JP2017154707A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中にエンジン１０の自動停止や再始動を行うとともに、駆動系の第１、第２クラッチ４，６を動作させて、駆動状態を切り替えるようにした車両１において、運転者に不安感を与えることなく、第１、第２クラッチ４，６の動作に伴う振動や異音を抑制し、耐久性の低下を阻止する。
【解決手段】第１、第２クラッチ４，６は、例えば電磁アクチュエータによって動作される電磁クラッチであり、エンジン１０のスタータモータ１０ａと同一の車載バッテリから電力の供給を受ける。エンジン停止中は駆動状態の切り替えを行わず、エンジン始動時にスタータモータ１０ａの動作を開始させてから所定の期間が経過（例えば始動が完了）して、バッテリ電圧が回復した後に駆動状態の切り替えを行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両のエンジンの運転状態や駆動力の伝達状態を切り替える制御装置に関する。

従来より、車体前部に搭載したエンジンから前輪側へ伝達する駆動力の一部をトランスファによって取り出し、プロペラシャフトを介して後輪側に伝達するようにした四輪駆動車両（以下、車両）は知られている。また、このような車両においてプロペラシャフトの前後に第１および第２のクラッチを備え、これらのクラッチをそれぞれ動作させて、二輪駆動状態（以下、２ＷＤ状態）または四輪駆動状態（以下、４ＷＤ状態）のいずれかに切り替えるようにしたものがある。

一例として特許文献１に記載の車両では、４ＷＤ状態では第１および第２のクラッチを係合させる一方、２ＷＤ状態ではそれらを解放させるようにしている。こうすると、２ＷＤ状態ではプロペラシャフトなどが回転しないことによって、機械的な損失の低減が図られる。前記第１および第２のクラッチは、電磁アクチュエータによって動作されるドグクラッチであり、車両の走行状態に応じてＥＣＵから出力される制御指令に応じて、係合または解放される。

特開２０１５−１９３３６８号公報

ところで、近年、燃費のさらなる低減を図るために、車両の走行中でも所定の停止条件が成立すれば、エンジンを自動で停止させるようにしたものがある。例えば運転者がアクセルペダルを離して、車両の走行速度が所定車速以下になると、エンジンは停止される。そして、その後、再びアクセルペダルの踏み操作が行われるなど、所定の再始動条件が成立したときに、エンジンが始動される。

ところが、そのようにして車両の走行中にエンジンが始動されるときに、例えば車速の低下に伴い、予想される再加速に備えて２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切り替えが行われることがある。そして、その切り替えのために電磁アクチュエータが動作し、クラッチの回転同期が行われているときに、エンジン始動のためにスタータモータが動作すると、これにより車載バッテリの電圧が急低下することから、同期が不十分な状態でクラッチが係合されてしまい、振動や異音が発生したり、耐久性の低下を招くおそれがある。

これに対し、前記のように駆動状態を切り替えるべく、クラッチを動作させているときには、エンジンの始動を禁止することも考えられるが、こうすると、運転者は、アクセルペダルを踏み込んでいるにもかかわらず、すぐにエンジンがかからないことに不安感を抱くおそれがある。

かかる実状を考慮して本発明の目的は、エンジンの自動停止や再始動を行うとともに、駆動状態を切り替えるようにした車両において、運転者に不安感を与えることなく、駆動系のクラッチの動作に伴う振動や異音を抑制し、耐久性の低下を阻止することにある。

前記の目的を達成するために本発明では、エンジンの停止状態においては駆動状態の切り替えを行わないことで、そのためのクラッチの動作と、エンジンの始動に伴う車載バッテリの電圧の低下とが重ならないようにした。

すなわち本発明は、車両の走行中にエンジンを運転状態および停止状態のいずれかに切り替えるエンジン制御部と、車両の走行中に駆動系のクラッチを動作させて、二輪駆動状態（２ＷＤ状態）および四輪駆動状態（４ＷＤ状態）のいずれかに切り替える駆動制御部と、を備えた車両の制御装置を対象として、前記クラッチは、電磁バルブからの油圧の供給により動作される油圧クラッチ、または電磁アクチュエータによって動作される電磁クラッチとする。

そして、前記電磁バルブまたは電磁アクチュエータと、前記エンジンのスタータモータとに、同一の車載バッテリから電力が供給されるように構成されている場合に、前記駆動制御部による駆動状態の切り替えを、前記エンジンの停止状態においては行わず、エンジンの始動時に前記スタータモータの動作を開始させてから所定の期間が経過して、一旦、低下した前記車載バッテリの電圧が回復した（即ち、スタータモータの動作開始前の電圧相当で、クラッチの動作に悪い影響を及ぼさない電圧に戻った）後に行うようにしたものである。

前記の発明特定事項によると、例えば、車両の走行中に運転者がアクセルペダルを戻し、車速が低下したときに、予想される再加速に備えて２ＷＤ状態から４ＷＤ状態へ切り替えることが考えられるが、エンジンの停止状態（停止直前に惰性で数回転する間も含む）であれば、そのような駆動状態の切り替えは行われない。この場合は、その後、運転者によってアクセルペダルの踏み操作が行われるなどして、エンジン制御部によりエンジンが始動された後に、駆動状態の切り替えが行われる。

そのエンジン始動の際には、スタータモータの動作に伴い一旦、車載バッテリの電圧が急低下しても、その後、車載バッテリの電圧が回復してから駆動制御部によりクラッチの動作が行われるので、電圧の低下がクラッチの動作に悪影響を及ぼす心配はなく、振動や異音を抑制できるとともに、耐久性の低下を阻止できる。また、そうしてエンジンの始動が優先されることから、始動が遅れることに運転者が不安感を抱く心配もない。

そのようにクラッチの動作に車載バッテリの電圧低下の影響が及ばないようにするために、前記所定の期間の経過はエンジンの始動完了、即ち、例えばエンジン回転数が予め設定した値以上になったことによって判定すればよい。こうすれば、エンジンの始動が完了してオルタネータによる発電が行われるようになった後に、クラッチの動作が行われるので、その動作の安定性をより確保しやすい。

また、車載バッテリの電圧を検出するセンサが装備されている場合は、その電圧が予め設定した値以上になったことによって、前記所定の期間の経過を判定するようにしてもよい。車載バッテリの電圧は、スタータモータの動作の初期に大幅に低下し、その後、徐々に回復するので、検出した電圧に基づいて、より早いタイミングでクラッチを動作させることができる。

さらに、そうして車載バッテリの電圧が回復するまでの時間を実験などによって予め調べて設定しておき、この時間の経過によって前記所定の期間の経過を判定するようにしてもよい。この場合に、前記時間の経過は、スタータモータが動作を開始してからの時間の経過としてもよいし、スタータモータを動作させる制御信号を電子制御装置（ＥＣＵ）が出力してからの時間の経過としてもよい。

ところで、車両の走行中には、エンジンの運転中に前記駆動制御部によって駆動状態の切り替えが行われているときに、エンジンを自動で停止させる条件が成立することもあり、このときにエンジンを停止させると、その直後に再びエンジンの始動条件が成立することがあり得る。こうなると、そのエンジンの始動に伴い、前記のように車載バッテリの電圧が低下してしまい、クラッチの動作が不安定になるおそれがある。

そこで、前記エンジン制御部は、前記駆動制御部による駆動状態の切り替えが行われるときには、エンジンの停止状態への切り替えを行わないようにするのが好ましい。なお、駆動状態の切り替えが行われるときというのは、そのためのクラッチの動作中だけでなく、車両の状態などに応じて駆動状態の切り替えを行う条件が成立したとき、も含む概念である。そして、駆動状態の切り替え後は速やかにエンジンを停止させればよい。

より具体的に前記駆動制御部は、例えば所定の車速以下になると４ＷＤ状態に切り替えるものとしてもよく、この場合に前記エンジン制御部は、所定のアクセル開度以上になるとエンジンを運転状態に切り替えるものとすればよい。すなわち、エンジンの再始動条件としては、アクセル操作以外にもブレーキやステアリングの操作が行われたこと、或いは下り坂で車速が高くなったことなどが考えられるが、アクセル操作は運転者の加速の意志を表しているので、このときに速やかにエンジンを始動させる必要性が高いからである。

また、前記駆動制御部は、車両の運転者のスイッチ操作に応じて駆動状態の切り替えを行うものとしてもよく、この場合には、エンジンの停止状態において前記スイッチ操作が行われても、駆動制御部は駆動状態の切り替えを行わないことを、車両の運転者に報知する報知手段を備えるのが好ましい。こうすれば運転者は、自身のスイッチ操作に応じて、すぐに駆動状態の切り替えが行われなくても、違和感を感じ難い。

さらに、四輪駆動車両の駆動系に前記クラッチとして、エンジンからプロペラシャフトへの駆動力を断接する第１クラッチと、そのプロペラシャフトから後輪側への駆動力を断接する第２クラッチとが配設されている場合には、前記駆動制御部は、駆動状態の切り替えのために前記第１および第２クラッチを、その動作期間の少なくとも一部が重なるようにして動作させることが好ましい。こうすれば、駆動状態の切り替えを速やかに行えるというメリットがある半面、２つのクラッチの動作が重なる期間において、その動作に車載バッテリの電圧の低下が悪影響を及ぼす可能性が高くなるので、上述した本発明の作用効果が特に有効なものとなる。

以上、説明したように本発明に係る車両の制御装置によると、車両の走行中にエンジンが停止していれば駆動状態の切り替えを行わないようにしたので、その後のエンジン始動に伴い車載バッテリの電圧が急低下しても、クラッチの動作に悪影響を及ぼす心配がなく、振動や異音を抑制できるとともに、クラッチの耐久性の低下も阻止できる。また、エンジンの始動が優先されることから、アクセルペダルを踏み込んでいるにもかかわらずエンジンの始動が遅れて、運転者が不安感を抱く心配もない。

実施の形態に係る車両の駆動系およびその制御装置の概略構成図である。 車両の駆動状態の切替制御における車速、アクセル開度等の変化やクラッチの係合動作の一例を示すタイミングチャートである。 駆動状態の切り替えとエンジンの始動とが重なった場合について、バッテリ電圧の変化も示す図２相当図である。 エンジンの自動停止制御のルーチンを示すフローチャートである。 駆動状態の切替制御のルーチンを示すフローチャートである。 エンジンが自動停止した後に、駆動状態の切替条件が成立した場合について示す図２相当図である。 駆動状態の切り替えの途中でエンジンの自動停止条件が成立した場合について示す図２相当図である。 第２クラッチとして多板式摩擦クラッチを用いた他の実施形態に係る図１相当図である。 エンジンの始動完了前に駆動状態を切り替えるようにした他の実施形態に係る図５相当図である。 ４ＷＤ選択スイッチが操作されていても駆動状態の切り替えを禁止する場合に、運転者に報知するようにした他の実施形態に係る図５相当図である。

以下、本発明に係る制御装置を四輪駆動車両１(以下、車両１という)に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。

図１には駆動系の概略構成を示すように、車両１は、その前部にエンジン１０を搭載するＦＦベースの四輪駆動車両であり、左右の前輪２Ｌ，２Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪２という)は、二輪駆動状態(２ＷＤ状態)および四輪駆動状態(４ＷＤ状態)の両方で駆動輪となる主駆動輪である。一方、左右の後輪３Ｌ，３Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪３という)は、２ＷＤ状態のときには従動輪になり、４ＷＤ状態のときには駆動輪になる。

エンジン１０は車両１の駆動力源であって、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等である。エンジン１０にはスタータモータ１０ａが装備されており、始動時には、図示しない車載バッテリから電力の供給を受けて動作し、クランクシャフトを強制的に回転（クランキング）させるようになっている。

このエンジン１０の出力を前輪２に伝える動力伝達経路は、変速機１１と、その出力を左右の前輪２に配分するためのフロントデフ１２と、左右の前輪車軸１３Ｌ，１３Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪車軸１３という)とを備えている。一方、エンジン１０の出力を後輪３へ伝える動力伝達経路は、前記変速機１１からの出力の一部を取り出すトランスファ１４と、こうして取り出した駆動力を後輪３側へ伝達するプロペラシャフト１５と、このプロペラシャフト１５によって伝達される駆動力を左右の後輪３に分配するリヤデフユニット１６と、左右の後輪車軸１７Ｌ，１７Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪車軸１７という)とを備えている。

前記のように変速機１１は、前輪側および後輪側の２つの動力伝達経路の共通部分であり、例えば公知の遊星歯車式多段変速機、無段変速機、同期噛合型平行２軸式変速機などが用いられる。そして、この変速機１１の出力軸（図示せず）に設けられた出力ギヤ１１ａが、フロントデフ１２のケース１２ａに設けられたリングギヤ１２ｂと噛み合っており、エンジン１０の出力をフロントデフ１２に伝達する。

フロントデフ１２は、例えば傘歯歯車からなる差動歯車機構１２ｃをケース１２ａ内に収容しており、左右の前輪車軸１３Ｌ，１３Ｒに駆動力を伝達しながら、それらの回転差を適宜、許容する公知のディファレンシャルギヤである。このフロントデフ１２のケース１２ａの軸方向の一側（図１の左側）には、前記のようにリングギヤ１２ｂが設けられている一方、他側（図１の右側）にはトランスファ１４が接続されている。

すなわち、トランスファ１４は、円筒形状の第１回転部材１４ａを備えており、その軸方向の一側がスプラインによってフロントデフ１２のケース１２ａに連結されている。また、トランスファ１４は、後輪３側に動力を伝達するためのリングギヤ１４ｂが設けられた第２回転部材１４ｃも備えており、この第２回転部材１４ｃと前記の第１回転部材１４ａとが第１クラッチ４によって選択的に断接されるようになっている。

前記第１回転部材１４ａは、その内周側に同心状に前輪車軸１３Ｒが配置されているとともに、軸方向の他側には、第１クラッチ４を構成するクラッチ歯４ａが設けられている。一方、第２回転部材１４ｃは、その内周側に同心状に前記第１回転部材１４ａおよび前輪車軸１３Ｒが配置されているとともに、軸方向の一側に前記リングギヤ１４ｂが設けられ、他側には第１クラッチ４を構成するクラッチ歯４ｂが設けられている。

第１クラッチ４は、前記のクラッチ歯４ａおよびクラッチ歯４ｂと、これらを接続するためのスリーブ４ｃとを備えたドグクラッチ(噛合式クラッチ)である。スリーブ４ｃは略円筒形状を有し、その内周側にはクラッチ歯４ａ，４ｂと噛合可能な内周歯（図示せず）が形成されている。スリーブ４ｃは、例えば電磁アクチュエータである第１アクチュエータ５によって軸方向に移動させられ、第１クラッチ４を係合状態と解放状態とに切り替える。

また、第１クラッチ４には、第１アクチュエータ５によって動作されて、第１回転部材１４ａおよび第２回転部材１４ｃの回転差を小さくする同期機構４ｄも備えられている。第１アクチュエータ５は、スタータモータ１０ａと同じ車載バッテリから電力の供給を受けるようになっており、この第１アクチュエータ５への通電によって同期機構４ｄが動作し、これにより回転差が十分に小さくなってから通電を終了すると、第１クラッチ４が係合される。

図１には第１クラッチ４の解放状態を示しており、この状態では第１回転部材１４ａと第２回転部材１４ｃとが接続されていないので、駆動力は伝達されない。図示はしないが、前記のようにして第１アクチュエータ５によりスリーブ４ｃが移動させられ、第１クラッチ４が係合されると、第１回転部材１４ａと第２回転部材１４ｃとが接続されて（即ち第１クラッチ４が係合されて）、駆動力が伝達されるようになる。

これにより、変速機１１からフロントデフ１２に伝達された駆動力の一部がトランスファ１４により取り出され、ドリブンピニオン１５ａ、プロペラシャフト１５およびドライブピニオン１５ｂによって、リヤデフユニット１６に伝達されるようになる。すなわち、前記のリングギヤ１４ｂには、プロペラシャフト１５の前端部に接続されたドリブンピニオン１５ａが噛み合っており、一方、プロペラシャフト１５の後端部には、リヤデフユニット１６のリングギヤ１６ａと噛み合うドライブピニオン１５ｂが接続されている。

リヤデフユニット１６は、前記のようにリングギヤ１６ａに伝達される駆動力を左右の後輪車軸１６Ｌ，１６Ｒに伝達しながら、それらの回転差を適宜、許容するものであり、例えば傘歯歯車からなる差動歯車機構１６ｂがデフケース１６ｃに収容されている。また、リヤデフユニット１６は、前記のリングギヤ１６ａと一体に回転する円筒形状の回転部材１６ｄを備えており、この回転部材１６ｄと前記のデフケース１６ｃとがドグクラッチである第２クラッチ６によって選択的に断接されるようになっている。

すなわち、前記回転部材１６ｄの軸方向の一側には、前記のようにリングギヤ１６ａが設けられている一方、軸方向の他側には、第２クラッチ６を構成するクラッチ歯６ａが設けられている。また、デフケース１６ｃには第２クラッチ６を構成するクラッチ歯６ｂが設けられており、これらのクラッチ歯６ａおよびクラッチ歯６ｂを接続するために、第２クラッチ６にはスリーブ６ｃが設けられている。

このスリーブ６ｃは略円筒形状を有し、その内周側にはクラッチ歯６ａ，６ｂと噛合可能な内周歯（図示せず）が形成されている。スリーブ６ｃは、例えば電磁アクチュエータであって、車載バッテリから電力の供給を受ける第２アクチュエータ７によって軸方向に移動させられ、第２クラッチ６を係合状態と解放状態とに切り替える。なお、第２クラッチ６にも同期機構６ｄが備えられ、第１クラッチ４と同様に、第２アクチュエータ７への通電によって同期機構６ｄが動作され、通電を終了すると第２クラッチ６が係合される。

上述の如く構成された駆動系において、第１クラッチ４および第２クラッチ６が共に係合されると、前輪２側だけでなく後輪３側にも駆動力が伝達されるようになり、車両１は、前輪２および後輪３によって駆動される４ＷＤ状態となる。一方、第１クラッチ４または第２クラッチ６のいずれかが解放されれば、後輪３には駆動力が伝達されなくなって、車両１は前輪２のみによって駆動される２ＷＤ状態になる。つまり、第１、第２クラッチ４，６の動作によって車両１の駆動状態が切り替えられる。

また、前記の２ＷＤ状態においては通常、第１クラッチ４および第２クラッチ６の両方が解放され、それらの間のドリブンピニオン１５ａ、プロペラシャフト１５およびドライブピニオン１５ｂが回転しなくなる。これにより、機械的な損失の低減が図られる。このようにプロペラシャフト１５などの回転が停止する駆動状態(すなわち、連れ回りが防止される２ＷＤ状態)はディスコネクト状態とも呼ばれる。

−ＥＣＵ−
本実施の形態において車両１には電子制御装置(ＥＣＵ)１００が搭載されており、エンジン１０の運転制御を行う他に、前記のように第１、第２クラッチ４，６を動作させて、車両１の駆動状態の切り替え（上述した２ＷＤ状態および４ＷＤ状態の間での切り替え）を行うようになっている。詳細には示さないがＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、種々の制御プログラムを実行することによって、車両１の各種制御を実行する。

すなわち、ＥＣＵ１００には、例えば車両１のアクセル開度センサ１０１、エンジン回転数センサ１０２、変速機出力回転数センサ１０３、プロペラシャフト回転数センサ１０４、４ＷＤ選択スイッチ１０５、車輪速センサ１０６等が接続されており、それらの信号としてアクセル開度Acc、エンジン回転数Ｎｅ、変速機出力回転数Ｎｏ、プロペラシャフト回転数Ｎｐ、４ＷＤ要求Ｒ、各車輪速ｖ等が入力される。なお、ＥＣＵ１００は、前輪２および後輪３の各車輪速ｖに基づいて（例えばそれらの平均値として）、車両１の走行速度Ｖ(車速Ｖ)を算出する。

一方、ＥＣＵ１００からは、例えばエンジン１０の出力を制御するためのエンジン出力制御指令信号ｓ１（スロットルバルブやインジェクタ、イグナイタなどのアクチュエータへの制御信号、スタータモータ１０ａへの制御信号等）、第１クラッチ４を動作させる第１アクチュエータ５への制御信号ｓ２、第２クラッチ６を動作させる第２アクチュエータ７への制御信号ｓ３などがそれぞれ出力される。

具体的にはＥＣＵ１００は、エンジン１０の吸気量、燃料噴射量、点火時期などを制御して、その出力を制御する。また、本実施の形態では、車両１の走行中であっても所定の停止条件が成立すれば、燃費の低減のためにエンジン１０を停止させるようにしており、その後、再びアクセルペダルの踏み操作が行われるなど、所定の再始動条件が成立すれば、エンジンを始動する。

さらに、ＥＣＵ１００は、前記のように第１、第２クラッチ４，６を制御することにより、車両１の駆動状態の切り替え（上述した２ＷＤ状態および４ＷＤ状態の間での切り替え）を行う。なお、このようにエンジン１０や駆動系の制御を行うＥＣＵ１００は、図１では模式的に１つのＥＣＵとして示しているが、実際にはエンジン制御用、駆動系制御用など、複数のＥＣＵに分けて構成されている。

ここで、前記の駆動状態の切り替えについて詳しくは、図２に一例を示すように、例えば運転者がアクセルペダルを離しており、車速Ｖが所定の第１車速Ｖ１にまで低下すると（時刻ｔ１）、その後に予想される再加速に備えて、２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切り替えが行われる。すなわち、時刻ｔ１において第１、第２アクチュエータ５，７への通電が開始され、第１、第２クラッチ４，６においてそれぞれ同期機構４ｄ、６ｄが動作し、入力側および出力側の回転の同期が行われる。

図の例では、そうして回転同期が行われている途中で、運転者がアクセルペダルを踏み込んでおり（時刻ｔ２）、これに応じてエンジン１０の出力が増大するので、やや遅れて時刻ｔ３からエンジン回転数Ｎｅが上昇し、車速Ｖも上昇している。そして、時刻ｔ４において前記第１クラッチ４の回転同期が終了し、第１アクチュエータ５への通電が終了すると、第１クラッチ４が係合される。続いて時刻ｔ５において第２クラッチ６の回転同期も終了し、第２アクチュエータ７への通電が終了して、第２クラッチ６も係合される。こうして４ＷＤ状態への切り替えが完了する。

−エンジンの自動停止制御と駆動状態の切替制御の協調−
前記のように本実施の形態では、車速Ｖの低下に応じて車両１の駆動状態を２ＷＤ状態から４ＷＤ状態に切り替えるようにしているが、そのために第１、第２クラッチ４，６を動作させるときに、エンジン１０を始動させようとすると、スタータモータ１０ａの動作に伴い車載バッテリの電圧（バッテリ電圧）が急激に低下することによって、第１、第２クラッチ４，６の動作が不安定になるおそれがあった。

具体的には図３に一例を示すように、例えば運転者がアクセルペダルを離しており、車速Ｖが前記第１車速Ｖ１よりも高い第２車速Ｖ２にまで低下して、エンジン１０が自動停止された（時刻ｔ１）後に、車速Ｖがさらに低下して第１車速Ｖ１になったとする。こうなると、図２を参照して上述したように２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切り替えのために、時刻ｔ２において第１、第２アクチュエータ５，７への通電が開始される。

これにより第１、第２クラッチ４，６においてそれぞれ同期機構４ｄ、６ｄが動作し、入力側および出力側の回転の同期が行われることになるが、その途中で例えば運転者がアクセルペダルを踏み操作すると（時刻ｔ３）、エンジン始動のためのクランキングが開始される（エンジン回転数Ｎｅが上昇する）。このとき、大電流を消費するスタータモータ１０ａの動作に伴い、バッテリ電圧が急激に低下することになる（ｔ３〜ｔ４）。

この結果、第１、第２アクチュエータ５，７への通電量が急激に減少することから、これら第１、第２アクチュエータ５，７は、第１、第２クラッチ４，６を正常に動作させる力が不足してしまい、回転の同期が遅れたり、同期が不十分になったりする。そして、このような状態で第１、第２クラッチ４，６が係合されると、ドグクラッチであるため歯当たりを起こし、振動や異音が発生するとともに、係合に失敗することもあり（図３には模式的に破線で示す）、さらに、第１、第２クラッチ４，６の耐久性の低下を招くおそれがあった。

このような問題に対して、前記のように駆動状態の切り替えのために第１、第２クラッチ４，６を動作させているときには、エンジン１０の始動を禁止することも考えられるが、こうすると、運転者は、アクセルペダルを踏み込んでいるにもかかわらず、第１、第２クラッチ４，６の係合が完了するまではエンジン１０がかからないことに、即ち、エンジン１０の始動が遅延することに不安感を抱くおそれがある。

そこで、本実施の形態では、車両１の走行中にエンジン１０が停止していれば、駆動状態の切り替えのための第１、第２クラッチ４，６の動作を禁止し、エンジン１０の始動要求があればこれを優先するようにした。こうすれば、エンジン始動の際のバッテリ電圧の急低下と、前記のような第１、第２クラッチ４，６の動作とが重なってしまい、不具合を招くことを阻止できる。

以下、図４および図５にそれぞれ示すフローチャートを参照してエンジン１０の自動停止制御のルーチンと、第１、第２クラッチ４，６の動作による駆動状態の切替制御のルーチンとを具体的に説明する。これらの制御ルーチンはいずれも、車両１のイグニッションスイッチがオンになっている間、所定のタイミングで（例えばそれぞれ一定の時間間隔で）実行される。

まず、図４に示すエンジン１０の自動停止制御ルーチンは、スタート後のステップＳ１０１において、エンジン１０の状態を表すフラグＦｅの値が「２」であるか否か判定する。このフラグＦｅの値は、「０」であればエンジン運転中、「１」であればエンジン運転状態においてその停止を待機している停止待機中、「２」であればエンジン停止中をそれぞれ表すので、Ｆｅ＝２で肯定判定すれば（ＹＥＳ）後述のステップＳ１０７に進む一方、Ｆｅ＝０または１で否定判定すれば（ＮＯ）、ステップＳ１０２に進む。

そして、車両１の走行中におけるエンジン１０の自動停止条件が成立したか否か判定し、否定判定すれば（ＮＯ）エンジン１０の運転を継続すべく、後述のステップＳ１１０に進む一方、肯定判定すれば（ＹＥＳ）ステップＳ１０３に進む。なお、エンジン１０の自動停止条件は一例として、アクセルオフ（アクセル開度Accが所定閾値以下でほぼ０）であること、車速Ｖが所定車速Ｖ２以下であること、などを含むように設定すればよい。

ステップＳ１０３では、車両１の駆動状態を表すフラグＦｄの値が「２」であるか否か判定する。このフラグＦｄ値は、「０」であれば２ＷＤ状態、「１」であれば切替待機中、「２」であればクラッチ動作中、「３」であれば４ＷＤ状態をそれぞれ表す。そこで、Ｆｄ＝２で肯定判定すれば（ＹＥＳ）、駆動状態の切り替えのための第１、第２クラッチ４，６の動作中なので、ステップＳ１０４に進んでエンジン１０を停止させずに待機するとともに、フラグＦｅの値を「１」として（Ｆｅ←１）一旦、処理を終了する（エンド）。

つまり、車両１の走行中に駆動状態を切り替えるために第１、第２クラッチ４，６が動作している場合は、自動停止条件が成立しても運転中のエンジン１０をすぐには停止させない。

一方、前記フラグＦｄの値が「２」でないと否定判定すれば（ＮＯ）、ステップＳ１０５に進んでエンジン１０の運転を停止させる。すなわち、エンジン１０のインジェクタによる燃料噴射およびイグナイタによる点火を停止させて、これによりクランクシャフトの回転が完全に停止すれば、ステップ１０６に進んで、フラグＦｅの値を「２」にする（Ｆｅ←２）。

続いてステップＳ１０７では、エンジン１０の再始動条件が成立したかどうか判定し、否定判定（ＮＯ）であれば一旦、処理を終了する（ＥＮＤ）一方、再始動条件が成立して肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０８に進んで、エンジン１０を始動させる。なお、前記の再始動条件は一例として、アクセルオンである（アクセル開度Accが所定閾値を越えた）こと、運転者によるステアリングやブレーキなどの所定の操作がなされたこと、などを含むように設定すればよい。

エンジン１０の始動のためには、スタータモータ１０ａを作動させてクランキングを開始するとともに、インジェクタによる燃料の噴射やイグナイタによる点火制御などを開始する。そして、いずれかの気筒において燃焼が始まり（初爆）、これによりエンジン回転数Ｎｅが予め設定した値まで上昇して、始動完了と判定すれば（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進んで、フラグＦｅの値を「０」にして（Ｆｅ←０）、一旦、処理を終了する（ＥＮＤ）。

つまり、エンジン１０の再始動条件が成立したときは、自動停止条件が成立したときのように車両１の駆動状態を表すフラグＦｄの値を確かめることなく、エンジン１０を始動させる。言い換えるとエンジン１０の始動は、駆動状態の切替制御よりも優先して行われる。

次に、図５に示すように駆動状態の切替制御ルーチンは、スタート後のステップＳ２０１において、駆動状態の切替条件が成立したか否か判定し、これが否定判定（ＮＯ）であれば一旦、処理を終了する一方、肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳ２０２に進む。なお、切替条件は一例として、車速Ｖが所定車速Ｖ１以下であること、２ＷＤ状態であってかつ４ＷＤ選択スイッチ１０５が操作されたこと、などを含むように設定すればよい。

ステップＳ２０２では、エンジン１０の運転状態を表すフラグＦｅの値が「２」であるか否か判定する。そして、Ｆｅ＝２で肯定判定すれば（ＹＥＳ）、エンジン１０が停止中なので、ステップＳ２０３に進み、駆動状態の切り替えのための第１、第２クラッチ４，６の動作を開始せずに、待機するとともに、フラグＦｄの値を「１」として（Ｆｄ←１）一旦、処理を終了する（エンド）。

つまり、車両１の走行中にエンジン１０が停止している場合は、いつエンジン１０の始動制御が行われるか分からないので、駆動状態の切替条件が成立しても第１、第２クラッチ４，６を動作させず、切替待機状態とする。

一方、前記フラグＦｅの値が「２」でないとステップＳ２０２で否定判定すれば（ＮＯ）、エンジン運転中（停止待機中を含む）であるからステップＳ２０４に進み、第１、第２クラッチ４，６を動作させるために第１、第２アクチュエータ５，７に通電する。例えば２ＷＤ状態から４ＷＤ状態への切り替えであれば、第１、第２アクチュエータ５，７への通電により回転同期が行われ、その後、第１、第２クラッチ４，６が係合される。

すなわち、まず、変速機出力回転数センサ１０３およびプロペラシャフト回転数センサ１０４からの信号に基づいて、変速機出力回転数Ｎｏ、およびプロペラシャフト回転数Ｎｐの偏差、即ち第１クラッチ４における入力側および出力側の回転差が十分に小さくなったと判定されれば、第１アクチュエータ５への通電が終了されて、第１クラッチ４が係合される。

続いて、プロペラシャフト回転数Ｎｐおよび車速Ｖに相当する回転数の偏差、即ち第２クラッチ６における入力側および出力側の回転差が十分に小さくなったと判定されれば、第２アクチュエータ７への通電が終了されて、第２クラッチ６が係合される。このように本実施の形態では、第１クラッチ４および第２クラッチ６の動作期間の一部が重なるようにしており、これにより、切り替えを速やかに行えるというメリットがある。

そして、ステップＳ２０５では、前記の第１、第２クラッチ４，６の動作が完了したか否か判定し、未だ完了しておらず否定判定すれば（ＮＯ）、ステップＳ２０６においてフラグＦｄの値を「２」とし（Ｆｄ←２）、前記ステップＳ２０４に戻る。一方、動作が完了していると肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０７においてフラグＦｄの値を「０」または「３」として（Ｆｄ←０、３）、一旦、処理を終了する（エンド）。

つまり、エンジン１０の運転中（停止待機中を含む）において、駆動状態の切替条件が成立すれば第１、第２クラッチ４，６を動作させ、その動作が完了するまではフラグＦｄの値を「２」とする。これにより、図４を参照して前述したようにエンジン１０の自動停止が禁止される。そして、第１、第２クラッチ４，６の動作が完了すればフラグＦｄの値は「０」または「３」となり、エンジン１０の自動停止が行われる。

前記図４のフローチャートの各ステップを実行することによってＥＣＵ１００は、車両１の走行中にエンジン１０を運転状態および停止状態のいずれかに切り替えるエンジン制御部を構成する。このエンジン制御部は、エンジン１０の運転中に第１、第２クラッチ４，６の動作による駆動状態の切り替えが行われている間は、エンジン１０の停止状態への切り替えを行わない。

また、前記図５のフローチャートの各ステップを実行することによってＥＣＵ１００は、車両１の走行中に第１、第２クラッチ４，６を動作させて、２ＷＤ状態および４ＷＤ状態のいずれかに切り替える駆動制御部を構成する。この駆動制御部は、エンジン１０の停止中は駆動状態の切り替えを行わず、その運転中またはエンジン１０の始動制御の完了後に駆動状態の切り替えを行う。

具体的には、前記駆動制御部は、エンジン始動時にスタータモータ１０ａの動作が開始してから所定の期間が経過して、バッテリ電圧が回復した後に、駆動状態の切り替えを行うものであり、その所定の期間の経過は、エンジン回転数Ｎｅが予め設定した値（エンジン１０の始動完了を判定する設定値）以上になったことによって判定する。

以下では図６を参照して、前記図３の例と同様に車速Ｖの低下に伴いエンジン１０が自動停止し、その後に駆動状態の切替条件が成立した場合について、本実施の形態のエンジン制御および駆動切替制御の説明を行う。すなわち、図示のように車速Ｖが第２車速Ｖ２まで低下して、エンジン１０が自動停止されると（時刻ｔ１）、フラグＦｅの値が「０」から「２」に変わるため、その後に車速Ｖが第１車速Ｖ１に低下して、駆動状態の切替条件が成立しても（時刻ｔ２）、第１、第２クラッチ４，６の動作が行われない（破線で示す第１、第２アクチュエータ５，７への通電は開始されない）。

そして、時刻ｔ３において運転者がアクセルペダルを踏み操作し、再始動条件が成立すると、エンジン１０の始動を優先してクランキングが開始される（エンジン回転数Ｎｅが上昇する）。このとき、大電流を消費するスタータモータ１０ａの動作に伴い、バッテリ電圧が急激に低下するが、第１、第２アクチュエータ５，７への通電は行われていないので、第１、第２クラッチ４，６の動作に悪い影響が及ぶことはない。

そうしてエンジン１０の始動が完了し、フラグＦｅの値が「０」になると（時刻ｔ４）、第１、第２アクチュエータ５，７への通電が開始されて、第１、第２クラッチ４，６が動作を開始する（Ｆｄ＝２）。すなわち、第１、第２クラッチ４，６においてそれぞれ同期機構４ｄ、６ｄが動作し、入力側および出力側の回転同期が行われる。そして、時刻ｔ５において第１アクチュエータ５への通電が終了すると、第１クラッチ４が係合される。

続いて時刻ｔ６において第２クラッチ６の回転同期も終了し、第２アクチュエータ７への通電が終了すると、第２クラッチ６も係合されて、４ＷＤ状態への切り替えが完了する（Ｆｄ＝３）。このように、エンジン１０の始動完了後にバッテリ電圧が回復してから、第１、第２クラッチ４，６が動作されるので、その動作にバッテリ電圧の低下による悪影響が及ぶ心配はなく、振動や異音を抑制できるとともに、耐久性の低下を阻止できる。

次に、エンジン１０の運転中に駆動状態の切り替えが開始され、第１、第２クラッチ４，６が動作しているときに、エンジン１０の自動停止条件が成立した場合について、図７のタイムチャートを参照して説明する。

この場合は、まず、車速Ｖが第２車速Ｖ２よりも高い時刻ｔ１において、例えば４ＷＤ選択スイッチ１０５が操作され、駆動状態の切替条件が成立したときに、エンジン１０が運転状態であることから（Ｆｅ＝０）、第１、第２アクチュエータ５，７への通電が開始されて、第１、第２クラッチ４，６が動作を開始する（Ｆｄ＝２）。そして、第１、第２クラッチ４，６においてそれぞれ回転の同期が行われているときに、車速Ｖが第２車速Ｖ２にまで低下して、エンジン１０の自動停止条件が成立する（時刻ｔ２）。

このときにはフラグＦｄの値が「２」であることから、エンジン１０の停止待機状態になり（Ｆｅ＝１）、スタータモータ１０ａの動作は行われない。よって、バッテリ電圧の急低下によって第１、第２アクチュエータ５，７の通電量が急減することはなく、第１、第２クラッチ４，６の動作に悪い影響が及ぶ心配はない。また、このとき仮にアクセルペダルが踏み込まれれば、すぐに車両１を加速させることができる。

そして、時刻ｔ３において第１クラッチ４の回転同期が終了し、第１アクチュエータ５への通電が終了すると、第１クラッチ４が係合され、続いて第２クラッチ６の回転同期が終了し、第２アクチュエータ７への通電も終了すると、第２クラッチ６も係合される。こうして４ＷＤ状態への切り替えが完了すると（時刻ｔ４）、フラグＦｄの値が「２」から「３」に変わるので、その後、エンジン１０が自動停止される（Ｆｅ＝２）。

図示の例では、時刻ｔ５において運転者がアクセルペダルを踏み操作し、再始動条件が成立して、エンジン始動のためのクランキングが開始されている。このとき、スタータモータ１０ａの動作に伴い、バッテリ電圧は急激に低下しているが、駆動状態の切替制御は終了しているので、何ら悪影響を及ぼすことはない。また、エンジン１０の始動が完了すると速やかにバッテリ電圧が回復している（時刻ｔ６）。

以上、説明したように本実施の形態に係る車両の制御装置によると、車両１の走行中にエンジン１０が停止していれば、その再始動が予想されるので、これを優先するために、駆動状態の切り替えを禁止する。これにより、エンジン始動に伴いバッテリ電圧が急低下しても、第１、第２クラッチ４，６の動作に悪い影響を及ぼすおそれがなく、振動や異音を抑制できるとともに、第１、第２クラッチ４，６の耐久性の低下を阻止できる。

また、そうしてエンジン１０の始動が完了すれば、第１、第２アクチュエータ５，７に通電し、第１、第２クラッチ４，６の動作によって速やかに駆動状態を切り替えることができる。このときには、バッテリ電圧が回復しているとともに、オルタネータによる発電が行われているので、第１、第２クラッチ４，６の動作の安定性をより確保しやすい。

そして、そのようにエンジン１０の始動を優先しているので、例えばアクセルペダルを踏み込んでいるにもかかわらずエンジン１０の始動が遅延して、運転者が不安感を抱くという不具合は生じない。すなわち、アクセルペダルの踏み込みという運転者の意志に対して、遅延することなくエンジン１０を始動させ、車両１を加速させることができる。

一方、エンジン１０の運転中に駆動状態の切替条件が成立して、第１、第２クラッチ４，６の動作が行われるとき（クラッチの動作中だけでなく、動作直前も含む）には、自動停止条件が成立してもエンジン１０を停止させない。こうすれば、仮にエンジン停止の直後に再始動条件が成立しても、その始動に伴い第１、第２クラッチ４，６の動作に悪い影響が及ぶ心配はない。

さらに、本実施の形態では第１、第２クラッチ４，６を、その動作期間の一部が重なるようにして動作させており、これにより、２ＷＤ状態および４ＷＤ状態の切り替えを速やかに行えるというメリットがある。半面、第１、第２の２つのクラッチ４，６の動作が重なる期間においては、バッテリ電圧の低下が悪い影響を及ぼす可能性が高くなるから、上述したように第１、第２クラッチ４，６の動作と、エンジン始動とが重ならないようにすることの意義が大きい。

−他の実施形態−
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成も包含するものである。例えば前記実施の形態では、エンジン１０の始動完了まで駆動状態の切り替えを禁止するようにしているが、これに限らず、例えばバッテリ電圧が予め設定した値以上になって、第１、第２クラッチ４，６の動作に悪い影響を及ぼさないようになるまで、駆動状態の切り替えを禁止するようにしてもよい。また、スタータモータ１０ａの動作から予め設定した時間が経過するまで、駆動状態の切り替えを禁止するようにしてもよい。

すなわち、図９に一例を示すように、駆動状態の切替制御ルーチンにおいてスタート後のステップＳ３０１では、図５のフローのステップＳ２０１と同じく駆動状態の切替条件が成立したか否か判定し、これが否定判定（ＮＯ）であれば一旦、処理を終了する一方、肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳ３０２に進んで、スタータモータ１０ａの動作から所定の期間が経過したか否か判定する。この所定の期間の経過は、例えばバッテリ電圧が予め設定した値以上になったこと、または、スタータモータ１０ａの動作から予め設定した時間が経過したこと、などによって判定すればよい。

そして、前記のような所定の期間が経過しておらず、否定判定すれば（ＮＯ）ステップＳ３０３に進んで、図５のフローのステップＳ２０３と同じ処理を行う。一方、前記のような所定の期間が経過していて、肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０４〜Ｓ３０７の各ステップに進んで、それぞれ、図５のフローのステップＳ２０４〜Ｓ２０７と同じ処理を行う。

また、前記実施の形態において、エンジン１０の停止中に４ＷＤ選択スイッチ１０５が操作されても、駆動状態の切替制御を禁止する場合は、その旨を車両１の運転者に報知することが好ましい。この場合は、図１０に一例を示すように駆動状態の切替制御ルーチンにおいて、スタート後のステップＳ４０１，Ｓ４０２ではそれぞれ、図５のフローのステップＳ２０１，Ｓ２０２と同じ処理を行い、ステップＳ４０２において肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４０３に進む。

ここでは、前記ステップＳ２０１において肯定判定した切替条件が、４ＷＤ選択スイッチ１０５の操作であるか否か判定し、肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳ４０４に進んで、駆動状態の切り替えが禁止されることを報知した後に、ステップＳ４０５に進んで図５のフローのステップＳ２０３と同じ処理を行う。なお、報知するには例えばランプを点灯或いは点滅させたり、ブザーをならしたりすればよく、そのランプやブザーおよび前記のステップＳ４０４を実行するＥＣＵ１００によって、報知手段が構成される。

一方、前記ステップ４０３において、ステップＳ２０１で成立した切替条件が４ＷＤ選択スイッチ１０５の操作でないと否定判定（ＮＯ）すれば、ステップＳ４０６〜Ｓ４０９の各ステップに進んで、それぞれ、図５のフローのステップＳ２０４〜Ｓ２０７と同じ処理を行う。

また、前記実施の形態では第１、第２クラッチ４，６をドグクラッチによって構成し、電磁アクチュエータ５，７によって動作させるようにしているが、これにも限定されず、例えば電磁バルブからの油圧の供給により動作されるドグクラッチとしてもよい。また、ドグクラッチにも限定されず、図８に一例を示すように例えばリヤデフユニット１６に、多板式摩擦クラッチからなる第２クラッチ８を備えてもよい。この第２クラッチ８は電磁式でもよいし、電磁バルブからの油圧の供給により動作される油圧式でもよい。

さらに、前記実施の形態では、駆動系に第１、第２の２つのクラッチ４，６を備え、２ＷＤ状態では第１、第２クラッチ４，６の両方を解放して、それらの間のプロペラシャフト１５などの回転を停止させるようにしているが、これにも限定されない。例えば、駆動系に１つだけ設けたクラッチを動作させて、２ＷＤ状態または４ＷＤ状態に切り替えるようにした四輪駆動車両にも、本発明を適用可能である。

本発明は、エンジンの自動停止や再始動を行うとともに、駆動状態を切り替えるようにした四輪駆動車両において、運転者に不安感を与えることなく、駆動系のクラッチの動作に伴う振動や異音を抑制し、耐久性の低下を阻止することができるので、特に乗用車に適用して効果が高い。

１ 車両
２ 前輪（車輪）
３ 後輪（車輪）
４ 第１クラッチ（電磁クラッチ）
６ 第２クラッチ（電磁クラッチ）
１０ エンジン
１０ａ スタータモータ
１５ プロペラシャフト
１００ ＥＣＵ（エンジン制御部、駆動制御部）

Claims (8)

1. 車両の走行中にエンジンを運転状態および停止状態のいずれかに切り替えるエンジン制御部と、車両の走行中に駆動系のクラッチを動作させて、二輪駆動状態および四輪駆動状態のいずれかに切り替える駆動制御部と、を備えた車両の制御装置であって、
   前記クラッチは、電磁バルブからの油圧の供給により動作される油圧クラッチ、または電磁アクチュエータによって動作される電磁クラッチであり、
   前記電磁バルブまたは電磁アクチュエータと、前記エンジンのスタータモータとには、同一の車載バッテリから電力が供給されるように構成されており、
   前記駆動制御部は、前記エンジンの停止状態においては駆動状態の切り替えを行わず、エンジンの始動時に前記スタータモータの動作を開始させてから、これにより低下した前記車載バッテリの電圧が回復する所定の期間が経過した後に、駆動状態の切り替えを行うことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記所定の期間の経過は、エンジン回転数が予め設定した値以上になったことによって判定される、車両の制御装置。
3. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記所定の期間の経過は、前記車載バッテリの電圧が予め設定した値以上になったことによって判定される、車両の制御装置。
4. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記所定の期間の経過は、予め設定した時間の経過によって判定される、車両の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
   前記エンジン制御部は、エンジンの運転中に前記駆動制御部による駆動状態の切り替えが行われるときには、エンジンの停止状態への切り替えを行わない、車両の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
   前記駆動制御部は、所定の車速以下になると四輪駆動状態に切り替えるものであり、
   前記エンジン制御部は、所定のアクセル開度以上になるとエンジンを運転状態に切り替えるものである、車両の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
   前記駆動制御部は、車両の運転者のスイッチ操作に応じて駆動状態の切り替えを行うものであり、
   前記エンジンの停止状態において前記スイッチ操作が行われたときには、前記駆動制御部が駆動状態の切り替えを行わないことを車両の運転者に報知する報知手段を備える、車両の制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
   車両は四輪駆動車両であり、その駆動系には前記クラッチとして、エンジンからプロペラシャフトへの駆動力を断接する第１クラッチと、そのプロペラシャフトから後輪側への駆動力を断接する第２クラッチとが配設され、
   前記駆動制御部は、駆動状態の切り替えのために前記第１および第２クラッチを、その動作期間の少なくとも一部が重なるようにして動作させる、車両の制御装置。

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