(57)【要約】【課題】車両毎の駆動系のバックラッシュ量のばらつきに対応してエンジンの制御特性を最適に設定することにより、加減速ショックを低減させつつドライバビリティを向上させる。【解決手段】駆動系のバックラッシュ量を車両毎に計測する駆動系バックラッシュ量計測手段と、計測されたバックラッシュ量に対応するエンジン制御特性を選択してエンジン制御装置に出力する制御特性選択手段とを備える。すなわち、工場において完成した車両ごとに駆動系のバックラッシュ量を計測するとともに、計測したバックラッシュ量に最適に対応するエンジン特性を選択してエンジン制御装置に記憶させるから、加減速ショックを最適に低減しつつ加速レスポンスの悪化や減速遅れに伴う空走感を無くしてドライバビリティを向上させることができる。【選択図】　図１
2004060529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動系に存在するバックラッシュに起因して車両を加速し若しくは減速する際に生じる加減速ショックを低減するための装置であって、
前記駆動系のバックラッシュ量を車両毎に計測する駆動系バックラッシュ量計測手段と、
計測されたバックラッシュ量に対応するエンジン制御特性を選択してエンジン制御装置に供給する制御特性選択手段と、
を備えることを特徴とする車両用加減速ショック低減装置。
【請求項２】
前記車両が前輪若しくは後輪のいずれか一方を駆動する形式であり、
かつ前記駆動系バックラッシュ量計測手段は、
左右一対の駆動輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転可能角度を測定する第１の計測手段を有することを特徴とする請求項１に記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項３】
前記車両は前輪および後輪の両方を駆動する形式であり、
かつ前記駆動系バックラッシュ量計測手段は、
左右一対の前輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転可能角度を測定する第２の計測手段と、
左右一対の後輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転可能角度を測定する第３の計測手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項４】
前記制御特性選択手段は、
前記第２の計測手段が計測したバックラッシュ量と前記第３の計測手段が計測したバックラッシュ量とを合計した値に基づいてエンジン制御特性を選択することを特徴とする請求項３に記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項５】
前記制御特性選択手段は、
前記第３の計測手段が計測したバックラッシュ量から前記第２の計測手段が計測したバックラッシュ量を減算した値に基づいてエンジン制御特性を選択することを特徴とする請求項３に記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項６】
前記駆動系バックラッシュ量計測手段は、変速機の作動を制御する変速機制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項７】
前記駆動系バックラッシュ量計測手段は、変速機を製造する際に予め計測しておいた変速機内部のバックラッシュ量に関するデータを取得するデータ取得部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載した車両用加減速ショック低減装置。
【請求項８】
前記駆動系バックラッシュ量計測手段は、左右一対の駆動輪に駆動力を分配するディファレンシャル装置に設けられている差動制限装置の作動を制御するための差動制限装置制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載した車両用加減速ショック低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動系に存在するバックラッシュに起因して生じる加減速ショックを低減するための装置に関し、より詳しくは、工場において完成した車両の駆動系バックラッシュ量を車両毎に測定するとともに測定したバックラッシュ量に合わせてエンジン制御特性を最適化することにより、加減速ショックを低減させつつドライバビリティを向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な後輪駆動形式の車両においては、エンジンが出力した駆動力は、変速機、プロペラシャフト、ディファレンシャルギヤおよび左右の後輪駆動軸からなる駆動系を介して左右の後輪に伝達される。
同様に、前輪駆動形式の車両においては、エンジンが出力した駆動力は変速機、ディファレンシャルギヤおよび左右の前輪駆動軸からなる駆動系を介して左右の前輪に伝達される。
このとき、変速機およびディファレンシャルギヤにおける歯車の噛み合い部分や、駆動軸およびプロペラシャフトのスプライン継手等にはそれぞれバックラッシュが存在している。
【０００３】
そのため、図２に示したように、アクセルペダルを踏み込んでいない惰行走行状態（スロットル開度＝０）からアクセルペダルを踏み込んだ加速状態（スロットル開度＝α）に移行すると、駆動系が被駆動状態から駆動状態に切り替わるため、駆動系のバックラッシュは被駆動側に詰まった状態（ホイールトルクがマイナスの状態）から駆動側に詰まった状態（ホイールトルクがプラスの状態）に変化する。
そして、駆動系のバックラッシュが駆動側に詰まったとたんにプラス方向の駆動力が伝達されるため、加速ショックが生じる。
【０００４】
同様に、図３に示したように、アクセルペダルを踏み込んでいる定常走行状態（スロットル開度＝α）からアクセルペダルを踏み込まない減速状態（スロットル開度＝０）に移行すると、駆動系が駆動状態から被駆動状態に切り替わるため、駆動系のバックラッシュは駆動側に詰まった状態（ホイールトルクがプラスの状態）から被駆動側に詰まった状態（ホイールトルクがマイナスの状態）に変化する。
そして、駆動系のバックラッシュが被駆動側に詰まったとたんにマイナスの駆動力（エンジンブレーキ力）が伝達されるため、減速ショックが生じる。
【０００５】
そこで、このような駆動系のバックラッシュに起因する加減速ショックを減少させるため、アクセルペダルの踏み込み操作が行われたときに直ちにエンジントルクを増減させるのではなく、駆動系のバックラッシュが詰まった後にエンジントルクを増減させることにより加減速ショックを低減している。
例えば加速時には、図２に示したように、スロットル開度が増加すると直ちにエンジントルクを増加させる（制御特性＝Ａ）のではなく、駆動系のバックラッシュが詰まった後にエンジントルクが増加する（制御特性＝Ｂ）ようにエンジンの制御特性を設定する。
同様に減速時には、図３に示したように、スロットル開度が減少すると直ちにエンジントルクを減少させる（制御特性＝Ｃ）のではなく、駆動系のバックラッシュが詰まった後にエンジントルクが減少する（制御特性＝Ｄ）ようにエンジンの制御特性を設定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術においては、駆動系のバックラッシュ量が最も大きい車両に合わせてエンジンの制御特性を設定していた。
これにより、バックラッシュ量の小さい車両においては、駆動系のバックラッシュが詰まってからエンジントルクが実際に増減するまでのタイムラグが大きくなるため、加速時には加速レスポンスが悪くなるとともに、減速時には減速が遅れて空走感が生じてしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、個々の車両の駆動系に生じているバックラッシュ量に合わせてエンジンの制御特性を最適化することにより、加減速ショックを低減させつつドライバビリティを向上させることができる車両用加減速ショック低減装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１に記載した手段は、車両の駆動系に存在するバックラッシュに起因して車両を加速し若しくは減速する際に生じる加減速ショックを低減するための装置であって、
前記駆動系のバックラッシュ量を車両毎に計測する駆動系バックラッシュ量計測手段と、
計測されたバックラッシュ量に対応するエンジン制御特性を選択してエンジン制御装置に供給する制御特性選択手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載した車両用加減速ショック低減装置は、工場において完成した車両ごとに駆動系のバックラッシュ量を計測するとともに、計測したバックラッシュ量に最適なエンジン特性を選択してエンジン制御装置に供給するから、加減速ショックを低減しつつ加速レスポンスの悪化や減速遅れに伴う空走感を無くしてドライバビリティを向上させることができる。
なお、計測されたバックラッシュ量に対応してエンジン制御装置に供給するエンジン制御特性は、制御マップとして供給することもできるし、エンジン制御装置が保持している関数のパラメータとして供給することもできる。
制御特性選択手段は、計測されたバックラッシュ量が大きい場合、加速時にはエンジンに供給する空気量を減少させたままとする時間およびリタードの時間を伸ばすエンジン制御特性、減速時にはエンジンに供給する空気量を増加させたままとする時間や燃料段階カットの時間およびＣＦＣディレイタイムを伸ばすエンジン制御特性を選択する。
【００１０】
請求項２に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前輪駆動車若しくは後輪駆動車のためのものであり、かつ駆動系バックラッシュ量計測手段が、左右一対の駆動輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転角度を測定する第１の計測手段を有することを特徴としている。
すなわち、第１の計測手段を用いることにより、左右一対の駆動輪に駆動力を分配するためのディファレンシャルギヤおよび左右一対の駆動軸に生じているバックラッシュの量を確実に計測することができる。
なお、他方の駆動輪の回転可能角度とは、駆動系のバックラッシュが正回転側に詰まった状態と逆回転側に詰まった状態との間で他方の駆動輪が回転できる角度をいう。
【００１１】
請求項３に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前輪および後輪を駆動する４輪駆動車のためのものであり、かつ前記駆動系バックラッシュ量計測手段が、左右一対の前輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転可能角度を測定する第２の計測手段と、左右一対の後輪のうちいずれか一方を回転不能に固定した状態でいずれか他方の回転可能角度を測定する第３の計測手段と、を有することを特徴としている。
すなわち、第２の計測手段を用いることにより、左右一対の前輪に駆動力を分配するためのディファレンシャルギヤおよび左右一対の前輪駆動軸に生じているバックラッシュの量を確実に計測することができる。
同様に、第３の計測手段を用いることにより、左右一対の後輪に駆動力を分配するためのディファレンシャルギヤおよび左右一対の後輪駆動軸に生じているバックラッシュの量を確実に計測することができる。
したがって、第３および第４の計測手段がそれぞれ計測したバックラッシュ量に基づいて、クランク軸から全ての駆動輪に至る駆動系全体のバックラッシュ量を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前記制御特性選択手段が、前記第２の計測手段が計測したバックラッシュ量と前記第３の計測手段が計測したバックラッシュ量とを加算した値に基づいてエンジン制御特性を選択することを特徴としている。
これに対して、請求項５に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前記制御特性選択手段が、前記第３の計測手段が計測したバックラッシュ量から前記第２の計測手段が計測したバックラッシュ量を減算した値に基づいてエンジン制御特性を選択することを特徴としている。
すなわち、車両が加速するときには車両重量が後輪側に多く分配されるとともに、車両が減速するときには車両重量が前輪側に多く分配される。
さらに、前輪駆動車ベースの４輪駆動車においては後輪に駆動力を伝達するためにプロペラシャフトを用いるから後輪側のバックラッシュ量が大きい。
これにより、加速と減速の別および車両形式の別に応じて、エンジン制御特性を選択する際の基準となるバックラッシュ量を変更することにより、最適なエンジン制御を実行することができる。
【００１３】
請求項６に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前記駆動系バックラッシュ量計測手段が、変速機の作動を制御する変速機制御手段をさらに有することを特徴としている。
すなわち、変速機の内部に生じているバックラッシュ量を駆動輪の回転可能量と合わせて計測するためには、変速機内部の動力伝達軸とディファレンシャルギヤとを接続する必要がある。
このとき、請求項６に記載した装置によれば、変速機制御手段によって変速機内部の各クラッチ等を作動させて変速機内部の動力伝達軸とディファレンシャルギヤとを接続することができる。
なお、変速機制御手段は、電子制御クラッチを対象とする場合は電気信号を変速機に供給するが、油圧クラッチを対象とする場合には油圧に加えて制御弁の作動を制御するための電気信号を変速機に供給する。
【００１４】
請求項７に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前記駆動系バックラッシュ量計測手段が、変速機を製造する際に予め計測しておいた変速機内部のバックラッシュ量に関するデータを取得するデータ取得部を有することを特徴としている。
すなわち、変速機を製造する際に予め計測しておいた変速機内部のバックラッシュ量を取得することにより、変速機を作動させることなしに変速機内に生じているバックラッシュ量を知ることができる。
なお、変速機内部のバックラッシュ量は、例えばデータを蓄積しているサーバーからオンラインで入手することもできるし、バーコードとしてラベル上に印字されているデータを読み込むことによっても入手することができる。
【００１５】
請求項８に記載した車両用加減速ショック低減装置は、前記駆動系バックラッシュ量計測手段が、左右一対の駆動輪に駆動力を分配するディファレンシャル装置に設けられている差動制限装置の作動を制御するための差動制限装置制御手段をさらに有することを特徴としている。
すなわち、左右一対の駆動輪に駆動力を分配するディファレンシャル装置に差動制限装置が設けられている場合には、左右一対の駆動輪のいずれか一方を固定しながらいずれか他方を回転させることが困難となる。
このとき、請求項８に記載した装置によれば、差動制限装置制御手段によって差動制限装置の作動を解除することができるから、左右一対の駆動輪のいずれか一方を固定しながらいずれか他方を回転させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照し、本発明に係る車両用加減速ショック低減装置の一実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１に模式的に示されている車両は自動変速機を備えた４輪駆動車であって、そのエンジン１は、車両に搭載されているエンジン制御装置１０の制御部１１によってその作動が制御されるが、その制御は制御特性記憶部１２に記憶されている制御特性に基づいて行われる。
【００１８】
エンジン１が出力した駆動力は、変速機２において変速された後、その一部が変速機２の内部に設けられている図示されない前側ディファレンシャルギヤを介して左右一対の前輪駆動軸３Ｌ，３Ｒに分配され、左右一対の前輪４Ｌ，４Ｒを駆動する。
また、変速機２において変速された駆動力の残りの部分は、プロペラシャフト５を介して後側ディファレンシャルギヤ６に伝達された後、左右一対の後輪駆動軸７Ｌ，７Ｒに分配されて左右一対の後輪８Ｌ，８Ｒを駆動する。
【００１９】
この車両の駆動系に生じているバックラッシュ量は、エンジン１を停止させている状態において、駆動系バックラッシュ量計測手段２０によって計測することができる。
【００２０】
駆動系バックラッシュ量計測手段２０の駆動輪回転／固定制御計測部２１は、左右一対の前輪４Ｌ，４Ｒおよび左右一対の後輪８Ｌ，８Ｒをそれぞれ回転自在かつ固定自在に載せている各ドラム３１，３２，３３，３４の回転／固定を制御するとともに、各ドラム３１，３２，３３，３４の回転角度を計測することができる。
【００２１】
左右一対の前輪４Ｌ，４Ｒを駆動するための前輪駆動系としての、変速機２内に配設されている前側ディファレンシャルギヤ（図示せず）と左右一対の前輪駆動軸３Ｌ，３Ｒとに生じているバックラッシュ量は、駆動輪回転／固定制御計測部２１と左右一対の前輪用ドラム３１，３２とを組み合わせて（第２の計測手段として）用いることにより得ることができる。
すなわち、左前輪４Ｌを載せているドラム３１を固定することにより左前輪４Ｌを回転不能に固定しつつ、右前輪４Ｒを載せているドラム３２を徐々に回転させて右前輪４Ｒの回転可能角度を計測する。
なお、右前輪４Ｒの回転可能角度とは、前輪駆動系のバックラッシュが正回転側に詰まった状態と逆回転側に詰まった状態との間で右前輪４Ｒが回転できる角度をいう。
駆動輪回転／固定制御計測部２１は、計測された右前輪４Ｒの回転可能角度を前輪駆動系に生じているバックラッシュ量を表すパラメータとして用いる。
【００２２】
一方、駆動輪回転／固定制御計測部２１および左右一対の前輪用ドラム３１，３２に加えて、変速機制御部２２を組み合わせて用いることにより、変速機２内に生じているバックラッシュ量と前輪駆動系に生じているバックラッシュ量とを同時に計測することができる。
この場合は、変速機制御部２２を作動させて圧油および制御弁制御信号を変速機２に供給し、変速機２内の各油圧クラッチを作動させることにより、変速機２内の動力伝達軸と前輪駆動系とを接続する。
次いで、左前輪４Ｌを載せているドラム３１を固定することにより左前輪４Ｌを回転不能に固定しつつ、右前輪４Ｒを載せているドラム３２を徐々に回転させて右前輪４Ｒの回転可能角度を計測する。
計測された右前輪４Ｒの回転可能角度は、変速機２および前輪駆動系に生じているバックラッシュ量を表すパラメータとして用いることができる。
なお、前側ディファレンシャルギヤ６に差動制限装置が設けられている場合には、必要に応じて変速機制御部２２を作動させて、この差動制限装置の作動を解除する。
【００２３】
他方、変速機２を製造した時点において変速機２の内部に生じているバックラッシュ量を予め計測してデータサーバに個別に記録しておくとともに、車両の駆動系に生じているバックラッシュ量を計測する際に、その車両に搭載されている変速機２のバックラッシュ量のデータを取り出して利用することもできる。
そのため、駆動系バックラッシュ量計測手段２０には、変速機２の内部に生じているバックラッシュ量を予め計測した値をデータサーバから取得するためのデータ取得部２３が設けられている。
この場合には、変速機制御部２２を用いて変速機２を作動させることなしに、変速機２の内部に生じているバックラッシュ量を知ることができる。
【００２４】
左右一対の後輪８Ｌ，８Ｒを駆動するための後輪駆動系としてのプロペラシャフト５、後側ディファレンシャルギヤ、および左右一対の後輪駆動軸７Ｌ，７Ｒに生じているバックラッシュ量は、駆動輪回転／固定制御計測部２１と左右一対の後輪用ドラム３３，３４とを組み合わせて（第３の計測手段として）用いることにより得ることができる。
すなわち、左後輪８Ｌを載せているドラム３３を固定することにより左後輪４８を回転不能に固定しつつ、右後輪８Ｒを載せているドラム３４を徐々に回転させて右後輪８Ｒの回転可能角度を計測する。
なお、右後輪８Ｒの回転可能角度とは、後輪駆動系のバックラッシュが正回転側に詰まった状態と逆回転側に詰まった状態との間で右後輪８Ｒが回転できる角度をいう。
駆動輪回転／固定制御計測部２１は、計測された右後輪８Ｒの回転可能角度を、後輪駆動系に生じているバックラッシュ量を表すパラメータとして用いる。
【００２５】
なお、後輪駆動系に生じているバックラッシュ量を計測する際には、変速機制御部２２を作動させて圧油および制御弁制御信号を変速機２に供給し、変速機２内の各油圧クラッチを作動させることにより、変速機２内の動力伝達軸とプロペラシャフト５とを接続している部分にブレーキをかけてプロペラシャフト５の空転を防止する。
若しくは、変速機２を手動でパーキングポジションに切り換えて、変速機２内の動力伝達軸を回転不能としてプロペラシャフト５の空転を防止する。
なお、後側ディファレンシャルギヤ６に差動制限装置が設けられている場合には、必要に応じて差動制限制御部２４を作動させ、差動制限装置の作動を解除する。
【００２６】
駆動系バックラッシュ量計測手段２０のバックラッシュ量演算部２５は、変速機２および前輪駆動系に生じているバックラッシュ量を表すパラメータと後輪駆動系に生じているバックラッシュ量を表すパラメータとを加算し、車両の駆動系全体に生じているバックラッシュ量を表すパラメータとしてエンジン制御特性選択手段４０のマップ選択部４１に出力する。
【００２７】
エンジン制御特性選択手段４０のマップ選択部４１は、エンジン制御特性マップ格納部４２に格納されているマップ群の中より、駆動系バックラッシュ量計測手段２０から受け取ったバックラッシュ量のパラメータに対応するマップを選択する。
選択されたエンジン制御特性マップは、マップ出力部４３を介してエンジン制御装置１０の制御特性記憶部１２に送信されて記憶される。
エンジン制御装置１０の制御部１１は、制御特性記憶部１２に記憶されている制御特性に基づいて車両のエンジン１の作動を制御する。
【００２８】
すなわち、本実施形態の車両用加減速ショック低減装置は、工場において完成した車両毎に駆動系のバックラッシュ量を個別に計測するとともに、計測したバックラッシュ量に最適なエンジン特性を選択してその車両のエンジン制御装置１０に供給するものである。
これにより、生産された車両の駆動系のバックラッシュ量がばらついても、個々の車両毎にバックラッシュ量に最適に対応したエンジン制御特性を与えることができるから、加減速ショックを低減しつつ加速レスポンスの悪化や減速遅れに伴う空走感を無くしてドライバビリティを向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明に係る車両用加減速ショック低減装置の一実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては４輪駆動車を例にとって説明したが、本発明に係る車両用加減速ショック低減装置を前輪駆動車および後輪駆動車にも適用できることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の車両用加減速ショック低減装置は、工場において車両が完成するたびに各車両の駆動系のバックラッシュ量を個別に計測するとともに、計測したバックラッシュ量に最適なエンジン特性を選択して各車両のエンジン制御装置に与えるものである。
これにより、生産された車両の駆動系に生じるバックラッシュ量がばらついても、個々の車両毎のバックラッシュ量に対応するエンジン制御特性を与えることができるから、加減速ショックを最適に低減しつつ加速レスポンスの悪化や減速遅れに伴う空走感を無くしてドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用加減速ショック低減装置の構造を模式的に示すブロック図。
【図２】駆動系のバックラッシュ量に応じた加速時のエンジン制御特性を示すタームチャート図。
【図３】駆動系のバックラッシュ量に応じた減速時のエンジン制御特性を示すタームチャート図。
【符号の説明】
１　エンジン
１ｂ　クランク軸
２　変速機
３Ｌ，３Ｒ　前輪駆動軸
４Ｌ，４Ｒ　前輪
５　プロペラシャフト
６　後側ディファレンシャルギヤ
７Ｌ，７Ｒ　後輪駆動軸
８Ｌ，８Ｒ　後輪
１０　エンジン制御装置
２０　駆動系バックラッシュ量計測手段
２１　駆動輪回転／固定制御計測部
２２　変速機制御部
２３　データ取得部
２４　差動制限制御部
２５　バックラッシュ量演算部
３１，３２，３３，３４　ドラム
３５　クランク軸計測工具
４０　エンジン制御特性選択手段
４１　マップ選択部
４２　エンジン制御特性マップ格納部
４３　マップ出力部
【図１】
2004060529.tif 000003
【図２】
2004060529.tif 000004
【図３】
2004060529.tif 000005