本發明涉及一種對車輛的發動機的運轉狀態或驅動力的傳遞狀態進行切換的車輛、以及用于車輛的控制方法。
背景技術:
一直以來,已知一種通過分動器而取出從搭載于車身前部的發動機向前輪側傳遞的驅動力的一部分,并經由汽車傳動軸而傳遞至后輪側的四輪驅動車輛(以下,稱為車輛)。此外,在這種車輛中,在汽車傳動軸的前后具備第一離合器以及第二離合器,通過分別使上述離合器工作從而被切換為兩輪驅動狀態(以下,稱為2wd狀態)或者四輪驅動狀態(以下,稱為4wd狀態)中的任意一種狀態。
作為一個示例,在日本特開2015-193368所記載的車輛中,在4wd狀態下使第一離合器以及第二離合器卡合,而在2wd狀態下使這些離合器釋放。于是,通過在2wd狀態下不使汽車傳動軸等旋轉,從而實現了機械性的損失的降低。所述第一離合器以及第二離合器為,通過電磁致動器而進行工作的犬牙式離合器,其根據車輛的行駛狀態并依據從ecu被輸出的控制指令而被卡合或者釋放。
技術實現要素:
可是,近年來,為了實現燃料消耗的進一步降低,從而具有即使在車輛的行駛中但只要預定的停止條件成立,則使發動機自動停止的技術。例如,當駕駛員離開加速踏板而使車輛的行駛速度成為預定車速以下時,發動機將被停止。并且,之后,在再次實施加速踏板的踩踏操作等的、預定的重新啟動條件成立時,發動機被啟動。
然而,在以這種方式于車輛的行駛中使發動機被啟動時,例如有時會出現伴隨著車速的降低,而對所予想到的再加速進行準備從而實施從2wd狀態向4wd狀態的切換的情況。并且,在為了從2wd狀態向4wd狀態的切換而使電磁致動器工作,并實施離合器的旋轉同步時,當為了發動機啟動而使啟動電機工作時車載蓄電池的電壓會急劇下降。因此,存在如下的可能性,即,在離合器的同步不充分的狀態下離合器被卡合,從而產生振動或異常噪聲、或者招致耐用性的降低。
針對于此,還考慮到在如上所述為了對驅動狀態進行切換而使離合器工作時,禁止發動機的啟動的方式。但是,如果禁止發動機的啟動,則存在盡管駕駛員踩踏了加速踏板但是發動機并未立即啟動從而帶來不安感的可能性。
本發明的主旨在于,在實施發動機的自動停止或重新啟動并且對驅動狀態進行切換的車輛中,在不會給予駕駛員不安感的條件下,對伴隨著驅動系統的離合器的工作而產生的振動或異常噪聲進行抑制,并阻止耐用性的降低。
為了達到所述的目的,在本發明中,通過在發動機的停止狀態下不實施驅動狀態的切換,從而使用于驅動狀態的切換的離合器的工作、與伴隨著發動機的啟動而產生的車載蓄電池的電壓的降低不重疊。
本發明的第一方式為一種車輛。所述車輛具備前輪、后輪、發動機、離合器、蓄電池、電子控制單元。所述發動機包括啟動電機。所述離合器被構成為,通過實施卡合以及釋放從而被切換為四輪驅動狀態和兩輪驅動狀態中的某一種狀態。所述四輪驅動狀態為對前輪和后輪的雙方進行驅動的狀態。所述兩輪驅動狀態為對所述前輪和所述后輪中的某一方進行驅動的狀態。所述發動機的所述啟動電機和所述離合器從同一蓄電池被供給電力。所述電子控制單元被構成為,在所述車輛的行駛中將所述發動機切換為運轉狀態以及停止狀態中的任意一種狀態。此外,電子控制單元被構成為,在所述發動機從所述停止狀態被切換為所述運轉狀態時,通過從所述蓄電池向所述啟動電機供給電力從而使所述啟動電機工作。并且,電子控制單元被構成為,通過利用電力而使所述離合器工作,從而執行向所述兩輪驅動狀態以及所述四輪驅動狀態中的某一種狀態切換的驅動狀態切換控制。所述電力在車輛的行駛中從所述蓄電池被供給至所述離合器。所述電子控制單元被構成為,在所述發動機的所述停止狀態時不實施所述驅動狀態切換控制,并且,在所述發動機的啟動時從使所述啟動電機的工作開始起經過了預定的期間之后,執行所述驅動狀態切換控制。
根據所述結構,當在車輛的行駛中駕駛員使加速踏板復位而使車速下降時,如果處于發動機的停止狀態(也包括在即將停止之前通過慣性而進行數次旋轉的期間),則不實施從2wd狀態向4wd狀態的切換。在這種情況下,之后,在通過駕駛員而實施加速踏板的踩踏操作等從而通過電子控制單元而使發動機啟動之后,實施驅動狀態的切換。并且,在發動機啟動時,即使伴隨著啟動電機的工作而使車載蓄電池的電壓急劇下降,之后,也會在車載蓄電池的電壓恢復之后通過電子控制單元來實施離合器的工作。因此,不存在電壓的降低對離合器的工作造成負面影響的擔心,且能夠抑制振動或異常噪聲,并且能夠阻止耐用性的降低。此外,由于如上所述使發動機的啟動被優先實施,因此,也不存在駕駛員對于啟動延遲而具有不安感的擔心。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述電子控制單元被構成為,在所述發動機的轉速成為了預先設定的值以上時,判斷為經過了所述預定的期間。根據所述結構,由于在結束發動機的啟動而實施由交流發電機進行的發電之后實施離合器的工作,因此,更易于確保其工作的穩定性。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述電子控制單元被構成為,在所述蓄電池的電壓成為了預先設定的值以上時,判斷為經過了所述預定的期間。根據所述結構,由于車載蓄電池的電壓在啟動電機的工作的初期大幅下降,且之后逐漸恢復,因此,能夠基于檢測到的電壓而在更早的正時使離合器工作。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述電子控制單元被構成為,根據預先設定的時間的經過而判斷為經過了所述預定的期間。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述電子控制單元被構成為,在所述發動機的運轉中通過所述電子控制單元而實施了所述驅動狀態切換控制時,不實施所述發動機向所述停止狀態的切換。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述電子控制單元被構成為,當成為預定的車速以下時切換為所述四輪驅動狀態,當成為預定的加速器開度以上時將所述發動機切換為所述運轉狀態。
在所述車輛中,在所述驅動狀態切換控制中,根據所述車輛的駕駛員的開關操作來對驅動狀態進行切換,在于所述發動機的停止狀態下實施了所述開關操作時,通過所述告知部而將未實施所述驅動狀態的切換的情況告知所述車輛的駕駛員。
在所述車輛中,所述離合器包括:
第一離合器,其將從所述發動機傳向汽車傳動軸的驅動力切斷或接通;第二離合器,其將從所述汽車傳動軸傳向后輪側的驅動力切斷或接通,所述電子控制單元被構成為,以使第一切換期間與第二切換期間的至少一部分重疊的方式而使所述第一離合器和所述第二離合器工作,所述第一切換期間為,通過所述第一離合器而對驅動狀態進行切換的期間,所述第二切換期間為,通過所述第二離合器而對驅動狀態進行切換的期間。通過如此設置,能夠迅速地實施驅動狀態的切換。
在所述車輛中,也可以采用如下方式,即,所述離合器為液壓離合器、電磁離合器中的至少某一方。所述液壓離合器通過液壓而進行工作,所述電磁離合器通過電磁致動器而進行工作,所述液壓經由電磁閥而被供給。
本發明的第二方式為用于車輛的控制方法。所述車輛具備前輪、后輪、發動機、離合器、蓄電池、電子控制單元。所述發動機包括啟動電機。所述離合器被構成為,通過實施卡合以及釋放而被切換為四輪驅動狀態和兩輪驅動狀態中的某一種狀態,其中,所述四輪驅動狀態為對前輪和后輪的雙方進行驅動的狀態,所述兩輪驅動狀態為對所述前輪和所述后輪中的某一方進行驅動的狀態。所述發動機的所述啟動電機和所述離合器從同一所述蓄電池被供給電力。所述控制方法被構成為,通過所述電子控制單元,從而在所述車輛的行駛中將所述發動機切換為運轉狀態以及停止狀態中的任意一種狀態。此外,所述控制方法被構成為,通過所述電子控制單元,從而在所述發動機從所述停止狀態被切換為所述運轉狀態時,通過從所述蓄電池向所述啟動電機供給電力從而使所述啟動電機工作。并且,所述控制方法被構成為,通過利用電力而使所述離合器工作,從而通過所述電子控制單元來執行向所述兩輪驅動狀態以及所述四輪驅動狀態中的某一種狀態切換的驅動狀態切換控制。所述控制方法被構成為,在所述發動機的所述停止狀態時不通過所述電子控制單元來實施所述驅動狀態切換控制,在所述發動機的啟動時從使所述啟動電機的工作開始起經過了預定的期間之后,通過所述電子控制單元來執行所述驅動狀態切換控制。
根據所述結構,當在車輛的行駛中駕駛員使加速踏板復位從而使車速下降時,如果處于發動機的停止狀態(也包括在即將停止之前通過慣性而進行數次旋轉的期間),則不實施從2wd狀態向4wd狀態的切換。在這種情況下,之后,在由駕駛員實施加速踏板的踩踏操作等從而通過電子控制單元而使發動機被啟動之后,實施驅動狀態的切換。并且,在發動機啟動時,即使伴隨著啟動電機的工作而使車載蓄電池的電壓急劇下降,之后,也會在車載蓄電池的電壓恢復之后通過電子控制單元來實施離合器的工作。因此,由于設定為如果在車輛的行駛中發動機處于停止則不實施驅動狀態的切換,因此,即使伴隨著之后的發動機啟動而使車載蓄電池的電壓急劇下降,也不存在對離合器的工作造成負面影響的擔心。因此,能夠對振動或異常噪聲進行抑制,并且還能夠阻止離合器的耐用性的降低。此外,由于發動機的啟動被優先實施,因此,能夠無需擔心出現盡管踩踏了加速踏板但是發動機的啟動延遲從而給駕駛員帶來不安感的情況。
本發明實施方式的特征、優點、技術與產業效果將在下面參照附圖來進行說明,在附圖中,相同符號表示相同要素。
附圖說明
圖1為實施方式所涉及的車輛的驅動系統以及其控制裝置的概要結構圖。
圖2為表示車輛的驅動狀態的切換控制中的車速、加速器開度等變化或離合器的卡合工作的一個示例的時序圖。
圖3為也表示在驅動狀態的切換與發動機的啟動重疊的情況下蓄電池電壓的變化的、與圖2相當的圖。
圖4為表示發動機的自動停止控制的程序的流程圖。
圖5為表示驅動狀態的切換控制的程序的流程圖。
圖6為表示在發動機自動停止之后驅動狀態的切換條件成立了的情況的與圖2相當的圖。
圖7為表示在驅動狀態的切換中途發動機的自動停止條件成立了的情況的、與圖2相當的圖。
圖8為涉及作為第二離合器而使用了多板式摩擦離合器的其他的實施方式的、與圖1相當的圖。
圖9為涉及在發動機的啟動結束前對驅動狀態進行切換的其他的實施方式的、與圖5相當的圖。
圖10為涉及在即使操作了4wd選擇開關也會禁止驅動狀態的切換的情況下向駕駛員進行告知的其他的實施方式的、與圖5相當的圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對將本發明所涉及的控制裝置應用于四輪驅動車輛1(以下,稱作車輛1)中的實施方式進行說明。另外,本實施方式只不過是例示,并無對本發明的結構或用途等進行限定的意圖。
如圖1中所示的驅動系統的概要結構,車輛1為,在其前部搭載發動機10的ff基準的四輪驅動車輛,左右的前輪2l、2r(以下,在不特別區分的情況下稱作前輪2)為,在兩輪驅動狀態(2wd狀態)以及四輪驅動狀態(4wd狀態)的雙方時均成為驅動輪的主驅動輪。另一方面,左右的后輪3l、3r(以下,在不特別區分的情況下稱作后輪3)在2wd狀態時成為從動輪,在4wd狀態時成為驅動輪。
發動機10為車輛1的驅動力源,例如為汽油發動機、柴油發動機等。在發動機10中安裝有啟動電機10a。并且,在啟動時,從未圖示的車載蓄電池接受電力的供給而進行工作,并強制性地使曲軸旋轉(啟動)。
將該發動機10的輸出向前輪2傳遞的動力傳遞路徑具備:變速器11、用于將該輸出向左右的前輪2分配的前差速器12、左右的前輪車軸13l、13r(以下,在不特別區分的情況下稱作前輪車軸13)。另一方面,將發動機10的輸出向后輪3傳遞的動力傳遞路徑具備:將來自所述變速器11的輸出的一部分取出的分動器14、將如此而取出的驅動力向后輪3側傳遞的汽車傳動軸15、將通過所述汽車傳動軸15而被傳遞的驅動力向左右的后輪3分配的后差速器單元16、左右的后輪車軸17l、17r(以下,在不特別區分的情況下稱作后輪車軸17)。
如上所述,變速器11為,前輪側以及后輪側的兩個動力傳遞路徑的共用部分,例如可使用已知的行星齒輪式多級變速器、無級變速器、同步嚙合型平行兩軸式變速器等。并且,設置于該變速器11的輸出軸(未圖示)上的輸出齒輪11a與設置于前差速器12的外殼12a上的內嚙合齒輪12b相嚙合,而將發動機10的輸出向前差速器12傳遞。
前差速器12為,例如將由錐齒輪構成的差動齒輪機構12c收納在外殼12a內,并在向左右的前輪車軸13l、13r傳遞驅動力的同時,適當地容許左右的前輪車軸13l、13r的旋轉差的公知的差速器齒輪。在所述前差速器12的外殼12a的軸向上的一側(圖1的左側),如上所述而設置有內嚙合齒輪12b,而在另一側(圖1的右側)連接有分動器14。
即,分動器14具備圓筒形狀的第一旋轉部件14a,其軸向上的一側通過花鍵而與前差速器12的外殼12a連結。此外,分動器14還具備設置有用于向后輪3側傳遞動力的內嚙合齒輪14b的第二旋轉部件14c。并且,所述第二旋轉部件14c與所述的第一旋轉部件14a通過第一離合器4而被選擇性地斷開或接通。
所述第一旋轉部件14a在內周側以同心狀而配置有前輪車軸13r,并且,在軸向上的另一側設置有構成第一離合器4的離合器齒4a。另一方面,第二旋轉部件14c在其內周側以同心狀而配置有所述第一旋轉部件14a以及前輪車軸13r,并且,在軸向上的一側設置有所述內嚙合齒輪14b,在另一側設置有構成第一離合器4的離合器齒4b。
第一離合器4為,具備所述離合器齒4a以及離合器齒4b、和用于對這些離合器齒進行連接的套筒4c的犬牙式離合器(嚙合式離合器)。套筒4c具有大致圓筒形狀,在其內周側形成有能夠與離合器齒4a、4b嚙合的內周齒(未圖示)。套筒4c例如通過作為電磁致動器的第一致動器5而在軸向上移動,并將第一離合器4切換為卡合狀態和釋放狀態。
此外,在第一離合器4中還具備同步機構4d,所述同步機構4d通過第一致動器5而進行工作,并使第一旋轉部件14a以及第二旋轉部件14c的旋轉差減小。第一致動器5與啟動電機10a同樣地從車載蓄電池接受電力的供給。并且,通過向所述第一致動器5的通電而使同步機構4d工作,由此,當在第一旋轉部件14a以及第二旋轉部件14c的旋轉差被充分地減小之后結束通電時,第一離合器4被卡合。
在圖1中圖示了第一離合器4的釋放狀態,由于在釋放狀態下第一旋轉部件14a與第二旋轉部件14c未被連接,因此驅動力未被傳遞。雖未進行圖示,但是,當如上所述通過第一致動器5而使套筒4c移動從而使第一離合器4被卡合時,第一旋轉部件14a與第二旋轉部件14c被連接(即第一離合器4被卡合),驅動力被傳遞。
由此,從變速器11向前差速器12傳遞的驅動力的一部分通過分動器14而被取出,并通過從動小齒輪15a、汽車傳動軸15以及驅動小齒輪15b而向后差速器單元16傳遞。即,在所述的內嚙合齒輪14b上嚙合有與汽車傳動軸15的前端部連接的從動小齒輪15a,另一方面,在汽車傳動軸15的后端部上,連接有與后差速器單元16的內嚙合齒輪16a嚙合的驅動小齒輪15b。
后差速器單元16為,如上所述在將傳遞至內嚙合齒輪16a的驅動力向左右的后輪車軸16l、16r傳遞的同時,適當地容許左右的后輪車軸16l、16r的旋轉差的部件。例如由錐齒輪構成的差動齒輪機構16b被收納在差速器外殼16c內。此外,后差速器單元16具備與所述的內嚙合齒輪16a一體旋轉的圓筒形狀的旋轉部件16d,所述旋轉部件16d與所述的差速器外殼16c通過作為犬牙式離合器的第二離合器6而選擇性地被斷開或接通。
即,在所述旋轉部件16d的軸向上的一側如上所述而設置有內嚙合齒輪16a,另一方面,在軸向上的另一側設置有構成第二離合器6的離合器齒6a。此外,在差速器外殼16c上設置有構成第二離合器6的離合器齒6b,并且為了對所述離合器齒6a以及所述離合器齒6b進行連接,而在第二離合器6上設置有套筒6c。
所述套筒6c具有大致圓筒形狀,并在內周側形成有能夠與離合器齒6a、6b嚙合的內周齒(未圖示)。套筒6c例如為電磁致動器,并通過從車載蓄電池接受電力的供給的第二致動器7而在軸向上移動,從而將第二離合器6切換為卡合狀態和釋放狀態。另外,在第二離合器6中還具備同步機構6d,并與第一離合器4同樣地,通過向第二致動器7的通電而使同步機構6d工作,當結束通電時第二離合器6被卡合。
在以上述方式而構成的驅動系統中,當第一離合器4以及第二離合器6一起被卡合時,不僅在前輪2側,在后輪3側也被傳遞有驅動力,從而車輛1成為通過前輪2以及后輪3而被驅動的4wd狀態。另一方面,如果第一離合器4或者第二離合器6中的任意一方被釋放,則在后輪3上變為不被傳遞驅動力,從而車輛1成為僅通過前輪2而被驅動的2wd狀態。即,通過第一離合器、第二離合器4、6的工作而使車輛1的驅動狀態被切換。
此外,在所述的2wd狀態中,通常,第一離合器4以及第二離合器6的雙方均被釋放,第一離合器4以及第二離合器6之間的從動小齒輪15a、汽車傳動軸15以及驅動小齒輪15b變為不旋轉。由此,能夠實現機械性損失的降低。如此使汽車傳動軸15等的旋轉停止的驅動狀態(即,防止帶動旋轉的2wd狀態)也被稱作切斷(disconnect)狀態。
在本實施方式中,在車輛1中搭載有電子控制單元(ecu)100,其除了實施發動機10的運轉控制以外,還如上所述那樣使第一離合器、第二離合器4、6工作,從而實施車輛1的驅動狀態的切換(上述的2wd狀態以及4wd狀態之間的切換)。雖未示出詳細內容,但是ecu100被構成為,例如具備cpu、ram、rom、輸入輸出接口等的微型計算機,并通過執行各種控制程序,從而執行車輛1的各種控制。
即,在ecu100中,例如連接有車輛1的加速器開度傳感器101、發動機轉速傳感器102、變速器輸出轉速傳感器103、汽車傳動軸轉速傳感器104、4wd選擇開關105、車輪速傳感器106等。并且,作為上述傳感器等的信號而輸入有加速器開度acc、發動機轉速ne、變速器輸出轉速no、汽車傳動軸轉速np、4wd要求r、各車輪速v等。另外,ecu100基于前輪2以及后輪3的各車輪速v(例如作為上述數值的平均值),而對車輛1的行駛速度v(車速v)進行計算。
另一方面,從ecu100例如分別輸出有:用于對發動機10的輸出進行控制的發動機輸出控制指令信號s1(向節氣門或噴射器、點火器等的致動器發送的控制信號、向啟動電機10a發送的控制信號等)、向使第一離合器4工作的第一致動器5發送的控制信號s2、向第二離合器6工作的第二致動器7發送的控制信號s3等。
具體而言,ecu100對發動機10的進氣量、燃料噴射量、點火正時等進行控制,從而對發動機的輸出進行控制。此外,在本實施方式中,即使在車輛1的行駛中,但如果預定的停止條件成立,則也會為了燃油消耗的降低而使發動機10停止。并且,在發動機停止后,如果再次實施加速踏板的踩踏操作等而使預定的重新啟動條件成立,則啟動發動機。
并且,ecu100如上所述那樣通過對第一離合器、第二離合器4、6進行控制,從而實施車輛1的驅動狀態的切換(上述的2wd狀態以及4wd狀態之間的切換)。另外,雖然以這種方式實施發動機10或驅動系統的控制的ecu100在圖1中模式化地被表示為一個ecu,但是,實際上能夠區分構成為發動機控制用、驅動系統控制用等的多個ecu。
在此,關于所述的驅動狀態的切換的詳細內容,如圖2中圖示的一個示例所示,例如當駕駛員松開加速踏板,從而車速v下降至預定的第一車速v1時(時刻t1),對之后所予想到的再加速進行準備,從而實施從2wd狀態向4wd狀態的切換。即,在時刻t1開始實施向第一致動器、第二致動器5、7的通電,并在第一離合器4、第二離合器6中分別使同步機構4d、6d工作,從而實施輸入側以及輸出側的旋轉的同步。
在附圖的示例中,在實施第一離合器4、第二離合器6的旋轉同步的中途,駕駛員踩踏加速踏板(時刻t2),與此相對應地,發動機10的輸出增大。因此,以稍微延遲的方式,從時刻t3起發動機轉速ne上升,車速v也上升。并且,當在時刻t4處所述第一離合器4的旋轉同步結束,且向第一致動器5的通電結束時,第一離合器4被卡合。接著在時刻t5處第二離合器6的旋轉同步也結束,且向第二致動器7的通電結束,從而第二離合器6也被卡合。如此完成了向4wd狀態的切換。
如上所述,在本實施方式中,根據車速v的降低而將車輛1的驅動狀態從2wd狀態切換為4wd狀態。但是,在使第一離合器4、第二離合器6工作時,如果欲使發動機10啟動,則伴隨著啟動電機10a的工作而會使車載蓄電池的電壓(蓄電池電壓)急劇下降,從而存在第一離合器4、第二離合器6的工作變得不穩定的可能性。
具體而言,如圖3中圖示的一個示例所示,例如在駕駛員松開加速踏板,且車速v下降至高于所述第一車速v1的第二車速v2,從而發動機10自動停止(時刻t1)之后,車速v進一步下降而成為第一車速v1。通過這樣設置,參照圖2,為了如上所述那樣實施從2wd狀態向4wd狀態的切換,從而在時刻t2處開始實施向第一致動器、第二致動器5、7的通電。
由此,雖然第一離合器4、第二離合器6分別使同步機構4d、6d工作,從而實施了輸入側以及輸出側的旋轉的同步,但是,在其中途例如駕駛員對加速踏板進行了踩踏操作時(時刻t3),用于發動機啟動的曲軸旋轉將被開始(發動機轉速ne上升)。此時,伴隨著消耗大電流的啟動電機10a的工作,而會使蓄電池電壓急劇下降(t3~t4)。
其結果為,由于向第一致動器5、第二致動器7的通電量急劇減少,因此所述第一致動器5、第二致動器7使第一離合器4、第二離合器6正常工作的力會不足,從而旋轉的同步會延遲或者同步不充分。并且,如果在這種狀態下第一離合器4、第二離合器6被卡合,則由于采用了犬牙式離合器,因此會引起齒的碰撞并產生振動或異常噪聲,并且,還存在卡合失敗的可能(圖3中用虛線模式化地進行表示),并且,還存在招致第一離合器4、第二離合器6的耐用性的降低的可能性。
針對這種問題,也考慮到在為了如上所述那樣進行驅動狀態的切換而使第一離合器4、第二離合器6工作時,禁止發動機10的啟動。但是,如果在使第一離合器4、第二離合器6工作時禁止發動機10的啟動,則存在駕駛員對如下情況具有不安感的可能性,即,盡管踩踏了加速踏板但是直至第一離合器4、第二離合器6的卡合結束為止發動機10并未響應、即發動機10的啟動延遲。
因此,在本實施方式中,如果在車輛1的行駛中發動機10處于停止,則禁止用于驅動狀態的切換的第一離合器4、第二離合器6的工作,而如果存在發動機10的啟動要求,則使發動機10的啟動優先。通過如此設置,能夠阻止發動機啟動時的蓄電池電壓的急劇下降和上述這種第一離合器4、第二離合器6的工作發生重疊而導致故障的情況。
以下,參照圖4以及圖5分別所示的流程圖來對發動機10的自動停止控制的程序、和由第一離合器4、第二離合器6的工作實施的驅動狀態的切換控制的程序具體地進行說明。發動機10的自動停止控制的程序以及驅動狀態的切換控制的程序均在車輛1的點火開關導通的期間內于預定的正時(例如分別以恒定的時間間隔)而被執行。另外,驅動狀態的切換控制為,通過使第一離合器4、第二離合器6工作,從而將車輛的驅動狀態切換為兩輪驅動狀態(2wd狀態)以及四輪驅動狀態(4wd狀態)中的任意一種狀態的控制。
首先,圖4所示的發動機10的自動停止控制程序在啟動后的步驟s101中,對表示發動機10的狀態的標記fe的值是否為「2」進行判斷。如果該標記fe的值為「0」則表示發動機處于運轉中,如果為「1」則表示在發動機運轉狀態下處于該停止待機著的停止待機中,如果為「2」則表示處于發動機停止中。因此,如果做出fe=2的肯定判斷(是),則進入后述的步驟s107,另一方面,如果做出fe=0或者1的否定判斷(否),則進入步驟s102。
并且,通過ecu100而對車輛1的行駛中的發動機10的自動停止條件是否成立進行判斷,如果做出否定判斷(否)則繼續進行發動機10的運轉且進入后述的步驟s110,另一方面,如果做出肯定判斷(是)則進入步驟s103。另外,發動機10的自動停止條件作為一個示例,只要以包含加速器斷開(加速器開度acc為預定閾值以下且大致為0)的情況、車速v為預定車速v2以下的情況等的方式而進行設定即可。
在步驟s103中,通過ecu100而對表示車輛1的驅動狀態的標記fd的值是否為「2」進行判斷。如果該標記fd值為「0」則表示處于2wd狀態,如果為「1」則表示處于切換待機中,如果為「2」則表示處于離合器工作中,如果為「3」則表示處于4wd狀態。因此,如果fd=2而做出肯定判斷(是),則由于處在用于驅動狀態的切換的第一離合器4、第二離合器6的工作中,因此,進入步驟s104且不使發動機10停止而是進行待機,并且將標記fe的值設為「1」(fe←1),并一度終止處理(結束)。
即,在于車輛1的行駛中為了對驅動狀態進行切換而使第一離合器4、第二離合器6進行工作的情況下,即使自動停止條件成立也不會立刻使運轉中的發動機10停止。
另一方面,如果否定判斷(否)為所述標記fd的值不是「2」,則進入步驟s105且使發動機10的運轉停止。即,使由發動機10的噴射器實施的燃料噴射以及由點火器實施的點火停止,并在曲軸的旋轉完全停止時,進入步驟106且將標記fe的值設為「2」(fe←2)。
接著在步驟s107中,通過ecu100而對發動機10的重新啟動條件是否成立進行判斷,如果做出否定判斷(否),則一度結束處理(結束)。另一方面,如果重新啟動條件成立而做出肯定判斷(是),則進入步驟s108且使發動機10啟動。另外,所述的重新啟動條件作為一個示例,只要以包含加速器開啟(加速器開度acc超過了預定閾值)的情況、由駕駛員實施了方向盤或制動器等的預定的操作的情況等在內的方式而進行設定即可。
為了實施發動機10的啟動,使啟動電機10a工作而使曲軸開始旋轉,并且,開始由噴射器實施的燃料的噴射或由點火器實施的點火控制等。并且,如果在任意的氣缸中燃燒開始(初爆),且發動機轉速ne上升至預先設定的值,從而判斷為啟動完成(步驟s109中為是),則進入步驟s110且將標記fe的值設為「0」(fe←0),并一度終止處理(結束)。
即,在發動機10的重新啟動條件成立了時,如自動停止條件成立時那樣,在不對表示車輛1的驅動狀態的標記fd的值進行確定的條件下,使發動機10啟動。換言之,發動機10的啟動與驅動狀態的切換控制相比而優先被實施。
接下來,如圖5所示,驅動狀態的切換控制程序為,在啟動后的步驟s201中,通過ecu100而對驅動狀態的切換條件是否成立進行判斷,如果該判斷為否定判斷(否),則一度終止處理,另一方面,如果為肯定判斷(是),則進入步驟s202。另外,切換條件作為一個示例,只要以包含車速v為預定車速v1以下的情況、處于2wd狀態且4wd選擇開關105被實施了操作的情況等在內的方式而進行設定即可。
在步驟s202中,通過ecu100而對表示發動機10的運轉狀態的標記fe的值是否為「2」進行判斷。并且,由于如果基于fe=2而做出肯定判斷(是),則發動機10處于停止中,因此,進入步驟s203,且不開始用于驅動狀態的切換的第一離合器4、第二離合器6的工作而是進行待機,并且將標記fd的值設為「1」(fd←1),且一度終止處理(結束)。
即,在于車輛1的行駛中發動機10處于停止的情況下,由于不知道何時實施發動機10的啟動控制,因此,即使驅動狀態的切換條件成立也不使第一離合器4、第二離合器6工作,而是設為切換待機狀態。
另一方面,如果所述標記fe的值并不是「2」從而在步驟s202做出否定判斷(否),則從發動機運轉中(包括停止待機中)進入步驟s204,并為了使第一離合器4、第二離合器6工作而使第一致動器5、第二致動器7通電。例如如果為從2wd狀態向4wd狀態的切換,則通過向第一致動器5、第二致動器7的通電而實施旋轉同步,之后,第一離合器4、第二離合器6被卡合。
即,首先,如果ecu100基于來自變速器輸出轉速傳感器103以及汽車傳動軸轉速傳感器104的信號,而判斷為變速器輸出轉速no以及汽車傳動軸轉速np的偏差、即第一離合器4中的輸入側以及輸出側的旋轉差足夠小,則終止向第一致動器5的通電,而使第一離合器4被卡合。
接著,如果通過ecu100而判斷為汽車傳動軸轉速np以及與車速v相當的轉速的偏差、即第二離合器6中的輸入側以及輸出側的旋轉差變得足夠小,則終止向第二致動器7的通電,而使第二離合器6被卡合。如此,在本實施方式中,第一離合器4以及第二離合器6的工作期間的一部分重疊,由此,具有可迅速地實施切換的優點。
并且,在步驟s205中,通過ecu100而對所述的第一離合器4、第二離合器6的工作是否已完成進行判斷,如果為未完成而做出否定判斷(否),則在步驟s206中將標記fd的值設為「2」(fd←2),并返回所述步驟s204。另一方面,如果肯定判斷(是)為工作已完成,則在步驟s207中將標記fd的值設為「0」或者「3」(fd←0,3),且一度終止處理(結束)。
即,在發動機10的運轉中(包括停止待機中),如果驅動狀態的切換條件成立則使第一離合器4、第二離合器6工作,且將標記fd的值設為「2」直至該工作完成為止。由此,參照圖4而以上文所述的方式使發動機10的自動停止被禁止。并且,如果第一離合器4、第二離合器6的工作完成,則標記fd的值成為「0」或者「3」,并實施發動機10的自動停止。
通過執行所述圖4的流程圖的各步驟,從而ecu100構成了在車輛1的行駛中將發動機10切換為運轉狀態以及停止狀態中的任意一種狀態的發動機控制部。在發動機10的運轉中實施由第一離合器4、第二離合器6的工作所進行的驅動狀態的切換的期間,所述發動機控制部不實施向發動機10的停止狀態的切換。
此外,通過執行所述圖5的流程圖的各步驟,從而ecu100構成了在車輛1的行駛中使第一離合器4、第二離合器6工作而切換為2wd狀態以及4wd狀態中的任意一種狀態的驅動控制部。所述驅動控制部在發動機10的停止中不實施驅動狀態的切換,而在其運轉中或者發動機10的啟動控制的結束后實施驅動狀態的切換。
具體而言,在從發動機啟動時使啟動電機10a的工作開始起經過了預定的期間、且蓄電池電壓恢復之后,所述驅動控制部實施驅動狀態的切換。并且,所述預定的期間的經過根據發動機轉速ne成為預先設定的值(對發動機10的啟動結束進行判斷的設定值)以上來進行判斷。
以下參照圖6,與所述圖3的示例同樣地在伴隨著車速v的降低而使發動機10自動停止、之后在驅動狀態的切換條件成立的情況下,對于本實施方式的發動機控制以及驅動切換控制進行說明。即,如圖所示當車速v下降至第二車速v2而發動機10自動停止時(時刻t1),由于標記fe的值從「0」變為「2」,因此,即使在發動機停止后車速v下降為第一車速v1,從而驅動狀態的切換條件成立(時刻t2),也不實施第一離合器4、第二離合器6的工作(不開始實施向虛線所示的第一致動器5、第二致動器7的通電)。
并且,當在時刻t3處駕駛員對加速踏板進行踩踏操作而使重新啟動條件成立時,使發動機10的啟動優先而使曲軸的旋轉開始(發動機轉速ne上升)。此時,雖然伴隨著消耗大電流的啟動電機10a的工作而使蓄電池電壓急劇下降,但是,由于不實施向第一致動器5、第二致動器7的通電,因此,不會對第一離合器4、第二離合器6的工作造成負面影響。
如此,當發動機10的啟動完成,且標記fe的值成為「0」時(時刻t4),開始實施向第一致動器5、第二致動器7的通電,以使第一離合器4、第二離合器6的工作開始(fd=2)。即,在第一離合器4、第二離合器6中分別使同步機構4d、6d工作,來實施輸入側以及輸出側的旋轉同步。并且,當在時刻t5處向第一致動器5的通電終止時,第一離合器4被卡合。
接著,當在時刻t6處第二離合器6的旋轉同步也終止從而向第二致動器7的通電終止時,第二離合器6也被卡合,由此向4wd狀態的切換完成(fd=3)。如此,在發動機10的啟動完成后,于蓄電池電壓恢復之后使第一離合器4、第二離合器6工作。因此,不存在對第一離合器4、第二離合器6的工作造成由蓄電池電壓的降低而引起的負面影響的擔心,且能夠抑制振動或異常噪聲,并且能夠阻止耐用性的降低。
接下來,參照圖7的時序圖,來對在發動機10的運轉中開始實施驅動狀態的切換,并在第一離合器、第二離合器6進行工作時發動機10的自動停止條件成立了的情況進行說明。
在這種情況下,首先,在車速v高于第二車速v2的時刻t1處,例如在4wd選擇開關105被操作而使驅動狀態的切換條件成立時,由于發動機10為運轉狀態(fe=0),因此,開始實施向第一致動器5、第二致動器7的通電,而使第一離合器4、第二離合器6開始工作(fd=2)。并且,在于第一離合器4、第二離合器6中分別實施著旋轉的同步時,車速v下降至第二車速v2,從而發動機10的自動停止條件成立(時刻t2)。
此時,由于標記fd的值為「2」,因此,成為發動機10的停止待機狀態(fe=1),從而不實施啟動電機10a的工作。因此,不會因蓄電池電壓的急劇下降而使第一致動器5、第二致動器7的通電量急劇減少,且不存在對第一離合器4、第二離合器6的工作造成負面影響的擔心。此外,如果此時加速踏板被踩踏,則能夠立刻使車輛1加速。
并且,當在時刻t3處第一離合器4的旋轉同步終止,且向第一致動器5的通電終止時,第一離合器4被卡合,接著,在第二離合器6的旋轉同步終止且向第二致動器7的通電也終止時,第二離合器6也被卡合。如此,當向4wd狀態的切換完成時(時刻t4),由于標記fd的值從「2」變為「3」,因此,之后發動機10將自動停止(fe=2)。
在圖示的示例中,在時刻t5處駕駛員踩踏操作加速踏板,且重新啟動條件成立,從而開始實施用于發動機啟動的曲軸旋轉。此時,雖然伴隨著啟動電機10a的工作而使蓄電池電壓急劇下降,但是,由于驅動狀態的切換控制處于終止,因此,不會造成任何負面影響。此外,當發動機10的啟動完成時蓄電池電壓會迅速恢復(時刻t6)。
如以上所說明的那樣,根據本實施方式所涉及的車輛的控制裝置,由于如果在車輛1的行駛中發動機10停止,則會預想到發動機10的重新啟動,因此,為了使發動機10的重新啟動優先實施,從而禁止驅動狀態的切換。由此,即使伴隨著發動機啟動而使蓄電池電壓急劇下降,也不存在對第一離合器4、第二離合器6的工作造成負面影響的可能性,并能夠抑制振動或異常噪聲,并且能夠阻止第一離合器4、第二離合器6的耐用性的降低。
此外,如果如此而完成了發動機10的啟動,則能夠向第一致動器5、第二致動器7通電,并通過第一離合器4、第二離合器6的工作而迅速地對驅動狀態進行切換。此時,由于蓄電池電壓恢復,并且實施了由交流發電機而進行的發電,因此,更易于確保第一離合器4、第二離合器6的工作的穩定性。
并且,由于使發動機10的啟動優先,因此,不會產生例如盡管踩踏了加速踏板但是發動機10的啟動延遲從而給駕駛員帶來不安感這樣的不良情況。即,針對于加速踏板的踩踏這樣的駕駛員的意向,能夠不會延遲地使發動機10啟動,并使車輛1加速。
另一方面,在于發動機10的運轉中驅動狀態的切換條件成立從而實施第一離合器4、第二離合器6的工作時(不僅包括離合器的工作中,還包括工作緊前),即使自動停止條件成立也不會使發動機10停止。根據如此設置,即使在發動機剛剛停止之后重新啟動條件成立,也不存在伴隨著該啟動而對第一、第二離合器4、6的工作造成負面影響的擔心。
并且,在本實施方式中,具有如下優點,即,使第一離合器4、第二離合器6以第一離合器4與第二離合器6的各自的工作期間的一部分重疊的方式而進行工作,由此,能夠迅速地實施2wd狀態以及4wd狀態的切換。但是,由于在第一離合器4、第二離合器6這兩個離合器的工作重疊的期間內,因蓄電池電壓的降低而產生負面影響的可能性提高,因此,如上所述,設定為第一離合器4、第二離合器6的工作不與發動機啟動重疊的意義較大。
本發明并不限定于上述的實施方式,還包括除此以外的各種的結構。例如,雖然在前文所述的實施方式中設為,禁止驅動狀態的切換直至發動機10的啟動完成,但是并不限定于此,例如也可以采用如下方式,即,禁止驅動狀態的切換,直至蓄電池電壓成為預先設定的值以上、且不會對第一離合器4、第二離合器6的工作造成負面影響為止。此外,也可以采用如下方式,即,禁止驅動狀態的切換,直至從啟動電機10a的工作起經過了預先設定的時間為止。
即,如圖9中的一個示例所示,在驅動狀態的切換控制程序中,于啟動后的步驟s301中,與圖5的流程的步驟s201相同地通過ecu100而對驅動狀態的切換條件是否成立進行判斷,如果該判斷為否定判斷(否),則一度終止處理。另一方面,如果為肯定判斷(是),則進入步驟s302,并對是否從啟動電機10a的工作起經過了預定的期間進行判斷。所述預定的期間的經過例如只要根據蓄電池電壓成為預先設定的值以上的情況、或者從啟動電機10a的工作起經過了預先設定的時間的情況等來進行判斷即可。
并且,如果未經過前文所述的這種預定的期間從而為否定判斷(否),則進入步驟s303,并實施與圖5的流程的步驟s203相同的處理,另一方面,如果經過了前文所述的這種預定的期間從而為肯定判斷(是),則進入步驟s304~s307的各個步驟,并分別實施與圖5的流程的步驟s204~s207相同的處理。
此外,在所述實施方式中,優選為,在發動機10的停止中即使4wd選擇開關105被操作但也會禁止驅動狀態的切換控制的情況下,將該主旨告知車輛1的駕駛員。在這種情況下,如圖10中的一個示例所示,在驅動狀態的切換控制程序中,分別在啟動后的步驟s401、s402中,實施與圖5的流程的步驟s201、s202相同的處理,并且如果在步驟s402中為肯定判斷(是),則進入步驟s403。
在此,對于在所述步驟s201中由ecu100做出了肯定判斷的切換條件是否為4wd選擇開關105的操作進行判斷,如果為肯定判斷(是),則進入步驟s404,并在通過告知部18而告知驅動狀態的切換被禁止的情況之后,進入步驟s405來實施與圖5的流程的步驟s203相同的處理。作為告知部18的一個示例,存在有燈或蜂鳴器、顯示器顯示等。另外,告知部18并不限定于此,只要是能夠向駕駛員告知切換禁止的結構即可。例如只要將燈點亮或使燈閃爍、或者使蜂鳴器鳴叫即可。
另一方面,在所述步驟403中,如果在步驟s201中成立的切換條件并不是4wd選擇開關105的操作從而為否定判斷(否),則進入步驟s406~s409的各個步驟,并分別實施與圖5的流程的步驟s204~s207相同的處理。
此外,雖然在前文所述的實施方式中,通過犬牙式離合器而構成了第一離合器4、第二離合器6,并通過電磁致動器5、7而使其進行工作,但是并不限定于此,例如也可以采用通過來自電磁閥的液壓的供給而進行工作的犬牙式離合器。此外,并不限定于犬牙式離合器,如圖8中的一個示例所示,例如也可以在后差速器單元16中具備由多板式摩擦離合器構成的第二離合器8。所述第二離合器8既可以是電磁式,也可以是通過來自電磁閥的液壓的供給而進行工作的液壓式。
并且,雖然在前文所述的實施方式中設為,在驅動系統中具備第一離合器4、第二離合器6這兩個離合器,在2wd狀態中使第一離合器4、第二離合器6的雙方釋放,而使第一離合器4、第二離合器6之間的汽車傳動軸15等的旋轉停止,但是并不限定于此。例如,本發明也能夠應用于,使驅動系統中僅設置有一個的離合器工作從而被切換為2wd狀態或者4wd狀態的四輪驅動車輛中。
本發明在實施發動機的自動停止或重新啟動并且對驅動狀態進行切換的四輪驅動車輛中,能夠在不會給予駕駛員不安感的條件下,對伴隨著驅動系統的離合器的工作而產生的振動或異常噪聲進行抑制,并能夠阻止耐用性的降低。因此,本發明尤其適用于轎車而效果較高。