JP2017180761A - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動オイルポンプのモータのブラシ摩耗を抑制することが可能な四輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】ソレノイド弁を開状態にしモータを駆動して実油圧ＰＲを指令油圧ＰＣＭＤに等しくするリニア油圧制御中に、封入許可フラグが”１”であり、且つリニア油圧制御フラグが”１”であり、且つ指令トルクＴＣＭＤが規定時間Ｔ０以上一定状態を継続しており、且つ実油圧ＰＲが指令油圧ＰＣＭＤより大きい場合は、リニア油圧制御を、モータを停止しソレノイド弁を閉状態にするリニア封入制御に切り替える。一方、リニア封入制御中に、リニア封入制御開始時の初期指令トルクＴＣＭＤ１と現指令トルクＴＣＭＤとの差分絶対値ΔＴＣＭＤが規定量ΔＴＣＭＤ１以上離れており、且つその規定量以上離れた状態が規定時間Ｔ３以上継続する場合は、リニア封入制御をリニア油圧制御に切り替える。【選択図】図５

Description

本発明は、動力伝達経路に設けた油圧封入式のクラッチを備える四輪駆動車両においてクラッチ圧を制御する制御装置に関するものである。

従来、二輪駆動（２ＷＤ）状態と四駆駆動（４ＷＤ）状態とを相互に切り替える電子制御式四輪駆動システムの一つとして、フロントデフ機構とリアデフ機構とを連結するプロペラシャフトの途中に前後トルク配分用クラッチが設けられ、そのクラッチを駆動する油圧（オイル）を逆止弁を介し電動オイルポンプによって供給し、供給された油圧をソレノイド弁によって封止することによりクラッチの締結状態を維持する油圧封入式の四輪駆動システムが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、クラッチに所定の油圧（クラッチ圧）が封入された後、クラッチと逆止弁との間に設けられたソレノイド弁を開閉制御することによってクラッチの締結状態、すなわちクラッチの押し付け力、すなわち前後輪へ伝達されるトルク配分を変えることが可能となる。従って、車両が一度４ＷＤ状態へ遷移した後は、ソレノイド弁を閉じてさえいれば、クラッチの締結状態（クラッチの押し付け力）は保持されるため、電動オイルポンプのモータを動作させ続けなくとも４ＷＤ状態を継続する事が可能である。これは、モータの作動頻度低減や電力節約の観点から、油圧封入式の四輪駆動システムのメリットとなっている。

しかし、ソレノイド弁の開閉制御（封入制御）のみでは前後輪へ伝達されるトルク配分を精度良く制御することはできない。そこで、高い４ＷＤ性能を実現するために、特に精度が必要な低トルク領域に対しては、ソレノイド弁を開状態（ＯＦＦ状態）とした上で電動オイルポンプを作動させる制御（リニア油圧制御）とすることによって、４ＷＤ性能を損ねることなくモータの作動頻度の低減を図ることができる。

特開２０１３−０６７３２６号公報

上記のリニア油圧制御では、ソレノイド弁を開状態（ＯＦＦ状態）とした上で電動オイルポンプを作動させるため、電動オイルポンプを駆動するモータの使用頻度が高くなる。ここで、油圧封入式の四輪駆動システムの電動オイルポンプに使用されるモータには、制御性の観点から、ブラシ付きモータが使用される。ブラシ付きモータでは、モータの使用頻度が高くなることでブラシの摩耗が進行する。ブラシの摩耗が過度に進行すると、モータが作動不良に陥るおそれがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、リニア油圧制御において電動オイルポンプを駆動するモータの作動頻度を減らすことが可能な四輪駆動車両の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本発明に係る四輪駆動車両の制御装置は、動力源（３）からの動力を駆動輪（Ｗ３、Ｗ４）に伝達する動力伝達経路（２０）と、動力伝達経路（２０）に設置された動力配分装置としての油圧作動式のクラッチ（１０）と、クラッチ（１０）の油圧が昇圧される第１状態と昇圧されない第２状態とに切り替え可能な第１アクチュエータ（３５、３７）と、クラッチ（１０）の油圧が保持される第３状態と保持されない第４状態とに切り替え可能な第２アクチュエータ（４３）と、クラッチの実油圧（ＰＲ）を計測する油圧センサ（４５）と、実油圧（ＰＲ）が指令油圧（ＰＣＭＤ）に追従するように第１及び第２アクチュエータを制御する制御手段（５０）と、を備える四輪駆動車両の制御装置であって、制御手段（５０）は、第２アクチュエータ（４３）を第４状態にして第１アクチュエータ（３５、３７）を第１状態にすることで実油圧（ＰＲ）を指令油圧（ＰＣＭＤ）に近づける第１油圧制御と、第１アクチュエータ（３５、３７）を第２状態にして第２アクチュエータ（４３）を第３状態にすることで実油圧（ＰＲ）を指令油圧（ＰＣＭＤ）に近づける第２油圧制御とを実行するように構成されており、制御手段（５０）は、第１油圧制御と第２油圧制御との一方の油圧制御を実行中に、所定条件が成立する場合、他方の油圧制御の実行に切り替えるように構成されていることを特徴とする。なお、上記の第１状態とは、後述する本発明の実施形態におけるモータ（３７）でオイルポンプ（３５）を駆動して油路（４９）（ピストン室１５）の油圧を昇圧させる状態であり、第２状態とは、モータ（３７）及びオイルポンプ（３５）を停止して油路（４９）（ピストン室１５）の油圧を昇圧させない状態である。また、上記の第３状態とは、ソレノイド弁（４３）を閉じて油路（４９）（ピストン室１５）に作動油を封入することで該油路（４９）の油圧を保持する状態であり、第４状態とは、ソレノイド弁（４３）を開くことで油路（４９）の油圧を保持しない状態である。

上記構成では、第１アクチュエータ（３５、３７）の作動頻度が高い第１油圧制御が実行されるときに、所定条件が成立する場合、制御手段（５０）は第１アクチュエータ（３５、３７）を使用しない第２油圧制御に切り替えるように構成されている。そのため、第１アクチュエータ（３５、３７）の作動頻度を低減することが可能となる。その結果、第１アクチュエータ（３５、３７）の劣化（例えばモータのブラシ摩耗）を抑えることで耐久性を向上させることが可能となる。

本発明に係る四輪駆動車両の制御装置の第２の特徴は、指令油圧（ＰＣＭＤ）は、駆動輪（Ｗ３、Ｗ４）に伝達される伝達トルクの指令値である指令トルク（ＴＣＭＤ）に基づいて決定される値であり、制御手段（５０）が第１油圧制御から第２油圧制御へ切り替える際の所定条件は、指令トルク（ＴＣＭＤ）が規定時間（Ｔ０）以上一定状態を継続しており、且つ実油圧（ＰＲ）が指令油圧（ＰＣＭＤ）より大きいことである。

上記構成では、制御手段（５０）は、第１アクチュエータ（３５、３７）を第１状態（油圧を昇圧する状態）から第２状態（油圧を昇圧しない状態）にし、第２アクチュエータ（４３）を第４状態（油圧を保持しない状態）から第３状態（油圧を保持する状態）にすることによって、第１アクチュエータ（３５、３７）の作動頻度を下げながら、クラッチ（１０）の油圧を保持することが可能となる。

本発明に係る四輪駆動車両の制御装置の第３の特徴は、指令油圧（ＰＣＭＤ）は、駆動輪（Ｗ３、Ｗ４）に伝達される伝達トルクの指令値である指令トルク（ＴＣＭＤ）に基づいて決定される値であり、制御手段（５０）が第２油圧制御から第１油圧制御へ切り替える際の所定条件は、第２油圧制御開始時の指令トルク（ＴＣＭＤ１）と現指令トルク（ＴＣＭＤ）との差分（ΔＴＣＭＤ）が規定量（＝ΔＴＣＭＤ１）以上であり、且つその規定量以上の状態が規定時間（Ｔ３）以上継続することである。

上記構成では、第２油圧制御においてクラッチ（１０）の実油圧（ＰＲ）が指令油圧（ＰＣＭＤ）に追従していない状態となっているとき、制御手段（５０）は、第２アクチュエータ（４３）を第３状態（油圧を保持する状態）から第４状態（油圧を保持しない状態）にし、第１アクチュエータ（３５、３７）を第２状態（油圧を昇圧しない状態）から第１状態（油圧を昇圧する状態）にすることによって、クラッチ（１０）の油圧を所定油圧に昇圧する。これにより、実油圧（ＰＲ）を指令油圧（ＰＣＭＤ）に精度良く追従させることが可能となる。

また、本発明にかかる上記の四輪駆動車両の制御装置の一実施態様として、クラッチ（１０）を押圧して係合させるピストン（１２）に対して油圧を発生するピストン室（１５）と、ピストン室（１５）に作動油を供給するためのオイルポンプ（３５）と、オイルポンプ（３５）を駆動するモータ（３７）と、オイルポンプ（３５）からピストン室（１５）に通じる油路（４９）に作動油を封入するための作動油封入弁（３９）と、該作動油封入弁（４３）とピストン室（１５）との間の油路（４９）を開閉するための開閉弁（４３）とで構成された油圧回路（３０）を備え、第１アクチュエータは、オイルポンプ（３５）及びモータ（３７）であり、第２アクチュエータは、作動油封入弁（４３）であってもよい。

またこの場合、本発明の第１油圧制御は、開閉弁（４３）を開きモータ（３７）を作動させて油圧回路（３０）に油圧を供給する制御（リニア油圧制御）であり、第２油圧制御は、第１油圧制御の実行中にモータ（３７）を停止して開閉弁（４３）を閉状態にする制御（リニア油圧制御中の封入制御（リニア封入制御））であってよい。

本発明の四輪駆動車両の制御装置によれば、第１アクチュエータ（オイルポンプ及びモータ）の作動頻度が高い油圧制御において、低トルク領域におけるクラッチの油圧精度を低下させない範囲内で第１アクチュエータ（オイルポンプ及びモータ）の作動頻度を最小限に抑えることが可能となる。その結果、第１アクチュエータ（モータ）の劣化（ブラシ摩耗）の進行を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態に係る動力配分装置の油圧制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す説明図である。 油圧回路の詳細構成を示す油圧回路図である。 ４ＷＤ・ＥＣＵ（油圧制御装置）の主要な構成を示すブロック図である。 ＥＣＵ（制御手段）により行われる本発明に係る油圧制御の切り替え例を示すタイムチャートである。 ＥＣＵ（制御手段）により行われる本発明に係るリニア封入制御を示すタイムチャートである。 リニア／封入切り替え制御ブロックの構成の内、リニア油圧制御からリニア封入制御への切り替えの可否を判定する第１切替判定ブロックの構成を示すブロック図である。 リニア／封入切り替え制御ブロックの構成の内、リニア封入制御からリニア油圧制御への切り替えの可否を判定する第２切替判定ブロックの構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備えた四輪駆動車両の概略構成を示す説明図である。同図に示す四輪駆動車両１は、車両の前部に横置きに搭載したエンジン（動力源）３と、エンジン３と一体に設置された自動変速機４と、エンジン３からの動力を前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するための動力伝達経路２０とを備えている。以下、各構成について更に詳細に説明する。

エンジン３の出力軸（図示せず）は、自動変速機４、フロントディファレンシャル（以下、「フロントデフ」という。）５、左右のフロントドライブシャフト６，６を介して、主駆動輪である左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。さらに、エンジン３の出力軸は、自動変速機４、フロントデフ５、プロペラシャフト７、リアディファレンシャルユニット（以下、「リアデフユニット」という。）８、左右のリアドライブシャフト９，９を介して副駆動輪である左右の後輪Ｗ３，Ｗ４に連結されている。

リアデフユニット８には、左右のリアドライブシャフト９，９に動力を配分するためのリアディファレンシャル（以下、「リアデフ」という。）１９と、プロペラシャフト７からリアデフ１９への動力伝達経路を接続・切断するための前後トルク配分用クラッチ１０とが設けられている。前後トルク配分用クラッチ１０は、油圧式のクラッチであり、動力伝達経路２０において後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する動力を制御するための動力配分装置である。また、前後トルク配分用クラッチ１０に作動油を供給するための油圧回路３０と、油圧回路３０による供給油圧を制御するための制御手段である４ＷＤ・ＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」と記す。）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータなどで構成されている。

ＥＣＵ５０は、油圧回路３０による供給油圧を制御することで、前後トルク配分用クラッチ（以下、単に「クラッチ」という。）１０で後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する動力を制御する。これにより、前輪Ｗ１，Ｗ２を主駆動輪とし、後輪Ｗ３，Ｗ４を副駆動輪とする駆動制御を行うようになっている。

すなわち、クラッチ１０が解放（切断）されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１９側に伝達されず、エンジン３のトルクがすべて前輪Ｗ１，Ｗ２に伝達されることで、前輪駆動（２ＷＤ）状態となる。一方、クラッチ１０が締結（接続）されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデフ１９側に伝達されることで、エンジン３のトルクが前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の両方に配分されて四輪駆動（４ＷＤ）状態となる。ＥＣＵ５０は、車両の走行状態を検出するための各種検出手段（図示せず）の検出に基づいて、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する動力およびこれに対応するクラッチ１０への油圧供給量を演算すると共に、当該演算結果に基づく駆動信号をクラッチ１０に出力する。これにより、クラッチ１０の締結力を制御し、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する動力を制御するようになっている。

図２は、油圧回路３０の詳細構成を示す油圧回路図である。同図に示す油圧回路３０は、ストレーナ３３を介してオイルタンク３１に貯留されている作動油を吸い込み圧送するオイルポンプ（アクチュエータ）３５と、オイルポンプ３５を駆動するモータ（アクチュエータ）３７と、オイルポンプ３５からクラッチ１０のピストン室１５に連通する油路４０とを備えている。

クラッチ１０は、シリンダハウジング１１と、シリンダハウジング１１内で進退移動することで積層された複数の摩擦材１３を押圧するピストン１２とを備えている。シリンダハウジング１１内には、ピストン１２との間に作動油が導入されるピストン室１５が画成されている。ピストン１２は、複数の摩擦材１３における積層方向の一端に対向配置されている。したがって、ピストン室１５に供給された作動油（オイル）の油圧でピストン１２が摩擦材１３を積層方向に押圧することで、クラッチ１０を所定の係合圧で係合させるようになっている。

オイルポンプ３５からピストン室１５に連通する油路４０には、逆止弁３９、リリーフ弁４１、ソレノイド弁（開閉弁）（アクチュエータ）４３、油圧センサ４５がこの順に設置されている。逆止弁３９は、オイルポンプ３５側からピストン室１５側に向かって作動油を流通させるが、その逆の向きには作動油の流通を阻止するように構成されている。これにより、オイルポンプ３５の駆動で逆止弁３９の下流側に送り込まれた作動油を、逆止弁３９とピストン室１５との間の油路（以下では、「封入油路」ということがある。）４９に封じ込めることができる。上記の逆止弁３９とオイルポンプ３５を設けた油路４９によって、油圧封入式の油圧回路３０が構成されている。そして本実施形態では、逆止弁３９は、オイルポンプ３５からピストン室１５に通じる油路４９に作動油を封入するための作動油封入弁である。

リリーフ弁４１は、逆止弁３９とピストン室１５との間の油路４９の圧力が所定の閾値を超えて異常上昇したときに開くことで、油路４９の油圧を解放するように構成された弁である。リリーフ弁４１から排出された作動油は、オイルタンク３１に戻されるようになっている。ソレノイド弁４３は、オンオフ型の開閉弁で、ＥＣＵ５０の指令に基づいてオン／オフ制御（ＯＮ／ＯＦＦ）されることで、油路４９の開閉を制御することができる。これにより、ピストン室１５の油圧を制御することができる。なお、ソレノイド弁４３が開かれることで油路４９から排出された作動油は、オイルタンク３１に戻されるようになっている。また、油圧センサ４５は、油路４９及びピストン室１５の油圧を検出するための油圧検出手段であり、その検出値は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。また、ピストン室１５は、アキュムレータ１８に連通している。アキュムレータ１８は、ピストン室１５及び油路４９内の急激な油圧変化や油圧の脈動を抑制する作用を有している。また、オイルタンク３１内には、作動油の温度を検出するための油温センサ４７が設けられている。油温センサ４７の検出値は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。

オイルポンプ３５は、容積型ポンプ、例えば内接ギヤポンプである。モータ３７がＥＣＵ５０の指令に基づいてＰＷＭ制御（デューティ制御）されることで、オイルポンプ３５から油路４９及びピストン室１５へオイルが供給される。これによりクラッチ１０を締結するのに必要なピストン圧が確保される。

ここで、油圧回路３０の動作を簡単に説明する。先ず、車両１が２ＷＤ状態から４ＷＤ状態へ遷移する場合の油圧回路３０の動作を説明する。

ＥＣＵ５０は、モータ３７に通電し、オイルポンプ３５を動作させ、油路４９へオイルを注入する。ＥＣＵ５０は同時にソレノイド弁４３へ通電し、閉状態とする。逆止弁３９はオイルポンプ３５から油路４９への方向しかオイルを通過させない為、油路４９内にオイルが封入される。

油路４９内にオイルが封入されると、油路４９内の油圧が上昇し、ピストン１２を図の左側へ押す圧力が発生する。ピストン１２が押される事により、摩擦材１３が押し付けられ、クラッチ１０が締結され、４ＷＤ状態となる。

なお、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分したいトルクと、油路４９内の油圧値の関係はあらかじめモデル化されており、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分する必要トルクに対応する油路４９内の油圧値は既知となっている。従って、ＥＣＵ５０は、油圧センサ４５を用いて油路４９内の油圧値を計測しながら、油路４９内の油圧値が、後輪Ｗ３，Ｗ４へ配分したいトルクに対応する油圧値（＝目標油圧）となるまでモータ３７の動作とソレノイド弁４３の閉状態を継続する。

油路４９内の油圧値が目標油圧に到達したら、ＥＣＵ５０はモータ３７の動作を停止する一方、ソレノイド弁４３については閉状態を継続する。このように、ＥＣＵ５０は油路４９内の油圧を保持することで車両１の４ＷＤ状態を必要な時間継続する。なお、より高い目標油圧が設定された場合、ＥＣＵ５０はさらにモータ３７を動作させ油路４９内の加圧を行う。

次に、車両１が４ＷＤ状態から２ＷＤ状態へ遷移する場合の油圧回路３０の動作を説明する。ＥＣＵ５０は、モータ３７が停止した状態で、ソレノイド弁４３を開状態とする。これにより油路４９内のオイルがソレノイド弁４３を通してドレインされ、油路４９内の油圧が低下する。

油路４９内の油圧が低下すると、ピストン１２にかかる圧力も低下する為、摩擦材１３に対する押し付け力が減少し、後輪Ｗ３、Ｗ４へのトルク配分量が減少する。

油路４９内の油圧が２ＷＤ状態に対応する所定油圧まで低下すると、ＥＣＵ５０はソレノイド弁４３を閉状態とする。なお、より低い目標油圧が設定される場合、ＥＣＵ５０は油路４９内の油圧がその目標油圧へ到達するまでソレノイド弁４３を開状態とし、油路４９内の油圧が目標油圧に到達したらソレノイド弁４３を閉状態とする。

図３は、４ＷＤ・ＥＣＵ（油圧制御装置）５０の主要な構成を示すブロック図である。駆動トルク算出ブロック５１では、車両１の走行条件（エンジン３のトルク、自動変速機４の選択ギヤ段、シフト位置等）に応じて車両１に要求される駆動トルク（推定駆動力）を算出する。

制御トルク算出ブロック５２では、基本配分制御（前後輪Ｗ１〜Ｗ４への駆動力の基本配分制御）ブロック５２１、ＬＳＤ制御ブロック５２２、登坂制御ブロック５２３等により、種々の制御ファクターに応じて駆動トルクの前後輪への配分を決定し、前後トルク配分用クラッチ（動力配分装置）１０の指令トルクを算出する。

指令油圧算出ブロック５３では、上記指令トルクに従ってクラッチ１０に対する指令油圧ＰＣＭＤを算出する。すなわち、制御目標値算出ブロック５３１が上記指令トルクに従ってクラッチ１０に対する制御目標値（つまり上記指令油圧ＰＣＭＤ）を算出し、また、故障時２ＷＤ化ブロック５３２が故障時に２ＷＤ化するための制御目標値（つまり上記指令油圧ＰＣＭＤ）を算出する。通常時は、制御目標値算出ブロック５３１が算出した制御目標値が指令油圧ＰＣＭＤとして出力されるが、故障時は故障時２ＷＤ化ブロック５３２が算出した制御目標値が指令油圧ＰＣＭＤとして出力される。

油圧フィードバック制御ブロック５４では、目標油圧算出ブロック５４１により、上記指令油圧算出ブロック５３から与えられる上記指令油圧ＰＣＭＤと実油圧ＰＲ（油圧センサ４５からのフィードバック信号）との油圧偏差ΔＰに対し、目標油圧（例えば、±数％以内）を算出する。該算出された目標油圧（つまり油圧偏差ΔＰ）に従ってモータ３７又はソレノイド弁４３を制御する。

モータＰＷＭ制御ブロック５４２では、目標油圧（つまり油圧偏差ΔＰ）に応じてモータ３７に対するＰＷＭ駆動指令信号（目標駆動電流）を生成し、モータドライバ（図示せず）へ出力する。モータドライバは、ＰＷＭ駆動指令信号に対応する駆動電圧をモータ３７に印加する。

ソレノイドＯＮ／ＯＦＦ制御ブロック５４３では、上記指令油圧ＰＣＭＤ及び油圧センサ４５からのフィードバック信号（実油圧ＰＲ）との油圧偏差ΔＰ（目標油圧）に応じてソレノイド弁４３に対するＯＮ（閉鎖）／ＯＦＦ（開放）指示信号（目標駆動電流）を生成し、ソレノイドドライバ（図示せず）へ出力する。ソレノイドドライバは、ＯＮ／ＯＦＦ指示信号に対応する駆動電圧をソレノイド弁４３に印加する。

リニア／封入切り替え制御ブロック５４４では、後述するリニア油圧制御中（図４）に、後述するリニア封入制御（図５）に移行するか否か、或いはその逆で、リニア封入制御（図５）中に、リニア油圧制御（図４）に移行するか否かを判定する。

図４は、ＥＣＵ（制御手段）５０により行われる本発明に係る油圧制御の切り替え例を示すタイムチャートである。なお、横軸は時刻を示し、縦軸は信号強度（振幅）を示している。これは、以降においても同様である。また、図中の上段はモータ３７の駆動指令を示し、中段はソレノイド弁（開閉弁）４３の開閉状態を示し、下段はピストン室１５の指令油圧ＰＭＣＤ（実線）及び実油圧ＰＲ（破線）を示している。

時刻ｔ０からｔ１の間では、ソレノイド弁４３を開状態（非作動状態）にした上で、調圧手段であるオイルポンプ３５のモータ３７を駆動して、制御対象である実油圧ＰＲを指令油圧ＰＣＭＤ（目標油圧）に等しくなるように制御する。本実施形態の説明では、この制御をリニア油圧制御（本発明の第１油圧制御）という。なお、詳細については図６を参照しながら後述するが、モータ３７の作動頻度を低減するために（モータ３７のブラシ摩耗を抑えるために）、ＥＣＵ５０は、リニア油圧制御の実行中に所定の条件が成立する場合、モータ３７を停止状態（非作動状態）にした上で、所定時間の間ソレノイド弁４３を閉状態（作動状態）にする制御（図中の斜線部分）を行う。本実施形態の説明では、この制御をリニア封入制御（本発明の第２油圧制御）という。所定時間が終了すると、ＥＣＵ５０はリニア封入制御を終了し元のリニア油圧制御に復帰する。図４のタイムチャートでは時刻ｔ０２からｔ０３の間と、時刻ｔ０５からｔ０６の間においてリニア封入制御が行われる。

また、時刻ｔ１からｔ２の間では封入加圧制御が行われる。この封入加圧制御では、ソレノイド弁４３を閉状態（作動状態）にした上で、調圧手段であるオイルポンプ３５のモータ３７をパルス駆動して、制御対象である実油圧ＰＲを指令油圧ＰＣＭＤ（目標油圧）に等しくなるように制御する。

また、時刻ｔ２からｔ３の間では封入減圧制御が行われる。この封入減圧制御では、モータ３７を停止状態（非作動状態）にした上で、調圧手段であるソレノイド弁４３をオン・オフ駆動して制御対象である実油圧ＰＲを指令油圧ＰＣＭＤ（目標油圧）に等しくなるように制御する。

すなわち、時刻ｔ１までは、後輪に動力を配分するためのクラッチ１０の目標トルクが所定の低トルク領域であるため、リニア油圧制御が行われる。但し、時刻ｔ０２からｔ０３の間と、時刻ｔ０５からｔ０６の間において、モータ３７のブラシ摩耗を抑えるためにリニア封入制御が行われる。時刻ｔ１においてクラッチ１０の目標トルクが該所定低トルク領域よりも高い領域となり、それに応じた指令油圧が指示され、かつ、油圧制御が封入加圧制御に切り替えられる。また、時刻ｔ２において指令油圧が下げられ、それに応じて油圧制御が封入減圧制御に切り替えられる。

図５は、ＥＣＵ（制御手段）５０により行われる本発明に係るリニア封入制御を示すタイムチャートである。図中の上段から下段にかけて、リニア封入制御フラグ、指令油圧ＰＣＭＤに対応する指令トルクＴＣＭＤ、モータ３７に対するモーターデューティ指令、ソレノイド弁４３に対するソレノイドデューティ指令をそれぞれ示している。

リニア封入制御フラグは、リニア／封入切り替え制御ブロック５４４（図３）から出力される制御信号である。リニア封入制御フラグが”０”から”１”へ変化する場合、クラッチ１０に対する油圧制御がリニア油圧制御からリニア封入制御に切り替わる。なお、リニア油圧制御からリニア封入制御に切り替わるための条件は、（１）封入許可フラグが”１”であり、且つ（２）リニア油圧制御フラグが”１”であり、且つ（３）指令トルクＴＣＭＤが規定時間（Ｔ０）以上一定状態を継続しており、且つ（４）実油圧ＰＲ（図４）が指令油圧ＰＣＭＤ（図４）より大きいことである。

上記（１）の「封入許可フラグ」とは、例えばソレノイド弁４３が作動可能状態（正常状態）であるか否かを示すフラグである。図６にて示されるように、ソレノイド弁４３等が作動可能状態である場合は、封入許可フラグは”１”を表示する。

また、上記（２）の「リニア油圧制御フラグ」は、リニア油圧制御が実行されていることを示すフラグである。図６にて示されるように、リニア油圧制御が実行されている場合は、リニア油圧制御フラグは”０”を表示する。

また、上記（３）の「指令トルクＴＣＭＤが規定時間（Ｔ０）以上一定状態を継続する」とは、例えば時刻ｔ０１からｔ０２の間の時間Ｔ１、或いは、時刻ｔ０４からｔ０５の間の時間Ｔ２における指令トルクＴＣＭＤの時系列変化が該当する。

時刻ｔ０２又は時刻ｔ０５において、クラッチ１０に対する油圧制御がリニア油圧制御からリニア封入制御に切り替わることにより、モーターデューティ指令が”０”になると共に、ソレノイドデューティ指令が”１”になる。すなわち、モータ３７は停止しオイルポンプ３５による加圧が停止される。その後、ソレノイド弁４３が閉状態となり所定圧のオイルがクラッチ１０のピストン室１５に封入される。

他方、リニア封入制御フラグが”１”から”０”へ変化する場合、クラッチ１０に対する油圧制御がリニア封入制御からリニア油圧制御に切り替わる。なお、リニア封入制御からリニア油圧制御に切り替わるための条件は、（１’）リニア封入制御開始時（突入時）の初期指令トルクＴＣＭＤ１と現指令トルクＴＣＭＤとの差分絶対値ΔＴＣＭＤが規定量（＝ΔＴＣＭＤ１）以上離れており、且つ（２’）その規定量以上離れた状態が規定時間（Ｔ３）以上継続することである。

時刻ｔ０３又は時刻ｔ０６において、クラッチ１０に対する油圧制御がリニア封入制御からリニア油圧制御に切り替わることにより、モーターデューティ指令が”０”でなくなると共に、ソレノイドデューティ指令が”０”を維持するようになる。これにより、ソレノイド弁４３は開状態（非作動状態）になり、実油圧ＰＲが指令油圧ＰＣＭＤ（目標油圧）に等しくなるように、モータ３７がＥＣＵ５０によって制御される。

以下、上記（１）から（４）又は上記（１’）から（２’）に示される条件に基づいて、リニア油圧制御とリニア封入制御との間の切り替えの可否を判定するリニア／封入切り替え制御ブロック５４４について説明する。

図６は、リニア／封入切り替え制御ブロック５４４の構成の内、リニア油圧制御からリニア封入制御への切り替えの可否を判定する第１切替判定ブロック５４４Ａの構成を示すブロック図である。なお、図はリニア封入制御フラグが”１”のときの信号状態を示している。

第１切替判定ブロック５４４Ａは、否定演算ブロック５４４Ａ１と、トルク一定判定ブロック５４４Ａ２と、３入力論理積演算ブロック５４４Ａ３と、カウンターブロック５４４Ａ４と、油圧大小判定ブロック５４４Ａ５と、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６と、リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７と、フラグ保持ブロック５４４Ａ８とを具備して構成される。

トルク一定判定ブロック５４４Ａ２は、現在の指令トルクＴＣＭＤと、１つ前にサンプリングした指令トルクＴＣＭＤとの差分を計測し、その計測値に対し絶対値処理を施す。そして、その差分絶対値を予め設定した閾値Ｃと比較する。そして差分絶対値が閾値Ｃ以下である場合は、”１”を出力する。それ以外の場合は、”０”を出力する。

従って、封入許可フラグが”１”であり、且つリニア油圧制御フラグが”０”であり、且つトルク一定判定ブロック５４４Ａ２が”１”を出力する場合、３入力論理積演算ブロック５４４Ａ３は”１”を出力する。

カウンターブロック５４４Ａ４は、３入力論理積演算ブロック５４４Ａ３が”１”を出力し続ける毎に、１を積算（インクリメント）する。そしてインクリメントした積算値が規定時間Ｔ０に相当するカウント数に達するとき、カウンターブロック５４４Ａ４は”１”を出力する。これは、封入許可中かつ、リニア油圧制御中かつ、指令トルク一定の状態が規定時間Ｔ０継続していることを示している。つまり、上記（１）から（３）に示される条件が成立することを示している。

油圧大小判定ブロック５４４Ａ５は、実油圧ＰＲ（図４）と指令油圧ＰＣＭＤ（図４）との大小関係を判定する。実油圧ＰＲが指令油圧ＰＣＭＤより大きい場合に限り、油圧大小判定ブロック５４４Ａ５は”１”を出力する。

従って、カウンターブロック５４４Ａ４が”１”を出力すると共に、油圧大小判定ブロック５４４Ａ５が”１”を出力する場合、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６は”１”を出力する。これは、上記（１）から（４）に示される条件が成立することを示している。

このように、封入許可フラグが”１”であり、且つリニア油圧制御フラグが”０”であり、且つトルク一定判定ブロック５４４Ａ２が規定時間Ｔ０以上に渡って”１”を出力する場合であって、油圧大小判定ブロック５４４Ａ５が”１”を出力する場合に限って、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６は”１”を出力する。つまり、４つの制御信号の内どれか１つでも”０”になる場合は、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６は”０”を出力する。

リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７は、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６からの信号を取り込むと同時に、指令トルクＴＣＭＤを取り込む。そして、リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７は、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６からの信号が”１”であること、並びに指令トルクＴＣＭＤが異常でないこと（例えばゼロでないこと）をチェックする。両方の信号に問題がない場合、リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７は”１”（切替）を出力する。

フラグ保持ブロック５４４Ａ８は、２入力論理積演算ブロック５４４Ａ６が”１”を出力するとき、リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７から出力される信号を保持する。今の場合、リニア油圧制御終了判定ブロック５４４Ａ７は”１”（切替）を出力するため、リニア封入制御フラグ（図５）が”０”から”１”に変化する。これにより、リニア油圧制御がリニア封入制御に切り替わる。

図７は、リニア／封入切り替え制御ブロック５４４の構成の内、リニア封入制御からリニア油圧制御への切り替えの可否を判定する第２切替判定ブロック５４４Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図はリニア封入制御終了判定フラグが”１”のとき、つまり、リニア封入制御がリニア油圧制御に切り替わる際の信号状態を示している。

第２切替判定ブロック５４４Ｂは、リニア封入制御開始時（突入時）の初期指令トルクＴＣＭＤ１（図５）を保持する初期指令トルク保持ブロック５４４Ｂ１と、初期指令トルクＴＣＭＤ１と現指令トルクＴＣＭＤとの差分絶対値ΔＴＣＭＤが予め設定した閾値Ｏ以上であるか否かを判定する差分指令トルク乖離度判定ブロック５４４Ｂ２と、指令トルクＴＣＭＤが予め設定した閾値Ｐ未満であるか否かを判定する指令トルク乖離度判定ブロック５４４Ｂ３と、論理和演算ブロック５４４Ｂ４と、カウンターブロック５４４Ｂ５とを具備して構成される。

カウンターブロック５４４Ｂ５は、論理和演算ブロック５４４Ｂ４が”１”を出力し続ける毎に、１をインクリメントする。そしてインクリメントした積算値が規定時間Ｔ３に相当するカウント数に達するときに、カウンターブロックＢ５は”１”を出力する。これは、リニア封入制御開始時の初期指令トルクＴＣＭＤ１と現指令トルクＴＣＭＤとの差分絶対値が規定量（閾値Ｏ）以上離れた状態が規定時間Ｔ３以上継続していることを示している。つまり、上記（１’）から（２’）に示される条件が成立することを示している。

以上の通り、本発明のＥＣＵ５０（油圧制御装置）によれば、リニア油圧制御中に、（１）封入許可フラグが”１”であり、且つ（２）リニア油圧制御フラグが”１”であり、且つ（３）指令トルクＴＣＭＤが規定時間Ｔ０以上一定状態を継続しており、且つ（４）実油圧ＰＲが指令油圧ＰＣＭＤより大きいこと、が成立する場合は、リニア油圧制御を、モータ３７を停止しソレノイド弁４３を閉状態にするリニア封入制御に切り替える。

一方、リニア封入制御中に、（１’）リニア封入制御開始時（突入時）の初期指令トルクＴＣＭＤ１と現指令トルクＴＣＭＤとの差分絶対値ΔＴＣＭＤが規定量ΔＴＣＭＤ１以上離れており、且つ（２’）その規定量以上離れた状態が規定時間Ｔ３以上継続すること、が成立する場合は、リニア封入制御を、ソレノイド弁４３を開状態にしてモータ３７を駆動するリニア油圧制御に切り替える。これにより、モータ３７の作動頻度が高いリニア油圧制御において、低トルク領域における油圧精度を劣化させない範囲内でモータ３７の作動頻度を最小限に抑えることが可能となる。その結果、モータ３７のブラシ摩耗進行を抑えることが可能となる。

１ 四輪駆動車両
３ エンジン（動力源）
４ 自動変速機
５ フロントデフ
６ フロントドライブシャフト
７ プロペラシャフト
８ リアデフユニット
９ リアドライブシャフト
１０ 前後トルク配分用クラッチ（油圧式のクラッチ）
１９ リアデフ
１１ シリンダハウジング
１２ ピストン
１３ 摩擦材
１５ ピストン室
１８ アキュムレータ
２０ 動力伝達経路
３０ 油圧回路
３１ オイルタンク
３３ ストレーナ
３５ オイルポンプ（電動オイルポンプ）（アクチュエータ）
３７ モータ（ポンプモータ）（アクチュエータ）
３９ 逆止弁（作動油封入弁）
４１ リリーフ弁
４３ ソレノイド弁（開閉弁）（アクチュエータ）
４５ 油圧センサ
４７ 油温センサ
４９ 油路（封入油路）
５０ ４ＷＤ・ＥＣＵ（制御手段）
Ｗ１，Ｗ２ 前輪（主駆動輪）
Ｗ３，Ｗ４ 後輪（副駆動輪）
ＰＣＭＤ 指令油圧
ＰＲ 実油圧
ＴＣＭＤ 指令トルク

Claims (5)

1. 動力源からの動力を駆動輪に伝達する動力伝達経路と、
   前記動力伝達経路に設置された動力配分装置としての油圧作動式のクラッチと、
   前記クラッチの油圧が昇圧される第１状態と昇圧されない第２状態とに切り替え可能な第１アクチュエータと、
   前記クラッチの油圧が保持される第３状態と保持されない第４状態とに切り替え可能な第２アクチュエータと、
   前記クラッチの実油圧を計測する油圧センサと、
   前記実油圧が指令油圧に追従するように前記第１及び第２アクチュエータを制御する制御手段と、を備える四輪駆動車両の制御装置であって、
   前記制御手段は、前記第２アクチュエータを前記第４状態にして前記第１アクチュエータを前記第１状態にすることで前記実油圧を前記指令油圧に近づける第１油圧制御と、
   前記第１アクチュエータを前記第２状態にして前記第２アクチュエータを前記第３状態にすることで前記実油圧を前記指令油圧に近づける第２油圧制御とを実行するように構成されており、
   前記制御手段は、前記第１油圧制御と前記第２油圧制御との一方の油圧制御を実行中に、所定条件が成立する場合、他方の油圧制御の実行に切り替えるように構成されていることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
2. 前記指令油圧は、前記クラッチが伝達する伝達トルクの指令値である指令トルクに基づいて決定される値であり、
   前記制御手段が前記第１油圧制御から前記第２油圧制御へ切り替える際の前記所定条件は、前記指令トルクが規定時間以上一定状態を継続しており、且つ前記実油圧が前記指令油圧より大きいことであることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両の制御装置。
3. 前記指令油圧は、前記クラッチが伝達する伝達トルクの指令値である指令トルクに基づいて決定される値であり、
   前記制御手段が前記第２油圧制御から前記第１油圧制御へ切り替える際の前記所定条件は、前記第２油圧制御開始時の前記指令トルクと現指令トルクとの差分が規定量以上であり、且つその規定量以上の状態が規定時間以上継続することであることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪駆動車両の制御装置。
4. 前記クラッチを押圧して係合させるピストンに対して油圧を発生するピストン室と、
   前記ピストン室に作動油を供給するためのオイルポンプと、
   前記オイルポンプを駆動するモータと、
   前記オイルポンプから前記ピストン室に通じる油路に作動油を封入するための作動油封入弁と、
   該作動油封入弁と前記ピストン室との間の前記油路を開閉するための開閉弁と、で構成された油圧回路を備え、
   前記第１アクチュエータは、前記オイルポンプ及び前記モータであり、
   前記第２アクチュエータは、前記作動油封入弁であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の四輪駆動車両の制御装置。
5. 前記第１油圧制御は、前記開閉弁を開き前記モータを作動させて前記油圧回路に油圧を供給する制御であり、
   前記第２油圧制御は、前記第１油圧制御の実行中に前記モータを停止して前記開閉弁を閉状態にする制御である
   ことを特徴とする請求項４に記載の四輪駆動車両の制御装置。
   

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