JP2692003B2

JP2692003B2 - 動力伝達系路切換機構の制御装置

Info

Publication number: JP2692003B2
Application number: JP2336189A
Authority: JP
Inventors: 洋二宮; 英夫白石; 龍博木原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH02204136A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、例えば４輪駆動モードと２輪駆動モードの
切換えが可能とされた４輪駆動車等の車両、特に駆動モ
ードの切換操作をアクチュエータによって行うようにし
た車両における動力伝達系路切換機構の制御装置に関す
る。

（従来の技術）エンジン出力により前輪及び後輪を駆動するようにし
た４輪駆動車においては、例えば特公昭63−28646号公
報に記載されているように、運転者の選択により、前輪
及び後輪を駆動する４輪駆動モードと、前輪または後輪
のいずれか一方のみを駆動する２輪駆動モードとの切換
えを可能とすると共に、その切換操作性の向上のため、
該操作をアクチュエータにより行うようにすることがあ
る。この場合、前輪または後輪のいずれか一方の車輪へ
の動力伝達系路上に、被操作部材を移動させて駆動側部
材と従動側部材とを分離しもしくは接続することにより
該系路を断接する切換機構を設けると共に、正逆両方向
に回転可能とされたモータ等のアクチュエータにより、
上記被操作部材を駆動側部材と従動側部材とが接続され
る４輪駆動位置、もしくは両部材が分離される２輪駆動
位置に移動させるように構成するのが通例である。

そして、このようにアクチュエータにより切換機構を
操作するものにおいては、特定の駆動モード切換操作時
に、アクチュエータの操作力を一定値に制限して良好な
操作性を確保すると共に、該アクチュエータを過負荷か
ら保護するため、該アクチュエータの負荷が第１設定値
及び第２設定値以上となったことをそれぞれ検出する第
１、第２負荷検出手段と、これらの検出手段からの信号
に基いて、アクチュエータのその時点における回転を停
止させ、且つ負荷が解消されるように該アクチュエータ
の反転を許容する回転方向設定手段とを設けることが考
えられている。

つまり、特定の駆動モード切換操作時において、第１
負荷検出手段が第１設定値以上の負荷を検出したとき
に、回転方向設定手段によりその負荷が作用した方向の
アクチュエータの回転を停止させ且つ反対方向の回転を
許容することにより、該アクチュエータによる切換機構
の操作力を上記第１設定値に制限して、例えば切換ショ
ックを抑制し、また、第２負荷検出手段が上記第１設定
値より大きな第２設定値以上の負荷を検出したときに
は、同じく回転方向設定手段によりその負荷が作用した
方向の回転を停止させ且つ反対方向の回転を許容するこ
とにより、該アクチュエータに過負荷が作用することを
防止するのである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように切換機構を操作するアクチュ
エータの負荷を検出する第１、第２負荷検出手段と、こ
れらの検出手段からの信号に基いてアクチュエータの回
転方向を設定する回転方向設定手段とを設けて、上記の
ようにアクチュエータの操作力を制御し、また該アクチ
ュエータを過負荷から保護するようにした場合、運転者
による駆動モードの切換操作によっては次のような不具
合が起こりうる。

つまり、運転者が例えば第１の駆動モードから第２の
駆動モードへの切換操作を行なった後、その切換完了前
に再び第２の駆動モードから第１の駆動モード側への切
換操作を行った場合、アクチュエータは例えば正転方向
から逆転方向へ回転方向が急激に切換えられることにな
るが、このとき、通電方向は逆転方向に瞬時に切換えら
れても、アクチュエータ自体は慣性によって正転方向に
若干回転し、この慣性による回転によって上記第１設定
値以上の負荷がアクチュエータに作用する場合が起こり
うる。この場合、回転方向設定手段は、実際には正転方
向に対して第１設定値以上の負荷が作用したのに、通電
方向は既に逆転方向に切換わっているため、逆転方向に
対して第１設定値以上の負荷が作用したものと誤判定し
て、この逆転方向の回転を停止させると共に、正転方向
の回転を許容するように回転方向を設定してしまうので
ある。そして、このように正転方向の回転によって負荷
が第１設定値以上となった状態で、さらに正転方向の回
転が許容されると、次に運転者が第１駆動モード側から
第２駆動モード側への正転方向の切換操作を再度行った
ときに、アクチュエータが第１設定値を超えた状態から
さらに負荷の増大方向へ回転し、第２設定値以上となっ
ても回転し続けることになって、該アクチュエータに著
しく大きな負荷が作用することになるのである。

本発明は、特定の駆動モード切換操作時にアクチュエ
ータによる操作力を一定値に制限すると共に、該アクチ
ュエータを過負荷から保護するための回転方向設定手段
を設けた場合における上記のような問題に対処するもの
で、アクチュエータの回転方向の誤った設定による該ア
クチュエータの過負荷状態の発生を未然に防止すること
を課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明は次のように構成し
たことを特徴とする。

すなわち、本発明に係る動力伝達系路切換機構の制御
装置は、エンジンから車輪に至る動力伝達系路を切換え
て複数の駆動モードを得る切換機構と、通電方向を切換
えることにより正逆両方向に回転可能とされて、選択さ
れた駆動モードとなるように上記切換機構を操作するア
クチュエータと、該アクチュエータの負荷が第１設定値
以上及び該第１設定値より大きな第２設定値以上となっ
たことをそれぞれ検出する第１、第２負荷検出手段と、
これらの負荷検出手段により第１設定値もしくは第２設
定値以上の負荷を検出したときに、該アクチュエータに
対するその時点での方向への回転を停止させると共に反
対方向への回転を許容する回転方向設定手段とが設けら
れた構成において、上記第１負荷検出手段による第１設
定値以上の負荷の検出により許容された方向へのアクチ
ュエータの回転中に、第２負荷検出手段によって第２設
定値以上の負荷が検出されたときに、上記回転方向設定
手段による回転方向の設定をリセットする回転方向設定
リセット手段を設けたことを特徴する。

（作用）上記の構成によれば、アクチュエータの回転方向が例
えば正回転となる第１の駆動モードから第２の駆動モー
ドへの切換操作の完了前に、アクチュエータの回転方向
が逆方向となる切換操作が行われた場合において、アク
チュエータに対する通電方向が反転したのに、該アクチ
ュエータが慣性によって正転方向に回転して第１設定値
以上の負荷が作用したとき、回転方向設定手段は逆転方
向の回転によって負荷が第１設定値以上となったものと
誤判定し、逆転方向への回転を停止させると共に、正転
方向への回転を許容することになる。そのため、次に再
度正転方向への切換操作が行われたときに、アクチュエ
ータが負荷の増大方向へさらに回転して、該負荷が第２
設定値にまで増大することになるが、このとき、回転方
向設定リセット手段が上記回転方向設定手段による回転
方向の設定、具体的には、上記の場合、正転方向への回
転を許容する設定をリセットする。これにより、負荷が
第２設定値に達した時点で正転方向の回転が停止され
て、アクチュエータが該第２設定値を超えて負荷が増大
する方向に回転することが防止され、該アクチュエータ
が過負荷から保護される。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

まず、第１図により本実施例に係る４輪駆動車の概略
の構成とその制御システムを説明すると、この４輪駆動
車には、変速機（図示せず）を介してエンジン出力が入
力されるトランスファ装置10が備えられ、該装置10に前
方へ突出する第１出力軸11と、後方へ突出する第２出力
軸12とが設けられている。そして、第１出力軸11は、プ
ロペラシャフト13、前輪用差動装置14及び左右の前車輪
15,16を介して前輪に至り、また、図示しないが、第２
出力軸12もプロペラシャフト、後輪用差動装置及び左右
の後車輪を介して後輪に至っている。

上記トランスファ装置10は、後述するように、主たる
構成要素として、副変速機20と、センタデフ30と、切換
装置40とを有する（第2,3図参照）。そして、このトラ
ンスファ装置10は、上記副変速機20からの動力を第２出
力軸12から後輪側へのみ伝達する２輪駆動状態と、第
１、第２出力軸11,12から前輪側及び後輪側へそれぞれ
出力する４輪駆動状態との切換えが可能とされ、また４
輪駆動状態においては、上記センタデフ30を差動動作さ
せて前、後輪間の回転速度差の発生を許容するセンタデ
フフリーの状態と、該センタデフの差動動作を阻止して
前、後輪を均等に駆動するセンタデフロックの状態との
切換えが可能とされ、これらの切換えを上記切換装置40
によって行うようになっている。

また、上記前輪差動装置14には、一方の前車輪16への
動力の伝達を断接するフリーホイール装置50が設けら
れ、該装置50を駆動する負圧式のアクチュエータ51が備
えられている。このアクチュエータ51には、第１、第２
負圧通路52,53が接続されていると共に、これらの負圧
通路52,53にフリーホイール接続用ソレノイド54及び切
断用ソレノイド55がそれぞれ配置され、接続用ソレノイ
ド54がON、切断用ソレノイド55がOFFのときにフリーホ
イール装置50が接続され、また接続用ソレノイド54がOF
F、切断用ソレドイド55がONのときにフリーホイール装
置50が切断されるようになっている。

そして、この４輪駆動車には、上記トランスファ装置
10における切断装置40とフリーホイール装置50の作動を
制御するコントローラ60が備えられ、このコントローラ
60に、センタデフ30のロック、フリーの切換えを行うス
イッチ（センタデフ切換スイッチ）61からの信号ａと、
２輪駆動、４輪駆動の切換えを行うスイッチ（２−４切
換スイッチ）62からの信号ｂと、上記切換装置40の状態
を検出するポジションスイッチやリミットスイッチ等か
らの信号ｃと、上記フリーホイール装置50の状態を検出
するセンサ63からの信号ｄとが入力されると共に、該コ
ントローラ60から、上記切換装置40のアクチュエータ
と、上記フリーホイール装置50のアクチュエータ51を駆
動する接続用及び切断用ソレノイド54,55とにそれぞれ
制御信号e,f,gが出力されるようになっている。

次に、第2,3図により上記トランスファ装置10の構造
について説明する。

上記のように、このトランスファ装置10は、エンジン
出力が変速機により変速段に応じて減速された上で入力
される副変速機20と、該副変速機20の出力を前輪側と後
輪側とに分割するセンタデフ30とを有する。

これらのうち、副変速機20は、第３図に骨子を示すよ
うに、変速機出力軸21が切換スリーブ22によりサンギヤ
23またはピニオンキャリヤ24に選択的に接続されるプラ
ネタリギヤ機構によって構成されている。そして、この
プラネタリギヤ機構のリングギヤ25が固定され、且つ上
記ピニオンキャリヤ24がセンタデフ30に動力を伝達する
中間軸26に連結されていることにより、実線で示すよう
に、変速機出力軸21がピニオンキャリヤ24に接続された
ときには、該軸21の回転をそのまま中間軸26に伝達し、
また変速機出力軸21がサンギヤ23に接続されたときに
は、該軸21の回転を減速して中間軸26に伝達するように
なっている。

また、上記センタデフ30もプラネタリギヤ機構で構成
され、上記中間軸26が該プラネタリギヤ機構のピニオン
キャリヤ31に連結されていると共に、リングギヤ32が後
輪側へ動力を出力する上記第２出力軸12に連結されてい
る。また、該プラネタリギヤ機構のサンギヤ33は、上記
切換装置40を構成するクラッチ機構41と、上記中間軸26
と第１出力軸11との間に設けられたチェーン式伝動機構
を構成する駆動側スプロケット71、チェーン72及び従動
側スプロケット73とを介して、上記第１出力軸11に連結
されるようになっている。

一方、切換装置40は、上記のクラッチ機構41と、これ
を操作する操作機構42と、アクチュエータとしてのモー
タ43と、該モータ43による操作力を設定する操作力設定
機構44とで構成されている。

これらのうち、クラッチ機構41は、上記センタデフ30
におけるサンギヤ33の延長部に結合されたクラッチハブ
81と、リングギヤ32に一体的に設けられた第１クラッチ
ギヤ82と、上記チェーン式伝動機構の駆動側スプロケッ
ト71に一体的に設けられた第２クラッチギヤ83と、これ
らに跨ってスライド可能にスプライン嵌合された切換ス
リーブ84とで構成されている。

ここで、このクラッチ機構41における切換スリーブ84
の位置と動力伝達状態との関係を説明すると、まず、ス
リーブ84が図面上、左側のストローク端に位置する場合
は、クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83とが結合され
ることにより、上記センタデフ30のサンギヤ33がチェー
ン式伝動機構の駆動側スプロケット71に結合される。こ
れにより、上記センタデフ30は、一方の出力要素である
サンギヤ33が第１出力軸11から前輪に、他方の出力要素
であるリングギヤ32が第２出力軸12から後輪にそれぞれ
連結されて、ピニオンキャリヤ31から入力される動力を
前、後輪にそれぞれ伝達する４輪駆動状態となると共
に、この場合は、上記サンギヤ33とリングギヤ32との差
動動作が許容されて、前、後輪間の回転速度差の発生が
可能なセンタデフフリーの４輪駆動状態（以下、4WFと
記す）となる。

また、この状態から上記スリーブ84が図面上、右側へ
一定量だけスライドされたストローク中間位置において
は、該スリーブ84により上記クラッチハブ81とその両側
の第１、第２クラッチギヤ82,83の３者が結合されるこ
とにより、センタデフ30のピニオンキャリヤ31に入力さ
れる動力がサギヤ33から前輪側へ、リングギヤ32から後
輪側へそれぞれ出力されて、上記の場合と同様に、前、
後輪が駆動される４輪駆動状態となるが、この場合は、
サンギヤ33とリングギヤ32とが結合されることにより、
これらの差動動作が阻止されて、前、後輪が均等に駆動
されるセンタデフロックの４輪駆動状態（以下、4WLと
記す）となる。

さらに、この状態から上記スリーブ84が図面上、右側
にスライドして、第２、３図に示すように右側のストロ
ーク端に位置すると、該スリーブ84がクラッチハブ81と
第１クラッチギヤ82のみに跨って嵌合した状態となっ
て、該クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83との結合が
解除される。そのため、センタデフ30がロックされたま
ま、該センタデフ30から第１出力軸11ないし前輪側への
動力の伝達が遮断されることになり、これにより後輪側
へのみ動力が伝達される２輪駆動状態（以下、2Wと記
す）となる。

なお、切換スリーブ84が図に示す2W位置から4WL位置
にスライドして、第２クラッチギヤ83に噛み合うとき
に、クラッチハブ81と第２クラッチギヤ83との回転を同
期させる必要上、該クラッチハブ81と第２クラッチギヤ
83との間に介設されたシンクロナイザリング85等でなる
同期機構が設けられている。

また、このクラッチ機構41を作動させる操作機構42
は、モータ43により上記操作力設定機構44を介して回転
される円筒カム91と、該カム91におけるカム溝91aに係
合されたフォロワー92を有するシフトロッド92と、該シ
フトロッド93に固設されて上記クラッチ機構41における
切換スリーブ84に係合されたシフトフォーク94とで構成
されている。そして、上記モータ43による円筒カム91の
回転により、シフトロッド93及びシフトフォーク94を介
して切換スリーブ84が上記のように左右のストローク端
とその中間位置とにスライドされるようになっている。

次に、第4,5図により、切換装置40における上記操作
力設定機構44について説明する。

この操作力設定機構44は、上記モータ43の回転軸上の
ギヤ101に噛合された絶縁体でなる駆動ギヤ102と、該ギ
ヤ102と同軸上で互いに対向状に配置され且つ減速ギヤ1
03,104を介して上記円筒カム91の回転軸91b上のギヤ105
に連結された同じく絶縁体でなる従動ギヤ106と、該駆
動ギヤ102及び従動ギヤ106の共通の軸107に巻回され且
つ両端の脚部108,108aが駆動ギヤ102における従動ギヤ1
06との対向面に突設された一対のピン102a,102aにそれ
ぞれ係止されたコイルスプリング108とで構成されてい
る。そして、従動ギヤ106における駆動ギヤ102との対向
面にも一対のピン106a,106aが突設されて、上記コイル
スプリング108の脚部108a,108aにそれぞれ当接されてお
り、上記駆動ギヤ102が回転したときに、該コイルスプ
リング108のいずれか一方の脚部108aが従動ギヤ106側の
一方のピン106aを押すことにより、該コイルスプリング
108の弾性力を介して従動ギヤ106に回転が伝達されるよ
うになっている。そのとき、従動ギヤ106側の負荷に応
じてコイルスプリング108が撓むことにより、該負荷に
対応する量だけ駆動ギヤ102と従動ギヤ106とが相対回転
する。

また、駆動ギヤ102における従動ギヤ106との対向面に
は、半径方向に位置を異ならせて第１、第２ブラシ109
a,109bが取り付けられていると共に、第６図に示すよう
に、従動ギヤ106における駆動ギヤ102との対向面には、
上記ブラシ109a,109bとでリミットスイッチを構成する
導板110が貼付けられている。この導板110には、上記両
ギヤ102,106間に相対回転がないときに上記ブラシ109a,
109bが位置する中立位置を中心とし且つ半径方向外側の
第１ブラシ109aに対応する幅の狭い第１切欠き部110a
と、上記中立位置を中心とし且つ半径方向内側の第２ブ
ラシ109bに対応する幅の広い第２切欠き部110bとが設け
られており、また該導板110は所定の電位（電源のプラ
ス電位もしくはマイナス電位）に保持されている。これ
により、第１ブラシ109aと第１切欠き部110aとで構成さ
れて、駆動ギヤ102と従動ギヤ106との相対回転に対応す
る上記モータ43による操作力が比較的小さな第１設定値
P₁（例えば40kg）以上で導通する第１リミットスイッチ
111と、第２ブラシ109bと第２切欠き部110bとで構成さ
れて、上記操作力が大きな第２設定値P₂（例えば80Kg）
以上で導通する第２リミットスイッチ112とが構成され
ている。

さらに、第４図に示すように、上記円筒カム91の回転
軸91bには絶縁体でなる円板113が固着されて、該円板11
3上に３つの円弧状導板114a,114b,114cが同心状に貼付
けられていると共に、これらの導板にそれぞれ対応させ
て３つのブラシ115a,115b,115cが設けられ、これらによ
って円筒カム91の回転角、つまり上記クラッチ機構41に
おけるスリーブ84の位置を検出する第１〜第３ポジショ
ンスイッチ116,117,118が構成されている。これらのポ
ジションスイッチ116〜118は、そのON,OFFの組合わせに
より、第７図に示すように、上記スリーブ84の右側のス
トローク端の2W位置、ストローク中央の4WL位置、及び
左側のストローク端の4WF位置の３ポジションと、これ
ら各位置の間の第1,第２中間位置α,Bの合計５ポジショ
ンを検出することができるようになっている。

なお、第１図に示すセンタデフ切換スイッイ61は、第
８図に示すように運転席におけるハンドルの近傍に設け
られた切換レバーによって構成され、また２−４切換ス
イッチ62は該レバーに設けられた切換ボタンによって構
成されている。そして、切換レバー61が実線で示す中間
位置にあるときに、４輪駆動状態でセンタデフ30がロッ
クされ（4WL）、また切換レバー61が鎖線で示す上方位
置にある状態で切換ボタン62が操作されたときに、セン
タデフフリーの４輪駆動状態（4WF）と２輪駆動状態（2
W）との切換えが行われるようになっている。また、該
切換レバー61を鎖線で示す下方位置に操作することによ
り、4WL状態で副変速機20が低変速段側に操作されるよ
うになっている。

次に、上記コントローラ60による切換制御動作を示す
第９図以下のフローチャートにしたがって本実施例の作
用を説明する。

第９図はこの切換制御動作のメインルーチンを示すも
ので、コントローラ60は、まずステップS₁で所定のシス
テム初期化を行った上で、ステップS₂,S₃で、第１〜第
３ポジションスイッチ116〜118からの信号を入力し、こ
れらの信号が示すON,OFFの組合せと、第７図に示す予め
設定された各ポジションについてのON,OFFの組合せとを
比較する。そして、実際の組合せが設定されているいず
れかの組合せにも該当しないときに、ポジションスイッ
チ116〜118のいずれかに故障が発生したものと判定し
て、ステップS₄によるポジションスイッチ故障モードの
制御を実行する。

また、２−４切換スイッチ62からの信号に基いて２輪
駆動状態から４輪駆動状態への切換えが検出された場合
には、ステップS₅でクラッチ機構41におけるクラッチハ
ブ81と第２クラッチギヤ83との同期状態を検出し、この
同期動作が正常に行われなかったと判定したときに、ス
テップS₆からステップS₇を実行して同期不良モードの制
御を行う。

そして、上記のようなポジションスイッチの故障及び
同期不良が発生していないときには、ステップS₈による
通常の切換制御を実行する。

この通常の切換制御は第10図のフローチャートにした
がって行われ、まずステップS₁₁でポジションスイッチ1
16〜118からの信号によって切換スリーブ84の現在のポ
ジションを判定し、またステップS₁₂でセンタデフ切換
スイッチ61及び２−４切換スイッチ62からの信号によ
り、運転者が選択した駆動モードを実現する目標ポジシ
ョンを判定する。

そして、ステップS₁₃,S₁₄で切換装置40におけるモー
タ43の回転方向及び操作力を設定すると共に、ステップ
S₁₅で、これらの設定動作によって得られた方向及び操
作力となるようにモータ43の駆動制御を行う。

上記ステップS₁₃によるモータの回転方向の設定は第1
1図のフローチャートにしたがって、次のように行われ
る。

まず、ステップS₂₁,S₂₂で第１、第２リミットスイッ
チ111,112がON状態にあるか否かを判定する。そして、
切換操作が行われておらず、いずれかのリミットスイッ
チもOFFであるとすると、次にステップS₂₃でＸ方向への
通電許可フラグX_AX、及びＹ方向への通電許可フラグF_AY
をいずれも０にリセットする。ここで、Ｘ方向とは第２
図に示すクラッチ機構41における切換スリーブ84が図面
上、右側から左側へ、すなわち2W→4WL→4WF方向へスラ
イドする方向であり、またＹ方向とは上記スリーブ84が
その逆方向にスライドする方向である。

次に、ステップS₂₄で、モータ43にＸ方向に回転する
ように通電しているときに１となるＸ方向通電フラグF_X
の値を判定し、該方向に通電していないときは、ステッ
プS₂₅で、Ｘ方向への通電中であって第２リミットスイ
ッチ112がOFFのときに１となるＸ方向の負荷判別フラグ
F_FXを０にリセットした上で、ステップS₂₆でモータ43に
Ｙ方向に回転するように通電しているときに１となるＹ
方向通電フラグF_Yの値を判定する。そして、Ｙ方向にも
通電していないときは、ステップS₂₇で、Ｙ方向への通
電中であって第２リミットスイッチ112がOFFのときに１
となるＹ方向の負荷判別フラグF_FYを０にリセットす
る。

次に、この状態から、切換操作が行われてモータ43が
例えばＸ方向に通電されると、上記Ｘ方向通電フラグF_X
が１となることにより、上記ステップS₂₄からステップS
₂₈を実行して第２リミットスイッチ112がONとなったか
否かを判定し、当初は該スッチ112がOFFであるからステ
ップS₂₉で上記Ｘ方向の負荷判別フラグF_FXを１にセット
する。同様にＹ方向に通電されると、Ｙ方向通電フラグ
F_Yが１となることにより、上記ステップS₂₆からステッ
プS₃₀を実行して同じく第２リミットスイッチ112がONと
なったか否かを判定する。そして、この場合も当初は該
スイッチ112はOFFであるから、ステップS₃₁で上記Ｙ方
向の負荷判別フラグF_FYを１にセットする。

このようにして、モータ43に対してＸ方向またはＹ方
向に通電が行われ、その途中で第１リミットスイッチ11
1がONとなると、上記ステップS₂₁からステップS₃₂また
はステップS₃₃を実行し、Ｘ方向に通電しているとき
は、ステップS₃₄でＸ方向の通電許可フラグF_AXが０にリ
セットされていることを確認した上で、ステップS₃₅で
Ｙ方向の通電許可フラグF_AYを１にセットし、またＹ方
向に通電しているときは、ステップS₃₆でＹ方向の通電
許可フラグF_AYがＯにリセットされていることを確認し
た上で、ステップS₃₇でＸ方向の通電許可フラグF_AXを１
にセットする。つまり、モータ43の回転中に第１リミッ
トスイッチ111がONとなったとき（第２リミットスイッ
チ112がONとなったときも同様）に、その回転方向に対
する通電許可フラグF_AXまたはF_AYが０にリセットされて
いることを条件として、反対方向への通電を許可するの
である。

ところで、今、運転者が例えばＸ方向にモータ43を回
転させる切換操作を行った後、第12図に符号イで示すよ
うに、その切換完了前に再びＹ方向にモータ43を回転さ
せる操作を行った場合において、同図に符号ロで示すよ
うに、通電方向はＹ方向に切換わったのに（F_Y＝１）モ
ータ43が慣性で回転して、Ｘ方向の回転により第１リミ
ットスイッチ111がONになったものとする。この場合、
通電方向は既にＹ方向に切換わっているので、上記ステ
ップS₃₂からステップS₃₆,S₃₇を実行し、Ｘ方向に対する
通電許可フラグF_AXを１にセットすることになる。つま
り、Ｘ方向の回転により負荷が第１設定値P₁（40Kg）以
上となったのに、Ｘ方向の通電が許可されることにな
り、ここで通電方向ないし回転方向の誤判定が発生す
る。

そして、次に第12図に符号ハで示すように、運転者が
再びＸ方向への切換操作を行ったものとすると、第１リ
ミットスイッチ111は既にONとなっているから、ステッ
プS₂₁からステップS₃₂,S₃₃,S₃₄を経てステップS₂₄を実
行すると共に、さらにＸ方向に通電されているからステ
ップS₂₈を実行し、第２リミットスイッチ112がONとなっ
たか否かを判定することになる。そして、このＸ方向へ
の切換操作の直後はまだ第２リミットスイッチ112はON
となっていないから、ステップS₂₉でＸ方向の負荷判別
フラグF_FXを１にセットする。

その後、モータ43のＸ方向の回転により、負荷が第１
設定値P₁から増大して第２設定値P₂（80Kg）に達し、第
12図に符号ニで示すように、第２リミットスイッチ112
がONとなる。その場合に、従来であれば、Ｘ方向の通電
許可フラグF_AXが１にセットされたままであるから、第
２リミットスイッチ112がONとなった後も、第12図に符
号ホで示すように、モータ43がＸ方向に回転し続けるこ
とになっていたのであるが、上記負荷判別フラグF_FXが
予め１にセットされているので、第２リミットスイッチ
112がONとなったときに、上記ステップS₂₈からステップ
S₃₈,S₃₉を実行することになり、第12図に符号ヘで示す
ように、Ｘ方向の通電許可フラグF_AXが０にリセットさ
れる。これにより、第１リミットスイッチ111がONにな
ったとき（符号ロ）の回転方向の誤判定が解消されるこ
とになり、第２リミットスイッチ112がONとなった時点
（符号ニ）でモータ43の回転が停止されて、該モータ43
に第２設定値P₂を超える過負荷が作用することが防止さ
れる。そして、モータ43のＸ方向の回転の停止により、
次にステップS₂₄からステップS₂₅を実行し、上記負荷判
別フラグF_FXを０にリセットする。

また、以上の動作は、Ｙ方向への切換操作の完了前に
Ｘ方向への切換操作を行って、通電方向がＸ方向に切換
わった後に（F_X＝１）、慣性によるＹ方向への回転によ
り第１リミットスイッチ111がONとなって、Ｙ方向の通
電許可フラグF_AYを１にセットする誤判定が行われた場
合も同様に行われる。この場合は、次にＹ方向への切換
操作が行われたときに、第２リミットスイッチ112がON
となる前にステップS₃₁でＹ方向の負荷判別フラグF_FYが
１にセットされ、その後、第２リミットスイッチ112がO
Nとなった時点で、ステップS₃₀からステップS₄₀,S₄₁を
実行して、誤って設定したＹ方向の通電許可フラグF_AY
を０にリセットすることになる。したがって、この場合
も、第２リミットスイッチ112がONとなった時点でモー
タ43のＹ方向の回転が停止され、該モータ43に過負荷が
作用することが防止される。

一方、第10図のフローチャートのステップS₁₄による
操作力の設定動作は第13図のフローチャートにしたがっ
て次のように行われる。

この動作においては、まずステップS₅₁でＸ方向及び
Ｙ方向の操作力制限フラグF_IX,F_IYを１にセットし、次
いでステップS₅₂で第２リミットスイッチ112がONである
か否かを判定する。そして、該スイッチ112がONのとき
は上記両操作力制限フラグF_IX,F_IYを１に保持する。こ
の第２リミットスイッチ112は、モータ43の負荷が第２
設定値P₂（80Kg）以上となったときにONとなるので、こ
のような大きな負荷が作用したときには、該第２リミッ
トスイッチ112からの信号で通電が停止されることにな
り、モータ43が過負荷から保護されることになる。

また、第２リミットスイッチ112がOFFの場合は、ステ
ップS₅₃で第１リミットスイッチ111がONであるか否かを
判定し、該第１リミットスイッチ111もOFFの場合、すな
わちモータ43の操作力（負荷）が第１設定値P₁未満のと
きはステップS₅₄で上記両操作力制限フラグF_IX,F_IYを０
にリセットする。これにより、両リミットスイッチ111,
112ともOFFの場合は、これらのスイッチ111,112からの
信号にかかわらずモータ43のＸ方向及びＹ方向の通電が
許容される。

さらに、第２リミットスイッチ112がOFFで、第１リミ
ットスイッチ111がONの場合、すなわちモータ43の操作
力が第１設定値P₁から第２設定値P₂までの範囲（40〜80
Kg）にある場合は、ステップS₅₅で切換スリーブ84の現
ポジションが4WL位置よりＹ方向側、すなわち2W位置も
しくは第１中間位置αのいずれかであるか否かを判定
し、これらの位置である場合にはステップS₅₆でＸ方向
の操作力制限フラグF_IXを０にリセットする。また、切
換スリーブ84の現ポジションが4WL位置のＹ方向側でな
い場合は、ステップS₅₇で現ポジションが4WF位置である
か否かを判定し、この4WF位置にある場合に、ステップS
₅₈でＹ方向の操作力制限フラグF_IYを０にリセットす
る。

これにより、第14図に×印で示すように、Ｘ方向に対
しては2W位置及び第１中間位置αで第１リミットスイッ
チ111からのON信号が無視され、またＹ方向に対しては4
WF位置で第１リミットスイッチ111からのON信号が無視
され、これらのポジションではモータ43の操作力が、第
２リミットスイッチ112がONになる第２設定値P₂（80K
g）まで許容されることになり、また、これ以外のポジ
ション（第14図の○印）では、第１リミットスイッチ11
1がONとなる第１設定値P₁（40Kg）で操作力が制限され
ることになる。

そして、以上のようにしてモータ43の回転方向及び操
作力が設定されると、第10図のフローチャートのステッ
プS₁₅によるモータの制御が第15図のフローチャートに
したがって次のように行われる。

この制御においては、まずステップS₆₁で切換スリー
ブ84の現ポジションが目標ポジションに一致しているか
否かを判定し、一致している場合は、ステップS₆₂でＸ
方向及びＹ方向の通電フラグF_X,F_Yを０にリセットす
る。つまり、この場合はモータ43を回転させない。

一方、現ポジションが目標ポジションに一致していな
い場合は、ステップS₆₃で現ポジションが目標ポジショ
ンのＸ方向側であるか否かを判定し、Ｘ方向側である場
合、つまりＹ方向に操作したい場合には、ステップS₆₄
でＸ方向の通電フラグF_Xを０にリセットした上で、ステ
ップS₆₅でＹ方向の通電許可フラグF_AYが１であるか否か
を判定する。そして、F_AY＝１の場合は、ステップS₆₆で
Ｙ方向の通電フラグF_Yを１にセットする。また、F_AY＝
０の場合は、ステップS₆₇でＹ方向の操作力制限フラグF
_IYの値を判定し、F_IY＝０であれば上記ステップS₆₆でＹ
方向の通電フラグF_Yを１に、F_IY＝１であればステップS
₆₈でＹ方向の通電フラグF_Yを０にセットする。つまり、
Ｙ方向への操作時に、その方向へのモータ43の通電が許
可されておれば該方向にモータ43を駆動し、許可されて
いない場合は、第1,第２リミットスイッチ111,112の状
態に応じてモータ43を駆動もしくは停止させるのであ
る。

また、切換スリーブ84の現ポジションが目標ポジショ
ンのＸ方向側でない場合、つまりＸ方向に操作したい場
合は、ステッフS₆₉で第１図に示すフリーホイール装置5
0の断接状態を判定し、切断状態にある場合は、さらに
ステップS₇₀で現ポジションが4WL位置のＹ方向側である
か否かを判定する。そして、4WL位置のＹ方向側、すな
わち2W位置もしくは第１中間位置αである場合には、上
記ステップS₆₄〜S₆₈を実行して、現ポジションからのＸ
方向への操作を禁止すると共に、フラグF_AY,F_IYの状態
によっては反対側のＹ方向にモータ43を駆動する。これ
は、上記フリーホイール装置50が切断されている状態で
２輪駆動から４輪駆動へ切換えるのを防止するためであ
る。

そして、Ｘ方向へ操作したい場合において、フリーホ
イール装置50が接続されており、また該装置50が切断さ
れていても現ポジションが4WL位置（もしくは該位置よ
りＸ方向側）である場合には、ステップS₇₁でＹ方向の
通電フラグF_Yを０にリセットする共に、ステップS₇₂で
Ｘ方向の通電許可フラグF_AXの値を判定して、F_AX＝１で
あればステップS₇₃でＸ方向の通電フラグF_Xを１にセッ
トする。また、F_AX＝０の場合は、ステップS₇₄でＸ方向
の操作力制限フラグF_IXの値を判定し、F_IX＝０であれば
ステップS₇₃でＸ方向の通電フラグF_Xを１に、F_IX＝１で
あればステップS₇₅で該通電フラグF_Xを０にセットす
る。これにより、上記のＹ方向への操作時と同様に、Ｘ
方向へのモータ43の通電が許可されておれば該方向にモ
ータ43が駆動され、許可されていない場合は、第1,第２
リミットスイッチ111,112の状態に応じてモータ43が駆
動もしくは停止されることになる。

以上のようにして、モータ43が駆動されて、クラッチ
機構41における切換スリーブ84が現ポジションから目標
ポジションにスライドされることになるが、その場合
に、2W位置から4WL位置へのＸ方向の操作時、及び4WF位
置から第２中間位置βまでのＹ方向の操作時には、モー
タ43の操作力が第２設定値P₂（80Kg）まで許容されて、
これらの操作が確実且つ速かに行われると共に、これら
以外の操作時には上記操作力が第１設定値P₁（40Kg）で
制限されて急激な操作によるショックの発生が防止さ
れ、このようにして、各切換操作に応じた操作力により
良好な操作性が得られると共に、上記モータ43が過負荷
から保護されることになる。

そして、特に運転者が切換操作を行った後、その切換
えが完了する前に反対方向の切換操作を再び行った場合
において、モータ43に対する通電方向が切換わったの
に、該モータ43が慣性で切換前の方向に回転して第１リ
ミットスイッチ111がONとなることにより、該モータ43
に対する許容通電方向を誤って設定した場合に、次に第
２リミットスイッチ112がONとなった時点で、その通電
方向の設定がリセットされることになる。これにより、
上記のような誤判定に起因して、モータ43の負荷が第２
設定値P₂を超えて増大することが防止される。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、特定の駆動モード切換
操作時にアクチュエータによる操作力を一定値に制限す
ると共に、該アクチュエータを過負荷から保護するため
の第１、第２負荷検出手段と、これらの検出手段からの
信号に基いてアクチュエータの回転方向を設定する回転
方向設定手段とが設けられた動力伝達系路の切換制御装
置において、上記回転方向設定手段が回転方向を誤って
設定したときに、その設定がその後リセットされること
になる。これにより、アクチュエータが負荷の増大方向
に回転し続けるといった不具合が解消され、該アクチュ
エータが過負荷から保護されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は４輪駆動
車の切換制御システム図、第２図は該４輪駆動車におけ
るトランスファ装置の要部断面図、第３図は同じく骨子
図、第４図は操作力設定機構の斜視図、第５図は該機構
の要部斜視図、第６図は該機構における従動ギヤの正面
図、第７図はポジションスイッチの作動説明図、第８図
は操作レバーを示す当該車両の運転席の正面図、第９図
は制御動作のメインルーチンを示すフローチャート図、
第10図は通常時の制御動作を示すフローチャート図、第
11図はモータの回転方向設定動作を示すフローチャート
図、第12図は該動作の具体例を示すタイムチャート図、
第13図は操作力設定動作を示すフローチャート図、第14
図は該動作によって設定される操作力の説明図、第15図
はモータの制御動作を示すフローチャート図である。 41……切換機構（クラッチ機構）、43……アクチュエー
タ（モータ）、60……回転方向設定手段、回転方向設定
リセット手段（コントローラ）、111,112……第１、第
２負荷検出手段（第１、第２リミットスイッチ）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンから車輪に至る動力伝達系路を切
換えて複数の駆動モードを得る切換機構と、通電方向を
切換えることにより正逆両方向に回転可能とされて、選
択された駆動モードとなるように上記切換機構を操作す
るアクチュエータと、該アクチュエータの負荷が第１設
定値以上及び該第１設定値より大きな第２設定値以上と
なったことをそれぞれ検出する第１、第２負荷検出手段
と、これらの負荷検出手段により第１設定値もしくは第
２設定値以上の負荷を検出したときに、該アクチュエー
タに対するその時点での方向への回転を停止させると共
に反対方向への回転を許容する回転方向設定手段とが設
けられた動力伝達系路切換機構の制御装置であって、上
記第１負荷検出手段による第１設定値以上の負荷の検出
により許容された方向へのアクチュエータの回転中に、
第２負荷検出手段によって第２設定値以上の負荷が検出
されたときに、上記回転方向設定手段による回転方向の
設定をリセットする回転方向設定リセット手段を設けた
ことを特徴とする動力伝達系路切換機構の制御装置。