CN108146240B - 车辆的扭矩分配控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供车辆的扭矩分配控制装置,实现最优的扭矩分配控制,并通过避免分配到左右的后轮(副驱动轮)的扭矩的指令值(指令扭矩)成为超过限度的较小的值,能够提高分配到左右的后轮的驱动扭矩的精度。具有:设在向左后轮(WRL)传递驱动扭矩的路径上的左离合器(40L);和设在向右后轮(WRR)传递驱动扭矩的路径上的右离合器(40R),在由左离合器(40L)分配到左后轮(WRL)的驱动扭矩的指令值LTq、和由右离合器(40R)分配到右后轮(WRR)的驱动扭矩的指令值RTq分别低于规定的下限值LTq1、RTq1的情况下,控制单元(Ua)进行将该驱动扭矩的指令值LTq、RTq设为规定的下限值LTq1、RTq1的控制。

Description

车辆的扭矩分配控制装置
技术领域
本发明涉及四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,在将前轮和后轮中的任意一方作为第一驱动轮(主驱动轮)、另一方作为第二驱动轮(副驱动轮)的四轮驱动车辆中,扭矩分配控制装置具有:用于分配传递到第一驱动轮和第二驱动轮的驱动扭矩的前后扭矩分配装置;用于分配传递到左侧第二副驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动扭矩的左右扭矩分配装置;以及对利用这些前后扭矩分配装置和左右扭矩分配装置分配的驱动扭矩进行控制的控制单元。
背景技术
以往,例如专利文献1所示的车辆是将前轮作为主驱动轮、后轮作为副驱动轮的四轮驱动车辆,构成为进一步在与左右的后轮相连的驱动力传递路径上分别设置了电磁式的扭矩分配离合器,作为用于向左右后轮分配驱动力的驱动力分配装置。通过改变扭矩分配离合器的接合力,能够任意地控制在左右的后轮间分配的扭矩的比率。
在这样的车辆中,除了方向盘的转向以外,还使用基于电磁离合器的控制的、左右后轮的驱动力差,控制车辆的横摆力矩。即,根据发动机转速、进气负压(或进气流量)等,计算变速器输出的估计驱动扭矩。并且,根据该计算出的估计驱动扭矩以及车辆的横向加速度、转向角和车轮速度,计算分配到左右的后轮的扭矩。例如,在车辆的滑移角为规定的值以上的情况下,判定为车辆行为处于不稳定的状态,从而控制后差动齿轮来减小分配到左右的后轮的扭矩,并且减小分配到左右后轮中的转弯外轮的扭矩。由此,实现了车辆行为的稳定。
专利文献1:日本特开2011-079420号公报
另外,在如上述那样控制分配到左右的后轮的扭矩时,如果扭矩的指令值(指令扭矩)暂时变为零,则存在如下问题:由于此后的实际扭矩相对于指令扭矩的上升产生延迟,导致扭矩响应性的下降。此外,在用于向左右的后轮分配扭矩的离合器的特性方面,在指令扭矩接近零的区域中,还存在如下问题:由于实际扭矩相对于指令扭矩的响应波形为非线性,无法充分确保实际扭矩相对于指令扭矩的精度。基于这样的理由,在分配到左右的后轮的扭矩的控制中,期望尽量避免指令扭矩成为零或接近零的状态。
关于该点,在以往的控制中,设定为指令扭矩不小于规定的下限值(正的值),进行了根据该下限值确定整体的指令扭矩的值的控制。但是,在该方法中,指令扭矩的值整体上为较大的值,由此向左右的后轮过度分配了扭矩,因此最优的扭矩分配控制存在进一步的改善余地。
此外,在以往的控制中,设定为指令扭矩不小于规定的下限值(正的值),进行了根据该下限值确定整体的指令扭矩的值的控制。但是,在该方法中,如果即使在传递到作为副驱动轮的后轮(左右的后轮)的驱动扭矩的指令值(左右的合计值)小于规定的下限值的情况下,也直接采用该规定的下限值,则即使在分配到后轮的驱动扭矩的指令值为非常小的值或实质为零那样的车辆的行驶状态下(例如,加速器关闭时),也向后轮传递驱动扭矩,由此存在对车辆的燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性产生影响的问题。
此外,在如上述那样控制分配到左右的副驱动轮(后轮)的扭矩时,由于分别分配到左右的副驱动轮的扭矩的指令值产生差(左右差),在主驱动轮(前轮)与副驱动轮(后轮)之间,分配到副驱动轮的扭矩(前后分配量)有时大于该指令值。在这样的情况下,为了防止车辆的行为不稳定来实现行驶性能的提高,期望根据车辆的行驶状态进行判断,以选择优先使左右差(左右分配量)追随该指令值,还是优先使前后差(前后分配量)追随该指令值。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于使得在车辆的扭矩分配控制装置中,实现最优的扭矩分配控制,并且通过避免分配到左右的车轮的扭矩的指令值(指令扭矩)成为超过限度的较小的值,有效地提高分配到左右的车轮的驱动扭矩的精度。
此外,本发明的另一目的在于,在分配到副驱动轮(后轮)的驱动扭矩的指令值为非常小的值或者实质为零那样的车辆的行驶状态下,使得能够避免向该副驱动轮传递驱动扭矩,由此提高车辆的燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性。
此外,本发明的又一目的在于,在将前轮作为第一驱动轮(主驱动轮)、后轮作为第二驱动轮(副驱动轮),且具有用于向前后左右的车轮分配驱动力的驱动力分配装置的四轮驱动车辆中,在进行前后和左右的驱动扭矩分配控制时,使得能够进行更优化的扭矩分配控制,由此有效地防止车辆的行为变得不稳定的情况,从而实现行驶性能的提高。
为了达到上述目的,本发明的第1方式是一种车辆的转矩分配控制装置,其具有:被传递驱动源(发动机E)输出的驱动扭矩的左右车轮(WRL、WRR);扭矩分配装置(40L、40R),其用于根据车辆的行驶状态,对传递到作为所述左右车轮中的一方的左车轮(WRL)或右车轮(WRR)、和作为所述左右车轮中的另一方的右车轮或左车轮的驱动扭矩进行分配;以及控制单元(Ua),其对由所述扭矩分配装置分配的驱动扭矩进行控制,所述车辆的转矩分配控制装置的特征在于,所述扭矩分配装置具有:设置在向所述左车轮和所述右车轮中的任意一方传递驱动扭矩的路径中的一个离合器(40L);以及设置在向所述左车轮和所述右车轮中的任意另一方传递驱动扭矩的路径中的另一离合器(40R),在由所述一个离合器分配到所述左车轮或右车轮的驱动扭矩的指令值(LTq)、与由所述另一离合器分配到所述右车轮或左车轮的驱动扭矩的指令值(RTq)分别小于规定的下限值(LTq1、RTq1)的情况下,所述控制单元进行将该驱动扭矩的指令值设为所述规定的下限值的控制。
根据该车辆的扭矩分配控制装置,在由一个离合器分配到左车轮或右车轮的驱动扭矩的指令值、与由另一离合器分配到右车轮或左车轮的驱动扭矩的指令值分别小于规定的下限值的情况下,进行将该驱动扭矩的指令值设为规定的下限值的控制,由此能够避免如下情况:驱动扭矩的指令值暂时成为零或处于接近零的区域等、超过限度而成为较小的值。由此,能够防止实际扭矩相对于指令扭矩的上升产生延迟,因此能够提高扭矩响应性。此外,能够将实际扭矩相对于指令扭矩的响应波形设为线性或接近线性的状态,因此能够确保实际扭矩相对于指令扭矩的精度。由此,能够有效地提高分配到车辆的左车轮与右车轮的驱动扭矩的精度。此外,与根据下限值来确定整体的指令扭矩的值的以往的控制相比,使得驱动扭矩的指令值不会整体成为较大的值,因此能够有效地防止向左右车轮过度分配驱动扭矩。
此外,在该车辆的扭矩分配控制装置中,也可以是,所述控制单元进行控制,使得将由所述一个离合器分配到所述左车轮或右车轮的驱动扭矩的指令值、与由所述另离合器分配到所述右车轮或左车轮的驱动扭矩的指令值之差(ΔTq)成为固定值。
根据该结构,通过将驱动扭矩的指令值之差控制为固定值,能够设置与左车轮和右车轮的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,在该车辆的扭矩分配控制装置中,也可以是,在由所述一个离合器分配到所述左车轮或右车轮的驱动扭矩的指令值(LTq或RTq)小于所述规定的下限值(LTq1或RTq1)的情况下,所述控制单元进行如下控制:对由所述另一离合器分配到所述右车轮或左车轮的驱动扭矩的指令值(RTq或LTq)加上所述驱动扭矩的指令值(LTq或RTq)与所述规定的下限值(LTq1或RTq1)之间的差分(ΔLTq或ΔRTq)。
根据该结构,通过对另一离合器的驱动扭矩的指令值加上一个离合器的驱动扭矩的指令值与规定的下限值之间的差分,能够避免一个离合器的驱动扭矩的指令值小于规定的下限值,并且确保一个离合器的驱动扭矩的指令值与另一离合器的驱动扭矩的指令值之差。因此,能够避免驱动扭矩的指令值成为超过限度的较小的值,并且设置与左车轮和右车轮的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,本发明的第2方式是一种四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,该四轮驱动车辆将前轮(WFL、WFR)和后轮(WRL、WRR)中的任意一方作为第一驱动轮(本发明实施方式中的主驱动轮)、另一方作为第二驱动轮(本发明实施方式中的副驱动轮),所述扭矩分配控制装置具有:前后扭矩分配装置(14),其用于对传递到第一驱动轮和第二驱动轮的驱动扭矩进行分配;左右扭矩分配装置(16),其用于对传递到作为第二驱动轮的左侧第二驱动轮(WRL)和右侧第二驱动轮的驱动扭矩(WRL)进行分配;以及控制单元(Ua),其对由前后扭矩分配装置和左右扭矩分配装置分配的驱动扭矩进行控制,所述四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置的特征在于,在由左右扭矩分配装置分配到左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的左驱动扭矩的指令值(LTq)和右驱动扭矩的指令值(RTq)中的任意一个小于规定的下限值(L1=LTq1、RTq1)的情况下,控制单元(Ua)进行将该左驱动扭矩的指令值(LTq)或右驱动扭矩的指令值(RTq)设为规定的下限值(L1)的控制,并且计算作为左驱动扭矩的指令值(LTq)与右驱动扭矩的指令值(RTq)之和的左右和扭矩的指令值(TM=LTq+RTq),在左右和扭矩的指令值(TM)小于规定的下限值的情况(TM<L1)下,将规定的下限值变更为左右和扭矩的指令值。
根据该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,在由左右扭矩分配装置分配到左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动扭矩的指令值分别小于规定的下限值的情况下,进行将该驱动扭矩的指令值设为规定的下限值的控制,由此能够避免如下情况:驱动扭矩的指令值暂时成为零或处于接近零的区域等、超过限度而成为较小的值。由此,能够防止实际扭矩相对于指令扭矩的上升产生延迟,因此能够提高扭矩响应性。此外,能够将实际扭矩相对于指令扭矩的响应波形设为线性或接近线性的状态,因此能够确保实际扭矩相对于指令扭矩的精度。由此,能够有效地提高分配到车辆的左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动扭矩的精度。此外,与根据下限值来确定整体的指令扭矩的值的以往的控制相比,使得驱动扭矩的指令值不会整体成为较大的值,因此能够有效地防止向左右侧第二驱动轮过度分配驱动扭矩。
此外,在该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置中,在如上述那样进行将驱动扭矩的指令值设为规定的下限值的控制时,如果分配到左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的扭矩的指令值的合计、即左右和扭矩的指令值小于该规定的下限值,则将该规定的下限值变更为左右和扭矩的指令值。
如果在即使左右和扭矩的指令值小于上述规定的下限值的情况下也直接采用该下限值,则在第一驱动轮与第二驱动轮之间分配到第二驱动轮的驱动扭矩的指令值(前后分配量)为非常小的值或者实质为零那样的车辆的行驶状态下(例如,加速器关闭时)也向第二驱动轮传递驱动扭矩,由此可能对车辆的燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性产生影响,根据本发明,在左右和扭矩的指令值小于规定的下限值的情况下,将该规定的下限值变更为了左右和扭矩的指令值,由此能够防止在上述那样的行驶状态下向第二驱动轮传递驱动扭矩。因此,能够实现燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性的提高。
此外,在该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置中,也可以是,控制单元(Ua)将左驱动扭矩的指令值(LTq)与右驱动扭矩的指令值(RTq)之差(ΔTq)控制为固定值。
根据该结构,通过将驱动扭矩的指令值之差控制为固定值,能够设置与左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,在该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置中,也可以是,在左驱动扭矩的指令值(LTq)和右驱动扭矩的指令值(RTq)中的一方小于规定的下限值(L1=LTq1或RTq1)的情况下,控制单元(Ua)进行如下控制:对左驱动扭矩的指令值(LTq)和右驱动扭矩的指令值(RTq)中的另一方加上该左驱动扭矩的指令值(LTq)或右驱动扭矩的指令值(RTq)与规定的下限值之间的差分(ΔLTq或ΔRTq)。
根据该结构,通过对另一方的第二驱动轮的驱动扭矩的指令值加上左右一方的第二驱动轮的驱动扭矩的指令值与规定的下限值之间的差分,能够避免一方的第二驱动轮的驱动扭矩的指令值小于规定的下限值,并且确保一方的第二驱动轮的驱动扭矩的指令值与另一方的第二驱动轮的驱动扭矩的指令值之差。因此,能够避免驱动扭矩的指令值成为超过限度的较小的值,并且设置与左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,本发明的第3方式是一种四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,该四轮驱动车辆将前轮(WFL、WFR)和后轮(WRL、WRR)中的任意一方作为第一驱动轮(后述实施方式中的主驱动轮)、另一方作为第二驱动轮(后述实施方式中的副驱动轮),所述扭矩分配控制装置具有:前后扭矩分配装置(14),其用于向第一驱动轮和第二驱动轮分别分配和传递作为前后分配驱动扭矩的第一驱动轮扭矩和第二驱动轮扭矩;左右扭矩分配装置(16),其用于向作为第二驱动轮的左侧的左侧第二驱动轮和作为右侧的右侧第二驱动轮分别分配和传递作为左右分配驱动扭矩的左驱动扭矩和右驱动扭矩;以及控制单元(Ua),其对由前后扭矩分配装置分配的第一驱动轮扭矩和第二驱动轮扭矩、与由左右扭矩分配装置分配的左驱动扭矩和右驱动扭矩进行控制,所述扭矩分配控制装置的特征在于,在左驱动扭矩的指令值与右驱动扭矩的指令值之差发生变化,由此作为左驱动扭矩与右驱动扭矩之和的第二驱动轮扭矩大于其指令值的情况下,控制单元(Ua)根据车辆的行驶状态,选择进行左右差优先控制和左右和优先控制中的任意一个,其中,在左右差优先控制中,优先使左驱动扭矩与右驱动扭矩之差追随其指令值,在左右和优先控制中,优先使第一驱动轮扭矩与第二驱动轮扭矩之和追随其指令值。
根据该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,在分别分配到左右的第二驱动轮的右驱动扭矩与左驱动扭矩的指令值(左右分配驱动扭矩的指令值)之差(左右差)发生变化,由此分配到第二驱动轮的第二驱动扭矩(前后分配驱动扭矩)大于该指令值的情况下,通过根据车辆的行驶状态选择进行上述左右差优先控制和左右和优先控制中的任意一个,在进行前后和左右的扭矩分配控制时,能够进行最优的扭矩分配控制。因此,能够有效地防止车辆的行为变得不稳定,实现车辆的行驶性能的提高。
此外,在该扭矩分配控制装置中,左右差优先控制可以是如下控制:在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方小于预先确定的下限值的情况下,对左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的另一方加上与该下限值相比不足的量;或者在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方大于预先确定的上限值的情况下,从左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的另一方中减去与该上限值相比超出的量。
或者,左右和优先控制可以是如下控制:在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方小于预先确定的下限值的情况下,从左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的另一方中减去与该下限值相比不足的量;或者在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方大于预先确定的上限值的情况下,对左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的另一方加上与该上限值相比超出的量。
根据这些结构,在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方成为超过预先确定的限制值的值的情况下,进行针对左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的另一方加减所超过该限制值的量的控制,由此在左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的一方成为超过预先确定的限制值的值的情况下,能够维持左驱动扭矩与右驱动扭矩之差(左右差)、或第一驱动扭矩与第二驱动扭矩之差(前后差)。因此,能够进行更优化的扭矩分配控制。
此外,在该扭矩分配控制装置中,作为用于判断车辆的行驶状态的单元,具有:判断车辆的前后加速度(GH)的前后加速度判断单元;以及判断车辆的横向加速度(GE)的横向加速度判断单元,在车辆的前后加速度比较小且横向加速度比较大的行驶状态下,控制单元进行左右差优先控制,在车辆的前后加速度比较大且横向加速度比较小的行驶状态下,控制单元进行左右和优先控制。
根据该结构,在由前后扭矩分配装置分配到第二驱动轮的第二驱动轮扭矩大于其指令值的情况下,对于优先进行左右差优先控制和左右和优先控制中的哪一个,能够根据车辆的行驶条件(行驶状态)改变其优先度,在左右差优先控制中,对左右的相反侧的驱动轮的分配量加上左右分配驱动扭矩的不足量,由此使左右差优先,在左右和优先控制中,通过从相反侧的驱动轮的分配量中减去左右分配驱动扭矩的不足量,使前后差(前后分配)优先。因此,能够进行符合车辆的行驶条件的、更优化的驱动扭矩的分配控制。
并且,对于上述括号内的名称和标号,是将后述实施方式的对应的结构要素的名称和标号作为本发明的一个示例而示出的。
根据本发明,能够实现最优的扭矩分配控制,能够避免分配到左右车轮的驱动扭矩的指令值(指令扭矩)成为零或接近零的值,能够有效地提高分配到左右车轮的驱动扭矩的精度。
此外,在分配到第二驱动轮的驱动扭矩的指令值为非常小的值或者实质为零那样的车辆的行驶状态下,能够避免向第二驱动轮传递驱动扭矩,因此能够提高车辆的燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性。
此外,使得在进行前后和左右的驱动扭矩分配控制时,能够进行更优化的扭矩分配控制,由此能够有效地防止车辆的行为变得不稳定来实现行驶性能的提高。
附图说明
图1是示出本发明一个实施方式的车辆的驱动力传递系统的图。
图2是增速装置和后差动齿轮的放大图。
图3是示出4WD-ECU的结构的框图。
图4是示出第1实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。
图5是示出第1实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右的后轮的扭矩的指令值变化的图。
图6是示出进行第1实施方式的扭矩分配控制的车辆的其他驱动力传递系统的图。
图7是示出进行第1实施方式的扭矩分配控制的车辆的其他驱动力传递系统的图。
图8是示出第2实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。
图9是示出在第2实施方式的扭矩分配控制中请求左右和扭矩为规定的下限值以上的情况下的、分配到左右的后轮的扭矩的指令值变化的图。
图10是示出在第2实施方式的扭矩分配控制中请求左右和扭矩小于规定的下限值的情况下的、分配到左右的后轮的扭矩的指令值变化的图。
图11是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。
图12是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。
图13是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右的后轮的扭矩的指令值变化的图。
图14是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右的后轮的扭矩的指令值变化的图。
图15是用于说明调整增益的设定值的图。
图16是示出调整增益的设定例的图。
图17是示出调整增益的设定例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明一个实施方式的车辆的驱动力传递系统的图。此外,图2是增速装置和后差动齿轮的放大图。如图1所示,应用本发明的第一实施方式的车辆是具有作为主驱动轮(第1驱动轮)的左右的前轮WFL、WFR和作为副驱动轮(第2驱动轮)的左右的后轮WRL、WRR的四轮驱动车辆,左右的前轮WFL、WFR在车辆的行驶时基本上始终被驱动,左右的后轮WRL、WRR根据车辆的运转状态被适当驱动。
在横放地搭载于车体前部的发动机E上连接有自动变速器T,自动变速器T经由前差动齿轮11和左右的前驱动轴12L、12R与左右的前轮WFL、WFR连接。前差动齿轮11经由分动器(未图示)、前传动轴13、增速装置14、后传动轴15、后差动齿轮16、左右的后驱动轴17L、17R与左右的后轮WRL、WRR连接。
如图2所示,增速装置14具有行星齿轮机构21、增速离合器22和直联离合器23。
行星齿轮机构21具有固定设置于前传动轴13的后端的输入侧太阳轮24、固定设置于后传动轴15的前端的输出侧太阳轮25、行星架26、支承于行星架26的多个双联小齿轮27。各双联小齿轮27一体地具有输入侧小齿轮27a和输出侧小齿轮27b,输出侧小齿轮27b的齿数设定得比输入侧小齿轮27a的齿数大,伴随于此,输出侧太阳轮25的齿数设定得比输入侧太阳轮24的齿数小。
油压式多板型的增速离合器22经由多个摩擦接合要素31使固定于壳体28的离合器外座圈29、和位于其内侧的离合器内座圈30对置,在多个摩擦接合要素31通过油压的供给而接合时,离合器内座圈30与离合器外座圈29接合而被壳体28约束成不能旋转。
油压式多板型的直联离合器23具有:增速离合器22的离合器内座圈30和与行星齿轮机构21的行星架26一体的离合器外座圈32、与前传动轴13一体的离合器内座圈33、配置于离合器外座圈32和离合器内座圈33之间的多个摩擦接合要素34、配置于离合器外座圈32和离合器内座圈33之间的单向离合器35。当离合器内座圈33的转速高于离合器外座圈32的转速时,单向离合器35滑移而切断驱动力的传递。在多个摩擦接合要素34通过油压的供给而接合时,离合器外座圈32与离合器内座圈33接合而使前传动轴13与行星齿轮机构21的行星架26一体化。
因此,在增速离合器22接合而直联离合器23解除接合时,行星齿轮机构21的行星架26被壳体28约束成不能旋转,因此按照通过输入侧太阳轮24、输出侧太阳轮25和双联小齿轮27的齿数而确定的增速比(例如,1.05),前传动轴13的转速增大并被输出到后传动轴15。
相反,在增速离合器22解除接合而直联离合器23接合时,行星齿轮机构21的输入侧太阳轮24与行星架26一体化而成为锁定状态,因此前传动轴13的旋转被直接输出到后传动轴15。
后差动齿轮16具有隔着车体中心面而实质上左右镜面对称的构造,作为其代表,对车体中心面的左侧部分的构造进行说明。另外,对于左右对称的结构要素,在附图上对该标号标注L、R的符号进行区分。在以下说明中需要区分左右的情况下,也使用对标号标注了L、R的符号的标号。
从动伞齿轮37与固定设置于后传动轴15的后端的驱动伞齿轮38啮合,从动伞齿轮37固定设置于在左右的后驱动轴17L、17R的相对端部间同轴地配置的输入轴36的中间部。在输入轴36与左侧的后驱动轴17L之间,配置有行星齿轮机构39L和电磁式多板型的扭矩分配离合器40L。
行星齿轮机构39具有齿圈41、行星架42、太阳轮43、支承于行星架42并与齿圈41和太阳轮43同时啮合的多个小齿轮44,齿圈41与输入轴36的左端结合,行星架42与左侧的后驱动轴17L的右端结合。
扭矩分配离合器40具有固定于壳体45的离合器外座圈46、与行星齿轮机构39的太阳轮43结合的离合器内座圈47、配置于离合器外座圈46和离合器内座圈47之间的多个摩擦接合要素48、使摩擦接合要素48相互接合而使离合器外座圈46和离合器内座圈47一体地结合的电磁致动器49(参照图1)。
在电磁致动器49断开的状态下,扭矩分配离合器40解除接合,从而太阳轮43能够自由地旋转,因此输入轴36的驱动力不会被传递到左侧的后驱动轴17L。另一方面,在电磁致动器49接通从而扭矩分配离合器40接合的状态下,太阳轮43被壳体45约束成不能旋转,因此输入轴36的驱动力被传递到左侧的后驱动轴17L。
此时,通过改变供给到电磁致动器49的电流来改变扭矩分配离合器40的滑移量,能够使从输入轴36传递到左侧的后驱动轴17L的扭矩连续地变化。
因此,通过改变后差动齿轮16的左右的扭矩分配离合器40L、40R的接合力,能够任意地控制在前轮WFL、WFR和后轮WRL、WRR间之间分配的扭矩的比率,并且任意地控制在左右的后轮WRL、WRR之间分配的扭矩的比率。
接着,根据图3,对控制增速装置14和后差动齿轮16的动作的4WD电子控制单元(4WD-ECU)Ua的结构进行说明。
在4WD电子控制单元Ua的输入部51上,经由CAN连接有对发动机E和自动变速器T的动作进行控制的FI/AT电子控制单元Ub、和控制车辆行为稳定化系统的动作的ESC电子控制单元Uc,并且例如连接有根据自动变速器T的齿轮的转速来检测车体速度的车体速度传感器52a、和检测方向盘的转向角的转向角传感器52b。
在从FI/AT电子控制单元Ub输入到输入部51的信号中,包含发动机转速、进气负压、自动变速器T的主轴和副轴的转速、自动变速器T的挡位等。此外,在从ESC电子控制单元Uc输入到输入部51的信号中,包含前轮WFL、WFR和后轮WRL、WRR的车轮速度、车辆的横向加速度、车辆的前后加速度等。
估计驱动扭矩计算部53根据从输入部51输入的发动机转速、进气负压(或进气流量)、根据主轴和副轴的转速估计的齿轮比、变矩器的速度比、各齿轮级的效率等,计算变速器T输出的估计驱动扭矩。此外,也可以不根据主轴和副轴的转速估计齿轮比,而使用由挡位传感器检测出的挡位的齿轮比。
操纵稳定性控制部54根据估计驱动扭矩计算部53计算出的估计驱动扭矩、以及从输入部51输入的横向加速度、转向角和车轮速度,计算分配到左右的后轮WRL、WRR的操纵稳定性控制扭矩。例如,在车辆的滑移角为规定的值以上的情况下,判定车辆行为处于不稳定的状态,从而控制后差动齿轮16来降低分配到左右的后轮WRL、WRR的扭矩,并且降低分配到左右后轮WRL、WRR中的转弯外轮的扭矩,由此实现车辆行为的稳定。
在车体速度为中速且横向加速度较大的情况下,增速控制部55使增速装置14的增速离合器22接合,使得后传动轴15的转速相对于前传动轴13的转速增速,并且通过后差动齿轮16向左右的后轮WRL、WRR中的转弯外轮分配扭矩,由此避免车辆的转向不足并且提高转弯性能。此外,在车体速度为低速或高速且横向加速度较小的情况下,使增速装置14的直联离合器23接合,使得后传动轴15的转速相对于前传动轴13的转速的增速中止,在该状态下,通过后差动齿轮16向左右的后轮WRL、WRR中的转弯外轮分配扭矩,由此确保稳定的转弯性能。
此外,在因执行增速时可能会扰乱车辆行为而使得操纵稳定性控制部54输出了增速禁止请求的情况下,禁止增速装置14的动作。
LSD控制部56对左右的前轮WFL、WFR的车轮速度和左右的后轮WRL、WRR的车轮速度进行比较,在由于车辆起步时前轮WFL、WFR碾过的路面的摩擦系数小于后轮WRL、WRR碾过的路面的摩擦系数,因此前轮WFL、WFR滑移的情况下,或者在即使四轮碾过的路面的摩擦系数相同,前轮WFL、WFR的主驱动力也大于后轮WRL、WRR的副驱动力从而前轮WFL、WFR滑移的情况下,根据前后轮间的差分旋转,计算分配到后轮WRL、WRR的LSD扭矩。在通过后差动齿轮16向后轮WRL、WRR分配LSD扭矩时,前轮WFL、WFR的滑移消除与此相应的部分,从而能够进行车辆的顺利的起步。
上坡控制部58通过对由前后加速度传感器检测出的实际前后加速度、和对车体速度进行微分而得到的估计前后加速度进行比较,计算车辆的上坡角(路面的上坡的倾斜角),并为了提高车辆在上坡处的起步时的上坡力,根据上坡角,计算通过后差动齿轮16分配到后轮WRL、WRR的上坡起步扭矩。
扭矩加法部57将由操纵稳定性控制部54计算出的操纵稳定性控制扭矩、由LSD控制部56计算出的LSD扭矩、由上坡控制部58计算出的上坡起步扭矩相加。
为了防止在车辆的后退→前进的往回切换时向后差动齿轮16作用过大的负荷而使耐久性下降,离合器扭矩限制部60对后差动齿轮16传递到后轮WRL、WRR的目标扭矩的上限值进行限制。
电流控制部61将由离合器扭矩限制部60计算出的离合器扭矩指令值转换为供给到后差动齿轮16的扭矩分配离合器40L、40R的电磁致动器49L、49R的电流值(PWM值)。
然后,驱动电路部62根据增速控制部55输出的增速指令,控制增速装置14的动作,并且根据电流控制部61输出的电流值,控制后差动齿轮16的动作。
这里,对车辆转弯的情况下的、针对左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩的分配控制进行说明。在车辆转弯时,通常,根据左后轮扭矩与右后轮扭矩之和(以下,有时称作第1关系),即、前后方向上的扭矩请求与左后轮扭矩及右后轮扭矩之差(以下,有时称作第2关系),即、转弯方向的扭矩请求,控制左右后轮WRL、WRR的扭矩的大小。
使用数学式说明该情况下的扭矩分配控制。在设左后轮WRL的目标扭矩为TT1、右后轮WRR的目标扭矩为TT2、左右后轮WRL、WRR的合计目标扭矩(左后轮扭矩与右后轮扭矩之和)为TRT、左右后轮WRL、WRR的目标扭矩差(左后轮扭矩与右后轮扭矩之差)为ΔTT时,根据第1关系,下述(1)式成立,根据第2关系,下述(2)式成立。
TT1+TT2=TRT (1)
TT1-TT2=ΔTT (2)
另外,在设目标横摆力矩(顺时针方向为正)为YMT、车轮半径为r、轮距宽度(左右后轮WRL、WRR间距离)为Tr时,ΔTT用以下的(3)式表示。
ΔTT=2·r·YMT/Tr (3)
因此,根据上述(1)、(2)式唯一确定左右后轮WRL、WRR的目标扭矩TT1、TT2。
这样,根据第1关系和第2关系,能够满足前后方向上的扭矩请求和转弯方向上的扭矩请求,车辆的行驶性能改善。
[第一实施方式]
图4是用于说明本发明第1实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。在该扭矩分配控制中,请求左右和扭矩(后轮轴扭矩)71和请求左右差扭矩72被输入,分别成为被限制块81、82限制后的值(这里,均为0.5倍(1/2倍)的值)。然后,通过差计算块83计算这些请求左右和扭矩与请求左右差扭矩的差值,通过和计算块84计算请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的和值。
然后,通过第1下限限制处理块85进行如下处理(下限限制处理):对由之前的差计算块83计算出的差值、和左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的下限值(对应于后述的图5所示的下限值LTq1、RTq1。)进行比较,选择任意的较大一方的值。即,在请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的差值大于上述下限值时,选择该差值,在请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的差值在上述下限值以下时,选择该下限值。然后,通过第1不足量计算块87计算由之前的差计算块83计算出的请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的差值、和由第1下限限制处理块85选择的值的差值。
另一方面,通过第2下限限制处理块86进行如下处理:对由之前的和计算块84计算出的和值、和左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的下限值(对应于后述的图5所示的下限值LTq1、RTq1。)进行比较,选择任意的较大一方的值(下限限制处理)。即,在请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的和值大于上述下限值时,选择该和值,在请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的和值在上述下限值以下时,选择该下限值。然后,通过第2不足量计算块88计算由之前的和计算块84计算出的请求左右和扭矩71与请求左右差扭矩72的和值、和由第2下限限制处理块86选择的值的差分。
进而,通过请求右后轮扭矩计算块89计算由之前的第1下限限制处理块85选择的值与由第2不足量计算块88计算出的值的和值、即请求右后轮扭矩91。此外,通过请求左后轮扭矩计算块90计算由之前的第2下限限制处理块86选择的值与由第2不足量计算块88计算出的值的和值、即请求左后轮扭矩92。这些请求右后轮扭矩91和请求左后轮扭矩92成为本实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩(以下,简单记作“扭矩”。)的指令值(指令扭矩)。
图5是示出第1实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的指令值(指令扭矩)的变化(相对于经过时间t的变化)的图,该图的(a)是车辆的转向角(方向盘转向角),该图的(b)是分配到左后轮WRL的扭矩的指令值LTq[Nm],该图(c)是分配到右后轮WRR的扭矩的指令值RTq[Nm]。如该图所示,在时刻t1车辆开始右转弯,由此左后轮WRL的指令扭矩LTq从LTq=100[Nm]起逐渐上升。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq从RTq=100[Nm]起逐渐下降。并且,右后轮WRR的指令扭矩RTq在时刻t2成为下限值RTq1=50[Nm],由此在此之后到时刻t3为止的期间,维持在RTq=下限值、RTq1=50[Nm]的固定值。即,在时刻t2~时刻t3,右后轮WRR的指令扭矩的基本值(用点划线表示的值)低于下限值RTq1=50[Nm],因此在此期间,作为右后轮WRR的指令扭矩RTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值RTq1=50[Nm]。另一方面,在时刻t2~时刻t3的期间,左后轮WRL的指令扭矩LTq成为对指令扭矩LTq的基本值加上规定的相加值ΔLTq(≤150[Nm])而得的值。这里加上的相加值ΔLTq对应于右后轮WRR中的指令扭矩RTq的基本值与下限扭矩RTq1的差分ΔRTq。
此外,在时刻t4,车辆从右转弯切换为左转弯,由此在此之后,左后轮WRL的指令扭矩LTq从LTq=100[Nm]起逐渐下降。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq从RTq=100[Nm]起逐渐上升。并且,左后轮WRL的指令扭矩LTq在时刻t5成为下限值LTq1=50[Nm],由此在此之后到时刻t6为止,维持在下限值LTq1=50[Nm]的固定值。即,在时刻t5~时刻t6,左后轮WRL的指令扭矩LTq的基本值(点划线)低于下限值LTq1=50[Nm],因此在此期间,作为左后轮WRL的指令扭矩LTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值LTq1=50[Nm]。另一方面,在时刻t5~时刻t6的期间,右后轮WRR的指令扭矩RTq成为对基本指令值RTq加上规定的相加值ΔRTq(≤150Nm)而得的值。该加上的相加值ΔRTq相当于左后轮WRL中的指令扭矩LTq的基本值与下限扭矩LTq1之间的差分ΔLTq。
这样,通过将在左后轮WRL或右后轮WRR中低于下限扭矩LTq1或RTq1的扭矩量与相反侧的右后轮WRR或左后轮WRL的指令扭矩RTq或LTq相加,能够防止左后轮WRL或右后轮WRR的指令扭矩低于预先设定的下限扭矩LTq1或RTq1,并且将左后轮WRL的指令扭矩与右后轮WRR的指令扭矩之间的差分始终维持在固定值或固定值以上。
即,在本实施方式的左右后轮WRL、WRR的扭矩分配控制中,在具有双离合器类型的后差动齿轮16的系统中进行左右后轮(副驱动轮)WRL、WRR的扭矩矢量控制时,为了使得左右单侧轮的驱动力不会由于驱动力的左右差请求而成为零或接近零的值,对驱动扭矩的指令值设置了下限(下限值LTq1、RTq1)。此外,通过进行将低于规定的下限值LTq1、RTq1的指令扭矩的量与相反侧的后轮的指令扭矩相加的控制,维持左右后轮WRL、WRR的指令扭矩的差分。
如以上所说明那样,根据本实施方式的车辆的扭矩分配控制装置,在通过左离合器40L分配到左后轮WRL的驱动扭矩的指令值LTq、与通过右离合器40R分配到右后轮WRR的驱动扭矩的指令值RTq分别低于下限值LTq1、RTq1的情况下,进行将该驱动扭矩的指令值LTq、RTq设为下限值LTq1、RTq1的控制,由此能够避免驱动扭矩的指令值LTq、RTq暂时成为零或处于接近零的区域。由此,能够防止实际扭矩相对于指令扭矩LTq、RTq的上升产生延迟,因此能够提高扭矩响应性。此外,通过避免驱动扭矩的指令值LTq、RTq暂时成为零或处于接近零的区域,能够使得实际扭矩相对于指令扭矩LTq、RTq的响应波形成为线性或接近线性的状态,因此能够确保实际扭矩相对于指令扭矩LTq、RTq的精度。由此,能够有效地提高分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的精度。此外,与根据预先设定的下限值来确定整体的指令扭矩的值的以往的控制相比,使得驱动扭矩的指令值LTq、RTq不会整体成为较大的值,因此能够有效地防止向左右后轮WRL、WRR过度分配驱动扭矩。
此外,在该车辆的扭矩分配控制装置中,将通过左离合器40L分配到左后轮WRL的驱动扭矩的指令值LTq、与通过右离合器40R分配到右后轮WRR的驱动扭矩的指令值RTq之差ΔTq控制为了固定值。
根据该结构,通过将驱动扭矩的指令值之差ΔTq控制为固定值,能够设置与针对左右后轮WRL、WRR的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,在该车辆的扭矩分配控制装置中,在通过左或右离合器40L或40R分配到左或右后轮WRL或WRR的驱动扭矩的指令值LTq或RTq低于规定的下限值LTq1或RTq1的情况下,进行如下控制:将这些驱动扭矩的指令值LTq或RTq与规定的下限值LTq1或RTq1的差分ΔLTq或ΔRTq和通过另一方(右或左)的离合器40R或40L分配到另一方(右或左)的后轮WRR或WRL的驱动扭矩的指令值RTq或LTq相加。
根据该结构,通过将左右一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq与下限值LTq1或RTq1的差分ΔLTq或ΔRTq和另一方的离合器40R、40L的驱动扭矩的指令值RTq或LTq相加,能够避免一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq低于下限值LTq1或RTq1,并且确保一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq与另一方的离合器40R或40L的驱动扭矩的指令值RTq1或LTq1之差。因此,能够避免驱动扭矩的指令值LTq、RTq成为超过限度的较小的值,并且设置与针对左右后轮WRL、WRR的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩的指令值LTq、RTq之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
图6是示出进行第1实施方式的扭矩分配控制的车辆的驱动力传递系统的其他结构例的图。该图所示的车辆是来自发动机E的动力仅被传递到左右的后轮WRL、WRR的后轮驱动(FR)车辆。即,在竖放地搭载于车体前部的发动机E上连接有自动变速器T,自动变速器T经由前传动轴13、增速装置14、后传动轴15、后差动齿轮16-2(左右离合器40-2L、40-2R)、左右的后驱动轴17L、17R与左右的后轮WRL、WRR连接。并且,通过本实施方式的扭矩分配控制,对通过左右离合器40-2L、40-2R分配到左右的后轮WRL、WRR的扭矩进行控制。扭矩分配控制的内容与以上相同。这样,应用第1实施方式的扭矩分配控制的车辆也可以是后轮驱动车辆。
图7是示出进行第1实施方式的扭矩分配控制的车辆的驱动力传递系统的又一其他结构例的图。该图所示的车辆是来自发动机E的动力仅被传递到左右的前轮WFL、WFR的前轮驱动(FF)车辆。即,在横放地搭载于车体前部的发动机E上连接有自动变速器T,自动变速器T经由前差动齿轮11-3(左右的离合器40-3L、40-3R)和左右的前驱动轴12L、12R与左右的前轮WFL、WFR连接。
即,在向左右的前驱动轴12L、12R传递动力的路径上分别配置有作为扭矩分配离合器的左右离合器40-3L、40-3R。并且,通过本实施方式的扭矩分配控制,对通过这些左右离合器40-3L、40-3R分配到左右的前轮WFL、WFR的扭矩进行控制。扭矩分配控制的内容与以上相同。这样,应用第1实施方式的扭矩分配控制的车辆也可以是前轮驱动车辆。
图1、图6、图7所示的驱动力传递系统的具体结构是一个例子,作为用于实施本实施方式的驱动力分配控制的驱动力传递系统的结构,具有用于根据车辆的行驶状态分配向左右车轮中的一方和另一方传递的驱动扭矩的扭矩分配装置,作为该扭矩分配装置的结构,只要具有设置在向左右车轮中的任意一方传递驱动扭矩的路径上的一个离合器、和设置在向左右车轮中的任意另一方传递驱动扭矩的路径上的另一离合器的结构,则具体的结构也可以是与图1、图6、图7所示的结构不同的结构。
[第2实施方式]
图8是用于说明第2实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。在该扭矩分配控制中,请求左右和扭矩(后轮轴扭矩)TM(271)和请求左右差扭矩TS(272)被输入,分别成为被限制块281、282限制后的值(这里,均为0.5倍(1/2倍)的值)。然后,通过差计算块283计算这些请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值,通过和计算块284计算请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值。
此外,在下限值计算块295中,对通过限制块281限制后的请求左右和扭矩TM和左右后轮WRL、WRR各自中的预先设定的请求扭矩的下限值(每一个轮的下限值)L1(对应于后述的图9和图10所示的下限值LTq1、RTq1。)进行比较,输出这些值中的任意的较低一方的值。即,在下限值L1小于请求左右和扭矩TM时,输出该下限值L1,作为下限值计算块295的输出值,在请求左右和扭矩TM小于下限值L1时,输出请求左右和扭矩TM,作为下限值计算块295的输出值。
即,在下限值计算块295中,在请求左右和扭矩TM的值下降时,进行如下控制:将左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的下限值L1(LTq1、RTq1)变更为该请求左右和扭矩(后轮轴扭矩)TM的值。
然后,通过第1下限限制处理块285进行如下处理(下限限制处理):对由之前的差计算块283计算出的差值、和下限值计算块295的输出值进行比较,选择任意的较大一方的值。即,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值大于上述下限值计算块295的输出值时,选择该差值,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值在上述下限值计算块295的输出值以下时,选择该下限值计算块295的输出值。然后,通过第1不足量计算块287计算由之前的差计算块283计算出的请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值、和由第1下限限制处理块285选择的值的差值。
另一方面,通过第2下限限制处理块286进行如下处理(下限限制处理):对由之前的和计算块284计算出的和值、和下限值计算块295的输出值进行比较,选择任意的较大一方的值。即,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值大于上述下限值计算块295的输出值时,选择该和值,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值在上述下限值计算块295的输出值以下时,选择该下限值计算块295的输出值。然后,通过第2不足量计算块288计算由之前的和计算块284计算出的请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值、和由第2下限限制处理块286选择的值的差分。
进而,通过请求右后轮扭矩计算块289计算由之前的第1下限限制处理块285选择的值与由第2不足量计算块288计算出的值的和值、即请求右后轮扭矩291。此外,通过请求左后轮扭矩计算块290计算由之前的第2下限限制处理块286选择的值与由第1不足量计算块287计算出的值的和值、即请求左后轮扭矩292。这些请求右后轮扭矩291和请求左后轮扭矩292成为本实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩(以下,简单记作“扭矩”。)的指令值(指令扭矩)。
图9和图10是示出第2实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的指令值(指令扭矩)的变化(相对于经过时间T的变化)的图,图9和图10的(a)是车辆的转向角(方向盘转向角),(b)是分配到左后轮WRL的扭矩的指令值LTq[Nm],(c)是分配到右后轮WRR的扭矩的指令值RTq[Nm]。并且,图9是请求左右和扭矩TM(=LTq+RTq)在左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的下限值L1(=LTq1、RTq1)以上(请求左右和扭矩TM≥下限值L1)的情况,且是不进行分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的下限值L1(=LTq1、RTq1)的变更(更换)的情况。另一方面,图10是请求左右和扭矩TM小于上述下限值L1(请求左右和扭矩TM<下限值L1)的情况,且是进行分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的下限值L1(=LTq1、RTq1)的变更(更换)的情况。
首先,在图9所示的请求左右和扭矩TM在规定的下限值L1以上的情况下,如该图所示,在时刻t1车辆开始右转弯,由此左后轮WRL的指令扭矩LTq从LTq=100[Nm]起逐渐上升。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq从RTq=100[Nm]起逐渐下降。并且,右后轮WRR的指令扭矩RTq在时刻t2成为下限值RTq1=50[Nm],由此在此之后到时刻t3为止的期间,维持在RTq=下限值、RTq1=50[Nm]的固定值。即,在时刻t2~时刻t3,右后轮WRR的指令扭矩的基本值(用点划线表示的值)低于下限值RTq1=50[Nm],因此在此期间,作为右后轮WRR的指令扭矩RTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值RTq1=50[Nm]。另一方面,在时刻t2~时刻t3的期间,左后轮WRL的指令扭矩LTq成为对指令扭矩LTq的基本值加上规定的相加值ΔLTq(≤150[Nm])而得的值。这里加上的相加值ΔLTq相当于右后轮WRR中的指令扭矩RTq的基本值与下限扭矩RTq1的差分ΔRTq。
此外,在时刻t4,车辆从右转弯切换为左转弯,由此在此之后,左后轮WRL的指令扭矩LTq从LTq=100[Nm]起逐渐下降。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq从RTq=100[Nm]起逐渐上升。并且,左后轮WRL的指令扭矩LTq在时刻t5成为下限值LTq1=50[Nm],由此在此之后到时刻t6为止,维持在下限值LTq1=50[Nm]的固定值。即,在时刻t5~时刻t6,左后轮WRL的指令扭矩LTq的基本值(点划线)低于下限值LTq1=50[Nm],因此在此期间,作为左后轮WRL的指令扭矩LTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值LTq1=50[Nm]。另一方面,在时刻t5~时刻t6的期间,右后轮WRR的指令扭矩RTq成为对基本指令值RTq加上规定的相加值ΔRTq(≤150Nm)而得的值。该加上的相加值ΔRTq相当于左后轮WRL中的指令扭矩LTq的基本值与下限扭矩LTq1的差分ΔLTq。
接着,在图10所示的请求左右和扭矩TM小于下限值L1的情况下,如该图所示,在时刻t1车辆开始右转弯,由此左后轮WRL的指令扭矩LTq从LTq=100[Nm]起逐渐上升。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq从RTq=100[Nm]起逐渐下降。并且,右后轮WRR的指令扭矩RTq在时刻t2成为下限值RTq1=50[Nm],由此在此之后到时刻t3为止的期间,维持在RTq=下限值、RTq1=50[Nm]的固定值。即,在时刻t2~时刻t3,右后轮WRR的指令扭矩的基本值(用点划线表示的值)低于下限值RTq1=50[Nm],因此在此期间,作为右后轮WRR的指令扭矩RTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值RTq1=50[Nm]。另一方面,在时刻t2~时刻t3的期间,左后轮WRL的指令扭矩LTq成为对指令扭矩LTq的基本值加上规定的相加值ΔLTq(≤150[Nm])而得的值。这里加上的相加值ΔLTq相当于右后轮WRR中的指令扭矩RTq的基本值与下限扭矩RTq1的差分ΔRTq。
并且,在该图10所示的情况下,在时刻t4之前请求左右和扭矩TM在下限值(下限扭矩)LTq1=50[Nm]以上,由此下限值LTq1=50[Nm],与此相对,在时刻t4之后,请求左右和扭矩TM小于下限值(下限扭矩)LTq1,由此下限值LTq1′=20[Nm]。即,该时刻t4之后的下限值LTq1′为时刻t4之后的请求左右和扭矩TM的值。即,在时刻t4之后,请求左右和扭矩TM低于原来的下限值LTq1=50[Nm],由此将原来的下限值LTq1变更为了请求左右和扭矩TM的值(新的下限值LTq1′)。
并且,在时刻t4,车辆从右转弯切换为左转弯,由此在此之后,左后轮WRL的指令扭矩LTq下降。另一方面,右后轮WRR的指令扭矩RTq逐渐上升。并且,左后轮WRL的指令扭矩LTq在时刻t5成为新的下限值LTq1′=20[Nm],由此在此之后到时刻t6为止,维持在该下限值LTq1′=20[Nm]的固定值。即,在时刻t5~时刻t6,左后轮WRL的指令扭矩LTq的基本值(点划线)低于下限值LTq1′=20[Nm],因此在此期间,作为左后轮WRL的指令扭矩LTq,不选择基本值(用点划线表示的值),而选择下限值LTq1′=20[Nm]。另一方面,在时刻t5~时刻t6的期间,右后轮WRR的指令扭矩RTq成为对基本指令值RTq加上规定的相加值ΔRTq′(≤120Nm)而得的值。该加上的相加值ΔRTq′相当于左后轮WRL中的指令扭矩LTq的基本值与下限扭矩LTq1′的差分ΔLTq′。
这样,通过在左后轮WRL或右后轮WRR中将低于下限扭矩LTq1(LTq1′)或RTq1的扭矩量与相反侧的右后轮WRR或左后轮WRL的指令扭矩RTq或LTq相加,能够防止左后轮WRL或右后轮WRR的指令扭矩低于预先设定的下限扭矩LTq1(LTq1′)或RTq1,并且将左后轮WRL的指令扭矩与右后轮WRR的指令扭矩的差分始终维持在固定值或固定值以上。
即,在本实施方式的左右后轮WRL、WRR的扭矩分配控制中,在具有双离合器类型的后差动齿轮16的系统中进行左右后轮(副驱动轮)WRL、WRR的扭矩矢量控制时,为了使得左右单侧轮的驱动力不会由于驱动力的左右差请求而成为零或接近零的值,对驱动扭矩的指令值设置了下限(下限值LTq1、RTq1)。此外,通过进行将低于规定的下限值LTq1、RTq1的指令扭矩的量与相反侧的后轮的指令扭矩相加的控制,维持左右后轮WRL、WRR的指令扭矩的差分。
此外,在如上述那样进行将驱动扭矩的指令值LTq、RTq设为规定的下限值L1(LTq1、RTq1)的控制时,在分配到左后轮WRL和右后轮WRR的扭矩的指令值的合计、即左右和扭矩指令值TM低于该规定的下限值L1时,将该规定的下限值L1变更为了左右和扭矩指令值TM(将下限值L1设为左右和扭矩指令值TM)。
如果在即使左右和扭矩指令值TM低于下限值L1的情况下也直接采用下限值L1,则在分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的指令值为非常小的值或者实质为零那样的车辆的行驶状态下(例如,加速器关闭时)也向左右后轮WRL、WRR传递驱动扭矩,由此对车辆的燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性产生影响,根据本实施方式的控制,在左右和扭矩指令值TM低于规定的下限值L1的情况下,将该规定的下限值L1变更为了左右和扭矩指令值TM,由此能够防止在上述那样的行驶状态下向左右后轮WRL、WRR传递驱动扭矩。因此,能够实现燃料效率(燃料消耗率)和装置的耐久性的提高。
此外,在该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置中,将通过左离合器40L分配到左后轮WRL的驱动扭矩的指令值LTq、与通过右离合器40R分配到右后轮WRR的驱动扭矩的指令值RTq之差ΔTq控制为了固定值。
根据该结构,通过将驱动扭矩的指令值之差ΔTq控制为固定值,能够设置与针对左右后轮WRL、WRR的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,在该四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置中,在通过左或右离合器40L或40R分配到左或右后轮WRL或WRR的驱动扭矩的指令值LTq或RTq低于规定的下限值LTq1或RTq1的情况下,进行如下控制:将这些驱动扭矩的指令值LTq或RTq与规定的下限值LTq1或RTq1的差分ΔLTq或ΔRTq和通过另一方(右或左)的离合器40R或40L分配到另一方(右或左)的后轮WRR或WRL的驱动扭矩的指令值RTq或LTq相加。
根据该结构,通过将左右一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq与下限值LTq1或RTq1的差分ΔLTq或ΔRTq和另一方的离合器40R、40L的驱动扭矩的指令值RTq或LTq相加,能够避免一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq低于下限值LTq1或RTq1,并且确保一方的离合器40L或40R的驱动扭矩的指令值LTq或RTq与另一方的离合器40R或40L的驱动扭矩的指令值RTq1或LTq1之差。因此,能够避免驱动扭矩的指令值LTq、RT成为超过限度的较小的值,并且设置与针对左右后轮WRL、WRR的驱动力的请求值相应的恰当的驱动扭矩的指令值LTq、RTq之差,因此能够进行更恰当的驱动力分配控制。
此外,图1所示的驱动力传递系统的具体结构是一个例子,作为用于实施本实施方式的驱动力分配控制的驱动力传递系统的结构,只要是如下结构,则具体的结构也可以与图1所示的不同:在将前轮和后轮中的任意一方作为主驱动轮、另一方作为副驱动轮的四轮驱动车辆中,具有:用于分配传递到主驱动轮和副驱动轮中的一方和另一方的驱动扭矩的前后扭矩分配装置;以及用于分配传递到左副驱动轮和右副驱动轮中的一方和另一方的驱动扭矩的左右扭矩分配装置。
[第3实施方式]
图11和图12是用于说明第3实施方式的扭矩分配控制中的处理流程的框图。在该扭矩分配控制中,请求左右和扭矩(后轮轴扭矩)TM(371)和请求左右差扭矩TS(372)被输入,分别成为被限制块381、382限制后的值(这里,均为0.5倍(1/2倍)的值)。然后,通过差计算块383计算这些请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值,通过和计算块384计算请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值。
此外,在下限值计算块391中,对通过限制块381限制后的请求左右和扭矩(后轮轴扭矩)TM的值和左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的下限值L1(每一个轮子的下限值)进行比较,输出这些值中的任意的较低一方的值。即,在下限值L1小于限制块381的输出值时,输出下限值L1,作为下限值计算块391的输出值,在限制块381的输出值小于下限值L1时,输出限制块381的输出值,作为下限值计算块391的输出值。
然后,通过第1下限限制处理块385进行如下处理(下限限制处理):对由之前的差计算块383计算出的差值、和下限值计算块391的输出值进行比较,选择任意的较大一方的值。即,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值大于下限值计算块391的输出值时,选择该差值,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值在上述下限值计算块391的输出值以下时,选择该输出值。然后,通过第1不足量计算块387计算由之前的差计算块383计算出的请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的差值、和由第1下限限制处理块385选择的值的差值。
另一方面,通过第2下限限制处理块386进行如下处理(下限限制处理):对由之前的和计算块384计算出的和值、和下限值计算块391的输出值进行比较,选择任意的较大一方的值。即,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值大于下限值计算块391的输出值时,选择该和值,在请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值在下限值计算块391的输出值以下时,选择该输出值。然后,通过第2不足量计算块388计算由之前的和计算块384计算出的请求左右和扭矩TM与请求左右差扭矩TS的和值、和由第2下限限制处理块386选择的值的差分。
进而,在第1调整增益乘法部393中,计算对由第1不足量计算块387计算出的值乘以下限侧不足量调整增益(以下称作“下限侧调整增益”)Ga的值而得的值,在第2调整增益乘法部394中,计算对由第2不足量计算块388计算出的值乘以下限侧调整增益Ga的值而得的值。
进而,通过请求右后轮扭矩计算块389计算由之前的第1下限限制处理块385选择的值与由第2调整增益乘法部394计算出的值的和值。此外,通过请求左后轮扭矩计算块390计算由之前的第2下限限制处理块386选择的值与由第1调整增益乘法部393计算出的值的和值。另外,在图11的右端示出的(※)、(※※)标记分别与图12的左端示出的(※),(※※)标记相连。
然后,如图12所示,通过第1上限限制处理块401进行如下处理(上限限制处理):对由之前的请求右后轮扭矩计算块389计算出的和值、和左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的上限值L2(每一个轮子的上限值)进行比较,选择任意的较小一方的值。即,在由请求右后轮扭矩计算块389计算出的和值(由第1下限限制处理块385选择的值和由第2调整增益乘法部394计算出的值的和值)大于上限值L2时,选择该上限值L2,在由请求右后轮扭矩计算块389计算出的和值在上限值L2以下时,选择由请求右后轮扭矩计算块389计算出的和值。然后,通过第3不足量计算块403计算由之前的请求右后轮扭矩计算块389计算出的和值、和由第1上限限制处理块401选择的值的差值。
另一方面,通过第2上限限制处理块402进行如下处理(上限限制处理):对由之前的请求左后轮扭矩计算块390计算出的和值、和左右后轮WRL、WRR中的预先设定的请求扭矩的上限值L2(每一个轮子的上限值)进行比较,选择任意的较小一方的值。即,在由请求左后轮扭矩计算块390计算出的和值(由第2下限限制处理块386选择的值和由第1调整增益乘法部393计算出的值的和值)大于上限值L2时,选择该上限值L2,在由请求左后轮扭矩计算块390计算出的和值在上限值L2以下时,选择由请求左后轮扭矩计算块390计算出的和值。然后,通过第4不足量计算块404计算由之前的请求左后轮扭矩计算块390计算出的和值、和由第2上限限制处理块402选择的值的差值。
进而,在第3调整增益乘法部395中,计算对由第3不足量计算块403计算出的值乘以上限侧不足量调整增益(以下称作“上限侧调整增益”)Gb的值而得的值,在第4调整增益乘法部396中,计算对由第4不足量计算块404计算出的值乘以上限侧调整增益Gb的值而得的值。
此外,通过请求右后轮扭矩计算块397计算由之前的第1上限限制处理块401选择的值与由第4调整增益乘法部396计算出的值之和、即请求右后轮扭矩411。此外,通过请求左后轮扭矩计算块398计算由之前的第2上限限制处理块402选择的值与由第3调整增益乘法部395计算出的值之和、即请求左后轮扭矩412。这些请求右后轮扭矩411和请求左后轮扭矩412成为本实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的指令值(指令扭矩)。
图13是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的指令值(指令扭矩)的变化(相对于经过时间t的变化)的一例的图(图表),是示出左右差优先控制的图,该左右差优先控制用于使如下控制优先:使分配到左后轮WRL与右后轮WRR的驱动扭矩(左右分配驱动扭矩)之差追随该指令值。并且,该图的(a)是示出进行如下控制的情况:使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先,增大分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM),该图的(b)是示出进行如下控制的情况:使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先,减小分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。此外,各图的(i)是示出作为分别分配到左后轮WRL与右后轮WRR的指令扭矩的和值和差值的请求左右和扭矩TM和请求左右差扭矩TS的变化的图表,(ii)是是示出作为分别分配到左后轮WRL与右后轮WRR的指令扭矩的请求右后轮扭矩TR和请求左后轮扭矩TL的变化的图表。
在图13的(a)所示的例子中,之前说明的下限侧调整增益Ga=+1。并且,在时刻t=0产生的、分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR之差逐渐变化(增大)。进行分配,使得在时刻t=ta1之前,请求左右和扭矩TM为固定值(b0),分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的合计值(和)固定。并且,当超过时刻t=ta1时,分配到右后轮WRR的驱动扭矩的指令值TR(校正前的指令值)低于下限值(每一个轮子的下限值)L1(=0),因此进行如下控制:对分配到相反侧的左后轮WRL的驱动扭矩TL加上低于该下限值L1的量(图的斜线示出的部分)。由此,如图13的(a)(i)(ii)所示,实际分配到左右后轮WRL、WRR的合计驱动扭矩(左右和扭矩)TA相比于请求左右和扭矩TM增大,但能够使请求左右差扭矩TS的值DA2与实现的左右差扭矩的值DA1相等(DA1=DA2)。
即,在该例中,在请求左右差扭矩TS大于请求左右和扭矩TM、且分配到右后轮WRL的驱动扭矩的指令值TR低于下限值L1的情况下,通过对分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL加上低于该下限值L1的量(加上对低于下限值L1的量(负值)乘以下限侧调整增益Ga(=+1)而得的值(正值)),维持左右差。
此外,在图13的(b)所示的例子中,上限侧调整增益Gb=+1。该情况下,也是在时刻t=0产生的、分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR之差逐渐变化(增大)。并且进行分配,使得在时刻t=tb1之前,请求左右和扭矩TM为固定值(b0),分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的合计值(和)固定。并且,当超过时刻t=tb1时,分配到左后轮WRL的驱动扭矩的指令值TL(校正前的指令值)高于上限值(每一个轮子的上限值)L2,因此进行从分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR中减去高于该上限值L2的量(图的斜线部分)的控制。由此,如图13的(b)(i)(ii)所示,实际分配到左右后轮WRL、WRR的合计驱动扭矩(左右和扭矩)TB相比于请求左右和扭矩TM减小,但能够使请求左右差扭矩TS的值DB2与实现的左右差扭矩的值DB1相等(DB1=DB2)。
即,在该例中,在分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL大于上限值(每一个轮子的上限值)L2的情况下,通过从分配到右后轮WRR的驱动扭矩TL中减去高于上限值L2的量(加上对高于上限值L2的量(负值)乘以上限侧调整增益Gb(=+1)而得的值(正值)),维持左右差。
图14是示出第3实施方式的扭矩分配控制中的、分配到左右后轮WRL、WRR的扭矩的指令值(指令扭矩)的变化(相对于经过时间t的变化)的其他例的图(图表),是示出左右和优先控制的图,该左右和优先控制用于使如下控制优先:使分配到左右的后轮WRL、WRR的合计的驱动扭矩(前后分配驱动扭矩)追随该指令值。并且,该图的(a)、(b)均为进行如下控制的情况:不使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先地,维持分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。此外,各图的(i)是示出作为分别分配到左后轮WRL与右后轮WRR的指令扭矩的和值和差值的请求左右和扭矩TM和请求左右差扭矩TS的变化的图表,(ii)是是示出作为分别分配到左后轮WRL与右后轮WRR的指令扭矩的请求右后轮扭矩TR和请求左后轮扭矩TL的变化的图表。
在图14的(a)所示的例子中,下限侧调整增益Ga=-1。该情况下,也是在时刻t=0产生的、分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR之差逐渐变化(增大)。并且如该图的(a)(i)所示,进行分配,使得在时刻t=ta1之前,请求左右和扭矩TM为固定值(b0),分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的合计值(和)固定。并且,当超过时刻t=ta1时,分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的指令值(校正前的指令值)低于下限值(每一个轮子的下限值)L1(=0),因此进行如下控制:从分配到相反侧的左后轮WRL的驱动扭矩TL中减去低于该下限值L1的量(图的斜线示出的部分)。由此,如图14的(a)(i)(ii)所示,能够将分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的合计驱动扭矩(左右和扭矩)TA维持为固定值(=b0)。另一方面,分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的差值(实现的左右差扭矩的值)DA1为小于目标值(请求左右差扭矩TS的值)DA2的值(DA1<DA2)。另外,在时刻t=ta2之后,请求左右差扭矩TS的值固定,从而合计值和左右差被维持为固定。
即,在该例中,在请求左右差扭矩TS大于请求左右和扭矩TM、且分配到右后轮WRR的驱动扭矩的指令值TR低于下限值L1的情况下,通过从分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL中减去低于该下限值L1的量(加上对低于下限值L1的量(正值)乘以下限侧调整增益Ga(=-1)而得的值(负值)),将合计值维持为固定。
此外,在图14的(b)所示的例子中,上限侧调整增益Gb=-1。该情况下,也是在时刻t=0产生的、分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR之差逐渐变化(增大)。并且进行分配,使得在时刻t=tb1之前,请求左右和扭矩TM为固定值(b0),分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的合计值(和)固定。并且,当超过时刻t=tb1时,分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL的指令值(校正前的指令值)高于上限值(每一个轮子的上限值)L2,因此进行对分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR加上高于该上限值L2的量的控制。由此,如图14的(b)(i)所示,能够将分配到左后轮WRL的驱动扭矩与分配到右后轮WRR的驱动扭矩的合计(左右和扭矩)TB维持为固定值(=b0)。另一方面,图14的(b)(ii)示出的、分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL与分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR的差值(实现的左右差扭矩的值)DB1为小于图14的(b)(i)示出的目标值(请求左右差扭矩TS的值)DB2的值(DB1<DB2)。
即,在该例中,在分配到左后轮WRL的驱动扭矩TL大于上限值(每一个轮子的上限值)L2的情况下,通过对分配到右后轮WRR的驱动扭矩TR加上高于上限值L2的量(加上对高于上限值L2的量(负值)乘以上限侧调整增益Gb(=-1)而得的值(正的量)),将合计值维持为固定。
图15是用于说明下限侧调整增益Ga和上限侧调整增益Gb的设定值的图。如已述那样,在图13的(a)的例子中,将下限侧调整增益Ga的值设定为了Ga=+1,在图13的(b)的例子中,将上限侧调整增益Gb的值设定为了Gb=+1。此外,在图14的(a)的例子中,将下限侧调整增益Ga的值设定为了Ga=-1,在图14的(b)的例子中,将上限侧调整增益Gb的值设定为了Gb=-1。如图15所示,下限侧调整增益Ga和上限侧调整增益Gb的值能够根据施加到车辆的横向加速度GE的值和前后加速度GH的值进行设定。
即,在车辆转弯时等、前后加速度GH比较小且横向加速度GE比较大的行驶状态下,设定Ga、Gb=+1~0的正值作为调整增益Ga、Gb的值,由此进行左右差优先控制(作为一例,为图13的(a)、(b)所示的控制)。另一方面,在直行中的突然加减速时等,前后加速度GH比较大且横向加速度GE比较小的行驶状态下,设定Ga、Gb=-1~0的负值作为调整增益Ga、Gb的值,由此进行左右和(前后分配)优先控制(作为一例,为图14的(a)、(b)所示的控制)。
另外,作为用于确定调整增益Ga、Gb的值的参数,可以替代以上示出的横向加速度GE而使用转向角的数据,也可以替代前后加速度GH而使用请求驱动扭矩的数据。此外,这里说明了将下限侧调整增益Ga和上限侧调整增益Gb设定为不同的参数的情况,但除此以外,还能够将下限侧和下限侧的调整增益设定为共同的参数。
图16和图17是示出下限侧调整增益Ga和上限侧调整增益Gb的设定例的图(图表)。图16和图17是示出在车辆转弯时,相对于前后加速度GH(横轴)的、后轮中的1个轮(左后轮WRL或右后轮WRR)的扭矩TL或TR的变化(纵轴)和下限侧调整增益Ga和上限侧调整增益Gb的值的图表。另外这里,说明车辆按照任意的横向加速度GE进行转弯(左转弯或右转弯)的情况。
在图16所示的例子中,将下限侧调整增益Ga的值设定为了Ga=+1~0的范围,将上限侧调整增益Gb的值设定为了Gb=0~-1的范围。该情况下,在前后加速度GH在GH1以下(GH1≥GH)时,如果内轮扭矩TR(TL)的值低于下限值L1,则进行对分配到相反侧的车轮的外轮扭矩TL(TR)加上低于该下限值L1的量(图的斜线示出的部分)的控制。对于该控制,为进行之前的图13的(a)所示的如下控制的情况:使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先,增大分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。此外,在前后加速度GH在GH2以上(GH2≤GH)时,如果外轮扭矩TL(TR)的值高于上限值L2,则进行对分配到相反侧的车轮的内轮扭矩TR(TL)加上高于该上限值L2的量(图的斜线示出的部分)的控制。该控制是之前的图14的(b)所示的如下控制:不使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先地,维持分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。
即,在该图16所示的例子中,后轮1轮扭矩(TR或TL)的值在车辆的前后加速度GH比较小的区域(GH1≥GH)中达到下限值L1。并且,通过在Ga=+1~0的范围内调整下限侧调整增益Ga的值,进行通过对相反侧的车轮加上低于下限值的量而实现的左右差优先控制。此外,后轮1轮扭矩(TR或TL)的值在车辆的前后加速度GH比较大的区域(GH2≤GH)中达到上限值L2。并且,通过在Gb=0~-1的范围内调整上限侧调整增益Gb的值,进行通过对相反侧的车轮加上高于上限值的量而实现的左右和优先(前后分配优先)控制。
此外,在图17所示的例子中,将下限侧调整增益Ga的值设定为了Ga=-1~0的范围,将上限侧调整增益Gb的值设定为了Gb=0~+1的范围。该情况下,在前后加速度GH在GH1以下(GH1≥GH)时,如果内轮扭矩TR(TL)的值低于下限值L1,则进行从分配到相反侧的车轮的外轮扭矩TL(TR)中减去低于该下限值L1的量(图的斜线示出的部分)的控制。对于该控制,为进行之前的图13的(b)所示的如下控制的情况:使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先,减小分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。此外,在前后加速度GH在GH2以上(GH2≤GH)时,如果外轮扭矩TL(TR)的值高于上限值L2,则进行从分配到相反侧的车轮的内轮扭矩TR(TL)中减去高于该上限值L2的量(图的斜线示出的部分)的控制。该控制是之前的图14的(a)所示的如下控制:不使分配到左后轮WRL和右后轮WRR的驱动扭矩之差(左右差)优先地,维持分配到左右后轮WRL、WRR的驱动扭矩的合计值(请求左右和扭矩TM)。
即,在该图17所示的例子中,也是后轮1轮扭矩(TR或TL)的值在车辆的前后加速度GH比较小的区域(GH1≥GH)中达到下限值L1。并且,通过在Ga=-1~0的范围内调整下限侧调整增益Ga的值,进行通过从相反侧的车轮中减去低于下限值的量而实现的左右差优先控制。另一方面,后轮1轮扭矩(TR或TL)的值在车辆的前后加速度GH比较大的区域(GH2≤GH)中达到上限值L2。并且,通过在Gb=0~+1的范围内调整上限侧调整增益Gb的值,进行通过从相反侧的车轮中减去高于上限值的量而实现的左右和优先(前后分配优先)控制。
如以上所说明那样,根据本实施方式的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,在分别分配到左右的副驱动轮WRL、WRR的左右分配驱动扭矩TL、TR(左驱动扭矩和右驱动扭矩)的指令值产生差(左右差)、且该差变化(增大),由此分配到副驱动轮WRL、WRR的前后分配驱动扭矩TM、TS(主驱动轮扭矩和副驱动轮扭矩)高于该指令值的情况下,通过根据车辆的行驶状态选择上述左右差优先控制和左右和优先控制中的任意一个,在进行前后和左右的扭矩分配控制时,能够进行最优的扭矩分配控制。因此,能够有效地防止车辆的行为变得不稳定,实现车辆的行驶性能的提高。
此外,在本实施方式的扭矩分配控制装置中,在分配到左右的副驱动轮WRL、WRR中的任意一方的左右分配驱动扭矩的指令值(请求右后轮扭矩TR、请求左后轮扭矩TS)成为超过预先确定的限制值(上限值、下限值)L1、L2的值的情况下,进行对分配到左右的副驱动轮WRL、WRR中的任意另一方(相反侧的副驱动轮)的左右分配驱动扭矩加减超过该限制值L1、L2的量的控制,由此在分配到左右的副驱动轮WRL、WRR中的任意一方的左右分配驱动扭矩的指令值成为超过预先确定的限制值的值的情况下,也能够维持分别分配到左右的副驱动轮WRL、WRR的驱动扭矩之差(左右差)、或分别分配到主驱动轮WFL、WFR与副驱动轮WRL、WRR的驱动扭矩之差(前后差)。因此,能够进行更优化的扭矩分配控制。
此外,在本实施方式的扭矩分配控制装置中,在车辆转弯时等、车辆的前后加速度GH比较小且横向加速度GE比较大的行驶状态下,进行上述左右差优先控制,在直行中的突然加减速时等、车辆的前后加速度GH比较大且横向加速度GE比较小的行驶状态下,进行上述左右和优先控制。这样,在分配到副驱动轮WRL、WRR的前后分配驱动扭矩高于其指令值的情况下,对于优先进行左右差优先控制和左右和优先控制中的哪一个,能够根据车辆的行驶条件(行驶状态)改变其优先度,其中,在左右差优先控制中,对左右的相反侧的驱动轮的分配量加上左右分配驱动扭矩的不足量,由此使左右差优先,在左右和优先控制中,通过从相反侧的驱动轮的分配量中减去左右分配驱动扭矩的不足量,使前后差(前后分配)优先。因此,能够进行符合车辆的行驶条件的、更优化的驱动扭矩的分配控制。
此外,图1所示的驱动力传递系统的具体结构是一个例子,作为用于实施本实施方式的驱动力分配控制的驱动力传递系统的结构,只要是如下结构,则具体的结构也可以与图1所示的不同:在将前轮和后轮中的任意一方作为主驱动轮、另一方作为副驱动轮的四轮驱动车辆中,具有:用于分配传递到主驱动轮和副驱动轮中的一方和另一方的驱动扭矩的前后扭矩分配装置;以及用于分配传递到左右副驱动轮中的一方和另一方的驱动扭矩的左右扭矩分配装置。
以上说明了本发明的实施方式,但本发明不限于上述实施方式,能够在权利要求、说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。例如,上述实施方式中示出的驱动扭矩的指令值的具体数值是一个例子,驱动扭矩的指令值只要是本发明的范围内的值,则具体的数值也可以是其他数值。

Claims (7)

1.一种四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,该四轮驱动车辆将前轮和后轮中的任意一方作为第一驱动轮、另一方作为第二驱动轮,所述扭矩分配控制装置具有:
前后扭矩分配装置,其用于对传递到所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的驱动扭矩进行分配;
左右扭矩分配装置,其用于对传递到作为所述第二驱动轮的左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的驱动扭矩进行分配;以及
控制单元,其对由所述前后扭矩分配装置和所述左右扭矩分配装置分配的驱动扭矩进行控制,
所述四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置的特征在于,
在由所述左右扭矩分配装置分配到所述左侧第二驱动轮和右侧第二驱动轮的左驱动扭矩的指令值和右驱动扭矩的指令值中的任意一个小于规定的下限值的情况下,所述控制单元进行将该左驱动扭矩的指令值或右驱动扭矩的指令值设为所述规定的下限值的控制,并且
所述控制单元计算左右和扭矩的指令值,该左右和扭矩的指令值是所述左驱动扭矩的指令值与所述右驱动扭矩的指令值之和,
在所述左右和扭矩的指令值小于所述规定的下限值的情况下,所述控制单元将所述规定的下限值变更为所述左右和扭矩的指令值,作为新的下限值。
2.根据权利要求1所述的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,其特征在于,
所述控制单元进行控制,使得所述左驱动扭矩的指令值与所述右驱动扭矩的指令值之差成为固定值。
3.根据权利要求2所述的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,其特征在于,
在所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的一方小于所述规定的下限值的情况下,所述控制单元进行如下控制:对所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的另一方加上该左驱动扭矩的指令值或右驱动扭矩的指令值与所述规定的下限值之间的差分。
4.一种四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,该四轮驱动车辆将前轮和后轮中的任意一方作为第一驱动轮、另一方作为第二驱动轮,所述扭矩分配控制装置具有:
前后扭矩分配装置,其用于向所述第一驱动轮和所述第二驱动轮分别分配和传递第一驱动轮扭矩和第二驱动轮扭矩;
左右扭矩分配装置,其用于向作为所述第二驱动轮的左侧的左侧第二驱动轮和作为右侧的右侧第二驱动轮分别分配和传递左驱动扭矩和右驱动扭矩;以及
控制单元,其对由所述前后扭矩分配装置分配的所述第一驱动轮扭矩和所述第二驱动轮扭矩、与由所述左右扭矩分配装置分配的所述左驱动扭矩和所述右驱动扭矩进行控制,
所述四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置的特征在于,
在所述左驱动扭矩的指令值与所述右驱动扭矩的指令值之差发生变化,由此作为所述左驱动扭矩与所述右驱动扭矩之和的所述第二驱动轮扭矩大于其指令值的情况下,所述控制单元根据车辆的行驶状态,选择进行左右差优先控制和左右和优先控制中的任意一个,其中,在所述左右差优先控制中,优先使所述左驱动扭矩与所述右驱动扭矩之差追随其指令值,在所述左右和优先控制中,优先使所述左驱动扭矩与所述右驱动扭矩之和追随其指令值。
5.根据权利要求4所述的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,其特征在于,
所述左右差优先控制是如下控制:
在所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的一方小于预先确定的下限值的情况下,对所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的另一方加上与该下限值相比不足的量;或者
在所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的一方大于预先确定的上限值的情况下,从所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的另一方中减去与该上限值相比超出的量。
6.根据权利要求4所述的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,其特征在于,
所述左右和优先控制是如下控制:
在所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的一方小于预先确定的下限值的情况下,从所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的另一方中减去与该下限值相比不足的量或者
在所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的一方大于预先确定的上限值的情况下,对所述左驱动扭矩的指令值和所述右驱动扭矩的指令值中的另一方加上与该上限值相比超出的量。
7.根据权利要求4~6中的任意一项所述的四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置,其特征在于,
作为用于判断所述车辆的行驶状态的单元,具有:判断所述车辆的前后加速度的前后加速度判断单元;以及判断所述车辆的横向加速度的横向加速度判断单元,
在所述车辆的前后加速度比较小且所述横向加速度比较大的行驶状态下,所述控制单元进行所述左右差优先控制,
在所述车辆的前后加速度比较大且所述横向加速度比较小的行驶状态下,所述控制单元进行所述左右和优先控制。
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