3的齿轮架CA2、以及借助上述小齿轮P3与太阳齿轮S2啮合的齿圈R2的单齿轮型的行星齿轮装置构成。上述太阳齿轮S2与机壳46一体地连结，且作为变速装置44的输入构件来发挥作用。上述齿轮架CA2借助切换制动器B与非旋转构件45选择性地连结。上述齿圈R2作为变速装置44的输出构件来发挥作用，且借助第一离合器C1与差动装置主体42的齿轮架CA1及左后轮车轴28l选择性地滑动卡合，并且借助第二离合器C2与差动装置主体42的太阳齿轮S1及右后轮车轴28r选择性地滑动卡合。而且，切换制动器B、第一离合器C1及第二离合器C2是可分别滑动卡合的多片式的摩擦卡合装置，且通过利用电子控制装置36来切换油压回路34的控制阀而卡合或脱离，并且根据需要控制滑动卡合时的传递转矩容量。
在如上所述地构成的后轮用差动齿轮装置26中，在切换制动器B、第一离合器C1及第二离合器C2都被设为脱离状态的非控制时，由于变速装置44成为空转状态，因此仅差动装置主体42发挥作用，在容许左右后轮30l、30r的差动的同时，向左右后轮30l、30r均等地分配驱动力。这样，在直线行驶时，差动装置主体42一体地旋转，而形成左右后轮30l、30r的转速几乎相同的旋转。此时，不进行转矩移动及差动限制，后轮用差动齿轮装置26作为通常的开式差速器来发挥作用。
当在起动行驶时切换制动器B被脱离时，变速装置44的齿轮架CA2被脱离，在太阳齿轮S2与齿圈R2之间的动力传递被阻断的状态下，当第一离合器C1及第二离合器C2完全卡合时，后轮用差动齿轮装置26作为防滑差速器来发挥作用，左右后轮30l、30r变为相同的旋转及相同的驱动力，而当进行第一离合器C1及第二离合器C2的部分卡合时，由于右侧的后轮车轴28r及右后轮30r与左侧的后轮车轴28l及左后轮30l之间的差动旋转受到约束，因此会对左右后轮30l、30r施加与该第一离合器C1及第二离合器C2的卡合容量对应的差动限制转矩ΔT，而进行左右后轮30l、30r的差动限制控制。在该差动限制控制中，上述第一离合器C1及第二离合器C2作为差动限制离合器或差动限制装置来发挥作用。另外，该差动限制控制如后所述，也用于在属于左右后轮30l、30r所接触的路面的摩擦系数μ相互不同的不同μ路或交错路的车辆的起动行驶时，防止车辆的偏转。
另外，当在转弯行驶中切换制动器B被卡合时，变速装置44的齿轮架CA2被锁住，齿圈R2相对于输入旋转(太阳齿轮S2的旋转)反转地被减速而输出。该状态下，当第一离合器C1被滑动卡合时，齿圈R2的输出向齿轮架CA1、左侧的后轮车轴28l及左后轮30l传递，左后轮30l的驱动力被减少，右后轮30r的驱动力被相对地增大。同时，由于左后轮30l的转速因滑动卡合而减小，因此可利用差动装置主体42使右后轮30r增速。该驱动力控制例如是在左转弯中等情况下抑制不足转向时，或者在右转弯中抑制过多转向时执行的。相反，当第二离合器C2被滑动卡合时，齿圈R2的输出即向右侧的后轮车轴28r及右后轮30r传递，右后轮30r的驱动力被减少，左后轮30l的驱动力被相对地增大。同时，由于右后轮30r的转速因滑动卡合而减小，因此可利用差动装置主体42使左后轮30l增速。该控制例如是在右转弯中等情况下抑制不足转向时，或者在左转弯中抑制过多转向时执行的。
图3是说明电子控制装置36的控制功能的要部的功能块线图。图3中，差动限制转矩计算单元60根据预先设定的关系，基于左后轮30l及右后轮30r的转速差(驱动轮车速差)ΔVRD、油门开度θACC等车辆的状态量，来计算上述差动限制转矩ΔT。例如，根据预先存储的关系(ΔTV＝C×ΔVRD)，基于实际的转速差ΔVRW来计算来源于转速差的差动限制转矩ΔTV，并且根据预先存储的关系(ΔTA＝K×θACC·ΔVRD)，基于实际的转速差ΔVRW来计算来源于油门开度的差动限制转矩ΔTA。上述常数C既可以是一定值，也可以是成为随着车速的增加而变小的值的车速V的函数。另外，上述常数K既可以是一定值，也可以是横G(横向加速度)越大则为越大的值的横G的函数。此外，上述差动限制转矩计算单元60在处于高于规定值的高车速的情况下，将上述来源于油门开度的差动限制转矩ΔTA作为上述差动限制转矩ΔT来决定，在处于低于规定值的低车速时，在ΔTA＞ΔTV的情况下，则推定为交错路，并将差动限制转矩ΔTA作为上述差动限制转矩ΔT来决定，相反在ΔTV＞ΔTA的情况下，则推定为不同μ路或交错起动路，并将差动限制转矩ΔTV作为上述差动限制转矩ΔT来决定。
差动限制转矩上限保护值计算单元62根据预先存储的关系，基于实际的车辆的偏航率YR、预先设定的偏转容许偏航率YRA、以及方向盘的转向角θSW，来计算差动限制转矩上限保护值ΔTL。即，差动限制转矩上限保护值计算单元62对车辆的实际偏航率YR和偏转容许偏航率YRA进行比较，并以使这些车辆的实际偏航率YR与预先设定的偏转容许偏航率YRA的差变小的方式，计算差动限制转矩上限保护值ΔTL，并输出对于车辆状态(路面状况)来说最佳的差动限制转矩上限保护值ΔTL。上述差动限制转矩上限保护值计算单元62在实际的车辆的偏航率YR低于预先设定的偏转容许偏航率YRA的情况下，增加差动限制转矩上限保护值ΔTL，而在实际的车辆的偏航率YR高于预先设定的偏转容许偏航率YRA的情况下，减少差动限制转矩上限保护值ΔTL。上述预先存储的关系被如此设定。上述车辆的偏航率YR是绕着穿过车辆重心的垂直线PL的旋转角(偏航角)的变化速度。另外，上述偏转容许偏航率YRA是搭乘者感觉不到车辆的偏转的预先利用实验求得的最大的偏航率YR，既可以是一定值，也可以是与转向角θSW的增加对应地变化(减少)的转向角θSW的函数。
上述差动限制转矩上限保护值计算单元62，例如如图4所示，具备：车辆力矩计算单元64，其根据预先设定的关系，也就是根据车辆模型(微分方程式)FM，并基于实际的车辆的偏航率YR、偏转容许偏航率YRA、及方向盘的转向角θSW，计算绕着穿过车辆重心的垂直线PL的车辆力矩M；上限保护值计算单元66，其基于其车辆力矩M来计算上述上限保护值ΔTL。
图5是说明在上述车辆力矩计算单元64中所用的车辆模型FM的图。图5中，在向实际的车辆68输入转向角θSW及车辆力矩M时产生实际偏航率YR的系统中，在利用由车辆的运动方程式解出的数学式模型(微分方程式)70并基于上述转向角θSW及车辆的实际力矩M来计算计算偏航率YRe时，观测器72基于被定义为这些实际偏航率YR与计算偏航率YRe之间的偏差(YR-YRe)的目标偏航率YRm(＝YR-YRe)，将在该目标偏航率YRm上追加规定的增益G的值作为状态量的推定值来提供给上述模型70。该模型70中，基于上述状态量的推定值来对系数等进行修正并逐次更新，以使上述目标偏航率YRm变小。通过将由图5的点划线表示的这些模型70及观测器72的反模型作为上述车辆模型FM来使用，并且将上述计算偏航率YRe置换为偏转容许偏航率YRA，而能够计算为了实现偏转容许偏航率YRA而必需的车辆力矩M。
返回到图4，上限保护值计算单元66基于为了实现如上所述地计算出的偏转容许偏航率YRA而所需的车辆力矩M，来计算为了产生该车辆力矩M而所需的上述左右后轮30l及30r的转矩差即差动限制转矩，将该差动限制转矩作为差动限制转矩上限保护值ΔTL计算。
返回到图3，上限保护处理单元72为了获得对左右后轮30l及30r施加的差动限制转矩ΔT，而使用利用差动限制转矩上限保护值计算单元62计算出的差动限制转矩上限保护值ΔTL，来限制利用上述差动限制转矩计算单元60计算出的差动限制转矩ΔT。即，在差动限制转矩ΔT未超过差动限制转矩上限保护值ΔTL的情况下没有限制，然而在超过差动限制转矩上限保护值ΔTL的情况下，则设为该差动限制转矩上限保护值ΔTL。差动限制转矩输出单元74将经由上述上限保护处理单元72而被供给的差动限制转矩ΔT向油压回路34输出。
另外，滑动倾向判定单元76当从上述差动限制转矩输出单元74向左右后轮30l及30r施加上述差动限制转矩ΔT时，基于左右后轮30l及30r中的处于转弯行驶内侧的车轮转速是否高于处于外侧的车轮转速，或者基于差动限制转矩ΔT与差动限制转矩上限保护值ΔTL是否为相同符号，来判定是否反而在这些后轮30l及30r中产生滑动。如果在左右后轮30l及30r中处于转弯行驶内侧的车轮转速高于处于外侧的车轮转速时被施加差动限制转矩ΔT，则会从转速高的内侧驱动轮向与之相比转速相对低的外侧驱动轮进行转矩移动，反而会助长滑动倾向。滑动抑制单元78，在利用上述滑动倾向判定单元76判定当施加差动限制转矩ΔT时左右后轮30l及30r产生滑动倾向时，将上限保护处理单元74中所用的差动限制转矩上限保护值ΔTL设定为最小差动限制转矩ΔT1，并尽可能地减小从差动限制转矩输出单元74向左右后轮30l及30r施加的差动限制转矩ΔT，抑制左右驱动轮的滑动倾向。该最小差动限制转矩ΔT1被设定为零或接近零的值。
图6、图7、图8是例如在左右后轮30l及30r分别与低μ路面及高μ路面接触的状态下起动或行驶的车辆的不同μ路起动或加速行驶中，说明上述差动限制转矩控制与车辆的举动之间的关系的图。图6表示在左后轮30l的转速VRL大于右后轮30r的转速VRR的高旋转(VRL＞VRR)时基于绕着穿过车辆重心的垂直线PL产生的车辆力矩M的偏转方向H。此时，如图7所示，由于在偏转容许偏航率YRA处于实际偏航率YR以上时(YRA＞YR)时，是搭乘者未感觉到车辆的偏转的状态，因此利用上述差动限制转矩上限保护值计算单元62计算出的差动限制转矩上限保护值ΔTL高于利用上述差动限制转矩计算单元60计算出的差动限制转矩ΔT(ΔT＞ΔTL)，所以该差动限制转矩ΔT不受由保护处理单元72的限制的情况下被施加在左右后轮30l及30r上。其结果，从转速相对高的左后轮30l向转速相对低的右后轮30r产生转矩移动，左后轮30l的旋转受到抑制，车辆的驱动力或起动加速性得到确保。虽然在该情况下也会产生车辆力矩M，但由于是搭乘者感觉不到车辆的偏转的状态，因此在图7中并未表示。
但是，如图8所示，由于在偏转容许偏航率YRA处于实际偏航率YR以下时(YRA≤YR)，是搭乘者感觉到车辆的偏转的状态，因此利用上述差动限制转矩上限保护值计算单元62计算出的差动限制转矩上限保护值ΔTL处于利用上述差动限制转矩计算单元60计算出的差动限制转矩ΔT以下(ΔTL≤ΔT)，所以该差动限制转矩ΔT在受到保护处理单元72的限制后施加在左右后轮30l及30r上。其结果，通过限制从转速相对高的左后轮30l向转速相对低的右后轮30r的转矩移动，而在不使搭乘者感觉到车辆的偏转的范围内确保车辆的驱动力。
而且，存在如下情况，即例如在左转弯行驶中后轮30l被设为转速高的转弯内侧轮，后轮30r被设为转速低的转弯外侧轮时，通过如图7或图8所示地将利用差动限制转矩计算单元60计算出的差动限制转矩ΔT施加在左右后轮30l及30r上而产生从左后轮30l向右后轮30r的转矩移动，就会导致逐渐地助长滑动倾向。这种情况下，通过利用滑动抑制单元78将施加在左右后轮30l及30r上的差动限制转矩ΔT1设定为零或接近零的值，而避免上述滑动倾向的进行。
图9是说明电子控制装置36的控制动作的要部的流程图。图9中，在与上述差动限制转矩计算单元60对应的步骤(以下简称为S)S1中，根据预先设定的关系(ΔTV＝C×ΔVRD、ΔTA＝K×θACC·ΔVRD)，并基于左后轮30l及左后轮30r的转速差(驱动轮车速差)ΔVRD、油门开度θACC等车辆的状态量，来计算来源于转速差的差动限制转矩ΔTV或来源于油门开度的差动限制转矩ΔTA。然后，在与上述差动限制转矩上限保护值计算单元62对应的S2中，偏转容许偏航率YRA是搭乘者感觉不到车辆的偏转的预先通过实验求得的最大的偏航率YR，其既可以是一定值，也可以根据偏转容许偏航率YRA对应于转向角θSW而变化(增加)的预先存储的关系并基于实际的转向角θSW来决定偏转容许偏航率YRA。另外，在该S2中，根据如下预先设定的关系，即：在实际的车辆的偏航率YR低于预先设定的偏转容许偏航率YRA的情况下，增加差动限制转矩上限保护值ΔTL，而在实际的车辆的偏航率YR高于预先设定的偏转容许偏航率YRA的情况下，减少差动限制转矩上限保护值ΔTL，并且基于实际的车辆的偏航率YR、预先设定的偏转容许偏航率YRA、及方向盘的转向角θSW来计算差动限制转矩上限保护值ΔTL。
然后，在与上述滑动倾向判定单元76对应的S3中，基于差动限制转矩ΔT与差动限制转矩上限保护值ΔTL是否为相同符号，也就是基于差动限制转矩ΔT与差动限制转矩上限保护值ΔTL的乘积值是否为正的值(ΔT×ΔTL＞0)，来判断是否是因差动限制转矩ΔT的施加而助长滑动倾向的状态。在该S3的判断被肯定的情况下，在与上述滑动抑制单元78对应的S4中，将差动限制转矩上限保护值ΔTL设定为最小差动限制转矩ΔT1并使施加在左右后轮30l及30r上的差动限制转矩ΔT尽可能地小，而抑制左右驱动轮的滑动倾向。
但是，在上述S3的判断被否定的情况下，在S5中，判断差动限制转矩上限保护值的绝对值|ΔTL|是否为差动限制转矩的绝对值|ΔT|以下。在该S5的判断被否定的情况下，由于不需要上限保护处理，因此可以避免S6的执行，而在S5的判断被肯定的情况下，在与保护处理单元72对应的S6中，为了使差动限制转矩ΔT不超过差动限制转矩上限保护值ΔTL而将其设为该差动限制转矩上限保护值ΔTL。此后，在与差动限制转矩输出单元74对应的S7中，输出经过上述S6的上限保护处理后的差动限制转矩ΔT。
如上所述，根据本实施例的差动限制装置的控制装置，其包括：差动限制转矩计算单元60，其基于车辆的状态量来计算差动限制转矩ΔT；差动限制转矩上限保护值计算单元62，其基于预先设定的偏转容许偏航率和车辆的实际偏航率，来计算差动限制转矩上限保护值ΔT；上限保护处理单元72，其为了获得施加在左右驱动轮上的差动限制转矩ΔT，使用由差动限制转矩上限保护值计算单元62计算出的差动限制转矩上限保护值ΔTL，来限制由差动限制转矩计算单元62计算出的差动限制转矩ΔT，因此可获得与差动状态对应的最佳的差动限制转矩上限保护值ΔTL，所以可以施加与路面状况对应的差动限制转矩ΔT，可以适当地控制车辆的偏转。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元62按照车辆的实际偏航率YR与预先设定的偏转容许偏航率YRA的差变小的方式来计算出差动限制转矩上限保护值ΔTL，因此可以按照抑制车辆的偏转且获得驱动力的方式，以合适的值计算出差动限制转矩上限保护值ΔTL。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元62在车辆的实际偏航率YR低于偏转容许偏航率YRA的情况下，增加差动限制转矩上限保护值ΔTL，因此可以缓和对左右驱动轮施加的差动限制转矩ΔT的限制，从而使车辆的实际的偏航率YR接近于偏转容许偏航率YRA，无论路面状态如何，都可以实现不产生偏转的行驶。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元62在车辆的实际偏航率YR高于偏转容许偏航率YRA的情况下，减少差动限制转矩上限保护值ΔTL，因此对左右驱动轮施加的差动限制转矩ΔT的限制得到强化，从而可防止车辆的实际的偏航率YR超过偏转容许偏航率YRA的情况，无论路面状态如何，都可以实现不产生偏转的行驶。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元62与车辆的转向角对应地改变偏转容许偏航率YRA，因此与差动限制转矩上限保护值ΔTL被设定为一定值的情况相比，可以与车辆的转向角θSW，也就是转弯程度对应地将ΔTL设定为所需且充分合适的值，以使搭乘者感觉不到车辆的偏转。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，由于上述差动限制转矩上限保护值计算单元62在求解以向车辆输入的输入力矩和车辆的转向角作为输入且以计算偏航率YRe作为输出的车辆的运动方程式而得到的数学式模型中，由观测器72提供基于实际的偏航率YR和计算偏航率YRe之间的偏差(YR-YRe)的状态量的推定值而得到反模型FM，使用该反模型FM来计算为了实现作为计算偏航率YRe的偏转容许偏航率YRA而所需的力矩M，并基于其所需的力矩M将为了产生其所需的力矩而所需的左右驱动轮的转矩差作为上述差动限制转矩上限保护值ΔTL来计算，因此可以逐次地以基于实际的偏航率YR和计算偏航率YRe之间的偏差(YR-YRe)的状态量来修正反模型FM，从而可获得与由路面状况造成的车辆行驶状态对应的最佳的差动限制转矩上限保护值ΔTL，例如能够兼顾车辆起动时的牵引和车辆的偏转防止这两方面。
另外，根据本实施例的车辆用差动限制装置的控制装置，其包括：(a)滑动倾向判定单元76，其当对左右驱动轮施加上述差动限制转矩时，判定为该驱动轮处于滑动倾向；(b)滑动抑制单元78，其在利用该滑动倾向判定单元判定为当施加上述差动限制转矩ΔT时左右驱动轮处于滑动倾向时，将对左右驱动轮施加的差动限制转矩ΔT设为为了抑制上述滑动倾向而预先设定的最小差动限制转矩ΔT1，因此，在因差动限制转矩ΔT的施加而产生滑动倾向反而导致相反效果的情况下，可以将该差动限制转矩ΔT设为预先设定的最小差动限制转矩ΔT1，从而限制其滑动倾向。
以上，基于附图对本发明的实施例进行了详细说明，然而本发明也可适用于其他的方式中。
例如，虽然上述的实施例的动力传递装置10为4轮驱动车辆，然而也可以是如下的所谓FR形式的后轮驱动车辆，即：省略前轮用差动齿轮装置16及中央差动齿轮装置22，借助后轮用差动齿轮装置26专门驱动左右后轮30l、30r；还可以是如下的所谓FF形式的前轮用驱动车辆，即：省略中央差动齿轮装置22及后轮用差动齿轮装置26，借助与后轮用差动齿轮装置26相同地构成的前轮用差动齿轮装置16专门驱动左右前轮20l、20r；还可以是所谓RR形式的后轮驱动车辆。总而言之，只要是借助与后轮用差动齿轮装置26相同地构成的差动齿轮装置并利用发动机12的驱动力来驱动左右驱动轮的车辆即可。
另外，在上述的实施例中，驱动源为汽油发动机或柴油发动机等内燃机，然而并不特别限定于它们，也可以是由电动机等其他的驱动源构成的驱动源。
另外，在上述的实施例中，后轮车轴28的左后轮车轴28l、右后轮车轴28r、及后轮30的左后轮30l、右后轮30r的左右关系没有特别限定，也可以将左右反过来地实施。
另外，在上述的实施例中，虽然第一离合器C1、第二离合器C2、及转矩移动切换制动器B利用油压来驱动，然而也可以使用电磁式离合器等其他形式的离合器装置及制动器装置来实施。
另外，在上述的实施例中，虽然后轮用差动齿轮装置26由1个行星齿轮装置构成，然而也可以是由2个以上的行星齿轮装置构成等各种其他形式的装置。另外，行星齿轮装置的太阳齿轮、齿轮架、及齿圈的连结关系也可以在不矛盾的范围内自由地变更，切换制动器B的位置也可以在不矛盾的范围内自由地变更或废止。另外，虽然作为差动限制装置使用第一离合器C1及第二离合器C2，然而也可以由1个离合器来构成，且所设置的位置也可以变更。
另外，虽然差动限制转矩计算单元60基于左后轮30l及右后轮30r的转速差(驱动轮车速差)ΔVRD、油门开度θACC来计算出差动限制转矩ΔT，然而也可以基于其他的车辆的状态量来计算出差动限制转矩ΔT。
另外，在上述的实施例中，虽然差动限制转矩上限保护值计算单元62使用了包括观测器72的车辆模型，然而不一定要包括观测器72。
而且，上述的内容只不过是一个实施方式，本发明能够以基于本领域技术人员的知识增加各种变更、改进的方式来实施。

Claims (7)

1.一种车辆用差动限制装置的控制装置，该车辆用差动限制装置将用于限制由车辆的差动齿轮装置容许的左右驱动轮的差动作用的差动限制转矩向该左右驱动轮施加，该控制装置的特征在于，包括：
差动限制转矩计算单元，其基于车辆的状态量来计算上述差动限制转矩；
差动限制转矩上限保护值计算单元，其基于预先设定的偏转容许偏航率和车辆的实际偏航率来计算差动限制转矩上限保护值；
上限保护处理单元，其为了获得上述对左右驱动轮施加的差动限制转矩，而使用由该差动限制转矩上限保护值计算单元计算出的差动限制转矩上限保护值来限制由上述差动限制转矩计算单元计算出的差动限制转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，上述差动限制转矩上限保护值计算单元以使上述车辆的实际偏航率与上述预先设定的偏转容许偏航率之间的差变小的方式来计算上述差动限制转矩上限保护值。
3.根据权利要求2所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率低于上述偏转容许偏航率的情况下，增加上述差动限制转矩上限保护值。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，上述差动限制转矩上限保护值计算单元在上述车辆的实际偏航率高于上述偏转容许偏航率的情况下，减少上述差动限制转矩上限保护值。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，上述差动限制转矩上限保护值计算单元与上述车辆的转向角对应地改变上述偏转容许偏航率。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，上述差动限制转矩上限保护值计算单元在求解以向上述车辆输入的输入力矩和该车辆的转向角作为输入且以计算偏航率作为输出的车辆的运动方程式而得到的数学式模型中，由观测器赋予基于实际的偏航率和上述计算偏航率之间的偏差的状态量的推定值而得到反模型，使用该反模型来计算为了实现作为上述计算偏航率的上述变更容许偏航率而所需的力矩，并基于该所需的力矩将为了产生该所需的力矩而所需的上述左右驱动轮的转矩差作为上述差动限制转矩上限保护值来计算。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的车辆用差动限制装置的控制装置，其特征在于，包括：
滑动倾向判定单元，其对向上述左右驱动轮施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向的情形进行判定；
滑动抑制单元，其在由该滑动倾向判定单元判定为施加上述差动限制转矩则上述驱动轮处于滑动倾向时，将对上述左右驱动轮施加的差动限制转矩设为为了抑制上述滑动倾向而预先设定的最小差动限制转矩。
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