JP2016159742A

JP2016159742A - 四輪駆動車の制御装置

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Publication number: JP2016159742A
Application number: JP2015039378A
Authority: JP
Inventors: 丸谷　哲史; Tetsushi Marutani; 哲史丸谷; 啓西川; Hiroshi Nishikawa
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JP6056890B2

Abstract

【課題】補助駆動輪への配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制するようにする。【解決手段】エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあるときに、異音の発生を抑制するように補助駆動輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる異音抑制手段３４を有する四輪駆動車１０に、異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、異音抑制手段３４による補助駆動輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４からトルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更又はエンジン１４の運転領域を変更するトルク配分増大抑制手段３４が備えられる。【選択図】図１

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によって構成されると共に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が備えられ、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が連結されると共にその後端部に後輪用差動装置が連結され、補助駆動輪としての左右の後輪も駆動可能に構成されたものが知られている。

前記四輪駆動車では、プロペラシャフト上に伝達トルクを可変できる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ることでエンジンの出力トルクが前輪と後輪に均等に伝達される四輪駆動状態になり、該カップリングを完全に解放することでエンジンの出力トルクが前輪のみに伝達される二輪駆動状態になり、該カップリングの完全締結と完全解放との中間では締結状態に応じて後輪に伝達されるトルクの配分が調整される。

また、前記トランスファは、軸心が車幅方向に延びる前輪用差動装置から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車、具体的には前輪用差動装置の軸心上に設けられた傘歯車とプロペラシャフトの軸心上に設けられた傘歯車とが一般的に用いられる。

前記四輪駆動車では、前輪と後輪を駆動させる四輪駆動状態は、前輪のみを駆動させる二輪駆動状態に比して、後輪へのエンジンの出力トルクの配分に伴って駆動ロスが増加して燃費が悪化することから、通常は二輪駆動状態で走行し、必要時にのみ四輪駆動状態とすることが行われる。

しかしながら、エンジンの燃焼室における間欠的な爆発に起因してエンジンの出力トルクが変動し、このトルク変動が変速機及び前輪用差動装置を介してトランスファに伝達され、二輪駆動状態では、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等でなる駆動系が動力を伝達しない非動力伝達状態で回転することとなる。

そのため、エンジンのトルク変動の周波数によっては、捩り振動に対して所定の固有振動数を有する前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振して該駆動系の振動が大きくなり、この振動に起因して前記一対の傘歯車間の歯打ち等による異音が発生して車室内の騒音を引き起こし得る。

図６は、基本的構造が対応する四輪駆動車と二輪駆動車のエンジンのトルク変動の周波数と駆動系の捩り振動に対する伝達特性との関係を示す図である。図６に示す四輪駆動車の捩り振動に対する伝達特性の波形（実線で示す波形）Ｗ１と二輪駆動車の捩り振動に対する伝達特性の波形（破線で示す波形）Ｗ２とは共に、エンジンの実用領域外（周波数ｆ_Ｌ未満）の周波数で共振のピークＰ１、Ｐ２を有しているが、エンジンの実用領域（周波数ｆ_Ｌ以上）の周波数では、四輪駆動車の波形Ｗ１は、二輪駆動車の波形Ｗ２には見られない共振のピークＰ３を有し、このピークＰ３による振動に起因して異音が発生し得る。

この四輪駆動車特有の前記駆動系の共振のピークＰ３に対しては、前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振する運転領域で、前輪のみを駆動させる二輪駆動状態から該駆動系に負荷を与え、前記カップリングによる後輪へのトルク配分を増大させて後輪に所定のトルクを伝達することで、該駆動系の共振に起因した前記一対の傘歯車間の歯打ち等による異音発生を抑制することが考えられる。

四輪駆動車において、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等でなる駆動系がエンジンのトルク変動により共振することで発生する歯車間の歯打ちを抑制するものではないが、例えば特許文献１には、エンジンのノッキング発生領域で、ノッキングによる振動がトランスファから後輪用差動装置に伝達されて異音が発生することを抑制するために、後輪へのエンジンの出力トルクの配分を増大させることが開示されている。

特開２００１−２７７８８１号公報

近年、運転者の操作に応じて、車速又は車間距離を設定された目標値に維持するように制御するクルーズ制御や、車速を設定された上限車速を超えないように制御する上限車速制御等を行う車両が知られており、かかる車両では、エンジンの出力やブレーキ等を自動制御することによりクルーズ制御や上限車速制御等が行われる。

クルーズ制御や上限車速制御等を行う四輪駆動車において、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等でなる駆動系がエンジンのトルク変動に共振して異音を発生する異音発生運転領域で後輪への配分トルクを増加させて異音の発生を抑制しているときに、クルーズ制御や上限車速制御等が行われる場合、後輪への配分トルクを増加させた状態が長時間に亘って継続される可能性が高くなり、燃費の悪化を増大させるおそれがある。

また、燃費性能の向上を図るために圧縮比を高くした高圧縮比エンジンや空気と燃料との混合ガスを圧縮自己着火させる予混合圧縮自己着火（ＨＣＣＩ）方式のエンジンでは、エンジンの変動トルクが大きくなることから、異音の発生を抑制するために増加させる後輪への配分トルクも大きくなるので、前記問題がより顕著になり得る。

そこで、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において、補助駆動輪への配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、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、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段と、前記エンジンの運転領域が前記トルク伝達手段で異音を発生する状態となる異音発生領域にあるときに、異音の発生を抑制するように前記トルク配分調整手段によって前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段とを有する四輪駆動車の制御装置であって、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続するか否かを判定する継続判定手段と、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、前記異音抑制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抑制するように、前記エンジンから前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更又は前記エンジンの運転領域を変更するトルク配分増大抑制手段とを備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の四輪駆動車の制御装置において、前記継続判定手段は、車速又は車間距離を設定された目標値に維持するように制御するクルーズ制御、車速を設定された上限車速を超えないように制御する上限車速制御、及び乗員の手動操作に基づき自動変速機を変速制御する手動変速モード制御、のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車の制御装置において、前記継続判定手段は、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを所定時間継続したときに、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３の何れか１項に記載の四輪駆動車の制御装置において、前記トルク配分増大抑制手段は、ロックアップクラッチ付き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力の変更、圧縮着火モードと火花点火モードとを切換可能に構成されたエンジンを備える場合における圧縮着火モードと火花点火モードとの変更、トルクアシストする駆動モータを有するエンジンを備える場合における駆動モータによるアシストトルクの変更、及び全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンを備える場合における全筒運転モードと減筒運転モードとの変更、のうち少なくとも１つを変更するものであることを特徴とする。

上記の構成により、本願の請求項１に記載の発明によれば、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、異音の発生を抑制するように増大される補助駆動輪に対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジンからトルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性が変更又はエンジンの運転領域が変更されるので、エンジンの運転領域において異音の発生を抑制するように増大される補助駆動輪に対するトルク配分を低減することができ、補助駆動輪への配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、クルーズ制御、上限車速制御、及び手動変速モード制御、のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されることにより、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続することを予測することができ、前記効果を有効に得ることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを所定時間継続したときに、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されることにより、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続することを予測することができ、前記効果を有効に得ることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの締結力の変更、圧縮着火モードと火花点火モードとの変更、駆動モータによるアシストトルクの変更、及び全筒運転モードと減筒運転モードとの変更、のうち少なくとも１つを変更するものであることにより、前記効果を具体的に実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。前記四輪駆動車の制御を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。本発明の第３実施形態に係る四輪駆動車の制御を示すフローチャートである。基本的構造が対応する四輪駆動車と二輪駆動車のエンジンのトルク変動の周波数と駆動系の捩り振動に対する伝達特性との関係を示す図である。

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。

図１は、本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車１０は、駆動源としてのエンジン１４と、エンジン１４の出力トルクを前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとに伝達するためのトランスミッション（変速機）１６とトランスミッション１６からの駆動力を左右の前輪１２Ｆに車軸１８を介して伝達する前輪用差動装置２０とを備えたトランスミッションケース１７と、後輪１２Ｒに伝達する駆動力を取り出すトランスファ２２と、トランスファ２２からの駆動力を左右の後輪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、複数の気筒を有する多気筒エンジン、具体的には四気筒を有する四気筒エンジンであり、四気筒を作動させる全筒運転モードと二気筒を休止させて二気筒を作動させる減筒運転モードとを切換可能に構成されている。

トランスミッション１６として、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータを備えた自動変速機が用いられ、トランスミッション１６は、四輪駆動車１０の運転状態に応じて、具体的には車速及びアクセル開度に応じて所定の変速段を達成するように構成されている。

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。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は、電磁式等のカップリングが用いられ、エンジン１４の出力トルクのうち後輪１２Ｒに配分するトルクを調整するように構成されている。四輪駆動車１０では、カップリング２８によって前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとのトルク配分が前輪：後輪＝１００：０〜５０：５０まで可変できるようになっている。

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の出力トルクを前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとに伝達するトルク伝達手段が構成され、カップリング２８によって、エンジン１４の出力トルクのうち後輪１２Ｒに配分するトルクを調整するトルク配分調整手段が構成されている。

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数センサ３８と、車速を検出する車速センサ４０と、車速又は車間距離を設定された目標値に維持するように制御するクルーズ制御を開始するためのクルーズ制御スイッチ４２と、車速を設定された上限車速を超えないように制御する上限車速制御を開始するための上限車速制御スイッチ４４と、エンジン１４、トランスミッション１６及びカップリング２８等の作動を制御する制御ユニット３４とが備えられている。

制御ユニット３４には、アクセル開度センサ３６、エンジン回転数センサ３８、車速センサ４０、クルーズ制御スイッチ４２及び上限車速制御スイッチ４４からの信号等の各種情報が入力され、制御ユニット３４は、これら各種情報に基づいてエンジン１４、トランスミッション１６及びカップリング２８等の作動を制御する。なお、制御ユニット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。

制御ユニット３４には、エンジン回転数及びアクセル開度と運転モード、具体的には全筒運転モード及び減筒運転モードとの関係を示す運転モードマップが記憶されており、制御ユニット３４は、運転モードマップを用いてエンジン回転数及びアクセル開度からエンジン１４の全筒運転モードと減筒運転モードとを切り換えるように制御する。

制御ユニット３４にはまた、四輪駆動車１０の運転状態、具体的には車速及びアクセル開度と変速段との関係を示す変速段マップが記憶されており、制御ユニット３４は、変速段マップを用いて車速及びアクセル開度から所定の変速段を達成するように制御する。

四輪駆動車１０では、制御ユニット３４は、運転者の操作によってクルーズ制御スイッチ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態とされてクルーズ制御スイッチ４２からＯＮ信号が入力されたとき、クルーズ制御を開始し、運転者の操作によってクルーズ制御スイッチ４２がＯＮ状態からＯＦＦ状態とされてクルーズ制御スイッチ４２からＯＦＦ信号が入力されたとき、クルーズ制御を停止する。クルーズ制御は、エンジンの出力やブレーキ等を自動制御することにより行われる。

また、制御ユニット３４は、運転者の操作によって上限車速制御スイッチ４４がＯＦＦ状態からＯＮ状態とされて上限車速スイッチ４４からＯＮ信号が入力されたとき、上限車速制御を開始し、運転者の操作によって上限車速制御スイッチ４６がＯＮ状態からＯＦＦ状態とされて上限車速制御スイッチ４４からＯＦＦ信号が入力されたとき、上限車速制御を停止する。上限車速制御は、エンジンの出力やブレーキ等を自動制御することにより行われる。

制御ユニット３４はまた、全筒運転モード及び減筒運転モードにおいてエンジン１４の運転領域が前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等でなる駆動系で異音を発生する状態となる異音発生領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるように制御する。

全筒運転モードでは該全筒運転モードで前記トルク伝達手段、すなわち前記駆動系で異音発生状態となる異音発生領域である第１運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、減筒運転モードでは該減筒運転モードで前記トルク伝達手段、すなわち前記駆動系で異音発生状態となる異音発生領域である第２運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるように制御する。

図２は、前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。図２では、エンジン回転数を横軸にとり、トランスファ２２における傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等でなる駆動系の変動トルク及び後輪１２Ｒへの配分トルクを縦軸にとり、全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形を実線Ｗａで示し、減筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形を破線Ｗｂで示している。

図２に示すように、全筒運転モードの変動トルクの波形Ｗａは、所定のエンジン回転数ＮａでピークＰａを有し、減筒運転モードの変動トルクの波形Ｗｂは、エンジン回転数Ｎａより高エンジン回転数側の所定のエンジン回転数ＮｂでピークＰｂを有している。

減筒運転モードでは、エンジン１４のトルク変動の周波数は、エンジン回転数が同一回転数である場合に全筒運転モードにおけるエンジン１４のトルク変動の周波数の二分の一となることから、前記駆動系がエンジン１４のトルク変動に共振するときのエンジン回転数Ｎｂは、全筒運転モードで共振するときのエンジン回転数Ｎａの２倍となる。

なお、図２では、エンジン１４の実用領域のエンジン回転数について示しており、変動トルクの波形Ｗａは、図６に示す変動トルクの波形Ｗ１に対応し、ピークＰａは、図６に示すピークＰ３に対応する。エンジン１４の実用領域とは、例えばアイドル回転数以上のエンジン回転数の領域をいうものとする。

制御ユニット３４には、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる第１運転領域として、変動トルクの波形ＷａのピークＰａとなるエンジン回転数Ｎａを含む所定の第１エンジン回転数Ｎ１と該第１エンジン回転数Ｎ１より高エンジン回転数側の所定の第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域が設定されて記憶されている。

また、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる第２運転領域として、変動トルクの波形ＷｂのピークＰｂとなるエンジン回転数Ｎｂを含む所定の第３エンジン回転数Ｎ３と該第３エンジン回転数Ｎ３より高エンジン回転数側の所定の第４エンジン回転数Ｎ４との間の運転領域が設定されて記憶されている。

そして、制御ユニット３４は、全筒運転モードで第１運転領域、すなわち第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域にあるときに全筒運転モードにおける異音抑制制御を行う。具体的には、制御ユニット３４は、異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、図２の実線Ｌ１で示すように、波形ＷａのピークＰａの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御する。

また、減筒運転モードで第２運転領域、すなわち第３エンジン回転数Ｎ３と第４エンジン回転数Ｎ４との間の運転領域にあるときに減筒運転モードにおける異音抑制制御を行う。具体的には、制御ユニット３４は、異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、図２の破線Ｌ２で示すように、波形ＷｂのピークＰｂの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御する。

制御ユニット３４には、四輪駆動車１０の前記駆動系の変動トルクの波形Ｗａ、Ｗｂが記憶されると共に、全筒運転モード及び減筒運転モードにおける異音抑制制御のためのエンジン回転数と後輪１２Ｒへの配分トルクとの関係が設定されて記憶されている。

本実施形態では、制御ユニット３４はまた、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続するか否かを判定する。そして、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更するトルク配分増大抑制制御を行う。

具体的には、制御ユニット３４は、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、全筒運転モードと減筒運転モードとを変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を低減するように制御する。

図３は、前記四輪駆動車の制御を示すフローチャートである。四輪駆動車１０において、異音抑制制御及びトルク配分増大抑制制御は、制御ユニット３４によって実行される。図３に示すように、制御ユニット３４には、アクセル開度センサ３６、エンジン回転数センサ３８、車速センサ４０、クルーズ制御スイッチ４２及び上限車速制御スイッチ４４等からの各種信号が読み込まれる（ステップＳ１）。

次に、ステップＳ２において、エンジン１４の運転領域が異音発生領域であるか否か判定される。全筒運転モードである場合、エンジン１４の運転領域が異音発生領域である第１運転領域、すなわち第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域にあるか否かが判定され、減筒運転モードである場合、エンジン１４の運転領域が異音発生領域である第２運転領域、すなわち第３エンジン回転数Ｎ３と第４エンジン回転数Ｎ４との間の運転領域にあるか否かが判定される。

ステップＳ２での判定結果がノー（ＮＯ）の場合、すなわちエンジン１４の運転領域が異音発生領域でない場合、ステップＳ１〜Ｓ２が繰り返される。

一方、ステップＳ２での判定結果がイエス（ＹＥＳ）の場合、すなわちエンジン１４の運転領域が異音発生領域にあると判定される場合、異音抑制制御が行われる（ステップＳ３）。具体的には、カップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるトルク配分増大制御を行い、全筒運転モードである場合、前記波形ＷａのピークＰａの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御し、減筒運転モードである場合、前記波形ＷｂのピークＰｂの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御する。

そして、ステップＳ４において、異音発生領域が継続されるか否かが判定される。クルーズ制御スイッチ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態とされてクルーズ制御が開始された時に、あるいは上限車速制御スイッチ４４がＯＦＦ状態からＯＮ状態とされて上限車速制御が開始された時に、異音発生領域が継続されると判定される。

ステップＳ４での判定結果がノーの場合、すなわち異音発生領域が継続されると判定されない場合、ステップＳ１〜Ｓ４が繰り返される。

一方、ステップＳ４での判定結果がイエスの場合、すなわち異音発生領域が継続されると判定される場合、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更するトルク配分増大抑制制御が行われる（ステップＳ５）。

具体的には、全筒運転モードと減筒運転モードとを変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更するエンジンの変動トルク特性変更制御を行い、全筒運転モードである場合、減筒運転モードに変更し、エンジン１４の運転領域を第１運転領域、すなわち第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域に維持した状態で、前記駆動系の変動トルクの波形をＷａからＷｂに変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に異音抑制制御による後輪１２Ｒへの配分トルクをゼロになるように制御する。

一方、減筒運転モードである場合、全筒運転モードに変更し、エンジン１４の運転領域を第２運転領域、すなわち第３エンジン回転数Ｎ３と第４エンジン回転数Ｎ４との間の運転領域に維持した状態で、前記駆動系の変動トルクの波形をＷｂからＷａに変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に異音抑制制御による後輪１２Ｒへの配分トルクをゼロになるように制御する。

なお、制御ユニット３４によって、エンジン１４の運転領域が前記トルク伝達手段で異音を発生する状態となる異音発生領域にあるときに、異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる異音抑制手段、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続するか否かを判定する継続判定手段、及びエンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更するトルク配分増大抑制手段が構成されている。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車１０では、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性が変更されるので、エンジン１４の運転領域において異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分を低減することができ、後輪１２Ｒへの配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することができる。

また、クルーズ制御及び上限車速制御のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されることにより、エンジンの運転領域が異音発生領域にあることを継続することを予測することができる。

本実施形態では、第１運転領域として、第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域が設定されているが、全筒運転モードにおける前記トルク伝達手段の変動トルクが所定値以上である運転領域に設定してもよく、エンジン回転数Ｎａを含む所定の運転領域に設定することが可能である。

また、第２運転領域として、第３エンジン回転数Ｎ３と第４エンジン回転数Ｎ４との間の運転領域が設定されているが、減筒運転モードにおける前記トルク伝達手段の変動トルクが所定値以上である運転領域に設定してもよく、エンジン回転数Ｎｂを含む所定の運転領域に設定することが可能である。

また、全筒運転モードと減筒運転モードとで同一の後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させているが、前記駆動系の変動トルクの波形Ｗａ、ＷｂのピークＰａ、Ｐｂの変動トルクに応じて、全筒運転モードと減筒運転モードとで異なる後輪１２Ｒへの配分トルクになるように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるようにしてもよい。

本実施形態では、クルーズ制御又は上限車速制御が開始された時に、異音発生領域が継続されると判定しているが、トランスミッション１６が、四輪駆動車１０の運転状態に応じて変速段が自動的に切り換わる自動変速モードと、乗員の手動操作によって変速段が切り換わる手動変速モードとが切換可能に構成された自動変速機からなり、自動変速モードで変速制御する自動変速モード制御と手動変速モードで変速制御する手動変速モード制御とが切換可能に構成されている場合、手動変速モード制御が開始された時に、異音発生領域が継続されると判定することも可能である。

また、クルーズ制御、上限車速制御、及び手動変速モード制御のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定するようにしてもよい。

図４は、本発明の第２実施形態に係る四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。図４では、本発明の第２実施形態に係る四輪駆動車について、全筒運転モードにおける
トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等でなる駆動系の変動トルクの波形をＷａ、Ｗａ´で示している。第２実施形態に係る四輪駆動車について、第１実施形態に係る四輪駆動車１０と同様の構成については説明を省略する。

第２実施形態に係る四輪駆動車では、エンジン１４に、該エンジン１４をトルクアシストする駆動モータが備えられ、前記駆動モータを回転駆動させることによりエンジン１４をトルクアシストすることができるようになっている。前記四輪駆動車では、エンジン１４からの出力トルクを同一とする場合、前記駆動モータによるトルクアシスト状態においては、エンジン１４で発生する駆動トルクを、前記駆動モータによるトルクアシスト分、非トルクアシスト状態におけるエンジン１４で発生する駆動トルクよりも低減される。

図４では、全筒運転モードにおいて、エンジン１４が非トルクアシスト状態である場合の前記駆動系の変動トルクの波形を実線Ｗａで示し、エンジン１４が前記駆動モータによるトルクアシスト状態にある場合の前記駆動系の変動トルクの波形を破線Ｗａ´で示している。

エンジン１４が前記駆動モータによるトルクアシスト状態にある場合、前記駆動系の変動トルクの波形Ｗａ´のピークＰａ´は、エンジン１４が非トルクアシスト状態である場合における前記駆動系の変動トルクの波形ＷａのピークＰａより低くなっており、前記駆動モータによってトルクアシストすることで、前記駆動系の変動トルクを低減することができる。

本実施形態においても、制御ユニット３４は、全筒運転モードで第１運転領域、すなわち第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域にあるときに全筒運転モードにおける異音抑制制御を行う。具体的には、制御ユニット３４は、異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、エンジン１４が非トルクアシスト状態にある場合、図４の実線Ｌ１で示すように、前記駆動系の変動トルクの波形ＷａのピークＰａの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御し、エンジン１４が前記駆動モータによるトルクアシスト状態にある場合、図４の破線Ｌ１´で示すように、前記駆動系の変動トルクの波形Ｗａ´のピークＰａ´の変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１より低い配分トルクＴ１´になるように制御する。

制御ユニット３４はまた、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更するトルク配分増大抑制制御を行う。前記駆動モータによるアシストトルクを変更する、具体的には増大することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するトルク配分増大抑制制御を行う。

なお、減筒運転モードについても、全筒運転モードと同様に、制御ユニット３４は、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、前記駆動モータによるアシストトルクを変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するトルク配分増大抑制制御を行う。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車においても、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性が変更されるので、後輪１２Ｒへの配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することができる。

第２実施形態に係る四輪駆動車では、トルク配分増大抑制制御は、前記駆動モータによるアシストトルクを増大することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更させているが、エンジン１４が圧縮着火モードと火花点火モードとを切換可能に構成されている場合、圧縮着火モードと火花点火モードとを変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更させるようにすることも可能である。

圧縮着火モードでは、気筒内で空気と燃料との混合ガスを圧縮することにより燃料を自己着火させて燃焼室の至るところで略一斉に燃焼が開始されるのに対し、火花点火モードでは、点火プラグ周りからの火炎伝播により燃焼室内の燃料が次第に燃焼される。このため、火花点火モードでは、圧縮着火モードに比して緩やかに燃焼が進むためにエンジン１４の変動トルクが小さくなり、圧縮着火モードから火花点火モードに変更することで、前記駆動系の変動トルクを低減することができる。

圧縮着火モードと火花点火モードとを切換可能に構成されたエンジン１４を備えている場合、制御ユニット３４は、圧縮着火モードと火花点火モードとを変更することにより、具体的には圧縮着火モードから火花点火モードへ変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を低減するように制御するようにすることも可能である。

かかる場合にも、エンジン１４の運転領域において異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分を低減することができ、後輪１２Ｒへの配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することができる。

また、第２実施形態に係る四輪駆動車では、トルク配分増大抑制制御は、前記駆動モータによるアシストトルクを増大することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更させているが、ロックアップクラッチの締結力を変更することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更させるようにすることも可能である。

ロックアップクラッチは、変速時等を除く運転状態ではエンジン１４の燃費性能を向上させるために締結状態とされているが、ロックアップクラッチを締結状態から解放状態へ締結力を低減することにより、エンジン１４の変動トルクが小さくなるので、ロックアップクラッチの締結力を低減することで、前記駆動系の変動トルクを低減することができる。

トランスミッション１６がロックアップクラッチ付きトルクコンバータを備えている場合、制御ユニット３４は、ロックアップクラッチの締結力を変更することにより、具体的にはロックアップクラッチの締結力を低減することにより、エンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を低減するように制御するようにすることも可能である。

図５は、本発明の第３実施形態に係る四輪駆動車の制御を示すフローチャートである。第３実施形態に係る四輪駆動車について、第１実施形態に係る四輪駆動車１０と同様の構成については説明を省略する。

第３実施形態に係る四輪駆動車では、制御ユニット３４は、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４の運転領域を変更するトルク配分増大抑制制御を行う。

具体的には、制御ユニット３４は、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、変速段マップを用いて車速及びアクセル開度から設定された所定の変速段を該変速段より一段低い変速段に変更することによりエンジン１４の運転領域を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を低減するように制御する。

図５に示すように、第３実施形態に係る四輪駆動車においても、ステップＳ４での判定結果がイエスの場合、すなわち異音発生領域が継続されると判定される場合、後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４の運転領域を変更するトルク配分増大抑制制御が行われる（ステップＳ１５）。

本実施形態では、トランスミッション１６の変速段を該変速段より一段低い変速段に変更することによりエンジン１４の運転領域を変更するエンジン１４の運転領域変更制御を行い、エンジン１４の運転領域を、全筒運転モードである場合には第１運転領域より高エンジン回転数側に変更し、減筒運転モードである場合には第２運転領域より高エンジン回転数側に変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に異音抑制制御による後輪１２Ｒへの配分トルクをゼロになるように制御する。

なお、変速段マップを用いて車速及びアクセル開度から設定された所定の変速段を該変速段より一段高い変速段に変更することによりエンジン１４の運転領域を低エンジン回転数側に変更するようにすることも可能である。

かかる場合には、制御ユニット３４は、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、変速段マップを用いて車速及びアクセル開度から設定された所定の変速段を該変速段より一段高い変速段に変更することによりエンジン１４の運転領域を変更し、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に、異音抑制制御による後輪１２Ｒへの配分トルクをゼロになるように制御する。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車では、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するように、エンジン１４の運転領域が変更されるので、エンジン１４の運転領域において異音の発生を抑制するように増大される後輪１２Ｒに対するトルク配分を低減することができ、後輪１２Ｒへの配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することができる。

前述した実施形態では、クルーズ制御、上限車速制御、及び手動変速モード制御のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定しているが、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを所定時間継続したときに、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることをさらに継続すると判定することも可能である。

このように、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを所定時間継続したときに、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続すると判定されることにより、エンジン１４の運転領域が異音発生領域にあることを継続することを予測することができる。

本実施形態では、トルク配分増大抑制制御は、ロックアップクラッチの締結力の変更、圧縮着火モードと火花点火モードとの変更、駆動モータによるアシストトルクの変更、又は全筒運転モードと減筒運転モードとの変更に基づくエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性の変更により、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制しているが、ロックアップクラッチの締結力の変更、圧縮着火モードと火花点火モードとの変更、駆動モータによるアシストトルクの変更、及び全筒運転モードと減筒運転モードとの変更のうち少なくとも１つの変更に基づくエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性の変更により、エンジン１４の運転領域におけるエンジン１４から前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動を低減すると共に後輪１２Ｒに対するトルク配分の増大を抑制するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、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。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、四輪駆動車において、補助駆動輪への配分トルクを増加させて異音の発生を抑制している状態が長時間に亘って継続されることによる燃費の悪化を抑制することが可能となるから、この種の車両の製造産業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
１４エンジン
１６トランスミッション
１８、２４車軸
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制御ユニット
３６アクセル開度センサ
３８エンジン回転数センサ
４０車速センサ
４２クルーズ制御スイッチ
４４上限車速制御スイッチ

Claims

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、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段と、前記エンジンの運転領域が前記トルク伝達手段で異音を発生する状態となる異音発生領域にあるときに、異音の発生を抑制するように前記トルク配分調整手段によって前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段とを有する四輪駆動車の制御装置であって、
前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続するか否かを判定する継続判定手段と、
前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定されるときに、前記異音抑制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抑制するように、前記エンジンから前記トルク伝達手段に伝達されるトルクの変動特性を変更又は前記エンジンの運転領域を変更するトルク配分増大抑制手段と、
を備えていることを特徴とする四輪駆動車の制御装置。
前記継続判定手段は、車速又は車間距離を設定された目標値に維持するように制御するクルーズ制御、車速を設定された上限車速を超えないように制御する上限車速制御、及び乗員の手動操作に基づき自動変速機を変速制御する手動変速モード制御、のうち少なくとも１つの制御が開始された時に、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車の制御装置。
前記継続判定手段は、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを所定時間継続したときに、前記エンジンの運転領域が前記異音発生領域にあることを継続すると判定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車の制御装置。
前記トルク配分増大抑制手段は、ロックアップクラッチ付き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力の変更、圧縮着火モードと火花点火モードとを切換可能に構成されたエンジンを備える場合における圧縮着火モードと火花点火モードとの変更、トルクアシストする駆動モータを有するエンジンを備える場合における駆動モータによるアシストトルクの変更、及び全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンを備える場合における全筒運転モードと減筒運転モードとの変更、のうち少なくとも１つを変更するものである、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の四輪駆動車の制御装置。