駆動力配分制御装置及び四輪駆動車
【課題】駆動力伝達系の異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能な駆動力配分制御装置及び四輪駆動車を提供する。
【解決手段】駆動力配分制御装置１は、後輪１０５に伝達すべきトルク値を設定する制御装置３と、制御装置３が設定したトルク値に応じたトルクを後輪１０５に伝達する駆動力伝達装置２とを備え、制御装置３は、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が駆動力の脈動による駆動力伝達系１１０の異音が発生し得る回転速度域である場合に、後輪１０５に伝達すべきトルク値を、エンジン１０１の駆動力に応じて、駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値に設定する。
【解決手段】駆動力配分制御装置１は、後輪１０５に伝達すべきトルク値を設定する制御装置３と、制御装置３が設定したトルク値に応じたトルクを後輪１０５に伝達する駆動力伝達装置２とを備え、制御装置３は、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が駆動力の脈動による駆動力伝達系１１０の異音が発生し得る回転速度域である場合に、後輪１０５に伝達すべきトルク値を、エンジン１０１の駆動力に応じて、駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助駆動輪へ配分する駆動力を制御する駆動力配分制御装置及び四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪駆動車の運転状態が、駆動力伝達系にエンジンのノッキングに起因する異常振動による異音が発生する異常振動発生領域である場合に、異常振動が発生しない所定の割合で駆動力を補助駆動輪に配分する駆動力配分制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の駆動力配分制御装置は、車速が振動発生下限速度を超え、かつ振動発生上限速度未満である場合に、異音を緩和するのに適した摩擦トルクをトルクカップリングに発生させるように構成されている。この摩擦トルクは、車速が異常振動発生領域でない場合よりも高い値とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、駆動力伝達系からの異音は、ノッキングが発生する場合に限らず、エンジンのトルクの脈動（周期的な変動）によっても生じ得る。また、燃費向上のためには、例えば直進定速走行時のように補助駆動輪に駆動力を伝達する必要性が少ない場合に、駆動力伝達系における摩擦トルクを低減すべく、補助駆動輪に伝達する駆動力を可及的に小さくすることが望ましい。そこで、本発明者らは鋭意研究を重ね、異音の発生の有無にはエンジントルクが関係していることを見出し、エンジンの回転数が異音の発生し得る範囲であっても、エンジントルクによっては異音が発生せず、このような状態では補助駆動輪に伝達する駆動力を小さくできるとの知見を得た。
【０００６】
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、その目的は、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能な駆動力配分制御装置及び四輪駆動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［４］の駆動力配分制御装置及び四輪駆動車を提供する。
【０００８】
［１］車両の駆動力を発生するエンジン、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置、及び前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系を有する四輪駆動車に搭載され、前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を設定する制御装置と、前記制御装置が設定したトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する駆動力配分制御装置。
【０００９】
［２］前記制御装置は、前記エンジンの駆動力と前記異音を低減可能な値との関係を示す関係情報を前記複数段階の変速比のうち少なくとも２つの変速比について記憶し、走行時における前記変速装置の変速比に対応する前記関係情報を参照して前記トルク値を設定する、［１］に記載の駆動力配分制御装置。
【００１０】
［３］前記関係情報は、前記エンジンの出力軸の回転速度及び前記エンジンの駆動力と、前記異音を低減可能な値との関係を示す情報である、［２］に記載の駆動力配分制御装置。
【００１１】
［４］車両の駆動力を発生するエンジンと、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置と、前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系と、前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を求める制御装置と、前記制御装置が求めたトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が、前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する四輪駆動車。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、トルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【図３】図３は、制御装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係るトルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、この四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１の出力を変速する変速装置としてのトランスミッション１０３と、エンジン１０１の出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結するクラッチ１０２と、トランスミッション１０３の出力を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能に左右一対の前輪１０４（左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒ）及び左右一対の後輪１０５（左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒ）に伝達する駆動力伝達系１１０と、駆動力配分制御装置１とを搭載している。駆動力配分制御装置１は、伝達トルクを調節可能な駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置３とを備えて構成されている。この駆動力伝達装置２は、四輪駆動車１００の走行状態を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能としている。
【００１５】
また、四輪駆動車１００の車室内には、運転者が操作を行うためのステアリングホイール１２０、アクセルペダル１２１、ブレーキペダル１２２、クラッチペダル１２３、及びシフトレバー１２４が配置されている。
【００１６】
エンジン１０１は、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じた燃料が供給される内燃機関であり、四輪駆動車１００が走行するための駆動力を、クランクシャフトに連結された出力軸１０１ａから出力する。
【００１７】
クラッチ１０２は、エンジンの出力軸１０１ａに連結された第１ディスク１０２ａと、トランスミッション１０３の入力軸１０３ａに連結された第２ディスク１０２ｂとを有し、第１ディスク１０２ａと第２ディスク１０２ｂとの摩擦係合により、エンジン１０１の出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結する。
【００１８】
トランスミッション１０３は、シフトレバー１２４による運転者のギヤシフト操作によって、複数の段階にギヤ比を変化させることが可能な手動変速機である。トランスミッション１０３は、例えば第１速から第６速までの６段階（前進時）にギヤ比を変化させることが可能な６速ミッションである。
【００１９】
（駆動力伝達系の構成）
駆動力伝達系１１０は、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを配分するフロントデファレンシャル装置１１２と、トランスミッション１０３の出力軸のトルクをフロントデファレンシャル装置１１２のデフケース１１２ａに伝達するギヤ機構１１１と、デフケース１１２ａに連結された入力ギヤ１１３ａ、及び入力ギヤ１１３ａと回転軸を直交させて噛み合う出力ギヤ１１３ｂを有するトランスファ１１３と、出力ギヤ１１３ｂに連結されたプロペラシャフト１１４と、駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を介してプロペラシャフト１１４のトルクが伝達されるピニオンギヤシャフト１１５と、ピニオンギヤシャフト１１５に伝達されたトルクを左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒに配分するリヤデファレンシャル装置１１６とを備えている。
【００２０】
また、駆動力伝達系１１０は、フロントデファレンシャル装置１１２の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒ、及びリヤデファレンシャル装置１１６の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒを有している。ドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒは左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを伝達し、ドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒトルクを伝達する。
【００２１】
リヤデファレンシャル装置１１６のデフケース１１６ａの外周部には、リングギヤ１１６ｂが相対回転不能に設けられている。リングギヤ１１６ｂは、ピニオンギヤシャフト１１５のギヤ部１１５ａと噛み合わされ、ピニオンギヤシャフト１１５からのトルクをデフケース１１６ａに伝達する。
【００２２】
上記した駆動力伝達系１１０の各構成要素のうち、トランスファ１１３、プロペラシャフト１１４、ピニオンギヤシャフト１１５、リヤデファレンシャル装置１１６、及びドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは、後輪１０５にエンジン１０１の駆動力を伝達する駆動力伝達部材の一例である。
【００２３】
駆動力伝達系１１０は、上記構成により、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒには、走行時に常にトランスミッション１０３から出力されたトルクが伝達される。また、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒには、駆動力伝達装置２の作動により、四輪駆動車１００の走行状態に応じて必要時にトルクを伝達される。つまり、本実施の形態の四輪駆動車１００では、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒが主駆動輪、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒが補助駆動輪である。
【００２４】
（制御装置の構成）
駆動力配分制御装置１を構成する制御装置３は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部３１と、ＣＰＵ等の演算処理装置からなる制御部３２と、制御部３２によって制御される電流出力回路３３とを備えている。制御装置３は、制御部３２が記憶部３１に記憶されたプログラムに基づいて動作することにより、四輪駆動車１００の前輪１０４と後輪１０５との回転差や、エンジン１０１の出力トルク、選択されたトランスミッション１０３のギヤ段、駆動力伝達系１１０における最終減速比、及びステアリングホイール１２０の操作による操舵角等に基づいて、後輪１０５側へ伝達すべき指令トルクの値を演算により求める。エンジン１０１の出力トルクは、例えばアクセル開度に基づいて演算することが可能である。
【００２５】
電流出力回路３３は、制御部３２の演算処理によって求めた指令トルクに応じた電流を駆動力伝達装置２に供給する。電流出力回路３３は、例えば図略のバッテリーから供給される電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により電流量を調節して出力するインバータ回路である。
【００２６】
制御装置３には、ステアリングホイール１２０に連結されたステアリングシャフト１２０ａの回転を検出するための操舵角センサ３００、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度（時間当たりの回転数）を検出するエンジン回転速センサ３０１、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じたアクセル開度（加速操作量）を検出するアクセル開度センサ３０２、及びシフトレバー１２４の位置を検出するシフトポジションセンサ３０３の各センサの検出信号が入力される。
【００２７】
また、制御装置３には、左前輪１０４Ｌ，右前輪１０４Ｒ，左後輪１０５Ｌ，右後輪１０５Ｒの各車輪に対応して設けられ、これら各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ３０４〜３０７の検出信号が入力される。
【００２８】
これら各センサ３００〜３０７の検出信号は、センサ本体に接続された信号線を介して直接制御装置３に入力してもよく、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを通じた通信によって制御装置３に入力してもよい。
【００２９】
（駆動力伝達装置２の構成）
駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１１４に連結された有底円筒状のアウタハウジング２１と、ピニオンギヤシャフト１１５に連結された円筒状のインナシャフト２２と、アウタハウジング２１の内周面とインナシャフト２２の外周面との間に配置された複数の摩擦板からなるメインクラッチ２３とを有している。メインクラッチ２３は、アウタハウジング２１に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチプレート２３ａと、インナシャフト２２に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のインナクラッチプレート２３ｂとを交互に配列して構成されている。
【００３０】
また、アウタハウジング２１とインナシャフト２２との間には、メインクラッチ２３を軸方向に押圧する押圧力を発生するための環状の電磁コイル２４，電磁コイル２４の電磁力により押圧されるパイロットクラッチ２５，及びパイロットクラッチ２５を介して伝達される回転力をメインクラッチ２３を押圧する軸方向のスラスト力に変換するカム機構２６が配置されている。
【００３１】
電磁コイル２４には、制御装置３の電流出力回路３３（図１参照）から励磁電流が供給される。電磁コイル２４に励磁電流が供給されると、その電磁力によりパイロットクラッチ２５を介してアウタハウジング２１の回転力がカム機構２６に伝達され、カム機構２６が作動することによりメインクラッチ２３を押圧するスラスト力が発生する。これにより、アウタハウジング２１からインナシャフト２２に伝達される駆動力は、電磁コイル２４に供給される励磁電流に応じて変化する。
【００３２】
（制御装置の機能）
制御装置３は、電磁コイル２４に供給する励磁電流を調節することにより、駆動力伝達装置２によるトルクの伝達量を制御する。制御装置３は、前後輪の回転速度の差や、エンジン１０１の出力トルク、選択されたトランスミッション１０３のギヤ段、駆動力伝達系１１０における最終減速比、及びステアリングホイール１２０の操作による操舵角等に基づいて後輪１０５に伝達すべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた励磁電流を駆動力伝達装置２の電磁コイル２４に供給する通常制御機能を有している。
【００３３】
また、制御装置３は、運転者によるシフトレバー１２４の操作によって選択されたトランスミッション１０３のギヤ段が所定のギヤ段であり、かつエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が所定の回転速度域である場合に、後輪１０５に伝達するトルク値をエンジン１０１の駆動力の脈動による駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値とする異音対策制御機能を有している。次に、通常制御機能と異音対策制御機能の具体例について説明する。
【００３４】
（通常制御機能）
制御装置３の制御部３２は、前輪１０４と後輪１０５の回転速度差に基づく第１トルクｔ１と、エンジン１０１の出力トルクや選択されたトランスミッション１０３のギヤ段等に基づく第２トルクｔ２と、操舵角に基づく第３トルクｔ３と、の和により指令トルクｔｃを演算する。
【００３５】
第１トルクｔ１の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０４，３０５の検出信号に基づいて前輪１０４の回転速度Ｖｆ（左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒの平均回転速度）を算出し、左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０６，３０７の検出信号に基づいて後輪１０５の回転速度Ｖｒ（左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの平均回転速度）を算出し、前輪１０４の回転速度Ｖｆから後輪１０５の回転速度Ｖｒを減算して前後輪の回転速差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｆ−Ｖｒ）を得る。
【００３６】
そして、記憶部３１に記憶された回転速差ΔＶと第１トルクｔ１との関係を示す第１トルクマップを参照して第１トルクｔ１を求める。この第１トルクマップは、回転速差ΔＶが大きいほど第１トルクｔ１が大きくなるように設定されている。これにより、例えば左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒにスリップが発生した場合に、エンジン１０１の駆動力を後輪１０５側により多くの割合で配分し、スリップを抑制することが可能となる。なお、第１トルクｔ１はさらに車速Ｓによって変更してもよい。車速Ｓは、例えば前輪１０４の回転速度Ｖｆと後輪１０５の回転速度Ｖｒの和に所定の係数を乗じて得ることができる。
【００３７】
第２トルクｔ２の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクの総和（駆動トルク）と第２トルクｔ２との関係を示す、記憶部３１に記憶された第２トルクマップを参照して第２トルクｔ２を求める。駆動トルクは、例えばエンジン１０１の出力トルク，選択されたトランスミッション１０３のギヤ段，及び駆動力伝達系１１０における最終減速比に基づいて演算により求めることができる。
【００３８】
第２トルクマップは、駆動トルクが所定値未満の場合には、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加又は一定の値となり、駆動トルクが上記所定値以上の場合には、駆動トルクが上記所定値未満の場合よりも大きな増加割合で、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加するように設定されている。この所定値は、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのグリップ限界トルクに対応して設定された値である。
【００３９】
これにより、例えば急加速時におけるエンジン１０１の大きな駆動力を前輪１０４側及び後輪１０５側に均等に配分し、主駆動輪である左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに駆動力が集中した場合に生じ得る左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒのスリップを回避することが可能となる。なお、第２トルクｔ２はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００４０】
第３トルクｔ３の演算では、操舵角センサ３００の検出信号からステアリングシャフト１２０ａの操舵角を検出し、記憶部３１に記憶された操舵角と第３トルクｔ３との関係を示す第３トルクマップを参照して第３トルクｔ３を求める。この第３トルクマップは、操舵角が大きいほど第３トルクｔ３が大きくなるように設定されている。
【００４１】
これにより、操舵角が大きい旋回時の四輪駆動車１００の車両挙動を安定させるとともに、操舵角が小さい旋回時や直進時の補助駆動輪である後輪への指令トルクｔｃを小さくすることで燃費が増大することを抑制できる。なお、第３トルクｔ３はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００４２】
（異音対策制御機能）
また、制御装置３の制御部３２は、トランスミッション１０３のギヤ段、及びエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が、エンジン１０１の駆動力の脈動によって駆動力伝達系１１０から異音が発生し得る状態であるとき、後輪１０５にトルクを伝達することによって異音の発生を抑制する。
【００４３】
一般に、内燃機関であるエンジンは、吸気行程，圧縮行程，爆発行程，排気行程を繰り返し、爆発行程で駆動力を発生させるので、エンジンから出力される駆動力は、アクセル開度が一定であったとしても常に脈動している。この脈動の周期は、エンジンの回転数に応じて変化し、エンジンの回転数が低いほど長くなる。これにより、後輪側に伝達されるトルクがゼロ付近であり、実質的に前輪のみに駆動力が伝達される二輪駆動状態では、エンジンが低回転状態であるときに、トランスファやリヤデファレンシャル装置におけるギヤ噛み合い部から異音（歯打ち音）が発生することがある。
【００４４】
制御装置３の制御部３２は、二輪駆動状態であっても後輪１０５にトルクを伝達することによって、トランスファ１１３やリヤデファレンシャル装置１１６におけるギヤの噛み合い方向が変動しないように、つまりギヤ歯同士の接触状態及び非接触状態の切り替わりが繰り返されないように、後輪１０５にエンジン１０１の駆動力を伝達する各駆動力伝達部材同士を押し付け、異音を低減する。
【００４５】
また、制御部３２は、後輪１０５に伝達するトルクをエンジン１０１が出力している駆動力に応じて変化させる。このエンジン１０１の駆動力（エンジンが出力している駆動力）は、エンジン１０１の状態の検知結果に基づき四輪駆動車１００の演算装置で演算され出力されるエンジントルクである。このエンジン１０１の駆動力は、例えばアクセル開度センサ３０２の検出信号によって検出したアクセル開度に基づいて算出してもよく、あるいはエンジン１０１の制御装置から取得した情報を参照して求めてもよい。
【００４６】
制御装置３は、エンジン１０１の駆動力と、エンジン１０１の回転数（出力軸１０１ａの回転速度）と、異音を低減可能なトルク値（以下、このトルク値を「異音低減トルクｔｄ」という）との関係を示す関係情報を、３次元のトルクマップとして記憶部３１に記憶している。本実施の形態では、トランスミッション１０３の６つのギヤ段のうち、高速走行用の２つのギヤ段（第５速及び第６速）について、トルクマップを記憶している。
【００４７】
図２は、トルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【００４８】
第５速が選択された場合は、図２（ａ）に示すように、エンジン１０１の回転数がｒ１２（２０００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、異音低減トルクｔｄは、ｒ１１（１５００ｒｐｍ）でピーク値（ｔ１）となる。また、異音低減トルクｔｄは、エンジン１０１の駆動力によっても変化し、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って大きな値となる。
【００４９】
また、第６速が選択された場合は、図２（ｂ）に示すように、エンジン１０１の回転数がｒ２２（２５００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、異音低減トルクｔｄは、ｒ２１（２０００ｒｐｍ）でピーク値（ｔ２）となる。つまり、異音対策制御を行うか否かの閾値となるエンジン１０１の回転数ｒ２２、及び異音低減トルクｔｄがピークとなるエンジン１０１の回転数がｒ２１が、共に第５速の場合（ｒ１２及びｒ１１）よりも大きくなる。また、異音低減トルクｔｄは、第５速の場合と同様に、エンジン１０１の駆動力によって変化し、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って大きな値となる。またさらに、第６速が選択された場合の異音低減トルクｔｄのピーク値（ｔ２）は、第５速が選択された場合の異音低減トルクｔｄのピーク値（ｔ１）よりも大きな値となる。
【００５０】
このようなトルクマップは、例えば実際の車両において、エンジン１０１の駆動力、エンジン１０１の回転数、及び後輪１０５への伝達トルクを変化させて異音の有無を測定することで構築することができる。
【００５１】
（制御装置の処理手順）
図３は、制御装置３の制御部３２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御部３２は、このフローチャートに示す処理を所定の制御周期（例えば１００ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。
【００５２】
まず、制御部３２は、シフトポジションセンサ３０３の検出信号に基づいて、シフトレバー１２４の操作によって選択されたトランスミッション１０３のギヤ段を識別し（ステップＳ１００）、このギヤ段が所定値（本実施の形態では第５速）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００５３】
制御部３２は、この判定の結果、ギヤ段が所定値以上である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）には、エンジン回転速センサ３０１の検出信号に基づいて、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度を検出し（ステップＳ１０２）、出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域か否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定の結果、出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）には、異音対策制御（ステップＳ１０４〜Ｓ１０５）を行う。本実施の形態では、ギヤ段が第５速の場合には、エンジン１０１の回転数がｒ１２（２０００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、ギヤ段が第６速の場合には、エンジン１０１の回転数がｒ２２（２５００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行う。
【００５４】
異音対策制御を行う場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部３２は、エンジン１０１が出力している駆動力を取得し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０２において算出したエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度と合わせて記憶部３１に記憶されたトルクマップを参照し、異音低減トルクｔｄを算出する（ステップＳ１０５）。そして、制御部３２は、この異音低減トルクｔｄを指令トルクｔｃとして電流出力回路３３に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００５５】
一方、ギヤ段が所定値以上でない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、又はエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域でない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御部３２は、通常制御機能によって指令トルクｔｃを求め（ステップＳ１０７）、この指令トルクｔｃを電流出力回路３３に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００５６】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、エンジン１０１の回転速度が駆動力の脈動による駆動力伝達系１０１の異音が発生し得る回転速度域である場合に、指令トルクｔｃがこの異音を低減可能な値に設定される。この場合の指令トルクｔｃは、エンジン１０１が出力している駆動力に応じて設定されるので、後輪１０５に必要以上のトルクが伝達されることがなく、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。第１の実施の形態では、エンジン１０１の駆動力と、エンジン１０１の回転数と、異音低減トルクｔｄとの関係を示す関係情報を示す３次元のトルクマップを参照して異音低減トルクｔｄを求めたが、本実施の形態では、エンジン１０１の駆動力と、異音低減トルクｔｄとの関係を示す関係情報を示す２次元のトルクマップを参照して異音低減トルクｔｄを求める。制御部３２が実行する処理の手順は図３のフローチャートを参照して説明した第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
図４は、本実施の形態に係るトルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【００５９】
第５速が選択された場合は、エンジン１０１の回転数が例えば２０００ｒｐｍの場合に異音対策制御を行い、エンジン１０１の駆動力に基づいて異音低減トルクｔｄを求める。図４（ａ）に示す例では、エンジン１０１の駆動力がｄ１１（エンジン１０１の最大出力の５％）以下の範囲には異音低減トルクｔｄがｔ１１であり、エンジン１０１の駆動力がｄ１１からｄ１２（エンジン１０１の最大出力の２０％）の範囲では、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って異音低減トルクｔｄがｔ１１からｔ１２（ｔ１２＞ｔ１１）まで単調に増加する。エンジン１０１の駆動力がｄ１２以上の範囲では、異音低減トルクｔｄがｔ１２で一定となる。
【００６０】
また、第６速が選択された場合は、エンジン１０１の回転数が例えば２５００ｒｐｍの場合に異音対策制御を行う。図４（ｂ）に示す例では、エンジン１０１の駆動力がｄ２１（エンジン１０１の最大出力の１０％）以下の範囲には異音低減トルクｔｄがｔ２１であり、エンジン１０１の駆動力がｄ２１からｄ２２（エンジン１０１の最大出力の３０％）の範囲では、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って異音低減トルクｔｄがｔ２１からｔ２２（ｔ２２＞ｔ２１）まで単調に増加する。エンジン１０１の駆動力がｄ２２以上の範囲では、異音低減トルクｔｄがｔ２２で一定となる。
【００６１】
また、ｔ２１はｔ１１よりも大きく、ｔ２２はｔ１２よりも大きい。また、ｄ２１はｄ１１よりも大きく、ｄ２２はｄ１２よりも大きい。このように、第６速が選択された場合は、第５速が選択された場合よりも異音低減トルクｔｄが大きくなる。
【００６２】
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）における斜線部は、駆動力伝達系１１０に異音が発生する領域を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、異音低減トルクｔｄは、この領域を上回るようにトルクマップが設定されている。つまり、異音低減トルクｔｄは、駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値に設定されている。
【００６３】
［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００６４】
例えば、上記各実施の形態では、ギヤ段が第５速又は第６速の場合に異音対策制御を実行することとしたが、これに限らず、例えば、ギヤ段が第４〜第６速、又は第３〜第６速の場合に異音対策制御を実行してもよい。この場合、それぞれにギヤ段ごとに異なるトルクマップを記憶することが望ましい。また、トランスミッション１０３のギヤ段の数は、４又は５であってもよい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、エンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを大きくして異音の発生を抑制する場合について説明したが、これに限らず、異音低減トルクｔｄの値は四輪駆動車１００の特性に応じて、実験等に基づいて適宜設定することができる。例えば、エンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを小さくして異音の発生を抑制してもよい。あるいはエンジン１０１の駆動力が所定の範囲ではエンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを大きくし、他の所定の範囲ではエンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを小さくするようにしてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、前輪１０４を主駆動輪とし、後輪１０５を補助駆動輪とした場合について説明したが、これに限らず、前輪１０４を補助駆動輪とし、後輪１０５を主駆動輪とする四輪駆動車にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…駆動力配分制御装置、２…駆動力伝達装置、３…制御装置、４…操舵装置、２１…アウタハウジング、２２…インナシャフト、２３…メインクラッチ、２３ａ…アウタクラッチプレート、２３ｂ…インナクラッチプレート、２４…電磁コイル、２５…パイロットクラッチ、２６…カム機構、３１…記憶部、３２…制御部、３３…電流出力回路、１００…四輪駆動車、１０１…エンジン、１０１ａ…出力軸、１０２…クラッチ、１０２ａ…第１ディスク、１０２ｂ…第２ディスク、１０３…トランスミッション、１０３ａ…入力軸、１０４…前輪、１０４Ｌ…左前輪、１０４Ｒ…右前輪、１０５…後輪、１０５Ｌ…左後輪、１０５Ｒ…右後輪、１１０…駆動力伝達系、１１１…ギヤ機構、１１２…フロントデファレンシャル装置、１１２Ｌ，１１２Ｒ…ドライブシャフト、１１２ａ…デフケース、１１３…トランスファ、１１３ａ…入力ギヤ、１１３ｂ…出力ギヤ、１１４…プロペラシャフト、１１５…ピニオンギヤシャフト、１１５ａ…ギヤ部、１１６…リヤデファレンシャル装置、１１６Ｌ，１１６Ｒ…ドライブシャフト、１１６ａ…デフケース、１１６ｂ…リングギヤ、１２０…ステアリングホイール、１２０ａ…ステアリングシャフト、１２１…アクセルペダル、１２２…ブレーキペダル、１２３…クラッチペダル、１２４…シフトレバー、３００…操舵角センサ、３０１…エンジン回転速センサ、３０２…アクセル開度センサ、３０３…シフトポジションセンサ、３０４〜３０７…車輪速センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助駆動輪へ配分する駆動力を制御する駆動力配分制御装置及び四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪駆動車の運転状態が、駆動力伝達系にエンジンのノッキングに起因する異常振動による異音が発生する異常振動発生領域である場合に、異常振動が発生しない所定の割合で駆動力を補助駆動輪に配分する駆動力配分制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の駆動力配分制御装置は、車速が振動発生下限速度を超え、かつ振動発生上限速度未満である場合に、異音を緩和するのに適した摩擦トルクをトルクカップリングに発生させるように構成されている。この摩擦トルクは、車速が異常振動発生領域でない場合よりも高い値とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、駆動力伝達系からの異音は、ノッキングが発生する場合に限らず、エンジンのトルクの脈動（周期的な変動）によっても生じ得る。また、燃費向上のためには、例えば直進定速走行時のように補助駆動輪に駆動力を伝達する必要性が少ない場合に、駆動力伝達系における摩擦トルクを低減すべく、補助駆動輪に伝達する駆動力を可及的に小さくすることが望ましい。そこで、本発明者らは鋭意研究を重ね、異音の発生の有無にはエンジントルクが関係していることを見出し、エンジンの回転数が異音の発生し得る範囲であっても、エンジントルクによっては異音が発生せず、このような状態では補助駆動輪に伝達する駆動力を小さくできるとの知見を得た。
【０００６】
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、その目的は、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能な駆動力配分制御装置及び四輪駆動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［４］の駆動力配分制御装置及び四輪駆動車を提供する。
【０００８】
［１］車両の駆動力を発生するエンジン、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置、及び前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系を有する四輪駆動車に搭載され、前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を設定する制御装置と、前記制御装置が設定したトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する駆動力配分制御装置。
【０００９】
［２］前記制御装置は、前記エンジンの駆動力と前記異音を低減可能な値との関係を示す関係情報を前記複数段階の変速比のうち少なくとも２つの変速比について記憶し、走行時における前記変速装置の変速比に対応する前記関係情報を参照して前記トルク値を設定する、［１］に記載の駆動力配分制御装置。
【００１０】
［３］前記関係情報は、前記エンジンの出力軸の回転速度及び前記エンジンの駆動力と、前記異音を低減可能な値との関係を示す情報である、［２］に記載の駆動力配分制御装置。
【００１１】
［４］車両の駆動力を発生するエンジンと、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置と、前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系と、前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を求める制御装置と、前記制御装置が求めたトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が、前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する四輪駆動車。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、トルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【図３】図３は、制御装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係るトルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、この四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１の出力を変速する変速装置としてのトランスミッション１０３と、エンジン１０１の出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結するクラッチ１０２と、トランスミッション１０３の出力を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能に左右一対の前輪１０４（左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒ）及び左右一対の後輪１０５（左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒ）に伝達する駆動力伝達系１１０と、駆動力配分制御装置１とを搭載している。駆動力配分制御装置１は、伝達トルクを調節可能な駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置３とを備えて構成されている。この駆動力伝達装置２は、四輪駆動車１００の走行状態を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能としている。
【００１５】
また、四輪駆動車１００の車室内には、運転者が操作を行うためのステアリングホイール１２０、アクセルペダル１２１、ブレーキペダル１２２、クラッチペダル１２３、及びシフトレバー１２４が配置されている。
【００１６】
エンジン１０１は、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じた燃料が供給される内燃機関であり、四輪駆動車１００が走行するための駆動力を、クランクシャフトに連結された出力軸１０１ａから出力する。
【００１７】
クラッチ１０２は、エンジンの出力軸１０１ａに連結された第１ディスク１０２ａと、トランスミッション１０３の入力軸１０３ａに連結された第２ディスク１０２ｂとを有し、第１ディスク１０２ａと第２ディスク１０２ｂとの摩擦係合により、エンジン１０１の出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結する。
【００１８】
トランスミッション１０３は、シフトレバー１２４による運転者のギヤシフト操作によって、複数の段階にギヤ比を変化させることが可能な手動変速機である。トランスミッション１０３は、例えば第１速から第６速までの６段階（前進時）にギヤ比を変化させることが可能な６速ミッションである。
【００１９】
（駆動力伝達系の構成）
駆動力伝達系１１０は、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを配分するフロントデファレンシャル装置１１２と、トランスミッション１０３の出力軸のトルクをフロントデファレンシャル装置１１２のデフケース１１２ａに伝達するギヤ機構１１１と、デフケース１１２ａに連結された入力ギヤ１１３ａ、及び入力ギヤ１１３ａと回転軸を直交させて噛み合う出力ギヤ１１３ｂを有するトランスファ１１３と、出力ギヤ１１３ｂに連結されたプロペラシャフト１１４と、駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を介してプロペラシャフト１１４のトルクが伝達されるピニオンギヤシャフト１１５と、ピニオンギヤシャフト１１５に伝達されたトルクを左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒに配分するリヤデファレンシャル装置１１６とを備えている。
【００２０】
また、駆動力伝達系１１０は、フロントデファレンシャル装置１１２の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒ、及びリヤデファレンシャル装置１１６の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒを有している。ドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒは左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを伝達し、ドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒトルクを伝達する。
【００２１】
リヤデファレンシャル装置１１６のデフケース１１６ａの外周部には、リングギヤ１１６ｂが相対回転不能に設けられている。リングギヤ１１６ｂは、ピニオンギヤシャフト１１５のギヤ部１１５ａと噛み合わされ、ピニオンギヤシャフト１１５からのトルクをデフケース１１６ａに伝達する。
【００２２】
上記した駆動力伝達系１１０の各構成要素のうち、トランスファ１１３、プロペラシャフト１１４、ピニオンギヤシャフト１１５、リヤデファレンシャル装置１１６、及びドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは、後輪１０５にエンジン１０１の駆動力を伝達する駆動力伝達部材の一例である。
【００２３】
駆動力伝達系１１０は、上記構成により、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒには、走行時に常にトランスミッション１０３から出力されたトルクが伝達される。また、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒには、駆動力伝達装置２の作動により、四輪駆動車１００の走行状態に応じて必要時にトルクを伝達される。つまり、本実施の形態の四輪駆動車１００では、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒが主駆動輪、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒが補助駆動輪である。
【００２４】
（制御装置の構成）
駆動力配分制御装置１を構成する制御装置３は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部３１と、ＣＰＵ等の演算処理装置からなる制御部３２と、制御部３２によって制御される電流出力回路３３とを備えている。制御装置３は、制御部３２が記憶部３１に記憶されたプログラムに基づいて動作することにより、四輪駆動車１００の前輪１０４と後輪１０５との回転差や、エンジン１０１の出力トルク、選択されたトランスミッション１０３のギヤ段、駆動力伝達系１１０における最終減速比、及びステアリングホイール１２０の操作による操舵角等に基づいて、後輪１０５側へ伝達すべき指令トルクの値を演算により求める。エンジン１０１の出力トルクは、例えばアクセル開度に基づいて演算することが可能である。
【００２５】
電流出力回路３３は、制御部３２の演算処理によって求めた指令トルクに応じた電流を駆動力伝達装置２に供給する。電流出力回路３３は、例えば図略のバッテリーから供給される電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により電流量を調節して出力するインバータ回路である。
【００２６】
制御装置３には、ステアリングホイール１２０に連結されたステアリングシャフト１２０ａの回転を検出するための操舵角センサ３００、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度（時間当たりの回転数）を検出するエンジン回転速センサ３０１、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じたアクセル開度（加速操作量）を検出するアクセル開度センサ３０２、及びシフトレバー１２４の位置を検出するシフトポジションセンサ３０３の各センサの検出信号が入力される。
【００２７】
また、制御装置３には、左前輪１０４Ｌ，右前輪１０４Ｒ，左後輪１０５Ｌ，右後輪１０５Ｒの各車輪に対応して設けられ、これら各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ３０４〜３０７の検出信号が入力される。
【００２８】
これら各センサ３００〜３０７の検出信号は、センサ本体に接続された信号線を介して直接制御装置３に入力してもよく、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを通じた通信によって制御装置３に入力してもよい。
【００２９】
（駆動力伝達装置２の構成）
駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１１４に連結された有底円筒状のアウタハウジング２１と、ピニオンギヤシャフト１１５に連結された円筒状のインナシャフト２２と、アウタハウジング２１の内周面とインナシャフト２２の外周面との間に配置された複数の摩擦板からなるメインクラッチ２３とを有している。メインクラッチ２３は、アウタハウジング２１に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチプレート２３ａと、インナシャフト２２に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のインナクラッチプレート２３ｂとを交互に配列して構成されている。
【００３０】
また、アウタハウジング２１とインナシャフト２２との間には、メインクラッチ２３を軸方向に押圧する押圧力を発生するための環状の電磁コイル２４，電磁コイル２４の電磁力により押圧されるパイロットクラッチ２５，及びパイロットクラッチ２５を介して伝達される回転力をメインクラッチ２３を押圧する軸方向のスラスト力に変換するカム機構２６が配置されている。
【００３１】
電磁コイル２４には、制御装置３の電流出力回路３３（図１参照）から励磁電流が供給される。電磁コイル２４に励磁電流が供給されると、その電磁力によりパイロットクラッチ２５を介してアウタハウジング２１の回転力がカム機構２６に伝達され、カム機構２６が作動することによりメインクラッチ２３を押圧するスラスト力が発生する。これにより、アウタハウジング２１からインナシャフト２２に伝達される駆動力は、電磁コイル２４に供給される励磁電流に応じて変化する。
【００３２】
（制御装置の機能）
制御装置３は、電磁コイル２４に供給する励磁電流を調節することにより、駆動力伝達装置２によるトルクの伝達量を制御する。制御装置３は、前後輪の回転速度の差や、エンジン１０１の出力トルク、選択されたトランスミッション１０３のギヤ段、駆動力伝達系１１０における最終減速比、及びステアリングホイール１２０の操作による操舵角等に基づいて後輪１０５に伝達すべきトルク値を算出し、算出されたトルク値に応じた励磁電流を駆動力伝達装置２の電磁コイル２４に供給する通常制御機能を有している。
【００３３】
また、制御装置３は、運転者によるシフトレバー１２４の操作によって選択されたトランスミッション１０３のギヤ段が所定のギヤ段であり、かつエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が所定の回転速度域である場合に、後輪１０５に伝達するトルク値をエンジン１０１の駆動力の脈動による駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値とする異音対策制御機能を有している。次に、通常制御機能と異音対策制御機能の具体例について説明する。
【００３４】
（通常制御機能）
制御装置３の制御部３２は、前輪１０４と後輪１０５の回転速度差に基づく第１トルクｔ１と、エンジン１０１の出力トルクや選択されたトランスミッション１０３のギヤ段等に基づく第２トルクｔ２と、操舵角に基づく第３トルクｔ３と、の和により指令トルクｔｃを演算する。
【００３５】
第１トルクｔ１の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０４，３０５の検出信号に基づいて前輪１０４の回転速度Ｖｆ（左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒの平均回転速度）を算出し、左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０６，３０７の検出信号に基づいて後輪１０５の回転速度Ｖｒ（左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの平均回転速度）を算出し、前輪１０４の回転速度Ｖｆから後輪１０５の回転速度Ｖｒを減算して前後輪の回転速差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｆ−Ｖｒ）を得る。
【００３６】
そして、記憶部３１に記憶された回転速差ΔＶと第１トルクｔ１との関係を示す第１トルクマップを参照して第１トルクｔ１を求める。この第１トルクマップは、回転速差ΔＶが大きいほど第１トルクｔ１が大きくなるように設定されている。これにより、例えば左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒにスリップが発生した場合に、エンジン１０１の駆動力を後輪１０５側により多くの割合で配分し、スリップを抑制することが可能となる。なお、第１トルクｔ１はさらに車速Ｓによって変更してもよい。車速Ｓは、例えば前輪１０４の回転速度Ｖｆと後輪１０５の回転速度Ｖｒの和に所定の係数を乗じて得ることができる。
【００３７】
第２トルクｔ２の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクの総和（駆動トルク）と第２トルクｔ２との関係を示す、記憶部３１に記憶された第２トルクマップを参照して第２トルクｔ２を求める。駆動トルクは、例えばエンジン１０１の出力トルク，選択されたトランスミッション１０３のギヤ段，及び駆動力伝達系１１０における最終減速比に基づいて演算により求めることができる。
【００３８】
第２トルクマップは、駆動トルクが所定値未満の場合には、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加又は一定の値となり、駆動トルクが上記所定値以上の場合には、駆動トルクが上記所定値未満の場合よりも大きな増加割合で、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加するように設定されている。この所定値は、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのグリップ限界トルクに対応して設定された値である。
【００３９】
これにより、例えば急加速時におけるエンジン１０１の大きな駆動力を前輪１０４側及び後輪１０５側に均等に配分し、主駆動輪である左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに駆動力が集中した場合に生じ得る左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒのスリップを回避することが可能となる。なお、第２トルクｔ２はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００４０】
第３トルクｔ３の演算では、操舵角センサ３００の検出信号からステアリングシャフト１２０ａの操舵角を検出し、記憶部３１に記憶された操舵角と第３トルクｔ３との関係を示す第３トルクマップを参照して第３トルクｔ３を求める。この第３トルクマップは、操舵角が大きいほど第３トルクｔ３が大きくなるように設定されている。
【００４１】
これにより、操舵角が大きい旋回時の四輪駆動車１００の車両挙動を安定させるとともに、操舵角が小さい旋回時や直進時の補助駆動輪である後輪への指令トルクｔｃを小さくすることで燃費が増大することを抑制できる。なお、第３トルクｔ３はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００４２】
（異音対策制御機能）
また、制御装置３の制御部３２は、トランスミッション１０３のギヤ段、及びエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が、エンジン１０１の駆動力の脈動によって駆動力伝達系１１０から異音が発生し得る状態であるとき、後輪１０５にトルクを伝達することによって異音の発生を抑制する。
【００４３】
一般に、内燃機関であるエンジンは、吸気行程，圧縮行程，爆発行程，排気行程を繰り返し、爆発行程で駆動力を発生させるので、エンジンから出力される駆動力は、アクセル開度が一定であったとしても常に脈動している。この脈動の周期は、エンジンの回転数に応じて変化し、エンジンの回転数が低いほど長くなる。これにより、後輪側に伝達されるトルクがゼロ付近であり、実質的に前輪のみに駆動力が伝達される二輪駆動状態では、エンジンが低回転状態であるときに、トランスファやリヤデファレンシャル装置におけるギヤ噛み合い部から異音（歯打ち音）が発生することがある。
【００４４】
制御装置３の制御部３２は、二輪駆動状態であっても後輪１０５にトルクを伝達することによって、トランスファ１１３やリヤデファレンシャル装置１１６におけるギヤの噛み合い方向が変動しないように、つまりギヤ歯同士の接触状態及び非接触状態の切り替わりが繰り返されないように、後輪１０５にエンジン１０１の駆動力を伝達する各駆動力伝達部材同士を押し付け、異音を低減する。
【００４５】
また、制御部３２は、後輪１０５に伝達するトルクをエンジン１０１が出力している駆動力に応じて変化させる。このエンジン１０１の駆動力（エンジンが出力している駆動力）は、エンジン１０１の状態の検知結果に基づき四輪駆動車１００の演算装置で演算され出力されるエンジントルクである。このエンジン１０１の駆動力は、例えばアクセル開度センサ３０２の検出信号によって検出したアクセル開度に基づいて算出してもよく、あるいはエンジン１０１の制御装置から取得した情報を参照して求めてもよい。
【００４６】
制御装置３は、エンジン１０１の駆動力と、エンジン１０１の回転数（出力軸１０１ａの回転速度）と、異音を低減可能なトルク値（以下、このトルク値を「異音低減トルクｔｄ」という）との関係を示す関係情報を、３次元のトルクマップとして記憶部３１に記憶している。本実施の形態では、トランスミッション１０３の６つのギヤ段のうち、高速走行用の２つのギヤ段（第５速及び第６速）について、トルクマップを記憶している。
【００４７】
図２は、トルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【００４８】
第５速が選択された場合は、図２（ａ）に示すように、エンジン１０１の回転数がｒ１２（２０００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、異音低減トルクｔｄは、ｒ１１（１５００ｒｐｍ）でピーク値（ｔ１）となる。また、異音低減トルクｔｄは、エンジン１０１の駆動力によっても変化し、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って大きな値となる。
【００４９】
また、第６速が選択された場合は、図２（ｂ）に示すように、エンジン１０１の回転数がｒ２２（２５００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、異音低減トルクｔｄは、ｒ２１（２０００ｒｐｍ）でピーク値（ｔ２）となる。つまり、異音対策制御を行うか否かの閾値となるエンジン１０１の回転数ｒ２２、及び異音低減トルクｔｄがピークとなるエンジン１０１の回転数がｒ２１が、共に第５速の場合（ｒ１２及びｒ１１）よりも大きくなる。また、異音低減トルクｔｄは、第５速の場合と同様に、エンジン１０１の駆動力によって変化し、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って大きな値となる。またさらに、第６速が選択された場合の異音低減トルクｔｄのピーク値（ｔ２）は、第５速が選択された場合の異音低減トルクｔｄのピーク値（ｔ１）よりも大きな値となる。
【００５０】
このようなトルクマップは、例えば実際の車両において、エンジン１０１の駆動力、エンジン１０１の回転数、及び後輪１０５への伝達トルクを変化させて異音の有無を測定することで構築することができる。
【００５１】
（制御装置の処理手順）
図３は、制御装置３の制御部３２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御部３２は、このフローチャートに示す処理を所定の制御周期（例えば１００ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。
【００５２】
まず、制御部３２は、シフトポジションセンサ３０３の検出信号に基づいて、シフトレバー１２４の操作によって選択されたトランスミッション１０３のギヤ段を識別し（ステップＳ１００）、このギヤ段が所定値（本実施の形態では第５速）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００５３】
制御部３２は、この判定の結果、ギヤ段が所定値以上である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）には、エンジン回転速センサ３０１の検出信号に基づいて、エンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度を検出し（ステップＳ１０２）、出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域か否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定の結果、出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）には、異音対策制御（ステップＳ１０４〜Ｓ１０５）を行う。本実施の形態では、ギヤ段が第５速の場合には、エンジン１０１の回転数がｒ１２（２０００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行い、ギヤ段が第６速の場合には、エンジン１０１の回転数がｒ２２（２５００ｒｐｍ）以下の場合に異音対策制御を行う。
【００５４】
異音対策制御を行う場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部３２は、エンジン１０１が出力している駆動力を取得し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０２において算出したエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度と合わせて記憶部３１に記憶されたトルクマップを参照し、異音低減トルクｔｄを算出する（ステップＳ１０５）。そして、制御部３２は、この異音低減トルクｔｄを指令トルクｔｃとして電流出力回路３３に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００５５】
一方、ギヤ段が所定値以上でない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、又はエンジン１０１の出力軸１０１ａの回転速度が異音対策制御を行う回転速度域でない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御部３２は、通常制御機能によって指令トルクｔｃを求め（ステップＳ１０７）、この指令トルクｔｃを電流出力回路３３に出力し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
【００５６】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、エンジン１０１の回転速度が駆動力の脈動による駆動力伝達系１０１の異音が発生し得る回転速度域である場合に、指令トルクｔｃがこの異音を低減可能な値に設定される。この場合の指令トルクｔｃは、エンジン１０１が出力している駆動力に応じて設定されるので、後輪１０５に必要以上のトルクが伝達されることがなく、異音の発生を抑えながら燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図４を参照して説明する。第１の実施の形態では、エンジン１０１の駆動力と、エンジン１０１の回転数と、異音低減トルクｔｄとの関係を示す関係情報を示す３次元のトルクマップを参照して異音低減トルクｔｄを求めたが、本実施の形態では、エンジン１０１の駆動力と、異音低減トルクｔｄとの関係を示す関係情報を示す２次元のトルクマップを参照して異音低減トルクｔｄを求める。制御部３２が実行する処理の手順は図３のフローチャートを参照して説明した第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
図４は、本実施の形態に係るトルクマップの一例を示し、（ａ）は選択されたギヤ段が第５速の場合のトルクマップ、（ｂ）は選択されたギヤ段が第６速の場合のトルクマップを示す。
【００５９】
第５速が選択された場合は、エンジン１０１の回転数が例えば２０００ｒｐｍの場合に異音対策制御を行い、エンジン１０１の駆動力に基づいて異音低減トルクｔｄを求める。図４（ａ）に示す例では、エンジン１０１の駆動力がｄ１１（エンジン１０１の最大出力の５％）以下の範囲には異音低減トルクｔｄがｔ１１であり、エンジン１０１の駆動力がｄ１１からｄ１２（エンジン１０１の最大出力の２０％）の範囲では、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って異音低減トルクｔｄがｔ１１からｔ１２（ｔ１２＞ｔ１１）まで単調に増加する。エンジン１０１の駆動力がｄ１２以上の範囲では、異音低減トルクｔｄがｔ１２で一定となる。
【００６０】
また、第６速が選択された場合は、エンジン１０１の回転数が例えば２５００ｒｐｍの場合に異音対策制御を行う。図４（ｂ）に示す例では、エンジン１０１の駆動力がｄ２１（エンジン１０１の最大出力の１０％）以下の範囲には異音低減トルクｔｄがｔ２１であり、エンジン１０１の駆動力がｄ２１からｄ２２（エンジン１０１の最大出力の３０％）の範囲では、エンジン１０１の駆動力の増大に伴って異音低減トルクｔｄがｔ２１からｔ２２（ｔ２２＞ｔ２１）まで単調に増加する。エンジン１０１の駆動力がｄ２２以上の範囲では、異音低減トルクｔｄがｔ２２で一定となる。
【００６１】
また、ｔ２１はｔ１１よりも大きく、ｔ２２はｔ１２よりも大きい。また、ｄ２１はｄ１１よりも大きく、ｄ２２はｄ１２よりも大きい。このように、第６速が選択された場合は、第５速が選択された場合よりも異音低減トルクｔｄが大きくなる。
【００６２】
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）における斜線部は、駆動力伝達系１１０に異音が発生する領域を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、異音低減トルクｔｄは、この領域を上回るようにトルクマップが設定されている。つまり、異音低減トルクｔｄは、駆動力伝達系１１０の異音を低減可能な値に設定されている。
【００６３】
［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００６４】
例えば、上記各実施の形態では、ギヤ段が第５速又は第６速の場合に異音対策制御を実行することとしたが、これに限らず、例えば、ギヤ段が第４〜第６速、又は第３〜第６速の場合に異音対策制御を実行してもよい。この場合、それぞれにギヤ段ごとに異なるトルクマップを記憶することが望ましい。また、トランスミッション１０３のギヤ段の数は、４又は５であってもよい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、エンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを大きくして異音の発生を抑制する場合について説明したが、これに限らず、異音低減トルクｔｄの値は四輪駆動車１００の特性に応じて、実験等に基づいて適宜設定することができる。例えば、エンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを小さくして異音の発生を抑制してもよい。あるいはエンジン１０１の駆動力が所定の範囲ではエンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを大きくし、他の所定の範囲ではエンジン１０１の駆動力が大きいほど異音低減トルクｔｄを小さくするようにしてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、前輪１０４を主駆動輪とし、後輪１０５を補助駆動輪とした場合について説明したが、これに限らず、前輪１０４を補助駆動輪とし、後輪１０５を主駆動輪とする四輪駆動車にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…駆動力配分制御装置、２…駆動力伝達装置、３…制御装置、４…操舵装置、２１…アウタハウジング、２２…インナシャフト、２３…メインクラッチ、２３ａ…アウタクラッチプレート、２３ｂ…インナクラッチプレート、２４…電磁コイル、２５…パイロットクラッチ、２６…カム機構、３１…記憶部、３２…制御部、３３…電流出力回路、１００…四輪駆動車、１０１…エンジン、１０１ａ…出力軸、１０２…クラッチ、１０２ａ…第１ディスク、１０２ｂ…第２ディスク、１０３…トランスミッション、１０３ａ…入力軸、１０４…前輪、１０４Ｌ…左前輪、１０４Ｒ…右前輪、１０５…後輪、１０５Ｌ…左後輪、１０５Ｒ…右後輪、１１０…駆動力伝達系、１１１…ギヤ機構、１１２…フロントデファレンシャル装置、１１２Ｌ，１１２Ｒ…ドライブシャフト、１１２ａ…デフケース、１１３…トランスファ、１１３ａ…入力ギヤ、１１３ｂ…出力ギヤ、１１４…プロペラシャフト、１１５…ピニオンギヤシャフト、１１５ａ…ギヤ部、１１６…リヤデファレンシャル装置、１１６Ｌ，１１６Ｒ…ドライブシャフト、１１６ａ…デフケース、１１６ｂ…リングギヤ、１２０…ステアリングホイール、１２０ａ…ステアリングシャフト、１２１…アクセルペダル、１２２…ブレーキペダル、１２３…クラッチペダル、１２４…シフトレバー、３００…操舵角センサ、３０１…エンジン回転速センサ、３０２…アクセル開度センサ、３０３…シフトポジションセンサ、３０４〜３０７…車輪速センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生するエンジン、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置、及び前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系を有する四輪駆動車に搭載され、
前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を設定する制御装置と、
前記制御装置が設定したトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する駆動力配分制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンの駆動力と前記異音を低減可能な値との関係を示す関係情報を前記複数段階の変速比のうち少なくとも２つの変速比について記憶し、走行時における前記変速装置の変速比に対応する前記関係情報を参照して前記トルク値を設定する、
請求項１に記載の駆動力配分制御装置。
【請求項３】
前記関係情報は、前記エンジンの出力軸の回転速度及び前記エンジンの駆動力と、前記異音を低減可能な値との関係を示す情報である、
請求項２に記載の駆動力配分制御装置。
【請求項４】
車両の駆動力を発生するエンジンと、
前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置と、
前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系と、
前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を求める制御装置と、
前記制御装置が求めたトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が、前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する四輪駆動車。
【請求項１】
車両の駆動力を発生するエンジン、前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置、及び前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系を有する四輪駆動車に搭載され、
前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を設定する制御装置と、
前記制御装置が設定したトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する駆動力配分制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンの駆動力と前記異音を低減可能な値との関係を示す関係情報を前記複数段階の変速比のうち少なくとも２つの変速比について記憶し、走行時における前記変速装置の変速比に対応する前記関係情報を参照して前記トルク値を設定する、
請求項１に記載の駆動力配分制御装置。
【請求項３】
前記関係情報は、前記エンジンの出力軸の回転速度及び前記エンジンの駆動力と、前記異音を低減可能な値との関係を示す情報である、
請求項２に記載の駆動力配分制御装置。
【請求項４】
車両の駆動力を発生するエンジンと、
前記エンジンの出力軸の回転を複数段階の変速比で変速する変速装置と、
前記変速装置の出力を前輪又は後輪の一方の主駆動輪と他方の補助駆動輪とに伝達することが可能な駆動力伝達系と、
前記補助駆動輪に伝達すべきトルク値を求める制御装置と、
前記制御装置が求めたトルク値に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの出力軸の回転速度が、前記駆動力の脈動による前記駆動力伝達系の異音が発生し得る回転速度域である場合に、前記トルク値を、前記エンジンの駆動力に応じて、前記異音を低減可能な値に設定する四輪駆動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３２０６０（Ｐ２０１３−３２０６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８２０２（Ｐ２０１１−１６８２０２）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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