JP5112890B2 - 四輪駆動車用駆動力伝達システム - Google Patents

Description

本発明は、二輪駆動が可能であって、四輪駆動時には走行条件に応じた駆動力を従動輪へ伝達するフルタイム四輪駆動システムに関し、特に、走行条件が四輪駆動を必要としない場合には、自動的に二輪駆動に切り替えることで、四輪駆動時の燃費低下を防止する四輪駆動車用駆動力伝達システムに関する。

従来、ドライバーによる車内切替スイッチ等の操作で四輪駆動と後輪による二輪駆動に切り替えることができる後輪駆動車をベースとする四輪駆動車において、前輪への駆動力の配分制御を中央差動装置（センターデフ）で行う四輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図１０のものが知られている。

図１０において、駆動力伝達装置３００は四輪駆動車３０２に設けられ、エンジン３０４からの駆動力を変速機３０６で変速して駆動力伝達装置３００内の駆動力配分装置３０８に入力する。

二輪駆動走行時に中央差動装置３１０に備わる断続機構が切断されている場合は、駆動力はそのまま後輪プロペラシャフト３１４を介して後輪差動装３１８に伝達され、後輪差動装置３１８は左後輪３２０と右後輪３２２の回転速度差を吸収しつつ左後輪３２０及び右後輪３２２に等しいトルクを与え回転させる。

四輪駆動走行時に中央差動装置３１０に備わる断続機構が接続されている場合は、駆動力は中央差動装置３１０に連結されたチェーンベルト機構３１２と前輪プロペラシャフト３１６を介して前輪差動装置３２４にも伝達され、前輪差動装置３２４は左前輪３２６と右前輪３２８の回転速度差を吸収しつつ左前輪３２６及び右前輪３２８に等しいトルクを与え回転させる。

中央差動装置３１０は後輪３２０、３２２及び前輪３２６、３２８の回転速度差を吸収しつつ所定の前後トルク配分比率で適切にトルクを与え回転させる。

図１１は、図１０の中央差動装置３１０の実施例をスケルトンで示す説明図である。図１１において、中央差動装置３１０は変速機３０６からの駆動力を入力する入力軸３３２、入力軸３３２に連結した遊星歯車機構３４４を構成する遊星キャリア３４６、遊星キャリア３４６に回転自在に軸支した遊星ギア３４８、遊星ギア３４８に係合する外輪ギア３５０と太陽ギア３５２、外輪ギア３５０に連結して後輪プロペラシャフト３１４に駆動力を出力する後輪出力軸３３４を備える。

また、前輪出力軸３３６に駆動力を出力するスプロケット３４０と、歯部３６２にスプロケット軸３５６を介して連結したスプロケット３３８及びチェーンベルト３４２で構成するチェーンベルト機構３１２、入力軸３３２に連結した歯部３５８、太陽ギア３５２に太陽ギア軸３５４を介して連結した歯部３６０を備える。

更に、歯部３５８、３６０、３６２にスプライン係合可能なスリーブ３６４、スリーブ３６４をスライドさせ歯部３５８、３６０、３６２とスリーブ３６４の結合を切り替えるシフト軸３６６を備え、外輪ギア３５０の外輪部３６８と太陽ギア軸３５４の間にはリミテッドスリップデフとして機能する流体継手３７０が備わる。

図１１（Ａ）は、四輪駆動の状態を示し、スリーブ３６４が歯部３６０、３６２に係合して、歯部３６０に連結する太陽ギア３５２と歯部３６２に連結するスプロケット３３８は固定された状態で回転する。すなわち、入力軸３３２から遊星キャリア３４６に入力した駆動力は、遊星ギア３４８、外輪ギア３５０を介して後輪出力軸３３４に出力すると共に、遊星ギア３４８、太陽ギア３５２、太陽ギア軸３５４、歯部３６０、スリーブ３６４、歯部３６２、スプロケット３３８、チェーンベルト３４２、スプロケット３４０を介して前輪出力軸３３６にも出力される。

図１１（Ｂ）は、二輪駆動の状態を示し、スリーブ３６４が歯部３５８、３６０に係合し、遊星キャリア３４６と太陽ギア３５２は固定された状態で回転するため遊星ギア３４８は自転しない。遊星ギア３４８が自転しないため外輪ギア３５０は太陽ギア３５２と同じ速度で回転する。すなわち、入力軸３３２から遊星キャリア３４６に入力した駆動力は、遊星ギア３４６、外輪ギア３４８を介して後輪出力軸３３４にのみ出力される。

また、図１０に示すように、前輪差動装置３２４と前輪駆動軸３７２との連結を切断可能なディスコネクト機構３７４を設けたシステムもある。このようなシステムでは、ドライバーの操作で中央差動装置３１０を図１１（Ａ）から図１１（Ｂ）の二輪駆動状態に切り替えた後にディスコネクト機構３７４を切断することで、前輪差動装置３２４及び前輪駆動力伝達区間３３０の構成要素の回転を止めることができる。

図１２は他の従来例であり、ドライバーによる車内切替スイッチ等の操作で四輪駆動と前輪による二輪駆動に切り替えることができる前輪駆動車をベースとする四輪駆動車において、後輪への駆動力の配分制御を多板クラッチ機構で行う四輪駆動車用駆動力伝達装置である。

図１２において、駆動力伝達装置４００は四輪駆動車４０２に設けられ、エンジン４０４からの駆動力を変速機４０６で変速して前輪差動装置４２４及び前輪差動装置４２４のリングギア４１２を介し駆動力分岐装置４０８に入力する。前輪差動装置４２４は左前輪４２６と右前輪４２８の回転速度差を吸収しつつ左前輪４２６と右前輪４２８に等しいトルクを与え回転させる。

また、駆動力分岐装置４０８の出力はプロペラシャフト４１４を介して後輪差動装置４１８内の多板クラッチ機構４１０に伝達され、二輪駆動時に多板クラッチ機構４１０が開放されている場合は、駆動力は後輪差動装置４１８内の差動機構４１６に伝達されないが、四輪駆動走行時に多板クラッチ機構４１０が締結されている場合は、駆動力は差動機構４１６にも伝達され、差動機構４１６は左後輪４２０と右後輪４２２の回転速度差を吸収しつつ左後輪４２０及び右後輪４２２に等しいトルクを与え回転させる。

図１３は、図１２の多板クラッチ機構４１０の実施例をスケルトンで示す説明図である。図１３において、多板クラッチ機構４１０は駆動力分岐装置４０８からプロペラシャフト４１４を介して駆動力を入力する入力軸４３２、差動機構４１６に駆動力を出力する出力軸４３４、入力軸４３２と出力軸４３４の間で伝達する駆動力の断続あるいは配分をするクラッチ板４３６、クラッチ板４３６を押圧するボールカム機構４３８、ボールカム機構４３８を作動させる電磁石装置４４２及びパイロットクラッチ機構４４０を備える。

四輪駆動と二輪駆動の切り替え、及び後輪への駆動力配分は電磁石装置４４２により制御される。入力軸４３２に駆動力が入力している状態で電磁石装置４４２のコイル４４２ａに通電すると、コア４４２ｂとアーマチュア４４２ｃに磁気回路が構成され、コア４４２ｂがアーマチュア４４２ｃを吸引し、アーマチュア４４２ｃの端部４４２ｄがパイロットクラッチ機構４４０のクラッチ板４４０ａを押圧する。

パイロットクラッチ機構４４０が締結し、入力軸４３２の回転がボールカム機構４３８を作動させ、クラッチ板４３６を押圧する。多板クラッチ機構４１０は、開放状態と締結状態の間で駆動力配分を制御し、開放状態で出力軸４３４に駆動力は伝達されず二輪駆動となる。
特開平１−２３３３０号公報

しかしながら、図１０に示すような従来の四輪駆動車用動力伝達装置にあっては、後輪による二輪駆動時にも路面との摩擦抵抗により左前輪３２６及び右前輪３２８が回転することで、前輪差動装置３２４、前輪プロペラシャフト３１６及びチェーンベルト機構３１２を含む前輪駆動力伝達区間３３０の各構成要素が回転してしまい、オイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。

また、二輪駆動時の前輪駆動力伝達区間３３０の各構成要素の回転を止めるためにディスコネクト機構３７４を設けたシステムでも、二輪駆動ポジションへの切り替えがドライバーの操作に委ねられているため、四輪駆動が必要でない走行状態であっても四輪駆動ポジションのままで走行している限り、前輪駆動力伝達区間３３０の各構成要素は回転しており、ディスコネクト機構３７４のないシステムと同様に、オイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により燃費低下を招いてしまう。

更に、二輪駆動で走行中に路面状態が急激に変化して駆動輪である後輪３２０、３２２のスリップが発生した際に、ドライバーが切替スイッチ等を操作して四輪駆動に切り替えようとしても、車体の挙動変化に対してスイッチ操作に時間が掛かり過ぎ、瞬時の危険回避が不可能である。

たとえ瞬時にスイッチ操作ができたとしても、図１１（Ｂ）に示す二輪駆動状態から図１１（Ａ）に示す四輪駆動状態への切り替えは、後輪出力軸３３４に連動する歯部３６０と前輪出力軸３３６に連動する歯部３６２の回転速度が一致していなければスリーブ３６４との係合が円滑に行われない。後輪３２０、３２２にスリップが発生した状態では歯部３６０と歯部３６２は回転速度差があり、特に、大きなスリップが急激に発生した場合は四輪駆動への切り替えが困難になる。

また、図１２に示すような従来の四輪駆動車用動力伝達装置にあっても、前輪による二輪駆動時にも路面との摩擦抵抗により左後輪４２０及び右後輪４２２が回転することで、後輪差動装置４１８内の差動機構４１６が回転してしまい、更に、多板クラッチ機構４１０を開放して左後輪４２０、右後輪４２２に駆動力を伝達しない場合でも、駆動力分岐装置４０８とプロペラシャフト４１４は常に回転してしまう。すなわち、前輪による二輪駆動時にも後輪駆動力伝達区間４３０の各構成要素が回転してしまい、オイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により燃費低下を招いてしまう問題がある。

本発明は、四輪駆動走行時に走行条件が四輪駆動を必要としない場合には、自動的に二輪駆動に切り替えると共に、従動輪駆動力伝達区間の回転を止めることで、燃費低下を伴わない四輪駆動車用動力伝達システムを提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、二輪駆動が可能であって、通常は四輪駆動時には走行条件に応じた駆動力を従動輪に伝達する四輪駆動車用駆動力伝達システムに於いて、動力源からの駆動力を入力軸に入力し駆動輪出力軸に出力すると共に、従動輪出力軸への駆動力配分を制御する駆動力配分装置と、従動輪出力軸からの駆動力を入力し左右従動輪駆動軸に出力すると共に、左右従動輪駆動軸の回転速度差を吸収する従動輪差動装置と、従動輪差動装置と左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断可能なディスコネクト機構と、車体速度を算出する車体速度演算部と、駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部と、駆動輪のスリップ率が車体速度の増加に伴い上昇する関係で示される駆動方式切替閾値と車体速度の所定値により区切られ、駆動輪のスリップ率が駆動方式切替閾値以上及び車体速度が所定値以下を四輪駆動領域とし、四輪駆動領域以外を二輪駆動領域とした領域マップと、車体速度及び駆動輪のスリップ率で示される領域マップ上の制御ポイントに基づき駆動力配分装置及びディスコネクト機構を制御する駆動制御部とを備え、駆動制御部は、四輪駆動時に、制御ポイントが四輪駆動領域から二輪駆動領域に移動した場合は、駆動力配分装置による従動輪出力軸への駆動力の伝達を絶つと共に、ディスコネクト機構により従動輪差動装置と左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して従動輪出力軸から従動輪差動装置までの従動輪駆動区間の回転を止め自動的に二輪駆動とし、二輪駆動時に、制御ポイントが輪二駆動領域から四輪駆動領域に移動した場合は、駆動力配分装置による従動輪出力軸への駆動力の伝達を開始すると共に、ディスコネクト機構により従動輪差動装置と左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方とを連結して自動的に四輪駆動とすることを特徴とする。

ここで、領域マップは、四輪駆動時に参照する二輪駆動切替閾値からなる四輪駆動時領域マップと、二輪駆動時に参照する四輪駆動切替閾値からなる二輪駆動時領域マップとを備える。

更に、四輪駆動車用駆動力伝達システムは、アクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、領域マップをアクセル開度の範囲に応じて複数備えるか、あるいは、車体走行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、領域マップを車体走行方向加速度に応じて複数備える。

本発明によれば、四輪駆動走行時に駆動制御装置が四輪駆動を必要としない走行条件と判断した場合には、駆動力配分装置により二輪駆動に切り替えると共に、ディスコネクト機構により従動輪差動装置と左右従動輪駆動軸の何れか一方との連結を切断して従動輪駆動力伝達区間の回転を抑制することで燃費向上を図れる。

また、二輪駆動走行時に駆動輪のスリップが発生した場合には、瞬時に四輪駆動に切り替えることで危険を回避できる。

図１は、本発明による四輪駆動車用駆動力伝達システムの実施形態の機能構成を示したブロック図である。図１において、本実施形態の四輪駆動車用駆動力伝達システム１０は、車体情報検出装置１２、駆動制御装置２４及び駆動力伝達装置３８で構成される。

車体情報検出装置１２は、車輪回転速度検出部１４、車体加速度検出部１６、変速比検出部１８、操舵角センサ２０、アクセル開度センサ２２を備え、車体の各種状態を検出し駆動制御装置２４に出力する。

車輪回転速度検出部１４は前後左右の四輪各々に備わる回転速度センサが検知する各車輪の回転速度を検出し、その車輪回転速度と各種センサー情報により実際の車両速度を演算する。車体加速度検出部１６は１又は複数の加速度センサを備え車体に働く加速度を検出し、変速比検出部１８は変速機の変速機構あるいは変速制御信号から変速比を検出する。また、操舵角センサ２０は操舵装置から転舵輪である前輪の舵角を検出し、アクセル開度センサ２２はエンジンのスロットル機構あるいはスロットル制御系からアクセル開度を検出する。

駆動制御装置２４は、スリップ率演算部２６、車体速度演算部２８、切替条件データベース３０、切替条件選択部３４及び駆動制御部３６を備え、スリップ率と車体速度及び四輪駆動か二輪駆動かの駆動方式の切替条件に基づき駆動力伝達装置３８を制御する。

車体速度演算部２８は、車体情報検出装置１２から入力する車輪回転速度、車体加速度、変速比、操舵角、アクセル開度の各情報に基づき走行時の実車速である車体速度を算出し、スリップ率演算部２６に出力する。

車体速度は、二輪駆動時において駆動力が伝達されない従動輪はスリップを発生しないことから、従動輪に備わる回転速度センサが検知する回転速度に基づき容易に算出できる。しかし、四輪駆動時には駆動輪だけではなく従動輪もスリップを発生するために、車体速度の算出は二輪駆動時に比べて困難であり、そのため多くの車体速度算出方法が提案されている。

本実施形態においては、車輪回転速度、車体加速度、変速比、操舵角、アクセル開度の各情報を用いるとしているが、その具体的手順は限定せず如何なる既知の方法でもかまわない。また、車輪回転速度、車体加速度、変速比、操舵角、アクセル開度の情報を全て用いる必要はなく、更に、記載していない他のセンサによる情報を加えてもかまわない。

スリップ率演算部２６は、車体速度演算部２８から入力する車体速度情報と車輪回転速度検出部１４から入力する車輪回転速度情報に基づき、車体速度と車輪速度の比である各車輪のスリップ率を算出する。

ここで、本願においては、車輪速度とは車輪回転速度と車輪径から導かれる車輪がスリップしていないと仮定した場合の車体の速度であり、車体速度とは各情報に基づき実車速を推定した速度とする。また、駆動輪とは二輪駆動時に駆動力を伝達する車輪であり、従動輪とは二輪駆動時には駆動力を伝達しないが四輪駆動時には駆動力を伝達する車輪とする。すなわち、二輪駆動時に後輪を駆動するシステムの場合は、前輪が従動輪、後輪が駆動輪となり、二輪駆動時に前輪を駆動するシステムの場合は、前輪が駆動輪、後輪が従動輪となる。

切替条件データベース３０は、駆動方式の切替条件データである領域マップ３２を、アクセル開度に対応して複数備え、領域マップ３２は、駆動輪のスリップ率と車体速度の相関で表される駆動方式切替閾値により四輪駆動領域と二輪駆動領域に区切られる。

切替条件選択部３４は、アクセル開度センサ２２から入力するアクセル開度情報に基づき、参照する領域マップ３２を切替条件データベース３０の中から選択し、駆動方式の切替条件データとして駆動制御部３６に出力する。

駆動制御部３６は、スリップ率演算部２６から入力する駆動輪及び従動輪のスリップ率、車体速度演算部３８から入力する車体速度情報、切替条件選択部３４から入力する切替条件データ及び駆動力伝達装置３８からのフィードバック情報に基づき、四輪駆動か二輪駆動かの駆動方式の選択と制御、四輪駆動時の従動輪への駆動力の配分制御を駆動力伝達装置３８に対して行う。

駆動力伝達装置３８は、駆動力配分装置４０、従動輪トルク検出部４４、駆動輪差動装置４６、従動輪差動装置４８を備え、従動輪差動装置４８はディスコネクト機構５０及び状態検出部５２を有する。

駆動力配分装置４０は、駆動制御部３６から入力する制御信号に基づき、多板クラッチ機構４２を作動して従動輪への駆動力を配分し、従動輪トルク検出部４４は従動輪トルクを検出しフィードバック情報として駆動制御部３６に出力する。

ディスコネクト機構５０は、駆動制御部３６から入力する制御信号に基づき従動輪差動装置と左右従動輪駆動軸の何れか一方との連結を切断及び接続し、状態検出部５２はディスコネクト機構５０の断続状態を検出しフィードバック情報として駆動制御部３６に出力する。

図２は、図１に示す四輪駆動車用駆動力伝達システムにおける領域マップ３２を示す説明図である。図２（Ａ）は、アクセル開度が小さい場合に切替状態選択部３４が切替条件データベース３０から選択する領域マップ３２の一例として領域マップ３２ａを示しており、領域マップ３２ａは、縦軸を駆動輪のスリップ率γ、横軸を実車速である車体速度Ｖとして表され、スリップ率γと車体速度Ｖとの相関で示される駆動方式切替閾値Ｄａにより左上方の四輪駆動領域ＲＦａと右下方の二輪駆動領域ＲＴａに区切られている。

図２（Ｂ）は、領域マップ３２ａよりもアクセル開度の大きな場合に選択する領域マップ３２の一例として領域マップ３２ｂを示しており、領域マップ３２ｂは、縦軸を駆動輪のスリップ率γ、横軸を実車速である車体速度Ｖとして表され、スリップ率γと車体速度Ｖとの相関で示される駆動方式切替閾値Ｄｂにより左上方の四輪駆動領域ＲＦｂと右下方の二輪駆動領域ＲＴｂに区切られている。

駆動方式切替閾値Ｄａ、Ｄｂは、車体速度Ｖが増加するに従いスリップ率γが上昇する関係にあるが、車体速度Ｖｓ以下はスリップ率γに係わらず四輪駆動領域ＲＦａ、ＲＦｂとしている。これは、四輪駆動車の発進時及び低速時においては、スリップ率γの演算誤差が大きく正確なスリップ率γが把握できないためであり、この場合、燃費向上よりも危険回避を優先して所定の車体速度Ｖｓ以下では一意的に四輪駆動とする。

本実施形態においては、Ｖｓは概ね２０Ｋｍ／ｈであるが、この数値は任意であり、領域マップ３２は、アクセル開度に応じて複数備え、その数も任意である。また、駆動輪がスリップしないアクセル開度がゼロか小さい場合に選択される領域マップ３２には、Ｖｓを設けずに車体速度０まで二輪駆動領域があってもよい。

図２（Ａ）において、駆動方式切替閾値Ｄａは、路面状態により異なるスリップ率γと車体速度Ｖの相関値の例である舗装路値ＳＴａと砂利路値ＳＧａの中間にあり、速度Ｖｓ以上の舗装路においては常に二輪駆動となることを示している。二輪駆動時に、未舗装路に進入する等の路面状態の変化で、スリップ率γが駆動方式切替閾値Ｄａを越える場合、例えば、車体速度Ｖｎ時の制御ポイントが二輪駆動領域ＲＴａのＰａ（スリップ率γａ）から四輪駆動領域ＲＦａのＰｃ（スリップ率γｃ）に移動すると四輪駆動に切り替わる。

また、四輪駆動時の、路面状態の急変による危険回避状態やコーナリング時等の非定常状態以外の、路面状態が安定している定常状態におけるイニシャル制御時に、舗装路に進入する等の路面状態の変化で、駆動輪のスリップ率γが駆動方式切替閾値Ｄａを下回ると二輪駆動に切り替わる。例えば、車体速度Ｖｎ時の制御ポイントが四輪駆動領域ＲＦａのＰｃから二輪駆動領域ＲＴａのＰａに移動すると二輪駆動に切り替わる。

二輪駆動時に車体が緩やかな加速状態の場合、すなわちアクセル開度が徐々に大きくなり駆動輪トルクが増加すると駆動輪のスリップ率γが増加する。例えば、舗装路の走行時では、図２（Ａ）の舗装路値ＳＴａから図２（Ｂ）の舗装路値ＳＴｂに変化することで、制御ポイントがＰａからＰｂ（スリップ率γｂ）に移動し、駆動方式切替閾値Ｄａを越えてしまう。

しかし、このような安定した状態ではスリップ率γが増加しても四輪駆動に切り換える必要は少なく、燃費向上を考慮するとそのまま二輪駆動状態を維持するのが望ましい。そのためには、舗装路における車体速度Ｖｎ時の制御ポイントがＰａからＰｂに変化しても、駆動制御部３６の制御が四輪駆動領域ＲＦｂに移行しない、四輪駆動領域ＲＦｂと二輪駆動領域ＲＴｂの境界が駆動方式切替閾値Ｄｂである領域マップ３２ｂが有用となる。

二輪駆動時に、仮にアクセル開度が領域マップ３２ｂの状態であっても、スリップ率γが駆動方式切替閾値Ｄｂを越える急激な加速状態の場合、例えば制御ポイントＰｄ（スリップ率γｄ）では四輪駆動に切り替わり、駆動力は従動輪にも配分される。駆動力を従動輪にも配分することで駆動輪のスリップ率γが低下し、駆動方式切替閾値Ｄｂ以下になると二輪駆動に復帰する。

領域マップ３２は、アクセル開度ではなく車体加速度検出部１６が検出した車体加速度に応じて複数備えることも可能である。また、四輪駆動と二輪駆動とを切り替える判断の他の方法として、このような領域マップ３２を用いずに、所定の車体速度以上、且つ、所定のスリップ率以下では一意的に二輪駆動とすることも可能であり、更に、アクセル開度に応じて二輪駆動に切り替えるスリップ率を変化させること、四輪駆動から二輪駆動に切り替えるスリップ率と二輪駆動から四輪駆動に切り替えるスリップ率を別に設定することも可能である。

図３は、図１に示す四輪駆動車用駆動力伝達システムにおける駆動方式切替条件の他の実施形態を示す説明図であり、駆動方式切替条件を縦軸に駆動輪のスリップ率γ、横軸に実車速である車体速度Ｖとするグラフで表している。

図３に示すように、車体速度Ｖｓ以下はスリップ率γに係わらず四輪駆動範囲ＡＦとするが、これは図２で述べたように、四輪駆動車の発進時及び低速時においては、スリップ率γの演算誤差が大きく正確なスリップ率γが把握できないためであり、この場合、燃費向上よりも危険回避を優先して所定の車体速度以下では一意的に四輪駆動とする。

また、二輪駆動から四輪駆動に切り替えるスリップ率γｆａと、四輪駆動から二輪駆動に切り替えるスリップ率γｔａを設定し、グラフ上では車体速度Ｖに関係しない四輪駆動切替値Ｆａ及び二輪駆動切替値Ｔａで、四輪駆動範囲ＡＦと二輪駆動範囲ＡＴを区切るように示している。

切り替え方向により異なるスリップ率γを使用するのは、二輪駆動から四輪駆動への切り替えは危険回避の場合もあるためであり、四輪駆動から二輪駆動に切り替える場合よりも、二輪駆動から四輪駆動に切り替える場合のスリップ率γを低く設定している。すなわち、四輪駆動への切り替え用のスリップ率γｆａの方が二輪駆動への切り替え用のスリップ率γｔａよりも低い値となっている。

更に、アクセル開度が大きくなるに従いスリップ率γｆａ、γｔａを各々スリップ率γｆｂ、γｔｂに引き上げ、四輪駆動切替値Ｆｂ及び二輪駆動切替値Ｔｂとすることで、二輪駆動の加速時に無用な四輪駆動への切り替えを防止する。

図４は、図１に示す四輪駆動車用駆動力伝達システムにおける駆動力伝達装置３８の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動は後輪を駆動する方式の車両に適用した場合である。図４において、本実施形態の駆動力伝達装置３８は四輪駆動車１００に設けられ、駆動力配分装置４０、駆動輪差動装置４６及び従動輪差動装置４８を備える。

駆動力配分装置４０は、入力軸１１２、後輪出力軸１１４、多板クラッチ機構４２、スプロケット１１６、１１８、チェーンベルト１２０、前輪出力軸１２２及び従動輪トルク検出部４４を備える。

駆動輪差動装置４６は、ドライブピニオン１２４、リングギア１２６、ピニオン１２８、１３０、サイドギア１３２、１３４を備え、従動輪差動装置４８は、ドライブピニオン１４４、リングギア１４６、ピニオン１４８、１５０、サイドギア１５２、１５４を備える。

駆動輪差動装置４６及び従動輪差動装置４８は各々後輪プロペラシャフト１０６及び前輪プロペラシャフト１６４を介して駆動力配分装置４０に連結される。

エンジン１０２からの駆動力は変速機１０４で変速され、駆動力配分装置４０の入力軸１１２に入力し、二輪駆動時に、入力軸１１２に同軸に設けられた多板クラッチ機構４２が開放されている場合、駆動力はそのまま後輪出力軸１１４に出力され、自在継手１０８、後輪プロペラシャフト１０６、自在継手１１０を介し、駆動輪差動装置４６のドライブピニオン１２４に伝達される。

ドライブピニオン１２４は、リングギア１２６、ピニオン１２８、１３０、サイドギア１３２、１３４を介して左後輪駆動軸１３６及び右後輪駆動軸１３８を駆動し、左後輪駆動軸１３６及び右後輪駆動軸１３８は各々左後輪１４０及び右後輪１４２を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪１４０と右後輪１４２に回転速度差が生じても、駆動輪差動装置４６は回転速度差を吸収し、左後輪１４０及び右後輪１４２に等しいトルクを与え回転させる。

二輪駆動時に、駆動制御部３６がスリップ率演算部２６の算出した駆動輪である左後輪１４０又は右後輪１４２のスリップ率が四輪駆動領域にあると判断すると、四輪駆動に切換えるために駆動制御部３６は多板クラッチ機構４２を締結する。多板クラッチ機構４２が締結されると、多板クラッチ機構４２に同軸に連結されたスプロケット１１６がチェーンベルト１２０を介しスプロケット１１８を回転させることで駆動力は前輪出力軸１２２にも伝達される。

従動輪トルク検出部４４は、多板クラッチ機構４２の多板クラッチの押圧状態を検出し、駆動制御部３６にフィードバック情報として出力する。検出値としては、多板クラッチ機構４２を駆動するアクチュエータやセンサの種類に応じて油圧、電流値の何れでも構わない。また、従動輪のトルク検出は多板クラッチの押圧状態ではなく、前輪出力軸１２２等の従動輪に駆動力が伝達される部位のトルク歪みを非接触で検出するトルクセンサを用いることも可能である。

前輪出力軸１２２から出力された駆動力は自在継手１６６、前輪プロペラシャフト１６４、自在継手１６８を介し、従動輪差動装置４８のドライブピニオン１４４に伝達され、ドライブピニオン１４４は、リングギア１４６、ピニオン１４８、１５０、サイドギア１５２、１５４を介して左前輪駆動軸１５６及び右前輪駆動軸１５８を駆動し、左前輪駆動軸１５６及び右前輪駆動軸１５８は各々左前輪１６０及び右前輪１６２を回転させ駆動力を路面に伝達する。

ディスコネクト機構５０は、四輪駆動時にはサイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６を連結しており、サイドギア１５２の回転はそのまま左前輪駆動軸１５６に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪１６０と右前輪１６２に回転速度差が生じても、前輪差動装置４８は回転速度差を吸収し、左前輪１６０及び右前輪１６２に等しいトルクを与え回転させる。

多板クラッチ機構４２の締結力はサーボモータにより連続的に制御され、必要に応じて前輪出力軸１２２へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。

左前輪１６０及び右前輪１６２にも駆動力が配分されたことで、左後輪１４０及び右後輪１４２の駆動力が減少し、駆動制御部３６がスリップ率演算部２６の算出したスリップ率が二輪駆動領域にあると判断すると、今度は多板クラッチ機構４２を開放する。多板クラッチ機構４２が開放されるとスプロケット１１６への駆動力が絶たれ、左前輪１６０及び右前輪１６２に駆動力が伝達されなくなる。

四輪駆動から二輪駆動に切り替わると、ディスコネクト機構５０はサイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６との連結を絶ち、左前輪１６０及び右前輪１６２が路面から受ける回転力がリングギア１４６を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、前輪を駆動しない二輪駆動時にもリングギア１４６からスプロケット１１６までの前輪駆動力伝達区間１７０が回転してしまう問題を解消できる。

図４において、仮に、二輪駆動時にサイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６が連結されていると、例えばサイドギア１５２とサイドギア１５４が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン１４８及びピニオン１５０は自転せずにリングギア１４６が回転する。

サイドギア１５２とサイドギア１５４に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば回転速度は変化するがリングギア１４６は回転し、リングギア１４６が回転することで連結しているドライブピニオン１４４、自在継手１６８、前輪プロペラシャフト１６４、自在継手１６６、前輪出力軸１２２、スプロケット１１８、チェーンベルト１２０、スプロケット１１６が回転してしまう。

この、リングギア１４６からスプロケット１１６までの前輪駆動力伝達区間１７０は二輪駆動時には回転する必要のない部位であるにも関わらず、この部分の回転がオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等を引き起こす。すなわち、左後輪１４０及び右後輪１４２から路面に伝わった駆動力が左前輪１６０及び右前輪１６２を回転させることで、二輪駆動に必要のない前輪駆動力伝達区間１７０を回転させ、駆動力の損失となり燃費低下を招いてしまう。

そこで、本発明にあっては、二輪駆動時にディスコネクト機構５０によりサイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６の連結を絶つことで、前輪駆動力伝達区間１７０の回転を防止している。

サイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６の連結が絶たれると、左前輪１６０の回転はサイドギア１５２に伝わらず、そのため、右前輪１６２によるサイドギア１５４の回転はピニオン１４８及びピニオン１５０を介してサイドギア１５２を反対方向に回転させることが可能で、このピニオン１４８、１５０及びサイドギア１５２の回転抵抗よりも、リングギア１４６に繋がるドライブピニオン１４４からスプロケット１１６までの回転抵抗の方が大きいため、リングギア１４６は回転しない。

リングギア１４６が回転しないということは、前輪駆動力伝達区間１７０が回転しないことであり、この場合の駆動力の損失はピニオン１４８、１５０、サイドギア１５２が回転する部分だけとなり、ディスコネクト機構５０がなく前輪駆動力伝達区間１７０が回転してしまう場合と比べて駆動力の損失が少なく、燃費向上が可能である。

状態検出部５２は、ディスコネクト機構５０が切断されているか接続されているかを検出し、フィードバック情報として駆動制御部３６に出力する。

なお、本実施形態において、ディスコネクト機構５０は従動輪差動装置４８内のサイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６の中間に設置されているが、サイドギア１５２と左前輪駆動軸１５６を断続する位置、あるいはサイドギア１５４と右前輪駆動軸１５８を断続する位置、又はその両方の位置であれば前輪差動装置４８内に設置するか外に設置するかを問わない。更に、ピニオン１４８、１５０、サイドギア１５２、１５４で構成するユニットをリングギア１４６と分離し、その連結を断続する方式等の他の機構でも構わない。

図５は、図４の駆動力配分装置４０の実施形態を示した断面図である。図５において、駆動力配分装置４０はケース１７２を有し、ケース１７２の左側にエンジン１０２からの駆動力を変速機１０４を介して入力する入力軸１１２が設けられ、入力軸１１２は、ケース１７２の右側に配置された後輪出力軸１１４に直結されている。

入力軸１１２と同軸に多板クラッチ機構４２とボールカム機構１７４が設けられ、多板クラッチ機構４２はクラッチハブ１７６を入力軸１１２に固定し、クラッチドラム１７８を入力軸１１２に対し回転自在に設けたスプロケット１１６に固定している。

入力軸１１２と平行に、後輪出力軸１１４と反対側に駆動力を出力する前輪出力軸１２２がケース１７２の左下側に設けられており、前輪出力軸１２２にはスプロケット１１８が接続され、多板クラッチ機構４２側のスプロケット１１６との間にチェーンベルト１２０を掛けて連結している。

前輪出力軸１２２に伝達される従動輪トルクは、サーボモータ装置１９２の電流値、又は、油圧を介した圧力センサで検出したボールカム機構１７４の多板クラッチ押圧力を、フィードバック情報として駆動制御部３６に出力し演算する。

このような駆動力配分装置４０において、二輪駆動時には、多板クラッチ機構４２のクラッチハブ１７６とクラッチドラム１７８の間が開放され、入力軸１１２の駆動力は後輪出力軸１１４に直接伝達される。

四輪駆動時にあっては、多板クラッチ機構４２が締結され、入力軸１１２からの駆動力を多板クラッチ機構４２、スプロケット１１６、チェーンベルト１２０、スプロケット１１８を介して前輪出力軸１２２にも伝達する。

多板クラッチ機構４２に対しては、クラッチハブ１７６とクラッチドラム１７８の間に設けた複数のクラッチ板１８０の締結力を制御するボールカム機構１７４が設けられ、ボールカム機構１７４は、入力軸１１２と同軸に相対回転自在に設けられた一対の固定カムプレート１８２と回転カムプレート１８４の相対する面に設けたボールカム溝１８６にボール１９０を挟んで保持している。

サーボモータ装置１９２は、回転カムプレート１８４のボールカム溝１８６とは反対側の端部に形成されたギア部１８８に係合する駆動ギア１９４を回転させ、回転カムプレート１８４の左側には押圧部材１９６が配置される。押圧部材１９６は、クラッチハブ１７６との間に備わる復帰ばね１９８により、多板クラッチ機構４２の開放方向に付勢されている。

ボールカム機構１７４は、駆動ギア１９４により回転カムプレート１８４が固定カムプレート１８２に対し所定方向に回転駆動されると、ボールカム溝１８６に挟まれているボール１９０による押圧を受けて押圧部材１９６及び復帰ばね１９８を軸方向に押し、押圧部材１９６が多板クラッチ機構４２のクラッチ板１８０を押すことで、駆動ギア１９４の回転量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。

図６は、図１に示す四輪駆動車用駆動力伝達システムにおける駆動力伝達装置３８の他の実施形態を示した説明図であり、二輪駆動は前輪を駆動する方式の車両に適用した場合である。図６において、本実施形態の駆動力伝達装置３８は四輪駆動車２００に設けられ、駆動力配分装置４０、駆動輪差動装置４６及び従動輪差動装置４８を備える。

駆動力配分装置４０は、入力軸２１２、後輪出力軸２１４、多板クラッチ機構４２、ベベルギア２１６、出力ピニオン２１８及び従動輪トルク検出部４４を備える。

駆動輪差動装置４６は、リングギア２２６、ピニオン２２８、２３０、サイドギア２３２、２３４を備え、リングギア２２６は、駆動力配分装置４０の入力軸２１２に連結している。

従動輪差動装置４８は、ドライブピニオン２４４、リングギア２４６、ピニオン２４８、２５０、サイドギア２５２、２５４、ディスコネクト機構５０及び状態検出部５２を備え、プロペラシャフト２０６を介して駆動力配分装置４０の出力軸２１４に連結している。

エンジン２０２からの駆動力は変速機２０４で変速され、変速機２０４の出力ギア２２４、駆動輪差動装置４６のリングギア２２６を介して駆動力配分装置４０の入力軸２１２に入力するが、二輪駆動時に入力軸２１２に同軸に設けられた多板クラッチ機構４２が開放されている場合は、駆動力は後輪出力軸２１４に出力されない。

リングギア２２６に入力された駆動力は、ピニオン２２８、２３０、サイドギア２３２、２３４を介して左前輪駆動軸２３６及び右前輪駆動軸２３８を駆動し、左前輪駆動軸２３６及び右前輪駆動軸２３８は各々左前輪２４０及び右前輪２４２を回転させ駆動力を路面に伝達する。コーナリング時や路面状態の変化等により左前輪２４０と右前輪２４２に回転速度差が生じても、駆動輪差動装置４６は回転速度差を吸収し、左前輪２４０及び右前輪２４２に等しいトルクを与え回転させる。

二輪駆動時に、駆動制御部３６がスリップ率演算部２６の算出した駆動輪である左前輪２４０又は右前輪２４２のスリップ率が四輪駆動領域にあると判断すると、四輪駆動に切換えるために多板クラッチ機構４２を締結する。多板クラッチ機構４２が締結されると、多板クラッチ機構４２に同軸に連結されたベベルギア２１６が出力ピニオン２１８を回転させることで駆動力は後輪出力軸２１４にも伝達される。

後輪出力軸２１４に伝達される従動輪トルクは、サーボモータ装置２９２の電流値、又は、油圧を介した圧力センサで検出したボールカム機構２７４の多板クラッチ押圧力を、フィードバック情報として駆動制御部３６に出力し演算する。

後輪出力軸２１４から出力された駆動力は自在継手２０８、プロペラシャフト２０６、自在継手２１０を介し、従動輪差動装置４８のドライブピニオン２４４に伝達され、ドライブピニオン２４４は、リングギア２４６、ピニオン２４８、２５０、サイドギア２５２、２５４を介して左後輪駆動軸２５６及び右後輪駆動軸２５８を駆動し、左後輪駆動軸２５６及び右後輪駆動軸２５８は各々左後輪２６０及び右後輪２６２を回転させ駆動力を路面に伝達する。

ディスコネクト機構５０は四輪駆動時にはサイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８を連結しており、サイドギア２５４の回転はそのまま右後輪駆動軸２５８に伝達される。コーナリング時や路面状態の変化等により左後輪２６０と右後輪２６２に回転速度差が生じても、従動輪差動装置４８は回転速度差を吸収し、左後輪２６０及び右後輪２６２に等しいトルクを与え回転させる。

多板クラッチ機構４２の締結力はサーボモータにより連続的に制御され、必要に応じて後輪出力軸２１４へ伝達する駆動力を増減させることで、前後輪の駆動力配分を制御する。

左後輪２６０及び右後輪２６２にも駆動力が配分されたことで、左前輪２４０及び右前輪２４２の駆動力が減少し、駆動制御部３６がスリップ率演算部２６の算出したスリップ率が二輪駆動領域にあると判断すると、今度は多板クラッチ機構４２を開放する。多板クラッチ機構４２が開放されるとベベルギア２１６への駆動力が絶たれ、左後輪２６０及び右後輪２６２に駆動力が伝達されなくなる。

四輪駆動から二輪駆動に切り替わると、ディスコネクト機構５０はサイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８との連結を絶ち、左後輪２６０及び右後輪２６２が路面から受ける回転力がリングギア２４６を回転させることを防止する。これにより、二輪駆動時に燃費低下を招く要因である、後輪を駆動しない二輪駆動時にもリングギア２４６からベベルギア２１６までの後輪駆動力伝達区間２７０が回転してしまう問題を解消できる。

図６において、仮に、二輪駆動時にサイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８が連結されていると、例えばサイドギア２５２とサイドギア２５４が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン２４８及びピニオン２５０は自転せずにリングギア２４６が回転する。

サイドギア２５２とサイドギア２５４に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば回転速度は変化するがリングギア２４６は回転し、リングギア２４６が回転することで連結しているドライブピニオン２４４、自在継手２１０、プロペラシャフト２０６、自在継手２０８、後輪出力軸２１４、出力ピニオン２１８、ベベルギア２１６が回転してしまう。

この、リングギア２４６からベベルギア２１６までの後輪駆動力伝達区間２７０は二輪駆動時には回転する必要のない部位であるにも関わらず、この部分の回転がオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等を引き起こす。すなわち、左前輪２４０及び右前輪２４２から路面に伝わった駆動力が左後輪２６０及び右後輪２６２を回転させることで、二輪駆動に必要のない後輪駆動力伝達区間２７０を回転させ、駆動力の損失となり燃費低下を招いてしまう。

そこで、本発明にあっては、二輪駆動時にディスコネクト機構５０によりサイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８の連結を絶つことで、後輪駆動力伝達区間２７０の回転を防止している。

サイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８の連結が絶たれると、右後輪２６２の回転はサイドギア２５４に伝わらず、そのため、左後輪２６０によるサイドギア２５２の回転はピニオン２４８及びピニオン２５０を介してサイドギア２５４を反対方向に回転させることが可能で、このピニオン２４８、２５０、サイドギア２５４の回転抵抗よりも、リングギア２４６に繋がるドライブピニオン２４４からベベルギア２１６までの回転抵抗の方が大きいため、リングギア２４６は回転しない。

リングギア２４６が回転しないということは、後輪駆動力伝達区間２７０が回転しないことであり、この場合の駆動力の損失はピニオン２４８、２５０、サイドギア２５４が回転する部分だけとなり、ディスコネクト機構５０がなく後輪駆動力伝達区間２７０が回転してしまう場合と比べて燃費向上が可能である。

なお、本実施形態において、ディスコネクト機構５０は従動輪差動装置４８内のサイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８の中間に設置されているが、サイドギア２５４と右後輪駆動軸２５８を断続する位置、あるいはサイドギア２５２と左後輪駆動軸２５６を断続する位置、又はその両方の位置であれば従動輪差動装置４８内に設置するか外に設置するかを問わない。更に、ピニオン２４８、２５０、サイドギア２５２、２５４で構成するユニットをリングギア２４６と分離し、その連結を断続する方式等の他の機構でも構わない。

図７は、図６の駆動力配分装置４０の実施形態を示した断面図である。図７において、駆動力配分装置４０はケース２７２を有し、ケース２７２の左側にエンジン２０２からの駆動力を変速機２０４及び駆動輪差動装置４６のリングギア２２６を介して入力する中空の入力軸２１２が設けられ、入力軸２１２中空部には、駆動輪差動装置４６のサイドギア２３４から右前輪２４２へ右前輪駆動軸２３８が通っている。

入力軸２１２と同軸に多板クラッチ機構４２とボールカム機構２７４が設けられ、多板クラッチ機構４２は、入力軸２１２と入力軸２１２に同軸に回転自在に設けたベベルギア２１６の間で構成され、ベベルギア２１６には、入力軸２１２と直角に出力ピニオン２１８を介して後輪出力軸２１４が連結している。

このような駆動力配分装置４０において、二輪駆動時には、多板クラッチ機構４２の入力軸２１２とベベルギア２１６の間が開放され、入力軸２１２の駆動力は後輪出力軸２１４には伝達されない。

四輪駆動時にあっては、多板クラッチ機構４２が締結され、入力軸２１２からの駆動力を多板クラッチ機構４２、ベベルギア２１６、出力ピニオン２１８を介して後輪出力軸２１４にも伝達する。

多板クラッチ機構４２に対しては、入力軸２１２とベベルギア２１６の間に設けた複数のクラッチ板２８０の締結力を制御するボールカム機構２７４が設けられ、ボールカム機構２７４は、入力軸２１２と同軸に相対回転自在に設けられた一対の固定カムプレート２８２と回転カムプレート２８４の相対する面に設けたボールカム溝２８６にボール２９０を挟んで保持している。

サーボモータ装置２９２は、回転カムプレート２８４のボールカム溝２８６とは反対側の端部に形成されたギア部２８８に係合する駆動ギア２９４を回転させ、回転カムプレート２８４の左側には押圧部材２９６が配置される。押圧部材２９６は、ベベルギア２１６との間に備わる復帰ばね２９８により、多板クラッチ機構４２の開放方向に付勢されている。

ボールカム機構２７４は、駆動ギア２９４により回転カムプレート２８４が固定カムプレート２８２に対し所定方向に回転駆動されると、ボールカム溝２８６に挟まれているボール２９０による押圧を受けて押圧部材２９６及び復帰ばね２９８を軸方向に押し、押圧部材２９６が多板クラッチ機構４２のクラッチ板２８０を押すことで、駆動ギア２９４の回転量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。

図８は、図４の従動輪差動装置４８の実施形態を示した断面図であり、ディスコネクト機構５０を備える。また、図８に示す断面図の上下左右を反転すれば図６に示す従動輪差動装置４８と実質的に同じになる。

図８において、従動輪差動装置４８はデフケース５４の外周部に固定されたリングギア１４６、デフケース５４に固定されたピニオン軸５６に回転自在に軸支されたピニオン１４８及びピニオン１５０、サイドギア軸５８に回転不可に軸支されデフケース５４内でピニオン１４８及びピニオン１５０と係合するサイドギア１５２、右前輪駆動軸１５８に回転不可に軸支されデフケース５４内ピニオン１４８及びピニオン１５０と係合するサイドギア１５４を備え、四輪駆動時にリングギア１４６と係合するドライブピニオン１４４から入力される駆動力を左前輪１６０及び右前輪１６２に伝達する。

また、端部１５６ｂがサイドギア軸５８に回転方向に拘束されずに勘合している左前輪駆動軸１５６、左前輪駆動軸１５６の歯部１５６ａ及びサイドギア軸５８の歯部５８ａとスプライン結合し、左前輪駆動軸１５６とサイドギア軸５８を連結する位置と連結を解除する位置でスライド可能なスリーブ６０、スリーブ６０の溝部６０ａに摺動自在に係合する先端部６２ａによりスリーブ６０をスライドさせるフォーク６２、フォーク６２に固定され図示しないアクチュエータにより軸方向に駆動されるシフト軸６４でディスコネクト機構５０を構成し、更に、ディスコネクト機構５０の連結状態を検出する状態検出部５２を備える。

図８（Ａ）は、二輪駆動時のディスコネクト機構５０が非連結状態で、スリーブ６０はサイドギア軸５８の歯部５８ａと結合していない。状態検出部５２は、駆動制御部３６にフィードバック情報として非連結信号を出力する。

この状態では、右前輪駆動軸１５８の回転はサイドギア１５４、ピニオン１４８及びピニオン１５０を介してサイドギア１５２に伝わり、リングギア１４６が回転しないことからサイドギア軸５８を右前輪駆動軸１５８とは反対方向に回転させる。

図８（Ｂ）は、四輪駆動時にフォーク６４がＬ方向に移動しディスコネクト機構５０が連結した状態で、スリーブ６０はサイドギア軸５８の歯部５８ａと結合している。状態検出部５２は、駆動制御部３６にフィードバック情報として連結信号を出力する。

この状態では、ドライブピニオン１４４によりリングギア１４６が回転し、左前輪駆動軸１５６と右前輪駆動軸１５８を同方向に回転させる。二輪駆動に戻る際にはフォーク６４がＵ方向に移動しディスコネクト機構５０は非連結状態に戻る。

図９は、図１の駆動力制御装置２４の処理手順を示したフローチャートである。まず、本実施形態による四輪駆動車のイグニッションスイッチをオンし電源が投入されると、駆動制御装置２４において処理が開始され、ステップＳ１で、従動輪差動装置４８に備わるディスコネクト機構５０が接続しているか否かの連結状態を状態検出部５２にて検出し、ステップＳ２で、駆動力配分装置４０の駆動力の配分状態を従動輪トルク検出部４４にて検出する。

ステップＳ３で、ステップＳ１において検出したディスコネクト機構５０の連結状態、及び、ステップＳ２において検出した従動輪トルク値に基づき、駆動力伝達装置３８が四輪駆動状態か二輪駆動状態かを判断し、二輪駆動と判定するとステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、各輪の車輪速度を車輪回転速度検出部１４にて検出し、ステップＳ５で、ステップＳ４において検出した従動輪の車輪速度に基づき、車体速度を車体速度演算部２８にて計算する。続いてステップＳ６で、ステップＳ４において検出した駆動輪と従動輪の車輪速度に基づき、駆動輪のスリップ率をスリップ率演算部２６にて計算する。

ステップＳ７で、アクセル開度をアクセル開度センサ２２で検出し、ステップＳ８で、切替条件デーベース３０からステップＳ７において検出したアクセル開度に対応する領域マップ３２を切替条件選択部３４にて選択する。

ステップＳ９で、ステップＳ５において算出した車体速度、及び、ステップＳ６において算出した駆動輪のスリップ率が、ステップＳ８において選択した切替条件の領域マップ３２の二輪駆動領域にあるか否かを駆動制御部３６にて判断し、二輪駆動領域にあると判定した場合は、四輪駆動に切り替える必要がないためそのままステップＳ１に戻り、四輪駆動領域にあると判定した場合は、四輪駆動に切り替えるべくステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０で、駆動制御部３６は駆動力配分装置４０に対し、ディスコネクト機構５０を接続可能にするシンクロトルクにトルク配分するように多板クラッチ機構４２を制御し、従動輪トルク検出部４４のフィードバック情報からシンクロトルクにトルク配分されたと判定したらステップＳ１１に進む。

ここで、シンクロトルクは、図８に示すディスコネクト機構５０において、左前輪駆動軸１５６とサイドギア軸５８を連結するためにスリーブ６０をＬ方向にスライドさせる際に、左前輪駆動軸１５６の回転速度にサイドギア軸５８の回転速度を同期させることの可能な従動輪トルクである。

ステップＳ１１で、駆動制御部３６はディスコネクト機構５０に対し、連結を接続するよう制御し、状態検出部５２のフィードバック情報からディスコネクト機構５０が接続されたと判定したら、ステップＳ１２で、駆動制御部３６は通常のトルク配分で駆動力配分装置４０を制御し、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３で、四輪駆動と判定した場合はステップＳ１３に進み、ステップＳ１３で、駆動制御部３６は、従動輪トルク検出部４４のフィードバック情報からイニシャルトルク制御の状態か否かを判断し、イニシャルトルク制御と判定したらステップＳ１４に進む。

ここで、イニシャルトルクは、二輪駆動から四輪駆動に切り替えた際の従動輪に配分される定常的なトルクであり、イニシャルトルクで走行している場合は、危機回避的な四輪駆動ではなく安定した四輪走行状態を意味する。すなわち、危機回避的な四輪駆動であれば四輪駆動を維持しなければならず、ステップＳ１３でイニシャルトルク制御でないと判定した場合は、二輪駆動に切り替えるか否かの判定をする必要がないため、そのままステップＳ１に戻る。

ステップＳ１４で、車体情報として各輪の車輪速度、車体加速度、変速比、操舵角及びアクセル開度を検出し、ステップＳ１５で、ステップＳ１４において検出した車体情報に基づき、車体速度を車体速度演算部２８にて計算する。続いてステップＳ１６で、ステップＳ１４で検出した駆動輪と従動輪の車輪速度、及び、ステップＳ１５で算出した車体速度に基づき、駆動輪と従動輪のスリップ率をスリップ率演算部２６にて計算する。

ステップＳ１７で、アクセル開度をアクセル開度センサ２２で検出し、ステップＳ１８で、切替条件デーベース３０からステップＳ１７において検出したアクセル開度に対応する領域マップ３２を切替条件選択部３４にて選択する。

ステップＳ１９で、ステップＳ１５において算出した車体速度、及び、ステップＳ１６において算出した駆動輪と従動輪のスリップ率が、ステップＳ１８において選択した切替条件の領域マップ３２の四輪駆動領域にあるか否かを駆動制御部３６にて判断し、四輪駆動領域にあると判定した場合は、二輪駆動に切り替える必要がないためそのままステップＳ１に戻り、二輪駆動領域にあると判定した場合は、二輪駆動に切り替えるべくステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０で、駆動制御部３６は駆動力配分装置４０に対し、従動輪へのトルク配分を停止するように多板クラッチ機構４２を制御し、従動輪トルク検出部４４のフィードバック情報から多板クラッチ機構４２が開放されたと判定したらステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１で、駆動制御部３６はディスコネクト機構５０に対し、連結を切断するよう制御し、状態検出部５２のフィードバック情報からディスコネクト機構５０が切断されたと判定したらステップＳ１に戻る。

本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

本発明による四輪駆動車用駆動力伝達システムの実施形態の機能構成を示したブロック図 図１の駆動方式切替条件の領域マップを示す説明図 駆動方式切替条件の他の実施形態を示す説明図 図１の駆動力伝達装置の実施形態を示した説明図 図４の駆動力配分装置の実施形態を示した断面図 図１の駆動力伝達装置の他の実施形態を示した説明図 図６の駆動力配分装置の実施形態を示した断面図 図４の従動輪差動装置の実施形態を示した断面図 図１の駆動力制御装置の処理手順を示したフローチャート 従来のＦＲベースの四輪駆動車用駆動力伝達装置の説明図 図１０の切断機構を備えた中央差動装置の実施例を示す説明図 従来のＦＦベースの四輪駆動車用駆動力伝達装置の説明図 図１２の多板クラッチ機構の実施例を示す説明図

符号の説明

１０：四輪駆動用駆動力伝達システム
１２：車体情報検出装置
１４：車体速度検出部
１６：車体加速度検出部
１８：変速比検出部
２０：操舵角センサ
２２：アクセル開度センサ
２４：駆動制御装置
２６：スリップ率演算部
２８：車体速度演算部
３０：切替条件データベース
３２：領域マップ
３４：切替条件選択部
３６：駆動制御部
３８：駆動力伝達装置
４０：駆動力配分装置
４２：多板クラッチ機構
４４：従動輪トルク検出部
４６：駆動輪差動装置
４８：従動輪差動装置
５０：ディスコネクト機構
５２：状態検出部
５４：デフケース
５６：ピニオン軸
５８：サイドギア軸
６０：スリーブ
６２：フォーク
６４：シフト軸
１００、２００：四輪駆動車
１０２，２０２：エンジン
１０４，２０４：変速機
１０６：後輪プロペラシャフト
１０８、１１０、１６６、１６８、２０８、２１０：自在継手
１１２、２１２：入力軸
１１４、２１４：後輪出力軸
１１６、１１８：スプロケット
１２０：チェーンベルト
１２２：前輪出力軸
１２４、１４４：ドライブピニオン
１２６、１４６、２２６、２４６：リングギア
１２８、１３０、１４８、１５０、２２８、２３０、２４８、２５０：ピニオン
１３２、１３４、１５２、１５４、２３２、２３４、２５２、２５４：サイドギア
１３６、２５６：左後輪駆動軸
１３８、２５８：右後輪駆動軸
１４０、２６０：左後輪
１４２、２６２：右後輪
１５６、２３６：左前輪駆動軸
１５８、２３８：右前輪駆動軸
１６０、２４０：左前輪
１６２、２４２：右前輪
１６４：前輪プロペラシャフト
１７０：前輪駆動力伝達区間
１７２、２７２：ケース
１７４、２７４：ボールカム機構
１７６：クラッチハブ
１７８：クラッチドラム
１８０、２８０：クラッチ板
１８２、２８２：固定カムプレート
１８４、２８４：回転カムプレート
１８６、２８６：ボールカム溝
１８８、２８８：ギア部
１９０、２９０：ボール
１９２、２９２：サーボモータ装置
１９４、２９４：駆動ギア
１９６、２９６：押圧部材
１９８、２９８：復帰ばね
２０６：プロペラシャフト
２１６：ベベルギア
２１８：出力ピニオン
２２４：出力ギア
２７０：後輪駆動力伝達区間
３００、４００：駆動力伝達装置
３０２、４０２：四輪駆動車
３０４、４０４：エンジン
３０６、４０６：変速機
３０８：駆動力配分装置
３１０、４１０：多板クラッチ機構
３１２：チェーンベルト機構
３１４：後輪プロペラシャフト
３１６：前輪プロペラシャフト
３１８、４１８：後輪差動装置
３２０、４２０：左後輪
３２２、４２２：右後輪
３２４、４２４：前輪差動装置
３２６、４２６：左前輪
３２８、４２８：右前輪
３３０：前輪駆動力伝達区間
３３２、４３２：入力軸
３３４：後輪出力軸
３３６：前輪出力軸
３３８、３４０：スプロケット
３４２：チェーンベルト
３４４：遊星歯車機構
３４６：遊星キャリア
３４８：遊星ギア
３５０：外輪ギア
３５２：太陽ギア
３５４：太陽ギア軸
３５６：スプロケット軸
３５８、３６０、３６２：歯部
３６４：スリーブ
３６６：シフト軸
３６８：外輪部
３７０：流体継手
３７２：前輪駆動軸
３７４：ディスコネクト機構
４０８：駆動力分岐装置
４１２：リングギア
４１４：プロペラシャフト
４１６：差動機構
４３０：後輪駆動力伝達区間
４３４：出力軸
４３６：クラッチ板
４３８：ボールカム機構
４４０：パイロットクラッチ機構
４４２：電磁石装置

Claims (4)

1. 二輪駆動が可能であって、四輪駆動時には走行条件に応じた駆動力を従動輪へ伝達する四輪駆動車用駆動力伝達システムに於いて、
   動力源からの駆動力を入力軸に入力し駆動輪出力軸に出力すると共に、従動輪出力軸への駆動力配分を制御する駆動力配分装置と、
   前記従動輪出力軸からの駆動力を入力し左右従動輪駆動軸に出力すると共に、前記左右従動輪駆動軸の回転速度差を吸収する従動輪差動装置と、
   前記従動輪差動装置と前記左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断可能なディスコネクト機構と、
   車体速度を算出する車体速度演算部と、
   駆動輪のスリップ率を算出するスリップ率演算部と、
   前記駆動輪のスリップ率が前記車体速度の増加に伴い上昇する関係で示される駆動方式切替閾値と前記車体速度の所定値により区切られ、前記駆動輪のスリップ率が前記駆動方式切替閾値以上及び前記車体速度が前記所定値以下を四輪駆動領域とし、前記四輪駆動領域以外を二輪駆動領域とした領域マップと、
   前記車体速度及び前記駆動輪のスリップ率で示される前記領域マップ上の制御ポイントに基づき前記駆動力配分装置及び前記ディスコネクト機構を制御する駆動制御部と、
   を備え、前記駆動制御部は、
   四輪駆動時に、前記制御ポイントが前記四輪駆動領域から前記二輪駆動領域に移動した場合は、前記駆動力配分装置による前記従動輪出力軸への駆動力の伝達を絶つと共に、前記ディスコネクト機構により前記従動輪差動装置と前記左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方との連結を切断して前記従動輪出力軸から前記従動輪差動装置までの従動輪駆動区間の回転を止め自動的に二輪駆動とし、
   二輪駆動時に、前記制御ポイントが前記輪二駆動領域から前記四輪駆動領域に移動した場合は、前記駆動力配分装置による前記従動輪出力軸への駆動力の伝達を開始すると共に、前記ディスコネクト機構により前記従動輪差動装置と前記左右従動輪駆動軸の何れか一方又は両方とを連結して自動的に四輪駆動とすることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達システム。
   
2. 請求項１記載の四輪駆動車用駆動力伝達システムに於いて、前記領域マップは、
   四輪駆動時に参照する二輪駆動切替閾値からなる四輪駆動時領域マップと、
   二輪駆動時に参照する四輪駆動切替閾値からなる二輪駆動時領域マップと、
   を備えることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達システム。
   
3. 請求項１又は２記載の四輪駆動車用駆動力伝達システムに於いて、
   アクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、
   前記領域マップを前記アクセル開度に応じて複数備えることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達システム。
   
4. 請求項１又は２記載の四輪駆動車用駆動力伝達システムに於いて、
   車体加速度を検出する加速度センサを備え、
   前記領域マップを前記車体加速度に応じて複数備えることを特徴とする四輪駆動車用駆動力伝達システム。

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