车辆驱动力控制装置的制作方法

专利名称：车辆驱动力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能用主驱动源驱动主驱动轮，用从驱动源驱动从驱动轮的四轮驱动车用的控制装置，尤其涉及适于对安装在从驱动源和从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行连接/分离状态控制的车辆驱动力控制装置。
背景技术：
以往，在能用主驱动源驱动主驱动轮、用从驱动源驱动从驱动轮的四轮驱动车中，作为对安装在从驱动源和从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行控制的控制装置，已知有例如特开2004-82842号公报记载的装置，其特点是，当形成与从从驱动源到离合器的转矩传递路径上的摩擦相当的转矩时分离所述离合器。
特开2004-82842号公报然而，在特开2004-82842号公报记载的装置中，虽然记载了当形成与从从驱动源(电动机)到离合器的转矩传递路径上的摩擦相当的转矩时分离所述离合器，但是这些摩擦的主要原因在于使用的油，而这里没有对该油的温度特性、粘性劣化特性进行明确记载，因此无法正确算出摩擦转矩，具有离合器分离时产生冲击的可能性。此外，在离合器分离后，由于从驱动源的负荷降低，因此作为从驱动源的电动机的旋转会急速加快，存在电动机破坏的可能性。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低离合器分离时的冲击的车辆驱动力控制装置。
此外，还在于提供一种能防止从驱动源的旋转的急剧加快的车辆驱动力控制装置。
在本发明中，在离合器分离时，以使离合器的结合部处于适合离合器分离的角度的方式对从驱动源进行旋转控制，使离合器处于分离状态。其结果，在使离合器处于分离状态时能够避免冲击。此外，能够避免在离合器分离后由于从驱动源的负荷降低而引起的从驱动源旋转的急速加快。
(1)为达到上述目的，本发明提供一种车辆驱动力控制装置，用主驱动源驱动主驱动轮、用从驱动源驱动从驱动轮，并对安装在所述从驱动源和所述从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行控制，使在四轮驱动状态下设为连接状态、在二轮驱动状态下设为分离状态，其特征是具备离合器分离机构，该离合器分离机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，当所述离合器的结合部的离合器角处在规定范围内时，使所述离合器成为分离状态。
根据该结构，能够降低离合器分离时的冲击。
(2)在上述(1)中，更优选方式是，还具备转角控制机构，该转角控制机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，以使所述离合器的结合部的离合器角成为所述规定范围内的规定值的方式，对所述从驱动源的输出转矩进行控制。
根据该结构，能够防止离合器分离时的从驱动源旋转的急剧加快。
(3)在上述(2)中，更优选方式是，所述转角控制机构，当与所述离合器的结合部上的所述从驱动轮的转速相比，所述从驱动源的转速更大的情况下，增加作为所述从驱动源的电动机的电压或者电流，而当与所述从驱动轮的转速相比，所述从驱动源的转速更小的情况下，减小作为所述从驱动源的电动机的电压或者电流。
(4)在上述(2)中，更优选方式是，所述转角控制机构，即使在由所述离合器分离机构输出离合器分离指令之后，也直到所述离合器实际分离为止，继续进行所述从驱动源的输出转矩控制。
(5)为达到上述目的，本发明提供一种车辆驱动力控制装置，用主驱动源驱动主驱动轮、用从驱动源驱动从驱动轮，并对安装在所述从驱动源和所述从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行控制，使在四轮驱动状态下设为连接状态、在二轮驱动状态下设为分离状态，其特征是具备离合器分离机构，该离合器分离机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，使所述从驱动源的转速和所述从驱动轮的转速同步之后，再使所述离合器成为分离状态。
根据该结构，能够降低离合器分离时的冲击。
根据本发明，能够降低离合器分离时的冲击。此外，能够防止离合器分离时的从驱动源旋转的急剧加快。


图1是表示使用本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的四轮驱动车辆的整体构成的系统方框图。
图2是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的构成的系统方框图。
图3是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的电动机转矩计算机构的方框图。
图4是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的电动机转矩计算机构中的加速踏板感应转矩计算机构的动作的特性图。
图5是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的电动机转矩计算机构中的滑差感应转矩计算机构的动作的特性图。
图6是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的干路上的运转模式判定机构的时间图。
图7是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的低μ路上的运转模式判定机构的时间图。
图8是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构的方框图。
图9是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构中的电动机转角控制机构的流程图。
图10是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构中的电动机转角控制机构中的电动机转矩计算处理中使用的电动机转矩计算图表。
图11是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的离合器特性的图。
图12是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构113中的电动机转角控制机构123的控制内容的时间图。
图中1-发动机，2-高输出发电机，3-差动齿轮，4-离合器，5-电动机，6-4WD控制单元，7-大容量继电器，8-发动机控制单元，9-变速器控制单元，10-防抱死制动器控制单元，11-辅助蓄电池，12-变速器，13-辅助发电机，14R、14L-前轮，15R、15L-后轮，16R、16L-前轮车轮速度传感器，17R、17L-后轮车轮速度传感器，100-运转模式判定机构，110-电动机转矩计算机构，111-加速踏板感应转矩计算机构，112-滑差感应转矩计算机构，113-转矩切换机构，120-电动机可变驱动机构，121-电动机磁场电流目标值计算机构，122-电动机电枢电流目标值计算机构，123-电动机转速控制机构，124-PI控制机构，125-电动机电枢电流目标值切换机构，126-PI控制机构。
具体实施例方式
以下，使用图1～图10，对本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的构成以及动作进行说明。
首先，使用图1，对使用本实施方式的车辆驱动力控制装置的四轮驱动车辆的整体构成进行说明。
图1是表示使用本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的四轮驱动车辆的整体构成的系统方框图。
四轮驱动车辆具备发动机1以及电动机5。发动机1的驱动力经由变速器12以及第一车轴，传递给左右的前轮14R、14L，驱动前轮14R、14L。
电动机5的驱动力经由离合器4、差动齿轮3以及第二车轴，传递给左右的后轮15R、15L，驱动后轮15R、15L。如果离合器4结合，则电动机5的驱动力经由离合器4、差动齿轮3，传送到后车轴。如果分离离合器4，则电动机5从后轮15R、15L机械式分离，使后轮15R、15L不能将驱动力传递给路面。离合器4的结合·分离是通过4WD控制单元(4WDCU)6进行控制的。其中，电动机5可以使用例如能容易进行正转逆转的切换的直流分励电动机、或者他励直流电动机。或者可以使用交流驱动的三相同步电动机。
在以上说明中，对用发动机1驱动前轮14R、14L且用电动机5对后轮15R、15L进行驱动的四轮驱动车辆进行了说明，但也可以用电动机驱动前轮，且用发动机驱动后轮。
在发动机室内配置有进行通常的充电发电系统的辅助用发电机(ALT1)13及辅助蓄电池11。辅助用发电机13由发动机1进行皮带驱动，并将其输出存储在辅助蓄电池11中。
此外，在辅助用发电机13的附近配置有高输出发电机(ALT2)2。高输出发电机(ALT2)2由发动机1进行皮带驱动，且由其输出驱动电动机5。高输出发电机(ALT2)2的输出功率由4WDCU6控制。如果高输出发电机(ALT2)2的输出功率变化，则作为电动机5的输出的电动机转矩变化。即，4WDCU6通过向高输出发电机(ALT2)2输出输出指令值(使高输出发电机的磁场电流值成为规定值的负荷信号)，改变高输出发电机(ALT2)2的输出功率。高输出发电机(ALT2)2的输出功率施加到电动机5的电枢线圈5b上，改变电动机5的输出(电动机转矩)。4WDCU6通过控制高输出发电机2的输出(输出功率)，控制电动机5的输出(电动机转矩)。此外，在电动机5成为高速旋转的区域，4WDCU6通过对电动机5的磁场线圈5a中的磁场电流进行磁场削弱控制，直接控制电动机5，使电动机5能够高速旋转。
发动机1的输出通过利用来自发动机控制单元(ECU)8的指令进行驱动的电子控制节气门(未图示)进行控制。在电子控制节气门上设有加速踏板开度传感器(未图示)，并检测加速踏板开度(节气门开度)。其中，当替代电子控制节气门而使用机械连杆式的加速踏板以及节气门的情况下，能够在加速踏板上设置加速踏板开度传感器。此外，变速器控制器(TCU)9控制变速器12。加速踏板开度传感器的输出进入4WDCU6。
在前轮14R、14L和后轮15R、15L的各车轮上设有用于检测转速的车轮速度传感器16R、16L、17R、17L。而且，在制动器上设有由防抱死制动器控制单元(ACU)10控制的防抱死制动器执行器。
各信号线可设置成，从发动机控制单元(ECU)8或者变速器控制器(TCU)9或者其他控制单元的接口经由车内LAN(CAN)总线，进入4WD控制单元(4WDCU)6。
在高输出发电机2和电动机5之间，设有大容量继电器(继电器)7，其具有能阻断高输出发电机2的输出的构成。继电器7的开闭是由4WDCU6控制的。
接着，使用图2，对本实施方式的车辆驱动力控制装置的构成进行说明。
图2是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的构成的系统方框图。
4WDCU6具备运转模式判定机构100、电动机转矩计算机构110和驱动机构120。在4WDCU6中作为输入信号输入车轮速度信号(VW)、加速踏板开度信号(TVO)、档位信号(SFT)、电动机电枢电流信号(Ia)、电动机磁场电流信号(If)、以及电动机转速信号(Nm)。
车轮速度信号(VW)由通过车轮速度传感器16R、16L、17R、17L分别检测出的右前轮车轮速度VWF_RH、左前轮车轮速度VWF_LH、右后轮车轮速度VWR_RH、以及左后轮车轮速度VWR_LH构成。其中，4WDCU6在内部算出作为右后轮车轮速度VWR_RH和左后轮车轮速度VWR_LH的平均值的后轮平均速度VWR。
加速踏板开度信号(TVO)输入所述的加速踏板开度传感器的输出。当加速踏板开度信号(TVO)成加速踏板开度3％，则4WDCU6生成加速踏板开信号，而如果不足3％则生成加速踏板关信号。其中，还可以将判断为加速踏板开时的阈值作为3％，将加速踏板关时的阈值作为1％，而在开关判定的阈值上赋予滞后特性。
档位信号输入在变速杆附近设置的档位传感器的输出。在这里，输入档位是D档还是其他档的信号。
电动机电枢电流信号(Ia)是高输出发电机(ALT2)2的输出电流，且是在电动机的电枢线圈5b流过的电流。电动机磁场电流信号(If)是电动机5的磁场线圈5a中的磁场电流。电动机转速信号(Nm)是表示电动机5的转速的信号。
运转模式判定机构100基于车轮速度(VW)信号、加速踏板开度(TVO)信号、以及档位(SFT)信号，判定四轮驱动模式。判定的模式有2WD模式(运转模式2)、4WD待机模式(运转模式3)、车辆蠕动模式(运转模式4)、4WD模式(运转模式5)、停止顺序模式(运转模式6)。
电动机转矩计算机构110根据车速或者前后轮的车速之差，算出必要的电动机转矩。关于详细情况，使用图3，在后面叙述。
驱动机构120根据运转模式判定机构100所判定的运转模式(运转模式1，2，...，6)以及电动机转矩计算机构110算出的电动机转矩，输出用于对高输出发电机(ALT2)2的磁场线圈中的磁场电流进行控制的发电机磁场电流控制信号(C1)、和用于对电动机5的磁场线圈5a中的磁场电流进行控制的电动机磁场电流控制信号(Dif)、和对继电器7的开闭进行控制的继电器驱动信号(RLY)、和用于进行控制离合器4的结合·分离控制的离合器控制信号(CL)。关于驱动机构120的详细情况，使用图8，在后面叙述。
接着，使用图3，对本实施方式的车辆驱动力控制装置中的电动机转矩计算机构110的构成进行说明。
图3是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的电动机转矩计算机构的系统方框图。
电动机转矩计算机构110具备加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111、滑差感应转矩(TQDV)计算机构112、转矩切换机构113。
加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111计算出在干路等中电动机5应输出的转矩。关于加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111的转矩计算方法，后面将用图4叙述。滑差感应转矩(TQDV)计算机构112是在低μ路等中检测车辆的滑差时算出电动机5应输出的转矩。关于基于滑差感应转矩(TQDV)计算机构112的转矩计算方法，后面将利用图5叙述。转矩切换机构113在由加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111算出的加速踏板感应转矩(TQAC)和由滑差感应转矩(TQDV)计算机构112算出的滑差感应转矩(TQDV)中，将更大的一方作为电动机转矩目标值(MTt)输出。
在这里，使用图4，对本实施方式的车辆驱动力控制装置中的加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111的动作进行说明。
图4是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的基于加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构的转矩计算方法的说明图。
在图4中，横轴表示后车轮速度(VWR)。后车轮速度(VWR)是由后轮车轮速度传感器17R、17L检测出的后轮的车轮速度VWR_RH、VWR_LH的平均值。图4的纵轴表示加速踏板感应转矩(TQAC)。
如图4所示，当后车轮速度(VWR)为5km/h以下时，加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111作为加速踏板感应转矩(TQAC)输出例如10Nm，而如果后车轮速度(VWR)比5km/h更快，则加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111作为加速踏板感应转矩(TQAC)输出例如0Nm。
接着，使用图5，对本实施方式的车辆驱动力控制装置中的滑差感应转矩(TQDV)计算机构112的动作进行说明。
图5是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的基于滑差感应转矩(TQDV)计算机构112的转矩计算方法的说明图。
在图5中，横轴表示前后轮差(DV)。前后轮差(DV)由(前车轮速度(VWF)-后车轮速度(VWR))求出。图5的纵轴表示加速踏板感应转矩(TQAC)。
如图5所示，当前后轮差(DV)小于2km/h时，滑差感应转矩(TQDV)计算机构112作为滑差感应转矩(TQDV)输出例如0Nm。当前后轮差(DV)为2km/h～7km/h时，滑差感应转矩(TQDV)计算机构112作为滑差感应转矩(TQDV)输出例如基于前后轮差(DV)的从0Nm到10Nm的以图示方式增加的转矩。当前后轮差(DV)大于7km/h时，滑差感应转矩(TQDV)计算机构112作为滑差感应转矩(TQDV)输出例如10Nm。
接着，使用图6，对本实施方式的车辆驱动力控制装置的在干路上的动作进行说明。
图6是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置在干路中的动作的时间图。图6(A)表示档位(SFT)信号、图6(B)表示加速踏板开度(TVO)信号、图6(C)表示电动机转矩目标值(MTt)。图6(D)表示前车轮速度(VWF)和后车轮速度(VWR)、图6(E)表示运转模式(MODE)。
如图6所示，在时刻t1，当档位信号(SFT)为空档或者驻车档时，运转模式判定机构100将运转模式(MODE)判定为运转模式2(MODE2)的2WD模式。此时，电动机转矩计算机构将电动机转矩目标值(MTt)作为例如0Nm。
在时刻t2，如果4WDCU6将档位信号(SFT)检测为驱动档，则运转模式判定机构100将运转模式(MODE)判定为运转模式3(MODE3)的4WD待机模式。而且，运转模式判定机构100对于图2所示的驱动机构120，作为电动机转矩目标值(MTt)输出例如0.5Nm。通过将电动机5的输出转矩设为例如0.5Nm，从电动机5稍微向后轮传送驱动转矩，从而以能在随后成为四轮驱动模式时直接响应的方式待机。驱动机构120以电动机转矩成为例如0.5Nm的方式输出发电机磁场电流控制信号(C1)，但对于驱动机构120的详细情况下，在后面的图8中叙述。
接着，在时刻t3，加速踏板开度信号(TVO)是关状态，且档位信号(SFT)是D档，后车轮速度(VWR)变得比0km/h稍微大，车辆处于蠕动状态，则运转模式判定机构100将运转模式(MODE)判定为运转模式4(MODE4)的车辆蠕动模式。而且，运转模式判定机构100对于图2所示的驱动机构120，作为电动机转矩目标值(MTt)输出比运转模式3(MODE3)的4WD待机模式时更大的例如1.0Nm。驱动机构120输出发电机磁场电流控制信号(C1)以使电动机转矩为例如1.0Nm，并由此从发动机1传递驱动力给前轮，而当车辆成为蠕动状态时，向后轮也传递电动机5的驱动力，从而由前后轮的驱动，处于蠕动状态。
接着，在时刻t4，当档位信号(SFT)为驱动档、且加速踏板开度信号(TVO)处于开状态，则运转模式判定机构100将运转模式(MODE)判定为运转模式5(MODE5)的4WD模式。而且，运转模式判定机构100向电动机转矩计算机构110通知运转模式是运转模式4(MODE4)的4WD模式的情况。
电动机转矩计算机构110的加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111，通过加速踏板开度信号(TVO)成为开状态，而如图4所示地输出加速踏板感应转矩(TQAC)。由于车速是5km/h以下，因此转矩(TQAC)是例如10Nm。另一方面，在本例中，由于是干路，因此不会产生基于发动机1的滑差，滑差感应转矩(TQDV)计算机构112不产生滑差感应转矩(TQDV)。转矩切换机构113对加速踏板感应转矩(TQAC)和滑差感应转矩(TQDV)进行比较，并将更大的转矩作为电动机转矩目标值(MTt)输出。在时刻t4，输出作为加速踏板感应转矩(TQAC)计算机构111的输出的10.0Nm。而且，如从图4的特性中可以理解到的那样，将电动机转矩目标值(MTt)维持为10.0Nm，直到后车轮速度信号(VWR)成为5.0km/h为止。
在时刻t5，当后车轮速度(VWR)成5km/h，则此后将目标转矩设为2Nm之后，以在规定时间T5内目标转矩成为0Nm的方式，线性减少目标直流电动机转矩。
如果图6(C)所示的电动机转矩目标值(MTt)成为规定转矩，则运转模式判定机构100判定为停止顺序模式，并向驱动机构120通知运转模式是运转模式6(MODE6)的停止顺序模式的情况。在这里，所谓规定的转矩，是与由差动齿轮的松动或者车轴的扭曲引起的摩擦相当的转矩。在停止顺序模式中，驱动机构120使用将借助图8～图12在后面叙述的电动机转角控制机构，直到成为适于离合器分离的电动机转角为止实施电动机转角控制，分离离合器4，此后断开大容量继电器7。由此，在车辆起步时，不仅由发动机1驱动前轮，还用电动机5驱动后轮，使得在起步时以四轮驱动提高起步性能。
接着，使用图7，对本实施方式的车辆驱动力控制装置在低μ路的动作进行说明。
图7是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置在低μ路中的动作的时间图。此外，图6(A)～(E)与图5(A)～(E)相同。
时刻t1～t4之间的控制与图6所示的相同。
在时刻t4，当档位信号(SFT)为驱动档、且加速踏板开度信号(TVO)处于开状态，则运转模式判定机构100将运转模式(MODE)判定为运转模式5(MODE5)的4WD模式。而且，运转模式判定机构100向电动机转矩计算机构110通知运转模式是运转模式4(MODE4)的4WD模式的情况。
在本例中，由于是低μ路，因此如果产生了基于发动机1的滑差，则如图7(D)所示的那样，产生前车轮速度(VWF)和后车轮速度(VWR)之间的差，因此电动机转矩计算机构110的滑差感应转矩(TQDV)计算机构112，产生基于前后轮差(DV)的滑差感应转矩(TQDV)。由于产生滑差，因此转矩切换机构113将基于前后轮差(DV)的滑差感应转矩(TQDV)作为电动机转矩目标值(MTt)输出。而且，直到前后轮差(DV)成2km/h以下为止，产生基于前后轮差(DV)的滑差感应转矩(TQDV)。
如果图7(C)所示的电动机转矩目标值(MTt)成为规定转矩，则运转模式判定机构100判定为停止顺序模式，并向驱动机构120通知运转模式是运转模式6(MODE6)的停止顺序模式的情况。驱动机构120使用将借助图8～图12在后面叙述的电动机转角控制机构，直到成为适于离合器分离的电动机转角为止实施电动机转角控制，分离离合器4，此后断开大容量继电器7。由此，在车辆起步时，不仅由发动机1驱动前轮，还用电动机5驱动后轮，使得在起步时以四轮驱动提高在低μ路上的起步性能。
接着，使用图8～图12，对本实施方式的车辆驱动力控制装置的电动机转角控制的内容进行说明。
首先使用图8，对本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置中的驱动机构的构成进行说明。
图8是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构的构成的方框图。
驱动机构113具备电动机磁场电流目标值(Ift)计算机构121、电动机电枢电流目标值(Iatt)计算机构122、电动机转角控制机构123、电动机电枢电流目标值切换机构125、以及用于进行电动机磁场电流和电动机电枢电流的电流反馈控制的反馈控制机构124、126。
电动机磁场电流目标值(Ift)计算机构121基于输入到图2所示的4WDCU6的电动机转速(Nm)信号，算出在电动机5的磁场线圈5a中流动的电流。如图8所示，例如当电动机转速(Nm)信号为N1以下时，电动机磁场电流目标值(Ift)计算机构121将电动机磁场电流目标值(Ift)设为10A。此外，当电动机转速(Nm)信号为N1～N2时，将电动机磁场电流目标值(Ift)从10A依次减小到3.0A。此外，当电动机转速(Nm)信号为N2以上时，将电动机磁场电流目标值(Ift)设为3.0A。就这样，当电动机5进行高速旋转时进行磁场削弱控制，从而以使电动机5高速旋转的方式进行控制。电动机磁场电流目标值(Ift)和实际检测出的电动机5的磁场电流If被检测出差分，以使差分成为0的方式，改变向电动机5的磁场线圈5a供给的电流(在这里，是对电力变换器进行转换的负荷信号的负荷比电动机磁场电流控制信号(Dif))，实现反馈控制。
电动机电枢电流目标值(Iatt)计算机构122基于由电动机转矩计算机构110输出的电动机转矩目标值(MTt)、和由电动机磁场电流目标值(Ift)计算机构121输出的电动机磁场电流目标值(Ift)，并利用图表，算出电动机电枢电流目标值(Iatt)。
在这里，使用图9～图12，对于本实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构113中的电动机转角控制机构123的动作进行说明。图9是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构113中的电动机转角控制机构123的流程图。图10是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构113中的电动机转角控制机构123使用的电动机转矩计算图表的一例的说明图。图11是表示由本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置控制的离合器的楔角和传递转矩的说明图。图12是表示本发明的一实施方式的车辆驱动力控制装置的驱动机构113中的电动机转角控制机构123的控制内容的时间图。
其中，图12(A)表示作为电动机转矩目标值(MTt)算出的电动机转矩(TMpr)、图12(B)表示实际电枢电流目标值(Iat)。此外，图12(C)表示离合器分离信号(CL)、图12(D)表示离合器实际状态。此外，图12(A)的电动机转矩目标值(MTt)与图6(C)中相同。
电动机转角控制机构123在步骤S123-1中，使用图10所示的电动机转矩计算图表，从电动机电枢电流值(Ia)和电动机磁场电流值(If)算出电动机转矩(Tmpr)。
电动机转角控制机构123在步骤S123-2中，在算出的电动机转矩(Tmpr)中的某个后车轮速度以下时成为最大转矩的情况下，将离合器角重置信号(CLVRset)设为1。即，当如图12(A)中的虚线表示的那样，电动机转矩(Tmpr)变化时，电动机转角控制机构123以一定时间间隔依次比较电动机转矩(Tmpr)，检测最大值，并当成为最大值时，例如在图12(A)的时刻t10时，将离合器角重置信号(CLVRset)设为1。
当离合器角重置信号(CLVRset)成为1之后，电动机转角控制机构123在步骤S123-3中，用如图11所示的离合器特性图算出离合器角(CLV)。
如图11所示的离合器特性图表示离合器的楔角(°)(离合器角)和传递转矩(Nm)之间的关系。例如，如图1所示，以电动机5-离合器4-差动齿轮3-车轴-车轮15R、15L的形式连结，并使离合器结合。当车轮15R、15L不旋转且电动机5也不驱动的情况下，电动机5侧的第一离合器板和差动齿轮3侧的第二离合器板相互挤压。在此状态下如果电动机5开始旋转，则离合器4的第一离合器板和第二离合器板保持挤压状态的同时扭转，会成为相对于电动机5开始旋转之前的状态具有规定楔角而挤压的状态。图11表示了根据该楔角，由离合器传递的转矩发生改变的情况。例如，当离合器的楔角为0°时传递扭矩是0Nm，当离合器的楔角为15°时传递扭矩是360Nm，而当离合器的楔角为20°时传递扭矩是540Nm。
在步骤S123-3中，在算出离合器角(CLV)(离合器的楔角)之后，或者、当在步骤S123-3的判定处理中离合器角重置信号(CLVRset)为0时，接着在步骤S123-4中，电动机转角控制机构123进行转速差(DNm)计算处理。
例如，当在肯定输出如图4所示的加速踏板感应转矩的后车轮速度(VWR)为5km/h以下而电动机转矩(Tmpr)为10Nm而成为最大时，通过步骤S123-2的处理，将离合器角重置信号(CLVRset)设为1，并考虑到基于如图1所示的差动齿轮3的减速比36，传递转矩是360Nm，因此通过如图11所示的离合器特性图，可以获知目前的离合器角(CLV)是15°。
接着，在步骤S123-5中，电动机转角控制机构123对左右的后车轮速度进行比较，并将大的车轮速度作为最大后车轮速度(VWRM)，使用电动机转速(Nm)，考虑到基于差动齿轮3的减速比，算出离合器结合部的转速差(DNm)。
例如，如果将最大后车轮速度(VWRM)设为15km/h、轮胎动半径设为0.2m、差动齿轮3的减速比设为36时，后车轮转速＝VWRM×1000/60/(2π0.2)/60/1000，因此，后车轮转速成0.00523r/10ms。如果内装在差动齿轮3中的离合器4设置在车轮轴上，则电动机转速(Nm)成为离合器轴电动机转速＝Nm/36/60/1000因此，如果电动机转速(Nm)是7150r/min，则离合器轴电动机转速成为0.00331r/10ms，进而转速差(DNm)是转速差(DNm)＝后车轮转速—离合器轴电动机转速，其计算结果是0.00192r/10ms。
如果假定使用转速(DNm)并在图9的流程图中每10ms进行运算，则由于在1r/10ms为360°，因此，离合器角度差＝360×转速差(DNm)，离合器角度差成为0.6912°。
接着，在步骤S123-6中，电动机转角控制机构123进行离合器角(CLV)计算处理。
即，通过在上次运算出的离合器角(CLV)或者、由离合器角重置信号(CLVRset)计算处理(步骤S123-2)算出的离合器角重置信号(CLVRset)为1时，由离合器角重置处理(步骤S-123-4)计算出的离合器角(CLV)上加上离合器角度差，可以算出离合器角(CLV)。
即，离合器角(CLV)当电动机转矩(Tmpr)成为最大值时设为缺省值，成为使用最大后车轮速度(VWRM)和电动机转速(Nm)的位移。在这里，由于由离合器角重置处理(步骤S123-4)算出离合器角(CLV)为15°，因此减去离合器角度差0.6912°，则能够算出离合器角(CLV)在14.3088°的位置。
接着，在步骤S123-7中，电动机转角控制机构123对能否分离离合器进行判定，并在判定为能分离离合器时，在步骤S123-8中进行离合器分离处理，并在判定为不能分离离合器时，在步骤S123-9中进行转角控制处理。
即，使用在离合器角(CLV)计算处理中算出的离合器角(CLV)，成为适于图11的离合器特性图的离合器分离的角度时，将离合器分离信号设为1。例如，如果将离合器角0°±10°设为适于离合器开放的角度，则在离合器角(CLV)成14.3088°的情况下，离合器分离信号仍为0，进行转角控制处理。此时，离合器的一方的输入轴(与电动机连接的一侧)的转速和另一方的输入轴(与车轮连接的一侧)的转速大致相同，使得电动机的转速和车轮转速变得同步，因此可以在两者变得同步的时刻分离离合器。
在步骤S123-9的转角控制处理中，以离合器角(CLV)0°作为目标进行反馈控制，算出电动机转角控制用电动机电枢电流目标值(Iamt)。由此，对电动机的输出转矩进行控制，使如果离合器角(CLV)变大，则电动机转角控制用电动机电枢电流目标值(Iamt)也变大，如果离合器角(CLV)变小，则电动机转角控制用电动机电枢电流目标值(Iamt)也变小。
在步骤S123-7的判定中，离合器角(CLV)成为适于离合器开放的角度(例如0°±10°)，且离合器分离信号成1时，在步骤S123-8中进行离合器分离处理。
在离合器分离处理中，如图12(C)所示的那样，在时刻t11，向离合器4输出离合器分离信号(CL)。在这里，考虑到离合器的响应延迟，如图12(D)所示的那样，在时刻t7当离合器实际分离之后，也像如图12(B)所示的那样，到时刻t12为止继续进行电动机转角控制机构123的控制，从而防止由离合器分离引起的冲击和离合器分离后的电动机转速(Nm)的上升。
电动机电枢电流目标值(Iatt)和电动机转角控制用电动机电枢电流目标值(Iamt)，根据用运转模式判定机构100判定的运转模式不同而进行不同的切换。如果运转模式(MODE)是运转模式3(4WD待机模式)、运转模式4(车辆蠕动模式)、运转模式5(4WD模式)的情况下，将电动机电枢电流目标值(Iatt)用电动机电枢电流目标值切换机构125进行切换，当为运转模式6(停止顺序模式)时，将电动机转角控制用电动机电枢电流目标值(Iamt)和电动机电枢电流目标值(Iatt)用电动机电枢电流目标值切换机构125进行切换，从而算出实际电动机电枢电流目标值(Iat)。
以减去实际电动机电枢电流目标值(Iatt)和实际检测出的电动机电枢电流值(Ia)而使差分成0的方式，对赋予给高输出发电机(ALT2)的磁场线圈的电流(在这里是切换电力变换器的负荷信号的负荷比)进行改变，从而实现反馈控制。
如以上说明的那样，根据本实施方式，由于在处于适合离合器分离的离合器角时进行离合器分离，因此能够降低离合器分离时的冲击。此外，对电动机转角在离合器分离后也继续控制，从而能防止离合器分离后的电动机旋转的急剧加快。
权利要求
1.一种车辆驱动力控制装置，用主驱动源驱动主驱动轮、用从驱动源驱动从驱动轮，并对安装在所述从驱动源和所述从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行控制，使在四轮驱动状态下设为连接状态、在二轮驱动状态下设为分离状态，其特征是具备离合器分离机构，该离合器分离机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，当所述离合器的结合部的离合器角处在规定范围内时，使所述离合器成为分离状态。
2.如权利要求1所述的车辆驱动力控制装置，其特征是还具备转角控制机构，该转角控制机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，以使所述离合器的结合部的离合器角成为所述规定范围内的规定值的方式，对所述从驱动源的输出转矩进行控制。
3.如权利要求2所述的车辆驱动力控制装置，其特征是所述转角控制机构，当与所述离合器的结合部上的所述从驱动轮的转速相比，所述从驱动源的转速更大的情况下，增加作为所述从驱动源的电动机的电压或者电流，而当与所述从驱动轮的转速相比，所述从驱动源的转速更小的情况下，减小作为所述从驱动源的电动机的电压或者电流。
4.如权利要求2所述的车辆驱动力控制装置，其特征是所述转角控制机构，即使在由所述离合器分离机构输出离合器分离指令之后，也直到所述离合器实际分离为止，继续进行所述从驱动源的输出转矩控制。
5.一种车辆驱动力控制装置，用主驱动源驱动主驱动轮、用从驱动源驱动从驱动轮，并对安装在所述从驱动源和所述从驱动轮的转矩传递路径上的离合器进行控制，使在四轮驱动状态下设为连接状态、在二轮驱动状态下设为分离状态，其特征是具备离合器分离机构，该离合器分离机构，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，使所述从驱动源的转速和所述从驱动轮的转速同步之后，再使所述离合器成为分离状态。
全文摘要
本发明提供一种车辆驱动力控制装置。电动机转角控制机构(123)，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，当离合器(4)的结合部的离合器角处在规定范围内时，使离合器(4)成为分离状态。此外，电动机转角控制机构(123)，在从四轮驱动状态过渡到二轮驱动状态之际，以使离合器(4)的结合部的离合器角成为所述规定范围内的规定值方式，对电动机的输出转矩进行控制。由此能够降低离合器分离时的冲击。
文档编号B60W10/08GK1789032SQ200510084928
公开日2006年6月21日 申请日期2005年7月25日 优先权日2004年12月13日
发明者松崎则和, 伊藤恒平 申请人:株式会日立制作所