動力分配裝置的油壓控制裝置的製作方法
2023-05-04 19:02:46 1
本發明涉及一種油壓控制裝置，其在將來自動力源的動力分配給第1驅動輪(主驅動輪)和第2驅動輪(副驅動輪)的四輪驅動車輛的動力分配裝置中，控制用於產生動力分配裝置所具有的油壓驅動式多板摩擦型斷接裝置(油壓式離合器)的接合壓力的油壓。
背景技術：
以往，存在一種具有動力分配裝置的四輪驅動車輛，該動力分配裝置用於將由發動機等動力源產生的動力分配給主驅動輪和副驅動輪。在這種四輪驅動車輛中，例如在前輪為主驅動輪、後輪為副驅動輪的情況下，由動力源產生的動力經由前驅動軸和前差速器而被傳遞至前輪，並且經由傳動軸而被傳遞至具有多板離合器的動力分配裝置。並且，通過從油壓控制裝置向動力分配裝置供應規定壓力的工作油，來控制動力分配裝置的接合壓力。由此，動力源的動力被按規定的分配比向後輪傳遞。
作為用於控制向動力分配裝置的多板離合器供應的油壓的油壓控制裝置，具有例如專利文獻1、2所示的油壓控制裝置。專利文獻1、2所示的油壓控制裝置具有向用於推壓多板離合器的油壓室供應工作油的電動油泵，通過油壓供應路徑將電動油泵與油壓室之間連接起來，控制電動泵的轉速，使得電動泵的泵出值為油壓離合器的要求工作壓。在專利文獻2所述的油壓控制裝置中，控制電動泵的電機驅動，使得產生與驅動力的分配比相應的油壓。但是，在專利文獻1、2的油壓控制裝置中，由於是通過電動泵的驅動來向油壓離合器供應必要的油壓的結構，因此在油壓離合器接合時必須使電動油泵始終運轉。因此，如果使用有刷電機作為用於驅動電動油泵的電機，則難以保障電機的耐久性(刷磨損)。
鑑於這一點，專利文獻3中提出使用了電機和電磁閥的油壓封閉式的油壓控制裝置。在該油壓封閉式的油壓控制裝置中，在用於從受電機驅動的油泵向驅動力分配用的離合器的活塞室供應工作油的油壓路徑中，設置用於封閉工作油的工作油封閉閥、和用於開關該工作油封閉閥與活塞室之間的油路的電磁閥(開關閥)，對所述活塞室加壓時，通過關閉該電磁閥而由所述電機階段性地驅動油泵來進行控制，使得該活塞室達到指令油壓，對所述活塞室減壓時，通過禁止該油泵的驅動並階段性地開關所述電磁閥來進行控制，使得該活塞室達到指令油壓。這樣，僅在加壓時驅動電機，在減壓時不驅動電機，由此通過降低電機的工作頻率來實現耐久性的提高。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-19768號公報
專利文獻2：日本特開2001-206092號公報
專利文獻3：日本特許第5607240號公報
在任意類型的油壓控制裝置中，為了保護離合器，該離合器的輸入、輸出軸的轉速差超過規定的容許值的情況下，為了抑制過大的扭矩要求，進行控制，使得將對該離合器的指令扭矩的值限制在規定的抑制值。該情況下，一般考慮機構性的偏差而將該指令扭矩的抑制值設定成比油壓系統的機構性極限值低的值。而且，在這樣的情況下，離合器的表面溫度也大多上升，於是，可能產生如下的惡性循環：離合器的傳遞扭矩因溫度上升而減小、向副驅動輪傳遞的驅動扭矩過度地降低。
技術實現要素：
本發明是鑑於上述方面而完成的，目的在於提供一種油壓控制裝置，該油壓控制裝置能夠儘量不損害扭矩傳遞性能地實現離合器的保護。
本發明是車輛中的動力分配裝置的油壓控制裝置，其特徵在於，所述車輛具有：動力傳遞路徑，其將來自動力源的動力向第1驅動輪和第2驅動輪傳遞；驅動力分配裝置，其包括在所述動力傳遞路徑上配置在所述動力源與所述第2驅動輪之間的油壓驅動式多板摩擦型的斷接單元；以及溫度取得單元，其取得所述斷接單元的多板的表面溫度，所述油壓控制裝置具有控制單元，該控制單元取得對所述動力分配裝置的要求動力傳遞量，進行控制，使得將與該要求動力傳遞量相應的油壓供應給所述斷接單元，當所述動力傳遞路徑中的相對於所述斷接單元的所述動力源側與所述第2驅動輪側之間的轉速差為規定的第1閾值以上、且所述要求動力傳遞量為規定的第2閾值以上時，所述控制單元進行控制，使得該要求動力傳遞量被抑制在規定的抑制值以下，且進行控制，使得與所述多板的表面溫度的上升相應地使所述抑制值増大。
根據本發明，所述動力傳遞路徑中的相對於所述斷接單元的所述動力源側與所述第2驅動輪側之間的轉速差(例如作為所述斷接單元的離合器的輸入、輸出軸的轉速差)為規定的閾值以上時，為了保護斷接單元(離合器)，必須將所述要求動力傳遞量抑制在規定的抑制值(抑制扭矩的值)的情況下，進行控制，使得隨著該斷接單元的多板(離合器)的表面溫度的上升，該抑制值也増大，因此能通過該抑制值的增大來填補溫度上升導致的斷接單元(離合器)的傳遞量(扭矩)的減少量。因此，得到如下優異效果：能夠儘量不損害斷接單元(離合器)的扭矩傳遞性能地實現斷接單元(離合器)的保護。
附圖說明
圖1是示出具有本發明的一個實施例的動力分配裝置的油壓控制裝置的四輪驅動車輛的概要結構的圖。
圖2是示出作為油壓控制裝置發揮功能的4wd-ecu的主要功能模塊的圖。
圖3是選擇性地示出與本發明相關的控制模塊的圖。
圖4是示出遵循本發明的動作例的時序圖。
具體實施方式
圖1是示出具有本發明的實施方式的動力分配裝置的油壓控制裝置的四輪驅動車輛的概要結構的圖。該圖所示的四輪驅動車輛1具有：橫置地搭載於車輛前部的發動機(驅動源)3；與發動機3一體地設置的自動變速器4；以及用於將來自發動機3的動力向前輪w1、w2和後輪w3、w4傳遞的動力傳遞路徑20。
發動機3的輸出軸(未圖示)經由自動變速器4、前差速器(以下稱作「前差速器」)5、左右的前驅動軸6、6，與作為主驅動輪(第1驅動輪)的左右的前輪w1、w2聯結。並且，發動機3的輸出軸經由自動變速器4、前差速器5、傳動軸7、後差速器單元(以下稱作「後差速器單元」)8、左右的後驅動軸9、9，與作為副驅動輪(第2驅動輪)的左右的後輪w3、w4聯結。
在後差速器單元8中設置有：用於向左右的後驅動軸9、9分配動力的後差速器(以下稱作「後差速器」。)19；以及用於連接/斷開從傳動軸7到後差速器19的動力傳遞路徑的前後扭矩分配用離合器10。前後扭矩分配用離合器10是油壓式的離合器(即油壓驅動式多板摩擦型的斷接單元)，是在動力傳遞路徑20中用於控制向後輪(第2驅動輪)w3、w4分配的動力的動力分配裝置。此外，具有：用於向前後扭矩分配用離合器10供應工作油的油壓迴路30；用於控制油壓迴路30的供應油壓的控制單元、即4wd-ecu(以下僅記作「ecu」。)50。ecu50由微型計算機等構成。
ecu50通過控制油壓迴路30的供應油壓，控制由前後扭矩分配用離合器(以下僅稱作「離合器」。)10向後輪w3、w4分配的動力。由此，進行將前輪w1、w2設為主驅動輪、後輪w3、w4設為副驅動輪的驅動控制。
即，當解除(斷開)離合器10時，傳動軸7的旋轉不向後差速器19側傳遞，發動機3的扭矩均向前輪w1、w2傳遞，從而成為前輪驅動(2wd)狀態。另一方面，當連接了離合器10時，傳動軸7的旋轉向後差速器19側傳遞，由此發動機3的扭矩被向前輪w1、w2和後輪w3、w4這兩者分配，從而成為四輪驅動(4wd)狀態。ecu50根據用於檢測車輛的行駛狀態的各種檢測單元(未圖示)的檢測，計算向後輪w3、w4分配的動力和向與此對應的離合器10供應的油壓供應量，並且將基於該計算結果的驅動信號向離合器10輸出。由此，控制離合器10的接合力，控制向後輪w3、w4分配的動力。
圖2示出4wd-ecu(控制單元)50中的主要功能模塊。在驅動扭矩計算模塊51中，根據車輛1的行駛條件(發動機3的扭矩、選擇齒輪擋、擋位等)計算車輛1所要求的驅動扭矩(估計驅動力)。在控制扭矩計算模塊52中，通過基本分配控制(向前後輪w1～w4分配的驅動力的基本分配控制)模塊521、lsd控制模塊522、上坡控制模塊523等，根據各種控制因素確定向前後輪進行的所述驅動扭矩的分配，計算前後扭矩分配用離合器(動力分配裝置)10的指令扭矩(要求動力傳遞量)。在指令油壓計算模塊53中，根據所述指令扭矩(要求動力傳遞量)計算對離合器10的指令油壓。即，控制目標值計算模塊531根據所述指令扭矩計算對離合器10的控制目標值(即所述指令油壓)，此外，故障時2wd化模塊532計算用於故障時2wd化的控制目標值(即所述指令油壓)。通常時，控制目標值計算模塊531算出的控制目標值作為指令油壓輸出，但故障時，故障時2wd化模塊532算出的控制目標值作為指令油壓輸出。在油壓反饋控制模塊54中，由目標油壓計算模塊541根據從所述指令油壓計算模塊53賦予的所述指令油壓與實際油壓(來自油壓傳感器32的反饋信號)的偏差計算離合器10的目標油壓(即油壓偏差)，由電機pwm控制模塊542根據該算出的目標油壓(即油壓偏差)控制電機31。電機31是用於驅動油壓泵(未圖示)的電動機，該油壓泵用於對離合器10供應工作油壓。油壓傳感器32測定向離合器10供應的油壓。在電機pwm控制模塊542中，根據目標油壓(即油壓偏差)生成對電機31的pwm驅動指令信號。從而，進行油壓反饋控制，使得實際油壓追隨指令油壓。另外，如所述專利文獻3(日本特許第5607240號公報)所示，可以構成為，在用於向離合器10供應油壓的油壓迴路中設置電磁閥(開關閥)，根據需要打開或關閉該電磁閥(開關閥)，由此進行油壓封閉控制(如下控制：在電磁閥關閉狀態下間歇地驅動電機31而加壓，在電機31狀態下間歇地打開電磁閥而減壓)，能夠減少電機31的使用頻率。
圖3是選擇性地示出圖2所示的控制扭矩計算模塊52中包括的本發明的相關控制要素的圖。轉速差計算部33計算離合器10的輸入、輸出軸之間的轉速差(或者也可以是計算前輪w1、w2與後輪w3、w4之間的轉速差的結構，總之，只要是取得動力傳遞路徑中的相對於斷接單元(離合器10)的動力源側與第2驅動輪側之間的轉速差的結構即可)。車體速度檢測部34檢測車輛1的車體速度。離合器溫度估計模塊524根據控制扭矩計算模塊52中算出的指令扭矩(典型地，基本分配控制模塊521、lsd控制模塊522、上坡控制模塊523等中算出的指令扭矩的合成值)和轉速差計算部33中算出的轉速差等，按照公知的離合器吸收能量計算式，進行用於估計(檢測)離合器10的摩擦接合部件(多板)的表面溫度tc的運算。
離合器保護控制模塊525為了保護離合器10，在該離合器10的輸入、輸出軸之間的轉速差超過規定的容許值(第1閾值)的情況下，為了抑制要求過大的扭矩的情況，生成用於將對該離合器10的指令扭矩(要求動力傳遞量)的值限制為規定值的抑制扭矩的值(即抑制值)。基本上，當車體速度為規定的速度以上、且所述轉速差比規定的容許值(第1閾值)大、且所述指令扭矩(要求動力傳遞量)為規定值(第2閾值)以上這樣的基本條件充分時，離合器保護控制模塊525生成規定的抑制扭矩值(抑制值)。以往也生成這樣的抑制扭矩，但以往生成的抑制扭矩的值是固定值。根據本發明，離合器保護控制模塊525進一步考慮到離合器10的表面溫度tc，而構成為，隨著該表面溫度tc的上升而使該抑制扭矩的值(抑制值)増大。詳細而言，根據將離合器表面溫度和所述轉速差作為參數的理論上的產生扭矩特性，計算可變的抑制值，使得相對於根據離合器表面溫度的變化預測的產生扭矩的變化以逆特性進行變化。但是，對於該可變抑制值(抑制扭矩值)，將根據離合器10等油壓系統的機構性的特性確定的極限油壓所對應的規定扭矩(第3閾值)設為上限(該規定扭矩比所述規定值(第2閾值)大)。這是為了保護離合器10等。大概，離合器表面溫度越高，傳遞扭矩越下降，因此所述產生扭矩的理論值相對地下降，所述算出的可變的抑制扭矩的值相對地増大。這樣，離合器保護控制模塊525輸出的抑制扭矩的值(抑制值)不固定於固定值，而是隨著離合器10的表面溫度tc的上升而適當増大的值。選擇部526進行限制，使得由基本分配控制模塊521等算出的指令扭矩(要求動力傳遞量)不比由所述離合器保護控制模塊525產生的所述抑制值(與離合器表面溫度tc相應的可變的抑制值)大(即，進行控制，使得要求動力傳遞量被抑制在抑制值以下)。即，選擇部526選擇由基本分配控制模塊521、lsd控制模塊522、上坡控制模塊523等算出的指令扭矩(它們的合成值)並輸出，該指令扭矩(要求動力傳遞量)比所述抑制扭矩值(與離合器表面溫度tc相應的可變的抑制值)大的情況下，選擇該抑制值並輸出(即，比該抑制值大的要求動力傳遞量被抑制在該抑制值，但原本比該抑制值小的要求動力傳遞量被直接輸出)。這樣，從選擇部526輸出抑制控制完畢的指令扭矩。該抑制控制完畢指令扭矩值被提供給指令油壓計算模塊53(圖2)。
圖4是示出圖3所示的控制模塊的動作例的時序圖，在上段部示出所述離合器10的輸入、輸出軸之間的轉速差的時間性的變化的一例，在中段部示出所述指令扭矩(抑制控制完畢指令扭矩)的時間性的變化的一例，在下段部示出所述離合器10的表面溫度tc的時間性的變化的一例。例如，假設轉速差在時刻t1以前超過規定的閾值，在時刻t1指令扭矩為規定的值以上。該情況下，到時刻t1為止，從控制扭矩計算部52提供給指令油壓計算模塊53的指令扭矩是未被抑制的通常的指令扭矩，在時刻t1以後，是遵循由離合器保護控制模塊525產生的所述抑制扭矩的值(抑制值)的抑制控制完畢指令扭矩。在圖4中，標號a表示該抑制控制完畢指令扭矩。該抑制控制完畢指令扭矩a並非固定值，隨著離合器表面溫度tc的上升而適當増大。但是，對於抑制控制完畢指令扭矩a，將與根據油壓系統的機構性特性確定的所述極限油壓對應的扭矩(所述規定扭矩)設為上限值。另外，在圖4中，以標號b表示的虛線的曲線示出根據遵循所述抑制控制完畢指令扭矩a的指令油壓進行油壓控制的離合器10中實際上產生的扭矩的一例。這樣，即使指令扭矩a上升，因離合器表面溫度tc的上升所導致的傳遞扭矩損失，實際上產生的扭矩實質上不上升，但能保持比較高水準的產生扭矩。因此，根據本發明，能夠儘量不損害扭矩傳遞性能地實現離合器保護。與此相對，以往那樣將抑制扭矩維持於固定值的情況下，伴隨離合器表面溫度的上升所導致的傳遞扭矩損失，實際上產生的扭矩明顯逐漸減小，扭矩傳遞效率差。