JP4496714B2 - Transfer mode switching control device for transfer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の操作による駆動モード切替操作時、自動変速機がニュートラルレンジ位置であるという条件を含む所定の切替条件を満足するときに駆動モード位置の切替制御が実行されるトランスファの駆動モード切替制御装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、変速機からの動力を2輪駆動と4輪駆動とに切り替えると共に、4輪駆動状態をハイモード位置とローモード位置で切り替えるパートタイム方式のトランスファの駆動モード切替制御装置は、ハイモード位置とローモード位置との間での切り替え時の安全性を向上することを目的とし、変速機がニュートラルであること、ブレーキの作動状態がONであること、車速が所定の車速以下であること、エンジン回転数が所定の回転数以下であること、が同時に満たされている場合にのみ駆動モードの切り替えを許可するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−280491号公報(第7頁、段落
【0004】
)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトランスファの駆動モード切替制御装置にあっては、自動変速機のフリクショントルクにかかわらず、シフトアクチュエータに対して指令する切替作動トルクを一定トルク(=一定電流値)により与えるようにしているため、自動変速機のフリクショントルクが最も大きな状況下でも切替作動が確保されるように大きな電流値印加となり、フリクショントルクが小さい自動変速機作動油の高油温時には、シフトアクチュエータの消費電流が増えて燃費が悪化してしまうという問題がある。
【0006】
ちなみに、自動変速機のフリクショントルクは、自動変速機をニュートラルレンジ位置として摩擦締結要素を解放したときの残留作動油によるプレート間での引き摺りトルクに、各ベアリング等での摩擦抵抗によるトルクが加わることにより発生する。このフリクショントルクは、全体のトルクのうち、引き摺りトルクが占める割合が大きく、例えば、自動変速機の作動油が低油温時と高油温時とでは、フリクショントルクの大きさがかなり異なる。
【0007】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、自動変速機のフリクショントルクの大きさにかかわらず、確実な切替作動の確保と、シフトアクチュエータでの消費エネルギ低減による燃費の向上と、の両立を図ることができるトランスファの駆動モード切替制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
運転者の操作による駆動モードの切替時であって、自動変速機がニュートラルレンジ位置であるという条件を含む所定の切替条件を満足するとき、駆動モードの切替作動指令をシフトアクチュエータに対し出力する駆動モード切替制御手段を備えたトランスファの駆動モード切替制御装置において、
前記自動変速機をニュートラルレンジ位置にしたときのフリクショントルクを推定するフリクショントルク推定手段を設け、
前記駆動モード切替制御手段は、ハイモード位置とローモード位置との間の切り替え時、前記シフトアクチュエータに対して指令する切替作動トルクを、推定されるフリクショントルクに応じた可変トルクにより設定するとともに、切替応答時間目標値を予め設定し、実切替応答時間が切替応答時間目標値となるように決定されたフリクショントルクと切替作動トルクとの関係特性により設定する切替作動トルク設定部を有する手段とした。
【0009】
ここで、「フリクショントルク推定手段」とは、例えば、自動変速機の作動油温を検出する油温センサにより検出される油温が低いほどフリクショントルクが大きいと推定する手段をいう。
【0010】
【発明の効果】
よって、本発明のトランスファの駆動モード切替制御装置にあっては、駆動モード切替制御手段において、ハイモード位置とローモード位置との間の切り替え時、シフトアクチュエータに対して指令する切替作動トルクを、推定されるフリクショントルクに応じた可変トルクにより設定するようにしたため、自動変速機のフリクショントルクの大きさにかかわらず、確実な切替作動の確保と、シフトアクチュエータでの消費エネルギ低減による燃費の向上と、の両立を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトランスファの駆動モード切替制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す第1実施例に基づいて説明する。
【0012】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
図1は第1実施例のトランスファの駆動モード切替制御装置を示す全体システム図である。図1において駆動系の構成を説明すると、1はエンジン、2は自動変速機、3は自動変速機出力軸、4はトランスファ、5はリヤプロペラシャフト、6はリヤディファレンシャル、7は左後輪ドライブシャフト、8は右後輪ドライブシャフト、9は左後輪、10は右後輪、11はフロントプロペラシャフト、12はフロントディファレンシャル、13は左前輪ドライブシャフト、14は右前輪ドライブシャフト、15は左前輪、16は右前輪である。
【0013】
前記トランスファ4での2WD選択時には、エンジン1及び自動変速機2を経過した駆動力を、トランスファ4→リヤプロペラシャフト5→リヤディファレンシャル6→左右後輪ドライブシャフト7,8→左右後輪9,10に伝達する後輪駆動状態を実現する。
【0014】
前記トランスファ4での4WD選択時には、エンジン1及び自動変速機2を経過した駆動力を、左右後輪9,10に伝達すると共に、フロントプロペラシャフト11→フロントディファレンシャル12→左右前輪ドライブシャフト13,14→左右前輪15,16に伝達するというように、左右後輪9,10と左右前輪15,16に等配分による駆動力を伝達するリジッド4WD状態を実現する。
【0015】
前記トランスファ4には、駆動伝達チェーン20、ハイギヤ−ローギヤ切替機構21と、2WD−4WD切替機構22と、両切替機構21,22の切替作動を外部からの制御指令にて行うシフトモータ23(シフトアクチュエータ)と、が設けられている。
【0016】
図1において前記シフトモータ23を制御する駆動モード切替制御系の構成を説明すると、24は駆動モード切替スイッチ、25は駆動モード位置センサ、26はトランスファコントロールユニット(駆動モード切替制御手段)、27はインジケータ、28はワーニングランプである。
【0017】
前記駆動モード切替スイッチ24は、車室内のインストルメントパネル位置等の運転者が操作可能な位置に配置され、運転者によるスイッチ切替操作により、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)の切り替えを行うことができる。
【0018】
前記駆動モード位置センサ25は、後述するシフトモータ出力軸23aに設けられ、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)とニュートラル位置(N)と4輪駆動ローモード位置(4LO)とを設定された回動範囲でのスイッチ信号の組み合わせにより判断する4つのシフトアクチュエータ位置スイッチSW1,SW2,SW3,SW4により構成される。
【0019】
前記トランスファコントロールユニット26は、前記駆動モード切替スイッチ24により駆動モード切替信号が入力されると、切替条件を確認した後、前記シフトモータ23の作動を開始し、駆動モード位置センサ25により切り替え後の駆動モード位置の信号を停止信号として、前記シフトモータ23の停止を行う電子制御手段である。
【0020】
このトランスファコントロールユニット26には、駆動モード切替スイッチ24及び駆動モード位置センサ25からの情報以外に、ブレーキスイッチ31からのブレーキ作動信号、右後輪速センサ32からの右後輪速、左後輪速センサ33からの左後輪速、右前輪速センサ34からの右前輪速、左前輪速センサ35からの左前輪速、エンジン回転数センサ36からのエンジン回転数、インヒビタースイッチ37からのA/Tポジション(レンジ位置)、出力軸回転数センサ38からのA/T出力軸回転数、油温センサ39からのA/T作動油温、等の各情報が入力される。
【0021】
前記インジケータ27は、車室内のインストルメントパネル位置等の運転者が視認可能な位置に配置され、トランスファコントロールユニット26からに指令により、トランスファ4にて選択されている駆動モードが表示される。
【0022】
前記ワーニングランプ28は、車室内のインストルメントパネル位置等の運転者が視認可能な位置に配置され、2WD−4WD切替機構22等の4WDシステム故障時や、ハイギヤ−ローギヤ切替機構21等の変速システム故障時、トランスファコントロールユニット26からの指令により、点灯または点滅される。
【0023】
図2は第1実施例の駆動モード切替制御装置が適用されたトランスファを示す断面図である。図3は第1実施例装置の円筒カム転回図である。図2において、40はトランスファケース、41はトランスファ入力軸、21はハイギヤ−ローギヤ切替機構、42はトランスファリヤ出力軸、22は2WD−4WD切替機構、43は入力側チェーンスプロケット、20は駆動伝達チェーン、44は出力側チェーンスプロケット、45はトランスファフロント出力軸、46はスライド軸、47は円筒カム軸、48は円筒カムである。
【0024】
前記ハイギヤ−ローギヤ切替機構21は、前記トランスファ入力軸41と一体に形成されたサンギヤ21aと、前記トランスファケース40に固定されたリングギヤ21bと、両ギヤ21a,21bに噛み合うピニオンを支持するキャリヤ21cと、を有するシングル型遊星歯車列により2段変速ギヤが構成される。そして、サンギヤ21aの側部に配置されたハイギヤ部21dと、キャリヤ21cの側部に配置されたローギヤ部21eと、前記トランスファリヤ出力軸42に摺動可能にスプライン嵌合される第1カップリングスリーブ21fと、該第1カップリングスリーブ21fに係合する第1シフトフォーク21gと、該第1シフトフォーク21gに一端が固定され、他端がスライド軸46に移動可能に設けられる第1スライドスリーブ21hと、該第1スライドスリーブ21hに固定された第1ピン21iと、によりギヤ切替機構が構成される。なお、前記スライド軸46は、トランスファリヤ出力軸42と平行配置で、かつ、トランスファケース40に対し往復移動可能に設けられる。
すなわち、第1カップリングスリーブ21fが図2に示す位置にあるとき、トランスファ入力軸41とトランスファリヤ出力軸42とを、サンギヤ21a及び第1カップリングスリーブ21fを介して直結するハイギヤ(ギヤ比1)が得られる。また、第1カップリングスリーブ21fが図2に示す位置から右側にストロークした位置にあるとき、トランスファ入力軸41とトランスファリヤ出力軸42とを、サンギヤ21a,ピニオン,キャリヤ21c,第1カップリングスリーブ21fを介して連結するローギヤ(減速ギヤ比はサンギヤ歯数とリングギヤ歯数との比)が得られる。
【0025】
前記2WD−4WD切替機構22は、トランスファリヤ出力軸42にスプライン嵌合された4WDギヤ部22aと、トランスファリヤ出力軸42に対し回転可能に設けられた入力側チェーンスプロケット43の側部に配置されたは4WD入力ギヤ部22bと、2WD選択時に4WDギヤ部22aに噛合し4WD選択時に両ギヤ部22a,22bに噛合する第2カップリングスリーブ22cと、該第2カップリングスリーブ22cに係合する第2シフトフォーク22dと、該第2シフトフォーク22dに一端が固定され、他端がスライド軸46に固定される第2スライドスリーブ22eと、該第2スライドスリーブ22eに固定された第2ピン22fと、により構成される。
すなわち、第2カップリングスリーブ22cが図2に示す位置にあるとき、トランスファリヤ出力軸42と入力側チェーンスプロケット44とを切り離す2輪駆動状態(後輪駆動状態)が得られ、第2カップリングスリーブ22cが図2に示す位置から右側にストロークした位置にあるとき、トランスファリヤ出力軸42と入力側チェーンスプロケット44とが、4WDギヤ部22a,第2カップリングスリーブ22c,4WD入力ギヤ部22bを介して連結する4輪駆動状態が得られる。なお、4輪駆動状態では、入力側チェーンスプロケット44に伝達された駆動力が、駆動伝達チェーン20と、出力側チェーンスプロケット44と、トランスファフロント出力軸45と、を介してフロントプロペラシャフト11に伝達される。
【0026】
前記円筒カム軸47は、シフトモータ23のシフトモータ出力軸23aと同軸上に連結され、シフトモータ出力軸23aの回動に伴って回動する軸で、該円筒カム軸47には、前記第1ピン21iが嵌合するハイギヤ−ローギヤカム溝48aと、前記第2ピン22fが嵌合する2WD−4WDカム溝48bとが円筒上に形成された円筒カム48が固定されている。
【0027】
前記ハイギヤ−ローギヤカム溝48aは、図3に示すように、2輪駆動ハイモード位置(2H)から4輪駆動ハイモード位置(4H)までの区間を、円筒カム軸47に直交する直線カム溝とし、4輪駆動ハイモード位置(4H)から4輪駆動ローモード位置(4LO)の少し前までの区間を、円筒カム軸47に傾斜する傾斜カム溝とし、4輪駆動ローモード位置(4LO)の前後の区間を、円筒カム軸47に直交する直線カム溝とし、直線カム溝の端部が円弧状のロー側溝端部48a’に形成されている。
【0028】
前記2WD−4WDカム溝48bは、図3に示すように、円弧状の2WD側溝端部48b’から2輪駆動ハイモード位置(2H)の前後の区間を、円筒カム軸47に直交する直線カム溝とし、2輪駆動ハイモード位置(2H)少し後から4輪駆動ハイモード位置(4H)までの区間を、円筒カム軸47に傾斜する傾斜カム溝とし、4輪駆動ハイモード位置(4H)から4輪駆動ローモード位置(4LO)より少し後までの区間を、円筒カム軸47に直交する直線カム溝としている。
【0029】
図4は第1実施例装置の駆動モード位置センサ25を示す概略図、図5は第1実施例装置の駆動モード位置センサ25の円筒カム回転角に対するシフトアクチュエータ位置スイッチSW1,SW2,SW3,SW4の各信号パターンを示す図、図6は第1実施例装置での駆動モード切替スイッチ操作判断とシフトアクチュエータ位置スイッチSW1,SW2,SW3,SW4の各信号パターンとの対応関係を示す図である。
【0030】
駆動モード位置センサ25は、図4に示すように、モータケースに固定され、シフトモータ軸23aを中心とする4つの環状スイッチ回路を有するスイッチ基板25aと、シフトモータ軸23aに固定され、4つの環状スイッチ回路に対し径方向位置に配置された可動スイッチ部25bと、を有し、4種類のON/OFFスイッチ信号を出すシフトアクチュエータ位置スイッチSW1,SW2,SW3,SW4により構成されている。
【0031】
前記シフトアクチュエータ位置スイッチSW1は、図5に示すように、2WD区間でON、2WD-4H区間と4H区間と4H-N区間とN区間でOFF、N-4LO区間と4LO区間でONを出力する。
【0032】
前記シフトアクチュエータ位置スイッチSW2は、図5に示すように、2WD区間でOFF、2WD-4H区間でON、4H区間と4H-N区間に少し入った区間でOFF、4H-N区間の大半の区間とN区間とN-4LO区間と4LO区間でONを出力する。
【0033】
前記シフトアクチュエータ位置スイッチSW3は、図5に示すように、2WD区間と2WD-4H区間と4H区間でON、4H-N区間とN区間とN-4LO区間と4LO区間でOFFを出力する。
【0034】
前記シフトアクチュエータ位置スイッチSW4は、図5に示すように、2WD区間と2WD-4H区間の大半の区間でOFF、少しの2WD-4H区間と4H区間と4H-N区間でON、N区間とN-4LO区間でOFF、4LO区間でONを出力する。
【0035】
駆動モード切替スイッチ24を2輪駆動ハイモード位置(2H)から4輪駆動ハイモード位置(4H)に切り替えたとき、図6に示すように、シフトアクチュエータ位置スイッチSW2がON→OFFとなることで、2H→4Hの駆動モード切替スイッチ操作を判断することができる。
【0036】
駆動モード切替スイッチ24を4輪駆動ハイモード位置(4H)から4輪駆動ローモード位置(4LO)に切り替えたとき、図6に示すように、シフトアクチュエータ位置スイッチSW4がOFF→ONとなることで、4H→4LOの駆動モード切替スイッチ操作を判断することができる。
【0037】
駆動モード切替スイッチ24を2輪駆動ハイモード位置(2H)から4輪駆動ローモード位置(4LO)に切り替えたとき、図6に示すように、シフトアクチュエータ位置スイッチSW1がON、シフトアクチュエータ位置スイッチSW3がOFF、シフトアクチュエータ位置スイッチSW4がOFF→ONとなることで、2H→4LOの駆動モード切替スイッチ操作を判断することができる。
【0038】
駆動モード切替スイッチ24を4輪駆動ローモード位置(4LO)から4輪駆動ハイモード位置(4H)に切り替えたとき、図6に示すように、シフトアクチュエータ位置スイッチSW3がON→OFFとなることで、4LO→4Hの駆動モード切替スイッチ操作を判断することができる。
【0039】
駆動モード切替スイッチ24を4輪駆動ハイモード位置(4H)から2輪駆動ハイモード位置(2H)に切り替えたとき、または、4輪駆動ローモード位置(4LO)から2輪駆動ハイモード位置(2H)に切り替えたとき、図6に示すように、シフトアクチュエータ位置スイッチSW1がOFF→ONとなることで、4H→2H、4LO→2Hの駆動モード切替スイッチ操作を判断することができる。
【0040】
次に、作用を説明する。
【0041】
[駆動モード切替制御処理]
図7はトランスファコントロールユニット26にて実行される駆動モード切替制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【0042】
ステップS1では、運転者により駆動モード切替スイッチ24に対し駆動モードを切り替える操作が行われたか否かが判断され、YESの場合はステップS2へ移行し、NOの場合はモード切替操作の確認を繰り返す。
【0043】
ステップS2では、ステップS1にて行われた駆動モードのを切替操作が、変速比をハイ側とロー側とで切り替える4輪駆動ハイモード位置(4H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作時、または、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作時、であるか否かが判断され、YESの場合はステップS3へ移行し、NOの場合(変速比をハイ側とロー側とで切り替えない2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)との間の切替操作時)はステップS6へ移行する。
【0044】
ステップS3では、切替条件1を満足しているか否かを確認し、YESの場合はステップS4へ移行し、NOの場合は満足するまでステップS2へ戻る。
ここで、「切替条件1」は、▲1▼自動変速機2のレンジ位置がニュートラルレンジ位置であること、▲2▼車輪速が0km/hであること、▲3▼エンジン回転数が350rpmから1600rpmまでであること、▲4▼ブレーキ作動信号がONであること、の4条件をいう。
【0045】
ステップS4では、ステップS3での切替条件1を満足しているとの判断に基づいて、油温センサ39からのA/T油温を検出し、ステップS5へ移行する(フリクショントルク推定手段)。
【0046】
ステップS5では、ステップS4での油温センサ39からのA/T油温と、図8▲4▼に示す変速機油温−電流値特性に基づいて、シフトモータ23に印加する電流値(=切替作動トルク)を決定する。
【0047】
ステップS6では、ステップS2での判断でNOである時、すなわち、変速比をハイ側とロー側とで切り替えない2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)との間の切替操作時、切替条件2を満足しているか否かを確認し、YESの場合はステップS7へ移行し、NOの場合は満足するまでステップS2へ戻る。
ここで、「切替条件2」は、前後輪の回転速度差が設定速度差(例えば、2WD−4WD切替機構22での4WD側へのギヤ噛み合い動作に支障のない僅かな回転速度差)以下であること、の1つの条件をいう。
【0048】
ステップS7では、ステップS3での切替条件1を満足し、ステップS5で決定された電流値、または、ステップS6での切替条件2を満足し、予め定めた一定値による電流値、により、切り替え後の駆動モードを得る方向に回転作動させる指令をシフトモータ23を出力し、ステップS8へ移行する。
【0049】
ステップS8では、シフトモータ23の作動開始時からの経過時間が制限時間を超えているか否かが判断され、YESの場合はステップS12へ移行し、NOの場合はステップS9へ移行する。
ここで、「制限時間」とは、シフトモータ23を保護するために設定されている最大通電時間(例えば、5秒)である。
【0050】
ステップS9では、ステップS8により制限時間を超えていないと判断された場合、停止信号(駆動モード位置センサ25から切り替え後の駆動モードとなったことを示すスイッチ信号)の出力時か否かが判断され、YESの場合はステップS10へ移行し、NOの場合はステップS7へ戻り、シフトモータ23の作動が継続される。
【0051】
ステップS10では、ステップS9での停止信号の出力に基づいて、シフトモータ23を停止させ、ステップS11へ移行する。
【0052】
ステップS11では、シフトモータ23のモータ回転位置を、モータ回転位置メモリに既に記憶されているモータ回転位置に代え、新たにモータ回転位置として更新し、リターンへ移行する。
【0053】
ステップS12では、ステップS8の判断でシフトモータ23の作動開始時からの経過時間が制限時間を超えている場合、停止信号を出力する駆動モード位置センサ25が故障、あるいは、シフトモータ23が作動停止による故障であると診断し、この故障診断に基づいて、シフトモータ23を停止させる指令を出力し、ステップS13へ移行する。
【0054】
ステップS13では、現在のシフトモータ23のモータ回転位置を判定し、それ以降のシフトモータ23の作動を停止し、駆動モード切替制御を終了する。
【0055】
[2H−4Hとの間での駆動モード切替時]
変速比をハイ側とロー側とで切り替えない2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)との間の切替操作時には、図7のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS6へと進み、ステップS6において、前後輪の回転速度差が設定速度差以下である切替条件2を満足しているか否かを確認し、確認できない場合は、切替条件2を満足するまでステップS2からステップS6へ進む流れを繰り返す。
【0056】
そして、ステップS6において、切替条件2を満足すると、ステップS6からステップS7→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9にて停止信号を入力するまでは、ステップS7→ステップS8→ステップS9を繰り返す流れとなり、切替操作前の駆動モード位置から切替操作後の駆動モード位置へと移行するようにシフトモータ23を回転作動する指令が出される。
【0057】
そして、駆動モード切替制御系が正常であることで、シフトモータ23の作動開始からの経過時間が制限時間内で切替操作後の駆動モード位置まで到達し、ステップS9にて駆動モード位置センサ25から停止信号が出力されると、ステップS10へ進み、ステップS10において、シフトモータ23を停止し、次のステップS11において、シフトモータ23のモータ回転位置が更新される。
【0058】
よって、駆動モード切替制御系の正常時に駆動モード切替スイッチ24により2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)との間の切替操作を行うと、前後輪の回転同期条件である切替条件2を満足するだけで、直ちに駆動モードの切り替え制御が実行される。
【0059】
ここで、切替条件2を前後輪の回転同期条件としたのは、ギヤの噛み合いを伴って第2カップリングスリーブ22cをストロークさせるにあたって、左右前輪15,16により入力側チェーンスプロケット44と共に回される4WD入力ギヤ部22bと、左右後輪9,10によりトランスファリヤ出力軸42と共に回される4WDギヤ部22aとの回転同期が必要となることによる。
【0060】
つまり、2輪駆動ハイモード位置(2H)から4輪駆動ハイモード位置(4H)への切り替え時には、第2カップリングスリーブ22cを、図2に示す2Hの位置から右側にストロークさせ、4WD入力ギヤ部22bに噛み合っている第2カップリングスリーブ22cを4WDギヤ部22aに噛み合わせることで4Hの位置が得られる。逆に、4輪駆動ハイモード位置(4H)から2輪駆動ハイモード位置(2H)への切り替え時には、第2カップリングスリーブ22cを、4Hの位置から左側にストロークさせ、4WDギヤ部22aに噛み合っている第2カップリングスリーブ22cを4WD入力ギヤ部22bに噛み合わせることで2Hの位置が得られる。
【0061】
[駆動モード切替制御系の故障時]
駆動モード切替制御系の故障時(駆動モード位置センサ25の故障時やシフトモータ23の停止故障時、等)に駆動モード切替操作をしたときには、図7のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5(または、ステップS1→ステップS2→ステップS6)からステップS7→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9にて停止信号を入力するまでは、ステップS7→ステップS8→ステップS9を繰り返す流れとなり、シフトモータ23に回転作動指令が出される。
【0062】
ここで、例えば、駆動モード位置センサ25が故障であると、いつまで待ってもステップS9にて停止信号を入力することなく、ステップS8にて制限時間を超えることになる。また、シフトモータ23が停止故障であると、シフトモータ23に対し回転作動指令を出してもシフトモータ23は停止したままで動かないため、ステップS9にて停止信号を入力することなく、ステップS8にて制限時間を超えることになる。
【0063】
そして、ステップS8にて制限時間を超えると、ステップS8からステップS12→ステップS13へと進み、ステップS12において、シフトモータ23の作動が停止され、ステップS13において、モータ回転位置が判定され、その後の駆動モード切替制御が禁止される。
【0064】
よって、駆動モード切替制御系の故障時には、駆動モード切替操作をしても、制限時間までシフトモータ23を作動する指令が出されるだけで、その後、駆動モード切替制御を禁止するという措置により、切替操作前の駆動モードがそのまま維持される。この駆動モード切替制御系の故障時には、ワーニングランプ28を点灯または点滅し、乗員にシステム故障が発生していることを知らせる。
【0065】
[4H−4LO、2H−4LOとの間での駆動モード切替時]
変速比をハイ側とロー側とで切り替える4輪駆動ハイモード位置(4H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作時、または、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作時には、図7のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、ステップS3において、切替条件1(レンジ位置条件、車速条件、エンジン回転数条件、ブレーキ作動条件)を満足しているか否かを確認し、確認できない場合は、切替条件1を満足するまでステップS2からステップS3へ進む流れを繰り返す。
【0066】
そして、ステップS3において、切替条件1を満足すると、ステップS4において、A/T油温が検出され、次のステップS5において、A/T油温検出値と変速機油温−電流値特性(図4▲4▼)に基づいて、シフトモータ23に印加する電流値が決定され、ステップS5からステップS7→ステップS8→ステップS9へと進み、ステップS9にて停止信号を入力するまでは、ステップS7→ステップS8→ステップS9を繰り返す流れとなり、切替操作前の駆動モード位置から切替操作後の駆動モード位置へと移行するようにシフトモータ23を決定した電流値により回転作動する指令が出される。
【0067】
そして、駆動モード切替制御系が正常であることで、シフトモータ23の作動開始からの経過時間が制限時間内で切替操作後の駆動モード位置まで到達し、ステップS9にて駆動モード位置センサ25から停止信号が出力されると、ステップS10へ進み、ステップS10において、シフトモータ23を停止し、次のステップS11において、シフトモータ23のモータ回転位置が更新される。
【0068】
よって、駆動モード切替制御系の正常時に駆動モード切替スイッチ24により4輪駆動ハイモード位置(4H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作、または、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切替操作を行ったときには、レンジ位置条件、車速条件、エンジン回転数条件、ブレーキ作動条件による切替条件1を満足すると、A/T油温に応じてシフトモータ23に印加する電流値が決定され、決定した電流値により駆動モードの切り替え制御が実行される。
【0069】
[変速比の切り替えによる駆動モード切替作用]
変速比をハイ側とロー側とで切り替える4輪駆動ハイモード位置(4H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の駆動モード切替等のように、自動変速機2がニュートラル位置(N)であることを切替条件とする駆動モード切替時には、自動変速機2内の摩擦係合要素が解放されていることで、理論的には自動変速機2からトランスファ4に対しエンジン駆動力が伝達されないが、実際には自動変速機2内の残留作動油により多板クラッチ等のプレート引き摺りによるトルク(=引き摺りトルク)がトランスファ4に伝達され、この引き摺りトルクを主たる原因とする自動変速機2のフリクショントルクの大きさにより、トランスファ4のハイギヤ−ローギヤ切替機構21を切り替えるのに必要とする切替作動トルクが変化する。
【0070】
従来、駆動モード切替時には、シフトモータに対し一定電流値を印加するようにしているため、自動変速機の最大フリクショントルクでもハイ−ロー切替作動ができるように高い電流値に設定した場合には、A/T油温が高い低フリクショントルク時には、電流値の無駄が出て、燃費の悪化を招く。一方、電流値の無駄がないように、低い電流値に設定した場合には、例えば、A/T油温が低い寒冷地等での走行時において、自動変速機のフリクショントルクの大きさより切替作動トルクが低くなり、ハイギヤ−ローギヤ切替機構の切り替え作動が確保できなくなる。
【0071】
これに対し、第1実施例装置では、ハイギヤ−ローギヤ切替機構21の切り替え動作を必要とする4Hと4LOとの間の切替操作、または、2Hと4LOとの間の切替操作を行ったときには、レンジ位置条件、車速条件、エンジン回転数条件、ブレーキ作動条件による切替条件1を満足すると、A/T油温に応じてシフトモータ23に印加する電流値が決定され、決定した電流値により駆動モードの切り替え制御が実行されるため、自動変速機2のフリクショントルクの大きさにかかわらず、確実な切替作動の確保と、シフトモータ23での消費電力低減による燃費の向上と、の両立を図ることができる。
【0072】
ここで、エンジン回転数条件として、エンジン回転数を350rpmから1600rpmまでとした理由を述べる。まず、自動変速機2内の多板クラッチ等の引き摺りにより噛み合い前は相対回転しているため、互いに噛み合う2つのギヤの噛み合い開始部分に、斜め歯面形状を形成することで噛み合い易い構造を採用している。しかし、エンジン回転数が350rpmより低回転数であると、相対回転がほとんど発生しない止まり過ぎ状態となり、例えば、歯面頂部同士が対向している場合には、2つのギヤの噛み合いが困難となることによる。また、エンジン回転数が1600rpmより高回転数であると、相対回転が大きな回り過ぎ状態となり、2つのギヤの噛み合いが困難となることによる。つまり、エンジン回転数を350rpmから1600rpmまでとしたのは、確実にスムーズな2つのギヤ噛み合い作動を達成するためである。
【0073】
[変速機油温−電流値特性の設定]
図7のフローチャートのステップS5においては、A/T油温検出値と変速機油温−電流値特性に基づいて、シフトモータ23に印加する電流値を決定するようにしているが、図4▲4▼に示す変速機油温−電流値特性をどのようにして設定するかについて説明する。
【0074】
まず、自動変速機2のフリクショントルクと電流値と切替応答時間との関係をみると、図8▲1▼に示すように、実験等により得られたフリクショントルク上限値を一定値により規定すると、切替応答時間は電流値が高いほど短い時間となり、電流値が低いほど長い時間となる。そこで、最大電流値(5.0A)の特性とフリクショントルク上限値特性とが交わる点を切替応答時間上限値とする。この切替応答時間上限値は、油温が極低油温で、シフトモータ23に最大電流を印加したときの駆動モード切替に要する時間となる。
【0075】
また、駆動モード切替時のギヤ噛み合い動作による衝撃荷重(変速ショック)と切替応答時間の関係をみると、図8▲2▼に示すように、切替応答時間が短いほど衝撃荷重が大きく、また、切替応答時間が長いほど衝撃荷重が小さくなる。そこで、衝撃荷重上限値を一定値により規定し、衝撃荷重特性と衝撃荷重上限値特性とが交わる点を切替応答時間下限値とする。この切替応答時間下限値は、衝撃荷重を上限値までに抑えるのに最小の切替応答時間となる。
【0076】
よって、衝撃荷重により決められた切替応答時間下限値から、フリクショントルクと電流値とにより決められた切替応答時間上限値までの間の時間を切替応答時間目標値(例えば、1秒程度)として設定する。
【0077】
一方、A/T油温と自動変速機2のフリクショントルクとの間の関係は、図8▲3▼に示すように、A/T油温が低いほどフリクショントルクは高く、また、A/T油温が高いほどフリクショントルクは低いというように、ほぼ反比例の関係特性を示す。
【0078】
以上により、切替応答時間目標値を予め設定しておき、A/T油温をフリクショントルクの推定情報として用い、実切替応答時間が切替応答時間目標値となるように決定されたものが、図8▲4▼に示すA/T油温−電流値の関係特性である。このA/T油温−電流値の関係特性を用いることで、駆動モードの切替時、自動変速機2のフリクショントルクを精度良く推定し、衝撃荷重を小さく抑えながら、最大の切替作動トルク必要時においても切替作動を確保することができる。
なお、A/T油温−電流値の関係特性としては、図8▲4▼に示す直線による線形特性に限らず、直線特性と傾斜線特性との組み合わせ特性や、階段状特性や、非線形特性、等により与えるようにしても良い。
【0079】
次に、効果を説明する。
第1実施例のトランスファの駆動モード切替制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0080】
(1) 自動変速機2と各輪9,10,15,16との間の位置に配置され、高変速比によるハイモード位置と低変速比によるローモード位置との切り替えが可能なハイギヤ−ローギヤ切替機構21を有するトランスファ4と、運転者の操作による駆動モード切替時であって、自動変速機2がニュートラルレンジ位置であるという条件を含む所定の切替条件を満足するとき、駆動モード位置の切替作動指令をシフトアクチュエータに対し出力するトランスファコントロールユニット26と、を備えたトランスファの駆動モード切替制御装置において、前記自動変速機2をニュートラルレンジ位置にしたときのフリクショントルクを推定するフリクショントルク推定手段を設け、前記トランスファコントロールユニット26は、ハイモード位置とローモード位置との間の切り替え時、前記シフトアクチュエータに対して指令する切替作動トルクを、推定されるフリクショントルクに応じた可変トルクにより設定するため、自動変速機2のフリクショントルクの大きさにかかわらず、確実な切替作動の確保と、シフトアクチュエータでの消費エネルギ低減による燃費の向上と、の両立を図ることができる。
【0081】
(2) 前記フリクショントルク推定手段は、自動変速機2の作動油温を検出する油温センサ39により検出される油温が低いほどフリクショントルクが大きいと推定するため、摩擦係合要素の引き摺りトルクを主な原因とするフリクショントルクを、自動変速機2の作動油温により精度良く推定することができる。
【0082】
(3) 前記トランスファコントロールユニット26は、切替応答時間目標値を予め設定し、実切替応答時間が切替応答時間目標値となるように決定されたフリクショントルクと切替作動トルクとの関係特性により設定する切替作動トルク設定部を有するため、駆動モードの切替時、フリクショントルクの大きさにかかわらず、ほぼ目標値による切替応答時間を得ることができる。
【0083】
(4) 前記切替作動トルク設定部は、自動変速機のフリクショントルク上限値と最大切替作動トルクにより決められる切替応答時間上限値と、切替時の衝撃荷重上限値により決められる切替応答時間下限値と、との間の時間を切替応答時間目標値として設定するため、衝撃荷重を小さく抑えながら、最大の切替作動トルク必要時においても切替作動を確保することができる。
【0084】
(5) 前記トランスファ4は、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)とニュートラル位置(N)と4輪駆動ローモード位置(4LO)とを切り替えるハイギヤ−ローギヤ切替機構21と2WD−4WD切替機構22を有し、前記トランスファコントロールユニット26は、ハイモード位置とローモード位置との間の切替操作時、自動変速機2がニュートラルレンジ位置であるレンジ位置条件、車輪速が0km/hであるという車速条件、エンジン回転数が350rpmから1600rpmまでというエンジン回転数条件、ブレーキ作動時であるというブレーキ作動条件、による切替条件を全て満足するとき、油温センサ39により変速機油温を検出し、変速機油温検出値と変速機油温−電流値特性に基づいて、シフトモータ23へ印加する電流値を決めるため、変速機油温により推定される自動変速機2のフリクショントルクの大きさにかかわらず、確実な切替作動の確保と、シフトモータ23での消費電力低減による燃費の向上と、の両立を図ることができる。
【0085】
以上、本発明のトランスファの駆動モード切替制御装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0086】
例えば、第1実施例では、トランスファとして、2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ハイモード位置(4H)とニュートラル位置(N)と4輪駆動ローモード位置(4LO)とを切り替えるハイギヤ−ローギヤ切替機構と2WD−4WD切替機構を有する例を示したが、ハイギヤとローギヤとを切り替えるトランスファであれば実施例記載のものに限定されない。
【0087】
第1実施例では、フリクショントルク推定手段として、自動変速機の作動油温により推定する手段の例を示したが、自動変速機に出力軸にトルクセンサを設けてフリクショントルクを推定するようにしても良いし、また、自動変速機の作動油温により推定した値を、エンジントルクや変速機入力トルクにより補正する事で求めるようにしても良い。
【0088】
第1実施例では、駆動モード切替制御系の故障診断時、それ以降の駆動モードの切り替えを禁止する例を示したが、駆動モード切替制御系の故障のうち、駆動モード位置センサの故障でシフトアクチュエータが正常時には、機械的に動作が停止する両端位置に対応する2輪駆動ハイモード位置(2H)と4輪駆動ローモード位置(4LO)との間の切り替えのみを許可するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のトランスファの駆動モード切替制御装置を示す全体システム図である。
【図2】第1実施例の駆動モード切替制御装置が適用されたトランスファを示す断面図である。
【図3】第1実施例装置におけるトランスファに採用されている円筒カムの展開図である。
【図4】第1実施例装置の駆動モード位置センサを示す概略図である。
【図5】第1実施例装置の駆動モード位置センサの円筒カム回転角に対するシフトアクチュエータ位置スイッチの各信号パターンを示す図である。
【図6】第1実施例装置での駆動モード切替スイッチ操作判断とシフトアクチュエータ位置スイッチの各信号パターンとの対応関係を示す図である。
【図7】第1実施例装置におけるトランスファコントロールユニットにて実行される駆動モード切替制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】第1実施例装置における変速機油温−電流値特性の設定方法説明図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 自動変速機
3 自動変速機出力軸
4 トランスファ
20 駆動伝達チェーン
21 ハイギヤ−ローギヤ切替機構
21i 第1ピン
22 2WD−4WD切替機構
22f 第2ピン
23 シフトモータ(シフトアクチュエータ)
23a シフトモータ出力軸
24 駆動モード切替スイッチ
25 駆動モード位置センサ
26 トランスファコントロールユニット(駆動モード切替制御手段)
40 トランスファケース
41 トランスファ入力軸
42 トランスファリヤ出力軸
43 入力側チェーンスプロケット
44 出力側チェーンスプロケット
45 トランスファフロント出力軸
46 スライド軸
47 円筒カム軸
48 円筒カム
48a ハイギヤ−ローギヤカム溝
48b 2WD−4WDカム溝
2H 2輪駆動ハイモード位置
4H 4輪駆動ハイモード位置
N ニュートラル位置
4LO 4輪駆動ローモード位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a transfer drive in which drive mode position switching control is executed when a predetermined switching condition is satisfied, including a condition that an automatic transmission is in a neutral range position, during a drive mode switching operation by a driver's operation. It belongs to the technical field of mode switching control devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a drive mode switching control device for a part-time transfer that switches power from a transmission between two-wheel drive and four-wheel drive and switches a four-wheel drive state between a high mode position and a low mode position is a high mode position. For the purpose of improving safety when switching between the vehicle and the low mode position, the transmission is in neutral, the brake operating state is ON, the vehicle speed is below a predetermined vehicle speed, Switching of the drive mode is permitted only when the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-280491 A (page 7, paragraph)
[0004]
).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional transfer drive mode switching control device, the switching operation torque commanded to the shift actuator is given by a constant torque (= a constant current value) regardless of the friction torque of the automatic transmission. Therefore, a large current value is applied so that the switching operation can be ensured even in the situation where the friction torque of the automatic transmission is the largest. There is a problem that fuel consumption will worsen by increasing.
[0006]
By the way, the friction torque of the automatic transmission is the addition of the torque due to the frictional resistance at each bearing, etc. to the drag torque between the plates due to residual hydraulic oil when the frictional engagement element is released with the automatic transmission at the neutral range position. Caused by. The friction torque accounts for a large proportion of the total torque, and the magnitude of the friction torque varies considerably, for example, when the hydraulic oil of the automatic transmission is at a low oil temperature and at a high oil temperature.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above problems, and ensures reliable switching operation regardless of the magnitude of friction torque of the automatic transmission, and improvement of fuel consumption by reducing energy consumption in the shift actuator. It is an object of the present invention to provide a transfer drive mode switching control device capable of achieving both.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
Drive that outputs a drive mode switching operation command to the shift actuator when the drive mode is switched by a driver's operation and satisfies a predetermined switching condition including a condition that the automatic transmission is in the neutral range position In the transfer drive mode switching control device including the mode switching control means,
Friction torque estimating means for estimating the friction torque when the automatic transmission is in the neutral range position is provided,
The drive mode switching control means sets a switching operation torque commanded to the shift actuator at the time of switching between the high mode position and the low mode position by a variable torque according to the estimated friction torque. And a switching operation torque setting unit that sets the switching response time target value in advance and sets the actual switching response time based on the relational characteristic between the friction torque and the switching operation torque determined to be the switching response time target value. As a means.
[0009]
Here, the “friction torque estimating means” means, for example, means for estimating that the friction torque is larger as the oil temperature detected by the oil temperature sensor for detecting the hydraulic oil temperature of the automatic transmission is lower.
[0010]
【The invention's effect】
Therefore, in the drive mode switching control device of the transfer according to the present invention, the switching operation torque commanded to the shift actuator at the time of switching between the high mode position and the low mode position in the drive mode switching control means, Since the variable torque is set according to the estimated friction torque, reliable switching operation is ensured regardless of the friction torque of the automatic transmission, and fuel consumption is improved by reducing energy consumption in the shift actuator. , Both can be achieved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a transfer drive mode switching control device of the present invention will be described based on a first example shown in the drawings.
[0012]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a transfer drive mode switching control apparatus according to a first embodiment. In FIG. 1, the structure of the drive system will be described. 1 is an engine, 2 is an automatic transmission, 3 is an automatic transmission output shaft, 4 is a transfer, 5 is a rear propeller shaft, 6 is a rear differential, and 7 is a left rear wheel drive. Shaft, 8 is the right rear wheel drive shaft, 9 is the left rear wheel, 10 is the right rear wheel, 11 is the front propeller shaft, 12 is the front differential, 13 is the left front wheel drive shaft, 14 is the right front wheel drive shaft, and 15 is the left A front wheel, 16 is a right front wheel.
[0013]
When 2WD is selected in the transfer 4, the driving force that has passed through the engine 1 and the automatic transmission 2 is transferred to the transfer 4 → the rear propeller shaft 5 → the rear differential 6 → the left and right rear wheel drive shafts 7 and 8 → the left and right rear wheels 9 and 10. The rear wheel drive state transmitted to is realized.
[0014]
When 4WD is selected by the transfer 4, the driving force that has passed through the engine 1 and the automatic transmission 2 is transmitted to the left and right rear wheels 9, 10, and the front propeller shaft 11 → the front differential 12 → the left and right front wheel drive shafts 13,14. → A rigid 4WD state in which a driving force by equal distribution is transmitted to the left and right rear wheels 9 and 10 and the left and right front wheels 15 and 16 is transmitted to the left and right front wheels 15 and 16.
[0015]
The transfer 4 includes a drive motor 20, a high gear-low gear switching mechanism 21, a 2WD-4WD switching mechanism 22, and a shift motor 23 that performs switching operation of both the switching mechanisms 21 and 22 by an external control command. Actuator).
[0016]
The configuration of the drive mode switching control system for controlling the shift motor 23 will be described with reference to FIG. 1. 24 is a drive mode switch, 25 is a drive mode position sensor, 26 is a transfer control unit (drive mode switching control means), and 27 is An indicator 28 is a warning lamp.
[0017]
The drive mode changeover switch 24 is disposed at a position that can be operated by the driver, such as an instrument panel position in the passenger compartment, and a two-wheel drive high mode position (2H) and a four-wheel drive high position by a switch changeover operation by the driver. Switching between the mode position (4H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) can be performed.
[0018]
The drive mode position sensor 25 is provided on a shift motor output shaft 23a, which will be described later, and includes a two-wheel drive high mode position (2H), a four-wheel drive high mode position (4H), a neutral position (N), and a four-wheel drive low mode. The position (4LO) is constituted by four shift actuator position switches SW1, SW2, SW3, SW4 that are determined by a combination of switch signals within a set rotation range.
[0019]
The transfer control unit 26 starts the operation of the shift motor 23 after confirming the switching condition when the driving mode switching signal is input by the driving mode switching switch 24, and after the switching by the driving mode position sensor 25. Electronic control means for stopping the shift motor 23 using the signal at the drive mode position as a stop signal.
[0020]
In addition to the information from the drive mode changeover switch 24 and the drive mode position sensor 25, the transfer control unit 26 includes a brake operation signal from the brake switch 31, a right rear wheel speed from the right rear wheel speed sensor 32, and a left rear wheel. Left rear wheel speed from speed sensor 33, right front wheel speed from right front wheel speed sensor 34, left front wheel speed from left front wheel speed sensor 35, engine speed from engine speed sensor 36, A / from inhibitor switch 37 Information such as the T position (range position), the A / T output shaft rotational speed from the output shaft rotational speed sensor 38, and the A / T hydraulic oil temperature from the oil temperature sensor 39 is input.
[0021]
The indicator 27 is disposed at a position where the driver can visually recognize the instrument panel position or the like in the vehicle interior, and the drive mode selected by the transfer 4 is displayed by a command from the transfer control unit 26.
[0022]
The warning lamp 28 is disposed at a position where the driver can visually recognize the position of the instrument panel or the like in the vehicle interior, and when a 4WD system such as the 2WD-4WD switching mechanism 22 fails or a speed change system such as the high gear-low gear switching mechanism 21. When a failure occurs, it is turned on or blinked according to a command from the transfer control unit 26.
[0023]
FIG. 2 is a sectional view showing a transfer to which the drive mode switching control device of the first embodiment is applied. FIG. 3 is a cylindrical cam turning diagram of the apparatus of the first embodiment. In FIG. 2, 40 is a transfer case, 41 is a transfer input shaft, 21 is a high gear-low gear switching mechanism, 42 is a transfer rear output shaft, 22 is a 2WD-4WD switching mechanism, 43 is an input side chain sprocket, and 20 is a drive transmission chain. , 44 is an output side chain sprocket, 45 is a transfer front output shaft, 46 is a slide shaft, 47 is a cylindrical cam shaft, and 48 is a cylindrical cam.
[0024]
The high gear-low gear switching mechanism 21 includes a sun gear 21a formed integrally with the transfer input shaft 41, a ring gear 21b fixed to the transfer case 40, and a carrier 21c that supports a pinion that meshes with both the gears 21a and 21b. The two-stage transmission gear is constituted by a single type planetary gear train having Then, a high gear portion 21d disposed on the side portion of the sun gear 21a, a low gear portion 21e disposed on the side portion of the carrier 21c, and a first coupling that is slidably fitted to the transfer rear output shaft 42. A sleeve 21f, a first shift fork 21g engaged with the first coupling sleeve 21f, a first slide sleeve having one end fixed to the first shift fork 21g and the other end movably provided on the slide shaft 46 A gear switching mechanism is configured by 21h and the first pin 21i fixed to the first slide sleeve 21h. The slide shaft 46 is disposed in parallel with the transfer rear output shaft 42 and is capable of reciprocating with respect to the transfer case 40.
That is, when the first coupling sleeve 21f is in the position shown in FIG. 2, the high gear (gear ratio 1) that directly connects the transfer input shaft 41 and the transfer rear output shaft 42 via the sun gear 21a and the first coupling sleeve 21f. ) Is obtained. Further, when the first coupling sleeve 21f is at the position stroked to the right from the position shown in FIG. 2, the transfer input shaft 41 and the transfer rear output shaft 42 are connected to the sun gear 21a, the pinion, the carrier 21c, and the first coupling sleeve. A low gear (a reduction gear ratio is a ratio of the number of sun gear teeth to the number of ring gear teeth) coupled through 21f is obtained.
[0025]
The 2WD-4WD switching mechanism 22 is disposed on the side of a 4WD gear portion 22a that is spline-fitted to the transfer output shaft 42, and an input side chain sprocket 43 that is rotatable with respect to the transfer output shaft 42. Or a 4WD input gear portion 22b, a second coupling sleeve 22c that engages with the 4WD gear portion 22a when 2WD is selected and engages with both gear portions 22a and 22b when 4WD is selected, and engages with the second coupling sleeve 22c. The second shift fork 22d, a second slide sleeve 22e having one end fixed to the second shift fork 22d and the other end fixed to the slide shaft 46, and a second pin 22f fixed to the second slide sleeve 22e And composed of
That is, when the second coupling sleeve 22c is in the position shown in FIG. 2, a two-wheel drive state (rear wheel drive state) in which the transfer output shaft 42 and the input side chain sprocket 44 are separated is obtained. When the sleeve 22c is in a position stroked to the right from the position shown in FIG. 2, the transfer rear output shaft 42 and the input side chain sprocket 44 connect the 4WD gear portion 22a, the second coupling sleeve 22c, and the 4WD input gear portion 22b. The four-wheel drive state which connects via this is obtained. In the four-wheel drive state, the driving force transmitted to the input side chain sprocket 44 is transmitted to the front propeller shaft 11 via the drive transmission chain 20, the output side chain sprocket 44, and the transfer front output shaft 45. Is done.
[0026]
The cylindrical cam shaft 47 is coaxially connected to the shift motor output shaft 23a of the shift motor 23, and rotates with the rotation of the shift motor output shaft 23a. A cylindrical cam 48 in which a high gear-low gear cam groove 48a in which the 1 pin 21i is fitted and a 2WD-4WD cam groove 48b in which the second pin 22f is fitted is formed on the cylinder is fixed.
[0027]
As shown in FIG. 3, the high gear-low gear cam groove 48 a is a straight cam groove perpendicular to the cylindrical cam shaft 47 from the two-wheel drive high mode position (2H) to the four-wheel drive high mode position (4H). A section from the four-wheel drive high mode position (4H) to a little before the four-wheel drive low mode position (4LO) is an inclined cam groove inclined to the cylindrical cam shaft 47, and the four-wheel drive low mode position (4LO) The front and rear sections are straight cam grooves orthogonal to the cylindrical cam shaft 47, and the end portions of the straight cam grooves are formed in the arc-shaped low side groove end portion 48a ′.
[0028]
As shown in FIG. 3, the 2WD-4WD cam groove 48 b is a linear cam orthogonal to the cylindrical cam shaft 47 in a section before and after the two-wheel drive high mode position (2H) from the arcuate 2WD side groove end portion 48 b ′. A section from the two-wheel drive high mode position (2H) to a four-wheel drive high mode position (4H) is formed as an inclined cam groove inclined to the cylindrical cam shaft 47, and the four-wheel drive high mode position (4H). A section from the four-wheel drive low mode position (4LO) to a little later than the four-wheel drive low mode position is defined as a straight cam groove orthogonal to the cylindrical cam shaft 47.
[0029]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the drive mode position sensor 25 of the first embodiment apparatus, and FIG. 5 is a shift actuator position switch SW1, SW2, SW3, SW4 with respect to the cylindrical cam rotation angle of the drive mode position sensor 25 of the first embodiment apparatus. FIG. 6 is a diagram showing the correspondence between the drive mode changeover switch operation determination and the signal patterns of the shift actuator position switches SW1, SW2, SW3, SW4 in the first embodiment apparatus.
[0030]
As shown in FIG. 4, the drive mode position sensor 25 is fixed to the motor case and includes a switch board 25a having four annular switch circuits around the shift motor shaft 23a, and is fixed to the shift motor shaft 23a. And a movable switch portion 25b disposed at a radial position with respect to the annular switch circuit, and is configured by shift actuator position switches SW1, SW2, SW3, and SW4 that output four types of ON / OFF switch signals.
[0031]
As shown in FIG. 5, the shift actuator position switch SW1 outputs ON in the 2WD section, OFF in the 2WD-4H section, 4H section, 4H-N section and N section, and ON in the N-4LO section and 4LO section. .
[0032]
As shown in FIG. 5, the shift actuator position switch SW2 is OFF in the 2WD section, ON in the 2WD-4H section, OFF in the 4H and 4H-N sections, and most of the 4H-N sections. ON is output in N section, N-4LO section and 4LO section.
[0033]
As shown in FIG. 5, the shift actuator position switch SW3 outputs ON in the 2WD section, 2WD-4H section, and 4H section, and outputs OFF in the 4H-N section, N section, N-4LO section, and 4LO section.
[0034]
As shown in FIG. 5, the shift actuator position switch SW4 is OFF in most of the 2WD section and 2WD-4H section, ON in a few 2WD-4H sections, 4H sections and 4H-N sections, N section and N sections. Outputs OFF in -4LO section and ON in 4LO section.
[0035]
When the drive mode changeover switch 24 is switched from the two-wheel drive high mode position (2H) to the four-wheel drive high mode position (4H), the shift actuator position switch SW2 is changed from ON to OFF as shown in FIG. The operation of the 2H → 4H drive mode changeover switch can be determined.
[0036]
When the drive mode changeover switch 24 is switched from the four-wheel drive high mode position (4H) to the four-wheel drive low mode position (4LO), the shift actuator position switch SW4 is turned from OFF to ON as shown in FIG. It is possible to determine the operation of the 4H → 4LO drive mode changeover switch.
[0037]
When the drive mode changeover switch 24 is switched from the two-wheel drive high mode position (2H) to the four-wheel drive low mode position (4LO), as shown in FIG. 6, the shift actuator position switch SW1 is ON, and the shift actuator position switch SW3 Is OFF, and the shift actuator position switch SW4 is changed from OFF to ON, so that it is possible to determine the operation of the 2H → 4LO drive mode changeover switch.
[0038]
When the drive mode changeover switch 24 is switched from the four-wheel drive low mode position (4LO) to the four-wheel drive high mode position (4H), the shift actuator position switch SW3 is changed from ON to OFF as shown in FIG. The operation of the 4LO → 4H drive mode changeover switch can be determined.
[0039]
When the drive mode changeover switch 24 is switched from the four-wheel drive high mode position (4H) to the two-wheel drive high mode position (2H), or from the four-wheel drive low mode position (4LO) to the two-wheel drive high mode position (2H 6), the shift actuator position switch SW1 is turned from OFF to ON as shown in FIG. 6, so that it is possible to determine the operation of the 4H → 2H, 4LO → 2H drive mode changeover switch.
[0040]
Next, the operation will be described.
[0041]
[Drive mode switching control process]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the drive mode switching control process executed by the transfer control unit 26, and each step will be described below.
[0042]
In step S1, it is determined whether or not the driver has performed an operation for switching the drive mode on the drive mode changeover switch 24. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the confirmation of the mode switching operation is repeated. .
[0043]
In step S2, the drive mode switching operation performed in step S1 is a four-wheel drive high mode position (4H) and a four-wheel drive low mode position (4LO) for switching the gear ratio between the high side and the low side. Or when switching between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive low mode position (4LO). The process proceeds to S3, and in the case of NO (when switching operation between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive high mode position (4H) where the gear ratio is not switched between the high side and the low side) is step The process proceeds to S6.
[0044]
In step S3, it is confirmed whether or not the switching condition 1 is satisfied. If YES, the process proceeds to step S4, and if NO, the process returns to step S2 until it is satisfied.
Here, the “switching condition 1” is as follows: (1) the range position of the automatic transmission 2 is the neutral range position, (2) the wheel speed is 0 km / h, and (3) the engine speed is from 350 rpm. Four conditions, that is, up to 1600 rpm, and (4) the brake operation signal is ON.
[0045]
In step S4, based on the determination that the switching condition 1 in step S3 is satisfied, the A / T oil temperature from the oil temperature sensor 39 is detected, and the process proceeds to step S5 (friction torque estimating means).
[0046]
In step S5, the current value (= switching) applied to the shift motor 23 based on the A / T oil temperature from the oil temperature sensor 39 in step S4 and the transmission oil temperature-current value characteristic shown in FIG. Operating torque).
[0047]
In step S6, when the determination in step S2 is NO, that is, between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive high mode position (4H) where the gear ratio is not switched between the high side and the low side. During the switching operation, it is confirmed whether or not the switching condition 2 is satisfied. If YES, the process proceeds to step S7, and if NO, the process returns to step S2 until it is satisfied.
Here, the “switching condition 2” is that the rotational speed difference between the front and rear wheels is equal to or less than a set speed difference (for example, a slight rotational speed difference that does not interfere with the 4WD side gear meshing operation in the 2WD-4WD switching mechanism 22). One condition of being.
[0048]
In step S7, the switching condition 1 in step S3 is satisfied, the current value determined in step S5, or the switching condition 2 in step S6 is satisfied, and the current value is determined by a predetermined constant value. The shift motor 23 is instructed to rotate in the direction to obtain the drive mode, and the process proceeds to step S8.
[0049]
In step S8, it is determined whether or not the elapsed time from the start of operation of the shift motor 23 exceeds the time limit. If YES, the process proceeds to step S12, and if NO, the process proceeds to step S9.
Here, the “time limit” is a maximum energization time (for example, 5 seconds) set to protect the shift motor 23.
[0050]
In step S9, if it is determined in step S8 that the time limit has not been exceeded, it is determined whether or not a stop signal (switch signal indicating that the drive mode after switching from the drive mode position sensor 25 has been switched) is being output. If YES, the process proceeds to step S10. If NO, the process returns to step S7, and the operation of the shift motor 23 is continued.
[0051]
In step S10, the shift motor 23 is stopped based on the output of the stop signal in step S9, and the process proceeds to step S11.
[0052]
In step S11, the motor rotation position of the shift motor 23 is replaced with the motor rotation position already stored in the motor rotation position memory, and is newly updated as the motor rotation position, and the process proceeds to return.
[0053]
In step S12, when the elapsed time from the start of operation of the shift motor 23 exceeds the time limit determined in step S8, the drive mode position sensor 25 that outputs a stop signal is broken or the shift motor 23 is stopped. Based on this failure diagnosis, a command to stop the shift motor 23 is output, and the process proceeds to step S13.
[0054]
In step S13, the current motor rotation position of the shift motor 23 is determined, the subsequent operation of the shift motor 23 is stopped, and the drive mode switching control is terminated.
[0055]
[Driving mode switching between 2H and 4H]
At the time of switching operation between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive high mode position (4H) in which the gear ratio is not switched between the high side and the low side, step S1 → step S2 in the flowchart of FIG. → Proceed to step S6. In step S6, it is confirmed whether or not the switching condition 2 in which the rotational speed difference between the front and rear wheels is equal to or less than the set speed difference is satisfied. The flow from step S2 to step S6 is repeated.
[0056]
If the switching condition 2 is satisfied in step S6, the process proceeds from step S6 to step S7 → step S8 → step S9, and step S7 → step S8 → step S9 is repeated until a stop signal is input in step S9. A command is issued to rotate the shift motor 23 so as to shift from the drive mode position before the switching operation to the drive mode position after the switching operation.
[0057]
Then, since the drive mode switching control system is normal, the elapsed time from the start of operation of the shift motor 23 reaches the drive mode position after the switching operation within the time limit, and the drive mode position sensor 25 determines from step S9. When the stop signal is output, the process proceeds to step S10. In step S10, the shift motor 23 is stopped, and in the next step S11, the motor rotation position of the shift motor 23 is updated.
[0058]
Therefore, if the switching operation between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive high mode position (4H) is performed by the drive mode switch 24 when the drive mode switching control system is normal, the rotation synchronization of the front and rear wheels is performed. The drive mode switching control is immediately executed only by satisfying the switching condition 2 which is a condition.
[0059]
Here, the switching condition 2 is the rotation synchronization condition for the front and rear wheels. When the second coupling sleeve 22c is stroked with the meshing of the gears, it is rotated by the left and right front wheels 15 and 16 together with the input side chain sprocket 44. This is because the 4WD input gear portion 22b and the 4WD gear portion 22a rotated together with the transfer output shaft 42 by the left and right rear wheels 9, 10 are required to be synchronized with each other.
[0060]
That is, when switching from the two-wheel drive high mode position (2H) to the four-wheel drive high mode position (4H), the second coupling sleeve 22c is moved to the right from the position 2H shown in FIG. The position of 4H is obtained by meshing the second coupling sleeve 22c meshed with the portion 22b with the 4WD gear portion 22a. Conversely, when switching from the four-wheel drive high mode position (4H) to the two-wheel drive high mode position (2H), the second coupling sleeve 22c is stroked to the left from the 4H position and meshes with the 4WD gear portion 22a. The position of 2H is obtained by meshing the second coupling sleeve 22c being engaged with the 4WD input gear portion 22b.
[0061]
[When drive mode switching control system fails]
When the drive mode switching operation is performed when the drive mode switching control system fails (when the drive mode position sensor 25 fails or when the shift motor 23 stops), in the flowchart of FIG. 7, step S1 → step S2 → step From S3 → step S4 → step S5 (or step S1 → step S2 → step S6) to step S7 → step S8 → step S9, until a stop signal is input in step S9, step S7 → step S8 → Step S9 is repeated, and a rotation operation command is issued to the shift motor 23.
[0062]
Here, for example, if the drive mode position sensor 25 is out of order, the time limit will be exceeded in step S8 without inputting a stop signal in step S9. If the shift motor 23 is in a stop failure, the shift motor 23 remains stopped even if a rotation operation command is issued to the shift motor 23, so that the stop signal is not input in step S9. The time limit will be exceeded.
[0063]
When the time limit is exceeded in step S8, the process proceeds from step S8 to step S12 to step S13. In step S12, the operation of the shift motor 23 is stopped, and in step S13, the motor rotational position is determined. Drive mode switching control is prohibited.
[0064]
Therefore, when the drive mode switching control system fails, even if the drive mode switching operation is performed, only a command to operate the shift motor 23 until the time limit is issued, and then the drive mode switching control is prohibited. The drive mode before operation is maintained as it is. When the drive mode switching control system fails, the warning lamp 28 is turned on or blinked to notify the occupant that a system failure has occurred.
[0065]
[Driving mode switching between 4H-4LO and 2H-4LO]
During a switching operation between the four-wheel drive high mode position (4H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) for switching the gear ratio between the high side and the low side, or the two-wheel drive high mode position (2H) At the time of the switching operation between the four-wheel drive low mode position (4LO), the process proceeds from step S1 to step S2 to step S3 in the flowchart of FIG. 7. In step S3, the switching condition 1 (range position condition, vehicle speed condition, It is confirmed whether or not the engine speed condition and the brake operation condition are satisfied. If the condition cannot be confirmed, the flow from step S2 to step S3 is repeated until the switching condition 1 is satisfied.
[0066]
When the switching condition 1 is satisfied in step S3, the A / T oil temperature is detected in step S4, and in the next step S5, the A / T oil temperature detection value and the transmission oil temperature-current value characteristic (FIG. 4). (4)), the current value to be applied to the shift motor 23 is determined, the process proceeds from step S5 to step S7 → step S8 → step S9, and until the stop signal is input in step S9, step S7 → Step S8 → Step S9 is repeated, and a command to rotate the shift motor 23 with a current value determined so as to shift from the drive mode position before the switching operation to the drive mode position after the switching operation is issued.
[0067]
Then, since the drive mode switching control system is normal, the elapsed time from the start of operation of the shift motor 23 reaches the drive mode position after the switching operation within the time limit, and the drive mode position sensor 25 determines from step S9. When the stop signal is output, the process proceeds to step S10. In step S10, the shift motor 23 is stopped, and in the next step S11, the motor rotation position of the shift motor 23 is updated.
[0068]
Therefore, when the drive mode switching control system is normal, the switching operation between the four-wheel drive high mode position (4H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) by the drive mode changeover switch 24, or the two-wheel drive high mode position. When switching operation between (2H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) is performed, if the switching condition 1 based on the range position condition, the vehicle speed condition, the engine speed condition, and the brake operation condition is satisfied, A / T A current value to be applied to the shift motor 23 is determined according to the oil temperature, and drive mode switching control is executed based on the determined current value.
[0069]
[Drive mode switching action by switching gear ratio]
The automatic transmission 2 is moved to the neutral position (such as switching the drive mode between the four-wheel drive high mode position (4H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) for switching the gear ratio between the high side and the low side. N) When the drive mode is switched under the switching condition, since the friction engagement element in the automatic transmission 2 is released, the engine driving force is theoretically applied from the automatic transmission 2 to the transfer 4. Although not transmitted, in actuality, the residual hydraulic oil in the automatic transmission 2 transmits torque (= dragging torque) due to plate dragging of the multi-plate clutch or the like to the transfer 4, and the automatic transmission 2 is mainly caused by this dragging torque. The switching operation torque required for switching the high gear-low gear switching mechanism 21 of the transfer 4 varies depending on the magnitude of the friction torque.
[0070]
Conventionally, when the drive mode is switched, a constant current value is applied to the shift motor, so when a high current value is set so that the high-low switching operation can be performed even with the maximum friction torque of the automatic transmission, When the A / T oil temperature is low and the friction torque is low, the current value is wasted and the fuel consumption is deteriorated. On the other hand, when the current value is set to be low so that the current value is not wasted, for example, when driving in a cold region where the A / T oil temperature is low, the switching operation is performed based on the friction torque of the automatic transmission. The torque becomes low, and the switching operation of the high gear-low gear switching mechanism cannot be secured.
[0071]
On the other hand, in the first embodiment apparatus, when a switching operation between 4H and 4LO that requires a switching operation of the high gear-low gear switching mechanism 21 or a switching operation between 2H and 4LO is performed, When the switching condition 1 based on the range position condition, the vehicle speed condition, the engine speed condition, and the brake operation condition is satisfied, the current value to be applied to the shift motor 23 is determined according to the A / T oil temperature, and the drive mode is determined by the determined current value. Since the switching control of the automatic transmission 2 is executed, it is possible to ensure both reliable switching operation and improved fuel consumption by reducing power consumption in the shift motor 23 regardless of the friction torque of the automatic transmission 2. Can do.
[0072]
Here, the reason why the engine speed was changed from 350 rpm to 1600 rpm as the engine speed condition will be described. First, since the gears are rotating relative to each other before being engaged by dragging the multi-plate clutch or the like in the automatic transmission 2, a structure that facilitates engagement is formed by forming an oblique tooth surface shape at the engagement start portion of the two gears that are engaged with each other. is doing. However, if the engine speed is lower than 350 rpm, it will be in an excessively stopped state in which the relative rotation hardly occurs. For example, when the tooth tops face each other, it is difficult to mesh the two gears. It depends. Further, when the engine speed is higher than 1600 rpm, the relative rotation becomes too large, and it becomes difficult to engage the two gears. In other words, the reason why the engine speed is set to 350 rpm to 1600 rpm is to surely achieve smooth two-gear engagement operation.
[0073]
[Transmission oil temperature-current value characteristics setting]
In step S5 of the flowchart of FIG. 7, the current value to be applied to the shift motor 23 is determined based on the A / T oil temperature detection value and the transmission oil temperature-current value characteristic. A description will be given of how to set the transmission oil temperature-current value characteristic indicated by ▼.
[0074]
First, looking at the relationship between the friction torque, current value, and switching response time of the automatic transmission 2, as shown in FIG. 8 (1), if the friction torque upper limit value obtained by experiments or the like is defined as a constant value, The switching response time is shorter as the current value is higher, and is longer as the current value is lower. Therefore, the point at which the maximum current value (5.0 A) characteristic and the friction torque upper limit characteristic intersect is set as the switching response time upper limit. The upper limit value of the switching response time is a time required for switching the driving mode when the oil temperature is extremely low and the maximum current is applied to the shift motor 23.
[0075]
Further, when the relationship between the impact load (shift shock) due to the gear meshing operation at the time of switching the drive mode and the switching response time is seen, as shown in FIG. 8 (2), the impact load is larger as the switching response time is shorter, The longer the switching response time, the smaller the impact load. Therefore, the impact load upper limit value is defined by a constant value, and the point at which the impact load characteristic and the impact load upper limit value intersect is defined as the switching response time lower limit value. This switching response time lower limit value is the minimum switching response time for suppressing the impact load to the upper limit value.
[0076]
Therefore, the time from the switching response time lower limit determined by the impact load to the switching response time upper limit determined by the friction torque and current value is set as the switching response time target value (for example, about 1 second). To do.
[0077]
On the other hand, as shown in FIG. 8 (3), the relationship between the A / T oil temperature and the friction torque of the automatic transmission 2 is such that the lower the A / T oil temperature, the higher the friction torque. The higher the oil temperature, the lower the friction torque.
[0078]
As described above, the switching response time target value is set in advance, the A / T oil temperature is used as friction torque estimation information, and the actual switching response time is determined to be the switching response time target value. 8 is a relationship characteristic of A / T oil temperature-current value shown in (4). By using this A / T oil temperature-current value relationship characteristic, when the drive mode is switched, the friction torque of the automatic transmission 2 is accurately estimated, and the maximum switching operation torque is required while keeping the impact load small. The switching operation can be ensured also in
The A / T oil temperature-current value relationship characteristic is not limited to the linear characteristic shown by the straight line in FIG. 8 (4), but is a combination characteristic of a linear characteristic and an inclined line characteristic, a stepped characteristic, and a nonlinear characteristic. Or the like.
[0079]
Next, the effect will be described.
In the transfer drive mode switching control apparatus of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
[0080]
(1) A high gear-low gear that is disposed at a position between the automatic transmission 2 and each of the wheels 9, 10, 15, 16 and can switch between a high mode position with a high gear ratio and a low mode position with a low gear ratio. Switching of the drive mode position when the transfer 4 having the switching mechanism 21 and the drive mode are switched by the operation of the driver and satisfying a predetermined switching condition including the condition that the automatic transmission 2 is in the neutral range position. In a transfer drive mode switching control device comprising a transfer control unit 26 for outputting an operation command to the shift actuator, friction torque estimating means for estimating the friction torque when the automatic transmission 2 is set to the neutral range position. The transfer control unit 26 has a high mode position and a low mode position. At the time of switching between the mode positions, the switching operation torque commanded to the shift actuator is set by a variable torque corresponding to the estimated friction torque, so that the automatic transmission 2 does not depend on the friction torque magnitude. Thus, it is possible to achieve both of ensuring a reliable switching operation and improving fuel efficiency by reducing energy consumption in the shift actuator.
[0081]
(2) Since the friction torque estimation means estimates that the friction torque is larger as the oil temperature detected by the oil temperature sensor 39 that detects the hydraulic oil temperature of the automatic transmission 2 is lower, the drag torque of the friction engagement element It is possible to accurately estimate the friction torque caused mainly by the hydraulic oil temperature of the automatic transmission 2.
[0082]
(3) The transfer control unit 26 sets the switching response time target value in advance, and sets it according to the relational characteristic between the friction torque and the switching operation torque determined so that the actual switching response time becomes the switching response time target value. Since the switching operation torque setting unit is provided, when the drive mode is switched, the switching response time based on the target value can be obtained almost regardless of the magnitude of the friction torque.
[0083]
(4) The switching operation torque setting unit includes a switching response time upper limit value determined by the friction torque upper limit value and the maximum switching operation torque of the automatic transmission, and a switching response time lower limit value determined by the impact load upper limit value at the time of switching. Since the time between and is set as the switching response time target value, the switching operation can be ensured even when the maximum switching operation torque is required while suppressing the impact load to a small value.
[0084]
(5) The transfer 4 is a high gear-low gear switch for switching between a two-wheel drive high mode position (2H), a four-wheel drive high mode position (4H), a neutral position (N), and a four-wheel drive low mode position (4LO). A mechanism 21 and a 2WD-4WD switching mechanism 22; the transfer control unit 26 has a range position condition in which the automatic transmission 2 is in a neutral range position and a wheel position during a switching operation between a high mode position and a low mode position. The oil temperature sensor 39 changes the speed when the vehicle speed condition that the speed is 0 km / h, the engine speed condition that the engine speed is 350 to 1600 rpm, and the brake condition that the brake is operating are all satisfied. The machine oil temperature is detected and applied to the shift motor 23 based on the transmission oil temperature detection value and the transmission oil temperature-current value characteristic. Regardless of the magnitude of the friction torque of the automatic transmission 2 estimated by the transmission oil temperature in order to determine the flow value, ensuring a reliable switching operation and improving the fuel consumption by reducing the power consumption in the shift motor 23, Both can be achieved.
[0085]
The transfer drive mode switching control device according to the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and each claim of the claims is described below. Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
[0086]
For example, in the first embodiment, as a transfer, a high gear that switches between a two-wheel drive high mode position (2H), a four-wheel drive high mode position (4H), a neutral position (N), and a four-wheel drive low mode position (4LO). -Although the example which has a low gear switching mechanism and 2WD-4WD switching mechanism was shown, if it is a transfer which switches a high gear and a low gear, it will not be limited to the thing of an Example description.
[0087]
In the first embodiment, as the friction torque estimating means, an example of means for estimating based on the hydraulic oil temperature of the automatic transmission is shown. However, the friction torque is estimated by providing a torque sensor on the output shaft of the automatic transmission. Alternatively, the value estimated based on the hydraulic oil temperature of the automatic transmission may be obtained by correcting it with the engine torque or the transmission input torque.
[0088]
In the first embodiment, the example of prohibiting the switching of the drive mode after the failure diagnosis of the drive mode switching control system has been shown. However, among the failures of the drive mode switching control system, the shift is caused by the failure of the drive mode position sensor. When the actuator is normal, only switching between the two-wheel drive high mode position (2H) and the four-wheel drive low mode position (4LO) corresponding to both end positions where the operation stops mechanically may be permitted. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a transfer drive mode switching control apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a transfer to which the drive mode switching control device of the first embodiment is applied.
FIG. 3 is a development view of a cylindrical cam employed in a transfer in the first embodiment device.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a drive mode position sensor of the first embodiment apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing each signal pattern of a shift actuator position switch with respect to a cylindrical cam rotation angle of a drive mode position sensor of the first embodiment device.
FIG. 6 is a diagram illustrating a correspondence relationship between drive mode changeover switch operation determination and each signal pattern of a shift actuator position switch in the first embodiment apparatus;
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a drive mode switching control process executed by a transfer control unit in the first embodiment apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a transmission oil temperature-current value characteristic setting method in the first embodiment device;
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Automatic transmission
3 Automatic transmission output shaft
4 Transfer
20 Drive transmission chain
21 High gear-low gear switching mechanism
21i 1st pin
22 2WD-4WD switching mechanism
22f 2nd pin
23 Shift motor (shift actuator)
23a Shift motor output shaft
24 Drive mode switch
25 Drive mode position sensor
26 Transfer control unit (drive mode switching control means)
40 transfer case
41 Transfer input shaft
42 Transfer rear output shaft
43 Input side chain sprocket
44 Output side chain sprocket
45 Transfer front output shaft
46 Slide axis
47 Cylindrical camshaft
48 Cylindrical cam
48a High gear-low gear cam groove
48b 2WD-4WD cam groove
2H Two-wheel drive high mode position
4H 4-wheel drive high mode position
N Neutral position
4LO 4 wheel drive low mode position

Claims (4)

自動変速機と車輪との間の位置に配置され、高変速比によるハイモード位置と低変速比によるローモード位置との切り替えが可能なハイギヤ−ローギヤ切替機構を有するトランスファと、
運転者の操作による駆動モード切替時であって、自動変速機がニュートラルレンジ位置であるという条件を含む所定の切替条件を満足するとき、駆動モード位置の切替作動指令をシフトアクチュエータに対し出力する駆動モード切替制御手段と、
を備えたトランスファの駆動モード切替制御装置において、
前記自動変速機をニュートラルレンジ位置にしたときのフリクショントルクを推定するフリクショントルク推定手段を設け、
前記駆動モード切替制御手段は、ハイモード位置とローモード位置との間の切り替え時、前記シフトアクチュエータに対して指令する切替作動トルクを、推定されるフリクショントルクに応じた可変トルクにより設定するとともに、切替応答時間目標値を予め設定し、実切替応答時間が切替応答時間目標値となるように決定されたフリクショントルクと切替作動トルクとの関係特性により設定する切替作動トルク設定部を有することを特徴とするトランスファの駆動モード切替制御装置。
A transfer having a high gear-low gear switching mechanism that is disposed at a position between the automatic transmission and the wheels and capable of switching between a high mode position with a high gear ratio and a low mode position with a low gear ratio;
Drive that outputs a drive mode position switching operation command to the shift actuator when the drive mode is switched by the driver's operation and satisfies a predetermined switching condition including a condition that the automatic transmission is in the neutral range position. Mode switching control means;
In the drive mode switching control device of the transfer provided with
Friction torque estimating means for estimating the friction torque when the automatic transmission is in the neutral range position is provided,
The drive mode switching control means sets a switching operation torque commanded to the shift actuator at the time of switching between the high mode position and the low mode position by a variable torque according to the estimated friction torque , It has a switching operation torque setting unit that sets a switching response time target value in advance and sets the actual switching response time according to the relational characteristic between the friction torque and the switching operation torque determined so as to become the switching response time target value. A transfer drive mode switching control device.
請求項1に記載されたトランスファの駆動モード切替制御装置において、
前記フリクショントルク推定手段は、自動変速機の作動油温を検出する油温センサにより検出される油温が低いほどフリクショントルクが大きいと推定することを特徴とするトランスファの駆動モード切替制御装置。
In the transfer drive mode switching control device according to claim 1,
The transfer drive mode switching control device according to claim 1, wherein the friction torque estimating means estimates that the friction torque is larger as the oil temperature detected by the oil temperature sensor for detecting the hydraulic oil temperature of the automatic transmission is lower.
請求項1または請求項2に記載されたトランスファの駆動モード切替制御装置において、
前記切替作動トルク設定部は、自動変速機のフリクショントルク上限値と最大切替作動トルクにより決められる切替応答時間上限値と、切替時の衝撃荷重上限値により決められる切替応答時間下限値と、との間の時間を切替応答時間目標値として設定することを特徴とするトランスファの駆動モード切替制御装置。
In the transfer drive mode switching control device according to claim 1 or 2 ,
The switching operation torque setting unit includes a switching response time upper limit value determined by a friction torque upper limit value and a maximum switching operation torque of the automatic transmission, and a switching response time lower limit value determined by an impact load upper limit value at the time of switching. A drive mode switching control device for a transfer, characterized in that a time between them is set as a switching response time target value.
請求項1ないし請求項の何れか1項に記載されたトランスファの駆動モード切替制御装置において、
前記トランスファは、2輪駆動ハイモード位置と4輪駆動ハイモード位置とニュートラル位置と4輪駆動ローモード位置とを切り替えるハイギヤ−ローギヤ切替機構と2WD−4WD切替機構を有し、
前記駆動モード切替制御手段は、ハイモード位置とローモード位置との間の切替操作時、自動変速機がニュートラルレンジ位置であるレンジ位置条件、車輪速が0km/hであるという車速条件、エンジン回転数が350rpmから1600rpmまでというエンジン回転数条件、ブレーキ作動時であるというブレーキ作動条件、による切替条件を全て満足するとき、油温センサにより変速機油温を検出し、変速機油温検出値と変速機油温−電流値特性に基づいて、シフトモータへ印加する電流値を決めることを特徴とするトランスファの駆動モード切替制御装置。
In the transfer drive mode switching control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The transfer has a high gear-low gear switching mechanism and a 2WD-4WD switching mechanism for switching between a two-wheel drive high mode position, a four-wheel drive high mode position, a neutral position, and a four-wheel drive low mode position,
The drive mode switching control means includes a range position condition in which the automatic transmission is in the neutral range position, a vehicle speed condition in which the wheel speed is 0 km / h, and engine rotation during a switching operation between the high mode position and the low mode position. When satisfying all the switching conditions of the engine speed condition from 350 rpm to 1600 rpm and the brake operation condition that the brake is in operation, the transmission oil temperature is detected by the oil temperature sensor, the transmission oil temperature detection value and the transmission oil A transfer drive mode switching control device for determining a current value to be applied to a shift motor based on a temperature-current value characteristic.
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