WO2016204090A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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WO2016204090A1
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clutch
cam
control
biasing
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PCT/JP2016/067368
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英雄 西沢
俊輔 松尾
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
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    • F16D2500/504—Relating the engine
    • F16D2500/5048—Stall prevention

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a vehicle including a first drive wheel connected to a power source and a second drive wheel connected to the power source via a clutch.
  • the coupling clutch is a type of fluid coupling in which a pair of clutch plates (impellers) are provided in a casing filled with viscous fluid.
  • the amount of torque transmission at the coupling clutch can be changed by controlling the flow rate and pressure of the viscous fluid.
  • an electromagnetic clutch plate When an electromagnetic clutch plate is used, the amount of torque transmission can be controlled by controlling the frictional engagement force of each clutch plate (see Patent Document 1).
  • a coupling clutch that incorporates biasing means for positively engaging and separating the clutch plates.
  • a ball cam structure coupling clutch in which a ball is interposed between a pair of cams and the distance between the cams is changed by changing the contact position between the balls and the cams according to the phase difference between the cams.
  • One of the cams is movable in the approaching / disengaging direction with respect to the member on the torque input side by operating the actuator. By connecting one of the cams to a member on the torque input side and rotating it, a phase difference occurs between the cams, and the other cam moves in the direction of separating from the one cam. At this time, the clutch plate is pressed by the other cam, and the clutch plates are urged in a direction to engage with each other to control the amount of torque transmission (see Patent Document 2).
  • the actuator, the frictional engagement force, the flow rate of fluid, the pressure, and the like are controlled such that the amount of torque transmission in the traveling state in which the driving force does not need to be transmitted is reduced.
  • control may be performed to temporarily stop the actuator when the vehicle is temporarily stopped waiting for a signal while traveling in a four-wheel drive system.
  • slip rotation is likely to occur between the input side and the output side of the coupling clutch, and the vehicle's starting performance may be reduced.
  • the cams rotate relative to each other at the same time as the engagement of the cams is released, and the phase difference can be eliminated. Therefore, once the joined state of one cam and the member on the torque input side is released, the cams are engaged until the phase difference is generated again between the cams, even if the joined state is restored immediately thereafter. I can not do it. As a result, slip rotation is likely to occur between the input side and the output side of the coupling clutch, and the starting performance of the vehicle may be degraded.
  • One of the objects of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a control device of a vehicle capable of improving the starting performance.
  • the present invention is not limited to this object, and it is an operation and effect derived from each configuration shown in the “embodiments to be described later”, and it is also possible to exert an operation and effect that can not be obtained by the prior art. It can be positioned as a goal.
  • a control device of a vehicle disclosed herein includes a power source of the vehicle, a first drive wheel connected to the power source and driven by the power source, and a transmission path of a driving force generated by the power source. And a clutch interposed therebetween.
  • biasing means for biasing.
  • control means is provided for maintaining the urging state by the urging means while stopping from before stopping.
  • the control means maintains the energized state while the vehicle is stopping, when the clutch is transmitting the driving force to the second drive wheel before the vehicle is stopped. That is, when the clutch is engaged before stopping, it is preferable to maintain the energized state while stopping.
  • the clutch does not transmit the driving force to the second driving wheel before stopping, it is preferable to release the urging state while stopping. That is, when the clutch is not engaged before the stop, it is preferable to release the urging state during the stop.
  • control means intensifies the urging state of the urging means while the vehicle is stopped than the urging state of the urging device before the vehicle is stopped.
  • the biasing means engages the clutch in accordance with a phase difference between the first cam to which the driving force is input and the first cam disposed opposite to the first cam with the ball interposed therebetween. It is preferable to have a ball cam structure that includes a second cam that presses down and a control clutch that fixes the first cam on the upstream side of the clutch in the transmission path.
  • the control means maintains the phase difference between the first cam and the second cam while the vehicle is stopped when the second drive wheel is driven by the power source before the vehicle is stopped. . That is, if the clutch is in the engaged state before the stop, it is preferable to keep the biasing means in the energized state during the stop and keep the clutch in the engaged state. In this case, the phase difference may be maintained as it is, or the phase difference may be increased. If the driving force is transmitted to the second drive wheel before the vehicle is stopped, the phase difference is generated.
  • an outside air temperature detection means for detecting the outside air temperature of the vehicle.
  • the control means is stopping while the ratio of the driving force transmitted from the power source to the second driving wheel is higher as the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is lower.
  • the biasing state of the biasing means is controlled. For example, as the outside air temperature is lower, it is preferable to increase the engagement force of the control clutch while the vehicle is stopped.
  • a friction coefficient acquisition unit that acquires the friction coefficient of the road surface on which the vehicle travels.
  • the control means is stopping while the ratio of the driving force transmitted from the power source to the second drive wheel is higher as the friction coefficient acquired by the friction coefficient acquiring means is smaller.
  • the biasing state of the biasing means is controlled. For example, as the friction coefficient is smaller, it is preferable to increase the engagement force of the control clutch while the vehicle is stopped.
  • the control means causes the ratio of the driving force transmitted from the power source to the second drive wheel to increase as the absolute value of the slope detected by the road surface slope detecting means increases. It is preferable to control the biasing state of the biasing means while the vehicle is stopped. For example, as the absolute value of the gradient is larger, it is preferable to increase the engagement force of the control clutch while the vehicle is stopped.
  • Mode switching for switching the drive system of the vehicle between the two-wheel drive mode traveling only by the first drive wheel and the four-wheel drive mode traveling together with the first drive wheel and the second drive wheel Preferably, means are provided.
  • the control means controls the biasing state of the biasing means until the vehicle starts moving. It is preferable to maintain.
  • the clutch When the clutch is biased in the engagement direction before stopping, the clutch can be engaged from before starting by maintaining the energized state during stopping from before stopping. Performance can be improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the ball cam structure (a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3), in which (A) shows an open state and (B) shows a differential state.
  • It is a flowchart which illustrates the control content implemented by a control apparatus. It is a graph for demonstrating the control action of the control apparatus at the time of start, (A) is accelerator opening and brake pressure, (B) is vehicle speed, (C) is front and rear wheel speed difference, (D) is holding control.
  • the torque in the case of implementation, and (E) show the torque in the case of not performing retention control.
  • control system of a vehicle as an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are merely illustrative, and there is no intention to exclude the application of various modifications and techniques that are not specified in the following embodiments. Each structure of this embodiment can be variously modified and implemented in the range which does not deviate from those meaning. Also, they can be selected as needed or can be combined as appropriate.
  • a vehicle 10 shown in FIG. 1 is an on-demand four-wheel drive vehicle capable of switching a drive system between two-wheel drive and four-wheel drive.
  • the front wheel 4 (first drive wheel) of the vehicle 10 is connected to an engine 1 (internal combustion engine) that is a motive power source.
  • an engine 1 internal combustion engine
  • the transfer 3 incorporates a differential device for the front wheel 4.
  • a coupling 6 (coupling clutch for controlling a driving force transmitted from the engine 1 to the rear wheel 5) is provided on a power transmission path connecting the transfer 3 and the rear wheel 5 (second drive wheel). ) Is inserted.
  • the coupling 6 incorporates a wet clutch 7 that transmits driving force via viscous fluid, and a ball cam structure 8 for controlling the engagement state of the clutch 7.
  • a wet clutch 7 that transmits driving force via viscous fluid
  • a ball cam structure 8 for controlling the engagement state of the clutch 7.
  • the front wheel 4 is closer to the engine 1 than the clutch 7 (that is, the engine 1, the automatic transmission 2 and the transfer 3 are
  • the rear wheel 5 is connected to the side farther from the engine 1 than the clutch 7.
  • the operating state of the coupling 6 is electrically controlled by the controller 9.
  • the controller 9 is an electronic device in which a processor such as a central processing unit (CPU) or a micro processing unit (MPU) is integrated with a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a non-volatile memory and the like.
  • the processor referred to here is, for example, a processing unit (processor) incorporating a control unit (control circuit), an operation unit (operation circuit), a cache memory (register group) and the like.
  • the ROM, the RAM, and the non-volatile memory are memory devices in which programs and data during work are stored.
  • the contents of the control performed by the controller 9 are recorded, for example, in the ROM, RAM, non-volatile memory, and removable media as an application program. Also, when the program is executed, the contents of the program are expanded in the memory space in the RAM and executed by the processor.
  • the controller 9 is connected with various sensors 11 to 19 for acquiring information for controlling the coupling 6.
  • the vehicle speed sensor 11 detects and calculates the vehicle speed V
  • the longitudinal acceleration sensor 12 detects and calculates the longitudinal acceleration G acting on the vehicle body.
  • the steering angle sensor 13 acquires the steering angle ⁇
  • the shift position sensor 14 acquires the set position P of the shift lever of the automatic transmission 2
  • the accelerator opening sensor 15 acquires the accelerator opening A.
  • the brake pressure sensor 16 acquires the brake pressure B (master cylinder pressure), and the outside air temperature sensor 17 acquires the outside air temperature C.
  • the road surface slope sensor 18 acquires the road surface slope D corresponding to the inclination of the vehicle body, and the transfer position sensor 19 acquires the set position Q of the transfer lever for setting the drive mode.
  • a drive mode of the vehicle 10 of the present embodiment a two-wheel drive mode in which only the front wheels 4 travel and a four-wheel drive mode in which both the front wheels 4 and the rear wheels 5 travel are prepared.
  • the information acquired by these various sensors 11 to 19 is input to the controller 9.
  • the controller 9 is communicably connected to another electronic control unit 20 via a vehicle-mounted network.
  • the electronic control unit 20 include an engine control unit, a transmission control unit, a brake control unit, and a vehicle body attitude control unit.
  • the electronic control unit 20 of the present embodiment has a function as friction coefficient acquisition means for acquiring the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 10 travels, and a function as slip detection means for detecting slip of the front wheel 4 or the rear wheel 5. Together. Information on the road surface friction coefficient ⁇ and slip detected and calculated by the electronic control unit 20 is transmitted to the controller 9.
  • the internal structure of the coupling 6 is illustrated in FIG.
  • the clutch 7 incorporated in the coupling 6 has a structure in which an input side clutch plate 23 and an output side clutch plate 24 which are disk-like friction engagement members are alternately stacked.
  • the input side clutch plate 23 is provided movably in the axial direction of the input shaft 21 with respect to the housing 33 connected to the input shaft 21.
  • the output side clutch plate 24 is provided movably in the axial direction of the output shaft 22 with respect to the output shaft 22 disposed coaxially with the input shaft 21.
  • the viscous fluid is filled between the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24.
  • a torque corresponding to the difference in rotational speed between the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 is transmitted via the viscous fluid.
  • the amount of torque transmission can be controlled by adjusting the flow rate and pressure of the viscous fluid. Also, if there is no rotational speed difference, the amount of torque transmission is zero.
  • a torque corresponding to the pressing force acting between the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 is transmitted. In this case, a larger torque can be transmitted as compared to a state in which the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 are separated.
  • the position of the input side clutch plate 23 and the output side clutch plate 24 in the direction of contact and separation is controlled by a ball cam structure 8 (biasing means).
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the ball cam structure 8.
  • the pressing force acting between the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 is controlled by the ball cam structure 8.
  • the ball cam structure 8 is provided with a first cam 25, a second cam 26, a ball member 27 and a control clutch 28. Further, an armature 29 and an electromagnetic coil 30 are provided as a mechanism for controlling the operating state of the control clutch 28.
  • the first cam 25 is a disc-like cam fixed to the housing 33 via the control clutch 28.
  • the first cam 25 is rotatable relative to the housing 33 when the control clutch 28 is released.
  • the second cam 26 is a disk-shaped cam disposed so as to face the first cam 25 in the axial direction of the output shaft 22, and is provided movably in the axial direction with respect to the output shaft 22.
  • a spherical ball member 27 is interposed between the first cam 25 and the second cam 26.
  • first grooves 31 are recessed on the surface of the first cam 25, and a second groove 32 is also disposed on the surface of the second cam 26 so as to face each of the first grooves 31. It is recessed.
  • the first groove 31 extends in the circumferential direction of the first cam 25 and is formed in a shape in which a substantially middle portion in the extending direction is the deepest.
  • the shape of the second groove 32 is also the same.
  • the ball member 27 is held inside the first groove 31 and the second groove 32, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 is defined on the basis of a state in which the first groove 31 and the second groove 32 face the front.
  • the first groove 31 and the second groove 32 have a positional relationship in which they face each other in front.
  • the first groove 31 and the second groove 32 are shifted as viewed in the axial direction of the output shaft 22.
  • a state in which a phase difference is generated between the first cam 25 and the second cam 26 is called a “differential state”.
  • the armature 29 is a magnetic member which is excited by the electromagnetic coil 30 to press the control clutch 28 in the engagement direction.
  • the control clutch 28 moves in a direction close to each other in response to pressure from the armature 29 and functions so as to sandwich the first cam 25.
  • the engagement force of the control clutch 28 has a magnitude corresponding to the exciting current of the electromagnetic coil 30.
  • the excitation current of the electromagnetic coil 30 is controlled by the controller 9.
  • the first cam 25 is supported by the housing 33.
  • the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 is increased, and the ball member 27 is in the first groove. It moves to the position shifted from the middle part of the extension direction in the 31 and the 2nd groove 32.
  • the first cam 25 becomes the distance W 2 is relatively large dimension between the second cam, the second cam 26 is first cam It will move in the direction away from 25.
  • the second cam 26 and the input side clutch plate 23 come into contact (energized state), and the clutch 7 enters the engaged state.
  • the first cam 25 is less likely to rotate with respect to the housing 33, and the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 is likely to increase. Is difficult to reduce. Therefore, as long as the rotational speed difference is generated between the input shaft 21 and the output shaft 22, the driving force transmitted through the clutch 7 has a magnitude corresponding to the exciting current of the electromagnetic coil 30.
  • the ball cam structure 8 biases the clutch 7 in the engagement direction according to the difference in rotational speed between the upstream and the downstream of the clutch 7 when the control clutch 28 is engaged. Act as. Even when the control clutch 28 is engaged, no phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 occurs if the difference in rotational speed between the upstream and downstream of the clutch 7 is zero. . Therefore, the second cam 26 and the input side clutch plate 23 are separated from each other, and the clutch 7 remains open. The clutch 7 is connected when there is a difference in rotational speed between the upstream and the downstream of the clutch 7 with the control clutch 28 engaged. However, a slight rotational speed difference may occur between the upstream and the downstream of the clutch 7 during traveling in the four-wheel drive mode. After such a rotational speed difference occurs, the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 is maintained unless the excitation current to the electromagnetic coil 30 is made zero.
  • the controller 9 has a function of controlling the excitation current of the electromagnetic coil 30 in accordance with the traveling state of the vehicle 10.
  • the holding control for controlling the excitation current while the vehicle is stopping will be described according to the driving force transmission state of the clutch 7 during traveling.
  • the holding control referred to here is control for holding the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 generated during traveling even after the vehicle is stopped.
  • the drive system of the coupling 6 mounted on the existing on-demand four-wheel drive vehicle for example, the drive system of urging the clutch 7 in the engagement direction using the ball cam structure 8
  • the driving force transmission state of the clutch 7 is not controlled according to only the current. That is, when a difference in rotational speed occurs between front wheel 4 and rear wheel 5 (when front wheel 4 slips) while electromagnetic coil 30 is excited, the driving force is transmitted to rear wheel 5
  • the clutch 7 is automatically biased in the engagement direction.
  • Such a drive method is advantageous in terms of fuel consumption and steering performance as compared with a drive method in which the driving force is always transmitted to the rear wheel 5.
  • the clutch 7 may not be engaged, and a good starting performance may not be obtained on a slippery road surface. This is because the clutch 7 can not be engaged even if the exciting current to the electromagnetic coil 30 is increased while the vehicle 10 is stopped.
  • the holding control of the present embodiment has a ball cam structure 8 from before stopping to during stopping according to the driving force transmission state of the clutch 7 before the vehicle 10 stops (during traveling of the vehicle 10). Is properly operated to control the stopped clutch 7 in the engaged state.
  • the start condition of the holding control is that at least the following conditions 1 and 2 are satisfied, and preferably, any one of the conditions 3 and 4 is satisfied.
  • Conditions 1 to 4 are determined based on information acquired by the vehicle speed sensor 11, the transfer position sensor 19, the accelerator opening sensor 15, and the brake pressure sensor 16.
  • Start condition of retention control Condition 1.
  • the vehicle speed V is equal to or less than a predetermined vehicle speed V 0.
  • the drive mode of the vehicle 10 is the four-wheel drive mode.
  • the accelerator opening degree A is equal to or less than a predetermined opening degree.
  • the brake pressure B is equal to or less than a predetermined pressure.
  • the controller 9 calculates the command torque which is the target value of the torque transmitted to the rear wheel 5 via the coupling 6, and electromagnetically excites the excitation current corresponding to the command torque. It outputs to the coil 30.
  • the value of the command torque is basically set in accordance with the accelerator opening A, the vehicle speed V, the engine speed, and the like.
  • the command torque when holding control is performed is set to a value larger than the command torque when holding control is not performed. That is, the value of the command torque is set so as to be larger after the start of the holding control than after the start.
  • the biasing state of the ball cam structure 8 during the holding control is strengthened more than before the start of the holding control. Therefore, if there is a phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 during traveling, the phase difference is maintained.
  • the holding control is continued while stopping at least the vehicle 10, preferably after the start of the vehicle 10, the vehicle speed V is up to more than a predetermined vehicle speed V 0 is continued. Therefore, the biasing state of the ball cam structure 8 from the stop of the vehicle 10 to immediately after the start is strengthened more than before the start of the holding control (before the stop).
  • the controller 9 of the present embodiment has a function of changing the value of the designated torque in the holding control in accordance with the traveling state before the vehicle 10 stops.
  • the value of the command torque is increased such that the driving force transmitted from the engine 1 to the rear wheel 5 increases as the outside air temperature C of the vehicle 10 decreases.
  • the value of the command torque is increased.
  • the friction coefficient ⁇ of the road surface on which the vehicle 10 travels is smaller, the value of the command torque is increased.
  • the controller 9 does not immediately disconnect the clutch 7 but at least the vehicle 10 starts moving. It has a function to continue holding control until That is, even if the above-mentioned condition 2 is not satisfied after the start of the holding control (for example, while the vehicle 10 is temporarily stopped), the holding control that has already been started is not interrupted. Continue the output.
  • the value of the command torque after the end of the holding control is set according to the vehicle speed V, the accelerator opening A, the brake pressure B, the longitudinal acceleration G, the steering angle ⁇ , the road surface gradient D, the setting position Q of the transfer lever, and the like.
  • a publicly known method can be adopted as a setting method of the command torque.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the procedure of the holding control, which is repeatedly executed in the controller 9 in a predetermined operation cycle.
  • step A1 various information is input to the controller 9.
  • vehicle speed V longitudinal acceleration G
  • steering angle ⁇ shift lever setting position P
  • accelerator opening A brake pressure B
  • outside air temperature C road surface gradient D
  • transfer lever setting position Q friction coefficient ⁇
  • Information on slip etc. is entered.
  • Steps A2 and A4 are steps for determining the start condition of the holding control. Here, what determines the above-mentioned conditions 1 and 2 is illustrated.
  • step A2 based on the information on the setting position Q of the transfer lever, it is determined whether the drive mode of the vehicle 10 is the 4WD mode. Here, if the drive mode is the two-drive mode, the process proceeds to step A3, the excitation current of the electromagnetic coil 30 is controlled to zero, and the calculation in this control cycle is completed. On the other hand, if the drive mode is the 4WD mode, the process proceeds to step A4.
  • step A4 the vehicle speed V is equal to or less than a predetermined vehicle speed V 0 is determined. If this condition is not satisfied, the holding control is not started, so the process proceeds to step A6 to calculate a normal command torque, and the corresponding normal excitation current is output to the electromagnetic coil 30, and this control cycle is performed. The operation at ends.
  • the normal excitation current has a smaller value than the excitation current in the holding control.
  • the vehicle speed V is in the case is less than the predetermined vehicle speed V 0 is determined that the vehicle 10 is being stopped, the program proceeds to step A7, the holding control is started.
  • the holding control the vehicle speed V in step A12 is Until that exceeds a predetermined vehicle speed V 0 is confirmed is continued, is repeatedly performed at a predetermined calculation cycle.
  • the implementation period of the holding control is a period from immediately before the vehicle 10 stops to immediately after the start including the stop.
  • step A7 a command torque having a larger value than the command torque (that is, the command torque set in step A6) before the start of the holding control is set.
  • the value is corrected such that the indicated torque increases as the outside air temperature C decreases.
  • the value is corrected so that the designated torque increases as the absolute value of the road surface gradient D increases.
  • the value is corrected such that the designated torque increases as the friction coefficient ⁇ of the road surface decreases.
  • step A11 an excitation current corresponding to the command torque is output to the electromagnetic coil 30.
  • the differential state of the ball cam structure 8 is maintained while the vehicle 10 is stopped, and the second cam 26 and the input side clutch plate 23 are in contact (biased state). Since the joined state of the clutch 7 is maintained until the vehicle speed V exceeds the predetermined vehicle speed V 0 , the driving force of the engine 1 is transmitted to both the front wheel 4 and the rear wheel 5 immediately after the start of the vehicle.
  • the clutch 7 since the differential state of the ball cam structure 8 is maintained, the clutch 7 is engaged before the rotational speed difference occurs between the front wheel 4 (upstream of the clutch 7) and the rear wheel 5 (downstream of the clutch 7). It is energized in the mating direction.
  • FIG. 6 (E) is the holding control Is a graph as a comparative example when not implemented. If the holding control is not performed, as shown in FIG. 6E, the indicated torque is set to zero immediately before the vehicle 10 stops, and the exciting current of the electromagnetic coil 30 is cut off. As a result, since the differential state of the ball cam structure 8 is released while the vehicle 10 is stopped, the clutch 7 is released and the transmission torque of the clutch 7 is also zero. That is, even the accelerator pedal is depressed at time t 2 parked, driving force immediately after time t 2 is not transmitted to the rear wheel 5.
  • the clutch 7 is in the engaged state after the ball cam structure 8 is in the differential state due to the front wheel 4 slipping. Accordingly, as indicated by the broken line in FIG. 6 (B), the period from the time t 2 to time t 4 when the vehicle speed V starts increasing is long, not good starting performance.
  • the controller 9 of the present embodiment the vehicle speed V at time t 0 starts with holding control falls below the predetermined vehicle speed V 0.
  • the command torque of coupling 6 before time t 0 (before the start of holding control) is set to a relatively small value T 0 (T 0 > 0 [Nm]) when accelerator opening degree A is substantially zero. ing.
  • T 1 of the indicated torque the differential state of the ball cam structure 8 is maintained.
  • the biasing state of the ball cam structure 8 is controlled when the clutch 7 is biased in the engagement direction before the vehicle is stopped.
  • the second cam 26 of the ball cam structure 8 and the input-side clutch plate 23 of the clutch 7 are in an energized state.
  • the holding control is performed to hold the energized state from before stopping to the start.
  • the clutch 7 can be kept biased in the engagement direction by the ball cam structure 8 while the vehicle is stopped, and the engagement state of the clutch 7 can be maintained. Therefore, when the accelerator pedal is depressed, the driving force of the engine 1 can be rapidly transmitted to the rear wheel 5, and the starting performance of the vehicle 10 can be improved.
  • the biasing state when the holding control is performed is stronger than the biasing state when the holding control is not performed.
  • the command torque of the coupling 6 transmission torque of the clutch 7
  • the command torque of the coupling 6 is controlled to be larger than that before the stop of the vehicle 10.
  • slippage between the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 can be suppressed, and the joined state of the input clutch plate 23 and the output clutch plate 24 can be prevented from being eliminated while the vehicle is stopped. . Therefore, the engagement state of the clutch 7 can be more reliably maintained with a simple control configuration, and the starting performance of the vehicle 10 can be further improved.
  • the phase difference between the first cam 25 and the second cam 26 occurs before the vehicle 10 stops, the phase difference is maintained even while the vehicle is stopped.
  • the phase difference is maintained even while the vehicle is stopped.
  • the kind of motive power source is not limited to this.
  • a motor or a motor generator operated by the power of a vehicle battery may be used as a power source.
  • a hybrid vehicle in which the engine 1 and the motor are used in combination as a power source may be targeted.
  • the type of the clutch 7 is optional, and a meshed clutch or a dry friction It is possible to apply a clutch or the like.
  • any structure can be applied to the biasing means for biasing the clutch 7 in the engagement direction, and a roller cam structure incorporating a cylindrical roller member instead of the spherical ball member 27 is adopted. You may
  • the specific configuration for controlling the energizing state of the clutch 7 is not limited to this.
  • a member for pressing the second cam 26 in the direction away from the first cam 25 may be prepared, and the pressing force by this member may be increased or decreased according to the amount of current supplied to the electromagnetic coil.
  • the rear wheel 5 illustrated the vehicle 10 connected to the engine 1 via the coupling 6, the relationship between the front wheel 4 and the rear wheel 5 can be reversed. That is, while the rear wheel 5 is connected to the engine 1 without the coupling 6, the front wheel 4 may be connected to the engine 1 via the coupling 6 in a disconnectable manner.

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Abstract

車両の動力源（１）に第一駆動輪（４）を接続し、動力源（１）に駆動させる。動力源（１）で発生した駆動力の伝達経路にクラッチ（７）を介装するとともに、動力源（１）で駆動可能な第二駆動輪（５）を、クラッチ（７）を介して動力源（１）に接続する。また、クラッチ（７）の上流と下流との回転速度差に応じて、クラッチ（７）を係合方向へと付勢する付勢手段（８）を設ける。停車前に付勢手段（８）によりクラッチ（７）が係合方向へと付勢されている場合に、停車中の付勢手段（８）による付勢状態を停車前から維持する制御手段（９）を設ける。

Description

車両の制御装置
　本発明は、動力源に接続された第一駆動輪と、クラッチを介して動力源に接続された第二駆動輪とを備えた車両の制御装置に関する。
　従来、駆動方式を二輪駆動と四輪駆動とに切り替えることのできる車両において、動力源と駆動輪との間にカップリングクラッチを介装したものが知られている。カップリングクラッチは、粘性流体が充填されたケーシング内に一対以上のクラッチ板（羽根車）を内装した流体継手の一種である。カップリングクラッチでのトルクの伝達量は、粘性流体の流量や圧力を制御することで変更可能である。また、電磁式のクラッチ板を用いた場合には、各クラッチ板の摩擦係合力を制御することで、トルクの伝達量を制御することができる（特許文献１参照）。
　近年では、クラッチ板を積極的に係合，離間させるための付勢手段が内蔵されたカップリングクラッチも開発されている。例えば、一対のカムの間にボールを介装し、カム同士の位相差に応じてボールと各カムとの接触位置を変化させることでカム間の距離を変化させる、ボールカム構造のカップリングクラッチが知られている。一方のカムは、アクチュエータを作動させることで、トルク入力側の部材に対して離接方向に移動可能とされる。この一方のカムをトルク入力側の部材に接合させて回転させることで、カム同士に位相差が生じ、他方のカムが一方のカムから離間する方向へと移動する。このとき、クラッチ板が他方のカムによって押圧され、クラッチ板が互いに係合する方向へと付勢されて、トルクの伝達量が制御される（特許文献２参照）。
特開2004-090702号公報 特開2011-163399号公報
　上記のようなカップリングクラッチでは、駆動力を伝達しなくてもよい走行状態でのトルク伝達量が小さくなるように、アクチュエータや摩擦係合力，流体の流量，圧力などが制御される。例えば、四輪駆動方式での走行中に車両が信号待ちで一時停止したときに、アクチュエータを一時的に停止させる制御が実施されることがある。一方、この制御によってクラッチ板と流体との間の粘性抵抗が低下すると、カップリングクラッチの入力側と出力側との間に滑り回転が生じやすくなり、車両の発進性能が低下しうる。
　また、ボールカム構造を有するカップリングクラッチでは、カムの係合が解除されると同時にカム同士が相対的に回転し、位相差が解消されうる。そのため、一方のカムとトルク入力側の部材との接合状態を一旦解除してしまうと、その直後に接合状態を復旧したとしても、カム同士に再び位相差が生じるまでの間はカムを係合させることができない。これにより、カップリングクラッチの入力側と出力側との間に滑り回転が生じやすくなり、車両の発進性能が低下しうる。
　本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、発進性能を向上させることができる車両の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
　（１）ここで開示する車両の制御装置は、車両の動力源と、前記動力源に接続され、前記動力源に駆動される第一駆動輪と、前記動力源で発生した駆動力の伝達経路に介装されたクラッチとを備える。また、前記クラッチを介して前記動力源に接続され、前記動力源に駆動されうる第二駆動輪と、前記クラッチの上流と下流との回転速度差に応じて、前記クラッチを係合方向へと付勢する付勢手段とを備える。さらに、停車前に前記付勢手段により前記クラッチが係合方向へと付勢されている場合に、停車中の前記付勢手段による付勢状態を停車前から維持する制御手段を備える。
　前記制御手段は、停車前に前記クラッチが前記第二駆動輪へと前記駆動力を伝達している場合に、停車中の前記付勢状態を維持することが好ましい。つまり、停車前に前記クラッチが係合している場合に、停車中の前記付勢状態を維持することが好ましい。
　これに対し、停車前に前記クラッチが前記第二駆動輪へと前記駆動力を伝達していない場合には、停車中の前記付勢状態を解除することが好ましい。つまり、停車前に前記クラッチが係合していない場合には、停車中の前記付勢状態を解除することが好ましい。
　（２）前記制御手段は、停車中における前記付勢手段の付勢状態を、停車前における前記付勢手段の付勢状態よりも強めることが好ましい。
　（３）前記付勢手段は、前記駆動力が入力される第一カムと、ボールを挟んで前記第一カムに対向配置され前記第一カムとの位相差に応じて前記クラッチを係合方向へと押圧する第二カムと、前記伝達経路における前記クラッチの上流側に前記第一カムを固定するコントロールクラッチと、を含むボールカム構造を有することが好ましい。
　なお前記制御手段は、停車前に前記第二駆動輪が前記動力源に駆動されている場合に、停車中における前記第一カムと前記第二カムとの間の位相差を維持することが好ましい。
　つまり、停車前に前記クラッチが係合状態ならば、停車中に付勢手段を付勢状態に維持して前記クラッチを係合状態のままにすることが好ましい。この場合、前記位相差をそのまま保持してもよいし、前記位相差を増大させてもよい。なお、停車前に前記第二駆動輪に前記駆動力が伝達されている状態だったならば、前記位相差が生じている状態である。
　（４）前記車両の外気温を検出する外気温検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出された前記外気温が低いほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御することが好ましい。
　例えば、前記外気温が低いほど、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を増大させることが好ましい。
　（５）前記車両が走行する路面の摩擦係数を取得する摩擦係数取得手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記摩擦係数取得手段で取得された前記摩擦係数が小さいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御することが好ましい。
　例えば、前記摩擦係数が小さいほど、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を増大させることが好ましい。
　（６）前記車両が走行する路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記路面勾配検出手段で検出された前記勾配の絶対値が大きいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御することが好ましい。
　例えば、前記勾配の絶対値が大きいほど、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を増大させることが好ましい。
　（７）前記車両の駆動方式を、前記第一駆動輪のみで走行する二駆モードと前記第一駆動輪及び前記第二駆動輪を併用して走行する四駆モードとに切り替えるためのモード切替手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、停車中に前記車両の駆動方式が前記四駆モードから前記二駆モードへと切り替えられた場合に、前記車両が発進するまでは前記付勢手段の付勢状態を維持することが好ましい。
　停車前にクラッチが係合方向へと付勢されている場合に、停車中の付勢状態を停車前から維持することで、発進前からクラッチを係合させておくことができ、車両の発進性能を向上させることができる。
実施形態としての制御装置が適用された車両の構成を示す図である。 ボールカム構造を内蔵したカップリングクラッチを示す断面図である。 ボールカム構造の模式的な斜視図である。 ボールカム構造の動作を説明するための断面図（図３のＡ－Ａ断面図）であり、（Ａ）は開放状態を示し、（Ｂ）は差動状態を示すものである。 制御装置で実施される制御内容を例示するフローチャートである。 発進時における制御装置の制御作用を説明するためのグラフであり、（Ａ）はアクセル開度及びブレーキ圧、（Ｂ）は車速、（Ｃ）は前後輪速差、（Ｄ）は保持制御を実施した場合のトルク、（Ｅ）は保持制御を実施しなかった場合のトルクを示す。
　図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置（制御システム）について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
［１．車両］
　図１に示す車両１０は、駆動方式を二輪駆動と四輪駆動とに切り替えることのできるオンデマンド式の四輪駆動車である。車両１０の前輪４（第一駆動輪）は、動力源であるエンジン１（内燃機関）に接続される。エンジン１と前輪４とを接続する動力伝達経路上には、減速比を制御するための自動変速機２と、駆動力を駆動方式に応じて後輪５にも伝達するためのトランスファ３とが介装される。トランスファ３には、前輪４のディファレンシャル装置が内蔵される。また、トランスファ３と後輪５（第二駆動輪）とを接続する動力伝達経路上には、エンジン１から後輪５へと伝達される駆動力を制御するためのカップリング６（カップリングクラッチ）が介装される。
　カップリング６には、粘性流体を介して駆動力を伝達する湿式のクラッチ７と、クラッチ７の係合状態を制御するためのボールカム構造８とが内蔵される。クラッチ７を係合させることで、エンジン１から後輪５への駆動力の伝達がなされる。一方、クラッチ７が開放された状態では、後輪５への駆動力の伝達がなされず、実質的に二駆状態（前輪駆動の状態）となる。このように、前輪４がクラッチ７（カップリング６）を介することなくエンジン１に接続されるのに対して、後輪５はクラッチ７を介してエンジン１に接続される。つまり、クラッチ７（カップリング６）を境としてエンジン１の動力伝達経路を二分したときに、前輪４はクラッチ７よりもエンジン１に近い側（すなわち、エンジン１，自動変速機２，トランスファ３が設けられる側）に接続され、後輪５はクラッチ７よりもエンジン１から遠い側に接続される。なお、カップリング６の作動状態は、コントローラ９で電気的に制御される。
　コントローラ９（制御手段）は、CPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のプロセッサとROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリ等を集積した電子デバイスである。ここでいうプロセッサとは、例えば制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ROM，RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。コントローラ９が実施する制御の内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてROM，RAM，不揮発メモリ，リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。
　図１に示すように、コントローラ９には、カップリング６を制御するための情報を取得する各種センサ１１～１９が接続される。車速センサ１１は車速Vを検出，算出し、前後加速度センサ１２は車体に作用する前後加速度Gを検出，算出する。操舵角センサ１３は操舵角θを取得し、シフトポジションセンサ１４は自動変速機２の変速レバーの設定位置Pを取得し、アクセル開度センサ１５はアクセル開度Aを取得する。
　ブレーキ圧センサ１６は、ブレーキ圧B（マスタシリンダ圧）を取得し、外気温センサ１７は外気温Cを取得する。路面勾配センサ１８は車体の傾斜に対応する路面勾配Dを取得し、トランスファポジションセンサ１９は駆動モード設定用のトランスファレバーの設定位置Qを取得する。本実施形態の車両１０の駆動モードとしては、前輪４のみで走行する二駆モードと、前輪４及び後輪５を併用して走行する四駆モードとが用意されている。これらの各種センサ１１～１９で取得された情報は、コントローラ９に入力される。
　また、コントローラ９は、車載ネットワーク網を介して他の電子制御装置２０とも通信可能に接続される。電子制御装置２０の例としては、エンジン制御装置，変速機制御装置，ブレーキ制御装置，車体姿勢制御装置などを挙げることができる。本実施形態の電子制御装置２０は、車両１０が走行する路面の摩擦係数μを取得する摩擦係数取得手段としての機能と、前輪４又は後輪５のスリップを検出するスリップ検出手段としての機能とを併せ持つ。電子制御装置２０で検出，算出された路面摩擦係数μ及びスリップの情報は、コントローラ９に伝達される。
［２．カップリング］
　［２－１．クラッチ］
　カップリング６の内部構造を、図２に例示する。カップリング６に内蔵されるクラッチ７は、円盤状の摩擦係合部材である入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とを交互に積層した構造を持つ。入力側クラッチ板２３は、入力軸２１に接続されたハウジング３３に対し、入力軸２１の軸方向に移動可能に設けられる。また、出力側クラッチ板２４は、入力軸２１と同軸に配置された出力軸２２に対して、出力軸２２の軸方向に移動可能に設けられる。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間には粘性流体が充填される。
　入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが離間した状態では、粘性流体を介して、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との回転速度差に応じたトルクが伝達される。トルクの伝達量は、粘性流体の流量や圧力を調整することで制御可能である。また、回転速度差がなければトルクの伝達量はゼロである。一方、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが接合した状態では、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間に作用する押付力に応じたトルクが伝達される。この場合、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが離間した状態と比較して、より大きなトルクが伝達可能となる。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との離接方向の位置は、ボールカム構造８（付勢手段）によって制御される。
　［２－２．ボールカム構造］
　図３は、ボールカム構造８を模式的に示す斜視図である。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間に作用する押付力は、ボールカム構造８によって制御される。このボールカム構造８には、図２に示すように、第一カム２５，第二カム２６，ボール部材２７，コントロールクラッチ２８が設けられる。また、コントロールクラッチ２８の作動状態を制御するための機構として、アーマチュア２９と電磁コイル３０とが設けられる。
　第一カム２５は、コントロールクラッチ２８を介してハウジング３３に固定される円盤状カムである。この第一カム２５は、コントロールクラッチ２８が開放された状態では、ハウジング３３に対して相対回転可能とされる。また、第二カム２６は、第一カム２５に対して出力軸２２の軸方向に対向して配置された円盤状カムであり、出力軸２２に対してその軸方向に移動可能に設けられる。これらの第一カム２５，第二カム２６の間には、球状のボール部材２７が挟装される。
　図３に示すように、第一カム２５の表面には複数の第一溝３１が凹設され、第二カム２６の表面にも第一溝３１のそれぞれに対向する位置に第二溝３２が凹設される。第一溝３１は、第一カム２５の周方向に延在し、延在方向のほぼ中間部が最も深くなる形状に形成される。第二溝３２の形状も同様である。ボール部材２７は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、第一溝３１，第二溝３２の内側に保持される。
　ここで、第一溝３１と第二溝３２とが正面に対向する状態を基準として、第一カム２５と第二カム２６との位相差を定義する。図４（Ａ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６とが同位相であるとき、第一溝３１と第二溝３２とが互いに正面に対向する位置関係となる。また、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大するに連れて、出力軸２２の軸方向に見て第一溝３１と第二溝３２とがずれた状態となる。なお、図４（Ｂ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６との間に位相差が生じている状態は「差動状態」と呼ばれる。
　アーマチュア２９は、電磁コイル３０に励磁されてコントロールクラッチ２８を係合方向に押圧する磁性部材である。コントロールクラッチ２８は、アーマチュア２９からの押圧力を受けて互いに近接する方向に移動し、第一カム２５を挟み込むように機能する。コントロールクラッチ２８の係合力は、電磁コイル３０の励磁電流に応じた大きさとなる。電磁コイル３０の励磁電流は、コントローラ９で制御される。
　コントロールクラッチ２８が開放された状態では、第一カム２５とハウジング３３とが離間しており、第一カム２５が周囲の部材からフリーの状態となる。これにより、図４（Ａ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６との位相差がほぼゼロとなり、第一カム２５と第二カムとの間の距離W1が比較的小さな寸法となる。このとき、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが離間した状態となるため、クラッチ７は開放状態となる。
　これに対し、コントロールクラッチ２８を係合させると、第一カム２５がハウジング３３に支持された状態となる。この状態において、入力軸２１と出力軸２２との間に回転速度差が生じている場合には、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大し、ボール部材２７が第一溝３１及び第二溝３２内にて延在方向の中間部からずれた位置へと移動する。このとき、ボール部材２７が位置する溝部分の深さが小さくなることから、第一カム２５と第二カムとの間の距離W2が比較的大きな寸法となり、第二カム２６が第一カム２５から離隔する方向へと移動することになる。
　これにより、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが接触した状態（付勢状態）となり、クラッチ７は接合状態となる。また、電磁コイル３０の励磁電流が大きいほど、第一カム２５がハウジング３３に対して回転しにくくなり、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大しやすくなるとともに、その位相差が減少しにくくなる。したがって、入力軸２１と出力軸２２との間に回転速度差が生じている限り、クラッチ７を介して伝達される駆動力は、電磁コイル３０の励磁電流に応じた大きさとなる。
　このように、ボールカム構造８は、コントロールクラッチ２８が係合している場合に、クラッチ７の上流と下流との回転速度差に応じて、クラッチ７を係合方向へと付勢する付勢手段として機能する。なお、コントロールクラッチ２８が係合している場合であっても、クラッチ７の上流と下流との回転速度差がゼロであれば、第一カム２５と第二カム２６との位相差が生じない。したがって、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが離間した状態となり、クラッチ７は開放状態のままとなる。クラッチ７が接続されるのは、コントロールクラッチ２８が係合している状態で、クラッチ７の上流と下流との間に回転速度差が生じた場合である。ただし、四駆モードでの走行中には、クラッチ７の上流と下流との間にわずかな回転速度差が発生しうる。このような回転速度差が生じた後には、電磁コイル３０への励磁電流をゼロにしない限り、第一カム２５と第二カム２６との位相差が維持される。
［３．コントローラ］
　コントローラ９は、車両１０の走行状態に応じて電磁コイル３０の励磁電流を制御する機能を持つ。本実施形態では、走行中におけるクラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、停車中の励磁電流を制御する保持制御について説明する。ここでいう保持制御とは、走行中に発生した第一カム２５と第二カム２６との位相差を、車両停止後も保持するための制御である。
　既存のオンデマンド式の四輪駆動車に搭載されたカップリング６の駆動方式、例えば、ボールカム構造８を用いてクラッチ７を係合方向へと付勢する駆動方式は、電磁コイル３０への励磁電流のみに応じてクラッチ７の駆動力伝達状態が制御されるものではない。すなわち、電磁コイル３０が励磁された状態で前輪４と後輪５との間に回転速度差が生じた場合（前輪４がスリップした場合）に、駆動力が後輪５へと伝達されるように、自動的にクラッチ７が係合方向へと付勢されるものである。
　このような駆動方式は、常に後輪５へと駆動力を伝達するような駆動方式と比較して、燃費や操舵性の面で有利である。しかし、回転速度差が生じなければクラッチ７が係合しないため、滑りやすい路面で良好な発進性能が得られない場合がある。なぜならば、車両１０の停止中に電磁コイル３０への励磁電流を増大させたとしても、クラッチ７を係合させることができないからである。このような課題に対し、本実施形態の保持制御は、車両１０が停車する前（車両１０の走行中）におけるクラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、停車前から停車中にかけてのボールカム構造８を適切に作動させることで、停車中のクラッチ７を係合させたままの状態に制御する。
　保持制御の開始条件は、少なくとも以下の条件１，２が成立し、好ましくは条件３，４の何れかが成立することである。条件１～４は、車速センサ１１，トランスファポジションセンサ１９，アクセル開度センサ１５，ブレーキ圧センサ１６で取得された情報に基づいて判定される。
＝保持制御の開始条件＝
　条件１．車速Vが所定車速V0以下である。
　条件２．車両１０の駆動モードが四駆モードである
　条件３．アクセル開度Aが所定開度以下である。
　条件４．ブレーキ圧Bが所定圧以下である。
　保持制御の開始条件が成立した場合、コントローラ９は、カップリング６を介して後輪５へと伝達されるトルクの目標値である指示トルクを算出するとともに、指示トルクに対応する励磁電流を電磁コイル３０へと出力する。指示トルクの値は、基本的にはアクセル開度A，車速V，エンジン回転数などに応じて設定される。一方、保持制御が実施されているときの指示トルクは、保持制御が実施されていないときの指示トルクよりも大きい値に設定される。つまり、指示トルクの値は、保持制御の開始前よりも開始後の方が大きくなるように設定される。
　これにより、保持制御の実施中におけるボールカム構造８の付勢状態は、保持制御の開始前よりも強められる。したがって、走行中に第一カム２５と第二カム２６との間に位相差が生じていた場合には、その位相差が維持される。また、保持制御は少なくとも車両１０の停止中には継続され、好ましくは車両１０の発進後、車速Vが所定車速V0を超えるまでは継続される。したがって、車両１０の停車中から発進直後にかけてのボールカム構造８の付勢状態が、保持制御の開始前（停車前）よりも強められることになる。
　本実施形態のコントローラ９は、車両１０の停車前の走行状態に応じて、保持制御における指示トルクの値を変更する機能を持つ。まず、車両１０の外気温Cが低いほど、エンジン１から後輪５へと伝達される駆動力が増大するように、指示トルクの値を増大させる。また、路面勾配Dの絶対値が大きいほど、指示トルクの値を増大させる。さらに、車両１０が走行する路面の摩擦係数μが小さいほど、指示トルクの値を増大させる。これらの設定により、路面が滑りやすい状態であるほど、第一カム２５と第二カム２６との位相差がより強く保持され、車両１０の発進性能が向上する。
　また、コントローラ９は、保持制御の実施中に車両１０の駆動モードが四駆モードから二駆モードへと切り替えられた場合には、直ちにクラッチ７を切断するのではなく、少なくとも車両１０が発進するまでの間は保持制御を継続する機能を持つ。すなわち、保持制御の開始後（例えば、車両１０の一時停止中）に上記の条件２が不成立となったとしても、すでに開始されている保持制御を中断せず、電磁コイル３０への励磁電流の出力を継続する。
　保持制御の終了後における指示トルクの値は、車速Vやアクセル開度A，ブレーキ圧B，前後加速度G，操舵角θ，路面勾配D，トランスファレバーの設定位置Qなどに応じて設定される。この指示トルクの設定手法としては、公知の手法を採用することができる。
［４．フローチャート］
　図５は、保持制御の手順を例示するフローチャートであり、コントローラ９内において所定の演算周期で繰り返し実行される。ステップＡ１では、コントローラ９に各種情報が入力される。ここでは例えば、車速V，前後加速度G，操舵角θ，変速レバーの設定位置P，アクセル開度A，ブレーキ圧B，外気温C，路面勾配D，トランスファレバーの設定位置Q，摩擦係数μ，スリップなどに関する情報が入力される。
　ステップＡ２，Ａ４は、保持制御の開始条件を判定するステップである。ここでは、上記の条件１，２を判定するものを例示する。ステップＡ２では、トランスファレバーの設定位置Qの情報に基づき、車両１０の駆動モードが四駆モードであるか否かが判定される。ここで、駆動モードが二駆モードならばステップＡ３に進み、電磁コイル３０の励磁電流がゼロに制御されて、この制御周期での演算が終了する。一方、駆動モードが四駆モードならばステップＡ４に進む。
　ステップＡ４では、車速Vが所定車速V0以下であるか否かが判定される。この条件が不成立の場合には保持制御が開始されないため、ステップＡ６に進んで通常の指示トルクが算出されるとともに、これに対応する通常の励磁電流が電磁コイル３０に出力されて、この制御周期での演算が終了する。通常の励磁電流は、保持制御における励磁電流よりも小さい値を持つ。一方、車速Vが所定車速V0以下である場合には、車両１０が停止しつつあるものと判断されてステップＡ７に進み、保持制御が開始される。この保持制御は、ステップＡ１２で車速Vが所定車速V0を超えたことが確認されるまでの間は継続され、所定の演算周期で繰り返し実施される。保持制御の実施期間は、車両１０が停止する直前から停車中を含んで発進直後までの期間である。
　ステップＡ７では、保持制御の開始前における指示トルク（すなわち、ステップＡ６で設定される指示トルク）よりも大きな値を持つ指示トルクが設定される。続くステップＡ８では、外気温Cが低いほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。また、ステップＡ９では、路面勾配Dの絶対値が大きいほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。さらに、ステップＡ１０では、路面の摩擦係数μが小さいほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。
　その後、ステップＡ１１において、指示トルクに対応する励磁電流が電磁コイル３０に出力される。これにより、車両１０の停車中におけるボールカム構造８の差動状態が保持され、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが接触した状態（付勢状態）となる。クラッチ７の接合状態は、車速Vが所定車速V0を超えるまで保持されるため、発進直後から前輪４と後輪５との両方にエンジン１の駆動力が伝達されることになり、車両１０の発進性能が向上する。また、ボールカム構造８の差動状態が保持されることから、前輪４（クラッチ７の上流）と後輪５（クラッチ７の下流）との間に回転速度差が生じる前から、クラッチ７が係合方向へと付勢される。
［５．作用，効果］
　図６（Ａ）～（Ｄ）は、登坂路を四駆モードで走行中の車両１０が減速したときの保持制御の制御内容を説明するためのグラフであり、図６（Ｅ）は保持制御が実施されない場合の比較例としてのグラフである。
　保持制御が実施されない場合、図６（Ｅ）に示すように、車両１０が停車する直前に指示トルクがゼロに設定され、電磁コイル３０の励磁電流が遮断される。これにより、車両１０の停車中にボールカム構造８の差動状態が解除されるため、クラッチ７が開放状態となり、クラッチ７の伝達トルクもゼロとなる。つまり、停車中の時刻t2にアクセルペダルが踏み込まれたとしても、時刻t2の直後には駆動力が後輪５に伝達されない。クラッチ７が接合状態となるのは、図６（Ｃ），（Ｅ）に示すように、前輪４がスリップすることによってボールカム構造８が差動状態になった後である。したがって、図６（Ｂ）中に破線で示すように、時刻t2から車速Vが増加し始める時刻t4までの期間が長くなり、良好な発進性能が得られない。
　これに対し、本実施形態のコントローラ９は、時刻t0に車速Vが所定車速V0以下になると保持制御を開始する。時刻t0以前（保持制御の開始前）におけるカップリング６の指示トルクは、アクセル開度Aがほぼゼロである場合には比較的小さな値T0（T0＞0[Nm]）に設定されている。一方、時刻t0以降の指示トルクは、時刻t0以前よりも大きな値T1（T1＞T0）に設定される。その後、車速Vがゼロとなる時刻t1以降の停車中も指示トルクの値T1が維持され、ボールカム構造８の差動状態が保持される。
　時刻t2にアクセルペダルが踏み込まれると、図６（Ｄ）に示すように、アクセル開度Aの増加に対応して指示トルクも増大するように設定される。このとき、ボールカム構造８の差動状態が保持されているため、時刻t2の直後から後輪５への伝達トルクが上昇する。これにより、図６（Ｂ）中に実線で示すように、時刻t2から車速Vが増加し始める時刻t3までの期間が短くなり、車両１０が速やかに発進する。
　（１）上記の車両１０では、停車前にクラッチ７が係合方向へと付勢されている場合に、ボールカム構造８の付勢状態が制御される。例えば、四駆モード走行している車両１０が減速して停止しつつあるときには、ボールカム構造８の第二カム２６とクラッチ７の入力側クラッチ板２３とが接触した付勢状態となっているため、その付勢状態を停車前から発進するまで保持する保持制御が実施される。これにより、停車中にクラッチ７をボールカム構造８で係合方向へと付勢したままにしておくことができ、クラッチ７の係合状態を維持することができる。したがって、アクセルペダルが踏み込まれたときに、エンジン１の駆動力を速やかに後輪５へと伝達することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　（２）上記のボールカム構造８の付勢状態に関して、保持制御が実施されているときの付勢状態は、保持制御が実施されていないときの付勢状態よりも強められる。例えば、図６（Ｄ）に示すように、カップリング６の指示トルク（クラッチ７の伝達トルク）が車両１０の停止前よりも大きくなるように制御される。これにより、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との滑りを抑制することができ、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との接合状態を停車中に解消されにくくすることができる。したがって、簡素な制御構成でクラッチ７の係合状態をより確実に維持することができ、車両１０の発進性能をより向上させることができる。
　（３）上記のボールカム構造８は、第一カム２５と第二カム２６との係合状態が一旦解除されると、その後に第一カム２５と第二カム２６との間に回転速度差が生じない限り、再び係合状態にすることができない。一方、車両１０が停止する直前に保持制御を実施することで、第一カム２５と第二カム２６との係合状態を解除せずに維持することができる。これにより、発進前からクラッチ７が係合方向に付勢された状態にすることができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　また、上記の保持制御では、車両１０が停止する前に第一カム２５と第二カム２６との位相差が生じていれば、停車中もその位相差が維持される。このように、停車中の位相差を維持することで、発進時のボールカム構造８の滑りを抑制することができ、クラッチ７の係合状態をより確実に維持することができる。したがって、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　（４）上記の保持制御では、外気温Cが低温であるほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。これにより、寒冷環境での発進時におけるスリップの発生を効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　（５）また、路面の摩擦係数μが小さいほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。つまり、タイヤがスリップしやすい状態であるほど、後輪５への駆動力の伝達がより確実に行われるように、ボールカム構造８が制御される。これにより、発進時のクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　（６）同様に、路面勾配Dの絶対値が大きいほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。これにより、登坂路や降坂路での発進時におけるクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
　（７）上記の保持制御は、停車中に駆動モードが四駆モードから二駆モードへと切り替えられたとしても即座には中断されず、車両１０が発進するまでの間は継続される。これにより、発進時のクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
［６．変形例］
　上述の実施形態では、エンジン１を動力源とした車両１０を例示したが、動力源の種類はこれに限定されない。例えば、車載バッテリの電力で作動するモータやモータ・ジェネレータを動力源としてもよい。あるいは、エンジン１とモータとを動力源として併用したハイブリッド自動車を対象としてもよい。
　また、上述の実施形態では、カップリング６に湿式のクラッチ７とボールカム構造８とが内蔵されたものを例示したが、原理的にはクラッチ７の種類は任意であり、かみ合いクラッチや乾式の摩擦クラッチなどを適用することが可能である。同様に、クラッチ７を係合方向に付勢する付勢手段についても任意の構造を適用することができ、例えば球状のボール部材２７の代わりに円筒状のローラー部材を内蔵したローラーカム構造を採用してもよい。
　また、上述の実施形態では、電磁コイル３０の励磁電流を制御することによって、第一カム２５と第二カム２６との位相差を維持するとともに、ボールカム構造８によるクラッチ７の付勢状態を維持している。しかし、クラッチ７の付勢状態を制御するための具体的な構成はこれに限定されない。例えば、第二カム２６を第一カム２５から離隔する方向に押圧する部材を用意し、この部材による押圧力を電磁コイルへの通電量に応じて増減させる構造としてもよい。少なくとも、クラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、付勢手段による付勢状態を停車前から維持することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
　また、上述の実施形態では、後輪５がカップリング６を介してエンジン１に接続された車両１０を例示したが、前輪４と後輪５との関係は逆転させることが可能である。すなわち、カップリング６を介することなく後輪５をエンジン１に接続しつつ、前輪４はカップリング６を介して断接可能にエンジン１に接続してもよい。
　１　エンジン（動力源）
　４　前輪（第一駆動輪）
　５　後輪（第二駆動輪）
　６　カップリング
　７　クラッチ
　８　ボールカム構造（付勢手段）
　９　コントローラ（制御手段）
　１０　車両
　１７　外気温センサ（外気温検出手段）
　１８　路面勾配センサ（路面勾配検出手段）
　２０　電子制御装置（摩擦係数取得手段）
　２５　第一カム
　２６　第二カム
　２７　ボール部材
　２８　コントロールクラッチ
　２９　アーマチュア
　３０　電磁コイル

Claims (7)

  1. 　車両の動力源と、
    　前記動力源に接続され、前記動力源に駆動される第一駆動輪と、
    　前記動力源で発生した駆動力の伝達経路に介装されたクラッチと、
    　前記クラッチを介して前記動力源に接続され、前記動力源に駆動されうる第二駆動輪と、
    　前記クラッチの上流と下流との回転速度差に応じて、前記クラッチを係合方向へと付勢する付勢手段と、
    　停車前に前記付勢手段により前記クラッチが係合方向へと付勢されている場合に、停車中の前記付勢手段による付勢状態を停車前から維持する制御手段と、
    を備えることを特徴とする、車両の制御装置。
  2. 　前記制御手段は、停車中における前記付勢手段の付勢状態を、停車前における前記付勢手段の付勢状態よりも強める
    ことを特徴とする、請求項１記載の車両の制御装置。
  3. 　前記付勢手段は、前記駆動力が入力される第一カムと、ボールを挟んで前記第一カムに対向配置され前記第一カムとの位相差に応じて前記クラッチを係合方向へと押圧する第二カムと、前記伝達経路における前記クラッチの上流側に前記第一カムを固定するコントロールクラッチと、を含むボールカム構造を有する
    ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の制御装置。
  4. 　前記車両の外気温を検出する外気温検出手段を備え、
    　前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出された前記外気温が低いほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  5. 　前記車両が走行する路面の摩擦係数を取得する摩擦係数取得手段を備え、
    　前記制御手段は、前記摩擦係数取得手段で取得された前記摩擦係数が小さいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  6. 　前記車両が走行する路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、
    　前記制御手段は、前記路面勾配検出手段で検出された前記勾配の絶対値が大きいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記付勢手段の付勢状態を制御する
    ことを特徴とする、請求項１～５の何れか１項に記載の車両の制御装置。
  7. 　前記車両の駆動方式を、前記第一駆動輪のみで走行する二駆モードと前記第一駆動輪及び前記第二駆動輪を併用して走行する四駆モードとに切り替えるためのモード切替手段を備え、
    　前記制御手段は、停車中に前記車両の駆動方式が前記四駆モードから前記二駆モードへと切り替えられた場合に、前記車両が発進するまでは前記付勢手段の付勢状態を維持する
    ことを特徴とする、請求項１～６の何れか１項に記載の車両の制御装置。
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