JP2010210046A

JP2010210046A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2010210046A
Application number: JP2009058430A
Authority: JP
Inventors: Akinori Takahashi; 尭数高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24

Abstract

【課題】主変速機と副変速機とを備えた四輪駆動の車両において、副変速機の変速時に生じる異音を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、運転者がＨ−Ｌ切換スイッチをオンし（Ｓ１）、Ｈ−Ｌ切替条件が全て満足されていると（Ｓ２にてＹＥＳ）、トランスファ（副変速機）の変速を開始し（Ｓ４）、トランスファの変速完了前に運転者がシフトレバーをＮポジションからＤポジションに操作した場合（Ｓ４にてＹＥＳ）、トランスファの変速が完了するまでは自動変速機（主変速機）のシフトレンジをＮレンジに保持し（Ｓ７）、トランスファの変速を完了させた（Ｓ９）後に、自動変速機（主変速機）のシフトレンジをＤレンジに切り換える（Ｓ１０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、変速機として主変速機と副変速機とを備えた車両の制御装置に関する。

一般的に、四輪駆動車両には、必要に応じて二輪駆動を四輪駆動に変更して走行するパートタイム４ＷＤ、常に四輪駆動で走行するフルタイム４ＷＤがある。このような四輪駆動時において、自動変速機（主変速機）の他に、さらなる駆動力を確保するために、ＨｉギアからＬｏギアに変速することが可能な副変速機（トランスファ）を備えるものがある。

このような副変速機（トランスファ）のＨｉギアからＬｏギアへの切換条件の１つとして、たとえば特開２００１−２８７５５７号公報には、変速機がニュートラル状態にあることという条件を含む複数の切換条件が記載されている。

特開２００１−２８７５５７号公報特開２００７−１５５０１９号公報特開２００２−２８３８８２号公報特公平６−２１６４４号公報

しかしながら、副変速機のＨｉギアからＬｏギアへの切換が完了する前に、ドライバがシフトレバーをＮ（ニュートラル）ポジションからＤ（ドライブ）ポジションに操作して主変速機のシフトレンジがＮレンジからＤレンジに切り換えられた場合、主変速機のシフトレンジがＤレンジの状態で、副変速機のＨｉギアからＬｏギアへの切換を行なうこととなる。この場合、副変速機の入力側と出力側とに回転速度差が生じるため、副変速機の変速時にギヤの歯当たりに起因する異音（ギヤ鳴り）が生じ得る。特許文献１等では、このような異音を抑制する技術について何ら言及されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、主変速機と副変速機とを備えた四輪駆動の車両において、副変速機の変速時に生じる異音を抑制することができる制御装置を提供することである。

この発明に係る制御装置は、主変速機と、主変速機の出力軸に接続された副変速機とを備えた四輪駆動の車両を制御する。この制御装置は、主変速機がニュートラル状態であるという条件を含む。切替条件が成立した場合に、副変速機の変速制御を開始する開始部と、運転者によって操作されるシフトレバーの位置がニュートラル位置から前進走行位置に変化したことを応じて、主変速機をニュートラル状態から前進走行状態へ切り換える制御を行なう制御部とを含む。制御部は、副変速機の変速制御中にシフトレバーの位置がニュートラル位置から前進走行位置に変化した場合、副変速機の変速制御の完了前は主変速機をニュートラル状態に保持し、副変速機の変速制御の完了後に主変速機をニュートラル状態から前進走行状態に切り換える。

本発明によれば、主変速機と副変速機とを備えた四輪駆動の車両において、副変速機の変速時に生じる異音を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る制御装置を備えた車両の全体構成図である。本発明の実施の形態に係る制御装置の処理フローを示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を搭載した四輪駆動の車両について説明する。この車両は、エンジン１０と、自動変速機１００と、自動変速機の出力側に設けられたトランスファ１０２と、トランスファ１０２の変速比（Ｈｉギヤ、Ｌｏギヤ）を検出するＨ−Ｌ検出センサ１０４と、トランスファ１０２のＨｉギアとＬｏギアとを切換えるトランスファモータ１０６と、エンジンＥＣＵ２０と、４ＷＤ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００と、ＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）−ＥＣＵ３００とを含む。

さらに、車両は、運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３０と、運転者によるブレーキペダルの操作量（ブレーキストローク）を検出するブレーキストロークセンサ４０と、車速を検出する車速センサ５０と、運転者によって操作されるシフトレバーの位置（シフトポジション）を検出するレバー位置センサ６０と、運転者によって操作されるＨ−Ｌ切換スイッチ４００と、を含む。

エンジン１０の出力は、エンジンＥＣＵ２０からの信号（Ｅ／Ｇ制御信号）によって制御される。

自動変速機１００は、エンジン１０の回転を変速して出力する。自動変速機１００の制御状態（シフトレンジ）は、ＥＣＴ−ＥＣＵ３００からの信号（Ａ／Ｔ制御信号）によって、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジなどに制御される。なお、運転者は、シフトレバーを、これらのＤ、Ｎ、Ｐ、Ｒの各シフトレンジにそれぞれ対応するＤポジション、Ｎポジション、Ｐポジション、Ｒポジションいずれかに操作することによって、自動変速機１００のシフトレンジを切り換えることができる。

トランスファ１０２は、副変速機とも呼ばれ、主変速である自動変速機１００から出力された駆動力を、さらに減速するＬｏギアを有する。Ｈ−Ｌ検出センサ１０４は、４ＷＤ−ＥＣＵ２００に、トランスファ１０２の変速比がＬｏギアであるのかＨｉギヤであるのかを示すＨ−Ｌ検出信号を送信する。トランスファモータ１０６は、４ＷＤ−ＥＣＵ２００からの信号（Ｈ−Ｌ切換指示信号）に基づいて、トランスファ１０２の変速比をＨｉギアとＬｏギアとの間で切り換える。

Ｈ−Ｌ切換スイッチ４００は、運転者がＨｉギアからＬｏギアへの変速を要求する場合に運転者によってオンにされる。運転者がＨ−Ｌ切換スイッチ４００をオンした場合、Ｈ−Ｌ切換スイッチ４００は、Ｈ−Ｌ切換要求信号を４ＷＤ−ＥＣＵ２００に出力する。

４ＷＤ−ＥＣＵ２００は、所定のＨ−Ｌ切替条件が全て満足されているときに、トランスファモータ１０６に、Ｈ−Ｌ切換指示信号を送信する。なお、Ｈ−Ｌ切替条件とは、Ｈ−Ｌ切換スイッチ４００が運転者によってオンされ、かつ車速がしきい値以下（車両がほぼ停止状態）で、かつ自動変速機１００のシフトレンジがＮレンジであるという条件である。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ３００は、シフトポジションなどに基づいてＡ／Ｔ制御信号を自動変速機１００に出力し、自動変速機１００のシフトレンジを制御する。

エンジンＥＣＵ２０と、４ＷＤ−ＥＣＵ２００と、ＥＣＴ−ＥＣＵ３００とは、通信線によって互いに通信可能に接続され、必要な情報が各ＥＣＵ間で通信される。

なお、エンジンＥＣＵ２０と、４ＷＤ−ＥＣＵ２００と、図１に示したような１つのＥＣＵ１０００に統合してもよい。以下の説明においては、エンジンＥＣＵ２０と、４ＷＤ−ＥＣＵ２００と、ＥＣＴ−ＥＣＵ３００とを区別することなく、ＥＣＵ１０００として説明する。

以上のような構成を有する車両において、トランスファ１０２のＨｉギアからＬｏギアへのの切換完了前に、ドライバがシフトレバーをＮポジションからＤポジションに操作して自動変速機１００のシフトレンジがＮレンジからＤレンジに切り換えられた場合、エンジントルクがトランスファ１０２に伝達された状態で、トランスファ１０２の変速を行なうこととなる。この場合、トランスファ１０２の入力側と出力側とに回転速度差が生じるため、トランスファ１０２でギヤ鳴りが生じ得る。

そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１０００は、トランスファ１０２の変速中に運転者がシフトレバーをＮポジションからＤポジションに移動させる操作を行なった場合、トランスファ１０２の変速完了前は自動変速機１００のシフトレンジをＮレンジに保持し、トランスファ１０２の変速完了後に自動変速機１００のシフトレンジをＤレンジに切り換える機能を有する。なお、このような機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。

図２は、上述した機能をソフトウェアによって実現する場合のＥＣＵ１０００の処理フローである。なお、この処理は、予め定められたサイクルタイムで繰り返し行なわれる。

ＥＣＵ１０００は、Ｓ１にて運転者がＨ−Ｌ切換スイッチ４００をオンしたことを示すＨ−Ｌ切換要求信号を受信すると、Ｓ２にて、Ｈ−Ｌ切替条件が全て満足されているか否かを判断する。ここで、Ｈ−Ｌ切替条件とは、上述したように、Ｈ−Ｌ切換スイッチ４００が運転者によってオンされ、かつ車速がしきい値以下（車両がほぼ停止状態）で、かつ自動変速機１００のシフトレンジがＮレンジであるという条件である。Ｈ−Ｌ切替条件が全て満足されていると（Ｓ２にてＹＥＳ）、処理はＳ３へ移される。そうでないと（Ｓ２にてＮＯ）、処理はＳ１に戻される。

Ｓ３にて、ＥＣＵ１０００は、自動変速機１００のシフトレンジをＮレンジに保持する制御の準備を行なうとともに、エンジン回転速度をアクセル開度に関わらず所定のアイドル回転速度に保持する制御の準備を行なう。

Ｓ４にて、ＥＣＵ１０００は、Ｈ−Ｌ切換指示信号の出力を開始して、トランスファモータ１０６の作動を開始させる。これにより、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えが開始される。

Ｓ５にて、ＥＣＵ１０００は、運転者がシフトレバーをＮポジションからでポジションに操作したか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ５にてＹＥＳ）、処理はＳ７へ移される。そうでないと（Ｓ５にてＮＯ）、処理はＳ６に戻される。

Ｓ６にて、ＥＣＵ１０００は、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えを完了させる。

Ｓ７にて、ＥＣＵ１０００は、自動変速機１００のシフトレンジをＮレンジに保持する制御を実行する。

Ｓ８にて、ＥＣＵ１０００は、運転者がアクセルペダルを踏んだか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１へ移される。そうでないと（Ｓ８にてＮＯ）、処理はＳ９に戻される。

Ｓ９にて、ＥＣＵ１０００は、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えを完了させる。

Ｓ１０にて、ＥＣＵ１０００は、自動変速機１００のシフトレンジをＤレンジに切り換える。

Ｓ１１にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン回転速度をアクセル開度に関わらず所定のアイドル回転速度に保持する制御を実行する。

Ｓ１２にて、ＥＣＵ１０００は、運転者がアクセルペダルを踏み戻したか否かを判断する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３へ移される。そうでないと（Ｓ１２にてＮＯ）、処理はＳ１５に戻される。

Ｓ１３にて、ＥＣＵ１０００は、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えを完了させる。

Ｓ１４にて、ＥＣＵ１０００は、自動変速機１００のシフトレンジをＤレンジに切り換える。

Ｓ１５にて、ＥＣＵ１０００は、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えを完了させる。

Ｓ１６にて、ＥＣＵ１０００は、自動変速機１００のシフトレンジをＤレンジに切り換える。

Ｓ１７にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン回転速度をアクセル開度に応じて徐々に上げる制御を実行する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＥＣＵ１０００によって制御される車両の動作について説明する。

運転者がＨ−Ｌ切換スイッチ４００をオンし（Ｓ１）、Ｈ−Ｌ切替条件が全て満足されていると（Ｓ２にてＹＥＳ）、トランスファ１０２の変速比のＨｉギアからＬｏギアへの切り換えが開始される（Ｓ４）。

このトランスファ１０２の変速完了前に、運転者がシフトレバーをＮポジションからＤポジションに操作した場合（Ｓ４にてＹＥＳ）、トランスファ１０２の変速が完了するまではシフトレンジがＮレンジに保持され（Ｓ７）、トランスファ１０２の変速を完了させた（Ｓ９）後に、シフトレンジがＤレンジに切り換えられる（Ｓ１０）。

これにより、トランスファ１０２の変速完了前に運転者がシフトレバーをＮポジションからＤポジションに操作した場合であっても、トランスファ１０２の変速をシフトレンジがＮレンジにある状態で行なうことができる。すなわち、エンジントルクがトランスファ１０２に伝達された状態でトランスファ１０２の変速を行なうことが回避される。そのため、トランスファ１０２でのギヤ鳴りを適切に防止できるとともに、不要な力がかかっていない状態でトランスファ１０２の変速を実施することができるので、トランスファ１０２内部のスリープなどの損傷を適切に抑制することができる。

また、運転者がシフトレバーをＮポジションからＤポジションに操作した後に、運転者が車両を発進させようとしてアクセルペダルを踏み込んだ場合（Ｓ８にてＹＥＳ）には、トランスファ１０２の変速が完了するまでは、エンジン回転速度がアクセル開度に関わらずアイドル回転速度に保持される（Ｓ１１）。

その後、運転者がアクセルペダルを踏み続けた状態で（Ｓ１２にてＮＯ）トランスファ１０２の変速が完了した場合（Ｓ１５）、シフトレンジがＤレンジに切り換えられた後（Ｓ１６）にエンジン回転速度がアクセル開度に応じて徐々に上げられる（Ｓ１７）。

これにより、Ｄレンジ切換時点で、エンジン回転速度がアクセル開度に応じた速度ではなくアイドル回転数となっているため、車両の急発進が抑制される。また、Ｄレンジ切換後においても、エンジン回転速度が徐々に上げられることによって車両の急発進が抑制される。

なお、運転者がアクセルペダルを踏み戻した場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）には、その後、トランスファ１０２の変速が完了し（Ｓ１３）、シフトレンジがＤレンジになった時点で（Ｓ１４）、エンジン回転速度をアクセル開度に応じて制御すればよい。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、四輪駆動車の運転者が、副変速機（トランスファ）の変速中にシフトレバーをＮポジションからＤポジションに移動させる操作を行なった場合、副変速機の変速完了前は主変速機（自動変速機）のシフトレンジをＮレンジに保持し、副変速機の変速完了後に主変速機のシフトレンジをＤレンジに切り換える。そのため、副変速機でのギヤ鳴りを適切に防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０エンジン、３０アクセル開度センサ、４０ブレーキストロークセンサ、５０車速センサ、６０レバー位置センサ、１００自動変速機（主変速機）、１０２トランスファ（副変速機）、１０４Ｈ−Ｌ検出センサ、１０６トランスファモータ、４００Ｈ−Ｌ切換スイッチ、２０エンジンＥＣＵ、３００ＥＣＴ−ＥＣＵ、４００４ＷＤ−ＥＣＵ、１０００ＥＣＵ。

Claims

主変速機と、前記主変速機の出力軸に接続された副変速機とを備えた四輪駆動の車両の制御装置であって、
前記主変速機がニュートラル状態であるという条件を含む切替条件が成立した場合に、前記副変速機の変速制御を開始する開始部と、
運転者によって操作されるシフトレバーの位置がニュートラル位置から前進走行位置に変化したことを応じて、前記主変速機を前記ニュートラル状態から前進走行状態へ切り換える制御を行なう制御部とを含み、
前記制御部は、前記副変速機の変速制御中に前記シフトレバーの位置が前記ニュートラル位置から前記前進走行位置に変化した場合、前記副変速機の変速制御の完了前は前記主変速機を前記ニュートラル状態に保持し、前記副変速機の変速制御の完了後に前記主変速機を前記ニュートラル状態から前記前進走行状態に切り換える、車両の制御装置。