JP6007996B2

JP6007996B2 - 四輪駆動車及び四輪駆動車の制御装置

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Publication number: JP6007996B2
Application number: JP2015013610A
Authority: JP
Inventors: 丸谷　哲史; 哲史丸谷; 啓西川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: JP2016137806A

Description

本発明は、全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンを有する四輪駆動車及び四輪駆動車の制御装置に関する。

四輪駆動車として、エンジンと変速機と前輪用差動装置とによって構成されると共に車体前部に搭載されて主駆動輪である左右の前輪を駆動するパワーユニットに後輪駆動用のトランスファが備えられ、該トランスファに車体前後方向に延びるプロペラシャフトが連結されると共にその後端部に後輪用差動装置が連結され、補助駆動輪としての左右の後輪も駆動可能に構成されたものが知られている。

前記四輪駆動車では、プロペラシャフト上に伝達トルクを可変できるカップリングが配設されることがあり、該カップリングを完全に締結することでエンジンの出力トルクが前輪と後輪に均等に伝達される四輪駆動状態になり、該カップリングを完全に解放することでエンジンの出力トルクが前輪のみに伝達される二輪駆動状態になり、該カップリングの完全締結と完全解放との中間では締結状態に応じて後輪に伝達されるトルクの配分が調整される。

また、前記トランスファは、軸心が車幅方向に延びる前輪用差動装置から車体前後方向に延びるプロペラシャフトに動力を伝達するために、互いに噛み合う一対の傘歯車、具体的には前輪用差動装置の軸心上に設けられた傘歯車とプロペラシャフトの軸心上に設けられた傘歯車が用いられる。

前記四輪駆動車では、前輪と後輪を駆動させる四輪駆動状態は、前輪のみを駆動させる二輪駆動状態に比して、後輪へのエンジンの出力トルクの配分に伴って駆動ロスが増加して燃費が悪化することから、通常は二輪駆動状態で走行し、必要時にのみ四輪駆動状態とすることが行われる。

しかしながら、エンジンの燃焼室における間欠的な爆発に起因してエンジンの出力トルクが変動し、このトルク変動が変速機及び前輪用差動装置を介してトランスファに伝達され、二輪駆動状態では、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等の駆動系が動力を伝達しない非動力伝達状態で回転することとなる。

そのため、エンジンのトルク変動の周波数によっては、捩り振動に対して所定の固有振動数を有する前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振して該駆動系の振動が大きくなり、この振動に起因して前記一対の傘歯車間の歯打ち等による異音が発生して車室内の騒音を引き起こし得る。

図８は、基本的構造が対応する四輪駆動車と二輪駆動車のエンジンのトルク変動の周波数と駆動系の捩り振動に対する伝達特性との関係を示す図である。図８に示す四輪駆動車の捩り振動に対する伝達特性の波形（実線で示す波形）Ｗ１と二輪駆動車の捩り振動に対する伝達特性の波形（破線で示す波形）Ｗ２とは共に、エンジンの実用領域下（周波数ｆ_Ｌ未満）の周波数で共振のピークＰ１、Ｐ２を有しているが、エンジンの実用領域（周波数ｆ_Ｌ以上）の周波数では、四輪駆動車の波形Ｗ１は、二輪駆動車の波形Ｗ２には見られない共振のピークＰ３を有し、このピークＰ３による振動に起因して異音が発生し得る。

この四輪駆動車特有の前記駆動系の共振のピークＰ３に対しては、前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振する運転領域で、前輪のみを駆動させる二輪駆動状態から該駆動系に負荷を与え、前記カップリングによる後輪へのトルク配分を増加させて後輪に所定のトルクを伝達することで、該駆動系の共振に起因した前記一対の傘歯車間の歯打ち等による異音発生を抑制することが考えられる。

四輪駆動車において、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等の駆動系がエンジンのトルク変動により共振することで発生する歯車間の歯打ちを抑制するものではないが、例えば特許文献１には、エンジンのノッキング発生領域で、ノッキングによる振動がトランスファから後輪用差動装置に伝達されて異音が発生することを抑制するために、後輪へのエンジンの出力トルクの配分を増加させることが開示されている。

特開２００１−２７７８８１号公報

ところで、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り換える四輪駆動車において、エンジンの燃費性能の向上を図るため、複数の気筒の全てを作動させる全筒運転モードと複数の気筒のうち一部の気筒のみを作動させる減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンを備えたものが知られている。

かかる四輪駆動車において、エンジンの全筒運転モードと減筒運転モードとでは、エンジン回転数が同一回転数であってもエンジンのトルク変動の周波数が異なるため、トランスファにおける傘歯車から後輪に至るプロペラシャフト及び後輪用差動装置等の駆動系がエンジンのトルク変動に共振するときのエンジン回転数が異なることとなる。

例えば、四気筒エンジンにおいて二気筒を休止させる減筒運転モードでは、エンジンのトルク変動の周波数は、エンジン回転数が同一回転数である場合に全筒運転モードにおけるエンジンのトルク変動の周波数の二分の一となり、前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振するときのエンジン回転数は、全筒運転モードで共振するときのエンジン回転数の２倍となる。

図９は、四輪駆動車の全筒運転モードと減筒運転モードのエンジン回転数と駆動系の変動トルクとの関係を示す図である。図９に示すように、四気筒エンジンを備えた四輪駆動車において、四気筒を作動させる全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形（実線で示す波形）Ｗ１１は、エンジンの実用領域下（エンジン回転数Ｎ_Ｌ未満）のエンジン回転数では共振のピークＰ１１、Ｐ１２を有し、エンジンの実用領域（エンジン回転数Ｎ_Ｌ以上）のエンジン回転数では共振のピークＰ１３を有し、二気筒を作動させる減筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形（破線で示す波形）Ｗ１２は、ピークＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３のエンジン回転数の２倍となるエンジン回転数で共振のピークＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を有することとなる。

したがって、全筒運転モードにおいて前記駆動系がエンジンのトルク変動に共振する運転領域で、前記カップリングによる後輪への配分トルクを増加させることで、全筒運転モードにおいて異音の発生を抑制しても、減筒運転モードにおいて該駆動系がエンジンのトルク変動に共振する運転領域では異音が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、全筒運転モードと減筒運転モードとが切換可能に構成されたエンジンを備えた四輪駆動車において、減筒運転モードで異音の発生を抑制することができるようにすることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段とを有する四輪駆動車であって、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置を備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の四輪駆動車において、前記ダンパ装置は、遠心振り子ダンパであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車において、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第１ダンパ装置と、前記エンジンの全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第２ダンパ装置とを備えていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の四輪駆動車において、前記第２ダンパ装置は、前記エンジンの全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域を低エンジン回転数側に移動させる捩りダンパであることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４の何れか１項に記載の四輪駆動車において、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように前記トルク配分調整手段によって前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段を備えていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段とを有する四輪駆動車の制御装置であって、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように前記トルク配分調整手段によって前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段を備え、前記四輪駆動車に、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置が備えられていることを特徴とする。

上記の構成により、本願の請求項１に記載の発明によれば、エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段とを有する四輪駆動車に、減筒運転モードにおいてトルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置が備えられている。

これにより、四輪駆動車において、減筒運転モードでトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときにダンパ装置によってトルク伝達手段のトルク変動を低減させることができ、減筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、ダンパ装置は、遠心振り子ダンパであることにより、減筒運転モードにおいてトルク伝達手段で異音が発生することを抑制する遠心振り子ダンパによって、前記効果を具体的に実現することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、減筒運転モードにおいてトルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第１ダンパ装置と、全筒運転モードにおいてトルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第２ダンパ装置とが備えられることにより、第１ダンパ装置によって減筒運転モードで異音の発生を抑制すると共に第２ダンパ装置によって全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、第２ダンパ装置は、全筒運転モードにおいてトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域を低エンジン回転数側に移動させる捩りダンパであることにより、全筒運転モードでトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域をエンジンの実用領域下のエンジン回転数に移動させる捩りダンパを用いることで、全筒運転モードで異音の発生を有効に抑制することができる。全筒運転モードでトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる場合に比して、燃費の悪化を抑制しつつ全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、減筒運転モードでトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにトルク配分調整手段によって補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段が備えられることにより、減筒運転モードで異音の発生をより有効に抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、四輪駆動車には、減筒運転モードにおいてトルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置が備えられる。

これにより、四輪駆動車において、減筒運転モードでトルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに、ダンパ装置によってトルク伝達手段のトルク変動を低減させることで、減筒運転モードで異音の発生を有効に抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。本発明の第３実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。前記四輪駆動車の前輪用差動装置及びトランスファの概略構成図である。前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルクとの関係を示すグラフである。本発明の第４実施形態に係る四輪駆動車の前輪用差動装置及びトランスファの概略構成図である。基本的構造が対応する四輪駆動車と二輪駆動車のエンジンのトルク変動の周波数と駆動系の捩り振動に対する伝達特性との関係を示す図である。四輪駆動車の全筒運転モードと減筒運転モードのエンジン回転数と駆動系の変動トルクとの関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る四輪駆動車１０は、駆動源としてのエンジン１４と、エンジン１４の出力トルクを前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとに伝達するためのトランスミッション１６とトランスミッション１６からの駆動力を左右の前輪１２Ｆに車軸１８を介して伝達する前輪用差動装置２０とを備えたトランスミッションケース１７と、後輪１２Ｒに伝達する駆動力を取り出すトランスファ２２と、トランスファ２２からの駆動力を左右の後輪１２Ｒに車軸２４を介して伝達する後輪用差動装置２６とを有している。

エンジン１４は、複数の気筒を有する多気筒エンジン、具体的には四気筒を有する四気筒エンジンであり、四気筒を作動させる全筒運転モードと二気筒を休止させて二気筒を作動させる減筒運転モードとを切換可能に構成されている。

トランスファ２２と後輪用差動装置２６とは、車体前後方向に延びるプロペラシャフト３０及びカップリング２８を介して連結されている。トランスファ２２の出力軸がプロペラシャフト３０の一端に連結され、プロペラシャフト３０の他端がカップリング２８の入力軸に連結され、該カップリング２８の出力軸が後輪用差動装置２６の入力軸に連結されている。

トランスファ２２は、軸心が車幅方向に延びる前輪用差動装置２０から車体前後方向に延びるプロペラシャフト３０に動力を伝達するために、互いに噛み合う一対の傘歯車（不図示）、具体的には前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車とプロペラシャフト３０の軸心上に設けられた傘歯車が用いられる。

カップリング２８は、電磁式等のカップリングが用いられ、エンジン１４の出力トルクのうち後輪１２Ｒに配分するトルクを調整するように構成されている。四輪駆動車１０では、カップリング２８によって前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとのトルク配分が前輪：後輪＝１００：０〜５０：５０まで可変できるようになっている。

本実施形態では、前輪１２Ｆが主駆動輪であり、後輪１２Ｒが補助駆動輪であり、トランスミッション１６、前輪用差動装置２０、車軸１８、トランスファ２２、プロペラシャフト３０、カップリング２８、後輪用差動装置２６及び車軸２４によって、エンジン１４の出力トルクを前輪１２Ｆと後輪１２Ｒとに伝達するトルク伝達手段が構成され、カップリング２８によって、エンジン１４の出力トルクのうち後輪１２Ｒに配分するトルクを調整するトルク配分調整手段が構成されている。

本実施形態ではまた、トランスミッション１６に、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられている。

ダンパ装置１９として、振り子の揺動によって振動を減衰する遠心式の振り子ダンパが用いられ、振り子ダンパ１９は、前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系の変動トルクを低減するように構成されている。

四輪駆動車１０には、運転者によるアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３６と、エンジン１４の回転数を検出するエンジン回転数センサ３８と、エンジン１４やカップリング２８等の作動を制御する制御ユニット３４とが備えられている。

制御ユニット３４には、アクセル開度センサ３６及びエンジン回転数センサ３８からの信号等の各種情報が入力され、制御ユニット３４は、これら各種情報に基づいてエンジン１４やカップリング２８等の作動を制御する。なお、制御ユニット３４は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。

制御ユニット３４には、エンジン回転数及びアクセル開度と運転モード、具体的には全筒運転モード及び減筒運転モードとの関係を示す運転モードマップが記憶されており、制御ユニット３４は、運転モードマップを用いてエンジン回転数及びアクセル開度からエンジン１４の全筒運転モードと減筒運転モードとを切り換えるように制御する。

制御ユニット３４はまた、全筒運転モードで前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるように制御する。

図２は、前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。図２では、エンジン回転数を横軸にとり、トランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系の変動トルク及び後輪１２Ｒへの配分トルクを縦軸にとり、全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形を実線Ｗａで示し、減筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形を二点鎖線Ｗｂ及び破線Ｗｂ´で示している。

減筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形については、四輪駆動車１０の変動トルクの波形を破線Ｗｂ´として示し、トランスミッション１６に振り子ダンパ１９を備えていないことを除き四輪駆動車１０と同様に構成された四輪駆動車の変動トルクの波形を二点鎖線Ｗｂとして示している。

図２に示すように、全筒運転モードの変動トルクの波形Ｗａは、所定のエンジン回転数ＮａでピークＰａを有し、減筒運転モードの変動トルクの波形Ｗｂ、Ｗｂ´は、エンジン回転数Ｎａより高エンジン回転数側の所定のエンジン回転数ＮｂでピークＰｂを有している。

また、減筒運転モードの変動トルクの波形Ｗｂ´のピークＰｂ´は、減筒運転モードの変動トルクの波形ＷｂのピークＰｂより低くなっており、トランスミッション１６に振り子ダンパ１９を備えることで、減筒運転モードで前記駆動系の変動トルクを低減することができる。

なお、図２では、エンジン１４の実用領域のエンジン回転数について示しており、変動トルクの波形Ｗａ、Ｗｂは、図９に示す変動トルクの波形Ｗ１１、Ｗ１２に対応し、ピークＰａ、Ｐｂは、図９に示すピークＰ１３、Ｐ２３に対応する。エンジン１４の実用領域とは、例えばアイドル回転数以上のエンジン回転数の領域をいうものとする。

制御ユニット３４には、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域として、変動トルクの波形ＷａのピークＰａとなるエンジン回転数Ｎａを含む所定の第１エンジン回転数Ｎ１と該第１エンジン回転数Ｎ１より高エンジン回転数側の所定の第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域が設定されて記憶されている。

制御ユニット３４にはまた、四輪駆動車１０の前記駆動系の変動トルクの波形Ｗａが記憶されると共に、全筒運転モードにおける異音抑制制御のためのエンジン回転数と後輪１２Ｒへの配分トルクとの関係が設定されて記憶されている。

そして、制御ユニット３４は、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域、すなわち第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域にあるときに全筒運転モードにおける異音抑制制御を行う。具体的には、制御ユニット３４は、異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、図２の実線Ｌ１で示すように、波形ＷａのピークＰａの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御する。

制御ユニット３４には、四輪駆動車１０に関係する構成により検出された信号、すなわちアクセル開度及びエンジン回転数等の各種信号が読み込まれ、制御ユニット３４によって、運転モードマップを用いてエンジン回転数及びアクセル開度からエンジン１４が全筒運転モードであるか否かが判定され、全筒運転モードであると判定される場合、全筒運転モードにおける異音抑制制御が行われる。これにより、全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

制御ユニット３４はまた、運転モードマップを用いてエンジン回転数及びアクセル開度から全筒運転モードと減筒運転モードとを切り換えるようにエンジン１４の作動を制御する。

なお、制御ユニット３４は、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる異音抑制手段として機能する。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車１０では、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられている。これにより、四輪駆動車１０において、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときにダンパ装置１９によって前記トルク伝達手段のトルク変動を低減させることができ、減筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する異音抑制手段３４を備えた四輪駆動車１０に、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９を備えることで、全筒運転モードで異音の発生を抑制すると共に減筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域として、第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域が設定されているが、前記トルク伝達手段の変動トルクが所定値以上である運転領域に設定してもよく、エンジン回転数Ｎａを含む所定の運転領域に設定することが可能である。

図３は、本発明の第２実施形態に係る四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルク及び後輪への配分トルクとの関係を示すグラフである。第２実施形態に係る四輪駆動車は、第１実施形態に係る四輪駆動車１０において、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるようにしたものであり、同様の構成については説明を省略する。

本実施形態においても、制御ユニット３４は、全筒運転モードで前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるように制御する。

制御ユニット３４はまた、減筒運転モードで前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させるように制御する。

図３に示すように、制御ユニット３４には、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域として、変動トルクの波形ＷａのピークＰａとなるエンジン回転数Ｎａを含む第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域が設定されて記憶されている。

制御ユニット３４にはまた、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域として、変動トルクの波形Ｗｂ´のピークＰｂ´となるエンジン回転数Ｎｂを含む第２エンジン回転数Ｎ２と該第２エンジン回転数より高エンジン回転数側の所定の第３エンジン回転数Ｎ３との間の運転領域が設定されて記憶されている。

そして、制御ユニット３４は、全筒運転モードで第１エンジン回転数Ｎ１と第２エンジン回転数Ｎ２との間の運転領域にあるときに全筒運転モードにおける異音抑制制御を行い、異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、図３の実線Ｌ１で示すように、波形ＷａのピークＰａの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１になるように制御する。

制御ユニット３４はまた、減筒運転モードで第２エンジン回転数Ｎ２と第３エンジン回転数Ｎ３との間の運転領域にあるときに減筒運転モードにおける異音抑制制御を行い、異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させ、図３の破線Ｌ２で示すように、波形Ｗｂ´のピークＰｂの変動トルクを超える後輪１２Ｒへの配分トルクＴ１より低い配分トルクＴ２になるように制御する。

本実施形態では、制御ユニット３４によって、全筒運転モードであるか否かが判定され、全筒運転モードであると判定される場合、全筒運転モードにおける異音抑制制御が行われ、全筒運転モードではなく減筒運転モードであると判定される場合、減筒運転モードにおける異音抑制制御が行われる。また、制御ユニット３４によって、運転モードマップを用いてエンジン回転数及びアクセル開度から全筒運転モードと減筒運転モードとを切り換えるようにエンジン１４の作動が制御される。

なお、制御ユニット３４によって、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる異音抑制手段が構成されている。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車１０においても、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられることにより、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときにダンパ装置１９によって前記トルク伝達手段のトルク変動を低減させることができ、減筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するようにカップリング２８によって後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる異音抑制手段３４が備えられることにより、減筒運転モードで異音の発生をより有効に抑制することができる。

なお、本実施形態では、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域として第２エンジン回転数Ｎ２と第３エンジン回転数Ｎ３との間の運転領域が設定されているが、前記トルク伝達手段の変動トルクが所定値以上である運転領域に設定してもよく、エンジン回転数Ｎｂを含む所定の運転領域に設定することが可能である。

図４は、本発明の第３実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図であり、図５は、前記四輪駆動車の前輪用差動装置及びトランスファの概略構成図であり、図６は、前記四輪駆動車におけるエンジン回転数と駆動系の変動トルクとの関係を示すグラフである。

第３実施形態に係る四輪駆動車は、第１実施形態に係る四輪駆動車１０と、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する異音抑制手段が異なること以外は同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

図４に示すように、第３実施形態に係る四輪駆動車４０においても、トランスミッション１６に、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられている。

本実施形態ではまた、トランスファ２２に、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系で異音が発生することを抑制するダンパ装置４５が備えられている。

図５に示すように、前輪用差動装置２０は、デフケース４１と、デフケース４１の外周に設けられた入力ギヤ４２と、デフケース４１の内側に設けられた差動機構４３とを有している。入力ギヤ４２は、トランスミッション１６の出力ギヤ１５に常時噛み合い、トランスミッション１６からの駆動力が入力ギヤ４２を介してデフケース４１に伝達され、デフケース４１内の差動機構４３によって車軸１８を介して左右の前輪１２Ｆに伝達される。

トランスファ２２は、前輪用差動装置２０の軸心上にデフケース４１に固定され、デフケース４１と共に前輪用差動装置２０の軸心周りに回転する第１傘歯車５１と、プロペラシャフト３０の軸心上に設けられて第１傘歯車５１に常時噛み合う第２傘歯車５２と、第２傘歯車５２に連結される出力軸５３とを有している。この出力軸５３は、プロペラシャフト３０に連結され、プロペラシャフト３０は、カップリング２８の締結状態に関わらず、デフケース４１の回転に伴って一対の傘歯車５１、５２を介して回転するようになっている。

ダンパ装置４５として、捩りダンパが用いられ、捩りダンパ４５は、後輪１２Ｒを駆動するための駆動経路に設けられている。具体的には、第１傘歯車５１が、デフケース４１側の内周部５１ａと、内周部５１ａにスプライン嵌合する外周ギヤ部５１ｂとで構成され、捩りダンパ４５は、第１傘歯車５１の内周部５１ａ及び外周ギヤ部５１ｂ間のスプライン嵌合部に配設されたゴム製からなる環状の弾性部材４６として構成されている。

捩りダンパ４５は、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車５１、５２から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系の変動トルクの波形においてピークＰａを低エンジン回転数側に移動させるように構成されている。

図６では、全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形についてのみ示し、四輪駆動車１０の前記駆動系の変動トルクの波形を一点鎖線Ｗａとして示し、四輪駆動車４０の前記駆動系の変動トルクの波形を実線Ｗａ´として示している。

図６に示すように、四輪駆動車１０の変動トルクの波形Ｗａは、エンジン回転数ＮａでピークＰａを有し、四輪駆動車４０の変動トルクの波形Ｗａ´は、エンジン回転数Ｎａより低エンジン回転側の所定のエンジン回転数Ｎａ´でピークＰａ´を有している。

本実施形態では、捩りダンパ４５は、変動トルクの波形Ｗａ´のピークＰａ´となるエンジン回転数Ｎａ´がエンジン１４の実用領域下のエンジン回転数、例えばアイドル回転数Ｎ_Ｌ未満のエンジン回転数になるように構成され、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域をエンジン１４の実用領域下のエンジン回転数に移動させるように構成されている。

なお、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域は、前記トルク伝達手段の変動トルクが所定値以上である運転領域に設定してもよく、変動トルクの波形Ｗａ´のピークＰａ´となるエンジン回転数Ｎａを含む所定のエンジン回転数と該エンジン回転数より高エンジン回転数側の所定のエンジン回転数との間の運転領域が設定される。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車４０においても、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられることにより、減筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときにダンパ装置１９によって前記トルク伝達手段のトルク変動を低減させることができ、減筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第１ダンパ装置１９と、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第２ダンパ装置４５とが備えられることにより、第１ダンパ装置１９によって減筒運転モードで異音の発生を抑制すると共に第２ダンパ装置４５によって全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

また、第２ダンパ装置４５は、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域を低エンジン回転数側に移動させる捩りダンパであることにより、全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域をエンジン１４の実用領域下のエンジン回転数に移動させる捩りダンパを用いることで、全筒運転モードで異音の発生を有効に抑制することができる。全筒運転モードで前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように後輪１２Ｒに対するトルク配分を増大させる場合に比して、燃費の悪化を抑制しつつ全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

図７は、本発明の第４実施形態に係る四輪駆動車の前輪用差動装置及びトランスファの概略構成図である。第４実施形態に係る四輪駆動車は、第３実施形態に係る四輪駆動車４０と、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する異音抑制手段が異なること以外は同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

第４実施形態に係る四輪駆動車においても、トランスミッション１６に、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系で異音が発生することを抑制するダンパ装置１９が備えられている。

また、図７に示すように、トランスファ２２に、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車５１、５２から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系で異音が発生することを抑制するダンパ装置６５が備えられている。

本実施形態では、ダンパ装置６５として、ダイナミックダンパが用いられ、ダイナミックダンパ６５は、環状に形成された質量部材６６と該質量部材６６の内周側において環状に形成された弾性部材６７とを有し、後輪１２Ｒを駆動するための駆動経路、具体的にはデフケース４１の外周から第１傘歯車５１に至る駆動経路に設けられている。

ダイナミックダンパ６５は、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段、具体的にはトランスファ２２における前輪用差動装置２０の軸心上に設けられた傘歯車５１、５２から後輪１２Ｒに至るプロペラシャフト３０及び後輪用差動装置２６等の駆動系の変動トルクを低減するように構成されている。

ダイナミックダンパ６５は、図２において実線で示す全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形ＷａのピークＰａとなる周波数にほぼ一致するように設定周波数が設定され、全筒運転モードにおける前記駆動系の変動トルクの波形ＷａのピークＰａを２つの小さなピークに分散させ、前記駆動系の変動トルクを低減させることができる。

このように、本実施形態に係る四輪駆動車においても、減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第１ダンパ装置１９と、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第２ダンパ装置６５とが備えられることにより、第１ダンパ装置１９によって減筒運転モードで異音の発生を抑制すると共に第２ダンパ装置６５によって全筒運転モードで異音の発生を抑制することができる。

なお、第４実施形態に係る四輪駆動車では、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置として、ダイナミックダンパ６５を用いているが、振り子ダンパを用いて、全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制することも可能である。

本実施形態では、前輪１２Ｆを主駆動輪とし、後輪１２Ｒを補助駆動輪とした四輪駆動車について説明しているが、後輪１２Ｒを主駆動輪とし、前輪１２Ｆを補助駆動輪とした四輪駆動車についても同様に適用することができる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、四輪駆動車において減筒運転モードで異音の発生を抑制することが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１０、４０四輪駆動車
１２Ｆ前輪
１２Ｒ後輪
１４エンジン
１６トランスミッション
１８、２４車軸
１９振り子ダンパ
２０前輪用差動装置
２２トランスファ
２６後輪用差動装置
２８カップリング
３０プロペラシャフト
３４制御ユニット
３６アクセル開度センサ
３８エンジン回転数センサ
４５捩りダンパ
６５ダイナミックダンパ

Claims

全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段とを有する四輪駆動車であって、
前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置を備えている、
ことを特徴とする四輪駆動車。
前記ダンパ装置は、遠心振り子ダンパである、
ことを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車。
前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第１ダンパ装置と、
前記エンジンの全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制する第２ダンパ装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の四輪駆動車。
前記第２ダンパ装置は、前記エンジンの全筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域を低エンジン回転数側に移動させる捩りダンパである、
ことを特徴とする請求項３に記載の四輪駆動車。
前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段が異音発生状態となる運転領域にあるときに異音の発生を抑制するように前記トルク配分調整手段によって前記補助駆動輪に対するトルク配分を増大させる異音抑制手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の四輪駆動車。
全筒運転モードと減筒運転モードとを切換可能に構成されたエンジンと、該エンジンの出力トルクを主駆動輪と補助駆動輪とに伝達するトルク伝達手段と、該トルク伝達手段に設けられ、前記エンジンの出力トルクのうち前記補助駆動輪に配分するトルクを調整するトルク配分調整手段とを有する四輪駆動車の制御装置であって、
前記四輪駆動車に、前記エンジンの減筒運転モードにおいて前記トルク伝達手段で異音が発生することを抑制するダンパ装置が備えられている、
ことを特徴とする四輪駆動車の制御装置。