JP2020083136A - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ性能が低下することを抑制でき、且つ、前輪側動力伝達部材の耐久性が低下することを抑制できる四輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】四輪駆動走行中であり且つ前輪１４Ｌ、１４Ｒが空転中であるときにおいて、急ブレーキ操作が行われると、噛合式クラッチ３６または前輪駆動用クラッチ５６の断接状態を切り替え、トランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路を切断する。これにより、トランスファ２２に伝達された駆動力の一部を前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する前輪側動力伝達部材が、エンジン１２およびエンジン１２からの駆動力をトランスファ２２から後輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達する後輪側動力伝達部材から切り離され、前記後輪側動力伝達部材が回転する慣性力が、前記前輪側動力伝達部材に作用されなくので、急ブレーキ操作が行われたときに前記前輪側動力伝達部材に発生するトルクを低減することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、後輪を駆動輪とした二輪駆動走行と、前輪および後輪をそれぞれ駆動輪とした四輪駆動走行と、が切り替えられる四輪駆動車両に関し、四輪駆動走行中の急ブレーキ操作時において、前輪に動力伝達可能に連結された前輪側動力伝達部材の耐久性の低下を抑制させる技術に関する。

（ａ）駆動力源からの駆動力をトランスファから後輪に伝達する一方、前記トランスファに伝達された駆動力の一部を断接装置を介して前輪に伝達する動力伝達装置を備え、（ｂ）前記断接装置の断接状態が切り替えられることにより、前記後輪を駆動輪とした二輪駆動走行と、前記前輪および前記後輪をそれぞれ駆動輪とした四輪駆動走行と、が切り替えられる四輪駆動車両が知られている。例えば、特許文献１に記載された四輪駆動車両がそれである。

特許文献１に示すような後輪駆動をベースとしたパートタイム式の四輪駆動車両においては、前記トランスファに伝達された駆動力の一部を前記前輪に伝達する前輪側動力伝達部材は、四輪駆動走行のときにしか使用されないため、一般的に、前記駆動力源からの駆動力を前記トランスファから前記後輪に伝達する後輪側動力伝達部材よりも小さなサイズとなっている。また、一般的に、ブレーキ操作による前記前輪の制動力は、例えば制動時の減速度による荷重変化に応じて前記後輪の制動力を有効に活用できるように、前記後輪の制動力に比べて大きくされている。このため、各車輪に大きな駆動トルクが伝達される四輪駆動走行中であり且つ車輪が空転中であるときにおいて、急ブレーキ操作が行われると、前記前輪側動力伝達部材および前記後輪側動力伝達部材に大きなトルクが発生するが、特に、前記前輪側動力伝達部材には前記後輪側動力伝達部材よりも大きなトルクが発生し易く、前記前輪側動力伝達部材は前記後輪側動力伝達部材よりも強度が弱いので、前記前輪側動力伝達部材の耐久性が低下する問題がある。これに対して、特許文献１では、ブレーキ操作によって前記前輪に付与される制動力を低減することにより、前記前輪側動力伝達部材の耐久性の低下を抑制することが提案されている。

特開２００１−１２２０９５号公報

しかしながら、特許文献１の四輪駆動車両のように、前記前輪側動力伝達部材の耐久性の低下を抑制するためにブレーキ操作によって前記前輪に付与される制動力を低減させると、例えばブレーキ操作が行われてから車両が停止するまでの制動距離が延びるといったブレーキ性能の低下につながってしまうという問題があった。

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、ブレーキ性能が低下することを抑制でき、且つ、前輪側動力伝達部材の耐久性が低下することを抑制できる四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）駆動力源からの駆動力をトランスファから後輪に伝達する一方、前記トランスファに伝達された駆動力の一部を断接装置を介して前輪に伝達する動力伝達装置を備えた四輪駆動車両に関して、前記断接装置の断接状態を切り替えることにより、前記後輪を駆動輪とした二輪駆動走行と、前記前輪および前記後輪をそれぞれ駆動輪とした四輪駆動走行と、を切り替える四輪駆動車両の制御装置であって、（ｂ）前記四輪駆動走行中であり且つ前記前輪および前記後輪の少なくとも１つの車輪が空転中であるときにおいて、所定速度以上の急ブレーキ操作が行われると、前記断接装置の断接状態を切り替え、前記トランスファと前記前輪との間の動力伝達経路を切断することにある。

第１発明によれば、前記四輪駆動走行中であり且つ前記前輪および前記後輪の少なくとも１つの車輪が空転中であるときにおいて、所定速度以上の急ブレーキ操作が行われると、前記断接装置の断接状態が切り替えられ、前記トランスファと前記前輪との間の動力伝達経路が切断される。これにより、前記トランスファに伝達された駆動力の一部を前記前輪に伝達する前輪側動力伝達部材が、前記駆動力源と前記駆動力源からの駆動力を前記トランスファから前記後輪に伝達する後輪側動力伝達部材とから切り離され、前記後輪側動力伝達部材が回転する慣性力が、前記前輪側動力伝達部材に作用されなくなるので、前記急ブレーキ操作が行われたときに前記前輪側動力伝達部材に発生するトルクを、例えば前記前輪側動力伝達部材に前記駆動力源と前記後輪側動力伝達部材とが連結されている場合に比較して、好適に低減することができる。また、前記急ブレーキ操作時に前記前輪の制動力を低減させないので、前記急ブレーキ操作が行われてから車両が停止するまでの制動距離が延びるといったブレーキ性能の低下を好適に抑制することができる。これによって、ブレーキ性能が低下することを抑制でき、且つ、前記前輪側動力伝達部材の耐久性が低下することを抑制できる。

本発明が好適に適用された四輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。 図１の四輪駆動車両に設けられたトランスファの構成を説明する骨子図である。 図１の電子制御装置において、四輪駆動走行中に前輪がスリップしたときにおける前輪駆動用クラッチ、噛合式クラッチのクラッチ制御の作動の一例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された四輪駆動車両１０の概略構成を説明する図である。図１に示すように、四輪駆動車両１０は、駆動力源としてのエンジン１２と、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒと、左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒと、エンジン１２からの駆動力を前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪１６Ｌ、１６Ｒとへそれぞれ伝達する動力伝達装置１８等と、を備えている。なお、後輪１６Ｌ、１６Ｒは、二輪駆動走行中のときと四輪駆動走行中のときとに、共に駆動輪となる主駆動輪である。また、前輪１４Ｌ、１４Ｒは、二輪駆動走行中のときに従動輪となり且つ四輪駆動走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。四輪駆動車両１０は、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）をベースとする四輪駆動車両である。

動力伝達装置１８は、図１に示すように、自動変速機２０と、トランスファ２２と、フロントプロペラシャフト２４およびリヤプロペラシャフト２６と、前輪用差動歯車装置２８と、後輪用差動歯車装置３０と、左右一対の前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒと、左右一対の後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ等と、を備えている。動力伝達装置１８では、自動変速機２０を介して伝達されたエンジン１２からの駆動力を、トランスファ２２から、例えば、リヤプロペラシャフト２６、後輪用差動歯車装置３０、後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ等を順次介して後輪１６Ｌ、１６Ｒへ伝達する。また、動力伝達装置１８では、トランスファ２２に伝達されたエンジン１２からの駆動力の一部が前輪１４側へ分配されると、その分配された駆動力を、例えば、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８、前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ等を順次介して前輪１４Ｌ、１４Ｒへ伝達する。なお、動力伝達装置１８には、前輪用差動歯車装置２８と前輪車軸３２Ｒとの間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する噛合式クラッチ（断接装置）３６が備えられている。また、自動変速機２０では、例えば、複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に作動させられることによって、複数段の前進ギヤ段、および１段の後進ギヤ段が成立するようになっている。

噛合式クラッチ３６は、図１に示すように、第１回転部材３８と、第２回転部材４０と、可動スリーブ４２と、アクチュエータ４４と、を備えている。第１回転部材３８は、前輪用差動歯車装置２８に設けられたサイドギヤ２８ａに動力伝達可能に連結されている。第２回転部材４０は、前輪車軸３２Ｒに動力伝達可能に連結されている。可動スリーブ４２には、第２回転部材４０の外周面に形成された第２クラッチ歯４０ａと前進車軸３２Ｌ、３２Ｒの回転軸線Ｃ方向において相対移動可能に常時噛み合い且つ第１回転部材３８の外周面に形成された第１クラッチ歯３８ａにも噛み合い可能な内周歯４２ａが形成されている。アクチュエータ４４は、可動スリーブ４２を、その可動スリーブ４２の内周歯４２ａが第１クラッチ歯３８ａに噛み合う噛合位置と、第１クラッチ歯３８ａに噛み合わない非噛合位置と、に回転軸線Ｃ方向に移動させる。なお、アクチュエータ４４は、後述する電子制御装置（制御装置）１００から供給される第１駆動電流Ｉ１によって、可動スリーブ４２を前記噛合位置と前記非噛合位置とに選択的に移動させる。

図２はトランスファ２２の概略構成を説明する骨子図である。図２に示すように、トランスファ２２は、非回転部材としてのトランスファケース４６を備えている。トランスファ２２は、トランスファケース４６内において、入力軸４８と、後輪側出力軸５０と、前輪駆動用ドライブスプロケット５２と、ハイロー切替機構５４と、前輪駆動用クラッチ（断接装置）５６と、を共通の第１回転軸線Ｃ１まわりに備えている。入力軸４８は、自動変速機２０を介してエンジン１２に動力伝達可能に連結されている。後輪側出力軸５０は、リヤプロペラシャフト２６に動力伝達可能に連結されており、後輪側出力軸５０は、エンジン１２から入力軸４８に伝達される駆動力を後輪１６Ｌ、１６Ｒへ出力する。前輪駆動用ドライブスプロケット５２は、後輪側出力軸５０に対して相対回転可能に後輪側出力軸５０に支持されており、前輪駆動用ドライブスプロケット５２は、例えば前輪駆動用クラッチ５６によって前輪駆動用ドライブスプロケット５２にエンジン１２からの駆動力の一部が伝達されると、そのエンジン１２からの駆動力の一部をフロントプロペラシャフト２４に出力する。ハイロー切替機構５４は、入力軸４８の回転を変速して後輪側出力軸５０へ伝達する副変速機として機能する。前輪駆動用クラッチ５６は、多板の湿式クラッチであり、前輪駆動用クラッチ５６は、後輪側出力軸５０に伝達された駆動力の一部を前輪駆動用ドライブスプロケット５２に伝達、すなわち後輪側出力軸５０から前輪駆動用ドライブスプロケット５２へ伝達する伝達トルクを調整する。すなわち、前輪駆動用クラッチ５６は、後輪側出力軸５０と前輪駆動用トライブスプロケット５２との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する断接装置として機能する。

また、トランスファ２２は、トランスファケース４６内において、前輪側出力軸５８と、前輪駆動用ドリブンスプロケット６０と、を共通の第２回転軸線Ｃ２回りに備えている。さらに、トランスファ２２は、前輪駆動用チェーン６２と、デフロック機構（断接装置）６４と、を備えている。前輪側出力軸５８は、フロントプロペラシャフト２４に動力伝達可能に連結されている。前輪駆動用ドリブンスプロケット６０は、前輪側出力軸５８に一体的に設けられている。前輪駆動用チェーン６２は、前輪駆動用ドライブスプロケット５２と前輪駆動用ドリブンスプロケット６０とにそれぞれ掛けられ、前輪駆動用ドライブスプロケット５２と前輪駆動用ドリブンスプロケット６０とを動力伝達可能に連結する。デフロック機構６４は、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２とを選択的に連結するドグクラッチであり、デフロック機構６４は、リヤプロペラシャフト２６とフロントプロペラシャフト２４との間の回転差動が制限されない差動状態と、それらの間の回転差動が制限された非差動状態と、を選択的に切り替える。すなわち、デフロック機構６４は、後輪側出力軸５０と前輪駆動用トライブスプロケット５２との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する断接装置として機能する。

ハイロー切替機構５４は、図２に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車装置６６と、ハイロースリーブ６８と、を備えている。遊星歯車装置６６は、入力軸４８に動力伝達可能に連結されたサンギヤＳと、トランスファケース４６に第１回転軸線Ｃ１まわりの回転が不能に連結されたリングギヤＲと、これらサンギヤＳおよびリングギヤＲに噛み合う複数のピニオンギヤＰを自転可能且つ第１回転軸線Ｃ１まわりの公転可能に支持するキャリアＣＡと、を有している。このため、ハイロー切替機構５４において、サンギヤＳの回転速度は、入力軸４８に対して等速であり、キャリアＣＡの回転速度は、入力軸４８に対して減速する。なお、図２に示すように、サンギヤＳの内周面には、ハイ側ギヤ歯７０が形成されており、キャリアＣＡには、ハイ側ギヤ歯７０と同径のロー側ギヤ歯７２が形成されている。

ハイロースリーブ６８は、後輪側出力軸５０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に相対移動可能且つ後輪側出力軸５０に対して相対回転不能に、後輪側出力軸５０にスプライン嵌合されている。ハイロースリーブ６８には、フォーク連結部６８ａと、フォーク連結部６８ａに隣接して一体的に設けられた外周歯６８ｂと、が備えられている。なお、ハイロー切替機構５４では、ハイロースリーブ６８が後輪側出力軸５０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられて、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがハイ側ギヤ歯７０に噛み合うと、入力軸４８の回転と等速の回転を後輪側出力軸５０へ伝達する高速側ギヤ段Ｈが形成される。また、ハイロー切替機構５４では、ハイロースリーブ６８が後輪側出力軸５０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられて、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがロー側ギヤ歯７２に噛み合うと、入力軸４８の回転に対して減速された回転を後輪側出力軸５０へ伝達する低速側ギヤ段Ｌが形成される。

デフロック機構６４は、図２に示すように、前輪駆動用ドライブスプロケット５２の内周面に形成されたロック歯７４と、後輪側出力軸５０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に相対移動可能且つ後輪側出力軸５０に対して相対回転不能に、後輪側出力軸５０にスプライン嵌合されたロックスリーブ７６と、を備えている。ロックスリーブ７６には、ロック歯７４に噛合可能な外周歯７６ａが形成されている。なお、デフロック機構６４では、ロックスリーブ７６が後輪側出力軸５０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動させられて、ロックスリーブ７６の外周歯７６ａがロック歯７４に噛み合うと、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２とが一体的に回転する。

トランスファ２２は、図２に示すように、コイル状の第１スプリング７８と、コイル状の第２スプリング８０と、を備えている。第１スプリング７８は、ハイロースリーブ６８とロックスリーブ７６との間に圧縮された状態で配設されており、ハイロースリーブ６８とロックスリーブ７６とを相互に離間させる方向へ付勢する。第２スプリング８０は、後輪側出力軸５０に形成された凸部５０ａとロックスリーブ７６との間に圧縮された状態で配設されており、ロックスリーブ７６をロック歯７４から離間する方向へ付勢する。なお、トランスファ２２では、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがロー側ギヤ歯７２に噛み合うと、ロックスリーブ７６が第１スプリング７８の付勢力によってロック歯７４に接近する方向に第２スプリング８０の付勢力に抗して移動して、ロックスリーブ７６の外周歯７６ａがロック歯７４に噛み合うようになっている。また、トランスファ２２では、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがハイ側ギヤ歯７０に噛み合うと、ロックスリーブ７６が第２スプリング８０の付勢力によってロック歯７４から離間する方向に第１スプリング７８の付勢力に抗して移動して、ロックスリーブ７６の外周歯７６ａがロック歯７４から離れる。

前輪駆動用クラッチ５６は、図２に示すように、クラッチハブ８２と、クラッチドラム８４と、摩擦係合要素８６と、ピストン８８と、を備えている。クラッチハブ８２は、後輪側出力軸５０に動力伝達可能に連結されている。クラッチドラム８４は、前輪駆動用ドライブスプロケット５２に動力伝達可能に連結されている。摩擦係合要素８６は、クラッチハブ８２に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能且つクラッチハブ８２に対して動力伝達可能に設けられた複数枚の第１摩擦板８６ａと、クラッチドラム８４に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能且つクラッチドラム８４に対して動力伝達可能に設けられた複数枚の第２摩擦板８６ｂと、を有している。ピストン８８は、摩擦係合要素８６に当接して第１摩擦板８６ａと第２摩擦板８６ｂとを挟圧する。

トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５６が解放状態であり且つデフロック機構６４においてロックスリーブ７６の外周歯７６ａとロック歯７４とが噛み合っていない解放状態である場合には、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が切断されるので、エンジン１２から自動変速機２０を介して伝達された駆動力を後輪１６Ｌ、１６Ｒのみへすなわちリヤプロペラシャフト２６へ伝達する。また、トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５６がスリップ係合状態または完全係合状態である場合、または、デフロック機構６４においてロックスリーブ７６の外周歯７６ａとロック歯７４とが噛み合っている係合状態である場合には、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が接続されるので、エンジン１２から自動変速機２０を介して伝達された駆動力を前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、１６Ｒにすなわちフロントプロペラシャフト２４およびリヤプロペラシャフト２６にそれぞれに分配する。

トランスファ２２は、ハイロー切替機構５４、前輪駆動用クラッチ５６、およびデフロック機構６４を作動させる装置として、図２に示すように、電動モータ９０と、電動モータ９０の回転運動を直線運動に変換するねじ機構９２と、ねじ機構９２で変換された直線運動する力をハイロー切替機構５４、前輪駆動用クラッチ５６、およびデフロック機構６４へそれぞれ伝達する伝達機構９４と、を備えている。

ねじ機構９２は、後輪側出力軸５０と同じ軸心である第１回転軸線Ｃ１上に配置されており、ねじ軸部材９６とナット部材９８とを備えている。ねじ軸部材９６は、ウォームギヤ１０２を介して電動モータ９０に間接的に連結されている。ナット部材９８は、ねじ軸部材９６が第１回転軸線Ｃ１まわりに回転することによってねじ軸部材９６に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に、ねじ軸部材９６に螺合されている。また、ウォームギヤ１０２は、電動モータ９０のモータシャフトと一体的に形成されたウォーム１０４と、ねじ軸部材９６に一体的に形成されたウォームホイール１０６と、を備えた歯車対である。このように構成されることによって、ねじ機構９２は、ウォームギヤ１０２を介してねじ軸部材９６に伝達された電動モータ９０から回転を、ナット部材９８の第１回転軸線Ｃ１方向の直線運動に変換する。

伝達機構９４は、図２に示すように、フォークシャフト１０８と、フォーク１１０と、を備えている。フォークシャフト１０８は、第１回転軸線Ｃ１と平行な第３回転軸線Ｃ３上に配設されており、フォークシャフト１０８は、ナット部材９８に動力伝達可能に連結されている。フォーク１１０は、フォークシャフト１０８に固設されており、フォーク１１０は、ハイロースリーブ６８のフォーク連結部６８ａに連結されている。このため、伝達機構９４は、ねじ機構９２においてナット部材９８が直線運動する力を、フォークシャフト１０８およびフォーク１１０を介してハイロー切替機構５４のハイロースリーブ６８へ伝達する。なお、伝達機構９４は、ねじ機構９２においてナット部材９８が直線運動する力を、ハイロースリーブ６８へ伝達すると共に、第１スプリング７８および第２スプリング８０によってデフロック機構６４のロックスリーブ７６へ伝達する。

図２に示すように、前輪駆動用クラッチ５６のピストン８８は、ねじ機構９２のナット部材９８に対して第１回転軸線Ｃ１まわりの相対回転が可能且つナット部材９８に対して第１回転軸線Ｃ１方向の相対移動が不能に、ナット部材９８に連結されている。これによって、ねじ機構９２においてナット部材９８が直線運動する力は、ピストン８８を介して前輪駆動用クラッチ５６の摩擦係合要素８６に伝達される。

また、図１に戻って、四輪駆動車両１０には、常用ブレーキとして良く知られた所謂ディスクブレーキである、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒに制動力（制動トルク）を発生させる制動装置１１２が備えられている。制動装置１１２は、図１に示すように、前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒおよび後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒにそれぞれ固設され、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび左右一対の後輪１６Ｌ、１６Ｒのそれぞれの車輪と共に回転するディスク１１４と、車体に連結されたサスペンションを構成する部材等に配設され、ブレーキペダル１１６の操作量に応じてマスターシリンダ１１８等からブレーキ油圧Ｂｒ（ＭＰａ）が供給されることによりブレーキパッド（図示しない）を介してディスク１１４を挟圧するキャリパ１２０と、ブレーキアクチュエータ１２２等と、を備えている。なお、ブレーキアクチュエータ１２２は、例えば、ブレーキ油圧Ｂｒの元圧を発生させる油圧ポンプやアキュムレータ、および各車輪に備えられたキャリパ１２０のブレーキ油圧Ｂｒを調圧する複数個のソレノイドバルブ１２４等を備え、電子制御装置１００からの指令信号に従って各車輪のキャリパ１２０へブレーキ油圧Ｂｒを供給するとともにその供給されるブレーキ油圧Ｂｒを調圧制御する装置である。

以上のように構成された四輪駆動車両１０では、電子制御装置１００から電動モータ９０に供給される第２駆動電流Ｉ２によって電動モータ９０のモータシャフトの回転量が制御され且つ電子制御装置１００から噛合式クラッチ３６のアクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１によって可動スリープ４２の位置が制御されることより、すなわち、噛合式クラッチ３６の断接状態、前輪駆動用クラッチ５６の断接状態、およびデフロック機構６４の断接状態がそれぞれ切り替えられることにより、二輪駆動走行と四輪駆動走行とが選択的に切り替えられる。なお、上記した噛合式クラッチ３６の断接状態とは、噛合式クラッチ３６によって前輪車軸３２Ｒと前輪用差動歯車装置３０との間の動力伝達経路が切断されている状態と、噛合式クラッチ３６によって前輪車軸３２Ｒと前輪用差動歯車装置３０との間の動力伝達経路が接続されている状態と、を意味している。また、上記した前輪駆動用クラッチ５６の断接状態とは、前輪駆動用クラッチ５６によって後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が切断されている状態と、前輪駆動用クラッチ５６によって後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が接続されている状態と、を意味している。また、上記したデフロック機構６４の断接状態とは、デフロック機構６４によって後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が切断されている状態と、デフロック機構６４によって後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が接続されている状態と、を意味している。

たとえば、電子制御装置１００でＨ２走行モード（二輪駆動走行モード）が選択されると、前記モータシャフトの回転量が制御されることによって、前記モータシャフトの回転によって移動させられるナット部材９８の移動位置が、ピストン８８が前輪駆動用クラッチ５６の摩擦係合要素８６から離間させられ且つハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがハイ側ギヤ歯７０に噛み合うＨ２位置に移動させられる。そして、電子制御装置１００でＨ２走行モードが選択されているときには、電子制御装置１００から噛合式クラッチ３６のアクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１によって可動スリーブ４２が前記非噛合位置に移動させられる。これによって、ハイロー切替機構５４で高速側ギヤ段Ｈが形成され且つエンジン１２の駆動力が後輪１６Ｌ、１６Ｒのみに伝達されるＨ２走行すなわち二輪駆動走行が行われる。

また、電子制御装置１００でＨ４走行モード（四輪駆動走行モード）が選択されると、前記モータシャフトの回転量が制御されることによって、前記モータシャフトの回転によって移動させられるナット部材９８の移動位置が、ピストン８８が前輪駆動用クラッチ５６の摩擦係合要素８６を押圧し且つハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがハイ側ギヤ歯７０に噛み合うＨ４位置に移動させられる。そして、電子制御装置１００でＨ４走行モードが選択されているときには、電子制御装置１００から噛合式クラッチ３６のアクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１によって可動スリーブ４２が前記噛合位置に移動させられる。これによって、ハイロー切替機構５４で高速側ギヤ段Ｈが形成され且つエンジン１２の駆動力が後輪１６Ｌ、１６Ｒだけでなくエンジン１２の駆動力の一部が前輪１４Ｌ、１４Ｒにも伝達されるＨ４走行すなわち四輪駆動走行が行われる。

また、電子制御装置１００でＬ４走行モード（四輪駆動走行モード）が選択されると、前記モータシャフトの回転量が制御されることによって、前記モータシャフトの回転によって移動させられるナット部材９８の移動位置が、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがロー側ギヤ歯７２に噛み合うＬ４位置に移動させられる。そして、電子制御装置１００でＬ４走行モードが選択されているときには、電子制御装置１００から噛合式クラッチ３６のアクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１によって可動スリーブ４２が前記噛合位置に移動させられる。これによって、ハイロー切替機構５４で低速側ギヤ段Ｌが形成され且つエンジン１２の駆動力が後輪１６Ｌ、１６Ｒだけでなくそのエンジン１２の駆動力の一部が前輪１４Ｌ、１４Ｒにも伝達されるＬ４走行すなわち四輪駆動走行が行われる。なお、前述したように、ハイロースリーブ６８の外周歯６８ｂがロー側ギヤ歯７２に噛み合うと、第１スプリング７８および第２スプリング８０の付勢力によって、ロックスリーブ７６の外周歯７６ａがロック歯７４に噛み合うようになっている。

図１に示すように、電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより四輪駆動車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置１００は、四輪駆動車両１０に設けられた各センサにより検出された各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、エンジン回転速度センサ１３０により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）を表す信号と、車輪速センサ１３２により検出される車輪速度Ｗ（ｒｐｍ）すなわち前輪１４Ｌ、前輪１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、後輪１６Ｒの車輪速度Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ（ｒｐｍ）を表す信号と、シフトセンサ１３４によって検出される図示しないシフトレバーのシフト操作位置Ｐｓｈを表す信号と、４ＷＤ切替スイッチ１３６により検出される運転者からの４輪駆動走行への切替要求を表す４ＷＤ切替信号４ＷＤｏｎと、モータ回転角度センサ１３８により検出される電動モータ９０のモータシャフトの回転角度θ（ｄｅｇ）を表す信号と、ローギヤ位置検出スイッチ１４０により検出されるフォークシャフト１０８がローギヤ位置であるか否かを表すＯＮ、ＯＦＦ信号、すなわち、ローギヤ位置検出スイッチ１４０により検出されるナット部材９８の移動位置が前記Ｌ４位置であるか否かを表すＯＮ，ＯＦＦ信号と、ブレーキスイッチ１４２により検出されるブレーキペダル１１６が運転者によって踏込操作すなわちブレーキ操作が行われているか否かを表すＯＮ、ＯＦＦ信号と、油圧センサ１４４により検出されるマスターシリンダ１１８内のブレーキ油圧Ｂｒ（ＭＰａ）を表す信号と、が電子制御装置１００に入力される。

また、電子制御装置１００から、四輪駆動車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、噛合式クラッチ３６を制御するために、すなわち噛合式クラッチ３６の可動スリーブ４２を前記噛合位置と前記非噛合位置とに移動するために、アクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１（Ａ）と、前輪駆動用クラッチ５６およびデフロック機構６４をそれぞれ制御するために、すなわちナット部材９８の移動位置を制御するために、電動モータ９０に供給される第２駆動電流Ｉ２（Ａ）等と、が電子制御装置１００から各部へ供給される。

図１に示すように、電子制御装置１００には、過大トルク発生条件成立判定部１５０と、急ブレーキ操作判定部１５２と、走行モード判定部１５４と、クラッチ制御部１５６と、４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８と、が備えられている。

過大トルク発生条件成立判定部１５０は、急なブレーキ操作が行われたときに、例えば前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ等の前輪側動力伝達部材に過大なトルクが発生する過大トルク発生条件が成立しているか否かを判定する。例えば、過大トルク発生条件成立判定部１５０は、エンジン回転速度Ｎｅが４５００（ｒｐｍ）以上である第１条件と、自動変速機２０のギヤ段が第１速ギヤ段（１ｓｔ）または後進ギヤ段（Ｒｅｖ）である第２条件と、四輪駆動車両１０が四輪駆動走行中である第３条件と、前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップ中すなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒが空転中である第４条件と、がそれぞれ満たされているときに、前記過大トルク発生条件が成立していると判定する。なお、前記第２条件では、例えば、自動変速機２０に設けられた複数の油圧式摩擦係合装置のうちの係合している油圧式摩擦係合装置の組み合わせと、シフトセンサ１３４から検出されるシフト操作位置Ｐｓｈと、から、自動変速機２０において第１速ギヤ段または後進ギヤ段が成立しているかを判定する。また、前記第３条件では、例えば、運転者が４ＷＤ切替スイッチ１３６を操作しているか否かによって、四輪駆動走行中であるかを判定する。また、前記第４条件では、例えば、車輪速センサ１３２から検出される前輪１４Ｌの車輪速度Ｗｆｌ（ｒｐｍ）と前輪１４Ｒの車輪速度Ｗｆｒ（ｒｐｍ）との差が予め設定された所定値以上であると、前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップ中（空転中）であると判定する。

急ブレーキ操作判定部１５２は、過大トルク発生条件成立判定部１５０で前記過大トルク発生条件が成立していると判定されると、ブレーキペダル１１６の急な踏み込み操作すなわち急ブレーキ操作が行われているか否かを判定する。例えば、急ブレーキ操作判定部１５２は、ブレーキペダル１１６が踏み込まれて、マスターシリンダ１１８内のブレーキ油圧Ｂｒ（ＭＰａ）が予め設定された所定速度ＶＢ（ＭＰａ／ｓｅｃ）以上すなわち３０ＭＰａ／ｓｅｃ以上で上昇しているときに、急ブレーキ操作が行われていると判定する。

走行モード判定部１５４は、過大トルク発生条件成立判定部１５０で前記過大トルク発生条件が成立していると判定され、且つ、急ブレーキ操作判定部１５２で急ブレーキ操作が行われていると判定されると、四輪駆動走行中においてＨ４走行モードが選択されているか、またはＬ４走行モードが選択されているかを判定する。すなわち、走行モード判定部１５４は、四輪駆動走行中においてＨ４走行モードが選択されているか否かを判定する。例えば、走行モード判定部１５４は、ローギヤ位置検出スイッチ１４０によってナット部材９８の移動位置が前記Ｌ４位置でないと検出されると、Ｈ４走行モードが選択されていると判定する。また、走行モード判定部１５４は、ローギヤ位置検出スイッチ１４０によってナット部材９８の移動位置が前記Ｌ４位置であると検出されると、Ｈ４走行モードが選択されていないすなわちＬ４走行モードが選択されていると判定する。

クラッチ制御部１５６は、走行モード判定部１５４でＨ４走行モードが選択されていると判定されると、前輪駆動用クラッチ５６において摩擦係合要素８６を押圧しているピストン８８が摩擦係合要素８６から離間するように、電動モータ９０に供給される第２駆動電流Ｉ２（Ａ）を制御し、前輪駆動用クラッチ５６の断接状態を切り替える。これにより、トランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路、すなわち後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が切断される。

また、クラッチ制御部１５６は、走行モード判定部１５４でＨ４走行モードが選択されていないと判定、すなわち走行モード判定部１５４でＬ４走行モードが選択されていると判定されると、噛合式クラッチ３６において前記噛合位置に配置されている可動スリーブ４２が前記噛合位置から前記非噛合位置に移動するように、アクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１（Ａ）を制御し、噛合式クラッチ３６の断接状態を切り替える。これにより、トランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路、すなわち前輪用差動歯車装置２８と前輪車軸３２Ｒとの間の動力伝達経路が切断される。

４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８は、クラッチ制御部１５６で前輪駆動用クラッチ５６または噛合式クラッチ３６によってトランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路が切断されると、そのトランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路を再度接続する条件すなわち４ＷＤ復帰条件が成立したか否かを判定する。例えば、４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８は、ブレーキスイッチ１４２によってブレーキペダル１１６が解放されたと検出されると、前記４ＷＤ復帰条件が成立したと判定する。

クラッチ制御部１５６は、前輪駆動用クラッチ５６によって後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路を切断し、４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８で前記４ＷＤ復帰条件が成立したと判定されると、前輪駆動用クラッチ５６において摩擦係合要素８６から離間しているピストン８８が摩擦係合要素８６を押圧するように、電動モータ９０に供給される第２駆動電流Ｉ２（Ａ）を制御し、前輪駆動用クラッチ５６の断接状態を切り替える。これにより、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が接続される。

また、クラッチ制御部１５６は、噛合式クラッチ３６によって前輪用差動歯車装置２８と前輪車軸３２Ｒとの間の動力伝達経路を切断し、４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８で前記４ＷＤ復帰条件が成立したと判定されると、噛合式クラッチ３６において前記非噛合位置に配置されている可動スリーブ４２が前記非噛合位置から前記噛合位置に移動するように、アクチュエータ４４に供給される第１駆動電流Ｉ１（Ａ）を制御し、噛合式クラッチ３６の断接状態を切り替える。これにより、前輪用差動歯車装置２８と前輪車軸３２Ｒとの間の動力伝達経路が接続される。

図３は、電子制御装置１００において、四輪駆動走行中に前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップしたときにおける前輪駆動用クラッチ５６、噛合式クラッチ３６のクラッチ制御の作動の一例を説明するフローチャートである。

先ず、過大トルク発生条件成立判定部１５０の機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記過大トルク発生条件が成立したか否かが判定される。Ｓ１の判定が肯定されると、急ブレーキ操作判定部１５２の機能に対応するＳ２が実行されるが、Ｓ１の判定が否定されると再度Ｓ１が実行される。Ｓ２では、ブレーキペダル１１６の急な踏み込み操作すなわち急ブレーキ操作が行われているか否かが判定される。Ｓ２の判定が肯定されると、走行モード判定部１５４の機能に対応するＳ３が実行されるが、Ｓ２の判定が否定されるとＳ１が実行される。

Ｓ３では、四輪駆動走行中においてＨ４走行モードが選択されているか否かが判定される。Ｓ３の判定が肯定されると、すなわちＨ４走行モードが選択されていると、クラッチ制御部１５６の機能に対応するＳ４が実行されるが、Ｓ３の判定が否定されると、すなわちＬ４走行モードが選択されていると、クラッチ制御部１５６の機能に対応するＳ５が実行される。Ｓ４では、前輪駆動用クラッチ５６が解放させられる。Ｓ５では、噛合式クラッチ３６が解放させられる。

次に、４ＷＤ復帰条件成立判定部１５８の機能に対応するＳ６では、ブレーキペダル１１６が解放されて前記４ＷＤ復帰条件が成立したか否かが判定される。Ｓ６の判定が肯定されると、クラッチ制御部１５６の機能に対応するＳ７が実行されるが、Ｓ６の判定が否定されると、再度Ｓ６が実行させられる。Ｓ７では、解放されたクラッチ、すなわち前輪駆動用クラッチ５６または噛合式クラッチ３６が再係合させられる。

上述のように、本実施例の四輪駆動車両１０の制御装置１００によれば、四輪駆動走行中であり且つ前輪１４Ｌ、１４Ｒが空転中であるときにおいて、ブレーキ油圧Ｂｒ（ＭＰａ）が所定速度ＶＢ（ＭＰａ／ｓｅｃ）以上で上昇する急ブレーキ操作が行われると、噛合式クラッチ３６または前輪駆動用クラッチ５６の断接状態を切り替えられ、トランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路が切断される。これにより、トランスファ２２に伝達された駆動力の一部を前輪１４Ｌ、１４Ｒに伝達する前輪側動力伝達部材例えば前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒ等が、エンジン１２とエンジン１２からの駆動力をトランスファ２２から後輪１６Ｌ、１６Ｒに伝達する後輪側動力伝達部材例えば後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ、リヤプロペラシャフト２６等とから切り離され、例えば、後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ、リヤプロペラシャフト２６等が回転する慣性力が、前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒに作用されなくなるので、前記急ブレーキ操作が行われたときに前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒに発生するトルクを、例えば前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒにエンジン１２と後輪車軸３４Ｌ、３４Ｒ、リヤプロペラシャフト２６等とが連結されている場合に比較して、好適に低減することができる。また、前記急ブレーキ操作時に前輪１４Ｌ、１４Ｒの制動力を低減させないので、前記急ブレーキ操作が行われてから車両が停止するまでの制動距離が延びるといったブレーキ性能の低下を好適に抑制することができる。これによって、ブレーキ性能が低下することを抑制でき、且つ、前輪車軸３２Ｌ、３２Ｒの耐久性が低下することを抑制できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例１において、トランスファ２２には、前輪駆動用クラッチ５６とデフロック機構６４とが備えられていたが、どちらか１つを取り外しても良い。さらに、四輪駆動車両１０には、噛合式クラッチ３６が設けられていたが、噛合式クラッチ３６を取り外しても良い。すなわち、前輪駆動用クラッチ５６とデフロック機構６４とのどちらか一方の断接装置によって、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が選択的に切断または接続されることにより、二輪駆動走行と四輪駆動走行とを切り替えるようにしても良い。このような四輪駆動車両では、前記過大トルク発生条件が成立して急ブレーキ操作が行われると、前記一方の断接装置の断接状態が切り替えられ、後輪側出力軸５０と前輪駆動用ドライブスプロケット５２との間の動力伝達経路が切断される。

また、前述の実施例１において、走行モード判定部１５４でＨ４走行モードが選択されていると判定されると、前輪駆動用クラッチ５６を解放したが、例えば前輪駆動用クラッチ５６にかえて噛合式クラッチ３６を解放させても良い。なお、前輪駆動用クラッチ５６においてピストン８８が摩擦係合要素８６を押圧している状態からピストン８８を摩擦係合要素８６から離間させるまでに必要とするピストン８８のストロークは、噛合式クラッチ３６において可動スリーブ４２が前記噛合位置から前記非噛合位置に移動するまでに必要とする可動スリーブ４２のストロークより短いので、前輪駆動用クラッチ５６を使用すると、急ブレーキ操作が行われてからトランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路を切断するまでにかかる時間が好適に短くなる。また、前輪駆動用クラッチ５６は、湿式多板クラッチであるので、噛合式クラッチ３６に比較して再係合性が良い。

また、前述の実施例１において、走行モード判定部１５４でＬ４走行モードが選択されていると判定されると、噛合式クラッチ３６を解放したが、例えば噛合式クラッチ３６にかえてデフロック機構６４でトランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路を切断しても良い。なお、噛合式クラッチ３６において可動スリーブ４２が前記噛合位置から前記非噛合位置に移動するまでに必要とする可動スリーブ４２のストロークは、デフロック機構６４においてロックスリーブ７６の外周歯７６ａがロック歯７４に噛み合っている状態からその外周歯７６ａがロック歯７４から離間させるまでに必要とするロックスリーブ７６のストロークより短いので、噛合式クラッチ３６を使用すると、急ブレーキ操作が行われてからトランスファ２２と前輪１４Ｌ、１４Ｒとの間の動力伝達経路を切断するまでにかかる時間が好適に短くなる。

また、前述の実施例１の過大トルク発生条件成立判定部１５０において、前記過大トルク発生条件の１つの前記第４条件は、前輪１４Ｌ、１４Ｒがスリップ中であるという条件であったが、例えば前輪１４Ｌ、１４Ｒおよび後輪１６Ｌ、１６Ｒの少なくとも１つの車輪がスリップ中（空転中）であるという条件に変更しても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：四輪駆動車両
１２：エンジン（駆動力源）
１４Ｌ、１４Ｒ：前輪
１６Ｌ、１６Ｒ：後輪
１８：動力伝達装置
２２：トランスファ
３６：噛合式クラッチ（断接装置）
５６：前輪駆動用クラッチ（断接装置）
６４：デフロック機構（断接装置）
１００：電子制御装置（制御装置）
１５０：過大トルク発生条件成立判定部
１５２：急ブレーキ操作判定部
１５６：クラッチ制御部
ＶＢ：所定速度

Claims (1)

1. 駆動力源からの駆動力をトランスファから後輪に伝達する一方、前記トランスファに伝達された駆動力の一部を断接装置を介して前輪に伝達する動力伝達装置を備えた四輪駆動車両に関して、前記断接装置の断接状態を切り替えることにより、前記後輪を駆動輪とした二輪駆動走行と、前記前輪および前記後輪をそれぞれ駆動輪とした四輪駆動走行と、を切り替える四輪駆動車両の制御装置であって、
   前記四輪駆動走行中であり且つ前記前輪および前記後輪の少なくとも１つの車輪が空転中であるときにおいて、所定速度以上の急ブレーキ操作が行われると、前記断接装置の断接状態を切り替え、前記トランスファと前記前輪との間の動力伝達経路を切断する
   ことを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。

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