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JP6056889B2 - 四輪駆動車の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに配分するようにした四輪駆動車の制御装置及び四輪駆動車に関する。
四輪駆動車として、エンジンと変速機と前輪用差動装置とでなり、車体前部に搭載されて主駆動輪である左右の前輪を駆動するパワーユニットに後輪駆動用のトランスファを備え、該トランスファに車体前後方向に延びるプロペラシャフトを連結すると共に、その後端部に後輪用差動装置を備えて補助駆動輪としての左右の後輪にも動力の伝達を可能としたものがある。
プロペラシャフトと後輪用差動装置との間には、電磁式等の伝達トルク可変のカップリングが配設されることがあり、該カップリングを完全に締結すれば、前輪と後輪とに均等にトルクが伝達される四輪駆動状態となり、カップリングを完全に解放すれば、駆動力は前輪のみに伝達される二輪駆動状態となり、カップリングを完全締結と完全解放との間の締結度に制御すれば、カップリングの締結度に応じて後輪に対するトルク配分が調整されるようになっている。
また、トランスファは、軸心が車幅方向に延びる前輪用差動装置のデフケースから軸心が車体前後方向に延びるプロペラシャフトに動力を伝達するために、互いに噛み合う一対の傘歯ギヤが用いられる。例えば、前記デフケースの軸心上に設けられた傘歯ギヤと、これに常時噛み合うプロペラシャフトの軸心上に設けられた傘歯ギヤとが用いられる。
ところで、エンジンの出力トルクは、各気筒における間欠的な爆発に起因した周波数で生じる変動トルクを伴う。一方、変速機、前輪用差動装置、トランスファ、プロペラシャフト、カップリング、後輪用差動装置等のトルク伝達手段には、捩り振動に対する共振周波数が存在する。したがって、変動トルクの周波数がトルク伝達手段の共振周波数に一致すると、トルク伝達手段における捩り振動が増大する場合がある。
このとき、カップリングが解放されて前輪のみに出力トルクが伝達される二輪駆動状態では、トランスファにおける前記一対の傘歯ギヤから後輪に至る後輪トルク伝達手段が動力非伝達状態で回転するので、この状態で捩り振動が増大すると、後輪トルク伝達手段のトランスファにおける前記一対の傘歯ギヤ間に歯面分離(ギヤの噛み合いが解放された状態)が断続的に生じやすく、歯打ちによる異音が発生して車内騒音の原因となり得る。
これに対して、後輪トルク伝達手段が共振するエンジンの運転領域で、カップリングの締結度を制御して、後輪トルク伝達手段に負荷を与えて変動トルクよりも大きなトルクを後輪に伝達することにより、後輪トルク伝達手段の動力非伝達状態での回転を防止することが考えられる。これにより、トルク伝達手段において捩り振動が増大したとしても、トランスファにおける一対の傘歯ギヤ間の歯面分離を抑制して歯打ちによる異音を抑制できる。
例えば、特許文献1には、エンジンと、トルクコンバータ、変速機、前輪用差動装置、トランスファ、プロペラシャフト、カップリング、後輪用差動装置等の駆動系とを備えた四輪駆動車において、トルクコンバータのロックアップクラッチを直結状態にしたときに、補助駆動輪としての後輪に対するトルク配分を所定のトルクよりも増大させることによって、駆動系の各ギヤ嵌合部におけるガタを詰めて、ロックアップクラッチ締結時におけるガタ打ち音(歯打ちによる異音)を解消することが開示されている。
特開2009−208633号公報
ところで、旋回走行中は、各車輪の旋回半径が異なるために前後輪差が生じるので、四輪駆動車の場合、旋回走行中に補助駆動輪に対するトルク配分を増大させると、前後輪差を吸収することが困難となり、タイトコーナーブレーキング現象が生じやすく旋回性が悪化することになる。
この発明は、四輪駆動車における上記課題を解決するためになされたものであり、旋回性の悪化を抑制できる四輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項1に記載の発明は、エンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記補助駆動輪に配分されるトルクを調整するトルク配分調整手段と、を備えた四輪駆動車の制御装置であって、前記四輪駆動車が旋回走行中であるか否かを判定する旋回走行判定手段と、該旋回走行判定手段によって旋回走行中であることが判定されたとき、前記補助駆動輪に対するトルク配分を制限するトルク配分制限手段と、前記トルク伝達手段が異音発生状態となる異音発生領域でのエンジン作動時に、前記トルク配分調整手段を制御することによって、異音の発生を抑制するように前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音低減手段とを備えており、前記異音低減手段は、前記エンジンから前記トルク伝達手段に伝わるトルク変動が大きいほど、前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させ、前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって旋回走行中であると判定された場合に前記トルク変動が増大する運転状態への移行要求があったときには、前記異音低減手段による前記補助駆動輪に対するトルク配分の増大を制限する、ことを特徴とする。
また、請求項に記載の発明は、前記請求項に記載の四輪駆動車の制御装置において、前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって旋回走行中であると判定された場合に前記移行要求があったときには、該移行要求に基づく移行を制限する、ことを特徴とする。
また、請求項に記載の発明は、前記請求項1又は2に記載の四輪駆動車の制御装置において、前記移行要求は、前記トルク伝達手段が前記エンジンとの接続部にロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備える場合におけるロックアップクラッチの締結要求と、前記エンジンが火花点火モードと圧縮自己着火モードとに切換可能な場合における火花点火モードから圧縮自己着火モードへの切換要求と、前記エンジンがトルクアシストする駆動モータを備える場合における前記駆動モータによるアシストトルクの低減要求又はトルクアシストの停止要求と、のうちいずれか1つである、ことを特徴とする。
また、請求項に記載の発明は、前記請求項1〜のいずれか1つに記載の四輪駆動車の制御装置において、前記旋回走行判定手段は、前記四輪駆動車の旋回度合いを検出可能であり、前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって検出された前記四輪駆動車の旋回度合いが大きいほど、前記補助駆動輪に対するトルク配分を制限する度合いを増大させる、ことを特徴とする。
前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。
まず、請求項1に記載の発明によれば、旋回走行中においては、補助駆動輪に対するトルク配分が制限されるので、前後輪間の回転数差を吸収しやすく、タイトコーナーブレーキング現象による旋回性の悪化を抑制できる。また、旋回走行中においては、トルク変動が増大する運転状態への移行要求があった場合には、異音低減手段による補助駆動輪に対するトルク配分の増大がトルク配分制限手段によって制限される。これによって、旋回走行中における旋回性の悪化を抑制できる。
また、請求項に記載の発明によれば、旋回走行中においては、トルク変動が増大する運転状態への移行要求に基づく移行が制限されるので、補助駆動輪に対するトルク配分が増大されることがない。この結果、トルク伝達手段に伝達されるトルク変動の増大が抑制されるので、旋回性の悪化を抑制できると共に、トルク伝達手段における異音発生を抑制できる。
また、請求項に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明における、トルク変動が増大する運転状態への移行要求を具体的に特定するものである。すなわち、エンジンとトルク伝達手段との接続部にロックアップクラッチを備える場合には、ロックアップクラッチの締結度が大きいほど、エンジンからトルク伝達手段に伝わるトルク変動が増大するので、この場合の前記移行要求は、ロックアップクラッチの締結要求である。
また、エンジンが火花点火モードと圧縮自己着火モードとに切換可能である場合には、点火プラグ周りからの火炎伝播によって次第に燃焼が成長する火花点火モードに比して、圧縮自己着火モードにおいては燃焼室の略至るところから燃焼が略同時に開始することになり急速に燃焼が成長するので、火花点火モードに比して圧縮自己着火モードでは、出力トルクに伴うトルク変動が大きくなる。したがって、この場合の前記移行要求は、火花点火モードから圧縮自己着火モードへの切換要求である。
また、エンジンがトルクアシストする駆動モータを備える場合には、駆動モータによるトルクアシストに応じて、エンジンで発生する駆動トルクが低減されるので、これに伴いエンジンのトルク変動が低減する。したがって、駆動モータによるトルクアシストが低減若しくは停止された場合に、エンジンの駆動トルクが増大すると共に、これに伴い変動トルクが増大することになるので、この場合の前記移行要求は、駆動モータによるアシストトルクの低減要求又はトルクアシストの停止要求である。
また、請求項に記載の発明によれば、旋回度合いが大きいほど、補助駆動輪に対するトルク配分の制限度合いが増大されるので、旋回度合いに応じて、補助駆動輪に対するトルク配分を適切な制限量で制限できる。例えば、旋回性が悪化しやすい曲率の大きなカーブを旋回する場合には補助駆動輪に対するトルク配分が好適に制限される一方で、旋曲率の小さなカーブを旋回する場合には補助駆動輪に対するトルク配分が過度に制限されることがない。
すなわち、本発明に係る四輪駆動車の制御装置によれば、旋回走行中における補助駆動輪に対するトルク配分がトルク配分制限手段によって制限されるので、旋回性の悪化を抑制できる。
本発明の実施形態に係る四輪駆動車の概略構成を示すブロック図である。 トルク配分制限制御を示すフローチャートである。 図2の場合の四輪駆動車の作動を示すタイムチャートである。 ロックアップクラッチの制御マップの一例を示す図である。 トルク伝達手段の捩り振動の伝達特性、トルク変動及び補助駆動輪に対する配分トルクを示すグラフである。 異音低減制御が実施される場合のトルク配分制限制御を示すフローチャートである。 図6の場合の四輪駆動車の作動を示すタイムチャートである。 図6の場合の四輪駆動車の他の作動を示すタイムチャートである。 旋回度合いとトルク配分制限制御との関係を示すタイムチャートである。 他の実施形態に係るエンジンの制御マップの一例を示す図である。 更なる他の実施形態に係るエンジンの制御マップの一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の一実施形態に係る四輪駆動車10の概略構成図である。図1に示すように、第1実施形態においては、四輪駆動車10は、エンジン14と、エンジン14の出力トルクを所定の減速比で減速するトランスミッション16と、トランスミッション16で減速した出力トルクを左右の前輪12Fに車軸18を介して伝達する前輪用差動装置20と、前輪用差動装置20から後輪12Rに伝達する出力トルクを取り出すトランスファ22と、トランスファ22からの出力トルクを左右の後輪12Rに車軸24を介して伝達する後輪用差動装置26とを有している。
エンジン14は、複数気筒を有する多気筒エンジンであり、本実施形態では例えば直列4気筒エンジンである。すなわち、エンジン14では、各気筒において間欠的に爆発が生じ、これに起因してエンジン14で発生される出力トルクTは変動トルクXを伴う。具体的には、エンジン14は4気筒エンジンであるので、変動トルクXは、エンジン回転数の2倍の周波数で生じ、これがトランスミッション16や前輪用差動装置20を介してトランスファ22に伝達される。
トランスファ22と後輪用差動装置26とは、車体前後方向に延びるプロペラシャフト30及びカップリング28を介して連結されている。具体的には、トランスファ22の出力軸がプロペラシャフト30の一端に連結され、プロペラシャフト30の他端がカップリング28の入力軸に連結され、該カップリング28の出力軸が後輪用差動装置26の入力軸に連結されている。
トランスファ22は、軸心が車幅方向に延びる前輪用差動装置20から軸心が車体前後方向に延びるプロペラシャフト30に動力を伝達するために、互いに噛み合う一対の傘歯車(不図示)、具体的には前輪用差動装置20の軸心上に設けられた傘歯車とプロペラシャフト30の軸心上に設けられた傘歯車が用いられる。
カップリング28には、電磁式カップリングが用いられ、プロペラシャフト30と後輪用差動装置26との間の締結度を可変にできるようになっており、カップリング28の締結度に応じて、後輪12Rへ伝達されるトルク配分Tが調整されるようになっている。
具体的には、カップリング28を完全に締結すれば、エンジン14からの出力トルクTが、前輪12Fに伝達される配分トルクTと、後輪12Rに伝達される配分トルクTとに均等に配分される四輪駆動状態となる。一方、カップリング28を完全に解放すれば、出力トルクTは前輪12Fのみに伝達される二輪駆動状態となる。また、カップリング28を完全締結と完全解放との間の締結度にすれば、カップリング28の締結度に応じて後輪12Rへ伝達される配分トルクTが調整される。すなわち、カップリング28の締結度を制御することにより、後輪12Rに対する配分トルクTを、エンジン14からの出力トルクTの0〜50%の間に調整できる。
本実施形態では、前輪12Fが主駆動輪であり、後輪12Rが補助駆動輪であり、トランスミッション16、前輪用差動装置20、車軸18、トランスファ22、プロペラシャフト30、カップリング28、後輪用差動装置26及び車軸24によって、エンジン14の出力トルクTを前輪12Fと後輪12Rとに伝達するトルク伝達手段50が構成され、カップリング28によって、後輪12Rに配分される配分トルクTを調整するトルク配分調整手段が構成されている。
また、四輪駆動車10には、運転者によるアクセルペダルの踏込量(アクセル開度)を検出するようにアクセル開度センサ36と、エンジン14の回転数を検出するエンジン回転センサ38と、左右の前輪12Fにそれぞれ設けられた左前車輪速センサ40L及び右前車輪速センサ40Rと、左右の後輪12Rにそれぞれ設けられた左後車輪速センサ41L及び右後車輪速センサ41Rと、エンジン14やカップリング28等の作動を制御する制御装置34と、が備えられている。
制御装置34には、アクセル開度センサ36からの信号、エンジン回転センサ38からの信号及び各車輪速センサ40,41等の各種情報が入力され、制御装置34は、これら各種情報に基づいてエンジン14やカップリング28等の作動を制御する。なお、制御装置34は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。
制御装置34は、アクセル開度センサ36からの信号に基づいて、運転者の加速要求を検出して目標トルク(エンジン負荷)を設定し、該目標トルクを出力するように、エンジン14を制御する。
また、制御装置34は、エンジン14からの出力トルクTを、前輪12Fへの配分トルクTと後輪12Rに対する配分トルクTとに配分するように、カップリング28の締結度を制御する。例えば、加速する場合又は各車輪速センサ40,41からの信号に基づいて前輪12Fにスリップが検出された場合、前輪12Fと後輪12Rとに出力トルクTを配分する四輪駆動状態に制御し、定常走行及び/又はコースト走行においては前輪12Fのみに出力トルクTを伝達させる二輪駆動状態に制御する。
なお、後述する異音低減制御によって後輪12Rに対するトルク配分を制御してもよく、さらに他の要因により後輪12Rに対するトルク配分を制御するようにしてもよい。
また、制御装置34は、四輪駆動車10が旋回走行中である場合に、補助駆動輪としての後輪12Rに対するトルク配分を制限するトルク配分制限制御を実施する。具体的には、制御装置34は、各車輪速センサ40,41からの信号に基づいて、四輪駆動車10の旋回度合いを検出する。より具体的には、制御装置34は、各車輪速センサ40,41からの信号に基づいて旋回半径Rを算出して、該旋回半径Rの逆数である曲率R−1を、旋回度合いとして算出する。
そして、制御装置34は、曲率R−1が所定の閾値S0を上回る場合に、四輪駆動車10が旋回走行中であると判定し、後輪12Rに対する配分トルクTを制限するように、カップリング28の締結度を制御する。したがって、制御装置34は、旋回度合いを検出可能であり、旋回度合いに基づいて四輪駆動車10が旋回走行中であるか否かを判定可能な旋回走行判定手段として機能している。閾値S0は、例えば、四輪駆動車10が旋回走行中であるか否かを判定するための閾値であって、算出された曲率が旋回走行でないと考えられる程度に小さい場合に旋回走行であると誤判定することを防止できる値に設定されている。
また、制御装置34は、旋回度合いが大きいほど、後輪12Rに対する配分トルクTの制限度合いを増大させるように、カップリング28の締結度を制御する。なお、制限とは、四輪駆動車10が旋回走行でない場合に後輪12Rに対して配分される配分トルクTよりも低減させることを意味し、配分トルクTをゼロにする場合も含まれる。したがって、制御装置34は、トルク配分制限手段として機能している。
次に、制御装置34において実施されるトルク配分制限制御を、図2のフローチャート及び図3のタイムチャートを参照して説明する。図2はトルク配分制限制御の流れを示すフローチャートであり、図3はこの場合の四輪駆動車10の作動を示すタイムチャートである。
図2に示すように、制御装置34は、アクセル開度センサ36からの信号、エンジン回転センサ38及び各車輪速センサ41,42からの信号等の各種情報を読み込む(ステップS101)。
次に、制御装置34は、各車輪速センサ40,41からの信号に基づいて、四輪駆動車10の旋回度合い(曲率R−1)を算出する(ステップS102)。
次に、制御装置34は、ステップS102で算出された旋回度合いに基づいて、四輪駆動車10が旋回走行中であるか否か、即ち、曲率R−1が所定の閾値S0よりも大きいか否かを判定する(ステップS103)。
ステップS103において、四輪駆動車10が旋回走行中であると判定された場合、制御装置34は、後輪12Rに対するトルク配分を制限する、トルク配分制限制御を行う(ステップS104)。
このとき、図3に示すように、時刻t3において四輪駆動車10が旋回走行を開始しており、時刻t4〜t6の間において旋回度合い(曲率R−1)が、閾値S0を上回ったとする。このとき、時刻t5において、例えばエンジン14の出力トルクTの増大に伴って後輪12Rに対するトルク配分の増大要求が生じた場合であっても、後輪12Rに対するトルク配分は増大されない。そして、旋回度合い(曲率R−1)が閾値S0を下回った時刻t6以降において、後輪12Rに対する配分トルクTが増大される。すなわち、四輪駆動車10が旋回走行中である場合には、後輪12Rに対するトルク配分が制限される。
一方、図2に示すように、ステップS103において、四輪駆動車10が旋回走行中でないと判定された場合、制御装置34は、後輪12Rに対するトルク配分を制限しない。すなわち、トルク配分制限制御は実施されない。
このとき、図3に示すように、時刻t1において、後輪12Rに対するトルク配分の増大要求が生じた場合に、旋回度合いは閾値S0を上回っておらず四輪駆動車10は旋回走行中でないので、トルク配分制限制御は行われず、後輪12Rに対する配分トルクTが増大される。
このように、本実施形態によれば、旋回走行中においては、後輪12Rに対するトルク配分が制限されるので、前輪12Fと後輪12Rとの間の回転数差を吸収しやすく、タイトコーナーブレーキング現象による旋回性の悪化を抑制できる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、トランスミッション16は自動変速機である。図1において一点鎖線で示すように、トルク伝達手段50は、エンジン14とトランスミッション16との接続部に、ロックアップクラッチ151を有するトルクコンバータ15を備えており、エンジン14の出力トルクTが、トルクコンバータ15を介してトランスミッション16に伝達される。
ロックアップクラッチ151は、エンジン14の出力トルクTが入力される入力軸(不図示)と、トランスミッション16へ出力する出力軸(不図示)との間の締結度を可変にできるようになっており、その締結度に応じてエンジン14からトランスミッション16に伝達されるトルクが調整される。すなわち、ロックアップクラッチ151を完全締結させた場合における直結状態でのトルク伝達から、ロックアップクラッチ151を解放状態にした場合におけるトルクコンバータ15による流体継手でのトルク伝達にまで、トルク伝達を可変にできる。
なお、ロックアップクラッチ151の締結度を締結方向へ移行させることによって、トルクコンバータ15の流体継手でのトルク伝達による変動トルクXの減衰効果が減少し、エンジン14からトランスミッション16に伝わる変動トルクXが増大することになる。
図4は、ロックアップクラッチ151の制御マップの一例を示しており、該制御マップに基づいてロックアップクラッチ151の締結度が制御されるようになっている。例えば、ロックアップクラッチ151は、その締結度が、低回転、高負荷領域では締結方向に制御され、高回転、低負荷領域では解放方向に制御されるようになっている。
また、第2実施形態では、制御装置34は、トルク伝達手段50が異音発生状態となるエンジン14の作動時に、該異音を抑制する異音低減制御を行う。具体的には、トルク伝達手段50には、軸回転方向における捩り振動に対する共振周波数が存在する。図5に示すように、本実施形態においては、トルク伝達手段50には、エンジン14のアイドル回転数NIDLEより低いエンジン14の非常用域において共振点P1及びP2が存在し、アイドル回転数NIDLE以上のエンジン14の常用域における共振点P3が存在している。
共振点P3の近傍において、エンジン14の出力トルクTに伴う変動トルクXが共振により増大されることになり、このとき、後輪12Rに対するトルク配分Tが変動トルクXよりも小さい場合には、トランスファ22において、傘歯ギヤ間に歯面分離が発生して異音(歯打ち音)が発生する。トルク伝達手段50から前記異音が発生する領域を異音発生領域Aと称して、以下説明する。
制御装置34には、トルク伝達手段50が異音発生状態となる異音発生領域Aが記憶されている。異音発生領域Aとは、トルク伝達手段50の共振周波数に、各気筒における間欠的な爆発に起因して生じる変動トルクXの周波数が一致する運転領域である。異音発生領域においてエンジン14からの変動トルクXが共振により増大され、これに伴いトルク伝達手段50における捩り振動が増大することになる。このとき、後輪12Rに対するトルク配分Tが変動トルクXよりも小さい場合には、トランスファ22において、一対の傘歯ギヤ間に歯面分離が発生して異音(歯打ち音)が発生する場合がある。
そこで、トルク伝達手段50における異音発生を抑制するために、制御装置34は、エンジン14が異音発生領域で作動している場合、異音低減制御を実施する。具体的には、異音低減制御では、異音発生領域において、後輪12Rに対する配分トルクTが、少なくとも変動トルクXよりも大きくなるようにカップリング28の締結度が制御される。すなわち、後輪12Rに対する配分トルクTを変動トルクXより増大させることにより、増大された捩り振動のためにトランスファ22における一対の傘歯ギヤ間の歯面分離が発生することを防止して、異音(歯打ち音)発生を抑制できる。
また、制御装置34には、エンジンの作動点(エンジン回転数及び負荷)毎に、トルク伝達手段50における変動トルクXが関連付けられた、変動トルクマップ(不図示)が記憶されている。この変動トルクマップには、トルク伝達手段50における共振による振動増大を含んだ変動トルクXが予め設定されており、異音低減制御において、制御装置34は、該変動トルクマップからトルク伝達手段50に伝わる変動トルクXを読み出し、該変動トルクXよりも大きな配分トルクTを後輪12Rに配分するように、カップリング28の締結度を制御する。
すなわち、制御装置34は、エンジン回転センサ38からの入力信号に基づいてエンジン14が異音発生領域Aで作動しているか否かを判定し、エンジン14が異音発生領域Aで作動していると判定した場合に、異音低減制御を実施する。したがって、制御装置34は、異音低減手段としても機能している。
また、制御装置34は、四輪駆動車10が旋回走行中であると判定した場合にトルク変動が増大する運転状態への移行要求があったとき、すなわち、例えばロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への締結要求があったとき、トルク配分制限制御を実施する。この場合のトルク配分制限制御では、異音低減制御による後輪12Rに対するトルク配分のさらなる増大が制限されると共に、前記締結要求に基づく移行、すなわち、ロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への締結要求に基づく移行が制限される。なお、本実施形態では、異音低減制御及び前記移行要求に基づく移行の両方を制限しているが、どちらか一方のみを制限するようにしてもよい。
次に、制御装置34において実施されるトルク配分制限制御を、図6のフローチャート及び図7a,図7bのタイムチャートを参照して説明する。図6は異音低減制御が実施される場合のトルク配分制限制御の流れを示すフローチャートであり、図7a,図7bはこの場合の四輪駆動車10の作動を示すタイムチャートである。
図6に示すように、制御装置34は、アクセル開度センサ36からの信号、エンジン回転センサ38及び各車輪速センサ41,42からの信号等の各種情報を読み込む(ステップS201)。
次に、制御装置34は、エンジン回転センサ38からの信号に基づいて、エンジン14が異音発生領域A(図5参照)で作動しているか否かを判定する(ステップS202)。
ステップS202において、エンジン14が異音発生領域Aで作動していると判定した場合、制御装置34は、異音低減制御を実施する(ステップS203)。一方、ステップS202において、エンジン14が異音発生領域Aで作動していると判定されなかった場合、制御装置34は、第1実施形態で説明したフローチャート(図2参照)に基づいて、トルク配分制限制御を実施または実施しない(ステップS100)。
ステップS203において異音低減制御を実施する場合、続いて、制御装置34は、各車輪速センサ40,41からの信号に基づいて、四輪駆動車10の旋回度合い(曲率R−1)を算出する(ステップS204)。
次に、制御装置34は、ステップS204で算出された旋回度合いに基づいて、四輪駆動車10が旋回走行中であるか否か、即ち、曲率R−1が所定の閾値S0よりも大きいか否かを判定する(ステップS205)。
ステップS205において曲率R−1が所定の閾値S0よりも大きいと判定した場合、制御装置34はトルク配分制限制御を実施する(ステップS206)。一方、ステップS205において曲率R−1が所定の閾値S0よりも大きいと判定されなかった場合、制御装置34はトルク配分制限制御を実施しない(ステップS207)
次に、ステップS206においてトルク配分制限制御を実施する場合、続いて、制御装置34は、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求があるか否かを判定する(ステップS208)。すなわち、本実施形態では、例えばロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への締結要求があるか否かを判定する。
ステップS208において、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求があると判定された場合、制御装置34は、異音低減制御を制限すると共に、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求に基づく移行を制限する(ステップS209)。すなわち、異音低減制御による後輪12Rに対するトルク配分の増大が制限されると共に、ロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への締結要求に基づく移行が制限される。
このとき、図7aに示すように、時刻t1において四輪駆動車10が旋回走行を開始して、時刻t2〜t5の間、旋回度合い(曲率R−1)が、閾値S0を上回ったとする。このとき、時刻t3においてエンジン回転数が増大してこれに伴い、図4に示す制御マップに基づいてロックアップクラッチ151の締結方向への締結要求が生じる。さらに、時刻t4においてエンジン14が異音発生領域で作動するようになる。
このとき、四輪駆動車10は旋回走行中であるので、時刻t5までは、異音低減制御が制限されると共に、ロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への移行が制限される。すなわち、後輪12Rに対する配分トルクTは旋回走行中に増大されることがない。旋回度合い(曲率R−1)が閾値S0を下回る時刻t5以降において、異音低減制御及びロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への締結要求に基づく移行が行われる。
一方、図7bに示すように、時刻t11においてエンジン14が加速を開始して、時刻t12においてエンジン14が異音発生領域Aでの作動を開始した場合に、異音低減制御が実施されて後輪12Rに対する配分トルクTが増大されると共に、制御マップに基づいてロックアップクラッチ151の締結度が締結方向に制御される。このとき、異音低減制御及びロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への移行によって、後輪12Rに対する配分トルクTが増大したとしても、四輪駆動車10は旋回走行中でないので旋回性の悪化が問題になることはない。なお、図7a,図7bにおいて、ロックアップクラッチ締結要求は、縦軸が大きいほどロックアップクラッチ151の締結要求が高く、縦軸が小さいほどロックアップクラッチ151の締結要求が低いことを示している。
このように、本実施形態によれば、旋回走行中においては、トルク変動が増大する運転状態への移行要求があった場合には、異音低減制御による後輪12Rに対するトルク配分の増大がトルク配分制限制御によって制限される。これによって、旋回走行中における旋回性の悪化を抑制できる。
また、旋回走行中においては、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求に基づく移行が制限されるので、すなわち、例えばロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への移行が制限され、これに伴い後輪12Rに対する配分トルクTの増大が制限される。この結果、トルク伝達手段50に伝達される変動トルクXの増大が抑制されるので、旋回性の悪化を抑制できると共に、トルク伝達手段50における異音発生を抑制できる。
図8は、旋回度合いに対するトルク配分制限制御による後輪12Rに対するトルク配分の制限度合いを示している。エンジン14が異音発生領域Aで作動している状態で、時刻t21〜t22において第1旋回度合いS1で旋回し、時刻t23〜t24において第1旋回度合いS1よりも曲率R−1の大きな第2旋回度合いS2で旋回しているとする。
第1旋回度合いS1で旋回しているとき、トルク配分制限手段は、後輪12Rへの配分トルクTを第1制限量D1で制限し、第2旋回度合いで旋回しているとき、後輪12Rへの配分トルクTを第1制限量D1よりも大きな第2制限量D2で制限する。すなわち、旋回度合いが大きいほど、トルク配分制限制御による制限量が増大するようになっている。また、図中点線で示すように、旋回走行中は、後輪12Rに対する配分トルクTをゼロにしてもよい。
これによって、旋回度合いが大きいほど、後輪12Rに対する配分トルクTの制限度合いが増大されるので、旋回度合いに応じて、後輪12Rに対する配分トルクTを適切な制限量で制限できる。例えば、旋回性が悪化しやすい曲率の大きなカーブを旋回する場合には後輪12Rに対する配分トルクTが好適に制限される一方で、旋曲率の小さなカーブを旋回する場合には後輪12Rに対する配分トルクTが過度に制限されることがない。
上記実施形態では、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求として、ロックアップクラッチ151の締結度の締結方向への移行要求、又はエンジン14の出力トルクTの増大要求を例にとり説明したが、これに限らず、例えば、図9に制御マップの一例を示す、火花点火モードと圧縮自己着火モードとに切換可能に構成されたエンジンにおいて、火花点火モードから圧縮自己着火モードへの切換要求でもよい。
すなわち、点火プラグ周りからの火炎伝播によって次第に燃焼が成長する火花点火モードに比して、圧縮点火モードにおいては燃焼室の略至るところから燃焼が略同時に開始することになり急速に燃焼が成長する。このため、火花点火モードに比して圧縮点火モードでは、出力トルクに伴うトルク変動が大きくなる。したがって、移行要求とは、火花点火モードから圧縮自己着火モードへの切換要求である。
なお、圧縮自己着火モードを、非予混合圧縮自己着火モード(CI)と、予混合圧縮自己着火モード(HCCI)とにさらに区分してもよい。この場合、変動トルクXは、HCCI、CI、火花点火モード(SI)の順に大きく、したがって、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求とは、SIからCI又はHCCIへの切換要求、又はCIからHCCIへの切換要求である。
また、変動トルクXが増大する運転状態への移行要求として、図10に制御マップの一例を示す、トルクアシストする駆動モータを備えたエンジンにおいて、駆動モータによるトルクアシストを低減要求又はトルクアシストの停止要求でもよい。すなわち、駆動モータによるトルクアシストに応じて、エンジンで発生する駆動トルクが低減されるので、これに伴いエンジンのトルク変動が低減する。したがって、移行要求とは、駆動モータによるトルクアシストを低減要求又はトルクアシストの停止要求である。
なお、上記実施形態では、前輪12Fを主駆動輪とし、後輪12Rを補助駆動輪とした四輪駆動車について説明しているが、後輪12Rを主駆動輪とし、前輪12Fを補助駆動輪とした四輪駆動車についても同様に適用することができる。
また、上記実施形態では、車輪速センサ40,41によって検出された信号に基づいて四輪駆動車の旋回度合いを算出しているが、これに代えて若しくは加えて、舵角センサ(不図示)により、ハンドルの舵角を検出して、四輪駆動車が旋回走行中であるか否かを判定してもよい。
舵角センサによって検出されたハンドルの舵角に基づいて四輪駆動車が旋回走行中であるか否かを判定することによって、実際に四輪駆動車が実際に旋回走行を開始する前に、運転者の旋回意思を検出しやすく、この結果、制御応答性を向上できる。また。Gセンサを用いて四輪駆動車が旋回走行中であるか否かを検出するようにしてもよい。
特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。
以上説明したように、本発明に係る四輪駆動車の制御装置によれば、旋回中における補助駆動輪に対するトルク配分をトルク配分制限手段で制限することによって旋回性の悪化を抑制できるので、この種の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。
10 四輪駆動車
12F 前輪
12R 後輪
40L 左前車輪速センサ
40R 右前車輪速センサ
41L 左後車輪速センサ
41R 右後車輪速センサ
14 エンジン
15 トルクコンバータ
151 ロックアップクラッチ
16 トランスミッション
20 前輪用差動装置
22 トランスファ
26 後輪用差動装置
28 カップリング
30 プロペラシャフト
34 制御装置
36 アクセル開度センサ
38 エンジン回転センサ
50 トルク伝達手段
T 出力トルク
配分トルク
X 変動トルク

Claims (4)

  1. エンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記補助駆動輪に配分されるトルクを調整するトルク配分調整手段と、を備えた四輪駆動車の制御装置であって、
    前記四輪駆動車が旋回走行中であるか否かを判定する旋回走行判定手段と、
    該旋回走行判定手段によって旋回走行中であることが判定されたとき、前記補助駆動輪に対するトルク配分を制限するトルク配分制限手段と
    前記トルク伝達手段が異音発生状態となる異音発生領域でのエンジン作動時に、前記トルク配分調整手段を制御することによって、異音の発生を抑制するように前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音低減手段と
    を備えており、
    前記異音低減手段は、前記エンジンから前記トルク伝達手段に伝わるトルク変動が大きいほど、前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させ、
    前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって旋回走行中であると判定された場合に前記トルク変動が増大する運転状態への移行要求があったときには、前記異音低減手段による前記補助駆動輪に対するトルク配分の増大を制限する、ことを特徴とする四輪駆動車の制御装置。
  2. 前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって旋回走行中であると判定された場合に前記移行要求があったときには、該移行要求に基づく移行を制限する、
    請求項に記載の四輪駆動車の制御装置。
  3. 前記移行要求は、
    前記トルク伝達手段が前記エンジンとの接続部にロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備える場合におけるロックアップクラッチの締結要求と、
    前記エンジンが火花点火モードと圧縮自己着火モードとに切換可能な場合における火花点火モードから圧縮自己着火モードへの切換要求と、
    前記エンジンがトルクアシストする駆動モータを備える場合における前記駆動モータによるアシストトルクの低減要求又はトルクアシストの停止要求と、
    のうちいずれか1つである、
    請求項1又は2に記載の四輪駆動車の制御装置。
  4. 前記旋回走行判定手段は、前記四輪駆動車の旋回度合いを検出可能であり、前記トルク配分制限手段は、前記旋回走行判定手段によって検出された前記四輪駆動車の旋回度合いが大きいほど、前記補助駆動輪に対するトルク配分を制限する度合いを増大させる、
    請求項1〜のいずれか1つに記載の四輪駆動車の制御装置。
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