CN112283337B - 车辆控制装置、车辆和车辆控制方法 - Google Patents

车辆控制装置、车辆和车辆控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆控制装置、车辆和车辆控制方法。车辆控制装置(122)用于控制具有分动器(38)、驱动力传递轴(40)和离合器(42)的车辆(10)，分动器设置于将来自驱动源(30)的驱动力向第1驱动轮(36l、36r)和第2驱动轮(48l、48r)传递的驱动力传递路径(11)，分动器具有多个齿轮，用于转换传递驱动力的旋转轴的方向；驱动力传递轴将通过分动器传递的驱动力传递给第2驱动轮；离合器调整通过驱动力传递轴传递给第2驱动轮的驱动力，车辆控制装置具有检测部(188)和控制部(186)，检测部检测与向驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量；控制部在物理量在阈值以上的情况下通过增加离合器的接合度来增加向第2驱动轮供给的驱动力。

Description

车辆控制装置、车辆和车辆控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆控制装置、车辆和车辆控制方法。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开昭63-61635号中公开了以下内容：当加速踏板回位且节气门开度达到规定开度以下时提高摩擦卡合机构的卡合力。根据日本发明专利公开公报特开昭63-61635号，当节气门开度达到规定开度以下时，从发动机到四个车轮中的所有车轮的驱动系统均成为连接状态。因此，根据日本发明专利公开公报特开昭63-61635号，当通过再次踩踏加速踏板而使车辆加速时能够抑制产生齿轮碰撞声。
发明内容
然而，期望有一种能更好地抑制分动器(transfer)中发生齿轮碰撞声的技术。
本发明的目的在于，提供一种能更好地抑制分动器中发生齿轮碰撞声的车辆控制装置、车辆和车辆控制方法。
本发明一方式的车辆控制装置用于控制车辆，所述车辆具有分动器、驱动力传递轴和离合器，其中，所述分动器被设置于驱动力传递路径且具有多个齿轮，用于对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换，所述驱动力传递路径用于将来自驱动源的驱动力向第1驱动轮和第2驱动轮传递，；所述驱动力传递轴将通过(经由)所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，所述车辆控制装置具有检测部和控制部，其中，所述检测部检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量；在所述物理量在阈值以上的情况下，所述控制部通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力。
本发明的另一方式的车辆具有上述的车辆控制装置。
本发明的又一方式的车辆控制方法用于控制车辆，所述车辆具有分动器、驱动力传递轴和离合器，其中，所述分动器被设置于驱动力传递路径且具有多个齿轮，用于对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换，所述驱动力传递路径用于将来自驱动源的驱动力向第1驱动轮和第2驱动轮传递，；所述驱动力传递轴将通过所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，所述车辆控制方法具有：检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量的步骤；在所述物理量在阈值以上的情况下通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力的步骤。
根据本发明，能够提供一种能更好地抑制分动器中发生齿轮碰撞声的车辆控制装置、车辆和车辆控制方法。
根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
图1是表示一实施方式的车辆的框图。
图2是表示阈值的例子的图表。
图3是表示参考例的车辆中的扭矩波动的例子的图表。
图4是表示一实施方式的车辆控制装置的动作的流程图。
图5是表示传动轴(propeller shaft)的旋转波动的例子的图表。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式且参照附图对本发明的车辆控制装置、车辆和车辆控制方法详细进行说明。
[一实施方式]
使用附图说明一实施方式的车辆控制装置、车辆和车辆控制方法。图1是表示本实施方式的车辆的框图。
本实施方式的车辆10是四轮驱动车辆。车辆10具有动力系统20、液压系统22和控制系统24。
动力系统20具有驱动源(动力源)30、前轴34、主驱动轮(第1驱动轮)36l、36r、后轴46和副驱动轮(第2驱动轮)48l、48r。驱动源30例如是发动机，但并不限定于此。驱动源30生成用于使车辆10行驶的驱动力(驱动扭矩)。
动力系统20具有驱动力传递路径(驱动力传递机构)11，该驱动力传递路径11用于将来自驱动源30的驱动力传递给主驱动轮(前轮)36l、36r和副驱动轮(后轮)48l、48r。
在驱动力传递路径11上设置有变速器单元32、分动器38、传动轴(驱动力传递轴)40、离合器42和后差速器(rear differential)44。
变速器单元32具有变矩器(torque converter)60和无级变速器(CVT：Continuously Variable Transmission)64。变速器单元32还具有中间齿轮66和最终传动齿轮(final gear)68。无级变速器64具有驱动带轮(drive pulley)70、从动带轮(drivenpulley)72和环形带74。另外，中间齿轮66具有未图示的驱动齿轮(drive gear)和未图示的从动齿轮(driven gear)，但在此概念性地示出中间齿轮66。
在分动器38的上一级具有输入齿轮(input gear)80。输入齿轮80的旋转轴的方向与最终传动齿轮68的旋转轴的方向相同，即与前轴34的旋转轴的方向相同。从最终传动齿轮68输出的驱动力通过输入齿轮80传递给分动器38。
分动器38具有锥齿轮(输入齿轮)82和锥齿轮(输出齿轮)84。锥齿轮(bevel gear)82的旋转轴的方向与输入齿轮80的旋转轴的方向相同，即与前轴34的旋转轴的方向相同。锥齿轮84的旋转轴的方向与传动轴40的旋转轴的方向相同，即与车辆10的前后方向相同。这样，由分动器38将旋转轴的方向改变90°。分动器38将从最终传动齿轮68通过输入齿轮80输入的驱动力传递给传动轴40。
传动轴40是用于将从主驱动轮36l、36r侧通过分动器38传递的驱动力向副驱动轮48l、48r侧传递的轴。如上所述，传动轴40的旋转轴的方向与车辆10的前后方向相等。
在传动轴40的下一级具有后差速器44。后差速器44具有输入齿轮(锥齿轮)90和输出齿轮(锥齿轮)92。输入齿轮90的旋转轴的方向与传动轴40的旋转轴的方向相同。输出齿轮92的旋转轴的方向与后轴46的旋转轴的方向相同。这样，由后差速器44将旋转轴的方向改变90°。后差速器44将从主驱动轮36l、36r侧通过传动轴40传递的驱动力向副驱动轮48l、48r侧传递。
在传动轴40与副驱动轮48l、48r之间具有离合器(后差速器离合器、联轴器)42。在此，以在传动轴40与副驱动轮48l、48r之间配置有离合器42的情况为例进行说明，但并不限定于此。离合器42能够改变接合度(结合度)。离合器42的接合度例如能通过向离合器42供给的液压来进行控制，但并不限定于此。
液压系统22向变速器单元32供给液压。更具体而言，液压系统22向变矩器60、驱动带轮70和从动带轮72供给液压。液压系统22具有液压泵110、油流路112a、112b、112c、112d和控制阀114a、114b、114c、114d。液压泵110能够通过由驱动源30生成的驱动力(驱动扭矩)进行工作。驱动源30能够作为机械泵的一部分来发挥作用。另外，也可以通过组合驱动源30和未图示的电动马达来构成液压泵110。另外，也可以仅由电动马达来构成液压泵110。
控制系统24对动力系统20和液压系统22进行控制。控制系统24具有传感器组120和车辆控制装置122。
传感器组120具有加速踏板传感器130、车速传感器132、旋转传感器134、第1液压传感器136、第2液压传感器138、第3液压传感器140和第4液压传感器142。
加速踏板传感器130检测加速踏板的操作量。车速传感器132检测车辆10的速度。旋转传感器134检测设置于驱动力传递路径11上的旋转体41的旋转。
第1液压传感器136检测向变矩器60供给的油的压力、即变矩器液压。第2液压传感器138检测向驱动带轮70供给的油的压力、即驱动带轮液压。第3液压传感器140检测向从动带轮72供给的油的压力、即从动带轮液压。第4液压传感器142检测向离合器42供给的油的压力、即离合器液压。
车辆控制装置122例如由ECU(Electronic Control Unit)构成。车辆控制装置122具有运算部162和存储部164。运算部162例如能由CPU(Central Processing Unit)构成。存储部164例如具有未图示的非易失性存储器和未图示的易失性存储器。作为非易失性存储器，例如能举出ROM(Read Only Memory)、闪存存储器等。作为易失性存储器能够举出RAM(Random Access Memory)等。运算部162能根据存储于存储部164的程序、数据等进行规定的控制。
运算部162具有发动机控制部170、变速器单元控制部172、控制部186和检测部(旋转波动检测部)188。发动机控制部170、变速器单元控制部172、控制部186和检测部188能够通过由运算部162执行存储在存储部164中的程序来实现。
发动机控制部170根据从传感器组120、例如从加速踏板传感器130等供给的信号来控制驱动源30。
变速器单元控制部172根据从传感器组120供给的信号来控制变速器单元32。变速器单元控制部172具有变矩器控制部180和无级变速器控制部182。变矩器控制部180和无级变速器控制部182能够通过由运算部162执行存储在存储部164中的程序来实现。
变矩器控制部180以向变矩器60供给所期望的液压的方式来对控制阀114c进行控制。无级变速器控制部182以向驱动带轮70和从动带轮72供给所期望的液压的方式来对控制阀114a、114b进行控制，据此控制无级变速器64的齿轮比。控制部186以向离合器42供给所期望的液压的方式对控制阀114d进行控制，据此控制离合器42的接合度，由此控制向副驱动轮48l、48r供给的驱动力。
旋转体41例如被设置于传动轴40。旋转体41例如是旋转检测用齿轮，但并不限定于此。旋转传感器134以与构成旋转体41的旋转检测用齿轮的齿相向的方式来配置。旋转传感器134检测旋转体41的旋转。旋转传感器134能够通过检测旋转体41的旋转来检测传动轴40的旋转。
检测部188检测与向传动轴40供给的扭矩(Nm)的波动量对应的物理量。传动轴40的每单位时间的转速(rpm)的波动(fluctuation)、即传动轴40的旋转波动量(rotationfluctuation amount)与向传动轴40供给的扭矩的波动量(torque fluctuation amount)成正比。因此，通过检测传动轴40的旋转波动量，能够获取与向传动轴40供给的扭矩的波动量对应的物理量。检测部188能够根据从旋转传感器134供给的信号来检测传动轴40的旋转波动量。检测部188按规定的检测速率来依次检测传动轴40的旋转波动量。
控制部(驱动力控制部、驱动力分配控制部)186对驱动力向主驱动轮36l、36r和副驱动轮48l、48r的分配进行控制。在由检测部188检测到的旋转波动量在阈值(旋转波动量阈值)以上的情况下，控制部186增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。控制部186也可以不改变驱动力向主驱动轮36l、36r的供给而增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。另外，控制部186也可以减少驱动力向主驱动轮36l、36r的供给，并且增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。控制部186通过增加离合器42的接合度来增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。图2是表示阈值的例子的图表。横轴是用于指示向副驱动轮48l、48r供给的驱动力的驱动力指示值，即是用于指示副驱动轮48l、48r的扭矩的扭矩指示值。纵轴是阈值。如图2所示，阈值伴随着驱动力指示值的增大而增大。这样，阈值是与驱动力指示值对应的值。阈值例如被预先存储在存储部164中。
在旋转波动量在阈值以上的情况下，增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给是基于以下理由。即，有时从分动器38向传动轴40传递的扭矩的波动量变得过大。图3是表示参考例的车辆中的扭矩波动的例子的图表。图3示出了驱动源30的转速、传动轴40的转速和向传动轴40传递的扭矩。图3的横轴表示时间。如图3所示，当驱动源30的转速急剧减少时，传动轴40的转速的波动量变大，并且从分动器38向传动轴40传递的扭矩的波动量也变大。从分动器38向传动轴40传递的扭矩的波动量变大是由于共振引起的。在本实施方式那样构成的四轮驱动车辆中，驱动源30中的旋转波动、无级变速器64中的弦振动、传动轴40上的振动等相互影响，在传动轴40等上易于发生大的共振。另外，传动轴40的共振频率例如为70～90Hz左右。当从分动器38向传动轴40传递的扭矩的波动量变得过大时，可能产生从分动器38向传动轴40传递的扭矩瞬间低于零的状态。即，产生从分动器38向传动轴40传递的扭矩瞬间从正变为负的状态。当从分动器38向传动轴40传递的扭矩瞬间低于零时，设置于分动器38的锥齿轮82、84会发生齿面分离等，在分离的齿面再次抵接时会产生齿轮碰撞声。这样，在参考例的车辆中，有时会产生大的噪音。与此相对，如果在传递到传动轴40的扭矩的波动量变得过大之前的阶段，提高驱动力向副驱动轮48l、48r的供给，则成为以下情况。即，能够抑制向传动轴40供给的扭矩瞬间低于零的状态的产生。这样一来，能够抑制齿轮发生齿面分离等，进而能够抑制产生齿轮碰撞声。由于这种理由，在本实施方式中，在传动轴40的旋转波动量达到阈值以上的情况下，增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。另外，阈值被设定为确保规定程度的余量。
图4是表示本实施方式的车辆控制装置的动作的流程图。
在步骤S1中，检测部188检测传动轴40的旋转波动量。
在步骤S2中，检测部188判定传动轴40的旋转波动量是否在阈值以上。在传动轴40的旋转波动量在阈值以上的情况下(在步骤S2中为是)，转移到步骤S3。在传动轴40的旋转波动量小于阈值的情况下(在步骤S2中为否)，图4所示的处理结束。
在步骤S3中，控制部186增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。这样一来，图3所示的处理完成。
图5是表示传动轴的旋转波动的例子的图表。图5的横轴是时间，图5的纵轴是传动轴40的转速。
在时间t1的转速是N1，在时间t2的转速是N2，在时间t3的转速是N3，在时间t4的转速是N4，在时间t5的转速是N5。在时间t6的转速是N6，在时间t7的转速是N7，在时间t8的转速为N8。
从时间t1到时间t2期间的传动轴40的旋转波动量为|N2-N1|/(t2-t1)。从时间t2到时间t3期间的传动轴40的旋转波动量为|N3-N2|/(t3-t2)。从时间t3到时间t4期间的传动轴40的旋转波动量是|N4-N3|/(t4-t3)。从时间t4到时间t5期间的传动轴40的旋转波动量是|N5-N4|/(t5-t4)。从时间t5到时间t6期间的传动轴40的旋转波动量是|N6-N5|/(t6-t5)。从时间t6到时间t7期间的传动轴40的旋转波动量是|N7-N6|/(t7-t6)。从时间t7到时间t8期间的传动轴40是旋转波动量是|N8-N7|/(t8-t7)。时间t5之前的阶段的传动轴40的旋转波动量小于阈值。另一方面，从时间t5到时间t6期间的传动轴40的旋转波动量在阈值以上。当传动轴40的旋转波动量达到阈值以上时，控制部186增加离合器42的接合度。当离合器42的接合度增加时，驱动力向副驱动轮48l、48r的供给增加。当驱动力向副驱动轮48l、48r的供给增加时，设置于分动器38的锥齿轮82、84难以发生齿面分离，并且传动轴40的旋转波动减小。即，传动轴40的扭矩的波动减小。
这样，根据本实施方式，在与向传动轴40供给的扭矩的波动量对应的物理量在阈值以上的情况下，通过增加离合器42的接合度来增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给。当增加驱动力向副驱动轮48l、48r的供给时，设置于分动器38的锥齿轮82、84的齿面分离被抑制。当锥齿轮82、84的齿面分离被抑制时，分离的齿面再次抵接产生的齿轮碰撞声的发生被抑制。因此，根据本实施方式，能够提供一种能抑制分动器38中的齿轮碰撞声的发生的车辆控制装置122。
[变形实施方式]
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，而是能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种改变。
例如，在上述实施方式中，以检测设置于传动轴40的旋转体41的旋转波动量的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以检测相对于传动轴40位于主驱动轮36l、36r侧的未图示的旋转体的旋转波动量。作为相对于传动轴40位于主驱动轮36l、36r侧的旋转体，例如能够举出最终传动齿轮68等，但并不限定于此。
另外，在上述实施方式中，通过检测旋转体41的旋转波动量来获取与向传动轴40供给的扭矩的波动量对应的物理量，但并不限定于此。例如，也可以检测向传动轴40供给的扭矩的波动量本身。
对上述实施方式总结如下。
车辆控制装置(122)用于控制车辆(10)，所述车辆(10)具有分动器(38)、驱动力传递轴(40)和离合器(42)，其中，所述分动器(38)被设置于将来自驱动源(30)的驱动力传递给第1驱动轮(36l、36r)和第2驱动轮(48l、48r)的驱动力传递路径(11)，且具有多个齿轮(82、84)，对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换；所述驱动力传递轴(40)将通过所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器(42)调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，该车辆控制装置具有检测部(188)和控制部(186)，其中，所述检测部(188)检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量；在所述物理量在阈值以上的情况下，所述控制部(186)通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力。根据这种结构，在与向驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量在阈值以上的情况下，增加驱动力向第2驱动轮的供给。当驱动力向第2驱动轮的供给增加时，能够抑制齿轮发生齿面分离。当齿面分离的发生被抑制时，分离的齿面再次抵接导致的齿轮碰撞声的发生被抑制。因此，根据这种结构，能够提供一种能抑制分动器中的齿轮碰撞声的发生的车辆控制装置。
也可以为：所述阈值的大小按照驱动力指示值来设定，该驱动力指示值是用于指示向所述第2驱动轮传递的驱动力的指示值。根据这种结构，能够更适宜地进行抑制分动器中发生齿轮碰撞声的控制。
也可以为：所述物理量是旋转波动量，该旋转波动量是指设置于所述驱动力传递路径上的旋转体(41)每单位时间的转速的波动。根据这种结构，能够更好地检测与扭矩的波动量对应的物理量。
也可以为：所述第1驱动轮是主驱动轮，所述第2驱动轮是副驱动轮。
车辆具有上述那样的车辆控制装置。
车辆控制方法用于控制车辆，所述车辆具有分动器、驱动力传递轴和离合器，其中，所述分动器被设置于将来自驱动源的驱动力向第1驱动轮和第2驱动轮传递的驱动力传递路径，且具有多个齿轮，对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换；所述驱动力传递轴将通过所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，该车辆控制方法具有以下步骤：检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量的步骤(S1)；在所述物理量在阈值以上的情况下，通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力的步骤(S2、S3)。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置(122)，该车辆控制装置(122)用于控制车辆(10)，该车辆(10)具有分动器(38)、驱动力传递轴(40)和离合器(42)，其中，所述分动器(38)被设置于驱动力传递路径(11)且具有多个齿轮(82、84)，用于对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换，所述驱动力传递路径(11)用于将来自驱动源(30)的驱动力向第1驱动轮(36l、36r)和第2驱动轮(48l、48r)传递；所述驱动力传递轴(40)将通过所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器(42)调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，
所述车辆控制装置(122)的特征在于，
具有检测部(188)和控制部(186)，其中，
所述检测部(188)根据从旋转传感器(134)供给的信号来检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量，其中所述旋转传感器(134)检测被设置于所述驱动力传递轴的旋转体(41)的旋转；
在所述物理量在阈值以上的情况下，所述控制部(186)通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力，
所述阈值的大小按照驱动力指示值来设定，所述驱动力指示值是用于指示向所述第2驱动轮传递的驱动力的指示值。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述物理量是设置于所述驱动力传递路径上的旋转体(41)的每单位时间的转速的波动即旋转波动量。
3.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述第1驱动轮是主驱动轮，
所述第2驱动轮是副驱动轮。
4.一种车辆，其特征在于，
具有权利要求1～3中任一项所述的车辆控制装置。
5.一种车辆控制方法，该车辆控制方法用于控制车辆，该车辆具有分动器、驱动力传递轴和离合器，其中，所述分动器被设置于驱动力传递路径且具有多个齿轮，用于对传递所述驱动力的旋转轴的方向进行转换，所述驱动力传递路径用于将来自驱动源的驱动力向第1驱动轮和第2驱动轮传递；所述驱动力传递轴将通过所述分动器传递的所述驱动力传递给所述第2驱动轮；所述离合器调整通过所述驱动力传递轴传递给所述第2驱动轮的所述驱动力，
所述车辆控制方法的特征在于，
具有：
根据从旋转传感器供给的信号来检测与向所述驱动力传递轴供给的扭矩的波动量对应的物理量的步骤(S1),其中所述旋转传感器检测被设置于所述驱动力传递轴的旋转体的旋转；和
在所述物理量在阈值以上的情况下通过增加所述离合器的接合度来增加向所述第2驱动轮传递的所述驱动力的步骤(S2、S3)，
所述阈值的大小按照驱动力指示值来设定，所述驱动力指示值是用于指示向所述第2驱动轮传递的驱动力的指示值。
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