JP6287567B2 - 四輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機を介して主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を副駆動輪へ伝達する動力伝達経路を断接する断接機構を備える四輪駆動車両の制御装置に関するものである。

変速機と、その変速機を介して主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を副駆動輪へ伝達する動力伝達経路に設けられた、その動力伝達経路を断接する断接機構とを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において、変速機と断接機構とを関連付けた制御について、種々提案されている。例えば、特許文献１には、このような四輪駆動車両において、変速機がニュートラル状態とされた牽引条件下では、断接機構を係合しないことが開示されている。

米国特許第８２０４６５７号明細書

ところで、四輪駆動(４ＷＤ)状態とされている場合に、変速機を非走行レンジから走行レンジへ切り替えるか或いは前進走行レンジと後進走行レンジとの間で切り替える、変速機の走行レンジ切替えが行われると、或いは走行中に変速機を駐車レンジへ切り替える、走行中における変速機の駐車レンジ切替えが行われると、レンジ切替えに伴って一時的に発生するトルク(以下、レンジ切替え時トルクという)が副駆動輪側の動力伝達経路へ入力される可能性がある。走行レンジ切替え時に駆動力源の出力トルクが大きかったり(及び／又は駆動力源の回転速度が高かったり)、又は、走行中における駐車レンジ切替え時に車速が高かったりすると、大きなトルクが副駆動輪側の動力伝達経路へ入力されるおそれがある。これに対して、副駆動輪側の動力伝達経路の構成部品を高強度な構成とすると、構成部品の体格が増大したり、構成部品の重量増により燃費悪化を招く可能性がある。一方、断接機構としてトルク制御可能な湿式の摩擦クラッチを備える車両においては、摩擦クラッチにおけるトルク制御によって、副駆動輪側の動力伝達経路へ入力されるトルクを抑制することが考えられる。しかしながら、低温時のように摩擦クラッチの作動油の粘度が高くされると、摩擦クラッチにおける適切なトルク制御が困難となる可能性がある。そして、大きなトルクが副駆動輪側の動力伝達経路へ入力されると、その動力伝達経路の構成部品の耐久性が低下する可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、変速機のレンジ切替えと断接機構の係合制御とを関連付けた制御については未だ提案されていない。

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、副駆動輪側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制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) 変速機と、前記変速機を介して主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を副駆動輪へ伝達する動力伝達経路に設けられた、前記動力伝達経路を断接する断接機構とを備える四輪駆動車両の、制御装置であって、(b) 前記変速機を非走行レンジから走行レンジへ切り替えるか或いは前進走行レンジと後進走行レンジとの間で切り替える際には、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持し、前記変速機のレンジ切替えに伴う係合要素の係合完了後に、必要に応じて前記断接機構を係合するものであり、(c) 前記変速機を前記非走行レンジから前記走行レンジへ切り替えるか或いは前記前進走行レンジと前記後進走行レンジとの間で切り替える際には、前記駆動力源の回転速度、前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合開始時の前記駆動力源の回転速度と前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合完了時の前記駆動力源の回転速度との回転速度差、及び駆動要求量のうちの何れかが各々の所定値以上である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持することにある。

このようにすれば、前記変速機の走行レンジ切替え時には副駆動輪側の動力伝達経路が遮断されているので、レンジ切替え時トルクが副駆動輪側の動力伝達経路へ入力されることが回避される。よって、副駆動輪側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制することができる。特には、前記変速機の走行レンジ切替えに伴って副駆動輪側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があるときに限り、副駆動輪側の動力伝達経路が遮断され、その構成部品の耐久性低下を抑制することができる。

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、前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合開始は、前記変速機のレンジ切替え後に所定時間経過するまで、或いは前記断接機構の解放が完了するまで、待機させられることにある。このようにすれば、前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合時には、副駆動輪側の動力伝達経路が確実に遮断されている。

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、前記断接機構は、湿式の摩擦クラッチを有しており、外気温、前記駆動力源の温度、前記変速機の温度、及び前記摩擦クラッチの温度のうちの何れかが各々の所定値以下である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持することにある。このようにすれば、前記摩擦クラッチの作動油が低温である為に副駆動輪側の動力伝達経路へ入力されるトルクを前記摩擦クラッチにより適切に制御し難いときに限り、副駆動輪側の動力伝達経路が遮断され、その構成部品の耐久性低下を抑制することができる。

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。 主駆動輪の回転を機械的に阻止するパーキング機構の一例を示す図である。 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後輪側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図４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であって、２ＷＤ走行中を前提とする場合の一例である。 図４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であって、４ＷＤ走行中を前提とする場合の一例である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち後輪側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４とは別の実施例である。

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。又、変速機１８の出力回転部材である出力歯車１８ａには、パーキングギヤ１８ｐが一体的に連結されている。

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が形成されている。そのリングギヤ２０ｒは、歯車機構３５を介して変速機１８の出力歯車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。つまり、フロント側クラッチ４０は、変速機１８を介して前輪１４へ伝達されるエンジン１２の動力の一部を後輪１６へ伝達する前記第２の動力伝達経路に設けられた、その第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を有する湿式の摩擦クラッチである。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。従って、カップリング５４は、フロント側クラッチ４０と同様に、変速機１８を介して前輪１４へ伝達されるエンジン１２の動力の一部を後輪１６へ伝達する前記第２の動力伝達経路に設けられた、その第２の動力伝達経路を断接する断接機構の１つとして機能する。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。

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。

又、車両１０は、複数のシフトポジションＰsh、例えば駐車ポジション「Ｐ」、後進走行ポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、及び前進走行ポジション「Ｄ」等へ操作される操作子としてのシフトレバー５６を備えている。シフトレバー５６は、例えばリンクやケーブル等の連動機構を介して不図示のマニュアルバルブのスプールを移動させることにより、変速機１８の油圧制御回路の油路を切り換える。シフトレバー５６が駐車ポジション「Ｐ」へ操作されると、変速機１８のシフトレンジは、変速機１８内の動力伝達経路が遮断され、且つ、図２に示すような車両１０に備えられたパーキング機構６０によりパーキングギヤ１８ｐ(つまりパーキングギヤ１８ｐと一体の出力歯車１８ａ)の回転、延いては前輪１４の回転を機械的に阻止するパーキングロックが実行される駐車レンジ(以下、Ｐレンジという)へ切り替えられる。シフトレバー５６が後進走行ポジション「Ｒ」へ操作されると、変速機１８のシフトレンジは、変速機１８内の動力伝達経路が車両１０を後進させる為の動力伝達が可能な動力伝達可能状態とされる後進走行レンジ(以下、Ｒレンジという)へ切り替えられる。シフトレバー５６がニュートラルポジション「Ｎ」へ操作されると、変速機１８のシフトレンジは、変速機１８内の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態とする為の中立レンジであるニュートラルレンジ(以下、Ｎレンジという)へ切り替えられる。シフトレバー５６が前進走行ポジション「Ｄ」へ操作されると、変速機１８のシフトレンジは、変速機１８内の動力伝達経路が車両１０を前進させる為の動力伝達が可能な動力伝達可能状態とされる前進走行レンジ(以下、Ｄレンジという)へ切り替えられる。Ｄレンジ及びＲレンジは、車両１０を走行させる為の走行レンジであり、Ｐレンジ及びＮレンジは、車両１０を走行させない為の非走行レンジである。

図２において、パーキング機構６０は、パーキングギヤ１８ｐと、パーキングギヤ１８ｐに噛み合わされて出力歯車１８ａの回転を阻止するロック歯としてのロックポール６２と、ロックカム６４と、支持ピン６６とを備えている。ロックポール６２は、ロックカム６４により支持ピン６６まわりに回動させられる。ロックカム６４は、例えばシフトレバー５６の操作によりリンクやケーブル等の連動機構を介して回転させられる不図示のシャフトの回転に伴って、機械的に矢印Ａ方向に沿って移動させられる。シフトレバー５６が駐車ポジション「Ｐ」へ操作されることにより、ロックカム６４が矢印Ａの方向に押され、そのロックカム６４によりロックポール６２が矢印Ｂの方向に押し上げられる。ロックポール６２がパーキングギヤ１８ｐと噛み合う位置まで押し上げられると、パーキングギヤ１８ｐと連動して回転する前輪１４の回転が機械的に阻止され、変速機１８のシフトレンジがＰレンジに切り替えられる。

図１において、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、変速機１８の変速制御、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変速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７０，７２，７４，７６，７８、アクセル開度センサ８０、スロットル弁開度センサ８２、Ｇセンサ８４、ヨーレートセンサ８６、ステアリングセンサ８８、シフトポジションセンサ９０、各種温度センサ９２，９４，９６，９８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、前輪１４Ｌ，１４Ｒ及び後輪１６Ｌ，１６Ｒの各車輪速Ｎwfl，Ｎwfr，Ｎwrl，Ｎwrrに対応する各車輪速Ｎw、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、シフトレバー５６の操作位置であるシフトポジションＰsh、外気温ＴＨair、エンジン１２の温度に対応する冷却水温ＴＨeng、変速機１８の温度に対応する作動油温ＴＨat、カップリング５４の温度であるクラッチ温度ＴＨclt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３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３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、クラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部１０６、及び変速制御手段すなわち変速制御部１０８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。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走行を含む)への切替え要求が有るか否かを判断する四輪駆動要求判定手段すなわち四輪駆動要求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。上記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。

変速制御部１０８は、例えば変速機１８のシフトレンジを、シフトレバー５６のシフトポジションＰshに基づいて切り替える。具体的には、変速機１８が複数の係合装置(以下、ＡＴクラッチ１８ｃ(図１参照)という)の係合と解放との組み合わせにより所定のギヤ段が形成される自動変速機である場合を一例として、説明する。

変速制御部１０８は、シフトポジションＰshが前進走行ポジション「Ｄ」であるときには、Ｄレンジを成立させて自動変速制御を実行する。変速制御部１０８は、この自動変速制御では、所定の変速マップに基づいて所定の前進走行用のギヤ段を形成する為の所定の係合要素としての所定のＡＴクラッチ１８ｃを係合する。変速機１８のＤレンジへのレンジ切替えに伴って、所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合が完了させられると、所定の前進走行用のギヤ段が成立させられる。又、変速制御部１０８は、シフトポジションＰshが後進走行ポジション「Ｒ」であるときには、Ｒレンジを成立させて、所定の後進走行用のギヤ段を形成する為の所定のＡＴクラッチ１８ｃを係合する。変速機１８のＲレンジへのレンジ切替えに伴って、所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合が完了させられると、所定の後進走行用のギヤ段が成立させられる。又、変速制御部１０８は、シフトポジションＰshが駐車ポジション「Ｐ」或いはニュートラルポジション「Ｎ」であるときには、Ｐレンジ或いはＮレンジを成立させて、変速機１８内の動力伝達経路が遮断されるようにＡＴクラッチ１８ｃの状態を切り替える。変速機１８のＮレンジへのレンジ切替えに伴って、ＡＴクラッチ１８ｃの状態の切替えが完了させられると、変速機１８内の動力伝達経路が遮断される。変速機１８のＰレンジへのレンジ切替えに伴って、変速機１８内の動力伝達経路が遮断されることに加え、パーキング機構６０においてパーキングギヤ１８ｐにロックポール６２が噛み合わされると、出力歯車１８ａの回転が阻止される。変速機１８において、パーキングギヤ１８ｐとロックポール６２とは所定の係合要素として機能する。このように、変速機１８は、複数種類のシフトレンジに応じて所定の係合要素が係合される。

ところで、４ＷＤ状態とされている場合に、変速機１８の走行レンジ切替えが行われると、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力される。走行レンジ切替え時にエンジントルクＴeが大きかったり、エンジン回転速度Ｎeが高かったりすると、大きなトルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるおそれがある。このような大きなトルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されることを想定して、後輪１６側の動力伝達経路の構成部品を高強度とすると、その構成部品の体格が増大したり、その構成部品の重量増により燃費悪化を招くおそれがある。又、別の見方では、ＦＦベースの四輪駆動車両で考えると、後輪１６側の動力伝達経路は補助的なものとなるので、その後輪１６側の動力伝達経路のハード構成が重厚になることを避けたい。本実施例では、このような観点から、動力性能(ドライバビリティ)よりも後輪１６側の動力伝達経路の構成部品の保護を優先する実施態様を提案する。尚、変速機１８の走行レンジ切替えは、非走行レンジ(Ｐ，Ｎレンジ)から走行レンジ(Ｒ，Ｄレンジ)への切替え(ＰorＮ→ＲorＤレンジ)である。又、変速機１８の走行レンジ切替えは、ＤレンジとＲレンジとの間の切替え(Ｒ→Ｄレンジ，Ｄ→Ｒレンジ)も含む。又、Ｎ→ＲorＤレンジやＲ→ＤレンジやＤ→Ｒレンジについては、停車中も走行中も含む。

電子制御装置１００は、変速機１８の走行レンジ切替えの際には、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持して車両１０を２ＷＤ状態とし、変速機１８の走行レンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合完了後に、必要に応じて前記断接機構を係合して車両１０を４ＷＤ状態とする。尚、ここでの上記２ＷＤ状態では、少なくともフロント側クラッチ４０が解放されれば良い。

具体的には、電子制御装置１００は、更に、走行状態判定手段すなわち走行状態判定部１１０、及び待機指令手段すなわち待機指令部１１２を備えている。

走行状態判定部１１０は、例えば変速機１８がＤ，Ｒ，Ｎレンジの何れかとされており且つ車速Ｖが０[km/h]を超えているか否かを判定する。又、走行状態判定部１１０は、例えばシフトポジションＰshに基づいて、変速機１８を走行レンジへ切り替える為のシフト操作(以下、走行レンジ切替操作という)が為されたか否かを判定する。又、走行状態判定部１１０は、例えば車両１０が２ＷＤ状態であるか或いは４ＷＤ状態であるかを判定する。

クラッチ制御部１０６は、例えば走行状態判定部１１０により、変速機１８がＤ，Ｒ，Ｎレンジの何れかとされており且つ車速Ｖが０[km/h]を超えていると判定され、走行レンジ切替操作が為されたと判定され、且つ車両１０が４ＷＤ状態であると判定された場合には、２ＷＤへの切替え制御(例えばフロント側クラッチ４０を解放する制御)を実行する。

待機指令部１１２は、例えば走行状態判定部１１０により走行レンジ切替操作が為されたと判定された場合には、必要に応じて、その走行レンジ切替操作に応じた変速機１８の走行レンジ切替えに伴う変速機１８の制御(すなわち所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合制御)を待機する指示(指令)を変速制御部１０８へ出力する。又、待機指令部１１２は、例えば走行状態判定部１１０により車両１０が２ＷＤ状態であると判定された場合には、４ＷＤへの切替え制御(例えばフロント側クラッチ４０を係合する制御)を禁止する指示をクラッチ制御部１０６へ出力する。

待機指令部１１２は、例えば４ＷＤへの切替え制御を禁止する指示を出力した後、或いはクラッチ制御部１０６によるフロント側クラッチ４０の解放が完了した後、前記待機する指示に替えて、前記走行レンジ切替操作に応じた変速機１８の走行レンジ切替えに伴う変速機１８の制御を許可する指示を変速制御部１０８へ出力する。すなわち、変速制御部１０８による前記走行レンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合開始は、４ＷＤへの切替え制御を禁止する指示が出力されるまで、或いはフロント側クラッチ４０の解放が完了するまで、待機させられる。これにより、変速機１８の走行レンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合時には、後輪１６側の動力伝達経路が確実に遮断されている。尚、上記「フロント側クラッチ４０の解放が完了するまで」に替えて、「前記走行レンジ切替操作後(すなわち走行レンジ切替え後)にフロント側クラッチ４０の解放が完了する時間として予め定められた所定時間経過するまで」としても良い。又、４ＷＤへの切替え制御を禁止する指示は、変速制御部１０８による前記走行レンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合完了後に、解除される。

図４は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち後輪１６側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制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５及び図６は、図４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４において、先ず、走行状態判定部１１０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、例えば変速機１８がＤ，Ｒ，Ｎレンジの何れかとされており且つ車速Ｖが０[km/h]を超えているか否かが判定される。このＳ１０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。このＳ１０の判断が肯定される場合は走行状態判定部１１０に対応するＳ２０において、例えば走行レンジ切替操作に応じた変速機１８の走行レンジ切替えが為されたか否かが判定される。このＳ２０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。このＳ２０の判断が肯定される場合(図５のｔ２時点、図６のｔ１時点参照)は待機指令部１１２に対応するＳ３０において、例えば上記走行レンジ切替えに伴う変速機１８の制御(すなわち所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合制御)を待機する指示が出力される(図６のｔ１時点乃至ｔ３時点参照)。次いで、走行状態判定部１１０に対応するＳ４０において、例えば車両１０が２ＷＤ状態であるか或いは４ＷＤ状態であるかが判定される。このＳ４０にて２ＷＤ状態であると判定された場合は待機指令部１１２に対応するＳ５０において、例えば４ＷＤへの切替え制御を禁止する指示が出力される(図５のｔ２時点乃至ｔ３時点参照)。一方で、このＳ４０にて４ＷＤ状態であると判定された場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳ６０において、例えば前記断接機構が遮断(解放)されて４ＷＤから２ＷＤへ切り替えられる(図６のｔ２時点参照)。上記Ｓ５０或いは上記Ｓ６０に次いで、待機指令部１１２に対応するＳ７０において、例えば上記Ｓ３０にて為された変速機１８の制御を待機する指示が解除され、上記走行レンジ切替えに伴う変速機１８の制御を許可する指示が出力される(図５のｔ２時点、図６のｔ３時点参照)。次いで、変速制御部１０８に対応するＳ８０において、例えば上記走行レンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合が完了させられる。次いで、駆動状態判定部１０２に対応するＳ９０において、例えば４ＷＤ状態への切替え要求が有るか否かが判断される。このＳ９０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。このＳ９０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Ｓ１００において、例えば前記断接機構が係合されて２ＷＤから４ＷＤへ切り替えられる(図５のｔ３時点、図６のｔ４時点参照)。

図５において、ｔ１時点は、２ＷＤ走行中に４ＷＤ状態への切替え要求が為されたことを示している。ｔ１時点から、カップリング５４の係合によりプロペラシャフト２８がフロント側クラッチ４０の同期回転速度に向けて上昇させられる。又、ｔ２時点は、Ｒ→Ｄシフト操作(走行レンジ切替操作)に応じたＲ→Ｄレンジ切替えに伴って所定のＡＴクラッチ１８ｃが係合開始されたことを示している。比較例では、その同期回転速度に到達後、フロント側クラッチ４０が係合される。しかしながら、本実施例では、ｔ２時点でのＲ→Ｄレンジ切替えに伴って４ＷＤ状態への切替えが禁止されるので、フロント側クラッチ４０が係合されない。その為、比較例では、ｔ２時点乃至ｔ３時点に示すように、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるが、本実施例では、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されない。加えて、比較例では、レンジ切替え時トルクに重なるように、４ＷＤ切替えに伴って一時的に発生するトルク(以下、４ＷＤ切替え時トルクという)も後輪１６側の動力伝達経路へ入力される。本実施例では、所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合完了後に、４ＷＤ状態への切替え禁止が解除されて４ＷＤ状態へ切り替えられ、４ＷＤ切替え時トルクのみが単独で後輪１６側の動力伝達経路へ入力される。

図６において、ｔ１時点は、４ＷＤ走行中にＲ→Ｄシフト操作に応じたＲ→Ｄレンジ切替えが為されたことを示している。比較例では、ｔ１時点にてＲ→Ｄレンジ切替えに伴って所定のＡＴクラッチ１８ｃが係合開始される。しかしながら、本実施例では、Ｒ→Ｄレンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合制御が待機させられ、その待機中のｔ２時点にて２ＷＤ状態へ切り替えられ、２ＷＤ中のｔ３時点にて所定のＡＴクラッチ１８ｃが係合開始される。その為、比較例では、ｔ１時点乃至ｔ４時点に示すように、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるが、本実施例では、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されない。そして、本実施例では、所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合完了後に、４ＷＤ状態への切替え要求に従って４ＷＤ状態へ切り替えられ、４ＷＤ切替え時トルクのみが単独で後輪１６側の動力伝達経路へ入力される。

ここで、図４に示すフローチャートは、後輪１６側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があるときに実行するようにしても良い。後輪１６側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があるときとは、例えばエンジントルクＴeが大きいときである。又、大きなトルクが入力される可能性があるときとは、例えばＮ，Ｐレンジ時にあるときに、エンジン１２が空吹かし状態(レーシング状態)とされているときである。従って、電子制御装置１００は、変速機１８の走行レンジ切替えの際には、エンジン回転速度Ｎe、変速機１８のレンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合開始時のエンジン回転速度Ｎeと変速機１８のレンジ切替えに伴う所定のＡＴクラッチ１８ｃの係合完了時のエンジン回転速度Ｎeとの回転速度差、及び運転者による車両１０に対する駆動要求量のうちの何れかが各々の所定値以上である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持する。前記駆動要求量は、例えばアクセル開度θaccや車速Ｖに基づいて電子制御装置１００により算出される要求駆動力[Ｎ]、要求駆動トルク[Ｎｍ]、要求駆動パワー[Ｗ]等である。又、前記駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[％]やスロットル弁開度θth[％]や吸入空気量[g/sec]等を用いることもできる。前記所定値は、例えば後輪１６側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があることを判定する為の予め定められた判定閾値である。

又、図４に示すフローチャートは、後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるトルクをカップリング５４により適切に制御し難いときに実行するようにしても良い。後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるトルクをカップリング５４により適切に制御し難いときとは、例えばカップリング５４の作動油の粘度が高くされるカップリング５４の冷間時である。従って、電子制御装置１００は、外気温ＴＨair、冷却水温ＴＨeng、作動油温ＴＨat、及びクラッチ温度ＴＨcltのうちの何れかが各々の所定値以下である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持する。前記所定値は、例えば後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるトルクをカップリング５４により適切に制御し難いことを判定する為の予め定められた判定閾値である。

上述のように、本実施例によれば、変速機１８の走行レンジ切替え時には後輪１６側の動力伝達経路が遮断されているので、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されることが回避される。よって、後輪１６側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制することができる。

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。

走行中における変速機１８の駐車レンジ切替え(Ｐレンジ切替え)が行われると、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力される。例えば、車両走行中にシフトレバー５６が駐車ポジション「Ｐ」へ操作された場合、エンゲージ車速Ｖeを超える車速Ｖではパーキングギヤ１８ｐがラチェット状態とされ、エンゲージ車速Ｖe以下の低車速となるとパーキングギヤ１８ｐがロック状態とされる。従って、車両走行中にＰレンジ切替えに伴ってパーキングギヤ１８ｐとロックポール６２とが係合完了すると、パーキングギヤ１８ｐでは相応の車両１０の走行エネルギーを受け止めることになり、４ＷＤ状態であれば後輪１６側の動力伝達経路へもレンジ切替え時トルクが入力される。その為、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えにおいても、変速機１８の走行レンジ切替えと同様に、大きなトルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されるおそれがある。尚、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えは、走行中におけるＮレンジからＰレンジへの切替え(Ｎ→Ｐレンジ)、又は走行中における走行レンジ(Ｒ，Ｄレンジ)からＰレンジへの切替え(ＲorＤ→Ｐレンジ)である。又、上記ラチェット状態とは、ロックポール６２がパーキングギヤ１８ｐに向かって押し上げられるが、パーキングギヤ１８ｐと噛み合えず、ロック状態に至っていない状態のことである。又、上記エンゲージ車速Ｖeは、例えばパーキングギヤ１８ｐがラチェット状態からロック状態とされる車速として(すなわちロックポール６２とパーキングギヤ１８ｐとの係合が可能な車速として)予め定められた係合車速である。

本実施例では、前述の実施例の制御態様における変速機１８の走行レンジ切替えが、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えに読み替えられる。つまり、電子制御装置１００は、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えの際には、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持して車両１０を２ＷＤ状態とし、変速機１８のＰレンジ切替えに伴うロックポール６２とパーキングギヤ１８ｐとの係合完了後に、必要に応じて前記断接機構を係合して車両１０を４ＷＤ状態とする。尚、本実施例では、各レンジ切替操作に応じた変速機１８の各レンジ切替えは、パーキング機構６０における切替制御を含め、電気制御により変速機１８のシフトレンジを切り換えるシフトバイワイヤ(ＳＢＷ)方式を採用している。

図７は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち後輪１６側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制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７において、先ず、走行状態判定部１１０に対応するＳＢ１０において、例えば変速機１８がＤ，Ｒ，Ｎレンジの何れかとされており且つ車速Ｖが０[km/h]を超えているか否かが判定される。このＳＢ１０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。このＳＢ１０の判断が肯定される場合は走行状態判定部１１０に対応するＳＢ２０において、例えばＰレンジ切替操作が為されたか否かが判定される。このＳＢ２０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。このＳＢ２０の判断が肯定される場合は待機指令部１１２に対応するＳＢ３０において、例えば上記Ｐレンジ切替操作に応じたＰレンジ切替えに伴う変速機１８及びパーキング機構６０の制御を待機する指示が出力される。次いで、走行状態判定部１１０に対応するＳＢ４０において、例えば車両１０が２ＷＤ状態であるか或いは４ＷＤ状態であるかが判定される。このＳＢ４０にて２ＷＤ状態であると判定された場合は待機指令部１１２に対応するＳＢ５０において、例えば４ＷＤへの切替え制御を禁止する指示が出力される。一方で、このＳＢ４０にて４ＷＤ状態であると判定された場合はクラッチ制御部１０６に対応するＳＢ６０において、例えば前記断接機構が遮断(解放)されて４ＷＤから２ＷＤへ切り替えられる。上記ＳＢ５０或いは上記ＳＢ６０に次いで、待機指令部１１２に対応するＳＢ７０において、例えば上記ＳＢ３０にて為された変速機１８及びパーキング機構６０の制御を待機する指示が解除され、上記Ｐレンジ切替えに伴う変速機１８及びパーキング機構６０の制御を許可する指示が出力される。次いで、走行状態判定部１１０に対応するＳＢ８０において、例えばロックポール６２とパーキングギヤ１８ｐとの係合完了に伴って車速Ｖが０[km/h]とされる。次いで、駆動状態判定部１０２に対応するＳＢ９０において、例えば４ＷＤ状態への切替え要求が有るか否かが判断される。このＳＢ９０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。このＳＢ９０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ＳＢ１００において、例えば前記断接機構が係合されて２ＷＤから４ＷＤへ切り替えられる。

ここで、図７に示すフローチャートは、後輪１６側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があるときに実行するようにしても良い。後輪１６側の動力伝達経路へ大きなトルクが入力される可能性があるときとは、例えば走行中にパーキング機構６０においてラチェット状態からロック状態とされるときである。従って、電子制御装置１００は、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えの際には、走行中の車速Ｖが、エンゲージ車速Ｖe乃至そのエンゲージ車速Ｖeよりも所定値分高い所定車速以下である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持する。前記所定車速は、例えばエンゲージ車速Ｖeのばらつき分を反映して予め定められた所定値をエンゲージ車速Ｖeに加えて予め定められた値である。

上述のように、本実施例によれば、変速機１８のＰレンジ切替え時には後輪１６側の動力伝達経路が遮断されているので、レンジ切替え時トルクが後輪１６側の動力伝達経路へ入力されることが回避される。よって、後輪１６側の動力伝達経路の構成部品の耐久性低下を抑制することができる。

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、電子制御装置１００は、変速機１８の走行レンジ切替えの際にも、走行中における変速機１８のＰレンジ切替えの際にも、前記断接機構(ここでは、フロント側クラッチ４０及びカップリング５４のうちの少なくとも一方)を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持して車両１０を２ＷＤ状態とし、変速機１８のレンジ切替えに伴う所定の係合要素の係合完了後に、必要に応じて前記断接機構を係合して車両１０を４ＷＤ状態とする。

また、前述の実施例における図４のフローチャートでは、Ｓ１０において走行中のＤ，Ｒ，Ｎレンジが肯定されることを条件としたが、このような態様に限らない。例えば、走行中のＤ，Ｒ，Ｎレンジ、或いは停車中のＤ，Ｒ，Ｎ，Ｐレンジが肯定されることを条件としても良い。Ｓ１０において停車中のＤ，Ｒ，Ｎ，Ｐレンジが肯定される場合、Ｓ２０ではＰ→ＤorＲレンジとなる走行レンジ切替操作が為されたか否かも判定される。このように、図４，７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、走行中の車速Ｖが、エンゲージ車速Ｖe乃至そのエンゲージ車速Ｖeよりも所定値分高い所定車速以下である場合に、本発明を実施する態様を例示したが、このような態様に限らない。例えば、走行中に変速機１８がＰレンジへ切り替えられる場合のレンジ切替え時トルクは、車速Ｖが高い程大きくなると考えられる。その為、エンゲージ車速Ｖe以下の車速領域において、相対的に低い車速域では本発明を実施せず、レンジ切替え時トルクが大となる相対的に高い車速域で本発明を実施するというような態様も考えられる。

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。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。又、前記断接機構は、フロント側クラッチ４０及びカップリング５４であったが、車両１０は、前記断接機構として、フロント側クラッチ４０及びカップリング５４のうちの少なくとも一方を備えておれば、本発明は適用され得る。

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、変速機１８は、エンジン１２に連結される差動機構と、エンジン１２が連結される回転要素とは別の、その差動機構の回転要素に連結される電動機とを有して、その電動機の制御により電気的に変速比を変更することができる電気的無段変速機などであっても良い。この電気的無段変速機では、Ｐレンジ切替えに伴って係合される所定の係合要素を有しているので、少なくとも実施例２の実施態様を適用することができる。

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
１８ｃ：ＡＴクラッチ(係合要素)
１８ｐ：パーキングギヤ(係合要素)
４０：フロント側クラッチ(断接機構)
５４：カップリング(断接機構)
６２：ロックポール(係合要素)
１００：電子制御装置(制御装置)

Claims (1)

1. 変速機と、前記変速機を介して主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を副駆動輪へ伝達する動力伝達経路に設けられた、前記動力伝達経路を断接する断接機構とを備える四輪駆動車両の、制御装置であって、
   前記変速機を非走行レンジから走行レンジへ切り替えるか或いは前進走行レンジと後進走行レンジとの間で切り替える際には、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持し、前記変速機のレンジ切替えに伴う係合要素の係合完了後に、必要に応じて前記断接機構を係合するものであり、
   前記変速機を前記非走行レンジから前記走行レンジへ切り替えるか或いは前記前進走行レンジと前記後進走行レンジとの間で切り替える際には、前記駆動力源の回転速度、前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合開始時の前記駆動力源の回転速度と前記変速機のレンジ切替えに伴う前記係合要素の係合完了時の前記駆動力源の回転速度との回転速度差、及び駆動要求量のうちの何れかが各々の所定値以上である場合に、前記断接機構を解放するか或いは前記断接機構の解放を維持することを特徴とする四輪駆動車両の制御装置。

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