JP5506533B2 - 車両の駆動状態制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、２輪駆動状態と４輪駆動状態とを切り換え可能な車両の駆動状態制御装置に関する。

従来より、入力軸と、第１出力軸と、第２出力軸とを備えたトランスファが広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。入力軸は、車両のエンジンに接続された変速機の出力軸と接続される。第１出力軸は、左右後輪（第１左右輪）と接続され、第２出力軸は、左右前輪（第２左右輪）と接続される。

このトランスファは、入力軸と第１出力軸のみとの間で動力伝達系統が形成される「分断状態」と、入力軸と第１及び第２出力軸との間で動力伝達系統が形成される「接合状態」とを切り換えるクラッチ機構を備える。このクラッチ機構は、「接合状態」において伝達可能な最大トルクである伝達可能最大トルク（左右前輪に伝達可能な最大駆動トルク）を調整できるように構成されている。

伝達可能最大トルクは、クラッチ機構（内のアクチュエータ）を駆動するための電流（以下、「クラッチ駆動電流」と呼ぶ）が大きい程大きくなるように調整される。この伝達可能最大トルクが「０」（或いは、微小値以下）である場合が「分断状態」に対応し、伝達可能最大トルクが「０」（或いは、微小値）より大きい場合が「接合状態」に対応する。クラッチ機構が「分断状態」にある場合、車両のエンジンと左右後輪のみとの間で動力伝達系統が形成される「２輪駆動状態」が達成される。一方、クラッチ機構が「接合状態」にある場合、車両のエンジンと左右後輪および左右前輪との間で動力伝達系統が形成される「４輪駆動状態」が達成される。

特許第３６５０２５５号公報

ところで、近年、上述のトランスファを備えた車両の駆動状態制御装置において、所謂、オンデマンド式装置が知られてきている。このオンデマンド式装置では、通常時に車両の駆動状態が「２輪駆動状態」に維持され、例えば車両が「路面摩擦係数が低い路面」を走行する場合等において左右後輪（第１左右輪）にスリップが発生したと判定されたときにのみ車両駆動状態が「２輪駆動状態」から「４輪駆動状態」へと自動的に切り換えられる。

オンデマンド式装置では、一旦車両駆動状態が「４輪駆動状態」に設定された後、車両駆動状態が「４輪駆動状態」から「２輪駆動状態」へと切り換えられる必要がある。換言すれば、「４輪駆動状態」において伝達可能最大トルクを現在値（＞０）から「０」へと減少させる必要がある。ここで、伝達可能最大トルクをどのようなパターンで減少させるかが問題となる。以下、伝達可能最大トルクの減少パターンについて検討する。

第１に、伝達可能最大トルクが、車輪にスリップが発生しているとの判定がなされなくなってから比較的長い間現在値（＞０）に維持された後、同現在値から「０」へとステップ的に減少される場合（以下、「第１従来例」と呼ぶ）が想定される。第１従来例では、車両が走行する路面が「路面摩擦係数が低い路面」から「同係数が高い路面」に既に変化している場合等において、「２輪駆動状態」にて左右後輪（第１左右輪）に大きなスリップが発生し難い状況にも拘らず、クラッチ駆動電流が比較的長い間大きな値に維持される。即ち、クラッチ駆動電流が無駄に消費される。

第２に、伝達可能最大トルクが、車輪にスリップが発生しているとの判定がなされなくなってから比較的短時間経過後、現在値から「０」へとステップ的に減少される場合（以下、「第２従来例」と呼ぶ）も想定される。第２従来例では、「路面摩擦係数が低い路面」が続いている場合等において、「２輪駆動状態」にて左右後輪（第１左右輪）に大きなスリップが発生し易い状況にも拘らず、車両駆動状態が「４輪駆動状態」から「２輪駆動状態」へと直ちに切り換えられる。この結果、左右後輪に伝達される駆動トルクが急に大きくなり、左右後輪に大きなスリップが発生するおそれがある。

本発明は、上記問題に対処するためのものであり、その目的は、オンデマンド式装置において、車両駆動状態が「４輪駆動状態」から「２輪駆動状態」へと切り換えられる際、クラッチ駆動電流が無駄に消費されることが抑制されつつ、車輪に大きなスリップが発生し難いものを提供することにある。

本発明による車両の駆動状態制御装置は、トランスファと、スリップ判定手段と、制御手段と、を備える。前記トランスファは、車両の動力源に接続された変速機の出力軸と接続される入力軸と、左右前輪及び左右後輪のうち一方である第１左右輪と接続される第１出力軸と、左右前輪及び左右後輪のうち他方である第２左右輪と接続される第２出力軸と、を備える。また、前記トランスファは、前記入力軸と前記第１出力軸のみとの間で動力伝達系統が形成される分断状態と前記入力軸と前記第１及び第２出力軸との間で動力伝達系統が形成される接合状態とを切り換え、前記接合状態において伝達可能な最大トルクである伝達可能最大トルクを調整可能なクラッチ機構を備える。

ここで、前記伝達可能最大トルクが「０」である場合、或いは「０」より大きい微小値以下である場合が「分断状態」（「２輪駆動状態」）に対応し、前記伝達可能最大トルクが「０」より大きい場合、或いは前記微小値より大きい場合が「接合状態」（「４輪駆動状態」）に対応する。前記微小値は、前記第２左右輪に伝達される駆動トルクが実質的に車両の加速に貢献し得ない程度に小さい範囲内の値である。また、前記クラッチ機構（内のアクチュエータ）を駆動するための電流が大きい程、前記伝達可能最大トルクが大きくなるように前記クラッチ機構が構成されている。

前記スリップ判定手段は、前記第１及び第２左右輪にスリップが発生しているか否かを判定する。前記制御手段は、前記クラッチ機構が前記分断状態にある場合において前記第１左右輪の少なくとも１つにスリップが発生しているとの判定に基づいて、前記クラッチ機構を前記分断状態から前記接合状態へと切り換える。即ち、本発明による車両の駆動状態制御装置は、上述したオンデマンド式装置である。

本発明による車両の駆動状態制御装置の特徴は、前記制御手段が、前記車両が走行中であって前記クラッチ機構が前記接合状態にある場合において所定条件が成立する毎に複数回、前記伝達可能最大トルクを現在値から第１所定量だけ減少させるように構成されたことにある。

ここにおいて、前記第１所定量は、毎回同じ値であっても良いし、異なっていても良い。また、前記第１所定量は、「接合状態」において設定され得る前記伝達可能最大トルクの範囲の下限値よりも小さい値に設定され得る。或いは、前記第１所定量は、その最大値が「接合状態」において設定され得る前記伝達可能最大トルクの範囲の上限値より小さくなるように設定され得る。

これによれば、「４輪駆動状態」において、所定条件が成立する毎に複数回、伝達可能最大トルクが徐々に（ステップ的に複数回）減少する。換言すれば、所定条件が成立する毎に、クラッチ駆動電流が徐々に（ステップ的に複数回）減少する。従って、上述の第１従来例と比べて、クラッチ駆動電流が無駄に消費されることが抑制され得る。加えて、所定条件が成立する毎に、第１左右輪（２輪駆動状態における駆動輪）に伝達される駆動トルクが徐々に（ステップ的に複数回）増加する。従って、上述の第２従来例と比べて、第１左右輪に大きなスリップが発生し難い。

以下、前記「所定条件」の具体的態様について述べる。例えば、前記所定条件は、前記車両が所定距離走行する間、前記第１及び第２左右輪の何れにもスリップが発生していないとの判定がなされている状態が継続する場合に成立するように構成されることが好適である。この状態が継続する場合、伝達可能最大トルクを少し減少させて第１左右輪に伝達される駆動トルクが少し増大しても、第１左右輪に大きなスリップが発生する可能性が低いと考えられる。従って、所定条件をこのように構成することで、第１左右輪に大きなスリップが発生しない状態が安定して継続しつつ、伝達可能最大トルクを徐々に減少させることができる。

また、前記所定条件は、検出された車外温度が所定温度以上である状態が所定時間継続する場合に成立するように構成され得る。また、前記所定条件は、検出された雨量が所定雨量以下である状態が所定時間継続する場合に成立するように構成され得る。また、前記所定条件は、前記車両が発進する場合において前記第１及び第２左右輪の何れにもスリップが発生していないとの判定がなされている状態が連続して所定回数得られた場合に成立するように構成され得る。

これらの条件の何れかが成立する場合、車両が走行する路面が「路面摩擦係数が高い路面」である可能性が高いと考えられる。即ち、伝達可能最大トルクを少し減少させて第１左右輪に伝達される駆動トルクが少し増大しても、第１左右輪に大きなスリップが発生する可能性が低いと考えられる。従って、所定条件をこれらの何れかに構成しても、第１左右輪に大きなスリップが発生しない状態が安定して継続しつつ、伝達可能最大トルクを徐々に減少させることができる。

また、上記車両の駆動状態制御装置においては、前記制御手段が、前記クラッチ機構が前記接合状態にある場合において前記第１左右輪の少なくとも１つにスリップが発生しているとの判定に基づいて、前記伝達可能最大トルクを現在値から第２所定量だけ増加するように構成されることが好適である。

これによれば、車両が車輪の少なくとも１つにスリップが発生するような不安定な状況にある場合、４輪のそれぞれに伝達される駆動トルクの配分がより均一な方向に向けて変更される。従って、上記スリップの程度が抑制されて、車両がより安定な状況に置かれ得る。

また、上記車両の駆動状態制御装置においては、前記制御手段は、前記クラッチ機構が前記接合状態にある状態で前記車両が停止し、その後に前記車両が発進する場合において、前記伝達可能最大トルクを、車両の前回発進時の値から、「車両の前回発進から今回停止までにおいて前記第１所定量に基づいて減少した延べ減少分」を減少し且つ「車両の前回発進から今回停止までにおいて前記第２所定量に基づいて増加した延べ増加分」を増加した値に設定するように構成され得る。

上記車両の駆動状態制御装置おいて、前記第２左右輪の一方である特定車輪の車軸（Ａｆｒ）に介装され、前記第２左右輪の車軸（Ａｆｒ，Ａｆｌ）の間に介装されるディファレンシャル（Ｄ／Ｆｆ）と前記特定車輪との間で動力伝達系統が形成される接続状態と前記ディファレンシャルと前記特定車輪との間で動力伝達系統が形成されない非接続状態とを切り換える切換機構（Ｍ）を備えられる場合、前記制御手段は、前記クラッチ機構が前記分断状態から前記接合状態へと切り換えられる際に、前記切換機構（Ｍ）を前記非接続状態から前記接続状態へと切り換え、前記クラッチ機構が前記接合状態にあり且つ前記切換機構が前記接続状態にある場合において前記伝達可能最大トルクが前記第１所定量だけ複数回減少することにより前記クラッチ機構が前記接合状態から前記分断状態へと切り換えられたとき、前記切換機構（Ｍ）を前記接続状態から前記非接続状態へと切り換えるように構成され得る。

本発明の実施形態に係る車両の駆動状態制御装置を搭載した車両の動力伝達系統を模式的に示した図である。 図１に示す多板クラッチ機構についてのクラッチ駆動電流と伝達可能最大トルクとの関係を示すグラフである。 図１に示したＥＣＵにより実行される、２駆→４駆切換処理を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 図１に示したＥＣＵにより実行される、４駆→２駆切換処理を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 図３、及び図４に示したルーチンに基づいて２駆→４駆切換作動、並びに４駆→２駆切換作動が行われる場合の一例を示したタイムチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係る駆動状態制御装置のＥＣＵにより実行される、４駆→２駆切換処理を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態の他の変形例に係る駆動状態制御装置のＥＣＵにより実行される、４駆→２駆切換処理を行うためのルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態の他の変形例に係る駆動状態制御装置のＥＣＵにより実行される、４駆→２駆切換処理を行うためのルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る車両の駆動状態制御装置（以下、「本装置」とも呼ぶ。）について図面を参照しつつ説明する。図１は、本装置を搭載した車両の駆動システムの動力伝達系統を示す。この駆動システムは、トランスファＴ／Ｆと、後輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｒと、前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆと、切換機構Ｍと、車輪速度センサＶｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌと、前後加速度センサＧｘと、２駆・４駆切換スイッチＳと、電子制御装置ＥＣＵと、を備える。

トランスファＴ／Ｆは、入力軸Ａ１と、第１出力軸Ａ２と、第２出力軸Ａ３とを備える。入力軸Ａ１は、エンジンＥ／Ｇと接続された自動変速機Ａ／Ｔの出力軸と接続され、入力軸Ａ１とエンジンＥ／Ｇとの間で動力伝達系統が形成されている。第１出力軸Ａ２は、後輪側プロペラシャフトＡｒｐを介して後輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｒと接続され、第１出力軸Ａ２と後輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｒとの間で動力伝達系統が形成されている。第２出力軸Ａ３は、前輪側プロペラシャフトＡｆｐを介して前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆと接続され、第２出力軸Ａ３と前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆとの間で動力伝達系統が形成されている。

また、トランスファＴ／Ｆは、副変速機構Ｚと、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔとを備える。副変速機構Ｚは、周知の構成の１つを有していて、入力軸Ａ１の回転速度に対する第１出力軸Ａ２の回転速度の割合が「１」となるＨＩＧＨモードと、同割合が「１」未満の一定値となるＬＯＷモードと、を選択的に切り換え可能に構成されている。

多板クラッチ機構Ｃ／Ｔは、周知の構成の１つを有していて、第１出力軸Ａ２のトルクを第２出力軸Ａ３に分配しない（即ち、入力軸Ａ１と第１出力軸Ａ２のみとの間で動力伝達系統が形成される）「分断状態」と、第１出力軸Ａ２のトルクを第２出力軸Ａ３に分配する（即ち、入力軸Ａ１と第１、第２出力軸Ａ２，Ａ３との間で動力伝達系統が形成される）「接合状態」と、を切り換え可能に構成されている。

具体的には、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔは、第２出力軸Ａ３に分配され得る最大トルク（以下、「伝達可能最大トルクＴ」と呼ぶ。）を調整可能となっている。伝達可能最大トルクＴが「０」のときが「分断状態」に対応し、伝達可能最大トルクＴが「０」よりも大きいときが「接合状態」に対応する。

伝達可能最大トルクＴは、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔ内の図示しないアクチュエータを駆動するための電流（以下、「クラッチ駆動電流Ｉ」と呼ぶ）を調整することにより調整可能となっている。具体的には、図２に示すように、伝達可能最大トルクＴは、クラッチ駆動電流Ｉが「０」から増大するにつれて「０」から増大するように調整される。クラッチ駆動電流Ｉが最大値Ｉｍａｘであるとき、伝達可能最大トルクＴが最大値Ｔｍａｘを採る。

後輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｒは、周知の構成の１つを有していて、後輪側プロペラシャフトＡｒｐのトルクを右後輪の車軸Ａｒｒ及び左後輪の車軸Ａｒｌを介して左右後輪に分配するようになっている。同様に、前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆは、周知の構成の１つを有していて、前輪側プロペラシャフトＡｆｐのトルクを右前輪の車軸Ａｆｒ及び左前輪の車軸Ａｆｌを介して左右前輪に分配するようになっている。

切換機構Ｍは、右前輪の車軸Ａｆｒに介装されていて、右前輪と前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆとの間で動力伝達系統が形成される「接続状態」と、右前輪と前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆとの間で動力伝達系統が形成されない「非接続状態」とを選択的に切り換え可能に構成されている。以下、右前輪の車軸Ａｆｒにおいて、切換機構Ｍと右前輪との間の部分を特に「第１軸Ａｆｒ１」と呼び、切換機構Ｍと前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆとの間の部分を特に「第２軸Ａｆｒ２」と呼ぶ。なお、この切換機構Ｍは、第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の回転速度を近づけるための回転同期装置（シンクロナイザ）が備えられていてもいなくてもよい。また、切換機構Ｍは、左前輪の車軸Ａｆｌに介装されていてもよい。

切換機構Ｍは、例えば、ドッグ式（スプライン嵌合式）の構成を有している。この場合、切換機構Ｍは、例えば、第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の一方と一体のハブ（外スプライン又は内スプライン）と、前記ハブとスプライン嵌合するスリーブ（内スプライン又は外スプライン）と、第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の他方と一体のピース（外スプライン又は内スプライン）と、前記スリーブの位置を調整するフォークと、を備える。そして、スリーブが第１位置にある場合にピースとスリーブとがスプライン嵌合することで「接続状態」が得られ、スリーブが第２位置にある場合にピースとスリーブとがスプライン嵌合しないことで「非接続状態」が得られる。

以上、この駆動システムは、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「分断状態」にあり且つ切換機構Ｍが「非接続状態」にある場合に２輪駆動状態（後輪駆動状態）となり、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「接合状態」にあり且つ切換機構Ｍが「接続状態」にある場合に４輪駆動状態となる。以下、２輪駆動を「２駆」、４輪駆動を「４駆」と呼ぶこともある。

車輪速度センサＶｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌは、対応する車輪の車輪速度をそれぞれ検出するようになっている。前後加速度センサＧｘは、車両の前後方向の加速度（前後加速度）を検出するようになっている。２駆・４駆切換スイッチＳは、車両の乗員の操作により、「２駆モード」と「４駆モード」とを選択可能に構成されている。

電子制御装置ＥＣＵは、周知の構成の１つを有するマイクロコンピュータである。電子制御装置ＥＣＵは、車両の状態に応じて、エンジンＥ／Ｇ、及び自動変速機Ａ／Ｔの状態を制御するようになっている。また、電子制御装置ＥＣＵは、運転者により操作される操作部材（図示せず）の状態（位置）に基づいて、副変速機構Ｚの状態（ＨＩＧＨモードかＬＯＷモードか）を制御するためのアクチュエータ（図示せず）を制御するようになっている。

加えて、電子制御装置ＥＣＵは、４輪の回転速度、及び２駆・４駆切換スイッチＳの状態等に応じて、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの状態（伝達可能最大トルクＴ）を制御するためのアクチュエータ（図示せず）、切換機構Ｍの状態（「接続状態」か「非接続状態」か）を制御するためのアクチュエータ（図示せず）を制御するようになっている。

具体的には、２駆・４駆切換スイッチＳが「２駆モード」に設定されている場合、駆動システムは常に２輪駆動状態に維持される。一方、２駆・４駆切換スイッチＳが「４駆モード」に設定されている場合、通常は駆動システムが２輪駆動状態とされ、左右後輪に加速方向のスリップ（加速スリップ）が発生した場合にのみ、駆動システムが２輪駆動状態から４輪駆動状態へと切り換えられるようになっている。そして、駆動システムが４輪駆動状態へと切り換えられた後、後述するように、駆動システムが４輪駆動状態から２輪駆動状態へと戻される。このように、本装置は、所謂オンデマンド式装置である。

本例では、４輪の外径が全て同じ場合が想定されている。従って、４輪駆動状態での車両走行中では、（特に、直進状態且つ４輪にスリップがない状態において）前輪側・後輪側プロペラシャフトＡｆｐ，Ａｒｐの回転速度が全て同じ値となる。一方、２輪駆動状態での車両走行中では、（特に、直進状態且つ４輪にスリップがない状態において）前輪側プロペラシャフトＡｆｐの回転が（略）停止する。即ち、前輪側プロペラシャフトＡｆｐの空回りの発生が防止（抑制）される。これは、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「分断状態」にあること、切換機構Ｍが「非接続状態」にあること、並びに、前輪側ディファレンシャルＤ／Ｆｆの作用に基づく。この結果、２輪駆動状態において、前輪側プロペラシャフトＡｆｐを空回りさせるための駆動エネルギーが不要となり、燃費が向上する。

（２駆→４駆切換作動）
次に、以上の構成を備えた駆動システムにおいて、２輪駆動状態（多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「分断状態」（伝達可能最大トルクＴ＝０）にあり且つ切換機構Ｍが「非接続状態」にある）にて、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り換えがなされる場合について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。このルーチンは、電子制御装置ＥＣＵ内のＲＯＭに記憶されていて、電子制御装置ＥＣＵ内のＣＰＵにより、所定時間（例えば、６ｍｓｅｃ）の経過毎に開始・実行される。

ステップ３０５では、車両が走行中であるか否かが判定される。ステップ３１０では、駆動システムが２輪駆動状態にあるか否かが判定される。ステップ３１５では、「４駆モード」が選択されているか否かが判定される。ステップ３２０では、左右後輪に加速スリップが発生しているか否かが判定される。

ステップ３０５において、車両が走行中であるか否かの判定は、例えば、「車両の前後加速度の積分値から得られる推定車速が所定の微小値以上」であるか否かに基づいてなされ得る。ステップ３２０において、車輪に加速スリップが発生しているか否かの判定は、例えば、「車輪速度の平均値が車両の前後加速度の積分値から得られる推定車速よりも大きく且つその差が所定値以上」であるか否か等に基づいてなされ得る。

ステップ３０５、３１０、３１５、３２０の何れかにて「Ｎｏ」と判定される場合、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ３０５、３１０、３１５、３２０の全てにおいて「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ３２５以降の処理が実行される。

ステップ３２５では、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの伝達可能最大トルクＴが「０」から所定値Ｔ１（０＜Ｔ１＜Ｔｍａｘ）に向けて増大される。これにより、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「分断状態」から「接合状態」へと切り換えられる。所定値Ｔ１は、車輪のスリップ状態、車速等に基づいて決定され得る。そして、ステップ３３０では、切換機構Ｍが「非接続状態」から「接続状態」へと切り換えられる。なお、切換機構Ｍを「非接続状態」から「接続状態」へ切り換える際、左右後輪の加速スリップを抑制して第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の回転速度が（略）一致した状態を確保する必要がある。このため、必要に応じて、左右後輪の駆動トルクを低減する処理（以下、「トルク低減処理」と呼ぶ。）が実行される。このトルク低減処理としては、例えば、エンジンＥ／Ｇの出力を低減する処理、左右後輪に制動トルクを強制的に付与する処理等が挙げられる。

以上、車両が走行中であり、駆動システムが２輪駆動状態にあり、「４駆モード」が選択されていて、且つ、左右後輪に加速スリップが発生している場合、駆動システムが２輪駆動状態から４輪駆動状態に切り換えられる。これにより、左右前輪に配分される駆動トルクが（「０」から）増加し、左右後輪に配分される駆動トルクが減少する。

（４駆→２駆切換作動）
次に、以上の構成を備えた駆動システムにおいて、４輪駆動状態（多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「接合状態」（伝達可能最大トルクＴ＝Ｔ１＞０）にあり且つ切換機構Ｍが「接続状態」にある）にて、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り換えがなされる場合について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。このルーチンは、電子制御装置ＥＣＵ内のＲＯＭに記憶されていて、電子制御装置ＥＣＵ内のＣＰＵにより、所定時間（例えば、６ｍｓｅｃ）の経過毎に開始・実行される。

ステップ４０５では、車両が走行中であるか否かが判定される。ステップ４１０では、駆動システムが４輪駆動状態にあるか否かが判定される。ステップ４０５、４１０の何れかにて「Ｎｏ」と判定される場合、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ４０５、４１０にて共に「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ４１５以降の処理が実行される。

ステップ４１５では、左右後輪及び左右前輪の何れにも加速スリップが発生していないか否かが判定される。ステップ４１５にて「Ｎｏ」と判定される場合については後述する。ステップ４１５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ４２０にて、非スリップ走行距離Ｄが検出され、ステップ４２５以降の処理がなされる。

非スリップ走行距離Ｄは、後述するステップ４４０が実行される毎に「０」にリセットされる車両の走行距離である。従って、非スリップ走行距離Ｄは、ステップ４１５にて「Ｎｏ」と判定される毎に、即ち、車輪の何れかに加速スリップが発生する毎に、リセットされる。車両の走行距離は、例えば、車両の前後加速度の２回積分値に基づいて算出・更新され得る。

ステップ４２５では、非スリップ走行距離Ｄが所定距離Ｄａに達したか否かが判定され、「Ｎｏ」と判定される場合、本ルーチンが直ちに終了する。一方、「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ４３０にて、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａ（＞０）だけ減少される。ただし、Ｔが負になる場合にはＴ＝０とされる。なお、所定値Ａは、「接合状態」において設定され得る伝達可能最大トルクＴの範囲（即ち、Ｔ１の範囲）の下限値よりも小さい値に設定され得る。

ステップ４３５では、伝達可能最大トルクＴが「０」でないか否かが判定され、「Ｙｅｓ」と判定される場合（即ち、Ｔ＞０、「接合状態」）、ステップ４４０にて、非スリップ走行距離Ｄがリセットされる。一方、「Ｎｏ」と判定される場合（Ｔ＝０、「分断状態」）、ステップ４４５にて、切換機構Ｍが「接続状態」から「非接続状態」へと切り換えられる。

以上、車両が走行中であり、駆動システムが４輪駆動状態にある場合において、車輪の何れにも加速スリップが発生しない状態で車両が所定距離Ｄａだけ走行する毎に、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａだけステップ的に減少していく。そして、伝達可能最大トルクＴが「０」に達すると（即ち、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「接合状態」から「分断状態」へと移行すると）、切換機構Ｍが「接続状態」から「非接続状態」へと切り換えられる。この結果、駆動システムが４輪駆動状態から２輪駆動状態に切り換えられる。これにより、左右前輪に配分される駆動トルクが（「０」に）減少し、左右後輪に配分される駆動トルクが増加する。

次に、ステップ４１５にて「Ｎｏ」と判定される場合、即ち、車両が走行中であり、駆動システムが４輪駆動状態にある場合において、車輪の何れかに加速スリップが発生した場合について説明する。この場合、ステップ４５０にて、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ｂ（＞０）だけ増加され、続くステップ４４０にて、非スリップ走行距離Ｄがリセットされる。ここで、ＴがＴｍａｘを超える場合にはＴ＝Ｔｍａｘとされる。なお、所定値Ｂは、「接合状態」において設定され得る伝達可能最大トルクＴの範囲（即ち、Ｔ１の範囲）の下限値よりも小さい値に設定され得る。

（作動例）
図５は、図３、図４に示したルーチンの実行に基づいて、駆動システムが２輪駆動状態→４輪駆動状態→２輪駆動状態と推移する場合における、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの伝達可能最大トルクＴ、及び切換機構Ｍの状態の変化の一例を示す。

図５に示す例では、時刻ｔ１以前にて、２駆・４駆切換スイッチＳが「４駆モード」に設定され、且つ、車両が２輪駆動状態（後輪駆動状態、即ち、伝達可能最大トルクＴが「０」で、切換機構Ｍが「非接続状態」）で走行している。時刻ｔ１にて、２輪駆動状態において後輪に加速スリップが発生開始している。

この場合、時刻ｔ１にて、図３のステップ３０５，３１０、３１５、３２０の全てにおいて「Ｙｅｓ」と判定されることに基づき、ステップ３２５、３３０の処理が実行される。この結果、時刻ｔ１の直後にて、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り換えのための作動が開始される。

具体的には、時刻ｔ１以降、伝達可能最大トルクＴが「０」から所定値Ｔ１に向けて増加するとともに、切換機構Ｍを「非接続状態」から「接続状態」へと切り換えるための作動（以下、「接続作動」と呼ぶ。）が実行される。そして、時刻ｔ２にて、伝達可能最大トルクＴが所定値Ｔ１に達した後、時刻ｔ３にて、切換機構Ｍの接続作動が完了する。この結果、時刻ｔ３にて、駆動システムが２輪駆動状態から４輪駆動状態へと切り換わる。

ここで、切換機構Ｍの接続作動が完了するタイミングが「伝達可能最大トルクＴが所定値Ｔ１に達した後」に設定されているのは、以下の理由に基づく。即ち、伝達可能最大トルクＴが所定値Ｔ１に達する前では、前輪側プロペラシャフトＡｆｐの回転速度が未だ小さいことに起因して第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の回転速度差が比較的大きい可能性が高い。従って、この状態では切換機構Ｍの接続作動が円滑に達成され得ない（車両にショックが発生し易い）。これに対し、伝達可能最大トルクＴが所定値Ｔ１に達した後では、前輪側プロペラシャフトＡｆｐの回転速度が後輪側プロペラシャフトＡｒｐの回転速度に一致していること、並びに、上述したトルク低減処理により左右後輪の加速スリップが抑制されていることに起因して第１、第２軸Ａｆｒ１，Ａｆｒ２の回転速度差が比較的小さい可能性が高い。即ち、切換機構Ｍの接続作動が完了するタイミングが「伝達可能最大トルクＴが所定値Ｔ１に達した後」に設定されると、切換機構Ｍの接続作動が円滑に達成され易い。

この例では、時刻ｔ３での２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り換え（即ち、左右前輪に配分される駆動トルクの増大及び左右後輪に配分される駆動トルクの減少）に伴って後輪の加速スリップが消滅し、時刻ｔ３以降にて車輪に加速スリップが発生していない状態がしばらく継続している。従って、時刻ｔ３以降、図４のステップ４１５が実行される毎に「Ｙｅｓ」と判定される。この結果、時刻ｔ３以降、車両が所定距離Ｄａだけ走行する毎に、ステップ４２５にて「Ｙｅｓ」と判定されて伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａだけステップ的に減少する（ステップ４３０）。換言すれば、左右前輪に配分される駆動トルクがステップ的に減少するとともに左右後輪に配分される駆動トルクがステップ的に増加する。

この例では、時刻ｔ３以降、先ず、伝達可能最大トルクＴが２回だけステップ的に減少している。そして、伝達可能最大トルクＴが２回目に減少した時点からの車両の走行距離が所定距離Ｄａに達する前の時刻ｔ４にて、車輪（具体的には、駆動トルクが増加した後輪）に加速スリップが再び発生している。この結果、時刻ｔ４にて、ステップ４１５にて「Ｎｏ」と判定され、時刻ｔ４にて伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ｂだけステップ的に増加する（ステップ４５０）。換言すれば、左右前輪に配分される駆動トルクがステップ的に増加するとともに左右後輪に配分される駆動トルクがステップ的に減少する。

この例では、時刻ｔ４での伝達可能最大トルクＴの増加に伴って、車輪（具体的には、駆動トルクが減少した後輪）のスリップが消滅し、時刻ｔ４以降、車輪に加速スリップが発生していない状態が継続している。この結果、時刻ｔ４以降、車両が所定距離Ｄａだけ走行する毎に、ステップ４２５にて「Ｙｅｓ」と再び判定されて伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａだけステップ的に減少していく（ステップ４３０）。

この例では、時刻ｔ４以降、伝達可能最大トルクＴが３回だけステップ的に減少した時刻ことにより、時刻ｔ５にて、伝達可能最大トルクが「０」に達している。この結果、時刻ｔ５にて、ステップ４３５にて「Ｎｏ」と判定され、時刻ｔ５以降、切換機構Ｍを「接続状態」から「非接続状態」へと切り換えるための作動（以下、「非接続作動」と呼ぶ。）が実行される。この結果、時刻ｔ５にて、駆動システムが４輪駆動状態から２輪駆動状態へと切り換わる。切換機構Ｍの非接続作動は、時刻ｔ６にて完了している。

（作用・効果）
以上、説明した本発明の実施形態に係る本装置（オンデマンド式装置）においては、２輪駆動状態において駆動輪（左右後輪）に加速スリップが発生したとき、駆動システムが２輪駆動状態から４輪駆動状態へと切り換えられる。即ち、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔの伝達可能最大トルクＴが「０」から所定値Ｔ１に増加する。４輪駆動状態では、車輪の何れにも加速スリップが発生しない状態で車両が所定距離Ｄａだけ走行する毎に、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａ（＞０）だけステップ的に減少していく。即ち、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔに供給されるクラッチ駆動電流Ｉも徐々に（ステップ的に複数回）減少していく。

従って、「発明の概要」の欄で記載した第１従来例と比べて、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔに供給されるクラッチ駆動電流が無駄に消費されることが抑制され得る。加えて、伝達可能最大トルクＴが徐々に（ステップ的に複数回）減少していくことに伴って、左右後輪（２輪駆動状態における駆動輪）に伝達される駆動トルクが徐々に（ステップ的に複数回）増加する。従って、「発明の概要」の欄で記載した第２従来例と比べて、左右後輪に大きな加速スリップが発生し難い。

以上より、本装置によれば、駆動システムが４輪駆動状態から２輪駆動状態へと切り換えられる際、クラッチ駆動電流Ｉが無駄に消費されることが抑制されつつ、車輪に大きな加速スリップが発生することが抑制され得る。

加えて、本装置では、４輪駆動状態にて、左右後輪の何れかに加速スリップが発生した場合、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ｂ（＞０）だけ増加される。この結果、左右前輪に伝達される駆動トルクが増大する一方で左右後輪に伝達される駆動トルクが減少する。換言すれば、４輪のそれぞれに伝達される駆動トルクの配分がより均一な方向に向けて変更される。これにより、車両が何れかの車輪に加速スリップが発生するような不安定な状況にある場合において、加速スリップの発生が抑制されて、車両がより安定な状況に置かれ得る。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、２輪駆動状態として後輪駆動状態が採用されている。これに対し、２輪駆動状態として前輪駆動状態が採用されてもよい。この場合、トランスファＴ／Ｆの第１出力軸Ａ２が前輪側プロペラシャフトＡｆｐと接続され、トランスファＴ／Ｆの第２出力軸Ａ３が後輪側プロペラシャフトＡｆｐと接続され、切換機構Ｍが左右後輪の車軸Ａｒｌ，Ａｒｒの一方に介装されるように構成すればよい。

また、上記実施形態においては、トランスファＴ／Ｆ内に副変速機構Ｚが備えられているが、副変速機構がなくてもよい。また、上記実施形態において、切換機構Ｍが省略されてもよい。この場合、多板クラッチＣ／Ｔが「分断状態」から「接合状態」に切り換わること（即ち、伝達可能最大トルクＴが「０」から「０」より大きい値に切り換わること）のみにより、駆動システムが２輪駆動状態から４輪駆動状態へと切り換わる。同様に、多板クラッチＣ／Ｔが「接合状態」から「分断状態」に切り換わること（即ち、伝達可能最大トルクＴが「０」より大きい値から「０」に切り換わること）のみにより、駆動システムが４輪駆動状態から２輪駆動状態へと切り換わる。

また、上記実施形態においては、伝達可能最大トルクＴが「０」のときが「分断状態」に対応し、伝達可能最大トルクＴが「０」より大きいときが「接合状態」に対応しているが、伝達可能最大トルクＴが「０」より大きい微小値以下のときが「分断状態」に対応し、伝達可能最大トルクＴが前記微小値よりも大きいときが「接合状態」に対応してもよい。

また、上記実施形態においては、４輪駆動状態にて、左右後輪の何れかに加速スリップが発生した場合に伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ｂだけ増加されるが、左右後輪の何れかに加速スリップが発生した場合であっても伝達可能最大トルクＴが現在値に維持されてもよい。

また、車両が車外温度を検出する手段を備えている場合、上記実施形態に代えて、検出された車外温度Ｕが所定温度Ｕ１以上である状態が所定時間継続する毎に、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａ（＞０）だけステップ的に減少するように構成されてもよい。

この場合、図４に示すフローチャートに代えて図６に示すフローチャートが採用される。図６では、図４に示すステップと同じステップには図４と同じステップ番号が付され、図４と異なるステップのみ太枠で示されている（後述する図７、図８も同様）。具体的には、図６では、図４のステップ４２０がステップ６０５、６１０に、図４のステップ４２５がステップ６１５に、図４のステップ４４０がステップ６２０にそれぞれ置き換えられている。図６の詳細な説明は省略する。

また、車両が雨量を検出する手段を備えている場合、上記実施形態に代えて、検出された雨量Ｖが所定雨量Ｖ１以下である状態が所定時間継続する毎に、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａ（＞０）だけステップ的に減少するように構成されてもよい。

この場合、図４に示すフローチャートに代えて図７に示すフローチャートが採用される。具体的には、図７では、図４のステップ４２０がステップ７０５、７１０に、図４のステップ４２５がステップ７１５に、図４のステップ４４０がステップ７２０にそれぞれ置き換えられている。図７の詳細な説明は省略する。

また、上記実施形態に代えて、車両が発進する場合において車輪の何れにも加速スリップが発生していないとの判定がなされている状態が連続して所定回数得られる毎に、伝達可能最大トルクＴが現在値から所定値Ａ（＞０）だけステップ的に減少するように構成されてもよい。「車両の発進」は、例えば、車両の前後加速度の積分値から得られる推定車速が微小値以下から前記微小値より大きい値に変化したことに基づいて検出される。

この場合、図４に示すフローチャートに代えて図８に示すフローチャートが採用される。具体的には、図８では、図４のステップ４２０がステップ８０５、８１０に、図４のステップ４２５がステップ８１５に、図４のステップ４４０がステップ８２０にそれぞれ置き換えられている。図８の詳細な説明は省略する。

また、上記実施形態において、多板クラッチ機構Ｃ／Ｔが「接合状態」（伝達可能最大トルクＴ＞０）にある状態で車両が停止し、その後に車両が発進する場合を想定する。この場合、車両停止中では、伝達可能最大トルクＴは、「０」に維持される。そして、車両が発進する際、伝達可能最大トルクＴは、車両の前回発進時の値から、「車両の前回発進から今回停止までにおいて前記所定値Ａに基づいて減少した延べ減少分」を減少し且つ「車両の前回発進から今回停止までにおいて前記所定値Ｂに基づいて増加した延べ増加分」を増加した値に設定され得る。

Ｅ／Ｇ…エンジン、Ａ／Ｔ…自動変速機、Ｔ／Ｆ…トランスファ、Ｃ／Ｔ…多板クラッチ機構、Ｍ…切換機構、Ａ１…入力軸、Ａ２…第１出力軸、Ａ３…第２出力軸、Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌ…車輪速度センサ、Ｇｘ…前後加速度センサ、ＥＣＵ…電子制御装置

Claims (6)

1. 車両の動力源（Ｅ／Ｇ）に接続された変速機（Ａ／Ｔ）の出力軸と接続される入力軸（Ａ１）と、
   左右前輪及び左右後輪のうち一方である第１左右輪と接続される第１出力軸（Ａ２）と、
   左右前輪及び左右後輪のうち他方である第２左右輪と接続される第２出力軸（Ａ３）と、
   前記入力軸と前記第１出力軸のみとの間で動力伝達系統が形成される分断状態と前記入力軸と前記第１及び第２出力軸との間で動力伝達系統が形成される接合状態とを切り換え、前記接合状態において前記第２出力軸に伝達可能な最大トルクである伝達可能最大トルクを調整可能なクラッチ機構（Ｃ／Ｔ）と、を備えたトランスファ（Ｔ／Ｆ）と、
   前記第１及び第２左右輪にスリップが発生しているか否かを判定するスリップ判定手段（Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌ，Ｇｘ，ＥＣＵ）と、
   前記クラッチ機構が前記分断状態にある場合において前記第１左右輪の少なくとも１つにスリップが発生しているとの判定に基づいて、前記クラッチ機構を前記分断状態から前記接合状態へと切り換える制御手段（ＥＣＵ）と、
   を備えた車両の駆動状態制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記車両が走行中であって前記クラッチ機構が前記接合状態にある場合において、所定条件が成立する毎に複数回、前記伝達可能最大トルクを現在値から第１所定量だけ減少させるように構成され、
   前記制御手段は、前記クラッチ機構が前記接合状態にある場合において前記第１左右輪の少なくとも１つにスリップが発生しているとの判定に基づいて、前記伝達可能最大トルクを現在値から第２所定量だけ増加するように構成され、
   前記制御手段は、
   前記クラッチ機構が前記接合状態にある状態で前記車両が停止し、その後に前記車両が発進する場合において、前記伝達可能最大トルクを、車両の前回発進時の値から、車両の前回発進から今回停止までにおいて前記第１所定量に基づいて減少した延べ減少分を減少し且つ車両の前回発進から今回停止までにおいて前記第２所定量に基づいて増加した延べ増加分を増加した値に設定するように構成された車両の駆動状態制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の駆動状態制御装置において、
   前記所定条件は、前記車両が所定距離走行する間、前記第１及び第２左右輪の何れにもスリップが発生していないとの判定がなされている状態が継続する場合に成立するように構成された車両の駆動状態制御装置。
3. 請求項１に記載の車両の駆動状態制御装置であって、
   車外温度を検出可能な温度検出手段を備え、
   前記所定条件は、前記検出された車外温度が所定温度以上である状態が所定時間継続する場合に成立するように構成された車両の駆動状態制御装置。
4. 請求項１に記載の車両の駆動状態制御装置であって、
   雨量を検出可能な雨量検出手段を備え、
   前記所定条件は、前記検出された雨量が所定雨量以下である状態が所定時間継続する場合に成立するように構成された車両の駆動状態制御装置。
5. 請求項１に記載の車両の駆動状態制御装置において、
   前記所定条件は、前記車両が発進する場合において前記第１及び第２左右輪の何れにもスリップが発生していないとの判定がなされている状態が連続して所定回数得られた場合に成立するように構成された車両の駆動状態制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の車両の駆動状態制御装置であって、
   前記第２左右輪の一方である特定車輪の車軸（Ａｆｒ）に介装され、前記第２左右輪の車軸（Ａｆｒ，Ａｆｌ）の間に介装されるディファレンシャル（Ｄ／Ｆｆ）と前記特定車輪との間で動力伝達系統が形成される接続状態と前記ディファレンシャルと前記特定車輪との間で動力伝達系統が形成されない非接続状態とを切り換える切換機構（Ｍ）を備え、
   前記制御手段は、
   前記クラッチ機構が前記分断状態から前記接合状態へと切り換えられる際に、前記切換機構（Ｍ）を前記非接続状態から前記接続状態へと切り換え、
   前記クラッチ機構が前記接合状態にあり且つ前記切換機構が前記接続状態にある場合において前記伝達可能最大トルクが前記第１所定量だけ複数回減少することにより前記クラッチ機構が前記接合状態から前記分断状態へと切り換えられたとき、前記切換機構（Ｍ）を前記接続状態から前記非接続状態へと切り換えるように構成された車両の駆動状態制御装置。

Images