车辆的控制装置制造方法
车辆的控制装置制造方法
【专利摘要】在能够由电子控制联轴器（10）切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的以FF方式为基本的四轮驱动方式的混合动力车辆中，在从EV-4WD行驶状态开始的发动机（1）起动时，通过向释放侧控制电子控制联轴器（10），而降低向后轮（8L、8R）侧的驱动系统传递的发动机转矩的传递量，抑制伴随着所述后轮（8L、8R）侧的驱动系统中的共振现象的振动的产生。而且，作为电子控制联轴器（10）的向释放侧的控制量，前轮实际转速（Nf）与后轮实际转速（Nr）的差即实际差转速（dNcur）与预先设定的目标差转速（dNref）的偏差即差转速偏差ΔdN越大，则将电子控制联轴器（10）的目标传递转矩（Tcpfb）设定得越小。
【专利说明】车辆的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆的控制装置，其具备能够变更驱动力的相对于主驱动轮(例如前轮)以及从驱动轮(例如后轮)的分配率的驱动力分配装置。
【背景技术】
[0002]作为搭载有发动机等驱动力源的车辆，公知有一种车辆，该车辆具备能够变更驱动力的相对于前后轮的分配率的驱动力分配装置(例如电子控制联轴器)，并能够切换成以前轮或后轮中的一方驱动车辆的两轮驱动状态和以前轮和后轮双方驱动车辆的四轮驱动状态(例如参照以下专利文献I和专利文献2)。
[0003]根据具有这种驱动力分配装置的车辆，能够根据车辆的行驶状态来选择车辆被控制成四轮驱动状态的情况和对前轮及后轮的驱动力分配被控制的情况(也包括仅向前轮或后轮分配驱动力的两轮驱动状态的情况)，因此能够提高车辆的行驶性能。进而，与始终以四轮驱动状态行驶的情况相比，还能够实现燃油经济性(燃油经济性)的改善。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-145094号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-254135号公报
【发明内容】
[0008]然而，在上述这种通过驱动力分配装置能够切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的车辆中，在连结有驱动力分配装置的状态即四轮驱动状态下起动发动机时，可能会导致以下所述的问题。
[0009]并且，作为能够通过驱动力分配装置切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的车辆，存在以FF (前置发动机前轮驱动)方式为基本的四轮驱动方式的车辆或者以FR (前置发动机后轮驱动)方式为基本的四轮驱动方式的车辆。另外，存在作为驱动力源仅搭载发动机的传统车辆或将发动机以及电动马达作为驱动力源搭载的混合动力车辆。以下以采用以FF方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆的情况为例进行说明。
[0010]在这种混合动力车辆中，从驱动力分配装置处于连结状态且仅使用电动马达的行驶(以下有时也称为“EV-4WD行驶”)状态开始，伴随着驾驶者踩踏的油门踏板的踩踏量(油门开度)变大等而要求转矩变大来起动发动机时，该发动起起动时的发动机转矩经由处于所述连结状态的驱动力分配装置向后轮侧的驱动系统(传动系统)传递。此时，在发动机转速较低的状况(例如从曲柄转动开始到完全爆发为止的中途)中，向后轮侧的驱动系统传递的转矩的变动频率有时会与后轮侧的驱动系统的固有频率一致。在这种状况下，会在该后轮侧的驱动系统中产生伴随着共振现象的振动。另外，在产生这种振动的状况下，该振动还会被传递至车辆的车身，而在车室内产生异响(空腔共鸣声)。
[0011]产生这种状况的原因是，在以上述FF方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆中，实现了后轮侧的差速齿轮的小型轻量化，伴随于此，该后轮侧的驱动系统的安装部分的刚性也变得较低，该后轮侧的驱动系统的固有频率变为比较低的频带。
[0012]另外，不限于上述EV-4WD行驶过程中，在从驱动力分配装置处于连结状态的车辆停车状态开始的起动时等使发动机起动的情况下，也可能因为与所述相同的现象而产生振动以及异响。
[0013]上述问题不仅限于以FF方式为基本的四轮驱动方式的混合动力车辆，在上述各种车辆中均可能同样地产生。例如，在以FR方式为基本的四轮驱动方式的车辆中，在前轮侧的驱动系统中有可能产生振动。另外，在传统车辆中，在从利用所谓怠速停止控制使车辆停车的状态开始的起步时(起动发动机的起步时)会有产生振动的可能性。
[0014]本发明鉴于以上问题而完成，其目的在于提供一种车辆的控制装置，对于能够利用驱动力分配装置变更驱动力的相对于主驱动轮及从驱动轮的分配率的车辆，能够抑制发动起起动时的振动的产生。
[0015]-发明概要-
[0016]作为用于达成所述目的而完成的本发明的概要，在驱动力分配装置连结的状态下使内燃机起动时，减弱该驱动力分配装置的连结力，减少内燃机的转矩(变动的转矩)向从驱动轮侧的传递量，形成内燃机的转矩变动难以向从驱动轮侧传递的状态。由此来抑制伴随着转矩变动的传递而在从驱动轮侧的振动的产生。
[0017]-解决手段-
[0018]具体来说，本发明是以如下的车辆的控制装置为前提，所述车辆具备:内燃机，输出行驶用的驱动力；以及驱动力分配装置，能够通过变更驱动力的相对于主驱动轮和从驱动轮的分配率来使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量改变。该车辆的控制装置具备驱动力传递量控制单元，所述驱动力传递量控制单元在所述内燃机起动时将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
[0019]在此所谓“将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧”是包含使驱动力分配装置释放(使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量为“O”)的情况和使驱动力分配装置滑移(使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量比“O”大并使其减小)的情况二者的概念。
[0020]例如在从利用所述驱动力分配装置分别向主驱动轮及从驱动轮传递驱动力的状态开始使内燃机起动时，该内燃机起动时的转矩变动的频率与从驱动轮侧的驱动系统的固有频率一致的话，则在该从驱动轮侧的驱动系统中可能会产生伴随着共振现象的振动。因此，在该内燃机起动时，将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧，从而不易向从驱动轮侧的驱动系统传递转矩变动。由此，能够抑制从驱动轮侧的驱动系统中的振动，还能够抑制伴随着该振动的产生的车室内的异响(空腔共鸣声)。
[0021]作为所述车辆的具体结构，能够列举出如下的混合动力车辆:作为行驶用的驱动力源，除了所述内燃机之外还具备电动马达，能够使来自这些内燃机和电动机的驱动力根据由所述驱动力分配装置决定的驱动力的分配率而分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮传递。
[0022]并且，在该车辆的情况下，在从仅将来自所述电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力且通过所述驱动力分配装置分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮分配了所述驱动力的行驶状态开始起动所述内燃机时，所述驱动力传递量控制单元将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
[0023]例如，在低负荷状态下的低μ (摩擦系数)路行驶等进行EV-4WD行驶(仅将来自电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力，且通过驱动力分配装置分别向主驱动轮及从驱动轮分配驱动力的行驶)的过程中，负荷增大等而使内燃机起动时，使由所述驱动力分配装置决定的向驱动轮侧传递的驱动力传递量减少。由此，在车辆行驶过程中，能够避免在从驱动轮侧的驱动系统产生振动或产生异响的状况。特别是，这种车辆(混合动力车辆)具备在EV行驶过程中驱动系统中的振动少且静音性能高的特征，但在该EV行驶过程中产生振动或异响时，会给驾驶者或乘客带来不舒适感。在本发明中，能够避免所述状况，能够实现能够进行四轮驱动行驶的混合动力车辆的品质的提高。
[0024]作为将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧的期间，仅设定为从所述内燃机的起动要求时开始到内燃机达到能够独立运转的转速为止的期间。
[0025]由此，在未发生所述振动的状态下(内燃机达到能够独立运转的转速的状态)，使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量增大，而确保与路面状态等相适应的车辆的行驶性能。
[0026]作为用于使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的具体动作，以使所述主驱动轮的实际转速与所述从驱动轮的实际转速之间的转速差即实际差转速与预先设定的目标差转速一致的方式控制所述驱动力分配装置。
[0027]更具体来说，将所述内燃机起动时的向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值设定为伴随着内燃机产生的转矩的变动而在所述从驱动轮侧产生的振动得以抑制的范围中的最大值。
[0028]由此，能够抑制从驱动轮侧的驱动系统中的振动，同时能够尽可能地确保向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量，能够维持车辆的行驶性能。
[0029]进而，在所述驱动力分配装置的发热量超过预先设定的容许发热量的上限值的情况下，将所述驱动力传递量的目标值限制为不超过该容许发热量的上限值的值。
[0030]由此，能够防止驱动力分配装置的过热，同时能够抑制在从驱动轮侧的驱动系统中振动的产生。
[0031]作为所述车辆的驱动方式，具体来说可以列举出以前置发动机前轮驱动方式为基本的备用四轮驱动方式。
[0032]发明效果
[0033]在本发明中，在内燃机起动时，将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。由此，能够抑制在从驱动轮侧的振动的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是表示实施方式I所涉及的车辆的概略结构图。
[0035]图2是表示图1的车辆的控制系统的概略结构的框图。
[0036]图3是表示向电子控制联轴器供给的励磁电流和电子控制联轴器的传递转矩的关系的图。
[0037]图4是表示用于对应于车速以及油门开度而对马达行驶和发动机行驶进行切换的驱动力选择映射的图。
[0038]图5是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的前半部分的流程图。
[0039]图6是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的后半部分的流程图。
[0040]图7是表示电子控制联轴器中的衰减量与差转速的关系的图。
[0041]图8是表示实施方式2所涉及的车辆的概略结构图。
[0042]图9是表示图8的车辆的动力分割机构以及减速机构的概略结构的梗概图。
【具体实施方式】
[0043]下面，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0044][实施方式I]
[0045]图1是表不应用本发明的车辆的一例的概略结构图。
[0046]该例子中的车辆是采用以FF (前置发动机前轮驱动)方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆，具备:产生车辆行驶用的驱动力的发动机(内燃机)I ;主要作为发电机发挥作用的第一电动发电机MGl ;主要作为电动机发挥作用的第二电动发电机MG2 ;动力分割机构3 ;减速机构4 ;反转驱动齿轮51 ;反转从动齿轮52 ;主减速器53 ;前轮用差速装置54 ;前轮车轴(驱动轴)61 ;前轮(主驱动轮)6L、6R ;分动器71 ;传动轴72 ；电子控制联轴器(驱动力分配装置、断开/连接机构)10 ;后轮用差速装置73 ;后轮车轴(驱动轴)81 ;后轮(从驱动轮)8L、8R以及E⑶(电子控制单元)100等，通过由该E⑶100执行的程序来实现本发明的车辆的控制装置。
[0047]另外，E⑶100例如由HV (混合)E⑶、发动机E⑶、蓄电池E⑶等构成，这些E⑶以能够相互通信的方式连接。
[0048]接着，对发动机1、电动发电机MG1、MG2、动力分割机构3、减速机构4、分动器71、电子控制联轴器10以及ECU100等各部分进行说明。
[0049]-发动机-
[0050]发动机I是汽油发动机或柴油发动机等使燃料燃烧来输出动力的公知的动力装置，其构成为能够控制设置于进气通路的节气门(未图示)的节气门开度(吸入空气量)、燃料喷射量、点火时间等运转状态。发动机I的输出经由曲轴11以及阻尼器2传递到输入轴21。阻尼器2是例如螺旋弹簧式变速驱动桥阻尼器，吸收发动机I的转矩变动。
[0051]-电动发电机-
[0052]第一电动发电机MGl是具备转子MGlR和定子MGlS的交流同步发电机，该转子MGlR由被支承为能够相对于输入轴21自由旋转的永磁铁构成，该定子MGlS卷绕有三相绕组，该第一电动发电机MGl作为发电机发挥作用，并且还作为电动机(电动马达)发挥作用。另外，第二电动发电机MG2也同样地，是具备转子MG2R和定子MG2S的交流同步发电机，该转子MG2R由被支承为能够相对于输入轴21自由旋转的永磁铁构成，该定子MG2S卷绕有三相绕组，该第二电动发电机MG2作为电动机(电动马达)发挥作用，并且还作为发电机发挥作用。
[0053]如图2所示，第一电动发电机MGl以及第二电动发电机MG2分别经由逆变器200连接于蓄电池(蓄电装置)300。逆变器200由E⑶100控制，通过该逆变器200的控制来设定各电动发电机MG1、MG2的再生或牵引(辅助)。此时的再生电力经由逆变器200而充电于蓄电池300。另外，各电动发电机MGl、MG2的驱动用电力从蓄电池300经由逆变器200进
行供给。
[0054]-动力分割机构_
[0055]如图1所示，动力分割机构3由行星齿轮机构构成，该行星齿轮机构具备:以多个齿轮要素的中心自转的外齿齿轮的太阳齿轮S3 ;与太阳齿轮S3外接并在其周边自转且公转的外齿齿轮的行星齿轮P3 ;以与行星齿轮P3啮合的方式形成为中空环状的内齿齿轮的齿圈R3 ;以及支承行星齿轮P3并通过该行星齿轮P3的公转而自转的行星齿轮架CA3。行星齿轮架CA3与发动机I侧的输入轴21以一体旋转的方式连接。太阳齿轮S3与第一电动发电机MGl的转子MGlR以一体旋转的方式连接。
[0056]该动力分割机构3将发动机I和第二电动发电机MG2的至少一方的驱动力经由反转驱动齿轮51、反转从动齿轮52、主减速器53、前轮用差速装置54以及前轮车轴61传递到左右的前轮6L、6R。
[0057]-减速机构-
[0058]减速机构4由行星齿轮机构构成，该行星齿轮机构具备:以多个齿轮要素的中心自转的外齿齿轮的太阳齿轮S4 ;被行星架(变速驱动桥箱)CA4支承为自由旋转，与太阳齿轮S4外接并自转的外齿齿轮的行星齿轮P4 ；以及以与行星齿轮P4啮合的方式形成为中空环状的内齿齿轮的齿圈R4。减速机构4的齿圈R4与所述动力分割机构3的齿圈R3与反转驱动齿轮51相互形成为一体。另外，太阳齿轮S4与第二电动发电机MG2的转子MG2R以一体旋转的方式连接。
[0059]该减速机构4以适当的减速比使发动机I及第二电动发电机MG2的至少一方的驱动力减速。该减速后的驱动力经由反转驱动齿轮51、反转从动齿轮52、主减速器53、前轮用差速装置54以及前轮车轴61传递到左右的前轮6L、6R。
[0060]-分动器等-
[0061]分动器71具备与前轮用差速装置54 —体旋转地连接的驱动齿轮71a以及与该驱动齿轮71a啮合的从动齿轮71b。从动齿轮71b与传动轴72—体旋转地连接。传动轴72经由电子控制联轴器10、后轮用差速装置73、后轮车轴81与左右的后轮8L、8R连接。并且，从所述前轮用差速装置54经由分动器71传递的驱动力被传递到传动轴72以及电子控制联轴器10，在该电子控制联轴器10处于配合状态(联轴器转矩传递状态)时，驱动力经由后轮用差速装置73、后轮车轴81传递(分配)到左右的后轮8L、8R。
[0062]-电子控制联轴器-
[0063]电子控制联轴器10是先导离合器式的，例如具备由多板摩擦离合器构成的主离合器、先导离合器(电磁多板离合器)、凸轮机构以及电磁铁等，利用电磁铁的电磁力配合有先导离合器，通过凸轮机构将该配合力传递到主离合器，从而与该主离合器配合(具体的结构例如参照日本特开2010-254135号公报)。
[0064]并且，在该例的电子控制联轴器10中，通过控制供给给所述电磁铁的励磁电流Ie来控制转矩容量亦即联轴器转矩Tc，从而能将相对于全部驱动力的向后轮8L、8R侧的驱动力分配率例如在O?0.5的范围内进行无级调整。向电子控制联轴器10的电磁铁的励磁电流Ie由E⑶100控制。
[0065]图3表示向该电子控制联轴器10的电磁铁的励磁电流Ie与电子控制联轴器10的传递转矩(联轴器转矩)Tc的关系。这样一来，能够根据作为致动器操作量的励磁电流Ie可变地控制电子控制联轴器10的传递转矩Tc。
[0066]例如，向电子控制联轴器10的励磁电流Ie为“O”时，所述主离合器处于非配合(释放)状态，传递转矩Tc为“0%”，因此能够实现与前轮驱动状态(基于前轮驱动的两轮驱动状态)等同的行驶状态。另一方面，使向电子控制联轴器10的励磁电流Ie增加的话，传递转矩Tc增大，在励磁电流Ie为图中的Il时，传递转矩Tc为“100%”，即，使向后轮8L、8R的驱动力分配达到最大，能够实现与直接耦合四轮驱动状态等同的行驶状态。这样一来，能够根据向电子控制联轴器10的励磁电流Ie对前后轮间的驱动力分配可变地进行控制。
[0067]-ECU-
[0068]E⑶100是执行包括发动机I的运转控制、发动机I及电动发电机MG1、MG2的协调控制等在内的各种控制的电子控制装置，具备CPU (中央处理单元)、R0M (只读存储器)、RAM(随机存储器)以及备用RAM等。
[0069]在ROM中存储有各种控制程序以及执行所述各种控制程序时所参照的映射等。CPU基于ROM中存储的各种控制程序或映射执行计算处理。另外，RAM是暂时存储CPU中的计算结果或从各传感器输入的数据等的存储器，备用RAM是在未图示的点火开关切断时等存储应当保存的数据等的非易失性存储器。
[0070]如图2所示，E⑶100上连接有检测油门踏板的踩踏量亦即油门开度Acc的油门开度传感器101、每当曲轴11旋转预定角度时发出脉冲信号的曲轴位置传感器102、检测右前轮6R的转速的右前轮速度传感器103、检测左前轮6L的转速的左前轮速度传感器104、检测右后轮8R的转速的右后轮速度传感器105、检测左后轮8L的转速的左后轮速度传感器106等。另外，作为其他的传感器类，该E⑶100上还连接有检测方向盘的转向角delta的转向角传感器、检测制动踏板的ON (接通)/OFF (切断)的制动踏板传感器、检测发动机冷却水温的水温传感器、检测配置于进气通路的节气门的开度的节气门开度传感器、检测吸入空气量的空气流量计、检测所述蓄电池300的充放电电流的电流传感器以及蓄电池温度传感器等，来自这些各传感器的信号输入到E⑶100。
[0071]并且，E⑶100基于所述各种传感器的输出信号，执行包括发动机I的节气门开度控制(吸入空气量控制)、燃料喷射量控制以及点火时间控制等在内的发动机I的各种控制。另外，ECU100执行包括后述的“联轴器传递转矩控制”在内的电子控制联轴器10的控制。
[0072]进而，E⑶100为了管理蓄电池300，基于由电流传感器检测到的充放电电流的累计值或由蓄电池温度传感器检测到的蓄电池温度等，计算蓄电池300的充电状态(S0C:State of Charge)或蓄电池300的输入控制Win以及输出限制Wout等。
[0073]另外，在E⑶100上连接有逆变器200。逆变器200具备各电动发电机MGl、MG2各自的控制用的IPM (Intelligent Power Module:智能功率模块)。该各IPM由多个(例如6个)半导体开关元件(例如IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管))等构成。
[0074]逆变器200例如根据来自E⑶100的指令信号将来自蓄电池300的直流电流转换为驱动电动发电机MG1、MG2的电流，另一方面，将通过发动机I的动力由第一电动发电机MGl发电的交流电流以及通过再生制动由第二电动发电机MG2发电的交流电流转换成用于给蓄电池300充电的直流电流。另外，逆变器200根据行驶状态将由第一电动发电机MGl发电的交流电流作为第二电动发电机MG2的驱动用电力进行供给。
[0075]-行驶模式-
[0076]在本实施方式涉及的混合动力车辆中，在起步时或低速行驶时等发动机I的运转效率不佳的情况下，仅利用第二电动发电机MG2进行行驶(以下也称为“EV行驶”)。另外，在驾驶者利用配置于车室内的行驶模式选择开关选择了 EV行驶模式的情况下也进行EV行驶。
[0077]另一方面，在普通行驶时，例如利用所述动力分割机构3将发动机I的动力分为两条路径，利用一方进行驱动轮(在两轮驱动状态下为前轮6L、6R，在四轮驱动状态下为前轮6L、6R以及后轮8L、8R)的直接驱动(基于直接传递转矩的驱动)，利用另一方驱动第一电动发电机MGl进行发电。此时，利用产生的电力驱动第二电动发电机MG2进行驱动轮的驱动辅助(基于电通路的驱动)。
[0078]另外，在高速行驶时，进而将来自蓄电池(行驶用蓄电池)300的电力供给到第二电动发电机MG2，使该第二电动发电机MG2的输出增大，向驱动轮追加驱动力(驱动力辅助；牵引)。
[0079]进而，在减速时，第二电动发电机MG2作为发电机起作用而进行再生发电，将回收的电力存储于蓄电池300。另外，在蓄电池300的充电量降低而尤其需要充电的情况下，增加发动机I的输出，增加基于第一电动发电机MGl的发电量,而增加对于蓄电池300的充电量。当然，在低速行驶时也存在根据需要进行增加发动机I的驱动量的控制的情况。例如，如上所述包括蓄电池300需要充电的情况、驱动空调等辅机的情况、将发动机I的冷却水的温度提高到预定温度的情况、车辆急加速的情况等。
[0080]进而，在所述混合动力车辆中，根据车辆的运转状态或蓄电池300的状态，为了提高燃油经济性，使发动机I停止。接着，之后再检测车辆的运转状态或蓄电池300的状态，使发动机I再起动。这样一来，在混合动力车辆中，即使在点火开关处于ON (接通)位置，发动机I也进行间歇运转。
[0081]接着，对行驶模式的切换进行说明。图4是表示用于根据车速V及油门开度Acc对马达行驶(EV行驶)和发动机行驶(包括仅基于发动机I的驱动力的行驶和基于发动机I和第二电动发电机MG2的驱动的行驶二者)进行切换的驱动力选择映射的图。该图4的实线A是发动机行驶区域和马达行驶区域的边界线，其用于利用发动机I和第二电动发电机MG2对车辆的起步/行驶用(以下称为行驶用)的驱动力源进行切换，换言之是用于对将发动机I作为行驶用的驱动力源使车辆行驶的所谓发动机行驶和将第二电动发电机MG2作为行驶用的驱动力源使车辆行驶的所谓马达行驶进行切换。该图4所示的驱动力选择映射由以车速V和油门开度Acc为参数的二维坐标构成，预先存储于所述E⑶100的ROM。
[0082]并且，E⑶100根据图4的驱动力选择映射，基于由车速V和油门开度Acc所表示的车辆状态，判断是马达行驶区域和发动机行驶区域的哪一种，而执行马达行驶或发动机行驶。从图4可以明确看出，马达行驶一般在发动机效率比高转矩区域差的较低的低油门开度时即低负荷时、或者车速较低的低车速时即低发动机转矩时执行。
[0083]另外，在所述马达行驶时，为了抑制停止的发动机I的拖拽而提高燃油经济性，利用动力分割机构3的差动作用使发动机转速为零或大致为零。
[0084]例如，如图4的实线B的点b —点a所示，当油门踏板复原，油门开度Acc变小，车辆状态从发动机行驶区域向马达行驶区域变化的情况下，通过停止基于燃料喷射装置的燃料供给，即，通过燃料切断来停止发动机1，从发动机行驶向马达行驶切换。此时，ECUlOO通过快速降低第一电动发电机MGl的转子MGlR的转速，将发动机转速迅速降低至零或大致为零。
[0085]另外，如图4的实线B的点a —点b所示，当油门踏板被进行踩踏操作，油门开度Acc变大，车辆状态从马达行驶区域向发动机行驶区域变化的情况下，向第一电动发电机MGl通电来提高转子MGlR的转速，从而使第一电动发电机MGl作为起动机来发挥作用。例如，将发动机转速提高到能够独立旋转的转速为止，通过基于燃料喷射装置的燃料供给以及基于点火装置的点火进行发动机I的起动，从马达行驶向发动机行驶切换。
[0086]另外，如上所述，即使是在发动机行驶区域，也能够实现将来自蓄电池300的电能向第二电动发电机MG2供给，驱动第二电动发电机MG2而对发动机I的动力进行辅助的转矩辅助。因此，在本实施方式中，以发动机I和第二电动发电机MG2双方作为行驶用的驱动力源的车辆的行驶不是包含在马达行驶中而是包含在发动机行驶中。
[0087]并且，无论是车辆的停止状态还是低车速状态，都能够利用第一电动发电机MGl及动力分割机构3的电气CVT功能(差动作用)维持发动机I的运转状态。例如，在车辆停止时蓄电池300的充电剩余量SOC降低，而需要利用第一电动发电机MGl进行充电的情况下，在由发动机I的动力实现的第一电动发电机MGl的发电状态下提高该第一电动发电机MGl的转速，即使第二电动发电机MG2的转速因车辆停止状态而为零(接近零)，也通过动力分割机构3的差动作用而将发动机转速维持在能够独立旋转的转速以上。
[0088]而且，不限于车辆的停止中或者行驶中，都通过第一电动发电机MGl和动力分割机构3的电气CVT功能控制第一电动发电机MGl的转速和/或第二电动发电机MG2的转速，将发动机转速维持在任意的转速。
[0089]-联轴器传递转矩控制-
[0090]接下来，对作为本实施方式的特征的控制即联轴器传递转矩控制进行说明。
[0091]首先，对该联轴器传递转矩控制的概要进行说明。在该联轴器传递转矩控制中，在所述电子控制联轴器10连结的状态下，即在四轮驱动状态下，当从EV行驶时(EV-4WD行驶时)起动发动机I的时候，将所述电子控制联轴器10的配合力(以下，也存在称为连结力的情况)控制到使其降低的一侧(将电子控制联轴器10释放的一侧)。S卩，以减小伴随发动机I的起动而产生的转矩向后轮8L、8R侧(后轮用差速装置73、后轮车轴81、后轮8L、8R)的传递量(联轴器转矩)的方式控制电子控制联轴器10。即，减少基于电子控制联轴器10的向后轮8L、8R侧(从驱动轮侧)传递的驱动力传递量(通过驱动力传递量控制单元减少向从驱动轮侧传递的驱动力传递量的动作)。
[0092]下面，对该联轴器传递转矩控制的具体的控制步骤进行说明。图5和图6是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的流程图。该图5和图6所示的流程在车辆的EV行驶中每隔数msec执行。
[0093]首先，在步骤STl中，判断所述电子控制联轴器10是否处于连结状态。S卩，判断当前的车辆的行驶状态是否是EV-4WD行驶。例如，在车辆的EV行驶中四轮6L、6R、8L、8R中的一个车轮产生滑移，而该车轮的转速变得比其他车轮的转速高的情况下、或在从坡度小的路面转到上坡路的行驶的情况下，向电子控制联轴器10的励磁电流Ie增大，该电子控制联轴器10成为连结状态，从二轮驱动状态转移至四轮驱动状态。因此，监视该励磁电流Ie等来判断电子控制联轴器10是否处于连结状态。例如，在励磁电流Ie为超过其控制范围的最大值的50%的值的情况下判断为电子控制联轴器10处于连结状态，在步骤STl判断为YES (“是”)。所述值并不限定于此，可以适当设定。
[0094]在所述电子控制联轴器10不处于连结状态而在步骤STl判断为NO (“否”)的情况下，转移到步骤ST12，判断发动机I是否处于独立运转中。当前，由于电子控制联轴器10不处于连结状态(例如处于EV-2WD行驶状态)，发动机I停止，因此在该情况下，在步骤ST12判断为NO，直接返回。
[0095]另一方面，所述电子控制联轴器10处于连结状态，即当前的车辆的行驶状态为EV-4WD行驶，而在步骤STl判断为YES的情况下，转移至步骤ST2，判断是否存在发动机起动要求。例如，如图4中实线B的点a —点b所示，驾驶者对油门踏板的踏下量(油门开度)变大等而使得要求转矩增大，判断是否产生发动机起动要求。
[0096]在未产生发动机起动要求，而在步骤ST2判断为NO的情况下，转移到步骤ST12，判断发动机I是否处于独立运转中。在该情况下，当前处于EV-4WD行驶状态，不过由于发动机I的停止状态持续，因此在步骤ST12判断为NO，直接返回。
[0097]在存在发动机起动要求，而在步骤ST2判断为YES的情况下，转移到步骤ST3，进行当前的前后轮的实际差转速dNcur的计算。作为该前后轮的实际差转速dNcur的计算,具体来说，将由所述右前轮速度传感器103检测出的右前轮6R的转速和由所述左前轮速度传感器104检测出的左前轮6L的转速的平均值作为前轮实际转速Nf算出。而且，将由所述右后轮速度传感器105检测出的右后轮8R的转速和由所述左后轮速度传感器106检测出的左后轮8L的转速的平均值作为后轮实际转速Nr算出。并且，通过从前轮实际转速Nf减去后轮实际转速Nr (Nf-Nr)来算出前后轮的实际差转速dNcur。
[0098]然后，转移到步骤ST4，进行目标差转速dNref的计算。该目标差转速dNref是实验性地求得的值。以下，对该目标差转速dNref具体说明。
[0099]当从电子控制联轴器10处于连结状态的EV-4WD行驶状态开始起动发动机I时，在发动机转速比较低的状况下(例如，从曲柄转动到完全爆发为止的中途)，若成为向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的变动的频率与后轮8R、8L侧的驱动系统的固有频率一致的状况，则在该后轮8R、8L侧的驱动系统中产生与共振现象相伴的振动。而且，所述振动传递到车辆的车身，在车室内产生异响(空腔共鸣声)。
[0100]这样的向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量通过使连结状态下的电子控制联轴器10向释放侧动作而减小。并且，所述向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量由与使电子控制联轴器10向释放侧动作相伴的衰减量(传递转矩的衰减量)决定。而且，所述电子控制联轴器10的衰减量与所述前轮6R、6L的转速与后轮8R、8L的转速的差(差转速)相关。因此，以得到不产生所述后轮8R、8L侧的驱动系统中的与所述共振现象相伴的振动的衰减量的方式，预先设定与该衰减量相关的差转速(前轮6R、6L的转速与后轮8R、8L的转速的差)，将该差转速设定为目标差转速dNref。该衰减量与差转速的相关关系由电子控制联轴器10的种类决定，因此通过实验、模拟来求得所述衰减量与差转速的关系，能够根据不会产生与所述共振现象相伴的振动的衰减量设定目标差转速dNref。
[0101]图7示出了该衰减量与差转速的关系，实线所示的直线α以及单点划线所示的直线β示出种类不同的电子控制联轴器10各自的衰减量与差转速的关系。
[0102]另外，作为不产生与所述共振现象相伴的振动的衰减量，若为预定衰减量以上，则成为向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量减小而不会产生与所述共振现象相伴的振动的状况。即，所述差转速在预定差转速以上的话，成为不产生与所述共振现象相伴的振动的状况，但所述目标差转速dNref被设定为在不产生与所述共振现象相伴的振动的范围内差转速最小的值。即，设定为在不产生与共振现象相伴的振动的范围内电子控制联轴器10的连结力最大的值。例如，具有在图7中以实线所示的直线α的特性的电子控制联轴器10中，通过实验、模拟求得如果差转速达到图中的dNl以上(衰减量在Dl以上)则成为不产生与所述共振现象相伴的振动的状况时，将该差转速dNl设定为所述目标差转速dNref (=dNl)。
[0103]在如上所述计算目标差转速dNref后，转移至步骤ST5，利用下述算式(I)进行差转速偏差AdN的计算。
[0104][算式I]
[0105]Δ dN=dNref-dNcur...(I)
[0106]在如此进行差转速偏差Λ dN的计算后，转移至步骤ST6，通过下述的算式(2 )计算电子控制联轴器10的目标传递转矩Tcpfb。即，通过PID计算计算目标传递转矩Tcpfb。
[0107][算式2] [0108]
【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，所述车辆具备: 内燃机，输出行驶用的驱动力；以及 驱动力分配装置，能够通过变更驱动力的相对于主驱动轮和从驱动轮的分配率来使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量改变， 其特征在于， 所述车辆的控制装置具备驱动力传递量控制单元，所述驱动力传递量控制单元在所述内燃机起动时将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述车辆是如下的混合动力车辆:作为行驶用的驱动力源，除了所述内燃机之外还具备电动马达，能够使来自这些内燃机和电动机的驱动力根据由所述驱动力分配装置决定的驱动力的分配率而分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮传递。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于， 在从仅将来自所述电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力且通过所述驱动力分配装置分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮分配了所述驱动力的行驶状态开始起动所述内燃机时，所述驱动力传递量控制单元将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述驱动力传递量控制单元构成为，仅在从所述内燃机的起动要求时开始到内燃机达到能够独立运转的转速为止的期间，将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
5.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述驱动力传递量控制单元构成为，以使所述主驱动轮的实际转速与所述从驱动轮的实际转速之间的转速差即实际差转速与预先设定的目标差转速一致的方式控制所述驱动力分配装置。
6.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 将所述内燃机起动时的向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值设定为伴随着内燃机产生的转矩的变动而在所述从驱动轮侧产生的振动得以抑制的范围中的最大值。
7.根据权利要求6所述的车辆的控制装置，其特征在于， 在所述驱动力分配装置的发热量超过预先设定的容许发热量的上限值的情况下，向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值被限制为不超过所述容许发热量的上限值的值。
8.根据权利要求1?7中任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述车辆为以前置发动机前轮驱动方式为基本的备用四轮驱动方式的车辆。
【文档编号】B60K17/348GK103561987SQ201180071294
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年5月30日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】长谷川弘一 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】在能够由电子控制联轴器（10）切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的以FF方式为基本的四轮驱动方式的混合动力车辆中，在从EV-4WD行驶状态开始的发动机（1）起动时，通过向释放侧控制电子控制联轴器（10），而降低向后轮（8L、8R）侧的驱动系统传递的发动机转矩的传递量，抑制伴随着所述后轮（8L、8R）侧的驱动系统中的共振现象的振动的产生。而且，作为电子控制联轴器（10）的向释放侧的控制量，前轮实际转速（Nf）与后轮实际转速（Nr）的差即实际差转速（dNcur）与预先设定的目标差转速（dNref）的偏差即差转速偏差ΔdN越大，则将电子控制联轴器（10）的目标传递转矩（Tcpfb）设定得越小。
【专利说明】车辆的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆的控制装置，其具备能够变更驱动力的相对于主驱动轮(例如前轮)以及从驱动轮(例如后轮)的分配率的驱动力分配装置。
【背景技术】
[0002]作为搭载有发动机等驱动力源的车辆，公知有一种车辆，该车辆具备能够变更驱动力的相对于前后轮的分配率的驱动力分配装置(例如电子控制联轴器)，并能够切换成以前轮或后轮中的一方驱动车辆的两轮驱动状态和以前轮和后轮双方驱动车辆的四轮驱动状态(例如参照以下专利文献I和专利文献2)。
[0003]根据具有这种驱动力分配装置的车辆，能够根据车辆的行驶状态来选择车辆被控制成四轮驱动状态的情况和对前轮及后轮的驱动力分配被控制的情况(也包括仅向前轮或后轮分配驱动力的两轮驱动状态的情况)，因此能够提高车辆的行驶性能。进而，与始终以四轮驱动状态行驶的情况相比，还能够实现燃油经济性(燃油经济性)的改善。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-145094号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-254135号公报
【发明内容】
[0008]然而，在上述这种通过驱动力分配装置能够切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的车辆中，在连结有驱动力分配装置的状态即四轮驱动状态下起动发动机时，可能会导致以下所述的问题。
[0009]并且，作为能够通过驱动力分配装置切换两轮驱动状态和四轮驱动状态的车辆，存在以FF (前置发动机前轮驱动)方式为基本的四轮驱动方式的车辆或者以FR (前置发动机后轮驱动)方式为基本的四轮驱动方式的车辆。另外，存在作为驱动力源仅搭载发动机的传统车辆或将发动机以及电动马达作为驱动力源搭载的混合动力车辆。以下以采用以FF方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆的情况为例进行说明。
[0010]在这种混合动力车辆中，从驱动力分配装置处于连结状态且仅使用电动马达的行驶(以下有时也称为“EV-4WD行驶”)状态开始，伴随着驾驶者踩踏的油门踏板的踩踏量(油门开度)变大等而要求转矩变大来起动发动机时，该发动起起动时的发动机转矩经由处于所述连结状态的驱动力分配装置向后轮侧的驱动系统(传动系统)传递。此时，在发动机转速较低的状况(例如从曲柄转动开始到完全爆发为止的中途)中，向后轮侧的驱动系统传递的转矩的变动频率有时会与后轮侧的驱动系统的固有频率一致。在这种状况下，会在该后轮侧的驱动系统中产生伴随着共振现象的振动。另外，在产生这种振动的状况下，该振动还会被传递至车辆的车身，而在车室内产生异响(空腔共鸣声)。
[0011]产生这种状况的原因是，在以上述FF方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆中，实现了后轮侧的差速齿轮的小型轻量化，伴随于此，该后轮侧的驱动系统的安装部分的刚性也变得较低，该后轮侧的驱动系统的固有频率变为比较低的频带。
[0012]另外，不限于上述EV-4WD行驶过程中，在从驱动力分配装置处于连结状态的车辆停车状态开始的起动时等使发动机起动的情况下，也可能因为与所述相同的现象而产生振动以及异响。
[0013]上述问题不仅限于以FF方式为基本的四轮驱动方式的混合动力车辆，在上述各种车辆中均可能同样地产生。例如，在以FR方式为基本的四轮驱动方式的车辆中，在前轮侧的驱动系统中有可能产生振动。另外，在传统车辆中，在从利用所谓怠速停止控制使车辆停车的状态开始的起步时(起动发动机的起步时)会有产生振动的可能性。
[0014]本发明鉴于以上问题而完成，其目的在于提供一种车辆的控制装置，对于能够利用驱动力分配装置变更驱动力的相对于主驱动轮及从驱动轮的分配率的车辆，能够抑制发动起起动时的振动的产生。
[0015]-发明概要-
[0016]作为用于达成所述目的而完成的本发明的概要，在驱动力分配装置连结的状态下使内燃机起动时，减弱该驱动力分配装置的连结力，减少内燃机的转矩(变动的转矩)向从驱动轮侧的传递量，形成内燃机的转矩变动难以向从驱动轮侧传递的状态。由此来抑制伴随着转矩变动的传递而在从驱动轮侧的振动的产生。
[0017]-解决手段-
[0018]具体来说，本发明是以如下的车辆的控制装置为前提，所述车辆具备:内燃机，输出行驶用的驱动力；以及驱动力分配装置，能够通过变更驱动力的相对于主驱动轮和从驱动轮的分配率来使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量改变。该车辆的控制装置具备驱动力传递量控制单元，所述驱动力传递量控制单元在所述内燃机起动时将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
[0019]在此所谓“将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧”是包含使驱动力分配装置释放(使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量为“O”)的情况和使驱动力分配装置滑移(使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量比“O”大并使其减小)的情况二者的概念。
[0020]例如在从利用所述驱动力分配装置分别向主驱动轮及从驱动轮传递驱动力的状态开始使内燃机起动时，该内燃机起动时的转矩变动的频率与从驱动轮侧的驱动系统的固有频率一致的话，则在该从驱动轮侧的驱动系统中可能会产生伴随着共振现象的振动。因此，在该内燃机起动时，将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧，从而不易向从驱动轮侧的驱动系统传递转矩变动。由此，能够抑制从驱动轮侧的驱动系统中的振动，还能够抑制伴随着该振动的产生的车室内的异响(空腔共鸣声)。
[0021]作为所述车辆的具体结构，能够列举出如下的混合动力车辆:作为行驶用的驱动力源，除了所述内燃机之外还具备电动马达，能够使来自这些内燃机和电动机的驱动力根据由所述驱动力分配装置决定的驱动力的分配率而分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮传递。
[0022]并且，在该车辆的情况下，在从仅将来自所述电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力且通过所述驱动力分配装置分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮分配了所述驱动力的行驶状态开始起动所述内燃机时，所述驱动力传递量控制单元将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
[0023]例如，在低负荷状态下的低μ (摩擦系数)路行驶等进行EV-4WD行驶(仅将来自电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力，且通过驱动力分配装置分别向主驱动轮及从驱动轮分配驱动力的行驶)的过程中，负荷增大等而使内燃机起动时，使由所述驱动力分配装置决定的向驱动轮侧传递的驱动力传递量减少。由此，在车辆行驶过程中，能够避免在从驱动轮侧的驱动系统产生振动或产生异响的状况。特别是，这种车辆(混合动力车辆)具备在EV行驶过程中驱动系统中的振动少且静音性能高的特征，但在该EV行驶过程中产生振动或异响时，会给驾驶者或乘客带来不舒适感。在本发明中，能够避免所述状况，能够实现能够进行四轮驱动行驶的混合动力车辆的品质的提高。
[0024]作为将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧的期间，仅设定为从所述内燃机的起动要求时开始到内燃机达到能够独立运转的转速为止的期间。
[0025]由此，在未发生所述振动的状态下(内燃机达到能够独立运转的转速的状态)，使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量增大，而确保与路面状态等相适应的车辆的行驶性能。
[0026]作为用于使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的具体动作，以使所述主驱动轮的实际转速与所述从驱动轮的实际转速之间的转速差即实际差转速与预先设定的目标差转速一致的方式控制所述驱动力分配装置。
[0027]更具体来说，将所述内燃机起动时的向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值设定为伴随着内燃机产生的转矩的变动而在所述从驱动轮侧产生的振动得以抑制的范围中的最大值。
[0028]由此，能够抑制从驱动轮侧的驱动系统中的振动，同时能够尽可能地确保向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量，能够维持车辆的行驶性能。
[0029]进而，在所述驱动力分配装置的发热量超过预先设定的容许发热量的上限值的情况下，将所述驱动力传递量的目标值限制为不超过该容许发热量的上限值的值。
[0030]由此，能够防止驱动力分配装置的过热，同时能够抑制在从驱动轮侧的驱动系统中振动的产生。
[0031]作为所述车辆的驱动方式，具体来说可以列举出以前置发动机前轮驱动方式为基本的备用四轮驱动方式。
[0032]发明效果
[0033]在本发明中，在内燃机起动时，将驱动力分配装置控制到使向从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。由此，能够抑制在从驱动轮侧的振动的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是表示实施方式I所涉及的车辆的概略结构图。
[0035]图2是表示图1的车辆的控制系统的概略结构的框图。
[0036]图3是表示向电子控制联轴器供给的励磁电流和电子控制联轴器的传递转矩的关系的图。
[0037]图4是表示用于对应于车速以及油门开度而对马达行驶和发动机行驶进行切换的驱动力选择映射的图。
[0038]图5是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的前半部分的流程图。
[0039]图6是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的后半部分的流程图。
[0040]图7是表示电子控制联轴器中的衰减量与差转速的关系的图。
[0041]图8是表示实施方式2所涉及的车辆的概略结构图。
[0042]图9是表示图8的车辆的动力分割机构以及减速机构的概略结构的梗概图。
【具体实施方式】
[0043]下面，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0044][实施方式I]
[0045]图1是表不应用本发明的车辆的一例的概略结构图。
[0046]该例子中的车辆是采用以FF (前置发动机前轮驱动)方式为基本的备用四轮驱动方式的混合动力车辆，具备:产生车辆行驶用的驱动力的发动机(内燃机)I ;主要作为发电机发挥作用的第一电动发电机MGl ;主要作为电动机发挥作用的第二电动发电机MG2 ;动力分割机构3 ;减速机构4 ;反转驱动齿轮51 ;反转从动齿轮52 ;主减速器53 ;前轮用差速装置54 ;前轮车轴(驱动轴)61 ;前轮(主驱动轮)6L、6R ;分动器71 ;传动轴72 ；电子控制联轴器(驱动力分配装置、断开/连接机构)10 ;后轮用差速装置73 ;后轮车轴(驱动轴)81 ;后轮(从驱动轮)8L、8R以及E⑶(电子控制单元)100等，通过由该E⑶100执行的程序来实现本发明的车辆的控制装置。
[0047]另外，E⑶100例如由HV (混合)E⑶、发动机E⑶、蓄电池E⑶等构成，这些E⑶以能够相互通信的方式连接。
[0048]接着，对发动机1、电动发电机MG1、MG2、动力分割机构3、减速机构4、分动器71、电子控制联轴器10以及ECU100等各部分进行说明。
[0049]-发动机-
[0050]发动机I是汽油发动机或柴油发动机等使燃料燃烧来输出动力的公知的动力装置，其构成为能够控制设置于进气通路的节气门(未图示)的节气门开度(吸入空气量)、燃料喷射量、点火时间等运转状态。发动机I的输出经由曲轴11以及阻尼器2传递到输入轴21。阻尼器2是例如螺旋弹簧式变速驱动桥阻尼器，吸收发动机I的转矩变动。
[0051]-电动发电机-
[0052]第一电动发电机MGl是具备转子MGlR和定子MGlS的交流同步发电机，该转子MGlR由被支承为能够相对于输入轴21自由旋转的永磁铁构成，该定子MGlS卷绕有三相绕组，该第一电动发电机MGl作为发电机发挥作用，并且还作为电动机(电动马达)发挥作用。另外，第二电动发电机MG2也同样地，是具备转子MG2R和定子MG2S的交流同步发电机，该转子MG2R由被支承为能够相对于输入轴21自由旋转的永磁铁构成，该定子MG2S卷绕有三相绕组，该第二电动发电机MG2作为电动机(电动马达)发挥作用，并且还作为发电机发挥作用。
[0053]如图2所示，第一电动发电机MGl以及第二电动发电机MG2分别经由逆变器200连接于蓄电池(蓄电装置)300。逆变器200由E⑶100控制，通过该逆变器200的控制来设定各电动发电机MG1、MG2的再生或牵引(辅助)。此时的再生电力经由逆变器200而充电于蓄电池300。另外，各电动发电机MGl、MG2的驱动用电力从蓄电池300经由逆变器200进
行供给。
[0054]-动力分割机构_
[0055]如图1所示，动力分割机构3由行星齿轮机构构成，该行星齿轮机构具备:以多个齿轮要素的中心自转的外齿齿轮的太阳齿轮S3 ;与太阳齿轮S3外接并在其周边自转且公转的外齿齿轮的行星齿轮P3 ;以与行星齿轮P3啮合的方式形成为中空环状的内齿齿轮的齿圈R3 ;以及支承行星齿轮P3并通过该行星齿轮P3的公转而自转的行星齿轮架CA3。行星齿轮架CA3与发动机I侧的输入轴21以一体旋转的方式连接。太阳齿轮S3与第一电动发电机MGl的转子MGlR以一体旋转的方式连接。
[0056]该动力分割机构3将发动机I和第二电动发电机MG2的至少一方的驱动力经由反转驱动齿轮51、反转从动齿轮52、主减速器53、前轮用差速装置54以及前轮车轴61传递到左右的前轮6L、6R。
[0057]-减速机构-
[0058]减速机构4由行星齿轮机构构成，该行星齿轮机构具备:以多个齿轮要素的中心自转的外齿齿轮的太阳齿轮S4 ;被行星架(变速驱动桥箱)CA4支承为自由旋转，与太阳齿轮S4外接并自转的外齿齿轮的行星齿轮P4 ；以及以与行星齿轮P4啮合的方式形成为中空环状的内齿齿轮的齿圈R4。减速机构4的齿圈R4与所述动力分割机构3的齿圈R3与反转驱动齿轮51相互形成为一体。另外，太阳齿轮S4与第二电动发电机MG2的转子MG2R以一体旋转的方式连接。
[0059]该减速机构4以适当的减速比使发动机I及第二电动发电机MG2的至少一方的驱动力减速。该减速后的驱动力经由反转驱动齿轮51、反转从动齿轮52、主减速器53、前轮用差速装置54以及前轮车轴61传递到左右的前轮6L、6R。
[0060]-分动器等-
[0061]分动器71具备与前轮用差速装置54 —体旋转地连接的驱动齿轮71a以及与该驱动齿轮71a啮合的从动齿轮71b。从动齿轮71b与传动轴72—体旋转地连接。传动轴72经由电子控制联轴器10、后轮用差速装置73、后轮车轴81与左右的后轮8L、8R连接。并且，从所述前轮用差速装置54经由分动器71传递的驱动力被传递到传动轴72以及电子控制联轴器10，在该电子控制联轴器10处于配合状态(联轴器转矩传递状态)时，驱动力经由后轮用差速装置73、后轮车轴81传递(分配)到左右的后轮8L、8R。
[0062]-电子控制联轴器-
[0063]电子控制联轴器10是先导离合器式的，例如具备由多板摩擦离合器构成的主离合器、先导离合器(电磁多板离合器)、凸轮机构以及电磁铁等，利用电磁铁的电磁力配合有先导离合器，通过凸轮机构将该配合力传递到主离合器，从而与该主离合器配合(具体的结构例如参照日本特开2010-254135号公报)。
[0064]并且，在该例的电子控制联轴器10中，通过控制供给给所述电磁铁的励磁电流Ie来控制转矩容量亦即联轴器转矩Tc，从而能将相对于全部驱动力的向后轮8L、8R侧的驱动力分配率例如在O?0.5的范围内进行无级调整。向电子控制联轴器10的电磁铁的励磁电流Ie由E⑶100控制。
[0065]图3表示向该电子控制联轴器10的电磁铁的励磁电流Ie与电子控制联轴器10的传递转矩(联轴器转矩)Tc的关系。这样一来，能够根据作为致动器操作量的励磁电流Ie可变地控制电子控制联轴器10的传递转矩Tc。
[0066]例如，向电子控制联轴器10的励磁电流Ie为“O”时，所述主离合器处于非配合(释放)状态，传递转矩Tc为“0%”，因此能够实现与前轮驱动状态(基于前轮驱动的两轮驱动状态)等同的行驶状态。另一方面，使向电子控制联轴器10的励磁电流Ie增加的话，传递转矩Tc增大，在励磁电流Ie为图中的Il时，传递转矩Tc为“100%”，即，使向后轮8L、8R的驱动力分配达到最大，能够实现与直接耦合四轮驱动状态等同的行驶状态。这样一来，能够根据向电子控制联轴器10的励磁电流Ie对前后轮间的驱动力分配可变地进行控制。
[0067]-ECU-
[0068]E⑶100是执行包括发动机I的运转控制、发动机I及电动发电机MG1、MG2的协调控制等在内的各种控制的电子控制装置，具备CPU (中央处理单元)、R0M (只读存储器)、RAM(随机存储器)以及备用RAM等。
[0069]在ROM中存储有各种控制程序以及执行所述各种控制程序时所参照的映射等。CPU基于ROM中存储的各种控制程序或映射执行计算处理。另外，RAM是暂时存储CPU中的计算结果或从各传感器输入的数据等的存储器，备用RAM是在未图示的点火开关切断时等存储应当保存的数据等的非易失性存储器。
[0070]如图2所示，E⑶100上连接有检测油门踏板的踩踏量亦即油门开度Acc的油门开度传感器101、每当曲轴11旋转预定角度时发出脉冲信号的曲轴位置传感器102、检测右前轮6R的转速的右前轮速度传感器103、检测左前轮6L的转速的左前轮速度传感器104、检测右后轮8R的转速的右后轮速度传感器105、检测左后轮8L的转速的左后轮速度传感器106等。另外，作为其他的传感器类，该E⑶100上还连接有检测方向盘的转向角delta的转向角传感器、检测制动踏板的ON (接通)/OFF (切断)的制动踏板传感器、检测发动机冷却水温的水温传感器、检测配置于进气通路的节气门的开度的节气门开度传感器、检测吸入空气量的空气流量计、检测所述蓄电池300的充放电电流的电流传感器以及蓄电池温度传感器等，来自这些各传感器的信号输入到E⑶100。
[0071]并且，E⑶100基于所述各种传感器的输出信号，执行包括发动机I的节气门开度控制(吸入空气量控制)、燃料喷射量控制以及点火时间控制等在内的发动机I的各种控制。另外，ECU100执行包括后述的“联轴器传递转矩控制”在内的电子控制联轴器10的控制。
[0072]进而，E⑶100为了管理蓄电池300，基于由电流传感器检测到的充放电电流的累计值或由蓄电池温度传感器检测到的蓄电池温度等，计算蓄电池300的充电状态(S0C:State of Charge)或蓄电池300的输入控制Win以及输出限制Wout等。
[0073]另外，在E⑶100上连接有逆变器200。逆变器200具备各电动发电机MGl、MG2各自的控制用的IPM (Intelligent Power Module:智能功率模块)。该各IPM由多个(例如6个)半导体开关元件(例如IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管))等构成。
[0074]逆变器200例如根据来自E⑶100的指令信号将来自蓄电池300的直流电流转换为驱动电动发电机MG1、MG2的电流，另一方面，将通过发动机I的动力由第一电动发电机MGl发电的交流电流以及通过再生制动由第二电动发电机MG2发电的交流电流转换成用于给蓄电池300充电的直流电流。另外，逆变器200根据行驶状态将由第一电动发电机MGl发电的交流电流作为第二电动发电机MG2的驱动用电力进行供给。
[0075]-行驶模式-
[0076]在本实施方式涉及的混合动力车辆中，在起步时或低速行驶时等发动机I的运转效率不佳的情况下，仅利用第二电动发电机MG2进行行驶(以下也称为“EV行驶”)。另外，在驾驶者利用配置于车室内的行驶模式选择开关选择了 EV行驶模式的情况下也进行EV行驶。
[0077]另一方面，在普通行驶时，例如利用所述动力分割机构3将发动机I的动力分为两条路径，利用一方进行驱动轮(在两轮驱动状态下为前轮6L、6R，在四轮驱动状态下为前轮6L、6R以及后轮8L、8R)的直接驱动(基于直接传递转矩的驱动)，利用另一方驱动第一电动发电机MGl进行发电。此时，利用产生的电力驱动第二电动发电机MG2进行驱动轮的驱动辅助(基于电通路的驱动)。
[0078]另外，在高速行驶时，进而将来自蓄电池(行驶用蓄电池)300的电力供给到第二电动发电机MG2，使该第二电动发电机MG2的输出增大，向驱动轮追加驱动力(驱动力辅助；牵引)。
[0079]进而，在减速时，第二电动发电机MG2作为发电机起作用而进行再生发电，将回收的电力存储于蓄电池300。另外，在蓄电池300的充电量降低而尤其需要充电的情况下，增加发动机I的输出，增加基于第一电动发电机MGl的发电量,而增加对于蓄电池300的充电量。当然，在低速行驶时也存在根据需要进行增加发动机I的驱动量的控制的情况。例如，如上所述包括蓄电池300需要充电的情况、驱动空调等辅机的情况、将发动机I的冷却水的温度提高到预定温度的情况、车辆急加速的情况等。
[0080]进而，在所述混合动力车辆中，根据车辆的运转状态或蓄电池300的状态，为了提高燃油经济性，使发动机I停止。接着，之后再检测车辆的运转状态或蓄电池300的状态，使发动机I再起动。这样一来，在混合动力车辆中，即使在点火开关处于ON (接通)位置，发动机I也进行间歇运转。
[0081]接着，对行驶模式的切换进行说明。图4是表示用于根据车速V及油门开度Acc对马达行驶(EV行驶)和发动机行驶(包括仅基于发动机I的驱动力的行驶和基于发动机I和第二电动发电机MG2的驱动的行驶二者)进行切换的驱动力选择映射的图。该图4的实线A是发动机行驶区域和马达行驶区域的边界线，其用于利用发动机I和第二电动发电机MG2对车辆的起步/行驶用(以下称为行驶用)的驱动力源进行切换，换言之是用于对将发动机I作为行驶用的驱动力源使车辆行驶的所谓发动机行驶和将第二电动发电机MG2作为行驶用的驱动力源使车辆行驶的所谓马达行驶进行切换。该图4所示的驱动力选择映射由以车速V和油门开度Acc为参数的二维坐标构成，预先存储于所述E⑶100的ROM。
[0082]并且，E⑶100根据图4的驱动力选择映射，基于由车速V和油门开度Acc所表示的车辆状态，判断是马达行驶区域和发动机行驶区域的哪一种，而执行马达行驶或发动机行驶。从图4可以明确看出，马达行驶一般在发动机效率比高转矩区域差的较低的低油门开度时即低负荷时、或者车速较低的低车速时即低发动机转矩时执行。
[0083]另外，在所述马达行驶时，为了抑制停止的发动机I的拖拽而提高燃油经济性，利用动力分割机构3的差动作用使发动机转速为零或大致为零。
[0084]例如，如图4的实线B的点b —点a所示，当油门踏板复原，油门开度Acc变小，车辆状态从发动机行驶区域向马达行驶区域变化的情况下，通过停止基于燃料喷射装置的燃料供给，即，通过燃料切断来停止发动机1，从发动机行驶向马达行驶切换。此时，ECUlOO通过快速降低第一电动发电机MGl的转子MGlR的转速，将发动机转速迅速降低至零或大致为零。
[0085]另外，如图4的实线B的点a —点b所示，当油门踏板被进行踩踏操作，油门开度Acc变大，车辆状态从马达行驶区域向发动机行驶区域变化的情况下，向第一电动发电机MGl通电来提高转子MGlR的转速，从而使第一电动发电机MGl作为起动机来发挥作用。例如，将发动机转速提高到能够独立旋转的转速为止，通过基于燃料喷射装置的燃料供给以及基于点火装置的点火进行发动机I的起动，从马达行驶向发动机行驶切换。
[0086]另外，如上所述，即使是在发动机行驶区域，也能够实现将来自蓄电池300的电能向第二电动发电机MG2供给，驱动第二电动发电机MG2而对发动机I的动力进行辅助的转矩辅助。因此，在本实施方式中，以发动机I和第二电动发电机MG2双方作为行驶用的驱动力源的车辆的行驶不是包含在马达行驶中而是包含在发动机行驶中。
[0087]并且，无论是车辆的停止状态还是低车速状态，都能够利用第一电动发电机MGl及动力分割机构3的电气CVT功能(差动作用)维持发动机I的运转状态。例如，在车辆停止时蓄电池300的充电剩余量SOC降低，而需要利用第一电动发电机MGl进行充电的情况下，在由发动机I的动力实现的第一电动发电机MGl的发电状态下提高该第一电动发电机MGl的转速，即使第二电动发电机MG2的转速因车辆停止状态而为零(接近零)，也通过动力分割机构3的差动作用而将发动机转速维持在能够独立旋转的转速以上。
[0088]而且，不限于车辆的停止中或者行驶中，都通过第一电动发电机MGl和动力分割机构3的电气CVT功能控制第一电动发电机MGl的转速和/或第二电动发电机MG2的转速，将发动机转速维持在任意的转速。
[0089]-联轴器传递转矩控制-
[0090]接下来，对作为本实施方式的特征的控制即联轴器传递转矩控制进行说明。
[0091]首先，对该联轴器传递转矩控制的概要进行说明。在该联轴器传递转矩控制中，在所述电子控制联轴器10连结的状态下，即在四轮驱动状态下，当从EV行驶时(EV-4WD行驶时)起动发动机I的时候，将所述电子控制联轴器10的配合力(以下，也存在称为连结力的情况)控制到使其降低的一侧(将电子控制联轴器10释放的一侧)。S卩，以减小伴随发动机I的起动而产生的转矩向后轮8L、8R侧(后轮用差速装置73、后轮车轴81、后轮8L、8R)的传递量(联轴器转矩)的方式控制电子控制联轴器10。即，减少基于电子控制联轴器10的向后轮8L、8R侧(从驱动轮侧)传递的驱动力传递量(通过驱动力传递量控制单元减少向从驱动轮侧传递的驱动力传递量的动作)。
[0092]下面，对该联轴器传递转矩控制的具体的控制步骤进行说明。图5和图6是表示联轴器传递转矩控制的动作步骤的流程图。该图5和图6所示的流程在车辆的EV行驶中每隔数msec执行。
[0093]首先，在步骤STl中，判断所述电子控制联轴器10是否处于连结状态。S卩，判断当前的车辆的行驶状态是否是EV-4WD行驶。例如，在车辆的EV行驶中四轮6L、6R、8L、8R中的一个车轮产生滑移，而该车轮的转速变得比其他车轮的转速高的情况下、或在从坡度小的路面转到上坡路的行驶的情况下，向电子控制联轴器10的励磁电流Ie增大，该电子控制联轴器10成为连结状态，从二轮驱动状态转移至四轮驱动状态。因此，监视该励磁电流Ie等来判断电子控制联轴器10是否处于连结状态。例如，在励磁电流Ie为超过其控制范围的最大值的50%的值的情况下判断为电子控制联轴器10处于连结状态，在步骤STl判断为YES (“是”)。所述值并不限定于此，可以适当设定。
[0094]在所述电子控制联轴器10不处于连结状态而在步骤STl判断为NO (“否”)的情况下，转移到步骤ST12，判断发动机I是否处于独立运转中。当前，由于电子控制联轴器10不处于连结状态(例如处于EV-2WD行驶状态)，发动机I停止，因此在该情况下，在步骤ST12判断为NO，直接返回。
[0095]另一方面，所述电子控制联轴器10处于连结状态，即当前的车辆的行驶状态为EV-4WD行驶，而在步骤STl判断为YES的情况下，转移至步骤ST2，判断是否存在发动机起动要求。例如，如图4中实线B的点a —点b所示，驾驶者对油门踏板的踏下量(油门开度)变大等而使得要求转矩增大，判断是否产生发动机起动要求。
[0096]在未产生发动机起动要求，而在步骤ST2判断为NO的情况下，转移到步骤ST12，判断发动机I是否处于独立运转中。在该情况下，当前处于EV-4WD行驶状态，不过由于发动机I的停止状态持续，因此在步骤ST12判断为NO，直接返回。
[0097]在存在发动机起动要求，而在步骤ST2判断为YES的情况下，转移到步骤ST3，进行当前的前后轮的实际差转速dNcur的计算。作为该前后轮的实际差转速dNcur的计算,具体来说，将由所述右前轮速度传感器103检测出的右前轮6R的转速和由所述左前轮速度传感器104检测出的左前轮6L的转速的平均值作为前轮实际转速Nf算出。而且，将由所述右后轮速度传感器105检测出的右后轮8R的转速和由所述左后轮速度传感器106检测出的左后轮8L的转速的平均值作为后轮实际转速Nr算出。并且，通过从前轮实际转速Nf减去后轮实际转速Nr (Nf-Nr)来算出前后轮的实际差转速dNcur。
[0098]然后，转移到步骤ST4，进行目标差转速dNref的计算。该目标差转速dNref是实验性地求得的值。以下，对该目标差转速dNref具体说明。
[0099]当从电子控制联轴器10处于连结状态的EV-4WD行驶状态开始起动发动机I时，在发动机转速比较低的状况下(例如，从曲柄转动到完全爆发为止的中途)，若成为向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的变动的频率与后轮8R、8L侧的驱动系统的固有频率一致的状况，则在该后轮8R、8L侧的驱动系统中产生与共振现象相伴的振动。而且，所述振动传递到车辆的车身，在车室内产生异响(空腔共鸣声)。
[0100]这样的向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量通过使连结状态下的电子控制联轴器10向释放侧动作而减小。并且，所述向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量由与使电子控制联轴器10向释放侧动作相伴的衰减量(传递转矩的衰减量)决定。而且，所述电子控制联轴器10的衰减量与所述前轮6R、6L的转速与后轮8R、8L的转速的差(差转速)相关。因此，以得到不产生所述后轮8R、8L侧的驱动系统中的与所述共振现象相伴的振动的衰减量的方式，预先设定与该衰减量相关的差转速(前轮6R、6L的转速与后轮8R、8L的转速的差)，将该差转速设定为目标差转速dNref。该衰减量与差转速的相关关系由电子控制联轴器10的种类决定，因此通过实验、模拟来求得所述衰减量与差转速的关系，能够根据不会产生与所述共振现象相伴的振动的衰减量设定目标差转速dNref。
[0101]图7示出了该衰减量与差转速的关系，实线所示的直线α以及单点划线所示的直线β示出种类不同的电子控制联轴器10各自的衰减量与差转速的关系。
[0102]另外，作为不产生与所述共振现象相伴的振动的衰减量，若为预定衰减量以上，则成为向后轮8R、8L侧的驱动系统传递的转矩的传递量减小而不会产生与所述共振现象相伴的振动的状况。即，所述差转速在预定差转速以上的话，成为不产生与所述共振现象相伴的振动的状况，但所述目标差转速dNref被设定为在不产生与所述共振现象相伴的振动的范围内差转速最小的值。即，设定为在不产生与共振现象相伴的振动的范围内电子控制联轴器10的连结力最大的值。例如，具有在图7中以实线所示的直线α的特性的电子控制联轴器10中，通过实验、模拟求得如果差转速达到图中的dNl以上(衰减量在Dl以上)则成为不产生与所述共振现象相伴的振动的状况时，将该差转速dNl设定为所述目标差转速dNref (=dNl)。
[0103]在如上所述计算目标差转速dNref后，转移至步骤ST5，利用下述算式(I)进行差转速偏差AdN的计算。
[0104][算式I]
[0105]Δ dN=dNref-dNcur...(I)
[0106]在如此进行差转速偏差Λ dN的计算后，转移至步骤ST6，通过下述的算式(2 )计算电子控制联轴器10的目标传递转矩Tcpfb。即，通过PID计算计算目标传递转矩Tcpfb。
[0107][算式2] [0108]
【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，所述车辆具备: 内燃机，输出行驶用的驱动力；以及 驱动力分配装置，能够通过变更驱动力的相对于主驱动轮和从驱动轮的分配率来使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量改变， 其特征在于， 所述车辆的控制装置具备驱动力传递量控制单元，所述驱动力传递量控制单元在所述内燃机起动时将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述车辆是如下的混合动力车辆:作为行驶用的驱动力源，除了所述内燃机之外还具备电动马达，能够使来自这些内燃机和电动机的驱动力根据由所述驱动力分配装置决定的驱动力的分配率而分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮传递。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于， 在从仅将来自所述电动马达的驱动力作为行驶用的驱动力且通过所述驱动力分配装置分别向所述主驱动轮和所述从驱动轮分配了所述驱动力的行驶状态开始起动所述内燃机时，所述驱动力传递量控制单元将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述驱动力传递量控制单元构成为，仅在从所述内燃机的起动要求时开始到内燃机达到能够独立运转的转速为止的期间，将所述驱动力分配装置控制到使向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量减少的一侧。
5.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述驱动力传递量控制单元构成为，以使所述主驱动轮的实际转速与所述从驱动轮的实际转速之间的转速差即实际差转速与预先设定的目标差转速一致的方式控制所述驱动力分配装置。
6.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 将所述内燃机起动时的向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值设定为伴随着内燃机产生的转矩的变动而在所述从驱动轮侧产生的振动得以抑制的范围中的最大值。
7.根据权利要求6所述的车辆的控制装置，其特征在于， 在所述驱动力分配装置的发热量超过预先设定的容许发热量的上限值的情况下，向所述从驱动轮侧传递的驱动力传递量的目标值被限制为不超过所述容许发热量的上限值的值。
8.根据权利要求1?7中任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述车辆为以前置发动机前轮驱动方式为基本的备用四轮驱动方式的车辆。
【文档编号】B60K17/348GK103561987SQ201180071294
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年5月30日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】长谷川弘一 申请人:丰田自动车株式会社
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