JP2010254135A - 四輪駆動車 - Google Patents

Abstract

【課題】登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することができる四輪駆動車を提供することを目的とする。
【解決手段】ＥＣＵ１００は、左前輪１７Ｌと右前輪１７Ｒの回転方向および左後輪１８Ｌと右後輪１８Ｒの回転方向が、シフトポジションセンサ５５が検出した進行方向と相違すると判定するとともに、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との間の相対的位置関係が、シフトポジションセンサ５５が検出した進行方向と反対の進行方向のときの相対的位置関係であるとき、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、四輪駆動車に関し、詳しくは電子制御カップリング装置を備えた四輪駆動車に関する。

一般に、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ ｅｎｇｉｎｅ Ｆｒｏｎｔ ｄｒｉｖｅ）車ベースの四輪駆動車においては、エンジンが発生するトルクを後輪に伝達する電子カップリング装置が搭載されており、エンジンが発生するトルクの配分を前輪：後輪＝１００：０から５０：５０の間で無段階に制御するようになっている。

従来、この種の四輪駆動車の電子カップリング装置は、電気的に作動させたパイロットクラッチの摩擦トルクをボール・カム機構により増幅してメインクラッチの摩擦トルクを発生させることにより、エンジンが発生するトルクの前輪と後輪への配分を制御するようになっており、登坂路発進時には後輪にもトルクを配分するようコイルへの通電が行われている（例えば、特許文献１参照）。ボール・カム機構は、コイルへの通電により駆動するパイロットカムがボールを挟んでメインカムに押し付けられる構成となっており、パイロットカムとメインカムとの相対的位置関係およびボールの位置は、車両前進時の位置関係および位置と、車両後退時の位置関係および位置と、これらの中間の中立位置関係および中立位置とを取り得る。

特開平１１−２７８０８８号公報

しかしながら、従来の電子制御カップリング装置を備えた四輪駆動車にあっては、図９に示すように、登坂路発進時においてブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えを行う際の車両の後退（ずり下がり）により、電子制御カップリング装置のボール・カム機構の２つのカムの相対位置が図１０に示すように負の状態、すなわち２つのカムの相対位置が車両後退時の位置関係でボールがパイロットカムとメインカムに挟まれた状態となるため、ボールが車両後退位置から中立位置を経て車両前進位置に移動するまで後輪にトルクが伝達されないという問題があった。このため、後輪にトルクが伝達されない間に摩擦係数の低い路面の場合に前輪がスリップしてしまうという問題があった。

すなわち、車両のずり下がりが起こらなければ、ボールが中立位置から車両前進位置に移動するのであるが、車両のずり下がりによりボールが車両後退位置に移動してしまうため、ボールが車両後退位置から中立位置に移動する時間だけトルクの応答遅れが発生してしまうとともに、ボールが車両後退位置にある間もコイルへの通電によりパイロットカムがメインカム側に押された状態となっているので、ボールが車両後退位置から中立位置を経て車両前進位置に速やかに移動するのを妨げてしまっていた。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することができる四輪駆動車を提供することを目的とする。

本発明に係る四輪駆動車は、上記目的達成のため、（１）プロペラシャフトに連結されるアウタケースと、リヤディファレンシャルに連結され、前記アウタケースに対して相対的に回転することができるインナシャフトと、前記アウタケースおよび前記インナシャフトに対して相対的に回転することができるパイロットクラッチ側カム部材と、前記パイロットクラッチ側カム部材を前記アウタケースに摩擦係合させることができるパイロットクラッチと、前記インナシャフトを前記アウタケースに摩擦係合させることができるメインクラッチと、前記パイロットクラッチと前記メインクラッチの間に位置し、前記パイロットクラッチ側カム部材にスプライン結合したアーマチュアと、通電時に前記アーマチュアを磁気吸引し、前記パイロットクラッチ側カム部材を前記アウタケースに摩擦係合するよう前記パイロットクラッチを作動させるコイルと、前記インナシャフトにスプライン結合されるとともに前記パイロットクラッチ側カム部材との間に設けられたボールにより前記パイロットクラッチ側カム部材とボール・カム結合し、前記インナシャフトを前記アウタケースに摩擦係合するよう前記メインクラッチを作動させるメインクラッチ側カム部材と、から構成される電子制御カップリング装置を備えた四輪駆動車であって、運転者の要求する車両進行方向が前進方向または後退方向のいずれであるかを判定する進行方向判定手段と、前輪の回転速度および回転方向を検出する前輪回転検出手段と、後輪の回転速度および回転方向を検出する後輪回転検出手段と、前記前輪回転検出手段が検出した前記前輪の回転方向と前記後輪回転検出手段が検出した前記後輪の回転方向が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と相違するか否かを判定する方向相違判定手段と、前記前輪回転検出手段が検出した前記前輪の回転速度および回転方向と、前記後輪回転検出手段が検出した前記後輪の回転速度および回転方向との差に基づいて、前記パイロットクラッチ側カム部材と前記メインクラッチ側カム部材との間の相対的位置関係が、前記車両の前進時の位置関係であるか前記車両の後退時の位置関係であるかを判定するカム位置判定手段と、前記前輪の回転方向および前記後輪の回転方向が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と相違すると前記方向相違判定手段により判定されるとともに、前記カム位置判定手段により判定された前記パイロットクラッチ側カム部材と前記メインクラッチ側カム部材との間の相対的位置関係が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と反対の進行方向のときの相対的位置関係であるとき、前記コイルへの通電を停止する制御手段と、を備えた構成を有している。

この構成により、登坂路発進時におけるブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えにより車両が後退したときにコイルへの通電が停止されることにより、パイロットクラッチ側カム部材とメインクラッチ側カム部材との間の相対的位置関係が車両の後退時の位置関係から車両の前進時の位置関係に速やかに変化することができる。この結果、登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することができる。

本発明によれば、登坂路発進時の車両のずり下がりが発生すると電子制御カップリング装置のコイルへの通電を停止することにより、登坂路発進時におけるブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えにより車両が後退したときにボールが中立位置となり、ボールが中立位置から車両前進位置に速やかに移動することができる。この結果、登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の電子制御カップリング装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の電子制御カップリング装置のボール・カム機構の拡大図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の車輪の回転とボール・カム機構のボールの位置との関係を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３のＡ−Ａ矢視図であり、ボール・カム機構が取り得る相対的位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の動作を説明するフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の登坂路発進時におけるカップリング指令電流およびカムの相対位置の変化を示す図である。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の前輪と後輪の回転速度の変化を示す図である。 従来の四輪駆動車の登坂路発進時における状態変化を示す図である。 従来の四輪駆動車の登坂路発進時におけるカップリング指令電流およびカムの相対位置を時系列で示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、構成について説明する。

図１に示すように、四輪駆動車１は、エンジン１１と、トランスアクスル１２と、トランスファ１３と、プロペラシャフト１４と、リヤディファレンシャル１６と、左前輪１７Ｌと、右前輪１７Ｒと、左後輪１８Ｌと、右後輪１８Ｒと、を有している。

プロペラシャフト１４とリヤディファレンシャル１６との間には、電子制御カップリング装置２が設けられており、この電子制御カップリング装置２は、前端部においてプロペラシャフト１４に結合され、後端部においてリヤディファレンシャル１６のリヤデフピニオン１５に結合されている。左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒは、トランスアクスル１２に結合され、プロペラシャフト１４は、トランスファ１３に結合され、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒは、リヤディファレンシャル１６に結合されている。

前述のように構成した四輪駆動車１においては、エンジン１１が発生した動力は、トランスアクスル１２によって四輪駆動車１の走行状態に応じた車輪駆動力に変換されている。

左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒは、トランスアクスル１２に収納されているフロントディファレンシャル５１を介して、車輪駆動力で駆動されるようになっている。

トランスファ１３は、トランスアクスル１２の車輪駆動力の出力軸方向を直角に変更して、トランスアクスル１２の車輪駆動力をプロペラシャフト１４に伝達する。プロペラシャフト１４に伝達された車輪駆動力は、電子制御カップリング装置２、リヤディファレンシャル１６を介して、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒに伝達されるようになっている。

また、四輪駆動車１は、左前輪１７Ｌの回転速度および回転方向を検出する左前輪回転センサ４７Ｌと、右前輪１７Ｒの回転速度および回転方向を検出する右前輪回転センサ４７Ｒと、左後輪１８Ｌの回転速度および回転方向を検出する左後輪回転センサ４８Ｌと、右後輪１８Ｒの回転速度および回転方向を検出する右後輪回転センサ４８Ｒと、を備えている。これら、左前輪回転センサ４７Ｌ、右前輪回転センサ４７Ｒ、左後輪回転センサ４８Ｌ、右後輪回転センサ４８Ｒの検出信号はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００に入力されるようになっている。

具体的には、例えば、左前輪回転センサ４７Ｌは、左前輪１７Ｌの円周方向に配置される複数極のＮ／Ｓ極を有する図示しない磁気ロータと、磁気ロータの回転速度を検出する図示しない磁気ピックアップとから構成されている。磁気ピックアップは、左前輪１７Ｌと同期回転する磁気ロータの各回転歯から発せられるパルス信号を検出するようになっている。左前輪回転センサ４７Ｌは、磁気ピックアップにより検出されるパルス信号により左前輪１７Ｌの回転速度を検出するとともに、磁気ロータの各回転歯により生成される磁界の向きを磁気ピックアップにより検出することにより左前輪１７Ｌの回転方向を検出するようになっている。また、右前輪回転センサ４７Ｒ、左後輪回転センサ４８Ｌ、右後輪回転センサ４８Ｒは、左前輪回転センサ４７Ｌと同様に構成されている。

また、四輪駆動車１は、シフトレバー５４の切替位置を検出するシフトポジションセンサ５５を備えている。シフトレバー５４は、運転者に、前進位置（Ｄレンジ）、後進位置（Ｒレンジ）、駐車位置（Ｐレンジ）、および中立位置（Ｎレンジ）のいずれかの切替位置（シフト）を選択させるように構成されている。シフトポジションセンサ５５の検出信号はＥＣＵ１００に入力されるようになっている。

また、四輪駆動車１は、シフトポジションセンサ５５によって入力される検出信号が表すシフトレバー５４の切替位置と、左前輪回転センサ４７Ｌ、右前輪回転センサ４７Ｒ、左後輪回転センサ４８Ｌ、右後輪回転センサ４８Ｒの検出信号とに基づいて、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を制御するＥＣＵ１００を備えている。

ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および入出力インターフェースを有しており、ＲＯＭには、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を制御するためのマップやプログラムなどが記憶されており、シフトポジションセンサ５５によって入力される検出信号が表すシフトレバー５４の切替位置と、左前輪回転センサ４７Ｌ、右前輪回転センサ４７Ｒ、左後輪回転センサ４８Ｌ、右後輪回転センサ４８Ｒの検出信号とに基づいて、登坂路発進時の左後輪１８Ｌと右後輪１８Ｒへのトルク伝達応答性を向上するようコイル２６への通電を制御するようになっている。

図２に示すように、電子制御カップリング装置２は、プロペラシャフト１４に連結されるアウタケース２１と、アウタケース２１内にアウタケース２１と同軸で、且つ、リヤデフピニオン１５に連結されて設置され、軸受１９ｂを介してアウタケース２１に対して相対的に回転するインナシャフト２２と、インナシャフト２２が貫通するリヤカバー２３と、により構成される。なお、図２は、軸線方向に沿って電子制御カップリング装置２の構成部品の半分のみを示し、残りの半分は省略している。アウタケース２１は、軸受１９ａを介してハウジング２０に回転可能に支持されており、ハウジング２０はＥＣＵ１００とコイル２６とを電気的に接続するケーブル２６ａを保持している。ハウジング２０は、四輪駆動車１の車体に固定されている。

リヤカバー２３は、磁性体である外周部２３ａと、同じく磁性体である内周部２３ｂと、外周部２３ａと内周部２３ｂの間に位置し、外周部２３ａと内周部２３ｂの磁気的結合を遮断する非磁性体の中間リング２３ｃと、を有する。

リヤカバー２３は、その外周部２３ａに形成された環状溝２３ｄを有し、この環状溝２３ｄにＯリング２４を圧入することにより、アウタケース２１に液密状態で嵌合固定されている。また、リヤカバー２３は、その内周部２３ｂに形成された環状溝２３ｅを有し、この環状溝２３ｅにＸリング２５を圧入することにより、インナシャフト２２は、リヤカバー２３に対して液密状態で相対的に回転できるようになっている。

リヤカバー２３は、後方に開口した円筒状の凹部２３ｆを有し、この凹部２３ｆには、同心円状のコイル２６およびコイル２６を覆うヨーク２７が配置される。なお、コイル２６およびヨーク２７は、ハウジング２０とともに四輪駆動車１の車体に固定されている。リヤカバー２３は、軸受１９ｃを介してヨーク２７に回転可能に結合されている。

インナシャフト２２は、パイロットクラッチ側カム部材３１を回転可能に支持している。アーマチュア３２およびパイロットインナクラッチ板３３は、パイロットクラッチ側カム部材３１の外周部にスプライン結合して、パイロットクラッチ側カム部材３１に対して軸方向に移動可能で、且つ、パイロットクラッチ側カム部材３１と一緒に回転可能になっている。

アウタケース２１の内周部には、パイロットアウタクラッチ板２８がスプライン結合により取り付けられ、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３は、軸線方向に交互に配置され、パイロットクラッチＰＣを構成している。このように、パイロットクラッチＰＣは、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３を摩擦係合および非摩擦係合（解放）するよう作動し、アウタケース２１とインナシャフト２２の間のトルクの伝達と非伝達を行うようにしている。

アーマチュア３２は、パイロットクラッチＰＣと後述するメインクラッチＭＣの間に配置されている。コイル２６が通電状態にあるときには、ヨーク２７、リヤカバー２３の外周部２３ａ、アーマチュア３２およびリヤカバー２３の内周部２３ｂに磁束回路が形成され、アーマチュア３２が磁気吸引されるようになっている。

メインクラッチ側カム部材３４は、インナシャフト２２にスプライン結合したカム部３４ａを有する。メインクラッチ側カム部材３４のカム部３４ａおよびこのカム部３４ａに対向するパイロットクラッチ側カム部材３１には、それぞれ円弧状の凹部が形成されて、これらの凹部にボール３６が配置されている。すなわち、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４は、図３に拡大図を示すように、ボール３６を介してボール・カム結合されており、パイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６は、ボール・カム機構５６を構成している。

メインクラッチ側カム部材３４は、カム部３４ａでインナシャフト２２にスプライン結合することにより、軸方向に移動可能で、且つ、インナシャフト２２と一緒に回転可能に構成されている。メインインナクラッチ板３５は、インナシャフト２２にスプライン結合して、インナシャフト２２に対して軸方向に移動可能で、且つ、インナシャフト２２と一緒に回転可能に構成されている。

アウタケース２１の内周部には、メインアウタクラッチ板２９がスプライン結合により取り付けられており、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５は、軸線方向に交互に配置され、メインクラッチＭＣを構成している。このように、メインクラッチＭＣは、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５が摩擦係合および非摩擦係合することにより、インナシャフト２２とアウタケース２１を摩擦係合および非摩擦係合するよう作動し、アウタケース２１とインナシャフト２２の間のトルクの伝達と非伝達を行うように構成されている。

リヤカバー２３とパイロットクラッチ側カム部材３１の間にはスラストベアリング３７が設けられ、リヤカバー２３とインナシャフト２２の間にはニードルベアリング３８が設けられている。なお、アウタケース２１、インナシャフト２２およびリヤカバー２３で画成された空間は、潤滑油を含んでいる。

上記のように構成された電子制御カップリング装置２において、コイル２６が非通電状態であるときは、アーマチュア３２は、コイル２６により磁気吸引されないので、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３が非摩擦係合している状態、すなわち、パイロットクラッチＰＣは開放状態となる。したがって、アウタケース２１のトルクは、パイロットクラッチ側カム部材３１に伝達されないので、メインクラッチＭＣも開放状態となり、アウタケース２１のトルクはインナシャフト２２に伝達されない。

一方、コイル２６が通電されたときは、コイル２６が発生する磁力は、ヨーク２７、リヤカバー２３の外周部２３ａおよびリヤカバー２３の内周部２３ｂを介してアーマチュア３２に伝播される。

このため、アーマチュア３２は、コイル２６の方向（図２の右方向）に磁気吸引されて、パイロットアウタクラッチ板２８とパイロットインナクラッチ板３３が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になる。

パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になると、アウタケース２１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材３１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材３１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材３４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間で回転速度差が発生する。このため、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間に挟持されているボール３６は、メインクラッチ側カム部材３４の凹部のカム面に沿って移動し、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４の間の間隔を押し広げる。

このため、メインクラッチ側カム部材３４がパイロットクラッチ側カム部材３１から離反する方向（図２の左方向）に移動して、メインアウタクラッチ板２９とメインインナクラッチ板３５が互いに摩擦係合して、メインクラッチＭＣは、摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース２１のトルクはインナシャフト２２に伝達され、インナシャフト２２が回転する。

パイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６の相対的位置関係は、コイル２６（図２参照）が非通電状態である場合、またはコイル２６が通電されていても前後輪差動回転が０である場合、すなわち左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度と左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度の差が０である場合は、図３のＡ―Ａ矢視図である図５（ａ）に示すように、ボール３６に対してパイロットクラッチ側カム部材３１の凹部とメインクラッチ側カム部材３４の凹部とが正対する中立状態となる。なお、このときのボール３６の位置を中立位置という。

また、パイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６の相対的位置関係は、コイル２６が通電されているときであって、図４に示す状態Ａのように、四輪駆動車１が前進しているときに左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より速い場合、または、図４に示す状態Ｄのように、四輪駆動車１が後退しているときに左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より遅い場合には、図３のＡ−Ａ矢視図である図５（ｂ）に示すように、ボール３６がパイロットクラッチ側カム部材３１の凹部の一方のカム面に接するとともにメインクラッチ側カム部材３４の凹部の一方のカム面に接する状態となる。この状態のとき、メインクラッチ側カム部材３４がボール３６に押されてメインクラッチＭＣを係合させる力が働く。なお、本明細書では、図５（ｂ）に示すパイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６の相対的位置関係を"カムが前輪寄り"または"車両の前進時の位置関係"といい、このときのボール３６の位置を"車両前進位置"という。

また、パイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６の相対的位置関係は、コイル２６が通電されているときであって、図４に示す状態Ｂのように、四輪駆動車１が前進しているときに左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より遅い場合、または、図４に示す状態Ｃのように、四輪駆動車１が後退しているときに左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より速い場合には、図３のＡ−Ａ矢視図である図５（ｃ）に示すように、ボール３６がパイロットクラッチ側カム部材３１の凹部の他方のカム面に接するとともにメインクラッチ側カム部材３４の凹部の他方のカム面に接する状態となる。この状態のとき、メインクラッチ側カム部材３４がボール３６に押されてメインクラッチＭＣを係合させる力が働く。なお、本明細書では、図５（ｃ）に示すパイロットクラッチ側カム部材３１、メインクラッチ側カム部材３４およびボール３６の相対的位置関係を"カムが後輪寄り"または"車両の後退時の位置関係"といい、このときのボール３６の位置を"車両後退位置"という。

ここで、左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度と、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度に差が生じるのは、左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒに加わる荷重と、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒに加わる荷重が異なるために、左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの潰れる量と、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの潰れる量とが異なって、左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒのタイヤ径と、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒのタイヤ径に差が生じた状態でこれら左前輪１７Ｌ、右前輪１７Ｒ、左後輪１８Ｌ、右後輪１８Ｒが回転するためである。例えば、左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒに加わる加重が左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒに加わる荷重よりも大きく、且つ、左後輪１８Ｌ、右後輪１８Ｒ、左前輪１７Ｌ、右前輪１７Ｒに駆動力が掛かっていない場合、または、四輪駆動車１がエンジンブレーキや制動操作により減速しているために左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの制動力が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの制動力より大きい場合に、図４の状態Ｂのように、四輪駆動車１が前進しているときに左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より遅くなる。

次に、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車１の動作について説明する。なお、以下の処理は、所定の制御周期毎に実行される。
図６のフローチャートに示すように、まず、ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ５５からの検出信号により、運転者が要求する車両の進行方向が前進方向であるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ５５からの検出信号が前進位置（Ｄレンジ）を表すものであるときに、運転者が要求する車両の進行方向が前進方向であると判定する。なお、ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ５５からの検出信号が後退位置（Ｒレンジ）を表すものであるときに、運転者が要求する車両の進行方向が後退方向であると判定する。

次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１の判定が"ＹＥＳ"であったとき、左前輪回転センサ４７Ｌ、右前輪回転センサ４７Ｒ、左後輪回転センサ４８Ｌ、右後輪回転センサ４８Ｒがそれぞれ検出した左前輪１７Ｌ、右前輪１７Ｒ、左後輪１８Ｌ、右後輪１８Ｒの回転方向が、後退方向であるか否かを検出する（ステップＳ２）。すなわち、ＥＣＵ１００は、四輪駆動車１が登坂路を発進する際に、左前輪１７Ｌ、右前輪１７Ｒ、左後輪１８Ｌ、右後輪１８Ｒの検出信号に基づいて、四輪駆動車１の進行方向が、ブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えを行う際の車両のずり下がりによって、運転者の要求する車両の進行方向と相違する後退方向となっているか否かを判定している。ここで、車両のずり下がりとは、図８に示すように、登坂路発進時に、０秒でブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えを行ってから、０．５秒で駆動力が伝達され約１．６秒で前進方向に進むまでの、左前輪１７Ｌ、右前輪１７Ｒ、左後輪１８Ｌ、右後輪１８Ｒの回転方向が後退方向となる状態である。ステップＳ２の判定は、図７では、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えが行われてから０．２５秒経過後に行われている。

次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２の判定が"ＹＥＳ"であったとき、カムの相対位置が後輪寄りであるか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、左前輪回転センサ４７Ｌおよび右前輪回転センサ４７Ｒがそれぞれ検出した左前輪１７Ｌおよび右前輪１７Ｒの回転速度が、左後輪回転センサ４８Ｌおよび右後輪回転センサ４８Ｒがそれぞれ検出した左後輪１８Ｌおよび右後輪１８Ｒの回転速度より遅い場合、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との相対的位置関係が図５（ｃ）に示すように"カムが後輪寄り"または"車両の後退時の位置関係"であると判定する。

次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３の判定が"ＹＥＳ"であったとき、ボール３６が図５（ｃ）の位置から図５（ｂ）の位置に速やかに移動するよう、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を停止する（ステップＳ４）。ステップＳ４によるコイル２６への通電の停止は、図７では、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えが行われてから０．２５秒経過後に行われている。

一方、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３の判定が"ＮＯ"であった場合、ＥＣＵ１００は、後続するステップを実行することなく処理を終了し、次の制御周期において図６の処理を行う。

また、ステップＳ４の実行によって、ボール３６が図５（ｃ）の位置から図５（ａ）の位置に移動した後は、次の制御周期においてステップＳ３の判定が"ＮＯ"となるため、登坂路発進時の通常の制御に戻り、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電が行われ、図７の０．２５秒以降のように、カムの相対位置が正の方向に変化し、ボール３６が図５（ａ）の位置から図５（ｂ）の位置に移動する。

このように、図６のフローチャートにおいては、ＥＣＵ１００は、運転者が要求する車両の進行方向が前進方向で、且つ、実際の車両の進行方向が後退方向であるとき、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との相対的位置関係が図５（ｃ）に示す位置関係となっていた場合は、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を停止して、ボール３６が図５（ｃ）の位置から図５（ｂ）の位置に速やかに移動するようになっている。具体的には、図７に示すように、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えが行われてから１．５秒経過後にカムの相対位置が６０°の状態、すなわち、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との相対的位置関係が図５（ｂ）の状態となる。このため、図１０の従来の場合のように、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えが行われてから２秒経過後にカムの相対位置が６０°の状態となるのに対して、トルク伝達応答性が１．５秒短縮される。

以上説明したように、本実施の形態に係る四輪駆動車においては、ＥＣＵ１００は、左前輪１７Ｌと右前輪１７Ｒの回転方向および左後輪１８Ｌと右後輪１８Ｒの回転方向が、シフトポジションセンサ５５が検出した進行方向と相違すると判定するとともに、パイロットクラッチ側カム部材３１とメインクラッチ側カム部材３４との間の相対的位置関係が、シフトポジションセンサ５５が検出した進行方向と反対の進行方向のときの相対的位置関係であるとき、電子制御カップリング装置２のコイル２６への通電を停止するので、登坂路発進時におけるブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替えにより車両が後退した場合に、ボール３６が車両後退位置から中立位置に戻ることとなる。このため、ボール３６が中立位置から車両前進位置に速やかに移動することができる。この結果、登坂路発進時の左後輪１８Ｌと右後輪１８Ｒへのトルク伝達応答性を向上することができる。

前述した本実施の形態においては、シフトポジションセンサ５５からの検知信号により運転者の要求する車両の進行方向をＥＣＵ１００が判定しているが、本発明は、これに限らず、マニュアルトランスミッションを搭載している場合には、エンジン回転数と車輪速度からギヤ比を算出するとともに、各ギヤ段のギヤ比の設計値と比較して選択されたギヤ段を求め、運転者の要求する車両の進行方向をＥＣＵ１００が判定するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係る四輪駆動車は、登坂路発進時の後輪へのトルク伝達応答性を向上することができるという効果を奏し、電子制御カップリング装置を備えた四輪駆動車に有用である。

１ 四輪駆動車
２ 電子制御カップリング装置
１４ プロペラシャフト
１５ リヤデフピニオン
１６ リヤディファレンシャル
１７Ｌ 左前輪
１７Ｒ 右前輪
１８Ｌ 左後輪
１８Ｒ 右後輪
２１ アウタケース
２２ インナシャフト
２６ コイル
２７ ヨーク
３１ パイロットクラッチ側カム部材
３２ アーマチュア
３４ メインクラッチ側カム部材
３６ ボール
４７Ｌ 左前輪回転センサ（前輪回転検出手段）
４７Ｒ 右前輪回転センサ（前輪回転検出手段）
４８Ｌ 左後輪回転センサ（後輪回転検出手段）
４８Ｒ 右後輪回転センサ（後輪回転検出手段）
５５ シフトポジションセンサ（進行方向判定手段）
５６ ボール・カム機構
１００ ＥＣＵ（進行方向判定手段、方向相違判定手段、カム位置判定手段、制御手段）
ＰＣ パイロットクラッチ
ＭＣ メインクラッチ

Claims (1)

1. プロペラシャフトに連結されるアウタケースと、
   リヤディファレンシャルに連結され、前記アウタケースに対して相対的に回転することができるインナシャフトと、
   前記アウタケースおよび前記インナシャフトに対して相対的に回転することができるパイロットクラッチ側カム部材と、
   前記パイロットクラッチ側カム部材を前記アウタケースに摩擦係合させることができるパイロットクラッチと、
   前記インナシャフトを前記アウタケースに摩擦係合させることができるメインクラッチと、
   前記パイロットクラッチと前記メインクラッチの間に位置し、前記パイロットクラッチ側カム部材にスプライン結合したアーマチュアと、
   通電時に前記アーマチュアを磁気吸引し、前記パイロットクラッチ側カム部材を前記アウタケースに摩擦係合するよう前記パイロットクラッチを作動させるコイルと、
   前記インナシャフトにスプライン結合されるとともに前記パイロットクラッチ側カム部材との間に設けられたボールにより前記パイロットクラッチ側カム部材とボール・カム結合し、前記インナシャフトを前記アウタケースに摩擦係合するよう前記メインクラッチを作動させるメインクラッチ側カム部材と、から構成される電子制御カップリング装置を備えた四輪駆動車であって、
   運転者の要求する車両進行方向が前進方向または後退方向のいずれであるかを判定する進行方向判定手段と、
   前輪の回転速度および回転方向を検出する前輪回転検出手段と、
   後輪の回転速度および回転方向を検出する後輪回転検出手段と、
   前記前輪回転検出手段が検出した前記前輪の回転方向と前記後輪回転検出手段が検出した前記後輪の回転方向が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と相違するか否かを判定する方向相違判定手段と、
   前記前輪回転検出手段が検出した前記前輪の回転速度および回転方向と、前記後輪回転検出手段が検出した前記後輪の回転速度および回転方向との差に基づいて、前記パイロットクラッチ側カム部材と前記メインクラッチ側カム部材との間の相対的位置関係が、前記車両の前進時の位置関係であるか前記車両の後退時の位置関係であるかを判定するカム位置判定手段と、
   前記前輪の回転方向および前記後輪の回転方向が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と相違すると前記方向相違判定手段により判定されるとともに、前記カム位置判定手段により判定された前記パイロットクラッチ側カム部材と前記メインクラッチ側カム部材との間の相対的位置関係が、前記進行方向判定手段が判定した進行方向と反対の進行方向のときの相対的位置関係であるとき、前記コイルへの通電を停止する制御手段と、を備えたことを特徴とする四輪駆動車。

Images