JP4306132B2 - 副変速機の切換制御装置及び切換制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は副変速機の切換制御装置及び切換制御方法に係り、特に四輪駆動車のトランスファに装備された高速段・低速段に切換可能な副変速機を切換制御するのに好適な切換制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車のトランスファ（動力分配装置）において、高速段・低速段（Hi-Lo ）の切り換え或いは変速を可能にするため、副変速機が設けられる場合が多い。そしてこの切り換えをアクチュエータ及び制御ユニットにより自動的に行うことが行われている。この場合、車室内にスイッチが設けられ、ドライバがスイッチを切り換えることにより自動的に切り換えが実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般にこの種の副変速機では、シンクロ機構を持たないこと、及びHi-Lo間でギヤ比が大きく異なり走行中HiからLo又はLoからHiに切り換えると機械的ダメージが発生する等の構造上の理由から、車両走行中は切り換えを禁止し、停車時のみ切り換えを許容するものが多い。
【０００４】
そして従来、スピードメータ表示のために用いる車速センサの出力パルスから車速を求め、その車速がゼロ又はその付近（これを実質的な停車状態という）になったら切り換えを許可するようにしている。
【０００５】
しかし、車速センサは車速に応じて間欠的にパルスを発生するものであり、車速がゼロになるとパルスが発生せず、車速がゼロ付近の極低速ではパルス間隔が非常に長くなることから、車速検出精度が非常に悪化する。メータ表示についてはこれでも問題ないが、このパルスデータを副変速機の切換許可判断に使用すると以下の問題が生じる。
【０００６】
即ち、車速はパルス間の時間を測定して車速に換算するものであり、あるパルスが発生してから次のパルスが発生しないと車速を計算できない。しかし、ゼロ付近の極低速（例えば３km/h）では、あるパルスが発生してから次のパルスが発生するまで数秒（例えば３秒）程度かかることがあり、この間にドライバが切換を要求しても、その数秒を待って車速がゼロ付近であることが認識されないと切り換えを実行できない。従ってドライバは切り換えに際して違和感を抱くことになる。
【０００７】
また、あるパルスが発生してから次のパルスが発生するまでの間に、ドライバが急ブレーキを踏んで車両を止めてしまうと、次のパルスは車両が走り始めるまで発生しないことになり、そのときまで車速検出が行えない。従ってこの間にドライバが切換を要求しても切り換えを実行できず、問題となる。
【０００８】
一方、これを防止するため、制御ユニット側で一定時間パルスが検知されなくなったら車速ゼロと判断し、切り換えを許可するという考え方がある。しかし、こうすると断線等の故障が原因で車速パルスが送られなくなったようなときにも、制御ユニット側で車速ゼロと判断し、走行中に切り換えを実行してしまう問題がある。
【０００９】
そこで、本発明はかかる問題に鑑みて創案されたもので、その目的は車両の実質的な停車状態を的確に把握し、その実質的な停車状態のときは即時な副変速機の変速を許容すると共に、故障時にあって車両走行中の変速を確実に防止できる副変速機の変速制御装置及び変速制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両に搭載され実質的な停車状態のときのみ切換えが許容される副変速機を、アクチュエータ及び制御ユニットを用いて切換制御する切換制御装置であって、
車速に応じた車速パルスを発生させる車速パルス発生手段と、
この車速パルスによらずに車両が走行中であろうとみなすことができる第一の条件が成立したか否かを判断する第一の判定手段と、
上記車速パルス発生時毎に、その発生時から、上記第一の条件が成立している時間をカウントする第一のタイマ手段と、
上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記第一のタイマ手段のカウント値を第一の条件成立時間として決定する第一の条件成立時間決定手段と、
その第一の条件成立時間に応じて予め定められた待ち時間を決定する待ち時間決定手段と、
上記第一の条件不成立となった時から時間をカウントする第二のタイマ手段と、
この第二のタイマ手段によりカウントされた時間が上記待ち時間に達したとき車速条件を許可とする車速条件許可手段と
を備えたものである。
【００１１】
ここで、上記副変速機の切換指示を行うべく手動操作されるスイッチと、上記副変速機を切換許可とするための第二の条件であって、上記車速条件許可を含む第二の条件が成立したか否かを判断する第二の判定手段とをさらに備え、
スイッチが切換操作されたとき、上記第二の条件成立ならば上記副変速機の切換作動を実行し、上記第二の条件不成立ならば上記副変速機の切換作動を不実行とするのが好ましい。また、上記スイッチが切換操作された時、上記第二の条件不成立ならばその後第二の条件成立となっても副変速機の切換作動を不実行とするのが好ましい。
【００１２】
上記第一の条件が、エンジンが運転中であり、且つ車両の主変速機のシフトポジションがニュートラル又はパーキング以外であるという条件を含むのが好ましい。
【００１３】
上記第二の条件が、上記車速条件許可に加え、エンジン回転速度が所定値以下、且つ主変速機のシフトポジションがニュートラル又はパーキングであるという条件を含むのが好ましい。
【００１４】
上記待ち時間が上記第一の条件成立時間の増加に応じて増加するものであり、且つその待ち時間の増加率が、上記第一の条件成立時間の増加に応じて所定のしきい値を境に小から大になるのが好ましい。また上記第一の条件成立時間のしきい値が、信号待ちの最大時間程度であるのが好ましい。
【００１５】
上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記第一のタイマ手段のカウント値を保持し、この状態から上記第一の条件成立となったら上記第一のタイマ手段の追加カウントを開始するのが好ましい。
【００１６】
上記第一のタイマ手段が、車速パルス発生時毎にクリアされるのが好ましい。
【００１７】
上記第一のタイマ手段が、イグニッションスイッチのoffによってクリアされるのが好ましい。
【００１８】
上記第一のタイマ手段が、副変速機の切換作動開始又は終了と同時にクリアされるのが好ましい。
【００１９】
上記副変速機が四輪駆動車のトランスファに搭載されたものであってもよい。
【００２０】
一方、本発明は、車両に搭載され実質的な停車状態のときのみ切換えが許容される副変速機を、アクチュエータ及び制御ユニットを用いて切換制御する際の切換制御方法であって、
車速に応じた車速パルスを発生させるステップと、
車速パルス発生時毎に、その発生時から、上記車速パルスによらずに車両が走行中であろうとみなすことができる第一の条件が成立している時間をカウントするステップと、
上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記タイマカウント値を第一の条件成立時間として決定するステップと、
その第一の条件成立時間に応じて予め定められた待ち時間を決定するステップと、
上記第一の条件不成立となった時から時間をカウントするステップと、
このカウントされた時間が上記待ち時間に達したとき車速条件を許可とするステップと
を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】
まず、本発明が適用される四輪駆動車及びトランスファについて説明する。図７に示すように、四輪駆動車においては、エンジンＥの動力を後方に向かって変速機（主変速機）Ｔ／Ｍ、トランスファＴ／Ｆへと伝達し、トランスファＴ／Ｆにて前後側に分配した後、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷに伝達して四輪を駆動するようになっている。前輪ＦＷの駆動は選択的で、所謂ＦＲベースのパートタイム４ＷＤの構成が採られている。変速機Ｔ／Ｍは摩擦クラッチを含むマニュアル式か、流体コンバータを含む自動変速式の構成となっている。
【００２３】
図５にトランスファを示す。トランスファＴ／Ｆは入力軸１から変速機Ｔ／Ｍの動力を入力し、後方出力軸２から後輪側に動力を出力すると共に、前方出力軸３から前輪側に動力を選択的に出力する。後方出力軸２と前方出力軸３とがチェーン・スプロケット機構からなる分配装置４で連結され、各軸に動力が分配伝達されるようになっている。前方出力軸３への動力分配は選択装置５により選択的に行われる。これは通常の手動変速機における変速機構部と同様の構成である。
【００２４】
トランスファ全体の高速段（Hi）又は低速段（Lo）への切換えを行うため、遊星歯車機構からなる副変速機６が設けられる。副変速機６はHiのとき１の減速比つまり直結となり、Loのとき１より大きい値（本実施形態では2.5 ）の減速比となり、入力軸１の回転を減速して出力側に伝達する。また副変速機６はニュートラル（Ｎ）のポジションも備える。これら入力軸１〜副変速機６の全体が共通のトランスファケーシング７に収容されている。
【００２５】
トランスファＴ／Ｆの前端付近において、入力軸１と後方出力軸２とが同軸に嵌合接続され、互いに相対回転自在となっている。接続部にはニードルベアリング８が設けられる。入力軸１は中空とされ、その前端部がケーシング７から突出されると共に、内周部にスプライン９が形成され、変速機出力軸（図示せず）をスプライン嵌合接続させ得るようになっている。入力軸１はニードルベアリング１０、キャリア軸受部３０ａを介してボールベアリングからなる前部軸受１１によって外周側からも軸支される。これによって入力軸１はニードルベアリング８と前部軸受１１によって内外周側から支持されることになる。入力軸１とケーシング７との隙間がオイルシール１２でシールされる。
【００２６】
後方出力軸２はほぼトランスファ全長に亘って延出され、後端側がボールベアリングからなる後部軸受１３によって軸支される。後端部がケーシング７から突出され（図示せず）、図７の如く後輪駆動軸（プロペラシャフト）Ｓ／Ｒを連結し得るようになっている。
【００２７】
分配装置４は、後方出力軸２のほぼ中間位置に設けられ、後方出力軸２の外周側に相対回転自在に取り付けられる駆動スプロケット（駆動部材）１４と、前方出力軸３に固設される被駆動スプロケット（被駆動部材）１５と、これらスプロケット同士を連結するチェーン１６とから構成される。前方出力軸３は、前部側がボールベアリング１７、後端部がニードルベアリング１８で軸支され、前端部がケーシング７から突出される。その突出部にフランジ１９がナット２１により締結されており、ボルト２０を用いて図７の如く前輪駆動軸Ｓ／Ｆを連結し得るようになっている。突出部とケーシング７との隙間がオイルシール２２でシールされる。
【００２８】
ここで図６に示すように、トランスファＴ／Ｆは正面視において鉛直でなく斜めに傾斜されている。そして入力軸１及び後方出力軸２の斜め下に前方出力軸３が配置され、これら軸位置が左右方向にオフセットされる。これにより図７に示すようにエンジンＥや変速機Ｔ／Ｍと前輪駆動軸Ｓ／Ｆとの干渉が防止される。
【００２９】
選択装置５は駆動スプロケット１４の前方に隣接して設けられる。選択装置５は、駆動スプロケット１４に設けられたドグギヤ２３と、後方出力軸２に固設されたクラッチハブ２４と、クラッチハブ２４の外周部に軸方向スライド自在にスプライン嵌合された選択スリーブ２５と、ドグギヤ２３及びクラッチハブ２４間に設けられたシンクロナイザリング２６とから構成される。図示するのは二駆（ニュートラル）状態で、この状態から選択スリーブ２５が後方にスライドされるとシンクロナイザリング２６による同期後、選択スリーブ２５がドグギヤ２３に噛合する。これによってクラッチハブ２４とドグギヤ２３、ひいては後方出力軸２と駆動スプロケット１４が連結され、後方出力軸２の回転動力が前方出力軸３に分配伝達されて４駆状態となる。
【００３０】
副変速機６は、選択装置５の前方且つ入力軸１と後方出力軸２との接続部付近に設けられる。副変速機６は、遊星歯車式であり、入力軸１に一体に設けられたサンギヤ２７と、サンギヤ２７の外周部に噛合される複数のプラネタリギヤ２８と、各プラネタリギヤ２８をシャフト２９を介して軸支するキャリア３０と、各プラネタリギヤ２８に噛合される内周ギヤを有したリングギヤ３１とから構成される。
【００３１】
キャリア３０は、プラネタリギヤ２８のない周方向位置においてブリッジ３２が設けられ、サンギヤ２７及びプラネタリギヤ２８の後方にも回り込んでシャフト２９を両端支持する。前述のキャリア軸受部１１はキャリア３０の一部であり、キャリア３０から前方に突出してニードルベアリング１０と前部軸受１１との間に軸支される。サンギヤ２７とキャリア３０の間のスラスト荷重を低減するためスラスト用のニードルベアリング３３が設けられる。リングギヤ３１はケーシング７にスプライン嵌合されるが、リングギヤ３１とケーシング７との間には僅かな径方向隙間があり、リングギヤ３１が僅かに偏心移動可能となっている（所謂フローティング支持構造）。リングギヤ３１とケーシング７との直接衝突を緩衝するためゴム材を用いたダンパリング５８が設けられている。
【００３２】
リングギヤ３１は、ケーシング７に設けられたリングギヤ嵌合穴５６に後方から挿入され、スナップリング５７で軸位置が固定される。リングギヤ嵌合穴５６の最前端にダンパリング５８が予め挿入され、この後リングギヤ３１が挿入されてリングギヤ３１の最前端部がダンパリング５８に圧入されると共に、ダンパリング５８がリングギヤ３１とリングギヤ嵌合穴５６との間に装入される。
【００３３】
サンギヤ２７とキャリア３０との径方向内側に空洞部が設けられ、そこに切換スリーブ３４が後方出力軸２上をスライド自在に設けられる。後方出力軸２にはスプライン３５が設けられ、これにスリーブ３４がスプライン嵌合されてスリーブ３４の軸方向のスライド移動が許容され、後方出力軸２上での回転が防止される。
【００３４】
サンギヤ２７とキャリア３０との内周部及び切換スリーブ３４の外周部にスプライン３６，３７，３８が設けられる。切換スリーブ３４をスライドさせ、そのスプライン３８をサンギヤ及びキャリアスプライン３６，３７のいずれか一方に選択的に噛合させることでHi-Lo の切換えがなされる。サンギヤ及びキャリアスプライン３６，３７の間に切換スリーブ３４のスプライン３８を非係合状態（フリー）にするためのニュートラル（Ｎ）ポジションが設けられる。この副変速機ないし切換機構は、シンクロ機構が設けられておらず、Hi-Lo間のギヤ比差が大きい（1又は2.5）。従って機械構造上、切換えは車速ゼロ又はその付近の極低速（実質的な停車状態）で行われなければならない。
【００３５】
図示の如く、切換スリーブ３４がサンギヤ２７に噛合しているときには実質入力軸１と後方出力軸２とが直結状態となり、入力軸１の回転動力がそのまま後方出力軸２に伝達される。これがHiのポジションである。このときプラネタリギヤ２８はサンギヤ２７に追従回転する。
【００３６】
一方、切換スリーブ３４が図示状態から後方にスライドされ、Ｎポジションを越えてキャリア３０に噛合されると、入力軸１の回転動力がサンギヤ２７→プラネタリギヤ２８→キャリア３０→切換スリーブ３４→後方出力軸２と伝達され、後方出力軸２が入力軸１に対し減速回転される。これがLoのポジションである。
【００３７】
このトランスファでは、選択装置５の２駆・４駆切換えと、副変速機６のHi-Lo 切換え（Ｎへの切換えを含む）とが共通のアクチュエータ３９により自動的に行われるようになっている。アクチュエータ３９は、後述する制御ユニットにより位相制御されるモータ４０と、このモータ４０により複数の位相位置にステップ状に回転され、選択装置５及び副変速機６の切換えのための二つのカム溝４１，４２を有した円柱カム４３と、カム溝４１及び選択スリーブ２５に係合してカム溝４１の回転に応じて選択スリーブ２５を移動させる選択アーム４４と、カム溝４２及び切換スリーブ３４に係合してカム溝４２の回転に応じて切換スリーブ３４を移動させる切換アーム４５と、それぞれのアーム４４，４５を軸方向移動自在に支持する２本のシャフト（一本のシャフト４６のみ図示）とを備える。各アーム４４，４５にはバネ（一つのバネ４７のみ図示）を用いた緩衝装置４８が設けられ、スプラインの噛合時に過負荷を与えぬようになっている。それぞれのシャフトに対して位置決めのためチェック機構４８ａが設けられる。
【００３８】
ケーシング７内には潤滑オイルが貯留されるが、このトランスファは図６に示すような傾斜配置のため、オイルは下部の前方出力軸３側に溜まっており、上部に行きづらい。そこで、オイルポンプ４９により上部の各部を強制潤滑するようになっている。
【００３９】
オイルポンプ４９は分配装置４の後部に隣接して設けられ、後方出力軸２によって駆動されるトロコイドポンプとなっている。オイルポンプ４９は、矢視の如く、ケーシング内底部に貯留されたオイルを吸引管５０によって吸引し、後方出力軸２の中心部に形成されたオイル穴５１に吐出する。オイル穴５１のオイルは各給油穴５２を通じて駆動スプロケット１４の支持部、選択装置５及び副変速機６へと供給される。オイル穴５１の前端は開放され、ここからニードルベアリング８への給油がなされる。後方出力軸２の前端に近接して入力軸１にキャップ５３が取り付けられ、オイルの外部への漏洩が防止される。
【００４０】
後部軸受１３の後側に隣接して後方出力軸２にメータギヤ５４が取り付けられ、メータギヤ５４の回転がウォームギヤ５５を介して図示しない車速センサにより検出される。例えば、後方出力軸２の回転がメータギヤ５４、ウォームギヤ５５を経て1/3程度に減速され、ウォームギヤ５５の１回転に対し車速センサは４パルスを発生する。
【００４１】
さて、本実施形態では、選択装置５と副変速機６との切換えが電子制御ユニットの制御信号に基づき自動で行われる。即ち、図４に示すように、本実施形態のトランスファには電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）６０が付帯して設けられ、これにはモータ４０、エンジン回転センサ６１、車速センサ６２、シフトポジションセンサ６３、クラッチスイッチ６４、副変速機切換スイッチ６５、副変速機ポジションセンサ６６、二駆・四駆切換スイッチ６７、二駆・四駆ポジションセンサ６８、イグニッションスイッチ６９等が接続されている。
【００４２】
エンジン回転センサ６１はエンジン回転速度を検出するためのもので、具体的にはクランク軸の回転速度に応じたパルスをＥＣＵ６０に出力する。車速センサ６２は車速を検出するためのもので、具体的にはウォームギヤ５５の回転速度、ひいては車速に応じたパルスをＥＣＵ６０に出力する。シフトポジションセンサ６３は変速機Ｔ／Ｍのシフトポジションを検出するためのものである。特にマニュアル式（ＭＴ）ではＮ（ニュートラル）、自動変速式（ＡＴ）ではＮ及びＰ（パーキング）のポジションを検出可能である。クラッチスイッチ６４はＭＴ車のみ設けられ、クラッチペダルの踏み込みの有無を検知するためのものである。
【００４３】
副変速機切換スイッチ６５は車室内に設けられた手動切換スイッチで、ドライバにより切換操作されることにより、副変速機６をHi,N,Loに切り換えるための切換指示信号をＥＣＵ６０に出力する。副変速機ポジションセンサ６６は副変速機６の実際のHi,N,Loの各ポジションを検出するためのものである。二駆・四駆切換スイッチ６７は車室内に設けられた手動切換スイッチで、ドライバにより切換操作されることにより、二駆・四駆状態を切り換えるための切換指示信号をＥＣＵ６０に出力する。二駆・四駆ポジションセンサ６８は実際の二駆・四駆状態、言い換えれば選択装置５の係脱状態を検出するためのものである。
【００４４】
次に、本実施形態における副変速機の切換制御方法を切換許否判断方法を含めて説明する。ここで副変速の切り換えにはHi、Loへの切り換えの他、Ｎへの切り換えも含まれる。
【００４５】
かかる副変速機６では、シンクロを持たずHi-Lo間のギヤ比差も大きいため、車速ゼロ又はその付近の極低速（実質的な停車状態）でしか切り換えが行えない。一方、このような実質的な停車状態では車速センサのパルスに基づいた車速判断が正確に行えない。そこで、実質的な停車状態か否かを以下のようにして判断する。
【００４６】
まず、車両が走行中（実質的な停車状態以外）であろうとみなすことができる第一の条件を設定する。本実施形態で第一の条件とは、
▲１▼ エンジンが運転中である
▲２▼ 変速機Ｔ／Ｍのシフトポジションが、ＭＴ車ではＮ以外、ＡＴ車ではＮ又はＰ以外である
の二条件を満たすことである。▲１▼は例えばエンジンがアイドリング回転以上となっていることである。
【００４７】
▲２▼により、変速機Ｔ／Ｍがいずれかのギヤに入っているので、エンジンが運転中であれば車両を走行中とみなすことができる。なお第一の条件は任意に変更可能で、例えばＭＴ車の場合、▲１▼、▲２▼の条件に加えて或いは▲２▼の条件に代えて、クラッチペダルが踏み込まれてないという条件を付加することも可能である。上記から分かるように、車両が走行中か否かの判断に車速パルスに基づく車速データは用いていない。
【００４８】
次に、副変速機を切換許可とするための第二の条件を設定する。本実施形態で第二の条件とは、
▲１▼ エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ１以下である（Ｎｅ≦Ｎ１）
▲２▼ 変速機Ｔ／Ｍのシフトポジションが、ＭＴ車ではＮ、ＡＴ車ではＮ又 はＰである
▲３▼ 車速条件が許可となっている
の三条件を満たすことである。▲１▼でＮ１は停車時の一般的な最大回転数より若干高い値とし、本実施形態ではファーストアイドル時の最大回転数より若干高い値（ex.2000rpm)としている。▲３▼の車速条件許可とは、実際の車速が切換えを許可できる程度の極低速以下になっているとみなせることをいう。なお、第二の条件も任意に変更可能で、例えばＭＴ車の場合、上記条件に加えて或いは▲２▼の条件に代えて、クラッチペダルが踏み込まれているという条件を付加してもよい。ここでも副変速機の切換許可判断に車速パルスに基づく車速データは用いていない。後に分かるが上記▲１▼〜▲３▼が成立した場合、大抵の場合車両は惰行の後停止に至る。
【００４９】
これら第一の条件及び第二の条件はＥＣＵ６０に記憶されている。
【００５０】
次に、切換制御のロジックを図１を用いて説明する。図示するように、第一の条件が成立し、且つＥＣＵ６０に車速パルスが入力されていないとき（ステップ１０１）、ＥＣＵ６０に内蔵された第一のタイマにより時間Ｔ１をカウントする（ステップ１０２）。そして車速パルスが入力されたら第一のタイマをクリア（＝０）する（ステップ１１０）。通常、車両走行中は車速パルスが極短時間毎に発生しＥＣＵ６０に入力されてくる。従って車両走行中はパルス発生時毎にタイマクリア、その時から次のパルス発生時までの時間カウント、を繰り返すのである。
【００５１】
次に、この状態からドライバがシフトレバーを操作し、変速機Ｔ／ＭのシフトポジションがＭＴ車ではＮ、ＡＴ車ではＮ又はＰになったとする（ステップ１０３、この条件をＴ／Ｍ＝Ｎ（Ｐ）とする）。すると第一の条件不成立となり、これと同時に第一のタイマのカウントを停止し、そのカウント値Ｔ１を保持すると共に、そのカウント値を第一の条件成立時間Ｔ１として決定し、このＴ１に基づき図３に示されるテーブルに従い待ち時間Ｔｗを決定する（ステップ１０３）。待ち時間Ｔｗは、第一の条件成立時間Ｔ１の増加に応じて比例的に増加するものであり、その待ち時間Ｔｗの増加率は、第一の条件成立時間Ｔ１の増加に応じて所定のしきい値Ｔ１１を境に小から大になる。
【００５２】
具体的には、待ち時間Ｔｗの初期値はＴｗ０＝１secで、第一の条件成立時間Ｔ１が０からしきい値Ｔ１１＝３minまで増加すると、待ち時間Ｔｗはそれに比例してＴｗ０＝１secからＴｗ１＝５secまで増加する。そして第一の条件成立時間Ｔ１がＴ１１＝３minからＴ１２＝５minまで増加すると、待ち時間Ｔｗはそれに比例してＴｗ１＝５secからＴｗ２＝３minまで増加する。第一の条件成立時間Ｔ１がＴ１２＝５min以上のときは、待ち時間ＴｗはＴｗ２＝３minで一定である。
【００５３】
特に、しきい値Ｔ１１は信号待ちの最大時間程度に定められており、ここでは３minである。詳しくは後述するが、これ以上の時間車速パルスが検出されないと断線等の故障が発生している可能性が高い。
【００５４】
このように、待ち時間Ｔｗが決定されたら、ＥＣＵ６０に内蔵された別のタイマである第二のタイマで時間Ｔ２をカウントする（ステップ１０４）。そしてその時間Ｔ２が待ち時間Ｔｗに達したら車速条件を許可とする（ステップ１０５）。
【００５５】
この後、副変速機切換スイッチ６５が切り換えられたら（ステップ１０６）、ＥＣＵ６０において、第二の条件が成立しているか否かを判断する（ステップ１０７）。第二の条件が成立していれば副変速機の切換作動を開始し（ステップ１０８）、これと同時に保持されていた第一のタイマをクリアする（ステップ１０９）。なお、図１に破線で示すように切換えを終了（ステップ１１２）してから第一のタイマをクリア（ステップ１０９）してもよい。
【００５６】
ステップ１０５で車速条件許可した後、ドライバによりシフトレバー操作され、変速機Ｔ／ＭのシフトポジションがＭＴ車ではＮ以外、ＡＴ車ではＮ又はＰ以外になった場合（この条件をＴ／Ｍ≠Ｎ（Ｐ）と表示する）、ステップ１０３で保持されていた第一のタイマの追加カウントを開始する（ステップ１１１）。
【００５７】
以上の制御ロジックを実際の車両走行状況に当てはめてみる。図２は、ＡＴ車における車両停止時の制御状態を示した図で、より具体的にはドライブレンジ（Ｄ）のままブレーキを踏んで車両を減速、停止し、再発進するようなケースである。左側の車速パルスＰ１は完全停止前の最後に発生したパルスである。
【００５８】
最後のパルスＰ１が発生したと同時に第一のタイマがクリアされ、この時から第一のタイマのカウントが開始される（図１のステップ１０１，１０２参照）。そしてやがてドライバがシフトレバーをＮに操作すると、第一のタイマのカウントが終了し、そのカウント値が第一の条件成立時間Ｔ１として決定されると同時に、図３のテーブルに従い待ち時間Ｔｗが決定され、且つ第二のタイマのカウントが開始される（図１のステップ１０３，１０４参照）。そして第二のタイマのカウント値Ｔ２が待ち時間Ｔｗに達したら、第二のタイマのカウントを終了すると共に車速条件許可となる（図１のステップ１０５参照）。従って、この後副変速機切換スイッチ６５が切り換えられれば（図１のステップ１０６参照）、第二の条件成立を条件として（図１のステップ１０７参照）副変速機６の切換作動が実行される。切換終了後、再び車両が走り始めたら車速パルスＰ２が発生するので、これと同時に第一のタイマのクリア、カウントが実行される。
【００５９】
このように、本制御では副変速機の切換許可判断に車速パルスに基づく車速値（車速データ）を用いていない。従来は、車速値が極低速（例えば２km/h）以下という条件が切換許可条件に含まれていた。しかし、これだと既述したような問題、即ち極低速以下の場合の車速値が正確でないため、切換時にドライバが違和感を抱くという問題が生じる。本制御によれば車速値を用いないためこれを防止することができる。
【００６０】
図２は、例えばＤレンジのままブレーキを踏んで信号待ちしているようなケースが考えられる。なおこれに対応させるとＭＴ車ではギヤが入った状態でクラッチを踏んで信号待ちしているようなケースが考えられる。こういったようなケースで、最後のパルスＰ１が発生してから副変速機の切換えを行うべくシフトレバーをＮ又はＰに操作した場合、そのパルス発生からシフトレバー操作までの時間Ｔ１を考慮して待ち時間Ｔｗが決定される。通常の信号待ちでは発生から操作までの時間がＴ１１＝３分以内であり、待ち時間ＴｗはＴｗ１＝５秒以内の短時間となる。
【００６１】
また、ドライバが完全停止直前等の極低速で切り換えを行おうとするケースでは、パルス発生からシフトレバー操作までの時間Ｔ１は極短時間であり、これに伴って待ち時間Ｔｗも極短時間、実際上はＴｗ０＝１秒付近である。そしてこの場合はシフトレバーを操作してから直ぐにスイッチを操作すると思われるが、この間の時間は経験上１秒＋α程度かかるので、やはり待ち時間Ｔ２を経過してからのスイッチ操作となる。従ってスイッチ操作直後の切換作動開始となり、ドライバは違和感を抱かない。
【００６２】
一方、パルス発生からシフトレバー操作までの時間Ｔ１がＴ１１＝３分を越えるようなケースでは、もはや正常な状態ではないと考えられ、車速センサの故障や断線等が発生し、パルスがＥＣＵに正常に入ってこないことが予想される。このような場合は、待ち時間ＴｗをＴｗ１＝５秒以上の長時間とし、時間Ｔ１に対する待ち時間Ｔｗの増加率も先の通常の場合より増加させる。従って、シフトレバー操作したときには決定される待ち時間Ｔｗが大きい値となっており、ドライバがスイッチを操作してもまだ待ち時間Ｔｗを終えていないため切り換えが実行されない。こうして、故障時にあって、走行中に切り換えが行われてしまうという問題が解消される。またドライバがスイッチを操作しても（場合によっては何度も）切り換えが行われないため、この事実をもってドライバは故障を知ることができる。このドライバへの故障告知を特別の故障診断回路を用いずに行えるので、コスト上昇や個々の部品の出力性能の精度向上等を免れることができる。
【００６３】
もっとも、故障でない正常のケースでも時間Ｔ１がＴ１１＝３分を越えていればスイッチ操作即切換開始とならない。しかし、このようなケースは稀なので実際上は殆ど問題とならない。
【００６４】
このように、本制御によれば、車速パルスに基づく車速値を用いなくても車両の実質的な停車状態を的確に把握でき、この実質的な停車状態にあっては即時な副変速機の切り換えを許容し、ドライバの違和感をなくすと共に、故障時にあっては走行中の副変速機の切り換えを確実に防止できる。
【００６５】
ところで、第二のタイマがカウントを終え（Ｔ２＝Ｔｗ）車速条件許可となった後、信号が青になったりドライバの気が変わったりして、第一のタイマがクリアされないままドライバがシフトレバーをＤに入れ直すことがある。この場合、図１においてステップ１０５から１１１に移行し、第一のタイマが保持値から追加してカウントされる。もっとも次のパルス入力により第一のタイマがクリアされる。
【００６６】
また、図１のステップ１０６〜１０８に関連して、本制御ではスイッチの切換操作時にステップ１０７の全ての条件が満たされていることを条件として、副変速機の切換作動を実行する。スイッチの切換操作後にステップ１０７の条件が全て満たされたとしても副変速機の切換作動は実行しない（所謂後付け許可の禁止）。
【００６７】
また、第一のタイマのクリアは、ステップ１１０の車速パルス入力、ステップ１０８又は１１０の副変速機切換作動開始又は終了の他、イグニッションスイッチ６９のon又はoffによっても行われる。
【００６８】
図３において、Ｔ１≧Ｔ１２のときＴｗ＝Ｔｗ２一定としたのは、第一のタイマが桁数オーバーするのを防止するためである。
【００６９】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態の他にも種々考えられる。例えば副変速機はHi-Lo２段式以外のもの（例えば三段式等）、遊星歯車式でないもの、トランスファ以外に装備されたもの（例えば主変速機に装備されたもの）等であってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば次の如き優れた効果が発揮される。
【００７１】
車両の実質的な停車状態を的確に把握し、その実質的な停車状態のときは即時な副変速機の変速を許容すると共に、故障時にあっては車両走行中の変速を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の制御ロジックを示す図である。
【図２】本実施形態の制御内容を示し、車両停止時の様子を示すタイムチャートである。
【図３】第一の条件成立時間と待ち時間との関係を示すテーブルである。
【図４】本実施形態の変速制御装置の構成を示す図である。
【図５】トランスファを示す縦断側面図で、左側が前、右側が後である。
【図６】トランスファの概略正面図である。
【図７】四輪駆動車を示す平面図で、左側が前（Ｆ）、右側が後（Ｒ）である。
【符号の説明】
６ 副変速機
３９ アクチュエータ
６０ 電子制御ユニット（制御ユニット）
６１ エンジン回転センサ
６２ 車速センサ（車速パルス発生手段）
６３ シフトポジションセンサ
６５ 副変速機切換スイッチ
６６ 副変速機ポジションセンサ
６９ イグニッションスイッチ
Ｔ１ 第一のタイマのカウント時間及び第一の条件成立時間
Ｔ１１ 第一の条件成立時間のしきい値
Ｔ２ 第二のタイマのカウント時間
Ｔｗ 待ち時間
Ｔ／Ｆ トランスファ
Ｔ／Ｍ 変速機

Claims (13)

1. 車両に搭載され実質的な停車状態のときのみ切換えが許容される副変速機を、アクチュエータ及び制御ユニットを用いて切換制御する切換制御装置であって、
   車速に応じた車速パルスを発生させる車速パルス発生手段と、
   該車速パルスによらずに車両が走行中であろうとみなすことができる第一の条件が成立したか否かを判断する第一の判定手段と、
   上記車速パルス発生時毎に、その発生時から、上記第一の条件が成立している時間をカウントする第一のタイマ手段と、
   上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記第一のタイマ手段のカウント値を第一の条件成立時間として決定する第一の条件成立時間決定手段と、
   その第一の条件成立時間に応じて予め定められた待ち時間を決定する待ち時間決定手段と、
   上記第一の条件不成立となった時から時間をカウントする第二のタイマ手段と、
   該第二のタイマ手段によりカウントされた時間が上記待ち時間に達したとき車速条件を許可とする車速条件許可手段と
   を備えたことを特徴とする副変速機の切換制御装置。
2. 上記副変速機の切換指示を行うべく手動操作されるスイッチと、上記副変速機を切換許可とするための第二の条件であって、上記車速条件許可を含む第二の条件が成立したか否かを判断する第二の判定手段とをさらに備え、
   該スイッチが切換操作されたとき、上記第二の条件成立ならば上記副変速機の切換作動を実行し、上記第二の条件不成立ならば上記副変速機の切換作動を不実行とする
   請求項１記載の副変速機の切換制御装置。
3. 上記スイッチが切換操作された時、上記第二の条件不成立ならばその後第二の条件成立となっても副変速機の切換作動を不実行とする
   請求項２記載の切換制御装置。
4. 上記第一の条件が、エンジンが運転中であり、且つ車両の主変速機のシフトポジションがニュートラル又はパーキング以外であるという条件を含む
   請求項１乃至３いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
5. 上記第二の条件が、上記車速条件許可に加え、エンジン回転速度が所定値以下、且つ主変速機のシフトポジションがニュートラル又はパーキングであるという条件を含む
   請求項１乃至４いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
6. 上記待ち時間が上記第一の条件成立時間の増加に応じて増加するものであり、且つその待ち時間の増加率が、上記第一の条件成立時間の増加に応じて所定のしきい値を境に小から大になる
   請求項１乃至５いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
7. 上記第一の条件成立時間のしきい値が、信号待ちの最大時間程度である
   請求項６記載の副変速機の切換制御装置。
8. 上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記第一のタイマ手段のカウント値を保持し、この状態から上記第一の条件成立となったら上記第一のタイマ手段の追加カウントを開始する
   請求項１乃至７いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
9. 上記第一のタイマ手段が、車速パルス発生時毎にクリアされる
   請求項１乃至８いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
10. 上記第一のタイマ手段が、イグニッションスイッチのoffによってクリアされる
    請求項１乃至９いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
11. 上記第一のタイマ手段が、副変速機の切換作動開始又は終了と同時にクリアされる
    請求項１乃至１０いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
12. 上記副変速機が四輪駆動車のトランスファに搭載されたものである
    請求項１乃至１１いずれかに記載の副変速機の切換制御装置。
13. 車両に搭載され実質的な停車状態のときのみ切換えが許容される副変速機を、アクチュエータ及び制御ユニットを用いて切換制御する際の切換制御方法であって、
    車速に応じた車速パルスを発生させるステップと、
    該車速パルス発生時毎に、その発生時から、上記車速パルスによらずに車両が走行中であろうとみなすことができる第一の条件が成立している時間をカウントするステップと、
    上記第一の条件が成立から不成立となったとき、その不成立と同時に上記タイマカウント値を第一の条件成立時間として決定するステップと、
    その第一の条件成立時間に応じて予め定められた待ち時間を決定するステップと、
    上記第一の条件不成立となった時から時間をカウントするステップと、
    該カウントされた時間が上記待ち時間に達したとき車速条件を許可とするステップと
    を備えたことを特徴とする副変速機の切換制御方法。

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