JP2018127118A - 全輪駆動車の制御装置 - Google Patents

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貴宏 岡田
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Abstract

【課題】自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチを備える全輪駆動車の制御装置であって、アクセルペダルが解放されている状態において駆動系のギヤから発生し得る異音を低減することが可能な全輪駆動車の制御装置を提供する。
【解決手段】トランスファクラッチ制御部71は、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車速が所定の速度範囲内であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度以上である場合に、トランスファクラッチ41の油圧を下げるように電磁バルブ61を駆動する。アイドルアップ判定・要求部72は、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度(>第1所定角度)以上である場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるようにアイドルアップ要求を出力する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、全輪駆動車の制御装置に関する。
従来から、急坂路や、凸凹の多い悪路、滑りやすい路面(例えば雪道や泥路)などでの走破性が優れている全輪駆動(AWD)車(又は4輪駆動(4WD)車)が広く実用化されている。全輪駆動車には、フルタイム方式と、二輪駆動と四輪駆動とを必要に応じて切り換えるパートタイム方式とが知られている。フルタイム方式では、前輪と後輪との間に、センタデファレンシャルを設け、前後輪の差動を許容することにより、常に四輪駆動を実現する。一方、パートタイム方式では、例えば、エンジンに直結された主駆動輪と、エンジンにトランスファクラッチを介して接続された従駆動輪(副駆動輪)とを有し、トランスファクラッチの締結力を路面状況や走行状態等に応じて制御することにより、従駆動輪側への駆動力配分を調節して、二輪駆動と四輪駆動とを切り換える構成としている。
ここで、特許文献1には、アクセルオフからアクセルオンに変わってトルクの反転(逆駆動状態から駆動状態へのトルクの反転)が生じるときに発生する駆動系のガタ打ち音(ギヤの歯同士の当接により発生するガタ打ち音)を低減する四輪駆動車の制御方法が開示されている。より具体的には、この制御方法では、前後輪に対するトルク配分率を、摩擦係合手段の係合力を変えることによって調節するにあたり、スロットル開度が予め設定した開度以下の場合には摩擦係合手段の係合力を高めて前後輪の駆動状態が直結状態に近づく方向に制御する。
この制御方法によれば、スロットル開度が小さくなることに伴ってトルク配分制御クラッチなどの摩擦係合手段が係合して拘束状態になるので、走行中にアクセルオフからアクセルオンに変わってトルクの反転が生じても駆動系のガタ打ち音を小さくすることができる。
特公平8−29681号公報
上述したように、特許文献1に開示されている四輪駆動車の制御方法によれば、アクセルオフからアクセルオンに変わってトルクの反転(逆駆動状態から駆動状態へのトルクの反転)が生じるときに発生する駆動系のガタ打ち音(ギヤの歯同士の当接により発生するガタ打ち音)を低減することができる。しかしながら、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)で摩擦係合手段(トランスファクラッチ)の係合力を増大させると、車両の走行状態によっては、駆動系のギヤから異音(歯打ち音)が発生することがある。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチを備える全輪駆動車の制御装置であって、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能な全輪駆動車の制御装置を提供することを目的とする。
本発明者達は、上記の問題点につき鋭意検討を重ねた結果、アクセルペダルが解放(アクセルオフ)され、駆動系のギヤ(例えばセカンダリリダクションのドライブギヤ/ドリブンギヤ)にかかるトルクが略ゼロになっている状態(すなわち当該ギヤのガタがドライブ側にもコースト側にも詰まっていない状態)において、ステアリングホイールが転舵されて前輪と後輪との間に差回転が生じることにより、トランスファクラッチの締結力を増大するように油圧を調節する電磁バルブ(ソレノイドバルブ)が駆動されると、当該電磁バルブの駆動周波数に応じた油圧変動(油圧振動)によってトランスファクラッチの伝達トルクが変動し、その結果、駆動系のギヤ(例えば上記セカンダリリダクションのドライブ/ドリブンギヤ)が振動して、ギヤの歯打ち音(異音)が生じているとの知見を得た。
そこで、本発明に係る全輪駆動車の制御装置は、自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチと、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段と、車両の運転状態に基づいて、電磁バルブを駆動してトランスファクラッチに供給する油圧を調節し、トランスファクラッチの締結力を制御するトランスファクラッチ制御手段とを備え、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車両の速度が所定の速度範囲内であり、エンジンの回転数とタービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件が満足された場合に、当該条件が満足されていない場合よりも、トランスファクラッチ制御手段は、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御することを特徴とする。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置によれば、アクセルペダルの開度が所定開度未満(アクセルの操作量が所定値未満)となってから所定時間経過しており、車両の速度(車速)が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件(第1条件)が満足された場合に、当該条件が満足されていない場合よりも、トランスファクラッチの締結力が低減されるように油圧が制御される。すなわち、例えば、アクセルペダルが解放され、駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロになっている状態(すなわち当該ギヤのガタがドライブ側にもコースト側にも詰まっていない状態)において、ステアリングホイールが転舵されて前輪と後輪との間に差回転が生じる際に、トランスファクラッチの締結力を低減するように油圧が調節される。そのため、トランスファクラッチの油圧変動(油圧振動)が低減され、トランスファクラッチの伝達トルクの変動が低減(起振力が低減)されることにより、ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、トランスファクラッチ制御手段が、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する際に、該油圧の目標値を、ステアリングホイールの操舵角と車両の速度とに基づいて設定することが好ましい。
この場合、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を調節する際に、該油圧の目標値が、ステアリングホイールの操舵角と車両の速度とに基づいて設定される。そのため、異音の発生状況と車両の走行状態とに応じて、油圧の目標値(トランスファクラッチの目標油圧)を適切に設定することができる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置は、アクセルペダルの開度が前記所定開度未満となってから所定時間経過しており、車両の速度が所定の速度範囲内であり、エンジンの回転数とタービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという第2条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように調節する制御手段をさらに備えることが好ましい。
この場合、上述した条件(第1条件)に加え、ステアリングホイールの操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという第2条件が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように調節される。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、上記制御手段が、エンジンの回転数を調節するエンジン制御手段であり、該エンジン制御手段が、上記第2条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジンの回転数を調節することが好ましい。
この場合、上述した条件(第1条件)に加え、ステアリングホイールの操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという第2条件が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジン回転数(アイドル回転数)が調節される(上昇される)。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。ところで、トランスファクラッチ圧を下げ過ぎると、例えば、その後、アクセルペダルが踏込まれた場合に(アクセルオンされた場合に)ショックが発生するおそれがある。一方、上述したように、エンジン回転数を上昇させる(アイドルアップを実施する)ことにより歯打ち音(異音)の発生を防止できるが、ステアリングホイールの操舵量(すなわち車輪の転舵量)が小さい状態では転舵による走行負荷が小さいためクリープ加速が大きくなってしまうおそれがある。よって、異音が発生する操舵量からクリープ加速が大きくならない操舵量(第1所定角度以上、第2所定角度未満)までの領域ではトランスファクラッチの油圧を下げて異音の発生を抑える。そして、クリープ加速が大きくならない操舵量以上(第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上)のときはアイドルアップ要求を行うことにより異音の発生を防止することができる。よって、アイドルアップによる転舵コースト時のクリープ力増加による走り過ぎを防止しつつ、駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、エンジン制御手段が、エンジンの回転数を上昇させる際に、車両の速度が高くなるほどエンジンの回転数の上昇量を増大させることが好ましい。
この場合、エンジン回転数が上昇される際に、車両の速度が高くなるほどエンジン回転数の上昇量が増大される。そのため、より確実に駆動系のギヤにトルクを付加(すなわち、駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態を回避)しつつ、エンジン回転数の上昇(アイドルアップ)によってクリープ力が増大することにより生じ得る転舵コースト時の走り過ぎ(駆動力の出過ぎ)による違和感を防止することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、上記制御手段が、自動変速機の変速比を制御する変速比制御手段であり、変速比制御手段が、上記第2条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように自動変速機の変速比を制御することが好ましい。
この場合、上述した条件(第1条件)に加え、ステアリングホイールの操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという第2条件が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように自動変速機の変速比が制御される。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、トランスファクラッチ制御手段が、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する際に、ステアリングホイールの操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上である場合には、操舵角が大きくなるほどトランスファクラッチの油圧の低減量を小さくすることが好ましい。
この場合、トランスファクラッチの締結力が減少されるように油圧を制御する際に、ステアリングホイールの操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上である場合には、操舵角が大きくなるほどトランスファクラッチの油圧の低減量が小さくされる。ここで、上述したように、ステアリングホイールの操舵角が第2所定角度以上では、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くされるため、トランスファクラッチの油圧の低減量を小さくしても、異音(歯打ち音)が大きくなることはない。よって、異音(歯打ち音)を低減しつつ、全輪駆動性能を発揮することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、トランスファクラッチ制御手段が、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する処理を終了する際に、アクセルペダルの開度が大きいほど、トランスファクラッチの油圧の単位時間当たりの戻し量を増大させることが好ましい。
この場合、トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する処理が終了(解除)される際に、アクセルペダルの開度が大きいほど、トランスファクラッチの油圧の単位時間当たりの戻し量(上昇量)が増大される。そのため、例えばその後、アクセルペダルが踏込まれたとしても、迅速に再加速に対応することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置は、自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチを備える全輪駆動車の制御装置において、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段と、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車両の速度が所定の速度範囲内であり、エンジンの回転数とタービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように調節する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置によれば、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車両の速度が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件(第1条件)が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように調節される。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、上記制御手段が、エンジンの回転数を調節するエンジン制御手段であり、該エンジン制御手段が、上記条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジンの回転数を調節することが好ましい。
この場合、上述した条件(第1条件)が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジン回転数(アイドル回転数)が調節される(上昇される)。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、エンジン制御手段が、エンジンの回転数を上昇させる際に、車両の速度が高くなるほどエンジンの回転数の上昇量を増大させることが好ましい。
この場合、エンジン回転数が上昇される際に、車両の速度が高くなるほどエンジン回転数の上昇量が増大される。そのため、より確実に駆動系のギヤにトルクを付加(すなわち、駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態を回避)しつつ、エンジン回転数の上昇(アイドルアップ)によってクリープ力が増大することにより生じ得る転舵コースト時の走り過ぎ(駆動力の出過ぎ)による違和感を防止することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、上記制御手段が、自動変速機の変速比を制御する変速比制御手段であり、変速比制御手段が、上記条件が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように自動変速機の変速比を制御することが好ましい。
この場合、上述した条件(第1条件)が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように自動変速機の変速比が制御される。そのため、駆動系のギヤにエンジン側からトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本発明に係る全輪駆動車の制御装置では、上記所定時間が、車両の速度が高くなるほど長く設定されることが好ましい。
この場合、上記所定時間が、車両の速度が高くなるほど長く設定される。そのため、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから(アクセルオフ後)、一度目にエンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満となる運転領域での上記異音(歯打ち音)低減処理の作動を避けることが可能となる。
本発明によれば、変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチを備える全輪駆動車において、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
実施形態に係る全輪駆動車の制御装置、及び該制御装置が搭載されたAWD車のパワートレイン及び駆動力伝達系の全体構成を示すブロック図である。 実施形態に係る全輪駆動車の制御装置による異音(歯打ち音)低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理及びアイドルアップ処理)の処理手順を示すフローチャートである。 転舵コースト時に異音(歯打ち音)低減処理が実行されたときの、エンジン回転数、タービン回転数、車速、操舵角、目標トランスファクラッチ圧、及び要求(目標)アイドリング回転数それぞれの変化の一例を示すタイミングチャートである。 目標トランスファクラッチ圧マップの一例を示す図である。 解除時目標油圧変化制限量マップの一例を示す図である。 アイドルアップ回転数マップの一例を示す図である。 アクセルオフ後のディレイ時間テーブルの一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
まず、図1を用いて、実施形態に係る全輪駆動車の制御装置1の構成について説明する。図1は、全輪駆動車の制御装置1、及び該制御装置1が搭載されたAWD(All Wheel Drive:全輪駆動)車4のパワートレイン及び駆動力伝達系の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るAWD車4は、無段変速機(CVT)30を搭載したパートタイム式AWD車である。特に、AWD車4は、FF(Front engine Front drive)ベースのパートタイム式AWD車である。
エンジン20は、どのような形式のものでもよいが、例えば水平対向型の筒内噴射式4気筒ガソリンエンジンである。エンジン20では、エアクリーナ(図示省略)から吸入された空気が、吸気管に設けられた電子制御式スロットルバルブ(以下、単に「スロットルバルブ」ともいう)85により絞られ、インテークマニホールドを通り、エンジン20に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナから吸入された空気の量はエアフローメータにより検出される。さらに、スロットルバルブ85には、該スロットルバルブ85の開度を検出するスロットル開度センサ83が配設されている。各気筒には、燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている。また、各気筒には混合気に点火する点火プラグ、及び該点火プラグに高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイルが取り付けられている。エンジン20の各気筒では、吸入された空気とインジェクタによって噴射された燃料との混合気が点火プラグにより点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管を通して排出される。
上述したエアフローメータ、スロットル開度センサ83に加え、エンジン20のカムシャフト近傍には、エンジン20の気筒判別を行うためのカム角センサ81が取り付けられている。また、エンジン20のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ82が取り付けられている。これらのセンサは、後述するエンジン・コントロールユニット(以下「ECU」という)80に接続されている。また、ECU80には、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ84(特許請求の範囲に記載のアクセル開度検出手段に相当)、及びエンジン20の冷却水の温度を検出する水温センサ等の各種センサも接続されている。
エンジン20の出力軸(クランク軸)21には、クラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ22、及び前後進切換機構31を介して、エンジン20からの駆動力を変換して出力する無段変速機30(特許請求の範囲に記載の自動変速機に相当)が接続されている。
トルクコンバータ22は、主として、ポンプインペラ23、タービンランナ24、及びステータ25から構成されている。出力軸21に接続されたポンプインペラ23がオイルの流れを生み出し、ポンプインペラ23に対向して配置されたタービンランナ24がオイルを介してエンジン20の動力を受けて出力軸を駆動する。両者の間に位置するステータ25は、タービンランナ24からの排出流(戻り)を整流し、ポンプインペラ23に還元することでトルク増幅作用を発生させる。
また、トルクコンバータ22は、入力と出力とを直結状態にするロックアップクラッチ26を有している。トルクコンバータ22は、ロックアップクラッチ26が締結されていないとき(非ロックアップ状態のとき)はエンジン20の駆動力をトルク増幅して無段変速機30に伝達し、ロックアップクラッチ26が締結されているとき(ロックアップ時)はエンジン20の駆動力を無段変速機30に直接伝達する。トルクコンバータ22を構成するタービンランナ24の回転数(タービン回転数)は、タービン回転センサ94により検出される。検出されたタービン回転数は、後述するトランスミッション・コントロールユニット(以下「TCU」という)70に出力される。
前後進切替機構31は、駆動輪の正転と逆転(AWD車4の前進と後進)とを切り替えるものである。前後進切替機構31は、主として、ダブルピニオン式の遊星歯車列(図示省略)、前進クラッチ及び後進ブレーキを備えている。前後進切替機構31では、前進クラッチ、及び後進ブレーキそれぞれの状態を制御することにより、エンジン駆動力の伝達経路を切り替えることが可能に構成されている。
無段変速機30は、前後進切替機構31を介してトルクコンバータ22のタービン軸(出力軸)と接続されるプライマリ軸32と、該プライマリ軸32と平行に配設されたセカンダリ軸37とを有している。プライマリ軸32には、プライマリプーリ34が設けられている。プライマリプーリ34は、プライマリ軸32に接合された固定プーリ34aと、該固定プーリ34aに対向して、プライマリ軸32の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ34bとを有し、それぞれのプーリ34a,34bのコーン面間隔、すなわちプーリ溝幅を変更できるように構成されている。一方、セカンダリ軸37には、セカンダリプーリ35が設けられている。セカンダリプーリ35は、セカンダリ軸37に接合された固定プーリ35aと、該固定プーリ35aに対向して、セカンダリ軸37の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ35bとを有し、プーリ溝幅を変更できるように構成されている。
プライマリプーリ34とセカンダリプーリ35との間には駆動力を伝達するチェーン36が掛け渡されている。プライマリプーリ34及びセカンダリプーリ35の溝幅を変化させて、各プーリ34,35に対するチェーン36の巻き付け径の比率(プーリ比)を変化させることにより、変速比が無段階に変更される。ここで、チェーン36のプライマリプーリ34に対する巻き付け径をRpとし、セカンダリプーリ35に対する巻き付け径をRsとすると、変速比iは、i=Rs/Rpで表される。よって、変速比iは、プライマリプーリ回転数Npをセカンダリプーリ回転数Nsで除算する(i=Np/Ns)ことにより求められる。
ここでプライマリプーリ34(可動プーリ34b)には油圧室34cが形成されている。一方、セカンダリプーリ35(可動プーリ35b)には油圧室35cが形成されている。プライマリプーリ34、セカンダリプーリ35それぞれの溝幅は、プライマリプーリ34の油圧室34cに導入されるプライマリ油圧と、セカンダリプーリ35の油圧室35cに導入されるセカンダリ油圧とを調節することにより設定・変更される。
無段変速機30のセカンダリ軸37は、一対のギヤ(リダクションドライブギヤ、リダクションドリブンギヤ)からなるリダクションギヤ38を介して、カウンタ軸39につながれており、無段変速機30で変換された駆動力は、リダクションギヤ38を介して、カウンタ軸39に伝達される。カウンタ軸39は、一対のギヤ(カウンタドライブギヤ、カウンタドリブンギヤ)からなるカウンタギヤ40を介して、フロントドライブシャフト43につながれている。カウンタ軸39に伝達された駆動力は、カウンタギヤ40、及び、フロントドライブシャフト43を介してフロントディファレンシャル(以下「フロントデフ」ともいう)44に伝達される。フロントデフ44は、例えば、ベベルギヤ式の差動装置である。フロントデフ44からの駆動力は、左前輪ドライブシャフト45Lを介して左前輪10FLに伝達されるとともに、右前輪ドライブシャフト45Rを介して右前輪10FRに伝達される。
一方、上述したカウンタ軸39上のカウンタギヤ40(カウンタドライブギヤ)の後段には、リヤディファレンシャル47に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチ41が介装されている。トランスファクラッチ41は、4輪の駆動状態(例えば前輪10FL,10FRのスリップ状態等)やエンジントルクなどに応じて締結力(すなわち後輪(従駆動輪)10RL,10RRへのトルク分配率)が制御される。よって、カウンタ軸39に伝達された駆動力は、トランスファクラッチ41の締結力に応じて分配され、後輪10RL,10RR側にも伝達される。
より具体的には、カウンタ軸39の後端は、一対のギヤ(トランスファドライブギヤ、トランスファドリブンギヤ)からなるトランスファギヤ42を介して、車両後方へ延在するプロペラシャフト46とつながれている。よって、カウンタ軸39に伝達され、トランスファクラッチ41によって調節(分配)された駆動力は、トランスファギヤ42(トランスファドリブンギヤ)から、プロペラシャフト46を介してリヤディファレンシャル47に伝達される。
リヤディファレンシャル47には左後輪ドライブシャフト48L及び右後輪ドライブシャフト48Rが接続されている。リヤディファレンシャル47からの駆動力は、左後輪ドライブシャフト48Lを介して左後輪10RLに伝達されるとともに、右後輪ドライブシャフト48Rを介して右後輪10RRに伝達される。
上述したようにパワートレインの駆動力伝達系が構成されることにより、例えば、セレクトレバーがDレンジに操作された場合には、エンジン駆動力が無段変速機30のプライマリ軸32に入力される。無段変速機30により変換された駆動力は、セカンダリ軸37から出力され、リダクションギヤ38、カウンタ軸39、カウンタギヤ40を介してフロントドライブシャフト43に伝達される。そして、フロントディファレンシャル44によって駆動力が左右に分配され、左右の前輪10FL,10FRに伝達される。したがって、左右の前輪10FL,10FRは、AWD車4が走行状態にあるときには、常に駆動される。
一方、カウンタ軸39に伝達された駆動力の一部は、トランスファクラッチ41、及びトランスファギヤ42を介してプロペラシャフト46に伝達される。ここで、トランスファクラッチ41に所定のクラッチトルクが付与されると、そのクラッチトルクに応じて分配された駆動力がプロペラシャフト46に出力される。そして、リヤディファレンシャル47を介して駆動力が後輪10RL,10RRにも伝達される。これにより、AWD車4では、FFベースのパートタイム式AWD車としての機能が発揮される。
各車輪10FR〜10RR(以下、すべての車輪10FR〜19RRを総称して車輪10ということもある)それぞれには、車輪10FR〜10RRを制動するブレーキ11FR〜11RR(以下、すべてのブレーキ11FR〜11RRを総称してブレーキ11ということもある)が取り付けられている。また、各車輪10FR〜10RRそれぞれには、車輪回転速度を検出する車輪速センサ12FR〜12RR(以下、すべての車輪速センサ12FR〜12RRを総称して車輪速センサ12ということもある)が取り付けられている。
本実施形態では、ブレーキ11として、ディスクブレーキを採用した。ブレーキ11は、AWD車4の車輪10に取り付けられたブレーキディスクと、ブレーキパッド及びホイールシリンダを内蔵したブレーキキャリパを有して構成されている。ブレーキ時(制動時)には、油圧によりブレーキパッドがブレーキディスクに押圧され、摩擦力によってブレーキディスクと連結されている車輪10が制動される。なお、本実施形態で用いられているブレーキ10は、ディスクブレーキであるが、摩擦材をドラムの内周面に押し付けて制動するドラムブレーキ等を用いてもよい。
車輪速度センサ12は、車輪10とともに回転するロータ(ギヤロータ、又は磁気ロータ)による磁界の変化を検出する非接触型センサであり、例えば、ロータ回転をホール素子やMR素子で検出する半導体方式が好適に用いられる。車輪速度センサ12は、特許請求の範囲に記載の車速検出手段に相当する。
また、このAWD車4には、例えば、オーバースピードでコーナーに侵入した際や、急激なハンドル操作などによって車両姿勢(挙動)が乱れた際に、横滑りを防ぎ、優れた走行安定性を確保するVDCコントロールユニット(以下「VDCU」という)50が搭載されている。なお、詳細は後述する。
無段変速機30を変速させるための油圧、すなわち、上述したプライマリ油圧及びセカンダリ油圧は、バルブボディ(コントロールバルブ)60によってコントロールされる。バルブボディ60は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブ(電磁バルブ)を用いてバルブボディ60内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプ62から吐出された油圧を調節して、プライマリプーリ34の油圧室34c及びセカンダリプーリ35の油圧室35cに供給する。同様に、バルブボディ60は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブ(電磁バルブ)61を用いてバルブボディ60内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプ62から吐出された油圧を調節して、トランスファクラッチ41に各クラッチを締結/解放するための油圧を供給する。ここで、トランスファクラッチ41に供給する油圧を調節するソレノイドバルブ61としては、例えば、印加電圧のデューティ比に応じて駆動量を制御できるデューティソレノイドなどが用いられる。
無段変速機30の変速制御は、TCU70によって実行される。すなわち、TCU70は、上述したバルブボディ60を構成するソレノイドバルブ(電磁バルブ)の駆動を制御することにより、プライマリプーリ34の油圧室34c及びセカンダリプーリ35の油圧室35cに供給する油圧を調節して、無段変速機30の変速比を変更する。同様に、TCU70は、上述したバルブボディ60を構成するソレノイドバルブ61の駆動を制御することにより、トランスファクラッチ41に供給する油圧を調節して、後輪10RL,10RRへ伝達される駆動力の分配比率を調節する。
上述したように、無段変速機30の変速制御及びトランスファクラッチ41の締結・解放制御(駆動力配分制御)などはTCU70によって実行される。ここで、TCU70には、例えばCAN(Controller Area Network)100を介して、エンジン20を総合的に制御するECU80、及び、VDCU50等と相互に通信可能に接続されている。
TCU70、ECU80、及びVDCU50は、それぞれ、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAM、及び入出力I/F等を有して構成されている。
ECU80では、カム角センサ81の出力から気筒が判別され、クランク角センサ82の出力によって検出されたクランクシャフトの回転位置の変化からエンジン回転数が求められる。すなわち、クランク角センサ82は、特許請求の範囲に記載のエンジン回転数検出手段として機能する。また、ECU80では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及び水温等の各種情報が取得される。そして、ECU80は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、並びにスロットルバルブ85等の各種デバイスを制御することによりエンジン20を総合的に制御する。
また、ECU80は、CAN100を介してTCU70からエンジン回転数(アイドリング回転数)を上昇させる要求(アイドルアップ要求)を受けた場合、当該要求に基づいて、電子制御式スロットルバルブ85の開度を増大(すなわち吸入空気量を増大)させることにより、エンジン回転数(アイドリング回転数)を上昇させる(アイドルアップを行う)。なお、エンジン回転数(アイドリング回転数)を上昇させる要求(アイドルアップ要求)の詳細については後述する。
また、ECU80は、CAN100を介して、エンジン水温(冷却水温度)、アクセルペダル開度、エンジン回転数、及び、エンジン軸トルク等の各種情報をTCU70に送信する。
VDCU50には、4つの車輪速センサ12FL〜12RR、操舵角センサ16、前後加速度(前後G)センサ55、横加速度(横G)センサ56、及びブレーキスイッチ57などが接続されている。車輪速センサ12FL〜12RRは、上述したように、車輪10FL〜10RRの中心に取り付けられた歯車の回転を磁気ピックアップ等によって検出することにより、車輪10FL〜10RRの回転状態を検出する。前後加速度センサ55は、AWD車4に作用する前後方向の加速度(以下、単に「加速度」ともいう)を検出し、横加速度センサ56は、AWD車4に作用する横方向の加速度を検出する。また、操舵角センサ16は、ピニオンシャフトの回転角を検出することにより、操舵輪である前輪10FL,10FRの転舵角(すなわちステアリングホイール15の操舵角)を検出する。操舵角センサ16は、特許請求の範囲に記載の操舵角検出手段に相当する。
VDCU50は、ブレーキペダルの操作量(踏み込み量)に応じてブレーキアクチュエータを駆動して車両を制動するとともに、車両挙動を各種センサ(例えば車輪速センサ12、操舵角センサ16、加速度センサ55,56、ヨーレートセンサ等)により検知し、自動加圧によるブレーキ制御とエンジン20のトルク制御により、横滑りを抑制し、旋回時の車両安定性を確保する。すなわち、VDCU50は、例えば、オーバースピードでコーナーに侵入した際や、急激なハンドル操作などによって車両姿勢(挙動)が乱れた際に、横滑りを防ぎ、優れた走行安定性を確保する。より具体的には、VDCU50は、車両姿勢(挙動)等を上記センサ等によって検知し、オーバーステアと判断するとコーナー外側の前輪10FL,10FRにブレーキをかけ、逆にアンダーステアと判断した場合は、エンジンパワーを落とすとともにコーナー内側の後輪10RL,10RRにブレーキをかける等のコントロールを、運転状況に応じて自動的に制御する。なお、VDCU50は、上記VDC(横滑り防止)機能に加えて、ABS(アンチロックブレーキ)機能や、TCS(トラクションコントロール)機能も有している。
VDCU50は、検出した各車輪10の車輪速、操舵角、前後加速度、横加速度、及び制動情報(ブレーキング情報)等を、CAN100を介してTCU70に送信する。
TCU70には、上述したタービン回転センサ94に加えて、無段変速機30の油温を検出する油温センサ91、セカンダリ軸(出力軸)37の回転数を検出する出力軸回転センサ92、シフトレバーの選択位置を検出するレンジスイッチ93等が接続されている。
また、上述したように、TCU70は、CAN100を介して、VDCU50から、各車輪10の車輪速、操舵角、前後加速度、横加速度、及び制動情報(ブレーキング情報)等を受信するとともに、ECU80から、エンジン水温(冷却水温度)、アクセルペダル開度、エンジン回転数、及びエンジン軸トルク(出力トルク)等の情報を受信する。
TCU70は、変速マップに従い、AWD車4の運転状態(例えばアクセル開度及び車速等)に応じて自動で変速比を無段階に変速する。なお、変速マップはTCU70内のROMに格納されている。
また、TCU70は、上述した各種センサ等から取得した各種情報に基づいて、トランスファクラッチ制御(駆動力配分制御)を実行する。ところで、仮に、アクセルペダルが解放(アクセルオフ)され、駆動系のギヤ(例えばリダクションギヤ38のリダクションドライブギヤ/リダクションドリブンギヤ)にかかるトルクが略ゼロになっている状態(すなわち当該ギヤのガタがドライブ側にもコースト側にも詰まっていない状態)において、ステアリングホイール15が操舵されて前輪10FL,10FRと後輪10RL,10RRとの間に差回転が生じることにより、トランスファクラッチ41の締結力を増大するように油圧を調節するソレノイドバルブ(デューティソレノイド)61が駆動されると、当該ソレノイドバルブ(デューティソレノイド)61の駆動周波数に応じた油圧変動(油圧振動)によってトランスファクラッチ41の伝達トルクが変動し、その結果、駆動系のギヤ(例えばリダクションギヤ38のリダクションドライブギヤ/リダクションドリブンギヤ)が振動して、歯打ち音(異音)が生じることがある。
そこで、TCU70は、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において無段変速機30内部の駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減する機能を有している。そのため、TCU70は、トランスファクラッチ制御部71、アイドルアップ判定・要求部72、及び計時部73を機能的に有している。TCU70では、ROM等に記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、トランスファクラッチ制御部71、アイドルアップ判定・要求部72、及び計時部73の各機能が実現される。
計時部73は、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってからの経過時間、すなわち、アクセルペダルの踏込みが解除(アクセルオフ)されてからの経過時間を計時する。なお、計時部73により計時された経過時間は、トランスファクラッチ制御部71に出力される。
トランスファクラッチ制御部71は、AWD車4の運転状態(例えば、4輪の駆動状態やエンジントルク等)に基づいて、トランスファクラッチ41の締結力(すなわち後輪10RL,10RRへの駆動力分配率)をリアルタイムに制御する。すなわち、トランスファクラッチ制御部71は、特許請求の範囲に記載のトランスファクラッチ制御手段として機能する。
特に、トランスファクラッチ制御部71は、所定の異音(歯打ち音)発生条件が成立した場合、より具体的には、アクセルペダルの開度が所定開度(例えば0.6deg)未満となってから所定時間(例えば数秒程度)経過しており、車両4の速度(車速)が所定の速度範囲内(第1所定車速(例えば8km/h)以上、第2所定車速(例えば20km/h)未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数(例えば150rpm)未満であり、かつ、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度(例えば250deg)以上であるという条件(第1条件)が満足された場合に、当該条件が満足されていない場合(通常時)よりも、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように、ソレノイドバルブ61を駆動してトランスファクラッチ41に供給する油圧(トランスファクラッチ圧)を調節する(トランスファクラッチ圧低減処理を実行する)。すなわち、例えば、アクセルペダルが解放され、駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロになっている状態(すなわち当該ギヤのガタがドライブ側にもコースト側にも詰まっていない状態)において、ステアリングホイール15が操舵されて前輪10FL,10FRと後輪10RL,10RRとの間に差回転が生じる場合に、トランスファクラッチ制御部71は、トランスファクラッチ41の締結力を低減するように油圧を調節(低減)する。
また、トランスファクラッチ制御部71は、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように油圧を調節する際に、ステアリングホイール15の操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度(例えば360deg)以上である場合には、操舵角が大きくなるほどトランスファクラッチ41の油圧の低減量を小さくする。
ここで、アクセルペダルの開度が所定開度未満(アクセルオフ)となってからの経過時間を判定するための上記所定時間(ディレイ時間)は、車速に応じて設定される。より具体的には、TCU70のROM等には、車速(km/h)と上記所定時間(ディレイ時間)(sec)との関係を定めたマップ(ディレイ時間テーブル)が記憶されており、車速に基づいてこのディレイ時間テーブルが検索されることにより上記ディレイ時間が取得される。
ここで、ディレイ時間テーブルの一例を図7に示す。ディレイ時間テーブルでは、車速(格子点)毎にディレイ時間が与えられている。図7に示されるように、ディレイ時間テーブルは、車速が高くなるほどディレイ時間が長くなるように設定されている。また、異音(歯打ち音)発生領域ではディレイ時間が比較的短くなるように設定されている。なお、ディレイ時間は、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから(アクセルオフされた後)、一度目にエンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満となる運転領域での異音低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理)の作動を避けるために設けられている。
また、上述した異音(歯打ち音)発生条件が満足されたときに設定される目標トランスファクラッチ圧(以下、単に「目標油圧」ともいう)は、車速(km/h)と操舵角(deg)とに応じて設定される。より具体的には、TCU70のROM等には、車速(km/h)と操舵角(deg)と目標トランスファクラッチ圧(MPa)との関係を定めたマップ(目標トランスファクラッチ圧マップ)が記憶されており、車速と操舵角とに基づいてこの目標トランスファクラッチ圧マップが検索されることにより目標トランスファクラッチ圧が取得される。
ここで、目標トランスファクラッチ圧マップの一例を図4に示す。図4において、横軸(行)は操舵角(deg)であり、縦軸(列)は車速(km/h)である。目標トランスファクラッチ圧マップでは、車速と操舵角との組み合わせ(格子点)毎に目標トランスファクラッチ圧が与えられている。目標トランスファクラッチ圧マップは、トランスファクラッチ圧低減処理実行領域(条件)外(例えば、車速が8km/h未満、20km/h以上、操舵角が250deg未満、420deg以上の領域)では、通常値(油圧低減がない通常目標油圧)が設定されている。一方、トランスファクラッチ圧低減処理実行領域(条件)内(例えば、車速が8km/h以上20km/h未満、かつ操舵角が250deg以上420deg未満の領域)のうち、例えば操舵角が250deg以上360deg未満の領域では、通常値(通常目標油圧)よりも低い第1目標油圧が設定されている。また、例えば操舵角が360deg以上420deg未満の領域では、第1目標油圧よりも高く通常値(通常目標油圧)よりも低い第2目標油圧が設定されている。なお、第2目標油圧は、操舵角が大きくなるほど、高くなるように設定されている。トランスファクラッチ制御部71は、取得した目標油圧に基づいて、トランスファクラッチ41の締結圧(すなわち後輪配分率)を調節する。
一方、トランスファクラッチ制御部71は、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように油圧を制御する処理(トランスファクラッチ圧低減処理)を終了(解除)する際に、アクセルペダルの開度が大きいほど、トランスファクラッチ41に供給する油圧(目標油圧)の単位時間当たりの戻し量(上昇量)を増大させる。
より具体的には、TCU70のROM等には、アクセル開度(deg)と操舵角(deg)と解除時の目標トランスファクラッチ圧変化制限量(MPa/s)との関係を定めたマップ(解除時目標油圧変化制限量マップ)が記憶されており、アクセル開度と操舵角とに基づいてこの解除時目標油圧変化制限量マップが検索されることにより解除時の目標トランスファクラッチ圧変化制限量が取得される。
ここで、解除時目標油圧変化制限量マップの一例を図5に示す。図5において、横軸(行)は操舵角(deg)であり、縦軸(列)はアクセル開度(deg)である。解除時目標油圧変化制限量マップでは、アクセル開度と操舵角との組み合わせ(格子点)毎に解除時目標トランスファクラッチ圧変化制限量が与えられている。解除時目標油圧変化制限量マップは、トランスファクラッチ圧低減処理実行領域(条件)外(例えば、操舵角が250deg未満の領域)では、通常値(比較的大きな値)が設定されている。一方、トランスファクラッチ圧低減処理実行領域(条件)内(例えば、操舵角が250deg以上の領域)では、アクセル開度が大きくなるほど、解除時目標トランスファクラッチ圧変化制限量(上昇量)が大きくなるように設定されている。そのため、アクセル開度が大きいほど、より迅速に目標油圧が通常目標油圧まで戻される。
アイドルアップ判定・要求部72は、上述した異音(歯打ち音)発生条件が成立した状態において、かつ、操舵角がさらに大きくなった場合、より具体的には、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車速が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイール15の操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度(例えば360deg)以上であるという条件(第2条件)が満足された場合に、エンジンの回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジン20の回転数(アイドル回転数)を調整する(アイドルアップ処理を実行する)。
アイドルアップ判定・要求部72は、エンジン20の回転数を上昇させる際に、車速が高くなるほどエンジン回転数(アイドル回転数)の上昇量を増大させる。より具体的には、TCU70のROM等には、車速(km/h)と操舵角(deg)とアイドルアップ回転数(rpm)との関係を定めたマップ(アイドルアップ回転数マップ)が記憶されており、車速と操舵角とに基づいてこのアイドルアップ回転数マップが検索されることによりアイドルアップ回転数が取得される。
ここで、アイドルアップ回転数マップの一例を図6に示す。図6において、横軸(行)は操舵角(deg)であり、縦軸(列)は車速(km/h)である。アイドルアップ回転数マップでは、車速と操舵角との組み合わせ(格子点)毎にアイドルアップ回転数が与えられている。アイドルアップ回転数マップは、アイドルアップ処理実行領域(条件)外(例えば、車速が8km/h未満、操舵角が360deg未満の領域)では、通常値(アイドルアップがない値)が設定されている。一方、アイドルアップ処理実行領域(条件)内(例えば、車速が8km/h以上、操舵角が360deg以上の領域)では、車速が高くなるほど、アイドル回転数が高くなるように(上昇量が大きくなるように)設定されている。
アイドルアップ判定・要求部72は、タービン回転数に、取得したアイドルアップ回転数を加算して、要求(目標)アイドリング回転数とし、該要求(目標)アイドリング回転数を、CAN100を介してECU80に送信する。なお、その際に、回転数の上限(例えば1500rpm)を設定してもよい。なお、ECU80は、上述したように、エンジン回転数(アイドリング回転数)を上昇させる要求(アイドルアップ要求)を受けた場合、要求(目標)アイドリング回転数に基づいて、電子制御式スロットルバルブ85の開度を増大(すなわち吸入空気量を増大)させることにより、エンジン回転数(アイドリング回転数)を上昇させる(アイドルアップを行う)。すなわち、アイドルアップ判定・要求部72及びECU80は、特許請求の範囲に記載のエンジン制御手段/制御手段として機能する。
次に、図2を参照しつつ、全輪駆動車の制御装置1の動作について説明する。図2は、全輪駆動車の制御装置1による異音(歯打ち音)低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理及びアイドルアップ処理)の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、主としてTCU70において、所定のタイミングで繰り返して実行される。
ステップS100では、車両4の走行状態に基づいて、所定の異音(歯打ち音)発生前提条件が成立したか否かについての判断が行われる。より具体的には、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車速が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、かつ、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であるか否かについての判断が行われる。ここで、上記異音発生前提条件が全て満たされた場合には、ステップS102に処理が移行する(後述する図3の時刻t3参照)。一方、上記異音発生前提条件の内、少なくとも1つ以上の条件が満足されない場合には、本処理から一旦抜ける。
ステップS102では、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度以上である場合には、ステップS104に処理が移行する。一方、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定値未満であるときには、本処理から一旦抜ける。
ステップS104では、上記条件が満足されていない場合(通常時)よりも、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように油圧が制御される(すなわちトランスファクラッチ圧低減処理が実行される)(後述する図3の時刻t3〜t7参照)。ここで、トランスファクラッチ41に供給される油圧(目標油圧)の設定方法については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
次に、ステップS106では、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度(>第1所定角度)以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度以上である場合(後述する図3の時刻t5参照)には、ステップS108に処理が移行する。一方、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度未満であるときには、本処理から一旦抜ける。
ステップS108では、エンジン20の回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジン回転数(アイドル回転数)が調節される。すなわち、アイドルアップ要求が、CAN100を介してTCU70からECU80に対して出力され、ECU80により、エンジン回転数(アイドル回転数)が上昇される(すなわちアイドルアップ処理が実行される)(後述する図3の時刻t5〜t7参照)。なお、上述したように、エンジン回転数を上昇させる際に、車速が高くなるほどエンジン回転数(アイドル回転数)の上昇量が増大される。また、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように油圧を制御する際に、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度以上である場合には、操舵角が大きくなるほどトランスファクラッチ41の油圧の低減量が小さくされる(後述する図3の時刻t5〜t7参照)。
その後、本処理から一旦抜ける。なお、トランスファクラッチ圧低減処理が終了(解除)される際には、目標油圧が徐々に通常圧まで戻される。その際に、アクセルペダルの開度が大きいほど、目標油圧の単位時間当たりの戻し量(上昇量)が増大される(後述する図3の時刻t7〜t8参照)。
上述したフローチャートに従って、転舵コースト時に異音(歯打ち音)低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理及びアイドルアップ処理)が実行されたときのエンジン回転数、タービン回転数、車速、操舵角、目標トランスファクラッチ圧、及び要求(目標)アイドリング回転数それぞれの変化の一例(タイミングチャート)を図3に示す。ここで、図3では、横軸を時刻とし、上段から順に、アクセルオフ判定フラグ(ゼロでアクセルオフ)、トランスファクラッチ圧低減処理実行フラグ(1で実行)、アイドルアップ処理実行フラグ(1で実行)、エンジン回転数、タービン回転数、車速、操舵角、目標トランスファクラッチ圧、及び要求(目標)アイドリング回転数がそれぞれ示されている。
図3に示された例では、時刻t1において、アクセルペダルの踏込みが解除(アクセルオフ)され、減速が開始される。なお、アクセルがオフされたときに、ロックアップが外れると、エンジン回転数がばらつく。ここで、アクセルオフ後の一度目にエンジン回転数とタービン回転数との回転差(偏差)が小さくなる領域での異音低減処理の実行を避けるため、アクセルオフ後、所定時間(ディレイ時間が経過するまで)は異音低減処理の開始が保留される。なお、該所定時間(ディレイ時間)の設定方法については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
その後、時刻t2において、所定時間(ディレイ時間)が経過するが、時刻t2〜時刻t3の間では、異音発生条件(第1条件)が満足されていない(異音発生領域に入っていない)。その後、時刻t3において、車速の低下と併せて、エンジン回転数とタービン回転数との回転差(偏差)が所定回転数未満となり、異音発生条件が満足されたと判断(異音発生領域に入ったと判断)され、異音低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理)が開始される。なお、トランスファクラッチ圧を下げる際の、目標油圧の設定方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
その後、時刻t4において、ステアリングホイール15がさらに操舵されて操舵角が増大し、時刻t5において、操舵角が第2所定角度(>第1所定角度)以上になると、アイドルアップ処理が開始される。なお、アイドルアップを要求する際の、要求(目標)アイドルアップ回転数の設定方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、アイドルアップの実行に伴って、トランスファクラッチ圧の油圧低減量が縮小される。
その後、時刻t6において、ステアリングホイール15の操舵が停止され、操舵角の増大が止まる。そして、時刻t7において、車速が8(km/h)未満になると、異音低減処理(トランスファクラッチ圧低減処理及びアイドルアップ処理)が終了(解除)され、通常制御(通常トランスファクラッチ圧、通常アイドリング回転数)への復帰処理が行われる。その際に、トランスファクラッチ圧は、徐々に通常圧まで増大される。ただし、アクセルペダルの踏込み量が大きいほど、トランスファクラッチ圧の単位時間当たりの上昇量が大きく設定される。なお、該上昇量の設定方法については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。その後、時刻t8において、通常制御(通常トランスファクラッチ圧、通常アイドル回転数)への復帰が完了する。
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車速が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度以上であるという条件(第1条件)が満足された場合に、トランスファクラッチ41の締結力が低減されるように油圧が制御される。すなわち、例えば、アクセルペダルが解放(アクセルオフ)され、駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロになっている状態(すなわち当該ギヤのガタがドライブ側にもコースト側にも詰まっていない状態)において、ステアリングホイール15が転舵されて前輪10FL,10FRと後輪10RL,10RRとの間に差回転が生じる際に、トランスファクラッチ41の締結力を低減するように油圧が調節される。そのため、トランスファクラッチ41の油圧変動(油圧振動)が低減され、トランスファクラッチ41の伝達トルクの変動が低減(起振力が低減)されることにより、ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において無段変速機30内部の駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本実施形態によれば、上述した条件(第1条件)に加え、ステアリングホイール15の操舵角が上記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという条件(第2条件)が満足された場合に、エンジン20の回転数がタービン回転数よりも高くなるように、エンジン回転数(アイドル回転数)が調節される。そのため、駆動系のギヤにエンジン20側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。ところで、トランスファクラッチ圧を下げ過ぎると、例えば、その後、アクセルペダルが踏込まれた場合に(アクセルオンされた場合に)ショックが発生するおそれがある。一方、上述したように、エンジン20のアイドル回転数を上昇させる(アイドルアップを実施する)ことにより歯打ち音(異音)の発生を防止できるが、ステアリングホイール15の操舵量(すなわち全輪10FL,10FRの転舵量)が小さい状態では転舵による走行負荷が小さいためクリープ加速が大きくなってしまうおそれがある。よって、異音が発生する操舵量からクリープ加速が大きくならない操舵量(第1所定角度以上、第2所定角度未満)までの領域ではトランスファクラッチ41の油圧を下げて異音の発生を抑える。そして、クリープ加速が大きくならない操舵量以上(第2所定角度以上)のときはアイドルアップ要求を行うことにより異音の発生を防止することができる。よって、アイドルアップによる転舵コースト時のクリープ力増加による走り過ぎを防止しつつ、駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
本実施形態によれば、エンジン20の回転数が上昇される際に、車速が高くなるほどエンジン回転数の上昇量が増大される。そのため、より確実に、駆動系のギヤにトルクを付加(駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態を回避)しつつ、エンジン20のアイドリング回転数の上昇(アイドルアップ)によってクリープ力が増大することにより生じ得る転舵コースト時の走り過ぎ(駆動力の出過ぎ)による違和感を防止することが可能となる。
本実施形態によれば、トランスファクラッチ41の締結力を減少させるように油圧を制御する際に、該油圧の目標値(目標油圧)が、ステアリングホイール15の操舵角と車速とに基づいて設定される。そのため、トランスファクラッチ圧の目標値(目標油圧)を適切に設定することができる。
本実施形態によれば、トランスファクラッチ41の締結力が減少されるように油圧を調節する際に、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度(>第1所定角度)以上である場合には、操舵角が大きくなるほどトランスファクラッチ41の油圧の低減量が小さくされる。ここで、上述したように、ステアリングホイール15の操舵角が第2所定角度以上では、エンジン20の回転数がタービン回転数よりも高くされるため、トランスファクラッチ41の油圧の低減量を小さくしても、異音(歯打ち音)が大きくなることはない。よって、異音(歯打ち音)を低減しつつ、全輪駆動性能を発揮することが可能となる。
本実施形態によれば、トランスファクラッチ圧低減処理が解除される際に、アクセルペダルの開度が大きいほど、トランスファクラッチ41の油圧の戻し量(上昇量)が増大される。そのため、例えばその後、アクセルペダルが踏込まれたとしても、迅速に再加速に対応することが可能となる。
本実施形態によれば、上記所定時間(ディレイ時間)が、車速が高くなるほど長く設定される。そのため、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから(アクセルオフ後)、一度目にエンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満となる運転領域での異音(歯打ち音)低減処理の作動を確実に避けることが可能となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、異音(歯打ち音)を低減するため、トランスファクラッチ41に供給する油圧を低減したり、アイドリング回転数をアップさせたが、これらの方法に代えて(又は加えて)エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように無段変速機30の変速比を制御する構成としてもよい。その場合、TCU70(変速比制御手段に相当)は、アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、車速が所定の速度範囲内(第1所定車速以上、第2所定車速未満)であり、エンジン回転数とタービン回転数との偏差(絶対値)が所定回転数未満であり、かつ、ステアリングホイール15の操舵角が第1所定角度以上であるという条件(第1条件)が満足された場合に、エンジン回転数がタービン回転数よりも高くなるように変速比を制御する。すなわち、減速時のロー戻し制御が実行されているときであれば、ロー戻しの傾斜が緩やかになるように制御する(通常よりもハイ側になるように制御する)。
このような構成とした場合も、無段変速機30内部の駆動系のギヤにエンジン20側からのトルクが付加されることにより、該駆動系のギヤにかかるトルクが略ゼロの状態が回避され、当該ギヤの歯打ち音(異音)が低減される。その結果、アクセルペダルが解放されている状態(アクセルオフの状態)において駆動系のギヤから発生し得る異音(歯打ち音)を低減することが可能となる。
また、上記実施形態では、第1条件が成立した場合にトランスファクラッチ41に供給する油圧を低減し、第2条件が成立したときにアイドリング回転数をアップさせたが、第2条件が成立したときに、アイドリング回転数をアップさせることに代えて上述したように無段変速機30の変速比を制御する構成としてもよい。さらに、アイドリング回転数のアップのみにより、又は、トランスファクラッチ41の油圧制御(油圧低減)のみにより異音(歯打ち音)を低減する構成としてもよい。なお、制御の詳細については上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
上記実施形態では、自動変速機としてチェーン式の無段変速機(CVT)を例にして説明したが、チェーン式の無段変速機に代えて、例えば、ベルト式の無段変速機や、トロイダル式の無段変速機を用いてもよい。また、無段変速機に代えて、有段自動変速機(AT)などを用いることもできる。
また、上述した駆動力伝達系の構成(例えばギヤや軸等の配置等)は一例であり、上記実施形態には限られない。さらに、上記実施形態では、油圧を調節するソレノイドバルブ(電磁バルブ)として、デューティソレノイドを用いたが、デューティソレノイドに代えて、例えばリニアソレノイドなどを用いることもできる。
また、上記実施形態では、トランスファクラッチ41の制御をTCU70によって行ったが、TCU70から独立した専用のAWDコントローラによって制御する構成としてもよい。さらに、システム構成は、上記実施形態(すなわち、各ECUをCAN100で接続した構成)には限られない。
また、上記実施形態では、前進走行時を例にして説明したが、後進走行時にも適用することができる。なお、後進走行時に適用する際には、上述したトランスファクラッチ41の油圧設定やアイドルアップ回転数の設定などを変えてもよい。
1 全輪駆動車の制御装置
4 AWD車
10FL,10FR,10RL,10RR 車輪
11FL,11FR,11RL,11RR ブレーキ
12FL,12FR,12RL,12RR 車輪速センサ
15 ステアリングホイール
16 操舵角センサ
20 エンジン
22 トルクコンバータ
24 タービンランナ
26 ロックアップクラッチ
30 無段変速機
31 前後進切替機構
32 プライマリ軸
34 プライマリプーリ
35 セカンダリプーリ
36 チェーン
37 セカンダリ軸
38 リダクションギヤ
41 トランスファクラッチ
50 VDCU
60 コントロールバルブ(バルブボディ)
61 ソレノイドバルブ(デューティソレノイド)
70 TCU
71 トランスファクラッチ制御部
72 アイドルアップ判定・要求部
73 計時部
80 ECU
81 カム角センサ
82 クランク角センサ
83 スロットル開度センサ
84 アクセル開度センサ
85 電子制御式スロットルバルブ
91 油温センサ
92 出力軸回転センサ
93 レンジスイッチ
94 タービン回転センサ
100 CAN

Claims (13)

  1. 自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチと、
    ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
    アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、
    車両の速度を検出する車速検出手段と、
    エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
    トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段と、
    車両の運転状態に基づいて、電磁バルブを駆動して前記トランスファクラッチに供給する油圧を調節し、前記トランスファクラッチの締結力を制御するトランスファクラッチ制御手段と、を備え、
    前記トランスファクラッチ制御手段は、前記アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、前記車両の速度が所定の速度範囲内であり、前記エンジンの回転数と前記タービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつ、前記ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件が満足された場合に、当該条件が満足されていない場合よりも、前記トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御することを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
  2. 前記トランスファクラッチ制御手段は、前記トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する際に、該油圧の目標値を、前記ステアリングホイールの操舵角と前記車両の速度とに基づいて設定することを特徴とする請求項1に記載の全輪駆動車の制御装置。
  3. 前記アクセルペダルの開度が前記所定開度未満となってから前記所定時間経過しており、前記車両の速度が前記所定の速度範囲内であり、前記エンジンの回転数と前記タービン回転数との偏差が前記所定回転数未満であり、かつ、前記ステアリングホイールの操舵角が前記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上であるという第2条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように調節する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の全輪駆動車の制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記エンジンの回転数を調節するエンジン制御手段であり、
    前記エンジン制御手段は、前記第2条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように、前記エンジンの回転数を調節することを特徴とする請求項3に記載の全輪駆動車の制御装置。
  5. 前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を上昇させる際に、前記車両の速度が高くなるほど前記エンジンの回転数の上昇量を増大させることを特徴とする請求項4に記載の全輪駆動車の制御装置。
  6. 前記制御手段は、前記自動変速機の変速比を制御する変速比制御手段であり、
    前記変速比制御手段は、前記第2条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように前記自動変速機の変速比を制御することを特徴とする請求項3に記載の全輪駆動車の制御装置。
  7. 前記トランスファクラッチ制御手段は、前記トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する際に、前記ステアリングホイールの操舵角が前記第1所定角度よりも大きい第2所定角度以上である場合には、前記操舵角が大きくなるほど前記トランスファクラッチの油圧の低減量を小さくすることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の全輪駆動車の制御装置。
  8. 前記トランスファクラッチ制御手段は、前記トランスファクラッチの締結力を減少させるように油圧を制御する処理を終了する際に、前記アクセルペダルの開度が大きいほど、前記トランスファクラッチの油圧の単位時間当たりの戻し量を増大させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の全輪駆動車の制御装置。
  9. 自動変速機から従駆動輪側の駆動系に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチを備える全輪駆動車の制御装置において、
    ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
    アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、
    車両の速度を検出する車速検出手段と、
    エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
    トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段と、
    前記アクセルペダルの開度が所定開度未満となってから所定時間経過しており、前記車両の速度が所定の速度範囲内であり、前記エンジンの回転数と前記タービン回転数との偏差が所定回転数未満であり、かつ、前記ステアリングホイールの操舵角が第1所定角度以上であるという条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように調節する制御手段と、を備えることを特徴とする全輪駆動車の制御装置。
  10. 前記制御手段は、前記エンジンの回転数を調節するエンジン制御手段であり、
    前記エンジン制御手段は、前記条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように、前記エンジンの回転数を調節することを特徴とする請求項9に記載の全輪駆動車の制御装置。
  11. 前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を上昇させる際に、前記車両の速度が高くなるほど前記エンジンの回転数の上昇量を増大させることを特徴とする請求項10に記載の全輪駆動車の制御装置。
  12. 前記制御手段は、前記自動変速機の変速比を制御する変速比制御手段であり、
    前記変速比制御手段は、前記条件が満足された場合に、前記エンジンの回転数が前記タービン回転数よりも高くなるように前記自動変速機の変速比を制御することを特徴とする請求項9に記載の全輪駆動車の制御装置。
  13. 前記所定時間は、前記車両の速度が高くなるほど長く設定されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の全輪駆動車の制御装置。
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