JP2008256000A - Controller of driving force distribution device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源から入力された入力トルクを左右の駆動輪へ分配する車両用駆動力配分装置の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle drive force distribution device that distributes input torque input from a drive source to left and right drive wheels.
エンジン等の駆動源により発生させられた駆動力を、差動装置を介して左右の車輪に分配する車両用駆動力配分装置が知られている。たとえば、特許文献1に記載の装置はその一例である。このような車両用駆動力配分装置は、左右の駆動輪の差動を制限するための係合要素を備え、車両の操作性や走行安定性を向上させるために、その係合要素の係合トルクをたとえば左右の駆動輪の目標左右トルク差が得られるように制御することが行われている。
ところで、上記のような車両用駆動力配分装置を用いて、駆動力を差動機構によって左右の駆動輪へ分配するとともに、それら左右の駆動輪のトルク差を発生させる係合要素のスリップ係合を用いて駆動輪の一方を他方よりも増速または減速させて必要とされる左右トルク差すなわち目標左右トルク差を得るように制御される。しかしながら、従来の車両用駆動力配分装置の制御装置では、必ずしも十分な制御精度が得られず、目標左右トルク差を安定して得ることが十分に実現できない場合があった。 By the way, using the vehicle driving force distribution device as described above, the driving force is distributed to the left and right drive wheels by the differential mechanism, and the slip engagement of the engagement element that generates a torque difference between the left and right drive wheels. Is used to speed up or decelerate one of the drive wheels from the other to obtain the required left-right torque difference, that is, the target left-right torque difference. However, in the control device of the conventional vehicle driving force distribution device, sufficient control accuracy cannot always be obtained, and there are cases where it is not possible to sufficiently obtain the target left-right torque difference stably.
本発明者等は、上記の事情を背景として種々検討を重ねた結果、たとえば遊星歯車装置を始めとする機械式差動装置において、ある程度の差動制限トルクが機構的な理由によって必ず存在することを前提として、目標左右トルク差を得るように係合要素を制御するために算出された制御量を用いて制御した場合において、その制御量に基づく差動制限トルクに上記機構的差動制限トルクを考慮して補正を加えると、これにより駆動力の左右の駆動輪へ分配制御の制御精度が好適に得られるという事実を見いだした。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。 As a result of various studies conducted by the present inventors against the background described above, for example, in a mechanical differential device such as a planetary gear device, a certain amount of differential limiting torque is necessarily present for mechanical reasons. As a premise, when the control amount calculated to control the engagement element so as to obtain the target left-right torque difference is controlled, the above-mentioned mechanical differential limit torque is added to the differential limit torque based on the control amount. In consideration of this, the present inventors have found that the control accuracy of the distribution control can be suitably obtained for the left and right driving wheels of the driving force. The present invention has been made based on such knowledge.
すなわち、本発明の目的とするところは、駆動力を左右の駆動輪へ分配する高精度の制御が可能な車両用駆動力配分装置の制御装置を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a control device for a vehicle driving force distribution device capable of highly accurate control for distributing driving force to left and right driving wheels.
かかる目的を達成するための請求項1に係る発明の要旨とするところは、駆動源から入力される入力トルクを左右の駆動輪へ分配する差動装置と、その左右の駆動輪のトルク差を発生させる係合要素とを備える車両用駆動力配分装置において、予め求められた目標左右トルク差が得られるようにその係合要素を制御する車両用駆動力配分装置の制御装置であって、予め設定された前記差動装置の機構的差動制限特性に基づいて前記係合要素への制御量を決定することにある。
The gist of the invention according to
この請求項1に係る発明によれば、予め設定された前記差動装置の機構的差動制限特性に基づいて前記係合要素への制御量が決定されることから、車両用駆動力配分装置に備えられた差動装置の機構に由来して必然的に発生させられる機構的差動制限トルクが加味された上で制御量が決定されることになるので、駆動力を左右の駆動輪へ分配する高精度の制御が可能な車両用駆動力配分装置の制御装置が得られる。 According to the first aspect of the present invention, since the control amount to the engagement element is determined based on the mechanical differential limiting characteristic of the differential device set in advance, the vehicle driving force distribution device Since the control amount is determined after taking into account the mechanical differential limiting torque that is inevitably generated due to the mechanism of the differential gear provided in the drive, the drive force is transferred to the left and right drive wheels. A control device for a vehicle driving force distribution device capable of high-precision control of distribution can be obtained.
請求項2に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記目標左右トルク差と前記入力トルクとを変数として有する制御式により、前記係合要素への制御量を決定する制御量決定手段が、含むことを特徴とする。このようにすれば、予め求められた目標左右トルク差が得られるように係合要素を制御するための制御量が高い精度で得られる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to a second aspect of the present invention, a control amount determination for determining a control amount for the engagement element is performed using a control equation having the target left-right torque difference and the input torque as variables. Means include. In this way, a control amount for controlling the engagement element can be obtained with high accuracy so as to obtain a target left-right torque difference obtained in advance.
請求項3に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記制御量決定手段は、前記目標左右トルク差が示す左右の駆動輪のトルク差と、前記差動装置の機構的差動制限特性により発生する左右の駆動輪のトルク差との間で、左右の駆動輪におけるトルク配分傾向が相違する場合は、同じ場合に比較して、前記目標左右トルク差が示す左右の駆動輪のトルク差が大きくなるように前記制御量を決定することを特徴とする。このようにすれば、車両用駆動力配分装置に備えられた差動装置の機構に由来して必然的に発生させられる機構的差動制限トルクの存在に拘わらず、予め求められた目標左右トルク差が得られるように係合要素を制御するための制御量が高い精度で得られる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to a third aspect of the invention, the control amount determination means includes a torque difference between left and right drive wheels indicated by the target left-right torque difference, and a mechanical differential of the differential device. When the torque distribution tendency in the left and right drive wheels is different from the torque difference between the left and right drive wheels caused by the limiting characteristics, the left and right drive wheels indicated by the target left and right torque difference are compared to the same case. The control amount is determined so as to increase the torque difference. In this way, the target left-right torque obtained in advance regardless of the presence of the mechanical differential limiting torque inevitably generated from the mechanism of the differential gear provided in the vehicle driving force distribution device. A control amount for controlling the engagement element so as to obtain a difference is obtained with high accuracy.
請求項4に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記制御量決定手段は、前記目標左右トルク差が示す左右の駆動輪のトルク差と、前記差動装置の機構的差動制限特性により発生する左右の駆動輪のトルク差との間で、左右の駆動輪におけるトルク配分傾向が相違する場合は、前記駆動源から入力される入力トルクが大きい場合は、小さい場合に比較して、前記目標左右トルク差が示す左右の駆動輪のトルク差が大きくなるように前記制御量を決定することを特徴とする。機構的差動制限トルクは駆動源から入力される入力トルクに関連して変化する特性があるが、このようにすれば、駆動源から入力される入力トルクに拘わらず、予め求められた目標左右トルク差が得られるように係合要素を制御するための制御量が高い精度で得られる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to a fourth aspect of the invention, the control amount determination means includes a torque difference between left and right drive wheels indicated by the target left-right torque difference, and a mechanical differential of the differential device. When the torque distribution tendency between the left and right drive wheels differs from the torque difference between the left and right drive wheels generated by the limiting characteristics, the input torque input from the drive source is larger when compared with the smaller case. The control amount is determined so that the torque difference between the left and right drive wheels indicated by the target left-right torque difference is large. The mechanical differential limiting torque has a characteristic that changes in relation to the input torque input from the drive source. By doing so, the target left and right target values obtained in advance can be obtained regardless of the input torque input from the drive source. A control amount for controlling the engagement element so as to obtain a torque difference is obtained with high accuracy.
請求項5に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、(a) 前記差動装置は、前記入力トルクが入力される第1回転要素と、左駆動輪および右駆動輪がそれぞれ接続される第2回転要素および第3回転要素を有するものであり、(b) 前記第1回転要素に伝達された回転を変速して第4回転要素へ伝達する変速部が備えられ、(c) 前記係合要素として、該第4回転要素に伝達されたトルクを前記第2回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置と、その第4回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第2摩擦係合装置とを備え、(d) その第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置に発生させるトルク伝達容量を制御する制御量が、前記制御量決定手段により決定されることを特徴とする。このようにすれば、第1乃至第3回転要素を備えた差動装置と、第1回転要素に伝達された動力を第4回転要素に伝達する変速部と、第4回転要素に伝達されたトルクを第2回転要素および第3回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置とを備えた駆動力配分装置が、前記制御量決定手段により決定された制御量に基づいて左右の駆動輪へのトルクを分配する。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to the fifth aspect of the present invention, (a) the first differential element to which the input torque is input, the left driving wheel and the right driving wheel are respectively connected to the differential device. And (b) a speed change portion that shifts the rotation transmitted to the first rotation element and transmits the rotation to the fourth rotation element, and (c) As the engagement element, a first friction engagement device that transmits torque transmitted to the fourth rotation element to the second rotation element, and torque transmitted to the fourth rotation element to the third rotation element. (D) a control amount for controlling a torque transmission capacity generated by the first friction engagement device and the second friction engagement device is determined by the control amount determination means. It is characterized by that. If it does in this way, the differential provided with the 1st thru / or the 3rd rotation element, the transmission part which transmits the power transmitted to the 1st rotation element to the 4th rotation element, and it was transmitted to the 4th rotation element A driving force distribution device including a first friction engagement device and a second friction engagement device that transmit torque to the second rotation element and the third rotation element is based on the control amount determined by the control amount determination means. To distribute torque to the left and right drive wheels.
請求項6に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記差動装置は、前記駆動源から入力される入力トルクから第1摩擦係合装置または第2摩擦係合装置のトルク伝達容量を除いた値をトルク配分することを特徴とする。このようにすれば、予め求められた目標左右トルク差が得られるように係合要素を制御するための制御量の精度が高められる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to a sixth aspect of the invention, the differential device transmits the torque of the first friction engagement device or the second friction engagement device from the input torque input from the drive source. The torque distribution is performed with the value excluding the capacity. In this way, the accuracy of the control amount for controlling the engagement element so as to obtain the target left-right torque difference obtained in advance is improved.
請求項7に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記差動装置の機構的差動制限特性を示す前記左右の駆動輪へのトルクの一方に対する他方の比をB、前記変速装置の速度比をρ、前記駆動源から入力される入力トルクをTIN、前記目標左右トルク差をΔTREQ としたとき、前記制御量決定手段は、次式に従って前記第1摩擦係合装置または第2摩擦係合装置に発生させるトルクTCREQを、前記制御量として算出することを特徴とする。このようにすれば、第1回転要素( たとえばケース)から第2回転要素( たとえば左駆動輪の車軸) または第3回転要素( たとえば左駆動輪の車軸) へトルク移動されるケースツウシャフト形式の駆動力配分装置において、予め求められた目標左右トルク差ΔTREQ が得られるように係合要素を制御するための制御量が容易に得られる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to claim 7, the ratio of the torque to one of the left and right drive wheels indicating the mechanical differential limiting characteristic of the differential device is set to B, and the speed change When the speed ratio of the device is ρ, the input torque input from the drive source is T IN , and the target left-right torque difference is ΔT REQ , the control amount determining means is the first friction engagement device or A torque T CREQ generated in the second friction engagement device is calculated as the control amount. In this way, a case-to-shaft type of torque is moved from the first rotating element (eg case) to the second rotating element (eg left drive wheel axle) or the third rotating element (eg left drive wheel axle). In the driving force distribution device, it is possible to easily obtain a control amount for controlling the engagement element so as to obtain a target left-right torque difference ΔT REQ obtained in advance.
TCREQ=[(B−1)TIN+( 1+B) ΔTREQ ] /( 1+B−ρ+ρ・B) T CREQ = [(B-1 ) T IN + (1 + B) ΔT REQ] / (1 + B-ρ + ρ · B)
請求項8に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、(a) 前記差動装置は、前記入力トルクが入力される第1回転要素と、左駆動輪および右駆動輪がそれぞれ接続される第2回転要素および第3回転要素を有するものであり、(b) 前記第2回転要素に伝達された回転を増速して第4回転要素へ伝達し、減速して第5回転要素へ伝達する変速部が備えられ、(c) 前記係合要素として、その第5回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置と、その第4回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第2摩擦係合装置とを備え、(d) その第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置に発生させるトルク伝達容量を制御する制御量が、前記制御量決定手段により決定されることを特徴とする。このようにすれば、第1乃至第3回転要素を備えた差動装置と、第2回転要素に伝達された動力を第4回転要素および第5回転要素に伝達する変速部と、第4回転要素および第5回転要素に伝達されたトルクを第3回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置とを備えた駆動力配分装置が、前記制御量決定手段により決定された制御量に基づいて左右の駆動輪へのトルクを分配する。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to an eighth aspect of the present invention, (a) the first differential element to which the input torque is input, the left driving wheel and the right driving wheel are respectively connected to the differential device. (B) accelerating the rotation transmitted to the second rotation element, transmitting it to the fourth rotation element, and decelerating the fifth rotation element. And (c) a first friction engagement device for transmitting torque transmitted to the fifth rotating element to the third rotating element as the engaging element, and a fourth rotating element And a second friction engagement device for transmitting the torque transmitted to the third rotating element, and (d) controlling a torque transmission capacity generated by the first friction engagement device and the second friction engagement device. The control amount is determined by the control amount determination means. If it does in this way, the differential provided with the 1st thru / or the 3rd rotation element, the transmission part which transmits the power transmitted to the 2nd rotation element to the 4th rotation element and the 5th rotation element, and the 4th rotation A driving force distribution device including a first friction engagement device and a second friction engagement device that transmit the torque transmitted to the element and the fifth rotation element to the third rotation element is determined by the control amount determination means. The torque to the left and right drive wheels is distributed based on the control amount.
請求項9に係る発明の車両用駆動力配分装置の制御装置では、前記制御量決定手段は、前記差動装置の機構的差動制限特性を示す前記左右の駆動輪へのトルクの一方に対する他方の比をB、前記変速装置の速度比をρ、前記駆動源から入力される入力トルクをTIN、前記目標左右トルク差をΔTREQ としたとき、前記制御量決定手段は、次式に従って前記第1摩擦係合装置または第2摩擦係合装置に発生させるトルクTCREQを、前記制御量として算出することを特徴とする。このようにすれば、第2回転要素( たとえばケース)から第3回転要素( たとえば右駆動輪の車軸) へ増速回転または減速回転してトルク移動されるシャフトツウシャフト形式の駆動力配分装置において、予め求められた目標左右トルク差ΔTREQ が得られるように係合要素を制御するための制御量が容易に得られる。 In the control device for a vehicle driving force distribution device according to the ninth aspect of the invention, the control amount determining means is the other of the torque to one of the left and right drive wheels indicating the mechanical differential limiting characteristic of the differential device. , The speed ratio of the transmission is ρ, the input torque input from the drive source is T IN , and the target left-right torque difference is ΔT REQ , the control amount determining means is A torque T CREQ generated in the first friction engagement device or the second friction engagement device is calculated as the control amount. In this way, in a shaft-to-shaft type driving force distribution device in which torque is moved by increasing or decreasing rotation from the second rotating element (for example, the case) to the third rotating element (for example, the axle of the right drive wheel). A control amount for controlling the engagement element can be easily obtained so as to obtain the target left-right torque difference ΔT REQ obtained in advance.
TCREQ=[ ( 1−B) /( B+1) ] ・TIN+( 1−ρ) ・ΔTREQ ] T CREQ = [(1-B ) / (B + 1)] · T IN + (1-ρ) · ΔT REQ]
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明が好適に適用される駆動力伝達装置10を有する前置エンジン前輪駆動(FF)を基本とする前後輪駆動車両の構成を説明する骨子図である。この図1において、駆動力源であるエンジン12により発生させられた駆動力(トルク)は、トルクコンバータ13、自動変速機14、前輪用差動歯車装置16、及び左右1対の前輪車軸18l、18r(以下、特に区別しない場合には単に前輪車軸18という)を介して左右1対の前輪20l、20r(以下、特に区別しない場合には単に前輪20という)へ伝達される一方、トランスファ又は中央差動歯車装置(センターデフ)22、駆動力伝達軸であるプロペラシャフト24、本発明の一実施例である車両用駆動力配分装置(以下、単に駆動力配分装置という)26、及び左右1対の後輪車軸28l、28r(以下、特に区別しない場合には単に後輪車軸28という)を介して左右1対の後輪30l、30r(以下、特に区別しない場合には単に後輪30という)へ伝達される。ここで、図1に示すように、本実施例の駆動力伝達装置10では、上記駆動力配分装置26による駆動力の配分に係る駆動輪としての後輪30の回転軸心と上記プロペラシャフト24の回転軸心とが相互に直交するように配設されている。また、上記駆動力伝達装置10には、駆動力配分装置26内に供給される油圧等を制御する油圧回路34と、その油圧回路34に備えられた図示しない電磁制御弁等を介してその油圧回路34から駆動力配分装置26内に供給される油圧等を制御する電子制御装置36とが、設けられている。なお、図1では、前記油圧回路34から出力される油圧を細線矢印で、前記電子制御装置36から出力される制御指令を細い破線矢印でそれぞれ示している。
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a front and rear wheel drive vehicle based on a front engine front wheel drive (FF) having a driving
上記エンジン12は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記自動変速機14は、例えば、上記エンジン12から入力される回転を複数段の変速段に対応する変速比から選択された所定の変速比γで減速或いは増速して出力する有段式の自動変速機(オートマチックトランスミッション)であり、前進変速段、後進変速段、及びニュートラルのうち何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換が成される。なお、この自動変速機14の入力軸は、トルクコンバータ13等を介して上記エンジン12の出力軸に連結されている。
The
電子制御装置36は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、例えば、前記油圧回路34に備えられた電磁制御弁に供給される電流の指令値を制御することにより前記駆動力配分装置26に備えられた後述する油圧式摩擦係合装置であるクラッチC1,C2およびブレーキBKへ供給されるその油圧を制御することで、後述する左右輪トルク差制御や差動制限制御等を実行する。また、前記動力伝達装置10には、車速に対応する前記後輪30の実際の回転速度を検出する車輪速センサ、自動変速機14の変速段を検出するシフト段センサ、エンジン12の給排気管内に設けられた図示しないスロットル弁の実際の開度を検出するスロットルセンサ、そのエンジン12の実際の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ、及び前後Gセンサ等が設けられており、それぞれのセンサから車速を表す信号、シフト段を表す信号、スロットル開度を表す信号、エンジン回転速度を表す信号、及び前後加速度を表す信号等が前記電子制御装置36へ供給されるようになっている。
The
図2は、駆動力配分装置26の構成を説明する骨子図である。図2に示されるように、駆動力配分装置26には、エンジン12より中央差動歯車装置22を介して回転駆動されるプロペラシャフト24の端部に接続された傘歯車38、およびその傘歯車38と噛み合う傘歯車40を介して駆動力が駆動力配分装置26に伝達される。駆動力配分装置26は、駆動力を一対の後輪車軸28l、28rを介して前記左右の後輪30l、30rに配分するための差動装置( 差動機構)42と、その差動装置42に隣接し且つ後輪車軸28l、28rに同軸に配設された変速装置44と、その変速装置44の出力を差動装置42の出力軸である一対の後輪車軸28l、28rへ選択的に伝達する第1クラッチC1および第2クラッチC2とを、備えている。なお、本実施例の差動装置42は駆動力配分装置26の差動部に対応し、変速装置44は駆動力配分装置26の変速部に対応し、第1クラッチC1および第2クラッチC2は左右の後輪30l、30rにトルク差を発生させるための係合要素に対応している。
FIG. 2 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the driving
差動装置42は、第1回転要素RE1であるリングギヤR1、互いに噛み合う複数対のピニオンギアP1、それらピニオンギヤPを自転および公転可能に支持する第2回転要素RE2であるキャリヤCA1、および上記複数対のピニオンギヤPを介してリングギヤR1と噛み合う第3回転要素RE3であるサンギヤS1を備えたダブルピニオン型の遊星歯車装置であり、そのギヤ比ρは(=サンギヤS1の歯数/リングギヤR1の歯数)はたとえば0.5に設定されている。上記リングギヤR1は、差動装置42のケース46の内側にそのケース46と一体的に設けられており、プロペラシャフト24の回転が傘歯車38および40によって減速されて伝達される。すなわち、駆動力源であるエンジン12からの動力がプロペラシャフト24を介してリングギヤR1に入力される。キャリヤCA1は、左後輪車軸28lを介して左後輪30lに接続されている。サンギヤS1は、右後輪車軸28rを介して右後輪30rに連結されている。なお、第2回転要素RE2および第3回転要素RE3は置換可能であり、以下の説明についても同じである。
The
変速装置44は、ケース46と連結された大径サンギヤS2と噛み合う小径ピニオンP2と、第4回転要素RE4に対応する小径サンギヤS3と、小径サンギヤS3と噛み合い且つ小径ピニオンP2よりも大径であってその小径ピニオンP2と同心に一体的に連結された大径ピニオンP3と、相互に一体的に連結された小径ピニオンP2および大径ピニオンP3を自転可能且つ公転可能に支持するキャリヤCA2と、そのキャリヤCA2とハウジングなどの非回転部材45との間に設けられてキャリヤCA2を選択的に回転不能とするブレーキBKとを備え、ブレーキBKの係合時においてケース46の回転を増速して小径サンギヤS3へ伝達する増速変速機として作動するようになっている。上記キャリヤCA2は第5回転要素RE5に対応するものであり、小径ピニオンP2は変速装置44の入力部材として、大径ピニオンP3は変速装置44の出力部材として機能させられる。
The
上記小径サンギヤS3と左後輪車軸28lとの間、および小径サンギヤS3と右後輪車軸28rとの間には、それらを選択的に連結する第1クラッチC1および第2クラッチC2がそれぞれ設けられている。変速装置44および第1クラッチC1は、ケース46の回転を増速して左後輪車軸28lへ伝達し、変速装置44および第2クラッチC2は、ケース46の回転を増速して右後輪車軸28rへ伝達するので、駆動力配分装置26はケースツウシャフト型の駆動力配分機能を備えている。
A first clutch C1 and a second clutch C2 that selectively connect the small diameter sun gear S3 and the left rear wheel axle 28l and between the small diameter sun gear S3 and the right
ブレーキBK、第1クラッチC1、および第2クラッチC2は、それぞれスリップ係合可能な多板式の油圧式摩擦係合装置であり、電子制御装置36によって制御される油圧回路34内の制御弁により係合油圧が制御されることにより、電子制御装置36の指令に従って係合或いは解放されると共に、係合圧の油圧制御が行われることによりスリップ係合状態でその伝達トルクが制御される。
Each of the brake BK, the first clutch C1, and the second clutch C2 is a multi-plate hydraulic friction engagement device capable of slip engagement, and is engaged by a control valve in a
以上のように構成された駆動力配分装置26による左右の後輪30l、30rへの駆動力の配分について説明する。エンジン12により発生させられた駆動力は、自動変速機14、中央差動歯車装置22、およびプロペラシャフト24等を介して差動装置42のケース46を回転駆動する駆動力として入力される。差動装置42のリングギヤR1は、ケース46と一体的に設けられているため、プロペラシャフト24からリングギヤR1およびケース46へ入力された駆動トルクTIN( Nm)の全部または一部が差動装置42に伝達される。
The distribution of the driving force to the left and right
ブレーキBK、第1クラッチC1、および第2クラッチC2がそれぞれ解放状態とされている状態では、変速装置44が空転状態( 非伝達状態)とされるとともに差動装置42のみが機能するので、ケース46へ入力された駆動トルクTINの全部が差動装置42に伝達され、左右の後輪30l、30rの相対回転が許容されつつそれら左右の後輪30l、30rに対して均等に配分される。これにより、駆動力配分装置26は、トルク移動および差動制限は行われず通常のオープンデフとして機能する。このため、直進走行時においては差動装置42は一体的に回転され、左右の後輪30l、30rの回転数Nl、Nr(rpm)は略同回転となる。
When the brake BK, the first clutch C1, and the second clutch C2 are in the disengaged state, the
差動制限制御時においては、ブレーキBKが解放される一方で、第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合される。この第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合されることで左右の後輪30l、30rの差動制限が行われる。互いのクラッチC1、C2が完全係合されると、駆動力配分装置26はノンスリップデフとして機能し、左右の後輪30l、30rが同回転となる。なお、差動制限力は、クラッチ制御トルクに比例し任意に設定することができる。
During the differential limiting control, the brake BK is released while the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged. By engaging the first clutch C1 and the second clutch C2, differential limiting of the left and right
車両の旋回走行中、たとえば左旋回中では、車両のアンダーステアを抑制するために右後輪30rのトルクが増大させられる。この場合、ブレーキBKが係合されて変速装置44はケース46すなわちサンギヤS2の回転数Ns2(rpm)を増速してサンギヤS3へ伝達する増速変速機として機能する共に、第2クラッチC2がスリップ係合され、第1クラッチC1が解放される。ブレーキBKが係合されると、変速装置44のキャリヤCA2の回転がロックされ、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転数Ns3(rpm)がサンギヤS2の回転数Ns2に対して同回転方向に増速される。第2クラッチC2がスリップ係合されることで、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転が右後輪30rに伝達される。ここで、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転数Ns3は同回転方向に増速されているため、第2クラッチC2のスリップ係合により、右後輪30rのトルクが増大させられ、左後輪30lのトルクが相対的に減少させられる。また、第2クラッチC2のスリップ係合により右後輪30rの回転数Nrは増速させられるため、差動装置42によって、左後輪30lの回転数Nlが減速させられる。
During turning of the vehicle, for example, when turning left, the torque of the right
反対に、右旋回中では、車両のアンダーステアを抑制するために左後輪30lのトルクが増大させられる。この場合、ブレーキBKが係合されて変速装置44がケース46すなわちサンギヤS2の回転数Ns2を増速してサンギヤS3へ伝達する増速変速機として機能する共に、第1クラッチC1がスリップ係合され、第2クラッチC2が解放される。ブレーキBKが係合されると、変速装置44のキャリヤCA2がロックされ、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転数Ns3がサンギヤS2の回転数Ns2に対して同回転方向に増速される。第1クラッチC1がスリップ係合されることで、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転が第2回転要素RE2であるキャリヤCA1へ伝達される。ここで、第4回転要素RE4であるサンギヤS3の回転数Ns3は同回転方向に増速されているため、第1クラッチC1のスリップ係合により、左後輪30lのトルクが増大させられ、右後輪30rのトルクが相対的に減少させられる。また、第1クラッチC1のスリップ係合により左後輪30lの回転数Nlは増速させられるため、差動装置42によって、右後輪30rの回転数Nrが減速させられる。
On the contrary, during a right turn, the torque of the left rear wheel 30l is increased in order to suppress understeer of the vehicle. In this case, the brake BK is engaged and the
上記変速装置44の増速ギヤ比( Ns3/Ns2)をρ( 1よりも大きい数)、第1クラッチC1または第2クラッチC2の伝達トルクをTCLまたはTCR( Nm)、差動装置42への入力トルクをTD ( Nm)とすると、上記車両の旋回走行中においては、差動装置42への入力トルクTD は、たとえば左旋回中では次式( 1)によって表されるものとなる。すなわち、プロペラシャフト24からケース46へ入力された入力トルクTINの一部が差動装置42に伝達される。
Speed increasing gear ratio of the transmission 44 (Ns3 / Ns2) the [rho (number greater than 1), the transmission torque of the first clutch C1 or second clutch C2 T CL or T CR (Nm), the
TD =TIN−ρ・TCR ・・・( 1) T D = T IN −ρ · T CR (1)
ここで、差動装置42は、サンギヤS1、リングギヤR1、それらと噛み合うピニオンP1を回転可能に支持するキャリヤCA1を含む遊星歯車装置によって機械的に構成されるため、左後輪30l( 第2回転要素RE2であるキャリヤCA1) および右後輪30r( 第1回転要素RE1であるサンギヤS1) 差動を許容しつつトルク分配するときに、その機構に由来してある程度の差動制限トルクが発生することが避けられない。このような差動装置42の機構的差動制限特性は、左後輪30lおよび右後輪30rの一方のトルクに対する他方のトルクの比すなわちバイアス比Bで表される。このバイアス比Bは、1より大きい数値であり、機構的差動制限特性( LSD特性) の強さを示している。一般に、左後輪30lおよび右後輪30rのうちの回転速度が速い側の駆動輪から遅い側の駆動輪へトルク移動が行われ、上記バイアス比Bがたとえば1.5であれば、遅い側の駆動輪へトルクが速い側の駆動輪よりも1.5倍であることを示す。このように、差動装置42による左後輪30lおよび右後輪30rへのトルク分配は上記バイアス比Bに依存するので、左後輪30lへ分配されるトルクTDL、および右後輪30rへ分配されるトルクTDRは、たとえば左旋回パワーオン走行(左車輪速<右車輪速、且つTD>0) では、次式( 2)および( 3)に示されるものとなる。
Here, since the
TDL=[ B/( B+1) ] ・TD ・・・( 2)
TDR=[ 1/( B+1) ] ・TD ・・・( 3)
T DL = [B / (B + 1)] · T D (2)
T DR = [1 / (B + 1)] T D (3)
そして、車両旋回走行中において駆動力配分のために作動させられる第1クラッチC1および第2クラッチC2によるトルク移動分を考慮すると、左後輪30lの軸トルクTL および右後輪30rの軸トルクTR は、たとえば左旋回パワーオン走行では、次式( 4)および( 5)に示されるものとなる。また、左右トルク差ΔTを、( 右後輪30rの軸トルクTR ) −( 左後輪30lの軸トルクTL ) と定義すると、左右トルク差ΔTは、( 式6)により表される。
Then, in consideration of the amount of torque movement by the first clutch C1 and the second clutch C2 that are activated for driving force distribution during vehicle turning, the shaft torque TL of the left rear wheel 30l and the shaft torque of the right
TL =TDL=[ B/( B+1) ] ・TD
=[ B/( B+1) ] ( TIN−ρ・TCR) ・・・( 4)
TR =TDR+TCR=[ 1/( B+1) ] ・TD +TCR
=[ 1/( B+1) ] ( TIN−ρ・TCR) +TCR ・・・( 5)
ΔT=TR −TL =[ 1/( B+1) ] [ ( 1−B) TIN
+( 1+B−ρ+ρ・B) ・TCR] ・・・( 6)
T L = T DL = [B / (B + 1)] ・ T D
= [B / (B + 1 )] (T IN -ρ · T CR) ··· (4)
T R = T DR + T CR = [1 / (B + 1)] ・ T D + T CR
= [1 / (B + 1 )] (T IN -ρ · T CR) + T CR ··· (5)
ΔT = T R −T L = [1 / (B + 1)] [(1-B) T IN
+ (1 + B−ρ + ρ · B) · T CR ] (6)
図3は、上記の車両旋回走行中において、差動装置42の機構的差動制限特性( LSD特性) の影響を受けている、左右トルク和( =旋回外輪のトルク+旋回内輪のトルク)と左右トルク差ΔT( =旋回外輪のトルク−旋回内輪のトルク)との関係、すなわち左右トルク和≒TINとすれば、式( 6)に示す関係を示すグラフである。図3において、折線L0 はトルク移動量が零である場合、折線L1 は第2クラッチC2による右後輪30rへのトルク移動量が所定値である場合、折線L2 は第2クラッチC2による右後輪30rへのトルク移動量がさらに大きい値となった場合、折線L−1は第1クラッチC1による左後輪30lへのトルク移動力が所定値である場合を示している。これらの折線L0 、L1 、L2 、L−1に示されるように、同一のトルク制御量であっても入力トルクTINすなわち左右トルク輪の増加に伴って機構的差動制限特性に由来する差動制限( バイアストルク) によって左右トルク差( 内外輪トルク差) が変化する。また、トルク制御量の変化によって上記折線L0 、L1 、L2 、L−1の折れ点が移動する。このような事実から、たとえば目標左右トルク差を得るために第1クラッチC1および第2クラッチC2によるトルク移動を行う制御において、その目標左右トルク差を精度よく得るためには、バイアストルクの補正が必要となる。以下に述べる本実施例の制御ではそれが考慮されており、差動装置42の機構的差動制限特性に基づいて第1クラッチC1および第2クラッチC2( 係合要素) への制御量が算出されるようになっている。
FIG. 3 shows the sum of the left and right torques (= the torque of the outer turning wheel + the torque of the inner turning wheel) that is affected by the mechanical differential limiting characteristic (LSD characteristic) of the
図4は電子制御装置36の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図4において、エンジン出力トルク算出手段50は、予め記憶された関係から実際のスロットル開度θおよびエンジン回転速度NEに基づいてエンジン出力トルクTEを算出する。入力トルク算出手段52は、たとえば次式( 7)に示す予め記憶された関係からトルクコンバータ13のトルク比t、自動変速機14の変速比γ14、中央差動歯車装置22の変速比γ22、上記エンジン出力トルク算出手段50により算出されたエンジン出力トルクTEに基づいて、プロペラシャフト24からケース46へ入力される入力トルクTINを算出する。
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function of the
TIN=t・γ14・γ22・TE ・・・( 7) T IN = t · γ 14 · γ 22 · TE (7)
目標ヨーレート算出手段56は、車両の旋回走行中において、予め記憶された関係からステアリングホイールの舵角δに基づいて、アンダーステアとオーバステアとの中間の中立ステアとするための目標ヨーレートr* を算出する。目標左右トルク差算出手段58は、予め記憶された関係から、目標ヨーレート算出手段56により算出された目標ヨーレートr* と図示しないヨーレートセンサから出力された実際のヨーレートrとのヨーレート偏差Δr(=r* −r) に基づいて、そのヨーレート偏差Δrを解消するための目標左右トルク差ΔT* を算出する。 The target yaw rate calculating means 56 calculates a target yaw rate r * for setting a neutral steer between the understeer and the oversteer based on the steering angle δ of the steering wheel based on a prestored relationship during turning of the vehicle. . The target left-right torque difference calculating means 58 has a yaw rate deviation Δr (= r ) between a target yaw rate r * calculated by the target yaw rate calculating means 56 and an actual yaw rate r output from a yaw rate sensor (not shown) based on a previously stored relationship. Based on * −r), a target left-right torque difference ΔT * for eliminating the yaw rate deviation Δr is calculated.
制御量決定手段60は、車両の旋回走行中における左右駆動力制御モードでは、予め記憶された次式( 8)に示す制御式から、入力トルク算出手段52により算出された実際の入力トルクをTIN、および、目標左右トルク差算出手段58により算出された目標左右トルク差ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ に基づいて、第1クラッチC1または第2クラッチC2に要求される要求係合トルクTCREQを第1クラッチC1または第2クラッチC2の制御量として算出する。油圧回路34は、車両の旋回走行中における左右駆動力制御モードにおいて、ブレーキBKを係合させるとともに、上記第1クラッチC1または第2クラッチC2の係合圧を制御して上記決定された要求係合トルクTCREQが得られるようにする。次式( 8)は、前述の式( 6)のΔTをΔTREQとして整理したものである。
In the left / right driving force control mode during turning of the vehicle, the control
TCREQ=[(B−1)TIN+( 1+B) ΔTREQ]
/( 1+B−ρ+ρ・B) ・・・( 8)
TCREQ=f( TIN) +g( ΔTREQ ) ・・・( 9)
T CREQ = [(B−1) T IN + (1 + B) ΔT REQ ]
/ (1 + B-ρ + ρ ・ B) (8)
T CREQ = f (T IN) + g (ΔT REQ) ··· (9)
上式( 8)では、ケース46へ入力される入力トルクTINに比例する第1項と、第1クラッチC1または第2クラッチC2の要求左右トルク差ΔTREQ に比例する第2項とが含まれ、それら第1項の駆動トルクTINおよび第2項の要求左右トルク差ΔTREQにはバイアス比Bおよび増速ギヤ比ρを含む一定の係数がそれぞれ掛けられているので、式( 9)に示すように、入力トルクTINの関数f( TIN) である第1項と、要求左右トルク差ΔTREQの関数g( ΔTREQ ) である第2項との加算式として単純化して示すことができる。たとえば左旋回パワーオン走行時では、差動装置42の機構的差動制限特性( LSD作用)に基づいて左後輪30lのトルク配分が差動装置42への入力トルクTD ( =TIN−ρ・TCR) すなわち駆動力配分装置26への入力トルクTINから第1クラッチC1または第2クラッチC2により伝達されるトルクを除いた値( =TIN−ρ・TCR) に依存して大きくなるため、これをキャンセルする制御量が第2項すなわち補正項によって加えられる( 上乗せされる)ようになっている。
In the above equation (8), include a first term which is proportional to the input torque T IN is inputted to the
したがって、制御量決定手段60は、( 8)式に示されるように、目標左右トルク差ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差と、バイアス比Bで示される差動装置42の機構的差動制限特性により発生する左右の後輪30lおよび30rのトルク差との間で、左右の後輪30lおよび30rにおけるトルク配分傾向(トルク移動方向)が相違する場合は、同じ場合に比較して、目標左右トルク差ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差が大きくなるように、制御量すなわち要求係合トルクTCREQを決定する。
Therefore, the control
また、制御量決定手段60は、( 8)式に示されるように、目標左右トルク差ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差と、バイアス比Bで示される差動装置42の機構的差動制限特性により発生する左右の後輪30lおよび30rのトルク差との間で、左右の後輪30lおよび30rにおけるトルク配分傾向が相違する場合は、エンジン12から駆動力配分装置26へ入力される入力トルクTINが大きい場合は、小さい場合に比較して、ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差が大きくなるように、制御量すなわち要求係合トルクTCREQを決定する。
In addition, the control
図5は、電子制御装置36の制御作動の要部、すなわち左右輪駆動トルク配分制御を説明するフローチャートである。図5において、エンジン出力トルク算出手段50に対応するステップS1( 以下、ステップを省略する) では、図示しないセンサから実際のスロットル開度θおよびエンジン回転速度NEが読み込まれるとともに、良く知られた予め記憶された関係から実際のスロットル開度θおよびエンジン回転速度NEに基づいてエンジン出力トルクTEが算出される。次いで、入力トルク算出手段52に対応するS2では、式( 7)に示す予め記憶された関係からトルクコンバータ13のトルク比t、自動変速機14の変速比γ14、中央差動歯車装置22の変速比γ22、S1により算出されたエンジン出力トルクTEに基づいて、プロペラシャフト24からケース46へ入力される入力トルクTINが算出される。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
上記トルクコンバータ13のトルク比tは、予め記憶された関係から、トルクコンバータ13の入力軸回転速度すなわちエンジン回転速度NEとトルクコンバータ13の出力軸回転速度すなわち自動変速機14の入力軸回転速度とに基づいて算出される。また、上記自動変速機14の変速比γ14は、予め記憶された関係から、自動変速機14の入力軸回転速度と出力軸回転速度( 車速)に基づいて算出される。また、中央差動歯車装置22の変速比γ22は一定値であり、予め記憶されている。
The torque ratio t of the
次いで、目標ヨーレート算出手段56に対応するS3では、車両の旋回走行中において、予め記憶された関係から、ステアリングホイールの舵角δに基づいて、アンダーステアとオーバステアとの中間の中立ステアとするための目標ヨーレートr* が算出される。また、目標左右トルク差算出手段58に対応するS4では、予め記憶された関係から、目標ヨーレート算出手段56により算出された目標ヨーレートr* と図示しないヨーレートセンサから出力された実際のヨーレートrとのヨーレート偏差Δr(=r* −r) に基づいて、そのヨーレート偏差Δrを解消するための目標左右トルク差ΔT* が算出される。 Next, in S3 corresponding to the target yaw rate calculation means 56, a neutral steer between the understeer and the oversteer is made based on the steering angle δ of the steering wheel based on the steering angle δ of the steering wheel based on the relationship stored in advance while the vehicle is turning. A target yaw rate r * is calculated. In S4 corresponding to the target left-right torque difference calculating means 58, a target yaw rate r * calculated by the target yaw rate calculating means 56 and an actual yaw rate r output from a yaw rate sensor (not shown ) are stored based on a previously stored relationship. Based on the yaw rate deviation Δr (= r * −r), a target left-right torque difference ΔT * for eliminating the yaw rate deviation Δr is calculated.
続いて、制御量決定手段60に対応するS5では、車両の旋回走行中における左右駆動力制御モードにおいて、予め記憶された式( 8)に示す制御式から、S2により算出された実際の入力トルクをTIN、および、S4により算出された目標左右トルク差ΔT* すなわち要求左右トルク差ΔTREQ に基づいて、第1クラッチC1または第2クラッチC2に要求される要求係合トルクTCREQが第1クラッチC1または第2クラッチC2の制御量として算出される。
Subsequently, in S5 corresponding to the control
そして、出力手段に対応するS6では、上記制御量である要求係合トルクTCREQが油圧回路34へ出力される。これにより、車両の旋回走行中における左右駆動力制御モードにおいて、ブレーキBKが係合させられるとともに、上記第1クラッチC1または第2クラッチC2の係合圧が制御されることにより、上記決定された要求係合トルクTCREQが得られるようになる。
In S 6 corresponding to the output means, the required engagement torque T CREQ that is the control amount is output to the
上述のように、本実施例によれば、エンジン( 駆動源) 12から入力される入力トルクTINを左右の後輪( 駆動輪) 30lおよび30rへ分配する差動装置42と、その差動装置42の差動作用を制限して左右の後輪30lおよび30rのトルク差を発生させる係合要素である第1クラッチC1または第2クラッチC2とを備える車両用駆動力配分装置26において、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるようにその第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御する電子制御装置36において、予め設定された差動装置42の機構的差動制限特性( バイアス比B)に基づいて第1クラッチC1または第2クラッチC2への制御量TCREQが決定されることから、駆動力配分装置26に備えられた差動装置42の機構に由来して必然的に発生させられる機構的差動制限トルクが加味された上で制御量TCREQが決定されることになるので、駆動トルクを左右の後輪30lおよび30rへ分配する高精度の制御が可能となる。
As described above, according to this embodiment, a
また、本実施例によれば、目標左右トルク差ΔT* と入力トルクTINとを変数として有する制御式( 8)により、係合要素である第1クラッチC1または第2クラッチC2への制御量TCREQを決定する制御量決定手段60( S5)が、備えられるので、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるように第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御するための制御量TCREQが高い精度で得られる。 Further, according to this embodiment, controlled with the target lateral torque difference [Delta] T * and the input torque T IN as variables (8), the control amount to the first clutch C1 or second clutch C2 is engaged element Since the control amount determining means 60 (S5) for determining T CREQ is provided , the control amount for controlling the first clutch C1 or the second clutch C2 so as to obtain the target left-right torque difference ΔT * obtained in advance. TCREQ can be obtained with high accuracy.
また、本実施例によれば、制御量決定手段60( S5)により、目標左右トルク差ΔT* が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差と、バイアス比Bで示される差動装置42の機構的差動制限特性により発生する左右の後輪30lおよび30rのトルク差との間で、左右の後輪30lおよび30rにおけるトルク配分傾向が相違する場合は、同じ場合に比較して、目標左右トルク差ΔT* が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差が大きくなるように制御量TCREQが決定される。このため、差動装置42の機構に由来して必然的に発生させられる機構的差動制限トルクの存在に拘わらず、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるように第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御するための制御量TCREQが高い精度で得られる。
Further, according to the present embodiment, the control amount determination means 60 (S5) causes the torque difference between the left and right
また、本実施例によれば、制御量決定手段60( S5)により、目標左右トルク差ΔT* が示す左右の後輪30lおよび30rのトルク差と、バイアス比Bで示される差動装置42の機構的差動制限特性により発生する左右の後輪30lおよび30rのトルク差との間で、左右の後輪30lおよび30rにおけるトルク配分傾向が相違する場合に、エンジン( 駆動源) 12から入力される入力トルクTINが大きい場合は、小さい場合に比較して、目標左右トルク差ΔT* が示す左右の駆動輪のトルク差が大きくなるように制御量TCREQが決定される。差動装置42の機構的差動制限トルクはエンジン12から入力される入力トルクTINに関連して変化する特性があるが、このようにすれば、エンジン12から入力される入力トルクTINに拘わらず、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるように第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御するための制御量TCREQが高い精度で得られる。
Further, according to the present embodiment, the control amount determination means 60 (S5) causes the torque difference between the left and right
また、本実施例によれば、(a) 差動装置42は、入力トルクTINの全部または一部が入力されるリングギヤR1(第1回転要素RE1)と、左右の後輪30lおよび30rがそれぞれ接続されるキャリヤCA1(第2回転要素RE2)およびサンギヤS1(第3回転要素RE3)を有するものであり、(b) そのリングギヤR1(第1回転要素に伝達されたトルクTD ( =TIN−ρ・TCR) を変速してサンギヤS3(第4回転要素RE4)へ伝達する変速装置( 変速部) 44が備えられ、(c) 係合要素として、そのサンギヤS3に伝達されたトルクをキャリヤCA1へ伝達する第1クラッチ( 第1摩擦係合装置) C1と、そのサンギヤS3に伝達されたトルクをサンギヤS1へ伝達する第2クラッチ( 第2摩擦係合装置) C2とを備え、(d) その第1クラッチC1および第2クラッチC2に発生させるトルク伝達容量を制御する制御量TCREQが、制御量決定手段60( S5)により決定される。このため、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3を備えた差動装置42と、第1回転要素に伝達された動力を第4回転要素RE4に伝達する変速装置( 変速部) 44と、第4回転要素RE4に伝達されたトルクを第2回転要素RE2および第3回転要素RE3へ伝達する第1クラッチC1および第2クラッチC2とを備えた駆動力配分装置26が、制御量決定手段60( S5)により決定された制御量TCREQに基づいて左右の後輪30lおよび30rへのトルクを分配する。
Further, according to this embodiment, (a) the
また、本実施例によれば、差動装置42は、エンジン12から入力される入力トルクTINから第1クラッチ( 第1摩擦係合装置) C1または第2クラッチ( 第2摩擦係合装置) C2のトルク伝達容量を除いた値TD ( =TIN−ρ・TCR) をトルク配分することから、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるように第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御するための制御量TCREQの精度が高められる。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施例によれば、制御量決定手段60( S5)は、式( 8)に従って第1クラッチ( 第1摩擦係合装置) C1または第2クラッチ( 第2摩擦係合装置) C2に発生させるトルクTCREQを、制御量として算出するので、予め求められた目標左右トルク差ΔT* が得られるように第1クラッチC1または第2クラッチC2を制御するための制御量TCREQが容易に得られる。 Further, according to the present embodiment, the control amount determining means 60 (S5) applies the first clutch (first friction engagement device) C1 or the second clutch (second friction engagement device) C2 according to the equation (8). the torque T CREQ generating, so calculated as a control quantity, be easily controlled amount T CREQ for controlling the first clutch C1 or second clutch C2 as previously obtained target lateral torque difference [Delta] T * is obtained can get.
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6は、シャフトツウシャフト型の駆動力配分機能を備えた駆動力配分装置66の構成を示す骨子図である。この駆動力配分装置66は、駆動トルクを一対の後輪車軸28l、28rを介して前記左右の後輪30l、30rに配分するための差動装置( 差動機構)42と、その差動装置42に隣接して設けられ、後輪車軸28l、28rに同軸に配設された変速装置68と、その変速装置68の出力を差動装置42の出力軸である一対の後輪車軸28l、28rへ選択的に伝達する第1クラッチC1および第2クラッチC2とを、備えている。本実施例の差動装置42は前述の実施例と同様に構成されているが、変速装置68の構成と、第1クラッチC1および第2クラッチC2の配置が前述の実施例と相違する。
FIG. 6 is a skeleton diagram showing a configuration of a driving
変速装置68は、後輪車軸28lの回転を増速出力しおよび減速出力して右後輪車軸28rへ選択的に伝達するために、相互に一体的に連結された第2ピニオンP2、第3ピニオンP3、および第4ピニオンP4を自転可能支持するキャリヤCA2とを備えている。上記第2ピニオンP2は、第2回転要素RE2として機能するキャリヤCA1を介して左後輪車軸28lと連結された第2サンギヤS2と噛み合わされている。第3ピニオンP3は、第2ピニオンP2よりも大径であって、第2クラッチC2を介して右後輪車軸28rに選択的に連結される第3サンギヤS3( 第4回転要素RE4)と噛み合わされている。第4ピニオンP4は、第2ピニオンP2よりも小径であって、第1クラッチC1を介して右後輪車軸28rに選択的に連結される第4サンギヤS4と噛み合わされている。上記キャリヤCA2は第6回転要素RE6に対応するものであり、第2ピニオンP2は変速装置68の入力部材として、第3ピニオンP3は変速装置68の増速出力部材として、第4ピニオンP4は変速装置68の減速出力部材として機能させられる。
The
上記第3サンギヤS3と右後輪車軸28rとの間、および第4サンギヤS4と右後輪車軸28rとの間には、それらを選択的に連結する第1クラッチC1および第2クラッチC2がそれぞれ設けられている。変速装置68および第1クラッチC1は、左後輪車軸28lの回転を増速して右後輪車軸28rへ伝達し、変速装置68および第2クラッチC2は、左後輪車軸28lの回転を減速して右後輪車軸28rへ伝達するので、駆動力配分装置66はシャフトツウシャフト型の駆動力配分機能を備えている。
Between the third sun gear S3 and the right
以上のように構成された駆動力配分装置66による左右の後輪30l、30rへの駆動力の配分について説明する。エンジン12により発生させられた駆動力は、自動変速機14、中央差動歯車装置22、およびプロペラシャフト24等を介して差動装置42のケース46を回転駆動する駆動力として入力される。差動装置42のリングギヤR1は、ケース46と一体的に設けられているため、プロペラシャフト24からリングギヤR1およびケース46へ入力された駆動トルクTIN( Nm)の全部が差動装置42に伝達される。
The distribution of the driving force to the left and right
第1クラッチC1、および第2クラッチC2がそれぞれ解放状態とされている状態では、駆動力配分装置66が通常のオープンデフとして機能する点は、前述の実施例の駆動力配分装置26と同様である。しかし、以下に詳述するように、車両の旋回走行中に実行される駆動力配分制御が相違する。
In the state where the first clutch C1 and the second clutch C2 are in the disengaged state, the driving
車両の旋回走行中に実行される駆動力配分制御では、変速装置68が左後輪車軸28lおよびキャリヤCA1と連結された第2サンギヤS2の回転数Ns2(rpm)を増速してサンギヤS3へ伝達する増速変速機、或いは第2サンギヤS2の回転数Ns2(rpm)を減速して第4サンギヤS4へ伝達する減速変速機として機能させられる。
In the driving force distribution control executed while the vehicle is turning, the
たとえば左旋回中では、車両のアンダーステアを抑制するために右後輪30rのトルクが増大させられる。この場合、第2クラッチC2がスリップ係合され、第1クラッチC1が解放される。第2クラッチC2がスリップ係合されることで、第2サンギヤS2の回転が変速装置68により増速されて第4回転要素RE4である第3サンギヤS3へ伝達される。このように、第4回転要素RE4である第3サンギヤS3の回転数Ns3は同回転方向に増速されているため、第2クラッチC2のスリップ係合により、右後輪30rのトルクが相対的に増大させられ、左後輪30lのトルクが相対的に減少させられる。また、第2クラッチC2のスリップ係合により右後輪30rの回転数Nrは増速させられるため、差動装置42によって、左後輪30lの回転数Nlが減速させられる。
For example, during left turn, the torque of the right
反対に、右旋回中では、車両のアンダーステアを抑制するために左後輪30lのトルクが増大させられる。この場合、第1クラッチC1がスリップ係合され、第2クラッチC2が解放される。第1クラッチC1がスリップ係合されることで、第2サンギヤS2の回転が変速装置68により減速されて第5回転要素RE5である第4サンギヤS4へ伝達される。このように、第5回転要素RE5である第4サンギヤS4の回転数Ns4は同回転方向に減速されているため、第1クラッチC1のスリップ係合により、右後輪30rのトルクが相対的に減少させられ、左後輪30lのトルクが相対的に増加させられる。また、第1クラッチC1のスリップ係合により右後輪30rの回転数Nrは減速させられるため、差動装置42によって、左後輪30lの回転数Nlが増速させられる。
On the contrary, during a right turn, the torque of the left rear wheel 30l is increased in order to suppress understeer of the vehicle. In this case, the first clutch C1 is slip-engaged and the second clutch C2 is released. As the first clutch C1 is slip-engaged, the rotation of the second sun gear S2 is decelerated by the
本実施例の変速装置68では、そのキャリヤCA1が第2サンギヤS2と連結されているため、そのリングギヤR1へ入力される変速装置68の入力トルクTD は、次式( 10)に示すように、プロペラシャフト24からケース46へ入力された入力トルクTINと同じである。
In
TD =TIN ・・・( 10) T D = T IN (10)
前述のように、差動装置42は、サンギヤS1、リングギヤR1、それらと噛み合うピニオンP1を回転可能に支持するキャリヤCA1を含む遊星歯車装置によって機械的に構成されるため、左後輪30l( 第2回転要素RE2であるキャリヤCA1) および右後輪30r( 第3回転要素RE3であるサンギヤS1) 差動を許容しつつトルク分配するときに、その機構に由来した機構的差動制限特性が存在し、左後輪30lおよび右後輪30rの一方のトルクに対する他方のトルクの比すなわちバイアス比Bで表される。このため、差動装置42による左後輪30lおよび右後輪30rへのトルク分配は上記バイアス比Bに依存するので、左後輪30lへ分配されるトルクTDL、および右後輪30rへ分配されるトルクTDRは、たとえば左旋回パワーオン走行(左車輪速<右車輪速、且つTD >0) では、次式( 11)および( 12)に示されるものとなる。
As described above, the
TDL=[ B/( B+1) ] ・TD −ρ・TCR ・・・( 11)
TDR=[ 1/( B+1) ] ・TD ・・・( 12)
T DL = [B / (B + 1)] · T D -ρ · T CR ··· (11)
T DR = [1 / (B + 1)] T D (12)
そして、車両旋回走行中において駆動力配分のために作動させられる第1クラッチC1および第2クラッチC2によるトルク移動分を考慮すると、左後輪30lの軸トルクTL および右後輪30rの軸トルクTR は、たとえば左旋回パワーオン走行では、次式( 13)および( 14)に示されるものとなる。また、左右トルク差ΔTを、( 右後輪30rの軸トルクTR ) −( 左後輪30lの軸トルクTL ) と定義すると、左右トルク差ΔTは、式( 15)により表される。
Then, in consideration of the amount of torque movement by the first clutch C1 and the second clutch C2 that are activated for driving force distribution during vehicle turning, the shaft torque TL of the left rear wheel 30l and the shaft torque of the right
TL =TDL=[ B/( B+1) ] ・TD
=[ B/( B+1) ] TIN−ρ・TCR ・・・( 13)
TR =TDR+TCR=[ 1/( B+1) ] ・TD+TCR
=[ 1/( B+1) ] ・TIN+TCR ・・・( 14)
ΔT=TR −TL =[ ( 1−B) /( B+1) ] ・TIN
+( 1−ρ) ・TCR] ・・・( 15)
T L = T DL = [B / (B + 1)] ・ T D
= [B / (B + 1)] T IN -ρ · T CR (13)
T R = T DR + T CR = [1 / (B + 1)] ・ T D + T CR
= [1 / (B + 1)] TIN + TCR (14)
ΔT = T R −T L = [(1-B) / (B + 1)] • T IN
+ (1-ρ) · T CR ] (15)
本実施例の電子制御装置36における制御機能の要部は、図4に示すものと同様であるが、制御量決定手段60が、次式( 16)に示す制御式を用いて制御量を決定する点で相違する。また、本実施例の電子制御装置36における制御作動の要部は、図5に示すものと同様であるが、S5において次式( 16)に示す制御式から制御量が決定される点で相違する。次式( 16)は、前述の式( 15)のΔTをΔTREQとして整理したものである。この式( 16)も、前述の式( 8)と同様に、式( 9)に示すように、単純化して示すことができる。
The main part of the control function in the
TCREQ=[ ( 1−B) /( B+1) ] ・TIN+( 1−ρ) ・ΔTREQ ]
・・・( 16)
T CREQ = [(1-B ) / (B + 1)] · T IN + (1-ρ) · ΔT REQ]
... (16)
本実施例においても、たとえば目標左右トルク差を得るために第1クラッチC1および第2クラッチC2によるトルク移動を行う制御において、その目標左右トルク差ΔTを精度よく得るためには、差動装置42の機構的差動制限特性に由来する差動制限トルク( バイアス比Bで表される)が考慮されてその補正が行われることにより、差動装置42の機構的差動制限特性に基づいて第1クラッチC1および第2クラッチC2( 係合要素) への制御量が正確に算出されるようになっているので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
Also in the present embodiment, for example, in order to obtain the target left-right torque difference ΔT with high accuracy in the control of torque movement by the first clutch C1 and the second clutch C2 in order to obtain the target left-right torque difference, the
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
たとえば、前述の実施例において、駆動力配分装置26等が前置エンジン前輪駆動を基本とする前後輪駆動車両に適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前置エンジン前輪駆動(FF)車両、前置エンジン後輪駆動(FR)車両、および前置エンジン後輪駆動を基本とする前後輪駆動車両等、様々な型式の車両に適宜適用され得るものである。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the driving
また、前述の実施例において、駆動源は、ガソリンエンジン或いは、ディーゼルエンジン等の内燃機関であったが、特にそれらに限定されるものではなく、電動モータ等の他の駆動源から成るものであっても構わない。 In the above-described embodiments, the drive source is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. However, the drive source is not particularly limited thereto, and is composed of another drive source such as an electric motor. It doesn't matter.
また、前述の実施例においては、変速装置44は2組の遊星歯車装置で構成され、変速装置68は3組の遊星歯車装置で構成されているが、その変速装置44、68の構成は、リングギヤR1(第1回転要素RE1) に対してサンギヤS3(第4回転要素RE4)の回転を変速することができる構成であればよく、1または3つ以上の遊星歯車装置を用いた構成、ダブルピニオン型とシングルピニオン型の2つ遊星歯車装置での構成等、様々な他の型式の変速装置であっても構わないし、増速に限らず減速変速であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例において、差動装置42は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置で構成されているが、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、および第3回転要素RE3から成る遊星歯車装置を備えたものであればよく、シングルピニオン型の遊星歯車装置を備えたものであっても構わない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例において、左後輪車軸28l、右後輪車軸28r、および後輪30の左後輪30l、右後輪30rの左右関係は特に限定されるものではなく、左右を逆にして実施することもできる。
In the above-described embodiment, the left-right relationship between the left rear wheel axle 28l, the right
また、前述の実施例において、トルク移動切換用として用いられるブレーキBKによって、キャリヤCA2の回転がロックされるが、そのブレーキBKは、半係合状態にして用いられることもできる。 In the above-described embodiment, the rotation of the carrier CA2 is locked by the brake BK used for switching the torque movement. However, the brake BK can be used in a half-engaged state.
また、前述の実施例において、第1クラッチC1、第2クラッチC2、およびブレーキBKは、油圧によって係合作動させられるものであったが、電磁式、磁粉式等、他の型式のクラッチ装置およびブレーキ装置を用いて実施することもできる。 In the above-described embodiment, the first clutch C1, the second clutch C2, and the brake BK are engaged and operated by hydraulic pressure, but other types of clutch devices such as an electromagnetic type, a magnetic powder type, etc. It can also be implemented using a brake device.
また、前述の実施例において、図2のキャリヤCA2とハウジングなどの非回転部材45との間には、ブレーキBKが備えられていたがブレーキBKを省きキャリヤCA2をハウジングなどの非回転部材45に固定してもよい。
In the above-described embodiment, the brake BK is provided between the carrier CA2 of FIG. 2 and the
また、前述の実施例2において図6のキャリヤCA2と非回転部材45との間にブレーキがもうけられてもよい。
In the second embodiment, a brake may be provided between the carrier CA2 and the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
26:車両用駆動力配分装置
36:電子制御装置( 制御装置)
42:差動装置(差動部)
44、68:変速装置(変速部)
60:制御量決定手段
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
RE4:第4回転要素
RE5:第5回転要素
C1:第1クラッチ(係合要素、第1摩擦係合装置)
C2:第2クラッチ(係合要素、第2摩擦係合装置)
BK:ブレーキ
26: Vehicle driving force distribution device 36: Electronic control device (control device)
42: Differential device (differential part)
44, 68: Transmission (transmission unit)
60: Control amount determining means RE1: First rotating element RE2: Second rotating element RE3: Third rotating element RE4: Fourth rotating element RE5: Fifth rotating element C1: First clutch (engaging element, first frictional engagement) Equipment)
C2: Second clutch (engagement element, second friction engagement device)
BK: Brake
Claims (9)
予め設定された前記差動装置の機構的差動制限特性に基づいて前記係合要素への制御量を決定することを特徴とする車両用駆動力配分装置の制御装置。 In a vehicle driving force distribution device that includes a differential device that distributes input torque input from a drive source to left and right drive wheels, and an engagement element that generates a torque difference between the left and right drive wheels. A control device for a vehicle driving force distribution device that controls the engagement element so as to obtain a target left-right torque difference,
A control device for a vehicle driving force distribution device, wherein a control amount to the engagement element is determined based on a preset mechanical differential limiting characteristic of the differential device.
前記第1回転要素に伝達された回転を変速して第4回転要素へ伝達する変速部が備えられ、
前記係合要素として、該第4回転要素に伝達されたトルクを前記第2回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置と、該第4回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第2摩擦係合装置とを備え、
該第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置に発生させるトルク伝達容量を制御する制御量が、前記制御量決定手段により決定されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかの車両用駆動力配分装置の制御装置。 The differential device includes a first rotating element to which the input torque is input, a second rotating element and a third rotating element to which a left driving wheel and a right driving wheel are connected, respectively.
A speed changer that shifts the rotation transmitted to the first rotation element and transmits the rotation to the fourth rotation element;
As the engaging element, a first friction engagement device that transmits torque transmitted to the fourth rotating element to the second rotating element, and torque transmitted to the fourth rotating element to the third rotating element. A second friction engagement device for transmitting,
5. A control amount for controlling a torque transmission capacity generated in the first friction engagement device and the second friction engagement device is determined by the control amount determination means. A control device for a vehicle driving force distribution device.
TCREQ=[(B−1)TIN+( 1+B) ΔTREQ ] /( 1+B−ρ+ρ・B) The ratio of the torque to one of the left and right drive wheels showing the mechanical differential limiting characteristic of the differential device is B, the speed ratio of the transmission is ρ, and the input torque input from the drive source is T IN , when the target left-right torque difference is ΔT REQ , the control amount determination means uses the torque T CREQ generated by the first friction engagement device or the second friction engagement device according to the following equation as the control amount. The control device for a vehicle driving force distribution device according to claim 5, wherein the control device is calculated.
T CREQ = [(B-1 ) T IN + (1 + B) ΔT REQ] / (1 + B-ρ + ρ · B)
前記第2回転要素に伝達された回転を増速して第4回転要素へ伝達し、減速して第5回転要素へ伝達する変速部が備えられ、
前記係合要素として、該第5回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第1摩擦係合装置と、該第4回転要素に伝達されたトルクを前記第3回転要素へ伝達する第2摩擦係合装置とを備え、
該第1摩擦係合装置および第2摩擦係合装置に発生させるトルク伝達容量を制御する制御量が、前記制御量決定手段により決定されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかの車両用駆動力配分装置の制御装置。 The differential device includes a first rotating element to which the input torque is input, a second rotating element and a third rotating element to which a left driving wheel and a right driving wheel are connected, respectively.
A transmission is provided for increasing the speed of the rotation transmitted to the second rotation element, transmitting it to the fourth rotation element, decelerating and transmitting it to the fifth rotation element;
As the engaging element, a first friction engagement device that transmits torque transmitted to the fifth rotating element to the third rotating element, and torque transmitted to the fourth rotating element to the third rotating element. A second friction engagement device for transmitting,
5. A control amount for controlling a torque transmission capacity generated in the first friction engagement device and the second friction engagement device is determined by the control amount determination means. A control device for a vehicle driving force distribution device.
TCREQ=[ ( 1−B) /( B+1) ] ・TIN+( 1−ρ) ・ΔTREQ ] The control amount determining means is configured such that the ratio of the other to one of the torques to the left and right drive wheels indicating the mechanical differential limiting characteristic of the differential device is B, the speed ratio of the transmission is ρ, and When the input torque to be input is T IN and the target left-right torque difference is ΔT REQ , the control amount determination means generates torque T to be generated by the first friction engagement device or the second friction engagement device according to the following equation. 9. The control device for a vehicle driving force distribution device according to claim 8, wherein CREQ is calculated as the control amount.
T CREQ = [(1-B ) / (B + 1)] · T IN + (1-ρ) · ΔT REQ]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110705 |