JP2016064690A - ４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比較して高い精度で車輪の交換時期の到来を判断する４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置を提供する。【解決手段】タイヤ取替判定部７６またはタイヤローテーション判定部７８により後輪１８の負荷履歴に基づいて前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来を判断し、光学表示によって表示出力装置６８により出力する。このため、車両走行中において後輪１８に作用する駆動力の配分比が変化する場合であってもその車両走行中の後輪１８の負荷履歴に基づいて前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来が判断されるので、従来に比較して高い精度でその前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期を判断することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、車輪の交換時期を判断してその車輪の交換時期が到来したことを出力する４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置において、従来に比較して高い精度でその車輪の交換時期を判断する技術に関するものである。

車輪(タイヤ)のローテーション時期または新たな車輪に取り替える時期である車輪の交換時期の到来を出力する車輪交換時期出力装置を備える車両が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。上記特許文献１の車両に設けられた車輪交換時期出力装置では、車両の累積走行距離に基づいて車輪の交換時期が判断されて、その車輪の交換時期の到来が出力されるようになっている。

特開２００５−１５３６８２号公報

ところで、上記のような車輪交換時期出力装置を備える車両において、その車両が例えば走行中に前輪および後輪に作用する駆動力の配分比が走行状態、路面状態によって変化させられる４輪駆動車両である場合には、例えば２輪駆動車両やフルタイム４輪駆動車両のように前輪および後輪に作用する駆動力の配分比が変化しているので、累積走行距離だけでは車輪の交換時期の到来を精度よく判断することができないという問題があった。

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、従来に比較して高い精度で車輪の交換時期の到来を判断する４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a) 車輪の交換時期を光学的におよび又は音声により出力する４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置であって、(b) 前記車輪毎又は前記車輪群毎の負荷履歴に基づいて車輪の交換時期の到来を判断し、出力することにある。

このように構成された４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置によれば、前記車輪毎又は前記車輪群毎の負荷履歴に基づいて車輪の交換時期の到来を判断し、光学的におよび又は音声によって出力する。このため、車両走行中において前記車輪毎又は前記車輪群毎に作用する駆動力の配分比が変化する場合であってもその車両走行中の負荷履歴に基づいて車輪の交換時期の到来が判断されるので、従来に比較して高い精度でその車輪の交換時期を判断することができる。

ここで、好適には、前記４輪駆動車両は、２輪駆動で走行中にその２輪駆動の駆動輪が空転すると他の２輪に駆動力が自動的に伝達されるスタンバイ式の４輪駆動車両である。このため、２輪駆動で走行中にその２輪駆動の駆動輪が空転して他の２輪に駆動力が自動的に伝達されても、その車両走行中の負荷履歴に基づいて車輪の交換時期の到来が判断されるので、スタンバイ式の４輪駆動車両での車輪の交換時期の到来を比較的精度良く判断することができる。

また、好適には、前記負荷履歴は、車両走行中の前記車輪に出力される駆動力の配分比と累積走行距離とに基づいて算出される。このため、車両走行中に前記車輪毎又は前記車輪群毎に作用する駆動力の配分比が変化する場合において、その車両走行中に変化する前記車輪毎又は前記車輪群毎に出力される駆動力の配分比と累積走行距離とに基づいて、車輪の交換時期の到来が判断されるので、高精度にその車輪の交換時期の到来を判断することができる。

また、好適には、(a) 前記車輪の交換時期を光学的に出力する表示出力装置が備えられ、(b) その表示出力装置には、前記４輪駆動車両を想定した模擬車両図で車輪毎に表示される表示器が設けられており、(c) 前記車輪の交換時期の到来が判断されると前記表示器にその車輪の交換時期の到来を示す文字情報が表示され、(d) その交換時期が到来した車輪を、前記表示器に表示された模擬車両図の車輪の色、濃淡、クロスハッチングの密度または点灯同期を変えて表示する。このため、前記表示器から運転者に前記車輪の交換時期すなわちローテーション時期または新たな車輪への取替時期が知らされ、且つその車輪の取替またはローテーションの必要性がある車輪が知らされる。

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輪駆動車両の駆動状態を制御す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。 図２の表示出力装置に設けられた表示器の一部を表す図であり、図１の４輪駆動車両の前輪、後輪に出力される駆動力の配分比が７０：３０程度の状態を示すものである。 図２の表示出力装置に設けられた表示器の一部を表す図であり、図１の４輪駆動車両の前輪、後輪に出力される駆動力の配分比が５０：５０の状態を示すものである。 図２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り、図１の４輪駆動車両の前輪、後輪のタイヤのローテーション時期または取替時期を出力する出力制御の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の４輪駆動車両を示す図である。 本発明の他の実施例の４輪駆動車両を示す図である。

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１０の構成を概略的に説明する骨子図である。図１において、４輪駆動車両１０は、エンジン１２を駆動源とし、そのエンジン１２の駆動力を主駆動輪である前輪(車輪)１４Ｌ、１４Ｒ（特に区別しない場合には、前輪(車輪群)１４という）に伝達する主動力伝達経路と、その主動力伝達経路に介在する回転部材例えばフロントデフ(差動歯車装置)１６のデファレンシャルケース１６ａから副駆動輪である後輪(車輪)１８Ｌ、１８Ｒ（特に区別しない場合には、後輪(車輪群)１８という）への駆動力を選択的に伝達する副動力伝達経路とを備えているＦＦベースの４輪駆動車両である。また、上記４輪駆動車両１０には、自動変速機２０と、フロントデフ１６およびトランスファ２２を有する主駆動輪駆動力分配ユニット２４と、リアデフ(差動歯車装置)２６を有する副駆動輪駆動力分配ユニット２８と、主駆動輪駆動力分配ユニット２４のトランスファ２２から副駆動輪駆動力分配ユニット２８の第３回転部材３０のリングギヤ３０ａへ選択的に駆動力を伝達するプロペラシャフト３２およびカップリング(電子制御カップリング)３４とが備えられている。なお、図１では図示されていないが、エンジン１２と自動変速機２０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。

前輪１４へ駆動力を配分する主駆動輪駆動力分配ユニット２４では、図１に示すように、自動変速機２０の出力軸に形成された出力歯車２０ａに、デファレンシャルケース１６ａに形成されたリングギヤ１６ｂが噛み合わされており、エンジン１２からの駆動力が自動変速機２０を介してフロントデフ１６に入力されると、そのフロントデフ１６を介して前輪１４の左右の車軸３６Ｌ、３６Ｒの差回転を許容しつつ駆動力が伝達される。なお、フロントデフ１６は、第１軸線ＣＥ１まわりに回転させられるデファレンシャルケース１６ａと、前輪１４の一対の車軸３６Ｌ、３６Ｒにそれぞれ連結され、デファレンシャルケース１６ａ内において互いに対向する状態で第１軸線ＣＥ１まわりに回転可能にそのディファレンシャルケース１６ａに支持される一対のサイドギヤ１６ｃと、第１軸線ＣＥ１に直交する軸線まわりに回転可能にデファレンシャルケース１６ａに支持され、一対のサイドギヤ１６ｃと噛み合う状態でそれらの間に配置された一対のピニオン１６ｄとを有している。また、フロントデフ１６は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

また、主駆動輪駆動力分配ユニット２４では、図１に示すように、フロントデフ１６と並んでトランスファ２２が設けられている。上記トランスファ２２は、外周嵌合歯３８ａが形成された円筒状の第１回転部材３８と、第１回転部材３８の外周に同心に設けられ、後輪１８側に駆動力を伝達するためのリングギヤ４０ａが形成された円筒状の第２回転部材４０と、第１回転部材３８と第２回転部材４０とを選択的に断接する噛合式のドグクラッチからなる第１噛合クラッチ装置４２と、その第１噛合クラッチ装置４２によってフロントデフ１６のデファレンシャルケース１６ａに選択的に連結させられるドリブンピニオン４４とを有している。

第１回転部材３８のフロントデフ１６側の端部には外周嵌合歯３８ａが形成されており、その外周嵌合歯３８ａがデファレンシャルケース１６ａに形成された内周嵌合歯１６ｅと嵌合されることで、第１回転部材３８はフロントデフ１６のデファレンシャルケース１６ａと一体的に回転する。また、第１回転部材３８のフロントデフ１６側とは反対側の端部には第１噛合クラッチ装置４２の一部を構成するクラッチ歯３８ｂが形成されている。

第２回転部材４０のフロントデフ１６側とは反対側の端部には、第１噛合クラッチ装置４２の一部を構成するクラッチ歯４０ｂが形成されている。なお、ドリブンピニオン４４は、プロペラシャフト３２に接続され、さらにプロペラシャフト３２を介してカップリング３４の一方の回転要素３４ａに接続されている。

第１噛合クラッチ装置４２は、副駆動輪である後輪１８へエンジン１２からの駆動力を出力する出力ギヤであるドリブンピニオン４４とフロントデフ１６のデファレンシャルケース１６ａとの間を選択的に連結するための噛合クラッチ、すなわち第１回転部材３８と第２回転部材４０との間を断接するための噛合クラッチである。また、第１噛合クラッチ装置４２は、第１回転部材３８に形成されたクラッチ歯３８ｂと、第２回転部材４０に形成されたクラッチ歯４０ｂと、それらクラッチ歯３８ｂおよびクラッチ歯４０ｂと噛合可能な内周歯４６ａが形成されて第１軸線ＣＥ１方向に移動可能に設けられたスリーブ４６と、そのスリーブ４６を第１軸線ＣＥ１方向に駆動させる第１アクチュエータ４８とを備える噛合式のドグクラッチである。なお、第１アクチュエータ４８は、後述する電子制御装置５２から出力される指令信号によってスリーブ４６を第１軸線ＣＥ１方向に駆動させる。また、第１噛合クラッチ装置４２には、同期装置５０が備えられている。同期装置５０は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

以上のように構成された主駆動輪駆動力分配ユニット２４すなわちトランスファ２２では、図１に示すように第１噛合クラッチ装置４２が開放された状態の時には、第１回転部材３８と第２回転部材４０との接続が遮断されるので、後輪１８にはエンジン１２からの動力が伝達されない。一方、第１アクチュエータ４８によってスリーブ４６が移動させられて、クラッチ歯３８ｂおよびクラッチ歯４０ｂが共にそのスリーブ４６の内周歯４６ａと噛み合うと、第１噛合クラッチ装置４２が接続され、第１回転部材３８と第２回転部材４０とが接続される。これによって、第１回転部材３８と共に、第２回転部材４０、ドリブンピニオン４４、プロペラシャフト３２、およびカップリング３４の一方の回転要素３４ａが回転する。

後輪１８へ駆動力を配分する副駆動輪駆動力分配ユニット２８は、図１に示すように、ドリブンピニオン４４に一端部が連結されたプロペラシャフト３２と、そのプロペラシャフト３２の他端部にカップリング３４を介して連結されたドライブピニオン５４と、第２軸線ＣＥ２まわりに回転可能に支持され、そのドライブピニオン５４により回転駆動される第３回転部材３０と、その第３回転部材３０と後輪１８の一対の車軸５６Ｌ、５６Ｒとの間を選択的に連結する第２噛合クラッチ装置５８と、その第２噛合クラッチ装置５８を介して入力される駆動力を後輪１８の左右の車軸５６Ｌ、５６Ｒに適宜差回転を与えつつ伝達させるリアデフ２６とが、備えられている。

リアデフ２６は、図１に示すように、第２軸線ＣＥ２まわりに回転可能に支持された第２デファレンシャルケース２６ａと、後輪１８の一対の車軸５６Ｌ、５６Ｒにそれぞれ連結され、第２デファレンシャルケース２６ａ内において互いに対向する状態で第２軸線ＣＥ２まわりに回転可能にその第２デファレンシャルケース２６ａに支持された一対の第２サイドギヤ２６ｂと、第２軸線ＣＥ２に直交する軸線まわりに回転可能に第２デファレンシャルケース２６ａに支持され、一対の第２サイドギヤ２６ｂと噛み合う状態でそれらの間に配置された一対の第２ピニオン２６ｃとを有している。また、リアデフ２６は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

カップリング３４は、図１に示すように、プロペラシャフト３２と第３回転部材３０との間に設けられ、一方の回転要素３４ａと他方の回転要素３４ｂとの間でトルク伝達を行う。カップリング３４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３４の伝達トルクを制御することにより、前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比を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３４の伝達トルクを制御する図示しない電磁ソレノイドに指令電流が供給されると、その指令電流の電流値に比例した係合力でカップリング３４が係合される。例えば上記電磁ソレノイドに指令電流が供給されない場合には、カップリング３４の係合力が零、すなわち伝達トルクが零となり、前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が１００：０となる。また、上記電磁ソレノイドの指令電流が高くなり、カップリング３４が完全係合されると、前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が５０：５０となる。このように、上記電磁ソレノイドに供給される指令電流の電流値が高くなるに従って後輪１８に出力される駆動力の配分比が高くなり、この電流値を制御することで、前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比を連続的に変化させることができる。なお、カップリング３４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は省略する。

第３回転部材３０のリアデフ２６側とは反対側の端部にはリングギヤ３０ａが形成されており、そのリングギヤ３０ａがドライブピニオン５４と噛み合わされることで、第３回転部材３０はドライブピニオン５４と一体的に回転する。また、第３回転部材３０のリアデフ２６側の端部には第２噛合クラッチ装置５８の一部を構成するクラッチ歯３０ｂが形成されている。なお、リアデフ２６のデファレンシャルケース２６ａの第３回転部材３０側の端部には、第２噛合クラッチ装置５８の一部を構成するクラッチ歯２６ｄが形成されている。

第２噛合クラッチ装置５８は、第３回転部材３０のリングギヤ３０ａとリアデフ２６の第２デファレンシャルケース２６ａとの間を選択的に連結するための噛合クラッチ、すなわち第３回転部材３０とリアデフ２６との間を断接するための噛合クラッチである。また、第２噛合クラッチ装置５８は、第３回転部材３０に形成されたクラッチ歯３０ｂと、第２デファレンシャルケース２６ａに形成されたクラッチ歯２６ｄと、それらクラッチ歯３０ｂおよびクラッチ歯２６ｄと噛合可能な内周歯６０ａが形成されて第２軸線ＣＥ２方向に移動可能に設けられているスリーブ６０と、そのスリーブ６０を第２軸線ＣＥ２方向に駆動させる第２アクチュエータ６２とを備える噛合式のドグクラッチである。なお、第２アクチュエータ６２は、後述する電子制御装置５２から出力される指令信号によってスリーブ６０をその第２軸線ＣＥ２方向に駆動させる。また、第２噛合クラッチ装置５８には、同期装置６４が備えられている。同期装置６４は公知の技術であるため、具体的な構造や作動の説明については省略する。

以上のように構成された副駆動輪駆動力分配ユニット２８では、図１に示すように第２噛合クラッチ装置５８が開放された状態の時には、第３回転部材３０とリアデフ２６との接続が遮断されるので、リングギヤ３０ａを介して第３回転部材３０にエンジン１２からの駆動力が伝達されても後輪１８にその動力が伝達されない。一方、第２アクチュエータ６２によってスリーブ６０が移動させられて、クラッチ歯３０ｂおよびクラッチ歯２６ｄが共にそのスリーブ６０の内周歯６０ａと噛み合うと、第２噛合クラッチ装置５８が接続され、第３回転部材３０とリヤデフ２６とが接続される。これによって、第３回転部材３０と共に、後輪１８が回転する。

上述のように構成される４輪駆動車両１０では、例えば第１噛合クラッチ装置４２および第２噛合クラッチ装置５８が接続されると共に、カップリング３４の伝達トルクが零よりも大きな値に制御されると、前輪１４および後輪１８に駆動力が伝達されて４輪駆動走行状態となる。なお、この４輪駆動走行状態においては、カップリング３４の伝達トルクが制御されることで、前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が適宜変更される。

また、上記４輪駆動車両１０は、例えば、２輪駆動状態においてその２輪駆動の前輪１４が空転(スリップ)すると、第１噛合クラッチ装置４２および第２噛合クラッチ装置５８が接続されると共にカップリング３４の伝達トルクが制御されて、後輪１８に出力される駆動力の配分比が増加させられる。すなわち、上記４輪駆動車両１０は、２輪駆動で走行中にその２輪駆動の駆動輪である前輪１４の駆動力が空転等によって不足すると他の２輪の後輪１８に駆動力が自動的に伝達されるスタンバイ式の４輪駆動車両である。

上記４輪駆動車両１０には、図１に例示するような電子制御装置５２が備えられている。上記電子制御装置５２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、上記４輪駆動車両１０の駆動状態を車両の走行状態、路面状態に応じて制御する。また、電子制御装置５２には、各種センサによって検出される情報が供給される。例えば、車速センサ６６によって検出される車速Ｖ等が供給される。

また、電子制御装置５２からは、例えば４輪駆動車両１０において２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換える切換制御のために第１アクチュエータ４８および第２アクチュエータ６２に出力される指令信号と、上記４輪駆動状態において前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比を適宜変更する配分比変更制御のためにカップリング３４の電磁ソレノイドに供給される指令電流と、前輪１４、後輪１８のタイヤのローテーション時期または新たな前輪１４、後輪１８のタイヤに取り替える時期である前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来を知らせるために４輪駆動車両１０に備えられた表示出力装置(図２参照)６８にそのタイヤの交換時期を例えば光学表示させる信号等とが、それぞれ出力される。なお、上記電子制御装置５２は、前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期を判断しその交換時期が到来したことを表示出力装置６８に出力する車輪交換時期出力装置として機能する。

図２は、電子制御装置５２すなわち前記車輪交換時期出力装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。その図２に示す前後輪駆動力配分比算出部７０は、車両走行中において、主駆動輪である前輪１４に出力される駆動力の配分比の値Ａ１すなわち前輪駆動力配分比Ａ１と、副駆動輪である後輪１８に出力される駆動力の配分比の値Ａ２すなわち後輪駆動力配分比Ａ２とを、たとえばカップリング３４の電磁ソレノイドに対する電流指令値からそのカップリング３４の伝達トルクを求めて算出する。なお、上記前輪駆動力配分比Ａ１は、前輪１４に出力された駆動力の前輪１４および後輪１８に出力された総駆動力に対する比の値であり、上記後輪駆動力配分比Ａ２は、後輪１８に出力された駆動力の上記総駆動力に対する比の値であって、例えば前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が７０：３０である場合には、上記前輪駆動力配分比Ａ１は０．７となり、上記後輪駆動力配分比Ａ２は０．３となる。また、上記前後輪駆動力配分比算出部７０では、極めて短いサイクルタイムｔで上記前輪駆動力配分比Ａ１と上記後輪駆動力配分比Ａ２とが繰り返し算出されるようになっている。

総駆動力比算出部７２は、前後輪駆動力配分比算出部７０で上記後輪駆動力配分比Ａ２が算出されると、式(１)からタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１を算出すると共に、式(２)からタイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２を算出する。なお、上記タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１は、新たな前輪１４、後輪１８のタイヤに取り替えられた後の走行で、副駆動輪である後輪１８に前記総駆動力に対してどれだけの駆動力が平均的に出力されたかを推定する値である。また、上記タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２は、前輪１４、後輪１８のタイヤがローテーションされた後の走行で、副駆動輪である後輪１８に前記総駆動力に対してどれだけの駆動力が平均的に出力されたかを推定する値である。
タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１＝後輪駆動力積分値Ｃ１／総駆動力積分値Ｄ１ ・・・（１）
タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２＝後輪駆動力積分値Ｃ２／総駆動力積分値Ｄ２ ・・・（２）

但し、式(１)において、後輪駆動力積分値Ｃ１は、新たな前輪１４、後輪１８のタイヤに取り替えられた後の走行において、前記サイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される後輪駆動力配分比Ａ２と、サイクルタイムｔで繰り返し車速センサ６６から検出される車速Ｖおよびそのサイクルタイムｔから求められるそのサイクルタイムｔにおける走行距離との積を車両走行時に繰り返し足し合わせた値である。また、総駆動力積分値Ｄ１は、新たな前輪１４、後輪１８のタイヤに取り替えられた後の走行において、前記サイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される前輪駆動力配分比Ａ１、後輪駆動力配分比Ａ２を足し合わせた総駆動力配分比すなわち１と、サイクルタイムｔで繰り返し車速センサ６６から検出される車速Ｖおよびそのサイクルタイムｔから求められる走行距離との積を車両走行時に繰り返し足し合わせた値である。

また、式(２)において、後輪駆動力積分値Ｃ２は、前輪１４、後輪１８がローテーションされた後の走行において、前記サイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される後輪駆動力配分比Ａ２と、サイクルタイムｔで繰り返し車速センサ６６から検出される車速Ｖおよびそのサイクルタイムｔから求められる走行距離との積を車両走行時に繰り返し足し合わせた値である。また、総駆動力積分値Ｄ２は、前輪１４、後輪１８がローテーションされた後の走行において、前記サイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される前輪駆動力配分比Ａ１、後輪駆動力配分比Ａ２を足し合わせた総駆動力配分比すなわち１と、サイクルタイムｔで繰り返し車速センサ６６から検出される車速Ｖおよびそのサイクルタイムｔから求められる走行距離との積を車両走行時に繰り返し足し合わせた値である。

つまり、前記タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１および前記タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２は、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される後輪駆動力配分比Ａ２と、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離とを用いて算出された値であり、車両走行中において副駆動輪である後輪１８に前記総駆動力に対してどの程度の駆動力が平均的に出力されたを推定する値すなわち後輪１８にどの程度の負荷が加えられたかを示す負荷履歴を表す値である。

また、総駆動力比算出部７２では、新たな前輪１４、後輪１８のタイヤに取り替えられたことが、例えば４輪駆動車両１０に設けられた図示しない入力装置を用いて電子制御装置５２に入力されると、前記後輪駆動力積分値Ｃ１、前記総駆動力積分値Ｄ１、前記後輪駆動力積分値Ｃ２、前記総駆動力積分値Ｄ２が初期化されるようになっている。また、総駆動力比算出部７２では、前輪１４、後輪１８のタイヤのローテーションが行われたことが、例えば４輪駆動車両１０に設けられた図示しない入力装置を用いて電子制御装置５２に入力されると、前記後輪駆動力積分値Ｃ２、前記総駆動力積分値Ｄ２が初期化されるようになっている。

タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４は、総駆動力比算出部７２で車両走行中における後輪１８の負荷履歴すなわちタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１およびタイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２が算出されると、その算出されたタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１と予め実験的に定められたタイヤ取替基準走行距離Ｅ１とから式(３)を用いて新たなタイヤに取り替える必要があるタイヤ取替距離Ｆ１を算出すると共に、タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２と予め実験的に定められたタイヤローテーション基準走行距離Ｅ２とから式(４)を用いてタイヤローテーションが必要とされるタイヤローテーション距離Ｆ２を算出する。
タイヤ取替距離Ｆ１ ＝ タイヤ取替基準走行距離Ｅ１／（１−タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１） ・・・（３）
タイヤローテーション距離Ｆ２ ＝ タイヤローテーション基準走行距離Ｅ２／（１−タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２）・・・（４）
なお、上記タイヤ取替基準走行距離Ｅ１は、例えば２輪駆動車両で新たなタイヤに取り替えが必要とされる走行距離であり例えば３００００ｋｍ等である。また、上記タイヤローテーション基準走行距離Ｅ２は、例えば２輪駆動車両でタイヤローテーションが必要とされる走行距離であり例えば５０００ｋｍ等である。

タイヤ取替判定部７６は、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４でタイヤ取替距離Ｆ１が算出されると、その算出されたタイヤ取替距離Ｆ１を用いて新たなタイヤに取り替える時期が到来したかすなわちタイヤの取り替えが必要であるか否かを判定する。つまり、タイヤ取替判定部７６では、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離が、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４で算出されたタイヤ取替距離Ｆ１以上である場合にタイヤの取り替えが必要であると判定され、その累積走行距離がタイヤ取替距離Ｆ１より短い場合にタイヤの取り替えが必要でないと判定される。なお、上記タイヤ取替判定部７６では、新たなタイヤに取り替えられたことが、例えば４輪駆動車両１０に設けられた図示しない入力装置を用いて電子制御装置５２に入力されると、上記累積走行距離が０ｋｍとなる。

タイヤローテーション判定部７８は、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４でタイヤローテーション距離Ｆ２が算出され、且つタイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要でないと判定されると、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４で算出されたタイヤローテーション距離Ｆ２を用いてタイヤのローテーション時期が到来したかすなわちタイヤのローテーションが必要であるか否かを判定する。すなわち、タイヤローテーション判定部７８では、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離が、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４で算出されたタイヤローテーション距離Ｆ２以上である場合にタイヤローテーションが必要であると判定され、その累積走行距離がタイヤローテーション距離Ｆ２より短い場合にタイヤローテーションが必要でないと判定される。なお、上記タイヤローテーション判定部７８では、例えば新たなタイヤに取り替えられ或いはタイヤのローテーションが行われたことが、例えば４輪駆動車両１０に設けられた図示しない入力装置を用いて電子制御装置５２に入力されると、上記累積走行距離が０ｋｍとなる。

出力制御部８０は、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要であると判定されると、新たなタイヤに取り替える時期が到来したことすなわちタイヤ取替時期(タイヤの交換時期)を表示出力装置６８から出力する。すなわち、出力制御部８０は、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要であると判定されると、表示出力装置６８に設けられた表示器８２(図３、図４参照)に例えば「タイヤの取替時期です」とタイヤ取替の必要性を示す文字情報を光学表示する。なお、上記表示出力装置６８には、図３および図４に示すように、４輪駆動車両１０を想定した模擬車両図Ｇで車輪Ｗ１乃至Ｗ４毎に表示される表示器８２が設けられており、出力制御部８０では、前輪１４、後輪１８のタイヤの取り替えが必要である車輪を表示器８２に表示された模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えて表示させる。

また、出力制御部８０は、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要でないと判定され、且つタイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要であると判定されると、タイヤのローテーション時期が到来したことすなわちタイヤローテーション時期(タイヤの交換時期)を表示出力装置６８から出力する。すなわち、出力制御部８０は、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要でないと判定され、且つタイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要であると判定されると、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に例えば「タイヤのローテーション時期です」とタイヤローテーションの必要性を示す文字情報を光学表示する。なお、出力制御部８０では、前輪１４、後輪１８のタイヤローテーションが必要である車輪を表示器８２に表示された模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えて表示させる。また、図４は、例えばタイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要であると判定された時の模擬車両図Ｇを示す図であり、図４では４輪駆動車両１０の前輪１４に対応する車輪Ｗ１、Ｗ２の色の濃さが４輪駆動車両１０の後輪１８に対応する車輪Ｗ３、Ｗ４の色よりも濃くなっており、前輪１４のタイヤがローテーションの必要性のある車輪のタイヤであることを表示している。また、また、図３は、例えばタイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要でないと判定された時の模擬車両図Ｇを示す図であり、図３では４輪駆動車両１０の前輪１４に対応する車輪Ｗ１、Ｗ２の色の濃さと４輪駆動車両１０の後輪１８に対応する車輪Ｗ３、Ｗ４の色の濃さとが同じになっている。

また、出力制御部８０は、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要でないと判定され、且つタイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要でないと判定されると、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に例えばタイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４で算出されたタイヤ取替距離Ｆ１およびタイヤローテーション距離Ｆ２を光学表示する。

また、表示器８２において、模擬車両図Ｇには、図３および図４に示すように、その模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の周辺部にそれぞれ点灯させられる複数の点灯ランプＲが設けられており、前記出力制御部８０では、表示器８２において、「タイヤの交換時期です」と文字情報が光学表示される、又は「タイヤのローテーション時期です」と文字情報が光学表示される、又はタイヤ取替距離Ｆ１およびタイヤローテーション距離Ｆ２が光学表示されると、前後輪駆動力配分比算出部７０で算出された前輪駆動力配分比Ａ１および後輪駆動力配分比Ａ２を用いて、４輪駆動車両１０の出力状態すなわち４輪駆動車両１０の前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比を上記点灯ランプＲを点灯させることによって表示される。なお、図３で点灯している点灯ランプＲは４輪駆動車両１０の前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が７０：３０程度を示すものであり、図４で点灯している点灯ランプＲは４輪駆動車両１０の前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が５０：５０を示すものである。

図５は、電子制御装置５２すなわち車輪交換時期出力装置において、前輪１４、後輪１８のタイヤのローテーション時期または新たなタイヤに取り替える時期であるタイヤの交換時期の到来を出力する出力制御の制御作動の一例を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムｔで繰り返し実行されるものである。

図５のフローチャートに示すように、先ず、前後輪駆動力配分比算出部７０に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１において、カップリング３４の伝達トルクから前輪駆動力配分比Ａ１と後輪駆動力配分比Ａ２とが算出される。次に、総駆動力比算出部７２に対応するＳ２において、上記Ｓ１で算出された後輪駆動力配分比Ａ２を用いて、車両走行中における後輪１８の負荷履歴に対応するタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１およびタイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２が式(１)、式(２)から算出される。

次に、タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部７４に対応するＳ３において、上記Ｓ２で算出されたタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１と予め実験的に定められたタイヤ取替基準走行距離Ｅ１とから式(３)を用いてタイヤ取替距離Ｆ１が算出されると共に、上記Ｓ２で算出されたタイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２と予め実験的に定められたタイヤローテーション基準走行距離Ｅ２とから式(４)を用いてタイヤローテーション距離Ｆ２が算出される。

次に、タイヤ取替判定部７６に対応するＳ４において、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離が、上記Ｓ３で算出されたタイヤ取替距離Ｆ１以上であるか否かが判定される。このＳ４の判定が肯定される場合すなわちタイヤの取り替えが必要であると判定される場合には、出力制御部８０に対応するＳ５が実行されるが、このＳ４の判定が否定される場合すなわちタイヤの取り替えが必要でないと判定される場合には、タイヤローテーション判定部７８に対応するＳ６が実行される。

上記Ｓ５では、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に例えば「タイヤの取替時期です」とタイヤ取替の警告を示す文字情報が光学表示される。すなわち、新たなタイヤに取り替える時期が到来したことが表示器８２に出力される。

上記Ｓ６では、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離が、上記Ｓ３で算出されたタイヤローテーション距離Ｆ２以上であるか否かが判定される。このＳ６の判定が肯定される場合すなわちタイヤローテーションが必要であると判定される場合には、出力制御部８０に対応するＳ７が実行されるが、このＳ６の判定が否定される場合すなわちタイヤローテーションが必要でないと判定される場合には、出力制御部８０に対応するＳ８が実行される。

上記Ｓ７では、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に例えば「タイヤのローテーション時期です」とタイヤローテーションの警告を示す文字情報が光学表示される。すなわち、タイヤのローテーション時期が到来したことが表示器８２に出力される。また、上記Ｓ８では、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に例えば上記Ｓ３で算出されたタイヤ取替距離Ｆ１およびタイヤローテーション距離Ｆ２が光学表示される。

次に、出力制御部８０に対応するＳ９において、上記Ｓ１で算出された前輪駆動力配分比Ａ１および後輪駆動力配分比Ａ２に基づいて、４輪駆動車両１０の出力状態すなわち４輪駆動車両１０の前輪１４、後輪１８に出力される駆動力の配分比が複数の点灯ランプＲを点灯させることによって表示される。

上述のように、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２によれば、タイヤ取替判定部７６またはタイヤローテーション判定部７８により後輪１８の負荷履歴に基づいて前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来を判断し、そのタイヤの交換時期を光学表示によって表示出力装置６８により出力する。このため、車両走行中において後輪１８に作用する駆動力の配分比が変化する場合であってもその車両走行中の後輪１８の負荷履歴に基づいて前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来が判断されるので、従来に比較して高い精度でその前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期を判断することができる。

また、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２によれば、４輪駆動車両１０は、２輪駆動で走行中にその２輪駆動の駆動輪である前輪１４が空転すると他の２輪の後輪１８に駆動力が自動的に伝達されるスタンバイ式の４輪駆動車両である。このため、２輪駆動で走行中にその２輪駆動の駆動輪である前輪１４が空転して他の２輪の後輪１８に駆動力が自動的に伝達されても、その車両走行中の後輪１８の負荷履歴に基づいて前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来が判断されるので、スタンバイ式の４輪駆動車両１０での前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来を比較的精度良く判断することができる。

また、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２によれば、前記後輪１８の負荷履歴は、車両走行中の後輪１８に出力される駆動力の前輪１４および後輪１８に出力される総駆動力に対する配分比と累積走行距離とに基づいて算出される。このため、車両走行中に後輪１８に作用する駆動力の前記総駆動力に対する配分比が変化する場合において、その車両走行中に変化する後輪１８に出力される駆動力の前記総駆動力に対する配分比と累積走行距離とに基づいて、前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期が判断されるので、高精度にその前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来を判断することができる。

また、本実施例の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２によれば、表示出力装置６８には、４輪駆動車両１０を想定した模擬車両図Ｇで車輪Ｗ１乃至Ｗ４毎に表示される表示器８２が設けられており、前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来が判断されると表示器８２にそのタイヤの交換時期の到来を示す文字情報が表示され、その交換時期が到来した車輪を、表示器８２に表示された模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えて表示する。このため、表示器８２から運転者にタイヤの交換時期すなわちローテーション時期または新たなタイヤへの交換時期が知らされ、且つそのタイヤの交換またはローテーションの必要性がある前輪１４、後輪１８が知らされる。

続いて、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例の４輪駆動車両は、図６に示すように、リアモータＭから出力される駆動力をリアデフ(差動歯車装置)８４を介して副駆動輪である後輪１８Ｌ、１８Ｒに伝達するリアモータ式のＦＦベースの４輪駆動車両である点で相違しており、その他の点はカップリング(電子制御カップリング)３４を用いてエンジン１２から出力される駆動力を前輪１４、後輪１８に伝達させる電子制御カップリング式のＦＦベースの４輪駆動車両である前述した実施例１の４輪駆動車両１０と略同様である。なお、本実施例の４輪駆動車両に設けられる電子制御装置(車輪交換時期出力装置)５２は、その前後輪駆動力配分比算出部７０において、エンジン１２から前輪１４に出力される駆動力とリアモータＭから後輪１８に出力される駆動力とを求めて前輪駆動力配分比Ａ１および後輪駆動力配分比Ａ２を算出する点で、実施例１の電子制御装置５２と異なるが、その他の点は実施例１の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２と略同様であり、その実施例１の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２と略同様の効果を有する。

本実施例の４輪駆動車両は、図７に示すように、エンジン１２から出力される駆動力の一部をプロペラシャフト３２に一体的に連結されたドライブピニオン８６から一対の電磁クラッチ８８、９０を介して副駆動輪である後輪１８Ｌ、１８Ｒに伝達するＦＦベースの４輪駆動車両である点で相違しており、その他の点は前述した実施例１の４輪駆動車両１０と略同様である。

本実施例の４輪駆動車両では、上記一対の電磁クラッチ８８、９０が共に解放されるとエンジン１２からの駆動力が後輪１８に伝達されない２輪駆動状態となる。一方、一対の電磁クラッチ８８、９０が係合されるとエンジン１２からの駆動力が後輪１８に伝達される４輪駆動状態となる。この４輪駆動状態では、一対の電磁クラッチ８８、９０の係合力を適宜制御するすなわち一対の電磁クラッチ８８、９０の伝達トルクをそれぞれ変更させることによって後輪１８Ｌ、１８Ｒに出力される駆動力の配分比が適宜変更される。

また、本実施例の４輪駆動車両に設けられる電子制御装置(車輪交換時期出力装置)５２は、その前後輪駆動力配分比算出部７０において、エンジン１２から前輪１４に出力される駆動力とエンジン１２から電磁クラッチ８８を介して後輪１８Ｌに出力される駆動力とエンジン１２から電磁クラッチ９０を介して後輪１８Ｒに出力される駆動力とを求めて前輪駆動力配分比Ａ１および後輪駆動力配分比Ａ２を算出する点で、実施例１の電子制御装置５２の前後輪駆動力配分比算出部７０と異なるが、その他の点は実施例１の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２と略同様であり、その実施例１の４輪駆動車両１０の電子制御装置５２と略同様の効果を有する。

なお、本実施例の４輪駆動車両に設けられる電子制御装置５２には、図示しないが、後輪１８Ｌ、後輪１８Ｒに出力される駆動力の配分比と累積走行距離とに基づいて、車輪群毎すなわち前輪１４、後輪１８のタイヤの交換時期の到来だけではなく車輪毎すなわち後輪１８Ｌ、後輪１８Ｒのタイヤの交換時期の到来を判断して、その後輪１８Ｌ、後輪１８Ｒのタイヤの交換時期すなわちタイヤのローテーション時期または新たなタイヤに取り替える時期を表示出力装置６８に出力させる機能を有する。

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。

本実施例において、実施例１の４輪駆動車両１０は、電子制御カップリング式のＦＦベースの４輪駆動車両であったが、例えば電子制御カップリング式のＦＲベースの４輪駆動車両に本発明を適用させても良い。

また、本実施例において、電子制御装置５２の出力制御部８０では、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要であると判定されると、表示出力装置６８に設けられた表示器８２に新たなタイヤに取り替える時期の到来を示す文字情報が光学表示されたが、例えば、新たなタイヤに取り替える時期の到来を示す音声が図示しない出力装置から出力されても良い。また、電子制御装置５２の出力制御部８０では、タイヤ取替判定部７６でタイヤの取り替えが必要でないと判定され、且つタイヤローテーション判定部７８でタイヤのローテーションが必要であると判定されると、表示出力装置６８に設けられた表示器８２にタイヤのローテーション時期の到来を示す文字情報が光学表示されたが、例えば、タイヤのローテーション時期の到来を示す音声が図示しない出力装置から出力されても良い。なお、表示出力装置６８から上記光学表示および前記出力装置から上記音声の少なくも一方が出力されれば良い。

また、本実施例の電子制御装置５２の総駆動力比算出部７２において、車両走行中の後輪１８の負荷履歴に対応するタイヤ取替用総駆動力比Ｂ１およびタイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２は、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される後輪駆動力配分比Ａ２と、車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し算出される走行距離を足し合わせた累積走行距離とを用いて算出されたが、上記累積走行距離を用いずに車両走行中においてサイクルタイムｔで繰り返し前後輪駆動力配分比算出部７０で算出される後輪駆動力配分比Ａ２の平均値を上記タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１および上記タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２として用いても良い。また、上記タイヤ取替用総駆動力比Ｂ１および上記タイヤローテーション用総駆動力比Ｂ２は、後輪駆動力配分比Ａ２と上記累積走行距離とを用いて式(１)、式(２)によって算出されたが、例えば加速度センサ等を設けその加速度センサから検出される車両の荷重変化分を後輪１８の負荷としてそれら式(１)、式(２)に追加できるようにしても良い。さらに、減速度、制動力を後輪１８の負荷としてそれら式(１)、式(２)に追加できるようにしても良い。

また、本実施例の電子制御装置５２の出力制御部８０では、新たなタイヤに取り替える必要性またはタイヤのローテーションの必要性がある車輪を、表示器８２に表示された模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えて表示させていたが、例えば、表示装置８２に表示させた模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色、クロスハッチングの密度または点灯同期を変えて表示させても良い。また、出力制御部８０では、タイヤローテーション判定部７８でタイヤローテーションが必要であると判定されると、図４に示すように、表示器８２に表示された模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えて表示させていたが、車両走行中において累積走行距離とタイヤローテーション距離Ｆ２との比によって、徐々に模擬車両図Ｇの車輪Ｗ１乃至Ｗ４の色の濃淡を変えても良い。

また、本実施例の４輪駆動車両は、たとえば第１噛合クラッチ装置４２および第２噛合クラッチ装置５８が解放状態とされる２輪駆動走行状態となると、第１回転部材３８と第２回転部材４０との連結が遮断され且つ第３回転部材３０とリアデフ２６との連結が遮断され、走行中において、第２回転部材４０から第３回転部材３０までの動力伝達経路（ドリブンピニオン４４、プロペラシャフト３２、カップリング３４、ドライブピニオン５４）を構成する各回転要素に動力が伝達されなくなるディスコネクト式の４輪駆動車両であった。しかし、上記第１噛合クラッチ装置４２および第２噛合クラッチ装置５８が設けられていない４輪駆動車両であっても良い。すなわち、各車輪に作用する駆動力の配分比が変化させられる４輪駆動車両であれば本発明を適用することができる。

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。

１０：４輪駆動車両
１４：前輪(車輪群)
１４Ｌ、１４Ｒ：前輪(車輪)
１８：後輪(車輪群)
１８Ｌ、１８Ｒ：(車輪)
５２：電子制御装置(車輪交換時期出力装置)
７２：総駆動力比算出部
７４：タイヤローテーション距離およびタイヤ取替距離算出部
７６：タイヤ取替判定部
７８：タイヤローテーション判定部
８０：出力制御部

Claims (1)

1. 車輪の交換時期を光学的におよび又は音声により出力する４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置であって、
   前記車輪毎又は前記車輪群毎の負荷履歴に基づいて車輪の交換時期の到来を判断し、出力することを特徴とする４輪駆動車両の車輪交換時期出力装置。

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