JP6572637B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源に接続された第一駆動輪と、クラッチを介して動力源に接続された第二駆動輪とを備えた車両の制御装置に関する。

従来、駆動方式を二輪駆動と四輪駆動とに切り替えることのできる車両において、動力源と駆動輪との間にカップリングクラッチを介装したものが知られている。カップリングクラッチは、粘性流体が充填されたケーシング内に一対以上のクラッチ板（羽根車）を内装した流体継手の一種である。カップリングクラッチでのトルクの伝達量は、粘性流体の流量や圧力を制御することで変更可能である。また、電磁式のクラッチ板を用いた場合には、各クラッチ板の摩擦係合力を制御することで、トルクの伝達量を制御することができる（特許文献１参照）。

近年では、クラッチ板を積極的に係合，離間させるための付勢手段が内蔵されたカップリングクラッチも開発されている。例えば、一対のカムの間にボールを介装し、カム同士の位相差に応じてボールと各カムとの接触位置を変化させることでカム間の距離を変化させる、ボールカム構造のカップリングクラッチが知られている。一方のカムは、アクチュエータを作動させることで、トルク入力側の部材に対して離接方向に移動可能とされる。この一方のカムをトルク入力側の部材に接合させて回転させることで、カム同士に位相差が生じ、他方のカムが一方のカムから離間する方向へと移動する。このとき、クラッチ板が他方のカムによって押圧され、クラッチ板が互いに係合する方向へと付勢されて、トルクの伝達量が制御される（特許文献２参照）。

特開2004-090702号公報 特開2011-163399号公報

上記のようなカップリングクラッチでは、駆動力を伝達しなくてもよい走行状態でのトルク伝達量が小さくなるように、アクチュエータや摩擦係合力，流体の流量，圧力などが制御される。例えば、四輪駆動方式での走行中に車両が信号待ちで一時停止したときに、アクチュエータを一時的に停止させる制御が実施されることがある。一方、この制御によってクラッチ板と流体との間の粘性抵抗が低下すると、カップリングクラッチの入力側と出力側との間に滑り回転が生じやすくなり、車両の発進性能が低下しうる。

また、ボールカム構造を有するカップリングクラッチでは、カムの係合が解除されると同時にカム同士が相対的に回転し、位相差が解消されうる。そのため、一方のカムとトルク入力側の部材との接合状態を一旦解除してしまうと、その直後に接合状態を復旧したとしても、カム同士に再び位相差が生じるまでの間はカムを係合させることができない。これにより、カップリングクラッチの入力側と出力側との間に滑り回転が生じやすくなり、車両の発進性能が低下しうる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、発進性能を向上させることができる車両の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示する車両の制御装置は、車両の動力源と、前記動力源に接続され、前記動力源に駆動される第一駆動輪と、前記動力源で発生した駆動力の伝達経路に介装されたクラッチとを備える。また、前記クラッチを介して前記動力源に接続され、前記動力源に駆動されうる第二駆動輪と、前記クラッチの上流と下流との回転速度差に応じて、前記クラッチを係合方向へと付勢するボールカム構造を有する付勢手段とを備える。前記ボールカム構造には、コントロールクラッチ，第一カム，第二カムが含まれる。

前記コントロールクラッチは、前記クラッチの上流側の部材に固定される部材である。また、前記第一カムは、前記コントロールクラッチに係合することで前記クラッチの上流側から前記駆動力が入力される部材である。また、前記第二カムは、ボールを挟んで前記第一カムに対向配置され前記第一カムとの位相差に応じて前記クラッチを係合方向へと押圧する部材である。

さらに、上記の車両の制御装置は、前記車両の停車前における前記クラッチの駆動力伝達状態に応じて、前記コントロールクラッチの係合力を制御する制御手段を備える。前記制御手段は、停車前に前記コントロールクラッチが前記第一カムと係合している場合に、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を停車前よりも強い係合力であって、停車状態から発進する際の前記コントロールクラッチの係合力よりも弱い係合力に制御する。

なお前記制御手段は、停車前に前記第二駆動輪が前記動力源に駆動されている場合に、停車中における前記第一カムと前記第二カムとの間の位相差を維持することが好ましい。
つまり、停車前に前記クラッチが係合状態ならば、停車中に付勢手段を付勢状態に維持して前記クラッチを係合状態のままにすることが好ましい。この場合、前記位相差をそのまま保持してもよいし、前記位相差を増大させてもよい。なお、停車前に前記第二駆動輪に前記駆動力が伝達されている状態だったならば、前記位相差が生じている状態である。

（２）前記車両の外気温を検出する外気温検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出された前記外気温が低いほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御することが好ましい。

（３）前記車両が走行する路面の摩擦係数を取得する摩擦係数取得手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記摩擦係数取得手段で取得された前記摩擦係数が小さいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御することが好ましい。

（４）前記車両が走行する路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記路面勾配検出手段で検出された前記勾配の絶対値が大きいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御することが好ましい。

（５）前記車両の駆動方式を、前記第一駆動輪のみで走行する二駆モードと前記第一駆動輪及び前記第二駆動輪を併用して走行する四駆モードとに切り替えるためのモード切替手段を備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、停車中に前記車両の駆動方式が前記四駆モードから前記二駆モードへと切り替えられた場合に、前記車両が発進するまでは前記コントロールクラッチの係合力を維持することが好ましい。
（６）前記制御手段は、停車前に前記コントロールクラッチと前記第一カムとの係合により、前記クラッチが係合方向に付勢されている場合に、前記コントロールクラッチの係合力を制御することが好ましい。
（７）前記制御手段は、停車前に前記第一カムと前記第二カムとの位相差が維持されている場合に、前記コントロールクラッチの係合力を制御することが好ましい。

停車前にクラッチが係合方向へと付勢されている場合に、停車中の付勢状態を停車前から維持することで、発進前からクラッチを係合させておくことができ、車両の発進性能を向上させることができる。

実施形態としての制御装置が適用された車両の構成を示す図である。 ボールカム構造を内蔵したカップリングクラッチを示す断面図である。 ボールカム構造の模式的な斜視図である。 ボールカム構造の動作を説明するための断面図（図３のＡ−Ａ断面図）であり、（Ａ）は開放状態を示し、（Ｂ）は差動状態を示すものである。 制御装置で実施される制御内容を例示するフローチャートである。 発進時における制御装置の制御作用を説明するためのグラフであり、（Ａ）はアクセル開度及びブレーキ圧、（Ｂ）は車速、（Ｃ）は前後輪速差、（Ｄ）は保持制御を実施した場合のトルク、（Ｅ）は保持制御を実施しなかった場合のトルクを示す。

図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置（制御システム）について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．車両］
図１に示す車両１０は、駆動方式を二輪駆動と四輪駆動とに切り替えることのできるオンデマンド式の四輪駆動車である。車両１０の前輪４（第一駆動輪）は、動力源であるエンジン１（内燃機関）に接続される。エンジン１と前輪４とを接続する動力伝達経路上には、減速比を制御するための自動変速機２と、駆動力を駆動方式に応じて後輪５にも伝達するためのトランスファ３とが介装される。トランスファ３には、前輪４のディファレンシャル装置が内蔵される。また、トランスファ３と後輪５（第二駆動輪）とを接続する動力伝達経路上には、エンジン１から後輪５へと伝達される駆動力を制御するためのカップリング６（カップリングクラッチ）が介装される。

カップリング６には、粘性流体を介して駆動力を伝達する湿式のクラッチ７と、クラッチ７の係合状態を制御するためのボールカム構造８とが内蔵される。クラッチ７を係合させることで、エンジン１から後輪５への駆動力の伝達がなされる。一方、クラッチ７が開放された状態では、後輪５への駆動力の伝達がなされず、実質的に二駆状態（前輪駆動の状態）となる。このように、前輪４がクラッチ７（カップリング６）を介することなくエンジン１に接続されるのに対して、後輪５はクラッチ７を介してエンジン１に接続される。つまり、クラッチ７（カップリング６）を境としてエンジン１の動力伝達経路を二分したときに、前輪４はクラッチ７よりもエンジン１に近い側（すなわち、エンジン１，自動変速機２，トランスファ３が設けられる側）に接続され、後輪５はクラッチ７よりもエンジン１から遠い側に接続される。なお、カップリング６の作動状態は、コントローラ９で電気的に制御される。

コントローラ９（制御手段）は、CPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のプロセッサとROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリ等を集積した電子デバイスである。ここでいうプロセッサとは、例えば制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）等を内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ROM，RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。コントローラ９が実施する制御の内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてROM，RAM，不揮発メモリ，リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

図１に示すように、コントローラ９には、カップリング６を制御するための情報を取得する各種センサ１１〜１９が接続される。車速センサ１１は車速Vを検出，算出し、前後加速度センサ１２は車体に作用する前後加速度Gを検出，算出する。操舵角センサ１３は操舵角θを取得し、シフトポジションセンサ１４は自動変速機２の変速レバーの設定位置Pを取得し、アクセル開度センサ１５はアクセル開度Aを取得する。

ブレーキ圧センサ１６は、ブレーキ圧B（マスタシリンダ圧）を取得し、外気温センサ１７は外気温Cを取得する。路面勾配センサ１８は車体の傾斜に対応する路面勾配Dを取得し、トランスファポジションセンサ１９は駆動モード設定用のトランスファレバーの設定位置Qを取得する。本実施形態の車両１０の駆動モードとしては、前輪４のみで走行する二駆モードと、前輪４及び後輪５を併用して走行する四駆モードとが用意されている。これらの各種センサ１１〜１９で取得された情報は、コントローラ９に入力される。

また、コントローラ９は、車載ネットワーク網を介して他の電子制御装置２０とも通信可能に接続される。電子制御装置２０の例としては、エンジン制御装置，変速機制御装置，ブレーキ制御装置，車体姿勢制御装置などを挙げることができる。本実施形態の電子制御装置２０は、車両１０が走行する路面の摩擦係数μを取得する摩擦係数取得手段としての機能と、前輪４又は後輪５のスリップを検出するスリップ検出手段としての機能とを併せ持つ。電子制御装置２０で検出，算出された路面摩擦係数μ及びスリップの情報は、コントローラ９に伝達される。

［２．カップリング］
［２−１．クラッチ］
カップリング６の内部構造を、図２に例示する。カップリング６に内蔵されるクラッチ７は、円盤状の摩擦係合部材である入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とを交互に積層した構造を持つ。入力側クラッチ板２３は、入力軸２１に接続されたハウジング３３に対し、入力軸２１の軸方向に移動可能に設けられる。また、出力側クラッチ板２４は、入力軸２１と同軸に配置された出力軸２２に対して、出力軸２２の軸方向に移動可能に設けられる。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間には粘性流体が充填される。

入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが離間した状態では、粘性流体を介して、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との回転速度差に応じたトルクが伝達される。トルクの伝達量は、粘性流体の流量や圧力を調整することで制御可能である。また、回転速度差がなければトルクの伝達量はゼロである。一方、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが接合した状態では、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間に作用する押付力に応じたトルクが伝達される。この場合、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４とが離間した状態と比較して、より大きなトルクが伝達可能となる。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との離接方向の位置は、ボールカム構造８（付勢手段）によって制御される。

［２−２．ボールカム構造］
図３は、ボールカム構造８を模式的に示す斜視図である。入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との間に作用する押付力は、ボールカム構造８によって制御される。このボールカム構造８には、図２に示すように、第一カム２５，第二カム２６，ボール部材２７，コントロールクラッチ２８が設けられる。また、コントロールクラッチ２８の作動状態を制御するための機構として、アーマチュア２９と電磁コイル３０とが設けられる。

第一カム２５は、コントロールクラッチ２８を介してハウジング３３に固定される円盤状カムである。この第一カム２５は、コントロールクラッチ２８が開放された状態では、ハウジング３３に対して相対回転可能とされる。また、第二カム２６は、第一カム２５に対して出力軸２２の軸方向に対向して配置された円盤状カムであり、出力軸２２に対してその軸方向に移動可能に設けられる。これらの第一カム２５，第二カム２６の間には、球状のボール部材２７が挟装される。

図３に示すように、第一カム２５の表面には複数の第一溝３１が凹設され、第二カム２６の表面にも第一溝３１のそれぞれに対向する位置に第二溝３２が凹設される。第一溝３１は、第一カム２５の周方向に延在し、延在方向のほぼ中間部が最も深くなる形状に形成される。第二溝３２の形状も同様である。ボール部材２７は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、第一溝３１，第二溝３２の内側に保持される。

ここで、第一溝３１と第二溝３２とが正面に対向する状態を基準として、第一カム２５と第二カム２６との位相差を定義する。図４（Ａ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６とが同位相であるとき、第一溝３１と第二溝３２とが互いに正面に対向する位置関係となる。また、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大するに連れて、出力軸２２の軸方向に見て第一溝３１と第二溝３２とがずれた状態となる。なお、図４（Ｂ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６との間に位相差が生じている状態は「差動状態」と呼ばれる。

アーマチュア２９は、電磁コイル３０に励磁されてコントロールクラッチ２８を係合方向に押圧する磁性部材である。コントロールクラッチ２８は、アーマチュア２９からの押圧力を受けて互いに近接する方向に移動し、第一カム２５を挟み込むように機能する。コントロールクラッチ２８の係合力は、電磁コイル３０の励磁電流に応じた大きさとなる。電磁コイル３０の励磁電流は、コントローラ９で制御される。

コントロールクラッチ２８が開放された状態では、第一カム２５とハウジング３３とが離間しており、第一カム２５が周囲の部材からフリーの状態となる。これにより、図４（Ａ）に示すように、第一カム２５と第二カム２６との位相差がほぼゼロとなり、第一カム２５と第二カムとの間の距離W₁が比較的小さな寸法となる。このとき、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが離間した状態となるため、クラッチ７は開放状態となる。

これに対し、コントロールクラッチ２８を係合させると、第一カム２５がハウジング３３に支持された状態となる。この状態において、入力軸２１と出力軸２２との間に回転速度差が生じている場合には、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大し、ボール部材２７が第一溝３１及び第二溝３２内にて延在方向の中間部からずれた位置へと移動する。このとき、ボール部材２７が位置する溝部分の深さが小さくなることから、第一カム２５と第二カムとの間の距離W₂が比較的大きな寸法となり、第二カム２６が第一カム２５から離隔する方向へと移動することになる。

これにより、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが接触した状態（付勢状態）となり、クラッチ７は接合状態となる。また、電磁コイル３０の励磁電流が大きいほど、第一カム２５がハウジング３３に対して回転しにくくなり、第一カム２５と第二カム２６との位相差が増大しやすくなるとともに、その位相差が減少しにくくなる。したがって、入力軸２１と出力軸２２との間に回転速度差が生じている限り、クラッチ７を介して伝達される駆動力は、電磁コイル３０の励磁電流に応じた大きさとなる。

このように、ボールカム構造８は、コントロールクラッチ２８が係合している場合に、クラッチ７の上流と下流との回転速度差に応じて、クラッチ７を係合方向へと付勢する付勢手段として機能する。なお、コントロールクラッチ２８が係合している場合であっても、クラッチ７の上流と下流との回転速度差がゼロであれば、第一カム２５と第二カム２６との位相差が生じない。したがって、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが離間した状態となり、クラッチ７は開放状態のままとなる。クラッチ７が接続されるのは、コントロールクラッチ２８が係合している状態で、クラッチ７の上流と下流との間に回転速度差が生じた場合である。ただし、四駆モードでの走行中には、クラッチ７の上流と下流との間にわずかな回転速度差が発生しうる。このような回転速度差が生じた後には、電磁コイル３０への励磁電流をゼロにしない限り、第一カム２５と第二カム２６との位相差が維持される。

［３．コントローラ］
コントローラ９は、車両１０の走行状態に応じて電磁コイル３０の励磁電流を制御する機能を持つ。本実施形態では、走行中におけるクラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、停車中の励磁電流を制御する保持制御について説明する。ここでいう保持制御とは、走行中に発生した第一カム２５と第二カム２６との位相差を、車両停止後も保持するための制御である。

既存のオンデマンド式の四輪駆動車に搭載されたカップリング６の駆動方式、例えば、ボールカム構造８を用いてクラッチ７を係合方向へと付勢する駆動方式は、電磁コイル３０への励磁電流のみに応じてクラッチ７の駆動力伝達状態が制御されるものではない。すなわち、電磁コイル３０が励磁された状態で前輪４と後輪５との間に回転速度差が生じた場合（前輪４がスリップした場合）に、駆動力が後輪５へと伝達されるように、自動的にクラッチ７が係合方向へと付勢されるものである。

このような駆動方式は、常に後輪５へと駆動力を伝達するような駆動方式と比較して、燃費や操舵性の面で有利である。しかし、回転速度差が生じなければクラッチ７が係合しないため、滑りやすい路面で良好な発進性能が得られない場合がある。なぜならば、車両１０の停止中に電磁コイル３０への励磁電流を増大させたとしても、クラッチ７を係合させることができないからである。このような課題に対し、本実施形態の保持制御は、車両１０が停車する前（車両１０の走行中）におけるクラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、停車前から停車中にかけてのボールカム構造８を適切に作動させることで、停車中のクラッチ７を係合させたままの状態に制御する。

保持制御の開始条件は、少なくとも以下の条件１，２が成立し、好ましくは条件３，４の何れかが成立することである。条件１〜４は、車速センサ１１，トランスファポジションセンサ１９，アクセル開度センサ１５，ブレーキ圧センサ１６で取得された情報に基づいて判定される。
＝保持制御の開始条件＝
条件１．車速Vが所定車速V₀以下である。
条件２．車両１０の駆動モードが四駆モードである
条件３．アクセル開度Aが所定開度以下である。
条件４．ブレーキ圧Bが所定圧以下である。

保持制御の開始条件が成立した場合、コントローラ９は、カップリング６を介して後輪５へと伝達されるトルクの目標値である指示トルクを算出するとともに、指示トルクに対応する励磁電流を電磁コイル３０へと出力する。指示トルクの値は、基本的にはアクセル開度A，車速V，エンジン回転数などに応じて設定される。一方、保持制御が実施されているときの指示トルクは、保持制御が実施されていないときの指示トルクよりも大きい値に設定される。つまり、指示トルクの値は、保持制御の開始前よりも開始後の方が大きくなるように設定される。

これにより、保持制御の実施中におけるボールカム構造８の付勢状態は、保持制御の開始前よりも強められる。したがって、走行中に第一カム２５と第二カム２６との間に位相差が生じていた場合には、その位相差が維持される。また、保持制御は少なくとも車両１０の停止中には継続され、好ましくは車両１０の発進後、車速Vが所定車速V₀を超えるまでは継続される。したがって、車両１０の停車中から発進直後にかけてのボールカム構造８の付勢状態が、保持制御の開始前（停車前）よりも強められることになる。

本実施形態のコントローラ９は、車両１０の停車前の走行状態に応じて、保持制御における指示トルクの値を変更する機能を持つ。まず、車両１０の外気温Cが低いほど、エンジン１から後輪５へと伝達される駆動力が増大するように、指示トルクの値を増大させる。また、路面勾配Dの絶対値が大きいほど、指示トルクの値を増大させる。さらに、車両１０が走行する路面の摩擦係数μが小さいほど、指示トルクの値を増大させる。これらの設定により、路面が滑りやすい状態であるほど、第一カム２５と第二カム２６との位相差がより強く保持され、車両１０の発進性能が向上する。

また、コントローラ９は、保持制御の実施中に車両１０の駆動モードが四駆モードから二駆モードへと切り替えられた場合には、直ちにクラッチ７を切断するのではなく、少なくとも車両１０が発進するまでの間は保持制御を継続する機能を持つ。すなわち、保持制御の開始後（例えば、車両１０の一時停止中）に上記の条件２が不成立となったとしても、すでに開始されている保持制御を中断せず、電磁コイル３０への励磁電流の出力を継続する。
保持制御の終了後における指示トルクの値は、車速Vやアクセル開度A，ブレーキ圧B，前後加速度G，操舵角θ，路面勾配D，トランスファレバーの設定位置Qなどに応じて設定される。この指示トルクの設定手法としては、公知の手法を採用することができる。

［４．フローチャート］
図５は、保持制御の手順を例示するフローチャートであり、コントローラ９内において所定の演算周期で繰り返し実行される。ステップＡ１では、コントローラ９に各種情報が入力される。ここでは例えば、車速V，前後加速度G，操舵角θ，変速レバーの設定位置P，アクセル開度A，ブレーキ圧B，外気温C，路面勾配D，トランスファレバーの設定位置Q，摩擦係数μ，スリップなどに関する情報が入力される。

ステップＡ２，Ａ４は、保持制御の開始条件を判定するステップである。ここでは、上記の条件１，２を判定するものを例示する。ステップＡ２では、トランスファレバーの設定位置Qの情報に基づき、車両１０の駆動モードが四駆モードであるか否かが判定される。ここで、駆動モードが二駆モードならばステップＡ３に進み、電磁コイル３０の励磁電流がゼロに制御されて、この制御周期での演算が終了する。一方、駆動モードが四駆モードならばステップＡ４に進む。

ステップＡ４では、車速Vが所定車速V₀以下であるか否かが判定される。この条件が不成立の場合には保持制御が開始されないため、ステップＡ６に進んで通常の指示トルクが算出されるとともに、これに対応する通常の励磁電流が電磁コイル３０に出力されて、この制御周期での演算が終了する。通常の励磁電流は、保持制御における励磁電流よりも小さい値を持つ。一方、車速Vが所定車速V₀以下である場合には、車両１０が停止しつつあるものと判断されてステップＡ７に進み、保持制御が開始される。この保持制御は、ステップＡ１２で車速Vが所定車速V₀を超えたことが確認されるまでの間は継続され、所定の演算周期で繰り返し実施される。保持制御の実施期間は、車両１０が停止する直前から停車中を含んで発進直後までの期間である。

ステップＡ７では、保持制御の開始前における指示トルク（すなわち、ステップＡ６で設定される指示トルク）よりも大きな値を持つ指示トルクが設定される。続くステップＡ８では、外気温Cが低いほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。また、ステップＡ９では、路面勾配Dの絶対値が大きいほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。さらに、ステップＡ１０では、路面の摩擦係数μが小さいほど指示トルクが増大するように、その値が補正される。

その後、ステップＡ１１において、指示トルクに対応する励磁電流が電磁コイル３０に出力される。これにより、車両１０の停車中におけるボールカム構造８の差動状態が保持され、第二カム２６と入力側クラッチ板２３とが接触した状態（付勢状態）となる。クラッチ７の接合状態は、車速Vが所定車速V₀を超えるまで保持されるため、発進直後から前輪４と後輪５との両方にエンジン１の駆動力が伝達されることになり、車両１０の発進性能が向上する。また、ボールカム構造８の差動状態が保持されることから、前輪４（クラッチ７の上流）と後輪５（クラッチ７の下流）との間に回転速度差が生じる前から、クラッチ７が係合方向へと付勢される。

［５．作用，効果］
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、登坂路を四駆モードで走行中の車両１０が減速したときの保持制御の制御内容を説明するためのグラフであり、図６（Ｅ）は保持制御が実施されない場合の比較例としてのグラフである。
保持制御が実施されない場合、図６（Ｅ）に示すように、車両１０が停車する直前に指示トルクがゼロに設定され、電磁コイル３０の励磁電流が遮断される。これにより、車両１０の停車中にボールカム構造８の差動状態が解除されるため、クラッチ７が開放状態となり、クラッチ７の伝達トルクもゼロとなる。つまり、停車中の時刻t₂にアクセルペダルが踏み込まれたとしても、時刻t₂の直後には駆動力が後輪５に伝達されない。クラッチ７が接合状態となるのは、図６（Ｃ），（Ｅ）に示すように、前輪４がスリップすることによってボールカム構造８が差動状態になった後である。したがって、図６（Ｂ）中に破線で示すように、時刻t₂から車速Vが増加し始める時刻t₄までの期間が長くなり、良好な発進性能が得られない。

これに対し、本実施形態のコントローラ９は、時刻t₀に車速Vが所定車速V₀以下になると保持制御を開始する。時刻t₀以前（保持制御の開始前）におけるカップリング６の指示トルクは、アクセル開度Aがほぼゼロである場合には比較的小さな値T₀（T₀＞0[Nm]）に設定されている。一方、時刻t₀以降の指示トルクは、時刻t₀以前よりも大きな値T₁（T₁＞T₀）に設定される。その後、車速Vがゼロとなる時刻t₁以降の停車中も指示トルクの値T₁が維持され、ボールカム構造８の差動状態が保持される。

時刻t₂にアクセルペダルが踏み込まれると、図６（Ｄ）に示すように、アクセル開度Aの増加に対応して指示トルクも増大するように設定される。このとき、ボールカム構造８の差動状態が保持されているため、時刻t₂の直後から後輪５への伝達トルクが上昇する。これにより、図６（Ｂ）中に実線で示すように、時刻t₂から車速Vが増加し始める時刻t₃までの期間が短くなり、車両１０が速やかに発進する。

（１）上記の車両１０では、停車前にクラッチ７が係合方向へと付勢されている場合に、ボールカム構造８の付勢状態が制御される。例えば、四駆モード走行している車両１０が減速して停止しつつあるときには、ボールカム構造８の第二カム２６とクラッチ７の入力側クラッチ板２３とが接触した付勢状態となっているため、その付勢状態を停車前から発進するまで保持する保持制御が実施される。これにより、停車中にクラッチ７をボールカム構造８で係合方向へと付勢したままにしておくことができ、クラッチ７の係合状態を維持することができる。したがって、アクセルペダルが踏み込まれたときに、エンジン１の駆動力を速やかに後輪５へと伝達することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。

（２）上記のボールカム構造８の付勢状態に関して、保持制御が実施されているときの付勢状態は、保持制御が実施されていないときの付勢状態よりも強められる。例えば、図６（Ｄ）に示すように、カップリング６の指示トルク（クラッチ７の伝達トルク）が車両１０の停止前よりも大きくなるように制御される。これにより、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との滑りを抑制することができ、入力側クラッチ板２３と出力側クラッチ板２４との接合状態を停車中に解消されにくくすることができる。したがって、簡素な制御構成でクラッチ７の係合状態をより確実に維持することができ、車両１０の発進性能をより向上させることができる。

（３）上記のボールカム構造８は、第一カム２５と第二カム２６との係合状態が一旦解除されると、その後に第一カム２５と第二カム２６との間に回転速度差が生じない限り、再び係合状態にすることができない。一方、車両１０が停止する直前に保持制御を実施することで、第一カム２５と第二カム２６との係合状態を解除せずに維持することができる。これにより、発進前からクラッチ７が係合方向に付勢された状態にすることができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。

また、上記の保持制御では、車両１０が停止する前に第一カム２５と第二カム２６との位相差が生じていれば、停車中もその位相差が維持される。このように、停車中の位相差を維持することで、発進時のボールカム構造８の滑りを抑制することができ、クラッチ７の係合状態をより確実に維持することができる。したがって、車両１０の発進性能を向上させることができる。

（４）上記の保持制御では、外気温Cが低温であるほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。これにより、寒冷環境での発進時におけるスリップの発生を効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
（５）また、路面の摩擦係数μが小さいほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。つまり、タイヤがスリップしやすい状態であるほど、後輪５への駆動力の伝達がより確実に行われるように、ボールカム構造８が制御される。これにより、発進時のクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。

（６）同様に、路面勾配Dの絶対値が大きいほど、指示トルクの値が大きく設定され、ボールカム構造８によるクラッチ７への付勢状態が強められる。これにより、登坂路や降坂路での発進時におけるクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。
（７）上記の保持制御は、停車中に駆動モードが四駆モードから二駆モードへと切り替えられたとしても即座には中断されず、車両１０が発進するまでの間は継続される。これにより、発進時のクラッチ７の滑りを効率的に抑制することができ、車両１０の発進性能を向上させることができる。

［６．変形例］
上述の実施形態では、エンジン１を動力源とした車両１０を例示したが、動力源の種類はこれに限定されない。例えば、車載バッテリの電力で作動するモータやモータ・ジェネレータを動力源としてもよい。あるいは、エンジン１とモータとを動力源として併用したハイブリッド自動車を対象としてもよい。

また、上述の実施形態では、カップリング６に湿式のクラッチ７とボールカム構造８とが内蔵されたものを例示したが、原理的にはクラッチ７の種類は任意であり、かみ合いクラッチや乾式の摩擦クラッチなどを適用することが可能である。同様に、クラッチ７を係合方向に付勢する付勢手段についても任意の構造を適用することができ、例えば球状のボール部材２７の代わりに円筒状のローラー部材を内蔵したローラーカム構造を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、電磁コイル３０の励磁電流を制御することによって、第一カム２５と第二カム２６との位相差を維持するとともに、ボールカム構造８によるクラッチ７の付勢状態を維持している。しかし、クラッチ７の付勢状態を制御するための具体的な構成はこれに限定されない。例えば、第二カム２６を第一カム２５から離隔する方向に押圧する部材を用意し、この部材による押圧力を電磁コイルへの通電量に応じて増減させる構造としてもよい。少なくとも、クラッチ７の駆動力伝達状態に応じて、付勢手段による付勢状態を停車前から維持することで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

また、上述の実施形態では、後輪５がカップリング６を介してエンジン１に接続された車両１０を例示したが、前輪４と後輪５との関係は逆転させることが可能である。すなわち、カップリング６を介することなく後輪５をエンジン１に接続しつつ、前輪４はカップリング６を介して断接可能にエンジン１に接続してもよい。

１ エンジン（動力源）
４ 前輪（第一駆動輪）
５ 後輪（第二駆動輪）
６ カップリング
７ クラッチ
８ ボールカム構造（付勢手段）
９ コントローラ（制御手段）
１０ 車両
１７ 外気温センサ（外気温検出手段）
１８ 路面勾配センサ（路面勾配検出手段）
２０ 電子制御装置（摩擦係数取得手段）
２５ 第一カム
２６ 第二カム
２７ ボール部材
２８ コントロールクラッチ
２９ アーマチュア
３０ 電磁コイル

Claims (7)

1. 車両の動力源と、
   前記動力源に接続され、前記動力源に駆動される第一駆動輪と、
   前記動力源で発生した駆動力の伝達経路に介装されたクラッチと、
   前記クラッチを介して前記動力源に接続され、前記動力源に駆動されうる第二駆動輪と、
   前記クラッチの上流と下流との回転速度差に応じて、前記クラッチを係合方向へと付勢するボールカム構造を有する付勢手段と、
   前記ボールカム構造に含まれ、前記クラッチの上流側の部材に固定されるコントロールクラッチと、
   前記ボールカム構造に含まれ、前記コントロールクラッチに係合することで前記クラッチの上流側から前記駆動力が入力される第一カムと、
   前記ボールカム構造に含まれ、ボールを挟んで前記第一カムに対向配置され前記第一カムとの位相差に応じて前記クラッチを係合方向へと押圧する第二カムと、
   前記車両の停車前における前記クラッチの駆動力伝達状態に応じて、前記コントロールクラッチの係合力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、停車前に前記コントロールクラッチが前記第一カムと係合している場合に、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を停車前よりも強い係合力であって、停車状態から発進する際の前記コントロールクラッチの係合力よりも弱い係合力に制御する
   ことを特徴とする、車両の制御装置。
2. 前記車両の外気温を検出する外気温検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出された前記外気温が低いほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御する
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記車両が走行する路面の摩擦係数を取得する摩擦係数取得手段を備え、
   前記制御手段は、前記摩擦係数取得手段で取得された前記摩擦係数が小さいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御する
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の車両の制御装置。
4. 前記車両が走行する路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記路面勾配検出手段で検出された前記勾配の絶対値が大きいほど、前記動力源から前記第二駆動輪へと伝達される駆動力の割合が高くなるように、停車中における前記コントロールクラッチの係合力を制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記車両の駆動方式を、前記第一駆動輪のみで走行する二駆モードと前記第一駆動輪及び前記第二駆動輪を併用して走行する四駆モードとに切り替えるためのモード切替手段を備え、
   前記制御手段は、停車中に前記車両の駆動方式が前記四駆モードから前記二駆モードへと切り替えられた場合に、前記車両が発進するまでは前記コントロールクラッチの係合力を維持することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御手段は、停車前に前記コントロールクラッチと前記第一カムとの係合により、前記クラッチが係合方向に付勢されている場合に、前記コントロールクラッチの係合力を制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に車両の制御装置。
7. 前記制御手段は、停車前に前記第一カムと前記第二カムとの位相差が維持されている場合に、前記コントロールクラッチの係合力を制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に車両の制御装置。

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