JP7070370B2 - 四輪駆動車の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、四輪駆動車の駆動状態を制御する装置に関し、特に四輪駆動（４ＷＤ）と二輪駆動（２ＷＤ）とを選択できる四輪駆動車の駆動状態を制御する装置に関するものである。

二輪駆動と四輪駆動とに駆動状態を切り替えることのできる車両が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された四輪駆動車は、エンジンから変速機を介して出力した駆動力を後輪に伝達して走行する二輪駆動車をベースにし、エンジンが出力する駆動力の一部を前輪に伝達して、前後の全ての車輪（四輪）を駆動輪とするように構成されている。したがって、この四輪駆動車は、前輪に対して選択的に駆動力を伝達するトランスファを備えており、さらに駆動力を増減できる変速機構、ならびに前輪と後輪との差動を可能にする状態とその差動を制限する状態とに切り替える選択機構を備えている。これらの機構を備えていることにより、設定できる駆動モードは、二輪駆動（２ＷＤ）モード、前輪と後輪との差動を可能にするフルタイム四輪駆動（４ＷＤ）モード、前輪と後輪とを差動させないハイ直結四輪駆動モードおよびロー直結四輪駆動モードとされている。

これらの駆動モードを選択しかつ設定するためのスイッチが設けられている。そのスイッチは、各モードに対応した四つのポジションに加えて、オートポジションを備えており、スイッチをオートポジションに切り替えた場合には、フルタイム四輪駆動モードと、二輪駆動モードと、ハイ直結四輪駆動モードとに自動的に切り替えるように構成されている。なお、特許文献１に記載された四輪駆動車では、スイッチがオートポジションに切り替わっている状態で車両が始動された場合には、フルタイム四輪駆動モードが設定される、とされている。

特開平１０－２７２９５５号公報

二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り換え、あるいはそれとは反対に四輪駆動状態から二輪駆動状態に切り換えた場合、前輪あるいは後輪に駆動力を伝達する駆動系統を構成している回転部材の回転数が変化したり、あるいは付加される荷重が変化することがある。そのため、これらの変化が要因となってショックや振動などが生じ、そのショックや振動などが意図しないものであれば、運転者に違和感を与える場合がある。上述した特許文献１に記載されているように手動操作によって切り換えられるスイッチを設けてあれば、二輪駆動状態と四輪駆動状態との切り換えが意図したものとなるから、運転者が違和感を覚えることを回避もしくは抑制することができる。

しかしながら、上述した特許文献１に記載されている四輪駆動車を含む従来の四輪駆動車では、手動操作によって切り換えられる選択スイッチを備えているとしても、その選択スイッチは四輪駆動車が起動状態であれば、選択されているポジションに応じた信号を出力するように構成され、四輪駆動車はその信号に応じた駆動モードを設定するように構成されている。そのため、例えば、四輪駆動モードあるいは前述したオートモードが選択されている状態で停車して、イグニッションスイッチやレディースイッチなどのメインのスイッチがＯＦＦにされ、その後、メインのスイッチをＯＮにして再発進する場合、その再発進時には、従前に選択されていた四輪駆動モードが設定される。

四輪駆動車といえども、停車する場合には、平坦な安全な場所を選ぶのが通常であり、したがって再発進時に直ちに四輪駆動状態を必要とする場合は少ない。それにも拘わらず、前述した選択スイッチを備えている従来の四輪駆動車では、四輪駆動状態で停止してエンジンなどの駆動力源を止めた後、再発進する場合に四輪駆動状態が設定されてしまうので、トランスファなどの四輪駆動のための動力伝達系をエンジンなどの駆動力源のトルクで回転させてしまい、そのために摩擦などの動力損失によって燃費が悪化する可能性がある。また、例えば、前輪と後輪とのいずれか一方をエンジンによって駆動し、他方の車輪をモータによって駆動する形式の電気式四輪駆動車（ｅ４ＷＤ車）にあっては、上述したように再発進時にモータを駆動して四輪駆動することになるので、電力消費量が増大してしまい、またエンジンで発電機を駆動し、その電力でモータを駆動する場合には、エネルギ変換による動力損失が増大してしまう可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、不必要に四輪駆動状態が設定されることを回避もしくは抑制して、燃費などのエネルギ効率を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、駆動力源から出力したトルクを、前方と後方とのいずれか二輪に伝達して走行する二輪駆動モードと、前方の二輪と後方の二輪とに伝達して走行する四輪駆動モードとを設定することができ、手動操作されて前記二輪駆動モードと前記四輪駆動モードとを選択するモード選択スイッチを備えた四輪駆動車の制御装置において、駆動モードを前記二輪駆動モードと前記四輪駆動モードとに切り換える制御を行うコントローラを有し、前記コントローラは、前記駆動力源の運転制御が停止された後に前記駆動力源の運転制御が再開される場合に前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードを検出し、前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記二輪駆動モードの場合および前記四輪駆動モードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記二輪駆動モードに設定することを特徴とするものである。

この発明においては、前記四輪駆動モードは、前記駆動力源が出力したトルクを増減し、もしくは増減せずに前記前方の二輪と前記後方の二輪とに伝達するハイモードと、前記駆動力源が出力したトルクを増幅して前記前方の二輪と前記後方の二輪とに伝達するローモードとを含み、前記モード選択スイッチは、前記ハイモードと前記ローモードとを選択できるように構成され、前記コントローラは、前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記二輪駆動モードの場合および前記四輪駆動モードのうちの前記ハイモードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記二輪駆動モードに設定し、かつ前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記四輪駆動モードのうちの前記ローモードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記四輪駆動モードのうちの前記ローモードに設定してよい。

この発明においては、前記駆動力源は、前記後方の二輪に向けて駆動力を出力するエンジンと、前記前方の二輪に向けて駆動力を出力するモータとを含み、前記四輪駆動車は、更に、前記エンジンが出力したトルクを前記後方の二輪に伝達する第１伝動系統と、前記モータが出力したトルクを前記前方の二輪に伝達する第２伝動系統とを有し、前記第１伝動系統は、入力されたトルクを所定の増幅率で増幅して出力する減速状態と、入力されたトルクを前記増幅率より小さい変換率で変換して出力する非減速状態とに切り換えられる第１切替機構を含み、前記第２伝動系統は、入力されたトルクを所定の増幅率で増幅して出力する減速状態と、入力されたトルクを前記増幅率より小さい変換率で変換して出力する非減速状態とに切り換えられる第２切替機構を含んでいてよい。

そして、この発明においては、前記第２切替機構は、互いに選択的に噛み合う駆動側部材と従動側部材とを有し、前記駆動側部材と前記従動側部材とが噛み合うことにより前記減速状態を設定し、前記駆動側部材と従動側部材との噛み合いが外れることにより前記非減速状態を設定する係合機構を備えていてよい。

この発明によれば、駆動力源の運転制御が停止された後に、その駆動力源の運転制御が再開される場合には、駆動力源の運転制御が停止される前に設定されていた駆動モードが検出される。ここで駆動力源の運転制御の停止とは、駆動力源の回転を止めるだけでなく、所定の条件の成立に基づく始動や回転の停止などの制御を終了することであり、また運転制御の再開は、駆動力源を再度回転させ、あるいは所定の条件の成立に基づく始動や回転の停止などの制御を再度実行することである。この発明では、駆動モードはモード選択スイッチが手動操作されることにより選択され、駆動力源が運転されている状態では、そのモード選択スイッチで選択された駆動モードが設定される。駆動力源の運転制御が停止される前に設定されていた駆動モードが二輪駆動モードであれば、駆動力源の運転制御の再開の際に二輪駆動モードが設定される。また、駆動力源の運転制御が停止される前に、モード選択スイッチの手動操作により四輪駆動モードが選択され、かつ四輪駆動モードが設定されており、モード選択スイッチの操作がそのまま変更されずに四輪駆動モードが選択され、かつ設定されていた状態で駆動力源の運転制御が停止すると、この発明では、駆動力源の運転制御の再開の際に、以前のモード選択スイッチの操作で四輪駆動モードが選択されていても、二輪駆動モードが設定される。したがって、駆動力源の運転制御の再開時には二輪駆動モードが設定されるので、動力損失が少なくてエネルギ効率の良好な運転が可能になる。また、運転者が四輪駆動状態を選択するような悪路での発進以外であれば、駆動力が特に大きくなることがないので、二輪駆動状態であっても安定した発進もしくは運転者の意図に反しない発進が可能である。結局、この発明によれば、燃費の向上と安定した発進とを両立させることができる。

また、この発明では、四輪駆動モードが、駆動力が大きくなるローモードと、ローモードより駆動力が小さいハイモードとを含む場合、駆動力源の運転制御の再開前の駆動力源の運転制御時に設定されていた駆動モードが四輪駆動モードでのハイモードであれば、駆動力源の運転制御の再開時に二輪駆動モードが設定され、これとは異なりローモードが設定されていた場合には、駆動力源の運転制御の再開時に四輪駆動モードでのローモードが設定される。駆動力源の運転制御が停止される直前の走行時にローモードが選択され、そのローモードが解消されていないとすれば、悪路あるいは急登坂路などが継続している可能性が高く、したがってその場合はローモードを継続することにより、特別な操作を必要とすることなく安定した発進が可能になる。

さらに、前後いずれか一方の二輪に駆動力を伝達する第１伝動系統と、他方の二輪に駆動力を伝達する第２伝動系統とを備え、第２伝動系統にモータから駆動力を伝達するように構成されている場合、四輪駆動モードではそのモータを駆動することになる。したがって、四輪駆動モードでは、電力を機械的な動力に変換することになるので、動力の変換に伴う損失が生じるが、この発明では、駆動力源の運転制御の再開の際には二輪駆動モードを設定して、モータを力行させることがない。そのため、不必要にモータを駆動したり、それに伴って動力損失が生じたりすることを回避もしくは抑制できるので、燃費（あるいは電費）を向上させることができる。

そして、モータの駆動力を伝達する第２伝動系統が噛み合い式の係合機構を備え、その係合機構を係合させることによりローモードを設定するように構成されている場合、モード選択スイッチによってローモードが選択されていれば、駆動力源の運転制御の再開時にローモードを継続して設定する。したがって、モード選択スイッチが操作されない限り、係合機構における噛み合いを外して解放することがない。噛み合い式の係合機構は、トルクが掛かっている状態では解放しないことがあり、解放させる制御を行ったものの、噛み合いが外れず、駆動力源の運転制御の再開に伴うトルクの変化が生じて噛み合いが外れる可能性がある。この発明では、このような不測の解放あるいは二輪駆動モードもしくはハイモードへの切り換えを回避もしくは抑制することができる。

この発明で対象とすることのできる四輪駆動車のパワートレーンを示す模式図である。 前輪側の減速機構および切替機構をスケルトン図で示し、Ｈｉの動作状態、Ｌｏの動作状態、ならびにニュートラル（Ｎ）の動作状態を示す。 この発明の実施形態で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施形態で実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態における四輪駆動車は、前後いずれか一方の二輪を駆動輪とした二輪駆動状態と、前後の両方の二輪（合計四輪）を駆動輪とした四輪駆動状態とを選択的に設定できる車両である。その駆動輪を駆動するための駆動力源は、単一の駆動力源であってもよく、あるいは後輪用の駆動力源と前輪用の駆動力との二つの駆動力源が設けられていてもよい。単一の駆動力源で四輪を駆動するためには、前輪と後輪とのいずれか一方に向けてトルクを伝達する伝達系統からトランスファによってトルクを分岐させて、前輪と後輪とのいずれか他方にトルクを伝達する。これに対して後輪用および前輪用の二つの駆動力源を備えている場合には、伝動系統も後輪用と前輪用との二つの伝動系統を設けることになる。さらに、駆動力源は、エンジン（内燃機関）とモータとのいずれかであってよく、あるいはこれらの両方であってもよい。

図１にはこの発明の実施形態における四輪駆動車１として、エンジン２によって後輪３を駆動する前置きエンジン・後輪駆動車（ＦＲ車）をベースにし、前輪４をモータ（ＭＧ２）５によって駆動するように構成したいわゆる電気式四輪駆動車（ｅ４ＷＤ車）を模式的に示してある。エンジン２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンであって、起動および停止、燃料噴射量や吸入空気量、排ガスの循環量、点火の遅角や進角などを電気的に制御できるように構成されている。エンジン２は車両の前方側に、回転中心軸線が四輪駆動車１の前後方向に沿い、かつクランク軸（図示せず）が四輪駆動車１の後方を向くように搭載されている。エンジン２のクランク軸は、ダンパー６を介して中間軸７に連結され、その中間軸７に第１モータ（ＭＧ１）８が連結されている。

第１モータ８は、中間軸７と同一の軸線上に配置されていて、そのロータ９が中間軸７に連結されている。言い換えれば、ロータ軸が中間軸７に相当し、そのロータ軸がダンパー６を介してエンジン２に連結されている。第１モータ８は、エンジン２をクランキングするスタータモータとして機能し、また走行のための駆動力を出力する走行用モータとして機能し、さらにはエンジン２によって駆動されて発電する発電機として機能し、あるいは減速時にエネルギ回生を行う発電機として機能する。したがって、第１モータ８は、永久磁石式同期電動機などの発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成されている。

中間軸７は、発進クラッチ１０を介して自動変速機１１に連結されている。発進クラッチ１０は、エンジン２と自動変速機１１とを連結し、また遮断するクラッチであり、一例として伝達トルク容量が電気的に制御される摩擦クラッチによって構成されている。この発進クラッチ１０は、例えばエンジン２を駆動力源として発進する場合、エンジンストールや急発進を生じさせることなく、滑らかに発進するために、伝達トルク容量が次第に増大するように制御される。自動変速機１１は、電気的に制御されて変速比が変化する従来知られている有段式もしくは無段式の変速機であってよい。

また、自動変速機１１は、ローモード（Ｌｏ）とハイモード（Ｈｉ）とを切り換える切替機構１２を備えている。ローモードは、入力されたトルクを所定の増幅率で増大させて出力する駆動力の伝達状態もしくは減速状態であり、ハイモードはローモードでの増幅率より小さい変換率でトルクの大きさを変換し、もしくは変換せずに出力する駆動力の伝達状態もしくは減速状態である。したがって、この切替機構１２は、クラッチの係合および解放の状態に応じてローモードとハイモードとに切り替わる従来の自動変速機におけるオーバードライブ機構と同様の機構によって構成することができる。なお、この発明の実施形態では、ハイモードでのトルクの変換状態を「非減速状態」としてある。

この自動変速機１１の出力軸がプロペラシャフト１３を介してリヤデファレンシャルギヤ１４に連結されている。そして、このリヤデファレンシャルギヤ１４からドライブシャフト１５を介して左右の後輪３にトルクが伝達される。上述したエンジン２から後輪３に到るまでのトルクを伝達する機構が、この発明の実施形態における第１伝動系統に相当する。

前輪４を駆動するモータ（ＭＧ２）５は、自動変速機１１よりも後方側で四輪駆動車１の幅方向で左右いずれか一方に偏った位置に配置されている。このモータ５は、前述した第１モータ８と同様に発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成されており、その出力軸（ロータ軸）を四輪駆動車１の前方に向けて配置されている。このモータ５の出力側（車両の前方側）に、減速機構１６と切替機構１７とが、モータ５と同一軸線上に順に配置されている。これらの減速機構１６と切替機構１７とを図２に示してある。

減速機構１６は、入力回転数が出力回転数より高回転数になるように構成された機構であって、モータ５を高回転型のものとするために設けられている。減速機構１６はこのような目的もしくは機能を備えたものであれば、従来知られている機構によって構成することができる。図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、サンギヤＳ16が入力要素となっていてモータ５に連結されている。サンギヤＳ16と同心円上に配置されたリングギヤＲ16が反力要素（固定要素）であって、ハウジングなどの適宜の固定部１８に連結されて固定されている。サンギヤＳ16とリングギヤＲ16とに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤＣ16が出力要素であって切替機構１７に連結されている。

切替機構１７は、入力されたトルクを増幅して出力する減速状態（Ｌｏ）と、入力されたトルクを減速状態より小さい増幅率（変換率）で増幅し、あるいは入力されたトルクを増減せずに、または入力トルクを減少させて出力する非減速状態（Ｈｉ）とに切り替えるための機構であり、歯車機構や巻き掛け伝動機構などの適宜の変速機構によって構成することができる。図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、サンギヤＳ17が入力要素となっていて、上記の減速機構１６におけるキャリヤＣ16に連結されている。サンギヤＳ17と同心円上に配置されたリングギヤＲ17が反力要素（または固定要素）であって、係合機構１９によって所定の固定部１８と、キャリヤＣ17とに選択的に連結される。キャリヤＣ17は、サンギヤＳ17とリングギヤＲ17とに噛み合っているピニオンギヤを保持していて出力要素となっている。

係合機構１９は、駆動側部材と従動側部材とを連結し、またその連結を解くように構成されたいわゆるクラッチ機構であり、摩擦式クラッチあるいは噛み合い式クラッチによって構成されている。図２には噛み合い式クラッチの例を示してあり、駆動側部材に相当するリングギヤＲ17にシフトスリーブ２０がスプライン嵌合している。シフトスリーブ２０の移動方向（軸線方向）においてリングギヤＲ17を挟んだ両側に、従動側部材に相当する固定スプライン２１と直結スプライン２２とが配置されている。固定スプライン２１はリングギヤＲ17の回転を止めておくためのものであって、所定の固定部１８に連結されている。

したがって、シフトスリーブ２０がリングギヤＲ17と固定スプライン２１との両方に嵌合してそれらに噛み合うことにより、リングギヤＲ17が固定部１８に連結されてその回転が止められる。すなわち固定される。また、直結スプライン２２は、リングギヤＲ17とキャリヤＣ17とを連結して切替機構１７の全体を一体的に回転させるためのものであり、キャリヤＣ17に連結されている。したがって、シフトスリーブ２０がリングギヤＲ17と直結スプライン２２との両方に嵌合してそれらに噛み合うことにより、切替機構１７を構成している遊星歯車機構における二つの回転要素が一体化されるので、切替機構１７の全体が一体となって回転する。すなわち、切替機構１７は回転要素同士の差動が阻止されることにより増速および減速の作用を行わない。

なお、シフトスリーブ２０を、上記の固定スプライン２１および直結スプライン２２のいずれにも嵌合（係合）しない中立位置に設定することが可能である。シフトスリーブ２０が中立位置に設定されたニュートラル状態では、リングギヤＲ17に反力が作用せずにリングギヤＲ17がフリー状態になる。したがって、入力要素であるサンギヤＳ17と出力要素であるキャリヤＣ17との間でトルクが伝達されなくなる。シフトスリーブ２０を上記の固定スプライン２１に嵌合させる位置、中立位置、直結スプライン２２に嵌合させる位置の三つの位置に移動させるアクチュエータ２３が設けられている。このアクチュエータ２３は、シフトスリーブ２０を上記の三つの位置に直線的に移動させることのできるものであればよく、電磁式アクチュエータや油圧式アクチュエータ、あるいはモータとラック・アンド・ピニオンとからなるアクチュエータなど、必要に応じて適宜の構成のものを採用することができる。

そして、切替機構１７における出力要素であるキャリヤＣ17がフロントデファレンシャルギヤ２４に連結されている。このフロントデファレンシャルギヤ２４からドライブシャフト２５を介して左右の前輪４にトルクが伝達される。上述したモータ５がこの発明の実施形態におけるモータに相当し、またそのモータ５から前輪４に到るまでのトルクを伝達する機構が、この発明の実施形態における第２伝動系統に相当する。

上記の各モータ８，５はエンジン２と共に四輪駆動車１の駆動力源となっており、これらのモータ８，５は共に、蓄電装置およびインバータやコンバータなどを有する電源装置２６に電気的に接続されている。さらに、この電源装置２６を介した各モータ８，５の制御や、エンジン２の始動や停止ならびに出力などの制御、自動変速機１１による変速比の制御、発進クラッチ１０の係合や解放ならびに伝達トルク容量の制御、さらには各切替機構１２，１７の切り替え制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）２７が設けられている。電子制御装置２７は、電源装置２６用の電子制御装置やエンジン２用の電子制御装置など制御対象に応じて個別に設けられていてもよく、あるいはそれらの個別の電子制御装置を制御する装置であってもよく、さらにはそれら個別の電子制御装置を統合した装置であってもよい。

電子制御装置２７はマイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、四輪駆動車１の各部に設けられているセンサ（図示せず）によって検出されたデータであって、駆動力源の運転制御の停止や実行（再開）を指示するスイッチ（イグニッションスイッチあるいはレディースイッチと称されるスイッチ。以下、レディースイッチと記す）２８からの信号やモード選択スイッチ２９からの信号が含まれている。

モード選択スイッチ２９は、運転者の手動操作によって各種の駆動モードを選択するためのスイッチであり、回転させて各駆動モードに応じた位置を選択するスイッチ、１回押すごとに選択する駆動モードが切り替わるスイッチ、各駆動モードごとに設けられているスイッチなど適宜の構成のスイッチであってよい。後述するようにこの発明の実施形態である制御装置は、モード選択スイッチ２９で選択された駆動モードとは異なる駆動モードを設定するように構成されているので、選択されて表示されている駆動モードと設定されている駆動モードとが不一致とならないように、駆動モードが変更された場合には、モード選択スイッチ２９で選択され、また表示されている駆動モードをキャンセルし、あるいは変更する機能がモード選択スイッチ２９に設けられている。

ここで、上述した四輪駆動車１で設定可能な駆動モードを、表にまとめて示してある。

駆動モードは、二輪駆動モード（２ＷＤ）と、四輪駆動ハイモード（４ＷＤ－Ｈｉ）と、四輪駆動ローモード（４ＷＤ－Ｌｏ）とであり、二輪駆動モードは、運転者がモード選択スイッチ２９を例えば２ＷＤの位置に切り替えることにより、あるいはモード選択スイッチ２９をＯＦＦにすることにより選択される。したがって、二輪駆動モードは、デフォルト状態で選択もしくは設定される駆動モードであり、ノーマルモードと称することもできる。

二輪駆動モードは、後輪３と前輪４とのいずれか一方の二輪を駆動輪として走行する駆動モードであり、エンジン２および第１モータ８で後輪３を駆動するハイブリッド駆動（ＨＶ）と、モータ５によって前輪４を駆動する電気駆動（ＥＶ）とが可能である。これらＨＶとＥＶとは、走行状態に応じて自動的に設定される。例えば、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量で代表される要求駆動力や車速ならびに電源装置２６における蓄電残量（ＳＯＣ）などに基づいて、ＨＶとＥＶとのいずれかが設定される。これらいずれの場合であっても、後輪３側の切替機構１２および前輪４側の切替機構１７は共に、この発明の実施形態における非減速状態であるＨｉに設定される。なお、後輪駆動の状態（ＨＶ）であっても前輪４側の切替機構１７はＨｉに設定されて、モータ５と前輪４とが連結される。言い換えれば、係合機構１９がニュートラル状態に設定されることはない。減速時にモータ５によってエネルギ回生を行うためである。

四輪駆動ハイモードは、運転者がモード選択スイッチ２９を例えば４ＷＤ－Ｈｉの位置に切り替えることにより選択される。この四輪駆動ハイモードは、エンジン２および第１モータ８によって後輪３を駆動し、またモータ５によって前輪４を駆動するいわゆる全輪駆動モードである。これら後輪３および前輪４による要求駆動力に対する負担割合は、四輪駆動車１の走行状態に応じて、設計上予め定めた適宜の割合に設定される。例えば要求駆動力が大きい場合には、後輪３と前輪４との負担割合が均等に近くなる。また、この四輪駆動ハイモードでは、後輪３側の切替機構１２および前輪４側の切替機構１７は共に、この発明の実施形態における非減速状態であるＨｉに設定される。

四輪駆動ローモードは、運転者がモード選択スイッチ２９を例えば４ＷＤ－Ｌｏの位置に切り替えることにより選択される。この四輪駆動ローモードは、エンジン２および第１モータ８によって後輪３を駆動し、またモータ５によって前輪４を駆動するいわゆる全輪駆動モードであって、各切替機構１２，１７は共に、減速状態（Ｌｏ）に設定される。そして、後輪３と前輪４との駆動力の負担割合は、予め定めた割合に維持（固定）され、例えばそれぞれの負担割合は均等になる。

ここで各駆動モードでの駆動力を比較すると、四輪駆動車１の駆動力は、２ＷＤ、４ＷＤ－Ｈｉ、４ＷＤ－Ｌｏの順に大きくなる（２ＷＤ＜４ＷＤ－Ｈｉ＜４ＷＤ－Ｌｏ）。また、燃費を比較すると、燃費は、４ＷＤ－Ｌｏ、４ＷＤ－Ｈｉ、２ＷＤの順に良好に（低く）なる（４ＷＤ－Ｌｏ＞４ＷＤ－Ｈｉ＞２ＷＤ）。

上述した四輪駆動車１は、モード選択スイッチ２９を手動操作して各駆動モードを選択するが、選択した駆動モードで走行している場合に、運転者は設定されている駆動モードを特には意識することがなく、あるいは設定されている駆動モードを認識することは殆どない。また、レディースイッチ２８をＯＦＦにした後、レディースイッチ２８を再度ＯＮにして発進する場合や、運転者が交替して再発進する場合などでは、選択されている駆動モードを逐一チェックすることは少ない。そのため、大きい駆動力が要求されない通常の発進時に四輪駆動状態が意図せずに設定されてしまって、燃費が悪化する可能性がある。この発明の実施形態における制御装置は、このような事態を回避して燃費を向上させるために、以下の制御を行うように構成されている。

図３はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、ここに示す制御は前述した電子制御装置２７によって実行される。したがって、電子制御装置２７がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当する。図３に示す制御は、四輪駆動車１が走行している状態、あるいは車速が「０」になった状態（停車した状態）など駆動力源の運転制御が行われている状態で実行される。先ず、レディースイッチ２８がＯＮからＯＦＦに切り替えられたか否かが判断される（ステップＳ１）。この判断は、駆動力源の運転制御が一旦停止されるか否かの判断であり、言い換えれば、駆動力源の運転制御が再開される前の状態が成立したか否かの判断である。

このステップＳ１で否定的に判断された場合には、駆動力源の運転制御を継続することになるから、特に制御を行うことなく図３に示す制御を一旦終了する。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、モード選択スイッチ２９で２ＷＤが選択されているか否かが判断される（ステップＳ２）。したがって、このステップＳ２では、駆動力源の運転制御を停止する直前に選択され、かつ設定されている駆動モードが２ＷＤか否かを判断している。この判断は、モード選択スイッチ２９から出力される信号に基づいて行うことができ、あるいはモード選択スイッチ２９から直前に出力された信号を記憶しておき、その記憶しているデータに基づいて行うこともできる。

このステップＳ２で肯定的に判断された場合には、駆動力源の運転制御を含むシステムの全体をＯＦＦにする（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２で否定的に判断された場合には、モード選択スイッチ２９で４ＷＤ－Ｈｉが選択されているか否かが判断される（ステップＳ４）。この判断は、上記のステップＳ２での判断と同様に、モード選択スイッチ２９から出力される信号に基づいて行うことができ、あるいはモード選択スイッチ２９から直前に出力された信号を記憶しておき、その記憶しているデータに基づいて行うこともできる。このステップＳ４で肯定的に判断されれば、その時点まで四輪駆動ハイモードが設定されていることになり、したがってステップＳ４で肯定的に判断された場合には、駆動モードをその時点の四輪駆動ハイモード（４ＷＤ－Ｈｉ）から二輪駆動モード（２ＷＤ）に変更する（ステップＳ５）。すなわち、モード選択スイッチ２９で選択されていた駆動モードとは異なる駆動モードである二輪駆動モードを設定する。その後、ステップＳ３に進んで、システムをＯＦＦにする。

したがって、ステップＳ２およびステップＳ４での判断、ならびにこれに続くステップＳ５およびステップＳ３の制御は、「駆動力源の運転制御が停止された後に前記駆動力源の運転制御が再開される場合に前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードを検出し、前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記二輪駆動モードの場合および前記四輪駆動モードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記二輪駆動モードに設定する」制御に相当する。

ここで説明している実施形態におけるモード選択スイッチ２９は、２ＷＤと、４ＷＤ－Ｈｉと、４ＷＤ－Ｌｏとを選択するように構成されている。したがって、モード選択スイッチ２９によって４ＷＤ－Ｌｏが選択されている場合には、ステップＳ４で否定的に判断される。この場合、駆動モードは四輪駆動ローモード（４ＷＤ－Ｌｏ）になっているので、この四輪駆動ローモードを維持する制御が実行される（ステップＳ６）。その後、ステップＳ３に進んで、システムをＯＦＦにする。四輪駆動ローモードを維持する制御は、例えば前述した係合機構１９におけるシフトスリーブ２０を固定スプライン２１に噛み合わせた状態を維持するように、アクチュエータ２３を動作させ、またモータ５を駆動要求に従って駆動する制御である。したがって、係合機構１９を解放させる制御を実行したものの係合機構１９が解放しないなど、制御と実際の状態とが異なってしまう事態が生じることがなく、例えば係合機構１９に掛かるトルクが低下した不測の時点で係合機構１９が解放するなどの事態を回避できる。

したがって、図３に示す制御を実行するように構成されたこの発明の実施形態での制御装置によれば、レディースイッチ２８をＯＦＦにする直前に四輪駆動ローモードが設定されていた場合を除いて、再度レディースイッチ２８をＯＮにして駆動力源の運転制御を再開する場合には、駆動モードが二輪駆動モードになっている。そのため、レディースイッチ２８をＯＦＦにする以前に駆動モードを二輪駆動モードに切り替える操作を失念したとしても、レディースイッチ２８をＯＮにして発進する場合には二輪駆動モードとなるので、燃費が良好になる。

上述した図３に示す制御は、レディースイッチ２８がＯＦＦにされた後、システムを停止するまでの間に駆動モードを所定のモードに設定する例である。この発明の実施形態では、駆動力源の運転制御の停止の後、その運転制御の開始までの間に駆動モードをモード選択スイッチ２９で選択されるモードに基づいて所定のモードに設定するように構成されていればよい。したがって、この発明の実施形態では、一旦ＯＦＦとなったレディースイッチ２８が再度ＯＮとなった際に、駆動モードを所定のモードに設定する制御を実行することとしてもよい。

図４はその制御例を説明するためのフローチャートであり、レディースイッチ２８がＯＮになる（ステップＳ１１）と、前回、レディースイッチ２８がＯＦＦにされたときにモード選択スイッチ２９で選択されていた駆動モードが四輪駆動ローモードか否かが判断される（ステップＳ１２）。係合機構１９として前述したいわゆる噛み合い式の係合機構を採用した場合、解放指令を出力してもトルクの状態によっては解放しない可能性があり、そのため、駆動力源の運転制御の停止の際に四輪駆動ローモードが選択されている場合にはその四輪駆動ローモードを維持することになる。したがってステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、従前、設定されていた四輪駆動ローモードを継続するために、駆動モードの制御指令信号として、四輪駆動ローモードを設定する信号を出力する（ステップＳ１３）。その後、図４の制御を一旦終了する。

これに対してステップＳ１２で否定的に判断された場合には、二輪駆動モード（２ＷＤ）を設定する（ステップＳ１４）。ここで説明している実施形態におけるモード選択スイッチ２９は、２ＷＤと、４ＷＤ－Ｈｉと、４ＷＤ－Ｌｏとを選択するように構成されているから、ステップＳ１２で否定的に判断されれば、４ＷＤ－Ｌｏ以外の２ＷＤもしくは４ＷＤ－Ｈｉが選択されていることになる。これら２ＷＤもしくは４ＷＤ－Ｈｉが、前回、レディースイッチ２８をＯＦＦにした際にモード選択スイッチ２９で選択されていた場合には、前述した図３に示す制御と同様に、二輪駆動モードが設定される。その後、図４の制御を一旦終了する。したがって、図４に示す制御を行うように構成されていれば、上述した図３に示す制御を行うように構成されている場合と同様に、再発進時に意図せずに四輪駆動ハイモードが設定されることを回避して、燃費を向上させることができる。

なお、上述した実施形態では、係合機構１９を噛み合い式の係合機構としたことにより、レディースイッチ２８がＯＦＦにされた際にモード選択スイッチ２９で四輪駆動ローモードが選択されていた場合には、その四輪駆動ローモードを維持することとした。これは、トルクの掛かり方によっては係合機構１９での噛み合いが外れない場合があることを考慮した制御である。したがって、係合機構１９が例えば摩擦式係合機構であれば、トルクの掛かり方の如何に拘わらず係合機構１９を係合および解放させることができるので、この発明の他の実施形態では、駆動力源の運転制御を停止する際に四輪駆動ローモードが設定されていても、駆動力源の運転制御の再開の際には二輪駆動モードを設定するように構成してもよい。

また、この発明の実施形態における四輪駆動車は、四輪駆動モードでＨｉおよびＬｏの二つのモードを設定できるように構成された車両に限定されないのであって、四輪駆動モードで単一のモードを設定するように構成され、あるいは三つ以上のモードを設定できるように構成された四輪駆動車であってもよい。同様に二輪駆動モードで複数のモードを設定できるように構成された四輪駆動車であってもよい。

１…四輪駆動車、 ２…エンジン、 ３…後輪、 ４…前輪、 ５…モータ、 ６…ダンパー、 ７…中間軸、 ８…モータ、 ９…ロータ、 １０…発進クラッチ、 １１…自動変速機、 １２…切替機構、 １３…プロペラシャフト、 １４…リヤデファレンシャルギヤ、 １５…ドライブシャフト、 １６…減速機構、 １７…切替機構、 １８…固定部、 １９…係合機構、 ２０…シフトスリーブ、 ２１…固定スプライン、 ２２…直結スプライン、 ２３…アクチュエータ、 ２４…フロントデファレンシャルギヤ、 ２５…ドライブシャフト、 ２６…電源装置、 ２７…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２８…レディースイッチ、 ２９…モード選択スイッチ。

Claims (3)

1. 駆動力源から出力したトルクを、前方と後方とのいずれか二輪に伝達して走行する二輪駆動モードと、前方の二輪と後方の二輪とに伝達して走行する四輪駆動モードとを設定することができ、手動操作されて前記二輪駆動モードと前記四輪駆動モードとを選択するモード選択スイッチを備えた四輪駆動車の制御装置において、
   前記四輪駆動モードは、前記駆動力源が出力したトルクを増減し、もしくは増減せずに前記前方の二輪と前記後方の二輪とに伝達するハイモードと、前記駆動力源が出力したトルクを増幅して前記前方の二輪と前記後方の二輪とに伝達するローモードとを含み、
   前記モード選択スイッチは、前記ハイモードと前記ローモードとを選択できるように構成され、
   駆動モードを前記二輪駆動モードと前記四輪駆動モードとに切り換える制御を行うコントローラを有し、
   前記コントローラは、
   前記駆動力源の運転制御が停止された後に前記駆動力源の運転制御が再開される場合に前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードを検出し、
   前記コントローラは、前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記二輪駆動モードの場合および前記四輪駆動モードのうちの前記ハイモードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記二輪駆動モードに設定し、かつ前記運転制御の再開の前に前記モード選択スイッチで選択されていた前記駆動モードが前記四輪駆動モードのうちの前記ローモードの場合に、前記運転制御の再開の際の前記駆動モードを前記四輪駆動モードのうちの前記ローモードに設定する
   ことを特徴とする四輪駆動車の制御装置。
2. 請求項１に記載の四輪駆動車の制御装置において、
   前記駆動力源は、前記後方の二輪に向けて駆動力を出力するエンジンと、前記前方の二輪に向けて駆動力を出力するモータとを含み、
   前記四輪駆動車は、更に、前記エンジンが出力したトルクを前記後方の二輪に伝達する第１伝動系統と、前記モータが出力したトルクを前記前方の二輪に伝達する第２伝動系統とを有し、
   前記第１伝動系統は、入力されたトルクを所定の増幅率で増幅して出力する減速状態と、入力されたトルクを前記増幅率より小さい変換率で変換して出力する非減速状態とに切り換えられる第１切替機構を含み、
   前記第２伝動系統は、入力されたトルクを所定の増幅率で増幅して出力する減速状態と、入力されたトルクを前記増幅率より小さい変換率で変換して出力する非減速状態とに切り換えられる第２切替機構を含む
   ことを特徴とする四輪駆動車の制御装置。
3. 請求項２に記載の四輪駆動車の制御装置において、
   前記第２切替機構は、互いに選択的に噛み合う駆動側部材と従動側部材とを有し、前記駆動側部材と前記従動側部材とが噛み合うことにより前記減速状態を設定し、前記駆動側部材と従動側部材との噛み合いが外れることにより前記非減速状態を設定する係合機構を備えていることを特徴とする四輪駆動車の制御装置。

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