JP2010006328A - 前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で好適な駆動状態の切り替えを実現する前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置を提供する。
【解決手段】２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、シンクロ機構６０の同期を判定するＳＮＲ同期判定手段８２（Ｓ６）と、そのＳＮＲ同期判定手段８２によりシンクロ機構６０の同期が判定された場合には、前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達を接続させるように噛合クラッチ３６を切り替えるＡＤＤ断続切替制御手段８４（Ｓ７）とを、備えたものであることから、シンクロ機構６０の同期完了後に噛合クラッチ３６を接続させて、前輪３４ｒと前輪用プロペラシャフト２８との間の動力伝達を成立させた後にそのシンクロ機構６０におけるシンクロナイザリング６８を押し分ける作動を行うことで、その作動に要する推力を可及的に小さくすることができ、特別な構成を設けることなく好適な切り替えを行うことができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、前後輪駆動車両の２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り替える駆動状態切替制御装置に関し、特に、好適な切り替えを保証しつつ装置の構成を簡単化するための改良に関する。

駆動力源と左右一対の主駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第１のプロペラシャフトと、その第１のプロペラシャフトと第２のプロペラシャフトとの間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える、シンクロ機構を備えた第１の動力断続装置と、前記第２のプロペラシャフトに対応して設けられた差動装置と、その差動装置と左右一対の副駆動輪のうち一方の副駆動輪との間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える第２の動力断続装置とを、備え、前記第１の動力断続装置及び第２の動力断続装置を介して、前記主駆動輪のみを駆動輪とする２輪駆動状態と、その主駆動輪及び前記副駆動輪を共に駆動輪とする４輪駆動状態とを切り替える前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたパートタイム四輪駆動車がそれである。

特開平１−２２６４３７号公報

ところで、前述したような前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置による走行中の２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替時において、前記第１の動力断続装置におけるシンクロ機構の同期後、そのシンクロ機構におけるシンクロナイザリングを押し分けるための推力が足りない場合にはシフトストロークが完了せず、制御が遅延するおそれがあった。特に、装置の低温時においては上記シンクロナイザリングの押し分けに必要な荷重が増大するために、比較的大きな推力が必要となるが、前述したような従来の技術により斯かる推力を得る場合、その推力に対応する比較的大きなアクチュエータ（モータ）を設けなければならず、質量、コスト、搭載性の点で問題がある。このため、簡単な構成で好適な駆動状態の切り替えを実現する前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で好適な駆動状態の切り替えを実現する前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、駆動力源と左右一対の主駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第１のプロペラシャフトと、その第１のプロペラシャフトと第２のプロペラシャフトとの間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える、シンクロ機構を備えた第１の動力断続装置と、前記第２のプロペラシャフトに対応して設けられた差動装置と、その差動装置と左右一対の副駆動輪のうち少なくとも一方の副駆動輪との間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える第２の動力断続装置とを、備え、前記第１の動力断続装置及び第２の動力断続装置を介して、前記主駆動輪のみを駆動輪とする２輪駆動状態と、その主駆動輪及び前記副駆動輪を共に駆動輪とする４輪駆動状態とを切り替える前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置であって、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、前記シンクロ機構の同期を判定する同期判定手段と、その同期判定手段により前記シンクロ機構の同期が判定された場合には、前記差動装置と副駆動輪との間の動力伝達を接続させるように前記第２の動力断続装置を切り替える切替制御手段とを、備えたことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、前記シンクロ機構の同期を判定する同期判定手段と、その同期判定手段により前記シンクロ機構の同期が判定された場合には、前記差動装置と副駆動輪との間の動力伝達を接続させるように前記第２の動力断続装置を切り替える切替制御手段とを、備えたものであることから、前記シンクロ機構の同期完了後に前記第２の動力断続装置を接続させて、前記副駆動輪と第２のプロペラシャフトとの間の動力伝達を成立させた後にそのシンクロ機構におけるシンクロナイザリングを押し分ける作動を行うことで、その作動に要する推力を可及的に小さくすることができ、特別な構成を設けることなく好適な切り替えを行うことができる。すなわち、簡単な構成で好適な駆動状態の切り替えを実現する前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記同期判定手段は、予め定められた関係から、前記第２のプロペラシャフトの回転速度に基づいて前記シンクロ機構の同期を判定するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記シンクロ機構の同期を判定することができる。

また、好適には、前記同期判定手段は、予め定められた関係から、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替開始からの経過時間に基づいて前記シンクロ機構の同期を判定するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記シンクロ機構の同期を判定することができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動車両に備えられた駆動力伝達装置１０の構成を説明する骨子図である。この図１に示すように、斯かる駆動力伝達装置１０において、駆動力源であるエンジン１２により発生させられたトルクは、トルクコンバータ１４、変速機１６、第１のプロペラシャフトとしての後輪用プロペラシャフト１８、後輪用差動装置２０、及び左右一対の後輪車軸２２ｌ、２２ｒ（以下、特に区別しない場合には単に後輪車軸２２という）を介して左右一対の後輪２４ｌ、２４ｒ（以下、特に区別しない場合には単に後輪２４という）へ伝達される一方、第１の動力断続装置としてのトランスファ２６、第２のプロペラシャフトとしての前輪用プロペラシャフト２８、前輪用差動装置３０、及び左右一対の前輪車軸３２ｌ、３２ｒ（以下、特に区別しない場合には単に前輪車軸３２という）を介して左右一対の前輪３４ｌ、３４ｒ（以下、特に区別しない場合には単に前輪３４という）へ伝達される。また、上記前輪車軸３２ｒ（前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間）には第２の動力断続装置としての噛合クラッチ３６が設けられている。また、上記トランスファ２６及び噛合クラッチ３６の作動を制御するための電子制御装置３８が設けられている。すなわち、図１に示す駆動力伝達装置１０は、上記トランスファ２６及び噛合クラッチ３６を介して、主駆動輪としての後輪２４のみを駆動輪とする２輪駆動状態と、その後輪２４及び副駆動輪としての前輪３４を共に駆動輪とする４輪駆動状態とを切り替えるパートタイム４輪駆動車両の駆動系の一例である。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、例えば、上記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車と、上記変速機１６の入力軸に連結されたタービン翼車と、一方向クラッチを介して変速機ケースに固定されたステータ翼車とを、備えており、上記ポンプ翼車とタービン翼車との間で流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。また、上記変速機１６は、例えば、複数の摩擦係合要素を備え、それら摩擦係合要素の係合又は解放の組み合わせに応じて複数の変速比を選択的に成立させて、入力軸から入力された駆動力を変速して出力させる自動変速機である。

前記トランスファ２６は、前記後輪用プロペラシャフト１８と前輪用プロペラシャフト２８との間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える第１の動力断続装置として機能するものである。すなわち、前記トランスファ２６は、前記後輪用プロペラシャフト１８と同軸に、その後輪用プロペラシャフト１８に対する相対回転の許可乃至阻止が同期装置（同期噛合機構）であるシンクロ機構６０により切り替えられるように設けられたドライブギヤ５４と、前記前輪用プロペラシャフト２８と同軸に、その前輪用プロペラシャフト２８に対する相対回転不能に設けられたドリブンギヤ５６と、上記ドライブギヤ５４とドリブンギヤ５６との間を連結するチェーン５８とを、備えて構成されている。斯かる構成において、前記後輪用プロペラシャフト１８に対する上記ドライブギヤ５４の相対回転が許可されている状態では、その後輪用プロペラシャフト１８から前輪用プロペラシャフト２８への動力伝達は行われない（遮断される）一方、その後輪用プロペラシャフト１８に対する上記ドライブギヤ５４の相対回転が阻止されている状態では、その後輪用プロペラシャフト１８からドライブギヤ５４、チェーン５８、及びドリブンギヤ５６を介して前輪用プロペラシャフト２８への動力伝達が行われる（接続される）。

前記噛合クラッチ３６は、例えば常時噛合式のドッグクラッチ等から成るものであり、前記前輪用差動装置３０と前輪（右輪）３４ｒとの間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える第２の動力断続装置として機能するものである。すなわち、解放状態においては前記前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達を遮断する一方、接続状態においてはその前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達を接続する。また、上記前輪用差動装置３０は、後述するように、２輪駆動状態においては上記噛合クラッチ３６によりその前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達が遮断される所謂ＡＤＤ（Automatic Disconnecting Differential）である。

前記電子制御装置３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記トランスファ２６に備えられた切替用アクチュエータ４０の作動を制御することによるそのトランスファ２６における動力伝達の切替制御、及び前記噛合クラッチ３６に備えられた切替用アクチュエータ４２の作動を制御することによるその噛合クラッチ３６における動力伝達の切替制御等、前記駆動力伝達装置１０による前後輪駆動に関する各種制御を実行する。斯かる制御を実行するために、前記動力伝達装置１０には、車速に対応する前記後輪２４の実際の回転速度を検出する車輪速センサ４４、前記前輪用プロペラシャフト２８の実際の回転速度を検出する前輪用プロペラシャフト回転速度センサ４６、外気温を検出する外気温センサ４８、前記トランスファ２６におけるシフトストロークの完了を検出するトランスファシフト検出スイッチ５０、及び前記噛合クラッチ３６におけるシフトストロークの完了を検出するＡＤＤシフト検出スイッチ５２等の各種センサが設けられており、それぞれのセンサから車速を表す信号、前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度を表す信号、外気温を表す信号、前記トランスファ２６におけるシフトストロークの完了を表す信号、及び前記噛合クラッチ３６におけるシフトストロークの完了を表す信号等が前記電子制御装置３８へ供給されるようになっている。

図２は、前記トランスファ２６に備えられたシンクロ機構６０の作動を説明するためにその概略的な構成を示す断面図である。この図２に示すように、前記シンクロ機構６０は、回転軸としての前記後輪用プロペラシャフト１８上に、クラッチハブ６２、キー６４、スリーブ６６、シンクロナイザリング６８、及びドライブギヤ５４を同心に備えている。

上記クラッチハブ６２は、例えばその内周側に形成されたスプライン溝により前記後輪用プロペラシャフト１８に相対回転不能に嵌合されると共に、図示しないスナップリング等によってその軸心方向の位置が定められることで、その後輪用プロペラシャフト１８に固定（固設）されている。また、上記クラッチハブ６２の外周側には、上記スリーブ６６と嵌め合わされるための外周歯６２ａが形成されており、そのスリーブ６６の内周側には、上記クラッチハブ６２と嵌め合わされるための内周歯６６ａが形成されている。そして、そのクラッチハブ６２の外周歯６２ａとスリーブ６６の内周歯６６ａとが嵌め合わされることで、それらクラッチハブ６２及びスリーブ６６が軸心周りの相対回転不能且つ軸心方向の相対移動可能に嵌合されている。

前記スリーブ６６は、幅方向の略中央部において内周側に落ち窪んだ凹部を有している。また、前記キー６４の外周部には、そのスリーブ６６の凹部と嵌め合わされるように凸部が形成されている。前記キー６４は、回転軸である前記後輪用プロペラシャフト１８（クラッチハブ６２）との間に設けられたスプリング７０の付勢力により前記スリーブ６６側に押しつけられるように設けられており、前記スリーブ６６は、そのキー６４により通常は図２に示すような動力伝達を遮断する状態である中立位置に位置させられる一方、シフトフォークシャフト７２によって軸心方向へ駆動されることで、後述するように動力伝達が可能な状態である伝達位置へ移動可能に配設されている。このシフトフォークシャフト７２は、前記シンクロ機構６０に備えられた切替用アクチュエータ４０の駆動により機械的に図２の左右方向（すなわち軸心方向）へ移動させられるようになっている。

前記ドライブギヤ５４は、前記クラッチハブ６２に隣接して設けられ、ベアリング７４等により前記後輪用プロペラシャフト１８に軸心まわりの相対回転可能に配設されると共に、図示しないスナップリング等によって軸心方向の位置が決められている。また、そのドライブギヤ５４の外周側には、前記スリーブ６６が前記伝達位置に移動させられる前記シンクロ機構６０の作動時に、そのスリーブ６６の内周歯６６ａと噛み合わされるための噛合歯５４ａが形成されている。また、前記ドライブギヤ５４における前記シンクロナイザリング６８との当接に係る部位には、前記クラッチハブ６２に隣接してそのクラッチハブ６２に向かうほど小径となる外周テーパ面（外周コーン面）５４ｂが形成されている。

前記シンクロナイザリング６８は、前記ドライブギヤ５４の外周テーパ面５４ｂに摺接させられる内周テーパ面（内周コーン面）６８ｂと、前記スリーブ６６とドライブギヤ５４とが相対回転している間すなわちそのスリーブ６６とドライブギヤ５４とが同期回転するまでの間そのスリーブ６６の内周歯６６ａと係合しつつそのスリーブ６６の軸心方向移動を阻止するための外周係合歯６８ｂとを備え、前記クラッチハブ６２に所定量以上の相対回転不能すなわち周方向に関して所定角度の相対回転が許容されつつ相対回転不能、且つ軸心方向の相対移動可能に前記ドライブギヤ５４の外周側に配設されている。

以上のように構成されたシンクロ機構６０において、前記スリーブ６６を移動させるためのシフトフォークシャフト７２の非駆動時には、前記キー６４によりそのスリーブ６６が前記クラッチハブ６２に対して図２のような相対位置に位置決めされる。斯かる相対位置では、前記ドライブギヤ５４は前記後輪用プロペラシャフト１８に対して軸心まわりの相対回転可能とされており、そのドライブギヤ５４はその後輪用プロペラシャフト１８に対して空転させられるため、そのドライブギヤ５４を介しての前記前輪用プロペラシャフト２８側への動力伝達は行われない（遮断される）。

図３乃至図５は、前記シンクロ機構６０のシフトストロークの進行に伴う前記スリーブ６６の内周歯６６ａ、前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａ、及び前記ドライブギヤ５４の噛合歯５４ａそれぞれの相対位置関係の推移を概念的に示す図である。以下、これら図３乃至図５を用いて、前記シンクロ機構６０が前記ドライブギヤ５４による動力伝達を行う状態を成立させるために駆動させられる場合を説明する。先ず、前記スリーブ６６が中立位置すなわち図２に示す位置から伝達位置への移動が開始されるシフト開始時には、前記キー６４がそのスリーブ６６の移動に伴って前記シンクロナイザリング６８側へ移動させられ、その側面に当接させられる。そして更に、前記キー６４がそのシンクロナイザリング６８を前記スリーブ６６（シフトフォークシャフト７２）の移動する方向へ押すことにより、そのシンクロナイザリング６８の内周テーパ面６８ｂと前記ドライブギヤ５４の外周テーパ面５４ｂとが当接させられる。

続いて、前記シフトフォークシャフト７２の駆動により前記スリーブ６６が更に前記ドライブギヤ５４側へ移動させられると、そのスリーブ６６の内周歯６６ａにおけるシンクロナイザリング６８側の端部に形成された傾斜面と、そのシンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａにおけるスリーブ６６側の端部に形成された傾斜面とが当接させられ、そのスリーブ６６のドライブギヤ５４へ向かっての軸心方向の移動が一旦抑止される。図３はこの時点における状態を示しており、このように前記スリーブ６６の内周歯６６ａにおける傾斜面と前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａにおける傾斜面とが当接させられた状態においてそのスリーブ６６及びシンクロナイザリング６８の回転同期、延いては前記後輪用プロペラシャフト１８及びドライブギヤ５４の回転同期が行われる。なお、ここで前記キー６４の外周側に形成された凸部が前記スリーブ６６の内周側に形成された凹部から外れることによりそのキー６４によるスリーブ６６に対する軸心方向の位置決め作用が解除され、以降、前記キー６４及びスリーブ６６は軸心方向に関して相対的な移動が可能となる。

上述のようにして前記スリーブ６６及びシンクロナイザリング６８の回転同期が完了した後、前記シフトフォークシャフト７２の駆動により前記スリーブ６６が更に前記ドライブギヤ５４側へ移動させられることで、そのスリーブ６６の内周歯６６ａが前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａを押し分け、その間に挿入されてゆく。図４はこの時点における状態を示している。この図４に示すように、前記スリーブ６６の内周歯６６ａが前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａの間に挿入される過程においては、その内周歯６６ａにおける傾斜面と外周係合歯６８ａにおける傾斜面とが当接させられた状態でその内周歯６６ａがその外周係合歯６８ａ側へ移動させられることで、その外周係合歯６８ａ（シンクロナイザリング６８）には図４の矢印に示すように軸心周りの力が加えられる。この力により、前記外周テーパ面５４ｂと内周テーパ面６８ｂとの間の摩擦力に抗して前記シンクロナイザリング６８が前記ドライブギヤ５４に対して軸心周りに回転させられ、結果として図５に示すように押し分けられて前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａの間に前記スリーブ６６の内周歯６６ａが挿入される。

図５に示す状態に続いて、前記シフトフォークシャフト７２の駆動により前記スリーブ６６が更に前記ドライブギヤ５４側へ移動させられることで、そのスリーブ６６の内周歯６６ａが前記ドライブギヤ５４の噛合歯５４ａの間に挿入され、それをもって前記シンクロ機構６０のシンクロ作動は完了させられる。このように、前記スリーブ６６の内周歯６６ａと前記ドライブギヤ５４の噛合歯５４ａとが噛み合った状態では、前記後輪用プロペラシャフト１８に対する前記ドライブギヤ５４の軸心まわりの相対回転が阻止され、そのドライブギヤ５４はその後輪用プロペラシャフト１８と一体的に回転させられるため、そのドライブギヤ５４乃至前記チェーン５８及びドリブンギヤ５６等を介しての前記前輪用プロペラシャフト２８側への動力伝達が行われる（接続される）。

図６は、従来の技術による前記駆動力伝達装置１０における駆動状態切替制御すなわち２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。この制御では、先ず、ステップＳＰ１において、運転席付近に備えられた図示しない駆動状態切替スイッチが押される等して、２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切り替える操作が行われたか否かが判断される。このＳＰ１の判断が否定される場合には、ＳＰ１の判断が繰り返されることにより待機させられるが、ＳＰ１の判断が肯定される場合には、ＳＰ２において、前記トランスファ２６に備えられた切替用アクチュエータ４０が、そのトランスファ２６を接続状態に切り替えるために作動させられる。次に、ＳＰ３において、前記トランスファシフト検出スイッチ５０により前記トランスファ２６の接続状態への切替作動におけるシフトストロークの完了が検出されたか否かが判断される。このＳＰ３の判断が否定される場合には、ＳＰ３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、ＳＰ３の判断が肯定される場合には、ＳＰ４において、前記噛合クラッチ３６に備えられた切替用アクチュエータ４２が、その噛合クラッチ３６を接続状態に切り替えるために作動させられる。次に、ＳＰ５において、前記ＡＤＤシフト検出スイッチ５２により前記噛合クラッチ３６の接続状態への切替作動におけるシフトストロークの完了が検出されたか否かが判断される。このＳＰ５の判断が否定される場合には、ＳＰ５の判断が繰り返されることにより待機させられるが、ＳＰ５の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。

図７は、上述した従来の技術による前記駆動力伝達装置１０における駆動状態切替制御すなわち２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御について説明するタイムチャートである。この図７に示す制御では、運転席付近に備えられた図示しない駆動状態切替スイッチが押される等して、２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切り替える操作が行われた後、先ず、時点ｔ１において、前記スリーブ６６の内周歯６６ａにおける傾斜面と、前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａにおける傾斜面とが当接させられ（図３を参照）、そのスリーブ６６のドライブギヤ５４へ向かっての軸心方向の移動が一旦抑止された後、前記スリーブ６６及びシンクロナイザリング６８の回転同期、延いては前記後輪用プロペラシャフト１８及びドライブギヤ５４の回転同期が行われる。図７では、前記後輪用プロペラシャフト１８の回転速度を実線で、前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度を破線でそれぞれ示しており、時点ｔ１からのシフトストロークにより回転同期が果たされた後は、それら後輪用プロペラシャフト１８及び前輪用プロペラシャフト２８の回転速度は等しいものとなる。次に、時点ｔ２までの間において、前記スリーブ６６の内周歯６６ａが前記シンクロナイザリング６８の外周係合歯６８ａを押し分け、その間に挿入される作動が行われる（図４を参照）。この工程において、シフトストロークは押し分け完了に向けて漸増させられ、時点ｔ２においてその押し分け作動が完了させられる（図５を参照）。そして、その押し分け作動の完了後に、時点ｔ３において、前記トランスファ２６のシフトフォークシャフト上に配置された前記トランスファシフト検出スイッチ５０によりそのトランスファ２６の接続状態への切替作動におけるシフトストロークの完了が検出される。

以上に説明したように、従来の技術による前記駆動力伝達装置１０における駆動状態切替制御すなわち２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御では、前記トランスファ２６の接続状態への切替作動におけるシフトストロークの完了が検出された後、初めて前記噛合クラッチ３６の接続状態への切替作動が開始される。換言すれば、前記トランスファ２６の接続状態への切替作動におけるシフトストロークの完了が検出されるまでは、前記噛合クラッチ３６の接続状態への切替作動は開始されない。このため、前記トランスファ２６における同期完了後、前記シンクロナイザリング６８を押し分けるための推力が足りない場合にはシフトストロークが完了せず、前記トランスファシフト検出スイッチ５０によりシフトストロークの完了が検出されないため、切替制御が次のシーケンスへ移行されない。以下、斯かる弊害の発生を抑えて好適な切り替えを実現するための本実施例の制御について詳述する。

図８は、前記電子制御装置３８に備えられた制御機能の要部について説明する図である。この図８に示すトランスファ断続切替制御手段８０は、前記トランスファ２６における動力伝達の遮断乃至接続の切替制御を実行する。具体的には、前記切替用アクチュエータ４０を介して前記シンクロ機構６０の作動を制御することにより、前記後輪用プロペラシャフト１８に対する前記ドライブギヤ５４の相対回転の許可乃至阻止することで、その後輪用プロペラシャフト１８から前記前輪用プロペラシャフト２８への動力伝達の遮断乃至接続を切り替える制御を行う。

ＳＮＲ同期判定手段８２は、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えすなわち前記シンクロ機構６０における前記トランスファ２６の動力遮断状態から動力接続状態への切り替えに際して、前記シンクロ機構６０の同期を判定する。具体的には、前記スリーブ６６及びシンクロナイザリング６８の回転同期の完了、延いては前記後輪用プロペラシャフト１８及びドライブギヤ５４の回転同期の完了を判定する。

上記ＳＮＲ同期判定手段８２は、好適には、予め定められた関係から、前記前輪用プロペラシャフト回転速度センサ４６により検出される前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度に基づいて、前記シンクロ機構６０の同期を判定する。すなわち、前記車輪速センサ４４により検出される車速に対応する前記後輪用プロペラシャフト１８の回転速度Ｎ_Rrと前記前輪用プロペラシャフト回転速度センサ４６により検出される前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度Ｎ_Frとを比較し、その差ΔＮ（＝｜Ｎ_Rr−Ｎ_Fr｜）が予め定められた所定値Ｎ以下となった場合に、前記シンクロ機構６０の同期を判定する。この所定値Ｎは、例えば零から誤差の範囲内の値である。また、前記後輪用プロペラシャフト１８の回転速度Ｎ_Rrは、図示しないエンジン回転速度センサにより検出される前記エンジン１２の回転速度等から算出するものであっても構わない。

また、前記ＳＮＲ同期判定手段８２は、好適には、予め定められた関係から、前記シンクロ機構６０の切替開始からの経過時間に基づいて、そのシンクロ機構６０の同期を判定する。すなわち、前記シンクロ機構６０による動力遮断状態から動力接続状態への切替動作の開始時点Ｔ₀（乃至は２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替操作が検出された時点）から予め定められた所定時間Ｔ_sが経過した時点で前記シンクロ機構６０の同期を判定する。この所定時間Ｔ_sは、好適には、予め定められた関係から、前記外気温センサ４８により検出される外気温に基づいて決定される。図９は、この外気温に応じて所定時間Ｔ_sを決定するために用いられる関係の一例を示す図である。この図９に示すように、斯かる所定時間Ｔ_sは、前記外気温センサ４８により検出される外気温が低いほど長い時間となるように決定される。これは、装置各部における作動油の粘性が温度の低下に伴って高くなるため、前記シンクロ機構６０の同期完了までに要する時間が長くなることに対応したものである。また、好適には、図９に示すように、車速に応じてそれぞれ個別の関係が定められたものであってもよい。この図９に示す例では、車速Ｖ１＞Ｖ２であり、車速が高くなるほど上記所定時間Ｔ_sが長い時間となるように決定される関係が定められている。

図８に戻って、ＡＤＤ断続切替制御手段８４は、前記噛合クラッチ３６における動力伝達の遮断乃至接続の切替制御を実行する。具体的には、前記切替用アクチュエータ４２を介して前記前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達の遮断乃至接続を切り替える制御を行う。

また、上記ＡＤＤ断続切替制御手段８４は、前記ＳＮＲ同期判定手段８２により前記シンクロ機構６０の同期が判定された場合には、前記前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達を接続させるように前記噛合クラッチ３６を切り替える制御を行う。換言すれば、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、前記ＳＮＲ同期判定手段８２により前記シンクロ機構６０の同期が判定されるまでは前記噛合クラッチ３６の接続状態への切替制御を開始せず、そのシンクロ機構６０の同期が判定されて初めて前記噛合クラッチ３６の接続状態への切替制御を行う。

前記シンクロ機構６０の同期が完了した時点で、前記前輪用差動装置３０におけるリングギヤの回転は既に立ち上がっているため、アクスル軸上において回転の同期した２つの車軸（インターミディエイティッドシャフト及びドライブシャフト）の継合はシンクロ機構を有しない前記噛合クラッチ３６により容易に実現される。また、前記噛合クラッチ３６により前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達が接続されると、前記前輪用差動装置３０の差動作用が開始されて前輪系の回転が前記前輪用プロペラシャフト２８に伝達されるため、同様の原理により前記スリーブ６６が前記シンクロナイザリング６８を押し分けるために必要な推力を可及的に低減させることができるのである。

図１０は、前記電子制御装置３８による駆動状態切替制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、Ｓ１において、前記駆動力伝達装置１０が２輪駆動状態での走行中であるか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記車輪速センサ４４により検出される車速から前記後輪用プロペラシャフト１８の回転速度Ｎ_Rrが算出される。次に、Ｓ３において、運転席付近に備えられた図示しない駆動状態切替スイッチが押される等して、２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切り替える操作が行われたか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、前記トランスファ断続切替制御手段８０の動作に対応するＳ４において、前記トランスファ２６に備えられた切替用アクチュエータ４０により、そのトランスファ２６を動力伝達遮断状態から動力伝達接続状態へ切り替える作動が実行される。次に、Ｓ５において、前記前輪用プロペラシャフト回転速度センサ４６により前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度Ｎ_Frが検出される。次に、前記ＳＮＲ同期判定手段８２の動作に対応するＳ６において、Ｓ２にて算出された前記後輪用プロペラシャフト１８の回転速度Ｎ_RrとＳ５にて検出された前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度Ｎ_Frとが比較され、その差ΔＮ（＝｜Ｎ_Rr−Ｎ_Fr｜）が予め定められた所定値Ｎ以下であるか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合には、そのＳ６の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ６の判断が肯定される場合には、前記ＡＤＤ断続切替制御手段８４の動作に対応するＳ７において、前記噛合クラッチ３６に備えられた切替用アクチュエータ４２により、その噛合クラッチ３６を動力伝達遮断状態から動力伝達接続状態へ切り替える作動が実行される。次に、Ｓ８において、前記ＡＤＤシフト検出スイッチ５２により前記噛合クラッチ３６のシフトストロークの完了が検出されたか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、そのＳ８の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、Ｓ９において、前記トランスファシフト検出スイッチ５０により前記トランスファ２６のシフトストロークの完了が検出されたか否かが判断される。このＳ９の判断が否定される場合には、そのＳ９の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ９の判断が肯定される場合には、Ｓ１０において、前記駆動力伝達装置１０の２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御が完了したと判断された後、本ルーチンが終了させられる。

図１１は、前記電子制御装置３８による駆動状態切替制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図１１に示す制御において、上述した図１０に示す制御と共通するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１に示す制御では、前記Ｓ１の判断が肯定される場合、すなわち前記駆動力伝達装置１０が２輪駆動状態での走行中であると判断された場合に、Ｓ１１において、前記車輪速センサ４４により車速が検出されると共に前記外気温センサ４８により外気温が検出された後、前記Ｓ３以下の処理が実行される。また、そのＳ３の判断が肯定される場合、すなわち運転席付近に備えられた図示しない駆動状態切替スイッチが押される等して、２輪駆動状態から４輪駆動状態へ切り替える操作が行われたと判断される場合には、Ｓ１２において、予め定められた関係から、Ｓ１１にて検出された車速及び外気温に基づいて、同期完了までの時間Ｔ_sが算出された後、前記Ｓ４以下の処理が実行される。また、そのＳ４の処理に続いて、前記ＳＮＲ同期判定手段８２の動作に対応するＳ１３において、前記シンクロ機構６０の切替開始時点Ｔ₀からＳ１２にて算出された所定時間Ｔ_sが経過したか否かが判断される。このＳ１３の判断が否定される場合には、そのＳ１３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ１３の判断が肯定される場合には、前記Ｓ７以下の処理が実行される。

このように、本実施例によれば、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、前記シンクロ機構６０の同期を判定するＳＮＲ同期判定手段８２（Ｓ６、Ｓ１３）と、そのＳＮＲ同期判定手段８２により前記シンクロ機構６０の同期が判定された場合には、前記前輪用差動装置３０と前輪３４ｒとの間の動力伝達を接続させるように前記噛合クラッチ３６を切り替えるＡＤＤ断続切替制御手段８４（Ｓ７）とを、備えたものであることから、前記シンクロ機構６０の同期完了後に前記噛合クラッチ３６を接続させて、前記前輪３４ｒと前輪用プロペラシャフト２８との間の動力伝達を成立させた後にそのシンクロ機構６０におけるシンクロナイザリング６８を押し分ける作動を行うことで、その作動に要する推力を可及的に小さくすることができ、特別な構成を設けることなく好適な切り替えを行うことができる。すなわち、簡単な構成で好適な駆動状態の切り替えを実現する前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置を提供することができる。

また、前記ＳＮＲ同期判定手段８２は、予め定められた関係から、前記前輪用プロペラシャフト２８の回転速度に基づいて前記シンクロ機構６０の同期を判定するものであるため、実用的な態様でそのシンクロ機構６０の同期を判定することができる。

また、前記ＳＮＲ同期判定手段８２は、予め定められた関係から、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替開始からの経過時間に基づいて前記シンクロ機構６０の同期を判定するものであるため、実用的な態様でそのシンクロ機構６０の同期を判定することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例では、単一のシンクロナイザリング６８を備えてそのシンクロナイザリング６８によりシンクロ作動を行うワーナー型の同期噛合装置であるシンクロ機構６０を有するトランスファ２６を備えた前後輪駆動車両に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コーン面（テーパ面）を有するアウタシンクロナイザリング及びインナシンクロナイザリングと、それらの間にあってそれらテーパ面とそれぞれ摺接させられるテーパ面を有するミドルリングとで構成される所謂マルチコーンシンクロ機構やコンスタントロード型の同期噛合装置等を有するトランスファを備えた前後輪駆動車両にも本発明は好適に適用されるものである。

また、前述の実施例では、前記切替用アクチュエータ４０の駆動により機械的に左右方向へ移動させられるシフトフォークシャフト７２によって前記スリーブ６６が軸方向へ移動させられる形式のシンクロ機構６０に本発明が適用された例を説明したが、油圧アクチュエータなどの駆動手段によって前記スリーブ６６を軸方向へ移動させることにより切替制御を行う形式のトランスファにも本発明は好適に適用され得る。

また、前述の実施例では、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動車両すなわち前記後輪２４を主駆動輪、前記前輪３４を副駆動輪とする車両に本発明が適用された例を説明したが、前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）を基本とする前後輪駆動車両すなわち前記前輪３４を主駆動輪、前記後輪２４を副駆動輪とする車両にも本発明は好適に適用され得る。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明が好適に適用される前置エンジン後輪駆動を基本とする前後輪駆動車両に備えられた駆動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図１の駆動力伝達装置におけるトランスファに備えられたシンクロ機構の構成を説明するためにその概略的な構成を示す断面図である。 図２のシンクロ機構のシフトストロークの進行に伴うスリーブの内周歯、シンクロナイザリングの外周係合歯、及びドライブギヤの噛合歯それぞれの相対位置関係の推移を概念的に示す図であり、同期完了までの状態を示している。 図２のシンクロ機構のシフトストロークの進行に伴うスリーブの内周歯、シンクロナイザリングの外周係合歯、及びドライブギヤの噛合歯それぞれの相対位置関係の推移を概念的に示す図であり、同期完了後においてスリーブがシンクロナイザリングを押し分ける作動を行っている状態を示している。 図２のシンクロ機構のシフトストロークの進行に伴うスリーブの内周歯、シンクロナイザリングの外周係合歯、及びドライブギヤの噛合歯それぞれの相対位置関係の推移を概念的に示す図であり、スリーブによるシンクロナイザリングの押し分け作動が完了した状態を示している。 従来の技術による２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御の要部を説明するフローチャートである。 従来の技術による２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替制御について説明するタイムチャートである。 図１の駆動力伝達装置における電子制御装置に備えられた制御機能の要部について説明する図である。 図８の電子制御装置による制御に関して、外気温に応じて同期完了までの予測時間を決定するために用いられる関係の一例を示す図である。 図８の電子制御装置による駆動状態切替制御の要部を説明するフローチャートである。 図８の電子制御装置による駆動状態切替制御の他の一例の要部を説明するフローチャートである。

符号の説明

１２：エンジン（駆動力源）
１８：後輪用プロペラシャフト（第１のプロペラシャフト）
２４：後輪（副駆動輪）
２６：トランスファ（第１の動力断続装置）
２８：前輪用プロペラシャフト（第２のプロペラシャフト）
３０：前輪用差動装置
３４：前輪（主駆動輪）
３６：噛合クラッチ（第２の動力断続装置）
６０：シンクロ機構
８２：ＳＮＲ同期判定手段
８４：ＡＤＤ断続切替制御手段

Claims (3)

1. 駆動力源と左右一対の主駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第１のプロペラシャフトと、
   該第１のプロペラシャフトと第２のプロペラシャフトとの間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える、シンクロ機構を備えた第１の動力断続装置と、
   前記第２のプロペラシャフトに対応して設けられた差動装置と、
   該差動装置と左右一対の副駆動輪のうち少なくとも一方の副駆動輪との間の動力伝達の遮断乃至接続を選択的に切り替える第２の動力断続装置と
   を、備え、
   前記第１の動力断続装置及び第２の動力断続装置を介して、前記主駆動輪のみを駆動輪とする２輪駆動状態と、該主駆動輪及び前記副駆動輪を共に駆動輪とする４輪駆動状態とを切り替える前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置であって、
   前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り替えに際して、前記シンクロ機構の同期を判定する同期判定手段と、
   該同期判定手段により前記シンクロ機構の同期が判定された場合には、前記差動装置と副駆動輪との間の動力伝達を接続させるように前記第２の動力断続装置を切り替える切替制御手段と
   を、備えたものであることを特徴とする前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置。
2. 前記同期判定手段は、予め定められた関係から、前記第２のプロペラシャフトの回転速度に基づいて前記シンクロ機構の同期を判定するものである請求項１に記載の前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置。
3. 前記同期判定手段は、予め定められた関係から、前記２輪駆動状態から４輪駆動状態への切替開始からの経過時間に基づいて前記シンクロ機構の同期を判定するものである請求項１に記載の前後輪駆動車両の駆動状態切替制御装置。

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