JP2020131814A - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二輪駆動状態において好適に動力伝達部材の回転を停止させる四輪駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】状態判定部１４６によってフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐが所定回転速度Ｎｐｃ以上であると判定されたときに、アクチュエータ制御部１４４によって、アクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に噛合式クラッチ１０４の入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを一時的に噛み合わせる指令が与えられる。これにより、噛合式クラッチ１０４の入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとが一時的に噛み合わされて、フロントプロペラシャフト２４に、フロントプロペラシャフト２４の回転を継続させてしまう原因となる前輪駆動用クラッチ４６での引摺トルクより大きい強制力が、前輪１４Ｌ、１４Ｒからフロントプロペラシャフト２４に一時的に伝達させられる。【選択図】図１

Description

本発明は、二輪駆動状態において噛合式クラッチと湿式多板クラッチとをそれぞれ解放させて動力伝達部材を駆動力源と左右の副駆動輪とから切り離す四輪駆動車両に関し、前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ解放させたときに前記動力伝達部材の回転を好適に停止させる技術に関する。

（ａ）駆動力源と動力伝達部材との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する湿式多板クラッチと、（ｂ）前記動力伝達部材と左右の副駆動輪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と、を備え、（ｃ）前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ解放させることにより前記駆動力源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する二輪駆動状態と、（ｄ）前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ係合させることにより前記駆動力源から前記左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する四輪駆動状態と、が選択される四輪駆動車両が知られている。例えば、特許文献１に示す四輪駆動車両がそれである。なお、特許文献１に示す四輪駆動車両では、二輪駆動状態において前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとがそれぞれ解放されることによって、前記動力伝達部材が前記駆動力源と前記左右の副駆動輪とから切り離される。これにより、前記動力伝達部材の回転が停止するので、二輪駆動状態において前記動力伝達部材の回転による動力損失を好適に低減することができる。

特開２０１６−２１０３２５号公報

ところで、特許文献１のような四輪駆動車両において、前記湿式多板クラッチは、ディスク間すなわち摩擦板との間に介在するオイルのせん断力により、前記湿式多板クラッチを解放しても引摺トルクが存在する。このため、前記噛合式クラッチを駆動する第１アクチュエータと前記湿式多板クラッチを駆動する第２アクチュエータとに、前記噛合式クラッチおよび前記湿式多板クラッチをそれぞれ解放状態にする指令を与えたとしても、前記湿式多板クラッチの引摺トルクにより前記駆動力源の駆動力の一部が前記動力伝達部材に伝達するので、前記動力伝達部材の回転が停止しない場合があった。

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、二輪駆動状態において好適に動力伝達部材の回転を停止させる四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。

本発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、前記湿式多板クラッチと前記噛合式クラッチとをそれぞれ解放させても前記動力伝達部材が回転しているときにおいて、例えば、スロットルを全開にして加速するＷＯＴ（Wide Open Throttle）加速、路面断差超え等のように、外力が加わる状態となると前記動力伝達部材の回転が停止する現象に着目し、前記動力伝達部材が回転しているときにその回転を継続させてしまう原因となる前記湿式多板クラッチでの引摺トルクより大きな強制力を一時的に前記動力伝達部材に発生させると、前記動力伝達部材の回転を好適に停止させられることを見いだした。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。

すなわち、第１発明の要旨とするところは、（ａ）駆動力源と動力伝達部材との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する湿式多板クラッチと、前記動力伝達部材と左右の副駆動輪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と、を備え、（ｂ）前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ解放させることにより前記駆動力源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する二輪駆動状態と、前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ係合させることにより前記駆動力源から前記左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する四輪駆動状態と、が選択される四輪駆動車両の、制御装置であって、（ｃ）前記噛合式クラッチを駆動する第１アクチュエータに前記噛合式クラッチを解放状態にする指令を、前記湿式多板クラッチを駆動する第２アクチュエータに前記湿式多板クラッチを解放状態にする指令を、それぞれ与えているときに、前記動力伝達部材の回転速度が予め設定された所定回転速度以上であるか否かを判定する状態判定部と、（ｄ）前記状態判定部によって前記動力伝達部材の回転速度が前記所定回転速度以上であると判定されたときに、前記第１アクチュエータに前記噛合式クラッチの入力側噛合歯と出力側噛合歯とを一時的に接触させる指令を与えるアクチュエータ制御部と、を備えていることにある。

第１発明によれば、前記状態判定部によって前記動力伝達部材の回転速度が前記所定回転速度以上であると判定されたときに、前記アクチュエータ制御部によって、前記第１アクチュエータに前記噛合式クラッチの入力側噛合歯と出力側噛合歯とを一時的に接触させる指令が与えられる。これにより、前記噛合式クラッチの前記入力側噛合歯と前記出力側噛合歯とが一時的に接触させられて、前記動力伝達部材に、前記動力伝達部材の回転を継続させてしまう原因となる前記湿式多板クラッチでの引摺トルクより大きい強制力が、前記左右の副駆動輪から前記動力伝達部材に一時的に伝達させられる。これによって、二輪駆動状態において好適に前記動力伝達部材の回転を停止させることができる。

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図である。 図１の四輪駆動車両に設けられた前輪用差動歯車装置の構成を説明する断面図である。 図３のIV-IV視断面図であり、可動スリーブが非噛合位置にあるときの状態を示す図である。 可動スリーブが非噛合位置から噛合位置に切り替えられた状態を示す断面図である。 図１の電子制御装置において、四輪駆動走行モードから二輪駆動走行モードに切り替えられ、前輪駆動用クラッチと噛合式クラッチとがそれぞれ解放されたときにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。 従来の電子制御装置において、四輪駆動走行モードから二輪駆動走行モードに切り替えられ前輪駆動用クラッチと噛合式クラッチとがそれぞれ解放されたときのタイムチャートの一例である。

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。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

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（左右の副駆動輪）１４Ｌ、１４Ｒと、左右一対の後輪（左右の主駆動輪）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、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１４Ｌ、１４Ｒ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。

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３６を備えている。トランスファ２２は、トランスファケース３６内において、入力軸３８と、後輪側出力軸４０と、前輪駆動用ドライブスプロケット４２と、ハイロー切替機構４４と、前輪駆動用クラッチ（湿式多板クラッチ）４６と、を共通の第１回転軸線Ｃ１まわりに備えている。入力軸３８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４０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４０は、エンジン１２から入力軸３８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４２は、後輪側出力軸４０に対して相対回転可能に後輪側出力軸４０に支持されている。前輪駆動用ドライブスプロケット４２は、例えば前輪駆動用クラッチ４６が係合することによって前輪駆動用ドライブスプロケット４２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へすなわち前輪１４Ｌ、１４Ｒへ出力する。ハイロー切替機構４４は、入力軸３８の回転を変速して後輪側出力軸４０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４６は、後輪側出力軸４０から前輪駆動用ドライブスプロケット４２へ伝達する伝達トルクを調整する湿式多板クラッチ、すなわち後輪側出力軸４０に動力伝達可能に連結されたエンジン１２と前輪駆動用ドライブスプロケット４２に動力伝達可能に連結されたフロントプロペラシャフト２４との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する湿式多板クラッチである。

また、トランスファ２２は、トランスファケース３６内において、前輪側出力軸４８と、前輪駆動用ドリブンスプロケット５０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５２と、デフロック機構５４と、を備えている。前輪側出力軸４８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５０は、前輪側出力軸４８に一体的に設けられている。前輪駆動用チェーン５２は、前輪駆動用ドライブスプロケット４２と前輪駆動用ドリブンスプロケット５０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４２と前輪駆動用ドリブンスプロケット５０とを動力伝達可能に連結する。デフロック機構５４は、後輪側出力軸４０と前輪駆動用ドライブスプロケット４２とを選択的に連結するドグクラッチである。

ハイロー切替機構４４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５６と、ハイロースリーブ５８と、を備えている。遊星歯車装置５６は、入力軸３８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３６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。また、サンギヤＳの内周面には、ハイ側ギヤ歯６０が形成されており、キャリアＣＡには、ハイ側ギヤ歯６０と同径のロー側ギヤ歯６２が形成されている。なお、ハイロースリーブ５８は、後輪側出力軸４０に対して相対回転不能且つ後輪側出力軸４０に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に、後輪側出力軸４０に連結されている。ハイロースリーブ５８には、ハイ側ギヤ歯６０、ロー側ギヤ歯６２に噛み合い可能な外周歯５８ａが形成されている。

前輪駆動用クラッチ４６は、図２に示すように、クラッチハブ６４と、クラッチドラム６６と、摩擦係合要素６８と、ピストン７０と、を備えている。クラッチハブ６４は、後輪側出力軸４０に動力伝達可能に連結されている。クラッチドラム６６は、前輪駆動用ドライブスプロケット４２に動力伝達可能に連結されている。摩擦係合要素６８は、クラッチハブ６４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６４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６８ａと、クラッチドラム６６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６６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６８ｂと、を有している。ピストン７０は、摩擦係合要素６８に当接して第１摩擦板６８ａと第２摩擦板６８ｂとを挟圧する。

トランスファ２２は、ハイロー切替機構４４、前輪駆動用クラッチ４６、およびデフロック機構５４を作動させる装置として、図２に示すように、電動モータ（第２アクチュエータ）７２と、電動モータ７２のモータシャフト（図示しない）の回転運動を直線運動に変換するねじ機構７４と、ねじ機構７４において直線運動する力をハイロー切替機構４４、前輪駆動用クラッチ４６、およびデフロック機構５４へそれぞれ伝達する伝達機構７６と、を備えている。

ねじ機構７４は、図２に示すように、後輪側出力軸４０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７８とナット部材８０とを備えている。ねじ軸部材７８は、ウォームギヤ８２を介して電動モータ７２に間接的に連結されている。ナット部材８０は、ねじ軸部材７８が第１回転軸線Ｃ１まわりに回転することによりねじ軸部材７８に対して第１回転軸線Ｃ１方向に移動可能に、ねじ軸部材７８に螺合されている。また、ウォームギヤ８２は、電動モータ７２のモータシャフトに一体的に形成されたウォーム８４と、ねじ軸部材７８に一体的に形成されたウォームホイール８６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７４は、ウォームギヤ８２を介してねじ軸部材７８に伝達された電動モータ７２の回転を、ナット部材８０が第１回転軸線Ｃ１方向に移動する直線運動に変換する。

以上のように構成されたトランスファ２２では、電子制御装置（制御装置）１００（図１参照）から電動モータ７２に供給される第２駆動電流Ｉ２（図１参照）によって電動モータ７２のモータシャフトの回転量が制御されて、例えば、第１回転軸線Ｃ１方向におけるナット部材８０の位置が切り替えられると、トランスファ２２に設けられた前輪駆動用クラッチ４６が、完全係合状態、スリップ係合状態、解放状態のいずれか１つの状態に切り替えられるようになっている。すなわち、前輪駆動用クラッチ４６は、電動モータ７２によって駆動するようになっている。

例えば、ナット部材８０の位置が、電動モータ７２によって、ピストン７０が前輪駆動用クラッチ４６の摩擦係合要素６８から離間させられる位置すなわち解放位置に切り替えられると、前輪駆動用クラッチ４６が解放状態となる。これによって、後輪側出力軸４０と前輪駆動用ドライブスプロケット４２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リヤプロペラシャフト２６のみへ伝達する。

また、ナット部材８０の位置が、電動モータ７２によって、ピストン７０が前輪駆動用クラッチ４６の摩擦係合要素６８を押圧する位置すなわち係合位置に切り替えられると、前輪駆動用クラッチ４６が完全係合状態またはスリップ係合状態となる。これによって、後輪側出力軸４０と前輪駆動用ドライブスプロケット４２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。

前輪用差動歯車装置２８は、図３に示すように、デフケース（デファレンシャルケース）９０と、ピニオンシャフト９２と、一対のサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒと、一対のピニオン９６ａ、９６ｂと、環状のピニオン支持部材９８と、を備えている。なお、デフケース９０は、一対のサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒを収容し、図示されていないケース部材によって第３回転軸線Ｃ３まわりに回転可能に支持されている。また、ピニオンシャフト９２の両端部９２ａ、９２ｂは、ピニオン支持部材９８に支持されている。また、一対のサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒは、ピニオンシャフト９２を挟んでそれぞれ対向する状態で配置されており、一対のサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒは、デフケース９０によって第３回転軸線Ｃ３まわりに回転可能に支持されている。また、一対のピニオン９６ａ、９６ｂには、それぞれにピニオンシャフト９２が貫通されており、一対のピニオン９６ａ、９６ｂは、ピニオンシャフト９２によってピニオンシャフト９２の回転軸線Ｃ４まわりに回転可能に支持されている。また、ピニオン９６ａ、９６ｂは、一対のサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒとの間でそれぞれのサイドギヤ９４Ｌ、９４Ｒと噛み合っている。また、ピニオン支持部材９８は、デフケース９０内において第３回転軸線Ｃ３まわりにデフケース９０に対して相対回転可能に収容されている。ピニオン支持部材９８は、ピニオンシャフト９２を介して一対のピニオン９６ａ、９６ｂを回転可能に支持している。なお、デフケース９０の外周部９０ａには、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たリングギヤ１０２（図１参照）が一体的に備えられている。また、サイドギヤ９４Ｌは、前輪車軸３２Ｌに動力伝達可能に連結されており、サイドギヤ９４Ｒは、前輪車軸３２Ｒに動力伝達可能に連結されている。

また、前輪用差動歯車装置２８は、図３に示すように、デフケース９０とピニオン支持部材９８との間の動力伝達経路を、すなわちデフケース９０に動力伝達可能に連結されたフロントプロペラシャフト２４とピニオン支持部材９８に動力伝達可能に連結された後輪１６Ｌ、１６Ｒ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１０４を備えている。

噛合式クラッチ１０４には、図３に示すように、環状のピニオン支持部材９８の後輪１６Ｒ側の側面９８ａに形成された複数の出力側噛合歯９８ｂ（図４、図５参照）と、第３回転軸線Ｃ３方向に移動することにより出力側噛合歯９８ｂとの噛み合いが可能な複数の入力側噛合歯１０６ａ（図４、図５参照）が形成された環状の可動スリーブ１０６と、可動スリーブ１０６を第３回転軸線Ｃ３方向に移動させて、可動スリーブ１０６を噛合位置と非噛合位置とに移動させるアクチュエータ（第１アクチュエータ）１０８と、が備えられている。なお、前記噛合位置は、図５に示すように、可動スリーブ１０６が第３回転軸線Ｃ３方向に移動して可動スリーブ１０６の入力側噛合歯１０６ａがピニオン支持部材９８の出力側噛合歯９８ｂに噛み合う位置である。このため、前記噛合位置では、ピニオン支持部材９８と可動スリーブ１０６すなわちデフケース９０との相対回転が不能となり、噛合式クラッチ１０４が係合する。また、前記非噛合位置は、図４に示すように、可動スリーブ１０６が第３回転軸線Ｃ３方向に移動し、可動スリーブ１０６の入力側噛合歯１０６ａがピニオン支持部材９８の出力側噛合歯９８ｂに噛み合わない位置である。このため、前記非噛合位置では、ピニオン支持部材９８と可動スリーブ１０６すなわちデフケース９０との相対回転が可能になり、噛合式クラッチ１０４が解放する。すなわち、噛合式クラッチ１０４は、アクチュエータ１０８によって可動スリーブ１０６の位置が切り替えられることによって、係合状態と解放状態とが切り替えられるようになっている。つまり、噛合式クラッチ１０４は、アクチュエータ１０８によって駆動するようになっている。

デフケース９０は、図３に示すように、円筒状の円筒部９０ｂと、第１壁部９０ｃと、第２壁部９０ｄと、を一体に備えている。なお、円筒部９０ｂの内周には、ピニオン支持部材９８が配置されている。また、第１壁部９０ｃは、第３回転軸線Ｃ３方向において円筒部９０ｂのサイドギヤ９４Ｒ側の端部に形成された壁であり、第１壁部９０ｃは、皿バネ１１０を介してサイドギヤ９４Ｒに隣接している。また、第２壁部９０ｄは、第３回転軸線Ｃ３方向において円筒部９０ｂのサイドギヤ９４Ｌ側の端部に形成された壁であり、第２壁部９０ｄは、皿バネ１１０を介してサイドギヤ９４Ｌに隣接している。

可動スリーブ１０６には、図３から図５に示すように、円環状の円環部１０６ｂと、複数の突出部１０６ｃと、が形成されている。なお、円環部１０６ｂは、デフケース９０内においてピニオン支持部材９８とデフケース９０の第１壁部９０ｃとの間に形成された円環状の部分である。また、複数の突出部１０６ｃは、円環部１０６ｂから、第１壁部９０ｃに形成された複数の挿通穴９０ｅに突き出された複数の突起である。また、第１壁部９０ｃに形成された挿通穴９０ｅは、第３回転軸線Ｃ３に平行な方向に貫通した穴であり、可動スリーブ１０６の突出部１０６ｃの先端部は、挿通穴９０ｅから突き出されている。

可動スリーブ１０６は、例えばデフケース９０が第３回転軸線Ｃ３まわりに回転すると、デフケース９０の第１壁部９０ｃに形成された挿通穴９０ｅの内周面に可動スリーブ１０６の突出部１０６ｃが当接して、デフケース９０と一体的に回転する。また、可動スリーブ１０６は、可動スリーブ１０６の突出部１０６ｃが第１壁部９０ｃに形成された挿通穴９０ｅの内周面に摺接することによって、デフケース９０に対して第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能にデフケース９０に支持されている。

アクチュエータ１０８は、可動スリーブ１０６に所定の大きさの推力Ｆ（図３から図５参照）を発生させて、可動スリーブ１０６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装置である。アクチュエータ１０８には、図３に示すように、円筒状の磁性体プランジャー１１２と、電磁コイル１１４と、皿バネ１１６と、が備えられている。なお、磁性体プランジャー１１２は、例えば前輪用差動歯車装置２８等を収容するケース（図示しない）に固定されたフレーム１１８に第３回転軸線Ｃ３方向に移動可能に設けられた円筒状の部材である。また、電磁コイル１１４は、電子制御装置１００から電磁コイル１１４に第１駆動電流Ｉ１（図１参照）が供給されると、磁性体プランジャー１１２に推力Ｆを発生させる。なお、磁性体プランジャー１１２に発生する推力Ｆは、磁性体プランジャー１１２を第３回転軸線Ｃ３方向においてピニオン支持部材９８に接近する側に押す力である。また、皿バネ１１６は、可動スリーブ１０６が前記非噛合位置に戻るように可動スリーブ１０６を常時付勢するリターンスプリングである。なお、磁性体プランジャー１１２には、摺動メタル１２０が円筒状の非磁性体プランジャー１２２を介して備えられている。

アクチュエータ１０８では、電子制御装置１００から電磁コイル１１４に第１駆動電流Ｉ１が供給され電磁コイル１１４によって磁性体プランジャー１１２に推力Ｆが付与されると、摺動メタル１２０を介して可動スリーブ１０６が皿バネ１１６の付勢力に抗して前記噛合位置へ移動させられる。また、電子制御装置１００から電磁コイル１１４に第１駆動電流Ｉ１が供給されなくなり電磁コイル１１４から磁性体プランジャー１１２に推力Ｆが付与されなくなると、可動スリーブ１０６が皿バネ１１６の付勢力（弾性復帰力）によって前記非噛合位置へ移動させられる。

四輪駆動車両１０では、例えば、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ係合されている四輪駆動状態において、電子制御装置１００で二輪駆動走行モードが選択されると、電動モータ７２によってピストン７０が前輪駆動用クラッチ４６の摩擦係合要素６８から離間させられる位置に移動させられて、前輪駆動用クラッチ４６が解放する。そして、アクチュエータ１０８によって可動スリーブ１０６が前記噛合位置から前記非噛合位置に移動させられて、噛合式クラッチ１０４が解放する。すなわち、電子制御装置１００で二輪駆動走行モードが選択されると、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ解放されて、エンジン１２から左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒへ駆動力を伝達する二輪駆動状態となる。なお、前記二輪駆動状態では、例えばフロントプロペラシャフト２４等が、エンジン１２と左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒとから切り離される。

また、四輪駆動車両１０では、例えば、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ解放されている二輪駆動状態において、電子制御装置１００で四輪駆動走行モードが選択されると、電動モータ７２によってピストン７０が前輪駆動用クラッチ４６の摩擦係合要素６８を押圧する位置に移動させられて、前輪駆動用クラッチ４６が係合する。そして、アクチュエータ１０８によって可動スリーブ１０６が前記非噛合位置から前記噛合位置に移動させられて、噛合式クラッチ１０４が係合する。すなわち、電子制御装置１００で四輪駆動走行モードが選択されると、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ係合されて、エンジン１２から左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒへも駆動力を伝達する四輪駆動状態となる。

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、４ＷＤ走行モード選択スイッチ１３０から検出される四輪駆動走行モードが選択されたか否かを表すＯＮ、ＯＦＦ信号と、回転速度センサ１３２から検出されるフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）を表す信号と、第１車輪速センサ１３４により検出される前輪１４Ｌ、１４Ｒの回転速度Ｖｗｆｌ、Ｖｗｆｒ（ｒｐｍ）を表す信号と、第２車輪速センサ１３６により検出される後輪１６Ｌ、１６Ｒの回転速度Ｖｗｒｌ、Ｖｗｒｒ（ｒｐｍ）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１０４を係合させるためにアクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に供給される第１駆動電流Ｉ１（Ａ）と、前輪駆動用クラッチ４６を係合させるために電動モータ７２に供給される第２駆動電流Ｉ２（Ａ）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、モード切替判定部１４０と、電動モータ制御部１４２と、アクチュエータ制御部１４４と、状態判定部１４６と、切替ショック発生判定部１４８と、が備えられている。モード切替判定部１４０は、前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたか否かを判定する。例えば、モード切替判定部１４０は、運転者によって操作された４ＷＤ走行モード選択スイッチ１３０が運転者によって解除されると、前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたと判定する。

電動モータ制御部１４２は、モード切替判定部１４０で前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたと判定されると、ピストン７０が前輪駆動用クラッチ４６の摩擦係合要素６８から離間させられる位置（解放位置）に移動するように電動モータ７２に第２駆動電流Ｉ２（Ａ）を供給し、その後ピストン７０が前記解放位置へ移動すると、電動モータ７２に供給している第２駆動電流Ｉ２（Ａ）の供給を停止する。すなわち、電動モータ制御部１４２は、モード切替判定部１４０で前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたと判定されると、電動モータ７２に前輪駆動用クラッチ４６を解放状態にする指令を与える。

アクチュエータ制御部１４４は、モード切替判定部１４０で前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたと判定され、且つ、第２駆動電流Ｉ２（Ａ）の供給が停止してから予め設定された所定時間ｔｃ１（ｓｅｃ）（図７参照）が経過すると、可動スリーブ１０６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１０８の電磁コイル１１４に供給されている第１駆動電流Ｉ１（Ａ）の供給を停止する。すなわち、アクチュエータ制御部１４４は、モード切替判定部１４０で前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられたと判定され、且つ、電動モータ制御部１４２において第２駆動電流Ｉ２（Ａ）の供給が停止してから所定時間ｔｃ１（ｓｅｃ）が経過したと判定されると、アクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に噛合式クラッチ１０４を解放状態にする指令を与える。

状態判定部１４６は、電動モータ制御部１４２で第２駆動電流Ｉ２（Ａ）の供給が停止され、且つ、アクチュエータ制御部１４４で第１駆動電流Ｉ１（Ａ）の供給が停止され、且つ、第１駆動電流Ｉ１（Ａ）の供給が停止してから予め設定された所定時間ｔｃ２（ｓｅｃ）（図７参照）が経過すると、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止しているか否かを判定する。つまり、状態判定部１４６は、電動モータ制御部１４２およびアクチュエータ制御部１４４において電動モータ７２とアクチュエータ１０８の電磁コイル１１４とに噛合式クラッチ１０４および前輪駆動用クラッチ４６をそれぞれ解放状態にする指令を与えているとき、すなわち電動モータ制御部１４２およびアクチュエータ制御部１４４において電動モータ７２とアクチュエータ１０８の電磁コイル１１４とに第１駆動電流Ｉ１（Ａ）および第２駆動電流Ｉ２（Ａ）の供給をそれぞれ停止しているときに、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止しているか否かを判定する。例えば、状態判定部１４６は、フロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）が予め設定された所定回転速度Ｎｐｃ（ｒｐｍ）より低いと判定されると、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止したと判定する。なお、所定回転速度Ｎｐｃは、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止したか否かを判定するフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐの判定値である。

切替ショック発生判定部１４８は、状態判定部１４６でフロントプロペラシャフト２４の回転が停止していないと判定されると、すなわち、状態判定部１４６でフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）が所定回転速度Ｎｐｃ（ｒｐｍ）以上であると判定されると、一時的に噛合式クラッチ１０４を解放状態から係合状態に切り替えたときに運転者が感じる程度の切替ショックが発生しないか否かを判定する。例えば、切替ショック発生判定部１４８は、平均前輪回転速度Ｎｗｆａｖ（ｒｐｍ）から前輪用差動歯車装置２８のリングギヤ１０２の回転速度Ｎｒ（ｒｐｍ）を引いた差回転速度（Ｎｗｆａｖ−Ｎｒ）の絶対値（｜Ｎｗｆａｖ−Ｎｒ｜）が所定回転速度差Ｎｓａ例えば５０ｒｐｍより小さいと、前記切替ショックが発生しないと判定する。なお、平均前輪回転速度Ｎｗｆａｖ（ｒｐｍ）は、状態判定部１４６でフロントプロペラシャフト２４の回転が停止していないと判定されたときに第１車輪速センサ１３４から検出される前輪１４Ｌの回転速度Ｖｗｆｌ（ｒｐｍ）と前輪１４Ｒの回転速度Ｖｗｆｒ（ｒｐｍ）とから算出される前輪１４Ｌ、１４Ｒの平均回転速度（（Ｖｗｆｌ＋Ｖｗｆｒ）÷２）である。また、リングギヤ１０２の回転速度Ｎｒ（ｒｐｍ）は、状態判定部１４６でフロントプロペラシャフト２４が停止していないと判定されたときに回転速度センサ１３２から検出されるフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）と、フロントプロペラシャフト２４の前輪１４Ｌ、１４Ｒ側の端部に形成されたピニオン２４ａ（図１参照）とリングギヤ１０２とのギヤ比と、から算出することができる。なお、所定回転速度差Ｎｓａは、一時的に噛合式クラッチ１０４を解放状態から係合状態に切り替えたときに運転者に切替ショックを感じさせない程度の平均前輪回転速度Ｎｗｆａｖ（ｒｐｍ）とリングギヤ１０２の回転速度Ｎｒとの回転速度差である。

アクチュエータ制御部１４４は、状態判定部１４６でフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）が所定回転速度Ｎｐｃ（ｒｐｍ）以上であると判定され、且つ、切替ショック発生判定部１４８で一時的に噛合式クラッチ１０４を解放状態から係合状態に切り替えたときに運転者に分かる程度の切替ショックが発生しないと判定されると、アクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に、噛合式クラッチ１０４で可動スリーブ１０６の入力側噛合歯１０６ａとピニオン支持部材９８の出力側噛合歯９８ｂとを一時的に噛み合わせる指令を与える。例えば、アクチュエータ制御部１４４は、アクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に、第１駆動電流Ｉ１（Ａ）を予め設定された所定時間ｔｃ３（ｓｅｃ）（図７参照）の間だけ供給する。第１駆動電流Ｉ１（Ａ）が所定時間ｔｃ３（ｓｅｃ）の間だけ供給されることによって、可動スリーブ１０６が前記非噛合位置から前記噛合位置に一時的に移動し、噛合式クラッチ１０４において可動スリーブ１０６の入力側噛合歯１０６ａとピニオン支持部材９８の出力側噛合歯９８ｂとが一時的に噛み合わされる。

図６は、電子制御装置１００において、前記四輪駆動走行モードから前記二輪駆動走行モードに切り替えられ、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ解放されたときにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。また、図６のフローチャートでは、前輪駆動用クラッチ４６と噛合式クラッチ１０４とがそれぞれ解放されて所定時間ｔｃ２（ｓｅｃ）が経過した時点、すなわち図７のタイムチャートにおいてｔ１時点をスタートとしている。

先ず、状態判定部１４６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、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止しているか否かが判定される。Ｓ１の判定が肯定される場合には、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判定が否定される場合、すなわちフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）が所定回転速度Ｎｐｃ（ｒｐｍ）以上である場合には、切替ショック発生判定部１４８の機能に対応するＳ２が実行される。

Ｓ２では、一時的に噛合式クラッチ１０４を解放状態から係合状態に切り替えたときに運転者に分かる程度の切替ショックが発生しないか否かが判定される。Ｓ２の判定が否定される場合には、再度Ｓ１が実行されるが、Ｓ２の判定が肯定される場合、すなわち差回転速度（Ｎｗｆａｖ−Ｎｒ）の絶対値（｜Ｎｗｆａｖ−Ｎｒ｜）が５０ｒｐｍより小さいと判定される場合（ｔ１時点）には、アクチュエータ制御部１４４の機能に対応するＳ３が実行される。

Ｓ３では、アクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に第１駆動電流Ｉ１（Ａ）が供給される。次に、アクチュエータ制御部１４４の機能に対応するＳ４において、Ｓ３で所定時間ｔｃ３（ｓｅｃ）の間第１駆動電流Ｉ１（Ａ）が供給されるとその第１駆動電流Ｉ１（Ａ）の供給が停止（ｔ２時点）させられる。

例えば、従来の電子制御装置では、噛合式クラッチ１０４と前輪駆動用クラッチ４６とをそれぞれ解放させてフロントプロペラシャフト２４の回転が停止しない場合でも噛合式クラッチ１０４を解放させたままであるが、本実施例の電子制御装置１００では、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止しないと、一時的にアクチュエータ１０８の電磁コイル１１４に第１駆動電流Ｉ１（Ａ）を供給して噛合式クラッチ１０４で入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを一時的に噛み合わせる。これによって、フロントプロペラシャフト２４に、フロントプロペラシャフト２４の回転を継続させてしまう原因となる前輪駆動用クラッチ４６での引摺トルクより大きい強制力が、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒからフロントプロペラシャフト２４に一時的に伝達させられる。このため、図７に示すように二輪駆動状態において噛合式クラッチ１０４を一時的に係合させて解放させた後すなわちｔ２時点後にフロントプロペラシャフト２４の回転が停止する。なお、従来の電子制御装置においても、図８のｔａ１時点に示すように、例えばスロットルを全開にして加速してフロントプロペラシャフト２４に外力が加わるとフロントプロペラシャフト２４の回転が停止する。

上述のように、本実施例の四輪駆動車両１０の電子制御装置１００によれば、状態判定部１４６によってフロントプロペラシャフト２４の回転速度Ｎｐ（ｒｐｍ）が所定回転速度Ｎｐｃ（ｒｐｍ）以上であると判定されたときに、アクチュエータ制御部１４４によって、アクチュエータ１０８に噛合式クラッチ１０４の入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを一時的に噛み合わせる指令が与えられる。これにより、噛合式クラッチ１０４の入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとが一時的に噛み合わされて、フロントプロペラシャフト２４に、フロントプロペラシャフト２４の回転を継続させてしまう原因となる前輪駆動用クラッチ４６での引摺トルクより大きい強制力が、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒからフロントプロペラシャフト２４に一時的に伝達させられる。これによって、二輪駆動状態において好適にフロントプロペラシャフト２４の回転を停止させることができる。

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、アクチュエータ制御部１４４では、噛合式クラッチ１０４と前輪駆動用クラッチ４６とをそれぞれ解放させてもフロントプロペラシャフト２４の回転が停止しないと、一時的に噛合式クラッチ１０４で入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを噛み合わせたが、必ずしも噛合式クラッチ１０４で入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを噛み合わせる必要はない。すなわち、フロントプロペラシャフト２４の回転が停止しないときに、フロントプロペラシャフト２４に、フロントプロペラシャフト２４の回転を継続させてしまう原因となる前輪駆動用クラッチ４６での引摺トルクより大きい強制力が、左右一対の前輪１４Ｌ、１４Ｒからフロントプロペラシャフト２４に一時的に伝達させられるのであれば、噛合式クラッチ１０４で入力側噛合歯１０６ａと出力側噛合歯９８ｂとを接触（当接）させるだけでも良い。

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（副駆動輪）
１６Ｌ、１６Ｒ：後輪（主駆動輪）
２４：フロントプロペラシャフト（動力伝達部材）
４６：前輪駆動用クラッチ（湿式多板クラッチ）
７２：電動モータ（第２アクチュエータ）
９８ｂ：出力側噛合歯
１００：電子制御装置（制御装置）
１０４：噛合式クラッチ
１０６ａ：入力側噛合歯
１０８：アクチュエータ（第１アクチュエータ）
１４０：モード切替判定部
１４２：電動モータ制御部
１４４：アクチュエータ制御部
１４６：状態判定部
Ｎｐ：回転速度
Ｎｐｃ：所定回転速度

Claims (1)

1. 駆動力源と動力伝達部材との間の動力伝達経路を選択的に切断または接続する湿式多板クラッチと、前記動力伝達部材と左右の副駆動輪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と、を備え、
   前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ解放させることにより前記駆動力源から左右の主駆動輪へ駆動力を伝達する二輪駆動状態と、前記噛合式クラッチと前記湿式多板クラッチとをそれぞれ係合させることにより前記駆動力源から前記左右の副駆動輪へも駆動力を伝達する四輪駆動状態と、が選択される四輪駆動車両の、制御装置であって、
   前記噛合式クラッチを駆動する第１アクチュエータに前記噛合式クラッチを解放状態にする指令を、前記湿式多板クラッチを駆動する第２アクチュエータに前記湿式多板クラッチを解放状態にする指令を、それぞれ与えているときに、前記動力伝達部材の回転速度が予め設定された所定回転速度以上であるか否かを判定する状態判定部と、
   前記状態判定部によって前記動力伝達部材の回転速度が前記所定回転速度以上であると判定されたときに、前記第１アクチュエータに前記噛合式クラッチの入力側噛合歯と出力側噛合歯とを一時的に接触させる指令を与えるアクチュエータ制御部と、
   を備えていることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。

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