四轮驱动车的控制装置的制作方法

本发明涉及四轮驱动车的控制装置，尤其是涉及对于向辅助驱动轮传递驱动力的驱动力传递装置进行控制的控制装置。

背景技术：

以往，提出一种四轮驱动车的控制装置，搭载于四轮驱动车，该四轮驱动车具有始终被传递发动机等驱动源的驱动力的主驱动轮(例如前轮)、及经由能够调节传递转矩的驱动力传递装置而被传递驱动源的驱动力的辅助驱动轮(例如后轮)，所述四轮驱动车的控制装置根据车轮速度或转向角等车辆行驶状态来控制驱动力传递装置，其中，在冰路或压雪路等低摩擦系数的路面上起步时提高驱动力传递装置的传递转矩，成为四轮驱动状态。例如，参照日本特开2008-184980号公报。

由于以四轮驱动状态起步，而驱动力向前后轮分配，能抑制滑移的发生。然而，在该四轮驱动状态下的起步时如果前轮或后轮发生滑移，则有时成为前轮的车轮速度与后轮的车轮速度交替变大的振动状态。日本特开2008-184980号公报公开了在从低摩擦系数的路面的起步时发生主驱动轮与辅助驱动轮的车轮速度交替地变大的自激振动时，对发动机转矩和制动力进行控制来抑制该自激振动。

如上所述，在自激振动发生时，通过对发动机转矩、制动力或驱动力传递装置的传递转矩进行控制而能够使自激振动收敛，但是在自激振动收敛之后的起步时，有时会再次发生自激振动。如果这样自激振动反复发生，则在驱动力传递装置中传递转矩的离合器等可能会发热。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种在从低摩擦系数的路面的起步时即使发生了主驱动轮与辅助驱动轮交替滑移的振动状态，也能够防止向辅助驱动轮传递驱动力的驱动力传递装置的热负荷引起的损伤的四轮驱动车的控制装置。

本发明的一方式的四轮驱动车的控制装置搭载于四轮驱动车，所述四轮驱动车具有主驱动轮及辅助驱动轮，所述主驱动轮始终被传递车辆的驱动源的驱动力，所述驱动源的驱动力以根据所述车辆的行驶状态而能够经由驱动力传递装置调节的方式向所述辅助驱动轮传递，所述四轮驱动车的控制装置控制所述驱动力传递装置。

所述四轮驱动车的控制装置具备：

检测器，检测在向所述辅助驱动轮传递驱动力的四轮驱动状态下所述主驱动轮及所述辅助驱动轮交替地发生滑移的振动状态的发生或可能发生所述振动状态的预备状态的发生；及

振动抑制控制器，在通过所述检测器检测到所述振动状态或所述预备状态时，降低经由所述驱动力传递装置向所述辅助驱动轮传递的驱动力。

所述振动抑制控制器构成为，以所述驱动力传递装置的热负荷小于规定的阈值为条件，来降低向所述辅助驱动轮传递的驱动力。

根据所述方式的四轮驱动车的控制装置，在从低摩擦系数的路面的起步时即使主驱动轮和辅助驱动轮交替地滑移的振动状态发生，也能够防止向辅助驱动轮传递驱动力的驱动力传递装置的热负荷造成的损伤。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是表示搭载有本发明的实施方式的驱动力传递装置的四轮驱动车的概略的构成例的概略构成图。

图2是表示驱动力传递装置的构成例的剖视图。

图3是表示控制装置的功能结构的功能框图。

图4是表示δn振动发生的状态的一例的坐标图。

图5是表示控制装置执行的处理的次序的一例的流程图。

具体实施方式

关于本发明的实施方式，参照图1至图5进行说明。

图1是表示搭载有本发明的实施方式的驱动力传递装置的四轮驱动车的概略的构成例的概略构成图。

如图1所示，四轮驱动车1具备：产生行驶用的转矩的作为驱动源的发动机11；对发动机11的输出进行变速的变速器12；始终被传递由变速器12变速后的发动机11的驱动力的作为主驱动轮的左右前轮181、182；及根据四轮驱动车1的行驶状态而被传递发动机11的驱动力的作为辅助驱动轮的左右后轮191、192。该四轮驱动车1能够切换向左右前轮181、182及左右后轮191、192传递发动机11的驱动力的四轮驱动状态与仅向左右前轮181、182传递驱动力的二轮驱动状态。

另外，在四轮驱动车1搭载有前差速器13、传动轴14、后差速器15、左右的前轮侧的驱动轴161、162、左右的后轮侧的驱动轴171、172、配置在传动轴14与后差速器15之间的驱动力传递装置2、控制驱动力传递装置2的控制装置10。

控制装置10能够取得分别检测左右前轮181、182及左右后轮191、192的旋转速度的旋转速传感器71～74、以及用于检测油门踏板100的踏入量的油门踏板传感器75的检测结果，基于上述的检测结果，来控制驱动力传递装置2。更具体而言，例如以左右前轮181、182的平均旋转速度与左右后轮191、192的平均旋转速度之差越大，而且油门踏板100的踏入量越大，则向左右后轮191、192传递越大的驱动力的方式控制驱动力传递装置2。

控制装置10基于旋转速传感器71～74、油门踏板传感器75的检测结果等来运算驱动力传递装置2应传递的指令转矩，向驱动力传递装置2供给与该指令转矩对应的励磁电流。驱动力传递装置2将与励磁电流对应的驱动力从传动轴14向后差速器15侧传递。控制装置10例如通过pwm控制而对励磁电流进行增减，由此能够调节经由驱动力传递装置2向左右后轮191、192传递的驱动力。

发动机11的驱动力经由变速器12、前差速器13、及左右的前轮侧的驱动轴161、162向左右前轮181、182传递。前差速器13具有：分别以不能相对旋转的方式与左右的前轮侧的驱动轴161、162连结的一对侧齿轮131、131；使齿轮轴正交地与一对侧齿轮131、131啮合的一对小齿轮132、132；支承一对小齿轮132、132的小齿轮轴133；及收容上述这些构件的前差速器壳134。

在前差速器壳134固定有齿圈135，该齿圈135与在传动轴14的车辆前方侧的端部设置的小齿轮141啮合。传动轴14的车辆后方侧的端部与驱动力传递装置2的壳体20连结。驱动力传递装置2具有以与壳体20能够相对旋转的方式配置的内轴23，从控制装置10供给的与励磁电流对应的驱动力经由以不能相对旋转的方式与内轴23连结的小齿轮轴150向后差速器15传递。关于驱动力传递装置2的详情在后文叙述。

后差速器15具有：分别以不能相对旋转的方式与左右的后轮侧的驱动轴171、172连结的一对侧齿轮151、151；使齿轮轴正交地与一对侧齿轮151、151啮合的一对小齿轮152、152；支承一对小齿轮152、152的小齿轮轴153；收容上述构件的后差速器壳154；及固定于后差速器壳154而与小齿轮轴150啮合的齿圈155。

图2是表示驱动力传递装置2的构成例的剖视图。在图2中，比旋转轴线o靠上侧表示驱动力传递装置2的工作状态(转矩传递状态)，比旋转轴线o靠下侧表示驱动力传递装置2的非工作状态(转矩非传递状态)。以下，将与旋转轴线o平行的方向称为轴向。

驱动力传递装置2具有：由前壳体21及后壳体22构成的作为外侧旋转构件的壳体20；在与壳体20相同的轴上被支承为能够相对旋转的作为内侧旋转构件的筒状的内轴23；在壳体20与内轴23之间传递驱动力的主离合器3；产生按压主离合器3的按压力的凸轮机构4；及接受前壳体21的旋转力而使凸轮机构4工作的电磁离合器机构5。在壳体20的内部空间封入有图示省略的润滑油。凸轮机构4是向主离合器3施加按压力的按压机构的一个方式。

前壳体21为一体地具有圆筒状的筒部21a和底部21b的有底圆筒状。在筒部21a的开口端部的内表面形成有内螺纹部21c。而且，前壳体21由铝等非磁性金属材料构成，传动轴14(参照图1)例如经由十字接头而与底部21b连结。

前壳体21在筒部21a的内周面具有沿轴向延伸的多个外侧花键突起211。外侧花键突起211朝向壳体20及内轴23的旋转轴线o(图1所示)而向径向内侧突出。

后壳体22包括：由铁等磁性材料构成的第一环状构件221；通过焊接等而一体地结合于第一环状构件221的内周侧的由奥氏体系不锈钢等非磁性材料构成的第二环状构件222；及通过焊接等而一体地结合于第二环状构件222的内周侧的由铁等磁性材料构成的第三环状构件223。在第一环状构件221与第三环状构件223之间形成有收容电磁线圈53的环状的收容空间22a。而且，在第一环状构件221的外周面形成有与前壳体21的内螺纹部21c螺合的外螺纹部221a。

内轴23由滚珠轴承61及滚针轴承62支承于壳体20的内周侧。内轴23在外周面具有沿轴向延伸的多个内侧花键突起231。而且，在内轴23的一端部的内表面形成有供小齿轮轴150(参照图1)的一端部以不能相对旋转的方式嵌合的花键嵌合部232。

主离合器3是具有沿着轴向交替地配置的多个主外离合器板31及多个主内离合器板32的摩擦离合器。主外离合器板31与主内离合器板32的摩擦滑动由被封入壳体20与内轴23之间的图示省略的润滑油润滑，能抑制磨损或烧结。

主外离合器板31在外周端部具有与前壳体21的外侧花键突起211卡合的多个卡合突起311。主外离合器板31通过卡合突起311与外侧花键突起211卡合而与前壳体21的相对旋转受到限制，且相对于前壳体21能够沿轴向移动。

主内离合器板32在外周端部具有以具有周向的松动的方式与内轴23的内侧花键突起231卡合的多个卡合突起321。而且，在主内离合器板32上的比主外离合器板31靠内侧形成有使润滑油流通的多个油孔322。主内离合器板32通过卡合突起321与内侧花键突起231卡合，而与内轴23的相对旋转受到限制，且相对于内轴23能够沿轴向移动。

凸轮机构4具有：经由电磁离合器机构5而接受壳体20的旋转力的导向凸轮41；将主离合器3沿轴向按压的作为按压构件的主凸轮42；及配置在导向凸轮41与主凸轮42之间的多个球状的凸轮球43。

主凸轮42一体地具有：与主离合器3的一端的主内离合器板32接触而按压主离合器3的环板状的按压部421；及相比按压部421而设置在主凸轮42的内周侧的凸轮部422。主凸轮42的在按压部421的内周端部形成的花键卡合部421a与内轴23的内侧花键突起231卡合，从而限制主凸轮42与内轴23的相对旋转。而且，主凸轮42由碟形弹簧44以使主凸轮42从主离合器3沿轴向分离的方式施力，碟形弹簧44配置在主凸轮42与形成于内轴23的台阶面23a之间。

导向凸轮41在外周端部具有花键卡合部411，花键卡合部411从电磁离合器机构5接受相对于主凸轮42相对旋转的旋转力。在导向凸轮41与后壳体22的第三环状构件223之间配置有推力滚针轴承45。

在导向凸轮41与主凸轮42的凸轮部422相对的相对面上形成有轴向的深度沿着周向变化的多个凸轮槽41a、422a。凸轮球43配置在导向凸轮41的凸轮槽41a与主凸轮42的凸轮槽422a之间。并且，凸轮机构4通过导向凸轮41相对于主凸轮42相对旋转，而产生按压主离合器3的轴向的按压力。主离合器3从凸轮机构4接受按压力而主外离合器板31与主内离合器板32进行摩擦接触，通过该摩擦力来传递驱动力。

电磁离合器机构5具有电枢50、多个导向外离合器板51、多个导向内离合器板52、及电磁线圈53。

电磁线圈53保持于由磁性材料构成的环状的磁轭530，并收容于后壳体22的收容空间22a。磁轭530通过滚珠轴承63而支承于后壳体22的第三环状构件223，其外周面与第一环状构件221的内周面相对。而且，磁轭530的内周面与第三环状构件223的外周面相对。经由电线531从控制装置10向电磁线圈53供给励磁电流。

多个导向外离合器板51及多个导向内离合器板52在电枢50与后壳体22之间沿轴向交替配置。在导向外离合器板51及导向内离合器板52的径向的中央部形成有用于防止因电磁线圈53的通电而产生的磁通的短路的多个圆弧状的狭缝。

导向外离合器板51在外周端部具有与前壳体21的外侧花键突起211卡合的多个卡合突起511。导向内离合器板52在内周端部具有与导向凸轮41的花键卡合部411卡合的多个卡合突起521。

电枢50是由铁等磁性材料构成的环状的构件，在外周部形成有与前壳体21的外侧花键突起211卡合的多个卡合突起501。由此，电枢50相对于前壳体21能够沿轴向移动且被限制相对于前壳体21的相对旋转。

如上所述构成的驱动力传递装置2利用通过向电磁线圈53供给励磁电流而产生的磁力将电枢50向后壳体22侧拉近，导向外离合器板51与导向内离合器板52进行摩擦接触。由此，壳体20的旋转力向导向凸轮41传递，导向凸轮41相对于主凸轮42相对旋转，凸轮球43在凸轮槽41a、422a中滚动。通过该凸轮球43的滚动，在主凸轮42产生按压主离合器3的凸轮推力，在多个主外离合器板31与多个主内离合器板32之间产生摩擦力。并且，通过该摩擦力，在壳体20与内轴23之间传递转矩。由主离合器3传递的转矩根据向电磁线圈53供给的励磁电流而增减。

控制装置10具有作为运算处理装置的cpu101、及rom或ram等的由半导体存储元件构成的存储部102。cpu101执行存储于存储部102的程序。

图3是表示控制装置10的功能结构的功能框图。cpu101通过执行存储于存储部102的程序而作为振动状态发生检测器111、振动发生预备状态检测器112、负荷运算器113及振动抑制控制器114发挥功能。

需要说明的是，控制装置10除了通过上述的各设备而实现的功能之外，还具有较多的功能，但是在此，重点地说明用于抑制振动状态的处理、及在用于抑制该振动状态的处理中用于防止驱动力传递装置2成为过负荷的处理，该振动状态是在四轮驱动车1的起步时左右前轮181、182中的至少任一个(左前轮181及右前轮182中的至少一方)发生了滑移的状态(以下，称为“前轮滑移”)与左右后轮191、192中的至少任一个(左后轮191及右后轮192中的至少一方)发生了滑移的状态(以下，称为“后轮滑移”)交替地发生的状态。

需要说明的是，前轮滑移通过左前轮181的旋转速度或右前轮182的旋转速度在例如40ms期间急剧增大而能够检测。同样，后轮滑移通过左后轮191的旋转速度或右后轮192的旋转速度在例如40ms期间急剧增大而能够检测。

这样的振动状态例如在冰路或压雪路等的摩擦系数低的路面上以四轮驱动状态起步时会发生。更具体而言，在四轮驱动状态下发动机11的旋转由变速器12变速而作为驱动力输出时，向左右前轮181、182及左右后轮191、192大致均等地分配驱动力，但是在此状态下例如前轮滑移发生时，实质上不向左右前轮181、182传递驱动力，驱动力的大部分向左右后轮191、192传递。由此，在后轮侧的驱动轴171、172产生扭转。换言之，在后轮侧的驱动轴171、172蓄积弹性力。并且，该扭转的力超过左右后轮191、192与路面的摩擦力(静止摩擦力)时，会发生后轮滑移。另一方面，由于向左右前轮181、182传递的驱动力减少而前轮滑移趋向于收敛。

当后轮滑移发生时，与前轮滑移的发生时相反，实质上不向左右后轮191、192传递驱动力，驱动力的大部分向滑移收敛的左右前轮181、182传递。由此，在前轮侧的驱动轴161、162产生扭转，当该扭转的力超过左右前轮181、182与路面的摩擦力时，前轮滑移再次发生。由于其反复，在四轮驱动车1仍无法起步的状态下，振动状态继续。

为了防止该振动状态的继续，希望降低驱动力传递装置2的主离合器3的紧固力，抑制在前轮侧的驱动轴161、162或后轮侧的驱动轴171、172产生滑移的程度的大扭转的发生。然而，由于降低主离合器3的紧固力而发生过大的前轮滑移的情况下，主外离合器板31及主内离合器板32被按压并进行摩擦滑动，因此主离合器3发热，例如粘贴于主外离合器板31的摩擦材料可能会损伤。在本实施方式中，通过以下叙述的控制处理，来防止这样的驱动力传递装置2的损伤。

振动状态发生检测器111在驱动力传递装置2的主离合器3被紧固而向左右后轮191、192传递发动机11的驱动力的四轮驱动状态下，检测左右前轮181、182及左右后轮191、192交替地发生滑移的振动状态的发生。振动发生预备状态检测器112检测左右前轮181、182及左右后轮191、192交替地发生滑移的振动状态可能发生的预备状态的发生。

振动状态发生检测器111通过从左右前轮181、182的平均旋转速度减去左右后轮191、192的平均旋转速度而得到的差动转速(以下，将该差动转速称为“δn”)周期性地反复正的状态和负的状态的δn振动发生，来检测振动状态的发生。

图4是表示该δn振动发生的状态的一例的坐标图，横轴表示时间，纵轴表示δn。振动状态发生检测器111在δn超过了正的规定值s1之后，在规定时间内δn低于负的规定值s2，而且之后在规定时间内δn超过正的规定值s1的现象反复发生了多次(例如3次)时，判定为δn振动发生。即，检测到振动状态的发生。该规定时间为例如50～150ms，规定值s1、s2的绝对值为例如70rpm。

在图4所示的例子中，在时刻t1、t3，δn超过正的规定值s1，在时刻t2、t4，δn低于负的规定值s2。如果从时刻t1至时刻t2的时间、及从时刻t2至时刻t3的时间为上述的规定时间内，则在从时刻t1至时刻t3期间，上述的现象发生1次。

振动发生预备状态检测器112在左右后轮191、192中的至少任一个发生了过大的滑移的情况下，或者在左右前轮181、182中的至少任一个刚发生了滑移之后在左右后轮191、192中的至少任一个发生了滑移的情况下，检测到预备状态的发生。在前者的情况下，更具体而言，在左右后轮191、192的平均旋转速度比左右前轮181、182的平均旋转速度高例如100rpm以上时，判定为发生了过大的后轮滑移。而且，在后者的情况下，更具体而言，在从前轮滑移发生起例如0.2秒以内发生了后轮滑移时，检测到发生了预备状态。

图5是表示cpu101作为振动状态发生检测器111、振动发生预备状态检测器112、负荷运算器113及振动抑制控制器114而执行的处理的执行次序的一例的流程图。cpu101每规定的控制周期(例如5ms)反复执行该流程图所示的处理。

需要说明的是，在四轮驱动车1起步前(车速为0)的情况下，预先向驱动力传递装置2的电磁线圈53供给使避免壳体20与内轴23相对旋转的程度的主离合器3的紧固力产生的励磁电流。以下，将这样的励磁电流向电磁线圈53供给的状态称为驱动力传递装置2的“高转矩状态”。而且，将壳体20与内轴23相对旋转的程度的励磁电流向电磁线圈53供给的状态称为驱动力传递装置2的“低转矩状态”。

在1个控制周期中，cpu101首先作为负荷运算器113来运算驱动力传递装置2的热负荷(步骤s1)。该热负荷的运算例如可以通过从与励磁电流对应的驱动力传递装置2的传递转矩乘以δn的绝对值所得到的发热量减去考虑了外气温的散热量而得到的值在规定的期间进行累计来求出。而且，在驱动力传递装置2安装温度传感器的情况下，可以基于该温度传感器的检测值来求出热负荷。

接下来，cpu101作为振动发生预备状态检测器112来判定是否发生过大的后轮滑移(步骤s2)。而且，cpu101在判定为未发生过大的后轮滑移的情况下(s2：否)，作为振动发生预备状态检测器112来判定在前轮滑移刚发生之后是否发生后轮滑移(步骤s3)。此外，cpu101在判定为前轮滑移刚发生之后未发生后轮滑移的情况下(s3：否)，作为振动状态发生检测器111来判定周期性的δn振动是否发生(步骤s4)。该判定的结果是周期性的δn振动未发生的情况下(s4：否)，结束图5所示的流程图的处理。

另一方面，cpu101在判定为发生了过大的后轮滑移的情况下(s2：是)，在判定为前轮滑移刚发生之后发生了后轮滑移的情况下(s3：是)，或者在判定为周期性的δn振动发生的情况下(s4：是)，判定车速是否小于规定的阈值(步骤s5)。该步骤s5中的阈值是例如30km/h。需要说明的是，车速例如可以基于左右前轮181、182及左右后轮191、192中的旋转速度最慢的车轮的旋转速度来求出。在车速为规定的阈值以上的情况下(s5：否)，结束图5所示的流程图的处理。

cpu101在步骤s5的处理中判定为车速小于规定的阈值的情况下(s5：是)，判定步骤s1中运算出的驱动力传递装置2的热负荷是否小于规定的阈值(步骤s6)。该步骤s6中的阈值设定为避免驱动力传递装置2的对于热量的最弱部位例如粘贴于主外离合器板31的摩擦材料因过热而损伤。

cpu101在步骤s6的处理中判定为驱动力传递装置2的热负荷小于规定的阈值的情况下(s6：是)，将驱动力传递装置2控制成低转矩状态(步骤s7)。具体而言，将向电磁线圈53供给的励磁电流减少为高转矩状态的例如一半左右。通过该处理，主离合器3的紧固力变弱，比驱动力传递装置2靠前轮侧的驱动力传递构件即传动轴14与比驱动力传递装置2靠后轮侧的驱动力传递构件即小齿轮轴150的连结松缓，因此在前轮侧的驱动轴161、162及后轮侧的驱动轴171、172蓄积扭转的情况得到抑制，从而能抑制δn振动。

另一方面，cpu101在步骤s6的处理中驱动力传递装置2的热负荷为规定的阈值以上的情况下(s6：否)，将驱动力传递装置2控制成高转矩状态(步骤s8)。通过该处理，例如在δn振动持续发生而驱动力传递装置2的热负荷升高时，向电磁线圈53供给避免主外离合器板31与主内离合器板32发生摩擦滑动的程度的励磁电流。由此，能抑制驱动力传递装置2的热负荷的进一步升高，避免热量造成的损伤。

步骤s5～s8的处理是cpu101作为振动抑制控制器114而执行的处理。

如上所述，控制装置10在检测到振动状态或其预备状态时，以驱动力传递装置2的热负荷小于规定的阈值的情况为条件，来降低经由驱动力传递装置2向左右后轮191、192传递的驱动力。该处理是考虑了如下情况的处理：在驱动力传递装置2的热负荷高的状态下如果减弱主离合器3的紧固力，则在多个主外离合器板31与多个主内离合器板32之间容易发生滑动，而且驱动力传递装置2的热负荷升高而可能容易产生过热造成的损伤。

另外，控制装置10以车速小于规定的阈值的情况作为进一步的条件，在检测到振动状态或其预备状态时，降低经由驱动力传递装置2向左右后轮191、192传递的驱动力。该处理是考虑到在起步时以外即使发生δn振动也不会成为给驾驶者或同乘者造成不快感、不安感的程度的振动的情况而用于使四轮驱动车1的行驶稳定性优先的处理。

根据以上说明的本实施方式，在从低摩擦系数的路面的起步时即使发生左右前轮181、182及左右后轮191、192交替地滑移的振动状态，也能够降低驱动力传递装置2的传递转矩而抑制振动状态，并防止驱动力传递装置2的热负荷造成的损伤。