JP5900452B2 - 4輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、4輪駆動車両の制御装置に係り、特に、エンジンと主駆動輪および副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられている変速機と、その変速機と副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられてその動力伝達経路を選択的に断接する断接機構を備える4輪駆動車両の制御装置に関する。
車両走行中において所定条件が成立すると、エンジンと駆動輪との間に設けられている変速機をニュートラルとした状態で惰性走行する、所謂ニュートラル惰性走行を実行する車両が知られている。特許文献1の車両の制御装置がその一例である。特許文献1の車両にあっては、所定条件が成立すると、エンジンを停止しつつトランスミッション(変速機)に設けられているクラッチを遮断し、惰性により車両を走行させている。このニュートラル惰性走行では、動力伝達経路を遮断することで走行抵抗を低減し、減速に伴うアクセル踏みによる再加速のタイミングを遅らせることで燃費向上を図っている。
特開2012−47148号公報 特開昭64−16432号公報
ところで、特許文献1に記載の車両において、ニュートラル惰性走行にあっても、トランスミッション(変速機)から駆動輪の間の動力伝達経路を構成する回転要素が連れ回されて走行抵抗として作用しており、燃費向上の観点からいえば、さらなる改善の余地があった。例えば、特許文献2に記載されているような自動変速機付4輪駆動車両に前記ニュートラル惰性走行を適用した場合、自動変速機がニュートラル状態に制御されても、トランスファより下流側の回転要素は依然として連れ回されることとなり、その回転要素が潤滑油を攪拌するなどして走行抵抗として作用する。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両の走行中に所定条件が成立すると、変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する4輪駆動車両の制御装置において、この変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間の走行抵抗をさらに低減して燃費を向上できる制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第1発明の要旨とするところは、(a)エンジンと主駆動輪および副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられている変速機と、その変速機と前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられてその動力伝達経路を選択的に断接する断接機構とを、備える4輪駆動車両において、走行中に所定条件が成立すると前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する4輪駆動車両の制御装置であって、(b)前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する時間と、前記断接機構によって前記動力伝達経路を遮断する時間とが少なくとも一部重なるように制御するものであり、(c)前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間に前記断接機構の遮断を許可する条件を、前記変速機の伝達トルクを所定値以下にしない場合と比較して遮断しやすくなる側に変更し、(d)前記断接機構の遮断を許可する条件は、路面の摩擦係数、駆動輪のスリップ量、駆動輪のスリップ履歴、操舵角、エンジントルクの変動率、および車速の変動率に関する要件の少なくとも1つが含まれることを特徴とする。
このようにすれば、走行中に所定条件が成立すると変速機の伝達トルクが所定値以下に制御されるが、この間に断接機構によって変速機と副駆動輪との間の動力伝達経路が遮断されることで、変速機と断接機構との間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りが防止される。従って、この回転要素の連れ回りによる回転抵抗も低減されて走行抵抗も低減されるため、減速中におけるアクセルペダルの踏込操作のタイミングが、回転要素の連れ回りを伴う場合に比べて遅くなり、燃費を一層向上させることができる。また、変速機の伝達トルクが所定値以下に制御される間は、伝達トルクが所定値以下にしない場合と比べて断接機構が遮断されやすくなる。従って、伝達トルクが所定値以下に制御される間に断接機構が遮断されることとなり、変速機と断接機構との間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りが防止されて走行抵抗を低減することができる。また、前記断接機構の遮断を許可する条件は、路面の摩擦係数、駆動輪のスリップ量、駆動輪のスリップ履歴、操舵角、エンジントルクの変動率、および車速の変動率に関する要件の少なくとも1つが含まれるため、変速機の伝達トルクが所定値以下で走行中において、これらの要件に関する判定値を適宜変更することで、断接機構が遮断しやすくなる側に容易に変更することができる。
また、第2発明に係る発明の要旨とするところは、第1発明の4輪駆動車両の制御装置において、前記断接機構の断接を許可する条件の成立後、同時ないしは所定時間経過後にその断接機構を遮断する。このようにすれば、断接機構の断接を許可する条件が成立すると同時ないし所定値時間経過後に断接機構が遮断されることで、条件成立と同時、あるいは所定時間経過して車両が安定したのち断接機構の遮断が実行される。
また、第3発明に係る発明の要旨とするところは、第2発明に記載の4輪駆動車両の制御装置において、前記所定時間は、前記変速機の作動油の油温、前記エンジンの油温、該エンジンの水温、外気温、走行開始からの走行距離ないしは走行時間に基づいて変更される。このようにすれば、上記各要件の何れかに基づいて最適な所定時間に設定される。
また、第4発明に係る発明の要旨とするところは、第1発明から第3発明の何れか1の4輪駆動車両の制御装置において、前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間に前記エンジンを停止させる。このようにすれば、変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間においてエンジンも停止されることとなり、燃費が一層向上する。
また、第5発明に係る発明の要旨とするところは、第1発明から第4発明の何れか1の4輪駆動車両の制御装置において、前記4輪駆動車両は、前記変速機から前記断接機構との間の動力伝達経路上に、前記副駆動輪への動力伝達を選択的に切り替える切替機構をさらに備える。このようにすれば、断接機構の遮断とともに切替機構によって副駆動輪への動力伝達が遮断されることで、切替機構と断接機構との間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りを確実に防止することができる。
本発明が好適に適用された4輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。 図1の4輪駆動車両において、後述する各走行モードに対応する第1クラッチ、第2クラッチ、およびカップリングの係合状態を説明する係合作動表である。 図1の4輪駆動車両を制御する電子制御装置の制御系統を説明するとともに、後述する前後輪駆動の切替に係る制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図3の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち自動変速機をニュートラル状態ないしは伝達トルクを所定値以下に制御した状態で走行中において、走行抵抗をさらに低減して燃費を一層向上する制御作動を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例にかかる電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 2WD_d走行に切り替える許可条件が成立した時点から実際に2WD_d走行への切替が開始されるまでの間に設定される所定時間と、自動変速機の作動油の油温、エンジンオイルの油温、エンジン水温、外気温、走行開始からの走行距離ないしは走行時間との関係を示す関係図である。 図5の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が好適に適用された4輪駆動車両8(以下、車両8)の構成を概略的に説明する骨子図である。図1において、車両8は、エンジン10を駆動源とし、エンジン10の動力を前輪12L、12R(特に区別しない場合には、前輪12という)に伝達する動力伝達経路と、エンジン10の動力を後輪14L、14R(特に区別しない場合には、後輪14という)に伝達する動力伝達経路とを備えるFFベースの車両である。車両8は、自動変速機16、フロントデフ17、トランスファ18、プロペラシャフト20、カップリング22、およびリアデフ24を含んで構成されている。なお、図1では図示されていないが、エンジン10と自動変速機16との間には、流体伝動装置であるトルクコンバータが設けられている。なお、前輪12が本発明の主駆動輪に対応し、後輪14が本発明の副駆動輪に対応し、自動変速機16が本発明の変速機に対応している。
自動変速機16は、エンジン10と前輪12および後輪14との間の動力伝達経路上の設けられている。自動変速機16は、例えば複数個の遊星歯車装置、および複数個の摩擦係合装置(クラッチ、ブレーキ)を備え、前記複数個の摩擦係合装置の掴み替えによって複数の変速段に変速される有段式の自動変速機である。なお、自動変速機16は公知の技術であるため、具体的な構造や作動についての説明を省略する。
フロントデフ17(フロントディファレンシャルギヤ)は、ケース17cと、よく知られた傘歯歯車からなる差動機構17dとを含んで構成されており、前輪14の左右の車軸26L、26Rに適宜差回転を与えつつ回転を伝達する。フロントデフ17のケース17cにはリングギヤ17rが形成されており、自動変速機16の出力回転部材である出力歯車16aと噛み合っている。従って、自動変速機16から出力される動力がリングギヤ17rに入力される。また、フロントデフ17のケース17cには、後述する第1回転部材32の外周嵌合歯30と嵌合する内周嵌合歯28が形成されている。なお、フロントデフ17は公知の技術であるため、具体的な構造や作動についての説明は省略する。
フロントデフ17と並んでトランスファ18が設けられている。トランスファ18は、外周嵌合歯30が形成されている第1回転部材32と、後輪14側に動力を伝達するためのリングギヤ34rが形成されている第2回転部材34と、第1回転部材32と第2回転部材34とを選択的に断接する噛合クラッチからなる第1クラッチ36とを含んで構成されている。
第1回転部材32は、円筒形状を有しており、その内周側を車軸26Rが貫通している。第1回転部材32の軸方向の一方には外周嵌合歯30が形成されており、その外周嵌合歯30がケース17cに形成されている内周嵌合歯28と嵌合することで、第1回転部材32はフロントデフ17のケース17cと一体的に回転する。また、第1回転部材32の軸方向の他方には第1クラッチ36を構成するクラッチ歯38が形成されている。
第2回転部材34は、円筒形状を有しており、その内周側を車軸26Rおよび第1回転部材32が貫通している。第2回転部材34の軸方向の一方には、ドリブンピニオン40と噛み合うリングギヤ34rが形成されている。また、第2回転部材34の軸方向の他方には、第1クラッチ36を構成するクラッチ歯42が形成されている。なお、ドリブンピニオン40は、プロペラシャフト20を介してカップリング22の一方の回転要素22aに接続されている。
第1クラッチ36は、自動変速機16と第2クラッチ454との間の動力伝達経路上、詳細には後輪14への動力伝達を選択的に切り替えるトランスファ18内に設けられ、第1回転部材32と第2回転部材34との間を選択的に断接する噛合クラッチであり、第1回転部材32のクラッチ歯38と、第2回転部材34のクラッチ歯42と、クラッチ歯38およびクラッチ歯42と噛合可能な内周歯43が形成されているスリーブ44と、スリーブ44を軸方向に駆動させるシフトフォーク46とを、含んで構成される噛合クラッチである。なお、シフトフォーク46は、例えば電気的に制御される第1アクチュエータ47によって駆動される。また、第1クラッチ36が、本発明の切替機構に対応している。
図1は、第1クラッチ36が遮断された状態を示している。このとき、第1回転部材32と第2回転部材34との接続が遮断されるため、自動変速機16と後輪14との間の動力伝達経路が遮断されて後輪14には動力が伝達されない。一方、図1においてスリーブ44が前輪12L側に移動させられることにより、クラッチ歯38およびクラッチ歯42が共にスリーブ44の内周歯43と噛み合うと、第1クラッチ36が接続され、第1回転部材32と第2回転部材34とが接続される。従って、第1回転部材32が回転すると、第2回転部材34、ドリブンピニオン40、プロペラシャフト20、およびカップリング22の一方の回転要素22aが連れ回される。
カップリング22は、プロペラシャフト20とリアデフ24との間に設けられ、一方の回転要素22aと他方の回転要素22bとの間でトルク伝達を行う。カップリング22は、例えば湿式多板クラッチで構成される電子制御カップリングであり、カップリング22の伝達トルクを制御することにより、前後輪のトルク配分を100:0〜50:50の間で連続的に変更することができる。具体的には、カップリング22の伝達トルクを制御する図示しない電磁ソレノイドに電流が供給されると、その電流値に比例した係合力でカップリング22が係合される。例えば電磁ソレノイドの電流が供給されない場合には、カップリング22の係合力が零、すなわち伝達トルクが零となり、前後輪のトルク配分が100:0となる。また、電磁ソレノイドの電流が高くなり、カップリング22が完全係合されると、前後輪のトルク配分が50:50となる。このように、電磁ソレノイドに供給される電流値が高くなるに従って後輪側に伝達されるトルク配分が高くなり、この電流値を制御することで、前後輪のトルク配分を連続的に変化させることができる。なお、カップリング22についても公知の技術であるため、具体的な構造や作動についての説明は省略する。
また、カップリング22の他方の回転要素22bが、ドライブピニオン48に接続されている。このドライブピニオン48は、後述する第3回転部材50に形成されているリングギヤ50rに噛み合わされている。
第3回転部材50は円筒形状を有しており、その内周側を車軸56Lが貫通している。第3回転部材50の軸方向の一方には、ドライブピニオン48と噛み合うリングギヤ50rが形成され、軸方向の他方には、後述する第2クラッチ54を構成するクラッチ歯58が形成されている。
リアデフ24は、ケース24c、およびよく知られた傘歯歯車で構成されている差動機構24dを含んで構成されている。なお、リアデフ24は公知の技術であるため、具体的な構造および作動についての説明は省略する。また、リアデフ24のケース24cには、後述する第2クラッチ54を構成するクラッチ歯62が形成されている。
第2クラッチ54は、自動変速機16と後輪14との間の動力伝達経路上に設けられ、これらの間の動力伝達経路、詳細には第3回転部材50とリアデフ24との間を選択的に断接するための噛合クラッチであり、前記クラッチ歯58およびクラッチ歯62と、円筒形状のスリーブ60と、スリーブ60を軸方向に駆動させるシフトフォーク64とを、含んで構成されている。このシフトフォーク64は、例えば電気的に制御される第2アクチュエータ65によって駆動される。スリーブ60の内周側には、クラッチ歯58およびクラッチ歯62と噛合可能な内周歯66が形成されており、スリーブ60の位置が第2アクチュエータ65によって制御されることによりクラッチ歯58、62とスリーブ60の内周歯66との噛合状態が切り替えられる。
図1は、第2クラッチ54が遮断された状態を示している。このとき、第3回転部材50とリアデフ24との接続が遮断される。すなわち、プロペラシャフト20と後輪14との間の動力伝達経路が遮断される。一方、図1においてスリーブ60が後輪14L側に移動させられることにより、クラッチ歯58およびクラッチ歯62が共にスリーブ60の内周歯66と噛み合うと、第3回転部材50とリアデフ24とが接続される。なお、第2クラッチ54が本発明の断接機構に対応している。
図2は、車両8において、後述する各走行モードに対応する第1クラッチ36、第2クラッチ54、およびカップリング22の係合状態を説明する係合作動表である。図2において、2WD_d走行(2WDディスコネクト状態)では、第1クラッチ36、第2クラッチ54、およびカップリング22が遮断される。これより、エンジン10からの動力が自動変速機16およびフロントデフ17を介して前輪12に伝達される一方、第1クラッチ36の接続が遮断されるため第2回転部材34には動力が伝達されない。すなわち、エンジン10と前輪12との間の動力伝達経路は動力伝達状態となる一方、エンジン10と後輪14との間の動力伝達経路は遮断される。
また、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されるため、第2回転部材34と第3回転部材50との間の動力伝達経路を構成する各回転要素(第2回転部材34、ドリブンピニオン40、プロペラシャフト20、カップリング22、ドライブピニオン48、第3回転部材50)は動力伝達が遮断され、走行中においてこれらの回転要素の回転が停止し、回転要素の連れ回りが防止される。このように、前記各回転要素の連れ回りが少なくなるため、2WD_d走行中において走行抵抗が一層低減される。なお、2WD_d走行への切替(特に、第2クラッチ54の遮断)が、本発明の断接機構の遮断に対応している。
図2に示す2WD走行(4WDスタンバイ状態)では、第1クラッチ36および第2クラッチ54が接続される一方、カップリング22が遮断される。これより、エンジン10からの動力が自動変速機16およびフロントデフ17を介して前輪12に伝達される一方、カップリング22が遮断されるため後輪14には動力が伝達されない。すなわち、エンジン10と前輪12との間の動力伝達経路は動力伝達状態となる一方、エンジン10と後輪14との間の動力伝達経路は遮断される。
また、第1クラッチ36が接続されるため、第1回転部材32が回転すると、第2回転部材34、ドリブンピニオン40、プロペラシャフト20、およびカップリング22の一方の回転要素22aが連れ回される。また、第2クラッチ54が接続されるため、後輪14が回転すると、リアデフ24、第3回転部材50、ドライブピニオン48、およびカップリング22の他方の回転要素22bが連れ回される。このように、第1クラッチ36および第2クラッチ54が接続されることで、これらの回転要素が連れ回り、これら回転要素が潤滑油を攪拌するなど走行抵抗として作用する。従って、減速中にアクセルペダルを踏み込むタイミングが早くなるため、前述した2WD_d走行に比べて燃費が低下する。しかしながら、2WD走行から4WD走行へ切り替える際には、カップリング22を接続するだけで済むので、速やかな4WD走行への切替が可能となる。
4WD走行では、第1クラッチ36、第2クラッチ54、およびカップリング22が接続される。これより、エンジン10の動力が自動変速機16およびフロントデフ17を介して前輪12に伝達されるとともに、エンジン10の動力の一部がプロペラシャフト20、カップリング22、リアデフ24等を介して後輪14に伝達される。すなわち、エンジン10と前輪12との間の動力伝達経路が動力伝達可能となるとともに、エンジン10と後輪14との間の動力伝達経路が動力伝達可能となる。この4WD走行においては、カップリング22の伝達トルクが制御されることで、前後輪のトルク配分が適宜調整される。
図3は、車両8を制御する電子制御装置80の制御系統を説明するとともに、後述する前後輪駆動の切替に係る制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置80は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両8の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置80は、エンジン12の出力制御、自動変速機16の変速制御、第1クラッチ36および第2クラッチ54の断接制御、カップリング22のトルク容量制御等を実行する。なお、本実施例の電子制御装置80は、エンジン12の出力を制御するE/G-ECU、前後輪の駆動状態を制御する4WD-ECU、自動変速機16の変速状態を制御するT/M-ECUなど複数の制御装置から構成されていてもよく、1つの制御装置から構成されていても構わない。
図3に示すように、電子制御装置80には、アクセル開度センサ82により検出されるアクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度Accを表す信号、スロットル開度センサ84により検出される電子スロットル弁のスロットル開度θthを表す信号、エンジン回転速度センサ86により検出されるエンジン回転速度Neを表す信号、車速センサ88により検出される自動変速機16の出力軸の回転速度Noutに対応する車速Vを表す信号、車輪速センサ90により検出される各車輪の回転速度であるNrを表す信号、シフトポジションセンサ92により検出されるシフトレバーのシフトポジション(操作位置)Pshを表す信号、フットブレーキスイッチ94により検出されるフットブレーキの操作状態を表す信号、ステアリングセンサ96により検出される操舵角θを表す信号、加速度センサ98により検出された車両前後加速度Gを表す信号、ヨーレートセンサ100によって検出されるヨーレートY(ヨー角)を表す信号、4WD切替スイッチ102によって検出される車両8の走行モードを表す信号、車間距離センサ103によって検出される前方車両との車間距離Lを表す信号、エンジン水温センサ105によって検出されるエンジン冷却水のエンジン水温THewを表す信号、作動油温センサ107によって検出される自動変速機16の作動油の油温Toilを表す信号、外気温センサ108によって検出される外気温Tairを表す信号、エンジン油温センサ109によって検出されるエンジンオイルの油温Teoilを表す信号などが供給される。
また、電子制御装置80からは、エンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号がエンジン出力制御装置104に供給される。具体的には、電子スロットル弁のスロットル弁開度θthを制御するためのスロットルアクチュエータを駆動するスロットル弁開度信号や燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号や点火装置によるエンジン12の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、自動変速機16の変速状態を制御する油圧制御装置106へ変速指令信号が出力される。また、第1クラッチ36の断接を切り替える第1アクチュエータ47の作動信号、第2クラッチ54の断接を切り替える第2アクチュエータ65の作動信号、カップリング22の伝達トルクを制御する図示しない電磁ソレノイドへの伝達トルク信号などが出力される。
上記のように構成される車両8において、走行中に所定条件が成立すると、電子制御装置80は、自動変速機16をニュートラル状態ないし伝達トルクを予め設定されている所定値以下にした状態に制御して惰性走行させる所謂ニュートラル惰性走行(以下、N惰行)を実行することができる。このようなN惰行を実行すると、エンジンブレーキ走行と比べても走行抵抗が小さくなるので、惰性走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込むタイミングが遅められ、結果として燃費が向上する。しかしながら、車両8において、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下に制御されても、第1クラッチ36および第2クラッチ54が接続されていると、自動変速機16から後輪14までの回転要素において連れ回りが生じる。そして、これらの回転要素が連れ回ることで潤滑油を攪拌すると、走行抵抗として作用し十分な燃費向上の効果が得られなくなる。従って、さらなる改善の余地があった。そこで、電子制御装置80は、自動変速機16をニュートラル状態ないしは伝達トルクを所定値以下に制御した状態で惰性走行するに際して、最適な走行モードを選択することで、惰性走行中の走行抵抗をさらに低減して燃費を一層向上する。以下、本願発明にかかる電子制御装置80の制御作動について具体的に説明する。
電子制御装置80は、エンジン出力制御部110、変速制御部112、N惰行許可判定部114、N惰行中止判定部115、駆動切替制御部116、駆動切替許可判定部118、駆動切替中止判定部119、および切替条件変更部120を機能的に含んで構成されている。なお、図3にあっては、4WD-ECUが駆動切替制御部116、切替許可判定部118、切替中止判定部119、および切替条件変更部120を機能的に備え、E/G-ECUがエンジン出力制御部110を機能的に備え、T/M-ECUが変速制御部112、N惰行許可判定部114、およびN惰行中止判定部115を機能的に備える構成となっているが、必ずしもこれらのECUが上記機能を備えることに限定されない。
エンジン出力制御部110は、予め求められて記憶されている、例えばアクセル開度Acc(またはスロットル開度θth)および車速Vを変数とする駆動力マップから、実際のアクセル開度Acc(またはスロットル開度θth)および車速Vに基づいて要求駆動力Trを算出し、さらに自動変速機16の変速比等を考慮に入れてエンジン10の出力すべきエンジントルクTeを算出する。そして、エンジン出力制御部110は、算出されたエンジントルクTeが得られるように、エンジン出力制御装置104に対して指令信号を出力する。
変速制御部112は、例えばシフトポジションPshが前進走行ポジションであるDポジションにある場合には、予め設定されて記憶されている、例えばアクセル開度Acc(またはスロットル開度θth)および車速Vを変数とする変速マップから、実際のアクセル開度Acc(またはスロットル開度θth)および車速Vに基づいて、変速すべき変速段を決定し、決定された変速段に変速する指令を油圧制御装置106に出力する。
変速制御部112は、予め設定されている所定条件が成立すると、自動変速機16をニュートラル状態ないしは伝達トルクを所定値以下に制御した状態で車両8を惰性走行させる所謂N惰行を実行する。ここで、前記N惰行への切替が許可される所定条件が成立したか否かは、N惰行許可判定部114によって判定される。N惰行許可判定部114は、例えば以下に示す複数個のN惰行切替の許可条件が成立した否かに基づいて、N惰行への切替が許可されたか否かを判定する。すなわち、後述する各許可条件が、本発明の変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する所定条件に対応する。
N惰行許可判定部114は、例えばアクセル開度Accが予め設定されている所定値A1未満(Acc<A1)であるかを判定する。この所定値A1は、予め実験等に基づいて設定され、例えば、運転者の駆動要求が略零と判断される零近傍の値に設定されている。アクセル開度Accが所定値A1未満となった場合、N惰行の許可条件が成立したものと判定される。
N惰行許可判定部114は、例えば車速Vが予め設定される所定値V1以上(V≧V1)か否かを判定する。この所定値V1は、予め実験等に基づいて設定され、惰性走行が許可される比較的高車速の値に設定されている。車速Vが所定値V1以上になった場合、N惰行の許可条件が成立したものと判定される。
N惰行許可判定部114は、操舵角θが予め設定されている所定値θ1未満(θ<θ1)か否かを判定する。この所定値θ1は、予め実験等に基づいて定められ、例えば、N惰行に切り替えられても車両8が安定すると判断される低い値に設定されている。操舵角θが所定値θ1未満となった場合、N惰行の許可条件が成立したものと判定される。
N惰行許可判定部114は、前方を走行中の車両との車間距離Lが予め設定されている所定値L1以上(L≧L1)か否かを判定する。この所定値L1は、予め実験等に基づいて定められ、例えば、前方の車両が急停止した場合であっても衝突することがない十分な車間距離に設定されている。車間距離Lが所定値L1以上になった場合、N惰行の許可条件が成立したものと判定される。
N惰行許可判定部114は、現在の走行状態がN惰行以外(非N惰行)の走行状態にあるか否かを判定する。現在の走行状態が既にN惰行状態である場合にはN惰行に切替不能であるため、N惰行に切替可能か否かを判断するものである。現在の走行状態が非N惰行である場合、N惰行の許可条件が成立したものと判定される。
N惰行許可判定部114は、上述した複数個の条件を全て満たす場合に、N惰行への切替が許可されたものと判定する。変速制御部112は、N惰行へ切り替えるものと判定されると、自動変速機16の前進クラッチのトルク制御を実行してニュートラル状態ないしは伝達トルクを所定値以下に制御する。なお、この所定値は、自動変速機16がニュートラル状態と変わらない程度の低い値に設定されている。
ここで、エンジン出力制御部110は、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下に制御される間であって、且つ、アクセル開度Accが零である場合、燃料供給を停止してエンジン10を停止させる。エンジン出力制御手段110は、変速制御部112のN惰行状態への切替開始と同時ないしは所定時間経過後(例えば、ニュートラル状態に切替後ないしは伝達トルク所定値以下に制御後)にエンジン10を停止させる。
変速制御部112は、N惰行に切り替えられた状態において、走行中にN惰行を中止する条件が成立すると、自動変速機16を動力伝達レンジ(Dレンジ)に切り替える、ないしは伝達トルクを通常走行を可能とする大きさに復帰させることでN惰行を中止させる。このN惰行を中止するか否かは、N惰行中止判定部115によって判定される。N惰行中止判定部115は、例えば以下に示す複数個のN惰行の中止条件に基づいてN惰行を中止するか否かを判定する。
N惰行中止判定部115は、現在の走行状態がN惰行中であるか否かを判定する。現時点の走行状態が既にN惰行以外(非N惰行)の走行状態である場合には、N惰行からの切替が不可能となるため、N惰行からの切替が可能であるか否かを確認するものである。
N惰行中止判定部115は、例えばアクセル開度Accが予め設定されている所定値A2以上(Acc≧A2)であるか否かを判定する。この所定値A2は、予め実験等に基づいて定められる値であり、例えば、運転者の駆動力要求(加速要求)が生じたものと判断される値に設定されている。アクセル開度Accが所定値A2以上となった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部115は、例えば車速Vが予め設定されている所定値V2未満(V<V2)か否かを判定する。この所定値V2は、予め実験等に基づいて定められる値であり、例えばN惰行を実行可能な車速Vの下限の値に設定されている。車速Vが所定値V2未満になった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部115は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ2以上(θ≧θ2)になった否かを判定する。この所定値θ2は、予め実験等に基づいて定められる値であり、例えば、N惰行では車両8の安定性が低下するとされる値の閾値に設定されている。操舵角θが所定値θ2以上となった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部115は、例えば前を走行中の車両との車間距離Lが予め設定されている所定値L2未満(L<L2)か否かを判定する。この所定値L2は予め実験等に基づいて定められる値であり、例えば、前方の車両が急停止した場合において、N惰行では前方の車両と衝突する危険性が生じるとされる車間距離の閾値に設定されている。車間距離Lが所定値L2未満となった場合に、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部115は、現在の走行状態がN惰行状態であるとともに、上述したアクセル開度Acc、車速V、操舵角θ、および車間距離Lに関するN惰行を中止する各中止条件(Acc≧A2、V<V2、θ>θ2、およびL<L2)の何れか1つが成立した場合にN惰行を中止するものと判定する。変速制御部112は、N惰行を中止する判定が為されると同時、ないしは所定時間経過後に自動変速機16を動力伝達レンジ(Dレンジ)に切り替える、ないしは伝達トルクを増加する制御を開始する。これと並行して、エンジン出力制御部110は、N惰行を中止する判定が為されると、停止中のエンジン10を始動させる制御を開始する。
駆動切替制御部116は、第1クラッチ36(切替機構)および第2クラッチ54(断接機構)の遮断を許可する、すなわち前記2WD_d走行への切替を許可する許可条件(以下、ディスコネクト許可条件と記載する)が成立すると、第1クラッチ36および第2クラッチ54を遮断して2WD_d走行に切り替える。具体的には、駆動切替制御部116は、第1クラッチ36を制御する第1アクチュエータ47の駆動量が、第1クラッチ36が遮断される予め設定されている目標駆動量に到達するようにフィードバック制御を行うとともに、第2クラッチ54を制御する第2アクチュエータ65の駆動量が、第2クラッチ54が遮断される予め設定されている目標駆動量に到達するようにフィードバック制御を行う。第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されると、駆動切替制御部116は、後述するディスコネクト中止条件が成立するまで、2WD_d走行状態が維持されるよう制御する。このとき、第1クラッチ36と第2クラッチ54との間の動力伝達経路の動力伝達が遮断されるため、この動力伝達経路を構成する各回転要素(第2回転要素32、ドリブンピニオン40、ドライブシャフト20、カップリング22、ドライブピニオン48、第3回転要素50)の連れ回りが防止される。従って、これらの回転要素が潤滑油を攪拌することもなくなり、走行抵抗が一層低減されるため、運転者のアクセルペダルの踏込による加速要求が出力されるタイミングも遅くなり燃費が一層向上する。
ここで、2WD_d走行に切り替えるディスコネクト許可条件が成立したか否かは、駆動切替許可判定部118に基づいて判定される。駆動切替許可判定部118は、以下に示す複数個の許可条件に基づいてディスコネクト許可条件が成立したか否かを判定する。なお、ディスコネクト許可条件が、本発明の断接機構の遮断を許可する条件に対応している。
駆動切替許可判定部118は、例えば走行中の路面の摩擦係数μが予め設定される所定値μ1以上(μ≧μ1)か否かを判定する。なお、所定値μ1は予め実験等に基づいて定められ、走行中にスリップが生じる可能性が低いとされる値に設定される。また、路面の摩擦係数μは、例えば随時通信によって供給される路面情報や天候情報などの情報に基づいて推定される。摩擦係数μが所定値μ1以上であれば、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、例えば前後輪のスリップ量Sないしはスリップ率Srが予め設定されている所定値S1(Sr1)未満であるか否かを判定する。前記スリップ量Sは、前輪12の回転速度Nfと後輪14の回転速度Nrとの差の絶対値(|Nf-Nr|)で算出され、スリップ率Srは、例えば前記スリップ量Sを、車速Vに基づいて算出される車輪の回転速度Nvで除算(S/Nv)することで算出される。なお、所定値S1(Sr1)は、予め実験等に基づいて定められ、2WD_d走行に切り替えられても車両の安定性が維持される程度の低い値に設定されている。スリップ量Sないしはスリップ率Srが所定値未満(S<S1orSr<Sr1)である場合、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、例えば車両8が過去の走行でスリップした(スリップ量Sが所定値以上となった)路面などのスリップ履歴を記憶しており、走行中の路面においてスリップ履歴が無いか否かを判定する。スリップ履歴が無い場合には、許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、アクセルペダルの踏込を急激に解除した場合(アクセルペダル急オフ操作)において、その操作からの経過時間Tが予め設定されている所定値Tac1経過した否かを判定する。所定値Tac1は予め実験などに基づいて設定され、アクセルペダルの急激な踏込解除による駆動力変化が収束する程度の値に設定されている。経過時間Tが所定値Tac1経過(T>Tac1)した場合、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ2未満(θ<θ2)であるか否かを判定する。所定値θ2は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行に切り替えられても車両8の安定性に影響が生じない程度の低い値に設定されている。操舵角θが所定値θ2未満となると、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、例えば車速Vの単位時間当たりの変化量である車速変動率ΔV(車速変化率)が予め設定されている所定値ΔV1未満(ΔV<ΔV1)であるか否かを判定する。なお、所定値ΔV1は、予め実験等に基づいて設定される値であり、2WD_d走行に切り替えられても車両8が安定するとされる値に設定されている。車速Vの車速変動率ΔVが所定値ΔV1未満である場合、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、例えばエンジントルクTeの単位時間当たりの変化量であるエンジントルク変動率ΔTe(以下、トルク変動率ΔTe)が予め設定されている所定値ΔTe1未満(ΔTe<ΔTe1)か否かを判定する。なお、所定値ΔTe1は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行に切り替えられても車両8が安定するとされる値に設定されている。トルク変動率ΔTeが所定値ΔV1未満である場合、この許可条件が成立したものと判定される。
駆動切替許可判定部118は、現時点の駆動状態が2WD_d走行以外の走行状態にあるか否かを判定する。現時点の走行状態が既に2WD_d走行状態である場合には、2WD_d走行へ切り替える必要がないため、これを確認するものである。駆動状態が2WD_d走行以外の走行状態である場合に、この許可条件が成立する。
駆動切替許可判定部118は、上述した各許可条件が全て成立した場合に、ディスコネクト許可条件が成立したものと判定する。駆動切替制御部116は、上記2WD_d走行への切替許可判定を受けると、2WD_d走行への切替制御を開始する。
また、駆動切替制御部116は、2WD_d走行で走行中に、2WD_d走行を中止する条件(以下、ディスコネクト中止条件)が成立すると、第1クラッチ36および第2クラッチ54を接続して4WD走行ないしは2WD走行に切り替える。
この2WD_d走行を中止するディスコネクト中止条件が成立したか否かは、駆動切替中止判定部119によって判定される。駆動切替中止判定部119は、2WD_d走行で走行中において、例えば以下に示す2WD_d走行を中止する複数個の中止条件に基づいて、ディスコネクト中止条件が成立したか否かを判定する。
駆動切替中止判定部119は、例えば現在2WD_d走行で走行中であるか否かを判定する。2WD_d走行で走行中であれば中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、例えば走行中の路面の摩擦係数μが予め設定されている所定値μ2未満(μ<μ2)か否かを判定する。所定値μ2は、予め実験等に基づいて定められ、例えばスリップが生じやすくなる摩擦係数μの閾値に設定されている。摩擦係数μが所定値μ2未満であれば、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、例えば駆動輪のスリップ量Sないしはスリップ率Srが予め設定されている所定値S2(Sr2)以上(S≧S2 or Sr≧Sr2)であるか否かを判定する。所定値S2(Sr2)は、予め実験等に基づいて設定され、例えば2WD_d走行中の車両8の安定が悪くなるとされる値の閾値に設定されている。スリップ量Sないしはスリップ率Srが所定値以上の場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ3以上であるか否かを判定する。所定値θ3は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行中における車両8の安定性が低下するとされる値に設定されている。操舵角θが所定値θ3以上(θ≧θ3)の場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、例えば車速変動率ΔVが予め設定されている所定値ΔV2以上(ΔV≧ΔV2)であるか否かを判定する。所定値ΔV2は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行では車両8の安定性が低下すると判断される値の閾値に設定されている。車速変動率ΔVが所定値ΔV2以上の場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、例えばエンジントルクTeのトルク変動率ΔTeが予め設定されている所定値ΔTe2以上(ΔTe≧ΔTe2)であるか否かを判定する。なお、所定値ΔTe2は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行では車両8の安定性が低下する判断される値の閾値に設定されている。トルク変動率が所定値ΔTe2以上の場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部119は、現在の走行状態が2WD_d走行状態であり、且つ、上述した路面の摩擦係数μ、スリップ量Sないしはスリップ率Sr、操舵角θ、車速変動率ΔV、トルク変動率ΔTeに関する中止条件(μ<μ2、S≧S2 or Sr≧Sr2、θ≧θ3、ΔV≧ΔV2、ΔTe≧ΔTe2)の何れか1が成立した場合にディスコネクト中止条件が成立したもの判定する。そして、ディスコネクト中止条件が成立したと判定されると、駆動切替制御部116は、第1クラッチ36を制御する第1アクチュエータ47および第2クラッチ54を制御する第2アクチュエータ65を制御して、第1クラッチ36および第2クラッチ54を接続する制御を開始する。これより、2WD_d走行から4WD走行ないしは2WD走行に切り替えられる。
切替条件変更部120は、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御されるN惰行中において、前記駆動切替許可判定部118によって判断される、2WD_d走行に切り替えるか否かを判定するディスコネクト許可条件(本発明の断接機構の遮断を許可する条件)を、N惰行しない場合と比較して2WD_d走行に切り替わりやすくなる側(本発明の断接機構を遮断しやすくなる側)に変更する。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている路面の摩擦係数μの所定値の値を、所定値μ1から所定値μ3に変更する。この所定値μ3は、所定値μ1よりも小さく、且つ、所定値μ2よりも大きい値(μ2<μ3<μ1)に設定されている。駆動切替許可判定部118は、所定値μ1よりも低い所定値μ3に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、摩擦係数μが所定値μ3以上か否か(μ≧μ3)に基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている前後輪のスリップ量Sないしはスリップ率Srの予め設定されている所定値を、所定値S1(Sr1)から所定値S3(Sr3)に変更する。この所定値S3(Sr3)は、S1(Sr1)よりも大きく、且つ、所定値S2(Sr2)よりも小さい値に設定されている。駆動切替許可判定部118は、この所定値S1(Sr1)よりも大きい所定値S3(Sr3)に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、スリップ量Sないしスリップ率Srが所定値S3(Sr3)未満か否か(S<S3 or Sr<Sr3)に基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中においては、車輪のスリップ履歴に関する判断を削除する。すなわち、駆動切替許可判定部118は、N惰行中においてスリップ履歴の有無に関する判定を実行しないため、結果としてN惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている、アクセルペダル急オフ操作からの経過時間Tの所定値を、所定値Tac1から所定値Tac2に変更する。この所定値Tac2は所定値Tac1よりも小さい値に設定されている。駆動切替許可判定部118は、この所定値Tac2に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、経過時間Tが所定値Tac2経過したか否か(T>T2)に基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている、操舵角θの所定値を所定値θ2から所定値θ4に変更する。この所定値θ4は、所定値θ2よりも大きな値(θ4>θ2)に設定されている。駆動切替許可判定部118は、この所定値θ4に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、操舵角θが所定値θ4未満(θ<θ4)か否かに基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている、車速変動率ΔVの所定値を所定値ΔV1から所定値ΔV2に変更する。この所定値ΔV2は、所定値ΔV1よりも大きな値(ΔV2>ΔV1)に設定されている。駆動切替許可判定部118は、この所定値ΔV2に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、車速変動率ΔVが所定値ΔV2未満(ΔV<ΔV2)か否かに基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
切替条件変更部120は、N惰行中において、例えば許可条件の1つとして設定されている、トルク変動率ΔTeの所定値を所定値ΔTe1から所定値ΔTe2に変更する。この所定値ΔTe2は、所定値ΔTe1よりも大きな値(ΔTe2>ΔTe1)に設定されている。駆動切替許可判定部118は、この所定値ΔTe2に基づいて許可条件が成立したか否か、具体的には、トルク変動率ΔTeが所定値ΔTe2未満(ΔTe<ΔTe2)か否かに基づいて許可条件が成立したか否かを判定する。従って、N惰行中の許可条件がN惰行しない場合と比べて緩和される。
駆動切替許可判定部118は、上記切替条件変更部120によって変更された各許可条件の全てが成立した場合に、ディスコネクト許可条件が成立したものと判定する。ここで、N惰行中の2WD_d走行への切替を判定する各許可条件は、N惰行しない場合に比べて何れも緩和されているため、ディスコネクト許可条件が成立しやすくなる。従って、N惰行中において2WD_d走行に切り替わりやすくなり、N惰行状態で制御する間に2WD_d走行に切り替えられることで、N惰行に制御する時間と2WD_d走行に切り替えられる時間とが一致することとなる。
切替条件変更部120は、N惰行が中止されると、各許可条件をN惰行前の状態に復帰させる。すなわち、2WD_d走行に切り替わりやすい状態が終了される。
図4は、電子制御装置80の制御作動の要部、すなわち自動変速機16をニュートラル状態ないし伝達トルクを所定値以下に制御するに際して、走行中の走行抵抗をさらに低減して燃費を一層向上する制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
先ず、N惰行許可判定部114に対応するステップS1(以下、ステップを省略する)において、上述したN惰行の許可条件が成立したか否かが判定される。S1が否定される場合、後述するS6に進む。S1が肯定される場合、変速制御部112に対応するS2において、自動変速機16がニュートラルレンジ(Nレンジ)に切り替えられている状態であるか否かが判定される。S2が肯定される場合、後述するS4に進む。S2が否定される場合、変速制御部112に対応するS3において、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下の状態に切り替えられる。すなわち、N惰行状態に切り替えられる。エンジン制御部110に対応するS4において、アクセル開度Accが零であればエンジン10を停止させる。
次いで、切替条件変更部120に対応するS5において、N惰行状態にあることから、2WD_d走行への切替を許可する許可条件が、N惰行以外の走行に比べて2WD_d走行に切り替わりやすくなる側に変更される。駆動状態切替判定部118に対応するS6において、上述したディスコネクト許可条件が成立したか否かが判定される。S6が否定される場合、後述するS8に進む。S6が肯定される場合、駆動切替制御部116に対応するS7において、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されて2WD_d走行に切り替えられる。そして、N惰行中止判定部115に対応するS8において、N惰行を中止する条件が成立したか否かが判定される。S8が否定される場合、後述するS11に進む。S8が肯定される場合、エンジン出力制御部110に対応するS9において、エンジン10が始動される。次いで、変速制御部112に対応するS10において、自動変速機16の伝達トルクを増加する、ないしは動力伝達レンジであるDレンジに切り替えることでN惰行を中止する。
駆動切替中止判定部119に対応するS11では、2WD_d走行から4WD走行ないしは2WD走行へ切り替えるディスコネクト中止条件が成立したか否かが判定される。S11が否定される場合、後述するS13に進む。S11が肯定される場合、駆動切替制御部116に対応するS12において、第1クラッチ36および第2クラッチ54が接続されることで、2WD_d走行から4WD走行ないしは2WD走行へ切り替えられる。切替条件変更部120に対応するS13では、2WD_d走行に切り替えるディスコネクト許可条件が通常の許可条件に復帰される。
上述のように、本実施例によれば、走行中にN惰行に切り替える条件が成立すると自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御されるが、この間に第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されることで、自動変速機16(ないしは第1クラッチ36)と第2クラッチ54との間の動力伝達経路が遮断され、自動変速機16(ないしは第1クラッチ36)と第2クラッチ54との間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りが防止される。従って、この回転要素の連れ回りによる回転抵抗も低減されて走行抵抗も低減されるため、減速中にアクセルペダルが踏み込まれるタイミングも連れ回りを伴う場合に比べて遅くなり、燃費を一層向上させることができる。
また、本実施例によれば、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御されるN惰行中は、N惰行しない場合と比べて第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されやすくなる。従って、N惰行される間に2WD_d走行に切り替えられることで、自動変速機16と第2クラッチ54との間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りが防止されて走行抵抗を低減することができる。
また、本実施例によれば、2WD_d走行への切替を許可する条件は、路面の摩擦係数μ、駆動輪のスリップ量Sないしはスリップ率Sr、駆動輪のスリップ履歴、操舵角θ、エンジントルクの変動率ΔTe、および車速の変動率ΔVに関する要件の少なくとも1つが含まれる。このようにすれば、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下の間において、これらの要件に関する判定値を適宜変更することで、第1クラッチ36および第2クラッチ54を遮断しやすくなる側(2WD_d走行に切り替えられる側)に容易に変更することができる。
また、本実施例によれば、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御される間、エンジン10を停止させることで燃費が一層向上する。
また、本実施例によれば、2WD_d走行への切替の際には、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されることで、第1クラッチ36および第2クラッチ54の間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りを確実に防止することができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
前述の実施例では、N惰行への切替を許可する条件と2WD_d走行への切替を許可する条件とは異なっていたが、本実施例では、N惰行を許可する条件が2WD_d走行への切替を許可する条件を含んでいる。すなわち、本実施例では、N惰行への切替を許可する条件が成立すると、2WD_d走行への切替を許可する条件が成立する。
図5は、本実施例にかかる制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、図5においてエンジン出力制御部110、変速制御部112、および駆動切替制御部116は、前述の実施例と同様の機能を有するため同じ符号を付し、その説明を省略する。
図5のN惰行許可判定部152は、N惰行に切り替える許可条件が成立したか否かを判定する。N惰行許可判定部152は、後述する複数個のN惰行の許可条件が成立したか否かに基づいて判定する。
N惰行許可判定部152は、例えばアクセル開度Accが予め設定されている所定値A1未満(A<A1)であるか否かを判定する。なお、所定値A1は、前述した実施例と同じ値に設定される。アクセル開度Accが所定値A1未満である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えば路面の摩擦係数μが予め設定されている所定値μ1以上(μ≧μ1)か否かを判定する。なお、所定値μ1は、前述した実施例の所定値μ1と同じ値に設定されている。摩擦係数μが所定値μ1以上である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えば前後輪のスリップ量Sないしはスリップ率Srが予め設定されている所定値S1(Sr1)未満(S<S1orSr<Sr1)であるか否かを判定する。なお、所定値S1(Sr1)は、前述した実施例の所定値S1(Sr1)と同じ値に設定される。スリップ量Sないしはスリップ率Srが所定値未満である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えば車速Vが予め設定される所定値V1以上であるか否かを判定する。なお、所定値V1は、前述した実施例の所定値V1と同じ値に設定されている。車速Vが所定値V1以上である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ1未満か否かを判定する。なお、所定値θ1は、前述した実施例の所定値θ1と同じ値に設定されている。操舵角θが所定値θ1以上である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えば車速Vの車速変動率ΔV(車速変化率)が予め設定されている所定値ΔV1未満(ΔV<ΔV1)であるか否かを判定する。なお、所定値V1は、予め実験等に基づいて設定される値であり、N惰行に切り替えられても車両8が安定する値に設定されている。車速Vの車速変動率ΔVが所定値ΔV1未満である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、例えばエンジントルクTeのエンジントルク変動率ΔTe(以下、トルク変動率ΔTe)が予め設定されている所定値ΔTe1未満(ΔTe<ΔTe1)か否かを判定する。なお、所定値ΔTe1は、予め実験等に基づいて設定される値であり、N惰行に切り替えられても車両8が安定する値に設定されている。トルク変動率ΔTeが所定値ΔTe1未満である場合、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、現在の走行状態が、N惰行以外(非N惰行)の走行状態、または、2WD_d走行以外の走行状態であるか否か、ないしは非N惰行の走行状態であって、且つ、2WD_d走行以外(非2WD_d走行)の走行状態であるか否かを判定する。現在の走行状態が非N惰行または非2WD_d走行、もしくは非N惰行且つ非2WD_d走行の場合には、N惰行を許可する条件の1つが成立したものと判定される。
N惰行許可判定部152は、上記各N惰行を許可する条件が全て成立すると、N惰行に切り替える許可条件が成立したものと判定する。変速制御部112は、N惰行に切り替えるものと判定されると、自動変速機16を制御してニュートラル状態ないしは伝達トルクを所定値以下に制御してN惰行に切り替える。N惰行に切り替えられると、エンジン出力制御部110は、アクセル開度Accが零である場合において、エンジン10への燃料供給を停止してエンジン10を停止させる。
上述したように、N惰行へ切り替える許可条件が成立した場合、2WD_d走行へ切り替える許可条件も成立する。従って、駆動切替制御部116は、N惰行へ切り替える許可条件が成立すると、駆動状態を2WD_d走行に切り替える。これより、N惰行に切り替える許可条件の成立は、言い換えれば、2WD_d走行への切替許可条件(ディスコネクト許可条件)の成立となることから、N惰行を許可する所定条件(本発明の変速機の伝達トルクを所定値以下制御する条件)に、2WD_d走行への切替を許可する条件(本発明の断接機構の遮断を許可する条件)が含まれる。
ここで、2WD_d走行に切り替えるに際して、時間経過判定部154が実行される。時間経過判定部154は、N惰行に切り替える許可条件が成立した時点を起点として経過時間Tを測定し、経過時間Tが予め設定されている所定時間T1経過したか否かを判定する。経過時間Tが所定時間T1経過しない間、駆動切替制御部116による2WD_d走行への切替制御が待機(禁止)される。そして、経過時間Tが所定時間T1経過後、駆動切替制御部116による2WD_d走行への切替が開始される。なお、この所定時間T1が、本発明の断接機構の断接を許可する条件の成立後、断接機構の断接を開始するまでの所定時間に対応する。
この所定時間T1は、予め実験等に基づいて設定され、駆動切替制御部116が開始されるとき、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御され車両8が安定している状態であることを担保するものである。この所定時間T1は、例えば自動変速機16の作動油の油温Toil、エンジンオイルの油温Teoil、エンジン水温THew、外気温Tair、走行開始からの走行距離W、ないしは走行時間Tsに基づいて適宜変更される。例えば、作動油の油温Toilが低くなるに従って、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下となる時間も長くなる。従って、図6に示すように、作動油の油温Toilが低くなるに従って、所定時間T1が長くなるように設定される。同様に、図6に示すように、エンジンオイルの油温Teoilが低くなるに従って所定時間T1が長くなるように設定され、エンジン水温THewが低くなるに従って所定時間T1が長くなるよう設定され、外気温Tairが低くなるに従って所定時間T1が長くなるように設定される。また、走行距離Wないしは走行時間Tsが長くなると、作動油の油温Toil等が上昇するため、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下となる時間が徐々に短くなる。従って、図6に示すように、走行距離Wないしは走行時間Tsが長くなるに従って所定時間T1が短くなるように設定される。
このように、経過時間Tが所定時間T1経過すると、車両8が2WD_d走行に切り替えられるため、N惰行される時間と2WD_d走行される時間とが一部重なることになる。従って、N惰行中に2WD_d走行されることにより、回転要素の連れ回りも防止されるために走行抵抗がさらに低減され、減速に伴うアクセルペダルの踏込による再加速のタイミングも遅くなるため、燃費が一層向上する。
図5に戻り、N惰行中止判定部156は、N惰行に切り替えられた状態において、走行中のN惰行を中止する所定条件が成立すると、自動変速機16を動力伝達レンジ(Dレンジ)、ないしは伝達トルクを通常走行を可能とする大きさに復帰する制御を実行することで、N惰行を中止する。このN惰行を中止するか否かは、N惰行中止判定部156によって判定される。N惰行中止判定部156は、例えば以下に示す複数個のN惰行の中止条件に基づいてN惰行を中止するか否かを判定する。
N惰行中止判定部156は、現在の走行状態がN惰行中であるか否かを判定する。現時点の走行状態が既にN惰行以外の走行状態である場合には、N惰行からの切替が不可能となるため、N惰行からの切替が可能であるか否かを確認するものである。
N惰行中止判定部156は、例えばアクセル開度Accが予め設定されている所定値A2以上(Acc≧A2)であるか否かを判定する。この所定値A2は、例えば前述した実施例の所定値A2と同じ値に設定される。アクセル開度Accが所定値A2以上となった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部156は、例えば車速Vが予め設定されている所定値V2未満(V<V2)か否かを判定する。この所定値V2は、例えば前述した実施例の所定値V2と同じ値に設定される。車速Vが所定値V2未満になった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部156は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ2以上(θ≧θ2)になった否かを判定する。この所定値θ2は、例えば前述した実施例の所定値θ2と同じ値に設定される。操舵角θが所定値θ2以上となった場合、N惰行の中止条件が成立したものと判定される。
N惰行中止判定部156は、現在の走行状態がN惰行中であって、且つ、上述したN惰行の各中止条件(Acc≧A2、V<V2、θ≧θ2)のいずれか1つが成立した場合にN惰行を中止するものと判定する。エンジン出力制御部110は、N惰行を中止する判定が為されると、停止中のエンジン10を始動させる。このとき、変速制御部112は、エンジン10の始動と協調して自動変速機16を動力伝達レンジ(Dレンジ)に切り替える、ないしは伝達トルクを増加することで、エンジン始動時に発生するエンジンオーバーランを防止する。
駆動切替中止判定部158は、2WD_d走行中において、2WD_d走行を中止するディスコネクト中止条件が成立したか否かを判定する。駆動切替中止判定部158は、2WD_d走行で走行中において、例えば2WD_d走行の中止を判断する以下に示す複数個の中止条件に基づいてディスコネクト中止条件が成立したか否かを判定する。
駆動切替中止判定部158は、例えば現在2WD_d走行で走行中であるか否かを判定する。2WD_d走行で走行中であれば中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えば駆動輪のスリップ量Sないしはスリップ率Srが予め設定されている所定値S2(Sr2)以上であるか否かを判定する。所定値S2(Sr2)は、例えば前述した実施例の所定値S2(Sr2)と同じ値に設定される。スリップ量Sないしはスリップ率Srが所定値以上である場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えばアクセル開度Accが予め設定されている所定値A3以上(Acc≧A3)であるか否かを判定する。所定値A3は、予め実験等に基づいて設定されており、例えば前述したN惰行の中止を判定する所定値A2よりも大きな値(A3>A2)に設定されている。アクセル開度Accが所定値A3以上である場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えば走行中の路面の摩擦係数μが予め設定されている所定値μ2未満(μ<μ2)か否かを判定する。所定値μ2は、例えば前述の実施例の所定値μ2と同じ値に設定される。摩擦係数μが所定値μ2未満である場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えば車速Vが予め設定されている所定値V3未満(V<V3)か否かを判定する。所定値V3は、予め実験等に基づいて設定され、例えば2WD_d走行が許容される車速Vの下限の値に設定されている。車速Vが所定値V3未満となった場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えば操舵角θが予め設定されている所定値θ3以上(θ≧θ3)になった否かを判定する。所定値θ3は、例えば前述した実施例の所定値θ3と同じ値に設定されている。操舵角θが所定値θ3以上となる場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えば車速Vの車速変動率ΔVが予め設定されている所定値ΔV2以上(ΔV≧ΔV2)であるか否かを判定する。所定値ΔV2は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行では車両8の安定性が低下すると判断される値の閾値に設定されている。車速変動率ΔVが所定値ΔV2以上となる場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、例えばエンジントルクTeのトルク変動率ΔTeが予め設定されている所定値ΔTe2以上(ΔTe≧ΔTe2)であるか否かを判定する。なお、所定値ΔTe2は、予め実験等に基づいて設定され、2WD_d走行では車両8の安定性が低下する判断される下限の値に設定されている。トルク変動率が所定値ΔTe2以上となる場合、中止条件が成立したものと判定される。
駆動切替中止判定部158は、現在の走行状態が2WD_d走行であり、且つ、上述した駆動輪のスリップ量Sないしはスリップ率Sr、アクセル開度Acc、路面の摩擦係数μ、車速V、操舵角θ、車速変動率ΔV、およびトルク変動率ΔTeに関する中止条件の何れか1つが成立すると、2WD_d走行を中止するディスコネクト中止条件が成立したものと判定する。そして、ディスコネクト中止条件が成立すると、駆動切替制御部116は、第1クラッチ36および第2クラッチ53を接続して2WD_d走行から4WD走行ないし2WD走行に切り替える。
図7は、電子制御装置150の制御作動の要部、すなわち自動変速機16をニュートラル状態ないし伝達トルクを所定値以下に制御するに際して、走行中の走行抵抗をさらに低減して燃費を一層向上する制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
先ず、N惰行許可判定部152に対応するS1において、N惰行の許可条件が成立したか否かが判定される。S1が否定される場合、後述するS8に進む。S1が肯定される場合、変速制御部112に対応するS2において、自動変速機16がNレンジに切り替えられている状態か否かが判定される。S2が肯定される場合、後述するS4に進む。S2が否定される場合、変速制御部112に対応するS3において、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下の状態に切り替えられる。すなわち、N惰行状態に切り替えられる。エンジン出力制御部110に対応するS4では、N惰行に切り替えられ、且つ、アクセル開度Accが零であればエンジン10が停止される。
時間経過判定部154に対応するS15では、ステップS1において判定されたN惰行に切り替える許可条件が成立した時点、言い換えれば、2WD_d走行に切り替えるディスコネクト許可条件が成立した時点から所定時間T1経過したか否かが判定される。S15が否定される場合、S15に戻って時間経過が繰り返し判定される。そして、所定時間T1経過するとS15が肯定され、駆動切替制御部116に対応するS7において、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されて2WD_d走行に切り替えられる。そして、N惰行中止判定部156に対応するS8において、N惰行を中止する条件が成立したか否かが判定される。S8が否定される場合、後述するS11に進む。S8が肯定される場合、エンジン出力制御部110に対応するS9において、エンジン10が始動される。次いで、変速制御部112に対応するS10において、自動変速機16の伝達トルクを増加する、ないしは動力伝達レンジであるDレンジに切り替えることでN惰行を中止する。
駆動切替中止判定部158に対応するS11では、2WD_d走行から4WD走行ないしは2WD走行へ切り替えるディスコネクト中止条件が成立したか否かが判定される。S11が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。S11が肯定される場合、駆動切替制御部116に対応するS12において、第1クラッチ36および第2クラッチ54が接続されることで、2WD_d走行から4WD走行ないしは2WD走行へ切り替えられ、本ルーチンが終了させられる。
上述のように、本実施例によっても前述した実施例と略同様の効果を得ることができる。また、本実施例によれば、自動変速機16がニュートラル状態、ないしは伝達トルクが所定値以下に制御される際には、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されることとなるため、自動変速機16と第2クラッチとの間の動力伝達経路を構成する回転要素の連れ回りが防止されて、走行抵抗を低減することができる。
また、本実施例によれば、自動変速機16をニュートラル状態ないしは伝達トルク所定値以下に制御する条件に、アクセル開度Acc、路面の摩擦係数μ、駆動輪のスリップ量Sないしはスリップ率Sr、駆動輪のスリップ履歴、操舵角θ、エンジントルクTeのトルク変動率ΔTe、および車速Vの変動率ΔVに関する要件の少なくとも1つが含まれ、上記何れかの要件が2WD_d走行への切替を許可する条件にも含まれることで、自動変速機16がニュートラル状態ないしは伝達トルクが所定値以下に制御される場合には、第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断され、回転要素の連れ回りが防止される。
また、本実施例によれば、2WD_d走行への切替を許可する条件が成立すると、所定値時間T1経過後に第1クラッチ36および第2クラッチ54が遮断されることで、所定時間T1経過して車両8が安定した後に制御が開始され、2WD_d走行への切替による車両8の変動を抑制することができる。
また、本実施例によれば、所定時間T1は、自動変速機16の作動油の油温Toil、エンジンオイルの油温Teoil、エンジン水温THew、外気温Tair、走行開始からの走行距離Wないしは走行時間Tsに基づいて変更されるため、これらに基づいて車両8が安定した状態で2WD_d走行の切替が実行され、切替中の車両変動を抑制することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の各実施例は、それぞれ独立して記載されているが各実施例を適宜組み合わせて実施しても構わない。
また、前述の実施例の4輪駆動車両8は一例であって、走行中に所定の回転要素の動力伝達を遮断する断接機構を有する4輪駆動車両であれば、本発明を適宜適用することができる。例えば、リアデフ内にカップリングが備えられている構造などであっても、そのカップリングを断接機構として利用することで、走行中において所定の回転要素の動力伝達を遮断することができる。このように、本発明は、所定の回転要素の動力伝達を遮断する断接機構を有する4輪駆動車両であれば、適宜適用することができる。
また、前述の実施例では、自動変速機16は複数個の遊星歯車装置および複数個の摩擦係合装置から構成される有段式の自動変速機であったが、例えば歯車式の変速機など変速機の構造は必ずしもこれに限定されない。また、変速機は必ずしも有段式の変速機に限定されず、例えばベルト式の無段変速機など変速機の構造は適宜変更されても構わない。
また、前述の実施例では、第1クラッチ36および第2クラッチ54は、噛合クラッチであったが、クラッチはこれに限定されず、回転要素間を断接できる構成であれば適宜適用することができる。また、第1クラッチ36および第2クラッチ54にさらに同期機構が備えられていても構わない。
また、前述の実施例では、各4輪駆動車両8は、前輪側に常時動力が伝達される構造となっているが、必ずしも前輪に限定されず、後輪側に常時動力が伝達され、前輪側に選択的に動力が伝達される構造であっても構わない。
また、前述の実施例において、自動変速機16がニュートラル状態ないし伝達トルが所定値以下で制御される時間と、4輪駆動車両8が2WD_d走行で走行される時間とは、少なくとも一部が重複すればよく必ずしも全ての時間が重複しなくても構わない。
また、前述の実施例において、N惰行の切替を許可する条件、N惰行の切替を中止する条件、2WD_d走行への切替を許可する条件、ならびに2WD_d走行を中止する条件の詳細は一例であって、上述した車速Vやアクセル開度Acc等の要件のうち幾つかに基づいて判断されるなど、適宜変更されても構わない。
また、前述の実施例では、2WD_d走行に切り替えるディスコネクト許可条件が成立した時点より所定時間T1経過した後、2WD_d走行への切替が開始されているが、ディスコネクト許可条件が成立すると同時に切替を開始するものであっても構わない。
また、前述の実施例において、N惰行の際に自動変速機16がニュートラルとなるため、自動変速機16においても動力伝達経路が略遮断される。従って、2WD_d走行の際には、自動変速機16および第2クラッチ54において動力伝達が遮断されるため、第1クラッチ36を必ずしも遮断しなくとも構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
8:4輪駆動車両(車両)
10:エンジン
12:前輪(駆動輪、主駆動輪)
14:後輪(駆動輪、副駆動輪)
16:自動変速機(変速機)
18:トランスファ(切替機構)
20:プロペラシャフト
36:第1クラッチ(切替機構)
54:第2クラッチ(断接機構)
80、150:電子制御装置(制御装置)

Claims (5)

  1. エンジンと主駆動輪および副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられている変速機と、該変速機と前記副駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられて該動力伝達経路を選択的に断接する断接機構とを、備える4輪駆動車両において、走行中に所定条件が成立すると前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する4輪駆動車両の制御装置であって、
    前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する時間と、前記断接機構によって前記動力伝達経路を遮断する時間とが少なくとも一部重なるように制御するものであり、
    前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間に前記断接機構の遮断を許可する条件を、前記変速機の伝達トルクを所定値以下にしない場合と比較して遮断しやすくなる側に変更し、
    前記断接機構の遮断を許可する条件は、路面の摩擦係数、駆動輪のスリップ量、駆動輪のスリップ履歴、操舵角、エンジントルクの変動率、および車速の変動率に関する要件の少なくとも1つが含まれる
    ことを特徴とする4輪駆動車両の制御装置。
  2. 前記断接機構の断接を許可する条件の成立後、同時ないしは所定時間経過後に該断接機構を遮断することを特徴とする請求項1の4輪駆動車両の制御装置。
  3. 前記所定時間は、前記変速機の作動油の油温、前記エンジンの油温、該エンジンの水温、外気温、走行開始からの走行距離ないしは走行時間に基づいて変更されることを特徴とする請求項2の4輪駆動車両の制御装置。
  4. 前記変速機の伝達トルクを所定値以下に制御する間に前記エンジンを停止させることを特徴とする請求項1から3の何れか1の4輪駆動車両の制御装置。
  5. 前記4輪駆動車両は、前記変速機から前記断接機構との間の動力伝達経路上に、前記副駆動輪への動力伝達を選択的に切り替える切替機構をさらに備えることを特徴とする請求項1から4の何れか1の4輪駆動車両の制御装置。
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