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CN102271947A - 四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置 - Google Patents

四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置 Download PDF

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CN102271947A
CN102271947A CN2009801541558A CN200980154155A CN102271947A CN 102271947 A CN102271947 A CN 102271947A CN 2009801541558 A CN2009801541558 A CN 2009801541558A CN 200980154155 A CN200980154155 A CN 200980154155A CN 102271947 A CN102271947 A CN 102271947A
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output
wheel
torque
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

提供一种四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，能够在四轮驱动车辆用动力传递装置中进一步提高驱动力分配的自由度、得到合适的驱动力分配。驱动力分配变更单元(64)通过使从第2驱动力源(13)输出的驱动力以及离合装置(41)的接合容量(转矩容量)变化，变更前轮用输出轴(14)以及后轮用输出轴(16)的驱动力分配，所以通过使离合装置(41)半接合(滑动接合)，能够将来自第2驱动力源(13)的驱动力(T2)的一部分向前轮用输出轴(14)传递，另外，通过使从第2驱动力源(13)输出的驱动力(T2)变化，能够提高向前轮(18)以及后轮(20)的驱动力分配的自由度。

Description

四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置
技术领域
本发明涉及四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，特别涉及提高驱动力分配的自由度的技术。
背景技术
已知一种四轮驱动车辆用动力传递装置，其具备：第1驱动力源；中央差动机构，其具有输入旋转要素与一对输出旋转要素，将输入该输入旋转要素的该第1驱动力源的输出向该一对输出旋转要素分配而向车辆的前轮以及后轮输出；和第2驱动力源，其设置于该一对输出旋转要素的一方与所述前轮以及后轮的一方之间的动力传递路径；并且，所述中央差动机构配置在所述第1驱动力源与所述第2驱动力源之间。例如，专利文献1的混合动力车的驱动装置是其一例。在专利文献1中公开了如下所述的技术：通过在车辆的前后方向上在第1驱动力源与第2驱动力源之间配置有中央差动机构(动力分割机构)，缩短车辆的前后方向的长度。
专利文献1：日本特开2004-114944号公报
发明内容
在如上所述那样构成的四轮驱动车辆用动力传递装置中，第2驱动力源的驱动力仅向一对输出旋转要素的一方输出，不向另一方输出旋转要素输出，所以具有驱动力分配的自由度降低的问题。因此，具有不能得到与行驶状态相应的合适的驱动力分配、不能得到充分的行驶性的问题。
本发明的目的在于，提供一种四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，能够在四轮驱动车辆用动力传递装置中进一步提高驱动力分配的自由度、得到合适的驱动力分配。
用于达成上述目的的、第1技术方案的发明的主旨，是一种四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，该四轮驱动车辆用动力传递装置具备：第1驱动力源；中央差动机构，其具有输入旋转要素和一对输出旋转要素，将输入该输入旋转要素的该第1驱动力源的输出分配到该一对输出旋转要素而向车辆的前轮以及后轮输出；和第2驱动力源，其设置于该一对输出旋转要素中的一方与所述前轮以及后轮中的一方之间的动力传递路径；所述中央差动机构配置在所述第1驱动力源与所述第2驱动力源之间；所述控制装置的特征在于，具备：接合装置，其设置于所述一对输出旋转要素之间；和驱动力分配变更单元，其使从所述第2驱动力源输出的驱动力以及所述接合装置的接合容量变化，由此变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配。
另外，第2技术方案的发明的主旨，是如第1技术方案所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：所述驱动力分配变更单元还使从第1驱动力源输出的驱动力变化，由此变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配。
另外，第3技术方案的发明的主旨，是如第1或2技术方案所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：所述第1驱动力源，具有：发动机，差动用电动机，和将该发动机的输出向该差动用电动机以及所述输入旋转要素分配的差动齿轮装置；作为通过控制该差动用电动机的运行状态而使该发动机与该输入旋转要素的变速比连续变化的电控无级变速机而起作用。
另外，第4技术方案的发明的主旨，是如第1～3技术方案中的任意一项所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：所述第2驱动力源为电动机。
根据第1技术方案中的发明的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，驱动力分配变更单元通过使从所述第2驱动力源输出的驱动力以及所述接合装置的接合容量变化，变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配，所以通过使所述接合装置半接合(滑动接合)，能够将来自所述第2驱动源的驱动力的一部分向一对输出旋转要素的另一方传递。另外，通过不但使所述接合装置的接合容量变化而且使从第2驱动源输出的驱动力变化，能够提高向所述前轮以及所述后轮的驱动力分配的自由度。
另外，根据第2技术方案中的发明的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，所述驱动力分配变更单元通过进而使从第1驱动力源输出的驱动力变化，变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配，所以能够进一步提高向所述前轮以及所述后轮的驱动力分配的自由度。
另外，根据第3技术方案中的发明的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，所述第1驱动力源具有发动机、差动用电动机和将该发动机的输出向该差动用电动机以及所述输入旋转要素分配的差动齿轮装置，作为通过控制该差动用电动机的运行状态而使该发动机与该输入旋转要素的变速比连续变化的电控无级变速器而起作用，所以能够无级变更向所述输入旋转要素输出的驱动力。
另外，根据第4技术方案中的发明的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，所述第2驱动力源为电动机，所以能够无级变更第2驱动力源的驱动力。
在上述技术方案中，驱动力分配基于预先根据行驶状态而设定的前轮驱动力分配比或者后轮驱动力分配比而设定。这时，通过基于前轮驱动力分配比或者后轮驱动力分配比控制接合装置的接合容量、第1驱动力源的驱动力、第2驱动力源的驱动力，能够良好地实施车辆的驱动力分配。
附图说明
图1是表示本实施例的四轮驱动车辆用动力传递装置的概要的图。
图2是表示图1的动力传递装置的一部分即包含第1驱动力源、中央差动机构、后轮用输出轴、前轮用输出轴、第2驱动力源、自动变速器等的部分的骨架图。
图3是对设置于图1的四轮驱动车辆用动力传递装置的电子控制装置的输入输出信号进行说明的图。
图4是用于对也作为动力传递装置的控制装置起作用的电子控制装置所具备的控制功能的重要部分进行说明的功能框图。
图5是表示第1驱动力源以及第2驱动力源整体的转矩传递关系的动力流向图。
图6是表示第1驱动力源以及离合装置的转矩传递关系的动力流向图。
图7是表示第2驱动力源以及离合装置的转矩传递关系的动力流向图。
图8是电子控制装置的控制工作的重要部分即计算由离合装置传递的传递转矩进行计算的流程图。
附图标记说明
10：四轮驱动车辆用动力传递装置
12：第1驱动力源
13：第2驱动力源
14：前轮用输出轴(一对输出轴)
16：后轮用输出轴(一对输出轴)
18：前轮
20：后轮
22：中央差动机构
41：离合装置(接合装置)
42：发动机
44：差动齿轮装置
46：传递构件(输入旋转要素)
64：驱动力分配变更单元
MG1：第1电动机(差动用电动机)
MG2：第2电动机(电动机)
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的实施例进行详细说明。另外，在下面的实施例中图被适当简化或者变形，各部分的尺寸比以及形状等并不一定准确地绘制。
实施例
图1是表示本实施例的四轮驱动车辆用动力传递装置(下面，称为动力传递装置)10的图。在图1中，动力传递装置10具有：作为车辆的主动力源的第1驱动力源12；中央差动机构22，其以能够传递动力的方式连结于该第1驱动力源12，将第1驱动力源12的输出分配到前轮用输出轴14以及后轮用输出轴16、向前轮18以及后轮20输出；和第2驱动力源13，其连结于上述后轮用输出轴16与后轮20之间的动力传递路径。另外，在前轮用输出轴14与后轮用输出轴16之间，设有相当于本发明的接合装置的离合装置41。另外，上述前轮用输出轴14相当于本发明中的一对输出旋转要素中的一方，上述后轮用输出轴16相当于本发明中的一对输出旋转要素中的另一方。
传递到前轮用输出轴14的驱动力(转矩)分别经由相互卷挂有链条26的动力传递齿轮副28、前轮用传动轴(propeller shaft)30、前轮用差动齿轮装置32以及左右一对前轮用驱动轴34分别向左右一对前轮18传递。另外，传递到上述后轮用输出轴16的驱动力(转矩)分别经由后轮用传动轴36、后轮用差动齿轮装置38以及左右一对后轮用驱动轴40分别向左右一对后轮20传递。另外，从第1驱动力源12以及第2驱动力源13向后轮用输出轴16传递驱动力。
所述第1驱动源12构成为具有：发动机42；减震装置47，其抑制发动机42的旋转变动；第1电动机MG1(差动用电动机)；以及差动齿轮装置44，其将发动机42的输出向第1电动机MG1以及中央差动机构22(后述的行星轮架CA2)分配。另外，所述第2驱动源13构成为具有：第2电动机MG2(电动机)；和自动变速器24，其使第2电动机MG2的旋转速度变速。
图2是表示图1的动力传递装置10的一部分即包含第1驱动力源12、中央差动机构22、后轮用输出轴14、前轮用输出轴16、第2电动机MG2、自动变速器24等的部分的骨架图。如图2所示，发动机42的输出经由减震装置47传递到差动齿轮装置44。然后，从发动机42传递的输出经由差动齿轮装置44向第1电动机MG1以及中央差动机构22分配。
所述差动齿轮装置44由单齿轮(single pinion)型的行星齿轮装置构成，行星齿轮装置的太阳轮S1连结于第1电动机MG1，行星轮架CA1经由减震装置47连结于发动机42的输出轴，齿圈(ring gear，内齿轮、冕状齿轮)R1经由作为本发明的输入旋转要素而起作用的传递构件46能够传递动力地连结于中央差动机构22(行星轮架CA2)。
上述发动机42例如由汽油发动机、柴油发动机等内燃机构成。该发动机42构成为，通过例如以微型计算机为主体而构成的后述的图4所示的电子控制装置54电控制节气门开度或者吸入空气量、燃料供给量、点火正时等运行状态。向电子控制装置54例如供给来自未图示的加速踏板开度传感器、节气门开度传感器、车速传感器、第1电动机旋转速度传感器以及第2电动机旋转速度传感器等的检测信号。
所述第1电动机MG1以及所述第2电动机MG2是构成为能够选择得到作为产生驱动转矩的电动机的功能和作为发电机的功能的电动发动机。这些第1电动机MG1以及所述第2电动机MG2如图4所示经由变换器(inverter)48电连接于电池、电容器等蓄电装置52。而且，通过由图4所示的电子控制装置54控制变换器48，分别调整第1电动机MG1以及所述第2电动机MG2的驱动转矩或者再生制动转矩。
通过这样构成，第1驱动源12作为通过控制第1电动机MG1的运行状态而使发动机42与传递构件46的速度比连续变化的电控式无级变速机而起作用。具体地说，例如，在发动机42的旋转速度为恒定时使第1电动机MG1的旋转速度大小变化，由此传递构件46的旋转速度连续(无级)变化。另外，例如，在传递构件46的旋转速度为恒定时使第1电动机MG1的旋转速度大小变化，由此发动机42的旋转速度连续(无级)变化。
所述中央差动机构22由单齿轮型的行星齿轮装置构成，中央差动机构22的太阳轮S2连结于后轮用输出轴16，行星轮架CA2经由传递构件46连结于差动齿轮装置44的齿圈R1，齿圈R2连结于前轮用输出轴14。该中央差动机构22将输入行星轮架CA2的第1驱动力源12的输出分配到齿圈R2(前轮用输出轴14)以及太阳轮S2(后轮用输出轴16)、向前轮14以及后轮16输出。另外，在前轮用输出轴14与后轮用输出轴16之间，配设有离合装置41，通过半接合(滑动(滑移)接合)或者接合，使相互输出轴的动力传递成为可能。
在本实施例中，包含中央差动机构22、前轮用输出轴14、后轮用输出轴16、链条26以及动力传递齿轮副28而构成传递装置(动力分配装置)。在该传递装置中，还包含使前轮用输出轴14与后轮用输出轴16之间的动力传递成为可能的离合装置41。该离合装置41例如为通过摩擦产生制动转矩的所谓摩擦接合装置，由互相重合的多块摩擦板由液压致动器按压的湿式多板型液压式摩擦接合装置、在旋转的鼓(滚筒)的外周面卷绕着的1根或2根带的一端由液压致动器拉紧的带式制动器等构成，有选择地连结其所插置处的两侧的构件即前轮用输出轴14以及后轮用输出轴16。该离合装置41构成为，通过图4所示的电子控制装置54切换液压控制电路59的工作状态，由此调整向离合装置41的液压致动器供给的工作油的液压(接合压)，转矩容量(接合容量)根据该工作油的液压而连续变化。通过将离合装置41设为完全接合状态，中央差动机构22设为非差动状态，均匀地分配向前轮18以及后轮20的驱动力。另外，通过将离合装置41设为半接合状态(滑动接合状态)，从后轮用输出轴16向前轮用输出轴14传递的转矩(传递转矩)根据该接合力而变化。
第2驱动源13构成为包含第2电动机MG2和自动变速器24。所述自动变速器24由一组腊文瑙型行星齿轮机构构成。即，构成为具备：太阳轮S3，其经由制动器B1有选择地连结于作为非旋转构件的壳体60；太阳轮S4，其连结于第2电动机MG2；行星轮架CA3，其将与太阳轮S3啮合的多个短齿轮(シヨ一トピニオンギヤ)P3和分别与这多个短齿轮P3以及太阳轮S3啮合的多个长齿轮(ロングピニオンギヤ)P4支撑成能够自转并且能够围绕后轮用输出轴16公转，并且连结于后轮用输出轴16；和齿圈R3，其与多个长齿轮P4啮合并且经由制动器B2有选择地连结于壳体60。上述太阳轮S3以及齿圈R3，与各短齿轮P3以及长齿轮P4一起构成与双齿轮(double pinion)型的行星齿轮装置相当的机构，另外，太阳轮S4以及齿圈R3与长齿轮P4一起构成与单齿轮型的行星齿轮装置相当的机构。
上述制动器B1、B2与所述离合装置41同样，是通过摩擦力产生制动力的所谓摩擦接合装置，优选由互相重合的多块摩擦板由液压致动器按压的湿式多板型液压式摩擦接合装置、在旋转的鼓(滚筒)的外周面卷绕着的1根或2根带的一端由液压致动器拉紧的带式制动器等构成，有选择地连结其所插置处的两侧的构件。这些制动器B1、B2构成为，通过图4所示的电子控制装置54切换液压控制电路59的工作状态，由此分别调整向所述各液压致动器供给的工作油的液压(接合压)，转矩容量(接合力)分别根据这些液压而连续变化。
在这样构成的自动变速器24中，太阳轮S4作为输入要素而起作用，并且行星轮架CA3作为输出要素而起作用，当使制动器B1接合时，达成了比“1”大的变速比的高速档H。另外，当代替制动器B1使制动器B2接合时，达成了变速比比该高速档H的变速比大的低速档L。另外，当制动器B1以及B2都被放开(松开)时，达成了将自动变速器24的动力传递路径切断的中立状态。这样，自动变速器24是通过液压式摩擦接合装置的接合与放开，切换变速档的有级式变速机构。
自动变速器24的变速即上述高速档H以及低速档L的切换基于车速、要求驱动力关联值(目标驱动力关联值)等行驶状态而执行。具体地说，例如，通过图4所示的电子控制装置54，从作为车辆的行驶状态与变速档的关系而预先通过实验求得并存储的映射(变速线图)，基于由各种传感器检测出的行驶状态计算出应该切换的变速档。然后，为了达成该计算出的变速档，向控制向制动器B1以及B2供给的工作油的液压的图4所示的液压控制电路59输出指令。除了上述的传感器，还从用于检测供给于制动器B1以及B2的工作油的温度的油温传感器、用于检测制动器B1、B2以及离合装置41的液压的液压开关等，向电子控制装置54供给检测信号。另外，上述要求驱动力关联值中，使用基于例如加速踏板开度(或者节气门开度、吸入空气量、空燃比、燃料喷射量)而确定的驱动力关联值的要求值(目标值)，但也可以直接使用加速踏板开度等。
图3例示了向用于控制本实施例的动力传递装置10的电子控制装置54输入的信号以及从该电子控制装置54输出的信号。该电子控制装置54构成为包含由CPU、ROM、RAM以及输入输出接口等构成的所谓微型计算机，一边利用RAM的暂时存储功能一边按照预先存储于ROM的程序进行信号处理，由此执行与发动机42、第1、第2电动机MG1、MG2有关的混合动力驱动控制、自动变速部24的变速控制等驱动控制。
向电子控制装置54，从图3所示的各传感器、开关等，分别供给：表示发动机水温TEMPW的信号，表示换档杆的档位PSH、“M”档的操作次数等的信号，表示发动机42的旋转速度即发动机旋转速度NE的信号，表示传动比列(ギヤ比列)设定值的信号，指示M模式(手动变速行驶模式)的信号，表示空调的工作的信号，表示与输出轴的旋转速度(下面，称作输出轴旋转速度)NOUT相对应的车速V的信号，表示自动变速部24的工作油温TOIL的信号，表示驻车制动器操作的信号，表示脚制动器操作的信号，表示催化剂温度的信号，表示与驾驶者的输出要求量相对应的加速踏板的操作量即加速踏板开度Acc的信号，表示凸轮转角的信号，表示雪地模式设定的信号，表示车辆的前后加速度G的信号，表示自动巡航行驶的信号，表示车辆的重量(车重)的信号，表示各车轮的车轮速度的信号，表示第1电动机MG1的旋转速度NM1的信号，表示第2电动机MG2的旋转速度NM2的信号，表示蓄电装置52(参照图4)的充电容量(充电状态)SOC以及温度TBAT的信号等。
另外，从上述电子控制装置54，分别输出：向控制发动机输出的发动机输出控制装置的控制信号例如向对发动机42的进气管所具备的电子节气门的节气门开度θTH进行操作的节气门致动器的驱动信号、对燃料喷射装置向进气管或者发动机42的气缸内供给的燃料供给量进行控制的燃料供给量信号、指示点火装置对发动机42点火的点火正时的点火信号，用于调整增压的增压调整信号，用于使电动空调工作的电动空调驱动信号，指示电动机MG1以及MG2的工作的指令信号，用于使换档指示器工作的档位(操作位置)显示信号，用于显示传动比(齿轮速比)的传动比显示信号，用于使得显示出为雪地模式的雪地模式显示信号，用于使防止制动时的车轮的打滑的ABS致动器工作的ABS工作信号，使得显示出选择了M模式的M模式显示信号，为了对离合装置41、自动变速部24的液压式摩擦接合装置的液压致动器进行控制而使液压控制电路59(参照图4)所含的电磁阀(线性电磁阀)工作的阀指令信号，用于通过设置于该液压控制电路59的调压阀对管路液压PL进行调压的信号，用于使该管路液压PL调压用的源压的液压源即电动液压泵工作的驱动指令信号，用于驱动电动加热器的信号，向巡航控制用计算机的信号等。
图4是用于对也作为动力传递装置10的控制装置起作用的电子控制装置54(单点划线相当于电子控制装置54)所具备的控制功能的重要部分进行说明的功能框图。混合动力控制单元62使发动机42在高效的工作区域工作，另一方面使由第1电动机MG1的发电产生的反作用力变化为最适当、控制差动齿轮装置44的作为电控无级变速器时的变速比。例如，在此时的行驶车速V下，根据作为驾驶者的输出要求量的加速踏板开度Acc、车速V计算车辆的目标(要求)输出，根据该车辆的目标输出与充电要求值计算所需的总目标输出，以能够得到该总目标输出的方式考虑传递损失、辅机负荷、第2电动机MG2的驱动力而计算目标发动机输出(要求发动机输出)PER，以成为能够得到该目标发动机输出PER的发动机旋转速度NE和发动机转矩TE的方式控制发动机8并且控制第1电动机MG1的发电量。
混合动力控制单元62将由第1电动机MG1发电得到的电能通过变换器48向蓄电装置52、第2电动机MG2供给，所以发动机42的动力的主要部分向中央差动机构22机械传递，但发动机42的动力的一部分用于第1电动机MG1的发电而消耗、在此转换为电能，该电能通过变换器48向第2电动机MG2供给，该第2电动机MG2被驱动、从第2电动机MG2经由自动变速器24向后轮用输出轴16传递。通过与从该电能的产生到在第2电动机MG2消耗为止关联的设备，构成将发动机42的动力的一部分转换成电能、将该电能转换成机械能为止的电路径。此时，混合动力控制单元62基于预先设定的变速线图，向液压控制电路59输出将自动变速器24适当切换为应该切换的变速档的指令。
另外，混合动力控制单元62功能性具备发动机输出控制单元，发动机输出控制单元单独或者组合输出：为了节气门控制而通过节气门致动器对电子节气门进行开闭控制、为了燃料喷射控制而对燃料喷射装置的燃料喷射量、喷射正时进行控制、为了点火正时控制而对点火器等点火装置的点火正时进行控制的指令，从而产生必要的发动机输出，这样执行发动机42的输出控制。
另外，混合动力控制单元62也能够实施在使发动机42停止的状态下的由第2电动机MG2进行的电动机行驶。通常，在电动机行驶时，由于使发动机42停止，所以来自第1驱动力源12的驱动力变为零。在此，混合动力控制单元62在将自动变速器24切换为例如低速档L的状态下，驱动第2电动机MG2，从而使车辆行驶。
另外，混合动力控制单元62具有作为再生控制单元的功能，在不踏加速踏板的惯性行驶时(滑行行驶时)、由脚制动器进行的制动时等，为了提高燃料经济性，通过车辆的动能即从后轮20向发动机42侧传递的反驱动力，使第2电动机MG2旋转驱动、作为发电机而工作，将该电能即第2电动机发电电流经由变换器48向蓄电装置52充电。在该再生控制中，控制成：成为基于蓄电装置52的充电剩余量SOC、液压制动器产生的制动力的制动力分配等而确定的再生量，所述液压制动器用于得到与制动踏板操作量相应的制动力。
另外，混合动力控制单元62向驱动力分配变更单元64输出使得前轮18以及后轮20的驱动力分配变成最适当的命令。驱动力分配变更单元64具有离合器转矩控制单元66、第1驱动源控制单元68以及第2驱动源控制单元70，根据车辆的行驶状态适当变更动力传递装置10的前轮18以及后轮20的驱动力分配。
离合器转矩控制单元66基于驱动力分配变更单元64的指令值变更离合装置41的接合容量。具体地说，通过变更离合装置41的液压致动器的接合液压，变更离合装置41的接合容量。第1驱动源控制单元68通过控制发动机42的输出以及第1电动机MG1的反作用力转矩，变更向中央差动机构22输出的驱动力。第2驱动源控制单元70通过控制第2电动机MG2的输出，变更向后轮用输出轴16输出的驱动力。
驱动力分配变更单元64，通过上述离合器转矩控制单元66、第1驱动源控制单元68以及第2驱动源控制单元70控制从第1驱动力源12输出的驱动力、从第2驱动力源13输出的驱动力以及离合装置41的接合容量，由此根据行驶状态适当变更行驶中的驱动力分配。
在这里，关于与车辆的行驶状态相应的前轮18以及后轮20的最适当的驱动力分配比，通过实验或者解析而预先设定基于车轮速度、车速V、操舵角度(转向角)、总驱动力、路面坡度、路面摩擦系数等的最适当的值，并映射化等而存储于最适当分配比设定单元72。而且，最适当分配比设定单元72基于车辆的行驶状态逐次确定最适当的分配比。
转矩容量计算单元74基于由最适当分配比设定单元72设定的驱动力分配比，计算成为离合装置41的目标控制量的传递转矩Tc(接合容量)。下面，对于基于前后驱动力分配比计算传递转矩Tc的方法进行说明。
图5是表示第1驱动源12以及第2驱动源13整体的转矩传递关系的动力流向图。在图5中，设为从第1驱动力源12输出第1驱动力源转矩T1，从第2驱动力源13输出第2驱动力源转矩T2。通过中央差动机构22将第1驱动力源转矩T1机械性分配到前轮用输出轴14以及后轮用输出轴16。另外，当离合装置41半接合时，与离合装置41的转矩容量(接合容量)相应地，传递到后轮用输出轴16的驱动力的一部分向前轮用输出轴14传递。
图6是表示第1驱动力源12以及离合装置41的转矩传递关系的动力流向图。在图6中，在将从第1驱动力源12输出的第1驱动力源转矩设为T1、将中央差动机构22的向前轮14侧的驱动力分配比设为a、将通过离合装置41的滑动接合从后轮用输出轴16向前轮用输出轴14传递的传递转矩设为Tc1时，第1驱动力源12产生的向前轮18输出的前轮转矩Tf1以及向后轮20输出的后轮转矩Tr1分别通过下式(1)以及(2)表示。另外，上述分配比a是基于中央差动装置22的传动比而机械确定的。
Tf1＝aT1+Tc1......式(1)
Tr1＝(1-a)T1-Tc1...式(2)
根据式(1)，向前轮18传递由中央差动机构22分配的第1驱动力源转矩T1的驱动力(＝aT1)以及由离合装置41从后轮用输出轴16传递的传递转矩(＝Tc1)。另外，根据式(2)，向后轮20传递由中央差动机构22分配的第1驱动力源转矩T1的驱动力(＝(1-a)T1)与由离合装置41向前轮18侧传递的传递转矩(＝Tc1)的差。
图7是表示第2驱动源13以及离合装置41的转矩传递关系的动力流向图。在图7中，在将从第2驱动力源13输出的第2驱动力源转矩设为T2、将通过离合装置41的滑动接合从后轮用输出轴16向前轮用输出轴14传递的传递转矩设为Tc2时，第2驱动力源13产生的向前轮18输出的前轮转矩Tf2以及向后轮20输出的后轮转矩Tr2分别通过下式(3)以及(4)表示。
Tf2＝Tc2......式(3)
Tr2＝T2-Tc2...式(4)
根据式(3)，向前轮18传递通过离合装置41从后轮用输出轴16传递的第2驱动力源转矩T2的一部分即传递转矩Tc2。另外，根据式(4)，向后轮20传递从第2驱动力源13输出的第2驱动力源转矩T2与传递转矩Tc2的差。
由此，前轮18的总驱动力以及后轮20的总驱动力分别通过式(5)以及(6)表示。
Tf＝Tf1+Tf2＝aT1+(Tc1+Tc2)......式(5)
Tr＝Tr1+Tr2＝(1-a)T1+T2-(Tc1+Tc2)...式(6)
而且，以前轮18为基准的前轮驱动力分配比tfr(＝Tf/Tt)以及以后后轮20为基准的后轮驱动力分配比trr(＝Tr/Tt)通过式(7)以及(8)表示。另外，Tt表示从第1驱动力源12以及第2驱动力源13输出的驱动力的总和即总驱动力Tt(＝T1+T2)，前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr表示前轮总驱动力以及后轮总驱动力相对于从第1驱动力源12以及第2驱动力源13输出的驱动力的总和即总驱动力Tt的比。
Tf/Tt＝(aT1+(Tc1+Tc2))/(T1+T2)...式(7)
Tr/Tt＝(1-a)T1+T2-(Tc1+Tc2)/(T1+T2)...式(8)
在这里，将Tc＝Tc1+Tc2、tfr＝Tf/Tt、trr＝Tr/Tt代入式(7)以及式(8)时，变形为式(9)以及式(10)。
tfr＝(aT1+Tc)/(T1+T2)......式(9)
trr＝((1-a)T1+T2-Tc)/(T1+T2)...式(10)
因此，根据式(9)以及式(10)，由离合装置41传递的传递转矩Tc(＝Tc1+Tc2)分别通过式(11)以及式(12)计算。
Tc＝tfr(T1+T2)-aT1......式(11)
Tc＝(1-a)T1+T2-trr(T1+T2)...式(12)
根据上述内容，当设定了设为目标的前轮驱动力分配比tfr时，能够基于式(11)，计算出成为离合装置41的目标的传递转矩Tc。另外，在设定了后轮驱动力分配比trr时，能够基于式(12)计算出传递转矩Tc。上述任何一个式子都能够计算出传递转矩Tc。
而且，驱动力分配变更单元64(离合器转矩控制单元66)以使得传递所计算出的传递转矩Tc的方式控制离合装置41的接合容量(转矩容量(torque capacity，转矩传递承载能力))。即，以使得离合装置41的接合容量(转矩容量)变为计算出的传递转矩Tc的方式控制离合装置41的液压致动器的接合液压。
上述转矩分配计算单元72在使发动机42停止而仅通过第2驱动力源13实施行驶的电动机行驶时也能够应用。在发动机42停止的状态下，来自第1驱动力源12的输出为零，所以第1驱动力源转矩T1(T1＝0)变为零。因此，在这样的情况下控制向前轮18的驱动力分配时，也能够通过式(11)计算传递转矩Tc。
另外，在再生行驶时，第2驱动力源13的输出为负(T2＜0)，从后轮20向第2驱动力源13输入反驱动力。此时也同样，能够通过式(11)或者式(12)计算传递转矩Tc。
另外，如式(9)以及式(10)所示，前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr以第1驱动力源转矩T1、第2驱动力源转矩T2以及传递转矩Tc为参数而记述。因此，通过适当变更上述第1驱动力源转矩T1、第2驱动力源转矩T2以及传递转矩Tc，前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr的变化幅度变大，即驱动力分配的自由度提高。例如，在离合装置41被放开的状态下，传递转矩Tc变为零，所以基于第1驱动力源转矩T1以及第2驱动力源转矩T2确定前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr。在这里，在进而将离合装置41设为半接合(滑动接合)时，与由离合装置41传递的传递转矩Tc相应地，前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr变化、自由度变高。根据上述内容，驱动力分配变更单元64通过离合器转矩控制单元66、第1驱动力源控制单元68以及第2驱动力源控制单元70控制离合装置41的接合容量(转矩容量)、第1驱动力源12的驱动力以及第2驱动力源13的驱动力，由此能够将前轮驱动力分配比tfr以及后轮驱动力分配比trr控制为根据行驶状态而预先设定的值，驱动力分配的自由度提高。
图8是电子控制装置54的控制工作的重要部分即计算由离合装置41传递的传递转矩Tc的流程图，以例如几msec至几十msec左右的极短的循环时间反复执行。
首先，在与最适当分配比设定单元72相对应的步骤SA1(下面，省略步骤)中，基于车辆的车速V、车轮速度、操舵角度(转向角)、路面坡度等，设定最适当的前轮驱动力分配比tfr或后轮驱动力分配比trr。接下来，在与混合动力控制单元62相对应的SA2中，检测从第1驱动力源12输出的第1驱动力源转矩T1以及从第2驱动力源13输出的第2驱动力源转矩T2。接下来，在与转矩分配计算单元74相对应的SA3中，基于在SA1中设定的前轮驱动力分配比tfr或者后轮驱动力分配比trr、和在SA2中检测出的第1驱动力源转矩T1以及第2驱动力源T2，计算出传递转矩Tc。然后，在与驱动力分配变更单元(离合器转矩控制单元66)相对应的SA4中，基于在SA3中计算出的传递转矩Tc，设定离合装置41的液压致动器的接合液压。在这里，在例如基于前轮驱动力分配比tfr或者后轮驱动力分配比trr计算出的传递转矩Tc为难以控制的值时，通过变更第1驱动源转矩T1以及第2驱动源转矩T2，能够将传递转矩Tc变更为能够控制的值。另外，此时优选以使得总驱动力Tt(＝T1+T2)不变化的方式变更，从而抑制驱动力变化。
如上所述，根据本实施例，驱动力分配变更单元64通过使从第2驱动力源13输出的驱动力以及离合装置41的接合容量(转矩容量)变化，变更前轮用输出轴14以及后轮用输出轴16的驱动力分配，所以通过使离合装置41半接合(滑动接合)，能够将来自第2驱动源13的驱动力T2的一部分向前轮用输出轴14传递。另外，不但使离合装置41的接合容量变化，而且使从第2驱动力源13输出的驱动力T2变化，由此能够提高向前轮18以及后轮20的驱动力分配的自由度。
另外，根据本实施例，驱动力分配变更单元64还使从第1驱动力源12输出的驱动力T1变化，由此变更前轮用输出轴14以及后轮用输出轴16的驱动力分配，所以能够进一步提高向前轮18以及后轮20的驱动力分配的自由度。
另外，根据本实施例，第1驱动力源12具有：发动机42，第1电动机MG1，和将该发动机42的输出向该第1电动机MG1以及传递构件46(中央差动机构22)分配的差动齿轮装置44；作为通过控制该第1电动机MG1的运行状态而使该发动机42与该传递构件46的变速比连续变化的电控式无级变速器而起作用，所以能够使向所述传递构件46(中央差动机构22)输出的驱动力无级地变更。
另外，根据本实施例，第2驱动力源13为第2电动机MG2，所以能够使第2驱动力源13的驱动力无级地变更。
以上，基于附图对本发明的实施例进行了详细说明，但这只不过是一个实施方式，本发明在其他的方式下也可应用。
例如，在上述的实施例中，离合装置41通过控制液压致动器的液压而变更传递转矩Tc，但并不限定于上述液压控制，也可以通过例如电磁离合器等其他的方式变更传递转矩Tc。
另外，在上述的实施例中，自动变速器24是能够进行高速档H以及低速档L这2个档的切换的变速器，但并不限定于2个档，也可以是具有3个档以上的变速档的自动变速器。另外，并不限定于有级变速器，也可以是无级变速器。进而，自动变速器24并不是必须的，也可以省略。
另外，在上述的实施例中，中央差动机构22由行星齿轮装置构成，但也可以由例如锥齿轮传动式等其他的结构构成。
另外，在上述的实施例中，第1驱动力源12由发动机42、第1电动机MG1以及差动齿轮装置44构成，但第1驱动力源12也可以是例如通过发动机42单体输出驱动力的构成。总之，只要是从第1驱动力源12输出驱动力的结构即可，其结构没有特别限定。因此，在第1驱动力源12中也可以是通过电动机输出驱动力的结构。
另外，在上述的实施例中，计算出传递转矩Tc，以使得离合装置41能够传递该传递转矩Tc的方式控制离合装置41的液压致动器的液压，但在所计算出的传递转矩Tc偏离了能够控制的接合容量时，优选附加通过变更第1驱动力源12的驱动力以及第2驱动力源13的驱动力而将传递转矩Tc变更为能够控制的值的控制。
另外，上述的只是本发明的一个实施方式，本发明在不脱离该宗旨的范围内能够以施加了各种变更、改良的方式实施。

Claims (4)

1.一种四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，该四轮驱动车辆用动力传递装置具备：第1驱动力源；中央差动机构，其具有输入旋转要素和一对输出旋转要素，将输入该输入旋转要素的该第1驱动力源的输出分配到该一对输出旋转要素而向车辆的前轮以及后轮输出；和第2驱动力源，其设置于该一对输出旋转要素中的一方与所述前轮以及后轮中的一方之间的动力传递路径；所述中央差动机构配置在所述第1驱动力源与所述第2驱动力源之间；所述控制装置的特征在于，具备：
接合装置，其设置于所述一对输出旋转要素之间；和
驱动力分配变更单元，其使从所述第2驱动力源输出的驱动力以及所述接合装置的接合容量变化，由此变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配。
2.如权利要求1所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：所述驱动力分配变更单元还使从第1驱动力源输出的驱动力变化，由此变更所述一对输出旋转要素的驱动力分配。
3.如权利要求1或2所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：
所述第1驱动力源，具有：发动机，差动用电动机，和将该发动机的输出向该差动用电动机以及所述输入旋转要素分配的差动齿轮装置；作为通过控制该差动用电动机的运行状态而使该发动机与该输入旋转要素的变速比连续变化的电控无级变速机而起作用。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的四轮驱动车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于：所述第2驱动力源为电动机。
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