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JP2012229737A - Control apparatus for driving force distribution mechanism - Google Patents

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JP2012229737A
JP2012229737A JP2011097966A JP2011097966A JP2012229737A JP 2012229737 A JP2012229737 A JP 2012229737A JP 2011097966 A JP2011097966 A JP 2011097966A JP 2011097966 A JP2011097966 A JP 2011097966A JP 2012229737 A JP2012229737 A JP 2012229737A
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Japan
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torque
driving force
force distribution
distribution mechanism
input
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JP2011097966A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Ito
浩平 伊藤
Koji Ando
孝司 安藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】入力された駆動力を二軸に配分して伝達する駆動力配分機構の耐久性を向上させる。
【解決手段】入力されたトルクを互いに独立して回転できる二軸に分配するとともに、一方の軸から他方の軸にトルクを移動させるように構成された駆動力配分機構の制御装置において、前記駆動力配分機構に入力されるトルクを求める入力トルク算出手段(ステップS1)と、その入力トルク算出手段(ステップS1)で求められた入力トルクに基づいて、前記二軸間で移動させる移動トルクの上限値を求めるとともに、前記二軸間で移動させるトルクをその上限値以下に規制する移動トルク制限手段(ステップS3)とを備えている。
【選択図】図1
The durability of a driving force distribution mechanism that distributes and transmits an input driving force to two axes is improved.
In a control device for a driving force distribution mechanism configured to distribute input torque to two axes that can rotate independently of each other and to move torque from one axis to the other, the drive An input torque calculation means (step S1) for obtaining torque input to the force distribution mechanism, and an upper limit of the moving torque to be moved between the two axes based on the input torque obtained by the input torque calculation means (step S1) A moving torque limiting means (step S3) is provided for determining a value and restricting the torque to be moved between the two axes to be equal to or less than the upper limit value.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、動力源から伝達された駆動力を、左右の二軸もしくは前後の二軸に配分して伝達するとともに、一方の軸から他方の軸にトルクを伝達して移動させることのできる駆動力配分機構に関し、特にその二軸間でのトルクの移動を制御する装置に関するものである。   The present invention distributes and transmits the driving force transmitted from the power source to the left and right two axes or the two front and rear axes, and transmits the torque from one axis to the other axis so that it can be moved. The present invention relates to a force distribution mechanism, and more particularly to a device that controls movement of torque between the two axes.

従来、各種の動力装置においては、動力源から伝達されたトルクを二方向に配分し、それらの配分されたトルクによって所定の動作を生じさせることが行われており、また分配されたトルクで動作する機器同士の差動を、トルクや負荷の状況に応じて生じさせることが行われている。その一例が、車両における左右の駆動輪に駆動力を配分するデファレンシャルや前後のプロペラシャフトに駆動力を配分するセンターデファレンシャルである。   Conventionally, in various power devices, torque transmitted from a power source is distributed in two directions, and a predetermined operation is generated by the distributed torque, and the operation is performed with the distributed torque. A differential between the devices to be performed is generated according to the torque and load conditions. One example is a differential that distributes driving force to left and right driving wheels in a vehicle and a center differential that distributes driving force to front and rear propeller shafts.

このように動力を配分する機構として、ベベルギヤを用いた差動歯車機構や、サンギヤとリングギヤとの間に配置したピニオンギヤをキャリヤによって保持した遊星歯車機構などが採用されている。この種の機構は、いずれか一つの回転要素を入力要素とし、他の二つの回転要素をそれぞれ出力要素として使用され、それらの出力要素に掛かる負荷に応じて差動回転が生じ、またトルクが配分される。したがって、車両において左右の駆動輪に対して駆動力を配分するための機構として用い、あるいは前後のプロペラシャフトに駆動力を配分するための機構として用いた場合、いずれかの駆動輪が接している箇所の路面摩擦係数が低く、あるいは脱輪していると、他の駆動輪に対して伝達されるトルクが小さくなり、あるいは前記駆動輪が空転するなどいわゆるトルク抜けが生じて他の駆動輪にトルクが伝達されないなどの事態が生じる。従来、このような事態に対処するための機構として、配分された一方のトルクもしくはその一部を他方に伝達して移動するように構成された駆動力配分機構が開発されている。その一例が、特許文献1や特許文献2に記載されている。   As a mechanism for distributing power in this way, a differential gear mechanism using a bevel gear, a planetary gear mechanism in which a pinion gear arranged between a sun gear and a ring gear is held by a carrier, and the like are adopted. This type of mechanism uses any one of the rotating elements as an input element and the other two rotating elements as output elements. Differential rotation occurs according to the load applied to these output elements, and torque is also reduced. Distributed. Therefore, when used as a mechanism for distributing driving force to the left and right driving wheels in a vehicle, or as a mechanism for distributing driving force to the front and rear propeller shafts, one of the driving wheels is in contact. If the road surface friction coefficient is low or the wheel is removed, the torque transmitted to the other driving wheel becomes small, or the so-called torque loss occurs such that the driving wheel idles. For example, torque may not be transmitted. Conventionally, as a mechanism for coping with such a situation, a driving force distribution mechanism configured to transmit one distributed torque or a part of the distributed torque to the other and move has been developed. Examples thereof are described in Patent Document 1 and Patent Document 2.

一方、トルクの移動を制御できる駆動力配分機構は、トルクの移動に伴って大きいトルクが局部的に作用することがあり、これが要因となって耐久性が低下することがある。そのため、例えば特許文献3に記載された発明では、耐久性の悪化を抑制することを目的として、路面の摩擦係数に基づいてアクセル開度の上限値を設定し、現在のアクセル開度がその上限値以下のときにのみ、制御デファレンシャルによる駆動力の配分制御によるトラクション制御を行うように構成した装置が記載されている。また、特許文献4には、駆動力配分機構(制御デファレンシャル)に過大なトルクが作用することを抑制するために、制御デファレンシャルによる駆動力制御と、タイヤのロックを抑制するアンチロックブレーキシステム(ABS)による駆動力制御とが干渉しないように構成した装置が記載されている。   On the other hand, in a driving force distribution mechanism that can control the movement of torque, a large torque may act locally as the torque moves, and this may cause a decrease in durability. Therefore, for example, in the invention described in Patent Document 3, for the purpose of suppressing deterioration in durability, an upper limit value of the accelerator opening is set based on a friction coefficient of the road surface, and the current accelerator opening is set to the upper limit. An apparatus configured to perform traction control by drive force distribution control by a control differential only when the value is equal to or less than the value is described. Further, Patent Document 4 discloses an anti-lock brake system (ABS) that controls driving force by control differential and restrains tire locking in order to suppress excessive torque from acting on the driving force distribution mechanism (control differential). ), An apparatus configured so as not to interfere with the driving force control according to FIG.

特開2010−101338号公報JP 2010-101338 A 特開2010−264806号公報JP 2010-264806 A 特開2009−166572号公報JP 2009-166572 A 特開2009−61855号公報JP 2009-61855 A

上記の特許文献3に記載された装置では、例えば、いわゆるまたぎ路でのタイヤスリップを防止もしくは抑制するように、アクセル開度についての上限値を設け、アクセル開度がその上限値を超えている場合には、駆動力配分によるトラクション制御を実行しないように構成されているので、制御デファレンシャルに入力されるトルクが大きい場合には、制御デファレンシャルでのトルクの移動が生じない。したがって、特許文献3に記載された装置によれば、トルク移動もしくは差動制限によってトルクが掛かる機構に過大なトルクが作用することを防止もしくは抑制できるものと考えられるが、上限値に近い大きいトルクあるいはそれよりも小さいトルクが掛かる頻度が高い場合には疲労強度が低下し易く、制御デファレンシャルあるいは駆動力配分機構の耐久性を向上させるためには未だ改善の余地があった。   In the apparatus described in Patent Document 3 above, for example, an upper limit value for the accelerator opening is provided so as to prevent or suppress tire slip on a so-called straddle, and the accelerator opening exceeds the upper limit value. In such a case, since the traction control based on the driving force distribution is not executed, when the torque input to the control differential is large, no torque shift occurs in the control differential. Therefore, according to the device described in Patent Document 3, it is considered that excessive torque can be prevented or suppressed from acting on a mechanism that applies torque by torque movement or differential limitation, but a large torque close to the upper limit value. Alternatively, when the frequency at which a smaller torque is applied is high, the fatigue strength tends to decrease, and there is still room for improvement in order to improve the durability of the control differential or the driving force distribution mechanism.

また一方、特許文献4に記載された装置であっても、駆動力配分機構に過大なトルクが作用することを回避もしくは抑制することができるが、上記の特許文献3に記載された発明と同様に、相対的に大きいトルクだけでなく、それよりも小さいトルクが作用する頻度が高い場合には疲労強度が低下し易く、制御デファレンシャルあるいは駆動力配分機構の耐久性を向上させるためには未だ改善の余地があった。   On the other hand, even with the device described in Patent Document 4, it is possible to avoid or suppress the excessive torque from acting on the driving force distribution mechanism, but it is the same as the invention described in Patent Document 3 above. In addition, not only relatively large torque but also less frequent torque is applied frequently, the fatigue strength tends to decrease, and it is still improved to improve the durability of the control differential or driving force distribution mechanism. There was room for.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力配分機構の耐久性を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object thereof is to provide a control device capable of improving the durability of the driving force distribution mechanism.

上記の目的を達成するために請求項1の発明は、入力されたトルクを互いに独立して回転できる二軸に分配するとともに、一方の軸から他方の軸にトルクを移動させるように構成された駆動力配分機構の制御装置において、前記駆動力配分機構に入力されるトルクを求める入力トルク算出手段と、その入力トルク算出手段で求められた入力トルクに基づいて、前記二軸間で移動させる移動トルクの上限値を求めるとともに、前記二軸間で移動させるトルクをその上限値以下に規制する移動トルク制限手段とを備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is configured to distribute the input torque to two shafts that can rotate independently of each other and to move the torque from one shaft to the other shaft. In the control device for the driving force distribution mechanism, an input torque calculation means for obtaining a torque input to the driving force distribution mechanism, and a movement for moving between the two axes based on the input torque obtained by the input torque calculation means A moving torque limiting means is provided for obtaining an upper limit value of the torque and for restricting a torque to be moved between the two axes to be equal to or lower than the upper limit value.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記二軸のそれぞれは、車両の駆動輪にトルクを伝達するように構成され、前記移動トルク制限手段によって前記二軸間でのトルクの移動を制限している状態でいずれかの駆動輪のスリップが検出された場合に、前記車両の安定化制御を実行するように構成されていることを特徴とする駆動力配分機構の制御装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, each of the two shafts is configured to transmit torque to a driving wheel of a vehicle, and the movement of the torque between the two shafts by the moving torque limiting means. A control device for a driving force distribution mechanism configured to execute stabilization control of the vehicle when a slip of one of the driving wheels is detected in a state where the driving force is limited .

請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記上限値を、前記二軸間でのトルクの移動の必要繰り返し回数と前記駆動力配分機構に入力されるトルクとに基づいて求める上限値算出手段を更に備えていることを特徴とする駆動力配分機構の制御装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the upper limit value is obtained based on a necessary number of repetitions of torque movement between the two axes and a torque input to the driving force distribution mechanism. The driving force distribution mechanism control device further includes an upper limit value calculation unit.

請求項4の発明は、請求項2または3の発明において、前記安定化制御は、スリップした駆動輪の制動力を高くする制御と、前記駆動力配分機構に入力されるトルクを低下させる制御との少なくともいずれか一方の制御を含むことを特徴とする駆動力配分機構の制御装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the second or third aspect, the stabilization control includes a control for increasing the braking force of the slipped driving wheel and a control for decreasing the torque input to the driving force distribution mechanism. It is a control apparatus of the driving force distribution mechanism characterized by including control of at least any one of these.

請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記上限値は、前記駆動力配分機構に入力されるトルクが大きいほど小さい値に設定されるように構成されていることを特徴とする駆動力配分機構の制御装置である。   The invention of claim 5 is configured such that, in the invention of any one of claims 1 to 4, the upper limit value is set to a smaller value as the torque input to the driving force distribution mechanism is larger. Is a control device for a driving force distribution mechanism.

この発明によれば、駆動力配分機構に対する入力トルクに基づいて、二軸間の移動トルクの上限値が設定され、前記二軸の間でトルクを移動させる場合にその移動トルクが上限値以下に制限される。したがって、二軸間でトルクを伝達して移動させるための機構に掛かるトルクが制約されることになるので、駆動力配分機構の耐久性を向上させることができる。特に請求項3に記載されているように、上限値を必要繰り返し回数と入力トルクとに基づいて設定するように構成することにより、疲労強度の低下を抑制し、駆動力配分機構の耐久性を向上させることができる。   According to the present invention, the upper limit value of the moving torque between the two axes is set based on the input torque to the driving force distribution mechanism, and when the torque is moved between the two axes, the moving torque is less than the upper limit value. Limited. Therefore, the torque applied to the mechanism for transmitting and moving the torque between the two axes is restricted, so that the durability of the driving force distribution mechanism can be improved. In particular, as described in claim 3, by configuring the upper limit value based on the required number of repetitions and the input torque, it is possible to suppress a decrease in fatigue strength and to improve the durability of the driving force distribution mechanism. Can be improved.

また特に、請求項2の発明によれば、二軸間でのトルクの移動を制限している状態で駆動輪のスリップが生じた場合、車両安定化制御が実行され、スリップの生じている駆動輪の制動力を増大し、あるいは駆動力配分機構に入力されるトルクを低下させるなどの制御が実行されるので、駆動力配分機構に耐久性を向上させることができるとともに、車両の挙動を安定させることができる。   In particular, according to the invention of claim 2, when the drive wheel slips in a state where the movement of the torque between the two shafts is limited, the vehicle stabilization control is executed, and the drive in which the slip is generated is performed. Controls such as increasing the braking force of the wheels or reducing the torque input to the driving force distribution mechanism are executed, so that the durability of the driving force distribution mechanism can be improved and the behavior of the vehicle is stabilized. Can be made.

この発明に係る駆動力制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the control performed by the driving force control apparatus which concerns on this invention. 駆動力配分機構の寿命と、入力トルクと、移動トルクとの関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the lifetime of a driving force distribution mechanism, an input torque, and a movement torque. 必要寿命(トルク移動の所定の繰り返し回数)を設定した場合の推定ドライブピニオントルクと移動トルクとの関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the estimated drive pinion torque at the time of setting a required life (predetermined number of times of torque movement) and movement torque. 車両における駆動力配分機構の使用形態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the usage type of the driving force distribution mechanism in a vehicle.

この発明に係る制御装置は、入力された駆動力を二軸に配分して伝達する駆動力配分機構を対象とする制御装置であり、その典型的な例は車両に用いられるデファレンシャル機構であるが、この発明ではこれに限らず、広く一般的な産業機械に用いられる駆動力配分機構であってもよい。車両に用いられる例を図4に模式的に示しており、図4の(a)は駆動力配分機構1を車両のリヤデファレンシャルとして用いた例であり、エンジンやモータあるいはこれらを組み合わせたハイブリッド装置などの駆動力源2に駆動力配分機構1が連結され、駆動力源2から入力された駆動力を左右の後輪車軸3,4に配分し、左右の後輪5,6にその配分された駆動力を伝達するように構成されている。図4の(b)は駆動力配分機構1をフロントデファレンシャルとして用いた例であり、駆動力源2から入力された駆動力を左右の前輪車軸7,8に配分し、その配分された駆動力を左右の前輪9,10に伝達するように構成されている。図4の(c)は後輪5,6側と前輪9,10側とのそれぞれに駆動力配分機構1を設けた例であり、駆動力源2から伝達された駆動力を、それぞれの駆動力配分機構1によって左右の後輪5,6および左右の前輪9,10に配分されて伝達されるように構成されている。さらに、図4の(d)に示す例は、駆動力配分機構1をセンターデファレンシャルとして用いた例であり、駆動力源2から入力された駆動力を、後輪5,6側のリヤプロペラシャフト11と、前輪9,10側のフロントプロペラシャフト12とに配分して伝達するように構成されている。   The control device according to the present invention is a control device targeting a driving force distribution mechanism that distributes and transmits input driving force to two axes, and a typical example thereof is a differential mechanism used in a vehicle. The present invention is not limited to this, and may be a driving force distribution mechanism widely used in general industrial machines. An example used in a vehicle is schematically shown in FIG. 4. FIG. 4A is an example in which the driving force distribution mechanism 1 is used as a rear differential of a vehicle, and an engine, a motor, or a hybrid device combining these. The driving force distribution mechanism 1 is connected to the driving force source 2 such as the above, and the driving force input from the driving force source 2 is distributed to the left and right rear wheel axles 3 and 4 and distributed to the left and right rear wheels 5 and 6. It is configured to transmit the driving force. FIG. 4B shows an example in which the driving force distribution mechanism 1 is used as a front differential. The driving force input from the driving force source 2 is distributed to the left and right front axles 7 and 8, and the distributed driving force is distributed. Is transmitted to the left and right front wheels 9,10. FIG. 4C shows an example in which the driving force distribution mechanism 1 is provided on each of the rear wheels 5 and 6 and the front wheels 9 and 10, and the driving force transmitted from the driving force source 2 is applied to each driving force. The force distribution mechanism 1 is configured to be distributed and transmitted to the left and right rear wheels 5 and 6 and the left and right front wheels 9 and 10. Further, the example shown in FIG. 4D is an example in which the driving force distribution mechanism 1 is used as a center differential, and the driving force input from the driving force source 2 is used as the rear propeller shaft on the rear wheels 5 and 6 side. 11 and the front propeller shaft 12 on the side of the front wheels 9 and 10 are distributed and transmitted.

このようにして用いられる駆動力配分機構1は、前述した従来知られているものと同様に、ベベルギヤを主体として構成されたデファレンシャル機構や遊星歯車機構を主体とした差動機構と、その差動作用を制限する摩擦機構あるいは一方の出力要素のトルクを他方の出力要素に伝達する差動制限機構とを備えたものであり、その例が上記特許文献1や特許文献2に記載されており、この発明における駆動力配分機構1はこれらの特許文献1,2に記載されている構成と同様の構成のものであってよい。したがって、二つの出力要素もしくはそれぞれに連結された二軸の間でトルクを移動させるための機構は、電磁気力や油圧などによって動作するクラッチやブレーキなどの摩擦係合機構によって構成されており、この発明に係る制御装置13は、その摩擦係合要素を係合・解放制御し、あるいはそのトルク容量を制御して、前記二軸間の移動トルクを制御するように構成されている。   The driving force distribution mechanism 1 used in this way is a differential mechanism mainly composed of a bevel gear, a differential mechanism mainly composed of a planetary gear mechanism, and its differential, similarly to the previously known one. A friction mechanism that limits the action or a differential limiting mechanism that transmits the torque of one output element to the other output element, examples of which are described in Patent Document 1 and Patent Document 2, The driving force distribution mechanism 1 according to the present invention may have the same configuration as that described in Patent Documents 1 and 2. Therefore, the mechanism for moving the torque between the two output elements or the two shafts connected to each of them is constituted by a friction engagement mechanism such as a clutch or a brake operated by electromagnetic force or hydraulic pressure. The control device 13 according to the invention is configured to control the movement torque between the two shafts by controlling the engagement / release of the friction engagement element or controlling the torque capacity thereof.

駆動力配分機構1における移動トルクの制御もしくは差動制限の制御は、車両の挙動を安定させるために、あるいは車輪のスリップを抑制するために、もしくは旋回性能を向上させるために実行され、その制御は、従来知られている内容の制御であってよい。その一例を簡単に説明すると、左右いずれかの車輪が脱輪し、もしくは路面摩擦係数の小さい路面に乗っていてスリップする状態を、回転数センサなどのセンサの出力値に基づいて判定し、その判定結果に基づいて空転もしくはスリップする車輪側に配分するトルクが小さくなるように、他方の車輪側にトルクを移動させる。また、旋回走行時にヨーもしくはヨーレートが目標値より小さい場合には、旋回状態での外輪側に内輪側のトルクを移動させ、また反対にヨーもしくはヨーレートが目標値より大きい場合には、旋回状態での外輪側から内輪側にトルクを移動させる。このようなトルクの移動は、トルク配分される二軸のそれぞれに係る負荷に応じて駆動力配分とは異なる配分率にする制御であるから、差動制限とも称することのできる制御もしくは制御状態である。   The control of the moving torque or the control of the differential limit in the driving force distribution mechanism 1 is executed to stabilize the behavior of the vehicle, to suppress the slip of the wheel, or to improve the turning performance, and the control May be a conventionally known control of content. Briefly explaining an example, a state in which one of the left and right wheels is out of wheel or slips on a road surface having a small road surface friction coefficient is determined based on an output value of a sensor such as a rotational speed sensor, Based on the determination result, the torque is moved to the other wheel side so that the torque distributed to the idling or slipping wheel side becomes small. Also, if the yaw or yaw rate is smaller than the target value during turning, the torque on the inner ring side is moved to the outer ring side in the turning state, and conversely if the yaw or yaw rate is larger than the target value, The torque is moved from the outer ring side to the inner ring side. Such torque movement is a control or control state that can also be referred to as differential restriction because it is a control that makes the distribution ratio different from the driving force distribution according to the load on each of the two axes to which torque is distributed. is there.

この発明に係る制御装置は、上記のようにして行われるトルクの移動を、駆動力配分機構1に対する入力トルクに基づいて制限する。耐久性を向上させ、あるいは耐久性の低下を抑制するためである。   The control device according to the present invention limits the movement of torque performed as described above based on the input torque to the driving force distribution mechanism 1. This is because the durability is improved or the deterioration of the durability is suppressed.

その制御の一例を図1に示すフローチャートを参照して説明する。ここに示す例は、エンジンの出力側に、トルクコンバータを備えた変速機を連結してある車両における駆動力配分機構1を対象とする例であり、したがって先ず、タービントルクTtとシフトポジションPsht とに基づいて推定ドライブピニオントルクTdpが求められる(ステップS1)。なお、タービントルクTtは、エンジンの出力トルクとトルクコンバータの速度比とに基づいて演算でき、またシフトポジションPsht はセンサによって検出することができる。さらに、推定ドライブピニオントルクTdpは、駆動力配分機構1における入力要素を構成しているドライブピニオンに掛かるトルクであって駆動力配分機構1の入力トルクに相当し、これは、上記のタービントルクTtとシフトポジションPsht に応じた変速比とに基づいて求めることができる。ついで、上記の推定ドライブピニオントルクTdpが移動トルク上限制御開始トルクTxを超えているか否かが判断される(ステップS2)。   An example of the control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The example shown here is directed to the driving force distribution mechanism 1 in a vehicle in which a transmission equipped with a torque converter is connected to the output side of the engine. Therefore, first, the turbine torque Tt, the shift position Psht, Is used to determine the estimated drive pinion torque Tdp (step S1). The turbine torque Tt can be calculated based on the output torque of the engine and the speed ratio of the torque converter, and the shift position Psht can be detected by a sensor. Further, the estimated drive pinion torque Tdp is a torque applied to the drive pinion constituting the input element in the driving force distribution mechanism 1 and corresponds to the input torque of the driving force distribution mechanism 1, and this is the turbine torque Tt described above. And the gear ratio according to the shift position Psht. Next, it is determined whether or not the estimated drive pinion torque Tdp exceeds the moving torque upper limit control start torque Tx (step S2).

ここで、移動トルク上限制御開始トルクTxについて説明する。駆動力配分機構1の疲労強度は、一方の出力要素もしくはこれと一体の軸と他方の出力要素もしくはこれと一体の軸との間で移動させるトルク、およびその移動の繰り返し回数、ならびに推定ドライブピニオントルク(入力トルク)Tdpに応じて変化する。その一例を図2に模式的に示してあり、移動トルクが大きいほど、許容される繰り返し回数が少なくなり、また入力トルクTdpが大きいほど許容できる繰り返し回数が少なくなり、かつ許容できる移動トルクが小さくなる。このような関係は、要は、駆動力配分機構1に掛かる負荷エネルギの累積量が疲労強度に影響していることとして理解でき、またその具体的な量は、設計上もしくは実験的に求めておくことができ、あるいはシミュレーションして求めておくことができる。こうして求められる図2に示す関係から、製品として必要な寿命(必要寿命)を与えれば、入力トルクTdpごとの移動トルクの上限値を求めることができる。図2に示す関係を、その所定の必要寿命について、推定ドライブピニオントルクTdpと移動トルクの上限値との関係に置き換えて図に示せば、図3のとおりである。   Here, the moving torque upper limit control start torque Tx will be described. The fatigue strength of the driving force distribution mechanism 1 includes the torque that is moved between one output element or a shaft that is integral with the output element and the other output element or the shaft that is integral with the output element, the number of repetitions of the movement, and the estimated drive pinion. It changes according to the torque (input torque) Tdp. An example thereof is schematically shown in FIG. 2. The larger the moving torque, the smaller the allowable number of repetitions, the larger the input torque Tdp, the smaller the allowable number of repetitions, and the smaller the allowable moving torque. Become. Such a relationship can be understood as the fact that the cumulative amount of load energy applied to the driving force distribution mechanism 1 affects the fatigue strength, and the specific amount is obtained by design or experiment. Or can be determined by simulation. From the relationship shown in FIG. 2 obtained in this way, the upper limit value of the moving torque for each input torque Tdp can be obtained by giving the required life (required life) as a product. If the relationship shown in FIG. 2 is replaced with the relationship between the estimated drive pinion torque Tdp and the upper limit value of the moving torque for the predetermined required life, it is as shown in FIG.

この図3で太い実線は移動トルクの上限値を示しており、特にTmax として示す一定値の線は、駆動力配分機構1の機構上定まる上限値であり、推定ドライブピニオントルク(入力トルク)Tdpが所定の値にまで増大する範囲では、移動トルクはその機構上定まる上限値Tmax 以下に制限される。その範囲を規定する推定ドライブピニオントルクTdpの上限値が移動トルク上限制御開始トルクTxであり、これは、所定の寿命を維持するために、推定ドライブピニオントルクTdpの増大に伴って移動トルクTetv を次第に低下させる制御を開始するトルクである。   In FIG. 3, the thick solid line indicates the upper limit value of the moving torque, and in particular, the constant value line indicated as Tmax is the upper limit value determined by the mechanism of the driving force distribution mechanism 1, and is the estimated drive pinion torque (input torque) Tdp. In the range where the torque increases to a predetermined value, the moving torque is limited to the upper limit value Tmax or less determined by the mechanism. The upper limit value of the estimated drive pinion torque Tdp that defines the range is the moving torque upper limit control start torque Tx. This is because the moving torque Tetv is increased as the estimated drive pinion torque Tdp increases in order to maintain a predetermined life. This is the torque at which control to gradually decrease starts.

なお、所定の寿命を維持するためには、推定ドライブピニオントルクTdpの増大に伴って移動トルクTetv を低下させるから、推定ドライブピニオントルクTdpが増大すると、ついには移動トルクTetv をゼロにする状態になる。その移動トルクTetv をゼロにすることになる推定ドライブピニオントルクTdpを図3では「Ty」で示してあり、これが移動トルク非作動下限トルクである。したがって、上記の移動トルク上限制御開始トルクTx以上の範囲において、所定の寿命を維持するための推定ドライブピニオントルクTdpと移動トルクTetv との関係は、傾きaが
a=−Tmax /(Ty−Tx)
の直線で表すことができる。
In order to maintain a predetermined life, the moving torque Tetv is decreased as the estimated drive pinion torque Tdp increases, so when the estimated drive pinion torque Tdp increases, the moving torque Tetv is finally reduced to zero. Become. The estimated drive pinion torque Tdp that causes the moving torque Tetv to be zero is indicated by “Ty” in FIG. 3, and this is the moving torque non-operation lower limit torque. Therefore, the relationship between the estimated drive pinion torque Tdp and the moving torque Tetv for maintaining a predetermined life in the range of the above moving torque upper limit control starting torque Tx is such that the slope a is a = −Tmax / (Ty−Tx )
It can be represented by a straight line.

したがって、ステップS2で否定的に判断された場合には、移動トルクTetv は機構上制限されることがあっても制御上制限することはないので、図1に示すルーチンを一旦終了する。これとは反対にステップS2で肯定的に判断された場合、すなわち推定ドライブピニオントルクTdpが移動トルク上限制御開始トルクTxを超えている場合には、上述した所定の寿命を維持するための推定ドライブピニオントルクTdpと移動トルクTetv との関係を規定する特性線(図3の太線)を超えないように移動トルクTetv が制限される(ステップS3)。具体的には、その時点の推定ドライブピニオントルクTdp、および上記の所定の寿命を規定する推定ドライブピニオントルクTdpと移動トルクTetv との関係から移動トルクTetv が、下記式となるように制限される。
Tetv <a×(Ty−Tdp)
Therefore, if a negative determination is made in step S2, the movement torque Tetv is not limited in terms of control even if it is limited in terms of mechanism, so the routine shown in FIG. On the other hand, if the determination in step S2 is affirmative, that is, if the estimated drive pinion torque Tdp exceeds the moving torque upper limit control start torque Tx, the estimated drive for maintaining the above-mentioned predetermined lifespan. The moving torque Tetv is limited so as not to exceed the characteristic line (thick line in FIG. 3) that defines the relationship between the pinion torque Tdp and the moving torque Tetv (step S3). More specifically, the moving torque Tetv is limited to the following equation based on the estimated drive pinion torque Tdp at that time and the relationship between the estimated drive pinion torque Tdp that defines the predetermined life and the moving torque Tetv. .
Tetv <a × (Ty−Tdp)

すなわち、アクセルペダルが踏み込まれ、あるいはダウンシフトされるなどのことによって推定ドライブピニオントルクTdpが増大し、その状態で前後左右のいずれかの駆動輪の一輪がスリップするなどのことが検出されると、車両の挙動を安定させ、あるいは発進をスムースに行うなどのために、スリップが生じている駆動輪もしくはグリップ力が低下することが予想される駆動輪側から他方の駆動輪側にトルクが移動させられる。その移動トルクは、推定ドライブピニオントルクTdpが上述した移動トルク上限制御開始トルクTx以下であれば、機構上の最大限まで増大させられるが、移動トルク上限制御開始トルクTxを超えている場合には、推定ドライブピニオントルクTdpに応じて、設計上定めてある寿命に基づいて定まる移動トルクTetv に制限される。具体的には、推定ドライブピニオントルクTdpが大きいほど、移動トルクTetv は小さいトルクに制限される。このような制御は、例えば前述した特許文献1や特許文献2に記載されている駆動力配分機構あるいは制御デフを対象とする場合には、摩擦係合機構の係合力(すなわちトルク容量)を大小に制御することにより実行される。   That is, when it is detected that the estimated drive pinion torque Tdp increases due to the accelerator pedal being depressed or downshifted, and one of the front, rear, left and right drive wheels slips in that state. To stabilize the behavior of the vehicle or to smoothly start the vehicle, the torque moves from the drive wheel where slip occurs or from the drive wheel where the grip force is expected to decrease to the other drive wheel. Be made. If the estimated drive pinion torque Tdp is equal to or less than the above-described moving torque upper limit control starting torque Tx, the moving torque can be increased to the maximum on the mechanism, but if it exceeds the moving torque upper limit control starting torque Tx, Depending on the estimated drive pinion torque Tdp, the travel torque Tetv is determined based on the life determined in design. Specifically, the greater the estimated drive pinion torque Tdp, the smaller the moving torque Tetv is limited. For example, when such a control is applied to the driving force distribution mechanism or the control differential described in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above, the engagement force (ie, torque capacity) of the friction engagement mechanism is increased or decreased. It is executed by controlling to.

図1に示す制御例では、上述したように移動トルクTetv を制限した状態での車両の挙動の安定性を更に判定するように構成されている。すなわち、上記のステップS3に続けて、スリップの判定がおこなわれる(ステップS4)。この判定は、例えばアンチロックブレーキシステム(ABS)を搭載している車両においてはそのアンチロックブレーキシステムによる判定結果を取得することにより行えばよく、あるいはステアリング角度(操舵角度もしくは転舵角度)と左右タイヤの差回転とに基づき、ステアリング角度に応じた左右車輪の回転数差を超えた差回転が検出された場合にスリップが生じていることの判定をおこなうように構成すればよい。   The control example shown in FIG. 1 is configured to further determine the stability of the behavior of the vehicle in a state where the moving torque Tet is limited as described above. That is, following the above step S3, the slip is determined (step S4). For example, in a vehicle equipped with an anti-lock brake system (ABS), this determination may be performed by obtaining a determination result by the anti-lock brake system, or the steering angle (steering angle or turning angle) and the left and right What is necessary is just to comprise so that it may determine that the slip has arisen when the difference rotation exceeding the rotation speed difference of the right-and-left wheels according to a steering angle is detected based on the difference rotation of a tire.

スリップの判定が成立しない場合、すなわちステップS4で否定的に判定された場合には、新たな制御を特にはおこなうことなく、図1のルーチンを一旦終了する。これとは反対にスリップの判定が成立した場合には、車両の挙動を安定させるための制御が強制的に実行される(ステップS5)。その制御は、車両の安定化を優先するためのものであって、スリップの生じている車輪の制動力を高くし、あるいはエンジンなどの駆動力源の出力を低下し、さらには駆動輪に掛かるトルクを低下させるためにアップシフトするなどの制御を単独で、もしくは複合しておこなう制御であり、従来知られているビークルスタビリティコントロール(VSC)がその一例である。なお、このような車両を安定化するための制御が強制的に実行された場合、運転者に対して警告音を発し、あるいは警告表示を転倒するなどの告知制御を併せて実行することが好ましい。   If the slip determination is not satisfied, that is, if a negative determination is made in step S4, the routine of FIG. 1 is temporarily terminated without performing any new control. On the contrary, if the determination of slip is established, the control for stabilizing the behavior of the vehicle is forcibly executed (step S5). The control is for giving priority to the stabilization of the vehicle, and increases the braking force of the wheel in which the slip occurs, or decreases the output of the driving force source such as the engine, and is applied to the driving wheel. This is a control in which upshifting is performed in order to reduce the torque, either alone or in combination, and conventionally known vehicle stability control (VSC) is one example. In addition, when such control for stabilizing the vehicle is forcibly executed, it is preferable to execute notification control such as making a warning sound for the driver or overturning the warning display. .

以上説明したように、この発明に係る制御装置によれば、駆動力配分機構1の推定ドライブピニオントルクTdpすなわち入力トルクに応じて移動トルクTetv を制限するので、駆動力配分機構1の疲労強度の低下を抑制してその耐用寿命を向上させることができる。特に必要とする寿命を、トルク移動の繰り返し回数が多いほど、入力トルクTdpに対する移動トルクが小さくなるように設定するので、移動トルクを過度に制限することがなく、そのため車両の挙動安定制御が損なわれることがない。さらに、駆動力配分機構1での移動トルクを制限している状態でスリップが生じた場合には、車両の挙動安定化のための制御を優先的もしくは強制的に実行するので、駆動力配分機構1の耐久性を低下させることなく、車両の挙動を安定化することができる。   As described above, according to the control device of the present invention, the moving torque Tetv is limited according to the estimated drive pinion torque Tdp of the driving force distribution mechanism 1, that is, the input torque. The service life can be improved by suppressing the decrease. In particular, the required life is set so that the moving torque with respect to the input torque Tdp becomes smaller as the number of times of torque movement is repeated, so that the moving torque is not excessively limited, and thus the vehicle behavior stability control is impaired. It will not be. Further, when slip occurs in the state where the moving torque in the driving force distribution mechanism 1 is limited, the control for stabilizing the behavior of the vehicle is preferentially or forcibly executed. The behavior of the vehicle can be stabilized without reducing the durability of the vehicle 1.

ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図1に示すステップS1の制御を実行する機能的手段が、この発明における入力トルク算出手段に相当し、またステップS3の制御を実行する機能的手段が、この発明における移動トルク制限手段あるいは上限値算出手段に相当し、さらにステップS5の制御が、この発明における車両の安定化制御に相当する。   Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing the control in step S1 shown in FIG. 1 corresponds to the input torque calculating means in the present invention. The functional means for executing the control corresponds to the moving torque limiting means or the upper limit value calculating means in the present invention, and the control in step S5 corresponds to the vehicle stabilization control in the present invention.

1…駆動力配分機構、 2…駆動力源、 3,4…後輪車軸、 5,6…後輪、 7,8…前輪車軸、 9,10…前輪、 11…リヤプロペラシャフト、 12…フロントプロペラシャフト、 13…制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driving force distribution mechanism, 2 ... Driving force source, 3, 4 ... Rear wheel axle, 5, 6 ... Rear wheel, 7, 8 ... Front wheel axle, 9, 10 ... Front wheel, 11 ... Rear propeller shaft, 12 ... Front Propeller shaft, 13 ... Control device.

Claims (5)

入力されたトルクを互いに独立して回転できる二軸に分配するとともに、一方の軸から他方の軸にトルクを移動させるように構成された駆動力配分機構の制御装置において、
前記駆動力配分機構に入力されるトルクを求める入力トルク算出手段と、
その入力トルク算出手段で求められた入力トルクに基づいて、前記二軸間で移動させる移動トルクの上限値を求めるとともに、前記二軸間で移動させるトルクをその上限値以下に規制する移動トルク制限手段と
を備えていることを特徴とする駆動力配分機構の制御装置。
In the control device of the driving force distribution mechanism configured to distribute the input torque to two axes that can rotate independently from each other and to move the torque from one axis to the other axis,
Input torque calculating means for obtaining torque input to the driving force distribution mechanism;
Based on the input torque obtained by the input torque calculating means, the upper limit value of the moving torque to be moved between the two axes is obtained, and the moving torque limit for restricting the torque to be moved between the two axes to the upper limit value or less. And a driving force distribution mechanism control device.
前記二軸のそれぞれは、車両の駆動輪にトルクを伝達するように構成され、
前記移動トルク制限手段によって前記二軸間でのトルクの移動を制限している状態でいずれかの駆動輪のスリップが検出された場合に、前記車両の安定化制御を実行するように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動力配分機構の制御装置。
Each of the two shafts is configured to transmit torque to the drive wheels of the vehicle,
It is configured to execute the vehicle stabilization control when a slip of one of the drive wheels is detected in a state where the movement of the torque between the two shafts is limited by the moving torque limiting means. The drive force distribution mechanism control device according to claim 1, wherein
前記上限値を、前記二軸間でのトルクの移動の必要繰り返し回数と前記駆動力配分機構に入力されるトルクとに基づいて求める上限値算出手段を更に備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動力配分機構の制御装置。   The apparatus further comprises an upper limit value calculating means for obtaining the upper limit value based on a required number of repetitions of torque movement between the two axes and a torque input to the driving force distribution mechanism. 3. A control device for a driving force distribution mechanism according to 1 or 2. 前記安定化制御は、スリップした駆動輪の制動力を高くする制御と、前記駆動力配分機構に入力されるトルクを低下させる制御との少なくともいずれか一方の制御を含むことを特徴とする請求項2または3に記載の駆動力配分機構の制御装置。   The stabilization control includes at least one of control for increasing braking force of slipped drive wheels and control for reducing torque input to the driving force distribution mechanism. 4. The control device for a driving force distribution mechanism according to 2 or 3. 前記上限値は、前記駆動力配分機構に入力されるトルクが大きいほど小さい値に設定されるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の駆動力配分機構の制御装置。   5. The driving force distribution mechanism according to claim 1, wherein the upper limit value is set to a smaller value as the torque input to the driving force distribution mechanism is larger. Control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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