CN104163172B - 车辆用驱动力分配控制装置 - Google Patents

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Abstract

在搭载电子控制联接器的四轮驱动车的车辆用驱动力分配控制装置中，当主驱动轮空转时，通过对发动机转矩和联接器转矩加以限制来不使联接器转矩成为零(2WD状态)地抑制联接器的发热。在转速差检测单元(14)检测到的主驱动轮(6L、6R)和副驱动轮(11L、11R)的转速差(ΔN)为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即由发动机控制单元(13)降低发动机转矩量，并且，在判定为该第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即由联接器控制单元(15)降低联接器(9)传递的传递量。

Description

车辆用驱动力分配控制装置
技术领域
本发明涉及车辆用驱动力分配控制装置，特别涉及控制四轮驱动车的主副驱动轮中的发动机的驱动力的分配的车辆用驱动力分配控制装置。
背景技术
在车辆中搭载有驱动力分配控制装置，上述驱动力分配控制装置根据车辆的行驶状态将来自作为驱动源的发动机的驱动力(转矩)向各驱动轮分配。
在四轮驱动车(4WD车)的驱动力分配控制装置中，对采用相对于主驱动轮(前轮)控制从动轮(后轮)的驱动力的4WD机构的车辆的需求高于对采用其它4WD机构的车辆的需求。其原因是，电子控制联接器对于向4WD机构输入的过大转矩起到转矩限制器的功能，从而能实现4WD机构的轻量化，由此耗油量与采用其它4WD机构的车辆相比更低。
作为该驱动力分配控制装置，有以下的现有技术文献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平5－178114号公报
专利文献1的差动调整式前后轮驱动力分配控制装置基于车轮速度信息和车体速度信息判定为车轮处于打滑状态的情况下，根据车轮速度值和车体速度值的差控制差动限制量，即调整前轮(主驱动轮)和后轮(副驱动轮)之间的差动状态来控制前后轮的驱动力分配。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在采用相对于主驱动轮控制从动轮的驱动力的4WD机构 的车辆中，在对电子控制联接器输入过大的转矩的情况下，通过联接器内的多片式离合器差动来抑制传递转矩，此时，多片式离合器有可能发热而烧毁。因此通常多编入有如下控制：检测该状态后利用故障安全功能来削弱多片式离合器的结合力而成为2WD状态，由此避免4WD机构损伤。
但是，在故障安全功能发挥作用时会失去本来的4WD功能，因此频繁的介入成为导致适销性降低的原因，因此希望进行改善。
因此，本发明的目的在于提供在搭载电子控制联接器的四轮驱动车中，当主驱动轮空转时，通过对发动机转矩和联接器转矩加以限制来不使联接器转矩成为零(2WD状态)地抑制联接器的发热的车辆用驱动力分配控制装置。
用于解决问题的方案
本发明是车辆用驱动力分配控制装置，其控制四轮驱动车的主副驱动轮中的发动机的驱动力的分配，具备：联接器，其可改变来自上述发动机的驱动力的传递量；主驱动轮；副驱动轮；发动机控制单元，其控制上述发动机的发动机转矩；转速差检测单元，其检测上述主驱动轮和上述副驱动轮的转速差；以及联接器控制单元，其根据由上述转速差检测单元检测到的转速差控制上述联接器传递的传递量，上述发动机的驱动力主要传递给上述主驱动轮，来自上述发动机的驱动力通过上述联接器传递给上述副驱动轮，上述车辆用驱动力分配控制装置的特征在于，在上述转速差检测单元检测到的转速差为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即由上述发动机控制单元降低发动机转矩量，在判定为上述第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即由上述联接器控制单元降低上述联接器传递的传递量。
发明效果
本发明在搭载电子控制联接器的四轮驱动车中，当主驱动轮空转时，能通过对发动机转矩和联接器转矩加以限制来不使联接器转矩成为零(2WD状态)地抑制联接器的发热。
附图说明
图1是搭载有驱动力分配控制装置的车辆的概略构成图。(实施例)
图2是驱动力分配控制装置的控制框图。(实施例)
图3是发动机转矩降低开始、结束控制的流程图。(实施例)
图4是发动机转矩降低开始、结束控制的时序图。(实施例)
图5是算出四轮驱动(4WD)请求发动机转矩的瞬间值的控制的流程图。(实施例)
图6是算出四轮驱动(4WD)请求发动机转矩的瞬间值的控制的时序图。(实施例)
图7(A)是四轮驱动(4WD)请求发动机转矩瞬间值算出控制中的増加方向的平滑系数的决定方法的说明图。图7(B)是四轮驱动(4WD)请求发动机转矩瞬间值算出控制中的减少方向的平滑系数的决定方法的说明图。(实施例)
图8是发动机转矩降低中的联接器指令转矩控制的流程图。(实施例)
图9是发动机转矩降低中的联接器指令转矩控制的时序图。(实施例)
附图标记说明
1 车辆
2 发动机
3 变速器
4 驱动力分配控制装置
5 分动器
6L 左侧主驱动轮
6R 右侧主驱动轮
9 联接器
10 差动器
11L 左侧副驱动轮
11R 右侧副驱动轮
13 发动机控制单元(ECU)
14 转速差检测单元(ABS)
15 联接器控制单元(4WD)
16 变速器控制单元(AT)
19L 左侧主驱动轮速度检测传感器
19R 右侧主驱动轮速度检测传感器
20L 左侧副驱动轮速度检测传感器
20R 右侧副驱动轮速度检测传感器
具体实施方式
本发明的目的在于，在搭载电子控制联接器的四轮驱动车中，当主驱动轮空转时，通过对发动机转矩和联接器转矩加以限制来不使联接器转矩成为零(2WD状态)地抑制联接器的发热，为了实现该目的，在主驱动轮和副驱动轮的转速差为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即降低发动机转矩量，并且在判定为该第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即降低联接器传递的传递量。
实施例
图1～图9示出本发明的实施例。
如图1所示，在四轮驱动车(4WD车：以下称为“车辆”)1中搭载有作为驱动源的发动机2和与该发动机2连结的变速器3。
变速器3连结着构成驱动力分配控制装置4的一部分的分动器5，上述驱动力分配控制装置4控制发动机2的驱动力的分配。
该分动器5连接着安装有左侧主驱动轮(左侧前轮)6L和右侧主驱动轮(右侧前轮)6R的主驱动轴(前侧车轴)7。发动机2的驱动力主要传递给左侧主驱动轮6L和右侧主驱动轮6R。
另外，分动器5连接着驱动轴8的一端。该驱动轴8的另一端通过联接器9连结着差动器10。联接器9是电子控制联接器，是所谓的转矩分配用离合器，可改变来自发动机2的驱动力的传递量。
差动器10连接着安装有左侧副驱动轮(左侧后轮)11L和右侧副驱动轮(右侧后轮)11R的副驱动轴(后侧车轴)12。来自发动机2的驱动力通过联接器9传递到左侧副驱动轮11L和右侧副驱动轮11R。
车辆1是采用根据行驶状态等决定向左侧副驱动轮(左侧后轮)11L和右侧副驱动轮(右侧后轮)11R分配的驱动力的4WD机构的构成。
因此在车辆1中，为了构成驱动力分配控制装置4而具备发动机控制单元(ECM)13、转速差检测单元(ABS)14、联接器控制单元(4WD)15、变速器控制单元(AT)16。
发动机控制单元13与发动机2、联接器控制单元15、通过发动机2的加速器开度传感器17、通过发动机2的停车灯开关18连接。该发动机控制单元13控制发动机2的发动机转矩，如图2所示，在输入侧得到加速器开度信息、发动机转速信息、停车灯开关信息、实际发动机转矩、驾驶员请求转矩，并且在输出侧得到驱动模式信息、4WD请求发动机转矩。
转速差检测单元14与联接器控制单元15、检测左侧主驱动轮6L的转速的左侧主驱动轮速度检测传感器19L、检测右侧主驱动轮6R的转速的右侧主驱动轮速度检测传感器19R、检测左侧副驱动轮11L的转速的左侧副驱动轮速度检测传感器20L、检测右侧副驱动轮11R的转速的右侧副驱动轮速度检测传感器20R连接。该转速差检测单元14检测主驱动轮6L、6R和副驱动轮11L、11R的转速差(ΔN)，如图2所示，得到各车轮速度信息、控制执行中信息。
如图2所示，联接器控制单元15与发动机控制单元13、转速差检测单元14、联接器9、组合仪表21、驱动选择开关22、连接到变速器3的变速器控制单元16连接。另外，该联接器控制单元15具备：4WD控制部23、传动系保护控制部24、CAN通信功能部25、故障安全控制部26、自诊断功能部27。该联接器控制单元15根据由转速差检测单元14检测到的转速差控制联接器9传递的传递量。
组合仪表21进行4WD自动(AUTO)显示灯点亮请求和4WD锁 定(LOCK)显示灯点亮请求。
驱动选择开关22具备4WD开关28和锁定(LOCK)开关29。
本实施例的驱动力分配控制装置4在由转速差检测单元14检测到的主驱动轮6L、6R和副驱动轮11L、11R的转速差(联接器9的前后旋转差：ΔN)为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即由发动机控制单元13降低发动机转矩量，并且，在判定为该第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即由联接器控制单元15降低联接器9传递的传递量。
另外，驱动力分配控制装置4在上述第一降低控制的执行中，在转速差检测单元14检测到的主驱动轮6L、6R和副驱动轮11L、11R的转速差(ΔN)为设定值以下、或者在发动机控制单元13检测到的发动机转速为规定值以下的状态持续了规定时间的情况下，使受限制的发动机转矩慢慢地恢复到驾驶员请求的发动机转矩，并直到上述第一降低控制结束。
接下来说明本实施例所涉及的驱动力分配控制。
在图3中示出发动机转矩降低开始、结束的控制的流程图。
如图3所示，当程序开始时(步骤A01)，首先，判断是否满足发动机转矩降低控制开始条件(步骤A02)。其原因是，仅在必须避免4WD机构的损伤的状况下执行发动机转矩降低，防止在除此以外的状况下执行发动机转矩降低而发生驾驶员意料之外的发动机转矩降低。在此，上述发动机转矩降低控制开始条件为如下情况：联接器指令转矩是规定值以上、且主驱动轮6L、6R的转速为规定值以上、且副驱动轮11L、11R的转速为规定值以下的状态持续了规定时间。
在该步骤A02为“是”的情况下，开始发动机转矩降低控制(步骤A03)。即在该步骤A03中执行第一降低控制。
并且，判断是否满足发动机转矩降低控制结束条件(参照图4的A)(步骤A04)。其原因是，仅在必须避免4WD机构的损伤的状况下继续执行发动机转矩降低，在除此以外的状况下使发动机转矩降低结束。在此，上述发动机转矩降低控制结束条件是在4WD请求 发动机转矩为驾驶员请求发动机转矩以上的状态持续了设定时间的情况，或者是联接器指令转矩为规定值以下的状态持续了设定时间的情况，或者是从发动机转矩降低的开始经过了设定时间的情况。
在该步骤A04为“是”的情况下，结束发动机转矩降低控制(步骤A05)(参照图4的C)。
另一方面，在上述步骤A04为“否”的情况下，判断是否满足将4WD请求发动机转矩恢复为驾驶员请求发动机转矩的开始条件(参照图4的B)(步骤A06)。其原因是，判定是否是必须避免由联接器9的前后旋转差(在此，与主驱动轮6L、6R和副驱动轮11L、11R的转速差(ΔN)一致)或者由发动机转速导致4WD机构损伤的状况。在此，将4WD请求发动机转矩恢复为上述驾驶员请求发动机转矩的开始条件是如下情况：联接器9的前后旋转差(ΔN)为规定值以下或者发动机转速为规定值以下的状态持续了规定时间以上。
在该步骤A06为“否”的情况下，回到上述步骤A04。
在该步骤A06为“是”的情况下，开始将4WD请求发动机转矩恢复为驾驶员请求发动机转矩(步骤A07)。即在该步骤A07中，使受限制的发动机转矩慢慢地恢复到驾驶员请求的发动机转矩，并直到上述第一降低控制结束，返回上述步骤A04。
在上述步骤A05的处理后或者上述步骤A02为“否”的情况下，使程序结束(步骤A08)。
在图5中，示出4WD请求发动机转矩瞬间值算出控制的流程图。
如图5所示，在程序开始时(步骤B01)，判断是否是从发动机转矩降低控制开始起的设定时间以内(步骤B02)。其原因是，在发动机转矩降低开始紧后，主驱动轮6L、6R的转速向増加方向变化的情况较多，而需要使其向减少方向反转，需要在瞬间进行较大的发动机转矩降低。
在该步骤B02为“是”的情况下，根据以发动机转矩为轴的转矩算出表算出4WD请求发动机转矩瞬间值(步骤B03)(参照图6的A)。
在该步骤B03为“否”的情况下，判断是否是4WD请求发动机转矩正在恢复为驾驶员请求发动机转矩(步骤B04)。
该步骤B04为“是”的情况下，将驾驶员请求转矩设为4WD请求发动机转矩瞬间值(步骤B05)(参照图6的C)。
在该步骤B05为“否”的情况下，根据以发动机转矩和联接器9的前后旋转差(ΔN)为轴的转矩算出映射算出4WD请求发动机转矩瞬间值(步骤B06)(参照图6的B)。即在该步骤B06中，抑制联接器9的前后旋转差(ΔN)并根据发动机转矩和前后旋转差(ΔN)算出发动机不失速的值。
在上述步骤B03的处理后，在上述步骤B05的处理后，或者在上述步骤B06的处理后，使程序返回(步骤B07)。
此外，使上述4WD请求发动机转矩瞬间值变得平滑，算出4WD请求发动机转矩。其目的在于抑制剧烈的发动机转矩的变化并使车辆1不产生大的举动变化。上述平滑规定从4WD请求发动机转矩的上次值向此次值的变化的最大量。
具体地，在图7(A)、(B)中示出平滑系数的决定方法。
首先，根据4WD请求发动机转矩的上次值和4WD请求发动机转矩瞬间值的比较，判断是増加方向还是减少方向。并且，根据4WD请求发动机转矩瞬间值决定平滑系数。这样，根据是否是増加中(参照图7(A))或者是否是减少中(参照图7(B))以及4WD请求发动机转矩瞬间值来设定平滑系数，由此能抑制急剧的发动机转矩的变化并能使车辆1不发生大的举动变化且尽可能快地到达目标值。
在图8中，示出发动机转矩降低中的联接器指令转矩控制的流程图。
如图8所示，在程序开始时(步骤C01)，首先，判断是否从发动机转矩降低开始起经过了设定时间A(步骤C02)。该设定时间A设为即使利用发动机转矩降低来抑制联接器9的前后旋转差(ΔN)、限制联接器最大指令转矩也不会使4WD机构的性能较大地降低的充分的时间，其目的在于利用联接器最大指令转矩的限制来抑制联接器9的发热。
在该步骤C02为“是”的情况下，开始联接器最大指令转矩的限制(步骤C03)(参照图9的A)。即在该步骤C03中执行第二降低控制。
并且，判断从发动机转矩降低开始起是否经过比设定时间A大的设定时间B(步骤C04)。该设定时间B设为驾驶员能判断出在当前的车辆状态下即使继续操作车辆状态也不会变化的充分的时间，其目的在于，通过向2WD模式切换来较大地产生联接器9的前后旋转差(ΔN)并使驾驶员感到处于打滑状态，由此促使驾驶员进行有别于现状的其它操作，而且避免由联接器9的发热造成的4WD机构的损伤。
在该步骤C04为“是”的情况下，进行向2WD模式的切换，另外，结束联接器最大指令转矩限制(步骤C05)(参照图9的B)。在此，2WD模式表示联接器指令转矩被固定为0[Nm]的状态。
在该步骤C05的处理之后，在上述步骤C02为“否”的情况下，或者在上述步骤C04为“否”的情况下，判断是否已切换为2WD模式且满足向4WD模式恢复的条件(步骤C06)。向该4WD模式恢复的条件设为如下情况：联接器9前面的转速为规定值以下且联接器9后面的转速为规定值以下，或者是联接器9前面的转速为规定值以上且联接器9后面的转速为规定值以上，根据这些信息，判定是否是联接器9的差动降低并可恢复到4WD模式的状态。
在该步骤C06为“是”的情况下，恢复到4WD模式(步骤C07)(参照图9的C)。在此，4WD模式表示联接器指令转矩不固定为0[Nm]，通过驱动力分配控制指示最佳的联接器转矩的状态。
在该步骤C07的处理之后或者在上述步骤C06为“否”的情况下，使程序返回(步骤C08)。
一般在采用根据车辆的行驶状态等决定向副驱动轮(后轮)分配的驱动力的4WD机构的车辆中，在雪地、泥地等处出发时，或者在忘记恢复驻车制动器的状态、在寒冷地带副驱动轮(后轮)被固定的状态下出发时，主驱动轮(前轮)较大地空转，因此作为向副驱动轮(后轮)传递转矩的机构的电子控制联接器产生较大的差动，由此联接器发热，有时4WD机构损伤。另外，为了避免4WD机构的损伤，有时执行故障自动防护控制，成为2WD状态，失去4WD功能。
因此在实施例中，在上述主驱动轮6L、6R较大地空转的状况下输入过大的转矩的情况下，将发动机2的发动机转矩控制为最佳，与此同时将电子控制联接器9的联接器转矩控制为最佳，从而抑制联接器9的发热，由此能避免4WD机构的损伤，另外，能抑制执行故障自动防护控制的频率，实现4WD功能的维持。
以上说明了本发明的实施例，以下按每一权利要求说明上述实施例的构成。
首先，在本发明中，在由转速差检测单元14检测到的主驱动轮6L、6R和副驱动轮11L、11R的转速差(ΔN)为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即由发动机控制单元13降低发动机转矩量，并且，在判定为该第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即由联接器控制单元15降低联接器9传递的传递量。
由此，在检测到主驱动轮6L、6R的空转时，通过发动机控制单元13和联接器控制单元15的协调控制，能在原样维持4WD状态的情况下抑制联接器9的发热。
另外，本发明是，在上述第一降低控制的执行中，在转速差检测单元14检测到的转速差(ΔN)为设定值以下、或者在发动机控制单元13检测到的发动机转速为规定值以下的状态持续了规定时间的情况下，使受限制的发动机转矩慢慢地恢复到驾驶员请求的发动机转矩，并直到第一降低控制结束。
由此在发动机转矩限制结束时，使受限制的发动机转矩恢复到驾驶员请求的发动机转矩，因此能迅速地成为驾驶员请求的行驶状态。另外，使限制中的发动机转矩从第一降低控制结束起慢慢地变化，能抑制第一降低控制结束时的车辆1的举动变化。
工业上的可利用性
本发明所涉及的车辆用驱动力分配控制装置不仅能应用于4轮驱动车，还能应用于2轮、3轮等其它各种车辆。

Claims (2)

1.一种车辆用驱动力分配控制装置，其控制四轮驱动车的主副驱动轮中的发动机的驱动力的分配，具备：联接器，其可改变来自上述发动机的驱动力的传递量；主驱动轮；副驱动轮；发动机控制单元，其控制上述发动机的发动机转矩；转速差检测单元，其检测上述主驱动轮和上述副驱动轮的转速差；以及联接器控制单元，其根据由上述转速差检测单元检测到的转速差控制上述联接器传递的传递量，上述发动机的驱动力主要传递给上述主驱动轮，来自上述发动机的驱动力通过上述联接器传递给上述副驱动轮，上述车辆用驱动力分配控制装置的特征在于，在上述转速差检测单元检测到的转速差为设定值以上的情况下，执行第一降低控制，即由上述发动机控制单元降低发动机转矩量，在判定为上述第一降低控制持续执行了设定时间以上的情况下，执行第二降低控制，即由上述联接器控制单元降低上述联接器传递的传递量。
2.根据权利要求1所述的车辆用驱动力分配控制装置，其特征在于，
在上述第一降低控制的执行中，在上述转速差检测单元检测到的转速差为设定值以下、或者在上述发动机控制单元检测到的发动机转速为规定值以下的状态持续了规定时间的情况下，使受限制的发动机转矩慢慢地恢复到驾驶员请求的发动机转矩，并直到上述第一降低控制结束。
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