JP5278187B2 - 車両用制御装置および車両用制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動状態を２輪駆動状態と４輪駆動状態とのうちのいずれかに変更可能な車両の制御に関し、特に、２輪駆動状態と４輪駆動状態とで車速上限値を変更する技術に関する。

従来、４輪駆動状態と２輪駆動状態とのうちのいずれかの駆動状態を選択可能な車両が公知である。たとえば、特開２００３−１３６９８９号公報（特許文献１）は、トランスファにかかる負荷を軽減し潤滑用オイルの油温の上昇を抑えることができる４輪駆動車の駆動力配分方法及び配分制御装置を開示する。この４輪駆動車の駆動力配分方法は、内燃機関の駆動力を駆動力伝達装置にトランスファを介して入力させ、その駆動力伝達装置にて前輪と後輪の駆動力配分を可変制御させて２輪駆動モードと４輪駆動モードにする４輪駆動車の駆動力配分方法において、モード選択手段にて２輪駆動モード及び複数の４輪駆動モードのうちいずれか１つの駆動モードを選択したとき、記憶手段に記憶したその選択した駆動モードに対する駆動力伝達装置を制御するための制御データに基づいて駆動力伝達装置を駆動制御するとともに、複数の４輪駆動モードのうちいずれか１つの４輪駆動モードで駆動力伝達装置を駆動制御しているとき、トランスファの温度が予め定めた基準温度になったとき、駆動制御中の４輪駆動モードより駆動力配分の小さい記憶手段に記憶した駆動モードの制御データに基づく制御に切換えて駆動力伝達装置を駆動制御するようにしたことを特徴とする。

上述した公報に開示された４輪駆動車の駆動力配分方法によると、負荷軽減のための特別の制御データを用意することなく、トランスファにかかる負荷を軽減でき、潤滑用オイルの油温の上昇が抑えることができる。

特開２００３−１３６９８９号公報

しかしながら、上述した公報に開示された４輪駆動車の駆動力配分方法においては、登坂路や低摩擦係数路面での走行など４輪駆動状態での走行を要する場合でもトランスファ機構の作動油の温度が上昇すれば２輪駆動状態になるため、運転者が意図する駆動力を発生させることができないという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動状態を維持しつつ、作動油の温度の上昇を抑制する車両用制御装置および車両用制御方法を提供することである。

第１の発明に係る車両用制御装置は、２輪駆動状態と４輪駆動状態との間で車両の駆動状態を切換可能な駆動装置を搭載した車両を制御するための車両用制御装置である。この車両用制御装置は、車両の状態を検出するための車両状態検出手段と、２輪駆動状態である場合には第１の車速上限値を超えないように駆動装置を制御し、第４輪駆動状態である場合には第２の車速上限値を超えないように駆動装置を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、車両状態検出手段によって検出された車両の状態に基づいて、第２の車速上限値が第１の車速上限値よりも低くなるように第１および第２の車速上限値を設定する。第６の発明に係る車両用制御方法は、第１の発明に係る車両用制御装置と同様の構成を有する。

第１の発明によると、２輪駆動状態と４輪駆動状態との間で車両の駆動状態を切換可能な駆動装置（たとえば、トランスファ機構）は、４輪駆動状態である場合には、４輪に動力を伝達するため、２輪駆動状態である場合と比較して作動する部品が増加する。その結果、駆動装置内部に貯留する作動油の温度は４輪駆動状態である場合の方が２輪駆動状態である場合よりも上昇する程度が大きくなる。そのため、４輪駆動状態である場合の第２の車速上限値が２輪駆動状態である場合の第１の車速上限値よりも低くなるように第１および第２の車速上限値を設定することにより、４輪駆動状態においての駆動装置の最大の作動量を低下させることができ、４輪駆動状態である場合における油温の上昇を抑制することができる。したがって、駆動状態を維持しつつ、作動油の温度の上昇を抑制する車両用制御装置および車両用制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る車両用制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、駆動装置は、内燃機関と、変速機と、トランスファ機構とを含む。トランスファ機構の内部には、作動油が貯留する。車両状態検出手段は、作動油の温度を検出する。制御手段は、作動油の温度がしきい値以上である場合に、第２の車速上限値が第１の車速上限値よりも低くなるように設定し、第１および第２の車速上限値を超えないように内燃機関および変速機のうちの少なくともいずれか一方を制御する。第７の発明に係る車両用制御方法は、第２の発明に係る車両用制御装置と同様の構成を有する。

第２の発明によると、トランスファ機構は、車両の駆動状態が４輪駆動状態である場合には、４輪に動力を伝達するため、２輪駆動状態である場合と比較して作動する部品が増加する。その結果、トランスファ機構内部に貯留する作動油の温度は４輪駆動状態である場合の方が２輪駆動状態である場合よりも上昇する程度が大きくなる。そのため、作動油の温度がしきい値以上となる場合に第２の車速上限値が第１の車速上限値よりも低くなるように設定することにより、４輪駆動状態においてのトランスファ機構の最大の作動量を低下させることができる。したがって、４輪駆動状態である場合におけるトランスファ機構内部の作動油の温度の上昇を抑制することができる。

第３の発明に係る車両用制御装置は、第２の発明の構成に加えて、制御手段は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、第２の車速上限値を超えないように内燃機関の出力および変速機の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更する。第８の発明に係る車両用制御方法は、第３の発明に係る車両用制御装置と同様の構成を有する。

第３の発明によると、第２の車速上限値を超えないように内燃機関の出力および変速機の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更することにより、４輪駆動状態における作動油の温度の上昇を抑制することができる。

第４の発明に係る車両用制御装置は、第２または３の発明の構成に加えて、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、４輪駆動状態の継続と、２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択するための選択手段をさらに含む。第９の発明に係る車両用制御方法は、第４の発明に係る車両用制御装置と同様の構成を有する。

第４の発明によると、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、４輪駆動状態の継続と、２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択することにより、４輪駆動状態での走行を要する場合には、４輪駆動状態を継続することができ、４輪駆動状態での走行を要しない場合には、２輪駆動状態に変更することができる。これにより、作動油の温度の上昇を抑制しつつ、車両の走行状態に応じた適切な駆動状態を選択することができる。

第５の発明に係る車両用制御装置は、第４の発明の構成に加えて、車両に作用する走行抵抗を検出するための走行抵抗検出手段と、走行抵抗検出手段によって検出された走行抵抗に基づいて車両が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかであるかを判定するための判定手段とをさらに含む。選択手段は、車両が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかであると判定された場合に４輪駆動状態の継続を選択する。第１０の発明に係る車両用制御方法は、第５の発明に係る車両用制御装置と同様の構成を有する。

第５の発明によると、車両が走行する路面が登坂路であるか、または、低摩擦係数路面であるかが判定された場合に４輪駆動状態を継続することにより、作動油の温度の上昇を抑制しつつ、車両の走行状態に応じて適切な駆動状態を選択することができる。

本実施の形態に係る車両用制御装置が搭載されるパワートレーンの構成を示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 作動油の温度と車両の駆動状態と車速の上限値との関係を示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両用制御装置が搭載された車両３００は、エンジン１０と、変速機２０と、前輪４０Ｌ，４０Ｒと、後輪５０Ｌ，５０Ｒと、ディファレンシャルギヤ６０，８０と、プロペラシャフト６０ａ，６０ｂと、リヤドライブシャフト７０Ｌ，７０Ｒと、フロントドライブシャフト９０Ｌ，９０Ｒと、トランスファ機構１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

エンジン１０には、電子スロットル１２が設けられる。電子スロットル１２は、吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ１４と、スロットルバルブ１４の開度を検出するスロットルポジションセンサ１６と、ＥＣＵ２００からの制御信号に基づいてスロットルバルブ１４を駆動させるためのスロットルモータ（図示せず）とを含む。スロットルポジションセンサ１６は、検出したスロットルバルブ１４の開度を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

エンジン１０においては、吸入空気と、燃料噴射装置（図示せず）から噴射される燃料との混合気を気筒内で燃焼させることにより、動力が発生する。エンジン１０の出力軸には変速機２０が連結される。エンジン１０において発生した動力は、変速機２０に伝達される。エンジン１０の出力は、ＥＣＵ２００からの制御信号に基づいてスロットルモータを用いてスロットルバルブ１４の開度を変更することにより制御される。

変速機２０は、エンジン１０の動力を変速してトランスファ機構１００に伝達する。本実施の形態において、変速機２０は、自動変速機であるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、手動変速機であってもよい。また、自動変速機は、複数の変速段を有する有段式自動変速機であってもよいし、変速比を連続的に変更する無段式自動変速機であってもよいものとする。

本実施の形態において、変速機２０は、複数の走行レンジ（複数の前進レンジ（たとえば、Ｄ、Ｌ、２）、後進レンジ（たとえば、Ｒ））およびニュートラル（Ｎ）レンジのうちのいずれかのレンジに選択操作される。ＥＣＵ２００は、選択されたレンジに対応する走行レンジで作動するように変速機２０に対して自動変速制御を実行する。

トランスファ機構１００は、変速機２０の出力軸に直列的に連結される。トランスファ機構１００は、車両３００の駆動状態が２輪駆動状態である場合には、エンジン１０から変速機２０を経由して入力される動力をプロペラシャフト６０ｂに伝達する。また、トランスファ機構１００は、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合には、変速機２０から入力される動力をプロペラシャフト６０ａ，６０ｂに分配して伝達する。

トランスファ機構１００は、変速機２０の出力軸およびプロペラシャフト６０ａに連結されるプーリ１０８と、プロペラシャフト６０ｂに連結されるプーリ１１０と、プーリ１０８，１１０に巻き掛けられるチェーン１０６と、変速機２０から入力される動力をプーリ１１０に伝達したり、プーリ１１０への伝達を遮断したりする動力伝達機構１０２とを含む。また、トランスファ機構１００の内部には、作動油が貯留される。

動力伝達機構１０２は、アクチュエータ１０４の作動によって、変速機２０から入力される動力をプーリ１１０に伝達したり、プーリ１１０への伝達を遮断したりする。なお、アクチュエータ１０４は、たとえば、油圧により作動するものであってもよいし、モータ等であってもよい。

動力伝達機構１０２が変速機２０からの入力をプーリ１１０に伝達する場合には、変速機２０から入力される動力は、プロペラシャフト６０ｂおよびチェーン１０６を経由してプロペラシャフト６０ａに伝達され、４輪駆動状態となる。

一方、動力伝達機構１０２が変速機２０からプーリ１１０への動力の伝達を遮断する場合には、変速機２０から入力される動力は、チェーン１０６には伝達されず、プロペラシャフト６０ｂにのみ伝達され、２輪駆動状態となる。

なお、本実施の形態において、動力伝達機構１０２は、ＥＣＵ２００からの切換信号に基づいて変速機２０からの入力をプロペラシャフト６０ｂのみに伝達したり、プロペラシャフト６０ａ、６０ｂに分配して伝達したりするものとして説明したが、特にこのような機能に限定されるものではない。

たとえば、動力伝達機構１０２は、アクチュエータ１０４の作動により変速機２０からの入力を第１の変速比で変速してプロペラシャフト６０ａ，６０ｂに伝達する高速出力状態（Ｈｉｇｈモード）と、変速機２０からの入力を第１の変速比よりも低速となる第２の変速比で変速してプロペラシャフト６０ａ，６０ｂに伝達する低速出力状態（Ｌｏｗモード）と、変速機２０からプロペラシャフト６０ａへの動力伝達を遮断する遮断状態とのうちのいずれか一つの動力伝達状態を選択する副変速機であってもよい。

また、動力伝達機構１０２には、前輪４０Ｌ，４０Ｒと後輪５０Ｌ，５０Ｒとの回転数差を吸収するセンターデフが設けられ、ＥＣＵ２００からの制御信号に基づいて、センターデフを作動させたり、センターデフをロックさせたりするようにしてもよい。

プロペラシャフト６０ｂに伝達される動力は、リヤ側のディファレンシャルギヤ６０からリヤドライブシャフト７０Ｌ，７０Ｒを経由して後輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達される。

車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合、プロペラシャフト６０ａに伝達される動力は、フロント側ディファレンシャルギヤ８０からフロントドライブシャフト９０Ｌ，９０Ｒを経由して前輪４０Ｌ，４０Ｒに伝達される。

ディファレンシャルギヤ６０，８０は、車両３００の旋回走行時において、左右の前輪４０Ｌ，４０Ｒまたは後輪５０Ｌ，５０Ｒの回転数差をそれぞれ吸収する。

ＥＣＵ２００には、エンジン回転数センサ１８と、車輪速センサ５２と、入力軸回転数センサ１１２と、出力軸回転数センサ１１４と、油温センサ１１６とが接続される。

エンジン回転数センサ１８は、エンジン１０の出力軸の回転数（以下、エンジン回転数と記載する）を検出する。エンジン回転数センサ１８は、検出されたエンジン回転数を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

車輪速センサ５２は、後輪５０Ｒの回転数（以下、車輪速と記載する）を検出する。車輪速センサ５２は、検出された車輪速を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、図１に示す車両３００において、車輪速センサ５２は、後輪５０Ｒにのみ設けられるが、前輪４０Ｌ，４０Ｒおよび後輪５０Ｌのそれぞれにも車輪速センサ５２と同様の車輪速センサが設けられ、各車輪の車輪速が検出され、検出された車輪速を示す信号がＥＣＵ２００に送信されるものとする。ＥＣＵ２００は、受信した各車輪の車輪速とタイヤ径等に基づいて車速を演算する。

入力軸回転数センサ１１２は、変速機２０の入力軸回転数を検出する。たとえば、変速機２０が自動変速機であって、トルクコンバータを含む場合には、入力軸回転数センサ１１２は、タービン回転数を検出する。入力軸回転数センサ１１２は、検出された入力軸回転数を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

出力軸回転数センサ１１４は、変速機２０の出力軸回転数を検出する。出力軸回転数センサ１１４は、検出された出力軸回転数を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

以上のような構成を有する車両３００においては、４輪駆動状態での走行時には、トランスファ機構１００の内部において、プーリ１０８，１１０およびチェーン１０６が作動する。すなわち、４輪駆動状態である場合にトランスファ機構１００の内部で作動する部品が増加するため、トランスファ機構１００の内部に貯留する作動油の温度は、２輪駆動状態である場合よりも上昇の程度が大きくなる場合がある。

また、トランスファ機構１００の内部の作動油の温度の上昇に応じて車両３００の駆動状態を２輪駆動状態に切換えることも考えられるが、登坂路や低摩擦係数路面での走行など４輪駆動状態での走行を要する場合に２輪駆動状態に切換えられると、運転者が意図する駆動力を発生させることができない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、２輪駆動状態である場合には車速上限値Ｖｍａｘ（１）を超えないように駆動装置を制御し、第４輪駆動状態である場合には車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないように駆動装置を制御し、車両の状態に基づいて、車速上限値Ｖｍａｘ（２）が車速上限値Ｖｍａｘ（１）よりも低くなるように車速上限値Ｖｍａｘ（１）、Ｖｍａｘ（２）を設定する点に特徴を有する。本実施の形態において駆動装置は、エンジン１０と、変速機２０と、トランスファ機構１００とを含む。

具体的には、ＥＣＵ２００は、トランスファ機構１００の内部に貯留される作動油の温度がしきい値以上である場合に、車速上限値Ｖｍａｘ（２）が車速上限値Ｖｍａｘ（１）よりも低くなるように設定し、車速上限値Ｖｍａｘ（１）、Ｖｍａｘ（２）を超えないようにエンジン１０および変速機２０のうちの少なくともいずれか一方を制御する。

本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないようにエンジン１０の出力および変速機２０の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更する。

さらに、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、４輪駆動状態の継続と、２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択する。

具体的には、ＥＣＵ２００は、車両３００に作用する走行抵抗に基づいて車両３００が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかであると判定された場合に４輪駆動状態の継続を選択する。

さらに、ＥＣＵ２００は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないようにエンジン１０の出力および変速機２０の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更する。

図２に、本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、駆動状態判定部２０２と、油温判定部２０４と、走行状態判定部２０６と、上限値変更部２０８と、切換制御部２１０と、車速制御部２１２とを含む。

駆動状態判定部２０２は、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であるか否かを判定する。駆動状態判定部２０２は、たとえば、動力伝達機構１０２のアクチュエータ１０４の制御状態に基づいて車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であるか否かを判定するようにしてもよいし、動力伝達機構１０２のアクチュエータ１０４を制御するＥＣＵが別途設けられる場合には、当該ＥＣＵから車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であることを示す信号を受信することにより、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であるか否かを判定するようにしてもよい。

駆動状態判定部２０２は、たとえば、動力伝達機構１０２が変速機２０から伝達される動力をプーリ１１０に伝達するようにアクチュエータ１０４が作動している場合には、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であると判定し、動力伝達機構１０２が変速機２０からプーリ１１０への動力の伝達を遮断するようにアクチュエータ１０４が作動している場合には、車両３００の駆動状態が２輪駆動状態である、すなわち、４輪駆動状態でないと判定するようにしてもよい。

なお、駆動状態判定部２０２は、たとえば、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であると判定した場合に、４輪駆動判定フラグをオンするようにしてもよい。

油温判定部２０４は、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合に、トランスファ機構１００の内部に貯留される作動油の温度が許容範囲内であるか否かを判定する。本実施の形態において油温判定部２０４は、作動油の温度がしきい値以上であるか否かを判定する。

しきい値は、特に限定されるものではないが、たとえば、実験的あるいは設計的に予め設定される値であって、作動油が潤滑油として所望の機能を発揮し得る温度の上限値である。

油温判定部２０４は、たとえば、４輪駆動判定フラグがオンである場合に、作動油の温度が許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内である場合（作動油の温度がしきい値よりも低い場合）に油温判定フラグをオンするようにしてもよい。

走行状態判定部２０６は、作動油の温度が許容範囲内でない場合に、４輪駆動状態の継続を要するか否かを判定する。走行状態判定部２０６は、たとえば、車両３００が走行する路面が予め定められた勾配以上の登坂路であったり、あるいは、路面の摩擦係数が予め定められた値以下の低摩擦係数路面であったりした場合に、４輪駆動状態の継続を要すると判定し、そうでない場合に、４輪駆動状態の継続を要しないと判定する。

走行状態判定部２０６は、車両３００に作用する走行抵抗に基づいて車両３００が走行する路面が登坂路であるか、あるいは、低摩擦係数路面であるかを判定する。

走行状態判定部２０６は、たとえば、エンジン１０の出力と、変速機２０の変速比とに基づく車両３００の加速度の推定値と、車輪速センサ５２から受信する車輪速に基づく加速度の実測値との差から走行抵抗を算出する。走行状態判定部２０６は、たとえば、スロットル開度がエンジン１０の出力を推定する。エンジン１０の出力は、スロットル開度に加えてまたは代えて吸入空気量に基づいて推定されるようにしてもよい。また、走行状態判定部２０６は、変速機２０の入力軸回転数と出力軸回転数とに基づいて変速比を算出する。

走行状態判定部２０６は、算出された走行抵抗が第１の値よりも大きい場合には、車両３００が走行する路面が登坂路であると判定し、算出された走行抵抗が第２の値よりも小さい場合には、車両３００が走行する路面が低摩擦係数路面であると判定する。なお、第２の値は、第１の値よりも小さい値である。

走行状態判定部２０６は、たとえば、油温判定フラグがオフである場合に、４輪駆動状態の継続を要するか否かを判定し、４輪駆動状態の継続を要すると判定した場合に、継続判定フラグをオンするようにしてもよい。

上限値変更部２０８は、作動油の温度が許容範囲内でなく、かつ、４輪駆動状態の継続を要すると判定された場合に、車速上限値をＶｍａｘ（２）に変更する。なお、上限値変更部２０８は、たとえば、油温判定フラグがオフであって、かつ、継続判定フラグがオンである場合に、車速上限値をＶｍａｘ（２）に設定するようにしてもよい。

図３に示すように、本実施の形態においては、上限値変更部２０８は、作動油の温度がしきい値以上の場合であって、かつ、４輪駆動状態である場合には、車速上限値Ｖｍａｘ（２）を設定する。さらに、上限値変更部２０８は、その他の場合、すなわち、作動油の温度がしきい値以上の場合であって、かつ、２輪駆動状態である場合、作動油の温度がしきい値よりも小さく、かつ、４輪駆動状態である場合、および、作動油の温度がしきい値よりも小さく、かつ、２輪駆動状態である場合には、車速上限値Ｖｍａｘ（１）を設定する。

なお、たとえば、油温にかかわらず、車両上限値Ｖｍａｘ（２）は、車両上限値Ｖｍａｘ（１）よりも小さくなるように設定するようにしてもよい。

切換制御部２１０は、作動油の温度が許容範囲内でなく、かつ、４輪駆動状態の継続を要しない場合に、車両３００の駆動状態を４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換える。切換制御部２１０は、変速機２０からプーリ１１０への動力伝達が遮断されるように動力伝達機構１０２のアクチュエータ１０４に対して切換制御信号を送信する。

なお、切換制御部２１０は、たとえば、油温判定フラグがオフであって、かつ、継続判定フラグがオフである場合に、車両３００の駆動状態を４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えるようにしてもよい。

なお、本実施の形態においては、切換制御部２１０は、作動油の温度が許容範囲内でなく、かつ、４輪駆動状態の継続を要しない場合には、自動的に車両３００の駆動状態を４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えるものとして説明したが、たとえば、４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えることに代えて運転者に対して車両３００の駆動状態を４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えることを促す通知をたとえば、ブザー、インジケータなどを用いて行なうようにしてもよい。

車速制御部２１２は、２輪駆動状態である場合、および、４輪駆動状態であって、かつ、作動油の温度がしきい値よりも小さい場合に、車速上限値Ｖｍａｘ（１）を超えないように、エンジン１０の出力を制御する。具体的には、車速制御部２１２は、２輪駆動状態である場合、および、４輪駆動状態であって、かつ、作動油の温度がしきい値よりも小さい場合に、エンジン１０の回転数が回転数の上限値を超えないようにエンジン１０を制御することにより車速が車速上限値Ｖｍａｘ（１）を超えないようにしてもよいし、車両３００の速度がＶｍａｘ（１）に到達した場合あるいはＶｍａｘ（１）よりも予め定められた速度だけ低い速度に到達した場合に、エンジン１０のスロットル開度等を減少させて、車両３００の速度がＶｍａｘ（１）よりも上昇しないようにしてもよい。

車速制御部２１２は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合には、車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないように、エンジン１０の出力および変速機２０の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を制御する。

具体的には、車速制御部２１２は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合には、上述と同様に、エンジン１０の回転数の上限値、スロットル開度等を減少させて、車速がＶｍａｘ（２）を超えないようにしてもよいし、あるいは、変速線図の最高段へのアップシフト線を車速の増加側にオフセットして、最高変速段へのアップシフトを抑制することにより車両３００の速度がＶｍａｘ（２）よりも上昇しないようにしてもよい。なお、車速制御部２１２は、変速機２０の最高変速段へのアップシフトそのものを禁止したり、変速機２０の変速段が最高変速段である場合に、ダウンシフトするようにしたりしてもよい。

本実施の形態において、駆動状態判定部２０２と、油温判定部２０４と、走行状態判定部２０６と、上限値変更部２０８と、切換制御部２１０と、車速制御部２１２とは、いずれもＥＣＵ２００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

図４を参照して、本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態であるか否かを判定する。車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、作動油の温度が許容範囲内であるか否かを判定する。作動油の温度が許容範囲内である場合に（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、４輪駆動状態を継続して車両３００を走行させる必要があるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、車両３００が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかである場合に４輪駆動状態を継続して車両３００を走行させる必要があると判定する。４輪駆動状態を継続して車両３００を走行させる必要があると判定した場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＵＣ２００は、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合の車速上限値をＶｍａｘ（２）に変更する制御を実行する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、車両の駆動状態を４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換える制御を実行する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、車速制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ２００は、２輪駆動状態である場合、および、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値よりも小さい場合に、車速が車速上限値Ｖｍａｘ（１）を超えないようにエンジン１０を制御する。また、ＥＣＵ２００は、４輪駆動状態である場合であって、かつ、作動油の温度がしきい値以上である場合に、車速が車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないようにエンジン１０および変速機２０のうちの少なくともいずれか一方を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵ２００の動作について説明する。

たとえば、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態である場合であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、トランスファ機構１００の作動油の温度が許容範囲内である場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｖｍａｘ（１）を車速上限値として車両３００の速度が制御される（Ｓ１１０）。

一方、外気温あるいは４輪駆動状態を継続することにより作動油の温度が上昇し、作動油の温度がしきい値以上となり、許容範囲内でない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、４輪駆動状態の継続を要するか否かが判定される（Ｓ１０４）。

スロットル開度、変速比および加速度に基づいて走行抵抗が算出され、算出された走行抵抗に基づいて、車両３００が走行する路面が登坂路であるかまたは低摩擦係数路面であると判定された場合には、４輪駆動状態の継続を要すると判定され（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、車速上限値Ｖｍａｘ（２）が設定されて（Ｓ１０６）、車速が設定された車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないようにエンジン１０および変速機２０のうちの少なくともいずれか一方が制御される（Ｓ１１０）。

一方、車両３００が走行する路面が登坂路でも低摩擦係数路面でもないと判定された場合には、４輪駆動状態の継続を要しないと判定され（Ｓ１０４にてＮＯ）、車両３００の駆動状態が４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換えられる（Ｓ１０８）。そのため、車速上限値Ｖｍａｘ（１）が設定されて、車速が設定された車速上限値Ｖｍａｘ（１）を超えないようにエンジン１０が制御される（Ｓ１１０）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両用制御装置によると、トランスファ機構は、４輪駆動状態である場合には、４輪に動力を伝達するため、２輪駆動状態である場合と比較して作動する部品が増加する。その結果、トランスファ機構内部に貯留する作動油の温度は４輪駆動状態である場合の方が２輪駆動状態である場合よりも上昇する程度が大きくなる。そのため、作動油の温度がしきい値以上となる場合に第２の車速上限値が第１の車速上限値よりも低くなるように設定することにより、４輪駆動状態においてのトランスファ機構の最大の作動量を低下させることができ、４輪駆動状態である場合におけるトランスファ機構内部の作動油の温度の上昇を抑制することができる。したがって、駆動状態を維持しつつ、作動油の温度の上昇を抑制する車両用制御装置および車両用制御方法を提供することができる。

また、エンジンの出力および変速機の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更することにより、４輪駆動状態である場合の車速上限値Ｖｍａｘ（２）を超えないようにすることができる。これにより４輪駆動状態における作動油の温度の上昇を抑制することができる。

さらに、車両が走行する路面が登坂路であったり、低摩擦係数路面であったりするなど４輪駆動状態での走行を要する場合には、４輪駆動状態を継続することができ、４輪駆動状態での走行を要しない場合には、２輪駆動状態に変更することができる。これにより、作動油の温度の上昇を抑制しつつ、車両の走行状態に応じて適切な駆動状態を選択することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ エンジン、１２ 電子スロットル、１４ スロットルバルブ、１６ スロットルポジションセンサ、１８ エンジン回転数センサ、２０ 変速機、４０Ｌ，４０Ｒ 前輪、５０Ｌ，５０Ｒ 後輪、５２ 車輪速センサ、６０，８０ ディファレンシャルギヤ、６０ａ，６０ｂ プロペラシャフト、７０Ｌ，７０Ｒ リヤドライブシャフト、９０Ｌ，９０Ｒ フロントドライブシャフト、１００ トランスファ、１０２ 動力伝達機構、１０４ アクチュエータ、１０６ チェーン、１０８，１１０ プーリ、１１２ 入力軸回転数センサ、１１４ 出力軸回転数センサ、１１６ 油温センサ、２０２ 駆動状態判定部、２０４ 油温判定部、２０６ 走行状態判定部、２０８ 上限値変更部、２１０ 切換制御部、２１２ 車速制御部、３００ 車両。

Claims (4)

1. ２輪駆動状態と４輪駆動状態との間で車両の駆動状態を切換可能な駆動装置を搭載した車両を制御するための車両用制御装置であって、前記駆動装置は、内燃機関と、変速機と、トランスファ機構とを含み、前記トランスファ機構の内部には、作動油が貯留し、
   前記作動油の温度を検出するための車両状態検出手段と、
   前記車両に作用する走行抵抗を検出するための走行抵抗検出手段と、
   前記走行抵抗検出手段によって検出された走行抵抗に基づいて前記車両が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかであるかを判定するための判定手段と、
   前記２輪駆動状態である場合には第１の車速上限値を超えないように前記駆動装置を制御し、前記４輪駆動状態である場合には第２の車速上限値を超えないように前記駆動装置を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記車両状態検出手段によって検出された前記作動油の温度がしきい値以上である場合に、前記第２の車速上限値が前記第１の車速上限値よりも低くなるように前記第１および第２の車速上限値を設定し、前記第１および第２の車速上限値を超えないように前記内燃機関および前記変速機のうちの少なくともいずれか一方を制御し、
   前記車両用制御装置は、前記４輪駆動状態である場合であって、かつ、前記作動油の温度が前記しきい値以上である場合に、前記４輪駆動状態の継続と、前記２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択するための選択手段をさらに含む、
   前記選択手段は、前記車両が走行する路面が前記登坂路および前記低摩擦係数路面のうちのいずれかであると判定された場合に前記４輪駆動状態の継続を選択する、車両用制御装置。
2. 前記制御手段は、前記４輪駆動状態である場合であって、かつ、前記作動油の温度が前記しきい値以上である場合に、前記第２の車速上限値を超えないように前記内燃機関の出力および前記変速機の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更する、請求項１に記載の車両用制御装置。
3. ２輪駆動状態と４輪駆動状態との間で車両の駆動状態を切換可能な駆動装置を搭載した車両を制御するための車両用制御方法であって、前記駆動装置は、内燃機関と、変速機と、トランスファ機構とを含み、前記トランスファ機構の内部には、作動油が貯留し、
   前記作動油の温度を検出するステップと、
   前記車両に作用する走行抵抗を検出するステップと、
   前記走行抵抗に基づいて前記車両が走行する路面が登坂路および低摩擦係数路面のうちのいずれかであるかを判定するステップと、
   前記２輪駆動状態である場合には第１の車速上限値を超えないように前記駆動装置を制御し、前記４輪駆動状態である場合には第２の車速上限値を超えないように前記駆動装置を制御するステップとを含み、
   前記駆動装置を制御するステップは、前記作動油の温度がしきい値以上である場合に、前記第２の車速上限値が前記第１の車速上限値よりも低くなるように前記第１および第２の車速上限値を設定し、前記第１および第２の車速上限値を超えないように前記内燃機関および前記変速機のうちの少なくともいずれか一方を制御し、
   前記車両用制御方法は、前記４輪駆動状態である場合であって、かつ、前記作動油の温度が前記しきい値以上である場合に、前記４輪駆動状態の継続と、前記２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択するステップをさらに含み、
   前記４輪駆動状態の継続と、前記２輪駆動状態への変更とのうちのいずれか一方を選択するステップは、前記車両が走行する路面が前記登坂路および前記低摩擦係数路面のうちのいずれかであると判定された場合に前記４輪駆動状態の継続を選択する、車両用制御方法。
4. 前記駆動装置を制御するステップは、前記４輪駆動状態である場合であって、かつ、前記作動油の温度が前記しきい値以上である場合に、前記第２の車速上限値を超えないように前記内燃機関の出力および前記変速機の変速タイミングのうちの少なくともいずれか一方を変更する、請求項３に記載の車両用制御方法。

Images