JP2914675B2 - ４輪駆動車の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、４輪駆動車の制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 従来より２輪駆動状態と４輪駆動状態とを必要に応じ
て任意に選択できるようにした所謂パートタイム方式の
４輪駆動車は良く知られている。

このような４輪駆動車では、通常２輪駆動状態か又は
４輪駆動状態の何れかの駆動状態に任意に切換えるため
の切換機構としてトランスファー装置を備えて構成され
ており、該トランスファー装置を例えば電気的に励起作
動して切換用の操作力を付与する切換操作用アクチュエ
ータとしての電動モータにより駆動制御して所望の駆動
状態を実現するようになっている。

ところで、そのようなものにおいては、例えば2WD時
に被駆動側の動力伝達系（例えば車軸、スプロケット、
チェーン等）の回転を停止させる手段（例えばリモート
フリーホイール機構）を設けるようにしたような場合、
2WD状態から4WD状態への切換えの際には、駆動されてい
ない２輪を新たに駆動することになるために、それらへ
の動力伝達系（車軸、スプロケット、チェーン類）を現
在駆動されている２輪の動力伝達系と同期させて駆動系
に結合しなければならず、その同期動作のために大きな
切換操作力が必要となる。一方、それとは逆に4WD状態
から2WD状態への切換時には、単に結合状態を切り離す
だけであるので、同期動作は必要でなく、切換操作力は
小さくてよい。例えば第10図から明らかな如く上記のよ
うにリモートフリーホイールを設けた場合には、4WDフ
リー状態（4HF）から4WDロック状態（4HL）および4WDロ
ック状態（4HL）から2WD状態（2H）への切換には各々40
kg程度の切換操作力でよいが、2WD状態（2H）から4WDロ
ック状態（4HL）への切換には80kg程度の極めて大きな
切換操作力を必要とする。

そのため、通常上記切換操作を行なわせるアクチュエ
ータ（モータ）による操作力を当該2WD状態（2H）から4
WDロック状態（4HL）への切換に合わせて大きく設定し
ている。しかし、その結果、4WD状態（4HL）から2WD状
態（2H）への切換の際に切離される両方のギヤの回転差
による循環トルクにより相当に切換抵抗が大きい場合に
も無理に切り換えてしまい、切換ショックやショック音
を発生するなどの問題がある。

そこで、最近では、上述のようにトランスファー装置
作動用の電動アクチュエータ（電動モータ）を備えてな
るパートタイム型の４輪駆動車（例えば実公昭63−2864
6号公報参照）において、上記切換操作用アクチュエー
タによる切換操作力が所定の操作力を越えたか否かを検
出するリミットスイッチを設け、該リミットスイッチの
ONによって上述した切換操作力を可変ならしめることに
よって上述のような切換ショックを防止することが考え
られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来技術の構成によると、リミットス
イッチは２輪駆動（2H）方向CCW及び４輪駆動（4H）方
向CW（第３図、第10図参照）の何れの方向の場合にもON
となり、アクチュエータ（モータ）自体の回転方向は判
明しない（後述）。

そのため、リミットスイッチがON状態にある切換中に
イグニッションスイッチを一旦OFFにした後、再びONに
したような場合には、すでに２−４切換装置用コントロ
ーラ（バックアップ機能なし）の全ての記憶状態が電源
OFFにより消去されてしまっているので、何れの切換方
向で上記リミットスイッチがONしたものであるのかを判
別することができなくなってしまい、以下に説明する理
由により切換操作用アクチュエータ（電動モータ）が回
らないケースが生じ得る問題がある。

今、該問題を例えば第11図〜第13図のようなトルクリ
ミット機構を備え、４輪駆動状態（4H）が上述のように
ロック状態（4HL）と４輪駆動フリー状態（4HF）との２
つの状態（第10図参照）を有する「２−４切換装置」の
場合を例にとって更に具体的に説明すると、次のように
なる。

ここで、先ず上記第11図〜第13図のトルクリミット機
構の概略について説明して置く。

先ず符号54はトランスファー装置のシフトロッド34と
はフリーの第１のギヤであり、電動モータ31によって回
転駆動されるようになっている。該電動モータ31によっ
て駆動される第１のギヤ54には、例えば第12図に示すよ
うに、第1,第２の１対の係止ピン55,56が立設され、そ
れらの間にスプリング53の両端が拡開方向に付勢力を有
して係止されているとともに、第１及び第２の接点端子
57,58が設けられている。一方、上記シフトロッド34に
結合固定された第２のギヤ59には、上記スプリング53各
端部に係合する係合ピン60,61が設けられているととも
に、上記第1,第２の接点端子57,58とともに第１及び第
２のリミットスイッチ51,52を形成する円弧状の第１及
び第２の非導通部62a,62bを有する導通基盤62（第13図
の斜線部分参照）が設けられている。

第１のリミットスイッチ51は、上記第１のギヤ54が、
上記第２のギヤ59側から見て例えば第11図に示すような
状態にあり、この状態において、同第１のギヤ54が上記
電動モータ31側から見て時計方向CWに回動することでON
する一方、第２のリミットスイッチ52は、同第１のギヤ
54が、それとは逆の反時計方向CCWに回動することでON
するようになっている。そして、上記第１のリミットス
イッチ51は、上記スプリング53の両端が上記第１のギヤ
54の第1,第２の係止ピン55,56間に係止され、かつ上記
第２のギヤ59の第1,第２の係合ピン60,61がそれよりも
半径方向内側で上記スプリング53の両端に係合している
図示第11図の状態を基準として、上記第２のリミットス
イッチ52よりも上記電動モータ31による上記第１のギヤ
54の少ない回転量（小さい回転角）によりONするよう
に、上記第１の非導通部62aの長さが上記第２の非導通
部62bの長さよりも円周方向において短かくなってお
り、上記第１のギヤ54の回転により、上記シフトロッド
34（すなわち第２のギヤ59）が回転しない場合には、そ
の時の切換操作力に相当する上記スプリング53のたわみ
量を上記第1,第２の両リミットスイッチ51,52により大
小２段階に可変して設定するようになっている。つま
り、該第1,第２の両リミットスイッチ51,52によって、
上記第１のギヤ54の回転角、すなわち電動モータ31の回
転作動量の最大値を変化させる作動量可変手段が構成さ
れている。なお、これらは図示しない減速機のケーシン
グ内に配設されている。

そして、この作動量可変手段（すなわち第１及び第２
のリミットスイッチ51,52）が上記２−４切換コントロ
ーラ75に連係されている。この２−４切換コントローラ
75は、さらに上記電動モータ31を介して図示しない切換
装置に連係され、運転席側操作スイッチからの操作信号
入力により２−４切換とともにセンターデフのロック・
フリーの切換の制御を行うようになっており、また4WD
状態から2WD状態へ切換える際には、上記第１のリミッ
トスイッチ51からの信号を採用する一方、2WD状態から4
WDロック状態へ切換える際には上記第２のリミットスイ
ッチ52からの信号を採用し、2WD状態2Hから4WDロック状
態4HLへ切換える際よりも、4WDロック状態4HLから2WD状
態2Hへ切換える際の電動モータ31の回転作動量の最大値
が小さくなるようにしている。つまり、２−４切換コン
トローラ75が、上記第１及び第２のリミットスイッチ5
1,52からの信号を適切に選択して用いるようになってい
る。

これによって、4WD状態（4HF,4HL）から2WD状態（2
H）への切換時には、第１のリミットスイッチ51がONし
たときに電動モータ31が停止するようになるので、スプ
リング53のたわみ量が少なくなり、従って上記第２のギ
ヤ59の切換方向（CCW）へ回動付勢するスプリング53の
スプリング力は小さく、小さい切換操作力（小トルク）
となる一方、2WD状態（2H）から4WD状態（4HL）への切
換時には、上記電動モータ31はそれとは逆方向（CW）に
回動し、第２のリミットスイッチ52がONしたときに電動
モータ31が停止するようになるので、スプリング53のた
わみ量が大きくなり、従って上記第２のギヤ59を切換方
向へ回動付勢するスプリング53のスプリング力が大きく
なり、大きい操作力が得られる。なお、上記のようにし
て切換操作が行なわれると、上記第２のギヤ59が回転し
てシフトロッド34を回転させるので、上記切換操作後は
上記第1,第２の両接点端子57,58の第1,第２の非導通部6
2a,62bとの位置関係は上記第11図に示す元の基準位置に
戻る。

ところで、上記のような構成において、今例えば4WD
ロック状態4HLから同フリー状態4HFへの切換途中（CW）
において、上記第２のリミットスイッチ52がON状態とな
って上記切換操作用アクチュエータとしての電動モータ
31が停止したとする。そして、この状態で例えばイグニ
ッションスイッチ（IG・SW）を一旦OFFにした後に再びO
Nにしたとすると、図示２−４切換コントローラ75は、
一旦電源が切られたことによりメモリ部の記憶状態を喪
失し、上記イグニッションスイッチOFF前の第２のリミ
ットスイッチ52のON方向が上記第10図のCW方向（4HL→4
HF）であったのか、又はCCW方向（4HF→4HL）であった
のかの切換方向の判別ができなくなってしまう。

今、この状態において上記第２のリミットスイッチ52
がONしている方向と２−４切換コントローラ75側の判別
方向との関係およびその結果に対する評価は、次のよう
になる。

従って、現状では上記のような方向判別不能時には、
少なくとも過大トルク発生によるショックの防止や、そ
れによる各部の破損を防止するために、上記切換方向を
「切換方向＝判別方向」と仮定して、上記（ｄ）の組合
せパターンは妥協（待機）するようにしている。

つまり、上述のように２−４切換コントローラ75側で
正確な方向判別ができない場合、少なくとも上記（ｂ）
のケースの発生を避けるために、少なくとも上記第２の
リミットスイッチ52が再度OFFになるまでは電動モータ
（切換操作用アクチュエータ）31を停止させるシステム
を採っている。

この結果、上記従来の構成では、実際に上記第２のリ
ミットスイッチ52がONしている方向（CW）とは逆の方向
（CCW）に運転者が切換えを行おうとしても、結局上記
電動モータ31自体を作動することができず、切換えを行
うことができない問題があった。

（問題を解決するための手段） 本発明は、上記のような問題を解決することを目的と
してなされたもので、車両の駆動状態を２輪駆動状態か
ら４輪駆動状態に、又は４輪駆動状態から２輪駆動状態
に、各々任意に切り換える駆動状態切換機構と、この駆
動状態切換機構と連動し、上記車両の駆動状態が２輪駆
動状態に切換えられた時に非駆動輪となる車輪を遊動輪
とする車軸機構と、上記２輪駆動状態から４輪駆動状態
に切換える正方向又は上記４輪駆動状態から２輪駆動状
態に切換える逆方向に各々相互に異なる回転量で回転す
ることによって上記駆動状態切換機構を切換作動させる
切換操作用アクチュエータと、ユーザの操作入力を検出
し、該操作入力に従って上記切換操作用アクチュエータ
を制御するとともに、上記切換操作用アクチュエータか
ら上記駆動状態切換機構側に作用せしめられる切換機構
作動トルクの大きさを、上記２輪駆動状態から４輪駆動
状態に切換える正方向回転で大きく、上記４輪駆動状態
から２輪駆動状態に切換える逆方向回転で小さい値に設
定し、かつイグニッションスイッチのOFF毎に記憶デー
タがリセットされるコントローラと、上記切換操作用ア
クチュエータの正方向回転時にONになって第２のリミッ
ト信号を発生する第２のリミットスイッチと、上記切換
操作用アクチュエータの上記正方向回転時よりも小さい
回転量の逆方向回転時にONになって第１のリミット信号
を発生する第１のリミットスイッチと、上記第２のリミ
ットスイッチの第２のリミット信号又は上記第１のリミ
ットスイッチの第１のリミット信号の何れか一方のリミ
ット信号の検出時に上記切換操作用アクチュエータの作
動を停止するトルクリミット装置と、このトルクリミッ
ト装置が停止している状態下で上記駆動状態切換機構の
切換方向を判定する切換方向判定手段とを備え、この切
換方向判定手段は、上記駆動状態切換機構の切換方向を
判定して切換方向判定信号を発生するとともに、上記第
２のリミットスイッチの第２のリミット信号と上記切換
方向判定手段による切換方向判定信号のOFF信号検出時
に正転方向と判定する一方、上記第１のリミットスイッ
チの第１のリミット信号と上記切換方向判定手段による
切換方向判定信号のON信号検出時に逆転方向と判定する
ようにしたことを特徴とするものである。

（作 用） 上記のように本発明の４輪駆動車の制御装置の構成で
は、車両の駆動状態を２輪駆動状態から４輪駆動状態
に、又は４輪駆動状態から２輪駆動状態に、各々任意に
切り換える駆動状態切換機構と、この駆動状態切換機構
と連動し、上記車両の駆動状態が２輪駆動状態に切換え
られた時に非駆動輪となる車輪を遊動輪とする車軸機構
と、上記２輪駆動状態から４輪駆動状態に切換える正方
向又は上記４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換える逆
方向に各々相互に異なる回転量で回転することによって
上記駆動状態切換機構を切換作動させる切換操作用アク
チュエータと、ユーザの操作入力を検出し、該操作入力
に従って上記切換操作用アクチュエータを制御するとと
もに、上記切換操作用アクチュエータから上記駆動状態
切換機構側に作用せしめられる切換機構作動トルクの大
きさを、上記２輪駆動状態から４輪駆動状態に切換える
正方向回転で大きく、上記４輪駆動状態から２輪駆動状
態に切換える逆方向回転で小さい値に設定し、かつイグ
ニッションスイッチのOFF毎に記憶データがリセットさ
れるコントローラと、上記切換操作用アクチュエータの
正方向回転時にONになって第２のリミット信号を発生す
る第２のリミットスイッチと、上記切換操作用アクチュ
エータの上記正方向回転時よりも小さい回転量の逆方向
回転時にONになって第１のリミット信号を発生する第１
のリミットスイッチと、上記第２のリミットスイッチの
第２のリミット信号又は上記第１のリミットスイッチの
第１のリミット信号の何れか一方のリミット信号の検出
時に上記切換操作用アクチュエータの作動を停止するト
ルクリミット装置と、このトルクリミット装置が停止し
ている状態下で上記駆動状態切換機構の切換方向を判定
する切換方向判定手段とを備え、この切換方向判定手段
は、上記駆動状態切換機構の切換方向を判定して切換方
向判定信号を発生するとともに、上記第２のリミットス
イッチの第２のリミット信号と上記切換方向判定手段に
よる切換方向判定信号のOFF信号検出時に正転方向と判
定する一方、上記第１のリミットスイッチの第１のリミ
ット信号と上記切換方向判定手段による切換方向判定信
号のON信号検出時に逆転方向と判定するようにしている
ので、現在ON状態となっているリミットスイッチが何れ
の切換方向のものであるのかを容易に検知判定すること
ができるようになる。

そして、その判定結果に応じた適切な切換操作用アク
チュエータの作動制御が可能となるから、例えば途中で
イグニッションスイッチがOFFにされた後に再び切換操
作用アクチュエータが駆動されたような場合にも適切な
回動方向、回転トルクでの制御が行える。

（発明の効果） 従って、上記本発明の４輪駆動車の制御装置によれ
ば、リミットスイッチが入っている状態でのイグニッシ
ョンスイッチのOFFからONへの復帰時にも、電動モータ
等切換操作用アクチュエータが回転不能となることを確
実に防止することができ、運転者の切換操作を可能とす
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例の構成と作用を、添付の図面第
１図〜第10図を参照して詳細に説明する。

先ず第１図は本発明の実施例に係るパートタイム方式
の４輪駆動車の全体的な構成を示しており、先ず符号10
0はその車体、また82は同車体100の前部に、いわゆる縦
置状態で搭載されたエンジン、83はこのエンジン82にク
ラッチ装置（図示せず）を介して駆動可能に連結された
手動式の変速機であって、この手動式の変速機83の後方
には、エンジン82の動力をフロント及びリヤアクスル軸
（いずれも図示せず）上のデファレンシャル機構40Fa、
40Raを介して前後輪40F,40Rに伝達するためのトランス
ファー装置１が配設されており、これによって上記変速
機83、上記トランスファー装置１およびアクスル軸を介
してエンジン82の動力を４つの車輪40F,40F、40R,40Rの
各々に伝達するようにした動力伝達経路が構成されてい
る。なお、上記フロントアクスル軸上には、図示しない
が２輪駆動状態で遊動車輪（非駆動車輪）となる前輪40
F,40Fの回転がトランスファー装置１に伝達されるのを
阻止するリモートフリーホイール機構が設けられてい
る。

上記トランスファー装置１は、例えば第２図に拡大断
面図で示しているように、2WD状態と4WD状態との切換え
を行なう２−４切換手段としての切換装置２を有して構
成されている。該切換装置２はセンターディフャレンシ
ャルギヤ（以下単にセンターデフと言う）３にも連係さ
れ、該センターデフ３のロック・フリーの切換をも行な
うようになっている。

センターデフ３は、上記入力部材４の外周に設けられ
たサンギヤ５と、該サンギヤ５の外周側のリングギヤ６
と、該リングギヤ６と前記サンギヤ５との間にあって自
転および公転作用をなす複数のピニオンギヤ7,7・・と
によって構成されている。前記ピニオンギヤ7,7・・は
キャリア８によって回転自在に枢支されており、該キャ
リア８は前部車体構造入力部材４の端部に共回り可能に
支持されている。

前記キャリア８の外周にはセンターデフ３の出力ギヤ
９が相対回転自在に枢支されており、該出力ギヤ９はチ
ェーン10を介して前輪駆動軸側のトランスファギヤ11に
連結されている。

また、前記キャリア８の端部には、クラッチハブ20を
介してスリーブ21が軸方向スライド可能に支持されてい
る。該スリーブ21の軸方向両側には、前記入力部材４に
対して共回り可能に支持されたクラッチ用歯22と前記出
力ギヤ９に一体形成されたクラッチ用歯23とが配置され
ており、これらのクラッチ用歯22,23に対してスライド
したスリーブ21が選択的に係合せしめられるようになっ
ている。つまり、これらスリーブ21およびクラッチ用歯
22,23によりスリーブギヤ式の前記切換装置２が構成さ
れ、該切換装置２は前記センターデフ３の入力側に位置
せしめられて設けられている。

なお、４輪駆動時には、上記スリーブ21の位置によ
り、（ａ）入力部材４からの動力がサンギヤ５およびキ
ャリア８に同時に入力され、ピニオンギヤ7,7・・が自
転しないデフロック状態（4HL）と、（ｂ）入力部材４
からの動力がキャリア８にのみ入力され、ピニオンギヤ
7,7・・が自転及び公転をするデフフリー状態（4HF）と
を任意に取り得るようになっている。

上記トランスファー切換操作機構は、第１図に示すよ
うに、ステアリングホイール73を支持するステアリング
シャフト74の近傍に回動自在にかつ若干量だけ摺動可能
に支持され、かつステアリングシャフト74と平行に延び
る支持軸（図示せず）と、基端部がこの支持軸に回動可
能な状態で一体に結合固定されるとともに、先端が右方
に延び、運転者によって操作されるモード切換操作スイ
ッチ72とを備え、この操作スイッチ72は、例えば、その
切換操作により例えば第３図に示すように順に２輪駆動
／高速モード位置（2H）４輪駆動／高速／センタデフ・
ロックモード位置（4HL）、４輪駆動／高速／センタデ
フ・フリーモード位置（4HF）の３つのモード位置に任
意に切換えられるように設定されている。

上記操作スイッチ72には、また運転者によって直接操
作される２−４切換スイッチ78が取付けられている。こ
の２−４切換スイッチ78は、例えば押ボタン式のステッ
プスイッチからなり、その所定定常ステップ位置から次
段ステップ位置に最初に１プッシュ操作したときに２輪
駆動状態から４輪駆動状態に切換える操作指令信号を、
又その後の２回目のプッシュ操作により上記切換えを解
除する操作指定信号（４輪駆動状態から２輪駆動状態に
戻す信号）をそれぞれ上述のコントローラ75に出力する
ようになされている。

上記トランスファー装置１の切換装置２は高出力の電
動モータ31（切換操作用アクチュエータ）によって２−
４切換とともに上記デフロック（4HL）とデフフリー（4
HF）との相互の切換を行なうようになっている。

上記電動モータ31は、減速機32を介してカム部材33を
有するシフトロッド34を回転させるようになっている。

このシフトロッド34と平行に支持ロッド35が並設さ
れ、該支持ロッド35に、フォーク状の操作部36を有する
可動スリーブ37が摺動移動可能に嵌挿されている。そし
て、この可動スリーブ37からは係合ピン38が突設されて
おり、該係合ピン38が上記カム部材33のカム溝39に係合
するようになっている（第３図参照）。

これによって、電動モータ31の回動で、シフトロッド
34、カム部材33、可動スリーブ37（係合ピン38）を介し
て、操作部36が係合している可動スリーブ37を移動さ
せ、２−４切換を行なうことができるようになってい
る。

上記電動モータ31にて駆動される第１のギヤ（歯面部
省略）54には、第４図に示すように、第1,第２の１対の
係止ピン55,56が立設され、それらの間に中央部で所定
回数巻成されたスプリング53の両端53a,53bが拡開方向
に付勢された状態で係止されているとともに、第１ない
し第３のリミットスイッチを形成する第１ないし第３の
接点端子57,58,59が図示のような半径方向に位置を変え
た並設状態で設けられている。一方、上記シフトロッド
34に結合された第２のギヤ（歯面部省略）70には、上記
スプリング53の両端53a,53bに上記第1,第２の係止ピン5
5,56よりも半径方向内側位置で係合する第1,第２の係合
ピン60,61が設けられているとともに、上記第１ないし
第３の３つの接点端子57,58,59の内の半径方向最内側の
第１の接点端子57とともに切換方向判定スイッチ50（D
S）を形成する一方、上記第2,第３の接点端子58,59とと
もにトルク制御用の第１及び第２のリミットスイッチ51
（LS₁）、52（LS₂）を各々形成し、それらに対応して半
径方向の位置を異にする円弧状の第１〜第３の非導通部
62a,62b,62cを有する導通基板62（第５図斜線部分参
照）が設けられている。

第１のリミットスイッチ51（LS₁）は、第２のギヤ70
側から見た第１のギヤ54を示す第６図において、例えば
正転方向としての電動モータ31側から見た時計方向（右
回り・・・第３図CWに対応）に回動することでONする一
方、第２のリミットスイッチ（LS₂）52は、それとは逆
の電動モータ31側から見た反時計方向（左回り・・・第
３図CCWに対応）に回動することでONするようになって
いる。これらの各動作は、上記第１のギヤ54と第２のギ
ヤ70とがスプリング53を介して相対的に回転することに
よって実現される。そして、上記第１のリミットスイッ
チ51は、上記スプリング53の両端53a,53bが上記第１の
ギヤ54の第1,第２の係止ピン55,56間に係止され、かつ
上記第２のギヤ59の第1,第２の係止ピン60,61が上記ス
プリング53の両端53a,53bに係合している上記第６図の
状態を基準として、上記第２のリミットスイッチ52より
も上記電動モータ31による第１のギヤ54の少ない回転量
（小さい回転角）によってONするように、上記第２の非
導通部62bの長さが上記第３の非導通部62cの長さよりも
円周方向において短かくなっており、上記第１のギヤ54
の回転により上記シフトロッド34（すなわち第２のギヤ
70）が回転しない場合には、切換操作力に相当する上記
スプリング53のたわみ量を上記第1,第２の両リミットス
イッチ51,52により大小２段階に異ならせて設定するよ
うになっている。つまり、上記第１及び第２の両リミッ
トスイッチ51,52によって上記第１のギヤ54の回転角、
すなわち上記電動モータ31の回転作動量の最大値を大小
２段階に変化させる作動量可変手段が構成されている。
なお、これらは、上記第２図に示した減速機32のケーシ
ング32a内に配設されている。

そして、この作動量可変手段（つまり上記第1,第２の
リミットスイッチ51,52をコンビネーションした装置）
は、２−４切換用のコントローラ75に連係されている。
２−４切換コントローラ75は、上記電動モータ31を介し
て上述の切換装置２に連係され、上記操作スイッチ72か
らの信号により、２−４切換とともにセンターデフ３の
ロック・フリーの切換の制御を行なうようになってお
り、また、2WD状態（2H）から4WDロック状態（4HL）へ
切換える際には上記第２のリミットスイッチ52からの信
号を、他方4WDロック状態（4HL）から2WD状態（2H）へ
切換える際には上記第１のリミットスイッチ51からの信
号をそれぞれ採用し、それによって先に述べたように2W
D状態（2H）から4WDロック状態（4HL）へ切換える際よ
りも、4WDロック状態（4HL）から2WD状態（2H）へ切換
える際の電動モータ31の回転作動量の最大値が小さくな
るようにしている（前述の第10図およびその説明を参
照）。つまり、２−４切換コントローラ75が、上記第１
および第２のリミットスイッチ51,52からの信号を選択
して用いるようになっている。

そして、それによって、4WD状態から2WD状態への切換
時（第３図、第10図のCW方向時）には、上記第１のリミ
ットスイッチ51がONしたときに電動モータ31が停止する
ようになるので、上記スプリング53のたわみ量が少なく
なり（第７図参照）、従って上記第２のギヤ70を切換方
向へ回動付勢するスプリング53のスプリング力は小さく
なって小さい切換操作力（トルク）となる一方、2WD状
態（2H）から4WD状態（4HL）への切換時（第３図、第10
図のCCW方向時）には、上記電動モータ13はそれとは逆
方向に回動し、上記第２のリミットスイッチ52がONした
ときに電動モータ31を停止するようになるので、上記ス
プリング53のたわみ量が多くなり（第８図参照）、従っ
て上記第２のギヤ70を切換方向へ回動付勢する上記スプ
リング53のスプリング力が大きくなり、大きい操作力
（トルク）が得られるようになる。

一方、この場合において、上記第１及び第２の各リミ
ットスイッチ51,52は、それぞれ電動モータ31側から見
て右回り方向CW又は左回り方向CCWで共にONとなるが、
例えば一旦ONとなったトランスファー動作途中にイグニ
ッションスイッチIG・SWが一時的にOFFにされ、再び同I
G・SWがONになったような場合には、上記２−４切換コ
ントローラ75側の第1,第２の各リミットスイッチ51,52
のON方向を記憶したメモリデータが失われるので（通常
IG・SWがOFFとなった時のバックアップ機能は有してい
ない）、上記第1,第２のリミットスイッチ51又は52が何
れの切換方向でON状態にあるのかを、先に述べたように
従来の構成では判別することができない問題があり、上
記電動モータ31が回り得ないケースを生じる。

ここで、上記第１のリミットスイッチ51および第２の
リミットスイッチ52のON・OFF状態を上記切換方向（第
３図、第10図のCW,CCW方向）との関係で表わし、表にす
ると次のようになる。

該場合において、上記イグニッションスイッチIG・SW
のOFFからON時、従来の構成では例えば上記（Ｂ）のケ
ースにおいては、上記第１のリミットスイッチ51がOFF
で、第２のリミットスイッチ52もOFFとならないと上記
電動モータ31は作動せず、従って、そうでない場合には
ドライバーが上記操作スイッチ78をCW方向に切換えてい
て電動モータ31を作動させても良いのにも拘わらず、CW
方向では電動モータ停止と仮定していたから当該電動モ
ータ31は停止したままとなる問題が生じていた訳であ
る。しかし、本実施例の構成の場合には、上記（Ｂ）の
ケースの場合、次に述べる切換方向判定スイッチ50の存
在（CCW方向でON）により上記電動モータ31停止時の切
換方向が確実に判定できるようになるので、上記のごと
くドライバーが操作スイッチ78を操作すればスムーズに
上記電動モータ31が作動するようになる（後述する第９
図の制御内容を参照）。もちろん、これは上記の（表I
I）の（Ａ）のケースの場合も同様である。

すなわち、該切換方向判定スイッチ50（DS）は、上述
したように、第１のギヤ54側の第１の接点端子57と、そ
れに対応する第２のギヤ70側の第１の非導通部62aとを
備えた第２のギヤ70側の導通基板62とから構成されてお
り、上記第１の非導通部62aの円周方向の長さは上記第
３の非導通部62cの長さよりは短かいが、その電動モー
タ31側から見た右回転方向（時計方向CW）側端部は略同
じ回転角位置のものに形成されている。

従って、該切換方向判定スイッチ50は、電動モータ31
側から見て時計（右）回り方向CW（2WD→4WD）でOFF、
それとは逆の反時計（左）回り方向CCW（4WD→2WD）でO
Nとなり、結局そのON又はOFF信号入力（第６図のS₁信号
入力の有無）によって切換方向の判定ができるようにな
っている。

その判定条件は、次のようになる。

（Ａ） 上記時計回り方向CWでリミットスイッチが入っ
ていると判定する場合・・・第２のリミットスイッチ52
（LS₁）がONで切換方向判定スイッチ50（DS）がOFF（第
７図の状態で第２のリミットスイッチ52が入っている
時）。

（Ｂ） 上記反時計方向回りCCWでリミットスイッチが
入っていると判定する場合・・・第１のリミットスイッ
チ51（LS₁）がONで、切換方向判定スイッチ50（DS）がO
Nの場合（第８図の状態で第１のリミットスイッチ51が
入っている時）。

次に上記２−４切換コントローラ75による２輪駆動状
態から４輪駆動状態への切換動作時に於ける上記電動モ
ータ31の制御について説明する。

先ず制御をスタートすると、ステップS₁で上記電動モ
ータ31に通電を行なって所定量電動モータ31を上記時計
回りCW方向に回転させる。そして、次にステップS₂で上
記第２のリミットスイッチLS₂（52）がON（2H→4HL）で
あるか否かを判定する。その結果、第２のリミットスイ
ッチLS₂（52）がONのYESの場合には、続いてステップS₃
に進んで上記電動モータ31を停止させる（2H→4HL停
止）。

つまり、上記第２のリミットスイッチLS₂のONの方向
が２輪駆動状（2H）から４輪駆動のセンターディファレ
ンシャルギヤロック状態（4HL）への切換え方向（第３
図、第10図のCW方向）であり、指示通り２輪駆動状態
（2H）から４輪駆動センターディファレンシャルギヤロ
ック状態（4HL）に切換えられたものである場合には、
上記電動モータ31を停止させてリターンする。

他方、上記ステップS₂でNOと判定された上記第２のリ
ミットスイッチLS₂がOFFの場合には、ステップS₄に進ん
で現在の切換モード選択ポジションが４輪駆動のセンタ
ーディファレンジャルギヤロック状態（4HL）であるか
否かを判定し、その判定結果が、NOの場合にはステップ
S₁にリターンする一方、YESの場合にはステップS₅に進
んで電動モータ31を停止させる。

また、その後、続くステップS₆で4HLから4HFへの切換
えを目的として所定時間電動モータ31に通電して所定量
電動モータ31を回転させる。そして、その上で更にステ
ップS₇に進み、今度は上述の第１のリミットスイッチLS
₁（第４図の51）がONであるか否かを判断し、ONである
場合（YES）には、更にステップS₈で上記切換方向判定
スイッチ50の判定入力を基に当該ONの方向を判定し、該
ONの方向が上記4HL状態から2H状態への切換えである場
合（第３図、第10図のCCW方向）には、上記ステップS₆
にリターンする。また、一方、上記第１のリミットスイ
ッチLS₁（51）のONの方向が4HLから4HFへの切換え方向
（第３図、第10図のCW方向）である場合には、先ずステ
ップS₉で一旦電動モータ31を停止して上記第１のリミッ
トスイッチLS₁（第４図の51）がOFFになるまで該状態を
継続する。

他方、上記ステップS₇で同第１のリミットスイッチLS
₁（第４図の51）がOFFであると判定されたNOの場合に
は、ステップS₁₀に進んで現在の切換モードポジション
が4HFであるか否かを判定し、ドライバーの指示通り4HF
状態となっている場合には、そのまま上記電動モータ31
の駆動制御を終える。

以上のように本実施例によると、ステップS₈で当該第
１のリミットスイッチLS₁（第４図の51）のONとなって
いる方向が判定されるようになっており、その方向判定
結果に応じて上記のように電動モータ31を駆動制御する
ようになっているから、例えば4WDロック状態4HLから同
フリー状態4HFへの切換途中（CW）において、上記第２
のリミットスイッチ52がON状態となって上記切換操作用
アクチュエータが停止し、この状態で例えばイグニッシ
ョンスイッチ（IG・SW）が一旦OFFにされた後に再びON
になって、電動モータ31が駆動されたような場合にも、
適切な回動方向、回転トルクでの制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る４輪駆動車の制御装置
の車両全体の構成を示すスケルトン図、第２図は、同装
置に於けるトランスファー機構部の拡大断面図、第３図
は、同第２図の機構のカム部材部分のカム溝平面図、第
４図は、トルクリミット機構の分解斜視図、第５図は、
同トルクリミット機構のリミットスイッチ部の第４図Ａ
方向矢視図、第６図は、トルクリミット装置の制御系統
図、第７図及び第８図は、上記実施例装置の２つの異っ
た動作状態図、第９図は、上記実施例装置のモータ制御
動作を示すフローチャート、第10図は、上記実施例装置
の切換モードと所要トルクとの関係を示した説明図、第
11図は、従来の４輪駆動車の制御装置の拡大平面図、第
12図は、同斜視図、第13図は、同要部の平面図である。 １……トランスファー装置 ２……切換装置 ３……センターデフ ４……入力部材 ５……サンギヤ ６……リングギヤ ７……ピニオンギヤ ８……キャリア 20……クラッチハブ 31……モータ 33……カム部材 34……シフトロッド 36……操作部 37……可動スリーブ 38……係合ピン 51……第１のリミットスイッチ（LS₁） 52……第２のリミットスイッチ（LS₂） 53……スプリング 54……第１のギヤ 55,56……第1,第２の係止ピン 57……第１の接点端子 58……第２の接点端子 59……第３の接点端子 62a……第１の非導通部 62b……第２の非導通部 62c……第３の非導通部 70……第２のギヤ 75……２−４切換コントローラ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 23/08 B60K 28/00 F16H 61/26 F16H 59/50 F16H 37/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の駆動状態を２輪駆動状態から４輪駆
   動状態に、又は４輪駆動状態から２輪駆動状態に、各々
   任意に切り換える駆動状態切換機構と、この駆動状態切
   換機構と連動し、上記車両の駆動状態が２輪駆動状態に
   切換えられた時に非駆動輪となる車輪を遊動輪とする車
   軸機構と、上記２輪駆動状態から４輪駆動状態に切換え
   る正方向又は上記４輪駆動状態から２輪駆動状態に切換
   える逆方向に各々相互に異なる回転量で回転することに
   よって上記駆動状態切換機構を切換作動させる切換操作
   用アクチュエータと、ユーザの操作入力を検出し、該操
   作入力に従って上記切換操作用アクチュエータを制御す
   るとともに、上記切換操作用アクチュエータから上記駆
   動状態切換機構側に作用せしめられる切換機構作動トル
   クの大きさを、上記２輪駆動状態から４輪駆動状態に切
   換える正方向回転で大きく、上記４輪駆動状態から２輪
   駆動状態に切換える逆方向回転で小さい値に設定し、か
   つイグニッションスイッチのOFF毎に記憶データがリセ
   ットされるコントローラと、上記切換操作用アクチュエ
   ータの正方向回転時にONになって第２のリミット信号を
   発生する第２のリミットスイッチと、上記切換操作用ア
   クチュエータの上記正方向回転時よりも小さい回転量の
   逆方向回転時にONになって第１のリミット信号を発生す
   る第１のリミットスイッチと、上記第２のリミットスイ
   ッチの第２のリミット信号又は上記第１のリミットスイ
   ッチの第１のリミット信号の何れか一方のリミット信号
   の検出時に上記切換操作用アクチュエータの作動を停止
   するトルクリミット装置と、このトルクリミット装置が
   停止している状態下で上記駆動状態切換機構の切換方向
   を判定する切換方向判定手段とを備え、この切換方向判
   定手段は、上記駆動状態切換機構の切換方向を判定して
   切換方向判定信号を発生するとともに、上記第２のリミ
   ットスイッチの第２のリミット信号と上記切換方向判定
   手段による切換方向判定信号のOFF信号検出時に正転方
   向と判定する一方、上記第１のリミットスイッチの第１
   のリミット信号と上記切換方向判定手段による切換方向
   判定信号のON信号検出時に逆転方向と判定するようにし
   たことを特徴とする４輪駆動車の制御装置。