CN103625465A - 驱动力控制装置以及车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动力控制装置以及车辆的控制方法。该驱动力控制装置具有：推定四轮驱动车的转弯半径的转弯半径推定器；基于推定转弯半径，运算四轮驱动车转弯时的目标滑移角的目标滑移角运算器；基于推定出的转弯半径、运算出的目标滑移角、以及车速，运算四轮驱动车的目标转速的目标转速运算器；以及控制传递到左右后轮的驱动力以使得左右后轮的实际转速接近运算出的目标转速的驱动力控制器。

Description

驱动力控制装置以及车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及2012年8月21日提交的日本专利申请第2012-182366号申请的说明书、附图以及摘要，并将上述全部援引至本文。

本发明涉及车辆上的驱动力控制装置以及车辆的控制方法。

背景技术

以往，例如公知有搭载在四轮驱动车上，并能够可变地控制左右轮的驱动力分配的驱动力控制装置。例如，参照日本特开2009－150484号公报、日本特开平5－262156号公报。

日本特开2009－150484号公报所记载的驱动力控制装置具备：与传动轴连结的齿轮输入构件、与该齿轮输入构件啮合的齿轮输出构件、以及在齿轮输出构件与后轮侧的左右轮之间分别设置的一对离合器输出调整机构部。通过离合器输出调整机构部调整传递转矩，由此能够控制向后轮侧的左右轮的驱动力分配。

日本特开平5－262156号公报所记载的驱动力控制装置具备液压式的左轮侧离合器以及右轮侧离合器，设定通过反馈控制供给给左轮侧离合器以及右轮侧离合器的液压以便使实际横摆率接近基于转向角以及车速而运算出的目标横摆率。

在具备两专利文献所记载的驱动力控制装置的车辆中，通过向转弯时的外侧车轮传递比内侧车轮高的驱动力，而能够提高转弯性能。

但是，实际横摆率因车辆的朝向改变而发生变化，因此在使实际横摆率接近目标横摆率的控制中，例如即使车辆成为转向不足状态而偏离目标的转弯半径，如果车辆的朝向改变则实际横摆率与目标横摆率也一致，因此无法进行使车辆接近目标的转弯半径的控制。这样，在要使实际横摆率接近目标横摆率的控制中，存在无法充分提高转弯性能的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述课题的驱动力控制装置以及车辆的控制方法。

作为本发明的一方式的驱动力控制装置具备：转弯半径推定器，其推定车辆的转弯半径；目标滑移角运算器，其基于上述推定出上述转弯半径，运算上述车辆转弯时的目标滑移角；目标转速运算器，其基于上述推定出的上述转弯半径、上述运算出的上述目标滑移角、以及车速，运算前轮侧以及后轮侧中的至少一侧的左右轮的目标转速；驱动力控制器，其控制上述左右轮的驱动力以使得上述左右轮的实际转速接近上述运算出的上述目标转速。

上述驱动力控制器也可以分别独立地控制上述前轮侧以及上述后轮侧中的能够间歇地被传递驱动源的驱动力一侧的左车轮和右车轮的驱动力。

上述驱动力控制器也可以通过调整传递驱动源的驱动力的输入旋转构件与上述左车轮以及上述右车轮之间的转矩传递量来控制上述左车轮以及上述右车轮的驱动力，在从上述左车轮以及上述右车轮向上述输入旋转构件传递转矩的制动时，使上述输入旋转构件与上述左车轮之间的转矩传递量、和上述输入旋转构件与上述右车轮之间的转矩传递量之间的大小关系颠倒。

作为本发明的一方式的车辆的控制方法，推定车辆的转弯半径，基于上述推定出的上述转弯半径，运算上述车辆转弯时的目标滑移角，并基于上述推定出的上述转弯半径、上述运算出的上述目标滑移角、以及车速，运算前轮侧以及后轮侧中的至少一侧的左右轮的目标转速，控制上述左右轮的驱动力以使得上述左右轮的实际转速接近上述运算出的上述目标转速。

根据上述方式，与控制驱动力以便使车辆转弯时的实际横摆率与目标横摆率接近的方式的情况比较，能够沿着目标的转弯半径行驶，从而能够得到更稳定的转弯性能。

附图说明

通过参照附图来详细说明实施方式，可以更明确本发明的目的、特征以及优点，其中，对相同的部件标注相同的附图标记。

图1是本发明的实施方式所涉及的四轮驱动车的概略结构图。

图2是表示驱动力传递装置的构成例的剖视图。

图3是表示车速以及加速器开度与目标滑移角之间的关系的映射表的一个例子。

图4是表示左右后轮的目标转速的运算的一个例子的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的各实施方式。

如图1所示，四轮驱动车100具备：车体101、作为产生行驶用转矩的驱动源的发动机102、变速器103、作为总是传递发动机102的驱动力的左右一对主驱动轮的左右前轮104a、104b、以及作为根据行驶状态可间歇地传递发动机102的驱动力的左右一对辅助驱动轮的左右后轮105a、105b。

四轮驱动车100具备前差速器106、传动轴107以及驱动力传递装置1，作为驱动力传递系统。经由前差速器106以及一对驱动轴106a、106b，向左右前轮104a、104b，总是传递由变速器103进行过变速的发动机102的驱动力。左右前轮104a、104b作为通过驾驶员操作转向盘109而相对于车体101进行摆动的转向轮发挥作用。

经由传动轴107、驱动力传递装置1以及一对驱动轴108a、108b，向左右后轮105a、105b传递由变速器103进行过变速的发动机102的驱动力。驱动力传递装置1能够将传递到左后轮105a以及右后轮105b的驱动力独立地进行调节。对于驱动力传递装置1的构成将在后述。

四轮驱动车100具备通过驱动力传递装置1分别独立地控制左后轮105a以及右后轮105b的驱动力的驱动力控制装置10。驱动力控制装置10具有转弯半径推定器11、目标滑移角运算器12、目标转速运算器13、以及驱动力控制器14。对于驱动力控制装置10的详细内容将在后述。

驱动力控制装置10连接着用于检测左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b的转速的转速传感器151～154。转速传感器151～154例如由对置配置于具有与左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b一同旋转的多个磁极的磁环上的霍尔IC构成，以与转速相应的周期输出脉冲信号。由此，驱动力控制装置10能够检测左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b的转速。

驱动力控制装置10连接着对距离转向盘109的中立位置的旋转角度亦即转向角进行检测的转向角传感器155。通过转向角传感器155，驱动力控制装置10能够检测转向盘109的转向角。

驱动力控制装置10连接着检测加速器踏板110的踩下量的加速器开度传感器156。通过加速器开度传感器156，驱动力控制装置10能够检测与加速器踏板110的踩下量相应的加速器开度。

图2是表示驱动力传递装置1的构成例的剖视图。

驱动力传递装置1具备：在内部具有第一收容空间20a、第二收容空间20b以及第三收容空间20c的外壳构件20；收容在外壳构件20的第一收容空间20a内的输入旋转构件3；隔着第一收容空间20a分别收容在第二以及第三收容空间20b、20c内的一对转矩联轴器4。

收容在第二收容空间20b内的转矩联轴器4和收容在第三收容空间20c内的转矩联轴器4具有通用的构成，但在以下说明中需要区别它们的情况下，将收容在第二收容空间20b内的转矩联轴器4设为第一转矩联轴器4A，将收容在第三收容空间20c内的转矩联轴器4设为第二转矩联轴器4B来进行说明。

外壳构件20通过一对隔壁21来划分第一收容空间20a和第二收容空间20b之间、以及第一收容空间20a和第三收容空间20c之间。在一对隔壁21上形成有使第一收容空间20a与第二以及第三收容空间20b、20c连通的贯通孔21a。

输入旋转构件3具有能够旋转地被外壳构件20支承的第一构件31和由环状的齿圈构成的第二构件32，第一构件31和第二构件32通过多个螺栓33结合。第一构件31一体地具有在中心部形成有贯通孔31a的圆筒状的筒部311、从筒部311的外圆周面向外侧突出而形成的凸缘部312。第二构件32固定在凸缘部312的前端部，与插入外壳构件20的第一开口200a的传动轴107的一端上所形成的齿轮部107a啮合。第一构件31被在其与贯通孔21a的内面之间配置的一对轴承22能够旋转地支承。

转矩联轴器4具有多片离合器41、电磁离合器42、凸轮机构43、内轴44、以及收容这些的壳体40。

壳体40由以相互不能相对旋转的方式结合的第一壳体构件401和第二壳体构件402构成。第一壳体构件401为有底圆筒状，第二壳体构件402配置成堵塞第一壳体构件401的开口侧端部。

多片离合器41由配置在壳体40的第一壳体构件401和圆筒状的内轴44之间并与内轴44的外周面以不能相对旋转的方式花键卡合的内离合器片411、和配置在壳体40的第一壳体构件401和圆筒状的内轴44之间并与第一壳体构件401的内周面以不能相对旋转的方式花键卡合的外离合器片412构成。

电磁离合器42具有环状的线圈421以及电枢凸轮422，并配置在壳体40的旋转轴线上。电磁离合器42构成为由于因线圈421产生的电磁力而使电枢凸轮422向线圈421侧移动，并使电枢凸轮422在第二壳体构件402上摩擦滑动。

凸轮机构43具有包含作为凸轮构件的电枢凸轮422、并在该电枢凸轮422上沿壳体40的旋转轴线排列的主凸轮431，以及设在该主凸轮431和电枢凸轮422之间的球状的凸轮从动件432。凸轮机构43构成为通过向线圈421的通电使得电枢凸轮422受到来自壳体40的旋转力，并将其变换成成为多片离合器41的离合器力的按压力。

当向线圈421的通电量变大时，电枢凸轮422和第二壳体构件402之间的摩擦力增大，主凸轮431更剧烈地按压多片离合器41。换句话说转矩联轴器4能够根据向线圈421通电的通电量而可变地控制多片离合器41的按压力，因此能够调节壳体40和内轴44之间的转矩传递量。

第一转矩联轴器4A中的内轴44上利用花键嵌合以不能相对旋转的方式连结有插入外壳构件20的第二开口200b的左后轮侧驱动轴108a的一端。第二转矩联轴器4B中的内轴44上利用花键嵌合以不能相对旋转的方式连结有插入外壳构件20的第三开口200c的右后轮侧驱动轴108b的一端。

第一转矩联轴器4A以及第二转矩联轴器4B的壳体40、与输入旋转构件3的第一构件31中的筒部311通过一对连结构件50以不能相对旋转的方式连结。连结构件50一体地具有圆柱状的凸台部51和圆板状的凸缘部52。凸台部51与第一构件31的贯通孔31a的内面以不能相对旋转的方式花键嵌合，凸缘部52以不能相对旋转的方式花键嵌合在壳体40上。凸台部51插入隔壁21的贯通孔21a。

从驱动力控制装置10向转矩联轴器4的线圈421供给励磁电流。驱动力控制装置10通过增减向第一转矩联轴器4A的线圈421供给的电流，而能够控制从输入旋转构件3向左后轮105a传递的驱动力。驱动力控制装置10通过增减向第二转矩联轴器4B的线圈421供给的电流，而能够控制从输入旋转构件3向右后轮105b传递的驱动力。

此外，四轮驱动车100在转矩联轴器4的多片离合器41中的内离合器片411和外离合器片412不相对旋转地完全摩擦卡合的状态下的行进时，以左右后轮105a、105b的转速比左右前轮104a、104b的转速高的方式设定各部的传动比。

驱动力控制装置10例如具有CPU（Central Processing Unit）和存储元件，CPU基于存储元件所存储的程序来执行处理，由此作为转弯半径推定器11、目标滑移角运算器12、目标转速运算器13以及驱动力控制器14而发挥作用。

转弯半径推定器11推定四轮驱动车100的转弯半径。该转弯半径是驾驶员所意图的理想转弯半径，例如是适合于四轮驱动车100行驶的道路的转弯处曲率的转弯半径。转弯半径例如能够基于由转向角传感器155检测出的转向盘109的转向角来推定。另外，例如也可以基于车载的拍摄装置拍摄到的图像来推定转弯半径，或者还可以基于从汽车导航系统等中得到的地图信息以及现在位置信息来推定转弯半径。

目标滑移角运算器12基于由转弯半径推定器11推定出的转弯半径，运算四轮驱动车100转弯时的目标滑移角。在此，滑移角是指沿四轮驱动车100的前后方向（与车宽方向正交的方向）的中心轴与四轮驱动车100的实际行进方向所成的角。目标滑移角是指为了四轮驱动车100沿由转弯半径推定器11推定出的转弯半径的圆弧行驶而优选的滑移角。

目标滑移角能够基于例如车速以及加速器开度并通过运算而得到。图3是表示车速以及加速器开度与目标滑移角的关系的映射表的一个例子。目标滑移角运算器12参照该映射表，若车速越高，还有加速器开度越大，则将目标滑移角设定为越大。即，在车速、加速器开度高，车轮容易滑移的情况下，四轮驱动车100成为朝向比实际的行进方向更靠近内侧（转弯中心侧）进行行驶的状态，即充当所谓反转的状态。

目标滑移角运算器12存储多个表示车速以及加速器开度与目标滑移角之间的关系的映射表，根据由转弯半径推定器11推定出的转弯半径，参照多个映射表中的任意一个映射表，运算目标滑移角。

目标滑移角运算器12也可以通过基于路面的摩擦系数的运算来设定目标滑移角。在该情况下，路面的摩擦系数越低则越使目标滑移角增大。或者，也可以根据路面的摩擦系数来修正基于车速以及加速器开度而得到的目标滑移角。在该情况下，以路面的摩擦系数越低则目标滑移角越大的方式进行修正。另外，也可以基于作用于四轮驱动车100的离心力来设定或者修正目标滑移角。

目标转速运算器13基于由转弯半径推定器11推定出的转弯半径、由目标滑移角运算器12运算出的目标滑移角、以及车速，来运算左右后轮105a、105b的目标转速。在此，目标转速是指在基于左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b的转速而求得的四轮驱动车100的实际车速下，利用由转弯半径推定器11推定出的转弯半径、以及由目标滑移角运算器12运算出的目标滑移角进行行驶的情况下的车轮的转速。

图4是表示左右后轮105a、105b的目标转速的运算的一个例子的说明图。在该图中，附图标记C所示的点划线表示四轮驱动车100的中心轴，附图标记D所示的双点划线表示由转弯半径推定器11推定出的转弯半径的圆弧状轨道（四轮驱动车100的理想行进方向）。将左右后轮105a、105b的中心间的距离亦即胎面宽度设为W，右后轮105b处于转弯外侧（左后轮105a处于转弯内侧）。

在图4中，将四轮驱动车100的行进方向以向量V1表示，将左后轮105a的转动方向以向量Va1表示，将右后轮105b的转动方向以向量Vb1表示。向量Va1的长度表示左后轮105a的转速，向量Vb1的长度表示右后轮105b的转速。向量V1与中心轴C所成的角是滑移角β。若将由转弯半径推定器11推定出的转弯半径设为R，将车速设为V，将横摆率设为γ，则横摆率γ由γ＝V／R的关系式求出。

如图4所示，当使与向量Va1平行、并将向量长设为V·cosβ的向量为向量Va2，使同样与向量Va1平行、并将向量长设为γ·W／2的向量为向量Va3时，向量Va1的向量长La通过La＝V·cosβ－γ·W／2的运算式能够求出。另外，通过γ＝V／R的关系式，并通过La＝V·（cosβ－W／2R）的运算式也能够求出向量长La。

另外，如图4所示，当使与向量Vb1平行、并将向量长设为V·cosβ的向量为向量Vb2，使同样与向量Vb1平行、且将向量长设为γ·W／2的向量为向量Vb3时，向量Vb1的向量长Lb通过Lb＝V·cosβ＋γ·W／2的运算式能够求出。另外，通过γ＝V／R的关系式，并通过Lb＝V·（cosβ＋W／2R）的运算式也能够求出向量长Lb。

目标转速运算器13能够考虑左右后轮105a、105b的直径来换算向量长La、Lb，从而求出左右后轮105a、105b的目标转速。

驱动力控制器14控制向左后轮105a以及右后轮105b传递的驱动力以使得左后轮105a以及右后轮105b的实际转速接近由目标转速运算器13运算出的目标转速。

更具体地说，在由旋转速传感器153检测出的左后轮105a的实际转速比左后轮105a的目标转速低的情况下，增大向第一转矩联轴器4A的线圈421供给的电流，对左后轮105a进行增速。在左后轮105a的实际转速比左后轮105a的目标转速高的情况下，减小向第一转矩联轴器4A的线圈421供给的电流，对左后轮105a进行减速。对于右后轮105b，也与左后轮105a同样，通过增减向第二转矩联轴器4B的线圈421供给的电流，来控制向右后轮105b传递的驱动力以使右后轮105b的实际转速接近右后轮105b的目标转速。

驱动力控制器14在从左后轮105a以及右后轮105b向输入旋转构件3传递转矩的制动时，使由第一转矩联轴器4A传递的输入旋转构件3和左后轮105a间的转矩传递量、与输入旋转构件3和右后轮105b间的转矩传递量之间的大小关系颠倒。由此，即使例如在加速器踏板110的踩下量减少、发动机制动器启动的状态下，也能够控制成左后轮105a以及右后轮105b的实际转速接近目标转速。

根据以上说明的本实施方式，控制传递到左后轮105a以及右后轮105b的驱动力以使四轮驱动车100沿着推定出的转弯半径的轨道进行行驶，因此能够使四轮驱动车100沿着目标的转弯半径行驶。即，能够得到稳定的转弯性能。

以上，基于实施方式来对本发明的四轮驱动车的控制装置进行了说明，本发明不限于该实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内在各种方式下进行实施。例如，驱动力传递装置1的构成并不局限于图2例示的例子，能够采用各种构成的方案。另外，在上述实施方式中，对四轮驱动车100具备作为单一驱动源的发动机102的情况进行了说明，但也可以具备多个驱动源。更具体地说，也可以与左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b分别对应地，设置作为驱动源的电动马达。在上述实施方式中，对驱动力控制装置10控制左右后轮105a、105b的驱动力的情况进行了说明，但也可以代替其而控制左右前轮104a、104b的驱动力。另外，也可以控制左右前轮104a、104b以及左右后轮105a、105b的驱动力。换句话说，对车辆的驱动系统的构成没有特别限制，例如也可以将本发明应用于二轮驱动车。

Claims (4)

1.一种驱动力控制装置，其特征在于，具备：

转弯半径推定器，其推定车辆的转弯半径；

目标滑移角运算器，其基于所述推定出的所述转弯半径，运算所述车辆转弯时的目标滑移角；

目标转速运算器，其基于所述推定出的所述转弯半径、所述运算出的所述目标滑移角以及车速，运算前轮侧以及后轮侧中的至少一侧的左右轮的目标转速；以及

驱动力控制器，其控制所述左右轮的驱动力以使所述左右轮的实际转速接近所述运算出的所述目标转速。

2.根据权利要求1所述的驱动力控制装置，其特征在于，

所述驱动力控制器分别独立地控制所述前轮侧以及所述后轮侧中能够间歇地被传递驱动源的驱动力一侧的左车轮和右车轮的驱动力。

3.根据权利要求1或2所述的驱动力控制装置，其特征在于，

所述驱动力控制器通过对传递驱动源的驱动力的输入旋转构件与所述左车轮以及所述右车轮之间的转矩传递量进行调整来控制所述左车轮以及所述右车轮的驱动力，在从所述左车轮以及所述右车轮向所述输入旋转构件传递转矩的制动时，使所述输入旋转构件与所述左车轮之间的转矩传递量、和所述输入旋转构件与所述右车轮之间的转矩传递量之间的大小关系颠倒。

4.一种车辆的控制方法，其特征在于，包括：

推定车辆的转弯半径的步骤;

基于所述推定出的所述转弯半径，运算所述车辆转弯时的目标滑移角的步骤;

基于所述推定出的所述转弯半径、所述运算出的所述目标滑移角以及车速，运算前轮侧以及后轮侧中的至少一侧的左右轮的目标转速的步骤；

控制所述左右轮的驱动力以使所述左右轮的实际转速接近所述运算出的所述目标转速的步骤。

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