JP6070630B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動力伝達軸の駆動力源側と副駆動輪側とに各々設けられた２つの断接機構をディスコネクト機構として備える四輪駆動車両において、走行状態に応じてそのディスコネクト機構の作動状態を切り替える制御装置に関するものである。
二輪駆動走行(２ＷＤ走行)時に従動輪となる副駆動輪側へ四輪駆動走行(４ＷＤ走行)時に駆動力源の動力を伝達する駆動力伝達軸(例えばプロペラシャフト)の駆動力源側と副駆動輪側とに各々設けられた２つの断接機構をディスコネクト機構として備える四輪駆動車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。このような四輪駆動車両では、２ＷＤ走行中に、２つの断接機構を解放することで、２つの断接機構間にある駆動力伝達軸等を回転停止させることができる。このようにした場合、２ＷＤ走行中に２つの断接機構のうちの一方のみを解放する場合と比べて、燃費を向上させることができる。又、このような四輪駆動車両において２ＷＤ走行から４ＷＤ走行へ移行するときの制御について、種々提案されている。例えば、特許文献１には、２ＷＤ走行時に主駆動輪がスリップした場合、トルク可変可能な多板クラッチ(２つの断接機構のうちの一方に相当)を係合に向けて制御することで、トルク伝達セクション(プロペラシャフトに相当)の回転速度を上昇させ、ドグクラッチ(２つの断接機構のうちの他方に相当)における相対回転速度が略同期したところでそのドグクラッチを係合すること、トルク伝達セクションの加速によって車両加速が運転者に殆ど感じられない加速度限界値を超えないようにトルク伝達セクションを加速すること、及び、その加速度限界値は、路面状況、ホイールスリップ値、ペダル位置、ハンドル位置等の環境因子に依存して予め設定されることが開示されている。
特開２０１０−１００２８０号公報
ところで、特許文献１に記載された技術は、駆動力伝達軸の加速によるショックを感じさせない範囲で、環境因子に依存して駆動力伝達軸の加速(同期までの速度)を変更するものであるので、ショック抑制よりも応答性向上が必要な場合に対応できない。特許文献１に記載された技術は、４ＷＤ走行への移行が緊急の場合でも、ホイールスリップの発生を検知した４ＷＤ走行への移行判断時点からの一方の断接機構の係合作動となるので、４ＷＤ走行への移行の応答性に関して、改善の余地がある。尚、上述したような課題は未公知である。
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、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて、ディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したり、そのディスコネクト状態を素早く解除することができる四輪駆動車両の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を四輪駆動走行中に副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側と前記副駆動輪側とに各々設けられた、前記駆動力源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する２つの断接機構とを備える四輪駆動車両において、前記２つの断接機構が共に解放されたディスコネクト状態を解除するときは、前記２つの断接機構のうちの一方の断接機構を係合に向けて制御した後に、前記２つの断接機構のうちの他方の断接機構を係合するクラッチ制御部を有する、四輪駆動車両の制御装置であって、(b) 前記クラッチ制御部は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、前記ディスコネクト状態の解除を判断する複数種類の解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するものであり、(c) 前記複数種類の解除条件は、少なくとも、前記上昇勾配を相対的に小とする長時間解除条件と、前記相対的に小とされる前記上昇勾配と比較して前記上昇勾配を相対的に大とする短時間解除条件とであり、(d) 前記長時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じると予測されたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測されたときに成立させられるものであり、(e) 前記短時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したときに成立させられることにある。
このようにすれば、前記ディスコネクト状態を解除するときは、そのときの解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するので、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇態様を変えることができる。従って、４ＷＤ走行への移行が緊急を要しない場合は前記上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能であり、４ＷＤ走行への移行が緊急を要する場合は前記上昇勾配を相対的に大として素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能となる。よって、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて、前記ディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したり、そのディスコネクト状態を素早く解除することができる。
また、前記第１の発明に記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記複数種類の解除条件は、少なくとも、前記上昇勾配を相対的に小とする長時間解除条件と、前記相対的に小とされる前記上昇勾配と比較して前記上昇勾配を相対的に大とする短時間解除条件とであり、前記長時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じると予測されたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測されたときに成立させられるので、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していないと考えられる、４ＷＤ走行への移行が判断され易いような走行状態ではあるが４ＷＤ走行への移行が未だ判断されない走行状態であるときは、前記上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能である。又、前記短時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したときに成立させられるので、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していると考えられる、４ＷＤ走行への移行が判断されるような走行状態であるときは、前記上昇勾配を相対的に大として素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の四輪駆動車両の制御装置において、低μ路、登坂路、及び操舵の状態のうちの少なくとも１つに基づいて、前記所定車輪速度差が生じるか否かが予測されるか、或いは前記アンダーステア状態か前記オーバーステア状態かの何れかが発生するか否かが予測されることにある。このようにすれば、所定車輪速度差が生じること、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生することが適切に予測される。
また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記クラッチ制御部は、前記上昇勾配を相対的に小とする前記一方の断接機構の係合中に、前記短時間解除条件が成立させられた場合には、前記上昇勾配を相対的に大とする前記一方の断接機構の係合に切り替えることにある。このようにすれば、一層素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
また、前記目的を達成する為の第４の発明の要旨とするところは、(a) 主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を四輪駆動走行中に副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側と前記副駆動輪側とに各々設けられた、前記駆動力源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する２つの断接機構とを備える四輪駆動車両において、前記２つの断接機構が共に解放されたディスコネクト状態を解除するときは、前記２つの断接機構のうちの一方の断接機構を係合に向けて制御した後に、前記２つの断接機構のうちの他方の断接機構を係合するクラッチ制御部を有する、四輪駆動車両の制御装置であって、(b) 前記四輪駆動車両は、更に、前記駆動力源と前記主駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機を備えており、(c) 前記クラッチ制御部は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、前記ディスコネクト状態の解除を判断する複数種類の解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するものであり、(d) 前記複数種類の解除条件は、少なくとも、前記上昇勾配を相対的に小とする長時間解除条件と、前記相対的に小とされる前記上昇勾配と比較して前記上昇勾配を相対的に大とする短時間解除条件とであり、(e) 前記長時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記自動変速機を手動変速する為の手動変速装置が運転者によって操作されたとき、或いは所定のノーマルモードと比較して前記自動変速機の高車速側のギヤ比が選択され易い所定のスノーモードを選択する為のモード選択装置が運転者によって操作されて前記スノーモードが選択されたときに成立させられるものであり、(f) 前記短時間解除条件は、前記長時間解除条件の成立による前記一方の断接機構の係合中に、前記自動変速機の変速が開始されたと判断されたときに成立させられることにある。このようにすれば、前記ディスコネクト状態を解除するときは、そのときの解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するので、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇態様を変えることができる。従って、４ＷＤ走行への移行が緊急を要しない場合は前記上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能であり、４ＷＤ走行への移行が緊急を要する場合は前記上昇勾配を相対的に大として素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能となる。よって、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて、前記ディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したり、そのディスコネクト状態を素早く解除することができる。又、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していないと考えられる、４ＷＤ走行とした方が好ましいと考えられるような運転者の操作が為されたときは、前記上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能である。又、前記長時間解除条件の成立による前記一方の断接機構の係合中に、前記自動変速機の変速が開始されたと判断された場合には、前記上昇勾配を相対的に大とする前記一方の断接機構の係合に切り替えるので、自動変速機の変速ショックに紛れさせるように、前記上昇勾配を相対的に大とする前記ディスコネクト状態の解除を実行することができる。この際、前記上昇勾配を相対的に小とする前記ディスコネクト状態の解除が既に開始されているので、変速制御の遅滞が抑制される。
また、第５の発明は、前記第１の発明乃至第４の発明の何れか１つに記載の四輪駆動車両の制御装置において、前記クラッチ制御部は、前記駆動力伝達軸の回転速度が所定回転速度に到達した後に、前記他方の断接機構を係合することにある。このようにすれば、前記異なる大きさの上昇勾配にて前記駆動力伝達軸の回転速度を上昇させる何れの場合も、前記ディスコネクト状態を良好に解除することができる。
本発明が適用される四輪駆動車両の概略構成を説明する骨子図であると共に、車両における制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じてディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したりそのディスコネクト状態を素早く解除する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図３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。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される四輪駆動車両１０(以下、車両１０という)の概略構成を説明する骨子図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、エンジン１２、左右の前輪１４Ｌ，１４Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪１４という)、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪１６という)、エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を前輪１４に伝達する第１の動力伝達経路、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路であるエンジン１２の動力を後輪１６に伝達する第２の動力伝達経路などを備えている。
エンジン１２は、例えばガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、駆動力を発生する駆動力源である。前輪１４は、二輪駆動走行中(２ＷＤ走行中)及び四輪駆動走行中(４ＷＤ走行中)のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。後輪１６は、２ＷＤ走行中のときに従動輪となり且つ４ＷＤ走行中のときに前記第２の動力伝達経路を介してエンジン１２から動力が伝達される駆動輪となる副駆動輪である。従って、車両１０は、ＦＦベースの四輪駆動車両である。
前記第１の動力伝達経路は、変速機１８、フロントデフ２０、左右の前輪車軸２２Ｌ，２２Ｒ(以下、特に区別しない場合には前輪車軸２２という)などを備えている。前記第２の動力伝達経路は、変速機１８、前輪１４へ伝達されるエンジン１２の動力の一部を後輪１６へ分配する前後輪動力分配装置であるトランスファ２４、ドリブンピニオン２６、トランスファ２４にて分配されたエンジン１２からの動力を４ＷＤ走行中に後輪１６へ伝達する駆動力伝達軸であるプロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、リヤデフ３２、左右の後輪車軸３４Ｌ，３４Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪車軸３４という)などを備えている。
変速機１８は、エンジン１２と前輪１４との間の前記第１の動力伝達経路及びエンジン１２と後輪１６との間の前記第２の動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成し、エンジン１２の動力を前輪１４側や後輪１６側へ伝達する。変速機１８は、例えばギヤ比(変速比)γ(＝変速機入力回転速度Ｎin／変速機出力回転速度Ｎout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、ギヤ比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機、或いは公知の同期噛合型平行２軸式変速機などの自動変速機である。
フロントデフ２０は、デフケース２０ｃと、傘歯歯車からなる差動機構２０ｄとを含んで構成されており、左右の前輪車軸２２Ｌ，２２Ｒに適宜差回転を与えつつ回転を伝達する公知のディファレンシャルギヤである。デフケース２０ｃにはリングギヤ２０ｒが形成されており、そのリングギヤ２０ｒは変速機１８の出力回転部材である出力歯車１８ａと噛み合っている。従って、変速機１８から出力される動力はリングギヤ２０ｒに入力される。
トランスファ２４は、前記第１の動力伝達経路の一部を構成する回転部材としてのフロントデフ２０と並んで設けられて、そのフロントデフ２０に連結されている。トランスファ２４は、第１回転部材３６と、第２回転部材３８と、フロント側クラッチ４０とを含んで構成されている。
第１回転部材３６は、略円筒形状を有しており、その内周側を前輪車軸２２Ｒが貫通している。第１回転部材３６の軸方向の一方には、フロントデフ２０のデフケース２０ｃに形成された不図示の嵌合歯と嵌合する嵌合歯が形成されており、第１回転部材３６は、そのデフケース２０ｃと一体的に連結されている(換言すれば、そのデフケース２０ｃと一体的に回転する)。又、第１回転部材３６の軸方向の他方には、フロント側クラッチ４０の一部を構成するクラッチ歯４２が形成されている。
第２回転部材３８は、略円筒形状を有しており、その内周側を前輪車軸２２Ｒ及び第１回転部材３６が貫通している。第２回転部材３８の軸方向の一方には、後輪１６側にエンジン１２の動力を伝達する為の、ドリブンピニオン２６と噛み合うリングギヤ３８ｒが形成されている。又、第２回転部材３８の軸方向の他方には、フロント側クラッチ４０の一部を構成するクラッチ歯４４が形成されている。リングギヤ３８ｒと噛み合うドリブンピニオン２６は、プロペラシャフト２８に接続され、更に、プロペラシャフト２８を介してドライブピニオン３０に接続されている。
フロント側クラッチ４０は、相対する回転部材としての第１回転部材３６と第２回転部材３８との間を選択的に断接するクラッチである。フロント側クラッチ４０は、クラッチ歯４２とクラッチ歯４４とスリーブ４６と保持部材４８とフロント側アクチュエータ５０とを含んで構成される、ドグクラッチ(すなわち噛合式クラッチ)である。スリーブ４６は、略円筒形状を有しており、スリーブ４６の内周側には、クラッチ歯４２及びクラッチ歯４４と噛合可能な内周歯５２が形成されている。スリーブ４６は、例えば電気的(電磁的)に制御可能なフロント側アクチュエータ５０によって軸方向に移動させられる。尚、フロント側クラッチ４０において、更に、同期機構(シンクロ機構)が備えられていても構わない。
図１は、フロント側クラッチ４０が解放された状態を示している。この状態では、第１回転部材３６と第２回転部材３８との接続が遮断されているので、後輪１６にはエンジン１２の動力が伝達されない。一方、スリーブ４６が移動させられてクラッチ歯４２及びクラッチ歯４４が共に内周歯５２と噛み合うと、フロント側クラッチ４０が係合され、第１回転部材３６と第２回転部材３８とが接続される。従って、第１回転部材３６が回転すると、第２回転部材３８、ドリブンピニオン２６、プロペラシャフト２８、及びドライブピニオン３０が連れ回される。このように、フロント側クラッチ４０は、プロペラシャフト２８のエンジン１２側に設けられた、フロントデフ２０とプロペラシャフト２８との間の動力伝達経路(換言すれば前記第２の動力伝達経路)を断接する断接機構である。
リヤデフ３２は、デフケース３２ｃと、傘歯歯車からなる差動機構３２ｄとを含んで構成されており、左右の後輪車軸３４Ｌ，３４Ｒに適宜差回転を与えつつ回転を伝達する公知のディファレンシャルギヤである。デフケース３２ｃにはリングギヤ３２ｒが形成されており、そのリングギヤ３２ｒはドライブピニオン３０と噛み合っている。従って、トランスファ２４にて分配されたエンジン１２の動力は、プロペラシャフト２８を介してリングギヤ３２ｒに入力され、リヤデフ３２を介して後輪１６へ伝達される。
車両１０は、更に、リヤデフ３２と左側の後輪車軸３４Ｌとの間に設けられた、前記第２の動力伝達経路の一部を構成するカップリング５４を備えている。カップリング５４は、例えば湿式の多板クラッチ５４ｃやリヤ側アクチュエータとしての不図示の電磁ソレノイドなどを有する、公知の電子制御カップリングであり、リヤデフ３２と左側の後輪車軸３４Ｌとの間でトルク伝達を行う。多板クラッチ５４ｃは、相対する回転部材として、複数の内側クラッチ板５４ｃａ及び複数の外側クラッチ板５４ｃｂを有する摩擦式のクラッチである。カップリング５４は、例えば多板クラッチ５４ｃの係合力(換言すればカップリング５４の伝達トルク)が制御されることで、後輪１６へ伝達される駆動力が制御される。
具体的には、カップリング５４の係合時には、プロペラシャフト２８と左側の後輪車軸３４Ｌとがリヤデフ３２等を介してトルク伝達可能に連結され、又、プロペラシャフト２８と右側の後輪車軸３４Ｒとがリヤデフ３２等を介してトルク伝達可能に連結される。一方で、カップリング５４の解放時には、左側の後輪車軸３４Ｌにプロペラシャフト２８からのトルクが伝達されず、これに伴って(すなわち、リヤデフ３２におけるディファレンシャルギヤとしての一般的な特性によって)、右側の後輪車軸３４Ｒにもプロペラシャフト２８からのトルクが伝達されない。カップリング５４では、前記不図示の電磁ソレノイドに電流が供給されると、その電流値に比例した係合力で多板クラッチ５４ｃが係合され、カップリング５４の伝達トルクが増加するに従って後輪１６に伝達される駆動力が増加する。カップリング５４は、伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分を例えば１００：０〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。このように、カップリング５４は、プロペラシャフト２８の後輪１６側に設けられた、プロペラシャフト２８と後輪１６との間の動力伝達経路(換言すれば前記第２の動力伝達経路)を断接する断接機構である。又、カップリング５４は、解放と係合との間で伝達トルクが制御され得るクラッチであるので、内側クラッチ板５４ｃａ及び外側クラッチ板５４ｃｂの各回転速度を同期させる過程での係合力が制御され得るクラッチである。
前述のように構成された車両１０では、例えばフロント側クラッチ４０が係合されると共に、カップリング５４の伝達トルクが零よりも大きな値に制御されると、後輪１６にもカップリング５４の伝達トルクに応じた駆動力が伝達される。従って、前輪１４及び後輪１６共に動力が伝達されて４ＷＤ走行となる。この４ＷＤ走行においては、カップリング５４の伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分が必要に応じて調整される。
又、車両１０では、例えばフロント側クラッチ４０が解放されると、第１回転部材３６と第２回転部材３８との連結が遮断される為、後輪１６には動力が伝達されない。従って、前輪１４のみが駆動する２ＷＤ走行となる。加えて、例えばリヤ側クラッチに相当するカップリング５４が解放されると、２ＷＤ走行中において、第２回転部材３８からデフケース３２ｃまでの動力伝達経路を構成する各回転要素(第２回転部材３８、ドリブンピニオン２６、プロペラシャフト２８、ドライブピニオン３０、デフケース３２ｃ等)には、エンジン１２側からも後輪１６側からも回転が伝達されない。従って、２ＷＤ走行中において、これらの各回転要素が回転停止し、前記各回転要素の連れ回りが防止され、走行抵抗が低減される。フロント側クラッチ４０及びカップリング５４は、２ＷＤ走行中に解放作動させることによって４ＷＤ走行中に後輪１６へ動力を伝達する所定の回転要素を回転停止させる為にプロペラシャフト２８のエンジン１２側と後輪１６側とに各々設けられた２つの断接機構である。つまり、車両１０は、２ＷＤ走行中に作動させられることよって前記所定の回転要素を回転停止させるディスコネクト機構として、この２つの断接機構を備えている。前記所定の回転要素は、エンジン１２と後輪１６との間の動力伝達経路を構成する回転要素のうち、フロント側クラッチ４０とカップリング５４とで挟まれている回転要素(すなわち第２回転部材３８からデフケース３２ｃまでの動力伝達経路を構成する各回転要素)である。又、フロント側クラッチ４０及びカップリング５４が共に解放されて前記各回転要素が回転停止する駆動状態(すなわち、連れ回りが防止される２ＷＤ走行)は、前記所定の回転要素が回転停止するディスコネクト状態である。このディスコネクト状態での２ＷＤ走行を２ＷＤ_d走行と記載する。尚、２ＷＤ_d走行において、カップリング５４が解放された状態であっても多板クラッチ５４ｃの引き摺りによって前記所定の回転要素を完全に回転停止させることができない可能性があるが、ディスコネクト機構は、所定の回転要素を回転停止させる為に(つまり回転停止させることを狙って)設けられているものであり、所定の回転要素を回転停止させるということには結果的に所定の回転要素の回転が多少発生した状態も含んでいる。
又、車両１０では、フロント側クラッチ４０が係合される一方でカップリング５４が解放されると、或いはフロント側クラッチ４０が解放される一方でカップリング５４が係合されると、後輪１６に動力は伝達されない。従って、前輪１４のみが駆動する２ＷＤ走行となる。このような２ＷＤ走行では、第２回転部材３８からデフケース３２ｃまでの動力伝達経路を構成する各回転要素が連れ回される。その為、２ＷＤ走行であるもののプロペラシャフト２８等が連れ回される分だけ燃費が低下する。しかしながら、２ＷＤ走行から４ＷＤ走行へ切り替える際には、カップリング５４を接続するだけで済み、速やかな切替えが可能となる。尚、フロント側クラッチ４０及びカップリング５４の一方のみが係合されるコネクト状態での２ＷＤ走行を２ＷＤ_c走行と記載することもある。
車両１０は、フロント側クラッチ４０の断接状態、乃至カップリング５４の伝達トルクが車両１０の走行状態に応じて制御されることで、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行との間で切り替えられる。
車両１０には、例えば車両１０の走行状態に応じてフロント側クラッチ４０及びカップリング５４の作動状態を切り替える車両１０の制御装置を含む電子制御装置(ＥＣＵ)１００が備えられている。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車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１００は、エンジン１２の出力制御、車両１０の駆動状態の切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や駆動状態制御用等に分けて構成される。電子制御装置１００には、図１に示すように、車両１０に備えられた各種センサ(例えば各種回転速度センサ６０，６２，６４，６６，６８、アクセル開度センサ７０、スロットル弁開度センサ７２、Ｇセンサ７４、ヨーレートセンサ７６、ステアリングセンサ７８、外気温センサ８０、運転者の操作によって４ＷＤ走行への移行を選択する為の四輪駆動選択装置としての４ＷＤ選択スイッチ８２、シフトポジションセンサ８４、変速機１８を手動変速する為の手動変速装置としてのパドルスイッチ８６、所定のノーマルモードと比較して変速機１８の高車速側(ハイ側)のギヤ比γが選択され易い所定のスノーモードや所定のノーマルモードと比較して変速機１８の低車速側(ロー側)のギヤ比γが選択され易い所定のスポーツモードを運転者の操作によって選択する為のモード選択装置としての走行モード選択スイッチ８８、油温センサ９０など)による検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン回転速度Ｎe、変速機入力回転速度Ｎin、変速機出力回転速度Ｎout、プロペラシャフト回転速度Ｎp、各車輪(すなわち前輪１４Ｌ，１４Ｒ、及び後輪１６Ｌ，１６Ｒ)の回転速度(各車輪速)Ｎwに対応する各車輪速Ｎwfl，Ｎwfr，Ｎwrl，Ｎwrr、アクセル開度θacc、スロットル弁開度θth、車両１０の前後加速度Ｇx、車両１０の左右加速度Ｇy、車両１０の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートＲyaw、ステアリングホイールの操舵角θsw及び操舵方向、外気温ＴＨair、４ＷＤ選択スイッチ８２が運転者により操作されたことを示す信号である４ＷＤ要求4WDon、シフトレバーの操作位置であるシフトポジションＰsh、パドルスイッチ８６が運転者により操作されたことを示す信号であるダウンシフト要求DNon及びアップシフト要求UPon、走行モード選択スイッチ８８が運転者により操作されたことを示す信号であるスノーモードオンSNOWon及びスポーツモードオンSPORTon、前記第２の動力伝達経路における回転部材を潤滑する作動油の温度例えばリヤデフ３２における作動油温ＴＨoilなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置１００からは、図１に示すように、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、フロント側クラッチ４０の状態を切り替える為の作動指令信号Ｓd、カップリング５４(多板クラッチ５４ｃ)の係合力を制御する為の係合力指令信号Ｓcなどが、燃料噴射装置、点火装置、スロットルアクチュエータ等のエンジン制御装置、フロント側アクチュエータ５０、カップリング５４を駆動する不図示の電磁ソレノイドなどへそれぞれ出力される。尚、電子制御装置１００は、各車輪速Ｎwに基づいて、各種実際値の１つとして、車両１０の速度Ｖ(以下、車速Ｖという)を算出する。電子制御装置１００は、例えば各車輪速Ｎwの平均車輪速を車速Ｖとする。
図２は、電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、電子制御装置１００は、駆動状態判定手段すなわち駆動状態判定部１０２、駆動力演算手段すなわち駆動力演算部１０４、及びクラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部１０６を備えている。
駆動状態判定部１０２は、前記各種信号等の情報に基づいて車両１０の最適な駆動状態を判断する。具体的には、駆動状態判定部１０２は、アクセル開度θacc及び車速Ｖ等に基づいて、車両１０の駆動力変化が予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)駆動力変化閾値よりも小さい定常走行状態にあると判断した場合には、車両１０の駆動状態を、フロント側クラッチ４０とカップリング５４とが共に解放されたディスコネクト状態にて走行する２ＷＤ走行である２ＷＤ_d走行とするよう判定する。一方で、駆動状態判定部１０２は、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えていると判断した場合には、車両１０の駆動状態を、フロント側クラッチ４０を係合し且つカップリング５４を係合乃至スリップ係合して走行する４ＷＤ走行とするよう判定する。又、駆動状態判定部１０２は、操舵角θsw、左右加速度Ｇy、及びヨーレートＲyawの各絶対値が、各々、車両旋回中であることを判断する為の予め定められた各旋回判定閾値θswth、Ｇyth、Ｒyawth以上となっているか否かに基づいて車両１０が旋回中であるか否かを判断し、車両１０が旋回中でないと判断した場合には、車両１０の駆動状態を、２ＷＤ_d走行とするよう判定する。又、駆動状態判定部１０２は、各車輪速Ｎwに基づいて、各車輪間に、車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行とした方が良いことを判断する為の予め定められた４ＷＤ判定閾値としての所定車輪速度差が生じたか否かを判断し、各車輪間における回転速度差の何れかがその所定車輪速度差を超えたと判断した場合には、車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行とするよう判定する。又、駆動状態判定部１０２は、操舵角θswの絶対値が車両１０を旋回させるように運転者によってステアリングホイールが操舵されたことを判断する為の予め定められた操舵判定閾値としての所定操舵角θswth2以上であるか否かに基づいて車両１０の操舵時であるか否かを判定し、車両１０の操舵時であると判定した場合には、車速Ｖや操舵角θswなどに基づいて算出した目標ヨーレートＲyawtgtと、実際のヨーレートＲyawとを比較して、アンダーステア状態及びオーバーステア状態の何れかの車両挙動となっているか否かを判断する。そして、駆動状態判定部１０２は、アンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したと判断した場合には、車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行とするよう判定する。又、駆動状態判定部１０２は、４ＷＤ選択スイッチ８２の操作状態に基づいて２ＷＤ走行とするか４ＷＤ走行とするかを判定するものであり、４ＷＤ要求4WDonの信号入力がある場合には、車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行とするよう判定する。このように、駆動状態判定部１０２は、２ＷＤ_d走行中に、４ＷＤ走行(以下、特に区別しない場合には、フロント側クラッチ４０が係合され且つカップリング５４の伝達トルクが略零とされる２ＷＤ_c走行を含む)へ移行するか否かを判断する四輪駆動移行判定手段すなわち四輪駆動移行判定部として機能する。
駆動力演算部１０４は、前記各種信号等の情報に基づいて最適な前後輪の駆動力配分を算出する。具体的には、駆動力演算部１０４は、エンジン回転速度Ｎe及びスロットル弁開度θth等に基づいてエンジントルクＴeの推定値(推定エンジントルク)Ｔepを算出し、最大限の加速性能が確保されるように前後輪の駆動力配分を算出する。駆動力演算部１０４は、駆動状態判定部１０２により２ＷＤ_d走行とするよう判定された場合には、後輪１６への駆動力配分を零とする。又、駆動力演算部１０４は、スロットル弁開度θth、車速Ｖ、各車輪速Ｎwなどに基づいて、運転者の操作状況や車両１０の駆動力変化が安定していると判定した場合には、後輪１６への駆動力配分を低下させて、前輪駆動に近い状況にして燃費を向上させる。又、駆動力演算部１０４は、低速での旋回時においてタイトブレーキング現象を防止する為、後輪１６への駆動力配分を低下させる。
クラッチ制御部１０６は、駆動状態判定部１０２により判断された駆動状態、及び駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分となるように、フロント側クラッチ４０の断接状態を切り替えるフロント側アクチュエータ５０、、及びカップリング５４の伝達トルクを制御する不図示の電磁ソレノイドに、各指令信号を出力する。具体的には、クラッチ制御部１０６は、駆動状態判定部１０２により２ＷＤ_d走行とするよう判定された場合には、フロント側クラッチ４０を解放すると共にカップリング５４の伝達トルクを零とする指令を、フロント側アクチュエータ５０及び上記電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。クラッチ制御部１０６は、駆動状態判定部１０２により４ＷＤ走行とするよう判定された場合には、駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分での４ＷＤ走行となるように、フロント側クラッチ４０を接続(係合)すると共にカップリング５４の伝達トルクを制御する指令を、フロント側アクチュエータ５０及び上記電磁ソレノイドにそれぞれ出力する。
特に、２ＷＤ_d走行から４ＷＤ走行への移行に際して、先ず、クラッチ制御部１０６は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、カップリング５４に伝達トルクを発生させる指令を上記電磁ソレノイドに出力して、カップリング５４を係合に向けて制御する。これは、フロント側クラッチ４０を接続する為に、略回転停止中のプロペラシャフト２８の回転速度を所定回転速度以上に引き上げて、フロント側クラッチ４０における相対する回転部材(第１回転部材３６及び第２回転部材３８)の回転速度の同期を図る為である。その後、クラッチ制御部１０６は、フロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度の同期を判定した場合には、フロント側クラッチ４０を接続する指令をフロント側アクチュエータ５０に出力する。そして、クラッチ制御部１０６は、駆動力演算部１０４により算出された前後輪の駆動力配分となるように、カップリング５４に伝達トルクを発生させる指令を上記電磁ソレノイドに出力する。上述した、２ＷＤ_d走行から４ＷＤ走行へ移行するときの一連の制御手順は、通常の４ＷＤ移行制御手順である。
クラッチ制御部１０６は、例えばプロペラシャフト回転速度Ｎpが所定回転速度に到達したか否かに基づいて、フロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度が同期したか否かを判定する。前記所定回転速度は、例えばフロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度を同期させる回転速度である。この同期させる回転速度は、例えば第１回転部材３６の回転速度から同期可能最大回転速度差ΔＮsyncを減算した同期可能回転速度を、プロペラシャフト２８上の回転速度に換算した同期判定閾値Ｎ１である。又、第１回転部材３６の回転速度は、不図示の回転速度センサによって直接的に検出された回転速度であっても良いし、変速機出力回転速度Ｎoutから換算された回転速度であっても良い。又、同期可能最大回転速度差ΔＮsyncは、例えばフロント側クラッチ４０の接続(係合)が可能である、第１回転部材３６の回転速度と第２回転部材３８の回転速度との回転速度差の絶対値の最大値として予め定められた同期許容回転速度差である。従って、クラッチ制御部１０６は、第１回転部材３６の回転速度に基づいて同期判定閾値Ｎ１を算出し、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１を超えたか否かに基づいて、フロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度が同期したか否かを判定する。
ところで、２ＷＤ_d走行から４ＷＤ走行への移行に際して、カップリング５４の係合によって略回転停止中のプロペラシャフト２８の回転速度が同期判定閾値Ｎ１に到達するまでには、ある程度の時間が必要とされる。従って、４ＷＤ走行への移行の応答性に関して、改善の余地がある。ここで、４ＷＤ走行への移行の緊急度が高ければ前記ディスコネクト状態の解除時のショック(解除ショック)の抑制よりもそのディスコネクト状態の素早い解除の方が好ましい一方で、４ＷＤ走行への移行の緊急度が低ければそのディスコネクト状態の素早い解除よりも上記解除ショックの抑制の方が好ましいと考えられる。又、４ＷＤ走行への移行は、必須の場合と、必須ではないが移行しておいた方が良い場合とが考えられる。又、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を短くすることと、そのディスコネクト状態の解除ショックを抑制することとは、両立させることが難しいと考えられる。
そこで、クラッチ制御部１０６は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、そのディスコネクト状態の解除を判断する複数種類の解除条件に応じて、カップリング５４における係合力を制御する。すなわち、クラッチ制御部１０６は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、上記複数種類の解除条件に応じてプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を変更する。そして、クラッチ制御部１０６は、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達した後に、フロント側クラッチ４０を係合する。
本実施例では、複数種類の解除条件として、前記ディスコネクト状態を解除するときのプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とする(すなわちプロペラシャフト回転速度Ｎpの平均上昇勾配を相対的に小とする)解除条件(以下、長時間解除条件Ｌという)と、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とする(すなわちプロペラシャフト回転速度Ｎpの平均上昇勾配を相対的に大とする)解除条件(以下、短時間解除条件Ｓという)との２つの解除条件を例示する。長時間解除条件Ｌは、例えば４ＷＤ走行への移行の緊急度が低い解除条件であり、前記ディスコネクト状態の素早い解除よりも解除ショックの抑制の方が優先される。一方で、短時間解除条件Ｓは、例えば４ＷＤ走行への移行の緊急度が高い解除条件であり、前記ディスコネクト状態の解除ショックの抑制よりも素早い解除の方が優先される。従って、クラッチ制御部１０６によりプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるときの前記所定の勾配は、長時間解除条件Ｌの場合には、例えば解除ショックを抑制する為の予め定められたプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配であり、短時間解除条件Ｓの場合には、例えばフロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度ができるだけ速やかに同期する為の予め定められたプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配である。
電子制御装置１００は、長時間解除条件Ｌの成立を判断する為に、更に、走行状態判定手段すなわち走行状態判定部１０８を備えている。走行状態判定部１０８は、例えば２ＷＤ_d走行中に、４ＷＤ走行への移行判断が為されることを予測したときには、長時間解除条件Ｌが成立したと判断する。具体的には、走行状態判定部１０８は、２ＷＤ_d走行中に、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えると予測したときには、各車輪間における回転速度差の何れかに(例えば前輪１４と後輪１６との間に)前記所定車輪速度差が生じると予測したときには、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測したときには、長時間解除条件Ｌが成立したと判断する。
前記各予測について、以下に、具体的に説明する。登坂路走行中のようにアクセル開度θaccが略一定にも拘わらず減速傾向であるとき、コーナの出口付近を走行中であるときなどには、その後、アクセルペダルが踏み増しされる可能性があるので、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えると予測することができる。又、雪道や凍結路などの低μ路走行中には、アクセルオンに伴ってホイールスリップする可能性があるので、各車輪間における回転速度差の何れかに前記所定車輪速度差が生じると予測することができる。又、登坂路走行中のように減速傾向であり且つ低μ路走行中であるときには、その後にアクセルオンされ易く、ホイールスリップする可能性があるので、各車輪間における回転速度差の何れかに前記所定車輪速度差が生じると予測することができる。又、低μ路且つワインディング路走行中には、実際のヨーレートＲyawが目標ヨーレートＲyawtgtから外れ易いと思われるので、アンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測することができる。従って、走行状態判定部１０８は、低μ路、登坂路、及び操舵の状態のうちの少なくとも１つに基づいて、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えるか否かを予測するか、各車輪間における回転速度差の何れかに前記所定車輪速度差が生じるか否かを予測するか、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生するか否かを予測する。
走行状態判定部１０８は、外気温ＴＨairなどに基づいて走行路が所定の低μ路であるか否かを判定する。又、走行状態判定部１０８は、アクセル開度θaccに対する基準加速度と実際の前後加速度Ｇxとの比較などに基づいて、或いは不図示の勾配センサからの勾配情報に基づいて、走行路が所定の登坂路であるか否かを判定する。又、走行状態判定部１０８は、前後加速度Ｇx、左右加速度Ｇy、ヨーレートＲyaw、及び操舵角θswのうちの少なくとも１つに基づいて、操舵の状態を判定する。又、走行状態判定部１０８は、不図示のナビゲーションシステムからの情報等に基づいて、登坂路、コーナの出口付近、ワインディング路などを判定しても良い。
駆動状態判定部１０２は、例えば２ＷＤ_d走行中に、駆動力変化が前記駆動力変化閾値を超えたときには、各車輪間における回転速度差の何れかに(例えば前輪１４と後輪１６との間に)前記所定車輪速度差が生じたときには、アンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したときには、短時間解除条件Ｓが成立したと判断する。
クラッチ制御部１０６は、走行状態判定部１０８により長時間解除条件Ｌが成立したと判断された場合には、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とする、相対的に小となる平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるように、カップリング５４を係合に向けて制御する。一方で、クラッチ制御部１０６は、駆動状態判定部１０２により短時間解除条件Ｓが成立したと判断された場合には、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とする、相対的に大となる平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるように、カップリング５４を係合に向けて制御する。他方で、クラッチ制御部１０６は、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とするカップリング５４の係合制御中に、駆動状態判定部１０２により短時間解除条件Ｓが成立したと判断された場合には、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とするカップリング５４の係合制御に切り替える。
図３は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じてディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したりそのディスコネクト状態を素早く解除する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図４は、図３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。
図３において、先ず、駆動状態判定部１０２に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、例えば各種センサによる検出信号に基づく各種実際値に基づいて運転状態や車両状態が取得される。次いで、駆動状態判定部１０２に対応するＳ２０において、例えば２ＷＤ_d走行中であるか否かが判定される。このＳ２０の判断が肯定される場合は走行状態判定部１０８に対応するＳ３０において、例えば走行路が低μ路であるか否かが判定される。このＳ３０の判断が肯定される場合は走行状態判定部１０８に対応するＳ４０において、例えば走行路が登坂路であるか否かが判定される。このＳ４０の判断が肯定される場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ５０において、例えばプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とするカップリング５４の係合制御が開始される(図４のｔ１時点参照)。次いで、クラッチ制御部１０６に対応するＳ６０において、例えば略回転停止状態にあったプロペラシャフト２８が回転開始したか否かが判定される(図４のｔ１時点以降参照)。このＳ６０の判断が否定される場合はこのＳ６０が繰り返し実行される。上記Ｓ６０の判断が肯定される場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ７０において、例えば相対的に小とする平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるように、カップリング５４が係合に向けて制御される(図４のｔ２時点以降参照)。上記Ｓ３０或いは上記Ｓ４０の判断が否定される場合は、或いは上記Ｓ７０に次いで、駆動状態判定部１０２に対応するＳ８０において、例えば短時間解除条件Ｓが成立したか否か(例えば各車輪間における回転速度差の何れかが所定車輪速度差を超えたか否か)が判定される。上記Ｓ８０の判断が肯定される場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ９０において、例えばプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とするカップリング５４の係合制御に切り替えられ、相対的に大とする平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるように、カップリング５４が係合に向けて制御される。つまり、カップリング５４における係合力の制御時の係合力指令値がカップリング５４の係合に向けて急増大させられる(図４の実線のｔ３時点以降参照)。上記Ｓ８０の判断が否定される場合は、或いは上記Ｓ９０に次いで、クラッチ制御部１０６に対応するＳ１００において、例えばプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１を超えたか否か(すなわちフロント側クラッチ４０における相対する回転部材の回転速度が同期したか否か)が判定される。このＳ１００の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。上記Ｓ１００の判断が肯定される場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ１１０において、例えばフロント側クラッチ４０を係合する指令がフロント側アクチュエータ５０に出力される(図４の実線のｔ４時点、或いは破線のｔ５時点参照)。上記Ｓ２０の判断が否定される場合は、或いは上記Ｓ１１０に次いで、駆動状態判定部１０２に対応するＳ１２０において、例えば車両１０の駆動状態を４ＷＤ走行から２ＷＤ_d走行へ移行する為の許可条件が成立したか否か(例えば車両１０の駆動力変化が駆動力変化閾値よりも小さく、各車輪間における回転速度差の何れもが所定車輪速度差以内であるか否かなど)が判定される。このＳ１２０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。上記Ｓ１２０の判断が肯定される場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ１３０において、例えばカップリング５４の係合力指令値が後輪１６側への駆動力配分を零にするように低下させられる。次いで、クラッチ制御部１０６に対応するＳ１４０において、例えばフロント側クラッチ４０を解放する指令がフロント側アクチュエータ５０に出力される。
図４において、ｔ１時点は、２ＷＤ_d走行中に４ＷＤ走行への移行判断が為されることが予測されて、長時間解除条件Ｌが成立させられたことを示している。その為、破線に示すように、ｔ１時点を起点に、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とするカップリング５４の係合制御が開始されて、制御開始時の初期値に対して、カップリング５４の係合力指令値が所定時間経過毎に所定値分高くされる。これは、略回転停止状態にあったプロペラシャフト２８の回転開始まで実行される(ｔ１時点乃至ｔ２時点)。プロペラシャフト２８が回転開始したｔ２時点からは、相対的に小とする平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpが上昇させられる。その後、ｔ５時点にてプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達すると、フロント側クラッチ４０が係合される。一方で、実線に示すように、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇中に前輪１４のホイールスリップが検出されると、短時間解除条件Ｓが成立させられる(ｔ３時点)。その為、ｔ３時点を起点に、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に長時間とするカップリング５４の係合制御からその時間を相対的に短時間とするカップリング５４の係合制御に切り替えられ、相対的に大とする平均上昇勾配でプロペラシャフト回転速度Ｎpが上昇させられるように、カップリング５４の係合力指令値がカップリング５４の係合に向けて急増大させられる。その後、ｔ４時点にてプロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達すると、フロント側クラッチ４０が係合される。
上述のように、本実施例によれば、前記ディスコネクト状態を解除するときは、そのときの解除条件に応じてプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を変更するので、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じてプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇態様を変えることができる。従って、４ＷＤ走行への移行が緊急を要しない場合はプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能であり、４ＷＤ走行への移行が緊急を要する場合はプロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に大として素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能となる。よって、４ＷＤ走行への移行の緊急度に応じて、前記ディスコネクト状態の解除時のショックを抑制したり、そのディスコネクト状態を素早く解除することができる。
また、本実施例によれば、クラッチ制御部１０６は、異なる長さの、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間に基づいてプロペラシャフト回転速度Ｎpを所定の勾配で上昇させ、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達した後に、フロント側クラッチ４０を係合するので、異なる大きさの上昇勾配にてプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させる何れの場合も、前記ディスコネクト状態を良好に解除することができる。
また、本実施例によれば、長時間解除条件Ｌは、２ＷＤ_d走行中に、前輪１４と後輪１６との間に前記所定車輪速度差が生じると予測されたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測されたときに成立させられるので、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していないと考えられる、４ＷＤ走行への移行が判断され易いような走行状態ではあるが４ＷＤ走行への移行が未だ判断されない走行状態であるときは、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
また、本実施例によれば、低μ路、登坂路、及び操舵の状態のうちの少なくとも１つに基づいて、前記所定車輪速度差が生じるか否かが予測されるか、或いは前記アンダーステア状態か前記オーバーステア状態かの何れかが発生するか否かが予測されるので、所定車輪速度差が生じること、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生することが適切に予測される。
また、本実施例によれば、短時間解除条件Ｓは、２ＷＤ_d走行中に、前輪１４と後輪１６との間に前記所定車輪速度差が生じたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したときに成立させられるので、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していると考えられる、４ＷＤ走行への移行が判断されるような走行状態であるときは、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に大として素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
また、本実施例によれば、クラッチ制御部１０６は、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に小とするカップリング５４の係合中に、短時間解除条件Ｓが成立させられた場合には、上昇勾配を相対的に大とするカップリング５４の係合に切り替えるので、一層素早い前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
４ＷＤ走行への移行の緊急度が低い長時間解除条件Ｌとしては、前述の実施例１で例示した態様に限らない。例えば、４ＷＤ走行とした方が好ましいと考えられるような運転者の操作が為された場合には、４ＷＤ走行への移行の緊急度が低いと考えられる。
前記４ＷＤ走行とした方が好ましいと考えられるような運転者の操作が為された場合とは、例えばパドルスイッチ８６が運転者によって操作されてダウンシフト要求DNon或いはアップシフト要求UPonが電子制御装置１００へ入力されたときである。パドルスイッチ８６が操作されるときは運転者はスポーティーな走行志向であると考えられ、駆動力変化が大きくなり易く、又、アンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生し易いと考えられる。
又、前記４ＷＤ走行とした方が好ましいと考えられるような運転者の操作が為された場合とは、例えば走行モード選択スイッチ８８が運転者によって操作されてスノーモードオンSNOWon或いはスポーツモードオンSPORTonが電子制御装置１００へ入力されたときである。スノーモードの選択の為に走行モード選択スイッチ８８が操作されるときは低μ路を走行している可能性が高いと考えられる。一方、スポーツモードの選択の為に走行モード選択スイッチ８８が操作されるときはスポーティーな走行志向であると考えられ、駆動力変化が大きくなり易く、又、アンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生し易いと考えられる。
従って、走行状態判定部１０８は、例えば２ＷＤ_d走行中に、パドルスイッチ８６が運転者によって操作されたときには、或いは走行モード選択スイッチ８８が運転者によって操作されてスノーモード或いはスポーツモードが選択されたときには、長時間解除条件Ｌが成立したと判断する。
ここで、４ＷＤ走行への移行の緊急度が低い場合でも、４ＷＤ走行へ移行することに違いなく、早めに移行できればそうしても良い。変速機１８の変速判断後の変速実行に合わせて４ＷＤ走行への移行を速やかに実行することで、前記ディスコネクト状態の解除ショックを変速ショックに紛れさせることができる。又、パドルスイッチ８６の操作や走行モード選択スイッチ８８の操作は、変速機１８の変速に繋がる操作であるので、これらの操作を４ＷＤ走行への移行の緊急度が高い場合としなくても、その変速が実行されるまで待つだけの遅延で済む。従って、クラッチ制御部１０６は、長時間解除条件Ｌの成立によるカップリング５４の係合制御中に、変速機１８の変速が開始されたと判断された場合には、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とするカップリング５４の係合制御に切り替える。
本実施例では、前述の実施例１における図３のフローチャートにおいて、Ｓ３０及びＳ４０に対応するステップにて、走行状態判定部１０８により、運転者によってパドルスイッチ８６、或いは走行モード選択スイッチ８８の操作が為されたか否かに基づいて長時間解除条件Ｌが成立したか否かが判断される。又、前記図３のフローチャートにおいて、Ｓ８０に対応するステップにて、駆動状態判定部１０２により、変速機１８の変速が開始されたか否かが判断されることで短時間解除条件Ｓが成立したか否かが判断される。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られる。又、長時間解除条件Ｌは、２ＷＤ_d走行中に、パドルスイッチ８６、或いは走行モード選択スイッチ８８が運転者によって操作されたときに成立させられるので、４ＷＤ走行への移行が緊急を要していないと考えられる、４ＷＤ走行とした方が好ましいと考えられるような運転者の操作が為されたときは、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に小としてショックを抑制した前記ディスコネクト状態の解除が可能である。
また、本実施例によれば、クラッチ制御部１０６は、長時間解除条件Ｌの成立によるカップリング５４の係合制御中に、変速機１８の変速が開始されたと判断された場合には、プロペラシャフト回転速度Ｎpの上昇勾配を相対的に大とするカップリング５４の係合制御に切り替えるので、変速機１８の変速ショックに紛れさせるように、その上昇勾配を相対的に大とする前記ディスコネクト状態の解除を実行することができる。この際、その上昇勾配を相対的に小とする前記ディスコネクト状態の解除が既に開始されているので、変速制御の遅滞が抑制される。
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、前述の実施例において、各実施例が独立して実施されているが、上記各実施例は必ずしも独立して実施する必要はなく、適宜組み合わせて実施しても構わない。例えば、前述の実施例２において説明した、変速機１８の変速の実行に合わせて、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を相対的に短時間とするカップリング５４の係合制御に切り替えるという技術思想は、前述の実施例１における実施態様にも適用することができる。
また、前述の実施例では、複数種類の解除条件として、長時間解除条件Ｌと短時間解除条件Ｓとの２つの解除条件を例示したが、これに限らない。例えば、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を長時間解除条件Ｌの場合よりも更に長い時間とする解除条件ＬＬ、プロペラシャフト回転速度Ｎpが同期判定閾値Ｎ１に到達するまでの時間を長時間解除条件Ｌの場合よりも短く且つ短時間解除条件Ｓの場合よりも長い時間とする解除条件Ｍなどの、別の解除条件が設定されても良い。例えば、低μ路、登坂路、及び操舵の状態の違いにて場合分けした複数種類の解除条件が設定される。
また、前述の実施例において、上記解除条件の成立時にプロペラシャフト回転速度Ｎpを上昇させるときの前記所定の勾配は、例えば低μ路、登坂路、及び操舵の状態の違いによって変化する値が予め定められていても良いし、又、パドルスイッチ８６や走行モード選択スイッチ８８の操作の有無によって変化する値が予め定められていても良い。又、実施例では、所定の勾配は、解除条件に応じて大小が異なるだけであり、ある解除条件では一律(一定)の上昇勾配であったが、これに限らない。例えば、相対的に小の上昇勾配における平均の上昇勾配が、相対的に大の上昇勾配における平均の上昇勾配よりも小さければ、同じ解除条件での制御過程において、上昇勾配が変化する値が用いられても良い。
また、前述の実施例では、カップリング５４は、リヤデフ３２と左側の後輪車軸３４Ｌとの間に設けられていたが、この態様に限らない。例えば、カップリング５４は、プロペラシャフト２８とドライブピニオン３０との間に設けられたり、リングギヤ３２ｒとデフケース３２ｃとの間に設けられたり、リングギヤ３２ｒと左右の後輪車軸３４Ｌ，３４Ｒとの間に各々１つずつ設けられたりしても良い。カップリング５４が上記各々１つずつ設けられる態様では、デフケース３２ｃや差動機構３２ｄは必ずしも必要ない。又、リングギヤ３２ｒと後輪車軸３４との間に、ディスコネクト機構として更に別の断接機構(例えばドグクラッチ)が設けられても良い。ところで、別の断接機構(ここではドグクラッチ)を備えていない車両１０では、２ＷＤ_d走行において、カップリング５４が解放された状態であっても多板クラッチ５４ｃの引き摺りが生じる為に、前記所定の回転要素(例えばプロペラシャフト２８等)を完全に回転停止させることができない可能性がある。前記ディスコネクト機構は、所定の回転要素を回転停止させる機構であることが望ましいが、上述したような引き摺り等に因って回転が多少発生した状態としてしまう機構も含んでいる。尚、別の断接機構(ここではドグクラッチ)を備えることは、このような引き摺り等に因る回転を防止するということでは、有用である。
また、前述の実施例では、カップリング５４は、電子制御カップリングであったが、これに限らない。例えば、カップリング５４は、シンクロ機構付のドグクラッチであっても良い。このシンクロ機構付のドグクラッチを採用した場合、シンクロ機構における摩擦係合力を制御することによって、プロペラシャフト回転速度Ｎpを前記所定の勾配にて上昇させられる。又、前述の実施例では、フロント側クラッチ４０は、シンクロ機構が備えられていても構わないとしたが、この場合には、４ＷＤ走行への移行が判断された時点からフロント側クラッチ４０を係合開始することができる。
また、前述の実施例では、フロント側クラッチ４０は、電磁ドグクラッチであったが、これに限らない。例えば、フロント側クラッチ４０は、スリーブを軸方向に移動させるシフトフォークを備え、電気制御可能な或いは油圧制御可能なアクチュエータによって、そのシフトフォークが駆動される形式のドグクラッチであっても良い。又、フロント側クラッチ４０は、ドグクラッチであったが、これに限らない。フロント側クラッチ４０は、回転要素間を断接する構成であれば適宜適用することができる。
また、前述の実施例では、車両１０は、前輪１４に常時動力が伝達され、後輪１６が副駆動輪となる構造となっているが、これに限らない。例えば、車両１０は、後輪１６に常時動力が伝達され、前輪１４が副駆動輪となる構造であっても構わない。例えば、車両１０は、ＦＲベースの四輪駆動車両であっても良い。
また、前述の実施例における図３のフローチャートでは、Ｓ３０及びＳ４０が共に肯定されたことを条件としてＳ５０においてカップリング５４における係合力の制御が開始されたが、このような態様に限らない。例えば、Ｓ３０及びＳ４０の少なくとも一方が肯定されたことを条件としてＳ５０が実行されても良い。このように、図３のフローチャートにおいて、各ステップの実行態様等は差し支えのない範囲で適宜変更することができる。
また、前述の実施例では、手動変速装置としてパドルスイッチ８６を例示したが、この態様に限らない。例えば、手動変速装置は、シフトレバーの操作位置として、手動変速モードを選択する為のシフトポジションやその手動変速モードにおいてアップシフト及びダウンシフトを選択する為の各シフトポジションを備えるシフト操作装置であっても良い。
また、前述の実施例では、変速機１８として、遊星歯車式多段変速機、無段変速機、同期噛合型平行２軸式変速機(公知のＤＣＴ含む)などの種々の自動変速機を例示したが、この態様に限らない。例えば、前述の実施例２に示した変速機１８の変速と合わせて４ＷＤへの移行制御を行うという態様を、実行しないのであれば、変速機１８は、公知の手動変速機であっても良いし、又、変速機１８は必ずしも必要ない。
また、前述の実施例では、車両１０は、パドルスイッチ(手動変速装置)８６及び走行モード選択スイッチ８８を備えていたが、この態様に限らない。例えば、前述の実施例２のように、運転者の操作に基づいて４ＷＤへの移行制御を行うという態様を実行するのであれば、パドルスイッチ(手動変速装置)８６及び走行モード選択スイッチ８８のうちの少なくとも１つのスイッチが備えられていれば良い。又、運転者の操作に基づいて４ＷＤへの移行制御を行うという態様を実行しないのであれば、これらのスイッチは必ずしも必要ない。
また、前述の実施例では、駆動力源として燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるガソリンエンジン等を例示したが、例えば電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジンと組み合わせて採用することもできる。
尚、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)
１４(１４Ｌ，１４Ｒ)：前輪(主駆動輪)
１６(１６Ｌ，１６Ｒ)：後輪(副駆動輪)
１８：変速機(自動変速機)
２８：プロペラシャフト(駆動力伝達軸)
３６：第１回転部材(他方の断接機構における相対する回転部材)
３８：第２回転部材(他方の断接機構における相対する回転部材)
４０：フロント側クラッチ(他方の断接機構)
５４：カップリング(一方の断接機構、クラッチ)
８６：パドルスイッチ(手動変速装置)
８８：走行モード選択スイッチ(モード選択装置)
１００：電子制御装置(制御装置)
１０６：クラッチ制御部

Claims (5)

  1. 主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を四輪駆動走行中に副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側と前記副駆動輪側とに各々設けられた、前記駆動力源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する２つの断接機構とを備える四輪駆動車両において、前記２つの断接機構が共に解放されたディスコネクト状態を解除するときは、前記２つの断接機構のうちの一方の断接機構を係合に向けて制御した後に、前記２つの断接機構のうちの他方の断接機構を係合するクラッチ制御部を有する、四輪駆動車両の制御装置であって、
    前記クラッチ制御部は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、前記ディスコネクト状態の解除を判断する複数種類の解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するものであり、
    前記複数種類の解除条件は、少なくとも、前記上昇勾配を相対的に小とする長時間解除条件と、前記相対的に小とされる前記上昇勾配と比較して前記上昇勾配を相対的に大とする短時間解除条件とであり、
    前記長時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じると予測されたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生すると予測されたときに成立させられるものであり、
    前記短時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記主駆動輪と前記副駆動輪との間に所定車輪速度差が生じたとき、或いはアンダーステア状態かオーバーステア状態かの何れかが発生したときに成立させられることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
  2. 低μ路、登坂路、及び操舵の状態のうちの少なくとも１つに基づいて、前記所定車輪速度差が生じるか否かが予測されるか、或いは前記アンダーステア状態か前記オーバーステア状態かの何れかが発生するか否かが予測されることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車両の制御装置。
  3. 前記クラッチ制御部は、前記上昇勾配を相対的に小とする前記一方の断接機構の係合中に、前記短時間解除条件が成立させられた場合には、前記上昇勾配を相対的に大とする前記一方の断接機構の係合に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の四輪駆動車両の制御装置。
  4. 主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を四輪駆動走行中に副駆動輪へ伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸の前記駆動力源側と前記副駆動輪側とに各々設けられた、前記駆動力源と前記副駆動輪との間の動力伝達経路を断接する２つの断接機構とを備える四輪駆動車両において、前記２つの断接機構が共に解放されたディスコネクト状態を解除するときは、前記２つの断接機構のうちの一方の断接機構を係合に向けて制御した後に、前記２つの断接機構のうちの他方の断接機構を係合するクラッチ制御部を有する、四輪駆動車両の制御装置であって、
    前記四輪駆動車両は、更に、前記駆動力源と前記主駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機を備えており、
    前記クラッチ制御部は、前記ディスコネクト状態を解除するときは、前記ディスコネクト状態の解除を判断する複数種類の解除条件に応じて前記駆動力伝達軸の回転速度の上昇勾配を変更するものであり、
    前記複数種類の解除条件は、少なくとも、前記上昇勾配を相対的に小とする長時間解除条件と、前記相対的に小とされる前記上昇勾配と比較して前記上昇勾配を相対的に大とする短時間解除条件とであり、
    前記長時間解除条件は、前記ディスコネクト状態にて走行する二輪駆動走行中に、前記自動変速機を手動変速する為の手動変速装置が運転者によって操作されたとき、或いは所定のノーマルモードと比較して前記自動変速機の高車速側のギヤ比が選択され易い所定のスノーモードを選択する為のモード選択装置が運転者によって操作されて前記スノーモードが選択されたときに成立させられるものであり、
    前記短時間解除条件は、前記長時間解除条件の成立による前記一方の断接機構の係合中に、前記自動変速機の変速が開始されたと判断されたときに成立させられることを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。
  5. 前記クラッチ制御部は、前記駆動力伝達軸の回転速度が所定回転速度に到達した後に、前記他方の断接機構を係合することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の四輪駆動車両の制御装置。
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