JP2023062691A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デファレンシャルギヤのロック状態とアンロック状態の切替えを、乗車フィーリングの低下とギヤの損傷とを招くことなく、容易に実現できる車両制御装置を提供する。【解決手段】デファレンシャルギヤのロック状態とアンロック状態の切り替えを行なうデフロック機構（１０９）と、デフロック機構（１０９）に前記切り替えを行なわせるときに操作されるデフロック切替スイッチ（１０１）とを備え、デフロック切替スイッチ（１０１）が操作されたとき、内燃機関の回転速度をあらかじめ定められた閾値以下に低下させるようにした車両制御装置。【選択図】図１

Description

本願は、車両制御装置に関するものである。

周知のように、雪道などの悪路を走行することを想定したオフロード車両などの車両には、デファレンシャルギヤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｅａｒ）をロック状態又はアンロック状態にするデファレンシャルロック（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｌｏｃｋ）機構（以下、デフロック機構と称する）が設けられている。デフロック機構は、デファレンシャルギヤのロック状態とアンロック状態とを随時に切替え得るように構成されている。デファレンシャルギヤのロック状態では、車両の左右の駆動輪が固定されて同一の回転速度で内燃機関により駆動され、デファレンシャルギヤのアンロック状態では、左右の駆動輪の固定が解かれ、それぞれの駆動輪は互いに異なる回転速度で内燃機関により駆動され得る。

デフロック機構は、ギヤの噛み合いによるドッグクラッチにより構成されており、前述のロック状態とアンロック状態との切替えを行なうとき、ドッグクラッチのギヤを結合し又はその結合を解く必要がある。したがって、車両の走行中もしくは始動時にあっては、デフロック機構によるロック状態とアンロック状態の切替えが困難となる場合がある。

上記に鑑みて、特許文献１には、車速を予め定められた一定値以下にすることで、デフロック機構におけるロック状態とアンロック状態との切り替えを行ない易くするとともに、ギヤの損傷を防ぐようにした技術が開示されている。また、特許文献２には、デフロック機構によるロック状態とアンロック状態の選択状況に応じて、車両の発進時のクラッチの接続力を制御するようにした技術が開示されている。

特開２００２－１７２９５１号公報 特開２０１８－２７７４３号公報

特許文献１に開示された従来の技術によれば、車両の走行中に、デフロック機構によりデファレンシャルギヤをロック状態からアンロック状態へ、又はアンロック状態からロック状態へ切り替える場合には、車速を予め定められた値まで低下させる必要があるので、乗車フィーリングが低下するという課題があった。また、特許文献２に開示された従来の技術によれば、デフロック機構によるロック状態とアンロック状態との選択状況に応じて、車両の発進時におけるクラッチの接続力を制御する必要があり、制御が複雑になるという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、デファレンシャルギヤのロック状態とアンロック状態の切替えを、乗車フィーリングの低下とギヤの損傷とを招くことなく、容易に実現できる車両制御装置を提供することを目的とする。

本願に開示される車両制御装置は、
車両に搭載された内燃機関の出力を左右の駆動輪に伝達するように構成され、ロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を相対的に固定して前記左右の駆動輪を同一の回転速度で回転させ、アンロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を異なる回転速度で回転させ得るデファレンシャルギヤと、前記ロック状態と前記アンロック状態との一方から他方への切り替えを行なうデフロック機構と、前記デフロック機構に前記切り替えを行なわせるときに操作されるデフロック切替スイッチと、を備え、前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、前記内燃機関の回転速度をあらかじめ定められた閾値以下に低下させるように構成された車両制御装置であって、
前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、
前記内燃機関における現在の回転速度と現在のスロットル開度とに基づいて、目標スロットル開度と、前記現在のスロットル開度から前記目標スロットル開度への移行時間と、が算出され、
前記内燃機関に設けられたスロットルは、前記現在のスロットル開度から前記算出された目標スロットル開度へ前記算出された移行時間で移行するように駆動され、
前記閾値は、前記移行時間を経て移行した前記目標スロットル開度により運転される前記内燃機関の回転速度が到達する、あらかじめ定められた回転速度である、
ことを特徴とするものである。
また、本願に開示される車両制御装置は、
車両に搭載された内燃機関の出力を左右の駆動輪に伝達するように構成され、ロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を相対的に固定して前記左右の駆動輪を同一の回転速度で回転させ、アンロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を異なる回転速度で回転させ得るデファレンシャルギヤと、前記ロック状態と前記アンロック状態との一方から他方への切り替えを行なうデフロック機構と、前記デフロック機構に前記切り替えを行なわせるときに操作されるデフロック切替スイッチと、を備え、前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、前記内燃機関の回転速度をあらかじめ定められた閾値以下に低下させるように構成された車両制御装置であって、
前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、
前記内燃機関における現在の回転速度と現在のスロットル開度とに基づいて、点火時期補正値と、現在の点火時期から前記点火時期補正値により補正された点火時期への移行時間と、が算出され、
前記内燃機関の点火時期は、前記現在の点火時期から前記補正された点火時期へ前記算出された移行時間で移行され、
前記閾値は、前記移行時間を経て移行した前記点火時期により運転される前記内燃機関の回転速度が到達する、あらかじめ定められた回転速度である、
ことを特徴とするものである。

本願に開示されるデフロック制御装置によれば、デフロック機構によるロック状態とアンロック状態の切替えを、乗車フィーリングの低下とギヤの損傷とを招くことなく、容易に実現できる車両制御装置が得られる。

実施の形態１および実施の形態２による車両制御装置のシステム構成図である。 実施の形態１による車両制御装置における、デフロック機構の切替制御を示すタイミングチャートである。 実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度マップを示す説明図である。 実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度移行時間マップを示す説明図である。 実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度復帰時間マップを示す説明図である。 実施の形態１による車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２による車両制御装置における、デフロック機構の切替制御を示すタイミングチャートである。 実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替補正マップを示す説明図である。 実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替移行時間マップを示す説明図である。 実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替復帰時間マップを示す説明図である。 実施の形態２による車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１および実施の形態２による車両制御装置における、ＥＣＵのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１による車両制御装置について、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１および実施の形態２による車両制御装置のシステム構成図である。図１において、車両制御装置１００は、デフロック切替スイッチ１０１と、デフロック状態検出装置１０２と、スロットルポジションセンサ１０３と、車速センサ１０４と、クランク角センサ１０５と、スロットルアクチュエータ１０７と、デフロックアクチュエータ１０８と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２と、インジェクタ１１５と、により構成される。

デフロック切替スイッチ１０１は、デファレンシャルギヤ（図示せず）をアンロック状態からロック状態に切り替えるとき、又はロック状態からアンロック状態に切り替えるとき、に車両の運転者により操作される。デフロック機構１０９は、デフロックアクチュエータ１０８により駆動され、デファレンシャルギヤをアンロック状態からロック状態に切り替え、又はロック状態からアンロック状態に切り替える。

デフロック状態検出装置１０２は、デフロック機構１０９がデファレンシャルギヤをロックしたロック状態にあるのか、デファレンシャルギヤのロックを解いたアンロック状態にあるのか、を検出する。スロットルポジションセンサ１０３は、車両のスロットル１０６の開度を検出する。車速センサ１０４は、車両の速度を検出する。クランク角センサ１０５は、内燃機関のクランク角を検出する。スロットルアクチュエータ１０７は、車両のスロットル１０６を駆動する。インジェクタ１１５は、ＥＣＵ１１２からの指令に基づいて内燃機関に燃料を供給する。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２は、デフロック切替制御装置を構成しており、デフロック操作検出手段１１１と、デフロック切替判定部１１３と、内燃機関回転速度検出手段１１４と、を備えている。デフロック操作検出手段１１１は、デフロック切替スイッチ１０１の操作状態を検出してデフロック切替判定部１１３に入力する。内燃機関回転速度検出手段１１４は、クランク角センサ１０５が検出するクランク角に基づいて、内燃機関の回転速度を検出し、デフロック切替判定部１１３に入力する。

デフロック切替判定部１１３は、デフロック操作検出手段１１１が検出したデフロック切替スイッチ１０１の操作状態と、内燃機関回転速度検出手段１１４が検出した内燃機関の回転速度と、に基づいて、デフロックアクチュエータ１０８と、スロットルアクチュエータ１０７と、内燃機関の点火コイル１１０と、内燃機関に燃料を供給するインジェクタ１１５との、それぞれの駆動タイミングを判定し、判定したそれぞれの駆動タイミングに基づいて、デフロックアクチュエータ１０８と、スロットルアクチュエータ１０７と、点火コイル１１０と、インジェクタ１１５と、を駆動する。

図８は、実施の形態１、および後述の実施の形態２による車両制御装置における、ＥＣＵのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ＥＣＵ１１２は、図８に示すように、プロセッサ１００１と記憶装置１００２から構成される。記憶装置１００２は図示していないが、ランダムアクセスメモリなどの揮発性記憶装置と、フラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１００１は、記憶装置１００２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１００１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１００１は、演算結果などのデータを記憶装置１００２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存するようにしてもよい。

つぎに、以上のように構成された実施の形態1による車両制御装置１００の動作を説明する。図２は、実施の形態１による車両制御装置における、デフロック機構の切替え制御を示すタイミングチャートであって、（Ａ）はデフロック切替スイッチの操作状態、（Ｂ）はスロットル開度、（Ｃ）は内燃機関回転速度、（Ｄ）はデフロックアクチュエータの動作状態、（Ｅ）はデフロック機構の動作状態、をそれぞれ波形で示している。図２は、デフロック切替スイッチ１０１の操作時の内燃機関回転速度が、閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗよりも高い場合の動作を示している。ここで、内燃機関回転速度の閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗは、たとえば、デフロック機構１０９の駆動をギヤの損傷を招くことなく容易に行なえる内燃機関回転速度としての、２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されている。

図１、および図２において、時刻ｔ１以前では、車両が内燃機関回転速度Ｎｅ１（＝３０００［ｒ／ｍｉｎ］）、車速３０［ｋｍ／ｈ］で走行中であるとし、（Ａ）に示すデフロック切替スイッチ１０１の操作状態は、アンロック状態ＳＵにあり、（Ｄ）に示すデフロックアクチュエータ１０８の動作状態は、停止状態ＳＴＰにあり、（Ｅ）に示すデフロック機構１０９の動作状態は、アンロック状態ＤＵにある。

時刻ｔ１において、車両の運転者が、（Ａ）に示すように、デフロック切替スイッチ１０１をアンロック状態ＳＵからロック状態ＳＲに切替えたとすると、デフロック操作検出手段１１１はこれを検出し、デフロック切替スイッチ１０１の操作状態がロック状態ＳＲに切替わったことを示す信号をデフロック切替判定部１１３に入力する。このとき、ＥＣＵ１１２は、現在のスロットル開度ＴＨ１を記憶する。また、このとき、時刻ｔ１における内燃機関回転速度Ｎｅ１が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗより高いので、（Ｄ）に示すように、デフロックアクチュエータ１０８は、停止状態ＳＴＰのままとされる。

一方、デフロック切替判定部１１３は、時刻ｔ１において直ちに、現在のスロットル開度ＴＨ１より小さい目標スロットル開度ＴＨｔを設定し、スロットル開度を目標スロットル開度ＴＨｔに追従させるように、スロットルアクチュエータ１０７を駆動する。これにより（Ｂ）に示すように、スロットル開度は、目標スロットル開度ＴＨｔに向けてＸ１のように減少し、時刻ｔ３において目標スロットル開度ＴＨｔに達する。時刻ｔ３において、デフロック切替判定部１１３は、スロットルアクチュエータ１０７を停止させる。

前述のように、閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗは、たとえば、２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されている。また、閾値Ｎｔｈ－ｈｉｇｈは、たとえば、２１００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されている。後述するように、内燃機関回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗ以下となれば、デフロックアクチュエータ１０８の駆動を開始し、内燃機関回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｈｉｇｈに達すれば、デフロックアクチュエータ１０８の駆動を停止させるように構成されている。これは、デフロックアクチュエータ１０８の動作のハンチングを防止するためである。

図２の（Ｃ）に示すように、内燃機関回転速度は、スロットル開度ＴＨ１の減少開始の時刻ｔ１より遅れた時刻ｔ２から、Ｘ２に示すように減少し、時刻ｔ４において閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗに達する。閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗは、前述のようにたとえば２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されており、内燃機関の回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗ以下になれば、デフロック機構１０９のギヤの噛み合わせを支障なく行わることができる。

時刻ｔ４において内燃機関の回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗに達すると、（Ｄ）に示すように、デフロック切替判定部１１３は、デフロックアクチュエータ１０８を停止状態ＳＴＰから駆動状態ＡＣＴに立ち上げる。これにより、デフロック機構１０９は、（Ｅ）に示すように、アンロック状態ＤＵからロック状態ＤＲへＸ３で示す移行を開始する。時刻ｔ５においてデフロック機構１０９のギヤの噛み合いが完了し、デフロック機構１０９がアンロック状態ＤＵからロック状態ＤＲへの移行が完了する。これにより、（Ｄ）に示すように、デフロックアクチュエータ１０８の動作状態は、駆動状態ＡＣＴから停止状態ＳＴＰに変化する。

また、時刻ｔ５において、（Ｃ）にＸ４で示すように、目標スロットル開度ＴＨｔから、前述の記憶していた元のスロットル開度ＴＨ１に戻すように、デフロック切替判定部１１３はスロットルアクチュエータ１０７を駆動する。時刻ｔ７において、スロットル開度は元のスロットル開度ＴＨ１に達し、以降、その状態が維持される。（Ｃ）に示すように、それまでＸ２のように低下し続けていた内燃機関回転速度は、スロットル開度が変化する時刻ｔ５から遅れた時刻ｔ６からＸ５で示す上昇に転じ、時刻ｔ８にて元の内燃機関回転速度Ｎｅ１に達し、以降、その状態が維持される。これにより、車両は、デフロック切替スイッチ１０１の操作前と同じ状態で走行を続けることができる。"

図３Ａは、実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度マップを示す説明図である。デフロック切替スイッチ１０１が操作されたときの目標スロットル開度は、スロットル開度ＴＨ［ｄｅｇ］と内燃機関回転速度Ｎｅ［ｒ／ｍｉｎ］を軸とする図３Ａに示す目標スロットル開度マップに基づいて、ＥＣＵ１１２により算出される。たとえば、デフロック切替スイッチ１０１が操作されたときの内燃機関回転速度Ｎｅ１が３０００［ｒ／ｍｉｎ］であって、そのときのスロットル開度ＴＨ１が３０［ｄｅｇ］であれば、目標スロットル開度ＴＨｔは５［ｄｅｇ］に設定される。

図３Ｂは、実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度移行時間マップを示す説明図であって、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間［ｍｓ］を示している。たとえば、現在の内燃機関の回転速度が２０００［ｒ／ｍｉｎ］又は３０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度（１［ｄｅｇ］）当たりの移行時間は１０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が５０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間は２０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が７０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間は３０［ｍｓ］となる。

図３Ａに示す内燃機関の回転速度の最高値７０００［ｒ／ｍｉｎ］でのスロットル開度が７０［ｄｅｇ］であり、この場合の目標スロットル開度が５０［ｄｅｇ］となり、内燃機関の回転速度７０００［ｒ／ｍｉｎ］での単位スロットル開度当たりの移行時間は、図３Ｂに示すように３０［ｍｓ］となるので、最高移行時間は、［（７０－５０）×３０＝６００］［ｍｓ］となる。最低移行時間は、０［ｍｓ］である。

なお、図３Ａ、図３Ｂ、に示すマップは一例であり、内燃機関回転数、スロットル開度、および移行時間は、更に詳細に、たとえばそれぞれの単位値ごとに、設定可能である。したがって、目標スロットル開度は、０［ｄｅｇ］以上で５０［ｄｅｇ］以下の範囲で設定することができ、移行時間は、０［ｍｓ］以上で６００［ｍｓ］以下の範囲で設定可能である。

デフロック切替スイッチ１０１が操作された時刻ｔ１から目標スロットル開度ＴＨｔへの移行時間は、そのときの内燃機関回転速度Ｎｅ１を軸とする図３Ｂに示す目標スロットル開度移行時間マップに基づいて、ＥＣＵ１１２により前述の湯にして算出され、設定される。

図３Ｃは、実施の形態１による車両制御装置における、目標スロットル開度復帰時間マップを示す説明図である。デフロック機構１０９のロック状態が完了した時刻ｔ５から元のスロットル開度ＴＨ１への復帰時間についても、そのときの内燃機関回転速度を軸とする目標スロットル開度復帰時間マップである図３Ｃに基づいて、ＥＣＵ１１２により算出されて設定される。

図３Ｃは、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間［ｍｓ］を示している。たとえば、現在の内燃機関の回転速度が２０００［ｒ／ｍｉｎ］又は３０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間は２０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が５０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間は４０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が７０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位スロットル開度１［ｄｅｇ］当たりの移行時間は６０［ｍｓ］となる。

前述の時刻ｔ５から元のスロットル開度ＴＨ１への復帰時間は、０［ｍｓ］以上で、１２００［ｍｓ］（すなわち、２０×６０＝１２００［ｍｓ］）以下となる。

なお、図３Ａ、図３Ｂ、に示すマップは一例であり、これらに記載の内燃機関回転数、スロットル開度、および移行時間は、更に詳細に、たとえばそれぞれの単位値ごとに、設定可能である。したがって、目標スロットル開度は、０［ｄｅｇ］以上で５０［ｄｅｇ］以下の範囲で設定することができ、移行時間は、０［ｍｓ］以上で１２００［ｍｓ］以下の範囲で設定可能である。

ここで、前述の移行時間および復帰時間は、車両の急激な減速もしくは加速を避け、運転者に支障がなく、また不快に感じない時間であり、かつ、できるだけ短時間となるように設定されている。

以上は、デフロック切替スイッチ１０１がアンロック状態からロック状態に切替え操作されたときの動作であるが、デフロック切替スイッチ１０１がロック状態からアンロック状態に切替え操作された場合も同様である。

図４は、実施の形態１による車両制御装置の動作を示すフローチャートであって、前述の図２のタイミングチャートに基づく動作を含めて包括的に示している。図４において、ステップＳ４０１では、デフロック切替スイッチ１０１の操作の有無を判定し、デフロック切替スイッチ１０１がロック状態からアンロック状態、もしくはアンロック状態からロック状態に操作されたと判定したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４０２に進み、デフロック切替スイッチ１０１の操作がされていないと判定したき〈Ｎｏ〉は、ステップＳ４０１に戻る。

ステップＳ４０２では、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値以下であるか否かを判定し、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値より高ければ（Ｎｏ）、ステップＳ４０３に進み、現在のスロットル開度を記憶するとともに、目標スロットル開度を前述の目標スロットル開度マップに基づいて算出し、スロットルアクチュエータ１０７によりスロットル１０６を駆動して、スロットル開度を目標スロットル開度まで絞る。ステップＳ４０３での動作終了後は、ステップＳ４０２に戻り、前述の動作を繰り返す。

ステップＳ４０２での判定の結果、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値以下であると判定されれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０４に進み、デフロックアクチュエータ１０８を駆動し、デフロック機構１０９をアンロック状態からロック状態もしくはロック状態からアンロック状態へ移行させる。

つぎに、ステップＳ４０５に進み、デフロック機構１０９の移行が完了したか否かを判定し、その移行が完了していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ４０４に戻り、移行が完了していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０６に進んでデフロックアクチュエータ１０８の駆動を停止させ、ステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０７では、現在のスロットル開度が記憶されていないかを判定し、記憶されていれば（Ｎｏ）、ステップＳ４０８に進み、記憶されているスロットル開度を目標スロットル開度とすべく目標スロットル開度を算出し、スロットルアクチュエータ１０７を駆動してスロットル１０６の開度を、目標スロットル開度である元のスロットル開度に戻し、処理を終了する。

ステップＳ４０７での判定の結果、現在のスロットル開度が記憶されていなければ（Ｙｅｓ）、そのまま処理を終了する。

以上述べた実施の形態１による車両制御装置によれば、デフロック切替スイッチの操作時の内燃機関の回転速度が、あらかじめ定められた閾値よりも高くても、スロットル開度を制御することで内燃機関回転速度をその閾値以下とし、デフロック機構を損傷することなく、かつ乗車フィーリングを低下させることなく、デフロック機構を操作することができる。

実施の形態２．
つぎに、実施の形態２による車両制御装置について説明する。図１に示す車両制御装置のシステム構成図は、実施の形態２においてもそのまま適用される。図５は、実施の形態２による車両制御装置における、デフロック機構の切替え制御を示すタイミングチャートであって、（Ａ）はデフロック切替スイッチの操作状態、（Ｂ）は内燃機関の点火時期（通常の点火時期＋デフロック切替補正値）、（Ｃ）は点火時期デフロック切替補正値、（Ｄ）は内燃機関回転速度、（Ｅ）はデフロックアクチュエータの動作状態、（Ｆ）はデフロック機構の動作状態、をそれぞれ波形で示している。

図５は、デフロック切替スイッチ１０１の操作時の内燃機関回転速度が、閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗよりも高い場合の動作を示している。ここで、通常の点火時期とは、後述の点火時期デフロック切替補正値により補正したとき以外の、車両の状態(内燃機関回転速度、車速、各種センサの検出値など)に応じて、あらかじめＥＣＵに設定されている点火時期を指す。

デフロック切替スイッチ１０１が操作されていない通常時、つまりデフロック機構１０９がアンロック状態ＤＵ、又はロック状態ＤＲ、にあるときは、（Ｃ）に示すデフロック切替補正値は、０［°ＣＡ］（ＣＡ：Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ）である。したがって、たとえば、通常の点火時期を１０［°ＣＡ］とすると、デフロック切替スイッチ１０１が操作される時刻ｔ１以前では、（Ｂ）に示す点火時期ＦＴ１は、「ＦＴ１＝１０＋０＝１０」［°ＣＡ］である。

図１および図５において、時刻ｔ１以前では、車両が内燃機関回転速度Ｎｅ１（＝３０００［ｒ／ｍｉｎ］）、車速３０［ｋｍ／ｈ］で走行中であるとし、（Ａ）に示すデフロック切替スイッチ１０１の操作状態は、アンロック状態ＳＵにあり、（Ｅ）に示すデフロックアクチュエータ１０８の動作状態は、停止状態ＳＴＰにあり、（Ｆ）に示すデフロック機構１０９の動作状態は、アンロック状態ＤＵにある。

時刻ｔ１において、車両の運転者が、（Ａ）に示すように、デフロック切替スイッチ１０１をアンロック状態ＳＵからロック状態ＳＲに切替えたとすると、デフロック操作検出手段１１１がこれを検出し、デフロック切替スイッチ１０１の操作状態がロック状態ＳＲ切替わったことを示す信号をデフロック切替判定部１１３に入力する。このとき、時刻ｔ１における内燃機関回転速度Ｎｅ１が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗより高いので、（Ｅ）に示すように、デフロックアクチュエータ１０８は、停止状態ＳＴＰのままとされる。ここで、内燃機関回転速度の閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗは、たとえば、２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定される。

一方、デフロック切替判定部１１３は、時刻ｔ１において直ちに、点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］を演算し、（Ｂ）に示す点火時期を、通常の点火時期に点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］を加えた点火時期ＦＴｔに設定する。ここで、現在の点火時期ＦＴ１が１０［°ＣＡ］であり、演算された点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］を、たとえば「－１０」［°ＣＡ]（１０［°ＣＡ]の遅角補正）とすれば、新たに設定された点火時期ＦＴｔは、「ＦＴｔ＝１０－１０＝０」［°ＣＡ］となる。

デフロック切替判定部１１３は、時刻ｔ１以前での点火時期ＦＴ１を、新たに設定した点火時期ＦＴｔに向けて（Ｂ）にＺ1で示すように移行させ、時刻ｔ３にてその移行を完了させる。点火時期ＦＴ１が、遅角側に補正された点火時期ＦＴｔに向けて、時刻ｔ１から次第に遅角側に移行することで、（Ｄ）に示す内燃機関回転速度は、時刻ｔ１からやや遅れた時刻ｔ２からＺ３で示すように次第に低下する。

前述のように、閾値Ｎｔｈ－ｌｏｗは、たとえば、２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定され、閾値Ｎｔｈ－ｈｉｇｈは、２１００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されており、後述するように、内燃機関回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗ以下となれば、デフロックアクチュエータ１０８の駆動を開始し、内燃機関回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｈｉｇｈに達すれば、デフロックアクチュエータ１０８の駆動を停止させるように構成されている。これは、デフロックアクチュエータ１０８の動作のハンチングを防止するためである。

図５の（Ｄ）に示すように、内燃機関回転速度は、時刻ｔ４において閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗに達する。閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗは、前述のようにたとえば２０００［ｒ／ｍｉｎ］に設定されており、内燃機関の回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗ以下になれば、デフロック機構１０９のギヤの噛み合わせを支障なく行わせることができる。

時刻ｔ４において内燃機関回転速度が閾値Ｎｔｈ―ｌｏｗに達すると、（Ｅ）に示すように、デフロック切替判定部１１３は、デフロックアクチュエータ１０８を停止状態ＳＴＰから駆動状態ＡＣＴに立ち上げる。これにより、デフロック機構１０９は、アンロック状態ＤＵからロック状態ＤＲに向けて、Ｚ４に示すように移行を開始する。時刻ｔ５においてデフロック機構１０９のギヤの噛み合いが完了し、デフロック機構１０９がアンロック状態ＤＵからロック状態ＤＲへの移行が完了する。これにより、（Ｅ）に示すように、デフロックアクチュエータ１０８の動作状態は、駆動状態ＡＣＴから停止状態ＳＴＰに変化する。

また、デフロック切替判定部１１３は、（Ｃ）にＺ６で示すように点火時期デフロック切替補正値を、時刻ｔ５を起点として、Ａ［°ＣＡ］から元の０［°ＣＡ］に向けて移行させ、時刻ｔ７において元の点火時期デフロック補正値０［°ＣＡ］に復帰させる。すなわち、点火時期は、（Ｂ）に示すように時刻ｔ５から時刻ｔ７までＺ５のように移行し、時刻ｔ７において元の点火時期ＦＴ１に復帰する。

内燃機関回転速度は、（Ｄ）に示すように、時刻ｔ５から遅れた時刻ｔ６からＺ７で示す上昇に転じ、時刻ｔ８にて元の内燃機関回転速度Ｎｅ１に達し、以降、その状態が維持される。これにより、車両は、デフロック切替スイッチ１０１の操作前と同じ状態で走行を続けることができる。"

図６Ａは、実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替補正マップを示す説明図である。デフロック切替スイッチ１０１が操作されたときの点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］は、スロットル開度ＴＨ［ｄｅｇ］と内燃機関回転速度Ｎｅ［ｒ／ｍｉｎ］を軸とする図６Ａに示す点火時期デフロック切替補正マップに基づいて、ＥＣＵ１１２により算出される。たとえば、デフロック切替スイッチ１０１が操作されたときの内燃機関回転速度Ｎｅ１が５０００［ｒ／ｍｉｎ］であって、そのときのスロットル開度ＴＨ１が３０［ｄｅｇ］であれば、点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］は、「－５」［°ＣＡ］に設定される。

図６Ｂは、実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替移行時間マップを示す説明図であって、単位点火時期１[°ＣＡ]当たりの移行時間［ｍｓ］を示している。たとえば、現在の内燃機関の回転速度が２０００［ｒ／ｍｉｎ］又は３０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］当たりの移行時間は１０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が５０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］当たりの移行時間は２０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が７０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］）当たりの移行時間は３０［ｍｓ］となる。

デフロック切替スイッチ１０１が操作された時刻ｔ１から、点火時期デフロック切替補正値Ａ［°ＣＡ］を加えた点火時期ＦＴ１への移行時間は、そのときの内燃機関回転速度Ｎｅ１を軸とする図３Ｂに示す点火時期デフロック切替移行時間マップに基づいて、ＥＣＵ１１２により算出されて設定される。

図６Ａに示す内燃機関の回転速度の最高値７０００［ｒ／ｍｉｎ］でのスロットル開度が７０［ｄｅｇ］であり、この場合の点火時期デフロック切替補正値［°ＣＡ］は「－２０」［°ＣＡ］となり、内燃機関の回転速度７０００［ｒ／ｍｉｎ］での点火時期デフロック切替補正値［°ＣＡ］を加えた点火時期ＦＴ１への移行時間は、（｜（－２０）×３０｜＝６００］［ｍｓ］となる。最低移行時間は、０［°ＣＡ］である。

実施の形態１では、図６Ａに示すように、点火時期デフロック切替補正値は、０［°ＣＡ］以上で「－２０」［°ＣＡ］以下の範囲で設定することができる。したがって、図６Ｂに示す移行時間は、０［ｍｓ］以上で６００［ｍｓ］以下の範囲で設定可能である。

図６Ｃは、実施の形態２による車両制御装置における、点火時期デフロック切替復帰時間マップを示す説明図である。デフロック機構１０９のロック状態が完了した時刻ｔ５から元の点火時期ＦＴ１への復帰時間についても、そのときの内燃機関回転速度を軸とする図６Ｃに示す点火時期デフロック切替復帰時間マップに基づいて、ＥＣＵ１１２により算出されて設定される。

たとえば、現在の内燃機関の回転速度が２０００［ｒ／ｍｉｎ］又は３０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］）当たりの移行時間は２０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が５０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］）当たりの移行時間は４０［ｍｓ］であり、現在の内燃機関の回転速度が７０００［ｒ／ｍｉｎ］であれば、単位点火時期１［°ＣＡ］）当たりの移行時間は６０［ｍｓ］となる。

前述の時刻ｔ５から元の点火時期ＦＴｔへの復帰時間は、０［ｍｓ］以上で、１２００［ｍｓ］（すなわち、｜（－２０）×６０｜＝１２００［ｍｓ］）以下となる。

なお、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、に示すマップは一例であり、内燃機関回転数、スロットル開度、およびそれぞれの移行時間は、更に詳細に、たとえばそれぞれの単位値ごとに、設定可能である。したがって、復帰時間は０［ｍｓ］以上で１２００［ｍｓ］以下の範囲で設定可能である。

ここで、前述の移行時間および復帰時間は、車両の急激な減速もしくは加速を避け、運転者に支障がなく、また不快に感じない時間であり、かつ、できるだけ短時間となるように設定される。

以上は、デフロック切替スイッチ１０１がアンロック状態からロック状態に切替え操作されたときの動作であるが、デフロック切替スイッチ１０１がロック状態からアンロック状態に切替え操作された場合も同様である。

図７は、実施の形態２による車両制御装置の動作を示すフローチャートであって、前述の図５のタイミングチャートに基づく動作を含めて包括的に示している。図７において、ステップＳ７０１では、デフロック切替スイッチ１０１の操作の有無を判定し、デフロック切替スイッチ１０１がロック状態からアンロック状態、もしくはアンロック状態からロック状態に操作されたと判定したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ７０２に進み、デフロック切替スイッチ１０１の操作がされていないと判定したき〈Ｎｏ〉は、ステップＳ７０１に戻る。

ステップＳ７０２では、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値以下であるか否かを判定し、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値より高ければ（Ｎｏ）、ステップＳ７０３に進み、点火時期デフロック切替補正値の算出を行ない、通常の点火時期に対して点火時期デフロック切替補正を実施する。ステップＳ７０３での動作終了後は、ステップＳ７０２に戻り、前述の動作を繰り返す。

ステップＳ７０２での判定の結果、内燃機関回転速度があらかじめ定められた閾値以下であると判定されれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０４に進み、デフロックアクチュエータ１０８を駆動し、デフロック機構１０９をアンロック状態からロック状態もしくはロック状態からアンロック状態へ移行させる。

つぎに、ステップＳ７０５に進み、デフロック機構１０９の移行が完了したか否かを判定し、移行が完了していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ７０４に戻り、移行が完了していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０６に進んでデフロックアクチュエータ１０８の駆動を停止させ、ステップＳ７０７に進む。

ステップＳ７０７では、点火時期デフロック切替補正値が、０［°ＣＡ］に戻っているか否かを判定し、「点火時期デフロック切替補正値＝０」［°ＣＡ］であれば（Ｙｅｓ）、処理を終了し、「点火時期デフロック切替補正値＝０」［°ＣＡ］でなければ、ステップＳ７０８に進み、点火時期デフロック切替補正値を算出し（０［°ＣＡ］に設定し）、点火時期デフロック切替補正を実施して、処理を終了する。

以上述べた実施の形態２による車両制御装置によれば、デフロック切替スイッチの操作時の内燃機関の回転速度が、あらかじめ定められた閾値よりも高くても、内燃機関の点火時期を制御することで内燃機関回転速度をその閾値以下とし、デフロック機構を損傷することなく、かつ乗車フィーリングを低下させることなく、デフロック機構を操作することができる。

従来の技術では、車両の高速走行時に運転者がデフロック操作するときは、一旦車両の速度を落としてデフロック機構の切替えを実施する必要があったので、デフロック機構の状態を切替えて元の走行状態に戻るまでに、数秒から数十秒かかっていたが、本願の車両制御装置によれば、運転者は車速を意識することなくデフロック機構の切替えを行うことができ、また、デフロック機構の切替制御がそのときの車両の走行状態に応じて実施されるため、短時間、たとえば数秒で切替えることができ、従来の技術に比べて走行フィーリング向上させることができ、さらにデフロック機構の損傷も防ぐことができる。"

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１００ 車両制御装置、１０１ デフロック切替スイッチ、
１０２ デフロック状態検出装置、１０３ スロットルポジションセンサ、
１０４ 車速センサ、１０５ クランク角センサ、１０６ スロットル、
１０７ スロットルアクチュエータ、１０８ デフロックアクチュエータ、
１０９ デフロック機構、１１０ 点火コイル、１１１ デフロック操作検出手段、
１１２ ＥＣＵ、１１３ デフロック切替判定部、１１４ 内燃機関回転速度検出手段、１１５ インジェクタ

Claims (4)

1. 車両に搭載された内燃機関の出力を左右の駆動輪に伝達するように構成され、ロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を相対的に固定して前記左右の駆動輪を同一の回転速度で回転させ、アンロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を異なる回転速度で回転させ得るデファレンシャルギヤと、前記ロック状態と前記アンロック状態との一方から他方への切り替えを行なうデフロック機構と、前記デフロック機構に前記切り替えを行なわせるときに操作されるデフロック切替スイッチと、を備え、前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、前記内燃機関の回転速度をあらかじめ定められた閾値以下に低下させるように構成された車両制御装置であって、
   前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、
   前記内燃機関における現在の回転速度と現在のスロットル開度とに基づいて、目標スロットル開度と、前記現在のスロットル開度から前記目標スロットル開度への移行時間と、が算出され、
   前記内燃機関に設けられたスロットルは、前記現在のスロットル開度から前記算出された目標スロットル開度へ前記算出された移行時間で移行するように駆動され、
   前記閾値は、前記移行時間を経て移行した前記目標スロットル開度により運転される前記内燃機関の回転速度が到達する、あらかじめ定められた回転速度である、
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記目標スロットル開度と前記移行時間とは、前記内燃機関の回転速度とスロットル開度とに基づいてあらかじめ設定されたマップにより算出される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 車両に搭載された内燃機関の出力を左右の駆動輪に伝達するように構成され、ロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を相対的に固定して前記左右の駆動輪を同一の回転速度で回転させ、アンロック状態にあるとき、前記左右の駆動輪を異なる回転速度で回転させ得るデファレンシャルギヤと、前記ロック状態と前記アンロック状態との一方から他方への切り替えを行なうデフロック機構と、前記デフロック機構に前記切り替えを行なわせるときに操作されるデフロック切替スイッチと、を備え、前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、前記内燃機関の回転速度をあらかじめ定められた閾値以下に低下させるように構成された車両制御装置であって、
   前記デフロック切替スイッチが操作されたとき、
   前記内燃機関における現在の回転速度と現在のスロットル開度とに基づいて、点火時期補正値と、現在の点火時期から前記点火時期補正値により補正された点火時期への移行時間と、が算出され、
   前記内燃機関の点火時期は、前記現在の点火時期から前記補正された点火時期へ前記算出された移行時間で移行され、
   前記閾値は、前記移行時間を経て移行した前記点火時期により運転される前記内燃機関の回転速度が到達する、あらかじめ定められた回転速度である、
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 前記点火時期補正値と前記移行時間とは、前記内燃機関の回転速度とスロットル開度とに基づいてあらかじめ設定されたマップにより算出される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
   

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