JP4166409B2 - 四輪駆動車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチの締結力を制御することによって、副駆動輪に配分する駆動力を制御する四輪駆動車両の駆動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の駆動力制御装置として、例えば、本出願人により特開平１０−１９４００５号公報に開示されたものが知られている。この四輪駆動車両は、前車輪を主駆動輪、後車輪を副駆動輪とするものであり、エンジンは、自動変速機、フロントディファレンシャルおよび左右のフロントドライブシャフトを介して、左右の前輪に接続されている。また、フロントディファレンシャルは、トランスファ、プロペラシャフト、リヤディファレンシャルおよび左右のリヤドライブシャフトを介して、左右の後輪に接続されている。
【０００３】
駆動力制御装置は、リヤディファレンシャルに設けられた左右の電磁クラッチと、各電磁クラッチを制御するＥＣＵと、ダッシュボードに設けられたロックスイッチなどを備えている。各電磁クラッチは、そのソレノイドのコイルへの電流の供給および停止をＥＣＵで制御されることにより、プロペラシャフトと対応するリヤドライブシャフトとの間を遮断・接続する。電磁クラッチの遮断状態では、エンジンの駆動力が前輪にのみ伝達されることで、前輪駆動状態になる一方、接続状態では、エンジンの駆動力が後輪に伝達されることで、四輪駆動状態になる。また、電磁クラッチは、コイルへの供給電流量に応じて、その締結力が連続的に変化するように構成されており、この供給電流量をＥＣＵで制御して、左右の電磁クラッチの締結力を変化させることで、左右の後輪に配分する駆動力を互いに独立して任意に制御することが可能である。
【０００４】
また、運転者によりロックスイッチが操作されると、ＥＣＵにより、左右の電磁クラッチへの供給電流量を最大にするロックモードが実行される。これにより、両電磁クラッチの締結力を最大にし、両後輪に配分される駆動力を最大にすることによって、雪道などでのスタック脱出を容易に行えるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の駆動力制御装置では、ロックスイッチが操作されたときに、電磁クラッチの締結力を常に最大にした状態でロックモードが実行されるように構成されている。一方、スタック脱出後に、ロックスイッチがＯＦＦされないまま、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動状態や、アクセルをほとんど踏まない渋滞走行状態に至る場合がある。このような場合、従来の駆動力制御装置では、エンジンの出力トルクが負値または小さな値であるために、前輪の駆動力を後輪に配分する必要性が低いにもかかわらず、電磁クラッチの締結力を最大にしたロックモードが継続して実行されるため、その間、電磁クラッチに最大電流量が供給され、消費電力が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ロックモード中において、主駆動輪の駆動力を副駆動輪に配分するクラッチの締結力を適切に制御でき、それにより、クラッチを無駄なく効率的に作動させることができる四輪駆動車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、前後の車輪Ｗ１〜Ｗ２、Ｗ３〜Ｗ４のいずれか一方を、エンジン３に接続された主駆動輪Ｗ１、Ｗ２とし、他方を、主駆動輪Ｗ１、Ｗ２にクラッチ（実施形態における（以下、本項において同じ）電磁クラッチ１０）を介して接続された副駆動輪Ｗ３、Ｗ４とするとともに、クラッチの制御モードとして、検出手段（センサ２０〜２５）により検出された車両の運転状態に応じて、クラッチの締結力を変化させることにより、副駆動輪Ｗ３、Ｗ４に配分する駆動力を制御する通常制御と、車両の運転者による入力手段（ロックスイッチ２６）の操作状態に応じて、主駆動輪Ｗ１、Ｗ２と副駆動輪Ｗ３、Ｗ４との間をロックするロックモードを実行するロックモード制御と、を有する四輪駆動車両の駆動力制御装置であって、入力手段が操作されたときに、ロックモード中におけるクラッチの締結力を主駆動輪Ｗ１、Ｗ２と副駆動輪Ｗ３、Ｗ４との間をロック可能な締結力に制御することによって、主駆動輪Ｗ１、Ｗ２と副駆動輪Ｗ３、Ｗ４との間をロックするロック実行手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図３のステップ４３、４９、５０）と、エンジン３から主駆動輪Ｗ１、Ｗ２側に出力されている駆動力（駆動トルクＴＤ）を算出する駆動力算出手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図１０のステップ９６、９７）と、駆動力算出手段により算出された駆動力が所定値Ｘ１未満のときに、ロックモード中におけるクラッチの締結力を、ロック可能な締結力よりも小さな締結力に制限する締結力制限手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図７のステップ８３〜８５、図８）と、を備え、締結力制限手段は、ロックモード中におけるクラッチの締結力を、算出された駆動力が小さいほど、より小さな締結力に制限することを特徴とする。
【０００８】
この四輪駆動車両の駆動力制御装置によれば、入力手段は、ロックモードを実行することを意図する運転者によって操作される。運転者により入力手段が操作されたときには、ロック実行手段によって、副駆動輪へ駆動力を配分するクラッチの締結力を主駆動輪と副駆動輪との間をロック可能な締結力に制御することにより、主駆動輪と副駆動輪の間がロックされる。これにより、運転者の意図に沿って、主駆動輪と副駆動輪との間をロックすることが可能である。また、ロックモード中におけるクラッチの締結力は、駆動力算出手段で算出された、エンジンから主駆動輪側に出力されている駆動力が所定値未満のときに、締結力制限手段によって、ロック可能な締結力よりも小さな締結力に制限される。これにより、制動時やアクセルをほとんど踏まない渋滞走行時のように、実際の主駆動輪側の駆動力が小さいために主駆動輪側の駆動力を副駆動輪に配分する必要性が低い場合には、ロックモード中のクラッチの締結力をより小さな締結力に制限できる。また、エンジンから主駆動輪側に出力されている実際の駆動力に基づいて、クラッチの締結力を制限するので、これを適切に行うことができる。これにより、ロックモード中において、クラッチを無駄なく効率的に作動させることができ、クラッチが電磁クラッチの場合には、節電を図ることができる。
【０００９】
また、締結力制限手段は、ロックモード中におけるクラッチの締結力を、算出された駆動力が小さいほど、より小さな締結力に制限する。この構成によれば、クラッチの締結力を、主駆動輪側の駆動力を副駆動輪に配分する必要の度合に応じて、きめ細かく制限できるので、クラッチをさらに効率的に作動させることができる。
【００１０】
また、この場合、車両の速度ＶＣＡＲを検出する車両速度検出手段をさらに備え、ロック実行手段は、算出された駆動力が所定値Ｘ１以上で、かつ検出された車両速度ＶＣＡＲが所定速度Ｘ０以下のときに、ロックモード中におけるクラッチの締結力を主駆動輪Ｗ１、Ｗ２と副駆動輪Ｗ３、Ｗ４との間をロック可能な最大締結力に制御することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１は、本発明による駆動力制御装置１を適用した四輪駆動車両２の概略構成を示している。同図に示すように、この四輪駆動車両（以下「車両」という）２は、その前部に横置きに搭載したエンジン３と、エンジン３に一体に設けられた自動変速機４を備えている。
【００１６】
この自動変速機４は、エンジン３の出力を伝達するトルクコンバータ４ａと、「１、２、３、Ｄ４、Ｄ５、Ｎ、Ｒ、Ｐ」からなる８つのシフト位置を選択可能なシフトレバー（図示せず）と、１〜５速ギヤ位置およびリバースギヤ位置からなる６種類の変速比のギヤ位置に切換可能なギヤ機構４ｂ（一部のみ図示）と、を備えている。トルクコンバータ４ａは、その入力側がエンジン３の出力軸３ａに直結され、出力側がギヤ機構４ｂのメインシャフト４ｃに直結されている。また、自動変速機４のギヤ位置は、シフト位置が「１」〜「Ｄ５」および「Ｒ」にあるときにそれぞれ、１速ギヤ位置、１〜２速ギヤ位置、１〜３速ギヤ位置、１〜４速ギヤ位置、１〜５速ギヤ位置およびリバースギヤ位置に切り換えられる。
【００１７】
自動変速機４には、ギヤ位置センサ２０およびシフト位置センサ２１が取り付けられている。ギヤ位置センサ２０は、ギヤ位置を検出し、その検出信号であるギヤ位置信号ＳＦＴを、後述するＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２に送る。なお、ギヤ位置ＳＦＴの値は、１〜５速ギヤ位置のときにそれぞれ１〜５、リバースギヤ位置のときに６である。
【００１８】
シフト位置センサ２１は、自動変速機４のシフト位置を検出し、その検出信号であるシフト位置信号ＰＯＳＩをＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２に送る。なお、シフト位置ＰＯＳＩの値は、シフト位置が「Ｎ」または「Ｐ」のときに１、「Ｒ」のときに２、「１」〜「Ｄ５」のときにそれぞれ３〜７であり、また、ノーポジション状態（シフトレバーがシフト位置間にあって、シフト位置を特定できない状態）のときには０が割り当てられる。
【００１９】
上記ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２は、エンジン３の運転や自動変速機４の動作を制御するものであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。このＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２には、エンジン回転数センサ２２および吸気管内絶対圧センサ２３などが接続されており、これらのセンサ２２、２３から、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡを表す検出信号がそれぞれ送られる。また、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２には、自動変速機４のメインシャフト４ｃの回転数ＮＭを検出するメインシャフト回転数センサ２８が接続されている。ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２は、エンジン回転数ＮＥおよびメインシャフト回転数ＮＭをそれぞれトルクコンバータ４ａの入出力回転数として用い、トルクコンバータ４ａの入出力回転比ＥＴＲを算出する（ＥＴＲ＝ＮＭ／ＮＥ）。
【００２０】
一方、エンジン３の出力軸３ａ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、および左右のフロントドライブシャフト６、６を介して、主駆動輪としての左右の前輪Ｗ１、Ｗ２に接続されている。さらに、出力軸３ａは、自動変速機４、フロントデフ５、トランスファ７ａ、プロペラシャフト７ｂ、リヤディファレンシャル（以下「リヤデフ」という）８、および左右のリヤドライブシャフト９、９を介して、副駆動輪としての左右の後輪Ｗ３、Ｗ４に接続されている。
【００２１】
リヤデフ８には、左右の電磁クラッチ１０、１０（クラッチ）が設けられている。各電磁クラッチ１０は、そのソレノイドのコイル（図示せず）への電流の供給および停止によって、プロペラシャフト７ｂと対応する各リヤドライブシャフト９との間を接続・遮断するものである。遮断状態では、エンジン３の駆動トルクが前輪Ｗ１、Ｗ２にのみ伝達されることで、前輪駆動状態になる一方、接続状態のときには、エンジン３の駆動力が後輪Ｗ３、Ｗ４に配分されることで、四輪駆動状態になる。また、電磁クラッチ１０は、コイルへの供給電流量に応じて、その締結力が連続的に変化するように構成されており、この供給電流量を、後述する２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１で制御して、左右の電磁クラッチの締結力を任意に変化させることにより、左右の後輪Ｗ３、Ｗ４に配分する駆動力が互いに独立して制御される。
【００２２】
また、リヤデフ８には、油温センサ２４が設けられている。この油温センサ２４は、電磁クラッチ１０、１０を潤滑する潤滑油の温度（油温）ＴＯＩＬを検出し、その検出信号を、後述する２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１に送る。
【００２３】
さらに、前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４には、車輪速度センサ２５がそれぞれ設けられている。これら４つの車輪速度センサ２５は、車輪Ｗ１〜Ｗ４の車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４をそれぞれ検出し、それらの検出信号をＡＢＳ・ＥＣＵ１３に送る。このＡＢＳ・ＥＣＵ１３は、前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４のアンチロック制御を行うものであり、前述したＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２と同様、マイクロコンピュータで構成されている。
【００２４】
また、図示しないダッシュボードには、ロックスイッチ２６（入力手段）が設けられている。このロックスイッチ２６は、雪道などでのスタック脱出時などに、リヤデフ８をロックして後輪Ｗ３、Ｗ４へ大きな駆動力を伝達したいときに、運転者により操作されるものである。ロックスイッチ２６は、モーメンタリースイッチで構成されており、それが押されている間、ロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷを２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１に送る。また、ロックモード中は、ダッシュボードに設けられたロックランプ（図示せず）が点灯される。
【００２５】
上記２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、本発明に係る駆動力制御装置１の主要部を構成するものであり、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２およびＡＢＳ・ＥＣＵ１３と同様、マイクロコンピュータで構成されている。２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１には、ＥＣＵ１２、１３から、上記センサ２０〜２５の検出値やそれらに応じた演算結果に基づく信号が、シリアル通信によって入力される。２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、これらの入力信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラム、およびＲＡＭに記憶された後述するフラグ値や演算値などに基づいて、後輪Ｗ３、Ｗ４に伝達すべき駆動トルク、およびこれに対応する各電磁クラッチ１０のコイルへの供給電流量を演算し、その演算結果に基づく駆動信号を電磁クラッチ１０、１０に出力することによって、その締結力を変化させ、後輪Ｗ３、Ｗ４に配分する駆動力を制御する。また、２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、ロックスイッチ２６からのロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷに応じて、ロックモード制御を実行する。
【００２６】
図２および図３は、このロックモード制御の全体フローを示すフローチャートである。このプログラムは、所定時間ごとに実行される。なお、以下の説明では、ＲＯＭに個々のデータやテーブル値などとしてあらかじめ記憶されている固定値については、その先頭に「＃」を付し、ＲＡＭに記憶され、更新される変数値と区別して表すものとする。
【００２７】
このロックモード制御ではまず、フェール確定フラグＦ＿ＥＲＲ１が「１」であるか否かを判別する（ステップ２１）。この答がＹＥＳ、すなわちロックモード制御系のフェールがすでに確定しているときには、ロックモードは実行せず、ステップ２２〜２９に進み、後述するロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫ、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫ、ロックモード実行スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ１、ロックモード解除スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ２、ロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴ、ロックモード用伝達トルクの基本値ＬＯＣＫＴ、節電係数ＫＬＯＣＫ、およびロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤを、それぞれ「０」にセットし、本プログラムを終了する。
【００２８】
前記ステップ２１の答がＮＯのときには、シフト位置センサ２１で検出されたシフト位置ＰＯＳＩの値が０であるか否かを判別し（ステップ３０）、この答がＹＥＳ、すなわちシフト位置がノーポシション状態であるときには、前記ステップ２２以降に進む。ステップ３０の答がＮＯのときには、シフト位置ＰＯＳＩの値が２、３または４、すなわちシフト位置が「Ｒ」「１」または「２」であるか否かを判別する（ステップ３１）。
【００２９】
このステップ３１の答がＹＥＳ、すなわちシフト位置が「Ｒ」「１」または「２」のいずれかであるときには、ロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫを「０」にリセットする（ステップ３２）。次いで、エンジン回転数ＮＥがヒステリシス付きの所定回転数＃ＬＯＣＫＮＥＬ／Ｈ（例えば３００、５００ｒｐｍ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ３３）。この答がＮＯ、すなわちＮＥ≦＃ＬＯＣＫＮＥＬ／Ｈのときには、エンジン３が実質、停止状態にあるとして、ロックモードは実行せず、前記ステップ２３以降を実行し、本プログラムを終了する。
【００３０】
前記ステップ３３の答がＹＥＳ、すなわちＮＥ＞＃ＬＯＣＫＮＥＬ／Ｈのときには、ロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ３４）。今回のループがロックモードの実行条件外からのループである場合には、Ｆ＿ＬＯＣＫＴ値が前記ステップ２６で「０」にセットされていることで、ステップ３４の答がＮＯになるので、次にステップ３５に進み、４つのフィルタ後車輪速度ＦＶＷ１〜ＦＶＷ４がすべて、車両２の所定の低車速状態を表す所定速度＃ＦＶＷＲＥＦ（例えば５ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判別する。これらのフィルタ後車輪速度ＦＶＷ１〜ＦＶＷ４は、車輪速度センサ２５で検出された車輪速度ＶＷ１〜ＶＷ４に所定のフィルタ処理を加えたものである。このステップ３５の答がＮＯ、すなわちＦＶＷ１〜ＦＶＷ４の少なくとも１つが所定速度＃ＦＶＷＲＥＦを超えているときには、車両２が走行中であるため、ロックモードは不要であるとして、これを実行せず、前記ステップ２３以降を実行し、本プログラムを終了する。
【００３１】
前記ステップ３５の答がＹＥＳ、すなわちＦＶＷ１〜ＦＶＷ４≦＃ＦＶＷＲＥＦのときには、ロックモード実行のための車両２側の条件が成立したとして、ステップ３６以降において、ロックスイッチ２６側の条件を判定する。これは、前述したように、ロックスイッチ２６がモーメンタリースイッチで構成されていることから、入力されたロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷがロックモードの実行または解除のいずれのために操作されたものであるかを識別する必要があるとともに、スイッチ操作によるロックモード制御のチャタリングが生じないようにするためである。
【００３２】
まずステップ３６では、ロックモード実行スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ１が「１」であるか否かを判別する。今回のループがロックモードの実行条件外からのループである場合には、Ｆ＿ＬＯＣＫＭ１値が前記ステップ２４で「０」にセットされていることで、ステップ３６の答がＮＯになるので、次にステップ３７に進み、ロックスイッチフラグＦ＿ＬＯＣＫＳＷが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯ、すなわちロックスイッチ２６が押されていないときには、チャタリング防止用のロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値が４以上であるか否かを判別する（ステップ３８）。この答がＮＯのときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値をインクリメントする（ステップ３９）。
【００３３】
一方、ステップ３８の答がＹＥＳ、すなわちＣＮＴ＿ＬＯＣＫ≧４になり、ロックモード実行のための車両２側の条件成立状態が、４回以上連続して確認されたときには、ロックモード実行のためのロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの受付条件が成立したとして、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットする（ステップ４０）とともに、そのことを表すためにロックモード実行スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ１を「１」にセットする（ステップ４１）。一方、前記ステップ３７の答がＹＥＳ、すなわちロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの受付条件が成立しないうちにロックスイッチ２６が押されたときには、このロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷを無視し、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットする（ステップ４２）。このステップ４２、前記ステップ３９またはステップ４１の実行後は、前記ステップ２５以降に進み、本プログラムを終了する。
【００３４】
前記ステップ４１を実行した後、すなわちロックモード実行のためのロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの受付条件が成立した後には、前記ステップ３６の答がＹＥＳとなるので、次にステップ４３に進み、ロックスイッチフラグＦ＿ＬＯＣＫＳＷが「１」であるか否かを再び判別する。この答がＮＯ、すなわちロックスイッチ２６が押されていないときには、前記ステップ２５以降に進む。一方、このステップ４３の答がＹＥＳ、すなわちロックスイッチ２６が押されたときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値が４以上であるか否かを再び判別し（ステップ４４）、この答がＮＯのときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値をインクリメントした（ステップ４５）後、前記ステップ２５以降に進む。
【００３５】
一方、前記ステップ４４の答がＹＥＳ、すなわちＣＮＴ＿ＬＯＣＫ≧４になり、ロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの入力状態が、４回以上連続して確認されたときには、ロックモードの実行条件が最終的に成立したとして、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットし（ステップ４６）、ロックモード実行スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ１を「０」にセットする（ステップ４７）とともに、ロックモード解除スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ２およびロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴを、それぞれ「１」にセットする（ステップ４８、４９）。次いで、ロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤを算出し（ステップ５０）、ロックモードを実行する。これについては後述する。また、ロックモードの実行に伴い、ロックスイッチが点灯し、ロックモード中であることが運転者に知らされる。
【００３６】
上記のようにロックモードに移行した後は、シフト位置ＰＯＳＩやエンジン回転数ＮＥなどの前述した条件が維持されている限り、前記ステップ３４を通るとともに、その答がＹＥＳになるので、次にステップ５１に進み、ロックモード中のロックスイッチ操作処理を実行する。図４は、そのサブルーチンを示している。この処理ではまず、ロックモード解除スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ２が「１」であるか否かを判別する（ステップ６１）。ロックモードへの移行直後は、この答がＹＥＳになるので、次にステップ６２に進み、ロックスイッチフラグＦ＿ＬＯＣＫＳＷが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳのときには、ロックモードへの移行後にロックスイッチ２６が引き続き押されている状態であるとして、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットし（ステップ６３）、本プログラムを終了する。
【００３７】
前記ステップ６２の答がＮＯ、すなわちロックモードへの移行後、ロックスイッチ２６の操作が終了したときには、前記ステップ３８、３９と同様、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値が４以上であるか否かを判別し（ステップ６４）、この答がＮＯのときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値をインクリメントし（ステップ６５）、本プログラムを終了する。一方、ステップ６４の答がＹＥＳ、すなわちロックスイッチ２６の操作終了状態が、４回以上連続して確認されたときには、ロックモード解除のためのロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの受付条件が成立したとして、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットする（ステップ６６）とともに、そのことを表すためにロックモード解除スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ２を「０」にセットし（ステップ６７）、本プログラムを終了する。
【００３８】
このステップ６７の実行後は、前記ステップ６１の答がＮＯとなるので、次にステップ６８に進み、ロックスイッチフラグＦ＿ＬＯＣＫＳＷが「１」であるか否かを再び判別する。この答がＮＯ、すなわちロックモード中にロックスイッチ２６の操作がないときには、そのまま本プログラムを終了する。一方、前記ステップ６８の答がＹＥＳ、すなわちロックモード中にロックスイッチ２６が押されたときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値が４以上であるか否かを再び判別する（ステップ６９）。この答がＮＯのときには、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫの値をインクリメントする（ステップ７０）。一方、ステップ６９の答がＹＥＳ、すなわちロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷの入力状態が、４回以上連続して確認されたときには、ロックモードを解除すべきとして、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫを「０」にリセットする（ステップ７１）とともに、ロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴを「０」にセットし（ステップ７２）、本プログラムを終了する。これにより、ロックモードが解除される。
【００３９】
図５は、これまでに述べたロックスイッチ２６の操作状況とロックモードの実行・解除との関係の一例を示すタイムチャートである。シフト位置が時刻ｔ０で「Ｄ５」から「Ｒ」に切り換えられ、その後はロックモード実行のための車両２側の条件が継続して満たされているとすると、まず、図３のステップ４１の実行により、ロックモード実行スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ１が「１」になり（時刻ｔ１）、ロックモード実行の受付状態になる。この状態でロックスイッチ２６が押されると（時刻ｔ２）、ステップ４３がＹＥＳとなり、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫのカウント時間の経過後（時刻ｔ３）、ステップ４７〜４９の実行により、Ｆ＿ＬＯＣＫＭ１値が「０」になるとともに、ロックモード解除スイッチ条件成立フラグＦ＿ＬＯＣＫＭ２およびロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴがそれぞれ「１」になり、ロックモードに移行する。
【００４０】
その後、ロックスイッチ２６の操作が終了すると（時刻ｔ４）、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫのカウント時間の経過後（時刻ｔ５）、図４のステップ６７の実行により、Ｆ＿ＬＯＣＫＭ２値が再び「０」になり、ロックモード解除の受付状態になる。この状態でロックスイッチ２６が再び押されると（時刻ｔ６）、ステップ６８がＹＥＳとなり、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫのカウント時間の経過後（時刻ｔ７）、ステップ７２の実行により、ロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴが「０」になり、ロックモードが解除される。以上のような制御により、モーメンタリースイッチで構成したロックスイッチ２６からのロックスイッチ信号ＬＯＣＫＳＷに応じて、ロックモードの実行または解除を適切に行えるとともに、ロックカウンタＣＮＴ＿ＬＯＣＫによって、ロックモード制御のチャタリングを回避することができる。
【００４１】
図２に戻り、前記ステップ３１の答がＮＯ、すなわちシフト位置が「Ｄ５」「Ｄ４」「３」「Ｎ」または「Ｐ」のいずれかであるときには、ロックモードフラグＦ＿ＬＯＣＫＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ５２）。この答がＮＯ、すなわちロックモード中でないときには、前記ステップ２２以降に進み、本プログラムを終了する。このように、シフト位置が「Ｒ」「１」および「２」以外であるときには、ロックスイッチ２６の操作状況にかかわらず、ロックモードは原則として実行されない。これは、ロックモードによる大きな後輪駆動力を必要とするスタック脱出時などには、運転者はシフトレバーを「Ｒ」「１」または「２」に操作するのが通常だからである。したがって、このような制御により、不要なロックモードの実行を回避することができる。
【００４２】
一方、前記ステップ５２の答がＹＥＳ、すなわちロックモード中にシフトレバーが「Ｒ」「１」および「２」以外のシフト位置に切り換えられたときには、ロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫの値がその所定値＃ＴＭＬＯＣＫＡＴ（例えば３秒相当）以上であるか否かを判別する（ステップ５３）。この答がＮＯ、すなわちＴＭＬＯＣＫ＜＃ＴＭＬＯＣＫＡＴのときには、ロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫの値をインクリメントした（ステップ５４）後、前記ステップ３３に進む。一方、前記ステップ５３の答がＹＥＳ、すなわちＴＭＬＯＣＫ≧＃ＴＭＬＯＣＫＡＴのときには、前記ステップ２２以降に進み、ロックモードを解除する。
【００４３】
以上のように、ロックモード中にシフトレバーが「Ｒ」「１」および「２」以外のシフト位置にシフトされたときには、ロックスイッチ２６の操作状況にかかわらず、ロックモードが自動的に解除される。これにより、ロックモードを早期に解除でき、その実行期間を短縮することができる。また、このロックモードの解除を、ロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫによる計時時間の経過後に行うので、スタック脱出用のシフトレバーのクイック操作が行われた場合に、その途中でシフトレバーが「Ｒ」「１」および「２」以外のシフト位置を通っても、ロックモードは解除されず、それによる大きな後輪駆動力を維持できることで、クイック操作によるスタック脱出を支障なく行うことができる。
【００４４】
図６は、これまでに述べた車両２の運転状態およびロックスイッチ２６の操作状況とロックモードの実行・解除との関係の一例を示すタイムチャートである。まず、シフト位置が「Ｄ５」の状態で車両２が減速されているとすると、この状態では、たとえロックスイッチ２６が押されたとしても（時刻ｔ１０）、図２のステップ３１および５２がＮＯとなることで、ロックモードは実行されない。その後、車両２が停止し、シフト位置を「Ｒ」にした（時刻ｔ１１）後に、ロックスイッチ２６が押されると（時刻ｔ１２）、前述した条件の下、図３のステップ４３がＹＥＳとなることで、ロックモードが実行される。
【００４５】
その後、発進および再停止した後の発進時に、車両２がスタックし、ロックモード状態でシフトレバーのクイック操作が行われた場合には（ｔ１３〜ｔ１４の期間）、この期間中、ロックモード解除タイマＴＭＬＯＣＫの値が所定値＃ＴＭＬＯＣＫＡＴに達しない（図２のステップ５３：ＮＯ）ことで、ロックモードが維持され、スタック脱出を確実に行うことができる。また、クイック操作が終了した（ｔ１５）後は、タイマＴＭＬＯＣＫの値が所定値＃ＴＭＬＯＣＫＡＴに達した時点（時刻ｔ１６）で、ステップ５３の答がＹＥＳになることで、ロックモードが自動的に解除される。
【００４６】
次に、図７を参照しながら、図３のステップ５０で実行されるロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤの算出処理について説明する。まず、ステップ８１において、車両速度ＶＣＡＲに応じ、図８に一例を示すＶＣＡＲ−ＬＯＣＫＴテーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＬＯＣＫを求め、ロックモード用伝達トルクの基本値ＬＯＣＫＴとして設定する。なお、この車両速度ＶＣＡＲは、リヤ側の左右のフィルタ後車輪速度ＦＶＷ３、ＦＶＷ４のうちの小さい方の値として求められる。
【００４７】
このテーブルでは、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＬＯＣＫは、車両速度ＶＣＡＲが所定速度Ｘ０（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下のときに最大の所定値Ｙ０（最大伝達トルク）に、所定速度Ｘ１（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上のときに最小の所定値Ｙ１（例えば値０）にそれぞれ設定され、所定速度Ｘ０、Ｘ１の間では、車両速度ＶＣＡＲが大きいほど、小さな値になるようにリニアに設定されている。このような設定により、ロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤの基本値ＬＯＣＫＴは、車両速度ＶＣＡＲが小さいときに、最大値ＬＯＣＫＴＹ０に設定されるとともに、車両速度ＶＣＡＲが増大するのに伴って漸減し、最終的に値０になるので、後輪Ｗ３、Ｗ４へ駆動力を伝達する必要の度合に応じて、電磁クラッチ１０を効率良く作動させることができる。
【００４８】
次に、駆動トルクフラグＦ＿ＴＤが「１」であるか否かを判別する（ステップ８２）。この駆動トルクフラグＦ＿ＴＤは、図１０に示す駆動トルク算出処理で設定されるので、以下、この駆動トルク算出処理を先に説明するものとする。この処理は、エンジン３から出力されたエンジントルクに基づき、自動変速機４の出力側に出力されている駆動トルクＴＤ（前輪Ｗ１、Ｗ２の駆動力）を算出するものである。
【００４９】
まず、ステップ９１において、ギヤレシオ算出処理を実行することにより、シフト位置ＰＯＳＩおよびギヤ位置ＳＦＴに基づいて、ギヤレシオＮＩを算出する。次に、慣性補正トルク算出処理を実行し（ステップ９２）、慣性補正トルクＴＭを算出する。この慣性補正トルクＴＭは、加速の際に車輪Ｗ１〜Ｗ４を回転させるためのトルクがギヤ位置ごとに異なることから、このことを駆動トルクに反映させるためのものであり、詳細は省略するが、シフト位置ＰＯＳＩ、ギヤ位置ＳＦＴおよび車輪Ｗ１〜Ｗ４の加速度などに基づいて、算出される。
【００５０】
次に、トルクコンバータ４ａの入出力回転比ＥＴＲに応じ、図示しないテーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＥＴＲを求め、トルコン増幅率ＫＥＴＲとして設定する（ステップ９３）。次に、シフト位置ＰＯＳＩの値が２以上であるか否かを判別する（ステップ９４）。この答がＹＥＳ、すなわちシフト位置が「１」〜「Ｄ５」または「Ｒ」のいずれかであるときには、フェールセーフフラグＦ＿ＦＩＦＳＤが「１」であるか否かを判別する（ステップ９５）。この答がＮＯ、すなわちエンジン３の故障が検出されていないときには、ステップ９６に進み、前記ステップ９１〜９３で求めたギヤレシオＮＩ、慣性補正トルクＴＭおよびトルコン増幅率ＫＥＴＲを用い、ＴＤ＝ＴＥＣ×ＫＥＴＲ×ＮＩ−ＴＭによって、正常時用の駆動トルクＴＤを算出する。ここで、ＴＥＣは、吸気管内絶対圧ＰＢＡおよびエンジン回転数ＮＥに基づいて算出した基本エンジントルクＴＥを、エンジン水温や吸気温などに応じて補正したものである。
【００５１】
一方、前記ステップ９５の答がＹＥＳ、すなわちエンジン３の故障が検出されているときには、ステップ９７に進み、上記基本エンジントルクＴＥを用い、ＴＤ＝ＴＥ×ＫＥＴＲ×ＮＩ−ＴＭによって、故障時用の駆動トルクＴＤを算出する。
【００５２】
次いで、前記ステップ９６または９７で算出した駆動トルクＴＤが値０よりも大きいか否かを判別する（ステップ９８）。この答がＹＥＳ、すなわち駆動トルクＴＤ＞０であって、加速中のときには、駆動トルクフラグＦ＿ＴＤを「０」にセットする（ステップ９９）一方、ステップ９８の答がＮＯ、すなわちＴＤ≦０であって、減速中のときには、駆動トルクフラグＦ＿ＴＤを「１」にセットし（ステップ１００）、本プログラムを終了する。また、前記ステップ９４の答がＮＯ、すなわちシフト位置が「Ｎ」「Ｐ」「Ｒ」またはノーポジション状態のいずれかであるときには、停車中であるとして、前記ステップ１００を実行し、駆動トルクフラグＦ＿ＴＤを「０」にセットし、本プログラムを終了する。以上のように、駆動トルクフラグＦ＿ＴＤは、駆動トルクＴＤ＞０であって、加速中のときに「０」にセットされ、ＴＤ≦０であって、減速中または停車中のときに「１」にセットされる。
【００５３】
図７に戻り、前記ステップ８２の答がＮＯ、すなわちＦ＿ＴＤ＝０であって、加速中のときには、駆動トルクＴＤに応じ、図９に一例を示すＴＤ−ＫＬＯＣＫテーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＬＯＣＫを求め、節電係数ＫＬＯＣＫとして設定する。このテーブルでは、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＬＯＣＫは、駆動トルクＴＤが所定トルクＸ０（例えば０）以下のときに値１．０未満の所定値Ｙ０に、所定トルクＸ１以上のときに所定値Ｙ１（例えば＝１．０）にそれぞれ設定され、所定トルクＸ０、Ｘ１の間では、駆動トルクＴＤが大きいほど、大きな値になるようにリニアに設定されている。
【００５４】
一方、前記ステップ８２の答がＹＥＳ、すなわちＦ＿ＴＤ＝１であって、減速中または停車中のときには、上記所定トルクＸ０に対応するテーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＬＯＣＫを求め、節電係数ＫＬＯＣＫとして設定する。すなわち、減速中または停車中のときは、節電係数ＫＬＯＣＫは、最小の所定値Ｙ０に設定される。
【００５５】
次いで、前記ステップ８３または８４で設定した節電係数ＫＬＯＣＫを、前記ステップ８１で求めた基本値ＬＯＣＫＴに乗算することによって、ロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤを算出し（ステップ８５）、本プログラムを終了する。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、基本値ＬＯＣＫＴは、車両速度ＶＣＡＲに応じて設定され、所定速度Ｘ０以下のときに最大値ＬＯＣＫＴＹ０に設定される。また、加速中であって、駆動トルクＴＤが所定トルクＸ１以上のときに、節電係数ＫＬＯＣＫが値１．０に設定される。そして、ロックモード用伝達トルクＬＯＣＫＤは、基本値ＬＯＣＫＴ＝最大値ＬＯＣＫＴＹ０で、かつ節電係数ＫＬＯＣＫ＝１．０のときに、最大伝達トルク（＝ＬＯＣＫＴＹ０×ＫＬＯＣＫ＝ＬＯＣＫＴＹ０）に設定され、このときに得られる電磁クラッチ１０の締結力が、前輪Ｗ１、Ｗ２と後輪Ｗ３、Ｗ４との間をロック可能な最大締結力である。
【００５７】
また、加速中であっても、駆動トルクＴＤが所定トルクＸ１未満のときには、節電係数ＫＬＯＣＫが上述のように設定されることで、電磁クラッチ１０締結力は、ロック可能な最大締結力よりも小さく制限され、駆動トルクＴＤが小さいほど、より小さな値に設定される。例えば、渋滞走行時などにアクセルをほとんど踏まない状態では、加速度が小さく、駆動トルクＴＤが非常に小さいことで、電磁クラッチ１０の締結力は大きく低減される。また、減速中には、節電係数ＫＬＯＣＫが最小値に設定されることによって、電磁クラッチ１０の締結力もまた、基本値ＬＯＣＫＴに応じた最小値に設定される。
【００５８】
以上のように、電磁クラッチ１０の締結力を、エンジン３から主駆動輪Ｗ１、Ｗ２に出力されている実際の駆動トルクＴＤに応じて、それが小さいほど、より小さな締結力になるように適切に制限できる。これにより、電磁クラッチ１０をロックモード中において無駄なく効率的に作動させることができ、電磁クラッチの締結力を一定の最大値にしてロックモードを行っていた従来と比較して、消費電力を大幅に削減でき、節電を図ることができる。
【００５９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、前輪駆動を基本とするパートタイム四輪駆動車両の駆動力制御装置に本発明を適用した例であるが、本発明は、これに限らず、後輪駆動を基本とするパートタイム四輪駆動車両の駆動力制御装置にも、同様に適用することが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の四輪駆動車両の駆動力制御装置は、ロックモード中において、主駆動輪の駆動力を副駆動輪に配分するクラッチの締結力を適切に制御でき、それにより、クラッチを無駄なく効率的に作動させることができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による駆動力制御装置を適用した四輪駆動車両の概略構成図である。
【図２】ロックモード制御のメインフローを示すフローチャートである。
【図３】図２のメインフローの残りの部分を示すフローチャートである。
【図４】ロックモード中のロックスイッチ操作処理のサブルーチンのフローチャートである。
【図５】ロックスイッチの操作状況とロックモードの実行・解除との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図６】車両の運転状態およびロックスイッチの操作状況とロックモードの実行・解除との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図７】ロックモード用伝達トルクの算出サブルーチンのフローチャートである。
【図８】ＶＣＡＲ−ＬＯＣＫＴテーブルの一例を示す図である。
【図９】ＴＤ−ＫＬＯＣＫテーブルの一例を示す図である。
【図１０】駆動トルクの算出サブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 駆動力制御装置
２ 車両（四輪駆動車両）
３ エンジン
１０ 電磁クラッチ（クラッチ）
１１ ２／４ＷＤ・ＥＣＵ（ロックモード実行手段、駆動力算出手段、 締結力制限手段、ロックモード用締結力設定手段）
２６ ロックスイッチ（入力手段）
Ｗ１、Ｗ２ 前輪
Ｗ３、Ｗ４ 後輪
Ｘ１ 所定トルク（所定値）
ＫＬＯＣＫ 節電係数

Claims (2)

1. 前後の車輪のいずれか一方を、エンジンに接続された主駆動輪とし、他方を、当該主駆動輪にクラッチを介して接続された副駆動輪とするとともに、前記クラッチの制御モードとして、検出手段により検出された車両の運転状態に応じて、前記クラッチの締結力を変化させることにより、前記副駆動輪に配分する駆動力を制御する通常制御と、当該車両の運転者による入力手段の操作状態に応じて、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間をロックするロックモードを実行するロックモード制御と、を有する四輪駆動車両の駆動力制御装置であって、
   前記入力手段が操作されたときに、前記ロックモード中における前記クラッチの締結力を、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間をロック可能な締結力に制御することによって、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間をロックするロック実行手段と、
   前記エンジンから前記主駆動輪側に出力されている駆動力を算出する駆動力算出手段と、
   当該駆動力算出手段により算出された駆動力が所定値未満のときに、前記ロックモード中における前記クラッチの締結力を、前記ロック可能な締結力よりも小さな締結力に制限する締結力制限手段と、を備え、
   前記締結力制限手段は、前記ロックモード中における前記クラッチの締結力を、前記算出された駆動力が小さいほど、より小さな締結力に制限することを特徴とする四輪駆動車両の駆動力制御装置。
2. 前記車両の速度を検出する車両速度検出手段をさらに備え、
   前記ロック実行手段は、前記算出された駆動力が前記所定値以上で、かつ前記検出された車両速度が所定速度以下のときに、前記ロックモード中における前記クラッチの締結力を、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間をロック可能な最大締結力に制御することを特徴とする、請求項１に記載の四輪駆動車両の駆動力制御装置。

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